2015年 菏泽学院学报 第5期第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05000106

区域供应链网络管理的模型与算法收稿日期：20150906
基金项目：国家自然科学基金项目（11171180）；中国物流学会与中国物流与采购联合会计划项目 (2015CSLKT3199)；全国高校物流教研课题(JZW2014048, JZW2014049)和国家级大学生创新创业训练计划项目(201410452004).
作者简介：孙义君（1993-），女，山东郯城县人，本科.
孙洪春(1967-),男,山东费县人, 硕士, 教授, 研究方向最优化理论与算法. 

孙义君，巩迪，林枫，孙洪春，潘桂荣
（临沂大学理学院，山东临沂 276005）

摘要：本文建立了供应链网络管理问题的一个数学模型, 并提出了求解该模型的一个新算法, 在较宽松的条件下, 证明了所给算法的全局收敛性.为建立敏捷而高效的区域供应链管理系统提供了理论与方法.
关键词:供应链网络均衡；数学模型；算法；收敛性 
中图分类号: O 221；C 931 文献标识码: A

引言
近年来，无论在实际背景应用还是在学术前景研究方面，供应链网络均衡已成为现代物流研究的一个热门课题，引起了国内外许多学者浓厚的研究兴趣.涉及到供应链管理的模型、分析、计算(见文献［1］).Nagurney 等［2］ 给出了一个包含三层网络决策者的供应链网络均衡变分不等式模型，并建立了一些均衡条件.Dong等［3］建立了包含制造商、需求与零售商随机联系的有限维变分不等式供应链网络模型.Nagurney 等［4］建立了包括供给方和需求方在内的有限维变分不等式供应链网络模型.Zhang［5］给出了供应链网络均衡的非线性互补模型．上述文献虽然给出了一定条件下的供应链网络管理模型, 但模型成立的条件和求解算法的收敛性条件太强．鉴于该问题较好的应用前景，为克服以上缺陷，在相对弱的条件下,建立供应链网络管理的模型和求解算法.针对所建模型的求解，有许多有效的算法已经提出(见文献［6,7,8］).这些算法的基本思想是将模型转化为无约束优化问题或简单的约束优化问题，利用Newton型(见文献［7,8］)等算法来求解，虽然也建立了收敛性和相应的收敛率，但这些算法大都要求在模型解处的可比矩阵非奇异或要求存在严格互补解，同时也要求模型的映射函数是单调的.这就促使在较以上算法的收敛性要求宽松的条件下，设计一个不同于以上所列算法的新型求解方法，并建立所给算法的收敛性，在较大范围内求解该问题.为建立敏捷而高效的区域供应链网络管理系统提供理论与方法支撑，使其具有提高交货准时度、提高响应性等特征.提高用户满意度等新要求.
1模型的建立
基于制造商、零售商、需求市场均衡模型的建立，给出区域供应链网络均衡管理的模型.
1.1制造商均衡模型的建立
设qli表示制造商i生产产品l的产量，fli表示制造商i生产产品l的成本，并设fli=fli(qli)，qlij表示制造商i将产品l运输到零售商j的运量；clij表示制造商i与零售商j交易产品l的交易成本，并设有clij=clij(qlij)，plij表示制造商i售予零售商j产品l的价格，即供给价格.
 假设制造商i(i=1,2,···m)生产s种产品，供给n个零售商，针对制造商i，从理性经济人假设出发，以实现利润最大化为目标，则制造商i的利润最优化模型为：
 max∑nj=1∑sl=1plijqlij－∑sl=1fli(qli)－∑nj=1∑sl=1clij(qlij)
s.t.qlij≥0,qli≥0,qli=∑nj=1qlij. (1)
假设生产成本函数和交易成本函数均为连续且凸的，则(1)为凸规划，因此，(1)的KKT条件为
fliqli(q*li)-λ*li = λ*li,λ*li≥0,q*li≥0,(λ*li)(q*li) = 0,q*li = ∑nj = 1q*lij,l = 1,2,···s.(2)
clijqlij(q*lij)-plij + λ*li = λ*lij,λ*lij≥0,q*lij≥0,(λ*lij)(q*lij) = 0,
q*li = ∑nj = 1q*lij,l = 1,2,···s,j = 1,2,···n.(3)
(2)和(3)式中λ*li,λ*li,λ*lij(l = 1,2,···s,j = 1,2,···n)分别是约束qli－∑nj=1qlij=0，qli≥0 和 qlij≥0对应的是Lagrange乘子.(2)~(3)可等价转化为下面的互补问题形式： 
fliqli(q*li)-λ*li≥0,q*li≥0,(fliqli(q*li)-λ*li)(q*li) = 0,
q*li = ∑nj = 1q*lij,l = 1,2,···s.(4)
clijqlij(q*lij)-plij + λ*li≥0,q*lij≥0,(clijqlij(q*lij)-plij + λ*li)(q*lij) = 0,
q*li = ∑nj = 1q*lij,l = 1,2,···s,j = 1,2,···n.(5)
2015年孙义君,等：区域供应链网络管理的模型与算法第5期由(4) 式知，制造商i(i=1,2,···m)的生产决策行为取决于边际生产成本fliqli(q*li)必须等于最小供应成本λ*li，即制造商生产该单位产品愿意支付的成本，若制造商需负担的边际生产成本超过最小供应成本时，则该制造商选择不生产.（5）式表明：当制造商售予零售商j产品l时必须支付的最小供应成本λ*li加上边际交易成本cliqlij(q*lij)不超过该供应价格plij时，即制造商销售某商品有利可图，则双方交易才会发生，反之则交易不会发生.
1.2零售市场均衡模型的建立
零售市场作为供应链的中间层，它一方面从制造商处购得产品，另一方面将产品销售给需求市场，设qlij表示零售商j从制造商i处购得产品l的数量，qljk表示零售商j销售给需求市场k产品l的数量，零售商主要支出成本为产品的展示与储存成本cji，并设cji=cji(qlij)，pljk表示零售商j销售给需求市场k产品l的价格，并设其为内生变量.同理，零售商j(j=1,2,···n)追求利润最大化模型为：
max∑ok=1∑sl=1pljkqljk－∑mi=1∑sl=1plijqlij－∑sl=1clj(qlij)
s.t.qlij≥0,qljk≥0,∑mi=1qlij=∑ok=1qljk.（6）
因此，(6)的KKT条件为
plij + cljqlij(q*lij)-*li = λ*lij,λ*lij≥0,q*lij≥0,(λ*lij)(q*lij) = 0,
∑mi = 1q*lij = ∑ok = 1q*ljk,l = 1,2,···s,i = 1,2,···n.(7)
 -pljk + *li = λ*ljk,λ*ljk≥0,q*ljk≥0,(λ*ljk)(q*ljk) = 0,
∑mi = 1q*lij = ∑ok = 1q*ljk,l = 1,2,···s,k = 1,2,···o.(8)
(7)和(8)式中*li,λ*lij,λ*ljk(l = 1,2,···,s,j = 1,2,···,n,k = 1,2,···,o)分别是约束∑mi=1qlij=∑ok=1qljk，qlij≥0 和 qljk≥0对应的是Lagrange乘子.(7)~(8)可等价转化为下面的互补问题形式： 
plij + cljqlij(q*lij)-*li≥0,q*lij≥0,(plij + cljqlij(q*lij)-*li)(q*lij) = 0,
∑mi = 1q*lij = ∑ok = 1q*ljk,l = 1,2,···s,i = 1,2,···n.(9)
-pljk +  *li≥0,q*ljk≥0,(-pljk + *li)(q*ljk) = 0,
∑mi = 1q*lij = ∑ok = 1q*ljk,l = 1,2,···s,k = 1,2,···o.(10)
由(9)式则零售商j(j=1,2,···,n)向制造商i购买产品l所愿支付的价格plij加上产品的边际展示和储蓄成本cljqlij(q*lij)不超过该零售商的最小供应成本时，则零售商j向上游制造商i购买产品l，反之则不购买；（10）式表明零售商j的最小供应成本不超过零售商j提供给需求市场产品的价格pljk时，零售商j才愿意销售产品l给零售市场k，反之则不销售.
1.3需求市场均衡模型的建立
设qljk表示需求市场k从零售商j处购得产品l的数量，cljk表需求市场k从零售商j处购买产品l所需支付的单位交易成本，并设cljk=cljk(qljk)，plk表示需求市场k购买产品l所愿支付的价格，dlk表示需求市场k对产品l的需求量.并设dlk=dlk(plk)，由于对于消费者的决策行为很难用一个目标最优来表述，人们对于商品的选择更多是从相互比较的角度来考虑的，此处借用交通网络均衡中的用户最优选择行为，即Wardrop用户准则，用户最优均衡条件为：
pljk+cljk=plk,qljk≥0
≥plk,qljk=0(11)
dlk(plk)=∑nj=1qljk,plk≥0
≤∑nj=1qljk,plk=0 (12)
（11）式表明零售商j销售产品l的价格加上交易所需支付的交易成本不超过消费者愿意支付的价格plk时，交易才会发生，反之则交易不发生；（12）式表明需求市场愿意支付的商品价格必须大于0，供给大于需求时该商品为免费商品.
据(11)和(12)式可得所有需求市场k(k=1,2,···,o)实现均衡条件为
pljk+cljk－plk≥0,qljk≥0,(pljk+cljk－plk)qljk=0,(j=1,2,···,n).(13)
∑nj = 1q*ljk-dlk(p*lk)≥0,p*lk≥0,(∑nj = 1q*ljk-dlk(p*lk))p*lk = 0,
(j = 1,2,···,n,l = 1,2,···,s).(14)
1.4供应链网络均衡模型的建立
从以上分析可以看出，供应链体系在均衡状态下，制造商产品生产量、制造商到零售商以及零售商到消费市场的产品流量、需求市场价格必须满足式(4)、（5）、（9）、（10）、（13）、（14）.因此，供应链网络均衡模型为
Q≥0,f(Q)≥0,QTf(Q)=0,
qli=∑nj=1qlij,∑mi=1qlij=∑ok=1qljk,λli,li∈R,
i=1,2,···,m,j=1,2,···,n,l=1,2,···,s.(15)
其中(15)的解集用X*表示，且
Q=(qli,qlij,qlij,qljk,qljk,plk)T∈Rms×Rmns×Rmns×Rnso×Rnso×Rso，
f(Q)=(f1(Q),f2(Q),f3(Q),f4(Q),f5(Q),f6(Q))T，
f1(Q)=(fliqli(qli)－λli,i=1,2,···,m,l=1,2,···s),
f2(Q)=(clijqlij(qlij)－plij+λli,i=1,2,···,m,l=1,2,···,s,j=1,2,···n),
f3(Q)=(plij+cljqlij(qlij)－li,i=1,2,···,m,l=1,2,···,s,j=1,2,···,n),
f4(Q)=(－pljk+li,l=1,2,···,s,k=1,2,···,o,j=1,2,···,n),
f5(Q)=(pljk+cljk－plk,j=1,2,···,n,l=1,2,···,s,k=1,2,···,o),
f6(Q)=(∑nj=1qljk－dlk(plk),l=1,2,···,s,k=1,2,···,o).
2模型算法及收敛性
针对(15)，不需要(15)解点处雅可比矩阵非奇异或要求存在非退化解，在较宽松的条件下，设计了一个新型的求解方法, 并建立所给算法的收敛性.
算法3.1
步1. 取ε>0, 参数 0<ρ<2μ, 初始点Q0,令 k=△0；
步2. 通过以下问题计算Qk+1
min(Q－Qk)T(Q－Qk)+2ρ(Q－Qk)Tf(Qk)
s.t.Q∈Ω (16)
其中
Ω=Q|qli=∑nj=1qlij,∑mi=1qlij=∑ok=1qljk,λli,li∈R,i=1,2,···,m,j=1,2,···,n,l=1,2,···,s.
步3.若‖Qk+1－Qk‖≤ε 停止, 否则, 转步 2 ，令k=△k+1.
由投影算子的定义,容易获得Qk+1 是(16)的一个解当且仅当
Qk+1=PΩ(Qk－ρf(Qk)).(17)
为建立算法3.1的全局收敛性，给出以下定义.
定义3.1［9］映射f是强伪单调的，如果存在常数 μ>0使得
〈f(y),Q－y〉≥0〈f(Q),Q－y〉≥μ‖f(Q)－f(y)‖2,Q,y.(18)
例如f(Q)=2－Q, 映射f在区间［0,1］上是强伪单调的拥有常数1, 但它不是单调的，更不是强单调的.
还需要给出投影算子的定义和一些性质.
定义3.2［10］设ZRn为非空闭凸集，对任意x∈Rn，定义
PZ(x)=argmin{‖x－y|||y∈Z}
为x在Z上的投影，PZ(·)为Rn到Z上的投影算子.
对于(15)，把R(Q,ρ)=Q－PΩ{Q－ρf(Q)}称为投影残量，其中ρ是给定的正常数，投影残量与(15)的解有重要的关系(［11］).
引理 3.1Q*是(15)的解的充分必要条件是R(Q*,ρ)=0，其中ρ是给定的正常数.
定理3.1假设映射f是强伪单调的, 则通过算法3.1得到的序列{Qk}全局收敛到(15)的一个解.
证明: 因ρ>0, (16)有唯一解, 用 Qk+1表示.由(17), 若Qk+1=Qk,即R(Qk,P)=Qk－PΩ(Qk－ρf(Qk))=0，则有Qk 是(15)的解.
以下假设算法3.1产生一个无穷序列. 假设Qk+1≠Qk，且(16)的目标函数用H(x)表示，且此时 令Qk=Q*(Q*∈X*).下面证明序列{H(Qk)}是单调递减的. 令
Ψ(k,k+1)=H(Qk)－H(Qk+1)
=(Qk－Q*)T(Qk－Q*)+2ρ〈f(Q*),Qk－Q*〉
－(Qk+1－Q*)T(Qk+1－Q*)－2ρ〈f(Q*),Qk+1－Q*〉
=(Qk)TQk－(Q*)TQ*－2〈Q*,Qk－Q*〉
－(Qk+1)TQk+1+(Q*)TQ*+2〈Q*,Qk+1－Q*〉+2ρ〈f(Q*),Qk－Qk+1〉
=(Qk)TQk－(Qk+1)TQk+1+2〈Q*,Qk+1－Qk〉+2ρ〈f(Q*),Qk－Qk+1〉 
=(Qk)TQk－(Qk+1)TQk+1－2〈Qk+1,Qk－Qk+1〉+2〈Qk+1－Q*,Qk－Qk+1〉 
+2ρ〈f(Q*),Qk－Qk+1〉
=(Qk－Qk+1)T(Qk－Qk+1)+2〈Qk+1－Qk,Q*－Qk+1〉+2ρ〈f(Q*),Qk－Qk+1〉
≥(Qk－Qk+1)T(Qk－Qk+1)－2ρ〈f(Qk),Q*－Qk+1〉+2ρ〈f(Q*),Qk－Qk+1〉
=(Qk－Qk+1)T(Qk－Qk+1)+2ρ〈f(Qk),Qk－Q*〉－ρ〈f(Qk),Qk－Qk+1〉
+2ρ〈f(Q*),Qk－Qk+1〉
≥(Qk－Qk+1)T(Qk－Qk+1)+2ρμ‖f(Qk)－f(Q*)‖2
 －2ρ〈f(Qk)－f(Q*),Qk－Qk+1〉
≥‖Qk－Qk+1‖2+2ρμ‖f(Qk)－f(Q*)‖2－2ρ‖f(Qk)－f(Q*)‖‖Qk－Qk+1‖
≥‖Qk－Qk+1‖2+2ρμ‖f(Qk)－f(Q*)‖2－2ρμ‖f(Qk)－f(Q*)‖2－ρ2μ‖Qk－Qk+1‖2
≥‖Qk－Qk+1‖2－ρ2μ‖Qk－Qk+1‖2
=(1－ρ2μ)‖Qk－Qk+1‖2.
因为(16)能被等价的转化为下列问题
〈2(Qk+1－Qk),Q－Qk+1〉+2ρ〈f(Qk),Q－Qk+1〉≥0,Q∈Ω,(19)
在(19)中令Q=Q*, 有第一个不等式成立.在(18) 中令y=Q* (Q*∈X*), 且〈f(Q*),Qk－Q*〉≥0,再结合定义3.1, 有 
〈f(Qk),Qk－Q*〉≥μ‖f(Qk)－f(Q*)‖2,(20)
由(20),则第二个不等式成立.由Cauchy-Schwarz不等式，有第三个不等式成立.利用0<ρ<2μ,有Ψ(k,k+1)>0, 所以非负序列{H(Qk)}严格递减的.由H(Q)的定义,有 
H(Qk)=‖Qk－Q*‖2+f(Q*)T(Qk－Q*)≥‖Qk－Q*‖2≥0.(21)
因此，{H(Qk)}是收敛的, 且有 Ψ(k,k+1)→0 当 k→∞,且
limk→∞‖Qk－Qk+1‖=0.(22)
而且, 因{H(Qk)}收敛，所以它是有界的, 利用(21)，{Qk}也有界. 令{Qki} 是{Qk}的一子序列，且收敛到Q, 利用(19)和(22), 有 
〈f(Q),Q－Q〉≥0,Q∈Ω,(23) 
利用(23), 有 Q是(15)的一个解. 在H(Q)中，让Q代替Q*，且用(Q)代替H(Q), 有
‖Q－Q‖2≤(Q)≤‖Q－Q‖2+‖f(Q)‖‖Q－Q‖.(24)
且知道{(Qk)}也收敛.在(24)中，用Qki代替Q, 有(Qki)→0当i→∞.因此, 有{(Qk)}→0当k→∞.再利用(21),则序列{Qk} 全局收敛到Q. 

参考文献：
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［3］Dong J, Zhang D, Nagurney A. A supply chain network equilibrium model with random demands ［J］. European journal of operational research, 2004, 156: 194212.
［4］Nagurney A, Cruz J, Dong J, et al. Supply chain networks, Electronic commerce, and Supply side and demand side risk ［J］. European journal of operational research, 2005, 164: 120142.
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［6］Facchinei F, Pang J S. FiniteDimensional Variational Inequality and Complementarity Problems［M］. Springer, New York, 2003.
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［8］Zhang X Z, Ma F M, Wang Y J. A Newtontype algorithm for generalized linear complementarity problem over a polyhedral cone ［J］. Appl. math. comput., 2005, 169: 388 401.
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［10］Zarantonello E H. Projections on Convex Sets in Hilbert Space and Spectral Theory, Contributions to Nonlinear Functional Analysis［M］. New York:Academic Press, 1971.
［11］Noor M A. General variational inequalities ［J］. Applied mathematics letters, 1988, 1: 119121.

　The Model and Algorithm for Regional Supply Chain Network Management 

SUN Yijun, GONG Di, LIN Feng, SUN Hongchun, PAN Guirong
(School of Science, Linyi University, Linyi Shandong 276005, China)

Abstract：In this paper, a mathematical model on regional supply chain network management is established and the global convergence of the relative algorithm is also proved under milder conditions. The theory and method are provided for establishing a quick and efficient regional supply chain management system.
Key words：supply chain network equilibrium；mathematical model；algorithm；global convergence
第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05000707

基于供应链网络管理的企业竞争与合作互补模型与算法收稿日期：20150911
基金项目：国家自然科学基金项目（11171180）；中国物流学会与中国物流与采购联合会计划项目 (2015CSLKT3199)；全国高校物流教研课题(JZW2014048, JZW2014049)和国家级大学生创新创业训练计划项目(201410452003).
作者简介：朱浩玮（1994-），男，山东临沂市河东区人，本科.
任庆军(1962-),男,山东费县人, 教授,研究方向：供应链管理的数学建模. 

朱浩玮，张飞，张西锦，任庆军，孙洪春
（临沂大学理学院，山东 临沂 276005）

摘要：本文基于均衡理论和二层规划理论，研究了具有一个制造商和多个零售商的供应链网络模型，分析了同层零售商之间的竞争行为以及制造商和零售商之间的竞争合作关系，构建了二层供应链网络的互补模型，并提出了求解该模型的一个新算法, 在较宽松的条件下, 证明了所给算法的全局收敛性和二次收敛率.
关键字: 供应链网络管理；竞争与合作；互补模型；算法；二次收敛率
中图分类号: O221；C931 文献标识码: A

引言
从世界范围来看，企业经营面临的外部环境发生了巨大变化，越来越体现出“多样化、个性化”特征.企业之间的竞争，已经由过去的相对简单、静态、缓和转变到如今的较为复杂、动态和激烈.随着全球经济一体化和区域经济集聚化趋势的不断加强，企业逐渐认识到：仅凭某个企业的资源和能力，走内部挖潜道路，已经很难在激烈的市场竞争中长久地立于不败之地.“在全球性的市场中‘完全损人利己的时代已经结束’，为了竞争必须合作.”（乔尔·布利克，1998），使企业双赢乃至多赢成为可能.
供应链网络管理，主要用于研究供应链上企业的布局、竞争和合作等问题.已成为现代物流研究的一个热门课题，引起了国内外许多学者浓厚的研究兴趣（参看综述文献 ［1,2］ ）.Nagurney等［3］建立了三层供应链网络均衡变分不等式模型.Dong等［4］研究了拥有随机需求的有限维变分不等式为供应链网络模型.Cheng等［5］基于Wardrop均衡原理建立了多产品的供需网络均很模型.徐兵等［6］研究了产品随机选择下的多商品流供应链网络均衡模型.滕春贤等［7,8］研究了随机需求下供应链网络均衡问题以及供应链网络均衡模型.Choi等［9］研究了价格竞争环境下的产品定位问题，并构建了具有优化结构的均衡模型.
供应链网络管理具有典型的层次性，供应链网络中上下层之间的竞争和合作问题是供应链管理中研究的重要问题.供应链网络中的上下层之间常常既具有竞争也有合作的博弈关系.因为处于上层的决策者通常处于主导地位，而处于下层的决策者在上层给出决策参数后，分别选择自己的最佳决策，下层决策者又是追求个体利益最大化的独立经济主体，处于非合作博弈状态，最终达到某种均衡态.这样在供应链网络系统中，就同时具有了上下层之间的竞争合作博弈关系和下层成员之间的非合作博弈关系，如何刻画供应链网络中的这种关系，进而揭示出供应链网络中处于上下层的成员间的竞争和合作关系就显得尤为重要.
本文利用均衡理论和二层规划理论，对具有一个制造商和多个零售商的供应链网络系统进行了研究，分析了同层零售商之间的竞争行为以及制造商和零售商之间的竞争合作关系，构建了二层供应链网络的互补模型，并提出了求解该模型的一个新算法, 在较宽松的条件下, 证明了所给算法的全局收敛性和二次收敛率.本文的研究对分析供应链成员间的竞争和合作等问题具重要的理论和实际意义.
1互补模型的构建
在供应链网络结构中，假设有一个制造商和多个零售商，制造商处于占主导的地位，零售商属于跟随者，顾客在零售商处购买的产品数量是随机的.
1.1零售商的最优性条件
以单个销售季为研究对象，令Dj表示零售商j的随机需求量，是随机变量，Fj为随机需求的分布函数，fi为相应的密度函数，且μj表示数学期望需求量，即μj=E(Dj) .假定零售商j处的零售价格为pj，用cr1j 表示零售商j同制造商交易时所发生的交易成本.令Sj表示零售商的期望销售量，用qj表示制造商送给零售商j的产品量，则
Sj(qj)=E［min(qj,Dj)］=qj(1－Fj(qj))+∫q i0xfj(x)dx=qj－∫q i0Fj(x)dx(1)
令Ij表示零售商j没有销售完的期望剩余库存，假定这些剩余的产品在销售季末将以单位价格vj处理，则
Ij(qj)=E［(qj－Dj)+］=qj－Sj(qj) (2)
令Lj 表示零售商j处供不应求时的缺货量，则：
Lj(qj)=E［(Dj－qj)+］=μj－Sj(qj)(3)
如果发生缺货，则顾客会空手而归以至于零售商和整个行业遭受一定商誉损失.用grj表示零售商处的缺货对零售商j造成的商誉损失成本.
基于以上分析，为实现零售商的利润最大，其利润等于其收益减去相应的成本，用πj表示零售商j的利润，则有
 maxqj πj=pjSj(qj)+vjIj(qj)－grjLj(qj)－cr1j(qj)－w1jqj
s.t.qj≥0(4)
由(2)、(3)、(4)，得
maxqj πj=vjqj－grjμj+(pj－vj+grj)Sj(qj)－cr1j(qj)－w1jqj
s.t.qj≥0 (5)
其中制造商给零售商j的批发价格记为w1j,j=1,···,n.
假设每一个零售商将在他的竞争对手达到最优状态下做出自己的定购量.由假设，零售商的成本函数为连续可微的凸函数，则所有零售商达到均衡就等价为如下问题，即求解q∈Rn+ ，满足
∑nj=1(－pj+vj－grj)Fj－(qj)－vj+cr1j(qj)qj+w1j×(q0j－qj)≥0,q0∈Rn+(6)
2015年朱浩玮,等：基于供应链网络管理的企业竞争与合作互补模型与算法第5期其中q∈Rn+为零售商的流量，q∈Rn+，且q=(q1,q2,···,qn)T ，q0=(q01,q02,···,q0n)T， Fj－(qj)=1－F(qj).
1.2制造商的最优性条件
令cs1j表示制造商和零售商j发生交易时，制造商承担的成本，包括生产成本、运输成本、装卸成本等，且cs1j是交易量的一个连续递增凸函数，用gs表示制造商处的缺货对制造商造成的商誉损失成本.制造商同样以实现利益最大化的目标，其利润等于其收益减去相应的成本，若用π0表示制造商的利润，则
maxw1j π0=∑nj=1w1jqj－∑nj=1cs1j(qj)－∑nj=1gsLj(qj)
s.t.w1j≥0(7)
由(3)，则
maxw1j π0=∑nj=1w1jqj－∑nj=1cs1j(qj)－∑nj=1gsSj(qj)－∑nj=1gsμj
s.t.w1j≥0 (8)
1.3基于供应链网络的企业竞争与合作模型
对整个供应链网络系统而言，制造商处于供应链网络的上层占主导地位，首先给出批发价格.处于供应链网络下层的零售商再根据上层制造商的批发价格，确定其最优的订购量，处于下层的各个零售商属于非合作博弈，继而达到均衡态.
上层为制造商的利润最大化问题:
maxw1j π0=∑nj=1w1jqj－∑nj=1cs1j(qj)+∑nj=1gsSj(qj)－∑nj=1gsμj
s.t.w1j≥0(9) 
下层所有零售商达到均衡状态等价为如下问题，即，对给定的w1∈Rn+ 使得
∑nj=1(－pj+vj－grj)Fj－(qj)－vj+cr1j(qj)qj+w1j×(q0j－qj)≥0,q0∈Rn+(10)
因此，基于供应链网络的企业竞争与合作模型: 
max(w1j,qj)π0=∑nj=1w1jqj－∑nj=1cs1j(qj)+∑nj=igsSj(qj)－∑nj=1gsμj
s.t.w1j≥0,qj≥0,
∑nj=1(－pj+vj－grj)Fj－(qj)－vj+cr1j(qj)qj+w1j×(q0j－qj)≥0,q0∈Rn+(11)
显然，（10）等价于下面的互补问题，即求解q∈Rn+ 使得
q≥0,H(q,w1)≥0,qTH(q,w1)=0, (12)
其中q=(q1,q2,···,qn)T,w1=(w11,w12,···,w1n)T，
H(q,w1)=(－pj+vj－grj)Fj－(qj)－vj+cr1j(qj)qj+w1j,j=1,2,···,nT∈Rn.
下面，为给出(12)的一个等价转化，首先给出下面的Fischer函数［10］，其定义为:R2→R1 且(a,b)=a2+b2－a－b,a,b∈R.且有下面性质：
(a,b)=0a≥0,b≥0,ab=0.
同时，Tseng［11］也给出了下面的结论
［2/(2+2)］|min(a,b)|≤|(a,b)|≤(2+2)|min(a,b)|.(13)
因此，对任意向量a,b∈Rn,定义一个向量函数
Φ(a,b)=((a1,b1),(a2,b2),...,(an,bn)).(14)
基于以上分析，(12)等价于等式Φ(q,H(q,w1)=0. (11)等价的转化为: 
max(w1j,qj) π0=∑nj=1w1jqj－∑nj=1cs1j(qj)+∑nj=igsSj(qj)－∑nj=1gsμj
s.t.w1≥0,q≥0,Φ(q,H(q,w1))=0.(15)
为进一步等价转化(15)为一互补问题,对给定的向量函数Θ给出B-次微分的定义和计算方法.
定义2.1［12］设Θ:Rn→Rm为Rn上局部Lipschitz连续函数,则其B-次微分定义为BΘ(x)={V∈Rn×n|V=limxk→xΘ′(x),对于所有的k,Θ(x)在xk处可微}.
Clarke (［12］)广义Jocobian微分定义为B-次微分的凸包，即Θ(x)=coBΘ(x).借助B-次微分的定义给出半光滑和强半光滑的定义.
定义2.2［12］局部Lipschit连续向量函数Θ:Rn→Rm在x∈Rn半光滑，若极限limV∈Θ(x+th′)
h′→h,t↓0{Vh′} 对任意h∈Rn存在.
易知, 若函数Θ在x点半光滑，则Θ在x点沿任意方向h∈Rn的方向导数都存在.下面是关于半光滑函数的性质［13］.
定理2.1［13］设Θ:Rn→Rm为局部LipschitQ连续函数且半光滑, 则如下结论成立：
a) 对任意V∈Θ(x+h), h→0, Vh－Θ′(x;h)=O(‖h‖)；
b) 对任意h→0,Θ(x+h)－Θ(x)－Θ′(x;h)=O(‖h‖).
半光滑函数介于Lipschitz函数和连续可微函数之间，连续可微函数与凸函数都是半光滑函数，比半光滑稍强的概念是强半光滑.
定义2.3［13］ 函数Θ:Rn→Rm称为在x点强半光滑, 若Θ在x半光滑，且对任意V∈Θ(x+h)，h→0有Θ(x+h)－Θ(x)－Vh=O(‖h‖2).
下面讨论向量值函数(x,y)=((x1,y1),(x2,y2),...,(xn,yn))的微分性质.特别地,给出(x,y)关于(x,y)的Clarke广义Jacobian矩阵的估计.为了方便，用(x,y)表示(x,y)关于(x,y)∈R2n的Clarke广义Jacobian矩阵，类似于文献［14］中命题3.1的讨论，有如下结论.
引理2.1［14］ 对任意(x,y)∈R2n,Ψ(x,y)(Da,Db),其中
ai=xix2i+y2i－1,bi=yix2i+y2i－1, 若x2i+y2i>0,
ai=ξi－1,bi=ηi－1,对任意(ξi,ηi)∈R2使得‖(ξi,ηi)‖≤1,若x2i+y2i=0
基于以上分析，(15)的KKT条件为：存在λ1∈R2n,λ2∈R2n使得
－q
w1+cs1q
0－gsSq
0=λ1+Φ′λ2,
q
w1≥0,λ1≥0,q
w1Tλ1=0, （16）
Φ(q,H(q,w1)=0,
其中cs1q=cs11(q1)q1,cs12(q2)q2,···,cs1n(qn)qnT,Sq=S1(q1)q1,S2(q2)q2,···,Sn(qn)qnT. Φ′表示向量函数Φ(q,H(q,w1))广义Jacobian矩阵.由（16），显然有
I2n,0nq
w1
λ2≥0,－q
w1+cs1q
0－gsSq
0－Φ′λ2≥0,
I2n,0nq
w1
λ2T－q
w1+cs1q
0－gsSq
0－′λ2(17)
=q
w1
λ2TI2n,0nT－q
w1+cs1q
0－gsSq
0－′λ2=0,
q≥0,H(q,w1)≥0,qTH(q,w1)=0.
令
Q=q
w1
λ2
q∈R4n,f(Q)=I2n,0nT－q
w1+cs1q
0－gsSq
0－′λ2
H(q,w1),
则(17)等价于下面的互补问题，求一向量Q∈R4n使得
Q≥0,f(Q)≥0,QTf(Q)=0. (18)
当上层的制造商给出批发价格以后，下层的零售商以上层制造商的批发价格为参数，进行非合作博弈，继而达到均衡状态，下层的零售商再把均衡解（订购量）反馈给上层的制造商，制造商最后选择自己的最优方案.
2模型的算法及收敛性
对于实际问题，可用多项式进行曲线拟合，因此，模型(18)中的映射函数可假设为多项式函数，且要求在一个有界区域内求解.因此，在f(Q)是一个多项式函数和Q有界的假设下，给出求解(18)的一个新算法，并证明算法的全局收敛性和二次收敛率.为此首先建立(18)的误差界.
定理3.1假设f(Q)是一个多项式函数，且次数为正整数s≥1，对给定的正常数ρ，存在一个常数η1>0 使得dist(Q,X*)≤η1r(Q)1s,Q,‖Q‖≤ρ,其中 r(Q)=‖min{Q,f(Q)}‖，dist(Q,X*)表示任给点Q到解集合X*的距离.
证明假设命题不成立，则存在序列{Qk}，对于任意的正整数k，皆有
dist(Qk,X*)>kr(Qk)1s≥0.
即 r(Qk)1sdist(Qk,X*)→0,k→∞，(19)
其中‖Qk‖≤ρ.因序列{Qk}有界，且r(Q)是连续的，结合(19)，有r(Qk)→0,k→∞, 同时序列{Qk}存在收敛的子序列{Qki}，不妨设Qki→Q(ki→∞), 其中Q∈X*， 因f(Q)是一次数为S的多项式函数，因此，有
r(Qki)1s‖Qki－Q‖→β(ki→∞).(20)
式中，β是一个正常数.另外，由(19)，有：
r(Qki)‖Qki－Q‖≤r(Qki)1sdist(Qki,X*)→0(ki→∞).
这与(20)矛盾，所以命题结论成立.
基于(14)，系统(18)等价转化为下面等式
Φ(Q,f(Q))=((Q1,f1(Q)),(Q2,f2(Q)),…,(Qn,fn(Q))T=0.
 显然，利用(13)和定理3.1，易有下面结论成立.
定理3.2假设f(Q)是一个多项式函数，且次数为正整数s≥1，对给定的正常数ρ，存在一个常数η2>0使得dist(Q,X*)≤η2‖Φ(Q)‖1s,|Q|≤ρ.
下面, 给出函数ρ:R+→R,
Ψ(t)=,若t≥,
－1/logt,若t∈(0,),
0,若t=0,  (21)
其中∈(0,1)，且>0是给定的数，的选择并不影响以下的理论分析和数值实验.结合(21)，可得下面的结论.
定理3.3假设f(Q)是一个多项式函数，且次数为正整数s≥1，对给定的正常数ρ，存在一个常数c1>0,使得dist(Q,X*)≤c1Ψ（‖Φ(Q)‖）,‖Q‖≤ρ.
证明：对于任意的v>0，有limt→0+tνlogt=0， 则 对于ε=1,存在t>0，当t∈(0,t)时，都有tν≤－1lgt， 分别取t=|(Qi,fi(Q))|,v=12s,i,存在ρ>0,当‖Q‖≤ρ时，有
dist(Q,X*)≤η2‖Φ(Q)‖1s
=η2［|(Q1,f1(Q))|2+|(Q2,f2(Q))|2+···+|(Qn,fn(Q))|2］12s
≤η2［|(Q1,f1(Q))|1s+|(Q2,f2(Q))|1s+···+|(Qn,fn(Q))|1s］
≤η2［Ψ((Q1,f1(Q)))2+Ψ((Q2,f2(Q)))2+···+Ψ((Qn,fn(Q)))2］
≤c1‖Ψ（(Q)）‖.
其中Ψ（(Q)）=(Ψ(|(Q1,f1(Q))|),Ψ((Q2,f2(Q))),···,Ψ((Qn,fn(Q)))2)T,c1=η2.
下面,定义向量函数Ψ和实值函数F^如下: 
F(Q)=Ψ(Φ(Q))(22)
F^(Q):=12Ψ(Φ(Q))TΨ(Φ(Q))=12‖Ψ(Φ(Q))‖.(23)
基于定义2.3和(22)和(23)，利用定义2．3，有如下结论.
定理3.4［14,15］对于(22)和(23)定义的向量函数F和实值函数F^, 如下结论成立
(a)F,F^为强半光滑的；
(b) F^连续可微且F^(Qk)=(Hk)TF^(Qk)，其中Hk∈F(Qk).
下面，给出求解问题(18)的一个收敛算法，并且利用建立的误差界结果，在不要求存在非退化条件下，证明所给光滑算法的二次收敛性.
算法 3.1
步1: 选取初始点Q0, 参数σ,β,γ∈(0,1)和ε≥0, 令k=0.
步2: 若‖F^(Qk)‖≤ε, 停止;否则, 转步3.
步3: 任选Hk∈F(Qk)，取dk为以下线性方程组的解
((Hk)THk+μkI)d=－F^(Qk)
其中μk=σ‖F(Qk)‖2.
步4: 令mk为满足如下条件的最小非负整数
F^(Qk+γmdk)≤F^(Qk)+βγmF^(Qk)Tdk.
令Qk+1:=Qk+γmkdk,k:=k+1, 转步2.
容易证明dk为F(Q)在Q的下降方向, 故算法3.1是有定义的.显然, 若F(Qk)=0, 则Qk为稳定点,从而在适当的条件下, Qk为(18)的解.在下面的算法收敛性分析中,假设算法3.1产生一个无穷点列, 即Qk不是稳定点.
定理3.5设{Qk}为算法3.1产生无穷点列, 则{Qk}的任一聚点都是下面问题的稳定点.
minQF^(Q)
证明: 设Q*为{Qk}的任一聚点,则存在无穷子列K{1,2,…}使得{Qk}K→Q*.由次微分的上半连续性可知, {Hk}k∈K有界.不妨设相应的子列
{(Hk)}K→H*,{μk}K→μ*,
从而有{(Hk)THk+μkI}K→(H*)TH*+μ*I.
若F^(Q*)≠0, 则μ*=‖F(Q*)‖2≠0,(H*)TH*+μ*I正定.设d*为下述线性方程组的解((H*)TH*+μ*I)d=－F^(Q*).则F^(Q*)Td*<0.由算法3.1和上述讨论可知{dk}K→d*,设m*为满足如下条件的最小非负整数m
F^(Q*+γmd*)<F^(Q*)+βγmF^(Q*)Td*.
由F的连续性, 对充分大的k∈K有F^(Qk+γm*dk)≤F^(Qk)+βγm*F^(Qk)Tdk.由mk的选取可知F^(Qk+1)=F^(Qk+γmkdk)≤F^(Qk)+βγm*F^(Qk)Tdk.由{F(Qk)}单调下降有下界知limk→∞F(Qk)=F(Q*). 对上式两边取极限得
F^(Q*)≤F^(Q*)+βγm*F^(Q*)Td*.
但是，由βγm*F^(Q*)Td*<0可知, 这是不可能的.
下面证明算法4.1的全局收敛性和超线性收敛性.
基于定理3.5,类似于文献［15］中的定理14可知算法3.1是全局收敛的.又因为F^(Qk)Tdk=－(dk)T((Hk)THk+μkI)dk<0，结合μk=σ‖F(Qk)‖2,可得μk 严格单调递减且非负数列，因此，μk收敛，假设limk→∞μk=μ≥0,且有F^(Qk)Tdk=－(dk)T((Hk)THk+μkI)dk<－μ‖dk‖2，利用文献［16］中定理3.2的证明, 可知对充分大的k有mk=0, 从而最终有Qk+1=Qk+dk.基于以上结论，对于(22)~(23),利用定理3.3和3.4和文献［17］中定理2.1的证明技巧，有下面的结论成立.
定理3.6假设算法3.1产生的序列为{Qk}，当Qk充分的靠近F(Q)=0的解Q*, 则有{dist(Qk,X*)}二次收敛到0 ，即序列{Qk}二次收敛到 Q∈X* .
注：定理3.1表明在不要求存在非退化条件下，所给的光滑算法具有二次收敛性，这是一个新的结果.

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The Model and Algorithm of Enterprise Competition and 
Cooperation Based on Supply Chain Network Management

ZHU Haowei, ZHANG Fei, ZHANG Xijin，
REN Qingjun，SUN Hongchun
(School of Science, Linyi University, Linyi Shandong 276005, China)

Abstract：Based on the equilibrium theory and the bilevel programming theory, the paper has studied a supply chain network model with a manufacturers and multiple retailers, analyzed the competition among samelayered retailers and competition and cooperation between manufacturers and retailers, constructed a twolayered supply chain network model and presented a new algorithm of solving the model to prove its global convergence and quadratic convergence rate under more suitable conditions.
Key words：supply chain network management; competition and cooperation; complementary  model; algorithm; quadratic convergence rate第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 20152015年邢抱花：关于双圈图的Harary指数第5期文章编号：16732103（2015）05001403

关于双圈图的Harary指数收稿日期：20150825
基金项目：安庆师范学院青年科研基金项目（KJ201309）.
作者简介：邢抱花(1981-)，女，安徽当涂人，副教授，研究方向:图论.

邢抱花
（安庆师范学院 数学与计算科学学院，安徽 安庆 246133）

摘要：一个连通图G的Harary指数定义为图G中所有点对的距离的倒数之和.本文主要研究双圈图去掉一条割边或添加一条边后其Harary指数的上界问题，并刻画了达到上界的极值图.
关键词：双圈图；割边；Harary指数
中图分类号：O157.5文献标识码：A

1预备知识
连通图G的Harary指数是一个很重要的拓扑参数，是在1993年由Plavic′［1］等和Ivanciuc［2］等在刻划分子结构图时各自独立提出，且为了纪念Frank.Harary七十大寿而命名的.该拓扑指数被提出之后，许多学者对它进行了大量地研究，有关它的文章被陆续发表，部分结论可参见文献［4~8］，其中文献［6］给出了n阶单圈图和n阶双圈图的Harary指数的上界以及相应的极图.本文主要研究双圈图去掉一条割边或添加一条边后其Harary指数的上界问题，并刻画了达到上界的极值图.
文中所涉及的图都是有限简单连通无向图，双圈图是具有n个点和n+1条边的连通图.设图G是一个简单连通图，V(G),E(G)分别是它的顶点集和边集，|V(G)|表示图G的阶，即顶点个数.图G的Harary指数定义为图G中所有点对的距离的倒数之和，即
H(G)=∑u,v∈V(G)1dG(u,v)
其中dG(u,v)是图G中顶点u,v之间的距离，即连接顶点u,v的最短路长度.在n阶星图Sn的两个悬挂点间添加一条边e后得到的新图，记为Sn+e.设e∈E(G)，若图G－e的连通分支数大于图G连通分支数，则称e为G的一条割边.v∈V(G)，v的距离是指图G中其余顶点到顶点v的距离之和，记为DG(v).文中没有被定义的其他术语和符号，读者可参见文献［3］.

2引理与主要结论
图1连通图G*1(n,3,3)与G*2(n,3,3)引理 1［4］设G1，G2是连通图G的两个连通分支，V(G1)∩V(G2)={v}，令G=G1vG2，则
 H(G)=H(G1)+H(G2)+∑x∈V(G1)＼v∑y∈V(G2)＼v1dG1(x,v)+dG2(v,y).
引理2［5］设G是一个连通图，Tn和Sn分别是阶为n的一棵树和星图，V(H1)∩V(Tl)=v，则
H(Tn)≤H(Sn)=n2+n－24
H(GvTn)≤H(GvSn)
等号成立当且仅当Tn为Sn，其中在GvSn中v与星图Sn的中心粘合（等同）.
引理3［6］设μ1(n)表示n阶单圈图的全体，G∈μ1(n)，则H(G)≤n2+n4，等号成立当且仅当G为Sn+e.
引理4［6］设μ2(n)表示n阶双圈图的全体，G∈μ2(n)，则 H(G)≤n2+n+24，等号成立当且仅当G为G*1(n,3,3)或G为G*2(n,3,3).（G*1(n,3,3),G*2(n,3,3)见图1）
证明：设双圈图G=G1vG2，其中V(G1)∩V(G2)={v}，且G1，G2分别是s,t阶单圈图，s+t=n+1，则由引理1和引理3，得：
H(G)=H(G1)+H(G2)+∑x∈V(G1)＼v∑y∈V(G2)＼v1dG1(x,v)+dG2(v,y)
≤s2+s4+t2+t4+12(s－1)(t－1)
=(s+t)24－(s+t)4+12
 =(n+1)24－(n+1)4+12=n2+n+24
等号成立当且仅当G1为s阶星图，G2为t阶星图，且v是G1与G2的中心，即等号成立当且仅当G=G*1(n,3,3).经计算H(G*2(n,3,3))=n2+n+24，故结论成立.
2015年菏泽学院学报第5期定理1设G∈μ2(n)，G*表示G－e，其中e为割边，则
H(G*)≤n2+2n8,
等式成立当且仅当G*是由两个连通分支Sn2+e和Sn2+e所构成的图或G*是由两个连通分支G*1(n2,3,3)和Sn2所构成的图或G*是由两个连通分支G*2(n2,3,3)和Sn2所构成的图.
证明：G∈μ2(n)，图G*=G－e的两个连通分支的情况可能是：1)一个双圈图G1和一棵树T1；2)两个单圈图G2,G3.
对于情况(1)，设V(T1)=x,V(G1)=n－x，则由引理2和4得：
H(T1)≤x2+x－24,H(G1)≤(n－x)2+(n－x)+24.
∴H(G*)≤(n－x)2+(n－x)+24+x2+x－24=2(x2－nx)+n2+n4=f(x)，
由一元函数的单调性得，当x=n2时，f(x)取最大值n2+2n8，此时G*是由两个连通分支G*1(n2,3,3)和Sn2所构成的图或G*是由两个连通分支G*2(n2,3,3)和Sn2所构成的图.
对于情况(2)，设V(G2)=x,V(G3)=n－x，则由引理3得：
H(G2)≤x2+x4，H(G3)≤(n－x)2+(n－x)4，
∴H(G*)≤(n－x)2+(n－x)4+x2+x4=2(x2－nx)+n2+n4=g(x)，
由一元函数的单调性得，当x=n2时，g(x)取最大值n2+2n8，此时G*是由两个连通分支Sn2+e和Sn2+e所构成的图.
定理2设G∈μ2(n)，G**表示在图G中添加一条边e后得到的新图，eE(G)，则
H(G**)≤n2+n+44，
等号成立当且仅当G**是星图Sn添加两条边后得到的图.
证明：由题意知，图G**是n阶三圈图，可以把它看成是一个n1阶单圈图G1与一个n2阶双圈图G2的粘图，即G**=G1vG2，V(G1)∩V(G2)={v}，且n1+n2=n+1.
由引理1知，H(G**)=H(G1)+H(G2)+∑x∈V(G1)＼v∑y∈V(G2)＼v1dG1(x,v)+dG2(v,y).
由引理3和引理4得，
H(G1 )≤n21  + n1 4，H(G2 )≤n22  + n2  + 24
等号成立当且仅当G1为Sn1+e；G2为G*1(n2,3,3)或G2为G*2(n2,3,3).
经计算，DG1(v)≥n1－1，DG2(v)≥n2－1，∑x∈V(G1)＼v∑y∈V(G2)＼v1dG1(x,v)+dG2(v,y)≤
(n1－1)∑y∈V(G2)＼v11+dG2(v,y)≤12(n1－1)(n2－1).
等号成立当且仅当在图G1中，v是图G1=Sn1+e中度最大的顶点，在图G2中，v是图G2=G*1(n2,3,3)中度最大的顶点或v是图G2=G*2(n2,3,3)中度最大的顶点.故
 H(G**) = H(G1 ) + H(G2 ) + ∑x∈V(G1 )＼v∑y∈V(G2 )＼v1dG1  (x,v) + dG2 (v,y)
≤n21+n14+n22 + n2 + 24 + 12(n1 -1)(n2 -1)
=(n1 +n2 )24-n1  + n2 4 + 1
=(n + 1)24-(n + 1)4 + 1
=n2 + n + 44.
等号成立当且仅当G**=(Sn1+e)v(G*1(n2,3,3))或G**=(Sn1+e)v(G*2(n2,3,3))，且此时顶点v是图G1=Sn1+e中度最大的顶点，同时，顶点v又是图G2=G*1(n2,3,3)中度最大的顶点或图G2=G*2(n2,3,3)中度最大的顶点，故三圈图G**可看成星图Sn添加两条边后得到的图.

参考文献：
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［8］肖金环，赵飚. 固定直径的树的Harary指数［J］. 曲阜师范大学学报(自然科学版),2014,40(3):3034.
On the Harary Index of Bicyclic Graphs
　XING Baohua
（School of Mathematical & Computational Science, Anqing Normal University, Anqing Anhui 246133, China）
Abstract: The Harary index  of a graph  is defined as the sum of reciprocals of distances over all pairs of vertices. This paper gives an upper bound for the Harary index of bicyclic graphs  and  respectively  characterizes the extreme graphs attaining the upper bound.
Key words: bicyclic graphs; cutting edge; the Harary index第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05001706

基于DEA方法的可持续发展能力评估收稿日期：20150828
基金项目：国家社科基金一般项目：《 财政激励、预期与农民工市民化矫正机制研究》（11BJL039），安徽财经大学教研项目：《制度经济学》（acjyzd201429），2014国家级大学生创新训练项目（201410378013），2014省级大学生创新训练项目（AH201410378013）
作者简介：许亚东（1992-），男，安徽寿县人，研究方向：国民经济学研究.
朱家明（1973-），男，安徽泗县人，副教授，研究方向：应用数学.

许亚东1，朱家明2
（1.安徽财经大学经济学院，安徽蚌埠，233030；2.安徽财经大学统计与应用数学学院，安徽蚌埠， 233030）

摘要：针对可持续发展评估，通过DEA数据包络、Logistic预测和Simulink仿真等方法，运用MATLAB等软件，综合分析诸如人口、资源、环境、经济等指标数据和可持续发展之间的关系.依托DEA数据包络模型，给出可持续发展评估方法以及未来发展规划，并通过Matlab-Simulink模拟仿真，证明了本文给出的可持续发展评估和规划具有很高的可信度，适合对国际投资公司进行项目参考.
关键词：可持续发展；DEA数据包络分析；时间序列分析；Matlab-Simulink仿真
中图分类号：F229文献标识码：A

随着世界经济的飞速发展，各国人民物质生活条件得到了有效改善.然而，一些以破坏环境为代价的不可持续发展方式依然存在于世界的许多角落.如2012年，联合国可持续发展大会指出：“消除贫困，促进可持续的消费和生产模式，以经济和社会发展为基础，保护并管理自然资源是可持续发展的首要目标和基本要求.”［1］那么对于诸多发展中国家而言，如何减少个人的贫穷和脆弱性，鼓励经济发展，并保持生态系统健康是可持续发展的核心.本文通过建模对欠发达地区的可持续发展进行定量评估，以期为国际投资公司提供项目参考.
1数据的获取及假设
数据来源于世界银行数据［2］.为便于解决问题，提出以下假设：1)本文中所采用的数据以世界银行数据为准，确保足够准确；2)所选取的社会经济指标能基本涵盖可持续发展评估的重要方面；3)方案实行期间没有发生严重的通货膨胀和通货紧缩，社会较稳定；4)所采用的指标，不会全部同比例变化.
2可持续发展能力的评估方法
2.1研究思路
首先确定影响可持续发展能力的各项指标，从系统的观点出发，将可持续发展系统分为资源、环境、经济、人口与社会五大子系统.其次，将五个子系统划分成输入子系统和输出子系统，每个子系统选取关键的指标作为输入输出的指标.然后采用DEA-CCR模型［3］，将更具有可持续发展潜力的国家从可持续发展潜力小的群体中区分出来，以帮助国际投资机构获得更大的收益.接着进行综合评估，采用DEA-SE模型［4］，明确定义一国在何时何状态下能满足可持续发展的要求，为今后制定相应的规划提供依据.最后需要确定研究对象，在联合国公布的48个最不发达国家中，从各大洲挑选一个国家为代表进行实证研究.
2.2数据处理
首先根据相关输入与输出子系统，选取关键的输入与输出指标.由于可持续发展影响因素可能包括人类健康、粮食安全、获得洁净水、当地环境质量、能源接入的便利性、生计、社会脆弱性等等［5］，因此，在DEA模型中确定如下输入与输出变量.
输入变量：人口总量、劳动力总数、能源使用量、资本形成总额、农业用地、谷类产量、政府支出、城市改善的卫生设施、医疗卫生总支出.
输出变量：农业增加值、工业增加值、总储蓄、GDP、城市改善的水源.表1输入指标矩阵指标
国别
指标孟加拉国柬埔寨海地赞比亚马达加斯加埃塞俄比亚人口总量(千万人)15.112 5514.364 99.896 413.21721.079 587.095 3劳动力总数(千万人)73.014 38.078 14.119 85.578 210.61740.607 8能源使用量(千万吨石油当量)307.55850.23924.0980.53698.754332.502资本形成总额(占GDP百分比)261725302132农业用地(占土地面积百分比)713264.231.971.235化肥消费量(每公顷千克数)21311.515.629.22.421.8政府支出(占GDP百分比)9.310.62.913.7912.5城市改善的卫生设施(百分比)547531571927医疗卫生总支出(占GDP百分比)3.75.86.76.14.54.7表2输出指标矩阵指标
国别
指标孟加拉国柬埔寨海地赞比亚马达加斯加埃塞俄比亚农业增加值(占GDP百分比)17.83644.510.528.144.7工业增加值(占GDP百分比)26.123.336.735.515.910.2总储蓄(占GDP百分比)381323311128城市改善的水源(百分比)858876857895农业增加值(占GDP百分比)17.83644.510.528.144.7GDP（亿美元）1 152.79112.4266.23202.6587.3299.34(注：数据来源http://data.worldbank.org［2］)
2015年许亚东,等：基于DEA方法的可持续发展能力评估第5期2.3研究方法
1)通常当θ=1并且s－i=s+i=0时，称DMUi(评价决策单元)为DEA有效，即n个评价对象中，投入x0基础上产出y0达到最优，并且DMUi为规模且技术有效.
2)当θ=1并且s－i≠0,s+i≠0时，称DMUi为DEA弱有效，其含义是一国可以对投入x0减少s－i而保持原来的y0不变，或者在投入x0不变的情况下产出可以提高s+i.
3)若θ<1且s－i≠0,s+i≠0，则认为DMUi为DEA无效或是技术无效和规模无效.即投入可以降低到θ·x0而保持原产出y0不变.若s－i=s+i=0，则为技术有效.
4)设K=1/θ·(∑nj=1λj)，当K=1时，称DMUi为规模有效；当K<1时，规模收益递增，反之递减.
5)在考虑时间的DEA动态评价中，任取i>0，若有θ0(t－i)<θ0(t)，则系统处于可持续发展的轨迹上，此时投入产出的效益随着时间的进展有所改善；若存在θ0(t－i)=θ0(t)，称系统发展轨迹处于弱劣于可持续发展轨迹；若θ0(t－i)>θ0(t)，则称系统发展轨迹劣于可持续发展轨迹.
2.4结果分析
对表1中6个国家DMUi（1≤i≤6）在2010年投入产出的运行情况带入Matlab软件进行计算，然后对6个国家的可持续性发展的相对有效性进行交叉评价，得到如表3：表3各国投入产出指标相对效率值及松弛变量
指标
国别s－1s－2s－3s－4s+1s+2s+3s+4θ孟加拉国000000001.000 0柬埔寨01.661 500013.784 512.777 500.835 4海地000000001.000 0赞比亚000000001.000 0马达加斯加00.709 600.001 9010.862 77.292 900.497 8埃塞俄比亚0.153 7000.006 9029.031 81.061 800.465 1其中最后一列为自我评价值：
E11=1.000 0 E22=0.835 4 E33=1.000 0
E44=1.000 0 E55=0.497 8 E66=0.465 1
通过DEA-CCR模型对6个国家进行比较分析，可以清楚地发现孟加拉国、柬埔寨和赞比亚相对更具有可持续发展的潜力，其自我评价值均达到了1.而埃塞俄比亚等国家发展相对较落后，可以通过DEA-SE模型对埃塞俄比亚进一步分析，采用其2005~2012年的时间序列数据，具体分析其可持续发展状况.表4DEA评价埃塞俄比亚可持续发展能力结果
年份∑λiK=1/θ·（∑nj=1λj）θ相对有效性规模有效性技术有效性可持续发展轨迹20050.766 4K<10.825 2DEA无效规模递减无效劣于轨迹2006111DEA有效规模恰当有效在轨迹上2007111DEA有效规模恰当有效在轨迹上20080.960 0K<10.990 8DEA无效规模递减无效劣于轨迹20090.782 4K<10.906 3DEA无效规模递减无效弱劣于轨迹20100.956 1K>10.948 2DEA无效规模递增无效弱劣于轨迹2011111DEA有效规模恰当有效在轨迹上2012111DEA有效规模恰当有效在轨迹上2015年 菏泽学院学报 第5期从表4的评价结果可以对埃塞俄比亚2005~2012年发展的投入产出状况进行分析得出：2006、2007、2011和2012年的评价结果为DEA有效，即投入与产出达到了最优状态，其技术和规模效益都有效.而对所有非DEA有效年份进行分析，发现这些均为技术无效，说明各资源组合之间没有达到最优，存在输入剩余或者输出亏空.
3可持续发展未来规划
3.1研究思路
考虑到可持续发展是一个长期发展变化的问题，首先运用DEA-SE模型将在可持续发展轨迹上的年份提取出来，然后将这些年份各指标数据重新排列成时间序列数据.最后运用Logistic预测以及趋势外推等的方法，制定可持续发展规划.
3.2研究方法
根据DEA-CCR模型，得知孟加拉国、柬埔寨和赞比亚相对更具有可持续发展的潜力.由于国际投资机构一般都会对可持续发展能力较强的发展中国家进行援助，以使投资获得最大收益［5］，因而需要通过DEA-SE模型对上述三国进一步比较评价.带入Matlab软件计算后得到如下交叉评价矩阵：E=4.267 50.628 42.364 81.965 40.865 40.324 6
3.214 80.835 41.648 10.985 40.356 40.369 4
2.348 70.548 13.364 01.364 90.845 60.215 6
1.342 10.784 50.984 52.498 71.214 50.654 7
3.395 10.321 60.801 32.014 61.456 10.408 3
1.248 90.564 10.654 20.932 41.236 70.765 4
其中主对角线上为相对较差评价值：
e1=4.267 5，e2=0.835 4，e3=3.364 0，e4=2.49 87，e5=1.456 1，e6=0.765 4
根据ei(i=1,2,...,6)评价值，可以得到：
DMU1>DMU3>DMU4>DMU5>DMU2>DMU6(1)
因此，DMU1(孟加拉国)是最具有发展潜力和投资收益的国家，从而为制定发展规划确定了研究对象.其次，运用DEA-SE模型，对孟加拉国过去20年的可持续发展情况进行评价分析.最后，分别采用Logistic预测以及趋势外推预测的方法，为孟加拉国制定可持续发展规划.
3.3结果分析
要制定孟加拉国未来可持续发展规划，需要从人口、资源、经济和社会等各方面考虑.
3.3.1人口子系统
如同所有生命成长有三个阶段一样，一个国家也有类似的生长过程.因此，采用Logistic曲线模型［6］和时间序列预测方法的拟合和预测孟加拉国的未来人口发展.
由于早些年孟加拉国一直处于规模经济递减的经济不可持续状态，所以再选取1993~2012年人口数据，对2013~2033年人口进行预测.运用Matlab编程进行预测，得到相关的参数xm=18.279 4，r=0.064 1，人口峰值为1.827 9亿，拟合优度为：R2=0.976 8，以1993年为起点，得出孟加拉国各年份人口变化趋势的拟合曲线：
x(t)=18.279 41+(18.279 411.489 7－1)e-0.064 1t(2)
3.3.2资源子系统
一国自然资源的丰富与否是其可持续发展的重要方面，通过规划孟加拉国能源使用量来确保其能够可持续发展.仍然采用1993~2012的相关数据，建立趋势外推预测模型，对2013~2033年能源使用量进行预测.
运用Matlab编程进行预测，得到孟加拉国能源消费量变化趋势的拟合方程与曲线：
Y1  =33.345 9x21- 1.325 14·105x1  + 1.31·108(3)
做出拟合曲线图如下：图1孟加拉国总人口的Logistic预测和能源使用预测3.3.3经济和社会子系统
一国经济和社会的平稳持续运行是其可持续发展的关键，采用1993~2012的相关数据，在这里仅选取了GDP总量以及谷类产量来简略描述可持续发展规划.运用Matlab编程进行预测，得到孟加拉国GDP增量曲线Y2以及谷类产量变化曲线Y3，如公式
Y2  =3.854 7x22 - 1.538 8·104x2  + 1.535 8·107(4)
Y3  =0.367 9x23 - 1.366 5·103x3  +1.264 6·106(5)图2孟加拉国GDP总量与谷类产量预测4可持续发展规划的模拟仿真设计
4.1研究思路
由于上文中各个模型都是建立在经济平稳运行，没有重大自然灾害等情况下的理想化模型，因而这一部分将诸如气候变化、发展援助、国外投资、自然灾害，和政府的不稳定等因素考虑进去. 又因为以上一些因素很难量化入模型，所以首先定义了三大主系统来作为衡量可持续发展的主要因素，而将其他因素视作外层次要因素，它们通过影响三大主系统来改变可持续发展的状况.这三大主系统分别为人口、经济和自然资源.
4.2研究方法
由于可持续发展系统是一个时变系统，即系统中的参数会受到系统行为的影响.对于这样的参数，是无法事先确定它的取值的，只能设计另外一个参数来对它进行控制.对于不受或基本不受系统行为影响的参数，可以将它们视为常数，比如政权稳定性.系统参数主要有常数和状态变量初始值，对模型的调控主要就是作用在这些系统参数上的.
根据可持续发展的目标,从世界银行查找了关于孟加拉国近些年来已经收到的外商投资等，借助调控变量,使用Simulink进行试验调控,从而可以得到以下两种不同模式下的动态模拟：平稳发展型（即不受外界环境的影响）和外界环境影响型.下面分别运用Matlab-Simulink［7］进行两种模式的动态模拟，从而清楚地界定外界环境对孟加拉国可持续发展的影响.
4.3结果分析
4.3.1人口主系统图3两种模式下孟加拉国总人口与总劳动力变化趋势从图3可知，孟加拉国的人口总量和劳动力总量始终呈现一种递增的趋势，这是因为其人口基数庞大.但是需要注意的是从2033年以后，人口开始出现缓步增长的趋势，甚至出现总人口减少的情况，这与模型2中Logistic模型中预测的人口峰值1.827 9亿不谋而合，分析认为这是由于孟加拉国国民受教育程度的提高而导致妇女总和生育率的下降.在考虑了诸如外国政府援助等因素后，孟加拉国的总人口和劳动力供给都会下降，这主要是因为一旦政权具有不稳定性就可能导致战争等国民非正常消亡，从而减少孟加拉国本国劳动力.因而保持政权的稳定对一国发展具有十分重要的意义.
4.3.2经济主系统图4两种模式下孟加拉国GDP(亿美元)与个人可支配收入PCDI(美元)变化趋势
从图4可知，孟加拉国无论是GDP总额还是人均可支配收入均呈现出稳步上升的趋势，但是需要注意的是在剔除了诸如外国援助和投资等因素作用后，孟加拉国的GDP总额以及人均可支配收入均会下降，但是下降的幅度并不是太大.如2012年，孟加拉国一共收到各类发展援助21.52亿美元，接近于孟加拉国当年GDP(1 333.557 46亿美元)的1.6%.
4.3.3资源与环境主系统图5两种模式下孟加拉国总能源使用量与粮食产量变化趋势从图5可知，孟加拉国的能源消费量始终呈现一种递增的趋势，这是孟加拉国不断发展，人民生活水平不断提高的客观需要.但是值得一提的是在考虑了诸如自然灾害等因素后，孟加拉国的能源消费量会增加很多，这主要是因为发生自然灾害后一般需要耗费大量能源进行支援和建设.
从耕地面积来看，随着孟加拉国的持续城镇化，耕地面积整体处于下降的趋势，但是根据上文所述，粮食产量却始终在稳定增长.这体现了孟加拉国的农业结构向着合理化的方向发展.而各种自然灾害（旱、涝灾害等）显然会减少耕地面积.
5总结
针对有关可持续发展评价问题，本文力图通过三个主要模型的构建，对可持续发展问题进行预测和数学评价，从而更好地引导国际投资机构对需要帮助的发展中国家进行对口援助，同时也致力于帮助国际投资机构获得更大的收益.首先运用了DEA（数据包络分析）模型从规模效率和技术效率两方面进行评价，帮助国际投资公司甄选出适合投资的相关国家.然后运用Matlab的Simulink系统将额外的环境等因素的考虑进模型中进行模拟仿真，并给出相应的激励政策，以保持受援助国家合理的人口增长，合理开发能源资源和经济平稳运行.

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　　XU Yadong1, ZHU Jiaming2 
（1. School of Economics, Anhui University of Finance and Economics，Bengbu Anhui 233030, China
2. School of Statistics and Applied Mathematics, Anhui University of Finance and Economics, Bengbu Anhui 233030, China）
Abstract: In view of sustainable development evaluation, by means of DEA data envelopment, Logistic prediction and Simulink simulation, the paper uses MATLAB software to take a comprehensive analysis on the relationship between sustainable development and index data of population, resources, environment, economic and so on. Based on the DEA data envelopment model, sustainable development evaluation methods and the future development planning are given. And through MatlabSimulink simulation, it is proved that the sustainable development assessment and formulation has a high reliability, which is suitable for the project reference to some international investment companies.
Key words: sustainable development；data envelopment analysis；time series analysis；MatlabSimulink simulation第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05002308

近年我国各省市自治区高技术产业投入产出的动态效率评价
——基于数据包络分析与Malmquist指数法收稿日期：20151009
作者简介：张美恋（1966-），女，福建东山人，副教授，硕士，研究方向：多属性评价，优化理论及其应用.

张美恋
（集美大学理学院，福建 厦门 361021）

摘要：以2009～2013年我国31个省、市、自治区的面板数据为基础，建立高技术产业投入产出评价的指标体系，运用数据包络分析的CCR、BCC模型与Malmquist指数模型，对比分析了各地区高技术产业投入产出的综合技术效率、全要素生产率变动指数及其构成.结果表明：综合技术效率总体呈上升趋势，但各地区存在很大的差异，与各个地区的经济发展水平是正相关的；全要素生产率呈现不同程度的下降状态，主要原因是由技术进步变动下降引起的，各地区全要素生产率并非完全与经济发展水平同步.
关键词：省市自治区；高技术产业；效率；数据包络分析；Malmquist指数
中图分类号：F207文献识别码：A

引言
目前，中国经济发展正处于结构调整和转型升级的阶段, 要实现经济的转型升级，关键是技术创新，建设创新型国家是中央提出的重大战略任务.国家“十二五”规划明确要求“全面落实国家中长期科技、教育、人才规划纲要，大力提高科技创新能力、加快教育改革发展，发挥人才资源优势，推进创新型国家建设”.科学技术是第一生产力，高技术产业是一个国家或地区创新总体发展情况的集中表现，是科技水平和科技发展潜力集中反映.长期以来，我国地方政府政绩的考核指标之一是地区生产总值和财政收入情况，一味地追求地区生产总值和财政收入的增长，结果导致了许多地方政府只着眼于眼前快速的产出和效益，对本地经济的长远发展缺乏战略思考.而科学技术的提升是需要大量的投入，且具有风险高、周期长的特点，这与地方政府的短期效应背道而驰.根据“十二五”规划调结构、促转型总体思路，要实现经济增长方式的转变，一方面必须加大高技术产业的投资力度，另一方面，必须依靠提高高科技产业投入产出的效率水平.因此，科学准确地评价分析各地区高技术产业发展效率有着重要意义，不仅为各地区政府高效调配产业结构奠定基础，而且为地方政府指明高技术产业发展的方向，制定合理的发展规划策略，加快产业的转型升级，实现高技术产业的可持续发展.
近年来，许多学者应用数据包络分析（DEA）方法对高技术产业发展进行分析评价，并取得了可喜的成果，大致可分为两方面，一方面是从地区角度，对不同地区的高技术产业技术的投入产出效率进行评价和分析.赵前等应用超效率DEA方法对中国的31个地区2007年的总量科技竞争力和结构科技竞争力进行效率评价［1］，陈燕武利用DEA对福建省9个地市的科技投入产出效率进行评价，并应用复合DEA方法和Malmquist指数来分析科技投入产出效率非DEA有效地区的形成原因及其生产力的动态变化［2］；另一方面是从行业的角度，对高新技术产业内部的各个行业的投入产出效率进行评价和分析［3，4］，这些文献大部分是对高技术产业某个时间点的横向比较，或某个时间段的纵向比较，实证所用的数据与现在时间距离比较长，动态性与时效性不足.本文将利用数据包络法，应用2009～2013年数据对全国31个地区的高技术产业技术的发展进行分析评价，并结合DEA方法和Malmquist指数分析法对其相对效率的动态变化进行估算和分析.
1研究方法与指标体系的构建
1.1CCR模型与BCC模型
数据包络分析(Data Envelopment Analysis, 简称DEA)，是由著名的运筹学家 Charnes等于1978年以相对效率概念为基础提出的一种系统分析方法. DEA是评价一类具有多输入多输出单元相对有效性的一种比较客观和可行的方法.高技术产业评价指标体系中包含多个投入和多个产出，之间关系复杂，因此运用DEA方法是评价全国各地区高技术产业发展问题较为理想的方法.
假设有n个决策单元，每个决策单元有m种类型的“输入”和s种类型的“输出”，xij 表示第j个决策单元对第i种输入的投入量，yrj表示第j个决策单元对第r种输出的产出量，且xij>0，yrj>0 .这里，xj=(x1j,x2j,…,xmj)Τ，yj=(y1j,y2j,…,yrj)T为已知数据,要求n个决策单元都是具有可比性的，ε为非阿基米德无穷小量，CCR模型是在假设规模报酬不变的前提下对各决策单元的相对优劣进行评价，具体表达式为：

min［θ－ε(eTs－+Ts+)］,
s.t.∑nj=1xjλj+s－=θx0,
∑nj=1yjλj－s+=y0,
λj≥0,j=1,…,n,
s－≥0,s+≥0 

式中e=(1,…,1)T∈Em,=(1,…1)T∈Es.
设CCR模型的最优解为θ0，λ0j（j=1,…,n），s0-，s0 + ， 其中θ0为各决策单元的技术效率值（TE）.若θ0<1，则第j0个决策单元为非DEA有效，并且该值越小，其有效性越差；若θ0=1，且s0-，s0 + 全为0，则第j0个决策单元为DEA有效；若θ0=1，且s0-，s0 + 不全为0，则第j0个决策单元为弱DEA有效.若∑nj=1λj<θ0，则该决策单元处于规模报酬递增阶段；若∑nj=1λj=θ0，则该决策单元处于规模报酬不变阶段；若∑nj=1λj>θ0，则该决策单元处于规模报酬递减阶段.
为了对CCR模型的非DEA有效的决策单元进一步分析，诞生了BCC模型，此模型是在CCR模型的基础上增加了的约束条件∑nj=1λj=1，基于BCC模型得到的最优解θ0值为纯技术效率（PTE），单纯使用CCR模型对决策单元教学评价是不够的，因为在CCR模型的非DEA有效单元，并不能区分出是在技术上出了问题，还是在规模上出了问题，因此，还需要使用BCC模型进行评价.纯技术效率反映的是决策单元在一定( 最优规模时) 投入要素的生产效率，用于测度由于管理和技术等因素；规模效率反映的是实际规模与最优生产规模的差距，一般是由于企业规模因素影响的生产效率.综合技术效率（TE）与纯技术效率（PTE）的比值称为规模效率（SE），也可以表示为TE＝PTE×SE，利用这一关系式可以判断纯技术效率和规模效率是否对科技竞争力的非有效性产生影响及影响程度［5］.
1.2Malmquist指数理论
Malmquist指数理论最初是由Malmquist Sten提出,后由Caves、Fare等不断丰富和发展. 许多学者将其与DEA理论相结合使用，能较好地刻画相对效率的动态变化. 在规模效率不变（CRS）的假设下，把全要素生产率变动（Total Factor Productivity Change, TFPch）分解为综合技术效率变动（Technical Efficiency Change ,TEch）和技术进步变动（Technical Change,TPch）；在规模效率可变（VRS）假设下，将综合技术效率变动进一步分解为纯技术效率变动（Pure Technical Efficiency,PTEch）和规模效率变动（Scale Efficiency Change,SEch）．基于DEA模型，Malmquist指数定义为：
M(xt,yt,xt+1,yt+1)=DtC(xt+1,yt+1)DtC(xt,yt)×Dt+1C(xt+1,yt+1)Dt+1C(xt,yt)12=
Dt+1C(xt+1,yt+1)DtC(xt,yt)×DtC(xt+1,yt+1)Dt+1C(xt+1,yt+1)×DtC(xt,yt)Dt+1C(xt,yt)12=TEch × TPch =
Dt+1V(xt+1,yt+1)DtV(xt,yt)×DtC(xt+1,yt+1)Dt+1C(xt+1,yt+1)×DtC(xt,yt)Dt+1C(xt,yt)12×Dt+1C(xt+1,yt+1)/Dt+1V(xt+1,yt+1)DtC(xt,yt)/DtV(xt,yt)=
PTEch × TPch × SEch = TFPch

式中TEch= PTEch × SEch；Dt(xt,yt)为距离函数，Dt(xt,yt)=inf{θ|(xt,yt)∈P(x)}， P(x)为一定技术条件下的生产可能集；DtC(xt,yt)和DtV(xt,yt)分别表示在规模效率不变（CRS）和规模效率可变（VRS）假设条件下所对应的距离函数，其值可由CCR模型和BCC模型求得.纯技术效率变动（PTEch）反映不同时期各决策单元相对于生产前沿面的距离，表征了各种生产要素的集约利用效率；技术进步变动（TPch）反映了生产前沿面的移动对生产率变化的贡献程度，用以测度技术改进、进步和创新；规模效率变动（SEch）反映了规模经济对生产率的影响［6］．当全要素生产率值（TFPch）大于１时，表示从t期到t+1期全要素生产率呈上升趋势；等于１时，表示从t期到t+1期全要素生产率不变；小于１时，表示从t期到t+1期全要素生产率呈下降趋势．PTEch，TPch，SEch呈现相类似的特性，当任一指数大于１，表示它是全要素生产率增长的原因；反之，则是全要素生产率下降的原因.
2015年张美恋：近年我国各省市自治区高技术产业投入产出的动态效率评价第5期1.3指标体系的构建与数据处理
为了对我国各地区高技术产业的投入产出的效率进行全面客观地评价，根据评价指标体系设置的系统性原则、可度量性原则、可比性原则，结合高技术产业自身的特点，在借鉴相关研究成果基础上，选取了一套相对完善适合省级区域高技术产业发展的指标体系，输入指标主要考虑人力和资金两个方面的投入，具体包括x1、x2、x3三个指标；产出指标主要考虑技术产出和专利发明及其技术转化，具体包括y1、y2、y3、y4四个指标，且所有的指标都是正向指标，不必进行标准化处理，涵义见表1.

表1输入输出指标涵义
输入指标涵义x1R&D人员x2R&D经费内部支出x3高技术产业投资额输入指标涵义y1有效专利数y2高技术产业主营业务收入y3规模以上工业企业新产品销售收入y4技术市场成交合同金额
本文选择我国31个省、市、自治区作为高技术产业发展效率评价的决策单元，考虑到数据的时效性，选取了最近5年的相关数据，所有数据来自2009～2014年《中国科技年鉴》（原始数据略），由于科研工作本身特点，考虑到科技活动的“投入”到“产出”之间存在一定的时滞，本文按照通常的处理方式，假定其时滞均为一年.采用2009～ 2012年的数据作为投入指标，相应的产出指标为2010～2013年的数据，根据DEA模型及Malmquist指数法分别对投入产出效率以及各效率的变动进行实证研究.由于同一个DEA模型中投入和产出涉及的年份不一致，为方便起见，下面涉及到的面板数据都以投入的年份（2009～2012）来说明.
2实证分析
2.1基于DEA模型的我国各地区高技术产业发展效率计算结果及分析
根据所建立的我国各地区的高技术产业发展评价指标体系及CCR模型和BCC模型，运用Deap2.1软件可计算出2009～2012年全国31个地区综合技术效率（TE）、纯技术效率（PTE）及规模效率（SE），结果见表2.

表22009～2012年我国各地区高技术产业投入产出相对效率
地区 2009 TE PTESE 2010 TE PTESE 2011 TE PTESE 2012 TE PTESE北京1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000天津1.0001.0001.0000.9560.9590.9971.0001.0001.0001.0001.0001.000河 北0.6230.9190.6780.4730.4800.9860.6160.6180.9970.6030.6040.999山 西0.3710.5530.6700.4840.4910.9850.5050.5060.9970.5030.5070.992内蒙古0.9631.0000.9630.4100.4170.9820.6900.7030.9831.0001.0001.000辽宁0.6580.8970.7330.5490.5660.9700.6750.6760.9980.6800.6810.999吉林0.7100.7120.9981.0001.0001.0001.0001.0001.0000.6000.6070.989黑龙江0.4170.5400.7720.5110.5140.9940.6760.6780.9970.6830.6870.994上海1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000江苏0.8951.0000.8951.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000浙江1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000安徽0.5420.5970.9080.7460.7790.9570.9070.9200.9870.8700.8720.998福建0.7200.7230.9950.8430.8450.9970.8580.8600.9980.7650.7670.997江西0.5210.5510.9450.6550.6640.9860.8780.8860.9910.9700.9800.989山东0.8831.0000.8830.8831.0000.8831.0001.0001.0000.8660.9720.891河南0.4590.4720.9710.5100.5250.9720.5770.5770.9990.8900.8910.999湖北0.5200.7240.7190.5510.5930.9300.7200.7300.9850.8830.8831.000湖南0.5690.6520.8730.7850.8250.9521.0001.0001.0001.0001.0001.000广东1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000广西0.7090.7200.9860.7220.7300.9890.7540.7600.9930.8920.9010.990海南1.0001.0001.0000.8231.0000.8230.7360.8160.9020.6510.7300.891重庆1.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000四川0.5870.6100.9620.6000.6040.9940.6760.6770.9990.7630.7690.992贵州0.6620.7150.9260.7680.8020.9580.7170.7270.9870.8530.8730.977云南0.5830.8090.7210.5360.5460.9800.6550.6640.9860.5900.5980.987西藏0.8721.0000.8720.3931.0000.3930.5921.0000.5920.4731.0000.473陕西0.3490.3720.9390.5550.5570.9970.6400.6410.9980.7840.7860.997甘肃0.6120.6910.8860.8890.9230.9631.0001.0001.0000.9891.0000.989青海1.0001.0001.0000.7490.8780.8520.6160.6610.9320.8070.8970.900宁夏0.6760.7160.9450.6700.9280.7220.6991.0000.6990.7450.8180.910新疆1.0001.0001.0001.0001.0001.0000.4720.5290.8930.4540.4670.973平均值0.7390.8060.9110.7440.7940.9440.7950.8270.9650.8170.8480.965
31个省、市、自治区在2009～2012年这4年的综合技术效率的均值、纯技术效率的均值、规模效率均值，以及各地区在全国的排名，见表3.
表32009～2012年我国各地区高技术产业投入产出效率均值及排序
地区 综合技术效率及排序TE排序纯技术效率及排序PTE 排序规模效率及排序SE排序北 京1.000 1～51.000 1～71.000 1～5天 津0.989 60.990 90.999 6河 北0.579 290.655 260.915 25山 西0.466 310.514 310.911 27内蒙古0.766 170.780 180.982 13辽宁0.641 240.705 240.925 22吉林0.828 110.830 150.997 7～8黑龙江0.572 300.605 290.939 21上海1.000 1～51.000 1～71.000 1～5江苏0.974 71.000 1～70.974 15浙江1.000 1～51.000 1～71.000 1～5安徽0.766 160.792 170.963 17福建0.797 130.799 160.997 7～8江西0.756 180.770 210.978 14山东0.908 80.993 80.914 26河南0.609 250.616 280.985 11湖北0.669 220.733 230.909 28湖南0.839 100.869 120.956 20广东1.000 1～51.000 1～71.000 1～5广西0.769 150.778 200.990 9海南0.803 120.887 110.904 29重庆1.000 1～51.000 1～71.000 1～5四川0.657 230.665 250.987 10贵州0.750 190.779 190.962 18云南0.591 260.654 270.919 24西藏0.583 271.000 1～70.583 31陕西0.582 280.589 300.983 12甘肃0.873 90.904 100.960 19青海0.793 140.859 140.921 23宁夏0.698 210.866 130.819 30新疆0.732 200.749 220.967 16平均值0.774 0.819 0.946 在2009～2012这4年中，各地区三种效率均值的折线图，见图1.
图12009~2012我国各地区高技术产业投入产出效率均值从全国层面上看，由表2可知，2009～2012年的综合技术效率分别为0.739，0.744，0.795，0.817，总体呈上升趋势，说明这几年高技术产业的综合效率逐年在提高；规模效率分别为0.911，0.944，0.965，0.965，这表明在产业规模不断扩大的同时规模效率也在不断提高；而纯技术效率分别为0.806，0.794，0.827，0.848，虽然中间有所波动，但总的趋势是增加的，说明我国总体高技术产业的技术水平和管理水平在不断进步.
从地区层面来看，根据表3的数据结果，我们可以将31个地区分成几种情况分析：第一层次是北京、上海、浙江、广东、重庆、天津和江苏7个地区，前五个地区4年的综合技术效率（TE）均达到1，即所有年份都是DEA有效的，说明这五个地区发展创新效率较高，技术水平和资源配置水平都是全国最高的.这5个地区中有三个是直辖市，另外一个直辖市天津除2010年外其余年份也都是DEA有效的，同样江苏除了2009外其余年份也都是DEA有效的.广东、浙江、江苏是较早对外开放的沿海地区，这些省市与其它地区比较有明显的科技竞争优势，这些地区普遍有许多的科研机构和高校，同时还有许多的高新科技园区，具有资金优势和人才优势，同时，国家也给予了许多优惠政策，为其高技术产业发展提供良好的条件.
第二层次依次是山东、甘肃、湖南、吉林、海南5个省份，它们的综合效率在0.8～1之间，说明这些地区高科技产业发展的综合效率、技术水平和资源配置水平在全国处于中上水平，山东2011年的综合技术效率是DEA有效的，纯技术效率除了2011年其它3年都达到1，说明山东省的科技水平是处于全国领先地位，只是规模效率方面规模报酬递增，因此有待进一步挖掘；甘肃和湖南各项效率都呈现逐年平稳上升的趋势，这说明这两个省份科技水平逐年提高，资源配置逐步优化；吉林省2010年和2011年的综合技术效率是DEA有效的，而2009年和2012年出现较大的波动，从而拉低了平均值；海南省的各项效率呈现逐年下降的趋势，这与海南省这几年的经济转向旅游产业，相应的科技投入及重视程度的下降不无关系.
第三层次依次是福建、青海、广西、内蒙古、安徽、江西、贵州、新疆、宁夏、湖北、四川、辽宁、河南13个省份，占总数近一半，平均综合技术效率在0.6～0.8之间，除了福建和青海其余省份的平均综合效率在平均值0.774以下.这些省份有11个是内陆地区，地理位置没有明显优势，改革开放时间相对比较晚，经济基础比较薄弱，科技方面的资金及人员的投入相对不足，因此随着改革开放的深入及西部大开发，这些省份的高技术产业有很大的提升空间.
第四层次依次是云南、西藏、陕西、河北、黑龙江、山西6个省份，平均综合技术效率都在0.6以下，综合技术效率、技术水平和资源配置总体在全国处于较低水平，云南、西藏、黑龙江是我国的西部和北部的边界省份，地理和气候环境制约了高技术产业的发展；而河北和山西主要以资源型、初加工为支柱产业，在高技术产业方面虽然这几年不断加大投入，但在产出方面效果还不明显.
2.2我国各地区高技术产业Malmquist指数测算结果及动态效率分析
根据Malmquist指数理论和全国各个地区高技术产业2009～2013年的面板数据，运用Deap2.1软件可计算出全国31个地区的全要素生产率变动指数（TFPch）、综合技术效率变动指数（TEch）、技术进步变动指数（TPch），以及纯技术效率变动指数（PTEch）和规模效率变动指数（SEch），测算结果见表4、表5.

表42009～2012年我国高技术产业平均Malmquist指数及其构成
年份TFPchTEchTPchPTEchSEch2010/20090.9361.0130.9240.9811.0322011/20100.9541.0850.8791.0571.0260.8471.0170.8331.0390.979平均值0.9111.0380.8781.0251.012表52009～2012年我国各地区高技术产业平均Malmquist指数及其构成
地区TFPchTEchTPchPTEchSEch北京0.9901.0000.9901.0001.000天津0.9641.0000.9641.0001.000河北0.8671.0050.8620.8861.135山西0.9161.1060.8280.9741.136内蒙古0.6920.7550.9160.7521.005辽宁0.9941.0220.9730.9221.108吉林0.8380.9670.8660.9700.996黑龙江1.1161.1960.9331.0991.088上海0.8871.0000.8871.0001.000江苏1.0141.0380.9771.0001.038浙江0.8361.0000.8361.0001.000安徽1.0211.1320.9021.0961.033福建0.8701.0150.8571.0141.001江西1.0531.2150.8671.1971.015山东0.9451.0090.9371.0001.009河南1.0851.240.8751.2341.005地区TFPchTEchTPchPTEchSEch湖北1.0101.1830.8531.0601.116湖南1.0381.2070.8601.1531.046广东0.8561.0000.8561.0001.000广西0.9031.0840.8331.0821.002海南0.6990.8960.781.0000.896重庆0.8391.0000.8391.0001.000四川1.0581.0840.9761.0721.011贵州0.9941.1370.8741.1181.016云南0.8930.9950.8970.8971.109西藏0.7120.7850.9081.0000.785陕西1.3761.2831.0731.2571.020甘肃1.0101.1780.8581.1311.041青海0.9000.9500.9471.0000.950宁夏0.8231.0550.7801.1150.946新疆0.4880.870.5620.9160.950平均值0.9111.0380.8781.0251.012从全国层面上看，由表4可见，2009～2012年我国全要素生产率变动指数（TFPch）平均值均小于1，说明全国的全要素生产率呈现不同程度的下降状态，综合技术效率变动指数（TEch）均大于1，而技术进步变动指数（TPch）均小于1，说明这些年全要素生产率的下降主要源于技术进步的下降，也就是技术创新的不足.一方面，由于综合技术效率变动（TEch）是由规模效率变动（SEch）和纯效率变动（PTEch）共同作用形成，纯技术效率变动和规模效率变动上升引起综合技术效率变动在不断上升，说明管理水平有所上升，资源配置趋于合理；另一方面，技术进步变动的下降说明高技术产业创新的下降，科技创新一直是阻碍我国科技发展的一个瓶颈，事实上，近年来各地区纷纷设立高新技术开发区，有的开发区模仿重复现象严重，创新能力不足，造成国家这几年整体的技术进步变动指数（TPch）出现下降的情况.
从地区层面来看，根据表5的数据结果，我们可以将31个地区分成分成几种类型分析：第一类型为高增长型，全要素生产率变动指数（TFPch）大于1.05，依次为陕西、黑龙江、河南、四川、江西5各省份，这5各省份的综合技术效率（TE）普遍较低，属于第三、第四层次，由于这些省份高技术产业基础比较薄弱，各项指数有较大的提升空间，随着科技方面人员和经费投入，技术效率不断提高，资源配置趋于合理，这些省份的全要素生产率呈高速上升的趋势.
第二类型为低增长型，全要素生产率变动指数（TFPch）在1～1.05之间，为湖南、安微、江苏、湖北，甘肃5个省份， 这5个省份的综合技术效率变动指数（TEch）均大于1，而技术进步变动指数（TPch）均小于1，说明这些省份的全要素生产率变动的小幅增长主要依靠综合技术效率变动的小幅提高，也就是纯技术效率变动和规模效率变动的提高，而技术进步变动呈下降趋势，体现了这些省份在科技创新方面的不足.
第三类型为徘徊型，全要素生产率变动指数（TFPch）在0.9～1之间，为辽宁、贵州、北京、天津、山东、山西、广西、青海8个省市，其中北京和天津4年均DEA有效，处于生产前沿面上，说明纯技术效率和规模效率已经达到相对最优，全要素生产率变动指数的变化主要是由技术进步的变动引起的，其余6个省份除青海外技术效率变动（TEch）均大于1，说明技术进步增长的放缓引起全要素生产率的徘徊.
第四类型为低速型，全要素生产率变动指数（TFPch）处于0.8～0.9，为云南、上海、福建、河北、广东、重庆、吉林、浙江、宁夏9个省市，其中上海、广东、重庆，浙江4个省市综合技术效率变动（TEch）均为1，综合技术效率（TE）均在第一层次，福建，河北，宁夏的综合技术效率变动（TEch）均大于1，同样说明这些省市的全要素生产率的变化主要是由技术进步的变化引起的，而吉林和云南的综合技术效率（TEch）和技术进步（TPch）均小于1，说明全要素生产率的下降受到综合技术效率变动下降和技术进步下降的双重影响.
第五类型为超低速型，全要素生产率变动指数（TFPch）小于0.8，为西藏、海南、内蒙古、新疆4个省自治区，这些省自治区的技术进步变动、纯技术效率变动和规模效率变动都处于下降的状态，这三者的共同作用使得全要素生产率处于超低速状态.
3结论
本文从投入产出的角度应用CCR模型和BCC模型，计算出2009～2012年全国31个地区评价高技术产业发展的综合技术效率、纯技术效率及规模效率，同时应用Malmquist指数理论计算出全国31个地区评价高技术产业发展的全要素生产率指数、技术效率变化指数、技术进步指数、纯技术效率变化指数和规模效率变化指数，得出以下结论：（1）从全国层面上看， 2009～2012年4年的综合技术效率总体呈上升趋势，说明这几年各地区高技术产业的平均综合效率逐年在提高，规模效率同样呈上升趋势，表明在产业规模不断扩大的同时规模效率也在不断提高；而纯技术效率虽然中间有所波动，但总的趋势是增加的，说明高技术产业的技术水平在不断的进步.（2）从地区层面来看，我国高技术产业效率存在很大差异，绝大部分地区的投入产出效率处于无效状态，即存在高技术投入浪费、科技资源利用率低下的现象.从地域上看，4个直辖市及华东地区效率相对较优，东北、华北、西南、西北综合技术效率相对较低，华中、华南处于中间状态，可以看出，我国高技术产业效率的分布，与我国各个地区的经济发展水平是正相关的，说明经济发展水平对高技术产业发展起决定性作用.（3）从全国层面上看，2009～2012年我国的全要素生产率呈现不同程度的下降状态，同样技术进步指数也呈下降趋势，而技术效率变化指数呈上升趋势，呈现一升一降的不协调波动，全要素生产率变动趋势与技术进步变动趋势保持一致，说明这些年全要素生产率的下降主要源于技术进步的下降，因此应加大科技研发力度，注重科技的引进的消化吸收和创新.（4）从地区层面来看，我国高技术产业全要素生产率存在很大差异，综合技术效率较高的地区总体比较平稳，基本分布在低增长型、徘徊型和低速型，这些地区经济发展水平也比较高，相应的高技术产业也比较发达；而高增长型和超低速型的地区综合技术效率普遍相对较低，全要素生产率波动较大，经济发展水平也比较低，高技术产业发展比较落后，这表明全要素生产率变动并非完全与经济发展水平同步，而是与高技术产业处于不同的发展阶段是紧密相关的.总之，不同区域或同一区域在不同时期的效率及全要素生产率不尽相同，各地区根据自身的实际情况采取相应有针对性的措施，不能盲目地照抄照搬其它先进地区的情况，同时要动态地调整自身的高技术产业方向，制定合理的发展规划策略.

参考文献：
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A Dynamic Efficiency Evaluation of Hightech  Industry 
Inputoutput  in China Based on DEA and Malmquist Index Method
ZHANG Meilian
(Science College，Jimei University，Xiamen Fujian 361021，China)
Abstract: Based on panel data of 31 provincial regions in our country from 2009 to 2013，the paper applies CCR , BCC and Malmquist index model to compare and analyze the technical efficiency and total factor productivity change index and its components of technical industry inputoutput in all regions. The results show the overall technical efficiency is rising, but there are great differences positively related to economic development level in various regions. The total factor productivity change declines due to technical change and it has little effect on the level of economic development. 
Key words: provincial regions; technical industry; efficiency; DEA; Malmquist Index 第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05003105

一类时滞SIQRS网络病毒传播模型的
稳定性和Hopf分支收稿日期：20150828
基金项目：安徽财经大学2015年度大学生科研创新基金项目（XSKY1529），安徽省高等学校省级自然科学研究项目（KJ2014A005）.
作者简介：尹发（1995-），男，安庆宿松人，本科,研究方向：网络安全；
张子振(1982-)，男，山东聊城人，博士，研究方向：网络安全.

尹发，张子振，王丽叶
（安徽财经大学管理科学与工程学院，安徽 蚌埠，233030）

摘要：考虑到网络中的计算机对网络病毒的临时免疫期，基于SIQR网络病毒传播模型提出了具有临时免疫期时滞的SIQRS网络病毒传播模型.利用特征方程方法，得到了模型有病毒平衡点局部渐近稳定和产生Hopf分支的充分条件.并给出一个仿真示例，对理论分析结果的正确性进行了验证.
关键词：时滞；Hopf分支；SIQRS模型；稳定性
中图分类号：O175.12文献标识码： A

引言
近年来，基于网络病毒的传播与传染疾病的传播相似性，有不少研究学者提出了不同的计算机网络病毒传播模型，研究计算机网络病毒的传播行为.文献［1］研究了一类改进的SIR网络病毒传播模型的稳定性，并给出产生分岔的充分条件.文献［2］和文献［3］分别研究了一类具有直接免疫的SIR和SIRS网络病毒传播模型.考虑到网络病毒的潜伏期，文献［4］则在SIR网络病毒传播模型的基础上，提出了一类SEIR网络病毒传播模型，并研究了模型的有病毒平衡点的稳定性.但是，以上网络病毒传播模型并未考虑到时滞因素.考虑到网络病毒的潜伏期时滞，文献［5］提出并研究了一下具有隔离策略的时滞SIQR网络病毒传播模型：
dS(t)dt=(1－p)b－βS(t－τ)I(t－τ)－dS(t),
dI(t)dt=βS(t－τ)I(t－τ)－(δ+d+α1+γ)I(t),
dQ(t)dt=δI(t)－(ε+d+α2)Q(t),
dR(t)dt=γI(t)+pb+εQ(t)－dR(t),  (1) 
其中，S(t),I(t),Q(t)和R(t)分别表示易感状态、感染状态、隔离状态和恢复状态节点在时刻t的数量.b，p， β， d， α1， α2， γ，δ和ε为系统（1）的参数，均具有和文献［5］相同的物理含义. τ为网络病毒的潜伏期时滞.文献［5］研究了系统（1）的全局吸引性和持续性，得到了一些有益的结果.显然，系统（1）是假设处于恢复状态的节点对网络病毒具有永久的免疫力，这与现实中的网络世界是不相符的.基于此，并考虑到恢复状态的节点对网络病毒的临时免疫期时滞，本文提出下列具有临时免疫期时滞的SIQRS网络病毒传播模型：
dS(t)dt=(1－p)b－βS(t)I(t)－dS(t)+ηR(t－τ),
dI(t)dt=βS(t)I(t)－(δ+d+α1+γ)I(t),
dQ(t)dt=δI(t)－(ε+d+α2)Q(t),
dR(t)dt=γI(t)+pb+εQ(t)－dR(t)－ηR(t－τ).  （2）
其中，η为恢复状态节点向易感节点的转化率，τ为恢复状态节点的临时免疫期时滞.
1有病毒平衡点的稳定性和Hopf分支的存在性
2015年尹发,等：一类时滞SIQRS网络病毒传播模型的稳定性和Hopf分支第5期 经过计算可知，如果R0=(1－p)bβ(d+η)+pbβηd(d+η)(δ+d+α1+γ)>1，则系统（2）存在唯一有病毒平衡点D*(S*,I*,Q*,R*)，其中
S*=δ+d+α1+γβ，
I*=(1－p)b(d+η)β+pbβη－d(d+η)(δ+d+α1+γ)βW*，
Q*=δI*ε+d+α2，
R*=pb+γI*+εQ*d+η，
W*=ηδ(d+α2)ε+d+α2+η(d+α1)+d(δ+d+α1+γ).
系统 (2) 在有病毒平衡点D*处的线性化系统为
dS(t)dt=a11S(t)+a12I(t)+b14R(t－τ),
dI(t)dt=a21S(t)+a22I(t),
dQ(t)dt=a32I(t)+a33Q(t),
dR(t)dt=a42I(t)+a43Q(t)+a44R(t)+b44R(t－τ),  (3)
其中
a11=－(d+βI*),a12=－βS*,a21=βI*,
a22=βS*－(δ+d+α1+γ),a32=δ,a33=－(ε+d+α2),
a42=γ,a43=ε,a44=－d,b14=η,b44=－η.
系统(3)的特征方程为：
λ4+A3λ3+A2λ2+A1λ+A0+(B3λ3+B2λ2+B1λ+B0)e－λτ=0. (4)
其中:
A0=－a12a21a33a44,A1=a12a21(a33+a44)－a11a33a44,
A2=a11a33+a11a44+a33a44－a12a21,
A3=－(a11+a33+a44),B0=a21(a33a42b14－a12a33b44－a32a43b14),
B1=a12a21b44－a11a33b44－a21a42b14,B2=(a11+a33)b44,B3=－b44.
当τ=0时， 方程（4）变为
 λ4+A3*λ3+A2*λ2+A1*λ+A0*=0,(5)
其中:
A0*=A0+B0,A1*=A1+B1,
A2*=A2+B2,A3*=A3+B3.
根据A3,B3的表达式可以得到A3+B3=3d+α2+ε+η+βI*>0.因此，如果条件(H1) （其中，条件(H1)即：方程(6)~(8) ）成立, 则系统（2）的有病毒平衡点D*是局部渐近稳定的.
Det2=A3*1
A1*A2*>0，(6)
Det3=A3*10
A1*A2*A3*
0A0*A1*>0，(7)
Det4=A3*100
A1*A2*A3*1
0A0*A1*A2*
000A0*>0.(8)
当 τ>0时， 令λ=iω(ω>0)为方程（4）的一个根.则可以得到:
(B1ω－B3ω3)sinτω+(B0－B2ω2)cosτω=A2ω2－ω4－A0,
(B1ω－B3ω3)cosτω－(B0－B2ω2)sinτω=A3ω3－A1ω.  （9）
进而，得到
ω8+c3ω6+c2ω4+c1ω2+c0=0， （10）
其中，
c0=A20－B20，c1=A21－B21－2A0A2+2B0B2，
c2=A22－B22+2A0－2A1A3+2B1B3，c3=A23－B23－2A2.
令 ω2=v，则方程（10）变为
v4+c3v3+c2v2+c1v+c0=0. （11）
关于方程（11）根的分布，类似于文献［6］中的讨论.根据文献［6］中的讨论结果，并考虑到如果系统（2）的所有参数值给定，那么方程（11）的根很容易由Matlab软件计算得到.因此，为了给出本文主要结果，做出下列假设：
(H2)： 方程(11)至少存在一个正实根.
如果条件 (H2)成立，即方程(11)至少存在一个正实根，则方程（11）至少存在一个正实根 v0使得方程（4）存在一对纯虚根±iω0=±v0.对于ω0，根据方程（9）可以得到相应的时滞临界值
τ0=1ω0arccosp6ω60+p4ω40+p2ω20+p0q6ω60+q4ω40+q2ω20+q0,
因此，
p0=－A0B0，p2=A0B2－A1B1+A2B0，
p4=A1B3－A2B2+A3B1－B0，
p6=B2－A3B3，q0=B20，q2=B21－2B0B2，
q4=B22－2B1B3，q6=B23.
对方程（4）左右两边同时求λ关于τ的导数，可以得到
dλdτ1－1=－4λ3+3A3λ2+2A2λ+A1λ(λ4+A3λ3+A2λ2+A1λ+A0)+3B3λ2+2B2λ+B1λ(B3λ3+B2λ2+B1λ+B0).
因此， 
Redλdτ-1τ = τ0   = f′(v* )B23ω60 + (B22-2B1 B3 )ω40 + (B21-2B0 B2 )ω20 + B20，
其中，v*=ω20，f(v)=v4+c3v3+c2v2+c1v+c0.
因此，如果条件(H3)，即，f′(v*)≠0，成立，则 Re dλdτ-1τ = τ0  ≠0.根据文献［7］中所介绍的Hopf 分支定理可以得到下列结论.
定理1如果条件(H1)~(H3)成立， 则当τ∈［0,τ0)时，系统（2）的有病毒平衡点 D*(S*,I*,Q*,R*)是渐近稳定的；当τ=τ0时，系统（2）在有病毒平衡点D*(S*,I*,Q*,R*)处产生Hopf分支，并在τ=τ0附近产生一簇周期解. 
2仿真示例
令b=10,d=0.01,p=0.2,α1=0.01,α2=0.02,β=0.1,γ=0.5,δ=0.1, ε=0.1, η=0.5. 可以得到系统(2)的一个仿真示例：
dS(t)dt=8－0.1S(t)I(t)－0.01S(t)+0.5R(t－τ),
dI(t)dt=0.1S(t)I(t)－0.62I(t),
dQ(t)dt=0.1I(t)－0.12Q(t),
dR(t)dt=0.5I(t)+2+0.1Q(t)－0.01R(t)－0.5R(t－τ).  （12）
利用Matlab软件经过计算可以得到，R0=160.657 8>1并得到系统（12）的唯一有病毒平衡点D*(6.2,182.238 3,140.183 3,210.073 5)，并且可以验证条件(H1)是成立的.进而，有ω0=1.002 9，τ0=9.667 2.根据定理1可知，当τ∈(0,9.667 2)时，系统（12）是渐近稳定的，当τ>τ0=9.667 2时则系统（12）失去稳定性，并产生Hopf分支.仿真效果如图1~4所示.

图1当τ=8.35∈(0,9.667 2)时，系统（12）SIQ相图图2当τ=8.35∈(0,9.667 2)时，系统（12）IQR相图

图3当τ=12.25>τ0=9.667 2时，系统（12）SIQ相图图4当τ=12.25>τ0=9.667 2时，系统（12）IQR相图
3结论
基于文献［5］中所提出的SIQR网络病毒传播模型，并考虑到网络中恢复状态节点对病毒的临时免疫期，本文提出了一类具有临时免疫期时滞的SIQRS网络病毒传播模型.首先给出有病毒平衡点存在的条件，进而以恢复状态节点的临时免疫期时滞为分支参数，通过分析相应特征方程根的分布，讨论了有病毒平衡点局部渐近稳定性和Hopf分支的存在性，得到有病毒平衡点局部渐近稳定性和Hopf分支存在的充分条件.最后，给出一个仿真示例对所得理论分析结果的正确性进行了验证.Hopf分支的发生，将不利于控制网络病毒传播有效措施的制定.因此，应该采取有效措施对系统（2）Hopf分支的产生进行控制.

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Stability and Hopf Bifurcation of a Delayed SIQRS Model 
for Computer Virus Propagation 

YIN Fa, ZHANG Zizhen, WANG Liye
(School of Management Science and Engineering, Anhui University of Finance and Economics, Bengbu Anhui233030, China)

Abstract: Considering the temporary immunity period of the recovered computers in the Internet, a delayed SIQRS model is proposed based on the SIQR computer virus propagation model. Sufficient conditions for the locally asymptotical stability and existence of Hopf bifurcation are obtained by  the characteristic equation method. A simulation example is given to test the theoretical results. 
Key words: time delay; Hopf bifurcation; SIQRS model; stability第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 20152015年马健，等：基于面向多对象的网络化信息安全风险评估算法研究第5期文章编号：16732103（2015）05003606

基于面向多对象的网络化信息安全风险评估算法研究收稿日期：20151005
基金项目：2013年安徽省教育厅质量工程项目：“网络技术示范实验实训中心”（2013sxzx055）；亳州职业技术学院院级课题（BYK1511）；亳州职业技术学院院级软件技术专业综合教改项目（201201）．
作者简介：马健（1980-），男，辽宁义县人，讲师，硕士，研究方向：数据挖掘、网络安全.

马健,董辉,朱庆友
（亳州职业技术学院信息工程系,安徽亳州 236800）

摘要：计算机网络空间下的信息安全风险评估是信息安全风险评估的重要组成部分。由于网络的普遍应用，人们越来越关注网络中信息的安全问题，计算机网络空间下的信息安全风险评估是信息拥有者最关心的问题之一.本文为了解决网络化信息系统的安全问题，通过实验数据分析，得出了信息安全风险的级别，为今后网络管理提供了一定的数据参考.
关键字：网络化；信息安全；风险评估
中图分类号：TP393文献标识码：A

随着计算机技术的发展和信息系统的广泛应用，人们对信息越来越依赖，国家政府部门、企事业单位和商业组织等机构都使用了信息系统，网络化信息系统备受人们关注，同时，网络化信息系统安全问题已经被世人瞩目，如何防范信息泄露、网络攻击等问题涉及到网络化信息系统的安全风险级别.
目前，大多数网络化的信息系统在评估中都采用分级评估，而且是单一评估模式，不能快速的解决问题，还浪费大量的人力、财力.因此，本文提出了一种基于面向对象的网络化信息安全风险评估方法，该方法主要是对广义权距离进行研究.通过对网络化信息安全风险进行分析，建立一个适合多系统、多级别的网络评估模型，对影响因素进行初始化赋值，通过拉格朗日函数进行计算，得到信息系统安全状态矩阵，从而确定了各级的信息系统所面临的安全风险等级［1］.
1网络化信息安全风险分析
网络化信息安全从定义上来分析，是包括网络系统中的软硬件资源和数据在存储、传输等过程中的安全.网络化信息安全可以从五个方面来概述它的特征，第一，保密性， 信息不能被非授权用户或实体所使用，只能被授权的用户进行合法的正常使用，保证了授权用户的利益.第二，完整性，信息只有在授权用户下可以进行修改等操作，对于非授权用户无权进行修改和破坏等操作，进而保证了信息的完整［1］.第三，实用性，经过授权的用户或实体能够正常使用该信息，能够保证信息在传输、请求和回复及时、正确.第四，可控性，保证信息在传递的过程中，能够被有效地合法控制，不会被第三方泄密.第五，可审查性，信息在被使用之后，要有信息日志，可以被得到的授权方查看，为以后出现的问题得到解决的依据.
安全风险分析在网络化信息系统安全风险评估中起着至关重要的作用，安全风险分析有助于对资产及其价值等相关的风险等级确定.对于整个网络化的信息安全风险评估的过程，可以有针对性的对评估系统中资产识别与赋值、威胁性、脆弱点、控制等进行分析，确立风险等级，得出对企业和事业单位有价值的、科学的安全风险评估报告.通过网络化信息安全风险分析可以将复杂的问题进行简单化解决，为今后的安全人员提供帮助.
分级系统的信息安全对整个网络化信息安全系统起着决定性的作用，该模型转化公式：风险=资产识别与赋值×威胁×弱点×控制，根据其公式设计其信息安全评估模型如图1所示［2］.图1网络化多系统全风险评估模型框架资产识别与赋值评估模块负责对分系统的资源进行评估，要对各类资产进行价值分析，充分了解资产的来源、使用、维护及其管理等情况，确定资产受保护的价值和层次，使其能够合理的、科学的对现有资产进行管理并赋值［3］.同时，为以后的资产的更新和变动，提供了重要的评估依据.
资产价值衡量主要包括资产保密性、完整性和实用性三个方面，一般情况下很难精确的对资产进行价值评估，本文采用的是CIA方法，对资产进行赋值分析.对资产保密性和资产完整性进行赋值，如表1和表2所示.表1资产保密性赋值
赋值标识定义1低公开的信息资源，共同使用的设备资源等信息资产2较低仅在内部使用和公开的信息，不能向外公开的或者可能造成破坏影响的信息3中等具有一定程度的隐秘性，一旦泄露会造成安全和利益受损，只有相关人员能够接触到的信息4较高具有重要的机密，泄露会造成安全和利益受到严重破坏5高最高机密，决定整个机构的根本利益和安全，一旦泄露，影响巨大.表2资产完整性赋值
赋值标识定义1低非授权用户修改或者破坏了信息，造成的损失可用不计2较低非授权用户修改或者破坏了信息，造成的损失容易挽回3中等非授权用户修改或者破坏了信息，利益损失较明显，但可用补救4较高非授权用户修改或者破坏了信息，对利益损害很大，很难弥补5高非授权用户修改或者破坏了信息，对利益损害非常大，基本不能弥补威胁性评估模块主要检测网络中受攻击的节点，及其所受到的威胁指数.威胁来源于网络、系统、应用和数据的弱点等，对资产造成破坏或利益损失［4］.在威胁性评估模块中要对资产进行保护，对威胁进行识别和赋值，通常使用PT用来表示威胁发生的可能性，用IT表示威胁的影响度.可能性威胁PT的最大值是每个资产受到威胁的叠加，那么最大值可以描述为：PT=max(PT业务，PT系统，PT逻辑区域，PT物理区域).威胁性赋值如表3所示.表3威胁性赋值
赋值标识定义1低受到威胁的情况的概率在0%~1%，非常低较低受到威胁的情况的概率为小于20%，一般情况下不会发生3中等受到威胁的情况的概率在20%~50%，可能发生了，但没有被发现4较高受到威胁的情况的概率在50%~90%，发生过5高受到威胁的情况的概率大于90%，发生过很多次2015年菏泽学院学报第5期弱点性评估模块主要是对网络中信息系统各节点进行深度扫描，检测各分系统是否存在漏洞，使用量化模型对检测出的漏洞信息进行转换.弱点性评估主要包括物理安全、网络安全、系统安全、应用安全和安全管理几个方面［5］，对于弱点性的被利用的等级可以用赋值表示，如表4所示.表4弱点性赋值
赋值标识定义1低弱点基本不能被利用，几乎没有可能成功2较低弱点不容易被利用，成功率较小3中等弱点较为容易被利用，成功的机会一般4较高弱点容易被利用，成功的可能性较大5高弱点非常容易被利用，成功的概率非常高控制评估模块主要是降低威胁性的发生、减少安全脆弱性和减少威胁发生而造成的损害.要合理的识别控制措施，确认控制措施的有效性，避免控制措施重复工作，将控制措施科学的、完善的实施.为了更好的实现安全控制，对安全控制措施进行赋值，如表5所示.表5安全控制措施赋值
赋值标识定义1低几乎没有安全控制机制，没有形成相应的制度2较低在安全风险方面有一定的经验，可以进行预防、处理等操作3中等在安全风险方面有预防机制，可以针对性的去预防、处理等操作4较高在安全风险方面有针对性的防范措施，对预防、处理有详细的量化指标5高在安全风险方面进行详细的、针对性强的安全机制预防，根据量化指标的前提下可以不断的优化通过网络化信息风险评估模型，可以得出信息系统风险所处的状态等级，可以为安全人员进行科学的指导，从而进行合理的实施信息安全决策.［5］
2基于广义权距离的信息安全风险评估方法设网络系统中n个分系统组成的评估对象集为T=t1，t2，…，tn.各分系统所对应的指标集S=s1，s2，…，sm，则分系统用指标特征向量可表示为：
rj=r1j，r2j，…rmjT（1）
进而描述待评估的n个分系统的指标特征矩阵为：
r11r12…r1n
r21r22…r2n
…
rm1rm2…rnm=R=(rij)mxn（2）
其中，rij表示对象j的第i个对系统评估指标的量级.
又设信息评估的分系统的信息安全等级为r级，因而组成的等级的集合为L=l1，l2，…，lr，则可以用向量来表示每一等级，那么等级K就可以表示为：
sk=（s1k，s2k，…，smk）T（3）
由此通过向量可建立的标准等级矩阵，由公式（4）所示：
s11s12…s1r
s21s22…s2r
…
sm1sm2…smr=S=(sik)mxr（4）
在上式中需要的数据可以由专家通过以往的经验给出初始值，其中各信息安全评估分系统中j与k的大小等级差异利用广义距离表示，如公式（5）所示：
＝｜｜｜rj-sk｜｜｜=r1j-s1kp+r2j-s2kp+…+rij-sikp+…+rmj-smkp1p=∑mi=1rij-sikp1p（5）
其中，广义距离参数用p表示.
对于公式（5）所表示的是针对各指标程度相同的情况，不能表达出不同指标影响的不同程度情况，所以组成一个向量为Wj的权重集合，其中设对象j为各指标权重系数，由此公式（6）所示；
Wj=（w1j，w2j，…，wmj）T（6）
其中，0≤wij≤1，∑mi=1wij=1.则对象j与等级k之间的差异用广义权距离描述为：
‖Wj|rj-sk｜｜｜=（w1jr1j-s1k）p+…+（wmjrmj-smk）p1p=∑mi=1（wijrij-sik）p1p（7）
假设所有分系统状态评估得到的矩阵为U，则
U=u11u12…u1n
u21u22…u2n
…
ur1ur2…urn=(ukj)rxn（8）
其中，ukj表示j属于k的隶属度值，0≤ukj≤1，∑rk=1ukj=1，∑nj=1ukj>0.为了更好的表达j的状态和等级k之间的差异性，用等级k的隶属度ukj，来表达广义权距离乘以j的状态，由公式（9）所示.
d(rj,sk)=ukj‖Wj|rj－sk｜｜｜（9）
所以d(rj,sk)则为j和k间的加权广义权距离.
通过建立目标函数求得矩阵U，使广义权距离的平方和最小，
min{F(ukj)=∑nj=1∑rk=1［d(rj,sk)］2=∑nj=1∑rk=1［ukj‖Wj｜rj－sk｜｜｜ ］2}（10）
由公式（10）可以改变为公式（11）所示：
minF(ukj)=∑nj=1min∑rk=1u2kj［∑mi=1(wijrij－sik)p］2p（11）
通过目标函数和等式约束构造的Lagrange函数由公式（12）所示：
L(ukj,λ)=∑rk=1u2kj∑mi=1(wijrij－sik)p－λ∑rk=1ukj－1（12）
L(ukj,λ)ukj=2ukj∑mi=1wijrij－sikp2p－λ=0 （13）
L(ukj,λ)λ=∑rk=1ukj－1=0（14）
由公式（13）和公式（14）得：
λ=2∑rk=11∑mi=1wijrij－sikp2p（15）
由公式（13）和公式（15）得：
ukj=1∑mi=1wijrij－sikp2p∑rl=11∑mi=1wijrij－silp2p （16）
因此可以由公式（2）、公式（4）、公式（6）、公式（16）可求解出公式（8），根据最大隶属度原则，对各个分系统进行分析，从而得到风险等级级别，进而来得出整个网络化的信息系统安全的风险等级.
3信息安全风险评估算法应用分析
本文依据某单位在网络化信息系统安全状态下进行评估，可以为该单位的系统安全等级进行提示，负责安全人员可以根据安全级别进行科学的、合理的对网络中信息受到的威胁和破坏进行预防和管理.
该网络化信息系统是由数据服务器、普通办公计算机、各种网络连接设备、输入\输出设备、操作系统（windows xp、windows 2003 server）和应用软件平台等分系统构成.为了精确的算出该系统等级，通过网络化信息系统安全风险评估模型的分析，采用广义权距离算法对风险进行有效的评估.［6］首先，根据风险安全等级从低到高，建立一个安全等级标准的矩阵用S表示，在矩阵中行表示为资产、威胁、弱点和控制指标index1,index2,index3,index4，列表示为五个安全风险等级{低、较低、中等、较高、高}组成的集合为{Ⅰ，Ⅱ，…，Ⅴ}.其次，通过对数据进行分析，可以建立一个当前系统状态指标的矩阵，用R表示，其中S和R表示如下：
S=12345
12345
12345
12345 ，R=512415
321324
541534
431212
再次，根据专家的经验，给出指标权重为：Wj=(0.4,0.3,0.3，0.2)T;j=1,2,…6，然后，取广义距离参数p=2，m=3 由公式（16）得：
ukj=1∑3i=1wijrij－sij2∑5i=11∑3i=1wijrij－sij2
从而得出：
U=0.032 10.218 90.439 00.026 80.254 90.017 5
0.059 90.397 20.418 00.065 70.465 90.025 8
0.124 90.199 90.076 90.200 10.163 80.076 9
0.389 70.108 60.033 60.526 80.059 80.457 3
0.369 70.056 60.020 10.176 80.029 80.404 8
4结果分析
根据U中得出的数据和隶属度最大的原则，可以看出该单位网络中的分级系统的信息安全状态的等级如表6所示.
表6分系统的安全等级
度值及风险
等级数据服
务器办公计
算机网络连
接设备输入\输出设备〖〗操作系统〖〗应用软件平台隶属度值0.389 70.397 20.439 00.526 80.465 90.457 3ⅣⅡⅠⅣⅡⅣ针对分系统的安全等级表中的数据分析，可以得出，网络化系统中的服务器、输入和输出设备、应用软件平台受到的风险等级较高，网络连接设备所处的风险等级较低，对于高风险的信息系统，需要管理人员及时的去处理，将安全风险的系数降到最低，保证网络化的信息系统的正常运行.
5总结
本文从网络化的信息系统安全风险评估的实际需要入手，依据评估的因素，并在广义权距离算法的基础上建立了网络化信息安全风险评估模型，采用了拉格朗日函数解决了构造矩阵的复杂问题，从原来单一系统的评估检测改为多分级系统的信息安全评估，有利于科学的进行管理整个系统，同时节省了评估检测时间和资源，提高了系统安全防护和进行预防的安全策略，为将来网络化的信息系统安全评估奠定了基础.

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Research on Risk Assessment of Network Information 
Security Based on Multiple Objects

MA Jian,  DONG Hui,  ZHU Qingyou
（Department of Information Engineering, Bozhou Vocational and Technical College, Bozhou Anhui 236800, China）

Abstract: Information security risk assessment is of much importance in computer network. With the widespread application of the network, people pay more and more attention to the security of information in the network. In order to solve the security problems of network information system, an analysis of experimental data gives levels of information security risks, providing reference data for the future network management.
Key words: network; information security; risk assessment第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 20152015年郑若鹢： Java环境下各种分布随机数的生成研究与实现第5期文章编号：16732103（2015）05004205

 Java环境下各种分布随机数的生成研究与实现收稿日期：20151005
基金项目：福建省教育厅科技项目（JB14175）
作者简介：郑若鹢(1969-)，男，硕士，副教授，研究方向：计算机网络，系统集成及其软件支撑环境.

郑若鹢
（福州职业技术学院计算机系,福建福州 350108）

摘要：随机数广泛地运用于软件测试、系统仿真、游戏等领域.针对伪随机数的生成这一重要问题，说明了均匀分布的伪随机数的产生，详细阐述了通过均匀分布的伪随机数来产生非均匀分布的连续型随机数和离散型随机数的原理及生成算法，并给出了的服从正态分布、指数分布、二项分布、泊松分布的随机数的java实现.
关键字：伪随机数；非均匀分布；连续型分布；离散型分布；Java
中图分类号:TP312文献标识码:A

引言
随机数已经广泛地应用于仿真、信息安全、数值分析、通讯系统、决策、软件测试和游戏等领域［1~3］.比如在计算机仿真学中，就是通过建立数学模型、编制程序，运用随机数据对真实系统模拟，研究系统的行为或特性，随机数的生成方法是计算机仿真的基础［4~5］.
计算机中产生随机数的方法有两种，一是物理方法，也就是一种通过物理过程而不是计算机程序来生成随机数字的方法，通过不断收集非确定性的设备事件，比如物理噪音，周围的wifi信号强度，鼠标移动方向和速度，甚至光线强度变化，等等，这类随机数称为真随机数［6］，它的优点是随机性很好，但无法进行重复实验以及复查检查；另一种是数学方法，也就是在计算机上用数学方法而产生的数列，是依照某种算法产生的，不是真正的随机数，这类随机数称为伪随机数，它的优点是产生速度快，移植性强，但伪随机数是由随机种子根据一定的计算方法计算出来的数值，所以，只要计算方法一定，随机种子一定，那么产生的随机数就不会变.
1均匀分布随机数的生成
在生产实际和科学研究中，人们提出了多种不同的伪随机数生成算法，常见的有平方取中法、Fibonacci方法、线性同余法、混沌映射法、无理数变换法等，其中线性同余法［7~8］是目前最常采用的伪随机数的生成方法.
线性同余法（Linear Congruential Generator,LCG for short）是Lehmer于1951年提出的，此方法是利用数论中的同余运算来产生随机数，因此称为同余法.其递推公式为：
xi+1=(axi+b)modM
ri=xiM(i=0,1,…) 
其中M为模数，a为乘数，b为增量，x0为种子，且xi,a,b,M均为非负整数.
显然由上面公式得到的xi(i=0,1,…)满足：0≤xi<M.因此0≤ri<1.选定a,b,M和种子x0后，产生的数列{xi}将有一个循环出现的周期T.为了增加ri在区间［0，1］中密集度和均匀度，M取值越大越好，得到周期长且均匀性随机好的数列，使随机数序列具有良好的统计特性，选择适当的参数a,b,M及x0,非常关键，因此如何选取参数成为研究人员关注的问题.为了线性同余法能得到较大周期的随机数序列，通常要做到：
1）b和M互质;
2）M的所有质因子p，式a≡1(mod p)成立;
3）若M是4的倍数，则a≡1(mod 4)也同时成立.
在Java语言中，如果想获取［0,N)（N为自然数）的随机数，可以通过java.util.Random的nextInt()方法来得到，关键的代码如下：

private static final long multiplier = 0x5DEECE66DL;
private static final long addend = 0xBL;
private static final long mask = (1L << 48) - 1;
…
protected int next(int bits) {
long oldseed, nextseed;
AtomicLong seed = this.seed;
do {
oldseed = seed.get();
nextseed = (oldseed * multiplier + addend) & mask;
} while (!seed.compareAndSet(oldseed, nextseed));
return (int)(nextseed > > > (48 - bits)); 
} 
从代码可以看出，jdk就是采用线性同余法生成随机数的，其中各参数分别是a=0x5DEECE66DL,b=0xBL,M=248，因为x & ((1L << 48)–1)与 x(mod 248)运算是等价的.而种子x0可以由用户指定，也可以由系统产生.
2015年 菏泽学院学报 第5期2非均匀分布的连续型随机数的生成
在模拟理论和计算机仿真、控制系统的研究中，经常需要特定概率分布的连续型随机数，如正态分布(Normal distribution,或高斯分布Gaussian distribution)，指数分布(exponential distribution)等非均匀分布的随机数.要得到非均匀分布的随机数，通常的做法是，先求得均匀分布的随机数，再通过一定的数学方法进行变换演变出非均匀分布的随机数.
2.1正态分布随机数的生成
若连续型随机变量X的概率密度函数为
f(x)=12πσexp(－(x－μ)22σ2)
其中μ,σ为常数，σ>0，则这个随机变量X就是正态随机变量，称X服从参数为μ,σ的正态分布(高斯分布［9~10］)，记作X~Nμ,σ2.当满足μ=0,σ=1时，正态分布则为标准正态分布：
f(x)=12πexp(－x22)
要生成正态分布的连续型随机数有多种办法，推荐使用极化方法(polar method) ，它是在Box-Muller变换法基础上改进得到的.
变换法就是通过变换式将均匀分布的随机数变换成非均匀分布的随机数.如果有两个相互独立且在区间［0,1］均匀分布的随机数U1和U2，Box-Muller变换法通过如下公式进行变换.
X=－2lnU1cos2πU2
Y=－2lnU1sin2πU2 
令U1=s，U2=θ/2π,其中极坐标系两个坐标(s,θ)对应直角坐标系的两坐标(u,v)，则得到极化方法：
X=－2lnU1cos2πU2=－2lnsus=u·－2lnss
Y=－2lnU1sin2πU2=－2lnsvs=v·－2lnss 
所转换得到的X、Y也必然是相互独立的，且服从N(0,1)的标准正态分布.
除了Box-Muller变换法，还有中心极限定理法、反函数等方法也可以得到正态分布，但就软件实现来说，Box-Muller变换法，特别是极化方法，省掉了正弦和余弦的运算，运算速度快，并且精确度高，而用中心极限定理需要多个相互独立的均匀分布的随机序列，因此推荐使用这种方法.
在Java语言中，如果想获取正态分布的随机数，可以通过极化方法来得到，相关的部分代码如下：
double v1, v2, s;
do {
v1 = 2 * nextDouble() - 1; //界于-1与1之间
v2 = 2 * nextDouble() - 1; //界于-1与1之间
 s = v1 * v1 + v2 * v2;
} while (s >= 1 || s == 0);
double multiplier = StrictMath.sqrt(-2 * StrictMath.log(s)/s);
return v1 * multiplier
这里采用线性极化方法来生成正态分布的随机数，v1就是公式中的u,v2就是公式中的v， 方法nextDouble ()的返回一个在区间［0,1］之间均匀分布的伪随机数.返回的v1 * multiplier的值就是所需要正态分布的随机数.
2.2指数分布随机数的生成
若连续型随机变量X的概率密度函数为
f(x)=λe－λxx>0
0x≤0  
其中λ>0为常数(衰减指数)，则称这个随机变量X服从参数为λ的指数分布［11-13］，记作E(λ).
要生成指数分布的随机数也有多种办法，比较常用的是用反函数来实现.它的基本原理是：设随机数X的分布函数F(x)是连续函数，而且Y是在区间［0,1］均匀分布的随机数，令R=F-1(y)，则R与X有相同分布.
指数分布的分布函数为：
F(x)=0x≤0
1－e－λxx>0 
可以看出，F(x)是单调递增函数， 0≤F(x)<1，其反函数为：
x=－1λln(1－F(y)),0≤F(y)<1(1)
当随机变量F(y)～U(0, 1),则1－F(y) ～U(0, 1)，即两者都为在（0,1）区间内均匀分布的随机数，因此从式(1)可得到
y=－1λln(z),z~U(0, 1)(2)
也就是当z是区间0和1之间的均匀分布的随机数时，产生的随机数序列{yn}为服从指数分布的随机数.
在Java语言中，如果想获取指数分布的随机数，可以通过java.lang.Math的random()方法来得到均匀的随机数{xn}，再通过式(2)产生指数分布的随机数{yn}，实现的关键代码如下： 
double y, z,k;//k为的λ值
intn;//n为随机数的个数
for(int i=0; i<n; i++) {
z = Math.random();
y = -(1/k) * Math.log(z);
System.out.println(x);
}
3非均匀分布的离散型随机数的生成
在通讯系统仿真、交通路口车流量仿真等研究中，经常用到二项分布(Binomial Distribution)、泊松分布(Poisson distribution) 离散型随机数［14~15］.离散型随机数可以由连续随机数通过取整或舍入等途径转换而得.
3.1二项分布随机数的生成
进行n次独立重复的伯努利试验，每次试验事件A发生的概率为p，若以ξ表示n次重复的伯努利试验中事件A发生的次数，则它的分布列是：
p(ξ=i)=Cinpiqn－i,(i=0,1,2,…,n)
其中0<p<1，q=1-p ;这种分布即为二项分布，记作B(n,p)，其中n,p为参数，并称ξ服从参数为n,p的二项分布，记作ξ～B(n,p).
可见，要生成随机变量X～B(n,p)，只要先产生n个单位均匀分布的随机数r1，r2，…，rn； 统计ri(i=1，2，…，n)中满足 ri≤ p的个数xi，即得到一个随机数；重复循环得到: x1，x2，…，xk即所求随机数列.
在Java语言中，如果想获取二项分布的随机数，可以通过java.lang.Math的random()方法来得到区间(0,1)内的分布均匀的随机数，通过上述方法得到二项分布的随机数{xk}，实现的关键代码如下：
intn;
doublep,r;
int x = 0;
for (int i=0;i<n ;i++)
{
r = Math.random();
if (r<p)x++;
}
return x
3.2泊松分布随机数的生成 
若随机变量ξ的分布列是
p(ξ=i)=λii!e－λ,i=0,1,2,…
其中λ>0，这种分布就是泊松分布，记作P(λ),其中λ是参数，并称ξ服从参数为λ的泊松分布，记作ξ~ P(λ).
要生成随机变量ξ~ P(λ)，假设r1, r2, …在区间（0,1）之间均匀分布的随机数序列，不等式r1 · r2 ·…· rk+1 <e-λ的第一次成立时，整数k即是所求的第一个随机数.不要使用用过的k+1个随机数，重复上面的步骤就可以得到服从泊松分布的随机数{Ki}.
在Java语言中，如果想获取泊松分布的随机数，实现的关键代码如下：
double m = Math.exp(-lmd);//lmd为λ的值
double p = 1.0;
int k = 0;
do {
k++;
p *= Math.random();
} while (p > m);
return k - 1;
4结束语
伪随机数在软件测试、系统仿真、游戏等领域具有广泛的应用，使得人们对随机数产生提出越来越高的要求，通常要得到高质量的随机数，理论上要尽量做到随机性、独立性强，周期越长越好，算法实现上简单，高效［16-17］.本文研究了均匀分布随机数和非均匀分布随机数的产生方法，并进行了java实现，供相关技术人员选择使用，具有较大的实用价值.

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Research and Implementation of the Generation 
of Random Numbers in Java Environment
ZHENG Ruoyi 
(Computer Science Department, Fuzhou Institute of Technology, Fuzhou Fujian 350108, China)
Abstract: Random numbers are widely used in the field of software testing, system simulation, games and so on. Concentrating on the generation of random numbers, this essay explains how the uniformly distributed pseudorandom numbers are produced. And through presenting algorithms and their theories, the essay elaborates how to generate nonuniform distribution numbers including continuous distribution and discrete distribution with original uniform distribution numbers. Then after, it introduces several instances in java to generate random numbers subjected to normal distribution, exponential distribution, binomial distribution and poisson distribution respectively. 
Key words: pseudorandom number; nonuniform distribution; continuous distribution; discrete distribution; Java第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05004704

数据挖掘中常用分类算法的分析比较收稿日期：20150905
作者简介：丁浩（1974-），男，安徽泗县人，讲师，硕士，研究方向：人工智能与数据挖掘、应用数学（概率统计）.

丁浩
 (安徽工商职业学院 国际贸易系,安徽 合肥 231131)

摘要：分类是最基本的一种认知形式，因此数据分类也是数据挖掘中一项非常重要的工作.随着大数据时代的来临，面对海量数据，各种分类算法和技术在准确性、时间效率、鲁棒性等方面都或多或少地出现了一些问题.在对数据挖掘中的分类技术研究的基础上，通过对各种常用分类算法的分析比较，总结了各自的优点、缺陷和适用情境，并对数据挖掘分类技术的未来发展进行了展望.
关键词：数据挖掘；分类算法；决策树；神经网络；朴素贝叶斯
中图分类号：TP391文献标识码：A

1数据挖掘中的分类问题及其研究现状
从本质上来说，数据挖掘（Data Mining）就是“从大量数据中获取有效的、潜在有用的并且最终可理解的知识或模式的非平凡过程”［1］.可以这样理解，就是从大量的数据里提取或者“挖掘”知识.数据挖掘涉及统计学、数据库、人工智能和机器学习等多个领域，是一门交叉学科.其工作的简要过程，如图1所示.

图1数据挖掘的一般过程
　　数据挖掘的主要任务有分类、预测、关联分析、聚类、时序模式分析及偏差分析等.数据分类是数据挖掘中一项非常重要的技术，一直是研究的热点之一.由于不同的分类算法会产生不同的分类器，而分类器的好坏又会直接影响到分类结果的准确性和数据挖掘的效率，因而当对大规模的海量数据进行分类时，选择最合适的分类算法是非常关键的.
　　近年来，国内外对数据挖掘分类算法的研究主要集中在以下两个方面：一是直接将传统的分类算法或者组合应用到实际案例中，开发出各种应用系统；二是对传统分类算法进行改进或在小数据集上验证各种改良算法.而对各种分类算法进行深入的对比研究的并不多［2］.本文对各种分类算法进行深入的分析比较，总结了各自的优缺点及适用情境，为今后各种分类方法的选择应用提供参考和借鉴，也便于相关研究者明确算法的改进点和研究方向.
2常用分类算法的分析比较
　　目前数据挖掘中使用频率最高的分类算法主要有三类：①基于决策树的分类算法，如ID3、C4.5等；②基于神经网络的分类算法，如人工神经网络；③基于统计学的分类算法，如朴素贝叶斯、贝叶斯网络等.
2.1基于决策树的分类算法
　　决策树（Decision Tree，DC）分类法是一种以数据集为基础，从一组无次序、无规则的样本数据中推理出分类规则的归纳学习算法.是将构成决策方案的有关因素以树形图的方式表现出来，并据以分析和选择决策方案的一种系统分析分类方法，能够形象地显示出整个决策问题在不同阶段及各时间节点上的决策过程，层次分明，逻辑清晰，形象直观，表示出来很像一棵树［3］.例如，一个年轻女孩在别人给她介绍男友时，是否去见面的决策过程(图2),就是一个简单的决策树.

图2决策树示意图
常用的决策树算法有ID3算法、C4.5算法以及它们的升级版ID4、C5.0算法等.
　　与其他分类算法相比，决策树算法有如下优点：①易于理解和实现：对数据挖掘使用者来说，这种易理解性是一个非常显著的优点.②速度快：计算量相对较小，且容易转化成分类规则.③准确性高：使用决策树分类法可以得出准确率很高的分类规则，而且可以清楚地看出哪些字段是比较重要的.
　　决策树算法也存在一些缺点：首先，对于连续型变量必须离散化才能被学习和分类.其次，对于有时间顺序的数据，需要进行很多预处理，从而加大了工作量.还有，当类别太多时使用决策树算法，错误的可能性就会增加得比较快.
　　为此，有人提出了一些改进的决策树算法，如SLIQ（监督学习任务，super-vised learning in quest）算法.该算法在决策树的构造过程中随记录个数和属性个数增长，采用了预排序以及广度优先增长策略［3］.因此在一定程度上具有良好的可扩展性.但仍然存在着一些不足: 一是该算法需要将类别列表存放于内存，能够处理的数据集大小必然就受到限制；二是采用了预排序，但排序算法的复杂度本身就是一个问题.因此，SLIQ算法几乎不可能达到随记录数增长的线性可扩展性.于是又有学者提出SPRINT（可扩展并行感应决策树，scalable parallelizable induction of decision trees）算法，以减少驻留内存的数据量，并且使寻找每个结点的最优分裂标准变得更简单，但该算法对非分裂属性的处理又很困难［3］.
2.2基于神经网络的分类算法
　　神经网络（Neural Network，NN），全称人工神经网络，是模拟人脑结构和功能、由大量的“神经元”（或称节点）相互联接构成的一种可以进行分布式、并行动态信息处理的数学模型.一个神经网络由一个多层神经元结构组成，每一层神经元拥有输入和输出（同时也是后一层的输入）.如一种常见的多层结构的前馈网络由三个层次结构组成：输入层、隐含层和输出层［4］，如图3所示.

图3神经网络模型
2015年丁浩：数据挖掘中常用分类算法的分析比较第5期神经网络的优点很多：①分类精度高；②良好的鲁棒性；③较强的自主学习和记忆能力；④超强的容错能力；⑤可用于求解一些非常复杂的问题，因为神经网络具有很强的非线性拟合能力，甚至可以通过对变量反复多次进行线性组合后再进行非线性变换，从而可映射任意复杂的非线性关系.因此，在非线性问题的处理上神经网络堪为首选.
　　但是，神经网络算法也有其不足之处：其最突出问题是，要真正建立一个好的神经网络其实非常困难，工作量很大，时间周期也很长；另一个不足之处是对网络的解释，难以从网络中提取规则.这些使得神经网络在其出现初期曾经一度不被看好.为此，有学者提出在提取规则之前对网络进行前剪枝，以删除那些对分类准确性影响极小或者几乎没有影响的链枝和神经元，从而简化生成的网络.后来又出现了一些用训练过的神经网络提取规则的算法，“使得神经网络用于数据挖掘逐渐显示出其强大的生命力” ［4］.但是神经网络算法对海量数据处理时仍存在时间效率问题，因而需要同其他方法结合使用，方可达到理想的效果.
2.3基于统计学的分类算法
　　基于统计学的分类算法，其最大特点是用概率来表示所有形式的不确定性，推理或学习都用概率规则来进行.换言之，就是在各种条件存在不确定而仅知其出现概率的情况下完成推理和决策任务.
　　朴素贝叶斯(Naive Bayes，NB)分类是统计学分类算法中最经典的一种，算法也十分简单：“对于给定的待分类项，求解在此项出现的条件下各个类别出现的概率，然后看哪个最大，就认为此待分类项属于哪个类别”［1］ .朴素贝叶斯分类算法基于独立性假设，也就是设在给定类别C的条件下，所有的属性xi(i=1,2,…n)相互独立.即:
P(xi|C,xj)=P(xi|C),xi,xj,P(C)＞0
从而建立一种相对简单的分类模型——朴素贝叶斯模型，如图4所示.模型中各个属性变量xi独立地作用于类变量C.

图4朴素贝叶斯模型
朴素贝叶斯分类算法的主要特点和优势有：①算法逻辑简单，易于实现；②时间、空间开销较小，占用的系统资源较少，因而速度快；③有坚实的数学基础，分类精度较高；④性能稳定，即具有良好的鲁棒性.
　　尽管是带着一些朴素思想和过于简单化的假设，但朴素贝叶斯分类器在很多复杂的现实问题的处理中仍能够取得相当好的效果.对各种分类法比较的有关研究表明：朴素贝叶斯分类法在分类性能上并不逊色于决策树和神经网络等其他方法.实践证明，在处理大规模数据库时，朴素贝叶斯分类的运算性能和分类准确性甚至优于其他方法［5］.因而在实际应用中，朴素贝叶斯分类被广泛采用.
　　当然其缺点也显而易见，就是必须以独立性假设为前提，因为该限制在现实中往往很难满足，从而可能会导致分类准确率下降，这在一定程度上限制了朴素贝叶斯算法的适用范围.
　　于是，又就出现了一些降低独立性要求的贝叶斯算法，如贝叶斯网络(Bayes Network，BN)，允许在变量子集间定义类条件独立性，采用一种带有概率注释的有向无环图来描述变量之间关系.如描述Smoking（吸烟）、lung Cancer（肺癌）、Bronchitis（支气管炎）、X-ray（需照X光）以及Dyspnea（呼吸困难）之间的因果关系的贝叶斯网络（图5）.

图5贝叶斯网络模型
此外，改进的贝叶斯分类算法还有树扩展朴素贝叶斯TAN（Tree Augmented Naive Bayes）算法等.但是，所有基于统计学的贝叶斯分类算法在处理非线性样本数据和含噪声或孤立点数据时，其分类准确性仍存在问题.
2.4其他分类算法
　　基于数据库的分类算法，如MIND(mining in database) 算法，采用数据库中用户定义的函数实现发现分类规则.该算法分类准确度高，执行速度快，有良好的可伸缩性，缺点是参数取值需用户完成等.
　　基于关联规则的分类算法，如CBA(classification based on association) 算法.该算法分两步：①搜索所有右部为类别属性值的类别关联规则；②选择具有最高置信度的规则作为可能规则.这两步都具有线性可伸缩性.基于关联规则的分类算法还有CAEP、JEP、CMAR等［6］.
　　基于类比学习的K-最临近分类算法，是一种懒散的学习法，由于要存储所有训练样本，因而在大的数据集上学习会出现困难.
　　此外，还有一些方法在商业化数据挖掘中较少用于分类，但随着时代进步和新技术的不断发展似乎也变得日趋流行，如基于案例的推理分类法CBR、遗传算法、粗糙集和模糊集方法等等.和前面几种相对成熟的分类算法相比，这些方法在分类准确率、时间效率、鲁棒性、可解释性及可伸缩性等方面都存在一定的差距，笔者不再一一分析介绍.
3分类技术发展展望
　　虽然现在分类算法已有很多，有的还很成熟，但通过各种算法比较分析以及从国内外研究与应用的实际效果来看，尚未发现一种方法绝对优于其他方法.如今已进入大数据时代，面对海量数据，各种算法在准确性、时间效率、鲁棒性等方面都或多或少地出现了一些问题.因此，近年来越来越多的人采取将各种方法有机结合，取长补短，组合应用到数据挖掘中，取得了较好的效果.为了解决目前数据挖掘分类中出现的新问题，一些学者甚至已经开始尝试将人工智能领域最新技术——混合智能系统引入，进行模型整合.但是，与数据挖掘分类算法怎样结合以及模型整体结构、算法参数选取等［7］又成为需要解决的富有挑战性的新问题.
4结束语
　　本文在对数据挖掘中分类算法的研究现状进行分析的基础上，对目前三种使用频率最高的分类算法，即决策树算法、神经网络算法和贝叶斯算法进行了详细的分析讨论，总结了各种算法的优点、缺陷和适用情境.对其他分类算法也作了一些简单的分析介绍.此外，还对数据挖掘分类技术的未来发展进行了展望.以期为今后各种分类方法在实际问题中的选择应用提供一些参考和借鉴，以便更有效地解决相关问题.同时也希望可以有助于相关研究者进一步明确各种算法的改进点和今后研究的努力方向.

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Analysis and Comparison of Common Classification Algorithms in Data Mining

DING Hao
(International Trade Department, Anhui Business Vocational College, Hefei Anhui 231131, China)

Abstract: Classification is the most basic form of cognition, so data classification is a very important work in data mining. However, with the advent of the era of big data, in the face of massive data, there are more or less problems in various classification algorithms and techniques in the accuracy, time efficiency, robustness and so on. Accordingly, based on detailed study on the classification techniques for data mining, this paper aims to explore in a comparative manner the advantages and disadvantages of the popular classification algorithms and their applications. It also puts forward  the perspective on the development of the classification techniques for data mining in the future.
Key words: data mining；classification algorithm；decision tree；neural network； Naive Bayes第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05005105

基于SSL协议的Web服务安全应用实验综述报告收稿日期：20151005
基金项目：安徽省质量工程示范实验实训中心项目“信息实训中心”（2014sxzx032）
作者简介：李长春(1976-)，男，安徽滁州人，实验师，工程硕士，研究方向：计算机应用.

李长春
　　（滁州职业技术学院，安徽  滁州 239000）

　　摘要：通过对Web通信安全性分析，以基于SSL协议的Web服务安全应用实验项目为例，阐述了其实验技术原理、实验目的、实验内容、实验步骤、实验结果、实验注意事项和实验总结.对实验数据进行测试分析，结果表明SSL证书加密的Https安全通道可以有效的解决客户端浏览器和Web服务器之间的安全通信.
关键词： SSL； CA；Web；实验
中图分类号:TP309.2文献标识码:A

随着网络应用越来越普及，网络环境日益复杂，黑客攻击层出不穷，导致Web站点无时无刻都面临严重的安全威胁.传统的Http协议数据，都是以明文形式在开放的公网上传输，为了确保Web通信协议的安全，Netscape公司开发了SSL（Secure Sockets Layer）协议［1］.SSL协议提供了身份验证与加密通信方法，为网络上数据传输提供安全性保证.目前主要用于电子商务、网上银行等网络应用的安全服务.
1实验技术原理
　　SSL协议是以PKI（Public Key Infrastructure，公钥基础结构）体系为基础的网络安全标准协议，广泛的应用于Internet上安全传输和身份认证等［2］，采用SSL协议可以解决客户端和Web服务器之间数据的机密性和完整性.Web服务器通过CA（证书颁发机构）申请SSL证书，证书包含公钥、证书的有效期、发放此证书的CA、CA的数字签名等信息，保证了通信端的SSL安全连接［3］.
　　目前Web浏览器大部分是将Http和SSL两个协议组合应用，即URL网址中的“Http”改为“Https”.Https就是以安全为目标的Http通道，在Http协议应用层添加SSL层，实现通信数据的加密，完成数据安全传输.SSL安全连接建立过程如图1所示.图1SSL安全连接过程1）客户端的浏览器中输入Https://www.czc.net.cn访问Web服务器，使用Https协议实现通信端双方建立一个SSL安全连接.
　　2）服务器收到对方的请求，将自己的证书信息（包含公钥）发送给客户端.
　　3）通信双方协商SSL连接的安全等级，可以选择128位或40位加密方式.
　　4）客户端根据协商的安全等级创建会话密钥，然后用接收到的公钥加密新建的会话密钥，将加密的数据发送给服务器.
　　5）服务器用私钥解密客户端发送来的会话密钥明文.
　　6）通信双方都采用这个会话密钥对所有发送数据进行加解密操作.
2实验目的
　　1)了解数字证书的应用原理；
　　2)了解SSL协议的工作原理；
　　3)掌握Windows Server 2008证书服务器的配置；
　　4)掌握Web服务器端、浏览器端证书的申请和下载；
　　5)熟练运用抓包工具WireShark软件［4］.
3实验内容
3.1实验环境
　　本实验项目采用的是项目驱动、理论实践一体化教学模式［5］，共安排8个实验学时和2个汇报考核学时.实验以小组为单位进行，根据授课班级学生实际情况，将学生划分若干个实验小组.
　　实验的硬件环境包括交换机、计算机、服务器及以太网交叉线缆.软件环境包括Windows XP和Windows Server 2008操作系统.测试工具为开源数据包抓包与分析工具WireShark.具体软硬件要求如表1所示.表1软硬件参数表
设备名称 数量      软件版本                          备注 交换机    1台        VRP3.1                       支持端口镜像功能 计算机    1台      Windows XP        CPU：Intel 奔腾双核G630 2.7GHz；内存：2GB 服务器    2台    Windows Server 2008      CPU：Xeon E3-1225 3.1GHz；内存：4GB双绞线    4根         5类                             UTPWireShark  1套        V1.12          支持常见的网络协议、传输层协议、应用层协议3.2实验网络拓扑图
　　根据实验内容要求，每个实验小组事先要利用网络资源、图书等查找相关专业资料，运用所掌握的专业知识确定实验项目设计方案.根据设计方案，正确画出符合实际项目的网络拓扑图.本实验用2台Windows Server 2008分别搭建CA服务器和Web服务器， Windows XP系统计算机作为Client，在客户端上安装WireShark抓包软件.实验网络拓扑如图2所示.图2实验网络拓扑图3.3实验步骤
　　1)安装证书服务器
2015年李长春：基于SSL协议的Web服务安全应用实验综述报告第5期在IP地址为192.168.100.10的Windows Server 2008服务器中安装AD证书服务（Active Directory Certificate Services）角色，对客户端和Web服务器提供CA服务.
　　Windows Server 2008目前支持两种证书服务器，企业证书服务器需要AD域，颁发证书对象为域用户，主要应用于企业内部，域用户可以直接向证书服务器申请并安装证书.独立证书服务器无需AD域，主要应用于企业或Internet.
　　2)安装配置Web服务器
　　在IP地址为192.168.100.20的Windows Server 2008服务器中安装Web服务器，新建一个Web网站并对其功能进行测试，网站能够正常运行.
　　3)Web服务器端证书申请
　　在Web服务器上产生SSL证书申请文件名，向证书服务器CA提交一个证书申请.
　　4)证书服务器颁发证书
　　CA管理员在证书服务器上查看挂起的申请，将挂起的证书申请审批通过，完成.Web服务器端的证书颁发.
　　5)下载、安装证书
　　Web服务器利用浏览器连接CA下载CA颁发的证书，并将证书安装到Web服务器上，最后需要将Https协议绑定到开始新建的网站上.
　　6)客户端浏览器证书申请
　　在客户端（Windows XP计算机），向CA提交一个证书申请.在CA证书颁发后直接安装证书.
　　7)SSL连接测试
　　在客户端浏览器上输入服务器IP地址（Https://192.168.100.20），测试客户端浏览器是否能够连接Web服务器站点，判断SSL安全连接功能是否正常.
4实验结果
　　4.1连接性测试
　　测试客户端与服务器网站间新建SSL安全连接.在客户端浏览器运行Http://192.168.100.20，客户端无法访问Web服务器站点.而在浏览器地址栏输入Https://192.168.100.20，客户端可以成功的连接Web站点，进入服务器的Web界面，如图3所示.图3HTTPS连接测试
使用目前比较流行、强大的开源数据包抓包与分析工具WireShark，捕获客户端和服务器TCP协议三次连接的数据包.测试之前需要在连接客户端和服务器的交换机上配置端口镜像，以方便实现对数据包的捕获.捕获的客户端访问服务器数据如图4所示.图4Https协议数据从捕获的20号、23号和24号数据包可以清晰看出，客户端（Source：192.168.100.30）和Web服务器网站（Destination：192.168.100.20）之间TCP三次握手建立的连接过程.连接建立过程使用的是Https协议，目标端口号为443，该端口服务于Https协议，即网页浏览端口.
　　4.2安全性测试
　　在完成Https连接基础上，捕获客户端和服务器的通信数据，以此来验证基于SSL连接传输数据的安全性问题.图5SSL安全连接测试数据从捕获的39号数据可以清晰看出，数据采用SSL/TLS协议封装，即使数据被第三方截获，也无法读取原始数据的内容.
　　以上实验测试结论，采用Http协议和SSL协议结合有效解决Web客户端和服务器端之间数据通信的保密性、完整性和身份认证.
5实验注意事项
　　1)利用抓包与分析工具WireShark进行实验数据测试分析时，测试之前需要对连接客户端和服务器的交换机端口配置镜像，以方便实现对数据包的捕获.
　　2)实验时如果使用虚拟机，需要注意虚拟机网络连接配置，选择桥接模式或者自定义模式（特定虚拟网络）下的VMnet0（自动桥接）.
　　3)在Internet Explorer增强的安全配置（IE ESC）中要将管理员权限禁用，否则系统会阻止连接CA网站.
　　4)在安装时要注意选择默认“证书颁发机构”，还要选择“证书颁发机构Web注册”，以方便用户通过浏览器的方式进行证书申请.
　　5)在下载CA证书、证书链或CRL时，若出现“你注意到信息栏了么”？，直接运行ActiveX控件即可.
　　6)在对Web服务器编辑站点操作，网站要绑定Https协议、443端口和SSL证书，同时要删除Http协议和80端口.
6实验总结
　　本实验项目涉及到密码学的应用、Internet服务的安全性、操作系统安全配置以及网络监听技术等内容.通过实验学生能够熟练掌握Windows Server 2008证书服务的使用，并能理解密码技术在网络安全系统构建中的应用［6］.
　　其次学生能够熟练运用抓包分析工具WireShark，通过抓包工具捕获https协议和SSL安全协议的报文，对捕获的实验数据进行分析，从而了解SSL安全连接过程，进一步加深对SSL协议的安全性的理解.
　　通过直观化的实验过程和实验结果分析，使学生更好的理解理论知识，有效的提高了学习兴趣和积极性.对学生学习和掌握网络安全系统的建设有着很好的模拟实战效果，增强了学生动手能力和解决问题能力，增加了学生团队合作意识.

参考文献:
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An Experimental Summary Report on the Security 
of Web Services Based on SSL Protocol

　　LI Changchun
　　(Chuzhou Vocational Technology College, Chuzhou Anhui 239000，China)

Abstract: By means of analyzing the security of Web communication, the experimental project of Web service security is studied based on SSL protocol, showing a summary of the experimental techniques, purpose, contents, procedures, results, notes and conclusions. The analysis of the experimental data shows that the SSL secure channel can effectively solve the secure communication between the client browser and the Web server.
Key words: SSL；CA；Web；experiment 第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 20152015年楼刚：驱动电流对蓝光LED电压温度系数的影响第5期文章编号：1673-2103（2015）05005605

驱动电流对蓝光LED电压温度系数的影响收稿日期：20151005
基金项目：浙江师范大学校青年基金项目（KYJ06Y12138），以及Zhejiang Provincial Science and Technology Key Innovation Team (No. 2011R50012) and Key Laboratory （No.2013E10022）资助.
作者简介：楼刚（1978-），男，硕士，助理实验师，研究方向：LED照明技术.

楼刚
（浙江师范大学，浙江金华 321004）
摘要:本文采用控制炉温法对8×15 mil蓝光LED芯片在不同驱动电流、不同炉温下的电压进行了测量，考察了结电压与温度以及串联电阻与温度的关系曲线。根据串联电阻温度曲线，计算获得了p型氮化镓载流子迁移率与温度变化关系~T－2.40；根据结电压温度曲线，获得结电压温度系数与驱动电流呈近似对数递减关系，此关系与结电压温度系数理论关系不符，其原因可能是载流子在多重量子阱中的隧穿效应、压电效应等降低了实际结电压。结电压温度系数在40 mA以上时近似常数-1.65 mV/℃，与理论值-1.2 mV/℃相近。因串联电阻与温度的非线性关系，电压温度系数法在大电流密度或高结温下已经失效，须考虑串联电阻的温度效应才能获得较准确结温.
关键词：电压温度系数、LED、驱动电流
中图分类号：TN29文献标识码：A

引言
自1994年中村修二研制出可商业化的氮化镓基蓝光LED ［12］，固态光源的高效、节能和长寿命使LED照明产品迅速发展，随着LED白光照明产品成本的降低，LED逐渐进入了普通家庭照明.2012年10月1日起中国实施白炽灯禁令，预计至2020年中国照明市场LED通用照明需求可达1 386亿人民币，一个广大的照明市场正在为LED产业逐步的打开［3］.
LED的光电性能和寿命与LED的结温密切相关，因此结温的精确测量成为了LED研究的焦点之一.2005年Y. Xi ［4］详细讨论了三种快速测量结温的方法：电压温度系数法、波长温度系数法和热沉系数法，比较得出电压温度系数法的结温误差最小.2004年Y. Xi ［5］ 采用调控炉温确定结温的方法，测量了375 nm紫外GaN基LED的前向电压与温度线性曲线，并给出了小电流下的电压温度系数－2.3 mV/K.2013年D.S. Meyaard进一步讨论了电压温度系数与p型GaN方阻和接触电阻的关系 ［6］，得出电压温度系数与驱动电流在一定温度范围内呈线性关系.然而随着外延技术发展，芯片耐受温度提高，芯片应用电流范围随着芯片性能提高和实际照度需要不断扩大，且电压温度曲线在大电流密度、高结温下不再呈线性变化，大大降低了电压温度系数方法的测量精确度，需要对电压温度系数法进行修正.
本文采用调控炉温法对不同瞬时驱动电流下蓝光LED芯片的电压温度系数进行测量，分析不同驱动电流对电压温度系数变化和结温偏差的影响，进一步讨论分析串联电阻对电压温度曲线的影响，试图理解应用电压温度系数方法时偏差来源，帮助提高电压温度系数方法的测量精确度.
1理论背景
因自由载流子浓度、自由载流子迁移率、禁带宽度与温度有关，导致pn结IV曲线随温度发生偏移，可得电压温度系数在一定温度范围内是一个常数，其如下公式所描述：［4］
dVjdT=qVj－EgqT+1qdEgdT－3kq，（1）
其中,Vj：结电压；T：结温；Eg：GaN禁带宽度；q：单位电荷；k：波茨曼常数.因通常LED输入电流较大，结电压近似内建电压，根据式（1）计算可得常温300 K下最大结电压温度系数约为-1.2 mV/℃ ［6］.
上式所表达的结电压温度系数与驱动电流无关，但实际所测电压还包含了p型、n型半导体电阻以及所有接触电阻的电压.因GaN的p型掺杂困难，空穴浓度较低（~1017cm-3），构成了主要的串联电阻.
p型GaN的电阻率为：
ρ=1qμp~T－SexpEa2kT，（2）
其中,μ：载流子迁移率~TS，S为常数；p：p型GaN空穴浓度， p~exp－Ea2kT，其中Ea ：掺杂Mg的活化能，在300 K及空穴浓度~1017cm-3下约为160 meV  ［78］.
2实验方法
本文实验采用长洛T200型号的LED测试机和精密烘箱，对固定在一个灯杯内的厚80 μm的8×15mil蓝光芯片，在不同炉温（30~149.5）℃、1.5 ms时长驱动电流（0.1~100）mA下进行前向电压测量，获得不同瞬时驱动电流下电压温度曲线.因通入驱动电流会加热芯片，前向电压会因结温上升而下降，尤其是大电流情况下所测电压会有一定的偏差，但相同电流下电压下降几乎一致，不影响电压温度系数的讨论.
3实验结果与分析
图1a展示了8×15mil蓝光芯片在不同结温Tj下IV曲线的变化.因串联电阻受到灯杯引线焊接点的影响，在高温大电流下IV曲线有交叉.通过对大电流区域（40 mA以上）IV曲线线性拟合，可获得LED包含各焊接点电阻的总串联电阻.图1b展示了总串联电阻随温度的变化，因焊接点电阻受灯杯变形的影响，串联电阻温度曲线在137.9 ℃以上发生震荡.剔除异常的温度后，根据公式（2）对电阻温度曲线处理，可得LnRs/expEa2kTj~LnTj线性关系曲线（图2），经拟合后可得S=(－2.40±0.03)，与理论值-1.5不符.究其原因是半导体载流子迁移率与晶体结构、杂质浓度等有直接关系，因此S实际值往往与理论值有较大偏差.p型氮化镓因掺杂活化能高，掺杂浓度高，空穴成因复杂，载流子迁移率与温度和载流子浓度等成复杂的非线性关系［9~10］.在高温区实际S值当空穴浓度为~1017cm-3时约为-2.2 ［10］，本文计算值与其相符.
为获得准确的结电压温度系数，须剔除串联电阻的影响.经剔除串联电阻后，电压可视为结电压，不同瞬时电流下结电压温度曲线呈线性变化(图3a)，与理论相符.经线性拟合，可得结电压温度系数随驱动电流变化曲线（图3b）.由图可知，在20 mA以下结电压温度系数随驱动电流的增加而降低，按对数关系拟合公式为：K = K0 + C·ln(If + If0)，其中K0=(－1.01±0.08)mV/℃，C=(－0.15±0.03)，If0=(0.7±0.7) mA.C值为负数，不符合公式（1）中的结电压与电流的关系，其原因可能为载流子在多重量子阱中的隧穿效应、压电效应等降低了实际结电压，而公式（1）是按照载流子扩散模型和热发射模型推导获得，实际具体原因仍需继续研究.当驱动电流大于等于40 mA时结电压温度系数变化不大，其原因为40 mA以上的实际结电压已经接近内建电压，因此电压温度系数近似常数，-1.65 mV/℃接近理论值-1.2 mV/℃.图3（c）展示了8×15 mil、10×23 mil、10×30 mil和20×38 mil芯片的电压温度系数随驱动电流密度变化曲线.其中，10×23 mil芯片制程工艺不同（表面粗化外延片及140 μm厚），为1430灯杯封装；其他芯片具有一致的制程工艺（镜面外延片及80 μm厚），为5730灯杯封装，而8×15 mil芯片为裸晶.小尺寸芯片具有接近的电压温度系数曲线，10×23 mil因芯片工艺不同，在高电流密度处K值略大.20×38 mil芯片因芯片尺寸较大，电流密度均匀性较差，K值整体偏大.
2015年 菏泽学院学报 第5期根据上述实验结果及分析，在实际应用LED前向电压随温度变化的关系来测量LED结温时，需考虑串联电阻的温度变化.图4为10 mA、20 mA、40 mA和60 mA驱动电流下8×15 mil蓝光芯片前向电压随温度变化的计算曲线.R-cal为考虑串联电阻的计算曲线，计算数据采用100 ℃下串联电阻，各电流下的电压及结电压温度系数.各温度下计算电压与实际电压偏差不大，根据电压推算温度与实际温度差异不大于5 ℃，满足实际测量精度要求.与采用传统电压温度系数线性推算结温相比(K-cal)，结温测量范围明显变大，可自40 ℃到120   ℃以上，并且在大电流密度下也能满足结温测量的要求.

图1：（a）8×15mil蓝光芯片在不同驱动电流If下前向电压Vf随结温Tj的变化曲线.
（b） 串联电阻Rs随温度Tj变化曲线
图2：LnRs/expEa2kTj~LnTj关系曲线

图3：a）剔除串联电阻的温度曲线；图3：b）电压温度系数随驱动电流变化曲线图3： c）不同尺寸芯片的电压温度系数随驱动电流密度的变化曲线

图4：不同电流下电压温度曲线及计算拟合曲线
4结论
本文测量了不同瞬时驱动电流下8×15 mil尺寸的蓝光芯片在不同温度下的IV曲线，获得了串联电阻随温度变化曲线，经拟合获得了p型氮化镓载流子迁移率随温度变化的S常数，其值为S=(－2.40±0.03)，符合文献值.在排除了串联电阻的影响后，本文计算了不同瞬时驱动电流下蓝光芯片的结电压温度系数，发现40mA以下结电压温度系数随驱动电流呈近似对数递减，其经验拟合公式为K = K0  + C·lnIf  + If 0 ，其中K0=－1.01±0.08 mV/oC，C=－0.15±0.03，If0=0.7±0.7.结电压温度系数与驱动电流呈对数递减关系，不符合通常结电压与驱动电流的对数递增关系，其原因仍需深入研究.在40 mA以上，结电压近似内建电压，电压温度系数近似常数，-1.65 mV/℃实验值接近理论值-1.2 mV/℃.本文还比较了不同尺寸芯片的电压温度系数曲线，发现相似尺寸的芯片具有接近的电压温度系数曲线，而较大尺寸的芯片因电流密度分布不均匀，电压温度系数曲线整体偏大.
综上所述，电压温度系数法在大电流密度范围或大温度范围下因串联电阻与温度的非线性关系已经失效.在实际应用前向电压间接获得蓝光芯片的结温时，应从已知电流下芯片结电压温度系数和已知温度下初始串联电阻，计算电压温度变化曲线，获得较准确结温，对LED生产厂家精确控制芯片结温，保证LED的光电性能，提高其使用寿命，具有一定的指导意义.

参考文献：
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Influence of Driving Current on Temperature Coefficient of Blue Light LED

LOU Gang
         (Zhejiang Normal University, Jinhua Zhejiang 321004, China)

Abstract: By the method of control furnace temperature, this paper measures the voltage of the 8milx15mil blue LED chips in different driving current under different furnace temperature and observes the relationship between junction voltage and temperature, as well as that between series resistance and temperature . Based on the series resistance and temperature curve, the relationship between ptype gallium nitride carrier mobility and temperature was calculated. According to the junction voltage and temperature curve, junction voltage temperature coefficient is approximately logarithmic decrement with driving current. This does not match voltage temperature coefficient theory. The reason is probably that the tunneling effect and the piezoelectric effect of the carriers in the multi  weight sub  wells are decreased. The temperature coefficient of junction voltage is  about 1.65mV/  above 40mA, and close to the theoretical value of 1.2mV/℃. Because of the nonlinear relationship between the series resistance and the temperature, the voltage temperature coefficient method has failed in the high current density and high junction temperature. The influence of temperature effect  should be considered to obtain more accurate junction temperature of LED.
Key words: voltage temperature coefficient; LED; driving current第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05006104

基于DSP技术的数据采集系统设计收稿日期：20150615
基金项目：菏泽学院科学研究基金(XY14B003)
作者简介：张明华(1985-),男,山东菏泽人,助教,硕士,研究方向: 智能检测与控制仪表，现场总线技术.

张明华
（菏泽学院物理与电子工程系，山东 菏泽 274015）

摘要：在我国多路电源供电系统发展中，为了实现实时控制多路电源安全切换，研究能够精确检测电源状态的数据采集系统是必要的.本文提出了一种能够用于双电源供电装置的数据采集系统设计方案.该方案采用了TI公司的高速处理器TMS320F2812作为主控芯片，通过全波整流电路和二阶有源滤波电路对常用和备用电源的状态进行实时检测和实时控制，实现了对负载的连续供电.
关键词：DSP；数据采集；双电源
中图分类号 TN911.72 文献标识码A

引言
随着社会的迅速发展，在快节奏的工作和生活中，人们对供电可靠性的要求越来越高，按照GB50052《供配电系统设计规范》中的规定，一级负荷与二级负荷要求由两路电源供电.因此，双电源供电系统已经成为这些重要场合必须配备的供电系统.
通过对供电装置市场的调研发现，设备有超过70%的故障出在控制器.而且，重中之重的是，在供电系统中，对电压、电流精确快速地采集、计算和存储，是进行数字信号处理的基础.因此，控制器是整个系统的核心，其质量好坏直接影响系统的性能.
本文提出了一种能够用于双电源供电装置的数据采集系统设计方案，采用了TI公司的高速处理器TMS320F2812作为主控芯片，该控制器可以接入两进线双电源系统，也可以接入两进线一母联的双电源系统.
1总体结构设计
TMS320F2812数字信号处理器是TI公司推出的32位定点DSP控制器，采用8级指令流水线，最高速度每秒可执行1.5亿条指令，具有强大的数据处理能力，并集成众多外设资源和强大的事件处理器，特别适用于运动控制领域［1］.
该方案采用TMS320F2812作为控制核心，系统总体结构图如图1所示.整个系统主要包括三部分：TMS320F2812、信号采集调理电路和模拟通道选择电路.
图1数据采集系统框图2信号采集调理电路设计
信号采集调理电路主要完成信号的采集和信号的处理，包含了信号采集电路、全波整流电路、二阶有源低通滤波电路三部分.
2.1信号采集电路
经过限流电阻后，电压互感器将交流电压信号转换为弱电流信号，经运算放大器LM224将电流信号转换为电压信号，并在电路中加入电压钳位保护电路，使得信号电压不超过0.7V，保护控制器不被电网的脉冲电压损坏［2］.
其中电压互感器采用南京择明电子有限公司的电流型电压互感器，型号为ZMPT-101，该互感器变比为1∶1，额定输入输出电流为2 mA，线性范围为0～3 mA，线性度为0.1%，隔离耐压3 000 V.交流电压信号采集电路如图2所示.
图2交流电压信号采集电路2.2全波整流电路
文中采用全波整流电路由反相器和正半波整流电路构成，如图3所示.
图3全波整流电路假设交流激励信号为Vin=Ecos(ω0t)，则交流激励信号经过全波整流电路所得到的信号为：
Vout=E|cos(ω0t)
Vout=2Eπ+4E3πcos(ω1t)－4E15πcos(2ω1t)+4E35πcos(3ω1t)－…
Vout=Vd+Vp
可得信号直流分量Vd效值V的关系为：
V=π22Vd
由上式可以看出，信号的有效值完全可以通过信号的直流分量计算得出，因此在对信号进行滤波处理时，将信号的周期分量滤除，只留下直流分量就可以通过软件计算得出信号的有效值.这一算法实现了控制器对信号的精确检测，提高了控制器的精度.
将电路在Multism环境中仿真，其中Vin为交流信号，则得出的仿真结果如图4所示［3］.图中，ChannelA的波形为Vin的波形图，ChannelB的波形为Vout的波形图.
图4全波整流仿真图从仿真结果中可以得出，信号没有失真现象，效果好，实现了全波整流.
2.3二阶有源低通滤波器
低通滤波器的电路如图5所示.
图5二阶有源低通滤波器电路将图5所示的二阶滤波电路在Multisim环境下进行仿真，令R1=R2=47 k，C1=C2=0.22 μf，输入为1 Vpk的全波余弦信号，得出该滤波电路的幅频响应与输出信号的波形图，分别如图6，图7所示.
图6低通滤波器幅频响应图图7输出信号波形图从图6、图7中可以看出全波余弦信号经二阶有源滤波电路滤波后，只剩下直流分量，滤除效果较好，实现了对周期全波余弦信号的滤波处理.
3多路选择电路设计
本系统共采集两路六相电压信号.为减小PCB板尺寸大小，缩小控制器体积，降低成本，采用了CD4051模拟通道选择器进行通道选择，选通六相信号的其中一路，通过后面的全波整流电路进行整流，整流后得到的全波信号直接接入TMS320F2812的CAP单元，进行交流电压频率检测［4］.
整流后的全波信号经过二阶有源低通滤波电路进行滤波，滤波后得到的信号直接输入到TMS320F2812的A/D单元，进行电压有效值检测.
2015年张明华：基于DSP技术的数据采集系统设计第2期4软件设计
4.1TMS320F2812的A/D单元的工作原理
TMS320F2812的A/D单元共有16个转换通道，可采集0～3V的电压信号，可设置为软件触发或EV中的事件源触发A/D转换，当A/D单元接收到触发信号时，自动开始模数转换，并将转换结果自动存入结果寄存器ADCRESULT中，当转换结束信号到来时，进入ADCINT中断服务程序进行相应处理.
4.2程序流程图
电压检测程序流程图如图8所示.图中左半部分为ADC模块的初始化，该部分在主程序系统初始化部分完成，右半部分为A/D中断服务程序［5］.
图8电压检测程序流程图5硬件测试
外部开关量输入模块及模拟信号采集与调理模块作为一个板卡进行设计，因为这两部分电磁干扰小，走线时已将这两个模块隔离走线.该板卡的电路板如图9所示.使用数字示波器进行电路实测，其中测得的信号采集调理电路的波形如图10所示.
图9开关量输入及信号采集调理电路板图10二阶有源滤波信号图6结论
本文提出了一种能够用于双电源供电装置的数据采集系统设计方案.通过全波整流电路和二阶有源滤波电路对常用和备用电源的状态进行实时检测和实时控制.可以看出，测试结果与系统仿真结果相同，验证了系统硬件、软件设计的正确性.
（下转第87页）第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：1673-2103（2015）05-0065-04

压敏储层深水平井井壁稳定性研究收稿日期：2015-09-05
作者简介：陈颖超（1986-），男，硕士，讲师，研究方向：钻井工艺和岩石力学.

陈颖超 ， 闫建钊 ，孙冰，高书香，杜永琳
(承德石油高等专科学校，河北承德 067000)

摘要：塔中I号气田碳酸盐岩储层孔隙发育，喷漏同层，再加上埋藏较深，大都采用深水平井开发，井壁失稳是钻进中的难点.井壁坍塌和地层破裂两种情况都会导致井壁失稳.本文建立了裸眼井壁坍塌、破裂压力模型，以中古12-1H为例，在5 345~5 350 m、5 385~5 387 m、5 397~5 400 m井段，坍塌压力和地层压力非常接近，极易漏失；由于是裂缝性储层，孔隙连通，漏失后可能会产生井喷.针对这种情况，应该采取控压钻井或者欠平衡钻井方式，论文结论对于指导塔中裂缝储层安全钻井具有重要意义.
关键词:坍塌压力；破裂压力；地应力；井壁稳定；井下复杂
中图分类号:TE128文献标志码：A

井壁稳定是指石油钻井形成的井眼在钻井过程中保持规则的尺寸与形状，深层钻井过程中最大限度地维持井壁稳定是国际石油工程界极富挑战性的难题［1］.压敏储层深水平井钻进的主要难点就是井涌、井漏、井塌以及井涌井漏同层等窄密度窗口条件下井壁失稳问题.钻井过程中地层岩性的多变性、压力系统的复杂性、地质构造不同所造成的井壁不稳定性等造成井下复杂情况，使钻井作业暂时中断，不能顺利进行，增大复杂时效.因此，本文建立了地应力模型、坍塌、破裂模型为出发点，预测深水平井井壁稳定，指导压敏储层钻井作业.
1压敏储层地应力分析
从力学角度来说，若井壁围岩受力小于岩石力学强度，则井壁稳定，否则将产生剪切或拉伸破坏，因此有必要深入细致描绘井壁围岩受力状态，在此基础上建立坍塌和破裂模型，预测安全泥浆密度窗口，指导钻井设计和施工，本文主要基于线—弹性理论［2］推导斜井井壁围岩受力分布状态，然后研究地应力场与井下复杂的相关性.表1地应力计算模型
模型名称计算公式、模型模型特征Terzaghi模型Sh=μ/(1－μ)×(Sv－Pp)+Pp此模型与Matthews&Kelly模型不同之处是垂向应力梯度随深度而变化Newberry模型Sh=μ/(1－μ)×(Sv－αPp)+PpNewberry针对低渗透且有微裂缝地层，修正了Anderson模型得到一个比较恰当的计算公式黄氏模型Sh=［(μ/(1－μ)+β1］×(Sv－αPp)+αPp
SH=［(μ/(1－μ)+β2］×(Sv－αPp)+αPp黄氏模型考虑构造应力的影响，可以解释我国常见的三应力不等且最大水平应力大于垂向应力的现象组合弹簧模式Sh=u1-u(Sv-αPp)+αPp+E1-u2εh+uE1-u2εH
SH=u1-u(Sv-αPp)+αPp+E1-u2εH+uE1-u2εh假设岩石为均质、各向同性的线弹性体，并假定在沉积及后期地质构造运动过程中，地层和地层之间不发生相对位移，地层两水平方向的应变均为常数通过表1中四种不同的地应力计算模型对比.考虑到塔中I号气田地质构造运动比较平缓，构造运动在水平地应力形成中不占主要作用，此时的应力大小符合：σV>σH>σh.本文采用黄氏模型计算地应力的大小，与其它几种地应力计算模型相比，该模型考虑了构造应力的影响.
图1地应力和井壁围岩受力关系示意图σr=Pi
σθ=σxx+σyy－2(σxx－σyy)cos2θ－4σxysin2θ－Pi
σz=σzz－ν2(σxx－σyy)cos2θ+4σxysin2θ+σxx+σyy
τrθ=τrz=0
τθz=2(－σxzsinθ+σyzcosθ)(1)
式中符号:R——井眼坐标，m；r——极坐标下地层中某点到井轴的距离，m；σr,σθ,σz,τrθ,τθz,τrz——柱坐标中的应力分量，MPa.
2015年陈颖超,等：压敏储层深水平井井壁稳定性研究第5期2岩石强度破坏准则
2.1井壁坍塌模型优选［4］
根据摩尔-库伦准则计算地层坍塌压力，岩石破坏时剪切面上的剪应力τ必须克服剪切面上的摩擦阻力σNtg和岩石的内聚力τ0，即
τ=σNtg+τ0(2)
考虑线性修正和地层孔隙压力后的坍塌压力模型为：
pb=η(3σH－σh)－2τ0k0+αpp(k20－1)0.009 8(k20+η)(3)
由于这个预测模型没有考虑泊松比和垂向压力影响，可根据油田现场经验公式检验坍塌压力：
pb=η(3σH－σh)－2τ0k0+αpp(k20－1)0.009 8(k20+η)(4)
2.2井壁破裂模型优选［5］
 由于碳酸盐储层其独特的孔隙空间结构、底孔、非均质性等因素给预测地层破裂压力带来了复杂性，预测其破裂压力有一个经验模型：
pf=μbv1－vσv－αpp+αpp+C1C2St（5）
式中：C1=1表示非裂缝地层或孔隙地层，否则C1=0；C2=1表示压力施工时计算的地层破裂压力，C2=0表示用于钻井中为防止钻井液密度过大压漏地层而要忽略地层抗张强度时计算的地层自然破裂压力.
以给定的目标层位研究对象，预测地层压力和地层破裂压力，如果大延伸水平井的环空压秏当量密度确定，则大延伸水平井套管的最大下入深度为：
DLM=ΔρfmρdpDV（6） 
式中， DLM—套管最大下入深度，m；DV—地层破裂位置的垂深，m；ρdp—环空压秏当量密度，g/m3；Δρfm—安全密度窗口，g/m3.
3实例分析
中古12-6H井系塔中一口以良里塔格气藏为目的层的最深水平井，完钻井深达5 695 m.该井属444.5 mm钻头开眼，以152.4 mm井眼尺寸完钻的四开结构井.井身结构基本参数见表2和表3.
表2中古12-6H井身基本数据
开钻次序井段/m钻头尺寸/mm套管尺寸/mm套管下入
地层层位套管下入
井段/m水泥封
固段/m一开500444.5339.7R0~5000~500二开3 397311.2244.5C0~3 3952 000~3 395，
0~1 500三开4 794215.9177.8桑塔木组3 200~4 7923 200~4 792四开5 695152.4127良里塔格组(A)4 600~4 952不固井根据前述建立的裸眼井壁坍塌和破裂模型，计算出破裂压力和坍塌压力随井深的变化曲线（见图2）.
图2 中古12-6H井壁稳定分析示意图表3中古12-6H测井数据
井深/m声波时差
/us(ft)-1杨氏模量
/GPa剪切模量
/GPa体积模量
/GPa抗压强度
/MPa抗剪强度
/MPa抗张强度
/MPa泊松比5 340~5 38067.80537.0314.6426.23113.75110.1475.7540.2655 385~5 42070.41337.1914.6826.53114.71110.2145.8010.2675 425~5 45567.98240.516.0128.72125.83112.0576.4490.2655 460~5 49568.23440.3415.9528.57127.13812.2216.5200.2655 500~5 53571.01334.8413.7624.89110.6269.2885.5380.2675 540~5 57065.63143.8417.3830.59138.38914.8607.2520.2625 575~5 61061.17752.7220.9736.19153.17319.4388.3260.2595 615~5 64567.20541.1516.2829.06126.31112.2716.4900.2645 650~5 67065.13644.3717.5831.08141.95214.7347.3880.2625 675~5 70567.46938.7715.3327.46128.23511.7216.5150.2655 710~5 74567.06241.5616.4429.33143.70114.0417.3920.264该井的5 345~5 350 m、5 385~5 387 m、5 397~5 400 m井段，坍塌压力和地层压力非常接近，极易漏失；若泥浆密度过大，很有可能造成严重井漏，由于是裂缝性储层，孔隙连通，漏失后可能会产生井喷.针对这种情况，应该采取控压钻井或者欠平衡钻井方式. 
4结论
1）塔中I区块储层，压力敏感，地层压力和坍塌压力非常接近，极易造成井下复杂事故；
2）对于碳酸岩盐压力敏感储层，要从储层岩石力学特性和地应力分布，结合井眼轨迹参数，确定地层安全密度窗口，分析井壁稳定性；
3）针对压力敏感储层井壁不稳定特征，在钻井方式上应该选用控压钻井或欠平衡钻井方式.

参考文献：
［1］雷正义.砂泥岩地层井壁力学稳定性研究及软件编制［D］.成都:西南石油大学,2004.
［2］苏义脑,徐鸣雨.钻井基础理论研究与前沿技术开发新进展［M］.石油工业出版社,2005.
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［6］刘之的,夏宏泉,张元泽,等,碳酸盐岩地层坍塌压力测井预测研究［J］.天然气工业,2004,(1):5759.


    Study on Wellbore Stability of Pressuresensitive Deep Reservoir Wells

　　　CHEN Yingchao, YAN Jianzhao, SUN Bing, GAO Shuxiang, DU Yonglin
(Chengde Petroleum College,Chengde Hebei 067000, China）

Abstract:The development of carbonate reservoir in field of the tower I, which is based on the development of deep buried depth, is the difficult point in drilling. The collapse of the shaft lining and the rupture of the formation, can lead to the instability of the wellbore. The open hole wall collapse and fracture pressure model are established in this paper, in medieval 121H for example, in the sections of  5345~5350m, 5385~5387m and 5397~5400m, to show that the collapse pressure and formation pressure is very close and easy to cause leakage, because it is the fractured reservoir with pore connectivity and leakage makes blowout. In view of this situation, it is important to adopt the control pressure drilling or the unbalanced drilling method. The conclusion of the paper is very important for the safety drilling of the fractured reservoir.
Key words: collapse pressure; fracture pressure; insitu stress; wellbore stability; underground complexity第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05006904

基于某工程实例讨论复合地基承载力
特征值的确定方法收稿日期：20150710
作者简介：刘豪（1992-），男，山东菏泽人,研究生，研究方向:岩土工程.

刘豪1，朱帅2 
（1.贵州大学土木工程学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州省邮电规划设计院有限公司，贵州 贵阳 550025）

摘要:多桩型复合地基承载力检测通常采用大型承压板，本文采用小承压板检测单根桩影响范围内的地基承载力，通过分析试验所得的承载力特征值来确定复合地基承载力的大小.
关键词：多桩型；复合地基；承载力
中图分类号：TU413.4 文献标识码：A

引言
静载试验可以很方便的得出地基承载力，但是对于复合地基特别是多桩型复合地基往往会增大承压板面积以获取较为准确的承载力值，但是这又会给试验带来不便.本文采用小型承压板仅检测单根桩影响范围内的复合地基承载力，通过试验结果分析取得了较理想的结果.
1复合地基承载力提高机理
复合地基是通过人工的方法在地基土中加入散体材料、桩等，由散体材料起到骨架作用或者由桩体与土体共同承担荷载以提高地基承载力.
复合地基承载力理论值主要通过公式确定： fsp.k=mRa/Ap+β(1－m)fs.k［1］
其中：fsp.k-复合地基承载力特征值（kPa）；
m-面积置换率；
Ra-单桩竖向承载力特征值（kN）；
Ap-桩的截面面积（mm2）；
β-桩土间承载力折减系数，易按地区经验取值，无经验时可取0.75~0.95，天然地基承载力较大时取高值；
fs.k-处理后桩间土承载力特征值（kPa），易按地区经验取值，如无经验值可取天然地基承载力特征值.
2工程概况
本工程实例为填土路堤，中线最大填高6.63m，右侧填高20.68m，表层粉质粘土层2～4m，该段位于沟谷部位，其厚薄不均，地下水水位浅且水量丰富，土层长期处于饱和状态，抗剪强度低，为软塑状态，下覆基岩为泥质灰岩夹泥岩.路基直接填筑易使路基产生不均匀沉降进而产生滑塌失稳.
填筑用土的物理力学指标如下：
粉质粘土（软塑）γ＝16.0 kN/m3，Φ＝50，C＝6kPa,［fa0］=100kPa.
地基天然状态下，路基15年工后沉降为0.482m＞0.3m，填方路基安全系数为Fs=0.902＜1.3，不满足规范要求，需进行地基处理.
结合本工程实际，本段路基采取“碎石桩＋C20素砼桩”多桩型复合地基的方式进行加固治理.参数如下:
碎石桩单桩承载力标准值为：0.5MPa；
C20素砼桩单桩承载力标准值为：1.0MPa；
面积置换率m=0.110；
复合地基承载力标准值≥0.2MPa;
碎石桩、C20素砼桩呈正方形交叉布置，间距2.4m，桩径0.45m，桩长2～4m，要求桩端置于基岩上,碎石垫层厚0.5m.
碎石桩采用振动沉管成桩法施工工艺，C20素砼桩采用振动沉管灌注成桩施工工艺.
本次试验选取素混凝土桩3根，编号为1H#、2H#、3H#，碎石桩3根，编号为1S#、2S#、3S#.
本次试验采用砂包进行堆载以提供反力，整个试验装置简图如图1所示.
图1试验装置简图(单位：mm) 3试验方法
根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2012）本试验采用浅层平板试验.［2］承压板尺寸1.2 m×1.2 m，静载分析仪选用武汉岩海静载仪，选用1 000 kN千斤顶进行加压，反力由现场堆载钢材提供.根据复合地基的承载力设计值200 kPa，可以算出堆载重量：200×2×1.2×1.2=576 kN，即堆载量至少57.6 t.现场实际堆载约70t.
在试验时，首先对拟试验地点的砂垫层进行预压，预压荷载为最大荷载的20%~30%，使砂垫层密实.试验分10级加载，分别对3根素混凝土桩和3根碎石桩试验，最终可得到每根桩的P-S曲线，通过对曲线的分析可得到极限承载力，再由fak=qult/Fs可得到复合地基承载力特征值［4］.
4试验情况简述及结果分析
对1S#试点进行试验，当试验加载至第9级荷载（576 kN）时，对应的试点沉降量为35.39 mm，此时已经达到设计的最大荷载值，此时停止试验.观察其Q-S曲线为平缓的光滑曲线，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）附录C.0.7条规定，地基承载力特征值可按极限荷载值的一半确定.此时极限荷载取第9级加载值，即取fak=576÷1.44÷2=200 kPa为单桩复合地基承载力特征值［3］,见图2.
对1H#试点进行试验，当试验加载至第9级荷载（实测579 kN）时，对应的试点沉降量为37.01 mm，此时已经超过设计的最大荷载值，此时停止试验.观察其Q-S曲线为平缓的光滑曲线，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）附录C.0.7条规定，地基承载力特征值可按极限荷载值的一半确定.此时极限荷载取第9级加载值，即取fak=579÷1.44÷2=201 kPa为单桩复合地基承载力特征值［5］，见图2.图21S#、1H#试验Q-S曲线图对2S#试点进行试验，当试验加载至第9级荷载（实测595 kN）时，对应的试点沉降量为31.32 mm，此时已经超过设计的最大荷载值，此时停止试验.［6］观察其Q-S曲线为平缓的光滑曲线，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）附录C.0.7条规定，地基承载力特征值可按极限荷载值的一半确定.此时极限荷载取第9级加载值，即取fak=595÷1.44÷2=207 kPa为单桩复合地基承载力特征值，见图3.
2015年刘豪,等：基于某工程实例讨论复合地基承载力特征值的确定方法第5期对2H#试点进行试验，当试验加载至第9级荷载（实测654kN）时，对应的试点沉降量为24.00 mm，此时已经超过设计的最大荷载值，停止试验.观察其Q-S曲线为平缓的光滑曲线，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）附录C.0.7条规定，地基承载力特征值可按极限荷载值的一半确定.此时极限荷载取第9级加载值，即取fak=654÷1.44÷2=227 kPa为单桩复合地基承载力特征值，见图3.
图32S#、2H#试验Q-S曲线图对3S#试点进行试验，当试验加载至第9级荷载（实测621 kN）时，对应的试点沉降量为20.47 mm，此时已经超过设计的最大荷载值，停止试验.观察其Q-S曲线为平缓的光滑曲线，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）附录C.0.7条规定，地基承载力特征值可按极限荷载值的一半确定.此时极限荷载取第9级加载值，即取fak=621÷1.44÷2=216 kPa为单桩复合地基承载力特征值，见图4.
对3H#试点进行试验，当试验加载至第9级荷载（实测580 kN）时，对应的试点沉降量为26.95 mm，此时已经超过设计的最大荷载值，停止试验.观察其Q-S曲线为平缓的光滑曲线，根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）附录C.0.7条规定，地基承载力特征值可按极限荷载值的一半确定.此时极限荷载取第9级加载值，即取fak=580÷1.44÷2kPa=201kPa为单桩复合地基承载力特征值，见图4.
图43S#、3H#试验Q-S曲线图综合以上分析，6个试点测试及分析结果见表1：
表1试点测试及分析结果表 
试点编号
项目1S# 2S# 3S# 1H# 2H# 3H# 终止加载值(kPa) 576 595 621 579 654 580终止加载值对应的沉降量(mm) 35.39 31.32 20.47 37.01 24 26.95复合地基承载力特征值(kPa) 200 207 216 201 227 201复合地基承载力特征值平均值(kPa) 209 极差 27根据上表数据结果得，各试验实测值的极差不得超过其平均值的30%，取此平均值作为该复合地基承载力特征值fak.本试验中，极差为27<(209×30%)=62.1,满足要求.本场地复合地基承载力特征值fak取为209 kPa.
5结论
1）单桩影响范围内的承载力值可以较准确的代表复合地基承载力值.
2）不同桩型处的地基承载力并没有因为下部桩型的差异而产生较大离散.
3）小型承压板也适用于多桩型复合地基承载力试验.
4）多桩型复合地基可以有效的提高地基承载力，有利于改善天然地基和填筑路堤的使用效果，并可以节约工程投资.

参考文献：
［1］JGJ 792012，建筑地基处理技术规范［S］.
［2］GB 500212012，岩土工程勘察规范［S］.
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［5］张攀星.同一场地下复合地基静力特性现场试验研究［D］.石家庄:河北大学,2010.
［6］朱奎，徐日庆.刚柔性桩复合地基［M］.北京:化学工业出版社,2007.



The Determination Method of Characteristic Values of Bearing Capacity 
of Composite Foundation Value Base on a Project Case

LIU Hao1, ZHU Shuai2
(1. Institute of Civil Engineering, Guizhou University, Guizhou Guiyang 550025, China;
2. Guizhou Planning&Design Institute of Post & Telecommunications Co.Ltd, Guizhou Guiyang 550025, China)

Abstract: In this paper, the small pressure plate substitutes for the big one to test the bearing capacity influenced by single pile, and the bearing capacity values of composite foundation can be determined by analyzing the tested characteristic values above.
Key words: multi pile; composite foundation; bearing capacity第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05007304

菏泽市煤矿安全生产隐患因素分析收稿日期：20150720
基金项目：菏泽学院科研基金项目（XY14KJ01) 
作者简介：王新杰(1972-)，男，山东菏泽人，硕士研究生，研究方向：煤矿安全工程方向；
卜万奎（1982-），男，江苏邗江人，博士/副教授，研究方向：岩石力学与地下工程研究.

王新杰1,2，贾建功1，刘元固1，卜万奎3
(1. 菏泽市煤炭管理局，山东 菏泽，274015；2. 山东科技大学，山东 青岛，266590；3. 菏泽学院，山东 菏泽，274015）

摘要：本文在对菏泽市煤矿生产总结的基础上，采用数学统计方法对煤矿安全隐患客观因素灾害进行了分析，得出了影响菏泽市煤矿安全生产的客观因素,为菏泽市各矿区和管理部门对安全生产的管理提供依据和决策.
关键词：菏泽市；煤矿管理；安全生产；隐患因素 
中图分类号：TD353文献标识码：A

1煤矿建设及采掘情况
1.1基本概况
菏泽市境内煤炭资源丰富，现已探明巨野、曹县和单县3大煤田，其中，巨野煤田地质储量50.7亿吨，单县煤田地质储量22亿吨，曹县煤田地质储量30亿吨，以焦煤、肥煤为主.
菏泽市现有煤矿8对，其中生产煤矿5对，分别是鲁能菏泽煤电公司（彭庄煤矿、郭屯煤矿），兖煤菏泽能化公司（赵楼煤矿），山东新巨龙能源有限责任公司（龙堌煤矿）,肥矿集团单县能源有限责任公司（陈蛮庄煤矿）.菏泽市煤矿均为大中型矿井，彭庄煤矿、陈蛮庄煤矿为中型矿井，其余矿井为大型矿井，其中龙堌煤矿、赵楼煤矿为特大型矿井.8对矿井设计（核定）生产能力将达到2 180万t/a，其中5对生产矿井设计（核定）生产能力1 640万t/a.（见表1）
2014年，煤炭开发建设为地方财政直接带来收益10.36亿元，其中市本级收益6.22亿元.表1菏泽市煤矿生产能力情况表
矿井
项目彭庄郭屯赵楼龙堌陈蛮庄郓城张集万福设计生产能力（万t/a）6024030060090240120180核定生产能力（万t/a）110-420780----井型中型大型特大型特大型中型大型大型大型注：小型矿井生产能力30万吨以下；中型矿井生产能力大于45万吨，小于90万吨；大型矿井生产能力120万吨以上；特大型矿井生产能力300万吨以上.
1.2掘进及掘进工作面情况
自2002年8月18日菏泽市第一对矿井龙堌煤矿开工建设以来，截至2015年6月16日，菏泽市煤矿累计施工掘进巷道426 938 m，在用巷道290 561 m、废弃巷道136 377 m.其中，龙堌煤矿巷道掘进进尺最大，累计施工掘进巷道136 800 m，在用巷道101 000 m、废弃巷道35 800 m［1~3］.目前，菏泽市煤矿共安排掘进工作面49个，其中综掘工作面31个，炮掘工作面18个，综掘普及率为63.3%.
1.3回采及采煤工作面情况
截至2015年6月16日，菏泽市煤矿累计采完并封闭回采工作面32个，其中彭庄煤矿8个、郭屯煤矿6个、龙堌煤矿10个、赵楼煤矿8个.目前，菏泽市煤矿共有11个回采工作面进行采煤作业，其中，彭庄煤矿、郭屯煤矿，兖煤赵楼煤矿，龙堌煤矿,陈蛮庄煤矿生产矿井各有2个，郓城煤矿1个.郭屯煤矿1303工作面和1312工作面正在回撤.赵楼煤矿11303工作面安装完毕、尚未开采.赵楼煤矿1305工作面（孤岛工作面）正在安装.截至2015年5月底，菏泽市煤矿累计生产原煤7 940万吨.
2隐患因素分析
菏泽市煤矿地质条件复杂，煤层埋藏深度大，“水害、火灾、瓦斯、煤尘、顶板”五大安全隐患，除瓦斯影响相对较小外，其他四种隐患在不同煤矿均有突出显现，给菏泽市煤矿安全生产工作构成潜在威胁.随着矿井服务年限延长，开采水平延深，“水、深、火、热”的问题会越来越严重，不可预见的因素越来越多.
2015年王新杰,等：菏泽市煤矿安全生产隐患因素分析第5期2.1矿井水害
根据2013年水文地质类型划分结果，龙堌煤矿水文地质类型为复杂型，彭庄、郭屯、赵楼煤矿为中等型，陈蛮庄煤矿为简单-中等型.郓城、张集煤矿暂未进行水文地质类型划分.根据郓城煤矿建井和联合试运转阶段矿井涌水量情况分析判断，该矿水文地质类型应为复杂型.
巨野煤田煤层埋深大，水文地质条件复杂，水压、地应力等不利因素突出，含水层具有初期涌水量大、水压高、水温高等特点，涌水量减少的趋势不明显.
龙堌煤矿主要水源为三灰含水层，三灰富水不均匀，局部水压高，水量大，及时疏放虽能够降低水压，但形成降落漏斗仍需相当长一段时间.
郓城煤矿矿井范围内大断层较多，且正断层较多.断层连通上下含水层，造成基建期间矿井涌水量较大.随着开采范围的进一步增大，顶板运动极易诱使断层活化，导致矿井突水，涌水量可能进一步增大，给矿井防治水工作带来更大难度.目前，该矿采区水仓尚未形成，也无临时采区水仓，并且无专门的探放水作业队伍，一旦出现大规模出水，应急处置难度较大.
2.2矿井火灾
煤层自燃倾向性鉴定结果表明：菏泽市7对揭露煤层矿井的煤层自燃倾向性均为Ⅱ类自燃，开采过程中均具有自然发火的可能.煤层最短发火期鉴定结果表明：赵楼、龙堌、陈蛮庄、郓城、张集煤矿煤层最短发火期较短；彭庄、郭屯煤矿煤层最短发火期较长.
赵楼、龙堌、郓城、张集煤矿采用综放开采工艺，采空区不同程度地存留积煤，最短发火期均不超过57天，且开采水平原岩温度较高，受自然发火威胁严重.《煤矿安全规程》规定，采煤工作面回采结束后，必须在45天内进行永久性封闭.赵楼煤矿煤层最短发火期仅30天，龙堌煤矿仅46天，采煤工作面回采结束后，若封闭不及时极有可能引发火灾事故.（见图1）图1菏泽市煤矿煤层最短发火期
赵楼煤矿1302工作面、郭屯煤矿1308工作面在回撤过程中均出现过CO飙升现象，自然发火征兆明显.
2.3矿井高温热害
龙堌、赵楼、郓城、郭屯煤矿原岩温度较高，矿井涌水量较大，造成井下作业环境温度高、湿度大，特别是在掘进迎头后部和采煤工作面回风巷，温度更高，湿度更大.尽管龙堌、赵楼、郓城、郭屯煤矿井下大部分高温地点安设了制冷风机，赵楼煤矿还在副井口安装了制冷设备，但降温效果有限，矿井高温热害威胁仍十分突出［4~6］.一线工人长期处于高温、高湿环境中，加剧了职业病的发生.（见图2、表2）
表2井下高湿、高温环境下职业病发生比例
职业病皮肤病烂裆风湿心脏病热击比例57%28%24%11%5.8%
图2菏泽市煤矿开采水平原岩温度
2.4顶板和冲击地压
冲击倾向性鉴定结果表明：菏泽市煤矿煤层顶板除陈蛮庄煤矿外，均具有弱冲击倾向性；赵楼煤矿煤层具有强冲击倾向性，陈蛮庄煤矿煤层具有弱（偏无）冲击倾向性，张集煤矿煤层无冲击倾向性，其余煤矿煤层均具有弱冲击倾向性.可以看出，菏泽市煤矿均具备诱发冲击地压的物理条件.
菏泽市煤矿最大开采深度均在-870 m以下.陈蛮庄煤矿最大开采深度达到-1 150 m，赵楼、龙堌、张集煤矿最大开采深度分别为-990 m、-980 m、-950 m.
龙堌煤矿煤层和顶板均具有弱冲击倾向性，由于煤层厚度大，采用综放工艺开采，冲击地压显现明显，工作面回采过程中，回采巷道和工作面后方采空区均发生过冲击地压.
郓城煤矿煤层和顶板均具有弱冲击倾向性，由于煤层硬度大，基本顶厚度较大、强度较高，大断层较多，地质条件复杂，在施工卸压钻孔的过程中发生过吸钻、卡钻和煤粉量超标现象.2015年1月9日和4月5日，先后两次发生冲击地压，尽管未造成人员伤亡，但巷道损毁严重.
赵楼煤矿煤层具有强冲击倾向性，煤层厚度大，采用综放工艺开采，受冲击地压威胁比较突出.
陈蛮庄、张集煤矿煤层较软，受冲击地压威胁相对较小，但两矿开采深度大，地压高，诱发冲击地压的可能仍较大.
陈蛮庄煤矿回采工作面顶板较为破碎，由于工作面倾角较大，工作面推采过程中顶板容易出现漏矸、窜矸现象，严重时甚至出现顶板抽冒现象，造成连续多个支架不接顶，严重威胁工作面安全生产，这也是造成陈蛮庄煤矿工作面推采进度缓慢的主要原因之一.
郭屯煤矿一采区南翼受向斜构造影响，且煤层上方存在一层伪顶，顶板破碎，逮顶困难，工作面推采进度缓慢.由于受到构造应力影响，同时工作面推进进度缓慢，给工作面冲击地压防治工作带来更大困难.
2.5煤尘
研究表明：爆炸指数与爆炸性强弱的关系如下：
1）爆炸指数＜10%，一般不爆炸.
2）爆炸指数10%~15%，爆炸性较弱.
3）爆炸指数15%~28%，爆炸性较强.
4）爆炸指数＞28%，爆炸性强烈.
菏泽市煤矿煤尘普遍存在爆炸危险，除张集煤矿外，煤尘爆炸指数均大于28%，爆炸性强烈.煤尘具有爆炸性，属于重大危险源，存在发生煤尘爆炸事故的可能.（见图3）图3菏泽市煤矿煤尘爆炸指数3结论
随着我国煤炭开采深度的增加和开采强度的加大,增大了煤矿灾害预测和治理的难度和复杂性,作为煤炭生产单位，应大力开展安全科技创新,推广先进煤矿灾害防治技术,如瓦斯抽放、安全监测监控、事故预警等方面的新技术、新装备,并为保证设施设备的安全可靠运行建立高层次、全方位的技术基础；作为煤炭管理单位为了保证地方各级煤矿安全监察机构依法实施应经常性进行安全检查，对于地方各级煤矿安全监察机构的经常性安全检查应当进行立法规范，对于经常性安全检查的次数、检查的内容、检查的程序，进行明确的规定积极推动企业间的技术经验交流,促进煤矿企业生产力水平的提高.

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Analysis on Risk Factors of Coal Mine Safety in Production in Heze City
WANG  Xinjie1,2, JIA  Jiangong1, LIU Yuangu1, BU Wankui3
(1. Heze Coal Administration Bureau, Heze Shandong 274015, China; 
2. Shandong University of Science and Technology, Qingdao Shandong 266590, China;     
3. Heze University, Heze Shandong 274015, China)

Abstract:  On the basis of summing up the coal mine production in Heze , this paper analyzes the objective factors of coal mine safety risk using the method of mathematical statistics, and finds out  the objective factors that affect the safety of coal mine , which provides the basis and decisionmaking for the management of safety in production in Heze City.
Key words: Heze City; coal mine management; safety in production; risk factors第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05007705

植物激素处理对菠菜富集重金属的影响收稿日期：20151005
作者简介：郭梦露（1987-），女，内蒙古科尔沁人，助教，硕士，研究方向：低放核素等方面.

郭梦露
(菏泽学院 生命科学系，山东 菏泽 274015)

摘要:利用Hoagland营养液栽培试验，研究外源植物激素（生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA）对菠菜吸收和积累133Cs、88Sr的影响.结果表明：施用植物激素显著提高了菠菜植株对133Cs、88Sr的吸收、转运和富集，使菠菜叶片的丙二醛含量显著低于对照，而叶绿素含量显著高于对照，植物激素缓解了133Cs、88Sr胁迫对菠菜叶片的过氧化伤害，保护了菠菜叶片细胞叶绿体膜及其相应的功能.由此证明，植物激素的添加可强化菠菜对133Cs和88Sr污染的修复效果.
关键词:植物激素；重金属；修复效率
中图分类号:X591,Q948.116文献标识码:A

引言
目前土壤复合污染是土壤污染的主要存在形式，许多地区存在退役的三线厂和矿区，其周边土壤中存在大量的重金属与放射性污染，加快对受污染土壤的修复整治工作迫在眉睫.生物修复、物理修复、化学修复及其联合修复是目前治理污染土壤的主要修复技术，而生物修复中的植物修复技术和其他修复技术相比操作方便，对周围环境干扰小，污染物在原地被降解、消除，修复的时间短，成本较低，不产生二次污染，遗留问题少等优点.植物修复技术则是筛选和培育对目标污染物具有超常富集能力的植物，将其种植在被污染的土壤上，伴随植物体自身吸收水分和养分的过程来将污染物吸收富集在体内，以期达到清除污染物的目的［1］.经实践证明，与传统修复方法相比植物修复技术较传统修复方法更符合可持续发展污染治理模式.
植物修复在修复植物的品种筛选、修复机理研究及应用方面都存在不足，目前，向受污染的土壤中添加植物激素越来越被受到重视.植物激素（Phytohormone）是指植物细胞接受特定环境信号诱导产生的、低浓度时可调节植物生理反应的活性物质.它们在细胞分裂与伸长、组织与器官分化、开花与结实、成熟与衰老、休眠与萌发以及离体组织培养等方面，分别或相互协调地调控植物的生长、发育与分化.这种调节的灵活性和多样性，可通过使用外源激素或人工合成植物生长调节剂的浓度与配比变化，进而改变内源激素水平与平衡来实现［2］.赤霉素(Gibberelin, GA)最显著的效应是促进植物茎伸长.无合成赤霉素的遗传基因的矮生品种，用赤霉素处理可以明显地引起茎秆伸长，同时能促进禾本科植物叶的伸长.在蔬菜生产上，常用赤霉素来提高茎叶用蔬菜的产量.3-吲哚乙酸（IAA）可以人工合成，生产上使用的是人工合成的类似生长素的物质如吲哚丙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、2,4－D、4-碘苯氧乙酸等，可用于防止脱落、促进单性结实、疏花疏果、插条生根、防止马铃薯发芽等方面.愈伤组织容易生根；反之容易生芽［3］.Raskin提出水杨酸(Salicylic Acid, SA)及其盐类是一种新的植物激素［4］，是体内普遍存在的一种酚类化合物.作为细胞内的信号传递分子, 对植物体的生长发育如呼吸、蒸腾、气孔关闭、开花、产热、性别分化以及膜透性、离子吸收、乙烯合成等都起到起调控作用.胡晓琼等（2007）以蚕豆、水杨酸为研究对象，SA浓度为1.00 mg/kg时，蚕豆根的生长发育显著增强，随着添加SA的浓度超过10.00 mg/kg，蚕豆根生长受到抑制，其出现了有丝分裂下降现象.这说明水杨酸对重金属毒害的缓解效应是有一定浓度限度的，浓度过高反而抑制植株生长［5］.
1材料与方法
1.1试验材料
菠菜（Spinacia oleracea L.）又名波斯菜、赤根菜、鹦鹉菜等，属苋科藜亚科菠菜属，一年生草本植物.植物高可达1m，根圆锥状，带红色，较少为白色，叶戟形至卵形，鲜绿色，全缘或有少数牙齿状裂片.菠菜原产伊朗，中国普遍栽培，为极常见的蔬菜之一，且对土壤适应能力强，易于栽种.本试验本地区普遍种植的春秋大圆叶菠菜为试验材料，种子购于河南普林园艺用品有限公司.
试验采用Hoagland营养液栽培方式，培养条件为：温度 20～25℃，光照150 μmol·m -2·s -1.88Sr的施加形式为Sr(NO3)2，133Cs的施加形式为CsCl，三种植物激素分别为生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA.Sr(NO3)2、CsCl 和植物激素均为分析纯化学试剂.
1.2试验处理
2014年1月20日对菠菜种子表面消毒，浸种12 h，暗中催芽24 h后于温室中培养幼苗.每天定时更换Hoagland培养液.全培养液配方为：①大量元素： 在1L营养液中添加1 mol/L 的Ca(NO3)2 5 mL，1mol/L 的KH2PO4 1 mL，1 mol/LMgSO42 mL，1 mol/L KNO3 5 mL；②微量元素：1 L水中加ZnSO4·7H2O 0.22g，CuSO4·5H2O 0.08g，H2MoO4·H2O 0.02g ，H3BO3 2.86g，MnCl2·4H2O 1.81g；③螯合剂：1 L水中添加FeSO4·7H2O 5.57 g ，Na2-EDTA 7.45g.20 mg/kg  88Sr(NO3)2、133CsCl溶液，生长素、水杨酸、赤霉素分别配置三个浓度（如表1所示）.复合处理液为88Sr(NO3)2,133CsCl溶液与Hoagland全营养液，培养14 d待长至幼苗期，于2014年2月5日将幼苗移置复合处理液中待植株适应稳定，于2014年2月20日在菠菜叶表面连续喷施两次植物激素（GA、SA、IAA），时间间隔为5 d.试验设三种激素，每个激素有三种浓度(分别添加1、2、3表示)，另有一个对照，共有10个处理，每个处理重复3次.
2015年郭梦露： 植物激素处理对菠菜富集重金属的影响第5期表1激素施加试验处理浓度
处理CK生长素IAA赤霉素GA水杨酸SAIAA1IAA2IAA3GA1GA2GA3SA1SA2SA3浓度
（mg/kg）0101001 0005001 0002 000101001 000
1.3结果测定
1.3.1生理指标的测定
待菠菜培养35 d，于2014年2月26日从植株形态学自上而下统一取菠菜植株的第三片叶作为试验材料，测定叶片的丙二醛含量和叶绿素含量.
测定植物丙二醛MDA的含量采用硫代巴比妥酸（TBA）比色法［6］.取菠菜叶片0.5 g，加5%三氯乙酸（TCA）5 mL，研磨后所得匀浆在3 500 r/min下离心10 min；取其上清液2 mL，取0.67%硫代巴比妥酸（TBA）2 mL，将两种液体混匀后在100℃水浴上煮沸20 min，冷却后再离心一次，分别测定上清液在450 nm、532 nm和600 nm波长光下的吸光度值.
测定植物叶绿素总含量采用95%乙醇比色法［7］.称取0.5 g菠菜叶片，剪碎后加少量碳酸钙粉和石英砂倒入研钵中研磨，先后加5 mL 95%乙醇、10 mL 95%乙醇研磨后，滤纸过滤，置容量瓶中定容至25 mL，摇匀，得到叶绿素的提取液.测定时以95%乙醇为空白对照，在652 nm波长下读取吸光度值.
1.3.2133Cs、88Sr含量的测定
将烘干的菠菜样品研磨后，准确称取0.2 g处理样品置于三角瓶中，加入10 ml混合酸（硝酸：高氯酸体积比3∶1），加盖过夜.样品液倒入凯式烧瓶中，在电炉上消解，直至冒白烟，消化液呈无色透明.用硝酸定容到100 ml.采用火焰原子吸收光谱法对植物样品进行88Sr和133Cs含量的测定，测试仪器为美国PE公司AA700火焰原子吸收光谱仪.
1.4数据分析处理
单因素方差分析采用DPSv7.05统计分析软件进行，在5％水平下进行Duncan多重比较.数据统计及作图表采用Microsoft Excel 2007.
2结果与分析
2.1三种激素处理下88Sr、133Cs对菠菜苗生物量的影响
称量处理烘干后的菠菜根部和地上部的生物量，统计数据后得到图1.
图1植物激素处理对菠菜地上部和根系生物量的影响从图1中可以看出，三种植物激素的添加显著增加了菠菜根部和地上部的生物量，相比于对照差异显著（p<0.05），地下部的生物量从0.259 g增加到0.523 g，地上部的生物量从1.119 g增加到2.267 g，三种激素处理下对菠菜生物量增加作用由大到小依次为GA>SA>IAA.
2.2三种激素处理下133Cs、 88Sr对菠菜生理指标的影响
2.2.1三种激素处理下133Cs、 88Sr对菠菜叶片丙二醛含量的影响
通过测定植物激素处理下菠菜叶片丙二醛的含量得到图2.
图2植物激素处理对菠菜叶片丙二醛含量的影响丙二醛（MDA）是膜脂过氧化分解的产物，是衡量植物经逆境胁迫后膜脂过氧化程度的指标 ［8］，其含量的高低在一定程度上表示了细胞膜脂过氧化的程度和植物对逆境条件反应的强弱［9］.由图所示，植物激素处理下菠菜叶片的丙二醛含量显著低于对照，与对照差异显著.SA2处理下，丙二醛含量最低为0.152 μmol/g，与对照差异极显著，小于对照的252.53％；IAA1处理下，丙二醛含量达最大值0.512 μmol/g，为对照的1.09倍，随生长素含量的增加，丙二醛的含量降低.GA处理下，丙二醛含量随生长素浓度的增加表现为先降低后增加的趋势，GA2处理下，丙二醛含量达赤霉素类的最高值0.472 μmol/g，小于对照的18.01％；SA作用下丙二醛含量表现为随激素浓度的增加先降低后增大，即SA2<SA1<SA3.
2.2.2三种激素处理下133Cs、 88Sr对菠菜叶片叶绿素含量的影响
通过测定植物激素处理下菠菜叶片叶绿素的含量得到图3.图3植物激素处理对菠菜叶片叶绿素含量的影响叶绿素是植物进行光合作用的基础，是衡量叶片生长状况的重要指标，重金属、核素等会直接抑制叶绿素的合成，降低植物的光合速率，最终导致植物生长缓慢［10］ .由图3所示，植物激素处理下菠菜叶片的叶绿素含量显著高于对照，与对照差异显著.GA2处理下，叶绿素含量达最大值为1.221 mg/g，与对照差异极显著，高于对照的292.61％；IAA1处理下，叶绿素含量最小为0.416 mg/g，为对照的1.34倍，随生长素浓度的增加，叶绿素含量增大.SA处理下，叶绿素含量随水杨酸浓度的增加表现为先增加后降低的趋势，即SA2>SA1>SA3，SA2处理下，叶绿素含量达水杨酸类的最高值0.953 mg/g，高于对照的206.43％；GA作用下叶绿素含量同样表现为随激素浓度的增加先增大而后降低，即GA2>GA1>GA3.
2.3三种激素处理下菠菜对133Cs、 88Sr的吸收、分布和富集
利用火焰原子吸收法测定植物激素处理下菠菜根部和地上部88Sr和133Cs的含量得到图4和图5.
图4 植物激素处理下菠菜对133Cs的富集量图5 植物激素处理下菠菜对88Sr的富集量根据图示表明，三种植物激素处理下均提高了133Cs和88Sr在菠菜植株体内的积累量，且显著高于对照，其原因可能是由于植物激素有调节与运输金属元素相关膜蛋白的功能、增加细胞膜的ATP酶活性，并且GA可以增加膜的渗透性，SA可以促进金属离子的转移，促进金属元素离子通过细胞膜，增加了菠菜对Cs和Sr的吸收量［11］.三种激素处理下菠菜对Cs的吸收、转运、富集的总体趋势表现为SA>GA>IAA，对Sr的吸收、转运、富集的总体趋势表现为GA>SA>IAA，图示反映出，植物激素处理浓度过高，结果反而不利于生物量的增加和核素的吸收转运.
3结论
植物修复目前仍是一种新兴的环境治理技术，在超富集植物的品种筛选、修复机理及应用方面都存在不足，提高植物修复效率是目前弥补植物修复技术缺陷的最有力手段.综合考虑修复效率及生态环保的双重需要，利用超富集植物修复污染土壤的同时利用植物激素强化和提高修复效率势在必行.本试验在Hoagland营养液栽培条件下，施加生长素IAA、赤霉素GA、水杨酸SA均能增加菠菜在133Cs和88Sr污染液中的生物量，缓解了133Cs和88Sr污染对菠菜叶片的氧化胁迫，提高了133Cs和88Sr在菠菜植株体内的积累量.但植物激素处理浓度过高，结果反而不利于生物量的增加和核素的吸收转运，选择合适浓度、添加合适浓度的植物激素可以减少重金属及核素对植物生理的不利影响，缓和胁迫的同时维持植物正常的生长发育.所以，植物激素应用于植物修复可提高植物修复效率，有利于植物对污染元素的吸收、累积和转运.

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The Effect of Phytohormones on the Heavy Metal Accumulation in Spinach

GUO Menglu 
(Department of Life Sciences, Heze University, Heze Shandong 274015, China ) 
Abstract: Using Hoagland nutrient solution culture experiment, the effects of exogenous plant hormones (IAA, GA, SA) on the absorption and accumulation of 133Cs and 88Sr in spinach is studied. The results indicate that plant hormones significantly increased the uptake, translocation and accumulation of 133Cs and 88Sr in spinach plants, and the content of MDA in the spinach leaves is significantly lower than that of the control, while the content of chlorophyll was significantly higher than that of the control.  133Cs and 88Sr stress are alleviated by plant hormones, and the cell chloroplast membrane of spinach leaves and its corresponding function are protected by the oxidative damage. The results show that the remediation effect of the 133Cs and 88Sr pollution of spinach can be enhanced by the addition of plant hormone.
Key words: phytohormones; heavy metal; remediation efficiency 第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 20152015年江生泉,等：长江流域地区延长暖季型草坪草绿期技术研究第5期文章编号：16732103（2015）05008203

长江流域地区延长暖季型草坪草绿期技术研究收稿日期：20151011
基金项目：2015年度安徽省高校自然科学重点项目（KJ2015A423）
作者简介：江生泉（1982-），男，江西婺源人，讲师，硕士，研究方向：草坪，园林工程。

江生泉，姜自红，薛正帅
(滁州职业技术学院食品与环境工程系，安徽滁州 239000)

摘要：草坪是环境生态系统的重要组成部分，是园林绿化的主要方式之一，在长江流域暖季型草坪草冬季休眠枯黄，影响其草坪景观，延长草坪绿期和实现周年常绿是当前研究重点。分析了气候、养护管理对暖季型草坪草绿期影响，阐述了延长绿期方法和实现周年常绿的技术措施。
关键词：暖季型草坪草；绿期；常绿；技术
中图分类号：S688.4文献标识码：A

草坪在园林绿化工程有着广泛的应用，具有改善生态环境、调节环境气候、控制水土流失及为人类提供活动场所等功能［1，2］。随着社会越来越重视生态环境及园林城市建设，草坪覆盖面积迅速增加。在草坪质量评价体系中，绿期是外观质量评定非常重要指标，草坪绿期是指草坪80%的植物返青之日到80%的植物呈现枯黄之日的持续天数，绿期越长就意味草坪外观质量越高［2，3］。以安徽滁州为例，在正常粗养护条件下沟叶结缕草（马尼拉）草坪绿期仅有220d左右，严重影响其景观效果。本文对影响绿期原因进行分析，提出相应延长绿期方法和实现周年常绿技术措施，以期为草坪应用和养护提供相应理论基础。
1暖季型草坪草特点及生态区划
暖季型草坪草生长最适宜温度是26～32℃，主要分布在我国长江流域及以南较低海拔的地区。暖季型草坪草具有发达根系，适应性强，繁殖能力强，耐高温、耐践踏等。工程常用的草坪草有狗牙根属、地毯草属、野牛草属、结缕草属、雀稗属及钝叶草属等，其中结缕草属和野牛草属是暖季型草坪抗寒性较好的种［2，3］。
韩烈保提出了气候与草坪草适应性相结合分类法，将草坪草划分为9个气候生态区划带［4］，见表1。表1中国草坪气候生态区划指标及标准 
序号　气候带　年平均气
　　温/℃   年平均降水
　　　/mm　　月平均气温/℃　　1月　　7月   月平均相对湿度/%　　1月　7月1	青藏高原带	-14.0～9.0	100～1170	-3.0～8.0	-3.0～19.0	27～50	33～872	寒冷半干旱带	-3.0～10.0	270～720	-20.0～3.0	2.0～20.0	40～75	61～833	寒冷潮湿带	-8.0～10.0	265～1070	-20.0～6.0	9.0～21.0	42～77	72～804	寒冷干旱带	-8.0～10.0	100～510	-26.0～6.0	2.0～22.0	35～65	30～735	北过渡带	-1.0～15.0	480～1090	-9.0～2.0	9.0～25.0	44～72	70～906	云贵高原带	3.0～20.0	610～1770	-8.0～11.0	10.0～22.0	50～80	74～907	南过渡带	6.5～18.0	735～1680	-3.0～7.0	14.0～29.0	57～84	75～908	温暖潮湿带	13.0～18.0	940～2050	1.0～9.0	23.0～34.0	69～80	74～949	热带亚热带	13.0～25.0	900～2370	5.0～21.0	26.0～35.0	68～85	74～96适应于1～6带的草坪草称为冷季型草坪草，适应于5～8带的草坪草称为过渡型草坪草，适应于6～9带的草坪草称为暖季型草坪草［4，5］。
2影响暖季型草坪绿期的主要因素
2.1气候因素
　　气候因素影响草坪绿期最主要是温度因子，根据植物生长发育与温度“三基点”关系，冬季低温是影响暖季型草坪草生长发育和分布的重要环境因子。冬季长江流域气温会降到10℃以下，甚至有的地区会出现极端温度低于0℃，导致大多暖季型草坪地上部分在冬季会出现休眠或半休眠状态，即地上部分停止生长，叶片叶绿素合成能力明显下降，加快降解叶绿素，草坪外观上就表现为退绿或枯黄，严重影响其绿期长短［6］。
2.2草坪养护管理不科学
2.2.1水分管理
　　水是草坪草的重要组成成分，水分下降就会引起草坪草生长不良。干旱缺水不仅使叶绿素的合成受到抑制，而且原有的叶绿素也会受到破坏，干旱条件下植物失水最先出现的症状就是叶片失绿发黄。其中与草坪草发育关系最密切是毛管水，它在土壤中的保持力pF为1.8～3.8（pF是表示土壤吸收力状况的方法，用水柱压力计高度的对数值来表示）。pF在1.8～3.0范围内的水由于对植物根系不产生阻力而易被吸收，当pF为3.8时，草坪植株就会出现初期凋萎点，吸收水变困难；而pF为4.2时，草坪草就会出现永久凋萎点，草坪会因缺水而枯死［6］。因此在暖季型草坪管理中，如水分管理不到位，就会造成草坪绿期缩短。
2.2.2营养元素不足
　　草坪草绝大数为多年生草本植物，营养元素能延长草坪绿期和利用期，保持良好的绿色度；缺少营养元素时都会引起草坪草失绿，草坪出现枯黄现象，绿期缩短，其中尤以氮元素对叶绿素的影响最大［6］。另外， P、K肥施用不足或不合理会导致暖季型草坪草抗寒性下降，绿期也会相应缩短。
2.2.3土壤质地因素
通透性不良或板结的土壤会形成氧浓度过低，影响其根系呼吸作用，使植物因呼吸作用的减弱而降低其对养分和水分的吸收和转运能力，从而导致草坪草生长发育不良。另一方面，由于土壤环境中缺氧也导致土壤微生物活性的降低，造成土壤中养分的吸收与转运困难，肥料利用不高，会导致草坪草过早枯黄。
2.2.4其他外力因素
　　草坪草在正常条件下能够承受一定践踏和外力不使自身发生质的变化破坏，是基于草坪草具有一定可塑性。但过度外力会引起草坪草机械破碎和退化，重者出现秃斑。尤其暖季型草坪草在冬季组织变硬、变脆时，这种具一定骤变的外力将引起草坪磨损和枯黄现象。
3暖季型草坪草周年常绿技术
3.1工程技术措施
3.1.1草坪交播技术
　　在亚热带地区，暖季型草坪在秋季用冷季型草坪草进行播种措施，其目的是在暖季型草坪的休眠期获得一个良好外观的草坪景观。当暖季型草坪草生长逐渐停滞时进行一次重修剪，播种另一种生长迅速冷季型草坪草，填补冬季绿色；当第二年春季温度上升，暖季型草恢复生长、补播冷季型草开始退化并死亡，从而可以实现草坪周年常绿［7］。主要技术问题有：（1）交播时间一般在秋季10～11月时进行；（2）交播前需对暖季型草坪进行重修剪、划破草坪、垂直刈割，草层较厚可配合梳草作业，以方便播种。（3）考虑建植成本和冬季草坪景观等因素，交播草种播种量要适宜，播种量过大会影响第二年暖季型草坪草返青。（4）交播冷季型草种最好以一年生黑麦草或一年生早熟禾为宜，消除交播冷季型草坪草对建群种影响；（5）交播草种最好用沙子进行混合播种，以便提高播种均匀性和提供冷季草草坪生长的土壤环境。交播较适合于草坪密度相对低些的暖季型草坪，交播存在技术难度大，费时费工，工程成本高，如处理不好会引起建群暖季型草坪草退化。因此，草坪管理者期望选用其他方法建成一种组合相对稳定持久的常绿型草坪。
2015年 菏泽学院学报 第5期3.1.2草坪混播技术
　　根据草坪使用目的、环境条件、养护水平选两种或两种以上的草种或同种不同品种混合播种的建植方法，优势在于有更广泛的遗传背景和更强环境适应性。［6,7］。但是混播也存在一些缺点，比如草坪一致性降低、颜色混搭等，更需要注意是两种草不能共存，长期下去势必会相互竞争养分、水分和空间，易出现退化现象。目前混播草坪类型主要有同种不同品种的混合、同属不同种的混合及不同属间草种混合，长江流域一带工程上广泛应用果岭草就是不同属间混播组合，用狗牙根+黑麦草混播组合，其工程综合单价在25元/m2左右，能够形成草坪景观常绿效果。应用草坪混播技术需注意问题有：（1）考虑混播草坪草的生长习性和主要优点，合理组合；（2）混播草种在叶片质地、生长速度、颜色等方面有较一致的特点；（3）混合的草种比例要适当，例如高羊茅和早熟禾混播，由于高羊茅生长性强，叶片宽，高羊茅必须是混播主要成分，占80%左右为宜，以形成致密的草坪，否则比例过小，高羊茅植株形成类似“杂草”，严重影响草坪景观。混播技术能延长草坪绿期，可实现周年常绿景观，但尚有很多难题还有待进一步解决［7］。
3.2养护技术措施
3.2.1合理水肥管理
暖季型草坪草是需水量较大的植物。如浇水不及时或者浇水量不足则易引起草坪暂时枯黄萎蔫甚至死亡。营养元素是影响草坪草叶绿素合成重要因素，国内外大都学者发现施肥可以有效延长草坪草绿期。边秀举认为，秋末施可溶性氮肥有助于延迟草坪的休眠，提高草坪的色泽，增加根系的活性［8］。Richardson的研究认为，晚季施氮肥有利于保持秋季百慕大草坪的绿色和促进翌年春季草坪的提前返青［9］。因此，延长绿期水肥主要管理有：(1)秋季结合打孔作业进行灌溉施肥；（2）水肥配合使用；（3）秋末施用可溶性氮肥或者水肥；（4）保水剂合理使用等。
3.2.2绿叶生长剂合理使用
绿叶生长剂主要含有氮、磷、钾、硅和钙等元素，其中氮、磷、钾可提高草的抗寒能力；钙修复受霜冻害的细胞；钾和镁则有利于叶绿素的合成和增强光合作用；硅能提高草坪冻害修复功能［10］。梁广坚等报道，在低温来临前20d用绿叶生长剂处理细叶结缕草，可以有效保护生物膜尤其是叶绿体膜的完整性，减轻低温下膜脂过氧化作用，从而对叶绿素起到保护作用。经绿叶生长剂处理的暖季型草坪草在-3～6℃低温后仍能保持绿色［11］。
3.2.3其他辅助草坪管理措施
　　在秋季，如对暖季型草坪进行一次大型综合养护作业，极大改善草坪草生长的土壤立地环境，对延长草坪绿期和第二年返青有着明显效果。其养护措施集中整合如下：重修剪→空心孔→清除土芯→表施土壤→施颗粒肥料及颗粒杀虫剂→拖网、清洁→适度滚压→灌溉。通过这些养护方法组合可以改善草坪通气性，提供均衡的营养物质，增强草坪保水性，提高草坪抗寒，消除草坪的地下害虫，实现草坪绿期延长。
3.2.4使用草坪草坪着色剂
　　草坪着色剂主要用于冬季休眠的暖季型草坪染色，根据着色剂的特性、使用量和施用次数的不同，可使草坪呈现出蓝绿色到鲜绿色的色彩变化。着色剂在干燥、无风、温度10℃以上施用最好；大量使用之前必须进行小面积试作业。但着色剂的效果是临时的，不是通过有效管理达到效果，而且由于染色增绿剂使用会对草坪土壤环境产生一些不良影响［12］。
　　长江流域地区延长绿期和实现暖季型草坪草常绿方法有很多，主要分为：一是工程建植措施，即是混播和交播技术；二是养护管理技术，主要有秋季加强水肥管理，绿叶生长剂使用及其他养护措施配合等。因此，草坪管理者通过合理的、科学的工程及养护措施，可以延长草坪的绿期和实现周年常绿草坪景观。但运用生物技术途径,提高草坪品种的抗寒性应该是解决长江流域地区草坪常绿的最佳途径，这也是广大草坪科研工作者一直研究的热点方向。

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the Warm Season Turf in the Yangtze River Basin
       JIANG Shengquan, JIANG Zihong, XUE Zhengshuai
(Food& Environmental Engineering Department， Chuzhou Vocational and Technical College,  Chuzhou Anhui 239000，China)
Abstract: Lawn is an important part of the environmental ecosystem, and is one of the main ways of landscape gardening. Winter dormancy of warm season turf affects the lawn landscape in the Yangtze River Basin, and prolonging green period has become the focus of the current research．The paper analyzes the effects of climate and the maintenance management on green period of warm season turf and expounds the technical measures to prolong the green period and realize the annual evergreen.
Key words: warm season turf grass; green period; evergreen; technology第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05008503

中学生足球运动中膝关节损伤及预防收稿日期：20151005
基金项目：山东省高等学校人文社会科学研究项目（J13wk01）
作者简介：马培兵(1978-),男，山东泰安人，硕士，助教，研究方向：足球教学与训练.

马培兵
（菏泽学院体育系，山东 菏泽 274015）

摘要：对泰安市六所中学经常参加足球运动的200名学生进行调查分析显示膝关节较其他部位损伤差异显著（P<0.05），损伤概率为9.69%；分别对中学生足球运动中膝关节损伤类型、损伤时间段、损伤的原因分析后，提出应重视准备活动、提升文化素养和道德水平、加强技术动作及相关知识学习、完善场地设施并加强医务监督的预防措施.
关键词：足球运动；中学生；损伤
中图分类号：G843文献标识码：A

中学生正处于身体发展的关键时期，全面科学的锻炼有助于身心健康发展，反之则易造成伤害，随着校园足球的推广，参与足球运动的中学生数量越来越多，在健身训练的同时做好损伤预防和伤后的保健至关重要［1］，［6］.足球运动具有对抗性强、速度快、拼抢凶猛、急跑急停、快速转身等特点，无论是完成有球技术还是无球技术均离不开膝关节参与，因此膝关节损伤现象时常发生，但目前多数教师及学生缺乏处理膝关节损伤的卫生知识，不能及时应急处理及伤后医治.因此,研究中学生足球运动损伤出现规律、发生原因、预防具有重要的现实意义.
1研究对象
　　以泰山中学、新泰一中、泰安一中、费城一中、宁阳一中经常参加足球运动的200名学生为研究对象.
2研究方法
2．1问卷调查法
　　在泰山中学、新泰一中、泰安一中、费城一中、宁阳一中、新泰二中六所学校中经常参与足球运动的200名中学生发放问卷调查，收回197份，有效问卷196份.调查表除常规调查外,主要填写在足球运动中运动损伤的部位、损伤性质、受伤原因.两周后对六所学校的60名队员进行重访（防止有新伤病的发生，问卷调查日期特别注明与上次相同的时间段内.），经计算R=0.87，p<0.01因此问卷可信.本问卷由四位专家（三名教授一名副教授）和三名教练员（两名执教5年一名执教2年）参与问卷的审核和指导.
2．2谈话法
　　与50名被调查学生就受伤情况进行谈话；对以上六所中学中九名足球教练就相关调查问题探讨和分析.
3结果统计
　　据统计显示19名学生曾发生过不同程度的膝关节损伤，损伤概率为9.69%，与其他部位损伤相比较差异显著（P<0.05）.
3.1中学生足球运动中膝关节损伤类型表1膝关节损伤类型
损伤种类 半月板损伤 软组织损伤侧副韧带拉伤膝关节软骨损伤合计例数195419比例/%0.514.592.552.049.69中学生足球运动膝关节损伤主要有膝关节软组织损伤、侧副韧带拉伤、膝关节软骨损伤，未见膝关节交叉韧带撕裂伤.其中膝关节软组织损伤9人，发生率为4.59%，侧副韧带拉伤5人，发生率为2.55%，膝关节软骨损伤4人，发生率为2.04%，半月板损伤1人，发生率为0.51%（见表1）
2015年马培兵：中学生足球运动中膝关节损伤及预防第5期3.2中学生足球运动中膝关节损伤时间段表2膝关节损伤时间
损伤场合课堂课外活动足球训练足球比赛合计例数355719比例/%15.826.326.336.8100中学生足球运动膝关节损伤主要集中在比赛、训练、课外活动和课堂等时间段内.中学生足球比赛时受伤情况最多，有7人次，占整体受伤人数的36.8%，课外活动和足球训练中受伤人数相等，都是5人，占整体受伤人数的26.3%，在课堂上发生受伤的情况最少，只有3人次，是整体受伤人数的15.8%.
3.3中学生足球运动中膝关节损伤的原因表3膝关节损伤因素
损伤原因    动作粗暴技术错误准备活动不足场地意外精神紧张合计例数42542119比例/%2110.526.32110.55.3100中学生足球运动膝关节损伤主要是因为准备活动不足、动作粗暴、技术错误、意外和精神紧张等方面.因为准备活动不足受伤的最多，有5人次，占整体受伤人数的26.3%，动作粗暴和场地因素其次，均为4人次，占整体受伤人数的21%，技术错误和意外因素均为2人次，占整体受伤人数的10.5%，因为精神紧张受伤的比较少，多发生在第一次参加正式比赛或关键性场次.
4中学生足球运动膝关节损伤的预防
4.1重视准备活动
由表3可知，准备活动不足是作造成学生膝关节损伤的主要原因.学生准备活动不足，身体各器官组织还处于相对抑制状态，各关节、 韧带、 肌肉没有得到充分的准备，而神经系统的兴奋性又极易调动，造成身体机能跟不上神经兴奋的需要，从而引起运动损伤［2］.谈话中得知，受伤时间多发生在运动开始阶段.准备活动的作用是人为地通过肌肉的活动，克服机体惰性，缩短进入工作状态的时间，体温提高，减小肌肉与韧带的粘滞性(减少阻力)增加弹性，并促使关节囊分泌更多的滑液，以减小关节的摩擦力，加大关节的灵活性.提高人体运动的幅度、速度、力量、灵敏和柔韧性等，从而预防肌肉、韧带和关节的损伤.因此，准备活动是体育课、训练课、课外活动以及比赛不可缺少的重要环节，必须从思想上加以重视.
4.2提升文化素养和道德水平
　　教学、训练过程中，要注意培养学生树立正确的人生观、道德观，遵守规则、 尊重对方、尊重裁判，杜绝有意犯规和故意伤人行为.加强思想品德和精神文明教育，引导学生弘扬体育道德之风，使学生端正比赛动机、明确参赛目的.教学中严格执行教学大纲，并要求学生严格遵守比赛规则，竭力遏制比赛伤害性动作甚至野蛮犯规行为，同时要加强安全教育，增强自我保护意识［3］.
4.3加强技术动作及相关知识学习
　　实践证明技术水平不足是造成损伤的重要原因，训练水平低、专项技术水平低，技术动作欠规范、缺乏自我保护意识，易导致运动损伤的发生［4］.因此应提高训练水平、加强专项技术训练、规范技术动作，重视训练和比赛时动作技术规范的作用；同时应加强《运动生理学》、《运动生物学》、《运动力学》和《人体解剖学》等基本知识的学习，让中学生更好的理解和运用足球基本技术，实践课中加强基本动作学习并相应增加练习量，学习高难度动作时要采取保护措置并和合理的教学方法.掌握正确、规范、合理的技术动作是预防运动损伤的最好方法.
4.4完善场地设施并加强医务监督
　　加强运动场地器材设备的投入，提高比赛、训练场地质量，及时排除场地及周围的不安全因素.规范个人服装及佩戴物品，更换不适宜的训练或比赛服装，不准佩戴首饰及可能伤及自身或对方的佩戴物，且佩戴必要的护具，严禁赤脚踢球［5］.要加强义务监督，定期检查.训练和比赛时应配备医务人员以防突发受伤事件，受伤时要及时到医务部门检查救治，及时治疗，未完全康复或未经医务人员允许不准参加训练或比赛，以促进学生身心健康地发展.
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A Study on Injury and Prevention of Knee Joint in 
Middle School Students’ Football Sports

MA Peibing
(Department of Physical Education, Heze University, Heze Shandong 274015, China)

Abstract: The investigation and analysis of 200 students from six middle schools in Tai'an shows the injury probability of knee joint is P<0.05, and the damage probability is 9.69%. According to the cause analysis of the injury types, injury time and damage of knee joint, preventive measures are proposed including paying attention to preparation activities, enhancing the cultural quality and moral level, strengthening the technical actions and related knowledge, improving the facilities and strengthening the medical supervision.
Key words: football sports; middle school students; injury

（上接第64页）
参考文献:
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［5］宋健,李树广.基于双DSP的数据采集控制系统设计［J］. 测控技术,2010，29（3）：3133.

A Design of Data Acquisition System Based on DSP Technology

ZHANG Minghua
（Department of Physics and Electronic Engineering，Heze University，Heze Shandong 274015，China）

Abstract：In the development of multi power supply system in China, it is necessary to study the data acquisition system for accurate detection of power supply in order to realize the realtime control of multiple power supply safety switch. This paper presents a design scheme of data acquisition system which can be used for dual power supply device. The scheme adopts the highspeed TMS320F2812 processor of TI Company as the main control chip. It carries out the realtime detection and realtime control to the state of common and standby power using the full wave rectifier circuit and two order active filter circuit to realize the continuous power supply to the load.
Key words：DSP, the data acquisition, dual power supply第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 20152015年王发振,等：福州市高校体育社团的现状调查与对策分析第5期文章编号：16732103（2015）05008803

福州市高校体育社团的现状调查与对策分析收稿日期：20151001
作者简介：王发振（1981-），男，山东费县人，讲师，硕士，研究方向：体育教育训练学.

王发振1，黄希斌2
（1.福建船政交通职业学院体育教研部，福建福州350007；2.福建闽江学院体育部，福建福州350018）

摘要：研究认为，缺乏场地、经费和专业的指导老师，各学校发展不均衡，学校支持力度不够等问题制约福州市高校体育社团健康发展.针对上述问题，从争取学校扶持、加强指导和管理、增加对外交流、拓宽经费来源等方面提出建议，以期推动福州市高校体育社团科学健康的发展.
关键词：福州市；高校；体育社团；现状；对策
中图分类号：G812.1文献标识码:A

在党和国家的关心和重视下，当前高校体育工作得到了迅速发展，高等学校学生对体育运动的认识进一步提高，积极参加体育锻炼的在校大学生越来越多，各种自发组织的体育社团也应运而生.
     高校体育社团的活动，是在自愿的基础上组织与开展的，有利于大学生身心健康，提高文化素养，提高思想觉悟，完善知识结构，开阔视野，培养交往、管理、创新等能力［1］.高校体育社团在增强学校体育氛围、活跃学生体育生活，进而促进学生学习和其他各方面能力发展上，发挥着不可替代的作用.
1研究对象及方法
1.1研究对象
　　选取福州大学、福建师范大学、福建农林大学、福建工程学院、闽江学院、福建船政交通职业学院、福建信息职业技术学院、福建农业职业技术学院、福建商业职业技术学院和福州职业技术学院，共10所不同类型高校中的体育社团为研究对象.
1.2研究方法
　　1）问卷调查和统计分析法
　　为了能够全面反映福州市大学生体育社团的现状，选取了福州市10所（本科和高职各5所）不同类型高校体育社团为调查对象.共发放问卷400份，回收382份，回收率95.5%，有效问卷342份，有效率89.5%.对问卷调查的信息进行统计分析.
    2）访谈法
　　走访了福州市10所高校分管社团的校团委领导、体育社团负责人及部分体育社团会员,就当前高校体育社团存在的问题以及解决办法与他们进行了深入的交谈，并对谈话内容进行了整理分析.	
2结果与分析
2.1福州市高校体育社团概况
　　据调查，目前福州市高校体育社团涉及体育项目较多，基本上涵盖了当前高校开展教学的所有项目，以球类为主，伴有一些武术和拓展类项目，但是各项目社团之间发展极不均衡.通过访谈和调查发现，福州市10所高校中，体育社团合计有160多个，从各社团的人数规模来看，大小不一，既有200人以上的大社团，也有50人以下的中小社团，人数的多少基本上和体育项目的当前受欢迎程度和学校体育场馆的限制成比例，比如篮球社团、足球社团在高校学生中最受欢迎，长跑社团，受到场地的限制较小，所以这几个社团非常广泛，会员众多.在接受问卷调查的342名体育社团成员中，基本上是大学一二年级的学生，大学三四年级学生参与体育社团的人数相对较少，研究生基本没有.
2.2福州市高校体育社团存在的问题
　　目前，国内各高校体育社团活动以球类、武术类、野外活动类、舞蹈类和棋牌类为主，基本囊括了当前主要体育项目，但多流于形式，其内在的作用还未显现或者不明显，还没有真正掌握国外体育强国体育社团的文化精髓，在促进学生人文素养方面作用有限.福州市高校体育社团目前存在的问题，见表1.

2015年 菏泽学院学报 第5期表1福州市高校体育社团存在的问题
存在问题                   选择人数         选择比/%           排序          学校重视程度不够               144            42.1            4经费短缺                       138            40.1             5场地器材缺乏                   154            45.0             2活动内容单调                   150            43.9             3缺乏指导老师                   158            46.2             1社团负责人质量差               80             23.4             6管理机制不健全                 58             16.9             8各高校发展不均衡               66             19.3             7
福州市高校体育社团的发展还刚刚起步，发展不均衡，各高校管理不完善，缺乏制度化、规范化的管理体制；体育场馆的建设仍然跟不上体育社团发展的需要；经费来源不稳定，正是由于经费不足的影响，使得高校体育社团的很多活动无法开展；缺乏指导老师或者指导老师形同虚设.这些问题已经严重影响到了福州市高校体育社团的良性发展.
    1）学校重视程度
　　调查发现，由于各高校体育社团活动基本上处在各自为政状态，不管是校内各社团之间，还是校际相同项目社团之间，并没有形成统一的力量，缺乏统一的组织和合作，这不利于学校体育工作的整体管理与发展，所以被调查的学校对体育社团基本上放任不管，任其自生自灭.
    2）场地缺乏、器材紧张
　　目前，体育社团组织开展活动所需要的活动场所基本上是体育教学场馆，所需器材基本上需要自备，极少有学校提供体育器材给体育社团活动使用.据调查，只有1/4的体育社团在开展活动时不用为缺乏活动场所和所需器材发愁，也就是说现在福州各校基本都存在场地器材紧张的局面，很多学校尤其是高职院校连正常的体育教学活动都没有场地器材的保证，所以体育社团的活动只能是“打游击”，哪里有空闲场地，就到哪里开展活动.          
    3）社团活动欠缺且内容单一
　　福州市高校体育社团每年活动次数的调查结果，见表2.


表2你所在的社团每年开展较正式活动的次数
每年活动次数                   选择人数                    选择比/%0～1                              24                           71～2                              76                          22.22～3                             122                          35.73～5                              66                          19.3         > 5                               54                          15.8合计                             342                          100
从表2可知，选择每年开展2～3次较正式的集体活动的社团为35.7%，这也是选择频率最高的，但是每年开展2～3次活动远远达不到会员的需求，这在很大程度上挫伤了会员的积极性.此外，社团活动内容单一，比如足球社团或者足球俱乐部，每年的活动基本就是校内足球联赛，这样很多喜欢足球但又达不到参赛水平的会员就难以参与其中，不能在这项运动中找到自我，发展自我，找不到归属感，长此以往，可能使他们不再参加社团活动甚至退出.
    4）没有指导老师或者指导老师不专业
　　目前社团指导教师一般由相关专业教师出任，但是真正在社团的发展过程中进行具体指导的寥寥无几［2］.据调查， 福州市高校约九成的体育社团没有指导老师，65.5%的被调查者认为指导老师对社团的发展非常重要，关系着社团的正确方向和活动的范围.以福建师范大学为例，体育社团配备的指导老师基本都是体育科学学院的在校学生，同为在校学生的身份影响了指导老师的威信和质量.但即使是这种状况，也比其他几所高校高出一筹了，至少有指导老师的存在.在对其他几所学校的访谈和调查中得知，大多数体育社团基本没有指导老师，即使有指导老师挂名的，在活动过程中也基本不会出现.
5）缺乏经费
    稳定的经费来源、必需的物质装备是体育社团赖以生存和有效开展活动的必要条件［3］.据调查，福州市高校体育社团的活动经费主要来源于学校或者系部团委拨款、企业赞助和学生缴纳的会员费（表3）.其中，学校各级部门团委拨款，基本上围绕系部或者学校比赛这些体育活动；学校社团现有的规模和水平决定了企业经费赞助也不多，基本上以快餐店和眼镜店、文具店为主.所以社团活动最直接的经费来源就是会员缴纳的会员费，而访谈得知，福州市高校体育社团每年收取会员的会费一般都在10～50元，这些经费基本用在了纳新和聚餐中，其中真正用于社团活动的经费很少.
表3福州市高校体育社团经费来源
经费来源                      选择人数          选择比/%           会费                          284              83              团委拨款                       216             63.2              社会赞助                       242             70.8               其他                           54             15.86）管理混乱
　　在访谈中得知，基本上每个高校都有社团相关的管理部门，高校体育社团基本上由团委、学生处和学校体育部门共同管理，成立时由校团委审批，学生处监管，组织活动时又由学校体育部门进行指导和培训.一个社团要想成立并进行活动，基本上要经历一整套的手续，章程和管理规定应该是必不可少的，由此可知，每个社团也都应该有自己的章程，制定其管理机制.但74.2%被调查者选择了章程不健全或者无章程，可见这些管理机制都没能落实到实处，缺乏监管.
    7）发展不均衡
    连续性是校园社团文化传承的重要前提,否则就会形成社团文化断层,表现为文化传承连续性渠道的割裂和强大异体文化的冲击［4］.发展不均衡一是指福州地区本科高校和高职院校之间发展不均衡，本科高校由于历史较久、规模较大，社团开展的历史也更早，社团建设相对完善；高职院校基本上不管从硬件还是软件建设方面相比本科院校都有比较大的差距，所以本科和高职院校之间各方面发展均不够均衡，当然体育社团建设也不例外.另一方面也体现在各高校新老校区发展不均衡，各高校基本都倾向于新校区的体育社团建设，老校区的社团建设基本处于停滞状态.
3结论与建议
3.1结论
    目前，福州市高校体育社团整体发展势头较好，在促进学校体育文化发展和提高学生体育素养方面起到了积极的作用.但在发展过程中也存在如下问题：学校不重视；场地、器材缺乏；各学校、各社团发展不均衡；社团活动欠缺且内容单一；没有指导老师或者指导老师不专业；缺乏经费；管理混乱和各学校、各社团发展不均衡等.因此，难以满足广大学生的体育需求，并限制了福州高校学生体育社团的科学发展.
 3.2建议
    根据目前福州市高校体育社团发展过程中存在的问题，为促进福州高校体育社团的可持续发展，提出以下建议.
     1）提高认识、积极工作
     高校体育社团的负责部门应该认识到高校体育社团在高校人文素质建设中的作用，对高校体育社团建设进行全方位支持.比如：学校应该加大对指导教师的物质投入，将指导教师的课时计入正式上课的课时；也可以采取精神激励，比如每年开展一次“十佳社团指导老师”的评选.这都将会加大指导教师的积极性，使他们更加认真对待体育社团指导工作，为社团的健康稳定发展提供保障.从体育社团自身来讲，做好本职工作，通过积极开展相关的体育活动，在活动中加入一些提高学生人文素养方面的内容，扩大社团在学校和学生中的影响，促进社团更好的发展. 
    2）相互学习、取长补短
　　只有不断的交流学习，才能使自己进步和成长.对于体育项目为主要活动内容的体育社团来说，交流必不可少，只有通过交流，才能发现各自存在的问题，找到自己的发展方向，促进社团自身及各项制度的不断发展和更加完善，使社团在今后的工作中取得更好的成绩.
    3）规范管理、抓好骨干
　　国有国法，家有家规，高校体育社团要想健康发展，一定要规范和完善管理体制，并且制度要落到实处，抓好社团骨干力量.使社团管理更加规范，制度更加完善，活动更加广泛，为学校体育社团创造一个良好的生存和发展空间.
（下转第100页）4）加强宣传，吸收和利用社会经费
    缺乏经费应该是目前福州市乃至全国高校体育社团面临的一个较为紧迫的问题，在社团章程的指导下，如何合理合法地吸收和利用各渠道经费是社团负责人需要考虑的重要问题.校内应该积极宣传，提高对社团的认知，争取学校更多支持；校外应该积极参加国家、省市等各级部门组织的比赛和活动，扩大体育社团的社会影响，争取吸收和利用社会经费.
总体来说，只要以上问题能得到良好的解决，福州市高校体育社团将会得到更好的发展.第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：1673-2103（2015）05009105

C4.5算法在高校数字图书馆客户管理中的应用收稿日期：20151005
基金项目：甘肃省教育厅项目（2013B047）；2013年甘肃省高等学校基本科研业务费项目.
作者简介：王玉珍（1970-）女，甘肃山丹人，硕士，教授，研究方向：数据挖掘、电子商务.

王玉珍, 徐小云
（兰州财经大学信息工程学院，甘肃兰州 730020）

摘要：C4.5算法是决策树分类方法的经典算法之一，因其具有分类精准、运行速度快等优点，在很多领域得到广泛运用.文章基于C4.5算法的基本原理，分析其在高校数字图书馆客户管理中的应用，通过该算法可有效地对客户进行准确分类，进而为其提供更好的服务.
关键词：C4.5算法；决策树；高校数字图书馆；客户分类
中图分类号:TP305文献标识码:A

引言
随着高校数字图书馆访问数据量的迅速增加，如何使高校数字图书馆朝着个性化、智能化和自动化的方向发展，已成为目前研究的热点问题.如果将决策树分类算法——C4.5算法运用到高校数字图书馆的客户管理中，可以对高校数字图书馆的访问客户进行精准分类，从而为提供个性化、智能化服务奠定基础.
因C4.5算法的实用性，近年来许多学者对该算法的优化及应用做了许多研究，如李楠［1］等在对C4.5算法基本原理描述的基础上，将该算法应用于篮球比赛的技术统计分析中，通过对数据的分析得到了一些实用的预测胜负的规则；桂现才［2］等对C4.5算法在保险客户流失分析中的应用进行了研究，对保险客户的个人基本信息利用面向属性归纳和C4.5算法进行分析比较，发现流失客户的主要特征，以便保险公司进一步改善客户关系，从而为客户提供更有利的个性化服务；黄文［3］对决策树的经典算法——ID3与C4.5进行了比较分析，通过详细的介绍这两种算法，阐述了决策树算法的步骤和思想；王晓国［4］等对应用C4.5算法构造客户分类决策树的方法进行了研究，利用C4.5算法构造客户等级分类决策树，并将所得结论应用于CRM中；陈英［5］等对C4.5决策树算法的优化进行分析研究，根据数学上等价无穷小的性质，减少信息增益率的计算量，并采取全局优化的策略弥补简化带来的误差，进而提高计算效率.可见，目前该领域已有不少研究成果，但该算法应用领域广泛，针对高校数字图书馆的访问客户管理方面的应用还有待深入探讨.因此，本文基于C4.5算法的基本原理，深入分析其在高校数字图书馆客户精准分类中的应用，以有效地促进数字图书馆的管理，进而为客户提供更好的服务.
1C4.5算法
决策树算法是在信息论原理的基础上对大量的样本属性进行归纳分析而产生的.在树的每个结点上使用信息增益来度量选择测试属性,决策树的根结点是所有样本中信息量最大的属性.一旦建立好了决策树，对于一个未给定类标号的元组，跟踪一条有根节点到叶节点的路径，该叶节点就存放着该元组的预测.C4.5算法是非常经典、重要的决策树算法之一,该算法是由Quinlan于1993年在ID3算法的基础上进一步改进形成的.该算法进行选择决策属性的依据是运用信息增益率，其核心算法是ID3算法.它在ID3的基础上增加了对连续属性的离散化、对未知属性的处理和产生规则等功能，克服了ID3算法的不足.C4.5算法主要在两方面做出了改进: 
1)用信息增益率来选择属性；
2)能够完成对连续属性的离散化处理,这是一个很关键的改进.
1.1决策树算法的步骤［7］
Input：an attribute-valued dataset D
Tree={}
if D is "pure" OR other stopping criteria met then
terminate
end if
for all attribute a∈D do 
Compute information-theoretic criteria if we split on a
end for
abest=Best attribute according to above computed criteria
Tree = Create a decision node that tests abest in the root
Dv = induced sub-datasets from D based on abest
 for allDv do
Treev = C4.5(Dv)
Attach Treev to the corresponding branch of Tree
 end for
 return Tree
1.2C4.5算法的基本原理［7］
设S是s个数据的样本集合.假设类标号Ci(I = 1,…,m)拥有m个值，设si是类Ci中对应的样本数.对S中的元组分类所需的期望信息为下式：
I(s1,s2,…，sm)=－∑mi=1pilog(pi)（1）
其中，错误！未找到引用源。是任一样本属于错误！未找到引用源。的概率，并用si/s来表示，log函数是以2为底的.
现在假定按照属性A划分S中的元组，且属性A将S划分成v个不同的类.在该划分之后，为了得到准确的分类还需要的信息由下面的式子度量： 
EA=∑vj=1s1j+s2j+…+smjsIs1j,…,smj(2)
其中，项错误！未找到引用源.项当作第j个子集的权，并等于对应子集中的样本个数除以s中的样本总数.子集划分的纯度和熵值成反比.对于子集错误！未找到引用源.有：
Is1j,s2j,…,smj=－∑mi=1pijlogpij（3）
其中，Pij=sijsj是错误！未找到引用源.中的样本属于类错误！未找到引用源.的概率.在A分枝上可以获得的编码信息是：
2015年王玉珍, 等：C4.5算法在高校数字图书馆客户管理中的应用第5期Gain(A)=I(s1,…,sm)－E(A)(4)
正是基于此，C4.5采用了信息增益率这样一个概念.信息增益率使用“分裂信息”值将信息增益规范化.分类信息定义如下：
SplitInfo(S,A)=－∑cj=1|sj||s|log2|sj||s|（5）
这个值表示通过将训练数据集S划分成对应于属性A测试的v个输出的v个划分产生的信息.信息增益率定义：
GainRatio(S,A)=Gain(S,A)SplitInfo(S,A)(6)
C4.5算法就是在分别算出每个属性的对应的信息增益率的基础上，选取拥有最高信息增益率的属性作为给定集合S的测试属性.创建一个根结点，以该属性作为标记，对每个属性值建分枝，并在此基础上划分样本.
2C4.5算法在高校数字图书馆客户管理中的应用
2.1问题定义与数据预处理
本文运用C4.5算法对高校数字图书馆的访问客户，按照其访问频次是否频繁进行精准分类.高校数字图书馆访问频次是否频繁的评定，要结合每位客户的具体行为和实际情况，包括各个客户的专业、年龄等等.根据每个客户的身份（学历背景）、性别、年龄、专业，建立C4.5决策树的分类模型，对客户访问数字图书馆的频次进行评定，其本质是运用C4.5算法挖掘数据，获取分类规律，也就是获得访问客户的个人信息与其访问频次之间关系，推导出分类规则，即客户对高校数字图书馆访问频次评价的智能模型.
以某高校2014客户访问数字图书馆的信息为例建立数据表，包括字段客户号、身份、性别、年龄、专业和访问频次.运用数据的转换和集成等相关技术，去除数据中的噪声和其他不相关信息，把数据源的数据类型和值转变成统一的标准格式.对既是教师又是在职研究生的客户，身份定位于教师.对客户访问频次的属性作如下处理：①将访问频次一周超过3次的客户定为是频繁访问者；②其余客户定为非频繁访问者. 数据预处理后得到转换过客户的信息表，如表1所示.
表1数据转换后的客户个人信息特征集
客户身份性别年龄专业访问是否频繁1教师女≥40数学否2本科生女＜20物理学是3研究生男20～40天文学是4教师男≥40天文学否5研究生女≥40物理学是6本科生女＜20数学否7研究生男20～40物理学是8教师男20～40物理学否9研究生女＜20数学是10研究生男≥40物理学否2.2构造决策树
数据进行预处理后，根据上文介绍的C4.5算法，将属性身份、性别、年龄、专业作为算法的对象属性，将属性“访问是否频繁”作为目标属性，运用信息增益率的含义将属性逐一进行排序，选定信息增益率高的属性为测试属性，构造一个根结点，用此属性作为标记，对每个属性值建分枝，递归建树，可构造相对应的决策树，该算法的具体处理过程如下［6］： 
1）训练集的类别属性“访问是否频繁”有两个对应值，即｛是，否｝，因此有两个不同的类（ｍ＝2）.假设类C1对应于“是”，而C2对应于“否”，类C1有5个样本，类C2的有5个样本. 根据公式(1)可计算出给定样本分类所需信息：
I(s1,s2)=I(5,5)=－510×log2510－510×log2510=1
2）算出每个属性对应的信息（熵）.从“身份”属性开始，据此属性的每个取值在“是”和“否”两个类别的分布，可以计算出每个对应分布的信息：
对于“身份”=“教师”：s11=0 ，s21=3，则
I(s11,s21)=I(0,3)=－log21=0
对于“身份”=“本科生”：s12=1，s22=1，则
I(s12,s22)=I(1,1)=－12×log212－12×log212=1
对于“身份”= “研究生”：s13=4，s23=1，则
I(s13,s23)=I(4,1)=－45×log245－15×log215≈0.721 9
然后运用公式(2)就可算出若依据“身份”属性划分样本，得到对一个元组对象进行分类而需要的信息熵是：
E(身份)=310I(s11,s21)+210I(s12,s22)+510I(s13,s23)≈0.561 0
3）算出信息增益.依据公式(4)算出运用“身份”属性划分样本集合可以得到的信息增益是：
Gain(身份)=I(s1,s2)－E(身份)=1－0.5610=0.439 0
4）根据公式（5）计算属性“身份”对样本进行分割的信息熵：
Splitnfo(身份)=－310×log2310－210×log2210－510×log2510≈1.485 5
5）计算信息增益率.根据公式(6)计算出利用属性“身份”对样本集合进行划分所得的信息增益率为：
GainRatio(身份)=Gain(身份)SplitInfo(身份)=0.439 01.485 5≈0.295 6
同理，可以计算出“性别”、“专业”、“年龄”的信息增益率分别为：
GainRatio(性别)=0.029
GainRatio(专业)≈0.036
GainRatio(年龄)≈0.079
由于属性“身份”具有最大的信息增益率值，因此该属性被选择作为决策树的根结点.对于每一个分支，重复上述步骤生成决策树，如图1所示.
图1最终生成的决策树C4.5算法利用“信息增益率”的参数来进行评估属性的重要性.运用该属性构造决策树的结点，并在该结点对其所代表属性的全部取值进行测试，以获得该结点所对应的各个分支，这些分支再将原有的数据集分成若干个子数据集.如果每个结点包含的数据行全部为同一类别，那么此结点就作为决策树的叶结点并标记其为相应的类别.
2.3提取分类规则
1)if 身份=“本科生”and 年龄<20 and 专业=“物理学”then访问次数较频繁；
2)if身份=“研究生”and 年龄<40 then 访问次数较频繁；
3)if身份=“研究生”and 年龄>=40 and 专业=“物理学”and 性别=“女”then 访问次数较频繁.
4)if 身份=“教师”then 访问次数不频繁；
5)if 身份=“本科生”and 年龄<20 and专业=“数学”then访问次数不频繁；
6)if身份=“研究生”and 年龄>=40 and 专业=“物理学”and 性别=“男”then 访问次数不频繁.
由以上规则可以看出，客户各个信息对访问频次的影响程度依次是“身份”、“年龄”、“专业”、“性别”.高校数字图书馆可以根据该规则对其访问客户进行更精细化的分类，把客户分为频繁访问客户和非频繁访问客户.再者，可以根据客户的个人信息适时提供相关信息内容，既保持频繁访问客户对数字图书馆的访问量，同时又可吸引非频繁访问客户对该数字图书馆的访问，进而改进高校数字图书馆管理，从而为客户提供更好地个性化服务.
3总结
分类算法是数据挖掘领域研究的热点之一，C4.5 算法又是决策树分类的经典算法，其应用领域非常广泛.本文将C4.5算法应用于高校数字图书馆客户管理领域，挖掘了客户个人信息和高校数字图书馆访问频次之间的关系，从而对频繁访问客户和非频繁访问客户进行准确分类，为下一步提供个性化服务打好基础.

参考文献：
［1］李楠,段隆振,陈萌.决策树C4.5算法在数据挖掘中的分析及其应用［J］.计算机与现代化,2008(12):160163.
［2］桂现才,彭宏,王小华.C4.5算法在保险客户流失分析中的应用［J］.计算机工程与应用,2005(17):197199.
［3］黄文.决策树的经典算法：ID3与C4.5［J］.四川文理学院学报,2007(5):1618.
［4］王晓国,黄韶坤,朱炜,李启炎.应用C4.5算法构造客户分类决策树的方法［J］.同济大学计算机科学与工程系,2003(14):8991.
［5］陈英,马仲兵,黄敏.优化的C4.5决策树算法［J］.软件,2013(2):6164.
［6］马伟杰.C4.5决策树法在高校奖学金评定中的应用［J］.河南工程学院学报,2012(2):5760.
［7］Jiawei Han, Micheline Kamber.数据挖掘概念与技术［M］.北京:机械工业出版社,2012.

Application of C4.5 Algorithm in Customer Management 
in University Digital Libraries 

WANG Yuzhen, XU Xiaoyun
(School of Information Engineering, Lanzhou University of Finance and Economics, Lanzhou Gansu 730020, China)

Abstract: C4.5 algorithm is one of the classical algorithms of decision tree classification. It has many advantages such as correct classification, fast running speed and so on, and it has been widely applied in various fields. Based on the basic principle of C4.5 algorithm, this paper analyzes its application in the customer management of university digital libraries. We can effectively make an accurate classification for the customers by this algorithm, and provide better services to them.
Key words: C4.5 algorithm; decision tree; university digital libraries; customer classification 第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 20152015年李卫东,等：菏泽市新材料领域产业发展路径研究第5期文章编号：16732103（2015）05009605

菏泽市新材料领域产业发展路径研究收稿日期：20150805
作者简介：李卫东（1966-），男，学士，副研究员,研究方向：产业经济.

李卫东,刘志安, 董传民
〖HT5”SS](菏泽市科学技术情报研究所，山东 菏泽 274000）

摘要：菏泽市正处在改革发展和经济转型的关键时期，科学做好新材料产业发展顶层设计，完善产业发展政策环境，引导创新资源加快聚集，推动新材料的高技术产业科学发展、快速发展、集群发展和可持续发展，对于转变经济发展方式、实现产业升级，打造区域科学发展高地，具有十分重要的意义.
关键词:新材料;高技术产业;技术路线图
中图分类号：TQ0文献标识码：A

1国内外新材料产业技术发展现状与趋势
基于菏泽市的新材料产业技术基础，采用专利分析和文献分析的方法，分析研究了当前国内外新材料领域的研究热点.
1.1无机非金属材料
无机非金属材料领域，选取菏泽市基础较好的氧化锆和玻璃为靶向，分析国内外研究热点.
氧化锆具有独特的物理和化学性质，如高硬度，低的热传导性，高熔点，抗高温和腐蚀，化学惰性和两性性质，在电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等方面的应用迅速发展.国内外专家学者对于氧化锆的研究热点主要在以下几个方面：一是致力于氧化锆增韧技术突破.陶瓷材料的致命缺点是脆性、低可靠性和低重复性，这些不足严重影响了陶瓷材料的应用范围.二是含有氧化锆的电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等在电子、航天、航空和核工业的应用研究正在火热发展［1］.
在玻璃行业，目前电子玻璃、汽车玻璃、高档建筑玻璃、航空玻璃等方面的深加工技术提升是发达国家研究重点方向；随着全球环境和能源问题的频出，环保节能玻璃加工制造技术也是近些年专家学者们的研究热点.而我国玻璃行业正处于“产能过剩”时期，玻璃企业在二次加工的数量和深度上距离国外均有较大差距，全力开展第二代中国优质浮法玻璃技术研发是目前国内玻璃行业的一大重点.
1.2高端金属材料
高端金属材料领域，将镁合金和精密铜带铜箔作为菏泽市新材料研究对象，分析国内外研究热点.
镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、耐磨性能好、减震性能及磁屏蔽性能好等特点.我国、加拿大、俄罗斯、美国、日本、挪威、以色列等国家是镁合金主要生产国家.高强耐热镁合金、高韧镁合金以及大规格变形镁合金的制备工艺都是近些年来国内外专家学者的主要攻克方向［2］.航空航天和现代交通业是镁合金的主要应用领域之一，美国、欧盟、日本汽车业都将镁合金的压铸件制造技术作为研究重点，我国则将大尺寸复杂截面镁合金型材产业化制备关键技术作为未来发展方向，以满足航天工业的紧迫需求.
铜带铜箔领域中，通过专利分析发现，有效防止压延铜箔软态产品存放期表面氧化变色的表面处理技术是国内外研究热点之一，日本的耐化学和耐热性及离子迁移性的表面处理技术、双面铜箔表面处理非黑化处理技术、上海的锌-镍镀层技术等等都能较好的在这一方面解决问题.此外，板坯水平连铸、轧制、热处理过程中组织精确控制技术也是一个研究热点.
1.3纤维材料
根据菏泽市产业基础，本研究确立碳纤维、玻璃纤维、芳纶作为未来发展重点领域.
近年来，全球高性能纤维材料进入蓬勃发展的新时期.目前具备生产高性能纤维的国家主要有美国、日本、俄罗斯、英国、法国等.其中，日本处于领先地位.在碳纤维领域，目前全球高性能碳纤维拉伸模量基本接近其理论值，但碳纤维最高的拉伸强度仅为理论强度的10%左右，在通过进一步改进和优化PAN原丝、调控碳纤维制造工艺和微观结构来提高碳纤维的力学性能方面，聚集了不少国内外的科研学者.在玻璃纤维领域，超细玻璃纤维增韧技术，玻璃纤维表面处理技术，玻璃纤维在汽车、船体、容器、飞机、风叶等领域的应用技术提升等都是该领域的研究热点［3］.芳纶类纤维领域，国外处于供过于求，国内处于供不应求的状态.芳纶超高分子量树脂合成和高模量芳纶制备关键技术是该领域的研究热点.
1.4信息功能材料
结合菏泽市信息功能材料产业现状，确立敏感功能材料为研究对象.目前，国内外的敏感材料和传感器主要是以小型化、集成化、智能化为发展的主要趋势，而微电子和微加工技术是实现小型化、集成化、智能化的关键.微电子机械系统（MEMS）的使用以及汽车的电喷系统、自动驾驶等领域的敏感材料研发与应用［4］都是近些年来敏感材料的发展热点.
2菏泽市新材料产业技术发展现状
新材料产业以推进技术创新为着力点，以加快项目建设为突破口，加大优势骨干企业培育力度，随着宽幅挤压镁合金板材、敏感功能材料、氧化锆超高温耐火材料、碳纤维材料等一批战略性新材料生产企业全面投产，“新材料”已成为推动菏泽市高新区产业转型的强力引擎.
在特色产业集群建设方面，牡丹区建成了以华盛荣、广源铜带、中厦电子为龙头的合金、精密铜带、半导体材料生产基地；巨野县发展了以巨润建材、巨源恒硕、金奥新能源玻璃为龙头的新型多功能玻璃产业集群；单县形成了以天成玻纤、华耀玻纤为龙头的玻璃纤维制造基地；成武县形成了以呈祥公司为龙头的绝缘材料、复合材料生产基地.
在科技成果转化和产品开发方面，华盛荣应用宽幅挤压、镁合金型材精整、连续轧制工艺等专利技术，研发了宽幅镁合金板带、大规格挤压型材、镁合金蜂窝板等产品；呈祥公司玻璃钢夹砂管、巨润建材钢化玻璃等一批新产品已形成规模化生产.广源铜带开发研制了厚度0.01 mm以上、宽度500 mm以内的精密铜带系列产品，形成亚洲最大的生产规模，并与北京科技大学共同组建了“压延铜箔技术中心”，成功开发高精电子压延铜箔［5］，填补了国内空白；同时，广源铜带、华盛荣镁业等企业还承担了同行业产品国家标准起草工作.
在项目实施方面，菏泽市有广源铜带年产5 000吨高精电子压延铜箔、菏泽鲁润建材综合开发公司和山东建筑大学联合研发并建设的微晶玻璃项目等10多个重点项目开始进行；呈祥公司MPP塑钢复合电缆导管生产，中厦电子年产10亿支热敏电阻和5 000万支压力传感芯片，巨润建材超白浮法玻璃生产线扩建等一批链条延伸、结构调整、产能扩张项目开工建设，企业竞争能力和发展后劲逐步增强.
3技术路线图概述
3.1技术路线图的内涵
自20世纪70~80年代由摩托罗拉公司鼓励业务经理关注产品技术趋势时而率先应用技术路线图以来，技术路线图作为一种创新管理工具得到了广泛应用与发展.
综合不同国家和地区对技术路线图的描述，可以从以下三个角度来理解技术路线图：1)技术路线图是未来发展的愿景图，展现了知识、理想、企业、政府资源、相关投资及实施流程的结合；2)技术路线图是技术方案，为产业的技术需求提供了确认、评估及选择策略的完整方案［6］；3)技术路线图是过程管理工具，帮助识别国家/行业/部门/公司未来成功发展所需的关键技术，以及执行和发展这些技术所需的项目或步骤.总体来看，技术路线图是针对某一特定领域，集合利益相关者意见对影响达到技术目标的重要变动因素所作的展望分析与策略选择.
3.2技术路线图的作用
作为有效的创新管理工具，技术路线图根据不同规模类型都能起到相应的作用（见表1）.从政府层面来看，技术路线图能够在地方政府部门之间有效传达科技政策信息和解决关键的非技术障碍，让共同的愿景和利益相关者沟通；识别地方区域现有的科技能力和瓶颈，作为计划投入和资源配置的决策依据；着重于地方政府专注的领域，推动技术创新并对地方区域的技术发展作长远考虑；使计划管理部门在公共项目选择中明确政府支持的投入导向，影响主要的研究与创新的赞助者集中于已识别有限顺序的技术发展.
表1绘制技术路线图的种类
规模类型政府绘制技术路线图行业绘制技术路线图企业绘制技术路线图绘制方式政产学研结合产学结合企业内外结合政府主导产业联合体主导技术总监主导公开程度基本公开成员共享，部分公开业务秘密；策略性公开功用科技战略制定指引技术方向关键项目选择引导社会资源配置和市场走向标示企业技术位置，技术经营
战略和战术的制定相互关系基础中间前端2015年 菏泽学院学报 第5期3.3研究方法和流程
3.3.1绘制原则
1) 政产学研相结合的原则
新材料产业技术路线图的制定应整合各区县现有企业、高校、研究院所的科研资源，建立以政府为引导，企业为主体，以高校、科研院所为依托，政产学研相结合的充满活力的区域创新体系.
2) 弹性原则
制定菏泽市新材料产业技术路线图既要遵循路线图制定的一般方法，又要根据菏泽市的实际做出灵活调整，以适应特定的研究对象.
3) 时间原则
新材料产业技术路线图不仅要标明实现产业发展愿景的关键路径，而且要清楚地标明实现路径的时间维度，从而确保政策、资金、技术、产品、服务等要素的协同发展，并及时反映产业发展环境的动态变化.
4) 产业关联性原则
在经济活动中，各产业之间存在的广泛的、复杂的和密切的技术经济联系.制定菏泽新材料产业技术路线图的过程中，在发展自身产业的同时，兼顾对其他产业能够起到促进作用的技术或装备渗透.
3.3.2绘制流程
菏泽市新材料产业技术路线图研究编制工作主要步骤：
1) 成立研究编制小组
组建菏泽市新材料产业技术路线图研究编制小组，部署菏泽市新材料产业技术路线图研究编制工作.
2) 组建专家咨询组
邀请菏泽市高校、研究机构、重点企业、产业协会、政府科技和产业主管部门的科技专家、经济专家、管理专家和战略专家组成专家咨询组，负责对相关领域技术路线图制定过程中涉及的问题提供咨询意见和决策性建议.
3) 前期准备
研究编制小组成员对菏泽相关政府主管部门、重点企业、科研机构进行实地调研，获取一手资料.
4) 开展专家问卷调查
根据新材料产业现状、趋势及专家咨询组的意见，设计、发放、回收和统计、分析调查问卷.
5) 进行TI专利数据库检索分析
用Thomson Innovation专利数据库对国内外相关领域的专利进行检索，并进行专利分析，获取国内外技术发展方向.
6) 梳理获取的多方面资料，形成技术名录.
7) 召开专家会，征询专家意见，再次开展专家问卷调查，从技术名录中，结合菏泽基础，筛选出菏泽市技术路线图绘制所需关键技术点.
3.3.3技术路线图绘制依据
新材料产业技术路线图按照“技术领域-技术基础-关键技术-技术路径”这条主线［7］进行分析.基于菏泽的产业技术基础，结合菏泽新材料产业规划以及相关专家的指导意见，确立菏泽各产业发展领域和方向.依托德尔菲问卷结果，综合考虑技术综合重要度指数（技术推动重要度和市场拉动重要度的综合）、预期实现时间和技术发展路径，以时间序列系统描述菏泽各产业关键技术实现的时序.
4菏泽市新材料产业技术路线图
4.1菏泽市新材料产业技术基础
经过多年努力，菏泽市新材料技术的创新能力不断提高，形成了一批产业技术亮点，为菏泽市新材料产业的后续发展打下了良好基础.依据菏泽市产业基础，结合领域专家意见，将菏泽市新材料产业分为无机非金属材料、高端金属材料、纤维材料、信息功能材料四大类.
1) 无机非金属材料
在无机非金属领域中，氧化锆系列产品制造是菏泽市一大优势方向.目前，菏泽市掌握了氧化锆超高温耐火材料制备技术、氧化锆陶瓷纤维制造技术等氧化锆产品制造相关技术，特别是菏泽宏瑞新型材料有限公司的氧化锆陶瓷纤维及增强的磷酸盐基宽带透波复合材料填补了国内空白；并且在相关设备方面，该公司研发出了低温、高温高端耐火窑具生产技术，已经具备生产1 450 ℃低温高端耐火窑具的能力，达到了国际水平.
建筑节能玻璃也是菏泽市较具优势的行业之一.菏泽市在玻璃原片、太阳能玻璃薄膜、节能高效低辐射LOW-E玻璃、超白压延玻璃等方面技术较强［8］；巨润建材日产700 t超白浮法玻璃已经投产，受国家玻璃工业协会的委托，参与制定国家行业标准；菏泽鲁润建材综合开发公司和山东建筑大学联合研发的微晶玻璃新工艺属国内首创，其原料主要为粉煤灰、赤泥等工业固体废弃物，发展前景十分广阔.
2)高端金属材料
高端金属材料领域中，镁合金和精密铜带铜箔是菏泽市近年来蓬勃发展的新兴产业.华盛荣镁合金公司的宽幅挤压技术填补世界空白，已被有关部门定为高速机车首选金属板材.广源铜带股份有限公司拥有亚洲规模最大的散热器精密铜带箔生产线，拥有4项新材料发明专利，6项专利正在申报.现有产品的薄度可到0.05 mm，达到了国际IPC4562A先进标准.
3)纤维材料
纤维材料领域，菏泽市目前以碳纤维、玻璃纤维、芳纶等材料制造为重点发展方向.其中，碳纤维方面主要实现了碳纤维红外线电热元件制造技术，菏泽邦威碳纤维新热源有限公司的碳纤维相关产品广泛应用于工业、民用、医疗等烘干干燥、取暖、保健等领域.玻璃纤维领域，菏泽市在单县拥有玻璃纤维制造基地，目前已经掌握了电子级玻璃纤维以及节能产品制造关键技术；电玻璃纤维、超细电子纤维等新材料、高附加值产品已经进入产业化阶段.芳纶领域，菏泽市5 000 t间位芳纶、2 000 t对位芳纶项目、1万吨尼龙66膜、2万吨尼龙66长丝项目正在加紧进行，具备了较强的生产基础.
4)信息功能材料
在信息功能材料领域，菏泽市中厦电子的热敏材料制造技术居全国领先水平，我国现存专利库中有50%以上的热敏材料技术相关专利属中厦电子公司名下.目前已经掌握了汽车用系列特种热敏传感器制造技术、NTC功能材料及元器件制造技术等.
4.2菏泽市新材料产业关键技术选择及路线图绘制
基于菏泽市新材料产业技术基础，根据专家意见，确定未来重点发展无机非金属材料、高端金属材料、纤维材料和信息功能材料四个领域，并筛选44项关键技术或项目.
根据研究结果，近期（0～3年）主要发展的技术包括玻璃制造过程中脱硫脱销除尘余热发电技术、微晶玻璃制备技术提升、镁合金表面处理及防腐技术提升、元器件自动化封装技术等14项，中期（3～6年）主要攻克的技术包括氧化锆在结构陶瓷和功能陶瓷中应用技术提升，开发镁合金汽车零配件、3C产品、体育用品等领域的应用技术，高强度中模量碳纤维制备关键技术、硅单晶热敏材料替代现有材料等24项，远期（6～9年）主要实现的技术包括玻璃的在线镀膜技术、高强度高模量碳纤维制备关键技术、MEMS智能传感模块技术等6项.
5对策与建议
1)优先发展无机非金属材料产业绿色化发展.菏泽市氧化锆系列产品制造能力较强，目前已经掌握了氧化锆陶瓷纤维及增强的磷酸盐基宽带透波复合材料制造等多项达到国内领先水平的技术；此外，玻璃产业也是菏泽市优势产业之一，拥有产业基地以及超白浮法玻璃制造等一批关键技术和国内首创的微晶玻璃新工艺.通过产业技术路线图研究，确定了14项未来重点发展技术，重点利用新技术突破氧化锆产业链上下游新产品开发，通过镀膜技术等先进技术的引进消化吸收再创新，在玻璃深加工领域增强，并广泛推广脱硫脱硝除尘余热发电等技术，推动产业绿色化发展.
2)重点支持高端金属材料产业.菏泽市在镁合金和精密铜带铜箔生产制造方面形成一定优势，镁合金宽幅挤压技术、散热器精密铜带箔生产相关技术都拥有自主知识产权，达到国际水平.通过产业技术路线图研究，确定了12项未来重点发展技术，支持高端金属材料制造过程中关键技术的提升和金属材料在汽车、高铁等多领域的应用开发，研制高附加值产品，主动向下游延长产业链.
3)加大纤维材料和信息功能材料领域的应用开发力度，全面突破新材料发展瓶颈.通过产业技术路线图研究，在菏泽市纤维材料领域和信息功能材料领域分别确定了14项、4项未来重点发展技术，重点攻克高性能纤维制备关键技术、电子半导体敏感新材料的研发及企业规模化、智能化生产技术和设备、产品质量标准等产业发展瓶颈.
4)充分发挥企业在新材料产业发展中的作用.积极建立以企业为核心的新材料产业技术创新战略联盟，充分利用菏泽市新材料的资源与区位优势，重点扶持相关企业，加强新材料产品的研发力度，以市场为导向，有计划、有层次的推出新材料产品，不断延伸产业链，促进产业地位的提升，最终将新材料产业发展成为菏泽市战略新兴产业之一.
5)引进培育新材料产业化人才团队.相对我市在新材料研发制备方面的技术人才优势，新材料产业化人才比较缺乏，因此在新材料重点企业培育的过程中，应注重产业化人才团队的引进和培养.

参考文献：
［1］曾路. 产业技术路线图原理与制定［M］. 广州：华南理工大学出版社，2007.
［2］蒋玉涛，汤勇力，曾路. 产业技术路线图在我国的应用研究［J］. 广东科技，2013，(11)：4244.
［3］庄珺. 小型德尔菲调查在区域战略性技术路线图中的应用研究［J］. 创新科技，2012，(11)：2325.
［4］中国工程科技发展战略研究院. 中国战略性新兴产业发展报告2014［R］. 北京：科学出版社，2014.
［5］中国工程科技发展战略研究院. 中国战略性新兴产业发展报告2015［R］. 北京：科学出版社，2015.
［6］贺正楚，张蜜，陈一鸣,等. 生物医药产业共性技术路线图研究［J］. 中国软科学，2012，(7)：4960.
［7］邓继跃. 2014装备工业蓝皮书［M］. 北京：北京联合出版公司，2014.
［8］菏泽市政府研究室，菏泽市经信委. 菏泽市新能源产业发展情况调查［J］. 山东经济战略研究，2012，(7): 1417.
［9］徐大海，沈延斌，朱司宇. 天津市低碳材料产业技术路线图研究［J］. 天津科技，2014，(7)：6266.

　　Research on the Development Path of New Materials Industry in Heze 

         LI Weidong, LIU Zhian, DONG Chuanmin
　　(Heze Institute of Scientific and Technical Information Research, Heze Shandong 274000, China)

Abstract: Heze is in a critical period of development and reform , it is of important significance to take measures of making toplevel design of scientific development of new materials industry, improving the industry development policies, guiding the innovation resources to accelerate the gathering of high technology industry, promoting scientific development, new materials development, cluster development and sustainable development in order to change the mode of economic development, achieve industrial upgrading and build regional scientific development heights.
Key words: new material; high technology; the technology roadmap


（上接第90页）
参考文献：
［1］田慧芬.高校学生体育社团的现状及对策研究［J］.山西体育科技，2006，26（1）：5960.
［2］曹运华.北京市高校体育社团发展现状与对策研究［J］.中国电力教育，2006（4）：303304.
［3］马新东，高前进，周越，等.对当前我国大学体育社团功能的调查和研究［J］.北京体育大学学报，2006，29（2）：227228.
［4］赵武.安徽师范大学学生体育社团现状与发展研究［J］.安徽师范大学学报，2006,29（3）：301303.

Investigation and Analysis on the Current Situation 
of  College Sports Associations in Fuzhou

WANG Fazhen1 , HUANG Xibin2
(1. Physical Education Department, Fuzhou Shipping Communications College, Fuzhou Fujian350007，China;
2. Physical Education Department, Minjiang University，Fuzhou Fujian350018，China)

Abstract: The development of university sports associations in Fuzhou has been restricted by problems such as lack of space, funding and professional instructors, uneven development, less support and so on. In view of the above problems, the paper puts forward suggestions from the aspects of support, strengthening guidance and management, increasing foreign exchange, expanding funding sources, etc., in order to promote the scientific and healthy development of sports associations in Fuzhou. 
Key words: Fuzhou City; colleges and universities; sports associations; current situation; countermeasures第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05010104

基于桌面虚拟化技术的高校数字化教学资源整合方案
——以阜阳职业技术学院为例收稿日期：20151005
基金项目：安徽省优秀青年人才基金重点项目“基于DaaS模式的高校教学资源整合”（2013SQRL136ZD）；安徽省大规模在线开放课程（MOOC）示范项目“数据库基础”（2014mooc071）.
作者简介：杨斐（1983-），男，安徽阜阳人，硕士，讲师，主要研究方向：虚拟化与云计算；
李平(1957-),女，安徽阜阳人，副教授，主要研究方向：数据库技术.

杨斐，李平
（阜阳职业技术学院 工程科技学院，安徽 阜阳 236031）

摘要：以阜阳职业技术学院为例分析了目前高校数字化教学资源使用的现状和面临的问题，介绍了桌面虚拟化的关键技术，基于Citrix的桌面虚拟化软件设计了一种教学资源整合方案并给出了具体的实现过程，使用RAM分配法结合阜阳职业技术学院的实际进行了虚拟桌面密度的估算，方案能够满足目前数字化资源整合的需要.
关键词：桌面虚拟化；数字化教学资源；整合
中图分类号：TP393文献标识码：A

近年来，各高校校园网络建设发展迅速，以校园网为依托的教学资源也日益丰富，数字化教学、精品课程、大规模开放在线课程（慕课）纷纷上线，极大的改变了传统的教学方式.但是，随着这些资源的不断增加，管理者和使用者们却明显感觉到其应用过程中的诸多难点，比如教学应用软件频繁安装、教学资源的需求与管理不协调，等等［1］，这些问题的出现降低了师生对数字化教学资源使用的积极性，制约了“互联网+”时代下教学模式变革的推广和普及速度.
　　桌面虚拟化是虚拟化技术的具体内容之一，它可以将众多使用者的各种资源以虚拟桌面的形式集合到后台数据中心，通过身份认证后，使用者可以在任何时间、任何地点获取自己的桌面，继续原有的工作学习活动，从而简化了资源整合及管理的流程，使资源的调配更加灵活、高效.
1高校教学资源现状分析
　　目前大部分高校都建设了多种数字化教学资源平台，但都是独立运行，缺乏有效的联系.以阜阳职业技术学院为例，分别建设了精品课程、数字化学习资源、慕课课程平台，每个平台都有自己的一套认证管理系统，用户在访问时，需要多次进行身份验证.由于资源分布过于分散，各平台上的资源不能共享.
　　在教学过程中，任课教师可能需要一个配置较高的或是安装了某种不是很常用软件的机房，但是实训中心只负责机房的稳定性，对于课程所需要的软件环境和硬件配置情况却置之不理，使得教学及实训内容不能有效地完成.另外，对于学生而言，不同的专业有不同的需求，在整个大学学习期间需要用到的软件和资源种类繁多，每个学生都需要一个私有的、连续的、配置灵活的桌面学习环境.随着各种应用系统的高速更新，PC机的换代采购周期越来越短，各院校不得不加大投入，使得采购成本逐年增加.同时，由于采购的机器配置不统一，那些淘汰下来的旧设备已不能满足某些课程的教学和使用.如何使新旧设备共存，实现功用最大化，也已成为摆在机房管理人员面前的一大难题.
　　针对以上分析，建立一个统一认证、便于管理、共建共用、配置灵活、可持续发展［2］的教学资源整合系统迫在眉睫.
2桌面虚拟化
　　桌面虚拟化是将用户使用的桌面环境（包括操作系统和应用程序等）与物理机解除耦合后存储在数据中心的服务器上，用户通过网络，可以在终端使用有足够处理和显示功能的设备访问该桌面环境，是虚拟化技术的一个重要方向［3］.
　　桌面虚拟化技术通过在后台数据中心集中存储数量众多的桌面环境镜像和其他各种资源来帮助管理者实现对大量用户终端的统一认证管理，以及更为灵活的调配资源.在不改变任何使用习惯的前提下，随时随地的使用任意终端重现自己的桌面环境，继续原来的学习和工作活动，灵活性空前提高.
2.1桌面虚拟化的关键技术
　　桌面虚拟化的大规模实施离不开服务器虚拟化、应用虚拟化和网络虚拟化三种关键技术的支撑.
　　在桌面虚拟化系统中，大量的桌面环境通过虚拟化集中存储在数据中心的服务器上.为了减少服务器的数量、降低建设数据中心的硬件投入，可以利用服务器虚拟化技术将一台服务器虚拟成多个来使用.虚拟服务器运行时所必须的虚拟硬件资源，比如虚拟处理器、虚拟内存、虚拟设备与I/O等，都可以通过服务器虚拟化技术来获取.同时它还能保证虚拟服务器的安全性，以及运行时多个虚拟服务器之间的相互隔离［3］.
应用虚拟化技术提供一个包含了应用程序运行时所需要的可执行文件和运行时环境在内的虚拟运行环境.应用程序运行于该环境下，不再与具体的操作系统相关［3］.考虑到校园网环境下广大师生对应用程序和其他各种资源的不同需求，可利用应用虚拟化技术建立“应用程序池”，将尽可能多的软件应用和资源虚拟化之后放入其中.当用户需要使用某款软件时，该软件的组件被推送给用户，运行在客户端的虚拟运行环境中.当用户使用结束后，对软件所做的修改以及产生的数据被上传至服务器集中管理.
2015年杨斐,等：基于桌面虚拟化技术的高校数字化教学资源整合方案第5期网络虚拟化将网络硬件和软件整合，向用户提供虚拟网络的连接.在校园网环境中，使用不同版本的连接协议，将多个本地网络组合成一个逻辑网络，或者将一个本地网络分割为多个逻辑网络，从而提高校园网的使用效率.
2.2三种虚拟化技术介绍
　　XenServer的核心技术来源于开源的XenHypervisor，它通过多服务器管理控制台XenCenter对虚拟服务器、虚拟机（VM）模板、快照、资源池和实时迁移等进行集成和管理，实现虚拟数据中心的功能.
　　XenDesktop是一种开放架构的桌面虚拟化解决方案，允许任何管理程序和存储设备部署桌面.利用XenDesktop的FlexCast交付技术可以交付托管桌面或是本地桌面.借助CitrixICA，网络和显示优化措施以及性能增强技术可通过任何网络提供最佳性能.
　　XenAPP可以将各种应用程序和资源虚拟化之后保存在数据中心的服务器上进行集中管理，并按需进行交付.用户可以随时随地通过任意设备、网络实现高性能、高清用户体验，甚至可以将采用大量图形的多媒体内容按需推送给用户，保证其获得无缝体验，实现零宕机时间，提高整体工作效率［4］.
3整合方案设计与实现
　　基于阜阳职业技术学院的教学资源的现状，设计方案能够对资源进行统一认证管理、为师生提供配置灵活丰富的桌面环境，支持教学活动的持续发展.
3.1整合模型框架
从整合模型框架可以知道桌面虚拟化处理的流程：师生通过各种类型的终端设备，使用账号密码，采用VPN或Secure Gateway的方式，通过防火墙和Access Gateway服务器的统一认证.认证成功后， DataCollector（负载监控器）负责动态的收集每一台虚拟机服务器的资源使用情况，如CPU、内存等，然后将结果反馈给WorkLoadBalancing（负载均衡调度），由其对所有连接请求进行负载均衡需求判断后自动转到负载最轻的服务器上运行.
图1整合模型结构
接下来，虚拟桌面控制器通过Provisioning Services（基于软件流技术推送技术）将用户选择的操作系统、应用软件和其他资源组合成用户的桌面环境保存在虚拟桌面资源池中，然后通过Citrix ICA协议将用户桌面在用户的终端设备中显示出来.师生表面是在自己的终端设备上进行操作，但实际上是在后台的虚拟桌面服务器上进行的.用户对自己的虚拟桌面所做的修改，使用应用软件时产生的文件和数据都会通过虚拟机保存到服务器上，可以将这些文件定时做备份，当出现意外时可以很轻松的进行恢复.
　　作为系统的后台管理人员可以实时的监控各服务器的运行状态，定期进行教学资源的更新，应用软件和操作系统的升级维护操作.
3.2模型实现过程
　　1）虚拟化平台XenServer的安装与配置
　　XenServer的主机主要用于托管VM，所以这里选择64位X86系列的服务器级计算机，并且在安装前应打开BIOS中的Inter-VT功能.XenServer安装完成后，继续安装配置XenCenter，通过XenCenter激活XenServer主机.
　　2）安装并部署XenDesktop
　　安装前要准备模板主映像并对它进行详细的优化，修补系统补丁，并且加入域，以域管理员的身份登录.XenDesktop安装完毕并且站点配置结束后，开始配置计算机.在这个过程中会要求配置虚拟机的类型、主映像、VM数、域账号和管理员.之后在生成桌面时，无需人工干涉，系统会自动生成指定虚拟机的数量.最后配置用户分配，将虚拟机分配给用户和用户组.
　　3） 设置LoadBalancer 
　　LoadBalancer（负载平衡）主要通过WorkLoadBalancing实现，它是Citrix提供的一种基于Linux的虚拟机.通过它可以动态收集每一台桌面虚拟化服务器的资源信息，比如CPU、内存使用情况.当有应用请求时，自动将请求转到负载最轻的服务器上运行［5］.
　　在导入WorkLoadBalancing虚拟设备之前，需要确定用来进行通信的端口号.WorkLoadBalancing默认使用8012端口.导入结束后，在“优化模式”中选择密度最大化模式或性能最大化模式.性能最大化是默认选项，这时WorkLoadBalancing尝试在一个资源池中的所有物理主机之间平均分布工作负载，目标是最大程度地减少所有主机上的CPU、内存和网络压力.密度最大化是指尝试在一台物理主机上启动尽可能多的虚拟机，目标是最大限度的减少需要的物理主机的数量.
　　4）创建资源池
　　资源池服务的创建是基于XenDesktop服务器群实现的.通过虚拟化基础架构来启动和关闭虚拟桌面，从而可以根据虚拟机对资源的需求进行灵活部署.具体操作时只需单击XenCenter菜单栏上的“池”命令，在下拉菜单中选择“新建池”，输入新的池名和可选说明，单击“创建池”创建结束.如果需要添加XenServer服务器，可将其直接拖入资源池中.
　　5）XenApp服务的配置
　　完成许可证的指定、新服务器场的创建后，配置Web Interface站点的类型，为用户提供访问资源的方法.在该方案中将站点类型配置为XenAppServices，它可以将Citrix联机插件与Web Interface结合将资源与用户的桌面集成起来，方便用户的访问.最后，各种虚拟化后的资源通过AppCenter发布出来，并向用户赋予针对不同资源的访问权限.
3.3模型容量分析
　　虚拟桌面容量估算有两种方法，CPU分配法和RAM分配法.由于多数应用不需要太多的处理能力，且多个vCPU之间切换需要额外的开销［6］，因此虚拟桌面一般只分配一个vCPU.所以，通常采用RAM分配法来计算服务器桌面容量.计算公式为：服务器可容纳虚拟桌面数量=(ServerRAM（服务器内存总量）-HypervisorOverhead(系统管理开销))/ AvgRAMPerDesktop（虚拟机平均内存）. 
　　阜阳职业技术学院目前在校生总人数8 300人，专任教师358人，教学用计算机1 550台.按照不同专业师生对资源需求的不同将用户桌面分为轻量级桌面、中型应用桌面和重型应用桌面三个等级.轻量级并发桌面约1 910，中型应用并发桌面约460，重型应用桌面并发约65.不同类型独享桌面资源分配见表1.
表1独享桌面资源分配
应用等级操作系统vCPURAM轻量级WinXP1768 MB~1 GWin711~1.5 G中型WinXP11.5~2 GWin71~22~3 G重型	WinXP12 G	Win724 G按照RAM分配法估算，轻量级、中型应用、重型应用桌面的整合率分别为1∶94、1∶47、1∶23，按此比例计算得到模型容量，见表2.

表2虚拟桌面容量分析
应用等级支持并发数整合率桌面
服务器数物理
服务器数服务器配置					高性能高密度轻量级1 9101∶9421312CPU Core,64~96GB RAM8CPU Core,64~96GB RAM中型4601∶471038CPU Core,48~64GB RAM4CPU Core,48~64GB RAM重型651∶23328CPU Core,32~48GB RAM4CPU Core,32~48GB RAM
4结语
本文以阜阳职业技术学院为例，分析了目前高校数字化资源面临的现状，提出了一个基于桌面虚拟化技术的整合方案.该方案本质上是基于轻量级虚拟机，将桌面运算环境和各种应用软件、数字资源虚拟化的技术应用系统.它实现了用户的统一认证，整合了校园网环境下原本互不相干的各种资源，实现了共享共用，为师生提供了一个私有的、连续的、可定制的个性化桌面，简化了机房部署管理工作，降低了采购成本.由于本文只是设计了一个整合方案模型，在实际应用时的一些技术细节，比如存储系统的优化、虚拟桌面的安全隔离等，还需要更进一步的研究. 
(下转第108页)第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05010504

区域性职教资源库建设研究收稿日期：20150817
基金项目：2013年度安徽省教育厅教学改革与质量工程建设项目（2013jyxm359）
作者简介：张延义（1963-），男，安徽省定远县人，副教授，硕士，研究方向：计算机应用技术与高等职业教育.

张延义
　（滁州职业技术学院教务处，安徽滁州 239000）

摘要：职业教育的区域性特性要求建设区域性职教资源库，共建共享优质教学资源，促进教育公平，提高教学质量.对区域性职教资源库建设中出现的定位不准、机制不畅、资源低质量重复、利用率低等问题及其解决措施，进行了较详细探讨.
关键词：职业教育；职教资源库建设；区域性 
中图分类号：G434文献标识码：A

职业教育的区域性特性要求建设区域性职教资源库，共建共享优质职教资源，促进区域均衡发展与教育公平，转变职业教育观念，创新人才培养模式，改进职业教育方法手段，提高教学质量与人才培养工作水平，更好地服务区域经济建设与社会发展.教育部要求“全面加强信息技术支撑职业教育改革发展的能力，以先进教育技术改造传统教育教学，以信息化促进职业教育现代化［1］”.在国家政策指导与促进下，各省、市和高等职业院校教学资源库建设迅速发展，在人才培养工作中发挥了重要作用，但是许多高校资源库在建设与实际应用中也还存在一些问题，主要有教学资源库定位不准、平台设计不科学，资源不规范，管理机制不畅，资源低质量重复建设，没有针对性，特色不鲜明，利用率低等.本文通过滁州职教集团一百多家企业、学校、网络公司和研究机构等共建共享职教资源库建设实践，总结了建设经验，分析存在的问题和解决措施，对区域性职教资源库建设与应用提供借鉴.
1明确定位，强化区域性职教资源库的顶层设计明确资源库“辅教辅学”的基本定位，按照“碎片化资源、结构化课程、系统化设计”的顶层设计［2］，以云服务理念搭建管理平台.
1.1明确资源库建设的目的与定位
　　区域性职业教育教学资源库建设要贯彻落实国家教育规划纲要和全国职教工作会议精神，探索信息化时代下，职业教育的新理念、新方法、新举措，推进教育教学改革，提高职业教育教学质量，以更好地服务学校师生和社会学习者的教学需求为根本任务；以优质教育教学资源共建共享平台建设促进教育公平、促进现代职业教育体系建设和学习型社会建设为根本目的.区域性职教资源库在功能上要满足 “辅学、辅教”，辅学”是能为职业院校师生和社会学习者，提供优质的学习资源与辅导学习的互动平台服务；“辅教”是为教师利用优质的资源库内容与网络化共享平台，改变知识的呈现方式和教学方法手段，辅助教学过程，提高教学效果，学生和社会学习者可以自主地通过共建共享的资源库平台实现个性化学习和拓展学习［2］.资源库平台要建设成为一个能互动交流的学习中心，具备区域经济建设特色与满足职业教育人才培养要求的学习平台，而非仅仅限于教师教学使用的素材库［3］.资源库的内容建设要以专业教学内容与课程体系改革为前提系统设计，以碎片化的资源建设为基础，以结构化的课程建设为骨架，充分发挥多媒体表现资源的优势，选择区域经济建设需要的职业教育素材、积件、模块和课程教学资源进行重点开发建设，并将其作为国家高职教学资源库建设系统的组成部分，为国家资源库作准备.
1.2强化资源库建设顶层设计
　　区域性职教资源库建设是一项系统工程，建设周期长，参与单位与人员众多，资源内容复杂技术要求高，制订科学严密的建设方案和管理规则，系统化的顶层设计是提高资源库建设效率与质量，确保建设工作顺利进行的首要条件.以云服务理念搭建管理平台，资源库管理平台是资源库建设的基础，必须放在建设首位，资源库管理平台不是结构越复杂、档次越高越好，而重点是好用、适用.滁州职教集团区域性职教资源库平台选择高等职业教育数字化学习中心，这个平台由高等教育出版社开发和运营支持，集成了国家批准建立的高等职业教育专业教学资源库资源，优质职教资源丰富，平台提供了较好的资源存储、全库内部资源检索与导航、资源开发给与“辅教”“辅学”功能，平台有灵活的课程管理结构、开课申请、规范的课程建设、丰富的教学形式、网络授课、自主建站、课程论坛、学习进度跟踪、元数据共享、动态监测与审核等功能.以先进的网络技术与云服务理念提升资源平台价值，合理构建区域性或学校私有云应用中心，在资源丰富度、获取方式、在线组织方式、利用方式、在线学习活动、多种类学习应用终端的支持等方面都将升华到一个新的层次.职业教育资源库平台参考模型图［4］，见图1.图1职业教育资源库平台参考模型图2建立机制，增强区域性职教资源库建设与运行活力资源库建设机制规范着从资源库建设意向和规划的产生、资金的筹措、计划的制订、实施和整个过程中各方面参与者的行为方式.在资源库建设中，机制起着基础性的、根本性的作用，建设主体、建设资金、建设模式在机制的规划下，有序、有效地结合、运作，从而形成资源建设的良性循环，为资源的有效利用奠定基础［4］.
2.1建立促进区域性职教资源库建设与开发主体协调机制
以职教集团为基础的区域性职教资源库投资建设与开发主体有地方政府教育主管部门、高职与中职院校、行业企业、研究所、专业化公司，参加人员有老师、公司技术员和企业专家员工等.每一类建设主体都有不同的职能、不同的开发特色或缺点，政府主管部门职能是建立或主导协调机制的建立，如采用项目管理方式，让资源库的使用者与建设者形成相互制约关系，促进资源市场化的性质和保障资源质量；中高职院校要制订激励政策鼓励教师或教学团队开发优质资源，教师有丰富教学经验，掌握教学中迫切需求，对教学资源的鉴别和老资源改进有决定性的作用；专业化的企业，拥有掌握从视频、动画到仿真虚拟制作技术和国家教学资源制作标准和要求的技术人员，是开发教学资源的主体，专业化的企业能形成教学资源的产业化生产模式，提高资源的建设效益，不足之处是对师生的需求了解少；各建设主体不能做到相互协调、优势互补，不仅影响资源建设质量，也影响资源库系统工程的建设进程.所以必须在各建设与开发主体之间建立协调机制，发挥各自之所长，协同开展资源建设工作.
2.2建立职教资源库可持续化的市场运行机制
　　资源库建设的目的在于“用”，而不是“建”，为优化区域性职教资源配置，扩大资源应用面和利用率，保障资源库的维护服务与持续改进，首先必须建立市场化的资源库良性循环的运行机制，一方面促进教学资源建设工作满足市场需要，为社会培养更多的高素质建设人才；另一方面实现教育增值，提高教育资源的社会效益和经济效益，增强教育资源建设的活力与可持续发展能力［5］.其次必须建立免费和有偿相结合的资源使用机制，以政府投入为主建设是为了实现教育公平、优质资源共享，经费取之于民，资源用之于民；市场化是对资源的有偿使用，合理收费形成投资建设效益，促进资源建设质量和使用效率.建设和使用的良性循环需要免费和有偿相结合，免费是公共投入服务社会，有偿是保证资源建设效益和质量，优胜劣汰，为资源建设注入不竭的动力.第三必须建立适应市场化要求的资源库管理机制，政府主管部门职责是对区域性教育资源库建设投资和监管，具体管理工作应按照市场化要求成立管理中心，其职责是制订资源建设规划、落实规划、平台建设、制度建设、资源遴选与更新、评价与反馈、应用与推广，形成良好的运营机制［4］.
2.3建立区域性职教资源库应用评价与反馈机制
　　按照“边开发、边应用、边完善、边推广”的原则，大量的资源必须经过师生的实际应用与评价，逐步完善后形成优质共享的教学资源［6］.建立基于数据挖掘技术的资源应用评价与反馈机制，对资源的使用情况进行预期分析，根据用户评价，判断资源的优劣与应用情况.在以职教集团为基础的区域性职教资源库建设中，通过设计系列调查表，再利用关联规则或支持向量机技术对数据进行聚类分析，掌握不同用户对资源的不同需求.如针对资源设计的调查项目：是否原创性开发，能否符合高职学生认知特点，资源建设团队强弱，视频动画图像是否充足，是否符合资源建设规范，资源教学设计的好坏，需要准备的时间长短，教师备课负担，资源获取是否方便，知识产权是否明晰，利益能否得到保护等，分析资源建设中存在问题和不足.通过调查分析，提出加强资源的原创性、规范性、多媒体化的设计建议［4］；在资源建设机制上提出对教师的开发成果给予物质和精神鼓励，制订保障和倾斜政策等.
3特色发展，提高区域职教资源库建设的针对性与适用性区域性职教资源库作为国家资源的补充，应围绕区域经济建设需要，以整合现有教学资源为主，辅以开发满足地方职业教育需求的特色资源，提高资源的针对性与适应性，避免低水平建设、重复建设.

3.1为服务区域经济建设开发职教资源
　　职业教育是为区域经济与社会发展培养高素质的技术技能人才，教学资源库必须围绕区域经济建设，开发与生产过程对接，符合专业岗位人才培养要求.主要内容：职业标准、技术标准、业务流程、企业案例、作业规范；企业生产工具、生产产品、生产过程、生产场景；学生实训项目、数字化教材、教学课件、教学文件、习题库、试题库；虚拟企业、虚拟场景、虚拟设备以及虚拟实验实训实习项目；与专业、课程、知识点相关的导学、助学系统［2］.学校、企业与专业化公司需密切配合，科学分工，优势互补，共同开发，并对资源的教育性、科学性、技术性、艺术性、规范性多角度评审，开发适用的特色资源.
3.2以重点专业为依托开发职教资源
　　专业是高校人才培养的基础和载体，其建设水平和绩效决定着高校人才培养质量和特色.高职院校围绕重点专业开发和积累了大量优质教学资源，如通过校企合作建设了大量的具有真实生产实景的实训实习资源，与专业公司合作开发了虚拟工厂、虚拟工艺、仿真实训资源，专业老师开发了大量的涵盖教学设计、教学实施、教学评价的多媒体专业教学资源，这些资源是学校专业教学经验的总结和教学成果的积累，特色鲜明，对区域内这些资源遴选、改造，形成优质的区域性职教资源.以课程为单位建设职教资源，课程是组织教学活动的载体，为便于学习与资源利用，具体的教学资源应以课程为单位，共享国家精品课程资源，发挥学校精品课程建设团队的作用，整合和开发优质教学资源.
2015年张延义：区域性职教资源库建设研究第5期3.3应用新的技术理念开发职教资源
　　信息化带动教育现代化，智能化网络和多媒体技术应用推动了职业教育改革发展，在区域性职教资源库建设中，必须应用新技术重点开发以虚拟、仿真教学资源，解决实训实习危险、实训费用高、环境污染大的问题，缩短传统的教学时间，提高教学效果［2］.要将新的职业教育理念融入到教学资源建设中，开发的职教资源要符合职业教育规律与教学要求，助力教学改革；要满足项目引导、任务驱动、案例化新的教学方法手段改革.保持资源平台的先进性、实用性和资源管理的科学性，实现多种移动终端的在线学习需求，应用云计算理念统筹资源库建设与区域内职教资源管理.要加强资源标准化、规范性管理，标准化是保证区域性职教资源能够通用的基础，是发挥职教资源效益的重要条件，要符合《中国网络教育技术标准》（CELTS）与《教育资源建设技术规范》要求.应用科学的职教理念、智能化网络、先进的多媒体技术开发职教资源，使区域性职教资源库建设理念先进、管理科学、适应性强、特色鲜明.

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［6］陈拥贤．对职业教育专业教学资源库建设的探讨［J］．职教论坛，2011（13）：5254．
Research on the Construction of Regional Vocational Education Resource Base

ZHANG Yanyi
 (Office of Academic Affairs, Chuzhou Vocational and Technical College, Chuzhou Anhui 239000, China)

Abstract：The regional characteristic of vocational education requires the construction of the regional vocational education resources, to build and share the high quality teaching resources, to promote the education fair, and to improve the teaching quality. The paper analyzes in detail relative measures to solve the problems of uncertain positioning, poor mechanism, repetition of lowquality resources and low utilization rate in the construction of regional vocational education resource base. 
Key words: vocational education; construction of regional vocational education resource base; regional

（上接第104）
参考文献：
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url=aRkbIQ2BafiRggwg08PNgyf3sA1xcp0SlUQFGLi
W_UNZwjGlDsFKm_MNBGBN8gbCULiVrJXTzneMJ5q
OceasOWlnjCEtNObCXyovaQjNdO.
Integrated Program of University Digital Teaching Resources 
Based on Desktop Virtualization Technology
——Taking Fuyang Vocational and Technical College as an Example

                     YANG Fei, LI Ping
(Institute of Engineering Technology, Fuyang Vocational and Technical College, Fuyang 236031, China)

Abstract: Taking Fuyang Vocational and Technical College as an example, this paper analyzes the present situation and problems of the use of digital teaching resources in colleges and universities. The key technology of desktop virtualization is introduced and a new teaching resource integration scheme is designed based on Citrix. The RAM distribution method is used to estimate the virtual desktop density. The scheme can meet the needs of the integration of digital resources.
Key words: desktop virtualization; digital teaching resources; integration
第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05010906

电磁学仿真演示实验系统设计实现与应用
——基于中药学类、药学类、制药工程等专业的物理学课程收稿日期：20151005
作者简介：陈军（1969-）男，甘肃通渭人，教授，博士，从事信号处理研究工作.

陈军
(甘肃中医药大学 物理与电子工程系，甘肃 定西 743000)

摘要：运用Matlab/GUI软件开发设计了电学、磁学虚拟演示实验平台，完成了静电场、恒定电流与电路、恒定磁场和电磁感应等五部分内容的23个实验，并将其应用于电、磁学演示实验教学中.实践证明，该平台能使学生加深对电磁学的原理、规律的掌握，培养了学生的自主学习、独立思考和综合应用能力.同时，通过改变系统的相关参数，了解不同参数对应的物理现象，以便进一步对电、磁学内容深入地研究，促进学生在其专业领域中对物理学知识的灵活应用.
关键词：Matlab/GUI；电磁学；演示实验系统；仿真；界面设计实现
中图分类号: TP391.9文献标识码:A

引言
随着计算机技术应用的拓展，仿真软件在各领域得以广泛应用，在中药、药学、制药工程等专业类物理学的教学中采用软硬件结合实验、演示教学，来突破教学内容多而教学时数有限之矛盾，从而解决传统教学中传输信息量少，时空有限，学生不易对课程内容进行充分讨论和理解，打破了“以教师为中心、以教材为中心”的教学模式，有利于“翻转课堂”教学方式的实施，实现以“学生为主体、教师为主导”、“学生中心”观的现代教学理念［1~4］.它越来越成为中药、药学、制药工程等专业类课程教学的新模式，良好的教学效果也日益凸显.基于软件的虚拟实验平台能够解决现有教学资源的紧缺、教学时数有限的困扰，并降低了实验成本.彰显了信息时代教育的跨越式发展［5~7］.因此，设计满足中药、药学、制药工程等专业类物理学课程教学实践需要、功能齐全、灵活移植和扩展的物理学演示实验软件平台更有助于教学实践工作的发展和提高.
　　本文使用编程简单、功能强大，具有可视化的图形界面开发环境，使用户能够以模块化设计的方式完成系统的建模和仿真的Matlab/GUI开发设计可视化［8~13］的电、磁学虚拟实验平台，并将其应用于电、磁学演示实验教学.实践证明本文设计的电学、磁学软件实验平台培养了学生的自主学习能力、独立思考能力和综合应用能力.同时，通过改变系统的相关参数，了解参数变化而产生的物理现象，可以对电、磁学进一步地深入仿真研究，以加深学生对电、磁学物理学概念、规律的深入理解，促进学生在其专业领域内对物理学知识的灵活应用.
1电磁学仿真演示实验系统框架
电学、磁学仿真演示实验系统的整体框架设计由两部分组成：界面结构设计和菜单结构设计.系统的整体框架如图1所示［14~15］.其中，界面结构包括：开始导航界面、演示实验导航主界面、静电场、恒定电流与电路、恒定磁场和电磁感应等6大主模块和23个子模块；菜单设计中有交互式动态编辑文本对话框、静态显示文本框及清除演示数据、返回上级界面和退出实验系统的按钮等.
图1电学/磁学演示实验系统的整体框架图2演示实验系统的设计步骤
2.1演示实验系统的设计步骤
　　根据电学、磁学演示实验系统的整体框架，系统的设计步骤如下：
　　1)设计、编辑电学、磁学演示实验系统的6大主模块界面；
　　2)设计、布置23个实验子界面模块；
　　3)编写开始导航界面模块的回调函数，实现从导航界面直接进入演示实验导航主界面；
　　4)编写演示实验导航主界面模块的回调函数，将各实验子界面链接到电、磁学演示实验导航主界面中；
　　5)编写各子界面模块中对应控件的回调函数，实现控件的相应控制功能，如演示、返回、退出等；
　　6)测试实验系统.
2.2静电场演示实验的界面设计步骤
　　下面以“点电荷的电场与电势”演示实验的界面设计为例来说明子界面设计的具体过程.
　　1)构建名为point_ep.fig的“点电荷的电场与电势”演示实验的空白Matmab GUI界面，并编辑界面.
　　2)按序把需要的GUI控件放在合适的位置上，合理地布置各控件，其界面布局如图2(a)所示.
　　3)设置、调整各个控件的相关属性.
　　4)编写各个控件的回调函数.
　　5)运行point_ep.fig演示实验界面，当输入最大半径值为“3”，分别点击“强度和电势图”、“电场线和等势线图”2个按钮后的演示结果如图2(b)所示.2015年陈军：电磁学仿真演示实验系统设计实现与应用第5期（a）界面布局(b) 运行结果
图2点电荷的电场与电势演示实验界面3实验系统的实现
3.1开始导航界面和演示实验导航主界面
　　开始导航界面如图3(a)所示，点击“进入演示”按钮可以切换到电学、磁学演示实验导航主界面，点击“退出系统”按钮可以退出本实验系统.电、磁学演示实验导航主界面如图3(b)所示，分别点击静电场、恒定电流与电路、恒定磁场和电磁感应等中的任何一个实验按钮即可切换到相对应的演示实验子模块；点击“结束演示实验”按钮则退出该演示实验界面，结束演示；点击“返回”按钮可实现退出本界面，返回到前一级主界面的功能.（a）开始导航界面(b) 演示实验导航主界面
图3开始导航界面和演示实验导航主界面3.2静电场演示实验
　　静电场的演示实验如图4所示，其中：图4(a)是“静电场”演示实验部分的主界面（名为electricity.fig）；图4(b)是“偶极子的电场与电势”演示界面，当文本对话框中输入偶极子的位置坐标参数a，b值为2，单击“演示”按钮时，所产生的电场与电势曲线图.由图4(b)可知，实验结果与理论结果相吻合.限于篇幅因素，其它子模块的在此没有列出.（a）静电场演示实验界面(b) 偶极子的电场与电势实验
图4静电场演示实验的实现和偶极子的电场与电势实验结果3.3恒定电流与电路的演示实验
　　恒定电流与电路的演示实验的情况如图5所示，其中：图5(a)是恒定电流与电路的演示实验模块的主导航界面；以“直流电阻电路分析”为例，图5(b)是直流电阻电路分析演示界面，点击“计算I1、I2值” 按钮，利用Matlab的强大矩阵计算功能对演示图中所示的电路，当时，计算出电路中的电流分别为.实验结果均与理论结果一致.
（a）恒定电流与电路演示实验的实现(b) 直流电阻电路分析实验  
图5恒定电流与电路演示实验的实现和直流电阻电路分析实验结果
3.4恒定磁场的演示实验
　　如图6所示为恒定磁场的演示实验，其中：图6(a)是恒定磁场的演示实验模块的主导航界面； 以“载流直导线的磁场”演示实验为例，其子模块的演示界面如图6(b)所示，其中：“请输入坐标”文本对话框是用于控制x,y的最大范围.“磁场分布图”按钮的作用是交互控制显示2 L长的通电直导线的磁感应强度的分布情况的，“清除图形”按钮可清除窗口中的图象以便重新输入数据，计算显示新数据对应的磁场分布情况；图6(c)是 “电流环的磁场” 子模块的演示界面，当环半径为2 cm，环电流100 mA，将电流环分（环分段）为30段时产生的磁场分布图，实验结果均相符理论值.其它子模块的演示界面，限于篇幅在此没有列出.

（a）恒定磁场演示实验的实现

(b) 载流直导线的磁场实验  

（c）电流环的磁场实验
图6恒定磁场演示实验的实现和载流直导线的磁场、
   电流环的磁场实验结果
3.5电磁感应的演示实验
　　鉴于篇幅限制，以“动生电动势”为例，如图7所示为电磁感应现象的演示实验，其中：图7(a)是电磁感应现象的演示实验模块的主导航界面；以“动生电动势”演示实验为例，如图7(b)所示，为“动生电动势”子模块的演示界面，其中：角速度(单位:π rad/s),磁场强度(单位:T),导线长（简称导长）(单位:m)是三个文本对话框用于交互输入各物理量的值，电动势大小(单位:V)文本框用于将计算结果显示出来，“计算及演示”按钮用于进行计算和演示动生电动势的动画情况；“清除图形”按钮功能是擦除图形，便利于对新输入的数据的计算结果和动画进行显示，图7(c)是当对话框中输入转动角速度150 π rad/s、磁场强度0.01 T、导线长0.02 m时，点击“计算及演示”按钮后的动画图形及电动势大小的结果图，实验结果均与理论结果相符.

（a）电磁感应现象演示实验的实现

(b) 动生电动势实验

（c）动生电动势实验结果
图7电磁感应现象演示实验的实现和动生电动势
实验及结果
4结束语
　　利用Matlab/GUI平台所设计的电学、磁学演示实验系统中各实验模块所得结果均与理论结论一致，并且输出演示结果对应着输入参数的变动而变化，动态交互性好.所以，将该仿真实验系统应用到物理学实际教学中，使得抽象的、理论性强的、难以理解和掌握的电学、磁学内容变得易懂、直观可视，从而节省时间，缓解了教学内容多与教学时数有限的矛盾，满足“数字原住民”的学习需要.使其加深了对理论规律的理解，激发了学生的学习积极性，提高了分析问题和解决问题的能力.

参考文献：
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Design and Implementation of the Experimental System 
of Electromagnetic Simulation
——Based on Physics Courses of Traditional Chinese Medicine, Pharmaceutical, Pharmaceutical Engineering, etc.

                       CHEN Jun
　　(Department of Physics and Electronic Engineering, Gansu University of Chinese Medicine , Dingxi Gansu 743000, China )

　　Abstract: The paper uses Matlab/GUI software to develop and design the electrical and magnetic virtual demonstration experiment platform. It has completed 23 experiments of the static field, the constant current and the circuit, the constant magnetic field and the electromagnetic induction. It is proved that the platform can help students deepen the understanding of the principles and laws of electromagnetism and cultivate their abilities of autonomous learning, independent thinking and comprehensive application. Meanwhile, by changing the parameters of the system, it helps students understand the physical phenomena corresponding to different parameters and further study on the contents of electric and magnetic to promote their professional flexibility of application of physics knowledge.
　Key words: Matlab/GUI; electromagnetism; demonstrative experiment system; simulation; design implementation of interface第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05011504

高职应用化工技术专业建设与
学生职业发展相关度研究收稿日期：20150527
基金项目：安徽省示范实验实训中心建设项目(20101427);滁州职业技术学院规划项目（YJY201304）；
滁州职业技术学院教学研究项目（zlgc2014026）
作者简介：孟飞(1981-),男，安徽萧县人，讲师，硕士，研究方向：精细化学品开发，高等职业教育等.
梁建军（1967-），男，安徽全椒人，教授，硕士，研究方向：高等职业教育，应用化工.

孟飞， 梁建军， 王磊， 吴越
（滁州职业技术学院食品与环境工程系，安徽 滁州 239000）

摘要：高职应用化工技术专业，以培养从事化学检验、化工工艺、化工机械、化工产品的生产运行、化工产品质量检验、基本技术改造以及化工产品营销等工作的技术技能型人才为目标.对滁州职业技术学院应用化工技术专业历届毕业生，从就业率、就业对口率、专业岗位对应率、课程设置对职业发展支撑度等几个方面进行了调查研究.根据研究成果对人才培养方案进行修订，以更好地培养应用型化工人才，有利于其职业发展.
关键词： 高职；应用化工技术专业；专业建设；学生职业发展；相关度
中图分类号：G642.0文献标识码：A

应用化工技术专业是诸多综合性高职院校开设并重点建设的专业之一，我院应用化工技术专业自2003年招生以来已培养9届近400名毕业生，其中2011~2012年利用中央财政资金支持进行了为期2年的提升专业服务产业专项建设，取得的丰硕的成果.为进一步了解毕业生就业需求及职业发展状况，明确下一步专业建设重点和改革方向，笔者对历届滁州职业技术学院应用化工技术专业毕业生进行了跟踪问卷调查，主要从就业率、就业对口率、专业岗位对应率、课程设置对职业发展支撑度等几个方面进行了分析与研究［1］.
1滁州职业技术学院应用化工技术专业基本情况自招生以来，应用化工技术专业以培养从事化学检验、化工工艺、化工机械、化工产品的生产运行、化工产品质量检验、基本技术改造以及化工产品营销等工作的技术技能型人才为目标.专业学习年限3年，人才培养方案中共开设了通识课程、行业基本能力课程、岗位专项能力课程、能力拓展课程（选修）等4类28门课程及综合实习、顶岗实习2类综合实践环节，实践学时占总学时近60%，有效保证了学生实践动手能力及综合素质的培养.
2应用化工技术专业建设与学生职业发展相关度研究为明确下一步专业建设重点和改革方向，评估在校期间应用化工技术专业学习对学生职业发展的支撑度，课题组精心设计了毕业生问卷调查表（表1），通过QQ、邮件等方式共向56名不同年份的毕业生发放了调查表，共收回有效调查表49份，回收率87.5%.表1应用化工技术专业建设与学生职业发展相关度研究调查表
姓名联系
方式电话：
Email：毕业时间/
就业时间/工作
单位工作
岗 位有无更换
工作单位无 □ 有 □：原工作单位及
岗位：/你认为以下哪门专业核心课程实用性更强（可多选）：()；课程设置方面建议：
A、工业分析B、化工原理C、化工工艺  
D、化工仪表及自动化E、精细化工生产技术你认为在校期间还应教授哪些知识	 你认为在校期间还应练就哪些技能	你认为的应用化工技术专业方向定位	你的职业发展目标	你的职业发展困惑	你对应用化工技术专业建设意见和建议	2.1毕业生就业率
　　毕业生就业率是指就业人数占总毕业生需就业人数的比例.高职教育的目标是培养技能型实用性人才，学生毕业即能走上工作岗位，利用所学知识和技能从事企业生产、管理等方面的工作，这一属性导致高职毕业生就业率整体高于普通本科毕业生.根据学院招生就业处及毕业生调查显示，应用化工技术专业就业率较高，见表2.表2滁州职业技术学院应用化工技术专业毕业生就业率%
毕业年份一次性就业率 1年后就业率2010及以前     89.5(平均)      96.2(平均)201191.0100201293.0100201393.5100均值 91.83　　　　　　99.05注：根据学生调查表、滁州职业技术学院招生就业处公布数据及麦可思报告综合得出以上数据.
从表2可见，应用化工技术专业一次性就业率及1年后就业率均逐年提高，另外，根据相关资料显示，应用化工技术专业一次性就业率及1年后就业率高于学院各专业平均值，学生一毕业基本能进入相应工作岗位.
2015年孟飞,等：高职应用化工技术专业建设与学生职业发展相关度研究第5期2.2毕业生就业对口率 
毕业生就业对口率是指学生毕业后从事的行业与所学专业的相关性，它是考察专业与职业相关性的重要指标，对口率高说明该专业与职业密切相关［2］.根据市场调研修订的应用化工技术专业人才培养方案中规定，毕业生主要面向化工、食品、高分子材料等行业，若学生毕业后在以上行业就业可认同为就业对口.应用化工技术专业毕业生就业对口率，见表3.表3滁州职业技术学院应用化工技术专业毕业生就业对口率%
毕业年份就业对口率平均就业对口率2010及以前62.5201175.0201250.0201358.361.45从表3可见，应用化工技术专业就业对口率平均值为61.45%，较低，课题组经与学生交流及调查反馈得知，部分学生不愿到化工等相关行业就业的最主要原因是：化工企业危险性大，对身体有害；对职业发展前景不看好等.此外，根据调查显示，71.5%的毕业生有更换工作单位的经历.
2.3毕业生专业岗位对应率
　　毕业生专业岗位对应率是指毕业生所从事的具体工作与专业的相关性［3］，应用化工技术专业人才培养方案定位了该专业毕业生主要从事化工仪表、化工机械、化工检验（质检或安检等）、化工操作、化工产品营销类业务员及研发工程师、工艺工程师等岗位，若学生就业从事以上岗位工作认定为岗位对应，应用化工技术专业毕业生就业岗位对应率，见表4.表4滁州职业技术学院应用化工技术专业毕业生就业岗位对应率%
毕业年份岗位对应率平均岗位对应率2010及以前37.5201150.0201231.3201333.338.032.4课程对职业发展支撑度
针对学生毕业后就业岗位的需要，应用化工技术专业人才培养方案中确定了工业分析、化工原理、化工工艺、化工仪表及自动化、精细化工生产技术等5门课程为专业核心课程.应用化工技术专业核心课程对岗位的支撑度，见表5.表5滁州职业技术学院应用化工技术专业核心课程对岗位的支撑度%
核心课程课程对岗位支撑度平均支撑度工业分析42.86化工原理71.43化工工艺71.43化工仪表及自动化85.71精细化工生产技术71.4368.57由表5可以看出，5门核心课程中化工仪表及自动化对岗位的支撑度最高，工业分析最低，5门课程平均支撑度为68.57%［4］. 
2.5其他学习需求及建议
　　为进一步掌握毕业生对人才培养工作的意见，课题组在调查中增设了关于知识、技能等方面的意见征求栏，征得的意见和建议见表6.表6滁州职业技术学院应用化工技术专业毕业生意见及建议
项目毕业生意见及建议知识学习建议学习掌握新型材料化学应用、仪器分析、常用设备操作、大学语文、人际交往、DCS理论、工程试验方案编写等方面的知识.技能培养建议进一步熟悉CAD制图软件、常用化工分析仪器的操作与维护、基础化工实践技能等.课程设置建议适当开设管理、CAD制图、仪器分析、大学语文等课程.其他应加强人际交往、继续教育、职业发展规划等方面能力的培养.3调查结果分析及人才培养方案修订
3.1就业率分析
从表2可以看出，应用化工技术专业一次性就业率及1年后就业率均较高，学生一毕业即能进入相应工作岗位，少数没就业的学生打算自己创业或有其他打算，此外，毕业生就业率较高与就业环境宽松及企业用工增多也有一定的关系，该专业就业率问题基本不存在.
3.2就业对口率及岗位对应率分析
　　由表3及表4可知，应用化工技术专业就业对口率平均值为61.45%，就业岗位对应率为38.03%，2项数据都比较低.另外从学校招生就业处获取的资料可知，录取率及报到率均低于学院平均水平.经与学生进一步交流沟通及平时掌握的情况得知，大部分学生不愿学习化工专业或毕业后不从事化工行业的主要原因是担心从事化工行业较危险、对身体有伤害等，这一顾虑在多数学生中都存在.针对这一问题，专业老师做了大量的宣传工作，效果不太理想.在此次调查中，有毕业生反馈说“干化工这一行其实没那么危险，每个化工厂都是安全第一，只要严格按照操作规程，杜绝违章操作，危险基本不存在”.提高应用化工技术专业录取率、报到率、就业对口率及岗位对应率还需要各方面正确宣传和引导，彻底改变现状还需一定的时日［5］.
3.3课程对学生职业发展支撑度分析
    人才培养工作中课程建设是核心，合理的课程设置、先进的教学手段和方法是培养高质量人才的重要保障［6］.课题组通过表5分析了核心课程对岗位的支撑度，应用化工技术专业5门核心课程与岗位衔接紧密，设置合理，课程教学内容较能贴近生产实际，但工业分析课程的情况出乎课题组的意料，经分析进一步交流得知，学生认为工业分析与分析化学区别不是太大，2门课程中学习1门就可以了，鉴于此，课题组将在以后工业分析课程教学过程中加快课程改革步伐，加强企业调研，使课程内容更贴近生产一线.
3.4毕业生就业意见对人才培养方案修订的影响
　　在此次调查中，毕业生提出了其他宝贵意见和建议，针对这些建议，教研室已经分步骤在人才培养中加以完善，如开设了大学语文、职业生涯规划、化工企业管理、化工产品营销等课程，丰富了学生知识面、拓宽了学生就业面；在一些课程中增加了DCS相关理论、工程试验方案编写、常用仪器操作原理等；将化工原理拆分为流体输送与设备和传质与分离技术2门课，学生学习针对性更强，增设了仪器分析的部分内容及常用仪器的操作与维护等，通过整改与改进，应用化工技术专业人才培养方案课程设置更加科学，学生学习内容更能贴近生产实际，从而为培养高水平应用型化工专业人才奠定了坚实的基础［7］.

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Research on the Correlation Degree between the Construction of Chemical 
Technology Specialty and Students' Professional Development in Vocational Colleges

 MENG Fei，LIANG Jianjun, WANG Lei, WU Yue
（Food & Environmental Engineering Department，Chuzhou Vocational and Technical College , Chuzhou Anhui 239000, China）
Abstract: Application of Chemical Engineering Technology in vocational colleges is to cultivate technical talents, who are engaged in producing and operation of chemical inspection, process, machinery and products, together with product quality inspection, basic technological transformation, product marketing and so on. An investigation has been taken in the employment rate, professional post correspondence rate and degrees of support for the development of the curriculum among previous graduates in Chuzhou Vocational and Technical College. With the help of research results, the training program of talents is revised to better cultivate the applied chemical talents, which is beneficial to the development of their occupations.
Key words: vocational colleges；Application of Chemical Engineering Technology; specialty construction; student career development; correlation degree第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05011906

中学化学探究性实验教学模式的研究 收稿日期：20150713
基金项目：山东省社会科学规划研究项目（14CTYJ13）
作者简介：张少丽（1989-），女，山东德州人，在读硕士生，研究方向：化学课程与教学论.
苗深花（1962-），女，山东青岛人，教授，硕士研究生导师，研究方向：化学课程与教学论.

张少丽，苗深花
（曲阜师范大学化学与化工学院，山东 曲阜 273165）

    摘要：化学探究性实验教学是一种强调以学生为主体的教学方式.学生在教师的引导下，通过实验探究来学习化学学科知识，体验化学在生活中的重要作用，能有效锻炼学生利用化学知识处理相关问题的能力.分析了中学化学探究性实验教学实施的前提和保障，介绍了化学探究性实验教学的特点，重点探讨了探究性实验在不同教学模式下的教学程序，并以案例加以说明.
关键词:中学化学；实验教学；探究性教学；教学模式	
中图分类号：G633.8文献标识码: A

化学是一门以实验为基础的自然学科.化学实验是化学教学过程中最基本的也是最能体现化学学科独特性的教学手段.现代社会的高速发展对学生的探究能力和实践能力提出越来越高的要求.化学探究性实验是由教师或学生提出化学实验课题，学生自己设计实验方案，然后根据方案进行实验探索，正确处理实验结论的一类实验［1］.它可以有效地使学生学习科学的探究方法，逐步形成自主探究意识，开发创新性思维，从而培养其科学探究和实践能力.化学实验探究性教学恰好迎合了当代社会对培养学生探究能力和实践能力的要求.因此，研究适合中学化学探究性实验教学的教学模式十分重要.
1化学探究性实验教学实施的前提和保障
1.1教师与学生角色的转变
师生角色的转变是化学实验探究性教学顺利开展的前提.
1.1.1教师角色的转变
教师要转变教育理念.化学实验探究性教学过程不再由教师全盘控制、主导，教师应该相信学生的能力，适当放手还学生的主体地位，通过设置合理的问题情境，引导学生主动探究，逐步增强其实践探究能力.
1.1.2学生角色的转变
学生要逐渐适应自己是课堂主人这一角色的转变，在学习过程中从被动接受化学知识变为主动探究并掌握研究化学物质变化的方法和程序，相信自己离开老师的“悉心呵护”而在老师的引导下也有能力自主发现问题、探究问题、解决问题，最终升华为自主探究的能力.
1.2探究性实验课题选择要合理
合理的选题是使探究性实验教学顺利进行的保障.探究性实验在所有的实验类型中难度较大，如果探究课题选择不合理很容易打击学生探究的自信心，进而失去对实验探究的兴趣，所以要求教师要十分明确课题探究的内容，对其有整体的把握，设置合理的问题梯度.选择的探究性实验课题不应太难、太复杂，要简单易于操作，其主要目的是激发学生的兴趣、培养探究意识，在学生有了自主探究能力的基础后，可以让学生自主选择探究课题，教师给出建设性意见，循序渐进提升学生的探究能力.
2化学探究性实验教学的特点
2.1学生的主体性
    教师不再是化学探究性实验教学过程中的主角，而是通过创设合理的问题情境，启发引导学生自主发现并思考要探究的问题，提出探究方案，解决要探究的问题.学生变被动为主动，在积极探求知识的过程中，掌握研究化学物质变化的一般方法和程序，培养化学创新思维，增强自主探究与创新能力，学生在课堂教学中的主体性得以充分体现.
2.2教学过程的探究性
化学探究性实验不同于传统的验证性或演示性实验，整个探究过程不再由教师全盘控制，教师只负责提出富有启发性的指导建议，帮助学生认识到解决探究过程中出现的问题的方法并不唯一、明确.学生通过自己思考发现探究问题、提出研究假设，收集数据资料、讨论交流后制定验证方案.在这一过程中,学生在教师的鼓励启发下独立思考、大胆质疑，在探究过程中能提出解决问题的新方案［2］.教学过程的探究性特点可以启迪学生的思维，增强对自主探究的认识并培养积极探究的精神.
2.3教学课题的开放性
    化学探究性实验教学内容的选取不再仅仅局限于课本所提供的实验内容，探究的内容及形式丰富多样.既可以将一般的验证性实验改进后进行探究，也可以就与生活息息相关的化学问题以及工农业生产中的化学问题进行探究.课题的开放性不仅可以帮助学生理解学科知识，丰富学生课堂探究的内容，还可以认识到化学学科的生活性，树立科学源于社会生活，学习科学是为了更好地造福于人类生活的思想，为以后立志从事科学探究打下基础.
2.4同学之间的合作性
    21世纪是一个个性化十足的时代，每个人看待问题的角度不同，对问题的理解也就不同，解决问题的方法也不同.因此，学习只有集百家之长，才能不断取得进步.所以学生想要取得学习上的成功，就应该学会与同学之间以及与老师之间的合作.化学探究性实验往往采用实验分组的方式合作探究，小组成员相互配合，小组之间讨论交流，教师在整个探究过程中进行指导，使实验在合作中有条不紊地进行下去.探究过程中个体之间的交互过程，可以有效地锻炼培养学生的合作精神.
2.5教学内容的趣味性
    化学实验有着浓厚的趣味性，不论哪个学段的学生对化学实验的认识都存在着一定的感性.所以化学探究性实验教学要抓住学生的认知特性，教师在教学过程中不断出新招、出奇招，尽最大努力增加探究内容的趣味性，激发并保护学生的好奇心，逐步将对探究性实验的兴趣转变为自主探究的内部动力.
3化学探究性实验的教学模式及其程序
3.1化学探究性实验的教学模式
参考有关学者对探究性实验教学的研究，并综合考虑学生的心理认知发展特点，以及由探究课题内容的来源、难易程度和师生间的互动方式，将化学探究性实验教学模式分为课内限定式师生共同探究和课外开放式学生自主探究两种模式.两者呈递进关系，前者的开展是为后者顺利进行做铺垫.
3.1.1课内限定式师生共同探究教学模式
这种教学模式在课堂教学的限定下，探究课题大多源于教材的实验内容，难度较小，教师对于实验过程和结论大多都能预测，其主要的目的是激发学生探究化学的兴趣并锻炼基本的实验操作技能，引导学生发现问题并培养解决问题的能力.学生在教师的启发引导下按照一定的教学程序循序渐进，借助探究学习化学知识以及探究的过程与方法，体验探究的乐趣，教师和学生是一对共同探究体.
3.1.2课外开放式学生自主探究教学模式
这种教学模式是在课内限定式师生共同探究教学模式的基础上，学生有了初步实验探究的能力后，根据自己的兴趣选取与社会生活密切相关的探究课题进行探究.探究的内容和过程都十分开放，但探究的难度较大，对于实验的探究过程和结果一般不能准确预知，所以教师一般只提供建设性的意见和指导.其主要目的是通过学生自主探究进一步提高学生自主发现问题、分析问题和解决问题的能力，认识到化学在社会生活中的巨大作用，树立科学源于生活、源于社会的意识，培养学生运用所学知识解决生活和工农业生产中问题的能力.
3.2化学探究性实验教学的程序
    学生可以通过化学探究性实验学习化学知识、掌握科学研究的方法并学以致用提高实践能力.根据化学课程标准中关于重视探究学习活动，发展学生的科学探究能力的教学实施建议［3］，总结出两种不同探究模式下的化学探究性实验的教学程序.
3.2.1课内限定式师生共同探究教学模式的程序
课内限定式师生共同探究教学模式的程序，见图1.2015年张少丽,等：中学化学探究性实验教学模式的研究第5期图1课内限定式师生共同探究教学模式的程序确定课题：不是所有的课题都适于课内探究性的实验教学，因此需要教师对教材有全面、深刻的认识和把握.探究课题的难度要适宜，过大会打消学生的积极性，难度太小则激发不起学生的探究欲望；内容则既要贴近实际生活又要使学生学习到相关的化学知识，这样才能保证学生在完成学习知识的基础上，积极主动地进行探究活动.课内限定式模仿探究教学模式课题的确定对教师的能力有很高的要求.
提出假设：在探究课题确定后，教师要利用相关的问题情境引导学生思考、发现探究的问题，并联系学生已有的化学知识，针对探究问题提出合理的研究假设.探究的初始阶段，学生的知识有限，只给出探究课题会让学生感到无从下手，学生只有带着探究问题才能有针对性地完成探究，所以教师要遵循学生的认知规律，明确课题的探究内容以及要达到的探究效果，引导学生找到正确的探究方向，逐步提升学生提出探究问题的能力.
制定方案：对课题要探究的问题提出有针对性的假设后，学生在教师的引导下，根据所学的知识以及查阅资料后模仿已有的实验方案制定验证方案.对于中学阶段的学生来说模仿比自主创新容易得多，但完全照搬已有的实验方案就失去了探究的意义.学生应该有自己的想法，教师则要鼓励学生在前人的基础上大胆创新，引导启发学生积极思考，制定出合理、可行的验证方案，以培养学生的创新意识和创新精神.
实验验证：学生在确定探究方案后分组进行实验，在探究过程中，除了认真进行实验操作、仔细观察实验现象并做好记录外，还要注意与同组其他成员的分工与合作.这样既可以提高学生最基本的实验操作能力，又能增强学生与人团结合作的意识.
得出结论：结论是将提出的假设与实验验证统一起来的重要环节，通过问题观察现象，透过现象思考问题，最后由小组成员间讨论交流得出实验结论，从而将实验现象与对应问题的假设有机地联系起来，并通过实验现象帮助学生理解知识，加深记忆.不是所有的实验都可以成功地做出相应的实验现象，教师应该抓住实验的这一特性，引导学生自主分析实验失败的原因，提高分析问题的能力，体验到科学探究的艰辛.
例如“验证碘盐中碘元素的存在形式”的实验探究教学程序，如图2所示. 确定课题：
在学习碘元素这一节时可以选择加碘食盐中碘元素的存在形式为课题让学生自主探究.
创设情境：
生活中经常食用加碘食盐来预防甲状腺肿大，那么碘元素是以什么形式存在于食盐中的呢？提出假设：
假设1：以IO-3的形式存在;假设2：以I-的形式存在;假设3：以I- 、IO-3共存.
制定方案：
实验1 向盛有碘盐溶液的试管中加入淀粉，观察现象；
实验2 向盛有碘盐溶液的试管中加入氯水和淀粉溶液，观察现象；
实验3 向盛有碘盐溶液的试管中，加入醋酸，用淀粉KI试纸检验，观察现象.
实验验证：
实验小组分工合作完成实验方案，各小组成员选择一种实验方案进行验证，观察实验现象.
得出结论：
各组成员介绍各自验证方案的实验现象，讨论交流得出实验结论.
图2“验证碘盐中碘元素的存在形式”的实验探究教学程序
 3.2.2课外开放式学生自主探究教学模式的程序
    课外开放式学生自主探究教学模式的程序，见图3.
图3课外开放式学生自主探究的教学模式的程序确定课题：学生在进行了课内实验探究之后，有了一定的自主实验探究能力，可以根据自己的兴趣，选取与社会生活相关的化学问题作为研究课题，并在教师的建议启发下发现、提出要研究的问题.
制定方案：教师对学生选定的课题进行要点分析、点拨，学生则通过教师提供的方法途径收集、查阅相关资料，制定出合理的实验方案.教师与学生探讨交流以确保实验方案的安全性、可行性、科学性和创新性.
实验验证：学生根据拟定的实验方案进行验证，探究过程中要仔细观察现象、记录数据，教师则全程提供指导，学生可以对实验过程中出现的问题与老师讨论交流，及时消除疑惑，保证探究实验顺利地进行.
得出结论：完成实验验证后，学生将整个过程以实验报告的形式整理得出探究结论，将实验过程中出现的问题、实验成败的关键加以分析总结，并将自己的体会也以文字的形式总结出来.教师则对学生的探究过程进行分析、评价，肯定学生的优点，加强学生自主探究的信心，并针对过程中出现的问题给出合理的解释和改进意见，掌握学生对于实验探究的心理动向，及时予以鼓励和调整，保持学生对实验探究的欲望和兴趣.
实践应用：自主探究选取的课题源于生活，学生将自己的探究成果应用到生活实践中去，有利于强化探究成果.英国著名哲学家培根曾经说过：“知识就是力量.”没有经过实践验证的知识是无法转变成所谓的“力量”的.学生自主探究化学知识也是如此，只有通过实践运用才能转化成自己解决问题的有效动力，没有实践过的知识永远只是残存在大脑中的文字或符号，不能成为帮助自己克服困难、解决问题的经验或方法.所以学生应学以致用，在实践中检验探究实验的结论是否具有应用价值.
    例如“碘盐中碘含量的测定实验”的探究教学程序，如图4所示.确定课题：
学习了碘元素后，教师可以引导学生关注生活中碘元素的应用，选取常见不同品牌碘盐中碘含量的测定为课外自主探究的课题.
制定方案：
①查阅资料了解测定碘元素含量的实验原理
KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2OI2+2S2O2-4=2I-+S4O2-6
先在食盐样品中加入略过量H2SO4酸化的KI溶液，把KIO3转化成I2，再用Na2S2O4溶液去测定生成的碘.
②收集市面上不同品牌的碘盐进行实验
实验验证：
分别取相同质量的碘盐溶解，根据碘含量测定的实验原理进行实验.
得出结论：
根据测定结果比较每种碘盐中所含碘元素的量，书写探究报告书并进行口头汇报，与老师和同学交流探究结果.
实践应用：
组成科普小组，向周围居民宣传常见碘盐的碘含量，帮助他们以此为依据选择适合自己的碘盐品牌.
图4“碘盐中碘含量的测定实验”的探究教学程序
化学探究性实验教学模式的实施，不仅有利于学生学习和掌握化学知识、锻炼实验操作技能；而且可以促进学生转变学习方式，学生从被动接受转变为积极探究；相比于强调实验结果，更加注重体验探究过程；化学探究性实验教学模式作为实现人才素质全面发展的一种有效手段，对教师的素质要求更高.因此，教师不仅要研究课本内容，更要了解学生的心理认知需求，找到学习知识与培养解决实际问题能力的最佳契合点，不断改进教学方法、调整教学进程，使教学达到最佳的预期效果.总之在化学实验教学的过程中，教师应重视探究性实验教学模式的开发和利用，为培养创新型人才打下基础.

参考文献：
［1］苗深花，韩庆奎.化学实验教学论［M］.北京：科学出版社，2012.
［2］李红.中学数学实验探究教学模式的研究与实践［D］.济南：山东师范大学，2005.
［3］中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验稿）［Z］.北京：人民教育出版社，2003.

Research on Chemistry Teaching Mode of Inquiry Experiment in Middle Schools 

ZHANG Shaoli, MIAO Shenhua
(School of Chemistry &Chemical Engineering, Qufu Normal University, Qufu Shandong 273165, China)

Abstract: The teaching of chemistry inquiry experiment puts great emphasis on the students. Under the guidance of the teacher, the students obtain the knowledge of Chemistry, experience the important roles of Chemistry in life, and effectively exercise their abilities to deal with relative problems. This paper analyzes the premise and guarantee of the implementation of the inquiry experiment teaching in middle schools, introduces its characteristics, and illustratively probes into the teaching programs in different teaching modes.
Key words: middle school Chemistry; experiment teaching; inquiry teaching; teaching mode
第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05012504

基于专业特色的工程制图课程改革的探索与实践收稿日期：20150908
基金项目：国家级特色专业项目(TS12159) ；巢湖学院校级质量工程研究项目（ch14kcjgxm14）
作者简介：方海燕（1978-），女，山东济南人，讲师，硕士，研究方向：工程制图与材料科学.

方海燕  
（巢湖学院 化学与材料工程学院，安徽 巢湖238000）

　　摘要：从专业特色和学生实际情况出发，结合社会实际需求，就工程制图课程教学内容、体系和教学方法以及考核方式等进行改革.以材料科学与工程专业学生为试点，较详细地阐述了工程制图课程改革的探索、实践和良好效果.
关键词：工程制图；课程改革；专业特色；材料科学与工程
中图分类号：642.0文献标识码：A

工程图样是世界范围内通用的“工程技术语言”.能正确规范地绘制和阅读工程图样是一名工程技术人员必备的基本素质.工程制图是高等院校材料、建筑、机械等专业的专业基础课，是材料科学与工程专业学生完成课程设计和毕业设计不可缺少的基础.学好本门课程是进入工程设计领域的第一把钥匙.
　　随着科技的迅猛发展，课程教学发生了深刻的变革，为工程制图教学的改革也提出了许多新的课题,原有的传统的教材内容、教学体系及教学方法已不再适应新时代工程设计发展对人才培养的要求.面对新时期的人才培养需求，笔者在对材料科学与工程专业学生工程制图课程10多年的教学中，从专业特色和学生实际情况出发，结合学生就业单位实际需要，突破传统教学内容、体系和教学方法以及考核方式的限制，将传统教学内容和方法与计算机辅助教学相结合，突破传统教材，使改革后的教学在内容、教学方法与手段、体系上符合21世纪应用型人才培养需求.
1工程制图课程培养目标确立
     学习工程制图的目的就是培养学生较高的工程文化素质、较强的阅读和绘制工程图样的能力、丰富的空间想象能力，树立创新意识，满足专业工程技术人才素质需求，为后续的课程、设计和未来从事的工作打下良好的基础［1］.
1.1培养“至祥至悉，毫发不爽”的图学精神
    中国古代的工程图学就有“卓识名理,独见别裁”的图学思想和“至详至悉,毫发不爽”［2］的图学理论.在教学过程中，首先培养学生严谨、细致、求实的绘图精神和思维习惯，确立“严格遵守标准”的观念，这是画出别人能看懂的图样和看懂符合标准的图样的保障.同时也要培养学生养成高度认真负责的工作态度和细心、一丝不苟的学风及工作作风.
1.2培养丰富的空间想象能力
    设计结果需要通过图纸展现出来，丰富的空间想象能力是工程技术人员创新设计的基础.如何培养学生“由图及形”、“由形及图”的空间思维能力是学好本课程的基础.在教学中可以借助多种手段进行，比如借助CAD技术，建立三维模型，对应给出三视图使抽象的平面图立体直观化.鼓励学生自行运用多种手段培养空间想象能力，比如采用橡皮泥、萝卜等进行塑形和雕刻，还可以进行构型设计，同时提高学生的学习兴趣.
1.3培养综合工程素质
     将工程制图理论教学与实践教学相结合，多给学生一些创新性题目，让学生在提出问题、分析问题、解决问题方面进行综合训练，培养学生敏捷的创新思维能力和独立工作能力，培养学生的综合工程素质，为以后的课程设计、毕业设计及以后的工作打下良好基础.结合社会需求，培养高素质、高质量的创新人才.
2工程制图课程改革及建设研究
2.1教学方法与手段改革
　　1）快乐教学 
　　优化教学内容，完善课程体系,改变传统的教学方法.将传统的“老师讲，学生听”的教学形式，转变为“学生在老师的指导下主动学习”的教学形式，根据教学目标，处理好传授知识与培养能力这一教学方法改革上的基本关系，实现“知识”课堂到“能力”课堂的转变，以教为主（老师满堂灌）向以学为主转变，以课堂为主（过分重课堂）向课内外结合转变，在规定的教学时间内实现有效教学的最大化，加强课堂教学师生互动、生生互动，进行“快乐教学”.老师通过不断学习，提高自身的素质，在课堂教学中做得“游刃有余”，在轻松快乐、活跃的课堂气氛中教学，那么学生学起来兴趣盎然，教师教起来轻松自如.注重教学意见反馈，通过各种方式与学生交流，建立师生教学座谈会制度，倾听学生建议与意见.
　　2）计算机辅助教学 
　　将计算机作为辅助教学的有效工具引入制图教学.利用现代多媒体技术，改革工程制图教学方法.在教学中通过虚拟模型启发和引导学生积极、主动地进行形象思维，培养学生的空间想象能力.例如：相交立体投影，如图1所示.配合虚拟立体模型图，由实体模型得出三视图，由三视图想象实体结构，并且结合动画绘图，提高学生的兴趣，培养学生空间想象能力.在整个教学中，充分利用计算机，建立电子立体模型库，提高教学效率.图1相交立体三视图与实体模型图用多媒体教学等现代化教学手段服务于教学，但多媒体教学中要避免过多的“读课件”等一些弊端.一堂课的质量，不在于教师做得课件是否优秀，而在于教师能否发挥他的主导性.CAD绘图与工程制图两门课程同步开设，将计算机绘图作为一种技能贯穿于制图的整个过程，真正实现计算机与制图的完美结合.
2.2专业特色的教材与教学计划建设
　　为适应新世纪人才培养和专业发展的需要，适应社会及现代技术发展的需要，根据专业特点与社会需求不断调整和更新教学内容，多与企业交流，在教学内容上注重理论教学与实践相结合.
　　根据材料科学与工程专业特色和专业方向，在教学中渗入专业设备及专业图样（如厂区分布图、车间设备布置图等图样）的相关画法及阅读，使学生在毕业设计以及以后的工作中具有一定绘制与阅读专业图纸的能力.机械图样教授中以材料生产设备、零件为例讲解装配图与零件图的绘制与阅读，将专业生产知识与工程图样绘制相结合.
　　针对材料科学与工程专业特色制定教学计划，体现专业特征，实现专业培养目标.目前开设工程制图、计算机辅助制图、机械设计、课程设计等系列课程.加强学科联系，如在教学中与化学、材料工艺学、机械设备、工厂工艺设计等各学科的相关知识相结合，激发学习兴趣.这就要求教师不仅要精通自己所教的工程制图，而且要涉猎众多学科，了解多学科领域的相关知识，在课堂上才能得心应手地举例、联系.
　　在材料科学与工程专业工程制图教学改革中，从课程目标和专业培养目标出发，制定了“一个规范——两个目标——三个技能”的制图能力培养方法框架［3］，即以技术制图和机械制图国家标准为标准，以机械图样绘制与识读和专业图样绘制与识读为目标，通过徒手绘图、尺规绘图和计算机绘图技能的训练，对学生的工程制图能力进行培养.能力培养方法如图2所示.2015年方海燕：基于专业特色的工程制图课程改革的探索与实践第5期图2制图能力培养方法主要技能训练内容，如图3所示.教学中注重基本绘图能力的训练，基本绘图技能是课程的基础，机械图样绘制与识读是课程的提升部分，而专业图样绘制与识读是课程的延伸，在教学中对学生能力的培养逐级提高.图3工程制图能力培养教学知识点框架2.3课程考核评价体系改革
课程考核评价体系是对教师教学目标和学生学习目标是否实现以及实现程度的价值判断.工程制图是一门实践性很强的课程，对学生成绩考核应该以能力为核心，建立符合专业要求，知识、能力、素质相结合的新课程考核评价体系［4,5］.考核方式可以有三种方式.
　　1）过程性评价学生平时的考勤、上课讨论情况、学习态度，完成作业的质量情况，等等.
　　2）结果性评价课程的考试可以采用开卷或闭卷的形式，试题类型可以多样化，侧重基本知识与技能的掌握.
　　3）实践性评价设计多样化的实践内容和评价指标，如CAD绘图竞赛、创新构型设计、工厂设计图样绘制等，进行综合能力和素质考核.
　　以上三种考核评价方式相结合，可全面衡量学生的知识、能力和素质.
3工程制图课程改革的初步实践及效果
　　在现代教育思想和教学理论的指导下，理论和实践相结合，以本院的无机非金属材料工程特色专业为依托，以2011级材料科学与工程专业1班学生为试点，将以上的课程改革理论进行初步实践，取得了一定的成效.
　　1）教学内容及教材建设与改革效果  
　　确定教学目标，修订完成适合培养目标和教学目标的教学大纲,建设完成既提高教学效果又符合专业特色、满足人才培养目标和模式要求的教案及多媒体课件.进行“立体化教材”建设，建设与主教材配套的电子教案、电子习题答案库、电子模型库等，进一步完善课程学习系统，通过网络等随时对学生辅导和沟通，对教学内容实现与学生网络共享.编写适合本专业特色、包含专业图样绘制方法的教材，并应用于教学当中，实用性强，学生反应良好.
　　2）教学方法和手段改革效果
　　在知识教学中，围绕“长对正、高平齐、宽相等”的投影规律，反复练习三视图投影，使学生对基本投影法熟练掌握.同时打破笼统的机械制图的教学内容，机械制图与专业图样相互结合，注重三种绘图能力、空间想象能力、创新能力、分析和解决问题能力的培养，培养学生的工程素质.教学中采用多样化教学手段，除了充分利用多媒体、计算机教学，还鼓励学生利用橡皮泥、萝卜、石膏模型等亲手塑造立体结构，提高学生学习兴趣，注重培养学生的创新设计意识，收到良好的教学效果.
　　3）实践实验环节改革效果
　　在实践实验环节，将班级分成若干个小组，每一个小组对某一设备、流程、车间等进行设计，分工合作，整体交流，既培养了学生的设计绘图能力，又培养其团队合作意识，提高学生的学习兴趣，为后续的课程设计、毕业设计打下良好的基础.
　　4）学生学习成绩提高
　　期末考试与其他非实验班采用相同的试卷，统一流水阅卷，考试成绩优秀率比普通班高出5个百分点，而不及格率低于普通班8个百分点.在后面的课程设计中，实验班优秀率为15%，合格率为98%，而普通班优秀率为8%，合格率为94%.在毕业设计中，实验班的学生绘制的设计图纸，严格按照工程图样标准进行绘制，符合相关规范，并且设计符合工艺标准，设计质量明显高于非实验班学生.
4结论
在教学改革中，教师是主导，学生是根本，课程体系是灵魂［4］.不同的专业绘制的工程图样内容和要求不同，但工程制图的基本标准规范是统一的.在工程制图教学中，既要让学生掌握工程图样绘制的基本标准规范，具备基本的绘制和识读工程图样的能力，又要满足不同专业的要求.本文主要针对基于材料专业特色的工程制图课程建设及教学改革进行研究，就一些改革内容和初步实践效果进行总结，与同行们进行探讨.通过这些教学改革有效解决了目前工程制图教学内容单一的现状，使工程制图更贴合专业特点，适应专业人才培养的需要.随着社会发展和对人才需求的不断提高，工程制图的课程教学中将面临新的挑战.作为主导作用的教师，笔者将与时俱进，不断充实自己，进一步完善课程体系，优化教学内容，贴合专业特色，把工程制图的教学工作进一步提高.

参考文献：
［1］姜立军.高校工科制图课程体系改革思路探索［J］.工程图学学报,2001(3):120125.
［2］高红英.现代工程制图课程建设及改革的探索与实践［J］.陕西工业职业技术学院学报,2008,3(3):6769.
［3］张淑敏,陈树彬,陈罡.工程制图技能训练方案探索与实践［J］.工程图学学报,2011(1):129133.
［4］陈国栋,谭建荣,张树有,等.工程制图课程体系改革研究与初步实践［J］.工程图学学报,1999(4):9297.
［5］刘静华,吴瑞祥,黄毓瑜,等.现代工程工程设计图学教学改革的研究与实践［J］.工程图学学报,1999(4):98102.
Exploration and Practice of Engineering Drawing Curriculum 
Reform Based on the Professional Characteristics

FANG Haiyan
(Chemical and Materials Engineering School, Chaohu University, Chaohu Anhui 238000, China)

Abstract：According to professional characteristics and students’ actual situations， the actual social demand, the paper gives ideas of reform in teaching content, system ， teaching  and assessment methods of Engineering Drawing Course. It elaborates the reform plan of Engineering Drawing Course based on the students’ cases from Materials Science and Engineering Department.
Key words：Engineering Drawing；curriculum reform；professional characteristics；Materials Science and Engineering第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 2015文章编号：16732103（2015）05012903

传统法与问题导向法相结合的家具制造工艺学教学改革收稿日期：20151005
基金项目：国家林业局2014年国家级卓越农林人才教育培养计划项目（201404）；福建省教育厅木材科学与工程专业综合试点改革项目（114S1211）
作者简介：刘学莘（1987-），男，辽宁辽阳人，讲师，博士，研究方向：木材科学与工程. 

刘学莘，谢拥群
（福建农林大学材料工程学院， 福建福州 350002)

摘要：家具制造工艺学课程是林业工程学科中一门实践性较强的课程，多数院校包括理论讲授和课程实践两部分.由于传统教学方法以填鸭式教学为主，学生的学习主动性欠佳，因此引入问题导向教学方法，以任务驱动学生的学习动机，以期达到更好的教学效果.对传统法与问题导向法相结合的家具制造工艺学课程教学，从理论课内容及学时分配、实践教学、创新授课形式和改革考试方法几方面进行了阐述.
关键词：家具制造工艺学；教学；传统教学法；问题导向教学法
中图分类号：G642.0文献标识码：A

家具制造工艺学是木材科学与工程、产品设计、家具设计与工程等林业工程专业的一门核心课.该课程是以家具材料学、家具结构设计、家具造型设计、家具装备学等课程为基础，科学而系统地研究各类家具生产中有关工艺问题的一门科学.通过该课程的学习应使得学生熟悉家具制造工艺过程的构成，掌握现代家具产品机械化生产工艺的基本理论和组织家具生产所必要的工艺知识，为学生在毕业后有效合理地组织家具工业生产，进行家具生产车间或工厂设计，解决实际生产中技术问题奠定理论基础.
　　在传统的教学中，该课程主要采用以教师为主导的传统教学法（Lecture based learning，简称LBL）,这种方法以教师向学生单向的传授知识为主，虽然可以在短时间内将较大的信息量传递给学生，但是由于学生始终处于被动接受知识的状态，课堂上只是盲目地记录笔记，导致学生的学习积极性不高、课堂气氛沉闷，不利于学生创新思维的培养［1］.与之相反，问题导向教学法（Problem based learning，简称PBL）则是以学生为教学的中心，有利于培养学生的综合素质能力.但若单纯采用PBL教学法，将会导致在同一课时内，教学内容偏少、知识缺乏系统性等问题.此外，PBL教学法要求学生具有扎实的理论基础知识及较高的自学能力，在课后会给学生安排大量作业，学生为完成作业也会影响其他课程的学习，这些问题均限制了PBL教学法的实施应用.笔者所在教学团队通过多年教学实践，总结了传统方法与问题导向方法相结合的家具制造工艺学教学方法.
1合理分配学时，布置教学任务
1.1重视经典理论传授
　　家具制造工艺学课程以讲授木质家具为主，非木质家具为辅，其中木质家具部分主要包括家具制造的基本理论、人造板家具制造工艺、实木家具制造工艺、弯曲木家具生产工艺四大部分；非木质家具主要包括软体家具、金属家具、塑料家具的制造工艺.由于家具制造技术相对成熟，而且家具制造工艺的变革主要取决于生产设备，因此对于这部分经典内容以精讲为主，而对于各种家具制造的设备因为多数院校在家具装备学课程中已经有所学习，因此，这部分内容以视频介绍为主，更加直观便捷.总之，这一部分教学以传统的LBL教学法为主.由于缩减了复杂的制造设备精讲环节，因此可将原有课程的学时缩减10个学时，缩减出的这10个学时供PBL教学中使用.
1.2兼顾学科热点前沿
　　这一部分主要是针对LBL教学中的一些重点、难点问题，适时提出一些问题，让学生思考并在课堂上或课后找出答案，加深对家具制造工艺学的理解.比如在讲授实木家具制造工艺学后，会要求学生绘制某件家具实物的零件图、制作其生产工艺卡片，并对工艺设计进行点评.另外，在教学过程中，要求学生以3～4人为一组，就该课程涉及的热点、前沿问题查阅相关资料，利用课余时间搜集阅读至少20篇以上的相关文献资料，自学后进行归纳总结写出相关的研究进展，并制作PPT组织交流，而其他学生也需要就其内容进行提问.这种教学方式引导学生自己分析问题和解决问题，引导学生在课堂上完成由被动角色向主动角色的转变，使学生成为教学活动的主体，有利于培养学生通过独立思考分析获取知识的能力，从而激发学生学习的积极性和创造性.在以往的教学中，该课程的PBL教学课题，见表1.
表1家具制造工艺学课程PBL课题
课题序号题目1我国家具工业的发展瓶颈及解决途径2面向小户型的多功能家具产品的开发设计3木制家具产品的绿色设计与低碳加工途径4未来家具产品设计与加工的趋势及展望5家具工业信息化发展趋势6古典家具结构改良与工艺设计7国外家具企业运营的先进经验2重视实践教学，提高动手能力
2.1布置工艺设计作业
　　安排学生针对桌、椅、床、柜四件常见家具进行拆装训练，要求学生针对实物的零部件进行测绘，绘制零件图，并设计其工艺卡片.多数课程的任课教师都会给学生布置课后作业，但由于课程学时有限，无法给学生一一解答，这使得相当一部分同学把做作业当作“应付”差事，为了提高学生的学习主动性，让学生在完成作业的过程中养成主动发现问题的习惯，要求学生充分模仿企业实际，采用一人画图，一人校对的“责任连带”制，如果制图人出现错误，校对人没有发现，那么两人的作业将同时扣分［2］.制图人和校对人的分组是根据学习成绩的参差搭配的.另外，为了达到更好的任务驱动效果，在课堂上还可以安排学生以PPT的形式展示作业，由其他同学负责点评，指出疑点、错点，通过相互点评，提高学习积极性.
　　在实际教学中，也可以分若干组，使一部分学生模拟某一特定消费群体客户，如高端别墅定制家具消费者、工薪阶层消费者，再如一些特殊人群，如残障人士、老年人、儿童、青少年、单身青年等，以此进行角色构建；另一组学生通过与模拟客户沟通，分析客户的生活方式、消费水平以及对家具的功能、精神需求，从而进行产品定位分析和概念设计，经过与客户反复商谈、修改，最终形成设计方案，而后对方案进行细化，设计其效果图、装配图、零部件图，制作工艺卡片等，最终完成模型制作，待客户评估.通过角色模拟训练，可以锻炼学生体验以客户为中心的设计方法，改变传统教学中学生“自以为然”的设计习惯，具有一定的实践性，为今后更好地从事家具设计工作奠定基础.
2015年刘学莘,等：传统法与问题导向法相结合的家具制造工艺学教学改革第5期2.2安排工厂工艺实践
　　多数学校的家具制造工艺学课程都会配有2周左右的课程实习.在以往的教学中会安排学生在课程结束后到企业参观实习.但这种实习学生多比较懈怠，缺乏学习动机.通过笔者所在团队多年教学实践，将2周的实习分成两部分，第一部分实习为认识实习，安排在理论课程前，通过实习，提出若干问题，由学生在理论学习时通过课程讲授找到答案.这一部分所提出的问题诸如，板式家具、实木家具的生产分为哪些环节，有哪些设备等，问题较为基础.并通过实习向学生渗透有关加工基准、加工余量、工艺过程、粗糙度、加工精度等有关难点理论，在理论教学时一一诠释.
　　第二部分的实习为顶岗实习，安排在理论教学之后，通过理论教学提升对家具制造工艺的理解，提出更加深入的问题，如家具企业如何排班生产，工时定额在生产中的重要地位，工人工资的核算方法，不同家具产品的工艺规程，工厂车间布局设计等，这些问题需要在经过一周的实习来找到答案.通过这样的反复的提出问题，解决问题，再提出问题，强化学生对家具生产基本理论的理解.在顶岗实习过程中，要求学生对家具制造的若干工序进行有针对的实习，有条件的学校，还可以安排学生实际动手设计，制作一件或几件家具，提高学生的动手能力.
3创新授课形式，改革考试形式
3.1邀请工程师进课堂
　　为了鼓励学生热爱专业，从事本专业，在理论教学或实践教学中可以邀请企业负责人或工程技术人员到课堂传经授典，将将一些优秀企业的发展案例，播放一些优秀企业的宣传视频，利用周末或答疑时间与学生交流行业发展，介绍学长、学姐发展的成功案例，将优秀往届毕业生的发展案例带到课堂，使学生找到学习动力、树立人生方向.另外，通过邀请工程师到课堂交流，也可以弥补本科高校“双师型”教师的短缺.此外，还可邀请在企业担任工程技术人员的优秀毕业生作为学生实习的校外导师或纳入课程指导委员会，协助制、修订课程教学大纲，提出课程教学改革方案［3］.在实践教学环节中，为学生讲解企业的生产实际，并提出一定的问题，引导学生思考.传统法与问题导向法相结合的教学模式，如图1所示.

图1LBL+PBL的家具制造工艺学教学模式
3.2全面考查学习效果
　　由于家具制造工艺学课程的实践性较强，因此不能以单纯的期末考试衡量学生的学习效果.在理论教学中，除了课程设计、课程论文占有一定的分值之外，必须增加平时成绩的考核.按照PBL的课程设计原则，应该明确课堂奖惩机制，让学生明白有付出就一定会有收获，且付出和收获一定是成正比的道理，充分激发学生学习的主观能动性，例如平时课堂上会随机提出一些小问题让学生思考，这些问题都附带一定的小分值，作为期末总评成绩的奖励分，以调动学生在课堂上的活跃度以及学习的积极性，课后布置一定量的思考题，让学生在复习的时候能够检验自己的学习成果，达到有的放矢的目的.
　　在实践教学中，除了对实习日志和实习报告进行检查评定之外，企业的工作人员还会对学生的业务表现进行综合评价，有条件的学校还可以向表现优秀的学生颁发职业技能鉴定证书，以此激发学生的学习积极性.
4结语
综上所述，适当缩减传统理论课程讲授，针对课程的热点前沿问题采用PBL教学法，合理安排教学任务，安排学生到相关企业开展实习，并安排企业一线技术人员参与教学指导等，使传统的LBL教学融入PBL教学理念，实现了更好的教学效果，但“教无定法”，如何提高教学质量是高等教育永恒的课题，需要广大师生不断地探索和创新.

参考文献：
［1］谢彩侠，祝侠丽，白雁，等. LBL和PBL相结合的教学模式在教学中的应用［J］. 实验室研究与探索, 2012, 31(7): 144146.
［2］刘学莘，谢拥群.《家具结构设计》课程教学理念与实践［J］.宁夏农林科技, 2014(11):47.
［3］郭明辉，刘学莘.校企合作模式下木材科学与工程专业实践教学方法研究［J］.商场现代化, 2013 (13):113115.
Teaching Reform of Furniture Manufacturing Process 
by Combining Traditional and Problemoriented Methods

 LIU Xueshen,  XIE Yongqun 
(School of Material Engineering, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou Fujian 350002, China)
Abstract: Furniture Manufacturing Technology is a practical curriculum in the discipline of Forestry Engineering, consisting of theoretical instruction and course practice in most colleges and universities. In order to avoid weakening learning initiative caused by cramming method of teaching, problemoriented teaching method is introduced as a taskdriven approach to achieve better teaching results. Such aspects are expounded as theory and time allocation, practical teaching, innovating teaching forms and reforming examination methods. 
Key words: Furniture Manufacturing Technology; teaching; traditional teaching method; problemoriented teaching method 第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 20152015年陈盈,等：福建省高校休闲体育服务类专业人才培养现状调查与对策研究第5期文章编号：16732103（2015）05013208

福建省高校休闲体育服务类专业人才培养
现状调查与对策研究收稿日期：20150527
基金项目：福建省教育科学“十二五”规划资助项目（2014CG1753）
作者简介：陈盈（1987-），女，福建仙游人，助教，在读硕士研究生，研究方向：公共人力资源管理.

陈盈1，孙玲娜2，唐吓建1，黄志雄3
（1.福建体育职业技术学院社会体育系，福建福州350001；
2.福建体育职业技术学院体育保健系，福建福州350001；
3.福建船政交通职业学院公共教学部体育教育部，福建福州350001）

摘要：采用文献资料、问卷调查、专家访谈、对比分析等方法，对福建省高校休闲体育服务类专业的人才培养现状进行了研究.研究认为，福建省迫切需要休闲体育服务类专业人才，目前全省有6所高校设置休闲体育服务类专业，但人才培养现状还不尽人意，专业设点少，办学规模较小，培养层次低；实训实习基地建设发展不平衡；校政企合作取得初步成效，但合作深度有待加强等.由此提出建议如下：以市场需求为导向，适时调整培养目标，合理构建具有福建区域特色的休闲课程体系，拓宽休闲体育课程的覆盖面，体现课程体系建设的动态发展；整合资源，健全实践机制，多渠道建设实习实训基地；加大校政企合作力度，提高人才培养的针对性等.
关键词：福建省；高校；休闲体育服务类专业；人才培养；现状；对策  
中图分类号：G807文献标识码：A

引言
高校的人才培养是高校充分利用自身的办学条件，面向社会，结合市场的发展需求，培养出能够适应经济社会科学发展要求的人才.休闲体育服务类专业是适应社会发展、满足市场需求的新兴专业.截至2014年，福建省开设休闲体育服务类专业的高校只有6所.在刚刚结束的第33届中国国际体育用品博览会“2015中国体育用品业高峰论坛——福建专场”上，福建省体育局局长徐正国作了《福建体育用品行业现状专题报告》，其中提出了福建体育产业发展总的战略思考：紧紧抓住贯彻落实《国务院关于支持福建省加快建设海峡西岸经济区的若干意见》和《国务院关于加快发展体育产业促进体育消费的若干意见》重大机遇，以改革创新和科技进步为动力，优化体育产业发展环境，增强体育产业发展动力，转变体育产业发展方式，进一步提升我省体育产业的国际竞争力、影响力和辐射力，为建设机制活、产业优、百姓富、生态美的新福建作出体育产业的新贡献.我们应该把握良好的发展契机，当前福建省体育产业市场发展势头强劲，休闲体育产业隐藏着巨大的市场机遇，休闲体育服务类人才需求量大，但是休闲体育服务类人才较匮乏，各高校应主动承担培养适应市场需求的休闲体育服务类人才的任务.本文将基于6所高校休闲体育服务类专业人才培养现状，借鉴国内其他高校休闲体育服务类专业发展的经验，探索具有福建区域特色的休闲体育服务类专业人才培养创新模式，合理进行市场定位，预测其未来的发展趋向.
1研究对象与方法
1.1研究对象
目前，福建省开设休闲体育服务类专业的高校共有6所，即：莆田学院、福建师范大学协和学院、福建体育职业技术学院、福州外语外贸学院、福州黎明职业技术学院、泉州华光职业学院.以上述6所高校为研究对象.
1.2研究方法
1.2.1文献资料法
　　通过上网搜索，广泛查阅有关休闲、休闲体育、休闲体育专业人才培养等方面的专著和论文，完成本研究的文献综述工作.在此基础上,收集整理省内外9所院校休闲体育服务类专业人才培养方案,进行考察与分析.
1.2.3问卷调查法
　　以休闲体育服务类专业的教师、学生、休闲体育行业负责人、工作人员为对象，发放教师问卷50份,回收有效问卷48份,有效回收率为96.0%；发放休闲体育行业相关人士问卷30份,回收有效问卷26份,有效回收率为86.7%；发放学生问卷200份,回收有效问卷181份,有效回收率为90.5%.了解休闲体育服务类专业课程设置、教学状况以及用人单位对毕业生的能力要求.
1.2.2访谈法
　　走访福建省6所院校教务部门、休闲教研室、专业带头人，了解休闲体育服务类专业人才培养情况，并走访了福建省较具规模的户外运动俱乐部、休闲运动企业等休闲体育行业的经营管理者、工作人员，了解行业对休闲体育服务类人才的实际要求及福建省休闲体育服务类行业的发展趋势，获得第一手资料.
2福建省高校休闲体育服务类专业人才培养现状分析2.1福建省高校休闲体育服务类专业设置与规模
　　随着我国经济水平的科学持续发展，国民的消费能力不断提高，消费需求呈现多样化.根据马斯洛的需求层次理论，将需求分为五种，呈金字塔式、分层次逐级递升，分别为：生理需求、安全需求、情感和归属的需求、尊重需求、自我实现需求.马斯洛理论认为，低一级的需求相对满足了，就会向高一层次发展.经济水平发展必然带动国民物质生活的提高，当国民的的初级需求（生理需求、安全需求等）不断得到满足后，他们开始追求更高层次的发展，即实现个性化发展、获得精神的享受［1］.从某种程度上看，休闲体育市场需求不断增加，是国民追求更高层次需求的体现.在这样的时代背景下，休闲体育产业应运而生，休闲体育服务类人才的市场需求量大规模扩大，高校作为专业人才培养基地，需要培养专业的休闲体育服务类人才来填补市场空缺.因此，推动休闲体育服务类人才教育发展，设立休闲体育服务类专业，培养专业人才是适应社会发展、满足市场需求、迎合时代召唤的重大举措.
　2007年，“休闲体育专业”第一次作为目录外专业出现在教育部公布的本科招生目录中.同年广州体育学院、武汉体育学院首先开设休闲体育专业并开始招生［2］.福建省于2011年开始招收专科层次的运动休闲服务与管理专业的学生，2014年开始设立并招收本科层次的休闲体育专业的学生.截至2014年，福建省开设休闲体育服务类专业的高校有6所，详见表1.表1福建省休闲体育服务类专业设置高校与规模
高校办学性质所属院系开始招生年份2014年在校
学生数/人莆田学院公办体育学院201480福建师范大学协和学院民办文化产业系201480福建体育职业技术学院公办社会体育系2011125福州外语外贸学院民办文化产业系201160福州黎明职业技术学院民办旅游管理系201330泉州华光职业学院民办鞋服系2012862015年 菏泽学院学报 第5期从表1可见，目前有2所公办学校和4所民办学校开设了不同层次的休闲体育服务类专业，福建体育职业技术学院和福州外语外贸学院作为福建省最先开设该类专业的学校，在校生人数存在较大差别.福州黎明职业技术学院、福州外语外贸学院生源的匮乏，必将影响该专业的良性发展，相关专业带头人应结合市场需求和本校的教学资源调整人才培养方案.2013年，国务院办公厅关于印发《国民旅游休闲纲要（2013—2020年）》的通知［3］，2014年10月，国务院出台《关于加快发展体育产业促进体育消费的若干意见》，福建省委、省政府高度重视福建体育产业的发展，全省经济工作会议明确提出推动健康服务、教育文化等消费升级，大力培育文化、体育等新兴服务业态和模式.这一切对我省休闲体育服务业的发展提供了难得的机遇，也提出了新的更高要求和期待.通过走访各高校发现，休闲体育服务类专业目前发展处于起步状态，培养层次低，各校在校生人数差别较大，对于休闲体育服务类人才的培养尚未找到合理的市场定位，所培养的人才与市场的吻合度有待进一步提高.同时，福建省各高校目前所培养的休闲体育服务类人才数量与市场需求量之间存在一定的差距，远不能满足日趋增加的市场需求.
2.2福建省高校休闲体育服务类专业人才培养目标
福建省6所高校及外省部分高校休闲体育服务类专业人才培养目标，见表2.
表2福建省6所高校及外省部分高校休闲体育服务类专业人才培养目标及主干学科
高校培养目标主干学科广州体育学院德、智、体、美全面发展,具备休闲体育发展所需的专业知识和能力，能够胜任在各类社区、机关、企业、俱乐部、旅游等部门从事教育、组织与指导人们休闲体育生活的应用型人才.体育学、休闲学、管理学武汉体育学院德、智、体全面发展,具有较强休闲体育运动技能、懂经营、擅管理的复合型人才，能从事经营与管理、研究与规划、产品策划与设计、休闲体育指导与推广以及相关专业方向学校教学工作.休闲学、管理学上海体育学院德智体美全面发展,掌握休闲体育基本理论、基本知识、基本技能，有较强的休闲体育实践能力,有项目专长，且能把握休闲体育活动规律和洞察休闲体育市场变化，能从事休闲体育指导与服务、经营与管理、策划与设计等工作的复合应用型专门人才.休闲学、管理学莆田学院为适应社会经济发展的需要, 培养德、智、体全面发展，系统掌握体育健身、休闲的基本理论、知识和技能, 以及科学健康的休闲理念与职业精神，能在休闲体育服务业等相关领域中从事休闲体育技术指导、健身咨询、产品策划、组织管理等方面工作的应用型人才.体育学、管理学福建师范大学协和学院具有休闲体育的基本理论、知识与技能，能够从事休闲体育指导、休闲体育经营与管理、休闲体育旅游与开发、休闲体育产品策划与设计、休闲体育文化产业开发等工作的高素质应用型专门人才.体育学、休闲学、管理学福建体育职业技术学院德、智、体、美、劳全面发展，具有良好的职业道德和文化修养；具备一定的户外运动技能，掌握户外运动的基本知识与技能，适应运动休闲发展趋势的需要；能够从事户外运动及体育旅游的项目指导、组织管理和推广等工作；具有可持续发展能力的体育高级技术技能型人才.体育学、管理学、休闲学、社会学福州外语外贸学院掌握运动休闲与服务管理相关学科的基础知识与基本技能，具备一定的运动技能，具有良好的职业素质和文化修养，能够从事运动休闲服务和健身指导等工作，能够从事运动休闲旅游组织与管理、运动休闲研究、体育旅游与开发、运动休闲产品策划与设计等工作的高素质、应用型专门人才.休闲学、体育学、管理学福州黎明职业技术学院具有社会体育与体育旅游基本理论和专门技能，能在各级旅游行政管理部门、旅游企事业单位、户外运动俱乐部以及各级体育部门从事户外运动旅游相关工作的高级复合型专门人才.管理学、体育学、休闲学泉州华光职业学院德、智、体、美全面发展，具有社会体育理论、知识与技能，能在社会体育领域或体育用品企业中从事群众性体育活动的组织与管理、技术指导、经营开发、全民健身及体育保健等方面工作的高技能人才.体育学、管理学、艺术学注：部分内容引自文献［4］

从表2可以看出，与国内最早开设休闲体育专业的广州体育学院、武汉体育学院、上海体育学院人才培养目标对比，我省6所高校的专业人才培养目标呈现出大同小异的特征，但也不乏各自高校的特色.体育旅游是休闲体育专业的一个重要分支，具有很强的休闲特色，势必会成为今后的发展趋向.福建师范大学协和学院在人才培养目标设定时，充分考虑到福建省体育旅游资源丰富、体育旅游学科的综合跨越、与本校旅游学院和体育科学学院教学资源整合的优势，把体育旅游作为休闲体育专业的主要方向，迎合当前社会经济发展的需要，瞄准人才市场的需求.福建省6所高校中有3所高校注重培养应用型的人才，2所高校注重培养高技术技能人才，1所高校重视培养高级复合型专门人才.各高校人才培养定位不一样，必将影响其在人才培养过程对学生各方面能力的要求的不同.以上9所高校（除泉州华光职业学院外）的主干课程包括体育学、管理学、休闲学、社会学等，存在一定的相似性，一定程度上体现了这些课程在该类专业的课程体系中的重要地位.福建省高校在制定休闲体育服务类专业的人才培养目标时，应综合考虑福建省休闲体育服务类人才的市场需求结构、福建省作为海峡西岸经济区的区域特色以及各高校自身的办学条件、教学资源等情况，积极听取当地政府部门、相关企业的意见建议，促进本专业的人才培养目标更有效地贴切市场需求，也为校政企的互惠互利、深入合作打下基础，同时也能一定程度解决高校实训实习基地建设不够的问题.休闲体育本身具有学科的跨越性,而大多数高校教学资源整合困难的状况下,特别是民办高职高专其办学条件更为薄弱的情况下，纵然其培养目标设置得再合理，但受师资队伍、实训实习条件等的严重限制，能否真正培养出具有休闲体育专业特色的人才是当前高职高专体育休闲服务类专业建设面临的一大问题.通过走访发现：目前福建省休闲体育服务类专业人才培养专业特色不鲜明，导致学生就业压力大，各高校应积极探索具有鲜明区域特色的休闲体育服务类专业人才培养方案，促进休闲体育服务类专业人力资源的开发.
2.3福建省高校休闲体育服务类专业不同类别课程设置数及学时情况
2.3.1必修与选修课程数及学时情况
　　福建省6所高校及外省部分高校休闲体育服务类专业必修与选修课程设置数及学时情况，见表3.
表3福建省6所高校及外省部分高校休闲体育服务类专业必修与选修课程数及学时
高校必修课课程数 学时数选修课课程数 学时数总学时数必修课学时比重/%广州体育学院26141610880229661.7武汉体育学院23180218600240275.0上海体育学院22179228976276864.7莆田学院41138421832221662.5福建师范大学协和学院321812341016282864.1福建体育职业技术学院34165314468212177.9福州外语外贸学院27179614552234876.5福州黎明职业技术学院4024229192261492.7泉州华光职业学院2824709160263093.9注：部分数据引自文献［4］

从表3可见，以上9所高校的总学时数大约在2100～2900，总学时数的要求差异较大，其中福建体育职业技术学院2121学时最少，福建师范大学协和学院最多，这与各高校的专业办学层次有一定的相关性.9所高校在设置必修课与选修课时，比例差别也较大，必修课所占比例远远高于选修课.其中，泉州华光职业学院必修课占总学时的比例最高（93.9%），广州体育学院必修课占总学时的比例最低（61.7%）.这9所高校对必修课和选修课的重视程度不同，也反映了各所高校在人才培养上侧重不同.选修课程主要涉及运动技能课程和职业能力拓展课程，具有一定的灵活性，不同的培养方案对学生的运动技能水平和职业能力提出不同的要求.在必修课程中，专业课程所占学时较多，有利于学生专业知识和技能的培养，但也会导致学生知识结构的单一，不利于学生的综合素质的培养，而通过选修课程，学生的知识面得以拓宽，也丰富充实了学生的知识体系.因此，各高校应该合理配置必修课和选修课的比例，促使学生掌握更全面系统的知识体系，提高学生的综合素质，培养适应市场需求的优秀休闲体育服务类人才.
2.3.2理论与技术课程数和学时情况
　　福建省6所高校的理论和技术课程数、学时数及学分情况，见表4.
表4福建省6所高校休闲体育服务类专业理论与和技术课程数、学时数及学分比较
高校理论课课程数学时数学分技术课课程数学时数学分理论课与技术课比较课程数比学时数比学分比莆田学院411200752993658.51.41∶11.28∶1 1.28∶1福建师范大
学协和学院3012888918976611.67∶1 1.32∶1 1.46∶1福建体育职
业技术学院271062608468263.375∶1 2.27∶1 2.31∶1福州外语外
贸学院218544115708361.4∶1 1.21∶11.14∶1福州黎明职
业技术学院3213227131961210.67∶1 6.74∶1 5.92∶1泉州华光职
业学院181208704728414.5∶1 1.66∶1 1.71∶1
在福建省6所开设休闲体育服务类专业的高校中，莆田学院、福建师范大学协和学院开设的是本科专业，其他4所高校为高职高专专业.从表4可见，不论本科专业还是高职高专专业，其课程体系中学科（即理论课程）与术科（技术课程）比例差别甚大，各高校在学科和术科的分配上,呈现出学科课程数、学时数明显高于术科的现象.2所本科院校，其学科和术科的学时数比例基本上接近，分别是1.28∶1和1.32∶1，一定程度上体现了福建省这两所本科院校对休闲体育服务类专业的学科和术科比例分配上的意见较为一致.但是莆田学院不论在学科还是术科，课程数都远高于福建师范大学协和学院，体现了不同院校在对学生综合素质培养过程中的要求不同，也反映出不同区域的高校对休闲体育服务类专业人才培养的差异性.其他4所设置高职高专休闲体育服务类专业的院校，理论课开设的课程数最多的是福州黎明职业技术学院（32门），最少的是泉州华光职业学院（18门）；术科开设的课程数最多的是福州外语外贸学院（15门），最少的是福州黎明职业技术学院（3门）.这4所院校学科与术科的课程数、学时数、学分比例差别最大的是福州黎明职业技术学院，差别最小的是福州外语外贸学院，这在一定程度上也反映了不同院校在人才培养过程中不同的侧重点.纵观国内外体育休闲服务类专业课程设置的学科与术科的学分比，大多数专家学者认为应该接近1∶1，即学科与术科两手都抓，两手都要硬，促进学科与术科均衡发展.而我省4所设置高职高专休闲体育类专业的院校学科与术科无论在课程数、学时数还是学分上，都存在明显的差异，课程设置的随意性较大.该类专业在具体人才培养过程中，应根据不同的方向设置核心课程和主干课程，学科和术科比例适当进行调整，积极安排学生进行校内校外实训实习，以便学生能够在岗位实践中胜任工作，体现良好的职业技能和职业素养.对比国内外课程设置发展趋势，福建省高校休闲体育服务类专业学科与术科课程设置比例有待进一步优化，建议开设学科和术科课程数、学时数基本持平的课程结构.
2.3.3通识与专业课程数及学时情况
    通识教育是关于人的生活的各个领域的知识和技能的教育，是非专业性的、非职业性的、非功利性的、不直接为职业作准备的知识和能力的教育，其涉及范围宽广全面；是关注人的生活的、道德的、情感的和理智的和谐发展的教育［5］.在多样化的当今社会，通识教育使大学生经过高等教育后，能够继承我们的文化传统，更好地适应多元化的社会价值观.福建省6所高校与外省部分高校休闲体育服务类专业通识与专业课程数及学时情况，见表5.表5福建省6所高校及外省部分高校休闲体育服务类专业通识与专业课程数及学时情况
高校通识课程课程数学时数专业课程课程数学时数通识课程与专业课程比较课程数比学时数比广州体育学院9560208560.45∶10.65∶1武汉体育学院85722512300.32∶10.47∶1上海体育学院147362210560.64∶10.70∶1莆田学院176804115360.41∶10.44∶1福建师范大学协和学院149803916800.36∶10.58∶1福建体育职业技术学院93882811880.32∶10.33∶1福州外语外贸学院104122913060.34∶10.32∶1福州黎明职业技术学院115022810780.39∶10.47∶1泉州华光职业学院95021716280.53∶10.31∶1注：部分数据引自文献［4］
从表5可以看出，福建省6所高校与国内最早开设休闲体育专业的3所体育院校在通识课程和专业课程设置的比例上，存在明显的差异.本科院校关于通识课程数的设置，最多是莆田学院（17门），最少是武汉体育学院（8门）；高职高专休闲体育服务类专业的通识课程数基本上在10门左右，较为一致.在专业课程数设置上，本科院校最多的仍是莆田学院（41门），最少的是广州体育学院（20门）.专业课程是获得专业知识和技能的主要途径.在本科院校中，莆田学院专业课程和通识课程的学时比例差别最大，而高职高专休闲体育服务类专业课程和通识课程的学时比例差别最大的是泉州华光职业学院.休闲体育服务类本科和高职高专专业关于专业课程和通识课程学时设置的比例上差别较大，高职高专体现更多的专业课程的学习，也在一定程度上体现了高职高专休闲服务类专业的特色性、职业性和专业性.
2.4福建省高校休闲体育服务类专业实训实习基地建设
　　休闲体育是一门应用型学科，仅通过学生在校期间的理论学习很难提升职业能力.提升学生的职业素养和职业能力，最为有效的方法就是通过实训和实习课程来培养其实践能力.目前国内的大部分高校的休闲体育服务类专业开设的时间不是很长，因此很多院校特别是高职院校并没有联系到足够的实习实训基地给予学生相应的专业实践学习机会.调查发现，福建省6所高校的校内外实践训练基地建设发展不平衡，存在较大差异，福建体育职业技术学院作为省体育局直属的一所体育高职院校，拥有一大批丰富的实践训练基地，在校内建立了“健身健美实训基地”，并与福建省登山协会、福州市登山协会、福州等高线俱乐部、福州大樟溪休闲游乐发展公司、世纪金源贵安水世界等20多家休闲户外体育类协会、公司签订了实践基地协议，还与泰宁县政府签订了人才合作培养协议；而其他5所院校，特别是民办高职院校福州黎明职业技术学院、福州外语外贸学院的校内外实践基地，尚需进一步采取有效措施来合作开发建设.
3福建省高校休闲体育服务类专业人才培养特色探析3.1校企合作为学生实训实习提供实践平台
　　校企合作人才培养模式就是学校和企业联手,有针对性地按照企业需求来培养人才,它比较注重对人才实践动手能力的培养,注重对学生职业素养的培养.校企合作其实是一种校企双方共同参与,应社会需要,和市场接轨,注重学生在校学习和在企业实践,注重企业和学校资源共享、信息共享,是一种理论结合实践的全新的理念,是一种企业和学校可以达到双赢的一种新型人才培养模式［6］.高校的办学宗旨是要为国家、社会输送符合市场发展需求的专业人才.企业作为吸纳劳动力的重要途径之一，我们应探索适合不同层次企业要求的应用型人才.高校作为学生理论学习的主要基地，所培养的人才最后要面向市场，迎合需求，因此在理论学习的基础上，我们也要加强学生社会实践能力的培养.高校应保持与相关企业的联系，在学生掌握相应的知识和技能后，参与企业的运作，熟悉企业的文化制度，让学生在实践过程中努力实现全面发展，将所学知识融会贯通，提高自身的竞争力.社会实践活动能够帮助学生实现校园生活到社会生活的过渡.
　　目前福建省休闲体育服务类专业校企合作的发展模式主要有两种：工学结合、半工半读模式和订单培养模式.“工学结合、半工半读”模式,指学生在学校系统学完所应学习的课时之后,通过到企业顶岗实习,完成从理论到实践的转换，是目前国家大力推广、常用的一种校企合作模式.调查显示：目前福建省的4所高职高专院校采用的模式为在校学习2～2.5年,顶岗实习0.5～1年.通过实习可以熟悉企业的文化制度、运作环境，增强技能.通过走访福建省6所高校教务部门和休闲体育服务类专业院系负责人、专业带头人了解，目前福建省休闲体育服务类专业校企合作实习实训基地，主要是福建省登山协会、福州市登山协会、福州等高线俱乐部、大樟溪休闲游乐发展公司、世纪金源贵安水世界等休闲户外体育类协会、公司，旅游公司、鞋服公司.而所谓“订单培养模式”指的是高校根据企业对人才的要求,为企业“量身订造”培养专业型人才.如福建体育职业技术学院先后与福州登山协会、大樟溪游乐发展有限公司、世纪金源贵安水世界进行了订单式的人才培养，逐步实现深入的校企融合的合作程度.
3.2校政合作促进专业建设和人才培养共赢
　　校政合作人才培养模式是新形势下高校培养适应社会需求的应用型高技术技能人才的有效途径，是贯彻落实高等教育开放式办学理念的创新模式.“校政合作”就是指高校在互利双赢的前提下，与各级政府在人才培养、科学研究、成果转化、政策研究和决策咨询等方面开展协作联动［7］.“校政合作”的形式主要有两种：其一，最常见的模式是“校地合作”，即高校通过与地方政府合作，全面融入区域经济、政治、文化的发展过程，以地方社会经济发展作为高校发展的依托，实现校地双方的共同发展的双赢目标；其二，政府作为高校与企业合作的桥梁和中介，实践中校企合作需要政府的参与和监督，应充分发挥政府公共服务职能，促进校企合作，才能真正落到实处、发挥实效.2011 年《教育部关于推进高等职业教育改革创新 引领职业教育科学发展的若干意见》指出：“创新办学体制，鼓励地方政府和行业（企业）共建高等职业学校，探索行业（企业）与高等职业学校、中等职业学校组建职业教育集团，形成政府、行业、企业、学校等各方合作办学、共同育人的长效机制.2014年教育部改革方向明确，600多所本科院校转型职业教育.本科院校和高职院校强调应该强化职业素质和职业技能，培养应用型高技能人才.校政合作实现了互利双赢，一方面地方政府围绕校政合作目标，通过校地共建整合了地方人才资源、智力资源，采用市场手段和必要的激励政策，优化地方人才发展环境，整合社会资源；另一方面，高校通过调整专业布局、优化专业结构、创新人才培养模式、优化课程设置、构建课程体系、改革课程教学内容等途径，为地方社会经济发展提供人才、智力支撑.
　　近年来“校政合作”已被全国许多高校和地方政府所采纳.依托校企合作、校政合作，是应用型人才培养过程中最重要的实践环节之一，是培养学生实践能力和创新精神、提升学生职业能力和就业竞争力的有效途径之一.调查发现，福建省高校休闲体育服务类专业校政合作的典型案例，是福建体育职业技术学院与泰宁文体广电出版局山地户外运动国际挑战赛“丹霞泰宁队” 进行的校政合作人才培养.泰宁县是一个运动休闲资源、自然旅游资源和人文旅游资源均拥有较多的地区，地方政府近年来大力开发运动休闲资源，提升泰宁旅游产业对外吸引力与影响力.福建体育职业技术学院借此契机，加强该校与政府的长期、深度合作，积极探寻构建适合其休闲体育服务类专业办学特色的“校政合作”的供应链人才培养战略体系，推动休闲体育服务类专业“校政合作”的进一步开发，创新运行机制，整合社会资源，提高人才培养质量，解决学生就业出路，确保休闲体育服务类专业的可持续发展，实现利用政府资源合作办学的思路.
4结论与建议
4.1结论
　1)福建省迫切需要休闲体育专业人才，目前全省仅有6所高校设置休闲体育服务类专业，但现有的休闲体育服务类专业建设还不尽人意，专业设点少，专业特色不明显，办学规模较小，培养层次低.
　2)与我国最早开设休闲体育专业的广州体育学院、武汉体育学院、上海体育学院的人才培养目标相比，我省高校休闲体育服务类专业总体培养目标大同小异，培养目标过于宽泛，但也不乏有个别院校人才培养目标设定较为特色.
　3)福建省高校休闲体育服务类专业课程和通识课程学时、课程数设置的比例差别较大，学科与术科课程设置比例有待进一步优化.
　4)福建省高校休闲体育服务类专业实训实习基地建设发展不平衡，福建体育职业技术学院建设相对较为丰富，其余5所高校更需进一步采取有效措施来合作开发建设.
　5)福建省高校休闲体育服务类专业校政企合作取得初步成效，合作深度有待加强.
4.2建议
　1)高校应合理设置休闲体育服务类专业必修课和选修课的比例，促使学生掌握更全面系统的知识体系，提高学生的综合素质，培养适应市场需求的优秀休闲体育服务类人才.
　2) 以市场需求为导向，适时调整培养目标，明确专业发展方向，合理构建具有福建区域特色的休闲特色的课程体系，拓宽休闲体育课程的覆盖面，体现课程体系建设的动态发展，专业设置上体现多样化的社会需求.
　3)健全实践机制，夯实学生素质水平，多方面多渠道努力建设校企、校政合作的实习实训基地，加大实践力度，提高人才培养的针对性.
　4)根据社会需求，创新人才培养模式，加强休闲体育课程的改革与建设，整合资源,提高人才培养层次，满足企业社会需求.

参考文献：
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Investigation and Countermeasure Research on the Present Situation of 
the Cultivation of Leisure Sports Service in Colleges and Universities in Fujian 

CHEN Ying1，SUN Lingna2，TANG Xiajian1，HUANG Zhixiong3
 (1.The Social Physical Education Department of Fujian Sports Vocational Education and Technical College, Fuzhou Fujian 350001, China; 
2.The Physical&Health Department of Fujian Sports Vocational Education and Technical College, Fuzhou Fujian 350001,China；
3. Physical Education Office of Public Teaching Department in Fujian Ship Transportation Career Academy, Fuzhou Fujian 350001,China)  

Abstract: Using literature data, questionnaire survey, expert interview, comparative analysis and other methods, we have studied the present situation of the cultivation of leisure sports service in colleges and universities, and found out that leisure sports services professionals are urgently needed in Fujian. Six universities in Fujian have established leisure sports services majors, though, the personnel training situation is still unsatisfactory with problems of less establishments, small scales, lowleveled trainings and unbalanced development of practice training bases. The universitygovernment and universityenterprise cooperations have obtained the initial effect, but their depth needs to be strengthened. Based on the above, we should firstly adjust training target timely, upon the market demand, and construct the reasonable leisure sports curriculum system with Fujian regional features, in order to broaden the course coverage and reflect the dynamic development of the system. Secondly, we will integrate resources to improve the practical mechanism for multi training bases. Finally, we should strengthen the cooperations among universities, government and enterprises to improve the pertinence of the cultivation of talents.
Key words: Fujian Province; universities; leisure sports services major; cultivation of talents; the current situation; countermeasures第37卷第5期
Vol.37 No.5   菏泽学院学报
Journal of Heze University   2015年10月
Oct. 20152015年潘彦宏：问题导向法在高中篮球教学中的应用研究第5期文章编号：16732103（2015）05014003

问题导向法在高中篮球教学中的应用研究收稿日期：20150604
作者简介：潘彦宏（1982-），男，广西贺州人，讲师，硕士，研究方向：体育教学与训练.

潘彦宏
（贺州学院 体育学院，广西 贺州 542899）

摘要：以行动研究的方式，对问题导向教学法在高中篮球教学中的应用进行了研究.探讨了学生对体育课的看法、学习策略思考的转变，以及在实施过程中课程设计会面临的困境与应对策略.设计出32节篮球课的行动方案，在访谈、问题讨论、学生填写学习心得、教师记录上课过程的基础上，对实施效果进行分析.结果发现，学生在问题导向教学中的思考能力获得明显提升，对体育课的感受也明显得到改善.并建议未来进一步探讨体育课学生的思考能力变化及其影响的主要因素，可通过构建问题导向团队，进一步使得体育教育改革显现.
关键词：问题导向法；高中；篮球教学；应用
中图分类号：G632文献标识码:A

引言
随着教育思想的不断转变及教育政策的不断改革，我国中小学课程的标准也随之发生相应的变化，其中最为代表的便是以“课程纲要”取代“课程标准”，目的在于减少教育部对课程实施的限制并以此提升教师的自主性，并强调学为主，教为辅［1］.与此同时，教育部所颁布的《普通高级中学课程纲要总纲》中明确了高中体育课内涵中包括体育知能、培养运动专长、运动习惯等［2］.由此可知，我国教育政策已经逐渐打破“万般皆下品，唯有读书高”的传统观念，并强调以学生为主体、生活经验为核心，强调认知和技能的均衡发展.而学校体育教育的目标则是在于培养学生终身运动习惯.然而，过去传统技术导向的教学，学生通过不断的反复练习使得动作不断精熟，虽然学生拥有良好的技能，但无法在真实的情境比赛中发展战术的策略［3］，从而不能从根本上使体育成为一门有意义的学科.
问题导向学习是由加拿大McMaster大学学者Howard Barrows于1986年所创，主要是以实用主义、建构主义、合作学习、情境学习等相关的理念精神为基础，所设计而成的一种以问题为课程核心的教学策略［4］.其主要内涵包括以学生为中心，以小组合作方式进行学习，教师作为学习的督促者和引导者，以问题为核心，其问题为发展解决能力的重要媒介，并通过自我导向学习获得知识，进而提升内在动机、问题解决能力、合作学习、批判思考等生活知能［5］.本研究旨在通过行动研究的方式，以问题导向学习为主要的解决策略，实施于高二的篮球课中，并以期达到能够解决高技能学生在篮球课时只想自由活动的问题，并进而了解到篮球策略思考的重要性.此外，本文的研究目的还在于希望能改善低技能学生对体育课的负面感受，从而使得学生除了喜欢体育课之外也能积极投入到其中学习.
1研究范围
1.1研究参与者
本研究对象为河南省春来高级中学，目前该校共计125个班，共有1.4万人，平均每班约有112人，本研究选择高二某班学生为研究参与者，该班共有学生128人，其中男生68人，女生60人.
1.2研究时间
　　本研究的时间为2014年9月~12月.每周的周二、周四上午各一节体育课，每节课50min，以问题导向的教学策略，实施共32节篮球课.
1.3研究主题
　　本研究的主题包括学生学习策略思考、对体育课的看法、问题导向实施阻碍与应对策略以及教师的自我成长，将上述问题作为资料进行分析，而将不符合本研究主题的资料排除在外.
2研究限制
2.1实务的限制
　　行动研究是一个适合教育工作者使用的研究方法，研究者必须在不影响实务工作的情形下进行，而教师在学校最主要的工作在于教导学生［6］.因此，若要进行行动研究的话，便会面临场地、器材、教师本身能力的问题.研究者在进行研究之前，会与河南某高级中学的同仁协调沟通，并增加个人教师专业能力，以确保研究顺利进行.
2.2类推的限制
　　行动研究是针对研究者面临特定对象所产生的问题进行解决策略的探讨，其研究结果是受到学生特质、教师专长、过去经验等多种复杂的因素影响，因此研究不具有类推的特性［7］.
2.3资料的限制
　　研究进行阶段，会要求学生填答学习心得并选择个别特定对象进行半结构式访谈，上课过程全程记录.由于研究者本身为体育研究者，虽然告知所得资料不影响体育成绩，但难以避免学生仍会受到“霍桑效应”的影响［8~13］，因此只能在学生接受访谈或填答学习心得时，再次告知学生此研究资料不影响其成绩，在学习心得的设计及访谈过程中，应尽可能保持中立.
3研究结果
　　本文通过采用问题导向教学策略，改变学生过去对体育课的负面感受，通过分析研究前、中、后三次的学习心得，以及学生访谈、教师记录的资料，对研究结果概述如下.
3.1低技能学生的学习转变
　　过去的体育课学习经验也影响学生一开始在参与问题导向课程时的参与程度，学生在学期初时，上场了也不想比赛，没有被分配上场的时候，在场下也不会投入观赏比赛，干自己的事情，像个局外人，对小组没有认同感.但是到了学期中时，上场时会愿意跑动，帮忙接、传球，没有被分配上场的同学会协助记录比赛问题，帮忙加油.值得说明的是，到了学期期末时，学生能够积极地投入比赛，甚至超越高技能学生的表现，在小组讨论时也会积极提出想法.
3.2高技能学生的学习转变
　　部分篮球技能较好的学生以前热爱自由活动，因为觉得这样可以尽情的展现技能，希望上体育课的时候，教师安排给他们自由活动.学生以前觉得体育课就是运动，但在问题导向课程结束后,认为体育课也要学习认知思考，甚至认为现在这样的上课方式才有真正学习的感觉.因此，他们开始改变单打独斗的习惯，学习将得分的主权分散给队友，并且在比赛的过程中愿意积极地分享经验，从而使得团队整体实力得到提升.
3.3学生对体育课感知转变
　　在过去的体育课中，学生无学习动机的原因之一是无法体会到体育课学习的内容有何意义，但通过问题导向教学之后，学生可以与小组的成员进行战术交流，相较于过去的体育课更有意义.同时，由于高技能学生学习态度的转变，使得低技能学生能够感受到自己在小组中的价值，并以此提高自己在体育课中的感知能力.特别是在比赛期间，由于低技能学生缺乏学习成功的经验，因此在比赛时反而会比高技能学生更在乎输赢，而高技能学生反而从在乎输赢转变为在乎团队合作，在两者相辅相成之下，低技能学生从比赛中得到成功，而失败的责任是由团队共同承担而非个人，比起过去学习经验压力较小.
4结论与建议
4.1结论
　　本文采用行动研究取向，依据研究者在任职学校教学时所面临的困境，以问题导向学习为解决问题的策略，经过一连串课程的实施得出的主要结论如下.
　　1）学生思考能力的转变
　　问题导向学习是以问题为核心使学生在问题情境中获得学习，在本研究中学生通过采用问题导向策略的体育课发现，对于比赛策略思考可以通过问题导向教学获得快速提升，而且能够通过实际执行并检验小组策略.另外，从小组讨论形态的转变情形，也可以看出学生的思考能力也得到了明显的提升.
　　2）学生对体育课的感受
　　过去学生在体育课的负面感受通过问题导向教学得到明显改善，原本对体育课的期待只为了去除负面感受，但是用问题导向教学使得学生开始喜欢并且期待体育课的到来.而且高技能学生在问题导向教学之后开始愿意与其他同学共同参与比赛，低技能学生在问题导向教学后愿意积极投入体育课.
　　3）问题导向教学实施的阻碍与应对策略
　　本文在实施教学的过程中发现，要促成学生小组讨论必须通过不断的引导，利用提高比赛的竞争性来使得学生意识到问题的严重性，在每一单元的问题设计上也必须通过与专家不断的讨论与研究获得，以确保问题情境符合学生目前学习要求，而小组分享时不专注的问题，可依据主题式的不同分享，来达到学生感受的共鸣.此外，为避免时间不足时身体活动量不足，应提高身体活动的强度.
2015年 菏泽学院学报 第5期4.2建议
从上面的结论中不难发现，问题导向体育课能够达到体能与技能的提升，相较于过去传统教学更深得学生的喜爱.除此之外，通过问题导向教学还能提升学生体育认知方面的能力，因此建议通过采用问题导向教学来提升学生对体育认知能力［14］.值得注意的是，问题导向课程是以问题为课程核心，学生在学习过程中，会因为思考能力的提升而解决问题，因此教师必须不断提出新的问题情境.教师需具备发现学生问题与设计情境的能力，但由于一个班级每个学生的学习状况不同，一位教师无法完全解决学生所提出的较为复杂的问题.另外，问题的设计需要专长教师的协助才能够得到完善，如果能够集中各个专长教师共同规划不同运动项目的问题情境，便可在不同运动项目的课程中提供，因此构建问题导向团队对于学生的学习具有一定的意义［15］.此外，问题导向教学策略是以学生为中心的教学取向，教师本身过去可能普遍接受的是行为主义教学，因此建议教师调整自我教学理念，打破传统的教学思维，采用问题导向教学，从而提高体育教学的效果.

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The Application Research of the Problemoriented Method in Senior School Basketball Teaching
PAN Yanhong
(College of Physical Education of Hezhou University, Hezhou Guangxi 542899, China)
Abstract: This paper studies the application of problemoriented method in senior school basketball teaching in the way of action research. It discusses the students’ perception of teaching, transitions of learning strategy and difficulties and corresponding strategies in the process of teaching. On basis of the interview, question discussion, students’ learning experience and teachers’ class recordings, 32 sections of action plans are designed to analyze the implementation effect. The results show that students’ thinking ability as well as the feeling of physical education gets improved obviously. It is suggested that the change and major factors of students’ thinking abilities should be discussed in physical education courses in the future, in order to promote the basketball teaching reform by establishing problemoriented teams.
Key words: problemoriented method; senior school; basketball teaching; application



菏泽学院学报
HEZE XUEYUAN XUEBAO


2015年第5期
（第37卷第5期）


编辑委员会
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菏泽学院学报编辑部 编辑出版
2015年10月
菏
泽
学
院
学
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第37卷第5期
（总第154期）
2015年10月






主编袁宗建
副主编王晓知
责编徐慧






目次

区域供应链网络管理的模型与
算法孙义君，巩迪，林枫，孙洪春，潘桂荣（1）
基于供应链网络管理的企业竞争与合作互补模型与
算法朱浩玮，张飞，张西锦，任庆军，孙洪春（7）
关于双圈图的Harary指数邢抱花（14）
基于DEA方法的可持续发展能力评估许亚东，朱家明（17）
近年我国各省市自治区高技术产业投入产出的动态效率评价
——基于数据包络分析与Malmquist指数法张美恋（23）
一类时滞SIQRS网络病毒传播模型的稳定性和
Hopf分支尹发，张子振，王丽叶（31）
基于面向多对象的网络化信息安全风险评估算法
研究马健，董辉，朱庆友（36）
Java环境下各种分布随机数的生成研究与实现郑若鹢（42）
数据挖掘中常用分类算法的分析比较丁浩（47）
基于SSL协议的Web服务安全应用实验综述
报告李长春（51）
驱动电流对蓝光LED电压温度系数的影响楼刚（56）
基于DSP技术的数据采集系统设计张明华（61）
压敏储层深水平井井壁稳定性
研究陈颖超 ， 闫建钊 ，孙冰，高书香，杜永琳（65）
基于某工程实例讨论复合地基承载力特征值的
确定方法刘豪，朱帅（69）
菏泽市煤矿安全生产隐患因素
分析王新杰，贾建功，刘元固，卜万奎（73）
 期刊基本参数：CN371436/Z*1979*b*A4*142*zh*P*￥*15.00*1 800*30*201510植物激素处理对菠菜富集重金属的影响郭梦露（77）
长江流域地区延长暖季型草坪草绿期技术研究江生泉，姜自红，薛正帅（82）
中学生足球运动中膝关节损伤及预防马培兵（85）
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C45算法在高校数字图书馆客户管理中的应用王玉珍, 徐小云（91）
菏泽市新材料领域产业发展路径研究李卫东,刘志安, 董传民（96）
教育教学研究
基于桌面虚拟化技术的高校数字化教学资源整合方案
——以阜阳职业技术学院为例杨斐，李平（101）
区域性职教资源库建设研究张延义（105）
电磁学仿真演示实验系统设计实现与应用
——基于中药学类、药学类、制药工程等专业的物理学课程陈军（109）
高职应用化工技术专业建设与学生职业发展相关度
研究孟飞， 梁建军， 王磊， 吴越（115）
中学化学探究性实验教学模式的研究 张少丽，苗深花（119）
基于专业特色的工程制图课程改革的探索与实践方海燕（125）
传统法与问题导向法相结合的家具制造工艺学教学改革刘学莘，谢拥群（129）
福建省高校休闲体育服务类专业人才培养现状调查与
对策研究陈盈，孙玲娜，唐吓建，黄志雄（132）
问题导向法在高中篮球教学中的应用研究潘彦宏（140）
JOURNAL OF HEZE UNIVERSITY
（NATURAL SCIENCE EDITION）Vol.37 No.5 Sum No.154 Oct.2015

CONTENTS
The Model and Algorithm for Regional Supply Chain Network 
ManagementSUN Yijun, GONG Di, LIN Feng, SUN Hongchun, PAN Guirong（1）
The Model and Algorithm of Enterprise Competition and Cooperation Based on Supply Chain Network 
ManagementZHU Haowei, ZHANG Fei, ZHANG Xijin，REN Qingjun，SUN Hongchun（7）
On the Harary Index of Bicyclic GraphsXING Baohua（14）
Assessment of Sustainable Development Capacity Based on 
DEA MethodXU Yadong, ZHU Jiaming（17）
A Dynamic Efficiency Evaluation of Hightech  Industry Inputoutput  in 
China Based on DEA and Malmquist Index MethodZHANG Meilian（23）
Stability and Hopf Bifurcation of a Delayed SIQRS Model for 
Computer Virus PropagationYIN Fa, ZHANG Zizhen, WANG Liye（31）
Research on Risk Assessment of Network Information Security Based on 
Multiple ObjectsMA Jian,  DONG Hui,  ZHU Qingyou（36）
Research and Implementation of the Generation of 
Random Numbers in Java EnvironmentZHANG Ruoyi（42）
Analysis and Comparison of Common Classification Algorithms in Data MiningDING Hao（47）
An Experimental Summary Report on the Security of 
Web Services Based on SSL ProtocolLI Changchun（51）
Influence of Driving Current on Temperature Coefficient of Blue Light LEDLOU Gang（56）
A Design of Data Acquisition System Based on DSP TechnologyZHANG Minghua（61）
Study on Wellbore Stability of Pressuresensitive Deep 
Reservoir WellsCHEN Yingchao, YAN Jianzhao, SUN Bing, GAO Shuxiang, DU Yonglin（65）
The Determination Method of Characteristic Values of Bearing Capacity of 
Composite Foundation Value Base on a Project CaseLIU Hao, ZHU Shuai（69）
Analysis on Risk Factors of Coal Mine Safety in 
Production in Heze CityWANG  Xinjie, JIA  Jiangong, LIU Yuangu, BU Wankui（73）
The Effect of Phytohormones on the Heavy Metal Accumulation in SpinachGUO Menglu（77）
 Technology Research of Prolonging the Warm Season Turf in 
the Yangtze River BasinJIANG Shengquan, JIANG Zihong, XUE Zhengshuai（82）
A Study on Injury and Prevention of Knee Joint in 
Middle School Students’ Football SportsMA Peibing（85）
Investigation and Analysis on the Current Situation of  
College Sports Associations in FuzhouWANG Fazhen , HUANG Xibin（88）
Application of C4.5 Algorithm in Customer Management in 
University Digital LibrariesWANG Yuzhen, XU Xiaoyun（91）
Research on the Development Path of 
New Materials Industry in HezeLI Weidong, LIU Zhian, DONG Chuanmin（96）
Integrated Program of University Digital Teaching Resources Based on Desktop Virtualization Technology
——Taking Fuyang Vocational and Technical College as an ExampleYANG Fei, LI Ping（101）
Research on the Construction of Regional Vocational Education Resource BaseZHANG Yanyi（105）
Design and Implementation of the Experimental System of Electromagnetic Simulation
——Based on Physics Courses of Traditional Chinese Medicine, 
Pharmaceutical, pharmaceutical engineering, etc.CHEN Jun（109）
Research on the Correlation Degree between the Construction of Chemical Technology Specialty and Students’ 
Professional Development in Vocational CollegesMENG Fei，LIANG Jianjun, WANG Lei, WU Yue（115）
Research on Chemistry Teaching Mode of Inquiry Experiment in 
Middle SchoolsZHANG Shaoli, MIAO Shenhua（119）
Exploration and Practice of Engineering Drawing Curriculum Reform Based on 
the Professional CharacteristicsFANG Haiyan（125）
Teaching Reform of Furniture Manufacturing Process by Combining Traditional and 
Problemoriented MethodsLIU Xueshen,  XIE Yongqun（129）
Investigation and Countermeasure Research on the Present Situation of the Cultivation of Leisure Sports Service in 
Colleges and Universities in FujianCHEN Ying，SUN Lingna，TANG Xiajian，HUANG Zhixiong（132）
The Application Research of the Problemoriented Method in 
Senior School Basketball TeachingPAN Yanhong（140）




英文编译张自海