时间:2023-03-27 16:59:50
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇传输机理论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1计算机技术论文产出总体现状
据统计,我国计算机技术领域2000年共41167篇,2005年增加到72979篇,增加了31812篇,增长幅度达77.27%。其中,2001年较2000年增加了4949篇,增长幅度为12.02%;2002~2003年,的增长量分别为16958篇及22793篇,年增长率均达到36%以上;2004年,的数量较2003年增加了20904篇,数量虽然仍在增加,但增长速度有所减慢,只达到24.34%;2005年,发表的论文数量突然大幅度下降,较2004年减少33792篇,下降幅度达到31.68%。总体上看,从2000~2004年,我国的计算机技术领域的数量持续增长,增长速度是波浪式发展的态势,2005年,数量及增长速度都出现下降,但较2000年仍增长了77.27%。2000~2005年计算机技术情况见表1。
2计算机技术论文产出结构分析
2.1计算机技术各领域论文产出权重的年度变化
从2000~2005年,计算机技术各领域数量占整个计算机技术领域的比重每年虽然都有变化,但总的分布格局未被打破。计算机的应用所占比重一直居于每年的主导地位,除2003年占39.19%外,其它几年均在40%以上;计算机软件年所占比重在27%左右,居第二位;计算机硬件年所占比重在22%左右,略低于计算机软件,居第三位;计算机技术理论在整个计算机技术领域所占比重最小,年所占比重在7%左右,居四个领域的最后一位。从各领域的权重发展变化状况分析,计算机的应用呈上下波动,总体下降的局面;计算机软件总体发展平衡,略有降低;计算机硬件呈缓步上升的势头;计算机技术理论作为计算机发展的基础,呈现不断上升的态势。计算机技术各领域论文产出权重的年度变化见表2。
2.2计算机技术论文各领域产出数量的年度变化
2000~2005年,从计算机各领域的数量及增长率来年看,计算机技术理论呈现正负相间的增长格局,年增长率于2002年达到高峰,为76.18%,2005年比2004年下降了27.64%,为6年间的降幅最大值,但总体来说,2000~2005年发表的论文数量从2818篇增加到6407篇,增加了3589篇,增长率达到127.36%;计算机软件从2001~2004年一直呈现增长态势,2002~2003年增长速度较快,年增长率为38.00%、34.38%,而2005年则出现负增长,降幅达到27.9%;计算机硬件论文的发表从2001年至2004年呈现持续的大幅增长,其中2001~2003年连续3年增长率均在45%左右,但2005年数量大幅下降,较2004年减少了10640篇,降幅达到计算机技术各领域年下降幅度的最大值39.85%;计算机的应用年度情况与计算机软件论文年度变化情况相类似,于2001年始增长,2003-2004年出现较快的增长,年增长率为30%左右,2005年也同样地出现负增长,下降幅度为29.83%。计算机技术论文各领域产出的年度变化情况见表3。
3结语
3.1计算机技术领域总体发展速度较快,而且正在步入转型期
2005年是现代计算机发明60周年,也是个人电脑发明30周年。可以不夸张地讲,建立在计算机技术基础上的计算机以及计算机网络,推动了整个世界的高速发展;创造了今天世界的繁荣。计算机是新技术革命的一支主力,也是推动社会向现代化迈进的活跃因素。计算机科学与技术是第二次世界大战以来发展最快、影响最为深远的新兴学科之一。但是目前计算机技术的发展正进入一个从技术到设备的转型期,发展速度有所减缓,但这并不妨碍计算机产业已在世界范围内发展成为一种极富生命力的战略产业。
根据对同时段数量统计,2000~2005年间,中国计算机技术领域数量的年平均增长率为15.5%,低于中国工业技术领域22.0%的增长率。但2000~2004年间,计算机技术领域数量的年平均增长率为27.3%,高于工业技术领域22.0%的增长率。2005年,计算机技术论文的发表出现负增长,但仍占工业技术领域的11.34%,表明计算机技术已在2000~2004年间处于快速的发展时期,2005年,与全球计算机技术发展一样出现拐点和发展颈瓶(见表4)。
3.2计算机的应用是计算机技术研究的重点
计算机的应用是近年来重点发展的领域,涉及广泛,包括科学计算(或称为数值计算)、过程检测与控制、信息管理(数据处理)、计算机辅助系统人工智能、信息高速公路及电子商务等。目前,计算机的应用已从工业技术领域深入到社会及人们的日常生活之中,国际互联网Internet和多媒体技术的发展已使人们能够以光的速度在全球范围相互传输信息,遨游广阔的世界,它极大地推动全球范围科技、文化的交流,推动金融、电子商务的发展,促使传统产业发生巨大的变化,人们生存在一个无所不在的数字化世界中。计算机的应用已从少数专家掌握的技术变成了普通人可以参与的活动,从而极大地推动了计算机技术的发展。
2000~2005年,我国计算机的应用数量从19441增加到30118篇,6年间增长了144.3%,论文数量在计算机技术领域中所占比重最大,为41.23%,远高于计算机技术其他领域的比重(计算机理论所占比重为7.78%、计算机软件占27.45%、计算机硬件占23.54%)。从以上数据可知,计算机的应用是计算机技术中最受重视的领域,已成为计算机技术中最具开拓价值及产业化的领域(见表5)。
3.3计算机硬件发展迅速
计算机硬件是计算机技术的物质体现形式,主要包括个人电脑(PC机)、外部设备及网络设备,其中PC机包括台式PC机、笔记本电脑、PC服务器和工作站等。我国整个计算机产业的发展重点在硬件制造业上,约占计算机产业总产出70%左右。随着我国经济建设步伐的加快,几大信息工程相继实施,对我国计算机硬件工业产生了巨大的推动作用。在日益激烈的市场竞争中,我国已涌现出一大批具有自主知识产权的知名品牌,如联想、方正等。我国的计算机硬件研究也在产业发展中获得了长足的进步。
2000年至2005年,我国计算机硬件数量从7212增加到16060篇,6年间增长了122.7%,年平均增长率在计算机技术所有领域中最快,为23.32%,高于计算机技术其他领域的比重(计算机理论年平均增长率为23.24%、计算机软件为14.64%、计算机硬件为11.98%,见表6)。从以上数据可知,计算机硬件研究在计算机技术中发展最快,也是产业化最迅速发展的领域。
摘要通过对2000~2005年度我国计算机技术领域情况的统计与分析,从一个侧面探讨了我国计算机技术发展的现状与趋势。
【关键词】无源互调;接触非线性;材料非线性;抑制措施
一、引言
近年来,随着通信系统及其用户数量大幅增加,移动通信系统中的无源互调产物,已成为影响系统通信质量的重要寄生干扰之一。因此科学有效的分析无源互调机理及测量其产物对提高整个通信系统的通信质量将具有重要的意义。为了比较全面地理解无源互调干扰问题,我们有必要首先了解无源互调的产生机理。在大功率卫星通信系统和移动通信系统中,微波器件的PIM干扰主要来自两种无源非线性:接触非线性和材料非线性。前者指的是具有非线性电流电压特性的任何金属接触; 后者指的是具有固有非线性导电特性的铁磁材料、碳纤维和铁镍钴合金。需要特别指出的是,除了上述两种无源非线性机理外,还可能存在一些其他的非线性效应,这对无源互调的产生也有一定的贡献。
二、无源互调的几种重要的机理分析
(一)接触非线性机理
接触非线性主要包括由材料结构和时间相关现象引起的非线性效应。由材料结构引起的非线性产生机理主要包括:由接合面上的点接触引起的机械效应;由点电子接触引起的电子效应;由点电子接触和局部大电流引起的热效应。由时间相关现象引起的非线性主要包括:斑点尺寸随着电流的通过而增大;由强直流电流引起的金属导体中离子的电迁移;引起接触面相对运动的热循环;引起接触面相对运动的振动和磨损;不同热膨胀系数的器件接触引起的热循环;金属接触的松动和滑动以及氧化层或污染物的增加。
1.量子隧穿与热电子发射效应
根据经典的理论,“金属-绝缘体-金属”(MIM)式的结构是无法实现电流传导的。但是,量子理论表明,对于表面氧化层很薄的情形,金属中的电子可以通过隧道效应穿过势垒,从一个金属到达另一个金属。从上个世纪五六十年代以来,人们对于MIM结构的导电机理做了大量的研究,研究结果表明:量子隧穿和热电子发射效应是金属-金属接触中产生PIM的两个重要因素。如果金属中的电子具有足够的能量越过介质形成的势垒从而形成金属之间的电流传导,则称这种现象为热电子发射电流;反之,当金属中的电子能量不太高且介质形成的势垒厚度较薄时,电子将通过量子隧穿效应实现电流传导。图1显示了薄势垒MIM结构的能带图及其相应的导电机理。
图1 薄势垒MIM结构的能带图及其导电机理
量子隧穿电流通常对势垒高度、外加偏压和介质层厚度等参数非常敏感,且具有很强的非线性特性。依据Simmons的研究成果,可由下式计算:
(1-1)
式中,
式中为势垒高度,单位为eV;为介质层厚度,单位为?;为MIM结构的偏压,单位为V;为电流密度,单位为A/cm2;为介质层的相对介电常数。
而热电子发射电流计算公式为:
(1-2)
式中T为温度,单位为K;k为波尔兹曼常数。
利用式(1-1)和式(1-2),在不同的参数条件下,可以对MIM结构的量子隧穿电流和热电子发射电流进行计算。结果表明:势垒高度、外加偏压、介质层厚度及相对介电常数这四个参数对量子隧穿电流和热电子发射电流的影响趋势是一致的,而且热电子发射电流还强烈地依赖于温度。这样,当MIM结构本身的参数相同时,可以通过调节温度的大小来控制MIM结构的主要导电过程。
2.微放电机理
微放电是在真空条件下大功率强微波电场作用下发生的一种射频击穿放电现象。为了简要描述微放电机理,我们以真空中的平行板为例。假设电子数为N的很多电子在时从一个极板()发射(如图2),在RF电场驱动下到达另一极板()。通过撞击,发射许多电子(数目为),为这次特别撞击的二次电子倍增系数,它是撞击能量和表面材料的函数。如果在狭缝中的飞行时间约等于RF周期的,或者等于RF周期的奇数倍,那么新发射的二次电子就可能被加速,直到再次撞击的极板,引发个二次电子的发射,式中是第二次撞击的二次电子发射系数。经过n次撞击后,放电后的电子数为。图2是时的微放电示意图。
图2 微放电示意图材料非线性机理
(二)材料非线性机理
1. 铁磁效应
铁磁材料具有很大的磁导率,在强磁场下会产生饱和,并随磁场非线性变化,显示出磁滞特性。铁、镍、钴及其合金、镧系元素(如稀土)等都是铁磁材料,它们能引起很强的PIM产物。铁磁非线性是由含有铁磁材料的金属器件在导电时因随电流流动使导体电路磁导率产生变化引起的,这和一个电路电感的非线性变化非常相似,它导致两个或两个以上信号产生非常强的PIM产物。这种非线性是一种磁饱和畸变的形式,且不随时间而变化,通常情况下比普通的接触非线性好得多(如图3所示)。
图3 铁磁非线性
2. 电热效应
近期的一些研究报导了微带传输线上电热引起的PIM产物。电热引起电导率的调制是传输线上PIM的支配性的物理机理,PIM的产生是由电流相关的非线性引起的。电热效应的基本过程是:导体中电流产生焦耳热,产生的热将跟踪电信号的包络,热的变化引起温度的变化,进而引起电导率变化,而电导率的变化反过来会影响导体中的电流,电流的变化必然导致焦耳热的变化,并进一步影响到电导率。这是一个不断反馈的过程,这种变化会在集总微波终端和衰减器上产生PIM失真。
(三)其他非线性效应
1. 表面效应
金属表面的磨损或污染可能会引起PIM失真,这种现象叫做表面效应。虽然人们普遍接受铜越粗糙产生的PIM电平越高的观点,但相关联的物理机理仍很模糊。表面焊接层对PIM的影响如图4所示。由图可知,缺少焊接层会引起更高的PIM产物,这是由于铜轻微地粘在基板上,降低了接口质量。
图4 三氟甲基焊接对PIM的影响
金属表面的磨损也会影响PIM的产生。在表面粗糙度的测试中,相对于电流方向做横向和纵向的擦磨处理。当残余PIM电平为-144dBm时,横向擦磨可使PIM电平增加13-22dB,而纵向擦磨使PIM电平增大1-4dB。综上所述,表面效应对PIM的产生是有贡献的。
三、无源互调的抑制措施
研究了无源非线性的类型和机理以后,为了尽量避免PIM产物带来的影响,我们可以采取若干措施使通信系统中的无源互调产物降到最低。其抑制措施主要包括以下几个方面:
(1)在通信系统中辐射信号能够到达的地方或者附近,尽量不要使用铁氧体、钴、镍、不锈钢等铁磁材料。如果必须使用,那么必须涂上一定厚度的银板或铜板。
(2)将金属接触减至最少,特别是松动接触和转动连接。如果确实不可避免,那么在这些接触或连接上应提供绝缘或可能的替代电流路径。
(3)在电流路径中要避免使用调谐螺钉或金属-金属接触的活动器件,如果非用不可,应将它们放在低电流密度区域。
(4)保持热循环尽可能小,因为材料和金属结的膨胀和收缩能够引起较大的PIM干扰。
(5)提高线性材料的连接工艺。若有可能就用捆绑连接,但要确保这些连接是可靠的,无非线性材料、无裂缝、无污染或无腐蚀。
(6)在传导路径中应使用较大的导体或金属之间有更大的接触面积来保持低的电流密度。尽量减少粗糙表面和尖锐边缘暴露在辐射信号区域。
(7)使用同轴电缆时,最好选用刚性屏蔽电缆。当使用编织电缆时,应选用最高填充因子的编织物。编织物不能用铁磁材料制造,铜镀银是最好的编织材料。电缆长度应尽量减至最短,特别是使用软波导或软电缆时。
(8)非线性元件,如集总虚拟负载、环形器、隔离器和某些半导体器件的使用应减至最少。
(9)高功率发射信号和低电平接收信号之间应由滤波器和物理分离法达到良好的隔离。如果将这两路信号设计成各自独立的信道,独立的发射、接收天线,则PIM产物可以得到很好的控制。
(10)频率计划应考虑高阶PIM产物,因为它们在某些通信系统中可能是潜在干扰信号。
(11)如果高低功率信号不可避免地要使用一个公共信道,那么降低PIM的出发点是合理地选择发射频率和接收频率。在多通道通信系统中,完全分离收发频率是不可能的。因此减小PIM干扰的最佳途径是把收发频率尽可能离得远些。
(12)采用合理的焊接,且尽量保证焊接面光滑,如果焊接面不光滑或有毛刺时也会导致PIM的产生。
(13)防止通信系统各种器件的锈蚀,尽量不要用手触摸元器件。在使用同轴电缆之前应从端器件开始逐一清理干净,接插件接头在每次使用后均应清洗。切记不要将接插件浸入液体清洗剂中,因为这样会使污染物进入其内死角。
除了上述措施外,良好的工艺、仔细的计划、严格的质量控制和高标准的操作维护措施同样非常重要。应注意的是,虽然在设计和制作阶段适当注意细节可以大大降低PIM电平,但是一个完全没有PIM干扰的通信系统是不可能存在的。
四、结论
通过对无源互调干扰的产生机理及其抑制措施的研究,我们明白了微波器件的PIM干扰主要来自两种无源非线性:接触非线性和材料非线性。接触非线性指的是任何具有非线性电流电压行为的接触引起的非线性;材料非线性指的是具有固有非线性导电特性的材料引起的非线性。从接触非线性机理、材料非线性机理和其他非线性效应三个方面,对无源互调的产生机理进行了分析和讨论。最后给出了通信系统中无源互调干扰的主要抑制措施。这将为下一步无源互调的分析与测量研究打下坚实的基础。
参考文献:
[1]张世全. 微波与射频频段无源互调干扰研究[D]:[博士学位论文]. 西安:电子科技大学,2004.
[2]Lui P. L. Passive intermodulation interference in communication systems. IEE Electronics & Communication Engineering Journal, 1990, 2(3): 109-118.
[3]Helme B. G. M. Passive intermodulation of ICT components. IEE Colloquium on Screening Effectiveness Measurements. London, 1998, 1/1-1/8.
[4]Muhammad Taher Abuelma ‘atti. Carrier and intermodulation performance of limiters excited by multicarriers. IEEE Trans on Aerospace and Electronic Systems, Jul 1994, 30(3): 650-659.
论文关键词:智力资本,价值贡献,耦合理论,经济分析
一、引言
从狩猎及采集经济、农业经济、工业经济、信息经济和知识经济的发展历程来看,智力资本对经济发展的重要性日益显著。作为经济体系的微观细胞——企业,其竞争方式的多样性是决定人类经济增长和变迁的重要驱动力[1]。
在知识经济时代,真正控制性资源和生产决定因素既不是资本,也不是劳动力和土地,而是信息和知识(彼特?德鲁克,1998)。当今财富的核心是智力资本而非有形资产,这一点从1920年到2000年的道琼斯工业指数(Dow Jones Industrial Average)的历史数据可见一斑,具体如表1 所示。
表1 DowJones Industrial Average of 1920-2000
Index Year
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
Market Value’s Index
280
305
300
340
600
738
921
2849
7970
Book Value’s Index
143
156
150
278
300
581
900
1200
1480
Intellectual Capital Index
137
149
150
62
300
157
21
1649
4490
资料来源:Date from ValueLine Publishing, Inc. This topic is the subject of Chapter5.
正如表1所示:随着知识经济的到来,企业的账面价值和市场价值的差距越来越大[①];如何公允地反映企业的财务状况、经营成果、现金流量,揭示企业的价值,为会计信息使用者提供与其决策相关的会计信息经济分析,从而达到有效地配置资源、降低风险,已成为会计学的一大挑战。产生于工业经济时代的现行会计制度注重反映企业(主要是有形资产)的财务信息[2],既不完全反映企业价值及价值贡献机理,也不完全反映企业的特异性。智力资本作为人类创造财富的重要手段,人们更注重其价值贡献潜能和作用机理,因而探讨智力资本的价值贡献机理问题为本研究的重点。
二、研究动态
从中国知网搜到博士论文47篇,核心期刊论文665篇,重要会议论文60篇,专著31部;外文论文6210篇[②]。以中文文章为例,统计资料图1所示:
图1 核心期刊智力资本文献统计情况
资料来源:根据CNKI和Emerald数据库精确搜索,整理得到。
通过统计发现,文章主要从企业价值贡献、创新、经济增长、知识管理、构建智力资本会计、核心竞争力等方面进行研究。与本研究相关、且具代表性的内容,简要述之:
1.智力资本概念的内涵与外延研究
西尼尔(Senior,1836)指出劳动者的肉体、智力、精神等因素会影响劳动者生产力,认为智力资本是个人所拥有的知识和技能的总和,为人力资本的同义语。马歇尔(Alfred Marshall,1890)重视人力资源的开发[3]中国知网论文数据库。李斯特(Friedrich List,1844)提出了 “精神资本”概念[4]。哈耶克(Frederick Hayek,1945)看重智力对社会发展的贡献。罗雪尔(Wilhelm Roscher,1854)强调无形资本概念[5]。这几位经济学家从不同侧面传达出智力资本的火花。加雷布雷斯(Galbraith,1969)首次提出智力资本概念,并认为智力资本是企业的思想形态,是一种动态的资本[6]。斯图尔特(Thomas Stewart,1991)对智力资本的概念进行了全面阐述,随之,理论界与实务界开始研究智力资本。
对智力资本内涵的研究有四种代表性观点[7]。第一种是无形资产观 经济分析,认为智力资本是企业得以运行的所有无形资产的总称。如(Hudson,1993)、(Knight,1999)、唐雪松(1999)、汤湘希(2003),徐笑君(2004)和李平(2006)等。第二种是创新能力观,认为它是具有创新能力的价值表现。如(李玲,2000)、(朱学义,2004)、(张小红,2007)等。第三种是人力资本观,认为它是由人力资本升华而来,为高级的人力资本。如 (Ulrich,1998)、(Boudreau,1997),(谭劲松,1999)等。第四种是知识管理观,认为它是企业提高生产效、率获取超额利润所必须的技能、诀窍、经验以及各种生产要素的有效结合方式等知识资源。如 (Pablos,2002)、(Engstrrom等,2003)、(Alexander等,2004)、(Roland等,2007) ,芮明杰(2002)和陈钰芬(2006),王重鸣(2007)等。
关于其外延的研究有三种代表性观点。第一种是两因素观,认为智力资本由人力资本和结构资本构成。如(Roos,1998),王勇、许庆瑞(2002)和景莉(2004);第二种是三因素观,认为由人力资本、顾客资本与结构资本构成。如(Steward,1997)等。第三种是五因素观构,认为由人力资本、结构资本、创新资本、流程资本和顾客资本构成。如(Bassi,1999)。目前,普遍接受三因素观。
智力资本的构成要素上,学者们的划分观点不尽相同,总结如表2所示: 表2 智力资本构成要素划分表
划分法
代表人物
智力资本构成要素
二分法
Ghoshal[8]等,1998
Kang[9]等,2007
Edvinsson&Malone[10]
人力资本、社会资本
人力资本、社会资本
人力资本、结构资本
三分法
Youndt[11]等
Kang[12]和Starbuck W H[13].
Seiby[14]
Steward 、Roiand(2007)
人力资本、组织资本、社会资本
人力资本、组织资本、社会资本
雇员能力、内部结构、外部结构
人力资本、结构资本、关系资本
四分法
Brooking[15]
王重鸣[16] 和 陈劲[17]
仇元福、潘旭伟、顾新建[18]
沙楠 孔玉生[19]
市场资本、人力资本、智力资产、结构资本
人力资本、创新资本、结构资本、客户资本
人力资本、结构资本、技术资本、市场资本
人力资本、知识产权、管理资本、声誉资本
五分法
Bassi[20]
范徵[21]
傅元略[22]
人力资本、结构资本、关系资本、流程资本、创新资本
人力资本、组织资本、市场资本、社会资本、技术资本
知识产权资产、人才资源资产、品牌信誉及顾客网络资产、信息系统资产、管理方法法及管理制度资产
资料来源:根据文献整理
2.智力资本对企业价值贡献机理的研究
由于企业像人和其他生物一样具有生命周期[23],通过不同生命阶段智力资本对企业价值的贡献程度发现:物质资本和人力资本在各阶段与企业价值正相关;结构资本在成长阶段有显著的积极作用经济分析,成熟阶段和随退阶段不显著甚至负相关[24]。围绕企业家能力,有的引入竞争机制,以“超产权论”为基础进行研究,发现企业利用外部市场竞争可以改变企业家努力程度,从而提升企业价值[25]。有的从企业家人力资资本的产权界定方面研究企业家人力资本与企业绩效的关系[26]中国知网论文数据库。综合内外部因素,学者认为企业价值是企业家能力、企业家生产努力性、企业家掌控的资源及外部环境的函数[27]。针对企业家能力,以前面三个理论为基础对其进行实证研究,认为人力资本参与分配将会提升企业价值[28]。智力资本和财务资本谁对企业价值贡献更大?研究发现,财务资本的作用更大,处于核心地位;但是随着知识要素的增加,其影响在逐渐减少。人力资本不直接对企业价值发挥作用,需要通过关系资本和结构资本作为中介发挥作用[29]。与之相反的是,物质资本和人力资本对企业价值作用显著,而人力资本对企业价值贡献随企业绩效提高而降低,物资资本的贡献随企业业绩的提高而提高;结构资本对企业绩效正向显著[30]。从动态角度来看,智力资本结构维度的动态变化显著影响企业竞争绩效和效率绩效[31]。
3.企业智力资本价值测度方法的研究[③]
评估或测度智力资本的目的不在于确定其财务价值,主要反映其价值贡献潜力。测度方法有整体测度法和单项测度法。整体测度从宏观角度出发兼顾企业战略目标在组织层面上对智力资本的价值贡献进行测度;而单项测度则是对智力资本构成要素的价值贡献进行测度。测度方法林林总总,现将有代表性的观点简要述之。
整体测度的传统方法主要是Scandia导航仪、平衡计分卡、无形资产监视器、技术经纪人法。现行测方法度有:现行测方法度有:基于价值形式的整体存量测度、非价值形式的分量测度以及存量对比与转换式的流量测度方法[32]。通过构造企业整体无形资产的能力空间,建立无形资产价值系统的多维评价模型[33]。基于AHP评估方法,采用语义差别隶属度赋值及模糊隶属赋值进行评估[34]等方法。Scandia导航仪开创了智力资本报告模式。平衡计分卡能够对企业经济活动进行监督评价,反映企业智力资本状况。技术经纪人方法可以完成企业智力资本的总体审计。
单项测度法有:经济附加值法以及以经济附加值(EVA)为基础,按行业平均报酬率和超报酬率分别计算确定智力资本的份额[35]、Tobin’s Q比率、智力资本会计法、利用息税前利润和柯布-道克拉斯函数测度智力资本价值值[36]。但是EVA立足于传统工业经济,反映的是历史财务信息,与反映企业未来价值为目的智力资本价值测度相悖。Tobin’s Q比率法采用市场价值揭示隐藏的智力资本。智力资本会计法使用未来成本会计模式,适合于高风险的知识密集型企业。
4.智力资本对企业价值作用机制的研究
机制泛指工作系统的组织或部分之间相互作用的过程和方式。智力资本对企业价值的影响机制是智力资本独立于其他变量起作用?还是需要中间变量?是立竿见影?还是滞后一定时期?进入21世纪经济分析,该领域成为研究热点。现已基本形成三种观点:直接效应、间接效应和调节效应[37]。
智力资本对企业价值的提升是独立于其他变量的,为直接效应的观点中国知网论文数据库。Nick Bontis(1998)较早进行研究,台湾学者陈美纯、张善杰(2004)发现结构资本、关系资本对企业绩效均呈正向影响且比较显著,人力资本对企业绩效有正向影响但不显著。国内学者证明物质资本与企业绩效存在显著正相关,结构资本和人力资本对企业绩效也有正向的贡献,但不显著[38]。
间接效应认为,智力资本通过影响一些中间变量来提升企业价值。Marr等(2004)认为企业的知识共享机制是显性知识与隐性知识的相互转化的中介作用。国内学者发现社会资本不仅直接影响智力资本,还通过知识共享与创造间接影响企业智力资本,智力资本成了企业竞争优势的中介变量[39]。
智力资本的投入对企业价值的作用并不是立竿见影的,还应该考虑一些调节变量对其影响,这是调节效应的代表观点[40]。
三、研究评论
综观国内外相关文献,不难看出,学者们对智力资本理论与应用的研究已硕果颇丰,然而,还存在一些不足之处,主要表现在以下方面:
1.目前对智力资本的内涵没有反映出智力资本的本质,其外延含糊不清
纵观智力资本的各种不同定义,我们可以发现,大都从智力资本构成要素方面、现象层面上来界定其含义,并没有揭示出智力资本的本质及其作用如何。至于智力资本的外延又包含哪些内容?百家争鸣、各持己见,无可厚非;但对于规范智力资本的理论研究角度来讲,需要一个清晰而统一的定义。尽管斯图尔特(H-S-C结构)得到了认同,但这只是从管理层面上静态的分析,说明了智力资本的表现形式,表明某个时点上企业拥有的各种无形资产的汇总经济分析,并没用从动态的角度加以阐明;没有揭示出智力资本的实质和特征。智力资本和人力资本是怎样的关系,谁包含谁[④]?智力资本概念怎样才能传达出智力和资本这两方面的本质特征?怎样才能够贴切反映intellectual capital的含义?值得我们深入研究。
2.立足于中国实际情况对智力资本进行研究的力度不够
我国智力资本研究处于摸索阶段,智力资本在实践中如何表现、如何识别、如何报告;根据企业的不同发展战略,怎样评估与衡量企业智力资本的价值,如何向利益相关者公允地说明企业发展前景、揭示企业价值、提供有用信息等,有待深入全面研究。介绍国外智力资本的原理性文章较多,但是缺乏实证的检验,专题性评述较少,指导企业管理实践的少之更少。另外,利用外国的数据或者外国公司的成功案例来说明中国企业智力资本的运行情况不太适宜,反观中国经济从粗放经济转向集约经济或创新经济的发展方向来看,无形资产无疑是我国经济增长的动力。十七届五中全会国家提出依靠科技进步和创新作为加快转变经济发展方式的论断。因而,如何以企业智力资本为核心,探索中国企业运作规律,探讨中国企业智力资本价值贡献机理,为提升企业价值、形成产业核心竞争力、建设创新型国家等方面提供有限的政策建议,乃是会计学乃至管理学的当务之急。
3.研究视角有待优化
国内外不少学者在智力资本对企业价值贡献方面做出不懈努力,已经测算出人力资本、结构资本、关系资本对企业价值的贡献度。但是,一方面研究结果不统一。另一方面,他们常以智力资本某一要素作为自变量来研究其对智力资本的价值贡献,很少研究智力资本各要素之间以及智力资本与企业价值之间的互动关系。虽然Roos,Feree Cetin、Knight、Selein、Ashour(2004)以及Ulrich已经意识到智力资本各要素之间存在互动关系,他们没有运用动态的视角来研究智力资本三要素如何相互影响、互相补充最终如何提升将企业价值。但是到目前为止,还没有提出一套完整的理论来阐释智力资本价值贡献的机理。
很多学者单对智力资本中的某一要素来研究其对企业价值的贡献程度,总是假定智力资本的其他组成要素已经达到企业所要求的最低限制条件经济分析,在研究方法上,已有的研究倾向于静态分析,缺乏经济学演化方法;而实际情况非也。与强调智力资本中某一组成要素的重要性研究不同的是,我们认为,每类智力资本通常存在一个阈值的问题。如果某类智力资本没有达到该阈值,就可能阻止智力资本其他要素的生产效率。基本思想如(1)式所示:
(1)
式子中:表示IC的边际生产率;IC和都表示智力资本;表示各个智力资本权重;分别表示人力资本、结构资本、关系资本的权重;分别表示人力资本、结构资本、关系资本;分别表示各个智力资本的阈值。
另外,研究对象比较单一,缺乏行业之间的对比;调查数据较多,可信度较低中国知网论文数据库。目前的研究大多关注智力资本的存量管理,而智力资本存量仅是增加企业价值的充分条件。
4.对智力资本价值贡献的研究缺乏经济学分析
作为追求价值最大化的经济主体——企业,不对他的交易或事项进行经济学分析,以探求他的经济机制和后果,无疑有些缺憾。到目前为止,尚无文章对智力资本价值贡献问题进行经济学分析,来建立无形资产经济学。智力资本从1969年提出到现在已经历经42年了,可是智力资本理论还没有得到主流经济学和管理学的足够重视,缺乏成熟的基础理论。
5.研究领域有待拓展
大部分文献聚焦于企业层面来研究智力资本对企业价值的贡献程度,而高校是智力资本比较密集的地方,研究高校智力资本价值贡献问题将更有意义。从宏观角度来讲,关注区域层面、国家层面得智力资本价值贡献问题,对于提升国家竞争力,创建创新型国家是智力资本价值贡献研究的重要阵地。
四、发展展望
纵观国内外的专家学者对智力资本对企业价值贡献相关问题的探索现状,我们认为企业智力资本价值贡献问题有三个方面是研究的新领地。
1.建立耦合视角下的智力资本价值贡献分析框架
耦合理论已在农业科学、旅游管理、产业经济、金融学等方面有所应用,而在会计理论研究方面还无人问津。蒋琰、茅宁,2008)和(卢馨、黄顺经济分析,2009)及(刘海生,2009)提到过“耦合”一词,但未做深入研。哈肯 ( H. Haken , 2005)首次提出耦合概念,并认为自然界存在着不同时间、空间跨度的系统,尽管其结构、属性各不同;但在整个环境中,各个系统相互影响、相互合作,存在着一系列不稳定与稳定的相互转换。现在耦合概念指两个或两个以上的电路元件输入与输出之间存在紧密配合与相互影响的关系,并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
以耦合视角对智力资本价值贡献问题进行研究,基于以下动机:
(1)智力资本的各要素存在着相互影响、相互合作的关系,处于动态均衡;符合耦合理论的定义。
(2)电元件中的电流是无形的,而智力资本也是无形的,二者有相似之处。电元件中电流的互相感应类似于智力资本各要素之间的相互影响、相互学习。
(3)电元件的耦合现象强调扩大作用(输出的电压大于输入的电压),而智力资本对企业价值贡献具有强大的杠杆作用,二者有共同之处。
(4)电原件的耦合现象表明电原件是一个控制系统,而会计也是一个控制系统[41],二者原理相通。
(5)对于智力资本价值贡献问题已有大量学者从不同视角进行研究,而以耦合视角进行探索者,寥若晨星。
(6)耦合现象只是物理现象,作为自组织的企业,我们借助于该现象阐释企业智力资本价值贡献问题。
以静态均衡分析为基础的新古典经济理论陷入了危机,演化经济学将注意力从新古典理论的静态均衡分析转向了动态演化过程,考虑了企业组织内部的差别与动态性,对组织内部行为与企业价值贡献问题来讲,演化经济学提供了一种很好的研究方法。而耦合理论就是基于动态视角的一种理论。除测度智力资本各要素如何分别影响企业价值外,还要建立耦合测度模型探究智力资本各要素之间的耦合程度。耦合度的测量过程下下式(2)至(10)所示:
智力资本各个指标间没有统一的度量标准经济分析,难以直接进行比较,需要对数据进行无纲量化处理。智力资本评价指标根据性质可分为效益性指标(指标越大越好)、成本性指标(指标越小越好)、适度性指标(指标在某一固定值处最佳)和区间性指标(指标在某一区间内最佳)四类。根据不同类型的指标采用不同的规范化函数进行无纲量化处理[42]。
效益型指标无纲量化得规范函数
(2)
成本型指标无纲量化的标准化函数
(3)
适度型指标无纲量化得规范化函数
(4)
区间型指标无纲量化的规范化函数
式中,为第个指标的实际观测值;为适度型指标的最佳值;为区间型指标的理想区间;为第个指标的最小样本值;为第指标的最大样本值;为智力资本各要素无量纲化后的数据中国知网论文数据库。
根据得到的 ,计算耦合系统综合发展水平:
(6)
(7)
式中:为各智力资本的权重,为智力资本系统的综合发展水平。
借助于物理学的容量耦合概念和容量耦合系统模型,构建智力资本各要素之间的耦合度函数
(8)
式中,为耦合度函数,值域在(0,1)之间,当趋向1时,说明智力资本耦合度较大,向有序方向发展;当趋向0时,智力资本耦合度较小,向无序方向发展。
将两个系统综合考虑进来,构建耦合协调度函数,如下式:
(9)
(10)
式中,是智力资本综合调和指数;、为待定系数,为耦合协调度。根据相关判断标准进行判断其耦合度状态是低度耦合、中度耦合、高度耦合还是极高度耦合。
2.构建智力资本价值贡献经济学的分析框架
学者们对智力资本的研究表现在宏观、微观方面。宏观方面主要关注智力资本对经济增长的贡献:阿罗(Arrow,1962)、罗默(1990)等以资本投资的外部性作为经济驱动因素,内生化经济增长;Grossman和Helpman(1991a,ch4,1991b)等以产品创新作为经济驱动因素,内生化经济增长;Lucas(1988),Becker,Murphy等以人力资本积累作为经济驱动因素,内生化经济增长;Shekhar Aiyar和Cal-JohanDalgaard(2002)等以技术模仿、扩散、作为经济驱动因素经济分析,内生化经济增长;熊彼特(Joseph A.Schumpeter,1912,1939,1942)、等以创新、企业家精神作为经济增长的驱动因素,内生化经济增长。微观方面聚焦于智力资本对企业价值的贡献:如巴鲁?列弗(Baruch Lev)、埃德文森(Edvission,L.)、斯图尔特(Steward)等的潜心探索。但是他们忽视技术进步的微观机制,只探寻到R&D这一层面,未做深入分析。20世纪70年代,在阿罗——德布鲁的一般均衡理论建立以后,经济增长理论将宏观问题建立在“可靠的微观基础”上,从个体、部分出发解释整体的思想。宏观方面证明了智力资本价值贡献的存在,微观方面证明了智力资本价值贡献的机制;结合微、宏观经济理论探求智力资本价值贡献的经济学原理并构建价值贡献经济学分析框架是智力资本价值贡献相关问题的一个发展趋势[43]。
3.架构资产价值控制体系
基于价值的管理(Value-Based Manangement,VBM)已经受到越来越多的企业的重视[44]。产生于工业经济时代的现行会计制度注重反映企业(主要是有形资产)的财务信息,不反映企业的价值及其价值形成机理,由于遵循严格的确认计量条件,将大部分智力资本排斥在财务报表之外;鉴于智力资本的难计量性以及本身价值很难说明其价值贡献潜力,并构建资产价值控制体系。从而弥补了现行会计的计量难题。资产价值体系主要揭示企业价值的贡献机理,价值控制体系包括有形资产价值控制体系和无形资产价值控制体系。重在构架智力资本本价值控制体系,剖析智力资本价值贡献机理。
五、结语
文章利用文献回顾法梳理了智力资本概念的内涵与外延研究、智力资本对企业价值贡献机理的研究、企业智力资本价值测度方法的研究,并做简要评论。本文并认为:建立耦合视角下的智力资本价值贡献分析框架、构建智力资本价值贡献经济学的分析框架有待进一步研究。
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【论文摘要】首先阐述了管理科学的发展经历以及在管理活动中管理思想的形成,最后论释了管理科学发展的基本脉络和今后的发展趋势。
管理作为一门独立的、可以称其为“科学”的学科,历经一百多年的理论行探索和实证性研究,渐次地形成了属于自己的、独立的科学门类。这主要从两个层次上去理解:一方面是说管理作为一门科学建立了属于自己的理论研究基础,即在独具特色的学科门类上逐步完善了本学科的理论研究方法和技术路线,完善了支撑本学科发展的理论研究基础;另一方面是说管理作为一门科学建立了独立的实证研究方法,即实证研究的技术、方法和工具逐步完善和成熟。此时,管理可以称其为“科学”,即管理科学。
无论是管理诸学说的多维思辨和发展,还是理论工具、研究范式、技术方法的形成过程,无一例外都基于管理实践者脚踏实地的“实务性研究,,和基于数理思维的理论研究者的“科学性探索”的整合。管理科学经历了长期不断的传承和创新,才开创了属于自己的学科体系和理论基础。
一、在管理活动中积淀了科学管理的思想
1.早期的管理活动产生了科学管理的诉求
在漫长的长达几千年的管理活动中,人类一直在探索行之有效的管人之术,当人们难以解释其根本之时总是加以神化或虚幻化,这也就带动了神学、哲学和巫术的发展。当人类渐次地接受科学价值观以来的近100多年来,人们更相信管理是一门科学,更崇尚科学管理的手段,这也是管理科学理论建立的思想基础。
科学管理思想的建立,起源于企业管理者“实务性研究”的重大发现,他是美国费城的米德维尔钢铁工厂的总工程师,后来被誉为科学管理之父的泰勒(frederick w. taylor 1856~1915),长期的作业和作业管理实践,终身探索科学管理方法力图解决如何提升单个工人的生产率问题。1881年,泰勒通过对工人操作动作的研究和分析,消除不必要的动作,改正错误的动作,确定合理的操作方法,选定合适的工具等,这些让泰勒总结出来一套合理的操作方法和工具培训工人,使大多数人都能达到或者超过定额。这也是早期科学管理的实务性研究成果。1911年,泰勒将实务性研究上升到理论研究层次,其标志就是发表了《科学管理原理》一书,这是世界上第一本科学管理著作,它标志着人类在长期管理实践中科学管理思想的形成。
2.科学管理研究的深入和思想的成熟
泰勒的懈学管理原理》铸就了科学管理学说的建立,这仅仅是开辟了一个研究领域或研究方向,还不能断言此时此刻进入了管理科学的研究时代。
随后的十几年里,吉尔布雷斯夫妇(frank b .gilbreth,1868-1924;lillian m.gilbreth, 1878~1972)的动作研究和工作简化方面为科学管理的方法做出了重要贡献,与泰勒相比吉尔布雷斯夫妇的动作研究更加细致和更为广泛。在制造业比较发达的美国,致力于以科学手段实现生产效率的提高的研究者与日激增。科学管理学说仅仅是利用科学的方法,提高劳动生产率来实现雇主的低成本诉求与作业工人不断要求提升工资诉求之间谋求平衡点,其重点是从工业工程和经济学的角度来观察和分析各种要素间的均衡点。
二、从科学管理到管理科学研究体系的形成
1.从科学管理到管理科学的技术路线分析
科学管理可以被看作一个研究方向或一家之学说而已,管理科学的研究就较为宽泛,科学管理一旦升华到管理科学说明在此研究的深度和广度上有着重大差异。所有称得上是‘科学”的,诸如“管理科学”、“经济科学’和“社会科学’瞥,都必须建立自己独立的、特有的学科体系;都必须建立独立的属于自己的基础性理论平台。从科学管理到管理科学体系的形成必须经历三个阶段:
首先,科学管理学说得到发展形成了不同的科学管理学说体系。各家之言的枝繁叶茂带动了支撑这些学说的理论思想的形成和发展。
其次,科学管理的不同学说渐次的找到支撑各个研究方向的理论分支,形成理论研究分支,即“管理学”的形成。管理学的建立为探索管理科学的原理、机理和本质勾画出白己独特的理论支撑。
再次,就是管理学方法或者研究范式的成熟,管理学发展到一定程度,借用和移植了其他科学研究的工具和研究方法形成了本学科的研究范式。如科学学、系统科学、工程学、运筹学和数学工具的广泛应用,使管理科学的发展构筑了强有力的论证工具和研究方法。
最后,形成了本学科研究的独特方法和基础理论研究范式,找到了隶属于本研究范畴的科学研究的逻辑体系和理论根源。管理学这门学科就发展成为一门独立的“管理科学”了。
2.管理科学发展过程中的“管理丛林”时代
管理的实务性研究和理论性研究在上个世纪中叶得到了广泛的发展,为管理科学体系的形成做出了重要贡献。哈罗德?孔茨(harold koontz,1908 ~ 1984),1961年12月,在美国((管理学杂志》上发表了《管理理论的丛林》一文,认为由于当时各类科学家对管理理论的兴趣有了极大的增长,由于他们研究条件、掌握材料、观察角度及研究方法的不同,必然产生并形成不同的管理思路,他当时划分了六个主要学派。1980年,孔茨又在惜理学会评论》上发表俩论管理理论的丛糊一文,指出经过近二十年的时间之后,管理理论的丛林不但存在,且更加茂密,至少产生了11个学派。孔茨把管理学派发展枝繁叶茂的现象称之为“管理理论的丛林”,简要地概括了当时管理理论研究学派的“从林状态”。
也就是基于管理的理论性研究和实证性研究进入“枝繁叶茂”的管理理论丛林阶段,为管理科学体系的形成开辟了了一个新的时代。但是,如果这一“森林景象”,没有探究隶属于自己的、独立的理论支撑使学科发展变成一棵有根有干的参天大树,就永远没有本学科发展成为一门科学的可能。管理进入了下一个阶段为理论基础的建立‘寻根”阶段。
3.管理科学发展的“寻根”时代
管理科学的发展进入了各自学说和门类寻找属于自己的理论支撑的时代,在这一时期,理论研究者大都借鉴和移植其他成熟的科学工具、科学研究方法和科学理论支撑着本学说的论点。
(1)系统论的引入和借鉴。引入系统论,主要是因为管理理论丛林时代的各家之说既不能举证其他学说错误的科学证据,也不能科学地论证自身学说打处处可以行之”。人们发现了管理系统的存在,即管理是一个系统,不能简单地考量其局部而得出结论,于是管理理论研究借鉴“系统论’,为其研究基础和技术支撑就显得非常及时和必要了。系统思想作为一门科学的系统论,是美籍奥地利人、理论生物学家l. v贝塔朗菲((l. von.bertalanffy)创立的。他在1952年发表“抗体系统论”,提出了系统论的思想。1973年提出了一般系统论原理,奠定了这门科学的理论基础。1968年贝塔朗菲发表的专著:《一般系统理论基础、发展和应用》该书被公认为是这门学科的代表作。
系统论是研究系统的一般模式,结构和规律的学问,它研究各种系统的共同特征,用数学方法定量地描述其功能,寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型,是具有逻辑和数学性质的一门新兴的科学。系统论的基本思想方法,就是把所研究和处理的对象,当作一个系统,分析系统的结构和功能,研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性,并优化系统观点看问题,世界上任何事物都可以看成是一个系统,系统是普遍存在的。这一观点支撑着管理首先是一个系统的观点,要求管理者不可孤立的单要素分析某一特定事件。
(2)控制论的引入和借鉴。引入控制论主要是强调了管理的核心职能,“控制和监督”,在管理的实证性研究和理论性研究上都需要相应成熟的理论性研究成果的支撑。成熟的控制论理论研究标志性成果应该是1948年诺伯特?维纳发表了著名的《控制论》一书,维纳把控制论看作是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学,更具体他说,是研究动态系统在变的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学。控制论认为管理系统是一种典型的控制系统。管理系统中的控制过程在本质上与程的、生物的系统是一样的,都是通过信息反馈来揭示成效与标准之间的差,并采取纠正措施,使系统稳定在预定的目标状态上的。从理论说,适合于工程的、生物的控制论的理论与方法,也适合于分析和说明管控制问题,管理是控制论应用的一个重要领域。人们对控制论原理最早的认识和最初的运用是在管理面,从这个意义上说,控制论之于管理恰似青出于蓝,用控制论的概念和法分析管理控制过程,更便于揭示和描述其内在机理。
(3)协同论的引入和借鉴。引入协同论主要是强调了管理的协调职能,这也是确保系统效率的关键所在。“组织和协调”,在管理的实证性研究和理论性研究上都需要相应成熟的理论性研究成果的支撑。协同论(synergetics)是研究不同事物共同特征及其协同机理的新兴学科,它着重探讨各种系统从无序变为有序时的相似性。协同论的创始人联邦德国斯图加特大学教授、著名物理学家哈肯把这个学科称为“协同学”,一方面是由于我们所研究的对象是许多子系统的联合作用,以产生宏观尺度上结构和功能;另一方面,它又是由许多不同的学科进行合作,来发现自组织系统的一般原理。
协同论应用于生物群体关系,可将物种间的关系分成三种情况:竞争关系;捕食关系;共生关系。每种关系都必须使各种生物因子保持协调消长和动态平衡,才能适应环境而生存。协同论的领域与许多学科有关,一些理论是建立在多学科联系的基础上的,协同论的发展与许多学科的发展紧密相关,且正在形成自己的跨学科框架。协同论的出现是现代系统思想的发展,为处理复杂问题提供了新的思路。
(4)其他理论引入和借鉴。近些年来,管理科学的发展进入了一个快速寻根阶段,各个理论分支逐渐成熟,并各自通过移植和借鉴寻找到了属于自己的、独立的理论支撑和技术工具及方法。
我国管理科学理论研究的基础是借鉴了数学、经济科学、心理学、信息科学等学科的成熟理论和方法,其中数学主要指运筹学、统计学、微分方程、随机过程、模糊数学、离散数学等。如运筹学、博弈论的引入为管理决策方法提供了强有力的理论依据;信息科学、通信科学和网络数据库技术为管理控制和预警提供了外部支持:而线性回归分析、时间序列分析、随机序列分析为管理预测提供了科学工具和技术手段;某些理论研究方法诸如层次分析法、模糊综合评价法和数据包络分析法也在管理科学的发展过程中为管理的评价提供了科学技术方法。
4.管理科学发展的“思辨”时代
管理科学发展经历了寻根阶段之后,其发展方向变得渐次的清晰和有序,每一门类的子学科发展还必须经历“思辨”过程。所谓“思辨”过程,就是理论性研究的科学理论探索和实务性实证研究的辨析,经过这一辨析过程。管理科学将移植和借鉴的其它科学门类的技术工具、科学方法和原理在管理的实务性应用中探究其特殊性和独立特质,以寻求自身在学科门类上的独特性和完整性,借以形成独特的“管理科学”的理论与学科门类发展体系。
三、管理科学研究体系的形成脉络和展望
1.管理科学发展的脉络综述
(1)管理科学的发展是与管理的实践者和研究者的科学价值观念的形成相联系。
(2)管理科学的启蒙应来源于“实务性研究’,不断探究和经验总结。(所谓管理科学中的“实务性研究”是指管理行为的实证研究、管理方法研究和管理技术研究。)
(3)管理科学的发展应依托于“理论性研究”的长期探索和发展。(所谓管理科学中的“理论性研究”是指对管理行为探寻其本源、确立管理理论发展根基、构架嫁接、移植和创新管理理论的基础。)
(4)在实务性研究和理论性研究的相互辩证中得到发展。
2.管理科学发展的展望
现代计算机技术、网路技术和通信技术的发展使全球政治、经济一体化趋势日趋明显。为了适应现代竞争的需求,管理科学理论研究也必然呈现出一些新的观点或学说、呈现新的思维和学科门类。
(1)借鉴创新学及其学科体系的研究成果。在管理科学的研究中有关创新学的理论、方法和工具的借鉴将成为管理科学发展的主要趋势。“创新”是现代企业管理实务性研究的核心和重中之重。管理创新及其相关子学科门类必然得到发展,它是企业生存与发展,提升核心能力的基础。为满足企业管理的制度创新、组织创新、方法创新的需求,创新学相关理论及其技术工具的广泛应用势必成为管理科学研究发展的未来。
关键词:沉降及变形;测量;地铁隧道施工
盾构法隧道施工技术经过一百多年的发展,已经有了很大的进步,由于盾构施工引起的周围建筑物的损坏也在减轻,但是盾构施工还是会不可避免地引起地层的扰动,引起地层变形以及地面的沉降及变形。地层扰动导致的土体强度和压缩模量的降低将会引起长时间内的固结和次固结沉降及变形。当地层变形超过一定范围时,就会危及到邻近建筑物和地下管网的安全,进而引起一系列的岩土环境问题。由此可见,研究盾构施工产生地表沉降及变形的机理具有重大的意义。
1 盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因
其原因不同的人看法不一样,虽然不同学者基于各自的出发点提出了不同的盾构施工引起地表沉降及变形的机理,但是不可否认的一点就是土移源于开挖引起的扰动及由此产生的地层损失和扰动土的重新固结。①地层损失。所谓地层损失是盾构施工中实际开挖土体体积和理论计算的排土体积之差。地层损失率以地层损失体积占盾构理论排土体积的百分比来表示。地层损失一般包括盾构开挖面的地层损失、盾构纠偏产生的地层损失、盾构沿曲线推进时产生的地层损失以及盾壳外径和管片直径之间空隙引起的地层损失。引起地层损失的施工及其他主要因素有:盾构掘进时,开挖面土体受到的水平支护应力小于原始侧向应力,则开挖面土体向盾构内移动,引起地层损失而导致盾构上方地面沉降及变形;当盾构推进时如作用在正面土体的推应力大于原始侧向应力,则正面土体向上向前移动,引起地层损失(欠挖)而导致盾构前上方土体隆起。②在盾构暂停推进时,由于盾构推进千斤顶漏油回缩,可能引起盾构后退,使开挖面土体塌落或松动,造成地层损失。③由于向盾尾后面、隧道建筑空隙中压浆不及时、压浆量不足或压力不适当,使盾尾后坑道周边土体失去原始三向平衡状态,而向盾尾空隙中移动,引起地层损失。在含水不稳定地层中,这往往是引起地层损失的主要因素。
2 控制盾构隧道施工地面沉降及变形测量方法
沉降观测按部位可分为表层沉降观测、深层(分层)沉降观测和断面沉降观测。经过多年的发展,沉降观测方法不断完善,观测仪器类型也越来越多,但不同的观测方法和观测仪器适用于不同的工程地质条件。目前,沉降监测常用的方法有:监测桩、沉降杯、沉降板、磁环沉降仪、水压式剖面沉降仪和水平测斜仪等。接下来,将对以上这些方法做一个简单的介绍。
2.1 监测桩
用木桩和钢钎钉入土中,用水准仪持平,即可测量土体表面的沉降量。一个监测桩只能观察路面上一点的沉降,若要进行整个断面的沉降测量,必须埋设多个监测桩。在不同位置埋设的监测桩的尺寸有着不同的要求。此方法最简便,但只能测定建筑物表面的沉降值,无法测试土体内部某一位置的沉降,对填土施工有干扰。
2.2 沉降水杯测量
监测路基内部变形最有效、最经济的手段之一是沉降水杯测量。沉降水杯利用连通器原理,把路基内部某一点的高程映射到路基外部,故测量路基外部该映射点的高程即可知道路基内部观测点的高程。通过一定时间段监测该映射点高程的变化,即可清晰点绘出路基内部观测点的形变历程。而这些形变历程是研究路基变形机理及规律的基础数据。其优点在于观测方法原理简单、浅显易懂、造价低廉。缺点是根管的埋设要求比较高,如果埋设不平顺,容易形成气泡阻塞水管,使测试无法进行;在比较寒冷的地区也不适应;直接目测观测水杯读取液面刻度值,精度较低(士1mm)。该方法用于室内试验观测比较容易,用于实际工程观测时,由于现场条件复杂、天气变化异常、实际操作比较困难,一般较少使用。
2.3 沉降板
沉降板一般用于观测软土地基总沉降,测试地基面在不同处理措施、不同荷载条件下地基面的沉降分布。沉降板作为沉降动态观测的方法之一,以其代价低、设置方法简单、易观测被广泛采用,取代了一些地区使用仪器观测,但数据的准确性和精确性容易受影口向。沉降板底座随着路基沉降,通过与底座相连的测杆,可以测得底座埋设处的路基沉降值。
2.4 PVC管测斜仪
PVC管测斜仪(也称测斜仪)是一种测定钻孔倾角和方位角的原位监测仪器。PVC管沉降仪按使用方式不同,可分为滑动式测斜仪和固定式测斜仪。固定式是将测斜仪测头固定在土体内某点位移的位置,用传输信号电缆引出地面进行观测。
2.5磁环沉降仪
磁环沉降仪是分层沉降仪中运用最为广泛的一种。磁环沉降仪的工作原理磁环沉降仪所用传感器是根据电磁感应原理设计,将磁感应沉降环(沉降标)预先通过钻孔方式埋入地下待测的各点位置,当传感器通过磁感应环时,产生电磁感应信号送至地面仪表显示,同时发出声光报警(一般是蜂鸣器发出信号)。读取孔口标记点上对应钢尺的刻度数值,即为沉降环的深度。一般每次测量值与前次测值相减即为该测点的沉降量。但是实际测量中可以根据条件,选择孔口标高或最底层沉降标位置作为监测基准点,通过对不同时期测量结果的对比分析,可以确定各土层的沉降(或隆起)结果。
3 结语
总之,城市隧道地质条件一般很复杂,一般都处于松散、软弱土层中,因此对地铁隧道施工引起的地表沉降及变形的观测尤为重要,目前沉降及变形的测量的方法诸多,对于实际工程中某种方法的采用应该结合实际情况来选定地表沉降及变形的测量方法。
参考文献:
[1]杨海朋.施工过程中浅埋隧道自身性状及上部建筑物沉降变形的数值分析[D].湖南大学硕士论文,2007.
关键词:自我决定理论;高校;学生干部;激励
中图分类号:G641文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)13-0255-02
高校学生干部是指在高等学校的学生正式组织中居于一定领导工作岗位、担负一定学生教育管理任务、行使一定服务职能的学生,是大学生中的特殊群体。同时他们也是社会工作参与者中的特殊队伍,具有特殊的需求结构。根据中国心理学研究学者的调查,高校学生干部六类需要的强烈程度依次是:人际需要、贡献需要、尊重需要、发展需要、基本需要、安全需要 [1] ,这决定了他们的工作动机与企事业员工主要追求经济利益存在显著的差异。如何激励学生干部,对发挥其工作自主性,直接影响着学生组织的工作绩效。目前,对学生干部的激励问题已引起了有关管理部门的探索,但仍存在一些问题:(1)激励方式的单一,向物质和荣誉激励方式倾斜严重,并难免与主观性的绩效考核挂钩;(2)干部心理需求没有得到足够的重视 ;(3)多为事后的、条件性激励。激励机制的缺失不同程度上导致了学生干部队伍建设中的一系列问题,比如,随着任期的增加,学生干部表现出的积极性下降,行为缺乏自主性,中途离职等。本文将对自我决定理论基本观点进行介绍,进而探讨该理论对高校学生干部激励的启示。
一、自我决定理论
(一)自我调节机理
自我决定理论认为,人是积极的有机体,具有先天的心理成长和发展潜能。自我决定就是一种关于经验选择的潜能,是在充分认识个人需要和环境信息后,个人对行为作出的自由选择 [2] 。Deci和Ryan指出,人类都试图满足三种基本需要:胜任力(competence)需要,自主(autonomy)需要和关联(relatedness)需要 [3~4] 。胜任力是指人们在从事各种活动中感到自己是能胜任、有能力的需要;自主需要是指个体在与环境交互中,能根据自己的意愿进行选择;关联性是指个体隶属于某一群体的需要。当三种基本心理需求得到满足后,个体便会产生行为动机的自我调节,从无动机或者外在动机逐渐向内在动机移动。所谓的无动机(amotivation)是指个体并不知道自己行为的原因,缺少行为的动力,处于“应付”状态;外在动机(extrinsic motivation)是由活动外部因素引起的,个体在外界的要求与外力的激发下产生的行为动机,外部动机不会自发形成而其导致的个体行为是工具性的;内在动机(intrinsic motivation)是由活动本身产生的快乐和满足引起的,不需要外在条件的控制,是自我决定的行为。行为动机由无动机到外部动机进而内化为内部动机是一个连续的自我调节过程,是外部规则和自我价值观整合的过程。图1显示了自我决定理论中的动机类型和其调节过程。
图1最左端是无动机状态,当我们的基本需要不能得到满足时就会出现无动机的状态。中间部分是外在动机,描述了内化的不同程度:外部调节(external regulation),个体行为是为了获得或者避免惩罚,行为的原因完全由外部控制;内投调节(introjected regulation),行为仍然受到奖赏和惩罚的驱动,但同时包含了自我控制的偶然情况;认同调节(identified regulation),当行为体开始考虑活动本身价值时产生的调节,这时,个体认同了活动的价值以及对自己的重要意义,但是此时的行为仍然由外部因素驱动;整合调节(integrated regulation),当个体不仅认识到行为的意义且将其整合到自我感知中时产生的调节,它是自我决定性最强的外部动机调节形式 [5]。这一层面上的调节虽然仍然是工具性的,但具有很强大自主性和自我决定性,这点与内在调节有许多相似之处,两者构成了真正自我调节的基础 [6]。
(二)基本需要的满足对自我调节的影响
自我调节理论认为,只有当胜任力、自主和关联需要这三种基本心理需要得到满足时,行为体才能实现真正的自我调节,三种需要及其满足程度对内部动机的产生有决定性影响 [7] :首先,当个体对外部的社会事件感到胜任感时,会激发内心的成就感,于是个体内部动机会能到增强。其次,自主感即自我决定在动机内化过程中起关键的作用。因为即使人们体会到成就感,但是没有体会到行为的自我决定性,那么就不能真正促进内在动机的形成,只有在高水平的自我决定和胜任感同时存在时,内在动机才能以强化。再次,归属感的需要与个体内在动机也存在一定关系,当个体在具有归属感的环境里时会更愿意地产生对环境有益的自主行为。最后,三种需要的满足程度越高,自我调节机制就会越有效,由外部动机向内部动机的转变会越完全。
二、对高校学生干部激励的启示
在高校学生干部激励中,促使组织的目标、工作的意义同干部自我价值观的整合是保持学生干部积极性的关键。只有学生干部行为动机趋于内部调节,学生组织才能永葆生机活力。自我决定理论给相关管理部门在学生干部激励上提供了有益的启示:
(一)满足学生干部自主需要,增进他们的创造性,对工作的满意度,激发其内部动机
1.正确、合理地利用正激励。自我决定理论研究表明,完成某种行为而获得的条件性表扬会削弱个体的自主感,导致内在动机的降低 [5] 。在对学生干部进行正激励时,必须以自主方式呈现,应是纯粹的,非控制的,不能削弱个人的自主感。
2.提供自主抉择的机会。对学生干部的管理应该强调“人本”的观点,管理方法不能“一刀切”,应该留有较大的余地让学生干部自主发挥,使他们成为学生组织发展和学生活动开展的“思想者”,而不只是“劳动者”,这才能保持学生干部的活力。
3.授权激励,授权要彻底,要“宣告天下”。要彻底是指任人要信之,要充分发挥学生干部的自主性和创造性,放手让其去想,去做,避免让学生干部陷入既有自己想法和思路又要考虑上级意思的困境,导致被动和拘谨;要“宣告天下”是指不仅要让受权者明确知晓自己的权利,承担责任,使其行为动机内在化,并且要正式地告知组织成员,避免权受者在调动人员(特别是同级干部)上的尴尬处境。当然授权要建立良好的反馈机制,真正达到责权对等。
(二)合理设计工作,有效分工,帮助学生干部感知的自己能力,发掘潜力,满足他们胜任力需要
1.岗位安排和工作分配更加符合何人兴趣、特长,建立动态协调机制。实践中,学生干部往往对自己擅长的领域表现出活跃的思维,较强的自信心和行动的自主性。工作性质和爱好特长的一致,一方面减少了学生干部对能力和未来的不确定性,加大了其在工作中的自我意识,提高了积极性;另一方面使工作动机是出于对活动本身的兴趣而不是为了获得某种与活动本身无关的结果。同时,对于整个组织来说,这提高工作成员积极性和效率,降低了协调成本,优化人力资源配置。
2.充分参与激励。扁平化管理,增进了解,突破部门的局限,使个体的独特能力充分展示于整个组织中。这时的激励需要目标激励来配合,细化目标,细分任务,让组织成员充分参与,增加其在工作中自我胜任力感知的次数。
3.提高学生干部的胜任感和成就感。要让学生干部觉得任务可实现,进而满足其胜任力需求,需要让他们认知自己的能力,而这要有外部的积极反馈来支持。但是,如同前面论述的那样,正激励必须恰当,不能损伤学生干部的内部动机,要以一种非控制的,支持学生自主的方式呈现。
(三)建立和谐的工作氛围,满足学生干部的归属感
1.增加老师与学生干部,不同级别学生干部之间在工作、学习和生活等各方面的交流,增加彼此了解,一起分享忧虑,减少工作带来的压力,形成和谐、安全的工作环境。
2.建立民主机制,重视个体的意见和建议。学生干部有表达自己想法的途径并且能够得到组织的充分重视,即使他们的想法没有采纳也要让他们感觉组织已经充分考虑,使他们感觉自己处于变化的核心,而并非团体控制了他们。
3.“区别”激励。这里的区别是指要使学生干部感到自己与非组织成员的区别进而产生归属感。包括最先且充分了解组织的各种信息和全局动态,与指导老师和组织成员熟识的关系等。这要求在加强交流了解的同时,建立完善的信息传输机制,使得信息对称化,让学生干部了解的信息范围不只局限在所负责范围内,而是整个组织。
(四)帮助学生干部整合活动意义和自我价值观,促进学生干部行为动机的自我调整,不断内化
1.“职业生涯规划”激励法。要使学生干部对工作付出持续的努力,需要让其了解学生工作的对于他们的现实意义。在实践中发掘不同学生干部的才干,进行职业生涯规划的指导,促使他们将学生工作的目标和长远人生目标相结合,促进学生工作价值和其人生观、价值观整合,激发其对学生工作和自我培养的内在动力。
2.目标激励。组织目标的制定和细化要考虑学生干部自我的心理目标,使两者不断整合,最优点结果是组织的目标体现了学生干部的自我目标和自我价值观,使行为动力机制由外部调节到内部。
参考文献:
[1]彭巧胤.高校学生干部需要结构与激励方式研究[D].重庆.西南大学硕士学生论文,2009.
[2]刘海燕,闫荣双,郭德俊.认知动机理论在新进展――自我决定论[J].心理科学,2003,(6):115-116.
[3]Deci,E.L.,Ryan,R.M.,& Williams,G.C..Need satisfaction and the self-regulation of learning and Individual Difference,1996(8):165-183.
[4]Deci.E.L.,Vallerand R.J.,Pelletier L.G.,& Ryan R.M..Motivation and Education;The Self-Determination Perspective[J].Educational
Psychologist,1991,26(3&4):325-346.
[5]Herbert L.Petri John M.Goven.动机心理学:第5版[M].郭本禹,等,译.西安:陕西师范出版社,2005.
[6]Vansteenkiste M.,Lens W,.& Deci F.L..Intrinsic Versus Extrinsic Goal Contents in Self-Determination Theory ;Another Look at the
关键词:杂散电流 地铁防腐
1现有的监测方案分析
目前国内杂散电流监测方法较多,但都存在模拟量传输距离过长、监测数据误差较大或测试参数欠缺的问题。
1.1利用排流柜进行监测
机车在牵引变电所间运行时,两牵引变电所间从轨道泄入结构中的杂散电流是不同的,从而引起沿线不同地点的结构钢筋的极化电位不同。因此,回流点钢筋极化电位小于0.5V,并不能确保两牵引变电所间所有结构钢筋极化电位均小于0.5V;同样,若回电点极化电位大于0.5V(超过CJJ49-92标准规定要求),也并不表示两牵引变电所间的极化电位均超过0.5V。这样势必影响对杂散电流超标与否的正确判断,有碍及时准确地排除导致杂散电流增大的原因。另外,该方法所采集数据模拟量传输距离太长,也远远超过规程规定 (10m)的要求,有碍精确数据的采集。
1.2分散式杂散电流监测
分散式杂散电流监测系统必须在每个车站变电所的控制室或检修室内安装一台杂散电流测试端子箱,将该车站区段内的参考电极端子和测试端子用电缆接至接线盒,再由统一的测试电缆引入至变电所测试端子箱内的连接端子;实测时用移动式微机型综合测试装置分别在每个变电所进行杂散电流测试及数据处理。
利用该方法监测,轨道交通沿线必须敷设大量的电缆,这样不仅荷载增加 (对高架区段 ),而且有碍美观,造成不必要的浪费。更值得引起重视的是,其模拟量传输距离太长,远远超过规程规定的要求,有碍精确数据的采集,给杂散电流防护系统的日常维护带来不便。
1.3集中式杂散电流监测
该监测系统通过传感器在城市轨道交通沿线监测点附近及时将所采集到的主体结构钢筋的极化电位(模拟量)和钢轨(回流轨)对主体结构钢筋的电位经短距离的传输及时转化(数字量),避免了长距离模拟量传输造成的误差。监测装置安装在车站的监测室内。监测装置与传感器之间用传输线进行传输,按照一定的时间次序把传感器的信号传到监测装置上,确保了所读数据的准确性。
利用这种监测方法并不能彻底地监测杂散电流日常维护的参数(如轨道地过渡电阻),而且这种监测模式总体监测范围受通信距离的限制,只能达到20公里,对于目前的地铁发展情况来看,远远不能达到要求,比如上海市轨道交通9号线全长42公里,这种监测模式远远不能满足需要。
2分布式杂散电流监测
根据上述分析和城市轨道交通发展的要求,原有的监测方案已不能完全满足需要。因此,经过系统的比较和研究,现提出一种新型的分布式杂散电流监测方案,监测原理如图1所示。
图1 分布式杂散电流监测原理图
所谓分布式监测是指以每个供电区间(两个牵引变电所之间)为相对独立的一段,每段以一台监测装置为核心,组成一个监测网络子系统。不同的监测子系统通过变电所综合自动化(SCADA)的通信通道,汇集到地铁的指挥中心电力监控的主机,再形成对全线杂散电流的监测。这样,杂散电流监测系统的通信距离缩短为供电区间长度,对于目前的现场总线技术而言,通信距离均能满足要求。
相对于排流柜监测、分散式监测和集中式监测系统,杂散电流分布式监测系统有如下优点:分布式杂散电流监测纳入电力监控系统,提高了杂散电流监测和防护系统的重要性,使得杂散电流监测数据及时反映在轨道交通的核心部门,对整个线路的运行提供及时地信息;分布式杂散电流监测系统由多个相对独立的子系统组成,某个设备或子系统出现故障时,对整条线路的监测影响较小,有助于轨道交通的安全运行;通信距离不受限制。由于借助了变电所综合自动化系统的通信通道,杂散电流监测的通信距离只需满足每个子系统的通信要求即可,一般均在4公里以内,目前的现场总线技术均能满足要求,并且随着线路的延伸,可无限扩展;建设成本低。分布式杂散电流监测系统不需单独组成通信网络,节省大量的通信电缆,降低了轨道交通的建设费用;分布式杂散电流监测系统有传感器、监测装置和监控中心组成两级网络,相对于集中式监测系统,使通信网络简化,系统更加简单灵活。
关键词:艾灸机理;物理作用;化学作用;药效;经络;腧穴
中图分类号:R24581文献标识码:A文章编号:1673-7717(2011)12-2616-05
Advances of the Mechanism of Moxibustion
LAN Lei,CHANG Xiaorong,SHI Jia,ZHANG Guoshan,TAN Jing
(Hunan University of TCM,Changsha 410007,Hunan,China)
Abstract:Moxibustion has great efficacy, such as disease prevention and health protection, warming meridians to dissipate cold, recuperating depleted Yang, removing blood stasis and resolving hard lump, leading heat out of the body, etc. It is generally believed in domestic and foreign researches that meridians and acupoints combined with physical and chemical effects of moxibustion result in a "comprehensive moxibustion effect." A review of mechanism research of moxibustion is given; furthermore, some suggestions for the researches are also proposed.
Key words:mechanism of moxibustion; physical effect; chemical effect; drug effect; meridian;acupoint
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收稿日期:2011-08-19
基金项目:国家基础研究发展计划(973计划)资助项目(2009 CB522904);湖南省研究生创新基金资助项目(CX2010B342);长沙市科技计划重点项目(k1005020-31)
作者简介:兰蕾(1969-),女(畲族),江西广丰人,医师,博士研究生,研究方向:针灸的治病机理。
通讯作者:常小荣(1956-),女,教授,博士研究生导师,研究方向:针灸的治病机理。灸法能防病保健,温经散寒,扶阳固脱,消瘀散结,引热外行。艾灸在我国已有上千年的历史,其治疗效果已经为无数临床实践所证实,国内外研究普遍认为经络腧穴与艾灸理化作用的有机结合,产生了灸法的“综合效应”。
1 艾灸的物理作用机理
艾灸是以燃烧艾绒而治病,燃烧时的热效应是产生治疗效果的重要因素。《素问·异法方宜论》:”北方者,天地所闭藏之域也,其地高陵居,风寒冰冽,其民乐野处而乳食,脏寒生满病,其治宜灸炳,故灸炳者也从北方来”,说明灸法燃烧艾绒产生的温热作用可治疗因为寒冷引起的疾病。现代研究表明[1],艾灸可以调整脏腑机能,促进新陈代谢,增强免疫功能,尤其在治疗慢性病、疑难病及预防保健方面具有显著优势,而艾灸治疗疾病时产生的温热效应是取得疗效的关键[2]。生物传热学是一门交叉学科,它研究生物体内的热质传输现象,其目的在于通过把传热学的基本原理和研究方法、手段引入生物和医学工程领域中,探讨物质和能量在生物体内的传输规律。该学科的产生无疑会对与“热密切”相关的艾灸疗法研究有所启示,因为艾灸热传递同样遵循传导、对流、辐射3个方式,无论是接触灸或是非接触灸,艾灸在生物组织内的热传递以及艾灸引起的组织热损伤,均可归属生物传热学研究的范畴。从微观而言,热对生命系统的影响,本质上均体现在对蛋白质、细胞及组织性质的改变上。例如艾灸对机体热休克蛋白的影响[3-11],艾灸通过上调大鼠胃黏膜细胞HSP70表达,继而作用于凋亡线粒体信号转导途径相关靶点,由此抑制胃黏膜细胞凋亡,达到保护胃黏膜损伤的作用。又如隔药饼灸能提高对红细胞CD58表达,并且年轻人组高于中年人组[12]。宏观上讲,能量过程是生命系统中的基本过程,而热是能量过程的重要表现形式,生命现象的各个层次无不包含热效应[13]。把艾灸热作为一种特殊的能量介入方式,从能量的角度着手,利用生物传热学理论,可能是一个较理想的方法。提供什么样的一个温度场分布状况(或者说热过程或能量过程),可使生物组织恢复或稳定于正常状态,这是一个极有诱诱惑力的探索[14]。
艾燃烧时产生一种十分有效并适宜于机体的物理因子红外线,其辐射能谱在0.8~5.6μ之间,这表明燃烧艾绒时的辐射能谱不仅具有热辐射-远红外辐射,而且还具有近红外光辐射,艾灸的能谱近红外辐射占主要成分,且峰谱在1.5μ附近[15-16]。根据物理学原理,一般远红外线能直接作用于人体的较浅部位,靠传导而扩散热量;而近红外线较远红外线波长短,能量强,可直接渗透到深层组织,穿透机体的深度可达10mm左右,并通过毛细血管网传到更广泛的部位,而为人体所吸收[17-18]。艾灸红外辐射为机体细胞活动提供了必要的能量:当红外光作用于腧穴组织时,组织吸收光能将其转化为生物能储存在ATP分子中,随着ATP的水解,ATP转化为ADP,并释放能量作为生命活动的能源。研究表明人体穴位红外辐射不仅含有人体热信息,而且还和人体内能量代谢等因素相关,穴位点的ATP能量代谢比周围要高[19]。在病理状态下,人体皮肤和组织辐射的红外线发生一定的改变。且不同的体质和疾病其辐射及最佳吸收的红外线有区别,即光子吸收与皮肤光学有密切关系。这可能是生物组织吸收光子和使人体本身传输的光有序化有关。有人对不同品种艾叶的燃烧热进行了测量[17]:蕲艾18139J/g、北艾17463.4J/g、祁艾17419.3J/g、川艾16136.4J/g。能量愈高,波长愈短,渗透力愈强。杨华元等[20]的研究还认为,艾灸时的红外线辐射,既可为机体细胞代谢活动、免疫功能提供必要的能量,也为能量缺乏的病态细胞提供活化能,并有利于生物大分子氢键偶极子产生受激共振,从而产生“得气感”;同时又可借助反馈调节机制,纠正病理状态下的能量信息代谢的紊乱,调控机体免疫功能。
汪家柔[21]通过艾灸肺俞、肝俞穴,观察穴位施灸后钙离子在相关脏腑之间的分布调配及相关穴位电流变化规律,研究“穴脏相关”的非线性规律,发现艾灸肺俞穴可显著提高肺俞穴电流,艾灸肝俞穴可显著提高肝俞穴电流。电与磁是相伴而生的,电子的自旋产生磁,运动的磁产生电。经络的功能活动依托于电磁振荡与化学振荡主导的能量信息系统。而基于经络调整是电磁振荡化学振荡神经、体液和微循环等调控的动态调衡过程[22]。
[WT5”FZ〗中华中医药 学刊
2 艾灸生成物的药性作用(化学作用)
2.1 抗细菌作用
杨梅[23]测定了艾叶燃烧物提取物对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和抑菌圈。艾叶燃烧产物提取分离所得重组分、焦油和艾烟水提取液对四种菌种的抑菌性有选择性。艾油对四种菌种均有抑菌作用,而重组分和焦油只对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有作用,除焦油对大肠杆菌的抑菌圈12.1mm比艾油10.4mm大外,其它成分的抑菌圈均比艾油小。晶体对四种菌种的抑菌性不明显。5-叔丁基连苯三酚对四种菌种均有抑制作用,对大肠杆菌作用最强。叶春枚等[24]观察了艾烟熏的抑菌作用,实验显示,艾烟熏20min后可抑制金黄色葡萄球菌和乙型链球菌,熏30min可抑制大肠杆菌,熏50min可抑制绿脓杆菌。李坡等[25]对艾烟在培养皿中的抑菌作用和烧伤创面的抑菌作用进行了研究,发现艾烟对常见的化脓性细菌(绿脓杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、产碱杆菌)有显著抑制作用,能使烧伤创面菌落数显著减少。刘枫林等[26]就艾烟作用(与温热刺激分开)对各种细菌(大肠杆菌、伤寒杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、甲型链球菌、枯草杆菌、奈瑟氏菌和嗜酸乳杆菌)抑菌效应进行了试验研究。试验结果表明:①艾烟确有抑菌作用,是细菌生长时杀菌作用的基本和唯一因素;②艾烟的杀菌作用与烟熏时间长短有关,时间长杀菌作用强;③艾烟的杀菌消毒作用为临床上用于治疗化脓性炎症、外伤感染、皮肤细菌损害、带状疱疹、上呼吸道感染等提供了理论依据。华东医院等[27]单位报道,用含艾叶的消毒香(上海日用化学品厂试制,含苍术粉30%,艾叶粉20%)烟熏4h能杀灭乙型溶血性链球菌A群、肺炎球菌、流感杆菌和金黄色葡萄球菌等,烟熏8h能杀灭绿脓杆菌,并能抑制枯草杆菌的生长。黄香妹等[28]采用艾条熏烟对血压计袖带进行消毒,监测其表面细菌生长情况,并与紫外线消毒、含氯制剂消毒作比较。结果表明用艾条熏烟消毒的袖带,完全可以达到环境消毒隔离标准的要求。还有资料[29]介绍,艾烟对变形杆菌、白喉杆菌、伤寒及副伤寒杆菌和结核杆菌(人型H37RV)等也有抗菌作用。
2.2 抗真菌及抗支原体、衣原体作用
艾烟对不同的皮肤真菌有抑制作用。魏孜孜[30]等观察比较外耳道涂药(咪康唑乳膏)、艾烟熏耳和涂药艾烟熏耳结合3种外治方法治疗耳真菌病的临床效果。结果表明,艾熏外治法、结合外治法、常规外治法3种外治法在治疗后1个月、1年的总有效率组间差异无统计学意义;艾熏外治法和结合外治法的治愈率较常规外治法高。结出艾熏法治疗耳真菌病具有治疗简单、疗效巩固、治愈率高的优点,可替代常规外治法。其简、验、廉的特点适合在基层和广大农村地区应用,其治疗机制可能与艾烟具有抗菌(细菌、真菌)、杀螨、抗过敏等作用有关。何斌[31]采用艾烟熏灸治疗浸渍糜烂型足癣78例,得出艾烟熏疗对瘙痒,丘疹,水疱及浸渍糜烂症状效果优于派瑞松。有研究表明,艾烟对口腔支原体与肺炎支原体的抗灭作用也很显著[32]。
2.3 抗病毒作用
上海第二医学院附属第三人民医院气管炎研究组等[33]单独用艾叶烟熏以观察艾烟对腺病毒、鼻病毒、流感病毒和副流感病毒的抗病毒作用,结果表明艾叶对这四种病毒均有一定的抑制作用,并观察了苍术艾叶香烟对实验用腺病毒3型、鼻病毒浙九-2株、疱疹病毒浙九-9株、副流感Ⅰ型病毒仙台株和流感病毒A3、沪防72-10株等5种病毒株的抑制作用,结果表明,用苍术艾叶香烟熏15min后,对所试5种病毒尚无作用,30min后则试验组的病毒浓度(TCID50)显著降低,45min后则试验病毒不能从细胞培养上或鸡胚中测得。张其正等[34]用苍术艾叶烟熏剂(含苍术55%,艾28%)点燃浓度为1g/m3或5g/m3均能在半小时内使流感病毒滴度(EID50、Log)较对照组明显下降(下降1.55~3.00个对数以上)。赵红梅等[35]曾用艾条熏蒸进行空气消毒,发现熏蒸后对乙型肝炎表面抗原(HbsAg)的抗原性有明显的破坏作用,对乙型肝炎e抗原(HbeAg)的抗原性的破坏也有极显著性的意义,说明艾条熏蒸对乙肝病毒有一定灭活作用,但是未能达到完全灭活乙肝病毒的目的。刘华介绍用艾叶500g,置盆子或罐子里点燃烟熏房间0.5h,可预防非典型肺炎的传播。
2.4 镇咳、祛痰、平喘、抗过敏,镇痛作用
大量的药理实验证明,艾叶的挥发油口服或喷雾给药均有较好的平喘、祛痰、镇咳作用,其中尤以平喘作用最为显著[36]。动物实验研究表明,清艾条烟雾吸入可相对延长豚鼠药物性哮喘潜伏期,能明显松弛正常豚鼠支气管平滑肌,有效对抗乙酰胆碱引起的支气管平滑肌痉挛收缩,对乙酰胆碱收缩气管平滑肌有明显的保护作用,证明艾烟能平喘,抗过敏[37]。刘惠荣[38]等通过观察艾灸对过敏性结肠炎大鼠的作用,结果表明,艾灸能减轻过敏性结肠炎大鼠的内脏疼痛和疼痛阀值,效应可能与艾灸能提高脊椎的强啡肽和内啡肽相关。
2.5 抗自由基,调节机体功能,抗衰老,预防保健作用
自由基(free radical)[39]是人体组织中许多生化反应中间代谢产物。人体内在氧的利用过程中,会因各种内因性或外因性原因而产生各种活性氧及其它自由基。但体内也有各种消除这些自由基的防御系统,以免组织遭伤害。这些自由基很容易攻击细胞组织中的脂质、蛋白质、糖类和DNA等物质,企图夺取一个电子以获得重新平衡,这就造成脂质和糖类氧化,蛋白质变性、酶失活、DNA结构切断或碱基变化等种种改变,从而导致细胞膜、遗传因子等损伤而诱发各种组织损伤和疾病。已知的数以百计的疾病与自由基有密切的关系。可由自由基引发衰老。
杨梅等[39]对艾燃烧产物艾烟轻组分、重组分、焦油、艾烬晶体以及艾挥发油清除自由基能力进行了比较,其大小顺序依次为:重组分>焦油>轻组分>艾烬晶体>艾挥发油。由重组分中分离出来的52叔丁基连苯三酚具有较强的抗自由基能力,清除DPPH自由基能力比天然抗氧化剂维生素C和人工抗氧化剂BHT均强,可以推测,52叔丁基连苯三酚是艾烟抗自由基的核心物质,是艾灸的重要活性成分。大西基代[40]和西谷郁子[41]将艾和艾燃烧生成物用甲醇提取,发现有清除自由基和过氧化脂质的作用,且艾燃烧生成物作用较强。洪宗国等[42]用甲醇萃取艾叶燃烧灰烬获得了4种不同组分,研究了它们对甲基丙烯酸甲酯自由基聚合反应中反应速率的影响,通过反应体系的黏度测定研究了其抗自由基的作用。结果也显示上述4种组分均具有比较强的抗自由基能力,且柱分离后得到的3种晶体的抗自由基能力较粗晶体的强。
陈汉平等[43]在针灸预防疾病作用的探讨中指出:通过对实验性肺结核、慢性肾功能不全、免疫复合型肾小球肾炎、恶性肿瘤、衰老、胆色素性结石、苯中毒引起的血象异常动物病理模型制作前或同步艾灸或针刺预防处理,其效果说明艾灸具有调整机体功能,抵御或削弱各种致病,致衰老因素对机体的影响,能够起到预防疾病的作用。陈友强等[44]研究了天癸灸对46例老年冠心病患者在清陈自由基、调节性激素水平及微量元素等方面的影响。方法为气海、关元隔姜灸,足三里、大椎温和灸。结果表明,本法缓解衰老症状功效总有效率为73.91%。说明灸法不但有良好的治疗作用,而且有独特的保健作用。詹臻等[45]采用标记放射免疫法,检测40例老年人保健灸前后空腹血清中上皮生长因子(EGF)的含量结果灸后EGF含量明显增高(P>0.05)表明保健灸能够调节机体EGF的合成与释放,有促进组织细胞生长增殖的作用,延缓细胞衰老的进程。
3 经络腧穴与艾灸理化作用的有机结合,产生了灸法的“综合效应”
经络是运行全身气血,联络脏腑形体官窍,沟通上下内外,感应传导信息的通路系统,是人体功能的调节系统,是人体结构的重要组成部分。经络的功能活动表现为经气。腧穴是脏腑经络气血输注于躯体外部的特殊部位,是疾病的反应点和针灸疗法的刺激点[46]。《灵枢·海论》说“十二经脉者,内属于脏腑,外络于肢节”,说明了经络内联外络的生理功能。人是一个整体,五脏六腑、四肢百骸是互相协调的,这种相互协调关系,主要靠机体自控调节系统实现。在病理上,现代医学已证明,即或是一种微小的局部性病变,也将是全身机能失调的一种反应,是全身病的一种局部表现。《内经》指出“阴平阳秘,精神乃治;阴阳离决,精气乃绝”,“气血不和,百病乃变化而生”。认为一切疾病均由阴阳、气血不和所致,因此,通过因势利导的方式,将人体病理状态下的阴阳气血关系复归平衡,既是治疗手段,也是治疗目的。《医学入门》说“虚者灸之使火气以助元气也;实者灸之使实部随火气而发散也;寒者灸之使其气复温也;热者灸之引郁热外发,火就燥之义也”,而这些都靠经络的调节作用才能实现。现代研究认为,灸法的作用是由艾条燃烧时的物理因子和药化因子,与腧穴的特殊作用、经络的特殊途径相结合,而产生的一种“综合效应”[47]。
艾灸激发经络腧穴的生物物理学特性有两个特点[48]:①物理学能量循经传导的普遍性以及腧穴定位的特异性。不同的物理能量在经络循行线上基本都能呈现优势传导,而在腧穴所在的位置则表现出不同于周围组织的特异性;②经络及腧穴的生物物理学特性与人体状态的相关性。许多实验表明[49],健康人体和病人的经络、腧穴对外界物理能量的敏感性存在较为明显的差异,总体趋势表现为从平衡转为不平衡,敏感性由高转低。
陈日新[50]提出腧穴热敏化灸疗新理论由3条规律组成:(1)人体腧穴存在静息态与敏化态两种状态;敏化态的腧穴对外界相关刺激呈现“小刺激大反应”(非热敏点对艾热仅产生局部和表面的热感);(2)腧穴敏化的类型多种多样,而腧穴热敏化是一种新类型;腧穴热敏化的特征是:当受到艾热刺激时呈现透热、扩热、传热、局部不(微)热远部热、表面不(微)热深部热、非热觉等奇异现象;(3)热敏化腧穴是灸疗的最佳选穴,艾灸热敏化腧穴极易激发灸性感传(约95%的出现率)乃至气至病所,临床灸疗疗效大幅度提高。腧穴热敏化现象已涉及到许多新的生命现象,新的生命现象必然蕴涵着新的生命规律与机制,对其进行深入研究,有可能发现人体机能调控的新规律,对现代医学发展提供创新的机遇。研究表明某些病理态腧穴的自发红外光谱与艾条燃烧时的红外发射光谱的辐射峰区域基本一致,提示红外共振可能是艾条的辐射能量高效传递给敏化态腧穴,使艾灸发挥治疗作用的生物物理基础。通过研究艾灸的红外光谱特性及其与效应的关系,证实艾灸和穴位的红外共振辐射也是艾灸起效的关键因素之一。
总之,国内外学者对艾灸的这种“综合效应”的各个方面进行了广泛的研究,但现有的研究国内主要偏重于临床治病机理的研究,日本更侧重于基础的研究,目前对艾灸的作用机理尚未完全明了,根据现有的研究有人设想:艾灸的作用机理是由燃艾时所产生的物理因子和化学因子,作用于腧穴感受装置与外周神经传入途径,刺激信号传入中枢,经过整合作用传出信号,调控机体神经-内分泌-免疫网络系统、循环系统等,从而调整机体的内环境,以达到防病治病的功效[50-51],进一步研究有待我们深入。突破由单一生物学为主的研究方法,发展多学科交叉的研究来寻求针灸治病的作用机制,是解决生物医学难题有效的解决方案,利用多学科交叉研究艾灸,可以为中医艾灸技术建立新的理论基础。临床应用方面灸法刺激量的研究是针灸由临床经验积累向现代医学转化的重要步骤,灸法起效的关键在补泻方法,所以加强灸法量效关系和灸法补泻方法的研究也是加强艾灸疗效和研究艾灸机理的一个重要方向。
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关键词:生产业集聚;制造业升级;固定效应面板模型;随机效应面板模型;门限面板模型
文章编号:2095-5960(2016)04-0024-12;中图分类号:F727;文献标识码:A
一、引言
近年来,调整与改革浪潮中的世界经济日益呈现“软化”态势,主要表现为“制造业服务化”与“服务业制造化”等的产业融合转型态势。2015年,世界各制造业领先国家争相规划制造业产业顶层设计,以“互联网+”等新兴创新手段嫁接本国制造业发展,如:德国工业4.0、我国《中国制造2025》、日本《日本制造2015白皮书》,可以看出当代各主要大国均将综合国力的竞争高点集中在制造业上,该产业的转型升级也成为各国经济增长的主要引擎。总理在2015年6月考察中信部与中核电时对《中国制造2025》做出了进一步阐释,指出中国制造业转型的要害在“智”造,要以创新和服务业为两大支点,以装备制造引领制造业升级。
发展与制造业相匹配的现代服务业既可以推动服务产业、外包业务的空前发展,同时生产业还会通过提升专业化水平(Markusen,1989)[1]、降低中介服务成本和交易成本(Kotwal,2002)[2]等路径提升制造业效率,并通过中间需求(邱灵等,2008)[3]的供给倒逼国内制造业产业的转型升级。生产业与制造业的互动融合发展是世界经济新形势给出的命题。生产业逐渐脱离制造业独立发展,由最初的助推效用渐次升级(管理功能――促进功能――战略功能),且由于其突出的“可交易性”(盛丰,2014)[4],呈现出集聚的态势(陈建军等,2009)[5],并较之制造业明显(保罗・克鲁格曼)[6]。
依托比较优势实现产业结构升级不仅是地区经济发展的最强大动力(林毅夫,2012)[7],制造业的转型升级将影响整个世界经济未来的发展(《经济学人》,2012)。工业作为世界经济跨越式发展的重要支撑,制造业升级才能引领世界经济增长。同时,制造业与生产服务业之间存在相互作用、相互依赖、共同发展的互补性关系(魏作磊,2012)[8],服务业尤其是生产服务业与制造业之间的互动发展成为产业升级的主要实现途径,有利于产业链向高端攀升。本文以生产业与制造业的互动发展为基本构架,分析生产业集聚对制造业升级的差异化影响。
二、文献回顾
生产业的内涵及范围在学界得到了较为广泛地研究及探讨,多数学者认为生产业已经由最初的知识生产与传播行业(Machlup,1962)[9]逐渐演变为提供中间生产者各类服务和产品的服务业(Greenfield,1966;盛龙,2013)[10][11],包括法律、金融、商务、保险等知识密集型的专业服务产业(Browning和Singelmann,1975)[12]。
生产业逐渐得到关注与新经济地理学在理论上的不断创新不无关系。该学说经典理论在新古典经济学和传统区位论基础上强调,规模报酬递增、运输成本及市场需求联合作用会引发产业集聚(Krugman,1991a;1991b)[13][14],该观点同样适用于生产业。遗憾的是,该领域的相关研究在国外也只始于20世纪70年代,多为在原有集聚概念或传统制造业区位理论基础上的修正(Scott,1988)[15],对此,一些学者,如Henry[16](1999)认为制造业集聚的相关因素(R&D、专利等)并不能很好地解释生产业集聚行为。梳理相关生产业集聚理论,可以大致将生产业的集聚研究分为以下几个方面:1.分工、市场需求与生产业集聚。生产业与制造业具有较强的分工,并通过制造业的服务外包体现出来,这一机理促进了生产业自身的发展。随着经济的发展,生产业与制造业的界限日益模糊(张惠萍,2008)[17],该产业日益成长为国际产业竞争的焦点和全球价值链中的主要增值点和赢利点(高春亮等,2008)[18],其产生和长足发展的动力源自价值链分工及市场化,并在集聚作用下得以强化(宣烨等,2014)[19]。2.运输成本与生产业集聚。运输成本与制造业的发展关联较大,如文玫[20](2004)。然而,现阶段同样的运输费用变量对于生产业的集聚分析并不完全适应(Moulaert和Gallouj,1993)[21],信息传输成本可能成为取代传统运输成本影响生产业集聚的空间因素(何骏等,2011)[22]。无论是传统的运输成本抑或信息传输成本,分散化的生产区域越来越倾向集中于成本较低的固定区域,形成相应产业的集聚区(Ando和Kimura,2009)[23],更具体地,产业的集聚取决于本地市场的需求及分散作用力的均衡(朱希伟等,2011)[24]。3.外溢效应、共享与生产业集聚。产业集聚会使部门之间形成地理临近,从而可以集中使用当地的能源、交通、通讯等基础设施,达到节省建造与使用成本的目的。同时石灵云[25](2008)、李思慧[26](2011)还认为地理集中容易形成专业化的劳动力市场,企业从中可以及时雇佣到稳定的劳动力,以此可以降低企业人才培养及搜寻成本。另外,也有学者如严北战[27](2011)认为资源的共享会使各部门之间形成竞争关系,从而会推动部门之间竞相改进技术,以提高自身市场地位从而取得竞争优势。
关于制造业升级的相关研究中,多数学者认为制造业升级主要包括结构优化和效率提升两个方面(李江涛等,2008)[28],并从价值链视角(刘川,2015)[29]、外商直接投资视角(Takii,2011)[30]、对外投资视角(Debaere,2010)[31]以及产业互动发展视角(如物流业、服务业)对制造业升级进行分析,这一方面,如江静等(2007)[32]更强调生产业对制造业的推动关系,指出投入高级要素的生产业可以倒逼制造业提高效率。从现有研究来看,生产业集聚对制造业的作用路径主要有三个方面:(一)分工专业化。Francois(1990)[33]较早对二者运作机理进行了阐释,随着分工日益专业化,生产业企业逐渐涉足价值链的高端,有利于提升生产业自身和制造业的技术含量(赵玉林等,2008)[34]。顾乃华(2006)[35]认为分工和专业化会是经济增长的源泉,利于通过提供专业化服务降低成本,从而提高效率。(二)降低交易成本。一般意义而言,交易费用会随社会分工深化与泛化而上升,生产业可以降低成本从而保障提升产品竞争力。冯泰文[36](2009)分析了生产业与制造业互动的内部机理,并把交易成本认为是生产业促进制造业效率提升的中介变量。(三)技术外溢。生产业是人力资本、知识的集合体,服务业部门可以通过提供专业化知识和技术,间接为商品生产提供动力,进而提高其他生产过程的要素生产率。宣烨[37](2014)基于全国230个城市的相关数据,通过空间计量模型,验证了生产业集聚对本地区和周边地区的制造业升级均具有明显的提升作用。朱海燕等[38](2008)通过知识创新的视角审视了生产业中的(KIBS)知识密集型服务业与制造业之间的知识流动现象,并认为生产业借助与制造业的前向关联和后向激励,形成对制造业的前后向溢出效应。因此,生产业会以知识、人才等要素为中介产生溢出效应,进而提高制造业效率。
生产业是新时期我国结构性改革的战略支点,是倒逼制造业改革、引领制造业优化升级的有效杠杆。生产业固有的集聚属性以及与制造业的互动发展已经得到相关学者的论证。然而,单一视角的回归分析生产业集聚与制造业的互动关系业已成为学界研究产业互动的固有模式,进而通过模拟所选变量对制造业升级的解释效力,提出对策建议。本文认为该方法忽视了要素作用于生产业集聚进程从而产生对制造业升级的作用,即存有偏差,未能以全面视角讨论生产业集聚与制造业的关系,提出的措施难免有失偏颇。同时,空间语境下的研究缺乏,对人们较为感兴趣的不同地域边界效用(促进或阻碍)研究鲜少。文章首先以上述文献梳理的三重路径为基本解释架构,通过相关理论推演提出文章的基本假设,从而构建生产业集聚与制造业升级的面板模型及门限面板模型,分析不同区域生产业集聚与制造业的互动关系,探讨各增长要素基于生产业集聚对制造业的推动效力,提出对策及建议。
三、理论推演
集聚经济是新经济地理学的重要内容,也是空间计量经济学研究的重要研究环节,多数学者研究集聚经济主要围绕DCI和OTT两个垄断竞争框架。在该构架下,学者们阐释了不同地理单元的集聚现象及其演进过程,包括要素流动、资本创造及中间产品联系导致集聚的相关理论及模型。文章依据新古典经济增长理论及新经济地理学经典理论,考虑一个行业两部门模型,假定一个行业由制造业与生产业支撑,两部门同属于规模化经营,然而规模报酬递增与否未知。同时,假定分工高度深化,制造业仅仅进行产品生产,生产业提供有能力的劳动和从事资本的借贷业务,从而生产业构成了制造业生产的成本,因此生产业的集聚程度决定了这一成本的多寡,已有的研究也证实了这一点。我们进一步整合相关文献,生产业集聚主要通过三个因素间接对制造业效率产生影响:信息成本(IC)、技术、知识外溢导致的产出要素成熟度(FC)及产业分工专业化(SC)。其中,信息成本即交易成本,生产业集聚水平越高,则交易成本会越低。因此生产业集聚与信息成本负相关,而与产出要素成熟度、分工专业化从而制造业效率成正相关,从而我们构建相关模型:
可以看出,生产业集聚并不会始终促进制造业产业效率的提升,集聚类似于要素投入,符合边际报酬递减规律。(5)式表明,生产业集聚对制造业效率提升取决于集聚对交易成本的节省效用及其与要素供给与专业化分工产生效用的差额。可以想象在集聚初期,交易成本仍较高,而当集聚发展到一定程度时,交易成本逐渐降低,而生产业则逐渐高端化,专业化程度不断提升,则带动制造业效率较好地抬高。增长后期,交易成本降至很低,此时取决于集聚对要素供给和专业化分工程度的影响,由于技术难题或增长间歇性停滞等问题,使得集聚对制造业效率的提拉效力逐渐减弱。以下通过相关数据对模型结论进行验证。在此文章提出两个假设:
假设1:随着生产业集聚程度的扩大,对制造业升级的作用表现为倒“U”型;
假设2:生产业集聚三重效应与制造业升级或衰退存在较大的关联;
假设3:变量基于生产业集聚对制造业升级的影响存在门限特征。
下文将构建计量经济模型及开展经验论证检验上述命题在中国以及下辖区域是否成立,从而为生产业集聚倒逼制造业升级提供证据。
四、模型设定、变量与数据说明
(一)模型设定
针对文中的两个假设,文章在此设定两个模型。针对假设1,文章选取2002―2013年我国31个省份面板数据进行分析;针对假设2,文章选取hansen的面板门限模型进行论证。
1.面板模型
面板数据分为静态面板和动态面板两种模型,后者则加入了被解释变量的滞后一阶项。文章在比较两种模型的基础上,发现静态面板模型性状较好,故文章没有考虑被解释变量的滞后项。选取固定效应(FE)和随机效应(RE)两种面板模型对我国生产业集聚与制造业升级的关系进行实证研究,其中,固定效应模型采用OLS估计方法,随机效应模型采用GLS方法估计,并通过Hausman检验进行模型的筛选和结果的运用。具体模型设定为:
2.门限面板模型
以上通过面板模型可以综合不同单元的情况反映变量间的相互关系,然而一般产业发展存在一个要素投入的最佳配比,因此在每个样本中几乎均存在不同的子样本,各子样本对因变量的解释存在趋异作用,而如何确定划分不同子样本,Hansen(1996)提出门限面板模型,其分界值(门槛值)个数完全由数据内生决定(如网格搜索),并可通过渐近分布理论来建立参数的置信区间,及通过bootstrap方法来估计门槛值的统计显著性。该模型存在单一门槛模型和多重门槛模型:
(二)变量与数据
文章以我国31个省份(自治区、直辖市)为考察对象,分析生产业集聚与制造业升级的内在机理,故在此将制造业升级作为因变量,生产业集聚为解释变量,同时考虑新疆制造业的发展趋势、特征及影响因素,论文将制造业生产性投资、制造业人力资本水平、交通基础设施及信息化水平作为影响制造业升级的控制性指标。相关数据主要来自《中国统计年鉴》、统计局官网及相关地州统计年鉴(2002―2013)。
1.因变量。有关制造业升级指标的选取方面,学者采用了较多不同的变量进行表示,经梳理,通常有区域制造业产品附加值、单位资本利用率、地区工业利润率、制造业技术效率、工业增加值等指标。一般来说,制造业升级在于转变制造业低附加值的处境,提升制造业产业附加值,可以大幅提高地区制造业从而工业的增加值,从而较好地反映地区制造业在整个生产链条中所处的环节和地位,高技术产业或处于产业链高端的行业往往产值也较高。再者,工业增加值在各地区的统计数据相对最为完整。因此,选取工业增加值作为制造业产业转型升级的指标。
2.自变量。关于产业集聚的测度在前文已有较为翔实的论述,在此不再赘述。论文在此选取生产业的区位商(CAPS)为衡量指标表示生产业的集聚程度。
3.控制变量。处于生产业集聚对制造业升级的影响,论文综合考虑要素禀赋以及“互联网+”时代背景,设定影响制造业升级的控制变量,主要包括人力资本、交通条件、制造业固定资产投资、FDI及信息化水平等。
(1)人力资本水平。无论是劳动密集型制造业抑或资本、技术密集型制造业,人力资本均是制造业企业存活的基础要素,是制造业经营、研发的第一要素。人力资本作为制造业企业发展的重要性已得到普遍认可。文章选取人均受教育年限衡量地区人力资本水平。该指标算法为,大专以上文化程度按16年计算,高中文化程度12年,初中文化程度9年,小学文化程度6年,文盲为0年(6岁及6岁以上人口)。
(2)交通条件。交通基础设施作为地区经济社会发展的要素禀赋,对区域制造业及相关产业的空间布局、成本费用有着直接的影响。一方面,交通发达的区域利于加速区域内劳动力、矿产资源等要素流动,同时,利于发挥空间外溢效应,实现区域内学习效应的深刻影响,实现“发达区域先发展,带动落后区域发展”的空间增长格局,从而提升制造业整体升级,实现制造业资源的优化配置。鉴于数据的可得性,文章选取地区人均货运量为代表指标。
(3)制造业固定资产投资。我国经济发展诸多因素为政府作为,尤其是大型制造业多为国有企业,政府投资在很大程度上决定了制造业产业的发展状况,落后地区尤其明显。同时,在制造业生产中,固定资产为主要的投资方向。故本文在此将政府城镇投资中用于制造业产业部分的投资作为控制变量。
(4)FDI 外商直接投资是我国改革开放以来经济发展的新要素,在经济发展中扮演越来越重要的角色。随着我国进入对外开放的新时期,东部沿海、各沿边区域等都为外商直接投资的重点区域。FDI水平不仅可以反映出我国制造业产业的融资能力,同时也可以反映出制造业产业参与国际市场竞争的能力,反映制造业对外开放的水平。
(5)信息化水平 “互联网+”是时下产业升级换代的重要工具,为制造业的转型升级提供了新的增长点和增长路径。论文在此通过人均电信业务收入代表地区的信息化水平。
(6)除此之外,地区的经济发展水平在一定程度上会影响制造业的生产效率和产业转型能力,文章在以上5个控制变量的基础上,将地区经济发展水平同样作为控制变量,并以人均GDP来代替,单位为万元/人。
4.数据描述性统计
五、实证结果与分析
基于前文相关文献及模型设计,文章在此对相关研究结果进行展示。首先对要素影响制造业升级的效果进行检验,以甄别要素与制造业升级间的相互关联,进而辨明不同样本区间对制造业转型升级的影响程度。
(一)面板数据检验
1.数据平稳性检验
在确定模型和参数估计前需要对面板数据进行单位根检验。关于面板模型的单位根检验较多,文章选取LLC、IPS和Fisher-ADF三种检验方法,具体检验结果见表2。可以看出,除个别变量在10%的水平下显著,其余变量表现均较为平稳,因此,文章将各变量统一纳入模型设计。
2.生产业集聚与制造业升级效果检验
由于动态面板模型估计效果较静态面板模型显著性较低,故本文在此利用stata13.0软件对模型(7)进行了随机效应回归和固定效应回归。为了显示生产业集聚在经济发展程度不同的地区展示的差异化效果,文章选取了较多的区域分类进行模拟。从估计结果来看,生产业集聚水平对我国不同区域制造业升级的影响差异显著。从全国层面来看,生产业集聚水平对制造业升级呈现负相关关系;从三大地带的划分来看,影响系数的弹性效应在中部地区最大,东部地区次之,西部地区为负;而各经济区域内部差异也较明显,从东部地区来看,东部地区是我国发达地区比较集中的区域,而长三角地区影响系数较高,为所研究各区域的最高值分布区。另外,除经济发展水平对各区域均具有较好的推动力外,其他要素在不同区域的作用表现出内在的地域差异性。如投资水平,在东部地区、中部地区、西部地区为正向促进作用,而在东北部地区则表现为明显的负向作用。可以看出,各要素的投入可能存在合理的区间,如何明确各要素的使用范围,即证实假设3,是我们下文的研究所在。
(二)生产业集聚与制造业升级的区间效应分析
面板数据在不同区域参数估计的差异是由哪些因素引起的,我们借助stata13.0,采用Hansen(1999)建议,将门限值范围进行格栅化处理,采取网格搜索的方法,逐一对模型进行估计并获取其残差平方和,选择模型残差平方和最小时所对应得门限值,即为门限估计值。在对门限值的搜索时,主要方法是:首先在单一门限假定下,假设单一门限值,而后寻找残差平方和最小的第二个门限值,并在固定第二个门限值的基础上进行重新搜索,寻找残差平方和最小的门限值,并利用Bootstrap方法模拟F统计量的渐进分布和临界值,检验门槛效应。门限面板模型的估计需要首先确定门限个数,从而确定模型的形式。文章在进行相关估计时,运用xtthrest程序,对相关模型进行估计。
本文以下整体思路为:分别检验以生产业集聚水平为门限的各变量影响制造业产业转型升级模型,即在模型设计时,门限变量始终为生产业集聚水平(caps),而受门限变量影响的解释变量依次替换为生产业水平的影响因素。
1.门限个数估计
首先需要估计门限个数,从而进一步确定模型形式。在六种不同的模型中,依次假定存在单一门限值、双重门限值和三重门限值,并估计不同门限模型下的F统计量及在Bootstrap反复抽取500次的方法确定模型的P值,从而确定门限个数。在六种模型中,三重门限模型F统计量和P值均不显著,双重门限模型较单一门限模型更为显著,故六个模型均选取双重门限模型进行分析。
2.门限的估计值和置信区间
表5显示了六个变量以生产业集聚为门限影响制造业升级的门限估计值和置信区间。表5中,两个门限值是指似然比检验统计量LR为零时C的取值。两个门限估计值的95%置信区间是指所有LR值小于5%显著性水平下的临界值的C构成的区间,在原假设接受域内,即两个门限值都与实际门限值相等。
以模型一为例,固定资产投资对制造业升级的影响存在基于生产业集聚的门限特征。图1绘制的似然比函数图能够帮助我们更为清楚地理解两个门限估计值和置信区间的构筑过程限于篇幅,文章仅画出了模型一(固定资产投资以生产业集聚为门限影响制造业升级的模型),其余类似。
其他模型与此类似,最终得到了模型一至六的估计结果,展示于表6。我们重点对门限值进行分析。
3.各因素基于生产业集聚影响制造业升级的门限效应分析
模型一显示固定资产投资对制造业升级的影响存在基于生产业集聚的门限特征,且与生产业集聚水平呈现较强的正相关,其他变量估计指数也较为显著,拟合程度较好,呈现向右上方倾斜的特征,CR3.957时,投资对其作用最大;模型二表明经济发展水平对制造业升级的影响会随着生产业集聚水平的变化而变化,基本呈现倒“U”形。即在C
由此可以分析,六种模型基本可以分为三类,模型一、模型二至模型五以及模型六;固定资产投资和人力资本呈现反向关系,即模型一和模型六;模型二到模型五则具有相同的趋势。
4.经验分析
依据模型回归结果,将各省2013年的分类情况示于图2。按照从上到下,从左往右的顺序,依次为模型一,模型二、四,模型三、五,模型六。
第一幅图为固定资产投资以生产业集聚为门限对制造业升级影响的区域分类,水平较低的区域一般处于中西部地区,高值区域多在东部地区,阶梯状现象明显,表明基于生产业集聚的固定资产投资在东部地区能够较好的促进制造业升级,其中东北地区的吉林、中部地区的山西、江西落后于同一经济区域一般水平,西部地区的甘肃、内蒙古高于同一经济区域其他省份。第二幅图和第三幅图所反映的模型为经济发展水平、信息化程度以及外商直接投资、交通发展水平,相应的图上门限值相等,且两幅图均反映的是倒“U”型特征,因此,所选要素对广大中部地区和西部部分地区制造业转型的弹性较大。尤其是第三副图,形成明显的三级阶梯现象。第四幅图,表明人力资本水平通过生产业集聚对制造业升级的影响在西部地区表现明显(向右下方倾斜的曲线)。综上,基于生产业集聚的门限效应,东部地区主要为投资驱动制造业升级,中部为多要素驱动区域,即中部处于倒“U”型区域的中间区域,为弹性效应最大区域,西部则为人力资本推动制造业升级区域,这些弹性较大的影响因素也同时为各地的稀缺因素或制约因素。这也印证了面板模型的估计结果。
六、结论与建议
遵循“发现问题-解决问题”的思路,整体以生产业集聚三重效应为主线,即分工专业化、降低交易成本和技术外溢,基于三方面效应,选取解释变量和控制变量,首先通过面板模型分析生产业集聚对制造业转型升级的阶梯形差异化效应,故而引出对生产业集聚范围的思考,最后基于三重效应选取变量,依次分析各变量基于生产业集聚门限对制造业升级的影响。最终依据估计结果,将模型分为三类:固定资产投资基于生产业集聚门限对制造业升级产生持续增长效力;经济发展程度、外商直接投资、信息化水平和交通水平均呈现倒“U”型,表明存在各自发展的“度”;而人力资本水平出现负向作用。说明制造业升级对投资具有“非饱和型”,而制造业的高级化会减少对人力资本的需要,同时应协调经济发展、外商直接投资、信息化水平及交通水平与制造业发展程度的关系,做到协调运作、匹配推进。同时,各区域由于发展水平的地域差异,形成了东中西分别由投资、多因素、人力资本驱动的升级格局。
在“互联网+”新业态和“丝绸之路经济带”建设的宏观背景下,制造业的支撑作用和杠杆作用显得更为关键,合理推动生产业集聚,加强服务业对制造业的金融、人才培养等各方面支持,以专业化社会分工助推社会技术开发和知识外溢,实现制造业转型升级。紧抓互联网信息技术,以信息化推动工业化,凭借结构优势和内在特质吸引外商直接投资,在整体外向型推进中提升竞争力。其中,东部地区在投融资机制上应下大力气,中部地区加强各项基础设施建设,推动本地经济发展,西部地区注重引进各类人才。总之,建立一揽子与区域性产业政策相配套的财政、金融等政策体系是必要的。通过相关政策,构建地区“利益共享机制”和“利益补偿机制”,从而加强地区间互联互通,协调部门利益,因地制宜推动产业集聚,形成各具增长特色的制造业增长区域。
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1形态学科的教学
医学形态学包括人体解剖学、组织学与胚胎学、寄生虫学、微生物学、病理解剖学等多门学科,这些学科的主要内容就是介绍人体正常或病理情况下的形态结构,以及病原微生物的形态结构和致病机制。形态学课程学习的核心就是掌握其“形”,不管是在大课上还是实验课上,都是围绕着这一核心进行。
1.1形态学科的大课教学“百闻不如一见”,随着IT科技的飞速发展,以前教科书上呆板的知识点都可以通过PPT展示出来;电镜照片、三维动画更是弥补了手绘图、模式图不够直观准确的缺点。计算机应用于大课教学在大多数高校都已经普及,所以笔者在此不做详述。重点想谈一谈以病例为引导的教学(casebasedstudy,CBS),即以实验分组为单位,在带习老师的指导下,以临床病例为引导,启发学生研究、讨论有关的基础医学科学问题,同时让学生理解这些问题的实际意义,但不要求学生掌握有关的临床知识,更不要求学生通过讨论解决临床问题。在我校,CBS应用最成功的是病理解剖学。在总论或各论讲授之前,老师都会准备一些典型的病例,从病理解剖大体、镜下所见,到内科症状体征描述,以此加深学生对于器官组织病变及其对整个机体影响的认识,从微观的组织变性到宏观的机体机能紊乱,承前启后,切实落实了病理解剖学在基础和临床间的桥梁作用。
1.2形态学科的实验课教学如果光是靠大课积累的理论,不去亲自操作显微镜看一看切片,形态学的教学也不可能很成功地开展。这样一来,实验课教学对于形态学的学习就显得至关重要。通过实习,既可以加深对理论课讲授内容的理解,使呆板的知识具体化、形象化,又可加强记忆,同时实习也锻炼了学生的自学能力、动手能力。一节实验课成功与否,既取决于学生在课下对实验内容预习的情况,也和带习老师的准备有密切的关系。学生预习,除了复课学过的理论知识以外,更多的是参照实习指导和图谱,然后依葫芦画瓢,去自己的切片中寻找所谓的典型细胞、组织特征。但是图谱,特别是实习指导上对于一个结构的描述,往往是搀杂了一些编书老师的主观意识在里头,学生在镜下所见并不一定能与之描述相吻合。作为学生,在发现自己的切片中有不明确的结构、细胞时询问老师,最不愿意听到的就是老师以“你看到的这个不典型”作答。每张切片在制作时因为取材和技术的限制,多少会出现差异,特别是在病理切片上这个问题更加突出,所以这就要求带习老师在一次实验课前尽其所能地熟悉他所带全部同学的切片,作好记录,以备不时之需。带习老师也可以借助现代科技手段,及时将典型结构和学生提出的问题通过PPT展示出来,以激起学生的讨论,群策群力,也可以收到理想的效果。
2非形态学科的教学
非形态学科包括生理学、病理生理学、生物化学、药理学、分子生物学、免疫学等,与形态学科不同,它们是从器官、细胞和分子水平研究和阐述机体的各种生理功能和病理过程,以及药物与机体间相互作用的规律及其原理。因为不是直观可以感受的东西,学生往往都反映“很抽象,很枯燥,很难学”。但是这些学科又都是基础-临床过渡课程,不打牢这些基础,随后开设的临床专业课程将是空中楼阁,因此,如何让学生在相对宽松的环境中掌握并能在今后的继续学习中熟练地应用这些知识,是值得认真思考的一个问题。
2.1非形态学科的大课教学非形态学科令学生最头痛的地方就是阐述机理,无论是生理学上的生物电的产生机理,还是分子生物学的细胞信号转导途径,都是可以学到让人“feelsick”。讲授这些知识的多是专家,他们本身在这些领域已经有了很深的造诣,也许是不屑于对这些基础的理论深入探究,也许是他们自己已经理解得很透彻,但是无法将合适的信息传输给我们,于是造成恶性循环:老师讲得力不从心,学生也听得怨声载道。因此只要处理好这个矛盾,非形态学科的学习将不再成为学生的噩梦。笔者认为,不能迷信老教授、老专家,应该大胆启用年青教师,承认教育难点的难度,并且报着一种探讨的态度和学生一起来看待难题。老师方面,课前应该把下次课要讲解的重点难点告之学生,有条件的尽量出书面的材料,对课中将出现的一些专业名词(包括英文、缩写),应该概括总结出来,不能想当然地认为那些就是常识,学生不知道就是他自己的责任,任何一个初学者都经历着这样一个从无到有、从粗到细的熟悉过程。在课上,可以先告诉学生本次课的要点,给出一个清晰的思路,可以考虑先讲解重点难点,而不是依循教材编写的顺序;或者根据学生的注意力集中的情况,把重难点分散到课时的适当时候讲解。在下课前,给出一个小结,让学生明白已经学习的哪些是重点,把学生从对含混不清的教学大纲的纠缠中解放出来,给他们更多的时间去掌握真正重要的知识。在教学技术的应用方面,可以尝试着利用动画的方式来表现一些机理过程,或者引导学生用一种联想记忆的方法,把晦涩的知识点与直观通俗事物联系起来,加深印象。学生方面,除了做好预习、复习、上课认真听取老师讲解和作好笔记以外,可以通过易位式教学与老师互动,更可以大胆地设想,学生能不能通过诸如戏剧演出的方式体会一些生理生化过程,也许听起来太幼稚,但是寓教于乐也不失为一种创造双赢的好办法。
2.2非形态学科的实验课教学非形态学科可以说是一个整体,各方面的知识都有融会贯通,因此其实验课的设置,也应该充分考虑到这个综合因素。比如在复制一个失血性休克的模型时,就要应用到病理生理学、生理学、药理学的相关知识。我校在这方面采取的是在学习了一定相关的理论知识后,开设机能学实验课,既综合了所学相关学科知识,又节约了经费,可谓是一举两得。当然,学生在机能实验课上是对基本功的操练,真正要培养医学生的创新意识,则要通过设计性实验的开展。
3基础医学生参与教学过程
由于基础医学生以后的一个就业方向是从事高等医学院的教育工作,所以当完成一定基础的生物医学课程后,学生可以尝试进行易位教学,即选择个人感兴趣的学科、章节,几人一个小组,明确分工,推举发言人在全班进行演讲。每个同学都可以提出疑问、参与讨论或补充不足和遗漏。如《免疫学新进展》的学习就进行了这种易位教学的尝试:全班分成十个组,挑选教材中自己感兴趣的章节,搜寻素材,制作PPT,试着像老师那样给全班同学讲授该章节的知识点,听讲的同学就其内容提出自己的疑问,由讲解的小组或者老师辅助回答,实在不能立即回答的就通过下去进一步查阅资料然后做出一个合理的解释。另一种形式就是开展“journalclub”,即各小组选择感兴趣的中文或者英文专业文献,将其研究对象、试验方法等整理介绍给其他同学,通过这种讨论学习可以了解某个专业的最新进展以及常用的实验技术。还有一种师生互动的方式是以问题为基础的学习(problem-basedlearning,PBL)。PBL通常是由老师提出的对某个专业领域新进展的思考或临床的病案讨论开始,先将要讨论问题大声朗读,在确信大家都掌握足够多的信息后开始第一次讨论,以弄清所需讨论问题的涵义,然后各小组下去收集整理资料,进行一个阶段的自学(自学的基本资源有:教材、相关论文、专家、计算机系统、模型和相关讲座、实验室),之后开始第二次的讨论,仍以问题开始,逐项评判最初的解释或假设,阐明以前的正确部分,合成新的知识。PBL的优点在于:在有上下联系的情况下学习,容易记忆和应用所学的知识;可以让学生跨专业、跨学科吸收新知识;学生可以在课程设计宗旨范畴内能自行制定学习目标,训练学生的自学能力;可以训练学生的团队意识和合作精神。
4基础医学生参与实验室工作
关键词:自动检测设备 绝缘检测 损耗补偿
中图分类号:G267 文献标识码:A 文章编号:
前言自动测试设备(ATE)中包含了非常复杂的集成电路,专门用于驱动设备的每个引脚。而各个测试设备供应商为了降低成本,采用了质量较差的电缆来连接各个引脚,从而产生了一定的电缆损耗。为了补偿这种损耗,文章采用小尺寸引脚电子器件(PE)来驱动电缆,通过适当的电子电路来补偿电缆损耗,使ATE系统性能接近PE所能提供的性能指标,达到无需考虑电缆损耗问题的目的。
目前有许多测试公司设计、制造并销售引脚数众多的自动测试设备(ATE)。这些测试设备具有非常复杂的集成电路,用于驱动设备的每个引脚。一台测试设备的引脚数可能多达4096个。每个引脚通常都有一个相应的驱动器、比较器、负载,有时甚至需要参数测试单元(PMU)。这些电路通过电缆连接到测试引脚。为了降低成本,供应商可能会选用质量比较差的电缆。而任何电缆,尤其是质量较差的电缆,都会产生损耗,从而降低了测试设备的最终性能。
电缆损耗
ATE中的电缆损耗类型
在ATE中,每个引脚通常连接一个相应的驱动器,比较器,负载,有时需要参数测试单元,而这些电路通过电缆连接到测试引脚。而质量较差的电缆产生的电缆损耗和介电损耗。其中趋肤效应损耗是指高频信号沿着导体内测表面传输而产生的损耗。试验表明,趋肤效应损耗导致导线每单位长度上的电阻和电感随频率的平方根面成比例增长。除了趋肤效应损耗外,由于电子介质绝缘体会影响电缆电容,电介质绝缘体同样会产生与频率相关的电缆损耗,即介电损耗。
在自动测试设备中,趋肤效应损耗对于低频损耗起主导作用,介电损耗对于高频损耗起主导作用,具体损耗大小取决于电缆的质量和规格。
对于运行在200MBPS范围的测试设备,电缆的损耗不大;而在500MBPS时,就需要对整个信号路径,电路,电缆以及引脚的性能进行仔细分析,以保证每个引脚得到正确的指标。其中,影响测试设备的主要参数指标包括,波形的直流电精度,上升和下降时间,最大的触发率,最小的脉宽,边沿的传输延时精度和匹配和传输偏差。
由于不同电缆的价格差异较大,高速测试设备大多选用损耗较大的劣质电缆。当速率接近或超过1GBPS,必须充分考虑电缆损耗。
电缆损耗补偿
损耗是由电缆结构或相关连接部分中的阻抗变化所引起的信号衰减。这些变化导致信号反射 ( 返回 ) 到源端。在低频段回波损耗影响相对较小�在 50 MHz 以上频段�回波损耗会造成显著的影响。
电缆上信号反射涉及到两种类型的测量。一种是回波损耗 RL �另一种是结构回波损耗 SRL �类似于回波损耗 RL �但测量方式不同。在 SRL测量情况下�测试仪器匹配于平均电缆阻抗来测量所反射的信号。使用 RL测量时�测试仪器设定为额定电缆阻抗 ( 例如 75 欧姆 ) 来测量所反射的信号。回波损耗 RL 是一种更为准确的测量反射的方法。在实际应用中�人们不能调节设备的输入或输出阻抗。结构化回波损耗 SRL 测量忽视了电缆输入阻抗的不匹配�并非实际的测量。回波损耗 RL 是更为适合的�不管电缆或设备的实际阻抗而设定为指定的阻抗值 ( 此处为 75 欧姆 )来测量信号反射情况。
中心导体
如果中心导体尺寸有误差�或尺寸随机变化�将影响阻抗和回波损耗。如果在中心导体以外的位置存在上述情况也将产生同样的影响。由轮子不圆所导致的尺寸变化将如前所述周期性地变化。
绝缘
当挤压中心导体周围的绝缘层时�很多因素都影响到阻抗和回波损耗�诸如对指定阻抗来说不合适的空间和速率变化。
可以发泡出具有理想电介质值的发泡材料�但是如果该材料太软�弯曲电缆都有可能导致中心导体穿透发泡材料。电缆将不具有理想的阻抗而且将产生回波损耗。
屏蔽
电缆的屏蔽层专为高频而设计�通常使用箔 - 编织组合屏蔽。编织屏蔽从 100kHz 到 10MHz 都有效。箔层屏蔽对于 10MHz 到 GHz 范围有效。然而�如果编织覆盖不足�则可能牵制不住箔。这种效果称为气球效应 并将影响阻抗和回波损耗。编织覆盖维持至少在 90% �才会将气球效应最小化。此外�电缆厂使用多台编织机�其包括多个轮子和齿轮�因此是周期性间断和随机“毛刺”变化的明显的来源。
护套
护套外面印有电缆标识�它沿着电缆标记信息。印刷轮沿电缆一边施加压力�潜在地使内部尺寸变形。在高保真音视频的高端电缆应用中尤为重要�打印标识的质量是关键因素。
可以使用喷墨打印来标记电缆�将小墨滴喷射到电缆上。该过程非常迅速�而且印刷设备甚至不接触电缆�喷墨还允许使用相邻数或更改标识信息�但电缆必须通过滚筒和轮子以便准确地测量。相邻数通常是准确的长度测量�诸如每英尺或每米标记。因此�标记的准确性直接与轮子上的压力有关�通过它可以进行测量。
采用高质量,昂贵的电缆可以避免产生电缆高损耗,并且这种电缆对系统性能的负面影响小,但是,高昂的成本严重制约了这类电缆的使用,只有一些特殊的高端系统才可能使用这种高质量电缆。另外,电缆线径也会制约系统中能够使用的电缆数量,即使高质量电缆也会产生显著的损耗。
采取特定的电子电路设计方法,不仅用于区别电缆,而且能够均衡电缆消耗。这种续时较短的峰值电平,补偿过充值电压。输入电压控制持续时间较长的峰值,补偿过充电压。较短或较长持续时间的过冲信号都限制在10%过冲范围内。
同尺寸,不同种类的补偿性能。电平转换率的降低和延长的上升时间是导致电缆损耗的关键,从没有补偿的通道更容易看到这一现象。所产生的损耗取决于使用电缆的长度和质量,实际应用中,电缆本身造成的损耗就有可能超过50%。
采用小尺寸的电子引脚器件驱动电缆,从而允许使用线径较细的成本较低的高损耗电缆。器件还可以补偿PCB引线,继电器和;连接器造成的损耗。另外,该方案使系统性能接近PE所提供的性能指标,无需考虑电缆损耗问题。
补偿方案
电缆损耗导致波形边沿变得平滑,而真是这些平滑的信号边沿降低了系统的有效带宽。为了优化系统性能,必须恢复有效的系统带宽。为了修正信号的磨损,恢复带宽,必须找到一种方法将波形边沿恢复到直接来自驱动器的陡峭,无噪声方波。这种修正必须利用驱动电器的PE实现,其中驱动器和比较器通路均需修正。从电缆到被测试件整个驱动连路的波形的修正情况,一个附加电路模块波形整形,通过增加可控制的过冲幅度,有效地修复信号的边沿。边沿修复不是通过简单的过冲电路实现,简单的过冲电路会对边沿产生负面影响,造成幅度波动,过冲量取决于具体加入的过冲。这些不良影响会造成时序,信号偏移等误差,且这些误差随频率,幅度的变化而变化。电缆损耗补偿电路在信号中加入两个一阶时间常数衰减的峰值信号。严格的PE电缆补偿设计能够保持真实的信号边沿,甚至可以减小幅度波动,从而维持正确的瞬变电平,使系统在任何频率和幅度下获得最佳的性能。没有电缆补偿电路,系统将无法达到与PE同等的性能指标,同样,在PE中设计电缆补偿,可以获得几乎100%性能指标,非常接近PE所能支持的最高速率。
结束语:
电子驱动器内设计电缆补偿电路,使系统能够使用低成本,高损耗电缆,同时保证整体性能。在驱动器中加入此补偿器功能会增加每一个引脚的成本,然而,性能的提高和低成本电缆的使用,无疑可以弥补引脚成本的挺高,最终降低整体成本。
关键词:光纤通信;课程教学;教学改革
作者简介:翟凤潇(1979-),男,河南永城人,郑州轻工业学院物理电子工程学院,讲师;郝蕴琦(1985-),女,河南扶沟人,郑州轻工业学院物理与电子工程学院,讲师。(河南 郑州 450002)
基金项目:本文系郑州轻工业学院第十批教改项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)05-0144-02
自从英(美)籍华人科学家高锟提出光纤用于通信领域之后,光纤通信技术以其独特的特点和优势得到了前所未有的快速发展。[1]我国光通信设备产业近年来—直保持较高增长速度,成为中国发展最快的产业之一。现在国家级的电信网骨干主要采用光纤通信系统,而光纤通信技术已深入到社会生活的各个层面,成为现代社会重要的关键基础设施。特别是2013年8月17日,国务院印发了“宽带中国”战略及实施方案的通知,必将对我国光纤通信技术发展起到了巨大的推动作用,也会对光纤通信人才培养产生影响。由于光纤通信技术在社会生活中占据的重要地位,因此“光纤通信”课程近年来一直作为国内外高校通信、电子学科的重点专业课程及相关专业的选修课程。这门课程系统主要介绍了光纤通信理论和技术。课程要求是通过这门课程的学习,可以使学生掌握光纤通信技术的基本原理、光纤通信系统的基本构成以及系统设计方法,了解光纤通信技术的实际应用和最新发展方向,为学生毕业后能够从事光纤数字通信设备的操作、维护、设计、施工或继续深造打下良好的基础。“光纤通信”作为一门应用性很强的课程,在实际课程教学中存在诸多问题。关于“光纤通信”课程理论与实践教学改革成为各高校研究的问题。[2-5]本文将从教学现状及存在的主要问题出发,对该课程的教学改革进行探讨。
一、“光纤通信”课程存在的问题
作为电子科学技术专业一门主要专业课,其特点是光纤通信科学技术发展迅速,新理论和新技术不断产生和发展。这需要及时更新教学实验内容、改革教学方法。由于种种原因,“光纤通信”这门课程在实际教学过程中存在诸多问题,主要表现在以下方面:
第一,从授课方面来看在传统的教学模式下,一般都是按照教材的自然顺序按部就班地进行讲解,由于本课程公式多、表格多、图形多,并且在课堂授课中,教师需在黑板上做大量的数学分析推导,课堂教学中过多的公式推导、证明导致课堂气氛沉闷,教学效果不佳。另外,课程成绩考核方式比较单一。目前“光纤通信”原理课程的考核多采取传统闭卷考试方式,考试内容以理论知识为主,导致学生的学习方法呆板,习惯死记硬背,表现出综合应用知识能力比较欠缺,不能充分反映出学生对课程知识进行融会贯通、创新思维解决实际问题的能力。以上原因都极大打击了学生学习的积极性。
第二,实践性教学环节欠缺。在工科院校“光纤通信”教学实践的过程中,实践教学环节向来是一个短板。随着光纤通信的新理论和新技术不断产生和发展,实验硬件更新升级落后、实验设备陈旧、实验项目单一、实验内容老化等原因,教学内容已经落后于光纤通信技术的发展。另外,采用封装性强、集成化程度实验箱型的实验方式在方便操作的同时却无法让学生深入了解光纤通信系统全貌。实践教学很难达到培养学生动手能力的目的,导致学生普遍对实验教学认识不足,严重影响了实验教学质量和效果。
第三,由于光纤通信技术涉及的物理基础知识较多如场论、光学原理、通信技术、激光技术等。故在学习本课程之前,学生应先修这些课程。但是由于这些课程本身都有比较深的难度,所以不少学生很难全面掌握。例如研究光纤中的模式分布通常是在圆柱坐标系下用分离变量法解给定边界条件下的亥姆霍兹方程来完成,要求学生有较好的数学功底和电磁波方面的知识,如果基础知识不够扎实这部分的学习就会出现困难。学生对知识的掌握仅仅限于简单地背结论、公式,做计算题。学生不了解理论的工程应用意义,不具体分析问题,导致学生对课程认识不足,出现不知道学了有什么用的现象,这些问题会使得学生逐步失去对这门课程的兴趣。
二、“光纤通信”课程的教学改革思路
鉴于教学现状和存在的问题,对“光纤通信”课程的教学内容和体系改革非常重要。下面将从教学内容、教学方法以及实验领域进行改革探索,在教学过程中培养学生的创新能力,为学生圆满完成学业打下坚实的基础。
1.创新教学方法
在授课的过程中应摒弃传统教学方法缺点,充分利用计算机多媒体技术在现代教育中的优势。从教学目标出发选择教学内容,把握理论上的度,对课程进行准确定位,突出技术实质。根据不同的教学内容精心制作教学课件,在讲课程前言和绪论部分宜采用声情并茂的图文、视频展示,突出基本理论基本分析方法和知识的应用,让学生在首次接触该课程时,接触到一个开阔的视野,有生动的发展历史和鲜活的应用基础,而不是让其产生理论堆积的错觉。在讲授光源时,采用flas来演示受激辐射机理。在讲授光纤无源(有源)器件时,可以现场演示一些器件。根据课程内容,把课程涉及的知识分成若干主题,如“低损耗光纤研究现状及进展”、“掺Er光纤放大器”、“光无源器件及市场调查”、“基于光纤传感器的研究进展”、“光纤通信的发展趋势”等。把班级学生分成若干小组,每组负责一个主题,查阅相关文献资料。当讲授先关内容时,小组负责人把写出的调查研究报告,以ppt的形式进行报告。这不仅可以拓宽学生的视野,提高学生获取资料的能力,也极大的调动了学习的积极性。让学生参与到教学中来,充分发挥以教师为主导,以学生为主体的作用。这些教学方法学生参与度高,为学生以后的毕业设计以及研究生学习奠定了良好的基础。这些教学手段改变了以往课堂教学气氛沉闷的现象,刺激了学生求知、探索的兴趣和激情。
2.优化教学内容
在教学内容上既要重视课程的理论性,也要强调课程的工程实用性。光纤课程的理论较多,在理论课讲授时,面面俱到,都讲深入也是不切实际的。这就要求对课程教学过程中抓住重点、突破难点,做到详略得当、主次分明。对于学生反映掌握比较困难的理论,可以适当地在课前进行一些知识的补充。比如在理论推导中用到的一些高等数学知识、电磁场理论中的麦克斯韦方程、导波光学等。这些可以让学生课前预习,在课堂上教师进行回顾复习来达到巩固知识的目的,这样学生在学习新的课程内容就显得容易接受了。在教学中,既注重理论分析的严谨性,又在一些理论分析难度较大的内容上,结合物理意义以简化分析,以突出“光纤通信”课程理论性和系统性强的特点。适当增加新技术、新理论的课时,使学生更多了解最新技术发展动态。比如在分析光纤中传输模式时候,可以不必要去细致分析每一步的公式推导,只需把结论及其物理含义进行解释。由于公式中用到了贝塞尔函数,函数的解比较复杂,对于方程的解可以利用计算机完成,尤其是相关计算机软件比如matlab具有可视化功能,[6]由学生自己动手编程解方程和绘图,既可以降低教师在教学中的劳动量还可以加深学生对知识的掌握和理解。
3.加强实验教学项目及硬件建设
“光纤通信”原理课程是一门理论性及实践性很强的课程,因此必须加强和改进“光纤通信”课程的实践环境教学内容,突出本课程重实践、强能力的培养特色。实验建设和实验教学的重视和完善,有利于培养和提高通信工程类大学本科生的应用能力、创新能力和科研能力。
光纤通信技术发展十分迅速,这使得教学内容更新周期越来越短,结合工程实际越来越密切。光纤通信的实验教学环节随着学科的发展显得越来越重要。由于实验硬件建设需要投入的资金较多,许多院校在实验教学环节严重落后于光纤通信技术的快速发展。因此在实验硬件建设方面,亟待改善实验教学条件,加大经费投入。逐步开设多层次实验教学项目如基础性实验、综合性实验、设计性实验等。基础性实验以验证内容为主,例如采用大恒光电GCS-FIB光纤技术基础综合实验平台进行“数值孔径测量”、“光纤准直”等实验。综合性实验对学生综合知识提出更高要求,例如“自组光纤马赫-曾德干涉仪”要求学生对马赫-曾德干涉仪有深入的理解,同时要有较强的动手能力。创新性实验主要结合教师的科研项目以及大学生创新项目,有兴趣的学生可以进行此类研究性实验。考虑到实验建设资金限制,对于一些实验可以用软件模拟的方式进行验证,例如“光纤中模式的传输”、“光的偏振状态”可以采用matlab可视化模拟的方法验证,这些实验可以由学生参与程序的编写,提高学生对所学内容的理解。学生参加实验建设活动,可以在其课程成绩中给予体现,以提高学生参加的热情和积极性。
4.建立全面的评价体系
重理论,轻实践,重结果,轻过程是传统评价方式的特点。因此建立能够反映学习本课程情况的全面评价体系十分必要。建议提高学生学习过程的成绩比重,提高学生实验部分的成绩比重。在理论课成绩部分可以采用期末考试、主题报告、课堂讨论几项成绩的综合方法,这充分体现了学生的学习过程和学习效果。实验成绩采用包括基础实验、综合性实验和设计性实验以及模拟实验建设部分组成。对于设计性实验要有更高的要求,实验结果按照科技论文的形式撰写,为学生后期的毕业论文和研究生学习打下基础。总而言之,建立全面的考核评价体系有助于全面考查学生对课程的学习情况,激发学生学习的积极性。
三、结束语
“光纤通信”是一门多学科交叉的理论性和实践性都很强的课程,在教学过程中,做到理论教学和实践教学并重。通过这门课的学习使学生成为知识面宽,实践能力强和具有创新能力的技术人才,这需要在“光纤通信”课程的教学方法、教学内容、实践环节等方面进行改革和探索。
参考文献:
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[4]耿涛,冉天纲.基于项目式的光纤通信实验教学改革[J].实验室科学,2011,(5).