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素質教育是指依據人的發展和社會發展的實際需要,以全面提高全體學生的基本素質為根本目的,以尊重學生主體性和主動精神,注重開發人的智慧潛能,注重形成人的健全個性為根本特征的教育。
數學建模是指把現實世界中的實際問題加以提煉,抽象為數學模型,求出模型的解,驗證模型的合理性,并用該數學模型所提供的解答來解釋現實問題。
全國大學生數學建模競賽組委會主任李大潛院士2002年5月18日在數學建模骨干教師培訓班上的講話中說道:“數學教育本質上是一種素質教育,數學建模的教學及競賽是實施素質教育的有效途徑。”
李大潛院士的講話一語道破“天機”,一下子解決了長期以來困擾數學工作者和學習數學者面臨的或者無法參悟的問題,有力地指出了數學建模與實施素質教育的關系。李大潛院士提出的關于數學建模與實施素質教育的關系勢必為推動素質教育的發展提供了新的動力和方向。
筆者參加工作以來,一直從事數學教學工作。從學習數學到數學教學,特別是經過多年的數學教學工作,也曾遭遇過類似的“尷尬”,多年來始終沒有對數學建模與實施素質教育二者之間的關系形成系統的認識。但在學習了李大潛院士的講話精神后,方才恍然大悟,經過認真整理與分析,結合自己的學習、工作實際,終于對此二者之間的關系有了進一步的認識。實際上,我們的工作,特別是數學教學工作,就是對學生進行嚴格的數學訓練,可以使學生具備一些特有的素質,而這些素質是其他課程的學習和其他方面的實踐所無法代替或難以達到的。這些素質初步歸納一下,有以下幾個方面:
1.通過數學的訓練,可以使學生樹立明確的數量觀念,“胸中有數”,認真地注意事物的數量方面及其變化規律。
2.提高學生的邏輯思維能力,使他們思路清晰,條理分明,有條不紊地處理頭緒紛繁的各項工作。
3.數學上推導要求的每一個正負號、每一個小數點都不能含糊敷衍,有助于培養學生認真細致、一絲不茍的作風和習慣。
4.數學上追求的是最有用(廣泛)的結論、最低的條件(代價)以及最簡明的證明,可以使學生形成精益求精的風格,凡事力求盡善盡美。
5.通過數學的訓練,使學生知道數學概念、方法和理論的產生和發展的淵源和過程,了解和領會由實際需要出發、到建立數學模型、再到解決實際問題的全過程,提高他們運用數學知識處理現實世界中各種復雜問題的意識、信念和能力。
6.通過數學的訓練,可以使學生增強拼搏精神和應變能力,能通過不斷分析矛盾,從表面上一團亂麻的困難局面中理出頭緒,最終解決問題。
7.可以調動學生的探索精神和創造力,使他們更加靈活和主動,在改善所學的數學結論、改進證明的思路和方法、發現不同的數學領域或結論之間的內在聯系、拓展數學知識的應用范圍以及解決現實問題等方面,逐步顯露出自己的聰明才智。
8.使學生具有某種數學上的直覺和想象力,包括幾何直觀能力,能夠根據所面對的問題的本質或特點,八九不離十地估計到可能的結論,為實際的需要提供借鑒。
但是,通過數學訓練使學生形成的這些素質,還只是一些固定的、僵化的、概念性的東西,仍然無助于學生對學習數學重要性及數學的重大指導意義的進一步認識,無助于素質教育的進一步實施。
“山重水復疑無路,柳暗花明又一村?!睌祵W建模及數學實驗課程的開設,數學建模競賽活動的開展,通過發揮其獨特的作用,無疑可以為實施素質教育作出重要的貢獻。正如李大潛院士所說:“數學建模的教學及競賽是實施素質教育的有效途徑?!?/p>
第一,從學習數學建模的目的來看,學習數學建模能夠使學達到以下幾個方面:
1.體會數學的應用價值,培養數學的應用意識;
2.增強數學學習興趣,學會團結合作,提高分析和解決問題的能力;
3.知道數學知識的發生過程,培養數學創造能力。
第二,從建立數學模型來看,對于現實中的原型,為了某個特定目的,作出一些必要的簡化和假設,運用適當的數學工具得到一個數學結構。也可以說,數學建模是利用數學語言(符號、式子與圖象)
模擬現實的模型。把現實模型抽象、簡化為某種數學結構是數學模型的基本特征。它或者能解釋特定現象的現實狀態,或者能預測到對象的未來狀況,或者能提供處理對象的最優決策或控制。
第三,從數學建模的模型方法來看,有如下幾個方面:
1.應用性——學習有了目標;
2.假設——公理定義推理立足點;
3.建立模型——分層推理過程;
4.模型求解——matlab應用公式;
5.模型檢驗——matlab,數學實驗。
第四,從數學建模的過程來看,有如下幾個方面:
1.模型準備:了解問題的實際背景,明確其實際意義,掌握對象的各種信息。用數學語言來描述問題。
2.模型假設:根據實際對象的特征和建模的目的,對問題進行必要的簡化,并用精確的語言提出一些恰當的假設。
3.模型建立:在假設的基礎上,利用適當的數學工具來刻劃各變量之間的數學關系,建立相應的數學結構(盡量用簡單的數學工具)。
4.模型求解:利用獲取的數據資料,對模型的所有參數做出計算(估計)。
5.模型分析:對所得的結果進行數學上的分析。
6.模型檢驗:將模型分析結果與實際情形進行比較,以此來驗證模型的準確性、合理性和適用性。如果模型與實際較吻合,則要對計算結果給出其實際含義,并進行解釋。如果模型與實際吻合較差,則應該修改假設,再次重復建模過程。
7.模型應用:應用方式因問題的性質和建模的目的而異。
從以上數學建模的重要作用來看,數學建模對于實施素質教育有著重大的指導意義和主要的推動作用。反過來說,素質教育也對數學建模有著必然的依賴性。
第一,要充分體現素質教育的要求,數學的教學還不能和其他科學以及整個外部世界隔離開來,關起門來一個勁地在數學內部的概念、方法和理論中打圈子。這樣做,不利于學生了解數學的概念、方法和理論的來龍去脈,不利于啟發學生自覺地運用數學工具來解決各種各樣的現實問題,不利于提高學生的數學素養。長期以來,數學課程往往自成體系,處于自我封閉狀態,而對于學數學的學生開設的物理、力學等課程,雖然十分必要,但效果并不理想,與數學遠未有機地結合起來,未能起到相互促進、相得益彰的作用,更談不上真正做到學用結合。可以說,長期以來一直沒有找到一個有效的方式,將數學學習與豐富多彩、生動活潑的現實生活聯系起來,以致學生在學了許多據說是非常重要、十分有用的數學知識以后,卻不會應用或無法應用,有些甚至還會覺得毫無用處。直到近年來強調了數學建模的重要性,開設了數學建模乃至數學實驗的課程,并舉辦了數學建模競賽以后,這方面的情況才開始有了好轉,為數學與外部世界的聯系在教學過程中打開了一個通道,提供了一種有效的方式,對提高學生的數學素質起了顯著的效果。這是數學教學改革的一個成功的嘗試,也是對素質教育的一個重要的貢獻。
第二,數學科學在本質上是革命的,是不斷創新、發展的,是與時俱進的,可是傳統的數學教學過程與這種創新、發展的實際進程卻不免背道而馳。從一些基本的概念或定義出發,以簡練的方式合乎邏輯地推演出所要求的結論,固然可以使學生在較短的時間內按部就班地學到盡可能多的內容,并體會到一種絲絲入扣、天衣無縫的美感;但是,過分強調這一點,就可能使學生誤認為數學這樣完美無缺、無懈可擊是與生俱來、天經地義的,反而使思想處于一種僵化狀態,在生動活潑的現實世界面前手足無措、一籌莫展。其實,現在看來美不勝收的一些重要的數學理論和方法,在一開始往往是混亂粗糙、難以理解甚至不可思議的,但由于蘊涵著創造性的思想,卻又最富有生命力和發展前途,經過許多乃至幾代數學家的努力,有時甚至經過長期的激烈論爭,才逐步去粗取精、去偽存真,使局勢趨于明朗,最終出現了現在為大家公認、甚至寫進教科書里的系統的理論。要培養學生的創新精神,提高學生的數學修養及素質,固然要教授他們以知識,但更要緊的是使他們了解數學的創造過程。這不僅要有機地結合數學內容的講授,介紹數學的思想方法和發展歷史,而且要創造一種環境,使同學身臨其境地介入數學的發現或創造過程;否則,培養創新精神,加強素質教育,仍不免是一句空話。在數學教學過程中,要主動采取措施,鼓勵并推動學生解決一些理論或實際的問題。這些問題沒有現成的答案,沒有固定的方法,沒有指定的參考書,沒有規定的數學工具,甚至也沒有成型的數學問題,主要靠學生獨立思考、反復鉆研并相互切磋,去形成相應的數學問題,進而分析問題的特點,尋求解決問題的方法,得到有關的結論,并判斷結論的對錯與優劣??傊?,讓學生親口嘗一嘗“梨子”的滋味,親身去體驗一下數學的創造過程,取得在課堂里和書本上無法代替的寶貴經驗。毫無疑問,數學模型及數學實驗的教學以及數學建模競賽的開展,在這方面應該是一個有益的嘗試和實踐。
第三,從應用數學的發展趨勢來說,應用數學正迅速地從傳統的應用數學進入現代應用數學的階段。現代應用數學的一個突出的標志是應用范圍的空前擴展,從傳統的力學、物理等領域擴展到生物、化學、經濟、金融、信息、材料、環境、能源等各個學科和種種高科技乃至社會領域。傳統應用數學領域的數學模型大都是清楚的,且已經是力學、物理等學科的重要內容,而很多新領域的規律仍不清楚,數學建模面臨實質性的困難。因此,數學建模不僅凸現出其重要性,而且已成為現代應用數學的一個重要組成部分。學生接受數學建模的訓練,和他們學習數學知識一樣,對于今后用數學方法解決種種實際問題,是一個必要的訓練和準備,這是他們成為社會需要的優秀人才必不可少的能力和素養。
第四,數學建模競賽所提倡的團隊精神,對于培養學生的合作意識,學會尊重他人,注意學習別人的長處,培養、取長補短、同舟共濟、團結互助等集體主義的優秀品質都起到了不可忽略的作用。
總之,數學建模對于實施素質教育有著不可比擬的巨大推動作用,數學建模與素質教育二者之間存在的這種緊密聯系,是靠我們這些從事數學工作者們挖掘的,但是必須更加清醒地認識到,這種聯系是需要我們繼續去挖掘和發現,需要我們持之以恒地去努力實踐,緊密地依托數學建模,大力推進素質教育的實施,為培養新的人才作出持續、不懈的努力。
[參考文獻]
【關鍵詞】管理運籌學;數學建模思想;教學研究
管理運籌學是現代管理技術發展的重要學科,也是各類學術研究開展的重要技術工具,對于我們的社會生活、工作學習以及科技研發都發揮著重要的作用。在高等教育階段,學生們的能力得到全面的釋放,并且需要結合所學專業進行定向的培育和引導。在高校教學中不僅要重視教學理論,還應注意掌握好方法,讓學生在學好本專業的基礎上,培養學生結合實際解決問題的能力。因此,在管理運籌學教學課程中,注重學生建模能力的培養,為實現教學目標與學生能力更好的結合,找出適合高校學生的學習方式和方法。
一、管理運籌學教學改革的重要意義
1.為人才培養模式探析有著重要意義。
人才培養模式,即以確定人才培養的目標、人才培養的方式方法。該模式對高等教育人才培養有著重要的引導和決定作用,也是當前高等教育的人才發展方向。管理運籌學是一門綜合性的交叉學科,涉及到經濟、管理、社會等學科,有著非常廣泛的應用性質。管理運籌學中多采用數理分析的方式,例如概率論、線性代數等辦法,結合運籌學思想,通過人才的培養加大學生的知識層次和知識面,將學生的實踐分析能力和理論知識結合起來,培育符合社會要求的高素質、實踐能力強的人才。
2.對于塑造學生現代思維和判斷能力有著積極意義。
科技現代化的快速發展,極大的推動了社會的進步,也給人類社會帶來了方方面面的變化,這也給人們思維帶來了一定的變化,人們必須具備現代思維才能跟上時展的腳步。在高等院校教育過程中,必須讓學生樹立現代思維模式,這就使得人們思維必須有系統性、獨立性及創造性等特點,管理運籌學在對人的塑造上有著培育學生全面思維能力和開拓學生思維的能力,鑒于管理運籌學學科的交叉性和綜合性,學生在學習這門學科時,數學邏輯能力、數學建模方式及數理分析能力都會得到鍛煉,對于學生思維開放性和發散性培育有著積極意義。
二、數學建模思想融入管理運籌學教學研究方向探析
在經過相關文獻分析的基礎上,本文認為當前數學建模融入管理運籌學改革應堅持緊密結合下面幾個方向:首先,在高校擴招形勢下,社會就業形勢發生較大變化,人才供需關系轉變,就業壓力凸顯。在高校管理運籌學改革方向層面,要堅持以就業市場和社會發展形勢為導向,將學生的理論應用動力和動手實踐能力有機結合起來,在管理運籌學改革教學中應制定合理的培育計劃,在教學中密切結合實踐,為社會培育更富實踐能力的管理型人才。其次,經濟全球化的社會背景下,企業及其他社會組織的形態不斷發展壯大,所涉及的管理和分析判斷呈量化發展態勢,量化分析趨勢下可以給管理者更為直觀的決策支持。因此,管理運籌學在高等教育改革路徑中要堅持以量化分析為方向,將數學建模融入其中,培育學生們更為精致的分析和數理判斷思維能力,從而更好的適應整個社會發展形勢,使得學生在校期間也有著國際化的視野和思維能力。第三,大學生作為未來的社會性人才,高校應為社會培育更多應用型人才,管理運籌學是一門與實踐密切結合的綜合性學科,在社會發展和應用人才培育方面,管理運籌學應積極調整教學方向和思路,在教學中重視數學建模,與社會需要更好結合起來,使得管理運籌學學科與實踐密切結合,為社會發展做出應有貢獻。最后,建模思想作為培養創新精神和開拓意識重要指導工具,是管理運籌學改革的重要導向。管理運籌學這門學科與數理分析有著密切的關系,數學的廣度和深度以成為管理運籌學發展的重要技術,也是人類文明發展高度的具體指標,在管理運籌學改革過程中應融入數學思維,讓學生在創新意識中學習和理解,學會運用數學工具,在數理量化中幫助管理者做好決策和分析,讓學生在學習管理學過程中樹立創新意識。傳統的數學教育和教學過程中,往往從相關定義出發,從相關定義到邏輯推導,然后得出結論,這一教學思維方式是傳統數學教學模式。在管理運籌學中,更多的是將社會各類問題以建模的形式模擬出來,這就離不開數學的支持。這一研究建模思路是在實際問題的特性中建立模型,然后根據模型的數據分析得出相應的結論,管理者以此結論做出最為有利的決策和判斷。從上述兩種模式來看,對于學生現代思維能力和創新意識的培育來說,后面一種方式更為有利。
三、數學建模思想融入管理運籌學的思路分析
1.備課環節要重視數學建模思想導入。
在備課環節,要緊扣課本主題,將學生重視數學工具的應用。我國管理學學科建設中,往往采用文理綜合的教學方法,然而在招生過程中大多是偏向于招收文科生,鑒于數學本身難度大、邏輯思維嚴密等特點,許多管理學學生產生望而生畏的心理,因此,在管理運籌學備課環節就要讓學生明晰數學的重要性。在課程講解環節要注意將數理推導過程給學生做細致講述,讓數學基礎薄弱的學生更好的理解管理運籌學相關知識原理,學生們還要在課下學會使用數學工具,牢記數學公式,在相關管理運籌學講課中學會使用數學邏輯推導。高校教師在備課過程中,不僅單純講述理論內容,還應將管理運籌學的應用囊括其中。結合當前的教學目標和人才培養目標,應該將管理運籌學中的線性規劃、整數規劃以及動態規劃和圖網分析等列入重要講解目標,這些都要列入必學內容。對于應用較少的或者理論性強的章節來說,可列入選修內容,在授課中要將管理運籌學最新研究成果給學生講述,讓學生對最新研究成果有所了解,拉近新舊知識的關聯。
2.培養學生學習興趣注重數學建模思想的融入。
數學建模融入管理運籌學教學研究要注重與學生興趣緊密結合,從培養學生學習動機入手,給學生更多的學習動力。管理運籌學作為管理學中綜合性、應用性較強的學科,其學習難度也較大,許多學生在沒學之前就產生一定的畏懼心理,學生的學習興趣難以提升,學習的熱情也就難以提高。因此,在當前管理運籌學教學中應牢牢抓住學生的學習興趣,在合適的章節可以適當選用歷史典故進行解釋和闡述,讓學生在歷史典故中找出運籌學原理,更好的了解書本知識。在激發學生學習興趣環節,還可以考慮充分利用信息技術手段,結合最新的信息技術成果,讓管理運籌學理論更好的顯示出來,給學生更為直觀的視覺效果。與傳統教學技術和手段相比,信息技術教學手段更為直觀,對于綜合性的管理運籌學學科來說,內含各類數理分析和邏輯推理及數據測算,在管理運籌學教學環節,可嘗試借助多媒體信息技術,讓學生對管理運籌學更為細致的了解,也能更好的領域管理運籌學相關理論,對于管理運籌學學科的前瞻性和應用性有著更好的理解。在此基礎上,學生們也可以更好的增強書本知識理解,對于實踐應用能力也能更好的提升。
3.教學方式改革要注重數學建模思想的融入。
關鍵詞:復雜網絡 拓撲結構 演化模型 小世界 無標度
問題的提出
自然界和人類社會中廣泛存在著復雜系統,而復雜網絡是描述各類復雜系統的有效的理論和工具。復雜網絡是對真實復雜系統的高度概括和抽象,是包含了大量個體以及個體之間相互作用的系統。它將復雜系統中的某種現象或某類實體抽象為節點,將個體之間的相互作用抽象為邊,從而形成了用來描述這一系統的圖。這樣的圖,是對系統模型化的抽象與表達。近年來,復雜網絡的研究受到了來自科學和工程各個領域研究人員的廣泛關注,已經成為一個研究熱點。
供應鏈作為一個系統,由大量的相互聯系的企業構成,這些企業之間并不是完全同質的, 包含供應商、制造商、分銷商、零售商等子系統,分布在不同行業、區域或階段,在網絡中作用和功能各不相同,構成供應鏈網絡系統的各個子系統是非同質的;這些企業作為子系統又由眾多的組成部分形成,每個子系統又可以看成一個獨立的系統進行研究,子系統內部的結構也較復雜,供應鏈網絡系統具有明顯的層次結構;供應鏈中的子系統之間存在復雜的信息流、物流和資金流的交互作用,存在競爭、協同的關系,各節點企業相互依賴,各工序環環相扣,子系統之間存在著緊密的相互作用;可以說供應鏈系統是一個具有層次結構的復雜巨系統。供應鏈呈現復雜的網狀結構,供應鏈管理不僅涉及到上下游相關組織,甚至涉及到供應商的供應商、客戶的客戶,不只是簡單的鏈條管理,而是管理一個盤根錯節的“供應網絡”。
在經濟全球化、信息化及大量不確定性問題背景下,供應鏈作為一個網絡系統,大多缺乏抵御能力甚至不能抵御風險。因此,深入研究供應鏈管理問題,從網絡的角度以系統的眼光審視供應鏈的結構,從系統科學的角度對供應鏈進行建模,加強供應鏈網絡的脆性及魯棒性研究,分析不同干擾情況下供應鏈網絡的脆性及魯棒性表現形式和特點,對于提高供應鏈的運作績效和魯棒性都具有重要的意義。
復雜網絡研究
復雜網絡的研究可追溯到世紀歐拉(euler)開創的圖論。在隨后的多年時間里,圖論一直是研究網絡圖表示的基本方法。歷史上描述系統性質比較常用的是兩類網絡:一類是規則網絡,網絡中的節點只與其緊鄰或次近鄰相連,即每個節點連接的節點數相同,組合數學的圖論討論了各種規則網絡的問題;另一類是完全隨機網絡,是由匈牙利數學家erdos和renyi兩人(er模型)在20世紀50年代提出的,此后的近半個世紀里,er模型的隨機圖理論成為學術界研究復雜網絡的基本思路和主要數學工具,一直是研究復雜網絡結構的基本理論。他們用相對簡單的隨機圖來描述網絡,簡稱隨機圖理論。兩人重要的發現是隨機圖的許多重要性質都是隨著網絡規模的增大而突然涌現的,其創立的隨機圖理論是研究圖類的閉函數和巨大分支涌現的相變等的重要數學理論。
誠然,圖論可以精確簡潔的描述各種網絡,而且圖論的許多研究成果、結論和方法業已成為復雜網絡研究的有力工具,能夠自然地應用到現在的復雜網絡研究中去。但是,絕大多數實際復雜網絡結構并不是完全隨機的。
20世紀90年代以來,以internet為代表的信息技術的迅猛發展,使人類社會大步邁入了信息網絡時代。從internet到www,從大型電力網絡到全球交通網絡,從生物體中的大腦到各種新陳代謝網絡,從科研合作到各種經濟、政治、社會關系網絡等。可以說,人們已經生活在一個網絡世界中。長期以來,通信網絡、電力網絡、生物網絡和社會網絡等分別是通信科學、電力科學、生命科學和社會科學等不同學科的研究對象,而復雜網絡理論所要研究的是各種看上去互不相同的復雜網絡之間的共性和處理它們的普適方法。復雜網絡研究正滲透到數理科學、生命科學和工程學科等眾多不同的領域,對復雜網絡的定量與定性特征的科學理解,已成為網絡時代科學研究中一個重要的挑戰性課題,甚至被稱為“網絡的新科學”。
世紀之交(1998-1999)復雜網絡的科學探索發生了重要轉變,取得了突破性進展。科學家
沖破了傳統圖論,特別是隨機圖理論的束縛,以小世界網絡和無標度網絡兩項重要發現為標志,復雜網絡的研究取得了突破性進展。1998年,watts和strogstz發現復雜網絡的小世界(small world)特性。1999年barabasi和albert發現了真實網絡的另一重要特征節點度服從冪律分布,揭示了復雜網絡的無標度(scale free)特性等,并建立了相應的模型來闡述這些特征產生的機理。這些開創性的工作,引起了人們的廣泛關注,開辟了復雜網絡研究的新紀元。
此后,復雜網絡的研究迅速地擴展到了廣泛的學科領域,并不斷與這些學科領域交叉促進,取得了豐碩的成果。目前復雜網絡的研究蓬勃開展,正在向著縱深方向和可能結合實際應用方面發展。
供應鏈復雜網絡建模研究
目前國際上主要是以dirk helbing為首的一批物理學家在采用復雜網絡理論研究供應鏈網絡。dirk helbing(2006)研究發現供應鏈管理中的牛鞭效應,即信息放大效應,和供應鏈網絡拓撲結構性質有關。好的供應鏈結構可以減弱牛鞭效應,同時增加穩定性和抗攻擊性。
douglas r white對美國生物制藥行業的商業關系進行研究發現,由美國生物制藥行業的企業作為節點形成的商業關系網絡中,網絡中各個節點并不是同質的,在網絡中存在著merck、pfizer、myers等核心,與其他生物制藥企業相比他們擁有更多的商業合作伙伴,在網絡中擁有大量的連邊;在研究這一供應鏈演化過程中還發現,網絡規模在不斷增加,企業之間的合作關系即網絡的連邊增速更加迅速。其研究結果預示著供應鏈系統的網絡結構并非一個均勻的網絡,網絡中存在的hub節點,在整個供應鏈系統中起著關鍵作用;網絡規模和網絡中的連接也呈非均勻增長趨勢。christian kuhnert(2006)發現城市的物資供應網絡服從無標度分布,即都有少數的核心節點,發揮重要的物資調度和配送作用。這是在供應鏈系統的實證中較早明確證實供應鏈網絡結構中的無標度特性的。而無標度網絡是復雜網絡中重要的研究結果,也提示了復雜網絡模型在供應鏈系統建模的無限前景。marco laumanns等把供應鏈網絡看成一個物料在其中動態流動的過程,每一個節點看成一個變換器,物流通過某個節點的時候發生變化,可以用一階微分方程模擬,然后用魯棒最優控制方法實現供應鏈的最優化目標。
李守偉等(2006)在對我國產業網絡的復雜性研究中也提出我國的半導體產業的供應鏈網絡同樣具有無標度的特性。閆妍等對我國蒙牛乳業所在的供應網絡進行了拓撲建模,利用復雜網絡的方法,考慮級聯效應來評價節點的重要度,識別出了重要節點,用最大連通子圖規模衡量了級聯效應的后果。上面兩個結果通過實際數據的復雜網絡構建,實證了供應鏈系統的無標度特性。郭進利(2006)考察了網絡節點連續時間增加的供應鏈網絡特征,利用更新過程理論對這類網絡進行分析,獲得了度分布的解析表達式。研究表明,供應鏈型有向網絡具有雙向冪律度分布,并且穩態平均入度和出度分布的冪律指數在區間(2 , + ∞) 內。范旭等針對供應鏈網絡的復雜性和其內外部環境的不確定性,根據復雜網絡理論對供應鏈網絡進行了詮釋,利用分形理論構造了一個可能的供應鏈網絡,闡述了供應鏈網絡在具備一般復雜網絡特點的同時也具有小世界、無標度網絡的大多數特性。根據供應鏈系統的一些特征,仿真了供應鏈網絡的生成演化過程,對結果進行復雜網絡建模,分析了供應鏈系統的特性,給理論界提供了復雜網絡在供應鏈管理上應用的較好范式。
以上研究展示了復雜網絡在供應鏈管理方面的寬廣應用前景。但是以dirk helbing 為代表的研究偏重復雜網絡理論,角度比較窄,對供應鏈本身的研究和思考較少,對供應鏈應急管理的涉及則更少,不能廣泛地揭示供應鏈的特質。立足供應鏈本身,結合復雜網絡思想,從全新的角度進行供應鏈管理研究還有很多可以探討和深入的余地。
結論及展望
雖然對供應鏈的研究目前已經有大量文獻發表,但是缺少的是用系統的觀點,對供應鏈系統整體規律的研究。借助復雜網絡理論可以揭示出供應鏈網絡的整體宏觀性質,研究供應鏈網絡的動態形成變化過程和宏觀行為,分析供應鏈網絡的穩定性和抗風險能力,這是以往的供應鏈管理研究不能完成的任務,研究結果對于這類復雜系統的管理具有很好的借鑒意義。
復雜網絡理論可以幫助人們用全新的觀
去看待供應鏈應急管理問題,它側重從宏觀整體的角度去分析單獨的點和整體網絡之間的關系,也可以借用社會網絡分析的諸多方法以及網絡演化機制去研究供應鏈上的企業關系。用復雜網絡理論研究供應鏈管理,為供應鏈管理提出了新的研究思路,帶來全新的視角和啟迪,應用復雜網絡理論研究供應鏈管理具有重要的實際意義與理論意義。
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17.郭進利.供應鏈型網絡中雙冪律分布模型[j].物理學報,2006(8)
18.范旭.復雜供應鏈網絡中的不確定性分析[j].復雜系統與復雜性科學,2006,3(3)
作者簡介:
【關鍵詞】高等代數;近世代數;線性代數;教學體會
一、引言
大學代數課程主要包括數學專業的《高等代數》、《近世代數》課程及公共課《線性代數》.這三門課程都具有高度的抽象化和形式化的特征,是被學生公認為比較難學又極其重要而基礎的專業課程.從大學代數課程的教學研究和實踐出發,對其教學內容、教材建設、教學手段等方面進行有效的改革,從而提高教學質量,同時培養學生的數學素質與創新能力,使得學生從“知識教育”向“能力教育”逐漸轉變,這便是我們對代數課程進行相關探索和研究的主要目標.如何結合地方院校自身的特點,讓學生更容易、更有效率地學好這幾門專業課程,并讓學生盡量利用所學的代數思想方法應用于實踐,從而培養他們形成解決實際問題的能力,這便是我們進行相關探索和研究的重要內容.
目前,已有不少文獻探討了《高等代數》《近世代數》或《線性代數》課程的一些教學實施與體會,如可參看文獻[1-4]等.本文作者將結合自身在廣東省精品資源共享課程《高等代數》《近世代數》及《線性代數》這三門大學代數課程的教學研究及實踐的基礎上給出一些教學體會.
二、大學代數課程教學的幾點嘗試與實踐
(一)始終不渝地把握四個教學原則
1.體現大學代數學的典型思想方法的原則
培養學生系統地掌握代數研究問題的基本方法是代數課的教學目的之一.代數中有代表性的典型思想方法包括:公理化演繹的思想(如:向量空間、歐式空間等各類代數系統),分類的思想(如:矩陣的相似、合同、等價等等各種等價關系),相互關聯的思想(如:同態、同構等各種形式的映射),矩陣的方法,初等變換的方法,抽象推理的方法等等.了解這些思想方法的具體含義和在代數中的具體應用對代數課程教學是十分有益的.文獻\[1,4\]也結合高等代數課程的教學體會,詳細地探究了嚴格的邏輯推理方法,公理化方法,結構化方法,矩陣表示方法和等價分類方法等在教學中有效實施.
2.體現與時俱進的原則
參考國內外最新的教材內容,結合我們的教研、科研,把課程的前沿知識、研究現狀和發展趨勢,及時貫徹到教學過程中,常講常新.例如,我們可以在教學過程中把代數學家的一些故事、代數學界最近的研究現狀及所發生的一些事情帶入到課堂,介紹給學生,以此激發他們學習數學的興趣與熱情.
3.體現現代教育理念的原則
適當安排一些探索性內容,擴展性內容,構建終身學習所需要的代數學的基礎.將現代化手段在數學課程教學中的應用將全面鋪開;從教學內容的組織與安排看,課堂教學與課外延伸相結合,將知識傳授、能力培養、素質教育融為一體,采用各種形象化的教學手段,使用投影儀和計算機輔助教學,增加教學的直觀性,化解數學的抽象和難點,促進教學質量的提高.
4.突出師范教育的特點
惠州學院的數學與應用數學專業是師范專業,而高師數學專業培養的目標是中小學數學教師,我們努力在《高等代數》與《近世代數》課程的教學之中滲透教育學和數學課程教學論的思想,注重研究代數學課程對中學數學教學的指導,充分體現數學文化和數學美,培養學生的數學文化素養和未來數學教師的綜合素質,適應基礎教育教學和改革的需要.
(二)不斷嘗試各種教學理念和方法
1.采用“本原教學法”進行教學
高度的抽象化和形式化是代數學的基本特征,《高等代數》、《近世代數》及《線性代數》這三門大學代數課程是被學生公認為比較難學的數學課程.所謂“本原教學法”,就是教學中要返璞歸真,從源頭講起,講清楚問題產生和發展的過程,先講明道理,水到渠成,讓學生自己歸納定義或結論,再講推理,然后再抽象化和形式化.
例如,在引入同構概念之前,我們可以先讓學生回憶三角形全等的概念和判定方法.ABC與三角形A′B′C′的全等實際上是建立兩個三角形的頂點和邊的一一對應.點的對應可以看成兩個集合S和T的元素的一一對應,即AA′,邊可以看成兩個點所作用的結果,從而S和T的邊的對應可以是看成保持它們兩個點的運算結果.這樣一來,兩個代數系統的同構其實就是這兩個代數系統間可以建立一個一一映射,并且該映射保持這兩個代數系統的所有運算.
再例如在引入向量的線性相關的概念時,我們先從“平面向量的共線”及“空間向量的共面”入手,介紹一些具體的、學生熟悉的例子,最后歸納出線性相關的一般定義.教學實踐證明,這種教學方法學生易于接受,效果明顯.
2.采用“研究性教學法”進行教學
在自身開展科研的同時,我們經常將所授課程的前沿知識,研究現狀和發展趨勢融入到教學過程中,將自己的研究實踐經驗、思維創新方法、學科前沿動態介紹給學生,并適時適度提出一些問題供學生研究.例如我們在《高等代數》或《線性代數》課程教學中,可以提出如下問題給學生探究:矩陣表示方法的綜合體現、等價分類方法的滲透與應用、同構思想的應用、分析學思想在代數學中應用等等.此外,我們也偶爾可以不從定義出發而從問題出發來組織和展開本課程的教學內容和體系,即從重要的問題出發,根據需要引入概念,并總結出定理,引導學生去探索和發現知識,從而培養學生的創新思維.這一教學過程的主體是學生,主導是教師.
3.利用類比法進行各代數系統相關內容的教學
類比法是數學發現中最常用、最有效的方法之一,它在科學發展史上起過重大作用.法國數學家拉普拉斯指出:甚至在數學里,發現真理的工具是歸納和類比,這也足以看出類比方法的重要性.
類比是通過兩類不同對象A,B間的某些屬性的相似,從而從A具有某種其他屬性便猜想B也有這種屬性.
本科階段主要接觸的代數系統有向量空間、歐式空間、群、環和域等.由于這些代數系統之間具有一些屬性的相似,即都是一些帶有運算的集合,這即表明類比的數學思想方法可嘗試在這些代數課程的學習或教學中去運用.
例如,我們在講授《高等代數》或《線性代數》時,可以利用類比法來講解向量空間與歐式空間、矩陣與線性變換的定義與性質、聯系與區別等等.
又例如,我們在講授《近世代數》時,可利用類比法來講解群環域等代數系統及其子系統的概念,講解代數系統的同態基本定理,講解一些特殊環(整環、除環與域)之間關系,講解一些特殊整環(唯一分解環、主理想環、歐氏環等)的關系等等.教學實踐證明,該方法教學效果明顯,而且可以培養學生如何發現新問題的科研興趣和能力.
4.課堂精講、返講與自學相結合
我們在代數系列課程的教學中,努力做到課堂精講、返講與自學相結合.課堂上,講重點,講知識的背景與形成過程,揭示知識的內在聯系;對難點、重點內容進行返講,使學生深刻理解抽象的理論,從怕學到愛學;自學是指有些教材內容則采用學生自學為主,教師給出思考題,課后下班輔導及答疑.我們采取了一系列措施指導學生自主學習,主要做法是針對不同專業的學生建立不同層次的試卷庫,建立自測卷,同時,統一考試標準及要求,保證其公正、公平.
5.以科技創新活動為突破口,激勵學生研究性學習
(1)開發第二課堂
通過講座,介紹代數發展歷史上的典型人物、典型事件、典型的思想方法,代數與相關學科的聯系、應用前景,提高學習代數學的興趣.指導學生去發現實踐中的數學問題,指導學生使用Matlab分析和解決問題;指導學生自主式學習、探究式學習,給他們布置一些難度不是很大的研究性問題,讓他們課外去找資料解決,并用規范論文的格式打印出來.這樣,一方面,我們可以讓所有學生學會如何撰寫數學專業論文,另一方面,我們也可以讓一部分寫得比較好的學生的論文拿去發表,從而達到一舉雙得的效果.
此外,我們也提倡學生在《數學的認識與實踐》、《數學教育學報》、《大學數學》、《高等數學研究》、《數學通報》、《中學數學研究》等一些專業涉及知識不深的期刊中找適合自己的文章閱讀、報告和探討.
(2)以學科競賽為平臺,提高學生協同創新能力
我們的具體做法有:以全國和國際數學建模競賽為平臺,培養學生的解決實際問題的創新能力;以全國普通高校信息技術創新活動為載體,培養學生信息技術創新能力.
數學建模對激勵學生學習數學的積極性、提高學生建立數學模型和運用計算機技術解決實際問題的綜合能力、推動大學數學教學內容和方法的改革等方面均有重要意義.通過“一年兩賽”模式參加國內和國際數學建模學科競賽,努力提高學生的應用能力與創新能力,提倡“以賽促教,以教育賽”,并將建模融入日常教學中;以數學建模競賽為切入點,努力培養學生的創新能力.
(3)指導學生申報各類大學生科技創新項目,培養學生研究性學習的能力
在教師的指導下制定研究課題,鼓勵學生自主申報并研究國家級、省級、校級大學生創新創業訓練項目、暑寒期社會實踐項目等各項課題,鼓勵學生踴躍向國內外專業期刊投稿,以此來增強學生的科學研究及寫作能力.
(4)鼓勵學生參加教師的課題,提高學生以及教師的科研創新能力
教師是培養大學生科技創新能力的關鍵因素之一,倡導教師將學生納入自身的科研工作之中,根據學生的知識階段,指導學生完成力所能及的研究工作,努力提高學生的科研創新能力.
三、結束語
本文就《高等代數》《近世代數》及《線性代數》這三門大學代數課程的教學原則、教學理念、教學方法、教學研究及實踐等方面,給出了一些教學思考與體會.旨在強調探索和改進傳統的教學模式,不斷滲透數學思想和方法,對提高教學質量,培養和發展學生數學思維能力具有非常重要的意義.因此,我們今后需不斷地對大學代數課程課堂的教學內容、模式和方法進行有效改革,使得學生既感興趣地學到必要的數學知識和數學技能,又掌握了其中的數學思想和方法,好為他們將來更好地從事數學方面的相關工作打下良好的基礎.
【參考文獻】
[1]侯維民.關于代數學研究問題的基本方法[J].數學教育學報,1999,8(1):94-96.
[2]蘭艷,沈艨.高等代數抽象性及其教學的研究[J].數學學習與研究,2011,23(1):11-12.
關鍵詞:戰略網絡 復雜網絡理論 網絡效率 節點重要性
引言
戰略網絡是由不同利益成員構成的系統,由于各成員目標可能不同,每個成員都以自身利益最大化為目的參與合作,所以戰略網絡中存在不可避免的矛盾。目前國內外對于戰略網絡節點管理的研究角度多偏向于生態學理論、博弈論及系統論,對企業戰略網絡節點選擇、節點數量及節點的進退機制進行研究。復雜網絡研究的不同之處在于:從統計的角度出發,考察網絡中的大規模節點以及節點之間的連接性質,這些性質的不同意味著網絡內部結構的不同,而內部的結構不同將導致網絡系統的功能不同。利用復雜網絡理論,可以分析網絡中各節點的重要程度,反映各個環節的瓶頸問題。還可以用來發現網絡中的關鍵節點,從而對網絡進行有針對性的優化,進而達到整體網絡的優化。
復雜網絡理論在企業網絡中的應用
科學家們發現大量的真實網絡既不是規則網絡, 也不是隨機網絡,而是具有與前兩者都不同的統計特征的網絡,這樣的一些網絡被科學家們叫做復雜網絡(Albert R,Albert-Laszlo B,2002;Newman M E J,2003)。復雜網絡被發現具有很多與規則網絡和隨機網絡不同的統計特征,其中最突出的是小世界效應和無尺度特性(Drik Helbing,2006;Christian Kuhnert,Dirk Helbing,2006;Marco Laumanns,Erjen Lefeber,2006)。由于現代企業網絡越來越具有復雜性和不穩定性特點,復雜網絡理論在企業網絡方向上的應用也逐漸成為研究熱點。
李守偉、錢省三(2006)在對產業網絡供應鏈的復雜性研究中發現,我國的半導體產業的供應鏈條符合無標度網絡的特征。此外,阮平南、李金玉(2010)將復雜網絡理論用于戰略網絡,闡述了戰略網絡的無標度特征,建立了BA演化模型,解釋了無標度網絡演化的過程,進而解釋了戰略網絡中核心節點的形成。龐俊亭等(2012)探索了集群創新網絡所具有的小世界和無標度結構特性及集群網絡在受到攻擊時所具有的穩健性和脆弱性。
目前多數研究側重定性研究網絡的復雜網絡特性及演化研究,有充分考慮企業網絡的動態適應性問題,沒有考慮到系統整體運行規律。另外,以網絡效率為標準,研究網絡中的節點重要性方面的文獻還是很缺乏的。本文試圖以復雜網絡理論為基礎,從這一全新視角來研究戰略網絡中重要節點識別問題。
戰略網絡的復雜網絡特性分析
(一)戰略網絡拓撲結構
戰略網絡就是由那些具有戰略意義的組織或個人組成的社會網絡。它是由消費者、市場中介、供應商、競爭對手、其他產業的企業、利益相關者、其他組織和企業本身等節點構成的(見圖1)。
用復雜網絡理論研究戰略網絡,首先應將戰略網絡抽象成拓撲模型。將戰略網絡中的企業、科研機構、政府等作為網絡中的節點。節點確定以后,根據各節點的實際聯系確定是否存在邊的關系。作為核心的網絡節點企業存在眾多的合作關系,這就導致戰略網絡的節點的邊越來越多。為了能比較好地模擬出一個戰略網絡,根據戰略網絡的基本結構,描繪出一個簡單戰略網絡拓撲圖,如圖2所示。
(二)戰略網絡的復雜特性
1.戰略網絡的小世界網絡的特征。平均路徑長度是指在網絡中將兩點間的距離被定義為連接兩點的最短路所包含的邊的數目,把所有節點對的距離求平均,就得到了網絡的平均距離。網絡的平均路徑長度L(N)定義為任意兩個節點之間的距離的平均值,平均路徑長度表示產品的交付時間。為在保持激烈競爭環境中的優勢,企業必須采取以下對策:重組整合,減少補給提前期,加快信息的流通速度,減少產品運輸距離,提高自身的反應能力和適應變化的能力,建立配送物流中心,以便能夠更好地實現準時供貨?;跁r間的競爭戰略對于各節點成員來說是至關重要的,如何以最短的時間將產品交付給客戶成為節點企業參與戰略網絡競爭必須應對的關鍵戰略問題。在戰略網絡環境中,企業之間的平均最短路徑,可以體現為產品或服務從一個環節到另一個環節所需要的平均最少中轉數目。整個網絡的平均最短路徑L的計算公式為:
上述公式中,dij表示產品或服務從環節i到達環節j所需的最少中轉次數,N表示戰略網絡中的企業總數。
聚集系數指與節點相鄰的節點之間實際存在的邊數與這些節點都互連的最大邊數之比,網絡中所有節點聚集系數的平均就是網絡的聚集系數。對于戰略復雜網絡而言,平均聚集系數相應于網絡節點企業之間相互交流的程度,隨著信息高速發展時代的到來,越來越多的企業應用信息技術和互聯網的媒介建立彼此之間的連接。通過信息共享的各種途徑促使各節點企業之間聯系更加緊密,交流更加頻繁,這就體現戰略網絡具有較高的聚集系數。
2.戰略網絡復雜網絡的無標度特征。無標度網絡的特點是網絡中的大部分節點的度值都很低,但存在著度數非常高的核心節點。各節點企業在企業網絡中所處的網絡地位不同,戰略網絡中的核心企業形成占有的知識不均勻,節點間的連接就具有擇優性(Boschmma R A,Wal A L J,2007)。戰略網絡核心節點的形成主要來源于擇優連接機制,在戰略網絡中,組織會傾向于選擇連接數目較多的網絡節點。通常一些節點企業通過先進的技術、富有競爭力的產品和良好的管理,在非常短的時間內獲得大量的關系連接;網絡中存在歷史較長的企業,有較長的時間來積累與其它組織的關系連接。核心節點的連接數目遠遠超出了一般的節點,并且網絡主要由這些核心節點所支配。
戰略網絡節點重要性模型構建
在復雜網絡中,節點度是單個節點極其重要的屬性節,點的度直接反映該節點在網絡中與其他節點相聯系的廣度,定義為鄰接矩陣中與該節點連接的其他節點邊的數目。傳統復雜理論中判斷核心節點方法是依據網絡中節點度或點強度參數,這個方法是具有很大片面性和局限性的。節點度高的企業只能說明企業與周圍企業的聯系程度密切,而不能真實地反映出該企業在網絡中的作用和地位(朱大智、吳俊,2007)。因此本文將以網絡效率為依據,從新的視角出發對戰略網絡中的節點進行重要性識別。
(一)戰略網絡的網絡效率建模
網絡效率指標被用來衡量網絡中點與點之間的信息溝通程度。在戰略網絡中最短路徑長度反映了戰略網絡內各節點企業產品交付時間的效率。路徑越長,企業獲取資源的時間越長,效率就越低;反之,路徑越短,資源獲取的時間成本越低,效率越高。為了計算網絡效率E,首先要建立這樣一個網絡模型。假設忽略所有企業內部信息,只考慮企業間的聯盟關系;任意兩節點間的連接度是等值的。設網絡G是一個無重邊的無向網絡,即網絡中的邊沒有固定的方向,用G=(N,K)來代表,N是網絡中節點集合,K是網絡中邊集合,G的鄰接矩陣A=(aij)定義如下:
則A是一個n階的對稱矩陣,如果兩個節點之間有聯系,aij=1;否則aij=0。
假設節點i與節點j間的連通的效率eij與最短路徑成反比,即eij=1/dij。那么,給出如下的戰略網絡效率計算公式:
(1)
上述公式中,eij表示完全連通情況下兩個節點企業之間的效率。在突況下,加入變量wij,即網絡效率因子。0≤wij≤1,作為企業連通效率參數。Wij=1表示相關節點企業正常運營。在遭遇突況下,Wij將降低,取0≤wij≤1。這樣可以比較真實地模擬出企業在面對不同風險時,網絡出現效率變化的情況。隨著wij的變化,與該企業有貿易往來的相關企業均會受到一定程度的影響,將導致整個網絡的效率會出現非線性的變化。通過評價網絡的效率,可以嘗試改善網絡的構造從而優化網絡的效率,網絡的效率得以提高,使網絡更具穩定性。
(二)戰略網絡中重要節點的識別建模
網絡效率E無疑成為衡量戰略網絡效率有效的指標,然而它只能表現網絡的平均水平,因此需要更深入的研究,識別網絡中的關鍵節點。此方法主要考察的是當從網絡中剔除節點i以后,網絡的效率變化,根據節點對于網絡效率影響能力的大小,可以識別網絡中的關鍵節點。
E=E=E(G)-E(G`) i=1,2,……N (2)
E(G`)表示wij變化時的網絡平均效率。根據網絡效率變化的大小對網絡中節點的重要性指數進行排序,在wij一定的情況下,網絡效率變化值較大的節點無疑是網絡中重要性相對較高的節點。也就是去除該節點后,網絡效率下降越大,說明該企業的重要性越高。針對企業對于網絡整體的作用不同,需加強預防工作,做到真正的防患于未然。對于這些重要節點,必須予以重點關注,例如,更加頻繁地關注它的運作狀況、與其他企業的連通狀況,建立完備的預警機制等。
結論
基于網絡整體的考慮,本文運用復雜網絡理論,側重從宏觀整體的角度去分析單獨的點和整體網絡之間的關系,通過建立網絡拓撲結構、衡量網絡效率、識別重要網絡節點三個方面,闡述了復雜網絡在戰略網絡管理中的應用前景。建立數學模型比較真實地模擬了網絡在正常情況和突況下的網絡效率。本文只是從復雜網絡理論的角度討論通過戰略網絡效率的辦法計算節點重要性,而由此識別出來的重要企業也是具有現實意義的。
參考文獻:
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4.Christian Kuhnert,Dirk Helbing.Scaling laws in urban supply networks[J].Physica A,2006,363(1)
5.Marco Laumanns,Erjen Lefeber.Robust optimal control of material flows in demand-driven supply networks[J].Physica A,2006,363(1)
6.李守偉,錢省三.產業網絡的復雜性研究與實證.科學學研究,2006(4)
7.阮平南,李金玉.戰略網絡中基于無標度網絡的核心企業形成研究.科技管理研究,2010(16)
8.龐俊亭,游達明.基于復雜網絡視角的集群創新網絡特性研究.統計與決策,2012(2)
關鍵詞:高職院校;高等數學;現狀;改革
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)28-0256-02
隨著社會的不斷進步和發展以及教育改革進程地不斷推進,現代職業教育更注重對學生實際操作能力的培養和提高,越來越重視學生發明、發現、創造、生產實踐等能力的培養和提高。作為基礎學科的高等數學教學,也在高等職業教育改革的時代背景下,經歷著一系列新的創新和變革。隨著高等職業技術教育的廣泛推行,學生的入學成績整體質量急劇下降,為高等數學的教學帶來了極大困難,其教學成為擺在職業教育面前的一大難題。因此,在新形勢下,高職院校高等數學的改革就成為必然的趨勢。在本文中,筆者根據我院實際情況,并結合自己多年來在高等數學教學中的實踐和體會,對高職院校中高等數學教學中存在的問題及改革進行一些探討。
一、新升格高職院校高等數學教學中存在的問題
在傳統應試教育的制約下,數學課堂留給學生的印象總是枯燥無味、空洞抽象、難以接受,學生對數學總是有種畏懼感而不敢去接近它。為了更好地教學,我在教學時對學生進行了問卷調查,與各教學系專業教師溝通,通過統計并結合自己多年來的教學經驗發現以下問題。
1.高職院校學生普遍基礎薄弱,對數學缺乏學習興趣。高職院校學生普遍生源質量差,尤其是中職學校上來的學生基礎非常薄弱,很多內容都沒學過,絕大多數學生的數學成績都不好,學習習慣也不好,自學能力差,對數學一直有畏難情緒,上了大學更是覺得高等數學深不可測。很多同學對高等數學有種莫名的恐懼感而不敢去親近它,加上不少同學都認為在大學里學好自己的專業課就可以了,認識不到高等數學在實際生活和工作中的重要意義,認為數學是可學可不學的一門豆芽課。大多數學生沒有掌握科學思考的方法,課前不預習,課內不做筆記,課后抄襲作業,于是不認真對待,曠課、抄襲作業、考試作弊現象相當嚴重,從而慢慢失去了學習高等數學的興趣。
2.學院對高等數學重視程度不夠。高職院校都是由以前的中專院校合并而新升格的學校,學院領導及各教學系對高等數學不是很重視,大多數都認為高數就是關在教室里學的幾十年不變的一門豆芽學科,誰都可以上,沒有配備足夠的教學設施和設備,無法開展數學實驗課;課時量嚴重不足,而學生基礎又差,導致了內容和時間的矛盾,無法開展教學。
3.教師知識結構單一,教學方法單調,教材內容陳舊。高職院校大多都是由以前的中專學校轉軌合并的,而高等數學大多又是由從事數學基礎理論課教學的教師擔任。這些教師知識結構單一,教學方法單調、觀念落后,缺乏相應的專業知識,導致教學內容與學生專業脫節,脫離實際需要,無法體現數學的專業實用性,并且很多教師缺乏現代化教學手段,極大地影響了學生學習高等數學的興趣和熱情。
我院所選教材不管什么專業,內容和體系基本都一樣,沒有體現與專業結合的特色和為專業服務的思想,更不能體現出學生的個體差異性。很多教材在使用過程中普遍感覺內容高高在上,不可觸摸。
4.考核模式單一,評價體系陳舊。受傳統教學管理模式的限制和應試教育的影響,我院高等數學考核一直采用標準化和規范化的閉卷考核方式,學生成績也一直采用的是平時占30%,期末占70%。為了提高過關率,考題是越出越簡單,基本上都是現題和原題,尤其是補考和重修純粹是走形式,這樣的評價方式不能考查出學生的個體差異,不利于學生的個性發展和綜合能力的提高,制約了學生創新能力的培養,體現不出職業教育的特色,與高等職業教育培養“高技能應用型人才”的思想是相悖的。
二、高職院校高等數學改革之我見
1.重視高等數學教學的重要性,充實高等數學師資隊伍。高等數學是理工類各專業的重要基礎課,學院領導應從長遠的發展角度考慮,充分重視高等數學課在培養學生綜合素養和實踐創新能力方面的重要性。一方面引進高素質、有教學經驗的人才,優化師資隊伍,帶動和提高整體師資素質和教學水平;另一方面多為教師提供學習、進修的機會,鼓勵教師業務進修,讓教師通過學習吸納新知識、更新知識結構、提高業務水平,努力提高數學教師的整體業務能力。
2.充分調動學生的積極性,自覺主動的參與到學習高等數學的熱情中。數學作為一門比較單調又枯燥無味的學科,大部分學生激發不起學習興趣,學習高等數學的積極性不高,加上進入我們學院的學生數學基礎又差,使得數學教學效果一直不理想。因此,在教學中,教師應該多想思路和方法,充分調動學生學習高數的積極性和興趣。首先,教師要博覽群書,結合教學內容巧妙進行教學設計,要通過提高自身修養和內涵、不斷學習讓學生喜歡和愛戴自己。其次,在教學中,教師可以講授一些數學家有趣的故事以及數學史的發展和進程,這些也可以作為課外作業讓學生通過查閱資料完成,讓他們在查閱數學家的有趣故事的同時,了解數學家短暫而又傳奇的人生、認真執著的研究精神,培養學生堅忍不拔和持之以恒的精神;讓他們在了解數學史的發展過程中知道數學的博大精深以及魅力無窮。再次,教師要通過組織各種課堂活動,引導學生在發現問題、分析問題、解決問題的實踐中,漸漸認識到高等數學的重要性,讓學生在發現中學習,激發學生的求知欲望,提高學習興趣。
3.結合本院校及專業特點編寫合適的教材。高職院校高等數學教材應體現出與本科教材不同的地方。數學教師可結合本院實際情況并與專業教師溝通,弄清高等數學在各專業的具體應用情況,注重高等數學在生產和生活中的應用,本著以專業需要、為專業服務為導向、降低內容難度,集中編寫教材內容。內容力求切合學生當前以及今后發展的實際需要,讓學生在學習的時候更有針對性,并在非常有限的時間范圍內讓學生感受到高等數學的博大精深。這對高等數學教師來說無疑具有很大的挑戰性。
4.優化教學內容,改變傳統的教學方法,多使用現代化教學手段。傳統的以“教師講解為主,學生聽為輔”的教學方法,不僅不利于學生對所學知識地理解和掌握,而且也無法充分地調動學生學習的積極性和主動性。數學教師可根據知識的內在聯系,優化組合教學內容,這樣既可以幫助學生深入理解知識,又可以節約課時,提高教學效率。對于數學上難懂且難以板書的部分,可采用多媒體教學,為學生創設一個生動、活潑的學習情景。同時在教學中還可以穿插介紹一個數學應用提出問題,為枯燥的高等數學課增添趣味,也將有效突破教學難點,提高教學效果。讓學生在課堂上通過討論完成“問題數學化”的過程,而把問題的具體求解過程留給學生課后完成。教師還可以嘗試讓學生自己講解高等數學中比較簡單的內容,讓學生積極主動參與到高等數學的教學之中,這樣既能調動學生的主動性,還能鍛煉學生的邏輯思維能力及語言表達能力,提高學生學習高等數學的積極性。
5.教學中滲透數學建模思想,提高學生應用數學解決實際問題的能力。為了培養出真正的高素質應用技能型人才,在教學中教師可以把數學建模思想融入在高等數學教學中,教會學生使用數學知識及數學軟件解決實際問題?!皵祵W建模思想”就是指將所學習的數學理論、數學方法與解決生活問題的實際有機結合的一種創新的數學思想。一方面,在實際生活中有很多復雜的問題直接處理起來比較困難,而通過構建數學模型將其轉化為抽象的數學問題后,在既有的數學知識和方法的支持下,則可以有效地解決;另一方面,我們所學習的數學方法和知識,都是由生活中的實際問題演變而來的,是人們在處理生活問題的實踐中發明出來的。在教學過程中,教師可根據教學內容,事先設計好問題對學生進行啟發,引導學生構建數學模型,主動查閱文獻資料,開展小組討論,培養學生團結協作、主動探索的學習精神。在教學中通過這些應用型問題的融入,使學生不知不覺參與到數學知識的學習和探索中,讓學生在思考中學習,激發他們對高等數學學習的興趣,提高解決問題的主動性和創造性。
6.改革考核模式。為了減輕學生的學習壓力和對高等數學的畏懼心理,讓學生真正掌握解決問題的思路和方法,充分調動學生的積極性、激發學習興趣,考核可采用將“開卷考核”、“閉卷考核”、“作業考核”、“隨堂考核”、“問卷調查”、“實驗考核”、“開放式考核”(這部分考核可以實驗的方式進行,由學生自由組合,教師事先設計好題目,規定完成的最后期限,最后以論文或實驗報告的形式上交評分)等方法有效地結合,改變以往單一的閉卷考核,提高學生學習的主動性和能動性。
隨著我國教育改革的不斷深化,高等數學的改革也任重道遠。而高等數學教學改革要真正體現“以教師為主導,以學生為主體”的原則,只有加大對教學的改革力度,努力使高等數學課程變得生動有趣,讓學生學有所用,從內心真正熱愛高等數學,自覺成為數學知識學習過程的主動參與者和積極探索者,不斷提高學生應用高等數學解決實際問題的能力。
參考文獻:
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[2]王萍.高職院校高等數學考核模式改革初探[J].遼寧師專學報,2014,(12).
[3]曾利華.新升格高職院校高等數學教學改革探索[J].高教論壇,2015,(9).
【關鍵詞】 工程模式 通信原理 教學改革 實驗 課程建設
一、引言
隨著科技的飛速發展,電子信息技術在科技領域發揮著越來越重要的作用。根據社會發展的需求,應用型本科高等院校應適應目前這一現狀,培養出能從事各類電子信息系統的研究、設計、制造、應用和開發的復合型高級工程技術人才。如何實現這一目標是高校亟待解決的一個難題,也是教師所面臨的一項重要課題?!巴ㄐ旁怼闭n程是電子信息類專業非常重要的專業基礎課程,也是許多學校研究生入學考試的專業課程之一。“通信原理”既在整個課程體系中起到承上啟下的作用,也是學生“信息素養”的重要內涵,對學生畢業后的工作有很大的幫助[1]。由于本門課程的重要性及其自身內容具有原理抽象、理論性強、數學基礎要求高等特點,研究如何提高教學效果、調動學生學習的積極性、將理論知識運用到實踐中去,具有重要的現實意義。
自2000年發起研究和實施CDIO工程教育模式以來,工程教育模式已為教育界、產業界所矚目,成果非常顯著。工程教育模式讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。以綜合的培養方式使學生在工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力達到預定目標[2]。因此,通過引入工程模式,進行“通信原理”整體課程體系優化,提高教學效率,培養學生自主學習的能力,以響應學校對本專業“卓越工程師”項目的支持以及對地方“親產業”理念的體現。
二、教學改革探索
2.1 教學理念改革
轉變教學理念,根據不同層次人才培養的要求,以及本校對培養“卓越工程師”以及“親產業”應用型人才的理念,采用分級教學,區分卓越類和普通類不同層次的培養需求,有針對性地修改培養方案。
通過分級教學,將卓越班和普通班區分開,明確教學目的。卓越班在教學過程中既要注重實踐,同時也要掌握重點公式的推導,為今后在該領域深造打好理論基礎。而普通班的教學更側重于培養技能強硬、善于合作、會干實事的應用型人才,從而適應就業需求[3]。
2.2 教學內容改革
進行工程模式下的教學改革,要重組教學內容,統觀全局,分清層次,有詳有略,確定重點難點。本院“通信原理”課程開設時間并不長,相應的教學大綱和要求同其他重點學校相比存在一定差距。制定一個適合本院專業特色和學生特點的培養模式,就要求教學大綱從根本上進行改革,制定符合地方需要的應用型人才培養方案?!巴ㄐ旁怼闭n程內容包括通信的基本理論、模擬調制、數字傳輸、差錯控制技術等幾個部分。由于現代通信的發展趨勢是數字通信,因此,將教學重點放在數字通信部分,著重講清數字通信的基本原理,并擴展至目前實際使用的數字傳輸系統,使教學內容具有理論性與實用性。
2.3 教學方法改革
轉變一些習慣性的授課方法,將工程模式靈活地貫穿到教學過程中。將課程所涉及的理論與現實中對應以及類似的系統進行對照說明,或引入目前通信領域的新技術,激發學生學習興趣。主要采用多媒體教學,并輔以互動教學、啟發教學、形像教學、網絡教學、項目驅動教學等多樣手段,以學生為主體,發揮學生主動能力,加深他們對重難點的理解,也讓他們體會到理論的重要性。具體方法如下:
(1) 多媒體教學:制作高質量的多媒體課件,用最簡潔明了的方式展現“通信原理”課程中的重點和難點,同時利用黑板板書進行分析和推導,以課程目標、課堂目標來安排教學,并根據學生反饋適當調整講課進度與速度。
(2) 互動教學:在講授重要知識點前,通過問題的形式引導學生,并采取小組討論、學生回答、老師總結等交互式學習方法,充分提高學生的學習積極性。
(3) 啟發教學:在講授基本概念、基本原理之前,先介紹相關的實際應用背景,讓學生明白“為什么要學”、“如何應用”,讓學生對其應用建立直觀的感性認識,激發學生的學習興趣,從被動學習轉為主動學習。
(4) 形像教學:講解抽象概念以及原理時,采用動態的信號波形圖、頻譜圖加以驗證,既可以利用動畫方式直觀地呈現信號的特點,又可以加深學生對數學公式推導的理解,提高學生主體的參與度。
(5) 網絡教學:根據本校所建立的網絡平臺,開設“通信原理”課程網站,提供全方位的信息,包括課程通知、教學資料、作業系統、試題考核、答疑討論等,方便學生課后在網上回顧課堂內容,加深理解。通過Email、QQ等方式在網上進行輔導,解答學生的疑難問題,了解學生的學習情況及教學建議,以便及時調整授課方法及進度。
(6) 項目驅動教學:將重要知識點應用于實際工程,進行理論聯系實際。將抽象理論形象化,提高學生的學習興趣,鍛煉他們的實踐能力,進而培養他們的創新意識。項目包括虛擬實驗室仿真平臺、課程綜合性實驗、畢業設計、科研項目等。
2.4 引入工程教育理念
“通信原理”課程知識比較抽象,采取傳統的填鴨式教學方式會使學生的學習興趣下降,為此,將課程的理論概念聯系到現實中具體實物,調動學生學習興趣,從而提高教學效率。 可以根據學生掌握的基本理論與技能,結合學生個人興趣,將教學內容或實驗進行實際應用,通過老師的指導將學生一些可行性通信設計進行合理規劃并組建團隊,增強學生之間的協作,建立自身的學習模式[4]。
此外,還可以與企業聯合進行培養,通過聘請企業技術工程師,結合學生的興趣與特長,為學生量身定做實訓項目。根據學生意愿,鼓勵其參與教師科研課題、大學生創新實驗計劃項目、數學建模競賽、“挑戰杯”競賽、電子設計競賽等。通過教學體系改革與實踐,不僅可提高學生的理論水平、工程實踐能力,更重要的是注重學生創新能力和職業技術能力的培養,在走上崗位后能夠迅速掌握新知識,適應新環境。
三、實驗課程建設
3.1 實驗課程的分層設計
“通信原理”課程實驗是其教學的重要組成部分,其目的是通過“通信原理實驗箱”來對基本理論和應用進行再次提煉,以加深學生對原理部分內容的理解和進一步掌握,為以后從事相關領域的工作打下較好的基礎。課程的實驗分為有3個層次:驗證型、綜合型、設計型。
① 驗證型實驗:對單體知識點的鞏固和掌握,是教學的基本要求,學生可以通過記錄波形來鞏固基本的理論知識。
② 綜合型實驗:對多個單體知識點的綜合應用,培養學生的綜合應用能力,如數字頻帶調制實驗。
③ 設計型實驗:為培養學生的創新意識而設置,題目是給定或學生分組自擬,其過程包括方案設計、仿真驗證、燒寫程序及測試。通過實驗箱的二次開發模塊,將程序寫入FPGA,并用示波器測試設計結果。該過程既培養了學生的創新意識,又鍛煉了學生分析問題和動手實踐的能力。
實驗教學采用以上三種形式,層次由低到高,內容由淺入深、由簡單到復雜,有利于學生感性認識的逐步深入,有利于學生動手實踐能力的培養和提高,有利于學生綜合素質、綜合能力的培養。
3.2 建立軟件仿真實驗
除了硬件仿真實驗,還可以將Matlab/Simulink等系統仿真軟件引入實驗教學,這些仿真軟件提供了一個交互式動態仿真平臺,學生可以利用直觀的方框圖以及相關的程序代碼對通信系統進行建模仿真,從而擺脫煩瑣的數學推導,通過方框圖以及程序的理解,加深對通信系統的概念和運行過程的理解,以此鍛煉學生的綜合應用能力,為學生將來從事相關科研工作打下堅實的基礎[5]。
3.3 建立開放性實驗室
結合實驗室安排,在空閑時間全面開放實驗室,學生可根據個人情況預約時間進行實驗。開放性實驗室給學生提供一個自由學習與實驗的空間,激勵學生的創造性和創新思維,培養學生的獨立工作和獨立實驗能力[6]。
3.4 校企合作建立聯合實驗室
與電子通信類公司合作,建立校企聯合實驗室,為學生進行深入實踐和工程開發創造條件。定期邀請企業專家進行指導,利用實驗室內的硬件和軟件條件,學生可以進行通信傳輸方面的實驗與工程開發。
四、總結
將工程教育模式引入“通信原理”教學與實驗是一種先進的理念,是對教學的一種可持續研究,對于教學改革以及實驗課程建設都具有非常好的參考價值,對培養學生的實踐能力、創新能力、溝通能力和團隊協作能力有著巨大的幫助。
聯系方式:馮陳偉
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參 考 文 獻
[1] 張翠芳. 基于創新型人才培養的 “通信原理” 課程教學研究[J]. 北京郵電大學學報: 社會科學版, 2010 (2): 90-94.
[2] 萬金華. 基于 CDIO 模式的綜合訓練項目的探索[J]. 現代企業教育, 2009 (4): 103-105.
[3] 馮暖. 通信原理精品課程建設中教學方法的研究與改進[J]. 黑龍江科技信息, 2012 (15): 174-174.
[4] 韋江華, 周堅和, 林川. 基于 CDIO 教育理念的高校通信工程人才培養實踐教學改革[J]. 中國電力教育: 中, 2012 (7): 104-105.
[5] 邵玉斌. Matlab/Simulink 通信系統建模與仿真實例分析[M]. 清華大學出版社, 2008.
一、針對不同課型實施閱讀教學
1.新授課的閱讀分為概念課、命題課、解題課、研究性學習課的閱讀.
概念課的閱讀.采用“粗讀、細讀、精讀”三環節教學.粗讀——了解慨念的結構、意義及背景.細讀——反復推敲關鍵字、詞、句.精讀—一準確把握概念關鍵特征、基本性質,明確其內涵和外延,區分相近的概念,理解其適用范圍.
命題課的閱讀.采用“粗讀、細讀、精讀、拓展”四環節教學.粗讀——弄清命題的條件、結論及其來龍去脈和內在聯系,細讀—一探討命題的證明途徑和方法.精讀——聯想類似命題,進行分析比較,掌握其應用.拓展——思考命題能否逆用、變用、巧用、推廣及引伸,并舉例說明.
解題課的閱讀.采用“細讀、精讀、拓展”三環節教學.細讀——認真審題,弄清已知量和未知量的關系,思考解題過程.精讀——嘗試解題并與正解比較解法的優劣,掌握用圖技巧,使解題過程的表達簡捷規范.拓展——適當變換問題的條件或結論,探求問題成立的真假,總結解題規律并努力探求不同的解題途徑,自編題目進行知識拓展.
研究性學習課的閱讀:課內外結合,以教材內容為引子,鼓勵學生多方收集信息,綜合運用數學知識進行分析,設計研究問題的方案(包括實驗設計方案),構建數學模型,充分體現學生的自主活動與合作交流.通過研究性學習課的閱讀,培養學生收集信息、學習新知能力,培養學生數學建模能力、反思能力和運用數學知識解決實際問題的能力.
2.復習課的閱讀.
課前獨立反思性閱讀,系統梳理、歸納整理所學知識所反映的數學思想、方法,溝通知識與方法間的聯系.課中開展小組合作交流,展示討論成果,教師點評,使學生體驗構建知識網絡過程,形成所學內容的整體結構.最后,通過拓展解決—些綜合性或應用性較強的問題,訓練技能,使知識“循環出現、螺旋上升、不斷深化”,從而提高能力.
3.講評課的閱讀.
測驗后,反饋結果,展示典型錯例,讓學生細讀,尋找錯因,進行討論、評析、糾正.展示一題多解及創新性解法,進行借鑒性閱讀,優化解法.對典型題目進行拓展、變式訓練.評析后可布置一些相應的練習題作鞏固或拓寬,鼓勵學生寫出學習心得或對試題作變式研究.使學生得到更大的收獲.
二、將閱讀教學按階段劃分,分層次要求
研究中,根據循序漸進的基本原則將閱讀教學分為“扶讀、解讀、放讀”三個階段,分層次要求.“扶讀”階段——教師編好閱讀提綱,選一些典型內容進行閱讀示范,帶領學生逐字逐句進行閱讀,解讀每段材料的含義,指出關鍵點,理清各段之間的關系,教會學生閱讀不同材料的初步方法.“解讀”階段——在老師指導下自編提綱,根據,材料進行閱讀,逐步掌握數學閱讀的策略并適當進行交流評價.“放讀”階段——學生獨立閱讀,整理歸納出閱讀重點,并進行師生、學生之間的交流評價,遇到困難能自己查閱相關輔助資料進行解決.
三、轉變學生學習觀念,培養閱讀的興趣
心理學認為:興趣是學習的動力,直接影響學習效果.在初期,向學生推薦科普讀物、期刊、網站等,讓學生收集趣味數學、數學史、生活中的數學等材料,在全班交流,使學生通過“讀”,學習數學新知識,感知數學閱讀的趣味性和實用性.通過在閱讀材料中設置一些易錯、易疏忽的信息陷阱,使學生體驗數學閱讀的重要性及其與其他學科閱讀的區別,轉變觀念,提高閱讀意識.
四、注重學法指導
1.鼓勵學生采用主動式閱讀.
充分利用數學知識特有的邏輯性和教材編寫特點,根據上下出預知、猜想、估計、試證等等,再與材料進行比較,通過主動加工上下文材料,發現知識進而獲得知識,提高能力.
2.重視數學語言的掌握及轉化訓練.
數學語言是文本、符號、圖形語言的交融,閱瀆中語義轉換頻繁,要求思維靈活.因此學生應邊閱讀材料邊進行畫圖、演算、推理、概括、驗證和揭示規律等,把閱讀交流內容轉化為易于接受的語言形式,為學生的閱讀奠定基礎.
3.通過學生習作培養數學語言的理解、表達、交流能力.
鼓勵學生寫讀后感、數學小論文、錯題剖析、歸納學法及解題方法等材料,并進行交流討論,培養學生書面表達能力.
五、推薦課外資料,加強閱瀆指導
自上個世紀50年代以來,金融信息化的發展引發了銀行、證券、投資及一些相關行業的深刻的變革,刺激了各種衍生金融產品的飛速發展,這一變革通常被稱為“華爾街的兩次革命”。金融信息化專家已經成為華爾街最搶手的人才。我國在加入WTO以后,金融市場將逐步與國際接軌,迫切需要既懂金融又懂信息技術的復合型人才。金融投資中應用計算機技術的重要性和必要性是一門既具有較深的理論知識又具有很強的實際應用背景的課程。從理論上看,金融投資研究涉及了代數、概率、統計、隨機過程、偏微分方程等許多數學分支和金融學的知識;從應用上講,金融投資分析以資產定價、風險管理、投資組合等問題為核心,需要人們具有很強的實際建模和運用計算機解決實際問題的能力。計算機技術不僅僅是金融數學理論學習的重要輔助工具,也是金融投資分析決策的重要目的之一。
金融部門每天的業務都會產生大量數據,利用目前的計算機技術和數據庫系統可以有效地實現數據的錄入、查詢、統計等功能,但無法發現數據中存在的關系和規則,無法根據現有的數據預測未來的發展趨勢。缺乏挖掘數據背后隱藏的知識的手段,導致了數據爆炸但知識貧乏”的現象。與此同時,金融機構的運作必然存在金融風險,風險管理是每一個金融機構的重要工作。利用計算機技術和數據挖掘技術不但可以從這海量的數據中發現隱藏在其后的規律,而且可以很好地降低金融機構存在的風險。
2 程序化期貨交易及其計算機技術應用
在一個不斷革新不斷發展的金融市場,計算機技術的發展能夠帶動金融技術的創新,本文研究的內容就是如何充分利用電腦技術進行交易,而程序化就是一項金融領域的革命性的創新。
程序化交易(Program Trading),又稱算法交易(Algorithmic Trading),主要是指利用計算機可以進行無人管理的自動化交易,這樣能幫助投資者同時賣出不同的股票,因此通過研究我們不難看出計算機技術的發展使得投資市場的交易方式發生了根本性的變革。在歐美,程序化交易已經得到廣大投資者的認可,但是在中國大多數的投資者還是在利用網上,柜臺和電話等傳統的交易方式,而程序化交易對中國投資者還是很陌生的。
3 計算機技術在金融投資中的作用
隨著人類社會向信息化社會的邁入,大量信息的處理技術更加離不開模糊化分析科學的支持。傳統的以“精確化精確”為特征的信息處理技術,像傳統的經濟計量學,在大量復雜的信息處理任務面前常常是束手無措。與此相對照,以計算機強大計算能力為依托的模糊化分析技術,卻取得了一系列突破性的進展。像美國最近建立起的指紋檔案庫、DNA檔案庫、人體特征分析模型,等等,都是以模糊化的信息處理技術為特征。
模糊化分析科學和方法,不但在一系列理論研究和應用研究中取得了突破性進展,而且在傳統的“軟”科學中,同樣取得了革命性的進展,例如心理學。美國聯邦調查局一個特別的犯罪心理研究小組利用模糊化的犯罪心理分析模型為基礎,建立起一整套從作案現場特征推導犯罪分子的心理特征,進而推導犯罪分子的體態特征、職業特征、習慣特征及社會分布特征的科學方法體系。以該科學理論為指導,這一專家小組在短短數年內,已協助偵破了數百起震動全美乃至全世界的大案要案。有些曾是多年未遭破獲的積案。
在這一場新的科學研究的世界觀和方法論的變革中,在計算機技術和信息技術革命的推動下,證券期貨投資領域,作為傳統的以保守著稱的社會科學領域,也已經開始以積極的態度來迎接這一場挑戰。一些投資家和投資機構,從80年代末起,就已開始斥資研究模糊化分析技術在投資領域的應用,并且取得了飛速的進展。在這一過程中,一個值得注意的傾向是,投資界不但開始實質性地介入現代分析科學方法的開發,而且開始反思對技術分析方法的傳統認識。
這就是為什么從20世紀90年代初起,證券期貨投資中的技術分析方法開始重新得到投資界的關注。
在20世紀的50年代到70年代間,隨著經典投資分析理論的發展,人們用經典數學的研究方法證實了證券期貨市場的隨機性特征,并且認定這與技術分析流派所倡導的模式分析原則水火不相容。因此,投資理論界和實務界的主流學派實質上是判定了技術分析流派的“死刑”。
但是,隨著以Chaos理論為代表的現代科學理論的發展,人們開始逐步理解了事物本質上的混沌特征、無序性或隨機性特征,不但不與其外在表現的有序性相矛盾,而且是其有序性的存在基礎。而技術分析流派所強調的模式關系,正是這種有序性的表現之一。這樣,技術分析方法所強調的模式分析原則,不但沒有失去嚴格的科學理論的支持,而且可能直接建立在更為先進的現代科學理論基礎之上。正是基于這種以現代分析科學的視角重新審視技術分析方法的理論基礎,一些研究者開始注意到傳統技術分析體系與現代分析科學和現代信息處理技術相結合的現實可能性及相應的突破性的應用前景。我認為,這一努力方向,不但應當是證券期貨投資中技術分析流派的發展方向,而且應當是其他分析流派的發展方向。
隨著20世紀90年代以來計算機技術的跳躍式發展,對技術分析方法進行革新改造的進程也大大加快。在這一過程中,開始顯現了兩條截然不同的發展路線:一條為“革命”方式,即按照現代分析科學的理論原則和分析方法揚棄傳統技術分析方法的基本內容,進而逐步形成以“通過模糊化分析手段達到電腦化決策”為基本特征的新的技術分析方法體系。另一條路線為“改良”方式,即通過應用現代計算技術,使傳統技術分析方法得到更有效率的應用。這兩條路線所形成的方法目前都被稱之為“計算機化的技術分析方法”。
盡管目前存在著上述概念上的混淆,但我認為,只有上面指出的第一條路線所代表的方向才是真正意義上的“計算機化的技術分析方法”,而上面指出的第二條路線所代表的方向,更確切地說,應當定義為“傳統技術分析方法的計算機化應用”。
4 計算機技術的應用――實驗金融學
隨著計算機技術的迅速發展,針對金融市場的定量仿真實驗就成為一門新的分支學科――實驗金融學便產生了。
試驗金融學只要是利用計算機技術來模擬實際金融市場,這樣能夠讓投資者更加宏觀的了解金融市場,而目前試驗金融學研究領域主要集中在股票市場與外匯市場。