PAT技术

PAT技术（共3篇）

PAT技术 篇1

摘要：探讨了PAT (过程分析技术) 在在线清洗 (CIP) 技术中的应用。认为PAT可以解决在线清洗现有质量保证体系中存在的运行效率低、清洁验证可变过多以及制约持续改进等局限, 可使在线清洗的质量得到质的提升。

关键词：工艺分析技术,在线清洗技术,GMP,PAT

PAT (Process Analytical Technology) 即过程分析技术, 是一个体系, 该体系通过在线工艺分析仪对原材料、在线物料 (处于加工中材料的物料) 以及工艺过程的关键质量参数和性能特征进行及时测量, 来设计、分析和控制生产加工过程, 以确保最终产品的质量[1]。在线工艺分析仪是PAT的核心工具, 它通过无破坏性的检测方法来提供正在处理的物料的生物、物理和化学性质信息, 主要包含近线 (at line) 、线上 (on line) 和线内 (in line) 3类。具体的应用工具箱中, 不仅包括运用传统技术的温度传感器、压力传感器、p H探头和物量流量表等, 而且更多的是一些应用了现代分析技术的工艺分析工具。尤其是应用在在线近红外光谱分析技术的工艺分析仪, 因其仪器较简单、分析速度快、非破坏性和样品制备量小、适合各类样品 (液体、粘稠体、涂层、粉末和固体) 分析、多组分多通道同时测定等特点[2], 因而得到了广泛应用, 如近红外原位实时光谱分析仪和近红外原位实时颗粒分析仪。

目前, 药品生产企业在线清洗质量保证手段主要由设备验证、清洁验证和生产现场GMP管理3方面组成, 这个系统虽比过去质量检验时代大大地提高了操作质量的可控性, 但是这仅是一种机械的防御性措施, 存在诸多缺陷和局限。在强调风险管理和持续改进的现代质量管理活动中, 在在线清洗过程中引入PAT技术, 可以解决这些问题。

1 当前在线清洗质量保证体系存在的局限性

1.1 清洁验证不可控因素多

根据风险管理的理论, 工艺可变性越少, 其质量就越可靠。而对工艺可变性的预测需通过对中间物料和成品的质量特性、可变性测量来实现。这种测量依赖完整测量系统, 具体包括符合GMP要求的取样、样品准备、分析方法、测量操作人员的培训等。而且测量系统自身的可变性就是整个工艺总可变性的重要组成部分。清洁验证作为在线清洗质量保证系统的核心, 取样是验证测量系统中的关键环节, 如何能够使样品具有良好的代表性并有效降低可变性一直是困扰人们的问题。在线清洗系统是一个相对封闭的、不便于拆卸的清洁系统, 多数情况下并不能采取代表性较高、可变性较少的擦拭取样, 但通常采用的最终淋洗取样易产生较多的可变性, 相应的可靠性也不强。因为当淋洗取样用水不能在设备表面形成湍流进而有效溶解残留物时, 或者残留物不溶于水或干结在设备表面时, 淋洗水就难以反映真实的情况[3]。不仅如此, 不论是擦拭取样还是最终淋洗取样, 不同的人员在不同环境中所进行的取样必然存在一定的差异性, 如取样回收率的差异, 进一步增强了取样的可变性。因此, 在线清洗系统清洁验证的取样存在过多可变性。而且, 在样品检测、准备等测量系统的其他方面同样存在不少可变性。由此可见, 当前在线清洗系统的清洁验证的过多可变性使其验证效果值得怀疑。

1.2 制约工艺的持续改进

一般而言, 经过验证的工艺被认为是稳定的工艺, 但经过验证的工艺并不一定是最优的工艺[4], 这种强调验证而忽略工艺优化的思维模式不利于工艺持续改进和忽视了不断应用新技术的重要性。目前, 以清洁验证为核心的在线清洗质量保证体系虽然已经在朝着“治本”的方向前进, 但是通过清洁验证来确保清洗效果正如对产品的最终检验一样, 只能证明设备清洁的效果已经达到预期效果, 是一种被动防御性措施, 而不是一种可以用于不断改进清洗操作的手段。这种在线清洗工艺是通过严格遵守标准操作规程以及对中间物料和成品特性的实验室检测来确保所生产药品的安全性和有效性, 处于一种静态生产的封闭状态, 并且容易产生被验证的工艺经过批准后, 不应进行改变的静态思维倾向。

但实际情况是, 虽然在线清洗设备和工艺均通过验证, 但是每次被清洗的物料和清洗环境等因素时刻都在发生变化, 清洗设备的各项运行参数也会不断发生飘移, 这种飘移的结果会由量变积累到发生质变, 影响预期的清洗效果, 因此在目前的GMP管理条件下, 即使严格执行标准清洗规程也未必能够始终保证清洗质量。鉴于上述原因, 制药企业应积极主动地发掘在线清洗技术中的不确定性, 加深对在线清洗工艺的理解, 不断进行调整和改进在线清洗工艺, 以便于适应变化, 实现清洗工艺不断优化的目标。

1.3 运行效率过低

在线清洗的日常放行主要依据有:检查设备的清洗是否按照事先经过验证的清洗规程进行, 是否有完整的记录;确认清洗后所取样品的检验结果符合既定标准。但是, 现实情况是运行效率过低, 主要体现在2个方面: (1) 通过严格按照清洗标准操作规程来确保清洗质量过于刚性, 缺乏灵活性和适应性, 同时其执行效率并不令人满意; (2) 进行样品的实验室测试本身就是一种低效率的行为, 因为不仅样品的检验结果难以真正代表清洗质量, 而且等待检验结果也浪费了不少时间。尤其是在需要频繁更换同品种不同批次和不同品种时, 运行效率过低的局限性变得更为明显。如果能够实现对清洗工艺的完全理解, 对与清洗相关的关键因素进行实时监测与控制, 最终实现对在线清洗效果的实时放行, 那么清洗后的样品检验没有存在的必要。除此之外, 当前这种样品检验也经常导致测试偏差 (Out of Specification, OOS) 调查[5], 企业不仅需要花费大量时间和资源去调查测试偏差, 而且找到根源的机率很低, 从而进一步导致运行效率的低下。

2 PAT在在线清洗技术中的应用可行性分析

在线清洗技术中应用PAT可行性分析具体可分为以下过程: (1) 必须对生产清洗工艺进行深刻的分析与理解, 确认与药品有关的关键物料性质和工艺属性, 以此作为关键变量; (2) 进行实验室模拟研究, 通过合适的仪器设备测定所有关键变量的临界范围, 并确定这些变量与药品质量的相互关系, 建立模拟生产的模型; (3) 分析与控制, 设计能够对所有关键变量进行实时或接近实时监测和控制的工艺监控系统; (4) 知识管理, 综合所有与工艺相关的数据, 发掘工艺创新与改进的空间。

2.1 在线清洗技术的工艺分析

2.1.1 清洗液的温度

温度是在线清洗中非常关键的因素, 在清洗过程中需要严格控制。一方面, 清洗溶液温度升高, 一些与清洗速率成正比的物理量也会升高, 包括化学反应速率和溶解速率[6];还有一些与清洗速率成反比的物理量则会降低, 包括化学粘结张力和溶液粘性[6], 同样也有利于污物的去除。但过高的温度会增加供热成本, 可能使污物在容器或管道表面结焦, 同时会对被洗涤设备产生不利影响, 如高温会破坏锥型发酵罐内涂层材料以及橡胶垫圈等对温度敏感元件的密封性[7]。因此, 清洗溶液的温度应控制在既能有效清除污物, 又能保证清洗液不会对被清洗设备产生不利影响, 同时节约供热成本。

2.1.2 清洗液的浓度

清洗液的浓度同样是不可忽视的关键因素。随着清洗液浓度的升高, 设备清洗的化学反会不断加快, 因而高浓度会使清洁更加有效和彻底。但是高浓度在清洗过程中需要使用更多的清洁剂, 在淋洗过程中需要消耗更多的工艺用水以及花费更长的时间, 造成生产环境污染和资源的浪费, 增加清洗成本, 同时过高的清洗液浓度也会对被清洗设备产生危害。所以在控制清洗液的浓度时应当综合考虑清洗效果、冲洗时间、清洁剂的成本和效果等因素来确定一个可接受的清洗液浓度的范围。

2.1.3 清洗液与污物的接触时间

清洗液与污物的接触时间在在线清洗过程中是必须加以控制的关键因素。清洗液与污物的接触时间直接与清洗的效率成正比。一般来说, 清洗液与污物的接触时间越长, 循环清洗的效率越高, 污物的被清除率越高。但是时间是生产过程中的重要成本, 过长的接触时间会延长清洗周期, 从而延长整个生产周期, 降低生产效率。因此, 清洗液的接触时间不宜过长, 必须在能够保证清洗效果的基础上尽可能地缩短清洗液与污物的接触时间, 达到时间短而效果好的目的。

2.1.4 清洗液的冲击和波动

清洗液的冲击和波动对于污物残留量的影响非常大, 是一个关键因素。有数据表明, 当管道中流体的雷诺系数逐渐增加25 500附近 (属于湍流) 时, 清洗效率会急剧上升, 管路中的污物剥离最为彻底[8]。而如果在被清洗表面产生层流 (雷诺数小于2 300) 时, 所有质点均沿着与管轴平行的方向流动, 此时流体的速度在管道轴心处的速度最大, 自轴心至管壁速度逐渐减小以至等于零, 会很迅速地在残留物表面形成稳定的饱和溶液层, 残留物的溶解速度会急剧下降, 这与静止状态下的溶解过程非常相似, 清洁效率也随之明显下降[3]。因此在在线清洗系统中首先需要在系统设计时合理布置足够数量的清洗球, 确保被清洗设备的表面均能形成湍流。其次, 需要使清洗液具备一定的流量和压力, 确保能够产生足够的冲击和波动。同时需要认识到清洗液的能量是由外部电能转化而来, 要考虑电力成本的节约。

2.1.5 清洁剂的选择

清洁剂的选择是否适当对最终清洗效果会产生重要的影响。水是一种常用的清洁剂, 一般的有机、无机物都能溶解其中。因此在水中有一定溶解度的尽量选择水、热水、碱性或酸性水作为清洁剂。对于水不溶、极性小的产品组, 首选乙醇, 其次选择异丙醇等三级溶剂作清洁剂, 而乙氰、氯仿等一、二级溶剂不可用于药品生产。在确定适用的清洁剂的范围后进行具体选择时, 必须考虑到清洁剂及其挥发气体将与哪些材质直接接触, 以及对可能接触的材质所产生的影响, 须确认清洁剂及其挥发气体不与待清洁设备及其部件 (如密封圈、管口、喷嘴、泵等) 发生物理变化或化学反应。

2.2 实验室模拟研究

在全面分析与理解上述在线清洗过程工艺活动的基础上, 结合PAT理念与技术, 进行实验室模拟清洗研究, 识别上述所涉及的关键变量, 并确认它们与清洁效果以及内部之间的相互关系。其基本思路是将清洗过程中的污物沉积在与生产设备的材料和表面光漆相匹配的样品材料上, 建立一个与实际生产清洗过程相类似的模型, 目的在于通过不断地试验来确定在线清洗过程中的关键变量, 然后对在模拟中所采集的数据进行多变量分析, 而不是传统的单次单变量分析, 从而明确各关键变量与最终清洗效果的关系。

实验室模拟清洗研究的大体程序如下: (1) 选用与待清洗设备材质完全相同的平板或容器[9]; (2) 根据实际生产工艺过程对上述选定的平板或容器表面进行模拟处理, 制备残留物; (3) 在设计的模拟在线清洗系统中安装多种在线测量仪器, 实时测量各项清洗参数; (4) 加入事先配好的清洗液对处理过的样品进行模拟清洗; (5) 通过化学方法和物理方法对清洗效果和材质被腐蚀的程度进行评价[9]; (6) 按照以上步骤不断调整各种参数进行多次模拟清洗; (7) 根据多次模拟清洗的结果确定在线清洗中的关键参数或变量以及相应的临界范围, 同时确定清洁剂的最佳配方。

在实验室模拟清洗研究中, 根据实际生产工艺条件选定模拟研究的材质并进行相关模拟处理非常重要。在模拟研究过程中, 已制备残留物的平板或容器应处于与生产工艺相同的环境, 否则实验结果对生产设备的清洗就没有任何参考价值。

2.3 PAT实时监测及控制的系统设计

在确定上述关键变量的临界范围后, 要对这些关键变量进行实时监测, 同时控制这些关键变量始终处于临界范围之内。实现实时监控需要配套的设备, 要在在线清洗系统上安装传导率传感器、流量计、压力传感器等在线分析仪, 对关键变量进行实时监测, 并根据实时测量的结果及时调控这些关键变量, 保证清洗工艺处于预先设定的稳定状态。

图1是应用了PAT的在线清洗系统, 其中安装了用于监测关键变量的在线工艺分析仪, 可以为实时控制提供大量信息。图中HX是换热器;TET是温度传感器;AET是电导率传感器, 分别有高量程电导率传感器AET1和低量程电导率传感器AET2;FET是流量计;PET是压力传感器。

安装的以上在线工艺分析仪具有以下作用:

(1) 供应端和返回端温度传感器TET1和TET2确认清洗液的温度是否在预先在模拟研究中所获得的临界范围之内。其中供应端的温度传感器TET1主要用于控制热交换蒸汽的供应提供实时监测的信息, 确保即将用于清洗设备的清洗液的温度在临界范围内, 同时可以避免不必要的热能浪费;而返回端的TET2用来确认清洗液温度是否在允许的最低温度以上, 用以判断清洗液是否可以循环使用, 还是需要进一步加热后再用于设备清洗。

(2) 高量程电导率传感器AET1是典型的0～100 ms/cm的传感器, 用于确认清洗浓度是否在临界范围以内。使用电导率传感器而不是p H传感器, 因为电导率与目前常用在线清洗的清洗液的浓度和酸度呈线性相关, 此传感器安装在清洗系统供应端, 可以用于监测再循环和单通道的清理环路以确保清洗液的浓度在临界范围内。

(3) 供应端的流量计FET1和压力传感器PET1确保清洗液的冲击和波动在之前实验室模拟研究中确定的临界值范围内。流量计FET1所监测的信息用于实时调控供应泵速度, 泵的速度可以控制溶液在设备清洗时输入的流速。同时结合流速和压力传感器PET1的数据, 可以得到现有在线清洗系统的运行情况, 发现诸如阻塞、污物淤积等问题, 确定对在线清洗系统进行彻底清洗的周期。

(4) 低量程电导率传感器AET2是典型的0～100 ms/cm的传感器, 实时监测最终的淋洗水的电导率要与预先模拟研究所确定的临界范围的吻合程度, 最终判断是否达到工艺终点, 被清洗设备是否已经被清洗彻底, 而不是之前简单依靠测定清洗时间来判断是否达到工艺终点。

所有这些在线工艺分析仪均与在线清洗系统的可编程控制器 (PLC) 相连接形成一个在线清洗的实时监测与控制系统, 其结构如图2所示。控制系统能够对在线分析仪所输入的数据进行实时处理, 并根据处理结果通过智能调节器对换热器的蒸汽供应、供应泵的速度以及清洗罐中清洁剂的补充等进行实时调控, 确保所有关键参数在临界范围之内。当参数严重背离所规定的临界值范围并且系统不能自动调控时, 将会引发警报设备以提醒操作人员。如果出现泵、阀门、管道故障等意外情况, 可通过按下控制系统上的急停按钮来中止CIP系统的运行。同时, 控制系统与一台工控机 (指一种加固的增强型个人计算机, 可以作为一个工业控制器在工业环境中可靠运行[10]) 相连, 对实时监测的数据进行保存以便进行知识管理, 根据知识管理的结果通过工控机对控制系统的程序进行修改, 从而实现对工艺的实时改进。在整个监测与控制系统当中, 所有的信息流都是双向的, 能够实现及时反馈和前馈。

最后, 关于在线清洗效果的放行, 只需要根据该次清洗在工控机中所存贮的数据, 并保证设备与在线分析仪已经过确认, 即可证明该次清洗的过程中的关键参数始终在预先设定的临界范围内, 就可以认为该次清洗的效果已经符合预期标准。此时, 清洁验证只是作为一种辅助手段来证明清洁效果已经符合预定标准。因此, PAT的应用可以大大提升清洗效果和运行效率。

3 结语

在在线清洗技术中应用PAT不仅能够取得巨大的应用收益, 解决现有质量保证体系中的局限性, 提升在线清洗的质量, 而且应用成本也相对较低, 因为大部分应用成本主要用于购买和安装数据采集和分析工具上, 并且安装和改造系统的成本和难度也比较低, 具有很强的普及性。因此, 在线清洗技术应用PAT具备较高的性价比, 可以作为企业全面应用PAT的突破点。近年来, PAT作为一种积极主动、具有进攻性的质量管理方法越来越受到发达国家的重视, 美国FDA于2004年发布了PAT的工业指南, 希望能扭转目前药品质量管理只能依靠严格和生硬的认证规范的现状。因此, 应用PAT更是我国药品生产企业开拓国际市场, 尤其是发达国家药品市场的有力保证。在不断强调变革和创新的21世纪, PAT的应用前景必将越来越广, 应用范围也会覆盖到药品生产全过程。

参考文献

[1]FDA.Guidance for Industry PAT—A Framework for In-novative Pharmaceutical Development, Manufac-turing, andQualityAssurance[EB/OL].http://www.fda.gov/cder/guidance/6419fnl.htm

[2]陆婉珍, 褚小立.近红外光谱 (NIR) 和过程分析技术 (PAT) [J].现代科学仪器, 2007 (4) :13～17

[3]国家食品药品监督管理局.药品生产验证指南 (2003) [M].北京:化学工业出版社, 2003

[4]梁毅.GMP教程[M].北京:中国医药科技出版社, 2004.18～19

[5]FDA.InnovationandContinuousImprovementin Phar-maceutical Manufacturing[EB/OL].www.fda.gov/cder/gmp/gmp2004/manufSciWP.pdf

[6]John M.Hyde, Peter K.Watler, Ph.D., Keith Bader, JM Hyde Consulting, Inc.PAT技术用于制药上的清洗工作[J].行业聚焦, 2007 (6) :34～36

[7]张致炜, 钟金文.CIP清洗工艺的探讨[J].技术交流, 2008 (6) :54～55

[8]冯庆, 孙成杰.在位清洗技术 (CIP) 简介[J].医药工程设计, 2001, 22 (4) :11～14

[9]李月波.清洁验证中的清洁剂选择和实验室研究[J].上海医药, 2004, 25 (2) :86～87

[10]曹吉花, 郭焕银.基于PLC的原位清洗控制[J].包装与食品机械, 2008, 26 (5) :24～27

PAT技术 篇2

关键词：端口地址转换,虚拟局域网,PPPoE,PoS链路

2008年7月9日, 我国国家IP地址分配管理机构中国互联网络信息中心 (CNNIC) 发布声明称:根据最近预测统计, 全球IPv4地址将在2010年前后分配完毕, 这标志着全球可用的I P v 4地址资源将最终耗尽。因此, 国内各大ISP都通过网络地址转换技术紧缩对于IPv4地址的使用, 使用PAT是不可避免的。PAT通过同一子网内的不同主机在访问Internet时共享一个 (或几个) IP地址方式解决了IPv4地址空间不足的问题, 并在一定程度上提高了内部网络的安全性。

1 概述

1.1 设计的背景

互联网品质因为其受总部出口带宽的影响, 常出现网络拥塞的现象, 特别是共享带宽的用户, 网络拥塞更为严重。以往宽带接入平台是通过动态NAT池的方式, 不能解决现面临IP地址资源, 本设计采用端口地址转换 (P A T) 方式来建立一个新的宽带接入平台。

1.2 PAT技术的ADSL宽带平台的特点

NAT有三种类型:静态NAT (static NAT) 、NAT池 (pooled NAT) 和端口地址转换 (PAT) 。PAT是一种IP地址复用方式, 通过四层端口复用, 根据不同需要把内部地址映射到外部网络的一个IP地址的不同端口上, 私网的大量用户使用同一公网IP地址访问公网主机, 要求用户使用TCP/UDP协议。

2 PAT技术ADSL宽带平台的设计

2.1 宽带平台结构

宽带平台化分为三层:接入层、汇聚层、骨干传输层。接入层主要负责用户的连接、IP地址分发和数据服务, 汇聚层的主要负责用户的身份认证、数据传输和服务提供, 而骨干传输层主要负责主干的数据传输和I N T E R N E T的各项服务业务的实现。

2.2 功能需求

ADS L宽带平台为用户接供宽带上网接入服务, 必须具备简洁的用户接入界面, 安全、稳定、高速网络服务。

2.3 宽带平台的功能特点

宽带平台需要有以下几个特点:安全可靠, 简洁, 高速稳定, 经济, 可管理理, 扩容性强。

3 宽带平台的实现

3.1 骨干传输层与汇聚层的互联

骨干传输层与汇聚层通过Po S链路互联, 中兴T32C设备和SDH通过2个155M POS口互联, 利用SONET (同步光纤网络) 封装技术通过链路传输信元, 互为冗余备份, 以保证网络安全。

3.2 汇聚层与接入层的互联

中兴T32C通过第四框第1个和第五框第1个100M以太电口分别与华为MA5200F第1个和第7个100M以太电口连接, VLAN采用基于端口的方式, 端口1、7配置互联IP地址, 不在同一VLAN的端口相对独立, 有效杜绝了网络广播风暴, 例如, 假如端口1, 2和3属于命名为“Marketing”的VLAN, 那么端口1所接受的广播帧就在端口2和3上传送, 而不是在任何其他端口上传送。

华为MA5200F端口1, 7与T32C的互联, 也采用端口VLAN, 并在1、7口上起子接口, 端口类型为ACCESS, 配置互联地址。

MA5200F分别以以太网电口2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10作为业务口下联DSLAM设备华为MA5105设备配置如下, 端口设置100M全双工模式, 为PPPo E认证的方式

3.3 PAT的实现

端口地址转换 (PAT) 是在T32C设备上实现, 首先需要定义“内部”或“外部”的接口, 在启用PAT时, 地址转换仅应用于那些定义为“内部”或“外部”的P A T接口。PAT只转换到达已定义的内部或外部接口的分组。其次创建源ACL池, 然后配置动态绑定, 以此定义NAT动态规则为PAT, 还得要设置动态地址绑定的超时设定, 只有在一段时间不用或在被手工删除之后, 动态地址绑定才会终止, 动态地址绑定的默认超时设定为24小时。

当流数达到0或超时设定时, 动态绑定即被取消。取消绑定使该全局地址的端口空闲, 该端口即可被重新使用。当该全局地址的所有端口被使用时, 则从下一个空闲全局地址 (开始) 分配端口。如果没有端口和全局地址可用, 则这些分组将被丢弃。

设置路由及DNS:

3.4 MA5200F配置PPPo E帐号

PPPoE用户的接入流程如下:

用户客户端通过PPPo E拨号器拨号发起上线请求。

MA5200F和客户端进行PPPo E协商, 创建PPPo E控制块, 为用户建立会话 (Session) 并分配Session ID, 完成PPPo E链路的建立;

MA5200F和客户端进行PPP协商, 客户端将用户名和密码通过PAP或CHAP方式发送给MA5200F。

MA5200F根据用户所在域的认证方案进行本地认证或远端认证, 并返回认证成功消息。

认证成功后, MA5200F从用户所在域配置的地址池中为用户分配IP地址, 或者通过DHCP Relay从远端的DHCP服务器为用户分配IP地址。

此时用户可以正常上网并开始计费, 此时用户收发的IP报文都是以PPPo E/PPP格式封装的。

用户在线过程中, 可以通过PPPo E拨号软件主动断开和MA5200F连接, 此时MA5200F立即删除用户的连接信息, 停止计费。

3.5 DSLAM的业务实现

(1) DSLAM FE端口MA5105是通过FE端口与相关设备互联组网, 那么FE端口的工作方式以及自协商方式将关系到整个平台的稳定。

MA5105与MA5200F是通过FE端口对接, MA5200F是端口工作方式为Untagged, 因此MA5105需与MA5200F保持一致, 同为Untagged, 双式自协商模式。

(2) 永久性虚电路 (PVC) 。永久性虚电路 (PVC) , pvc是ADSL终端远程管理技术中有关终端远程管理的一种技术实现方式!在基于PVC管理通道和SNMP/HTTP管理协议的方式下, PVC管理通道分为两条, 一条为基本PVC通道, 另一条是扩展PVC通道。本平台局端设备和用户终端设备支持V P I=8, VCI=35的PVC连接作为基本PVC管理通道。基本PVC通道为局端和用户端设备的初始通道。扩展PVC通道根据业务需要, 由局端和用户端通过基本PVC管理通道协商建立, 用来传送软件下载等业务数据流。每个用户的连接都需要一个单独的PVC通道, 另外为了方便于工作管理5105, 还需设置网管通道。

3.6 结论

组网已完成, 现在需要测试通过PPPo E方式是否实现, 用户通过ADSL MODEM连接到DSLAM, 在电脑上建立一个ADSL拨号连接, 连接正常, 正常可以打开网页。

4 总结

PAT技术 篇3

关键词：“父母即教师”项目,家长参与,父母教育,美国

一、美国“父母即教师”项目提出的背景及发展

(一)美国家庭的现代变革引发系列社会问题

美国有工作的母亲比例的增长。数据表明,在1975年,6岁以下儿童的母亲只有40%外出工作,1988年约60%,1995年则上升到了64%,[1]这就减少了母亲对孩子的照看与教育的机会。

美国单亲家庭结构的增多。20世纪50年代以来,美国家庭结构发生了重要变化,单亲家庭、未婚同居家庭、混合家庭的数量,以及离婚率不断上升。成千上万面临家庭处境不利的父母及其孩子,急需要政府以及社会的支持,以便更好地适应竞争日益激烈的社会。

美国低阶层家庭贫困率较高。20世纪80年代,美国经济发展趋缓,美国的贫困人口开始略有上升,达到14%。其中6~17岁贫困儿童和青年的比例到80年代末90年代初上升到了20%。[2]如何对这些处境不利的家庭提供帮助是美国社会必须认真对待的社会现实问题。

(二)“向贫穷开战”及“开端计划”的实施

1963年,美国参议员迈克尔·哈林顿(M.Harrington)在《另一个美国:美国的贫穷》中指出,美国有四分之一的人生活在贫困线以下,其中有300万人生活在极度的贫困线下。因此,约翰逊总统提出“向贫穷开战”,提出应首先解决贫困线以下不足6岁儿童的教育问题。在这种背景下,1965年国会通过《经济机会法》,要求在幼儿教育中兴起“开端计划”(Head start),为贫困家庭儿童实施补偿教育。

(三)美国“父母即教师”项目的建立与发展

“父母即教师”项目(Parents As Teachers Program,PAT)产生于20世纪70年代美国的密苏里州,对该项目建立影响最大的是温特·米尔德丽德(W.Mildred)。半个多世纪以来,她一直致力于美国的教育改革。1972年~1984年,她在密苏里小学和中学教育部担任部长期间,开始建立“父母即教师”项目的模型。当时,密苏里州的教育工作者注意到,刚进入幼儿园的孩子的表现与家长的参与程度有很大关系,家庭参与对儿童的读、写等能力有重要影响。[6]基于这样的发现,他们提议建立一个面向所有家庭的项目,来帮助家长们意识到他们在孩子发展中所扮演的重要角色,从而帮助孩子们为以后的学习和生活做好准备,使他们在社会竞争中能够得到更多公平的机会。

在密苏里州初级和中级教育部门以及丹佛基金会的资金支持下,1981年美国密苏里州首次设立了“父母即教师”试点项目,主要是服务于那些初为父母的人群,让他们从怀孕一直到孩子3岁期间可以接受到识字培训与养育孩子的技能的服务。1984年,密苏里州将该项目推广至全州的各个学区。根据有关规定,学区有义务向家长提供这一项目,而家庭是完全自愿参与的。为了确保“父母即教师”项目更为有效的运行,1984年在密苏里州设立了“PAT国家中心”(Parents as Teachers National Center)及网站。[4]1985年以来,“父母即教师”项目已推广至全美50个州,各个州都设有“父母即教师”项目及网站。此外,这一项目还服务于美国以外的许多国家。家长们可以通过这些网站申请加入该项目,得到有关育儿方面的信息,还可以通过网站进行捐款、提出建议等。

“父母即教师”项目的发展受到了广泛的关注。20世纪80年代以来,“父母即教师”项目先后得到了美国总统里根和布什、各个州政府以及很多教育机构的褒奖。“父母即教师”项目除主要在公立学校开展外,还很好地融入到了其他的早期教育项目中,像“平等起步计划”(Even start)、“早期开端计划”(Head start),以及儿童看护中心等。该项目还被延伸到一些心理健康、社会服务以及矫正机构,用来防止、减少虐待和忽视儿童的现象。

二、美国“父母即教师”项目的目标与基本内容

(一)“父母即教师”项目运作的目标

“父母即教师”项目是非营利性的,其主旨是帮助家长认识到自己是孩子生命中的第一任教师,支持父母在儿童生命初期扮演好孩子最好的启蒙教师的角色。“父母即教师”项目认为儿童出生后的最初几年对孩子是非常关键的,它为孩子以后的学习和生活打下重要的基础,所以家长应该成为孩子的第一任老师,并且是最重要的老师。该项目最大的优势在于所有符合条件的家庭都可以接受这一服务,而不用考虑种族、文化背景和家庭经济状况。“父母即教师”项目坚信所有的孩子通过学习、发展和成长都可以充分展现他们的潜能。它主要有以下几个具体目标:(1)丰富家长们在早期育儿方面的知识,提高育儿技巧;(2)提供检查及早发现儿童发展滞后问题与健康问题;(3)防止忽视和虐待儿童;(4)使儿童做好入学准备,增加学校成功的机会;(5)建立真正的家庭—学校—社区合作关系。[5]

(二)“父母即教师”项目的日常工作

“父母即教师”项目具有自己独特的运作模式,以区别于其他项目,主要包括以下几个方面的工作内容。(1)课程编制。“父母即教师”项目的课程编制都是以最新的研究为基础,为每个家庭提供最合适的简单易学的课程,以帮助家长扮演好自己的角色,从而使孩子能够健康发展,为入学做好准备。(2)专家培训。主要是对一些“父母即教师”项目的子项目和父母教育者(parent educators)提供实用性强、能够亲力亲为的技术支持和技术培训,从而使他们能够更好地为他们所服务的家庭提供帮助。培训主要分为面授和远程两种形式。(3)宣传。通过和其他组织、专家进行合作,在社区进行宣传,让决策者们意识到家庭参与和早期干预在儿童早期发展以及以后的教育中所起的重要作用。(4)高标准。该项目认为实证研究和好的服务质量是他们不断前进的动力。他们的研究都是以事实为基础,目的就是为了给教育者们提供最有效的帮助,希望以此来积极地影响他们的孩子。[6]

(三)父母教育者提供的专业服务内容

家访。这是“父母即教师”项目最基本与最核心的服务。父母教育者会以一种简单、客观的方式向父母提供最适合各个年龄阶段儿童发展所需要的课程,这些课程一般涉及儿童认知、动作、社会情感与语言等四个领域,主要是帮助父母学会观察自己的孩子,在孩子成长的每一个发展阶段对其学习提出合理的期望。这些获得PAT证书的父母教育者一般具备儿童发展、教育心理学、教育哲学、社会学、人口学与人文科学方面的知识,有着良好的口头表达、书写和交际能力,这有利于他们与家长以及孩子之间建立良好的关系,更好地开展工作。在家访结束后,一些额外的资源能够很好的补充“父母即教师”项目课程。这些资源包括书籍﹑有关育儿的影像资料和宣传册。家访一般是一月一次,也有的州是6个星期一次,一次45~60分钟。不过从2011年开始,“父母即教师”项目规定家访的数量提到每年必须10~12次,而对于处于危机中的家庭的家访数量则是提高到每年20~24次。[7]

家长群体会议。一月一次的家长会,由PAT项目或者其他的专家作讲座,通过互动的方式,让家长们交流讨论育儿经验、儿童发展和保健问题、他们遇到的困难以及关注时下流行的一些话题,从而丰富家长们的相关知识。此外,还鼓励家长们建立彼此的支持网络。

定期检查。PAT项目需要进行一年一次的检查评估,其目的是让家长知道自己孩子在健康、听力、视力、解决问题的能力、感知能力以及社会性和情感等方面的发展状况。在此基础上和同龄的孩子做出比较,找出他们的孩子在发展方面所存在的缺陷,以便及早进行教育干预。

资源网。父母教育者帮助家长和社区开展紧密联系,共享包括社区活动、社会服务组织活动、发展智障儿童的早期干预等社区资源。该项目中,各个州所提供的资源各不相同。像密苏里州所提供的资源网主要有一个资源中心,内设游戏活动室,有书籍、玩具、杂志、磁带等,供家长们借阅。

三、美国“父母即教师”项目研究的效果评估

为了使“父母即教师”项目更有说服力,从而吸引更多的家庭加入进来,每年国家PAT中心都会进行年度总结报告,为此各州的研究机构也会对自己州的“父母即教师”项目进行评估。许多研究评估结果表明,该项目对父母和孩子均产生了积极的影响。

(一)“父母即教师”项目对父母的影响

家长育儿技巧有所提升,能够更好地营造家庭教育环境。许多研究表明参加“父母即教师”项目的家长在育儿知识(一般发展和神经学知识)、育儿行为、育儿态度方面有很大的进步。大多数参加“父母即教师”项目的家长认为它是很有效的,他们可以更为有效地和孩子进行交流、更能了解孩子的发展状况,愿意花更多的时间陪伴孩子。在爱德华·齐格勒(E.Zigler.)与朱迪·普芬南施蒂尔(J.Pfannenstiel)等人所进行的一项实验中,他们把年龄较大的母亲作为控制组,把年轻的母亲作为实验组。结果显示,参加“父母即教师”项目的年轻母亲在学科知识方面有很大提高,而且他们更可能被认为在抚养孩子的最初几年是很幸福的。实验组的年轻母亲会更努力地大声朗读一些东西给孩子听,从而使自己更好地融入到孩子的日常生活中,而且会以一种更恰当的方式来营造家庭环境。总之,和那些年长的母亲相比,“父母即教师”项目对年轻的父母的行为有更为积极的影响。而这反过来又会对他们的孩子的发展产生积极的影响。[8]

家长更积极地加入到孩子的学校教育中。参加该项目的家长在学校里的参与度很高,大多数家长会参与学校的特殊活动,每月做学校或班级的志愿者,积极参加“父母即教师”项目的会议,主动要求举行家长联谊会,参加家长会的次数也多,更愿意协助和学校作业有关的家庭活动,在他们的孩子升入小学后仍然乐于更多地参与孩子的教育活动。而没有参加“父母即教师”项目的家长则会很少这么做。

家长忽视和虐待儿童的比例逐步减少。有研究者在城市社区进行了一个随机实验,它主要是为了测试“父母即教师”项目是否会阻止或是减少低收入家庭中虐待儿童的现象。结果显示,与那些既没受过“父母即教师”项目服务又没接受过其他的服务的年轻家长相比,曾经接受过“父母即教师”项目服务的家长很少会虐待儿童。[9]

(二)“父母即教师”项目对孩子的影响

参加“父母即教师”项目的孩子更健康。与同龄孩子相比,那些参加“父母即教师”项目的3岁的孩子有更强的免疫力,并且被认为不太可能会受伤。参加“父母即教师”项目的孩子能够更早地被发现各个方面发展存在的问题。

“父母即教师”项目能够提高孩子的入(园)学准备状况。幼儿园准备状况是孩子在3年级表现好坏的一个重要指标。爱德华·齐格勒等所做的一项研究指出,“父母即教师”项目在提高父母养育技巧的同时,提高了儿童的入学准备状况。[10]同样地,美国学者特里莎·奥克(T.Ockey)在对美国新墨西哥州的3所小学所做的“父母即教师”项目和孩子读写能力以及入学准备的关系研究中指出,“父母即教师”项目能够提高孩子的读写能力和入学准备状况。[11]

参加“父母即教师”项目的孩子综合素质更高。比起那些没有参加“父母即教师”项目也没有进幼儿园的孩子,参加“父母即教师”项目的孩子在语言、问题解决、认知和社会性发展方面更优秀,他们更倾向于独立地解决问题。而这些在低收入家庭的孩子方面的影响则更为明显。在朱迪·普芬南施蒂尔和爱德华·齐格勒的学校入学评估中,他们对密苏里州的5,721个幼儿园的孩子进行了入学评估,这一评估结果更加强有力地支持了以前的研究结果:比起那些没有作任何入学准备的孩子,同时参加“父母即教师”项目和幼儿园的孩子的得分明显要高。在密苏里州开展的旨在以教育成果及绩效为核心的教育质量评价与监控体系评估项目(Missouri Assessment Program)中,有关参与该项目的家庭的孩子在交往和艺术方面评估的得分也比较高。[12]

对贫穷家庭和非白人的孩子影响很大。对于那些加入到“父母即教师”项目和幼儿园的时间很长(“父母即教师”项目2年多,幼儿园1年多)的贫穷孩子,他们和富裕家庭的孩子在幼儿园入学时的差距在减小,并且这种差距在3年级的时候则变得更小。[13]在一项对西班牙裔父母的调查中发现,参加“父母即教师”项目的西班牙裔孩子会缩小他们同白人孩子的差距。[14]

(三)“父母即教师”项目的发展趋向

“父母即教师”项目的评估将采用更严密的实验方法。以前的评估都是用准试验的方法,样本都很少,评估指标也不一样,结果导致很多学者的评估结果存在分歧。像朱迪·普芬南施蒂尔和爱德华·齐格勒等人所进行的研究显示,“父母即教师”项目对儿童和家长有积极的影响。但是其他的学者在对“父母即教师”项目进行评估时,却认为“父母即教师”项目对孩子和家长的影响很小。此外,“父母即教师”项目的评估对象大多数是白人,它是否对其他少数民族起同样的作用还有待于实验证实。

“父母即教师”项目将加大对低收入家庭、少数民族家庭及处于危机中的家庭的帮助。“父母即教师”项目领导小组和董事会正在进行一个为期3年的战略性计划。该计划把“父母即教师”项目定位于一个有价值的合作者,主要是为了支持那些低收入家庭、少数民族的家庭,以及处于危机中的家庭。2002年布什总统签署了《不让一个孩子掉队》的教育改革法案,其中要求各校必须缩短穷人与富人,白人与少数民族学生的分数差距。所以从2011年开始,“父母即教师”项目将会加强对这些特殊家庭的帮助,为他们提供更多的服务,以缩小他们与其他家庭的差距。[15]

参考文献

[1]李生兰.比较学前教育[M.]上海:华东师范大学出版社,2008.17.

[2][美]丹尼尔.U.莱文,瑞依娜.F.莱文.教育社会学(第九版)[M.]北京:中国人民大学出版社,2010.26.

[3][4][5][6]Parents as Teachers[EB/OL.]http/:/www.par-entsast eachers.org/.2011-11-20.

[7]Parents as Teachers National Center:2011 Essential Re-quirements for Affiliates[EB/OL.]http/:/www.parentsasteachers.org/.2011-11-20.

[8][10]Zigler,E.Pfannenstie.J,.C.Seitz,V.TheParentsasTeach-ers Program and School Success:A Replication and Exten-sion.The Journal of Primary Prevention,2008,29,No.3.2012比较教育研究2012年第3期General No.266 Comparative Education Review(总第266期)103~120.

[9]Pfannenstiel,J.C.&Zigler,E.(2007).Prekindergarten Experiences,School Readiness and Early Elementary Achievement.Unpublished report prepared for Parents as Teach-ers National Center.2007.

[11]Wagner,M.Clayton,S.The Parents as Teachers Program:Results from Two Demonstrations In Home Visiting:Re-cent Program Evaluations.The Future of Children,1999,(9):91~115.

[12]Drazen,S&Haust,,M.Raising Reading Readiness inLow-Income Children by Parent Education,paper pre-sented at the Annual Convention of the American Psy-chological Association(101st),Toronto,Ontario,Cana-da,August 23,1993.

[13]Drazen,S.&Haust,M.Lasting Academic Gains from anEarly Home Visitation Program.Paper presented at theannual meeting of the American Psychological Associa-tion,August 1996.

[14]The Parents as Teachers Program:Its Impact on SchoolReadiness and Later School Achievement[EB/OL.]http://www.parentsasteachers.org/2007/.2011-11-20.