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系统动力学论文大全11篇

时间:2023-04-01 10:11:03

系统动力学论文

系统动力学论文篇(1)

 

供应链是一个由多个节点企业组成的动态系统,它包含了不同节点企业之间持续不断的信息流、物流和资金流。这些节点企业之间相互作用和影响,使得供应链系统变得非常复杂。供应链运作希望能够藉由这些相互作用实现更低的成本、更短的生产时间、更小的库存、更多的产品品类、更好的产品质量、更准确的送货时间、更高的顾客水平和更有效的合作。这就需要一种更有效的建模技术来表达供应链中跨组织的复杂关系。特别地,供应链系统各节点企业间的交互存在着诸多随时间不断变化的非线性关系,对于这种复杂的非线性系统,一些传统方法不能够很好地对其进行描述和研究。而系统动力学研究系统如何随着时间而动态地改变,讲究根据所研究的问题和所研究的系统构建模型,分析变量之间的相互关系,从而确定其对系统的影响。不仅如此,系统动力学仿真更提供了一种分析系统的直观方式[1]。系统动力学是一种有效地分析供应链结构和行为的方法。在所有的研究方法中,系统动力学是研究复杂和多变量非线性系统随时间变化情况的理想方法[2]。

实际上毕业论文ppt,在理论研究领域,系统动力学研究方法最先由麻省理工学院的Forrester教授于1961年在其《工业动力学》中提出。Forrester[3]最先观察到了结构、策略和供应链节点企业之间的相互影响使得需求沿着供应链下游向上游逐渐放大,并提出了系统的分析方法。Sterman[4]最先将这种方法应用于供应链系统,并建立了简单的供应链节点企业的系统动力学模型。Ovalle O.R.[5]完善了这一供应链节点企业模型,分析了共享不同信息对供应链系统的影响,但并没有给出完整的供应链系统动力学模型。国内学者黄丽珍[6]和张立菠[7]都从不同角度建立了供应链的系统动力学模型。本文尝试从节点企业的系统动力学模型推广到多级供应链的系统动力学模型,并进行仿真研究。

1、供应链节点企业系统动力学建模

供应链上贯穿了物流、信息流、资金流、决策流和商流等流程,本文的建模重点研究物流和信息流两种流程。这是因为系统动力学研究方法能够很直观地表达供应链上的物流和信息流。本文一方面对所研究的供应链系统链环节进行了简化,主要讨论订货、库存和发货三个环节论文开题报告范文。另一方面对其决策进行简化,以牛鞭效应(订货量波动比)作为重要的对比指标[6]。供应链系统中各节点企业通过订货和发货分别实现与上下游节点企业联系,从而使得系统的有效地运作。供应链节点企业系统动力学模型建立在其因果回路图和反馈环的基础上,因此建模前须分析得出其因果回路图和反馈环。

1.1 供应链节点企业运作的因果回路图(Casual Loop Diagram, CLD)

本文所研究的供应链是一种没有信息共享的运作模式,MIT的啤酒游戏很好地再现了这种供应链。在供应链的运作过程中,各节点企业最重要的流程是对上游的订货流程和对下游的发货流程。对上游的订货决策是建立在对未来的销售预测和库存控制策略的基础之上,即各节点企业根据过往的数据,运用简单移动平均或指数平滑等方法来预测t期的销售率,并同时考虑t期初企业的渠道存量和库存状况来进行订货决策。对下游的发货决策则是权衡下游的订货量和节点企业的最大发货量来进行的。图1给出了供应链节点企业(用k节点表示)运作过程的因果回路图,其中包含了九个反馈回路,即两个正反馈回路和七个负反馈回路。其中第七和第八个回路是正反馈回路,除此之外都是趋于平衡的负反馈回路。

图1 供应链节点企业运作过程的因果回路图

1.2 供应链节点企业的系统动力学模型

根据供应链节点企业运作过程的因果

系统动力学论文篇(2)

(一)不被取得的成绩所陶醉,积极向先进城市学习苏州市政府在苏州服务外包产业取得巨大成绩的同时,不断与更发达城市比较,找出问题和不足,向先进城市学习,采取各种措施推动产业更快更好的发展。

(二)制定详细的服务外包产业发展规划政府在规划方面出台了一个较为详细的产业发展战略,甚至聘请了专门的咨询研究机构——毕博管理咨询(上海)有限公司对中国——新加坡苏州工业园区的服务外包产业发展战略项目进行了详细的规划。在政府规划里,明确了发展目标,确立了发展方向,并从多方面为发展服务外包产业提供支持,包括政府各部门的工作,企业发展资金的扶持渠道,以及对人才培养或是引进的具体措施等。

(三)政府大力度的扶持各个政府职能部门分工明确,积极落实为企业和产业发展提供优质的服务。同时在财政上予以大力的支持,如对企业的补助,对于注册资本10亿元以上的补助最高不超过2000万元;注册资本不低于10亿元高于5亿元的补助最高不超过1000万元;注册资本5亿元以下1亿元以上补助最高不超过500万元。这样的补助标准在全国20个服务外包示范城市中名列前茅,甚至高于北京市的补助标准。在基础设施和人才发展等方面给予了大量的资金扶持政策。

二、国内外服务外包产业发展成功经验总结及基模的构建

结合以上两个例子,笔者认为推动服务外包产业加快发展,政府需要做大量的工作,而且要不断的根据发展程度及时调整政策,使得服务外包产业健康发展。基于此,构建基模如图1。

三、南昌服务外包产业发展的建议

通过以上的基模,分析南昌市应如何发展服务外包产业,提出构建南昌服务外包产业发展基模及相应建议:

(一)编制南昌市服务外包产业战略发展规划目前南昌市只是对本市服务外包产业发展给予了一些扶持发展的政策文件,还没有一个整体的规划,产业发展较为混乱。已经建立的高新技术区和慧谷•红谷创意产业园存在着两个问题:一是大量的服务外包企业多为中小型企业,规模小、品牌弱,产品层次较低,不利于南昌服务外包产业的长远发展;二是存在少数非服务外包企业骗取政策优势的现象。因此南昌市迫切需要一个整体的服务外包产业发展战略规划,明确发展方向,保持发展动力。基于此,建立基模如图2。在发展方向上,通过研究笔者认为应当采用三步走战略:第一步站稳脚跟。南昌市目前的大多数服务外包企业规模小、品牌弱,拥有的高级人才很少,所以目前的发展方向不是一味的追求离岸外包而是立足于国内市场。离岸外包对人才和品牌的要求较高,大多数企业达不到要求,而国内外包市场规模在不断扩大,相对较容易实现;第二步稳定合作,开拓市场。引导有实力的企业与国内的特大型和大型企业合作,随着我们国家“引进来,走出去”战略的推进,这些特大型和大型企业也在不断的开拓市场尤其是海外市场,如果能保持与这些大型企业的合作,不断了解其发展动态,就可以提前做好准备,借助这些企业在海外的市场需求,来拓展市场;第三步大力发展离岸外包。在实现前两步基础上的企业一般都具有相当的实力,政府则可以鼓励和扶持企业不断的争取扩大离岸外包的市场份额。

(二)加大对基础设施的投入,并实施差异化人才战略对于服务外包产业的发展,主要表现在两方面的需求,一方面是硬件设施的需求,主要包括了一般的公共设施如便利的交通,方便的生活和生产设施,还有企业所需的建设用地以及服务外包行业所需的技术设施的支持;另一方面则是软件方面,包括政府方便快捷的服务,相应的鼓励政策和人才的满足程度,只有把这些工作做好了才能减少服务外包产业的发展制约度。建立基模如图3。1.硬件方面对于硬件方面南昌市政府已经做了大量的工作,随着南昌市政府对基础设施的改扩建,交通问题将会很快得到缓解,但由于南昌市的服务外包企业所在地区都离市中心较远,导致生活设施不齐全,影响了企业对人才的吸引力。因此,南昌市政府要对高新技术区和慧谷•红谷创意产业园两个区的生活设施加大投入,运用政策鼓励一些大型的超市等商业机构进入园区,给进入园区的商业机构以税费和公用设施使用的优惠措施,对公共设施集团在园区建立的服务设施给予补贴,使得园区的生活设施尽快完善起来。2.软件方面在软件方面政府也已经给出了一些相应的鼓励和扶持措施,但这样的措施还远远不足。首先政府应该给服务外包的企业提供优惠的税费政策,降低企业的成本才能保证企业的竞争力,其次政府应该为企业提供一个良好的融资平台,因为目前南昌服务外包企业多为中小型企业,融资渠道少,难度大,这就更需要政府的扶持了。最后政府的政策扶持要不断更新,以满足企业的需求为中心。3.知识产权保护由于服务外包涉及到许多技术问题,尤其是离岸外包还涉及与外国企业的合作,所以政府应尽快组织专家对于知识产权保护的问题出台一些措施,并积极向企业宣传,保证本地企业的合法权益,也可尽量避免发生法律纠纷,保持一个健康稳定的发展局面。同时政府可以设立知识产权交易点,建设知识产权公共服务平台,建立保护知识产权举报投诉点,集中受理对服务外包知识产权侵权的举报投诉和咨询服务。4.人才战略采用差异化人才战略助力南昌服务外包产业发展:通过人才工程计划,吸引国内外优秀的高级技术和管理人才来南昌工作;学习印度完善人才培养的体系,为南昌服务外包产业发展提供各层次的专业技术人才;给予服务外包企业人才补助,采取措施,留住人才。

(三)建立信息技术服务平台,弱化相对区位劣势不少研究专家把南昌的区位当成发展服务外包产业的一种优势,但实际上这种优势并不显著,相反与国内沿海的大连、深圳等城市相比却有着明显的区位劣势,即使是与同处于中部的省会城市武汉相比仍有一定区位劣势,尤其是随着南昌服务外包产业的发展,南昌服务外包企业的影响力不断扩大,这种区位劣势会更加凸显,但是服务外包产业作为信息技术产业不同于一些传统产业,政府只要建立起一个服务外包企业信息技术平台,这些企业就可以通过网络直接与外界交流合作,这样就能有效地减少区位劣势带来的不利影响,建立基模如图4。一旦建立起这种服务平台,政府还应大力宣传,并对借助平台发展的企业给予各种鼓励,包括:前三年甚至五年的免费使用,后三年或是五年的费用减半使用;对于借助平台做企业宣传的企业给予广告费用的税费减免;通过一些媒体进行宣传。同时,还要不断更新和完善平台的服务能力,保证平台能够有效发挥出沟通交流合作的作用。政府还可以通过服务平台大力宣传南昌以及南昌服务外包企业的特色之处,打造一批在市场上有影响力有品牌的服务外包企业。同时,借助服务平台进行招商引资,吸引国内外有实力、知名的大型服务外包企业入驻南昌,在南昌拓展新的业务。

系统动力学论文篇(3)

1.1施工企业成本控制系统结构模型

根据施工企业成本构成内容及企业价值活动,本文用因果关系图表示了包含外部关联、企业辅助活动以及项目实施三个基本结构的施工企业成本控制系统结构模型。此模型主要目的是用来帮助施工企业管理人员从宏观角度掌握施工企业在建筑市场这一大环境中所处的位置及相应的成本活动。循环1和2反映了目前施工企业所面临的“僧多粥少”的竞争局面;循环9和10从战略角度分析了政治、经济、市场大环境的影响,当企业发展情况不乐观时,势必影响到企业相关管理活动,如企业技术开发和人力资源,也会对项目的实施产生负面作用,因此这种情况也刺激了企业获得项目的渴望度;循环3、4、5、7、8表示了施工企业与其他市场主体发生的交易活动,产生了交易成本,具体表现在搜集信息、寻找目标、合同谈判、争议协调与解决等环节。交易成本并不创造实际的价值,却构成企业成本的一部分,因此对于施工企业来讲,如何在不降低生产效率的前提下有效地降低交易成本,提高企业的核心竞争力就显得极其重要。施工企业若想获得持续发展,可以从有过合作关系的供应商中选择具有互补优势的,与其建立长期合作伙伴关系,建立起信任机制,减少谈判次数和冲突发生的频率,降低交易成本,实现双方共赢。循环6则说明施工企业充分掌握各项成本产生动因,并且采取有效措施来控制成本,最终会形成企业的核心竞争力,有利于市场竞争。

1.2项目成本控制系统结构模型

在图2的基础上进一步对项目实施过程的成本控制展开研究。本文借助于系统动力学,建立了工程项目成本控制系统结构模型,包含了返工循环、变更循环、波及效应、控制反馈回路四个基本结构。通过此图,可以清晰地掌握模型中各个变量之间的因果关系以及各个环路的性质,可以帮助决策人员加深对成本系统内部反馈结构与动态行为关系的认识和研究,帮助管理人员更好地进行成本控制。

1.2.1返工循环返工循环是系统动力学项目模型中最重要的结构,学者们在研究项目管理问题时都会研究这一循环。它反应了工作任务的执行过程,由于项目的复杂性和不确定性,工作中不可避免地出现错误,错误发生的比例受工程质量控制。返工既耗费工时又花费成本,还伴随着工作任务相互之间的撞击效应的产生,恶化质量、进度、成本等问题。图3中表现为循环1、4、10。

1.2.2变更循环对于任何一个工程项目而言,工程变更也是不可避免的,工程变更主要包括工程范围、施工条件、工程设计、技术标准的变更。变更的提出方可以是施工企业,也可以是业主和设计单位,它往往会导致工期延误、成本失控,甚至对劳动生产率产生负面的影响。作为施工企业管理人员要加强对工程变更的控制,发生变更时要及时做好现场签证,估算变更成本,更新进度计划,收集索赔资料等。在工程初始阶段,要经常和业主沟通协调,尽可能把变更控制在设计阶段初期,将变更带来的损失压缩到最小。

1.2.3波及效应波及效应是一个动态变化过程原本是指某条供应链上某个成员因某种行为的发生,导致某变量数量上的变动,该变量的变动又会通过供应链成员之间、供应链与供应链之间的相互联系对整个产业链产生极大影响。在本系统中,它表现为成本控制带来的副作用,是客观存在的,但在实践中很少受到重视。借助系统动力学可以如实地反应这种副作用给整个成本系统带来的影响,它使系统问题变得更加复杂,有经验的项目经理也不能保证对该类问题系统的思考和分析,由此可见系统动力学分析模型的优势所在。

1.2.4控制反馈回路成本控制实现的是对项目成本的管理,保证成本、质量、进度三大目标实现最优化。为了最终实现计划目标,管理人员要密切关注项目实际发生情况,及时收集相关的各种成本数据信息,与计划目标做对比,发生偏离时及时采取纠偏措施,或调整资源计划或调整目标投入,以确保项目的顺利进行。

系统动力学论文篇(4)

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)11-0107-02

一、引言

英语是国内外从事学术研究和工程应用人员的通用语言,目前,已经成为一种事实上的国际标准。以控制类学科及其应用领域为例,国际企业的自动化产品和设备的使用手册及说明书用英文编写,优秀的控制仿真软件、控制领域的研究论文、自动化专业国际经典教材、互联网上的自动化技术信息等多数资料也以英语作为写作语言。如此大量的自动化专业信息被非母语国家的理工科学生所接受和掌握,必然要求学生具备良好的专业英语知识[1]。因此,开设“自动化专业英语”课程或有选择地开设其他双语教学课程成为自动化专业培养计划中重要的教学环节[2]。合理地配置“自动化专业英语”的教学内容和改进教学方法,不但可以促进学生的专业外语能力的提高,而且更有助于其专业知识的学习与巩固。具有“一石二鸟”的人才培养效果。

内蒙古工业大学的“自动化专业英语”课程为自动化本科专业开设的一门专业必修课,分两个学期教授,总课时量为64学时。目前,“自动化专业英语”教学在服务于“国际化人才”培养方面存在着如下几点迫切需要解决的问题:(1)部分学生对学习“自动化专业英语”的重要性和必要性认识不足,致使学生学习的课堂积极性不高[3];(2)教师现有的教学方式过于简单,主要以科技文章翻译和生词讲解为主,难以激发学生的学习兴趣;(3)教学内容死板,以自动化技术基础课和专业课的英文原版教材节选的章节为主要学习内容,各教学内容之间彼此相对独立,教学效果等同于普通的“英文阅读理解”,无法形成对本专业理论体系的宏观认识和专业认同感。鉴于以上自动化专业双语课程体系建设中存在的若干问题,课题组提出以“动态系统理论”教学为主线重构“自动化专业英语”课程教学内容的新思想,在统一的“动态系统理论”框架下引入高等数学、电路、液压传动、信号系统、系统建模和控制原理的基础知识点,在组织教学的过程中,始终强化各知识点的有机结合,努力使学生在掌握“自动化专业英语”课程大纲所要求的科技词汇和科技文献翻译能力的同时,对“动态系统理论”体系融会贯通,为进一步专业知识的学习打下良好的基础。

二、“动态系统理论”思想指导下的“自动化专业英语”课程教学改革的现状分析

结合使用英语进行专业课程学习、科技文献阅读、研究论文写作以及从事双语教学工作的体会,笔者深切认识到:“动态系统理论”是自动化课程的方法论核心。动态系统理论最初来源于经典力学中对于物体运动和动力过程进行数学描述的需要,美国数学家G.D.伯克霍夫发展了法国数学家H.庞加莱在天体力学和微分方程定性理论方面的研究,奠定了动态系统理论的基础。现代控制理论的发展促进了对动态系统的研究,使其应用从经典力学扩大到一般意义下的系统,并成为应用于工程学、经济学、生物学、乃至社会科学的一般方法论。那么什么是动态系统呢?动态系统是指按确定性规律随时间演化的系统。严格地讲,任何有记忆的系统都可被称为动态系统,控制科学与控制工程研究本身就是一个对“动态系统”进行建模、分析和综合的过程。

目前,在一些发达的国家和地区,如,美国、英国、日本、韩国、新加坡、香港等,几乎所有工科专业,广泛开设被称为“系统动态”(System Dynamics)的英语教学课程,涵盖的内容包括:信号和系统的基本概念、电气、力学、机械、化学、生物过程的动态建模、微分方程的时间域和频域求解、控制理论基础知识、非线性系统理论基本知识、典型动态系统的仿真等。通过该课程的学习,控制专业的学生可以了解到本专业本质的理论核心,和由这一“系统动态”观点派生出的理论体系及其在各科学领域的应用,从而加深对系统理论和控制论的理解,进而提高学生的抽象思维水平和科研能力。

三、开展以“动态系统理论”教学为指导的“自动化专业英语”课程教学改革

借鉴国外工科教学体系改革的重要经验,并顺应当前我国人才的培养模式向“厚基础宽口径”方向改革的趋势,课题组提出加强以“动态系统理论”思想为主线的自动化专业英语教学,以深化自动化专业课程内容和教学方法改革,结合控制理论与控制工程科学研究的方法论本质和前沿动态,在增强学生专业英语听、说、读、写能力的同时,激发学生的学习兴趣,形成对本专业知识应用的认同感。

我们在自动化本科双语教学过程中明确和强化“动态系统理论”教学这一主线,着重从以下几个方面进行了改革与建设。

(一)整合现有“自动化专业英语”课程教学内容

从“系统学”的角度出发,提升课程的教学内容至方法论水平,将其统一到“动态系统理论”这一宏观框架下。课题组尝试使用一种具有连贯内容的“系统动态”讲义来进行专业外语教学,这一新颖的形式在“自动化专业英语”的学时内讲述了“系统动态”课程,学生既学习了专业英文词汇、翻译技巧,又掌握了“动态系统理论”分析和综合的方法,获得了专业知识的提升。授课讲义以自编部分为主,同时参考“系统动态”方面的国际经典教材(如,Katsuhiko Ogata教授编写的《System Dynamics》)[4],吸收了这些经典教材中大量的有益内容,讲义涵盖动态系统理论的大多数内容,不求精,但求逻辑上的连贯性和理论体系上的系统性。将高等数学、线性代数、矩阵论、电路、信号与系统、自动控制原理、过程控制等主干课程的核心内容统一到动态系统建模、分析、仿真这一完整框架中进行概括总结。

(二)改革了过去较为单一的教学方式,充分调动学生的积极性和主动性

安排学生就某一理论、观点、概念进行专题讨论(内容涉及:系统、信号、线性向量空间、系统稳定性、可控性、可观测性、鲁棒性等基本问题)。鼓励以学生为主体的课堂发表形式,学生根据课前调查、研究,在课堂讨论中明确表明自己对某些理论问题的观点。课下采取大作业的形式来促进学生对课堂知识的巩固,从而提高他们分析问题、解决问题的能力。

(三)在课堂教学中引入教师的科研成果,广泛介绍“系统科学”发展的前沿及其在各个研究领域的应用实例

重点结合系统生物学和飞行器控制两个研究领域的研究实例,来进行“系统动态理论”的讲授。科研实例的引入,帮助学生在掌握系统科学相关的专业英语词汇的同时,还切实体会到本学科理论知识在其他各学科中的应用,使学生体会到本专业所学方法论的强大力量和广泛应用,激发学生的学习兴趣,进一步调动他们学习其他专业课程的积极性。

四、结语

本教学改革研究为促进自动化专业本科生专业外语水平的提高,提高他们对本专业基本方法和基本理论的认识,提出在现有的自动化专业外语课程教学过程中强化“动态系统理论”教学,以这一主线来改革课程内容安排和调整教学方法,帮助自动化专业学生构建自身的专业知识体系框架,加深对系统理论和控制论的理解,提高学生的抽象思维水平和科研能力。课题组采用双语或者英语教学方式来进行“系统动态”等相关课程内容的教学,参考国际经典教材,编写了英文课件和讲义,不但促进了学生对理论知识的理解,而且提高了学生的专业英语水平。笔者希望,这种双语教学改革的“理念”能引起国内教育、教学管理层面的重视,从而推动其他工科专业的双语课程教学改革,使广大学生受益。

参考文献:

[1]于宗艳,王丽,孟娇茹.“自动化专业英语”教学探讨[J].中国电力教育,2012,(26):148-149

系统动力学论文篇(5)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)04-0027-03

动态系统理论(Dynamic System Theory)最初多用于数学领域,近年来则成为应用语言学界的最新发展状态。这一趋势将语言或语言学习者自身视为一个充满无数变量的动态系统。如同城市纷繁复杂的交通系统和生态系统一样,语言或语言学习者系统中各变量会随着时间发生不可预计的变化,各变量之间的互动让整个系统处于不稳定的变化发展过程中,孕育着无限可能。同时,大的系统内包含着若干子系统,各子系统相互依赖,彼此影响,同时不断与外界事物发生能量交换。系统的全面联结性(complete interconnectedness)是动态系统理论的基本特征。此外,系统的非线性发展(non-linearity)、系统的吸引状态(attractor state)以及系统的初始状态与个体差异(initial state and variation)也是该理论的重要概念。过去几年中,国内学者对动态系统理论的研究基本集中在二语习得方面,如郑咏滟从动态系统理论视角对二语词汇发展(2011)、学习者个体差异(2013)、自由产出词汇历时发展(2015)进行了一系列研究。方红、王克非则通过动态系统理论阐释了翻译能力的构成和发展模式(2014)。本文拟将动态系统理论应用于口译教学研究中,以该理论的四个核心概念为切入点,详细梳理口译教学中常见的问题与瓶颈,并提出有针对性的解决方案。

一、动态系统理论对口译教学的启示

近十几年来,为满足社会对口译人才的需求,口译教学无论是在理论研究还是实践研究方面都发展迅速,成果颇丰。由吉尔的多任务处理模式和巴黎释意学派理论衍伸出的厦门大学口译教学模式和广州外语外贸大学口译教学模式主导了中国口译教学的发展。然而,口译教学仍存在瓶颈,口译课程发展呈现不均衡态势。如今,口译课堂及教材中常见以口译技能训练为主的教学模式,旨在循序渐进地介绍口g活动中可切实应用的技能[1]。但由于口译课时严重不足且班级人数过多等客观原因,教师在教学过程中往往过度强调技能的重要性而忽略了口译实践和练习;在点评时过度强调译文质量而忽视了学生的整体表现。这些都导致学生在经过一学期甚至是一年的口译学习后仍对口译认知模糊,水平停留在初级阶段,无法完成教学大纲要求的口译任务。

Larsen-Freeman[2]最早提出语言学习不是单纯由输入引导的线性过程,而是充满倒退、停滞,甚至跳跃式前进的动态系统行为。口译学习作为语言学习高级阶段的一个重要分支也符合动态系统理论的基本描述特征。口译系统的全面联结性,口译能力的非线性发展,口译学习过程中的吸引状态以及口译学习者的个体差异都是直接影响口译教学质量的主要因素。因此,在此背景下将动态系统理论引入口译教学,既符合口译教学现状也符合口译学习者的发展轨迹。这同时也意味着我们将更多地从口译学习者的视角来分析、调整口译教学中的种种问题。

二、动态系统理论在英语口译教学中的应用

(一)口译系统的全面联结性

在动态系统理论的四个基本特征中,系统的全面联结性无疑处于最首要的位置。作为其他三个特征的前提,系统的全面联结性强调系统由多个子系统或变量构成且每个子系统或变量都是相互联系的,任何一个变量的改变都会对构成该系统的其他变量产生影响。进一步来说,某个变量的细微变化不仅会引起其他变量的变化,甚至会引发整个系统的变化[3]。在许多复杂系统中,系统未来的发展结果是无法准确预测的;而这并非因为我们缺乏必要的研究手段和工具,而是因为相互联系的变量随着时间的推移不断发生变化,因而其相互作用的结果也随之发生改变,整个系统永远处于恒动之中。

仲伟合教授曾经提出一个好的译员的知识结构应该由以下三个板块组成:KI=KL+EK+S(P+AP),其中KI=Knowledge Required for an Interpreter(译员应该掌握的知识);KL= Knowledge for Language(双语知识板块);EK=Encyclopedic Knowledge(百科知识板块);S(P+AP)= Professional Interpreting Skills and Artistic Presentation Skills, 即技能板块[4]。按此归类,口译系统即是一个包含双语知识板块、百科知识板块和技能板块三个子系统的复杂动态系统。其中三个板块所代表的子系统又是由多重变量构成的。因此,口译系统的良好发展有赖于其子系统的良好发展及各子系统间的正向迁移作用。从教学层面来说,教师不能局限于单纯的技能讲解,而应该预留一部分时间培养学生的双语能力和跨文化交际能力,并帮助学生积累广泛的百科知识。当然,从目前情况来看,同时做到以上几点并非易事。大多数普通高等院校每周仅有2学时左右的口译教学安排,且口译课程设置一般为第6、7学期。在紧凑的教学时间内,教师只能专注于以笔记法为核心的技能讲解,以期在短时间内提高学生的口译水平;然而这样做的结果往往事与愿违。加之大三下学期和大四上学期正是学生复习考研,准备专八或找工作的黄金时期,且很多学生毕业后并没有从事口译方面工作的打算,因此上课不够投入,下课也不会主动练习,导致教学效果不佳。

如何解决以上问题呢?作为教师,我们应该意识到口译能力的发展是一个长期的过程,不能依赖短短1―2学期的教学。同时,我们应该重视口译课程与其他基础课程的联系。正如前文所言,口译系统的良好发展有赖于其子系统的良好发展及各子系统间的正向迁移作用。口译课程要取得良好的效果自然也离不开包括听力、笔译、跨文化交际等在内的基础课程的良好效果。口译教师可以与相关课程教师充分沟通,从教材选取、教学内容到教学手段做到环环相扣,相互支持。比如在听力课程中增加短时记忆训练、语音辨识训练、有笔记训练和无笔记训练等内容,为后续口译课程打下坚实基础。再比如笔译课程中也可以适当加入口译特征,比如点评时突出信息传递的完整性;训练时增添常见口译题材等。只有当口译子系统涉及的相关课程与口译课程能有效地衔接与配合,各子系统有目的、有序地相互作用,才能促进口译系统的平衡与发展。

(二)口译能力的非线性发展与吸引状态

如上文所言,变化(variation)是动态系统的本质,各子系统自身的变化加之各子系统间的复杂互动,使整个动态系统呈一种不稳定状态(flux), 无论是增长还是消减都是不可预测的,这也直接导致了系统的非线性发展特征。从口译系统的发展来看,口译能力与教师的教和学生的学不再呈恒定的正比关系。可能在学期开始,学生投入很大热情却收效甚微;反而在学期中,进入笔记法的学习后,口译能力在短时间内迅速提升,此后却又遭遇平原阶段,口译能力停滞不前。这种能力发展停滞现象也被称为“石化”(fossilization),系统内不同变量相互制约,导致系统通过自我重组(self-organization)进入 “吸引状态”(attractor state)。正如马儿只可能通过两种方式奔跑:小跑或疾驰,而介于两者之间的奔跑方式显然并不存在[5]。“小跑”和“疾驰”便是系统的两种变量,两者相互制约,将系统引入吸引状态,呈现一种动态平衡。值得注意的是,这种吸引状态仅是表面暂时的停滞,并不代表系统发展的终结。一旦有新的变量加入或某一变量发生突变,都可能成为推动系统发展的一股力量。此时,吸引状态便不攻自破。系统发展的吸引状态与非线性特征互为因果,皆属于系统发展的必然。教学中,教师应该帮助学生正确面对能力发展的起伏,引导学生走出吸引状态,向能力发展的新阶段发展。

在口译学习的初级阶段,很多学生由于过度崇拜笔记法和参考译文,训练重心发生偏移,导致口译能力发展受阻。P记法是口译课堂不可缺少的一环,然而很多学生却对笔记法的认知过于偏激,甚至产生强烈的心理暗示,以至于口译练习中听到的每一点信息,甚至每一个单词都要在纸上清楚地记录下来。而这一举动极大地影响了口译训练的效果:学生忽视了短时记忆训练而完全依赖笔记,但又很难在短时间内熟练应用大量符号,以致精力分散,复述或口译时长时间停顿,逻辑混乱,信息丢失情况严重。此时,笔记非但不能协助口译反而起了反作用。遇到这种情况,教师必须合理介入,引导学生将脑记与笔记结合起来,适当情况下要求学生进行无笔记训练。为了帮助学生更有效地利用笔记进行口译,课堂上可以选两名中等水平的学生上台现场记笔记,教师则及时对笔记进行分析和点评,指出哪些地方该记,哪些地方不该记,如何运用空间感体现信息的逻辑等,鼓励学生形成自己的笔记系统。

造成口译能力停滞不前的另一个原因则是许多教师将口译能力和笔译能力的评价标准混为一谈。译文质量可以说是笔译能力评价的唯一标准,而口译有其特殊性。在满足信息传达的完整性后,更重要的不是译文质量而是译员的表现,具体来说,译员在口译过程中如何灵活、沉着地应对各种突发状况,如何巧妙地进行语言结构重组都是衡量口译能力的要素。目前,大多数教师在点评过程中往往只注意了译文质量,或者口语发音,却忽略了学生的整体表现。导致学生只重视参考译文的用词和语言结构,却永远不知道自己与一名合格译员的真正差距在哪里。所以在口译课程后期,学生觉得自己的口译能力停滞不前,即使积累了不少新的表达和句型也无法有效运用到口译实践中。这就需要教师在评价学生时,帮助他们认识到问题的根本所在。比如,我们可以通过录音或录视频的手段将口译过程进行回放。有的学生在口译过程中长时间停顿,自己却不以为意;有的学生习惯性地重复同一个信息点;还有的学生经常一句话说到一半又回头重新组织;等等。这些问题通过回放的方式都能很清晰地展现在学生面前,教师可以针对具体细节点评,不但要注意译文质量,更要强调信息传递的整体效果。以上是对如何帮助学生走出口译能力发展吸引状态的几点建议。

(三)初始状态与个体差异

动态系统理论认为系统的发展是一个外界环境与内部资源互动的过程,系统发展的现状很大程度上取决于前期的发展。因此,系统发展的路径和结果与系统的初始状态是密不可分的。口译学习者可以被视为社会系统中的一个动态子系统(dynamic sub-system),并且自身包含一系列互相作用的动态子系统(dynamic sub-sub system)。每时每刻,不同层级的系统与系统间、系统与外部环境间都进行着能量交换。有时,某一能量交换产生的一小股力量却能够对整个系统产生巨大影响;而更强大的力量反而对系统影响较小。系统初始状态的不同与能量交换的不确定性导致个体系统的差异成为必然。

对于口译学习者来说,个体的初始能力不同,即双语知识板块、百科知识板块和技能板块三个子系统的发展处于不同阶段,必然引起系统发展的差异。每个学习者所经历的吸引状态都可能由不同原因造成。为了满足个体差异的不同需求,以达到更好的教学效果,教师可以适当调整教学方法,在学期的前中后期分别贯穿一定量的“翻转课堂”教学。“所谓翻转课堂,就是在信息化环境中,课程教师提供以教学视频为主要形式的学习资

源,学生在上课前完成对教学视频等学习资源的观看和学习,师生在课堂上一起完成作业答疑、协作探究和互动交流等活动的一种新型教学模式[6]。翻转课堂以学生为中心,鼓励学生积极思考也有助于教师发现不同个体面临的不同问题和瓶颈,从而有针对性地给出建议和指导。值得一提的是,“翻转课堂”虽然有其独特的优势,但并不适合贯穿于口译教学的始终。我们应该将“翻转课堂”与传统教学有机结合起来,既重视学生的个体差异又不忽略核心技能的讲解与练习,以获得更佳的教学效果。

将动态系统理论与口译教学相结合是一个全新的尝试。动态系统理论能够较为全面地诠释口译学习者各子能力间的互动以及各子能力与外界环境间的互动,并能从多维度体现口译能力发展的复杂性与动态性。该系统的基本概念使我们认识到口译课程与其他相关基础课程间的互动与联系,口译能力发展的非线性特点,口译能力发展过程中必然经历的吸引状态以及口译学习者的个体差异。鉴于此,将动态系统理论运用于口译教学有助于我们深入分析并有效解决教学中遇到的困难与瓶颈。口译的教与学并不存在简单的因果关系,教师应该充分认识到学习者的初始状态以及各内部变量与外部参数间的互动对口译能力发展的影响。因此,我们必须从教学理念、教学方法和教学手段上进行改进与创新,以最大限度地适应口译系统的发展特点。

动态系统理论虽然为口译教学研究提供了一个有效的思维框架,但目前的研究过少且仅局限于理论层面。在未来的研究中,如何将理论框架与实证研究、定量研究与个案研究结合起来仍需要我们进一步探索。

参考文献:

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[4]仲伟合.译员的知识结构与口译课程设置[J].中国翻

系统动力学论文篇(6)

一、引言

复杂系统思想突破了传统简化、线性的思维范式,关注事物的联系性和整体性。随着动态复杂系统理论研究的不断发展,它已广泛应用到各个领域,如经济学、海洋学、气象学、认知科学等学科[1]。教育是一个复杂系统,包括行动者和系统层级组织结构,如教师、学生、家长、社区领导、国家教育部门、经济结构、商业组织等[2]。近年来,动态复杂系统理论在教育领域的研究广泛兴起,但对复杂系统领域内部特征的联系和普遍性关注不足。因此,本文立足于复杂动态系统理论,深入剖析其内部特征,进一步抽象出普遍性。最后,多维度分析复杂动态系统理论对大学教育改革的启示。

二、研究背景

复杂动态系统理论:复杂理论可追溯到1937年vonBertalanffy提出的一般系统理论,该理论主张用系统的观点看问题,即通过理解各部分的关系来把握整体[2-3]。动态系统理论最先应用于数学领域。19世纪末20世纪初,法国数学家HenriPoincare开展了非线性动态研究,计算机时代的到来推动了动态复杂理论迅速发展[4]。复杂理论的理论基础是20世纪70年代的自组织理论、Prigogine的协同论和M.Eigen的超循环论[5]。关于复杂动态系统理论的术语有两种观点,一种观点指出动态系统理论的核心和基础是复杂性理论和混沌理论,复杂系统理论包含于复杂性理论中[6]。另一种观点认为术语尚未统一,复杂理论和动态系统理论使用频率最高[7]。本文依据Larsen-Freeman(2019)文中的complexdynamicsystemstheory,以下称之为复杂动态系统理论。复杂动态系统具有十个特点,分别为:动态、复杂、非线性;混沌、不可预测、初始状态敏感;开放、自组织、反馈敏感和自适应[4]。复杂动态系统理论视阈下,复杂现象不再是静止、孤立的状态,而是交互、动态的过程。复杂动态系统理论并非取代传统理论,而是统一与升华[8]。复杂系统理论不是预设,而是适应,不是终结,而是过程。动态复杂系统理论的突破性主要体现在两方面:第一,动态发展性。动态复杂系统理论摒弃简化、线性思维,用统一、联系的观点看问题,将发展看作动态变化的过程,为人类认识世界拓宽了新视阈。第二,普遍适用性。动态复杂系统理论是一种思维范式,可广泛应用于自然科学和社会科学。复杂系统理论视阈下对教育改革的研究多集中在复杂动态系统的特征对教育改革的指导意义或方法论意义[9],关注特征普遍性的研究较少。由此可见,复杂动态系统理论对教育改革依然是值得探讨的话题。本文以动态复杂系统理论为视角,分析复杂动态系统理论特征的普遍性对大学教育改革的启示。

三、复杂动态系统理论与大学教育改革

基于动态复杂系统理论的十个特征,本文按照特征间的相关性进一步抽象为三个维度:复杂性、不对等性和统一性。复杂动态系统理论的复杂、开放、动态特征关注系统自身的复杂性;混沌、非线性、对初始状态敏感、不可预测强调原因与结果不平衡,即不对等性;自适应、自组织、反馈敏感聚焦于系统调节内部关系、平衡与外界环境关系,即统一性。教育是世界上复杂问题之最,需要用复杂的思维方式认识它,以实现突破性发展[10]。教育主体复杂、环境开放、过程长期而复杂决定了教育系统的复杂性;教育原因和结果往往不成比例,教学成果与教学目标可能不匹配构成教育系统中投入与产出不对等的特性;教育系统内部各因素交互运动,平稳运转,同时与外界环境和谐统一体现了教育系统的统一性。从这个意义上说,动态复杂系统与教育系统的维度相契合。

(一)教育系统的复杂性

从复杂动态系统理论视角看,教育的复杂性主要体现教育环境的复杂性,具体体现在三个方面:教育主体复杂性、教育环境开放性以及教育环境内部关系动态性。第一,教育主体是复杂的。教育的主体是人,马克思曾说“人是一切社会关系的总和”,说明人的复杂性。大学教育不仅仅是教授知识,更是传递思想和观念。高校教师是大学教育的主要媒介,教师的教学理念、治学态度、思想观念会潜移默化地影响学生。每个学生都是教育系统中的子系统,复杂系统中的每个组成部分几乎都包含着系统整体的全部信息,能够独立处理系统内部和外部信息。子系统的复杂性增加了教育系统的复杂性。第二,教育环境是开放的。教育既是独立的系统,又是社会生态系统的子系统,因此受到社会政治、经济、文化、社会环境的影响。我国高等教育一方面要立足基本国情,符合我国当前经济社会发展水平;另一方面,教育要不断参与国际交流、深化国际合作,培养国际化人才,以推动中国在全球化浪潮中劈波斩浪,把握战略制高点。第三,教育主体复杂性和教育环境开放性决定了教育发展必然是长期、复杂的过程,具体指发展过程具有长期性、影响发展过程的因素具有复杂性、交互性。教育系统内部存在多种不确定因素,影响教育目的、过程和结果,因此,“复杂性”成为教育系统的本然特征和基本样态[11]。高校教师教育理念、教学手段、思想观念各不相同,学生的教育背景、成长环境、学习态度、学习能力也各有不同。此外,教育管理者的教育理念直接影响教育政策的制定和执行,对教育起到宏观调控的作用,影响教育系统的顶层设计。教育是潜移默化的过程,不能一蹴而就,多方复杂因素互相交错,共同构成了教育发展过程的长期性、复杂性。

(二)教育系统的不对等性

教育系统具有不对等的特点,主要表现为投入与产出不对等,具体体现在宏观和微观两个层面。首先,宏观层面指原因和结果不对等。教育中各种复杂因素交互,在此过程中出现两种情况:有多种原因产生同一个结果,或同一原因导致不同结果[11]。教育中存在大量偶然因素,系统中的任何因素的变化都会对整体产生影响。因此,偶然因素的随机性增加了结果的不可预测性。多年学校教育不一定提高学生学习兴趣,而某个偶然事件也许会激发学生极大地学习热情[8]。其次,微观层面体现为教学目标和实际成果不对等。教育中存在大量不可量化因素,导致教师的思想无法线性地传递给学生[12],因此,常常出现教师意图和学生的理解程度不匹配的情况,学生可能没有完全理解甚至误解教师的授课内容。由于教育系统内部不存在简单反复,而是动态重复,每一次动态重复都会带来新的初始状态。而任何看似无足轻重的变数都有可能产生巨大影响[9],长此以往,实际教学成果常常无法达到教学目标。

(三)教育系统的统一性

系统动力学论文篇(7)

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X(2012)03?0042?04

一、毕业论文与系统工程

大学生撰写毕业论文是锻炼大学生发现问题、研究问题和解决问题,以及综合运用知识、技能的过程,也是把所学的理论知识与社会实践相结合的过程。毕业论文的撰写,使学生能够以社会实际问题为出发点,来汇集知识以解决问题,把所学的理论和技能与社会实践结合。毕业论文写作是我国高校培养大学生综合能力的重要实践教学环节,对于社会应用型人才、科技型人才的创新意识和技能培养具有重要作用。毕业论文也是对大学生所掌握理论知识和技能的综合运用,其解决问题的水平直接反映着一所高校教学质量的整体水平[1]。教育部高度重视高校毕业论文写作这一教学实践环节,强调确保毕业论文质量的重要性,在本科教学评估中,毕业论文写作是集中反映高校的教学水平和人才培养质量的重要考评环节。从国外的情况看,国外大学生毕业论文成果常常是对一个学生全部大学生涯的一次终结性体现,对于学业成绩的等级划分、学位的授予,以至劳动就业市场上雇主的决定和研究生导师的选择均是至关重要的显性成果[2]。目前,我国高校本科毕业论文质量的整体下滑已是一个不争的事实,探寻本科毕业论文写作中存在的问题,改革和完善现有毕业论文教学模式乃至学生培养模式,提高本科教育质量,为国家培养高素质人才,成了我们教育工作者当前急需研究和加以解决的课题。

在大学教学研究中,如何提高本科毕业论文写作的质量和水平受到广大教育工作者的关注。从CNKI中国知网搜索“本科毕业论文”,2000年以来有700条文献在讨论和研究有关毕业论文的问题,并且呈现研究数量逐年增加、研究质量逐年提高的现象。对于目前大学教育作为一种“国民教育”,毕业论文是一种大学生从学生走向社会的学习阶段检验,对于教学主导型大学来说尤为重要。

作为特定实践范畴的系统工程,是一个综合集成的实践体系或行动体系。它运用系统科学的思想、方法与技术,将解决特定领域问题的工作,视为一个有机整体即“系统”,进而针对系统的目标,高效地综合集成各学科、各领域的成果及资源(如法律、制度、标准、人才、技术、设备、信息、文化、艺术、资金等等),认识目标系统的规律,并努力使特定的目标系统变得最好、最佳或最优。美国的阿波罗登月计划、中国的神舟载人航天计划等,都是具体的大规模系统工程。毕业论文是针对某一领域问题而探寻规律及解决办法,也是一个系统工程。

二、本科生毕业论文写作中存在的问题与原因

1. 缺乏研究问题的辨识与界定能力

选题是确定实践问题的内容选择,是毕业论文写作的第一步,也是写作成败的关键。如果不能够确定一个研究的科学问题,那么后面环节的意义就无从谈起。在大学生毕业论文写作选题环节,目前通常由专业教师依据制定的培养目标,根据现实社会存在的客观问题来拟订,或者由大学生与指导教师根据学生的特长和兴趣共同商定,很少有在教师指导下学生自由选择题目的。学生不直接参与选题,不是自己去发现现实社会中的科学问题,导致大学生缺乏科学问题的辨识能力。表现在选题时常常是选择的问题只看到表面现象而不明实质,找到一些伪问题来研究,根本谈不上会有什么好的成果和创新观点。如《某产业市场营销战略分析》,学生往往集中于市场竞争战术的分析,对营销手段、广告方式等的分析耗费了大量篇幅,到了“战略”研究,却一笔带过,忽略了企业市场竞争的市场细分、市场定位,以及产品创新等竞争战略问题,从而缺乏对问题的辨识和研究范围的界定。

目前,在我国中学和大学教育过程中,普遍存在注重理论学习,以学习的知识为中心去找问题,而我们的社会实践活动是以解决生产生活实际问题为中心,形成为解决问题的理论知识集合,这也是我们常讨论的系统工程,是把社会系统由一种状态转换到另一种状态的理论知识和社会实践活动的集合。大学本科毕业论文是我们高等教育培养大学生实践能力的重要环节,要求我们运用所学理论知识解决实际问题,而我们大学生目前恰恰缺乏对实际问题的辨识和以问题为中心来形成理论和知识的集合来解决实际问题的能力[3]。

2. 缺乏论文的谋篇布局能力

论文结构和问题功能分析是解决实践问题的重要研究手段,缺乏研究问题结构和功能的分析,不知道“为什么?”谈到论文,很多学生对论文整体模糊不清。缺乏毕业论文问题的实际认识与分析能力。选题意义是什么?问题的结构是什么?研究的思路和框架如何定?对这些问题没有“成竹在胸”,所以就不知解决问题从哪里开始。找不到专业知识和理论对问题的解释,更难形成自己应对所研究问题的理论知识体系。同时,系统分析问题和科学表达问题能力下降,突出表现在论文谋篇布局上,不知道主要矛盾和次要矛盾,不清楚问题的逻辑结构,无能力进行问题的系统分析,写出来的论文令人无法判断其问题的系统结构,论点与论据偏离,归纳演绎等混乱,立论、本论和结论无法统一等。

3. 缺乏对所研究问题的系统思考

大学教育在理论学习阶段忽视了对学生创新和实践能力的培养。应试教育造成大学生以考试为中心,以知识点为中心,课堂教学以教师讲授理论为主,不了解学生的知识需求,不断强化学生的思维定势,使学生缺乏针对实际问题来综合集成知识的能力。这种教学模式导致学生不是以问题为中心,缺乏独立思考的能力,不会发现问题,更不会以问题为中心来综合知识。这种教学模式往往表现在虽然学生已经获取了大量的理论知识,但常常无法发现现实问题,缺乏创新思维和创新能力,不能够以问题为中心集成理论知识去解决问题。课堂教学侧重于传授知识而忽视了对学生发现问题、分析问题、解决问题能力的培养,学生学习没有主观能动性。

4. 缺乏研究问题的建模能力

建模是指通过对实际问题进行抽象、简化,确定变量和参数,建立起变量、参数之间确定的关系,求解该数学问题,解释、验证所得到的解,从而确定能否用于解决实际问题的多次循环、不断深化的过程。建模是理论知识和应用能力共同提高的最佳结合点,是启迪创新意识、锻炼创新能力的一条重要途径,以对学生知识、能力、素质的综合培养,成为大学生应用能力水平的重要体现,是理论课和实践课之间的桥梁。目前,大学生对建模的兴趣和热情较高,但由于缺乏建模相关系统理论的指导,集成知识和理论的能力欠缺,在毕业论文的写作过程中,他们没有能力构建所研究问题的模型[4]。

5. 缺乏搜集资料的方法与手段,不会搞调查研究

对于选题的资料收集是毕业论文写作的重要环节。由于大学生对很多问题的认识仅仅是通过查阅期刊、借阅图书或查询网络资源等手段获得第二手资料,不注重实地调查,没有第一手材料的支撑,无法形成对选题准确定位,导致论文不符合实际,也无法形成切实的论证,毕业论文既没有理论意义也无实践意义。直接观察法是指对所发生的事或人的行为的直接观察和记录,是取得第一手原始资料的前置步骤。例如,在进行商场调查时,调研人员并不访问任何人,只是观察现场的基本情况,然后记录备案,一般调研的内容有某段时间的客流量、顾客在各柜台的停留时间、各组的销售状况、顾客的基本特征、售货员的服务态度等方面的研究。没有调查就没有发言权,深入的调查研究是论文写作的基石,对大量第一手资料的占有和文献资料收集是写好毕业论文的重要一环[5]。

三、用系统工程理论指导本科生毕业论文写作

1. 系统方法论是思考和研究问题的方法论基础

系统论是研究现实系统或者可能系统的一般规律和性质的理论。系统概念已普遍运用于现代科学的各个领域中,不仅应用于技术方面,而且也被应用于研究社会系统上。系统论的整体性、系统与环境、结构与功能,以及系统分析、系统建模、系统决策等对于培养大学生解决实际问题能力,突破思维瓶颈,提高科研素质等都具有重要的指导意义。

2. 系统工程概念与毕业论文选题的辨识能力

顾名思义,“系统工程”=“系统”+“工程”,就是科学地认识和运用特定事物或问题(即“原型系统”)的规律,使特定事物(即“原型系统”)达到满意状态或特定问题(即“原型系统”)得到满意解决的工程实践,当然也包括这个工程实践全过程所涉及到的所有因素。在毕业论文写作中,学生往往善于抓住问题的部分进行深入研究,把局部研究的结论等同于总体问题的结论。其实不然,因为局部因素的特征和规律无法替代和代表整体。

在质量管理中,常常用鱼刺图来分析解决问题,产品质量是由人、机器、材料、方法、环境、测量六大因素组成。当分析机器对产品质量所产生影响时,我们会把研究中心专注于机器去解决问题,而忽视了产品质量整体因素,机器与人、材料、方法、环境、测量都是相关联的变量,它们的整体才是产品质量的整体。毋庸质疑,整体性的思考才是思考的科学方法,系统概念的整体性和系统工程概念的运用将是我们识别问题、解决问题的方法论和理论基础。

3. 系统逻辑思维能力与毕业论文研究问题逻辑

逻辑关系是任何系统中的基本关系之一,逻辑结构也是任何系统中的基本结构之一。思维的逻辑性,是思维的品质之一,指的是善于在思考问题时遵循逻辑规律,如因果逻辑、并列逻辑、时间逻辑等。在人的各项素质中,逻辑思维素质是最基本的,也是最重要的。系统工程的这一法则要求研究和解决任何问题,都要把握各要素间的逻辑关系以及逻辑结构。培养系统的逻辑构造能力或逻辑思维能力,可以使写作论文时的思维更加缜密、更加流畅。逻辑思维能力的提高,可以使表达者思维清晰,语言精练,结构紧凑,具有逻辑性。强化系统的逻辑构造能力或逻辑思维能力是一个长期的过程,毕业论文将是一个培养系统逻辑思维能力的重要环节。

系统分析的目的,就是构建系统各组成部分之间以及系统与环境之间相互关联、相互制约、相互作用的模型。根据系统的关联性,系统内部与外部间在不断地进行物质、能量、信息的交换,任何单个关联要素的变化可能引起系统其他要素的变化,最终在整体上影响系统的特性与功能。发现关联性,是透过现象抓本质的重要手段。数据挖掘、预测科学、系统动力学等方法与技术的关键,就是探寻系统内外各要素(包括数据要素)之间的关联性。因此,对任何事物、问题或系统进行分析、研究时,必须显化并理清其关联性。

4. 系统结构与层次的分析和毕业论文研究问题结构与层次

马克思提到:“系统的结构表示的各要素之间组成的形式。结构是系统的构成形式,是系统内部各要素的结合方式,每个系统都有自己的结构。”毕业论文作为一个研究问题的对象系统,它有不同的结构,毕业论文问题界定的系统结构的变化直接影响着系统本质的变化,在研究中如果想要系统功能优化,必须注重系统的结构分析。

任何系统组成都有着自己的不同层次性。任何一个系统都可以成为包括该系统在内的更庞大系统的要素,同样,作为系统的要素也具有内部结构,相对于下一层次它又是一个系统。企业的公司系统包含了人力资源系统、财务系统、生产系统等。人力资源系统包含了招聘系统、考核系统、培训系统等。毕业论文的问题层次也是一样的,我们要善于划分问题的层次,并能够根据问题的层次性来构造和研究问题[6]。

5. 系统工程定量方法的应用

任何事物或任何系统,既具有质的规定性,也具有量的规定性。17世纪,数学研究出现了巨大的转折——人类创造出了变量(变数)概念,得以研究事物变化中的量与量之间的相互制约关系和图形间的相互变换,从而使数学成为描述运动规律和辩证规律的工具。数学理论和方法往往具有非常抽象的表现形式,但正是这种非常抽象的表现形式,极其深刻地反映了现实世界中的各种数量关系和空间形式,因此可以广泛应用于人类科学技术、社会科学和人类活动的所有其他领域,通过构造和运用各种数学模型,成为人类认识和改造世界的先进手段。定性与定量相结合地把握事物或系统,自然比单纯定量地把握系统,更进了一步。正如马克思所言:“一门科学只有在成功地运用数学时,才算达到了真正完善的地步。”

定量化是自然科学与社会科学引入数学方法后出现的新术语,是指将原先只用定性方式描述的问题,也用数学的定量方式来描述。定量化的成果使自然科学、社会科学问题的表述更加科学、更加完整,也是人类科学(尤其是仍以定性描述为主的自然科学学科和社会科学学科)发展的重要趋势之一。常用的数量化方法有指数法、累积分数法、统计分析法、综合判断法等。定量化革命是在原先定性描述、定性研究基础上质的飞跃。它能够揭示事物发展程度,提炼一些普适性的规律。研究问题只进行定性分析不能准确描述一个系统,只有运用定量化分析方法后,人类对事物或系统的认识才能由模糊变得清晰,由抽象变得具体。

6. 霍尔三维模型与本科毕业论文写作

霍尔的三维结构模式(Hall three dimensions structure),又称硬系统方法论(Hard System Methodology,HSM),是美国系统工程专家霍尔(A?D?Hall)于1969年提出的一种系统工程方法论。它的出现,为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法,因而在世界各国得到了广泛应用。霍尔三维结构是将系统工程整个活动过程分为由时间维、逻辑维和知识维所组成的三维空间结构,这为我们系统思考毕业论文的写作问题提供了方法论基础。在时间维度上,我们系统思考学科培养计划和培养过程,分析存在的课程设置、课程教学问题。逻辑维是指时间维的每一个阶段内所要进行的培养内容和应该遵循的思维程序,包括明确问题、确定目标、系统综合、系统分析、优化、决策、实施7个逻辑步骤,也是我们论文研究选题的逻辑。知识维表明我们研究问题所需要的经济、管理、商业、法律、社会科学、艺术、等各种知识和技能,以问题为对象,形成理论和知识的集合,来解决实际问题[7]。三维结构体系形象地描述了系统工程研究的框架,对其中任一阶段和每一个步骤,又可进一步展开,形成了分层次的树状体系,这给我们思考各层次的论文写作问题提供了一个思考范式。

四、结语

从以上分析可见,系统工程理论应该是毕业论文写作的理论基础。因此,大学本科课程学习阶段应加强《系统工程》理论的学习和系统工程方法的训练,这对培养学生解决实际问题的能力,以问题为中心集成理论和知识的能力将是一个提升,能为毕业论文质量的提高打下基础。

参考文献:

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系统动力学论文篇(8)

作者简介:王晓兰(1963-),女,甘肃天水人,兰州理工大学电气工程与信息工程学院,教授,博士生导师;王志文(1976-),男,甘肃民勤人,兰州理工大学电气工程与信息工程学院,副教授。(甘肃 兰州 730050)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)02-0054-01

一、研究生课程“线性系统理论”教学现状

CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)4个英文单词的缩写,它是“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”的集中体现,它以工程项目的研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动实践、课程之间有机联系的方式学习工程技术。近年来,针对高校工科毕业生的培养质量,企业的共同反映是: 毕业生普遍缺乏对现代企业工作流程和文化地了解,上岗适应慢,缺乏团队工作经验,沟通能力、动手能力较差,缺乏创新精神和创新能力,职业道德、敬业精神等人文素质薄弱,所有这些都难以适应现代企业的发展需求。McKinsey Global Institute 2005年10月发表的一份报告称,我国2005年毕业的约60万工程技术人才中,适合在国际性公司工作的不到10%。分析认为其中的主要原因是中国教育系统偏于理论,相比欧洲和北美学生以团队方式解决实际问题的培养方式,中国学生几乎没有受到项目和团队工作的实际训练。工程教育的目的是为产业界培养合格的工程人才,在本科和研究生教育阶段,都应以能否满足产业界的需要作为衡量人才质量高低的首要标准。因此,在本科教学进行CDIO改革的同时,也应对研究生教育进行改革。我国的硕士研究生教育包含课程学习和学位论文研究两个重要阶段,对研究生学习能力、创新精神的培养不能仅着眼于论文研究阶段,而必须在课程学习阶段也予以同等地重视。

“线性系统理论”是本校电气信息类硕士研究生重要的学位课程,在第一学期开设。从课程角度看,该课程作为重要的学科基础课,课程内容在整个控制理论体系中占有非常重要的地位,是承接理论与应用的纽带,在培养研究生的系统概念、创新思维和科研能力方面具有重要的作用。从学生学习的角度看,学生处于从本科生到研究生学习的开始阶段,无论对教学内容,还是对教师的教学方法都还没有完全适应,多数学生还是沿用本科阶段的学习方式,对教师结合课程布置的有关研究性学习的课题缺乏有效的、科学的研究方法。如何基于课程要求培养研究生科学的研究方法和理论结合实际的能力,为以后的学位论文研究及工程实践奠定良好的基础,是一个值得深思的问题。

本课程目前存在的主要不足是对实践教学不够重视,对学生理论联系实践的能力培养不够。鉴于此,笔者在该课程的教学中,注重在讲授课程内容的同时,有目的和针对性地把系统控制理论中的研究方法贯穿于教学中,对研究生进行了学习、研究问题方法的培养和熏陶;引入CDIO理念,编写“线性系统理论”工程应用案例,通过计算机仿真手段,开展基于项目的教学实践,引导学生应用所学理论知识解决工程控制问题。

二、CDIO理念在工科硕士研究生课程教学中的实践

笔者基于项目或问题组织实践教学内容,这些项目或问题都需要应用线性系统理论的方法才能达到项目目标或使问题得到解决;通过计算机仿真手段,让学生寻求解决问题的方案,验证解决问题的效果;通过撰写项目研究报告、答辩等环节提高学生表达和沟通能力;通过总结和讨论,让学生将具体项目中学到的知识,提升为一般化的解决工程问题的能力。

教师编写实践教学案例以辅助讲义的形式发给学生,在理论课程进行的同时,由学生利用课余时间完成实践环节;每个学生必须选择一个基本项目和一个综合项目,基本项目需要独立完成,综合项目需要找一位同学合作完成;课程结束后教师组织一次答辩、演示并进行总结讨论,同时让学生提交项目研究报告。成绩按照项目研究深度、答辩情况和书面报告综合给出,作为平时成绩按较大比例计入课程最后成绩。

实践教学辅助讲义按照项目或案例进行组织。讲义中给出每个项目的基本原理、主要参数和项目目标。项目来源于工程应用原型,是一个实际的物理系统而不是数学模型。要求学生熟悉物理系统、建立数学模型、对模型进行线性化,进而应用线性系统的理论和方法解决问题,并分析系统在工程实现中存在的问题,提出工程实现方案。辅助讲义主要的案例有倒立摆的建模与控制、通信卫星光晕轨道控制、磁盘读写系统的建模与控制、风力发电非线性系统的建模与控制、连续全返混式反应釜非线性系统的建模与控制、发电厂锅炉和气机的建模与控制等。例如在风力发电非线性系统的建模与控制案例中,教师首先介绍该类系统的控制目标,对工作原理和主要物理关系进行简要介绍,再提出具体控制要求。学生在此基础上,需要翻阅参考资料,在进一步理解内容的基础上,通过运行机理分析建立风力发电系统的非线性模型;确定状态变量、控制变量和输出变量;选择系统的工作点,并对工作点进行线性化;搭建仿真模型,采用线性系统中学习过的多种控制算法进行系统控制,并对控制算法中的参数进行设计;通过仿真对结果进行分析和验证,撰写项目研究报告并进行答辩和成果演示。

如2010年秋季学期,某同学对风力发电非线性系统的建模与控制问题进行了较全面的研究。首先通过工作原理分析,建立了机理模型。在最大风能跟踪控制区域,选择了合适的工作点,通过泰勒公式建立了线性三阶状态空间方程。通过查阅厂家的数据手册,计算了模型参数设计了扰动风速模型。通过控制器设计,考察了风力机转速对扰动风速的不同响应,图1为采用基本控制器时,风力机转速对单位阶跃扰动风速的响应,图2为采用改进控制器时风力机转速对单位阶跃扰动风速的响应,图3为对控制器参数进行优化后,风力机转速对单位阶跃扰动风速的响应。可以看出,随着控制器地不断改进,风力机转速的动态响应性能逐渐得到提高。通过撰写研究报告、小组答辩等环节,该同学对课程所学知识产生了极大的兴趣,课程考试成绩不但优秀,而且利用所学的知识,已参与完成了老师的三个科研项目。硕士学位论文也非常优秀。

三、结论

课程教学是培养研究生科研和创新能力的基础,对于研究生知识结构的拓宽、批判思维的形成、科研能力的提升都具有非常重要的作用。通过在硕士研究生“线性系统理论”课程教学中引入案例性实践环节,引导学生思考课程中蕴涵的科学方法,加深学生对所学理论知识的理解,较全面地锻炼学生的科研实践能力,收到了良好的效果。

参考文献:

系统动力学论文篇(9)

以2010年我国各地区论文合著数据为例,分析我国各区域创新系统中不同机构间论文合著篇数总体状况。20ro年全国同一地区内高等学校之间的论文合著总数为3664篇,而研究机构之间的论文合著总数为1165篇。考虑到全国高等学校和研究机构的科技人员总量基本相同(2010年分别为342375人和328991人),显示我国同一地区高等学校之间知识流动状况要远远好于研究机构之间知识流动状况。全国同一地区企业间的论文合著总数为116篇,显示企业之间知识流动不足。全国同一地区高等学校和研究机构之间论文合著篇数最多,达到3697篇,显示我国同一地区高等学校和研究机构间知识流动比高等学校之间知识流动状况更好,同一地区高等学校和研究机构间的互动关系相对较好。2010年,全国同一地区高等学校和企业之间论文合著总数为1902篇,而研究机构和企业的论文合著总数为755篇,显示我国高等学校的知识和技术更容易为本地企业利用。大学和研究机构同企业在技术创新中相互联系的增加表现为大学和研究机构来自企业的研究开发经费的增多〔6〕。从高等学校和研究机构来自企业的研究开发经费来看,全国高等学校来自企业的经费为5375626万元,而研究机构来自企业的研究开发经费为3971619万元,同样显示高等学校对企业技术创新的支持要好于研究机构对企业技术创新的支持。这也显示利用论文合著数量表示知识流动是合理的。为了消除科技人员人数对论文合著数量的影响,分别用各地区高等学校和研究机构科技人员数量修正其与企业合著论文数量。具体修正方法如下:利用企业与高等学校论文合著数量除以高等学校科技人员数量,然后减去企业与研究机构论文合著数量除以研究机构人员数量所得数值,该数值为负表示研究机构对企业技术创新支持力度相对较大,为正表示高等学校对企业技术创新支持力度相对较大。在我国31个省、直辖市和自治区中,只有贵州、河北、江西、宁夏和云南五个地区的研究机构对企业技术创新的支持状况好于高等学校对企业的支持,显示在我国区域创新系统中,高等学校对企业技术创新的支持要普遍好于研究机构对企业技术创新的支持,研究机构在区域创新系统中的作用没有得到充分发挥。

系统动力学论文篇(10)

一、师生关系概述

前苏联著名的教育家克鲁普斯卡娅曾说过:“教育的本质就在于建立个人与集体和社会这种实际联系的关系和体系,以保证个人的社会化。”这句话说明了学校内部的关系系统是实现个人社会化的重要保证,而“师生关系是教育活动中最基本、最重要,同时也是最活跃的人际关系系统”[1]。师生关系是教师和学生为实现教育目标,以其独特的身份和主体地位通过教与学的直接交流活动而形成的多性质、多层次的关系体系。师生关系不仅是人与人的关系在教育领域中的体现,而且是一个体现了人际、教学、管理等特征的关系。[2]师生关系的状况如何直接影响和决定着教育活动的顺利进行,作为教育系统中最基本的人际关系之一,师生关系是否和谐将会直接影响到教育的成效和成败,也影响着学校的整体和谐。但新时期的师生关系却出现了一些异化现象,如师生校园暴力、师生关系淡漠、教师体罚、辱骂学生等,这些现象如果不认真对待和加以解决,将会直接影响教育改革的顺利推进和发展。从教育社会学的角度来看,教育的基本功能就是要在教育系统内部构建一种新型的和谐师生关系,以有利于使学生在和谐、愉悦的良好教育活动氛围中健康成长。在新的形势下,保持良好的师生关系是学校各项教育活动顺利进行的重要保证,也是[专业提供写作论文和毕业论文写作服务,欢迎您的光临]开展和实施素质教育、培养合格人才的必备条件。此外,“良好的师生关系是促进学生愉快地学习和减少学生问题行为的关键因素”,[3]它对学生学业的提高、智能的养成、品行的培养、健全人格的塑造,以及身心和个性等的全面发展和促进,都有着重要的影响。所以,如何有效应对和构建良好的师生关系并使之和谐发展,成为当今教育界亟待解决的重大研究课题,也是摆在每一个教育工作者和研究者面前的一个突出而紧迫的问题,为此,复杂性科学领域中的自组织理论可以为我们构建新型的和谐师生关系提供一定的借鉴和启示。

二、自组织理论及其内涵

自组织理论是复杂性科学领域的一个非常重要的组成部分。德国物理学家哈肯(H.Haken)认为,如果从组织的进化形式来看,可以将其分为他组织和自组织。如果一个系统靠外部指令而形成组织,就是他组织;如果不存在外部指令,系统按照相互默契的某种规则,各尽其责而又协调地自动形成某种有序结构,即系统有序化的原因主要是内部的,这种有序化就叫做自组织。自组织系统与他组织系统的本质区别在于其组织力的来源。他组织系统的组织力来自系统外部,系统本身无进化的动力和可能(如机械系统);自组织系统的组织力来自系统内部,即系统元素间相互作用以及系统和系统元素对外界输入的物质、能力、信息的反应方式和过程(如复杂适应系统),其“微观组元都是具有自身目的的积极活动的主体,它们的相互竞争和相互协作推动了系统的发展”。[4]

自组织理论是20世纪60年代开始建立并发展起来的一种系统理论。自组织的研究对象主要是复杂的自组织系统(生命系统、社会系统)的形成和发展机制问题,它是研究在一定条件下,系统是如何自动地由无序走向有序,由低级有序走向高级有序的。自组织无论在自然界还是在人类社会都是普遍存在的。一般来说,一个系统自组织功能愈强,其保持和产生新功能的能力也就愈强。自组织理论并不是一个独立的理论体系,它是研究自组织现象、规律,揭示复杂系统的形成、演化与消亡的一个理论群。自组织理论由耗散结构论、协同学、突变论和超循环论组成,但基本思想和理论内核可以完全由耗散结构理论和协同学给出。[5]限于篇幅,本文主要从和自组织理论关系最为密切的三个方面即“耗散结构论”、“协同学”和“突变论”来谈和谐师生关系的构建。

三、自组织理论视野下的新型师生关系的构建

我们知道,教育的基本要素是由教育者、受教育者和教育中介三个要素所共同组成的,其中教师和学生分别作为教育系统内教育者和受教育者的主体,师生关系共同构成了教学系统内部一对主要的关系。教学在本质上就是在一定的教育目的的指导下,由特定的学生和教师所组成的复杂适应系统,教师和学生构成了这一复杂适应系统的教学主体,二者以教育中介为交往对象,共同建构起来的一种旨在促进学生发展复杂适应系统。教育系统是复杂的社会系统之中的一个非常重要的组成部分。根据自组织的涵义和研究指向,我们发现教育系统也是一个复杂的自组织系统,这一自组织系统的组织力来自于教学系统内部师生之间的相互作用及系统外部之间各组成要素和组分之间的互相影响和作用,教学系统在这些组织力的作用之下,在有序和无序之间来回变动和转换。在教学系统内部运用自组织理论来处理和研究师生关系可以说是一种行之有效地尝试,运用得当将有助于更好地构建和谐的师生关系。下面笔者就从自组织理论的三个方面来谈如何构建和谐的师生关系。

1.耗散结构理论与和谐师生关系的构建

耗散结构(Dissipative Structure)理论是比利时物理学家普里高津(LPrigoging)在热力学的基础之上于1969年提出来的。后来这一理论被推广到包括社会系统在内的各种系统,用于解释系统进化的动力、方式、途径等问题。所谓耗散结构,是指“一个远离平衡态的开放系统,系统通过不断地与环境交换物质、能量和信息,会自动产生一种自组织现象,组成系统的各子系统会形成一种非线性相互作用,一旦系统的某个参数达到一定的阀值,通过涨落,系统就可以由原来混沌无序的状态转变为一种在时间、空间或功能上的[专业提供写作论文和毕业论文写作服务,欢迎您的光临]有序结构,这种非平衡状态下的新的有序结构称为耗散结构”。[6]也即是说 ,一个开放系统在处于远离平衡态的条件下,有可能突变为一个稳定有序的结构,这种具有有序结构的系统就称为耗散结构。耗散结构需要不断地与外界交换物质、能量和信息才能维持,并保持一种稳定性,且不会因外界的微小扰动而消失,它是一种“非平衡状态稳定有序结构”。系统这种能够自行产生的组织性和相干性,被称之为自组织现象,所以,耗散结构理论又被称为非平衡系统的自组织理论。

一个系统由混沌状态向有序状态转化,形成耗散结构,至少要满足和具备以下几个条件:(1)开放系统;(2)远离平衡态;(3)系统内部各个要素之间存在着非线性的相互作用;(4)涨落导致有序。

学校教育系统是由教师、学生和教育中介等基本因素所构成的一个动态系统,师生关系是否和谐,将会直接影响到教育的成效。耗散结构理论告诉我们,系统形成有序是需要条件的,作为教育系统中最为重要的师生关系这一主要关系,要想形成新的非平衡状态下的新的有序结构即耗散结构,也需要具备和满足一定的条件。那么教育系统中的师生关系是否满足和具备耗散结构所需要的条件呢?首先,师生关系这一系统是开放的。系统要形成自组织结构,首要的条件就是要系统开放,因为只有系统处于开放状态才能使系统与外部进行物质、能量和信息之间的交换,使系统朝向有序的方向转化。师生关系作为教育系统中一对关系,其有序和和谐的程度如何,既与师生内部之间如情感、心理、教学内容、课程、手段等有关,还与这一系统的外部环境有关,教育系统中的师生关系所面对的还有开放和价值多元的社会大环境下的各种因素,这些因素无时无刻不对教育系统中的师生产生各种影响,使师生关系的有序结构不时发生着转化,从无序结构走向新的有序结构。系统论告诉我们,结构决定功能,结构发生了变化,其功能也必然会发生相应变化。处于开放的教育系统中的师生关系必然随着与外界进行各种能量和信息交换,使其结构发生变化,其功能也随之发生变化,自组织现象也随之出现,这样就会使师生关系不断趋向有序和和谐稳定。其次,耗散结构理论指出,一个系统要想形成新的系统和结构,系统还必须要远离平衡。因为只有在远离平衡时,系统才能实现不断地与周围和内部环境进行物质和能量交换,从而保持系统内在的不平衡,这种不平衡反过来又维持着系统的交换过程,如此来往反复,使新的结构得以自发形成。所以说,“非平衡是有序之源”。师生关系在与内、外界进行各种信息和能量的交换过程中,必然受到这些因素的不同程度的影响,使得师生关系产生震荡,使师生关系系统内部的不平衡性加剧,这种不平衡又进一步促使师生关系系统与外界进行进一步的开放和交换,从而形成师生关系的新的有序结构,这样就使师生关系这一系统不断地与外界交换信息和能量,使师生关系充满活力,形成新的有序结构。此外,要想实现系统走向新的有序,离不开系统内部诸要素的共同作用,系统内部要素作用关系是一种非线性的关系,即推动系统有序化的重要原因和动力在于各要素不是单独作用的累加,而是系统内部各要素共同作用的结果。师生关系受到教师、学生、课程、方法、外部环境等各种因素的影响,使师生关系不断出现涨落和起伏,师生关系系统呈现出复杂多变的特征,也不断地使师生关系从一个个不稳定状态跃迁到一个个新的有序状态。

所以,作为耗散结构的师生关系系统,是可以经由外界因素的影响而不断发生变化的,这种因素既有内部的,也有外部的。“教师与学生都是社会角色概念,师生关系是在教与学过程中形成的人际关系,师生关系主要受教与学指导与被指导职能活动的结构制约,而这种职能活动的结构,又因课程编制及其他相关因素有异。”[8]为了建立更加和谐的师生关系系统,我们需要使教育系统进一步与外界开放,不断地使教育系统与外界进行尽可能多的能量和信息交流,教育及其行政机构要不失时机地对师生关系系统施加积极影响,使和谐师生关系的构建不再仅仅局限在教育系统内部,而将其与周围的外部环境结合起来,不断地为师生关系注入新的能量和活力,使师生关系不断实现涨落和起伏,从而使师生关系不断走向新的有序和和谐发展。

2.协同学对构建和谐师生关系的启示

协同学(synergetics)是德国物理学家哈肯在激光理论研究的基础上提出来的。它是关于多组分系统如何通过子系统的协同行动而导致结构有序演化的一门自组织理论。哈肯认为,协同对系统的进化尤为重要,他认为“协同学”就是“协调合作之学”。[9]协同学研究的是那些极不相同类型的系统所普遍存在的共同特点,即一个由大量子系统所组成的系统,在一定条件下,子系统之间如何通过非线性相互作用产生协同现象和相干系统,使系统形成有一定功能的自组织结构,从而在宏观上产生时间结构、空间结构或时空结构,产生新的有序状态。[10]哈肯把协同学的基本原理归纳为三个方面:不稳定性原理、序参量原理和役使原理。不稳定原理指出,一个系统同时存在稳定性因素和不稳定性因素,其中稳定因素使系统保持稳定结构,不稳定性因素使系统产生震荡,倾向于使系统离开平衡态,进而形成新的结构,不稳定因素是系统发展演化的革命性因素。序参量在系统失稳时,能够对系统中的其他参量进行综合集成,使系统行为特征更加趋于持久稳定,它作为系统中的起决定作用的命令参量,一旦从系统内部自组织中产生出来,就成为支配系统的决定性力量,成为系统的组织者,支配着其他子系统和组分。在系统的稳定状态下,系统各参量[专业提供写作论文和毕业论文写作服务,欢迎您的光临]力量之间对比均匀,均无法主导系统的模式。但系统组分间的差异及非线性相互作用会使系统产生涨落,对系统产生扰动,使系统离开平衡态,这时,系统内部会出现变量来推动和役使系统朝新的结构和稳定性发展,使系统内部出现涨落,从而使系统趋于新的稳定和发展。这就是系统内部的协同作用。协同和竞争是系统内部组分相互作用的两种方式,也是系统自组织演化的动力。竞争使系统内部组分互相争夺,努力使自己成为系统的序参量;协同使系统内部组分和各要素相互合作,共同行动,共同决定系统的状态。竞争使系统内部各要素产生差异,使系统内部失稳,失稳产生序参量,序 参量导致新结构的形成,使竞争成为系统进化的动力。与竞争相比,协同使系统内部各组分和要素之间相互配合,共同行动,使系统形成新的有序结构和新的整体。“协同导致有序,有序需要协同。”协同是序参量实现对系统支配的重要手段,序参量支配系统的过程就是使系统组分与其协同运动的过程,因此,协同与竞争构成了系统同一过程的两个方面。所以,协同学解释了多组分系统通过组分间的竞争与协同产生有序结构的机制。

“协同学”作为一门“协调合作之学”,它对促进系统的进化和有序起着非常重要的作用。一个系统内同时存在着稳定因素和不稳定因素,它们各司其责,共同维护着系统的发展。要想在系统内部实现新的有序结构,必须使系统离开平衡态,进入不稳定状态,而不稳定因素是实现系统发展演化的革命性因素。在系统处于震荡和不稳定状态下,需要发挥序参量在系统中的作用,因为它能够对系统中的其他参量进行综合集成,使系统行为特征更加趋于持久稳定。师生关系作为教育系统内一对错综复杂的关系,其内部也同时存在着稳定和不稳定因素,在师生关系系统中出现不和谐、不稳定状态的时候,我们也需要利用这一系统中的“序参量”对师生关系系统进行综合集成和协调,如师生关系僵化死板的时候,教师可以改变自己传统的教学模式和方法,另辟蹊径,使自己的教学让学生乐于接受和理解,这样就会使师生关系得以缓解和改变。此外,为了使师生关系不断走向新的和谐状态,需要创造条件改变师生关系系统的结构,推动师生关系系统走向新的有序状态。为此,需要在师生关系系统中引入协同和竞争机制,发挥二者在自组织演化中的动力作用。协同要求师生系统内的教师和学生等各要素之间相互合作,大家为着一个共同的目标而共同努力和行动;而竞争使系统内的各要素之间互相争夺,都努力成为系统内的序参量,这样就会使系统内部产生差异,使系统失稳,产生序参量,使其成为系统进化的动力之源。为此,构建师生关系一方面要求教师和班级管理者强化同学们的团结协调意识,保持教育系统稳定,一方面要在班级管理和教学中引入竞争机制,通过奖惩措施激发同学们的前进动力,合理拉开差距,在班级内部形成你争我赶的良好局面,推动师生关系走向新的和谐和有序。

3.突变论与和谐师生关系的构建

突变论(catastrophe theory)是法国数学家托姆(R.Thom)在1969年提出来的,它是研究客观世界非连续性突然变化现象的一门新兴学科,在生态学等各个领域中有着广泛的应用。在自然界和人类社会活动中,除了渐变和连续的变化现象之外,还存在着大量的突然变化和跃迁现象,如种群动态的突然爆发或突然崩溃等。突变论是一门注重应用的学科,它与耗散结构论和协同论一起,在系统的有序和无序的转化机制上,把系统的形成、结构和发展有机联系起来,成为推动系统科学发展的重要学科之一。突变论特别适用于用来研究系统内部作用尚属未知、但已观察到不连续现象的系统。突变论的方法就在于试图用数学方程来描述这种突变的过程,其研究的内容是从一种稳定组态跃迁到另一种组态的现象和规律。突变论的基础是结构稳定性,结构稳定性的丧失,就是突变的开始。所以要保证系统结构不致发生突变,就要保证系统内部结构的稳定性。

师生关系作为教育系统内部一对重要的人际关系系统,一旦形成,就具有一定的稳定性。保持师生关系的稳定性非常有助于构建和谐的师生关系。突变论告诉我们,在自然界和社会系统内部,除了存在大量的渐变之外,还存在着大量的突然变化和跃迁现象。突变的开始源于系统内部的结构稳定性的丧失,要保证系统内部结构不致发生突变,就要想方设法来保证系统内部结构的稳定性。所以,要想构建和谐的师生关系,就必须要保证师生关系系统内部结构的稳定性。师生关系系统内部结构包含有很多方面,既有物质层面的因素,也有精神层面的因素,这些因素共同决定着师生关系系统的内部结构,也影响着系统内部的稳定和功能发挥。“师生关系观的构建,必须从多个视角出发,其中,人性论和教育学是两个最主要的视角。”[专业提供写作论文和毕业论文写作服务,欢迎您的光临][12]所以,对师生关系系统中所观察到的那些不利于师生关系的萌芽因素,师生双方要从尊重和民主的角度出发,要采取合适的方式将其化解在萌芽之中。如同一年龄段的学生,他们由于生活经历、个性特征、心理结构等的不同,针对某个问题的看法和认识也不尽相同,做法也各不相同,教师要注意做到因材施教,对不同的学生和情况采取不同的应对策略,避免伤害学生的自尊心、自信心,使师生关系产生矛盾。师生双方要经常做换位思考,体谅对方的难处,在民主平等的基础之上进行沟通,及时解决学习和生活所发现的各种问题。要尽量避免对发生于萌芽状态的影响师生关系的不利因素置若罔闻,防止这些不利因素经过长期积累得不到解决而在师生关系系统中发生突变,从而改变师生关系系统的内部结构,使师生关系的稳定性产生突变,这样就会影响到和谐师生关系的构建,甚至出现严重的后果。

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参考文献

[1] 李瑾瑜.关于师生关系本质的认识.教育评论,1998(4).

[2] 闵容,罗嘉文:师生关系研究综述.教学研究,2006(1).

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[4] 苗东升.系统科学精要.北京:中国人民大学出版社,1998.

[5] http://baike.baidu.com/view/4719481.htm.

[6] 乌杰.系统辨证学.北京:中国财政经济出版社,2003.

[7] 伊·普里高津,伊·斯唐热,曾庆宏,沈小峰.从混沌到有序.上海:上海译文出版社,198.

[8] 陈桂生.漫画“民主平等的师生关系”.教育发展研究,2001(9).

[9] 赫尔曼·哈肯.协同学——大自然构成的奥秘.凌复华,译.上海:上海译文出版社,2005.

[10] 颜泽贤,范冬萍,张华夏.系统科学导论——复杂性探索.北京:人民出版社,2006.

系统动力学论文篇(11)

本文进一步指出,信息/熵是比质点、物质、力、引力更重要的物理实在,通过信息/熵可以了解力、引力、量子等。换句话说,信息/熵是本质,力是表象,力起源于信息/熵。从某种程度上说,信息/熵即量子引力作用,量子即信息。因此本文立足于更本质的广义信息,以一种全新的视角看我们的世界,给出了描述我们这个世界的一种新框架,可以贯通物理、化学、生物、生态、经济、社会、心理等分支,实现客观与主观、物质与精神、唯物与唯心、可逆与不可逆、生命与非生命等的统一。本文最后给出该新框架在复杂生态系统中的应用案例。

2 一个唯信息论的理论模型

2.1 近现代物理学的理论模型

近现代物理学以小球(质点或场)为对象,坚持先有物质、后有联系的原则,在简单动力学因果(力学的、可还原的、对称的、单调的)下,定义质点、惯性系、运动、力(场)、时空,得到了牛顿力学方程或哈密顿力学方程。

形成了从牛顿力学、电磁场理论、平衡统计力学、相对论到量子力学的近现代物理学的理论框架,论述了物质、时空、运动、力等大千世界的可逆的、确定的物理运动现象。这种基于简单动力学因果的法则导致了力、运动、物质(或能量)的还原性和客观性,也即式(1)有如下特征:牛顿力学方程必须基于惯性系;能量或哈密顿函数H是可积的;刘维算符L 具有正则性和厄米性。于是世界便是物质(或能量)在力的作用下运动或转化,因此便有了“世界除了运动的物质或物质运动以外,什么都没有”的图像。这种图像看似很合理,但似乎还有不少东西(如主观、精神、心智、不可逆、有机性、活力、生命等)没法包含进来,因此也会有上帝第一推动的困惑。

确实,由于简单的物理运动还属于比较低等的运动现象,大千世界还有许多更高级、更复杂的运动现象,因此,在物理学的前沿领域,则进一步兴起了系统科学、非线性科学、自组织理论、非平衡统计力学、复杂性科学等,它们主要以式(1)所示的微观动力学为基础,引入粗粒化、新概率因果或其它假设,形成以经典熵/信息为核心的统计力学,实现从微观可逆动力学、中观动理学到宏观非线性偏微分方程的推演,从而研究生命、秩序、心智、文明、进化等更高级、更复杂的世间万象。显然,这种思路仍是基于物理学的还原逻辑,具体说来就是,以近现代物理学的可逆动力学为基础,要么是像非线性科学那样在可逆的动力学基础上加入非线性作用,要么是像自组织理论和统计力学那样人为地引入了粗粒化和新概率因果假设,要么像系统科学和复杂性科学那样人为地假设组元间的复杂作用规则,从而实现对生命、秩序、心智、文明、进化等复杂世间万象的形成机理的分析。不可否认,这种思路取得的成就是巨大的,目前也是科学界的研究主流。但显然,近现代物理学中所谓的质点、物质、惯性系、运动、力(场)、时空都是一种简化,是一种实用主义的唯物观,描述了一个客观的、简单的、可逆的、确定的机械唯物的世界,以其揭示宇宙的简单物质性方面是足够的,但进一步以其为出发点研究宇宙的生命、秩序、心智、文明、进化等复杂世间万象方面有先天的固疾。其实在力的起源上牛顿必须求助于上帝的第一推动时已揭示了这种固疾确实是先天存在,今天现代科学在许多前沿问题如四种力统一、宇宙奇点、客观与主观、物质与精神、唯物与唯心、可逆与不可逆、生命与非生命、G?del 不完备性等一系列根本问题上的大量困惑只是具体表现,它们只是让这种科学根基的先天固疾昭然若揭而已。所以总体来说近现代科学的唯物论正遭遇到重大挑战,必须从根源入手探讨修正方法。

2.2 一个唯信息论的理论模型

我们把自然实在看成生成性网络(整体),大自然是个整体,对大自然来说,是先有联系(信息),后有物质,生成性网络的联系、信息创生万物。换句话说,对自然来说,信息是比物质和力更根本的本体,可以用一种以信息为本体的唯信息论去取代以物质和力为本体的近现代科学的唯物论。

当然以信息为基础建立物理学并不是一个陌生的概念[5]。300 多年前,莱布尼兹就有了从信息出发建立力学的思想。自上世纪50 年代以来,学术界已在热力学的基础上发展起了信息熵的概念。近年来,量子信息的出现,信息概念开始融入量子力学研究,为理解量子物理学的基础问题提供了一个新的途径,量子信息和量子计算对整个社会的信息格局有巨大的冲击。最近,不少著名物理学家如John A Wheeler 和Lee Smolin 等意识到,对整体网络这样的研究对象,应坚持先有整体网络结点的物理过程之间的信息交换、后有场和时空的观点[4]。现有不少研究也暗示,很可能是先有表征正如现代科学自身逻辑揭示出的黑洞视界熵、确定性混沌、彭加勒共振、量子测量坍塌之类的整体论的信息、或全息原理,后有力/量子引力[2]。一句话,我们需要直接从整体网络中提炼信息概念,重新诠释力、时空和动力学等概念。如目前Frieden 利用Fisher 信息重构了物理学,也有人从量子信息角度理解重力[2]。这些研究确实是试图从反映整体网络的信息/熵角度修正牛顿力(能量函数、哈密顿函数或作用量函数)、时空观和动力学,提出新的物理学方程,从而尝试重建物理学[6-7]。

不过,总体上,这些信息概念起源于经典熵,仍基于物理学的还原逻辑,对本原的整体性和有机性理解是不充分的;这种信息熵概念是狭义的,不具有本体论的意义,仍是附属于物质上的派生品而已,没有从根本上替代力和物质实体,也仅限于用在通讯等技术和数据统计领域而已。遗憾的是,目前几乎所有的信息熵概念都是以其为基础的。因此,不难理解,以其为基础来重建物理学是不可能成功的。

广义信息熵及其最大化原理会导致涌现出有序结构,实际上是产生沿λk>0 模式的最小流动阻力或最大流量的流动(即形成特定构形或流动)。直观看来,由于组元xi 的不断时空演化,对应的网络前峰就不断在以最小阻力的形式流动并持续变形,就像一团流体,从而导致复杂系统结构的演化。因此,一个复杂开放系统结构的演化实际上就是生成性网络或一团流体(或气)在时空上以最小流动阻力或最大流方式的蔓延,条件允许,其往往会形成发展层次分形结构。这是一幅生动的宇宙图像:物质、时空、生命、活力、社会、组织、秩序等,该图像可给出牛顿式的物质世界图像(最简单的、最低层次的图像),也可给出引力理论和量子理论给出的图像,也是系统科学、非线性科学、自组织理论、复杂性科学、统计力学给出的图像。它可以看做是这个有机自然的图像。

显然,通过定义ρJ 及MFP 这种方式就产生和构造了力和时空,即在图2 的网络上由不断的信息操作(多样化的、复杂的、内置的、非对称或更高级对称的联系)这种全新的因果关系而产生流动的、进化的、稳定的、公用的序结构,这种结构的出现不仅就是我们感受到的物质、时空、运动、力等物理现象的起源,也是生命、秩序、心智、意识、文明、进化等世间万象的起源。而MFP 揭示了信息熵最大原理正是产生流动的、进化的和稳定的结构,从而产生物质、时空、运动、力、生命、秩序、心智、意识、文明、进化等世间万象的调控法则。上述体系相当于找到现代物理学的深层次基础。相对论力学认为,没有万有引力,只有时空弯曲。现在则可以这样表达,没有万有引力,只有最大化的广义流或信息传递,万有引力是最大化的广义流或信息传递的结果。时空、物质、力、量子、生命、意识、社会、进化等也是最大化的广义流或信息传递的结果。

信息、认知是产生一切的终级理由,这就是终级解释,所以进一步地追问终结原因是不必要的。其实作为一种哲学和科学的根本信念, 或者说一种假设,是无法基于逻辑推理加以论证的。

如上所述,在现有的现代科学逻辑中实现从物质到生命这样大跨度的贯通,必须基于以牛顿力学为基础、以经典熵/信息为核心的统计力学,从微观可逆动力学、中观动理学到宏观非线性偏微分方程,令人困惑的粗粒化和新概率因果假设不可少。本文则改变力和物质的思维方式,引入新本原,这不仅可描述物理学现象,也可与生命、意识现象等贯通起来。与现有系统科学、非线性科学、自组织理论、非平衡统计力学、复杂性科学等的研究思路有根本的不同。

3 唯信息论新模型在生态系统中的应用

生态系统作为由大量组元组成的典型复杂开放系统,其演化动力学是当前学术界的研究热点和难点。生态系统不同于以力和原子概念为主导的经典力学体系,而是一个以熵和信息概念为主导的非平衡热力学和统计力学系统,因此,上述的唯信息论的新模型可以在研究生态系统的演化中得到良好的应用。

以位于“日光城”拉萨市的拉鲁湿地为例,该湿地是目前青藏高原上受人类活动影响,生态环境和结构发生重大变化较为典型的生态系统之一。60 年代以前,该湿地面积曾有数十万平方公里,生态环境良好,生物多样性丰富。然而,70 年代后期以来,频繁的人类活动导致了拉鲁湿地生态系统的退化,严重地破坏了当地的生态环境。因此必须从湿地形成的机理上寻找原因,分析湿地结构形成的影响因素,从机理抓起,从而来治理高原湿地。 分析其原因,主要是人类活动的影响。自20 世纪80 年代中期在湿地东北面娘热沟、夺底沟山角下相继建立的一些采矿场和1990 年修建的“一江两河”农业灌溉引水渠对湿地积水状况影响最为显著。同时,1990 年后修建的一条长7.3km,宽3-5m,自东向西横穿湿地而过的拉萨中干渠,因渠底低于湿地地面高程1-2m,湿地中60%的积水和地下水通过该渠排走,因而湿地地势相对较高的东面就逐步成为了季节性积水或无积水的地带。虽然夏季雨季开始后,上涨的河水可冲越抬升的河床增大湿地积水覆盖面积,但湍急的河水所挟带的大量泥沙已致使北面河水入口处约有6.7-13hm 的湿地被沙化。同时,随着城市建设的加快发展,又有一些单位和个人进驻湿地,开展旅游项目和进行无规则放牧,对该湿地和拉萨市的生态环境造成严重威胁,进一步加速了湿地退化的进程。

从广义信息熵最大的角度来说,各种条件自始至终都影响着湿地生态系统中组元的变化,从而影响湿地生态系统中结构的形成,或者说,生态系统中的组元会通过信息的传递,极力去争取最大广义信息熵,协调发展形成新的食物链网络从而适应新的环境要求。在外部条件的影响下,湿地生态系统会突然失稳、结构发生突变,这就可能造成湿地生态系统向退化的方向发展。延伸阅读:农业田间信息技术的应用

2000 年湿地生态结构模式和1990 年的湿地生态结构模式比较接近,说明自1990 年后湿地的生态结构模式又逐渐的稳定下来,湿地生态结构没有发生太大的变化,湿地的衰退现象得到了一定的抑制,究其原因,是人们为了留住拉鲁湿地这片独特的高原内陆湿地生态系统,做了很多有效的保护工作。通过这些保护工作,鸟类,鱼类的数量减少趋势得到了控制,湿地芦苇、藏青苔草的生物量开始逐渐的增加。此期间的湿地生态系统中,人类的对外部环境的干预增强了关键物种从外界获取环境流的能力,物种通过竞争和协作,物种之间形成某种联系,从而组成新的自然生态网络;这种有序结构的形成增强了物种抵御外界干扰的能力,保持了系统的稳定性,有利于湿地生态的发展。

4 结语

本文的理论内核是信息生成万物,自然界多样化的现象可以看成是网络上信息的动态演绎过程(动力学原理就是MFP)。从无到有、从无序到有序、从简单到复杂、从无生命到有生命、从低等到高等、从物质到意识等,都可以看成是这团网络流体的流变形态的进化而已。过去,以物质为核心的近现代科学,在揭示宇宙的简单物质性方面是相当成功的,但在研究宇宙的生命、秩序、心智、文明、进化等复杂的、高级的世间万象方面遭遇到了客观与主观、物质与精神、唯物与唯心、可逆与不可逆、生命与非生命、Gdel 不完备性等一系列根本问题的挑战。本文提倡用信息本体取代近现代科学中的物质和力(或场)的本体,用信息论来解释现有的物理定律,重新看所谓的客观世界,许多挑战性疑难都可得到一定程度的解决。

另外,从实用方面看,本文的基于信息论的新物理学模型得到了对称破缺的力学方程,可以应用到物理、化学、生物、生态、经济、社会、心理等不同学科,描述结构、组织、生命、社会等复杂系统展示的现象。以拉鲁湿地复杂生态系统为例,本文的方法清晰地给出了生态系统结构的演化规律,论述了一个具有严格理论基础的完整分析复杂系统的模型,说明新的理论模型可以很好地应用到实际研究当中。

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