前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇原子结构范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
教师:漂亮的彩虹、精彩的烟火,科学家通过探索原子的结构问题揭示了五颜六色的色彩秘密。正是因为电子在运动过程中有能量的变化,我们才看到了这些绚丽的色彩。在电子运动过程中产生的这些光线,我们称之为光谱。我们在学习中还知道很多金属元素在火焰上灼烧时,会显示出具有它们特征的焰色。为什么每一种金属会显示出各自不同的焰色呢?除了金属以外,其他元素是否也能产生类似的光谱呢?今天,我们就从最简单的元素——氢元素的光谱开始了解光谱、了解电子运动的状态。
第二阶段:认识氢原子光谱,学习从宏观现象推理微观世界的一种方法。
(多媒体展示氢原子的光谱图以及氢原子的微观示意图。)
教师:在光谱图中,我们可以看出它对应有四条谱线,这四条谱线说明氢原子核外电子在运动过程中会向外辐射能量。它的能量是从哪儿来的?是什么样的过程辐射出能量?它的能量为什么又是以一条条一定波长的光来体现的?我们看一下模拟演示过程。
电子在它固定的轨道上运动的时候,是不会向外辐射能量的。请大家注意观察:当我们给电子提供一定的能量时,电子就会跳到更高能量的电子层上,这一过程称之为跃迁。图示的跃迁过程中,电子吸收了能量,所以跃迁后能量升高了。可是,电子在高能量的状态时不稳定,还会跃迁到低能量状态。我们看到的谱线,就是电子在高能量状态跃迁回低能量状态时释放出的能量。这个能量对应一定波长的光,所以一种跃迁就对应了一条谱线。那么,同学们可能又会产生一个疑问:氢原子核外只有一个电子,它为什么能产生多条谱线呢?而且我们截取的仅仅是氢原子在可见光区的谱线就有四条。请结合图示分析原因。(提示:图示中标示了n=1、n=2、n=3……,其中n代表什么?)
李磊:n代表电子层。
教师:每条谱线对应一种电子跃迁,此处标出的四种电子跃迁就对应上图中的四条谱线。通过这个分析,你是否能看出它产生四条谱线的原因?
李磊:跳跃的电子层数不一样,第一条是从第三层跃迁到第二层,第二条是从第四层跃迁到第二层,以此类推。
教师:虽然氢原子核外只有一个电子,但是被激发以后,不同的电子可以跳到不同的电子能层上,而不同电子能层的电子在往回跃迁的时候就辐射出了不同能量的光。科学家玻尔也正是依据以上实验事实和分析,最早给出了原子核外电子是分层排布的说法。(出示:描述电子能量大小的主量子数n取值不同时,表示不同的能层,即电子层。)这就是我们要说的原子结构量子化模型的最初说法。
第三阶段:应用科学思想,发挥思维能力和想象能力,深入学习。
教师:当了解了氢原子光谱以后,我们再选择一种大家熟悉的钠元素,大家发挥想象,钠元素的光谱图会是怎样的?
学生想象一分钟后,教师出示氢元素和钠元素的光谱图。
教师:观察钠元素光谱图,与你想象的一样吗?
学生:不一样(不太一样)。
教师:现在大家对比两种元素的光谱,看看有哪些异同,你有哪些疑问。
学生以小组为单位,相互讨论。
教师:无论是疑问,还是你们讨论的结果,都记录在学案上。讨论后,我们将以小组为单位汇报,要求每个组汇报的内容不同。
学生汇报:
1组:钠的谱线比氢的谱线多,相同频率对应位置有相同的谱线,钠的谱线比较集中,而氢的谱线是单一的。
2组:同一颜色的谱线粗细不同。
3组:氢的空白处钠却有谱线,钠比氢多了黄线。
……
教师:同学们发现的信息都是很有价值的:钠谱线比氢谱线多了,钠谱线中包含了氢谱线,在钠的谱线中有波长非常接近的一组谱线挨着,但氢中都是一条谱线,还有的同学说钠比氢多了黄线。接下来,请大家讨论一下,为什么两种元素的谱线会有这些差异?
学生以小组为单位讨论,时间约2分钟。
教师:这个环节我们称为“猜想”环节。点到名字的同学说说你的猜想或看法,不怕说错。
王宇航:在相同的区域中,钠的光谱与氢的光谱颜色一样。
教师:为什么会一样?
王宇航及其他学生:钠的光谱中包含了氢的光谱,是因为钠的核外电子跃迁包含了与氢相似的电子跃迁。
姚易飞:钠的核外电子多,所以它的电子跃迁有多种可能。
教师:电子多了,电子层多了吗?跃迁的电子层多了吗?
姚易飞:电子层多了,跃迁的电子层没有变化。
教师:对,刚才我们看到氢原子核外虽然只有一个电子,但它可以从第六层或者第五层发生跃迁,钠元素核外的电子也是在这些电子层间跃迁,但是电子多了,情况确实变得复杂了。
张艺丹:离核越远能量越高,应该是与能量有关系吧。
教师:是的,跃迁过程就是吸收或释放能量。不同的跃迁辐射出的光谱不同,现在电子多了,谱线复杂了,为什么会这样?
张艺丹:电子多了,能量变化就多了。
曲一帆:能量变化的状态多了,所以谱线多了。
……
教师:好的,通过本轮猜想,我们再次明确氢原子核外只有一个电子,但是它只有一个电子层吗?
学生:不是!
教师:每个原子核外无论有几个电子,它都有若干个电子层,电子层之间的差异就是能量不同。请大家思考:观察钠的光谱图中的一组红色谱线,它们的波长相近,能量略有差异,可是氢光谱中看到层与层之间跃迁的能量差异很大,于是我预测:对于氢原子,相邻能层的跃迁只形成一条谱线,但是多电子原子在相邻能层间的跃迁产生了多条谱线,那么在一层里又分出了多个小层,这些小层之间能量有差异,由于它们都处于同一电子层中,所以能量差异不大。当这些电子从这些小层跃迁到同一能层时,就形成了波长相差不多的多条谱线。我的预测合理吗?
学生:合理。
教师:通过大量的实验和计算,科学家也帮我证实了这种预测,即在一个能层中又分为若干层,并为它取名为角量子数,用l表示,当l不同时,再结合主量子数,表示为ns、np、nd等,s、p、d也称为能级,它们之间也有能量差,但是能量差比层与层之间的能量差小多了。所以,描述一个电子在原子核外的能量状态有了两个量子数,分别是主量子数和角量子数。
第四阶段:更多猜想,深化科学思维方法。
教师:有些科学家做了这样一些光谱实验:我们在同一能层中的s和p能级之间,如果电子从p能级向s能级跃迁的时候应该会产生一条谱线,但如果实验是在外加磁场的环境中进行,发现一种跃迁居然出现了三条或多条谱线,根据这种现象,我沿用同学们和科学家给我的启发,再次预测:能级还可以再分裂,但只在有外加磁场的时候能量变得不同。我查阅资料发现,科学家对此也早有说明,相同的能级在外加磁场的作用下能量会变得不同,用磁量子数,符号m,来描述这种差异。
教师:电子的运动状态确实是非常复杂的问题,目前科学家建立的原子电子云模型中描述电子状态的量子数有四个,除了我们已经认识的三个量子数以外,第四个是自旋量子数,请大家利用网络资料继续自主学习自旋量子。
借助一些实验以及科学家给我们的启发和经验,我们初步建立了原子的量子力学模型。接下来大家可以利用网页回顾今天的学习过程,也可以选择你喜欢的其他栏目加以关注,或者查阅我们的若干猜想在科学家的研究中是否能够找到依据。
第五阶段:网络学习了解更多原子结构的信息,并发表感想。
教师:请同学们说说看了什么栏目,有什么想法?
刘宇哲等:1.对科学实验感觉到神奇;2.看玻尔原子模型,感叹科学家的聪明和严谨;3.喜欢宇宙大爆炸等相关资料。
元素周期律第一节原子结构与元素性质同步练习
一、单项选择题
1.以下各组微粒互为同位素的是(
)
A. 1H和2H B. 14C和14N C. 37Cl和37Cl
- D. 56Fe2+和56Fe3+
2.16O
和18O
是氧元素的两种核素,以下说法正确的选项是〔
〕
A. 16O
和18O互为同位素 B. 16O
和18O的核外电子排布不同
C. 16O2
和18O2互为同素异形体 D. 16O2
和18O2的化学性质不同
3.53131I
是常规核裂变产物之一,可以通过测定大气或水中
53131I
的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。以下有关
53131I
的表达中错误的选项是(
)
A. 53131I
的化学性质与
53127I
相同 B. 53131I
的质子数为53
C. 53131I
的原子核外电子数为78 D. 53131I
的原子核内中子数多于质子数
4.8235Br标记的溴化铵作为示踪剂用于监测沿海污染。该原子的中子数是〔
〕
A. 47 B. 35 C. 117 D. 82
5.以下表达错误的选项是〔
〕
A. 13C和14C属于同一种元素,它们互为同位素
B. 6Li和7Li的电子数相等,中子数也相等
C. 14C和14N的质量数相等,中子数不相等
D. 1mol
92235
U的中子数比1mol
92238
U的中子数少3NA个
6.与NH4+所含电子总数和质子总数相同的粒子是〔
〕
A. Ne B. F- C. Na+ D. K+
7.某学习兴趣小组讨论辨析以下说法,其中说法正确的选项是〔
〕
A. 碱性氧化物一定是金属氧化物
B. 酸性氧化物一定不能和酸反响
C. 通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D. 混合物:氯水、氨水、水玻璃、水银、福尔马林、淀粉
8.据中央电视台焦点访谈报道,在黑龙江省哈尔滨市的一个居民小区,同住一栋楼的两家人相继得上一种怪病:红细胞、白细胞、血小板严重偏低。经黑龙江省辐射监督管理站的专家检测,发现是放射性物质铱—192在作怪。那么铱〔19277Ir〕原子中中子数与质子数之差为〔
〕
A. 115 B. 38 C. 269 D. 154
9.有关H、D、T、HD、H2、D+、H-这七种微粒的说法正确的选项是〔
〕
A. 互为同位素 B. 是七种氢元素 C. 电子数相同 D. HD和H2均是单质
10.以下分子或离子之间互为等电子体的是〔
〕
A. CCl4和PO43- B. NH3和NH4+ C. NO2和CS2 D. CO2和SO2
11.氦-3聚变〔3He+3He4He+2H〕可作为未来可控核聚变的清洁能源,以下说法正确的选项是〔
〕
A. 氦-3聚变属于化学变化
B. 3He和4He具有相同的质量数
C. He位于第1周期第ⅡA族 D. 2H和3He具有相同的中子数
12.NA为阿伏加德罗常数的数值。以下说法正确的选项是〔
〕
A. 标准状况下,11.2
L的SO3中所含原子数为2NA B. 1
mol
Na2O2固体中含离子总数为4NA
C. 1
mol/L的Na2CO3溶液中所含阴离子数大于NA D. 标准状况下,11.2LCH3Cl含质子数为13NA
13.美国劳伦斯国家实验室曾在1999年宣布用86Rb离子轰击208Pb靶得到118号元素的一种原子,其质量数为293。其后,反复实验均未能重现118号元素的信号,因此该实验室在2001年8月宣布收回该论文;但是科学家们相信,完整的第7周期包含的元素数目与第6周期相同。假设118号元素将来被确认,那么以下预测合理的是(
)
A. 它的中子数是118 B. 它是活泼的金属元素 C. 它是第8周期元素 D. 它的最外层电子数是8
14.科学家已研究出高能微粒N5+
,
以下有关说法正确的选项是(
)
A. N5+是由5个氮原子构成的单质
B. N5+中只有质子,没有中子和电子
C. 每个N5+中含有35个质子和35个电子 D. 每个N5+中含有35个质子和34个电子
15.以下基态原子或离子的电子排布式错误的选项是
〔
〕
A. Ca:1s22s22p63s23p64s2 B. Mg2+:1s22s22p6
C. F﹣:1s22s22p5
D. Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5
16.X、Y、Z和R分别代表四种元素。假设aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的核外电子排布相同,且m>n
,
那么以下关系正确的选项是〔
〕
A. a-c=m-n
B. b-d=m+n
C. a>b>d>c
D. a
二、综合题
17.根据以下微粒答复以下问题:11H、21H、31H、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2
.
〔1〕以上8种微粒共有________种核素,共种元素________.
〔2〕互为同位素的是________.
〔3〕质量数相等的是________和________,中子数相等的是________和________.
18.a、b、c、d、e、f、g为七种由1~18号元素构成的微粒,它们都有10个电子,其结构特点如下表:
微粒代码
a
b
C
d
e
f
g
原子核数
单核
单核
多核
单核
双核
多核
多核
所带单位电荷
1+
2﹣
1﹣
1﹣
1+
其中b的离子半径大于d的离子半径;c是四原子分子;e与g加热可形成c和f两种分子.试写出:
〔1〕c分子的电子式为________;a和e两种粒子组成化合物的电子式为________.
〔2〕e与g加热形成c和f的离子方程式________.
〔3〕a的单质与f反响的化学方程式________.
19.阅读下面短文.
原子核究竟是什么形状的?
你也许会说,原子核应该是球形的吧.没错,对于大多数的原子而言,它们的原子核都是球形〔如图1〕或者比拟接近球形的椭球形,就像橄榄球一样〔如图2〕.但是,科学家也发现极少数的原子核中的质子和中子会聚集成罕见的梨形〔如图3〕.
要想验证原子核是否为梨形,最直接的方法就是寻找不同核状态间的八极形变〔octupole
transition〕,这是梨形结构原子核特有的现象.利用这一手段,研究人员先后确认了224Ra、226Ra及其他一些重原子核均为梨形的,但一直没有发现质量数小于200的梨形原子核.
近日,来自美国、英国和法国的一组科研团队制备了144Ba原子束,使其与铅箔发生碰撞并进入激发态.通过分析原子核产生的伽马射线光谱,研究人员发现几次八极形变的强度是核结构模型中预测数值的两倍多.由此,确认了144Ba的原子核也是梨形的.
请答复以下问题:
〔1〕224Ra原子核的形状是________.
〔2〕224Ra和226Ra可以互称为________.
〔3〕Ba元素的原子序数是56,那么144Ba原子核中的中子数是________.
〔4〕科学家确认144Ba的原子核是梨形的,其根据是________〔填序号〕.
a.直接观察了144Ba原子核的形状
b.由核结构模型做出的理论计算
c.发现了八极形变现象.
20.按要求答复以下问题.
〔1〕A元素的负一价离子的电子层结构与氩相同,它在元素周期表中的位置为________
〔2〕B元素基态原子的最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子,其元素名称为________
〔3〕D元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,D的最外层电子排布式
为________
〔4〕X元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1
,
Y元素的某同位素原子无中子.X和Y形成的最简单化合物的结构式为________
〔5〕M元素的正三价离子的3d能级为半充满,M基态原子的电子排布式为________
〔6〕如表是N逐级失去电子的电离能.
I1
I2
I3
I4
I5
I6
In
578
1817
2745
11578
14831
18378
那么元素N的常见价态是________.
参考答案
1.
A
2.
A
3.
C
4.
A
5.
B
6.
C
7.
A
8.
B
9.
D
10.
A
11.
D
12.
D
13.
D
14.
D
15.C
16.
B
17.
〔1〕6;5
〔2〕11H、21H、31H
〔3〕14C;14N;14C;16O
18.
〔1〕;
〔2〕NH4++OH﹣
_
NH3+H2O
〔3〕2Na+2H2O2NaOH+H2
19.
〔1〕梨形
〔2〕同位素
〔3〕88
〔4〕c
20.
〔1〕第三周期第VIIA族
〔2〕碳或氧
〔3〕4s1
〔4〕
“这是我挖的
最后一个土豆了”
外表粗犷、性情豪放、留着一把海象似胡须的卢瑟福,怎么看都不像是一个做学问的人。在他功成名就之后,他的一位得过诺贝尔奖的学生詹姆斯・查德威克对他有过这样一番描述:“卢瑟福看起来更像是一个成功的商人,或是大农场主,而不像是学者……”。而他本人年少时曾希望长大以后当一个农民。
1895年夏初的一天,当卢瑟福做乡村教师的母亲带给他一个行将改变自己命运的喜讯时,他正在他父亲经营的农场里干活。据说他听罢马上甩掉手中的铁锹,以他特有的大嗓门嚷道:“这是我挖的最后一个土豆了”。
事发偶然,甚至有点儿戏剧性,却又有着某种必然。
作为英国移民的后代,出身于新西兰的卢瑟福一贯成绩优异,并表现出超常的实验动手能力。课余时间,他喜欢摆弄钟表、拆解东西、制造各种模型。他在坎特伯雷学院拿到了文科硕士学位,同时获颁数学和物理学两个一等荣誉,并因此受到资助鼓励继续攻读,又取得了理学学士学位。
这个时候,英国为英属地青年学者设立的一项奖学金开始了本年度的推选,全新西兰只有一个名额。卢瑟福起初是被主考官认定的两名奖学金候选人之一,但被排在了第二位,他提交的研究论文是关于电磁波研究的最新实验报告。可到了最后关头,先被选中的那个研究黄金处理的候选人突然决定结婚,留在新西兰,好运便顺利成章地降临在卢瑟福身上。
这是卢瑟福人生事业的一个重要转折。也就在这一年的岁尾,物理学领域出现了一个石破天惊的意外。
亚原子粒子世界的
大门被打开
1895年11月8日,德国物理学家威廉・伦琴在研究阴极射线时,无意中发现了一种能够穿透玻璃、木头乃至人体等许多不同类型物质的神奇放射物,他将其命名为X射线(后被证实是波长比可见光短的电磁辐射的一种形式),从而引发了科学界探究这一新现象本质的热潮。
几个月后,法国物理学家亨利・贝克勒尔在进一步研究X射线时十分偶然地发现,铀盐(含铀矿物)也会发出某种穿透性很强的未知射线。这种自发放射出的“铀射线”和X射线一样,能把周围的空气变为导电体,使验电器放电。
“铀射线”也引起了法国物理学家居里夫妇的极大兴趣,他们把这种放射现象称为“放射性”,同时在思考:铀化合物不断地以辐射形式发出的能量来自哪里?这种辐射的性质究竟是什么?
24岁的卢瑟福就在这节骨眼上进入剑桥大学卡文迪什实验室,在实验室主任、著名物理学家约瑟夫・约翰・汤姆孙手下做研究。时年39岁的汤姆孙是电磁学领域的一流专家,而且善于识人、用人、带团队,他很快便看出卢瑟福非同寻常、可堪大用,遂建议其研究X射线对气体放电的影响。不久,卢瑟福发现X射线会电离气体分子。汤姆孙就此提出了电离理论,说明在X射线作用下气体会生成等量的正电离子和负电离子(后来这成为检验X射线存在的方法)。
汤姆孙同时还在研究阴极射线。1897年,他用实验证明阴极射线实际上是一种带负电的微粒,其质量仅仅是氢原子质量的一个很小的分数值(后来确知此值约为1/1836),而其电荷却与氢离子的带电量相同。电子,就这样被发现了(汤姆孙因此获得了1906年的诺贝尔物理学奖),亚原子粒子世界的大门随之被打开。
原子内部发生了什么?
这一时期,卢瑟福对放射性的研究也取得了重要进展。当居里夫人找到化学方法分离铀的时候,他另辟蹊径发明了物理技巧去标定与放射性有关的辐射。他既分析包含有多种成分的辐射,也分析放射性物质自身的变化。
在实验中,卢瑟福用多层铝箔包裹铀,以此检测“铀射线”的穿透力。他发现,铀放射源发出了两种不同的射线。一种不太活跃,穿透力弱,辐射范围小;一种比较活跃,穿透力强,辐射范围大,而且不易被空气吸收。他把前一种射线命名为“α射线”,后一种命名为“β射线”。由于这两种射线都是由高速粒子组成的,所以常常又称它们为“α粒子”和“β粒子”。
卢瑟福进一步研究确认,α射线带正电,实则是一种高速运动的氦离子流,即失去了电子的氦原子流;β射线带负电,实则是一种高速运动的电子流。1900年,法国物理学家保罗・维拉德发现,在镭的辐射中还有一种不受磁场影响(而发生偏转)的成分,其穿透力比β射线更强。卢瑟福通过实验证明这种射线是高能量的电磁波,并命名为“γ射线”。
1901年,在加拿大麦基尔大学担任物理学教授的卢瑟福,与来自英国的化学家弗雷德里克・索迪合作,继续探索放射性物质。他们把铀和钍进行化学处理并研究它们的辐射过程,证实铀和钍在整个辐射过程中依次转变成了一系列的中间元素,直到变成一种稳定形式(即没有放射性的另一种元素)。进而,他们在1902年提出了原子嬗变假说,认为放射性物质由一些不稳定的原子组成,每单位时间都有确定的一部分原子通过发射(α 、β、γ)射线而衰变成不同性质的另一种新原子。
而且,每种放射性物质都有特定的半衰期(样品中半数原子发生衰变所需的时间)。这意味着,原子并非像原来人们所认为的那样永远不变、不可分割。放射性可以看做是原子内部发生某种基本变化的暗示,或是一种能够使物质变化的手段。
然而,更大的惊奇还在后面。
从物理学家蜕变成化学家
1902年,31岁的卢瑟福写信给母亲说:“我必须坚持往前走,因为总是有其他人与我的研究路线相同。为了保持领先,我必须尽快发表目前的研究成果。”这一年,他与索迪在《放射性的原因和性质》这篇论文中,报告了他们有关放射性性质的结论。
在他们看来,辐射是原子衰变的产物,亦是一种探索原子的工具。通过定量分析出这些衰变过程放出的巨大能量,他们认为,放射性变化的能量一定至少是化学变化能量的2万倍,并且可能是百万倍,大大高于任何分子变化的能量。
“实验室里的某个傻瓜,”卢瑟福在笔记本中写道:“很有可能在自己还不知道的情况下,触发一连串原子蜕变,把宇宙给炸开了花。”放射性元素能量的集结、人工造成的核衰变,都让他感到有可能造成巨大的灾难,因而他希望在取得世界和平前,科学家不要研究怎样释放紧紧束缚在原子中的能量。
科学直觉超强的卢瑟福还敏锐地意识到,放射性物质稳定的衰减速度(半衰期)可以用来确定岩石的年龄,即推测其形成的年代,这样他就“意外”地开创了放射性测定年代新学科。
1907年,卢瑟福回到英国,被聘为曼彻斯特大学物理学教授。因为“对元素蜕变以及放射化学的研究”,卢瑟福荣获1908年诺贝尔化学奖。在作领奖演说时他打趣道:“在我的一生中,经历过各种不同的变化,但最快的一次变化要算这次了,一夜之间我从物理学家蜕变成了化学家!”
功勋卓著、声誉日隆的卢瑟福没有停止探索创新的步伐。1911年,他发现了原子的核式结构,即几乎所有的原子质量都聚集在原子中央一个非常细小的“原子核”内(这一原子结构的“行星模型”理论后来由他的学生、丹麦物理学家尼尔斯・玻尔完善)。1919年,刚刚成为剑桥大学卡文迪什物理学教授的卢瑟福利用α粒子轰击氮原子,成功地将氮原子核转变成氧原子核,在人类历史上首次通过实验实现了原子核的人工转变,也是第一次成功地、有目的地使一种元素转变成另一种元素。
论文摘要:根据我国资源型城市创新体系组织结构存在的问题,在区域创新体系组织结构分类的基础上,选择区域创新网络作为资源型城市创新体系组织结构的培育目标,并构建了资源型城市创新网络模型。
1引言
目前,我国资源型城市的创新能力低下,多年来单一发展资源产业的模式造成了创新行为主体数量较少,功能缺失,创新能力、动力和活力不强;创新资源匮乏,配置不合理等问题。正如企业创新要求企业组织结构扁平化一样,创新的本质要求减少组织的层次,增加组织中要素的网络化联系。企业组织结构网络化的趋势及其优势,或许可以为资源型城市创新体系组织结构的培育和发展所借鉴。
2资源型城市创新体系组织结构存在的问题
我国资源型城市的经济发展长期以来实行的是条块分割以及自上而下的刚性管理,层级节制的权力结构使得城市经济发展规划大多以政府为绝对主导,这就形成了由政府控制创新行为主体间联系和创新资源配置的、高度集权的等级组织结构。资源型城市创新体系的这种组织结构在计划经济体制下具有效率优势,有助于充分发挥政府在创新资源配置中的权威作用,统筹整个创新体系的发展。但随着市场经济的发展,这种组织结构的深层问题逐渐显现。第一,限制了创新行为主体的发展。由于资源型城市多处于内陆及中西部地区,加上长期以来运用以资源开采为主的指导思想,导致这类城市内的高校、科研机构与科技中介机构不仅数量较少,而且发展缓慢、功能缺失。资源型城市组织结构的等级化、机构职能的专门化、行为的程式化和权力的集中化,使得这些城市政府决策的效率低、积极性差、创新激励不足,影响了创新行为主体的积极性和灵活性。第二,阻碍了创新行为主体问的联系。政府凭经验办事,缺乏与企业的有效沟通,不能及时了解它们的需要。企业各自为战,行业内企业间缺乏信任与合作,交易费用很高;行业间缺乏交流,各产业领域难以融合。高等院校和科研机构间缺乏沟通与合作,它们与工商界的联系不足。第三,减弱了创新体系的开放性。由于长期受计划经济体制和等级组织结构的影响,资源型城市的发展大多较为封闭,而且受地理位置和自然环境因素的影响,使它们缺乏对外界创新资源的吸引力],这又进一步加剧了它们现存创新体系的封闭性。
3选择适合资源型城市的创新体系组织结构
鉴于与前我国资源型城市创新体系组织结构存在的诸多问题,本文认为在认真分析区域创新体系组织结构分类的基础上,积极选择适合我国资源型城市特点的创新体系组织结构进行培育迫在眉睫。
3.1区域创新体系组织结构的分类
根据文献,目前国外学者对区域创新体系组织结构的类型划分基本上分为3种。第一,根据区域技术转让的方式,分为基层组织、网络组织和国家计划控制的区域创新体系。第二,基于治理结构,分为基层式、网络式和统制式的区域创新体系。第三,根据与本地的关系分为地域根植性创新体系、区域网络式创新体系和区域化国家创新体系。尽管以上3种分类的角度和称谓有所区别,但笔者认为这3种分类的含义和特征基本相似,其实就是基层组织的区域创新体系,网络组织的区域创新体系和国家计划控制的区域创新体系。其中,网络组织的区域创新体系是一比基层组织和国家计划控制的区域创新体系都理想的状态。
3.2创新网络是资源型城市的合适选择
国内早在1996年就有学者发现网络是一个由区域内各参与要素之间相互作用和相互联系所形成的具有创新特征的制度安排,它可以使创新在多个层面和多个环节中产生,它为企业提供了更为广阔的学习机会,是一种有利于创新的区域治理结构。网络处于等级组织和市场之外、介于等级形式和市场形式之间新的创新组织形式,它比市场稳定、又比等级组织灵活。区域创新网络可以活化资源和信息,增加灵活性,减少不确定性,增强企业创新能力。在当前复杂多变的区域经济发展环境中,网络已经成为各行为主体所采用的新型组合与运作方式,网络组织的区域创新体系即区域创新网络作为区域适应知识经济特点的崭新形式,无疑将成为区域创新体系未来重点发展的组织结构形式。
根据目前资源型城市创新体系组织结构的现状笔者发现,其特征与国家计划控制的区域创新体系有一定相似性。总体来说,我国资源型城市尚未形成网络组织的区域创新体系,或者即使极少数资源型城市的创新网络初具形态也显得十分稚嫩。因此,对于资源型城市而言,其创新体系组织结构的发展方向应是一种创新网络组织结构,它能够为资源型城市的创新行为主体提供正式和非正式的交流渠道,有助于调动多个主体参与,激发更多主体进行创新,加强创新行为主体问的联系,形成创新合力;促进各种创新资源的合理流通,提高创新资源的配置效率。更重要的是对资源型城市整体来讲,这种网络组织结构的根植和发育,能加强资源型城市的创新积累,保持其持续的创新能力。为此,创新网络应该成为资源型城市创新体系组织结构培育和发展的最优选择,资源型城市必须转变政府职能,改革等级式的创新组织结构,创立网络化的创新组织结构。顺应该需要,本文构建了资源型城市创新网络模型。
4资源型城市创新网络模型的构建
4.1资源型城市创新网络模型的架构
资源型城市创新网络模型应该是在资源型城市内,由多元创新行为主体参与、有多种创新资源流动的开放的网络体系。它由网络的主要结点(企业、科研机构、高等院校、政府和科技中介机构等创新行为主体),网络中各结点之间的关系链条,以及网络中流动的生产要素组成],如图1所示。
(1)创新网络的基本要素网络的两大基本组成部分是要素和关系。创新行为主体作为网络的主要结点,它们之间的网络互动形成了创新网络的基本支架,这一过程称为结网。发生在不同空间的不同层面上的结网,使得创新网络中形成了许多稳定的和不稳定的网络结点。网络中结点密度越大,联系的结点越多,则交流机会越多,创新能力越强。各种交易场所、专业化市场以及讲习会、座谈会、公共食堂、文体活动的场所等,为企业之间的充分接触提供了条件,这些场所自身也成为网络中的重要结点。转(2)创新网络结点之间的联系创新网络结点间的联系在图l中用直线或虚线表示,这是通过创新资源在各创新结点间的流动实现的。创新资源在结点之间的流动可以通过技术许可转让、技术帮助、设备和软件购置、产学研合作、人员流动、信息传播、技术引进以及技术人股等途径。其中,生产者和使用者之间在知识信息交换中的相互学习是创新的推动力。如美国的硅谷常被称为“学习型区域”,就说明了学习在区域创新中的重要性。学习的主要内容是知识,其中隐含经验类知识占据整个知识的绝大部分。这种隐含经验类知识的积累,只有通过学习才能做到。但学习过程并不仅依靠正规教育,非正规环境下的交流、培训以及“干中学”和“用中学”更为重要。
(3)创新网络中的科技中介机构当前我国资源型城市中科技中介机构的发展处于起步阶段,在其发展规模、服务能力和规范管理等方面同国内发达城市相比有很大差距,对技术创新、成果转化的推动作用十分微弱。在资源型城市创新网络中,科技中介机构应以专业知识、专门技能为基础,与各类创新行为主体和要素市场建立紧密联系,开展与科技创新直接相关的支撑,影响知识和技术的产生、发展、转移和使用。由于科技中介机构并未直接参与产生创新的活动,因此在图1中它与其他创新行为主体问的联系用虚线而不是用实线来表示。
(4)创新行为主体间的组合方式在创新网络中,创新行为主体之间的组合方式主要有7种:企业与企业,高等院校与高等院校,科研机构与科研机构,企业与高等院校,企业与科研机构,高等院校与科研机构,企业、高校和科研机构。在资源型城市创新网络中,创新行为主体相互作用,各自加强有比较优势的创新职能,将它自身必需而非专长的职能,通过与相应具有该专项功能的单元分工,进行优势互补与功能耦合。
4.2资源型城市创新网络模型的特征
(1)开放性成功的区域创新体系需要利用内部产生的知识以及外部可利用的知识来增强创新能力和保持竞争力。我国资源型城市长期依赖某类自然资源生存发展,导致了相对封闭的生产体系和产业文化,因此在其创新体系营建中更应该重视开放性,强调通过与外部的交流合作提高其创新能力,从区外甚至国外引进转型所需的创新资源。同时,资源型城市也可以向区外进行创新扩散,从而打破单纯依赖当地自然资源的发展格局。
(2)动态性资源型城市创新网络是一个动态变化的结构。在这个结构中创新资源间的交流越频繁,则网络结点越多,其中有效联系的结点越多,则创新能力越强。而且,网络中的结点不是一成不变的,当某结点无效或在创新中无所作为时,则会被网络排除在外;而需要产生某些必要的联系时,则会形成新的结点。这主要表现为该网络组织对不合格创新行为主体的淘汰,从而使区域创新网络的“边界”处于不断变化之中。
(3)根植性创新环境是创新网络的载体,具有活力和充足社会资本的环境保证了创新的持续发展。创新网络与创新环境结合越紧密,网络从环境中汲取的“能量”就越高,发展后劲越足,愈能进行持续创新,反之,网络则会衰退。
(4)交流方式的两面性和交流者地位的平等性创新需要经济中不同行为主体之间进行大量的交流。在资源型城市创新网络中各创新行为主体间的交流方式应是正式性和非正式性并存,其中非正式的交流对隐含经验类知识的传播和扩散更为重要。
关键词:人力资源;产业结构升级;政策建议
1目前我国人力资源状况不能适应产业结构升级的需要
1.1人力资源的素质和结构难以适应我国产业结构升级的需要
(1)我国是一个人口大国,有着丰富的人力资源,但我国人力资源素质差,人力资源的资本化程度低。①人口素质低。②人力资本短缺,尤其专业技术人员、高层次人才比重低、层次低。由于教育滞后,一直未能将巨大的人力资源转化为人力资本。现有的人力资本,对于中国这样一个正在进行现代化建设的大国而言仍是非常薄弱的,而且与欧美发达国家以及一些发展中国家还有相当差距。
(2)我国人力资源结构的不合理,突出地体现在以下三个方面:①学历教育过度与技术工人尤其是高技能员工严重短缺并存。通过连续几年的规模扩张,我国高等教育获得了快速发展,大学生人数也快速增加。由于我国还处于工业化的中期,产业结构主要以加工业和制造业为主体,对大学毕业生的吸收有限,20世纪90年代后半期以来高等教育的迅猛扩张,使我国高等教育在一定程度上显现出教育过度的现象,主要表现在以下三方面:一是高校毕业生就业率偏低。如近几年我国高校毕业生的就业率仅为70%左右。②单位用人上大材小用,高中生能干的活由大学生干,而本科生能干的活由硕士生和博士生干,造成所谓的高能低就。③人们普遍追求高学历,希望通过获取更高的学历后能找到一个理想的工作。据教育部的统计,2005年报考攻读硕士学位研究生的人数为117.2万人,2006年达127万人,研究生报考人数持续增长。
正是由于我国人力资源整体素质不高、结构不够合理,我国的产业结构升级缓慢,不仅高新技术产业由于缺乏高素质的人才难以发展起来,而且许多传统产业也因为缺乏高素质人才而技术进步缓慢。
1.2人力资源在三大产业间配置不均衡对产业结构升级的影响
人力资源的素质低下,导致三大产业升级动力不足。
(1)在我国农村,由于第一产业的劳动力受教育程度却很低,高层次人力资本奇缺,导致长期以来第一产业劳动生产率低下,农业现代化进程缓慢,农业的规模化经营难以展开,农产品的附加值过低。由于其素质低下一方面致使劳动力转移困难;另一方面导致收入水平低进而影响到整个产业结构的升级。第二产业和第三产业的发展也因缺乏第一产业的稳固基础而受到限制。
(2)对于处于工业化中期阶段的我国来说,第二产业是国民经济发展的主要支柱。我们不仅要大力发展高新技术产业和新兴产业,而且还要强化对传统产业的结构调整和升级。但我国第二产业人力资本水平尽管比第一产业高,但较之第三产业则明显偏低。这种人力资本的配置状况,导致我国当前某些支柱产业,产业技术水平低下,劳动生产率和产品质量、性能低于国际先进水平,也导致很多企业技术改造主要依靠进口致使工业结构不能由高加工化阶段向技术集约化阶段快速转变,产业结构的升级受到人力资本的严重制约。
(3)第三产业的结构优化目标是,在第三产业结构中,传统服务业的比重下降,新兴服务业的比重上升;劳动密集型服务业比重下降,资本、技术和知识密集型服务业的比重上升。从第三产业内部人力资本分布情况看,大多集中于党政部门、文教卫部门、广播电影电视业,而从事信息通讯,科技开发,金融保险,社会服务等行业的人才严重不足,则会使产业结构升级缺乏长远发展的深层动力。从事新兴服务业的就业人员增多,从而第三产业的产出比重也会相应提高,可以促进第三产业优化升级。
1.3人力资源利用效率不高制约我国产业结构升级
就外因看,人力资源在实际应用中利用效率是否高效,首先取决于体现为人力资源的技术知识类型与含量是否适合于经济社会的需要;其次则取决于能否将人力资源配置到适当的地方,实现所谓的“人尽其才”。从产业结构升级的角度来考察,我国人力资源的利用效率也是不高的。我国人力资源不仅在投资结构上与当前产业结构存在较大偏差,存在较为严重的人力资源结构与社会需求之间的矛盾,而且在产业间的配置也存在较为严重的不合理,人力资源的利用效率从宏观上存在低效率的情况,仅2005年一年,我国就有2500万人因没能“尽其才”而无端消耗。从微观角度,也即从人力资源在企业层面的使用看,我国人力资源的利用效率也是较低的。正是由于中国人力资本的低效率使用,进一步限制了我国人力资源在推动产业结构升级中作用的发挥。
2调整人力资源,促推产业结构的升级
目前,我国人力资源无论是素质、结构、还是利用上,都难以适应我国产业结构升级的需要,因此,必须采取切实可行的政策来提高人力资源素质,推进产业结构优化升级。
2.1产业结构升级教育为本
劳动力是产业发展的基本条件之一。产业机构演进的一般规律是劳动密集型向资本密集型和技术密集型转变,要求劳动者配备相应的劳动技能和素质,产业升级的过程伴随着劳动者素质的提高,即体力劳动向脑力劳动转变。新兴产业只有在获得了充足的、具备相应素质的劳动力之后,新技术才能最广泛的得到有效应用,进而实现产业升级。我国劳动力整体水平低下、高素质人才严重短缺是我国技术创新水平低的根本原因,严重阻碍了我国产业结构的优化升级,尤其是科技人员的比例远远落后于发达国家,企业普遍缺少经验丰富、具有较强创新能力的技术人才。因此,为有效的推进产业结构调整,必须增加人力资本的投资,具体而言,要重视素质教育,发展基础和各种职业技术教育,通过完善就业培训——在职培训和离职培训,使衰退产业的劳动者及时掌握新的技能,顺利过渡到新兴产业中。
(1)深化教育体制改革。目前教育体制一个根本性的问题是,本该由政府管理干预的基础教育、特别是义务教育投资不足,而下放给地方和微观主体“多渠道”筹资办学,而本该由社会各界和家庭个人进行多元投资、自主办学的职业技术教育和高等教育却因政府部门垄断控制而供给不足。改革的战略方针是.在建立“政府间接调控教育运行、学校面向市场自主办学”的基本体制框架下.政府紧紧抓住义务教育,基础教育等关键环节,对非义务教育则面向市场化开展多主体竞争、多元化办学,实现整个教育制度创新和变革。目前改革的最主要任务是:使政府功能主要是抓义务教育,基础教育、非义务教育的关键领域(如师范、农林)以及支撑国家创新体系的重点大学等,职业技术教育和高等教育应采取合作、股份、联办等多种所有制并存的新格局办学.但国家可以采取间接手段、政策措施予以引导和支持。政府要加大对初等教育的投入,特别是农村的初等教育和农村职业技术教育.要把开发农村人力资源作为政府投资的重点。
(2)推行素质教育.加强继续教育,培养创新人才。素质教育则是指以全面提高人的素质为目的的教育。素质教育不仅重视对知识的掌握,而且更为强调能力的培养;不仅重视身体素质的培养,而且更为强调良好的思想、心理素质的形成。当前我国教育方式由“应试教育”向“素质教育”转变应注意扭转当前我国教育中存在的那种过于偏重专业知识传授的片面做法,高度重视知识的广度。培养创新能力,重视良好的思想素质和心理素质的形成。培养出不仅具有深厚宽广的知识,而且有着强烈的社会责任感和历史使命感,具有开拓进取、奋发向上的精神特质的人才。(3)大力发展职业技术教育。我国是人口大国,也是工农业生产和制造业大国。要使我国从制造业大国变成强国.必须大力发展职业教育和职业技术培训。发展职业教是当前产业结构调整和技术升级的迫切需要,目前我国每年城镇新增劳动力、下岗失业人员和农村剩余劳动力共有4500万人左右。为此,要坚持失业、转岗人员培训制度.实施“农村转移人口教育培训工程”。
(4)调整高等教育结构,深化高等教育体制改革。我国人力资本结构难以适应产业结构升级的需要,其原因在于高等教育结构的不合理。要发挥人力资本对产业结构升级的推动作用,必须调整不合理的高等教育结构,构建教育结构调整的自动机制。调整高等教育的专业结构,人力资本结构与产业结构升级相协调,关键在于高等教育的专业设置要合理。目前我国高校毕业生中,面向第三产业的达60%以上,面向第二产业的不足35%,而面向第一产业的则不足5%,这样的专业结构显然不能适应我国产业结构升级的需要。因此必须调整我国高等教育的专业结构。首先,应拓宽专业口径,培养适应性强的复合型人才。其次,大力发展应用型学科专业。最后,适应高新技术产业发展的那些新兴专业要优先发展。当前高新技术产业已成为我国新的经济增长点和产业结构升级的带动器,高等教育的专业结构要主动适应这一要求。
2.2建立人力资源产业配置的市场机制
当前我国人力资源配置失衡以及利用效率不高的一个体制性原因是劳动力市场的分割。因此,要充分发挥人力资源对产业结构升级的推动作用,就要建立全国统一的劳动力市场。要立足于提高人力资源的配置效率,建立基本统一、规范的劳动力市场体系,完善政府对劳动就业的管理手段和相应的法律规章,进一步深化改革劳动人事和户籍管理制度,要大力培育多层次的劳动力市场。由于人力资本具有层次性,不同层次的人力资本具有不同的特质,因此完全可以构建不同层次的人力资本市场。当前,可在已有的劳动力市场基础上,大力发展一般型人力资本市场(主要为一般劳动者交易服务),专业化人力资本市场(主要为大中专毕业生,具有一定专业技能的劳动者交易服务),以及企业家人力资本市场(主要为企业家、经理等高层次人力资本交易服务)。针对当前我国人力资本市场中存在的问题,加强人力资本市场建设,促进市场主体到位,大力发展市场中介组织,转变政府职能,发挥政府在人力资本市场中的积极作用,完善关于人力资本市场的政策法规,强化市场监管,整顿市场秩序,创建公平竞争的市场环境,引导人力资本合理流动,推动人力资本市场机制的形成。