对无机化学的认识十篇

对无机化学的认识篇1

[关键词]专业认证；化学师范；地方院校，无机化学；教学改革

2017年10月，教育部出台《普通高等学校师范类专业认证实施办法(暂行)》，2018年1月，师范类专业认证工作正式启动，相关工作逐步在全国高校展开。笔者所在的肇庆学院积极响应师范认证号召，提交认证申请并开展了师范认证工作。肇庆学院作为一所地方综合性大学，坚持“以生为本，以质立校；学术并举，崇术为上”的办学理念，以“厚德、明智、博学、力行”为校训，致力于培养高素质应用型人才、建设特色鲜明的高水平应用型综合大学。本文结合笔者在从事无机化学教学中所获得的经验，探讨师范认证背景下地方院校无机化学课程改革与实践探究。

1无机化学课程教学中存在的问题

无机化学是化学专业学生的一门专业基础课，包括物质结构、反应原理、元素化学等多个重要组成部分，是基础课程中的基础[1]。当前无机化学教学仍存在一系列问题[2]，需参考师范类专业认证实施办法和认证理念进行持续改革和改进。

1.1课程目标定位不准确

化学专业师范认证要求学生“一践行三学会”，即践行师德、学会教学、学会育人、学会发展。无机化学课程对于学生的培养，其课程目标不应该局限于教会相关理论知识，还应该培养学生具有高尚的教育情怀和良好的人文素养、具备扎实的化学专业知识和化学教学能力，以及初步掌握反思方法和技能，具有一定创新意识。

1.2教学内容未与时俱进

无机化学从最微观的原子、分子、元素到宏观的化合物，从反应热力学到电化学、配位化学，从抽象的基本原理到繁杂的元素化学，这些知识是后续高阶课程的基石，也是化学师范生毕业后从事中学化学教学的专业基础。但是当前大多无机化学教学内容繁杂，未对无机化学课程的相关理论做合理选择与摈弃，未能做到与时俱进，应将当前最新的研究成果及应用适当融入到教学中[3]，拓宽学生的视野，培养符合时展需要的创新型人才。

1.3未做到“学生中心”

由于教学内容繁多、学时有限、教学方法固化等原因，导致在无机化学实际教学过程中，大多数依然采取教师“满堂灌”的方法，未做到“学生中心”，学生的学习自主性和积极性不高，对于学生化学学科素养的培养效果欠佳，难以达到“一践行三学会”毕业要求。

2师范类专业认证下无机化学课程改革措施

师范类专业认证下，化学课程的教学不仅仅要培养学生掌握化学学科基础知识、基本理论、基本技能、知识体系、思想和方法，更涉及师德规范、教学能力、综合育人、沟通合作、学会反思等多个目标的达成，需针对现有问题进行教学改革。本文将结合笔者的教学实践和心得，从以下方面浅谈一些无机化学课程改革措施(图1)：

2.1更新课程目标

无机化学由化学原理、物质结构基础、元素化学三大部分组成。通过学习使学生掌握元素周期律、近代物质结构理论、化学热力学、化学平衡、反应速度等基本原理和基础知识；掌握有关化学方程式及三大平衡的基本计算，规范地使用化学符号和化学语言，并且使学生掌握常见的重要元素化合物的基本性质，要求学生掌握无机化学的基本观点、基本概念、基本技能。同时通过教学过程培养学生分析问题、解决问题的能力及反思能力，为今后学习和将来工作打下扎实的无机化学基础。课程学习目标归纳如下：课程目标1：通过本课程学习，使学生掌握无机化学的基础知识、基本理论和基本方法；使学生认识到各知识点之间的联系，了解化学学科知识与其它一些学科的相关性，学会归纳总结，逐步培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力，从而具备运用化学专业知识解决化学相关问题、以及研究中学化学教学问题的的能力。课程目标2：培养学生的创新意识、反思能力和解决问题的能力。提高学生的自学能力，不断接受新知识并纳入自己的知识系统，养成自主学习和终身学习的习惯。理性分析自我，获得化学相关职业发展的动力。课程目标3：通过本课程的学习，培养和践行社会主义核心价值观，教育学生深刻理解社会主义核心价值观的丰富内涵，引导学生把事业理想和道德追求融入国家建设，将社会主义核心价值观转化为精神追求，外化为自觉行动；将马克思主义立场观点方法和科学精神培养相结合，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。

2.2教学模式多样化

2.2.1线上线下混合式教学2020年，新冠疫情时期通过线上模式开展无机化学教学，现如今可以部分延续线上授课的经验，进行线上线下混合教学模式。通过如下方式实施线上教学：课前：教师可以利用QQ群、微信群、雨课堂等，进行学习资料共享，布置预习任务，引导学生进行有目标的预习，培养学生自主学习的习惯。此外，无机化学是一门传统基础学科，互联网上有很多优质课程资源，包括中国大学慕课等平台，可供学生开展课前预习。课中：在上课过程中，可利用学习app如雨课堂等，进行随堂测试，有助于学生根据当堂所学知识进行举一反三，也有利于教师分析学生测试结果，实时了解学习情况，并进行教学调整，对掌握薄弱的环节加以强化。笔者在教学过程中发现，利用雨课堂进行随堂测试，相比于传统的给出问题进行提问的方式而言，学生对课堂更加有参与感，而不是忐忑不安、害怕被老师点名，且全部同学均参与测试，学习效果更佳。课后：在每一章的内容学习完毕之后，可布置章节练习题供学生在课后进行测试，巩固学习效果。此外，QQ群、微信群等可以作为学生提问、教师答疑的主要媒介，供教师和学生之间实时交流，消除了时间和空间的限制，且有效解决了部分学生因为内向不敢向老师当面提问的问题。2.2.2以学生为中心的教学模式“以学生为中心”的观点已经被全世界越来越多的教育工作者认同[6]，然而在无机化学课程的实际教学过程中，仍存在教师满堂灌、学生不听课的情况。结合无机化学内容较多、课时紧张的基本情况，笔者在教学过程中采取了以下几种方式引导学生逐渐转变为课堂的主体：2.2.2.1课堂小结环节每节课的前五至十分钟用于总结上一节课的内容，在最初的几节课由老师示范如何进行小结，后续的课程中，对学生进行分组，每组安排代表到讲台上进行小结。这样的环节有利于引导学生在课后进行总结与归纳，在课上参与到课堂中，成为学习的主体，也可培养学生归纳总结能力、团队合作能力以及师范专业学生必备的教学能力。需要注意的是教师应把控学生进行小结的时间，避免后续教学过程无法按时完成。2.2.2.2注重师生互动多媒体技术虽然给当今教学过程带来了很多便利，但是也使某些教师一味对着PPT照本宣科。应营造轻松的上课氛围，提高学生的学习积极性，避免一味采用“满堂灌”式的PPT教学[7]，要结合黑板板书，利用板书的时间，带领学生一起思考和总结，鼓励学生在课堂上表达自己。在课堂上以小组积分等互动的形式进行抢答式提问，提高学生之间的合作意识、调动学生的积极性。对于所提问题选择上，主要针对该节课将要学习的内容设置2~3个问题，不仅可以促进学生在课前进行预习，也可以活跃课堂气氛，提升学生对无机化学课程的学习兴趣。笔者在实际教学中已经采取相关方法，通过回答问题获得小组积分的方式，拉进了教师和学生之间的距离，在学期初奠定良好的学习氛围，后期的教学更容易开展，学生参与课堂的积极性更高。2.2.2.3注重自主学习在无机化学课程教学中，需注重培养学生的自主学习意识、养成自主学习习惯、锻炼自主学习能力，原因在于：(1)无机化学的课程目标之一是提高学生的自学能力，不断接受新知识并纳入自己的知识系统，养成自主学习和终身学习的习惯；(2)无机化学课程知识点繁多，仅靠课堂上的时间远远不够，需在课堂之外开展自主学习。教师可通过布置作业的形式，引导和监督学生对课本上的知识点进行小结，如自学并总结无机化学下册《非金属元素的通性》章节，通过手写的方式提交作业，相关材料也可供学生后续复习使用。也可布置小组作业，指定话题范围供学生开展探究式学习，如生活中常用洗涤剂的成分及去污原理、氢能的发展现状、碳达峰与碳中和等，鼓励学生通过查阅资料、整理数据、调查统计等方式完成学习，最终以小组论文或课堂PPT展示等方式完成。

2.3持续改进

师范认证的理念之一是持续改进，在无机化学课程教学中，可通过以下方式进行持续改进：(1)课后对学生进行访谈、调查问卷等，了解学生学习的困难、对课堂教学的建议等，结合实际情况进行改进。例如部分学生提出希望教师在课堂上讲解课后习题，则适时调整教学内容，留出部分时间对错误率较高的练习题进行讲解，帮助学生进一步理解知识点。(2)学期结束后，对学生进行调查问卷，分析课程目标达成情况，结合每一项课程考核得分情况，评估课程目标完成度。根据达成情况分析存在的问题，提出改进措施，并在后续的授课过程中进行持续改进。

3结论

无机化学是重要的基础课程，也是化学师范生将来进入中学开展化学教学工作的基础。结合师范类专业认证的要求和“学生中心、产出导向、持续改进”基本理念，本文提出从更新课程目标、优化教学内容、教学模式多样化、持续改进等方面开展教学改革。目前实践效果良好，学生表现出更强的学习积极性和主动性，师生之间互动增加，教学效果有明显提升.

参考文献

[1]丁丽娟，陈培清，赵宇侠．无机化学新型教学模式的研究进展[J]，化工设计通讯，2021，47(01)：105-106．

[2]郑泽宝，孙家锋，石智强，等．师范专业认证下地方高校无机化学教学改革[J]．广州化工，2020，48(5)：182-184．

[3]朱亚先，匡勤，汪骋，等．化学类专业无机化学课程群设置与教学内容—以厦门大学为例[J]．大学化学，2020，35(8)：1-5．

[4]郭家林，王雪静．金属有机骨架光催化材料研究进展[J]，河南科技学院学报(自然科学版)，2018，46(1)：59-69．

[5]李书肖．内卷化：我国高等教育的隐忧[D]．曲阜师范大学，2010．

[6]杨树元，唐玲．以学生为中心的应用型高校教学模式构建和实践探索[J]，高教学刊，2021，7(17)：48-54．

对无机化学的认识篇2

[关键词]课程思政；内生化；专业认证；反向设计原则；教学设计

传统的教育培养是基于老师的权威和学生被动式的学习模式，学生本身缺乏完善和独立的心智，考试和成绩成为教学的唯一目标，导致学生成为精致的利已主义者，很难真正去感受爱与宽容。例如中国科学院的学生在国外社交媒体发表反动言论。教育的首要目标是独立的心智和完善的人格，其次才是自然和社会学科知识和理论。总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”[1]。课程思政指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把“立德树人”作为教育的根本任务的一种综合教育理念。课程思政是以课程为载体，思政教育为灵魂，体现了课程应具有育人功能、传授知识与培养能力等多重功能，应承载着大学生世界观、价值观和人生观的教育。将课程教学与课程思政有机结合，实现全员全程全方位育人。从2005年起，教育部积极推动开展工程教育专业认证的工作，根据国际本科工程学位互认协议——华盛顿协议的标准和流程，对我国高等学校的工程教育进行认证[2-3]。近年来，教育部采取了多项重大举措，促进不同专业认证协调有序发展。课程是表达一所学校精神与文化特色的重要载体，是一所学校的标志性产品，是学生全面成长、个性发展的保证。课程是承载理念的“地”，是专业论证的关键支撑，是实现毕业要求的基本单元，课程能否有效支持相应毕业要求的达成是衡量课程体系是否满足认证标准要求的主要判据。将课程教学与课程思政有机结合，实现全员全程全方位育人，“支持”专业认证涉及的毕业要求的达成。现在，专业认证已然成为高等教育质量监测评估保障“四大体系”中不可或缺的一环。目前，我们学院化学工程与工艺正在申请专业认证。《无机化学》是高等院校化学及其相关专业的第一门主干必修基础课程。本课程与高中化学课程相衔接，具有承前启后的特殊地位。它为有机化学、分析化学和物理化学等其他专业课程提供必备的理论基础知识。本文以无机化学课程为例，根据专业认证课程培养目标和课程思政培养目标，以马克思主义思想和中华优秀传统文化为指导，按照反向设计原则设计课程教学内容。组合知识模块，构建知识结构树，通过深度解读知识的逻辑结构，深度发掘思政元素的切入点，实现思政元素在课程教学中自然长出。

1专业认证下《无机化学》课程培养目标和思政目标

按专业认证的要求，《无机化学》课程建立了基于成果导向教育理念的课程教学大纲和培养目标。《无机化学》课程思政目标主要是注重科学思维和伦理教育，培养学生追求真理、探索未知、勇攀科学高峰的责任感和使命感，培养学生精益求精的大国工匠精神。课程教学目标中解决复杂问题需要马克思主义思想作指导，将课程思政的元素融入到课程教学中，还可以支撑专业认证的毕业指标点“8.职业规范”的达成。可以说课程思政有利于专业认证工作的开展，二者是相互促进的，它们目的都是一切为了学生，一切从学生角度出发。

2反向设计原则设计课程教学指导思想

2.1以马克思主义思想为指导

科学思维方法是科学研究的思维方法，包括普遍性方法和具体学科的特殊方法。科学思维方法是马克思主义哲学方法论的科学基础；马克思主义哲学方法论是科学思维方法的哲学指南[4]。阐述《无机化学》基本原理、相关理论识时，自觉运用马克思主义哲学方法论来阐明课程知识内在的逻辑关系，引导学生超越知识层面，将所学的知识、方法、态度迁移到其他学科，就样学生就慢慢形成解决复杂工程问题的思维方法，以支撑毕业指标点“1.工程知识”；“4.研究”的达成。

2.2以中华优秀传统文化为指导

中华传统文化是中国约5000年优秀文化的统领。重视我们传统文化的道德教育，尤其是最基本的——伦理教育。季羡林在《做人与处世》[5]的文章中指出，伦理教育简单就是处理三个方面关系，一是处理人与自然关系，二是处理人与人之间关系，三是处理内心思想与外在行为的关系。阐述《无机化学》基本知识点时，寻找知识点与伦理教育的融点，如反应热与气候，元素与环境保护，有毒物质使用规范等关系，以支撑毕业指标点“7.环境和可持续发展”“8.职业规范”的达成。

3反向设计原则构建高效课堂

3.1课堂教学前的准备

《无机化学》是大一的基础课，教学中学生因公式多，概念多，上课进度快，感觉好难学。要达成课程的培养目标，一方面我们要吃透教材，领悟教材编者意力，思考新旧知识点的来龙去脉及内在关联，思考知识点与思政元素的关联，与学生学习生活的关联。另一方面，充分利用“互联网+教学”，让学生先按课程学习任务和学习资源自主完成知识的学习，产生问题和疑惑。

3.2课堂教学的实施

在课堂教学中，课堂的引入我们先要阐明课堂学习的内容与课程联系，与旧知识点的联系[7]，明确课堂教学目标，主要是告诉学生学什么？为什么要学？学习能解决什么问题？让学生能从宏观上把握学习内容，激发学生的学习动机，调动学生的学习积极性。知识点的类型有三种，分别是陈述性知识，程序性知识和策略性知识。陈述性知识有关“是什么”的知识，学生学习主要在线上进行，老师在课内根据知识点融合思政教育(如表2所示)，与学生学习生活上的常见问题关联，引导他们感悟、发自内心的认同。程序性知识和策略性知识是有关“怎么办”的知识，有利于培养学生分析问题和解决问题的基本能力。程序性知识在教学过程中先开展练习设计，让学生通过发现学习、合作学习、探究学习等教学模式，吸引和促进学生积极地思考与参与，激发学生学习兴趣，促进学生学习。课上小组讨论，课堂提问、对话，让学生发现问题，引导学生讨论解决问题，并对学生讨论未解决的问题进行点拨、更正和补充。化学的尽头是哲学，在引导学生深入掌握知识点的内涵及外延(点)，以及深度认识知识点与知识点之间的逻辑结构(线)时，将马克思主义哲学思想的潜移默化地渗透进来(如表2所示)，让学生领会教材如此编排意在突出解决问题的选择、设计与运用(面)，通过几种策略的对比、反思优化解决问题的策略，体会解决问题策略的多样性，在经历与体验中构建模型，加深了学生对知识和方法的理解，形成自己的认知策略，以支撑专业认证要求下的的解决复杂工程问题的能力要求。课堂小结，引导学生回顾课堂知识的逻辑结构，重构课堂学习的思维导读图，将知识内化，建立的化学学科思想，对学生形成科学的人生观，世界观，方法论会产生重大影响。作业布置实行多层性，有必做题，选做题，拓展题，以满足不同类型的学生学习要求，学生通过练习把知识转化为实际问题的解决能力。以寝室为单位，设置讨论互助学习组，共同进步，引导学生建立互助友爱的同学关系，践行社会主义核心价值观。3.3教学思政效果的检验通过深入研究教材、教法，将课堂知识与思政融合，将课堂知识、方法、态度迁移到学生的生活学习上，课堂气氛更活跃，更有温度，学生对课程的认同感明显增强，学生课堂学习参与度明显提高，学生的学习动力增强，学生的精神面貌、言行举止明显改善。通过问卷调查，学生访谈，书写学习心得等方式，发现学生对课程思政的改革是满意的。

3.4课程成绩的评定

本课程成绩评定采用百分制计，其中期末考试成绩占总成绩的60%，平时成绩由作业和平时表现组成，占总成绩的40%。本课程组建立了对应课程目标设置的考核内容以及分值分配明细，课程考试试题类型分布及评分标准，平时成绩中平时表现的评分标准，并对课程目标达成度进行统计分析。根据课程目标达成度统计分析结果，对课程目标达成情况及存在的问题分析。课程目标(1)和(2)、(3)的平均达成度均在75%以上，达成度良好(80%~90%)以上的学生分别为35%、42%、45%。说明：命题深度、广度和题量基本合适，难度适中，反映出大多数同学都较好地掌握了这门课的知识，均较良好地完成了与各个指标点所对应的课程目标，达到了相应的教学目的，各教学目标的达成度基本呈正态分布。但课程目标1和2达成度低于0.6的学生数有6人，该课程目标1、2达成度情况不是很好，需改进。课程目标(3)的平均达成度为0.79。大部分学生的课程目标达成度小于0.75，说明学生较好地掌握了化工实践中环境保护和可持续发展知识。

4小结

按工程教育专业认证的标准，本课程组对《无机化学》教学进行改革，通过深度发掘知识点思政内涵，唤醒了学生的初心，唤醒了学生的梦想，唤醒了学生对人生价值和幸福的追求。通过对课程达成度分析，学生对课程目标的达成度高于60%。说明《无机化学》课程思政改革初见成效，对学生树立科学的人生观、世界观、方法论已产生积极影响。

参考文献

[1]在全国高校思想政治工作会议上强调：把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面[EB/OL]．新华网(2016年12月9日)，

[2]教育部高等教育教学评估中心．中国工程教育质量报告(2013年度)[R]．MT机械工程导报，2014．

[3]李志义．解析工程教育专业认证的成果导向理念[J]．中国高等教育，2014，(17)：7-10．

[4]吴国盛．什么是科学．广东人民出版社，2016，08．

[5]季羡林．做人与处世[M]．卷四，做人与处世，湖南少年儿童出版社，1980：183-184．

[6]王萍．认知结构及教学构建研究[M]．北京：中国言实出版社，2008．

对无机化学的认识篇3

一、机关廉政文化建设的现状与成效

调研组走访了8个有代表性的部门和单位，发放了《市直机关廉政文化建设有关问题调查问卷》250份，通过开会座谈、实地调查、理论探讨，结合近几年来市直党工委对各单位党建工作责任制考评情况进行综合分析，我们认为，市直机关大多数单位能注重开展廉政文化建设，形式多样，内容丰富，成效初显，廉政文化建设呈现出良好势头。

从问卷中了解到，占83.36%的人认为开展机关廉政文化建设对*发展非常重要，对机关干部职工具有潜移默化的作用，90%的人表示愿意参加所在单位的廉政文化活动。大多数部门领导干部能率先垂范，带头做廉政文化建设的倡导者、实践者和传播者。各单位通过廉政教育灌输廉政理念，通过“读书思廉”活动培育廉政理念，通过讲廉政课普及廉政理念，通过典型示范践行廉政理念，通过制度建设，建立廉洁从政的制约机制。把刚性的廉政制度与柔性的文化活动有机地结合，刚柔相济，相得益彰，形成了有效合力。

1、系统创廉。市审计局在探索新形势下开展廉政文化建设上下真功，按照上级部门统一组织的廉政文化建设理论和实践活动，参加省厅组织的书画展比赛；组织领导干部到劳教所开展警示教育，现身说法：要求领导干部的家属要把好四关，即：经济活动的交际关，经济来源关，八小时以外的娱乐关，思想动态关。

2、读书思廉。中级法院建立了电子图书馆，组织干部重点学习党的理论、党的章程，学习法律知识、市场经济知识和科学技术知识，扩大知识层面，优化知识结构。通过开展爱岗敬业演讲比赛，写征文，组织干警参观晋江警示教育基地等，大大增强了党员干部勤政廉政的自觉性。

3、领导讲廉。市民政局领导高度重视廉政建设，带头上党课，讲廉政，述责任，定期邀请党校老师和先进工作者作专题辅导讲座。并规定党委中心组学习每年至少有一次以上的廉政主题会。起到了很好的辐射、导向和示范作用。

4、环境倡廉。规划局利用文化长廊，把廉政警句、廉政广告、文化精品、政策法规、办事流程、工作职责、收费标准等通过文化长廊公示出来，领导干部亲自制作多媒体电化教学材料，通过文化潜移默化的影响力，逐渐提高全体工作人员的廉政意识。

5、制度束廉。市国土资源局狠抓制度建设和文化建设的结合，完善选人用人机制，对重要岗位的干部及时易岗交流，开展廉政谈话，打招呼，扯袖子，用制度来管人管事，逐步增强廉政文化的渗透力。

6、活动兴廉。大多数部门都能开展丰富多采的文化教育活动，如利用廉政格言、廉政桌牌、廉政短信、廉政台历、廉政贺卡、廉政谈话等形式，开展提醒教育。利用廉政演讲、廉政歌曲、廉政书画、廉政文艺、廉政影视、廉政摄影、廉政网页等形式，寓教于乐。全面落实“”制度，广泛实行主要领导述职述廉制度、党员领导干部参加组织生活会情况报告制度、党员民主评议制度等等，把廉政教育主题与文化活动有机地结合起来，形成了以文化活动促进廉政建设的良好态势。

二、机关廉政文化建设存在的问题与原因

总的来看，市直机关在廉政文化建设方面做了不少工作，取得了初步成绩，但是依然存在着认识模糊，规划缺失，形式单调，结合不紧，渗透不够等问题。

1、思想认识模糊。调查中，仍然有16.8%的人认为廉政文化建设可有可无，廉政文化是领导者或文化人的事，与已无关，对廉政文化的内涵、意义、本质和作用的认识有待提高。主要表现在：一是对廉政文化无知。对廉政文化内涵不明，概念不清，说到廉政文化，就认为只是唱唱廉政歌、搞搞廉政书画展，有10%的受访者则根本不了解廉政文化。二是认为廉政文化建设无效。对机关廉政文化建设的重要性、必要性和紧迫性认识不足，认为在社会整体信用缺失，道德滑坡的大背景下，廉政文化建设是做虚功，既费力耗时、又花钱耗财，约束力小，成效不明显，说起来重要，做起来次要，忙起来就不要。三是认为廉政文化建设与已无关。有的干部群众认为，廉政文化建设的参与对象应是领导干部或强势部门，自己无权无势，不具备腐败条件，学不学廉政文化、接不接受教育无所谓。认为机关廉政文化建设让大家都参与是“领导生病、群众吃药”。

2、系统规划缺失。在调查中，有53%的人认为目前市直机关廉政文化建设工作一般，有33.4%的人认为所在单位的廉政文化建设工作目标和工作计划不明确。不少单位对廉政文化建设处于盲目、应付状态，无科学、完整、可操作的规划，缺乏工作主动性，导致文化建设无头绪，效果不明显。究其原因，一是组织不健全。市直机关没有全面、系统、规范地开展廉政文化建设的工作经验，领导体制不健全，大多数党委、政府部门没有将廉政文化建设纳入单位的议事日程，统筹安排考虑。有些单位开展廉政文化活动多表现为自发性，随意性，无意识性。单位间差异较大，廉政文化建设取决于领导的认知和重视程度。二是目标不明确。没有市直机关一盘棋的思路和目标，领导不重视，干群不了解，工作无部署，任务不明确。组织者既无长远规划，也无年度计划，不少单位把廉政文化建设简单地等同于一般的宣教活动，满足于举办几次廉政文艺演出等活动，而对廉政文化的建设目标和长效机制，考虑不深，规划不够。三是保障不得力。廉政文化建设是一项系统工程，牵一发而动全身，光靠纪委一家成不了气候，需要全市机关齐心协力，共同来促进它，尤其是要有财力的保障。但由于廉政文化建设是近几年才提出的，绝大部分单位没有列入财政预算，因此，投入严重不足。

3、形式内容单调。调查中我们发现，有83%以上的人认为当前机关单位廉政文化建设内容不丰富、活动不活跃，但同时有75.3%的人认为当前在机关开展廉政文化建设十分必要。一方面是单调的机关廉政文化生活，另一方面是干部群众对廉政文化的需求。我们认为，机关廉政文化建设在方式方法上的主要问题表现为文化观念滞后，教育内容一般化、教育形式单一化，活动开展模式化，主要表现：一是氛围不够浓厚。目前市直机关在廉政文化建设宣传不够，声势不大。廉政文化建设缺乏意识的渗透和持之以恒的引导，忽略了廉政文化的广泛性、群众性和传承性，对文化需要有渊远流长的历史积淀和家喻户晓的教育熏陶的本质特征认识不到位，因此，氛围难以形成。二是格调不够高雅。廉政文化作品创作乏力。具有感染力和震憾力的廉政文化教育作品甚少，比较符合机关干部的，群众喜闻乐见的，富有渗透力的廉政教育歌曲、格言、标语、演讲、摄影等作品创作显得乏力，廉政文化相对于其他流行文化的声音还很微弱，相对于腐败文化的主旋律还不够嘹亮，使廉政文化缺少亲和力、吸引力和感染力。三是形式不够多样。当前各部门开展廉政文化建设多为被动型，形式单一，内容单调，口号式，标语式，说教式为多，深入抓落实的少，无形中步入简单说教的怪圈，致使部分干部群众尤其是一些重点岗位的领导干部提不起兴致，甚至存有抵触情绪，消极应付多，狠抓落实少，教育的针对性和实效性不强。

四是结合不够紧密。调查中，有64.4%的人认为当前机关发生腐败的主要原因是道德或素质问题，说明廉政作为官员的必修之德，被大多数人所认同，但随着经济的转型，人们的价值取向在发生着变化，廉政文化被抑制，腐败文化悄然兴起，腐败成为一种社会风气影响着人们的行为模式和审判标准。出现了“廉官不香”、“贪官不臭”等“臭豆腐”现象。腐败现象的滋生，道德的伦丧，良心的泯灭，法治的无视，也说明了当前我们的廉政文化建设在结构上还存在缺陷，廉政文化与社会公德、职业道德和家庭美德结合不够紧密，在党的建设、精神文明建设、效能建设、综治平安建设等各项创建活动中渗透不够。

三、加强机关廉政文化建设的对策和建议

1、系统规划，建立机制。调查显示，有96.7%的人认为，在党政机关开展廉政文化建设，关键在于有一个好班子，建立一个好规划。说明了领导重视，规划先行是建设机关廉政文化的前提和保证。机关廉政文化建设是一项系统工程，各级纪检组织要按照《实施纲要》的要求，督促本部门把廉政文化建设纳入党委、政府工作议事日程，作为一项基础性工作常抓不懈。要形成“统一规划、分散运作、重在渗透、贵在坚持”的理念，让廉政文化在机关深入人心。一是强化领导机制。要加强对廉政文化建设的组织领导，成立市直机关廉政文化建设领导小组，建立党委牵头，纪检、组织、宣传、文化、教育、工、青、妇组织、新闻媒体等部门广泛参与的廉政文化建设联席会议制度，明确各成员单位的工作职责，充分发挥各组织成员的优势，提高廉政文化建设的组织化程度，形成既通力合作又各司其职的工作格局。二是编制系统规划。要加强调查研究，认真总结我市市直机关在开展廉政文化建设中的经验，发现问题，分析原因，提出切实可行的、有操作性的系统规划，加强廉政文化的管理体系建设，做到目标明确，分工明晰，责任到人，落实到位。强化目标管理，变“软任务”为“硬任务”，变“偶尔抓”为“经常抓”。三是建立工作机制。纪检部门要抓好组织协调，要学会弹钢琴，承上启下，协调各方，要在借势、融入、结合、纳入上下功夫，特别是要及时准确地把握中央的精神和部署，自觉把廉政文化建设融入社会主义核心价值体系建设之中，融入和谐文化建设之中，融入群众性精神文明创建活动之中，为廉政文化建设提供更宽广的舞台和更大的发展空间。四是部门积极参与。机关各部门要群策群力，发挥优势，各展所长，资源共享，要立足本职，抓住特点，根据本单位人员素质状况，充分运用干部群众乐于参与、易于接受、生动活泼的文化形式反映党风廉政建设这一严肃的政治主题，使广大干部职工对廉政文化的内涵以及本质特征有深入的了解和认识，从根本上消除在廉政文化认识上无知、无效、无关等思想观念上的问题，使机关廉政文化深入人心。

2、加大宣传，提高认识。机关廉政文化是党和国家各级机关和工作人员关于廉政的知识、信仰、规范和与之相适应的工作方式、生活方式和社会评价的总和，它具有先进性、实践性、群众性、广泛性、传承性等本质特征。廉政文化与腐败文化根本对立，是一种积极进取、健康向上和推进社会进步的先进文化。要消除人们对廉政文化的模糊认识，培养人们自觉参与廉政文化建设的主人翁意识。一是要消灭“无知”观念。就是要提高认识，紧扣“认识是前提、宣传是关键”这一环节，加大宣传力度，通过文件传、开会讲，领导带，活动创的丰富多彩的形式，使廉政文化在机关干部职工中做到家喻户晓，人人皆知。二是要消除“无效论”观念。运用一分为二观点，正确引导人们认识到廉政文化建设是一项治本之策。不是一朝一夕之功，需要润物无声、滴水穿石的坚持和积蓄，同时，必须治标治本双管齐下，相互作用，相互促进，坚决反对图形式、走过场的形式主义，劳民伤财的表面文章。三是要消除“无关论”观念。人的头脑不被积极健康的廉政文化去武装，就会被消极落后的腐败文化所占领，这两种对立的文化始终都在争夺我们的思想阵地，没有人能够摆脱其影响，因此，无论地位贵贱，职务高低，廉政文化建设都不是局外人。

对无机化学的认识篇4

【关键词】无机化学；学习兴趣；探讨

无机化学作为药学专业学生必修的第一门化学课，被安排在新生进入大学的第一学期上。与高中相比，无论从学科的知识体系和教师的授课方式都有一个比较大的飞跃，这就给学生的学习带来了一定的困难。再加上学生如果没有很好地意识到本课程对后续专业课程学习的重要性，就会导致部分学生对无机化学的学习兴趣不高，从而最终影响到教学目标的达成。因此激发学生的学习兴趣和积极性，培养学生的学习策略，培养创新能力，在整个无机化学教学过程中就显得尤为重要。

1 上好绪论课

心理学家认为：人的任何活动都是由一定的动机所激发并指向一定的目的的。学习动机是引起学习活动的动力机制，是学习活动得以发动、维持、完成的重要条件，并由此影响学习效果。所以，激发学生的学习动机，是提高学生学习兴趣首要有效途径。而通过学习绪论，能使学生认识到学习本课程的重要性，认识到本课程在整个药学专业学习中的地位和作用，激发学生的学习动机。因此，上好绪论课，提高学生对无机化学的学习兴趣也就不言而喻。在绪论课中要着重对化学与药学的关系进行介绍。

2 循序渐进，做好高中到大学的过渡

由于无机化学的教学内容与高中化学相比，内容多，理论性更强；教学进度更快，而课堂上的练习时间较少。凡此种种，使学生难以跟上老师的教学进度，一旦距离拉大，学生就会产生畏难情绪，失去学习兴趣和热情。因此，教师在开头的几次课的教学中，应适当放慢教学进度，让学生逐步适应大学的上课节奏，实现从高中到大学学习的顺利过渡。教师在教学中要充分把握好这些衔接点，尽量做好与中学知识的衔接，注意知识的承前启后性，让学生感觉新知识只是中学知识的延伸，使学生对教学内容产生认同感，增强学生对无机化学的学习信心。

3 结合教学内容，引入与药学相关的案例

教师在进行无机化学学理论课的教学中，对于教学内容中涉及到药学知识的部分，若能及时引入与药学相关的案例，将极大地提高学生对无机化学的学习兴趣。在讲授化学动力学基础知识时，应用其原理的有关知识可研究药品的稳定性。例如，以维生素C的稳定性研究为例，说明药品在常温下分解10%所需的时间，亦即贮存期。又如在讲到配合物的知识时，如能延伸出与配位化学联系密切的对头颈部癌及泌尿生殖系统癌有显著疗效的顺铂类抗癌药物PtCl2(NH3)2的发现历程；元素化学部分，结合中国药典记载的有关无机原料药(如氧化锌、硫酸锌等)及其制剂等作为教学内容的补充；在讲到酸碱平衡pH的计算时，指出青霉素G在pH=6左右较为稳定，pH值升高则很易水解失效，由此可见pH在药物中起到举足轻重的作用。这样将化学和药物联系在一起，对学生学习无机化学的目的和意义将有更好的认识和促进作用。

4 介绍学科的新领域，新进展

教材的编写速度赶不上学科发展的现状在短时间内难以改变，所以教师在教学中要注意查阅参考国内外新近发表的重要文献，通过归纳、整理，把与生活、专业相关的内容适时渗透入教学中去。在教学中引入科研前沿的新知识，一方面，使学生在学习知识的同时了解科学研究的过程和方法，也是对学生进行科学精神和唯物主义潜移默化的教育；另一方面，使学生变被动学习为主动学习，提高学生学习的自觉性，增强学生学习无机化学的兴趣，让学生自己认识到学好无机化学是他们学好专业的基础，是以后工作的必备知识。例如，在讲到配合物的知识时，给学生介绍一些药物研究的新趋势：对一些药物活性分子进行结构修饰后与金属离子作用合成新型药物的研究，越来越受到科研工作者的关注。如B-榄香烯是我国自行从中药莪术中提取的一种抗肿瘤有效成分，已被批准为二类抗癌药物应用于临床。然而，B-榄香烯属挥发油类，水溶性差，不易为人体所吸收，科研工作者为了改善它的性能，对其进行结构修饰，在B-榄香烯分子中引入氮、氧原子，然后将其与人体内一些必须的微量金属元素作用生成配合物，这样可以提高药物的水溶性、抗肿瘤活性及其靶向性。又如可结合原子、分子结构和分子晶体讲述纳米药物、靶向药物等。

5 加强对学生自学能力的培养

在教学过程中尝试以学生为主体，积极引导学生独立思考，培养学生的自学能力。在一些章节的教学中，采用PBL教学法，即由教师事先提出问题，指导学生分组课下学习，然后由学生在课堂上充当教师进行讲解。通过这种教学方法，既提高了学生的自主学习能力，又在这种“学生－教师”角色互换中，极大地激发了学生的表现欲望和学习兴趣。

总之，培养学生的学习兴趣和自学能力是高等教育的重要课题之一。结合药学专业无机化学的教学特点，积极进行无机化学教学的改革与实践，可有效提高学生的学习兴趣，最终促进教学目标的实现。

参考文献：

[1]刘利萍，钱青.对药学专业无机化学适应性教学的思考[J]，药学教育，2006.22（3）：31-32

[2]刘艳菊，王霞，杨怀霞.药学专业无机化学绪论课中科研前沿渗透教学探索[J]，中国校外教育，2010.11：97

对无机化学的认识篇5

【关键词】认知无线电 人工智能 认知引擎 遗传算法

1 引言

频谱资源理论上是无限的,但天线尺寸、电磁波特性、设备性能和功率的限制,使实际可用的频谱非常有限,这些频谱已经基本划分完毕,再可被利用的频谱就显得无比珍贵。美国联邦通信委员会(FCC)研究发现,大量已经分配的频谱资源存在着不同程度的闲置,这造成了频谱资源日趋紧张与现有资源利用率很低的矛盾局面。为解决该问题,1999年Mitola提出了认知无线电(CR,Cognitive Radio)的概念[1],其主要思想是:终端具有足够的智能和认知能力,能够自动感知周围环境和检测可用频谱,结合已知信息,经过学习、推理进行决策,通过调整设备参数来占用频谱,实现频谱的充分利用[2]。

认知无线电的核心思想是使无线电设备像人一样具有“智能”,能够进行感知、推理、学习、决策和执行等“认知”行为,这与人工智能的思想在某种程度上是吻合的。因此,将人工智能的理论和方法引进通信网络决策系统中,实现通信系统的“认知”智能化,对发展认知无线电具有重要的科学意义和迫切的现实意义。

人工智能即用人工的方法在机器上实现智能,研究领域主要有专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈论、智能决策支持系统和人工神经网络等。它用知识表示和专家系统的理论将感知的信息合理地表示和存储,用神经网路、遗传算法等方法实现认知过程中的学习、推理,用博弈论在频谱分配共享和功率控制中进行决策,等等。人工智能在认知无线电中有广泛的应用,是现阶段研究的热点。

2 认知引擎

认知无线电的功能和目的决定了认知循环过程包括感知、推理、学习、决策和执行等内容,这是一个循环往复的动态过程。认知无线电设备必须具备实现上述功能所必需的各种技术[3]。认知系统可由分别实现上述功能的单元组成,实际的认知处理过程,也必然涉及到不同单元间大量的信息传递和交换。由不同单元组成的系统架构,一种是采取全互通式连接,即每个单元间都互联互通,但会造成连接网络规模庞大,运行资源消耗较大,一旦某个环节出现问题,检查处理会比较困难;另一种是设立一个中间控制单元作为核心,集中控制各功能单元和彼此间的信息传递,减少资源消耗,提高效率和可控性。认知无线电现有的主要设计思想是构造一个认知核心并集合部分功能,作为信息处理和功能控制的中间节点。

基于遗传算法,Rondeau T W等首先提出了“认知引擎”的概念[4],其目的是通过认知引擎分析物理层的链接状况、用户需求和调整机制,在多个目标和限制条件下寻求最优解,以此在整个自适应的无线电过程中提供智能控制。Rondeau T W在其博士论文中系统阐述了该认知引擎结构,如图1所示[5]:

认知引擎的关键是一个认知控制器,作为系统的核心和调度中心,控制输入/输出和其它与之相连的单元。这些单元包括:感知器(感知无线电和环境信息),优化器(在确定目标和环境条件下,给出优化波形),决策器(挖掘信息,判断如何优化和行动),策略引擎(即策略校验器,加强对调整过程的控制),无线电架构(负责与无线电平台通信以确保优化方案能够得到执行,为感知器提供信息),用户接口(提供控制和监视认知引擎的端口);每一个单元都可作为一个独立的模块启动。在执行中,各单元通过普通的接口(比如插槽)连接和交换信息。

Rondeau T W的认知引擎结构有两个重要特点:一是允许单独开发、测试和启动每一个结构单元,不同的单元依靠不同的处理器或者主机,能够执行分布式过程;二是允许用不同类型的算法和过程实现不同的单元,譬如,针对不同情况开发的感知器都可以应用在该结构中,或者是不同的优化函数都可以被应用和比较。遗传算法是基于变化的参数构成基因,从而通过进化达到最优解,而对于某些恒定参数(如用户资费长时间内保持不变)作用的研究,该结构还没有考虑,但它对用户是否使用认知无线电有决定性影响。

Clancy C等的认知引擎模型较为简单,即在软件无线电的平台上,增加一个由知识库、推理引擎和学习引擎模块组成的认知引擎,如图2所示[6]。知识库存储感知信息的逻辑描述、正确的预测和可以采取的行动策略集;推理引擎负责根据目标函数确定从知识库中提取的可直接采取的行动方案;学习引擎的主要目标是判断哪个输入状态将使目标函数最佳,完成特殊情况的处理,提供新的行动方案,并丰富知识库。根据应用的需要,学习引擎不仅可以从初始化开始就保持运行,也可以在认知无线电系统需要的时候阶段性运行。

此外,Nolan K E等认为,认知需要一个高度可重构的核心,即一个具有推理、学习、知识表示和重新配置功能的认知封装,这类似于认知引擎的思想[7]。文献[8]给出了不受任何特殊软件无线电硬件和软件结构约束的认知引擎例子,文献[9]给出了认知引擎设计的基本考虑和特殊应用的细节研究。

3 人工智能的应用

认知无线电的“智能化”体现在整个认知过程中,包括用户和环境信息的检测、辨识,获取信息的推理、学习,最终决策的制定、执行,新的认知过程实现等。认知引擎作为认知无线电的核心,是利用人工智能的最佳平台,它集合多种人工智能技术来实现无线电的认知智能。人工智能在认知无线电中的应用如图3所示[10],主要分为环境感知、信息存储阶段的应用,认知学习、推理阶段的应用和无线电决策、调整阶段的应用。

3.1环境感知、信息存储阶段的应用

(1)知识表示

知识表示就是将知识信息描述为一种便于机器识别的数据结构,它是认知的信息基础,直接影响知识库的构建和知识检索的难易程度、检索效率等,并决定认知无线电的实际可用性。以前和现在的无线电状态、可用的频谱资源、内部和外部的观察信息等都是认知过程中的重要资料,这些信息的表达形式直接影响它们的使用价值。此外,可用的行动序列和对行动的评价也是必备的重要数据。

从源实体得到的信息一般都有某种严格的描述规则,为了更好地解释这些信息,认知设备必须遵循一个通用的语法协议。Mitola提出一种称为“无线电知识描述语言”(RKRL)的知识表示方法来表达无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求和应用环境等知识[1]; Rondeau T W提出用XML(eXtensible Markup Language)来描述感知的信息[5];Nolan K E等提出使用OWL(Web Ontology Language)[7]。不同的知识表示方法各有优劣,RKRL是一种并行对象语言,可动态定义认知无线电系统突发的数据变换,通过相关协议操作来更好地满足用户的需求,增强了系统的灵活性;XML是一种简便的信息表示法,可以由软件处理并以人类思维的形式呈现;OWL提供了一种说明场景的语义学方法,由不同的语法平台来传达和解释。

(2)专家系统

专家系统内部含有大量的某个领域专家水平的知识和经验,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。它一般解决的是没有算法解的问题,并且经常在不完全、不精确或不确定的信息基础上做出结论。在认知引擎中可以构建一个专门的知识库来存储频谱分配案例,当感知到非授权用户信息和环境数据后,可先在专家系统进行检索,若有相同案例,立即采用同样的行动方案进行通信,保证通信的简单性、实时性。专家系统的知识规模、知识库中知识的更新问题等是制约其应用的关键。

3.2认知学习、推理阶段的应用

(1)遗传算法

遗传算法是借鉴自然界自然选择和进化机制发展起来的高度并行、随机、自适应搜索算法。它使用了群体搜索技术,用种群代表一组问题解,如数据速率最大化、功率消耗最小化、干扰最小化、频谱效率改善等。通过对当前种群的选择、交叉和变异等一系列遗传操作,从而产生新一代种群,并逐步使种群进化到包含近似最优解的状态。遗传算法用向量表示无线电系统的给定条件或输入激励和行为,根据采取行为的成功程度来修正输入向量。

基因的比特序列由两部分组成:一部分是用于匹配给定条件的模式,包括功率、带宽、中心频率、调制方式、信号速率等;另一部分是用于匹配后所采取行为的比特模式,如功率调整、中心频率调整、速率调整等。基因模型如图4所示:

在执行输入部分匹配并采取相应行为后,对基因进行两种调整:一种是强化对成功行为有贡献的基因(对没有贡献的基因进行弱化),提高有益基因的存活率,使无益基因灭亡(从比特序列中删除);另一种是比特序列的随机突变,提供比特序列间产生新的解的机制。基因不仅以自然选择的方式存活或者死亡,还可以引入全新的种类,可能会得到更高效的推理。

文献[11]给出了遗传算法在认知无线电中应用的初步研究。遗传算法的主要研究方向是:明确构成染色体的信息参量组成和数目的规则;调整构成染色体的所有无线电参量的权重;改进算法,避免陷入局部最优解而得到一个非最佳行动方案,实现拟解决问题的最优化[12];优化算法的计算量和效率,以满足对实时性要求高的应用,等等。

(2)神经网络

神经网络是模拟人脑信息处理机制的并行处理网络系统,它不但具有处理数值数据的一般计算能力,而且具有处理知识的思维、学习和记忆能力。一个神经网络由多个互联的神经元组成。神经网络已经发展成为有多种网络模型的理论体系。利用神经网络构建学习单元,通过设定节点的激活门限,来决定感知到的或输入的信息(带宽、信号速率、空闲时间、BER、FER等)会产生怎样的响应,将获得的结果和预测结果进行比较。如果匹配,则到达该输出点的路径通过反向传播跟踪来强化中间节点和路径。

强化可以通过增加输入到正确输出的传播中涉及的节点权重来实现。神经链路的强化提高了相同的环境信息输入得到相同的正确输出的概率,与期望输出值不匹配的认知决策被削弱,降低了相同条件下再次采用这些方案的可能性。

文献[13]通过多层前馈神经网络进行通信性能实时特征评价,文献[14]研究了用神经网络进行最佳决策评估和学习的方法。神经网络研究中以下问题还有待深入:网络训练的数据样本的获取和确定,大规模认知网络的模拟分析(现在的神经网络只能模拟单个或多个认知设备组成的认知网络),等等。

(3)模糊逻辑

很多事情都表现为一定的不确定性,模糊理论通过模糊描述构建模糊集合,确定隶属函数,利用信息本身的不确定性来处理问题。认知无线电的学习、推理阶段,要进行各种信息的传输和交换,包括层间的信息传递,这涉及到网络的跨层设计和优化问题。Balodo N等提出用模糊逻辑的语言来表达网络所需的跨层信息,以模糊逻辑控制器作为认知跨层的引擎,如图5所示[15]。该方法的优点是网络结构的构建复杂度降低,改善了信息解释(精确测量的结果可以用一个不精确的知识表示解决);存在的问题是跨层网络中各层间通信的跨层信息要求必须是连续可用的,而它的标准化工作还未解决。

3.3 无线电决策、调整阶段的应用

博弈论是研究决策者在相互依存、相互影响的情况下如何进行战略决策的分析工具。稳定状态在博弈论中体现为博弈过程的Nash平衡(NE,Nash Equilibrium)。在空白频谱的占用竞争机制中引入博弈论的方法实现分布式频谱资源策略的研究,已经成为关注的方向。

静态博弈模型的分析,假设所有参与者同时进行,该模型简单,但使用范围有限。这是因为用户决策都是从自身的角度出发使自己的收益最大化,这样得到的NE往往与系统最优解之间存在较大差距。动态决策过程强调决策过程和决策顺序对决策行为和结果的影响,可以出现合作等静态博弈过程不会有的结果,系统的稳定性能要优于静态博弈结果[16]。

功率控制的目标是在不干扰授权用户的前提下尽可能增加认知用户的发射功率。对于存在合作和竞争的多址认知无线电系统,发送功率受干扰温度和可用频谱数量的限制,可以用博弈论来解决其功率控制问题。

4 结束语

认知无线电的优势体现在它的高度智能化和对频谱资源的充分利用,许多专家学者都在研究如何将人工智能的诸多方法用于认知无线电。神经网络、博弈论和遗传算法等运用到用户和环境信息的检测、频谱的分配共享机制,数据挖掘、贝叶斯逻辑、机器学习和博弈论等在认知学习、推理中的应用,决策树理论在认知行动决策中的应用,都是研究的方向。

对于用户和环境信息感知技术的研究,国内外进行的比较多,也形成了相对成熟的理论和方法;对于认知循环中推理、学习和决策阶段的研究尚处在起步阶段,这也是认知无线电的核心问题。统一高效的知识表示规则、认知无线电系统的安全保密策略以及认知网络的跨层设计等网络层面的研究,也是实际应用中必需要解决的问题。在这些问题的研究中,人工智能的思想和算法是大有可为的,必将成为认知无线电今后的研究热点和方向。

参考文献

[1]Mitola J, Maquire G J. Cognitive Radio: Making Software Radios More Personal[J]. IEEE Personal Communications, 1999,6(4): 13-18.

[2]Haykin S. Cognitive Radio: Brain--Empowered Wireless Communications[J]. IEEE JSAC, 2005,23(2): 201-220.

[3]Mody A N, Blatt S R, Mills D G, et al. Recent Advances in Cognitive Communications[J]. IEEE Communication Magazine, 2007(10).

[4]Rondeau T W, Le B, Rieser C J, et al. Cognitive Radios with Genetic Algorithms: Intelligent Control of Software Defined Radios[C]. Software Defined Radio Forum Technical Conference, Phoenix, AZ., 2004: C 3-8.

[5]Thomas W Rondeau. Application of Artificial Intelligence to Wireless Communications[D]. PhD. Blacksburg: Virginia Polytechnic Institute and State University, 2007: 11-12.

[6]Clancy C, Stuntebeck E. Applications of Machine Learning to Cognitive Radio Networks[J]. IEEE Wireless Communications, 2007(8).

[7]Nolan K E, Sutton P, Doyle L E. An Encapsulation for Reasoning, Learning, Knowledge Representation and Reconfiguration Cognitive Radio Elements[C]. Cognitive Radio Oriented Wireless Networks and Communications, 2006.

[8]Feng Ge, Qinqin Chen, Ying Wang, et al. Cognitive Radio: From Spectrum Sharing to Adaptive Learning and Reconfiguration[C]. Aerospace Conference, 2008 IEEE.1-8 March 2008: 1-10.

[9]Thomas W Rondeau, Bin Le, David Maldonado, et al. Optimization, Learning, and Decision Making in a Cognitive Engine[C]. Proceeding of the SDR 06 Technical and Product Exposition, 2006.

[10]Joseph Gaeddert, Kyouwoong Kim, Rekha Menon, et al. Applying Artificial Intelligence to the Development of a cognitive Radio Engine[J/OL]. (2006-11-06) wireless.vt.edu/archives/download/ApplyingArtificialIntelligence.pdf.

[11]Rondeau T W, Le B, David Maldonado, et al. Cognitive Radio Formulation and Implementation[C]. 1st International Conference on Cognitive Radio Oriented Wireless Networks and Communications, 2006. 8-10 June 2006: 1-10.

[12]Daniel H Friend, Mustafa Y ElNainay, Yongsheng Shi, et al. Architecture and Performance of an Island Genetic Algorithm-based Cognitive Network[C]. IEEE CCNC 2008.

[13]Baldo N, Zorzi M. Learning and Adaptation in Cognitive Radios using Neural Networks[C]. Consumer Communications and Networking Conference, 2008.

[14]Zhenyu Zhang, Xiaoyao Xie. Intelligent Cognitive Radio: Research on Learning and Evaluation of CR Based on Neural Network[C]. ITI 5th International Conference on Information and Communications Technology, 2007.

[15]Balodo N, Zorzi M. Fuzzy Logic for Cross-layer Optimization in Cognitive Radio Networks[J]. IEEE Communications Magazine, 2008(4).

[16]Varian H R. Microeconomic analysis[M]. New York, USA: W. W. Norton & Company, 1992.

【作者简介】

赤伟:重庆大学通信与信息系统专业硕士研究生,主要从事认知无线电的研究。

对无机化学的认识篇6

[关键词]虚拟环境 认知机制 演变

在虚拟视阈中，人的认知机制与在现实社中有许多不同之处。人自身认知机制的形成及表现是复杂的，我们之所以选择从虚拟视阈角度来研究人的认知机制的相关现象，是基于网络时代给现实社会带来了庞大的信息量。值得注意的是，激增的信息量正在改变人们固有的认识关系和认知机制。

一、虚拟视阈中“认知机制”发生的原理

人的认识过程是认识能力从无到有的过程。当前正由信息短缺的时代进入信息资源极为丰富的时代。认识主体面临着新的困惑：在虚拟空间，人们徜徉在信息海洋之中，难于判断哪些是自己需要的信息。认知机制作为研究认识的发生及认识能力如何提升的一种理论，在虚拟视阈中，其所面临的情形和传统的认识环境相比已经发生了许多变化。

1.虚拟视阈中的认知现象。人在现实社会中的认知机制和虚拟环境中的认知机制是不同的。人的认知机制在现实社会中局限于人的大脑，是通过它与可感知的客观世界相联系。这是一种在物理现实世界当中的实践行为。但随着网络的出现，人的认知角度出现转变，认知的对象也在相应改变。各种智能工具的广泛运用使传统意义上的认知机制无法在互联网中复制使用，构筑在网络基础上的认知行为取决于这个网络所拥有的信息量。在网络环境中，知识点的产生有了大规模、爆发式增长的趋势。加之上网的便捷性，每一个人都可以随时公开发表自己的认识成果并与他人分享自己的智慧经验，每一个人都在虚拟空间成为了知识的创造者。由于网络的出现和普及，人类交流信息、获取信息的认知模式也在悄悄发生变化，在现实社会中人们面对面的交流模式也在发生变化。人们在网络上可以与不同身份的人进行交流，由网络带来的丰富多彩的交际平台正在改变人们的认知方式和思维模式。

2.互联网环境下“认知机制”的改变与“知识场”的关系更密切。人的认知过程很大程度上是为了获得知识。从知识的来源来看，既有可以传授的显性知识，也有无法言传的隐性知识，而隐性知识的拥有与否是关系到一个人日后的创新水平高低的重要因素。在网络环境中，由于信息的流动借助于人工智能设备，显性知识和隐性知识可以通过网络这种特殊的媒介来传递，各学科领域的知识可以通过这种媒介来理解。但这种媒介并非我们日常生活中所理解的“固化”的载体，而仅仅是在一定空间领域内的一种物质（信息流），我们将这种情境视为“知识场”。在这样的“场”域中，任何一个学科领域的知识都有吸收和扩散的功能，“场”域当中知识的吸收和扩散也保证了文化的发展和传承。在“知识场”域中，信息技术已经介入到人们认识活动中来。这种现象已经大大促成了人的大脑进化过程。然而，由于电脑“代替”了人脑的诸多记忆功能，人的大脑认识功能也可能会慢慢退化，这是我们在虚拟环境中研究人的认知机制的发生必须面对的一个新问题，特别是人们对自身的认识评价标准问题也会面临新的困境。

二、虚拟视阈中“认知机制”的特征

可以看到的是，由于互联网的普及、信息量的激增，人们在网络环境中认知形成的内在和外在环境都发生了重大变化。

1.人的认知起点正发生变化。在网络出现之前，人的认知现象多发生在现实社会中，“主体与客体”以及“主体―中介―客体”的认知模式广泛存在。古典哲学有一个重要研究领域就是关于主体如何认识客体的问题，而对于认识主体间的认知关系却甚少涉及。主体间的“认知关系”真正引起人们关注的是在科学哲学兴起之后，尤其是分析哲学进入人们研究视阈后才被学者广泛关注。研究虚拟视阈中的认知机制的发生原理无法回避认识主体间的认识关系问题，因为在网络社会中，人机界面是认识主体和其对象相互作用的中介物。在传统的认知机制中，人们习惯于通过感知系统来获得知识。传统的感知系统（比如人们的阅读行为）会引导认识主体做更多的思考，而在人机界面中，人们的认知行为则因为网络界面上众多页面消息的影响而分散注意力。在虚拟视阈中，不同年龄段的人、不同阶层的人，其认知起点都会不一样。维也纳小组成员石里克曾指出：“在体验和直观中，主体面对被体验和被直观的客体，而在认识中却存在一种复杂得多的关系……认识不是认识着的主体和被认识的客体之间的二项关系，而是主体、客体和客体所被认为的那个东西之间的三项关系。”[1]p381另有学者认为，“人类历史主体性活动包括三大中介系统，即：主体认识对象的中介――语言符号系统，主体变革自然的中介――工具操作系统，主体变革社会等客体的共同中介――社会关系系统”[2]p114。仅就这种分类来看，人机界面应该优于符号语言系统，这种观点对人类的认知科学是有深远影响的。

2.人们面对的认识客体趋于复杂。人的认识过程是主体对客体的能动反映过程，如果没有认识客体就不会有认识反映的过程。认识客体是认识主体的认识活动和实践活动的指向物。由于虚拟技术的广泛运用，在网络空间中，有很多新现象及新事物进入了人们的视野，渐渐成为人们认识和实践的客体。信息技术作为拓展人的信息能力的辅助手段，使人的思维器官得到了延伸，它极大地拓展了人的思维器官收集信息、处理信息的能力。“技术不仅仅是工具的，它具有认识论的力量。技术确确实实使我们从不同的视角去看待事物。在历史上第一次有了位置摄像机，可以让我们在真实的时间里通过屏幕观察‘思维’在我们大脑中的活动线路。”[3]p27虚拟技术对人的认识论思想的拓展有重大的影响。“虚拟实在本身的存在不仅在一定程度上决定了数字化时代实在论（本体论）研究的走向，同时也决定了数字化认识论研究的走向。”[4]p10通常说来，技术的进步总是会促进人们认识水平提高，技术也会在人的认知能力改善的基础上而得到改进。随着人的对虚拟世界认识的进一步深入，技术也成了人的认知结构中的认知客体的一部分。运用人的自身技术，人的思想得到传承，人们把自身的观点、信念融于物理客观世界，甚或拓展到我们可以观测到的宇宙的边缘。恩格斯曾指出：“人的思维最本质的和最切近的基础，正是人所引起的自然界的变化，而不单独是自然界本身；人的智力是按照人如何学会改变自然界而发展的。”[5]p209

3.认知的中介呈多样化。技术作为互联网时代人们认知结构的中介，对提高人的认知水平和认识能力是毋庸置疑的。当然这种技术更近似于智能技术，其记忆、存储功能可以让人们从部分精神劳动中解脱出来，把自身的想法和语言变成可以阅读、观察的方式，这种认识技术为人们认识活动积累了经验。虚拟环境中智能技术作为认识中介物，其存在的前提是认识主体置身于其中，主体的状况决定了网络环境中客体的存在。当然，在虚拟环境中主客体之间的界限并不清晰。美媒介理论家保罗・莱文森认为，技术不仅体现一种理念，而且它体现的理念能够延伸、反映、复制或取代心智功能和认知过程，把这些天赋的能力送到阳光下，使之能够受到更加客观的检视[6]p209。虚拟技术是认识主体与认识客体之间的纽带，是人类认知活动中的一种手段，由于虚拟技术所具有的交互性、感知性等特点，它可以更好地模拟客观物理世界，甚或可以模拟虚幻的情景。它可以突破认识客体在空间和时间上对认识主体的限制，虚拟认识客体和认识主体通过虚拟空间发生交互作用。由此可知，虚拟技术作为中介系统其自身就可表现为一个虚拟场景。“从这种意义上说，虚拟技术不可能是人面对的最终客体和世界，只能是一种中介世界和中介客体。”[7]p57

三、虚拟认识实践行为所蕴涵的哲学

1.对改善人们思维方式的影响。互联网带来的人们认知机制的革新，改善了人的思维方式，使人的逻辑推理能力、计算能力、记忆能力等均得到显著提升。在虚拟环境中，人的主观能动性是可以通过创造、建构和设定等系列活动来显现的。在虚拟视阈中，显现是一种特定的感知，与认知主题密切相关。由于网络的关系，作为互联网中的文本、图像等特定的内容，既可以被视为人们已有的经验，也可被看做是人类思想观念创造的过程。单就技术而言，虚拟技术解决的是认识客体的再现（其中亦包括认识主体与客体间的互动关系）。在虚拟“知识场”域中认识主体可以全身心地参与进去，主体在虚拟环境里借助于中介把所有那些有意识和无意识的身体运动或状态变化转化成计算机输入的信息，通过计算机再去控制物理媒体的物理行为，而物理媒体所产生的各种效应再反馈到我们主体的感知，形成新的感知觉――虚拟认识。[8]p183-184在人机对话的实时场景中，认识主体向电脑发出相应指令，电脑也迅速做出答复，人机互动使人的认识过程渐次展开。它“帮助”人们突破了认识客体在时空方面对认识主体的束缚，有助于认识主体在多样化的世界中去考察、认识这个世界。

2.对提高人们认识能力的积极作用。虚拟“知识场”域，“人―机―虚拟环境”三者组成的系统中，彼此之间是一种认识关系，只是这种认识关系比较特殊。这种虚拟认识关系对现实社会认知机制是有很多影响的。由于它可以通过虚拟手段模拟人的认识过程、推动人的认识进程，因此，虚拟技术作为一种物质性与非物质性的结合体，既非真正意义上的主体，也非真正意义上的客体。若从空间的角度来看，虚拟客体与虚拟空间并没有真正意义上物理阻隔。人类既可以在虚拟环境中生活，亦随时可以将虚拟现实视为人们认识的客体对象。人是无法从虚拟世界中获得满足生理需求产品的，也无法长久地生活在虚拟空间。“从这种意义上说，虚拟技术不可能是人的最终客体和世界，只能是一种中介世界和中介客体。”[7]p57在虚拟“知识场”域中，人们设定与自然界和社会一样的场景，并且进一步创设自然界、现实社会中没有的虚拟环境，这就为人们深入探讨现实世界和反思自己对世界的认知机制提供了一个全新的角度。虚拟技术的出现正促使人们从现实的世界快速进入到虚拟世界与现实世界并存的时代。人的感觉作为人的认识起点已经变得日益复杂化（例如人机的直接对话），它拓展并丰富了人的感觉系统，对人们认识能力的提升是有积极作用的。

3.对丰富人们认识形式的积极意义。人们在创设虚拟世界的过程中，人的认识形式更加丰富多彩。人的认识及思维模式由以往的描述慢慢地发展到一种不自觉的建构行为。“描述是对既存对象的语词说明和摹写，它与探索未知相联系；创构则是创建和构设，它与创造新物相联系。描述作为对既存对象（典型的是自然对象）的语词说明和摹写，是对既存对象的反映，属于‘发现’范畴；创构作为基于人的感官特性创设（包括实在和虚拟）出一种对于主体来说具有意义的对象，是对不存在的事物进行创造性构建，属于‘发明’的范畴。”[4]p13人的认识形式在数字化时代开始发生转向，即由现实思维模式向虚拟思维模式转向。在虚拟“知识场”域中，人们可以通过虚拟技术来描述事物，人的思维认识可以用数字化技术来描述事物，把现实物理世界中无法存在的事物制造出来，人的认识形式就是在这种科学背景下悄然发生转向的。在现实社会中，人的认识行为重在描述和探求世界的本质及规律，即借助人自身的描述行为来理解、认识这个世界，是人追求真理、追求知识的一种行为方式。而虚拟思维借助数字化，在虚拟空间对事物进行各种可能性与不可能性的再组合，演绎着人是如何进行思维的这一过程，这本身就是一种创造。所以，虚拟思维方式在最大限度内发挥了思维的创造，从而在深层次上实现真正的创造性实践，体现了创新是我们时代的主题这一特色[9]p159。

参考文献：

[1]施太格勒.当代哲学主流（上卷）[M].北京：商务印书馆，1986.

[2]贺善侃.实践主体论[M].上海：学林出版社，2001.

[3]勒内・贝尔热.欢腾的虚拟[J].第欧根尼，1997（2）.

[4]王天思.描述和创构――关于数字化时代哲学走向的两点思考[J].江西社会科学，2004（1）.

[5]恩格斯.自然辩证法[M].北京：人民出版社，1971.

[6][美]保罗・莱文森.思想无羁[M].南京：南京大学出版社，2003.

[7]胡敏中，贺明生.论虚拟技术对人类认识的影响[J].自然辩证法研究，2001（2）.

对无机化学的认识篇7

关键词： 意识； 认知科学； 范式

Abstract: In the current campaign of scientizing consciousne ss study，cognitivescience is regarded as the frontier of the 21st –century intelligent revolution ， which has become the main orientation of consciousness psychology study. Consc iousness study as the pattern of cognitive science has encouraged many issues inbasic theory and leading advancements in research means and technology， gradual ly removing the state of “nothingness” and “obscurity” of traditional consci ousness study. The current violent transformation and steady reorganization of t he theoretical pattern of consciousness science might offer a generative opportu nity for theoretical innovation in consciousness psychology， and meanwhile facea dilemma of new advancement.

Key Words: consciousness; cognitive science; pattern

从认知心理学转向认知科学，是当代心理科学研究的又一次新的战略转移。认知科学作为一 门新兴的前沿交叉学科，不仅对新世纪的心理科学研究本身产生了重大影响，而且在当代人 文社会科学、计算科学和生命科学等领域，也发挥了思想先导与技术支撑的重要作用。 它已经被称作21世纪智力革命的前沿，成为当前西方国家科学发展战略计划中的“四大前沿 技术组成部分”。［1］在近10年来世界范围内所爆发的攻克意识难题的“文艺复 兴”运动中 ，认知科学也扮演了关键性的角色。认知科学先进的研究范式及其理论建树，不仅使人类对 意识有了更深刻的理解，而且也提供了知识技术和工程化的模拟支持。意识研究的认知科学 化，认知科学的意识研究化，已成为以自然科学途径研究意识问题的一个重要趋势。进入新 千年以来，认知科学研究又进入了一个急剧变革和不断重组的新阶段。当前，认知理论正处 于分裂、重组和更新换代之中，出现了第二代和第三代的“认知科学研究形态”， 这必将对心理学的发展产生重大影响。“在过去50年里，心理学的发展就是在外部影响下不 断更新的历史。信息加工理论、乔姆斯基语言学、生态学、神经科学、计算机理论等，都为 人的思维提供了新颖的理论模型。”［2］因此，研究总结当代认知科学意识研究的 积极成果及其面临的问题，对于提升意识心理学研究的理论创新水平，具有十分重要的学术 意义和应用前景。

一、 基于科学范式的意识研究：从认知心理学到认知科学

在当今意识研究的自然科学化运动取向中，认知心理学和认知科学研究范式，已汇成为意识 心理学研究的主要进路。认知科学是现代心理学、信息科学、神经科学、数学、语言学、人 类学乃至自然哲学等学科交叉发展的结果。这门科学是关于智能实体与他们的环境相互 作用原理的跨界硬科学和技术研究，以“发现心智的表征和计算能力以及它们在人脑中的 结合和功能的表示”［3］，即研究广义认知问题的新科学领域。认知科学的兴起 和发展，标志着对以人类为中心的认知和智能活动的研究进入到了一个新的阶段。

从根本上讲，意识问题从认知心理学和认知科学的边缘地位进入理论研究核心，并逐步奠定 进一步发展的坚实基础，始于20世纪50年代末期以后。认知科学研究范式侧重从科学的观点 重新探讨意识问题，这在学术研究上具有里程碑式的意义。意识问题在近现代经历了十分曲 折 的研究历程。马克思说过，人是有意识的存在物，“有意识的生命活动将人与动物区别开来 ”［4］。在康德、黑格尔奠定的近代西方新哲学体系中，人类意识特别是理性意 识具有至高无上性。但是近一个世纪以来，“总是有许多人在贬低人类的意识现象，而且这 种事件在多次重复上演”［5］。近代自然科学在经典物理学的影响之下很容易地否 定了人的意识心理问题。如赫胥黎所说，意识是虚构、毫无用处的生物机能，真正的科学工 作者不会理睬这种“完全没有任何能力影响工作”的生物功能。“科学家如今正处在一种陌 生的环境中：一方面，他们面对着自己意识的存在，另一方面，又绝对无法解释它。” ［6］同时，在物质科学 技术世界面前，精神和人的意识世界更显得脆弱和无能为力。而一向以研究意识为己任的哲 学和心理学长期以来又难以取得令人满意的成果。现代西方哲学为摆脱笛卡尔身心二元分裂 难题和黑格尔的自我封闭的绝对意识理念困境，出现了一场终结意识的运动。心理学界有近 半个世纪的时间驱逐意识，以维护自身的科学形象。当然应该指出的是，学术界贬低意识现 象的历史悲剧的一再上演，也不是偶然的，其中一个重要原因是没有“客观科学”的方法来 研究人的主观意识现象，因而导致了哲学和心理学界关于意识研究的通病——虚无化和含糊 化，自然也就削弱了意识研究的独特性，进而使人类对自身意识的科学理解最终陷入了 自我解体的困境。随着20世纪中后期计算机科学和认知心理学运动的兴起，特别是现代社会 发展危机对人类意识的内在矛盾冲突问题，迫切需要重新审视意识在科学中的地位作用。近 10年 来，自然科学的主流研究已经明显地发生了调整和转变，即对于意识问题已经“不再‘是否 ’而是‘怎样’解决这个美妙而又有吸引力的问题，‘是否应该研究意识的年代已经过去’ ”［7］。因此，对人的心智意识问题的再发现研究，更成为20世纪90年代中期以 来认知科学探讨的新焦点。

关于认知科学的发展，莱可夫等人在《体验哲学》（2002）一书中将之划分为第一代和 第二代这样两个演变阶段，认为第一代认知科学出现于20世纪50年代，第二代认知科学发轫 于70年代。近年来又有人提出了“第三代认知科学”这一概念。［8］崛起于20世纪 50年代的 认知心理学被视为认知科学发展的早期阶段，或第一代认知科学。西方许多学者将认知心理 学的出现，称之为“认知革命”运动兴起的标志性事件，而著名生理心理学家斯佩里则将认 知革命称之为“意识革命”。因为认知革命的兴起，间接或直接地推动了对意识问题研究的 重新回归。但是，认知心理学对意识的研究走过了一条间接、迂回的道路。 早期认知心理学研究者很少直接研究意识，有学者分析认为主要有 4个方面的原因：一是实证主义的方法论预设；二是研究领域的零散性；三是计算功能主义 的影响；四是非本质主义的观点和副现象论假设的干扰，认为意识只不过是一种自动操作和 自动控制而已。［9］因此，我们完全可以说，认知心理学或第一代认知科学只是“ 走近意识”论域，而第二代的认知科学才可以说“走进意识”研究。

第二代认知科学研究运动形成于20世纪80年代中期，其核心标志是联结主义理论范式的出现 。虽然学术界公认“认知科学”这一概念最早由鲍布罗和柯林斯（1975 ）提出，而1975年 美国著名的斯隆基金会率先对认知科学给予资助和1977年《认知科学》杂志的创立，则被视 为认知科学这门学科正式诞生的制度化标志。1979年在加里福尼亚大学召开了第一届认知科 学会议。此后美国许多大学相继将认知科学列入研究生的高级学位课程培养计划之中。这一 时期的认知科学研究主要有联结主义、生态主义、知识化工程主义和行为进化主义这四条 途径。第二代认知科学的一个显著特点是直接将意识纳入自己的研究范畴中，如在第一届认 知科学会议上，著名计算机专家诺曼提出了“认知科学的12个课题”——信念系统、意识、 发展、感情、相互作用、语言、学习、记忆、知觉、性能、熟巧和思维。在阐述意识问题的 研究时，诺曼指出，“这个问题最早是威廉詹姆斯于1890年就提倡了的。具体地向注意、 认知的控制或意图的建立等问题方面展开。最近进一步根据我们犯错误和意识的关系来分析 人类的过失，作为认知科学的现实题目，这点是引人注目的。无论如何，意识问题未解决的 部分是很多的，作为课题各方面的研究者提出了不少。就这点说它是具有魅力的问题” ［9］。巴尔斯也指出，联结主义范式的出现为意识心理学的研究提供了一种新的技术路 线。“神 经网络非常出色地模拟了某些意识现象，但对意识现象的大规模体系结构特性还没有反映出 来。前景应该是将神经网络与剧场模型结合起来，构建一个杂交式的结构体系。”［10 ］第三代认知科学出现于20世纪90年代中期。根据哈娃德的观点，第三代认知科学的主要特征 是采用高科技脑成像技术和计算机神经模拟技术，阐释人的认知活动、心智能力与脑神经的 复杂关系，主要有神经影像学技术路线、心智主义路线、神经模块化主义和认知动力主义路 线，而认知动力主义汇成了新的研究潮流。早在90年代初期，老一辈认知心理学家布鲁纳和 奈瑟等人便开始提出，应该反思如何重建和恢复认知革命的原貌问题。 布鲁纳提出要将 认知革命复归于“意义建构”。在1992年，认知科学界曾掀起了一场物理符号论与环境作用 论的争论。一批年轻学者向老一辈人工智能大师挑战，他们一方面试图保留认知主义的成 果，另一方面又希望超越物理符号系统范式，强调认知决定于环境，发生在个体与环境的交 互作用中，而不是简单地发生于每个人的头脑中，需要将符号系统放到意义世界中，这对于 说明心理状态是关键性的概念。新近出现的认知动力主义者也认为，认知信息加工的物理符 号论和联结主义，揭示的都是“计算的心灵”，而目前则要研究“经验的心灵”。为此，福 德等人指出，计算的心灵与经验的心灵，是人 的完整认知的两个方面。对于人来说，处于主导系统的是调节系统，认知系统则服务于调节 系统。只有把认知系统与人的本性、生存和发展联系起来，才能得到合理的解释。人的认知 是“具体化的活动”。心智的本源来自身体的经验。在他们看来，目前 认知科学的研究重点是心智的体验性、认知的无意识性、思维的隐喻性。“概念是通过身体 、大脑和对世界的体验而形成，并且只有通过它们才能被理解。”［11］这种具身化 的认知动力主义观点已成为目前认知科学研究新的理论进路。

当前认知科学范式的不断转换及持续创新，不仅提高了人类对自己意识的理解和认识水平， 而且在研究方法上也推进了意识问题研究力度。长期以来，如何以客观的科学方法研 究主观意识现象，一直是困扰心理学研究的主要难题。意识研究中最为核心的是寻找客观 感觉如何转化为主观知觉、意识问题，这就要求从研究方法上探索出一种操作性的概念， 以超越“意识是大脑活动的产物”这一含糊的概念。在许多认知科学研究者看来，目前有三 条途径可以完成对意识问题的科学说明：一是使意识联系到脑活动过程；二是意识能够以信 息加工的概念加以描述；三是将意识作为一种实验变量进行研究。他们认为，完全可以从意 识 的“觉知性”这一特点开展实证研究。因为人在清醒时，绝大多数心理活动自己能够“觉知 到” 。实验心理学的分离技术研究也表明，可以采用科学的方法来控制意识与无意识的污染与分 离问题。为了进一步确立意识科学研究的地位，避免犯过去的低级错误，认知科学家塞尔指 出，需要建立一种新实在论的“意识的本体论定位”和新科学观。“今天，科学发现不能再 轻易地忽视意识的存在了，科学正处在范式的转型阶段，即争取把目前的范式进行延伸，以 吸收那些反常现象。”［12］进而有可能为意识这一极为困难的问题研究，建立起 一种新的理论范式。

二、 成就：认知科学对意识研究的实质性进展

当前认知科学研究者对意识问题探讨的一个突出特点是，从零散性研究逐步走向系统化探讨 、从“ 自上而下”的经验分析转向“自下而上”的实证研究。以认知神经科学为主要代表的主流研 究范式，试图在一个已经开拓过的研究框架中开展具体的精细研究，以便更为精确地回答人 “怎样意识”的活动过程。近10年来，认知科学对意识的许多重要议题进行了比较深入的 研究，其中比较突出的实质性进展主要反映在以下几方面。

1 对意识概念的发展

在意识的概念问题上，认知科学研究者提出了新的理解方式。早期的认知科学研究者认为， 意识仅 是一种认识作用，它不代表心理活动的全部，只代表“知”的一方面。意识涉及知觉、注意 、记忆、表征、思维、语言等高级认知过程，其核心是“觉知，觉知性是意识的最基本的特 征”。觉知也是意识中最容易进行实验研究的对象。研究证明，无意识与情绪有关，意识与 认识有关。而第二三代的认知科学家们除了重视意识的认知系统功能之外，更强调意识的 意向性特质，提出对某物的意识就是意识的本质所在。“意识和意向性有一种本质的联系： 我们只有通过意识才能理解意向性。”［13］理解人类行为的关键是意向性的概念 。意向性 是意识朝向某一目标的指向，正是由于自我意识的这种意向性，才使得杂乱无章的经验纯化 。如果说意向性是意识的“指示器”，那么认知和觉知则是“显示器”。意识状态中绝大部 分重要的特征是“意向性”。

在意识研究的理论建设中，对意识的结构与机制的研究也是一个十分重要的基本问题，这 有助于推进意识科学研究的纵深发展。在意识的结构问题上，罗兰德斯等人认为，意识的独 特结构在很大程度上具有二元性结构，即意识具有对象（客观）和意动（活动）这样两种 经验。意识既是认识的合成物，同时也是一个综合性的问题，意识具有混合性结构特征 。可能是一种“大现象”或“机体的心灵”。夏龙也提出，从现象性的结构特征看，意识主 要的 现象性特征是：(1) 主观取向与客观取向；（2） 身体与精神；（3） 焦点意识与边缘意识 ；（4） 稳定与变化；（5） 表征与直觉；（6） 行为与中介。人的意识的主观现象具有重 复性、一致性和结构的稳定性。其虽然没有形式化的结构，但也可以从功能上划分为感觉存 在、心理觉察、反思或元认知这样一些子系统。

关于意识与无意识的相互作用机制问题，一些学者提出意识与无意识分属两个不同的认知子 系统，它们遵循着各自不同的加工模式，有着特定的神经机制与行为指标。从内隐记忆到外 显记忆之间的随机独立性和功能独立性特征中，也可以体现出这两个相互独立的系统的存在 证据。意识与无意识之间的关系不一定是一种因果关系，就像白天与黑夜之间不存在因果关 系一样，而有可能是一种“伴随性”关系。同时，人的意识不可能一次完成，人的意识世 界实际上正是这两个方面不停地相互作用形成的。意识是通向巨大的无意识心理的通路，其 中交织了“意识—无意识—意识”三位一体的心理流活动。

2 意识理论模型的建构

意识科学研究最为值得关注的一个趋势是许多理论建模热潮的出现。有论者提出，“科学中 的模型主题再一次成为认知科学研究的中心。理论模型在科学研究中具有十分重要的意义， 模型研究能够使得理论假设和实验设计获得一种比较稳定而严密的认识框架。认知科学的模 型方法对于从另一个侧面为从实验上彻底解决心身问题提供了可贵的参数。”［14］ 目前在西方涌现出的意识理论模型中，主要有单因素模型、认知多重表征模型和心灵剧场模 型等“理想型”与“类比型”这样两种。

单因素模型是建立在认知神经科学的基础上的一种有影响的意识理论。沙赫特等人根据临床 上“盲视症”等患者表现出认知功能上的分离症状，提出人的意识活动具有模块化与一体化 性质。也就是说，在人脑中不存在具有两个分开的意识系统，人的意识无法同时进行许多不 同的思考。对于正常人而言，体验到的只能是一个单独的意识，虽然意识可以模糊地觉知许 多事情，但是，在任何一个时刻只能集中于一件特定的事。“进化已经给予我们一个单轨的 心 理，同时有许多无意识事件发生，但是只能有一个意识流在进行。”［15］这一模型 的优点在于比较好地揭示了人类认知资源的有限合理性功能。因为真正的意识经验就是一种 使人类认识到自身有限性的经验。同时，将有限性概念引入意识研究中也有积极的意义。有 限的容量便可以进行度量或测量，可以建立模型，即可以进行实证研究。

认知多重表征模型强调了意识的综合作用机制。表征是传统认知心理学的一大核心概念。现 代认知科学建立的意识表征理论模型，经历了一个从计算表征、语言表征到知识表征、意识 表征和神经表征这样的演进过程。杰克多夫等学者的意识多重表征理论则综合了这些内容。 认为意识水平有三个层次：一是最初阶的表征，属于前意识性的，由神经生物系统的同步激 活来支配；二是中阶表征层次，属于意识的层次，由人的认知觉察按照现实主义的原则来操 作；第三是最抽象的表征层次，涉及倾向主义和高阶觉察的内容，按照语义主义的规则来运 行。中阶水平的表征所体现出意识的状态最为明显，而在初阶和高阶的表征层次有意识的成 分比较少。

“心灵统一场说”是近年来西方最为盛行的意识模型，也即意识与无意识工作的统一场分布 模型。这一模型由巴尔斯提出。他认为，对于解释人的意识经验为什么如此丰富多彩，而任 一时刻的某一具体经历为什么又相对简单？就必须假设大脑需要有某种“综合空间”，这类 似于信息交换台，它可以使神经系统中专门化了的无意识处理器彼此进行相互作用，就像它 与剧场的舞台，或者教室里的黑板或电视屏幕一样。人类的意识活动是一个容量有限的舞台 ，其中共有5个认知子系统活跃在这一中央执行控制台上：工作记忆、意识体验、注意、有 意识和自动化的执行控制操作系统。［16］

当前，西方意识理论模型研究仍处于不断的创新之中，这标志着认知科学在实证研究方面积 累许多新科学资料的同时，迈向了一个将实证与理论相结合的新阶段。

3 意识与无意识的神经机制研究

第三代认知科学最大的贡献是对意识和无意识神经机制的研究。关于“无意识如何向意识 转化，意识如何向无意识转化，这些转化潜在的脑机制是如何发生的？其中包括脑的解剖和 功能结构、神经网络联结及其突触活动基础。认知神经科学近年来的研究主要集中在无意识 与脑结构和神经网络的关系上”［17］。根据克里克等人的研究，意识是大脑整体活 动与特 异区域的产物。通过神经影像技术研究发现，人在意识活动发生时，会产生250－300ms并持 续发放40HZ的高频振荡波。因此，他们把40HZ的高频振荡波视为意识状态发生的信号，或者 说是“意识突现的神经相关物（NCC）”。爱德尔曼等人提出，意识活动的生物机制是脑 皮质向低层皮质及皮下层结构的再输入过程，其导致海马、丘脑联合皮层和感觉皮层之间 产生特定部位相互捆绑的40HZ现象，这是意识产生的中心环节。而认知神经科学家邱恰兰德 认为，意识活动不依赖于感觉输入，而与个人的内在经验有关。意识活动主要体现在以网状 结构为神经基础的注意机制之上。只有注意到的刺激才能引起人们的意识，许多非注意的刺 激没能达到意识水平就不会被意识到。 有学者认为，无意识与意识有着不同的生理基础和 运行机制，大量的无意识是并行处理的过程，而意识活动是串行处理的过程。 无意识也是一种整体活动，其背后隐藏着一个专门特殊的处理器，这种专门的处 理器的特征十分类似于认知神经心理学上所讲的“模块”，其功能是统一的或者是模块化的 。

对无意识地位及力量的实证研究，是当前认知科学研究最为引人注目的成果之一。研究发现 ，人们日常活动大多数属于无意识性质的，不论是内隐认知还是自我认知，以及内隐社会活 动，“人们仅在5%左右的认知活动中是有意识的，因此，我们大多数的决定、行动、情绪和 行为都取于超出意识之外的那95%的大脑活动”［18］。同时，无意识活动也需要消 耗许多人 脑活动能量，例如静息状态便需要有40%的代谢能量消耗。国内有学者从内隐记忆、内隐 学习的角度研究了意识与无意识之间的贡献水平，结果表明，无意识的内隐学习具有“高选 择力、高潜力、高效性”这样的“三高特性”［19］。在校学生普遍以无意识内隐的 学习方式为主。这一发现，无论对个人还是对教育界来说，对无意识的深入了解，意义都是 极为深远的。

三、 趋势：当前认知科学研究意识的新焦点

进入新千年以来，西方认知科学研究又迈进了一个新的发展平台。2000年美国国家科学基 金会和商务部共同推出了“纳米技术、生物技术、信息技术和认知科学”四大聚合技术研 究计划，其中提出：“最高优先权被给予‘人类认知计划组’，即通过多学科的努力，去理 解人类心智的结构、功能，并增进人类的心智。其他优先的领域还有：人性化的传感装置界 面、通过人性化技术丰富交际、学习如何学习、改进认知工具以提高创造力”。［20］ 欧洲许多国家也推出了“人类认知科学行动计划”。2007年著名的《科学》杂志又发 表了10名科学家的倡议：开展“心智的十年”计划。我国近年来也兴起了一股认知科学的 研究热潮，已有10多所国内知名高校将认知科学及其相关研究列入“985工程”重点建设项 目。教育部直属的6所师范大学也于去年联合启动了“教师教育创新平台”建设计划，认知 科学被列为师范院校的优势学科之一。随着国内外认知科学运动的空前高涨，认知科学范 式的意识研究重心焦点也发生了一系列新的转向及变化：

1 从认知功能性研究到意义世界和意向性的探讨模拟

从意识的认知功能性的研究证明，发展到对人类心智意义的探讨，是当前认知科学研究的一 个重要变化趋势。尤其是意向性概念的活跃可以说是对人的心理本质活动的又一次新的思想 认识。第三代认知科学研究者认为，心理活动机制不需要像计算机那样按照精确的符号逻辑 表 征方式来运行，人的意识活动可以根据对象性意义世界的支持，自主地调节个人的活动。为 了更深入地研究人的意义世界，许多认知科学家从人工智能领域对意识的“意向性活动”这 一著名的布伦塔诺难题发起了挑战。“布伦塔诺难题”是指人的心理活动机制主要是依靠“ 对象世界的内容和意义”来进行的。“心理现象”不同于物理现象，人的心理现象实际上是 指 “意识的意向内容”或“意向体验”。所谓意向性问题，即人的意识内容对外部世界的指向 性即意识的对象性、自主性和体验性问题。目前认知科学界出现了意向实在论和意向工具论 这样两种不同的主张。意向性实在论者提出，意识表征具有能够表达特定命题的功能。人的 情感、态度、意向性、信念等也是一种表征，也是一种实在的存在形态。人的心理意向性具 有宽与窄的内容。所谓窄的意向性内容是指单纯由意向状态持有者头脑中的状态和性 质所决定的内容；而宽的意向性内容是指意向状态持有者与所处环境相关的内容。这些不同 属性的意向性状态都具有因果性、功能性和一致性，能够反映出知识论的真值性质，最终会 成为影响人的意识发展的决定性因素。意向工具论者则强调，心理状态、意向性、信念 与行为活动也是一种自然的存在，是自然界的一部分。人的意识状态与物理机制 具有相似性和可塑性，甚至是机械严谨性。一些认知科学家基于布伦塔诺的意向性立场，将 人的心理活动划分为两种不同的基础性内容：“子个体认知系统”和“意向性状态系统” 。而意向性状态系统是一种具有自身经验现象的物理虚拟意识系统，通过对意向性的表征进 行新的建模，进而制造出具有自主性的新一代计算机。这一新的意向性理论成为当前人工智 能研究的一个重要思想资源。

2 从心脑关系到身心关系

西方认知科学研究意识问题的另一个新进路是从心脑关系到身心关系的转向。这一问题已成 为当代心理科学与神经科学的交汇点。新一代的认知科学研究者试图在对产生人的意识物质 基础的可靠性分析中，进一步审视身心问题、心物关系问题以及意识与大脑的关系问题，进 而深刻地揭示出人的心智和意识的工作机能。传统的认知心理学十分重视认知活动脑物质机 制的研究，也就是探讨意识与大脑的关系问题。对于这一问题正如著名心理学家莫洛 夫所指出的那样：“心理和意识作为客观现实的反映，至少需要包括三个方面的内容：一是 反映与被反映之间的关系，即主体知觉与客体之间的关系；二是反映与基质（大脑）之间的 关系；三是反映与机体行为之间的关系，反映与调节功能。一切心理活动都具有相应的神经 生理机制，心理精神现象通过神经系统的中介与外界囊括具有对应的关系。这样理解人类认 知机制，必须研究整个机体与大脑所反映的环境之间的相互关系。”［21］因而，“ 心理与大 脑的关系”问题也变成了“身心关系”的问题。这自然涉及对身心关系 这一笛卡尔难题的重新研究运动。当前认知科学十分关注人类认知活动的身体基础、身 体在认知活动中的首要作用问题。以莱可夫等人为代表的“具身心智观”提出了一种“通过 身体认知世界”的新观点。在他们看来，人脑、身体、周围世界之间的互动关系可视为一个 动态系统，其原理与其他物理系统相同。笛卡尔的身心二元论将身体划归于客体一侧，把人 的身体视为无生命的机器。实际上，人的心智是脑、身体和环境彼此相互作用的动力突现的 具体结果。具身的心智不仅仅存在于脑中，而是体现在整个身体中，即整个中枢。心智是脑 、身体和环境彼此相互作用的动力突现的结果。而心智的意向性也发展到了身体的意向性。 目前人工智能的研究也出现了一个由物理机器认知向自然生理认知领域研究的发展趋势，即 为了更好地模拟人的心理，使不灵活的机器灵活起来，迫切需要揭示“人类的智能实体与他 们的环境相互作用的机制”问题，以更好地推进对人心智的模拟研究。

3 从意识的理论模型建构到认知科学的行动研究

长期以来，认知心理学研究在基础理论方面研究比较深入，而实践应用则显得比较薄弱。建 构主义者波特曾经指出，认知主义的特征之一就是它通过强调认知过程和实体，而使研究者 脱离人们彼此所进行的各种实践活动。他批评目前的认知科学研究仍然没有将人的实践行动 活 动概念化，未能认识实践的行动定向和协同建构功能，也未能说明实践如何通过人的分类、 公式化及定向等活动获得意义。波特提出，“要超越认知主义则需要强调在自然情境中实现 和认知的‘文本’的产生过程，这种文本又是实践活动的组成部分”［22］。然而近 年来认知 科学范式的意识研究在实践应用方面有了明显的改观，出现了从意识模型建构到认知行动研 究的新景象。认知科学研究者认为，如果现有理论和范式难以解释变异情况时，超出了传 统观念和范式，当这些变化发生在实践领域时，就引发行动研究。目前认知科学中涌现出的 比较成熟的行动研究范式是计算仿真模拟路线。这一认知科学的行动实践路线主要由四个步 骤组成：步骤一是确定模型，即为了实现行动计划，需要建立一个综合而又灵活的分类系统 ，并把有关现象秩序化。步骤二是确定有意义的行动模式。要研究必须对已经选择作为有关 主题的认知实践执行进行分析、分类和计算编程等这样的行动。认知活动是符号的并由规则 、惯例和习俗来控制，因而这一阶段需要建立产生正确性和适当性的任务的相关标准。步骤 三是人工智能的模拟操作化，对认知任务的知识和运行工具之间的假说建立必需的桥梁。即 模拟仿真路径，既可以作为文化规则系统的抽象表达，又作为关于脑结构和实现过程的假定 。制造出具有人工智能的类似“记忆机”和“意识机”一类的智能产品。步骤四为评价与校 正阶段。对理论模型建构关键是经过验证、检验。认知科学的行动研究不仅强调“大思想” 与实 践的对接，还特别重视“小思想式”的实践行动。这一发展方向最终是要对人类主体意识能 动性的形成机制提出新的方案，这必将会使当代的意识问题研究水平达到一个新的高度。

综上可见，当前认知科学持续创新的思想力度之大，超过了我们许多人的想象。现代科学的 迅猛发展主要是由“思想驱动”与“数据驱动”这样两种互为联系的内生性知识资源推动的 结果。认知科学的意识研究在“思想驱动”方面给人的印象极为深刻，其中不仅有“大思想 ”的突破，更有“小思想”的积累。近半个世纪以来西方三代认知科学研究队伍群体精英辈 出，人才济济，其中既有以布鲁纳、西蒙、爱德尔曼等人为代表的一批“大思想家” ，也有无数“小思想家”们汲汲于各科认知科技发明创新。罗默说过，在 科学世界里，“发现大思想与发现上百万个小思想结合在一起，才可能保持经济增长。思想 指导我们将有限的物理资源组合在一起，进行配置使变得更有价值”。［23］只有 思想知识 资源才具有不可限量的增长潜力。相形之下，我国学术界的许多领域往往难以持续地深入研 究下去。长期以来，我们不仅缺少突破性“大思想”的创新，而且也缺乏一个个有生命力的 小思想的积累。我们大多数人不可能成为“大思想家”，但却可以成为“小思想家”。目前 国内的认知科学大都沿用西方相对成熟的实验范式或因循其理论框架，普遍关注从硬件设施 方面推动学科建设。而“硬件设施方面相信可以很快与国外缩小差距，但在研究思想创新和 理论发展方面，我国学者的学术研究如果要赶超国际先进水平，恐怕是更难达到的目标”。 ［24］这是我们中国任何一个力争上游的科学研究者面临的艰巨挑战。

四、 问题与前景：认知科学意识研究面临的难题

目前认知科学的意识研究固然取得了令人瞩目的成就，但仍然处于起步阶段，其中面临着许 多发展难题，需要在未来的研究中加以解决。概括起来主要体现为理论思想设计依托的限制 与研究技术方法的局限两方面的问题。

1 理论思想设计依托的限制

当前，认知科学范式的意识研究大多属于切片性、平面式的成 果，整体性的理论建树还不多见。近20年来，西方意识研究的复兴主要是依托于当代科学发 展中最具有发展前景的生命科学、脑神经科学和计算科学的研究进展。从理论上讲，生 命科学与计算科学是21世纪最有发展活力和前景的带头学科。只有不断融合当前生命科学和 计算科学研究的新概念、新规范、新技术，才能为揭示人脑产生意识奥秘这一人类重大理论 问题提供更为精确的回答，并且在深层次上开辟意识研究的新模式。但问题在于，目前生命 科学与计算科学的发展前景尚难预测。如脑科学的进展并不令人乐观，近10年来世界各国在 脑科学领域投入了巨额的研究经费，可是真正具有重要突破意义的成果几近空白。美国推行 的“脑的十年”计划除了进行了一场大规模的舆论宣传之外，事实上在 基础研究方面并没有显著成效。以致一些哲学家提出，意识的神经生理学研究纯粹是浪费时 间。认知神经科学的模块化主张实际上不过是建构起了一个个先天获得装置式的“乔姆斯基 王国”。［25］而新一代的计算机只是在运算速度上有了突破，但模拟人的心智的人 工智能研究则停滞不前。人工智能的重要创始人明斯基曾说，以计算理论解释认知和智 力的数十年努力均失败了。这也加重了计算主义意识研究的悲观情绪，使得今后认知科学范 式的意识研究，充满了不确定因素。当认知科学赖以发展的基础性前提仍处于“ 争论”的不可靠情况下，要寻求意识研究自身的实体性理论的突破，其困难是显而易见的。

2 研究方法论的局限性

意识研究认知科学进路的另一个突出问题是研究方法论的局限性和不可靠性。近年来意识 研究已开始向实验科学靠拢，这是目前这一领域中最为令人满意的变化。但对意识和无意 识的实证研究几乎都是以“是什么的”相关分析为推测依据，而无法进行“为什么的 ”因果关系的解释性揭示。在研究方法上，“相关是一种很容易的科学研究，理论解释的差 距则更大”［26］。特别是目前国内学术界引以为自豪的认知神经科学的研究方法 ——神经影像 学技术还属于宏观性质的研究，包括40赫兹在内的神经相关物研究仍然属于一种宏 观性质的成果，是一种“尚未完成体”，其仅仅注意了局部的神经生理特性，而且神经生理 学 家们也还并不清楚如何寻找NCC。正如查默尔斯所批评的那样，对脑认知神经科学的研究应 该 保持适度的期待。这一研究技术不仅难以寻求意识现象的因果解释，更无法揭示人的意识活 动的丰富特异性。另外，实验研究只能进行“是什么”的现象描述，而无法进行“应如何” 的价值探讨。如目前一些认知神经科学的意识研究发现“95%的行为是无意识占主导地位” 的观点，就属于一种现象层次的描述性研究，实际上这一结论并不利于指导人们的日常生活 实践。

关于意识研究的未来前景，英国诺贝尔物理奖获得者约瑟夫逊预测，在神经科学和人工智能 研究尚未取得实质性的重大突破的情境下，目前需要提倡多学科间的意识研究，以超越现在 的认知科学。“意识研究需要受惠于各种学科所能提供的营养”［27］。我们认为，未来认知科学能否给人的意识带来新的解释的关键是确立新的科学观和方法论， 在意识的人工模拟领域寻求更大的突破。

［ 参 考 文 献 ］

［1］ 中国科学院心理研究所战略发展研究小组.认知科学的现状与发展趋势［J ］.中国科学院院刊，2001(3)：168-171.

［2］ MACKAY N. Psychotherapy and the Idea of Meaning［J］.Theory & Psychology ， 2007(3).

［3］ 孟伟. Emdodiment、认知科学以及传统意义理论的发展［J］.心智与计算，2007(1) .

［4］ 马克思，恩格斯.马克思恩格斯全集：第1卷［M］. 北京:人民出版社，1995:46.

［5］ 塞尔.心灵的再发现［M］.北京:中国人民大学出版社，2006:9.

［6］ 齐振海，等.第三代认知科学下的语言研究［J］.中国外语，2007(2).

［7］ ROWLANDS M. The Nature of Consciousness［M］. Cambridge University Press ，2001:158.

［8］ LAKOFF G. The Embodied Mind and its Challenge to Western Thought［M］.Ba sic Books，1999:497.

［9］ BAARS J. The Consciousness Access Hypothesis［J］.Trends in Cognitive Sc ience，2005(1).

［10］ SLBY G.Embodied Targets，or the Origins of Mind-tools［J］. P hilosophicl Psychology，2006(1).

［11］ GIGERENZER G. Gut Feelings:The Intelligence of Unconscious［J］.Viking， New York，2007:216.

［12］ SEARLE J. TheRediscovery of Mind［M］. MIT Press，2004:6.

［13］ 李恒威，等.“第二代认知科学”的认知观［J］.哲学研究，2006(6)：92-99.

［14］ MMCHAMER P.Neuroscience and Theoretical Psychology［J］. Theory & Psych ology，2007(2).

［15］ MIHAIL C. Converging Technologies for Improving Human Performance［M］. Klwey Academic Publishers，2002:102.

［16］ 巴尔斯.心灵剧场［M］.北京：高等教育出版社，2004:37.

［17］ LEEUWEN C. Synchrony，Binding，and Consciousness［J］. Theory & Psycholog y，2007(6).

［18］ 唐孝威，等.脑与心智［M］.杭州：浙江大学出版社，2008:317.

［19］杨治良，社会认知具有更强的内隐性［J］.心理学报，1998(1):1-9

［20］ 蔡曙山.认知科学：世界的和中国的［J］.学术界，2007(4)：7-19.

［21］ 洛莫夫.认知科学与身心关系［J］.国外社会科学，1989(2)：89-100..

［22］ POTTER J. Post-cognitive Psychology［J］.Theory & Psychology，2000(1).

［23］ ROMER P. Increasing Returns and Long-Run Growth［J］.Journal of P olitical Economy， 1996(5).

［24］ 张卫东，等.认知神经科学对心理学的研究贡献［J］.华东师范大学学报：教育科 学版，2007(1)：46-55.

［25］ 哈瑞.认知科学哲学导论［M］.上海:上海科技教育出版社，2006:207－209.

对无机化学的认识篇8

摘要：本文以系统科学与工程理论为框架，组合管理学及相关学科的一些基本要素，建立组织中的“人”的元模型，并以此为基础衍生需求模型、需求特性模型，为组织理论、应用、实践提供借鉴、视角。

关键词 ：系统人 模型 元模型 需求模型 特性模型

一、引言

无论管理理论，还是管理实践；无论探讨组织，还是探讨行为；无论研究文化与学习，还是研究变革；无论运筹战略，还是力行战术；无论基于过程的管理，还是基于交付的管理；人作为社会的基本构成，作为生产力的要素，作为生产关系的宿主，在漫长的管理历史长河中，演绎着历史，创造着历史，也谱写着历史。

管理学史上出现过“经济人”、“社会人”、“自我实现人”、“复杂人”等关于人的模型，并以此为基础建立了像“X理论”、“Y理论”、“Z理论”、“双因素理论”、“马斯洛需求层次”等等需求与激励的模型。这些模型为管理理论、应用、实践建设，做出了奠基性的贡献。

本文承袭以上管理学模型模式，以系统科学与工程理论为框架，组合哲学、社会学、心理学、经济学、管理学等学科的一些基本要素，建立组织中的“人”的元模型，基于“系统科学与工程”特色称之为 “系统人”元模型。并以此为基础衍生“系统人”需求模型、“系统人”需求特性模型，为组织管理理论中的范式、比喻的建立提供借鉴，为管理应用与实践的前提、假设的建立提供视角。

二、元模型

组织中的“系统人”，可由一些基本要素构成。这些要素可以抽象地描述组织中普遍意义上的、表征稳定、形态可控、特征规律化明显的人。基于描述的抽象性，称之为“元模型”。

元模型的基本要素包括，动物机体，为物质基础要素；人性哲学，为观念要素；认识，为智力要素；情感与情绪，为心理要素；劳动，作为人类的本质活动，为活动要素；社会关系，为环境要素。元模型的基本要素描述如下。

1.动物机体。人是与外界环境有着明确界限的有机系统，通过严整的机制统一组织机体内各组成部分协同运行，与外部环境进行资源交换，选择性适应并干预外部环境，实现机体的有效运转；以个体的“存在性”为根本，演绎个体产生、成长、成熟、繁衍、抚育、衰退、消亡的过程，有寻求“存在”状态向好的本能性需求。

2.人性哲学。人基于先天特质、后天认识，形成个人哲学，即对自然、社会、思维、情感的较为稳定的认识（自然观、社会观、思维观、情感观），并造就与之匹配的态度，影响着个人衡量付出、所得、社会交往、心理感受的价值标准。

3.认识。人通过感性与理性认识机体内部、外部环境，获取、存储、加工、转化、优化、升级相关信号、信息、知识，并以一定的认识形式与机体本身和外部环境发生作用，通过学习、实践提升感性认识与理性认识能力。

4.情感与情绪。人以成长环境、机体机能、思维方式为基础，构筑一定的情感与情绪模式。这种模式呈现出状态可控性，受个人机体环境、外部环境影响，会呈现出波动性（正面、负面），偶尔出现失控，有整体向好的态势，这是一个适应性调整过程，也是一个对情感、情绪认识提高的结果。

5.劳动。人身处自然环境、社会环境中，并与之作用。在个人的人性哲学影响下，基于个体的认识能力、功能能力，调整自身的情感、情绪，进行个体、群体、团队、组织等形式的劳动。在一定的劳动关系中，参与劳动、劳动能力、劳动身份、劳动所得，是生存、发展的需要，这种需要体现出一定的差异性。

6.社会关系。人处在社会关系中，有建立、维系、改善、弱化、放弃部分社会关系的表征，对塑造个人哲学、认识、情绪、情感模式有一定的作用，对行为养成有一定的影响，是劳动的环境条件。人在社会关系中表现出交往需求，同时社会关系表现出一定的资源特性。

三、需求模型

基于元模型，建立“系统人”需求模型，模型的构成要素描述如下。

1.动物机体。选择个人、家庭生存环境并尽力适应；维系、保障个人及家庭身体健康、生命安全；保障个人、家庭基本生活持续与改善；干预内部、外部环境，争取个人、家庭的生存状态改善。

2.人性哲学。自我定位、自我认同需求；寻求世界观、价值观共鸣的需求；个人价值实现需求，在此驱动下形成行动需求；价值取向有无意识变化倾向，为无意识需求。

3.认识。通过一定的形式获得、提高个人认识能力；与外部进行感性、理性认识的交流。以认识作用于外部，并期望一定的效果与认同。

4.情感与情绪。有一定的情绪需求，喜、怒、哀、乐等等；有一定的情感需求，友情、爱情、同情、关心等等；有情绪、情感的交流需求，并期望一定的效果与认同。

5.劳动。有劳动环境要求需求，包括自然的、社会的，同时对环境有选择、改善、适应、放弃的需求特性；具备、提升劳动能力的需求，包括知识型、技能型、体能型等；劳动身份确定、稳定、提升的需求；维系个人、家庭的生活、教育、再教育的劳动所得，并期望从保障型过渡到改善型、享受型、品味型；在法律、道德框架下，和谐劳动关系；受多种条件影响，个人对劳动关系也有异常化需求；对劳动表现出一定的感受、情怀；劳动需要一定形式的认同，因人而异，体现出一定的差异性。

6.社会关系。在社会关系中，有情感、情绪交流需求；基于生活、工作、学习、运动、休闲、娱乐等的协作、帮助需求；将社会关系作为资源需求；改善社会关系的需求。

四、需求特性模型

需求模型呈现出如下的系统性特性，称为“需求特性模型”。

1.稳定性。稳定环境下，需求有时候是清晰可鉴的，水平稳定的，有时候需要经历心理历程、理性思考、或者经过引导、身体践行后，需求逐步清晰，呈现出边界性、目标性、指标性，达到稳定水平的状态。

2.动态性。稳定环境下，需求在时间维度上，呈现出围绕稳定水平的上下波动，幅度不会太大，呈现出动态平衡。

3.变动性。内外部环境变化，导致心理博弈，心理平衡打破后，需求会呈现出较大的变动，突破原有的稳定水平，可能正向，也可能是负向的，最终会达到某一稳定水平，或者退回到原来的稳定水平。

4.优先性。稳定需求内部的分项需求，呈现出一定的优先级。优先级与紧迫性的相关性有不确定性；同时，内外部条件变化，优先级有调整机制，可能会呈现需求的动态、变动特性。

5.矛盾性。构成需求的各分项需求具有矛盾性，有些矛盾可以通过自我调整、优先级排序解决，有些需求需要一定的外部干预，达到稳定水平。

6.模糊化。需求需要通过一定的内外部条件进行干预强化。不然，可能会出现模糊化的趋势。

7.引导性。需求经过一定的引导、强化，会变得更加理性、清晰、可实现。

8.边际性。在需求的逐步实现过程中，或者需求实现后，效果会有一定边际效应。

9.累加性。在需求的逐步实现过程中，或者需求实现后，会有新的需求出现，较为明显地突破原有需求水平。这种新需求可能是有意识增加，也可能是无意识增长。

参考文献

[1]高飞,李萌译.系统思考——适用于管理者的创造性整体论(第一版)[M].北京:中国人民大学出版社,2005

[2]唐宁玉,郑兴山,朱晓妹.组织行为与管理(第1版)[M].北京:北京师范大学出版社,2012

对无机化学的认识篇9

金融衍生产品风险的价值认识

祝敏毅、白钦先著,中国金融出版社,2009

鲁迅在《过客》里描写的过客总是在走向未知,他问老翁,“你可知道前面是怎么一个所在么?”老翁说,“前面是坟”。“可是走完了坟地之后呢?”老翁道,“那我可不知道。我没有走过”。但小女孩说,“不,不,不是的。那里有许多许多野百合,野蔷薇,我常常去玩,去看他们的”。在现实的社会与经济活动中,人们常常说各种事物之间的认识方式是相互渗透的、相互结合的,是互为条件的、辩证统一的,这些说法的正确性完全可以使人无可置辩。但正因为无可置辩,也就没有了什么实质性的内容,于是这些辩证的术语就常常成了人们逃避矛盾的遁词,而在这些遁词下面所掩盖的可能正是在现实生活中常常令人百思不得其解的悖论。

由白钦先和祝敏毅撰写的《金融衍生产品风险的价值认识》试图将金融学中金融衍生产品风险在金融市场中的主客体关系纳入哲学价值认识的层面来讨论,在金融学与哲学的交叉和边缘地带,搭起上下沟通的桥梁。把价值和价值认识理论纳入实践的范畴,赋予金融衍生产品的价值研究以一定的内涵,彰显哲学的价值理论研究的真正价值意义。这不仅对经济学、金融学,而且对马克思主义哲学发展来说,都具有重要的理论和现实意义。而以往的哲学,一般认识论、科学方法论以及专门科学方法论和具体科学方法论是在不同层次上分别地(在一定程度上是各自孤立地)加以研究的。这样,一方面,哲学的认识论就显得耸入云端,不着实地;另一方面分门别类的具体科学研究(如经济学与哲学)又缺乏相互联系和统一概括。显然,作者针对金融衍生产品风险的价值认识研究,是为哲学认识论通向金融及金融工程学领域这门具体科学架设了一座桥梁,集哲学与金融经济学思维于一体,为金融理论书籍闯出了新路子。

本书从一个新的角度,对如何进行金融创新及如何应用金融创新提出了大胆独到的见解,为人类防范金融风险的发生提出了警告。从2007年下半年开始在美国由“次级贷款”而引发的全球性金融危机,使得整个世界都为之困扰,而由于美国次级按揭贷款危机引发的诸多抵押贷款机构破产、投资基金被迫关闭、股市剧烈震荡及雷曼清盘等一连串事件的“多米诺骨牌”效应,让整个世界无论是金融强国还是金融产品匮乏的发展中国家都见识了虚拟经济的力量。虽然对这场危机原因的研究已经大体告一段落,但是,围绕这场实际灾难的反思才刚刚开始。金融衍生产品作为一种金融创新,作为一种新的技术产品,它的出现、使用及其发展对于解放人们的思想和理念,可能具有一定的积极作用,但是如果在思维与认识上把科学理想化、绝对化,把金融衍生产品视为金融市场上一种绝对的真理,那么将会不可避免地再次导致世界金融危机的悲剧。而需要我们警示的是,这种偏激的价值认识已经成为经济学、金融学和金融市场的主流意识,具体表现在:第一,金融创新的工具理性导致了人性的扭曲、人格的畸变及整个社会的病态发展。第二,金融衍生产品已经成为经济学、金融学和国际金融市场中一个绝对的现代信仰,是对科学的亵渎。第三,金融衍生产品所内含的科学价值理性,在经济学、金融学和国际金融市场中并未得到任何的体现。第四,专业研究领域的细分使科学的求真价值本质弱化。第五,科学理性已经被追求功利意向的技术行为所遮蔽。第六,世界工业化和全球金融化的趋势,使科学的趋利倾向日益显现。诚然,金融衍生产品是人们为实现趋利性目的而设计的程序,但无论是工具理性还是价值理性,归根结底都是围绕人来展开的,人是金融市场的主体,是金融市场系统运行的核心。如果过于单纯地强调金融衍生产品的工具理性,而忽视其价值理性,那么,金融行为学最终也会把自己逼到尴尬境地招致扼杀的同时,毁灭世界经济。在1000万户美国人尽情地享受着“人人有房住”的美梦时,他们也得饱尝由于次贷危机带来的恶果;当一些经典经济学家沉浸在由于不断创新产生了日益众多的金融衍生产品,从而推动了美国金融市场繁荣的喜悦时,他们也得接受人们对其所导致的金融崩溃与灾难这个后果的无情指责和鞭挞。

《金融衍生产品风险的价值认识》依据唯物史观的基本原理,以金融衍生产品在金融市场的创新实践,以美国次贷危机作为市场活动分析的主线,通过对金融衍生产品在市场活动中的五种风险形态,以技术工具的多面性、多视野、多角度特征的负作用和负效应作为切入点,对金融衍生产品风险的不确定性进行了分析。对在金融市场中,金融衍生产品其本身的科学求真价值理性的终极价值理念已被功利化的工具价值所遮蔽、僭越而日趋弱化现象进行了揭示。从本体论的角度分析了人与世界的关系,通过考察人与世界这两大物质系统之间的关系,比较详尽地分析了人应该如何认识由人创造的技术工具――金融衍生产品的同时也创造了负作用和负效应,金融衍生产品在化解转移风险的同时也积聚提升了风险,在推动金融市场发展的过程中也不断生成金融危机,给人和社会造成了严重的灾难性后果。从认识论的角度探讨了对金融衍生产品风险的价值认识,价值理性和工具理性是我们认识金融衍生产品风险的价值理性的两个本质属性。从人与自然的审美关系寻求科学与技术、经济与金融、社会与人类相互协调发展的规律,追求技术工具――金融衍生产品正负价值之间的统一,追求其工具价值和价值理性在实践中相互引导、相互促进和彼此趋近于对方的特征,以及建立公正、合理、规范的金融市场新秩序,是作者所要达到的最终目的。

对无机化学的认识篇10

Abstract: Cognitive radio technology provides new opportunities and challenges for the development of wireless communication. Intelligence is an important characteristic for cognitive radio, and application of artificial intelligence techniques is key to implement this characteristic. This paper will first provide our own research framework on cognitive radio, second give an overview of application of artificial intelligence to cognitive radio, and last introduce and simulate the application of neural network to cognitive radio.

关键词： 人工智能；认知无线电；神经网络

基金项目：国家重点基础研究发展规划（“973”计划）项目（2009CB320403）；国家自然科学基金资助项目（60832008，60832006）；国家科技重大专项课题（2009ZX03007-004）。

作者简介：柴新代（1964-），男，北京人，本科，高级工程师，研究方向为通信系统工程；董旭（1979-），男，河北景县人，博士研究生，讲师，研究方向为认知无线电。

1 概述

无线通信技术的飞速发展，正在越来越深刻地影响着人们的生活。与此同时，无线通信技术的发展也面临着严峻的考验，一方面频谱资源的固定分配模式和利用率不均衡制约着无线通信宽带化的发展，另一方面多种空中接口和网络协议并存的局面为无线网络的融合提出了挑战。1999年Mitola博士提出的“认知无线电（Cognitive Radio）”[1]为解决无线通信所面临的问题提供了新的机遇。因此，认知无线电技术迅速成为业界研究的热点。

认知是人类获取运用知识解决问题的一种抽象，将认知运用到无线电技术，会提高无线电系统的智能性，这也是认知无线电技术区别于普通软件无线电的最大特点。认知无线电技术通过实时的获取外部环境信息，并对这些信息进行分析、学习和判断，得到无线电知识，然后根据这些知识智能地调整各种通信参数，从而最终实现可靠的通信，并达到最佳的频谱利用效率。人工智能技术为实现认知无线电的智能性提供了可能，本文将主要围绕多种人工智能技术在认知无线电中的应用进行论述，下面将首先介绍认知无线电智能化的基础框架――认知环路和认知引擎，然后对几种人工智能技术在认知无线电中的应用进行简要介绍，最后将详细介绍神经网络在人工智能中的应用，并通过仿真给出一个具体的示例。

2 相关工作

2.1 认知环路 Mitola博士在提出认知无线电概念的同时提出了OOPDAL（观察-判断-计划-决策-行动-学习）认知环路[1]，用以支持其认知无线电架构。此外，学术界还提出了多种认知环路模型[2,3]，比较著名的有军事战略家Boyd提出的OODA（观察-判断-决策-行动）环路、IBM为自主计算提出的MAPE（监测-分析-计划-执行）环路、Motorola为自主网络提出的FOCALE（基础-观察-比较-行动-学习-擦除）环路等等。OOPDAL环路具有完整认知功能和清晰的认知过程，是设计认知无线电最为理想的环路模型。本文对OOPDAL环路各环节进行了重新定义，丰富了环路模型的内涵与外延，并在原环路模型基础上增加“知识库”，明确表达了知识获取与运用的过程。

如图1所示，经改进的OOPDAL认知环路由外环和内环组成，外环也称决策环。认知无线电首先“感知”无线域、网络域、用户域、政策域中的数据，并对其建模以明确自身所处态势；“判断”是对数据的精炼，也即对感知数据进行清理、集成和选择，提取出其中对决策有贡献的信息；“计划”根据用户需求与当前环境生成优化目标；“决策”根据优化目标执行优化；“行动”将决策结果付诸实施，使内部状态和外界环境发生变化，这些变化又被重新“感知”，进入下一轮循环。内环又称学习环，用于从外环运行的历史经验中提取知识，并存放入知识库以指导决策环运行。

OOPDAL环路对知识的运用过程充分体现了认知无线电的智能性，其中计划、学习、决策等环节更是智能性得以实现的关键所在，具体的实现方法则需要借助于人工智能技术。

2.2 认知引擎 认知引擎是实现认知环路功能的技术手段。但很多认知引擎的设计是针对特定方法实现特定任务的，本文希望设计一种通用的认知引擎架构，以适应认知无线电所面临的各种应用。通用认知引擎结构由认知核与接口部分组成。认知核提供各种丰富的工具，包括知识表示工具、各种推理机、学习机、优化算法库等，为完成认知循环的各环节功能提供支持。接口部分包括感知器接口与用户接口。感知器接口收集各种感知数据，并通过建模系统以机器可理解的方式表示；用户接口部分允许用户调用认知核中各种工具并对其进行流程编排和建模完成专用认知引擎的构建。另外，可配置无线网络具备动态可配置波形与协议，以执行认知引擎的决策。

认知核是认知引擎的核心，包括多种人工智能工具，如专家系统，案例推理，神经网络，遗传算法等，每种人工智能的工具不但可以实现相应的认知功能，还可通过多种不同工具的编排组合实现认知无线电的各种应用，即实现认知引擎的通用性。

3 人工智能技术概述

如果说认知核是认知引擎的核心，那么人工智能技术就是认知核的核心。人工智能技术已有比较成熟的理论体系[4]，但将其应用到认知无线电还处于探索阶段。下面先简要介绍几种人工智能技术在认知无线电中的应用。

3.1 专家系统 专家系统在人工智能技术领域有着非常成功的应用[5]，并能够很好的与其他人工智能技术结合使用，如遗传算法，人工神经网络等。专家系统是运用知识和推理过程来解决只有专家才能解决的复杂问题，也就是说专家系统是一种模拟专家决策能力的计算机系统。专家系统主要包括两个部分：知识库和推理机。知识库用来存储专家知识，推理机则依据专家知识对已有事实进行推理和决策。认知无线电可以借助专家系统完成推理决策功能。认知无线电可以通过主动学习或“人在环中”的方式获取无线电知识并存储到知识库中，然后根据外部无线环境和用户需求的变化，到知识库中查询相应的先验知识，并通过推理机进行决策，从而调整无线电的工作参数以适应环境和需求的变化。CLIPS是目前比较成熟的专家系统工具，已有学者将基于CLIPS的专家系统应用到认知无线电的研究中[6]。

3.2 案例推理 案例推理作为一种人工智能技术致力于从以往的经历或者案例当中得到新问题的解决方案。基于案例的系统通过在案例库查找与需要解决的问题相似度最大的案例来找到问题的解决的方法，并将找到的案例与当前的场景进行匹配，这种匹配实际上就是一种最优化的过程。而最初找到的案例是为了节省优化的时间，通过优化的新的解决方案，将被作为新的案例存储到案例库中。认知无线电可以根据无线环境的变化调整工作参数，不同的环境和工作参数可以作为案例存储到案例库中[7]。当环境发生变化，认知无线电可以在案例库中查找与当前环境最为相似的一个案例，然后用该案例与当前环境进行匹配，优化工作的参数，并把当前环境和优化的参数作为新的案例存储到案例库中。Soar作为一种人工智能系统的开发工具，可以实现案例推理功能，并可以基于案例进行学习，国内已有学者基于Soar和GUN Radio软件无线电平台开发出认知无线电原型系统。

3.3 遗传算法 遗传算法借鉴生物进化和遗传的生物学原理，可用于解决目标优化问题，即找到一组参数（基因）使得目标函数最大化。其基本原理是根据求解问题的目标构造适值函数，使初始种群通过杂交和变异不断选择好的适值进行繁殖，并最终得到最优解。遗传算法同样可以作为认知无线电的决策方法[6,8]：可以把无线电类比为一个生物系统，将无线电的特征定义为一个染色体，染色体的每个基因对应无线电一个可变的参量，比如发射功率、频率、带宽、纠错编码方法、调制算法和帧结构等等，这样就可以通过遗传算法的进化来得到满足用户需求和适应环境变化的系统配置参数。

4 神经网络在认知无线电中的应用

对于人工神经网络的研究源于对人类大脑思维过程的模拟，在很多领域，神经网络已经有了广泛的应用。下面将详细介绍神经网络在认知无线电中的应用。

4.1 神经网络简介 1943年神经物理学家W.McCulloch和逻辑学家W.Pits在对人脑的研究中提出了人工神经网络。目前人工神经网络作为一种人工智能技术主要基于统计评估、优化和控制理论。人工神经网络由用以模拟生物神经元的大量相连的人工神经元组成，主要用于解决人工智能领域的一些复杂问题，比如机器学习。根据网络结果和训练方法的不同，人工神经网络可以分为多种类型，以适应多种的应用需求[7]。多层线性感知器网络（MLPN）：MLPN由多层神经元构成，每一个神经元都是上一层神经元输出的线性组合。一般这种线性组合的权值在训练前是随机生成的，并且可以随着训练不断的更新。更新的方法有多种，如后向传播（BP）、遗传算法等。其训练方法的性能将由其网络规模和应用场景决定。非线性感知器网络（NPN）：NPN是利用对每个神经元的输入平方或两两相乘的方法将非线性引入神经网络使其可以对动态变化的训练数据进行更好的拟合。但NPN的网络结构需要根据训练数据进行调整，另外如果采用BP方法进行训练会使网络收敛缓慢而导致处理时间过长。径向基函数网络（RBFN）：RBFN和NPN类似，不同的只是其非线性的引入是在隐含层利用径向基函数实现非线性映射，这可以防止网络收敛到局部最小值。

4.2 应用举例 由于神经网络可以动态的自适应和实时的训练，因此可以对系统的各种模式、参数、属性等进行“学习”，并“记住”这些事实，当系统有了新的输入和输出时，可以进行实时的训练来记忆新的事实。这正符合了认知无线电认知功能的需求，因此神经网络在认知无线电中有着广泛的应用前景。下面就列举一些神经网络在认知无线电中的应用[9-12]。神经网络可以用于认知无线电的频谱感知，例如利用基于神经网络的分类器可以根据信号的循环平稳特性或者频谱特性等对信号进行分类。神经网络还可用于无线电参数的自适应决策和调整，神经网络可以根据当前信道质量和用户需求等所确定的优化目标选择无线电参数。另外神经网络还可以对无线电系统的各种性能进行预测，神经网络可以记忆不同无线环境不同无线参数所达到的系统性能，比如误码率、吞吐量、时延等等，从而对未来可能产生的系统性能进行预测，进而对各种无线参数进行优化。

5 仿真及分析

由于无线环境的开放性，无线系统大都是非线性系统，因此神经网络用于认知无线电也应采用非线性模型。非线性感知器网络（NPN）可以完成认知无线电的学习功能，从而对各种系统性能进行预测，下面就通过一个具体例子来仿真基于NPN的误码率性能预测。

5.1 仿真模型 NPN由三层节点构成：输入层、隐含层和输出层。隐含层通常只有一层神经元，本文在此基础上扩展了隐含层的层数，从而扩大了神经网络的规模，使其具有更好的学习效果。具体的网络结构如图2所示，每个节点都与下一层的所有节点唯一相连，除了输入层节点，其他各层节点称为神经元，具有一个非线性的激活函数，以实现对非线性系统的拟合。本文将采用最为常用的非线性激活函数――S函数，即：f

神经网络的训练将采用BP方法，具体算法如下：

③根据RMS误差决定是否调整权值，直到RMS误差或者迭代次数达到停止要求。

5.2 仿真场景 仿真场景的设置将根据上面提出通用认知引擎架构进行编排。首先认知引擎要收集各种数据。WiMax可以根据信道质量调整其调制编码模式等无线电参数，因此将作为通用认知引擎架构中的可重配置的无线电平台将系统的误码率性能实时上报给认知引擎；信噪比作为无线环境的表征可通过感知器进行收集；编码速率作为用户对业务的需求可通过用户接口上报给认知引擎。然后认知引擎内基于NPN的学习机就可以对这些数据进行训练了，训练的方法如上节所述。最后训练好的神经网络就可以根据无线环境和用户需求对系统的误码率进行实时的预测，从而调整认知无线电的各种操作参数。

5.3 仿真结果及分析 由于对神经网络模型的隐含层进行了扩展，首先验证一下改进的模型性能是否有所提升。仿真结果如图3所示，分别仿真了具有2层、3层和4层神经元的NPN的收敛性能。其中2层模型是没有经过改进的，其收敛速度最快，但RMS误差较三层模型差；3层模型虽然收敛速度稍慢，但收敛的RMS误差最低；4层模型的网络规模最大，因此收敛速度最慢，但其RMS误差收敛的并不是最低，这是由于神经网络的规模应该与训练数据的规模相适应，过大的网络规模反而不会得到很好的收敛性能。折中考虑，在后续误码率预测仿真中，将采用3层神经元模型的NPN对数据进行训练。

如图4所示，利用3层神经元模型分别对WiMax场景下的64QAM、16QAM、QPSK和BPSK的误码率性能进行了预测。从预测结果和实际的仿真结果的比较可以显示，随着调制模式的升高，预测的性能将越来越好。

6 结束语

本文主要介绍了人工智能技术在认知无线电中的应用，并通过人工神经网络进行举例，从仿真的结果可以看出神经网络在认知无线电中应用的可能性。人工智能技术在认知无线电领域的应用还有着广阔的研究前景，应该积极探索更多的人工智能技术在认知无线电中应用。但也并非所有的人工智能技术都适用于认知无线电的开发和应用，应在研究中有所选择把握方向。不同的应用场景也对人工智能技术提出了不同的需求，找到适用于相应场景的人工智能技术也很重要。未来的工作应更多的考虑一些实际的应用，让无线通信系统可以真正的像人一样思考。

参考文献：

[1]J.Mitola Ⅲ."Cognitive radio: Making software radios more personal"，IEEE Personal Communications，vol.6，no.4，pp.13-18，1999.

[2]S.Haykin."Cognitive radio：Brain-empowered wireless communications"，IEEE Journal on Selected Areas in Communications，vol.23，no.2，pp.201-220，2005.

[3]T.W.Rondeau，C.W.Bostian，D.Maldonado，A.Ferguson，S.Ball，B.Le，and S.Midki，“Cognitive radios in public safety and spectrum management”，Telecommunications Policy and Research Conference，vol.33，2005.

[4]George F.Luger，“Artificial Intelligence Structures and Strategies for Complex Problem Solving Fifth Edition”，Pearson Education Limited，2005.

[5]Joseph C.Giarratano, Gary D.Riley，“Expert System Principles and Programming Fourth Edition”，Thomson learning，2006.

[6]Timothy R.Newman，“Multiple Objective Fitness Functions for Cognitive Radio Adaptation”，Doctor Thesis，2008.

[7]A.He，K.K.Bae，T.R.Newman，J.Gaeddert，K.Kim，R.Menon，L.M.Tirado，J.Neel，Y.Zhao，J.H.Reed，and W.H.Tranter，“A survey of artificial intelligence for cognitive radios”，IEEE Transactiongs on Vehicular Technology，vol.59，no.4，pp.1578-1592，2010.

[8]Thomas W.Rondeau，“Application of Artificial Intelligence to Wireless Communication”，Doctor Thesis，2007.

[9]N.Baldo，B.R.Tamma，B.S.Manoj，R.Rao，and M.Zorzi，“A neural network based cognitive controller for dynamic channel selection”，in Proceedings of IEEE International Conference on Communications（ICC），pp.1-5，2009.

[10]X.Zhu，Y.Liu，W.Weng，and D.Yuan，“Channel sensing algorithm based on neural network for cognitive wireless mesh network”，in Proceedings of IEEE International Conference on Wireless Communications（WiCom），pp.1-4，2008.