无人机原理的基本知识篇1

第一，内部经济性与直接外部经济性的矛盾。在以保密、专利权、特许权等方式对知识要素（仅限于应用性知识）作非公有产权制度安排的场合，产权人通过知识的使用通常能获得超额利润，这就是知识的内部经济性。这种内部经济性无疑与专利权等非公有产权制度安排相关。之所以要作此类产权制度安排，目的是为了形成对知识生产的有效的激励机制。然而，就知识的公共性消费可以拓展知识的作用范围，增加知识的使用价值，提高社会的总福利水平而言，知识又应该是共享的，不应该为私人、少数人所垄断的，这也就是知识的直接外部经济性。知识的直接外部经济性源于知识本身所具有的可以同时为众多人共同消费的性质。知识的内部结济性与直接外部经济性的矛盾是显而易见的：内部经济性的增强，意味着直接外部经济性的减弱；内部经济性的减弱，意味着直接外部经济性的增强。非知识性资源（公共物品、准公共物品除外）则不相同，其消费本质上是排他的、竞争的，不可能在为某人使用的同时，又供其他人所使用。非知识性资源的消费，除给产权人带来经济效益以外，尽管也可能会使非产权人获得相关效益，但这种相关效益只是间接的外部经济性，而不是直接的外部经济性。由于知识的内部经济性与直接外部经济性的矛盾源于非公有产权安排所赋予知识的消费排他性与知识本身所具有的消费非排他性的矛盾，因而，也可将其称之为知识消费的排他性与非排他性的矛盾。

第二，边际报酬递增性与递减性的矛盾。因为通过知识的投入可以不断开拓出新的投资领域与不断提供出新的更有利的投资机会，进而提高劳动、土地、机器设备等实体性资源的产出效率，推动生产函数向坐标图象的右上方移动，因而知识投入具有边际报酬递增倾向。然而，这种由知识投入所引起的边际报酬递增倾向，只能在不同的程度上抵消或抑制实体性经济资源投入所具有的边际报酬递减倾向，却不可能消除这种倾向。也就是说，在与知识投入相关的边际报酬递增倾向存在的同时，与其他经济资源投入相关的边际报酬递减倾向仍然存在，由此便构成了知识经济活动所内涵的边际报酬递增性与递减性的矛盾。

第三，个体性与群体性的矛盾。在工业经济活动中，严格的工艺流程与环环相扣的流水作业线，突出强调的是统一性、常规性、一致性、整体性，全部经济活动就类似于一部机器，劳动者个体则相当于这部机器上的一个部件或螺丝钉。在知识经济活动中，一方面因开拓、创新成为主题与基调而必然强调差异性、独创性、非常规性与个体性；另一方面因知识的生产有赖于人类知识的积累与多种知识的交融、综合，又必然强调协作性、互补性、综合性与群体性。知识经济活动所内涵的这一个体性与群体性的矛盾，必然要求劳动者个体间的结合方式发生不同于工业经济活动的变化。在新的结合方式下，劳动者必须具有充分的独立性、机动性，与此同时，个体之间又必须能够彼此沟通，相互配合，表现出高度的整体协调性。

第四，有序性与无序性的矛盾。工业经济活动是严格有序的，甚至严格到操作者必须按事先设计好的规范与程序来动作。知识经济活动则不同，虽其整体活动表现出高度有序性，但其个体活动却具有很强的不确定性、非规范性与无序性。正是因为存在这种不确定性、非规范性与无序性，才使个体有可能去探索、去开拓、去创新。知识经济活动所包含的这一整体有序性与个体无序性的矛盾，也必然要求知识经济的组织形式发生不同于工业经济组织形式的变化。

第五，刚性与柔性的矛盾。在传统的工业经济活动中，由于知识的含量较低，技术更新周期较长，活动的内容、方式、手段的变化节奏较慢，所以，某种经济组织一经形成，便具有较大的稳定性或刚性。而在知识经济中，知识的高投入必将导致技术更新周期缩短，活动的内容、方式、手段的变化节奏加快，并要求经济组织形式发生适应性的变化。如果说使经济组织形式具有一定的稳定性、刚性，是包括知识经济活动在内的任何经济活动得以进行的一般前提的话，那么，使经济组织形式同时又具有较大的可塑性和柔性，则是推动知识经济持续发展的特殊的条件。

第六，流动性与非流动性的矛盾。除土地、房屋等不动产外，作为动产的经济资源均含有流动性与非流动性的矛盾。流动性，是指作为动产的经济资源所具有的空间位移性。非流动性，则是指作为动产的经济资源发生空间位移时因遇到阻力而导致流动性或部分流动性的丧失。知识作为动产

的一类，尽管在流动过程中也会遇到一定的阻力，但相比非知识性动产所遇到的阻力却要小得多，流动性也要强得多。知识性动产与非知识性动产在流动性方面所具有的显著差异，也会对知识经济组织形式产生重要影响。

第七，自主性与控制性的矛盾。在工业经济活动中，劳动者个体从属于机器体系，其活动处于完全的受控状态，不具有自主性。而在知识经济活动中，一方面劳动者个体的自主性大大增强，另一方面为保证系统目标的实现，又需要对自主进行的个体活动进行有效的调节与控制。使个体自主性与整体控制性这一矛盾得到妥善解决，同样是进行知识经济组织设计时必须重视的。

二、知识经济组织代化原则

基于对经济组织优化一般要求的认识与对知识经济内涵特殊矛盾的分析，笔者认为，在进行知识经济组织设计时应遵循以下原则：

第一，高运行效率原则。判断某一知识经济组织形式是否合理，首先应看其是否有利于知识经济活动高效率运行。知识经济活动效率的高低主要取决予以下因素：一是实现知识资源与其他资源在系统内外合理配置的机制是否健全；二是促使各种资源充分发挥其潜能的机制是否健全；三是管理体制、管理方式、曾理机构的设置是否合理；四是系统的各个组成部分是否协调。

第二，低运行成本原则。某项经济活动的高效率如果是以高成本来支撑的话，那么这种高效率则可能是无利可图甚至是得不偿失的。因而在进行知识经济组织设计时，不仅要坚持高运行效率原则，还要坚持低运行成本原则。知识经济运行成本，主要包括以下项目：一是各种经济资源在结合过程中所发生的内耗；二是管理、协调费用；三是激励、监督成本。在上述3项成本中，第一与第二项通常是此消彼长的。坚持低运行成本原则，并不是说应使知识经济活动运行成本的各个组成部分均处于最低点，而是说在知识经济活动效率既定的前提下，应使其总运行成本最小，亦即使知识经济活动的净产出最大。

第三，主体性原则。在传统的工业经济活动中，人从属于机器，主体受制于客体。因而在进行工业经济组织设计时，首先考虑的是机器体系与工艺流程的需要，而不是主体的需要，对物的组织被置于第一位，对人的组织则服从于对物的组织。从这种意义上说，工业经济的组织原则是客体性原则，而不是主体性原则。而在知识经济活动中，主体的创造性、自主性、个性发挥着主导的、关键的作用，是主体支配客体，而不是客体役使主体。因而在进行知识经济组织设计时，首先考虑的应是如何才能满足主体进行自主性、创造性工作的需要，如何才能为主体充分展现其个性的魅力与进行多样化的工作提供广阔的空间。也就是说，知识经济组织设计遵循的原则应是主体性原则，而不是客体性原则。

第四，弹性原则。如前所述，知识经济包含着有序性与无序性、刚性与柔性的矛盾。为使这些矛盾得到妥善解决，必须使知识经济组织具有较强的弹性。具体说来，一是要使其具有较大的自由度与包容性；二是要使其具有广泛的适应性；三是要使其具有较强的可调整性；四是要使其具有较大的灵活性。

第五，开放性原则。知识经济领域是高度开放的领域。与物质、能量通常是单向直线式流动不同，知识的流动通常是双向并呈辐射状的，知识经济网络由此交织而成。知识经济网络不存在固定的边界，随着认识的深化与新认知领域的开辟，其网线必然越来越密集，其边界必然越来越拓展。基于这一特点，在进行知识经济组织设计时必须坚持开放性原则，应使所设计的组织具有不断拓展自身边界与最迅速、最充分地与外界进行知识信息交流的能力。

三、知识经济组织架构特点

知识经济活动是知识的生产活动、流通活动、分配活动与消费活动的总和。由于篇幅所限，本文仅对知识生产的组织主体与组织形式作—剖析。首先探讨—不知识生产的组织主体安排。

知识包括基础知识、应用基础知识与应用知识3大类。与其对应，知识生产也包括基础知识生产、应用基础知识生产与应用知识生产3大组成部分。因基础知识生产只具有外部经济性，不具有内部经济性，其产品是典型的公共产品，故只能由国家出资举办研究机构按非商品生产的形式来进行。

应用基础知识，一方面因其消费具有非排他性、非竞争性，故可被归入公共产品之列；另一方面因其应用范围与应用者集合可大体确定，从而可借助一定形式将其外部经济内部化，故又具有私人产品的性质。应用基础知识的这一双重属性便决定了对其生产组织主体安排可作如下选择：或者由国家出资设立研究机构作为公共产品来生产，或者由私人出资设立研究机构作为私人产品来生产，或者同部门、同行业的企业共同出资作为准公共产品来生产。

第一种形式的不足之处在于：一是应用基础研究资金全部由国家来提供，难免使国家财政不堪重负；二是应用基础性研究成果的使用者一般是特定部门或特定行业，此类事业若由国家来举办，便可能因无法清楚地把握需求及其变动状况，使供给结构与需求结构难以吻合。

第二种形式的不足之处在于：一是研究成果的需要者有可能因自身财力限制而无法取得研究成果的使用权；二是某些耗资巨大的应用基础研究项目有可能因举办者财力不足而无法进行。

第三种形式，既不存在第一种形式的不足，也不具有第二种形式的缺陷，它可以灵敏地适应应用基础研究的需要及其变化，可以在不加重国家财政负担的情况下保证应用基础研究有充足的资金来源，还可以使研究成果得到广泛的利用，因而，在笔者来看，不失为一种最适合于应用基础研究进行与发展的组织主体安排。

应用知识，可进一步被区分为常规知识与非常规知识。与此相应，应用知识的生产也可被分为常规知识生产与非常规知识生产。因常规知识是在某实践领域被普遍应用与反复应用的知识，故可通过数据化与编程将其转换为计算机语言，对象化为计算机功能，使其得到更为广泛、更为经济的利用。非常规知识生产包括非常规技术生产与非常规经验、技能生产两部分。其中的非常规技术生产，或可由独立于企业之外的研究机构来进行，或可由企业成立研究机构或组织专职研究人员来进行。作何选择为宜，则主要取决于企业的财力与其对非常规技术的需求状况。财力雄厚且对非常规技术需求量大的企

业，一般可自行设置研究机构或安排专职研究人员进行非常规技术研究；财力单薄且对非常规技术需求量小的企业，则直通过外购方式或吸收无形资产投资的方式来满足自身对非常规技术的需要。非常规性经验与技能，因只能通过劳动者干中学来获得，故其生产无法通过设置研究机构或安排专职研究人员来进行，而只能通过优化劳动组织形式，充分调动与激发劳动者于中学的热情来进行。

关于知识生产的组织形式或组织方式。按照雷蒙德·E·米尔斯与查尔斯·C·斯诺的观点，工业经济时代最具典型意义的经济组织形式是出现于19世纪末20世纪初的功能型组织形式。这种组织形式的基本特征是等级制，通过专业分工系统逐层向上，从一种标准化工作过渡到另一种标准化工作，再通过自上而下的命令链，对整体活动逐级进行指挥、控制与协调。随着知识尤其是特殊性专业知识成为企业资源的核心，功能型组织经过部门型组织、矩阵型组织的短暂过渡，于20世纪80年代演变为网络型组织。笔者认为，网络型组织区别于功能型组织的主要特点是：

第一，以团队为基本组织单位。现代知识经济活动是以团队为基本组织单位来进行的。这些团队相互关联，按照若干基本组织原则，通过灵活的、强大的交流网络彼此协调，不存在集权控制，其团队的组合不是固定不变的，而是随着工作目标、工作任务的转换而变动的，故团队组合又被称为不规则型企业。在不规则型企业中，每一个组成部分都是独立的，能够自主决策的，同时又在更大的范围背景条件下存在，并须遵守这种背景条件，以达到自治与协调的高度统一。这种以团队为基本单位的网络型组织显然能最有效地利用知识，最迅速地积累与创新知识，最大限度地调动组织成员的积极性与创造力，最充分地展现个性的特点与最迅速地对外界变化作出反应。

第二，职位权威让位于知识权威。维娜·艾莉在其所著的《知识的进化》一书中谈到，在与功能型组织共生的官僚制度中，你拥有的职位决定了你的权力，存在的是职位权威。但在网络型组织中，权力来源于你所掌握的知识与所了解的人，存在的是知识权威。这种权力结构的变化，意味着知识开始在经济活动中占据支配性地位，成为主导性力量。

第三，组织边界可以无限拓展。在功能型组织中，由于权力体系是按照等级层次构造的，所以组织的规模或边界必然要受到合理管理幅度的限制。在网络型组织中，不存在集权控制，因而组织的规模或边界也就不会受到合理管理幅度的限制，随着新的知识供给单元或知识消费单元的出现，网络的边界必然向外拓展与获得不断递增的知识规模效益。

第四，联合成为主流。在采用功能型组织形式的场合，竞争往往以获胜企业兼并失败企业而告终，被兼并者丧失了它的独立性。而在采用网络型组织形式的场合，竞争的结果则通常是竞争双方达成联合的协议。与兼并不同，联合意味着在继续保持双方独立性的前提下实现双方的相互配合与协同动作，这无疑是实现竞争双方知识资源交流与共享的一种最有利的组织形式。

第五，信息主要是横向流动。在以等级制为特征的功能型组织中，为满足集权式管理的需要，信息主要是纵向流动或纵向传递的。而在网络型组织中，由于团队之间主要通过彼此的沟通对话来协同动作。所以信息主要是横向流动或横向传递的。以信息横向流动为主的网络型组织可以使信息知识资源得到更为迅速、更为充分、更为经济的利用。

第六，信用关系是组织内的基本关系。在以等级制为特征的功能型组织中，系统的运转是靠自上而下逐级命令与自下而上逐级服从来维系的，命令与服从是组织内部的基本关系。而在网络型组织中，作为基层组织单位的每一个团队都是自主的、平等的，它们是靠对组织整体目标的认同与共识而统一起来，靠彼此间的信任与诚实而联合起来。正是网络型组织内部的这种自主、平等、彼此信任的氛围，为培植创造力，发挥创造力，加速知识创新提供了最适宜的土壤。

无人机原理的基本知识篇2

【关键词】无机及分析化学理论教学实验教学教学手段

【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2014）03-0164-01

《无机及分析化学》主要有化学反应的基本原理、物质结构基础理论、溶液化学平衡、滴定分析等。本课程在我校作为生物制药及园艺专业基础科目，在大一开设：理论课48学时，实验课20学时。无机化学部分的学习既是对高中化学知识的提高，又为后续的相关专业课程准备必须的知识基础，起着承前启后的重要作用：而分析化学的内容与无机化学密不可分，四大滴定完全建立在四大平衡的基础之上。针对不同的专业，该课程的教学重点、难点以及教学方法都因专业而异。本文就该课程的教学过程中的讲授体会作简单介绍，为同行提供相关参考。

一、理论课教学应结合专业方向讲解

本校开设《无机及分析化学》课程的为生物制药及园艺专业，生物制药主要运用微生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用上述科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。本专业培养适应社会主义现代化建设和医药卫生事业发展需要，具备药学和生物学的基本理论、基本知识和基本技能，掌握生物制药的基本原理和技术，熟悉生物医药分析和药品检验技术，能在生物制药研究、开发、生产以及医学检验、卫生防疫等领域从事相关工作的应用型人才。本专业的学生应掌握生化分离技术及工业药剂学等方面的基本理论知识和专业技能。因此，在教学中应重点讲授化学反应热力学基本知识以及化学反应动力学的内容，为今后学生从事新药研发做准备。同时，本课程的分析化学部分应作为重点讲授内容，解离平衡、滴定分析等章节内容在讲授过程中应结合药物分析相关内容，使学生能够理论结合实际，便于知识点的理解和吸收。

例如，在讲解氧化还原反应时，可结合园艺中常见的土壤腐殖质测定的问题，让学生将课本上的理论知识用于实际的操作中，加深强课程在专业中的应用。

二、讲授前沿知识

除了讲解课本上的理论知识外，教师必须查找相关内容的前沿进展，结合学生的专业特点介绍相关背景知识。针对生物制药专业跟医学材料相关的特点，我们在教学内容上，重点讲授高分子医学材料、储氢合金材料以及记忆合金材料。讲解这部分理论知识时，我们以高分子有机无机杂化材料为例子，在课堂上演示超滤膜的成膜过程，课前准备好高分子铸膜液和凝固液。用玻棒在玻璃板上涂一层薄薄的铸膜液，然后浸入纯水中，由于有机溶剂和非有机溶剂（纯水）的交换，铸膜液凝固成膜，整个成膜过程只需一分钟。初步成膜之后，让其在水中浸泡15分钟，充分去除掉有机溶剂。此实验让学生对高分子分离膜获得形象认识，然后再将超滤膜的表面和断面的微观结构以ppt的形式向学生展示，介绍膜分离原理。这种由浅入深的讲解，既兼顾了不同层次学生由“未知”向“已知”的过渡，同时又涵盖了大学化学的理论深度。这个过程，结合专业介绍相关前沿知识并提高学生听课兴趣，让学生带着问题听课，有所思考，从而达到好的教学效果。

三、注重实验教学

在新药研发过程中，需对药物的反应动力学进行测试，因此，对于生物制药专业的学生，该实验课程侧重化学动力学和化学分析方法等内容。在教学时，提前做实验部分，这样在理论讲解时，学生能很好的联系实验过程，有利于理论知识的理解。有的实验则先弄清楚理论部分，然后进行实验操作，从而达到理论和实践结合的目的。

化学实验教学是培养大学生化学基本实验技能、创新能力、理论联系实际能力的关键环节之一，在实验教学过程中存在如下问题：1.态度不够端正，缺乏严谨的科学态度。实验预习不够认真，很多同学只是简单的将实验课本上相关内容抄写至实验报告纸上，没有真正地对实验原理和实验过程进行理解吸收。在实验过程中，操作不够规范，例如在滴定分析实验中，很多同学在配置溶液中，存在药品随意洒出的现象，有的同学在取药品时不用药勺直接倒取，大量药品洒出，造成药品浪费和试验台的污染。2.实验数据的记录不真实。在实验过程中，很少同学能够做到对每一步的实验数据进行认真详细的记录，实验现象记录不仔细。有的甚至随意捏造数据，在实验结果分析部分，所得到的结果与理论值相差太大。

因此，在实验教学过程中必须强调科学严谨的实验态度，规范实验操作步骤，遵守实验室仪器实用的相关规定。在实验药品和仪器实用完毕后应该及时归位，并做好相关清洁卫生工作。在实验过程中必须实事求是的记录相关实验数据，对实验的实验现象应认真记录并查找相关理论原因。

四、灵活应用多重教学手段

《无机及分析化学》这门课理论性和实践性都很强，在教学过程中须采用多重教学手段方能获得良好的教学效果。在讲授热力学相关内容时，有关热力学的计算公式必须借助板书在黑板上演练，让学生明白每一个公式的来源，加深理解。在讲授酸碱滴定时，可选取一个典型的滴定过程，以视频的形式向学生展示，并讲解每一步操作的要点。

综上所述，在教学内容选取和组织方面多下功夫、灵活应用各种教学方法和教学手段提高教学效果，对培养创新人才起到至关重要的作用。

参考文献：

[1]南京大学《无机及分析化学》编写组.《无机及分析化学》[M].高等教育出版社，2012.

[2]吕晓萌，谢吉民，陈敏.大学化学课程教学中的课堂效率的提高[J].教法研究.

[3]李莉，鲍霞，胡云.本科高校大学化学课程体系教学改革初探[J].通化师范学院学报（自然科学），2013（34）：78-80.

无人机原理的基本知识篇3

目前,设计知识管理已成为国内外许多研究机构、大学、企业的研究热点,如美国nist的设计知识库项目[2]；欧洲wise工程知识管理项目[3]、moka项目[4]；韩国lg公司资助的知识管理项目[5]；国家863资助的知识管理平台研究[6]等,但还没有一个实用的能支持概念设计知识重用的系统,对它的研究也还停留在理论准备阶段。

本文在研究了基于本体的的概念设计知识模型的基础上,提出了基于本体的概念设计知识管理框架,研究了用户对本体的定义、对知识结构内容的自由扩充以及概念设计知识的检索方法等关键技术。

1、基于本体的概念设计知识建模

1.1概念设计知识分类与表达

概念设计是对设计问题加以描述,并以方案的形式提出众多解的设计阶段[7].概念设计从不同的角度有多种定义[8].一般认为,概念设计是指以设计要求为输入、以最佳方案为输出的系统所包含的工作流程,是一个由功能向结构的转换过程。

图1描述了一般概念设计的工作流程,它包含综合与评价两个基本过程。综合是指根据设计要求,运用各种分析、设计方法推理而生成的多个方案,是个发散过程；评价则从方案集中择出最优,是个收敛过程。概念设计是将所设计的产品看成一个系统,运用系统工程的方法去分析和设计。具体说,概念设计就是将设计对象的总功能分解成相互有机联系的若干功能单元,并以功能单元为子系统进行再次分解,生成更低一级的功能单元,经过这样逐层分解,直至对应的各个最末端功能单元能够找到一个可以实现的技术原理解。概念设计的主要任务是功能到结构的映射,概念设计过程主要包括：功能创新、功能分析和功能结构设计、工作原理解的搜索和确定、功能载体方案构思和决策。

根据概念设计的过程及人在设计时的认知特点将概念设计知识分为元知识和实例知识（其分类如图2所示）。元知识中主要包括功能知识、技术原理解知识、结构知识等。实例知识中主要包括方案设计实例、技术原理解实例、产品实例等知识。

（1）功能知识。主要描述产品完成的任务,描述产品的功能及功能子项。描述产品要完成的功能,包括功能内容、实现参数、性能指标等；

（2）技术原理解知识。描述产品功能及功能子项的原理解答。它的表达要复杂些,一方面可用文字、数字表达它的说明、解答参数,另一方面,要有图形支持产品原理解答；

（3）结构知识。描述产品的结构设计状况,是对原理域知识的细化和扩充,是求解原理解的结构载体,可描述产品关键部分的形状、尺寸和参数。产品功能结构的映射（简称为功构映射）就是对产品的功能模型进行结构实现的求解,是将产品功能性的描述转化为能实现这些功能的具有具体形状、尺寸及相互关系的零部件描述。在这里功能是产品结构的抽象,是结构实现的目的；而结构则为实现某功能而选用的一组构件或元件。功能结构间的关系一般而言是多对多的映射关系。一个功能可能由一个或多个特征或元件实现,而一个特征或元件也可能完成一个或多个功能；

（4）实例知识。已成功或失败的设计范例,包括方案设计实例,产品结构知识实例、技术原理解实例等。它包含了更多的实际因素,是类比设计和基于实例推理设计的基础。

以工程机械中某型滑模式水泥摊铺机为例,总功能为摊铺水泥路面,总功能可细分为滑模作业、控制作业等功能,滑模作业功能又可细分为提水泥浆、挤压成型等功能。其中某个功能的实现可能会由几个结构组合而成,例如滑模式水泥摊铺机滑模作业功能就是由螺旋分料器、刮平板等几个结构一起才能实现。图3为该水泥摊铺机的功能层次定义和功能分解结构举例。该产品所对应的结构分解则如图4所示。图5中给出了对于滑模作业功能的技术原理解简图、技术原理解的评价、参考产品,以及实现该功能的说明等相关的知识。

如何利用计算机技术对概念设计予以支持,对概念设计知识进行有效的管理,至今仍没有较好的解决方法。目前的知识建模主要是专家系统,最常用的知识模型包括框架、产生式规则、语义网络、谓词逻辑等。专家系统的知识建模主要侧重符号层的系统实现,很少考虑动态的,非结构化的知识,造成专家系统解决问题的局限性,使得专家系统不能解决大型复杂问题。

本体作为“对概念化显式的详细说明”[9,10],研究领域内的对象、概念和其他实体,以及它们之间的关系,可以很好地解决概念设计知识的表达、检索和重用等问题。采用本体描述概念设计知识可以支持细粒度的产品语义信息的描述,可以形式化地定义特定领域的知识,如概念、事实、规则等；支持语义层面的集成和共享,基于本体的知识定义可以对知识作普遍的、无歧义的语义解释,可以保证不同使用者之间进行语义层面的信息共享和互操作。

1.2本体建模过程描述

本体是某一领域的概念化描述,着意于在抽象层次提出描述客观世界的抽象模型,它包括两个基本的要素：概念和概念之间的关系。本体的构建必须满足以下的要求：对目标领域的清晰描述；概念或概念之间关系的明确定义；一般性和综合性原则。本体可以有多种表述方式,包括图形方式、语言形式和xml文档形式等。

基于本体的产品概念设计知识建模过程包括3个阶段：

（1）产品概念设计知识目标确定。产品概念设计知识定位,概念设计知识的定位决定本体构造的功能需求及最终用户。

（2）产品概念设计知识本体分析与建立。根据需求分析,确定该领域的相关概念及概念属性,并用xml语言进行形式化描述。这个阶段是建立概念设计知识本体的关键环节,直接影响到整个本体的生成质量,同时也是工作量最大的阶段。

（3）产品概念设计知识本体评价。对所创建的本体进行一致性及完备性评价。一致性是指术语之间的关系逻辑上应保持一致；完备性是指本体中概念及关系应是完善的。我们称该3阶段的组合为产品概念设计知识本体建模的一个生命周期（见图6）。

1.3概念设计知识的本体表示

在此我们以工程机械中滑模式水泥摊铺机为例,结合图3～图5中的实际知识,从概念实体、概念属性及概念间关系等方面来说明产品知识、功能知识、技术原理解知识、技术原理解实例等概念设计知识的本体表示,通过概念蕴涵、属性关联、相互约束和公理定义等方法揭示了概念间的本质联系,形成一个语义关系清晰的产品概念设计知识模型。建模采用目前最新的owl语言描述。

表述的语义为一个滑模式水泥摊铺机继承了一个产品的所有属性,此外还具备了关系属性：摊铺能力,同时,又对属性摊铺能力作了限制：只能应用于滑模式水泥摊铺机领域,且取值变化只能在摊铺宽度中（省略了关于滑模式水泥摊铺机类似属性的定义,如摊铺厚度和摊铺速度等）。

（3）功能知识类

<owl：classrdf：id=“功能知识”>

<owl：restriction><owl：onpropertyrdf：resource=“#功能名称”/>

<owl：cardinality>1</owl：cardinality>

</owl：restricton>

<owl：restriction><owl：onpropertyrdf：resource=“#产品”/>

<owl：mincardinality>1</owl：mincardinality>

</owl：restricton>

</owl：class>

表述的语义为一个功能知识只有一个功能名称,且最少具有一个相关产品（省略了功能知识类似属性的定义,如功能编号、功能说明、创建人、创建时间、存储位置等）。

（4）功能技术原理解类

<owl：classrdf：id=“功能技术原理解”>

<owl：restriction>

<owl：onpropertyrdf：resource=“#功能知识”/></owl：restricton>

<owl：restriction>

<owl：onpropertyrdf：resource=“#技术原理解简图”/></owl：restricton>

</owl：class>

表述的语义为一个功能技术原理解具有对应的功能名称,相关的技术原理解简图（省略了技术原理解类似属性的定义,如评价、参考产品、创建人、创建时间、存储位置等）。

上述描述中,使用类公理（subclassof）描述了两个类（概念）之间的继承关系,如滑模式水泥摊铺机类是产品类的子类。在描述类属性时,使用关系属性（objectproperty）描述了类的某个属性同时也表示了两个类之间的某种关系,如摊铺能力既是滑模式水泥摊铺机类的一个属性,同时也表达了和摊铺宽度类之间的对应关系。另外,使用属性公理domain和range表示属性的应用领域和属性的取值范围,如属性摊铺能力只能用于滑模式水泥摊铺机类,且它的取值只能是摊铺宽度数据集。

1.4基于本体的概念设计知识管理的特点和优势

基于本体的概念设计知识管理可以让设计人员更好地重用已有的概念设计知识,基于本体的概念设计知识管理具有以下的一些特点或优势：

（1）支持用户定制知识类别。产品概念设计过程中,需要运用多种类型的知识,如：功能类、功能技术原理方案解类等。这些知识的描述和使用有着不同的特点,不能用相同的描述框架来处理。基于本体的设计知识建模允许用户对设计中知识类别加以定制,针对每一类别定义其描述属性,从而较好的解决了概念设计中多来源多类型知识的表示问题。

（2）支持概念共享的知识库构建。概念设计知识本体的构造澄清了概念设计领域知识的结构,为概念设计知识的表示打好了基础,而本体中统一的术语和概念也使概念设计知识更好地共享成为可能。基于本体的概念设计知识表示在区分不同知识类别的同时,建立起概念间的共享联系。通过概念间的共享机制,避免了设计知识库的数据冗余和数据不一致问题,方便了知识的建模录入、检索及统计处理。

（3）多视图和基于本体概念的知识检索。在目前的应用系统中一般采用基于关键字的数据库查询方法,由于其数据库组织不是建立在能够表示概念之间的关系、事实和实例的领域模型的基础上,因此无法实现智能查询和信息推理,也就无法解决语义异构性问题。由于不同的组织和人员可能使用不同的词语表示同一个含义,因此查询系统得不到意义相同但用词（语法）不同的内容。当需要对多个数据源进行查询的时候问题更为明显,多意词和同义词会使查询得到许多不相关的信息,而忽略另外一些重要信息。

在基于本体的概念设计知识管理中由于具有统一的术语和概念,知识库建立在本体的基础上,使得基于知识的设计意图匹配成为可能。采用基于知识、语义上的检索匹配,对用户的检索请求,通过查询转换器按照本体把各种检索请求转换成对应的概念,在本体的帮助下从知识库中匹配出符合条件的数据集合,解决了语义异构的问题。

从人在设计时的认知特点出发,可以采用基于功能分解树的功能设计知识检索视图、基于产品分解结构树的结构设计知识检索视图,还可以利用本体中已定义的概念定义其它知识检索视图,比如需求功能知识检索视图、软件工具使用知识检索视图等,实现基于知识检索的设计意图的匹配。

2、基于本体的概念设计知识管理

2.1概念设计知识管理系统结构

结合工程机械行业的实际,本文提出了图7所示的基于本体的产品概念设计知识管理系统结构,系统按照知识产生、获取和利用的流程来构建,系统结构主要包括概念设计知识管理工具、数据接口程序以及基于本体的概念设计知识库,具体由4个部分构成。

（1）概念设计知识获取。概念设计知识的获取包括从概念设计知识本体定义、本体之间关系定义、本体知识库生成到概念设计知识获取整个过程。

（2）概念设计知识维护。主要包括从概念设计知识本体维护、本体关系维护、知识库重新生成到概念设计知识维护的过程,实现对本体的属性修改,各类知识之间的关系维护,以及知识库的更新等。

（3）概念设计知识检索重用。系统中提供基于多视图的知识检索方式,如基于功能分解树的功能设计知识检索视图、基于产品分解结构树的结构设计知识检索视图,及用户定义的其它知识检索视图。此外系统提供基于本体概念的知识检索方式,通过本体映射库,可以实现同义词的检索,保证可能会采用不同的概念和术语表示相同的设计信息的人可以得到相同的知识帮助。

（4）概念设计知识库的构建。要实现基于本体的,支持客户自定义的概念设计知识管理,系统必须由足够的柔性,支持各类知识的存储,作为系统基石的知识库的构建就不能采用完全预先定义的方式,在系统中我们采用基础数据库加上在此基础上经过本体定义工具动态生成的各类知识库的方法保证基于本体的知识管理的实现。

2.2概念设计知识管理关键技术及实现

无人机原理的基本知识篇4

作者：史锐张晓丽吴品昌单位：辽宁中医药大学

内容涉及浓度计算、结构理论、热力学初步等等，涵盖了多个化学学科知识，但像结构理论等知识主要以描述性介绍为主。这种浅、全，但内容繁多的内容很难符合现代教学要求，也不符合现代化医药人才培养的要求。内容与实用性联系较少。内容中对知识在医药学上的应用介绍较少，与实际应用联系较少。如缓冲溶液中只介绍简单的浓度计算方法，而在医药学上常用的溶液介绍非常少。（3）课程内容对不同专业无明显区别，授课无侧重点。因此需对课程内容进行调整，力求少而精。因不同专业的服务方向不同，对所学课程要求也不同，而课程的设置与教学质量直接影响学生对后续课程的学习效果，影响对学生整体目标的培养质量。因此《无机化学》怎样适应于不同专业的人才培养目标，怎样实施教学，是无机化学教学工作者们探讨和研究的时代命题。结合教学实践经验，提出以下构想。构建面向不同专业以无机化学为核心的课程体系本校无机化学教研室承担全校药学相关专业、护理学等多个专业的教学任务。并根据临床医学专业的课程设计需要，拟增加无机化学和现代无机化学课程作为临床医学相关专业的公共选修课，为其后续课程学习提供良好的铺垫，并为今后的科研工作起到引领作用。

因不同专业的服务方向不同，对所学课程要求也不同。因此，根据本校各专业培养目标的要求，构建以无机化学为核心的“1条主线和3个分支”课程体系，以适应全校不同专业对无机化学教学的需要。“1条主线”包括无机化学和现代无机化学2门课程，分别适用于药学和临床专业本科生必修和选修，体现无机化学对于药学和临床医学教学和科研的引导作用“；3个分支”包括无机化学（护理学专用）、基础化学和医用化学基础（中专护士专用），以加强非临床专业学生对本专业相关无机化学知识的学习。（1）核心课程《无机化学》是研究无机物的组成、结构、性质、变化规律的科学，重点阐述物质结构基础（原子结构、分子结构、晶体结构等）、元素周期律、化学基本定律、气体、热力学基础、动力学基础、酸碱理论、电解质溶液、氧化还原反应、配合物等。通过掌握该课程的基本理论、知识和技能将为医药学各学科的学习奠定基础，有利于将来的实际工作。无机化学是药学相关专业的必修课程，也是计划新开的临床专业公共选修课，但不同的专业对无机化学教学有不同的要求，药学专业学习重点为化学相关理论及药物制备合成相关知识；临床专业学习重点为后续有机化学和生物化学课程学习做铺垫，以及元素性质和其前沿应用的知识。因此，在上述专业的《无机化学》的教学过程中，我们将始终坚持突出专业特色、满足专业需求、体现专业水平的原则，分别制定不同的教学大纲、实验教学大纲和实验指导。（2）《现代无机化学》是药学和临床医学专业学生在掌握了无机化学及相关专业知识之后学习的一门计划新开选修课，其内容概括地总结无机化学中常用的经典理论成果，使学生有效地掌握理论工具，让学生运用所学理论知识指导对无机化学领域最新知识的学习和掌握，了解现代无机化学的主要研究方向、研究方法、应用及其发展趋势，培养学生把握无机化学学科前沿的能力及其在药学和临床医学的应用，为后续课程学习及今后从事相关研究工作打下坚实的基础。（3）《无机化学》（护理学专用）是护理学专业学生学习无机化学在护理学相关方面应用的一门专业选修课，它重点研究酸碱理论、电解质溶液、氧化还原反应、配合物等理论及相关技能，对今后从事相关工作提供重要的理论支持和技术指导。（4）《基础化学》是非临床医学专业计划开设的一门公共选修课，简述无机化学四大平衡理论、有机化合物的结构性质以及光谱分析、薄层层析、电化学分析等仪器分析的原理和方法。为其专业课的学习以及今后从事相关研究工作打下坚实的基础。（5）《医用化学基础》（中专护士专用）是研究无机物和有机物的组成、结构、性质、变化规律的科学，概括阐述化学相关知识以及化学技能在护士专业的重要应用。对护士专业今后工作具有重要的指导意义。整合新课程体系的教学内容课程教学内容的调整与整合非常必要，整合后在以下几个方面体现出特色。（1）满足学科综合化的发展趋势。无机化学学科与其它学科日益交叉、渗透、融合，学科领域不断扩展，从内容看，实用化和综合化趋势日益明显。只有对传统教学内容进行整合，并增开现代无机化学选修课，才能跟上形势的变化，做到与时俱进。（2）提高授课效率。目前教学要求与教学时数之间的矛盾突出，其中教学内容重复和衔接不畅是主要原因之一。整合后，精炼、流畅的教学内容可以有效提高授课效率，减缓缩课时与增内容之间的矛盾。（3）通过无机化学课程教学内容和方法的整合与改革，不仅提高实验教学仪器、设备的利用率，减少实验教学的重复建设，有效利用资源，缓解扩大招生与教学投入不足的矛盾，而且提高实验教学质量，培养学生科学思维、应用知识和创新能力。

探索创新性无机化学实验教学改革在原有无机化学实验教学改革成果基础上，通过实验手段的改革，教材内容的更新及实验考试方式的改革，对无机化学实验教学体系进行探索性的改革。（1）改革教学手段、更新教学内容：教学内容跟踪学科领域前沿发展变化动态，将新知识和新技术及时吸收融合到实验教学中，使学生了解学科发展动向，熟悉和掌握学科前沿的理论知识和操作技能。实验教学按基础（验证）实验、综合实验、设计探索性实验3个层次展开。并按照改革要求，编写新的实验教学大纲和实验指导。（2）改革考试方法和内容：改革单纯操作性实验考试模式。实验考试内容上实行老师指导下的学生自主选题，以小组为单位进行实验和论文撰写，以个人为单位进行论文答辩和技术考核，根据考试成绩和平时成绩对学生进行评分，提高学生学习的积极性和主动性。（3）开辟无机化学实验第二课堂：定期举行无机化学学术讲座和文献读书报告会；提倡药学专业本科生参加教师的研究课题和实验室开放项目，撰写综述和论文等方法进一步充实无机化学实验教学内涵，促进本科生创新思维和科研能力的发展。随着高校教改形势向纵深发展，中医药专业无机化学课程体系和教学内容的改革势在必行，但教学改革是一项长期而复杂的系统工程，必须积极而慎重地进行，并在实践中进一步完善。逐步加强无机化学在高等化学教育中的基础和母体地位，提高教学质量，为培养符合时展的中医药人才奠定基础。

无人机原理的基本知识篇5

关键词：创新实践能力；材料专业；基础实验；教学改革；立体化实验教材

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1674-9324（2017）20-0278-03

当前，党中央、国务院高度重视创新创业人才培养，在国家“大众创业、万众创新”的号召下，基于创新实践能力培养的材料专业基础实验教学改革具有重要意义。辽宁省《关于推动本科高校向应用型转变的实施意见》中明确了本科高校向应用型转变的指导思想，要求高校培养应用型人才，增强学生就业创业能力。材料是工业的基础，也是各个领域科学技术进步的基石。材料类专业学生不但要掌握材料的制备、结构、性能和应用效能之间相互关系理论及其相关技能，而且，还要具备创新性思维、实践动手能力和研究能力。而无机材料科学基础及专业基础实验是培养学生创新实践能力的重要课程，也是学生日后从事新材料研究与开发的重要专业基础理论和实践课程。因此，为使无机材料专业创新能力和应用型人才培养的教学改革有效推行，本文结合大连工业大学无机材料专业基础理论课程和实验教学的目的和特点，分析探讨了基于创新实践能力培养的无机材料专业基础实验教学改革思路及其实施办法。

一、专业基础实验教学改革的重要意义

在无机非金属工程材料专业的教学过程中，“无机材料科学基础”理论课程及其相对应的“无机材料基础实验”在培养大学生创新思维和实践动手能力中发挥着重要作用。无机材料科学基础是无机非金属工程材料专业中一门理论性强、概念抽象、知识面广的专业基础课程。近年来，无机材料科学基础已经建立了课程教材、实验指导书、视频课堂、知识题库、多媒体教案等一系列教学方法和多媒体教学形式，并且在教学实践中取得了较好的效果，课程也成为辽宁省专业精品课程。2014年大连工业大学无机非金属材料工程专业在辽宁省专业评价中综合排名位居省内同类专业第2名，2015年获评辽宁省无机材料实验教学示范中心，这是本专业不断探索专业基础实验教学改革的成果体现，也是大连工业大学多年来重视大学生创新思维和实践能力培养目标的成果体现。

然而，随着科学技术和知识层次要求的进一步提高，尤其是新材料品种的日益发展，传统的平面知识和简单的模拟逐渐不能适应培养创新和应用型人才的要求。基于此，为了更好地发挥精品课程的作用，教研组积极探索新的无机材料专业基础实验教学思路和教学模式，力图结合专业发展、学科方向调整、就业形势需要和创新创业训练等不同要求，进一步提升专业基础实验教学效果，使学生真正掌握专业基础理论知识的精髓，提高其动手实践能力和分析问题、解决问题能力，并使其在技术实践过程中具有创新性思想。因此，对无机材料专业基础实验进行有效的教学改革，对于培养具有创新思想和实践能力的应用型人才具有重要意义。

二、专业基础实验教学改革的具体举措

无机材料专业基础实验教学改革的基本思路是，紧密围绕教育部提出的创新创业教育和辽宁省提出的应用型人才培养的战略部署，根据无机材料专业基础理论知识体系的构成和特点进行相应的实验教学改革。具体举措如下。

1.用科研实例提升实验教学效果。无机材料科学基础课程内容涉及了无机材料的制备、组成、结构、性质和应用效能的基本理论问题，主要包含4个模块：（1）无机材料微观结构理论知识模块：主要内容为材料结构基本知识，例如晶体结构基础、晶体结构缺陷和固溶体等；（2）无机材料表面与界面知识模块：主要内容为固体表面与界面以及浆体的胶体化学原理等；（3）无机材料热力学模块：主要内容为熔体和相平衡、相图等；（4）无机材料高温动力学模块：主要内容为扩散、相变、固相反应和烧结等基础理论[1-5]。

为了让学生真正理解和掌握专业基础理论知识，在实验教学中，教师要注重将科研和生产实例融入到基础理论的讲解中，特别是教师自身的科研实例往往会引起学生的极大兴趣和学习动力。例如，在讲授晶体结构缺陷内容时，一方面通过比喻、类比法等介绍晶体通过热振动产生的本征缺陷以及通过杂质原子掺杂、取代产生的非本征缺陷；另一方面，通过介绍具体的科研实例来形象地说明由于杂质引入而产生缺陷的机理及其对材料的影响，如教师正在进行的钛酸钡基热敏陶瓷的研究，就是由于La3+掺杂和取代部分Ba2+，使材料微观结构中产生缺陷和载流子，从而获得室温能够导电的低电阻钛酸钡陶瓷；而Mn2+的掺入又会因晶界的改变而使其达到良好的热敏电阻效应。教师对某种新材料在研究中遇到的问题及其涉及到的相关理论知识的介绍，常常会使学生产生一种豁然开朗的感觉：噢，原来专业基础理论知识在材料研究中起到如此重要的作用。这样可使学生深刻地体会到，只有学好专业基础理论知识才能产生创新思想，提高分析问题和解决问题的能力，进而研究和发明一种性能更好的新材料。在一个个科研实例的穿插讲解中，学生不但很轻松地深刻理解了相关的专业基础理论知识，而且还提高了学好无机材料专业基础理论知识的兴趣和动力。

2.通过虚拟仿真促进实验教学。在无机材料专业基础理论教学中，晶体结构和缺陷部分是学生感到最抽象、最难学的内容。为了让学生充分体会材料晶体结构对材料性能的重要影响，课堂上教师可通过模型、动画举例、类比法加深学生对基础理论知识的理解；同时，在实验教学中，还可通过增加对晶体结构的虚拟仿真实验，让学生在电脑上自行组装晶体结构，使其充分理解晶体密堆积原理、立方结构、六方结构和四方结构的不同以及其他有关晶体结构的理论知识。

无机材料晶体结构虚拟仿真实验不仅可以展现不可视的晶体结构或原子排列原理，而且对于培养学生自主学习、自我训练及创新意识具有重要作用。目前，虚拟仿真实验已成为实验室建设的一个重要l展方向[6]。

3.通过创新性和研究性实验加强创新实践能力培养。在无机材料专业基础实验教学中，应始终把创新思维和实践动手能力的培养目标放在首位。构建多层次、模块化的实验课程体系，特别是加强综合设计性实验和研究性实验的建设[7]。高级应用型人才的培养目标，要求学生必须具有系统的专业基础理论知识和很强的创新能力和实践动手能力[8，9]。近几年，教研组教师在响应国家培养大学生创新精神和实践动手能力的号召下，相继开设了一系列的专业基础综合设计实验教学内容，例如涉及到相变以及成核和析晶理论知识的“陶瓷结晶釉的综合设计实验”和涉及到缺陷和扩散知识的“掺杂钛酸钡功能陶瓷的综合设计实验”等，在培养学生实践动手能力方面取得了显著成效。为了进一步培养和提高学生的实践动手能力，培养应用型人才，教师还要在实验教学中增加更多有利于培养学生创新精神和实践动手能力的科研创新性实验，提高其分析问题和解决问题的能力。

综合设计性实验和研究性实验对于促进学生创新精神和实践能力的培养起着重要作用。在材料结构与性质关系的实验教学中，除了通过虚拟实验仿真使学生理解、掌握和巩固相关理论知识基础外，还要让学生亲自动手组装一些最新功能材料的晶体结构，使学生在学到基础理论知识的同时，还能掌握材料领域最新的技术发展动态及其相关理论。例如，钙钛矿结构、钨青铜结构和尖晶石结构是目前新型功能材料研究中经常涉及的晶体结构，它们在光催化材料、电子功能陶瓷和其他新材料领域中发挥着重要角色。其中，具有较高实际应用意义的钨青铜结构材料，在制备过程中，微观结构的空穴中会由于进入不同直径的金属离子，导致材料的晶体结构、晶面指数等参数发生较大的变化，直接影响到材料的光学、电学等宏观性质，而这些微观变化仅仅通过平面文字描述及简单的多媒体模拟很难做出全面系统的描述。这一点，在教学实践中我们深有体会，学生往往更愿意看得到和摸得到这种材料，如果能够自己组装这种材料的晶体结构就更有效果了，用“身临其境”表示这种情况可能更恰当些。因此，鼓励学生尝试用基本单元“原子”为骨架自己搭建出材料的微观结构，能够促使学生更快明白这种材料的结构与性能的相互关系理论。

在加强学生创新精神培B方面，还要力争每个实验内容都涉及到一种新材料的制备及应用，使所涉及的材料制备过程及性能测试能够充分利用到无机材料专业基础理论知识。也就是说，在新材料的制备过程中，要让学生充分体会课堂学到的基础理论知识在实验和新材料制备中的体现，增强学生的学习兴趣和动力。在此基础上，进一步让学生自己设计新的实验过程，培养其创新精神和实践能力。

4.努力建设立体化实验教材。立体化实验教材体系的建设是实验教学改革中注重培养学生创新精神和实践能力、培养应用型人才的有力保证[10]。针对无机材料专业基础实验立体化教材建设，教研组将从完善实验内容、电子课件和网络课程三个方面入手：（1）在实验内容方面，进一步完善实验内容，增加基础理论知识与实验内容及新材料应用之间相互关系方面的介绍，让学生对所要进行的实验有一个全面的基础理论知识框架及其在实际科研、生产中的应用背景的认识，以此促进学生对理论知识的掌握和提高实验的兴趣和动力。（2）在电子课件方面，通过制作动画、拍摄视频等，制作生动形象的电子课件，使学生对所要用到的实验仪器和操作步骤有一个完整的了解和掌握。（3）进行实验网络课程建设，使学生通过实验网络课程，可完成实验原理预习、操作步骤预习、实验重点与难点、思考问题、在线讨论、辅导答疑和文献资源下载等几方面内容。通过实验网络课程的开设，学生对实验的自学、预习、复习和总结突破了传统的时空限制而变得轻松灵活，为真正的动手实践奠定了坚实的基础。

三、结语

随着经济技术的快速发展，材料在电子、信息、生物、环境等科学技术发展中的作用日益显著。许多新产品的开发和新技术的进步，都依赖于材料的改进和新材料的研发。材料专业基础实验教学在培养大学生的创新思想和实践能力方面发挥着重要作用。实验教学不再单单是为了增强和巩固专业基础理论知识，而且，更为重要的作用是通过实验环节培养学生的创新性思维和实践动手能力，培养学生分析问题和解决问题的能力。将实验教学与教师的科研项目和成果相结合，会大大提高学生对基础理论知识掌握和科学研究的兴趣和动力；而实验仿真和立体化实验教材有助于进一步提高专业基础实验教学效果，使学生都能成为具有创新精神和实践能力的应用型人才，从而满足社会对相关领域的人才需求。

参考文献：

[1]王艳荣.无机材料科学基础教学实践与改革探讨[J].高教论坛，2007，（2）：128-129.

[2]李敏.《无机材料科学基础》课程建设与教学模式探讨[J].中国科教创新导刊，2011，（23）：39-41.

[3]宋晓岚.《无机材料科学基础》课程建设与教学改革探讨[J].理工高教研究，2004，23（2）：109-110.

[4]马晶，张永明，曹大力.无机材料科学基础课程教学实践与学习方法探讨[J].科教文汇，2012，（1）：56，69.

[5]杨为中，周大利，尹光福，姚亚东，苟立.无机材料物理化学课程教学实践与教学改革[J].教学研究，2010，33（5）：38-40.

[6]李亮亮，赵玉珍，李正操，林元华，潘伟，闻星火.材料科学与工程虚拟仿真实验教学中心的建设[J].实验技术与管理，2014，31（2）：5-8.

[7]王志伟，张田梅.构建多层次、模块化、开放式的实验教学体系[J].黑龙江高教研究，2008，169（5）：162-163.

[8]吴凤娇，把多铎，许景辉，张宁.高校大学生创新能力培养的审视与思考[J].中国电力教育，2013，（25）：42-44.

无人机原理的基本知识篇6

管理过程学派的代表人物之一詹姆斯·穆尼在与艾伦·赖莱合著的《工业，前进！组织原理及其对现代工业的意义》一书中指出：“从形式的意义上讲，组织就意味着秩序”，“组织是每一种人群联合为了达到某种的目标的形式”。系统管理理论认为，组织是由人们建立起来的、相互联系并且共同工作着的要素所构成的系统。美国新制度经济学家巴塞尔在其所著的《产权的经济分析》一书中把组织界定为“对所有权被分割的实体的管理”。概而言之，组织是为实现一定的目标，有序地结合起来的整体。

作为组织，必然具有目的性、系统性、有序性与有机性。目的性，是说任何组织都是为实现一定的目的而设立的；系统性，是说组成组织的各个元素是相互关联、相互作用、相互制约的；有序性，是说组织内部不是杂乱无章的，而是具有一定的空间结构与时间顺序的；有机性，是说为了协调组织的活动，必然存在着担负不同职责的职能部门的分化，这就类似于人体的各个器官，既相互独立，各司其职，又彼此贯通，密切配合。知识经济组织作为组织无疑具有组织的一般规定性，作为一类特殊的经济组织，又必然具有区别于其他组织或其他经济组织的特点。

笔者认为，知识经济活动的矛盾特殊性主要体现在以下方面：

第一，内部经济性与直接外部经济性的矛盾。在以保密、专利权、特许权等方式对知识要素（仅限于应用性知识）作非公有产权制度安排的场合，产权人通过知识的使用通常能获得超额利润，这就是知识的内部经济性。这种内部经济性无疑与专利权等非公有产权制度安排相关。之所以要作此类产权制度安排，目的是为了形成对知识生产的有效的激励机制。然而，就知识的公共性消费可以拓展知识的作用范围，增加知识的使用价值，提高社会的总福利水平而言，知识又应该是共享的，不应该为私人、少数人所垄断的，这也就是知识的直接外部经济性。知识的直接外部经济性源于知识本身所具有的可以同时为众多人共同消费的性质。知识的内部结济性与直接外部经济性的矛盾是显而易见的：内部经济性的增强，意味着直接外部经济性的减弱；内部经济性的减弱，意味着直接外部经济性的增强。非知识性资源（公共物品、准公共物品除外）则不相同，其消费本质上是排他的、竞争的，不可能在为某人使用的同时，又供其他人所使用。非知识性资源的消费，除给产权人带来经济效益以外，尽管也可能会使非产权人获得相关效益，但这种相关效益只是间接的外部经济性，而不是直接的外部经济性。由于知识的内部经济性与直接外部经济性的矛盾源于非公有产权安排所赋予知识的消费排他性与知识本身所具有的消费非排他性的矛盾，因而，也可将其称之为知识消费的排他性与非排他性的矛盾。

第二，边际报酬递增性与递减性的矛盾。因为通过知识的投入可以不断开拓出新的投资领域与不断提供出新的更有利的投资机会，进而提高劳动、土地、机器设备等实体性资源的产出效率，推动生产函数向坐标图象的右上方移动，因而知识投入具有边际报酬递增倾向。然而，这种由知识投入所引起的边际报酬递增倾向，只能在不同的程度上抵消或抑制实体性经济资源投入所具有的边际报酬递减倾向，却不可能消除这种倾向。也就是说，在与知识投入相关的边际报酬递增倾向存在的同时，与其他经济资源投入相关的边际报酬递减倾向仍然存在，由此便构成了知识经济活动所内涵的边际报酬递增性与递减性的矛盾。

第三，个体性与群体性的矛盾。在工业经济活动中，严格的工艺流程与环环相扣的流水作业线，突出强调的是统一性、常规性、一致性、整体性，全部经济活动就类似于一部机器，劳动者个体则相当于这部机器上的一个部件或螺丝钉。在知识经济活动中，一方面因开拓、创新成为主题与基调而必然强调差异性、独创性、非常规性与个体性；另一方面因知识的生产有赖于人类知识的积累与多种知识的交融、综合，又必然强调协作性、互补性、综合性与群体性。知识经济活动所内涵的这一个体性与群体性的矛盾，必然要求劳动者个体间的结合方式发生不同于工业经济活动的变化。在新的结合方式下，劳动者必须具有充分的独立性、机动性，与此同时，个体之间又必须能够彼此沟通，相互配合，表现出高度的整体协调性。

第四，有序性与无序性的矛盾。工业经济活动是严格有序的，甚至严格到操作者必须按事先设计好的规范与程序来动作。知识经济活动则不同，虽其整体活动表现出高度有序性，但其个体活动却具有很强的不确定性、非规范性与无序性。正是因为存在这种不确定性、非规范性与无序性，才使个体有可能去探索、去开拓、去创新。知识经济活动所包含的这一整体有序性与个体无序性的矛盾，也必然要求知识经济的组织形式发生不同于工业经济组织形式的变化。

第五，刚性与柔性的矛盾。在传统的工业经济活动中，由于知识的含量较低，技术更新周期较长，活动的内容、方式、手段的变化节奏较慢，所以，某种经济组织一经形成，便具有较大的稳定性或刚性。而在知识经济中，知识的高投入必将导致技术更新周期缩短，活动的内容、方式、手段的变化节奏加快，并要求经济组织形式发生适应性的变化。如果说使经济组织形式具有一定的稳定性、刚性，是包括知识经济活动在内的任何经济活动得以进行的一般前提的话，那么，使经济组织形式同时又具有较大的可塑性和柔性，则是推动知识经济持续发展的特殊的条件。

第六，流动性与非流动性的矛盾。除土地、房屋等不动产外，作为动产的经济资源均含有流动性与非流动性的矛盾。流动性，是指作为动产的经济资源所具有的空间位移性。非流动性，则是指作为动产的经济资源发生空间位移时因遇到阻力而导致流动性或部分流动性的丧失。知识作为动产的一类，尽管在流动过程中也会遇到一定的阻力，但相比非知识性动产所遇到的阻力却要小得多，流动性也要强得多。知识性动产与非知识性动产在流动性方面所具有的显著差异，也会对知识经济组织形式产生重要影响。

第七，自主性与控制性的矛盾。在工业经济活动中，劳动者个体从属于机器体系，其活动处于完全的受控状态，不具有自主性。而在知识经济活动中，一方面劳动者个体的自主性大大增强，另一方面为保证系统目标的实现，又需要对自主进行的个体活动进行有效的调节与控制。使个体自主性与整体控制性这一矛盾得到妥善解决，同样是进行知识经济组织设计时必须重视的。

二、知识经济组织代化原则

基于对经济组织优化一般要求的认识与对知识经济内涵特殊矛盾的分析，笔者认为，在进行知识经济组织设计时应遵循以下原则：

第一，高运行效率原则。判断某一知识经济组织形式是否合理，首先应看其是否有利于知识经济活动高效率运行。知识经济活动效率的高低主要取决予以下因素：一是实现知识资源与其他资源在系统内外合理配置的机制是否健全；二是促使各种资源充分发挥其潜能的机制是否健全；三是管理体制、管理方式、曾理机构的设置是否合理；四是系统的各个组成部分是否协调。

第二，低运行成本原则。某项经济活动的高效率如果是以高成本来支撑的话，那么这种高效率则可能是无利可图甚至是得不偿失的。因而在进行知识经济组织设计时，不仅要坚持高运行效率原则，还要坚持低运行成本原则。知识经济运行成本，主要包括以下项目：一是各种经济资源在结合过程中所发生的内耗；二是管理、协调费用；三是激励、监督成本。在上述3项成本中，第一与第二项通常是此消彼长的。坚持低运行成本原则，并不是说应使知识经济活动运行成本的各个组成部分均处于最低点，而是说在知识经济活动效率既定的前提下，应使其总运行成本最小，亦即使知识经济活动的净产出最大。

第三，主体性原则。在传统的工业经济活动中，人从属于机器，主体受制于客体。因而在进行工业经济组织设计时，首先考虑的是机器体系与工艺流程的需要，而不是主体的需要，对物的组织被置于第一位，对人的组织则服从于对物的组织。从这种意义上说，工业经济的组织原则是客体性原则，而不是主体性原则。而在知识经济活动中，主体的创造性、自主性、个性发挥着主导的、关键的作用，是主体支配客体，而不是客体役使主体。因而在进行知识经济组织设计时，首先考虑的应是如何才能满足主体进行自主性、创造性工作的需要，如何才能为主体充分展现其个性的魅力与进行多样化的工作提供广阔的空间。也就是说，知识经济组织设计遵循的原则应是主体性原则，而不是客体性原则。

第四，弹性原则。如前所述，知识经济包含着有序性与无序性、刚性与柔性的矛盾。为使这些矛盾得到妥善解决，必须使知识经济组织具有较强的弹性。具体说来，一是要使其具有较大的自由度与包容性；二是要使其具有广泛的适应性；三是要使其具有较强的可调整性；四是要使其具有较大的灵活性。

第五，开放性原则。知识经济领域是高度开放的领域。与物质、能量通常是单向直线式流动不同，知识的流动通常是双向并呈辐射状的，知识经济网络由此交织而成。知识经济网络不存在固定的边界，随着认识的深化与新认知领域的开辟，其网线必然越来越密集，其边界必然越来越拓展。基于这一特点，在进行知识经济组织设计时必须坚持开放性原则，应使所设计的组织具有不断拓展自身边界与最迅速、最充分地与外界进行知识信息交流的能力。

三、知识经济组织架构特点

知识经济活动是知识的生产活动、流通活动、分配活动与消费活动的总和。由于篇幅所限，本文仅对知识生产的组织主体与组织形式作—剖析。首先探讨—不知识生产的组织主体安排。

知识包括基础知识、应用基础知识与应用知识3大类。与其对应，知识生产也包括基础知识生产、应用基础知识生产与应用知识生产3大组成部分。因基础知识生产只具有外部经济性，不具有内部经济性，其产品是典型的公共产品，故只能由国家出资举办研究机构按非商品生产的形式来进行。

应用基础知识，一方面因其消费具有非排他性、非竞争性，故可被归入公共产品之列；另一方面因其应用范围与应用者集合可大体确定，从而可借助一定形式将其外部经济内部化，故又具有私人产品的性质。应用基础知识的这一双重属性便决定了对其生产组织主体安排可作如下选择：或者由国家出资设立研究机构作为公共产品来生产，或者由私人出资设立研究机构作为私人产品来生产，或者同部门、同行业的企业共同出资作为准公共产品来生产。

第一种形式的不足之处在于：一是应用基础研究资金全部由国家来提供，难免使国家财政不堪重负；二是应用基础性研究成果的使用者一般是特定部门或特定行业，此类事业若由国家来举办，便可能因无法清楚地把握需求及其变动状况，使供给结构与需求结构难以吻合。

第二种形式的不足之处在于：一是研究成果的需要者有可能因自身财力限制而无法取得研究成果的使用权；二是某些耗资巨大的应用基础研究项目有可能因举办者财力不足而无法进行。

第三种形式，既不存在第一种形式的不足，也不具有第二种形式的缺陷，它可以灵敏地适应应用基础研究的需要及其变化，可以在不加重国家财政负担的情况下保证应用基础研究有充足的资金来源，还可以使研究成果得到广泛的利用，因而，在笔者来看，不失为一种最适合于应用基础研究进行与发展的组织主体安排。

应用知识，可进一步被区分为常规知识与非常规知识。与此相应，应用知识的生产也可被分为常规知识生产与非常规知识生产。因常规知识是在某实践领域被普遍应用与反复应用的知识，故可通过数据化与编程将其转换为计算机语言，对象化为计算机功能，使其得到更为广泛、更为经济的利用。非常规知识生产包括非常规技术生产与非常规经验、技能生产两部分。其中的非常规技术生产，或可由独立于企业之外的研究机构来进行，或可由企业成立研究机构或组织专职研究人员来进行。作何选择为宜，则主要取决于企业的财力与其对非常规技术的需求状况。财力雄厚且对非常规技术需求量大的企业，一般可自行设置研究机构或安排专职研究人员进行非常规技术研究；财力单薄且对非常规技术需求量小的企业，则直通过外购方式或吸收无形资产投资的方式来满足自身对非常规技术的需要。非常规性经验与技能，因只能通过劳动者干中学来获得，故其生产无法通过设置研究机构或安排专职研究人员来进行，而只能通过优化劳动组织形式，充分调动与激发劳动者于中学的热情来进行。

关于知识生产的组织形式或组织方式。按照雷蒙德·E·米尔斯与查尔斯·C·斯诺的观点，工业经济时代最具典型意义的经济组织形式是出现于19世纪末20世纪初的功能型组织形式。这种组织形式的基本特征是等级制，通过专业分工系统逐层向上，从一种标准化工作过渡到另一种标准化工作，再通过自上而下的命令链，对整体活动逐级进行指挥、控制与协调。随着知识尤其是特殊性专业知识成为企业资源的核心，功能型组织经过部门型组织、矩阵型组织的短暂过渡，于20世纪80年代演变为网络型组织。笔者认为，网络型组织区别于功能型组织的主要特点是：

第一，以团队为基本组织单位。现代知识经济活动是以团队为基本组织单位来进行的。这些团队相互关联，按照若干基本组织原则，通过灵活的、强大的交流网络彼此协调，不存在集权控制，其团队的组合不是固定不变的，而是随着工作目标、工作任务的转换而变动的，故团队组合又被称为不规则型企业。在不规则型企业中，每一个组成部分都是独立的，能够自主决策的，同时又在更大的范围背景条件下存在，并须遵守这种背景条件，以达到自治与协调的高度统一。这种以团队为基本单位的网络型组织显然能最有效地利用知识，最迅速地积累与创新知识，最大限度地调动组织成员的积极性与创造力，最充分地展现个性的特点与最迅速地对外界变化作出反应。

第二，职位权威让位于知识权威。维娜·艾莉在其所著的《知识的进化》一书中谈到，在与功能型组织共生的官僚制度中，你拥有的职位决定了你的权力，存在的是职位权威。但在网络型组织中，权力来源于你所掌握的知识与所了解的人，存在的是知识权威。这种权力结构的变化，意味着知识开始在经济活动中占据支配性地位，成为主导性力量。

第三，组织边界可以无限拓展。在功能型组织中，由于权力体系是按照等级层次构造的，所以组织的规模或边界必然要受到合理管理幅度的限制。在网络型组织中，不存在集权控制，因而组织的规模或边界也就不会受到合理管理幅度的限制，随着新的知识供给单元或知识消费单元的出现，网络的边界必然向外拓展与获得不断递增的知识规模效益。

第四，联合成为主流。在采用功能型组织形式的场合，竞争往往以获胜企业兼并失败企业而告终，被兼并者丧失了它的独立性。而在采用网络型组织形式的场合，竞争的结果则通常是竞争双方达成联合的协议。与兼并不同，联合意味着在继续保持双方独立性的前提下实现双方的相互配合与协同动作，这无疑是实现竞争双方知识资源交流与共享的一种最有利的组织形式。

第五，信息主要是横向流动。在以等级制为特征的功能型组织中，为满足集权式管理的需要，信息主要是纵向流动或纵向传递的。而在网络型组织中，由于团队之间主要通过彼此的沟通对话来协同动作。所以信息主要是横向流动或横向传递的。以信息横向流动为主的网络型组织可以使信息知识资源得到更为迅速、更为充分、更为经济的利用。