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论文摘要:文章分析了基于建构主义理论的信息技术学科学习的等级分类,论证建构主义理论适合于信息技术课程教学;着重从“以学生发展为本”的教育理念出发,提出新课程视野下信息技术课程教学动态设计的理念,并就“面向学习需要”的教学过程模型设计及教学反思设计进行深入探讨。
虽然我国高中信息技术新课程标准已颁布实施几年时问,我们也见到很多关于该课程的教学设计研究成果,但从调研结果发现,实际情况并不乐观。我们以为,问题主要有如下四个方面:一是信息技术课程的师资培养问题;二是新课程标准理念的解渎与贯彻问题;三是教材与课程设计问题;四是现代教育理念下的教学设计与教学实践问题。这里我们在“以学生发展为本”的教育理念基础上,主要从教学过程设计这个教学设计的关键环节出发,研究适合信息技术课堂教学的过程模型。
1信息技术学科学习的等级分类
建构主义理论强调人类的知识不是纯客观的,对于世界的认识标准不是唯一的;不是他人传授的而是自己建构的;不是独立形成的而是在与外部环境的交互过程中形成的。建构主义认为教学要以学生为中心,要给学生控制和管理自己学习的权利和机会。在“以学生发展为本”(赞可夫)的教育理念及建构主义理论基础上,信息技术课程出现很多新型的教学模式。
建构主义认识灵活性理论把问题分类为结构良好领域与结构不良领域的问题;斯皮罗等人(Spiro—eta1,1995)按照学习达到的深度不同,把学习分为初级学习与高级学习两个等级。初级学习是学习的初级阶段,涉及的主要是结构良好领域问题;高级学习要求学生把握概念的复杂联系,并广泛而灵活地运用到具体情境中,因而涉及大量结构不良领域问题。建构主义就是要寻求适合高级学习的教学途径。信息技术是高新技术,信息技术学科是知识性与技能性高度结合的学科,其知识多是结构不良领域问题,按照建构主义观点,对它的学习主要是高级学习,也有一些属于初级学习与专家学习。对初级学习的内容,仍以传统的有意义接受方式为主进行学习;如计算机系统的分级菜单连续操作,计算机的工作原理,应用程序的功能等适合于接受方式的初级学习。而对于高级学习和专家学习的内容,则应采用建构主义的学习方法,如探索式学习、研究性学习等。同时,实践证明对于大量可以采用接受方式为主进行学习的内容,如果采用建构主义的学习方法则效果更好。
2新课程视野下的信息技术课程教学设计
2.1新课程视野下教学设计
2.1.1关于教学设计
设计,是指与某物品有关的所有因素,它的意图和计划,物体本身的质量、材料、使用和美观,甚至包括价格和生产它的方式(《什么是设计》一Anthony Bertram)。设计并不仅是一张图纸,而是一个过程。教学设计是设计的一种。
教学设计有广义与狭义之分。广义是指把课程设置计划、课堂教学过程、媒体教学材料作为教学系统的不同内容层次所进行的教学设计。狭义是指教师在教学过程中对某一课程或某一单元、某一课时等较小的教学系统所进行的设计。这里研究的是狭义意义上的教学设计。
随着教育观念的转变和学习理论、教育理论的进步,教学设计的发展主要经过三个阶段:一是以“教”为中心的教学设计,二是以“学”为中心的教学设计,三是“主导一一主体”教学设计。目前,国际上对自动化教学设计(AID)的研究正在兴起,而且已有一些较成功的系统问世。
2.1.2新课程视野下教学设计的特点
在新课程视野下的教学设计,主要应体现“以学生的发展为本”的设计原则。我们可从如下几个方面理解教学设计:
(1)教学设计的最终目的是提高教学效率和质量,从而使学生获得全面的、良好的发展;
(2)教学设计的研究对象是教学活动;
(3)教学设计是一个系统计划的过程,在实际操作的过程中强调系统方法的运用;
(4)教学设计具有个别化的特点;
(5)教学设计必须参照教与学的理论;
(6)教学设计以帮助学生学习为目的,使教学工作更具有针对性与目的性;
(7)教学设计注重对教学效果的评价。
2.2新课程视野下信息技术教学设计理念
(1)教学设计的基本依据是领会课程标准分析教学需要。课程标准是承载新课程理念的纲领性文件,是实施新课程和课堂教学的根本依据,当然就是教学设计必须遵从的;同时在设计中充分体现内容的差异性、学生学习的选择性和学生发展的个性化。
(2)教学需要的分析体现在学生主体地位的确立。教学过程的关键不在于老师“教”了多少,而在于学生“学”了多少;我们不能再以“教”代“学”,而应该以学生的学习需求为主线,追求老师与学生教学活动过程的平等对话,实现之间心灵的交流与思维的碰撞。
(3)教学目标的确立应在信息素养的三维框架内细化。要全面领会信息素养的内涵,增强目标的针对性和操作性,使信息素养在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度中得以细化。过程与方法表征信息技术的探究经历与运用过程,这种过程性的学习超越了简单说教的局限,为情感态度与价值观的培养提供了有利条件。教学目标的确立必须实事求是,既不能忽略信息素养的全面培养,也要反对在一堂课中形而上学、牵强附会地“大而全”的做法。教师要树立“动态”设计目标的理念,在教学过程中可灵活地调整教学目标。
(4)学习养料的重要来源是学习资源的挖掘和运用。为了支持学习者的主动探索与意义建构,在学习过程中要为他们提供各种学习资源;教材只是学习资源之一,是师生开展活动的中介与话题;教师要“用教材教”,而不是“教教材”,真正从教材的控制和束缚中解脱出来,成为拥有专业自主性和课程再次开发能力的研究者,具有动态组织教学内容的观念与能力。
(5)教学流程的设计主要体现在教学模式的多样选择与运用。教学模式的选择要根据课堂教学实际,依据教学需要做出合理的选择,使教学成为师生积极互动、共同发展的过程。我们也应把新课程视野下的教学过程理解为“动态”过程,在同一过程可选择多种不同的教学模式,如任务驱动教学、基于问题的学习、WebQuest等等,甚至可把传统的与新型的教学模式进行融合使用。
(6)教学评价设计体现人性化的、动态的、发展的理念。教师要从传统的评价环境中走出来,主动提高自身的评价素养,将评价作为自己的教育手段,以“学生发展为本”,结合教学过程的前、中、后反思设计,创新自己的评价模式。使教学评价不仅是检验教学活动的结果,更主要的是应具有激励功能。
研究表明,新课程视野下的教学设计与传统的教学设计相比,在各个方面都有较大差别。例如,传统教学设计强调的是“教”的设计,相当于课前准备,它的内容是预设的、静态的,课堂教学强调教案的忠实执行;而新课程视野下的教学设计的主体工作需要在课前完成,但需要在教学过程中不断调整,教学设计贯穿于课前、课中和课后,对教学目标、教学方法、教学内容、教学模式、教学评价等的设计都体现“动态”特征,具有明显的变通性。
3面向学习需要的教学设计过程模型
新课程视野下的信息技术教学设计必须充分体现“以学生发展为本”的教育理念,学习者与学习内容是它的起点和关键。设计的本质就是依据不同学习者的特征、不同的学习内容进行适当的设计,就是对满足学习者从初始状态到新知识的获取之间的各种需要进行设计。即学习者有什么需要,就进行什么样的教学设计,这也就是所谓的“面向学习需要”的教学设计过程模型。如图1所示。
与传统的教学设计过程模型相比,面向学习需要的教学设计过程模型的突出特点体现在其“动态”的理念上。首先,教学目标不是“静态”的,也不应是预设的,必须对学习者(包括兴趣、经验、知识基础、能力水平、学习风格等)与学习内容(包括内在联系、基点、内容类型与条件等)进行充分的、有针对性的教学分析,动态地、实事求是地确定,以适应地区差异与个性差异。教学目标动态设计过程如图2所示。
其次,在教学效果的评价上,明确提出教学反思设计。课程改革明确提出反思性教学,通过教学反思可以发现教学过程中的可取之处与存在的不足,可以发现新的问题和得出新的启发,可以据此调整教学过程和自发教案,积淀教育教学理论素养。教学反思有教学过程前的反思、教学过程中的反思与教学过程后的反思;在教学设计时,教师可以设计好相应的教学反思表,明确需要反思的各个方面,并在教学过程中及教学结束后及时填写。详细的教学反思结构如图3所示:学生(包括兴趣组)把在预习、课堂和课后活动的反思情况反馈给科任教师,科任教师去粗存精分析利用,结合自己教学过程前、中、后的反思情况,或在科组内交流研讨,结合新观念的学习推广进行反思,提出新方法,集思广益,比较优选,推进教研活动的深度;或各自完善、提高,更好地进行教学活动。
关键词生态工业园区技术创新
1996年10月,美国可持续发展总统委员会对生态工业园区提出了这样的定义:一个有计划的物质和能量交换的工业系统,寻求能源和原材料消耗的最小化、废物产生的最小化,并力图建立可持续的经济、生态和社会关系。
随着生态工业园区的出现及其日益的发展壮大,它对技术创新发展的影响也日益凸现出来。生态工业园区要求企业依靠科技进步,采用无害或低害的新工艺、新技术,大力降低原材料和能源的消耗,实现少投入、高产出、低污染,尽可能把对环境污染物的排放消除在生产过程之中。生态工业园区发展推动了企业技术创新。
1推动了回收利用型技术的发展
随着生态工业园区的不断发展,生态经济的观念日益深入人心。企业经济效益的高低直接与物质流动模式相关,原有的物质流动模式造成经济活动的“高开采、低利用、高排放”,这使得人们不得不开始转向对回收利用型技术的关注。回收利用型技术的物质流动模式可以表示为“资源——产品——消费——再生资源”,通过对物质和能量最大限度的回收利用,使经济活动对自然环境的影响降低到了尽可能小的程度,同时也大大的降低了企业的生产成本,达到了“低开采、高利用、低排放”。
在加拿大Burnsde工业园区,通过回收废纸然后外运供其他公司生产衬垫板,另一家包装公司则重新利用电脑公司的过剩的聚苯乙烯;它还拥有各种回收和再利用公司,处理颜料盒、丝带重新涂墨、轮胎翻新和家具翻新等;另外还使用银回收系统回收印刷工厂的银;同时园区内的19家化学品生产销售公司还联合进行化学品交换。
在美国,查塔诺加(Chattanooga)生态工业园区,通过重新利用老工业企业的工业废弃物来减少污染和增进效益。如将旧钢铁铸造车间改造成一个利用太阳能处理废水的生态车间;紧邻的肥皂厂则循环利用废水;而肥皂厂旁边是利用肥皂厂副产作原料的一家工厂。这样就建立起了一个相对完整的生态工业网络。Choctaw生态工业园区则基于园区所在地丰富的特定资源,也就是俄克拉何马州大量的废轮胎资源,通过采用高温分解技术将这些废轮胎资源化从而得到炭黑、塑化剂和废热等产品。
在我国,天津开发区生态工业园区的企业将汽车生产中的废钢及其它边角废料回收后,通过熔炼等加工过程制成钢锭,再提供给丰田模具工厂作为其生产模具的原料。另外,针对食品饮料业能源消耗量大且稳定的特点,天津开发区开展了企业内部和行业间的蒸汽梯级利用;并进行行业之间、企业之间的共生合作,构建废水代谢链条。还致力于雨水的收集和再生利用;致力于垃圾分拣和再生,使危险废物实现资源化;以及有机废物堆肥化处理、剩余生活垃圾焚烧发电。广东南海生态工业园区也是一个成功的实现了对废弃物的回收利用的例子。园区由设备加工、塑料生产、建筑陶瓷、铝型材和绿色板材等5大行业组成。根据技术可行性及保护环境的前提条件,核心企业及其相关的附属企业组成5个相对独立、相互共生的工业生态群落,通过物质和能量的相互交换,构成多种物质能量链接的生态链网络。在这其中,有3条属于闭合循环的生态链:环保仪器设备厂生产的产品在消费后报废予以拆解,其中可以再利用的零件供维修用或回到企业供生产用,不可再利用的零件经五金加工厂回炼成金属原材料,重新生产零件供给厂家生产仪器设备;可降解塑料厂产生的废塑料进入塑料添加剂厂用于生产增韧剂,然后返回可降解塑料厂供生产使用;绿色板材厂在生产过程中,产生的树皮、木屑等,通过加工成生产板材用的胶黏剂,再次返回板材厂生产使用。园区内企业的废弃物通过废物交换、循环利用,不仅降低了废物排放,而且还能吸收消化园区外的塑料废物、废旧五金等,不仅如此,每年还可通过节省原料和能源、处理废物使得成本降低、再利用废物等方式获得相当高的经济效益!
从这些闭合循环的设计上可以看出,园区企业间利用彼此生产中产生的副产品和废弃物作为再生资源,经过加工后重新返回系统循环使用。这种循环生产的理念,充分带动了回收利用型技术的发展,更很好的体现出了工业生态系统物质循环和能量有效利用的理论。
2推动了物料消耗最小化的系统技术的发展
在生态工业园区,内部企业之间彼此利用“废物”,使企业之间形成一个封闭的系统,从而使物料消耗达到最小化。具体可从两个方面来考察。
一方面,产品的数量保持不变,而物料的消耗绝对减少。以卡伦堡生态工业园区为例。该园区主要包括发电厂、炼油厂、制药厂和石膏制板厂。其中,电厂向炼油厂和制药厂提供发电过程中产生的蒸汽;将除尘脱硫的副产品工业石膏,全部供应附近的一家石膏厂作原料;将粉煤灰出售,供铺路和生产水泥之用;炼油厂产生的火焰气通过管道供给石膏厂用于石膏板生产的干燥,减少了火焰气的排空;酸气脱硫生产的稀硫酸供给附近的一家硫酸厂;炼油厂的脱硫气则供给电厂燃烧。另外,炼油厂的废水经过生物净化处理,通过管道向电厂输送冷却水用于冷却发电厂的发电机组,而发电厂产生的蒸汽回头又供给炼油厂;热电厂同时也把蒸汽出售给石膏公司和市政府;热电厂的脱硫装置使燃烧气体中的硫与石灰石产生反应,生成石膏供应给石膏材料厂作为原材料。而炼油厂生产的多余的燃气,又可以作为燃料供给发电厂和石膏厂。由此可见,通过对一系列的能减少物质消耗、封闭物质流的技术的应用,卡伦堡生态工业园区极大地节约了相关公司的成本,并且带来了许多新的收益。据测算,在这些交换中产生的共生物料量大约相当于Asnaes电厂每年购买的煤量(200万t/年),亦或相当于Statoil精炼的北海原油吨数(480×104t)。由此可见,卡伦堡生态工业园区通过形成一个有效的循环再利用网络,实现了绝对减少物料消耗的目的。同时,还最大限度地保护了当地的环境,减少了污染。从生态学角度说,卡伦堡表现了一个简单的食物链的特征:生物体消耗其他生物体的废物和能源,彼此之间共依共存。
另一方面,产值相同的前提下,单位产值消耗的物料相对减少。鲁北生态工业园区,园区内部包括磷铵硫酸水泥联产、海水“一水多用”、盐碱电联产3条密切相关的生态产业链,这些产业链通过系统化、网络化,协同、共生,构成了一个生态型工业系统。
具体来讲,以磷铵、硫酸、水泥产业链为例。在磷铵、硫酸、水泥产业链(简称PSC)中,磷矿与硫酸制取得到的磷酸与合成氨反应制得磷铵,副产品磷石膏送往水泥厂生产水泥。富含SO2的水泥窑气送往硫酸厂生产硫酸和液体SO2,液体SO2用作生产溴素的原料。硫酸送往磷铵厂用于磷铵的生产。以煤矸石为燃料的热电厂产生的电力和蒸汽供各厂使用,锅炉副产的炉渣、炉灰作为混合材料生产水泥。在这个系统中,生产磷铵排放的废渣磷石膏,用于制造硫酸并联产水泥,而硫酸又再返回用于磷铵的生产,上一层产品的废弃物成为了下一层产品的原料。使得资源得到了高效的循环利用,在整个生产过程中,没有废弃物排出,形成了一个封闭的工业生态循环系统。这使得对磷矿的开采降到了最小的程度,同时也避免了对硫矿以及石灰石矿的开采,使对物料的消耗达到了最小化。据测算,它的磷铵成本比同类企业的产品成本低30%,水泥成本低20%,硫酸成本低50%。
我国山东鲁北工业园区创新出了3种关键性技术,以实现系统内部的物质与能源的循环与转换,这3种技术为:磷石膏制硫酸联产水泥技术;磷石膏分解技术;补加高硫煤、窑外分解及控制氧化气氛技术。通过对这些技术的系统应用,实现了整个鲁北生态工业园的完整链接与运行,进而实现了降低物料消耗、综合利用资源、消除污染的目的。这种生态工业模式也必将进一步推动节约型技术的系统化发展。
3使环境治理技术集成化、系统化
治理整个生态工业园区的环境问题与治理单个工业企业的环境问题截然不同。在生态工业园区出现之前,前两代工业园区的企业彼此独立经营,缺乏企业间副产品与废弃物的有效流动和再利用,缺乏环境治理技术上的相互合作机制,致使资源利用效率低下并且环境污染严重。
对生态工业园区而言,对环境污染的治理不能够再局限于对一种有害废物的处理上。如在处理污水时,不能简单的只处理水污染问题,因为处理污水的同时还会产生有毒、有害的污泥。在处理某个成员企业的废弃物时,还要考虑到是否可以进行交换再利用,处理方法是否可以在成员企业间形成贯通的链条。这就要求环境治理技术要系统化。生态工业园区的企业成员间应该形成一个封闭的环境治理技术的链条。如供水——收集污水——污水处理——有害废物存放和处理——垃圾填埋,就是一个简单的环境治理技术的集成。
根据各生态工业园区所采用的环境治理技术的不同,又可划分为两类。一类均采用现有技术,对这些技术进行综合,使之组合成一个完整的循环系统,或者称之为一个集成;美国切克托生态工业园就属于此种类型。另一类是针对自身生产的特点,采用新开发的一整套技术,从而使环境治理技术达到系统化。广西贵糖生态工业园区可作为此类型的代表。
美国切克托生态工业园区通过集成现有技术,形成了一个生态型工业体系。它将回收的废旧塑料品直接供给塑料制造公司作为原材料。抽去废旧轮胎中的钢丝后,将其粉碎成橡胶颗粒,通过传动带输送到联邦循环技术公司进行高温热分解,得到塑化油和碳黑;而钢丝在集中处理后,作为钢材再利用;塑化油经管道输送到塑料制造公司加工处理,成为可用的塑料。塑料再经管道传送到两家公司,一家公司以此生产塑料标牌,另一家用来生产彩色胶片。碳黑以浆的形式经管道输送到另一家公司,以此生产小型硬胶轮胎。由此可见,切克托生态工业园区通过将这些废旧物资的回收与处理技术集成化,充分利用废弃物,使其分解后回收再利用,有效的形成了一个密闭的生态循环网络,最大限度的利用资源,最大限度的减少了造成污染的废弃物的排放,实现了经济效益与环境效益的双丰收。
贵糖生态工业园区以制糖业为主体,兼容了甘蔗种植业、造纸业和酒精业以及热电厂。众所周知,制糖业本身是一种排污多、污染重的行业,特别是在中国这种制糖技术比较落后的国家,制糖企业造成的污染和浪费一直是该行业比较难以克服的一个大问题,为了解决这一问题,贵港生态工业园区通过引进制糖业以外的其他相关企业,共同组成了一个生态工业链系统,成员企业间均存在着输入和输出的相互依赖关系,物质和能量在这条生态工业链中被系统化的利用,十分有效的提高了污染物和废弃物的净化率和转化率。例如,在制糖工艺中输出的废糖蜜,被酒精厂酒精车间作为资源用来生产能源酒精或食用酒精,酒精车间产生的酒精废液经过浓缩、干燥和补充必要养分后,制成复合肥,这样就使废糖蜜得到了充分的利用,减少了环境的污染;造纸中段的废水(碱性)与热电厂锅炉的含硫烟气(酸性)通过除尘脱硫塔进行中和反应,减少了污染物的排放;通过一系列的措施促进水的重复利用,极大的减少了废水的排放。总之,贵糖生态工业园区通过除尘脱硫、回用水工程等系统化的环境治理技术,形成了包括处理废水、废气、生产水泥、轻钙等副产品以及利用酒精生产过程中的副产品——酒精废液制造复合肥、向园区制造系统提供回用水的一个环境综合处理系统,充分体现了其环境治理技术的系统化,极大程度的解决了区域结构性环境污染问题。
4催化绿色技术革命
技术创新按创新的新度来分,可区分为重大技术创新和渐进技术创新。重大技术创新是指由于技术上的重大突破和新技术革命所导致的创新。渐进技术创新是指技术原理无重大变化的产品和技术改进。重大技术创新可以是单元技术上的创新,也可以是同时涌现数种技术甚至是整个系统层次上的创新。后者亦可称之为蔟状式创新。IT业的技术创新形式就属于这种情况。众所周知,IT业作为当今信息时代的领头军,其技术的更新速度可谓是日新月异,往往一夜之间就会涌现出数种新技术,淘汰掉前一天还十分盛行的技术及产品。这就是典型的蔟状式创新。
由生态工业园区所引发的绿色技术革命就属于蔟状式创新。所谓绿色技术,是指能减少污染、降低消耗、治理污染或改善生态的技术体系。当今的环境问题主要表现为资源枯竭、生态恶化和环境污染。为了解决这些环境问题,人类需要超越现代技术,寻求一种新的技术体系,以实现人类的可持续发展。绿色技术就是在这样的大背景下应运而生的。绿色技术包括清洁生产技术、治理污染技术和改善生态技术。由此可见,绿色技术不仅要解决之前生产过程中造成的环境污染问题、改善生态环境,还要防止未来的环境污染和生态恶化问题。
生态工业园区要求园区成员间在物质和能量的使用上形成类似自然生态系统的生态链或食物链,以实现物质与能量的封闭循环和废物最少化。为达到这个目标,必须改进现行技术,使技术向清洁生产、实现污染零排放方向发展。这就使得企业纷纷致力于发展绿色技术。在生态工业园区这样的大环境下,绿色技术是如雨后春笋般大批量的涌现出来的,这也就是蔟状式创新。这直接促成了整个系统层面上的绿色技术革命。
在小区域范围内,由于生态工业园区是以生态工业链为基本结构,园区企业间的排列结构类似于生物链,均存在着物质的输入输出关系,这就直接决定了园区内的绿色技术创新将以蔟状式涌现为主要特征。以日本腾泽(Fujiaswa)生态工业园区为例。为了实现由末端治理技术向减少废物和降解废物方面的转化,实现园区污染零排放的目标,园区迫切需要一系列的绿色适用技术。在这种情况下,腾泽(Fujiaswa)生态工业园区的上属公司EBARA公司开发出了各种废物转化新技术,主要包括硫化床气化燃烧和处理系统、烟道气处理系统、太阳能光电池系统、风能涡轮发电机、污水加热交换泵以及新型的燃料电池技术等。通过应用这些绿色技术,使得园区与传统的工业系统相比,估计降低40%的能源消耗,降低30%的水消耗,减少95%的废物排放和30%的二氧化碳排放。
对于整个社会层面上来讲,绿色技术的创新更不会是以零星出现、散状分布为特征的。随着生态工业园区的不断涌现及发展壮大,为了达到经济与环境的双赢目的,企业对绿色技术的要求也变得越来越迫切,而为了实现物质在整个社会系统内的良性闭合式循环,势必要求绿色技术形成一条绿色生产工艺的链条,主要包括水的重复利用技术;能源综合利用技术;回收、再循环、重复利用和替代技术;环境监测技术等。
生态工业模式需要无害化新技术、新工艺的支撑,因此,生态工业园区的建设和发展势必带来技术上的进步和竞争力的提高。但要实现这些技术上的突破,还需要政府、园区、企业的相互促进,从政策、组织、管理等多方面积极的配合。
参考文献
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3王兆华等.生态工业园中两种工业共生模式比较研究[J].软科学,2002(2)
4傅家骥.技术创新学[M].北京:清华大学出版社,1998
5王兆华,王国红,武春友.生态工业园:我国
关键词:矿冶文化;宣传平台;信息技术
中图分类号:F426.1 文献标识码:B 收稿日期:2016-01-05
当前数字博物馆成为黄石矿冶文化一个主要的展示平台。利用数字平台,对单个博物馆的藏品进行保存与展示,开展科学研究以及社会教育等工作,并在此基础上逐步实现从数字博物馆向虚拟数字博物馆的发展,利用数字技术对矿冶文物信息进行全方位的采集、标准化储存及加工,并在网络连接的基础上实现文物信息的资源共享、科学管理,为更多用户提供数字的辅助决策、科学研究、展览展示、教育培训。当前基于信息技术所形成的黄石矿冶文化展示平台中,黄石地方矿冶文化虚拟博物馆是一个典型的代表。
一、黄石虚拟矿冶文化博物馆的构建
黄石虚拟矿冶文化博物馆的构建,是为了进一步深入发掘黄石矿冶文化历史与文明,以先进的数字虚拟技术来传承与推广这一宝贵的文化遗产。
1.对矿冶文物的数字化保护
当前黄石虚拟矿冶文化博物馆利用虚拟现实技术对青铜冶炼古迹进行数字三维复原,特别是古代遗址的数字三维复原。博物馆采用全景图片建模的方式对古代青铜冶炼过程进行数字虚拟仿真,包括冶炼工序、冶炼方法等方面的再现。博物馆还对冶炼工具、人物、代表某个时代的典型器物,如古代青铜的冶炼技术过程中,利用虚拟信息技术进行重现,发现古代矿冶开采技术的一些显著特征。例如,铜绿山矿区的开采深度一般在35米左右,有时深达60米;而该矿区的另一个主要特征在于开采与冶炼相结合,可见铜绿山的古代冶炼技术水平较高。通过虚拟现实技术能够发掘铜绿山古铜矿遗址丰富的内涵,矿区出土的文物都可以采用数字三维扫描的方式进行保存与陈列。
2.对古矿冶遗迹的虚拟仿真
除了对矿冶文物进行数字化保护,博物馆还可以对久远的古矿冶遗迹进行虚拟仿真和再现。例如,黄石地区有多处青铜采矿冶炼遗址,利用数字三维复原与虚拟场景漫游技术能够再现三千多年前的商代中晚期场景。例如,铜绿山古铜矿遗址、铜山口狮子山遗址等,这些遗址都可以采用虚拟现实三维建模方式,形成虚拟场景,充实虚拟博物馆。
3.多项技术的融合与呈现
上述虚拟博物馆的构建,必须在现代计算机虚拟现实技术的基础上才能实现。随着计算机高效的3D运算能力、网络技术的发展,虚拟现实技术在黄石矿冶文化博物馆的应用逐渐深化。在突破平面限制的基础上,虚拟现实展示技术并不局限于二维空间,而是涉及人工智能、计算机、智能控制以及心理学等领域,实现三维的、动态的和仿真的还原。
二、基于GIS的黄石矿冶文化展示平台研发
为了更有利于游客了解博物馆提供的各种矿冶文化信息,将GIS技术与矿冶文化信息相融合,搭建黄石矿冶文化的展示平台是非常重要的。当前黄石矿冶文化虚拟博物馆设计了矿冶文化展示平台系统。客户端以浏览器为主,业务逻辑处理则在服务端完成。
黄石矿冶文化展示平台是根据MVC模式来进行开发的,这也是BS的主流设计模式。它能够实现业务逻辑与软件界面的解耦和分离,实现高内聚及低耦合的软件开发目标,使得软件开发的难度进一步降低。MVC将整个应用程序结构划分为用户表示层、业务逻辑层以及数据访问层三个层次。根据MVC模式开发黄石矿冶文化展示平台,并采用JSP作为前台的表现层技术,以Spring Web作为中间控制层,以JavaBean进行业务封装;数据的可视化与地图的绘制则依靠MapXtreme来实现。
综上所述,从中可以发现,在信息化时代,推广黄石矿冶文化并不能单纯依靠线下的展示,应用虚拟数字技术及其他信息技术是进行黄石矿冶文化建设与推广的重要措施。基于网络信息化技术构建矿冶文化虚拟博物馆及信息展示平台,向全世界展示黄石特色的矿冶文化,实现黄石矿冶文化弘扬的目标。
参考文献:
摘要:研发预算对高新技术企业来说至关重要,然而传统的预算模式已经不再适用于不确定性极强的研发管理,急需一种新型的预算模式。本文通过分析X 公司在传统研发预算管理系统下的缺陷,从研发项目资源分配及动态研发预算管理系统构建两方面对高新技术企业研发预算管理提出改进意见。
关键词 :高新技术企业;预算管理;研发预算
一、X公司研发预算管理现状
(一)X 公司背景介绍
X 生物科技股份有限公司位于我国中部某市国家级高新技术开发区,国家级生物产业基地,创建于1999年5 月,是一家主要以研发、生产和销售生物农药原药及其制剂的高科技公司,具有自主进出口经营权。公司主要产品苏云金芽孢杆菌、井冈霉素、枯草芽胞杆菌,广泛应用于国内外农业、畜牧业、水产养殖、水体防治等领域,产品远销二十多个国家和地区。
(二)X公司研发预算管理现状
1.X 公司研发概况
X 公司拥有国家级的企业技术中心中试基地和亚洲一流的生物农药生产基地,在微生物发酵、生化工程、生物测定、昆虫饲养、微生物筛选与分离及生物制剂的开发方面拥有不俗的实力。公司目前拥有自主专利技术8 项,研究成果获得国际领先和国际先进水平5 个,产品包含以Bt、井冈霉素、嘧啶核苷类抗菌素(农抗120)、微生态制剂Bs等为主的十大系列30 多个品种。
2.X 公司研发预算系统流程
(1)编制研发预算。根据X 公司现有的对研发项目的分类管理,编制预算时,具体分为项目预算总额、截止本年累计支出、下年度预算、本年度工作进展、下年度工作进展。
(2)执行研发预算并对执行过程进行监控和信息反馈,检查执行情况是否与研发预算相符。
(3)如果执行情况与研发预算不相符,且差异不在可接受范围内,检查研发预算编制是否正确。
(4)如果差异是由研发预算编制不准确造成的,对研发预算进行调整。
(5)评价考核研发预算的执行情况。
二、X公司传统研发预算管理系统中存在的问题(一)研发预算管理缺乏战略高度
X 公司的研发预算编制,将所有的研发项目划分为两大类即新产品开发类和工艺改进类,从项目本身出发,根据每类研发项目的资源投入情况进行预算编制,没有与企业的总体战略目标相结合,因此研发预算也缺乏实现长期战略目标的保证机制。另外,X 公司研发预算的目标仍以财务目标为主,集中在资源投入及成本消耗上,非财务目标的缺乏难以完整体现作为高新技术企业进行研发活动所要达成的总体目标。
(二)研发预算管理缺乏动态性
X 公司作为高新技术企业,其运作处于极大的不确定性及动态性中,但企业在进行研发预算编制时仍按照定期预算的编制方法,按照预算编制的整体时间表在每年一月份由董事会给出研发的全年预算。这种编制方法缺乏随机应变的适应性及动态性,所以当外部环境不稳定,尤其是研发环境发生变化时,管理者无法对原有的研发预算做出及时调整,导致资源投入无法准确匹配研发项目的要求。
(三)预算编制方法存在不适用性
对于研发的预算编制方法,X 公司目前仍然是建立在标准成本的基础上的,研发预算将成本简单地划分为材料费、设备费、人工费和其他费用,按照这样的分类标准进行资源配置。但是,由于研发活动具有高度的不确定性、非标准化等特点,传统的预算管理模式很难满足研发预算管理的需要,往往导致模式失效,即无法依据所提供的预算数据对研发过程进行有效控制,所编制的预算无法与研发的实际过程相配合。
(四)研发预算执行与控制不足
预算控制在企业管理中的作用不容忽视,生物农药行业是技术密集型行业,资本投入的时间跨度大,需要配合产品的成本下降而进行持续的投入,在产品的成本中,研发费用占有较高的比重。研发预算编制工作基于企业的战略,涵盖了未来几年内新产品投放、资金等主要方面,使得预算执行更加重要。然而X公司却存在实际执行预算时因为主观原因改变原定预算的情况,形成预算调整随意,使得预算成为空谈。
三、X公司动态研发预算管理系统构建
(一)研发项目选择及资源分配
建立完善的研发预算管理系统,首先应当从明确投资项目及分配资源开始,接下来再实施具体的预算管理流程。预算投资项目选择的核心问题在于如何配置资源。通常情况下,新产品研发类会比工艺改进类项目风险更大,周期更长。企业如何在两类项目中配置资源是研发计划和研发项目选择的核心问题,也是一直困扰管理层的难题。为解决这一难题,我们推荐引入实物期权理论。
对X 公司来说,动态环境和企业自身变化等带来的不确定性不仅能带来风险,还能带来有巨大的价值,为了获得这种价值,企业的财务管理人员需要设计出有足够灵活性(扩张或收缩的选择)的实物期权制度,而不能采用传统的评估现金流的方法。传统的净现值等评价方法将不再适用不确定性较强的环境,因为这些指标主要评价短期回报,而忽视了机会成功把握的长期价值。研发活动是对于企业未来的一种投入,X 公司研发周期大概在三年左右,因此研发投入的收益存在较长的时滞。同时,由于X公司自身规模较小,资金能力不足,因此X 公司必须权衡考虑企业长期发展、企业生存来进行研发项目选择。
具体来说,企业在进行研发项目选择时,在考虑其未来现金流带来的基本NPV 时,还应在此基础上加上因为选择权而带来的实物期权价值,包括选择将投资的研发项目延后,选择转换现有的研发项目等,这些都能为企业带来额外的价值,应当纳入决策考虑。
X 公司在当前面临不确定的市场环境下,实物期权的价值来源与公司战略决策的相应调整。公司应当通过不同的投资组合,确定自己的实物期权,并对其进行管理、运作,从而为股东创造价值。实物期权法应用金融期权理论,给出动态管理的定量价值,从而将不确定性转变成企业的优势。
(二)X 公司研发预算管理系统的构建
首先,X 公司作为生产生物农药的高新技术企业,其研发活动处于企业内部价值链的相对上游环节具有先行性:第一,X 公司研发活动建立在市场分析和市场调研的基础上,开发出能更好地满足顾客需要的新产品,对处于其下游的生产、销售等价值活动具有引导作用。第二,如果企业决定扩展其价值链,研发活动则须紧跟企业战略,在其他活动之前开展。比如,X公司若想降低产品价格,使产品价格相对于化学农药更有竞争力,则必须降低产品成本;要想降低产品成本,那么X 公司必须具备生产成本较低产品的技术条件,包括产品设计、生产工艺等方面的技术,而这些都是研发活动的成果。
其次,对X 公司而言,研发预算是高新技术企业对未来一定时期内的研发活动中的资源分配所做的总体计划,它确定了企业在该研发活动中所要实现的目标。X 公司研发预算主要通过预算编制、预算执行、预算分析、预算控制、调整和考评传统的预算基本环节对研发活动进行管理,为研发决策提供依据。然而,与传统的预算管理相比,高新技术企业研发预算除了应具备系统性特征外,还应当具有良好的动态性,也更为复杂。
综上所述,X 公司作为高新技术企业,研发活动对企业长远发展具有重要战略意义,而研发活动本身又充满着不确定。由此,X 公司的研发预算不能停留在传统的预算流程上,而需要一个更具动态性和系统性的预算模式。为此,我们提出建立完善的研发预算管理系统对X公司整体的预算管理进行改进。
研发预算管理系统是指企业通过一定的机制实行研发预算管理,在企业范围内形成一个有机的系统。根据X 公司具体情况,我们认为X 公司研发预算管理系统是企业战略、企业环境、企业能力、企业研发预算管理组织机构、研发预算管理流程以及研发预算管理体制、方法等的有机结合。该研发预算系统的运行原理是:根据X 公司所处内外部环境和X 公司能力制定企业战略,同时定期关注X 公司内外部环境、企业能力尤其是销售、财务和研发能力的变化,在一定的预算管理体制下,企业研发预算管理组织机构按照一定的流程、运用一定的方法进行研发预算管理,管理过程中应注意研发活动与X 公司战略的一致性,与企业能力的匹配性、与企业环境的适应性及研发项目之间的协调。总体来说,X 公司研发预算管理系统的关键在于找出行业和企业长期成功的价值动因,使公司研发战略、日常运营和研发人员激励等围绕价值动因建立研发方面的核心竞争力,最终获得财务成功及企业长期的良好发展。
在动态环境中建立企业研发预算系统的优势主要体现在:一是有助于企业战略的实现。研发预算系统可以促使企业集团研发活动的开展以战略为导向,避免盲目性,并在研发预算执行中不断纠正偏差,确保研发活动不偏离战略;二是优化资源配置。资源配置是企业研发预算系统要解决的首要问题。研发项目过程的非重复性、不确定性、收益时滞性等特点要求编制研发预算时更应当注重对动态因素的管理。
参考文献:
[1]梁莱歆.企业研发预算管理:现状、问题、出路.会计研究,2007(10):67-72.
[2]梁莱歆.企业研发预算模式的改革出路—基于ABB的探讨.上海立信会计学院学报,2009(1):21-25.
[3]马洁.基于战略导向的高新技术企业全面预算管理研究.财会通讯,2012(6):100-101.
关键词:信息技术;程序;设计;开发
1系统开发的背景
随着科学技术和我国教育事业的不断发展,高校的扩招和学生数量的不断增加,给学校的招生管理工作带来了很大的挑战,高校的招生录取工作也成为高校综合发展的重要指标,从而导致高校招生录取以及就业工作的任务加重。但是现阶段的投档多是将以前的人工投档模式改成人工操作计算机进行,没有利用计算机快速和强大的数据分检能力将投档工作交由计算机自动处理。这种方式不仅给高校招生人员带来繁重的工作量,并且造成高校招生人员与社会广大考生之间缺少必要和及时的沟通,难以反映高校的招生现状,造成信息传递流转失真且速度慢。如何充分利用这些数据,进一步提高招生及学校其他各项工作的效率、促进实现“校园内部管理一体化”“企业、就业管理和教学衔接一体化”以及“CRP应用学校就业资源一体化(共享)”的高效、自动、透明的学习型职业院校的建设目标。打破一般院校单纯注重硬件建设的常规,集“日常管理”“评估工作”“规划决策”“激励改进”和“教学资源共享”为一体,将现代信息技术与学校的办学理念紧密结合,通过信息技术推动学校的制度创新、管理创新、教学创新,最终实现教育信息化、决策科学化和管理规范化。通过高校招生就业信息数据处理系统的建设,可实现高校招生工作的网络化管理,形成一个动态的招生数据中心和招生管理沟通平台,全面、实时、准确提供学校的有关招生信息,服务于高校的招生工作。辅助高校进行招生管理,从而为招生人员开展工作提供极大的便利。
2系统功能设计
高校各个部门都有自己相应的业务信息系统,这些系统的建设初衷是为了满足部门内部管理需要,无法避免在学院层面上存在信息孤岛的问题。管理应用相互独立,信息不能共享。招生数据管理系统是“CRP数字化校园”各系统中学生基本数据的来源。本系统的设计采用B/S结构,采用作为开发技术,C#作为开发语言,SQLSERVER2008R2作为数据库开发工具。
根据新生录取和就业工作的流程,制定CRP平台的高校就业信息数据源系统的目标如下:实现招生、就业专业保持一致、考生投档单和考生照片的导入;根据导入的新生信息表进行综合管理;对学校预录取的考生进行录取通知书和信封的打印;统计并打印新生报到情况报表;实现数据的唯一性。系统功能结构如图1所示。
3数据库设计
由于本系统用到的数据以全国高校招生网上录取系统数据为基础,所以数据库设计充分利用录取系统中的NacuesCuniv.Mdb数据数据文件,提取数据中相关数据表可以生成一个视图文件,同时与CRP系统进行对接,提取新学年所开专业名称,并进行匹对。对于需要同时调用的若干表,应使其符合关联要求。例如t tdd中,需要显示地区名称,则需将t tdd与td dqdm进行关联。
4程序设计
系统采用.net记性编写,系统中所有考生数据直接引用全国普通高校招生网上录取系统院校文件夹中所生成的新生原始数据及新生照片,数据后期的处理也基于此文件夹,这样可保证新生数据的一致性和准确性。
由于本系统处理的数据为高校招生数据,因此为了保证数据的安全性,本系统通过权限控制使用者,实现对考生数据的分级管理,从而确保使用者无法操作与其无关的数据。
程序可运行于各种操作平台,后台数据库管理系统使用SQL,该数据库管理系统,除有效管理数据外还提供数据库之间的数据复制功能,可代替现有网站数据的手工传递工作,降低出错率,提高数据的可用性。程序开发最终形成exe执行文件,让普通用户很容易使用。
本系统采用结构化程序设计思想和现代流行的编程风格,使系统维护变得非常容易。
考生数据导入模块使用全国普通高校招生网上录取系统自动生成的数据库,以年份区别不同的招生数据,对专业计划库tjhk.dbf和考生投档单ttdd.dbf的数据进行替换方式导入或追加方式导入。自动将考生照片写入数据库XSMD表中,实现数据和照片同步,同时将此数据同步至CRP系统中的新生报到系统和就业管理系统。
后台管理模块通过与CRP进行连接,统一设置权限,登录账号和密码即为登录CRP账号和密码。对导入的考生数据以视图方式显示,实现数据的查询、插入、删除、修改等操作。通过数据导出功能实现数据库的备份,并提供常用导出数据的格式(如:dbf,xls)。利用数据清空功能实现系统的重置。
5数据应用
5.1通知书、邮寄详情单打印
利用FastReports报表工具,制定通知书模板,模板中可添加考生照片、条形码(考生号、身份证等均可)、姓名、专业以及院系等信息,最终生成所有考生录取通知书,进行批量打印。同时系统与EMS自助服务客户端进行对接,将考生信息直接导入至EMS自助服务客户端中,完成面单打印,最终将录取通知书条形码和EMS邮递编码绑定,建立起一一对应的关系,方便考生查询通知书流转情况。在考生报到注册时可以直接利用扫描枪进行扫描注册,增加了输入的准确性,提高了注册的效率,还减轻了工作人员的工作强度。
5.2录取结果在线
方便考生查询录取情况,高校开通录取结果网上查询。因此,在录取结束后“高校招生就业信息数据处理系统”可以及时将录取结果同步至查询网站,实现招生信息的透明和即时公开。
5.3新生报到注册(支持扫描注册)
可根据CRP迎新管理系统需要的数据进行导入,生成迎新所需数据。新生报到时,通过CRP迎新系统校方只需扫描通知书上的条形码即可完成新生报到工作。
5.4生成电子注册基础数据
教育部要求各高校对报到数据整理后,对已经取得学籍的学生进行电子注册。在新生正式取得学籍、确定学号之后,“高校招生就业信息数据处理系统”可自动生成电子注册所需的基础数据,供电子注册直接使用。
5.5生成就业系统基础数据