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一、選題階段
研究性學習搞得好壞,或能否進行下去,關鍵是課題的選題是否恰當。課題應當具有典型性,難度要適中。課題難度小,達不到訓練的目的;課題難度大,會使實習教學效果因不切實際而受到影響。同時,還要兼顧時間、設備儀表、材料、工具的配備等。教師要結合學生現有的知識和能力,指導學生選課題,課題不要不著邊際,離學生所學的知識很遠,那樣的研究性學習不會持久,也不會有多大效果。例如,在電力拖動基本控制電路的安裝及故障排除實習的教學中,應指導學生將自行設計電路圖或電路故障點并確定有關技術要求的側重點,作為實習訓練課題。在學生選題之后,教師應指導學生進行工藝分析,提出安裝和訓練的實施方案。當一個課題完成并達到一定效果后,再指導學生選擇確定下一個課題進行訓練。
二、實施階段
實施階段是師生雙方面的學習和指導階段,也是學生在努力完成課題的過程中提高技能水平的階段。在這一階段中,學生通過實際操作會發現許多問題,如選題是否適宜,電路安裝排故步驟是否合理,工藝要領是否掌握等等。教師在這一階段的工作,不僅僅是及時對學生在操作規范上進行指導示范,更重要的是要引導學生進行深人細致的思考和分析,針對出現的問題找出原因,并運用理論知識研究出解決方案,然后通過進一步實踐,驗證方案的可行性。經過多次反復,學生在充分體會實踐樂趣的過程中,加深了理解,增強了印象,操作水平也會隨之提高。
三、檢查階段
檢查的內容可以歸納為四個方面:一是檢查學生對設備儀表和工具正確使用的情況;二是檢查學生對理論知識的應用情況;三是檢查學生產品的數量和質量;四是檢查材料消耗和設備的損壞情況。應用研究性學習方法,某些項目就要引導學生自己來完成,以體現學生在實習中的主體地位和自主精神,同時培養學生的綜合素質。
關鍵詞 FIAS;課堂教學行為;差異
中圖分類號:G423.04 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2014)18-0158-02
On Comparison of Classroom Teaching Behavior between China and United States//PENG Yingjuan, ZHAO Bo
Abstract The behavior categories in FIAS are improved according to the characters of multimedia classroom teaching environment. The case of two Netease open classes from China and United State is analyzed by FIAS to gain difference in teaching subject, teaching content, teaching method, teacher-student relationship, classroom atmosphere and evaluation standard between China and United State.
Key words FIAS; classroom teaching behavior; difference
1 方法概述
弗蘭德斯交互分析法(Flanders Interaction Analy-sis,簡稱FIAS)是美國教育家弗蘭德斯20世紀60年代創設的[1]。FIAS主要將課堂上的師生語言互動行為分為教師語言、學生語言和沉寂或混亂三大類別,并賦予1~10的10個編碼。然后運用制定好的觀察記錄表對課堂實錄每間隔三秒鐘取樣,依照分類表記錄下相應的編碼,按時間順序將編碼連接成一個序列,將全部的序列出現的頻數填入對應的矩陣單元格中,構成弗蘭德斯遷移矩陣,對教師的課堂教學結構、教學風格等教學情境或行為進行有意義的分析。
2 數據處理過程
2010年11月1日,網易推出“全球名校視頻公開課項目”,首批1200集課程上線[2];2011年11月9日,首次大規模推出中國大學視頻公開課,截止目前已覆蓋人文、社會、藝術、金融等不同學科。本研究以網易視頻公開課中中國某大學的一節哲學導論課(樣本一)和美國某大學哲學課第一講(樣本二)的實錄課堂數據為案例,運用FIAS層層深入地進行對比分析。
數據采集 在新教育背景下,FIAS的10個行為類別已不能完全地反映教學過程。為更好地分析教學過程,本研究在原有編碼的基礎上增加學生思考問題(行為11)和多媒體輔助講解(行為12)兩個類別,詳見表1。
數據處理 樣本一視頻長度35分13秒,按照FIAS的記錄方法,記錄樣本725個;樣本二視頻長23分39秒,記錄樣本473個。再進行數據序列對的個數統計,最后得到FIAS數據處理結果,如表2所示。
3 數據分析
教師提問和學生回答的模式 教師提問比率反映的是“教師利用學生的觀念,立即使用問題的方式以響應學生話語的傾向。數據愈高,表示教師愈能實時追問學生的話語,常模約為44%”[3]。由表2可看出,樣本一教師提問比率約4.14%,樣本二教師提問比率約12.9%,比值均小于常模。這就可以看出兩節課程教師都處于課堂的主導地位。相比較而言,樣本二教師比樣本一教師對學生的關注度更高一些。
同時,FIAS可以分析教師提問的創新程度。由4-4、4-8、8-4、8-8四個單元格所形成的閉環顯示了由教師提問驅動學生回答的情況,代表了訓練型提問的程度;3-3、3-9、9-3、9-9四個單元格所形成的閉環則顯示了由教師通過接受或采納學生意見誘導學生主動發言的情況,代表了創新型提問的程度[4]。觀察表3可知,樣本一4-4、4-8、8-4、8-8四個單元格形成的閉環記錄次數642(占總次數的88.67%),3-3、3-9、9-3、9-9四個單元格形成的閉環矩陣記錄次數642(占總次數的88.67%);樣本二4-4、4-8、8-4、8-8四個單元格形成的閉環矩陣記錄次數373(占總次數的79.03%),3-3、3-9、9-3、9-9四個單元格形成的閉環矩陣次數為417(占總次數的88.35%)。顯而易見,樣本二教師的創新型提問程度明顯高于樣本一教師。
粒度分析二維矩陣不難發現,在樣本一中,學生既無回答問題的記錄,也沒有思考問題(類別11)的數據,這就說明樣本一教師和學生的問與答模式屬于“有問無答”型。在這節課中,教師只是以設問的方式來引導教學流程,這是一節講授型課堂模式。樣本二的閉環說明在課堂中教師注重構建對話情境,設置的問題具有啟發性,學生能夠勇于表達自己的觀點,這是一節對話型課堂模式。
課堂結構
1)根據表2數據統計,樣本一教師語言比91.16%,學生語言比0,多媒體使用比8.84%;樣本二教師語言比80.43%,學生語言比15.68%,多媒體使用比1.69%。由此可見,兩節課中均是教師占課堂主導地位,以講授為課堂主要組織形式。樣本一教師語言與技術操作搭配較為合理。樣本二教師與學生語言互動性較強。
2)樣本一課堂的無效語言比率(行為10/總次數)為0;樣本二課堂無效語言比率2.12%。說明這兩節課教師教學組織能力都很強,課堂利用率很高。
3)樣本一學生主動講話概率(行為9/行為8-9)為0;樣本二學生主動講話概率占44.59%。說明樣本一學生對知識處于被動接受的地位;樣本二學生在教師的鼓勵下,課堂反應積極踴躍。
教學管理方式 通過數據分析,樣本一積極整合格(1-3行和1-3列矩形相交區域)記錄次數為0,缺陷格(6-7行和6-7列的相交矩形區域)記錄次數為0,比值無意義;樣本二積極整合格記錄次數為12,缺陷格記錄次數為1,比值12。由此可知,樣本一課堂處于無管理狀態,教師是課堂的中心,教師和學生之間無情感交互,教師僅僅在扮演著知識的傳遞者;樣本二中,教師對課堂管理更趨向于間接管理,教師對學生的回答以稱贊、鼓勵為主,使課堂氣氛輕松和諧,同時也極大地調動了學生參與的積極性。
穩態模式 表4顯示出,樣本一中除了教師持續講授的比例最高外,只有教師提問學生問題穩態格中含有數據,就充分說明在這節課中,教師只管自己將知識“傳遞”給學習者,忽視了教師與學生之間的積極互動,更是對學生學習的反饋毫無涉及;樣本二除教師持續講話比例最高以外,就是師生之間的互動比例最高,這說明在樣本二課堂中,教師注重和學生的溝通,且在講授中善于運用啟發式的教學形式對學生學習進行引導,調動了學生的學習熱情,有利于學生知識的主動建構。
教師語言動態曲線 從圖1可清晰地看出,樣本一教師的課堂語言占有率明顯高于樣本二教師,只有在媒體切換的間歇中有短暫的語言停留;樣本二教師比較重視創設教學情境,和學生一起進行討論思考,在課程進行的最后做了一個系統的總結。
在具體地分析樣本一教學視頻的過程中發現,教師在短短的37分鐘課堂給學生講了4個哲學知識點,并列舉了7~8個例子來佐證這些觀點,但對于學生對知識點的理解卻未做考查。而樣本二教師在授課過程中并沒有直接給出學生知識點,而是通過假設、例證的方式,讓學生自主思考;對于學生的回答,教師更多的是采用贊賞、鼓勵的方式讓學生深化理解,形成觀點。
4 中美公開課對比
課堂教學是學校實現教學目標的主要形式,其效果的優劣直接影響學生的學習質量[5]。通過以上數據的分析,中美兩國在教學中到底存在哪些差異呢?本研究通過運用FIAS對教學過程各個層面進行分析,從六個方面闡述中美課堂教學差異。
教學主體差異 中美課堂教學理念的不同直接導致課堂教學行為的差異。通過中美兩節公開課的比較,可以很清晰地看到美國課堂以學生為主體,教師對于課堂教學效果的檢驗是基于學生的理解和吸收,重視學生“學”的過程;我國的課堂教學以教師為主體,課堂教學效果的檢驗以是否完成教學大綱為主,過分重視教師“教”的過程。
教學內容差異 教學內容是完成教學目標的重要基礎。視頻案例可以看出美國教師在對教學內容的選擇、處理和組織上有很大的自主性和靈活性;而我國教師大都根據教學大綱的要求將知識傳授給學生即可,缺乏對教學內容的處理,照本宣科,以致教學內容與社會生活需求脫節。
教學方法差異 FIAS分析發現,美國教師在課堂教學中運用了大量的假設案例,和學生展開大范圍的討論和思考。學生在這個過程中超越認知領域的局限,實現對問題本身的生命感受、價值判斷和能力的形成。這一分析結果恰好印證了美國主流重視歸納分析、滲透綜合的教學法[6]。我國教師卻是在課堂上進行著“獨角戲”,教授大量知識,忽略了學習主體――學生,使學生成為教師灌輸知識的容器。這種教學方法不利于培養高校學生獨立思考、自主創新的精神,而這一點正是高等教育中所必需的。
師生關系差異 FIAS分析表明,美國教師積極整合格內數據遠大于落在缺陷格內數據,這說明在課堂上教師對學生多采用正向反饋;即使在和學生有分歧的情況下,也能認真聽取學生意見,提出建議,師生關系友好、坦誠。分析過程同時顯示出我國教師受傳統文化的影響,在課堂上具有絕對權威的地位,學生亦在尊師重道的學習氛圍影響下,鮮少表達個人觀點,課堂討論也往往是淺嘗輒止;在新時代背景下,師生關系有所進步,但還處于初步階段。
課堂氛圍差異 中美課堂教學的課堂氛圍迥然不同。視頻資料顯示美國教師在講臺前停留的時間極短,大部分時間都是在講臺上四處走動,甚至會坐在講桌邊緣。學生也顯得比較自在,吃東西、蹺二郎腿看似也是極普通的行為舉動,卻體現了輕松和諧的課堂氛圍。我國課堂教學沉悶壓抑,課堂中不允許學生講小話、吃東西,課堂中往往是教師講得“洋洋灑灑”,學生聽得“昏昏欲睡”。
評價標準差異 美國大學課程教學質量評價的主體是學生;中國大學課程教學質量評價的主體是專家[7]。文獻查閱歸納出美國的課堂評價主要是針對學生的學習質量,即學生如何接受學習課堂知識,能否明確學習目的,是否形成了自己的知識理解等。而我國課堂的教學質量評價主要針對教師的講解質量,即教師如何引出話題、分配時間、引導學生思考、布置作業等,并不過多關注學生的表現,這就直接忽視了學生的學習主體地位。有關這一點從前面的數據分析中雖然不能直觀得出,但是仔細分析推敲卻也是隱含其中。
5 結束語
本文運用FIAS粒度化地對中美兩節哲學公開課進行分析,從師生問答模式、課堂結構、課堂管理方式、穩態結構及師生語言比五個層面進行對比,以定量研究方法分析中美兩國在教學主體、教學內容、教學方法、師生關系、課堂氛圍和評價標準六個方面的課堂教學行為差異,使教師可以看到中美教育現象下的一些本質差異,以便改進課堂教學設計,優化教學過程。
參考文獻
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[2]網易科技訊.網易啟動全球名校視頻公開課公益項目[EB/OL].[2014-05-18]..
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[4]張露丹,汪穎,潘玉霞.基于FIAS的中學信息技術專家教師課堂教學研究[J].現代教育技術,2011(6):39-43.
[5]李忻.數據挖掘在高校教學質量評價系統中的應用研究[D].北京:華北電力大學,2012.
關鍵詞:非線性泛函分析;自主探究;合作小組;創新人才
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》指出,要“實施‘研究生教育創新計劃’。加強管理,不斷提高研究生特別是博士生培養質量”[1]。《江西省中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》明確要“建立健全學術型、專業型研究生教育創新體系”[2]。《江西省教育事業發展“十三五”規劃》提出,要“推動高校加強研究生課程建設,加強不同培養階段課程的整合銜接,提升研究生課程教學質量”[3]。
一、問題的提出
研究生創新思維能力的訓練是研究生培養工作的核心。如何以研究生課程教學改革為依托,激發研究生的創新欲望,培養研究生的創新意識,引導其尋找合理創新路徑,主動發現問題,并積極探究解決方式,最終實現創新思維能力的養成和提升,是目前研究生培養中亟待解決的重要問題。應用泛函分析是南昌大學應用數學碩士點的主要研究方向之一。“非線性泛函分析”是南昌大學應用數學專業研究生的一門重要專業課,是該專業研究生開展科研工作的重要基礎。本課程現采用的主要教材與參考書目包括:馬丁·謝克特(MartinSchechter)編著的AnIntroductiontoNonlinearAnalysis[4]、埃伯哈德·蔡德勒(EberhardZeidler)編著的NonlinearFunctionalAnalysisanditsApplicationsI:Fixed-PointTheorems[5]、孫經先教授編著的《非線性泛函分析及其應用》[6]和郭大鈞教授編著的《非線性泛函分析》[7]等。長期以來,南昌大學“非線性泛函分析”課程教學面臨以下突出問題。第一,學生在本科階段習慣教師講授的教學方式,尚不太適應以報告和討論為主的教學方式。第二,部分學生傾向于被動接受書本上的知識,自主思考能力薄弱,不善于挖掘現有理論產生和發展的動因與背景。第三,學生更注重對于知識的學習,對相關理論形成過程中產生的重要研究方法的領悟和運用重視度較低。通過課程教學實踐,期望解決以上問題,并使學生逐漸適應以自主探索學習為主、教師講授和參與討論為輔的研究生課程教學方式,訓練其嚴謹清晰講解數學知識、準確到位總結歸納的能力。筆者以探究本門課程的教學改革與研究生創新思維能力培養為契機,指導學生了解和掌握相關理論的歷史背景和演化邏輯,梳理知識體系的發展脈絡,把握專業方向的發展態勢,為下一步學習作好準備。同時,將學生從以知識為主要學習對象的局限中解放出來,引導其更多地挖掘知識背后隱藏的重要研究方法,深刻領悟解決不同具體問題的研究手段和技巧。
二、課程改革的具體措施
(一)改革教學方法和模式,使學生逐漸適應報告為主的授課方式
對大多數國內高校而言,本科階段的大部分課程仍遵循傳統教學方式。與其形成反差的是,當學生進入研究生階段,尤其是涉及專業課學習時,教師的講授居次要地位,而學生的報告和與教師的討論則需更多的時間。在這一過程中,學生會產生強烈的不適應感。如何解決這一問題呢?在課程開始時,可以考慮先以教師講授為主,對本門課程進行一個宏觀的介紹,講授3~4次課,引領學生了解基礎知識,并布置后期要完成的任務(通常是以學生輪流報告,教師參與點評和討論為主)。每輪授課中,教師講授和學生報告具體各占多大比例,應根據學生基礎、接受和領悟能力來定,不能一概而論。教師要針對每一次課的內容,在學生報告時適時地進行提問,反復進行互動和正向反饋,達到讓學生理解相關理論精髓的目的。教師的作用絕非只是簡單評價講解的好壞,而應起到穿針引線的作用,使學生通過報告真正有所收獲。具體來說,有兩個層次:第一個層次是學生應理解和掌握自己講授的內容,教師可通過提問來檢驗,針對知識點可以連續提問,由淺入深,步步推進。最基本的要求是學生應完善教材或專著上未能詳細闡述的知識點,教師提問細節時學生可能會“掛黑板”,但只有這樣,學生才能印象深刻。對于學生既要適當鼓勵,又要適當施加壓力。第二個層次是學生能在此基礎上進行深度思考,在報告時教師應適時引導和發問,如為什么要這樣引入定義?必要性是什么?合理性在哪里?相關定理條件為何要這樣設定?可否更改?定理的妙處在哪里?只有這樣,才能最大程度地激發學生的好奇心和求知欲,在潛移默化中逐步培養其創新意識和創新精神。在后續環節中,除教師點評外,引入“合作小組學習”模式,讓選課的研究生在課后互相交流報告經驗,在報告中采用互評的方式,讓他們相互啟發,增強團隊合作意識。引入“問題導向學習”模式,在課程報告后期,可視情況適當讓學生報告1~2篇前沿科研論文,有意識地引導學生針對某些內容提出問題,以“問題”為導向和驅動,帶著問題去補基礎、學工具、找方法、練本領,活學活用,避免學習過多的基礎知識卻不用于研究問題而做無用功。讓學生正確處理好“讀書”與“讀論文”的關系。學生自主報告的另一個訓練重點是培養學生用簡明、清晰、準確、嚴謹的數學語言來表達數學思想的能力。這不僅需要對所報告內容有較為透徹的理解,還需要對所講的內容進行有效的設計,梳理重點、分清主次,將問題的來龍去脈講清楚。問題從何而來,研究思路是什么,方法有何特別之處和精妙之處,都是需要學生在報告時進行總結的。在南昌大學理學院的“非線性分析與方程”科研團隊中有眾多教授和副教授為博士生導師或碩士生導師。除了單一教師授課外,也可借助團隊的師資力量,邀請團隊中其他教師共同聽取學生報告,并給予點評和指導。不同教師的具體研究方向和專長有所差異,這樣可最大程度地發揮團隊指導的優勢,讓學生博采眾長,快速成長。此外,還可通過邀請專家學者來校開設講座擴大研究生的視野,促使其盡快進入學術前沿。
(二)提高學生自主探究意識,挖掘數學理論的歷史背景與產生動因
學生在本科階段大多是以閉卷考試的單一考核形式,學生習慣了被動接受,自主思考能力和思辨能力較為薄弱。進入研究生階段后,學生要面臨一定的科研創新工作,研究生專業方向課的學習是實現這一轉換的有利契機。華羅庚先生曾說:“讀書要由薄到厚,再由厚到薄。”由薄到厚是補足證明、完善細節的過程,由厚到薄是提煉升華、削枝強干的過程,這兩個過程是相輔相成、缺一不可的。要引導學生在徹底消化理解所有理論結果證明細節的基礎上,提煉出所學內容的本質和精髓。要讓學生思考數學定理和相關結果產生的背景和動因,這需要教師一方面熟悉和了解相關數學理論的歷史和發展,另一方面引導學生理解相關的定義、定理是在研究什么問題時受到驅動而創立的。要引導學生追本溯源,深刻理解這些數學理論并非憑空產生,而是有實際需求的。要體會提出問題者和學科奠基人所處的大背景,才會有比較切實的體會。“非線性泛函分析”是研究生基礎課程中最重要的一門綜合性課程,以難度大、內容多為特點。受課時限制,本課程主要講述三方面內容:(1)賦范線性空間的微分學;(2)拓撲度理論及相關不動點定理;(3)錐理論與半序方法。比如,教師在介紹拓撲度理論時,要先介紹這一理論的緣起以及早期建立時所利用的代數拓撲方法,再說明如何利用分析學的工具重建這一重要理論。同時,要讓學生知曉拓撲度理論可以導出一系列重要的不動點定理,這些不動點定理又可進一步解決大量非線性方程解的問題。再如,教師在講解錐理論與半序方法部分內容時,要讓學生明白在實際中產生的大量非線性方程都是缺乏連續性或缺乏緊性的。半序方法的好處在于,可以建立僅使用較弱的連續性或較弱的緊性條件(而這些緊性條件很多實際問題中通常是自然滿足的)的定理,以解決更廣泛的問題。另一方面,介紹一些對泛函分析應用作出杰出貢獻的中國數學家的代表,其中重點介紹田方增和關肇直等人的生平和貢獻。田方增和關肇直都曾在法國留學,他們同是中國泛函分析的開拓者。20世紀50年代中后期,田方增等人為響應國家號召,放棄原有科研計劃,結合數學物理、國防科技數學,開展泛函分析的應用工作,并與關肇直合作共同開辟了中國原子能科學技術領域中“粒子遷移理論的數學問題”的研究,填補了中國在尖端科學技術領域中數學研究工作的一個空白,在中國成功地探索出應用泛函分析的一個重要科研領域[8]。這是理論聯系實際的范例,可以讓學生認識到“實際問題—理論—實際應用”是數學研究的一種重要范式。數學理論不是“無源之水,無本之木”。
(三)引導學生關注研究方法,使知識掌握和方法
積累雙管齊下任何一門課程的學習都涉及到知識和方法兩方面的習得。只關注知識的灌輸,不重視研究方法的滲透,無法讓學生體會前人如何在已有理論上進行創新,當然就更談不上下一步自己進行科研創新了。“非線性泛函分析”的三個重要研究方法是拓撲度方法、半序方法和變分方法。這三個重要方法各有其優劣,是在研究不同的非線性問題時創立和發展出來的。在學習時,要體會不同方法的特色和亮點,這樣,才能在實際應用時得心應手、游刃有余。這些方法還可以互相結合,形成更強有力的工具。如半序方法與拓撲度方法相結合,稱為半序拓撲方法。利用這一方法,可得到經典的錐拉伸與壓縮不動點定理等許多重要結果。拓撲度理論的內容體現了“化繁為簡,由簡至繁”地考慮問題的數學思想。為了建立無窮維空間中映射的拓撲度理論,可先考慮建立有限維空間中映射的度理論。要建立有限維空間中的結果,又可通過先建立n維歐氏空間Rn中相關結果來完成,而這又可以藉由先討論R2中的度理論來推廣。歷史上,BrouwerLE于1912年對有限維空間中連續映射建立了度理論,現通常稱之為Brouwer度。此后,LerayJ和SchauderJ在1934年利用有限維逼近的方法推廣了Brouwer度,建立了Banach空間中全連續場的拓撲度,即現在所謂的Leray-Schauder度,這是拓撲度理論的重要突破,具有里程碑式的意義。在拓撲度理論相關定理證明過程中,還應讓學生知道在利用拓撲度理論時重點在于如何構造同倫,在構造的過程中,利用的是“逆向思維”的方法。有的定理在講解完之后,還可引導學生考慮可以從什么角度進行推廣。比如,空間是否可以推廣?映射類型是否可以推廣?算子是否可以推廣為隨機算子?在讓學生進行嘗試之后,可以告訴學生已有文獻中有哪些關于這一結果的相關推廣,并推薦一些參考文獻讓學生進一步深入閱讀。這樣,可以讓學生在學習課程的同時,進行初步的科研嘗試,作為后一階段論文撰寫的熱身。針對傳授事實還是傳授方法這一問題,實際上,事實和方法不見得可以輕松拆分開來。側重于任何一方,都可能影響學習習慣的養成和最終的學習效果。因此,需要指出的是,不能過分強調方法和“批判性思維”,而輕視對知識的傳授[9]。事實上,方法須以知識作為載體。
三、結語
【關鍵詞】網絡環境 研究性學習 數學分析
【中圖分類號】G642【文獻標識碼】A【文章編號】1006-9682(2010)12-0039-02
研究性學習是指學生在教師指導下,從自然現象、社會現象和自我生活中選擇和確定研究專題,并在研究過程中主動地獲取知識,應用知識解決問題的學習活動。數學分析教學旨在培養學生的運算能力、邏輯思維能力和空間想象能力,以逐步形成運用數學知識來分析和解決實際問題的能力。本文旨在探索如何利用網絡技術開展研究性學習的方法,力求開辟一條數學分析教學的改革新路。
一、網絡環境下數學分析的研究性學習
研究性學習是為學生構建的一種開放的學習環境,提供一個多渠道獲取知識,并將學到的知識加以綜合和應用于實踐的機會。這種教學方式是把學生置于一種動態開放、主動、多元的學習環境中,積極發掘學生的潛力,充分發揮學生的主動性,這也是改變傳統的數學分析教學模式的全新教學理念。計算機網絡是巨大的知識與信息的資源庫,它為數學分析教學改革提供了一個平等的、自由的、開放的環境,容易激發學生積極參與各個教學環節的主動性。網絡的智能化、交互性特點使學生可以控制信息、改變信息組織過程,從而激發學生的想象力和創造力。因此,網上豐富的資源與多媒體網絡環境為實施數學分析的研究性學習提供了重要的條件,其優勢主要表現在:
1.網絡為數學分析的研究性學習提供了豐富的信息資源
開放性是研究性學習內容選擇上的主要特點。在同一主題下,研究視角的定位、研究目標的確定、切入口的選擇、過程的設計、方法手段的運用以及結果和表達等,均有相當大的靈活度,為學習者(學生)、指導者(老師)留有巨大的個性特長和發揮才能的巨大空間。在數學分析學習過程中,伴隨著情境性問題的產生和研究學習的深入,學生需要了解更多的、相關的、具體的信息,借助網絡的巨大搜索引擎功能,學生可以快速查尋相關的信息,可以大大節省學習時間,提高學習效率。
2.網絡虛擬環境為數學分析研究性學習提供了在現實中無法體驗的情景
研究性學習的內容是通過需要探究的問題來實現的,大量的學習內容是學生在主動探究中或在教師的啟發幫助下通過自主選擇獲得的,研究性學習強調學生的親身經歷,要求學生參與到各項教學活動中的每一個細節,在活動中自主選擇問題進行探究,發展實踐能力和創新能力。網絡虛擬現實與虛擬的交往為研究性學習提供了一個豐富的信息世界,它匯集人工智能、計算機圖形學等多項技術,通過多媒體技術與仿真技術相結合完成視、聽、觸覺一體化的虛擬環境,學習指導中把數學分析問題融合于具體的情境中,學生以自然方式與虛擬環境中的客體進行交流,從而給學生以逼真的感受與體驗。
3.網絡為數學分析研究性學習提供了交流平臺
研究性學習的過程正是一個溝通與協作的過程。網絡正好為研究性學習提供了一個交流的空間。
4.網絡環境下的數學分析研究性學習有利于辯證思維和橫縱思維的培養
橫縱思維包括“橫向搜索”和“縱向搜索”兩方面。橫向搜索用于解決“橫向復雜性”,縱向搜索用于解決“縱向復雜性”。辯證思維從哲學上為解決高難度復雜問題提供指導策略,橫縱思維則從心理學角度為解決復雜問題提供具體的操作策略。網絡平臺使得學生與學生之間、學生與教師之間、學生與相關專業人員之間進行交流,互相從問題的不同側面進行辯論與探討,可以使學生進行充分的研究、探索事物的來龍去脈,更加全面認識問題。網絡環境為學生與學生之間、學生與教師之間、學生與其他社會力量的溝通協作提供了平臺,通過對問題多方面的探究,可以使學生進行充分的調查研究,探索事物的來龍去脈,進而培養學生的辯證思維和橫縱思維。
5.網絡環境下的數學分析研究性學習有利于發散思維的培養
發散思維又叫求異思維、逆向思維或多向思維,它強調思維內容和思維成果應與傳統觀念或原有概念不同,甚至相反,其思維事先不能確定,可以是一個,也可以是多個。它是指人們沿著不同方面思考,得出大量不同或相同結論的思維。發散思維在數學分析學習上具有十分重要的作用。要想學到更多的知識,就必須強調發散思維,沒有發散思維,就沒有任何創造性的萌芽和創造性的成果。可以說,一切創造都起源于發散思維,數學分析學習中若沒有發散思維,則容易造成學生對書本對教師對權威的迷信,使學生的認識停留在書本上,不敢提出半點懷疑,而沒有疑問,是學不好數學分析的。網絡上有大量的豐富的數學分析教學資源,這為網絡環境下的研究性學習提供了極為有利的條件。在教學中,不少同學在網上與網友討論學習問題,有的利用網絡搜索,從網上下載了各類教學課件,這些課件均為各數學分析教學利用,各具特色,為學生的學習提供了全方位、多角度的支持,擴大了學生的視野,使他們不再局限于書本的知識,有利于發散思維的培養和創新思維的產生。
二、網絡環境下數學分析研究性學習的實施
由于數學分析研究性學習的目標是使學生獲得親身參與研究性探索的體驗,學會分享與合作,培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力,培養學生收集、分析和利用信息的能力,培養科學研究的興趣、態度和社會使命感,它是一種基于項目的學習類型,強調尊重不同的觀點和交流協作,因此筆者在實踐教學中把它的教學程序劃分為五步,即問題產生、立題、展開研究、分析討論、得出結論。其中需要注意的是,每一個步驟都是由教師和學生共同參與完成的,必要時問題可以由教師先給出,再由師生共同討論后確定:每一個步驟都會產生形成性評價信息;每一個步驟的完成時間并沒有嚴格的限制,可以根據課時安排適當調整;在討論分析中,可能會產生新的問題,或需要更充分的信息支持,因此學習可能要轉到新的分析研究中。
1.選題是數學分析研究性學習教學的關鍵
選題是數學分析研究性學習教學成功與否的關鍵所在,題目不僅要是“可能”、“力所能及”,更重要的是對學生今后的學習和發展有幫助,亦即通過數學分析教學研究性學習,實現課程目標,并將所獲得的知識技能運用于數學分析教學學習,切不可將“研究性學習”簡單理解為在教室里用所學的“數學知識”解決幾道“應用題”。
數學分析研究性學習的課題,可以根據學校的實際情況和學生的專業領域來選取,筆者在教學中采用“大課題”和“專題”相結合的形式進行數學分析的研究性的教學,效果較為明顯。大課題每學期安排1~2個為宜,主要以小組的形式進行,課題在學習生活、日常生活與社會生活的交匯點產生,如煮粥中的積分。而專題是指在數學分析教學中,每一單元或每一階段都確定一個研究題目,如產品利潤中的極限問題、單位時間內血流量問題、轉售機飛機俯沖時機翼影響的速度問題、飛機降落曲線問題等。為增強學生的參與積極性,可以將課題的研究作為期末成績的一部分,讓研究性學習中所獲得的直接經驗與數學分析課程所獲得的間接經驗交互作用,相輔相成,極大地調動了學生學習數學分析的積極性,有利于研究性學習與數學學科的應用功能的發揮。
2.研究的過程是整個研究性學習課程實施的重點
在研究性學習實施過程中,一方面,要給學生保留足夠的時間和空間,另一方面,教師要及時了解學生開展研究活動時遇到的困難以及他們的需要,有針對性地進行指導,成為學生研究信息交匯的樞紐,成為交流的組織者和引導者,給學生適時的鼓勵和指導,幫助他們建立自信心并進一步提高學習積極性。因此在數學分析研究性學習教學管理上,要做到外松內緊,督促、指導每位同學填寫好每一次活動情況記錄、活動體會等,每項工作落實到位,使學生更深刻的體會、理解開展研究性學習的意義,積極主動地參與研究,在研究過程中提高自身的綜合素質。
3.采用有效的評價策略是數學分析研究性學習順利進行的保障
在研究性學習評價策略方面,除了注重學生的自我評價、注重合作的作用外,還應該將數學分析研究性學習的評價整合進數學分析的課堂教學之中。研究性學習的評價更加注重學習過程,而不僅僅是結果,整個學習過程中學生處于一種積極、活躍、興奮的狀態,從選題到制定研究計劃,再到收集資料,最后到結果的呈現,無不滲透著他們的辛勤勞動和積極的思考,由此豐富了學生學習的經驗,進而促進學生獲取知識和運用知識能力的提高,可見,評價應該圍繞學生是否將研究性學習中所獲得的獲取知識的技能方法運用于數學分析學習,在數學分析學習中如何提問、如何收集信息、如何做出假設和解決問題,也就是數學分析研究性學習的評價與數學學科的學習進行整合。
數學分析研究性學習作為一種教學改革的嘗試,既為學生提供了更廣的學習空間和更加靈活的學習形式,又能使學生的能力、情感、態度、學習方法等方面的素質得到發展。學生經過收集、處理和加工信息資料,綜合運用理論和實踐知識,使學生的數學基礎知識得到鞏固,學科素質和實踐能力得到提高,同時,增強了自我學習的意識。在課題研究的過程中,學生的個人興趣、愛好和特長的發揮,激活了學生的創造潛能和學習積極性,培養了學生科學研究的志趣、態度和團隊合作精神。
參考文獻
番禺區教研室,提出對中小學“研學后教”課堂教學改革進行深入研究,努力探索小學科學“輕負擔,高質量,低耗時,高效益”的課堂教學改革之路,為此我校以信息利用課為切入點,提出“任務―研讀―分析―運用”教學模式研究,讓學生由被動到主動,更多地參與課堂教學活動,教會學生學習,發揮自主性和創造性這無疑具有變革教學過程的意義。
本教學模式在教學過程中,學生通過課前預習收集資料、教師情境創設、學生研讀、合作分析交流、解決問題等環節,從而達到牢固掌握知識、技能,培養獨立思考和閱讀能力的一種科學教學模式。
二、模式操作基本流程
“任務―研讀―分析―運用”教學模式操作基本流程是:創設情景,確定任務―明確目標,自主研讀―小組合作,討論分析―運用知識,解決問題
三、典型課例教學設計與實施案例
經過近兩年多的教學研究和實踐,我們已初步構建了以培養學生的掌握文獻研究方法和分析能力為宗旨,以在教師指導下給出一定的任務,學生通過課前預習收集資料,創設情境、學生研讀、合作分析、嘗試交流、解決問題等環節,從而達到牢固掌握知識、技能,培養獨立思考和閱讀能力的一種科學教學模式。下面以《食品包裝上的信息》一課為例,對“任務―研讀―分析―運用”教學模式進行分析。
(一)創設情境,確定任務
學習任務是教學活動的前提性環節或準備性環節,在組織學生以此目標為任務起點開展探究性學習活動。
“食品包裝上的信息”一課的教學目標是,科學探究:學習搜集、整理信息的方法,并在分析、處理信息的過程中初步系統地了解食品包裝上的信息以及食品的生產日期、保質期對我們的重要作用。科學知識:認識食品具有保質期,實用超過保質期的食品對人體有害。情感態度價值觀:提高選擇食物的能力。
(二)明確目標,自主研讀
學習情境是指學生學習時所需要的課堂學習場景。教師創設學習情境,實際上也就是依據學習目標,圍繞學習內容,對課堂學習的有關場景進行描繪、設計和美化,以有利于學生的自主學習。在“食品包裝上的信息”一課,老師是這樣引入的:同學們,俗話說“民以食為天”,話雖這么說,可也得當心病從口入呀!(播放課件)一個小朋友吃了個不合格的面包,肚子痛……猜測可能引起這個小朋友的肚子痛原因是什么?看來小小的食品包裝上,蘊藏著不少信息,今天咱們就一起來研究食物包裝上的信息。(教師板書課題)
這樣的引入,既拉近了教師和學生之間的距離,產生親近感,又激發了學生的求知欲和學習興趣,為下面的學習營造良好氛圍,學生將帶著自己發現的問題,興趣盎然地進入了下一步的探究活動。
(三)小組合作,討論分析
自主性探究學習并不等于是學生自己的自由學習,而是一種引導性或指導性的教學。在上課時,教師將準備的材料(螺絲卷面包、麥香堡小面包、罐裝旺仔牛奶、袋裝蒙牛酸牛奶等)讓學生進行觀察,讓他們通過閱讀食物包裝上的信息,小組觀察并記錄在食品包裝上發現的信息,學生交流匯總食物包裝上的信息。
初步了解食品的配料:學生自主看教材,^察這種牛奶餅干的配料。指導學生分別找出熟悉和不熟悉的配料。
在研讀過程中,教師務必時刻提醒自己,避免越俎代庖。學生很多的設計都是教師事先不曾料想的,雖然有些設計可能不夠嚴密、不夠科學,但是也總比單純的直接或間接的模仿要好。呵護孩子科學探究的興趣與意識,培養學生科學探究的能力,督促其從挫折中進行反思等才是探究性學習的價值所在。
根據匯總的信息,讓學生合作討論對這些信息進行歸類整理。
學生自主選擇學習最關注的信息,教師用PPT打出閱讀文本內容。我國《食品標簽通用標準》規定:食品標簽上必須標注的內容有8項。除此以外,還有一些規定:進口食品標識必須有中文解釋。使學生知道合格的產品、安全的食品的含義。
研究分析食品的保質期:
1.小組共同研究桌上的食物,并填寫好食物的生產日期和保質期記錄單。
2.探究保質期限的計算方法。
保質期限的計算方法=生產日期+保質期。
3.比較保質期,探究影響食物保質期的因素。
(1)包裝方法;(2)食品用料;(3)保存方法;(4)食品特點。
(四)運用知識,解決問題
運用生活,科學購物。“假如明天要去春游一天,面包店里有保質期分別為3天、1個月、3個月三種面包,你會怎么選擇?為什么?”購物小提示:如果是短期內能食用完的,一般應考慮選擇保質期短的食品;如果是需要在較長時間內食用的,則可以選用保質期長的食品。
經過“任務―研讀―分析―運用”的流程展開,整堂課首尾呼應,形成一個完整的學習過程。在課堂的結束部分加強教學內容與學生生活實際的聯系,指導學生利用食物包裝上的信息,進行合理購物,使學生關注食品信息,切實用科學的方法指導學生的生活,很好地發揮科學課的真正的教育價值。
【摘 要】隨著我國改革開放的不斷深入,應用型本科作為一種高等教育層次性教育走進人們的視野中。本文結合實際情況,對在應用型本科中高等數學教學的重要性進行簡要的分析,并把高等數學教學改革相關方案進行的闡述與說明。
關鍵詞 高等數學;教學改革;應用型
高等數學作為一門基礎性學科,其教學方式一直被廣大教育工作者所關注。隨著時代的發展,我國對大學生的數學能力也有了新的要求。然而在實際調查中發現,我國應用型本科高等數學教學存在著一些不足之處。要想從根本意義上將應用型本科高等數學教學工作做好,就要將當前教學方式改革的必要性加以重視。
一、對高等數學科目教學方式進行改革的重要性
高等數學在大學所有專業中,是一門非常重要的課程。作為一門基礎性學科,學好高等數學能為今后工作提供極大的方便,擁有高等數學能力,是一個高素質人才的基本條件之一。教師在實際教學過程中,應該著重培養學生學習數學的相關能力上,所謂數學相關能力指的就是和高等數學科目相關的一切能力。例如對數學的觀察想象能力,推理數學的邏輯能力與運算能力,將這些能力對學生加以綜合性的培養,可以幫助學生解決實際問題。學生只有提高了相關能力,才能將高等數學題目順利解決。我國當前推崇素質教育,在素質教育環境下,將學生提高高等數學基礎知識工作做好是非常重要的。學生在進入大學之前的數學基礎不同,決定了學生接受數學知識的能力。基于上述原因,必須將原有的教學模式進行改革,目的是為了符合素質教育的相關要求。
二、高等數學教學改革相關方案
(一)針對學生專業不同,采取不同的教學方式
近年來,我國在應用型本科高等數學教學取得了一定的成績,基本達到了教育部對不同高校高等數學科目的相關要求。但一些文科類專業學生反映高等數學教材偏難。理工類專業相比,文科類學生對高等數學知識要求相對偏低,因此,現有教材進行重新編排是十分必要的。與此同時,應該對原本不開設高等數學課程的專業增設高等數學課程,以提高學生的數學能力。
(二)在高等院校中增設數學實驗類課程
在科技迅猛發展的今天,數學軟件這個時代的產物被開發出來。由于該軟件的使用原理相對復雜,為了使學生學會使用該軟件來解決相關數學問題,在高等院校中應該增設高等數學實驗類相關課程。將先進的計算機技術和數學科目進行有機結合,來解決生活中的問題,有著十分重要的意義,因此,在高等院校中增設數學實驗類科目是時展的必然要求。
(三)優化原有高等數學教學方式
在以往的高等數學教學中,教師們普遍采取應試教育的老辦法對學生進行教學,這種人“填鴨式”的教學方式很顯然已經不適合當今的時代要求了。傳統的高等數學教學模式凸顯出來的弊端還體現在不利于培養學生學習高等數學興趣等方面。基于上述原因,對原有的高等數學教學方式進行優化處理是具有現實意義的。
1.培養學生的發散思維
高校教師在實際教學過程中,著重培養學生的發散思維,指引學生通過學過的數學知識,進行“溫故而知新”,進而培養學生的發散思維能力。
2.向學生傳授正確的高等數學學習方法
俗話講的好:“授之以魚,不如授之以漁。”講的就是學習方法的重要性。教師在實際教學過程中要正確的指引學生學習數學的方法,只有學會了學習方法,才能從真正意義上學好高等數學。
3.根據專業的不同,選擇合適的教學方法
數學是基礎性學科,在很多專業中,數學都占有非常重要的地位。隨著我國科技日新月異的變化,每個學科之間的界限也逐漸沒有以前嚴格。很多專業知識都是相同的。在很多專業中都離不開數學。所以說,高等數學的教學方式一定要與專業課程進行穿插式教學。
4.在課堂中給學生實際操作的機會
理論和實踐是相結合的,兩者相輔相成,緊密相連。理論的提出必須經過實踐的檢驗,才能在真正意義上驗證該理論的準確性。教師在實際教學中為學生專門留出時間,開設一堂與高等數學相關的討論課程。讓學生在課堂實踐中充分的展現自我,值得注意的是,在課后數學教師要根據學習內容,為學生布置數學建模作業,目的是為了提高學生的創造性思維。
(四)對高等數學教學進行深入性的研究
高校教師在完成了教學任務之后,可以利用業余時間,自行組織到優秀院校中,觀察高等數學教學活動。并在課時結束后,與兄弟院校的教師進行教學經驗交流活動。研究高等數學教學的每一個環節,最終制定出一個符合學生身心發展的高等數學教學體系。
(五)對高等數學的考試方式進行改革
在以前,教師想了解學生掌握高等數學知識情況時, 就要采取閉卷考試的方式對學生進行考核。這種方式是有很多弊端存在的。學生為了能夠運用公式,往往單純的將公式進行死記硬背,對其中的含義并不過多的進行參透。這樣一來學生的創造性思維就得不到良好的發展。基于以上原因,就要求教師制定出一個科學系統的教學方式,來檢驗學生掌握高等數學知識的情況。針對不同基礎的學生,利用分層次教學的方式對學生進行考核,采取閉卷與開卷相結合的方式來進行摸底。其目的是為了讓考試這種檢驗性手段轉變成為一種提高學生綜合能力的手段。
【結束語】
綜上所述,針對應用型本科這種新的教育層次,加強應用本科生的高等數學相關能力是非常重要的。教師在實際教學過程中,應該結合學生的實際情況,對學生進行有針對性的教學,并對原有的教學方式進行改革。培養學生的創造性思維,在最大限度上將學生學習數學的主觀能動性加以調動,只有這樣才能從真正意義上學好高等數學。
參考文獻
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【作者簡介】
【關鍵詞】 肝素抗凝血漿;生化檢驗;急診;可行性分析
doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.11.823 文章編號:1004-7484(2013)-11-6800-02
隨著經濟的發展,科學的進步,科學技術漸漸的與檢驗醫學進行相應的掛鉤并不斷的發展和進步,對新的應用于醫院急診病癥上的生化分析被不斷的使用在臨床醫學界,可以迅速的檢測出相應的結果。在一般的傳統的急診生化分析中常常使用的是血清樣本,并通過一定的技術進行血清的分離,但是通過這種方式分析需要20到30分鐘左右的時間,不具有一定的高效性。但是目前新的技術和醫學相結合,應用肝素抗凝血漿進行檢測,不僅能夠使報告結果的速度得到極大提高,做到即刻就能夠進行離心測定,還提高了相應的檢測質量,這種檢驗方法獲取的實驗值精確性比較大,可以為臨床診斷提供科學治療的依據。所以為了分析肝素抗凝血漿用于急診生化檢驗的相應的可行性,本文對相應的急診患者的生化檢驗過程進行了觀察和分析。
1 資料與方法
1.1 一般資料 對來我院進行就診的患者進行隨機的選取,選擇60例來我院門診就診的患者,其中男性患者33例,女性患者27例,年齡大體處于25-62歲之間,平均年齡為(31.23±1.56)歲。本文對患者的選取在年齡和性別以及其他相應的因素上存在著一定的差異,不具有統計學意義(P>0.05)。
1.2 方法 對每一位患者進行血樣的抽取,每一位患者抽取6ml的血樣,并分別注入到不同的試管中待用,即觀察組試管,和對照組試管,其中每種試管中注入3ml血液樣本,并統一在對照組試管中不加任何抗凝血劑,在觀察組試管中加入一定量的肝素抗凝劑,并充分的進行搖勻,并把對照組試管進行37℃溫浴30分鐘左右,立刻進行離心操作。觀察組試管不用溫浴加熱,半小時后血液進行離心,離心后再對血清與血漿進行提取分別進行相應的檢測(鉀、鈉、氯應用PSD_15B電解質分析儀進行測定)。此次試驗使用的儀器是美國貝克曼LX20全自動生化儀,離子部分試劑為廣州標佳,其他試劑為北京利德曼。對這些樣本通過自動生化分析儀進行檢測,且每次測定都重復相應的操作兩次,并在最后的結果中去取兩次結果的平均值作為最后的結果。
1.3 統計學方法 研究過程中對所得數據采用統計學軟件包SPSS17.0進行相應的統計學方面的分析,并把所有組間數據應用t檢驗,相關數據以均數標準差χ±s表示,P
2 結 果
通過分析發現60例患者血清及血漿中氯、鈉,鉀、鈣、二氧化碳及尿素的濃度大體上基本相同;但是與血清中鉀元素的平均濃度相比,相應的血漿中鉀元素平均濃度相對比較低,同時對兩項的比較,差異具有統計學意義(P
3 討 論
使用肝素抗凝血漿不僅能夠將血液的凝固過程避開,獲得更加準確的測定值,還能夠使急診患者等待檢驗結果所需的時間有所減少,還可有效對抗凝血酶及阻礙血小板凝集產生抗凝的功效。為使臨床能夠快速地得到生化檢驗的結果,檢驗人員應經常選擇肝素抗凝劑,以縮短處理標本的時間。通過本文的研究還可以發現,血漿與血清中所含有的微量元素的相應的檢測結果基本上是相同;鈉離子的值稍有差異;通過回歸分析(回歸方程為血清鉀=0.715*血漿鉀+0.499,r=0.749)與校正,血清鉀和血漿鉀濃度不一樣,鉀離子存在更明顯的差異;至于其他檢測項目結果差別不大。造成血清鉀和血漿鉀差異較為顯著的主要原因就是由于血小板在血液凝固的過程中不可避免的受到了破壞,使得血小板中所含的鉀離子釋放出來。血漿中的葡萄糖的濃度相應的比較低,不過差異較小,主要是因為紅細胞在進行血液凝固的過程中需要消耗一定的糖作為能量。
總的來說在急診過程中使用肝素凝血漿進行相應的生化檢驗,能夠有效提高生化檢驗的效率,可以更快地為臨床治療提供診斷方法,為醫療安全提供了保證,并且其測定值能夠更好地反映出患者體內真實的狀況,保證安全性。肝素抗凝劑具有抗凝能力強,使用過程中不易溶血,可明顯減少放置出現的誤差的特點,比較適用于急診生化檢查項目,值得臨床上進行使用和借鑒,并且能夠達到相應的效果。
參考文獻
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關鍵詞:科技投資;經濟評估;模型
中圖分類號:F0623
文獻標識碼: A
文章編號: 1006-1096(2002)06-0063-03
一、R&D貢獻的經濟學概念
對R&D行為的經濟評估,可以利用經濟學中一般商品的分析模型,如圖1所示:S0代表R&D 引起的技術變化之前的商品供給函數,商品初始的價格和數量是P0和Q0。假設R&D產生 了使產量增加或投入減少的技術,使單位產品的生產成本K下降,結果就表現為供給函數平 行下移到S1。這種R&D引起的供給曲線移動,導致了生產量和消費量增加到Q1(Q=Q1 -Q0),市場價格下降到P1(P=P0-P1)。由于R&D使消費者在較低的價格上消費更多 的商品,因此消費者的狀況有所改善。
盡管采用新技術后的單位產品價格下降了,但是由于單位成本的下降K大于價格的下降幅度 ,所以,該產品生產者的狀況也有好轉。消費者剩余等于面積P0abP1,即,長方形P0 aeP1(=Q0*P)加上三角形abe;而生產者獲得的生產者的剩余等于面積P1bcd,即 長方形P1ecd(=Q0*[K-P])加上三角形bce。R&D產生的總經濟利益就等于生產者和 消費者剩余之和,近似地等于單位成本的節省量乘于產品初始生產量,即K*Q0。市場的 大小用初始存量Q0表示,R&D引起的單位產品成本節省K就構成估計R&D所帶來的經濟利益 的關鍵因素。K估計得越精確,對R&D帶來的利益估計越準確。
圖1是對R&D經濟效益評價的基本靜態模型。然而,由于開發研究的初始投資和其結果的最終 采用及開發研究利益的獲得之間有一個時間滯后,所以,評價R&D的經濟效益要包括收益和 成本的時間價值。圖2表示一種新技術投資成本和收益的時間價值。縱軸是特定年份的成本 和收益流,橫軸是R&D投資開始以后的年份。
初始階段R&D項目只有支出沒有收益,因此在R&D應用的滯后期內,比如3~10年,只考慮R&D 的成本(負收益)。在新技術全面采用之前仍然有一個滯后,這個采用滯后期可能包括幾年。 最后,采用新技術每年的收益流變為正值。大多情況下,當新技術變得過時(出現更加先進 的技術)或貶值(比如有害物的進化)或者由于某種原因而變得不經濟時,其收益流最終將下 降。因此,一種特定R&D投資的完全評價必須考慮其投資和將來收益流的動態關系(如圖2所 示)。
二、R&D貢獻分析方法
科學研究與開發的經濟作用,可以利用經濟剩余法進行分析,該方法有以下假設:(1)多個 地區;(2)生
產一種同質產品;(3)在每個地區都是線性的供求;(4)線性供求具有指數(平行 )外生增長性;(5)由R&D引起的供給變化,在一個地區或多個地區平行移動;(6)由R&D引起 的供給在其他地區具有連續的平行移動;(7)在一定的市場扭曲政策范圍內;(8)交易費用為 零;(9)研究滯后緊跟著一個線性采用曲線直到最大采用;(10)最終將呈線性下降;
(一)供求的一般形式
假設地區i在t年,特定商品的線性供求方程為
第一個下標i表示地區,第二個下標t表示評價的初始點。對于每個地區所有時期,假設斜率 為常量,截距可以隨著時間而增加,反映了供求的增加是隨著要素而不是R&D而增加的。
(二)初始參數的設置
在供求方程中,定義初始值t=0,則:每個地區的消費量Ci,0;每個地區的生產量Q i,0;每個地區的生產者價格PPi,0;每個地區的消費者價格PCi,0;每個 地區的供給彈性εi,0;每個地區的需求彈性ηi,0(
(三)供求的外生性增長
引入平均指數增長率以反映需求的增長(由人口和收入增長所引起的)和供給的增長(由勞動 生產率增長或種值面積增加所引起的),這種供求的增長與研究開發項目的采用與否無關。
這里,πC1表示需求的增長率,πQ1
表示供給增長率,由此可以確定沒有R&D情況下每一年每個地區供求方程的參數。
(四)R&D引起的供給移動
1R&D的當地效應:令地區i采用一種開發研究項目,該研究項目有以下特征:(1)成功用于 生產的概率為pI,如果研究成功,結果將完全被采用;(2)每單位產出節省的成本等于初 始價格PPI,0的cI百分比;(3)地區i的最大采用率為AMAXI百分比。
因此,地區i的供給函數最終將以每單位數量等于KMAXI向下移動(在價格的方向上) ,
在任何特定年份,實際供給的移動是最大供給移動KMAXI的一部分;為了定義實際 供給的變化,我們可以把最大供給變化與隨著新技術采用以及貶值、過時而導致的Ki,t的時間變化軌跡的形狀結合起來。假設梯形的采用曲線,為了定義供給隨時間變化的完整 狀況,需要定義以下參數:(1)λR:以年表示的研究滯后期;(2)λA:采用滯后期(即 從開始采 用到最大采用的年限);(3)λM:最大滯后期(即最大采用到最終下降);(4)λD:下降 滯后期(即開始下降到結束采用的年限)。
2R&D的擴散效應:從地區i到其他地區j的擴散效應表示如下(其中假設每年地區具有相同 的采用曲線):
這里,θji表示由于i地區R&D引起的商品供給變化而帶來的j地區商品供給變化(θji=1)。
(五)包括R&D行為的供給和需求
將所有的相關變量和參數都加上上標R表示包含R&D的商品供求。用不含R&D的供給方程的截 距加上供給移動的效應,便可以得到包含R&D行為的供給曲線,其供給方程如下:
與不含R&D的供求方程(1a和1b)的最大區別表現在供給的截距。價格和數量也分別用R作為上 標進行了區別。即:每個地區的消費量為QRi,j;每年地區的生產量為QRi,j;每個地區的生產者價格為PPRi,t;每個地區的消費者價格為PCRi,t。
(六)市場出清規則
對于所有的情況,都有一個總量出清原則,即每一年的供給總量等于需求總量。,考慮到n 個地區,則有
1自由貿易。最簡單的情況就是自由貿易。這里,對于所有的地區i和j以及任何年份t,均 有:具有R&D行為的價格為
用這些價格對n個地區的每個供求方程進行替代然后代入(8)式,得出每一年的均衡價格。為 了簡單起見,對每一年t定義下列總參數
因此,在自由貿易下,具有R&D行為和沒有R&D行為的產品市場出清價格分別為
用方程(9a)和(9b)的結果對地區供求方程進行替代,以計算具有R&D行為和沒有R&D行為的地 區生產和消費數量,然后計算地區生產者和消費者的福利效應。
2稅收和補貼。假設每單位稅收是從各個地區生產者和消費者身上征收的,TcI表示地 區i的單位消費者稅收;TQI表示地區i的單位生產者稅收。假設一個沒有稅收和補貼的 地區,其生產者和消費者價格分別為
Pt=PCt=PPt和PRt=PCRt=PPRt。 因此,Pt就是出口者或進口者的邊界價格,其內部生產者或消費者價格等于沒有任何價格 扭曲時的國內價格。對于所有地區i和j以及任一年份t,由于市場間的套利原則使得所有地 區的價格均等于
將其代入n個地區的每個供求方程,然后再代入(9)式,得出每一年的均衡價格。對于自由貿 易,我們可以對每一特定年份t定義下列總參數:
由于消費者和生產者稅收所導致的總供求在數量方向上的變化為
所有地區的產品稅將增加世界貿易的均衡量價格Pt,它等于任何國家和地區沒有生產者稅 收的生產者價格和沒有消費者稅收的消費者價格。所有地區的消費稅則降低世界貿易的均衡 價格Pt。當然,這種假設的價格Pt也可能不被采用。
為了計算任一地區的實際生產者價格和消費者價格,可以用方程(10a)和(10b)的結果替代上 述的套利(市場出清)規則,那么,單個價格能夠用作單個供求方程(方程(1)和(7)以計算具 有R&D行為和沒有R&D行為的供求數量,由此計算剩余效應。自由貿易模型是一個特例(即所 有的稅收和補貼均為零)。
3小國情況。小國情況下,該模型可以不作任何修改。為了得到一些世界上其他國家生產 和消費數量的信息,可選擇的方法是確定方程(10a)和(10b)的生產出清價格,作為外生參數 :
也可以定義一個Pt的增長率以獲得一系列P0基礎上的外生世界價格。然后代入相關的供 求方程可以得到相應的數量。
(七)福利效應
對于大多數政策、類型,下列福利效應方程都是正確的:
這里,PSj,t表示t年j地區生產者的R&D收益;CSj,t表示t年j地區 消費者的R&D收益;GSj,t表示t年j地區政府的R&D收益。
三、R&D收益的確定
截至目前,該模型可以用來計算不同地區、特定稅收和補貼政策下,不確定時間序列中的價 格、數量和經濟剩余。但是如何把各種測量方法匯總起來對開發研究的收益進行分析?在給 定的政策環境下,可以對每一個地區,每個時期內的收益PSi,t、CSi,t、 GSi,t進行測量。
實際貼現率用來計算未來收益流的現值,假設對于所有的地區、所有的研究項目和年份固定 一個單一值,則有
同時需要定義一個R&D的收益范圍,如果采用5%或大于5%的年貼現率,假設收益年限為30年 ,R&D的收益現值即為
A Theoretic Model about Investment Contribution of R&D
LIU Guo-yan1,KONG Fan-shi2,GUO Qiang3
(1. Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China;
2. Henan Education Bureau Zhengzhou 450003, China;
3. Management Bureau of Henan Sha-Ying River Project,Luohe 462000,China)
Abstract: It has already been an irrefutable fact that R&D promo tes to the econ omic growth. But there is yet not a standard to evaluate economic function for e ach scientific finding. This essay attempts to confirm the economic benefits of R&D investment based on analyzing general economic function of R&D.
Key words: R&D investment; economic evaluation; model