时间：2023-02-28 15:55:56
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1)生物学、化学、物理学占据上海自然科学领域科技发展与学科建设的主导地位。
上海自然科学领域中生物学、化学、物理学分别名列前三位，占据上海自然科学领域学科发展的主导地位。排在后面的依次为信息与系统科学、地学、数学、天文学和力学。除生物学、化学、物理学三个学科科技发展的主成分得分为正外，其他五个学科科技发展的主成分得分均小于零，表明上海自然科学领域的多数学科的科技发展低于整体水平(见表1)。
表1 上海自然科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排序
生物学
1.7461
0.98206
1.79619
1
化学
0.87113
1.18576
0.83031
2
物理学
0.81642
1.32005
0.76775
3
信息与系统科学 -0.41952 -0.77932 -0.37558 4
地学
-0.54201 -0.6447
-0.52783 5
数学
-0.71232 -0.20092 -0.7645
6
天文学
-0.88765 -1.14172 -0.84543 7
力学
-0.87214 -0.7212
-0.8809
8
2)上海自然科学领域的科技发展与学科建设在全国具有明显优势，但与北京差距明显。
在自然科学学科中，上海除地学外，其他学科国际科技论文数均进入前三名，其中数学、力学、物理学、化学、天文学、生物学六个学科在大陆排名第二(仅次于北京)，信息与系统科学国际科技论文数排在北京、湖南之后，名列第三(见表2)。虽然上海自然科学领域各学科国际科技论文数均位居前列，但与北京相比，差距明显，特别值得注意的是除天文学外，上海其他学科国际科技论文数均不足北京的1/2。在国内科技论文方面，上海自然科学领域中的力学、物理学、化学、信息与系统科学、天文学和生物学有明显优势，数学与地学国内科技论文未能进入前三名(见表2)。特别值得注意的是除数学外，上海其他学科国内科技论文均不足北京的1/2。
表2 2001年自然科学领域各学科国际国内前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名 第三名 第一名 第二名 第三名
数学
北京 上海 江苏
北京 江苏 湖北
力学
北京 上海 陕西
北京 上海 陕西
信息与系统科学 北京 湖南 上海
北京 湖北 上海
物理学
北京 上海 江苏
北京 上海 安徽
化学
北京 上海 江苏
北京 上海 江苏
天文学
北京 上海 江苏
北京 江苏 上海
地学
北京 湖北 江苏
北京 江苏 湖北
生物学
北京 上海 湖北
北京 广东 上海
资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。
3)知识流动不足、系统失灵是制约上海自然科学领域科技发展与学科建设的瓶颈。
科技发展与学科建设的效率，就其实质而言，是新的知识在一个系统中创造、流动和利用的效率。它取决于诸创新要素的创新动力、能力和互相之间相互作用的效率。而决定创新要素的创新动力、能力和互相作用则取决于经济科技制度的安排，政策体系的设计，基础设施建设的水平和创新文化的氛围。建设知识创新体系，提升学科建设与科技发展能力的关键是通过制度、政策和环境的作用，提高创新各要素的创新动力、能力和达到创新目标的要素间的互动。从本质上看，创新体系是由存在于企业、政府和学术界的关于科技发展方面的相互关系与交流所构成的。在这个系统中，相互之间的互动作用直接影响着创新的成效和整个经济体系。创新体系的核心内容是科学技术知识的循环流转。表3所示上海自然科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况，2/3左右的项目为独立完成，表明知识流动不足、系统失灵成为制约上海自然科学领域科技发展与学科建设的瓶颈，如何采取有效措施加速知识流转、战胜科技发展与学科建设中的系统失灵是上海自然科学领域知识创新体系建设面临的长期任务。
表3 上海自然科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目数 项目参加人员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
114
343
275
5122
与国内高校合作
127
305
221
7258
与国内独立研究院所合作
107
243
177
2526
与境内注册外商独资企业合作 38
127
118
2360
与境内注册其他企业合作
915
2103
1895
25427
独立完成
2545
4408
2707
32311
其他
26
124
102
1384
资料来源：上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编，2001，72。
2 上海工程与技术领域科技发展的学科结构与绩效评价
1)学科在国内的比较优势。
在工程与技术科学领域20个学科的国际科技论文排名中，北京包揽了20个学科的第一名，上海只有材料科学、冶金与金属学、机械与仪表、动力与电气、电子通讯与自动控制、计算技术、化工、土木建筑、交通运输9个学科排名第二(仅次于北京)，上海能源科学技术和环境工程两个学科国际论文排名第三(见表4)。
表4 2001年工程与技术科学领域各学科国际国内前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名 第三名
第一名 第二名 第三名
工程与技术基础学科 北京 河北 山西
北京 陕西 江苏
测绘科学技术
北京 四川 陕西
北京 湖北 江苏
材料科学
北京 上海 辽宁
北京 上海 陕西
矿山工程技术
北京 江苏 湖南
北京 湖南 江苏
冶金、金属学
北京 上海 辽宁
北京 辽宁 上海
机械、仪表
北京 上海 陕西
北京 江苏 陕西
动力与电气
北京 上海 江苏
北京 湖北 陕西
能源科学技术
北京 湖北 上海
北京 山东 黑龙江
核科学技术
北京 安徽 四川
北京 四川 甘肃
电子、通信与自动控制 北京 上海 陕西
北京 陕西 上海
计算技术
北京 上海 江苏
北京 江苏 上海
化工
北京 上海 湖北
北京 江苏 上海
轻工、纺织
上海 北京 四川
北京 广东 上海
食品
北京 江苏 广东
广东 浙江 江苏
土木建筑
北京 上海 江苏
北京 上海 江苏
水利
北京 湖北 江苏
湖北 北京 江苏
交通运输
北京 上海 江苏
北京 上海 湖南
航空航天
北京 陕西 黑龙江
北京 陕西 江苏
环境
北京 江苏 上海
北京 江苏 上海
安全科学技术
北京 湖南 安徽
北京 湖南 江苏
资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。
在工程与技术科学领域20个学科国内科技论文排名中，北京有18个学科排名第一，只有食品和水利分别由广东和湖北名列第一，而上海只有9个学科进入前3名，其中材料科学、土木建筑、交通运输3个学科名列第二，冶金与金属学、电子通信与自动控制、计算技术、化工、轻工与纺织、环境工程名列第三(见表3)。
2)上海工程与技术科学领域科技发展与学科建设占主导地位的学科。
上海工程与技术科学领域中占据科技发展主导地位的8个学科依次是电子通信与自动控制、机械与仪表、航空航天、材料科学、化工、计算技术、动力与电气、交通运输。上海工程与技术科学领域科技发展最为薄弱的5个学科是测绘科学与技术、水利、矿山工程技术、安全科学技术和食品。特别值得注意的是2/3的学科科技发展的主成分得分小于零，表明上海工程与技术科学领域60％的学科科技发展低于平均水平(见表5)。
表5 上海工程与技术科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排序
电子、通信与自动控制
2.93105
2.48946
2.96681 1
机械、仪表
1.38674
0.06872
1.29458 2
航空航天
1.16586
-0.81414 0.98384 3
材料科学
0.57576
1.29195
0.67626 4
化工
0.61197
0.94682
0.66216 5
计算技术
0.35117
1.86971
0.51358 6
动力与电气
0.49477
0.42028
0.50252 7
交通运输
0.45473
-0.19787 0.40005 8
土木建筑
-0.32659 0.6906
-0.23377 9
工程与技术基础学科
-0.26822 -0.66067 -0.31811 10
冶金、金属学
-0.46472 0.25968
-0.40773 11
轻工、纺织
-0.46716 -0.475
-0.47954 12
环境
-0.69617 -0.31043 -0.67619 13
核科学技术
-0.72349 -0.79265 -0.75082 14
能源科学技术
-0.79072 -0.50098 -0.78198 15
食品
-0.76882 -0.90066 -0.80184 16
安全科学技术
-0.81005 -0.84276 -0.83462 17
矿山工程技术
-0.8642
-0.85314 -0.88633 18
水利
-0.89218 -0.8347
-0.91028 19
测绘科学技术
-0.89975 -0.85423 -0.91858 20
3)上海工程技术领域科技论文产出与北京差距悬殊。
在工程与技术科学领域国际科技论文方面，上海排在前3名的11个学科中，除材料科学与土木建筑两个学科外，冶金与金属学、机械与仪表、动力与电气、电子通信与自动控制、计算技术、化工、交通运输、能源科学技术和环境工程9个学科的国际科技论文数均不足北京的1/2。
在工程与技术科学领域国内科技论文方面，上海进入前3名的9个学科，除材料科学、轻工与纺织两个学科外，土木建筑、交通运输、冶金与金属学、电子通信与自动控制、计算技术、化工、环境工程等7个学科国内科技论文均不足北京的1/2。
4)加强产学研合作、战胜系统失灵是上海工程技术领域科技发展与学科建设面临的基本任务。
表6所示上海工程技术领域R&D项目按项目合作单位分组情况，70％左右的项目为独立完成，表明知识流动不足、系统失灵成为制约上海工程技术领域科技发展与学科建设的瓶颈，如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是上海工程技术领域科技发展与学科建设面临的基本任务。
表6 上海市工程与技术科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目参加人
项目数 员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
201
3341
2169
74523
与国内高校合作
437
1762
1415
21865
与国内独立研究院所合作
644
3021
1745
24587
与境内注册外商独资企业合作 94
854
608
19073
与境内注册其他企业合作
1431
4551
3454
52744
独立完成
6934
22836
15879
219665
其他
293
1592
1198
10703
资料来源：上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编，2001，75。
3 上海农业科学领域科技发展的学科结构与绩效评价
1)农学和水产学占据上海农业科学领域中科技发展与学科建设的主导地位。
上海农业科学领域中占据科技发展主导地位的学科是农学和水产学，林学、畜牧与兽医科学相对薄弱(见表7)。
表7 上海农业科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排名
农学
1.21943
1.45978
1.26327
1
水产学
0.28854
-0.26992
0.2164
2
畜牧、兽医科学 -0.3714
-0.38479
-0.37749 3
林学
-1.13657
-0.80507
-1.10218 4
2)上海农业科学领域各学科与国内先进地区有相当差距。
在农业科学领域4个学科国际科技论文排名中，北京的农学和林学、甘肃的畜牧兽医、湖北的水产学国际科技论文排名第一，上海在农业科学领域各学科国际科技论文无一进入前3名(见表8)。在农业科学领域4个学科国内科技论文排名中，北京的农学、浙江的林学，江苏的畜牧兽医、山东的水产学国内科技论文排名第一，上海在农业科学领域各学科国内科技论文无一进入前3名(见表8)。无论是国际科技论文、还是国内科技论文，上海农业科学领域各学科与国内先进地区都有相当大的差距。
表8 2001年农业科学领域各学科国际国内科技前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名 第三名
第一名 第二名 第三名
农学
北京
浙江
江苏
北京 江苏 浙江
林学
北京
黑龙江 安徽、福建、 浙江 北京 福建
广东、陕西
畜牧、兽医科学 甘肃
云南
北京
江苏 北京 甘肃
水产学
湖北
山东
广东
山东 广东 福建
资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。
4)知识流动不足是上海农业科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因。
表9所示上海农业科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况，64％的项目为独立完成，表明知识流动不足是上海农业科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因，如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是加强上海农业科学领域科技发展与学科建设面临的重要任务。
表9 上海农业科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目数 项目参加人员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
24
46
38
229
与国内高校合作
25
72
45
613
与国内独立研究院所合作
48
86
68
442
与境内注册外商独资企业合作 2
5
4
18
与境内注册其他企业合作
69
124
99
506
独立完成
312
420
269
3716
其他
9
8
3
25
资料来源：上海市全社会R&D资源清查工作小组。上海市R&D清查数据汇编，2001，73。
4 上海医药科学领域科技发展的学科结构与绩效评价
1)上海医药科学领域科技发展与学科建设在全国具有明显优势，但与北京仍有相当差距。
在医药科学领域6个学科国际科技论文排名中，北京的预防医学、基础医学、临床医学、中医学四个学科排名第一，上海的药物学和特种医学两个学科排名第一。此外，上海的基础医学、临床医学排名第二，中医学排名第三(见表10)。在医药科学领域国际科技论文方面，上海除药物学和特种医学外其他4个学科与北京均有一定的差距。
表10 2001年医药科学领域各学科国际国内前三名地区
国际论文
国内论文
第一名 第二名
第三名 第一名 第二名 第三名
预防医学 北京 浙江、广东
北京 广东 上海
基础医学 北京
上海
广东
北京 广东 上海
药物学
上海
北京
江苏
北京 广东 上海
临床医学 北京
上海
广东
北京 广东 上海
中医学
北京
云南
上海、江苏 北京 广东 江苏
特种医学 上海
北京
广东
北京 陕西 上海
资料来源：2001年度中国科技论文统计与分析(年度研究报告)，中国科学技术信息研究所，2002，23-24。
国内科技论文排名中，北京包揽了6个学科国内科技论文的第一，上海除中医学国内科技论文未进入前三名外，预防医学、基础医学、药物学、临床医学和特种医学国内科技论文均排名全国第三(见表11)。在医药科学领域国内科技论文方面，上海6个学科与北京均有一定的差距，特别值得注意的是中医学和特种医学国内科技论文不足北京的1/2。
表11 上海医药科学领域学科发展的综合评价
投入
产出
综合
排名
临床医学
1.495
1.583
1.56579 1
药学
0.89727
-0.15227 0.79183 2
基础医学
-0.33507 0.84777
-0.246
3
中医学与中药学
-0.21555 -0.8431
-0.27284 4
预防医学与卫生学
-0.69136 -0.64275 -0.70052 5
军事医学与特种医学 -1.1503
-0.79264 -1.13826 6
2)上海医药科学领域中占据科技发展主导地位的学科是临床医学和药学。
上海医药科学领域中占据科技发展主导地位的学科是临床医学和药学，中医学与中药学、基础医学、预防医学与卫生学、军事医学与特种医学科技发展相对薄弱。
3)知识流动不足是影响上海医药科学领域科技发展与学科建设的制约因素。
表12所示上海医药科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况，85％的项目为独立完成，表明知识流动不足是上海医药科学领域科技发展与学科建设相对薄弱的重要原因，如何采取有效措施加强产学研合作、战胜系统失灵是加强上海医药科学领域科技发展与学科建设面临的重要任务。
表12 上海医药科学领域R&D项目按项目合作单位分组情况
项目参加人
项目数 员全时当量 科学家和工程师 项目经费支出
与境外机构合作
37
124
114
7510
与国内高校合作
142
258
170
1607
与国内独立研究院所合作
113
234
171
1921
与境内注册外商独资企业合作 6
10
7
119
与境内注册其他企业合作
97
195
166
2343
独立完成
3074
4857
3192
20038
其他
139
125
英文名称：
主管单位：江苏省教育
主办单位：南京信息工程大学
出版周期：双月刊
出版地址：江苏省南京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1674-7070
国内刊号：32-1081/N
邮发代号：28-404
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：2009
期刊收录：
核心期刊：
期刊荣誉：
联系方式
关键词：信息系统 地理信息系统 高中地理教学
中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）04-0144-01
1 信息系统及其基本思想
系统科学是介于哲学与具体工程科学之间的一种重要科学思想，运筹学、控制论、信息论、计算机科学技术等成为了系统科学重要的学科基础。系统思想是在系统科学基础上发展起来的重要思想，其核心在于从整体性、层次性、开放性、可控性等方面理解和认识对象系统，进而通过预测、评价、控制、优化等具体方面改进和改善对象系统的状态的一门学科。
随着系统科学需要研究和处理的问题的复杂性的不断提高，面对开放的、复杂的系统性问题，系统科学提出使用人机交互与集成控制的方法应对上述问题，信息系统的思想和方法即为系统科学所需解决的问题提供了有效途径。信息系统，是以计算机硬件、计算机软件、计算机用户、网络设备等构成的人机一体化系统，是系统科学的重要组成部分。
信息系统的思想主要体现在：①整体性。信息系统的功能由数据输入、数据存储、数据处理、数据输出等各子系统协同发挥，共同实现，从而体现了系统的整体性特征。②层次性。信息系统由各个子系统构成，各个子系统又可以进一步分解为具有不同功能的模块，因此信息系统具有一定的层次性，任何系统为其上一级系统的子系统，又为其下一级系统的上级系统。③开放性。信息系统处于不断的动态变化中，如其不断接受外部数据输入，又通过对数据的处理和分析，将相关信息输出到系统外部。
2 地理信息系统及其在高中地理教育应用的必要性
地理信息系统是以计算机硬件和计算机软件为基础，以空间地理数据的输入、存储、计算、图形生成、分析等为主要对象的计算机集成系统。地理信息系统在城市规划、自然资源管理等社会和经济生活方面得到了日益广泛的应用并取得了显著的绩效。地理信息系统已作为一门重要的专业基础课程走进了我国大多数开设地理、测绘等专业课程的高等院校。正是由于地理信息系统的助力，才使得数字地球、数字城市等概念和生活模式逐渐为人们所理解和接受。
我国的高中地理课程教育渗透地理信息系统的必要性主要体现在以下方面：首先，地理信息系统作为具体的信息系统，充分体现了系统科学的核心思想，通过地理信息系统的教育教学，能够帮助学生有效理解和运用系统科学中的整体性、层次性、开放性等系统性思想，培养学生正确的世界观和方法论；其次，我国九年义务教育全日制初级中学地理教学大纲提出了地理教育和教学要注意“发展智力和培养能力”的目标，通过开展面向高中学生的地理信息系统知识、方法的教学，突破了传统的限定于课本且学生被动式的教学方法，使得学生能够通过教师讲解与动手实践，培养学习和解决问题的积极性、主动性和创造性；再次，随着计算机教育的普及，我国大多数中学具备了优良的计算机教育环境，从而为地理信息系统的教育教学的开展提供了有效平台。
3 地理信息系统思想在高中地理教育渗透方法分析
3.1 加强地理信息系统与日常教学的融合
在高中地理教学的过程中，采用课本教学与地理信息系统软件相互结合的教学方式。例如，在我国人口分布知识的讲解中，可以利用地理信息系统软件对我国不同人口分布数量的地区表征不同的颜色，从而帮助学生发现我国人口分布的地域性特征；又如，在大气变化的知识讲解中，可以在地理信息系统软件的帮助下，展示大气变化的时间性特征，从而帮助学生了解大气变化的规律性特征。通过地理信息系统与日常教学的融合，增加学生对所学知识的感性认识，增强学生学习的积极性。
3.2 通过动手解决问题培养学生的系统性思想
最有效的培养学生系统性思想的方法在于通过学生自己动手解决问题的方式培养学生的系统性思想。例如，课题分组安排学生开展“中国粮食产量的分布特征和演化趋势”兴趣小组研究，在开展课题研究的过程中，学生需要搜集我国分省级区域的粮食产量数据、将数据输入系统、根据产量绘制分布图、对省级区域进行分类等。在开展课题研究的过程中，能够帮助学生深入了解信息系统所具有的开放性、层次性、交互性等系统性特征。
3.3 积极培养学生利用地理信息系统解决问题的能力
通过启发式教学的方法培养学生利用地理信息系统的方法解决实际问题的能力。例如，培养学生利用地理信息系统的工具求得两地之间的最优路径的具体方案；此外，可以启发学生自主发现现实生活中哪些问题可以在地理信息系统的帮助下得到有效解决，从而培养学生利用地理信息系统解决问题的能力。
（青岛市城阳第三高级中学，山东 青岛 266112）
参考文献：
[1]孙中旭.地理信息系统知识进入普通高中地理课程标准的必要性[J].辽宁教育行政学院学报，2006，（3）：138-139.
英文名称：Journal of Xinjiang University(Natural Science Edition)
主管单位：新疆大学
主办单位：新疆大学
出版周期：季刊
出版地址：新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1000-2839
国内刊号：65-1094/N
邮发代号：58-28
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1975
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
核心期刊：
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
关键词：地理信息系统，专家系统，智能决策支持系统
图1 马常杰、陈守余提出的G-IDSS参考模型框架
3.结语
智能决策支持系统既发挥了专家系统以知识推理形式解决定性分析问题的特点，又充分利用了决策支持系统以模型计算为核心的解决定量分析问题的特点，将定性分析和定量分析有机的结合起来，使解决问题的能力得到进一步的提高。但是它不能直观、精确而灵活地描述组织对象的位置布置、空间分布等地理信息，也不能描述组织对象所处的自然环境和社会环境信息。精准农业实现的全过程均依赖于地理信息。论文参考网。论文参考网。因此，针对精准农业的特点，将GIS和IDSS结合起来，辅助决策分析是至关重要的。
地理信息是实现精准农业的核心系统，它管理所有的农业信息，并对空间信息进行分析，对精准农业实施给出精准的作业方案。论文参考网。我国基于计算机网络系统的GIS软件在城市建设、农田规划和土壤养分管理方面已广泛应用。目前研究的关键问题是开发出具有自主产权的用于精准农业的基于计算机网络农田管理决策系统。将GIS与IDSS相结合，发挥各自优势，使计算机技术在农业中的应用更加实用化、智能化，对于提高农业现代化的科学性和工作效益将有深远的意义。
【参考文献】
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[14]杨长保,吴秀媛,马生.基于GIS的专家系统及其在农业宏观决策中的应用研究.吉林农业大学学报,2004 ,26 (1) :111～115
[15]陈文伟.决策支持系统及其开发.电子工业出版社,1998
[16]夏安邦.决策支持系统引论.同济大学出版社,1991
英文名称：Journal of Sichuan University of Science & Engineering(Natural Science Edition)
主管单位：四川省教育厅
主办单位：四川理工学院
出版周期：双月刊
出版地址：四川省自贡市
语
种：中文
开
本：大16开
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国内刊号：51-1687/N
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Abstract： WSR Methodology not only is the response to the system of the world scientific community， but also the refinement， inheritance and promotion of the systematic thought in Chinese traditional culture. "The unity of heaven and man" and traditional Chinese medicine syndrome differentiation fully reflects the system thought and spirit in Chinese traditional culture. On the one hand， the constitutes of WSR methodology are Wuli， Shili and Renli. In addition， WSR methodology as a whole， the interaction and complementary relationship of Wuli， Shili， Renli and the whole should be recognized in the view of systems theory.
关键词： WSR方法论；系统科学思想；系统工程；应用与实践
Key words： WSR Methodology；thinking of system science；system engineering；application and practice
中图分类号：C93-03 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）30-0013-03
0 引言
WSR是“物理（Wuli）-事理（Shili）-人理（Renli）”方法论的简称。方法论是用于解决问题的方法的辩证过程，每个阶段的问题都要用这一辩证过程来展开并解决之。系统方法论最重要的工作就是把问题开展，然后再解决之，即提出问题并给出问题的环境设定[1]。上世纪90年代，顾基发研究员与朱志昌博士共同提出了具有东方文化特色的WSR方法论。作为东方的系统方法论，WSR方法论一经提出，就天然地具备了系统科学的思想“基因”。
1 WSR方法论的提出是对世界系统科学界的响应
20世纪80年代，英美各国在经历了国际性的“系统反思”之后，一批新的系统方法论如雨后春笋般被提出来——1984年，英国Checkland教授提出了软系统方法论（SSM）。SSM通过“概念模型”的构建来实现对系统的认识，从而求解出“可行地、满意地”解。几乎在同时，梅森与米特罗夫、拉塞尔·阿科夫以及沃纳·乌尔里克等人针对无法量化或者量化难度过高、不能用传统的运筹学和管理科学等方法来解决的“硬”问题，分别提出了战略假设表面化与检验系统方法论、交互式规划方法论和批判系统启发法。此外，同时期还产生了亚对策方法论、生存系统建模、战略选择、战略选择发展与分析、问题结构法等[5]一系统“软”系统方法论。这些方法论都强调思考方法、工作过程以及人的参与等问题，而“去掉”了“硬”系统方法论中的数学模型，从而使得其偏软、偏战略思考[2]。
但是，中国长期从事科学与工程技术研究的专家学者们比较不容易接受西方的系统方法论，所以迫切希望能够产生符合中国式思维的系统方法论。在这种背景下，顾基发研究员与朱志昌博士在1994年提出了WSR系统方法论。在此之前，顾基发研究员就曾指出：要“知物理、明事理、通人理”。
2 WSR方法论是对中国文化中系统思想的天然继承
耗散结构的创始人普利高津曾说：“我们正是站在一个新的综合、新的自然观的起点上，也许我们最终有可能把强调定量描述的西方传统和着眼于自发自组织世界的中国传统结合起来[6]”，“中国文化具有一种远非消极的整体和谐。这种整体和谐是各种对抗过程间的复杂平衡造成的。”德国物理学家、协同学的创始人哈肯曾表示：“协同学与中国古代思想在整体性观念上有着很深的联系[2]”。“系统科学的概念是由中国学者较早提出的[7]。”
2.1 “天人合一”与系统思想 著名学者季羡林先生曾说：中国“天人合一”的思想是东方综合的思维模式区别于西方分析的思维模式的具体表现[8]。“东方论基础的综合的思维模式，承认整体概念和普遍联系，表现在人与自然的关系上就是人与自然为一整体，人与其他动物都包括在这个整体之中[8]。”在谈到如何挽救西方文化主宰下引发的生态遭到破坏、洪水肆虐、生物灭种等问题时，季先生表示：“依我看，办法就是以东方文化的综合思维模式济西方的分析思维模式之穷[8]。”这里的分析思维模式即是机械的还原论思维，而综合思维模式即中国文化中固有的系统
思维。
季先生认为：要“挽救西方文化主宰下引发的生态遭到破坏、洪水肆虐、生物灭种等问题”，就首先是需要对“物理”因素的研究，认识到生态平衡、生物多样化生存的规律。在实际的执行过程中，则注重“天人合一”，用“天人观”指导天与人之间的“事理”。要最终实现对“西方文化主宰下引发的生态遭到破坏、洪水肆虐、生物灭种等问题”的“挽救”，则需要协调东方人和西方人在思维、行动、意识等方面的因素（即“人理”），从而真正实现“天人合一”。“天人合一”思想的内涵与WSR方法论具有内在的统一性和一致性。
2.2 中医辨证施治与系统思想 “天人合一”的整体观认为主体和客体是统一的，人是构成整个宇宙的重要“元素”，自然与人类有天然地统一性。这种思想观念深刻地融入到了祖国医学系统中[5]。中医认为人体系统是保持阴阳动态平衡的，是处于运动变换的功能-力量的动态平衡中的，具有自调节的性质[9]。钱学森先生曾说：“中医理论中的阴阳说和五行说，脏腑论及经络学说，六、七情，中医讲究辨证论治，这些都强调了人体的整体观以及人和环境、人和工作的整体观。应该说，这是符合哲学、辩证唯物主义的[10]。”中医诊病所必经的“望、闻、问、切”则更是包含了人-病-症3者相结合的辨证施治的整体论思想。
钱学森先生认为：“阴阳说和五行说，脏腑论及经络学说，六、七情”（即“物理”）是中医的基础；同时，“人体这个系统是保持动态平衡的，而非静止不变的，是处于运动变换的功能-力量的动态平衡状态的”（即事理）；再者，因为“人是构成整个宇宙的重要‘元素’，自然与人类有天然地统一性”，所以要推动祖国医学的现代化和科学化，就要协调好人与自然的关系（即人理）。
此外，《易经》就把世界看成是由基本要素组成的、包括了多层次的、不断循环演化的整体。《孙子兵法》注重从全局把握战机，综合协调。田忌赛马就是这一思想的最直接体现。
3 WSR方法论剖析
3.1 WSR方法论的内涵 在使用WSR方法论指导和开展研究和实践的过程中，对W、S、R各自内容和范围的界定并不一致，也没有一个统一的标准。因此，在经过十多年的发展和实践，张彩江和孙东川综合了前人对WSR方法论的理解和认识，并在文献[12]中理清和界定物理、事理、人理的外延和内涵。之后，薛惠峰[11，13，14]教授、寇晓东[15]博士等人对WSR方法论的内容进行了界定、丰富和完善。
应该看到：物理、事理、人理三者之间不是相互独立、泾渭分明的，而是“你中有我，我中有你”，是对同一事物不同维度的解析，三者之间是相互作用、互为补充的。具体来说，事理和人理中的基本规律，具有“物理”的性质；而对物理、人理的处理，也离不开事理的作用；人理亦是如此。不可顾此失彼，而须以系统论的视角来理解物理、事理、人理与WSR方法论在系统思想指引下的一致性与统一性。
3.2 WSR方法论的特点 赵亚男等人指出，管理科学的研究对象和工作对象主要是人，所以不可避免的带有浓厚的人文色彩[16]。东方和西方的管理科学都是围绕着“人、组织中的人、组织[17]”展开的，但是二者的差异就体现在对人的认识上[17]。然而，受文化背景、价值观念等因素的影响，西方的管理学理论始终不能有效的解决中国社会管理中的问题。针对这一现实，WSR方法论则应运而生。
WSR方法论不只专注于自然科学、运筹学等学科所专注的物理和事理，而且也将物理和事理过程中的人的因素提高到了人理的高度。作为WSR方法论的提出者，朱志昌博士表示：WSR方法论关注的重点是系统的物理、事理、人理是什么及其三者之间如何达到和谐的，而不刻意关注问题的简单性或者复杂性[18]。“人既是科学研究的主体，又正在成为科学研究的重要对象[18]。”
WSR方法论对于人理的重视，或许也可以从科学家瓦格纳的论述中看出一二。“近代科学中最重要的间隙是什么？显然是物理科学同精神科学的差异，实际上物理学家和心理学家之间毫无共同之处——或许，物理学家为心理学方面较肤浅的讲究提供的某些工具可以除外，而心理学家警告物理学家要小心以免所隐藏的欲望影响他的思考和发现。”
3.3 WSR方法论的常用方法 WSR方法论的提出者顾基发研究员将其工作过程分为理解意图、制定目标、调查分析、构造策略、选择方案、协调关系和实现构想7个步骤[2]。后来，朱志昌博士认为协调关系不是一个步骤，而应作为一个要素贯穿整个项目或者过程，也就是“6步骤1要素说”[12]。而各阶段所使用的方法有：
理解意图：头脑风暴法、CATWOE、认知图法、群件法、斡件法以及计算机支持协同工作法等。
目标形成和设定：目标树、统一计划规划法、解析结构建模、AHP、头脑风暴法、批判系统启发法等。
调查分析：Delphi法、问卷法、文献法、历史对比法、名义小组法、访谈法等。
策略的构造与产生：各种建模方法、综合集成研讨
厅等。
选择方案：AHP、群决策支持系统以及综合集成研讨厅等。
实现阶段：各种统计图表、统筹图以及路线图等。
“协调关系”：和谐管理理论、对策论、亚对策、超对策、综合集成研讨厅、群件、斡件等。
作为近年来的研究热点，复杂网络、社会网络分析、网络动力学等新兴学科也为关系的协调提供了若干规律性的指导。反过来看，复杂网络、社会网络分析、网络动力学所得到的规律则属于“物理”。因此，笔者认为：基于复杂网络、社会网络分析、网络动力学等的研究成果，并不能真正的实现“协调关系”的目的。所谓的“协调关系”，更多地是从组织行为学、心理学意义下展开的，需要以东方综合的系统思维为指导。换句话说，通过定量化研究的“协调关系”成果，并不能满足人们对系统“协调关系”的预期。
4 WSR方法论的应用现状
4.1 案例应用 自从WSR方法论提出至今的近20年里，WSR方法论已经被成功应用于各级各类的科研中，在国内外产生了相当的影响。
在WSR方法论的指导下，国家自然科学基金重大项目“支持宏观经济决策的人机结合综合集成体系研究”（编号：7990580）及其子项目已顺利通过了NSFC的验收评审，并被评为特优。WSR方法论还先后被应用于国家科委（1995年）下达的“商业设施与技术装备标准规范体系研究”（编号：Z95001）、原国家计委（现在的国家发改委）（1997年）批准的“商业自动化技术集成与综合示范工程”等科研项目中。
此外，WSR方法论还被应用于水资源管理、农业可持续发展、企业咨询管理、交通运输管理、医院管理、农业机构之间的合作、决策支持系统（DSS）、项目评价、城市系统工程[15]等多个方面。
4.2 成果统计 我们对CNKI数据库从1994年1月-2012年8月关于WSR方法论的文献资料进行了统计。
在统计的过程中，以“WSR”和“物理&事理&人理”为搜索关键词，共有177条信息，经过分析，有效数据115条。此处相关的分析都是基于这115条有效数据进行的。（图1、表2）
由于文献所涉及研究领域的交叉重合性，对有效数据的分类难度较大。却不难看出，有关WSR方法论的研究，主要集中在系统论、交通运输与管理、企业管理、教育管理、经济与金融管理、城市发展、评价与预测以及风险管理等领域。显而易见，除系统论的研究以外，其他诸领域都与人有直接密切的关系，用WSR方法论开展相关的研究工作，可以更好的突出和协调好“人理”，处理好人的因素。
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关键词：Java 实践教学 实践能力 创新能力 教学方法
文章编号：1672-5913(2011)18-0012-04 中图分类号：G642 文献标识码：B
基金项目：甘肃政法学院青年科研基金项目(GZF2010XQNLW53)。
Java课程是应用实践性的课程。长期教学经验说明，单纯的“理论+程序演示”的理论教学方法以及 “学生自主实验+教师随堂指导”的实验教学方法存在着一些缺陷，表现为学生创新能力的欠缺和自主实践能力较差。
教学过程是一个系统过程，涉及到该门课程的所有教学和实践环节，其中任意一个环节的薄弱都会导致学生实践和创新能力培养效果不佳。因此，Java理论教学环节、实验教学环节、学期课程设计、学年论文(设计)、毕业论文(设计)环节、学科竞赛环节、校外实践环节等方面都是培养学生实践和创新能力的关键环节。
以贯穿Java教学整个过程的各个重要环节为切入点，从细节入手，扎扎实实落实好每一个关键环节，是保证培养学生的Java实践和创新能力的根本。
1 在理论教学环节中培养学生的实践和创新能力
1.1 以问题和实际项目为核心，采用以线带点的教学模式
需求是创新和应用成果产生的动力和源泉。传统的Java教材和教学内容是按知识点为模块组织的，即一个知识点，一个针对该知识点的例题，这样虽然有利于学生循序渐进地学习和掌握各个基本知识点
及其用法，但这种教学方法，有时会导致学生一听就会，一用就忘。其原因在于，学生从根本上并没有掌握该知识点到底有什么用，只是听懂了那道例题而已，没有深层的理解和举一反三的能力，学过时间不久，就会全然忘记。当学生遇到一个实际问题时，就会束手无策，不能将当时上课时感觉已经“掌握得很好”的各个知识点进行融会贯通和综合运用。因此，教师在教学中要运用几个能贯穿大部分教学知识点的综合实例和实际应用项目，有说服力地说明贯穿在其中的各知识点的重要性和用法。经过较长时间的检验，这种教学方法的优点是：其一，可以提高课堂教学的趣味性；其二，可以减少学生在学习各个知识点时的茫然和困惑；其三，可以提高学生综合各个知识点，形成知识网络，进而进行实际问题解决的能力。
所谓“以线带点”是以问题和实际项目为主线，贯穿各个分散的Java知识点，完成Java知识点的脉络化。
1.2 以学生为主体，教师为主导
在以往教学过程中，限于课时，“满堂灌”现象仍时有发生，结果是教学任务完成了，但学生的主体地位没有体现出来，没有充分参与到教学过程中，积极性不高，教学效果受到很大影响。为了克服这一点，“互问互答”的启发式和讨论式教学是一种好方式，这样可以最大程度地调动学生学习积极性和主动性，也有利于让学生在教学过程中保持精力集中的良好状态，长期以来可以培养学生创造性思维能力。教师在教学过程中，从一个较高的高度引导学生如何学习知识，提高学生学习效率和获取新知的能力，真正实现教学相长。
1.3 开拓视野，编写高效的程序
在讲授类创建方法的时候，教师除了讲授用传统的“new类构造方法”的方式外，可以介绍运用java.lang包中Class类的forName方法创建类对象[1]，同时介绍运用Java设计模式中的“工厂模式”进行类对象的创建，并比较几种创建类对象方法的异同，从而培养学生运用多种方法解决同一问题的能力。
引导学生在算法设计上下功夫，一个实用软件的开发，往往需要编写高效率的算法，因此，算法的设计在Java程序教学中仍然是非常重要的。但由于课时有限，不可能占用较多课时来弥补学生在算法方面的不足，可以做到的是，引导学生总结和复习先修的算法设计课程以及其他程序设计课程中所学的算法设计知识，借助Java程序进行实现，并比较效率；介绍一些智能算法如“遗传算法”的设计和实现的相关知识，帮助学有余力的学生运用这些智能算法进行实际问题的解决，将非常有助于提高学生创新能力的培养。
2 注重实验教学课堂的效率
Java实验教学是Java教学的重要组成部分，更是提高学生动手能力和创新能力的重要途径。
2.1 落实实验预习
一般情况下，实验课时是2学时，这对于一个较大的实验项目来说，根本没有可能在2个实验学时中完成，因此，提前布置实验任务并督促学生按期完成非常重要。如一个JSP项目“学生成绩管理系统”的综合实验项目，应让学生在做该实验项目之前，就基本完成系统的设计及大部分的编码工作。在实验课堂中，主要是配置好开发环境和调试系统，在指导教师的指导下解决遇到的问题并按指导教师的要求做进一步的改进和完善。
2.2 检验实验效果
指导教师对于学生的实验成果应及时检查和提问，及时发现每个学生在做实验项目时遇到的问题以及该生对该实验理解、设计和实现的程度。
3 重视课程设计、学年论文设计与实践
Java课程设计是在学生学习完Java程序设计课程后对其进行的一次全面的综合练习和考查。课设成绩将作为本课程的期末考核成绩的重要组成部分。通过课程设计，使学生能够得到较系统的技能训练，从而巩固和加深对Java编程的基础理论知识的理解，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，使学生成为具有扎实的理论基础和较强的独立动手能力的应用型人才。
3.1 注重题目设计的目标性和归类
针对不同的Java应用，将课程设计题目合理归类，如“基于Java SE的桌面应用系统”类、“基于Java EE的Web应用开发系统”类、“基于Java ME的移动设备系统”类等。从而做到有针对性。
在指导学生选题时，告诉学生在完成该题目时，可以在哪些方面有创新点和亮点，并将这些创新点的完成情况作为评价课程设计成绩的重要依据。
3.2 强调学生所做项目的实用性和原创性
以往学生所做的课程设计、学年论文设计与实践项目大都源于教师指定的题目，而这些题目往往都是一些虚拟项目如“XX项目的设计与实现”，题目本身比较含糊，导致学生无法进行具体的需求分析，只能造出一个“需求分析和开发背景”。这样的项目完成后，即使做得比较“完美”，也是离实际应用较远，不能投入实际应用。
培养学生求真务实、追求原创的素养，克服浮躁情绪，避免仅为完成任务抄袭他人项目成果。在教学过程中，经常发现部分学生将资料查阅变成了“复制―粘贴”：不去汲取他人项目成果中的精华，也不去做任何改进，直接原封不动地套用。结果自己在“实
践”过程中不但没有学到任何知识，积累任何开发经验，反而养成了不劳而获，抄袭剽窃的坏习气。因此，在引导学生进行项目实践的过程中，在对其进行各阶段指导和检查时必须严格把关，引导和帮助学生树立良好的专业道德素质和研发精神。
4 毕业论文环节的创新能力培养
4.1 设计、指导与完成创新性、研究性题目
在前些年的毕业论文选题中，较多见的是：“基于Java SE的XX系统的设计与实现”，“基于JSP的XX系统的设计与实现”等。目前这类题目作为计算机本科生毕业论文题目，有以下一些弊端：
1) Java的开放资源非常多，以这类命题的网络及参考书资源、甚至整个软件设计开发背景、设计过程、实现过程、实现的全部源码都有现成的。
2) 虚拟项目较多，大都是自圆其说，如对系统的设计和开发背景是自定的，而不是源于实际用户的实际开发要求。学生在完成过程中，没有与用户沟通和交流的机会，没有反复满足用户具体、特殊要求的过程，从而导致学生没有通过想办法、找妙招来解决问题的磨砺过程。
3) 若有两个以上的学生选择了题目不同，但实际设计和实现过程大同小异的题目，就不能保证一人一题的原则。
毕业论文与设计是对本科生本科学习知识的大检阅，也是对本科生学术研究能力、分析和解决实际问题能力的重要培养环节，也是为本科生将来深造和从事研发相关工作所作的一个铺垫。为了突出毕业论文(或设计)环节中对学生创新能力的培养，在毕业论文的选题上，指导教师应进一步把关，设计出具有实际开发背景、创新性和一定研究性的题目。
4.2 注重对现有软件包的二次开发
基于Java的用于各种研究和实践的软件包有很多，以基于Java的多Agent开发工具包JADE(Java Agent Development Framework)[2]和遗传算法工具包JGAP(Java Genetic Algorithms Package)[3]为例，说明
利用基于Java的工具包进行二次开发来培养学生创新能力的实例。
对于基础较好、有较强科研兴趣的学生，可以引导其运用诸如JADE这样的多Agent系统开发工具包开发简单实用的多Agent系统，从而带动学生学习和研究多Agent系统的理论和实践方法。遗传算法是当前应用广泛地智能算法之一，而基于Java语言的遗传算法工具包JGAP中已实现了简单遗传算法和部分高级遗传算法的基本框架，可以引导学生快速在其基础上完成一些改进和在开发，最终达到学生理解遗传算法基本理论和实际应用的目的。
5 以竞赛高度为标杆，促进学生进行高层次编程训练
Java竞赛题目具有很强的新颖性和挑战性，其目的在于考察参赛学生的创造性解决实际问题的能力和编程思维。引导学生参与各级各类的Java编程竞赛或以历届竞赛题目作为训练，都能达到提高学生的创新意识和能力以及培养拔尖学生的目的。
6 产学研结合
6.1 创新实验室和基地建设
为了使学生具有快速适应市场Java人才的需求、能够独立创业的目的，根据学校客观条件的不同，建立一定规模的创新实验室或联系实验基地尤为重要。这是因为：
1) 较大型工程实践项目的开发都需要一个较长的周期，一般为3～5个月或更长。对参与完成项目的学生的训练和培养也需要一个较长的周期。而普通和短期的实验项目训练无法达到培养学生独立承担实际工程项目的能力。
2) 在对学生进行训练和实际项目的开发过程中，不可能占用正常的上课时间，而是充分利用课外、周末以及节假日的课余时间，有教师指导团队对学生进行辅导、训练和协同项目开发。
3) 一个固定而且全天候的实验场所和一定数量、档次的仪器设备是能否完成创新性实验和实际项目开发的重要保障。
6.2 承接软件开发项目，为学生走向市场奠定基础
由指导教师牵头，分析和研究市场对Java编程人员的需求，有针对性地承揽学校及校外的应用开发项目，组建以学生为主体的项目开发小组，进行项目开发。
6.3 进入课题组，锻炼科研能力
指导教师带领学生进入创新实验室，共同开展和完成Java相关的科研、教学改革和实践项目，让参与项目的学生体验科研过程，学习科研方法，培养科研精神。
7 教学中应用系统科学方法
系统科学方法理论是计算机科学与技术的重要的方法论之一[4]。面向对象编程思想和软件工程是系统科学方法在软件开发中的集中体现。在学生的
实践教学各个环节中，往往会做一些类似于“XX信息系统的设计与实现”之类的项目。但学生在实践过程中，急于求成，只关注系统的实现，一开始就写源码，不注重按软件工程理论和方法进行系统分析和设计，也不注重系统中类的设计和类间关系的设计，是导致项目开发失败或脱离实际应用的重要原因。更严重的是，这样的开发习惯一旦养成，将会被学生带到今后的实际项目开发中，情况会更加糟糕。
8 结语
通过长期的Java教学实践，笔者总结出“学生实践和创新能力培养效果的好坏取决于每个教学环节完成好坏”的结论。从细节入手，扎扎实实完成好每一个教学环节，不仅可以培养学生实践和创新能力，而且可以帮助学生养成良好的学习、研究习惯并为学生就业奠定坚实基础。
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On Students’ Practicing and Creative Ability Training in Java Teaching
LI Ruisheng
(College of Computer Science, Gansu Institute of Political Science and Law, Lanzhou 730070, China)
