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一、系統思想是社會有機體理論的基本思想
從思想史上看,由圣西門最早提出的近代意義的社會有機體思想就已包含了系統思想的因子。他把社會看作是一個由多個器官、組織構成的有機整體。他的學生在《圣西門學說釋義》中明確提出“社會是一種有機的整體”,并要求分析“這個統一機體的各個器官”。實證主義創立者孔德的“社會有機論”有著深刻的系統思想。他認為,社會的細胞是家庭,社會的組織是種族或階級,社會的器官是社區或城市。斯賓塞是“社會有機論”的集大成者,他依照生物有機體有營養、循環和調節三個系統,相應地把社會有機體也劃分為三個系統:營養系統是工人階級和農民階級,循環系統是商業階級,調節系統是政府和工業資本家。但斯賓塞又認為社會是一種“超有機體”。就是說,社會有機體雖然是一個可自我調節的系統,它的各個部分比較分散與自由,這與生物有機體各部分緊密相連并完全從屬于整體不同,生物有機體各部分的存在是為了生物有機體的整體,社會“超有機體”的存在是為了社會系統中各個獨立的個體。
馬克思用唯物史觀考察人類社會,也把社會比作有機體。在《哲學的貧困》中,馬克思指出,社會就是“一切關系在其中同時存在而又互相依存的社會機體”。在《資本論》第一版序言中,他又說:“現在的社會不是堅實的結晶體,而是一個能夠變化并且經常處于變化過程中的有機體。”馬克思把社會比作有機體是為了把社會“當作一個十分復雜并充滿矛盾但畢竟是有規律的統一過程來研究”。就是說,社會有機體是自然界長期發展的產物,是整個自然發展的高級階段。它絕不是舊唯物主義所認為的那樣是個體的機械組合或全部社會生活條件的簡單相加,而是一個在人與自然、人與社會、人與精神的實踐關系即主體與客體的全面實踐關系中構筑起來的,由人及其社會生活條件、要素構成的一個相互聯系、相互依存和相互作用的有機整體,是一個活生生的、自我運動的、不斷新陳代謝的復雜系統。
由上述可知,馬克思社會有機體理論和“社會有機論”有著密切的聯系,特別是兩者都有著豐富的系統思想。但兩者的區別是明顯的,前者是基于社會存在的實踐性、系統性和辯證本性形成的歷史觀和方法論。它認為社會有機體已不同于純粹自然環境的物質系統,它里邊是一個個有意識有目的的人,人的“自由自覺的活動”即實踐決定了社會系統的特殊之處在于:社會歷史規律的實現一刻也離不開人的活動。而后者把生物學規律簡單移植過來解釋源于自然又高于自然的人類社會,在總體上是錯誤的,這就像用經典物理學原理來解釋量子物理學現象一樣。
二、馬克思社會有機體理論的系統方法論
馬克思社會有機體理論的根本方法論是“新唯物主義”辯證法。正如列寧所說:“馬克思和恩格斯稱之為辯證方法(它與形而上學方法相反)的,不是別的,正是社會學中的科學方法,這個方法把社會看作處在不斷發展中的活的機體。”但在次層次方法論中,系統方法論無疑體現得最為充分。
首先,關于社會有機體的整體性和目的性。馬克思有著鮮明的“整體大于部分之和”的思想。他曾指出:“一個騎兵連的進攻力量或一個步兵團的抵抗力量,與單個騎兵散開的進攻力量的總和或單個步兵分散展開的抵抗力量的總和有本質的差別,同樣,單個勞動者的力量的機械總和,與許多人手同時共同完成同一不可分割的操作……所發揮的社會力量有本質的差別。”又說:“城市本身的單純存在與僅僅是眾多的獨立家庭不同。在這里,整體并不是由它的各個部分組成。它是一個獨立的有機體。”盧卡奇指出:“總體范疇,整體對各個部分的全面的、決定性的統治地位,是馬克思取自黑格爾并獨創性地改造成為一門科學的基礎的方法的本質。”可以說,整體性是馬克思研究社會的首要觀點。他認為,社會就是一個“一切關系在其中同時存在而又互相依存”的有機整體,而且“每一個社會中的生產關系都形成一個統一的整體”。
事實上,馬克思提出社會有機體范疇的直接原因就是因為蒲魯東割裂了社會的整體性,片面夸大了觀念和理性的作用。當然,從根本原因上說,馬克思創立社會有機體理論是為了批判資本主義社會發展的片面性的。因為,其時自由放任的市場經濟導致了當時西方社會發展的極端不平衡和勞動的異化。他主張勞動應成為“自覺自由的活動”,人的發展要以自由全面發展為目標,社會發展要整體地推進。顯然,馬克思社會有機體理論又有著鮮明的人本思想,體現了社會有機體的目的性。
其次,關于社會有機體的層次結構性和關聯性。馬克思認為,社會是由要素和部分構成的一個相互聯系、相互作用和相互影響的有機系統。第一,人口是社會有機體的第一個前提性要素。馬克思指出:“任何人類歷史的第一個前提無疑是有生命的個人的存在。”“有了人,我們就開始有了歷史。”第二,自然環境是社會有機體的又一前提性要素。馬克思說:“自然界……是人的無機的身體。人靠自然界生活。這就是說,自然界是人為了不致死亡而必須與之處于持續不斷地交互作用過程的、人的身體。”第三,生產力、生產關系(經濟基礎)和上層建筑是決定社會有機體發展和性質的根本性要素,三者有機聯結在一起,共同構成社會有機體的核心系統。馬克思又進一步把各種社會關系(要素)歸結到生產關系(經濟基礎),并闡明了它在整個社會有機體中承上啟下的關鍵作用,即“人們在自己生活的社會生產中發生一定的、必然的、不以他們的意志為轉移的關系,即同他們的物質生產力的一定發展階段相適合的生產關系。這些生產關系的總和構成社會的經濟結構,即有法律的和政治的上層建筑豎立其上并有一定的社會意識形式與之相適應的現實基礎。”此外,社會有機體的構成要素還包括語言、教育等特殊的社會現象。
第三,關于社會有機體的自組織開放性和動態復雜性。馬克思指出:“物質生活的生產方式制約著整個社會生活、政治生活和精神生活的過程。不是人們的意識決定人們的存在,相反,是人們的社會存在決定人們的意識。社會的物質生產力發展到一定階段,便同它們一直在其中運動的現存生產關系或財產關系(這只是生產關系的法律用語)發生矛盾。于是這些關系便由生產力的發展形式變成生產力的桎梏。那時社會革命的時代就到來了。隨著經濟基礎的變更,全部龐大的上層建筑也或慢或快地發生變革。”此處,馬克思經典地揭示了生產力和生產關系、經濟基礎和上層建筑的相互作用從內部自我引發了社會有機體的矛盾運動。這是社會系統自組織開放性和動態復雜性的重要表現。值得指出的是,馬克思強調經濟基礎的決定性是從“歸根到底”意義上講的,并非忽視社會有機體的動態復雜性和其他要素的作用。恩格斯晚年曾清醒地指出:“根據唯物史觀,歷史過程中的決定性因素歸根到底是現實生活的生產和再生產。無論馬克思或我都從來沒有肯定過比這更多的東西。如果有人在這里加以歪曲,說經濟因素是唯一決定性的因素,那么他就把這個命題變成毫無內容的、抽象的、荒誕無稽的空話。”其實,社會有機體不斷由低級形態向高級形態的演進就是“通過漸進分化從低復雜狀態向高復雜狀態進化而到‘自組織’的系統”的。
綜上所述,馬克思社會有機體理論把社會及其要素、結構和關系等描述為一個活動和發展著的復雜系統,盡管這并不完全等同于后來的系統論,但卻為我們認識和把握人類社會的系統性奠定了方法論基礎。事實上,對系統的研究在古代就開始了。亞里士多德早就提出過“整體大于部分的總和”的思想。可以說,現代系統論在某種意義上不過是對唯物辯證法普遍聯系原則的繼承和發展。其實,貝塔朗菲本人也坦率承認:“雖然起源不同,但一般系統論的原理和辯證唯物主義相類似則是顯而易見的。”
三、用馬克思社會有機體理論的系統方法論指導和諧社會建設
構建以科學發展觀為理論基礎的社會主義和諧社會是一項空前偉大的系統工程。馬克思社會有機體理論“以實踐為基礎,同時以人為本,通過對社會生產的發展、社會形態的發展、人的發展及同自然環境的密切聯系與不間斷發展的分析,向我們展示了社會有機體發展的實踐性、人本性、系統性和連續性特性,從而為科學發展觀提供了重要的哲學依據”。其實,科學發展觀在一定意義上實質上就是以系統方法論為基本內容的關于社會發展的方法論。“以人為本”體現了系統的目的性,“全面協調可持續”和“五個統籌”體現了系統的整體性、關聯性、自組織性和動態復雜性等。因此,貫徹落實科學發展觀,構建社會主義和諧社會,一定要自覺運用馬克思社會有機體理論的系統方法論作指導,系統地認識和改造社會。
第一,把握社會系統的目的性,堅持發展為了人民、發展的成果由人民共享。社會系統都是有目的的,建設和諧社會作為一項系統工程也有自己的目的,這就是要堅持以人為本,堅持發展為了人民、發展成果由人民共享,使全體人民朝著共同富裕的方向穩步前進。堅持發展為了人民,就是要把實現好、維護好、發展好最廣大人民的根本利益作為黨和政府一切方針政策和各項工作的根本出發點和落腳點,把發展的目的真正落實到滿足人民需要和提高人民生活水平上。堅持發展成果由人民共享,就是要把改革發展取得的各方面成果體現在不斷提高人民的生活質量和健康水平上,體現在不斷提高人民的思想道德素質和科學文化素質上,體現在充分保障人民享有的經濟、政治、文化、社會等各方面權益上,讓經濟社會發展的成果惠及全體人民。
第二,把握社會系統的整體優化性,切實推動經濟社會的全面發展和整體進步。構建社會主義和諧社會,必須把各項建設任務上升到社會整體的高度和放在整個社會大背景下去認識,全面地把握社會有機體的整體與部分、部分與部分之間的辯證關系、地位和功用,按照社會本身的發展規律進行社會實踐。這樣才能減少片面性、主觀性和盲目性,少走彎路,少付代價。必須看到,過去相當長一段時期內,忽視社會全面發展和整體進步的問題是十分突出的,片面追求經濟增長的結果導致了一系列的社會矛盾和問題。依照馬克思社會有機體理論,這種片面發展不符合系統整體優化性原則。今后,必須牢牢樹立科學發展觀,整體地認識和改造社會,力求實現經濟社會發展的理想境界——“整體優化”。
第三,把握社會系統的層次結構性,自覺調整優化經濟社會結構。構建和諧社會是一項復雜的系統工程,必須從紛繁復雜和不斷變化的社會現象中理出一條有序的思路,建立一套有序的機制,有序地推動和諧社會的建設進程。目前,我國人均國內生產總值已達1700美元,進入了現代化建設的關鍵階段,這也是經濟社會結構發生深刻變化的重要階段。在全球化的背景下,我們必須主動適應國際范圍內的產業結構調整,充分利用兩種市場、兩種資源來實現資源的優化配置。同時充分吸取歷史教訓,正確對待社會階層的分化與變遷,妥善處理好人民內部矛盾,避免用被“左”的思想曲解了的“斗爭哲學”來處理問題。這樣才能建成馬克思所展望的那種和諧社會:“代替那存在著階級和階級對立的資產階級舊社會的,將是這樣一個聯合體,在那里,每個人的自由發展是一切人的自由發展的條件。”
關鍵詞 自組織;重大水利工程;社會穩定;仿真
中圖分類號 C915;C935 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2012)11-0109-07 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.11.017
與一般水利工程項目建設不同,重大水利工程項目建設具有建設周期長、區域跨度大、影響因素多的特性,是一個典型的項目群建設,僅以南水北調工程為例,工程橫貫長江、淮河、黃河、海河四大流域,跨度十余個省(自治區、直轄市),工程建設包含水庫、湖泊、運河、河道、大壩、泵站、隧洞、渡槽、暗涵、倒虹吸、PCCP管道、渠道等多項水利工程,是一個復雜的巨型水利工程[1-2]。國內外實踐表明,重大水利工程建設后,工程上下游地質地貌和生態環境都會發生改變,并致使依賴這些自然環境存在和發展的社會也相應發生改變[3-5]。為此,工程建設后的生態環境的自我修復、人類社會的自我協調,都將促使重大水利工程建設區域的自然與社會經歷復雜的重構過程,改變當地社會生產和生活方式,以及影響當地人民生活和生產 [6-7],這無疑會增大社會不穩定的可能性。西方社會轉型的經驗表明,社會在從失范到規范、從混亂到有序的過程中社會問題和社會風險集中并發[8],當前我國正處于傳統社會向現代社會急速轉型階段,重大水利工程建設對建設區域的社會穩定風險無疑構成重要影響。從系統理論來講,重大水利工程建設和工程建設區域的社會之間不是相互獨立的,而是相互關聯的,并在邏輯關系上屬于高級復雜巨系統中的子系統,即“重大水利工程建設——社會”(LHPS)系統的重要組成部分。H.Haken [9]提出,如果一個系統在沒有外部力量強行干涉的情況下,內部各要素獲得空間的、時間的或功能的結構,便是該系統的自組織。LHPS系統同其他系統一樣,具有開放性、動態性、非線性、漲落性和不確定性等特征,所以LHPS有序穩定下的演變必將具有自組織,因此,運用自組織理論對“重大水利工程建設——社會”系統穩定性進行分析,有助于探討重大水利工程可能導致社會失穩的根源,找到影響重大水利工程項目建設社會穩定風險關鍵所在,為相關部門決策重大水利工程項目建設提供依據。
1 LHPS系統穩定的自組織
1.1 LHPS系統穩定的復雜性
復雜性在社會現象與問題中普遍存在,是許多社會現象與問題的內在特征。錢學森[10]認為社會系統的核心元素“人”使得社會系統同時具備“開放性”和“復雜性”,使其具備了復雜開放系統的特性,楊桂華教授更是指出,社會系統的特性使得人類社會具有超自組織特征[11]。
從復雜開放系統本質來看,LHPS系統是重大水利工程建設區域社會系統演變的一個形態系統,重大水利工程建設是社會系統內部結構運動因素中的一部分,并對社會系統賴以生存的生態環境、經濟環境以及社會結構等都產生重要的影響,其中工程移民是復雜化社會系統運動的最大社會風險。耿濤等認為一個移民社會經濟系統的重建需要一個很長的時間[12],工程移民屬于非自愿移民,國內外經驗均表明,非自愿移民安置是一項風險巨大的社會經濟活動,會對重大水利工程建設區域的社會穩定性產生重大沖擊。范澤孟、牛文元[13]指出,社會穩定的各種響應因子的動態變化,直接作用社會系統的穩定狀態,而社會系統的某一穩定狀態被擾亂或者被打破,社會風險都有可能被極大的提高。“重大水利工程建設—社會”系統穩定性既取決于該系統內部條件也取決于其外部條件,內部條件主要體現在重大水利工程項目建設是否合法和合理,而外部條件則主要表現在外部環境是否具備支持重大水利工程項目建設。
從圖1可以看出,LHPS系統賴以生存的外部環境主要是社會、經濟、政治、文化和技術等環境,這些外部環境的構成因素都具有眾多復雜的特性,以社會環境為例,外部社會穩定狀況、治安狀況、水利工程建設區域的重大事故狀況、犯罪率、水利工程在當地被接受程度、社會輿情、當地社會保障、社會醫療等因素都會對LHPS的系統穩定性構成重要影響。LHPS系統組成因素是眾多的,且每個因素間通過催化聯系把自催化循環聯系起來,其中每一個因素既能自復制,也能對其他因素提供催化支持。在艾根超循環理論(Hypercycle theory)[14],社會的復制循環主要為社會生活和社會生活方式兩個方面的自復制循環。除此之外,各因素都是具有動態演變性,使得該系統具有不確定性,所以無論從LHPS系統的內部結構、外部表征,還是從其行為和環境復雜性來看,LHPS系統都是一個復雜巨系統,其穩定性具有復雜性。
1.2 LHPS系統穩定的自組織
從耗散結構理論來看,重大水利工程建設會對社會系統產生一個遠離平衡的沖擊力,在到達遠離平衡的非線性區時,一旦系統的某個參數變化到達一定閾值,系統便會由穩定進入到不穩定狀態,即出現了非平衡相變,如移民非自愿不滿從上訪演變成。錢學森[10]認為,系統自己走向有序結構就可以稱為系統自組織。楊桂華[11]將影響社會系統序變的因素歸為:①社會系統相對穩定的演變達到一個序變點后進入序變區,即系統變得十分不穩
\定;②隨機“漲落”影響序變;③環境影響社會系統序變方向。LHPS系統穩定滿足自組織現象條件,首先,由于重大水利工程建設過程實質上是一個與外界人、財、物的不斷交換過程,并伴隨著能量和信息的交換,LHPS系統具有開放性;其次,重大水利工程建設本身的各元素之間相互關系是非線性的,與相聯系的環境也是非線性的,即LHPS系統存在非線性機制;再次,漲落和突變一直伴隨重大水利工程建設過程;最后,自復制循環影響漲落影響大小,為LHPS系統演變到新的穩定結構創造條件,為此LHPS系統穩定滿足自組織條件。
2 LHPS系統結構分析
社會系統是一個非絕對平衡的開放系統,其穩定性具有動態性。閻耀軍在社會穩定系統動態分析中把社會穩定系統的邏輯結構概括為6部分:生存保障系統、經濟支持系統、社會分配系統、社會控制系統、社會心理系統、外部環境系統[15]。為了確定“重大水利工程建設—社會”復雜系統的內部結構,在研究方法上借助于Warfield[16]創建的解釋結構模型法(ISM)對LHPS系統進行分解。根據研究內容的需要,本文邀請10位重大水利工程社會評價領域的專家,對LHPS子系統進行了確定,即經濟發展(S1)、移民安置(S2)、社會保障系統(S3)、社會分配系統(S4)、移民心態系統(S5)、外部環境系統(S6)。借用ISM研究子系統內部相互作用對LHPS系統演變的影響,對六個子系統復雜關系進行層次化和條理化。根據專家們討論子系統之間直接關系或遞推二元關系,構建鄰接矩陣,若兩個因素之間關系存在影響關系,定義如果SiSj則為1,否則為0。則LHPS系統的子系統的鄰接矩陣A為:
基于布爾運算法可得可達矩陣R:R=I∪A∪A2∪A3∪A4∪A5,本文運用MATLAB軟件計算(程序代碼略):
根據可達矩陣R,可以找出子系統Si影響其他子系統的可達集E(Si),其他子系統對Si影響的子系統組成先行集A(Si),及受子系統Si影響又影響Si組成的共同集T(Si),即(T(Si)=E(Si)∩A(Si))。結果見表1。
根據表1結果,若E(Si)=T(Si), 則Si就是系統的最高級子系統,然后去掉最高級子系統,重復上述步驟,可分解出系統的第二層、第三層……,以及子系統的層級關系。按照子系統的層級順序將系統分層,然后再根據結構矩陣子系統間連接關系用有向矢線相連,可繪出其系統的多級遞階結構圖(見圖2)。
從圖2可以看出,對LHPS系統穩定性影響最直接的是社會分配子系統、移民安置子系統、移民心態子系統,三者的穩定性直接決定了LHPS系統的穩定性,但是從圖2梯級結構模型上看,這三子系統只是影響LHPS系統穩定性的表象原因,其穩定性深層次原因是社會保障系統的魯棒性是否穩健,而社會保障子系統深受經濟發展子系統和外部影響子系統的影響。這一結果表明,重大水利工程項目建設的社會穩定性主要來自與移民相關的社會分配、移民安置和移民心態領域,但其深層次的決定因素是當地社會保障體系是否完善,這既取決于當地的經濟發展,也取決于外部環境,如生態環境、與域外地區相比社會經濟發展是否優越等,即社會保障體系建設是LHPS系統穩定性的關鍵。
3 LHPS系統穩定性演變模型
由于系統自組織過程不存在特定的方式作用于系統外力,系統從有序到無序,再有無序到有序的變化,以及從低級向高級的演變過程都是子系統相互作用的內部過程,外部對系統作用力是一個隨機漲落。本文依據自組織理論,將運用非線性動力學方程對LHPS系統進行如下描述,建立的系統動力學模型為:
其中,γ和γ1,γ2,γ3,γ4,γ5,γ6分別表示LHPS和S1,S2,S3,S4,S5,S6的變化率與其原有狀態的關系;γ和γ1(i=1,2,3,4,5,6)則表示各子系統的協同作用對LHPS和Si的影響;φ(t)表示隨機漲落(如突發事件)對系統穩定性的影響,t代表時間。
文獻研究發現,在系統處于無序狀態下,系統眾多變量中存在一個或者幾個變量值為0,隨著系統由無序向有序轉變,這些變量值也有小變大,即這些變量能夠描述系統的有序程度[17]。根據役使原理,系統相變過程是一個由系統狀態變量形成系統序參量,序參量又役使系統其他狀態變量的過程,序參量支配、主宰和役使系統狀態的其他變量,序參量是眾多變量中慢變量,役使其他快變量變化。對于社會系統來講,也同樣存在著系統運動宏觀參量(序參量),且這種宏觀參量決定著社會系統的有序結構和功能行為[18-19]。
本文將重大水利工程建設經濟影響(q1)和社會影響(q2)作為“重大水利工程建設——社會”系統自組織演化的序參量,這主要是因為重大水利工程建設區域社會系統從無序向有序演變是重大水利工程項目建設和重大水利工程融入建設地區社會系統中的變化過程。根據哈肯協同學基本理論,式(4)表示了LHPS系統的兩個序參量如何影響子系統的自組織演變。
其中Si代表LHPS子系統;α1為序參量重大水利工程建設影響對子系統自組織演變的作用;α2為序變量系統協同作用對子系統自組織演變的影響;α3為子系統的自反饋系數;α4為兩個序參量相互作用對子系統自組織演變的影響;α5為重大水利工程建設正效應;β1為重大水利工程建設負效應;λ1為隨著時間推移,重大水利工程建設影響力系數;β2為兩個序參量相互作用力系數;β3為阻尼系數;β4兩個序參量之間的關系。
Si系統處于穩定是,S·i=0,q·1=0,q·2=0,
,即系統穩定的平衡點為(0,0,0)。根據模型求解其特征矩陣為:
平衡點(0,0,0)帶入式(5),則:
由此可得特征根λ(1)=α3,λ(2)=α5-β1,λ(3)=-β3。由李亞普諾夫穩定理論可知,只有當且僅當特征根均為負實部,系統才是穩定的。為此,系統的穩定性主要α3,α5-β1,β3決定,與其他參數無關,即研究LHPS系統及其子系統穩定性可以從式(6)特征值入手。
4 系統穩定性演變模型仿真分析
ISM模型分析結果表明,社會保障系統是LHPS系統穩定的核心,它的發展受社會經濟發展和外部環境系統的影響,如果重大水利工程建設區域的社會保障系統穩定,必將推動LHPS系統的穩定,即當地社會保障體系穩健性對重大水利工程建設的社會穩定有巨大的影響,為此本文針對LHPS子系統中的社會保障子系統(S3)穩定性演變進行仿真分析。
本文以2006年九三學社政協提案中所披露的三峽庫區移民社會保障調查數據為依據①。通過比較計算得到α1= 0.297,α2= 0.5,α4=1.8,λ1=1.5,β2=1,β3=0.5,β4=1.2 ,并將其代入式(4)中,為了更清晰的看出隨機漲落對社會保障系統的影響,本文將φ(t)也引入分析中,觀察φ(t)變化對系統的影響。
(1)當α3
(2)當α3,α5-β1,β3參數大于零時,社會保障系統便處于了失穩狀態(見圖6、圖7和圖8)。從圖6不難發現,當LHPS的社會保障系統自反饋參數α30時,重大水利工程項目建設正負作用較小時,S3、q1和q2仍然在所測時間域內趨于穩定,但是當S3自反饋參數α3>0后,S3便開始遠離穩定點(見圖7)。由于社會保障系統在LHPS系統穩定性中占關鍵地位,S3系統的不穩定導致LHPS系統的不穩定,所以社會保障體系自身系統反饋子系統的穩定性對其穩定性影響巨大。圖8所示,S3處于不穩定時,如果再出現隨機漲落,如移民收入減少、移民就業下降、移民上訪等事件,會更加促使S3穩定性遠離平衡點,而且由此引發的經濟影響q1和社會影響q2更是處于震蕩的不穩定中,表明如果社會保障系統不完善,隨機漲落出現會使其更加不穩定。
5 結 論
如何評估和控制重大水利工程項目建設社會穩定風險是當前理論和實踐界研究的熱點。本文從自組織理論視角研究重大水利工程建設社會穩定問題,并分析了重大水利工程建設有可能引發社會不穩定的根源,主要結論如下:
(1)LHPS系統穩定影響因素眾多、復雜。主要原因是重大水利工程項目建設不但影響所在區域經濟發展、社會發展及生態環境,而且工程建設本身會涉及復雜的移民問題,“人”因素復雜了LHPS系統復雜性,此外LHPS系統是一個開放系統,更加強化了其復雜性。
(2)基于重大水利工程建設區域社會系統特點,將LHPS系統劃分為6大子系統,運用ISM分析LHPS系統結構發現:社會分配、移民安置和移民心態等子系統穩定性是LHPS系統穩定性決定因素,但三者穩定性取決于社會保障子系統的穩定性,即社會保障子系統穩定性或者社會保障體系是否完善,是重大水利工程項目建設的社會穩定的基礎。
(3)基于LHPS系統特點,選取重大水利工程的經濟影響(q1)和社會影響(q2)作為序參量,運用九三學社三峽庫區社會調查報告,對社會保障子系統(S3)自組織演化進行仿真分析。結果表明:①如果社會保障系統(S3)系統是穩定系統,在沒有外部隨機“漲落”影響下,重大水利工程項目建設即使對q1和q2產生重大影響,S3系統仍然是趨于穩定的,LHPS系統也會趨于穩定;②由于LHPS是開放系統,外部沖擊無法避免,如移民收入減少、補償等引發社會矛盾沖突、突發事件等,外部沖擊會影響S3自組織演變,但S3穩定性較強時,外部沖擊將不會改變系統穩定性趨勢,反之,S3系統將遠離穩定;③如果S3系統不是穩定系統,又有外部沖擊,那么二者相互作用將強化S3系統遠離穩定,使得LHPS將處于不穩定中。
以上表明,重大水利工程項目建設所在區域的社會保障體系建設十分重要,在社會穩定方面具有重要地位。不完善的社會保障體系將會加大重大水利工程建設對當地社會穩定的沖擊,進而引發社會失穩風險。為此,在決策重大水利工程項目是否建設前,評估工程建設區域社會保障體系是否完善以及移民安置如何增強建設區域社會保障體系,應該是決策部門決策重大水利工程項目建設的重要依據。
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Research on Society System Stability of the Large Hydraulic Project Construction Based on Selforganization Theory
ZHANG Changzheng1,2,3 HUANG Dechun1,3 Upmanu LALL2 HUA Jian1,3
(1.Business School,Hohai University, Nanjing Jiangsu 211100,China;2. Columbia Water Center, Columbia University, New York N.Y. 10027, U.S.A.; 3.Hohai Industrial Economics Institute, Nanjing Jiangsu 211100,China.)
Abstract
關鍵詞:暖通工程施工 質量控制與管理
1、 施工前的控制
在工程進行建設的初期階段,必須要對施工圖紙進行嚴格的會審工作,以此來達到對圖紙內容進行規范、統一的目的!在進行圖紙的會審工作之前,其施工單位務必要對圖紙內容進行詳細的檢查,如若發現了任何問題,要及時向負責圖紙設計單位進行溝通,由圖紙設計單位來解答所出現的問題,并且兩者互相協作完成預審所發現存在的問題!施工單位要充分了解設計圖紙中的每一個細節,對其中所出現的與實際施工不符的設計,要及時與圖紙設計單位進行溝通,找出解決方案!在某些有需要的情況下,可以到施工現場進行對比,修正圖紙上所存在的錯誤!盡最大努力將圖紙錯誤都消滅在工程開始施工之前,圖紙審查工作的所有內容都要記錄在冊,由相關負責人員簽字,并留檔備案。
2 、施工過程中的質量控制
2.1 嚴格對工程材料進行控制和把關
針對暖通工程施工中存在著材料管理的問題,需要對其采取有效的措施進行解決,以確保整個施工工程的質量。對于采購回來的施工材料質量不合格的問題,管理人員需對采購回來的材料進行檢查,抽樣調查等等,一旦發現采購回來的質量存在著問題,堅決不能將質量有問題的材料應用到暖通施工工程中去。所有的材料的檢查標準都要符合國家對于建筑工程材料的要求標準;另外,針對材料上準備不足的情況,管理人員在工程施工前要組織專門人員進行整個暖通工程需要材料的數量的預算,并且根據暖通工程施工的實際情況,進行科學的預算,反復進行討論,然后按著預算出來的材料數量進行采購,從而解決在施工過程中存在的準備施工材料過多和過少的問題,從而保證工程的成本不會增加和確保暖通工程的施工按著預先的進度順利的進行。
2.2 加強對人員的控制
各個工序環節中,能夠有效避免由于人為因素所導致的錯誤的方式就在于對工程的施工前以及施工中進行嚴格的控制!人員是施工管理工作中的核心內容,只有加強對人員的相關管理,才能夠最大程度的讓工程在保證質量和工期的情況下完成!所謂對人員管理包括兩方面:一是要加強對承包單位的資質審查,另一方面要提高員工的素質,努力提高施工人員的素質,建立良好的安裝施工隊伍!首先要加強相關知識的學習,以定期不定期,集中或統一的方式進行學習,進行技術安全交底,明白自己的職責,什么應該做,怎么做,做到何種程度,要將這一學習成果以制度的形式固定下來,定期對其進行考核,并實施相應的物質或精神的獎勵!同事還要加強對新材料新工藝的宣講和普及,保證新材料新工藝的順利推廣!
2.3 及時控制好進度
暖通工程中的空調工程進度管理工作,最為重要的就是把握好暖通的工期,這是對暖通工程質量進行檢測的一個重要審核標準!暖通工程自身的進度管理工作必須要結合暖通工程的實際情況,暖通工程施工過程中各個部門的都要進行協調,并且工程進度要配合良好,如果采用合理的管理方式來控制進度的配合,反而會影響施工進度,嚴重情況下還會造成返工或者經濟損失!如果整個暖通工程由于受到較大影響而導致進度過于滯后,那么就會使得整個工程無法如期交付,同時影響到工程款項的撥付,甚至產生更為嚴重的連鎖性反應!例如影響到施工工人工資發放,進而影響到施工工人的施工熱情以及施工態度,從而在一定程度上影響到工程質量,嚴重情況下還會出現罷工而導致工程停滯,最終使得整個工程無法按時完成!所以,暖通工程在進行施工過程中,務必要控制好施工的進度,保持與合同要求的一致性,讓所有的資源都能夠使用到工程建設中,達到最大化的利用率!
2.4 加強對工程資金的科學預算工作
暖通工程施工中存在著資金管理的問題,因此,管理人員需要對資金進行科學的預算工作。資金的問題影響著整個工程是否能夠順利的竣工。因此,管理人員需要為整個工程需要的資金和安排組織人員進行科學的預算。根據工程的大小,工期的長短,施工材料的多少,錄用多少施工人員,需要多少的機械設備等等,進行科學的預算,從而合理的安排資金,已解決在工程施工過程中由于資金短缺的問題影響整個工程的施工進度和施工的質量。
3、 加強暖通工程施工質量管理的措施
3.1嚴格對工程材料進行控制和把關
針對暖通工程施工中存在著材料管理的問題,需要對其采取有效的措施進行解決,以確保整個施工工程的質量。對于采購回來的施工材料質量不合格的問題,管理人員需對采購回來的材料進行檢查,抽樣調查等等,一旦發現采購回來的質量存在著問題,堅決不能將質量有問題的材料應用到暖通施工工程中去[4]。所有的材料的檢查標準都要符合國家對于建筑工程材料的要求標準。
3.2加強對工程資金的科學預算工作
暖通工程施工中存在著資金管理的問題,因此,管理人員需要對資金進行科學的預算工作。資金的問題影響著整個工程是否能夠順利的竣工[5]。因此,管理人員需要為整個工程需要的資金和安排組織人員進行科學的預算。根據工程的大小,工期的長短,施工材料的多少,錄用多少施工人員,需要多少的機械設備等等,進行科學的預算,從而合理的安排資金,已解決在工程施工過程中由于資金短缺的問題影響整個工程的施工進度和施工的質量。
3.3對工程的進度進行合理的安排
針對暖通工程在施工進度上安排不合理的情況,管理人員要做好工程的進度安排工作。主要需要做2方面的工作,在工程施工前的預算工作和在工程施工中的進度管理工作。對于進度的預算安排需要組織專門的人員進行進度計劃,根據整個工程的實際,進行科學的進度規劃。對于管理人員在施工過程中對工程進度的管理,應該具有戰略性的眼光,對于在施工過程中,存在的工程的實際進度比計劃進度慢的情況,管理人員要及時的組織人員進行對進度計劃的修改,從而使計劃進度符合實際的施工進度,確保暖通工程順利的施工。
4、結束語
綜上所述,在對暖通工程施工質量進行控制的過程中,必須要加強各個環節的事前控制工作,同時也不能放松對施工中以及施工完成后的監管工作!只有不斷加強對暖通工程的質量工作,才能夠保證整個建筑工程的質量,在這一過程中,施工人員不僅要不斷強化自身的技術工藝,其管理人員也需要不斷對管理措施進行改善,使得建筑工程的暖通工程能夠得到最大化的經濟效益,并更好的以高質量來服務于社會!
參考文獻:
1.1 路面和橋面的鋪裝層易產生裂縫
由于道路橋梁是長期暴露在外界環境下的,并且使用的次數是數以萬計的,需要承載著不同重量的物體。在道路橋梁工程建設中,路面和橋面鋪裝層往往采用的是半剛性結構,這種結構雖然在某一程度上增強了鋪裝層的的強度和承受能力,但這種結構易受溫度的影響,溫度差異越大,鋪裝層產生裂縫的可能性越大。尤其是北方寒冷地區,路面或橋面鋪裝層常常會產生裂縫。由于早晚溫度差異過大,導致半剛性結構路面的受壓性降低,最終在日常使用中出現裂縫,甚至導致崩塌。路面和橋面鋪裝層產生裂縫的另外一個原因就是長期的使用量,相對于人行道路的鋪裝層,車輛行駛的道路更易產生裂縫,由于車輛在行駛過程中往往會出現超載或急剎車的現象,車輛會嚴重的擠壓并磨損地面,因此容易發生路面凹陷,進而產生斷裂層,在這樣長期的磨損情況下,路面和橋面必然產生裂縫,從而使得道路橋梁工程出現質量問題。
1.2 道路橋梁地基不均勻造成沉降問題
道路橋梁的地基質量決定了道路和橋梁的使用壽命,地基不均勻造成沉降的主要原因有以下幾點:首先是在道路橋梁工程建設前期相關人員勘測施工場地不到位,進而設計的道路橋梁不合理,導致施工過程中施工技術存在一定漏洞;其次是一些施工人員在工程建設中為謀取利益而偷工減料,忽略了工程質量的達標成果,滿足不了施工要求,最終導致道路橋梁地基發生沉降;最后是施工人員在施工過程中沒有充分考慮到施工地點周圍環境的地質變化情況,建設道路橋梁是需要很長時間的,長時間下地表層會遭到破壞,地質發生變化,土質的軟硬度不均衡,造成地基不均勻,甚至引發地基沉降。地基沉降不均勻,則會使路面和橋面受力不均衡,對人們日常生活和車輛的行駛造成嚴重影響。
1.3 鋼筋銹蝕出現斷裂問題
在道路橋梁的建設過程中,鋼筋是路基工程中重要的原材料,在路基的底層起著主要承重的作用。但是鋼筋結構處于路基的內部,容易受到一些環境因素的影響而最終影響其原本的承載能力。比如說,鋼筋和混凝土構成了橋梁的承重結構,若是混凝土施工過程或是后期受環境因素影響出現裂縫時,那么鋼筋就相當于失去了混凝土這層主要的保護層,一些空氣中的水分會大量的侵蝕到鋼筋結構的表面,鋼筋表面會在長期的水分影響下而發生化學變化,也就是產生表面銹蝕,銹蝕情況嚴重時,繼而會引發鋼筋結構的斷裂。在外界環境中若是存在一些硫化成分的化學品時,更會加劇鋼筋結構的銹蝕程度,使得道路橋梁工程在短時期內發生嚴重的斷裂現象。
1.4 低質量的施工材料引發的橋頭破損
橋頭破損也是道路橋梁工程中常見的一種病害現象,橋頭破損會使得道路橋梁的兩端產生嚴重的變形,這種變形現象會使得整體橋梁的應力結構發生變化,進而使得道路橋梁原本的使用壽命和安全使用系數都在一定程度上有所降低。產生這種現象的主要是由于施工材料的質量不合格引起的,若是施工材料的質量不合格,則不能滿足道路橋梁主要結構部件的支撐力的要求,道路橋梁上面長年累月的載重車輛行駛,會使得橋頭不堪重負的碾壓而產生局部斷裂,給道路橋梁的安全通行埋下了嚴重的隱患問題。
2 道路橋梁工程的施工處理技術分析
2.1 裂縫修補技術
裂縫修補技術是專門針對道路橋梁鋪裝層的裂縫現象提出的一種施工技術,具體來說裂縫修補技術可分為表面修補、裂縫填充、裂縫灌漿等多種方法,具體方法的選擇要依據表面裂縫的具體情況來確定。本節主要介紹表面修補技術。表面修補技術:這種方法適用于表面裂縫較淺的情況,其裂縫的寬度在0.2cm以下的情況。具體方法是,采用環氧膠泥或是水泥漿每隔5分鐘便對路面裂縫涂抹一次,使涂抹的厚度達到1mm以后,再對其表面涂抹油漆或是瀝青,以作防腐保護,最后采用玻璃纖維布覆蓋表面,防止表面再次受外界環境的破壞影響。
2.2 裂縫填充技術
這種修補技術相對于裂縫修補技術來說,更具有加固的作用,適用于裂縫較寬,裂縫現象較嚴重的情況。具體方法是,在路面的裂縫處進行縱深方向的挖槽,在槽位里邊采用水泥漿和環氧樹脂膠按照一定比例的調配之后填充到路面的裂縫中,由于環氧樹脂膠的性能較為穩定,其與水泥漿進行一定比例的調配后,性能穩固,對表面裂縫的修補更能起到穩固的作用。此外,在填充的工程材料中,還可添加一些防水性能較好的橡膠材料,這樣更能使得裂縫在雨水天氣時所受的影響較小。
2.3 錨噴施工技術
錨噴施工技術是針對于橋頭破損提出的一種施工技術。錨噴具有凝結快、穩固性能高的特點,是處理橋頭破損常采用的一種施工技術。具體的技術方法是,在借助錨噴設備超強噴射力的條件下,向裂縫部位噴射一定量的硅膠材料,然后在模板的加固作用下,用硅膠材料將橋體有效的粘結在一起。
2.4 鋼筋銹蝕問題的處理
鋼筋作為道路橋梁承重系統的中心環節,之所以會出現銹蝕現象,主要是失去了混凝土的保護作用。作為主要的承重構建,鋼筋一旦失去了混凝土這層保護層,很容易受到外界空氣或是腐蝕性因素的影響,進而使得鋼結構的硬力和韌性降低。為此,在處理鋼筋銹蝕問題時,首先需要做好混凝土的質量控制工作,對鋼筋起到很好的保護作用。具體可行的辦法可采用增加混凝土厚度的方式來加強對鋼筋的保護,可在混凝土的表面涂刷覆蓋層、封閉層、砂漿層等一系列的保護層來加強保護,或是在混凝土施工的初期階段,可通過改變施工材料配比的方式來加強混凝土的密度,通過摻雜一些礦渣、煤灰粉等來增強混凝土的防滲透性。
摘要:從知識管理與專業教學的關系出發,分析專業教學借鑒知識管理的可能性,以及利用知識管理、創新專業教學的一些改革舉措,并在我校車輛工程專業教學中的予以實施效果良好。
1知識管理
知識管理伴隨著知識經濟時代的發展逐漸凸現出來,它關于知識及與知識相關的資源和過程的管理方法與管理技術可以為專業教學的創新與應用的拓展提供一種新的思路。
從宏觀角度來看,知識管理關注整體,是對一個組織系統所擁有的全部知識及相關資源的管理,任何一個管理過程都應考慮組織整體效益的實現。知識管理的目標定位是實現知識共享與知識創新,提升組織的競爭力。知識管理的另一個重要理念就是顯隱知識的轉換。在實際的轉換中,這是一個循環往復的過程,即隱性知識社會化為隱性知識、隱性知識外化為顯性知識、顯性知識與顯性知識重新組合、顯性知識內化為隱性知識,這四個轉換環節是知識轉化理論的核心內容,并由此形成一個循環上升的知識增值系統。
從微觀角度來說,知識管理的實質就是對知識價值鏈的管理,清除影響知識價值鏈形成的阻礙因素,加快價值鏈的形成速度,使組織的知識在運動中不斷增值。
在具體的實際操作過程中,知識管理又可以劃分為不同的環節,即知識生成管理、知識應用管理、知識交流管理,由此又形成諸多知識管理工具。網絡技術、人工智能技術等信息技術手段在知識管理中發揮著重要的作用,較常見的專家系統、數據倉庫等都在知識管理中得到了應用。
2知識,理在專業教攀中應用的可能性
2. 1知識管理與專業教學都具有以下共同點
1)知識管理與專業教學所需實現的都是組織的整體效益。2)知識管理通過對知識的一系列開發過程,實現和完善自身的管理理念,達成管理目標。3)以人為本的思想既存在于知識管理中,也存在于專業教學領域。
2. 2知識管理與專業教學的結合點。知識管理與專業教學在技術層面也有著共同之處,即兩者都運用了計算機網絡、人工智能等技術。由這兩種技術還衍生出來許多新型的交流和學習方式,如blog、網絡社區、電子郵件系統、知識資源庫等。知識管理和專業教學可以相互借鑒彼此在應用這些技術手段時的經驗和成果。
專業教學的一個重要任務就是利用學習平臺,營造學習環境,促進學習者學習,提高學生的能力和素質。管理知識的過程實際上直接影響到學習者學習效率的提高,吸收知識管理的理念,也是專業教學中的重大變革。
2.3利用知識管理,創新專業教學。知識管理中的知識分類思想、知識轉化理論、知識價值鏈的形成等理念,均可以引入到專業教學中來。通過借鑒這些理念,可以為學習者營造更為有利的學習環境。學習者可以通過各種途徑,如面對面交流、網絡社區等直接或間接共享到他人的經驗、技能等,從而最終提升學習者的學習效率、教師的工作能力,進而提升整個教育系統的組織智慧。
知識管理將知識分為隱性知識和顯性知識,而且更關注隱性知識。專業教學在多年的發展中一直致力于將顯性知識通過各種途徑傳播給學習者,并為學習者所熟知和掌握。學習者對更加重要的隱性知識的學習則處于一種未知的狀態。在面對面的傳統教學過程中,學習者或多或少能夠通過一些親身體驗的方式學習到隱性知識。但是在非面對面的教學過程中,這種隱性知識的學習就被完全忽略了。知識分類思想提醒專業教學相關人員應該更加關注開發和利用隱性知識。
2. 4知識管理環節的劃分對專業教學的啟迪。知識管理通過總結知識價值鏈,得出知識管理包含四個過程:知識生成管理、知識積累管理、知識應用管理和知識交流管理。從這點出發,專業教學在運用知識管理的理念時,首先必須解決的是明確教育知識的來源:應該包括已經被認識到的可以拿來學習的知識、還掌握在少數教師、專家、學習者頭腦中不能被傳播的知識以及新創造的但還未納入到教育領域中的知識。其次,應該運用一定的鼓勵機制和技術手段識別、提取和組織這些知識,使之有序化、系統化。當擁有了大量的知識之后,專業教學可以利用教育資源庫、專家系統等手段將這些知識積累起來,并進行管理。學習者和教育者可以通過教育資源庫獲取大量的知識,同時又可以將自身獨有的知識拿出來供所有人使用。知識通過交流和共享獲得增值,這也為產生新產品和新技術提供了前提條件。
3知識,理在我校車輛工程專業段,中的應用
3. 1專業知識管理系統的構建。建構專業知識管理系統是知識社會對于專業教學提出的要求。專業教學通過構建專業知識管理系統為學生提供適當的知識源和知識環境,培養學生的創新能力。在學校建立信息管理系統和校園網工程后,為信息的獲取提供了前所未有的便捷途徑。專業教學利用技術手段建立專業知識管理系統,可以有效地對專業內存在的信息 (如學生信息、教學信息、教育資源、頭腦中的知識、知識行為、知識資產等)進行開發、利用和管理,促進知識的共享,同時也可以利用教育者和學習者的集體智慧完成創新知識的目標。
3. 2專業知識管理系統的使用情況。車輛專業知識管理系統在構建過程中就開放使用,廣大學生經常訪問該系統,最近二個月平均每天的校內師生訪問量已經達到1000多人次(注:該專業每屆學生數90人,全部在校生400人左右),而且有不斷增長的趨勢,而且論壇跟貼人數也不斷增長。
知識庫的內容不斷增長,目前有3個管理人員在作專門管理,審核上載內容和會員資格,目前有注冊初級會員600余人(校內360人),高級會員35人(校內教師、政府機關處室、行業協會、行業商會),平均每天上載內容達1. 6gb。
廣大師生對該知識管理系統地反映良好,在對該系統的評價中優良率達到99. 4%,而且為優秀的達到82. 8%左右。通過該系統的使用廣大學生覺得所獲得的知識和經驗大大超過以前,學生對本專業的學習興趣也大大提高,學習風氣明顯改善,學習成績與往屆學生相比也有明顯提高,更重要的是學生可以從系統內間接獲得許多工作經驗,使得學生畢業后縮短適應時間,特別明顯的是學生下企業進行技術實習時,明顯顯得有信心,工作成效更明顯。
關鍵詞:教學 改革 系統工程 教學理念
1、引言
隨著人類社會發展的步伐大幅度邁進,全世界越來越表現出系統化趨勢,當今世界已經處于系統工程時代。系統工程作為管理類專業的一門基礎專業課程,其應用范圍十分廣泛。對工程管理專業的學生而言,本課程通過教授系統工程的基本思想和方法論,及一些常用的模型,培養工程管理專業學生的系統思維,使他們在未來的工作中全面考慮,協調解決工程實際中的管理問題。如何在正常課時內,讓學生掌握系統工程課程的核心內容,并培養其解決實際問題的能力,是教師十分關心的問題。本文從系統工程課程的特點出發,分析了目前系統工程課程教學中存在的問題,針對這些問題,建議采用伙伴合作教學的課程教學理念,最后提出了系統工程課程教學改革的具體措施。
2、系統工程課程特點
2.1開放性
系統工程是一門交叉學科,它涉及運籌學、系統論、控制論、數學、生物學、計算機等學科,其研究運用到了系統科學、自然科學、社會科學、數學科學等領域的知識。因此系統工程是一門開放的課程,它通過從不同的學科領域吸取營養來更好地解決復雜系統問題。
2.2應用廣泛性
現代社會的系統化、復雜化趨勢越來越明顯,系統工程跨越多學科,可以綜合運用系統方法來解決工程、自然、社會、經濟、管理等各種復雜系統問題,因此,系統工程是一門應用廣泛的課程。
2.3知識連貫性
系統工程課程主要介紹開發、運行各類復雜系統(尤其是社會經濟管理系統)所需要的思想方法、工作程序和分析手段,其主要內容包括系統思想的發展簡介和系統理論、系統工程的方法論、系統模型與模型化、系統工程應用實例等,內容連貫,構成了整個系統工程課程的知識體系。
3、系統工程課程教學中存在的問題
3.1學生找不到課程學習重點
由于系統工程具有開放性,跨越多個學科,系統工程的內容比較綜合且豐富。但這對學生來說,就像是在自己面前放了眾多的珍饈,不知該選擇哪一種,找不到學習的重點。另外,有些老師認為應注重基礎理論的教授,培養學生的系統思維;有些老師看到系統工程的應用廣泛性而更注重系統工程中模型的應用,從而把教學重點放在模型的解釋和算法上。學生因老師的態度而迷惑,不知道課程重點究竟是什么。
3.2有些理論并不成熟,部分學生陷入疑惑
盡管系統工程知識連貫,但畢竟系統工程是在20世紀中期才興起的一門新興學科,有些理論并不成熟。比如,耗散結構理論和協同學理論能夠很好地解決化學中的一些自組織問題,能否應用于一般系統還有待研究;目前還不能提出一種對所有的非線性相互作用普遍適用的處理方法,因此自組織理論有待繼續構建。一些學生在學習并應用系統工程時,發現課程中的理論和模型并不能完全應用于自己要解決的問題,就會陷入疑惑,甚至對系統工程的科學性產生懷疑。
3.3學生對系統工程課程不夠重視
在與學生的交談中了解到,工程管理專業的學生多認為自己是工科學生,應更多的學習一些工程知識,管理方面學習管理學、工程項目管理、技術經濟學這些課程就可以了,沒必要再學習系統工程,對系統工程在工程管理實踐中的重要性認識不夠。
另外,在目前物質極大豐富,信息急劇膨脹的現代生活中,部分大學生缺乏目標,沉迷于網絡,對自己的前途比較迷茫,很容易在學習上表現出得過且過的狀態。這種特點也是這些學生對系統工程課程重視程度不夠的因素之一。
3.4學生對系統工程課程的學習積極性不高
學生學習積極性不高在教學中是一個常見的問題,系統工程課程的教學中同樣存在這樣的問題。此外,系統工程中的系統思想類似于哲學中的系統思想,會使學生覺得枯燥無味;有的模型,如主成分分析法,算法比較復雜,學生理解時有一定的難度。因此,有的學生因覺得無聊而沒有興趣聽課,有的學生因為內容難以理解而無奈、困惑,這些都會影響學生學習系統工程課程的積極性。
系統工程課程教學中的上述問題,需要對系統工程的課程教學進行改革,提高教學質量。
4、伙伴合作教學的課程教學理念
從系統工程的角度來看,系統工程課程教學就是一個復雜系統,應該系統地、全面地考慮其教學改革措施。結合系統工程課程教學中的問題,建議采用伙伴合作教學的課程教學理念。
伙伴――強調的是老師與學生之間的平等地位。中國傳統思想中講究尊師重道,“一日為師,終身為父”的觀念,強調對老師的尊重,卻也無形中使老師與學生之間產生了隔閡,學生與老師之間不能完全坦誠相告,不能知無不言,這也就使得兩者之間互相不理解,有時出現老師認為學生不努力,而學生認為老師過于苛刻,最終影響教學質量的提高。朋友式的伙伴關系,就會拉近老師和學生之間的距離,使雙方在平等的關系中放松地互相溝通,互相理解,共同探討學習問題。
合作――強調的是老師與學生之間的互相信任、互相了解。課堂教學基本上是老師講解知識,學生聽講,但這忽視了兩點不足:一是老師與學生之間很難有效的溝通,并難于隨時反饋學生掌握的知識和仍存在的疑惑,使老師及時調整講課的方式和教學進度;二是老師和學生不能互相了解各自的心理特點和行為風格,而雙方互相了解對提高教學質量很有好處,比如,如果老師能意識到一些學生認為系統工程無關緊要就產生了得過且過的學習態度,就可以悉心和他們交流談心,使他們意識到系統工程課程的重要性,改變自己的態度和想法。
教學――強調的是老師與學生的共同學習、互相學習。歷來都認為是老師“教”,學生“學”,不過這只是教學的一個方面。老師也有不知其然的時候,需要向學生學習一些新的思想、新的思路,也許會“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”。雙方應該在平等的基礎上,共同學習且互相學習,形成一種互教互學的良好關系,共同探討都感興趣的學術問題,如系統工程中的自組織理論等,在這種學習中,迸發出創新的火花,達到雙贏的理想目標。
伙伴、合作、教學這三者是相輔相成的,在平等的伙伴關系基礎上,才能真誠交流,進而互相信任和了解,形成良好的合作關系,共同探索,共同學習,最終提高教學質量。
5、系統工程課程教學改革的具體措施
5.1轉變對教師角色的理解
按照伙伴的教學理念,教師應該轉變對自己角色的理解,教師不應只是作為一個長者向學生傳授知識,更應該從朋友的角度出發,在平等的基礎上真誠地與學生溝通,避免與學生之間產生隔閡,能夠和學生打成一片。另外,教師通過轉變對自己角色的理解,引導學生從朋友的角度出發,通過換位思考體諒老師嚴格要求自己的苦心,這樣既可以體現出老師對學生的尊重,使學生理解老師的良苦用心,又可以使教師及時了解學生的課程學習情
況,隨時調整教學內容和進度。
5.2教師與學生合作研究系統工程有關內容
系統工程有些理論尚不完善,以及有些內容不易理解,對于學生的學習會造成一定的困難,但是在有限的課時內,又不可能完全講解這些內容。因此,需要老師和學生通過合作共同研究有關問題。這可以是以系統工程課程的教師為主組建一個學習團隊,吸納那些有興趣和老師一起探索的學生,各自以參與者的身份平等地進行研究。這樣一是可以共同探討系統工程中的知識,接觸學生的疑惑,且充分發揮每個人的聰明才智,各抒己見,從而碰撞出新的靈感;二是在學生的探索和思考中,使其產生學習系統工程的動力和興趣;三是可以在老師的帶動下,培養學生的探索精神和創新精神,為學生進一步自學系統工程知識打下良好的基礎。
5.3提高教師的創新意識和創新能力翻
系統工程應用十分廣泛,特別是在社會經濟復雜系統中將大有作為,但要能將所學的系統工程知識應用于實際,這就要求學生在學習及運用系統通常時要特別注重創新意識的培養,能根據實際系統情況靈活運用所學知識。但是目前大學生創新意識依然不強,根源在于老師的創新意識不強,因為教師在學生學習中起著引導的作用,只有老師營造出一個創新教育的環境,并與學生建立一種平等的民主的師生關系,對學生的新觀點、新看法要鼓勵、支持、引導他們去探索,從而使學生敢于創新、樂于創新,這樣才能培養出創新型的人才。
5.4教師要合理調整教學內容
老師要在有限的課時內完成整個教學內容,需要合理調整系統工程的教學內容。系統工程教學內容主要是理論部分和模型,教師要根據學生的專業適當把握理論和模型的講授比例及難易程度,在課堂的第一節課上就應該告訴學生系統工程的內容體系,以及以后的課程學習中的重點及難點,讓學生易于把握課程重點,并且可以結合重難點在課下挑選適合的讀物加強理解或擴充知識。
5.5采用開放式教學方法
系統工程中的耗散結構理論認為只有開放,系統才能增強其功能。系統工程本身具有開放性,其課程教學這個系統的功能也應受到開放的刺激。這種開放式教學方法是要引入新變量,以此來完善系統功能。在教學中引入的新變量可以促使師生自身某些方面的能力的增強或者減弱。比如師生到外地參觀考察,就給教學系統引入了新的變量,有利于教學系統更新。
管理科學系統工程是在20世紀系統科學理論興起條件下日益走入研究者和社會大眾視野的,體育系統工程是系統科學在體育領域中的具體應用。回顧和總結系統科學的歷史變遷與時展,探究系統工程理論與方法在體育領域中的應用領域,展望其發展前景,具有一定的理論意義和現實價值。
1系統思想的歷史與現當代系統研究的熱潮
1.1系統思想與實踐的歷史考察系統思想源遠流長,系統實踐在人類文明史上寫下了不勝枚舉的光輝篇章。古希臘的“Syn—histanai”一詞,意為歸攏起來使之站立,已經具有“系統”的涵義,亞里士多德(Aristotle)“整體大于部分之和”則是其具有整體論和目的論內涵的系統觀的高度概括。德謨克利特(Democritus)的系統思想通過其對宇宙構成的認識表達得十分清晰,他認為獨立,不變,不可分的“原子”是組成宇宙系統的基本粒子,柏拉圖(Plato)則賦予系統以完美的靜止狀態或永恒的“理想”形式之內涵。中國的《黃帝內經》中,也已包含有樸素的系統思想。《內經》通過對經絡、脈象、穴位等的研究,深化了對人體“系統”的認識。中藥的“辨癥處方”,則是系統思想的集中體現。一付中藥一般由“君、臣、佐、使”4個部分組成,“君藥”對主病起主要治療作用,用量較大;“臣藥”輔助“君藥”加強治療作用;“佐藥”用來抑制“君藥”可能產生的副作用;“使藥”對各種藥物起調和作用。“君、臣、佐、使”合理配伍,一付中藥就是一個具有“健身除病”功效的藥物“系統”。中國古代的系統思想在老子的《道德經》中得到高度概括和提煉,《道德經》中的“道”或“一”超越了時空界限,“獨立而不改,周行而不殆,可以為天下母”,老子認為,只有按照“道”的原則,才能實現即定的目標。“天得一以清,地得一以寧,神得一以靈,谷得一以盈,萬物得一以生,候王得一以為天下正”。這里的“道”或“一”在某種意義上可以和“系統”劃等號。公元前250年,中國戰國時期的秦蜀郡太守李冰設計并主持修建的都江堰大型水利工程,由都江魚沮、飛沙堰和寶瓶口三大工程配套而成,都江魚咀建于岷江中心,把岷江水一分為二,內江灌溉,外江分洪;飛沙堰建于內江西岸,用于溢洪排沙;寶瓶口位于內江東岸,配合飛沙堰調節水量。三項工程混然一體,巧妙地控制了岷江激流,兼收防洪、灌溉之利,都江堰渠道總長1165公里,共有520多條支渠,2200多道分渠,灌溉農田300多萬畝。這項2000多年前中國人系統實踐的偉大成果,至今仍在發揮其防洪、灌溉的功效。公元1015年,中國宋朝皇宮毀于火災,宋真宗命丁謂主持修復工程。為解決工程中燒磚和填地基用土及大量建筑材料運輸難題,丁謂令工役當街開溝取土,燒磚填地基;同時取土開挖的大溝,與汴河接通,船隊可將各種建筑材料一直運到皇宮門前,節省了大量勞力。完工后再把廢棄磚石填入溝內,復原街道。取土燒磚、材料運輸、余土處理一舉三得,堪稱人類運用系統思想組織大型建筑工程施工的光輝典范。
1.2現當代系統研究的熱潮
1.2.120世紀中葉興起的系統運動1925年,美籍奧地利生物學家貝塔朗菲(Lud-wigvonBertranffy)提出了系統論的思想,他的視野很快超出了生物學,于1937年提出一般系統論原理,為系統論奠定了理論基礎。1954年,貝塔朗菲與持有相同觀點的另外三位著名學者:經濟學家鮑爾丁(KennethBoulding)、生物學家杰拉德(RalphGerard)和生物數學家拉波波特(AnatolRapoport)發起成立了“一般系統研究會”,此4人被認為是系統運動之父。他們在加利福尼亞帕羅奧托行為科學高等研究中心合作共事,提出了系統科學研究的4個主要目標:(1)研究不同科學領域中概念、規律、模型的相似性,并致力于從一個領域向另一個領域移植;(2)鼓勵理論探索;(3)盡可能減少不同領域中的重復研究;(4)促進科學家之間的交流,強化科學研究的協調性。研究會每年組織召開一次年會,出版一本年刊,吸引大批科學家,在西方學術界產生很大影響。五、六十年代,西方國家先后建立了一大批專門的系統科學研究機構,許多高等學校競相開辦系統科學系或專業,出版機構積極支持系統科學著作的出版,創辦了一批系統科學學術刊物。據從1950到1980年30年的資料統計,系統科學論著每4年翻一番。隨著系統運動的發展,各國學者聯合成立了國際性的系統科學組織。大批具有系統科學頭腦的高級人才進入管理、研究和工程技術領域,使人類應付和處理高度復雜的的組織、決策、工程項目等問題的能力大大增強。如美國國家航空航天局組織完成的阿波羅計劃,耗資300億美元,動員了120所大學、2萬家工廠和公司的42萬名科學家和工程師參加研究。如此龐大的工程,必須運用系統科學的思想、方法進行組織管理。該計劃從總體目標出發,首先把整個計劃劃分成許許多多的子系統,如飛船系統、火箭推進系統、飛行制導系統等,每個子系統再細分成若干次級子系統。各級子系統協調配合,完成計劃總目標。人類成功地登上月球,并安全返回地球,可以說是當代系統實踐的偉大成果。
1.2.2西方的系統觀與主要流派由于人們所處的領域不同,看問題的視角不同,因而在系統運動中形成了各種不同的系統觀。主要有以下幾種:(1)類比系統觀———把系統視為抽象結構,即象在數學、邏輯學、統計、計算機科學和自然科學中那樣,把系統定義為“具有某種關系的集合”。這種系統觀相當普遍。(2)行為邏輯系統觀———把系統看成是由機能,控制論和互聯反饋過程說明的范例。這是控制論專家和系統動力學家的觀點。(3)生物學系統觀———把系統及其部分劃分為有機確定的子系統。這是米勒(JamesGrierMiller)的觀點,被稱為“生命系統論”。(4)方法論系統觀———把系統看成系統化的方法,即在“問題求解”、管理等過程中應用的方法。許多“軟系統方法論”的支持者持這種觀點。(5)形態學系統觀———用結構、形式、機器及其各部分之間的關系表示系統,把系統定義為具有某種屬性的事物和事物及其屬性之間關系的集合。工程界、“系統分析”及傳統“一般系統論”的支持者持這種觀點。(6)技術系統觀———把系統視為由幾個相互聯系的部分、特別是以計算機作為其組成部分而構成的裝置。這種觀點目前在實業界和整個大眾文化中最為流行。(7)目的論系統觀———認為系統是根據人類的目的、價值、前提等確定邊界、執行計劃的途徑。目的系統論者持此觀點。除此之外,還有辯證系統觀、生態系統觀、認識系統觀、觀念邏輯系統觀、本體論系統觀、心理學系統觀、符號系統觀、社會系統觀、拓樸學系統觀等等,不下二十余種,都是從不同的視角,不同的學科對系統描述,可見系統確是一個客觀存在的,同時又是人們主觀劃分的由各要素(子系統)組成的一個相對龐大的集合。在系統運動中,西方出現了許多不同的系統流派,主要包括:以麥薩羅維克(M.Mesorovic)為代表的數學系統學派;以霍爾(ArthurD.Hall)等人為代表的系統分析學派;以阿考夫(RussellAckoff)為代表的運籌學派;特洛卡勒(LenTrocale)創立的耦合命題學派;福雷斯特(JayW.Forrester)創立的系統動力學派;以艾倫(PeterAllen)為代表的復雜系統進化論派;普利高津(I.Pringogine)創立的耗散結構理論學派;哈肯(HermannHakenn)創立的協同論學派;托姆(R.Thom)創立的突變論學派。
1.2.3中國的系統工程研究與應用前景20世紀50年代中期,錢學森和許國志把運籌學從西方帶到中國,他們在中國科學院力學研究所組建了中國最早的運籌學研究組。此后,錢學森又開創并領導了中國的國防系統分析研究工作。50年代末期,中國科學家開始將運籌學應用于國民經濟發展。華羅庚從運籌學方法中提煉出可直接用來解決系統管理、優化問題的“優選法”和“統籌法”。他帶領一批青年科學家在全國范圍內推廣“雙法”,指導工農業生產實踐,取得了巨大的社會效益和經濟效益,同時還總結出“圖上作業法”、“打麥場設計法”等中國獨特的系統科學方法。70年代,在錢學森、宋健等人的大力倡導下,中國出現了新的系統科學研究熱潮。一批在數學、工程、經濟等領域有影響的專家率先轉入系統科學研究。到80年代,中國科學院及有關部委相繼組建了系統科學或系統工程研究所,不少高等學校如清華大學、天津大學、西安交通大學、上海交通大學、華中理工大學、哈爾濱工業大學、大連理工大學等設置了系統工程或管理工程專業,建立了研究機構,并開始招收、培養系統工程、管理工程專業的本科生、碩士生和博士生。同時,組建了中國系統工程學會、中國優選法統籌法與經濟數學研究會、中國未來學會、中國科學學與科技政策研究會、中國自然辯證法研究會等學術團體。系統科學思想和系統工程方法應于中國各級管理決策、發展戰略、區域規劃及重大建設工程項目的論證,取得了一批重要成果。同時,中國的系統科學方法論研究也有較大的發展,其中包括運籌學、系統工程和軟系統方法論等。華羅庚提出的解決經濟大范圍優化問題的“產綜正特征矢量法”,錢學森提出的“綜合集成方法”,都極大地豐富了系統科學方法論。70年代末80年代初,中國學者創立了一批系統科學新學科,其中鄧聚龍創立的“灰色系統理論”、吳學謀提出的“泛系理論”和蔡文創立的“物元分析”,都在國際上產生了一定影響。尤其是“灰色系統理論”,不但思想是全新的,而且以其能夠解決各領域科研、生產實際問題的獨特方法,獲得大范圍的推廣、應用,并為國際系統科學界所接受。人類已經進入信息社會,科學技術的知識量極大,內涵精彩紛呈,是過去任何時期都無法比擬的。科技活動構成了一個錯綜復雜的龐大系統,不同的科學技術領域,水融,科技前沿的重大突破越來越依賴于具有系統思維頭腦的科學家。系統科學思想在人類社會實踐中的應用,將使人們能夠自如地應付復雜多變的社會結構。人們的社會、經濟生活和行為方式將隨著系統科學的發展而不斷變化。每一個社會組織都必須按照系統思想的要求進行運作,其技術、程式、結構都必須隨外部環境演化發生越來越廣泛、越來越頻繁的變化,同時對快速反應的要求也越來越高。一個具有自我發展能力的社會組織,必須能夠根據環境變化建立相關系統模型,并運用這些模型進行預測、及時作出正確決策,實現組織目標動態優化,其結果必然是社會對系統科學及其專門人才的需求大大增加。
2系統科學與系統工程理論、方法在體育領域的應用
2.1體育系統工程的概念與基本思路從生物體運動與體能增進的角度看,體育是一種促進機體結構改變、功能改善的中介手段,可以沿著“用進廢退”的路線實現其獨特價值;從體育管理科學的角度看,系統論思想與方法是實現現代體育管理活動走向科學化的有效手段,有利于管理人員不斷優化應對日益復雜的體育管理活動的思路與方法。體育作為社會現象,是人類社會生活的一部分。隨著社會經濟的發展,體育作為一個復雜的社會巨系統,不但擁有眾多的組成要素,而且其組成結構復雜,同時又時刻受到千變萬化的環境影響。如何對這樣一個系統實施有效地組織管理,使其健康、快速地發展,則是擺在人們面前的一項現實問題。體育在人類文化生活中所扮演的角色將越來越重要。體育系統工程是以系統思想和理論為指導,有機地結合體育科學、技術科學和工程科學的相關專業知識,大量應用系統工程理論與方法,借助計算機技術等方法手段來研究解決體育系統中的各種復雜性問題一種技術。這就決定了體育系統工程的學科特點在于學科復雜性與技術集成性,強調多學科的結合與融會。鑒于體育系統工程的技術性特點,對其理論和方法體系進行研究有重要意義。在對系統工程的概念基本了解的基礎上,結合體育自身特點,體育系統工程可定義為:體育系統工程是從系統的觀點出發,多學科地思考問題,應用系統理論和工程的方法,去研究、解決和處理體育系統中的名種系統問,以實現體育系統目標整體最優化的一種科學方法。自上世紀90年代中期至今的10多年時間里,體育系統工程的理論和方法研究逐年增多,但與其他成熟的技術性學科來相比而言,尚未形成自己特色的技術理論和方法體系,這在很大程度上制約了體育學科的科學化進程。體育系統本身固有的動態性、隨機性和非線性性,己使體育系統工程的方法研究向著定性方法與定量方法更進一步統一的方向發展。如何把人的思維、思維的成果、人的經驗、知識、智慧以及各種情報、資料和信息有機系統的集成起來,并從多方面的定性認識上升到定量認識,就需要技術的理論與方法適應科學研究,進行多技術學科綜合集成。因此,深入探討多技術結構影響下的現代體育系統工程技術理論與方法,是體育系統研究中不可回避的重大問題。
Abstract: The paper starting from the needs of system engineering for mathematical thinking ability, combined with the comprehensive, systemic, weak clarity features of systems engineering, based on the analysis of the mathematical thinking ability of contemporary undergraduate, explored the main countermeasures on cultivating college students' mathematical thinking ability in the system engineering teaching, that is to say, reinforcing the foundations of mathematical theories, paying attention on guiding mathematical thinking, strengthening the mathematical thinking pattern, in order to make the students' mathematical thinking ability get effective training through the system engineering teaching.
關鍵詞: 系統工程;教學;培養;數學思維能力
Key words: system engineering;teaching;train;mathematical thinking ability
中圖分類號:G633.6 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)03-0262-02
0 引言
隨著社會經濟的大發展和全球化進程的推進,越來越多的系統充滿著復雜性:包含內容多,涉及范圍廣,因素間有著千絲萬縷的聯系[1]。很多時候,必須要有數學思維能力和數據分析運算能力,才能可靠地對系統作出判斷。然而,要把系統分析清楚是比較困難的,單個或幾個理論與方法完全是杯水車薪,不能夠將系統井井有條的弄清楚。因此,必須要有數學思維能力,將實際復雜系統的問題提煉總結轉化為數學問題,運用數學方法將其解決,得到的結果又反作用于現實系統,以助學生更深刻的理解系統工程課程。近年來,隨著高等教育規模迅速擴大,高校畢業生的就業壓力越來越大,社會對人才質量的要求越來越高,迫使教育工作者深刻思考如何培養實用型的高素質人才,數學思維能力正是培養實用型人才的關鍵之一。本文將著重介紹如何通過系統工程的教學來培養大學生的數學思維能力。
1 系統工程課程的主要特點
1.1 綜合性強 系統工程是一門將系統論、控制論、運籌學和計算機等緊密聯系在一起的交叉學科。它包括一般系統論、控制論、信息論、耗散結構理論等,而一般系統論的研究領域是十分廣闊的,幾乎包括一切與系統有關的學科和理論,比如管理理論、運籌學、信息論、控制論等,它給各學科帶來了新的動力和研究方法,促進了現代化科學技術發展的整體化趨勢,使許多學科的面貌煥然一新。因此它的理論和方法涉及到了系統科學、自然科學、社會科學及數學科學等多領域的知識,是一門綜合性極強的課程[2]。
1.2 系統性高 筆者在教授這門課程時,總體感覺是系統思想是主干,各章節介紹的內容是枝葉,一起組成系統工程這課大樹。系統工程課程是一個連貫的綜合整體,每一章節都是組成這個整體必不可少的部分,它們同等重要,并且每個章節是獨立的內容,需要獨立的完成系統的某個目標,一起為整個系統服務。
1.3 條理性弱 系統工程包含的內容太廣泛,各要素間關系復雜。在教學中每一部分是分開講解的,各章節是平行的關系,銜接性不強。每一章的內容既多又比較復雜,學習每一章都得全身心投入一個多星期,學到后面的時候前面的幾乎不記得了,由于后面的內容用到前面的知識也比較少,學生就更容易忘記,老師很難有意識的去銜接整個內容。而在現實系統中,系統結構、環境和控制是需要一下子連貫起來分析的,因此在教學時就較難列舉相關的例子,難以用實例幫助同學理解。同學們也是分散的接收這些知識,較難聯系實際,理解起來,條理性就比較弱。
2 數學思維能力的重要性及其現狀分析
2.1 數學思維能力的重要性 數學思維能力主要是指會觀察、實驗、比較、猜想、分析、綜合、抽象和概括,會用歸納、演繹和類比方法進行推理,會合乎邏輯的、準確的闡述數學觀點,能夠運用數學概念、思想方法闡明事物間的數學關系[3]。數學思維能力是大學數學教學的高級目標,它是解決問題的鑰匙。在大學數學教學中,不僅要教會學生基本能力,更要注重數學思想的培養,即處理問題時的嚴謹、講求效率、講究方法,這樣才能有效的提高學生解決問題的能力。并且,數學思維能力也是學生適應社會發展必備的能力之一。因為,社會在不斷的向前發展,現實系統越來越復雜,要把它有條理,準確的分析清楚,必須對觀察、比較、抽象等能力要求更高,必須要有科學的思維和很強的問題分析能力,才能夠把現實系統中的事物合乎邏輯的、準確的用數學觀點表達。
2.2 大學生在數學方面的現狀 提起數學,大多數大學生都只了解數學的基本功能,即運算求解、抽象概括、推理論證等[4]。幾乎所有高校都開設了《高等數學》、《線性代數》或其他相關的數學課程,因此,大多數大學生都能夠熟練掌握數學基本能力。
對于數學思維能力,卻比較陌生了,這也正是諸多大學生亟待加強的地方。在大學的數學教學中,老師過分重視知識的講解與傳授,卻忽略了數學思想的分析。學生在應付考試時,除了背定理和做課后習題外,竟出現“背”數學題的荒謬現象,導致大學生的數學思維功能僵化。一旦遇到在課本理論基礎上稍稍拔高一點的題目,學生就覺得束手無策。然而,在科技日新月異的今天,面對日趨復雜系統,各種各樣的問題都會出現,若沒有良好的數學思維,熟練的分析能力和解題能力,是難以科學的解決實際問題的。
3 系統工程對數學思維能力的需求分析
3.1 在系統中找出相關因素的需要 1978年我國著名學者錢學森指出:“系統工程是組織管理系統的規劃、研究、設計、制造、試驗和使用的科學方法,是一種對所有系統都具有普遍意義的方法。”簡言之,系統工程就是組織管理系統的技術[5]。該課程面向的是復雜的現實系統,解決系統問題的關鍵就是能夠把系統的復雜情況概括歸納總結為一個個的因素,并能從眾多因素中找出與目標相關的因素。發現并找出相關因素的過程需要學生會觀察、分析、綜合、抽象和概括,這些數學能力正是大學生需要掌握的。
3.2 在系統中建立模型的需要 學習系統工程,就是要能夠把現實中多種多樣的系統轉化為可分析、可操作的模擬系統來解決實際問題。在找到相關因素后,要能夠有秩序、有條理的進行分析整合,把各個因素根據實際情況聯系起來,建立數學模型,才能夠可靠對實際問題做定性或者定量的判斷。數學思維能力的培養正是幫同學們樹立一種對數學的意識,也可以說是一種思想,即遇到實際問題時會向數學方面去想,處理時嚴謹,講究方法,講求效率。這在分析龐大復雜系統時是非常必要的科學素質之一[6]。
3.3 在系統中選擇結果的需要 因為面對的是復雜的實際問題,在模擬系統中或者說所列的約束條件中,滿足要求的結果可能不只一個,這時就面臨一個擇優的過程。這就需要數學嚴謹態度和考慮問題周全的思想,不能顧此失彼,要統籌兼顧,有方法、有效率的分析所得的結果,并結合生活實際判斷在現實中能否能達到。數學思維能力是能夠運用數學的概念、思想和方法闡明事物間的數學關系。在擇優過程中,要能夠用數學方法表達表達出各因素的重要程度,然后綜合計算,定量的得出最優結果。因此,數學思維在系統工程中選擇、優化結果方面必不可少。
4 培養大學生數學思維能力的主要對策
4.1 夯實數學理論基礎 俗話說,萬丈高樓從地起。成功的完成一件事,沒有堅實的基礎的不可能實現的。自然界的任何一個事物,教科書中的每一個定理,都有它自己獨特的定義,系統工程、數學都不例外。培養數學思維能力,首先要把基本的數學定義、定理記熟,理解透徹。在系統工程課程中,由于其獨特的系統性和綜合性,首先要把各個分支內容學好、學透,然后才能夠在頭腦中連貫起來。只有基礎打好了,才能在學習系統工程課程時輕松的運用數學理論和數學方法,不僅可以更好的學習系統工程,也進一步加強了數學知識的系統性,培養了在系統工程實例中的數學思維能力。
4.2 注重數學思想引導 在系統工程課程中,很多章節運用了數學知識,如管理系統控制中的優化控制及量化模型,管理系統環境中的機遇與風險分析和隨機決策方法等。該書是分摸塊學習,在每一個模塊當中時,覺得比較簡單。然而在面對一個系統時,各因素間的數學關系非常不明顯,這時就需要老師的引導,發掘學生的思維能力,引導學生去觀察、比較、猜想、分析、抽象、綜合和概括等一系列思維活動,把實際系統轉換成數學模型,再予以解決。
在教學中,思維能力的培養是最關鍵的。隨著時間的推移,學生可能會忘記曾經學過的知識,但是所學到的系統思想,數學中的符號思想、聯想與類比思想以及分析綜合思想等卻深深滲透在的意識里,成為科學思想和科學精神的重要組成部分,也極大的提高大學生的分析轉化問題能力、數學建模能力和科技創新能力。
4.3 強化數學思維模式 雖然現在強調大學生的發散性思維和創造性思維,但最基本的思維模式、方法是必須要有的,因為所有的發散性思維和創造性思維都是在基礎知識和基本思維上發展和創新的。數學思維是條理性很強的,在學習復雜的系統工程時,應逐步的把數學思維融入課程學習中,形成最基本的系統數學思維模式圖,如圖1所示。
根據上圖的邏輯思維模式,運用數學知識分析解決系統問題。在系統工程課程教學中,老師應有意識地培養同學們分析問題的能力,特別是解決問題的數學思想。授人以魚,不如授人以漁。科學的數學思維是需要培養的,數學思維模式是解決實際問題的基礎,只有需要不斷強化,才能舉一反三,靈活運用。并要逐漸把它轉變成一種數學思想。科學的思想一經形成,就會深深滲透到學生們的腦海中,并通過后期進一步的學習,越來越優化。
5 結束語
由于系統工程具有獨特的屬性,使該課程的教學具有培養數學思維能力的明顯優勢。因此本文在分析系統工程課程主要特點的基礎上,結合系統工程對大學生數學思維能力的需求,探究了幾點培養大學生數學思維能力的對策。從而使新一代的大學生在學習系統工程的同時能夠擁有豐富的數學知識、周全的數學思想和嚴謹的數學思維。
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關鍵詞:采礦工程;系統工程;發展;現狀;趨勢
一、引言
由于采礦工程所涉及大的范圍較廣,且作業環節也較為繁雜和分散,要想更好地實施采礦作業,獲得最大化綜合效益,就必須要從整體上對其實施全面且合理地協調,而這也需要通過系統工程才可達到這一目的,通過和系統工程的結合,將不同學科內容交叉與滲透,并在采礦工程中引入計算機信息技術與現代化數字技術,以此提升整個采礦工程科學性與準確性,為采礦事業的持續發展注入新活力。
二、采礦系統工程發展現狀的研究和分析
(一)采礦系統工程特點
采礦系統工程作為一門由采礦工程和系統工程之間的結合所形成的學科,目前該工程也逐漸被人們所關注與重視,其主要表現在以下幾個方面:第一,整體性,由于采礦工程自身所涉及到的范圍比較廣,所受到的各種影響因素也相對比較多,且作業點也較為分散,因此需總體上來實施協調,而這也正是采礦系統工程的一個主要特征。第二,伴隨著社會市場經濟發展速度的加快,社會信息發展也隨之發生了相應的變化,而采礦系統工程也隨著這種變化發生了相應的變化,在采礦作業中,不管是軟件,還是硬件均日益科學化、成熟化,綜合性探礦技術也得以廣泛地應用。第三,邊緣性。在以往采礦工程中,脫節是一種較為常見的現象,而隨著系統工程的出現,伴隨各學科間互相交叉以及滲透,出現了一些邊緣性學科,即地質統計學科、安全系統工程學科等,使得采礦工程各領域均實現了信息化、科學化。
(二)我國當前采礦工程發展所存問題
第一,在應用范圍上,盡管我國采礦事業在計算機信息軟件上取得的進步較大,但是和國外軟件相比,其自身的綜合市場競爭力仍舊比較低;第二,在采礦作業中,所采用的硬件設備仍舊較為單一、老舊,總體實力較差,所用設備還不是很健全;第三,在發展過程中,所采用的采礦工藝仍舊是傳統的工藝,大多采用的模仿或者照搬的方式,采礦技術滿足不了采礦工程不斷發展變化的需求。
(三)發展現狀
基于上述內容的闡述,下面筆者就采礦系統工程中的井下開采煤礦技術的發展現狀進行闡述。從我國采礦工藝的歷史變遷以及演變情況來看,發展至今,我國井下采礦工藝主要可分為以下幾個方面:即連采工藝、綜合機械采礦工藝、爆破采礦工藝以及普通機械化采礦工藝,在這幾種采礦工藝中,綜合機械采礦工藝為當前應用最為廣泛的一種工藝,該工藝是把井下所有工藝均轉變成為連續且機械化的作業,該工藝不僅減輕了采礦人員勞動強度,同時還大大了其工作的成效與安全系數,在其生產流程中主要包括以下幾個階段,即割煤、采空區處理、運煤以及工作面的支護等。而普通機械采礦工藝則是指其裝煤工序與落煤工序為機械化作業。而在爆破采礦工藝中,落煤工序主要采取的是爆破法,而裝煤則采用的是人工手工操作的方式,運煤采用的是機械化方式,在工藝中,打眼為關鍵環節,在進行該項工作時,應按照施工現場頂板條件、煤層的厚度以及節理裂脫發育的實際情況等來明確爆破打眼參數。連采工藝從其實質上來講,該工藝其實就是上述綜合機械采礦工藝的輔助或者補充,該工藝主要包括兩個方面的內容,即煤柱回收與煤房掘進。
三、采礦系統工程新發展趨勢研究和分析
基于上述內容可知,采礦系統工程除了具備采礦工程特點、規律以外,同時還具備系統工程的特點和規律,是一門綜合性很強的學科,必須要遵循其內在規律,對系統工程中基礎理論知識與方法進行合理且科學的應用,按照實踐過程中所存問題以及具體的要求,不斷探索出新方式合理且科學地優化采礦工程的設計工作、規劃工作以及其施工等。采礦系統工程新發展趨勢主要表現在以下幾個方面:
第一,該工程為一個環境變化大、目標多、隨機性強、變量多以及因數多等動態過程,其必須要在各種技術的統一、合作與協調下,利用多種不同研究的方式來綜合進行研究和考慮。由于該工程系統結構比較繁雜,具備多環節以及多層次特點,同時各礦區之間的條件也存在著較為明顯的差異,礦產資源的實際條件又各不相同,所涉及到內容不僅多,同時其所產生的影響也比較大。對此,需從全局出發,站在更高層次來進行研究和分析,不斷擴大其研究的范圍,擴展其研究的對象,這樣才可獲得更大的經濟效益與社會效益。
第二,加大計算機信息技術的應用,在采礦過程中應增強其可視化作用,廣泛應用各種先進技術,促使我國采礦系統的科學化、信息化,不斷完善軟硬件系統。同時在實際采礦過程中,應廣泛應用各種采礦新技術以及新方法,借助于各種高新技術來不斷優化其采礦的方式,逐步向采礦工作自動化方向發展,從而提高采礦工作的效率。
第三,基于采礦工程的實踐和采礦系統工程功的理論,促進采礦系統工程研究方式的更新,使其理論研究結果轉移至采礦事業實際應用,通過理論來創新技術,以此促進采礦工程的實踐發展,通過實踐成果推廣采礦項目,使其成為一個合理且科學的循環鏈。采礦系統工程是一門綜合性很強的學科,近年來,隨著社會經濟與信息技術的發展,新技術以新學科的廣泛應用,使得該工程也在不斷地進步和成熟,在計算機信息網絡技術、人工智能、虛擬現實技術以及地理信息系統等各種技術指導下,不斷融合與交叉,展現出了一種新發展面貌與趨勢,使該工程邁上了一個更高且更新的臺階。
第四,采礦工藝的新發展趨勢。隨著礦產生產集約化與自動化程度提高,在一些礦區生產過程中,若其具備一定地質條件,可將其生產模式逐漸向集約化生產方向發展,不斷地簡化采礦流程,盡量減少在采礦過程中所需的地面設施。同時還應加大短壁采礦工藝的發展和創新,實現機電的一體化和自動化。此外,還應提高采礦工程的網絡化與自動化監測監控技術,利用不同礦用攝像器、控制器、通信終端以及傳感器等對礦井工作面實現自動化監控。
第五,隨著該工程軟硬件的不斷發展與更新,在市場經濟化這一形勢下,在采礦作業中,所用軟件的價格與市場也逐漸規范化、合理化,而這也使得礦用軟硬件逐漸向商品化這一特征轉變,繼而推動采礦技術的發展與創新,使其更為規范化。此外,通過不同學科的綜合研究,在其今后發展過程中,綜合性的實時監測系統也必將成為其發展的主要趨勢,逐步向實用化與科技化方向發展,借助于微型計算機信息技術完善其研究軟硬件,使其更為靈活。
第六,在采礦系統工程今后發展過程中,尤其在井下開采煤炭技術上,必須要對現有的這些開采方式和工藝進行改進與完善,對巷道布置不斷進行優化,盡量簡化。同時還應該在原有基礎上不斷健全采場圍巖的相關控制理論,采取高效、合理且科學的各種控制技術,以此確保井下煤礦開采活動有序的進行,確保其活動的安全性與高效性。此外,還應加大新型支護設備設施的研究,做好沖擊地壓的各項防治工作,利用系統工程,對沖擊地壓進行模擬,從而明確相應的防治措施。
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