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系统动力学论文优选九篇

时间:2022-05-30 01:58:03

系统动力学论文

系统动力学论文第1篇

本文利用美国Ventana公司编制的系统动力学软件VensimPLE软件,建立了一个电子商务退货基本模型。产品先有制造商供应给零售商开始,经零售商出售给最终客户,然后消费者将不满意的有缺陷产品直接退回给供应商,供应商对有缺陷产品重新进行加工再制造;消费者将无缺陷产品退回给网络零售商,零售商对无缺陷退货进行简单处理如清洗、外观的修复、更换商标、包装后重新进行销售。倘若产品在物流运输中遭到严重的破损已无法返修,或者返修带来的收益低于修复产品耗费的成本,那么产品也就失去了修复的价值,这个时候就可考虑完全分拆产品,找出其中还可利用的零部件进入零部件仓库。为了简化模型,将被分拆的产品归为废弃产品。

1基本假设

①系统中只涉及一个供应商,一个零售商及不同消费群体,且是在电子商务环境下进行的;②假设供应商的供应能力、再制造能力和库存能力都没有限制;③消费者需在规定的时间范围内对购买的不满意产品进行退货,超过这个时间期限,退货失败;④仅考虑单个不具有质量缺陷的产品,同时不考虑缺货损失;⑤不考虑消费者恶意购买、恶性退货等少数情形。

2电子商务退货物流动态行为模型构建

在系统动力学模型中,含有三种基本变量:状态变量、速率变量和辅助变量,而且这三种变量分别由相对应的方程表示,同时它们与其他一些变量方程、数学函数、逻辑函数、延迟函数和常数一起描述了各类系统的变化。下面根据系统动力学模型的这些特点建立了电子商务退货系统的存流量图。存量图基本方程式:存流量图能清楚地描述不同性质的变量,如速率变量与状态变量。这类方程不同于一般的代数方程,其大致分为以下两种:一种是通过对流率进行时间积分来确定的系统内积累方程,另一种是作为积累的时间函数的速率方程。模型中状态变量的单位为件,速率变量的单位为件/周。模型中基本方程式如下:订单积压=INTEG(订单增加率-减少率,0);需求积压=INTEG(需求增加率-需求减少率,0);供应商(S)库存=INTEG(有缺陷修复率-发货率,1×100000000);零售商(R)库存=INTEG(发货率-销售率,0);退回产品=退货率-有缺陷修复率-无缺陷再利用率;发货率=MIN(S库存,订单积压)/运输时间;销售率=MIN(需求积压,R库存)/交货时间;需求减少率=销售率;订单增加率=MIN(预期需求,需求库存调节)/需求调整时间;减少率=发货率;需求增加率=市场需求×市场需求时间;无缺陷再利用率=无缺陷产品比例×退回产品/检测时间;有缺陷修复率=(1-无缺陷产品比例)×退回产品/检测时间;预期需求=SMOOTH(需求增加率,常数DI)。

二电子商务退货物流动态行为模拟分析

网络购物者通过将购买的不满意无缺陷产品和有缺陷产品分别退回给零售商和供应商,从而形成了电子商务退货物流。退货量是零售商销售率的物质延迟函数,延迟时间是产品的退货期限。零售商的退货率是退货量与退货比例乘积的物质延迟函数。在产品无质量问题的情况下,文中电子商务的退货行为主要受到退货政策宽松度的影响,而退货行为决定了退货比例,因此面对业内不差上下的退货比例,零售商能否通过改善其退货政策宽松度而增强竞争实力,这就是本文主要研究的问题。电子商务退货系统中,零售商的退货率由消费者的退货比例决定,假定零售商具有不受退货政策影响的基本退货比例,消费者进行退货后,零售商开始根据消费者的退货率预测下一次可能的订单增加率,进一步预测消费者的退货比例,订单增加率越高,退货比例越高,即退货比例是订单增加率的线性增函数。随着我国于2014年3月15日起实施的新《消费者权益保护法》,其规定除特殊商品外,网购商品从到货之日起七日内无理由退货,这一政策的实施将更进一步的推动电子商务的发展。基于此,对于退货比例的计算,进一步引入退货政策宽松度,即电子商务企业提供的退货期限的长短。基于以上分析本文所设定的退货比例如下:退货比例=(基本退货比例+α×订单增加率)×退货政策宽松度在系统仿真过程中取基本退货比例=0.01,并分别构造了退货政策宽松度=1、1.6、1.8,主要研究零售商A在退货政策宽松度=1,即提供退货期限为1周的基础上,能否通过提高退货政策宽松度而不超过业内退货比例来提高其在业内的竞争力,因此又对退货政策宽松度=1.6、1.8进行了分析。同时也分析了这三种退货政策下的电子商务退货行为对零售商销售率和退货率的影响。在此基础上经过多次仿真实验,最后设定α=0.001,即退货比例=(0.01+0.001×订单增加率)×退货政策宽松度。电子商务退货物流的系统模型模拟开始时,积累变量的初始值都设置为零。假设市场需求遵循随机正态分布,市场需求=RANDOMNORMAL(100,1000,700,1000,500)。将仿真时间长度设置为INITIALTIME=0,FINALTIME=100周,TIMESTEP=1假设出售某一产品的所有网络零售商的退货比例都在10%左右,且退货期限都是1周。若零售商A要使其退货比例不超过10%,而又想提高其在业内的竞争力,可以通过改变退货政策宽松度来提高。退货政策宽松度=1、1.6、1.8时销售率、退货率和退货比例的变化。随着退货政策宽松度的提高,销售率也在上升,同时可以看出随着退货政策宽松度的提高退货率也在上升,这与现实是一致的。可以看出,零售商A在保证其退货比例不超过10%的情况下,退货政策宽松度还可以提高0.6,也就是退货期限还可以延长大约4天,这样零售商A就可以放宽退货政策,即从7天增到11天以提高消费者的购买意愿,从而获得更大的需求,在这激烈的竞争市场争取更多的市场份额,为其创造更多的利润。因此,当网络零售商采取有时间限制的退货策略时,如果其退货比例和业内基本一致,其可以通过提供较宽松的退货政策来提高销售量,以此增强其竞争能力。这也表明在电子商务环境下退货政策的完善性不仅有利于零售商的库存管理还有利于其对客户的管理,使回头客不断增加,信誉度不断升高,从而提升整个链上的效益。

三结语

系统动力学论文第2篇

论文关键词:供应链,系统动力学,建模,仿真

供应链是一个由多个节点企业组成的动态系统,它包含了不同节点企业之间持续不断的信息流、物流和资金流。这些节点企业之间相互作用和影响,使得供应链系统变得非常复杂。供应链运作希望能够藉由这些相互作用实现更低的成本、更短的生产时间、更小的库存、更多的产品品类、更好的产品质量、更准确的送货时间、更高的顾客水平和更有效的合作。这就需要一种更有效的建模技术来表达供应链中跨组织的复杂关系。特别地,供应链系统各节点企业间的交互存在着诸多随时间不断变化的非线性关系,对于这种复杂的非线性系统,一些传统方法不能够很好地对其进行描述和研究。而系统动力学研究系统如何随着时间而动态地改变,讲究根据所研究的问题和所研究的系统构建模型,分析变量之间的相互关系,从而确定其对系统的影响。不仅如此,系统动力学仿真更提供了一种分析系统的直观方式[1]。系统动力学是一种有效地分析供应链结构和行为的方法。在所有的研究方法中,系统动力学是研究复杂和多变量非线性系统随时间变化情况的理想方法[2]。

实际上毕业论文ppt,在理论研究领域,系统动力学研究方法最先由麻省理工学院的Forrester教授于1961年在其《工业动力学》中提出。Forrester[3]最先观察到了结构、策略和供应链节点企业之间的相互影响使得需求沿着供应链下游向上游逐渐放大,并提出了系统的分析方法。Sterman[4]最先将这种方法应用于供应链系统,并建立了简单的供应链节点企业的系统动力学模型。Ovalle O.R.[5]完善了这一供应链节点企业模型,分析了共享不同信息对供应链系统的影响,但并没有给出完整的供应链系统动力学模型。国内学者黄丽珍[6]和张立菠[7]都从不同角度建立了供应链的系统动力学模型。本文尝试从节点企业的系统动力学模型推广到多级供应链的系统动力学模型,并进行仿真研究。

1、供应链节点企业系统动力学建模

供应链上贯穿了物流、信息流、资金流、决策流和商流等流程,本文的建模重点研究物流和信息流两种流程。这是因为系统动力学研究方法能够很直观地表达供应链上的物流和信息流。本文一方面对所研究的供应链系统链环节进行了简化,主要讨论订货、库存和发货三个环节论文开题报告范文。另一方面对其决策进行简化,以牛鞭效应(订货量波动比)作为重要的对比指标[6]。供应链系统中各节点企业通过订货和发货分别实现与上下游节点企业联系,从而使得系统的有效地运作。供应链节点企业系统动力学模型建立在其因果回路图和反馈环的基础上,因此建模前须分析得出其因果回路图和反馈环。

1.1 供应链节点企业运作的因果回路图(Casual Loop Diagram, CLD)

本文所研究的供应链是一种没有信息共享的运作模式,MIT的啤酒游戏很好地再现了这种供应链。在供应链的运作过程中,各节点企业最重要的流程是对上游的订货流程和对下游的发货流程。对上游的订货决策是建立在对未来的销售预测和库存控制策略的基础之上,即各节点企业根据过往的数据,运用简单移动平均或指数平滑等方法来预测t期的销售率,并同时考虑t期初企业的渠道存量和库存状况来进行订货决策。对下游的发货决策则是权衡下游的订货量和节点企业的最大发货量来进行的。图1给出了供应链节点企业(用k节点表示)运作过程的因果回路图,其中包含了九个反馈回路,即两个正反馈回路和七个负反馈回路。其中第七和第八个回路是正反馈回路,除此之外都是趋于平衡的负反馈回路。

图1 供应链节点企业运作过程的因果回路图

1.2 供应链节点企业的系统动力学模型

根据供应链节点企业运作过程的因果

回路图,可以得到供应链节点企业的系统动力学模型,如图2所示。将供应链节点企业的运作流程分为物流和信息流。物流始于进货(即上游节点的发货),从而形成渠道存量毕业论文ppt,渠道存量(Pipeline)指的是因为运输延迟和生产延迟过程中引起的库存。对于生产商来说,进货指的是进原材料,渠道存量包括运输延迟和生产延迟引起的库存;对于其他节点企业来说,进货都是成品,渠道存量指的是运输延迟引起的库存。收货后渠道存量减少,同时库存增加。对于生产商来说,收货指的是原材料经生产加工后变为成品,进入成品库存;对于其他节点企业来说,收货指的是成品到达该节点企业仓库。对下游的发货取决于下游节点企业的订货和该节点企业的最大发货率。发货使得各节点企业的库存减少。此外,模型还受到其他内外部影响因素的影响,受研究问题所限,在此不多作分析。

系统动力学论文第3篇

在项目实施的过程中,受内外部因素变化的影响,实际输出的成本、进度、质量会偏离原计划目标,而成本控制就是在成本的形成过程中,对生产经营所消耗的人力、物资、费用开支等进行指导、监督、调节和限制,把各项费用都控制在计划成本范围之内,保证成本目标的实现。以往学者们在研究系统动力学与成本控制问题时,都将研究重点放在工程项目成本上,本文则从施工企业角度全面系统分析,辅助企业管理人员的决策行为。

1.1施工企业成本控制系统结构模型

根据施工企业成本构成内容及企业价值活动,本文用因果关系图表示了包含外部关联、企业辅助活动以及项目实施三个基本结构的施工企业成本控制系统结构模型。此模型主要目的是用来帮助施工企业管理人员从宏观角度掌握施工企业在建筑市场这一大环境中所处的位置及相应的成本活动。循环1和2反映了目前施工企业所面临的“僧多粥少”的竞争局面;循环9和10从战略角度分析了政治、经济、市场大环境的影响,当企业发展情况不乐观时,势必影响到企业相关管理活动,如企业技术开发和人力资源,也会对项目的实施产生负面作用,因此这种情况也刺激了企业获得项目的渴望度;循环3、4、5、7、8表示了施工企业与其他市场主体发生的交易活动,产生了交易成本,具体表现在搜集信息、寻找目标、合同谈判、争议协调与解决等环节。交易成本并不创造实际的价值,却构成企业成本的一部分,因此对于施工企业来讲,如何在不降低生产效率的前提下有效地降低交易成本,提高企业的核心竞争力就显得极其重要。施工企业若想获得持续发展,可以从有过合作关系的供应商中选择具有互补优势的,与其建立长期合作伙伴关系,建立起信任机制,减少谈判次数和冲突发生的频率,降低交易成本,实现双方共赢。循环6则说明施工企业充分掌握各项成本产生动因,并且采取有效措施来控制成本,最终会形成企业的核心竞争力,有利于市场竞争。

1.2项目成本控制系统结构模型

在图2的基础上进一步对项目实施过程的成本控制展开研究。本文借助于系统动力学,建立了工程项目成本控制系统结构模型,包含了返工循环、变更循环、波及效应、控制反馈回路四个基本结构。通过此图,可以清晰地掌握模型中各个变量之间的因果关系以及各个环路的性质,可以帮助决策人员加深对成本系统内部反馈结构与动态行为关系的认识和研究,帮助管理人员更好地进行成本控制。

1.2.1返工循环返工循环是系统动力学项目模型中最重要的结构,学者们在研究项目管理问题时都会研究这一循环。它反应了工作任务的执行过程,由于项目的复杂性和不确定性,工作中不可避免地出现错误,错误发生的比例受工程质量控制。返工既耗费工时又花费成本,还伴随着工作任务相互之间的撞击效应的产生,恶化质量、进度、成本等问题。图3中表现为循环1、4、10。

1.2.2变更循环对于任何一个工程项目而言,工程变更也是不可避免的,工程变更主要包括工程范围、施工条件、工程设计、技术标准的变更。变更的提出方可以是施工企业,也可以是业主和设计单位,它往往会导致工期延误、成本失控,甚至对劳动生产率产生负面的影响。作为施工企业管理人员要加强对工程变更的控制,发生变更时要及时做好现场签证,估算变更成本,更新进度计划,收集索赔资料等。在工程初始阶段,要经常和业主沟通协调,尽可能把变更控制在设计阶段初期,将变更带来的损失压缩到最小。

1.2.3波及效应波及效应是一个动态变化过程原本是指某条供应链上某个成员因某种行为的发生,导致某变量数量上的变动,该变量的变动又会通过供应链成员之间、供应链与供应链之间的相互联系对整个产业链产生极大影响。在本系统中,它表现为成本控制带来的副作用,是客观存在的,但在实践中很少受到重视。借助系统动力学可以如实地反应这种副作用给整个成本系统带来的影响,它使系统问题变得更加复杂,有经验的项目经理也不能保证对该类问题系统的思考和分析,由此可见系统动力学分析模型的优势所在。

1.2.4控制反馈回路成本控制实现的是对项目成本的管理,保证成本、质量、进度三大目标实现最优化。为了最终实现计划目标,管理人员要密切关注项目实际发生情况,及时收集相关的各种成本数据信息,与计划目标做对比,发生偏离时及时采取纠偏措施,或调整资源计划或调整目标投入,以确保项目的顺利进行。

2结语

系统动力学论文第4篇

关键词:动态系统理论;自动化专业英语;讨论式教学 

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)11-0107-02 

一、引言 

英语是国内外从事学术研究和工程应用人员的通用语言,目前,已经成为一种事实上的国际标准。以控制类学科及其应用领域为例,国际企业的自动化产品和设备的使用手册及说明书用英文编写,优秀的控制仿真软件、控制领域的研究论文、自动化专业国际经典教材、互联网上的自动化技术信息等多数资料也以英语作为写作语言。如此大量的自动化专业信息被非母语国家的理工科学生所接受和掌握,必然要求学生具备良好的专业英语知识[1]。因此,开设“自动化专业英语”课程或有选择地开设其他双语教学课程成为自动化专业培养计划中重要的教学环节[2]。合理地配置“自动化专业英语”的教学内容和改进教学方法,不但可以促进学生的专业外语能力的提高,而且更有助于其专业知识的学习与巩固。具有“一石二鸟”的人才培养效果。 

内蒙古工业大学的“自动化专业英语”课程为自动化本科专业开设的一门专业必修课,分两个学期教授,总课时量为64学时。目前,“自动化专业英语”教学在服务于“国际化人才”培养方面存在着如下几点迫切需要解决的问题:(1)部分学生对学习“自动化专业英语”的重要性和必要性认识不足,致使学生学习的课堂积极性不高[3];(2)教师现有的教学方式过于简单,主要以科技文章翻译和生词讲解为主,难以激发学生的学习兴趣;(3)教学内容死板,以自动化技术基础课和专业课的英文原版教材节选的章节为主要学习内容,各教学内容之间彼此相对独立,教学效果等同于普通的“英文阅读理解”,无法形成对本专业理论体系的宏观认识和专业认同感。鉴于以上自动化专业双语课程体系建设中存在的若干问题,课题组提出以“动态系统理论”教学为主线重构“自动化专业英语”课程教学内容的新思想,在统一的“动态系统理论”框架下引入高等数学、电路、液压传动、信号系统、系统建模和控制原理的基础知识点,在组织教学的过程中,始终强化各知识点的有机结合,努力使学生在掌握“自动化专业英语”课程大纲所要求的科技词汇和科技文献翻译能力的同时,对“动态系统理论”体系融会贯通,为进一步专业知识的学习打下良好的基础。 

二、“动态系统理论”思想指导下的“自动化专业英语”课程教学改革的现状分析 

结合使用英语进行专业课程学习、科技文献阅读、研究论文写作以及从事双语教学工作的体会,笔者深切认识到:“动态系统理论”是自动化课程的方法论核心。动态系统理论最初来源于经典力学中对于物体运动和动力过程进行数学描述的需要,美国数学家G.D.伯克霍夫发展了法国数学家H.庞加莱在天体力学和微分方程定性理论方面的研究,奠定了动态系统理论的基础。现代控制理论的发展促进了对动态系统的研究,使其应用从经典力学扩大到一般意义下的系统,并成为应用于工程学、经济学、生物学、乃至社会科学的一般方法论。那么什么是动态系统呢?动态系统是指按确定性规律随时间演化的系统。严格地讲,任何有记忆的系统都可被称为动态系统,控制科学与控制工程研究本身就是一个对“动态系统”进行建模、分析和综合的过程。 

目前,在一些发达的国家和地区,如,美国、英国、日本、韩国、新加坡、香港等,几乎所有工科专业,广泛开设被称为“系统动态”(System Dynamics)的英语教学课程,涵盖的内容包括:信号和系统的基本概念、电气、力学、机械、化学、生物过程的动态建模、微分方程的时间域和频域求解、控制理论基础知识、非线性系统理论基本知识、典型动态系统的仿真等。通过该课程的学习,控制专业的学生可以了解到本专业本质的理论核心,和由这一“系统动态”观点派生出的理论体系及其在各科学领域的应用,从而加深对系统理论和控制论的理解,进而提高学生的抽象思维水平和科研能力。 

三、开展以“动态系统理论”教学为指导的“自动化专业英语”课程教学改革 

借鉴国外工科教学体系改革的重要经验,并顺应当前我国人才的培养模式向“厚基础宽口径”方向改革的趋势,课题组提出加强以“动态系统理论”思想为主线的自动化专业英语教学,以深化自动化专业课程内容和教学方法改革,结合控制理论与控制工程科学研究的方法论本质和前沿动态,在增强学生专业英语听、说、读、写能力的同时,激发学生的学习兴趣,形成对本专业知识应用的认同感。 

我们在自动化本科双语教学过程中明确和强化“动态系统理论”教学这一主线,着重从以下几个方面进行了改革与建设。 

(一)整合现有“自动化专业英语”课程教学内容 

从“系统学”的角度出发,提升课程的教学内容至方法论水平,将其统一到“动态系统理论”这一宏观框架下。课题组尝试使用一种具有连贯内容的“系统动态”讲义来进行专业外语教学,这一新颖的形式在“自动化专业英语”的学时内讲述了“系统动态”课程,学生既学习了专业英文词汇、翻译技巧,又掌握了“动态系统理论”分析和综合的方法,获得了专业知识的提升。授课讲义以自编部分为主,同时参考“系统动态”方面的国际经典教材(如,Katsuhiko Ogata教授编写的《System Dynamics》)[4],吸收了这些经典教材中大量的有益内容,讲义涵盖动态系统理论的大多数内容,不求精,但求逻辑上的连贯性和理论体系上的系统性。将高等数学、线性代数、矩阵论、电路、信号与系统、自动控制原理、过程控制等主干课程的核心内容统一到动态系统建模、分析、仿真这一完整框架中进行概括总结。(二)改革了过去较为单一的教学方式,充分调动学生的积极性和主动性 

安排学生就某一理论、观点、概念进行专题讨论(内容涉及:系统、信号、线性向量空间、系统稳定性、可控性、可观测性、鲁棒性等基本问题)。鼓励以学生为主体的课堂发表形式,学生根据课前调查、研究,在课堂讨论中明确表明自己对某些理论问题的观点。课下采取大作业的形式来促进学生对课堂知识的巩固,从而提高他们分析问题、解决问题的能力。 

(三)在课堂教学中引入教师的科研成果,广泛介绍“系统科学”发展的前沿及其在各个研究领域的应用实例 

重点结合系统生物学和飞行器控制两个研究领域的研究实例,来进行“系统动态理论”的讲授。科研实例的引入,帮助学生在掌握系统科学相关的专业英语词汇的同时,还切实体会到本学科理论知识在其他各学科中的应用,使学生体会到本专业所学方法论的强大力量和广泛应用,激发学生的学习兴趣,进一步调动他们学习其他专业课程的积极性。 

四、结语 

本教学改革研究为促进自动化专业本科生专业外语水平的提高,提高他们对本专业基本方法和基本理论的认识,提出在现有的自动化专业外语课程教学过程中强化“动态系统理论”教学,以这一主线来改革课程内容安排和调整教学方法,帮助自动化专业学生构建自身的专业知识体系框架,加深对系统理论和控制论的理解,提高学生的抽象思维水平和科研能力。课题组采用双语或者英语教学方式来进行“系统动态”等相关课程内容的教学,参考国际经典教材,编写了英文课件和讲义,不但促进了学生对理论知识的理解,而且提高了学生的专业英语水平。笔者希望,这种双语教学改革的“理念”能引起国内教育、教学管理层面的重视,从而推动其他工科专业的双语课程教学改革,使广大学生受益。   [本文由WWw.dYLW.nEt提供,第 一专业,欢迎光临dYLW.neT]

参考文献: 

[1]于宗艳,王丽,孟娇茹.“自动化专业英语”教学探讨[J].中国电力教育,2012,(26):148-149 

[2]王海泉,王东云,马薇.自动化专业英语教学改革初探[J].教学研究,2011,(4):67-69. 

系统动力学论文第5篇

【关键词】混杂系统控制;最优控制;电力电子

0引言

由于电力电子变换器本质的高阶非线性,闭环控制问题多年来未能得到较好的解决。线性、非线性和智能控制理论在电力电子中先后得到应用,由于模型存在误差或者控制理论本身的不完备,这些解决方案都未能达到最佳。近年来随着半导体技术的发展,高精度的高速微处理器的出现和普及,使现代控制及智能控制方法的实时计算或近似估算成为可能。在设计高性能的电力电子系统时,先进控制理论的应用是很有实用价值的。本文对混杂系统控制理论的发展现状做了总结,对电力电子变换器的混杂系统建模及混杂系统控制理论在电力电子学的应用进行了总结和展望,指出切换系统最优控制的应用是一个比较新颖的研究方向。

1混杂系统控制的研究现状

混杂系统是一类包含相互作用的连续动态过程和离散动态过程的动态系统,混杂系统控制理论是继线性系统、非线性系统控制理论之后发展起来的系统控制理论。经典及现代控制理论研究的数学模型可以视为混杂系统的一个特例,而将传统控制的理论体系推广到混杂系统控制理论还有大量的理论研究要做。混杂系统的模型有很多种,如层次结构模型、自动机模型,混合逻辑动态模型,切换模型等,其中应用最广泛的是自动机模型。混杂系统的控制方法与现代控制理论类似,也包括自适应控制、学习控制、容错控制、镇定控制、最优控制和鲁棒控制等,这里仅对三种研究较为深入的控制方法加以说明。(l)镇定控制:是指在给定平衡点下,调整控制策略,使系统由不稳定转换为稳定的控制策略。类似传统控制中用输出或状态反馈令开环不稳定系统闭环稳定。(2)最优控制:就是在约束条件下,满足初值和终值条件,并使系统的给定性能指标达到最优的控制策略。(3)鲁棒控制:实际的混杂系统通常存在各种不确定性,鲁棒控制器按标准状态设计,也能够分析并克服这些不可预见的干扰因素,令闭环系统具有一定的鲁棒性。

2电力电子变换器的混杂系统建模

电力电子变换器中开关器件的存在,使它成为一个典型的开关非线性系统。随着开关的通断,电路处在不同的工作状态;每一个状态中,系统都随时间连续运行。在变换器外部或内部事件的驱动下,系统在各个状态间循环跳转,输出由在几个状态间的切换平均实现。变换器的运行特征与混杂系统完全吻合,因此可以说,电力电子变换器是一类典型的混杂系统。目前在电力电子变换器的混杂系统建模中应用较多的有自动机模型和切换系统模型,按这两种思路得到的变换器数学模型基本是一致的。

3混杂系统控制在电力电子中的应用

在国内,从20世纪末开始,越来越多的学者投入到混杂系统控制理论的研究,并致力于将混杂系统控制理论应用于电力电子变换器,目前取得了一定的成果。文献[3]是国内较早将混杂系统理论引入电力电子变换器研究的论文,对电力电子电路进行了混杂系统建模、故障诊断、事件辨识以及小波故障分析等方面的研究。文献[4]对变换器用自动机模型建模做了有益的探索,利用混杂自动机理论建立了电力电子电路的统一抽象模型,并设计出新型滑模变结构控制器。将混杂系统模型和非线性控制方法结合是有益的尝试。文献[5-6]建立了DC-DC变换器的切换线性系统模型,并引入了切换线性系统投影法的概念,提出最小投影法切换律的控制策略。仿真和实验结果表明最小投影法切换律在DC-DC变换器中具有普遍适用性。为了实现切换控制的鲁棒性,与PI控进行了结合在扰动情况下对平衡点进行修正。最小投影法切换律的本质是切换系统在任意初始状态都能够选择一个指向平衡点的速度矢量场,使系统轨迹不断逼近并最终稳定运行于平衡点。

4切换系统最优控制及其在电力电子中的应用展望

对混杂系统的最优控制问题的研究,取得了一定的成果,特别是基于切换线性系统的最优控制。基于经典的动态规划方法,文献[7]针对切换线性系统的最优控制提出了一种二阶段算法。首先固定切换序列,在此条件下求得切换系统最优控制问题的次优解;然后改变切换序列(改变切换次数和顺序)来求全局最优解。当把电力电子变换器视为周期的切换线性系统,可以用来实现多种目标的最优控制。这种情况下系统不能达到一般意义上的最优,但是其运算较为简单,在一定程度上可以达到设计目标,具有一定的实用价值。文献[8]给出基于范数、基于收敛路径、基于收敛距离、基于收敛方向和基于综合的周期切换线性系统的最优切换律的设计方法,可以尝试推广到更复杂的情形,检验其性能。切换系统控制本身还不成熟,有很多问题在控制理论上未能很好地解决。由于切换线性模型可以精确地描述电力电子变换器,切换线性系统最优控制期望能得到更好的特性。

5结论

作为一门交叉学科,电力电子学的发展与控制理论的应用密切相关。目前混杂控制理论还有较大的发展空间,它在电力电子的应用更是刚刚起步。切换控制是新兴的控制方法,由于它所处理的切换系统模型可以较为精确地刻画电力电子变换器,它在电力电子中的应用具有较好的前景。

作者:王磊 单位:韩山师范学院物电系

【参考文献】

[1]张波.电力电子学亟待解决的若干基础问题探讨[J].电工技术学报,2006,21(3):24-35.

[2]杨宽,"基于混杂系统理论的电力电子电路建模与控制研究[D]"2010.

[3]胡宗波,张波,邓卫华,等.基于切换线性系统理论的DC-DC变换器控制系统的能控性和能达性[J].中国电机工程学报,2004,24(12):165-170.

[4]胡宗波.基于切换线性系统的DC-DC变换器控制基础理论研究[D].广州:华南理工大学,2005.

[5]肖文勋.电力电子变换器切换线性系统模型的稳定性与最小投影法切换律[D].广州:华南理工大学,2008.

[6]Wenxun,X.,Bo,Z.&Dongyuan,Q.Modelingandcontrolruleofthree-phaseBoost-typerectifierasswitchedlinearsystems[C].InternationalConferenceonElectricalMachinesandSystems,17-20Oct.2008,1849-1854.

系统动力学论文第6篇

关键词:复杂动态系统理论;教育改革;启示

一、引言

复杂系统思想突破了传统简化、线性的思维范式,关注事物的联系性和整体性。随着动态复杂系统理论研究的不断发展,它已广泛应用到各个领域,如经济学、海洋学、气象学、认知科学等学科[1]。教育是一个复杂系统,包括行动者和系统层级组织结构,如教师、学生、家长、社区领导、国家教育部门、经济结构、商业组织等[2]。近年来,动态复杂系统理论在教育领域的研究广泛兴起,但对复杂系统领域内部特征的联系和普遍性关注不足。因此,本文立足于复杂动态系统理论,深入剖析其内部特征,进一步抽象出普遍性。最后,多维度分析复杂动态系统理论对大学教育改革的启示。

二、研究背景

复杂动态系统理论:复杂理论可追溯到1937年vonBertalanffy提出的一般系统理论,该理论主张用系统的观点看问题,即通过理解各部分的关系来把握整体[2-3]。动态系统理论最先应用于数学领域。19世纪末20世纪初,法国数学家HenriPoincare开展了非线性动态研究,计算机时代的到来推动了动态复杂理论迅速发展[4]。复杂理论的理论基础是20世纪70年代的自组织理论、Prigogine的协同论和M.Eigen的超循环论[5]。关于复杂动态系统理论的术语有两种观点,一种观点指出动态系统理论的核心和基础是复杂性理论和混沌理论,复杂系统理论包含于复杂性理论中[6]。另一种观点认为术语尚未统一,复杂理论和动态系统理论使用频率最高[7]。本文依据Larsen-Freeman(2019)文中的complexdynamicsystemstheory,以下称之为复杂动态系统理论。复杂动态系统具有十个特点,分别为:动态、复杂、非线性;混沌、不可预测、初始状态敏感;开放、自组织、反馈敏感和自适应[4]。复杂动态系统理论视阈下,复杂现象不再是静止、孤立的状态,而是交互、动态的过程。复杂动态系统理论并非取代传统理论,而是统一与升华[8]。复杂系统理论不是预设,而是适应,不是终结,而是过程。动态复杂系统理论的突破性主要体现在两方面:第一,动态发展性。动态复杂系统理论摒弃简化、线性思维,用统一、联系的观点看问题,将发展看作动态变化的过程,为人类认识世界拓宽了新视阈。第二,普遍适用性。动态复杂系统理论是一种思维范式,可广泛应用于自然科学和社会科学。复杂系统理论视阈下对教育改革的研究多集中在复杂动态系统的特征对教育改革的指导意义或方法论意义[9],关注特征普遍性的研究较少。由此可见,复杂动态系统理论对教育改革依然是值得探讨的话题。本文以动态复杂系统理论为视角,分析复杂动态系统理论特征的普遍性对大学教育改革的启示。

三、复杂动态系统理论与大学教育改革

基于动态复杂系统理论的十个特征,本文按照特征间的相关性进一步抽象为三个维度:复杂性、不对等性和统一性。复杂动态系统理论的复杂、开放、动态特征关注系统自身的复杂性;混沌、非线性、对初始状态敏感、不可预测强调原因与结果不平衡,即不对等性;自适应、自组织、反馈敏感聚焦于系统调节内部关系、平衡与外界环境关系,即统一性。教育是世界上复杂问题之最,需要用复杂的思维方式认识它,以实现突破性发展[10]。教育主体复杂、环境开放、过程长期而复杂决定了教育系统的复杂性;教育原因和结果往往不成比例,教学成果与教学目标可能不匹配构成教育系统中投入与产出不对等的特性;教育系统内部各因素交互运动,平稳运转,同时与外界环境和谐统一体现了教育系统的统一性。从这个意义上说,动态复杂系统与教育系统的维度相契合。

(一)教育系统的复杂性

从复杂动态系统理论视角看,教育的复杂性主要体现教育环境的复杂性,具体体现在三个方面:教育主体复杂性、教育环境开放性以及教育环境内部关系动态性。第一,教育主体是复杂的。教育的主体是人,马克思曾说“人是一切社会关系的总和”,说明人的复杂性。大学教育不仅仅是教授知识,更是传递思想和观念。高校教师是大学教育的主要媒介,教师的教学理念、治学态度、思想观念会潜移默化地影响学生。每个学生都是教育系统中的子系统,复杂系统中的每个组成部分几乎都包含着系统整体的全部信息,能够独立处理系统内部和外部信息。子系统的复杂性增加了教育系统的复杂性。第二,教育环境是开放的。教育既是独立的系统,又是社会生态系统的子系统,因此受到社会政治、经济、文化、社会环境的影响。我国高等教育一方面要立足基本国情,符合我国当前经济社会发展水平;另一方面,教育要不断参与国际交流、深化国际合作,培养国际化人才,以推动中国在全球化浪潮中劈波斩浪,把握战略制高点。第三,教育主体复杂性和教育环境开放性决定了教育发展必然是长期、复杂的过程,具体指发展过程具有长期性、影响发展过程的因素具有复杂性、交互性。教育系统内部存在多种不确定因素,影响教育目的、过程和结果,因此,“复杂性”成为教育系统的本然特征和基本样态[11]。高校教师教育理念、教学手段、思想观念各不相同,学生的教育背景、成长环境、学习态度、学习能力也各有不同。此外,教育管理者的教育理念直接影响教育政策的制定和执行,对教育起到宏观调控的作用,影响教育系统的顶层设计。教育是潜移默化的过程,不能一蹴而就,多方复杂因素互相交错,共同构成了教育发展过程的长期性、复杂性。

(二)教育系统的不对等性

教育系统具有不对等的特点,主要表现为投入与产出不对等,具体体现在宏观和微观两个层面。首先,宏观层面指原因和结果不对等。教育中各种复杂因素交互,在此过程中出现两种情况:有多种原因产生同一个结果,或同一原因导致不同结果[11]。教育中存在大量偶然因素,系统中的任何因素的变化都会对整体产生影响。因此,偶然因素的随机性增加了结果的不可预测性。多年学校教育不一定提高学生学习兴趣,而某个偶然事件也许会激发学生极大地学习热情[8]。其次,微观层面体现为教学目标和实际成果不对等。教育中存在大量不可量化因素,导致教师的思想无法线性地传递给学生[12],因此,常常出现教师意图和学生的理解程度不匹配的情况,学生可能没有完全理解甚至误解教师的授课内容。由于教育系统内部不存在简单反复,而是动态重复,每一次动态重复都会带来新的初始状态。而任何看似无足轻重的变数都有可能产生巨大影响[9],长此以往,实际教学成果常常无法达到教学目标。

(三)教育系统的统一性

教育系统具有统一性特征,一方面体现在系统内部各要素统一,另一方面表现为与外界环境的统一。其一,教育系统内部各要素交互具有自组织的特点,能够自我建构。尽管教育系统中的教学主体、学习主体和监控主体各自都是独立的复杂动态系统,处于发展变化之中,但能够通过互动达成内部统一。在教育系统范围内,教师在教学过程中可以依据教学大纲自主选择授课方式、教学内容、制定教学目标;学生可以根据教学内容和学习兴趣自主选择学习方法、定位学习重点、拓展学习内容;教育监督部门可以在课程规划范围内制定评价体系、调整评价标准。这些独立的子系统在没有外力作用下之所以能够平稳运转,就在于教育系统的内部统一性。其二是教育系统与外部环境相统一,教育与其他系统一起构成社会这个巨大的系统,与此同时,教育受到其他系统影响。其具体表现为以下两种状况。第一,教育系统具有自适应性,能够调节自身适应外部,是社会大系统的子系统。思想政治教育具有引导价值、规范行为、滋养道德的作用[13]。可以说,教育对社会价值观念具有教化作用,是社会文化系统的重要组成部分。第二,教育系统具有反馈敏感性,其他系统影响教育系统,推动其动态发展。经济基础决定上层建筑,教育系统作为文化系统的子系统,其发展性质与程度取决于社会生产力的发展程度。

系统动力学论文第7篇

[关键词]协同理论 大学语文 阅读教学 运用

大学语文阅读教学的困境由来已久,为突破大学语文阅读教学的困境,大学语文教学的研究者提出了许多走出困境的策略,对改善大学语文阅读教学的现状起了一定作用。但笔者在大学语文阅读教学中所看到的一些教学方法和策略,大都缺乏对大学语文自身的本质及其整体发展过程的思考,对课堂教学的指导作用也不尽如人意。因此,大学语文阅读教学迫切需要在一种新的理论指导下,抓住大学语文阅读教学的本质特征,以有效的整体观和发展观来关注大学语文阅读教学,进而改善大学语文阅读教学现状。本文从介绍协同理论的概念内涵入手,提出了协同理论在大学语文阅读教学中的几点应用要求,概括了从大学语文教学环节出发和从师生阅读活动的过程出发构建阅读教学模式这两种常见的协同式阅读教学模式结构,并以课文《都江堰》为案例详细分析了协同理论在大学语文阅读教学中的运用。

一、协同理论的概念及其内涵

(一)协同理论的概念

协同理论(cooperation statement)是原联邦德国斯图大特大学的赫尔漫・哈肯教授于20世纪60年代创立并盛行于20世纪70年代的一门新兴的横断学科。协同理论把不同学科中存在的共同现象作为研究对象,研究一个系统中各子系统之间协调一致的作用是如何产生的,系统从无序转变为有序的规律是什么,有序结构形成以后又如何变化等。它以信心论、控制论、突变论为其理论基础,是新三论(即协同论、耗散结构论、突破论)中的一个重要观点,主要表现为一种方法论。

(二)协同理论的内涵

1.协同理论具有协同效应。协同效应源于希腊语中的synergos,其义为不同元素、不同力量之间的累积性影响,是指功能、组成元件、规模、方式、任务、目标之间的累积系统,在更高层次的统一指挥下,形成一种整体功能,完成相异甚至相反的部分间的整体合作。在大学语文阅读教学中,运用各种不同的教学元素、语文因素,使教学质量等同或远超单一元素与因素预期效益之和。在大学语文阅读教学中应充分利用这一特点,尽可能运用各种不同的教学元素、语文因素,这样可以诱使学习者产生谋求“协同效应”的渴望,使教学朝着协同的方向发展。

2.协同理论具有序参量性。序参量性是指描述系统有序程度的变量。系统变量很多,在系统里从无序向有序转化的临界区域中衰减较慢或几乎不衰减的少数参量才是序参量,它们决定着系统演化的性质。“协同作用实际上就是序参量与序参量之间既相互竞争又相互联合的作用,协同效应就是强调要发挥序参量在系统集体自组织运动过程中的主导作用,系统一旦达到有序就会产生在序变量主导支配下的子系统之间的协同效应,使子系统呈现出宏观尺度上的时间、空间或成功的有序结构。这种有序结构扩展了系统的功能,使系统的功能产生出非线性的增长。”通过观察研究运用序参量,就能把握大学语文教学系统的演化规律与发展方向。

二、协同理论在大学语文阅读教学中的应用要求

(一)在大学语文阅读教学中应确保学生的主体地位

大学语文阅读教学要使学生从被动的知识接受者转变为学习的积极参与者,要实现这一转变,首要的是确立学生在课堂阅读教学中的主体地位。目前,我国大学语文教学一般都是采用大规模的班级授课,为了能在有限的、特定的时间内充分调动学生的主动性和积极性,提高他们的阅读能力,就要求教师从有利于激发学生主动学习的角度进行教学设计,如这次课的重点是什么,需要提出什么问题,怎样提出问题有利于学生思考,怎样才能激发学生的兴趣等等。教师只有从这些问题出发,设计课堂教学,才能实现从单纯讲授到共同探讨问题的转变,也只有这样,才能发挥学生的主体性,确保学生的主体地位。发挥学生的主体性,就是要从各个方面调动学生学习的积极性,让学生觉得上这个课可以获得许多信息,能够提起兴趣,善于思考,课后有事干。教师“要重视学生在阅读过程中的主体地位”,教师“不能取代学生在阅读中的主体地垃”,要把阅读的主动权交给学生,善于激发和调动学生阅读的积极性,让学生有自主阅读的时间和空间,使他们主动参与教学活动,积极思考,亲自实践,以培养学生的自主意识,促进其主体性不断发展。运用各种不同的教学元素,采取自主、合作、探究的学习方式,将各不相同的子系统,在更高层次的统一指挥与协调下,形成一种整体功能,培养学生协作精神,使学生产生阅读的协同效应,更好地发挥自组织作用。

(二)在大学语文阅读教学中要关注学生自我建构文本意义

协同理论的自组织原理可以应用于大学语文阅读教学中。学生作为阅读教学子系统要素,具有主动阅读构建文本意义的权力,要让学生学好大学语文不能光靠教师外部的影响和力量,而要紧紧依靠心理内部的机制,协调、自动地形成建构文本意义的有序结构,从而激发学生阅读兴趣,调动学生内驱力和主动性,基于心理的需要促使学生阅读,自觉进行文本意义的建构,在建构文本意义的过程中,学会思考,学会创造,学会感悟,学会协同,使建构文本意义成为学生的自觉行为。

(三)大学语文阅读教学中应抓住教学主次,突出大学语文阅读教学系统中的关键因素

教师在大学语文阅读教学中应抓住阅读教学的重点,突破文本内容难点,不能事无巨细,不分主次,什么都讲,如果这样,会导致学生耗时费力且收获甚微。在文本的解读上应由此及彼,由表及里,以点带面,抓住关键因素,形成关键问题。要做到这一点,需要对阅读文本的相关理论和学术前沿作一定介绍,使学生对关键因素的学术研究和发展趋势有所了解,初步形成问题,这既是阅读积累的过程,也是问题意识培养的过程。在课堂阅读教学中,抓住了问题,就是突出了关键因素,而教师围绕问题的有关介绍和启发,可以起到激发学生扩散思维和增强批判意识的作用,从而产生进一步探究内在问题的驱动力。与此同时,以关键问题为中心,也有利于在阅读过程中促进学生广泛参与,增强学习的主动性,培养学生对文本内容的理解能力、概括能力以及分辨能力,不能使学生的阅读思想淹没在一个个文本之中,要在阅读中根据不同的文本内容抓住关键因素,这些关键因素或是学术前沿,或是文本内容讨论的热点,或是能够用其他方法进行研究。总之,关键因素是具有很大探讨空间的问题,抓准并突出关键点,就能够引起学生的注意,形成探究的欲望。

(四)在大学语文阅读教学中应强调师生的课堂合作

教师与学生是语文教学系统中最为重要的两大系统,协同理论强调这两大系统各要素和谐发展。大学语文阅读教学要取得最大效益,就必须充分发挥系统内部整体力量,必须强调师生合作,生生合作,这就要求语文教师对自己准确定位,在与学生的交流互动中扮演好平等者的角色,积极发挥引导作用,与学生进行良好的课堂互动,形成良好的师生关系。

三、协同式阅读教学模式在大学语文教学中的运用

大学语文协同式阅读教学模式是师生依据协同理论和阅读心理机制,通过营造良好的阅读环境,促进阅读教学系统内部诸要素非线性协调与交互作用,从而提高大学语文阅读教学系统自组织能力,完善学生大学语文阅读能力的培养,使大学语文阅读教学系统形成新的有序结构的教学模式。

(一)常见的协同式阅读教学模式结构

1.从大学语文教学环节出发构建阅读教学模式,即“四进四出”教学模式。其内涵是:走进文本,读出自我;跟进思考,读出问题;推进理解,读出发现;融进鉴赏,读出评价。这四个环节优化组合,以协同理论为指导,优化大学语文阅读教学“四进四出”模式内部结构,协调教与学的相互作用、相互制约的关系,打破了原有各系统之间各自为政,没有形成互动合力的教师讲学生听、教师问学生答、教师布置作业学生完成等被动局面。“四进四出”大学语文阅读教学模式的实施,打破了这种原有的不平衡,教师的教与学生的学都在寻找新的平衡点,出现了探究式、讨论式的教学方法和学习方法,学生的阅读个性得到张扬,鉴赏能力和创新思维得到发展,课堂的有序性和组织程度得以强化,出现了新的对称性。

2.从师生阅读活动的过程出发构建阅读教学模式。这种模式将阅读教学分成课前、课中、课后三个部分。课前,个体、课外材料、环境的协同,小组成员阅读材料共享,进行消遣性阅读;课中,教师、学生、内容、教学媒体的协同,也是信息情感活动的协同,生成教师教、学生学的活动风格,通过群体知识生成活动;课后,群体、课外阅读材料、环境的协同,小组成员之间进行评价流和自我反思。在这样的阅读教学模式下,首先,师生共同确立阅读教学的愿景,教师提供给学生具有针对性、趣味性的共同阅读材料,师生共同进行课外阅读,与此同时,建立不同层次、规模的学习共同体,即群体在一起以汇聚课堂的方式形成学习共同体,个体之间彼此信任、互补长短;其次,学习共同体进行阅读活动,小组之间进行充分交流;最后,针对阅读文本内容进行个性化的解读,这是阅读主体对文本的把握和再创造,这三部分由自身在阅读过程中不断变化的求知欲逐步引领和深入。

(二)以实际案例分析协同理论的运用与大学语文阅读教学

在大学语文阅读教学中,运用协同理论可以使教师、学生、内容、教学媒体等诸要素有机合作和相互关联,可以起到教学过程中因素协调、合作、同步、互补的作用。这种协同效应广泛存在于大学语文阅读教学系统中,无论是阅读教学“四进四出”环节中的个性化阅读、思考问题、理解发现、鉴赏评价,还是从师生活动的过程出发,各种协同要素的融汇整合,都表现出协调、合作、整体效应增强的特点,这时的大学语文阅读教学系统从无序状态走向有序状态,即“协同导致有序”。上文谈到协同理论的一个内涵特点就是协同效应性,例如教师讲《都江堰》,在学生进入文本之后,经过阅读过程中的因素协调、合作、同步、互补,学生读出了自我。

以笔者的实际工作经验为例。2009级高职初等教育2班李春玲同学读《都江堰》后,满怀激情,感慨万千,她在发现报告《拥抱都江堰》中写到:“读了余秋雨先生的散文《都江堰》,我的心情久久不能平静,这篇散发着智慧、祥和、厚重感的文章一定写于2008年5月12日的地震前,那时的都江堰‘像一位绝不炫耀、毫无所求的乡间母亲默默地奉献着自己甘甜的乳汁’,‘为无数民众输送汩汩清流,它永久性地灌溉了中华民族’,‘只要都江堰不坍,李冰的精魂就不会散’。然而随着2008年5月12日的那一声天崩地裂的巨响,都江堰在夏天里弄湿了我所有的记忆,曾经的都江堰,山清水秀,现在的都江堰,满目凄凉,但是李冰的精魂依旧没有散,仍然手握一把长锸,站在滔滔的江边,守护着后人。山崩地裂,房屋被毁,地震可以埋葬我们的肉体,却震不垮我们的精神。都江堰没有垮,二王庙没有被摧毁,任何困难都压不倒英雄的中国人民,13亿中国人在天安门广场发出的吼声‘中国加油!汶川加油!都江堰加油!’将永远在960万平方公里的土地上回荡。”这个同学激昂的话语饱含强烈的爱国之情,震撼了全体同学的心,她用真情走进了文本,读出了自我,与文本进行了一次心灵的对话。该同学运用了多种不同的阅读元素、语文因素,进行了口语表达,产生了协同效应,使自己的阅读质量远远超过单一元素与因素的预期效益之和。实践证明,协同理论的运用为大学语文阅读教学提供了一种行之有效的方法,其能够在大学语文阅读课堂教学中发挥重要作用。

此外,阅读教学中让学生理解文本时,也可以利用协同论的自组织原理进行设计。仍以课文《都江堰》为例,在研读文本时,学生在没有外力作用的情况下,通过内部的自我调节、自我挖潜和各因子共振,激活了思维,在阅读思考中发现了问题,例如作者在文中提到“中国历史上最激动人心的工程不是长城,而是都江堰”,“长城的社会功用早已废弛,长城的文明是一种僵硬的雕塑”,这些话语是不是有意贬低长城?这个问题引起了全体同学的热烈讨论。有的同学认为,“不是贬低长城,写长城与都江堰的对比,是为了更好地突出都江堰无论在历史上还是在今天,都为中华民族作出了伟大贡献。”有的同学则质疑,“长城无论是在历史上还是在当下不也为中华民族作出了巨大贡献吗?作者为什么这样写?”学生质疑辩论不是通过外在的因素,而是依靠内部的思维规则,协调地、自动地形成思维的有序结构对问题进行解答,这种质疑形成了思维有序化的连续统一体。实践证明,阅读中运用自组织原理将有利于激发学生的思维,理解文本的思想内涵,探究文本的丰富意蕴,领悟文本的艺术魅力,扩大了学生“倾听”“言说”的阅读发展空间。

教师在大学语文阅读教学中,应自觉地将协同理论应用于大学语文教学的实践中,提高大学生的大学语文综合阅读能力,确保学生主体地位,培养他们的团队精神,激发学生研究阅读的兴趣,消除学生阅读的消极情绪,调动学生阅读的积极性,创设大学语文阅读环境,使各个系统之间相互关联、相互照应,使大学语文阅读教学在协同中内化,阅读思维在协同中共振,阅读理解在协同中生成,阅读个性在协同中发展。教师应该善于把握协同理论的特点,让平淡的文本内容在产生一定的协同效应后变得富有生气,让协同理论在大学语文阅读教学中发挥其应有的作用,从而达到提高大学语文阅读教学质量的目的。

[参考文献]

系统动力学论文第8篇

关键词:汽车电子;电力电子;教学改革

作者简介:吴晓刚(1981-),男,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,副教授;周美兰(1962-),女,黑龙江哈尔滨人,哈尔滨理工大学电气与电子工程学院,教授。(黑龙江 哈尔滨 150080)

基金项目:本文系黑龙江省高等教育教学改革项目(项目编号:JG2201201107)、哈尔滨理工大学高等教育研究重点项目(项目编号:A201200004)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0098-02

随着汽车产业的发展,电子技术在汽车上的应用已成为汽车设计研究部门考虑汽车结构革新的重要原因。在国外,平均每辆汽车上的电子装置在整车成本中占20%~25%,一些豪华轿车上装有40多个微处理器,有的汽车电子产品甚至占整车成本的50%以上。许多汽车制造商都认为,增加汽车电子装备的数量,促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的有效手段。[1]

在对汽车电子技术的教学研究中,文献[2]提出优化“汽车电子与控制”配置课程的内容、改革结构体系、改革教学方法和手段、加强实验建设和课程设计环节等改革思路。文献[3]分析了“汽车电子控制技术”课程在理论教学和实践教学方面的问题,提出了灵活多样的理论教学改革方案和采用项目教学法等加强实践环节教学的建议。文献[4]介绍了汽车电子控制技术课程精品实验项目的设计思想、主要环节及具体实践。文献[5]将虚拟仪器LabVIEW软件应用于汽车电子技术综合性和设计性虚拟实验中,并进行了实验教学的实践。文献[6]开发了汽车电子控制系统实验教学所需要的嵌入式系统,完成了实验箱硬件及教学实验所需的支撑软件,并在此基础上开展了教学实践。文献[7]介绍了在电子信息工程专业开设汽车电子系列特色课程的研究。

在汽车电子中,涉及到电力电子技术的内容通常称为汽车电力电子技术,并且成为了电力电子技术的重要分支。哈尔滨理工大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业下的电力电子方向,在汽车电子研究上已有了十几年的基础。在依托汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程研究中心和黑龙江汽车电子技术研究中心科研基地的基础上,形成了以新能源汽车动力系统控制和汽车电子驱动控制为特色的研究方向,并培养了大量的硕士研究生和博士。因此,为了在本科教学中体现我校电气工程及其自动化专业的办学特色,结合在汽车电子方向上的研究成果,在2010年制定的电气工程及其自动化专业电力电子方向本科生培养方案中,特别增设了“汽车电子技术”专业方向选修课。本文以“汽车电子技术”课程作为研究和实践对象,通过课程结构优化设置和考核方式改革,结合现场教学和研究性教学的教学方法,实现具有特色的专业选修课教学。

一、“汽车电子技术”课程结构

“汽车电子技术”课程开设在大学四年级上学期,为专业选修课程,2学分,共32学时。其中理论教学22学时,实践教学10学时。根据电气工程及其自动化专业的基础课程和平台课程设置,结合汽车电子技术的主要特点,“汽车电子技术”课程的理论教学可分为6个模块,如图1所示。

在“汽车电子技术”课的理论教学环节中,第一部分,先介绍汽车电子的基本概念,回顾汽车电子技术的发展历史,通过实例分析介绍汽车电子对汽车安全与节能的影响,结合电气工程及其自动化专业的相关知识,讲述汽车电子与电力电子的关系。

第二部分,介绍汽车电子技术中常用的器件。包括光电、霍尔、电阻等各类传感器,常用于汽车电子控制系统中的单片机选型及选用依据,汽车电子控制系统中所用的交直流电机、电磁阀等执行器件的工作原理和控制方法。

第三部分,在以上介绍的基础上,着重介绍汽车变速器电控、ABS系统、动力转向电控等汽车电子控制系统的设计方法,主要内容包括电控系统开发遵循的标准、硬件电路设计和软件编程方法,特别强调目前汽车电子控制系统中所用的V流程开发模式。

第四部分,结合新能源汽车的热点问题,充分发挥电气工程及其自动化专业知识在电动汽车方面的运用。本门课与目前车辆工程专业所开设的“汽车电子技术”不同之处在于,省去了传统以发动机作为主导的汽车动力系统控制部分,强化了电驱动系统的匹配与设计部分。该部分内容除了包含对于汽车动力系统设计方法和匹配规律的介绍外,还增加了对于电动汽车动力系统控制的一般方法介绍。

第五部分,介绍汽车电器系统,包括汽车仪表系统、灯光照明系统、电动门锁系统、电动车窗、电动后视镜、电动天窗、电动座椅、车载空调系统、车载音响系统、车载电视娱乐系统、车载无线通讯系统、电子导航与全球定位系统、智能交通系统和车载网络系统等方面的内容。

第六部分是课程的最后部分,介绍汽车电子控制系统中可靠性的评价标准和一般的故障诊断方法。

以上六部分构成了我校电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”理论教学的主要内容。

在“汽车电子技术”课程的实践教学过程中,主要有实验和课程设计两种方式。实验课作为学生在校内实现理论联系实际的一种比较有效的手段,学生通过实验能够加深对课程理论知识的理解,并能够培养一定的实践能力。我校在电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”实验课的设置上,主要分为5个部分,如图2所示。

课程设计是提高学生分析问题和解决问题能力的重要手段,它不但可以使学生加深对理论和实验课程的理解,而且能够使学生将所学的课程内容与相关课程综合起来,提高了知识的应用能力。[8]“汽车电子技术”是一门实践性很强的课程,课程设计主要结合我校电气工程及其自动化专业平台课的知识,以电动汽车控制系统作为设计目标,让学生结合电力电子技术的相关知识进行设计。

二、“汽车电子技术”课程教学方法的改革

对于“汽车电子技术”课程来说,涉及到的汽车电子控制系统单靠语言描述是很难讲清楚的,而通过传统的板书教学方式,也很难清晰勾勒出汽车电子控制系统的原理和工作过程。因此本门课在授课方式上采用多媒体教学的方式,通过多媒体课件制作出的动画及示意图等来展示汽车电子控制系统的结构、组成及工作原理,使教学的内容直观清晰,易于理解。

在“汽车电子技术”课程的教学过程中,除了正常的多媒体课堂教学外,还采用了现场教学结合研究性教学的授课方法。现场教学即依托我校汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程中心的实验平台,使学生到工程中心参观现场演示,并试用工程中心开发的汽车电子产品实验样机。这些教学手段可以使学生对汽车电子的功能及开发有更直观的认识。除此之外,教学内容中以汽车电子产品的项目开发作为主导。例如在“汽车电子控制系统的设计”这部分内容讲授时,可自始至终以工程中心开发的汽车变速器控制单元作为对象,从汽车电子产品开发的前期调研、方案论证,到中间环节的样机开发、功能验证,再到最后环节的样机标定、测试等进行全方位的介绍。通过这样的讲授,学生对汽车电子的感性知识加深,在理论学习中的目的就会变得明确,清楚地认识到需要掌握的主要内容。

三、“汽车电子技术”课程考核方式

为了有效地组织教学,突出“汽车电子技术”课程的实践性,改革了这门课程的考核方式。我校其他专业课程的考核方式大部分是以平时成绩占30%,期末卷面成绩占70%的比例进行综合评定。而由于“汽车电子技术”课程面向电气工程及其自动化专业电力电子方向的本科生,选课人数基本维持在40~60人范围内,这样的人数规模便于授课教师进行小范围内的专业指导,因此在考核方式上提出了平时成绩、作业成绩、实验成绩、课程设计与专业论文撰写相结合评定的方式。与其他课程不同之处还在于,其他课程安排的课程设计都是最终给定一个独立的成绩,而作为专业选修课,本门课程的课程设计成绩只是最终成绩的其中一部分。

目前该门课程的考核采用平时成绩占10%,作业成绩占10%,实验成绩占10%,课程设计占30%,专业小论文占40%的比例权重进行成绩的评定。这样做的好处是,不但能够充分发挥本门课理论与实践紧密结合的特点,并且可以充分激发学生的学习兴趣,培养学生的团队合作精神。

专业小论文作为考核的主要部分,在撰写过程中,授课老师首先利用2学时的时间对学生进行科技论文撰写的培训,而后引导学生充分利用学校图书馆的资源,根据各自分配到的科技论文主题进行文献的检索;学生分成了3至4名成员一组,选择关于汽车电子的主题项目,可建议主题为电动汽车整车控制器的设计、汽车防抱死ABS系统设计、汽车自动变速器控制系统设计等,学生也可以自己提出新的主题。给定主题一段时间以后,学生提交科技论文,并以学术会议的形式在课堂上进行交流,老师和其他同学可以自由根据报告者的内容提问,并提出意见和建议。该部分成绩可以当场给出,这样做的好处是激发学生的积极性,所给定的成绩能够实现主观与客观兼顾的效果,令所有同学信服。

四、结论

根据“汽车电子技术”理论与实际紧密结合的特点,结合所开设课程在电气工程及其自动化专业的实际情况,提出了教学中课程内容优化配置,现场教学结合研究性教学的授课方法;考核上提出了平时、作业、实验、课程设计与科技论文撰写相结合的方式。通过这些教学改革,提高学生学习的积极性和主动性,真正能够在有限的学时内获得最实用的知识,增强学生的实践能力。

参考文献:

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系统动力学论文第9篇

我国区域创新系统知识流动整体状况

以2010年我国各地区论文合著数据为例,分析我国各区域创新系统中不同机构间论文合著篇数总体状况。20ro年全国同一地区内高等学校之间的论文合著总数为3664篇,而研究机构之间的论文合著总数为1165篇。考虑到全国高等学校和研究机构的科技人员总量基本相同(2010年分别为342375人和328991人),显示我国同一地区高等学校之间知识流动状况要远远好于研究机构之间知识流动状况。全国同一地区企业间的论文合著总数为116篇,显示企业之间知识流动不足。全国同一地区高等学校和研究机构之间论文合著篇数最多,达到3697篇,显示我国同一地区高等学校和研究机构间知识流动比高等学校之间知识流动状况更好,同一地区高等学校和研究机构间的互动关系相对较好。2010年,全国同一地区高等学校和企业之间论文合著总数为1902篇,而研究机构和企业的论文合著总数为755篇,显示我国高等学校的知识和技术更容易为本地企业利用。大学和研究机构同企业在技术创新中相互联系的增加表现为大学和研究机构来自企业的研究开发经费的增多〔6〕。从高等学校和研究机构来自企业的研究开发经费来看,全国高等学校来自企业的经费为5375626万元,而研究机构来自企业的研究开发经费为3971619万元,同样显示高等学校对企业技术创新的支持要好于研究机构对企业技术创新的支持。这也显示利用论文合著数量表示知识流动是合理的。为了消除科技人员人数对论文合著数量的影响,分别用各地区高等学校和研究机构科技人员数量修正其与企业合著论文数量。具体修正方法如下:利用企业与高等学校论文合著数量除以高等学校科技人员数量,然后减去企业与研究机构论文合著数量除以研究机构人员数量所得数值,该数值为负表示研究机构对企业技术创新支持力度相对较大,为正表示高等学校对企业技术创新支持力度相对较大。在我国31个省、直辖市和自治区中,只有贵州、河北、江西、宁夏和云南五个地区的研究机构对企业技术创新的支持状况好于高等学校对企业的支持,显示在我国区域创新系统中,高等学校对企业技术创新的支持要普遍好于研究机构对企业技术创新的支持,研究机构在区域创新系统中的作用没有得到充分发挥。

区域创新系统知识流动演化研究