人类学方法范文（精选12篇）
人类学方法 第1篇
第一, 从民族志作者的处境来看。其往往是出于一种关系所编织的网络关系之中, 包括与研究对象的关系, 与当地政府的关系, 与资助机构的关系等。民族志作者面临着研究对象的招待、帮助、抵制或者是欺骗, 使得预先设定的主题存在很大的变数。同时, 当地政府的干预, 资助机构的要求也为研究的开展设置着重重障碍, 研究者必须在这当中寻求平衡。如此, 所得到的资料存在零散性和失衡性, 因为研究对象乐意的话题他能提供很多, 但其避讳的问题往往回答得很隐讳, 由此使得研究内容的信息失衡和不完整。研究者也只能从中总结出一种可能性的理论。除此之外, 研究者在获取资料的过程中, 也不可能对研究的全部对象进行询问, 因为他们中有很多人无法回答或者不愿回答研究者的问题, 这样研究者只能将当地智者或者对自己热情的人当做研究对象, 而这些人的回答经常也是经过其过滤的, 这样研究往往成了个别代表下的整个社会的文化。
第二, 从研究者和读者的关系来看。在民族志作品中, 研究者往往体现着某种权威性, 因为读者毕竟是自己没有亲身体验过, 在这里, 民族志作者往往成了一家之言。这样民族志作者在写作过程中, 往往是极力表现出自己的作品是真实可信的。为了表现自己作品的真实可信, 树立权威, 民族志作者采取了各种方法, 但都未达到尽善尽美。体验性权威塑造的研究者, 在作品中努力体现出自己“在场”, 这是因为他们觉得对撰写的地方有参与观察的实际经历和参与观察的科学工具, 认为可以将其参与观察的一个点, 作为理解更大图景的钥匙。阐释性研究者不在努力刻画所研究对象的真实性, 而将自己的研究变成了一种解释的行为, 在这里观察成了文本, 民族志学者对其进行解释, 就像对一本文学作品或者话剧作品进行阐释, 因为这样做可以消除作者对观察文本的权威性, 研究者成了一个再创作者。但无论是体验型还是解释型, 在民族志文本的形成中, 研究者作为文化的塑造者在语言的统治权是无法彻底消除的, 就像《努尔人》中, 不管埃文斯 . 普理查德怎么隐藏自己文化霸权, 但在民族志文本中终究会体现的, 他断言按照季节流动的牧业造成了努尔人民主的价值观、乘次的个人主义和强烈的自傲, 而这些正是西方社会中游牧民族的性格。
第三, 从田野研究的过程来看。研究者未免都会和被研究者产生这样那样的情感纠葛, 因为研究者也是人, 也有情感, 因此在研究过程中也充满着对研究者的感激与厌恶。当研究对象在研究者处于困难时给与其关怀与帮助时, 谁都会感激, 当研究者发现被研究者在欺骗自己, 将自己当成有钱人进行敲诈时, 怎能不令人厌恶, 这样主客体之间纠结太多, 而这些情感往往都会影响到研究者的作品。除去民族志本身的局限外, 民族志研究对象的社会变迁也给民族志的研究添加了许多的不确定性。特别是在全球化程度不断加深的今天, 随着人口和文化在各个社会间的流动, 各个社会的边界变得越来越模糊, 在这种情况下, 原先独立的各种文化体系也开始不断的去地方化、分裂化、商品化、混合化。民族志以往关注的简单社会日益减少或者消失, 而习惯在文化占主导因素的简单社会中做研究的民族志显得有点力不从心。
第四, 民族志还存在一个重要困惑, 就是在面对复杂社会时, 如何用在简单社会和小型社会中研究时形成的方法来处理。在复杂的文明社会中, 由于长期的历史沉淀, 整个社会具有一种主流的价值文化体系, 但在这种社会中又存在着若干相对独立的小型社会, 在这些小型的社会中, 又存在着属于自己的独特文化特征, 这些文化特征使得他相对于主流文化具有了相对独立性, 然而它又是镶嵌于整个大的文化体系中, 并受到其制约, 两者表现出一种若即若离的状态。这种社会就如费孝通先生所说的, 是通过社会关系结合起来的群体, 在这种人文世界里, 谋取生活的个人已不是空间上的一个点, 而是在不断扩大中的一堆堆集体中的成员, 就是在幅员可伸可缩的一堆堆集体中的游离的分子。在这社会中大传统与小传统两种文化体系分别统摄于两种不同的社会层次中, 使得其具有多重性。要对这种多重性的社会的民族志描述, 不仅要求要放眼观察, 反映多重社会的面貌, 而且也要求我们采用多样化的文本模式, 把不同的文化并置在描述的空间。而一直以简单社会为研究对象的民族志文本习惯以文化制度的分割性排列组合为主线, 强调表现社会内部一体化和对外封闭性, 因此这种对象的研究中提炼出的方法论原则也不适合对复杂社会进行分析和描述。由此可以得出, 民族志“点”的研究是很难作为复杂社会的缩影, 面对复杂社会人类学家表现出了新的研究趣旨。这些新的研究方法开始注重探讨历史与现代以及国家与社会的关系, 他们将以小型社会作为方法论单位转向把小型社会作为社会现象和社会透视单位的结合体。这种转向避免了用功能一体化的观点看小型社会, 也就是避免把小型社会看成是一种自我封闭的内在一体化体系, 从而促使人类学者在从事小型民族志研究的同时, 注视与社区内部权力结构和功能一样的重要的大场域的国家与社会的关系以及历史与现实的关系。在新的研究中, 国家与社会关系的探讨强调在小型社会中展示地方性的文化和超地方性的行政细胞网络的连接点, 他一方面具有浓厚的人类学特色的地方性知识, 另一方面能够充分反映大社会的结构与变动, 因此是很有潜力的研究取向。费孝通先生和弗里德曼对中国的社区研究代表了这一新的研究取向的发展。
民族志是人类学研究的主要方法, 是人类学的主要产品, 反映的是这个学科的特点, 类似于小说散文等作品反映的是文学的特点一样。长时间以来的民族志作品生产, 推动了人类学的发展。所谓人类学理论, 其实都是通过某一本民族志而表现出来的。典型的如《西太平洋的航海者》、《萨摩亚人的成年》、《江村经济》、《努尔人》等。所以民族志是一种人类学的研究范式, 或者叫表达方式。民族志的不断发展正是体现出民族志有效性在范围和功能上不断强化, 但在田野工作为核心的学科基础的制约下, 民族志也出现了很多的局限, 然而有时局限性也正能体现出学科的独特性来, 因此, 我们要直面民族志的种种局限, 不断寻求更有效的方法来作为民族志的补充手段。
参考文献
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人类学方法 第2篇
张应强教授
关于历史人类学的概念，学界讨论很多，出的书也很多，但里面的概念都不一致。我们需要解释一些概念，才能清楚的进入学科操作。历史人类学现在是一个学科的概念，那是否有一些特别的理论和方法呢？是我们无法回避的一些问题。但现在要去说清楚很困难，因为每个人对历史人类学的理解都不太相同。但我大致还是可以说吧人类学和历史学放在一起来谈，是一个相互渗透相互交叉的结果，是方法论上的相互借鉴。
在历史学和人类学的领域里，基于自身的学科本位，表现出的不同的问题意识和研究兴趣，有的学者说有人类学家的历史人类学与历史学家的人类学是不一致的。人类学家发现自己不能绕过历史，同时历史学家关注的历史都是个人创造的，个人的情感和体验都非常重要。因此这两者有走在一起的趋势。从历史学的发展脉络中，法国年鉴学派的传统之后眼光向下的取向，使得历史人类学，社会史的倾向开始出现。人类学的发展脉络则比较复杂，早期人类学的最大缺点是以空间取代时间，不同空间的人类发展放置在一个单一的时间轴上。后来始功能主义和结构主义的出现，时间的因素不太重要。这些过程在二战后，又开始转变，我们开始发现完全不管时间，不可以证明你研究的价值。历史人类学的取向开始萌生。
人类学开始去讨论历史，从这样一个大的学术背景下看，更多的学者还是倾向于不必太多追究历史人类学的具体定义以及学科划分。最主要的是我们应当把它看成一种研究兴趣和取向，更符合当先的研究情况。也许将来有一段时间的积累，会有一套历史人类学的理论和方法会逐步形成。中国的历史人类学发展，实质是在八九十年代开始，一批有历史学兴趣的人类学家和有人类学关怀的历史学家走在一起，做一些工作。在具体的同一个田野点的调查中产生了方法上的交融。最后他们对某一些共同关心的问题有一些特别的意见出来。华南研究的这个群体就是在这样的背景下出来的，是很多年共同工作的积累后，从各自不同的角度提出的框架。这种趋势也是很有意义的。可以称之为历史人类学领域的这部分研究成果的可以分为两部分，一是历史民族志，一是历史的人类学。这种分类不一定准确，但只是为了研究的方便，实质上在研究的时候是相互结合的。
历史民族志是从传统的人类学理念的民族志发展而来，但会特别关注很多与历史相关的问题。我们要把传统的人类学的参与观察，口述资料和文献的结合，大量的田野调查和地方历史的了解结合起来。在地方社会看到的东西延伸到过去，从而达到对当前的东西更贴切的理解。因此特别强调把研究对象的过去和现代连接起来考虑，这是一种有深度的民族志。会考虑把我们的参与观察和口述材料与文献档案结合起来。
细分为几个方面，第一个方面要了解过去是如何发展到今天。如果在功能主义流行的时期，这个问题并不是人类学考虑的问题，只需要社会有机体的各个方面的功能和作用。但现在我们开始关注地方社会如何从过去发展到当今。所以所有的观察访谈，参与体验，观察者都试图找寻和过去的联系。
第二个方面是尝试把人类学的分析放到历史的某个场景里，对于过去也进行一个共时性与历时性的探讨。背后是一个大的理念的支撑，我们基本已经抛弃了过去简单的想象，人类学面对的不是简单的社会。即使是一个偏僻的乡村也是一个复杂的社会。这个社会当中不同的人的身份阶层的变化，他们年龄问题，很多地方年龄也是表示身份的东西，以及风俗，性别等等。这些都构成社会的复杂性，我们开始考虑权力的问题，资源分配的问题。不管是过去的还是现在的，在我们研究中，所有的人和我们今天的人都是一样的，都是活生生的，都会在社会里有各自复杂的社会关系，他们也是有思想感情，甚至有情绪。做历史的时候，我们首先的想法是去找材料，但往往个人的材料是非常缺乏的，于是只能说那个时代的特征是如何。因此试图发掘个人的历史是非常困难的。但至少给与我们一个反思的角度。有一个基本的想法，开始去关注过去这些人的时候，最后的落脚点是把个人在社会中发挥的作用找出来。这个时候需要去讨论的不是一个结构的问题，而是一个结构过程的问题。不仅是一个空间的问题，而是一个空间和时间的问题。这样我们会有一个不一样的思路。
第三个方面，对于过去，他们如何与我们现在发生关系。我们要去关注过去如何再创造了今天。包括我们的研究者对于地方的书写，也是对他们历史的再创造。我们会加入自己的解释和看法，其他也也会如此。我们如何看待这些材料。人们对于过去的想象创造出我们所看到的当下的社会。我们去到一个小地方，了解了云南地方的历史，我们发现我们所读到的那些历史，都不知道去到了哪里。去到田野里会发现我们所储备的地方知识会和地方的真实生活没有任何关系。当地人所讲的故事可你头脑里已经具备的线索并不是能够完全配合下来。他们的体验，经历似乎没有被记录下来，但我们现在去了解的就是这个地方历史，他们的这些体验和经历去了哪里？我们今天再去了解这些过程的时候，他们的叙述和我们的记录，就成为现代的一种再创造。我们所做的一些工作也应该成为一种反思和批判的一种文本，而不是直接的历史材料。所以我们需要去对我们所看到和我们所记录下来的，对待我们所制造出来的历史材料去进行进一步的反思。
因此，在此意义上，有些学者就强调我们需要去做一些历史的人类学研究。需要区别过去的历史，做出某种解释。对于人类学家来说，最关注的还是人群。人群的自我表达是最为重要的。我们希望听到他们讲述他们的故事。我们首要关注的一点是人们如何通过过去的讲述来对他们当下做出解释。这是一个建构过程。这是历史的人类学通常会去做的一点工作，因为在任何社会中，我们会发现地方上的人会有自己独特的历史记忆，例如王明珂等学者的研究。地方人对自己社会的表述，他们作为自己社会的主体的能动性可以充分的表达出来。而他们所表现出来的过去的这样一种理解和解释也会随着时间的推移而变化。最近有些学者喜欢去做追踪，他们发现几年过后再回去问他们同样的问题，会有很不一样的答案。他们对于过去的解释随着时间而变的重要原因是因为他们的表述都试为了当下。他们在当下所处的情景使得他们改变自己的解释。因此人类学家比较高兴，因为讲历史故事还是反映了当下的心态。这种表述就是一个不断被建构的过程。这也与历史学的发展同步，“所有的历史都是当代史”。因此各种理由构成的历史材料，是有意识的选择。从这个层面而言，作为历史记录下来的，都是记录人认为最有价值和记录的。历史的材料是有选择的，可以有选择的去记忆和建构过去的历史，也有选择的忽略掉过去的历史。因此通过过去来解释现在，是现实处境的某种策略性选择的结果。历史可能成为一种社会的意识形态。在某一个人群社会里，你会发现他们在有意识的改变历史。过去如何在当下的场景中被创造和想象出来。在这点上，历史学和人类学又走到一起，回到对人类的心灵的探讨中。
我还是基本在人类学本位下来讲历史人类学的框架，但正如我一开始所强调的。两者的结合最重要的还是方法论上的结合和尝试。所以在关于历史人类学的研究方法这里我大概只能讲几个基本的原则，实际上我们去同一个地方做田野，可能找到最符合自己个性和工作的方法是不一样的。每个人最后都会发展出自己的方法。但还是有些原则可以说明。
对人类学田野调查方法的几点思考 第3篇
田野调查，英文为“fieldwork”，又译为田野工作、田野作业、田野考察、野外考察、实地考察等。在这里，我们主要探讨人类学范畴的田野调查工作。十九世纪末二十世纪初,“田野调查”经由人类学家A.C.哈登的强调、博厄斯的倡导、里弗斯的践行，在马林诺夫斯基那里上升到人类学方法论的高度。
一、田野调查的特点
田野调查是经过专门训练的人类学者亲自进入某一社区，通过直接观察、访谈、住居体验等参与方式获取第一手研究资料的过程，是人类学家获取研究资料的基本途径，也是人类学理论建立的基础。初次田野调查经历，通常被视为人类学者的成年礼，是跨越“文野之别”的根本途径。
田野调查的最大优势在于它的直观性和可靠性。调查者亲临调查对象的现场，直接观察处于自然状态下的社会现象，可直接感知客观对象，获得直接的、具体的、生动的感性认识，掌握大量第一手资料。调查者也可在共同活动中与被研究对象中的相关人物建立感情、发展友谊，在此基础上深入、细致地了解被研究对象表层以下的有关情况及具体表现，这些是其他间接调查方法所不能做到的。
二、系统的人类学训练是田野调查的关键
人类学田野调查是一个与理论紧密结合在一起的严谨的研究体系，有一套严格的方法论和具体的操作程序。它不是简单的资料搜集，也不单纯是调查技巧。扎实的人类学理论与方法是调查能否获得丰富资料，在调查中对民族文化现象做出全面客观的观察、描述和分析，撰写出高质量的调查报告或民族志成果，在理论与方法上做出反思的关键所在。若人类学理论储备不充分，田野调查不规范，调查者下到田野点之后懵懂无知，只是按照提纲搜集材料，那么调查中的观察视角，关注重点，对现象的记录和分析都会存在不同程度的缺陷，不能进行深入细致的描述，更不能在主位与客位的视野下对现象做出阐释。调查回来之后，发现弯路走了不少，材料是分散的，勉强凑成类似民族志的报告，却说明不了什么问题，对人类学也迟迟没什么感觉，甚至会有倦怠的情绪。因此，只有经过规范严谨的学术训练，系统地学习人类学的基础理论和田野调查方法，才能获取深入、丰富、细致的民族志资料，提高对材料的把握和驾驭能力，为理论的升华提供基础。
三、学术感悟力是田野调查的重要因素
一名善于进行田野调查的人类学者应具备旺盛的好奇心，善于捕捉材料、追踪关联、整体把握和比较研究。
在实地调查中细致地感受生活，体验和观察自己和他人的参与，善于表述和理解当地人的行为所蕴涵的多重文化含义。
对田野资料的敏感度在田野调查中是一个重要内容。调查者不可能预测到所有会发生的情况，对自己所要调查的专题，也许只有一个模糊的意向，甚至会刻意摒弃任何的理论预设。因此在调查中一些宝贵的线索很可能会轻易地被忽略掉，而这些线索，则会被富有学术感悟力的调查者捕捉到，通过观察和询问，记录下大量的细节，这些都是任何访谈提纲无法容纳或事先准备的。这种敏锐的观察，得自于长期田野的浸濡，对当地文化充分尊重的态度和当地文化具体场景的体认。
四、遵循学科基本原则是田野调查过程的核心要素
人类学家的田野调查没有一个单一的模式可循，调查者针对不同的研究计划、研究环境会选取不同的调查研究方法，但田野调查都需要遵循学科原则和一些共同的规律。
田野调查的目的主要是认知被调查文化，同时以自身的文化系统作为参照系，在这种参比框架下，不断深化对异文化的认知和积累资料的过程。在田野调查中，调查者和调查对象总有一定的距离，一是族际差异的距离；二是角色差距的距离，所以收集材料的背景不可能纯而又纯。顾颉刚在《我是怎样编写〈古史辨〉》一文中说到：研究者在调查中怎样保持价值中立态度？人类学研究只能在社会之中研究社会现象。为了达到客观、正确，研究者既要贴近研究对象，又不能和对象合而为一，最好保持若即若离的关系，便于进行整体性的反思。同时，调查者要用文化相对主义的理念，认识到各种文化没有优劣、高低之分，一切评价标准应放在它所属的价值体系中进行。田野调查不是简单地把调查者当成是当地人，而需要调查者和当地人相结合，理解当地文化，从当地人中通过自己的体会来描述当地人的心理和观念，以“他者”的视角体会当地人的文化和心理。尊重不同民族的文化意识、地区的复杂性、独特性，不干预、更不要牵涉到当地人的生活中去，努力减少人为的干扰因素。
田野调查作为人类学的基本方法，随着人类学理论而发展，并影响着人类学理论，也给其他学科以有益的启示。但无论其形式怎么变，其使命仍在于复原被调查文化的系统结构，其实质在于立足于一种（或多种）文化作为参比系，去反复参比被调查文化，从而达到对被调查文化的认知，最终促使人类的理解与沟通。
参考文献：
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[10]杨清媚.读书与田野调查——谈如何提高对人类学的学术感悟力[J].广西民族学院学报，2006(6).
人类学方法 第4篇
一、农村基础教育研究的困境
怎样能让农村基础教育摆脱落后局面, 全面提高农村基础教育质量, 一直是教育工作者不懈的追求。面对这一问题, 教育研究者分别从农村学校的师资、设施、经费、管理及课程设置等方面做了大量的研究, 相关文章也分别从不同的角度提出了纲领性的解决措施, 如加强教师队伍建设;加大经费投资;开发校本课程;规范学校管理等。但从相关研究成果我们不难看出, 目前对农村基础教育的研究存在几个倾向:
第一, 研究者往往从宏观上指出农村基础教育存在的问题, 并提出纲领性的实则应用价值不大的解决措施。比如为了应对经费不足和设施陈旧的问题, 提出了加大教育投资, 保证经费支持的策略, 这一策略的提出固然可以促使政府为之努力, 试问:这是学校乃至教育内部能解决的吗?
第二, 研究者大多站在局外人的立场上探讨农村基础教育的问题。“旁观者清”, 研究者固然可以指出农村教育工作中被忽略的关键问题, 但是由于缺乏对农村教育内质的深刻理解, 所提出的策略往往难以真正被有效地执行。如针对“课程单一”问题, 研究者指出要开发校本课程以弥补不足, 但是往往忽略了农村教师的能力和实际具备的条件, 以致达不到真正解决问题的目的。
第三, 目前的研究大多以城市学校为参照找出农村基础教育的不足, 提出农村学校应该努力的方向。但是, 由于农村与城市的环境差别, 很难判定这些不足是不是农村教育存在的根本问题, 由此得出的应对策略对解决农村教育的问题是否具有适切性也难以得到确定。比如在规范农村教育管理方面, 城市行之有效的教师培训制度在农村学校由于经费和培训人员的原因就不能起到相应的作用。
总的来说, 目前的农村基础教育研究主要是通过调查等方法了解其发展概况, 分析存在问题的原因, 提出具有普适性的措施、对策, 为解决普遍存在的问题提供服务。然而, 农村具有极其复杂的个别性, 每个地区都有其不同的自然条件和文化特征, 同一问题在不同的学校有其独特的表现形式, 因而很难找到一种普适的对策。为此, 要真正解决农村基础教育的问题, 就像滕星教授所说的“要做农村教育, 就不能躲在书斋里, 就不能仅仅拿文献作为研究的依据, 必须进入田野, 即进入校园、课堂、社区与家庭”[1]。我们要运用人类学方法, 通过田野工作和民族志研究, 走进农村基础教育的内部, 加深对农村教育及其背景的了解, 把握问题的具体表现, 探寻问题的根源, 寻找解决问题的有效措施。
二、对人类学方法的认识
(一) 什么是人类学方法
人类学方法以田野工作和民族志为标志。田野工作是人类学首要的方法和途径, 田野工作强调研究者深入研究对象的生活, 参加他们的日常生活和社会活动, 与他们建立良好的人际关系, 收集第一手资料, 进而产生新鲜的文化观察与诠释;民族志是田野工作的重要结果, 是研究者把通过田野工作直接观察到的事项进行转述、分析和解释, 最终写出所理解的某种文化给读者。[2]这种经典的人类学方法应用于教育研究, 就像庄孔韶教授所讲:“研究者要保持一个人类学家独特的视角, 以一定的身份, 参与学生的活动, 卷入教学过程, 同时, 你应该去参加一下地方人民的民俗活动, 他们的传统节日, 甚至参加一些宗教的活动来考察传统文化是如何在日常生活中施与教化的, 以及文化是怎样潜移默化地传承的。”[3]
(二) 运用人类学方法应该遵循的原则
在现代社会科学研究中, 人类学方法广泛运用, 但在不同的学科应用有不同侧重的要求。在教育研究领域, 应用该方法应遵循以下几个原则:
1. 田野伦理。
研究者在田野调查的过程中, 要尽可能保护自己研究对象的各项利益, 尽力帮助他们, 并以为他们谋福利为宗旨。
2. 追真崇实。
研究者要追求调查材料的真实性, 在调查中要保持一个客观的理论假设, 摆脱空洞的宏观论述, 走进田野感知其文化背景, 了解其行为背后的深层次原因, 获得真实的第一手资料。
3. 系统观念。
研究者对研究对象必须从整个系统的角度加以观察、描述和阐释, 既关注现实的问题, 也关照历史的因素, 注重问题背后的文化特点及价值观念, 力图在做出内部观察的同时给出一个全貌的观点。
(三) 运用人类学方法的基本步骤
1. 进入田野工作地。
研究者在对研究对象目前的教育实际情况和问题作出系统了解的基础上, 进驻教学第一线, 其进入的身份不限, 但必须与老师、学生、家长和管理人员等建立良好的沟通关系, 为下一步的工作打好基础。
2. 调查收集资料。
研究者要用心倾听来自基层的声音, 可以采用参与观察、深度访谈和抽样调查等方法, 对教育问题的表现和存在的原因做深入的了解, 不但要看到老师、学生等主体的活动, 更要洞悉其存在的文化背景。
3.整理资料, 书写教育民族志。
在田野工作收集的一手资料的基础上, 运用有关理论分析资料, 发现教育问题存在的根本原因和具体表现, 结合当地情况探讨解决路径, 协力支持当地教育发展。
三、人类学方法在农村教育研究中的应用
(一) 教育研究者需要从人类学的视角重新审视农村基础教育
应用人类学家们在某种程度上证明了, 一些教育政策往往是建立在有关学校社区的不合适或错误信息的基础上的, 人们对某一事物或现象虽然司空见惯, 但往往缺乏对最基本状况的了解, 常常以成见和“常识”去估计其他状况[4]。在一个长期存在城乡二元对立的社会里, 农村文化很大程度上被主流价值体系认定为落后、愚昧的代表, 农村人也被冠以没文化、低素质的帽子, 相应地, 农村基础教育自然也被认为是低效的和落后的。在“高质量”的城市学校的示范下, 教育管理者和研究者提出教学指导方案, 引导城市的实验学校开发应用, 进而由实验学校向落后的农村学校层层推广。由于缺乏城市学校所具有的如图书、器材和家教等条件, 使农村学校疲于“模仿”, 疏于“创造”, 丧失了特色, 进而掉入低效、落后的怪圈。
美国著名教育人类学家Kimball曾经指出, 教育是文化的传递过程, 是一种在社会文化环境中的教育过程。他认为教育需放在社区的情境中来理解, 教育的发生、教育的功能和目标, 都与社会系统、教育机构的文化行为相关。[5]事实上, 农村基础教育处于丰富多样的农村地域文化之中, 与城市学校相比, 农村学校有着农村文化特有的自然文化资源和乡土人文资源。因而, 研究农村基础教育要基于农村教育的社会文化情景, 这样才能更全面地理解农村基础教育的优势与不足。
(二) 教育研究者需要运用人类学的方法深入理解农村基础教育存在的问题
参观过城市的实验学校, 再走进农村中小学校, 无须深入调查研究, 单从直观上你就会感到农村学校教学设施的陈旧, 从教师档案中就可以了解到农村师资力量的薄弱, 从课程表上就可以看到教学内容的单一, 从各项执行的制度上就可以知道教学管理的不规范。但是, 知道这些还远远不够。
教育不是一个孤岛, 而是文化的一部分;学校也不是一个孤立机构, 而是专门向年轻一代传授文化的特殊社会机构, 人类的学习与思考都应置于文化情景之中, 并且永远都需依赖社会与文化资源的使用。同样, 农村基础教育存在的问题与当地人的教育观念、信仰、家庭、社会组织等都有着错综复杂的关系, 不深入研究对象的生活情境, 不参与他们的日常生活, 就不能切实感受到问题所在, 就难以了解问题的真相。因而要观察与理解农村基础教育的问题, 就必须深入农村, 运用人类学方法, 树立人类学的整体观, “重视教育发生的社会或社区, 根据情境来界定学校教育过程中存在的问题, 将教育问题置于更加宽广的、全面的社会文化情境之下进行观察与分析, 不但弄清楚问题是什么, 而且试图知道问题所在的情境是什么, 从而获得较为全面而客观的理解”。[6]
(三) 教育研究者需要运用人类学的方法探寻解决问题的有效途径
由“后发性”发展理论我们知道, 早发式的地区 (如城市) , 在发展中占据了先手之利, 使后发者 (如农村) 无法重复其先走过的路。[7]目前的农村基础教育研究成果很难被基层学校直接应用的尴尬现状, 很大程度上在于试图让农村教育模仿城市学校的发展道路, 而造成该结果的最直接原因在于很多研究者没有人类学者的“置身其中”的精神而只做纸上谈兵, 以致研究结论的无效。
中国农村文化具有地域文化的丰富多样性, 正所谓“百里不同风, 十里不同俗”。在教育上, 农村基础教育同样表现出地域上的多样性与差异性, 不同地区有不同的教育资源优势与不足, 即便是同一教育问题, 在不同的地区就有不同的表现形式, 进而也就要求不同的解决途径。因此, 要想真正解决农村基础教育问题, 研究者必须具有人类学家田野工作精神, 走进当地教育情境, 尊重地方文化及其差异性, 倾听当地教师、学生和家长等来自基层的心声, 明确当地教育所面临的问题及其表现, 把握解决问题的基础与需要, 发动一线农村教师搞行动研究, 做反思性的教学日志, 明确自身发展的优势以及存在的不足, 做好当地的教育民族志研究, 构造基于当地教育发展现状、满足当地教育发展要求的教育发展方案, 真正解决农村教育发展中存在的问题。
摘要：当前农村基础教育研究不能深入农村, 难以切实解决农村教育发展的问题。田野工作的人类学方法, 是促使研究者深入教学第一线, 基于农村文化情境, 重新认识农村基础教育面临的问题, 探寻解决农村基础教育发展中存在问题的有效途径。
关键词：人类学方法,农村基础教育研究,新视角
参考文献
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[6]袁同凯.学校、社会与文化:教育人类学的情境观[J].西北民族研究, 2008, (03) :97～99.
人类学方法 第5篇
人类学与其他学科一样，研究的主要目的不是一成不变地记录或搜集资料，而是通过归纳、演绎等方法，建构一套科学的理论，用以描述、解释及预测复杂的社会和文化现象。“因此，真正的科学知识并不是记录准确的零星事实，而是科学家所建构的理论。从这个观点来看，科学家不是‘发现’科学知识，而是‘发明’科学知识。”
目前，西方的人类学理论占据我国人类学的各个领域。建设中国特色的人类学理论体系，必须熟悉有关理论和概念的基本涵义，了解其类型和功能，熟悉构建的方法，才有可能在西方理论的基础上进行创新。
一、“理论”的涵义及其特征
英文“theory”一词，中文译为“理论”。中文“理论”这一词源流久远，早在南北朝时期便已出现。不过，早期的“理论”涵义与现在不同，主要是说理立论、依理评论之意。例如《北史·崔光韶传》曰: “光韶博学强辩，尤好理论，至于人伦名教，得失之间，榷而论之，不以一毫假物。”唐人郑谷《故少师从翁追纪》诗云:“理论知清越，生徒得李频。”自“理论”一词作为翻译英文“theory”的意译之后，“理论”涵义与原来的意义已有很大区别，主要说明现代科学上的“理论”意义。关于理论( theory) 这一概念，学术界并没有共同认可的定义。有的学者从解释事物本质的角度定义理论，主张理论就是解释某种事物本质的基本法则。如J· 吉布斯( J. Gibbs) 教授认为:“理论是一系列有逻辑相关的概念，用以解释一组现象的本质。”另有一些学者认为理论是代表某种事物之间变量关系的法则。如H· M· 布莱洛克( H· M·Blalock) 教授说:“理论并不仅只是一群概念体系或类型，它必须含有能串联二个或二个以上的概念或变数的命题。”
理论的特点主要有如下几方面。
(1) 普遍性。理论关注的不是特定条件下社会文化现象或人们的行为和互动，而是一般意义上事物或行为的本质。因此，理论的目标是超越具体事实或现象，寻求事物或现象的一般属性和过程。因此，在前提和条件相同的情况下，理论总是一般的和普遍的。不具有普遍性的假设不是理论，而仅仅是假设而已。
(2) 抽象性。所有理论都具有抽象性，只不过是抽象程度不同而已。理论是对经验事实的简化或概括。理论的建构是借助于理性思维中抽象与想象的力量。理论是在经验事实基础上进行归纳、综合的抽象建构，是并非现实存在而又合乎规律的东西。
(3) 逻辑性。理论既不是概念或命题的简单堆砌，也不是毫无关联的各种法则或原理的机械组合，而是一种由概念、法则、判断、推理构成的逻辑体系。理论的产生，一是必须有明确的概念，二是必须有科学的推理，三是必须有严密的逻辑证明。科学的理论，其逻辑性必定很强。
(4) 验证性。理论虽然是抽象化和形式化的，但它离不开经验现象。可以采用不同的方法进行系统、全面的检验。所有理论都可以通过经验事实来检验，以检验其可信程度或是否具有普遍性。如果理论经得起经验事实的检验，则说明该理论具有一般性和普遍性。如果理论与经验事实相矛盾，则说明该理论不是科学的理论，仅仅是一种假设，需要进行修改和完善
二、理论的类型
从理论的形态划分，人类学理论可分为宏观理论、中观理论、微观理论三类。
第一种是宏观的理论，它往往以广泛的经验现象为对象，提供一种高度概括的、一般性的解释框架。宏观理论一般不用于直接解释具体的经验现象，主要是作为研究者观察问题、分析问题的一种理论视角。例如古典进化论、功能主义理论、传播主义理论和结构主义理论等。
第二种是微观理论，它用于解释具体的经验现象或直接用于指导具体问题。通常认为，微观理论就是一个归纳经验现象两个变量之间关系的命题，例如“女人比男人宗教信仰强烈”。
第三种是中观理论，介于宏观与微观理论之间。它以某一类现象或某一方面的现象为研究对象，提供一种相对具体的分析框架。如人类学中的婚姻家庭理论、亲属制度理论、仪式理论等。有些理论具有层次性，在宏观理论下有中观理论和微观理论，例如，古代进化论包含众多的中观理论，如国家起源理论、亲属制度理论、婚姻家庭发展理论、政治发展理论、宗教起源理论等。美国历史学派的历史特殊论也包含文化相对论、文化独立论和文化决定论等。其他学派也一样，虽然研究方向基本相同，但各人的理论不完全相同，各有特色。
三、理论与概念的区别
理论与概念不同，“概念”是人类在认识过程中，从感性认识上升到理性认识，把所感知的事物的本质特征抽象出来加以综合和概括，便成为概念。表达概念的语言形式是词或词组。概念通常有两类: 一类是反映客观事物本质的概念，比如“正方形”这个概念是四个边长都相等的长方形。“道德”这个概念是人们共同生活及其行为的准则与规范。再如“宗教”这一概念，是相信现实世界之外存在着超自然的神秘力量或实体，并形成对超自然物的敬畏及崇拜。另一类是研究者自定义的概念，例如传播学派的“文化圈”这一概念，是指一个具有相似物质文化和精神文化的地区文化单位。再如弗洛伊德提出的“本我”、“自我”与“超我”三个概念，“本我”是天生的、无意识的结构部分，是先天的本能; “自我”是有意识的结构部分，“自我”受制于现实性原则，它有意识地控制和压抑“本我”;“超我”就是“道德化了的自我”，是人格中最后形成的最文明的一部分。人类学中的概念，学术界中探讨的概念，一般都是自定义的概念。
概念是理论的构成要素。例如美国历史学派的历史特殊论认为，每一个民族的文化都具有自己独特的形式，每一种文化特质都有其复杂的历史，其起源不能由人类心灵的自然规律来追溯。
因此，一个民族的整个文化“有它自己独特的历史”。外表彼此相同的文化现象，可能有根本不同的来源和根本不同的功能。不是任何相同性都说明具有“历史联系”，或者是从另一个民族中传播而来。用人类心理的同一性或地理环境的类似性来解释文化现象的相同性，是不合适的。
四、理论的构建方法
构建理论通常有一些基本原则: 一是理论概念的定义必须明确清晰; 二是理论的`建立必须合乎逻辑原则; 三是理论概念之间应该是互相关联的; 四是理论必须建立在可靠的资料基础上; 五是理论必须是可以验证的。
构建理论有一定的程序，一般可分八个过程: 一是范例的选择，即选择若干典型的有代表性的范例或模式。范例可以是一个民族，也可以是一个社区。二是为基本概念下定义，例如研究自杀现象，首先必须确定哪些行为才算是自杀行为，哪些不算。只有这样，研究的结果才有意义。三是确定概念间的逻辑关系，即确定哪些是必要条件，哪些是充分条件，哪些是自变数，哪些是中间变数。四是确定变数与指数，概念和范例是抽象的，但是变数与指数则是可以测量计算和验证的。五是资料收集，即收集资料来证明、支持假设中所假定的因果关系。资料收集法包括访问法、问卷法、实地观察法、实验法和内容分析法等。六是资料分析，即将收集资料加以分析，以测验资料的准确性和变数间的因果关系程度。七是资料的解释，必须将分析出来的变数间的因果关系加以解释，说明其分配的特质。八是理论的评判，即请有关专家进行评审。
事实上，社会学家在研究过程中并不一定完全按照这些步骤一步一步的做下去。
综上所述，分析人类学理论的特征、类型和功能，探讨建构理论的方法，主要目的是建设具有中国特色的人类学与民族学。原香港中文大学人类学系主任乔键教授在谈到中国人类学中国化时指出，中国人类学有与世界其他国家不同的四个方面: 一是中国具有世界文化中绝无仅有的无比丰富多彩的文化，二是中国有世界上最长久而连贯不断的有文字记载的历史，三是中国作为多民族国家能够历经数千年而保持统一的在世界上绝无仅有，四是中国文化是非西方文化的主支，中国人类学者应该充分利用比较方法与结构分析方法深入中国文化资源，把其中的认知方式、世界观价值提炼出来以充实甚至更新现代人类学。
人类登陆火星：问题及方法 第6篇
虽然人类在5 0多年前就成功地进入太空，但载人火星任务的规模比以前的任何航天项目都要大。目前还没有火箭能够让携带宇航员和到达火星必需的所有供给与燃料的巨型航天器摆脱地球引力到达太空，可能需要用火箭分批将零件送入近地轨道，宇航员在太空中组装好航天器和给养再飞往火星。
目前，太空中最大的运转设备是国际空间站，质量达4 0 0余吨，当年用了3 1艘飞船才运载完成。能将人类送往火星的飞行器质量约1 2 5 0吨，使用现有的火箭，需要7 0次至8 0次的飞行才能完成任务。国际空间站花了1 0多年时间才组装完成，组装火星飞船也需要非常长的时间。
也许，未来这项任务会容易得多。如果新型太空发射系统SLS 火箭在2 0 1 7年研发成功，其运载能力还是相当可观的。美国私营太空公司SpaceX 公司正在研发新型猎鹰重型运载火箭，它的运载能力比SLS火箭略小一点。美国航空航天局估计，至少需要发射7枚新型SLS 火箭，才能将登陆火星必需的供给和飞船等送入地球轨道。
燃料的储存
人类在太空中生存需要很多东西：食物、氧气、住所、燃料。载人火星任务送到太空的物资中，推进剂将占去大约8 0%。问题是，在太空中储存如此大量的燃料是很困难的。宇航员搭建火星飞船时放置材料的地方处于近地轨道，在这里，物体大约每9 0分钟环绕地球一圈。它们有一半的时间处在太阳的高温烘烤中，而另一半时间则在太空冰冷的黑暗中。这种变化很容易导致液态的氢和氧蒸发，如果处理不当，储存燃料的容器还可能爆炸。在那里，容器中的氢一个月内就会蒸发掉4%。如果火星项目在近地轨道停留1年，将损失近1/2的推进剂。将1千克氢送入太空的成本大约是1万美元，这种泄漏是巨大的浪费。美国航空航天局正在测试大型太空低温装载和转换推进剂技术。如果成功，美国航空航天局就可以在太空设立一个长久的气体仓库，随时为火箭补给燃料。
推进技术
美国航空航天局计划先把飞船送到火星表面，再把宇航员送过去。要将人类尽快送往火星，先进的推进技术非常重要。美国航空航天局正在研究太阳能推进技术，这是一种通过飞船尾部发射电离气体来推进飞船的技术。美国航空航天局的“黎明”号飞船和日本的“隼鸟”号飞船都已使用了这项技术。火星项目需要比这些已有项目更大的太阳能电动推进器。美国航空航天局目前有一个搜集小行星并将其拖拽回地球的计划，它将促进太阳能电动推进技术的研究。
在火星上着陆
稀薄的火星大气层不能很快撑开大型降落伞，所以大型航天器降落火星有很大困难。“好奇”号重1吨，是目前能够发送到火星表面的最大物体。美国航空航天局表示，载人火星项目至少需要发送4 0吨重的物体到火星。“火星1号”计划的单程载人火星项目也需要携带近1 0吨物资。美国航空航天局的专家正在研发一种高超音速充气系统。这是一些巨大的类似球状的物体，展开后可帮助飞行器减速。
不过，人类在火星上着陆的关键是超音速重推进技术。美国航空航天局曾在2 0世纪6 0年代至7 0年代就超音速重推进技术进行过风洞实验，不久前也进行过一次。好消息是，实验表明超音速重推进技术在理论上是可行的，坏消息是美国航空航天局不再研究这个项目了。
现在，一些私营航天公司，例如SpaceX公司正在研究可重用的火箭，它可以从近地轨道返回发射台。该公司可能会在迟一些时候研究超音速重推进技术。
宇航员健康问题
对具有最复杂系统的人类身体来说，太空是个危险的地方。为地球生命提供能量的太阳，在太空旅行中对生物却是致命的威胁。一旦宇航员处于地球磁场之外，太阳的射线将在他们体内积聚，从而增加他们患癌症的风险。“好奇”号火星探测器近期得到的数据已经量化了火星表面的射线等级和危险程度。类似太阳耀斑和高能粒子的大爆发可能将潜在的、致命剂量的射线作用于宇宙飞船。因此， 美国私营载人火星项目——“灵感火星”——计划选择在太阳的弱活动年2 0 1 8年进行，届时太阳粒子爆发的可能性最低。不过，较低的太阳粒子活动增加了来自星系间的射线，这些射线也是有害的。飞往火星的旅行可能需要7个月至9个月的时间，在整个过程中都要保护人类。目前，最可行的解决方案是用水把宇宙飞船包起来。水能够吸收射线，并能在遭遇太阳风暴时提供一定的遮挡。但是水的质量比较大，在航天项目中增加任何重量都将提高成本。未来有望开发出能够保护宇航员的小型磁场技术，但这是许多年后才能实现的。
除了射线，载人火星之旅面临的最大挑战是微重力（又称零重力），它会导致不少奇怪的病症，以及一系列的心理问题。如果长期处于零重力状态，会出现骨骼钙质流失、肌肉萎缩、视神经肿胀等问题，如果得不到及时治疗，可能导致身体虚弱、骨质脆化，甚至失明。先进的医疗技术和有规律的锻炼有助于解决太空旅行中出现的一些身体问题。目前，美国航空航天局正计划让宇航员在国际空间站停留1年，以便更好地研究这些因素。然而，在飞往火星的过程中，宇航员要面临的心理问题在很大程度上是未知的。国际空间站与地球之间的距离比较近，宇航员可以看见地球，但是火星项目的宇航员要忍受长时间不能与家人沟通的痛苦。2 0世纪9 0年代，美国科学家曾进行“生物圈2”号实验，让8个人在大型模拟环境中停留近2年。参与“生物圈2”号实验的专家泰伯·麦卡勒姆说：“所有参与该实验的人员都表示心理问题是最大的问题。”到目前为止，时间最长的火星旅行模拟实验是由俄罗斯组织、多国参与的国际大型实验项目 “火星5 0 0”。2 0 1 0年6月至2 0 1 1年1 1月，6名志愿者在密封的房间里待了5 0 0天。随着时间的推移，参与该项实验的志愿者在房间中变得无精打采，其中1名变得很消沉。6名中有2名没有出现什么问题，只有1名保持着活跃和忙碌状态，认知能力没有下降。
目前，美国正在进行一个火星项目，测试人类能忍受孤独的极限。
火星的资源
火星环境寒冷干燥，不过火星拥有丰富的资源，宇航员可以利用它们。
在宇航员到达之前，一台机器会被预先发送至火星。它将利用火星大气中的二氧化碳提取氧气，从土壤中提取可分离的元素，然后用它们制造建筑材料和火箭燃料。火星固态水储量丰富，在某些地方的土壤中有足够的冰晶，机器人可以轻易地收集。
虽然经常被讨论，但是现场资源利用技术从未被开发过。美国航空航天局需要证明依靠外行星资源生存是可行的。
人类还需要在火星上种植植物，因为宇航员需要新鲜的水果和能够使他们减少食用冻干食品数量的农场。但是在另一个星球上种植是件棘手而且危险的事情。美国专家泰伯·麦卡勒姆说：“没有人希望宇航员依靠自己生产的食物生存。植物是挑剔的，如果宇航员出现错误，它们可能会死亡。”在分析了植物种植的投入和产出，以及温度控制和其他必需的系统和技术需求后，麦卡勒姆估计，要在火星上连续经营1 5年至2 0年的时间，才能从农业系统中得到与投入相当的产出。
保护人类和星球
由于有外星生物存在的可能性，美国航空航天局和其他主要航天国家一致同意遵守严格的星球保护标准。1 9 6 9年，当美国3名宇航员成功登陆月球并返回地球时，美国航空航天局将他们隔离了三周，以确保他们没有带来可能危害人类的可怕的太空病毒。这样的工作重复进行，直到1 9 7 1年完成第八次载人登月任务后，科学家才确信宇航员没有从月球带来危害。
虽然月球上没有有害细菌，但火星是另外一种环境。在火星上存在生物的可能性确实很小，但并不为零，有证据证明火星可能曾经具有孕育生命的能力。这些可能的生物也许是有害的。
在考虑火星上的微生物可能危害人类的同时，我们也应该关注另外一个相反的问题。人类自身拥有微生物群落和真菌，而目前我们无法防止这些微生物和真菌随人类登陆火星后对火星造成污染。我们需要提高能力来保护人类免受火星的影响，同时也需要使火星免受人类的危险影响。为了遵守最严格的行星保护协议，最好的方法是在火星表面实施一些无人探索任务。人类可以在近地轨道或火星的卫星上扎营，实时遥控火星表面的探测器和其他机器人。这些机器人将检查火星表面以获取是否存在生物的证据，并且发现更安全的着陆点。未来的技术也将防止宇航员降落火星时带来人类的污染。
火星的沙尘
干旱的火星环境产生了大量微小的沙尘，而这些沙尘是有害的。人类生活在火星表面，就像生活在巨大的盐地里。火星沙尘具有腐蚀性，宇航员的工具需要特别耐用，否则容易被腐蚀。
尽量使宇航员不暴露在火星的沙尘环境中更加重要，因为火星沙尘被认为是有毒的。“好奇”号对火星土壤样品进行分析后发现，火星的土壤中含有高氯酸盐。在地球供水系统中，高氯酸盐是需要高度关注的化学物质，可能导致人体甲状腺疾病。
火星上的尘埃也可能含有致癌物质，可能会使人体出现类似阿波罗宇航员患的月球花粉症之类的过敏反应或肺部疾病。载人火星计划需要了解火星尘埃与人类栖息地的湿度，否则尘埃可能像碱液或漂白剂一样伤害人体皮肤。目前，美国航空航天局以及S p a c e X 公司、I n s p i r a t i o nMars 公司都有火星登陆计划，其中的一个将被选为最终计划。
“昆虫与人类”课程教学方法改革 第7篇
一、昆虫与人类课程的特点
昆虫与人类这门课内容来源于现实生活, 日常生活中学生经常可以看到各类昆虫。当提问大家见过的种类时, 一般都能说出二三十种。常见的蚂蚁、蜜蜂、蟋蟀、蝗虫、蝴蝶、蟑螂、甲虫等都是学生所熟悉的。但也会有学生提出蜈蚣、蝎子、蜘蛛、螨虫等是昆虫的问题。此时学生对于昆虫的概念仅仅停留在常识上, 究竟何谓昆虫, 很多学生也说不清。在教学实践中, 采用高清图片, 将不同种类的昆虫图片逐一展示给学生看, 最终归纳出昆虫最重要的特点就是成虫期具有六足这个特点。这样一下子就把蝎子、蜘蛛、螨虫 (八足) , 蜈蚣 (多足) 和昆虫 (六足) 区分开。但这些非昆虫的确也是昆虫的“亲戚”, 它们都属于节肢动物门的不同纲。
二、昆虫与人类课程教学方法改革的策略
(一) 结合实例, 激发兴趣
在第一次课就提出昆虫是无脊椎动物中唯一有翅能飞的类群, 如何运用昆虫运动机理为实践服务是最近研究的热点问题。昆虫早在3.5 亿年前就在地球上存在, 在长期的自然选择中, 各器官都进化到最优态, 以最合理的控制形式进行运动。通常, 学生也会举出一些例子。比如, 飞机在高速飞行时, 会引起剧烈的振动, 甚至有时会折断机翼而引起事故。蜻蜓却依靠翅上的翅痣在高速飞行时安然无恙。通过仿效蜻蜓, 在飞机的两翼加上平衡重锤, 解决了因高速飞行而引起振动这个问题。再如, 模仿蝴蝶翅面上的鳞片随阳光照射方向自动变换角度而调节体温的原理, 成功实现对人造卫星由于位置不断变化而引起温度骤然变化的控制的例子。当前, 微型飞行器 (MAV:Micro Aerial Vehicle) 在军事及民用方面有十分广泛的应用前景。如用于侦察和干扰敌人雷达;用于进入核或生化污染区进行检测;用于在地震倒塌现场寻找幸存者和遇难者等方面。通过对昆虫运动仿生的研究, 使微型飞行器达到人类的特殊要求[3]。
课上要充分引发学生的兴趣, 可以采用美剧CSI (Crime Scene Investigation, 犯罪现场调查) 的案例引入昆虫的应用和功能。此外, Discovery昆虫系列视频及BBC纪录片都是很好的教学材料。教学上采用上千张昆虫的高清图片, 可加深直观认识。课堂上, 向学生介绍哈尔滨市科技馆、东北林业大学森林博物馆、哈尔滨现代农业示范区、黑龙江大学呼兰校区都可以作为实践基地。在国内, 还有很多大型博物馆等可供学习参观。例如, 中国科学院动物研究所的动物博物馆、北京自然博物馆的昆虫馆、中科院上海生科院的昆虫博物馆、陕西杨凌西北农林科技大学的昆虫博物馆、台湾木生昆虫博物馆等。虽然学生没有亲自去过这些地方, 采用图片和视频向学生展示馆内的陈列标本和模型, 进一步加深其对昆虫的印象。
(二) 抓住主线, 展开课堂讨论
课程主线是昆虫与人类的关系, 具体又分为益、害两方面。围绕这两大部分, 组织学生进行讨论。可以将学生分组辩论益、害关系, 教师提问、点评, 归纳重点。这样, 所有的学生都可以加入到课堂中, 期末成绩评定也有相应的依据标准 (30%平时成绩) 。
在对昆虫与人类的益、害关系分析中, 引入人与自然的和谐发展观进课堂, 通过讨论, 使学生明白人类的任务是使对自然的自觉改造与其规律相符合, 以人与自然、人与社会和谐共生、良性发展为目的。昆虫是自然界中重要的生物资源, 在充分了解这类资源的基础上, 趋利避害, 发挥其重要作用。有益方面, 比如资源昆虫, 在药用、食用、饲用、天敌、观赏娱乐、环境监测等方面起重要作用。有害方面, 人的传染性疾病约2/3 是以昆虫为媒介传播的, 如何消灭害虫, 保护人类健康, 是目前全世界面临的问题[4]。蚊子是大家所熟知的昆虫, 但蚊子每次叮咬吸吮的血液量, 没有人能准确说出。通过查阅专业文献告诉大家, 蚊子每次吸血大约1/5000 ml, 量虽不多, 但某些种类 (按蚊属、伊蚊属和库蚊属) 能传播疾病 (疟疾、流行性乙型脑炎、丝虫病等) 。积水是蚊子滋生最有利的温床, 因此消除积水是对付蚊子的妙方之一[5]。
在教学过程中, 举些例子反映出益、害关系是相对的, 要辩证看待昆虫与人类的利害关系问题。以大家熟悉的苍蝇为例, 一只苍蝇的爪子上可携带几百万个细菌, 它们在食物上边吃、边吐、边排便的习性, 一向是肮脏又会传播疾病的代表。现在, 苍蝇却弃恶从良, 在饲料、仿生学和法医昆虫等方面有了新的应用。例如以家畜 (禽) 养殖场为基础, 利用粪便生产蝇蛆, 既能有效地利用粪便, 蝇蛆又可以作为饲养家畜 (禽) 的饲料或饲料添加剂, 形成良性的物质循环和能量流动。科学家们发现苍蝇的后翅退化成一对平衡棒。当飞行时, 平衡棒以一定的频率进行机械振动, 可以调节翅的运动方向保持身体平衡。根据苍蝇平衡棒的导航原理, 研制成了一代新导航仪器———振动陀螺仪, 用于高速飞行的火箭和飞机上, 保证了飞行的稳定性。苍蝇在法医昆虫学方面是研究和实际应用最多的昆虫。人死后, 往往双翅目昆虫最先到达现场, 在尸体上不断繁衍。其中丽蝇科是最早出现在腐败尸体、尸块上的主要蝇类。故法医昆虫学根据丽蝇科的生活特性, 可以较准确地推断出腐败尸体、尸块的时间[6]。
(三) 发挥学生的主观能动性, 参与教学内容探索
在教学过程中, 要充分发挥学生的作用, 教师不仅仅是传授知识, 更重要的是要鼓励学生积极参与教学过程。例如, 在讲授昆虫资源的利用这部分时, 可以把学生分组做专题, 将资源昆虫分为几个方面:药用昆虫、食用昆虫、观赏昆虫、天敌昆虫、法医昆虫、环境指示昆虫、工业原料昆虫等部分。布置了分组的专题后, 让大家集思广益, 搜集视频和图片等相关内容。做好专题后, 学生上台给大家讲解。然后教师点评, 归纳重点, 将大家迷惑的知识点进行讲解。由于每个学生都充分加入到教学内容的搜集和组织中, 课堂气氛活跃, 知识点在讨论中加深理解, 期末复习起来也省时省力。在以往的实践过程中, 有一组学生选择了天敌昆虫的内容。他们展示CCTV-9《国家地理频道》一段《子宫日记》的视频来说明天敌昆虫的作用。视频中讲述了一种绒茧蜂 (膜翅目) 寄生于菜粉蝶幼虫 (鳞翅目幼虫俗称为毛虫) 的过程, 看过之后, 很多学生都感到不可思议。这种“以虫治虫”的过程, 即寄生蜂成虫先挑选合适的寄主 (毛虫) , 在它身上产卵, 而孵化出的幼虫继续以毛虫为食, 毛虫甚至会保护寄生蜂幼虫化蛹直至孵化出来。看过视频后, 学生对天敌昆虫在抑制害虫发生和保持生态平衡方面的作用更加深了解。
(四) 运用网络教学综合平台及网络媒介等与学生进行多角度沟通
充分利用网络资源, 如中国昆虫网http://www.cnkcw.net/, 北京昆虫网http://www.bjbug.com/index/, 昆虫爱好者论坛http://www.insect-fans.com/bbs/, 昆虫视界杂志http://www.yellowman.cn/mag/, 上海大自然野生昆虫馆网www.shinsect.com/。
在黑龙江大学教学在线上的网络教学综合平台, 每位教师都有账号和密码。只要是选课学生均可以通过学号上网与教师进行联系, 共享学习资料 (图片或视频资料) 及答疑讨论十分方便。另外, 课下成立昆虫方面的QQ群, 即使课程结束后, 学生依然可以与教师联系咨询相关问题。
通过对这门课的改革, 学生上课积极性增加, 课下不时与教师探讨相关问题, 课堂气氛活跃。选课人数稳定, 还有很多旁听的学生。今后应加强实践方面, 如能带领学生走出课堂进入大自然或去一些博物馆, 增强感性认识, 教学效果会更好[7]。
摘要：根据“昆虫与人类”课程的特点, 提出该门课程教学方法改革的策略, 即:结合实例, 激发学生的兴趣;调动学习积极性, 参与教学内容讨论;抓住主线, 注重理论联系实践并进行课堂讨论;采用网络教学综合平台及网络媒介等与学生进行多角度沟通。
关键词：昆虫与人类,教学方法
参考文献
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[6]王浜琴等.尸源性昆虫的法医学研究进展[J].法医学杂志, 2008, (3) .
已有方法可使人类大脑变大 第8篇
该项研究由加利福尼亚大学开展, 研究者注意到, 正在研究的干细胞似乎可以帮助新的 (大脑) 皮质变得更大, 这是大脑的最外层。不同于其他动物, 人类和灵长类动物都有非常大而且很发达的新 (大脑) 皮质, 这是让人难以置信的进化。部分人类的行为主要就产生于这个部位, 包括意识、语言以及其他的能力。
据加州大学的神经生物学家克雷格斯坦 (Arnold Kriegstein) 教授介绍, 这种新的干细胞也在其他动物身上存在, 或许就在小猫的大脑内。不过, 这种干细胞在灵长类和人类身上尤为活跃。当这些干细胞变成神经元, 这是人脑中传输信号的主要通道, 原始干细胞越多, 转化为神经元的就越多, 因此就有更大的新大脑皮质。
人类学方法 第9篇
步态分析就是通过对人体行走时肢体和关节的运动进行研究, 从而发现人类正常行走的一般规律。步态分析的目的一般有两个:一个是了解人类行走的规律, 以指导人们进行康复训练;另一个是为建立人形机器人行走模型提供依据。本文的研究目的主要是前者, 试图为分析老年人的意外跌倒问题提供依据。
步态受到人体解剖结构、生理功能、运动控制能力及心理状态等多种因素的影响, 四肢、躯干、神经系统或某些身体病变, 均能造成步态异常。一个人的步态, 可以从侧面反映出人的病变特征, 特别是对下肢的骨、关节、肌肉和韧带的正常度做出客观的评价。通过对步态的分析, 可以帮助医生科学的进行病因分析和病情诊断、疗效评定、指导病人行走训练。随着人类老龄化的逐渐加剧, 老年人的健康问题越来越收到关注, 对人类步态的深入分析和科学评价也显得越来越迫切。
步态分析的常用方法有图像识别、动力学分析、运动学分析以及动态肌电图等分析方法。其中, 运动学方法是研究步行时肢体运动时间和空间变化规律的科学方法, 并因为它的有效性、准确性和直接性而被广泛采用。而这个方法的关键就在于步态特征的提取。步态特征提取方法大致可分为两类, 无模型方法和基于模型的方法。前者从整体考虑, 通过对行人图片序列的时空模式进行分析, 从而提取步态的相关特征;基于模型的方法依据人体和步态的生理特征, 把人体区域分割成若干部分, 建立人类行走模型来提取步态特征。
1人类行走步态模型
1.1步态模型概况
最早应用在行走步态的模型应该是Niyogi和Adelson[1]的二维棍状模型, 该模型利用曲线匹配“蛇”来抽取行人的步态时空模式从而作为人的步态特征;Cunado等[2]将大腿建模为链接的钟摆, 并从其倾斜角度信号的频率分量中获取步态特征;Jang-Hee[3]对人体模型做了更细致的分析, 它根据人体特征, 计算人体关节点的位置, 提取关节点之间的倾斜角和角速度作为步态特征;Lily Lee[4]提出了椭圆模型, 用多个椭圆表示躯体的不同部分, 将人体模型化, 然后提取这些椭圆的质心位置、离心率等参数来确定步态特征;刘玉栋[5]通过从人体影像中提取人体八个关键点来得到人体的骨骼化模型, 使用关节点位置和肢体角度信息来描述人体步态;Rong Zhang[6]提出五链双足模型, 该模型忽略人体手部特征, 将人的上半部分作为一个整体, 将下肢分为若干梯形, 将人体中心在图像中的位置、身体五个部分和矢状面的夹角作为人体步态特征。
然而, 上述的典型模型事实上并不完善, 它们大多都是二维的, 有些对下肢的描述比较详尽, 而有些则注重描述人体的上部细节。步态作为人所具有的生物特征, 准确的描述应该是在三维空间中进行的。本文在简化了人体部分细节 (如手部) 后, 提出了一个人体三维模型。
1.23DHW模型
3DHW (3-Dimension Human Walking) 模型[7]把人体抽象为相互联结的刚体, 由21个关键点, 14段刚体和12个关节组成, 如图1所示。
3DHW模型的参数包括21个点在三维空间的运动位置、速度和加速度;14个部分在空间的角度、角速度和加速度;12个关节在空间的角度、角速度和加速度。这个模型对人体上下各部分的描述比较均衡, 更适合于进行以评价为目的的步态分析研究。
2特征提取方法
通过运动捕捉系统, 可以采集基于3DHW模型人类步行的运动学数据。如何从这些数据中进行特征提取, 是本文研究的主要内容。本文主要讨论以下二种提取方法。
2.1步态的周期特征
人类步态具有明显的周期性。步态周期定义为一脚触地至同一脚再次触地的时间。一个步态周期总体上可以分为摆动期和支撑期, 如图2所示。步态周期可以细分为七个阶段:着地反应 (Loading response) , 站立中期 (Mid-stance) , 站立末期 (Terminal stance) , 摆动预备 (Pre-swing) , 摆动初期 (Initial swing) , 摆动中期 (Mid-swing) , 摆动末期 (Terminal swing) 。图中的数字表示正常步态下各个阶段在步态周期中所占的百分比。每个步态周期中的七个阶段是由十个标志点划分的:RIC, LTO, LFA, RHR, LTV, LIC, RTO, RFA, LHR, RTV, 如式 (1) 所示。由于左右腿运动的对称性, 十个标志点实际上被分成了5组:IC (Initial Contact) , TO (Toe Off) , FA (Feet Adjacent) , HR (Heel Rise) 和TV (Tibia Vertical) 。
下面以右腿为例, 分别解释每个标志点的具体含义:
RIC (Right Initial Contact) 指右脚后跟初次着地, 表示右脚进入着地反应阶段;
RHR (Right Heel Rise) 指右脚后跟抬起, 表示右脚结束站立中期进入站立末期;
RTO (Right Toe Off) 指右脚尖离地, 表示右脚结束摆动预备, 进入摆动初期;
RFA (Right Feet Adjacent) 指右脚和左脚的脚踝在前进方向上平齐, 它表示右脚摆动初期的结束, 摆动中期的开始;
RTV (Right Tibia Vertical) 指右腿小腿与地面垂直, 表示右脚摆动中期结束, 进入摆动末期。
周期特征的提取关键也就是十个标志点的确定。
(1) 步态周期起始点的确定
每个步态周期都是以一只脚的脚后跟初次着地开始, 以同一只脚的脚后跟再次着地结束, 称之为一步 (Step) 。一般地, 都以右脚后跟着地为一个周期的开始和结束。为提取出步态的周期特征, 首先要确定出步态周期的起始点, 也就是要确定出RIC和LIC。
这里, 我们根据左右脚后跟与地面的垂直距离 (Z轴) 来确定脚后跟的着地点。经分析, 图3中的星号点是地板反作用力的起始点, 这可以证明, 这些点就是脚后跟着地点。具体确定算法描述如下:
算法1IC确定算法
1) 由用户输入有效步数n;
2) 确定出有效区域P (图3底端虚线粗长方形框所示) ;
3) 将区域P划分为n份;
4) 在每个区域P/n中, 求出左右脚后跟的垂直距离最小值所在的点 (XLmin, YLmin, ZLmin) 和 (XRmin, YRmin, ZRmin) ;
5) 若ZRmin > ZLmin, 则在该区域中, 认为是左脚后跟着地, 且LIC=XLmin;
6) 若ZRmin < ZLmin, 则认为右脚后跟着地, 且RIC=XRmin。
(2) 步态周期标志点抽取方法
下面给出每一步中其它关键点的确定方法。
1) RTO和LTO的确定
如图4所示, 右脚尖离地点取脚尖离地面的垂直距离最小的点 (XRmin, YRmin, ZRmin) , 如式 (2) 所示 (这时地面对脚尖的反作用力为零) :
RTO=XRmin (2)
LTO可以用类似的方法求出。图4中虚线上标出的点是RTO, 实线上标出的点是LTO。
2) RHR和LHR的确定
脚后跟的抬起比较随机, 因人而异, 仅用某个点的位置来确定是比较困难的。本文借用KNN算法的思想, 利用脚后跟相邻五个点的垂直距离的标准差在初始摆动阶段的75%样本点作为判断依据, 不大于该样本点的最后一个点即为脚后跟抬起点, 如式 (3) 所示:
RHR=∨{XRi|ZRi-Δ≤0} (3)
其中
LHR可以用类似的方法确定。图5中实线上确定的点是RHR, 虚线上确定的点是LHR。
3) RFA和LFA的确定
理论上, 右脚踝与左脚踝相邻的点就是它们重合的点, 但是由于运动捕捉系统的采集频率限制, 可能采集到不到正好左右脚踝平齐的点, 如图6所示。本文通过求出左右两脚踝在前进方向 (X轴) 距离最近的点为RFA, 如式 (4) 所示:
RFA=XRi 当
LFA可用类似的方法确定。图7为RFA和LFA的确定结果。
4) RTV和LTV的确定
RTV表示右小腿胫骨与地面的角度为90度, 与FA的情况相同, 采集得到的数据中有可能无法找到小腿胫骨与Z轴的夹角正好为0度, 如图8所示。可以直接通过计算脚踝与膝盖在前进方向上距离的最小值计算, 如式 (5) 所示:
RTV=XRAi 当
LTV可用类似的方法确定。图9是RTV和LTV的确定结果。
2.2步态的脚印特征
足印法是运动学步态分析最早期和简易的方法之一。本文通过步态模型的参数确定足印特征参数, 如图10所示。
有必要说明的是, 由于足印特征是指足底在地面上的特征, 所以, 计算足印特征都应选择在站立阶段进行计算, 以避免其它时刻足底在地面投影移动对足印信息的影响, 可以选择两只脚相邻的时刻进行相应计算。
(1) 步幅 (Stride length)
步幅指地面上同一只脚的连续两个脚印之间的距离。以右脚步幅为例, 那么根据2.1节所述, 由左脚LFA的两个时刻tL (i) 、tL (i+1) , 分别得到右脚后跟前进方向的位置XR (i) 和XR (i+1) , 同理可以求出XL (i) 和XL (i+1) , 本文旨在研究特征提取方法, 故用式 (6) 计算:
其中n是行走步数。
(2) 步长 (Step length)
如图10所示, 一个步幅包含两个步长:左步长和右步长。以右步长为例, 由右脚RFA的时刻tR (i) 和左脚LFA的时刻tL (i) , 得到左右脚后跟在前进方向的位置XL (i) 和XR (i) , 那么右步长 RS可由式 (7) 计算:
其中n是行走步数。
左步长 (LS) 可以用类似的方法求出, 如果一只脚在行走过程中永远落后与另一只脚, 那么该步长的取值将为负值。
(3) 步宽 (Walking base)
步宽指两脚的脚印中心点之间的间距。如图10所示, 分别根据左右脚的FA时刻tL (i) 、tR (i) 、tR (i+1) 得到左右脚在地面时脚后跟的YL (i) 、YR (i) 和YR (i+1) 。那么, 步宽的计算如下:
其中n是行走步数。
(4) 足偏角 (Toe out angle)
足偏角指足中心线与同侧步行直线之间的夹角。以右足偏角为例, 计算左脚LFA时刻tL (i) , 右脚与X轴所成的夹角θ, 那么右足偏角RTo可由式 (9) 得到:
其中
LTo可用类似的方法确定。
(5) 步行周期 (Cycle time)
步行周期指平均步幅时间, 一般单位为秒 (s) 。根据右脚后跟初始和最后的着地点位置XR1、XRend, 可以得到步态周期中采样点数目。运动捕捉系统的采样频率已知, 就可求得行走时间。步行周期Ct的计算方法如下:
其中n是行走步数, Rate是运动捕捉系统的采样频率。
(6) 步速 (Speed)
步速指步行的平均速度 (m/s) , 根据步幅Sl和步行周期Ct, 可以由式 (11) 计算步速:
S=Sl/Ct (11)
3实验与结果
3.1数据准备与预处理
我们采用OMG公司的Vicon MX系统对44位男性的正常步态数据进行采集, 人数分布如表1所示。测试时, 受试者在平坦的地面上沿直线行走。采集人体30个关键点的运动数据。
对系统采集的原始数据进行了多种预处理, 如数据清洗, 数据插值, 数据过滤, 数据转换, 数据整合等, 并建立3DHW模型。
3.2实验结果及其分析
首先对每个人的步态数据进行特征提取, 进而得到每个年龄组的统计特征。
(1) 步态周期特征结果
图11是某个受试者的步态周期特征提取结果。可以看出, 每个标志点的位置和理论研究是比较符合的。
左右腿的摆动期和支撑期在步行周期中的比例如图12所示。可以看出, 正常成人的站立期在整个步态周期中所占的百分比都在64%-70%, 摆动期所占比例在30%-36%之间, 且左右腿是比较对称的。
(2) 脚印特征统计分析结果
各年龄组的脚印特征统计结果如表2所示。从中可以看出, 由于都是正常人的步态, 因此左右腿的对称性还是比较好的;60岁以上老人的行走速度有明显下降, 步幅也比60岁以下的人短, 这可能与老年人的肌体老化有一定的关系;步幅最长的是20岁年龄组的人, 随着年龄的增长, 步幅有缩短的趋势。
4结论
步态特征提取是步态分析研究中的关键技术。本文基于运动捕捉系统数据提出了一套步态特征提取方法, 这比采用图像识别的特征提取方法要精确得多。本文采用的人体行走模型是比较适合于进行步态分析的三维人体模型。通过实验分析44个人的行走数据, 证明了这套方法的准确性和实用性。
本文主要论述了步态周期特征和脚印特征的提取方法, 限于篇幅, 没有述及关节角度、速度和加速度的特征提取方法。下一步的工作将是对所提取的特征进行深入分析和研究。这套步态特征提取方法的提出为进一步分析和研究步态规律奠定了基础。
摘要：步态分析与评价是人类保健和康复的重要研究内容, 运动学分析方法是步态分析中最有效最准确最直接的方法, 因而被广泛采用。步态特征的提取是运动学分析方法的关键技术, 也是进一步进行步态分析的基础。首先给出了人类行走的三维模型, 接着提出一套从人类行走的运动学数据中提取相关步态特征的方法, 包括步态周期特征和脚印特征的提取方法, 最后对20到60岁年龄段的44个人的运动学数据进行分析, 实验结果证明这套方法具有很高的准确性和实用性。
关键词：人类行走模型,步态特征提取,周期特征,脚印特征
参考文献
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人类学方法 第10篇
随着社会经济快速发展, 天然河流受人类活动影响程度也随之加剧, 水文测验河段人为的生产活动, 造成基本水尺断面和流量测验断面出现分流、串沟, 致使河流特性发生变化, 水位流量关系由具有一定规律变为十分散乱。虽然大量增加了流量的测验次数, 但是难以达到《水文资料整编规范》要求, 特别是低 (枯) 水流量测验十分困难。为此, 探寻一种水文测验精度既能满足要求, 而工作量相对较小的低 (枯) 水流量测验整编方法, 对水测验工作具有十分重要的意义。
对中、小河流变化而影响水位流量关系的, 可采用在河道中修建控制建筑物, 这些控制可产生单一的水位流量关系, 但由于这类控制建筑物会造成很高的成本, 且不利于河道泄洪, 在实际工作中很难推广。
2 基本情况
在一些属于山溪性河流, 具有暴涨暴落特性, 河床由沙质组成。测验河段断面具有年际和年内冲淤频繁变化的特点。通过分析断面年际间变化较大。年内变化受人类采沙影响较大, 而自然规律则表现不显著。历年水位流量关系基本上采用临时曲线法和连时序法绳套型曲线。通过资料分析实行巡测, 因不考虑年接头, 各级水位流量关系曲线定线误差按二类站巡测标准控制, 这样也有个别年份水位流量关系为单一线。
3 水位流量关系分析
不稳定河槽流量测验、整编方法研究工作, 主要研究、分析河流特性及水位流量变化规律等。以控制河底高程在一定时期, 一定水流条件下相对稳定, 确保实验研究资料的测验误差一致。
由于测验河段的冲淤、跑滩、坍岸、人类生产活动等所引起流速、比降、断面面积等水力要素的内在变化, 通过人工改造断面使这种变化尽量减少, 使之在低 (枯) 水有一定的相对稳定期, 这样可使得水位流量关系点据基本呈带状分布。平均河底高程变化。测点之间河底高程由人工坝控制。这说明人工改造断面控制了串勾、冲淤、跑滩、坍岸、人类活动所引起流速扩散变化。
所要研究的流量测验方案实质上是研究如何布置流量测次, 目的是为了在满足定线、推流的精度要求下, 通过尽可能少的测次, 建立流量与很容易取得的某一水文要素或两要素的函数关系。通常同一测站, 同一时期的流量常有多种整编方法, 可以根据测站特性、测验情况选择适当的方法。
为了分析低 (枯) 水水位时的流量测验、整编方法, 可采用临时曲线法, 连时序法, 平均水深法, 导向原断面法, 连实测流量过程线法, 改正水位法, 堰流公式法等进行了分析选用。
综合以上几种方法分析, 最后选择适当的方法, 进行误差分析和实用性研究。
在分析资料过程中发现了一个测次临界问题, 即在一定测次的条件下, 因测次的多少而产生的插值误差并不十分大, 当测次少到一定程度时, 其产生的插值误差就达不到适用要求, 过去往往缺少测次, 少到什么量级, 才会产生插值所带来的误差超限风险。还需要进一步研究。
4 结论
采用相对固定河床法, 确保了单次流量精度, 通过搜集同步实测资料, 确保了测速的各项误差符合《水文资料整编规范》的要求。试验研究所采用资料, 经相互考证较为可靠, 测验误差精度保持了一致性。
通过试验, 年收集资料所定综合标准曲线, 与实测水位流量关系线相比较, 若直接采用当年实测点据定线、推流在一定水位级内存在较大误差, 其瞬时值误差可达到75%, 并且这种随机误差在1a时间内是无法消除的, 只有年际中可以消除。
经分析采用改正水位法可以消除这种较大随机误差, 依据实测点据与标准曲线, 求出每一测点的水位改正数, 推流时, 按前后两实测点据进行内插改正水位数, 由改正后水位数所推算的流量资料精度才能真正符合规范要求。
综合以上试验研究分析得出以下结论:通过人工改造断面稳定河床可减少测次, 而且能有效提高精度;通过人工改造断面稳定河床, 可保证单次流量测验精度;人工改造断面稳定河床方案适用于多沙不稳定河床的水文站, 控制低 (枯) 水流量测验;人工改造断面稳定河床后, 用较少的测次应用改正水位法进行整编, 仍能保证资料精度要求。
参考文献
人类学方法 第11篇
由于同位素具有特定的组成和分析结果精确稳定的特点,研究人员尝试通过人类骨骼遗存中同位素的分析来研究古人的迁移,分析的同位素包括了Pb、s、sr、O、N和c等。从目前的研究情况来看,通过锶同位素分析研究古人类的迁移比较成功,可以提供直接的证据,并且获得了较为广泛的应用,已经成为国际考古学研究的前沿和热点问题之一。本文将对这一方法的基本原理和部分重要遗址的研究情况进行介绍和分析。
1.锶同位素方法研究古人类迂移的原理
利用锶同位素来研究古代人类的迁移情况,有着可靠的地球化学理论基础,因此了解这一方法时,有必要首先弄清楚同位素的概念、锶同位素的地球化学性质和生物学性质。
1.1同位素的概念和同位素地球化学的兴起
1910年英国化学家索迪提出了一个假说,化学元素存在着相对原子质量和放射性不同而其他物理化学性质相同的变种,这些变种处于周期表的同一位置上,称作同位素。1932年提出原子核的中予一质子理论以后,进一步弄清,同位素就是一种元素存在着质子数相同而中子数不同的几种原子。由于质子数相同,所以它们的核电荷数和核外电子数都是相同的(质子数=核电荷数=核外电子数),并具有相同电子层结构。因此,同位素的化学性质是相同的,但由于它们的中子数不同,造成了原子质量不同,导致某些物理性质有所差异。
同位素可分为两大类:放射性同位素和稳定同位素。凡能自发地放出粒子并衰变为另一种同位素者称为放射性同位素,例如Rb和u,能自发衰变,分别形成稳定的Sr和Ph。稳定同位素指无可测放射性的同位素,其中一部分是放射性同位素衰变的最终稳定产物,例如Ph和sr等,称之为放射成因同位素,另一大部分是天然的稳定同位素,即自核合成以来就保持稳定的同位素,如C和C、O和0、S和S等。到目前为止,在已发现的同位素中,存在着约300种稳定同位素,而放射性同位素多达1500种以上。同位素及它们的化合物,与自然界存在的相应的普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的,只是物理性质有些不同,因此,可以利用同位素的这一特点来进行示踪研究。
同位素地球化学也有人称为核素地球化学、核地球化学或同位素地质学,是地球化学向更深层次发展而产生的一门新分支学科,其研究对象是自然界尤其是地质作用和地质体中同位素的丰度及其演化规律。同位素地球化学形成于20世纪40年代末和50年代初,在以往短短的不到一百年的时间里,取得了非凡的研究成果,解决了争论上百年的南非南德斯金矿的成因等一系列重要问题。随着理论基础的逐渐完善,实验技术的不断发展,同位素地球化学的研究已经迅速扩展到化学、医学、生物学、古生物学、考古学等各个研究领域,并促进了这些学科的发展。目前,同位素地球化学与其他学科的交叉、溶合和应用问题已成为地球化学研究的前沿问题。
1.2锶的地球化学性质
锶有四种天然同位素(Sr、Sr、Sr、Sr),它们都是稳定同位素,在自然界的丰度分别为82.53%、7.04%、
9.87%和0.56%。除了是放射成因同位素外,其他三种都是天然的稳定同位素。放射性成因的87Sr是通过铷(Rb,半衰期大约4.7×10年)衰变形成的,并且大约占锶总量的7%。Rh是放射性的,如方程(1)所示,它通过发射一个负B粒子,衰变为稳定sr:
这里的β是负粒子,是反中微子,而Q则是衰变能。因此,在含有铷的岩石或矿物中,锶同位素的组成取决于该岩石或矿物的年龄和Rb/Sr初始比值。
锶同位素在地球物质中分布很不均匀,不仅表现在相同时间不同区域内形成的岩石具有不同的锶同位素组成,而且同一区域不同时间,甚至同一时间形成的岩石中锶同位素组成也存在着明显的差异。导致这种差异的原因十分复杂,总体上可以归纳为三种因素:源岩物质的来源:源岩物质的Rh/sr比;源岩形成的时间,以及源岩形成后,在后期地质作用过程中能否保持封闭系统等因素。总的来说,sr/sr比值通常在0.700和0.750之间变化,地质年龄轻的岩石(<1～10百万年)和低Rb/sr初始比值的岩石的。7St/Sr通常小于0.706,比如许多晚新生代的火成岩,一些具有非常低的初始Rh/sr比值岩石的7Sr/6Sr比值可以小于0.704,例如玄武岩;相反的,地质年龄较老的岩石(>100百万年)和高Rb/sr初始化值的岩石的sr/sr比值较高,比如沉积岩中的页岩和火成岩中的火山岩的7Sr/e6Sr比值可以达到0.730。这些變化似乎很小,但是从地质学的观点来说,已经相当的大了,远远超过了分析误差的范围。对于锶同位素比值而言,现代质谱仪的测量误差在±0.00003到±0.0001之间。
1.3锶的生物化学性质
不同地区的岩石具有不同的锶同位素组成,当岩石风化形成土壤时,岩石中的锶同位素进入到土壤和地下水中,生长在这些土壤中的植物就会获得这些岩石的sr/sr比值。吃这些植物的食草动物就会把植物体内的锶摄入到体内,取代羟磷灰石中t的钙保存到体内的骨骼系统中,以这些食草动物为食物来源的食肉动物,同样会把锶同位素保存在骨骼系统中。由于锶的原子最比较大,同位素间的相对质量差异很小,因此当锶同位素从风化的岩石进入食物链到,最后保存在人体骨骼系统中时,sr和sr的分馏非常小,可以忽略不计,
即sr、sr的比值基本保持不变。这样,生活在不同地区的人们,其体内的锶同位素比值可以反映个体生活地区的锶同位素特征,记录当地地质环境中的锶同位素状况。
人体硬组织(包括骨骼和牙:齿)中的矿物基质主要由不呵溶解的羟磷灰石组成,由于锶和钙都是ⅡA族的碱上金属元素,具有相似的离子半径和化学性质,因此,锶可以取代羟磷灰石中的钙。人体中的锶主要以这种方式集中在骨骼系统中,浓度可以达到102～102ppm的数量级。人体的牙釉质在童年时期就形成了,是没有活细胞的组
织,结构致密,无机物高达96%,牙釉质一旦形成,就不会重新结晶或者从外界环境吸收任何元素,因此,牙釉质中的锶同位素组成可以反映个体出生和幼年时期生活环境的锶同位素状况。骨骼的情况与牙釉质的情况有所不同,骨骼主要由细胞和骨基质组成,骨基质主要由有机物和无机物组成,无机物绝大部分也为羟磷灰石。骨骼在个体一生中都不断地与外界物质发生交换,因此,其中的锶也是不停地与外界发生交换。骨骼重建的平均速率通常为7～11年,而实际的转换率变化很大。据估计骨密质的转换率是每年3%,而骨松质的转换率为每年26%。因此,根据骨骼的转化情况,骨骼中的锶同位素组成可以反映个体去世前2～20年时间里生活地区的锶同位素情况。
1.4人口迁移的判断
锶同位素在自然界中的分布存在着差异,这为研究古人类的迁移情况提供了可能性。当一个个体从一个地区迁移到另一个地区生活时,其硬组织中的锶同位素组成与当地锶同位素组成不同。由于牙釉质在幼年时期就形成了,而且不会与外界物质发生交换,因此,牙釉质中的锶同位素组成反映的还是以前居住地的锶同位素组成,而骨骼中的物质会与外界发生交换,其中的锶同位素也会发生交换,逐渐转变为当地的锶同位素比值,这样通过对遗址当地、人体牙釉质和人体骨骼中的锶同位素组成进行比较分析,可以判断个体的生活居住地是否发生过变化,推断个体是否发生过迁移。分析的结果通常会有四种情况,见表1。
综上所述可以看出,锶同位素方法研究古人类的迁移并不复杂,并且有着坚实的地球化学理论基础:不同地质区域内有不同的锶同位素组成,自然存在的锶同位素在通过食物链到最后储存在人体的硬组织中时,锶同位素间不会发生分馏,因此生活在这些地区的人体硬组织(骨骼和牙釉质)中的锶同位素可以反映这些特征,牙釉质可以记录个体幼年时生活地区的锶同位素特征,而骨骼可以反映个体最后2～20年生活地区的锶同位素特征。当一个个体从一个地区迁移到另一个地区生活时,其硬组织中的锶同位素比值与当地锶同位素组成存在着差异,通过对遗址当地人体牙釉质和人体骨骼中的锶同位素比值进行比较,可以判断个体的生活居住地是否发生过变化,从而可以了解人类的迁移情况。
2.锶同位素方法研究古人类迁移的应用
1985年Ericson在一系列的地球化学原理、观察和推测基础之上,首次提出了利用锶同位素来研究古人类迁移的方法,并对居住在太平洋沿岸和加利福尼亚史前印第安人的迁移情况进行了尝试性的实验研究。这一方法提出后就受到了考古学家的重视,在过去的二十多年里,考古学家们使用此方法对一些重要遗址的古人类迁移情况进行了研究,取得了一些有价值的研究成果。这里按照地域的分布和国内的研究情况,对所取得的部分重要成果进行简要的介绍和分析。
2.1美洲地区
在美洲地区,玛雅文明是古代文明的杰出代表,Hodell等对古代玛雅地区的锶同位素组成情况进行了研究,发现这一地区不同地方的sr/sr比值存在着较大的差异,推测可以用来研究古人类的迁移。蒂卡尔(Tical)是玛雅古典时期最大的城邦,建立在沼泽环绕的丘陵上,由九组建筑群和大广场组成,最显著的建筑是六座顶上有着神庙的阶梯金字塔(见图一)。Wright等对蒂卡尔遗址的83个古代人类个体的锶同位素组成进行了研究,结果发现有8个牙釉质样品中锶同位素比值与当地的比值存在着明显的差别,推断为外来人口(见图二),验证了上述推测,解决了该地区使用这一方法的可行性问题。
2.2欧洲地区
在欧洲地区,史前时期的钟形杯文化(Bell Beaker cuiture)一直被考古研究者们所关注,但由于对这个时期文化进行记载的文献非常少,人们对其了解不多。钟形杯文化出现在新石器时代晚期和青铜器时代早期,这种文化以墓葬中发现与众不同的钟形陶杯而命名(见图三),除了这种独特的陶杯外,还有用独特的材料制成的物品,包括黑玉或者琥珀制成的装饰品,一些欧洲早期的金器和铜器。通常认为,钟形杯文化发源于盛产铜的伊比利亚半岛,后向东传播,对整个西欧引进金属冶炼和制作技艺曾颇有影响。虽然钟形杯文化的典型器物钟形陶杯及其他史前器物流传范围很广,但对钟形杯文化人群的居址、生活习惯等问题了解甚少。Price等对巴伐利亚境内钟形杯文化遗址进行了研究,解决了锶同位素分析方法在这一地区应用的可行性问题,随后Grupe、Price等对钟形杯文化遗址的人类迁移情况进行了研究,发现钟形杯文化的个体是从东北向西南方向扩散开的,为解决钟形杯文化的传播路线和方向问题提供了直接的证据。
2.3非洲地区
在非洲地区,古埃及人是非洲大陆最古老的民族,其发祥地为尼罗河中游。古努比亚人生活在非洲东北部的一个地区,这个地区包括现今的埃及南部和苏丹北部。这两个民族几百年来的交往一直伴随着战争和掠夺进行的。在新王朝时期,大约1400B.C.～1050B.c.),埃及人统治了努比亚地区,埃及人和努比亚人之间的相互影响比较明显。在古代努比亚的Tomhos遗址处发现了大量的新王朝时期的埃及类型和努比亚类型的墓葬,出土了大量的骨骼遗存。Buzon等对这些人类遗存的锶同位素组成进行了分析(见图四),结果发现努比亚类型和埃及类型的墓葬中都有当地个体和外来人口,说明当时努比亚人和埃及人存在着密切的人口交往和文化交流。
2.4我国地区
在我国的考古学研究中,只对贾湖遗址进行过一次尝试性的实验研究。贾湖遗址位于河南省舞阳县,是一处重要的新石器时代遗址。自从20世纪60年代发现至今,考古人员已先后进行了七次科学发掘和多方面的研究,取得了丰硕的成果,尤其是七音阶骨笛、成组随葬并装有石子的龟甲及其契刻符號最为引人注目,此外,还发现了具有原始形态的栽培粳稻遗存(见图五)和世界上最早的米酒残留物。为了进一步了解贾湖遗址,揭示出土材料所蕴藏的丰富信息,研究人员运用锶同位素方法,对贾湖遗址的古人类迁移情况进行了研究,为解决贾湖文化与周围其他遗址文化的关系以及贾湖文化的来源和去向等问题提供了重要线索和证据,同时这也是首次在国内考古学研究中运用这一方法。研究结果发现,在所分析的14个人类个体中有5个是外来迁入的(见图六),并且按照时间的顺序,迁移率从第一期到第三期有明显增加的趋势,同时也表明在7000 B.c.～5500B.C.年间,中原地区的贾湖聚落与周围同时期的其他聚落间有着密切的经济和文化联系,尤其是在贾湖文化后期。
3.小结
在考古学的研究和发展过程中,一个原理或者方法的形成往往都有一个过程:首先根据考古学的实践需要,借鉴其他学科已经形成的方法,然后运用或者加以改进后运用于考古学的研究中,并且在实践中不断探索、完善这些方法,使之适用于考古学的研究,成为常规的考古学研究方法和手段。利用锶同位素研究古人类迁移正是这样一个逐步走向成熟的考古学研究方法。
人类学方法 第12篇
随着图像和计算技术的飞速发展,利用人类视觉信息来进行状况估计和决策制定的情况日益增多,多传感器图像融合即是其中一个重要现象。随着越来越多图像融合技术的使用,评价这些融合算法的性能也变得非常重要。
对图像质量来说,由于图像融合应用的多样性,要设计一种普遍客观的量度标准是非常困难的,并且在许多情况下,理想图像是不可能得到的,因此,图像质量评价也就更难。融合图像的最终使用者是人,所以在许多应用中,人类视觉观测经常被作为融合图像的质量度量标准。但是人的观察因为输入输出数据的庞大和相关的费用花费而并不总是可行的。因此,对结合主观和客观的融合图像质量评价方法的研究显得尤为迫切。最近提出的一些考虑人的视觉因素的自动图像质量评价算法,如文献[1]中提出了一种针对像素层融合性能的性能度量标准,它比较了融合图像和源图像的边缘信息,随后,又用这种度量标准来计算图像融合中噪声的影响[2]。文献[3]中使用了互信息来评价融合性能。文献[4]提出了一种定量相关分析方法来评价超光谱图像融合算法。文献[5]在文献[6]的图像质量指标的基础上提出了一些新的质量度量标准。这些评价标准尽管考虑了人的视觉信息,但和人类真实的视觉结果间没有建立直接的联系。将人类视觉结果与质量评价指标直接联系起来的融合图像质量评价方法,结合了主、客观质量评价的优点,质量评价的结果客观精确,又符合主观评价。
1 基于比较的图像质量评价方法
已有的大量图像质量评价方法是比较不同图像间的相似性。均方差(MSE)及其变异如信噪比(SNR)和峰值信噪比(PSNR)都被广泛使用。文献[7]提出了结构相似性评价方法。
设X1,X2,…,XN和XF分别表示输入图像和融合后的图像。为了讨论简单,设输入图像数为2。如果有理想的融合图像XR可用时,则通过将融合图像与理想图像相比较来实现评价。如均方根误差(RMSE):
其中M,N是图像的尺寸,XR(i,j)和XF(i,j)分别是参考图像与融合图像在像素点(i,j)处的亮度值。互信息也被用来作为一种评价指标,公式如下:
其中pR,F,pR和pF是相应图像的概率密度函数。分别由XR和XF的联合直方图和直方图来估计。
然而在大多数应用中,是没有参考图像可用的。为了克服这个困难,一种普遍的方法是将输入图像与融合图像比较,如,通过计算从输入图像转移到融合图像中的“重要信息”来评价融合算法的性能。文献[1]中用边缘亮度作为“重要信息”,通过比较像素对像素的边缘值来量度和测定输入图像和融合图像间的相似性,表达式为:
其中,wX1(i,j)和wX2(i,j)是相应像素的权重,QX1XF(i,j)和QX2XF(i,j)是输入图像和融合图像的相似性度量。
文献[5]中利用了文献[6]提出的图像质量指标来定义如下质量指标Q,QW和QE,其表达式如下:
和
其中c(w)是窗w的权重,Q0(X1,XFw)和Q0(X2,XFw)是用窗w来度量X1与XF及X2与XF间的相似性的图像质量指标,X′1,X′2和X′F分别是X1,X2与XF的“边缘图像”,α∈[0,1]是一适应性常数。
以上这些质量评价指标都没有与人的视觉结果直接相关。
2 使用CSF的融合图像质量评价方法
文献[8]中提出了一种与人类视觉系统直接相关的融合图像质量评价方法。
2.1 使用CSF的HVS模型
在大量的用线性和非线性模型来模拟相应的人类视觉系统的方法中,较流行的一种是对比敏感性函数(CSF)的使用,它用来修正频率域中两幅图像差异。CSF函数只能被应用于频率域,它不能包含非线性局部空间信息,如局部亮度和对比度。但是,这个空间信息在图像融合中是非常重要的,因为它与从输入图像转移到融合图像中的图像内容有很强的相关性。在使用CSF的HVS模型基础上的质量度量准则是一个三阶段过程[9]。首先,计算误差图像f(x,y),它是两幅图像的线性或非线性变换的差值。其次,误差图像再转换到频率域F(u,v),其中(u,v)是频率域的方向。用一给定的CSFΘ(r)进行滤波后得到滤波后差值图像D(u,v):
其中undefined是频率域中CSF的表达式。CSF的选取主要是依赖于不同的应用目的。最后,计算D(u,v)的平均平方值作为两幅图像间差异的指示器。值越小,两幅图像越相似。有大量的不同的CSF在文献中被使用,文献[8]中,使用如下三种:
①Mannos-Sdarison的滤波器[10]
ΘM(r)=2.6(0.0192+0.144r)e-(0.144r)1.1 (8)
②Daly的滤波器(在文献[11]中被使用)由以下等式给出:
③Ahumada的滤波器
其中,fc,ac和fs,as分别是中心和低通分离点周围空间的频率及其振幅。在实验中使用文献[13]中的设置fc=97.3227,ac=1,fs=12.1653和as=0.685。
2.2 质量评价算法
因为人眼对区域周围的像素更敏感及图像信号一般是不稳定的,因此,评价图像质量指标Q是基于局部区域Wi的,i=1,2,…,L,然后将不同结果合并到整幅图像质量量度指标中。图像相应区域间的差异使用CSF的方法来计算。整个计算过程描述如下:
①边缘信息的提取:将X1,X2,XF三图像分别用边缘算子(如Laplacian或Sobel等)进行边缘增强,得到GX(i,j)。
②局部区域的划分:整个图像被分成一系列非重叠的窗口W1,W2,…,WL,窗口大小基于实验来选择。
③局部区域的显著性:因为人眼对局部区域更敏感,所以用边缘亮度的平方表示局部区域的显著特征,如undefined为一适应性常数,α的选择依赖于应用。
④局部区域内的相似性度量:由输入图像Xundefined,k=1,2和融合图像Xundefined间的差异可以得到两个误差图像fundefined,k=1,2,将f用CSF进行滤波后得undefinedundefined,则局部区域内的相似度量:
undefined
其中W是局部窗口W的像素数。
⑤全局质量度量:整幅图像的图像融合质量度量Q被定义为所有非重叠窗口的加权和。
选择不同的CSF将给出不同的结果,在此,用QM,QD和QA分别表示使用Mannos-Skarison,Daly和Ahumada滤波器的三种不同的指标。这些Q的取值范围从0到∞。Q值越小,融合图像的质量越好。
3 实验和结果
使用定义在式(12)中的图像质量指标,将其应用于评价从不同的融合方案所得到的图像质量。各类文献中已经有很多图像融合算法,在此只用四种来进行测试。算法一是小波融合算法,采用的是matlab中的dB4,融合图像的系数高频部分是求最大幅值得到,低频部分是求平均,分解层数为4。另外一个算法是平均方法,即对输入图像像素对像素的求平均。第三个算法是用拉普拉斯金字塔方法,输入图像用拉普拉斯金字塔分解,融合图像由低频部分取平均和高频部分取最大值来重构,分解层数为4。第四种方法是主成份分析(PCA)方法。使用的图像分别是多聚焦图像和医学图像,如图1所示。
用QM,QD和QA指标对各种融合算法的图像质量评价结果如表1和表2所示。从表1可看出,采用小波和拉普拉斯方法比其它两种方法的效果好,结果与视觉效果一致。表2与表1有相同的结果。此结果与文献[12]的实验结果也一致。
4 结束语
结合主观和客观的图像质量评价方法是图像融合质量评价研究的重点。本文讨论了一种新的与人的视觉结果直接相关的融合图像质量评价方法,且无需参考图像。与其它度量方法相比,此法更易计算且更适合于不同的输入模态。而且,此方法能够度量由可视距离变化所导致的不同的视觉感知性能。实验结果表明,该方法很好地符合了人类视觉观察的结果,也很好地与其它度量相关,能够被用于测定具有不同算法的融合性能。
摘要：在融合图像的质量评价方法中引入人眼的各种视觉特性,从而使客观计测的结果符合图像质量的主观评价,符合人眼的实际观看质量。讨论了一种新的基于人类视觉系统(HVS)的融合图像质量度量,该方法无需理想图像,同时,将质量评价与人的视觉结果直接关联。对多类图像的不同融合算法的质量评价表明该方法是一种实用、有效的图像融合质量评价方法。
关键词：图像融合,图像质量度量,人类视觉系统,对比敏感性函数
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