軍事氣象學論文范例6篇

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軍事氣象學論文

軍事氣象學論文范文1

現代意義的網絡指的是用通信線路和通信設備將分布在不同地點的多臺自治計算機系統互相連接起來,按照共同的網絡協議,共享硬件、軟件,最終實現資源共享的系統。校園氣象科普教育網絡是指專門用來進行氣象科普教育和開展氣象科技活動的現代網絡系統。該網絡的使用既是校園氣象科普教育一種與時俱進的嶄新手段,更是校園氣象科普教育進入現代化發展的一個標志。

1 校園氣象科普教育網絡的誕生與興起

現代意義的網絡萌芽于20世紀60年代,完善成熟于20世紀90年代。網絡的誕生是人類繼語言產生、文字發明、印刷術出現和無線電技術應用以后出現的人類信息傳播史上的第五次革命。它的意義在于為人類各種信息傳播提供最便捷、最迅速、最巨量的通道。這條信息傳播通道的誕生問世,為人類社會的政治、經濟、軍事、文化、科學等各領域的進步發展產生了非同凡響的作用與效益。

我國校園氣象科普教育有著悠久的歷史淵源,氣象站進入校園也有90多年的歷史。但在20世紀90年代前,我國校園所使用運轉的都是地面氣象人工觀測站。到了20世紀90年代中期,一種自動觀測無線傳輸的地面氣象自動觀測儀器進入氣象部門臺站使用,并建立了業務性自動觀測網。此后,我國便有學校將這種儀器引入校園,開展氣象科普教育和氣象科技活動,并組成校園氣象科普教育和氣象科技活動網絡。

1.1 GLOBE計劃在我國

1994年,當網絡剛剛興起的時候,該年4月22日,在全球范圍內發起了一個旨在“有益于環境的全球性觀測與學習計劃”(簡稱GLOBE計劃),該計劃的核心是參與學校通過一套專用的觀測設備,將當地所觀測到的氣溫、溫度、大氣壓、降水等氣象要素,直接通過Internet網絡,把數據發送到處理中心,為志愿者們對全球氣候的研究提供具體的數據。1996年4月22日,北京師范大學附屬實驗中學等四所學校率先加入該計劃,到2000年4月,我國已經有56所學校成為GLOBE計劃成員單位。GLOBE計劃,給我國校園氣象網絡科普吹來了一股清新的空氣。

1.2 臺北市校園氣象臺

飽受臺風暴雨等氣象災害侵襲的臺灣地區,受到GLOBE計劃的啟發,為了在中小學生中普及氣象科學知識,從小培養學生防災減災意識,探究掌握大氣變化規律,在臺北市教育局的統一籌劃下,于2003年12月在臺北市教育局所轄的60所中小學內統一安裝了地面氣象自動觀測儀器,并組成“臺北市校園氣象臺”。2006年7月,桃園市也有21所學校建立了校園自動氣象站,并與臺北市共同連接成“臺灣校園氣象網”。這些密集的自動站,組成嚴密的天氣監測網絡,記錄著臺北市長期的氣候變化,提供學校本位及在地性探索,并開展系列校園氣象科普教育和氣象科技活動,這是我國校園氣象科普教育網絡誕生之始。

1.3 香港聯校氣象網

2004年,我國香港地區的學校,由新界翁佑中學牽頭,組織了30多所中小學建立了校園氣象自動站。到了2007年,在香港天文臺和香港理工大學應用物理系的大力支持和幫助下,又發起創立了“社區天氣資訊網絡”的香港Co-WIN天氣網,參加成員有100多個。這是繼“臺灣校園氣象臺”后的第二張校園氣象科普教育網絡。

1.4 中小學校園氣象站

2005年10月,浙江省溫州市第十四中學任詠夏老師為探索校園氣象科普教育,前往香港天文臺和新界翁佑中學訪問學習,回來后籌備建立“校園氣象科普教育”網絡,并于2006年6月創建了“中小學校園氣象站”網站。2010年,“中小學校園氣象站”網遷址到浙江省岱山縣秀山小學,由該校的網絡管理員兼校園氣象科普教育輔導員邱良川老師負責硬件的管理和信息維護。網站運轉數年,每年都有數萬點擊率。這是我國第一個也是唯一由個人出資建立的一個校園氣象科普教育網絡。

1.5 北京氣象科普網

2007年年初,由北京市氣象局牽頭,在北京市海淀區8所中小學安裝了校園氣象自動站,后來逐漸擴展到十幾所學校,并依照臺灣、香港的模式把這些自動站的數據統一傳輸到“北京氣象科普網”上,這是我國內地形成的第一個校園氣象網。

1.6 岱山校園氣象信息網

2007年年底,浙江省岱山縣秀山小學紅領巾氣象站增添了一套氣象自動站。自動站可以收集十多個氣象要素,這些數據通過“校園氣象信息網”同步傳送到網上,為全校師生及其他氣象愛好者研究氣象提供了準確翔實的氣象數據。

1.7 無錫校園氣象網

2009年,江蘇省無錫市教育局電化教育館在創建“感知生長”和“感知中國”傳感網絡的同時,為了便于探究植物生長與氣象條件的關系,在全市20多所中小學安裝了氣象自動站,并把各校的氣象數據集中發送到“果實網”上供大家分享。

1.8 校園氣象網

2011年7月,中國氣象局公共服務中心為推進全國校園氣象科普教育的進一步發展,為全國中小學的氣象科普教育提供平臺創設窗口,創辦了“校園氣象網”。這是我國第一個由國家政府部門設立的全國性的校園氣象科普教育網絡。

1.9 中小學校園氣象網

2012年5月,浙江省氣象學會為推動全省校園氣象科普教育的迅速發展,以邱良川老師管理的“中小學校園氣象站”為基礎,改名為“中小學校園氣象網”,作為于該月成立的“浙江省氣象學會校園氣象協會”的公網。這是我國首家省級單位政府部門設立的校園氣象科普教育網絡。

2 校園氣象科普教育網絡的分類與作用

我國迅速發展起來的校園氣象科普教育網絡,就功能而言,大致可以分為觀測、科普等各種不同類型,在校園氣象科普教育中能夠發揮各種不同的作用。

2.1 校園氣象觀測網

校園氣象觀測網是由數臺自動氣象觀測儀器與上位計算機鏈接而成的網絡。該網主要由具備自動氣象儀器的學校,把自動氣象站得到的氣象要素,通過計算機的處理,并運用軟件把數據通過記錄、輸送、存儲、統計、整理等功能,實時地在網站上顯示,它可以為課堂教學、科學探究、科技活動以及學習研究提供歷史或實時測量數據。它的作用就是為成員單位存儲和整理教學與科技活動所需要的歷史氣象要素數據和實時觀測資料,如“臺灣校園氣象臺”和香港“社區天氣資訊網絡”等,都具有這種功能作用。

2.2 校園氣象科普教育網

校園氣象科普教育網是一個獨立的校園氣象科普教育載體與平臺。其不具備觀測、記錄氣象要素的功能,但可將氣象科普教育內容,展示在無限的空間,任意地方的任何一臺計算機都可以翻開它的書頁,瀏覽它的內容資料。它不但有常見的文字資料,還有圖片、視頻等多種媒體信息。它的作用就是為從事校園氣象科普教育的單位提供最新信息和深度探究的結果,交流各學校在校園氣象科普領域所開展的經驗與方法,如“校園氣象網”“中小學校園氣象網”等。

2.3 校園氣象科普欄目

校園氣象科普欄目是某學校或教育機構開辟在自己單位網頁上的一個窗口。內記載本校或本單位氣象科普教育的總體態勢,目的是宣傳、彰顯本單位的發展狀況和成績,同時可以展示交流學校的教育成果和學生的科技作品,如浙江省岱山縣秀山小學的校園氣象信息網。

3 校園氣象科普教育網絡的發展思路

校園氣象科普教育網絡在校園氣象科普教育發揮著不可替代的作用。

首先,相對于傳統的平面媒體來說,網絡科普的一大特點是它的時效性。它沒有地域和時間的限制,可以把即時發生的事件通過網絡的,迅速傳遞到世界各地。特別是關系到人們生活與生命財產的氣象災害性事件,人們可以通過網絡氣象信息站,隨時了解當地乃至世界各地的天氣情況,便于及時地安排工作與生活。在災害性天氣即將發生時,可以迅速作出應對措施。

目前我國的這種自動氣象站分布還不平衡,人們對解讀天氣網站中氣象信息的能力還有所局限,這就需要我們在這方面有所投入,加大氣象科學技術普及的力度和速度。

其次,網絡科普的另一個特點是傳播的廣泛性。據官方不完全統計,到2012年年底,我國現有網民5.64億,其數量可以與電視觀眾相媲美,而網絡信息涵蓋量卻是電視節目無法比擬的。特別是青少年人群的上網比例又遠遠高于普通的人群,而校園氣象的科普又集中在青少年這一人群中。綜上所述,我國現階段的校園氣象網絡還遠未達到普及。大力發展校園氣象科普宣傳的網站,讓廣大在校的青少年學生更多地了解氣象知識,宣傳和推廣氣象知識,還有待于有關部門進一步去開拓發展。

其三,網絡科普有別于其他科普手段的最明顯特點是互動參與。而這一特點也正好符合了當代廣大青少年不愿意被動接受外來的信息、勇于個性張揚、積極表現的生理特征。通過網絡的反饋和雙邊互動,能夠及時地了解和掌握氣象科普的成績與效果。但目前具有互動功能的,能夠舉辦參與性的知識競賽、征文比賽、網絡調查類的網站很少。如果能夠增加一部分參與性、互動性強的網站,無疑會取得更好的效果。

4 結束語

縱觀我國校園氣象站,其有著悠久的歷史。網絡氣象站與時俱進,跟上了歷史的潮流,在宣傳和普及校園氣象知識方面邁出了可喜的一步。但目前所做的還僅僅是開始,發展的步子還不平衡,普及的面也還很不夠,形式也不夠豐富。這也給以后的工作留下了一個發展的空間,有待于我們去進一步努力填補。

參考文獻

[1]任詠夏.淺談校園氣象科普平臺的構建[C]//中國科普理論與實踐探索:公民科學素質建設論壇暨第十八屆全國科普理論研討會論文集.2011.

[2]董松喬.你也可以是氣象權威:校園氣象臺與探究式學習[J].網絡科技時代,2008(5):72-75.

軍事氣象學論文范文2

1、引言

隨著經濟和科技的發展,各學科之間的聯系越來越緊密,尤其是“3+綜合”高考改革的出臺,在綜合考試中,一改以往各科單獨學習,單獨考試的方式。著重考核學生綜合知識的掌握和運用能力,這就要求廣大師生不僅要學好各科的知識,還要十分注重各學科之間的滲透。

就目前各中學的情形來看,由于地理多年被當作“副科”,致使地理教師上課缺乏積極性,上課形式,內容,枯燥單一,學生有在地理課中打磕睡,做其它科作業,甚至逃學等現象發生。在全國高師地理系中也有許多同學沒認真學好專業知識,或者沒學好多學科滲透的知識,以致將來走上崗位時,知識儲備不夠,不能靈活運用各科的知識滲透進地理課堂中。本文通過分析新課程體系下,地理學科在“綜合”科中的地位及美國教材多學科滲透的狀況,并著眼于從三個方面論述地理教學中的多學科滲透教學,希望能對高師地理系學生及中學師生有所幫助。

2、地理學科在“綜合科目”中的地位及美國教材分析。

地理學科綜合性和區域性的特點,使之容易成為無論采用哪一種綜合形式考試試題的題眼。地理中的自然部分易于與理科綜合,人文部分則便于與文科綜合,而大綜合就更利于地理學科發揮優勢。如全球政治、經濟、軍事等方面的熱點現象與問題,可以使政、史地3科有機地結合起來;資源開發,環境污染與治理保護,可以使理、化、生、地各科巧妙融合在一起;以區域為單位的事物與現象的剖析,則使文理科的融合和滲透變得更加便利。在1998年和1999年教育部對部分省、市招收保送生綜合能力測試題中,地理知識的分數比重占全卷總分的一半以上。地理學科在“綜合科目”中的地位由此可見一斑。[1]

同中國教材相比,美國教材更注重多學科滲透。美國教材在溫度和密度這一節中講述了液體的密度(學科內滲透浮力,學科間滲透海水的對流——海洋學)氣體的密度(學科內滲透浮力的應用——熱氣球,學科間滲透大氣環流——氣象學),固體的密度(學科內滲透熱脹冷縮,學科內滲透地殼運動——地震、造山,火山——地質學,地球物理學)這種滲透用密度這根主線貫穿其中,有條不紊。這就像一根神經上伸出無數未梢,無論觸動了哪根未梢都會引起反應??梢姡谛滦蝿菹?,我們不僅要從教材予以改變,更要從地理教學中進行滲透,以提高未來學生的綜合素質,為現代化建設服務。

2、如何在地理教學中進行多學科滲透。

2.1充分利用地理課堂滲透各個學科。

課堂教學是實現教學意圖的主陣地,在向學生傳授知識,培養能力的同時,適時滲透各科知識,既可以調節課堂單一、枯燥的氣氛,又可以使同學們獲得更多的知識。

2.1.1在自然地理基礎知識教學中,注重各自然要素和自然系統與人類活動的聯系以及人類對它們的作用和影響,特別是不利的影響,讓學生明確消除這些不利影響的途徑和方法。[1]尤其要強調對各類要素和自然系統的保護措施,如在講解天氣和氣候的知識時,可恰當地引入溫室效應對人類的影響,并向學生講解幾種緩解的辦法。這種逆向教學的方式,更有利于知識的滲透。此外,地理上涉及的巖石風化,喀斯特地貌的形成,光化學煙霧的形成、臭氧層漏洞,光合作用等知識,與生物、化學有著較廣泛的聯系,在講解這些知識時要巧妙進行多學科滲透。

2.1.2 對于區域地理教學,應從區域環境條件,環境問題和區域經濟的發展與規劃等新的角度重新組織區域自然地理和區域人文地理的知識內容。同時,要精心設計教學過程,注重引導學生用已學的地理知識和原理正確評價一個國家或一個地區的環境狀況,人地關系、生產方式和經濟模式,特別要注意那些不符合可持續發展的生產模式和區域發展模式的評價和分析,引導學生針對問題和區域發展的條件,提出自己的可持續發展的思路和構想,以鍛煉學生實際應用知識的能力。這樣,無形中,學生綜合運用和處理知識的能力得到提高。此外,也可在區域地理教學中,適當滲透國防知識,如在學習“海洋環境保護和海洋權益”一節時學生通過學習了解到我國的一些海域存在著海域劃界和島嶼歸屬的矛盾和爭議。在南海,有一條歷史形成的斷續的傳統海疆線。在島嶼歸屬上,我國海洋權益面臨的挑戰更為嚴峻。比如南沙群島嶼已被一些國家大量侵占。由此,可使學生感到我國國防建設的緊迫性,也激發了學生強烈的愛國熱情。此外,地理上涉及到一些國家或地區的領土,領海的爭端,民族的矛盾,宗教的沖突,甚至國家的分裂等重大問題,與當時的政治,歷史背景都是分不開的,如科索沃問題等。

2.1.3對于人文地理中的資源、人口、工業,農業和城市等知識的教學,要引導學生樹立生新的資源觀,價值觀和發展觀。例如,講工業布局時,要讓學生認識:經濟增長不等于經濟發展;合理的工業布局應是經濟效益,生態效益和環境效益的綜合體現。而只顧眼前的,或只看到本地區,本行業的經濟效益,不作長遠和整體考慮的經濟行為不符合可持續發展要求地。[1]這樣多學科知識放在一起講,會改變以往上課單一的形象。

2.2抓住重大節日,不斷滲透多科知識。

2.2.1運用時事熱點信息滲透國防教育。

時事熱點信息時效性強,學生感興趣,也是高考“綜合科目”考試的“切入點”。如2000年浙蘇吉文科綜合測題涉及到中國加入WTO、中東問題、巴拿馬運河回歸等。因此,利用時事熱點信息滲透國防教育可起到一箭雙雕的作用。又如我國西部大開發,其近期目的在于促進西部地區的經濟發展,縮短東西差距。從長遠來看,有利于民族團結,有利于邊疆安全。因此,地理教師應充分利用時事熱點,巧妙滲透知識。

2.2.2抓住“地理節”,滲透各科知識。

如在“3.12植樹節”,“愛鳥周”、“4.22世界地球日”、“4.30世界無煙日”、“6.5世界環境日”、“6.25土地日”中,地理教師可組織學生以此為主題開展形式多樣的活動,不僅學生喜歡,而且也更容易使知識得到滲透。此外,還可充分利用寒暑期時間,開展社會調查活動。

2.3運用地理綜合實踐活動滲透多學科知識。

地理綜合實踐活動內容豐富,形式多樣,機動靈活。這些活動有學生的直接參與和親身的體驗,很容易激發學生的興趣,是進行多學科滲透的重要途徑。

2.3.1以研究性學習的方式開展地理綜合實踐活動。

“綜合實踐課”作為必修課已被列入教育部新頒布的《全日制普遍高中課程計劃(試驗)》中,這是我國基礎教育改革在課程結構上的重要突破。研究性學習作為課程是“綜合實踐課”的重要內容,更重要的是它將作為一種學習方式影響現行的中小學各科教育教學。研究性學習是指學生在教師的指導下,以類似于科學研究的方式去獲取知識和應用知識的一種學習方式。這種方式注重學生的親身體驗和直接參與,注重讓學生獲取直接經驗,注重培養學生實踐動手,發現問題、解決問題的能力。通過這種學習,學生從封閉的課堂走入開放的現實生活,從接受知識走向探究問題,從分科學習單一的學科知識走向綜合的應用所學的多學科知識。從研究性學習的特點看,它得適合開展地理綜合實踐活動。[2]實踐證明,學生對活動的興趣和極大的熱情是地理老師始料未及的,而學生在活動中所釋放出的巨大潛能更是讓教師驚嘆,活動中收到許多好的小論文和研究報告。研究性學生中學生是主體,但它的開展需要地理教師的指導。因此,高師地理系學生一定要認真學習,敢于挑重擔。

2.3.2組織形式多樣的學生興趣小組

依據學生不同年齡特點和已有知識構成的特點,可組織具有不同類型,各具特色的學生興趣小組,增大知識的構成量與滲透量。如天文興趣小組、氣象觀測小組,生物觀測小組、環保科技小發明和小創作組,利用板報、??刃问竭M行宣傳。學生根據自己的興趣選擇參加這些小組的活動,在活動中接受新知識。

結語:

總之,在新形勢下,廣大地理教師應充分利用地理教學的特點,不斷滲透新知識。同時應樹立以下思想:樹立素質教育思想、樹立以人為本的思想,樹立教育創新思想、樹立終生教育思想,樹立信息化教育思想,立足終生學習,不斷吸納新知識,多層次開發學生的各種能力,為中國教育改革出一份力。

參考文獻

[1]劉恭祥,王麗華 從“綜合科目”談地理教學改革 福建地理 2000年第3期 第15 卷

[2]徐 頤,中學地理課開展環境教育的實踐和思考 地理教育 2001年第6期

[3]鄭建紅,努力讀書學習塑造新型教育教師形象 地理教育 2001年第6期

軍事氣象學論文范文3

[關鍵詞]研究型大學;虛擬科研組織;組建模式;運行機制

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009-8097(2012)10-0005-07

引言

從上世紀90年代至今,二十多年的高等教育信息化建設已經基本完成了基礎設施和基本的信息化服務這兩個方面的工作,接下來,高等教育信息化的深入發展就在于從價值創新的角度提升高??蒲小⒔虒W、管理與服務的水平。在科學研究方面,我國《教育信息化十年發展規劃(2011年-2020年)》中三次提到高校科學研究的信息化與數字化。按照規劃,我國將在2020年構建起方便易用的數字化科研協作支撐平臺,支持跨學科、跨領域的科研與教學相結合團隊的協同工作,推動高校創新科研組織模式與方法。在大科學時代,任何一項課題已經不是僅由某一個學科歸屬的研究團隊就能獲得解決,傳統的科研組織已經很難適應這種復雜變化的環境,亟需創造一種新的組織形式,將能力、資源互補的院系所等聯合起來組成一個有機的合作聯盟?;诰W格(Grid)服務和云計算(Cloud Computing)在高等教育信息化建設中的廣泛應用,e-Science、e-Research將成為科研組織和知識生產的主要形式,結構靈活、資源合理搭配的虛擬科研組織(Virtual Research Organizations,VRO)將有效地支持學科的交叉與融合,也必將促進研究型大學科學研究組織形式和管理運行模式的創新。

一、信息化時代的知識生產與科研組織

在科學研究過程中,如同“顯微鏡打開微觀世界的大門,天文望遠鏡把人們的視野引向廣袤的宇宙”,信息技術的最新成果正在深刻地影響著知識的生產與科學研究的組織。

1.e-Science時代的知識生產

數字化技術的飛速發展使得理論分析、實驗觀察、計算模擬這三類手段成為當今科學研究的主要手段。計算模擬廣泛應用于天文觀測、芯片設計、能源勘探、裝備制造等方面,經濟社會系統的行為分析、軍事復雜系統的模擬演練也都依賴于科學計算與數值模擬。這些科研活動過程經由傳感器、衛星遙感器、模擬分析軟件,使得科學數據從一產生就是數字化的(bom digital)??蒲械臄祿匡w速增長,氣象學、地球科學等學科領域所產生的數據規模已經達到PB級(千萬億字節)??蒲袛祿蔀橹慰萍蓟顒拥闹匾A和戰略資源。

正是在上述背景下,英國于20世紀末率先提出e-Science的概念,英國國家e-Science中心給其下的定義是:e-Science是指大規模的科學所日益增加的分布式全球協作,這種科學協作的一個典型特征是科學家能進入大規模大容量的數據庫和數字資源網絡以及高性能的可視系統。美國國家科學基金會(NSF)在《21世紀科學研究的信息化基礎設施》報告中亦明確提出“在未來,美國科學和工程上的國際領先地位將越來越取決于在數字化科學數據的優勢上,取決于通過成熟的數據挖掘、集成、分析與可視化工具將其轉換成信息和知識的能力”。為此,美國圣地亞哥超級計算中心(SDSC)提出他們今后關注的焦點是數據導向型科學與工程研究。最早于2005年,中國國家自然科學基金委員會也曾制定“以網絡為基礎的科學活動環境研究”重大研究計劃,“計算化學e-Science研究與示范應用”和“網絡環境下抗禽流感病毒H5N1藥物的大規模虛擬篩選研究”兩個重點項目正是對e-Science理念的成功嘗試。

2.信息技術引發的科研組織變革

時空限制恰是組織設計中的關鍵障礙。萊威特(LeaviR)和威得勒(Whidler)基于組織設計的角度認為“信息技術將改變組織結構和管理工作的特點,組織結構壓縮……中級管理層逐漸弱化”。大量的實踐案例證明,信息技術的強大支撐可以使組織“更為精簡,運行更為流暢,資源的共享共用更為便利”。具體而言,信息技術在促進科研組織創新和變革方面體現為:(1)生成虛擬組織(Virtual Organizations)、網絡組織等新型組織。基于信息技術的廣泛利用,科研組織日趨虛擬化,一方面是單體組織內部結構的虛擬化,另一方面是多個科研組織之間通過信息網絡技術實現互聯互通。(2)催生協同創新的組織文化,在傳統靜態機構之外建立起更多的動態機構。信息技術使虛擬的智力資源共享成為科研協作的重要形式。圖1所示是由靜態機構到動態機構的智力資源組合示意圖。實線圓圈表示的是傳統靜態組織結構s(Static),虛線不規則形體是動態組織結構D(Dynamic)。

(3)組織行為柔性化,組織更具開放性。信息技術對組織的強大影響力也體現在組織與各相關機構問的緊密聯系。在研究型大學體現為科研組織之間、科研組織與科研管理部門之間通過信息技術達到信息共享和及時反饋。柔性化則使科研組織增強了對環境的動態適應能力。

二、研究型大學中虛擬科研組織的概念、特征及內涵

虛擬組織一詞是由肯尼思·普瑞斯(Kenneth Preiss)、史蒂文·戈德曼(Steven.L.Goldman)、羅杰·N·內格爾(Roger.N.Nagel)三人在1991年編寫的一份重要報告——《21世紀制造企業戰略》(21st century manufacturing enterprise strategy)中首先提出的。1995年以來,國內外學者對虛擬組織做了大量的研究,虛擬企業(Virtual Corporation)、虛擬團隊(Virtual Team)、虛擬社區(Virtual Community)等概念相繼提出。虛擬組織突破了時空的限制,最大程度地模糊組織問的邊界,組織的結構主要采取扁平化的模式,組織成員間主要采用動態聯盟的方式實現核心能力和資源的互補共享。正如物理學,家海森堡所說,“科學扎根于交流,起源于討論”,已經有足夠的案例可以證明,信息技術支撐下協同工作的科研環境可以消除時空的限制,大大地促進科研活動中的共享、合作與交流。具體而言,信息化的協同工作環境主要體現為虛擬實驗室(Virtual Laboratory)或虛擬研究團隊(Virtual Research Teams)等虛擬科研組織(Virtual ResearchOrganizations)。

1.虛擬科研組織的概念及特征

虛擬科研組織是應用虛擬組織的概念和設計思想,把不同的研究者或者研究集體通過信息技術連接在一起,形成一個相對穩固的研究團隊。這個團隊具有普遍接受的共同的研究目標,能把自己的核心資源與優勢與其他成員共享,組織成員間的等級制度弱化,具有強大的信息技術平臺來支撐虛擬的信息共享與交流討論。與傳統的研究機構相比,虛擬科研組織主要表現為以下幾個特征:(1)依賴于強大的信息技術平臺支撐對科研資源的“交互”與“整合”。(2)以契約制度規范的科研資源共享為基礎。(3)組織結構網絡化。便于柔性化重組或解散,組織對外界的反應更為靈敏。(4)發揮各自核心優勢、圍繞知識創新的核心目標,科研工作并行展開。e-Science推進了共享式的科研進步模式,但協同創新仍然以協作各方核心能力的發揮為基礎。(5)虛擬科研組織在課程開發、研究生培養、跨學科教育、教學中的實踐拓展等方面也體現出強大的優勢,如CSBi就將科研與教學較好的融為一體。表1所示是部分成功運作的虛擬科研組織案例。

2.虛擬科研組織的內涵辨析

從表面來看,虛擬科研組織是e-Science時代的產物,似乎是信息技術催生的一種新型組織。但從科研組織自身的發展邏輯來看,虛擬科研組織順應了大科學背景下知識生產方式的巨大變革,人類長期以來所堅守的學術價值觀在科研組織虛擬化的背景下發生轉換,跨學科組織的建設更加走向深入。

美國科學學家普賴斯(Derek J.DePrice)于1962年6月發表了著名的以“小科學、大科學”為題的演講,他認為從二戰時期起,人類進入大科學時代?!按罂茖W”(Big Science,Mega science,Large Science)的研究特點主要表現為:投資強度大、多學科交叉、需要昂貴且復雜的實驗設備、研究目標宏大等??萍颊邔W者吉布斯(Gibbons)在1994年出版的《知識生產的新方式》和諾沃特尼(Nowotny)于2001年出版的《重思科學》兩本著作中都提到,在大科學時代,知識生產出現了新的生產方式,即要面向復雜的實踐問題開展跨學科研究,應用性在新生產方式中得到強調。這正如《巴斯德象限——基礎科學與技術創新》一書作者斯托克斯(D.E.Stokes)所指出的一樣,跨學科的、應用性的、面向復雜的實踐問題(如農業、健康、環境、通訊等)這三個因素使得科學的社會性更強。研究型大學傳統的“先基礎研究、,后應用研究,服務社會”的科研文化在科研組織虛擬化時代被“直接服務于推進技術發展、創造新技術”的學術價值觀所代替。

如果再從跨學科的視角審視虛擬科研組織,MIT早期即從跨學科的視角命名其新型的科研組織為VIO(VirtualInterdisciplinary Organizations,VIO)。如科學史家霍爾頓曾指出的一樣,“一個充滿生氣的研究論題的思想源泉并不局限在狹窄的一系列專業上,而可能是來自最不相同的各個方向”,虛擬科研組織將各類學術組織銜接成為一個綜合的學術組織系統。該類組織能最大程度的減少或摒棄人為的學術分割、降低或弱化學科間的嚴格界限。廣泛存在的虛擬科研組織可以保障學術成員在各個學術組織之間自由流動。虛擬科研組織在操作層次上將相互分離的群體富有意義地聯結起來,形成更大的團體,能實現更大的具有跨學科性質的目的。

三、虛擬科研組織的組建模式

虛擬科研組織的在組織管理的理論層面有深厚的理論基礎。首先是分工協作理論,虛擬組織成員間通過分工與協作產生群體效應,從而形成一種新的科研生產力。其次是交易費用理論,在信息技術平臺的支撐下,虛擬科研組織內的各種儀器、設備、文獻資源的利用率得到大幅提高,避免了重復購置所引發的浪費。第三是組織生態理論和組織設計權變理論,這兩種理論都強調某一類群組織形式的多樣性及適應環境的過程。21世紀以來科學發展日趨復雜化、整體化、面向實踐性,社會對人才的需求愈加復合化,跨學科組織、虛擬科研組織等新型的科研組織形式是學科發展邏輯、研究型大學與社會環境不斷博弈的結果。第四是彼得·圣吉(PeterSenge)的學習型組織理論,《第五項修煉》高度重視系統性、關照整體的思想要求尋求知識齒輪間的完美契合,這種觀念是虛擬科研組織健康運作的理想模式。

1.虛擬科研組織組建之初應重點考慮的因素

基于分工協作、資源共享、面向整體、系統思維、發揮各自核心優勢、無縫連接等思想,在虛擬科研組織的組建環節,必須對虛擬科研組織組建的可行性和持續發展的可能性進行分析,具體來說,應重點考慮以下幾個因素:第一,虛擬科研組織的各方成員在核心能力、核心資源上的耦合度。如果高度耦合,核心能力和資源就可以互為補充,如果耦合度很低,合作各方就是低水平的捏合,而非高水平的整合。第二,虛擬科研組織的各參與主體間是否能夠達成信任。合作不能以打破學術的自治和自由為代價,虛擬科研組織的學術性本質決定了該組織成員各方的學術自由、相互尊重與認可,相互信任是虛擬科研組織健康運行的必要保障。第三,要充分考慮各方成員間是否具備共同的科研目標。這個共同的目標可以是共同研發特定的某項產品或者技術,也可以圍繞某一個大的論題展開的子課題式的協作,如麻省理工學院(MIT)計算機系統生物學創新工程(Computational andSystems Biology Initiative,CSBi)和伯克利分校(uc Berkeley)牽頭組建的納米研究中心nanoHUB所涉及的研究機構、人員規模都非常龐大,但CSBi著力聚焦于“創建能夠為生物變化過程進行全面系統分析的試驗方法和數據模型”,nanoHUB在建立之初也明確地集中于“納米電子學、納米機電學、納米光子學和生物醫藥納米儀器”。

2.組織形式和組織模型的選擇

當合作各方核心資源高度耦合、相互間充分信任、并有共同的科研目標這三個基礎具備之后,就應著手對虛擬科研組織形式的設計。按照駱品亮等人的研究,虛擬科研組織分為兩類:第一類是單個研發組織無形化,即某機構通過網絡和通訊技術把自己分散在不同地點的技術資源連接起來形成的研發組織,比較典型的案例是麻省理工學院(MIT)的計算機系統生物學創新工程(CSBi),還有斯坦福大學的Bio-x計劃;第二類是多個獨立企業、大學、研究所的研發資源圍繞特定目標、利用計算機網絡和通訊工具,以關系契約為基礎連接起來而構成的一個動態研發網絡組織。如國內上海市教委從2003年開始在上海部分高校實施的E,研究院(E-Institute)建設計劃,新加坡國立大學和南洋理工大學兩所高校與麻省理工學院合作組建的SMA(Singapore MITAIIianee)聯盟,還有聚焦于納米研究、教育與合作的納米研究中心nanoHUB等。其實,上述兩類虛擬科研組織在組織形態上并無本質的不同,只是所連接的合作方之間在空間距離或所隸屬機構上的差異,但前者是當前研究型大學內部構建虛擬科研組織的主要形態,后者是校際乃至國際間建立聯盟式虛擬科研組織的主要形態。從具體的組織模型來看,上述兩類組織形式又都可以采取以下兩類組織模型:

星型的虛擬科研組織模型有一個核心主體的概念,這個核心主體可能是傳統即有的某個研發機構,也可以是虛擬科研組織單獨設立的中心管理機構,如CSBi中單獨設立的9人執行委員會,BlO-x計劃中有主任領導的生物科學跨學科顧問委員會、學科領導委員會、執行委員會。這些委員會是虛擬科研組織組織者的角色,負責合作方的選擇、資源的分配、利益的協調、科研項目的立項與審批等事務。合作各方與核心主體間的關系最為緊密和剛性,所以圖示中用實線來表示各參與主體與核心主體間的關系。作為網狀的虛擬科研組織模型,各參與主體間的關系更為松散和柔性,所以在圖示中用虛線來表示各參與主體間的關系,如美國的nanoHUB和我國上海的E-研究院。nanoHUB就是借助強大的信息技術(NSF支持建設的Cyber Infrastructure中的In-VIGO)支持,通過中間件技術創建了研究者、教育者和學生所需的訪問和共享資源的內容管理系統,研究者、教育者和學生間的關系較為松散。但網狀的虛擬科研組織同樣也有一個核心成員的概念,如果沒有這個核心成員,這個虛擬科研組織就會淪為一盤散沙。這個核心成員主要起到基礎資源供應和維系網絡的作用,如nanoHUB中有一個由六所大學(包括Purdue,UC Berkeley,Northwestern,IUC,Norfolk和UTEP)組成的核心成員NCN(Network for Computational Nanotechnology)。

3.虛擬科研組織的資源依賴

虛擬科研組織雖然作為虛體化的存在,但要使組織化的科研活動得以啟動,必須有充足的經費支持。世界上成功運作的虛擬科研組織都具備“豐厚的研究經費支撐”。虛擬科研組織基于信息技術平臺的支撐、以研究項目或研究計劃為載體,把各參與主體組織起來進行協同創新才是虛擬科研組織的根本功用。如Bio-x計劃,1998年該計劃被提出,2001年在企業家Clarks捐助了Clarks中心大樓以后,該計劃有了其組織者獨立辦公的物理平臺,到2007年,該計劃獲得了2500萬美元的研究經費。以這些經費作為啟動資金,Bio-x計劃啟動了高級研究員項目(Senior Fellow Program)、跨學科啟動項目(Interdisciplinary Initiatives Program,liP)、研究生學術會議補貼項目(Travel SubsidV for Graduate Students)、本科生研究獎勵項目(Undergraduate Research Awards)等眾多計劃。同樣,CSBi成立之初就確立了龐大的研究經費籌集計劃,2003年該虛擬組織成立,僅至2005年,該組織就已經籌得3200萬美元的經費。為使虛擬科研組織能長期存在,以研究項目的形式進行持續性經費資助在虛擬科研組織建立之初必須明確規定下來,否則虛擬科研組織就成為虛無。

4.虛擬科研組織中各參與主體間的契約設計

虛擬科研組織的良好運作也具備較大的風險。第一,學術組織本身就“相當松散”,虛擬科研組織的參與主體間主要依賴柔性的關系契約維系整體性的存在;第二,虛擬科研組織無法較為清晰地界定參與主體各自的資源投入比例:第三,對學術成果的權益分配是虛擬科研組織面臨的一個巨大挑戰;第四,知識的共享和交流中一些好的學術火花很容易被缺乏學術操守的人引為己有或向外隨意散播,由此造成學術研究中知識外泄的風險;第五,對虛擬科研組織整體績效的衡量涉及參與主體的學術貢獻歸屬于原所在機構還是虛擬科研組織的問題,對虛擬科研組織的績效比較難以評價。各種風險的控制與防范是虛擬科研組織持續發展的重要保障,虛擬科研組織的設計者、組織者和主管領導在虛擬組織建立之初應該制定相應的紀律、制度和評價指標,引導各參與主體對要素投入進行基礎性的約定,并設定相應的執行委員會、學術委員會、第三方評審委員等機構來監控和評估虛擬科研組織的運行。圖4所示是虛擬科研組織的契約設計體系。

四、虛擬科研組織的運行機制

虛擬科研組織是一個動態的研發聯盟,當有了共同的研究目標,各參與主體開始互補性的協作之后,與傳統的研究組織一樣,虛擬科研組織同樣面臨研究課題的選擇、資源分配、權益協調、風險控制、構建組織文化、知識產權保護、重要數據資源的保密及所屬成員的學術評議等諸多問題。虛擬科研組織的運行作為一個有機的過程,可以把其歸入一個生命周期中來研究其運行機制。圖5是虛擬科研組織組建及運行的生命周期模型。

關于該模型的可行性論證和組建期,在本文第三部分已經做了分析。該模型的運行期和解體階段是虛擬科研組織日常運行中主要的生命周期,通過對諸多虛擬科研組織案例的分析,虛擬科研組織的運行機制可細分為研究項目的選擇、資源協調、組織文化、激勵約束機制和保密機制五個問題。

1.研究項目的選擇

虛擬科研組織良好運行的核心在于各參與主體圍繞項目或研究計劃進行科學研究。這些項目主要有三個來源:(1)參與主體的自發申請;(2)虛擬科研組織進行的自主設置;(3)外部(如企業、政府)委托。關鍵要使這些項目能圍繞虛擬科研組織的主體研究指向。其中的第(3)類項目由資助機構進行評估,主要是對第(1)和第(2)類項目的選擇。決策實踐中,應主要考慮項目的創新性、可行性及與本組織研究領域的契合性。如主要指向于保持生物學競爭優勢的Bio-x計劃,通過跨學科行動項目(IIP)提供種子基金,每2~3年資助描繪和模擬從分子層次到意識層次的生命、重建細胞和組織的健康、解碼健康和疾病的遺傳基因、設計治療儀器和分子機械這四個研究方向的科研項目,以此來保證研究主題的聚焦和風險可控。此外,為保證信息的準確性、及時性和決策的科學性,群體決策支持系統已經在諸多虛擬科研組織的技術平臺上開始使用。

2.研究資源的協調

虛擬科研組織作為一種網絡化、扁平化的結構,組織成員間的等級制度比起傳統研究組織大大弱化,在這種背景下,虛擬科研組織的資源協調要做出如下調整:第一,在權力分配上,參與主體因掌握著較為豐富的核心資源,所以分權也成為一種必要的權力配置狀態。第二,要充分認識到協調在虛擬科研組織中的突出作用。協調不僅是建立學術信任的基礎,也是解決矛盾和沖突的必要途徑。第三,核心主體的行政資源和經費資源應得到校際層面的實際支持。如SMA在資源分配上有明確的規定為研究生提供各種獎學金,這種激勵措施保證了該組織能持續性地錄取到優秀的研究生。CSBi更是牢牢把握住自己的核心目標,把一些的、非核心的研發任務和支撐性的、服務性的工作通過契約方式外包(Out sourcing)給其他機構,這樣就保證了以最少成員、最低投入、最快速度、最高質量、最大效益地實現核心目標。

3.組織文化的構建

大部分的虛擬科研組織都是跨學科的,不同的學科會形成特有的學科文化和行為價值觀。除學科之外,如果參與主體來自于不同的院?;蛘卟煌膰龋俏幕牟町愋詴?。虛擬科研組織雖然是一種松散的研發聯盟,但圍繞研究項目形成的虛擬團隊應該建立起一種整合的文化來約束或規范各參與主體的行為方式。這種文化的構建不能單純依靠虛擬的平臺,還要借助于傳統物理空間實現虛擬團隊成員間信任與情感溝通。如CSBi借助于聯誼會、專題討論會、拓展活動等傳統學術組織所開展的活動來凝聚團隊成員,虛擬團隊成員間的互動行為增加,信任感增強。

4.激勵約束機制

學術研究本來源于“閑適的好奇”,即學術研究原本是一種自發的認知驅動。但進入規范化管理體系中的研究人員,其行為特征自然具備了目標利益導向。成果的歸屬、論文署名的排序、經費的分配比例等等都是虛擬科研組織中各參與主體必然要關注的對象。學術成果(尤其是一些思想和理念)是各參與主體交互討論“生成”的產物,而非預設的。因此,若基于傳統的績效考核理論,e-Science時代的“交互”與“整合”會導致學術成果歸屬的巨大分歧,如何考核與激勵虛擬科研組織內各參與主體的貢獻變得異常復雜。在此,要充分認識到學術研究人員所最為重視的自我尊重與自我實現這種職業價值觀,有形產品的設計與開發要做出明確的利益分配,在思想理念方面的貢獻要依賴于信息技術平臺對交互討論過程的準確記錄,要依賴于各參與主體的最后集體評議。

5.保密機制

虛擬科研組織的各參與主體既是自己原本所屬院系的一員,也有自己的所屬學校、國家、學會等各種歸屬,并且虛擬科研組織是一種動態聯盟,每個參與主體可以在多個組織間進行轉移,也可以同時隸屬于多個科研組織。因此,在某個組織內所獲得的知識成果有可能會被不經意的散播,尤其是在信息技術主導的科研環境中,知識成果的散播變得迅捷而又便利,很容易造成虛擬科研組織的知識產權風險。為此,一些剛性的規定和協議要在虛擬科研組織內進行貫徹,如提高知識產權意識,簽訂組織內的保密協議,在組織內傳播核心成果時采用封裝法等,必要的情況下要運用法律手段進行保守秘密。

五、結語

虛擬科研組織是在學術價值觀轉換和跨學科背景下,應用協同創新和交互整合理念的新型組織。支撐虛擬科研組織的信息技術平臺是個復雜e-Science技術體系,最基本的是共享交流門戶(Portal)和協同科研的環境(Virtual ResearchEnvironment,VRE)。如由英國JISC資助的The Sakai Demonstrator和一體化的生物學虛擬研究環境(Integrative Biology Virtual Research Environment,IB VRE),還有NERC資助的分子層面的環境(the Environment from the molecularlevels,eMinerals),這些門戶和協同科研環境提供了一套完整的客戶端工具和訪問數據與計算資源的服務。此外,豐富的并能及時得到更新的科技文獻數據庫、科研數據的傳感與收集工具、安全管理系統等都要在信息技術平臺的建設中予以考慮,且與已有的觀測平臺、數據收集平臺、數字圖書館的整合可以一定程度上降低虛擬科研組織信息技術平臺的建設成本。當然,強大的信息技術平臺的建設并非虛擬科研組織建設的全部工作,在研究型大學中進行虛擬科研組織的組建與運行絕非是對傳統科研組織的拋棄與背離。虛擬科研組織并非因其“虛”而注定是虛體的存在,經過數代人的積累,研究型大學積淀了豐富的智力資源、信息資源和設備資源,這些實體資源是虛擬科研組織存在的基礎。只有充分利用和整合已有的實體資源,虛實結合,研究型大學虛擬科研組織的組建與運行才能真正走向形神兼備。

基金項目:本文系山東省教育廳人文社科研究項目“信息時代研究型大學的學術組織創新”(編號:J10WH73)及中國海洋大學本科教育教學研究課題“泛在學習視角下大學生學習環境的構建及運行研究”(編號:2012JY33)的研究成果。

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