学科创建

学科创建（共9篇）

学科创建 篇1

1 定律的特点及必备要素

标准化学科的理性概念是标准化理论发展的基石,而标准化的公理、原理、定律则是标准化学科理论体系的三大支柱。在完成了标准化理性概念、标准化公理、标准化形式、标准化原理构建后,标准化定律就成为了打开标准化学科通向科学的最后一道理论大门。定律是在一定条件下,由实践和事实所证明的客观规律。定律是由实践得出和验证的,是一定条件下有效的,是客观规律的主观映象。在标准化的理论体系中,定律具有“承前启后”、“继往开来”的作用。定律是标准化理论应用的最前沿理论。定律通常是一种理论模型,用数学模型或关系模型表达,也可用语言表达,只要在它限定的条件范围内,随时可证实。例如:牛顿力学定律:“两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反,数学表达式为F=-F'”;“任何物体都保持静止或直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止”。定律的规律成立的前提是在其规定的条件内,在其他条件下定律的规律可能会失效或者不准确。目前,没有任何一种理论可以正确地描述宇宙当中的所有情况。定律的特点是可及时证明和“硬”证明,只要规律要求的条件已具备。及时证明和硬证明特点,正是定律应用效果的说服力优势。

当前,标准化作用的一大弱点就在于其应用效果的长期性和模糊性。标准化定律的建立将克服标准化作用的弱点,提高对标准化作用的信任度。标准化定律的发现和创建,将增强标准化的解释能力和应用能力。定律一般是用数学模型和关系模型表达的,有很强的可验证性。定律是标准化学科客观性最强的理论,可给出直接的标准化效果验证。

定律是科学学科中重要的理论关系之一,必须严谨、真实、可靠,应能随时复现命题所述规律。某些规律具有了定律的一些特点不等于就是定律。规律要成为定律就要满足定律所要求拥有的全部要素。定律成立的要素为:1)有定律的题名;2)有定律的命题;3)命题的内容是客观规律;4)命题内容用文字和模型关系进行表达;5)命题的规律在一定条件下是可复现的和必然发生的;6)命题内容是可即时检验的和单件证实的;7)定律是可应用的,且有显著作用。第七项要素是强化定律作用意义的要素。

2 定律与原理的关系

原理和定律有时很难区别,在一些书籍中甚至不加以区分,如:浮力定律又称浮力原理,两种称呼在一些权威性的书中都有。本文的观点是:原理的命题要宏观一些,定律的命题要具体些;原理的适用范围要宽些,定律是限定条件的;原理要定性些,定律要定量些或特定模型化些;原理的验证有刚有柔的或长期性的,定律的验证是刚性的、现实性的和“立竿见影”的;原理的使用效果与使用者的努力和技能相关,定律的使用效果通常是人人平等的。

原理和定律反映的都是客观规律,原理的命题是有普遍意义的规律,定律的命题是必然性关系的规律;原理命题用文字表述道理和方法,定律命题用文字和模型(数学公式、逻辑关系等)表述规律;原理是道理判断,定律是必然关系论断;原理不一定马上能验证,定律一定能证明;原理是站在应用角度说,定律是站在验证角度说;原理可能是统计的规律,定律是单一必然规律;原理不一定能明确证实,定律一定能明确证实;原理需要接受实践检验,定律已被实践证实;原理的验证可能是长期的和用大量事件的,定律的验证是即时的和单一事件的。

有的定律被称作原理,是将定律作为方法应用时,且只叙述定律的文字部分,如:将浮力定律称为浮力原理等,但原理和定律不是一回事,原理不等于定律,定律也不等于原理。原理和定律的相同之处在于:它们都反映客观规律;不同之处在于:原理反映的是道理性和方法性的规律,定律反映的是“一事一证”的规律,是必然关系的规律。原理很少被称作定律,因它不能给出定律所需的模型关系。

3 标准化定律的创建

根据定律的必备要素要求,定律建立要把握三大核心要素:一是能感悟定律的客观规律关系,并准确地表述;二是能建立定律的理论模型关系,最好是数学化模型;三是定律的规律是必然的,可明确验证。在定律建立的三大核心要素中,难度最大的是建立理论模型关系。理论模型有方法论的指导,建立起来会顺利一些。通常,理论模型的建立有三种方式:1)借用已熟悉的模型;2)为了解释机理建立新模型;3)前两者混合建立新模型。客观规律有两种类型:一种是自然界的客观规律,另一种是社会活动的客观规律。社会活动的客观规律又可分为两种情况:1)非约束形成的规律;2)约束形成的规律。对于社会活动,经过对某些行为制定规则来运行,主观要求就会转化为客观的社会活动规律。标准化定律的规律,主要是社会活动的客观规律,通常不会是自然界的客观规律。

3.1 标准化学科第一定律

第一定律(变换定律):行为按同一约定控制,行为变换结果统一化。

第一定律的数学模型为:

所有的标准化都是行为直接结果或间接结果的体现,没有无行为关系的标准化。从行为到结果,可抽象为一种变换。定律命题给出了任何事项按“约定”关系控制,行为变换结果实现标准化的规律。人类社会的标准化不是自然形成状态,是人类社会活动约定的结果。凡人类行为导致的标准化,必然是按约定变换的结果,无一例外。对自然界其他生物行为的统一化状态,也是约定的结果,也许是生理植入的“约定”,如:蜘蛛织网等。对于非生物的物质统一化状态,如:晶体等,是环境条件的“约定”产生的。标准化形成的规律,是约定变换形成的规律,是客观必然的。例如:电灯接口要标准化,首先约定电灯接口的形式,并按此普遍生产和安装,由此形成了电灯接口的标准化状态。约定控制能力是有限的,是随着社会发展、技术进步、人的能力提高而提高的,约定的关系要在可行性的程度上。约定控制能力是第一定律成立的条件,它应符合行为事项实现的可行性要求。事项一旦变换到约定关系,必然是统一状态或标准化状态。在定律命题的数学模型中,S为约定的变换,X是行为事项集合,Ys是行为事项按约定控制的变换结果集合或统一化结果集合,x是行为事项,ys是x经S约定变换的结果,或称为S(x)。第一定律的变换关系如图1所示。第一定律命题给出的是用起点关系和终点关系两头端点变换关系表达实现统一化的方式,具有广义性,既适用于两端点行为或事项相同的情况,也适用于两端点行为或事项不同的情况。

从第一定律,可演绎出表达两端点行为或事项相同的变换数学模型关系。演绎的变换数学模型是相对于约定控制的共轭变换,即:行为“未标准化”与“标准化”的状态构成的共轭变换。某自由或任意行为变换为寻求行为方案,这一变换为L;L-1为L变换的逆变换,即按行为方案变换为行为;如果逆变换L-1没有施加约定控制,逆变换按原关系变换,其结果将是初始行为,其共轭变换关系为L-1L;为了使逆变换成为统一状态,需要建立约定控制A。“未标准化”变换的状态是没有施加约束的自然或任意变换状态。“未标准化”变换状态到逆变换的“标准化”状态是一对在约定控制下的共轭关系,标准化状态的形成原理是约定控制的共轭变换原理。共轭变换在理论上是可双向变换的,但这种标准化共轭变换通常是单向的。当由“未标准化”变换关系,经约定控制,逆变换到“标准化”状态,这一变换方向是有益的,是标准化共轭变换的运行方向。如果通过共轭变换,将“标准化”状态变换到原行为“未标准化”状态,这一方向将是一种破坏性的,是共轭变换不期望运行的方向。第一定律共轭变换的数学模型为:

共轭变换的约定控制关系A是标准化的约定和实施,即是标准、文件、法规或协议等的建立与实施,A是共轭变换的“控制器”。这一定律表示事项通过标准的制定和实施,形成了标准化状态的事项。例如:在一个由多家企业组成的集团公司中,各子公司制作单位徽标并寻求徽标设计方案(这一过程为变换L),集团公司为了统一形象,制定统一的徽标方案并要求全公司系统实施(即建立约定控制A),各子公司获得集团公司的徽标方案,制作徽标(这一过程为约定控制的逆变换L-1),结果建立了全集团公司统一的徽标状态;又如:15个人向前走并寻求队形关系,这一变换为L,现建立变换控制关系A:“按3人一排,排成5排同步行走”,L的逆变换L-1是,采用“3人一排,排成5排同步行走”的队形关系,15个人向前走,结果是一群人形成了标准化行走的状态。以上两个例子的数学模型关系为L-1AL。共轭变换的关系模型如图2所示。

3.2 标准化学科第二定律

第二定律(统一最大定律):行为向量的方位统一,总效果最大。

第二定律的数学模型Ⅰ为:

在(4)式中,行为向量为Xi=(xi1,xi2,……xin,)(i=1,2,……m),当x11/(x11+x12+……+x1n)=x21/(x21+x22+……+x2n)=……=xm1/(xml+xm2+……+xmn),x12/(x11+x12+……+x1n)=x22/(x21+x22+……+x2n)=……=xm2/(xm1+xm2+……+xmn),……x1n/(x11+x12+……+x1n)=x2n/(x21+x22+……+x2n)=……=xmn/(xm1+xm2+……+xmn)时,向量和Xu最大。

标准化学科第二定律是“统一最大定律”。该定律适用于群体行为关系,定律命题中的“行为”是群体行为,是广义的行为,可以是各种适合的行为,如:制造、服务等。“行为向量”是指多维度的广义行为,有大小关系和方向关系。“方位”是行为的方向关系。“方位统一”是行为方向一致。“总效果”是行为的向量相加总和。“最大”可以是各种物理量关系、管理量关系、数学值关系等,如:最大作用力、最高效率、最快速率、最大数等。(4)式说明,当行为向量的方向一致时,向量绝对值最大,即行为所表达作用的总效果最大。

当向量为矢量,方位为相位,当相位统一时,即:θ1=θ2=θ3=……=θn时,第二定律的数学模型Ⅱ为:

在第二定律命题的数学模型中,Fn为行为矢量相位统一和,为行为矢量作用,ai为矢量的模值,θi为行为矢量的相位,max表示最大值。对于无约束的自然状态行为矢量,行为矢量的相位是任意方向的,任意行为矢量的作用和Fr为:

当将行为矢量的作用方向进行标准化统一,统一在一个方向时,即:使

则:

当矢量模在相位方向考察时,|ej01|=1。而任意矢量的ejθi存在:

故

当行为矢量的任意性很强时,统一矢量和将远远大于任意矢量和:

因此,矢量相位统一时,矢量和Fu最大。

第二定律的矢量关系模型如图3所示。图3 (a)为群体任意行为矢量关系,无约束行为的任意性使行为的作用方向任意化,任何一个作用量在平面或空间范围的矢量方向的取向机会都是相等的。因此,任意行为矢量在各方向的取向应该是趋于平均的。即使发生了一定的优势取向,也只是偶然发生的,在下一次时,如有优势取向,将会指向另一个方向。图3(b)为任意行为矢量合成的贡献状态。从图3(b)中可看出,各行为矢量在某一指定方向上的作用,只能是矢量在该方向的投影,投影矢量同向为加,投影矢量反向为减。由于任意行为矢量的方向散布很大,各矢量在一指定方向的贡献差距是很大的。因此,尽管每个矢量的模量的算术和较大,但矢量和会小许多。行为方向的散布和偏离,使许多行为矢量做了无效作用,甚至是干扰性和阻碍性的作用。如果对图3的任意行为矢量关系进行统一化,形成同向行为,行为的作用会增到最大,干扰会降至最低,其关系如图4所示。

统一化可使行为矢量和变成行为模量和,大大提高行为效率。在自然(非统一化)状态下,人的行为方向是随机矢量,标准化(统一化)具有对行为的定向和聚能的作用。例如:没有交通规则的规范控制,人在路上行走的方向将是多种随机形成的方向,有人靠右走,有人靠左走,有人走中间,甚至有人走S形,有人走Z形等,行走将形成相互阻挡的状况,道路的流通效率大大降低,横向行走的人将使垂直方向前进的减速和构成横向挡路现象如图5所示。如果对人们在路上行走的秩序进行规范,人们前进的效率和道路的流通率都会大大提高。对于任何一种群体行为,每个行为对目标方向的偏离,都会带来低效贡献量和对它人行为的干扰量两个矢量分量,这种随机行为的干扰和贡献关系如图6所示。标准化将建立规范秩序,使效率最大化、干扰最小化。

3.3标准化学科第三定律

第三定律(相通定律):输出系统的信息概念和输入系统的信息概念相等,系统间信息相通。

当输入系统的信息概念Cin和输出系统的信息概念Cout相等时,即:Cin=Cout,系统间的信息关系满足(10)式关系。(10)式中,Iin为输入系统的信息,Iout为输出系统的信息,↔为表示系统相通。

在第三定律命题中,系统信息概念相等是指在系统中对同一信息的认识统一,概念一样。信息相通是指输入系统的信息可识别、处理、利用等。第三定律给出了系统间信息概念统一必能相通的规律,反之,系统间信息概念不统一,系统间决不可能有信息相通和交流。定律命题中的“系统”是一个广义的范围,这些系统可以是生物系统(人类等)、计算机系统、社会系统等,只要具有能识别和存储概念能力的系统。输出、输入系统是指发信息概念的系统和收信息概念的系统。任何信息元都是有概念的或者有定义的,即使小到一个字、一个数字等。定律中的信息概念的信息包括:文字、发音、图形、代码等。信息相通指输出系统知道输出的信息概念的意思,输入系统能识别输入的信息概念,不一定要交流,也可以有交流。信息相通的前提是信息概念在相关系统范围内的统一,这种统一不一定要每个信息概念内涵百分之百完全统一、分毫不差,这种统一是容差的,符合标准化第一公理的,只是偏差程度会影响相通质量,偏差程度越大,相通质量就越差。第三定律是依赖于标准化的定律,同时也是在新层面上建立和推广标准化的定律。信息相通和信息不相通的例子随处可见,如:浙江人和广东人在一起说话,如果都没学过对方语言,两方语言信息是不相通的;汉字在中国各省大部分地区是信息相通的文字,因为绝大部分地区的教育文字就使用汉字,大部分识字的人都认识汉字及其概念;相反,密码电报是采取不易识别的语言和代码,使信息在不相关的接收方不能相通。信息相通和信息传输不是一回事,信息相通是系统间具有对接收信息的识别能力,信息传输只具有信息的精确复制和存储能力。当前的计算机网络没有信息相通能力,只有信息的接收、存储、处理、传输等能力。相通性不是流通性(或导通性),是一种相互的交流能力,当计算机具有了概念识别能力时,计算机之间或计算机与人之间才能有相通性。一般会误将计算机的指令作用当做概念作用。指令作用是不同于概念作用的,指令起指挥行为的作用,概念起支持思考的作用,识别概念是系统反映信息的高级阶段。

3.4 标准化学科第四定律

第四定律(时域同态定律):在不同时间期间用相同的约定关系对行为进行约束,行为结果在不同的时间关系是相同的。

第四定律的数学模型为:

在(11)式中,RS(t)为S约定关系下,在时间t时的行为结果;RSn (t-nt0)为RS(t)位移时间nt0时的行为结果,n=0,1,2……,t0为行为结果间的最小时间间隔;t是一时间变量,其范围为0～∞。(11)式说明,RS(t)在0～∞范围的任意nt0处,处处相等。时域同态关系如图7所示。第四定律是时域内的约定复制定律,当RS(t)为连续函数时,图7的复制关系可用RS(t)与梳形函数的卷积(δ*R)数学关系表达,即:

定律命题中的“约定关系”是指标准、文件、法规、协议等。“时间期间”的范围,是保证行为结果不会变化的期间范围,太长的时间是难以保证能力不变的。定律命题的时间是非负的时间关系,其规律的应用不是历史性的考察。“行为结果”是目标结果,可以是直接的行为结果,也可以是行为的间接结果。定律四的现象在企业里是很常见的,在不同时间生产相同产品,如:工厂里的工人一天分早班、中班、晚班生产相同的零件;企业2年里、5年里或10年里生产同一种产品。

3.5 标准化学科第五定律

第五定律(空域同态定律):在不同空间范围用相同的约定关系对行为进行约束,行为结果在不同的空间关系是相同的。

第五定律的数学模型为:

在(13)式中,RS(x,y,z)为S约定关系下,在空间关系(x,y,z)时的行为结果;RSn (x-mx0,y-ny0,z-pz0)在空间位移到(mx0,ny0,pz0)时的行为结果,m、n、p=0,1,2……,x0、y0、z0分别为行为结果间的最小空间间隔;(x,y,z)是一空间变量,其范围为x=0～∞,y=0～∞,z=0～∞。(13)式说明,Rs(x,y,z)在(0～∞,0～∞,0～∞)范围的任意(mx0,ny0,pz0)处,处处相等。地球表面上的空间同态关系是二维空间关系。二维空间的空域同态关系如图8所示。第五定律是空域的约定复制定律,当RS(x,y)为连续函数时,图8的复制关系可用RS(x,y)与二维梳形函数的卷积数学关系表达,即:

定律命题中的“约定关系”同第四定律中的解释。命题中的“空间范围”,是保证行为结果不会变化的范围,通常可以是很大的范围,可以是一个单位、乡镇、城市、省、国家、全球。定律命题的空间是非负的空间关系,是指实际的空间,非虚拟空间。“行为结果”是目标结果,可以是直接的行为结果,也可以是行为的间接结果。定律五的现象在跨国公司里普遍存在,在不同地点生产相同产品,如:某些产品的相同零件和部件分散到日本、新加坡、台湾等地生产;某些产品分散到美洲、欧洲、亚洲组装。

3.6 标准化学科第六定律

第六定律(时空域同态定律):在不同空间和时间范围用相同的约定关系对行为进行约束,行为结果在不同的空间和时间关系是相同的。

第六定律的数学模型为:

在(15)式中,RS(x,y,z,t)为S约定关系下,在空间和时间关系(x,y,z,t)时的行为结果;RSn(x-mx0,y-ny0,z-pz0,t-qt0)为RS(x,y,z,t)在空间和时间位移(mx0,ny0,pz0,qt0)时的行为结果,m、n、p、q=0,1,2……,x0、y0、z0、t0分别为行为结果间的最小空间和时间间隔;(x,y,z,t)是一空间和时间变量,其范围为x=0～∞,y=0～∞,z=0～∞,0～∞。(15)式说明,RS(x,y,z,t)在(0～∞,0～∞,0～∞,0～∞)范围的任意(mx0,ny0,pz0,qt0)处,处处相等。二维空间的空域和时域同态关系如图9所示。

定律命题中的“约定关系”同第四定律中的解释。命题中的“空间和时间范围”,是保证行为结果不会变化的范围,可以是不同地区的不同时间期间。定律命题的空间和时间都是非负关系的,是指实际的空间,现在和未来的时间。“行为结果”是目标结果,可以是直接的行为结果,也可以是行为的间接结果。定律六的现象对应于同样的产品分布在不同地方长期不断生产的情况,即实现不同地方不同时间生产相同的产品。通常时域空域的同态能力是互相包含的。

以上标准化学科定律规律的实现是有可行性范围的,不是理论上无限的。自然界和人类社会的定律,理论上一般都没有给出限定范围,但在实际中都是有限范围的。如:杠杆定律,理论上没有限定其作用界限,实际上,你是不可能用它撬起地球的。

4 定律的验证与应用

4.1 定律的验证

对于标准化学科的6个定律,用定律的七要素进行验证。定律的第一要素是定律的题名,这一项每个定律都拥有,即:第一定律(变换定律)、第二定律(统一最大定律)、第三定律(相通定律)、第四定律(时域同态定律)、第五定律(空域同态定律)、第六定律(时空域同态定律)。定律的第二要素是定律要有命题,这在本文第三部分创建的定律中都给出了命题的内容。第三项要素是命题是规律性的,这由每个定律命题的表述可看出规律性关系,第一定律反映的是由非标准化状态到标准化状态的变换规律,第二定律反映的是统一化的理顺和加强规律,第三定律反映的是信息交流的规律,第四定律反映的是行为时间重复性规律,第五定律反映的是行为空间重复性规律,第六定律反映的是行为时空重复性规律。第四项要素是要有定律的模型关系,在每个创建的定律中都有相应的数学模型或关系模型。第五要素是规律的复现性和必然性,从定律的命题内容可看出条件和结果的客观必然关系,定律的结果没有依赖主观性条件内容,如:“只要努力”、“只要坚持”、“只要想做”等,且用例子证明了必然性。第六要素是规律的可检验性,第七要素是规律的可应用性,这两项要素在下面定律的应用中一并进行说明验证。

4.2 第一定律的检验和应用

第一定律是约定变换统一结果的定律。用例子检验定律的有效性和客观性,如:有一中学每年要在不同的服装厂做统一的校服L,制定了校服款式的统一约定要求A,每次制作时把约定要求交给校服承制方按此制作L-1,校服制作结果统一化,这种例子在各地比比皆是,检验了定律的规律实现性。这一定律可应用于所有要求实现统一化情况,只要能给出统一的约定,并在实现的可行范围内即可。这一定律的应用方向就是制定、实施标准来实现统一化,包括:立法、执法规范社会,发布和实施文件规范管理等。

4.3 第二定律的检验和应用

第二定律是统一方向结果最大定律。用交通方向统一例子能很好地检验定律的必然效果,如:马路上的交通在没有统一方向时,马路的各边都会有对向行驶的阻挡,流通率很低,当统一为向右行或向左行时,流通率将提高到最大状态;如:多人向前推一物体,当每个人所推力的方向相同时,推力为最大。以上两个例子检验了定律的规律实现性。这一定律适合应用于具有多矢量关系的行为,希望最大效率或最大作用等的情况。

4.4 第三定律的检验和应用

第三定律是系统间相通定律,是支持系统间能相互交流的定律。定律的规律性和必然性可用人际间交流的例子给出很有力的验证,如:一个只会说汉语的人和一个只会说英语的人是无法交流的,当两个人都能运用同一种语言时,他们是相通的,他们可以进行交流。这一定律适合应用于系统间(生物、社会、机器等系统)的信息交流,交流的信息可以是语言、文字、图形、符号等。

4.5 第四定律的检验和应用

第四定律是时间同态定律,可以看做是第一定律的时间关系演绎的定律。第一定律检验的例子等于也检验了该定律的规律性和实现性。这一定律主要应用于要求重复一致性结果的事项。对于长期生产同型号、同质量的产品,适合应用第四定律。这一定律支持时间复现能力,解决重复事项的一致化问题。

4.6 第五定律的检验和应用

第五定律是空间同态定律,可以看做是第一定律的空间关系演绎的定律。第一定律检验的例子等于也检验了该定律的规律性和实现性。这一定律主要应用于要求共同一致性结果的事项。对于多个地方同时生产同型号、同质量的产品,适合应用第五定律。这一定律支持空间复制能力,解决空间分布事项的一致化问题。开会、网络的信息传递等就是应用了标准化的空域同态能力。

4.7 第六定律的检验和应用

第六定律是时间和空间混合关系同态定律,可以看做是第一定律的空间关系及时间关系演绎的定律。第一定律检验的例子等于也检验了该定律的规律性和实现性。这一定律主要应用于重复和共同性一致结果要求的事项。对于多个地方同时并长期生产同型号、同质量的产品,适合应用第六定律。这一定律支持时空的复现和复制能力。

摘要：本文归纳和分析了定律的特点和必备要素,以引导定律学科构建,分析了原理和定律的特点和区别,研究创建了标准化学科的第一定律(变换定律)、第二定律(统一最大定律)、第三定律(相通定律)、第四定律(时域同态定律)、第五定律(空域同态定律)、第六定律(时空域同态定律),给出了每个定律的命题、数学模型和关系模型,对标准化学科的定律进行了要素验证,并给出了定律的主要应用实例和应用方向。

关键词：标准化,定律,学科,创建,理论

参考文献

[1] 麦绿波.标准化的理性概念和数学模型的创建[J].中国标准化,2011,(7) .

[2] 麦绿波.标准化公理的创建[J].中国标准化,2011,(8) .

[3] 麦绿波.标准化形式的理论谱系创建[J].中国标准化,2011,(9) .

[4] 麦绿波.标准化学科核心原理的构建(一)[J].中国标准化,2011,(10) .

[5] 麦绿波.标准化学科核心原理的构建(二)[J].中国标准化,2011,(11) .

[6] 周立伟.科学研究的途径[M].北京:北京理工大学出版社,2007．

学科创建 篇2

尊敬的，各位专家领导：

大家上午好！首先，请允许我代表XX学校的全体师生对专家领导莅临我校进行验收指导表示热烈的欢迎和感谢！

下面，从五方面对我校创建“信息技术与学科教学整合示范学校”进行简要汇报。

一、领导与组织

1、成立了以XX校长为组长、XX校长为副组长、各部门负责人为成员的信息技术与学科教学整合工作领导小组。王校长主要负责全面规划和硬件建设工作，分管业务的校长负责信息技术与学科教学的具体工作，信息技术中心全面

负责技术工作，教务处主任全面负责课程整合工作。

2、为了切实加强数字化学校创建工作，制定了《信息技术与学科教学整合工作实施方案》。学校信息技术与学科教学整合工作领导小组每月至少一次召开会议，研究学校信息技术与学科教学整合的操作和应用，先后通过决议，形成了课程整合全员参与的例课制度、课堂教学评价引入课程整合要素制度、教师定期培训制度，等等。

鼓励教师积极参加市级以上有关信息技术与学科整合的培训，以及信息技术与课程整合教研活动等。开学至今，我们没有放过一次上级教研部门安排的活动，尽可能多的让教师走出去，学校把这些活动看作教师专业成长的重要途径之一，是出名师创名校的重要渠道之一。信息技术与学科整合工作，己列入学校教学工作计，并且在课堂教学评价、教师业绩考核中占有一定份量。在经费投入上，我们发挥民办学校的优

势，从教师外出培训学习，到软硬件的购置，我们都以得力措施，为信息技术与课程整合工作向高质高效发展提供好的环境。今年，我们通过竞标，投入了元用于校园一期工程硬件建设，投入元用于购置办公用台式机、笔记本。

二、信息化资源建设 电教资源的购置上，我们舍得投入。今天，我们通过竞标，元用于购置资源平台、学校站系统，后期我们还不断添置能产生价值效益的软硬件。

开学以来，我校就数字化校园平台使用、校本资源收集上传、博客建立、多媒体硬件使用等工作进行了3次集中培训，2次分散式实地培训。领导带头参加，教师边听边练，络管理员现场解答，考核合格率达100%，受到了良好的效果。在11月4日，我们又对使用PowerPoint xx进行课件制作进行了提高培训，90%以上的教师己掌握制作普通课件的方法。

学校站的建设，我们购置了价值15000

元动易的、最新版的Smartshool，己在我们学校服务器上安装，我与滕主任正在进行模板的设计中，目前正在测试运行中。考虑学校服务器上站络安全问题，我们当前使用的是中国现代教育上空间站，页内容比较丰富、具有明显特色，交互性强，可在内外浏览，我们有专人负责站的老师进行及时更新。学校内，我们有资源整合系统、教研站、络硬盘等积累了大量的数字化学科资源，对于资源库，我们仍在进行资源的上传中。此外，教师办公用机可登录市教育信息中心的教学资源库等。

依托教研平台，教师们通过“协作组”、“集体备课”等栏目积极参加上教研，利用其中的电子集体备课平台，实现了教师备课的无纸化、共享化。通过站、资源库、络硬盘等平台，我们实现了校本资源的共享。

三、信息技术与学科整合应用 我们积极组织、鼓励骨干教师参加各级有关信息技术与学科整合的培训。相关 的校级培训，我们制定了计划，重视过程、并形成了培训成果。开学至今，通过培训及带动作用，我们的电脑制作活动，教育博客两项培训，取得了非常明显的成效，在今秋我县教师教育博客评比中，我校有10名教师博客、个人主页获得了一等奖。电脑制作活动辅导，我校汇集了全县小学段的非常知名的精英，滕广亮，崔明霞，宋爱苓，前段时间，我们送交了9件高质量的参赛作品。通过培训课时证统计，XXX等教师近三年，每人两次以上参加市级以上的信息技术与学科整合培训。

通过集中培训、分散自学、帮扶带动，学校100%的学科教师能使用现代教育技术设备，100%教师能够使用微机进行文字处理、辅助教学、简易课件制作。得益于良好的数字化氛围、方便的软硬件设备、教师自觉参与自学培训以及队伍的年轻化，我们的学学科整合覆盖率轻松达到了100%，应用现代教育技术的教师比率达100%，应用现代教育技术上

课的比率达总课时的80%。

四、教学研究

52名学科教师中，在原单位负责教育科研工作的有5人，另外还有大量的从事课题研究的骨干教师也加入到了我们育才双语的教师队伍。在信息技术与学科教学整合的课题研究方面，本校钟仁慧老师主持、石静等老师参与的市XX级课题，校长主持、XX等参与的省级课题，都正在结题中。10月，我校的XX老师承担的县级现代教育技术子课题，己顺利通过结题。

教师们积极参加现代教育技术相关活动，积累了丰厚的教学成果。现有市级信息技术与学科整合教学能手13名，近三年，省级息技术与学科整合优质课、公开课获得者11人，全国电脑制作活动辅导奖5人次，学生相关获奖作品过百件，教师市级以上获奖论文、课件等30余篇。

教师们积极参加由教务处组织、教科室协作的全校性的信息技术与学科整合公

开课、研究课，吴春红等老师的整合课同获省二等奖。

五、综合达标

我校的信息技术与学科教学整合工作，得到了社会的广泛，XX老师的班级博客，以其师生互动好、教育元素宜为学生接纳，被《昌乐报》作专题报导；我校教师参与的在微机室开展的信息技术技能大赛，被省教育厅站采用；电脑制作活动辅导等一些活动，在县教育局平台上登出。

教师们在信息技术与学科整合的探索中，积极参与校本教学资源的开发和利用。有三分之二的教师，录制并上报过市级电教方面的课例，所有任课教师都能根据课程，制作简易的课件，用于学科课堂教学，在不断丰富着我们的校本资源库。

在下一步工作中，我们将继续按照上级工作部署、接受专家指导、根据学校工作安排，力争在信息技术与学科整合工作中续创佳绩。

汇报到此结束，恳请领导对我们的工作给予指导。

学科创建 篇3

随着素质教育的发展和教育信息化技术的不断深入，中小学普及信息技术教育已经势在必行。而信息技术与课程的整合是打造教育信息化的学科教学新模式。原教育部长陈至立曾明确指出；“要努力推进信息技术与其他学科的整合，鼓励在其他学科的教学中广泛使用信息技术手段，并把信息技术教学融合在其他学科的教学中”。依据信息技术与美术学科课程的特点，有效地整合可以最大限度的使学生具有获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力。让信息技术融入到课程教学之中，让教者有效的把信息资源、人力资源和课程资源有机结合，精彩呈现教学任务的一种新型的教学方式。这将会对小学生探究性学习、创造性的发挥、综合实践能力的提升创设良好的基础，为培养有健康向上，有完善人格的人奠基。让信息技术与美术教育齐头并进，共同培养学生能力，提高学生素质，这是整合的目的所在。

在当前美术学科教学中，课例丰富，形式多样，容量大，课时未免显得紧张。教材的呈现形式又强调学生的经历和体验，更多要求学生的参与和感受。在“动手”、“考察”、“实践”、“探究”、“设计”、“想象”、“反思”、“体验”的教与学的互动中，发现和解决问题，体验和感受生活，使美术学科教学真正达到短时高效，丰富多彩。引入信息技术手段，发挥其容量大、进展快、效率高、呈现方式直观精彩的优势，创建大美艺术课堂是优势突显的。

（一）构建整合意识 让资源服务教学

信息技术作为工具将信息技术与美术教学整合，要切实的将媒介和方法融入到教学的各个环节。课前准备、教学过程和教学评价等，这对传统教学是一个挑战和影响。信息技术可以创设情景，丰富拓展教学内容，让学生自主的学习，实现资源的共享，为课堂教学提供形像直观的表达工具，让传统的教学模式发生转变。这两个学科的整合和渗透，老师和学生都可以跨越时间、空间的界限，超越古今，驰骋中外。对于学生创造思维的培养，教学效果的提升是一次重要的革命。极大地丰富了教学内容，方便了教学，使积极主动、生动活泼的学习活动得以进行，让终生教育持续发展的构想得以实现。

（二）探究整合方式 让资源提高课堂效率

1、展现美的画面，激发学习兴趣

美术课堂是感受体验的活动，直观是美术教学的一个特点。学生是通过对直观的艺术形象的感知来认识世界的。在教学实施的过程中，教学媒体很大程度上促进教学目标的达成，因此多媒体的教学手段弥补了传统意义上媒体教学的空白。

信息媒体的辅助作用，充分的调节了受教育者的视觉、听觉，激发学生的多种感官功能，实现了多感官的有机结合。让知识打破空间和时间的界限，多层次、多角度，更直观形象的展示在学生面前，调动学生的主观能动性。让课堂气氛空前，课堂效率惊人。人认识事物最先是通过直观体验的，信息技术恰好助力了这个认识规律。

如教学《图形的魔术组合》这一课，我课前制作了相关的课件。形态各异的图形，物品的组合，令人产生无限遐想的图形排列画面。有动有静，动静结合，各种材料组合方式妙趣横生。开始就紧紧吸引了孩子们的目光，从沉浸到兴奋，到产生无限的思索和想象。信息媒体的强大视觉冲击力，拉近了学生与生活的距离，让学生在感受中自主的欣赏、观察、体会、感知、分析。不但为作业打下基础，更开阔了眼界，激发了兴趣，学生在不知不觉中对本课任务已经胸有成竹，水到渠成。

2、走进美的世界 激活创造思维

在常规美术教学中，教师是整个教学过程的主宰，学生的主体地位很难得以呈现，被动地接受成为模式。信息技术的普及和应用，为今天的教学改革带来了生机和活力。当学校各种新型的教学媒体与学科课程加以整合时，为我们开启了全新的教学模式观。

开放、合作、主体性的教学模式加之信息技术的融入，解放了学生的思维，完善了学生和教师在教育活动中的角色转变，学生从被动接受变为知识的构建者。

在《添画人物像》一课中，学生看了书上的内容都觉得太难，不知怎么画好。如果让他们去创作，那就变成了机械和被动的学习，学生的灵感和热情都将被忽视。为此我先做了一个课件，设计了一个贴五官的游戏，给学生设计了一个五官的拼图游戏平台。让学生来操作，拼出各种表情，在整个过程中学生处于非常兴奋和积极的状态，争着和老师、同学讨论，刚想出的创意又马上被同学推翻了，又进行重新的组合和更新。这种状态下就是一种高品质的自主学习，更是创造性思维的一种模型构建，试想，如果没有信息技术手段的介入，很难会达到这样的效果。

3、注重情景的创设 激发创造欲望

直观感受是发现美、感受美的重要切入点，信息技术手段的应用，以其恰如其分的声、形结合，常常能把学生带入美的氛围，让学生在美的熏陶下产生不可遏制的创作冲动，迸发出创造的火花。

小学生天真好動的品性，富于想象力，但经历较浅，知识面窄。因此在小学美术课堂教学中，合理巧妙地运用情景导入，创造与教材相适应的教学氛围，让学生在预设的情境中，激发求知的欲望，展开想象的翅膀，主动参与探究创造。电教手段的形、声、光、色、动静相溶，突破常规性探究的界限，让学生更加主动愉快的参与到教学活动中来。

如《镜头里的花》一课，我在信息技术运用上就吃到了甜头，感触颇多。课上我用多媒体展现花的视频，随着悠扬的音乐，从全景到一点，到一个面，感受花卉不仅造型优美，而且色彩艳丽。大量的视频给以说明，即便教者的语言再华丽，此时显得暗淡无力。随后利用取景框的特效，用电子镜头寻找花卉最美的一面，让镜头不断地定格，为学生提供了一个视觉上的比较空间。使学生在惊呼中进入了情境，激发了学生对拍摄花卉的兴趣。镜头的翻转了解了花朵的特点，为进一步的教学，构图角度的选择做了进一步铺垫，为创作立意做好感情基础。

4、拓展大美空间 让美术课大放异彩

信息技术与美术课相融合，信息技术作为培养创新意识、研究能力和实践能力为价值目标的必修课。让学生们通过对信息技术与能力的研究性学习，强化了美术教学的视听效果，降低了难度，节省了教学时间，提高了教学效率，实现了精讲多练。大量的网络数据支撑，为美术教学提供了大美环境，在共享的过程中师生的心灵彼此敞开，并随时接纳对方的心灵，在信息技术的环境下，教师的教学过程变成了师生共同学习的过程。师生通过无限广阔的信息资源，多方寻找资料在课堂上一起分享。正是课堂信息的多元化，使不同思想碰撞在一起迸发出智慧的火花。

如《家乡的历史发展》一课，是六年级调查了解城镇或乡村的历史，为自己所在社区的未来发展规划，设计蓝图，制作模型进行展示。常规教学想都不敢想，如何能给学生拿出不同时期穿越式的图像来回顾和展望。如何将学生带入情境，这都是摆在的教者面前的难题。但通过信息技术媒体手段，梁思成与牌楼、中央商务与天桥地区、长春地标性建筑等等。让学生直观生动的了解家乡历史与人文，现代与将来，轻松突破了难点，实现了时空的跨越。达到了激情引趣，趣中施教，教中有乐，乐中启智，让原本难讲、难理解的问题变简单，减轻了学生的负担，提高了学习效率，创造了大美艺术课堂。

论“改革系统工程”学科的创建 篇4

1国内外相关研究动态与建立 “改革系统工程”的可行性

“系统工程”大家经常说,而 “改革系统工程”这种说法对大家来说却从来没有听说过,中外学界都没有谁说到过,因此,本研究也许会引起不小争论,因为创建一门学科并不是那么容易的,所以首先需要耐心理解和积极支持。下面我们首先从对国内外系统工程研究动态的观察,引出建立 “改革系统工程”的可行性。

国外: 系统工程是20 世纪中叶才开始兴起的一门新兴的交叉学科。国外学术界往往把系统分析作为系统工程的同义词。系统工程作为一门 “软科学”,日益受到人们的重视[1]。其所研究的系统对象往往可以分为 “硬系统” 和 “软系统”,前者一般是偏工程、物理型的,后者一般是偏社会、经济型的。当代系统工程的应用领域日益广泛。近些年来,系统工程的应用从工程系统日渐向社会系统扩展。值得一提的是,上世纪80 年代,国际上开始兴起的复杂性科学,是系统科学发展的新阶段,对系统工程的发展产生了重要影响[2]。

国内: 系统工程与改革开放相伴而生。早在1978 年9 月,钱学森、许国志、王寿云在 《文汇报》上联名发了 《组织管理技术———系统工程》一文。他们认为要实现四个现代化,不仅要大大提高我国科学技术水平,还必须改善我们的管理水平,这就要学习和掌握合乎科学的、先进的组织管理方法,这个方法就是系统工程[3]。

特别值得一提的是,钱老较早提出的开放的复杂巨系统理论和从定性到定量综合集成方法论,为系统科学与系统工程学科的发展指明了方向。

系统工程是一种对所有 “系统”都具有普遍意义的科学方法。系统工程应用所涉及的领域较为广泛,涉及到各个方面,各个层次,目前已提出了系统工程多个分支专业,如工程系统工程、经济系统工程、行政系统工程、科研系统工程、军事系统工程等。

车宏安教授认为,适应贯彻落实科学发展观的需要,要加速系统科学和系统工程学科建设。他认为,应结合社会经济问题,推广复杂系统工程的新成果[4]。

王众托院士指出,在研究和解决系统工程应用问题时,既可以按照行业来建立分支,也可以按照一些共性对象如物资、能源、信息来建立分支。如能源系统工程、信息系统工程、物流系统工程。于是,在知识经济的大背景下,创建了 “知识系统工程”学科[5]。

庞元正论述了钱老社会系统工程思想对中国几代领导集体都产生了重要影响[6]。

李群指出,必须坚持科学的方法论,以科学的方法全面深化改革[7]。

课程改革是一个系统工程; 教育改革是系统工程; 高考改革是系统工程; 文化体制改革是一项系统工程; 医药价格改革是系统工程; 国防和军队改革是系统工程; 等等。可以说,改革系统工程的思想早已有之,但是作为系统工程的一门独立分支学科尚未提出来。

提出 “改革系统工程”的时机和条件是否已经成熟? 我们认为时机已经到来,条件也已经具备。结合系统工程学科自己的基础和当前全面深化改革大潮的时机,应该努力构建 “改革系统工程”的学科体系,进而为全面深化改革提供有力武器和方法论。

2 创建 “改革系统工程” 学科的意义

( 1) 学术意义: 类似于管理系统工程、创新系统工程等,针对真实且复杂的 “改革系统”展开研究,创建 “改革系统工程”学科,可以促进系统工程学科的发展。

( 2) 应用意义: 当前全国深化改革急需有效的方法论和解决方案,创建 “改革系统工程”学科正是满足当前全面深化改革的需要,可以为全面深化改革提供有力支撑。

3“改革系统工程” 学科的理论框架

关于改革系统工程学科创建的研究,应该理出个头绪,提出一个初步的理论框架。本文认为,应系统深入地开展以下子课题研究:

子课题1: “改革系统工程”学科概念的提出

首先,给出 “改革系统”的概念,对这一学科基本概念的内涵和外延做出科学的规定。尽管严格地来说, “改革系统”只是改革系统工程这门学科研究的基本对象,或者说是该学科的逻辑起点,但是作为一门学科确定的逻辑起点,一开始就准确、清晰地确定其研究对象对于建立一门学科来说是非常必要的。

要回答什么是 “改革系统”,首先要对 “改革”有个全面深刻的认识。改革是指把过时的、不合理的部分,改变革新成适应变化了的情况的过程。一般来说,改革是有明确的对象、目标、检验标准和方法的。改革是要有相应的专门机构的,包括决策机构、执行机构、监督机构和咨询机构[8]。可见,改革是由相互联系、相互作用的许多要素和机构组成的有机的整体。只有把改革作为一个系统,按照它内在的联系,有序地推进,才能使改革取得最终的成功。 “改革系统” 是客观存在的。当新问题出现,新矛盾来临的时候,我们就要对不适应新的发展的既有系统的结构和功能进行调适和再造,这就有了 “改革系统”。

其次,给出 “改革系统工程”学科的定义,探讨这一学科的学科内涵、学科边界、学科特性等。概念内涵作为最基本的理论基础,从科学研究态度和便于后续研究工作以及实践需要的角度出发,首先对其做出明确的界定是非常必要的。

为了保证改革工作的顺利进行,达到预期的改革目标,就必须对改革的全过程进行管理。包括改革前的管理、改革中的管理和改革后的管理[8]。这就需要组织管理的技术———系统工程。换句话说,对改革的全过程进行管理的方法,就是改革系统工程。改革系统工程不是一般的系统工程,而是一项具有创新性的系统工程。这是由改革的性质所决定的。因为改革本身就是除旧布新,推陈出新,是破与立的统一。所以,本文认为,类似于管理系统工程、创新系统工程,改革系统工程可以作为系统工程学科大家庭的分支学科。它研究的是各种改革系统,是为各种改革系统提供分析、设计和实施的方法。

子课题2:“改革系统工程” 学科体系雏型的建构

回答改革系统工程学科构成的几大方面内容,即给出改革系统工程的学科体系框架。具体包括以下四方面的内容:

( 1) 学科概念和学科概念体系

对改革、改革系统、改革系统工程、全面深化改革等学科概念进行解读,形成该学科的概念体系。

( 2) 基本理论框架

按照系统工程方法论,改革是一连串活动的综合。在改革实施前要进行调研,然后根据各种情况确定出几种预测性改革方案,对各种方案进行可行性研究和试点验证,在这个基础上确定备选方案,并根据决策付诸实施。在实施过程中要把实施情况不断反馈给决策机构,并进行适当控制,发现问题及时调整。在一个决策周期完成以后,一方面要及时总经验,另一方面要积极为下一个周期的改革提出新的方案。

本文认为,改革系统工程至少应该包括改革系统分析、改革系统设计、改革的实施、改革的评价等几部分内容。限于篇幅,我们主要解释一下改革系统分析与改革系统设计

改革系统分析。系统分析是一种科学的决策方法。在这里,我们强调整体性分析。整体性是系统方法的出发点,也是系统方法的突出优点。改革系统是一个有机的整体,所以,必须要对改革对象实行整体性分析。当然,并不排除对改革系统基本要素的分析。我们更应强调由整体到部分,由部分到整体的统一。

改革系统设计。系统设计是在系统分析的基础上,设计出改革的综合性方案。包括确定改革的总体目标、改革的重点和步骤、改革的检验标准。这里特别强调,改革要有明确主攻方向。本文认为,当要素或子系统在改革全局中的地位非常重要,是改革中的主要矛盾所在,它与现实状况很不适应,而且改革的条件已经具备,那么它就是改革的重点。

( 3) 研究内容

改革系统工程学科的研究内容基本上应该就改革系统工程的形成基础———科学基础和现实基础、体系构成———自身的内在逻辑体系、建设思路———注意理论联系实际等展开分析与论证,由此形成改革系统工程学科建构和建设研究的完整内容。

( 4) 研究方法

在科学研究中,正确的方法,不仅对科学认识客观事物,发现其规律有重要的指导意义,而且关系到一个理论成果的概念使用,体系构成、科学验证。在改革系统工程的研究中,我们强调要注意整体性原则和理论联系实际的基本方法。理由如下:改革系统工程要发展成为一门独立的学科,就必须是一个整体; 理论来源于实践又要向实践转化,这是改革系统工程的学科的自身要求,所以,理论联系实际是改革系统工程始终应该坚持的基本方法。

子课题3: 对 “改革系统工程” 有关基础学科的研究

改革系统工程是一门综合性极强的学科,除系统科学、系统工程、复杂性科学以外,改革学( 虽然尚未被广泛认可) 也是其理论源泉,尤其是全面深化改革的 “五位一体” ( 即经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设) 所涉及的经济学、社会学、自然科学( 生态学、环境学等) 等各个学科也是其重要的基础或基础学科。理清学科之间的关系可以深化对学科内涵、学科边界的论证。从科学基础和现实基础展开,主要研究内容包括以下几方面:

( 1) 改革系统工程与系统科学、系统工程的关系

系统科学主要研究系统的一般属性和运动规律。系统工程是组织与管理系统的基本方法和综合技术。如果说前者强调系统的思想和理论,后者则强调方法论的探索与应用。改革系统工程要求我们树立系统科学的思想,运用系统科学的理论,更要求我们抓住系统工程方法论这个核心和其创新应用这个关键。总之,改革系统工程是系统工程学科的重要组成部分,其地位和作用是不可忽视的。

( 2) 改革系统工程与复杂性科学的关系

改革系统是复杂的系统。改革系统工程是复杂的系统工程。复杂性科学的研究已经得到国家的高度重视和学者的密切关注。尽管目前对于复杂系统,还没有建立描述其行为的有效方法,但是面对真实的具有复杂性特征的改革系统,复杂性科学的研究才可能逐步具体和深入,才可能产生出具有原创性的研究成果[9]。换句话说,我们应该将复杂性科学研究与改革系统工程结合起来研究。

( 3) 改革系统工程与全面深化改革的关系

全面深化改革是一崭新的、创造性的伟大事业,无论从广度还是深度上讲,都是前所未有的,需要我们在理论和实践上有一种探索的精神和开拓的勇气,尤其是需要我们在理论和方法上的指导和总结研究。因为没有科学理论和方法指导下的实践是盲目的实践,所以为了降低改革成本,努力使改革综合效益最大化,系统工程学术界应当肩负起为全面深化改革探路和指路的崇高使命。

子课题4: 几个重要的科学问题或研究领域探讨

建立该学科理论体系后尚需要通过调查和实验,开展有关的实证研究。改革系统工程是应全面深化改革实践的呼声,全面深化改革实践中有许多问题有待深入探讨,一些迫切问题亟待解决。从理论和现实的结合上,指出改革系统工程几个重要的科学问题或研究领域。具体如下:

( 1) 全面深化改革的复杂性分析

复杂性科学的研究对象是复杂系统。复杂性科学虽然和系统科学在研究范围、侧重点以及总体框架上有所不同,但无论就具体内容或者大的方向上来说,相当程度上是一致的,会形成相辅相成的局面。从复杂性科学的角度看,全面深化改革具有自组织、非线性、整体性、开放性和奇异性等复杂性特征。全面深化改革不是一个简单的、线性发展的变革过程,而是一个复杂的、非线性的变革过程。复杂既源于全面深化改革过程所涉及子系统和因素的多样性以及各子系统和因素之间相互作用而导致的种种不确定性、非预期性、不可阻挡性,还源于子系统和因素本身的复杂性。子系统和要素之间的非线性作用是全面深化改革系统产生复杂性的根本内在机制,也决定了全面深化改革必然具有多样性、差异性、创新性等特点。

关于复杂系统的研究,目前已经形成三大学派:以非线性自组织理论为核心内容的系统理论、以美国SFI为代表的复杂适应系统理论( CAS) ,以开放的复杂巨系统理论为核心的体系[10]。值得一提的是,我国的开放的复杂巨系统理论,把基点放在以人为元素的系统或者具有人的因素的系统。对于全面深化改革来说,必须紧紧依靠人民推动改革。人是历史的主人,也是改革的主人。改革为了人民,改革依靠人民。如果不紧紧依靠人民,不让人民成为改革的主体、改革的受益者,那么改革措施将难以推行,一切改革将付诸东流[11]。

( 2) 全面深化改革的系统性、整体性、协同性研究

全面深化改革是关系到党和国家前途命运的的战略举措。全面深化改革一是强调改革的全面性,二是强调改革的深化性。全面性意思是说不是某个领域或某个方面的单项改革,而是多个领域或多个方面的综合改革。因此,需要深入研究各领域改革的关联性以及各项改革举措的耦合性。全面深化改革是 “一盘棋”,必须坚持各项工作的全方位改革,在各项改革协同配合中整体性地推进。可见,全面深化改革作为一场深刻而全面的社会变革,呈现出系统性、整体性、协同性的鲜明特点,各个领域、各个方面要相互配合、协同推进。

( 3) 全面深化改革的系统工程方法论研究

十八大以来,习近平总书记就全面深化改革发表了一系列重要讲话。讲话反复强调: 必须从纷繁复杂的事物表象中把准改革脉搏,把握全面深化改革的内在规律,特别是要把握全面深化改革的重大关系: 处理好解放思想和实事求是的关系、整体推进和重点突破的关系、顶层设计和摸着石头过河的关系,胆子要大和步子要稳的关系,改革发展稳定的关系。这明显要求我们必须坚持科学的方法论。下面我们简单讨论一下其中隐含的系统工程方法论。

解放思想是破除错误的思想,实事求是是树立正确的思想。把解放思想和实事求是结合好,就要求我们看问题要有系统观,要跟上变化的实际和发展的步伐,要更加尊重客观规律,不断提高改革决策的科学性。

整体推进就是要求我们要统筹兼顾,从全局上谋划,从整体上推进,从更高层次上协调和督促落实。重点突破就是要求我们要注重抓主要矛盾和矛盾的主要方面,找到突破的重点领域和关键环节。这实际上就是系统科学的整体和部分关系思想体现。

强化顶层设计是改革的大局观和长远观,发挥的是党中央和高层的作用; 鼓励摸着石头过河是改革的群众观和实践观,发挥的是群众和基层的力量。只有 “自上而下”和 “自下而上”相结合,良性互动,才能形成一个完整的、动态的的整体。这实际上就是系统工程的分解和协调方法的体现。

胆子要大不仅要求有胆识、有魄力,实际上,更要求对于一些难关,只要方向明确,措施得当,就应该敢于勇创。步子要稳指在改革的具体步骤上要循序渐进,不能急于求成,盲目蛮干。这也无不体现着系统工程的目的性和过程性的统一。

改革发展稳定的关系是老话题,也是新课题。在三者之间找到平衡点,使其结合好,才能确保全面深化改革的顺利进发。在这里,系统工程尤其是控制论的稳定性分析和可观测与可控制理论和最优化理论应该大有作为[12]。

子课题5: 关于 “改革系统工程” 学科建设和发展的相关建议

下面就改革系统工程的宣传和讲解、改革系统工程学科研究队伍的组建、科学研究开展、研究成果应用等提出对策建议。

( 1) 一门新的学科出现,难免引起认识上的分歧,甚至是争论。包括学科的名称和学科的归属与层级,都可能成为焦点问题。所以,宣传和讲解十分必要和重要。宣讲包括学科对象和学科性质,学科归属和学科地位。当然,对于改革本质的深入讨论和对于改革现有定义的重新解读对于改革系统工程的创建也是必须的。另外,从最基础、最核心和最本质的 “改革系统”概念出发宣讲 “改革系统工程”学科的建立和体系建设是科学合理的。

( 2) 系统工程界应认识到 “改革系统工程”学科肩负的历史使命。中国的系统工程研究与应用取得了重要的成就,已经得到世界的认可和好评,这为 “改革系统工程”的创立打下了坚实的基础。同时,面对全面深化改革这一当今中国的最大政治,中国系统工程界不能袖手旁观,而应该是责无旁贷,必须呼唤有识之士实施改革、研究改革、宣传改革。可见,这一崭新学科的研究者和实践者实际上肩负着改革的历史使命。

( 3) 改革系统工程是一门新兴学科,其学科体系建构还处于初创阶段。学科体系的建立是一个渐进的过程,尽管本文对此做了初步讨论,有了一个基本的框架,但离形成较为科学完善的学科体系还要做很多工作。这就要求我们一方面要注重解决实际问题的应用性研究,另一方面则必须注重学科体系的理论研究,尤其是要研究和阐述改革系统工程学科的 “内容体系”。可见,创建改革系统工程学科是一项意义深远而又有相当难度的理论建设工程。

( 4) 改革系统工程学科的建设必须高举为全面深化改革服务的大旗,走一条特色鲜明的发展之路。我们应该继续坚持系统工程为现实服务的宗旨,在解决实际问题方面发挥其重要的不可或缺作用。改革系统工程从一开始就把研究和解决改革问题作为自己的学术落脚点,运用系统工程的思想、理论和方法,选取全面深化改革这一全局性、紧迫性的问题开展研究。改革系统工程在为现实服务方面最具特色,和其他学科相比是走在前面的,所以,相信该学科的发展是会大有前途的。

4 总结

基于强烈的为全面深化改革服务意识,本文明确了改革系统工程学科设立的目的和建设的总目标———为全面深化改革提供学科支撑。本文具体的研究目标趋向有以下几点:

( 1) 通过对 “改革系统工程” 概念内涵的解读,提升对这一新兴学科的的认知;

( 2) 不仅给出学科体系的内在逻辑体系和相关学科基础,而且讨论了该学科的实质内容和应该注意的重要问题,以获得人们对该学科的认可并增强该学科的活力。

( 3) 给出相关对策建议与保障措施,推进改革系统工程学科的建设。

本研究的特色如下:

( 1) 理论的前瞻性和现实的针对性。建立与全面深化改革的迫切需要相适应的改革系统工程学科,与时俱进地、科学地发展系统工程学科,是本课题研究的任务。

( 2) 中国化。全面深化改革是当今我国社会的重要特征。 “中国化”正是本课题研究的出发点和归宿点。

( 3) 时代性。新的时代需要新的学科生成,我们必须面向新时代,进一步解放思想,在现有系统工程基础上构建和发展新的学科增长点。

( 4) 服务意识和问题意识。理论或学科的生命力在于为现实服务,在于能实实在在地解决现实问题。抓住几个重要的科学问题展开研究,将会为该科学的发展有力的佐证。

摘要：全面深化改革是一项复杂的系统工程。全面深化改革需要科学方法论的支持。在对国内外系统工程研究动态观察的基础上,结合当今全面深化改革的需要,提出建立“改革系统工程”学科。对创建“改革系统工程”学科的意义、“改革系统工程”学科的研究对象和内容、与相关学科的关系、几个重要的研究领域以及如何建设该学科提出观点和认识,以引起相关研究者的关注和讨论。

关键词：系统工程,改革,改革系统,改革系统工程

参考文献

[1]汪应洛.系统工程理论、方法与应用[M].北京:高等教育出版社,1998

[2]孙东川,林福永.系统工程引论[M].北京:清华大学出版社,2004

[3]糜振玉.关于军事系统工程学科的建设[J].军事运筹与系统工程,2001(4):2-3

[4]车宏安.适应贯彻落实科学发展观的需要,加速系统科学和系统工程学科建设[J].科学中国人,2004(10):15-17

[5]王众托.创建知识系统工程学科[J].中国工程科学,2006(12):1-9

[6]庞元正.一个影响了几代中央领导集体的重要思想——论钱学森社会系统工程思想及其理论贡献[J].辽东学院学报(社会科学版),2014(1):1-5

[7]李群.以科学的方法全面深化改革[J].求是杂志,2014(4):23-24

[8]焦璞玉.改革是一项系统工程[J].长沙水电师院学报(社会科学版),1986(2):91-97

[9]王红卫,孙长银,沈铁,等.系统科学与系统工程学科发展战略研究[J].中国科学基金,2009(2):70-77

[10]汪应洛.系统工程学[M].3版.北京:高等教育出版社,2007

[11]杜飞进.深刻把握全面深化改革的辨证法——习近平关于全面深化改革的方法论思想[J].人民论坛,2013(12)下:32-35

标准化学科几何互换性定律的创建 篇5

关键词：标准化,互换性,定律,学科,几何,创建,理论

1 规律到定律的感悟

互换性的概念和方法由来已久,不是今天创建的。互换性起源于1798年,美国人惠特尼(Eli.Whitney)在制造来福枪时应用了互换性方法。尽管互换性的概念和方法存在了很久,但互换性的定律一直没有被建立。定律的规律存在且被长期应用,不等于就认识到了定律的关系,如:曹冲称象就已应用了浮力的规律,先于阿基米德应用浮力的规律,但却没能归纳出浮力的规律关系和理论模型,未能在阿基米德之前建立浮力的定律。规律总是存在于定律被发现之前,如:阿基米德发现杠杆定律之前,杠杆的规律就存在;牛顿发现力学三大定律之前,力学的规律也存在。许多定律都是在对规律的经常感觉积累中,在特定条件下灵感的启动悟出来的。存在的规律到定律被发现是要特定环境的,如:阿基米德在泡澡时发现了浮力定律,牛顿是在苹果树下发现了万有引力定律。定律的建立是发现,不是发明,不是创造规律,是认识已存在的规律。定律是人们对规律有效认识的一种描述模式,是反映规律核心要素的方法。定律的建立深化了对规律的认识,提炼了规律的核心要素,使规律能被精确、自如地利用。

互换性是针对配合而言的,本质是实现非选择的配合关系。互换性支持大批量分工生产,方便使用的易损件维修。互换性的价值在于将关联的设计分解为非依赖的独立制造关系,体现在:1)非关联制造;2)非选择配合;3)非修配式装配;4)装上能用。在设计中,互换性属精度设计层次。设计可分为三个层次,第一层次为系统设计,主要是完成原理、总体布局设计;第二层次为参数设计,主要是性能参数设计,给出标称值;第三层次是精度或称公差设计,主要是制造关系设计和精度保证设计。建立互换性的事物,一定不是为了构造第一和选最好的配合情况,更注重的是批量化和低成本的关系。因此,手工精品制作不采用互换性的方法,互换性也不应用在这种领域。互换性的规律性已在大量的实践中被证实,它支持了协作生产和大批量零件的生产方式。互换性关系是即时可证明的。对于轴与孔的配合关系,只要按照“极限与公差”表的关系加工,就能得到所需配合类型(活动、定位或紧固)及所需精度的非选择配合关系,且随时试验,都可成立。这表明互换性关系中存在着科学规律,是一种具有复现能力的科学规律。互换性思想的应用已有200多年历史,第一个公开发布的互换性配合标准也有100多年了,而通常,互换性配合的设计主要靠经验传承或在公差表中查找大量数据核算,对此人们习已为常,认为是天经地义的方法。这些方法属于“知其然”的方法,互换性应该有“知所以然”的规律。这种规律一定可用一种模型关系来表达。因为,互换性是一种量化的规律,一定存在数学逻辑的表达规律,且是普遍性的规律,将这种普遍性规律进行提炼并进行模型化表达就是定律。在对定律存在的感悟判断之后,剩下的是如何理出规律性的本质内容和如何表述规律关系。建立定律的重要意义在于,把定律的本质规律挖掘并勾绘出来,使其能跳出高悟性智者的小圈子,被大众普遍学习和应用。定律被挖掘建立起来,就能使大多数人在短时间内掌握定律,拥有应用规律造福社会的能力。定律使我们摆脱了依靠偶然灵感才能做巧妙的事,使大多数人拥有了更多的必然性的巧妙智慧。

我们通常所说的互换性是几何互换性,是尺寸配合的互换关系,这一互换有三种不同的配合类型,因此,也就有三种配合规律关系。几何互换性的三种配合规律为活动配合互换性规律、定位配合互换性规律、紧固配合互换性规律。几何互换性的概念,可演绎到其他方面的互换性,这种互换性是由功能关系、模式关系决定的,称为功能互换性、模式互换性。互换性不是只局限于几何互换性,它是广义的互换性,广义互换性包含:几何互换性(或装配互换性);功能互换性;模式互换性。由于三种类别的互换性在实践中已存在,且被大量的实践所证实,它们一定有特定的互换性的规律,必然存在相应关系的互换性定律。

几何配合互换性的三种规律潜藏着三个相对应的定律,一是活动配合的互换性定律,二是定位配合的互换性定律,三是紧固配合的互换性规律。互换性的配合对象是源自轴与孔的配合考虑的,其实,不同形状的“轴”与“孔”都有互换配合的需要。因此,几何互换性的配合对象可以进行广义延伸,延伸到“阳件”与“阴件”的配合关系,也可以延伸到“插件”和“被插件”的配合关系。广义的阴件和阳件的配合形状是不受限制的,可以是圆形,也可以是方形、椭圆形、菱形、多边形,甚至可以是阴件中含“阳”,阳件中含“阴”等。

几何互换性的规律可以概括为:阴件和阳件的偏差控制到一定范围时,可实现相应目的和相应精度的互换关系。互换性是一种容差的统一模式,符合标准化第一公理关系,由于容忍一定程度的偏差,使相同人群或/和不同人群在不同时间“将同一件事做成统一结果”成为可能。在几何互换性的配合关系中,活动配合、定位配合、紧固配合的具体规律是不一样的,数学模型关系也是不一样的。因此,应该是有三种定律分别在支配着它们的实现。下面分别创建三种几何配合的互换性定律。

2 动配合互换性定律(第七定律)

动配合互换性定律(第七定律)为:配合对象的阴件下偏差与阳件上偏差之差大于零时,且阴件和阳件的公差之和小于等于精度要求的间隙公差,必实现阴件阳件的无选择活动配合,数学模型为:EI-es>0;(ES-EI)+(es–ei)≤TS。

动配合互换性定律是标准化学科第七定律。动配合互换性定律是支持实现,配合的阳件和阴件间的运动是无夹紧力制约和有间隙配合关系的运动。以上定律中的“阴件的下偏差减阳件的上偏差大于零”,是让阴件和阳的配合留有间隙,保证它们的配合是可活动的,差值大小决定配合件活动的程度,差值越大活动量越大。定律中的阴、阳件的上、下偏差可以是针对对称对象的一维偏差关系,如:圆形、方形等,也可以是针对非对称对象的多维偏差关系(多线值偏差、线值和角度值偏差等),如:长方形、多边形等。阴件公差和阳件公差确定了阴件与阳件配合的间隙变动范围,因此,它们决定了配合的精度,或者说,当阴件下偏差与阳件上偏差确定后,阴件的公差和阳件的公差决定了配合的精度,公差越大精度越低,反之精度越高。正是精度让步的可接受性,实现了有偏差的统一化关系,才使互换性成为可能。这一定律的根本规律是配合件间要有间隙,间隙要有一个变动范围,间隙的变动范围决定了配合的精度。

在以上定律的数学模型中,EI为阴件的下偏差,es为阳件的上偏差,ES为阴件的上偏差,ei为阳件的下偏差。EI、es、ES、ei是相对于基本尺寸而言的,或者说是相对标称尺寸而言的,在图形表达上可称为零线。EI-es>0是保证配合件间的间隙大于零;EI-es为阴件与阳件配合的最小间隙Smin,ES-ei为阴件与阳件配合的最大间隙Smax,ES–ei~EI-es是最大配合间隙到最小配合间隙的范围,这一范围能满足精度要求,就可实现预定精度下的互换性动配合关系。定律的动配合互换性关系可用图示来表达和说明,其关系如图1所示。现证明“阴件公差TD与阳件公差Td之和等于间隙公差TS”,图1中,TD=ES-EI为阴件的公差,Td=es-ei为阳件的公差,TD+Td=ES-EI+es–ei=(ES–ei)-(EI-es)=Smax-Smin=TS,以上证明还说明,阴件的公差与阳件的公差之和还等于最大间隙与最小间隙之差,为间隙的变动范围。活动配合的精度由间隙公差决定,间隙精度由阴件和阳件的公差决定,控制配合精度,就是控制配合件的公差大小。配合件两者的公差之和大,配合精度就低,两者的公差之和小,配合精度就高。高精度是要付出高成本的,高精度加工要求高,加工的设备和人工成本就高。关于配合件的公差关系,已制定出规律性表格等级数值关系,已分别列入国际标准和我国国家标准,共有20个等级,公差数值范围为IT01、IT0、IT1、IT2……IT18,除IT01、IT0只对应到500mm尺寸范围的13个段落外,其他的IT1、IT2……IT18的等级对应到3150mm尺寸范围的21个主段落。在21个主段落中,又由8个主段落派生出10个中间段落。同一个公差等级IT对每一个尺寸段落的数值是不一样的,但对于各尺寸段落公差的精度都是相等的,这是从数学计算上保证的。有了公差数值对应尺寸段落的表格,对配合关系的精度设计提供了方便。对于互换性设计,只有公差数值与尺寸关系的表格还是不够的,还需要表达公差位置和方向的基本偏差关系。一个完整的互换性关系需要有公差带的大小、方向、位置、形状4个要素。公差带的大小已由公差与尺寸关系表格给出,公差带的形状由配合件的形状确定,如是圆带形或方带形等,剩下的就是要确定公差带的方向和位置。基本偏差是相对于基本尺寸(标称尺寸)基准来表达的。在标准中,基本偏差共分为28种,形成了基本偏差系列,且分为轴基本偏差系列和孔基本偏差系列,其代号分别是:a、b、c、cd、d、e、ef、f、fg、g、h、j、js、k、m、n、p、r、s、t、u、v、x、y、z、za、zb、zc;A、B、C、CD、D、E、EF、F、FG、G、H、J、JS、K、M、N、P、R、S、T、U、V、X、Y、Z、ZA、ZB、ZC。孔的基本偏差系列是相对于零线(基本尺寸线)由正值下偏差远离零线逐步接近零线,然后通过零线逐步以负值上偏差远离零线。轴的基本偏差系列是相对于零线(基本尺寸线)由远负值上偏差离零线逐步接近零线,然后通过零线逐步以正值下偏差远离零线。轴的基本偏差系列构成的曲线像正切曲线形状的近轴部分,孔的基本偏差系列构成的曲线像余切曲线形状的近轴部分,如果将两个曲线放在一个图形中,就像一个横放的X形的曲线,孔和轴的偏差系列关系如图2所示。图2中,标注大写字母且公差带填小点的是孔的基本偏差,标注小写字母且公差带填充斜横线的是轴的基本偏差,孔的基本偏差是从左到右由下偏差经J及JS时转为上偏差,轴的基本偏差是从左到右由上偏差经j及js时转为下偏差,两个系列的基本偏差形成了一个基本对称的关系。在图2中,一般情况,在J或j的左边的基本偏差为动配合的基本偏差选择关系。从图2可以直观地找到孔和轴组成活动配合的基本偏差代号的组合,方便活动配合互换性的选配。

3 定位配合互换性定律(第八定律)

定位配合互换性定律(第八定律)为:配合对象的阴件上偏差与阳件下偏差之差大于等于零,阳件上偏差与阴件下偏差之差大于等于零时,且阴件和阳件的公差之和小于等于精度要求的过渡公差,必实现阴件阳件的无选择定位配合,数学模型为:ES-ei≥0,es-EI≥0;(ES-EI)+(es–ei)≤TF。

定位配合互换性定律是标准化学科第八定律。定位配合互换性定律是支持,阳件和阴件间的配合在间隙配合情况和过盈配合情况之间的关系。定位配合的阴件公差带和阳件公差带有重叠区。定律中,“阴件的上偏差减阳件的下偏差大于零”,是让阴件和阳件的配合存在间隙的可能性,且是最大间隙;“阳件的上偏减阴件的下偏差大于等于零”,是让阳件和阴件的配合存在过盈的可能性,且是最大过盈;两种情况并存是保证它们的配合在间隙与过盈之间,差值的大小决定了配合件间隙和过盈反差的大小,差值越大无选择配合结果的对抗性越大。定位配合通常期望配合结果集中在间隙和过盈之间,不要往任何一端移得太远。同上,定律中的阴、阳件的上、下偏差可以是针对对称对象的一维偏差关系,也可以是针对非对称对象的多维偏差关系。阴件公差和阳件公差确定了阴件与阳件配合在间隙和过盈变动的范围。因此,它们决定了配合的精度,两者公差越大精度越低,反之精度越高。阴件公差带与阳件公差带的错位关系决定间隙和过盈变动范围中两者比例的分配,当阴件公差带与阳件公差带的中线重叠对称时,间隙和过盈的变动范围相等;当阳件公差带在对称位置向上移时,过盈区大于间隙区;当阳件公差带在对称位置向下移时,间隙区大于过盈区。

以上定律的数学模型中,ES-ei≥0为阴件的上偏差减阳件的下偏大于等零,es-EI≥0为阳件上偏差减阴件下偏差大于等零,(ES-EI)+(es–ei)≤TF为阴件公差与阳件公差的和要小于等于确定精度关系的定位公差TF;ES–ei为配合的最大间隙Smax,es–EI为配合的最大过盈δmax,ES–ei~es–EI为间隙配合到过盈配合的范围,这个范围能满足精度要求,就能实现预定的定位配合要求。定位配合互换性关系可用图示来表达和说明,其关系如图3所示。现证明“阴件公差TD与阳件公差Td之和等于过渡公差TF”,图3中,TD=ES-EI为阴件的公差,Td=es-ei为阳件的公差,TD+Td=ES-EI+es–ei=(ES–ei)+(es-EI)=Smax+δmax=TS,以上证明还说明,阴件的公差与阳件的公差之和等于最大间隙与最大过盈之和,为过渡公差的变动范围。定位配合阴件公差带与阳件公差带的相对位置比动配合的复杂。定位配合的相对位置有三种情况(如图3所示)。图3不仅展示了定位配合的阴件与阳件公差带的三种相对位置关系,还展示了定位配合公差带的变动规律。从图2也可方便地找到阴件和阳件定位配合基本偏差代号的组合。在图2中,在J或j左右附近的偏差,为定位配合的基本偏差选择关系。

4 紧配合互换性定律(第九定律)

紧配合互换性定律(第九定律)为:配合对象的阳件下偏差与阴件上偏差之差大于零时,且阴件和阳件的公差之和小于等于精度要求的过盈公差,必实现阴件阳件的无选择紧配合,数学模型为:ei-ES>0;(ES-EI)+(es–ei)≤Tδ。

紧配合互换性定律是标准化学科第九定律。紧配合互换性定律是支持,阳件和阴件间配合处于夹紧状态的关系。紧配合的互换性就是实现紧固配合的互换性。以上定律中,“阳件的下偏差减阴件的上偏差大于零”,是让阳件的配合尺寸大于阴件的配合尺寸,形成过盈关系,保证它们的配合是紧固的。它们差值的大小决定配合件间紧固的程度,差值越大夹紧程度越大。同上,定律中的阴、阳件的上、下偏差可以是针对对称对象的一维偏差关系,也可以是针对非对称对象的多维偏差关系。阴件公差和阳件公差确定了阴件与阳件配合的过盈变动范围,因此,它们决定了配合的精度,或者说,当阳件下偏差与阴件上偏差确定后,阴件的公差与阳件的公差和决定了配合的精度,公差越大精度越低,反之精度越高。

在以上定律的数学模型中,ei-ES>0是保证配合件间的过盈大于零;ei-ES为阴件与阳件配合的最小过盈δmin,es-EI为阴件与阳件配合的最大过盈δmax,ei–ES~es-EI是最小过盈配合到最大过盈配合的范围,这一范围能满足精度要求,就可实现预定精度下的互换性紧配合关系。定律的紧配合互换性关系可用图示来表达和说明,其关系如图4所示。现证明“阴件公差TD与阳件公差Td之和等于过盈公差Tδ”,图4中,阴件公差TD=ES-EI,阳件公差Td=es–ei,阴件公差和阳件公差之和为:TD+Td=ES-EI+es–ei=(es-EI)-(ei–ES)=δmax-δmin=Tδ,以上证明还说明,阴件公差与阳件公差之和等于最大过盈与最小过盈之差,为过盈的变动范围。紧固配合的精度由过盈公差决定,过盈公差由阴件和阳件的公差决定。图4展示了紧配合互换性的公差带关系,标明了紧配合精度的相关关系,再应用图2关系,可以方便地选择紧配合的互换关系。在图2中,一般情况,在J或j的右边基本偏差为紧配合的基本偏差选择关系。

5 几何互换性定律的验证与应用

以上创建了动配合互换性定律、定位配合互换性定律、紧配合互换性定律,这些定律的建立来自于对互换性本质的认识及规律要素的提炼,且找到了其数学表达的核心关系,使3个定律具有很好的信任度。定律有量化的数学模型,因此,可在实践中精确计算和应用,当与“极限与配合”标准一起使用时,更方便、可靠。几何互换性既然有定律,就能在一定条件下成立,可即时验证,在这里也不例外,可以经受住各种验证。三种几何互换性规律在产品的研制和生产实践中已有长期、大量的使用验证,而几何互换性定律是提炼于互换性规律的,因而是同等有效的,这里无须再具体验证。其实,配合件的活动、定位、紧固配合关系,从定律的数学模型中就可证明能实现,剩下的是验证公差范围内的任意配合关系是否等价,等价就实现了互换性。差别等价采用的是离散分等级来认定,或者说由精度要求选择差别的变化范围。互换性成立与否的另一个认定关系是设计师或用户的选择或决定。由于国际标准和国家标准已规定了公差值的等级关系,且这些值是科学计算出来的和实践验证实用的,因此,保证了几何互换性关系的偏差数值是可信赖的。几何互换性的证明不像几何学的证明是逻辑性的数学推导证明,它是非数学验证关系,是用实践进行验证的方式。

动配合互换性定律主要用于活动配合关系,适用于旋转轴承配合、滑动导轨配合、转动杆配合等。定位配合互换性定律主要用于活动与非活动间的配合关系,适用于定位配合、精密轴配合、安装拆卸配合等。紧配合互换性定律主要用于夹紧或撑紧的固紧关系配合,适用于不易拆卸的配合、带动运动配合、铆接配合等。

6 几何互换性空间创建

在对几何互换性的研究和认识过程中,发现了表达互换性关系的又一重要规律,创建了直观反映或展示互换性关系的几何互换性空间。几何互换性空间用与互换性密切相关的三要素表达,第一要素为公差等级,第二要素为孔的基本偏差和轴的基本偏差,第三要素为配合件的尺寸段系列。几何互换性空间用4个坐标轴构建,纵轴为公差等级轴,分为20个等级,从IT0、IT0、IT1、IT2……IT18;平行纸面的右横轴表示孔的基本偏差,相对基本尺寸有28个位置,用大写字母A、B……ZB、ZC表示;平行纸面的左横轴表示轴的基本偏差,相对基本尺寸有28个位置,用小写字母a、b……zb、zc表示;垂直纸面的横轴为尺寸范围轴,有21个主尺寸段落,且8个主段落派生了10个中间段落,尺寸范围从基本尺寸到3,150mm。几何互换性空间可使每一个互换性配合关系得到直观表达,方便互换性方案的选取(如图5所示)。由于本文纸面表达空间有限,图5只给了一个尺寸段孔常用的公差带关系示意图。有条件的情况,可把图5做大,标出左右横坐标轴的数据(孔和轴的基本偏差值),做出纵坐标与尺寸范围坐标的数据表,做成几何互换性工程关系图表。当需要制定互换性方案时,以定律为技术主导思想,加上几何互换性工程关系图表,可直观、准确、方便地确定互换性方案。在几何互换性空间中,也可画出孔和轴常用配合的推荐方案,方便日常使用。图5右区为基本尺寸至500mm的推荐孔的公差带关系的示例。对于互换性关系,只要掌握互换性的三个定律,拥有几何互换性空间(工程图表型的),复杂的互换性设计就会轻松地被掌握。

参考文献

[1]刘巽尔等.极限与配合[M].北京:中国计划出版社,2004.

[2]麦绿波.标准化公理的创建[J].中国标准化,2011,(8).

学科创建 篇6

在热力学中, 熵是对系统中热量分布关系的度量, 或者是对系统中做功能力的度量。在信息论中, 熵是对系统信息量的度量, 或者是对系统中有效信息的度量。把熵引入标准化中, 首先要解决熵代表标准化的什么关系, 然后要解决标准化熵的数学模型是什么?熵尽管出自热力学学科, 但构建熵的思想超越了热力学, 具有了哲学性的地位。熵本质上是系统状态的度量, 具有普遍性。不同系统有不同的特定状态, 总存在相应的熵状态。当一个系统考虑标准化状态因素时, 一定可以用熵来度量系统的标准化状态, 这个熵称为“标准化熵”。由于标准化可以应用于方方面面, 所以标准化熵对系统应该是无选择的, 或者说标准化熵适用于各种系统。标准化熵度量的事件在微观上可以是对立的, 但在宏观上应该是统一的, 即事件分别表达可以有差异, 整体表达结果却只有一个。热力学主要关注能量的使用, 是一种耗散趋向, 标准化关注状态统一, 是一种建设趋向, 标准化熵的度量方向与热力学熵的度量方向可能是相反的。以上是构建标准化熵的哲学思想, 但构建标准化熵只有哲学思想是不够的, 还要有构建标准化熵的专业学术思想。

标准化熵构建的专业学术思想内容主要是:首先要有一个系统对象, 标准化熵是对系统状态的度量, 熵度量的对象是系统;系统中是有事件的, 事件存在自发关系, 或存在任意关系;系统中存在与自发事件或任意事件相反的标准化事件, 或存在人为的约束事件;系统中的标准化事件和自发事件或任意事件存在转化关系, 事件能自发向概率大的关系转移;标准化事件和自发事件或任意事件发生转化时, 将会引起熵的增加或减少;系统中的事件既是独立的, 也是相关的;熵的关系可建立数学模型, 模型能表达集合中单个事件的关系, 也能表达集合总的关系。以上思考已建立了标准化熵的普遍关系, 还需要确定的是标准化事件是什么?自发事件或任意事件是什么?标准化熵是什么?标准化事件就是用标准化关系约束了的事件, 约束的程度存在量化差异, 有范围约束程度差异 (标准级别) 、内容约束程度差异 (通用、型号、强制/推荐/指导) 、时间约束程度差异 (合同、协议、规范、标准) 等。自发事件或任意事件是无标准化约束的事件, 是无标准化关系的事件。标准化熵是系统标准化约束程度的度量, 可以对系统进行整体度量, 也可以用增量关系进行度量。设存在一个系统A, 系统A中的事件集合为H={h1, h2, …, hn}, 事件hi的标准化约束程度为pi, 度量系统标准化程度的熵为S, 系统的标准化熵为:

式 (13) 中:标准化约束程度pi的数值范围为:0≤pi<1;当事件hi无标准化约束时, pi=0;通过 (1-pi) 算式, 将事件pi的标准化约束程度增长关系转化为事件自发性概率关系, 强约束的标准化事件是自发性小的概率事件;当系统无约束时, 系统的自发性概率为1, 系统的熵为零;当系统有标准化约束时, 系统的标准化熵为负值, 这符合了系统改善或向好的负熵概念。式 (13) 的标准化熵是定量度量系统通过标准化关系控制或约束自发过程趋势方向和程度的状态函数。标准化熵是系统约束性的度量, 系统约束程度越高, 熵越低, 约束程度越低, 熵越高, 系统事件的约束程度是系统熵评价的根据。一个系统无约束或无干涉时, 熵最大;实施约束或干涉后, 使熵减小。当事件的标准化约束程度发生增量变化时, 系统的标准化熵变化量为:

式 (14) 是系统标准化约束发生变化时, 系统标准化熵的变化量和变化方向, 当系统的标准化约束程度pi增加时, 标准化熵dS为负增加;当系统的标准化约束程度pi减小时, 标准化熵dS为正增加。

式 (13) 和式 (14) 的公式是广义的, 可以适用于任何有标准化约束关系的系统, 系统中的事件也可以是任何标准化约束对象, 熵度量的内容也可以是对应相关标准化的内容。式 (13) 和式 (14) 的事件概率pi可以是事件的概率关系, 也可以是事件的百分比程度关系。在标准化自发系统中, 标准化约束程度大、规范、有序, 系统的小概率事件;标准化约束程度低、随意或无序 (自然状态) , 是大概率事件, 是行为自然的倾向。系统的熵是系统宏观状态出现的概率, 系统的自发状态是系统的大概率状态, 系统人为控制或约束是系统的小概率状态。标准化熵表达了系统输入利用性关系的程度, 系统中事件选择标准元素时, 相当于给系统输入了再利用能量或与外部协调关系。当系统为大概率状态时, 要想降低系统状态的概率, 就需要对系统的事件施加标准化作用或约束, 以提高系统的利用能量或协调性成分。标准化是使系统状态由熵大变到熵小的关键因素, 是系统优化程度的度量, 也是系统失去利用能量的度量, 标准化约束小, 事件效用的失去就越大, 或者说, 有效性存余量越小。标准化熵是对有自发性关系的系统标准化效能的度量, 同时也是对系统无利用性、无为性或无序性的度量。

实际上, 只要是涉及系统中任意性事件集合有约束性、规范性或有序性关系, 都能找到熵的度量关系。对于语言、文字, 标准化熵是信息元素在系统中的互通能力或者说是流动能力的度量, 信息元素的约束作用程度越强, 信息在系统中的流动性越强, 这表示信息系统中的事件标准化约束程度越大, 信息系统的标准化熵值越小。信息系统熵值的减小, 意味着信息事件的一致性高, 这不同于其他事件的关系。信息系统中的事件标准化约束程度越小, 说明事件信息越多, 唯一性差, 表达越不确切, 可利用的价值越低, 互通性差。标准化信息系统约束价值, 也可以转换为使用范围和使用时间长度关系。系统中, 标准约束的元素是高信息确定性的, 模糊 (不清楚) 的信息量小, 系统状态标准化熵值小;非标准约束元素是低信息确定性的, 模糊 (不清楚) 的信息量大, 系统状态标准化熵值大。对于产品系统, 标准化熵表达的是产品系统中的事件的自发性或随意性的程度, 这种熵的表达程度来自产品系统组成元素的外部输入的利用性和内部输出的利用性程度, 标准化熵是产品组成元素利用程度的度量, 也是产品元素无利用性的度量。对于交通系统, 标准化熵是交通元素有序性关系的度量。标准化熵在不同系统中度量的内涵不同, 标准化熵分别可以度量元素的可利用的程度、元素分布的均匀性、元素的效用关系、元素的秩序关系等。系统中标准化熵的增加, 通常意味着非标性、无利用性、无生机性、一次性或不可逆转性。系统中的元素趋向自发性是选择非约束性, 系统所有元素都无约束性时, 熵将达到最大值。

4 标准化熵的应用

热力学的熵是对系统热能可利用性的度量, 或热能消耗程度的度量。在信息论中, 熵是对系统信息可靠度的度量。在标准化学科中, 熵在不同的系统中, 度量的关系是不一样的。下面以产品系统、交通系统、服务系统、标准体系为对象, 给出标准化熵应用的方法, 以示范标准化熵的应用, 指导标准化熵的广泛推广。

产品系统是由组件、部件、零件组成, 这些组件、部件、零件是由设计确定的, 产品系统的设计和制造成本低、周期短、性能稳定可靠、使用维护方便等, 可以看作为设计质量好, 是设计者追求的目标。系统设计中是否能降低产品成本、缩短周期、成熟可靠、保障性好都与标准化有密切的关系。在设计中, 继承使用成熟的功能零部组件, 尽量使用标准件、标准材料、标准工装、标准工艺等, 能有效地降低成本、缩短研制生产周期、提高可靠性、方便使用维护。应用标准化熵可解决设计质量评价的难题, 同时也可引导设计的改进。应用标准化熵评价设计质量的方法为:将系统中设计的组件、部件、零件按价格关系进行标识, 给出相对价格系数ki;确定这些件的标准化约束程度pi, 约束程度按这些件的标准化约束因素确定, 标准化因素包括工作因素 (设计、制造、试验等) 涉及的标准的有效范围 (国际标准、国家标准、行业标准、地方标准、企业标准) 、组部零件的通用性、标准化因素的有效时间周期等, 这些因素越大, 标准化约束因素越强, 相应件的pi越大;以ki乘pi作为式 (13) 中的pi代入式 (13) , 可得出产品系统设计的标准化熵S。这个标准化熵值代表了产品系统的设计质量的定量关系。从式 (13) 可看出, 不同件数的系统或者说复杂程度不同的系统的标准化熵是没有可比性的。要想使不同复杂程度的产品系统的设计质量有可比性, 必须对组件、部件、零件对象进行规范。相对价格系数ki对系统中各件的作用, 对系统的件起到了规一划作用, k1+k2+…+kn=100%=1。产品设计系统中的无标准化因素作用的件是任意设计的件, 是无利用关系的。作用于产品件的标准化因素有“前标准化”因素和后标准化”因素, “前标准化”因素是设计对已有标准和已有标准化产品等的使用, “后标准化”因素是设计时考虑未来利用的通用化或系列化等方面。

对于交通系统, 无论是公路交通、水路交通或空中交通, 都有交通系统运行秩序状态的评价问题。秩序状态好的交通系统是交通管理者和交通使用者的共同愿望。当我们能说清交通秩序状态的定量关系时, 才能对不同时间和不同地点的交通秩序状态进行比较。标准化熵可应用于评价交通系统的秩序状态好坏。应用标准化熵评价陆地交通秩序状态的方法为:陆地交通系统中的事件是马路上行驶的汽车, 当汽车按交通规则行驶时, 或不违章时, 可看作受到标准化很好约束的汽车, 违章的汽车可看作受标准化约束程度低, 或完全未受标准化约束, 设汽车的标准化约束作用程度为pi;由于汽车大小不同, 违章对交通影响的程度也不同, 设大客车和大卡车的影响等于4辆小轿车的影响, 小客车等于2辆小轿车的影响, 这就需要给每辆车一个权重系数ki, 为了使汽车的数量关系规一划, 建立ci=ki/ (k1+k2i+…+kn) 的事件规一划系数;用pi乘ci代替式 (13) 中的pi代入式 (13) 可得交通秩序状态的标准化熵S。由于交通系统进行了规一划, 不同交通系统在不同时间和不同地点的交通秩序状态可进行比较。有了交通秩序状态评价结果, 可对交通状态进行改进。对于违章的汽车, 应分析标准化约束弱化的原因, 是属于规章遵守意识不强、马路标识不明显或马路管理不合理等的哪一种 (或哪几种) , 由此, 可采取相应的加强交通教育、明显标识、科学管理等措施来解决。

对于宾馆、餐馆、旅游等服务系统, 服务系统的服务质量或顾客满意度评价也是一个困难的问题。经常顾客会针对个案服务问题投诉, 由于服务机构没有服务整体质量的评价方法, 导致了管理部门“头痛医头”, “脚痛医脚”, 没有整体性地考虑服务系统的服务质量问题。标准化熵可应用于服务系统进行整体性服务质量程度的评价, 因为, 服务质量的问题是服务行为标准的建立和实施问题。标准化熵应用于评价服务系统的方法为:确定服务系统的评价事件, 这些事件包括服务人员、服务事项等;确定每一服务人员和服务事项的标准化约束程度pi;确定每一事件的规一划系数ki, 将pi乘ki代替式 (13) 中的pi代入式 (13) , 可得服务系统运行的服务质量的标准化熵S。

标准化熵还可用于评价标准体系中制定标准的质量。评价方法是:以每一项制定标准为一个事件;确定每项标准期望值pi, 期望值可用标准的使用率、技术含量、使用范围、使用时间等关系综合表达, 标准质量越好的标准, 其pi越大, pi值为大于零且小于等于1;确定每项标准的规一划系数ki, ki可以是标准制定的经济投入关系, 按以上方式代入式 (13) , 得到标准体系的标准质量评价的标准化熵S。

以上标准化熵应用的例子只是为了示范和解释标准化熵的应用, 实际上, 其应用范围是非常广的, 只要理解了标准化熵的内涵和数学模型, 标准化熵就可用于任何应用标准化的领域。为了考虑事件数不同的同类系统中标准化熵评价的可比性, 标准化熵的公式 (13) 可写成:

(15) 中的ki为系统事件的规一划系数, k1+k2+…+kn=1。式 (14) 也可以同样方式改变, 在此不再赘述。

5 进一步的工作内容

以上标准化熵应用中的定量方法采用的是离散式的等级数值方法, 这种方法应用于相对关系比较是有意义的, 也是可比出优劣关系的。为了使标准化熵的应用的量化为精确的数值关系, 还需要进一步深化以下工作内容和数据关系的建设:

1) 标准化熵应用对象系统的梳理、分类;

2) 对象系统评价主题标准化熵含义的建立;

3) 对象系统事件的标准化约束定量化标定。

标准化熵的建立将会把标准化学科的理论带入科学化、数值化的轨道, 增加标准化效果的说服力, 同时也能指导标准化工作的精益化改进。

参考文献

[1]松浦四郎.工业标准化原理[M].北京:技术标准出版社, 1981.

[2]顾孟洁.憧憬与探索[M].第三版.北京:中国标准出版社, 2008.

[3]王可达.张之翔.熵的定义和物理意义[J].汕头大学学报 (自然科学版) , 1997 (12) .

[4]傅祖芸.信息论[M].北京:电子工业出版社, 2007.

学科创建 篇7

学科建设是高校建设中的核心内容, 一所大学各学科的整体发展水平在很大程度上反映了该所大学的办学水平, 特色的学科建设能提高一所大学的竞争优势。而高校图书馆如何更好地服务于学科建设, 则起着很重要的作用。高校图书馆可为学科建设设立专门的学科服务。学科服务是根据学科建设的需求来确定的具体的服务目标, 使服务的项目和内容更进一步地拓展和深化。学科服务通过针对性的对学科建设所需的信息和资料进行全面汇总介入到学科建设中, 从而帮助科研人员解决信息资源方面所遇到的问题。根据学科服务的定义可以知道, 学科服务的本质就是为高校的科研人员在学科建设中提供定向服务。因而要想创建高质量的学科服务, 最关键的是理清学科服务与学科建设之间的关系, 加强图书馆与各院系之间的沟通, 通过互动进行有效、具体的服务。只有通过相互之间的沟通和交流才可以更好地利用图书馆庞大的信息库资源提高学科服务的效率。当前大多数高校图书馆的学科服务中, 理念的更新和过程的深化一直在不断地被提出。因而, 图书馆也可以借鉴这种思维方式加强沟通, 使高校图书馆的学科服务与各院系的学科建设形成一个不可分割的整体关系, 使双方的关系更加紧密, 这样可以激发更多潜在的合作, 进而完善图书馆的整体服务水平和质量。

2 高校图书馆创建学科服务模式的意义

以高校广大师生的需求为目标, 通过资源的输出和决策的输入帮助用户解决问题是高校图书馆馆员的工作之一, 个性化服务也是学科服务的模式和方向。因而学科服务过程中, 建立好图书馆员与用户的关系是这个过程形成的关键, 而如何赢得用户信任的关键在于提升自身的服务水平, 积极加强与用户之间的沟通和交流, 通过积极主动的沟通实现对用户需求的准确把握, 并依靠强大的数据平台, 利用图书馆员的专业素养为用户找到最有价值的信息和资源, 从而进行有针对性的服务。但是当下, 在我国的众多高校中, 图书馆的作用并没有被真正发挥出来。通过调查显示, 众多高校中的图书馆的数字资源利用率不高, 信息检索的有效性很低, 因而在高校图书馆学科服务改革之际, 积极改革理念, 努力将学科服务深入开展是关键, 应该积极采取有效措施来改变当下的状况。

3 提高高校图书馆创建学科服务模式的路径选择

3.1 高效利用数据化手段分析用户种类, 掌握用户需求

高校图书馆的学科服务是一个面向全体在校师生所提供的一项服务, 因而有效地掌握这些客户群的种类, 并对其进行针对化服务可以使服务更加周到和高效。经过调查和分析, 把高校中的人群分为几种:第一种是管理层面的人员, 包括校领导以及各个部门的管理人员, 他们是负责管理和决策的人群, 承担着学校发展规划等重大任务。第二种是教师团队, 他们大多是科研的主力, 平时通过申请基金来开展自己的工作。第三种是在校的硕士以及博士研究生为主的群体, 他们是科学研究的直接工作者, 承担科学研究的实验工作, 日常也主要对实验数据进行分析、处理和综合。这3类人的分工不同, 他们的工作同时也会有所交叉, 例如有些学科带头人自己也投身一线的实验中, 或者很多管理层面的人员也是学科带头人。因而, 由于他们身份的差异必然导致所关注的方向有所不同。例如, 管理层面的人可能更加关注学校的整体规划建设、学生的个人发展和学校的发展如何紧密结合等问题。而学科带头人可能更加关注的是如何申请基金以及如何确定和把握研究的方向等。因而图书馆在面对这样不同类型的人员需求时要采取不同的措施, 进行针对性较强的服务, 才会体现学科服务的真正目的。

3.2 综合运用各种学科服务模式, 设立学科馆员、建立学科馆员职责

高校图书馆设立学科馆员可以更好的为学科建设做好学科服务, 学科馆员要具备很高的专业素养和知识, 要不断学习提高学科服务水平。

学科馆员的职责包括为对口学院 (系、学科) 师生提供利用图书馆资源和服务的培训指导, 及时宣传图书馆新增加的资源及服务项目;为对口学院 (系、学科) 师生提供咨询服务, 及时解答问题;编写读者参考资料、图书馆利用指南和电子信息资源的使用指南等;收集、整理有关学科的馆藏网络资源和公共网络资源, 建立该学科信息导航网页, 并链接在图书馆主页上;定期进行读者调查, 征求其对图书馆的需求意见与建议, 作为图书馆调整馆藏及强化服务的依据;收集院系推荐书目, 供采购参考;负责试用、评价对口院系学科的参考工具和电子资源、收集反馈意见, 为数据库引进提供参考。

学科服务是一门高效服务的工作, 完美的学科服务是形成一种方便的资源利用门户, 同时培养出高素质的学科服务工作人员, 这样在开展学科服务时融入现代科学的先进方式, 积极响应用户的需求, 与用户形成良好的交流和沟通, 从而建立一种长期稳定高效的学科服务平台。在高校中科研型人才比较多, 由于各个学院的研究方向天壤之别, 需要的信息也不相同, 因而图书馆在面对这些科研用户时要积极采取不同的策略, 对于学科交叉的信息和资源实行学科共享, 对于方向性较强的学科要实行既面向大众提供科普型资源, 同时也要针对不同进行区别化对待, 这样才能体现出学科服务的高效和针对性。对于高校中国家重点实验室、省级重点研究方向以及协同创新研究基地等这些重点实验室和科研人员, 图书馆要提供学科情报服务, 长期跟踪学科发展动态, 及时提供有效的信息和资源, 同时图书馆员也要根据自己的所长, 积极参与到学科的研究项目和课题中去, 对于科研需要的数据库、网站等及时更新, 定期检查漏洞, 进行资源整理, 项目分析等工作, 并把这些结果及时传送给用户。同时图书馆工作人员也要主动走入学院, 聆听各个学科的所需, 与真正的用户进行面对面的交流和沟通。

3.3 构建专门的学科服务平台

在过去的图书馆建设过程中, 数据库资源没有针对性, 因而很难满足学校用户的需求, 真正的图书馆平台应该是一个为各个学科搭建一个人性化服务的平台, 通过这种个性化平台的加入让图书馆的学科服务成为体系。在传统的图书馆学科服务平台中, 图书馆员与用户的沟通不足, 缺乏沟通造成的直接后果就是服务人员不清楚用户真正的需求是什么, 这样导致的直接问题就是图书馆不能够很好地参与到科研人员的工作中, 在科研的项目的立项、方向的确定等都不能很好地进行跟进和服务。同时, 由于不便的交流使得学科馆员不了解用户的具体信息需求。因此, 在图书馆的学科建设过程中, 这些问题是亟待解决的, 而为了改善学科服务中存在的问题, 应该把图书馆员, 用户和信息资源三者紧密联系在一起, 让这三方面形成一个沟通无碍的平台, 这样需求和问题的解决可以在第一时间内完成。例如, 上海复旦大学引入资源共建平台, 在这个平台上用户可以实时上传需求, 而图书馆员也可以第一时间看到需求, 并通过强大的图书馆信息资源库进行问题的分析处理和整合, 最后根据用户的实际需要而提供切实可行的方案和资源。同时, 为了方便图书馆员和用户之间的沟通和交流, 还应该积极搭建各种通讯平台, 例如建立网上在线服务、学科服务博客、微信平台等, 全方位、多领域地开展需求满足服务, 使得图书馆在科研工作的作用逐渐凸显。

3.4 建立有效的学科化服务保障机制

首先是基于服务的人工学科服务平台, 其次是学科服务团队。就人工服务平台来说, 图书馆员是主力, 他们直接面向用户进行学科资源信息的传递和沟通, 因而图书馆员是这个服务平台的保障和支撑, 学科服务的团队不仅仅只有图书馆员, 而且还应该包括各个团队, 例如在图书馆主页的网页制作发挥功能的团队、各个学院平台构建的团队等。只有学科管员和用户积极配合, 才能提供更加完善的资源服务。在图书馆的学科服务建设中, 可以有多种开展的方式, 例如在学院开展系列讲座, 进行信息检索的服务帮助, 开展网络课程教学以及编写学科服务指南, 进行客服针对性邮件推送信息和资源等。通过这一系列的服务, 准确定位客户需求, 从而更好地提供服务是学科服务的宗旨, 同时, 建立有效的学科化服务保障机制, 也是保障学科服务正常进行不可或缺的一部分。

摘要：文章通过对目前我国高校图书馆的学科服务建设现状的分析, 针对我国高校图书馆目前存在的主要问题进行探讨, 通过阐述提高高校图书馆创建学科服务模式的路径选择, 为今后高校图书馆创建学科服务模式提供方案和建议。

关键词：数字化,图书馆,创建,学科服务,学科馆员

参考文献

[1]初景利.新信息环境下学科馆员制度与学科化服务[J].图书情报工作, 2011 (2) :5.

学科创建 篇8

关键词：风能与动力工程,多学科交叉,国际化,复合型,风电人才

随着全球化进程的推进, 中国市场本身也正变成一个国际化的市场, 无论中资企业还是跨国公司, 都把其核心竞争力的构建放在“国际化人才”的吸纳上。麦肯锡发布的《应对中国隐现的人才短缺》指出:“今后五年, 中国需要7.5万名能够在国际市场中施展才能的管理人员, 但目前这类人才只有5000个”。风电技术和行业的国际化需求随着风电各大企业的国际化进程也越来越高, 为满足全球市场对风力发电人才的需求, 华北电力大学于2006年开设了国内外第一个风能与动力工程专业, 培养具有风力发电机组及风电场设计、制造、运行和管理和具有国际竞争力的风电人才。国际化人才就是具有国际意识、国际交往能力、国际竞争能力的人才, 因为这种人才能立足于本土, 放眼于世界, 积极主动地参与国际竞争, 对国家经济建设能起到有利的推动作用, 未来将成为可持续发展的执行者。因此, 专业创建了国际化风电人才培养方案, 毕业的学生除了适应新能源电力发展需求外, 还可从事动力工程、电气工程及机械工程等相关领域的专门技术工作, 甚至可在国际能源咨询业工作, 成为可再生能源发展的引领者。

一、国际化的教育理念和培养目标

教育国际化就是教育观念国际化、人才标准国际化、人才培养国际化、教育市场国际化, 并且要确立教育国际化的培养目标, 构建国际化的课程体系, 加强教育国际化的交流和积极发展国际合作办学。就华北电力大学风能与动力工程专业的国际化战略来讲, 设定的总体目标就是, 建设多学科交叉风能与动力工程专业, 培养高素质、创新型、国际化人才。其分目标: (1) 学科建设目标:提升学科的国际化水平, 加快高水平学科建设的步伐; (2) 人才培养目标:提高具有国际视野、通晓国际规则、在全球可再生能源领域活动中具有领导力和竞争力的高层次、创新型国际化人才。为适应国际化的需求, 要培养学生具有以下优质素质:坚实宽广的专业知识;良好的外语水平;明确的国际化意识;较高的国际交流水平;较强的专业实践能力;复合创新型国际化高水平人才。通过专业教学, 提升学生的国际竞争力, 使之成为能够适应国际环境的复合型人才, 实现国际化先进人才培养的价值取向。

二、国际化风电专业人才培养的战略

国际化人才培养战略的核心是探索办学模式的国际化, 它首先是办学理念的国际化、发展战略的国际化, 然后是由此所决定的策略、行动方案的国际化。办学宗旨和理念的国际化先行, 就能有效指导课程体系、师资建设、教学方式与手段、教学管理和质量保证体系、管理运行模式等方面的国际化。

1. 办学理念。

提出了国内外领先的“多学科交叉, 国际化教育与工程化教育融合, 科技创新与教学相长, 具有国际竞争力”的风电人才培养理念, 在全程教学环节中贯彻实施、研究、总结、提升。力求使学生做到“一专多能”, “一专”即指专于空气动力工程, “多能”即指能掌握国际风电所需要的机械、电气、控制、计算机、外语、经济、运行、管理等学科知识和技能。同时, 还应强调学生具备从全球角度观察、思考和处理问题的实际能力。在培养人的过程中, 倡导“人的全面而自由的发展”。力求在教学大纲设计、课程设置和教学管理中, 充分注重学生的全面协调发展, 不仅关注其知识的获取, 还关注其综合素质的提高。教育过程鼓励合作学习, 促进学生之间的相互交流、共同发展, 促进师生教学相长。

2. 办学模式。

就学科建设国际化措施来讲, 要建立战略性的研究方向, 就要先确定几个主要的战略性研究方向, 与国外的一些高水平学术机构进行合作研究, 把世界各国的专家、学者汇集在一个平台上。培养学生的学术研究队伍, 让学生参与到学术科研中, 参与到国际的学术团队中, 借助于联合培养的机制。 (1) 英语课程:贯穿于听力、口语、阅读、写作、语言知识、自主学习指导等各部分, 互为交融和强化, 旨在对学生进行全面语言训练。 (2) 实践课程:鼓励并开展学生的专业实践活动, 加强校企合作, 让学生参与诸如暑期社会实践的暑期实习, 有助于学生的国际化, 并有助于专业课程学习与实践的对接, 培养学生成为国际化高水平的复合型人才。 (3) 科研合作交流:开展国际合作研究项目, 举办高水平的国际学术会议, 鼓励教师参与国际学术交流。国际学术交流的主体是教师和管理人员, 并让有适当能力的学生都参与。在人才培养的国际化方面, 制定一些措施, 促进人才培养质量的提升。

3. 教学方案。

教学方案以工程热物理、电气工程、机械工程三大学科的基础课为主, 专业工程化训练, 是以开设了全新的《风力发电原理》、《风力机空气动力学》、《风力发电机组设计与制造》、《风力发电机组监测与控制》、《风力发电场》、《风电场电气工程》等六个主干专业课的学习, 来完成多学科的交叉与融合。每门专业课的教材组织行业著名专家新编。为了完成多学科交叉的工程化实践, 鼓励并开展学生的专业实践活动, 课程体系中设有四大实践环节, 大学二年级就将学生派往风电机组制造厂和风力发电厂进行两周的认识实习, 大学三年级时, 派到风电机组总装厂进行两周的拆装实习, 大学四年级时, 根据学生就业方向, 分别派往电力设计院、风电场以及风电机组制造厂进行4周的毕业实习, 最后, 针对学生的科学研究志向, 进行14周的毕业设计。同时还设置了风电大讲堂, 由国际知名学者进行授课, 保证学生得到最新的国际技术动态。通过教师和学生互换和学分互认等制度性的安排, 进而逐步与国外院校建立合作关系, 实现并逐步增强国际化。

三、风能与动力工程专业的教学实施

在国际上第一次聘请18名以世界风能协会主席为代表的国际风电规格专家为客座教授, 为本科生授课和开设专题技术讲座;聘请国内外著名企业的风能知名专家为本科生授课和开设专题技术讲座。将国内外最新的科技成果、新技术、新产品的内容融入教学内容中, 将工程化实际的成功经验和存在的技术问题融入教学内容中。每年选拔优秀本科生, 派往美国等国外知名大学学习。提出并运用了“科技创新与教学相长”的教学方法。将国内外最新科技成果、新技术和新产品编入教材, 在理论教学和实践教学中运用。教学团队承担国家“863”项目、国家科技支撑项目、国际合作项目、国家自然基金项目和企业委托重大项目, 培养建设多学科交叉、国际化、工程化的年龄、专业结构合理的高素质教学团队。

1. 国际化人才培养。

(1) 国内首次制定并完善了风能与动力工程专业培养方案, 建立并完善了符合国家经济建设和国际风电技术发展需求的风电人才培养方案和多学科交叉型与国际化的课程体系。 (2) 构建实施了国际化教育与工程化教育融合的教育模式。聘请国际知名专家和企业知名专家给本科生授课和开设专题讲座, 建立风能专家大讲堂, 多次与英国剑桥大学、美国加州大学伯克利分校、丹麦技术大学、Manchester大学、Strathclyde大学、Loughborough大学, 荷兰Delft科技大学等名校在教师培养和学生交流等方面合作, 为培养国际化人才提供条件, 同时不断提高教学水平。聘请国际知名教授为本科生授课。使学生始终站在国际风电技术最前沿。 (3) 按照多学科交叉、国际化、工程化的师资培养模式, 建立了教授与青年教师“传、帮、带”的共同发展模式, 通过“走出去, 请进来”的教学与培训方法, 建设了一支年龄、专业结构合理的高素质、国际化的教学团队。

2. 多学科相融的教学。

(1) 组织编写出版了国际上第一套6部风能与动力工程专业教材。将最新的国际领先的科技成果、新技术、新产品编入教材中。由世界风能协会主席贺德馨任教材编审委员会主任, 组织全国风力发电产学研领域的著名专家审稿、多次试用和修订。 (2) 建设了大型风洞实验室、风电场与风电机组仿真实验室、风力发电运行与控制实验室、风电机组设计与制造实验室、风力发电机组拆装实验室和物理模拟实验室, 解决了本科生理论学习与教学实践相结合的难题。与北京金风科创风电设备有限公司、沈阳工业大学风能技术研究所等企业和科研院所, 建立校外人才培养基地, 得到了同行的大力支持和资助。 (3) 在中国政府/世界银行/全球环境基金———中国可再生能源规模化发展项目 (CRESP项目) 、国家“211”工程建设项目、教育部修购专款项目、国际风能教研项目、企业风电专业赠款和企业风电奖学金共同资助下, 分别完成了风能与动力工程专业培养方案建设、教材建设、教师能力培养、实验室建设、风电资料室建设和国际化人才培养工作。

华北电力大学的风能与动力工程专业是教育部批准的第一个风电本科专业, 通过6年的教学实践, 取得了一些教学经验和成果, 但是与国际的一流教学相比还有差距。我们将不断努力, 全面开展并推进教学进程, 完善对学生及教学的国际化教育, 致力于培养高水平、复合型的国际化风电科技人才。

参考文献

[1]世界一体化带来人才培养难题[EB/OL].http://www.hrnewspaper.com/html/news/2009-10-13/8750.htm.

[2]裴文英.高效发展视野中国际化人才培养研究[J].江苏高教, 2007, (6) .

[3]曹德明.以科学发展观为指导培养创新型国际化外语人才[J].外国语 (上海外国语大学学报) , 2007, (4) .

[4]赵彦志.中外合作办学机构的国际化实用型人才培养模式探析[J].文教资料, 2010, (3) .

学科创建 篇9

一、地理教室设计思想

依据初高中地理新课程标准、北京市永定路中学“十二五”规划蓝图, 以“提升校园静态文化品位, 丰富校园动态文化氛围, 构建校园特色文化体系, 优化校园多彩育人环境”的核心校园文化理念为指导, 集中学校领导、教师、设计方、施工方、监理方集体智慧, 共同打造有思想、有内涵的地理文化精品工程, 为全校师生提供新型、优质课程资源, 为学生个性发展启蒙, 为学生终身发展奠基。

二、地理教室规划目标

在这里, 不再对着地图发呆

在这里, 不再听着乏味的说教神游课外

在这里, 可以畅游观察、探索我们的星球

在这里, 可以自由触摸我们的世界

在这里, 我成为课堂的主角, 地理成了我们的最爱

……

“给世界涂上自己的颜色”, 这既是地理专业教室开篇序言, 也是地理教研组“创建品牌学科”的规划目标。

地理教室设计以促进学生主体发展为本, 充分考虑初高中学生心智发展特点, 引入先进科技成果, 突出学科特色, 突出创意, 力求让学生置身任何位置, 都有探究话题, 都能发现有效的学习资源。

三、地理教室资源配置

地理教室以逼真的场景为背景, 以现代多媒体网络技术、3S技术为支撑, 以数字星球、卫星影像、模型、声光电地图、岩石标本、主题灯箱等为手段, 多层面、多视角、多方位呈现特色鲜明的课程资源, 建构或真实或虚拟, 丰富多彩的现代地理教育场景, 将无形知识有形化、平面知识立体化、抽象原理形象化;营造具有一定时代特征的、科学合理、互动有序的认知、实验、探究环境, 使枯燥的书本知识“活起来, 动起来, 用起来”, 尽量满足不同层次学生探索自然奥秘、认识社会生活、学习和掌握现代地理学科知识技术与方法的迫切需求, 促进学生在自主学习、合作探究的环境中自然、和谐、愉快、健康地发展。

四、地理教室专业效果

1.总色调赏心悦目, 凸显地球家园

总体色调以赏心悦目的蓝色为主体, 凸显地球家园是蓝色星球的基本特点。资源教室的主题墙壁、桌椅台柜、灯箱窗帘的色调均与主调统一, 使人置身其间有“不敢高声语, 恐惊天上人”的清幽典雅的感觉。

2.精细设计, 精选主题, 突出创意

丰富地理课程资源, 拓展学生学科视野, 让地理课堂成为师生“知地明理”的学园、趣园、乐园。

基于上述基本理念, 我们对地理教室进行了精细设计:从宏观到微观, 用地球的宇宙环境与学科主干知识布置教室与走廊;精选主题, 从顶棚到墙壁, 从窗帘到文字, 合理划分功能区, 使每一处空间都会说话;突出创意, 学生置身任何位置, 都有探究话题, 都能发现有效学习资源。学生可以在地理教室内一次完成发现问题、查找资料、搜集信息、实验验证、质疑互动、交流分享等多个探究步骤;教师也可以利用地理教室的优质资源开发校本课程, 设计形式多样的实验、观摩、研究、互动等不同类型的特色课程, 以开放的观念和进取的心态与时代接轨, 营造宽松、和谐、融洽的现代学习氛围。

3.关注细节, 拓展教育环境

教室内, 学生使用的课桌椅摆放成“圆环形”或大大的“问号”, 在产生视觉冲击的同时激发内在学习动机, 唤醒地理学习需要, 鼓励创新思维, 诠释“带着问题进入课堂, 带着新的思索与憧憬离开”的新课程理念。

楼道内, 精心设计的彩色小桌椅不但可以用来小憩, 还为学生提供临时探讨、交流场所。借助小小彩桌, 学生们随时可以记下所思所想、所感所悟。不能挪动的消防柜, 通过精心设计, 成为防灾自救教育专区, 图文并茂的卡通画组图成为学生的最爱, 防灾自救方法尽收眼底。

4.以科技为先导, 优化课程资源

引进先进的数字星球技术, 购置基于三维空间的3S教学软件, 通过高分遥感影像、三维仿真技术、虚拟地理情境及应用过程, 跨越时空, 将无形知识有形化、平面知识立体化、地理原理通俗化, 构建可以自由观察、交互操作、探究分析的仿真互动平台。

结合真实案例, 揭示3S技术在定位导航、国土整治、城市管理、交通规划、工农业生产、防灾减灾和环境监测等领域中的应用过程和重要作用, 帮助学生对地理信息技术成果在生产、生活各领域的应用形成基本认知, 激发学生掌握最新科学技术、学习地理知识与技能、解决生活中问题的自觉性与主动性。

五、地理教室运行情况

地理教室从设计到竣工历时两年。两年多来, 我们发扬蚂蚁啃骨头的精神, 一次次研, 一点点磨, 一丝不苟, 精益求精, 不断修正完善施工方案;两年多来, 我们学习蚂蚁的团队精神, 团结协作, 集思广益, 打造特色鲜明地精品工程。

地理教室投入使用后, 教师和学生在地理专业教室探索地理奥秘, 在未知和未预见的教与学情境中彼此学习, 收获着成功的喜悦, 收获着探究时的灵感迸发与智慧碰撞, 收获着课堂中的一个个惊喜与思维的灵动。

六、使用中存在的问题及建议

(1) 因为设备数量多、科技含量比较高, 需要一名专职教室管理员, 并具有很强的地理专业功底。

(2) 从初一至高三年级5个年级上地理课, 班级数比较多, 课表的安排需要根据教师和学生的需求进行, 教室的使用有时会有重叠现象, 只能满足某一个班的需求。

(3) 专业教室资源的丰富需要师生共同的努力, 也是师生共同成长的过程, 需要全教研组教师带领学生一道投入, 效果会更好。

(4) 建设时因为强调整体效果, 为了突出某种功能和效果, 教室的采光要重点考虑, 尤其是顶部和黑板前, 要符合学生的需求。

(5) 数字星球的摆放位置要恰到好处, 以不影响全体学生的学习为原则。

(6) 白板或者触控屏的安装要与教室的大小相匹配, 1块满足不了教学需求时可以安装2块。

(7) 教室在设计时需要地理教研组教师的专业投入, 因为他们才是真正的使用者, 尽量避免行政上的干预。

(8) 3S技术在地理教学中资源的开发需要与科研机构合作, 将前沿的研究成果运用到地理教学中, 为学生们提供更多先进的学习资源。

七、结束语