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《會計學(xué)原理》是財經(jīng)類學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,具有啟蒙性、指導(dǎo)性與紐帶作用。課程學(xué)習(xí)效果的好壞直接關(guān)系到學(xué)生對本專業(yè)學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、專業(yè)基礎(chǔ)的堅實程度和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)接受能力。因此,《會計學(xué)原理》課程教學(xué)不容忽視。一直以來,該課程教學(xué)沿襲“教師主動灌輸,學(xué)生被動學(xué)習(xí)”的傳統(tǒng)模式,教師以口授加板書和課件的手段,面對面地向?qū)W生傳授知識,這樣課堂教學(xué)在中國大的教育背景下自有其生存之道。
1.1基礎(chǔ)教育模式的繼承,學(xué)生樂于接受
根據(jù)該課程的基礎(chǔ)地位,《會計學(xué)原理》通常開設(shè)在大學(xué)一年級講授。我國高校學(xué)生在接受了十幾年的基礎(chǔ)教育和中等教育之后繼而獲得高等教育的資格。長期以來,前期教育模式深入人心,很難變革。倘若在學(xué)生未經(jīng)課堂模式變革的漸進(jìn)過渡下突變傳統(tǒng)教學(xué)模式,很可能引致學(xué)生的負(fù)面情緒、不適、厭學(xué)或者懼學(xué),繼而喪失對本專業(yè)甚至整個大學(xué)學(xué)習(xí)的信心。因此,對于基礎(chǔ)性專業(yè)課程教學(xué)而言,不能被某一新型教學(xué)手段瞬間取代。
1.2教師言傳身教,有利于師生交流
傳統(tǒng)課堂的面對面交流的作用不容忽視,教師在進(jìn)行講授時,面對學(xué)生,通過肢體語言和面部表情等和學(xué)生進(jìn)行人性化交流,教師的一舉一動,眼神抑或手勢,都能起到暗示、啟發(fā)學(xué)生的作用。在講臺上,教師可以就某一知識點的半講半問,誘導(dǎo)學(xué)生緊跟教師思路,從思考中品味,比如針對某一交易的會計分錄,教師提示借方賬戶,學(xué)生回答貸方賬戶。教師在講授時會經(jīng)常有意地將自己對某個問題的觀點、解決思路講解出來,從而潛移默化的影響著學(xué)生。
1.3結(jié)合課堂反饋,相應(yīng)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度
《會計學(xué)原理》課程主要學(xué)習(xí)會計的基本概念、基本原理與基本方法,概念為基本組件,原理是在會計概念基礎(chǔ)上衍生的規(guī)律性的專業(yè)知識單元,將基本原理具體應(yīng)用到會計實務(wù)中需要掌握基本的會計核算方法。因此,初學(xué)《會計學(xué)原理》不能從方法入學(xué),而應(yīng)該建立在概念與原理掌握的基礎(chǔ)之上。在傳統(tǒng)課堂上,老師結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗和學(xué)生的課堂接受知識情況來調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和方法,有利于學(xué)生理解和掌握相關(guān)的知識。并且,教師能根據(jù)不同層次的學(xué)生、不同班級的學(xué)生采用不同的教學(xué)方法,便于因材施教。同時,教師的文化修養(yǎng)、學(xué)識品味、人格魅力都會對學(xué)生產(chǎn)生顯著的影響。
2微課程引入《會計學(xué)原理》的切入點
2.1形式“微”、內(nèi)容“精”、效果“妙”———盤活課堂氣氛
教師如何教好學(xué)生?學(xué)生如何學(xué)好課程?這些都成為教學(xué)過程中不斷探索的話題。通常,該課程的標(biāo)準(zhǔn)課時為64節(jié),包含的內(nèi)容涉及會計要素與會計恒等式、會計賬戶與科目、復(fù)試記賬、賬戶與借貸記賬法的應(yīng)用、成本計算、賬戶分類、會計憑證、會計賬薄、會計核算形式、會計報表、會計規(guī)范與工作組織等。其課時長,內(nèi)容多,教學(xué)效果循序漸進(jìn)。所以,無論是時間還是內(nèi)容“微課程”都不能完全替代傳統(tǒng)課堂,而始終應(yīng)該以傳統(tǒng)的課堂為依托,做“嵌入式”的補(bǔ)充和調(diào)劑。因此,在時間上,《會計學(xué)原理》的“微課程”應(yīng)該控制在一般課堂時間的三分之一以內(nèi),即每次課程時間為10~15分鐘比較合適,因為時間“微”,因而,在內(nèi)容設(shè)計上要精準(zhǔn)控制,把握重點和難點,使微課程的主體鮮明、有針對性的幫助學(xué)生理解和消化知識點;微課程還要形式多樣、結(jié)構(gòu)緊湊、主體鮮明,巧妙的構(gòu)成某一章節(jié)的“主體單位資源包”,能用課堂把學(xué)生的“學(xué)”和教師的“教”恰到好處的激發(fā)起來,做活課堂。
2.2滿足學(xué)生的個性需求———激活學(xué)生思維
“微課程”是“知識脈沖”,通過一節(jié)短小的音頻、視頻呈現(xiàn)某個單一的學(xué)習(xí)主題,可以產(chǎn)生更加聚焦的學(xué)習(xí)體驗。通過學(xué)生獨立或合作開展學(xué)習(xí),可以實時課堂或課外在線,教師創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,給予學(xué)生思考的時間和自由發(fā)揮的空間。例如在講到借貸記賬法時,可通過“會計科目撲克”設(shè)計相關(guān)的游戲情境,將學(xué)生分成若干小組,根據(jù)復(fù)試記賬類型創(chuàng)設(shè)“一借一貸”、“一借多貸”“多借一貸”游戲情形,在“游戲”規(guī)則的驅(qū)動下,學(xué)生將思考、提問與娛樂結(jié)合起來,達(dá)到共同學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)的效果,學(xué)習(xí)興趣高、且事半功倍,學(xué)習(xí)由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),培養(yǎng)和發(fā)揮了學(xué)生的主體作用。
2.3變革教師的教學(xué)方式———做活教學(xué)手段
教師從對微課程選題、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)反思等過程中做出大量的準(zhǔn)備工作。在幾分鐘內(nèi)將某一問題講解清楚無疑是一大挑戰(zhàn),這里包含了教師的教學(xué)智慧。根據(jù)“全國首屆微課程大賽”的評價標(biāo)準(zhǔn),好的微課程應(yīng)具備以下標(biāo)準(zhǔn):①主題突出,簡明合理;②內(nèi)容科學(xué),邏輯清楚;③結(jié)構(gòu)完整、技術(shù)規(guī)范④形式新穎,趣味性強(qiáng),目標(biāo)達(dá)成。因此,老師要掌握微課程的制作技術(shù)規(guī)范,深刻掌握該課程的知識點,形成不斷拓展教學(xué)資源的意識,加強(qiáng)對知識講解和總結(jié)的邏輯性程度。在微課程教學(xué)中,教師完全突破了傳統(tǒng)課堂形式,可借助于多元化的形式活化教學(xué)手段,采用學(xué)生閱讀、視聽并用、教師演示、分組討論、學(xué)生教學(xué)生的方式補(bǔ)充課堂執(zhí)行模式。
3《會計學(xué)原理》二元教學(xué)模式的落實要點
3.1二元模式是結(jié)合,不是替代
二元模式是指將《會計學(xué)原理》的傳統(tǒng)課程與微課程的優(yōu)勢相互結(jié)合,形成一種新型的教學(xué)模式。盡管微課程有助于增強(qiáng)課堂討論效果,然而老師使用時必須能夠靈活適應(yīng)新情況,因為微課程以短為特色,導(dǎo)致它在廣度、深度和復(fù)雜度方面存在明顯不足。因此,微課程不能解決當(dāng)前教學(xué)中存在的所有問題。微課程是傳統(tǒng)課堂的延生和補(bǔ)充,將傳統(tǒng)課堂定位在“傳道授業(yè)”,微課程則定位在“解惑”。微課程的功能是經(jīng)驗的交流及對一些上課沒聽懂的學(xué)生進(jìn)行課后的解惑輔導(dǎo),而不是代替課堂教學(xué)。通常在《會計學(xué)原理》中,借貸記賬法的運(yùn)用是一個重難點,可將此部分內(nèi)容細(xì)分成幾次微課,配合圖文并茂的音視頻,設(shè)置任務(wù)單和評價方案,讓學(xué)生在課后學(xué)習(xí)和反饋,任務(wù)時分?jǐn)?shù)掛鉤,學(xué)生必須在指定時間內(nèi)完成,這樣可以控制學(xué)生的隨意性,且節(jié)省了教師的批改作業(yè)工作量。教師在線跟蹤學(xué)生的作業(yè)情況,根據(jù)學(xué)生知識點的掌握程度,設(shè)計下次課堂教學(xué)。
3.2培養(yǎng)教師開放教學(xué)的技能
微課程所要求的開放式授課方式,顯然不是所有老師都能習(xí)慣的:在攝像機(jī)前面如往常一樣揮灑自如地講課,或者按照提前編好的腳本在電腦屏蔽上邊講邊錄音,這些都要求授課教師具有相當(dāng)?shù)谋硌莶拍芊娇蓜偃巍1M管單播式微課的制作并不需要很多準(zhǔn)備,也不需要很復(fù)雜的設(shè)備,通常教師自己基本就能應(yīng)付。然而,對于交互式微課來說,其中所涉及的復(fù)雜的視覺效果或動畫可能需要準(zhǔn)備時間長,或者需要額外的技術(shù)資源。這些都構(gòu)成對廣大教師的挑戰(zhàn),因而,教學(xué)主管單位應(yīng)加大教師培訓(xùn),幫助轉(zhuǎn)變觀念,培養(yǎng)教師的信息技術(shù)觀,可在教師主體結(jié)構(gòu)上設(shè)計“二元”模式,讓理論教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教師承擔(dān)課堂教學(xué)內(nèi)容,而青年教師富有創(chuàng)新和挑戰(zhàn)能力,承擔(dān)微課程任務(wù),并且老教師與年輕教師相互學(xué)習(xí),培養(yǎng)了團(tuán)隊協(xié)作精神。
3.3搭建平臺,形成微課程資源聯(lián)盟
教師在使用教材時,要科學(xué)、準(zhǔn)確地把握課堂教學(xué)內(nèi)容,充分體現(xiàn)“用教材教”而不是“教教材”的理念。同時也要培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,讓學(xué)生感受科學(xué)的奧妙觀察是一種重要的科學(xué)研究方法,例如學(xué)習(xí)《溶解》單元“分離食鹽與水的方法”一課,在給蒸發(fā)皿加熱時使用石棉網(wǎng)是不妥當(dāng)?shù)?。在化學(xué)中規(guī)定,可以直接加熱的儀器;試管、蒸發(fā)皿、燃燒匙、坩堝等;可以加熱但需要使用石棉網(wǎng)的儀器:燒杯、燒瓶等;不可以加熱的儀器:量筒、集氣瓶、漏斗、水槽等,這樣才能對每課的教學(xué)做到有的放矢,抓住重點,提高效率。
二、科學(xué)教學(xué)的有效方法
科學(xué)探究的有效性是指通過探究活動使學(xué)生獲得具體的進(jìn)步或發(fā)展。在高效的小學(xué)科學(xué)教學(xué)活動中,小學(xué)生的科學(xué)思維得到有效調(diào)動,可以明白更多的科學(xué)道理。因此,我們在教學(xué)中,要注重提高教學(xué)的有效性。
(1)用全新的教學(xué)理念設(shè)計日常的教學(xué)行為。傳統(tǒng)的課堂,就是一本教材、一塊黑板、一支粉筆,有時候教師講得口干舌燥,學(xué)生對于教師所講的內(nèi)容和書本上的知識完全沒有興趣,整個課堂沒有生氣。這些都不利于新課程改革下的科學(xué)教學(xué),不利于促進(jìn)教學(xué)效率的提升,因此,在現(xiàn)階段的教學(xué)中,為了體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位,每一位科學(xué)教師都要確立每一位小學(xué)生都可以學(xué)習(xí)科學(xué);讓不同階段的學(xué)生學(xué)習(xí)不同水平的科學(xué);允許學(xué)生以不同的速度學(xué)習(xí)科學(xué);從解決生活中的問題著手,激發(fā)學(xué)生對本課學(xué)習(xí)內(nèi)容的好奇心和積極性,同時激發(fā)學(xué)生熱愛大自然的思想感情,盡顯科學(xué)課的有效教學(xué)。使科學(xué)課堂教學(xué)最大限度的有效化。
(2)積極探索有效的方法和策略,引導(dǎo)學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題,使學(xué)生經(jīng)歷從感性認(rèn)知到理性認(rèn)知的過程,提高學(xué)習(xí)的效率。有效的科學(xué)課堂可以很好地調(diào)動學(xué)生的參與積極性,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的樂趣。例如在《電和磁》的教學(xué)活動中,為了讓學(xué)生對此產(chǎn)生興趣,筆者讓學(xué)生自己進(jìn)行提問,這樣也有利于學(xué)生對電和磁的轉(zhuǎn)化的學(xué)習(xí)積極主動,進(jìn)而讓他們產(chǎn)生濃厚的興趣去探究問題,并且提出相關(guān)的疑問;諸如電流通過導(dǎo)體時會在周圍產(chǎn)生磁場?封閉的導(dǎo)體在磁場中作截割磁力線的運(yùn)動會產(chǎn)生電流等,這些問題的提出,也為學(xué)生探究科學(xué)知識奠定了有效的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。
現(xiàn)代教育技術(shù)包括視頻、課件、圖片,通過計算機(jī)、投影儀投放到大屏幕上,既直觀、形象,又使教學(xué)內(nèi)容豐富多彩,擴(kuò)充了教學(xué)容量,提升了教學(xué)效率。 以“食物鏈和食物網(wǎng)”一課為例,首先讓學(xué)生觀看一段《動物世界》,學(xué)生觀看的同時出示布置有學(xué)習(xí)任務(wù)的幻燈片,提出問題:動物世界里的動物如何生存?看完后請學(xué)生匯報,動物靠吃小動物或植物生存,具體是肉食動物吃食草動物,食草動物吃植物等。再次觀看《動物世界》,觀看的同時出示幻燈片,提出問題:具體的是誰吃誰?看完后再有學(xué)生匯報,教師則用箭頭表示出來。學(xué)生寫完之后,告訴他們生物之間像鏈環(huán)一樣的食物關(guān)系,就叫作食物鏈。
再出示幻燈片,布置學(xué)習(xí)任務(wù):以小組為單位請將所有關(guān)聯(lián)的動植物用箭頭連在一起。學(xué)生寫完后在展臺前使用投影儀匯報展示,相互交流。用幻燈片出示下一項任務(wù):你們有什么發(fā)現(xiàn)?學(xué)生匯報,同一種植物會被不同的動物吃掉,同一種動物也就可吃多種食物;把動物世界里的動植物連接起來就像一張網(wǎng)。此時,向?qū)W(xué)生解釋生物之間這種復(fù)雜的食物關(guān)系形成了一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),就叫食物網(wǎng)。順勢利用幻燈片出示學(xué)習(xí)任務(wù):生物之間是什么關(guān)系?學(xué)生能夠答出,生物之間相互依賴、相互影響。播放關(guān)于池塘和田野中視頻,讓學(xué)生觀察生物的生存情景。播放后,利用幻燈片出示任務(wù):讓學(xué)生找一找視頻中包括哪些食物鏈和食物網(wǎng)。播放視頻,進(jìn)而可以讓學(xué)生把學(xué)習(xí)的知識食物鏈和食物網(wǎng)充分應(yīng)用,加深理解生物之間的關(guān)系。
再利用幻燈片布置任務(wù):如果一種生物滅絕了,有什么影響?讓學(xué)生交流討論,最后得出“一種生物滅絕會影響其他生物,因此保護(hù)一種生物就等于保護(hù)了許多生物,應(yīng)該從保護(hù)每一種生物開始保護(hù)地球”的結(jié)論。該堂課,通過讓學(xué)生多次觀看不同的視頻,并利用幻燈片布置任務(wù),比只使用課本上的幾幅圖片學(xué)習(xí)更生動、合理。這樣做法使得課堂內(nèi)容豐富,在一定程度上拓展了學(xué)生視野,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提升了教師的教學(xué)效果。
二、解決生成性問題
小學(xué)科學(xué)學(xué)科涉及物理、化學(xué)、生物等多學(xué)科的知識,教師具備再豐富的知識和經(jīng)驗,也無法全部應(yīng)對學(xué)生在課堂上的提問。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以輔助解決這一問題。師生都無法解答的課堂生成性的問題可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索答案,在一定程度上解決課堂教學(xué)生成性問題。例如,在講授“我們周圍的材料”內(nèi)容時,有學(xué)生提問“玻璃是由什么做成的?”。這并不是小學(xué)生必須掌握的知識,因此任課教師在沒有精心準(zhǔn)備的情況下很難解釋清楚。在這種情況下,教師可以通過網(wǎng)絡(luò)搜索“玻璃的成分”關(guān)鍵詞,找到相關(guān)答案,讓學(xué)生了解玻璃的主要原料、制作的工藝等內(nèi)容。
三、輔助實驗教學(xué)
小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中,在指導(dǎo)學(xué)生觀察時要提出明確的觀察方法,使學(xué)生集中注意力,按照一定的順序細(xì)致觀察。但是有些觀察方法教師難以表述,學(xué)生也很難理解并正確操作,這時利用教育技術(shù)“變抽象為具體,變模糊為清晰”就能較好地解決這一問題。例如,在講授“溫度表的讀寫時”內(nèi)容時,需要讓學(xué)生掌握“讀數(shù)時視線要與液柱頂端相平”的要領(lǐng)。教師可運(yùn)用Flas形式讓學(xué)生觀看,再親身示范,矯正學(xué)生錯誤的讀數(shù)方法。有些實驗受時空限制,學(xué)生無法在課堂中完成,就需學(xué)生回家實踐,但學(xué)生的能力不同,有些學(xué)生不能獨立完成任務(wù),就會影響學(xué)習(xí)效果。因此,教師可以把實驗過程錄制成視頻片段,再進(jìn)行有機(jī)組合做成實驗視頻,讓學(xué)生觀察模仿實驗。以講授種子的發(fā)芽實驗為例,教師課前可以把種子每天發(fā)芽、生長的情況拍成視頻或照片,讓學(xué)生觀察。學(xué)生通過觀察實驗,也能獲知綠豆種子發(fā)芽的過程,其中包括綠豆芽莖、葉的顏色、莖的粗細(xì)以及植株的高度等,進(jìn)而得知綠豆發(fā)芽、生長需要的條件。教師的這種操作方法充分說明了教育技術(shù)具有實時、直觀、形象、實效的特點,可提升學(xué)生實驗探索的效率。
四、利于合作學(xué)習(xí)
方劑最初就是臨床醫(yī)家有效案例的真實記載,比如東漢張仲景的《傷寒雜病論》,就是一病一方,一證一方;晉末戰(zhàn)事頻發(fā),整理完成了現(xiàn)存最早的外科專著《劉涓子鬼遺方》;唐代孫思邈編著的《備急千金要方》,就收錄了他本人長期的醫(yī)療經(jīng)驗;清代溫病盛行,便有了吳鞠通的《溫病條辨》,載方多采自治療驗方。到了現(xiàn)代更有諸多的名醫(yī)醫(yī)案出版物,為我們方劑學(xué)課堂教學(xué)提供充足詳盡的案例。如此之豐富的資源,若方劑學(xué)教師不在課堂教學(xué)中加以合理的利用,就造成了資源的荒廢。其次,有些病案本身就發(fā)生在我們身邊,一些學(xué)生本人和家人有可能因為疾病接觸或者服用過某些藥方,那么,當(dāng)他們再次聽到與之相類似的病案,并且對相應(yīng)的方劑進(jìn)行系統(tǒng)完善的學(xué)習(xí),興趣與主觀能動性就會很容易被調(diào)動起來。
2方劑學(xué)課堂教學(xué)中運(yùn)用病例導(dǎo)入式教學(xué)方法的優(yōu)勢
病例導(dǎo)入法在方劑學(xué)課堂教學(xué)中有相當(dāng)?shù)慕虒W(xué)優(yōu)勢,首先,課堂從導(dǎo)入病案開始有利于培養(yǎng)學(xué)生主觀能動性,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,克服了傳統(tǒng)方劑學(xué)“我講你聽”的弊端,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極思考,促進(jìn)了臨床實踐能力的提高。其次,學(xué)生通過對一個陌生病例的討論,提高了自己綜合分析方劑的能力,很好的鍛煉了臨床思維能力,為以后投身中醫(yī)臨床工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。并且,我系開設(shè)方劑學(xué)課程的專業(yè)多數(shù)都是臨床專業(yè),早接觸、早適應(yīng),這點尤為重要。
3方劑學(xué)課堂教學(xué)中運(yùn)用病例導(dǎo)入式教學(xué)方法的研究現(xiàn)況
現(xiàn)如今,病例導(dǎo)入式教學(xué)方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于方劑學(xué)課堂教學(xué)中,并取得了一定的成效。還有一些研究者對病例導(dǎo)入式教學(xué)方法中病例材料的選擇、病例課件的制作,以及教學(xué)方法的具體實施等,進(jìn)行了一系列卓有成效的探索。在案例材料選擇上,有學(xué)者提出以臨床常見方,常見病為主,盡量選取學(xué)生熟悉,對學(xué)生日后的臨床辨證論治能力具有啟發(fā)性的病案。也有專家指出要特別注意選擇中醫(yī)名家的病案,既要錄用辨證選方正確、療效確切的病案,也要有代表性的誤診誤治的病案。當(dāng)然,目前的病例導(dǎo)入法也存在方方面面的問題,比如病案在引入時,臨床表現(xiàn)、癥狀體征被教師歸納的井然有序,學(xué)生的辨證論治、歸納總結(jié)能力并沒有的到有效的訓(xùn)練,再加上有些疾病在初次或復(fù)次治療后的轉(zhuǎn)歸及預(yù)后也沒有詳細(xì)的記載,很難讓學(xué)生對該方有深刻的理解,掌握也就更無從提及了。在病例課件的制作上,多為口述、文字,更為生動的是由臨床病例制作的錄像。
4結(jié)語
全世界、研究機(jī)構(gòu)內(nèi)部、國家之間的科研合作程度均在增長,合作者通過合作開展了相互的學(xué)習(xí)并能在學(xué)術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生比個體更強(qiáng)的影響力。在一定的約束條件下合作確實能提升科研產(chǎn)出的質(zhì)量,同時通過合作發(fā)文整合合作雙方競爭力和技能,進(jìn)而能攻克難以解決的問題,提升成功的機(jī)會。而兩個地方之間的科學(xué)合作強(qiáng)度,一方面取決于互相學(xué)習(xí)的機(jī)會,另一方面則由合作所需的時間與金錢所決定,如研討會、學(xué)術(shù)會議、學(xué)習(xí)交流、研究室資源共享等形式的科研合作所形成的交通成本及耗時會隨著研究者之間的空間距離增加而增加。由此可見,交通及信息溝通方面的技術(shù)進(jìn)步通過簡化科研合作過程,降低遠(yuǎn)程信息溝通的交通成本及耗時促進(jìn)了科研合作這一增長趨勢。Hoekman的研究假設(shè)指出不僅是物理距離,地區(qū)邊界、國家邊界、語言邊界也會影響歐洲科研合作,但這一影響程度隨著時間減弱。那么中國技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科在NSFC項目資助下開展科研合作是否也如是?本文將沿用Hoekman的研究假設(shè)體系,形成本文的假設(shè)。假設(shè)1:對于技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科而言,隨著距離的增加,在NSFC項目資助下科研合作會隨之梯級式減少。假設(shè)2:技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科在NSFC項目資助下研究主體在跨越不同邊界時,科研合作會呈現(xiàn)出不同規(guī)律。
2數(shù)據(jù)來源及研究方法
科學(xué)研究產(chǎn)出包括發(fā)明、數(shù)據(jù)庫、專利、技術(shù)、專著以及發(fā)表的論文,其中科學(xué)期刊上發(fā)表的論文經(jīng)過同行評議從而保證了最基本的質(zhì)量及獨創(chuàng)性,從而發(fā)表的論文作為研究科學(xué)合作的載體以及一個體現(xiàn)個人學(xué)術(shù)價值的指標(biāo),是科學(xué)研究的重要產(chǎn)出形式之一。關(guān)于論文的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源有三種方法:其中之一是文獻(xiàn)計量和數(shù)據(jù)庫中所提取的已發(fā)表的論文。合作是指在科研項目中兩個或更多學(xué)者之間的密切交互,這種交互是帶有一個或更多目的的,如為獲取資源而合作等。Cumming提出了五種科研合作行為:責(zé)任劃分、資源共享、知識轉(zhuǎn)移、學(xué)術(shù)會議、交互技術(shù),觀察Cumming論文中的相關(guān)系數(shù)矩陣發(fā)現(xiàn)五種合作行為與六種項目產(chǎn)出之間的相關(guān)系數(shù)矩陣中,知識轉(zhuǎn)移與項目產(chǎn)出之間的6個相關(guān)系數(shù)均高于其他四個合作行為。進(jìn)而科研合作可以看作在公開發(fā)表物上的成對出現(xiàn)的地區(qū)名稱,所以對于本文所建立的數(shù)據(jù)庫而言,是在中國知網(wǎng)(以下簡稱CNKI)上發(fā)表的由NSFC項目資助下的共同發(fā)文的單位名稱。本文研究團(tuán)隊于2013年7月5日-12日期間在CNKI個人數(shù)字圖書館中,按照期刊檢索條件為“支持基金”,并在該選項中輸入技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科396名博導(dǎo)在1999-2012年間所獲475項NSFC項目的批準(zhǔn)號進(jìn)行摘要式檢索,共檢索到8156篇論文。采集檢索結(jié)果中的“作者”、“作者單位”、“年份”三項信息,所檢索出的信息逐一錄入“技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科基礎(chǔ)研究項目數(shù)據(jù)庫”。Katz總結(jié)了影響科學(xué)合作的十類因素,其中第十種就是空間距離的縮短。他提出分析位于不同空間位置上的合作關(guān)系應(yīng)包括三個步驟,參照Katz所提出的步驟,本文在第一步中構(gòu)造了技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科在NSFC項目資助下開展地區(qū)與地區(qū)之間的科研合作面板數(shù)據(jù)庫,同時對所使用的分析工具進(jìn)行了擴(kuò)展,如引入了引力模型開展靜態(tài)面板回歸和動態(tài)面板回歸。
3研究結(jié)論
3.1隨著距離的增加,合作是否會隨之梯級式減少
距離所造成的合作障礙因素包括文化的、語言的以及組織間的差異性,因此大部分的交流強(qiáng)度在本質(zhì)上會隨著兩個交互主體之間的距離增加而削弱,同時因為科研項目的順利推進(jìn)需要項目參與者頻繁地開展研討活動,從而處于相同或鄰近地域的學(xué)者之間開展科學(xué)合作的可能更高,更傾向于空間上的集聚。從空間上看是否是這樣呢?從圖1中展示的是1999-2013年期間8156篇論文中合作發(fā)文單位所在城市(同一城市內(nèi)部的除外)對子,可以看出中國技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科在NS-FC資助下開展科研合作的地理分布主要集中在經(jīng)度23°117''''E至45°75''''E以及緯度104°067''''N至126°65''''N的不規(guī)則梯形區(qū)域里,這一區(qū)域的四個頂點分別為成都、廣州、上海、哈爾濱。另外,華東地區(qū)是七大地區(qū)的重要合作伙伴,這便引發(fā)了如下問題,即圖1中僅是展示的是城市之間的合作,若從地區(qū)層面來看,又呈現(xiàn)出怎樣的更為深入的現(xiàn)象和規(guī)律呢?Hoekman對2000-2007年期間的WOS數(shù)據(jù)庫中33個歐盟國家的313個地區(qū)的合作發(fā)文數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)就總體而言,樣本的科學(xué)合作發(fā)文在顯著性水平為5%時,地區(qū)邊界效應(yīng)要強(qiáng)于國家邊界效應(yīng),而后者又強(qiáng)于語言邊界效應(yīng),這三者的彈性系數(shù)依次為:-3.342、-1.645、-0.969,其研究結(jié)果表明合作發(fā)文具有地域性,且“遠(yuǎn)程邏輯”與“地域邏輯”并存。本文對Hoekman的遠(yuǎn)程邏輯進(jìn)行細(xì)化,對應(yīng)圖2中的地區(qū)③間合作以及地區(qū)內(nèi)不同城市間合作,而地域邏輯對應(yīng)圖2中的地區(qū)內(nèi)相同城市不同學(xué)校間合作。圖2中三種合作占比在2003年以前呈振蕩態(tài)勢,以2004年為界地區(qū)間合作占比與地區(qū)內(nèi)相同城市不同學(xué)校之間合作占比兩折線開始呈現(xiàn)明顯的交錯上升態(tài)勢,地區(qū)間合作占比的最低值為2009年的0.067,而地區(qū)內(nèi)相同城市不同學(xué)校間合作占比的最低值出現(xiàn)在2005年為0.052,地區(qū)間不同城市間合作占比最高值于2012年達(dá)到0.051,這兩個占比的最低值均大于地區(qū)內(nèi)不同城市間合作占比的最大值,且從2005年開始后者一直遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于前兩者,說明技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科的NSFC項目資助下在發(fā)文上呈現(xiàn)出的“同城”偏好④以及“跨區(qū)”偏好,并隨著時間的推進(jìn)得到了加強(qiáng)。這兩個偏好的發(fā)現(xiàn)恰恰與Pan不謀而合。盡管當(dāng)前交互工具有較快發(fā)展,但科研合作中的引力定律仍成立,意味著科研工作者更傾向于尋求與他們位于同一區(qū)位的合作伙伴。然而遠(yuǎn)程合作卻并不少,且相互作用的強(qiáng)度呈指數(shù)衰減。由圖2發(fā)現(xiàn)假設(shè)1部分成立,即合作會減少,但不是梯級式的,而是發(fā)生了主體的躍遷,即跨區(qū)偏好和同城偏好之間的偏好躍遷。
3.2跨越不同邊界時,合作是否會呈現(xiàn)出不同規(guī)律
牛頓第三定律可用于揭示位于空間上不同點的主體之間的交互問題,利用引力模型分析影響區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中科研合作的決定性因素,兩個地區(qū)之間的合作強(qiáng)度取決于兩個地區(qū)各自的發(fā)文量及兩地區(qū)之間的物理距離。分別借助靜態(tài)面板和動態(tài)面板展開進(jìn)一步分析,可借助靜態(tài)面板對技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科NSFC項目資助下所開展的科研合作進(jìn)行分析,關(guān)于距離與科研合作相關(guān)關(guān)系的代表性文獻(xiàn)使用引力模型建立靜態(tài)面板的總結(jié)如表1所示。Montobbio總結(jié)了距離的四種測度:地理距離(包括三種計算方法:兩地區(qū)中人口最多的城市之間的經(jīng)緯度距離,也可用兩地區(qū)的中心城市之間的經(jīng)緯度距離,亦可用兩地區(qū)的最大城市之間加權(quán)的距離來衡量);考慮了交流成本的“時差”距離;文化歷史相關(guān)的距離;技術(shù)距離。由Montobbio的相關(guān)系數(shù)矩陣表發(fā)現(xiàn)第一種距離中的三種類型的距離在顯著性水平為5%下,三者兩兩之間的相關(guān)系數(shù)均為0.99,從而使用其中任何一種即可,同時結(jié)合表1的歸納,本文采用的是與Pan相同的測度形式,即以兩個地區(qū)中心城市之間的直線距離作為引力模型中的距離度量。根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理博點的分布,參照全國城鎮(zhèn)體系規(guī)劃(2006-2020年)的劃分,中國七大地區(qū)的中心城市最終確定為⑥:沈陽(東北)、上海(華東)、武漢(華中)、廣州(華南)、重慶(西南)、和西安(西北),本文中地區(qū)之間的直線距離采用地區(qū)中心城市之間的直線距離作為度量。本文所使用的引力模型與表1中Hoekman以及Ponds的形式相同為:Cij=kPα1iPα2jdβij,據(jù)此建立計量模型如下:lnco.pubij=α0+α1lnpubi+α2lnpubj+α3lndisij+vit(1)式1中co.pubij為地區(qū)i(第一作者所屬單位為地區(qū)i)與其他地區(qū)j的合作發(fā)文量,pubi表示地區(qū)i在NSFC項目資助下在CNKI上的總發(fā)文量,pubj表示地區(qū)j在NSFC項目資助下在CNKI上的總發(fā)文量,disij用兩地直線距離⑦表示。α0表示截距項,誤差項為vit,i=1,…,7為橫截面下標(biāo),t=1,…,13為時間單元下標(biāo)。經(jīng)過LLC單位根檢驗,發(fā)現(xiàn)co.pub、pub、dis均不存在單位根,說明不存在偽回歸,可以使用OLS進(jìn)行靜態(tài)面板回歸分析⑧,結(jié)果如表2所示。(1)地區(qū)合作的距離效應(yīng)、自我效應(yīng)、尋他效應(yīng)與滯后效應(yīng)空間上的鄰近性對于科研合作具有重要性,但在地區(qū)間的重要程度不同,一個地區(qū)的知識生產(chǎn)不僅受到其周邊地區(qū)的正向影響,而且與其所處的研究網(wǎng)絡(luò)中關(guān)系鄰近地區(qū)的影響,Scherngell研究發(fā)現(xiàn)兩個組織之間的距離每增加100km,兩者的合作會減少27.8%。表2對某個地區(qū)其他地區(qū)之間合作發(fā)文的計量模型進(jìn)行了靜態(tài)面板回歸,發(fā)現(xiàn)七個地區(qū)的距離與合作發(fā)文量之間的相關(guān)系數(shù)在1%的顯著性水平下均為負(fù)值并介于-0.16至-0.31之間,即距離disij與雙邊合作co.pubij呈負(fù)相關(guān)關(guān)系又即存在“距離效應(yīng)”。其中華南地區(qū)的距離系數(shù)最弱為-0.1615,說明短期內(nèi)空間上的鄰近性對于該地區(qū)開展合作的意愿并不強(qiáng)烈。而華東地區(qū)的距離系數(shù)最強(qiáng)為-0.3017,表明在短期內(nèi)空間距離仍是影響該地區(qū)開展科研合作的關(guān)鍵因素,意味著該地區(qū)開展區(qū)際間合作時地域空間的鄰近性顯得更為重要。地區(qū)i及其他地區(qū)j的合作發(fā)文量co.pubij與該地區(qū)自身發(fā)文量pubi之間呈正相關(guān)關(guān)系,其中在顯著性水平為1%時,華東地區(qū)自身發(fā)文量每增加100篇,其與其他六個地區(qū)的合作發(fā)文量便會增加64.83篇,在七個地區(qū)中“自我效應(yīng)”最強(qiáng)?!白晕倚?yīng)”強(qiáng)即當(dāng)對方合作發(fā)文量一定時,某地區(qū)自身發(fā)文量越多則其會吸引其他地區(qū)參與合作發(fā)文的意愿越強(qiáng)。西北地區(qū)的“自我效應(yīng)”最弱,其相關(guān)系數(shù)雖也為正,但不顯著。自身發(fā)文量彈性系數(shù)低于0.3的地區(qū)有東北(0.2899)、華北(0.2998)、華南(0.2609),高于0.3的地區(qū)為華中和西南其系數(shù)值分別為0.3368和0.3442。地區(qū)i的合作伙伴j的發(fā)文量pubj也會對這兩個地區(qū)間合作發(fā)文量co.pubij產(chǎn)生影響,但卻呈現(xiàn)出正向和反向兩種情況:如華東地區(qū)合作伙伴發(fā)文量會對華東地區(qū)的合作發(fā)文量產(chǎn)生反向影響,相關(guān)系數(shù)為-0.0191(雖然并不顯著)。華南和西南的合作伙伴發(fā)文量雖然會對這兩個地區(qū)合作發(fā)文量產(chǎn)生正向影響即為正相關(guān)系數(shù),但卻不顯著。東北和西北的合作伙伴發(fā)文量與這兩個地區(qū)合作發(fā)文量的彈性系數(shù)均高于0.3,在顯著性水平均為1%時分別為0.3270和0.4707,其中西北地區(qū)的“尋他效應(yīng)”最強(qiáng),即當(dāng)該地區(qū)自身發(fā)文量一定時,其合作伙伴發(fā)文量越大,則西北地區(qū)尋求與合作伙伴共同發(fā)文的意愿越強(qiáng)。表2的分析均為技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科基礎(chǔ)研究合作的短期規(guī)律,那么長期條件下又會呈現(xiàn)出怎樣的規(guī)律呢?借助動態(tài)面板開展進(jìn)一步分析,引入co.pubij的滯后項,建立模型如下:lnco.pubij=α0+α1lnL.co.pubij+α2lnpubi+α3lnpubj+α4lndisij+vit(2)由于引入被解釋變量的滯后一期項,進(jìn)而造成了估計的內(nèi)生性問題,可采用由Blundell和Bond所提出的系統(tǒng)廣義矩估計(SYS-GMM)(由于其具有更好的有限樣本性質(zhì),減小了一階差分GMM估計量的偏誤而被廣泛應(yīng)用)。本文利用了更多的樣本信息,可以控制某些解釋變量內(nèi)生性問題的一步系統(tǒng)廣義矩估計SYS-GMM對式(2)進(jìn)行參數(shù)估計,結(jié)果見表3所示。當(dāng)引入滯后一期合作發(fā)文量作為解釋變量后,發(fā)現(xiàn)華南、華中、西南的Sargen值均低于0.05,分別為0.0000、0.0139、0.0049,表明未通過Sargen檢驗即存在工具變量的過度識別問題。表3中僅有東北、華北、華東、西北四個地區(qū)的動態(tài)面板估計結(jié)果具有穩(wěn)健性。觀察表3發(fā)現(xiàn)東北地區(qū)的滯后一期合作發(fā)文量會對當(dāng)期合作發(fā)文量在顯著性水平為5%的條件下存在正向影響,相關(guān)系數(shù)為0.3574,表明東北地區(qū)上一期與其他地區(qū)的合作文量每增加100篇,下一期的合作發(fā)文量便會增加35.74篇??烧J(rèn)為東北地區(qū)存在“滯后效應(yīng)”即前一期的合作發(fā)文量L.co.pubij會對后一期的合作發(fā)文量co.pubij產(chǎn)生顯著性影響作用,這與Defazio以及Jonkers的研究結(jié)論相吻合。Defazio利用GMM模型對1990-2004年間歐盟項目資助的科研網(wǎng)絡(luò)中296位學(xué)者在基金資助下的科研合作進(jìn)行了回歸分析,發(fā)現(xiàn)在資助期結(jié)束后,科研網(wǎng)絡(luò)中的合作對科研產(chǎn)出呈顯著正相關(guān)關(guān)系,且上一期的論文產(chǎn)出對后一期的論文產(chǎn)出在顯著性水平為1%下呈正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)介于2.40-2.55之間。Jonkers在2009-2011年期間對阿根廷布宜諾斯艾利斯的CONICET科研機(jī)構(gòu)124位受訪者所做的問卷調(diào)查所得數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析后,同時前期發(fā)文量與當(dāng)年國際合作發(fā)文量之間在顯著性水平為5%下呈正相關(guān)關(guān)系,且相關(guān)系數(shù)為1.01??梢园l(fā)現(xiàn)這兩項研究結(jié)果中的相關(guān)系數(shù)均高于本文表3中的相關(guān)系數(shù)值。華東地區(qū)、西北地區(qū)的滯后一期合作發(fā)文量對當(dāng)期合作發(fā)文量的彈性系數(shù)在1%顯著性水平下分別為0.3310和0.2713。而華北地區(qū)的“滯后效應(yīng)”不顯著,東北地區(qū)的滯后效應(yīng)最強(qiáng)。另外,當(dāng)解釋變量系統(tǒng)中引入滯后一期合作發(fā)文量后,其他解釋變量的彈性系數(shù)也相應(yīng)發(fā)生了變化,四個地區(qū)中僅有華東地區(qū)的所有解釋變量的彈性系數(shù)不僅作用方向沒有改變且作用強(qiáng)度加大了,稱為華東模式:短期內(nèi)華東地區(qū)的距離效應(yīng)(顯著)、自主效應(yīng)(顯著)均在長期內(nèi)得到了強(qiáng)化,而短期內(nèi)不顯著的負(fù)向?qū)に?yīng)在長期內(nèi)卻變得顯著了。這表明華東地區(qū)在當(dāng)前及以后一段時期內(nèi)仍是具有吸引力的合作伙伴,該地區(qū)作為技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科基礎(chǔ)研究的重要知識基地,吸引其他地區(qū)與其合作的引力會更強(qiáng)。長期內(nèi)距離效應(yīng)變得不顯著的地區(qū)為華北、西北,表明短期內(nèi)華北、西北兩個地區(qū)尋求合作伙伴的距離障礙在長期里卻會“消融”,這種現(xiàn)象也發(fā)生在5thEUFP項目的公共科研合作中,Scherngell認(rèn)為主要原因可能是政府要求每個科研項目中必須有國際合作伙伴。由于本文的樣本數(shù)據(jù)為中國國內(nèi)數(shù)據(jù),基于此可以認(rèn)為NSFC不僅應(yīng)加強(qiáng)國際地區(qū)間合作,更應(yīng)首要加強(qiáng)國內(nèi)(地區(qū))合作。但多長時間才能出現(xiàn)距離的消融卻是一個問題,部分取決于NSFC能否以及多大力度在項目資助政策上鼓勵合作研究,若是則距離消融的時長會大大縮短。Montobbio采集了1990-2004年間11個發(fā)展中國家與7個發(fā)達(dá)國家的USPTO專利申請者的14684項合作開發(fā)的專利,利用引力模型進(jìn)行回歸分析發(fā)現(xiàn):創(chuàng)新力越高、人口越多的國家的預(yù)期合作越多,越多的當(dāng)?shù)匦枨髸档涂臻g距離對開展合作的影響,反映在相關(guān)系數(shù)上絕對值減小。這一原因也可用于解釋為何長期中西南、華東的距離障礙卻未消融,即西南和華東地區(qū)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科在NSFC項目資助下開展科研合作的需求更多地集中在地區(qū)內(nèi)部。長期內(nèi)華北地區(qū)合作伙伴的發(fā)文量對華北地區(qū)合作發(fā)文量不會產(chǎn)生顯著影響,相關(guān)系數(shù)為-0.0994(不顯著),表明條件充分的時華北地區(qū)可能會向華東模式演進(jìn),而條件之一便可能是技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理博導(dǎo)的時空遷徙,本文統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示在統(tǒng)計期內(nèi)發(fā)生遷徙的博導(dǎo)中有16.7%的遷徙進(jìn)入華北地區(qū)。而跨省合作的現(xiàn)象并不顯著,但對于技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科而言其開展科研合作是否也如是呢,且又呈現(xiàn)出什么樣的細(xì)化特征?本文對20個技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理博士點所在城市開展合作發(fā)文占比為前三四分位數(shù)的鄰省合作占比、同省合作占比以及不相鄰省域合作占比三個指標(biāo)在圖3中進(jìn)行了展示。發(fā)現(xiàn)圖3中大橢圓以及小橢圓所包括的點呈現(xiàn)出“剪刀差”走勢。城市內(nèi)合作占總體合作的占比大于20.00%的為:哈爾濱40.98%,南京32.93%,長沙29.02%,合肥27.92%,北京26.65%,西安24.24%,天津23.08%,上海21.13%,武漢20.25%,成都20.00%。圖3中,對技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理博士點所在的20個城市按照不相鄰省域合作占比值由高到低對三個指標(biāo)同時進(jìn)行了排序,發(fā)現(xiàn)福州、南昌、長春、杭州、哈爾濱、南京、北京、沈陽、長沙、成都這10個城市中的不相鄰神域合作占比折線與同省合作占比折線形成了一個大“剪刀差”趨勢,且由前至后開展鄰省合作的意愿和頻率均很低,說明隨著這10個城市的不相鄰省域合作意愿的減弱,同省合作的傾向卻得到了加強(qiáng)。相對而言,福州、南昌、長春三市的不相鄰省域合作傾向幾乎是占絕對主導(dǎo)的。而重慶、武漢、合肥、西安、太原這5個城市的不相鄰省域合作占比折線與鄰省合作占比的折線也形成了一個小“剪刀差”趨勢,且由前至后開展同省合作的意愿均很低,說明這五市開展鄰省及不相鄰省域合作的意愿及頻率均相對較強(qiáng)。綜上所述,研究結(jié)論顯示不論是從地區(qū)層面,還是省域?qū)用?,均發(fā)現(xiàn)假設(shè)2成立。
4主要結(jié)論及展望
論文摘要:計算科學(xué)主要講述了一種科學(xué)的思想方法,計算科學(xué)的基本概念、基本知識它的發(fā)展主線、學(xué)科分支、還有計算科學(xué)的特點、發(fā)展規(guī)律和趨勢。
引言:隨著存儲程序式通用電子計算機(jī)在上世紀(jì)40年代的誕生,和計算科學(xué)的快速發(fā)展以及取得的大量成果。計算科學(xué)這一學(xué)科也也應(yīng)運(yùn)而生?!队嬎憧茖W(xué)導(dǎo)論》正如此書的名字,此書很好的詮釋了計算科學(xué)這一學(xué)科,并且指導(dǎo)了我們應(yīng)如何去學(xué)好這一學(xué)科。使得我們收獲頗多。并且讓我深深的反思了我的大學(xué)生活。正如趙老師書中所講的:“計算科學(xué)是年輕人的科學(xué),一旦你選擇了計算科學(xué)作為你為之奮斗的專業(yè)類領(lǐng)域,就等于你選擇了一條布滿荊棘的道路。一個有志于從事計算科學(xué)研究與開發(fā)的學(xué)生,必須在大學(xué)幾年的學(xué)習(xí)中,打下堅實的基礎(chǔ),才有可能在將來學(xué)科的高速發(fā)展中,或在計算機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)和快速更新?lián)Q代中有所作為。
一、什么是計算科學(xué)和它的來歷
計算科學(xué)主要是對描述和變換信息的算法過程,包括其理論、分析、設(shè)計、效率分析、實現(xiàn)和應(yīng)用的系統(tǒng)研究。全部計算科學(xué)的基本問題是,什么能(有效的)自動運(yùn)行,什么不能(有效的)自動運(yùn)行。本科學(xué)來源于對數(shù)理邏輯、計算模型、算法理論、自動計算機(jī)器的研究,形成于20世紀(jì)30年代的后期。
隨著存儲程序式通用電子計算機(jī)在上世紀(jì)40年代的誕生,人類使用自動計算裝置代替人的人工計算和手工勞動的夢想成為現(xiàn)實。計算科學(xué)的快速發(fā)展以也取得大量成果,計算科學(xué)這一學(xué)科也也應(yīng)運(yùn)而生。
二、計算科學(xué)的發(fā)展
a、首先先介紹圖靈機(jī)
圖靈機(jī)的發(fā)明打開了現(xiàn)代計算機(jī)的大門和發(fā)展之路。圖靈機(jī)通過一條兩端可無限延長的袋子,一個讀寫頭和一組控制讀寫頭的(控制器)組成它有一個狀態(tài)集和符號集,而此符號集一般只使用0和1兩個符號。而就是這個簡潔的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理隱含了存儲程序的原始思想,深刻的揭示了現(xiàn)代通用電子數(shù)字計算機(jī)的核心內(nèi)容?,F(xiàn)在通用的計算機(jī)是電子數(shù)字計算機(jī),而電子數(shù)字計算機(jī)的發(fā)展是建立在圖靈機(jī)的基礎(chǔ)之上。他的二進(jìn)制思想使計算機(jī)的制作的簡化成只需兩個穩(wěn)定態(tài)的元器件。這在今后的計算機(jī)制作上無論是二極管或集成電路上都顯示了明顯的優(yōu)越性。
b、計算機(jī)帶動的計算學(xué)科
1946年隨著現(xiàn)代意義上的電子數(shù)字計算機(jī)ENIAC的誕生。掀起了社會快速發(fā)展的嶄新一頁。計算機(jī)工作和運(yùn)行就擺在了人們的面前。
1、計算機(jī)語言
我們要用計算機(jī)求解一個問題,必須事先編好程序。因此就出現(xiàn)了最早的機(jī)器指令和匯編語言。20世紀(jì)50年代后,計算機(jī)的發(fā)展步入了實用化的階段。然而,在最初的應(yīng)用中,人們普遍感到使用機(jī)器指令編制程序不僅效率低下,而且十分別扭,也不利于交流和軟件維護(hù),復(fù)雜程序查找錯誤尤其困難,因此,軟件開發(fā)急需一種高級的類似于自然語言那樣的程序設(shè)計語言。1952年,第一個程序設(shè)計語言ShortCode出現(xiàn)。兩年后,F(xiàn)ortran問世。作為一種面向科學(xué)計算的高級程序設(shè)計語言,F(xiàn)ortran的最大功績在于牢固地樹立了高級語言的地位,并使之成為世界通用的程序設(shè)計語言。Algol60的誕生是計算機(jī)語言的研究成為一門科學(xué)的標(biāo)志。該語言的文本中提出了一整套的新概念,如變量的類型說明和作用域規(guī)則、過程的遞歸性及參數(shù)傳遞機(jī)制等。而且,它是第一個用嚴(yán)格的語法規(guī)則——巴科斯范式(BNF)定義語言文法的高級語言。還有用于支持結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的PASCAL語言,適合于軍隊各方面應(yīng)用的大型通用程序設(shè)計語言ADA,支持并發(fā)程序設(shè)計的MODULA-2,支持邏輯程序設(shè)計的PROLOG語言,支持人工智能程序設(shè)計的LISP語言,支持面積對象程序變換的SMALLTALK、C等。
2、計算機(jī)系統(tǒng)和軟件開發(fā)方法
現(xiàn)代意義上的計算機(jī)絕不是一個簡單的計算機(jī)了而也包括了軟件(系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件)。各種各樣的軟件使得計算機(jī)的用途大大增強(qiáng)。而軟件開發(fā)也成為了一個重要課題和發(fā)展方向。軟件開發(fā)的理論基礎(chǔ)即是計算模型。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式處理和多媒體的發(fā)展。在各種高級程序設(shè)計語言中增加并發(fā)機(jī)構(gòu)以支持分布式程序設(shè)計,在語言中通過擴(kuò)展繪圖子程序以支持計算機(jī)圖形學(xué)程序設(shè)計在程序設(shè)計語言中已非常的流行。之后,在模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換等接口技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的支持下,通過擴(kuò)展高級語言的程序庫又實現(xiàn)了多媒體程序設(shè)計的構(gòu)想。進(jìn)入20世紀(jì)90年代之后,并行計算機(jī)和分布式大規(guī)模異質(zhì)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展又將并行程序設(shè)計語言、并行編譯程序、并行操作系統(tǒng)、并行與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等試行軟件的開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)依然與高級語言和計算模型密切相關(guān),如各種并行、并發(fā)程序設(shè)計語言,進(jìn)程代數(shù),PETRI網(wǎng)等,它們正是軟件開發(fā)方法和技術(shù)的研究中支持不同階段軟件開發(fā)的程序設(shè)計語言和支持這些軟件開發(fā)方法和技術(shù)的理論基礎(chǔ)----計算模型
3、計算機(jī)圖形學(xué)
在計算機(jī)的硬件的迅速發(fā)展中。隨著它的存儲容量的增大,也掀起了計算機(jī)的巨大改革。計算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理技術(shù)的發(fā)展,促使圖形化界面的出現(xiàn)。計算機(jī)圖形學(xué)是使用計算機(jī)輔助產(chǎn)生圖形并對圖形進(jìn)行處理的科學(xué)。并由此推動了計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)、計算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)、計算機(jī)輔助信息處理、計算機(jī)輔助測試(CAT)等方向的發(fā)展。圖形化界面的出現(xiàn),徹底改變了在一個黑色的DOS窗口前敲代碼輸入控制命令的時代。同時也成就了一個偉大的公司Microsoft。
4、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
隨著用戶迫切需要實現(xiàn)不同計算機(jī)上的軟硬件和信息資源共享。網(wǎng)絡(luò)就在我們的需求中誕生了。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和信息資源的交換使每臺計算都變成了網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)。這也促進(jìn)計算機(jī)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
三、計算機(jī)學(xué)科的主線及發(fā)展方向
圍繞著學(xué)科基本問題而展開的大量具體研究,形成學(xué)科發(fā)展的主流方向與學(xué)科發(fā)展主線和學(xué)科自身的知識組織結(jié)構(gòu)。計算學(xué)科內(nèi)容按照基礎(chǔ)理論、基本開發(fā)技術(shù)、應(yīng)用以及他們與硬件設(shè)備聯(lián)系的緊密程度分成三個層面:
1、計算科學(xué)應(yīng)用層
它包括人工智能應(yīng)用與系統(tǒng),信息、管理與決策系統(tǒng),移動計算,計劃可視化,科學(xué)計算機(jī)等計算機(jī)應(yīng)用的各個方向。
2、計算科學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)層
它是為應(yīng)用層提供技術(shù)和環(huán)境的一個層面,包括軟件開發(fā)方法學(xué),計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù),程序設(shè)計科學(xué),計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、電子計算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)。
3、計算科學(xué)的基礎(chǔ)層
它包括計算科學(xué)的數(shù)學(xué)理論,高等邏輯等內(nèi)容。其中計算的數(shù)學(xué)理論涵蓋可計算性與計算復(fù)雜性理論形式語言與計算機(jī)理論等。
四、計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)安全
(1)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與病毒
一個現(xiàn)代計算機(jī)被定義為包含存儲器、處理器、功能部件、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、匯編程序、編譯程序、操作系統(tǒng)、外部設(shè)備、通信通道等內(nèi)容的系統(tǒng)。
通過上面定義,我們發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)也被加入到計算機(jī)當(dāng)中。說明了網(wǎng)絡(luò)的重要以及普及性。21世紀(jì)是信息時代。信息已成為一種重要的戰(zhàn)略資。信息科學(xué)成為最活躍的領(lǐng)域之一,信息技術(shù)改變著人們的生活方式?,F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、教育、企業(yè)生產(chǎn)、與經(jīng)營管理、信息服務(wù)等各個方面。全世界的互聯(lián)網(wǎng)Internet正在爆炸性的擴(kuò)大,已經(jīng)成為覆蓋全球的信息基礎(chǔ)設(shè)施之一。
因為互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與應(yīng)用,我們各行各業(yè)都在使用計算機(jī)。信息安全也顯得格外重要。而隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn),來自計算機(jī)病毒和黑客的攻擊及其他方面的威脅也越來越大。其中計算機(jī)病毒更是很難根治的主要威脅之一。計算機(jī)病毒給我們帶來的負(fù)面影響和損失是刻骨銘心的,譬如1999年爆發(fā)的CIH病毒以及2003年元月的蠕蟲王病毒等都給廣大用戶帶來巨大的損失。
我們想更好的讓計算機(jī)為我們服務(wù),我們就必須很好的利用它,利用網(wǎng)絡(luò)。同時我們也應(yīng)該建立起自己的防護(hù)措施,以抵抗外來信息的侵入,保護(hù)我們的信息不受攻擊和破壞。
(2)計算機(jī)病毒及它的防范措施:
計算機(jī)病毒是一組通過復(fù)制自身來感染其它軟件的程序。當(dāng)程序運(yùn)行時,嵌入的病毒也隨之運(yùn)行并感染其它程序。一些病毒不帶有惡意攻擊性編碼,但更多的病毒攜帶毒碼,一旦被事先設(shè)定好的環(huán)境激發(fā),即可感染和破壞。
<一>、病毒的入侵方式
1.無線電方式。主要是通過無線電把病毒碼發(fā)射到對方電子系統(tǒng)中。此方式是計算機(jī)病毒注入的最佳方式,同時技術(shù)難度也最大??赡艿耐緩接校孩僦苯酉?qū)Ψ诫娮酉到y(tǒng)的無線電接收器或設(shè)備發(fā)射,使接收器對其進(jìn)行處理并把病毒傳染到目標(biāo)機(jī)上。②冒充合法無線傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)得到的或使用標(biāo)準(zhǔn)的無線電傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)格式,發(fā)射病毒碼,使之能夠混在合法傳輸信號中,進(jìn)入接收器,進(jìn)而進(jìn)人信息網(wǎng)絡(luò)。③尋找對方信息系統(tǒng)保護(hù)最差的地方進(jìn)行病毒注放。通過對方未保護(hù)的數(shù)據(jù)鏈路,將病毒傳染到被保護(hù)的鏈路或目標(biāo)中。
2.“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件(如芯片)和軟件中,然后把此硬件和軟件直接或間接交付給對方,使病毒直接傳染給對方電子系統(tǒng),在需要時將其激活,達(dá)到攻擊目的。這種攻擊方法十分隱蔽,即使芯片或組件被徹底檢查,也很難保證其沒有其他特殊功能。目前,我國很多計算機(jī)組件依賴進(jìn)口,困此,很容易受到芯片的攻擊。
3.后門攻擊方式。后門,是計算機(jī)安全系統(tǒng)中的一個小洞,由軟件設(shè)計師或維護(hù)人發(fā)明,允許知道其存在的人繞過正常安全防護(hù)措施進(jìn)入系統(tǒng)。攻擊后門的形式有許多種,如控制電磁脈沖可將病毒注入目標(biāo)系統(tǒng)。計算機(jī)入侵者就常通過后門進(jìn)行攻擊,如目前普遍使用的WINDOWS98,就存在這樣的后門。
4.?dāng)?shù)據(jù)控制鏈侵入方式。隨著因特網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使計算機(jī)病毒通過計算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)控制鏈侵入成為可能。使用遠(yuǎn)程修改技術(shù),可以很容易地改變數(shù)據(jù)控制鏈的正常路徑。
<二>病毒攻擊的防范的對策
1.建立有效的計算機(jī)病毒防護(hù)體系。有效的計算機(jī)病毒防護(hù)體系應(yīng)包括多個防護(hù)層。一是訪問控制層;二是病毒檢測層;三是病毒遏制層;四是病毒清除層;五是系統(tǒng)恢復(fù)層;六是應(yīng)急計劃層。上述六層計算機(jī)防護(hù)體系,須有有效的硬件和軟件技術(shù)的支持,如安全設(shè)計及規(guī)范操作。
2.嚴(yán)把收硬件安全關(guān)。國家的機(jī)密信息系統(tǒng)所用設(shè)備和系列產(chǎn)品,應(yīng)建立自己的生產(chǎn)企業(yè),實現(xiàn)計算機(jī)的國產(chǎn)化、系列化;對引進(jìn)的計算機(jī)系統(tǒng)要在進(jìn)行安全性檢查后才能啟用,以預(yù)防和限制計算機(jī)病毒伺機(jī)入侵。
3.防止電磁輻射和電磁泄露。采取電磁屏蔽的方法,阻斷電磁波輻射,這樣,不僅可以達(dá)到防止計算機(jī)信息泄露的目的,而且可以防止“電磁輻射式”病毒的攻擊。
4.加強(qiáng)計算機(jī)應(yīng)急反應(yīng)分隊建設(shè)。應(yīng)成立自動化系統(tǒng)安全支援分隊,以解決計算機(jī)防御性的有關(guān)問題。
很多公司都有因為電腦被入侵而遭受嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失的慘痛經(jīng)歷,不少普通用戶也未能避免電腦被破壞的厄運(yùn),造成如此大損失的并不一定都是技術(shù)高超的入侵者所為,小小的字符串帶給我們的損失已經(jīng)太多。因此,如果你是數(shù)據(jù)庫程序開發(fā)人員、如果你是系統(tǒng)級應(yīng)用程序開發(fā)人員、如果你是高級計算機(jī)用戶、如果你是論壇管理人員......請密切注意有關(guān)字符漏洞以及其他各類漏洞的最新消息及其補(bǔ)丁,及時在你的程序中寫入防范最新字符漏洞攻擊的安全檢查代碼并為你的系統(tǒng)安裝最新的補(bǔ)丁會讓你遠(yuǎn)離字符帶來的危險。經(jīng)常殺毒,注意外來設(shè)備在計算機(jī)上的使用和計算機(jī)對外網(wǎng)的鏈接。也可以大大有效的避免計算機(jī)被攻擊。
五、總結(jié)
在學(xué)了計算科學(xué)導(dǎo)論之后,讓我更深入的了解了我將來要從事的學(xué)科。計算科學(xué)導(dǎo)論指導(dǎo)著我們該怎么學(xué)習(xí)計算機(jī)。讓我更清楚的知道我們信息安全專業(yè)的方向。正如計算科學(xué)這座大樓一樣,在不斷的成長。信息安全也必將隨著網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展而更多的被人們重視??傊畬W(xué)習(xí)了這門課之后讓我受益匪淺,也知道自己應(yīng)該好好努力,爭取在自己的專業(yè)領(lǐng)域上有所成就。
參考文獻(xiàn):
1、《計算科學(xué)導(dǎo)論》(第三版),趙志琢著,科學(xué)出版社2004版
2、《計算機(jī)病毒分析與對抗》傅建明彭國軍張煥國編著武漢大學(xué)出版社2004版
1.1師生關(guān)系型科技創(chuàng)新團(tuán)隊。這種模式的團(tuán)隊在高等院校內(nèi)部普遍存在,且絕大多數(shù)屬單一學(xué)科型的團(tuán)隊,在這種模式團(tuán)隊內(nèi),絕大部分教師都是固定的在編人員,有些人員自參加工作后就固定在一個單位,或者是畢業(yè)后就直接留在導(dǎo)師所在的單位,師生關(guān)系使之容易成為團(tuán)隊最忠誠的合作伙伴,其優(yōu)勢在于團(tuán)隊成員相對穩(wěn)定,適合長期項目的研究與開發(fā)工作。除科研工作外,同時也承擔(dān)教學(xué)工作;但由于學(xué)科內(nèi)不斷地“近親繁殖”,往往容易形成固定的思維方式和研究方法,再加上部門之間的封閉和長期缺少對外交流,科研人員的競爭意識和危機(jī)感不強(qiáng),導(dǎo)致科研思維僵化、學(xué)術(shù)氛圍沉悶,非常不利于科技創(chuàng)新和學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展,很難有原創(chuàng)性的成果出現(xiàn)。
1.2項目合作關(guān)系型科技創(chuàng)新團(tuán)隊。這種模式的團(tuán)隊在高等院校內(nèi)也占有一定的數(shù)量,科研項目合作是建立這種模式團(tuán)隊的唯一聯(lián)系紐帶,其優(yōu)勢在于可以組織不同學(xué)科、甚至不同機(jī)構(gòu)(包括院校、企事業(yè)單位等)、不同地域的人員結(jié)成科技創(chuàng)新聯(lián)盟,相互借簽或利用在不同學(xué)科、不同機(jī)構(gòu)等方面的研究理論、研究方法以及設(shè)備資源優(yōu)勢等,共同執(zhí)行對某一項目的研究與開發(fā)工作。這是一種相對復(fù)雜的科學(xué)技術(shù)組織,帶有較為濃厚的利益色彩,如果處理不當(dāng),會產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)利益或知識產(chǎn)權(quán)等方面的糾紛。這種模式團(tuán)隊的組織結(jié)構(gòu)沒有保障,絕大多數(shù)隨著科研項目結(jié)束而宣告團(tuán)隊解散,缺少保障機(jī)制和持續(xù)發(fā)展的運(yùn)營模式。目前,高等除上述提及的院校普遍采用的兩種基本創(chuàng)新團(tuán)隊模式外,還有各種以“科研平臺為基礎(chǔ)的科技創(chuàng)新團(tuán)隊”、各類“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)盟、各類技術(shù)聯(lián)盟、各類專業(yè)技術(shù)協(xié)會、學(xué)會等一些正式和非正式的技術(shù)或?qū)W術(shù)組織夾雜在其中,雖然這些學(xué)術(shù)組織在一定的歷史時期能夠促進(jìn)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展,但無法滿足日益加快的科技創(chuàng)新進(jìn)程要求。因此,必須尋找一種普遍、適用的科技創(chuàng)新團(tuán)隊模式來替代或補(bǔ)充當(dāng)前高等院校中的兩種基本模式。
2以學(xué)科為基礎(chǔ)的創(chuàng)新團(tuán)隊構(gòu)成模式
2.1推廣建立以重點學(xué)科、特色學(xué)科為基礎(chǔ)的技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)。這類以單一學(xué)科為主體的團(tuán)隊還大都保留了院、系和教研室三級管理體系,有很好的管理運(yùn)行基礎(chǔ),通過適當(dāng)?shù)母母镎{(diào)整,作為以學(xué)科為基礎(chǔ)的創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)的切入點和突破口,按學(xué)科門類組建基礎(chǔ)型學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊。這種模式在高等院校內(nèi)很容易推廣起來。
2.2鼓勵建立以綜合學(xué)科為基礎(chǔ)的科技創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)。設(shè)立綜合學(xué)科團(tuán)隊是科技創(chuàng)新發(fā)展趨勢的一個重要保證,必須打破學(xué)科壁壘,打破個人對單一學(xué)科忠誠的思想禁錮,打破傳統(tǒng)的行政管理體制,由組織上聯(lián)合轉(zhuǎn)向?qū)W術(shù)上聯(lián)合,推動不同學(xué)科領(lǐng)域的交流與合作,促進(jìn)科研的深入發(fā)展,發(fā)揮創(chuàng)新作用,開發(fā)新的研究領(lǐng)域和社會服務(wù)項目以及培育有創(chuàng)新思維的人才。
2.3加強(qiáng)以科研平臺為基礎(chǔ)的科技創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)。學(xué)科匯聚是科研平臺的一項基本特征,其本身的團(tuán)隊大都是經(jīng)過優(yōu)化整合的綜合學(xué)科團(tuán)隊。同時,科研平臺也是大學(xué)教育過程中創(chuàng)新人才培養(yǎng)和聚集的主要陣地。截止2012年12月底,全國各類高等院校內(nèi)中有上級部門批準(zhǔn)的研究與發(fā)展機(jī)構(gòu)達(dá)5564個,除上級部門批準(zhǔn)之外,各高等院校還有一大批校、院級別的研究機(jī)構(gòu)沒有統(tǒng)計在列。加強(qiáng)這些科研平臺創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè),將會收到事半功倍的效果。
2.4利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)加強(qiáng)學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)?,F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展不但縮小了時間和空間上的距離,也使管理理念和管理模式發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變。團(tuán)隊間的學(xué)習(xí)、交流變得更加便捷,同時也成為營造團(tuán)隊的科研氛圍、溝通信息,增進(jìn)團(tuán)隊文化、增強(qiáng)團(tuán)隊凝聚力的有力武器。
2.5建立以人為本的團(tuán)隊管理和經(jīng)營機(jī)制。管理講效率,經(jīng)營講效益;二者是不同的運(yùn)行質(zhì)態(tài),管理關(guān)注上級評價,對上級負(fù)責(zé),經(jīng)營關(guān)注質(zhì)量和市場,是創(chuàng)新和發(fā)展;建立以人為本的管理機(jī)制,就是變管理為經(jīng)營,經(jīng)營在先,管理在后,管理為經(jīng)營服務(wù),對經(jīng)營負(fù)責(zé)。首先,要建立靈活的學(xué)術(shù)活動制度,如按學(xué)科或科研方向組織定期或不定期的學(xué)術(shù)沙龍,逐步形成良好的學(xué)術(shù)氛圍,進(jìn)一步凝練研究方向;其次,要厘清團(tuán)隊負(fù)責(zé)人與各級P(IPrincipleInvestigator)的關(guān)系,團(tuán)隊負(fù)責(zé)人可以是一位積極性高、認(rèn)真負(fù)責(zé)的人,而不一定是學(xué)術(shù)水平最高的PI,可按需求設(shè)定團(tuán)隊負(fù)責(zé)人職數(shù);再次,確保每一名團(tuán)隊成員有平等的話語權(quán),能夠發(fā)表學(xué)術(shù)意見或提出建議??傊瑘F(tuán)隊內(nèi)部盡最大可能實現(xiàn)扁平化管理,充分發(fā)揮和調(diào)動每一位成員的積極性的創(chuàng)造性。
3以學(xué)科為基礎(chǔ)的科技創(chuàng)新團(tuán)隊特征
3.1交流與合作是學(xué)科型創(chuàng)新團(tuán)隊的基本特征。學(xué)科團(tuán)隊能夠使不同專業(yè)、不同素質(zhì)和專長的人員相互合作,誘發(fā)創(chuàng)造力,形成智力疊加和重組,形成人才群落;同時,通過團(tuán)隊間的相互交流與幫助,在科學(xué)理論、實驗技能、實驗方法等多方面實現(xiàn)共享和優(yōu)勢互補(bǔ),達(dá)到事半功倍的效果。
3.2最具有持久、動態(tài)、開放性質(zhì)的組織。一般情況下,學(xué)科建設(shè)是一個歷久彌新的過程,不會因為人員的變遷而發(fā)生太大變化,具有相對的穩(wěn)定性和持久性;學(xué)科建設(shè)是一個不斷補(bǔ)充新生力量的過程,青年教師、博碩士研究生是新生力量的主體,這一性質(zhì)決定其是動態(tài)的組織;有些科研項目研發(fā)需要吸納不同學(xué)科的人員加入,要打破學(xué)科界限進(jìn)行合作研究,這一性質(zhì)又決定其必須是一個開放性的組織。
人或動物的生存與植物的關(guān)系
不久前,我們家搬入了現(xiàn)在的新房子。剛搬完家,叔叔阿姨們就送來了好幾盆花和幾株樹。門口、客廳里、房間里和陽臺上都擺上了盆景。我對爸爸說:“我們家都有成植物園了,擺那么多的植物干嗎?”爸爸笑著說:“植物能制造氣氛,凈化空氣,人和動物誰都離不開它們,離開了它們都有不能生存?!比嘶騽游镫x開植物后不能生存?為什么人或動物離開植物后不能生存?我將信將疑。決定做幾個小實驗來證明這個問題。
星期天,我從車庫里抓來兩只老鼠。這兩只可憐的小老鼠即將成為我的實驗品。它們不停地掙扎著,圓溜溜的一次性薄膜桌布小眼睛瞪著我。我把第一只小巧玲瓏?yán)鲜蠓旁谝粋€大魚缸里,用把玻璃瓶封得嚴(yán)嚴(yán)實實的,生怕瓶里的空氣與外界的空氣相通。我仔細(xì)地觀察著,只見小老鼠沿缸著壁,繞著缸底快速地向前竄。咦,小老鼠不是活得好好的嗎?難道爸爸說的不是真的?可是,沒過幾分鐘,只見小老鼠繞圈的速度越來越慢,直到停滯不前,奄奄一息的樣子。頓時,我把一次性薄膜桌布輕輕拿開,捉出第一保小老鼠,放進(jìn)第二只小老鼠,又搬入了四盆枝繁葉茂的植物。然后輕輕蓋上一次性薄膜桌布。我不停地拍打魚缸,只見小老鼠驚慌地亂竄。過了好久也沒要咽氣的樣子。這個實驗證明了植物可以輸送動物所需要的氧氣。
為了進(jìn)一步證明人類和動物對植物的依賴性。我來到我們老家附近一個飼料加工廠。那兒的空氣里到處彌漫著一股噥噥的灰塵味,熏得我直咳嗽。我感到十分難受。然后,我又跑向我們家屋后的一片竹林里,那是一個空氣新鮮的地方,我感覺極為清爽。這個實驗證明植物可以凈化空氣。使人呼吸順暢。
關(guān)鍵詞:儒家文化古代科技古代科學(xué)家
關(guān)于中國古代是否有科學(xué)的問題,學(xué)術(shù)界至今仍有不同意見。不少學(xué)者根據(jù)卷帙浩繁的古代文獻(xiàn),用歷史事實證明中國古代有科學(xué),甚至認(rèn)為,中國古代曾有過居于世界領(lǐng)先地位的科學(xué)技術(shù)。正如英國著名的中國科技史家李約瑟所言,古代的中國人在科學(xué)技術(shù)的許多重要方面“走在那些創(chuàng)造出著名的‘希臘奇跡’的傳奇式人物的前面,和擁有古代西方世界全部文化財富的阿拉伯人并駕齊驅(qū),并在公元三世紀(jì)到十三世紀(jì)之間保持一個西方所望塵莫及的科學(xué)知識水平”,中國的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明曾經(jīng)“遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同時代的歐洲,特別是在十五世紀(jì)之前更是如此”[]。然而,也有一些學(xué)者則根據(jù)中國古代沒有近代意義的“科學(xué)”,近代科學(xué)沒有在中國產(chǎn)生,以證明中國古代沒有科學(xué)。筆者持中國古代有科學(xué)的觀點,并認(rèn)為,中國古代的科技具有明顯的儒學(xué)化特征,不同于近代意義的“科學(xué)”。這一看法對于理解中國古代科技曾有過輝煌但又沒有能夠?qū)崿F(xiàn)向近代科學(xué)的轉(zhuǎn)型,或許會有一定的幫助。
一.儒學(xué)化的中國古代科學(xué)家
從科技與社會相互關(guān)系的角度看,科學(xué)技術(shù)總是在一定的文化背景中孕育并得以發(fā)展的,因而必然會受到一定的文化的影響。儒家文化是中國傳統(tǒng)文化的主流,儒家文化對于中國古代科技的發(fā)展不可能不具有重要的影響。這種影響首先表現(xiàn)為儒家文化對于古代科學(xué)家的影響,表現(xiàn)為大多數(shù)科學(xué)家都不同程度地與儒學(xué)有著密切的關(guān)系。
關(guān)于中國古代科學(xué)家,目前,國內(nèi)有兩部較為重要的傳記著作,其一,由杜石然先生主編的《中國古代科學(xué)家傳記》,[]共選入中國古代科學(xué)家235位,另有明清時期介紹西方科技的外國人14位,該書收錄的古代科學(xué)家較全;其二,由盧嘉錫先生任總主編的《中國科學(xué)技術(shù)史》中有金秋鵬先生任主編的《中國科學(xué)技術(shù)史?人物卷》,[]該書精選了春秋戰(zhàn)國時期至清末的著名科學(xué)家77位(除漢代數(shù)學(xué)家張蒼和清初地理學(xué)家劉獻(xiàn)庭之外,大都包括在《中國古代科學(xué)家傳記》之中),該書收錄的古代科學(xué)家較精。以下就以杜石然先生所主編的《中國古代科學(xué)家傳記》為依據(jù),參照金秋鵬先生所主編的《中國科學(xué)技術(shù)史?人物卷》,分析古代科學(xué)家與儒學(xué)之間的關(guān)系。
根據(jù)筆者分析,在《中國古代科學(xué)家傳記》中所收錄的科學(xué)家,大都與儒學(xué)有著程度不同的關(guān)系。依據(jù)這些科學(xué)家與儒學(xué)的關(guān)系的密切程度,可分為以下兩個層次:
其一,在儒學(xué)發(fā)展史上具有較重要地位或撰有儒學(xué)研究著作的科學(xué)家。這類科學(xué)家有:漢代的張衡、崔寔,魏晉南北朝時期的陸璣、虞喜、何承天、祖沖之,隋朝的劉焯,宋代的沈括、黃裳,明代的羅洪先、宋應(yīng)星、張履祥,清代的朱彝尊、戴震、阮元、汪萊、李銳,等等。其中漢代的天文學(xué)家張衡著《周官訓(xùn)詁》;東晉時期的天文學(xué)家虞喜“釋《毛詩略》,注《孝經(jīng)》”[];南北朝時期的天文學(xué)家何承天對《禮論》進(jìn)行整理,“刪減合并,以類相從,凡為三百卷”[],數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家祖沖之“著《易》、《老》、《莊》義,釋《論語》、《孝經(jīng)》”[];隋朝時期的天文學(xué)家劉焯著《五經(jīng)述義》;宋代的科學(xué)家沈括撰《孟子解》,天文學(xué)家、地理學(xué)家黃裳撰《王府春秋講義》;明清之際的科學(xué)家宋應(yīng)星撰《談天》、《論氣》;清代的數(shù)學(xué)家汪萊撰有《十三經(jīng)注疏正誤》、《說文聲類》等經(jīng)學(xué)著作,數(shù)學(xué)家李銳協(xié)助阮元??薄吨芤住?、《谷梁》和《孟子》,并撰有《周易虞氏略例》、《召誥日名考》等等。
其二,明顯受儒學(xué)影響、具有儒家理念或運(yùn)用儒家經(jīng)典中的知識進(jìn)行科學(xué)研究的科學(xué)家。這類科學(xué)家較多,比如(按年代順序),班固、劉洪、張仲景、皇甫謐、裴秀、劉徽、酈道元、賈思勰、王孝通、賈耽、杜佑、李吉甫、陸龜蒙、韓鄂、蘇頌、唐慎微、劉完素、鄭樵、張從正、李杲、宋慈、李冶、秦九韶、楊輝、郭守敬、朱世杰、王禎、朱震亨、魯明善、戴思恭、馬一龍、李時珍、徐春甫、程大位、朱載堉、陳實功、徐光啟、張景岳、邢云路、方以智、王錫闡、梅文鼎、楊屾、徐大椿、陳修園,等等。
這些科學(xué)家與儒學(xué)都有著密切的關(guān)系。需要指出的是,以上所羅列的這些科學(xué)家?guī)缀跄依斯糯萍俭w系中數(shù)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)五大學(xué)科的最著名的科學(xué)家,是科學(xué)史上各個時期最具代表的科學(xué)家。而且在事實上,除了以上科學(xué)家之外,還會有其他許多科學(xué)家與儒學(xué)有著直接的關(guān)系,比如,大多數(shù)官吏科學(xué)家必然要受到儒家思想的影響;一些道教、佛教科學(xué)家,在他們的成長過程中,在他們的科學(xué)研究中,也會與儒家思想有著這樣或那樣的關(guān)系。
古代科學(xué)家與儒學(xué)的這種關(guān)系,與儒家文化是中國傳統(tǒng)文化的主流有關(guān)。在這樣的文化背景下,古代中國人自小都學(xué)習(xí)過儒家經(jīng)典。儒家經(jīng)典是古代文化的載體,學(xué)習(xí)文化知識,不能不學(xué)習(xí)儒家經(jīng)典;同時,儒家經(jīng)典是培養(yǎng)理想人格的教科書,要成為有道德的人,也不能不學(xué)習(xí)儒家經(jīng)典。而且,儒家經(jīng)典是古代科舉考試的重要內(nèi)容,要進(jìn)入仕途,也必須學(xué)習(xí)儒家經(jīng)典。古代的絕大多數(shù)科學(xué)家當(dāng)然也不例外。而且在社會交往中,古代科學(xué)家大都免不了與儒士交往。從家庭成員到老師,以至朋友同事,總會有儒家學(xué)者,或者有儒家背景的文人學(xué)士。宋朝時期的法醫(yī)學(xué)家宋慈,先是師從朱熹弟子吳雉,又經(jīng)常向朱熹弟子楊方、黃干、李方子、蔡淵、蔡沈等學(xué)習(xí)。入太學(xué)時,他的文章得到著名理學(xué)家真德秀的賞識,并拜師受學(xué)。清代科學(xué)家梅文鼎,他的父親就是飽讀儒家經(jīng)典的書生;后來,他又與著名經(jīng)學(xué)家朱彝尊、閻若璩、萬斯同以及清初儒家李光地、著名儒家黃宗羲之子黃百家等等有過密切的交往;他的許多思想,包括一些科學(xué)思想的形成都或多或少地與他所交往過的儒家學(xué)者有關(guān)。又比如,清代的數(shù)學(xué)家李銳,曾師從于著名經(jīng)學(xué)家錢大昕,在數(shù)學(xué)研究上與經(jīng)學(xué)家焦循多有交往,與焦循、汪萊一起被稱為“談天三友”[]。
中國古代科學(xué)家在成長的過程中、在社會交往以及學(xué)術(shù)交往中,大都處于儒家文化的氛圍之中,儒家文化是他們心靈、思想、學(xué)識、情感的不可分割的重要組成部分,從而使得中國古代科學(xué)家?guī)в忻黠@的儒學(xué)化特征。他們大都具有儒家的價值觀念和道德品質(zhì),具備深厚的儒家文化知識,對儒家經(jīng)典有著濃厚的學(xué)術(shù)情趣,以至于在他們的科學(xué)研究中,或是包含著對儒學(xué)的研究,或是運(yùn)用了儒家經(jīng)典的知識,或是蘊(yùn)涵著儒家的情懷。
二.儒學(xué)化的古代科學(xué)研究
在儒家文化為主流的中國傳統(tǒng)文化背景下,不僅科學(xué)家的價值觀念、人格素質(zhì)、知識學(xué)問要受到儒家文化的影響,而且在科學(xué)研究中,科學(xué)家的科研動機(jī)、基礎(chǔ)知識乃至科研方法,都在很大程度上受到儒學(xué)的影響。
(1)儒家的價值觀影響科學(xué)研究的動機(jī)
古代科學(xué)家研究科技的動機(jī)大致有三:其一,出于國計民生的需要;其二,出于“仁”、“孝”之德;其三,出于經(jīng)學(xué)的目的。
古代科學(xué)家研究科學(xué)的動機(jī)首先出于國計民生的需要。北魏時期的農(nóng)學(xué)家賈思勰在其所著的《齊民要術(shù)》中對此有很好的論述。該書的“序”在闡述作者研究農(nóng)學(xué)的目的時說:“蓋神農(nóng)為耒耜,以利天下。堯命四子,敬授民時。舜命后稷,食為政首。禹制土地,萬國作乂。殷周之盛?!对姟贰ⅰ稌匪?要在安民,富而教之。”[]他還舉了許多例子:“耿壽昌之常平倉,桑弘羊之均輸法,益國利民,不朽之術(shù)也”;“任延、王景,乃令鑄作田器,教之墾辟,歲歲開廣,百姓充給”;“皇甫隆乃教作耬、犁,所省庸力過半,得谷加五”;“《書》曰:稼穡之艱難?!缎⒔?jīng)》曰:用天之道,因地之利,謹(jǐn)身節(jié)用,以養(yǎng)父母。《論語》曰:百姓不足,君孰與足”。這些論述無非是要說明他撰著《齊民要術(shù)》的目的在于“益國利民”,為的是國計民生。元朝時期農(nóng)學(xué)家的王禎在所著《農(nóng)書》的“自序”中說:“農(nóng),天下之大本也。一夫不耕,或授之饑;一女不織,或授之寒。古先圣哲,敬民事也,首重農(nóng),其教民耕織、種植、畜養(yǎng),至纖至悉。”他撰著《農(nóng)書》的目的也在于國計民生。中國古代科技之所以在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)這些學(xué)科較為發(fā)達(dá),概由于當(dāng)時這些學(xué)科與國計民生密切相關(guān)。數(shù)學(xué)以解決實際問題為基本框架和內(nèi)容,其中所涉及的問題大都與國計民生有關(guān);天文學(xué)講“敬授民時”,地理學(xué)講治國安邦,醫(yī)學(xué)講治病救人,也都與國計民生相關(guān)聯(lián)。
古代科學(xué)家研究科學(xué)的另一個動機(jī)是出于“仁”、“孝”之德。東漢時期醫(yī)學(xué)家張仲景研究醫(yī)學(xué),旨在“上以療君親之疾,下以救貧賤之厄,中以保身長全,以養(yǎng)其生”,在于“愛人知物”、“愛躬知己”[]。魏晉時期醫(yī)學(xué)家皇甫謐在所著《針灸甲乙經(jīng)》的“序”中說:“若不精通于醫(yī)道,雖有忠孝之心、仁慈之性,君父危困,赤子涂地,無以濟(jì)之,此固圣賢所以精思極論盡其理也?!笨梢?他研究醫(yī)學(xué)的動機(jī)在于落實“忠孝之心、仁慈之性”。唐朝時期的醫(yī)學(xué)家孫思邈也在所著《備急千金要方》“本序”中指出:“君親有疾不能療之者,非忠孝也?!苯鸫t(yī)學(xué)家張從正更是明確把自己的醫(yī)學(xué)著作定名為《儒門事親》,以表明他研究醫(yī)學(xué)的動機(jī)在于“事親”。事實上,科學(xué)研究的動機(jī)出于國計民生的需要與出于“仁”、“孝”之德,這二者是一致的,關(guān)注國計民生是“仁”、“孝”之德的進(jìn)一步推廣;所以,那些出于國計民生的需要的科學(xué)研究,同樣也是出于“仁”、“孝”之德。
除此之外,古代科學(xué)家研究科學(xué)還有一個動機(jī),這就是經(jīng)學(xué)的動機(jī)。古代數(shù)學(xué)家大都把自己的數(shù)學(xué)研究與《周易》、《周禮》的“九數(shù)”以及儒家的“六藝”聯(lián)系在一起。魏晉時期數(shù)學(xué)家劉徽在所撰《九章算術(shù)注》“序”中說:“昔在包犧氏始畫八卦,以通神明之德,以類萬物之情,作九九之?dāng)?shù),以合六爻之變”,“周公制禮而有九數(shù),九數(shù)之流,則《九章》是矣”;《孫子算經(jīng)》認(rèn)為數(shù)學(xué)是“六藝之綱紀(jì)”,能夠“窮道德之理,究性命之情”;唐朝時期的數(shù)學(xué)家王孝通在《上緝古算經(jīng)表》中說:“臣聞九疇載敘,紀(jì)法著于彝倫;六藝成功,數(shù)術(shù)參于造化”;這一切都是為了說明他們研究數(shù)學(xué)是對儒家經(jīng)學(xué)的繼承和發(fā)揮。宋朝時期的數(shù)學(xué)家秦九韶在《數(shù)書九章》的“序”中認(rèn)為,數(shù)學(xué)“大則可以通神明、順性命,小則可以經(jīng)世務(wù)、類萬物”,元朝時期的數(shù)學(xué)家朱世杰在《四元玉鑒》“卷首”中認(rèn)為,數(shù)學(xué)“以明理為務(wù),必達(dá)乘除升降進(jìn)退之理,乃盡性窮神之學(xué)”,這里講“通神明、順性命”以及“明理”,無非是要說明數(shù)學(xué)與理學(xué)在根本上是一致的,而他們的數(shù)學(xué)研究的動機(jī)也正在于此。事實上,宋代以后的科學(xué)家較多地把科學(xué)研究與求“自然之理”聯(lián)系在一起,所謂“數(shù)理”、“歷理”、“物理”、“醫(yī)理”之類;在他們看來,當(dāng)時所謂的“自然之理”是包含在儒家“大道”中的“小道”,正如朱熹所言,“小道亦是道理”[],所以,研究科學(xué)也是為了闡發(fā)儒家的道理。
從根本上說,古代科學(xué)家研究科學(xué)的以上三種動機(jī)都是圍繞著儒家的價值觀而展開的。出于國計民生的需要,就是為了落實儒家的民本思想;出于“仁”、“孝”之德,就是實踐儒家的仁愛理念;出于經(jīng)學(xué)的目的,就是要發(fā)揮儒家之道。因此,古代科學(xué)家的研究科學(xué)的動機(jī)最終都源自儒家的價值觀。
(2)儒家經(jīng)典成為科學(xué)研究的知識基礎(chǔ)
科學(xué)研究需要有相當(dāng)?shù)闹R基礎(chǔ)和專業(yè)基礎(chǔ),而在儒家文化占主流的背景下,大多數(shù)科學(xué)家的基礎(chǔ)知識甚至一些專業(yè)基礎(chǔ)知識最初都是從儒家經(jīng)典中獲得的。儒家經(jīng)典中包含了豐富的科技知識。就古代數(shù)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)藥學(xué)和農(nóng)學(xué)五大學(xué)科而言,《周易》等著作中包含有某些數(shù)學(xué)知識,《詩經(jīng)》、《尚書?堯典》、《大戴禮記?夏小正》、《禮記?月令》以及《春秋》等著作中包含有某些天文學(xué)的知識,《尚書?禹貢》、《周禮?夏官司馬?職方》等著作中包含有某些地理學(xué)知識,《周易》、《禮記?月令》等著作中包含了與醫(yī)學(xué)有關(guān)的知識,《詩經(jīng)》、《大戴禮記?夏小正》、《禮記?月令》等著作中包含有農(nóng)學(xué)知識。應(yīng)當(dāng)說,儒家經(jīng)典中具備了古代科學(xué)家從事科學(xué)研究所需要的基礎(chǔ)知識以及一些專業(yè)基礎(chǔ)知識。因此,儒家經(jīng)典中的科技知識,實際上成為許多科學(xué)家的知識背景,成為他們的知識結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分。
古代許多科學(xué)家的科學(xué)研究正是在儒家經(jīng)典中所獲得的科學(xué)知識的基礎(chǔ)上,經(jīng)過自己的進(jìn)一步研究、發(fā)揮和提高,從而在科學(xué)上做出了貢獻(xiàn)。從一些科學(xué)家的科學(xué)研究過程以及他們所撰著的科學(xué)著作中,可以發(fā)現(xiàn),他們的科學(xué)研究與儒家經(jīng)典中的知識密切相關(guān),在一定程度上是對儒家經(jīng)典中某些知識的發(fā)揮和提高。
古代數(shù)學(xué)家必定要講《周易》。魏晉時期的著名數(shù)學(xué)家劉徽在為《九章算術(shù)》作注時說:“徽幼習(xí)《九章》,長再詳覽,觀陰陽之割裂,總算術(shù)之根源。探賾之暇,遂悟其意。是以敢竭頑魯,采其所見,為之作注?!盵]也就是說,他是通過《周易》的陰陽之說“總算術(shù)之根源”,從而明白《九章算術(shù)》之意,并為《九章算術(shù)》作注。宋元時期的數(shù)學(xué)家講河圖洛書、八卦九疇。宋代著名的數(shù)學(xué)家秦九韶對《周易》揲蓍之法中的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行研究,從而引伸出一次同余組的解法,即“大衍求一術(shù)”,被認(rèn)為達(dá)到了當(dāng)時世界數(shù)學(xué)的最高水平;又有數(shù)學(xué)家楊輝對“洛書”的三階縱橫圖進(jìn)行研究,直至對十階縱橫圖的研究;還有元代著名數(shù)學(xué)家朱世杰撰《四元玉鑒》,運(yùn)用《周易》概念論述了多元高次方程組的求解問題,被美國科學(xué)史家喬治?薩頓稱為“中國數(shù)學(xué)著作中最重要的一部,同時也是中世紀(jì)最杰出的數(shù)學(xué)著作之一”[]。
古代天文學(xué)家必定要以《尚書?堯典》為依據(jù),同時結(jié)合《大戴禮記?夏小正》、《禮記?月令》、《詩經(jīng)》、《春秋》“經(jīng)傳”等儒家經(jīng)典中有關(guān)天象的紀(jì)錄和天文知識,進(jìn)行研究,同時,古代天文學(xué)家在編制歷法時也經(jīng)常運(yùn)用《周易》中的概念。李約瑟說:“天文和歷法一直是‘正統(tǒng)’的儒家之學(xué)?!盵]充分揭示了中國古代天文學(xué)與儒學(xué)的關(guān)系。由于古代的天文歷法研究需要涉及大量的儒家經(jīng)典,所以,在歷史上,大多數(shù)天文歷法家都是飽讀儒家經(jīng)典的儒者,從漢唐時期的張衡、虞喜、何承天、祖沖之、劉焯到宋元時期的蘇頌、沈括、黃裳、郭守敬,這些著名的天文歷法家都曾經(jīng)讀過大量的儒家經(jīng)典,他們所撰著的天文歷法方面的著作采納了儒家經(jīng)典中大量的天文學(xué)知識。
古代的地理學(xué)則不可能不講《尚書?禹貢》、《周禮?夏官司馬?職方》。東漢的班固所撰《漢書?地理志》輯錄了《尚書?禹貢》的全文和《周禮?夏官司馬?職方》的內(nèi)容;魏晉時期的地圖學(xué)家裴秀所制《禹貢地域圖》主要是根據(jù)《尚書?禹貢》。此后的地理學(xué)家酈道元、賈耽、杜佑、李吉甫都無不通曉《尚書?禹貢》,并以此作為地理學(xué)研究的基本材料。
在農(nóng)學(xué)方面,《周易》的“三才之道”是古代農(nóng)學(xué)研究的思想基礎(chǔ)。而且,以《禮記?月令》為基本框架的月令式農(nóng)書是古代重要的農(nóng)書類型,先是有東漢的崔寔撰《四民月令》,又有唐朝韓鄂撰《四時纂要》,后來還有元朝的魯明善撰《農(nóng)桑衣食撮要》,等等。即使是其它類型的農(nóng)書,其中也包含了大量從《詩經(jīng)》、《尚書》、《周禮》、《禮記?月令》、《爾雅》等儒家經(jīng)典中引述而來的農(nóng)學(xué)知識。
當(dāng)然,作為科學(xué)家,他們的知識并不只是從儒家經(jīng)典中所獲得的那一部分科學(xué)知識,他們還擁有從前人的科技著作以及其它著作中獲取的知識,更重要的,還有他們的經(jīng)驗知識以及他們通過科學(xué)研究所獲得的知識。但無論如何,在他們的知識結(jié)構(gòu)中,從儒家經(jīng)典中所獲得的知識是他們進(jìn)行科學(xué)研究最基礎(chǔ)的同時也是最重要的知識。
(3)儒家的經(jīng)學(xué)方法成為重要的科學(xué)研究方法
在儒家文化的背景下,科學(xué)家在研究科學(xué)時,不僅研究動機(jī)與儒家思想有關(guān),所運(yùn)用的知識中包含著從儒家經(jīng)典中所獲得的知識,而且在研究方法上也與儒學(xué)的經(jīng)學(xué)方法相一致。
中國古代科學(xué)家的科學(xué)研究往往是以讀書為起點,然后用經(jīng)驗知識驗證前人的理論和觀點,并作適當(dāng)?shù)陌l(fā)揮、詮釋和概括。與這樣的研究程序相關(guān),科學(xué)研究首先要求廣泛地讀書,博覽群書,其中也必然包括儒家經(jīng)典,這就是“博學(xué)以文”。在此基礎(chǔ)上,科學(xué)家還要用親身的實踐對前人的知識進(jìn)行驗證,尤其是地理學(xué)家、醫(yī)藥學(xué)家、農(nóng)學(xué)家更是如此,這就要求“實事求是”。因此,古代科學(xué)著作有不少都是對以往科技知識的整理和總結(jié)。
古代的科學(xué)研究由于與儒家的經(jīng)學(xué)研究有許多相似之處,都是圍繞著前人的著作而展開的,所以一直有尊崇經(jīng)典的傳統(tǒng)。古代科學(xué)家首先必須尊崇儒家經(jīng)典,尤其是包含科技知識的那些儒家經(jīng)典,《詩經(jīng)》、《尚書?堯典》、《尚書?禹貢》、《大戴禮記?夏小正》、《禮記?月令》、《周禮》、《周易》以及《春秋》“經(jīng)傳”等都是古代科學(xué)家所必須尊崇的經(jīng)典。此外,科學(xué)中的各個學(xué)科也都有各自的經(jīng)典:數(shù)學(xué)上有“算經(jīng)十書”,包括《周髀算經(jīng)》、《九章算術(shù)》、《海島算經(jīng)》、《五曹算經(jīng)》、《孫子算經(jīng)》、《夏侯陽算經(jīng)》、《張丘建算經(jīng)》、《五經(jīng)算術(shù)》、《綴術(shù)》、《緝古算經(jīng)》;天文學(xué)上有《周髀算經(jīng)》、《甘石星經(jīng)》等;地理學(xué)上有《山海經(jīng)》、《水經(jīng)》等;醫(yī)學(xué)上有《黃帝內(nèi)經(jīng)》、《神農(nóng)本草經(jīng)》、《難經(jīng)》、《脈經(jīng)》、《針灸甲乙經(jīng)》等;農(nóng)學(xué)上有《泛勝之書》、《齊民要術(shù)》、《耒耜經(jīng)》等等。這些經(jīng)典是各學(xué)科的科學(xué)家所必須尊崇的。
由于尊崇經(jīng)典,所以科學(xué)研究只是在經(jīng)典所涉及的范圍內(nèi)展開,只是在對經(jīng)典的詮釋過程中有所發(fā)揮。先有《九章算術(shù)》,后有《九章算術(shù)注》;先有《水經(jīng)》,后有《水經(jīng)注》;先有《神農(nóng)本草經(jīng)》,后有《神農(nóng)本草經(jīng)集注》,諸如此類。這與儒學(xué)的經(jīng)學(xué)方法是一致的。尤其是,明清之際,西方科學(xué)傳到中國,當(dāng)時中國的科學(xué)家大都持“西學(xué)中源”的觀點,并且采取引中國古代經(jīng)典解釋西方科學(xué)的方法進(jìn)行研究。這一科學(xué)研究方式依然是承襲了儒學(xué)的經(jīng)學(xué)方法。[]
三.儒家文化對古代科技特征的影響
由于古代科學(xué)家的科研動機(jī)、知識基礎(chǔ)以及研究方法在很大程度上受到儒家文化的影響,因而中國古代科技所具有的實用性、經(jīng)驗性和繼承性的特征,事實上也與儒家文化有著密切的關(guān)系。
在儒家文化的影響下,古代科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的重要動機(jī)之一在于滿足國計民生的需要,所以,大多數(shù)具有儒家價值理念的科學(xué)家在研究科技時,所注重的主要是科技的實際功用,這就決定了中國古代科技的實用特征,富有務(wù)實精神。雖然也曾有一些科學(xué)家對純科學(xué)的問題進(jìn)行過研究,但在總體上看,古代科技的實用性特征是相當(dāng)明顯的,是主要的。在論及中國古代數(shù)學(xué)史上最重要的經(jīng)典著作《九章算術(shù)》與儒家文化的關(guān)系時,中國數(shù)學(xué)史家錢寶琮先生說:“《九章算術(shù)》的編纂者似乎認(rèn)為:所有具體問題得到解答已盡‘算術(shù)’的能事,不討論抽象的數(shù)學(xué)理論無害為‘算術(shù)’;掌握數(shù)學(xué)知識的人應(yīng)該滿足于能夠解答生活實踐中提出的應(yīng)用問題,數(shù)學(xué)的理論雖屬可知,但很難全部搞清楚,學(xué)者應(yīng)該有適可而止的態(tài)度。這種重視感性認(rèn)識而忽視理性認(rèn)識的見解,雖不能證明它淵源于荀卿,但與荀卿思想十分類似?!盵]如果對于中國古代數(shù)學(xué)發(fā)展具有重要影響的《九章算術(shù)》,其實用性的特征是受到儒家文化的影響,那么,整個古代數(shù)學(xué)的發(fā)展與儒家文化的密切聯(lián)系,也就不言而喻的了。除此之外,中國古代的天文學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)的實用特征在很大程度上也與儒家文化的務(wù)實精神有著直接的關(guān)系。
與實用性特征相聯(lián)系,古代科學(xué)家較為強(qiáng)調(diào)感覺經(jīng)驗,注重經(jīng)驗性的描述,因而使古代科技帶有明顯的經(jīng)驗性。在科學(xué)理論上,則主要是運(yùn)用某些現(xiàn)成的、普遍適用的儒家理論以及諸如“氣”、“陰陽”、“五行”、“八卦”、“理”之類的概念,經(jīng)過思維的加工和變換,對自然現(xiàn)象加以抽象的、思辯的解釋,只注重定性分析,而不注重定量分析。其結(jié)果是,科學(xué)研究僅僅停留在經(jīng)驗的層面上。比如,唐朝時期的天文學(xué)家僧一行,他在天文儀器制造、天文觀測等諸方面多有貢獻(xiàn),他所編制的“大衍歷”是當(dāng)時最好的歷法。然而,他在解釋他的“大衍歷”時則說:“《易》:天數(shù)五,地數(shù)五,五位相得而各有合,所以成變化而行鬼神也。天數(shù)始于一,地數(shù)始于二,合二始以位剛?cè)帷L鞌?shù)終于九,地數(shù)終于十,合二終以紀(jì)閏余。天數(shù)中于五,地數(shù)中于六,合二中以通律歷?!守硵?shù)通乎六十,策數(shù)行乎二百四十。是以大衍為天地之樞,如環(huán)之無端,蓋律歷之大紀(jì)也?!盵]再比如,宋代科學(xué)家沈括在解釋黃河中下游陜縣以西黃土高原成因時,他說:“今關(guān)、陜以西,水行地中,不減百余尺,其泥歲東流,皆為大陸之土,此理必然?!盵]他還說:“五運(yùn)六氣,冬寒夏暑,旸雨電雹,鬼靈厭蠱,甘苦寒溫之節(jié),后先勝復(fù)之用,此天理也?!盵]由于停留在經(jīng)驗性的描述和思辯性的解釋上,科學(xué)在理論上相對較為薄弱。
由于古代科學(xué)家的科學(xué)研究較多地受到儒家經(jīng)學(xué)方法的影響,因此對科學(xué)家來說,不僅儒家思想是不可違背的,而且,各門學(xué)科的“經(jīng)典”也是不可違背的。這種崇尚經(jīng)典的學(xué)風(fēng)使得后來的科學(xué)家在科學(xué)研究中更多的是對前人著作中的科學(xué)知識和科學(xué)理論的繼承、沿襲或注疏、詮釋,并在此基礎(chǔ)上有所補(bǔ)充、改進(jìn)。因此,古代的科學(xué)著作大都少不了引經(jīng)據(jù)典,廣泛吸取前人的多方面、多學(xué)科的知識,因而表現(xiàn)出明顯的繼承性。即使有所創(chuàng)新和發(fā)展,也主要是在既定的框架內(nèi)做出適當(dāng)?shù)母淖兒桶l(fā)揮。
中國古代科技的實用性、經(jīng)驗性和繼承性的特征實際上正是在科技的層面上對儒家思想的延伸和展開。由于要實踐儒家之道,所以古代科技重視實用,重視經(jīng)驗,在實用科技方面較有優(yōu)勢,而在科學(xué)理論上則相對薄弱;同時,又是由于要尊崇儒家之道,所以古代科學(xué)家總是把自己的研究與儒家學(xué)說、儒家經(jīng)典聯(lián)系在一起,重視知識的積累,表現(xiàn)出明顯的繼承性。由此可見,中國古代科技的特征與儒家思想密切相關(guān),儒家文化對于中國古代科技特征的形成具有重要的影響。
綜上所述,在以儒家文化為主流的中國傳統(tǒng)文化背景下,中國古代科技的發(fā)展在很大程度上受到儒家文化的影響,甚至在某種意義上可以說,中國古代的科學(xué)家大都是儒學(xué)化的科學(xué)家,中國古代的科學(xué)研究大都是儒學(xué)化的研究,中國古代科技大體上帶有明顯的儒學(xué)特征,中國古代的科學(xué)是儒學(xué)化的科學(xué)。
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