緒論:寫作既是個人情感的抒發(fā),也是對學術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇化學怎么提高轉(zhuǎn)化率范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
使學生對概念、原理能正確表述、直接使用。如化學平衡的概念,不僅要引導學生準確地回答什么是“化學平衡”,把握“一定條件”、“正反應速率和逆反應速率相等”、“反應混合物中各組分的濃度保持不變”等關(guān)鍵詞語,而且引導學生討論正、逆反應速率相等是否就是數(shù)值一樣?從而明確正、逆反應速率的表示方法,以及以不同物質(zhì)來表示的反應速率之間的關(guān)系。
例1.在一定溫度下,可逆反應X(g)+3Y(g)
2Z(g)達到平衡的標志是( )
A. Z生成的速率與Z分解的速率相等
B. 單位時間生成amolX,同時生成3amolY
C. X、Y、Z的濃度不再變化
D. X、Y、Z的分子數(shù)比為1:3:2
此題是直接運用概念。通過學生討論(同桌同學、前后同學討論,全班交流),不僅得到正確的答案A、C,而且還知道錯誤的原因。從而理解化學反應速率與化學平衡的關(guān)系,判斷達到平衡的標志和方法(根據(jù)化學平衡的概念正、逆反應速率相等或平衡所具有的“定”的特征等),以及怎樣分析正、逆反應速率(以不同的反應物或生成物表示)相等。
2問 掌握“為什么?”的知識
使學生深刻理解概念、原理的本質(zhì)及使用條件,能夠正確判斷、解釋和說明有關(guān)問題。如通過對化學反應速率及影響因素、化學平衡及平衡移動因素的全面分析,在正誤判斷的討論中,在交流的爭辯中,深刻透徹理解化學平衡的特點及平衡移動的原理,并能夠用以解決問題。
例2、某溫度下在密閉容器中發(fā)生如下反應:
若開始時只充入2molE(g),達平衡時,混合氣體的壓強比起始時增大了20%;若開始時只充入2molM和1molN的混合氣體,達平衡時M的轉(zhuǎn)化率為()
A.20%B.40% C.60%D.80%
該題就是讓學生通過討論,在深層次認識化學平衡狀態(tài)本質(zhì)的基礎上,用理論去解決問題。為什么通過計算只充入E,反應達到平衡時的M的量,就可以計算出M的轉(zhuǎn)化率?可逆反應不論從正反應還是逆反應開始,在相同的條件下達到平衡時的狀態(tài)是一樣的,即平衡混合物中各組成成分的含量不變。因此,由2molE反應計算達到平衡時M的物質(zhì)的量,與由2molM 和1molN反應達到平衡時M的物質(zhì)的量相等,從而計算得到M的轉(zhuǎn)化率為60%,答案是C。
例3.在容積固定的密閉的容器中存在如下平衡
A(g)+3B(g) 2C(g) H
某研究小組研究了其它條件不變時,改變某一條件對上述反應的影響,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖:
下列判斷一定錯誤的是( )
A.圖I研究的是不同催化劑對反應的影響,且乙使用的催化劑效率較高
B.圖II 研究的是壓強對反應的影響,且甲的壓強較高
C.圖II研究的是溫度對反應的影響,且甲的溫度較高
D.圖III研究的是不同催化劑對反應的影響,且甲使用的催化劑效率較高
此題要求學生不但從字面上了解化學反應速率及影響因素、化學平衡及影響因素,而且能結(jié)合圖象和“特殊點”進行綜合分析,為什么圖I反映的是乙使用的催化劑效率高,圖II反映的是甲的壓強較高?全面深刻地認識上面的概念和原理。“欲速則不達”,要幫助同學仔細剖析三個圖象的特點,橫、豎坐標的含義,圖形變化情況,再聯(lián)系影響反應速率、化學平衡的因素,對照分析得出A、B答案。
3問 獲取 “怎樣想到的?”方法性知識
引導學生進行思路分析,強化“過程”和“方法”,自我內(nèi)化,提高思維能力和應用能力,學會方法。如:
例4.在恒溫時,一固定容積的容器內(nèi)發(fā)生如下反應:
2NO2(g)N2O4(g)
達平衡時,再向容器內(nèi)通入一定量的NO2(g),重新達到平衡后,與第一次平衡時相比,NO2的體積分數(shù)( )
A.不變 B、增大C.減小 D.無法判斷
此題要組織學生討論:“你是怎樣分析和思考的?”,進行思路分析。每個同學會有自己的思維分析過程和方法,可能從反應物濃度的增加,化學平衡的移動去分析,也可能用“途徑”分析的方法,將平衡后通入的NO2(g)先放到同溫同壓下去考慮,再壓縮至原固定容積的容器內(nèi)分析等等。盡量讓小組內(nèi)的每個同學都談談思考的過程,不滿足得到C的答案,而在于認識的過程。教師還應鼓勵思維交鋒、思路獨創(chuàng)。通過個人的思考、琢磨以及聆聽他人的分析,使學生相互啟發(fā),悟道、悟理、悟方法,把化學平衡及平衡移動的原理真正內(nèi)化到自己的知識結(jié)構(gòu)中,并獲得應用原理解決問題的科學方法。
例5.在一定溫度下,一定體積的密閉容器中有如下平衡:
已知H2和I2起始濃度均為0.10mol/L,達平衡時HI的濃度為0.16mol/L。若H2和I2起始濃度均變?yōu)?.20mol/L時,則平衡時H2的濃度(mol/L)是()
A.0.16B.0.08C.0.04D.0.02
此題運用“起始濃度”、“轉(zhuǎn)化濃度”、“平衡濃度”之間的量的關(guān)系,可以計算出第一種情況下平衡時H2的已轉(zhuǎn)化的濃度是0.08mol/L,平衡時濃度為0.02mol/L。這是一般同學們的思維過程,但第二種情況下如何思考,由于起始濃度增大一倍,壓強也增大一倍,一些同學感到束手無策。其實,仔細分析此反應的特點,不難發(fā)現(xiàn),增大壓強不會使平衡移動,因此,平衡時H2的濃度為0.04mol/L。
由于每個同學的知識結(jié)構(gòu)、認知能力、思維品質(zhì)不盡相同,鼓勵學生“講思路、談過程”相互交流合作學習,促進發(fā)展。有的同學從建立“狀態(tài)模型”角度思考,兩種情況所建立的平衡狀態(tài)是等效的,較快地得到答案。
以上都是應用平衡移動原理解決問題的思維過程,強調(diào)的是勒沙特列原理運用中必須明確是其它條件不變,改變一種條件而引起的平衡移動。若是幾個條件同時改變,則需要科學分析。如:
例6.一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2mol SO2和1mol O2,發(fā)生下列反應:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
達平衡后改變下述條件,SO3氣體平衡濃度不改變的是( )
A.保持溫度和容器體積不變,充入1mol SO3(g)
B.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入1mol SO3(g)
C.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變, 充入1mol O2(g)
D.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入1mol Ar(g)
此題可以先討論分析各種情況下平衡是否移動、向哪個方向移動,再回答SO3氣體平衡濃度是否變化。A 增大了SO3的濃度,平衡向左移動;B充入SO3后達到新的平衡時,與原平衡是等效的,可以認為平衡不移動;C O2的濃度增大,平衡向右移動;D 體積增大,由于反應物濃度減小得多,平衡向左移動。B選項符合題意。這里要引導學生認真分析條件的變化,結(jié)合物理學中氣體的性質(zhì)進行討論。
4問 學活 “能不能變?怎么變?” 的應用性知識
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引導學生開展變式討論(變題型、變角度、變設問、變方法等等),激活思維、學活知識,提高學生的思維品質(zhì)。如:
例7.右圖曲線a表示放熱反應:X(g)+Y(g)
Z(g)+M(s)+N(s)
進行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的關(guān)系如a。若要改變起始條件,使反應過程按b曲線進行,可采取的措施是( )
A.升高溫度B.加大X的投入量
C.加催化劑D.增大體積
例8.在一定條件下二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)+Q(Q>0)
(1)600℃時, 在一密閉容器中,將二氧化硫和氧氣混合,反應過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖,反應處于平衡狀態(tài)的時間是____________。
(2)據(jù)圖判斷,反應進行至20min時,曲線發(fā)生變化的原因是_____________(用文字表達),
10min到15min的曲線變化的原因是______(填寫
編號)。
A.加了催化劑B.縮小容器體積
C.降低溫度 D.增加SO3的物質(zhì)的量
以上兩題雖然都是圖象分析判斷題,但設問的角度有所不同,均考查學生識圖能力、分析能力。例7考查影響化學反應速率和化學平衡的因素,是從反應物的轉(zhuǎn)化率變化來分析的。若是從各物質(zhì)在反應過程中,隨時間的變化物質(zhì)的量的變化情況來綜合分析化學平衡及影響平衡移動的因素就成了例8的題型。多變的設問將大大增強了學生思維的強度,提高了思維的變通性。(答案:例7 C;例8 (1)15min-20min、25min-30min;(2)增加了O2的量ab。)
例9.一定溫度下,反應2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 達到平衡時,n(SO2) : n(O2) : n(SO3)=2:3:4。縮小體積, 反應再次達到平衡時,n(O2)=0.8mol, n(SO3)=1.4mol,此時SO2的物質(zhì)的量應是( )
A.0.4molB.0.6mol C.0.8mol D.1.2mol
由于條件給出的是第一次平衡時的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比和縮小體積后第二次平衡時的某些物質(zhì)的量,因此大多數(shù)同學可以經(jīng)過數(shù)學計算,解出結(jié)果為0.4mol。此時,再深入追問“還有沒有更簡單的推斷方法?”,有的同學從縮小體積壓強增大,平衡向右移動的角度進行分析,找到第二次平衡時n(SO2):n(O2)小于2:3,(因為SO2與O2的轉(zhuǎn)化量關(guān)系為2:1)SO2物質(zhì)的量只能是0.4mol。
教師還可以引導學生自編“變式題”,進行一題多變、多解選優(yōu)的討論,培養(yǎng)學生思維的靈活性。
“一問”,是表層的認識,突出一個“準”字;“二問”是深層的認識,突出一個“透”字;“三問”是過程的認識,突出一個“悟”字;“四問”是變通批判的認識,突出一個“活”字。“四問”復習策略,改變了學習方式,學生主動參與獲得知識、提高能力、學會科學思維方法,使學生由記憶水平學習向理解水平學習、融會貫通水平學習深化,不斷提高學生的學習能力。
文章編號:1005-6629(2009)08-0056-03中圖分類號:G633.8文獻標識碼:B
批判性思維是人們對所學知識的真實性、精確性、過程、理論、方法、背景、論據(jù)和評價等進行個人的判斷,從而對做什么和相信什么做出合理決策的思維認知過程[1]。培養(yǎng)中學生的批判思維能力有利于培養(yǎng)學生獨立思考意識,有利于培養(yǎng)學生堅持真理不迷信權(quán)威,有利于培養(yǎng)學生的問題意識、探究能力和創(chuàng)新思維能力。中學生因知識和能力所限,常常對所學的知識、看到的或書上的知識迷信或盲從,常常對教師、名人、偉人的言論、觀點不敢懷疑,不能靈活地運用所學的知識解決實際的問題,導致他們的批判性思維能力發(fā)展不平衡,制約了學生思維品質(zhì)的進一步提高。如何提高中學生的批判性思維能力呢?
1充分利用化學發(fā)展史進行教育,使學生樹立批判的意識
從化學發(fā)展史上看人們對化學的認識的提高無不和人們的批判性思維有關(guān),事實上就是因為人們敢于對以前的知識、結(jié)論的正確性產(chǎn)生懷疑和批判,對它們孜孜以求的探索求證,才能夠去粗存精、去偽存真、由現(xiàn)象到本質(zhì)認識化學的規(guī)律,才會推動人們認識的提高和科學的進步。人們對原子結(jié)構(gòu)的認識就充分說明了這一點。在對“人類對原子結(jié)構(gòu)的認識”(化學1?專題―蘇教版必修)這一節(jié)內(nèi)容教學時,我設計了下列問題進行批判性思維教育。
(1)閱讀教材和查閱資料說說原子結(jié)構(gòu)模型是怎樣演變的?
(2)對原子結(jié)構(gòu)模型的演變有突出貢獻的科學家有哪幾位?他們在歷史上還有什么其他突出貢獻?
(3)這幾位科學家對原子結(jié)構(gòu)模型的貢獻是什么?不足的方面有哪些?你怎樣看待這些貢獻和不足?
(4)從原子結(jié)構(gòu)模型的演變中,可以發(fā)現(xiàn)人們的認識規(guī)律嗎?
(5)從原子結(jié)構(gòu)模型的演變中,能說說科學家所具備的基本素養(yǎng)和科學品質(zhì)嗎?
從對原子結(jié)構(gòu)模型的演變上不難看出:人們的正確認識就是在質(zhì)疑批判提高,再質(zhì)疑再批判再提高中螺旋式上升的。湯姆生、盧瑟福、玻爾等幾位科學家都是諾貝爾科學獎獲得者,他們勇于懷疑科學上的“定論”,不迷信權(quán)威,孜孜以求的探索求證,使人們獲得了原子結(jié)構(gòu)的科學認識。元素周期表的發(fā)明也說明了人們的認識就是在懷疑、批判和探究的過程中得以提高和發(fā)展。這類事例不枚勝舉,科學發(fā)展史一次又一次的告訴我們,誰不迷信權(quán)威,敢于與傳統(tǒng)觀念決裂,敢于提出新問題、新思想、新方法、新見解,誰就能做出創(chuàng)造性的發(fā)現(xiàn)。化學學習需要發(fā)展批判性思維能力。
2破除迷信、挑戰(zhàn)權(quán)威,樹立批判的勇氣和信心
2.1充分利用教材或高考試卷中的錯例作為反面教學資源,進行批判性思維的教學,提高學生的批判勇氣和信心
例如,在人教版化學(選修3)?化學反應原理[2]第62頁[練習]中就有一個錯誤,原文是這樣的:“試解釋下列事實:NaHS溶液呈弱酸性,Na2S溶液呈較強堿性;酸式鹽NaH2PO4溶液為酸性,Na2HPO4溶液卻為堿性”。Na2S溶液水解程度較大堿性較強;NaH2PO4溶液中NaH2PO4的電離程度大于水解程度,溶液呈酸性;Na2HPO4溶液中Na2HPO4的水解程度大于電離程度使溶液呈堿性;教材對上述三種物質(zhì)的溶液性質(zhì)敘述正確,無可懷疑;但NaHS的水溶液呈弱酸性嗎?換句話說在NaHS溶液中NaHS的電離程度大于水解程度嗎?筆者做了NaHS溶液的酸堿性檢測實驗,發(fā)現(xiàn)NaHS溶液顯堿性,另外筆者還查閱了H2S水溶液的電離平衡常數(shù),求算出了NaHS溶液的水解常數(shù),發(fā)現(xiàn)NaHS溶液的水解常數(shù)大于其電離常數(shù),這就說明NaHS溶液應該顯堿性,教材的觀點是錯誤的。本人曾以“NaHS溶液呈弱酸性嗎?”為題寫出論文并發(fā)表在《中學化學參考》2008年第10期上。教學時怎樣充分利用這一反面教例呢?筆者精心設計了下列問題讓學生探究:
(1)NaHS溶液呈弱酸性的觀點你認為正確嗎?[學生分組活動,質(zhì)疑、討論]
(2)想一想你能從那些角度說明你的觀點?[從實驗探究和理論探究的角度加以引導,使學生的批判層次深化]
(3)請設計實驗并驗證你的觀點。[學生設計實驗并驗證,教師提供指導]
(4)請查閱資料從理論上探究你的觀點的正確性?[理論分析計算求證結(jié)論,批判要言之有理,注意批判的深刻性和精確性,提高批判的邏輯性]
(5)這一例子你受到什么啟發(fā)?[注重科學方法和科學精神教育,樹立批判的信心和勇氣]
(6)怎樣看待教材中的錯誤?[注重唯物辨證法和人生觀教育,使學生的認識更趨理性和合理,有理有利有節(jié)提高批判的境界]
(7)你有什么合理化建議?[加強科學精神和人生觀教育,升華批判的成果]
再如,2008年全國高等院校招生統(tǒng)一考試(江蘇化學試卷)第二十題也犯了一個錯誤。原題為:
將一定量的SO2和含0.7 mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積的密閉容器中,550 ℃時,在催化劑作用下發(fā)生反應:2SO2+O2 2SO3(正反應放熱)。反應達到平衡后,將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液,氣體體積減少了21.28 L;再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2,氣體的體積又減少了5.6 L(以上氣體體積均為標準狀況下的體積)。(計算結(jié)果保留一位小數(shù))
請回答下列問題:
(1)判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志是_____。(填字母)
a. SO2和SO3濃度相等
b. SO2百分含量保持不變
c. 容器中氣體的壓強不變
d. SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等
e. 容器中混合氣體的密度保持不變
(2)欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率,下列措施中可行的是________。(填字母)
a. 向裝置中再充入N2b. 向裝置中再充入O2
c. 改變反應的催化劑d. 升高溫度
(3)求該反應達到平衡時SO3的轉(zhuǎn)化率(用百分數(shù)表示)
(4)若將平衡混合氣體的5 %通入過量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?試題答案為:(1)bc (2)b
(3)消耗的O2物質(zhì)的量:0.7 mol-■=0.45 mol
生成的SO3物質(zhì)的量:0.45 mol×2=0.9 mol
SO2和SO3的物質(zhì)的量和:■=0.95 mol
反應前的SO2物質(zhì)的量:0.95 mol
SO2的轉(zhuǎn)化率:■×100 %=94.7 %
(4)在給定的條件下,溶液呈強酸性,BaSO3不會沉淀。因此BaSO4的質(zhì)量0.9 mol×0.05×233 g/mol≈10.5 %
分析: 第(3)、(4)兩問是建立在試題所提供的背景材料分析的基礎上的設問的,這就要求試題的背景材料應該準確無誤無科學性問題。命題者將反應混合氣通入氫氧化鈉溶液,誤認為氫氧化鈉溶液只吸收SO2和SO3不吸收O2,其實溶液中因為生成了亞硫酸鈉也可以吸收O2, 或者SO2和O2直接和氫氧化鈉溶液反應生成硫酸鈉。由此引出的教學設計如下:
(1)該題的答案合理嗎?(創(chuàng)設情境,提供批判素材,質(zhì)疑引起思考和爭鳴)
(2)21.28 L氣體的成分是什么?有哪些可能的假設?怎樣排除和肯定?(提出問題,引導討論深入,培養(yǎng)思維的嚴密性、科學性)
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(3)推測命題者是怎樣思考這一問題的?他的假設能存在嗎?為什么?能證明嗎?(換位思考,培養(yǎng)逆向思維、求同和求異思維,培養(yǎng)學生挑戰(zhàn)權(quán)威的勇氣和信心)。
(4)命題者為什么會犯這樣的錯誤?怎樣才能避免?(將批判性思維引向深入,防微杜漸,進行科學素養(yǎng)和科學品質(zhì)教育,升華批判成果)。
在人們的意識里人教版教材和高考試題應該是正確的、權(quán)威的、不容置疑的,就是金科玉律;教材和高考試卷上的知識、原理和結(jié)論甚至每個字每個詞用到一個標點都是經(jīng)過眾多的專家學者反復推敲論證和檢驗審核的,應該說可信度是非常高的,但是就是這樣,也不能保證萬無一失。另外,教材和高考試卷的編寫、矯正、勘誤、審查和出版由許許多多環(huán)節(jié)組成,有很多人為的因素在里面。換句話說教材和高考試卷中出一點錯誤也屬于人之常情,不能因此否定教材和高考試卷的作用和地位,但我們一定要提高責任意識盡最大可能的避免出錯誤,考慮問題盡可能周全,如有可能盡量用實驗證實,千萬不要想當然主觀武斷,不要誤人子弟。對待這些錯誤不能人云亦云聽之任之,這樣既學不到真知,又錯失一次矯正錯誤和探究實踐的機會。也不能認為這是小事一件,不值一提。1892年,英國學者雷利發(fā)現(xiàn)從空氣中除去氧氣、二氧化碳和水蒸氣后得到的氮氣密度是1.2572 g/L;而從分解亞硝酸銨得到的氮氣的密度為1.2508 g/L,他抓住這一微小差異,進行實驗探討、光譜分析,最后確定是從空氣中分離得到的氮氣中含有一種新元素――氬導致的這一誤差,雷利不人云亦云,敢于懷疑,精于思考,善于批判總結(jié),結(jié)果有了新的發(fā)現(xiàn)。事實證明幸運往往光顧那些勤于思考、敢于懷疑和善于批判的人。修正錯誤首先要認識錯誤,認識錯誤需要批判性思維,批判性思維需要科學的態(tài)度和正確的人生觀作指導。
2.2鼓勵和支持學生的各種新思想新觀點新方法,精心的培育學生的批判意識
中學生要提高批判性思維能力首先要充滿自信、敢于懷疑、敢于質(zhì)疑、不搞迷信、不盲從,要具有好奇心和冒險精神,要具有求勝心和敢于挑戰(zhàn)的精神。作為教師要積極的創(chuàng)造條件允許學生自主探究,允許學生表達和提出自己的思想、觀點、方法,哪怕是一些幼稚的想法,容納學生中各種不同意見,允許學生指出老師的失誤或所犯的錯誤,打破“教師萬能”觀念,鼓勵他們查閱資料甚至實驗求證探究。切忌對于學生求全責備橫加指責,切忌對學生發(fā)脾氣、不屑一顧、冷嘲熱諷甚至打擊報復。要知道“弟子不必不如師,師不必賢于弟子”,學生針對老師講述的內(nèi)容或問題提出不同的觀點、想法或見解,表明了學生是真正的用心思考了,說明學生存在迷惑進而質(zhì)疑甚至進行了批判,這實質(zhì)上是學生批判性思維提高的表現(xiàn)。要知道向老師表述觀點、想法或見解,學生需要非常大的勇氣和信心,這中間有激烈的思想斗爭,有肯定有否定、有繼承還有揚棄,這不正是我們教育孜孜以求的效果嗎?
3教學中要充分運用多種方式和手段,提高學生的批判性思維能力
提高認識改正錯誤需要有個質(zhì)疑批判的過程,在這一過程中可以利用各種方法技巧提高學生的批判思維能力。
3.1在日常生活和學習中要養(yǎng)成善于質(zhì)疑的習慣
“行”成于“思”,“思”起于“疑”,教學時要培養(yǎng)學生的問題意識、獨立意識,不人云亦云。要讓學生經(jīng)常自由討論、爭論,多從不同的角度去認識問題,培養(yǎng)學生的發(fā)散思維、求異思維和逆向思維能力。要讓學生經(jīng)常地問“為什么”、“怎么樣或怎么辦”而不是“是不是”。要引導學生學會反思,自己糾錯,自我評價。要引導學生反思概念的形成過程和規(guī)律的建立條件和建立過程,加深對知識的理解,不斷的修正以前的錯誤認識,從而不斷地提高批判思維的能力和水平。
3.2在作業(yè)和練習中訓練批判性思維
學生由于對新學習的知識、概念和原理不一定認識到位,運用時常常犯這樣或那樣的錯誤,有的思維不嚴密,有的思維邏輯性不強,有的思維廣闊性不夠。讓學生相互批改作業(yè),相互探討,就能及時發(fā)現(xiàn)問題,暴露思維習慣和思維品質(zhì)的不足,改正錯誤的認識,提高思辨能力和批判的自覺性。
3.3在實驗中發(fā)展批判思維能力
在實驗中可以這樣設計問題:預設的實驗現(xiàn)象是什么?你看到相同的預設現(xiàn)象了嗎?如果現(xiàn)象和預設相同能得出什么結(jié)論?你的預設有什么條件?條件變化還有其他的預設嗎?如果現(xiàn)象和預設不同可能的解釋有哪些?能否從實驗上或理論上證明你的這些解釋?別人是怎樣認識的?能證明誰的認識更好嗎?研究證明實驗能提高學生的批判思維能力。
3.4用科學的態(tài)度和正確的人生觀作指導樹立正確的批判方向
批判思維的培養(yǎng)需要學生正確的人生觀作指導,對某一問題的批判,決不能只是為了嘩眾取寵和標新立異,應該為了說明問題,求真務實,為了更正錯誤避免誤人子弟,為了創(chuàng)新和創(chuàng)造,為了科學的發(fā)展和技術(shù)的進步。同時,自己的觀點也要經(jīng)得起別人的批判,不能聞過則怒,只要是實事求是、客觀公正,只要是理由充分,論據(jù)正確,我們就要虛心地接受,要聞過則喜,要有一種海納百川的胸襟,更何況別人的批判有利于改正我們認識的不足,有利于我們的進步和提高。
參考文獻:
文章編號:1008-0546(2013)09-0055-03 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
一、問題的提出
1. 對比與思考
等效平衡不僅是化學平衡中的一個概念,更是比較轉(zhuǎn)化率大小或平衡體系中物理量大小常用的一種思維分析方式。它對促進學生抽象建模能力和理解化學平衡體系涵義極其重要,但人教版新舊教材對該內(nèi)容的處理各不相同。
從上表看出,新舊教材均無明確的等效平衡概念,但舊教材以信息形式給出了其“模型”,指出了其“核心”是“組成相同”,還用“實驗證明”表明了此為經(jīng)驗規(guī)律。新教材對此無任何提及,是新教材暗指要舍棄掉該內(nèi)容嗎?如果不是,如何實施教學呢?
2. 問題與認識
課程標準在認識化學科學主題中指出:“認識模型、比較等科學方法對化學研究的作用”;在化學平衡主題中指出:“認識化學平衡的調(diào)控在STSE中的重要作用”。而等效平衡觀念建立過程是將化學平衡移動原理建模、比較等科學方法相融合的過程,在此基礎上形成的一種行之有效的定量比較的思維分析方法,是不應舍棄的。它依舊是當前各級測試的重要內(nèi)容,事實上,一線教師一直也沒有放棄等效平衡教學。
二、現(xiàn)行教法的缺陷
當前教學基本是沿用舊教材信息呈現(xiàn)的方式引出話題,然后告知等效平衡三種類型后進行演練鞏固。此法看似短平快,但學生只會僵硬地依葫蘆畫瓢,缺乏理性認同,故對“效”的含義自我感知不足,容易受其他物理量的干擾,解決起問題來也缺少靈活性,很多構(gòu)造等同模型解題的文章也是對此種教學效果的反饋。
事實上,新教材引入化學平衡常數(shù)后,等效平衡的教學完全可以借助化學平衡常數(shù)的意義,將邏輯思維和建模思維相結(jié)合,推動學生以自己的認知方式深入理解等效平衡的含義,在感悟基礎上將問題解決的思維方式和建模手段靈活應用于實際問題解決中。
三、等效平衡教學主要環(huán)節(jié)
1. 用化學平衡常數(shù)確立數(shù)量關(guān)系
請問:(1)甲和乙達平衡時混合物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度及其體積分數(shù),達到平衡的時間,熱量變化有何關(guān)系?導學輔助:溫度不變,則化學平衡常數(shù)不變,可利用“三步法”尋求突破。
(3)丁和甲平衡時為等效平衡,則c為何值?學生可自行解答。
從上述教學設計可感受到,新教材其實將等效平衡的法則隱含在了化學平衡常數(shù)意義之中,而化學平衡常數(shù)作為平衡體系的重要性質(zhì)的功能,可能是受舊教材體例的影響,在當前教學中重視還是不夠,依舊沿襲舊教材體例設計等效平衡的教學,學生缺乏對數(shù)量關(guān)系的感悟,更缺少對構(gòu)筑中間狀態(tài)的體驗,對概念和方法都自然頗感突兀和抽象。
也不可否認,為了計算方便,在上述計算中所用數(shù)據(jù)都比較特殊,如果完全把等效平衡問題轉(zhuǎn)化為計算解決,顯然是不明智的。
2. 借助平衡移動培養(yǎng)建模思維能力
上圖側(cè)重于展示過渡態(tài)的作用,即將甲和乙的平衡狀態(tài)串聯(lián)成連續(xù)變化過程,應用過渡態(tài)解題并非學生思維的困惑點,教學難點在于如何解決上圖中兩個“?”。
學生經(jīng)過計算感受和思維建模,能夠認可并自我建構(gòu)問題解決的途徑和方法,便促進了學生知識技能結(jié)構(gòu)化過程。勒夏特列原理是定性的,其概括性比較強,綜合應用起來比較抽象。用平衡常數(shù)定量手段進行過渡,通過數(shù)據(jù)感悟概念核心,借助數(shù)據(jù)分析從猜想到歸納概括,符合學生的認知心理。
四、結(jié)束語
概念原理的教學,本質(zhì)在于促進學生認知發(fā)展,包括認知角度的豐富和認知水平的提高。上述教學過程通過計算促使學生體會等效平衡的這種數(shù)量關(guān)系特點,突出了如何運用新教材定量研究特點習得這種技能,較好地解決了學生“已知”、“能知”和“怎么知”的關(guān)系,相比直接告知成熟的方法來解決問題,多了點引導,便少了份困惑,更挖掘出了新教材變更的合理性。化學反應與原理是學生學習倍感困難的內(nèi)容,如何破局,需要走進新教材站在學的立場實踐實踐再實踐。
參考文獻
[1] 宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書:化學(選修4)[M].北京:人民教育出版社,2011:28~30
一、活用網(wǎng)絡整合資源,優(yōu)化自主合作學習
選取“化學反應條件的優(yōu)化———工業(yè)合成氨”一課進行網(wǎng)絡背景下的自主合作學習的原因有:一是本節(jié)課內(nèi)容是“化學反應的方向”“化學反應的限度”“化學反應的速率”等化學理論知識的延續(xù)拓展,也是學生綜合利用化學理論知識解決實際問題的具體案例,而合成氨反應也是學生熟悉的、典型的平衡體系,是重要的化學工業(yè)之一;二是本節(jié)課教學內(nèi)容難度不大,但內(nèi)容相對分散,而且是學生自開設化學課以來第一次較多地接觸到化工生產(chǎn),適于安排網(wǎng)絡教學形式;三是經(jīng)過高中一年的訓練,學生的思維水平正從感性思維、形象思維向理性思維、抽象思維轉(zhuǎn)變,基本上具備積極主動獲取知識的能力,參與意識、合作意識已有較明顯的提高。同時學生已經(jīng)完成信息技術(shù)課程的學習,掌握信息技術(shù)操作的基本技能,足以勝任網(wǎng)絡背景下自主合作學習的要求。通過自我實踐和探索完成知識的學習和建構(gòu)是自主合作學習的核心,而網(wǎng)絡背景下的自主合作學習的關(guān)鍵是如何運用網(wǎng)絡平臺整合教學資源。在實施本課程教學時,主要從兩方面入手:一方面將學習資源進行篩選、整合,優(yōu)化呈現(xiàn)方式。如將有關(guān)合成氨的學習資源整合成一份資料包,內(nèi)含:導學案的Word文檔,合成氨生產(chǎn)的溫度、壓強、催化劑數(shù)據(jù)分析模型、曲線圖,合成氨工廠模型建造過程的視頻,合成氨生產(chǎn)網(wǎng)絡搜索關(guān)鍵詞及網(wǎng)址等,這樣做有助于學生利用紛繁復雜的知識進行有序的學習;另一方面將學生資源進行整合。如合理地將學生進行分組,本次授課班級有40位學生,通過精心巧妙地編排座位,分為12個小組,每個小組3~4名學生,一人負責上網(wǎng)查資料,一人負責查詢提供的信息,一人負責引導討論并完成電子導學案。分組時力求每個小組的學力水平保持相對均衡,每組都要有較為活躍、善于關(guān)心和鼓勵他人的學生,以增強組員之間的合作意識。在自主合作學習過程中,要求小組成員明確分工并相互交換角色。整合教學資源的目的是為了運用,那么經(jīng)過整合的教學資源在課堂上能呈現(xiàn)出預期的精彩嗎?不一定,有時可能跟教師的預期相差很遠,這就需要靈活運用網(wǎng)絡平臺,把握教學資源呈現(xiàn)的時機和呈現(xiàn)的形式。如在本節(jié)課的教學過程中,講到合成氨工廠需要龐大而復雜的設備時,順勢引導學生觀看資料包中的三維動畫及課件中的圖片,讓學生直觀感受實現(xiàn)合成氨工業(yè)化生產(chǎn)的困難,學生就會產(chǎn)生質(zhì)疑:“既然實現(xiàn)合成氨工業(yè)化生產(chǎn)那么困難,不研究可以嗎?”此時,借機引導學生查看課前印發(fā)的閱讀材料和資料包中提供的網(wǎng)址上網(wǎng)瀏覽,了解合成氨的重要性,緊接著用教師機展示歸納好的合成氨的重要性,進而讓學生明白學習這節(jié)課的必要性和重要性。利用網(wǎng)絡平臺采集資源、整合資源,并靈活地運用于課堂教學實踐中,使課堂教學充滿無窮的魅力;同時把課堂交給學生,讓他們大膽嘗試,學習效率自然就提高了,從而優(yōu)化自主合作學習。
二、妙用網(wǎng)絡克服弊端,提升自主合作學習效果
網(wǎng)絡背景下的自主合作學習以學生為主,開放性很強,豐富的教學素材為學生提供了多樣化學習的可能,但是,若沒有方法指導進行盲目的學習,是很難抓住課程重難點的。另外,課堂有限的時間未必能保證學生學習所有的教學素材。因此,要發(fā)揮網(wǎng)絡平臺的優(yōu)勢,除了選取合適的教學內(nèi)容,充分做好學情分析以外,還需要教師對學生可能的學習手段和方式做好充分的預設,保證在有限的教學時間內(nèi)幫助學生達成教學目標。這就需要教師在教學過程設計和教學資源整合上做好文章,充分發(fā)揮教師的引導作用。如在實施本課教學時,從以下幾個角度入手:一是課前進行理論分析,明確學生自主合作學習的任務,設計電子導學案,通過網(wǎng)絡發(fā)送在班級QQ群中。在電子導學案中設置的問題有:利用平衡移動的知識分析如何提高氨的產(chǎn)量;利用化學反應速率的知識分析如何提高合成氨的反應速率;從化學平衡的角度和化學反應速率的角度分析溫度、壓強、催化劑、反應物濃度和生成物濃度對合成氨的影響。當學生在自主合作學習過程中可能會發(fā)現(xiàn)達到高轉(zhuǎn)化率與高反應速率所需條件會產(chǎn)生相互矛盾時,再追問幾個問題:壓強怎么選擇?溫度怎么確定?N2和H2的體積比為何是1∶2.8?合成氨工業(yè)生產(chǎn)中,原料氣為什么要循環(huán)利用?為什么要在適當?shù)臅r候?qū)睔鈴幕旌蠚庵蟹蛛x出來?二是教師有目的地查尋信息,精選網(wǎng)絡資源,對豐富的教學素材進行整合與歸納,整理成一份資料包發(fā)送到每臺學生機上。學生可以通過閱讀多媒體課件中提供的信息,并根據(jù)提供的相關(guān)網(wǎng)址上網(wǎng)瀏覽相關(guān)材料以及閱讀教材P68-69中的“化學與技術(shù)”,解決電子導學案中的基本問題。三是在學生自主合作學習時,教師有目的地深入到各小組中,參與學生的交流和討論,對學生的觀點、看法做到心中有數(shù),并隨機提出問題,引導學生利用網(wǎng)絡平臺提供的學習素材解決問題。如討論“合成氨適宜溫度選擇”這一問題時,學生認為反應速率與化學平衡的結(jié)論有矛盾,教師指導學生查詢PPT課件中“鐵觸媒催化能力———溫度圖”解決溫度問題。四是在師生交流環(huán)節(jié)中選擇與課堂重難點有關(guān)的問題加以討論。教師可以利用交互功能,在學生通過網(wǎng)絡平臺提交的反饋作業(yè)中,找出兩份具有代表性的作業(yè)發(fā)送到學生機上進行分析討論,如在解決生成物濃度對提高合成氨反應速率的影響時,一組學生認為應增大濃度,另一組學生則認為要降低濃度,教師順勢引導小組成員查看課件中合成氨的速率方程,引發(fā)小組之間討論交流、發(fā)表看法,共同得出結(jié)論:應該是降低氨氣的濃度以提高反應速率。網(wǎng)絡教學有傳統(tǒng)媒體不可比擬的優(yōu)勢,但也存在先天的局限。只有學習的指向性得到保證才能節(jié)省課堂時間,才能保證絕大多數(shù)學生通過課堂的學習,達成教學目標,學生才有時間在網(wǎng)絡平臺上學習自己感興趣的內(nèi)容,拓寬視野,提升自主合作學習效果。總之,基于網(wǎng)絡背景下的自主合作學習,使教材內(nèi)容與生動的網(wǎng)絡信息有機整合,優(yōu)化了課堂教學結(jié)構(gòu)和學生的學習方式,提高了課堂教學效率;既發(fā)揮了教師的主導作用,又充分體現(xiàn)了學生的主體作用,培養(yǎng)了學生自主合作學習的能力和意識。
作者: 沈?qū)毴A 單位:福建寧德市民族中學
1 問題的提出
21世紀高新技術(shù)發(fā)展突飛猛進,高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)已成為當代經(jīng)濟增長的核心,世界各國都在搶占高新技術(shù)的制高點。我國在“十一五”規(guī)劃中更是把發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級的重要手段。我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的工業(yè)產(chǎn)值從1998年的7110.66億元,增長到2007年的50461.17億元,年均增長24.1%,成為我國經(jīng)濟中最有活力的一部分。2007年,我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)保持較快發(fā)展,高新技術(shù)產(chǎn)品在國際市場的競爭力進一步提高。全年規(guī)模以上高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)企業(yè)實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值51207億元,比上年增長20.4%;完成增加值11551億元,比上年增長17.8%。當年,我國高新技術(shù)產(chǎn)品出口貿(mào)易總額為3478億美元,比上年增長23.6%;高新技術(shù)產(chǎn)品出口貿(mào)易占全部商品出口貿(mào)易總額的比重達到28.6%[1]。目前現(xiàn)代企業(yè)管理論文,我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴大,成為拉動國民經(jīng)濟增長和促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要力量。
然而,在我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中,一些核心領域缺乏原創(chuàng)性技術(shù),導致企業(yè)自主創(chuàng)新能力較為薄弱,缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)。近年來,中國政府將“提高自主創(chuàng)新能力,建立創(chuàng)新型國家”作為新時期國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心,試圖通過技術(shù)創(chuàng)新、科技進步來提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)顯示,近年來中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新投入持續(xù)攀升,R&D經(jīng)費從1998年的56.45億 元,增長到2007年的545.32億元,年均增長28.44%;R&D人員總量也有大量增長,從1998年的70879人年,增長到2007年的248228人年,年均增長14.94%。但與此同時,新產(chǎn)品銷售收入從1998年的1207.254億元,增長到2007年的10303.222億元,年均增長只有26.68%,比R&D經(jīng)費年均增長率還低[1]。由此可見,增加創(chuàng)新資源投入只是發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的必要條件而非充分條件。中國在原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,不僅要注重創(chuàng)新資源的總量投入,更要注重其效率問題,特別是在相對于發(fā)達國家,中國科技創(chuàng)新資源嚴重不足的情況下,效率問題就變得更為突出論文提綱怎么寫。
如何設計一個高效的R&D測評系統(tǒng)現(xiàn)代企業(yè)管理論文,國外學者做過相關(guān)研究。Brown和Svenson(1998)提出了最著名的R&D系統(tǒng)框架模型——B-S模型,認為R&D系統(tǒng)方法由輸入、處理系統(tǒng)、輸出等八個主要的單元組成[2]。Kerssens-van Drogelen(1999)從影響R&D績效的權(quán)變因素、測度方法和技術(shù)等構(gòu)建了R&D績效測評系統(tǒng)[3]。Bourne(2000)等認為,實施一個完整的績效測度體系應包括績效測度的指標設計、測度指標的選取等四個步驟[4]。Begemann(2000)提出一個動態(tài)的績效測度體系框架[5]。近年來,國內(nèi)不少學者運用參數(shù)或非參數(shù)方法從不同視角對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)效率進行了測度。余泳澤(2009)基于價值鏈的視角,將高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新過程分為技術(shù)開發(fā)和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化兩個階段,并利用DEA模型分別對各階段的效率及其影響因素進行了實證研究[6]。官建成、陳凱華(2009)綜合運用數(shù)據(jù)包絡分析的松馳測度和臨界效率測度模型,對中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率進行了測度[7]。朱有為、徐康寧(2006)利用隨機前沿生產(chǎn)函數(shù)測算了中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)效率及影響因素[8]。
綜上文獻,國內(nèi)學者從不同側(cè)面探討高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的績效測評及影響因素,對完善高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新理論與實踐有不同程度的促進作用。遺憾的是,專門研究原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率的測評,并分析其效率高低的關(guān)鍵影響因素的文獻很少。原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)如何界定?創(chuàng)新效率如何測評?其關(guān)鍵影響因素有哪些?找準并有效解決這些問題,對提高高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的原創(chuàng)性,并提高原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率,加快發(fā)展原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)起不可或缺的作用,為政府的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化決策提供科學依據(jù)。本文通過界定原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的范圍,基于創(chuàng)新鏈視角,運用DEA方法從兩階段測度原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新效率,并分析影響效率的關(guān)鍵因素,在此基礎上針對性提出有效提高原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率的政策建議,以期為政府和企業(yè)提升我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)核心競爭力的決策提供參考。
2 原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)范圍界定及創(chuàng)新效率的測度方法
1. 原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)范圍界定
在創(chuàng)新的產(chǎn)出方面,專利是一個被經(jīng)常采用的指標(Griliches,1990[9];池仁勇等,2004[10];官建成、何穎,2005[11];劉樹、張玲,2006[12])。在發(fā)明、實用新型和外觀設計三種專利中現(xiàn)代企業(yè)管理論文,發(fā)明專利技術(shù)含量高且申請量很少受到專利授權(quán)機構(gòu)審查能力的約束,更能客觀反映一個地區(qū)原始創(chuàng)新能力與科技綜合實力(Liu & White,2001[13];Guan & Gao,2009[14];劉鳳朝,2006[15] ,白俊紅等,2009[16])。新產(chǎn)品銷售收入是衡量創(chuàng)新產(chǎn)出的另一個指標,但其中的新產(chǎn)品,若源自于三種專利中的實用新型和外觀設計,其技術(shù)含量沒有發(fā)明專利高。鑒于此,本文放棄“新產(chǎn)品銷售收入”而以“發(fā)明專利”相對近似衡量高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的原始性。
由于原創(chuàng)性產(chǎn)業(yè)的界定在國內(nèi)尚無先例可循,到目前為此,學術(shù)界難以找到比發(fā)明專利更好的反映原創(chuàng)性替代指標。本文認為“高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的擁有發(fā)明專利數(shù)占三種專利申請總數(shù)的百分比”在一定程度上可以相對較好地反映中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的原創(chuàng)性水平。為研究問題的方便,考慮數(shù)據(jù)的可獲得性和樣本容量大小對實證結(jié)果的影響,以及中國目前高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)原始創(chuàng)新能力較弱的現(xiàn)狀。本文從1999-2008年高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)里以“發(fā)明專利占專利總數(shù)百分比(臨界值暫定為70%)”從高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的17個行業(yè)中篩選出反映相對原創(chuàng)性較高的中國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的12個行業(yè)。需要說明的是,原創(chuàng)性是個相對概念,如果是原創(chuàng)性相對發(fā)達的國家,臨界值可適當放大。
2.創(chuàng)新效率的測度方法
DEA(Data Envelopment Analysis,數(shù)據(jù)包絡分析)方法是測度同類型決策單元(Decision Making Unit, DMU)相對效率最為常用的方法之一,它由著名運籌學家Charnes、Cooper和Rhodes于1978年首先提出[10],現(xiàn)已廣泛應用于銀行、高校、醫(yī)院、保險公司以及制造業(yè)、服務業(yè)等諸多領域的效率評價。現(xiàn)有文獻中,有關(guān)區(qū)域創(chuàng)新效率的測度亦基本上是基于DEA方法展開的,本文利用DEA方法中的CCR模型,以我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的每個行業(yè)為基本決策單元測度其創(chuàng)新效率。對于任一決策單元DMU0,其對偶形式的CCR模型可表示為
式中:為決策單元的個數(shù),和分別為輸入與輸出變量的個數(shù),為投入要素,為產(chǎn)出要素,為決策單元DMU0的有效值。若且,則決策單元DEA有效;若,且或時,則決策單元為弱DEA有效;若,則決策單元非DEA有效[17]論文提綱怎么寫。
3 原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率的兩階段測度及其分析
完整的技術(shù)創(chuàng)新鏈包括:研究、開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化和生產(chǎn)四大環(huán)節(jié)。由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及的要素太多,由于篇幅所限,為簡化起見,本文只研究原創(chuàng)性高新性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈的兩個階段,即:技術(shù)開發(fā)和成果轉(zhuǎn)化兩個階段(見圖1),分別測度兩階段的創(chuàng)新效率。
3.1 兩階段的變量選取與數(shù)據(jù)說明
1.技術(shù)開發(fā)階段
技術(shù)開發(fā)階段的投入指標:R&D經(jīng)費,R&D人員。產(chǎn)出指標:擁有發(fā)明專利數(shù),屬于一種中間產(chǎn)出現(xiàn)代企業(yè)管理論文,它是指將研發(fā)投入轉(zhuǎn)化為知識產(chǎn)出的能力,從某個角度反映了原創(chuàng)性科技產(chǎn)出。
數(shù)據(jù)處理方面,主要考慮三個因素:數(shù)據(jù)的缺失導致采樣不全面;技術(shù)投入和產(chǎn)出之間的時滯性;價格因素導致數(shù)據(jù)的虛增或虛減。(1)在技術(shù)開發(fā)階段的投入產(chǎn)出指標數(shù)據(jù)處理方面,本文采用了移動平均法和線性插值法彌補了部分產(chǎn)業(yè)在某些年份數(shù)據(jù)缺失的問題。(2)科技從研發(fā)投入到新專利通常需要一定的周期,同時各種創(chuàng)新活動周期存在較大差異性,例如電子及通信設備制造業(yè)的幾個月到醫(yī)藥制造業(yè)和航空航天器制造業(yè)的幾年不等,且時有交叉,使得投入和產(chǎn)出數(shù)據(jù)不對應。本文選擇滯后期1 年,投入數(shù)據(jù)選擇1998-2007年,產(chǎn)出數(shù)據(jù)選擇1999-2008年。(3)有關(guān)研發(fā)經(jīng)費的平減方面,首先是要確定R&D價格指數(shù)來將當年價格核算的經(jīng)費總值折算為可比價格,根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》(2009)的有關(guān)數(shù)據(jù),構(gòu)造R&D價格指數(shù)如下:R&D價格指數(shù)=0.75*工業(yè)品出廠價格指數(shù)+0.25*居民消費價格指數(shù)。其中工業(yè)品出廠價格指數(shù)和居民消費價格指數(shù)的基年均定為1998年。然后計算出R&D經(jīng)費1998-2007年的年平均增值率,即,關(guān)于R&D存量的折舊率,參考已有文獻通常采用的折舊率,基年1998的R&D存量,這里用所有時期的R&D支出的年平均增長率代替1998年之前的R&D支出的平均增長率,則1998的R&D經(jīng)費存量用公式表示為,以后各年的R&D經(jīng)費存量通過永續(xù)盤存法的方法推導得:。
2.成果轉(zhuǎn)化階段
成果轉(zhuǎn)化階段的投入指標:技術(shù)投入為技術(shù)開發(fā)階段產(chǎn)出,即擁有發(fā)明專利數(shù)(反映原創(chuàng)性科技產(chǎn)出),經(jīng)費投入為技術(shù)改造經(jīng)費,人員投入為科技從業(yè)人員。產(chǎn)出指標:考慮到要求能直觀體現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新成果在商業(yè)上使企業(yè)獲利的能力,以及市場通過吸收技術(shù)創(chuàng)新而帶來增強競爭力的能力,因此選用新產(chǎn)品銷售收入和新產(chǎn)品出口銷售收入作為成果轉(zhuǎn)化階段的產(chǎn)出指標。
數(shù)據(jù)處理方面現(xiàn)代企業(yè)管理論文,數(shù)據(jù)的缺失、時滯性的處理方法與技術(shù)開發(fā)階段相同。價格指數(shù)方面,成果轉(zhuǎn)化階段的技術(shù)投入指標技術(shù)改造經(jīng)費選用的平減指數(shù)采用R&D價格指數(shù),而在產(chǎn)出指標新產(chǎn)品銷售收入和新產(chǎn)品出口銷售收入的平減指數(shù)的考慮上,將高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)劃分為兩類,一類是醫(yī)藥制造業(yè)中的三個細分的產(chǎn)業(yè);另一類屬于機械電子行業(yè)即其余的四大產(chǎn)業(yè)。因而在這兩個產(chǎn)業(yè)的指數(shù)選取上也是有所不同的,前者選用化學工業(yè)1998年為基年將當年價格核算的經(jīng)費總值折算為可比價格,后者選用機械工業(yè)1998年為基年將當年價格核算的經(jīng)費總值折算為可比價格。技術(shù)改造經(jīng)費的數(shù)據(jù)處理在年平均增長率,折舊率以及基年和以后各年的存量處理方法都同研發(fā)經(jīng)費的處理。
3.2 實證結(jié)果及分析
1 .我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率整體分析:基于技術(shù)創(chuàng)新鏈視角
根據(jù)原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)科技活動的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù),運用DEA測算兩階段創(chuàng)新效率值(如表1).
表1 技術(shù)開發(fā)階段和成果轉(zhuǎn)化階段效率
行業(yè)
技術(shù)開發(fā)效率
成果轉(zhuǎn)化效率
化學藥品制造
0.324
0.209
中成藥制造
1
0.055
生物、生化制品的制造
0.54
0.104
飛機制造及修理
0.099
0.501
航天器制造
0.042
0.282
雷達及配套設備制造
0.128
0.531
廣播電視設備制造
0.53
0.266
電子器件制造
0.434
0.557
電子元件制造
0.288
0.516
電子計算機整機制造
0.554
1
醫(yī)療設備及器械制造
0.99
0.103
儀器儀表制造
0.659
0.157
平均值
0.466
0.357
由表1知,技術(shù)開發(fā)階段效率(0.466)的平均值大于成果轉(zhuǎn)化階段(0.357),說明我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的成果轉(zhuǎn)化效率已落后于技術(shù)開發(fā)效率,科學技術(shù)向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的效率亟待增強。
綜合表1的技術(shù)開發(fā)階段和成果轉(zhuǎn)化階段效率(行業(yè))的數(shù)據(jù)結(jié)果,得出各個產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率中技術(shù)開發(fā)階段和成果轉(zhuǎn)化階段的二維分布圖,如圖2所示。
圖2 兩階段原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率矩陣圖
從圖中可以看出,12個行業(yè)中只有電子計算機整機制造1個行業(yè)處于高技術(shù)開發(fā)效率高成果轉(zhuǎn)化效率的C區(qū)域;落在高技術(shù)開發(fā)效率低成果轉(zhuǎn)化效率B區(qū)域的有5 個行業(yè):中成藥制造、醫(yī)療設備及器件制造、儀表儀器制造、廣播電視設備制造和生物與生化制品制造;位于低技術(shù)開發(fā)效率高成果轉(zhuǎn)化效率D區(qū)域的有4 個行業(yè):電子器件制造、電子元件制造和雷達及配套設備制造、飛機制造及修理;其余的2個行業(yè)都落在低技術(shù)開發(fā)效率低成果轉(zhuǎn)化效率的A區(qū)域。
由圖2可進一步看出原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)效率的原因及其相應的調(diào)整方向,具體如下:
A類行業(yè)——低開發(fā)低轉(zhuǎn)化
航天器、化學藥品制造,這些行業(yè)的研發(fā)階段投入了大量資金但收效卻不顯著,同時在成果轉(zhuǎn)化階段盲目投資,對投資的質(zhì)量(消化吸收、技術(shù)引進等)重視不夠。對于這類行業(yè)應該兩階段同時加強,既要提高技術(shù)開發(fā)效率又要提高成果轉(zhuǎn)化效率。
B類行業(yè)——高開發(fā)低轉(zhuǎn)化
儀器儀表、醫(yī)藥類、生物與生化制品制造行業(yè)等,屬于國家相對比較傳統(tǒng)行業(yè),有一定的技術(shù)積累,并且近幾年國家加大研發(fā)投入,技術(shù)開發(fā)效率高;但由于經(jīng)濟不可行,技術(shù)不確定現(xiàn)代企業(yè)管理論文,缺乏轉(zhuǎn)化資金等,導致成果轉(zhuǎn)化率低。這類行業(yè)應當在不降低技術(shù)開發(fā)階段效率的前提下,重點加強成果轉(zhuǎn)化階段的效率。
C類行業(yè)——高開發(fā)高轉(zhuǎn)化
這類行業(yè)屬于發(fā)展比較成熟的行業(yè),其技術(shù)開發(fā)階段的效率和成果轉(zhuǎn)化階段的效率都比較高, 是其他類型行業(yè)發(fā)展的目標。這類行業(yè)的資金、人才和技術(shù)投入與產(chǎn)出發(fā)展比較配套,經(jīng)濟發(fā)展基礎好,屬于我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先鋒論文提綱怎么寫。
D類行業(yè)——低開發(fā)高轉(zhuǎn)化
電子類、飛機與雷達類,說明此類行業(yè)的發(fā)展基礎比較弱大多是引進后轉(zhuǎn)化,缺乏技術(shù)開發(fā),技術(shù)開發(fā)效率不高;在成果轉(zhuǎn)化階段,技術(shù)比較成熟,實現(xiàn)了較高的成果轉(zhuǎn)化效率,總體上限制了技術(shù)創(chuàng)新能力的提升。這類行業(yè)應在不降低成果轉(zhuǎn)化階段效率的前提下,重點提高其技術(shù)開發(fā)階段的效率。
圖2 整體可看出,我國原創(chuàng)性高新技術(shù)行業(yè)除了電子類產(chǎn)品外,大部分行業(yè)都存在科技成果轉(zhuǎn)化效率偏低的問題。可能的原因是:1、研發(fā)項目缺乏市場導向,導致技術(shù)轉(zhuǎn)化比較困難。高校、科研院所許多研發(fā)成果技術(shù)含量高,但生產(chǎn)成本很高,缺乏市場競爭力,或者不具備行業(yè)生產(chǎn)能力,導致轉(zhuǎn)化困難。二是許多技術(shù)不成熟、不穩(wěn)定,不具備產(chǎn)業(yè)化的基礎條件,在技術(shù)轉(zhuǎn)移中存在很大的風險。2、技術(shù)轉(zhuǎn)移對接程度不高。高校和科研院所的科技成果是為了“科研”而不是為了企業(yè)的需求,成果無法迅速轉(zhuǎn)化,科研的重復和浪費現(xiàn)象比較嚴重現(xiàn)代企業(yè)管理論文,導致成果轉(zhuǎn)化效率偏低。3、企業(yè)的技術(shù)吸收能力不強。我國相當一部分企業(yè)的技術(shù)屬于落后技術(shù)、傳統(tǒng)技術(shù)和限制技術(shù),從而嚴重制約了企業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)移。3、企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移的資金不足。技術(shù)成果轉(zhuǎn)化需要大量的資金投入,通常是技術(shù)開發(fā)的10倍。目前我國企業(yè)普遍存在資金不足問題,高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)由于高風險性,很難取得商業(yè)銀行貸款支持。由于受條件限制,獲得政府專項資金扶持的也很少。5、缺乏有效的技術(shù)轉(zhuǎn)移機制。一是缺乏相關(guān)的法律法規(guī)。二是缺乏政策扶持。三是缺乏合理的評估機制。四是缺乏風險投資。五是雙方信息不對稱[18]。
針對以上四類不同的行業(yè),可以采取不同的提升渠道:單邊突破式提升:。即在技術(shù)創(chuàng)新過程中,針對各個行業(yè)不同的情況,保持住原先的效率高的階段,以其效率低的階段為突破口,加強投入和產(chǎn)出的配比,以提升B、D類行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新的整體效率。
漸進式提升:例如或者。對于A類行業(yè)的效率提升方式有多種渠道,就是先集中精力將某一項優(yōu)勢發(fā)揮至最大,同時再極力彌補劣勢,通過B或D區(qū)的過渡,最終成功進入成為C類行業(yè)。
跨越式發(fā)展:,A類行業(yè)需要具備雄厚的經(jīng)濟基礎,并且在發(fā)展過程中要注重技術(shù)開發(fā)效率和成果轉(zhuǎn)化效率兩手抓,在條件具備的情況下,實現(xiàn)的跳躍式發(fā)展渠道是有可能的。
2.技術(shù)開發(fā)階段的效率分析及投入與產(chǎn)出分析
用DEA方法測度的技術(shù)開發(fā)階段的創(chuàng)新效率及投入冗余與產(chǎn)出松弛情況如下 (見表2).
(1)效率分析
表2 1999-2008年我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)階段的平均創(chuàng)新效率與差額值
效率
差額
行業(yè)
crste
vrste
scale
規(guī)模效應
擁有發(fā)明專利數(shù)
R&D人員
R&D經(jīng)費
化學藥品制造
0.324
0.324
1
-
100
0.0
中成藥制造
1
1
1
-
0.0
生物與生化制品的制造
0.54
0.738
0.731
irs
6139.5
飛機制造及修理
0.099
0.099
0.991
irs
1131
0.0
航天器制造
0.042
0.307
0.136
irs
23
8883.5
雷達及配套設備制造
0.128
0.396
0.324
irs
14
52
0.0
廣播電視設備制造
0.53
1
0.53
irs
0.0
電子器件制造
0.434
0.435
0.999
-
25944.0
電子元件制造
0.288
0.288
0.997
irs
241
0.0
電子計算機整機制造
0.554
0.563
0.985
irs
91780.1
醫(yī)療設備及器械制造
0.99
1
0.99
irs
0.0
儀器儀表制造
0.659
0.66
0.999
irs
2622
0.0
平均值
0.466
0.568
0.807
3
346
11062.3
從表2可看出原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)階段的創(chuàng)新效率(crste):
中成藥制造和醫(yī)療設備及器械制造的創(chuàng)新效率分別為1,0.99,創(chuàng)新效率較高;而飛機制造及修理、航天器制造、雷達及配套設備制造3 個行業(yè)的創(chuàng)新效率分別為0.099,0.042,0.128,創(chuàng)新效率較低論文提綱怎么寫。生物與生化制品的制造、航天器制造、雷達及配套設備制造、廣播電視設備制造、醫(yī)療設備及器械制造5 個行業(yè)的規(guī)模效率分別為:0.731,0.136,0.324,0.53,0.99,分別小于相應行業(yè)的純創(chuàng)新效率現(xiàn)代企業(yè)管理論文,無效率主要來自規(guī)模無效率,可能的原因:這5個行業(yè)規(guī)模擴張過快,內(nèi)部協(xié)調(diào)管理能力不足管理費用增加幅度大于規(guī)模擴張帶來的成本降低的幅度。其它行業(yè)(除中成藥制造外)的規(guī)模效率分別大于相應的純創(chuàng)新效率,無效率主要是源于純技術(shù)無效率。我國原創(chuàng)性高新技術(shù)行業(yè)技術(shù)開發(fā)階段創(chuàng)新效率平均值僅為0.466,創(chuàng)新效率較低可能是因為這些行業(yè)過多追求技術(shù)開發(fā)的投資規(guī)模而忽視了技術(shù)開發(fā)效率。這為各行業(yè)技術(shù)開發(fā)階段效率低找準癥結(jié)所在,并提高其效率提供科學依據(jù)。
(2)投入冗余與產(chǎn)出松弛、規(guī)模效應分析
為了探討1999-2008年間我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)效率的特點并且尋找未達到有效值的根源,用基于產(chǎn)出導向的DEA模型CCR度量了各個原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的特點。
從投入角度看,生物與生化制品的制造、航天器制造、電子器件制造、電子計算機整機制造這4個行業(yè)都存在研發(fā)經(jīng)費冗余,分別為6239.5萬元, 8883.5萬元, 25944萬元,91780.1萬元;相對而言,研發(fā)人員顯得不足。化學藥品制造、飛機制造及修理、雷達及配套設備制造、電子元件制造、儀器儀表制造這5個行業(yè)都存在研發(fā)人員冗余,分別為100人,1131人, 52人,241人,2622人,相對而言,研發(fā)經(jīng)費顯得不足。中成藥制造和醫(yī)療設備及器械制造的創(chuàng)新效率分別為1,0.99,效率最佳,不存在投入冗余和產(chǎn)出松弛。從產(chǎn)出角度看,航天器制造和雷達及配套設備制造產(chǎn)出松弛分別為23個,14個,存在擁有發(fā)明專利總量不足。這些行業(yè)需要加大技術(shù)開發(fā)的原始創(chuàng)新力度。這為進一步調(diào)整科技投入產(chǎn)出方向和幅度,提高技術(shù)開發(fā)階段效率提供準確的科學依據(jù)。
從規(guī)模效應來看,除了化學藥品制造、中成藥制造、電子器件制造這3個行業(yè)處于規(guī)模效應不變外,其它行業(yè)處于規(guī)模遞增,這些行業(yè)可進一步增大研發(fā)資源的投入以提高技術(shù)開發(fā)階段的效率。
2.成果轉(zhuǎn)化階段的效率分析及投入與產(chǎn)出分析
用DEA方法測度的成果轉(zhuǎn)化階段的創(chuàng)新效率及投入冗余與產(chǎn)出松弛情況見(表3)
(1)效率分析
表3 1999-2008年我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)成果轉(zhuǎn)化階段的平均創(chuàng)新效率與差額值
效率
差額
行業(yè)
crste
vrste
scale
規(guī)模效應
新產(chǎn)品銷售收入
新產(chǎn)品出口銷售收入
擁有發(fā)明專利數(shù)
技術(shù)改造經(jīng)費
年平均就業(yè)人員
化學藥品制造
0.209
0.222
0.904
irs
0.0
586274.6
221151.2
62714
中成藥制造
0.055
0.17
0.322
irs
0.0
211811.9
39
0.0
生物與生化制品的制造
0.104
0.69
0.15
irs
0.0
18150.0
27
0.0
飛機制造及修理
0.501
0.534
0.938
irs
0.0
906360.1
390404.7
102711
航天器制造
0.282
1
0.282
irs
0.0
0.0
0.0
雷達及配套設備制造
0.531
1
0.531
irs
0.0
0.0
0.0
廣播電視設備制造
0.266
1
0.266
irs
0.0
0.0
0.0
電子器件制造
0.557
0.565
0.985
irs
1415025.5
0.0
264215.0
114122
電子元件制造
0.516
0.533
0.968
irs
918319.9
0.0
235985.1
464750
電子計算機整機制造
1
1
1
-
0.0
0.0
0.0
醫(yī)療設備及器械制造
0.103
0.4
0.258
irs
0.0
54444.3
16
0.0
儀器儀表制造
0.157
0.184
0.855
irs
0.0
188935.1
0.0
10241
平均值
0.357
0.608
0.625
194445.4
163831.3
7
92646.3
62878
從表3可看出原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)成果轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新效率(crste):
電子計算機整機制造的成果轉(zhuǎn)化效率(為1.000)達到最佳外,其它行業(yè)效率都較低;而中成藥制造、生物與生化制品制造、化學藥品制造、醫(yī)療設備及器件制造和儀器儀表制造4 個行業(yè)的成果轉(zhuǎn)化效率較低,分別為0.055, 0.104, 0.103, 0.157。生物與生化制品制造、航天器制造、雷達及配套設備制造、廣播電視設備制造、醫(yī)療設備及器械制造5 個行業(yè)的規(guī)模效率分別為:0.15, 0.282, 0.531, 0.266, 0.258,分別小于相應的純創(chuàng)新效率,無效率主要來源于規(guī)模無效率;其他行業(yè)的無效率均主要來自純技術(shù)無效率,純技術(shù)無效率可能是因為這個行業(yè)既定的投入資源提供相應產(chǎn)出能力比較弱。我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在成果轉(zhuǎn)化階段創(chuàng)新效率平均值僅為0.357現(xiàn)代企業(yè)管理論文,創(chuàng)新效率低,可能是因為這些行業(yè)過多的追求投資規(guī)模,不注重投資效率造成的。這為各行業(yè)成果轉(zhuǎn)化階段創(chuàng)新效率存在的問題找準癥結(jié)所在,為有效提高其效率提供科學依據(jù)。
(2)投入冗余與產(chǎn)出松弛、規(guī)模效應分析
從產(chǎn)出角度看,電子器件制造、電子元件制造2 個行業(yè)的收益性產(chǎn)出不足,相應的新產(chǎn)品銷售收入松弛分別為:1415025.5萬元, 918319.9萬元。化學藥品制造、中成藥制造、生物與生化制品的制造、飛機制造及修理、醫(yī)療設備及器械制造、醫(yī)療設備及器械制造6個行業(yè)的競爭性產(chǎn)出存在不足,新產(chǎn)品出口銷售收入松弛分別為:586274.6萬元,211811.9萬元,18150.0萬元,906360.1萬元,54444.3萬元,188935.1萬元。這些行業(yè)要加大科技成果商業(yè)化,同時加大新產(chǎn)品出口的競爭性力度。從投入角度看,造成我國高新技術(shù)行業(yè)成果轉(zhuǎn)化階段效率低下的原因主要集中在投入冗余上。中成藥制造、生物與生化制品的制造、醫(yī)療設備及器械制造,擁有專利發(fā)明數(shù)與技術(shù)改造經(jīng)費的冗余分別為39個,27個,16個;相對而言,技術(shù)改造經(jīng)費、年平均就業(yè)人員顯得不足。儀器儀表制造中年平均就業(yè)人員的冗余分別為:10241人,相對而言,擁有專利發(fā)明數(shù)的技術(shù)性投入、技術(shù)改造經(jīng)費顯得不足。這為進一步調(diào)整其科技投入產(chǎn)出方向和幅度,提高成果轉(zhuǎn)化階段效率提供準確的科學依據(jù)。
4 結(jié)論與政策啟示
4.1 結(jié)論
本文運用DEA方法測度了1999-2008年我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)各行業(yè)創(chuàng)新效率、規(guī)模效應、投入與產(chǎn)出的冗余與松弛狀況。研究結(jié)論可概括為以下幾點。第一,我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的成果轉(zhuǎn)化效率已落后于技術(shù)開發(fā)效率,科學技術(shù)向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的效率亟待增強論文提綱怎么寫。第二,我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)除了電子類產(chǎn)品外,大部分行業(yè)都存在科技成果轉(zhuǎn)化效率偏低的問題。第三現(xiàn)代企業(yè)管理論文,技術(shù)開發(fā)階段,中成藥制造和醫(yī)療設備及器械制造的創(chuàng)新效率較高,飛機制造及修理、航天器制造、雷達及配套設備制造業(yè)的創(chuàng)新效率較低。相對于研發(fā)人員和研發(fā)經(jīng)費投入,技術(shù)開發(fā)階段的原創(chuàng)性產(chǎn)出(擁有發(fā)明專利數(shù))不足。第四,成果轉(zhuǎn)化階段,電子計算機整機制造創(chuàng)新效率最高外,其它行業(yè)效率較低。化學藥品制造、中成藥制造等行業(yè)的競爭性產(chǎn)出存在不足。第五,從投入產(chǎn)出角度看,兩個階段的不同行業(yè)創(chuàng)新效率低的原因各不相同,有的源于規(guī)模無效率,有的源于純技術(shù)無效率。從規(guī)模效應看,兩階段的大部分行業(yè)都處于規(guī)模遞增階段。
4.2 政策啟示
其一,各個行業(yè)應根據(jù)本行業(yè)創(chuàng)新活動是否達到生產(chǎn)前沿、兩個階段的實際投入產(chǎn)出的冗余與松弛、規(guī)模性等進行改善,有針對性調(diào)整各行業(yè)的兩階段的科技投入或產(chǎn)出的方向與幅度,使創(chuàng)新效率盡可能向生產(chǎn)前沿移動。
其二,不同行業(yè)根據(jù)本行業(yè)目前技術(shù)創(chuàng)新鏈的不同階段創(chuàng)新效率狀況,分別單邊突破式、激進式、跨越式渠道提升各自創(chuàng)新鏈的不同階段創(chuàng)新效率。
其三,為有效提高原創(chuàng)性高新技術(shù)行業(yè)的成果轉(zhuǎn)化率。可從以下方面著手:提高研發(fā)項目缺乏市場導向、技術(shù)轉(zhuǎn)移對接程度、企業(yè)的技術(shù)吸收能力。加大企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移的資金,加大風險投資。完善缺乏有效的技術(shù)轉(zhuǎn)移機制的法律法規(guī)、政策扶持、合理的評估機制、雙方信息的對稱化程度。
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1 問題的提出
21世紀高新技術(shù)發(fā)展突飛猛進,高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)已成為當代經(jīng)濟增長的核心,世界各國都在搶占高新技術(shù)的制高點。我國在“十一五”規(guī)劃中更是把發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級的重要手段。我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的工業(yè)產(chǎn)值從1998年的7110.66億元,增長到2007年的50461.17億元,年均增長24.1%,成為我國經(jīng)濟中最有活力的一部分。2007年,我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)保持較快發(fā)展,高新技術(shù)產(chǎn)品在國際市場的競爭力進一步提高。全年規(guī)模以上高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)企業(yè)實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值51207億元,比上年增長20.4%;完成增加值11551億元,比上年增長17.8%。當年,我國高新技術(shù)產(chǎn)品出口貿(mào)易總額為3478億美元,比上年增長23.6%;高新技術(shù)產(chǎn)品出口貿(mào)易占全部商品出口貿(mào)易總額的比重達到28.6%[1]。目前現(xiàn)代企業(yè)管理論文,我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴大,成為拉動國民經(jīng)濟增長和促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要力量。
然而,在我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中,一些核心領域缺乏原創(chuàng)性技術(shù),導致企業(yè)自主創(chuàng)新能力較為薄弱,缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)。近年來,中國政府將“提高自主創(chuàng)新能力,建立創(chuàng)新型國家”作為新時期國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心,試圖通過技術(shù)創(chuàng)新、科技進步來提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)顯示,近年來中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新投入持續(xù)攀升,R&D經(jīng)費從1998年的56.45億 元,增長到2007年的545.32億元,年均增長28.44%;R&D人員總量也有大量增長,從1998年的70879人年,增長到2007年的248228人年,年均增長14.94%。但與此同時,新產(chǎn)品銷售收入從1998年的1207.254億元,增長到2007年的10303.222億元,年均增長只有26.68%,比R&D經(jīng)費年均增長率還低[1]。由此可見,增加創(chuàng)新資源投入只是發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的必要條件而非充分條件。中國在原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,不僅要注重創(chuàng)新資源的總量投入,更要注重其效率問題,特別是在相對于發(fā)達國家,中國科技創(chuàng)新資源嚴重不足的情況下,效率問題就變得更為突出論文提綱怎么寫。
如何設計一個高效的R&D測評系統(tǒng)現(xiàn)代企業(yè)管理論文,國外學者做過相關(guān)研究。Brown和Svenson(1998)提出了最著名的R&D系統(tǒng)框架模型——B-S模型,認為R&D系統(tǒng)方法由輸入、處理系統(tǒng)、輸出等八個主要的單元組成[2]。Kerssens-van Drogelen(1999)從影響R&D績效的權(quán)變因素、測度方法和技術(shù)等構(gòu)建了R&D績效測評系統(tǒng)[3]。Bourne(2000)等認為,實施一個完整的績效測度體系應包括績效測度的指標設計、測度指標的選取等四個步驟[4]。Begemann(2000)提出一個動態(tài)的績效測度體系框架[5]。近年來,國內(nèi)不少學者運用參數(shù)或非參數(shù)方法從不同視角對高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)效率進行了測度。余泳澤(2009)基于價值鏈的視角,將高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新過程分為技術(shù)開發(fā)和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化兩個階段,并利用DEA模型分別對各階段的效率及其影響因素進行了實證研究[6]。官建成、陳凱華(2009)綜合運用數(shù)據(jù)包絡分析的松馳測度和臨界效率測度模型,對中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率進行了測度[7]。朱有為、徐康寧(2006)利用隨機前沿生產(chǎn)函數(shù)測算了中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)效率及影響因素[8]。
綜上文獻,國內(nèi)學者從不同側(cè)面探討高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的績效測評及影響因素,對完善高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新理論與實踐有不同程度的促進作用。遺憾的是,專門研究原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率的測評,并分析其效率高低的關(guān)鍵影響因素的文獻很少。原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)如何界定?創(chuàng)新效率如何測評?其關(guān)鍵影響因素有哪些?找準并有效解決這些問題,對提高高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的原創(chuàng)性,并提高原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率,加快發(fā)展原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)起不可或缺的作用,為政府的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化決策提供科學依據(jù)。本文通過界定原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的范圍,基于創(chuàng)新鏈視角,運用DEA方法從兩階段測度原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新效率,并分析影響效率的關(guān)鍵因素,在此基礎上針對性提出有效提高原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率的政策建議,以期為政府和企業(yè)提升我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)核心競爭力的決策提供參考。
2 原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)范圍界定及創(chuàng)新效率的測度方法
1. 原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)范圍界定
在創(chuàng)新的產(chǎn)出方面,專利是一個被經(jīng)常采用的指標(Griliches,1990[9];池仁勇等,2004[10];官建成、何穎,2005[11];劉樹、張玲,2006[12])。在發(fā)明、實用新型和外觀設計三種專利中現(xiàn)代企業(yè)管理論文,發(fā)明專利技術(shù)含量高且申請量很少受到專利授權(quán)機構(gòu)審查能力的約束,更能客觀反映一個地區(qū)原始創(chuàng)新能力與科技綜合實力(Liu & White,2001[13];Guan & Gao,2009[14];劉鳳朝,2006[15] ,白俊紅等,2009[16])。新產(chǎn)品銷售收入是衡量創(chuàng)新產(chǎn)出的另一個指標,但其中的新產(chǎn)品,若源自于三種專利中的實用新型和外觀設計,其技術(shù)含量沒有發(fā)明專利高。鑒于此,本文放棄“新產(chǎn)品銷售收入”而以“發(fā)明專利”相對近似衡量高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的原始性。
由于原創(chuàng)性產(chǎn)業(yè)的界定在國內(nèi)尚無先例可循,到目前為此,學術(shù)界難以找到比發(fā)明專利更好的反映原創(chuàng)性替代指標。本文認為“高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的擁有發(fā)明專利數(shù)占三種專利申請總數(shù)的百分比”在一定程度上可以相對較好地反映中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的原創(chuàng)性水平。為研究問題的方便,考慮數(shù)據(jù)的可獲得性和樣本容量大小對實證結(jié)果的影響,以及中國目前高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)原始創(chuàng)新能力較弱的現(xiàn)狀。本文從1999-2008年高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)里以“發(fā)明專利占專利總數(shù)百分比(臨界值暫定為70%)”從高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的17個行業(yè)中篩選出反映相對原創(chuàng)性較高的中國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的12個行業(yè)。需要說明的是,原創(chuàng)性是個相對概念,如果是原創(chuàng)性相對發(fā)達的國家,臨界值可適當放大。
2.創(chuàng)新效率的測度方法
DEA(Data Envelopment Analysis,數(shù)據(jù)包絡分析)方法是測度同類型決策單元(Decision Making Unit, DMU)相對效率最為常用的方法之一,它由著名運籌學家Charnes、Cooper和Rhodes于1978年首先提出[10],現(xiàn)已廣泛應用于銀行、高校、醫(yī)院、保險公司以及制造業(yè)、服務業(yè)等諸多領域的效率評價。現(xiàn)有文獻中,有關(guān)區(qū)域創(chuàng)新效率的測度亦基本上是基于DEA方法展開的,本文利用DEA方法中的CCR模型,以我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的每個行業(yè)為基本決策單元測度其創(chuàng)新效率。對于任一決策單元DMU0,其對偶形式的CCR模型可表示為
式中:為決策單元的個數(shù),和分別為輸入與輸出變量的個數(shù),為投入要素,為產(chǎn)出要素,為決策單元DMU0的有效值。若且,則決策單元DEA有效;若,且或時,則決策單元為弱DEA有效;若,則決策單元非DEA有效[17]論文提綱怎么寫。
3 原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率的兩階段測度及其分析
完整的技術(shù)創(chuàng)新鏈包括:研究、開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化和生產(chǎn)四大環(huán)節(jié)。由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及的要素太多,由于篇幅所限,為簡化起見,本文只研究原創(chuàng)性高新性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈的兩個階段,即:技術(shù)開發(fā)和成果轉(zhuǎn)化兩個階段(見圖1),分別測度兩階段的創(chuàng)新效率。
3.1 兩階段的變量選取與數(shù)據(jù)說明
1.技術(shù)開發(fā)階段
技術(shù)開發(fā)階段的投入指標:R&D經(jīng)費,R&D人員。產(chǎn)出指標:擁有發(fā)明專利數(shù),屬于一種中間產(chǎn)出現(xiàn)代企業(yè)管理論文,它是指將研發(fā)投入轉(zhuǎn)化為知識產(chǎn)出的能力,從某個角度反映了原創(chuàng)性科技產(chǎn)出。
數(shù)據(jù)處理方面,主要考慮三個因素:數(shù)據(jù)的缺失導致采樣不全面;技術(shù)投入和產(chǎn)出之間的時滯性;價格因素導致數(shù)據(jù)的虛增或虛減。(1)在技術(shù)開發(fā)階段的投入產(chǎn)出指標數(shù)據(jù)處理方面,本文采用了移動平均法和線性插值法彌補了部分產(chǎn)業(yè)在某些年份數(shù)據(jù)缺失的問題。(2)科技從研發(fā)投入到新專利通常需要一定的周期,同時各種創(chuàng)新活動周期存在較大差異性,例如電子及通信設備制造業(yè)的幾個月到醫(yī)藥制造業(yè)和航空航天器制造業(yè)的幾年不等,且時有交叉,使得投入和產(chǎn)出數(shù)據(jù)不對應。本文選擇滯后期1 年,投入數(shù)據(jù)選擇1998-2007年,產(chǎn)出數(shù)據(jù)選擇1999-2008年。(3)有關(guān)研發(fā)經(jīng)費的平減方面,首先是要確定R&D價格指數(shù)來將當年價格核算的經(jīng)費總值折算為可比價格,根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》(2009)的有關(guān)數(shù)據(jù),構(gòu)造R&D價格指數(shù)如下:R&D價格指數(shù)=0.75*工業(yè)品出廠價格指數(shù)+0.25*居民消費價格指數(shù)。其中工業(yè)品出廠價格指數(shù)和居民消費價格指數(shù)的基年均定為1998年。然后計算出R&D經(jīng)費1998-2007年的年平均增值率,即,關(guān)于R&D存量的折舊率,參考已有文獻通常采用的折舊率,基年1998的R&D存量,這里用所有時期的R&D支出的年平均增長率代替1998年之前的R&D支出的平均增長率,則1998的R&D經(jīng)費存量用公式表示為,以后各年的R&D經(jīng)費存量通過永續(xù)盤存法的方法推導得:。
2.成果轉(zhuǎn)化階段
成果轉(zhuǎn)化階段的投入指標:技術(shù)投入為技術(shù)開發(fā)階段產(chǎn)出,即擁有發(fā)明專利數(shù)(反映原創(chuàng)性科技產(chǎn)出),經(jīng)費投入為技術(shù)改造經(jīng)費,人員投入為科技從業(yè)人員。產(chǎn)出指標:考慮到要求能直觀體現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新成果在商業(yè)上使企業(yè)獲利的能力,以及市場通過吸收技術(shù)創(chuàng)新而帶來增強競爭力的能力,因此選用新產(chǎn)品銷售收入和新產(chǎn)品出口銷售收入作為成果轉(zhuǎn)化階段的產(chǎn)出指標。
數(shù)據(jù)處理方面現(xiàn)代企業(yè)管理論文,數(shù)據(jù)的缺失、時滯性的處理方法與技術(shù)開發(fā)階段相同。價格指數(shù)方面,成果轉(zhuǎn)化階段的技術(shù)投入指標技術(shù)改造經(jīng)費選用的平減指數(shù)采用R&D價格指數(shù),而在產(chǎn)出指標新產(chǎn)品銷售收入和新產(chǎn)品出口銷售收入的平減指數(shù)的考慮上,將高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)劃分為兩類,一類是醫(yī)藥制造業(yè)中的三個細分的產(chǎn)業(yè);另一類屬于機械電子行業(yè)即其余的四大產(chǎn)業(yè)。因而在這兩個產(chǎn)業(yè)的指數(shù)選取上也是有所不同的,前者選用化學工業(yè)1998年為基年將當年價格核算的經(jīng)費總值折算為可比價格,后者選用機械工業(yè)1998年為基年將當年價格核算的經(jīng)費總值折算為可比價格。技術(shù)改造經(jīng)費的數(shù)據(jù)處理在年平均增長率,折舊率以及基年和以后各年的存量處理方法都同研發(fā)經(jīng)費的處理。
3.2 實證結(jié)果及分析
1 .我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新效率整體分析:基于技術(shù)創(chuàng)新鏈視角
根據(jù)原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)科技活動的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù),運用DEA測算兩階段創(chuàng)新效率值(如表1).
表1 技術(shù)開發(fā)階段和成果轉(zhuǎn)化階段效率
行業(yè)
技術(shù)開發(fā)效率
成果轉(zhuǎn)化效率
化學藥品制造
0.324
0.209
中成藥制造
1
0.055
生物、生化制品的制造
0.54
0.104
飛機制造及修理
0.099
0.501
航天器制造
0.042
0.282
雷達及配套設備制造
0.128
0.531
廣播電視設備制造
0.53
0.266
電子器件制造
0.434
0.557
電子元件制造
0.288
0.516
電子計算機整機制造
0.554
1
醫(yī)療設備及器械制造
0.99
0.103
儀器儀表制造
0.659
0.157
平均值
0.466
0.357
由表1知,技術(shù)開發(fā)階段效率(0.466)的平均值大于成果轉(zhuǎn)化階段(0.357),說明我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的成果轉(zhuǎn)化效率已落后于技術(shù)開發(fā)效率,科學技術(shù)向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的效率亟待增強。
綜合表1的技術(shù)開發(fā)階段和成果轉(zhuǎn)化階段效率(行業(yè))的數(shù)據(jù)結(jié)果,得出各個產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率中技術(shù)開發(fā)階段和成果轉(zhuǎn)化階段的二維分布圖,如圖2所示。
圖2 兩階段原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新效率矩陣圖
從圖中可以看出,12個行業(yè)中只有電子計算機整機制造1個行業(yè)處于高技術(shù)開發(fā)效率高成果轉(zhuǎn)化效率的C區(qū)域;落在高技術(shù)開發(fā)效率低成果轉(zhuǎn)化效率B區(qū)域的有5 個行業(yè):中成藥制造、醫(yī)療設備及器件制造、儀表儀器制造、廣播電視設備制造和生物與生化制品制造;位于低技術(shù)開發(fā)效率高成果轉(zhuǎn)化效率D區(qū)域的有4 個行業(yè):電子器件制造、電子元件制造和雷達及配套設備制造、飛機制造及修理;其余的2個行業(yè)都落在低技術(shù)開發(fā)效率低成果轉(zhuǎn)化效率的A區(qū)域。
由圖2可進一步看出原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)效率的原因及其相應的調(diào)整方向,具體如下:
A類行業(yè)——低開發(fā)低轉(zhuǎn)化
航天器、化學藥品制造,這些行業(yè)的研發(fā)階段投入了大量資金但收效卻不顯著,同時在成果轉(zhuǎn)化階段盲目投資,對投資的質(zhì)量(消化吸收、技術(shù)引進等)重視不夠。對于這類行業(yè)應該兩階段同時加強,既要提高技術(shù)開發(fā)效率又要提高成果轉(zhuǎn)化效率。
B類行業(yè)——高開發(fā)低轉(zhuǎn)化
儀器儀表、醫(yī)藥類、生物與生化制品制造行業(yè)等,屬于國家相對比較傳統(tǒng)行業(yè),有一定的技術(shù)積累,并且近幾年國家加大研發(fā)投入,技術(shù)開發(fā)效率高;但由于經(jīng)濟不可行,技術(shù)不確定現(xiàn)代企業(yè)管理論文,缺乏轉(zhuǎn)化資金等,導致成果轉(zhuǎn)化率低。這類行業(yè)應當在不降低技術(shù)開發(fā)階段效率的前提下,重點加強成果轉(zhuǎn)化階段的效率。
C類行業(yè)——高開發(fā)高轉(zhuǎn)化
這類行業(yè)屬于發(fā)展比較成熟的行業(yè),其技術(shù)開發(fā)階段的效率和成果轉(zhuǎn)化階段的效率都比較高, 是其他類型行業(yè)發(fā)展的目標。這類行業(yè)的資金、人才和技術(shù)投入與產(chǎn)出發(fā)展比較配套,經(jīng)濟發(fā)展基礎好,屬于我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先鋒論文提綱怎么寫。
D類行業(yè)——低開發(fā)高轉(zhuǎn)化
電子類、飛機與雷達類,說明此類行業(yè)的發(fā)展基礎比較弱大多是引進后轉(zhuǎn)化,缺乏技術(shù)開發(fā),技術(shù)開發(fā)效率不高;在成果轉(zhuǎn)化階段,技術(shù)比較成熟,實現(xiàn)了較高的成果轉(zhuǎn)化效率,總體上限制了技術(shù)創(chuàng)新能力的提升。這類行業(yè)應在不降低成果轉(zhuǎn)化階段效率的前提下,重點提高其技術(shù)開發(fā)階段的效率。
圖2 整體可看出,我國原創(chuàng)性高新技術(shù)行業(yè)除了電子類產(chǎn)品外,大部分行業(yè)都存在科技成果轉(zhuǎn)化效率偏低的問題。可能的原因是:1、研發(fā)項目缺乏市場導向,導致技術(shù)轉(zhuǎn)化比較困難。高校、科研院所許多研發(fā)成果技術(shù)含量高,但生產(chǎn)成本很高,缺乏市場競爭力,或者不具備行業(yè)生產(chǎn)能力,導致轉(zhuǎn)化困難。二是許多技術(shù)不成熟、不穩(wěn)定,不具備產(chǎn)業(yè)化的基礎條件,在技術(shù)轉(zhuǎn)移中存在很大的風險。2、技術(shù)轉(zhuǎn)移對接程度不高。高校和科研院所的科技成果是為了“科研”而不是為了企業(yè)的需求,成果無法迅速轉(zhuǎn)化,科研的重復和浪費現(xiàn)象比較嚴重現(xiàn)代企業(yè)管理論文,導致成果轉(zhuǎn)化效率偏低。3、企業(yè)的技術(shù)吸收能力不強。我國相當一部分企業(yè)的技術(shù)屬于落后技術(shù)、傳統(tǒng)技術(shù)和限制技術(shù),從而嚴重制約了企業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)移。3、企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移的資金不足。技術(shù)成果轉(zhuǎn)化需要大量的資金投入,通常是技術(shù)開發(fā)的10倍。目前我國企業(yè)普遍存在資金不足問題,高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)由于高風險性,很難取得商業(yè)銀行貸款支持。由于受條件限制,獲得政府專項資金扶持的也很少。5、缺乏有效的技術(shù)轉(zhuǎn)移機制。一是缺乏相關(guān)的法律法規(guī)。二是缺乏政策扶持。三是缺乏合理的評估機制。四是缺乏風險投資。五是雙方信息不對稱[18]。
針對以上四類不同的行業(yè),可以采取不同的提升渠道:單邊突破式提升:。即在技術(shù)創(chuàng)新過程中,針對各個行業(yè)不同的情況,保持住原先的效率高的階段,以其效率低的階段為突破口,加強投入和產(chǎn)出的配比,以提升B、D類行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新的整體效率。
漸進式提升:例如或者。對于A類行業(yè)的效率提升方式有多種渠道,就是先集中精力將某一項優(yōu)勢發(fā)揮至最大,同時再極力彌補劣勢,通過B或D區(qū)的過渡,最終成功進入成為C類行業(yè)。
跨越式發(fā)展:,A類行業(yè)需要具備雄厚的經(jīng)濟基礎,并且在發(fā)展過程中要注重技術(shù)開發(fā)效率和成果轉(zhuǎn)化效率兩手抓,在條件具備的情況下,實現(xiàn)的跳躍式發(fā)展渠道是有可能的。
2.技術(shù)開發(fā)階段的效率分析及投入與產(chǎn)出分析
用DEA方法測度的技術(shù)開發(fā)階段的創(chuàng)新效率及投入冗余與產(chǎn)出松弛情況如下 (見表2).
(1)效率分析
表2 1999-2008年我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)階段的平均創(chuàng)新效率與差額值
效率
差額
行業(yè)
crste
vrste
scale
規(guī)模效應
擁有發(fā)明專利數(shù)
R&D人員
R&D經(jīng)費
化學藥品制造
0.324
0.324
1
-
100
0.0
中成藥制造
1
1
1
-
0.0
生物與生化制品的制造
0.54
0.738
0.731
irs
6139.5
飛機制造及修理
0.099
0.099
0.991
irs
1131
0.0
航天器制造
0.042
0.307
0.136
irs
23
8883.5
雷達及配套設備制造
0.128
0.396
0.324
irs
14
52
0.0
廣播電視設備制造
0.53
1
0.53
irs
0.0
電子器件制造
0.434
0.435
0.999
-
25944.0
電子元件制造
0.288
0.288
0.997
irs
241
0.0
電子計算機整機制造
0.554
0.563
0.985
irs
91780.1
醫(yī)療設備及器械制造
0.99
1
0.99
irs
0.0
儀器儀表制造
0.659
0.66
0.999
irs
2622
0.0
平均值
0.466
0.568
0.807
3
346
11062.3
從表2可看出原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)階段的創(chuàng)新效率(crste):
中成藥制造和醫(yī)療設備及器械制造的創(chuàng)新效率分別為1,0.99,創(chuàng)新效率較高;而飛機制造及修理、航天器制造、雷達及配套設備制造3 個行業(yè)的創(chuàng)新效率分別為0.099,0.042,0.128,創(chuàng)新效率較低論文提綱怎么寫。生物與生化制品的制造、航天器制造、雷達及配套設備制造、廣播電視設備制造、醫(yī)療設備及器械制造5 個行業(yè)的規(guī)模效率分別為:0.731,0.136,0.324,0.53,0.99,分別小于相應行業(yè)的純創(chuàng)新效率現(xiàn)代企業(yè)管理論文,無效率主要來自規(guī)模無效率,可能的原因:這5個行業(yè)規(guī)模擴張過快,內(nèi)部協(xié)調(diào)管理能力不足管理費用增加幅度大于規(guī)模擴張帶來的成本降低的幅度。其它行業(yè)(除中成藥制造外)的規(guī)模效率分別大于相應的純創(chuàng)新效率,無效率主要是源于純技術(shù)無效率。我國原創(chuàng)性高新技術(shù)行業(yè)技術(shù)開發(fā)階段創(chuàng)新效率平均值僅為0.466,創(chuàng)新效率較低可能是因為這些行業(yè)過多追求技術(shù)開發(fā)的投資規(guī)模而忽視了技術(shù)開發(fā)效率。這為各行業(yè)技術(shù)開發(fā)階段效率低找準癥結(jié)所在,并提高其效率提供科學依據(jù)。
(2)投入冗余與產(chǎn)出松弛、規(guī)模效應分析
為了探討1999-2008年間我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)效率的特點并且尋找未達到有效值的根源,用基于產(chǎn)出導向的DEA模型CCR度量了各個原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的特點。
從投入角度看,生物與生化制品的制造、航天器制造、電子器件制造、電子計算機整機制造這4個行業(yè)都存在研發(fā)經(jīng)費冗余,分別為6239.5萬元, 8883.5萬元, 25944萬元,91780.1萬元;相對而言,研發(fā)人員顯得不足。化學藥品制造、飛機制造及修理、雷達及配套設備制造、電子元件制造、儀器儀表制造這5個行業(yè)都存在研發(fā)人員冗余,分別為100人,1131人, 52人,241人,2622人,相對而言,研發(fā)經(jīng)費顯得不足。中成藥制造和醫(yī)療設備及器械制造的創(chuàng)新效率分別為1,0.99,效率最佳,不存在投入冗余和產(chǎn)出松弛。從產(chǎn)出角度看,航天器制造和雷達及配套設備制造產(chǎn)出松弛分別為23個,14個,存在擁有發(fā)明專利總量不足。這些行業(yè)需要加大技術(shù)開發(fā)的原始創(chuàng)新力度。這為進一步調(diào)整科技投入產(chǎn)出方向和幅度,提高技術(shù)開發(fā)階段效率提供準確的科學依據(jù)。
從規(guī)模效應來看,除了化學藥品制造、中成藥制造、電子器件制造這3個行業(yè)處于規(guī)模效應不變外,其它行業(yè)處于規(guī)模遞增,這些行業(yè)可進一步增大研發(fā)資源的投入以提高技術(shù)開發(fā)階段的效率。
2.成果轉(zhuǎn)化階段的效率分析及投入與產(chǎn)出分析
用DEA方法測度的成果轉(zhuǎn)化階段的創(chuàng)新效率及投入冗余與產(chǎn)出松弛情況見(表3)
(1)效率分析
表3 1999-2008年我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)成果轉(zhuǎn)化階段的平均創(chuàng)新效率與差額值
效率
差額
行業(yè)
crste
vrste
scale
規(guī)模效應
新產(chǎn)品銷售收入
新產(chǎn)品出口銷售收入
擁有發(fā)明專利數(shù)
技術(shù)改造經(jīng)費
年平均就業(yè)人員
化學藥品制造
0.209
0.222
0.904
irs
0.0
586274.6
221151.2
62714
中成藥制造
0.055
0.17
0.322
irs
0.0
211811.9
39
0.0
生物與生化制品的制造
0.104
0.69
0.15
irs
0.0
18150.0
27
0.0
飛機制造及修理
0.501
0.534
0.938
irs
0.0
906360.1
390404.7
102711
航天器制造
0.282
1
0.282
irs
0.0
0.0
0.0
雷達及配套設備制造
0.531
1
0.531
irs
0.0
0.0
0.0
廣播電視設備制造
0.266
1
0.266
irs
0.0
0.0
0.0
電子器件制造
0.557
0.565
0.985
irs
1415025.5
0.0
264215.0
114122
電子元件制造
0.516
0.533
0.968
irs
918319.9
0.0
235985.1
464750
電子計算機整機制造
1
1
1
-
0.0
0.0
0.0
醫(yī)療設備及器械制造
0.103
0.4
0.258
irs
0.0
54444.3
16
0.0
儀器儀表制造
0.157
0.184
0.855
irs
0.0
188935.1
0.0
10241
平均值
0.357
0.608
0.625
194445.4
163831.3
7
92646.3
62878
從表3可看出原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)成果轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新效率(crste):
電子計算機整機制造的成果轉(zhuǎn)化效率(為1.000)達到最佳外,其它行業(yè)效率都較低;而中成藥制造、生物與生化制品制造、化學藥品制造、醫(yī)療設備及器件制造和儀器儀表制造4 個行業(yè)的成果轉(zhuǎn)化效率較低,分別為0.055, 0.104, 0.103, 0.157。生物與生化制品制造、航天器制造、雷達及配套設備制造、廣播電視設備制造、醫(yī)療設備及器械制造5 個行業(yè)的規(guī)模效率分別為:0.15, 0.282, 0.531, 0.266, 0.258,分別小于相應的純創(chuàng)新效率,無效率主要來源于規(guī)模無效率;其他行業(yè)的無效率均主要來自純技術(shù)無效率,純技術(shù)無效率可能是因為這個行業(yè)既定的投入資源提供相應產(chǎn)出能力比較弱。我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在成果轉(zhuǎn)化階段創(chuàng)新效率平均值僅為0.357現(xiàn)代企業(yè)管理論文,創(chuàng)新效率低,可能是因為這些行業(yè)過多的追求投資規(guī)模,不注重投資效率造成的。這為各行業(yè)成果轉(zhuǎn)化階段創(chuàng)新效率存在的問題找準癥結(jié)所在,為有效提高其效率提供科學依據(jù)。
(2)投入冗余與產(chǎn)出松弛、規(guī)模效應分析
從產(chǎn)出角度看,電子器件制造、電子元件制造2 個行業(yè)的收益性產(chǎn)出不足,相應的新產(chǎn)品銷售收入松弛分別為:1415025.5萬元, 918319.9萬元。化學藥品制造、中成藥制造、生物與生化制品的制造、飛機制造及修理、醫(yī)療設備及器械制造、醫(yī)療設備及器械制造6個行業(yè)的競爭性產(chǎn)出存在不足,新產(chǎn)品出口銷售收入松弛分別為:586274.6萬元,211811.9萬元,18150.0萬元,906360.1萬元,54444.3萬元,188935.1萬元。這些行業(yè)要加大科技成果商業(yè)化,同時加大新產(chǎn)品出口的競爭性力度。從投入角度看,造成我國高新技術(shù)行業(yè)成果轉(zhuǎn)化階段效率低下的原因主要集中在投入冗余上。中成藥制造、生物與生化制品的制造、醫(yī)療設備及器械制造,擁有專利發(fā)明數(shù)與技術(shù)改造經(jīng)費的冗余分別為39個,27個,16個;相對而言,技術(shù)改造經(jīng)費、年平均就業(yè)人員顯得不足。儀器儀表制造中年平均就業(yè)人員的冗余分別為:10241人,相對而言,擁有專利發(fā)明數(shù)的技術(shù)性投入、技術(shù)改造經(jīng)費顯得不足。這為進一步調(diào)整其科技投入產(chǎn)出方向和幅度,提高成果轉(zhuǎn)化階段效率提供準確的科學依據(jù)。
4 結(jié)論與政策啟示
4.1 結(jié)論
本文運用DEA方法測度了1999-2008年我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)各行業(yè)創(chuàng)新效率、規(guī)模效應、投入與產(chǎn)出的冗余與松弛狀況。研究結(jié)論可概括為以下幾點。第一,我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的成果轉(zhuǎn)化效率已落后于技術(shù)開發(fā)效率,科學技術(shù)向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的效率亟待增強論文提綱怎么寫。第二,我國原創(chuàng)性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)除了電子類產(chǎn)品外,大部分行業(yè)都存在科技成果轉(zhuǎn)化效率偏低的問題。第三現(xiàn)代企業(yè)管理論文,技術(shù)開發(fā)階段,中成藥制造和醫(yī)療設備及器械制造的創(chuàng)新效率較高,飛機制造及修理、航天器制造、雷達及配套設備制造業(yè)的創(chuàng)新效率較低。相對于研發(fā)人員和研發(fā)經(jīng)費投入,技術(shù)開發(fā)階段的原創(chuàng)性產(chǎn)出(擁有發(fā)明專利數(shù))不足。第四,成果轉(zhuǎn)化階段,電子計算機整機制造創(chuàng)新效率最高外,其它行業(yè)效率較低。化學藥品制造、中成藥制造等行業(yè)的競爭性產(chǎn)出存在不足。第五,從投入產(chǎn)出角度看,兩個階段的不同行業(yè)創(chuàng)新效率低的原因各不相同,有的源于規(guī)模無效率,有的源于純技術(shù)無效率。從規(guī)模效應看,兩階段的大部分行業(yè)都處于規(guī)模遞增階段。
4.2 政策啟示
其一,各個行業(yè)應根據(jù)本行業(yè)創(chuàng)新活動是否達到生產(chǎn)前沿、兩個階段的實際投入產(chǎn)出的冗余與松弛、規(guī)模性等進行改善,有針對性調(diào)整各行業(yè)的兩階段的科技投入或產(chǎn)出的方向與幅度,使創(chuàng)新效率盡可能向生產(chǎn)前沿移動。
其二,不同行業(yè)根據(jù)本行業(yè)目前技術(shù)創(chuàng)新鏈的不同階段創(chuàng)新效率狀況,分別單邊突破式、激進式、跨越式渠道提升各自創(chuàng)新鏈的不同階段創(chuàng)新效率。
其三,為有效提高原創(chuàng)性高新技術(shù)行業(yè)的成果轉(zhuǎn)化率。可從以下方面著手:提高研發(fā)項目缺乏市場導向、技術(shù)轉(zhuǎn)移對接程度、企業(yè)的技術(shù)吸收能力。加大企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移的資金,加大風險投資。完善缺乏有效的技術(shù)轉(zhuǎn)移機制的法律法規(guī)、政策扶持、合理的評估機制、雙方信息的對稱化程度。
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[文章編號]1004-0463(2012)06-0052-02
《化學反應原理》模塊作為高中化學新課程選修課程中重要的組成部分,是化學學科理論基礎之一,也是高考必選模塊。由于研究對象的復雜性和關(guān)聯(lián)性、研究層次的多樣性和交錯性、研究方法的綜合性和實用性,成為學生學習、教師教學的難點。如何理解除模塊的教學功能、把握教學內(nèi)容的深度和廣度,運用多元化的設計策略來提高教學的有效性呢?本文就此問題談談自己在這方面的教學實踐體會。
一、從課程標準的研讀中領悟《化學反應原理》模塊的教學功能價值
高中化學課程標準指出:《化學反應原理》模塊的內(nèi)容主要從化學反應與能量、化學反應速率和化學平衡以及溶液中的離子平衡等三個方面來探索化學反應的規(guī)律及其應用。通過本模塊的學習讓學生在以下四個方面得到發(fā)展:一是認識化學變化中能量轉(zhuǎn)化所遵循的基本原理,初步形成關(guān)于物質(zhì)變化的正確觀念。二是了解化學反應中能量變化所遵循的規(guī)律,知道化學反應原理在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中如何應用。三是贊賞運用化學反應原理合成新物質(zhì)對科學技術(shù)和人類社會文明所起的重要作用,能列生產(chǎn)、生活和自然界中的有關(guān)化學變化現(xiàn)象進行合理的解釋。四是激發(fā)學生學習化學的興趣。化學反應原理揭示了化學反應的本質(zhì)規(guī)律,它能幫助學生深入理解元素化合物知識,促進學生的化學反應知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化,幫助學生發(fā)展邏輯推理能力,促進學生的化學素養(yǎng)。通過該模塊的學習要讓學生學會怎樣看待物質(zhì)和物質(zhì)變化、學會研究化學和化學變化的方法、學會怎么看待化學,學化學可以干什么,即化學研究可以促進人類社會的和諧發(fā)展。為有志于從事化學及其相關(guān)專業(yè)的學生提供較為完整和系統(tǒng)的化學反應原理的相關(guān)知識,為他們將來進一步學習化學打好基礎。
二、研究教材的知識體系。把握教學的深度和廣度
化學反應原理是人類總結(jié)得到的化學反應的一般規(guī)律,涉及化學反應的能量轉(zhuǎn)化、方向、限度、速率以及機理等方面的問題。與原教材有相似之處,與《化學必修2》也有相似之處,但同中有變。內(nèi)容變化了,增加了熵與熵變、化學反應的方向性、電離常數(shù)、沉淀溶解平衡等知識;要求變化了,某些知識的教學要求有所提高,例如,蓋斯定律從“閱讀”提高到“能用蓋斯定律進行計算”,化學平衡常數(shù)從“了解”提高到“知道化學平衡常數(shù)的涵義,能利用化學平衡常數(shù)計算反應的轉(zhuǎn)化率”等;內(nèi)容組織也發(fā)生了很大變化,增設了很多欄目引導學生探究、分析、比較、歸納,更加關(guān)注化學與社會的聯(lián)系,突出化學的應用價值。該模塊教學內(nèi)容的深度和廣度主要抓住兩條線:一個是模塊線,同樣的教學內(nèi)容在不同模塊的功能定位、教育價值、教學的深度和廣度是不一樣的;第二條線就是要縱向地看到必修、選修和高考這三個層級在處理相關(guān)內(nèi)容時的學習水平差異性。不可盲目拓寬原理內(nèi)容的深度和廣度,找準內(nèi)容的定位。注意與必修內(nèi)容的銜接(原電池、電解池、化學反應速率和限度),注意教材內(nèi)部內(nèi)容的銜接(反應焓變一反應方向的判斷一化學平衡移動一溶液中的離子平衡,如電離平衡、水解平衡、溶解平衡等),注意與大學內(nèi)容的銜接(焓變、熵變、化學反應的方向、沉淀溶解平衡)。例如,原電池這部分內(nèi)容在必修階段就是為了建立“化學反應能夠把化學能轉(zhuǎn)換成電能”這樣一個觀念,以原電池作為模型來幫助學生建立能量轉(zhuǎn)換的觀點,所以它的重點不在于對原電池的構(gòu)成條件的認識,也不在定量的計算。在《化學反應原理》模塊中的要求是理性的認識水平,要討論電極反應、電池反應、原電池的本質(zhì),包括原電池的各種變式金屬腐蝕的問題也會涉及到。不能因為看到高考題出這樣的題就認為必修教學講原電池也要講到這個水平,這就違反了學生的認識規(guī)律,違背新課程“分階段學習、螺旋式上升”的特點,是不符合新課程的課程結(jié)構(gòu)設置的。
三、運用多元化的教學設計策略,提高教學的有效性
1 明確知識脈絡,抓住認知脈絡,設置問題線索,提供事實和證據(jù)。建構(gòu)主義理論認為:對學習內(nèi)容較為深刻的理解和掌握是通過學生主動建構(gòu)來達到的,而不是通過教師向?qū)W生傳播信息獲得的。學習者在一定的情境下學習,或利用自己原有認知結(jié)構(gòu)的有關(guān)經(jīng)驗同化新知識,或通過“順應”、改造、重組原有的認知結(jié)構(gòu)來同化新知識,理解、掌握學習內(nèi)容。教學設計強調(diào)以學生為中心,強調(diào)教學環(huán)境的設計,強調(diào)利用各種信息資源來支持學生的自主學習和協(xié)作學習,強調(diào)學習過程的最終目的是完成知識的意義建構(gòu)。基于以上要求,教師在進行教學設計時可以先分別進行以下線索的設計知識脈絡一已知脈絡一問題線索一解決問題的證據(jù),然后再形成一個完整的教學設計。
2 重視運用邏輯推理,凸現(xiàn)原理形成過程。化學反應原理是人們通過對大量化學反應的觀察、比較、分析、綜合、抽象、概括等思維過程形成的,它的形成是由特殊到一般、由具體到抽象、由現(xiàn)象到本質(zhì)的認識過程。因此,在教學中要抓住這部分內(nèi)容的基本特征――定性分析與定量計算相結(jié)合、感性認識與理性分析相結(jié)合,采用歸納法、運用邏輯推理得到一般規(guī)律性結(jié)論,達到深化對過程本質(zhì)認識的目的。在教學設計過程中應注意通過實驗、圖像、表格、多媒體課件、錄像等常見的直觀教學手段,將化學原理具體化、形象化、直觀化,有利于啟發(fā)學生的思維,完成由感性認識向理性認識的飛躍。例如,在進行化學平衡狀態(tài)的教學中,可以采用正、逆反應速率與時間關(guān)系圖進行直觀教學;在電化學基礎的教學中可以采用多媒體課件模擬微觀過程來直觀演示原電池、電解池原理等。
某縣利用遠教播放日開展了“兩學一做”專題講座。起初,學員們學得還很認真,但隨著課程深入,有些學員就開始“犯困”了,屏幕上的講師怎么看怎么像是私塾里教八股的先生。其實,老師講得不錯,深入淺出,論據(jù)生動。可為什么聽著聽著就昏昏欲睡呢?筆者以為,歸根結(jié)底,還是我們的學習方式太呆板、太生硬。
能否將遠教受眾集中起來,能否提升遠教的學用轉(zhuǎn)化率,是檢驗遠教工作實效的兩個硬指標,而這兩個硬指標又恰恰是遠教工作的難點。為什么難?很大程度上是因為形式和內(nèi)容存在問題。集中培訓這種形式本身是好的,問題是我們沒有運用好。我們總是主動要求受眾參加培訓,不顧受眾是不是在被動接受。時間一長,我們就把自己搞得越來越被動。此外,遠教的學習內(nèi)容也存在著更新慢、適應性差等問題。現(xiàn)在的信息技術(shù)這么發(fā)達,信息來源渠道也越來越開放,人家憑什么大老遠跑到你這里來看一些在家動動手指就能看到的節(jié)目?所以,我們再不創(chuàng)新,難免會走進“死胡同”。一些基層單位已經(jīng)意識到了這個問題的嚴重性,也進行了有益的創(chuàng)新嘗試,比如開展個性化服務、對受眾人群開展分類培訓等。雖然遠教服務變得更精細了,可受眾面卻因此萎縮了。有沒有更好的辦法呢?筆者認為,還是要在學習方法的創(chuàng)新上找出路。
首先是要把復雜的形式和內(nèi)容變簡單。科學測試表明,人在精神高度集中時,其持續(xù)的時間只能維持約三分鐘。如果培訓內(nèi)容與受訓者的錢袋子息息相關(guān),那還好說,如果是一些理論、政策方面的內(nèi)容,恐怕連這三分鐘注意力都吝于給予,其學習質(zhì)量也就可想而知。解決的辦法就是要簡化學習內(nèi)容,這也是提高學習效率和質(zhì)量最有效的途徑。吉林省某縣遠程辦開展了“一分鐘黨課”活動,效果就很不錯。他們把原本兩個多小時的課程簡化成了十個一分鐘的短視頻,這就好比把一頭牛分成了幾小塊兒。以往我們總是希望受訓人員一口就能吞下整頭牛,殊不知結(jié)果往往與我們的愿望相反。分成小塊兒后,學習者不僅能夠吃得下,也更容易消化理解。當然,要想把復雜的內(nèi)容變簡單也不是一件容易的事,需要我們對培訓內(nèi)容進行高度凝練,還需要我們熟練掌握一些更符合時代要求的信息傳播技巧,比如把一個復雜的問題圖解化、視頻化,等等。
其次是要把枯燥的形式和內(nèi)容變有趣。黨員理論學習是黨員教育的重要組成部分,但對于絕大多數(shù)黨員來說,其過程卻是枯燥的。以文章開頭說到的“兩學一做”為例,就那么逐條地講,長篇大論是很難調(diào)動起學習興趣的。那是不是可以換一個思路呢?既然“兩學一做”的教學目的是要讓黨員明確什么應該做、什么不應該做,那么可否用倒逼的方式來促學呢?我們不妨出一些有趣的應用試題,采用答題闖關(guān)或知識競賽的模式,然后讓學員們到《準則》和《條例》里自己去尋找答案,這么做一定會比干巴巴地講效果要好。不只是理論學習,實用技術(shù)培訓也一樣能創(chuàng)新出很多更有趣的促學方式,進而從根本上提高培訓的實效性。
最后是要把嚴肅的形式和內(nèi)容變輕松。這里說的輕松,指的是要為學員營造一個輕松的學習氛圍。比方說,我們要通過遠程教育向農(nóng)民推廣一項新技術(shù),通常的做法是把種植戶集中到一起,然后讓專家宣講這項技術(shù)的諸多好處。然而,農(nóng)民是個現(xiàn)實的群體,看不到實際利益,任你說得頭頭是道,他也不會跟著你走。假如我們變換一種培訓形式,采用新技術(shù)向傳統(tǒng)技術(shù)挑戰(zhàn)的方式,種植戶就很可能對新技術(shù)產(chǎn)生濃厚的興趣。有時,我們在學習方法上做一點點的改變,就可以破解遠教工作遇到的諸多瓶頸問題。其實,創(chuàng)新本來沒有我們想象的那么復雜,只要多開動腦筋,因地制宜,就一定能找到適合自身遠教工作開展的好辦法。
首先要仔細審讀提煉出有效信息,分清每一個環(huán)節(jié)(包括反應和操作)的目的和結(jié)果,這樣才能判斷出最終所要達到的目的。
1.1關(guān)注箭頭號
有的同學根本看不懂或不注意箭頭號方向。也就不可能推測哪些物質(zhì)在混合、在反應。
例1,將粗硅和HCl一起加入同一個容器,發(fā)生反應①,產(chǎn)物SiCl4和H2發(fā)生反應②,生成純硅,其中反應①的產(chǎn)物H2和反應②產(chǎn)物HCl均能循環(huán)利用。
1.2注意框內(nèi)所指
弄清每個方框內(nèi)的物質(zhì)成分或操作名稱,向方框內(nèi)加入某種試劑后在一定操作指引下在隱含的儀器或設備中,會發(fā)生哪些反應?生成物是什么?
例2,解讀下圖流程:“粉碎富集”的含義:磷灰石粉碎富集有利于增大固體反應時的接觸面積,加快反應速率。“酸溶”含義:粉碎過的磷灰石與加入的硫酸反應,能與硫酸反應的固體被溶解掉, “操作a”的含義:將反應后的混合液分離成固體A和溶液H3P04的操作,只能是過濾。“成鹽”的含義:根據(jù)產(chǎn)物為磷銨化肥。該步是NH3和HPO反應。“操作b”和“操作a”的含義:因為要得到磷銨固體化肥,必須先蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,再過濾……
1.3提練信息
從題中所給陌生的文字材料中提煉出物質(zhì)的性質(zhì)、用途等信息。有些信息可能在問題中根本沒涉及,有些信息則可借以結(jié)合問題幫助理解或者直接答題。對不懂的信息或問題要大膽跳過。
在例2中,固體A的成分一定有CaSO4,因為該題題干是“我國利用生產(chǎn)磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥的技術(shù)研究獲得成功。具體生產(chǎn)流程如下……”,我們知道石膏成分是硫酸鈣晶體,第2步加入硫酸,后面經(jīng)“一系列工藝”又生成了S02,故有的同學便錯誤地認為固體A是CaS03。如果真是這樣的話,方框內(nèi)信息“一系列工藝”的含義如何理解呢,前面哪一步有S042一被還原呢,CaS03能穩(wěn)定存在嗎……
2明確各步的反應原理和操作目的。解決“怎么做”
工業(yè)生產(chǎn)流程的設計和實驗室方案設計原理相似,只是對經(jīng)濟性、環(huán)保性等許多細節(jié)方面有著更高的要求,解題時應在實驗原理的基礎上結(jié)合實際因素,充分讀懂工業(yè)生產(chǎn)流程每一步的意義。
2.1讀懂化工生產(chǎn)流程主線的含義
原料一核心化學反應一所需產(chǎn)品,必須要掌握物質(zhì)間的反應、產(chǎn)物分離提純、除雜試劑的選擇以及反應條件的控制等。了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設問中的提示性信息,并在下一步分析和解題中隨時進行聯(lián)系和調(diào)用:解析流程圖并思考:從原料到產(chǎn)品依次進行了什么反應?利用了什么原理(氧化還原?溶解度?溶液中的平衡?)。每一步操作進行到什么程度最佳?每一步除目標物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物?這些物質(zhì)又是怎樣分離、提純和循環(huán)利用的?如何體現(xiàn)“綠色化學”的思想。
2.2注重與實際相聯(lián)系
工業(yè)生產(chǎn)中流程比較復雜,一般的選擇原則是:工藝簡單、生產(chǎn)效率高、污染小、能耗低。有的同學不太明確這些。導致回答不完整甚至完全錯誤。因此在備考復習時,要注意聯(lián)系生產(chǎn)實際中的各類反應原理,多選擇與生活生產(chǎn)實際相聯(lián)系(如海水中提溴、海帶中提碘、金屬的冶煉、物質(zhì)成分的測定等)涉及面廣的習題,以提升學生分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)他們靈活應用知識的能力。
3必備知識
3.1熟練掌握元素化合物的性質(zhì)
首先抓住物質(zhì)類別的通性和具體物質(zhì)的特性,其次分析物質(zhì)所含元素化合價的可變性(即物質(zhì)的氧化性和還原性),判斷哪些物質(zhì)之間能發(fā)生反應,生成物是什么。
3.2控制反應條件的方法
蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍;控制溶液的酸堿度使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀(大部分利用水解原理)。如Fe3+、Al、Mg2+的混合物分離,通常采用調(diào)節(jié)溶液的pH除去雜質(zhì)達到提純目的。在這過程中要選擇合適的試劑,不要引入新雜質(zhì)。
3.3明確結(jié)晶的幾種方法
工業(yè)生產(chǎn)中,往往是從多種溶質(zhì)或一種溶質(zhì)的溶液中提取目標固體產(chǎn)物。需要用到結(jié)晶工藝。當溶液是單一溶質(zhì)時:最后所得晶體不帶結(jié)晶水(如NaCl、KN03);蒸發(fā)濃縮(至有晶膜出現(xiàn))、冷卻結(jié)晶、過濾,最后所得晶體帶結(jié)晶水(女HCuS04?5H20、摩爾鹽)。當溶液中有兩種或以上溶質(zhì)時,經(jīng)濃縮蒸發(fā)。其中溶解度最小、受溫度影響最大的溶質(zhì),被趁熱過濾成濾渣。而濾液中溶解度最小的溶質(zhì)是飽和溶液。然后冷卻結(jié)晶,過濾,得另一溶質(zhì)(溶解度最大、受溫度影響最大的溶質(zhì))。
3.4熟悉化工生產(chǎn)中的一些常用名詞
浸出:固體加入水或酸溶解得到離子。
浸出率:加酸使礦石溶解后。離子在溶液中的含量多少。
酸浸:是指在酸溶液中反應使可溶金屬離子進入溶液,不溶物通過過濾除去。
水浸:與水接觸反應或溶解,也可能離子發(fā)生了水解反應。
水洗:通常是為了除去水溶性的雜質(zhì)。
酸洗:通常指清潔金屬表面的一種方法。是電鍍、搪瓷、軋制等工藝的前處理或中間處理步驟。即將制件浸入硫酸等酸的水溶液,以除去金屬表面的氧化物等薄膜。
3.5了解化工生產(chǎn)中滲透綠色化學的觀點
①節(jié)省資源,提高原料轉(zhuǎn)化率。例如。在合成氨工業(yè)、硝酸工業(yè)、接觸法制硫酸、聯(lián)合制堿法等工藝流程中采取的循環(huán)操作,體現(xiàn)了綠色化學中資源最大利用率的基本原理。
②介紹尾氣回收方法和處理裝置以防止或減少環(huán)境污染。例如,氨氧化法制硝酸、接觸法制硫酸、煉鋼、煉鐵等均介紹了尾氣處理或吸收的裝置。
③設計新的化學反應途徑及條件,降低對人類健康和環(huán)境的危害,減少廢棄物的產(chǎn)生和排放。例如教材中介紹了元氰電鍍,使用非汞催化劑等由乙炔制乙醛。
3.6熟悉化工生產(chǎn)中的一些常用工藝流程
高中教材中涉及到的化學工業(yè):①候氏制堿法;②氯堿工業(yè);③硅酸鹽工業(yè);④工業(yè)制硫酸;⑤合成氨工業(yè);⑥工業(yè)制硝酸;⑦金屬Na、Mg、Al、Fe、cu等的冶煉;⑧海水中提取物質(zhì);⑨其他
教師可帶領學生,分析如下23個常見化工流程的原理,回答問題,積累經(jīng)驗。
4三點啟示
先別著急,讓我來詳細為您解讀這兩件事的真正含義。先說吃肉致癌這件事,WHO的那份簡短的報告里包含好幾層意思,光從紙面上是讀不出來的。
首先,科學界早就知道加工肉制品會致癌,而且其致癌機理也早已明確,甚至相關(guān)法律法規(guī)也已經(jīng)出臺很久了,根本就不算是什么新聞。簡單來說,人類為了保鮮或者增強口感而對肉類進行的腌漬、煙熏、發(fā)酵和其他防腐處理過程會產(chǎn)生亞硝胺和苯并芘等化學物質(zhì),它們會和DNA發(fā)生化學反應,導致基因突變,誘發(fā)癌癥。為了減少這類情況的發(fā)生,很多國家的政府都制定了相應的法律法規(guī),比如禁止熟食店為了讓肉制品帶有好看的粉紅色而用亞硝酸鹽進行處理。事實上,國內(nèi)很多大城市的正規(guī)副食店出售的醬牛肉已經(jīng)恢復了本來的褐色,消費者對此也都早已習慣了。
其次,加工肉制品致癌的原因是人工添加的外來物質(zhì),一個真正的吃貨完全可以想辦法避開此類風險,所以這份報告的第二條便很關(guān)鍵了。如果新鮮的紅肉無論怎么做都有可能致癌,那對吃貸來說打擊就太大了。但是,紅肉的致癌性雖然有很多統(tǒng)計上的疑似證據(jù),卻并沒有被科學界完全確認,尤其是關(guān)于紅肉致癌的機理尚存很多爭議,有人認為紅肉里所含的血紅素會在腸道內(nèi)被分解,形成一系列N-亞硝基化合物,誘發(fā)癌癥,還有人認為并不是所有紅肉都致癌,能致癌的只是牛肉,因為牛肉含有某種能致癌的病毒。到底哪個結(jié)論是正確的?等科學家們的研究結(jié)果吧。
第三,同樣兩種致癌物質(zhì),其危害可以有很大的差別。WHO的這份榜單并不是按照致癌能力的大小來劃分的,而是基于科學證據(jù)的強弱。比如,肉制品之所以和煙草同級,只是因為兩者都已確信能致癌,但兩者的危險性天差地別。已知人類肺癌當中的86%都和煙草有關(guān),吸煙導致的癌癥占所有癌癥比例的19%,而肉制品和紅肉(如果確定的話)所導致的消化系統(tǒng)癌癥只占所有消化道癌的21%,在總的癌癥病例當中所占的比例更是只有5%。
換個通俗的說法:目前全世界每年有100萬人死于煙草導致的癌癥,而死于肉制品導致的癌癥的人數(shù)只有3.4萬。
第四,癌癥只是所有人類疾病當中的一種,遠不是事情的全部。比如砒霜雖然和肉制品同級,但砒霜有強烈的生理毒性,根本不用靠癌癥來殺人。再比如,煙草不但能致癌,同時還能導致心血管疾病,更不用說因為吸煙導致的火災了。所以說,煙草雖然在致癌性方面和肉制品同級,但吸煙的危害要遠大于吃肉,把兩者等同起來是非常不負責任的做法。
第五,衡量一樣東西的好壞,不但要看它的危害,還要考慮它的優(yōu)點,兩相比較才能得出最終結(jié)論。紅肉是絕佳的營養(yǎng)物質(zhì),牛肉是非常優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來源。一個成年人每天需要吃進至少50克蛋白質(zhì),如果依靠牛肉的話他只要吃200克就可以了,相當于407卡路里的熱量。如果改用雞蛋的話,他需要吃掉9個雞蛋,相當于566卡路里的熱量。素食當中蛋白質(zhì)含量最高的是豆類,如果他改吃蕓豆的話就需要吃掉600克豆子,相當于762卡路里的熱量才能滿足一天的蛋白質(zhì)需要。
除了蛋白質(zhì)含量高之外,牛肉中含有的蛋白質(zhì)的質(zhì)量也是最高的,所有人體必需的氨基酸全有,而且比例也最合適。不但如此,牛肉中還含有大量的鐵和鋅等人體必需微量元素,以及維生素B6和B12這兩種重要的維生素,后者在幾乎所有的植物類食物當中都相當缺乏。如果一個人因為害怕得癌癥而不去吃紅肉,則很可能會營養(yǎng)不良,導致各種健康問題。更可能發(fā)生的情況是,如果強制一個人減少吃肉,他很可能會補償性地吃進大量甜食,結(jié)果反而會更糟。
再來看看環(huán)境。聯(lián)合國聯(lián)農(nóng)組織的調(diào)查報告顯示,目前全球大約有三分之一的可耕地被用于生產(chǎn)畜牧業(yè)所需的飼料,畜牧業(yè)的溫室氣體總排放量占到人類活動排放總量的15%。其中最主要的來源是牛胃里釋放出來的甲烷,其溫室效應是二氧化碳的25倍。
畜牧業(yè)不光是產(chǎn)生了大量溫室氣體,其對水資源的消耗量也是十分可觀的。據(jù)統(tǒng)計,每生產(chǎn)1公斤牛肉需要消耗10公斤飼料,如果再把牛本身需要消耗的水算進來,每生產(chǎn)1公斤牛肉需要消耗1.55萬升水,幾乎相當于一個小的私人游泳池的水量了。豬肉的轉(zhuǎn)化率稍好,每生產(chǎn)1公斤豬肉需要的飼料量只是牛肉的一半,雞肉的轉(zhuǎn)化效率最高,平均下來只是豬肉的一半左右。所以,如果僅從溫室氣體的角度來看,禽類好于豬肉,豬肉好于牛肉。
筆者嘗試在高三化學備考中積極實踐程式化的訓練策略,經(jīng)過多年研究理解了其中的一些做法,也得到了一些感悟,現(xiàn)在詳述如下,其實我們在高三備考中無非要求學生做到以下四點: 第一,構(gòu)建知識體系;第二,總結(jié)解題規(guī)律;第三,培養(yǎng)思維能力;第四,反思規(guī)范細節(jié).
第一、構(gòu)建知識體系
在日常的課堂教學中,學生往往不是聽不懂一節(jié)課堂所講的內(nèi)容,而是對這節(jié)課堂內(nèi)容所引用的其它章節(jié)的內(nèi)容或術(shù)語感到陌生,或者不會把所學知識聯(lián)系起來.這時教師就不得不重新花時間來做知識鋪墊和引入,實際上這完全是一種教學課時的浪費和知識的無謂反復.因此,教師不應該只考慮自己的課怎么講,而應該引導啟發(fā)學生以自已的知識結(jié)構(gòu)為中心加以貫穿聯(lián)系其它章節(jié)內(nèi)容.
系統(tǒng)構(gòu)建,分塊串聯(lián),點點突破,是第一輪復習的基本特點.系統(tǒng)復習不是對學過知識的簡單重復,要抓住知識的內(nèi)在聯(lián)系,敢于打破教材體系,重新組織復習體系.在教學中,可將整個學科知識分解為若干模塊進行分塊復習.高中化學知識的傳授都是以單元為基礎,要正確的引導學生構(gòu)建高中化學的知識體系.首先要使學生學會歸納整理化學課本本身已經(jīng)存在著的單元知識體系,使學生領悟到歸納這些知識對他們的學習帶來的方便,從而養(yǎng)成把所學的知識進行歸納的習慣.這就需要教師有目的地在眾多的知識內(nèi)容中去粗取精,比較知識的相同點和不同點,引導啟發(fā)學生去發(fā)現(xiàn)、發(fā)展知識的內(nèi)在聯(lián)系,學會構(gòu)建單元知識體系.分塊復習便于學生在對比、統(tǒng)一的基礎上,掌握學習的規(guī)律,提高學生學科能力.
學科能力實際上是一種應用能力,是對知識點的具體應用,關(guān)鍵是如何分析、解決問題,實質(zhì)在于對學科知識點的選擇和應用,因而構(gòu)建學科知識體系是基礎.不要過早地使用學科間和學科內(nèi)綜合的訓練材料,因為這很容易誤導學生忽視科內(nèi)的知識積累,總的原則是高三第一階段復習守好學科基礎的大門,適當注意在復習中聯(lián)系相關(guān)的知識.高考題不一定考得多深,但考查學生的思維面很寬.因此,平時復習要把教材和復習材料中大量的案例、典型事例根據(jù)學科知識內(nèi)在聯(lián)系的一般規(guī)律加以處理,簡化成知識線索,便于選擇知識點和方法,便于學生形成程式化的思維慣性,只有這樣,才有利于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題能力.例如,學完了物質(zhì)的量等有關(guān)內(nèi)容,筆者要求學生把以物質(zhì)的量為核心的一些概念:物質(zhì)的質(zhì)量、微粒數(shù)目、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積、阿伏加德羅常數(shù)等概念以網(wǎng)絡的形式畫出聯(lián)系圖.
(1)物質(zhì)的量有關(guān)概念示意圖如下:
(2)學完氧化還原反應后,可以畫出如下關(guān)系圖:
有關(guān)概念的相互聯(lián)系
至于元素化合物的體系就更容易構(gòu)建了,以鈉、鋁、鐵、銅、碳、硅、氮、磷、氧、硫、氯等為核心構(gòu)建它們的性質(zhì)網(wǎng)絡圖.
通過這樣訓練,使學生形成“精讀課本、系統(tǒng)構(gòu)建、精講精練.”的程式化復習思路.
第二、總結(jié)解題規(guī)律
(一)解題規(guī)律可以按照特定知識的體系規(guī)律小結(jié),比如:
(1)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的步驟可以濃縮為十六個字:①計算;②稱量;③溶解;④轉(zhuǎn)移;⑤洗滌;⑥定容;⑦搖勻;⑧裝瓶
(2)配平氧化還原反應方程式可以小結(jié)為六個字:一標二列三求四配五觀六查.
(3)書寫化學方程式注意三查:配平、條件、符號;
(4) 焰色反應:洗、燒、蘸、燒、洗;
(5)實驗探究題的答題思路:目的、原理、儀器、試劑、操作、現(xiàn)象、結(jié)論;
(6)實驗探究題的答題注意事項:
①敘述儀器時做到準確性;
②敘述試劑時做到定量性;
③敘述操作時做到條理性;
④敘述現(xiàn)象時做到科學性;
⑤敘述結(jié)論時做到嚴謹性;
(7)等效平衡三句話:
①定T、V,分子數(shù)不變,極值等比即等效.
②定T、V,分子數(shù)改變,極值等量即等效.
③定T、p,分子數(shù)隨意,極值等比即等效.
(8)元素周期律:同周期遞變性;同主族相似性遞變性;位構(gòu)性三角關(guān)系.
(9)原電池:負極氧化、正極還原、陽離子正、陰離子負、電子負正,電流正負.
(10)電解池:陽極氧化、陰極還原、陽離子陰、陰離子陽、電子陽正、電子負陰、電流正負.
(二)解題規(guī)律可以按照命題人的設錯方式小結(jié)
(1)阿伏加德羅常數(shù):狀態(tài)、條件、結(jié)構(gòu)、水解、電離、(轉(zhuǎn)移)或電子數(shù)目、共價鍵數(shù)目;
(2)離子方程式正誤判斷:合事實、三守恒、巧拆分;
(3)熱化學反應方程式:條件、狀態(tài)、反應熱的正負、單位、數(shù)值的大小以及與計量數(shù)的關(guān)系;
(4)離子共存問題:一色、二性、三特殊、四反應;
(三)解題規(guī)律可以按照解題方法來小結(jié),如:
(1)化學平衡圖像解題方法:
①一看面、二看線、三看點、四看量、五做輔助線;
②定一議二,先拐先平數(shù)值大;斜率大,條件高;
③位移上行,條件升高;位移下移,條件降低;速率大在上,為平衡移動方向.
(2)化工流程題解題思路:主線主產(chǎn)品、分支副產(chǎn)品、回頭為循環(huán).
(3)化工流程題的常用操作:研磨、粉碎、溶解、浸取、灼燒、煅燒、調(diào)節(jié)pH、過濾、蒸發(fā)濃縮(蒸發(fā)結(jié)晶)、冷卻結(jié)晶、重結(jié)晶、洗滌、烘干等.
(4)化學反應原理解題方法:
①公式法:如直接運用公式計算化學反應速率、化學平衡常數(shù)、反應物的轉(zhuǎn)化率、平衡體系中各物質(zhì)的含量等;pH的計算;
②原理(定律)法:如直接運用化學反應速率和化學平衡移動原理判斷可逆反應達到化學平衡的標志,判斷平衡移動方向、以及繪制圖像等有關(guān)問題.直接運用蓋斯定律、酸堿中和滴定原理、沉淀溶解平衡原理等;
③守恒法:陌生化學方程式的書寫、陌生離子方程式的書寫、鹽類水解反應方程式的書寫、氧化還原方程式的書寫、陌生電極反應式的書寫;粒子濃度大小比較的三大守恒規(guī)律等.
(5)有機物的推斷與合成解題方法:
①確定官能團的種類、個數(shù)、位置以及連接方式;
②有機物分子式確定看不飽和度;
③耗氧量看關(guān)系式:C~O2、4H~O2;
④陌生有機物寫結(jié)構(gòu)簡式:注意碳四鍵、氮三鍵、氧兩鍵原則;
⑤陌生有機化學反應方程式一定要用結(jié)構(gòu)簡式書寫.
以上是列舉了化學骨干考點和常考點的程式化的解題規(guī)律,下面舉例詳細分析其中含義.比如實驗探究題,學生是最頭痛的,如果學生按照以下程式化訓練,思路就很容易展開了.
實驗探究題的答題思路:目的、原理、儀器、試劑、操作、現(xiàn)象、結(jié)論;
對于實驗探究題,提醒學生通讀試題后,思路可以按這樣的程式展開:該試題考查的目的是什么?化學反應原理(或化學方程式)是什么?需要哪些實驗儀器?需要哪些實驗試劑?應該如何進行操作?會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?能夠得到什么結(jié)論? 而且命題人的設問無非也是這七個方面,當然學生也按照這個思路答題了.
再比如上述所說到的原電池和電解池,這是學生最容易混淆的.
原電池:負極氧化、正極還原、陽離子正、陰離子負、電子負正、電流正負.這句話可以讓學生程式化的記住原電池的基本內(nèi)容,即:原電池中負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應,電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極遷移,電解質(zhì)溶液中的陰離子向負極遷移,電子經(jīng)導線由負極流向正極,電流經(jīng)導線由正極流向負極.
電解池:陽極氧化、陰極還原、陽離子陰、陰離子陽、電子陽正、電子負陰、電流正負.
這句話可以讓學生程式化的記住電解池的基本內(nèi)容,即:電解池中陽極發(fā)生氧化反應,陰極發(fā)生還原反應,電解質(zhì)溶液中的陽離子向陰極遷移,電解質(zhì)溶液中的陰離子向陽極遷移,電子經(jīng)導線由陽極流向正極,電子經(jīng)導線由負極流向陰極,電流經(jīng)導線由正極流向負極.
在構(gòu)建知識體系,總結(jié)解題規(guī)律的過程中,就培養(yǎng)了學生的思維能力,還有上述提及的反思規(guī)范細節(jié),這是屬于元認知監(jiān)控和反思訓練問題了,可以進行程式化的自我提問訓練,提高學生解題的準確性,比如,在解決化學問題時,可以設計如下的自我提問單:
(1)我找到試題中的關(guān)鍵詞(句)了嗎?
(2)對于試題關(guān)鍵詞(句)的尋找,我有多少把握?我為什么有(沒有)把握?
(3)我是怎么理解關(guān)鍵詞(句)的?我對關(guān)鍵詞(句)的理解有多少把握?
(4)我有沒有對答案進行檢驗?我是如何(打算如何)檢驗答案的?