现实技术论文十篇

现实技术论文篇1

虚拟现实技术可利用计算机产生一个以自然的视、听、触等功能感受的三维环境，人们可以方便地对生成的“虚拟世界”进行交互式的观察、分析、操作和控制。它以仿真方式给用户创造了一个实时反映实体变化与相互作用的界面，使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，它具有多媒体信息的感知性、沉浸性、交互性和自主性等特点。利用虚拟现实技术创建出逼真的矿山工程环境对优化系统设计具有重要的实用价值。

为了给用户创建一个能使其感到身临其境和沉浸其中的环境，必要的条件就是根据需要能在虚拟现实系统中逼真地显示出客观世界中的一切对象：不仅要求所显示的对象模型在外形上与真实对象酷似，而且要求在形态、光照、质感等方面十分逼真。

目前，相关软件发展迅速、种类较多，其中常用的软件有MultiGenGreator、Vega、OpenGI以及我国图灵公司的VRMAP、适普公司的IMAGIS等。

1．1模型构建软件

MultiGenCreator是美国MultiGenParadigm公司开发的三维建模软件，广泛用于视景仿真、虚拟城市、模拟设计、交互式游戏等。它在满足实时性的前提下可生成逼真的场景，可进行多边形建模、矢量建模和地形生成。它的层次细节、多边形筛选、逻辑筛选、绘图优先级、自由度设置等高级功能使得其数据格式OpenFlight在实时三维领域成为流行的图像生成格式。该软件可接受DXF、DEM和其它矢量格式的数据与AutoCAD和GIS软件结合方便。

1．2支持视景生成的语言——OpenGL

应该使用已有的商品化或标准化的图形库和程序设计语言来设计与实现虚拟环境，其中OpenGI(服务器)及其支持系统就是这样一种可选用的图形生成环境。OpenGI可按函数库的形式被C语言调用，也可以被窗口系统直接调用。OpenGI是使用专用图形处理软件接口，该接口目前由几百个过程函数组成，用以支持用户对高质量三维对象的图形和图像进行操作。

()penGI指令的模型是客户／服务器模式，即一个程序(客户)提供指令，该指令由OpenGI解释并处理，它直接执行3D及2D图型的基本操作。这些操作包括转换矩阵、光照模型和光线跟踪、反混淆方法、z～Buf以及像素更新操作等。OpenGI也支持双缓冲技术，该技术提供了生成动画效果图形所需要的机制，使所生成的图形能够像电影一样平滑运动。

1．3视景漫游软件

Vega是MultiGen--Paradigm公司开发的应用于实时视景、声音仿真和虚拟现实等领域的高性能软件环境和开发平台，由Lynx图形化用户接口和Vega库组成。利用Vega库函数可在Lynx中建立漫游所需要的场景、窗口、通道、运动和碰撞方式，可以定义对象的初始化参数并建立对象之间的相互联系。

2地质构造情况的模拟

对于矿山技术人员来说地质构造情况非常重要，如果对煤层、岩层、含水层、流沙层以及断层和褶曲等情况的推断有偏差，或图形表现不直观易懂，则在建井或生产过程中就可能发生塌方、突水等事故，造成人员伤亡和经济损失。应用虚拟现实软件可以根据地质体的三维分布，使矿井的规划设计更加直观方便。

综合国内外现状，三维地质体的绘制有块段、表面、实体和断面建模法等。

MultiGenCreator中需要的曲面数据是ded或。dem格式，使用GIS软件Arolnfo、用插值方法生成不规则三角网(TIN)，然后转成USGSDEM格式，将其导入Creator就可以生成煤层曲面。然后，通过光照、着色、纹理、渲染等处理三维地质体更加逼真。

3地形地貌及地物的模拟

地形地貌和地物的建立需要相应的三维数据。如果有研究区域的纸质地形图，可以用扫描数字化的方法得到平面数据，按照图上的标注得到高程数据；如果已有该区域的电子地图，则可直接使用或通过数据格式转换得到需要的数据；如果没有上述数据源，则需要由野外测量获得。

地形生成与地质曲面生成过程类似，先用ArcInfo将地形图上的等高线和高程点进行数字化，把图上标注的高程值输入到属性表中，生成不规则三角网(TIN)，然后转成USGSDEM格式将其导入Creator生成三维地形。

对于建筑物、道路、围墙、河流、湖泊等的建立，先用Auto—CAD进行数字化，得到其平面位置。将得到的*．def文件导入Creator，并与地形匹配。如果建筑物比较规则，则直接将其底面按照高度拉伸为立体，如果建筑物造型比较复杂，则需要分成规则的几部分进行构建。

4矿山井下巷道建模

目前，矿山信息主要是通过CAD格式的双线采掘工程平面图来表达。首先根据采掘工程平面图上的高程信息，利用CAD中的三维多线段重新描绘巷道，同时将高程信息赋予每个节点，实现巷道的单线显示，井筒和巷道设计要布置合理，尽量避免穿过断层、褶曲、含水层等不良地质构造，尽量减少矿井建设和生产地面的影响。

使用MultiGenCreator进行设计，用圆柱体表示井简，用半圆型截面的柱体表示岩巷，然后进行模拟生产，以发现生产中可能遇到的问题，对设计方案进行比较和选择。设计方案完成后可模拟不同设备、不同开采方式的生产系统进行生产，从而达到优化矿井设计和生产系统的目的。综合考虑地质和技术条件、经济、环境等各种因素，选择合理的方案。

5虚拟巷道系统的建立

虚拟巷道系统是对矿井真实巷道多分辨率的三维虚拟表示，建立的主要任务之一是实现基于web环境下的可交互的、真实巷道的三维可视化表达，用户可以从各个角度对巷道虚拟环境进行任意的浏览和观察，并可通过网络进行各种交互。

5．1矿井巷道的建模

矿井中各种实体大多是三维实体，其表面为不规则曲面，且内部矿体品位分布不均匀。对于矿体的外形，可用一个不规则的封闭曲面来确定。为确定矿体的范围，要经地表勘查、地下勘探及推估等手段来完成。在浏览器上三维实体模型，可通过将现有的三维矿体模型中存储的信息按照一定的规范转换为系统可接受的格式得到。要在MuhiGenCreator中构建三维矿井巷道模型，首先应进行简单的坐标转换，这是因为MuhiGenCreator中采用的坐标系和地学中实际采用的坐标系的含义有所不同。MultiGenCreator中采用的坐标系为符合右手规则的空间坐标系，是以MuhiGenCreator浏览器中用户区的中作为其坐标系的圆心，基底坐标为XOZ面，y表示高程。其坐标长度以米为单位，标准角度以弧度为单位。因此，为使它与人们通常采用的地学坐标系保持一致，应将原来矿井三维实体的(，Y，：)坐标转换为MuhiGenCreator坐标系中的(，Y，Z)。转换后的三维实体坐标应满足虚拟场景中所采用的局部坐标系显示的需要。由于矿井实体坐标的数值一般相当大，而实际显示坐标值的前几位高位数据对图形形状不产生任何影响，因此可将地理坐标数据各分量同时做一预选。

5．2虚拟巷道场景的绘制

对于规则格网构成的矿山地表模型及矿井实体的顶底板数字表面模型，可用ElevationGrid节点构建。该节点能很容易有效地设计创建一个位于局部坐标系X()Z平面上高低起伏的地域造型。该造型用高度值组成的标量阵列描述，阵列指定了表面每个格网点上的高度。和z方向的栅格点数量可以分别用xDimension和zDimension域建立。xSpacing和zSpacing域值指定了栅格行和列之间的空间。Height域的值指定了每一个栅格点的海拔高度，基底上的每一个栅格点都与height矩阵中的一个海拔值相对应；colorPerVertex域指定为TRUE或FAISE，表示color域中指定的颜色是用到ElevationGrid节点的每个顶点上(TRUE)，还是应用到每个四边形上(FAISE)；此外，通过建立solid域值，所有的海拔栅格都可以当作实体。

对于由不同的三角面构成的复杂地表模型，则需要用MUITIGENCREATO提供的万能几何节点IndexedFaceSet来创建，它有coord与coordlndex两个域，与IndexedFaceSet节点中的两个域类似，前者提供了一个节点，列出了构造面几种所有面的坐标。Coordlndex域的值提供了一张描述一张或多张面周界的列表。其中每一个值都是整型索引，并且每个索引都指定了在coord域内的坐标列表中的一个坐标。在实际的创建过程中，要求建立三角网的各个三角面按照法线方向向外的法则。

6结语

应用虚拟现实技术，生成一个逼真的矿山虚拟环境(VirtualEnvironment)。这样在矿山设计或研究阶段，科研人员可以置身于矿山虚拟环境下直观审视矿山，按照设计给定的工艺方法和参数，选择设备及确定生产模式。从基建到闭坑的全过程实时监控，发现问题进行实时修正。设计结束后，设计单位、矿山企业可向审查者、公众展示一个三维和动态的矿山。总之，虚拟现实技术在矿山设计、技术改造、生产中可广泛应用。

参考文献：

[1]古德生．金属矿山深部开采中的科学问题[A]．香山科学会议第175次学术讨论会[c]．北京：2001．

[2]乔林，费广正等．OpenGI程序设计[M]．北京：科学出版社，2002：130～134．

[3]齐安文等．三维地学模拟述评及其矿山应用关键问题．《中国矿业》．2001(5)：10．

[4张瑞新、任延祥．虚拟现实技术及采矿工程中的应用．《中国矿业大学学报》，1998(3)：27

现实技术论文篇2

摘要：虚拟现实技术土木工程可视化计算

一、引言

随着我国经济的稳步增长和基础建设规模的加入，建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂，对土木工程学科管理的科学性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管理现代化的要求和本领域的探究热点。虚拟现实技术(VirtualReality,VR)是综合性和集成性极强的高新技术，在军事、医学、设计、艺术、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。土木工程中的虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科，已显示出一定的实用性，技术潜力十分巨大，应用前景非常广阔[1。

二、虚拟现实技术及其特征

虚拟现实技术，又称灵境技术，是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，大大推进了计算机技术的发展。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的，并非是真实的，但当用户进入这一局部世界时，在感觉上和现实世界却是基本相同的。因此，虚拟现实技术改变了人和计算机之间枯燥、生硬和被动的目前状况，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化和相互功能的三维图像世界，在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中，使参和者可直接参和和探索虚拟对象所处环境的功能和变化，仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理和模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理和音像技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以，虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。

1．沉浸性

虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特征，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者和虚拟环境中的各种对象的相互功能，就如同在现实世界中的一样，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。

2．交互性

虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过非凡头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

3．多感知性

由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。

三、虚拟现实技术在土木工程中的应用

1．虚拟现实技术在土木工程中的应用前景

在土木工程中，长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的内容，如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑，用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景，以传递大量的信息。但这一种信息处理和传递方式受到信息接受者所从事的职业、知识结构及理解能力的影响，交流起来非常困难。

VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界，也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时，可以突破物理空间和时间的约束，做到能“超越现实”；在表示虚拟世界时，又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感，以达到身临其境的感受，最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互功能的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口，它利用计算机生成交互式三维环境，不仅使参和者能够感受到景物或模型的逼真存在，并且对参和者的运动和操作做出实时准确的响应。

2．虚拟现实技术在土木工程中的应用领域

由于具有上述的优势特征，虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用，并且具有广阔的应用前景。现阶段，虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2。

（1）在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用[3

在实际工程施工中，复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的新问题，前者难点关键就在于施工现场的结构构件及机械设备间的空间关系的表达；后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。

基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术，在虚拟的环境中，建立四周场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型（虚拟模型），形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配的结果，在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多，起重机的布置位置、高度，缆风绳着力点的选择，构件堆场的位置，起重机的开行路线，构件起吊路线等，都是施工方案设计必须考虑的新问题。若对这些新问题考虑得不够，则工程施工的进度、成本等都会受到影响，甚至导致平安事故的发生。

建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中，不仅要考虑施工过程的平安性、可行性，还要考虑结构本身在施工过程中平安性、可靠性。某展览中心，钢结构屋盖支承在钢桅杆上，桅杆两端为锥形，和下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形，更为了维持结构的稳定，在钢屋盖桅杆和混凝土之间，采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆，形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中，不同的支撑方案、不同的拼接方案，在结构的不同部位会引起不同的效应，而随着连接杆件的安装，这些施工阶段的应力将残余在结构部位上，并影响到最终的结构受力平安性；并在结构就位过程中，有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确分析。用虚拟现实技术可以对不同的方案，在短时间内做大量的分析，从而保证施工方案最优化。

（2）在工程项目招标投标中的应用

建筑业是我国的支柱产业，建筑市场的过度竞争已是长期的事实。现代建筑工程项目的运作，业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标，往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4。

借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和方法表现出来，不仅节省了时间和建设投资，而且不用项目经理的现场答辩，方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。

（3）在可视化计算领域的应用

可视化计算将是今后一个重要的发展方向。在科研中，人们会碰到大量数据，为从中得出有价值的规律和结论，需要对庞大的数据量进行认真分析。对科学计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示，可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化，实现参数化及可视化计算，虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。

在运用有限元法进行结构分析时，利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小，用不同颜色表示出不同的等力面；也可以任意变换角度，从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能，实时修改各种数据，以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化，概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中，将增强计算软件的前后置处理能力。例如，在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中，倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据，同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。

四、结语

虚拟现实技术在不断发展，专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍，三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。目前，虚拟现实技术还有很多不完善的地方，尤其在土木工程的探究方面，我们应努力建设虚拟现实技术实验室，开发有价值的虚拟现实工程系统，使其在工程设计、施工、管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。

参考文献

[1张跃．土木工程中的虚拟现实技术[N．科技日报．1997年6月23日．

[2沈金良．虚拟现实技术在工程设计中的应用[J．科技交流，2004，(3)．

现实技术论文篇3

1虚拟现实技术概述

虚拟现实又称“灵境”，由三维计算机图形学技术、多功能传感器的交互式接口技术以及高清晰度和高更新速度的显示技术构成[1-2]。VR技术就是在计算机中建立一个模拟真实世界效果的特殊环境，通过各种传感器设备，使用户“沉浸”在这个虚拟环境中并进行操作和控制，以达到特殊的目的。VR具有3个特性—3I，即immersion（沉浸性）、interaction（交互性）和imagination（构想性）[3]，它为处在该环境下的用户提供包括视觉、听觉、触觉等多种直观而又自然的实时感知交互。用户在该虚拟环境中能够产生身临其境的感觉，并且可以通过操作来改变或选择可以感受的内容，同时又留给用户可以自由发挥想象的空间进行大胆的尝试，进而扩展其认知的范围，提高用户的探索和创新意识。

2康复医学目前存在的问题

临床经验表明，早期的康复介入，对患者的身心功能恢复、预防二次损伤和废用综合征都起到关键性的作用，因而康复治疗和手术药物等的治疗同等重要。我国幅员辽阔，地形复杂，近年来自然灾害时有发生，给灾区人民的身体和心理都带来巨大的创伤，加之老龄化问题的日益严峻及其带来的疾病谱的变化，康复医学工程正面临着前所未有的挑战。传统的康复治疗通常是医师与患者一对一形式的训练，存在诸多局限性：（1）现有资源不够充足。无论是专业的康复医师还是康复器械都无法满足当前康复人群的需要。（2）训练过程单调而乏味。传统的训练过程通常是对一组训练动作的不断重复，导致整个过程十分枯燥，难以有效调动患者主动参与的积极性，甚至使患者产生厌烦情绪，降低了康复效率。（3）功能定量化测评难以实现。随着康复治疗的不断进行，患者的身体状况发生变化，其承受的活动量强度也在改变，而目前无法对患者在训练中的具体数据进行记录和保存，不利于康复训练计划的制订和调整，也在一定程度上影响了康复进程。

3康复医学结合虚拟现实技术的必要性

VR康复系统可以打破传统训练方式的局限性,它可以针对不同类型功能障碍的患者提供不同的虚拟训练平台，使患者以做游戏或完成趣味性任务的方式进行康复训练，以此调动患者的积极性。系统还能够详细地记录患者的训练数据，康复医生可以远程监控患者的训练情况，进而根据需要实时地调整训练计划和训练强度，推荐康复治疗方案。通过这种方式，一个医生可以同时指导多名患者，提高了医疗人员的工作效率，减轻了其工作强度。VR技术可提供重复练习、效果反馈和动机维持3种关键环节，这正是患者习得某种功能的必要条件。另外，VR康复系统能将心理引导与生理治疗结合起来，在患者进行“游戏式”康复训练的过程中，通过音乐、画面、文字和语音提示等形式给患者以正面的激励反馈，提高患者的信心和主动性[4]。因此，将康复训练与VR技术相结合具有重要的应用价值。

4VR技术在康复医学中的应用与进展

4.1VR在运动康复中的应用

运动障碍是指以运动异常为特征的各种障碍，包括运动不能、震颤、舞蹈症、扭转痉挛、斜颈、张力障碍、颤搐、抽动和肌阵挛等症状[5]。当前，在运动障碍康复领域，对患者受损的运动功能进行康复性训练是VR技术最重要的用途。

4.1.1平衡和协调训练

许多中风患者存在姿态和平衡方面的问题，例如身体摇摆和不对称的质量分布降低了其灵动性，影响了他们的日常生活。DINGQi-cheng等[7]结合CIMT原理对NintendoWiiFit游戏系统进行改造，构建了一款基于VR的下肢平衡康复训练系统。该系统使患者的双脚分别站立在2块平衡板上，通过双脚用力动态地控制压力中心，进而操控虚拟人的运动状态。通过这种方法能成功地迫使患者增加患侧肢体的使用，使其体质量分布更加均匀，对称性能力得到大幅改善。RLloréns等[8]开发的BioTrakVR系统涵盖一系列的平衡康复活动，包括端坐时头部和躯干姿势控制的恢复和站立时的动态平衡练习等多个管理项目，同时允许用户通过选择不同的练习和规划自己的持续时间、休息时间和重复次数进行个性化训练。然而，我国对平衡功能障碍的研究起步较晚，应用VR技术的研究成果尚鲜见报道，有待于进一步探索。

4.1.2行走及步态训练

与正常人相比，脑卒中偏瘫患者往往具有运动发起难、步速慢、步态周期延长、患侧支撑时间短等特点[9]。集中的特定任务式的训练可以提高脚踝的推力、髋部的拉力和行走的速度。AnatMirelman等[10]用Rutgers踝关节康复系统对18名中风后的轻偏瘫患者进行试验，受试者只能使用踝背屈、跖屈、反转、外翻以及这些动作的组合来驾驶虚拟环境中的飞机或船。实验结果表明，患者脚踝的推力、踝关节活动度（rangeofmotion，ROM）均有明显改善，膝关节ROM及站立和摆动情况也有大幅提高。可见，VR技术对患者步态康复有一定作用。目前，国内对步态康复的研究主要以简单重复性训练的康复机器人为主，对结合VR技术的研究较少。张磊杰等[11]提出了一种基于VR的步态康复机器人系统，可以快速提取患者的步态速度、心跳等生理信息并恰当地体现在游戏中，使枯燥的训练变得有趣，也提高了患者的注意力集中程度。因此，结合VR技术的步态康复机器人系统将逐渐引起众多学者和医疗器械产业的关注。

4.1.3上下肢康复训练

由于力量减弱和利用反馈能力的下降，脑卒中偏瘫患者难以进行精确的运动控制，SangwooCho等[12]基于VR技术开发出一种新型上肢康复系统，用本体感觉反馈取代视觉反馈来提高患者的运动控制能力。系统采用模拟起居室的虚拟环境，患者需要依靠自己本体感受的反馈信息，将患侧手握的虚拟半透明柱体移动到不透明柱体所在的目标位置，用这种方法亦能提高患者的日常生活能力。Burdea等[13]开发了康复训练系统“RutgerArmII”，系统由运动跟踪、重力和虚拟现实游戏3个模块组成，利用红外技术跟踪到患者的运动数据，使其能在虚拟场景中进行游戏式训练，并能得到相关的触觉反馈。国内众多学者对上下肢康复也作了很多研究。王瑞利等[14]设计了结合主动、被动和助力训练的踝关节康复系统，并添加了功能评价机制，为患者制订治疗方案提供可靠的证据。柯福全等[15]借助Kinect设备开发了一款基于视频运动跟踪的虚拟现实系统用来辅助患者的上肢康复。张金龙[16]设计了一款手指康复系统，包含了手势变换、坦克射击和赛车竞速3种游戏，非常具有趣味性。华南理工、中南大学附属第三医院与广州一康医疗设备有限公司三方联合研发的虚拟厨房训练系统[17]，患者通过在其中漫游并完成烧开水、摆餐具、盛水果等一系列的厨房操作来训练偏瘫上肢的运动功能，将该系统应用到33例上肢功能障碍患者身上，结果显示比传统训练方式的康复效果更为显著。

4.2VR在认知康复中的应用

认知是指人脑接受外界信息，经过加工处理转换成内在的心理活动，从而获取知识或应用知识的过程，它包括记忆、语言、视空间、执行、计算和理解判断等方面。认知功能障碍对患者日常生活的影响有时甚至超过了躯体功能障碍，因此也成为医学界面临的重要课题之一。将VR技术应用于认知康复，可以在虚拟环境中为患者提供安全可控的刺激进行治疗，并能监测多种重要指标，表现出传统方法无法比拟的优势。Godehard等[18]利用VR系统治疗有空间认知和记忆缺陷的轻度认知功能障碍患者，让他们在虚拟的公园和迷宫里根据地标（房子、汽车、高山等）寻找宝藏，加强患者以自我和非自我为中心记忆的能力。Caglio等[19]利用3D电子游戏进行记忆康复的研究，发现虚拟航行训练可以激活记忆区域，改善成人脑损伤患者的记忆功能。王文春等[20]设计的虚拟认知康复训练系统，包括注意力、记忆力、思维操作能力等七大训练模块，每个模块又设计了高、中、低3种级别的题目。将该系统应用到38例有认知功能障碍的患者身上，结果表明，虚拟认知康复系统在注意力和空间知觉的改善方面优于传统的康复训练模式，且更具趣味性，适用于临床推广。戚淮兵等[21]设计了基于Agent的虚拟认知康复系统，能为患者提供感官上的刺激，纠正认知偏差，具有开放、自主、可移植的特点。尽管如此，在我国内陆地区，VR技术辅助认知康复治疗的研究仍处于初级阶段，能够真正进行临床应用的系统较少，还需要不断的探索和研究。

4.3VR在远程康复中的应用

目前，我国经济发展均衡度还较低，各地的医疗设施建设也存在很大差异，康复医疗机构集中在大中城市，许多地区缺乏必要的康复服务，给广大群众带来不便。虚拟现实技术结合网络通讯技术可以将一流的医疗资源传送到较落后的地区，为康复医学带来革命性的变化。MJJohnson等[22]利用网络通讯技术使中风的患者可以在家中进行康复训练。李军强等[23]设计了一套远程监控系统，用虚拟人的运动再现患者手臂的运动，实现监控功能，从而使医生掌握患者手臂的运动情况。王月姣等[24]设计了基于力反馈的远程康复训练虚拟驾驶系统，治疗师端的计算机能实时显示患者训练视频、相关训练数据及当前训练方案，并能据此实时修改训练方案。可见，VR技术有利于提高落后地区的医疗水平，优化医学资源分配，推动我国社区康复的建设进程。

5结语

现实技术论文篇4

【摘 要】进口贸易的技术外溢效应是一国技术进步的重要源泉，这一结论已经为许多实证研究所支持。伴随着我国进口贸易的快速增长，进口贸易对我国的技术溢出问题已经引起了人们的高度关注。此文在国内外研究成果基础上，将对进口贸易技术溢出效应发挥的影响因素，以及我国的现实性条件与特征等问题展开了深入的论述，并提出了一些具有针对性的政策建议。 【论文关键词】进口贸易 技术溢出 知识产权 技术创新 一、引言 一般而言，开放经济中一国技术水平的提高主要有两个途径：一是依靠本国的研究与开发进行自主技术创新；二是吸收各种可能的国际技术溢出带来的技术进步。当今世界，发达国家高速的技术进步以及对高科技的占有是和大量的科研投入是密不可分的。而与发达国家相比，发展中国家技术与知识要素的稀缺已经成为不争的事实。通过进口贸易引进先进国家的产品与技术，提高技术溢出（Spillover）的效果，是发展中国家缩小与发达国家技术差距的重要途径。Coe，Helpman and Hoffmaister（1997）和Barba Navarett and Soloaga（2002）研究了发展中国家得益于工业化国家R&D活动的情况，认为发展中国家可以从与发达国家的进口贸易中获得技术外溢的好处。Schiff，Wang，Olarreaga（SWO，2002）认为，1976～1998年南北贸易模式中的R&D外溢效应极大地促进了发展中国家知识密集型产业的技术进步。技术溢出曾被认为是发达国家实现现代化的一项重要原因，如今则成为了发展中国家实现“后发优势”的核心。我国对外贸易发展迅速，进口贸易的技术溢出问题也引起了人们的高度关注。 二、进口贸易技术溢出效应发挥的影响因素 （一）对外贸易开放度 通过进口国外先进的中间产品可以提高一国最终产品的技术含量。贸易伙伴国的R&D活动可以产生新的中间产品，当进口这些中间产品时，进口国企业便可以利用其含有的专业技术知识和相应的研发成果来提高自身的生产力。此外，国内企业在生产过程中摸索、了解和吸收国外同行的知识和技术窍门，逐步掌握了生产这些含有先进技术或研发成果的产品，最终使企业生产效率和技术水平不断提高。在这个“进口商品学习、吸收先进技术模仿二次创新”的过程中，产生出了诸如“干中学”效应、“技术示范与交流”效应等现象，有力地巩固和促进了一国的技术创新能力的持续性提高。国际发展经验表明，贸易开放度越高的国家，国外新技术就越有可能被有效复制，从其它国家学到先进技术的机会也就越大。 （二）国内企业的吸收能力 国内自身吸收能力的大小是保证技术溢出效果的重要保证。主要表现在国内研发（R&D）活动和人力资本水平的高低上。一国R&D活动不仅仅是自主技术创新的源泉，也是影响技术吸收能力的关键因素之一。较高的国内R&D存量能促进现有资源的进一步有效利用，产生更多的创新成果，提高国内生产力水平；同时也能提高本国对新技术的承接、利用和改进的能力。同时，较高水平的人力资本不仅可以发挥生产要素对产出增长的促进作用，而且能够有效地实现新技术的采用和贯彻。具有较高素质的劳动者可以更容易地接收新的思想，更加适应先进技术，从而促进新技术在生产中的使用。(Benhabib and Spiegel，1994) （三）与技术溢出有关的知识产权保护 知识产权保护对国际技术溢出的影响却是双重的。知识具有非排他性特征，而知识产权保护正是要给予创新者适当的垄断利润，从而保持国内创新过程的持续性。但是与技术溢出有关的知识产权保护却是一把“双刃剑”。一方面，如果出口国的知识产权不能得到有效保护的时候，由于担心核心技术的泄露，出口国则倾向于向进口国出口低技术含量的产品。而知识产权保护的加强，能够使进口国有更多接近并获取国外先进技术的机会。另一方面，由于知识产权保护力度的加强，进口国企业在模仿时所分享的知识存量往往只能是知识总量部分内容，从而将减弱进口国获得更多技术溢出的效果。 三、我国进口贸易技术溢出的条件及其特征 （一）进口贸易的快速发展创造了良好条件 我国同美国、日本、欧盟等技术先进国的贸易联系日益紧密，为技术的溢出提供了更多的机会。自1985年以来，我国从世界发达国家的进口贸易发展迅速。以R& amp;D活动相对集中的G-7国家（美国、日本、德国、法国、英国、意大利和加拿大）为例，1985年我国从G－7国家的进口总额为260.6亿美元，其中日本（占57.7%），美国（占19.5%），德国（占9.2%）在G-7中位居前三位，其他四国所占比例较小；2006年进口额增长了约10倍，达到2468.1亿美元，其中位居前三位仍然为日本（占46.9%）、美国（占24.0%）、德国（占15.3%）。在进口商品结构上。近年来我国初级产品的增速有所回落，而机械及运输设备以及高科技产品的增速增加。其中，机械及运输设备进口量占商品进口总额的比重由2000年的40.8%增至2006年的45.1%；高科技产品占商品进口总额的比重从2000年的23.3%增至2006年的31.2%。我国与技术先进国家进口贸易总量的扩大，以及进口商品结构的不断改善支持了进口贸易技术溢出效果的实现。 （二）国内吸收能力不足制约了对先进技术的吸收效果 1.研发投入不足，结构不合理。第一，我国用于科研开发的支出与发达国家相比存在很大差距。2006 年我国R&D经费支出达到2943亿元，占GDP的比重为1.41%。而发达国家的R&D支出占GDP的比重一般都在2%以上。比如，2005年美国R&D投入总额为3125.3亿美元，占其GDP比重为2.51%；日本R&D投入总额为1458.8亿美元，占其GDP比重为3.20%；法国R&D投入总额为441.2亿美元，占其GDP比重为2.13%。第二，我国研发投入结构不尽合理、科研成果应用不足。一方面，政府在国家资金不足的条件下，仍然把大量资金投入到资本密集度极大、风险极高的技术研发领域，忽略了国内要素禀赋结构的约束，导致了国内要素配置效率下降；另一方面，研发成果的转化率或使用率较低，致使研发成果并没有进入生产领域转化成现实的生产力。因此，这些问题极大地阻碍了我国对引进技术的消化和吸收，滞缓了自主研发能力的形成，降低了创新速度。同时，国内研发投入不足也会带来一种“副产品”，即落后国家由于研发基础薄弱，缺乏及时了解和掌握国际技术发展最新动态的能力，难以对引进技术做出客观的评价，因而往往引进的是一些行将淘汰的技术，结果使其陷入“引进——落后——再引进”的恶性循环中。 2.人力资本短缺严重。由于教育投资匮乏等原因，我国人力资本存量与发达国家相比存在很大差距。2005年我国“万劳动力R＆D科学家和工程师”为14人，和发达国家相比，日本2003年为101人，德国为68人，法国为71人，美国在2002年为91人，加拿大为68人，意大利为30人。据统计欧美发达国家的从事R&D活动人员分布中，企业的R&D科学家与工程师均占50%以上，而我国企业中从事R&D的科学家与工程师人数明显低于在研究机构工作的科学家与工程师数。人力资本短缺已经成为制约我国技术吸收能力的一项重要因素。 （三）知识产权保护的强度不力制约了先进技术的流入 Ginarte and Park(1997)建立和发展了一种定性评级法，用于对一国知识产权强度做出较客观的比较。他们将知识产权保护分为五个方面：覆盖范围、加入相关国际专利协议的情况、保护例外、实施机制和保护期限，并根据决定每个方面有效强度的多种因素分别评分，最后加总得到一个“0”到“5”之间的国家评分，即“GP指数”。一般而言，“GP指数”越大，说明该国的知识产权保护强度越大。我国的知识产权保护水平呈逐年上升趋势，但上升的幅度时缓时急。其中，1992年前后和2001年前后出现了两个快速上升的阶段，这一现象与1992年、2001年中国大范围修订知识产权保护法律的事实有关。但是我国的知识产权保护水平仍然远远低于发达国家水平，2011年的GP指数仅相当于日本1960年的水平（韩玉雄，李怀祖，2005）。 四、结论与建议 （一）继续扩大与发达国家的进口贸易，优化进口贸易结构 对我国而言，进口贸易的技术外溢效应在长期的积极影响是显著的。如果单纯依赖本国的自主创新体系、研发能力带来国内技术进步是远远不够的。为此，进一步优化中间产品的进口结构，继续促进技术贸易的发展应该成为是中国今后经济政策制订的一项重要内容。一是要进一步改革完善进口体制，调动企业进口积极性，充分发挥进口对国民经济的促进作用，推动技术进步、产业发展与经济增长。二是要进一步调整、优化进口关税结构，鼓励 企业及时合理增加国外先进适用技术、关键设备的进口。 （二）要逐步增加研发资金投入 增加研发投入和R&D存量，是提高我国国际技术溢出效果的必要前提。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006 - 2020年) 》中提到，2020 年全社会研究开发投入占国内生产总值的比重提高到2.5%以上，力争科技进步贡献率达到60%以上，对外技术依存度降低到30%以下。要顺利实现上述目标，我国政府应适当增加财政科研拨款，特别要加大对基础研究和应用研究的财政支持力度。同时为鼓励创新，政府可以依据企业技术创新的力度和市场实现程度，对创新企业给予不同程度的R&D退税补贴等税收方面的优惠，以减少企业的创新成本。 （三）加大教育投入，培育人力资本 政府应科学调整财政支出结构，在有限的财力中确保教育支出的优先增长。预算安排时，要确保《教育法》中规定的教育经费“三个增长”（中央和地方政府教育拨款的增长要高于财政经常性收入的增长，学生人均教育经费要逐步增长，教师工资和公用经费要逐步增长）的落实。逐步取消对私人部门投资教育的各种限制，动员社会各阶层力量，多渠道筹措办学资金。我国应借鉴西方发达国家的做法，建立完整的税收优惠政策体系，鼓励社会投资办学，以解决我国教育资金不足的难题，促进教育水平和人力资本投入的提高。 （四）加强知识产权保护 正确认识和处理知识产权，从长远来看，是知识溢出良性循环的宏观控制的必要条件。顺应WTO的要求，我国政府要努力完善知识产权保护体系。相关研究表明，当技术差距较大和(或)模仿能力较强时，可以充分利用“技术后发优势”，这时则偏向于鼓励模仿的知识产权保护制度有利于技术进步。要加强知识产权法的法制建设和知识产权的执法力度，保护国外科技企业的在华利益，从而以保证更多外部知识的持续流入。

现实技术论文篇5

真正意义上的产品数字化样机是将CAID、CAD、CAM三者联系在一起。由于CAD/CAM作为产品设计和制造的核心模块，其数字化样机研究已经比较成熟。而作为产品设计的前期阶段CAID环节，还存在着大量的CAID和CAD工作流程混淆、流程中断等现实问题需要思考、解决。现有典型的工业设计流程一般开始于创意，通常先用手绘草图来表达设计概念，再通过三维造型渲染输出静态的效果图来进行设计方案评估。在二维图纸很难充分交流设计思想的情况下，实物模型仍然是将设计思想物化的唯一途径。因此，在概念设计完成后，可以用油泥或合成材料制作小比例的物理模型，用于对概念设计的评估。在完成对小比例的物理模型的评估和修改后，用三维扫描仪对油泥模型进行扫描，并利用逆向工程软件进行数据处理，最后完成三维数据。随着产品设计过程的深入，为了从外观、功能、结构等各方面最终确认是否符合设计效果，需要建立多种相应的物理样机，有时还需要制作全尺寸的样车模型用于评估和验证。当通过评估和验证后发现设计缺陷时，则又需要返回前一阶段，对设计数据进行修改，并再次通过物理样机进行验证。在实际工作中，这样一个过程可能会反复进行，直至最终设计结束。

2VR技术对产品工业设计的影响

典型的工业设计过程通常都是基于物理样机，在设计和试制过程中难以避免地会陷入反复试错的设计循环之中，这就将直接导致人力、物力的浪费和开发周期的延长。如果利用虚拟现实技术则可以减少设计过程中物理模型的数量，通过应用虚拟现实技术使产品设计的各个阶段实现可视化，可以对产品的造型、材料、人机工程、装配、检修过程、模拟仿真、加工工艺性能等进行预测及交互式的评价和优化。由于它灵活的特性，则可对其进行实时修改和评估，使设计师、工程师、市场营销人员、业主或其他参与者之间的交流更顺畅，从而简化设计流程，提高设计效率，给产品设计带来全新的理念和方式。

2.1工业设计方案展示与评估

在传统的工业设计中，设计师主要用平面的手绘图或者不同角度的三维效果图来表达设计思想、展示设计成果。而基于虚拟现实技术的工业设计则打破了传统的设计模式，在沉浸式的虚拟现实环境下，交互展示设计方案，更关注用户的体验感，而非产品本身。在进行设计评估时，在虚拟环境中利用专业设备（3D眼镜、头盔显示器、交互式手柄、数据手套等）进行交互，从而获得逼真的体验感。全尺寸的车辆外观、内装及司机室的三维立体影像能实时地显示，甚至还可以邀请专家和业主一起参与到设计中来，通过手持控制终端激发预设的参数命令对车辆的造型、色彩、装饰风格等进行直观的选择与搭配，亲自体验产品的最终效果，并对模型提出修改意见，实时观察设计和修改过程。

2.2人机工程分析

产品的舒适性、可操作性是评价设计的重要指标。以往，对于产品的人机工程分析往往是参照相关标准来进行，再结合物理样机进行评估。而在虚拟人机工程系统中，通过产品的三维数据和内置的人体模型数据集成，可以实时进行司乘人员的可视性、可达性、空间适应性、特定姿态的舒适性分析等。同时也可针对人体动作疲劳度的分析来校核并优化设计方案，及时发现设计方案中人机工效方面的不足，避免了设计方案在人机工效方面的“硬伤”。降低返工所带来的时间上和成本上增加的风险，缩短设计周期，使交付评审的设计方案更为准确，更具说服力，并给予设计方案理论以及数据方面的支撑，各种评估参数也可以输出成分析报告，并可以根据模型的修改实时更新。

2.3虚拟装配

在虚拟装配系统中，工作人员可以在虚拟环境下通过专用设备（立体显示系统、头盔显示器、跟踪定位器、三维鼠标、数据服、反馈数据手套）直观地实现人与虚拟产品的交互操作，对设计的机构进行装配检验，实现产品的虚拟装配和调试，并检查可能存在的干涉问题和其他不合理问题。

2.4虚拟试验及制造

车辆交付使用之前，都要进行试验，传统的产品开发模式下，产品的各种性能实验是通过样机和物理模型来实现的。随着VR技术在轨道交通行业的应用，物理试验模型已逐步被数字模型代替，基于数字模型，不仅可以对车辆的造型、结构关系等进行验证和评价，还可以在虚拟场景中，结合分析软件对数字样机进行分析计算，并实时将验证结果展现出来。设计人员即可及时进行调整，而不必等到列车在行驶试验进程中出现问题时再进行设计修改。虚拟现实技术还能模拟产品的制造过程，即产品虚拟制造。就是利用计算机仿真技术、信息处理技术对产品制造活动进行仿真，它不消耗现实资源和能量，过程是虚拟过程，生产的产品也是虚拟产品。虚拟制造过程包括材料热加工工艺模拟、加工过程仿真、板材成型模拟、模具制造仿真等。它是应用软件或虚拟数控技术对加工工艺及模具成型过程进行仿真，按照设计精度等的要求，通过模拟加工，选择最佳的刀具路径和加工参数。通过产品的虚拟制造，对产品性能和可制造性进行预测和评价，可以在生产之前发现潜在的工艺问题，进而采取相应的措施，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本。

3基于VR技术的工业设计流程

相比现有的工业设计流程，引入虚拟现实技术后，带来的改善主要在以下三个方面：

1）在产品方案设计阶段，应用虚拟现实技术可以实现逼真的、交互式的设计界面，用户可以直接绘制可视化的产品数据模型。

2）在方案评估及验证时，虚拟数字样机让用户可以交互、协同地评审、分析和测试产品数据模型。

3）可以实现虚拟装配与虚拟制造。VR技术的应用实现了新产品开发技术的一个巨大飞跃，三维交互的设计方式给设计师提供一个更直观、更自由的工作环境。虚拟现实技术可以极大地弥补现有的CAD—RP产品开发流程的不足。基于VR技术的设计流程可以由现有的串行向并行的设计方式转变。

4应用VR技术的优势

1）增强工业设计手段：利用VR技术向产品开发决策者、市场营销人员、工程师及客户逼真地进行工业设计方案展示，将未来产品三维立体真实地呈现出来，让参与者身临其境的在车内外漫游，还能实时改变造型、颜色、材质，满足不同业主的个性化需求。

2）提高产品设计质量：在产品设计阶段，利用VR技术模拟产品开发全过程，预测产品性能，产品的可制造性、可维护性和可拆卸性等，从而提高产品设计的一次成功率。

3）降低样车试制成本：利用VR技术的逼真展示、人机交互、虚拟装配、事故模拟及虚拟实验等技术进行设计评估，减少物理样机的试制成本。利于有效组织生产制造，缩短产品开发周期、降低成本，提升设计质量与生产效率。

4）利于售后检修维护：利用VR技术真实展现设备的维修过程，制作虚拟样机电子检修维护手册，包括维修性设计分析、维修性演示验证、维修过程核查、维修训练实施等，以一种新型的方式让操作员工更直观地学习了解针对具体装配维修的检测维修方式。

5结束语

现实技术论文篇6

1 前 言 当今世界，环境污染日益加剧，环境保护已成为国民经济可持续发展的重要组成部分。临沂 市是鲁西南重要的商贸枢纽，近几年来，随着商贸批发市场规模的发 展，城市人口迅速增加。相应的城市生活垃圾的数量也在急剧增加，据统计，现在每天产生 城市生活垃圾约600吨左右，并以每年平均10%增长率递增。临沂市政府把垃圾处理列为99年 度市政府“为民十大工程”之一，决定投资5000万元，在临沂市城西北36公里处征地1500亩 ，用于城市生活垃圾的填埋。一期工程先征地500亩，现在正在进行勘探、水文调查、基础 处理等前期工作。 城市生活垃圾的处理方法主要有填埋、堆肥、焚烧等。填埋法方便易行，处理量大 ，是现在城市垃圾处理的一种主要方法，但是易造成二次污染，特别是垃圾中的一些 有毒有害物质填埋腐烂后，渗透到地下，引起地下水的污染；同时产生的一些有害气体 造成环境的二次污染，并且需占用大量的土地。焚烧法是最有效 的方法，使城市垃圾处理基本上达到了减容化、无害化和能源化的目的。垃圾焚烧后，一般 体积可减少90%以上，重量减轻80%以上；高温焚烧后还能消除垃圾中大量有害病菌和有毒物 质，可有效地控制二次污染。垃圾焚烧后产生的热能可用于发电供热，实现了能源的综合利 用。2 垃圾发电供热技术的可行性分析 城市生活垃圾焚烧发电技术在国外已有四十多年的历史，最先利用垃圾发电的是德国和法国 ，近几十年来，美国和日本在垃圾发电方面的发展也相当迅速。目前，日本拥有垃圾发电厂 一百多座，发电总容量在320MW以上，单台设备最大处理垃圾能力为552吨/日。 我国垃圾焚烧发电供热技术起步较晚，现在还处于研究开发阶段。现已建立的部分垃圾发电 站，基本上是引进国外的设备和技术。我国第一座垃圾发电站是在深圳，引进的是日本三菱 重 工生产的两台炉排式垃圾焚烧炉，日处理垃圾150吨，配置500kW的汽轮发电机组来发电供热 。1992年又上了一台杭州锅炉厂(引进日本三菱重工技术)制造的垃圾焚烧炉，日处理垃圾15 0吨，配置1500kW汽轮发电机组。在上海、天津等城市也相继与法国、澳大利亚等国家合作 建设垃圾发电厂。引进的这些垃圾锅炉基本上都是炉排炉，价格昂贵，而且在燃用低热值、 高水份的垃圾时，为了保证锅炉的正常燃烧，达到需要的工艺参数，必须添加燃料油，运行 成本较高，经济效益差。发展适合我国国情的垃圾焚烧炉，实现设备国产化，达到低污染和 高效燃烧是众多科研单位和生产厂家正在研究开发的课题。 流化床燃烧技术是本世纪六十年代迅速发展起来的一种新型清洁燃烧技术。他利用炉内燃料 的充分流动、混合，达到高效燃烧。我国在利用流化床燃烧技术燃用低热值燃料方面处于国 际领先水平。特别是浙江大学热能工程研究所多年来进行废弃物(如洗煤泥、煤矸石、城市 生活垃圾等)的研究开发和应用。成功开发出异重流化床城市生活垃圾焚烧技术，可实现高 效清洁燃烧。采用流化燃烧技术焚烧垃圾的优点主要表现在以下几个方面：a 操作方便，运行稳定。由于流化床床料为石英沙或炉渣，蓄热量大，因而避免了床的急 冷急热现象，燃烧稳定。垃圾的干燥、着火、燃烧几乎同时进行，无需复杂的调整，燃烧控 制容易，易于实现自动化和连续燃烧。b 设备寿命长。炉内没有机械运动部件，使用寿命长。c 可采用全面的防二次污染的措施。对焚烧时产生的有害物质进行处理，在不增加太多投 资的前提下，可将NOX、SO2等气体排放控制在国家标准以下，炉渣呈干态排出，便于炉 渣的综合利用。d 流化床焚烧炉由于炉内燃烧强度和传

现实技术论文篇7

〔关键词〕知识图谱；专利地图；科技竞争态势分析；科技创新

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2015.09.020

〔中图分类号〕G250252 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0821（2015）09-0105-06

〔Abstract〕This paper presented a method of science and technology competitive situation analysis based on knowledge mapping and patent map from the perspective of the relevance of science and technology，which using academic papers and patents information together.The status and trends of science and technology competition could be disclosed and described from three aspects，Sci.& petitive environment，Sci.& Tech.innovation environment，competitive organizations and persons，through using knowledge mapping and patent map to reveal the analysis results visually from different views.It could assist and guide the Sci.& Tech.innovation activity effectively.At the same time，the method of Sci.& petitive situation analysis was demonstrated to be practical by the example of Sci.& Tech.domain of Tension Leg Platform（TLP）.

〔Key words〕knowledge mapping；patent map；science and technology competitive situation analysis；science and technology innovation

党的十做出了实施创新驱动发展战略的重大部署，强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。在开展科技创新活动当中，十分有必要对当前的科技竞争态势有清醒的认识和深刻的把握，否则科技创新活动就可能遭遇失败或者走弯路。现今，国际竞争呈现出越来越激烈的态势，这就越发要求采用科学的方法和手段来进行科技竞争态势的分析，正确把握科技竞争的客观现状，有效协助、引导科技创新活动的开展。

1 研究思路与方法

11 研究思路

科技竞争是一个较宽泛的概念，本文所指科技竞争主要是从竞争态势的角度来看待科学与技术的研究与发展状况。这种理解既不同于技术竞争，也不同于科技竞争力：技术竞争仅指技术层面，并不包含科学研究方面；科技竞争力重在对科学技术水平进行比较和评价。

进行科技竞争态势分析的方式方法多种多样，相关研究也较多。本文主要从科学与技术的关联性角度，将科学研究与技术研发两方面结合起来，进行科技竞争态势分析研究。这主要是考虑到现代科学与技术之间的发展演变日益加快，特别是在高新科技领域，产品的开发、产业的发展不再只依赖于相关技术的研发，同样取决于相关基础理论（科学）研究的水平和进展。因此，结合利用科学研究与技术研发两方面的信息，进行科技竞争现状及趋势的分析，迎合了当下科技时代的发展需要，具有一定的现实意义。

科学知识一般包含在图书和学术论文当中，技术知识一般包含在专利文献当中。因此，了解某一领域的科技状况可以通过收集、整理、分析该领域的图书、学术论文、专利等文献来实现。具体到进行科技竞争分析时，一般主要从学术论文和专利两方面，获取相关科技文献并进行分析，以达到掌握科技竞争状况的目的。

目前，结合利用学术论文和专利信息进行科技竞争分析方面的研究尚较少。卞志昕（2009）提出在专利地图的基础上增加学术论文相关信息，制作出技术情报地图[1]；该研究的目标仍限于技术情报层面。陈韫春（2010）提出基于科研论文和专利的视角，分析我国科研现状和存在的问题[2]；该研究仅进行理论层面探讨，并未做进一步的深入研究或实践。陶蕊等（2013）基于论文和专利数据进行中美清洁煤技术研发实力与合作趋势分析[3]；该研究仅针对中美两国进行比较，比较的角度也仅限研发实力、研发机构两方面。余敏杰等（2014）将论文引文分析与专利分析相结合，分析微结构光纤技术及其产业的发展态势[4]；该研究以专利信息分析为主，对于论文信息仅进行引文分析。王曼娜等（2014）基于博硕士论文与专利的分析，了解我国再生水领域的研究和应用趋势[5]；该研究重在通过论文和专利信息来了解有关研究进展。

目前的相关研究，一方面没有充分挖掘学术论文或专利数据所包含的信息，结合分析的角度不够全面；另一方面，并未针对科技竞争态势进行专门的研究。针对目前已有研究的不足，本文重点针对科技竞争态势，充分挖掘、结合学术论文和专利数据所包含的信息，研究分析的方式方法，实现较深入全面掌握科技竞争现状和趋势的目标。

12 研究框架与方法

当前，最为有效的信息分析方式是借用先进的信息技术手段，采用可视化方法对分析结果进行形象化揭示和展示。对学术论文所包含的科学信息进行分析一般采用科学知识图谱[6]，对专利所包含的技术信息进行分析一般采用专利地图[7]。但无论是知识图谱还是专利地图，其本质均是采用可视化方法对科技信息分析结果进行形象化揭示，从静态理解是指形象化表示后的有关科技信息的各种图形表格、分布图等，从动态理解是一种分析并形象化揭示科技信息的综合性方法。

本文结合利用知识图谱和专利地图，将学术论文和专利信息分析结合在一起，实现对科技竞争态势进行全面分析的目的，研究框架如图1所示，即基于知识图谱和专利地图的科技竞争态势分析方法。

由图1可见，对于科技竞争态势的把握，主要从科技竞争环境、科技创新环境、竞争机构和人才三方面进行分析揭露。

（1）科技竞争环境分析。主要从时间和空间两个维度进行分析揭示。时间维度的分析即从历史的角度来分析科技发展的趋势，需要结合科学研究趋势图和技术研发趋势图来进行，或将两者合二为一。空间维度的分析即从地域分布的角度来分析科技研发的主要区域及其水平，需要结合科学研究地域分布图和技术研发地域分布图来进行。

（2）科技创新环境分析。当前科技竞争的核心体现在科技创新，因此科技创新环境已成为了解科技竞争态势的重要方面。学术论文和专利分别属于知识创新和技术创新的最主要成果，因而可以结合科学研究热点图和技术研发重点及趋势图，来进行知识创新热点和技术创新重点及趋势分析，从而实现对科技创新环境的掌握。

（3）竞争机构和人才分析。科技的竞争就是人才的竞争，人才通常依靠机构（组织）的力量来开展科技研发和创新活动；因此，掌握科技竞争水平较高的机构和人才队伍情况，也是了解科技竞争态势的重要方面。竞争机构分析是为了挖掘出科技研发水平和实力较高的一些科技研发机构，需要结合科学研究机构实力图和技术研发机构实力图来进行。竞争人才分析是为了挖掘出科技研发水平和实力较高的一些科技研发团队，需要结合科学研究团队实力图和技术研发团队实力图来进行。

2 实证――以张力腿平台（TLP）为例

张力腿平台（TLP）是海洋石油、天然气工业从近海向深海发展过程中诞生的一种新型平台，是我国重点发展的新兴海洋工程装备（海洋工程装备产业是我国战略性新兴产业之一），它是一种垂直系泊，通过数条张力腿与海底的顺应式平台相接[8-9]。

在科技文献数据的采集和获取方面，学术论文数据采集自爱思唯尔（Elsevier）的Scopus数据库，这主要是考虑到Scopus的数据较汤森路透（Thomson Reuters）的Web of Science数据更为全面；专利数据则是采自汤森路透（Thomson Reuters）的德温特创新索引（DII）数据库，该数据库专利数据较全面、规范。在以上两个数据库中分别检索、获取张力腿平台的学术论文和专利数据，共计获得学术论文1 673篇、专利399件；由于以上数据的检索时间为2015年初，而学术论文和专利信息的公开往往需要一定的周期，因此仍有部分2014年的数据还没有公开，所以2014年的数据量会比实际的偏少一点。

采用本文上节所述研究框架和方法，绘制相应知识图谱和专利地图，对张力腿平台的（国际）科技竞争态势进行分析。进行数据分析及制图的工具包括BibExcel[10]、Pajek[11]、VOSviewer[12]等。

21 TLP科技竞争环境分析

211 科技发展趋势分析

统计有关张力腿平台的历年学术论文和专利数量，制作其科技研发趋势图，如图2所示。

从图2可见张力腿平台的科技发展趋势：理论研究（论文）比技术开发（专利）早五六年，且活跃程度要高不少，反映出张力腿平台尚存在一些基础性问题没有得到很好的解决，导致其应用不是很广泛、深入，但也说明其进一步研发的空间还很大；从历史发展趋势看，理论研究与技术开发的趋势大体上一致；在20世纪80年代中期至90年代早期，出现过一次科技研发的高潮期，之后开始跌荡式下降，在2001年左右陷入相对低谷期；自2002年左右科技研发活动又开始缓慢地反弹，直到近三四年，才开始出现爆发式增长并持续至今；目前，张力腿平台的理论研究与技术开发均处在新的快速发展期。

212 科技研发地域分布分析

统计各国家/地区有关张力腿平台的学术论文和专利数量，分别制作其科学研究和技术研发地域分布图，如图3和图4所示。

从图3和图4可见世界主要国家/地区在张力腿平台方面的科技研发实力和水平：美国无论是在基础理论研究还是在技术开发方面，均具有绝对的领先优势，在技术开发方面优势更加的显著；除美国之外的其他国家，中国和挪威的科技研发力量相对较强，挪威在理论研究方面稍强于中国，而中国则在技术开发方面稍强于挪威；其他具有一定科技研发实力的国家有英国、日本、澳大利亚等。

22 TLP科技创新环境分析

221 知识创新热点分析

统计有关张力腿平台的学术论文中关键词的出现频次，选择出现频次较高的关键词进行共现分析，并制作共现图谱，如图5所示，即科学研究热点图。

从图5可见，张力腿平台的科学研究和知识创新热点主要有4个方面：（1）基于平台的石油开采技术，主要集中在海底取油立管及结构设计等方面；（2）系索系统研究，主要进行计算模拟、动态分析等；（3）平台的结构分析和设计，主要考虑涡流和风力影响、疲劳性能和可靠性等；（4）平台的动力响应分析，主要运用水动力学、有限元分析等方法。

222 技术创新重点及趋势分析

统计有关张力腿平台的专利技术分类（IPC）情况，专利量较多的IPC类别即张力腿平台的技术研发和创新重点；

从图6可见，在近十年间（2005-2014年），关于张力腿平台的技术创新活动（B63B35/44）呈现出增长趋势，特别是在近几年；在平台的海上停泊方法上，对于锚泊技术（B63B21/50）的研发较多，尤其近几年发展迅速，而对于系泊技术（B63B21/00）的研发则在近几年急剧下降；在平台设计和修建方法（E02B17/00）的研究上，近十年基本保持在相对较高水平，波动不大；在海底取油立管的设计（E21B17/01）上，技术研发波动性较大，曾在2007年和2012年左右出现研发高峰，其它时间内基本呈下降趋势。

23 TLP竞争机构和人才分析

231 科技研发机构分析

分别统计有关张力腿平台的学术论文和专利的发文机构和专利申请人情况，选择发文量或专利申请量较多的机构（组织），分别制作其科学研究和技术研发机构实力图，如图7和图8所示，这些机构即具有竞争力的张力腿平台科技研发机构。

从图7可见，在张力腿平台基础理论（科学）研究方面，国际上研究实力最强的机构是美国德州农工大学（Texas A and M University），其次是荷兰皇家壳牌公司（Royal Dutch Shell）、康菲公司（ConocoPhillips）及挪威科技大学（Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet）。其他科学研究实力较强的机构还包括印度理工学院德里校区和马德拉斯校区（Indian Institute of Technology，Delhi/Madras）、挪威国家石油公司（Statoil ASA）等。

从图8可见，在张力腿平台技术研发方面，国际上研发实力最强的机构是壳牌石油公司（SHELL OIL CO），其次是美国大陆石油公司（CONOCO INC）和美国海马装备有限公司（SEAHORSE EQUIP CORP），其他技术研发实力较强的机构还包括埃克森美孚（EXXON PRODN RES CO）、深水海洋科技有限公司（DEEPWATER MARINE TECHNOLOGY LLC）、维特克灰色公司（VETCO GRAY INC）等。

232 科技研发团队分析

统计有关张力腿平台的学术论文作者和专利发明人的出现频次，选择出现频次较高的作者或发明人进行共现分析，并分别制作共现图谱，如图9和图10所示，即具有竞争力的张力腿平台科技研发团队。

从图9可见，最大的张力腿平台基础理论（科学）研究团队是一个跨国组合，主要成员包括美国德州农工大学（Texas A and M University）的Kim，MH.、Kim，CH.、Niedzwecki，JM.、Natvig，BJ.，挪威科技大学（Norwegian University of Science and Technology）的Naess，A.，挪威Statoil公司的Teigen，PS等人。其次是美国德克萨斯大学奥斯汀分校（Univ of Texas at Austin）的研究团队，主要包括Kim，SB.、Powers，EJ.、Fischer，FJ.、Hong，JY等人。其他较大的研究团队包括以Chandrasekaran，S（论文发文量最多）为核心的印度理工学院（Indian Institute of Technology）团队，以Kareem，A为核心的美国圣母玛利亚大学（Univ.of Notre Dame）团队等。

从图10可见，最大的张力腿平台技术研发团队，是由独立发明人LEVERETTE S J（专利发明最多）、RIJKEN O R、KIBBEE S E，以及壳牌石油公司的HUETE D A和KIPP R M等人组成。其次是以ALLEN D W、HENNING D L、MCMILLAN D W为核心的壳牌石油公司团队。其他较大的研发团队还包括韩国RES INST IND SCI&TECHNOLOGY团队等。

3 结 语

本文以支撑科技创新活动为导向，以全面深刻把握科技竞争态势为目标，从科学与技术的关联性角度，通过充分挖掘、结合学术论文和专利数据所包含的信息，将科学研究与技术研发两方面结合起来，设计研究出基于知识图谱和专利地图的科技竞争态势分析方法。通过多个不同角度和纬度的分析，采用知识图谱和专利地图对分析结果的可视化揭示，最终从科技竞争环境、科技创新环境、竞争机构和人才三方面，对科技竞争现状和趋势进行揭示和描述。同时，以张力腿平台（TLP）科技领域为例，实证了所设计的科技竞争态势分析方法的实用性。

由于本文所做的研究是一种方法及应用的探讨，在短时间内总结出来难免有所疏忽，其中的一些观点和表述仍值得商榷。同时，仍有一些问题需要做进一步的探讨和研究，如基础理论（科学）研究（学术论文）与技术开发（专利）之间的关联性、互动性问题等。这些研究中的不足和问题，需要在今后的研究中做进一步的改进和完善。

参考文献

[1]卞志昕.技术情报地图――专利地图与学术情报的结合[J].科技情报开发与经济，2009，19（16）：111-113，124.

[2]陈韫春.基于论文和专利的我国科研现状分析[J].科技管理研究，2010，30（10）：14-15，19.

[3]陶蕊，武思宏，闫冬.基于论文和专利数据的中美清洁煤技术研发实力与合作趋势分析[J].世界科技研究与发展，2013，35（2）：298-302.

[4]余敏杰，丁楠.基于论文和专利的光纤技术发展态势分析[J].科技与经济，2014，20（4）：66-70.

[5]王曼娜，陈晨，陈晓芬，等.我国再生水领域的研究和应用趋势――基于博硕士论文与专利的分析[C].2014中国环境科学学会学术年会论文集（第五章）.成都：中国环境科学学会、四川大学，2014：1167-1174.

[6]陈悦，刘则渊.悄然兴起的科学知识图谱[J].科学学研究，2005，23（2）：149-154.

[7]王兴旺，孙济庆.国内外专利地图技术应用比较研究[J].情报杂志，2007，26（8）：113-115，119.

[8]马延德.海洋工程装备[M].北京：清华大学出版社，2013.

[9]国家发展改革委，科技部，工业和信息化部，国家能源局.海洋工程装备产业创新发展战略（2011-2020）[EB].http：∥/gzdt/att/att/site1/20110916/001e3741a2cc0fdd4fd101.pdf，2015-03-23.

[10]OllePersson.BibExcel[CP/OL].http：∥www8.umu.se/inforsk/Bibexcel，2015-03-23.

现实技术论文篇8

关 键 词: 远德玉;技术过程论;技术创新;过程创新

远德玉教授是我国较早开展技术论研究的学者,在30年的技术论研究生涯中,率先提出“技术是一个过程”的观点,在《论技术》、《技术选择论》等著作中,同陈昌曙教授一起全面阐述了技术的动态过程论思想。在同日本学者进行比较技术研究的过程中,进一步发展了技术过程论思想,并结合国内技术创新实践,拓展了技术过程论思想,开辟了技术创新哲学研究的新领域。今天,比较全面地回顾和评述远德玉教授技术过程论思想的发展历程、主要贡献和理论特色,对于我们将来能在一个比较高的起点上从事技术论或技术哲学研究,无疑具有重要的意义。

一、 技术过程论的研究脉络

远德玉教授,1934年4月13日出生,辽宁省台安县人。1953年毕业于阜新煤矿学校,同年考入东北工学院(现东北大学)采矿专修科学习。大学毕业后,留校做院刊的当时,陈昌曙教授写成的科学家故事经常在院刊刊登,“文化大革命”中远德玉教授因此曾被指责为为资产阶级学术权威树碑立传而受到批判。不过,也正是在这个时期,远德玉教授开始接触科技史,阅读了一些科技史的书籍,并进一步对科技史产生了兴趣。1970—1975年,远德玉教授在采矿系教改组工作,其间对工程技术的一般规律进行了探讨。

粉碎“四人帮”后,东北工学院成立了自然辩证法研究室,1978年春,远德玉教授来到自然辩证法研究室工作。1979年4月,远德玉教授参加了在华中工学院召开的第一届全国技术史学术会议,并向会议提交了论文《科学技术史中几个值得研究的问题》。同年,远德玉教授到北京图书馆查阅资料,在查阅日文杂志时,发现了日本《技术与人间》杂志刊登的关于技术论方面的文章。在自然科学史研究所资料室同志的帮助下,他详细查阅了相关的日文书籍。回到学校后,远德玉教授向自然辩证法研究室的老师汇报了关于日本技术论的研究动向。接着,他又同懂俄文和略懂英文的同志去北京,查阅并复印英文、俄文、法文资料,专门组织有关老师翻译,后来结集出版,这便是1980年第5辑《科学与哲学》(研究资料)。该辑研究资料对国外有关技术论、技术科学、技术史与技术管理方面的文章进行了介绍,成为全国最早发表技术论的译文集。后来,远德玉教授还同自然辩证法研究室的其他老师编译了1985年第2辑《科学与哲学》(研究资料),对国外技术哲学的发展概况、技术论的历史争论等进行了介绍。

1981年11月,远德玉教授参加在苏州举行的第二届全国技术史学术讨论会,提交论文《技术是一个过程略论技术史与技术论研究》,首次提出了技术是一个动态过程的观点。1982年,远德玉教授在《技术是一个独立的研究对象》的文章中认为,应该把技术作为一个独立的对象,需要从不同角度开展技术论的研究［1］。1983年,远德玉教授完成论文《关于技术本质属性的探讨》,该文从过程论的视角分析了技术的本质和属性［2］。1984年10月,第三届全国技术史会议在安徽黄山举行,远德玉教授向会议提交了题为《历史中的技术》的论文,分析了不同时代技术的各自存在方式和存在特点,明确提出技术概念是一个历史性的范畴［3］。

1986年,辽宁科学技术出版社出版了远德玉教授与陈昌曙教授合著的《论技术》一书,该书进一步论证了技术是一个过程的观点。在该书的后记部分,作者这样写道:“它虽然由我们执笔完成,但应该说这是东北工学院自然辩证法研究室集体智慧的结晶。……日本技术论学者的著作给了我们很大启发。特别是日本帝京大学教授、东北工学院名誉教授星野芳郎先生的著作和思想给了我们很多教益”［4］323。在此,远德玉教授明确表述了他的技术论思想的主要理论来源。也许是由于受到日本技术论影响较深的缘故,远德玉教授比较主张用“技术论”而不是用“技术哲学”来表示自己的研究成果［3］。

1986—1989年,陈昌曙教授、远德玉教授等同日本学者星野芳郎、林武等开展了“中日技术发展与辽宁技术改造战略思想研究”,这是他们与国外学者合作研究的第一个课题,《中日企业技术创新比较》是中方研究报告,由日本文化交流基金资助,东北大学出版社1994年出版。星野芳郎则以“中日技术发展的政治经济背景”为题完成了研究报告并在日本出版,1995年,日本文化交流基金资助出版了该书的中文版《技术发展的政治经济背景》。中日双方的比较技术研究,加快了中国学者对日本技术论的了解,同时也促进了远德玉教授对中国现实问题的深入研究。此后,他陆续承担辽宁省和沈阳市关于企业技术创新的实证和对策研究,并开展校企之间的合作研究。

1990年4月,陈昌曙教授与远德玉教授共同完成《技术选择论》一书,由辽宁人民出版社于1991年出版,远德玉教授执笔完成“企业在技术选择中生存和发展”、“技术发展战略的选择”两章的内容,在该书中,他初步区分了技术发明与技术创新,提出企业技术活动的中心环节,是如何把科学技术成果转化为生产力并实现经济增长,即做到技术创新［5］。

1991年,陈昌曙教授主持申报的国家自然科学基金资助项目“我国工业企业技术创新动力和能力研究”获得批准,远德玉教授是主要的完成人,1993年结题报告完成。但由此启动的技术创新研究却一直继续下来,并不断取得新的成果。1994年,远德玉教授开始招收“技术论与企业技术创新”方向的博士生,在他的指导下,先后完成16篇“技术论与企业技术创新”方向的博士学位论文(到2007年9月,共有23名博士生毕业)。

2001年,远德玉教授承担国家教育部人文社会科学九五规划基金课题“技术创新与产业结构优化研究”,2004年8月结题。该课题对技术过程论思想进行了细致的梳理,在技术过程论的基础上分析了技术与产业的关系,从而把技术、产业技术、技术创新与产业联系起来。2005年末,远德玉教授同丁云龙、马强共同完成国家“十五”出版重点选题《产业技术论》,对产业技术这一技术的最终状态进行了整体的深入研究。

二、 技术是一个动态过程

关于技术是一个动态过程的观点,是远德玉教授在1981年参加第二届全国技术史学术讨论会时提交的论文《技术是一个过程略论技术史与技术论研究》中首次提出来的。1982年,远德玉教授在《技术是一个独立的研究对象》的文章中提出,把技术列为科学的一个层次是不妥当的,需要从技术的角度来研究技术与社会、生产、经济、哲学的关系,我国也应该像日本、苏联和美国技术界、哲学界对技术的整体研究一样,把技术作为一个独立的对象,从不同角度大力开展技术自身规律的探讨,即开展技术论的研究,包括技术体系学的研究和技术社会学的研究两个方面［1］。

技术是一个过程的思想,是理解技术本质属性的关键。也许正是基于这样的思考,这个命题提出后即受到了一些学者的批评。有的学者认为,说技术是一个过程不过是一种空泛的议论,难道一切事物不都是过程吗?说技术是一个过程又有什么确定的、特殊的意义呢?对此,远德玉教授在许多场合都进行了回答。1984年10月,第三届全国技术史会议在安徽黄山举行,远德玉教授向会议提交了题为《历史中的技术》的论文,分析了原始时代、工匠时代和近代技术的各自存在方式和存在特点,提出技术概念是一个历史性的范畴,它本身是在不断发展变化的,人们对技术的不同理解,是由于技术形态的不同引起的;不同时期人们侧重于技术的某一形态,便产生了不同的技术理解。该文可以看做是对三年前提出的技术过程论的补充,也是对技术过程论批评者的回答。

远德玉教授提出,技术是一个过程是在对既已存在的有关技术的定义分析基础上作出的。既已存在的定义往往是从一个侧面对技术作的“静态分析”,通过对技术的静态分析,认识构成技术的要素,对于理解什么是技术是有益的,而且在实际生活中也可以着重从某一种要素来说明某种类型的技术活动。然而,这些说法只是指明了技术的某一个方面,而不是技术的全部,也不是技术的本质。技术乃是一个由诸多要素构成的、有内在联系的系统,而且是一个动态系统,是作为过程的技术［4］52－53。“技术作为一个系统,作为一个动态的过程,这是认识技术本质时的基本观点,而且也是符合现代系统论的思想的。”按照系统论的观点,任何一个系统都有输入和输出,输出是输入的结果。技术作为一个系统输入的是物质、能量和信息,在改造自然和利用自然的运动过程中,经过处理和控制,输出的是经过加工改造了的物质、能量和信息。技术系统的基本功能就是在于实现从输入到输出的转变。而物质、能量、信息的变化和运动都需要时间的积累,都要有一个演化过程,因此,“技术必然是一个动态系统”。只有把技术如实地看做一个系统或过程,才能揭示技术的本质和特征,并且为技术论的研究打开新的局面［4］55。

在1992年全国科技成果产业化研讨会上,远德玉教授发表《技术创新的工艺性研究》一文,又对有关技术是一个过程的非议进行了公开回答。文章指出:“当科学技术成果商品化的问题日益受到重视,并广泛开展技术创新研究之后,技术过程论似乎是可以接受的了。技术本来就是表现为多种形态的,知识形态的,物化形态的,有形的和无形的,潜在的和现实的,从发明到一品技术再到多品技术。技术形态的转化就是它向生产力的转化过程,也是技术本身的不断完善化过程。……技术之所以需要和可能进行创新,就是因为技术本来就是一个动态的过程。技术创新实质上就是在技术原理基本不变的情况下,技术形态的转化过程。”［6］ 因此,“对技术作静态的考察,只是关注技术的一种形态,或关注技术的一个要素,或关注技术的最后结果,因而是片面的。当然,这里绝没有否定静态考察的价值。在特定条件下技术便有特定形态,对特定形态的技术作静态考察是必须的,但它所考察的并不是技术的全部,技术的全部乃是多种技术形态的总和”［3］。

在《论技术》一书中,远德玉教授对技术是一个动态过程的含义进行了三方面概括。①技术是指发明、设计本身就是一个从无形技术向有形技术转化、从潜在技术向现实技术转化的过程。全面理解技术,必须看到无形技术与有形技术、潜在技术与现实技术在动态过程中的统一。无形技术与有形技术、潜在技术与现实技术只是技术过程的不同发展阶段,它们各有其自己的特点,如果只对技术作静态分析,就会引发关于技术本质的各种争论。②技术是指技术软件与技术硬件只有在动态过程中才能结合起来。技术软件是在同硬件的结合过程中产生出来的,也只有在同硬件结合的过程中才能形成一个完整的技术系统。因此,技术是软件与硬件在动态过程中的统一。③技术是知识、能力、物质手段不断更新的过程。在人和自然的相互作用中,人们有目的地使知识、能力、物质手段结合起来变革自然,创造出人工物;在人们创造人工物的过程中,又会总结前一阶段的经验,从而产生出新的知识,积累新的经验,获得新的能力。如此不断反复和反馈,技术就不断进步,由低级发展到高级［4］62－65。在《技术过程论的再思考》一文中,远德玉教授对技术是一个过程又增加了一条概括,即:技术是目的与手段在动态过程中的统一。技术既是手段,又是目的,是人为所设定的目的寻求手段的过程,又是有了手段寻求新目的的过程。目的与手段的矛盾是技术实践活动中的基本矛盾,二者的统一是在特定历史条件下的统一,由此才有技术形态的不断变化,并可以说明技术发展是一个无限的历史过程［3］。

基于以上的分析,远德玉教授在新近出版的《产业技术论》中进一步把技术的基本内涵概括为:技术存在于动态过程中,技术是一种过程性的存在。这样的概括有助于把技术是过程性存在同技术是实体性存在、知识性存在和活动性存在区别开来［7］7。远德玉教授曾经提出,关于技术的存在形态,人们往往只注意了技术的结果,并把技术的结果看成是技术本身。这样的后果是把技术看做一种静止的实体。正像人们只能从新陈代谢的过程中真正理解生命的本质一样,人们也只能在主体因素与客体因素相结合的过程中了解技术的本质。必须把技术看做是人类从主观到客观的一种实践活动,技术是一个人类实践的动态过程,技术在人类利用、控制和改造自然的过程中才体现出自己的面目［2］。总之,技术不仅存在于发明活动和过程中,还存在于技术创新活动和过程之中,更存在于生产与产业活动过程之中。如何把发明与创新、技术与生产统一起来理解技术,则是当代技术哲学与技术社会学研究的重大课题［7］5。  

三、 作为中日技术发展比较的引申与技术动态过程

的展开的技术创新关于技术创新的研究,是开展中日技术发展比较的结论,更是技术过程论的逻辑结果。

早在1983年7月,东北工学院技术与社会研究所就特别邀请日本帝京大学教授、技术评论家星野芳郎来华进行了为期一个月的讲学,以便深入了解日本战后技术发展的历史经验。1986—1989年,陈昌曙教授、远德玉教授同日本学者星野芳郎、林武等开展了“中日技术发展与辽宁技术改造战略思想研究”,中日双方学者通过多次互访与多次到中日企业生产现场的考察,较为深入地了解了中日技术发展的历史和现实。在《中日企业技术创新比较》一书中,远德玉教授介绍了研究得出的几点基本结论:一是中国在技术、经济上与日本以及其他发达国家之间的差距是在一定历史条件下形成的;二是中国与日本以及其他发达国家在技术上的差距,主要地表现在批量生产技术的落后以及基础技术的落后;三是技术存在着不同的类型,只有企业不断地进行技术创新,依靠改良提高型技术,才能有力地促进经济腾飞［8］3。根据日本学者森谷正规对技术水平和技术开发能力水平的界定［9］,远德玉教授把技术水平和技术开发能力水平的总和称做技术实力,提出技术实力可以用发明的潜力和水平、样品制造技术的潜力和水平、开发的潜力和水平、批量生产技术的潜力和水平来表征,据此得出结论:中日之间技术实力上的差距是由技术开发的潜力和水平的不同而开始出现的,日本在技术开发的潜力和水平方面大大高于中国,而且在生产技术尤其是批量生产技术方面的水平更是强于中国。中国生产技术的落后突出地表现在基础技术落后,而基础技术是支持整个生产技术的基础［8］17－23。远德玉教授还描述了中日技术实力方面的现实状况:中国在发明能力和水平方面略高于日本,样品制造水平方面不相上下,中国在技术开发能力和水平(即发明成果商品化)方面要低于日本一个数量级,在生产技术水平方面则要相差两个数量级［8］26。产品开发与样品制造是技术创新的前期阶段,其创新能力对后续创新的成功与否产生决定性的影响,企业在技术创新方面的差异性是中日在生产技术方面出现差距的直接原因。因此,从中日技术发展的比较研究,必然会引向对技术创新的研究。

更为重要的是,技术创新是技术过程论展开的必然结论。在技术过程论看来,技术的形态包括:技术构想、技术发明、设计、试制或试验、生产技术、产业技术等。由主观技术构想、创意而产生的技术发明是技术的初始形态,必须经过设计、试制和试验加以客观化、物质化,才能纳入到生产劳动过程中去,成为生产技术。然而,单一的生产技术仍不能实现技术的最终目的,因为它只能完成产品生产的一部分或一个环节,必须有许多与之相匹配的一系列生产技术才能形成产品和服务;只有多种生产技术的综合,即完成生产技术的体系化或形成产业技术,才能实现技术的最终目的［10］。也就是说,技术发明只是技术的初始状态,通过创新使其产业化变为产业技术,成为技术的最终状态,才能真正发挥技术的功能和作用［7］6。由此必然会合乎逻辑地过渡到技术创新的研究,因为技术创新实质上就是在技术原理基本不变的情况下,技术形态的转化过程。

从过程创新的角度,远德玉教授把技术创新的内容理解为包括技术本身的、经济的以及管理的创新的结合。技术创新首先是技术本身的过程创新,包括技术本身的不断完善化过程,又包括该项技术同相关的一系列技术结合实现体系化的过程;其次是经济的过程创新,包括一系列的经济决策与经济行为的创新;再次是管理的过程创新,它使得生产过程中技术的诸要素、生产力的诸要素得以完善地组织、协调、平衡和配置,实现生产经营系统在功能和结构上的整体优化。只有三者的有机结合,才能实现技术成果的商品化,使技术变为直接生产力［6］。由于技术创新是一种呈现为某些阶段性的连续的渐进过程,因而研究不同阶段的创新特征、内容和方法,对于人们弄清技术创新的规律和规则,并按照这些规律和规则进行创新,从而缩短从发明到商业应用的时间,就是极为有益的。正因如此,远德玉教授积极倡导进行技术创新的工艺性研究,并提出了创新工艺研究的课题,包括如何对技术的、经济的、管理的三类过程创新的结合及其阶段性的研究,如何认识创新的内容随着创新阶段的变化而不断变化的特点、规律,如何探求创新过程不同阶段所采用的创新方法和手段。

在《技术创新的特质与功能》一文中,远德玉教授提出,技术创新是一种创造自有知识产权包括创造出专有技术、专利技术、商标、商誉等等的技术经济活动,能否创造出自有知识产权是技术创新与单纯的技术改造、技术引进相区别的根本标志;技术创新过程是多种知识的组合,诸如发明专利、实用新型专利、外观设计专利、产品商标、企业商誉以及专有技术等,只有具有自主知识产权的产品和服务,才能获得垄断利润,并从自有知识产权的转让中获得收益,也才有可能在激烈的市场竞争中立于不败之地［11］。

技术创新是发明成果在商业上的应用过程,是发明成果发生转化的过程,是技术发明变为生产技术和产业技术的过程。在这一过程中,技术的目的性在变化,技术的各种要素在变化,该技术与其他技术之间的关系在变化,而不是固定不变的发明成果在商业上的简单应用。当产业技术生成变为产业中的技术,并成为产业的一个要素之后,技术的生成与转化过程便结束了,作为技术的创造活动结束了,但又开始了产业的创造过程［7］25。产业技术的系统化不仅要考虑技术本身的结构和功能系统,还要考虑生产要素的供给系统,更要考虑消费者的购买能力、喜好和习惯等多种要素［7］27。对此,远德玉教授在《科技转化为生产力的田字型模式与动力机制》一文中,通过田字型转化模型说明,科学原理转化为生产技术需要经历:①横向的三个阶段的转化过程,即科学原理向技术原理的转化,技术原理向技术发明的转化,技术发明向生产技术的转化;②纵向的三种形态的转化过程,即科学形态从科学原理技术原理技术发明的转化过程,技术形态从技术原理技术发明生产技术的转化过程,人的目的性从抽象到具体的转化过程。因此,从技术发明转化为生产技术是技术的体系化和社会化的过程［12］。

在《产业技术论》一书中,远德玉教授进一步讨论了田字型转化模型中的横向转化过程,认为该过程大致包括如下三个阶段:自然因果性向技术原理的转化,技术原理向技术发明的转化,技术发明向产业技术的转化。在这个过程中,只有达到功效性要求的发明,才有了转化为产业技术的可能性;而产业技术才是技术的完善化形态,也是技术体系化的标志［7］16－18。

远德玉教授认为,产业技术是生产技术的体系化,是多种生产技术组成的系统。产业技术的基本特征主要表现在以下几点:①产业技术是体系化了的技术;②产业技术是社会化了的技术;③产?业技术具有直接生产力功能;④与生产技术相比,产业技术是具有独特性的技术。他提出,以为把科技成果转化为生产技术就是产业化了,从而中止了创新过程,将使创新半途而废;以为有了放之四海而皆准的生产技术,只要引进过来不经过生产条件的重新组合就可以完全应用,就不是真正理解技术创新［10］。因此,正确理解产业技术是完整准确地理解技术创新过程的关键。承认技术过程论,必须承认技术形态论。技术本来就有多种形态,产业技术是技术完善化的形态。只有产业技术,才能制造出产品和服务,并形成现实生产力,真正显示出技术的社会功能。以技术作为整体来研究的技术论(包括技术哲学与技术社会学)如果不研究产业技术,便难以揭示技术的本质、属性和功能价值［7］1。

总之,技术创新不仅是技术产业化的过程,而且是技术商业化和社会化的过程,是这三个过程的统一。技术创新既是按照合目的的自然规律性技术原理进行产业化的过程,又是按社会经济规律的社会建构过程。把技术创新看做是科学技术成果向现实生产力转化的社会化过程、产业化过程和商品化过程,是技术创新研究视角改变和研究新范式得以确立的方法论基础,也是技术创新的哲学研究同经济学的和管理学的技术创新研究区别开来的标志。

四、 启示

以上简略地回顾了远德玉教授从事技术论研究30年的历程,并对其技术过程论思想进行了简要的评析,从中我们可以得到如下的启示。

启示一:坚持研究路径的一贯性才能少走弯路并取得一定的研究成果。远德玉教授在谈到《产业技术论》一书的撰写经过时说,一个研究者不能既在东山养鸟,又想去西沟钓鱼,总要有一个比较确定的研究方向,并形成自己的研究路径。研究路径的惯性使得研究既有阶段性,又有连续性［7］1。远德玉教授在30年的技术论研究历程中正是这样走过的。从20世纪80年代初提出“技术是一个过程”的观点,到把技术看做一个独立的研究对象并探讨技术的本质属性、技术的社会价值与技术观,再到探究技术论的研究领域与性质;从战后中日技术发展战略思想的比较研究,到中日企业技术创新比较研究,再到产业技术论的研究;可以说,无论是对技术的宏观思考,还是对技术的微观分析,他都坚持了这一基本的研究路径。

启示二:努力追踪国外学术研究前沿才能在一个高起点上展开研究。陈昌曙教授指出,如果不十分重视了解欧美技术哲学发展的动态,不尽力追踪学科前沿,就不可能在前人和他人成就的基础上提出自己的有新意的见解,乃至几乎不能从事这门学科的研究［13］。远德玉教授的技术过程论思想是在借鉴和吸收日本技术论思想的基础上形成和发展起来的。由于所学外语为日语,因此他能够直接阅读的外文文献便是日语资料。早在20世纪20年代,日本就有了“技术论”的名称,40年代前后,围绕技术的本质,日本开展了技术论的论战,因而积累了较为丰富的技术论资料。通过与星野芳郎、林武等日本技术论学者开展中日技术的比较研究以及阅读日语文献,远德玉教授较好地把握了日本技术论发展的前沿,从而为自己的技术过程论思想打下了坚实的理论基础。

启示三:不断夯实技术史的基础才能拓宽技术论研究的视野。远德玉教授对于技术论的研究是在技术史的基础上展开的,“技术是一个过程”的观点就是在全国第二届技术史学术讨论会上最先提出,并在全国第三届技术史学术讨论会上加以拓展和深化的。他在向中国科学技术史学会第二次代表大会(1983年10月)提交的《技术史与技术论》一文中提出,技术论既可以说是技术史的现代化部分,又有时论的特性。技术史和技术论是相互促进的两个独立学科,技术论要以技术史特别是近代技术史作为基础,技术史的研究必将促进技术论的研究。同时,技术论的研究成果,也为明确技术史的研究对象,解决技术史的分期,探讨技术发展的规律性,提供新的思想［14］。在《关于技术创新史研究的断想》(未公开发表)一文中,他更提出不仅要研究发明应用的社会史,还要研究创新过程的社会史,即研究发明成果的产品化史、商品化史、产业化史。因此,只有扎根于技术史和技术创新史的沃土,认真研究历史中的技术和历史上的技术创新,理性地概括我国技术发展实践和我国技术创新实际,才能找到适合于中国的技术发展理论和创新模式,也才能找到适合中国历史发展的技术创新理论。

参考文献:

［1］远德玉,吴明泰. 技术是一个独立的研究对象［n］. 中国自然辩证法研究会通信, 1982－02－10(3).

［2］远德玉. 关于技术本质属性的探讨［j］. 方法, 1983(试刊):69－75.

［3］远德玉. 技术过程论的再思考［j］. 东北大学学报:社会科学版, 2003,5(6):391－393.

［4］远德玉,陈昌曙. 论技术［m］. 沈阳:辽宁科学技术出版社, 1986.

［5］陈昌曙,远德玉. 技术选择论［m］. 沈阳:辽宁人民出版社, 1991:107－108.

［6］远德玉. 技术创新的工艺性研究［j］. 自然信息, 1992(增刊):3－6.

［7］远德玉,丁云龙,马强. 产业技术论［m］. 沈阳:东北大学出版社, 2005.

［8］远德玉,陈昌曙,王海山. 中日企业技术创新比较［m］. 沈阳:东北大学出版社, 1994.

［9］森谷正规. 日美欧技术开发之战国际技术比较研究论［m］. 吴永顺,陶建明,译. 北京:科学技术文献出版社, 1984:2.

［10］远德玉. 产业技术界说［j］. 东北大学学报:社会科学版, 2000,2(1):22－25.

［11］远德玉. 技术创新的特质与功能［j］. 求是, 2002(6):50－52.

［12］远德玉. 科技转化为生产力的田字型模式与动力机制［j］. 自然辩证法研究, 1995,11(9):31－34.

现实技术论文篇9

论文摘要：课程建设中首要的环节是课程建设的内容选择，其次是如何组织实施。分析技术应用型本科人才培养目标在知识、能力、素质方面的要求来选择技术应用型本科的课程建设内容；以“理论基础厚实、应用实践导向、理论实践融合、学会学习思考”来构建“抛锚式”课程组织实施模式。是技术应用型本科人才培养目标得以体现的基本要求和实现的有效途径。

技术应用型本科教育，是最近几年在我国新出现的一种教育形态，是为进入应用科学和现代技术领域就业的学生提供为期四年的学术和职业准备的教育。课程是为实现一定的教育目的而开设的学科及其目的、内容、范围、活动、进程等的总和，任何教育类型的独特性都要在课程中有所体现，任何教学改革和建设归根到底都要落实到课程的改革和建设上。

一、技术应用本科课程建设的内容选择

（一）技术应用型本科人才知识、能力、素质对课程建设的要求

技术应用本科教育是以培养具有较强技术理论基础、应用能力和实践技能并服务于生产、建设、管理第一线的高级技术人才（亦可称之为“技术师”或“技术工程师”）为主要目标，简单来讲，技术应用本科教育就是培养高级技术型人才的本科教育。其培养目标有两方面特征要求，一是人才培养要体现高等教育的基本要求，达到本科层次高等教育的学业标准要求；二是必须符合技术应用本科教育的特殊要求，即所培养的才必须是应用型的，具备较强的技术实践能力。从培养目标转化到课程建设的要求，是通过对培养目标的知识、技能和素质的分析来实现的。

技术应用本科的人才培养目标在知识方面，强调理论知识与实践知识并重，且注重理论知识为实践能力的培养打基础。此外，这种理论知识也不同于传统的某种学科知识，它是指从各种技术活动中概括出的共同的理论知识原理、定律和经验知识所组成的系统知识体系，对此，我们称之为“技术学科”知识。

在能力方面，技术应用本科教育的人才培养目标中除了要具备自主学习、分析问题与解决问题、创造性思维、创新精神、善于协作等基础能力外，还应重点突出具备以下能力：①具有将技术创造原型进行具体化设计并组织实施于生产实践的能力；②具有维护、监控实际技术系统，能够发现、分析和解决综合性复杂技术实践问题的能力；③具有对基层技术员或业务员提供指导和咨询的能力；④具有在服务领域运用专门知识与技术向特定顾客提供全面或综合性服务并承担相应责任的能力等。

而在素质方面，技术应用本科教育的培养目标主要是基本要素，即良好的公民道德和职业素养，包括合格的政治素养，良好的身心素质，基本的人文、科学素养和良好的职业道德等方面的内容。

（二）技术应用型本科课程内容的基本建构

根据以上对技术应用型本科人才培养目标在知识，能力，素质方面对课程建设要求的分析，笔者认为技术应用型本科课程内容选择应从以下几个方面进行建构。

1.通识教育课程——合格公民应有的人文素养和科学精神培养

作为高等教育的一个分支，高等技术教育当然也需要具备高等教育所拥有的所有特征。大学作为一个培养现代社会公民的场所，应当把学生培养成为一个具备独立健全人格的、具有一定独立思考能力的、遵守现代社会法律和规范的社会人。通识教育课具有许多重要的内在价值和外在功效，即经过良好组织的文化课能够帮助学生加深对这个世界的认识，同时帮助他们更好的认识自己。通过这些课程，学生们能够从不同的视角更加清楚的了解这个世界，并通过对一些重大问题的思考，比如人生的意义、什么是美，在一定程度上吸收人类精神文明所已经取得的巨大成就，更好的理解自己和这个世界的关系，更好的理解自己将来所从事的工作对周围世界所可能产生的影响，更好的理解这些工作所具有的文化意义以及它们在整个社会的物质文化生产中处于怎样的位置。这样一方面可以使得学生们更好的、以更加符合社会整体利益的方式完成将来的工作，使得他们具备对自己工作的反思能力，成为工作的主人而不是奴隶，另一方面，这也有利于他们在日后的工作中走向管理的岗位，承担领导的角色。

2.复合性的专业基础课程——可持续发展能力的培养

设置复合性的专业基础课程，是技术应用型本科教育具有区别于高等职业技术专科教育的特点之一。这些专业基础课的学习为将来解决专业领域内的问题提供科学原理方面的支持，帮助学生从更深的层面上理解专业领域内的技术问题。随着知识经济在社会经济生产活动中具有越来越重要的地位，知识推进生产力不断增强的过程中的作用显著提升。技术师对问题的解决更加依赖对于技术问题背后的科学原理的理解，更加依赖其所掌握的科学知识的深度和水平，更加依赖在解决技术问题过程中创造性的应用基本科学原理的能力。但技术本科的专业基础课是不同于工程本科和普通本科的专业基础课。前者在理论的深度方面明显不及后者，但并不是后者的简单压缩和改写，而分别是各自独立的两种课程的组成部分。

3.专业核心能力课程——回应学生的呼声与满足行业与企业人才需求

技术应用型本科院校是培养为地方经济建设和社会发展所需要的、具有创新精神和实践能力的应用型专门人才。这是它的主要办学理念，应该放在最突出的位置。在专业基础课较好的奠定了学生理解技术问题的科学原理方面的基础之后，专业核心能力课程的作用就在于向学生提供能够直接对技术现象和技术问题提出理论解释的专业方向课。在知识经济的时代，越来越多的技术问题的解决依赖于对于技术理论的理解，通过专业方向课传授的技术理论与技术问题直接相关，对于问题的解决方式起着关键作用。这是知识经济时代知识密集性和技术密集性对基层一线生产、管理人员提出的新要求。 转贴于

4.专业实践课程——实际应用能力培养

技术应用本科教育培养目标的核心就在于对于技术实践能力的培养，而与此联系最为紧密的无疑就是专业实践课了。实践课是各种课程类型中与未来的工作最为接近的一种，通过以上各种课程学习获得的各种知识和能力要在此得到检验，学生也会通过这一阶段的学习和联系加深对于各种理论的理解（当然学生也完全有可能先接触实践，然后学习理论知识，然而经过学习之后人们还是要回到具体的实践过程中）。

其实，实践课的意义绝不只是对于已经学习的知识的简单应用，它也应当是学生真正充分理解和领会其将来所要从事的职业的主要场所之一。在这里，学生能够通过亲身参与实践过程，切身感受现实工作情境，更进一步的理解其职业的内涵和意义。更为重要的是，学生在课堂内所形成的理解能力并不能自然而然的转化成实际工作场所中的实践能力，这两种能力属于两种不同的范畴，要真正形成在工作现场解决实际技术问题的能力，则必须在实践的环节中实现。

二、技术应用型本科课程建设的组织实施

（一）两种课程论的比较

目前在课程教学中占主导地位有以下两种理论。第一种理论是以学科为中心的课程论。其理论逻辑是：学生可以先打下较为宽厚的基础，为今后学生在不同方向的发展提供有效的知识方面的支撑，也使学生在接触实际工作之前对其所从事的领域的理论有足够的认识。第二种理论是以活动项目为中心的课程论。其理论逻辑是：技术知识在人的大脑中的表征方式与科学知识不同，要培养学生的实践能力，必须在真实的工作场景中，通过让学生参与一定的时间获得项目来掌握完成技术活动所需要的技能以及对于相应理论的理解。

笔者认为以第一种课程建设理论构建课程模式，适用于研究型综合性的大学和应用型专业性的大学，而对以培养主要适应特定行业并能将科研成果转化为现实的生产力的高级技术能力人才为培养方向和以培养再创新能力为价值追求的应用型技术性的大学存在许多弊端。首先，目前在我国很多职校都存在学生厌学，教师厌教的现象，学生对理论学习没有兴趣，也不擅长。其次，技术实践能力的养成并不是完全建立在学科知识的基础之上。而以第二种课程建设理论构建课程模式，从技术知识本身的特性，按照特定专业范围内实际的技术活动项目来组织课程的内容安排学与教的进程，始终让学生参与实验课和实训课，将学生尽快带入专业技术领域；同时向学生提供具有一定广度的技术理论知识和一定的普通文化内容和数量更多、内容更为丰富的专业选修课，使得学生具有理解更加复杂的技术问题的能力。为他们将来选择自己在工作领域的主攻方向提供便利。

（二）按照以活动项目为中心的课程论，构建“抛锚式”课程教学模式

技术学科课程与工程学科课程相比较，它们同样是一种比技能教育更厚实的、具有较强应用性的基础理论，在此基础上才能形成工程或技术能力；不同之处在于技术能力的形成更赖于理论与一线实际技术活动的结合，如此才能形成现场实用的技术能力。如何在理论教学中克服传统传递知识型学科教学的弊端，必须首先从转变学习理念开始。若能把“以学为主”的教学设计和“以教为主”的教学设计结合起来，就可能发挥学科课程和活动课程各自的优势。为此我们构建了“理论基础厚实、应用实践导向、理论实践融合、学会学习思考”的“抛锚式”课程模式。

技术本科课程建设探索的一个基本点是使学生基于一个真实的技术活动项目背景中，产生学习需要，自主学习技术知识、培养技术能力；通过学习者的主动学习、教师的指导学习以及学生探究小组成员间的交流与合作，学生亲身体验到学习的快乐，有助于培养学生自主解决问题的能力、合作的精神和终生学习的能力。首先是以技术活动项目为主线组织课程内容，让学生把学到的理论基础与解决实际问题相结合，形成技术能力，为此，我们配合理论教学同步开设项目实验，将学生的系统理论学习与系列实践活动紧密结合，在理论知识的指导下开展实验，在实验活动中检验、掌握和运用技术原理知识。其次是以学习者为主体的开放型、互动式课程活动方式，为此，我们在教学中充分发挥学生的主体作用，使学生带着问题参与体验，充分调动学生学习的主动性、积极性和创造性。

参考文献

[1]夏建国，刘文华.技术应用型本科院校人才培养模式探析[J].教育与职业，2006(14).

[2]石伟平，徐国庆.试论当前中国发展技术本科的意义与策略[J].教育发展研究，2003(12).

[3]杨金土.我国本科教育层次的职业教育问题[J].教育发展研究，2003(1).

现实技术论文篇10

摘要：课程建设中首要的环节是课程建设的内容选择，其次是如何组织实施。分析技术应用型本科人才培养目标在知识、能力、素质方面的要求来选择技术应用型本科的课程建设内容；以“理论基础厚实、应用实践导向、理论实践融合、学会学习思考”来构建“抛锚式”课程组织实施模式。是技术应用型本科人才培养目标得以体现的基本要求和实现的有效途径。 

 

关键词：技术本科 课程建设 内容选择 组织实施 

技术应用型本科教育，是最近几年在我国新出现的一种教育形态，是为进入应用科学和现代技术领域就业的学生提供为期四年的学术和职业准备的教育。课程是为实现一定的教育目的而开设的学科及其目的、内容、范围、活动、进程等的总和，任何教育类型的独特性都要在课程中有所体现，任何教学改革和建设归根到底都要落实到课程的改革和建设上。 

一、技术应用本科课程建设的内容选择 

（一）技术应用型本科人才知识、能力、素质对课程建设的要求 

技术应用本科教育是以培养具有较强技术理论基础、应用能力和实践技能并服务于生产、建设、管理第一线的高级技术人才（亦可称之为“技术师”或“技术工程师”）为主要目标，简单来讲，技术应用本科教育就是培养高级技术型人才的本科教育。其培养目标有两方面特征要求，一是人才培养要体现高等教育的基本要求，达到本科层次高等教育的学业标准要求；二是必须符合技术应用本科教育的特殊要求，即所培养的才必须是应用型的，具备较强的技术实践能力。从培养目标转化到课程建设的要求，是通过对培养目标的知识、技能和素质的分析来实现的。 

技术应用本科的人才培养目标在知识方面，强调理论知识与实践知识并重，且注重理论知识为实践能力的培养打基础。此外，这种理论知识也不同于传统的某种学科知识，它是指从各种技术活动中概括出的共同的理论知识原理、定律和经验知识所组成的系统知识体系，对此，我们称之为“技术学科”知识。 

在能力方面，技术应用本科教育的人才培养目标中除了要具备自主学习、分析问题与解决问题、创造性思维、创新精神、善于协作等基础能力外，还应重点突出具备以下能力：①具有将技术创造原型进行具体化设计并组织实施于生产实践的能力；②具有维护、监控实际技术系统，能够发现、分析和解决综合性复杂技术实践问题的能力；③具有对基层技术员或业务员提供指导和咨询的能力；④具有在服务领域运用专门知识与技术向特定顾客提供全面或综合性服务并承担相应责任的能力等。 

而在素质方面，技术应用本科教育的培养目标主要是基本要素，即良好的公民道德和职业素养，包括合格的政治素养，良好的身心素质，基本的人文、科学素养和良好的职业道德等方面的内容。 

（二）技术应用型本科课程内容的基本建构 

根据以上对技术应用型本科人才培养目标在知识，能力，素质方面对课程建设要求的分析，笔者认为技术应用型本科课程内容选择应从以下几个方面进行建构。 

1.通识教育课程——合格公民应有的人文素养和科学精神培养 

作为高等教育的一个分支，高等技术教育当然也需要具备高等教育所拥有的所有特征。大学作为一个培养现代社会公民的场所，应当把学生培养成为一个具备独立健全人格的、具有一定独立思考能力的、遵守现代社会法律和规范的社会人。通识教育课具有许多重要的内在价值和外在功效，即经过良好组织的文化课能够帮助学生加深对这个世界的认识，同时帮助他们更好的认识自己。通过这些课程，学生们能够从不同的视角更加清楚的了解这个世界，并通过对一些重大问题的思考，比如人生的意义、什么是美，在一定程度上吸收人类精神文明所已经取得的巨大成就，更好的理解自己和这个世界的关系，更好的理解自己将来所从事的工作对周围世界所可能产生的影响，更好的理解这些工作所具有的文化意义以及它们在整个社会的物质文化生产中处于怎样的位置。这样一方面可以使得学生们更好的、以更加符合社会整体利益的方式完成将来的工作，使得他们具备对自己工作的反思能力，成为工作的主人而不是奴隶，另一方面，这也有利于他们在日后的工作中走向管理的岗位，承担领导的角色。 

2.复合性的专业基础课程——可持续发展能力的培养 

设置复合性的专业基础课程，是技术应用型本科教育具有区别于高等职业技术专科教育的特点之一。这些专业基础课的学习为将来解决专业领域内的问题提供科学原理方面的支持，帮助学生从更深的层面上理解专业领域内的技术问题。随着知识经济在社会经济生产活动中具有越来越重要的地位，知识推进生产力不断增强的

编辑整理本文。

过程中的作用显著提升。技术师对问题的解决更加依赖对于技术问题背后的科学原理的理解，更加依赖其所掌握的科学知识的深度和水平，更加依赖在解决技术问题过程中创造性的应用基本科学原理的能力。但技术本科的专业基础课是不同于工程本科和普通本科的专业基础课。前者在理论的深度方面明显不及后者，但并不是后者的简单压缩和改写，而分别是各自独立的两种课程的组成部分。 

3.专业核心能力课程——回应学生的呼声与满足行业与企业人才需求 

技术应用型本科院校是培养为地方经济建设和社会发展所需要的、具有创新精神和实践能力的应用型专门人才。这是它的主要办学理念，应该放在最突出的位置。在专业基础课较好的奠定了学生理解技术问题的科学原理方面的基础之后，专业核心能力课程的作用就在于向学生提供能够直接对技术现象和技术问题提出理论解释的专业方向课。在知识经济的时代，越来越多的技术问题的解决依赖于对于技术理论的理解，通过专业方向课传授的技术理论与技术问题直接相关，对于问题的解决方式起着关键作用。这是知识经济时代知识密集性和技术密集性对基层一线生产、管理人员提出的新要求。

4.专业实践课程——实际应用能力培养  

技术应用本科教育培养目标的核心就在于对于技术实践能力的培养，而与此联系最为紧密的无疑就是专业实践课了。实践课是各种课程类型中与未来的工作最为接近的一种，通过以上各种课程学习获得的各种知识和能力要在此得到检验，学生也会通过这一阶段的学习和联系加深对于各种理论的理解（当然学生也完全有可能先接触实践，然后学习理论知识，然而经过学习之后人们还是要回到具体的实践过程中）。  

其实，实践课的意义绝不只是对于已经学习的知识的简单应用，它也应当是学生真正充分理解和领会其将来所要从事的职业的主要场所之一。在这里，学生能够通过亲身参与实践过程，切身感受现实工作情境，更进一步的理解其职业的内涵和意义。更为重要的是，学生在课堂内所形成的理解能力并不能自然而然的转化成实际工作场所中的实践能力，这两种能力属于两种不同的范畴，要真正形成在工作现场解决实际技术问题的能力，则必须在实践的环节中实现。  

二、技术应用型本科课程建设的组织实施  

（一）两种课程论的比较  

目前在课程教学中占主导地位有以下两种理论。第一种理论是以学科为中心的课程论。其理论逻辑是：学生可以先打下较为宽厚的基础，为今后学生在不同方向的发展提供有效的知识方面的支撑，也使学生在接触实际工作之前对其所从事的领域的理论有足够的认识。第二种理论是以活动项目为中心的课程论。其理论逻辑是：技术知识在人的大脑中的表征方式与科学知识不同，要培养学生的实践能力，必须在真实的工作场景中，通过让学生参与一定的时间获得项目来掌握完成技术活动所需要的技能以及对于相应理论的理解。  

笔者认为以第一种课程建设理论构建课程模式，适用于研究型综合性的大学和应用型专业性的大学，而对以培养主要适应特定行业并能将科研成果转化为现实的生产力的高级技术能力人才为培养方向和以培养再创新能力为价值追求的应用型技术性的大学存在许多弊端。首先，目前在我国很多职校都存在学生厌学，教师厌教的现象，学生对理论学习没有兴趣，也不擅长。其次，技术实践能力的养成并不是完全建立在学科知识的基础之上。而以第二种课程建设理论构建课程模式，从技术知识本身的特性，按照特定专业范围内实际的技术活动项目来组织课程的内容安排学与教的进程，始终让学生参与实验课和实训课，将学生尽快带入专业技术领域；同时向学生提供具有一定广度的技术理论知识和一定的普通文化内容和数量更多、内容更为丰富的专业选修课，使得学生具有理解更加复杂的技术问题的能力。为他们将来选择自己在工作领域的主攻方向提供便利。  

（二）按照以活动项目为中心的课程论，构建“抛锚式”课程教学模式  

技术学科课程与工程学科课程相比较，它们同样是一种比技能教育更厚实的、具有较强应用性的基础理论，在此基础上才能形成工程或技术能力；不同之处在于技术能力的形成更赖于理论与一线实际技术活动的结合，如此才能形成现场实用的技术能力。如何在理论教学中克服传统传递知识型学科教学的弊端，必须首先从转变学习理念开始。若能把“以学为主”的教学设计和“以教为主”的教学设计结合起来，就可能发挥学科课程和活动课程各自的优势。为此我们构建了“理论基础厚实、应用实践导向、理论实践融合、学会学习思考”的“抛锚式”课程模式。  

技术本科课程建设

编辑整理本文。

探索的一个基本点是使学生基于一个真实的技术活动项目背景中，产生学习需要，自主学习技术知识、培养技术能力；通过学习者的主动学习、教师的指导学习以及学生探究小组成员间的交流与合作，学生亲身体验到学习的快乐，有助于培养学生自主解决问题的能力、合作的精神和终生学习的能力。首先是以技术活动项目为主线组织课程内容，让学生把学到的理论基础与解决实际问题相结合，形成技术能力，为此，我们配合理论教学同步开设项目实验，将学生的系统理论学习与系列实践活动紧密结合，在理论知识的指导下开展实验，在实验活动中检验、掌握和运用技术原理知识。其次是以学习者为主体的开放型、互动式课程活动方式，为此，我们在教学中充分发挥学生的主体作用，使学生带着问题参与体验，充分调动学生学习的主动性、积极性和创造性。  

  

参考文献：  

[1]夏建国,刘文华.技术应用型本科院校人才培养模式探析[j].教育与职业,2006(14).  

[2]石伟平,徐国庆.试论当前中国发展技术本科的意义与策略[j].教育发展研究,2003(12).  

[3]杨金土.我国本科教育层次的职业教育问题[j].教育发展研究,2003(1).  

[4]李占国.技术应用型本科院校课程体系的逻辑建构[j].职业技术教育,2008(19).