绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇统计学的理论基础范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
0 引言
随着全球经济的一体化,世界上对信息技术研究的人越来越多。对信息技术的高效运用更是研究的重中之重,鉴于专家对高科技信息技术的大量研究和证明,使得人们越来越意识到知识和信息对人们生活的重大推动作用,尤其是高技术产业集群,它们是科学知识及其团队的合成和结晶,依靠着科学团队的知识储备和智力,利用集群产业的优势,带动了当地经济甚至国家的经济发展。靠着学科团队的优势形成学科集群,将科学团队的知识运用到产业集群中去,然后进行推广销售,这不仅给产业集群的企业带来了巨大的利益,而且为下一步进行研究的人员提供了基金。通过学科集群产业集群二者的相互促进相互作用,成功地带动了本地区甚至整个国家的经济发展。产业集群学科集群二者的相互配合,协同创新,是我国目前经济可持续发展的重点,产业集群学科集群以下简称为双集群。
1 学科集群与产业集群协同创新的内涵
随着改革开放的发展,学科集群日益壮大,这不得不说得益于与产业集群的合作。但是,他们之间不仅仅只是简单的线性关系,而且产业学科集群也并不是不相矛盾,天然就具有相互协作的能力。学科集群向产业集群输出的知识只有储备到一定程度时才能激发集群内部各要素的创新与协作,进而促进集群的发展,才能促进集群的壮大。
所以产业与学科集群的相互协作是一种全新的创业模式,是集群内各创新要素之间、与内外部环境之间相互竞争合作、依赖促进的关系,促使集群内创新资源在合作共享的基础上形成系统的创新机制,进而使集群创新协同能力得到动态持续的发展。
2 学科集群与产业集群协同创新的特点
产业集群与学科集群二者的相互协同创新是用来解决我国经济发展中遇到的实际问题的,而且渴望在短时间内解决,因此学科集群与产业集群协同创新有其独到的特点。
①广泛性。学科集群与产业集群协同创新是产业部门与高校和科研院所、政府、社会中介服务机构之间进行横向协作的方法和纽带,如果任何一个链条出了差错,效果就发挥不出来了。
②拓展性。一方面,产业集群的协作创新领域已由国内的转向外国学科集群,外延扩大。企业开发的方向也早已由自主转向协作,另一方面学科与产业集群协同创新从最开始的“产学研联合开发”发展到二者的联合体,加强了合作的力度,深度与广度,内涵也在持续更新。
③竞争性。一方面,产业集群对最新的科技成果的引入,增加了产品的竞争力与高科技含量。另一方面,学科集群和产业集群的协作中增加了选择的机会,克服了以前的行政“摊派”也或“撮合”结合的毛病。这些优势,都为产品增加了更多的竞争力和高科技含量。
④互补性。资源与信息的互补是双方协作的原因。他们协同创新因为各有优缺点,可以优势互补,形成相互协作共同发展的良好的合作关系。这种良好的合作关系,构成了两者的互补性。
⑤开放性。协同创新的着眼点在于开发研究,开发研究必须与企业保持密切的联系,只有这样才能满足企业的实际情况,在实验室进行的也是基于实际的了解;而且其开发研究很多时候是两个集群科研人员共同进行的,开发研究的成果首先要经过中试实验;最终还要经过市场的鉴定,这些都反映了协同创新的开放性。
⑥风险性。学科集群与产业集群协同创新想要取得成功,实行产业化,必然会遇到知识创新、技术创新、投资与风险投资和市场创新等几个问题。基础应用研究要么是为了学术价值,要么是为了探索研究方式,不考虑短期的直接的利益。而产学研合作所进行的研究开发则不相同,他首先考虑的因素则是他能否取得的利益,他所研究出来的成果都要接受市场的鉴定。
⑦多样性。学科集群和产业集群协同创新的方式已经从项目合作为主,发展到平台共建、人才培养、提高创新和信息融通等,有的企业已开始实现以资产为基础的机制转换,共同建成长期稳定的联合体。有的因人才交流相互输送,成了“你中有我,我中有你”的新的集群。共同创新进行技术转移,技术转移中有合作,合作中有技术转移,是一种稳定的合作关系,而不是单纯的生意买卖关系。
⑧收益滞后性。协同创新双方为创新能力的提升而投入的现有资源,产生的市场收益是滞后而且是难以预期的。具有风险意识的双方,只有对与协同创新有关的各种经济、科技、社会变量的未来趋势进行科学预测,做出理智的决定,才能解决收益滞后性给投入者带来的困扰。这种对收益的评估是决定投入的主要方面,它可以决定投入量或者是否投入。
3 学科集群与产业集群协同创新的机理分析
了解学科集群与产业集群协同创新的机理是他们之间共同产生效应的前提。在他们相互协作期间,一方面,产业集群可为学科集群提供具体数据与合作研究的基金,又可为学科集群提供实验的场所;另一方面,学科集群则可为产业集群提供技术团队风险评估以及最新研究成果,而且学科集群也可以为产业集群提供建议可在企业内部实施激励措施,可以提高企业工作效率。
产业集群与学科集群两者的协同创新是一种双赢,不仅对企业、科研院所,还是对社会的经济发展都具有重大意义。学科集群与产业集群的协同创新,主要是指两个集群协同作用,一起完成企业产品和技术创新整个过程或创新的某些环节,通过这两个集群的优势互补和集群资源共享,创新能力与支柱系统的资源得到优化配置,可以极大地提高创新效率。惟有不间断地创新科研能力才能促进产业集群稳步健康地发展,所有现有的产业集群建设,企业都是更多地注重产业内部的生产,忘却了与科研团队进行协作提高创新能力。企业惟有与科研团队进行协作才能拥有持续的创新力,企业凭借科研团队来促进创新能力提升,科研团队也只有通过企业提供的经费,才能继续发挥创新能力,在科研创新上也才可能有更大的突破。二者相辅相成,缺一不可。只有让学科集群与产业集群相互协同共同发展,才能有力地促进创新能力的提升。两者协同创新能力的结果与评价则是督促他们共同努力的因素。
4 结语
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》都作出了积极推动高校协同创新的战略部署。在此背景下,对学科集群与产业集群协同创新的基础理论进行深入研究,有利于指导高校协同创新的实践,从而产出一批重大标志性成果,培养一批拔尖创新人才,大力提升高校的创新能力,进而有利于高校在国家创新体系建设中发挥重要作用。
参考文献:
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[4]徐乾.如何以金融创新促进战略性新兴产业发展[J].商业时代,2012(28).
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基金项目:
中图分类号:G42 文献标识码:A 文章编号:1005-5843(2012)02-0162-03
概念学习分为概念形成和概念同化两个方面:概念形成是由学生从同类事物的不同实例中发现共同的本质特征;概念同化是学生利用认知结构中原有的概念学习新概念的方式。奥苏贝尔根据学生原有知识与新知识之间的关系,提出了三种基本的概念同化模式,即上位学习、下位学习、并列结合学习。[1]因此,教师在进行概念的教学时,根据概念在知识体系中所处的位置、顺序和相互关系,依据概念同化的三种模式,选择合适的方法,使学生学会透过现象看本质,客观地认识概念的本质属性,明确概念的内涵和外延,达到理解和掌握概念、由浅入深地运用科学概念去解决一些实际问题。
一、上位学习模式教学
上位学习又称为“总括学习”,是指新概念相对于学生认知结构中已有概念具有较高的概括水平和较广的包容面,新概念通过把一系列已有观念包含于其下而获得意义,新旧概念产生了一种上位关系。上位概念的外延较大,比较抽象,直接提出概念学生往往不容易理解和接受,借鉴实例或实验,较直观地呈现事实,从具体到抽象,形成概念。正如鲁宾斯坦所说:“任何思维,不论它是多么抽象多么理论的,都是从分析经验材料开始,而不可能是从任何其他东西开始的。”
(一)联系生活实际事例学习概念
功率的概念对初中学生讲是比较抽象的,教师可从生活现象引入,挖土机与人在挖土,挖土机的土少而人挖的土反而多?为什么?两个工人工作相同时间,为什么会出现不同的结果?接着,引导学生比较做功快慢,有两种方法,一是相同时间比做功多少,二是做相同功比较时间长短。这实质上是帮助学生提取储存在头脑中的感性材料,从现象到本质,从感性到理性,建立上位概念。
(二)利用实验探究学习概念
质量有不随物体的形状、状态、温度和位置改变而改变的属性。质量的属性相对生活中具体例子是上位概念,教师来一次实验探究让学生观察现象得出结论要比直接告诉他们记忆深刻得多。教师测量一个烧杯和一个装有固态碘(紫黑色)的升华管的总质量;将升华管加热使里面的固态碘变成气态碘(紫红色)后,重新放入烧杯,观察天平是否平衡,然后引导学生从以上的数据得出结论。物体的质量不随物体状态的改变而改变,物体的质量不随物体温度的改变而改变。同理,教师先测橡皮泥的原始质量,再将橡皮泥捏成其他形状后放回,观察天平是否仍然平衡。得出结论,物体的质量不随物体形状的改变而改变。实践证明,利用实验探究,从具体到抽象,质量的属性上位概念顺利地得到建立。
(三)从生活经验逻辑推理学习概念
从生活经验逻辑推理学习概念,这种方法强调知识的内在逻辑性和知识体系的整体性,对于形成良好的认知结构十分有利,但限于学生的学习能力,这种引入方法在初中阶段应用较少。例如,在引入功的公式时,教材上规定:功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离的乘积。作为教师,该如何帮助学生形成功大小计算的概念呢?教师可以引导学生探究:功大小与哪些因素有关呢?假设将物体A举高1m做的功为W。教师提出问题:(1)如果力增加一倍,高度不变。(相当于同一物体举两次)学生回答:2W;(2)力不变,高度变为两米。(相当于同一物体举两次)学生回答:2W;(3)力增加一倍高度变为两米。(相当于同一物体举4次)学生回答:4W。因此,我们可以得出:功和力的大小成正比和距离成正比,即W=Fs。
二、下位学习模式教学
下位学习又称“类属学习”,是指将概括程度或包容水平较低的新概念,归属到原有认知结构中适当概念之下,从而获得新概念的意义。教学中可在原有概念下引出新概念,并把新概念纳入原有概念体系,反过来对原有上位概念又做了补充和扩展。
(一) 运用例举法内化呈现概念
氢氧化钠、氢氧化钙是碱的下位概念,我们在学习了碱通性以后,再来学习氢氧化钠、氢氧化钙的特性。教师在讲述完氢氧化钠、氢氧化钙的特性后,教师可以说,氢氧化钠、氢氧化钙属于碱,当然具有碱的通性。又如,教师在引出重力、压力、摩擦力、浮力概念后,可以让学生讨论、分析力的三要素。通过学生讨论,画图,无形中丰富了学生对力的感性认识,对于抽象的力概念,更形象化、直观化,使之便于理解。所以,多层面、多角度地呈现概念,为概念的顺利得出和概括创造条件。
(二)运用简化的模式图实现概念同化
如细胞分裂和细胞生长、分化都是细胞特点的下位概念,三者属并列关系。教师如果单纯地通过文字进行讲解,学生难以理解概念。教师在教学中,利用简化的模式图,将抽象概念具体化,学生很容易了解细胞的行为特征。如下图,过程(一)表示细胞通过分裂使数目增多,故细胞分裂是量变的过程,刚分裂出的细胞在形态、结构和生理功能上都相似。过程(二)表示细胞分化的过程,是在分裂的基础上,细胞在形态、结构和生理功能上形成稳定性差异的过程。[2]
(三)应用生活中的实际事例掌握概念
民间谚语中蕴藏着许多科学的概念知识,在备课过程中有意识地挖掘,在教学过程中恰当地运用,一定能起到激发学生兴趣、促进学生概念学习的作用。
“龙生龙,凤生凤,老鼠儿子会打洞。”这是生物的遗传,是生物界普遍存在的现象;“一母生九子,连母十个样。”这反映了生物的变异现象;“一山不容二虎”――生物的种内斗争;“飞蛾投火”,这是生物的应激性。“一朝被蛇蛟,三年怕草绳”,这是生物的条件反射;“一方水土育一方人”,这是生物与环境的关系。通过应用生活中的实际事例,把学到的概念在实践中加以运用,这是帮助学生从抽象到具体,从一般到个别的过程。
三、并列结合学习模式教学
要学习的新概念与原有概念并无上下位关系,但横向上同其他的概念相互作用有一定联系,或都是某一概念的下位概念,它们存在于共同的知识体系中。在完成一定知识的教学后,可以使用求同和求异方法对相邻、相对、并列的概念进行归纳整理,根据它们的相互关系组合成概念体系。
(一)运用类比的方法同化概念
类比具有启发思路,提供线索,举一反三,触类旁通的作用,鉴于初中学生的年龄特点,其思维活动还刚处于从形象到抽象思维的过渡,对于较为抽象的科学知识难以接受。如果教师能在课堂上给某些知识以形象生动的类比,学生接受起来往往能收到事半功倍的效果。相对原子质量是初中科学基本概念教学的一个难点,需要学生有较强的非逻辑思维能力去理解。因此,在教学中可以用一些具体的事例进行形象类比来正确理解。如,现有四种粮食的籽粒,它们每粒种子的实际平均质量是:高梁3×10-5kg、谷子2.5×10-6kg、玉米2.5×10-4kg、小麦4.5×10-5kg,要经常书写和使用这些数字很不方便,若取一粒高粱种子实际质量的1/12(即2.5×10-6kg)作为标准,其他几种粮食种子的实际质量与这个标准相比较,就会得出一些便于书写和使用的简单比值:高梁12、谷子1、玉米100、小麦18。同样道理,相对原子质量的标准是碳原子(C―12)质量的1/12,其它原子的质量跟它比较的值,就是这种原子的相对原子质量。通过这种形象的类比,学生对相对原子质量这个比较抽象的概念有了一个形象的认识,为正确理解相对原子质量的概念打下坚实的基础。
(二)列表对比展示概念差异
对比法就是把一些相近或关系密切的基本概念,从几个方面进行逐项的对比,从中找出异同点来,以便明确其本质特征。例如,动脉、静脉、毛细血管三种血管不同,可以从从管壁、弹性、血流速度、功能四个方面加以比较。动脉、静脉、毛细血管三种血管对比列表如下。
(三) 概念图构建概念体系
概念图能较好地展示概念之间的逻辑关系,能让概念之间隐性的关系显性化,用概念图来构建知识网络,能更好地组织和呈现教学内容,使学生更容易理解各概念之间的关系及其在知识体系中所处地位。[3]如,在动物的生命活动的调节教学中,涉及到很多概念,有些概念属于并列存在,有些概念属于上下位关系,关系错综复杂,学生不容易理清前后知识点的联系。它们的关系可以用概念图表示。
概念图既可以概括一节课的内容,又可以概括一章或几章的内容,范围大小视需要而定,引导学生自己画图找概念间的联系,有助于理清思路,理解概念在知识体系中的位置和作用,提高学习的效率。
(四)维恩图彰显概念关系
笔者发现,对概念的理解不到位,特别是对概念之间的关系理解不到位,这是学生在概念学习中的最大困难。许多概念之间有包含与被包含,或者出现交集的情况,这种内容相关的概念可以用借助数学集合关系,用直观的几何图形。比如,用大小的圆圈,以及圆圈之间的从属或有部分交集的关系来表示几个概念之间的关系。例如,种内斗争和种间斗争是并列关系,都是生存斗争概念的下位概念,它们构成了生存斗争的两种形式。竞争是属于种间斗争的下位概念,而不是种内斗争的范畴。生存斗争的维恩图可以概括为右图所示。
借助数学集合直观的图形,让学生在在运用中得到巩固和概念的深化。教师可以在完成章节知识的教学后,对那些相邻、相对、并列或从属的概念进行类比、归纳,根据它们的逻辑关系,用一定图式组成一定序列,形成概念体系。把学生感知“孤立”、“散装”的概念纳入相应的概念体系之中,让学生获得一个条理清晰的知识网络,既能帮助学生理解新概念,又能进一步巩固深化已学概念。
(五)循环图突出概念联系
在血液循环的教学中,体循环和肺循环是血液循环概念的下位概念,它们构成了血液循环的两阶段,并且都包含了营养物质和气体两方面的交换。体循环是细胞消耗营养物质,将氧气转化为二氧化碳;同时动脉血变成静脉血;在肺循环的过程中,血液将CO2排除,增加了氧气,把静脉血变成动脉血。体循环和肺循环同时存在,在物质上互相依存,在气体交换上具有的连续性。血液循环的整个过程用循环图表示更清晰,学生容易掌握血液的变化情况。
总之,奥苏贝尔提出的这三种概念同化模式并不是孤立存在,而是统一在一起的。教师在采用上位学习模式教学,有时还要用到下位学习模式,甚至并列结合学习模式。所以,教师在概念教学时,应灵活应用,同时,对一些重要的科学概念,学生只有在多次循环中才加以深刻的理解和掌握。为此,在教学中要根据学生的特点,从实际出发把握教材,深入研究每个概念的深度和广度,才能更好地完成科学概念教学。
注 释:
随着近代机械工程学科的不断发展,相关的计算机技术、摩擦、及机械传动等分支学科迅速发展,深化了“机械设计基础”课程的内容。它着重培养学生掌握机构的基本分析方法、选择常见机构类型及一般工作条件下常用零部件的能力。通过该课程学习,学生应能分析一般机械的结构,了解其工作原理,具有通用机械零件的设计能力。随着现代社会的发展,迫切需要各种领域的机械设计人才,因而不同专业的设置应运而生[1]。
近年来,西华大学(以下简称“我校”)开设了机电工程、包装工程、工业设计、生物工程、建筑环境与能源应用工程等专业的“机械设计基础”课程,这些专业的学生在其他课程的课程设计、毕业设计乃至到工作岗位后,都会经常接触到各种类型的通用和专用机械,应该具备一定的机械基础知识。因此,“机械设计基础”是工科机械类及机械类专业的一门重要专业基础课。
为了提高教学质量和教学效率,激发学生学习热情和兴趣,在教学过程中我们积极进行教改和探索,特别是在理论教学内容方面做了改革。在适应不同专业设置过程中,“机械设计基础”教学大纲做了相应修改,课程学时也做了相应变动。理论课程学时包括64,56,48学时,下面就我校目前不同学时对应的“机械设计基础”理论教学内容做解析。
1.课时64学时的内容设置
“机械设计基础”上半部分主要讲述各类常用机构的设计和应用,即机械原理部分;下半部分主要讲授通用零件(连接零件-螺纹、键等;传动零件-带、链、齿轮等;轴系零件-轴、轴承等)的设计计算,即机械设计部分[2]。这两部分内容各有特点又相互联系,充分体现了课程内容体系的系统和完整。通过原理部分的学习,学生应掌握机器的工作原理,通过运动分析获得杆长等长度尺寸;通过设计部分的学习,学生应掌握通过计算准则获得零件的主要尺寸,并通过结构设计得以确定零件的其他尺寸,完成设计工作[3]。
课时64学时设置用于机电工程、包装工程、工业设计及机电卓越工程师实验班四年制本科教学[4]。随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展,社会对人才的需求产生了很大变化,更强调实践能力和创新能力的培养。面向这些专业学生的培养计划及基于这些专业的学生未来大多数将在第一线从事机械设计、制造、维护等工作,在教学过程中不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力,而且要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新能力。因此要求学生掌握机械运动的基本原理,机械系统及零件设计的一般步骤,为以后机电系统、包装机械等的设计打下必要的理论基础。
由于这部分学生基础知识较为扎实,前续已经完成《工程制图》、《工程力学B》、《热工基础》等课程学习,后续还将进行《智能仪器设计》、《机械CAD/CAM》、《机电一体化系统设计》等课程学习。为适应这一教学要求,在理论教学内容上,加强了对机械相关概念的讲解,对机械的现代设计思想和方法做了较多评述,以使学生了解现代机械设计的发展现状和趋势。由于这些专业的学生在课程设计、毕业设计中可能会应用到机构运动分析、联轴器的选择、滑动轴承的设计这些方面的内容,在理论教学中,平面机构运动分析的图解法、联轴器的类型和选择方法、滑动轴承的结构形式及设计计算这些知识点应加以设置。在讲授过程中,对关键公式进行推导,使学生了解其由来,加深了解。如V带传动中由于楔形增压原理使当量摩擦系数大于平带传动的摩擦系数;对教学知识点进行拓展,如宽V带主要用于调速的原理加以阐述,使学生明白带传动可以用于机械无级调速中,从而开拓其创新思维。
2.课时56学时的内容设置
课时56学时设置用于生物工程四年制本科教学,该专业的学生应该具备灌装、装卸等机械知识,通过“机械设计基础”课程的学习,加强基础课与专业课之间的联系,使学生能够领会各种机构在机器中的应用。
为适应这一目的教学要求,在理论教学内容上,主要讲解常见机构的选型、通用零件的设计计算,让学生对所学知识消化透彻,了解一般机械的设计过程。由于课时较少,课程内容减掉机构运动分析的相对运动图解法,联轴器的选择,以及滑动轴承动压设计。讲授时除了要结合工程实例,还需结合日常生活中的一些现象,适当设疑,让学生课余时间回味与思考。
3.课时48学时的内容设置
课时48学时设置用于建筑环境及能源应用工程四年制本科教学,该专业要求学生具备建筑设备系统设计、调试和运行管理等方面的基本知识和技能,学生毕业后可从事室内环境设备系统和建筑公共设施的设计、安装调试、运行保障等方面的技术工作[2]。
由于该专业的学生对机械方面知识接触较少,对课程中涉及的各种机构、结构难以理解,同时理论课时设置少,为达到教学目的和效果,在教学内容中注意重点和难点内容。相对56学时教学内容,取消了该专业设备上出现很少的轮系教学内容,适当精简齿轮传动、带传动、链传动的部分讲述内容,如对常见的标准直齿圆柱齿轮进行重点讲述,而对斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的强度计算进行删减。
随着社会和现代科学技术日新月异的发展,当代社会需要不同层次的工程技术人才,“机械设计基础”教学内容必须突破传统的教学理念,加强课程建设,不断改进教学内容,并结合适当的教学方法和手段,不断提高“机械设计基础”教学质量以适应现代工程教育的要求,为学生后续专业课程学习打好基础,使学生到具体工作岗位后能够更快更好地解决实际的工程设计问题。
参考文献:
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[2]秦小屿,朱维兵.机械设计基础[M].成都:西南交通大学出版社,2012.
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引言
概率论与数理统计是高等院校理工及经管类等专业重要的基础数学课程,是研究日常生活中常见的随机现象及其统计规律性的一门学科,其内容丰富,理论方法抽象、独特,与其他学科也有着密切的关联.随着改革开放的深入和科学技术的飞速发展,概率统计的知识和方法被广泛地应用到工农业生产、军事、天文预报、金融、交通、医学等各个领域.这就表明了概率论与数理统计在当今社会中发挥了越来越重要的作用,对现代人才所需的专业知识、能力都提出了更高的要求.
根据概率与数理统计课程的教学实践,从教学结果中分析,笔者得出了目前教学中存在着以下几个方面的问题:教学内容多且难度大,理论知识的抽象、思维方法的独特难以掌握和理解,教学方式单一,教学中忽视了学生应用知识能力的培养等.因此,学生普遍感觉到概率统计课概念难理解,枯燥无味,方法难掌握,学习兴趣降低.这样就不能有效地激发学生的创造性思维,更不利于提高学生分析和解决实际应用问题的能力.作为教授这门课的教师,如何教好这门课,提高教学质量是值得思考和探究的,本文就结合笔者教学的经验,提出了一些行之有效的策略和措施,从以下几个方面入手.
一、调整教学内容,加强概念和基本定理的教学
当前概率统计课程普遍存在内容多且难度大的问题,为保持概率统计的完整性和系统性,在保留经典内容的前提下,针对不同专业的学生应适当地调整教材内容.例如,复杂定理及推导可以部分省略,但要强调能理解基本概念.因为概念是它的基石,定理、公式的推导和应用都是建立在基本概念基础上,概念、定理、一些具体的计算公式构成了整个概率论的知识体系.
在概率论的教学过程中还应当适时补充高等数学的相关知识.这是因为很多学生有些高等数学知识已经有所遗忘或者学习不够扎实,而概率统计课程中又要有所运用,所以教师也应该考虑补充这些基础知识.例如,连续性随机变量的知识点要用到定积分、变限积分、二重积分等知识.
如果学生对概念理解不透彻的话,要掌握好基本定理并灵活地运用就变得更为困难.为此,教师在教学中要重视基本概念的解析和补充,采取多种途径使学生牢固地理解基本概念,如为何要引入随机事件、随机变量、分布函数、统计量、抽样分布、参数的点估计等概念,引入之后在何处运用.不少学生对于概念的理解模糊,比如讲到随机事件的关系中的“相互独立”,很多学生都会把它和“互不相容”的概念联系在一起或者对这两个概念产生混淆.此时,教师应该用实际的例子说明“相互独立”与“互不相容”没有任何联系,会更好地帮助学生理解概念.同时,为做好后面的延伸学习的准备工作,教师还应该结合恰当的例子从正确方向加以说明引导,使学生从正反两方面加深对概念的理解.对于基本定理和具体的公式,它们的推导过程教师应该给予重视,因为学生只有了解了定理和公式的来龙去脉后,才能将定理和公式牢固地掌握和灵活地应用.另外,教师在例题的选择上要精挑细选,不求多,但求具有代表性和一定的灵活性,这样可以更好地帮助学生理解定理和掌握公式.只有建立了概率论与数理统计的知识结构体系,学生学习这门课才能有更好的效果.
二、丰富教学形式,在教学中提高学生学习兴趣
1.加强师生互动
课堂教学效果的提高,与师生间的互动是密不可分的.传统的教学模式是教师为主体,只重视传授知识,忽视了学生的学习主动性、创造性的培养,学生只是被动地接受教师所教授的知识.在这样的学习过程中,学生的注意力很快就不能集中,容易产生疲劳,学习效率低下.要让学生的学习效率提高,就必然要加强师生间的互动.例如,教师可以采用课堂提问和做练习的方式,引起学生的注意,促使学生认真思考问题,集中精力.在时间较宽裕的前提下,可以随机地抽查学生到黑板上做练习题,让其他学生对黑板上的解题作出评判和分析.这样既锻炼了学生对知识的应用能力,提高了学生的学习兴趣,教师又可以了解到学生对知识的掌握程度,师生间交流更加丰富,学生变被动为主动,课堂互动效果更好.
2.采用多媒体教学
随着科学计算机多媒体技术的飞速发展,高校中都普遍配备了功能齐全的多媒体教室.概率统计课程理论性和应用性较强,内容较多,难度较大,而教学时数有限.采用传统教学与多媒体教学相结合的方法,可以克服学时数紧张的问题,大大提升教学效果.教师可以根据教学需要,把一些教学内容制作成教学课件,将要讲解的理论知识更形象地展示给学生,这样既节约板书时间,增加了课堂的信息量,也增强学生的印象,提高了学生的学习兴趣和课堂教学效率.例如,讲解“伯努利试验、伯努利分布和它的应用”时,可以用课件动态地演示该随机试验的过程,利用网上的高尔顿钉板经典试验、二项分布试验,使学生深刻理解什么是伯努利分布,同时教师也更容易讲清楚该分布用于解决什么问题.又如,讲解数据的统计描述统计思想时,可以用多媒体教学形式展示直方图和经验分布函数图形,使学生更容易理解直方图和经验分布函数图形的构图原理.采用多媒体教学,丰富了教学形式,提高了教学效率和教学水平,推进概率论与数理统计课程建设的发展.这种教学形式体现了以人为本的教学理念,在教学过程中不但培养了学生的兴趣,还将创造性的数学思维能力发挥出来.
三、融入建模思想,将理论应用和实践相互结合
概率论与数理统计通常被认为是一门较难学的课,概念抽象是主要原因.在传统的教学方式中,教师注重于知识结构的系统性和严密性,忽视了数学理论在解决实际问题中的作用,
致使学生在实践中遇到概率问题往往束手无策,概率统计模型无法建立,不会用概率的方法分析问题和解决问题.因此,教师应该对于以往的教学方法进行改革,在注重概率论与数理统计课程理论教学的同时,应着重培养学生将生活中的实际问题转化为数学模型,并且能对模型的求解结果作出合理的专业解释的能力.结合目前全国大学生数学建模竞赛,引入适当的实际问题应用例子,把数学建模思想融入课堂教学,引导学生建立合适的数学模型,用所学的数学理论进行解决.这样,学生既将所学理论应用于实践,又通过实践理解了概念,激发了学生的求知欲,学生的创新能力和合作意识都得到了提高.
四、健全考核制度,科学合理地考核评价学生
传统的教学方法导致学生学习的主要目的就是如何通过考试,学生的学习非常被动.要改变这种状况,就要对考核制度进行改革.首先,实行教考分离的原则,坚持期末考试统一命题、统一评分标准、流水阅卷.这样就实现了考试制度的规范化,从而有力地保证了教学质量,调动了教与学两个积极性.其次,开卷和闭卷相结合.对于概率论与数理统计课程的重要内容如古典概型的计算、数学期望与方差、常见统计分布等必须熟练掌握,其他比较抽象难懂内容适当了解掌握就可以了.最后,提高平时成绩在期末总评成绩中的权重.平时成绩的考察可从平时课堂到课率,回答问题情况,每次课后留的作业、思考题,学完每一章后安排小测验等方面进行.这样学生课堂上会积极主动,课后也能认真完成作业及时复习所学知识,可以比较有效地提高学生的学习主动性和积极性,并且取得良好的教学效果.
五、结束语
通过上述几个方面可改进传统的教学模式,激发学生学习概率论与数理统计这门课程的兴趣,使得原本枯燥的数学理论变得生动有趣,提高教学质量和效果.当然在教学的实践中仍存在不少问题,每一位高校教师都更应不断地提高自身素质,认真地去总结和思考,将知识更好地传授给学生.
【参考文献】
[1]林伟初,等.概率论与数理统计.上海:同济大学出版社,2008.
先秦时代人们已经认识到,野生动植物资源是可以再生的,这种再生是“天”即自然的活动,是自然再生产的过程;因此,它们的生长繁息和农作物、禽畜一样,是受“天时”制约的,其生长发育的阶段性和自然界气候变化的节律是一致的。“三才”理论天地人和万物统一的重要基础正是天时制约的普遍性。作为野生动植物永续利用基础的“养”,其实施的关键就是要顺时。上面谈到了我国先秦时期保护和合理利用自然资源的一系列措施,其中心点是“时禁”,或“以时禁发”。而“时禁”的目的正是保证野生动植物顺应自然界季节变化的规律正常地生长和繁育。因为“养长时,则六畜育(禽兽亦然),杀生时,则草木殖(作物亦然)”(《荀子·王制》)。只有这样,才能达到经济利用和永续利用的目的。因此,保护和合理利用自然资源的思想的出现,是和先秦时代对“天时”认识的深化分不开的。[24]
次述“物宜”。
野生动植物生长虽然普遍受天时的制约,但不同种类的野生动植物对天时的适应方式是不同的。因此先秦时代山林川泽的“禁发”,还要建立在对各种野生动植物生长规律正确认识的基础上,根据“物宜”而作合理安排的。
这种“物宜”的原则在上引《国语·鲁语》里革断罟的记载中反映得十分清楚。当时人们已经认识到鸟兽和鱼类在不同的季节怀孕生産,捕鱼和猎兽的禁与发在时间安排上应该相互交错。春天鸟兽怀孕,此时禁猎。夏天鱼类孕别,此时禁渔,正如韦注所云:“立夏鸟兽已成,水虫怀孕之时,禁取鱼之网,设取兽之物也。”捕鱼安排在冬尽春来的季节,除了气候上的原因以外,还有两方面的意义:第一,春天捕取鱼鳖可使肉食供应不致因禁猎而匮乏,有利于春天禁猎的实行,从而起到“助(鸟兽)生阜”的作用;第二,春天多取鱼鳖晒干储备起来供夏天消费,可免夏天禁渔期间鱼类食物供应的断档,有利于夏天禁猎的实行,从而起到“畜(鱼鳖)功用”的作用。这种安排,相当典型地体现了“三才”理论的整体观、联系观和动态观。
又如人们之所以把砍伐树木时宜安排在冬季,不但因为春夏林木仍在生长,而且因为冬季砍伐质量较好,又利于林木的再生。[25]
《荀子·王制》说:“……万物得宜,得应,上得天时,下得地利,中得人和,则财货浑浑如泉源,汸汸如河海,暴暴如丘山……”这里的“万物”也包括野生动植物在内。
次述“地宜”。
先秦时代的“物地宜,尽地利”,不但包括对各类农田的合理利用,也包括对农田以外的各类土地的合理利用保护和合理利用山林川泽的野生动植物资源,正是当时“地宜”思想的一个组成部分;或者说,是以“地宜”思想为基础的。所以,《逸周书·文传》谈“以时”入山林川泽和“以时”狩猎,是和“土不失宜”相联系的。它又指出:
土可犯,材可蓄。湿润不[可]谷[之地],树之竹、苇、莞、蒲;砾石不可谷[之地],树之葛、木。以为絺绤,以为材用。故凡土地之闲者,圣人裁之,并为民用。是以鱼鳖归其泉,鸟归其林。
在我国的上古时代,虽然种植业早就成为主要的生产部门,但在很长一段时间内,由于地广人稀,原野不能尽辟,农田一段分布在都邑的近郊,郊外则辟为牧场,山林川泽仍然是人们重要的生产对象。山林川泽之所以受到人们的重视,这是因为当时这些地方盛产林木苇材鸟兽鱼鳖等各类山货水产,在以半干旱草原为主的自然环境中显得特别珍贵。山林薮泽被称为“物之钟”、“国之宝”。《国语·周语上》:“民之有口,犹土之有山川也,财用于是乎出,其犹原隰之有衍沃,衣食于是乎生。”山林川泽和原隰衍沃并提,显示了它在经济生活中的重要地位。《国语·楚语下》载王孙圉论宝,把山林薮泽作为国之六宝之一。“山林薮泽足以备财用,则宝之。”这除了与自然环境有关外,还因为当时种植业不够稳定,经常受自然灾害的威胁,需要以山林川泽的天然富源作经济生活的必要补充。[26]《周礼·天官·冢宰》“以九职任万民”,其中“三农”、“园圃”、“薮牧”、“虞衡”、“聚敛疏材”属广义农业范畴,“虞衡”在“九职”中列于第三位,而且“聚敛疏材”实际上也可以包括在“虞衡”之中。大概反映了战国以前生产结构的实况。《周礼》中有“山虞”“林衡”“泽虞”“川衡”之职,统称“虞衡”,就是掌管有关山林川泽的生产事宜的。这类官吏,在《诗经》《左传》《国语》《夏小正》以至金文彝铭中均可找到。《史记·货殖列传》引《周书》曰;“农不出则乏其食,工不出则乏其事,商不出则三宝绝,虞不出则财匮少。”亦见“虞衡”的重要性。到了战国时代,渔猎采集在经济生活中的地位已经下降,但仍不失为农牧业的重要补充。所以,春秋战国政治家在作国土总体利用规划时,总是把山林川泽考虑在内的。《管子·八观》以原野的五谷生产,观一国之饥饱;以山泽、桑麻、六畜之产,观一国之贫富。“夫山泽广大,则草木易多也……山泽虽广,草木毋禁……闭货之门也,故曰时货不遂,金玉虽多,谓之贫国也。”
最后,谈谈山川的禁发与农事安排的关系。
先秦时代山林川泽的“禁发”,除了保护和合理利用自然资源外,还有保证大田农业有充足劳动力的意义在内。故《管子·八观》说:
山林虽近,草木虽美,宫室必有度,禁发必有时。是何也?曰:大木不可独伐也,大木不可独举也,大木不可独运也,大木不可加之薄墙之上。故曰山林虽广,草木虽美,禁发必有时;国虽充盈,金玉虽多,宫室必有度。江海虽广,池泽虽博,鱼鳖虽多,网罟必有正。船网不可一(财)[裁]而成也。非私草木爱鱼鳖也,恶废民生于谷也。
这是就一般年景而言的。山林川泽还作为储藏天然财富的一个“资源库”,在年成丰歉之间作调剂之用。在粮食歉收的年份,统治者就会开放山林川泽,让人民从山泽的资源中获取维持生计的资料,以安全渡过荒年。
总之,先秦时代保护和合理利用自然资源的思想,是我国古代劳动人民长期实践经验的总结,它以“三才”理论为指导思想,是建立在对广义农业生产的“时宜”、“地宜”、“物宜”的深刻认识的基础之上的,同时也与“人力”的调配和农事的安排有关。
三 传统农学思想的现代价值
中国历史上有过优秀的传统农学和发达的传统农业,它们曾经创造了历史的辉煌,不但使中国在土地利用率和土地生产率方面长期领先于世界,而且使中华文明成为唯一延续下来没有中断过的古代文明。到了近代,中国的传统农学和传统农业都已经落伍。我们现在要实现农业现代化,重要任务之一就是要用主要来源于西方的现代科学技术和物质装备来改造传统农业和传统农学。但我国传统农学和传统农业并非一无是处,它仍然包含着合理的因素和有生命力的成分;西方的现代农业和现代农学也并非十全十美。西方现代农业虽然应用近代自然科学的成果取得重大的成就,但西方近代自然科学是把自然界分解成各个部分进行研究的结果,对事物之间的联系注意不够。西方现代农业过分依靠外源能,把农业工业化,在一定程度上违背了农业的本性。二十世纪后半期以来,环境污染、水土流失、病虫害抗性增加、能源过分消耗、“投入—产出比”下降等弊端已日益暴露,引起西方学者的反思,并重视从中国传统农业和传统农学获取启示,以寻找农业的可持续发展的道路。在这种情况下,中国传统农学所包含的合理因素、价值和生命力再次显露出来了。
中国传统农学的核心是“三才”理论。“三才”理论把农业生产看作农业生物、农业环境和作为农业主体的人相互依存,相互制约的整体,比较符合作为自然再生产和经济再生产统一的农业的本性;因而也能比较充分地发挥人在农业生产中的能动作用。在“三才”理论体系中,“人”与“天”“地”并列,人既非大自然(“天”“地”)的奴隶,又非大自然的主宰,他是以自然过程的参与者的身份出现的。因此,人和自然不是对抗的关系,而是协调的关系。人是自然界的一部分,人和自然界是相互依存、休戚与共的。先秦时代保护和合理利用自然资源的思想,正是在这样的理论基础上产生的。当前,片面性的、对自然掠夺式的发展,已导致地球为人类生存和发展所提供的支持系统的严重危机,综合性的、可持续的、人与自然协调发展的呼声日益高涨,在这种情况下,这些思想就更加显出其永久的价值。
如果我们把先秦保护和合理利用自然资源的思想和现在已成为世界各国指导方针的关于经济与社会的可持续发展的思想作一比较,人们就会惊讶地发现两者竟是那样的吻合。兼顾局部的、目前的利益与全局的、长远的利益是可持续发展的基本出发点之一,联合国《关于“可持续发展”的声明》说:“可持续发展系指满足当代人的需要而又不削弱子孙后代满足其需要的能力的发展。”我国先秦时代人们已经认识到“利虽倍数于今,而不便于后,弗为也”,因而在利用野生动植物资源时提出“使国家足用而财物不屈”的要求。现代学者总结了历史的教训,认为在经济的发展中对自然资源的利用,应当采取“在利用中保护和在保护中利用”的原则。我国先秦时代人们已经实行利用资源的用养结合的原则,把“养”视为“用”的基础,认识到“苟得其养,无物不长;苟失其养,无物不消”的道理。可持续发展的核心是人和自然的协调与和谐,有的学者把它称为“天人之约”。现代生态经济学认为,人类的经济系统应该建立在生态系统的基础上,人类的经济活动应该遵循生态规律。我国先秦时代人们已经形成天地人统一的“三才”理论,把农业生产视为农业生物、农业环境和人相互依存、相互协调的系统,把人的作用定位在“助宣气”、“助生阜”、“参天地之化育”之上。先秦时代“时禁”,不但基于对“天时”的把握,也是基于对生物生长规律的把握,或者说,它是建立在对生物与自然环境统一的认识之上的;它的本质就是要求人们的经济活动要遵循生态规律。先秦时代保护自然资源的一系列措施,与现代保护自然资源的办法也是一致或相通的。应该承认,这些思想和理论是我们勤劳而智慧的祖先留给我们最珍贵的遗产之一,至今对现代人仍有借鉴意义。
现代化是一个历史的概念。不应当把西方的现代化绝对化,变成一个殭死的模式。在世纪之交的今天,讲现代化不能离开人与自然的协调和可持续发展。从这个意义上说,传统农学的精髓在一定程度上代表了农业发展的方向。现代农业应当是一种生态农业,它是可持续发展的基础。因而,中国农业现代化应当实现现代科学技术与传统农业中优良传统的结合。
在这里,还需要回答这样一个问题:既然我国先秦时代即已出现保护、合理利用自然资源和可持续发展的思想,为什么后来我国生态环境仍然受到严重破坏?我想,造成这种状况的原因可以从以下两个方面探讨。
一是理论本身的缺陷。自人类社会产生以来,地球上存在“三种生产”:即社会物质生产、人自身的生产和生态环境生产,只有这三种生产协调和谐,才能保证社会经济的可持续发展。先秦时代保护和合理利用自然资源的思想,主要着眼点是协调物质生产和环境生产的关系,即在利用野生动植物资源时,注意遵循野生动植物自身的生长规律,注意保护自然环境中野生动植物自身的再生产能力;但没有注意人类自身生产与物质生产、环境生产的协调。人的生产中包括人口数量、人口素质和消费方式,都没有引起当时思想家的重视。先秦秦汉虽然也出现过“分土制民”、合理安排人地比例、人地必须相称的思想,但这只是从居民点设置或政区规划的角度考虑的,而不是从人口生产与物质生产和环境生产关系的总体来考虑的。在传统农学的“三才”理论中,在处理人与自然关系时,注意到了主观能动性与客观规律性的统一,对资源利用的用养结合,物质生产上的循环利用等,但也没有考虑人自身生产与物质生产及环境的协调。我国历代都鼓励人口的增殖,而不知人口生产也应有所节制。而历史表明,人类自身生产如果安排不好,也会破坏物质生产与环境生产的协调。中国近代生态环境的问题,相当程度上是人口问题引起的。
二是制度方面的制约。协调人与自然的关系,保护环境,实现可持续发展,需要总体规划、全民动员(现在更需要全球性的合作),这在当时的制度下是做不到的。我国古代立法中虽然也有保护环境的内容,但都是零星的局部的,更没有提到基本国策的水平。在分散经营、各行其是的条件下,盲目开发,滥用资源导致生态环境破坏的现象是不可避免的。虽然历代都有思想家提倡节约消费,但难以制约统治者的奢侈无度,以致超越在当时物质生产条件下利用自然资源的合理限度。苛重租赋剥削经常导致一部分农民贫困破产、丧失土地,封建社会晚期人口激增更加加剧了这种情况,无地或少地农民涌向荒山、滩涂、边疆、牧区,盲目垦发,也导致了森林、牧场和水资源的破坏。这些看似农业问题,实际上是制度问题。
可见,我国先秦时代的可持续发展思想毕竟是很初步的,在深度和广度上不能与现代可持续发展思想相比拟。现代可持续发展的思想是在工业文明高度发展引发环境与社会的一系列严重问题的情况下,对人与自然关系全面反思的结果。只有在这个时候,人口、社会、环境和发展的问题才会被作为一个整体来考虑,可持续发展才可能被世界各国普遍接受,并成为我们的基本国策。人与自然、经济与生态的空前尖锐的矛盾孕育着人类的新思维,而上述矛盾的解决将导致新的文明形态的诞生。人类历史已经经历农业文明和工业文明,在即将到来的二十一世纪,人类将迈进生态文明的新时代。 注释
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* 这里所说的自然资源主要是指野生动植物资源。这可以看作当时合理利用土地资源的一个方面。对耕地资源合理利用,先秦时代已积累了丰富的经验并形成了精彩的理论,但由于耕地在一定程度上已属于“人化自然”,故本文不予论述。
[1] 《大戴礼记·主言》载孔子言:“入山泽以时,有禁而无征。”《礼记·王制》所谓“林麓川泽以时入而不禁”,与此同义。
[2] “禁”的另一面是“发”,因此,“时禁”也就是“以时禁发”。其内容很多,不限于保护林木。《吕氏春秋·上农》:“然后制四时之禁:山不敢伐材下木,泽(人)不敢灰僇,缳网罝罦不敢出于门,罛罟不敢入于渊,泽非舟虞,不敢缘名,为害其时也。”这是概括而言的,并非四时皆禁,而是说四时各有其禁。
[3] 《睡虎地秦简·田律》中还有“不夏月,毋敢夜草为灰,取生荔”的记载,整理小组注曰:“荔,疑读为甲,《释名·释天》:‘甲,孚甲也,万物解孚甲而生也。’即植物发芽时所戴的种皮。取生甲,采取刚刚出芽的植物。”
[4] 据王先谦考证,“百索”即百蔬。
[5] 丁士涵改“夫”为“天”(见郭沬若《管子集校》),亦通。
[6] “大寒降”是季冬之月,“土蛰发”是孟春之月。《夏小正》十二月“虞人入梁”。《礼记·王制》:“獭祭鱼,然后渔人入泽梁。” “獭祭鱼”,《夏小正》和《礼记·月令`》均在正月。
[7] 上海古籍出版社标点本作“禁罝罜,设阱鄂” ;韦注“罝,当作罛,罜,小网也”。罝为兽网,不应为水虞之所掌。改罝为罛,义虽可通,但“禁罝罜”与“设阱鄂”不对称。清董增龄《国语正义》作“禁罝,设阱鄂”;韦解“罝,当为罜,罜,小网也”。近是。盖此文原应作“禁罜,设阱鄂”,误为“禁罝,设阱鄂”,韦昭注改“罝”为“罜”:或在“罝”下添小字“罜”为注,遂致窜入正文,成为“禁罝罜”:后人又妄把韦注“罝,当为罜”改作“罝,当作罛”。《说文》:“罜,罜,魚罟也。”罜可特指小魚网,也可泛指魚网。夏天是鱼类孕别之时,故禁罜。
[8] 上海古籍出版社标点本第178页。
[9] 《吕氏春秋·具备》:“宓子贱治亶父……三年,巫马旗短褐衣弊裘,而往观化于亶父,见夜渔者,得则舍之。巫马旗问焉:‘渔为得之,今子得而舍之,何也?’对曰:‘宓子不欲人之取小鱼也。所舍者小鱼也。’巫马旗归,吿孔子曰:‘宓子之德至矣!使民闇行,若有严刑在旁。敢问宓子何以至于此?’孔子曰:‘丘尝与之言曰:诚乎此者刑(形也)乎彼。宓子必行此术于亶父也。’”《淮南子·道应训》也有相似记载。 所谓“诚乎此者刑(形也)乎彼”,是指治政以至诚并表现在行动上。这一记载表明,先秦对自然资源的保护利用,不但运用立法和刑罚的手段,而且采取教育和感化的手段。
[10] 朱右曾说:“骛泽犹竭泽。”见《逸周书汇校集注》,上海古籍出版社,1995年。
[11] “豺祭兽”,《月令》在九月,《夏小正》在十月;“鸠化为鹰”是仲秋的物候。
[12] 《左传》昭公二十九年:“有烈山氏之子曰柱,为稷,自夏以上祀之。”
[13] 火耕和火猎的残留在甲骨文和反映周代情况的文献中均有记载,于此不赘。
[14] 上述两段引文方括号中的字据颜昌峣《管子校释》增补,参看郭沬若《管子集校》。
[15] 《大戴礼记·五帝德》也说:“舜……使益行火,以辟山莱。”
[16] 闻一多改“祥”为“羊”(转见郭沬若《《管子集校》》)。“祈羊”是一种祭祀山泽之名,当与山泽的管理有关。《礼记·月令》孟春之月“命祀山林川泽,牺牲毋用牝,禁止伐木,毋覆巢……”祭祀山川与山林川泽的禁发联系在一起,带有某种“神道设教”的味道。
[17] 吕文郁:《华夏文明与先秦时代的生态环境》,载《陕西师范大学学报》1998年第3期。
[18] 对黄河流域上古时代自然环境和植被情况,学界估计很不一致。有的学者强调当时气候温暖、森林丰茂。我认为当时的森林当然比后世丰茂得多,但不宜夸大。如果上古时代黄河流域森林十分丰茂,覆盖黄河流域广大地区的黄土就不会呈现黄色、碱性,黄河的水就不会那么混浊(早在春秋时代,就有“俟河之清,人寿几何”的民谚在流传)。何炳棣把《诗经》等文献中所记载的植被资料,和对黄土區科学研究的成果进行对照和印证,得出上古黄土区域自然景观是半干旱草原的结论,是有说服力的(《黄土与中国农业的起源》香港中文大学,1969年)。正因为这样,生态平衡的破坏更显出其严重后果,从而促进了生态意识的“早熟”。
[19] 《史记·孔子世家》载孔子说:“刳胎杀夭,则麒麟不至郊;竭泽涸渔,则蛟龙不合阴阳;覆巢毁卵,则凤凰不翔。”《大戴礼记·易本命》:“子曰:夫天之生人、禽兽、万物、昆虫,各有以生。……故帝王好坏巢破卵,则凤凰不翔焉;好竭水搏鱼,则蛟龙不出焉;好刳胎杀夭,则麒麟不来焉;好填溪塞谷,则神龟不出焉。”以此相似。
[20] 《礼记·王制》:“天子诸侯无事,则岁三田,一为干豆,二为宾客,三为充君之庖。无事而不田曰不敬,田不以礼曰暴天物。天子不合围,诸侯不掩群。”就是有节制地利用自然资源思想的一种反映。
[21] 《汇校》引唐大沛云:此句脱二字,当作“无杀童,无夭胎。”
[22]《旧约·创世纪》说:“大地厚生,生生不息,满载于世,征服它吧,努力去支配海中之鱼,空中之鸟,以及地球上走动的一切生物。”文艺复兴以后的西方,科学技术迅速发展,“人类征服自然!”这一豪言壮语,成为鼓舞人心的极大驱动力,把《旧约》的这一段指示发挥得淋漓尽致。关于“三才”理论与西方宗教观念的对立,参看游修龄《中国农学史·序》。
[23] 据《逸周书汇校集注》校改。
当前,现代化的潮流在世界范围内迅猛发展。但人类在“征服”自然的同时也遭到了自然的无情报复;巨大的物质文明成果包含着同样巨大的负面效应,生态环境日益恶化就是它的突出表现之一。如何协调人与自然的关系,以保证人类社会的可持续发展,成为摆在人类面前的重大课题。在这种情况下,重温中国古代人民处理人与自然关系的理论与实践,从中获得智慧和启迪,是很有意义的事情。
保护和合理利用自然资源是我国古代人民正确处理人与自然关系的一个重要方面。它起源很早,《逸周书·大聚》载周公旦追述的“禹之禁”,就包含了这方面的内容,说明这种思想在我国从原始社会过渡到文明社会之初即已萌芽。西周时期出现了各种管理山林川泽的职官,形成以保护和合理利用山林川泽的天然富源为特点的“虞衡”业。在先秦时代和反映先秦情况的古籍中,有关记载比比皆是,在七十年代出土的云梦秦简中也有这方面的条文。它构成先秦传统农学很有特色的一个重要部分,而其意义则超越了传统农学的范围。对于这个问题,学术界已有一些研究,但尚欠系统深入,而且对这种思想产生的原因及其理论基础探讨不够。本文打算首先概述先秦时代保护和合理利用自然资源理论的基本内容,然后着重分析这种理论形成的基础及其意义。
一 先秦保护和合理利用自然资源理论的基本内容
(一)对林业资源的保护利用
首先是只允许在一定的时间内砍伐林木,反对滥砍滥伐。如《 逸周书·文传》说:“山林非时不登斤斧,以成草木之长。”《荀子·王制》说:“草木荣华滋硕之时,则斧斤不入山林,不夭其生,不绝其长也。”又说:“斩伐养长不失其时,故山林不童,而百姓有余材也。”《孟子·梁惠王上》:“斧斤以时入山林,林木不可胜用也。”《管子·八观》:“山林虽广,草木虽美,禁发必有时。”《礼记·王制》:“林麓川泽以时入而不禁。”[1]《大戴礼记·曾子大孝》:“草木以时伐焉。”这也就是所谓“时禁”,或“以时禁发”[2]。
禁止砍伐林木的时间主要是春季和夏季“草木荣华滋硕之时”。《逸周书·大聚》规定的禁期是“春三月”,即整个春季。《管子·禁藏》;“当春三月……毋伐木,毋夭英(谓草木之初生),毋折竿(谓笋之初生),所以息百长也。”《礼记·月令》中有孟春之月“禁止伐木”,仲春之月“毋焚山林”,孟夏之月“毋伐大树”,季夏之月“毋有砍伐”等记载。七十年代出土的《云梦秦简·田律》则有“春二月,毋敢伐材木山林……唯不幸死而伐绾(棺)享(槨)者,是不用时”的条文,这就是说,除了因不幸死亡需要木材做棺材的以外,一律禁止在春天砍伐山林。[3]《管子·轻重己》云:“春尽而夏始,天子令毋斩大木,毋斩大山,毋戮大渊,灭三大而国有害,天子之夏禁也。”一般说来,深秋以后才允许砍伐林木。《礼记·月令》季秋之月,“草木黄落,乃伐薪为炭”;仲冬之月,“日至短,则伐木,取竹箭”。《礼记·王制》:“草木零落,然后入山林。”但《周礼·山虞》也有“仲冬斩阳木(生山南者),仲夏斩阴木(生山北者)”之说。
与此相联系,是保护幼小的林木,以保证林木的生长和再生。《国语·鲁语》把“山不槎(砍)蘖(断木上长出的新生的枝条),泽不伐夭(未长成之草木)”作为“古训”加以强调。《逸周书·文传》也说:“无杀夭胎,无伐不成材。”《大戴礼记·卫将军文子》:“方长不折。”这和上述“时禁”意义相同,只是从不同侧面予以论述而已。《礼记·王制》规定:“木不中伐,不鬻于市。”是通过市场管理所采取的保证措施。
即使在允许采伐的季节,采伐的时间也有限制。《周礼·山虞》:“令万民时斩材,有期日。”郑玄注:“时斩材,斩材之时也。有期日,出入有日数;为久尽物。”这种限制的意义在于防止过度的砍伐。
为了保护森林等自然资源,还采取以下两种措施:
一是建立山林“保护区”。《周礼·山虞》:“掌山林之政令,物为之厉,而为之守禁。”郑玄注:“物为之厉,毎物有蕃界也。为之守禁,为守者设禁令也。”“厉”与“列”字同音通假,这里是遮列的意思。对山林中的各种资源(“物”)设立“蕃(藩)界”而“遮列”之,实际上就是建立某种资源保护区。当时的各种“时禁”,主要是在这些“保护区”内实施的。所以《周礼·山虞》又说:“春秋之斩木不入禁。”郑注:“非冬夏之时,不得入所禁之中斩木也。斩四野之木可。”所谓“禁”就是上文的“厉”,即山林遮列之处——“保护区”。非禁区春秋可以斩木,但也不是亳无限制,例如《礼记·月令》就规定季春之月“毋伐桑柘”,其范围当不限制在山林地区,主要意义则在于保护蚕业生产。
二是制定了防火法令──“火宪”。《荀子·王制》:“修火宪,养山林薮泽草木鱼鳖百索(蔬)[4],以时禁发,使国家足用而财物不屈,虞师之事也。”《管子·立政》:“修火宪,敬(通儆,警戒的意思)山泽林薮积草;夫[5]财之所出,以时禁发焉,使民足于宫室之用,薪蒸之所积,虞师之事也。”《礼记·王制》“昆虫未蛰,不以火田”,《月令》仲春之月“毋焚山林”,季春之月“毋烧灰”,云梦秦简《田律》“不夏月,不敢夜(注:夜,疑读为择)草为灰(取草烧灰)”,大概就是“火宪”内容之一。《周礼》中还有一个专门“掌行火之政令”的“司爟”。
(二)对渔业资源的保护利用
首先还是“时禁”,即只允许在一定的时期内捕鱼。《荀子·王制》:“汙池渊沼川泽,谨其时禁,故鱼鳖优多而百姓有余用也。”《逸周书·文传》:“川泽非时不入网罟,以成鱼鳖之长。”《周礼·泽虞》:“掌国泽之政令,为之厉禁。”这是与上引《周礼·山虞》相似的资源保护区。什么时候禁止捕鱼呢?主要是在鱼类和其他水生动物孕别之时。即怀子与产卵期间。《荀子·王制》:“鼋鼍鱼鳖鰌鱔孕别之时,网罟毒药不入泽,不夭其生,不绝其长也。”《逸周书·大聚》则具体指为“夏三月”。《睡虎地秦简·田律》:“毋毒鱼鳖,置穽罔(网),至七月而纵之。”与《逸周书·大聚》所言合。《礼记·王制》则以“獭祭鱼”这种物候作为允许“渔人入泽梁”的标志。这种情况与现代渔业生产中的禁渔期和适渔期的划分十分相似。《国语·鲁语上》记载了有名的里革断罟匡君的故事:
宣公夏滥(渍网)于泗渊,里革断其罟而弃之曰:“古者大寒降(减退),土蛰发, [6]水虞于是乎讲罛(大魚网)罶(竹编鱼具),取名鱼,登川禽,而尝之以寝庙(登尝,盛物于豆以荐神)行诸国,助宣气也。鸟兽孕,水虫成,兽虞于是乎禁罝(兽网)罗(鸟网),矠(以矛猎物)鱼鳖以为夏犒(干肉),助生阜也。鸟兽成,水虫孕,水虞于是乎禁罝[7]罜(小鱼网),设阱鄂(捕兽设施),以实庙庖,畜功用也。且夫山不槎(砍)蘖(断木上长出的新生的枝条),泽不伐夭(未 长成之草木),鱼禁鲲(鱼子)鲕(小鱼),兽长麑(幼鹿)(幼麋),鸟翼鷇(待哺幼鸟)卵,虫舍蚳(蚁卵)
蝝(未生翼的蝗子),蕃庶物也。──古之训也。今鱼方别孕,不教鱼长,又行网罟,贪无艺也。”公闻之曰:“吾过而里革匡我,不亦善乎!……”[8]
这里,不但指出什么时候不允许捕鱼,而且指出了最适宜捕鱼的季节。这一故事表明,先秦对自然资源的保护已经制度化,并在相当程度上是被认真实行了的,
与此相联系,是禁止捕捉小鱼。所谓“鱼禁鲲(鱼子)鲕(小鱼)”,为此,禁止使用小鱼网(罜)。《孟子·梁惠王上》载:“数罟(密网)不入汙池,鱼鳖不可胜食也。”《吕氏春秋·具备》记载春秋时宓子贱(又称季子)把鲁国亶父这个地方治理得很好,以致老百姓自觉地不取小鱼[9]。
即使在允许捕魚的季节,也禁止竭泽而渔。如《礼记·月令》“季春之月”,规定“毋竭川泽,毋漉陂池”。云梦秦简规定不准使用毒药。《太平御览》卷84引《逸周书·文传》有“泽不行害”的内容,也就是不许使用毒药。其意义都是防止斩尽杀绝式的攫取。
(三)对野生动物的保护利用
对野生动物的狩猎也有“时禁”。《逸周书·文传》:“畋猎以时,童不夭胎,马不驰骛,土不失宜。”《太平御览》卷84引作“畋猎唯时,不杀童牛,不夭胎,童牛不服,童马不驰,不骛泽[10],不行害……”。《大戴礼记·曾子大孝》:“禽兽以时杀焉。”《国语·鲁语上》:“鸟兽孕……兽虞于是乎禁罝(兽网)罗(鸟网)”。《大戴礼记·卫将军文子》:“开蛰不杀。”《管子·禁藏》“当春三月……毋杀畜生,毋拊卵……”,《礼记·月令》孟春之月“毋覆巢,毋杀孩虫,胎夭飞鸟,毋麛毋卵”;季春之月“田猎罝罘、罗网、毕翳、餧兽之药无出九门”;孟夏之月“驱兽毋害五谷,无大田猎”,季秋之月“天子乃教于田猎”。《睡虎地秦简·田律》“不夏月,毋敢……麛(小鹿,亦作小兽的通称)(卵)鷇”,“……禁苑者,麛时(泛指野兽幼小之时)毋敢将犬以之田”,就是这种“时禁”的具体化。《礼记·王制》则以“豺祭兽”、“鸠化为鹰”作为开始田猎、捕鸟的物候指标[11]。
这种“时禁”是为了保护幼小和怀孕的禽兽以及尚未孵化的禽卵,反对斩尽杀绝式的狩猎。《礼记·王制》有“天子不合围,诸侯不掩群”,“不麛不卵,不杀胎(怀胎母兽),不夭牝(年青母兽),不覆巢”的记载;又有“禽兽鱼鳖不中杀,不粥于市”的规定。《周礼》中有掌管狩猎事务的“迹人”,也规定“禁麛卵者与其毒矢射者”。这就是说,禁止猎取幼兽、怀孕母兽,禁止攫取鸟卵,倾覆鸟巢和使用毒箭。目的是保证野生动物种群能够正常的生长延续。《逸周书·文传》说:“不麛不卵,以成鸟兽之长。”这与《国语·鲁语》所说的“……兽长麑(幼鹿)(幼麋),鸟翼鷇(待哺幼鸟)卵,虫舍蚳(蚁卵)蝝(未生翼的蝗子),蕃庶物也”的记载精神一致。
二 保护和合理利用自然资源理论形成的基础
我们知道,现代保护自然、保护环境的思想,是在工业化过程中生态环境遭到严重破坏以后产生的,是人类对人与自然关系的一种反思;它作为一种世界性的思潮形成于本世纪六十年代以后。而我国,早在先秦时代已经出现保护自然、保护环境的思想。或谓之“超前意识”。不过,即使是“超前”,也不可能是凭空产生的。那么,它形成的基础是什么?这是很值得研究的一个问题。以下,我们从三个方面进行分析。
(一)总结历史教训,着眼永续利用
我国先秦时代虽然没有发生象现代社会这样的全面的生态环境的恶化,但生态环境局部的破坏并不鲜见,先秦时代保护和合理利用自然资源的思想正是从对这些惨痛的历史教训的反思中产生的。
我国远古时代黄河流域的农业开发过程中,曾经广泛采取火耕的方式,或以火猎和火耕相结合来垦辟耕地。古史传说中的“烈山氏”[12]就是这个时代留下的史影,这在当时开拓了人类的活动空间,是必要的;但却为此付出了损耗大量自然资源的代价。[13]到了传说中的黄帝尧舜时代,人们大规模沼泽低地,进一步拓展其活动空间,这是我国历史上从“野蛮”向“文明”过渡的时代,也是自然资源破坏比较严重的时代。战国时人回忆当时的情况说:
黄帝之王,[童山竭泽],谨逃其爪牙,不利其器,烧山林,破增薮,焚沛泽,逐禽兽,实以益人,而天下可得而牧也。(《管子·揆度》)
黄帝之王,[烧山林、破增薮,焚沛泽],谨逃其爪牙;有虞之王,枯泽童山;夏后之王,烧增薮、焚沛泽,不益民之利……烧山林、破增薮,焚沛泽,[谨逃其爪牙]禽兽众也:童山竭泽者,君智不足也;烧增薮、焚沛泽,不益民利,逃械器,闭知能者辅已者也……(《管子·国准》)[14]
舜使益掌火,益烈山泽而焚之,禽兽逃匿……后稷教民稼穑,树艺五谷。(《孟子·滕文公上》)[15]
从上述记载看,当时一定范围内过度的开发已经造成自然资源局部枯竭的恶果,即所谓“童山竭泽”;而人们也从中吸收了一定的教训,认识到这是一种“君智不足”的行为方式。故《管子·国准》谈论如何吸收先世经验教训时提出“立祈祥而固山泽”。[16]
随着人口的增加,不适当的砍伐和过度的放牧也会造成资源的枯竭和生态的破坏。例如齐国东南的牛山就因为滥伐滥牧而变成濯濯童山。《孟子·告子上》:
牛山之木尝美矣,以其郊于大国也,斧斤伐之,可以为美乎?是其日夜之所息,雨露之所润,非无萌蘖之生焉,牛羊又从而牧之,是若彼濯濯也。人见其濯濯也,以为未尝有材焉。此岂山之性也哉!
人们已经认识到,这种生态的恶化不是自然的本性所产生的,而是人类违反自然规律的不合理的经济行为所造成的;它实际上是自然界对人类的一种报复。
这样的事,在当时不会是个别的。春秋末年墨子劝阻公输般助楚攻宋时说:“荆有云梦,犀兕麋鹿盈之,江汉鱼鳖黿鼉为天下饶,宋所谓无雉兔鲋鱼者也!荆有长松文梓梗柟豫樟,宋无长木,此犹锦绣之与短褐也!”宋处于黄河下游,正是殷人活动的腹心地区。墨子的说词未免有夸大之嫌,但宋与楚相比,野生动植物资源的相对匮乏当是不争之事实;这当然是由于黄河流域与长江流域自然条件存在着差别,更是黄河流域在长期开发过程中生态环境受到破坏的结果。殷人的“不常厥邑”和周灭殷前的多次迁移,论者或谓即系由于黄河流域局部生态环境的破坏所致。[17]
通过各种正面反面的经验教训,人们逐渐认识到,自然资源是有限的,如果利用过度或不适当的攫取,就会妨害资源的再生,导致资源的枯竭,影响到以后的继续利用。黄土地区气候偏旱,天然植被相对并不丰茂[18],对自然资源的合理利用就更显得必要。
竭泽而渔,岂不获得?而明年无鱼;焚薮而田,岂不获得?而明年无兽。(《吕氏春秋·义赏》)
覆巢毁卵,则凤凰不至,刳兽食胎,则麒麟不来。干泽涸渔,则龟蛇不往。(《吕氏春秋·应同》)[19]
这些无疑是对历史上的经验教训的深刻总结。人们已经明确认识到,做事不能光顾眼前的利益,应该考虑到长远的利益。如《吕氏春秋·长利》说:“利虽倍数于今,而不便于后,弗为也。”所以先秦诸子论述保护自然资源的必要性时,总是着眼于自然资源的永续利用,强调“使国家足用而财物不屈”,是从人类的长远利益立论的。在上面所引述的资料中,这种思想反映得相当清楚。
欲使资源不屈而能永续利用,关键是处理好“用”和“养”的关系;先秦时代人们已经认识到“养”是“用”的基础。孟子正是从牛山林木受到破坏的教训中引伸出“苟得其养,无物不长;苟失其养,无物不消”(《孟子·告子上》)的道理。上引“修火宪”等等措施,其中心就是一个“养”字。为了使“物得其养”,就必須“取物有节”,即有节制地利用自然资源[20]。《荀子·王制》谈自然资源利用时也强调协调“养长”与“杀生(斩伐)”的关系,以避免童山竭泽现象的出现。《逸周书·文传》曰:
无杀夭胎[21],无伐不成材,无墯(墮)四时。如此者十年,有十年之积者王。生十杀一者物十重,生一杀十者物顿空。十重者王,顿空者亡。
这里所说的“生”与“杀”,也就是“养”和“用”的关系,只有处理好这个关系,使生之不绝,取之有节,才能保持发展的后劲,成功王霸之业。反之,“为人君不能谨守其山林、菹泽、草莱,不可以为天下王”(《管子·轻重甲》)。班固追述三代“先王之制”时说:
于是辩其土地、川泽、丘陵、衍沃,原隰之宜,教民种树畜养;五谷、六畜及至鱼鳖、鸟兽、雚蒲、材干、器械之资,所以养生送死之具,靡不毕育。育之以时,而用之有节……所以顺时宣气,蕃阜庶物,畜足功用,如此之备也。(《汉书·货殖传》)
郑玄注《礼记·月令》季春之月“毋竭川泽,毋漉陂池,毋伐山林”,说这是“顺阳养物”,可说是深得其旨。总之,是通过“用”与“养”的协调来保持自然界的生态平衡和自然资源的不断再生,以达到永续利用的目的。
(二)立论基础:“三才”思想
先秦时代保护和合理利用自然资源思想的产生,不仅由于我国古代人民对历史教训的深刻总结,而且由于我国古代人民在长期农业生产实践中(包括破坏生态平衡的教訓在内)形成了有机统一的自然观,从而能够比较正确地处理人和自然的关系。这种自然观最典型的表现就是“三才”理论。先秦时代保护和合理利用自然资源的思想,正是建立在“三才”理论的基础上,同时它又成为这个理论的重要来源、重要组成部分和和重要表现形式。
“三才”是中国传统哲学的一种宇宙模式,它把天、地,人看成是宇宙组成的三大要素,这三大要素的功能和本质,人们习惯用天时、地利(或地宜)、人力(或人和)这种通俗的语言来表述它,并作为一种分析框架应用到各个领域。中国传统农学中关于“天、地、人”关系的经典性论述见之于《吕氏春秋·审时》:
夫稼,为之者人也,生之者地也,养之者天也。
这种理论把农业生产看作“天”(气候、季节)、“地”(土壤、地形)、“人”(农业生产主体)、“稼”(农作物,扩大一点,可以理解为人们培育和利用的生物)等各种因素相互联系的、动的整体,体现了人和自然之间的相依相亲、协调统一的关系。这种理论主要是在长期农业生产实践的基础上形成的,又反过来支配和推动了中国传统农学的发展。中国农业发生在自然环境丰富多样的广阔地域内,中国古代人民农业实践的广度和深度在世界上是无与伦比的。农业离不开自然界。正是在与自然界长期打交道的过程中,孕育出人与自然和谐协调的整体观念。这是“三才”理论最本质的东西。“三才”理论不但被应用于狭义的农业生产,而且被应用于包括野生动植物利用在内的广义农业生产中。先秦学者对保护和合理利用自然资源问题的论述,正是以“三才”理论为立论根据的。
上文谈到,先秦时代人们已经认识到对自然资源永续利用的基础是“养”—— “苟得其养,无物不长;苟失其养,无物不消”。所谓“养”究竟指的什么,其精义何在?首先,当时人们所说的“养”是一种“天”即自然的活动,故有“天养”之称。《荀子·天论》:“列星随旋,日月递炤,阴阳大化,风雨博施,万物各得其和以生,各得其养而成。”《吕氏春秋·审时》“养之者天也”,也可以包括野生动植物在内。用现在的话,可以叫做“自然再生产”。不仅如此,《荀子·天论》还说:“财非其类以养其类,夫是之谓天养。”这已包含了自然界各种生物之间互养共生的意义在内。对于这样一个自然的过程,人们不应该越庖代俎,不应该打乱其正常秩序,使之“不夭其生,不绝其长”;进而采取适当的保护措施,使野生动植物在良好的自然环境中得以正常生长,这就是《国语·鲁语》所谓“助宣气”、“助生阜”、“畜功用”、“蕃庶物”。所以《荀子》说“顺其类者谓之福,逆其类者谓之祸,夫是之谓天政”(《天论》)。这里所体现的是人与自然的协调关系,而不是对立关系;人在尊重自然规律的基础上对自然再生产起着协助和促进的作用。这是“三才”理论的精髓,它与古代西欧征服自然的思想是大异其趣的。[22]
《荀子·王制》有一段集中论述自然资源的保护与利用,上文多次引用过,但是割裂分散于各部分,为了使读者有一个完整的了解而免翻检之劳,兹把该段文字迻录如下:
君者,善群者也。群道当,则万物皆得其宜,六畜皆得其长,群生皆得其命。故养长时,则六畜育,杀生时,则草木殖。政令时,则百姓一,贤良服。圣王之制也。草木荣华滋硕之时,则斧斤不入山林,不夭其生,不绝其长也。鼋鼍鱼鳖鰌鱔孕别之时,网罟毒药不入泽,不夭其生,不绝其长也。春耕、夏耘、秋收、冬藏,四者不失时,故五谷不绝而百姓有余食也。汙池渊沼川泽,谨其时禁,故鱼鳖优多而百姓有余用也。斩伐养长不失其时,故山林不童,而百姓有余材也。圣王之用也,上察于天,下错于地,塞备天地之间,加施万物之上……
这里首先提出了“群道”问题。所谓“群道”,就是把人类和自然界视为一个整体,认为人和各种生物都是依存于自然界的;因此必须协调好它们之间的关系,才能使之各得其宜。这正是“三才”理论整体观的具体体现。故后文在论述了必须“以时”利用山林川泽自然资源和“以时”从事农业生产之后,又归结到天地人的关系上来。
《逸周书·大聚》也把这种思想表述得相当清楚:
中图分类号:G424.21 文献标识码:A 文章编号:
“理论结合实际才能实现理论研究指导的功能最大化”,这是所有研究人员,乃至技术性教学工作都应该时刻遵守的指导方针,所以为了顺应现在继电器与接触器控制系统被大量应用在实际生活方方面面的大趋势下,我们有必要深入研究继电器与接触器控制系统,切实做好理论教学与实践应用工作。
一、继电器与接触器的定义与概念
1.1接触器:
由于接触器具有可控较大容量,自身活动性质稳定,功能可靠,工作效率高以及结构经久耐用等特性不仅被广泛应用在远距离操控高频度接断电路,以及容量较大甚至兼具负荷的各种系统物质中,比如各种电热机械装置、电焊机、电动机等,而且由于接触器可以进行自动控制以及欠电压情况下的释放作业保护型调节,所以,在各种进行远距离自动操控中也被作为一种电磁式自动调控开关进行使用(如图一所示)。如果我们将接触器依据自身结构的主触头所通电流类别进行划分可以得到:交流接触器和直流接触器两种类别,其中前者种类较为多,而且就我国而言现有常用的自主设计并以进行投产的交流接触器主要有CJ10以及CJ20等系列型号。
(图一:接触器基本结构图)
1.2继电器:
与接触器的工作原理基本相同。但是也有不同点,因为接触器的主触头是可以通过大电流的,但是继电器的却只允许通过小电流。所以,继电器一般在控制系统中只能应用于控制电路里面进行延时,隔离,遥控检测电路从而实现自动转换调节线路以此保证安全性甚至以小电流控制大电流等功能(如图二、图三所示)。通常按照电气性质分为电气量(如电流、电压、频率等)和非电气量(如温度,压力、速度等),除此之外还可以根据工作原理分为:电磁式、固态式、时间控制式、温度感应调控式、环境风速感应式、以及其他光度声度加速的等感应式继电器。由于继电器兼具反应敏捷,工作性质稳定,结构经久耐用,占据体积小巧等特性被大量应用在日常生活的电力保护,自动化控制,遥控检测等机械装置中。
(图二:常见空气式时间控制功能及电气工作结构图)
(图三:延时功能继电器控制系统电路结构图)
二、现有继电器与接触器控制系统研究中存在问题
2.1过度关注继电器与接触器控制系统的研究,由于教学所使用的教材更换率有一定实效性,所以教材中理论知识会出现脱离实际应用的实践性。
2.2安装时由于注重理论到位忽略了实际安装作业时继电器、接触器触头接触不牢靠等问题。我们知道继电器与接触器如果发生触头接触不良就会使存在于动静触头间接触之间的电阻增大,产生装置接触面温度超过理论限制,致使装置的面接触形式变成点接触,甚至产生不导通问题。所以我们必须在安装时结合理论为指导注意观察仪器触头上是否有油污、花毛、异物;经过长期使用后的仪器触头外表面是否发生氧化;一起上面是否存有电弧等高温烧蚀带来的仪器缺陷、毛刺或形成金属屑颗粒等;最后观察仪器的运动部分是否有卡阻问题。
2.3在理论指导安装后出现继电器与接触器功能在控制系统中不能达到和谐共处,影响使用初衷:互助互促互不干扰的原则。这是因为没有做好各自功能分析:继电器:用于控制电路、电流小,没有灭弧装置,可在电量或非电量的作用下动作,一个继电器往往有几对常开/常闭节点,可以用于不同的控制回路,它的节点不能通过大电流,一般不用于动力回路。 接触器:类似于断路器,用于主电路、电流大,有灭弧装置,一 般只能在电压作用下动作。 其实原理都一样,主要是触点容量不同,继电器触点容量较小,触头只能通过小电流,主要用于控制,接触器容量大,触头可以通过大电流,用于主回路较多。接触器原理与电压继电器相同,只是接触器控制的负载功率较大,故体积也较大。 交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路。继电器是一种小信号控制电器,它用于电机保护或各种生产机械自动控制。
2.4对理论充分研究后还是在实际使用过程中受到输入信号受到干扰,影响继电器以及接触器的型号选择。由于输入信号是会受到实际工作环境存在的电、温度、时间、光信号等干扰,那么通过这种扰后的输入信号所确定选择的电磁、温度、时间、光电等继电器与接触器一般虽然不会有大问题的。
三、继电器与接触器控制系统教学理论与实践相结合必要性
3.1注意实际应用中所选用的继电器与接触器相互间功能的配合,充分实现各自工作效率最大化。比如继电器与接触器控制系统在电动机结构中应该主要起到在失压状态以及出现过载情况后应该进行电动机的自主判断与保护(如图四、图五所示)。因为在电机出现失压问题后通过连入的继电器、接触器控制系统后可以当电机的电源电压低于85%时,出现置入的接触器触头的自动断开活动从而有效防治了烧坏电机的情况;而且,如果电机的电源突然出现暂停后又突然再来的这种瞬时大量电流变化时,也可以有效地解决电机的瞬间起段所带来的操作人员安全隐患问题。
(图四) (图五)
3.2一定注意对置入继电器与接触器控制系统的机械装置进行充分理论分析,选择符合实际应用情况的继电器和接触器,一般根据教学中所学到的理论知识进行整体分析后我们需要根据实际功能需求科学的选择符合机械装置容积规格的继电器与接触器类型,因为一般小型继电器主要考虑电路板安装布局。然而对于小型电器,像玩具等机械装置需要选择超小型体积的继电器。
3.3注意继电器与接触器控制系统被连入机械装置的工作原理,选择合适的继电器和接触器类型以及规格。以继电器为例通常要注意其自身可承受的电压最大限度的电流,同时还要注意所工作环境需要自身进行控制电压及电流大小,以及根据教学中所学到的知识分析解决实际机械装置问题的继电器需要几组,应采取哪种安装形式这都是要以工作环境中电源电压作为主要参考依据的,毕竟想要继电器尽到自身安置的作用是需要电路为继电器给予足够的工作电流才能正常作业的,如若不然继电器进行吸合作用就会十分不稳定。从而影响工作效率。
3.4注意教学理论充分分析后实际工作环境对继电器与接触器的影响。因为实际继电器与接触器工作环境,环境湿度,环境气压、机械装置工作环境的活动振幅等等都会为继电器与接触器控制系统的功能性带来不可预计的影响。比如因为继电器与接触器材料以及结构不同,所能承受的环境力要求各不一样,超过一定标准就可能发生损坏继电器所以一般在理论分析选择时通常会依据仪器整体的环境力限制条件甚至高一级的条件进行选择。
3.5在理论分析研究出有效的继电器与接触器控制系统的养护方案后,根据实际工作后继电器与接触器理论分析没有预计到的油垢以及组部件异常松动等问题。
四、结论:
现实生活中,人们常常会为了提高机械的生产效率,通过安装继电器接触器来进行生产机械自动控制系统的构建,从而提高生产作业的机械在远距离下也能进行预定程序的安全自动操控。可见继电器与接触器控制系统在现实生活工作中多么重要,为此,作者在此呼吁所有参与继电器与接触器控制系统研究的工作人员可以切合现实情况,实现应用实践与教学研究理论的完美结合工作,这样才能让我们的理论研究更好地为现实需要服务,更好地为国内的经济发展做出一定贡献。
一、经济统计学的发展方向
关于统计学的性质,业界不同专业人员有不同的说法。一般认为,统计学包含自然科学与社会科学两个领域,与数学具有非常密切的关系。而以上两个领域可互相融合,形成统一学科。
长期以来,数理统计学在国际上占据重要地位,且社会统计学对国家的发展也发挥着积极的作用。据相关学术会议报告显示,现如今,统计学发展趋势为统计学与计算机的关系日益密切,与经济等实质性学科有一定结合,而与数学的关系逐渐分离。在过去很长一段时间内,我国学者对于经济统计学的理解较为片面,且在一定程度上对数理统计学产生忽略,对我国统计学的发展造成不利影响,进而对经济的发展产生一定的阻碍。改革开放后,数理统计学的重要性逐渐凸显,并受到许多学者的重视,其地位逐渐得以提升。
正所谓,实践是检验真理的唯一标准。在统计学理论得到重视的同时,应将其付诸实践,将理论作为实践的重要指导思想,并以实际研究结果为依据,对理论内容适当补充,促进统计学理论的进一步发展。
二、经济统计学存在的弊端
(一)理论基础相对薄弱
对于经济统计学而言,应用性与实践性均较强。在确定研究目的、设计统计公式与指标、研究统计分析等方面,都需要社会经济理论的指导。但是,当前阶段,经济统计学内容缺乏社会经济学理论根据,仅仅采用统计定量方法分析社会经济现象,因理论基础薄弱,缺乏深度,使得社会经济现象分析仅仅停留在表面阶段,在很大程度上对统计学在社会经济领域的应用产生一定局限,进而制约经济统计学的发展。
(二)统计学应用性相对较差
当前,就经济统计学内容设置来看,受计划经济影响较大,过多涉及对相关指标的解释、计算,导致统计学应用性较差。不仅难以满足当前市场经济背景下,经济发展对经济统计学的实际需要,而且随着社会的进步,统计学逐渐不能满足当前社会对统计专业人才的需求。当前,许多统计学理论知识在实际工作实践中很难发挥其有效作用,很少能解决真实问题。
(三)理论知识难以满足实践需要
统计学理论源于实践,应高于实践。如果理论知识不能对实践发挥指导作用,那就失去了其存在的意义。但就当前阶段而言,许多统计学分析方法及相关指标,并非专业统计人员提出,只是针对实际需要,提出的非专业指标,包括贡献率、区位商及结构效应等。很显然,统计理论知识以难以满足当前实践需要与社会需求,导致经济统计学的发展受到一定阻碍。
三、经济统计学的改进措施
(一)提高经济统计学理论基础
对于经济统计学的改进,首先应提高其理论基础,积极吸收相关学科理论知识,融合先进统计理论中的合理成分,将经济学提升到社会经济统计学的高度,强调经济学与统计学的密切联系与有机结合。当前,在市场经济背景下,经济统计学应面向全社会,以社会需求为依据,向全社会反馈信息,并对其提供咨询与监督功能,为经济决策的制定提供有效指导。在对经济统计学课程的设置上,应涉及多个领域,以满足社会各行业、各部门对于统计人才的实际需求。
(二)完善统计工作模式
在经济统计学的应用过程中,要想充分发挥其作用,就要建立健全科学、合理的统计工作模式,不管是在统计数据的收集、统计方法的应用上,还是在统计数据的分析、报告格式的整理上,都应以科学统计工作模式为坚实的后盾。同时,作为政府或企业方面,应对当前经济工作特征、自身面临的困难以及实际发展需求等方面进行全面分析,建立完善的统计工作模式,进一步提升统计工作的实效性,保证其作用的充分发挥。
(三)改进经济统计方法
大连市社科联(社科院)与大连市高校工委2013—2014年度联合立项课题“大连市大学生科技创新活动现状及对策研究”(2013dlskybgx45)
【摘要】众所周知,大学数学是大学四年学习期间的重要课程,是一门除文史类专业以外,各个专业都要学习的必修课程,该门课程的学习为学生们获取高等数学,基础统计学,基础线性代数知识提供最根本的基础,近几年,各个大专院校已经将统计学的学习深入渗透在大学数学的课堂中,这不仅仅是为了要给予学生们更广阔的知识面,更是为了要提高大学数学与统计学结合的应用性,提高学生们利用统计学解决数学问题的基本能力,让学生们学会运用计算机软件进行统计学操作,将数与型巧妙的结合起来,培养学生们的理论素质和实践技能.本文将就此展开论述,具体说明大学数学与统计学相结合的必要性及应用技巧.
【关键词】大学数学;统计学;技巧
一、大学数学与统计学的异同分析
1.大学数学与统计学的共同点
(1)理论基础相同
大学数学作为大学课堂中的公共必修课,它包含着无穷的力量与解决大量问题的根源,而统计学作为大学数学中不可分割的一部分,也拥有着迷人的魅力,它们有着共同的理论基础,它们都是以变量为研究对象,用观察到的或者已知的数据经过计算得到我们想要的结论,无论是大学数学还是统计学,解决问题而得到的结论都是以数据为基础的,并且是以数据为核心解释结论的.从而,我们可以得到一些客观现象的发展规律,并为其进行合理的解释.
(2)解决问题的方向相同
大学数学和统计学的学习都是要在数字的基础上,寻找变量之间的依赖关系,这种依赖关系可以体现为函数,等式,不等式,方差,标准差等等.二者在学习的过程中虽然是分开进行的,但是它们对于人类社会却体现着相同的作用,大学数学和统计学都是用数字的形式来解决问题,在自然科学,社会科学,工程技术,管理学,金融学等各个方面发挥着重要的作用.
2.大学数学与统计学的差异点
(1)计算方法不同
大学数学和统计学的不同之处主要是计算方法不同,大学数学的计算方法比较多元化,它包括数形结合方法,极限求值方法,分布讨论方法,辅助线法,假设法,公式法等,而统计学的计算方法比较单一,主要是依靠数据的大量收集,汇总,利用固定的统计学公式进行基本的求解,近几年,由于社会经济的不断进步,出现了很多繁杂的经济统计及工程统计问题,这些问题的解绝不是只凭简单的动笔计算就能解决的,因而,现在的大学课堂中的统计学学习引进了计算机统计学软件操作的办法,运用计算机嵌入统计学公式,并进行计算的方法已经深入人心.
(2)学习内容不同
大学数学与统计学的另一个不同点是学习的内容不同,虽然二者的理论基础相同,解决问题的方向相同,但二者所学习的主要内容还是有差异的,大学数学所学习的内容主要倾向于函数,积分,线性,向量等的抽象计算.而统计学分数理统计和经济统计两个方向,其中数理统计是属于数学里面的一个分支,经济统计是偏向统计学知识在经济中的应用的.它所学习的内容只要倾向于事件的统计,概率的计算与分析等形象的计算.
二、大学数学与统计学结合的技巧分析
1.利用大学数学的估算进行统计分析
在很多利用统计学解决的实际问题中,都会发现数据很难收集的情况 ,由于现实环境的影响,我们往往不能准确的数据收集起来,也无法准确的将数据与统计公式中的未知量一一对应,然而解决这一屏蔽的技巧是利用大学数学中的估算方法,将数据合情合理的进行分区域收集,将收集到的数据进行估计.估算出适合我们代入公式计算的形式.这一方法不仅可以减少计算中的麻烦,还可以节省时间,提高效率.
2.利用大学数学的数形结合进行统计分析
数形结合思想是古往今来流传最为长远,应用最为广泛的思想,数型结合思想是将数据与图形恰当的结合在一起,用图像直观的诠释数据的含义,有数据对图形进行科学的证明.这是统计学中最为常用的技巧之一,在利用统计学解决经济问题时,我们常常会遇到繁琐的大量的数据,例如,比较两种股票在同期交易日中的股价及受益值等,这样的问题看似简单,但需要我们将收集到的大量数据进行汇总,一一列出,并计算各自的收益值,这是一个简单易懂的问题,但是在操作过程中会由于数据的庞大而容易出错,我们可以借助在计算机上画出表格图形的方法,嵌入公式,进行计算,这种计算方法既简单又快速.
3.利用大学数学的公式法进行统计分析
公式法是大学数学中的灵魂,是贯穿整个大学数学学习的基础,由于大学数学与统计学的理论基础相同,所以,我们可以借助公式法来为统计学的计算提供理论条件.例如,在计算偏斜度与矩偏度系数等一些复杂问题时,我们会发现统计学公式很繁琐:
此时,我们需要借助大学数学中的公式法计算法则及技巧,对这些繁琐的统计学公式进行拆分或者整合,最终得出答案.
统计学作为经管类专业一门专业基础课,既为后续课程的学习奠定坚实的理论基础,又需要学生灵活掌握课程的基本理论与方法来解决实际问题。但是在独立院校经管类专业统计学的授课过程中,大多数学生普遍反映课程艰涩难懂,时间一长就容易失去学好统计学的信心和动力,尤其对于学习统计学课程对将来从事的职业是否有实质用处存在着疑惑。因此,积极改革教学方法,努力提高教学水平,不断进行教学实践的创新,以确保学生能够愉快地获得必要的统计学知识成为目前亟待解决的问题。
1目前统计学课程教学中存在的问题
1.1教学方法守旧:由于独立院校的特殊性及经管类专业文理兼收的特点,其所招收的学生大部分数理基础薄弱,文科生占主导。而统计学在教学过程中仍然是以课堂讲授为主,主旨仍然是将理论与方法传授给学生,通过大量的练习来确保学生对于公式和方法的理解与掌握,这种传统的教学方法容易给学生造成疲劳,也限制了学生的积极性和创造性,教学效果差。
1.2考核方式单一:目前对于统计学的考核通常是以卷面考试为主,以测试学生对于理论知识的掌握情况;在辅以计算机教学的情况下会通过卷面考试和上机考试联合测试学生对于课程的掌握及动手能力_3]。但实际上这种考核只测试了学生对于知识的复制能力和答题能力,对于学生是否能在实际情况中灵活掌握及运用统计学的知识帮助并不大。
1.3课程设置待完善:统计学的教学应注重学科的交叉,合理构建课程体系,在体现课程设置科学性的同时使学生的学习更连贯有序。如市场营销专业在统计课程之后进行《市场调查与预测》课程的学习,就能很好的衔接上,并将统计学的方法论灵活的运用到市场调查与预测当中,使学生的学习目标更明确,积极性也得到了激发。
2对统计学课程教学及实践创新的教学设想
2.1因材施教――运用计算机解决统计问题:独立院校经管类专业学生的特点鲜明:他们活泼、思维广阔活跃,喜欢动手实干,但缺乏耐性,数理知识薄弱。有鉴于此,在教学过程中可以在进行完某一阶段的理论学习之后,立刻进行上机操作,运用计算机来解决看似繁复的统计学问题,通过现代化的手段能使他们更容易接受统计课程的学习。
例如,统计资料的收集和整理,这是统计工作中非常重要的基础阶段,在课程的理论学习中对数据进行整理的方法相对琐碎枯燥,而当进入到实验环节中,学生学会运用Excel中的FRE-QUENCY函数和数据分析工具后,发现只需要几个步骤,两分钟之内就能将课堂上繁琐的数据整理过程完成。这使得思维活跃追求便捷的学生们不再强烈排斥大量的公式和计算,因为每次学习完看似困难的理论知识之后,在实验室都能得到魔术般的惊喜,这既提高了学生学习统计学的积极性,也提高了学生对于现代化科学手段的认识和兴趣。
2.2增设统计实训课――重视统计学的学科地位:高校培养人才就是为了适应日新月异的社会需求,而对统计应用日渐深入的管理、金融行业更是提高了对经管人才的要求_4]。除了具备扎实的理论基础,还需具备娴熟的动手能力才能成为名副其实的经管人才。
根据目前的形势及学生特点,本系经管教研室提出了大胆的想法,在完成统计学理论课程之后,单独开设一门统计软件实训课,在这门课上让学生广泛接触知名专业统计分析软件,如SPSS、SAS、BMDP、SYSTAT等,并选定其一进行深入学习,以适应社会需求,在将来的就业竞争中为自己增添一枚强有力的砝码,也使学生充分认识到学好统计学的重要性。
2.3改革考核方式――结合专业特点进行统计学课程设计:对于卷面考核的形式,学生只需要临考磨枪就能应付过去,无法检验学生是否具有熟练运用统计学理论与方法解决实际问题的能力。为了更适应社会对人才的需求,以及笔者在统计学教学过程中积累的一些经验和想法,认为,如果能根据专业特点给学生增设统计学课程设计的考核,通过这种形式来观察学生灵活解决问题的能力和对统计学方法论的实际掌握情况。
例如,给定课题假设:成都某知名连锁超市准备在学校外某街道口新建一家零售商店,由各小组成员做这方面的准备工作。其中有一项是进行市场调查。在众多信息中,经过该地行人数量是要考虑的一个很重要的方面,而消费者的购物习惯与倾向也是要考虑的重要因素之一。请各小组根据该超市所需的信息进行工作计划并实施,最后撰写报告阐述其可行性。
伴随着社会经济的飞速发展,信息和数据的重要作用日益凸显出来,特别是伴随着“大数据”时代的到来,“大数据”已经成为当今最热门的关键词。“大数据”在各行各业中都掀起了变革的巨浪,在教育领域中也掀起了对教学模式的深刻探讨。那么,从统计学的角度来说,“大数据”可以说是基于现代的信息技术和工具从而可以自动记录、储存和连续扩充的一切类型的数据,它已经大大的超出了传统统计记录与储存能力,对统计学的教学产生了巨大的冲击。
一、“大数据”时代对传统统计教学的冲击
统计的研究对象是大量社会经济现象总体的数量方面,可以说统计就是研究“量”的,“大数据”时代恰恰是以数据为中心的,所以说统计人员必须学会用数据去思考问题。如何适应“大数据”时展的要求,如何在这样的背景下对统计学教学进行改革,是急需解决的问题。除了普查这种调查方式以外,许多传统的统计方法都是基于小样本数据而建立起来的,因此它并不适用于“大数据”分析的需要。在如今这样的“大数据”时代,这些传统内容的相对重要性也会随之发生改变。比如,传统统计的数据搜集,通常是根据研究目的,在已知来源的数据当中搜集,记录者的身份是确定的,而“大数据”时代,数据的来源是很难追溯的,而且对记录者的身份也很难确定。再如,传统的抽样推断是在概率保证的前提之下,以分布理论为基础,用样本的特征推断总体特征的,而在“大数据”背景下,分布状况是实际的,判断也是基于总体特征进行的。
二、“大数据”时代下的传统统计教学必要性分析
“大数据”一词是由统计学家提出来的,可见“大数据”与统计渊源甚深。目前“大数据”时代致使统计学的教学内容发生了重大改变,但是其中最基本的原理保持不变,因此在统计学的教学过程中,要能够让学生应用基本原理进行新的教学内容的理解。在教学过程中要能够采取理论与实际并重的教学模式,将基础理论以及实际应用进行紧密的结合。“大数据”虽然对传统的统计教学产生了近乎颠覆性的影响,但并不是所有的问题都有海量的数据,不是说传统的统计理论和方法就不能用了,也不是所有的数据问题都适合用现有的大数据处理技术来处理。
(一)统计基础理论的重要性
在教学过程中,理论教学的作用非常重要。应该强调统计学理论基础,并分析基本理论在实践当中的应用。虽然一些统计学中的概念在“大数据”背景下变得不再是普遍性问题,比如样本的概念。但是在淡化了类似样本和总体概念的同时,似是模糊了抽样推断这一传统统计分析方法,但事实上却是强调了归纳,本质来说仍是推断(归纳推断)。
(二)传统统计调查、整理方法的重要性
传统统计学在数据搜集、模型的选择方面,有相当的独特之处。虽然已经进入了“大数据”的时代,但是并不是所有的问题都有海量的数据。传统的统计数据搜集、整理的方法仍然适用,因此,相关知识的传统统计教学十分重要。
(三)传统统计分析方法的重要性
较之传统的统计分析方法,现有的“大数据”分析方法更为复杂。“大数据”背景下,要强化分析统计软件的使用,同时要能够考量方法的适用性以及解决问题的可用性,使得学生能够掌握应用统计学基本原理解决实际问题的能力。“大数据”统计学对传统统计学是补充,而不是替代。以样本统计和预测分析为基础的传统统计学仍将会在经济分析和社会统计的很多领域中继续发挥重要的作用。因此,不难看出相关的基础知识、理论的教学的重要性。
三、结束语
在以数据为驱动、以数据为中心的时代,作为研究数据的统计学面临的挑战和机遇十分重大。“大数据”背景之下,数据的搜集、整理、分析处理技术对统计学的发展、统计学的教学提出了巨大挑战。尽管如此,统计学中的基本原理始终不变,加之传统统计方法在统计搜集、整理当中的独特的不可替代之处,另外基于不能使用“大数据”进行分析的情形也不少见等问题出发考虑的话,传统统计教学的重要之处显而易见。
总之,在大数据时代,作为统计学的教学人员,我们既要面对挑战,也要抓住机遇。在强化传统统计学教学的基础之上,对教学形式、方法进行改革与创新,推动统计学的发展。
参考文献:
[1]李金昌.大数据与统计新思维[J].统计研究,2014(1)
[2]赵伟.大数据在中国[M].江苏文艺出版社,第1版,4014年6月1日