模型设计论文范文

时间:2023-11-18 07:25:28

模型设计论文

模型设计论文篇1

1.产品设计与模型

产品模型是设计构思的立体呈现,是设计者表达设计构思的方法之一,设计者根据设计构思利用不同的材料、工具和加工方法可以将其表现为实体模型。产品模型制作是对产品设计方案的深入和细化过程,能够对设计思路进行更直观的审核和推敲,并能清楚全面地展示产品设计方案,是设计方案评价的有力依据。

2.材料与模型在产品设计中的意义

对于产品设计来说,材料工艺和模型制作是至关重要的步骤。在产品设计过程中有了设计构思,就需要进一步确定形体,并选择适宜的材料进行加工,制成模型,检测和审核产品的造型、色彩、材质、表面处理、功能、结构、成本及可行性等。材料工艺与模型制作在产品设计的每个阶段有不同的呈现形式:设计前期尝试多种可能性材料并制作研讨性模型,中期将材料进行筛选并制作表现性模型,后期确定材料工艺并制作样机模型。产品通过不同阶段的材料与模型分析,最终才能进入量产阶段成为商品。

二、材料工艺与模型制作课程教学研究

1.教学目的

材料工艺与模型制作课程目的是通过理论教学及实践训练,让学生了解各种材料特性、加工工艺、模型制作加工过程,并掌握产品材料选择与模型制作的基本方法。教师通过本课程的教学,使学生了解生活中产品的生产制作过程和表面处理工艺,学会通过观察、分析、搜集进一步了解和熟悉材料,并能够对材料进行加工,制作出实体模型以进一步推敲设计,培养学生的动手能力和解决问题的能力。

2.课程教学研究

(1)教学研究与侧重材料特性涵盖物理特性、化学特性、工艺特性和感觉特性,教师侧重讲解材料工艺特性和感觉特性,使学生更加清晰地感知材料的不同效果,便于学生在认识、学习材料的过程中结合自身对材料的感受和对实际工艺的观察积累选择合适的材料完成设计任务。模型分为研讨模型、功能模型、表现模型和样机模型,教师侧重讲解研讨性和表现性的模型表达。因为授课对象为低年级学生,所以重点是挖掘学生的动手、动脑能力,以及对产品的形态、尺度、体面关系、色彩、材质、质感等外观效果的观察和把控能力,进一步培养学生分析结构的能力。(2)教学与实践研究教学内容分为材料工艺和模型制作两部分。内容涵盖材料工艺概论、金属材料、塑胶材料、木材、陶瓷、玻璃、制模概念、制模意义与功能、模型制作与表现。教师针对教学内容进行讲练结合的教学。

第一,讲解材料概论。

教师选择有代表性的图片向学生提问,引出材料定义和基本属性,并介绍材料的发展过程和分类,提出材料特性并图文并茂地展开,讲解材料的物理特性、化学特性、工艺特性及感觉特性,最后引出材料选择原则。

第二,设计材料讲解与互动。

教师对五种常用材料金属、塑胶、木材、陶瓷、玻璃进行详细介绍,针对每种材料挑选大量清晰的产品图片,以看图分析工艺的形式与学生互动,使学生更能结合实际深入认识材料,讲解内容涵盖材料概述及分类、材料特性、加工成型工艺、表面处理等。

第三,模型制作案例讲解与作业。

针对本课程前、中、后三个阶段,讲解三个模型制作实例并布置课程作业。实例1及作业:多种材料热弯模型案例讲解,ABS塑胶热弯模型制作;实例2及作业:塑胶热压成型模型案例讲解,ABS塑胶热压鼠标模型制作;实例3及作业:木材榫卯结构设计案例讲解,榫卯结构产品设计制作。三个案例的讲解让学生对材料与模型的认识由易到难,由外形推敲到结构研究逐渐深入,也让学生形成制模概念,了解模型制作与设计的关系,并掌握模型制作方法、技巧及表现形式。

第四,课程作业要求与制作。

作业一:ABS塑胶热弯模型制作。要求:使用50×50cm、2mm的ABS板材进行3个家居产品的热弯模型制作。学生先绘制设计草图,制作纸模型,推敲产品的形体构造。确定产品外形和比例尺寸后,在ABS板上绘制产品外形展开图并切割下来,使用木棒或有一定硬度的单曲面形体作为辅助模具,将2mm的ABS板用热风枪局部加热后用辅助模具定型,达到热弯成型的目的。此部分的重点是让学生感知材料特性,并了解热弯成型方法,同时锻炼学生对产品形态的观察、比例把控及细节处理能力。作业二:ABS塑胶热压鼠标模型制作(参考鲁迅美术学院教学练习)。要求:学生每人选定一款鼠标,进行尺寸测量,绘制1∶1六视图。根据实物与六视图做成木制模具,通过塑胶热压工艺制作ABS模型,要求分模线清楚,表面平整光滑,形态准确,细节完整。此部分是对作业一的强化,学生通过作业一的制作,对ABS塑胶材质有了一定的认识,在第二部分中需要更大程度地发挥ABS塑胶的材料特性。先制作出比实物外形小2mm的木模鼠标模具,然后将2mm的ABS板在电烤箱中加热软化后取出,用木制鼠标模具压制各部分壳体,将各壳体匹配裁切,表面和边缘打磨成亮面或哑面效果,然后制作零件,最后装配粘接。这项作业的重点是让学生形成模具概念,了解模具拔模与产品分件,同时锻炼学生对产品外观的整体观察和表达能力。作业三:榫卯结构木模型设计制作。要求:学生每人选择或设计一款榫卯结构产品,并绘制1∶1的三视图和结构关系图,依据视图制作木制模型。要求运用榫卯结构,结构稳固,制作完整有细节,并具有一定功能性。制作前,学生需要大量查看榫卯结构图以及各种榫卯结构的产品,然后结合生活实际,设计一款具有一定功能的榫卯结构产品。学生根据设计需要自主选择合适的木材,进行锯割、刨削、凿削、打孔、打磨等加工,使榫卯结构相互匹配,最后装配起来。这项作业主要锻炼学生对模型外观的把控能力,同时考虑结构的合理性和稳固性。

三、结语

本课程采用以学生实践为主,讲练结合的方式,充分发挥学生的主动性。学生能够自主思考解决制作和设计中出现的问题,敢于尝试,不怕失败,课程教学取得了一定的效果。课程教学中的不足值得我们反复琢磨与调整,如,材料练习单一,学生接触尝试的材料有限,教师应该为学生尝试不同材料创造条件;因课程时间短,模型制作效果只侧重外观塑造与表面打磨,没有进一步深入处理模型表面效果;等等。产品设计中材料工艺发展迅速,模型制作手法越来越高超,教学内容须随着技术发展而不断更新,教师只有紧密结合产品设计专业需求,对授课内容进行总结和适当调整,才能不断深入,为后续设计课程教学打好基础。

模型设计论文篇2

关键词:民办高校;综合应用型;毕业设计;教育质量

一、综合应用型民办高校本科毕业(论文)设计的现状

民办高校从学术型本科教育转换到综合应用型本科教育,经历了培养模式的转变、人才培养方案的修订、教学改革的创新等一系列举措,在这个过程中,也凸显了民办高校教育资源的不足,应对措施不力,直接导致本科(论文)设计的质量不高。

1、毕业(论文)设计撰写的时间无法得到保障。每年的毕业(论文)设计的开题,一般都是在第八学期初,这个时间通常和大学生求职就业、研究生复试和已找到工作的在单位实习的时间冲突,在就业形势严峻的大环境下,毕业(论文)设计只能退而求其次。

2、毕业(论文)设计的选题局限性比较大。学校注重教师教学能力的同时,科研的起点、比重相对较低,教师缺乏科研与工程实践能力、社会实践背景[1],直接导致教师在提出毕业(论文)设计的选题时,有很大的局限性:理论型、闭门造车型、贪大型。有的题目甚至与专业培养目标相差甚远、创新点不够、综合运用基础理论知识和专业知识不足。同时,毕业论文的选题难以满足众多毕业生的需求:工作需求、研究生专业方向等等。

3、质量监控和保障体系形同虚设。为了保障毕业(论文)设计的质量,高校通常都注重毕业(论文)设计的质量监控和保障体系,但力度不足以对提高、保障毕业(论文)设计的质量产生很大的影响,形同虚设。

4、毕业(论文)设计指导教师数量不足、职称结构失调,导致毕业(论文)设计指导教师一人带毕业生人数超过十人以上、职称水平多为中级职称,难以将毕业(论文)设计的质量提高到新高度。

5、民办高校面临着就业率、毕业率的压力,导致在毕业(论文)设计答辩过程中,指导老师不会轻易对毕业(论文)设计质量不高的学生说“不”。

6、学校对指导教师带本科毕业(论文)设计缺乏有效的奖惩制度。指导教师的其他教学工作量大,指导毕业(论文)设计所花的精力和时间与他所得到的报酬不成比例,无论做好、做坏,结果一样,导致老师带毕业(论文)设计的重视度不够、积极性不高。

7、毕业(论文)设计经费投入不够、教学条件不足,也是束缚毕业(论文)设计质量的重要因素之一。

民办高校建立实验室的原则之一是利用率要高,不容许实验一年中只使用半年或更短。这样直接导致实践性、操作性的毕业(论文)设计的题目缺乏实验场地、实验设备、实验耗材,直接影响毕业(论文)设计的质量。

二、综合应用型民办高校本科毕业(论文)设计模式探究

综合应用型民办高校的定位,从某种角度上解决了民办高校面临的一些根本问题,特别是解决本科毕业(论文)设计面临的难题。

综合应用型的办学模式,将学校办学重心转移到综合应用上来,加强了学生创新活动的开展的力度、实验室建设力度、校内外实习实训基地建设、更突显了校企合作办学的方向。在毕业(论文)设计选题上实现了多样化、项目工程化。

1、本科毕业(论文)设计选题形式多样化。指导教师指定选题、学生自拟题目、学生和指导教师相互商定后拟定(定制)。

2、本科毕业(论文)设计选题来源多样化

1)本科毕业(论文)设计选题来源之一-省级或部级学科竞赛相关、相似题目作为题目。这类选题的特点是:操作性强、作品指标明确,合理体现学生对基础知识和专业知识的应用能力,既不超出专业培养目标,工作量饱满。

2)本科毕业(论文)设计选题来源之一-校企合作项目。此类题目完全来自于校企合作的企业方,依据学生的相关专业知识和就业方向,量身定做。

3)本科毕业(论文)设计选题来源之一-指导教师的校级或省级科研项目。让毕业生参与到指导教师的校级或省级科研项目里面来。

4)本科毕业(论文)设计选题来源之一考研的学生与指导教师协商。针对考研学生的不同专业方向,引导考研学生根据专业方向选定指导教师。

3、针对综合应用型民办高校本科毕业(论文)设计模式,学院相关举措

1)加强专业教研室建设,将各级各类学科竞赛,归属到不同的教研室,各级各类学科竞赛的培训、参赛作为教研室常规活动之一。提高学生参与各级各类学科竞赛的积极性和比例。

2)加强专业类考研课程如信号与系统、电路、数字信号处理等课程授课教师的培养,如进修、培训、公开课等活动。

3)扩大校企合作的规模,多方向、多专业的合作,从专业课程设置、综合性实验项目的强化等手段切实体现综合应用型培养模式。部分学生直接由校企合作企业推荐就业。达到企业所需人才预先在校内培养的目的。

4)加强本科毕业(论文)设计质量监控体系的构建。成立由分管院长直接领导下的教学质量评估小组[2],结合学校给学院下达的本科毕业(论文)设计的质量监控的同时,负责选题、中期检查、后期督促、答辩审核等过程的监控。

5)加强校内外实习、实训基地建设。切实将学生的实践动手能力提升到与社会企业所需人才接轨的高度,通过毕业(论文)设计,进一步增强社会适应性。

三、结束语。切实落实综合应用型人才培养模式,从低年级开始,将毕业(论文)设计的理念渗透到平时的教学、实践活动中。做到毕业设计(论文)不流于形式,真正反映学生掌握学科基础及专业知识的综合应用能力。

参考文献:

[1] 高校本科毕业设计中存在的问题及对策,廖志凌,邵学军等,江苏大学学报(高教研究版)2004年4月,第26卷第2期,P82-85

模型设计论文篇3

DSM模型作为一种基于矩阵的、紧凑的表达模型,能站在全局的角度,采用可视化的方法反映任务之间关系(信息流)并分析信息流,图2(c)表示采用聚类的方法对过程结构进行优化。DSM建模方法由于矩阵本身不受任务数目限制,并且易于使用计算机编程计算,具有良好的可操作性和稳健性。根据领域的不同,DSM矩阵可以分为4种类型[5],包括产品架构、组织架构、过程架构以及综合产品、组织、过程的多领域模型。其中组织架构DSM模型的分析主要是通过聚类的方式,把信息交流需求最大的成员分为一组,将矩阵变换成为成员之间具有高度交互性的类———系统团队。矩阵变换的目的是使类内部具有高耦合度,而类外具有尽可能低的耦合度。通过关注不同成员的沟通需求,从而得到有效的组织设计模式。

2基于DSM的建筑工程协同设计

2.1传统建筑工程设计的过程及其局限性

传统的建筑设计一般采用串行设计,即“抛过墙”式建筑产品设计模式,图3(a)为传统建筑设计过程,3(b)为传统建筑设计组织结构图。由图可以看出,传统的设计模式从时间上和功能上把各学科的专职人员彼此孤立开来,存在一系列问题:信息流动是单向的,下游的设计结果不能及时反馈给上游进行设计评价和修改,项目集成性差;设计信息交流不畅、沟通困难而出现的潜在危险,往往在施工过程中才能发现;设计修改频繁,设计质量难以得到保证:建筑工程设计周期长,项目开发成本高,建筑质量受到影响等问题。设计过程中信息的管理是目前建筑设计企业必须面对的一个难题,在当今知识经济社会,沟通和协调比命令和控制更为重要,据权威机构研究表明,良好的信息沟通和协调可以减少工程建设费用的20%左右[6]。因此引入新方法、新工具对建筑设计过程进行管理是非常必要的。

2.2建筑工程设计初始

DSM模型的建立本文采用图1表示的普通楼宇设计工程中常见的12项设计任务为例,把各设计活动间的信息流关系用DSM矩阵表示出来,如图4,然后采用DSM聚类规则进行聚类分析。

2.3DSM聚类基本原则

DSM聚类原则以下列步骤展开[7]:(1)设计优化的目的是使DSM尽量成为下三角矩阵。(2)根据DSM,若矩阵中某一行全为零,则说明对应该行的设计行为不需要其他设计行为提供信息,因此应尽可能早地执行,将这些设计移到DSM的顶端。每次移动一个学科,且需将其行列及相关标记一起移动。移动结束,再对矩阵其他设计重复进行步骤(1),直到再无这样的设计。(3)根据DSM,若矩阵中某一列全为零,则说明对应该列的设计行为没有对其他设计行为提供信息,因此应尽可能晚地执行,将这些专业设计移到DSM的底端。每次移动一项专业设计,且需将其行列及相关标记一起移动。移动结束,再对矩阵其他专业设计重复进行步骤(2),直到再无这样的专业设计活动。(4)如果经过步骤(1)、(2)DSM中再无未调整的专业设计,则矩阵已经达到最优化;否则,剩余的专业设计必定包含信息循环(至少一个)。(5)找出信息循环,使用所谓的“路径搜索”方法。在该方法中,从某一专业设计开始,向前或向后跟踪信息流,直到第二次追溯到同一个专业设计,这之间的所有专业设计构成一个信息流循环。(6)将简单循环中的专业设计合并起来,并用另一代表专业设计代替,并重新开始步骤(1)的操作。对于小型矩阵,只要通过一系列的行列变换就可以获得新的DSM优化矩阵,对于大型的矩阵则可以通过相关智能算法如遗传算法等获得新的优化结果矩阵。由于建筑工程设计各活动间的耦合性较强,所以本案例中没有空行空列,可以直接从步骤(3)开始,根据图4初始信息流,利用以上规则进行优化,得到新的DSM矩阵,如图5所示。不难看出,通过DSM聚类优化,使得原来隶属于不同专业领域的设计活动之间复杂的设计迭代关系转化为4个工作团队之间的关系,其中总体规划设计和结构选型设计组成一协同设计团队,在设计的初期就考虑到了建筑设计与结构设计间的关系,避免了传统设计过程中结构设计发现建筑设计不合理而引起的设计大返工。同样,功能要求和局部细化设计人员组成协同设计团队;局部细化、空调系统设计、管道通风设计、楼板梁柱墙体设计组成一协同设计团队;梁柱墙体设计和电气装配设计组成以协同设计团队。其中局部细化、梁柱设计、墙体设计同时属于两个协同设计团队,说明需要加强这些活动和两个团队间的协调沟通。通过DSM聚类,可以首先在团队内部进行信息交互,并行协同地进行设计;然后再以团队为单位进行更高层面的信息交互,可以减少由于不同专业领域间耦合带来频繁更改,返工等影响,既缩短了设计周期,减少了返工成本,又保证了建筑工程设计质量。因此,笔者认为,在建筑工程设计企业,有必要建立协同设计团队,专门负责跨专业、跨部门、耦合关系强的设计活动间的协调与沟通,并以正式的组织形式确定下来,避免设计人员只为参会而来的临时心理,直到建筑工程项目设计工程结束。

3结语

目前,建筑工程设计由于专业的分割形成了一个个的“学科孤岛”,本文采用DSM分解聚类方法,确定任务之间的耦合关系,通过对设计任务重新规划,建立协同设计团队,让参与整个系统设计的全部人员都能了解到其他专业的约束要求和优化目标,使设计从项目初始阶段就具有全局观,减少设计过程中由于设计冲突而导致的频繁设计更改,提高设计效率。

模型设计论文篇4

【关键词】平衡计分卡;XBRL taxonomy;设计理论;SEQUAL框架

一、引言

平衡计分卡最早被定位于“绩效考核和绩效改进”的工具,依据平衡计分卡的四个维度基于愿景和战略这一逻辑关系,提出把它当作一个战略管理工具来使用[1]。通过创建一个平衡计分卡模型、定义关键绩效指标、管理个人行动和任务的状态、在组织不同部门和员工之间交流业务战略,能够增强平衡计分卡方法的潜在能力[2]。目前已有超过100家软件公司提供平衡计分卡软件,然而,当前的平衡计分卡系统面临两个问题[3]:首先,变量伴随着模糊性,不够精确,用一个语言标签比用一个数值指向变量值更自然;其次,数据没有明显地展示它们的语义。平衡计分卡系统变量模糊性及数据缺乏语义会造成平衡计分卡基本结构不一致现象。一致性指的是平衡计分卡框架术语的使用及视觉上的一致,对于平衡计分卡自动化至关重要[4]。

对于第一个问题,已经提出了一些解决方案。由于模糊集理论及模糊逻辑被证明可以解决不精确及模糊知识问题,已经有研究者把它们和平衡计分卡结合起来,产生了“模糊平衡计分卡” [5]。而对于第二个问题,目前没有这方面的研究甚少。Fernando Bobillo提出,使用一个本体(Ontology)来代表平衡计分卡数据,这样能够为数据添加语义,方便知识库维护和不同组织间重复使用数据[6]。但是Fernando Bobillo的研究侧重于为平衡计分卡的各维度添加语义并标准化,把平衡计分卡的变量由卡普兰及诺顿的4个维度变成8个维度。目前,为平衡计分卡的逻辑结构添加语义解决其模糊性还缺乏相关研究。XBRL技术是基于XML的可扩展的商业报告语言,它的主要作用就是把电子报告标准化[7],消除变量模糊性,同时为数据添加丰富语义。XBRL Taxonomy是由特定组织依据XBRL规范创建的适用于本行业信息交换的“词汇表”[8]。目前已经有多个分类标准得到了XBRL国际组织的认可和批准[8],XBRL已经广泛应用到各种商业报告上,如金融监管、投资、证券、银行和税务、海关等需要业务报告的领域。它的特性与作用使它非常适合于平衡计分卡,但是目前还没有一套分类标准使它能够应用到平衡计分卡这种战略管理层面的工具上。

把平衡计分卡与XBRL技术结合起来创建基于XBRL的平衡计分卡Taxonomy意义重大。首先,从当前发展形势来看,XBRL FR与GL皆为运作管理层面的分类标准,目前在战略层面上没有此类分类标准;其次,从业务角度来看,通过使用一套统一的标记(Tag)及链接库,平衡计分卡XBRL Taxonomy把战略度量指标及内部业务逻辑标准化及外部化,方便组织的交流、标杆分析及审计。再次,从技术角度来看,由于所有的XBRL数据都基于相同的XML语法,因此对于不同的基于XBRL的相关产品来说,可以更容易地创建重用的引擎。

本文根据设计科学研究方法构建了平衡计分卡的XBRL Taxonomy设计理论模型并进行了评价。设计理论已经被提议为用来获取设计经验及提供如何设计特定领域的信息系统的约定俗成的信息的科学方法[9]。本文构建的平衡计分卡的XBRL Taxonomy的设计理论模型的意义在于为设计的制品及创建过程获取设计知识及经验。在设计阶段,采用Walls et al.[9]设计理论的构架来作为描述Taxonomy应当如何创建的设计原则,构造了平衡计分卡XBRL Taxonomy各模块的设计理论,运用XBRL信息模型表示把平衡计分卡相关概念及关联标准化,利用XBRL的多维描述特性添加丰富语义;在评价阶段,采用SEQUAL框架分别对设计产品的理论及设计过程的理论进行评价,得出设计理论模型的句法、语义、语用质量水平。

二、平衡计分卡XBRL Taxonomy设计理论模型的构建

基于Walls et al.的研究,已经有很多研究者使用设计理论的原理,把它作为一个工具来获取并形式化描述信息系统应当如何构建的设计准则。本文基于采用Walls et al.设计理论的构架来构造XBRL Taxonomy的设计理论模型。

(一)平衡计分卡XBRL Taxonomy产品设计理论

产品的总体设计理论:平衡计分卡XBRL taxonomy

1、元需求:背景、问题和目标

背景:

(1)组织利用计分卡的衡量重点来完成以下重要的管理流程[9],阐明并诠释愿景与战略; 沟通并连结战略目标与指标;制定目标值并协调战略行动方案;战略反馈与学习。

(2)卡普兰,诺顿强调平衡计分卡的实施需要上下一致,战略协同,至关重要的是沟通及信息共享。

(3)XBRL为商业信息的准备、分析和交流带来巨大的好处,使提供、使用商业数据降低成本、提高效率,并且提高准确度和可靠性。

问题:数据并没有很明确地表达它的语义[3]。

目标:创建平衡计分卡的XBRL taxonomy,以解决其数据语义问题,从而方便组织实施和管理平衡计分卡过程中的信息共享及沟通交流。

2、元设计(如图2-1所示)

3、假设

句法:

A-Syn-H1:平衡计分卡的XBRL taxonomy符合XBRL规范及XML规范;

语义:

A-Sem-H1:平衡计分卡的XBRL taxonomy能够准确描述平衡计分卡中的概念及概念之间的逻辑关系;

A-Sem-H2:平衡计分卡的XBRL taxonomy中定义的概念是标准化及语义丰富的。

Yuan design of the balanced scorecard XBRL taxonomy

语用:

A-Prag-H1:软件供应商可以使用此平衡计分卡的XBRL taxonomy开发相应的实例生成工具。

A-Prag-H2:全组织范围内标准化及丰富语义的报告数据可以使报告信息链上相关人员加强交流,减少交流的时间成本及减少信息模糊带来的成本;

A-Prag-H3:标准化及丰富语义有助于使用平衡计分卡系统的投资者或分析者实时获取相关数据并且进行挖掘分析;

A-Prag-H4:结构化的平衡计分卡数据可以使平衡计分卡系统数据录入人员减少数据的重复录入,减少工作量及重复录入的出错率。

根据Helmut Krcmar等重构的设计理论及平衡计分卡的总体功能框架,本设计把平衡计分卡taxonomy分解成四个子taxonomy:Scorecard,Business foundations,Strategy and operations measurement,Balanced scorecard alignment。为方便概念模型的建立,strategy and operations measurement taxonomy合并了制定战略及战略指标规划,行动规划,反馈与学习这四个功能中出现的概念。XBRL 信息模型框架见图2-2所示。各子taxonomy的理论框架由于篇幅限制在此省略。

(二)平衡计分卡XBRL Taxonomy设计过程的理论

1、元需求:背景、问题和目标

背景:XBRL国际组织没有提供分类标准开发的正规及统一的过程模型。Piechochi[10]在软件工程和本体工程模型与其他作者经验的基础上提出了XBRL分类标准标准开发过程模型。作者把工程方法应用到分类标准开发上,认为分类标准工程即为系统、正规、数量方法设计、构建、使用和维护XBRL分类标准的应用过程,把分类标准开发过程模型分为几个阶段,并论证了此模型能够满足IEEE的标准和统一程序标准。

问题:用什么样的设计过程来开发平衡计分卡的XBRL分类标准,以满足需求?

目标:创建平衡计分卡分类标准设计过程模型。

2、元设计(如图2-3所示)

3、假设

句法:

F-Syn-H1:平衡计分卡分类标准设计过程模型的符号符合建模语言的通用规则。

语义:

F-Sem-H1:平衡计分卡分类标准设计过程模型中的各阶段能够完整且准确代表该过程中的需求。

语用:

F-Prag-H1:平衡计分卡分类标准设计过程模型能够使开发者准确理解模型,在规定的时间内完成满足需求的分类标准的创建。

(三)平衡计分卡XBRL Taxonomy的实现

本设计使用富士通的分类标准编辑器、Formula编辑器和XML Spy来编辑平衡计分卡XBRL Taxonomy的各种Elements及Tuples,及这些概念之间的标签、展示、引用链接库。

本分类标准包含两类技术文件:模式定义文件(*.xsd)和链接库(*.xml)文件。模式定义文件即遵循XBRL2.1规范的XML模式定义文件,定义分类标准中用来描述信息的元素,也包含元素的一致性约束。链接库文件通过表达元素之间的关系或者元素自身意义等,提供附加信息。本分类标准定义的文件如表2-2所示:

模式文件中所有的元素,以及链接库文件的具体内容不在此详述。

三、根据SEQUAL框架对平衡计分卡XBRL Taxonomy设计理论模型进行评价

SEQUAL框架是基于符号学的、用来评价模型的质量的模型,有很强的理论基础。框架包括四个部分:模型、语言、领域、受众参与[12]。模型的质量被定义为模型与其他部分之间的关系,包括三种质量:句法质量、语义质量及语用质量。

(一)评价设计产品的理论

基于Jean-Paul Van Belle[13]的模型分析框架及已有的XBRL评价体系成果,提出本文评价设计产品理论的框架,如表3-1所示:

根据表中内容,对平衡计分卡taxonomy设计理论模型进行评价。

首先对平衡计分卡taxonomy设计理论模型的句法质量的正确性进行评价,使用Fujitsu的validate taxonomy功能,观察到无错误出现,故设计产品的理论的句法正确性假设是成立的。

其次对模型的语义质量的完整性进行评价,收集案例,并与模型对比,从比较的结果来看:计分卡模块语义质量较好,业务基础模块中的使命及愿景的语义质量较好,战略及衡量子模块中,制定战略、战略指标规划和战略反馈与学习的语义质量较高,行动规划功能的概念语义质量不能从材料中体现出来,连接与校准模块语义质量也不能从案例中体现出来。总体来说,BSC taxonomy的语义质量还是比较高,因此设计理论中语义质量的大部分假设是成立的。

最后对模型的语用质量的有效性进行评价。本文把基于BSC XBRL Taxonomy的软件与其它供应商的产品进行语用质量的对比。Oracle、IBM Cognos、Microsoft的产品各有特色,都体现了他们惯有的特长。Oracle出色的数据库技术、系统整合能力、Cognos领先的BI技术及Microsoft的平民化特色都在他们的BSC软件中有充分体现。对比基于BSC taxonomy的软件功能,发现它基本支持其他软件具有的平衡计分卡基本功能及决策支持功能,且具有由于使用XBRL技术带来的数据标准化及语义丰富化及可扩展性及与平台无关特征,方便使用且风险低。因此,可以说BSC taxonomy的语用质量高,产品设计理论中语用质量的假设是成立的。

(二)评价设计过程的理论

本文设计过程理论评价以Recker,Jan的过程SEQUAL为基础,按照设计过程,分别评价每个过程的句法、语义及语用质量,本文的过程模型质量评价见表3-2。

设计过程理论的质量评价小结:

1、过程模型的每个阶段的句法基本都符合通用规范,因此质量高,即设计过程模型的理论假设F-Syn-H1是成立的;

2、过程模型的每个阶段基本能够描述此阶段的业务流程,因此其语义质量较高,只是需求阶段的完整性有待提高,因此设计过程模型的理论假设F-Sem-H1是成立的;

3、过程模型的每个阶段能够产生于创建目的一致的结果,因此语用质量高,即即设计过程模型的理论假设F-Prag-H1是成立的。

(三)平衡计分卡XBRL Taxonomy设计理论评价总结

对3.1及3.2关于平衡计分卡XBRL Taxonomy设计产品的理论及设计过程的理论的质量评价进行总结,如表3-3所示。

四、结束语

平衡计分卡不仅是一个衡量系统,也是一个战略管理系统,已经在世界范围内得到广泛应用。然而目前的平衡计分卡系统面临着衡量的变量含义模糊与缺乏语义的问题。针对这种问题,本文设计了平衡计分卡的XBRL Taxonomy。本文对BSC taxonomy的需求进行了深入分析,明确了设计要求,确定了BSC taxonomy的理论模型,然后用XBRL taxonomy编辑工具把设计理论实现,最后采用SEQUAL框架分别对设计理论包括设计产品的理论及设计过程的理论的句法、语义及语用质量进行了评价,得到的结果显示,模型的质量均能得到保证。

同时,本文提供了一个BSC XBRL taxonomy的设计过程模型,其他领域的XBRL分类标准的设计可以借鉴,比如风险管理taxonomy等等;本设计的BSC taxonomy侧重与把平衡计分卡整个框架标准化,而Fernando Bobillo对平衡计分卡ontology的研究侧重于为平衡计分卡的某方面内容添加语义并标准化,因此,可以进一步研究把二者结合起来,从而使平衡计分卡的概念框架及概念的具体内容都达到一定的标准化;将来的研究方向还可以在开发出来的软件基础上,调查分类标准与组织偏好的平衡计分卡报告实务间匹配性角度对目前的BSC XBRL Taxonomy进行评价,进一步完善此taxonomy。

参考文献

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[4]David Wilsey.Improve Your Performance“News”.[OL].

省略/BSCResources/ArticlesWhitePapers/tabid/56/Default.aspx

[5]G.J.Klir, B.Yuan.Fuzzy sets and fuzzy logic: Theory and Applications[J].Prentice-Hall,1995.

[6]Fernando Bobillo.Introducing Semantics and Vagueness in a Balanced Scorecard[J].

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[9]Joseph G.Walls, George R.Widmeyer, Omar A.El Sawy.Building an Information System Design Theory for Vigilant EIS.[J].Information Systems Research,1992,3(1):36-59.

[10]Kaplan R S, David P.平衡计分卡――化战略为行动[M].刘俊勇,孙薇.广州:广东经济出版社,2004:3-4.Kaplan R S, David P.LiuJunYong, sun wei translate.The balanced scorecard -Change strategy for the action[M].Guangzhou: guangdong economic press,2004:3-4,

[11]Piechocki M, Felden C, et al.XBRL Taxonomy Engineering.Definition of XBRL Taxonomy Development Process Model[J].In Proceedings of the Fifteenth European Conference on Information Systems,889-900,University of St.Gallen, St.Gallen,2007.

[12]Odd Ivar Lindland, Guttorm Sindre, Arne Solvberg.Understanding Quality in Conceptual Modeling [J].IEEE Software, 1994,11(2):42-49.

[13]Jean-Paul Van Belle.A Proposed Framework for the Analysis and Evaluation of Business Models[J].SAICSIT,2004,75:210-215.

作者简介:

宁翠屏(1983―),女,湖南邵阳人,深圳大学管理学院硕士研究生,主要研究方向:平衡计分卡。

乔利利(1985―),女,河南安阳人,深圳大学管理学院硕士研究生,主要研究方向:战略企业管理标准化。

刘群玲(1987―),女,安徽安庆人,深圳大学管理学院硕士研究生,主要研究方向:企业风险管理和战略管理。

模型设计论文篇5

[论文摘要] 本文讨论了财务建模的内涵,分析了财务建模的意义和作用,探讨了在高等财经院校开设财务建模课程的设想。笔者认为:财务建模有助于财务理论的发展,可以促进当前实证研究的开展,可以作为辅助决策的工具,特别是在新会计准则财务与会计日益融合的前提下,对会计人员更好地处理会计事务具有非常重要的意义。今后财务建模是财务会计人员必备的一项技能,因此在高等财经院校开设有关课程已势在必行。

一、财务建模的概念

谈到建模,大家首先联想到数学建模。数学建模是把一个称为原型的实际问题进行数学上的抽象,在作出了一系列的合理假设以后,原型就可以用一个或者一组数学方程来表示。

本文讨论的财务建模包括财务问题的数学建模,但是也包括下文谈到的计算机建模。因此我们定义,财务建模是用数学术语或者计算机语言建立起来的表达财务问题各种变量之间关系的学科。将一个问题用模型表述以后可以检验特定问题在不同假设条件下的不同结果,也可以用来预测在不同条件下特定问题未来的发展。

对于一个复杂的财务问题,有时要写出它的数学模型可能是不现实的或者不可能的。在此情况下如果我们能够用计算机来模拟该问题并且分析它的运行结果,就可以了解和掌握它的内在规律,预知它的未来发展。在这种情况下,虽然我们没有找到精确的数学模型,但是可以说找到了它的计算机模型。因此在上面财务建模的定义中我们增加了计算机模型的内容。

因此,财务建模是利用数学方法以及计算机解决财务问题的一种实践,是研究分析财务数量关系的重要工具。通过对实际问题的抽象、简化,再引入一些合理的假设就可以将实际问题用财务模型来表达。财务模型可以表现为变量之间关系的数学函数,也可以在完全不清楚数学表达式的情况下用计算机来模拟或者推测变量之间的依赖关系。前者是数学模型,后者是计算机模型。找出变量之间关系的数学模型可以为实际问题的解决提供非常方便的条件,但是面对当今复杂的经济问题和现象,并非所有的问题和现象都有明确的数学模型。在这种情况下,找出问题的计算机模拟模型也是非常有意义的。财务建模既包括财务问题的数学建模,也应包括相应问题的计算机建模。举一个例子,当前非常热点的问题:如何根据企业财务数据和其他有关数据对企业的风险作出评估,即如何建立企业财务预警模型就是一个典型的财务建模的例子。当然如果能够找到企业财务数据和风险之间的确定的数学关系对企业财务预警有很大的意义。但是如果这个关系一时不能找到,那么建立风险预警的计算机模拟系统对此问题的解决也是非常有帮助的。另外,文献[5]和[6]提供了一个股票估价模型的例子。在该例中,使用者可以输入贴现率、股利增长率、所要求的最低回报率等参数,然后模型可以计算出该只股票的价值,从而为股票投资提供参考。

财务建模是研究如何建立财务变量之间关系的理论和方法的科学。通过财务建模,我们可以找出财务变量之间的相互依存关系。现实世界中财务变量之间的关系有两种:一种是确定性的关系,另一种是随机性的关系。因此,财务模型也可分为确定性模型和随机性模型。确定性模型研究财务变量之间的确定定量关系,例如折现现金流模型等。随机性模型反映的是财务变量之间在一定概率意义下的相互依存关系,例如资本资产定价模型。因此,财务建模不仅讨论确定性模型建立的理论和方法,也探讨随机性模型建立的理论和方法。

财务建模是一门理论性很强的学科,具有坚实的理论基础和理论依据。它的理论基础包括数学、统计学、财务管理学、金融学、会计学、计算机程序设计等等,因此财务建模是一门交叉性很强的学科。

财务建模又是一门实用性很强的学科,是各级学生包括研究生、本科生都应掌握的一项技能。财务建模的基本内容应该包括:现金流计算模型、最优化模型、投资组合模型、估价模型、统计建模以及财务数据时间序列分析等[1]。这些内容在财务与金融计算中是非常有用的,是将来学生走上工作岗位以后必不可少的技能,因此应该在大学或者研究生阶段予以学习和掌握。

二、财务建模的意义

财务建模的意义可以总结为如下几点:

1. 财务建模可以推动财务理论的向前发展

首先,财务问题的模型研究本身在财务理论研究中就占有非常重要的地位。文献[4]讨论了很多会计学和财务管理中非常重要的模型,例如,资本资产定价模型(capm)、投资组合模型、证券估价模型、black-scholes 期权定价模型等。这些模型既是财务理论重要的内容,又是该学科最活跃的研究领域。很多作者由于对某个模型的研究而获得了很高的学术地位,有的甚至获得了诺贝尔奖。从理论上深入研究如何建立财务模型不仅可以追溯前人科学研究的足迹,而且可以为自己的财务研究打下良好的基础。财务建模对推动会计和财务理论的发展将起到不可忽视的作用。

另外,财务建模在财务理论与实际问题之间架起了一座桥梁。财务建模着力于用定量的方法刻画和解决实际问题。当找到了实际问题的数学模型,那么一个新的理论可能就宣告诞生;当将一个理论应用于实践并得出了与实践相辅的结论,那么该理论在这一经济体中就得到了验证。如果一个理论不能在一个经济体中得到很好的应用,那么我们就要思考对于当前的问题什么样的理论才是适合的理论。于是通过财务建模我们就去寻找符合实际的模型。该模型或者是原理论的修正,也可能是一个完全不同的新的结果。在这种情况下同样可能预示着一个新理论的诞生。当然,在一个模型上升为一个理论之前,可能该模型只适合于一个特定问题,但是我们也可以说财务建模为解决这一特定问题起到了巨大作用。财务建模不仅可以用于验证已有理论的观点和方法的正确性和严密性,同时也可以成为新理论诞生的土壤、契机和工具。

2. 财务建模方法的讨论也可以为实证研究提供很好的方法论基础

财务建模不仅可以验证规范研究所提出的观点和方法的正确性和严密性,同时财务建模方法的讨论也可以为实证研究提供很好的方法论基础。在文献[3]中,作者深入研究并总结了当今实证会计研究的理论和方法。由于现在实证研究愈来愈受到重视,因此掌握实证研究的方法至关重要。财务建模的方法很多都可以用于实证研究,甚至可以说财务建模本身就是一种实证研究。因此,学习财务建模可以为实证研究打下非常好的基础。

财务建模的工具对于财务建模问题的研究至关重要。过去财务建模大多通过微软办公软件excel来完成。对于统计建模,大家采用较多的有sas、spss等。现在用matlab应用软件包建模使财务建模更加得心应手。matlab是一个功能完备,易学易用的工具软件包。matlab的主要特点是:计算能力强,绘图能力强,编程能力强。matlab的使用扩充了财务建模研究的内容,并为财务建模提供很好的计算机支持。用matlab作为工具不仅可以提高财务建模的效率,而且可以以非常直观的方式将自己的模型表现出来,更可以创造出适合于特定企业和特定情况的模型系统。笔者在总结多年财务建模研究的心得和体会的基础上,为研究生开设了“matlab财务建模与分析”课程并出版了同名教材[1]。在为研究生讲授此课的过程中,深感财务建模对研究生今后实证研究的重要作用,也体会到学生学习该门课程的热情和投入精神。同学们通过该课程的学习不仅掌握了财务建模的基本理论和方法,也提高了进一步学习会计和财务理论的兴趣和热情。

matlab统计建模为财务随机模型的建立提供了非常强的工具。对财务数据进行统计分析或者根据统计分析的原理建立财务变量之间的相互依存关系是统计建模的重点内容。我们知道,在自然界和人类社会中,有些变量和变量之间表现出了确定的依存关系,但是大量的变量之间存在的却是不确定的,有时需要重复出现多次才能表现出来的关系。这样的关系就是变量之间的随机关系。随机关系需要根据统计原理应用统计分析的方法来建立。

matlab提供了专门用于统计分析和统计建模的统计工具箱。利用统计工具箱提供的标准函数,使用者可以完成统计上的绝大部分数据分析任务,如:假设检验、方差分析、回归分析、多元统计分析等。而且matlab还提供了易学、易用的图形用户界面,使用户在最短的时间内就可以掌握较复杂的统计分析技术。如果将matlab的编程能力和图形能力充分利用起来,那么用户还可以设计出能够完成特定功能、特定任务的模型系统。

因此,笔者认为,财务建模的较理想的软件平台是matlab。建议在财务建模的理论研究和实践中使用matlab作为其工具。

3. 新会计准则下财务建模对会计人员的意义

在新会计准则下,财务与会计的界线更加不明确。所以,财务建模在新会计准则下具有更重要的意义。过去会计人员可能只需要了解借贷原理就可以当好会计。但是新会计准则下如果只了解借贷就可能不会成为一名合格的会计。例如,在文献[2]中,作者论述了公允价值的引入使资产价值的计量和入账复杂化了。如果不了解如何利用现金流量模型估计公允价值,在某些情况下就不能准确入账。在文献[1]中,笔者还给出了其他一些新会计准则下财务建模的例子。

因此,新会计准则的采用使得原来只有财务管理人员才去考虑的问题现在会计人员也不得不考虑。财务建模可以帮助会计人员或者财务管理人员更好地、准确地贯彻新会计准则,提供更可信的会计信息。

4. 财务建模可以作为管理决策的辅助工具

通过财务建模可以将大量的报表数据转化为更有价值的财务决策信息,因此财务建模可以作为管理决策的辅助工具。决策者可以利用模型输出的信息进行决策,提高决策的科学性和合理性。

财务建模为实际问题的解决提供了定量分析和计算的方法。有助于人们全面、系统地把握实际问题的特征、性质和结构,有助于对实际问题做出更进一步的认识。当将实际问题抽象为一个财务模型以后,人们就可以根据此财务模型对该实际问题的未来发展作出预测。因此,建模的目的不是为了建模而建模,而是为了利用模型对实际问题加以抽象,从而更好地把握问题。特别是为更好地把握实际问题未来的发展提供帮助。比如说,价值分析是当今财务理论研究中的一个非常重要的领域。如果我们能够找出一个根据财务数据及其他资料计算企业价值的分析模型,那么我们就可以根据此模型在股市中找出价值被低估的股票,从而指导我们的投资实践。另一方面这样的模型也可以为资本市场的监管部门提供股票异动及监管的客观依据,从而为资本市场的规范提供保障。

5. 财务建模可以作为经济、管理等社会系统反复试验的重要工具

建模的另一个重要作用就是对于复杂的实际问题,当不可能对其做试验或试验代价太昂贵时,采用模拟建模可以有效地避免或减少试验的破坏程度和代价。例如,当评估一项财务决策对企业的未来发展有何影响时,显然不可能采取试验的方法或者试验带来的损失可能是巨大的、无可挽回的。在这种情况下,如果我们能建立一个模型用来模拟财务决策对企业的未来发展到底有何影响,那么就可以在不承担任何风险、花很少费用的情况下对财务决策的影响作出评估,从而避免盲目决策所付出的代价,为科学决策奠定基础。

根据宏观经济环境的变化和会计处理方法的不同,有些理论和模型可能需要进行不断地更正和调整使其符合特定的环境和特定的历史条件。因此,模型具有鲜明的地域性和时效性特征,而财务建模的理论和方法是使理论和模型适应这种变化的有力武器。财务建模必将成为未来财务人员的一项重要技能。不掌握这项技能,财务人员便不能适应社会的发展和环境的变化,最终将被历史所淘汰。

三、高等财经院校财务建模课程的建设设想

综上所述,财务建模在财务理论和实践中具有非常重要的意义和作用。财务建模是财务专业和相关专业学生应掌握的一项基本技能。因此,为财经院校的学生开设有关课程已势在必行。

首先,可以在有条件的院校为研究生开设选修课。笔者所在的院校属于财经院校。财经院校的学生对于掌握财务建模的知识和技能的要求更加迫切,因此首先应该在财经院校开设此课程。“十一五”以后国家加大了高校的投入力度,因此现在大多数院校都建立了自己的经济实验室、金融实验室、统计实验室或者会计实验室等。因此开设财务建模课程的硬件条件在大多数院校都已具备,只要再配以合适的软件系统即可。

第二步,待条件成熟以后,将财务建模课逐步推向本科生。财务建模的技能在本科阶段就应该全面掌握,不必等到研究生阶段。对于高年级的本科生,他们已经具备了学习财务建模的基本知识和必要的理论基础,因此在高年级本科生中开设此课程既有必要又有可能。笔者计划待条件成熟时首先为会计和金融专业的大四学生开设财务建模的选修课。

第三步,建议有关部门成立财务建模专业或者专业方向,使财经院校可以培养出财务建模的专门人才,为社会作出更大的贡献。

主要参考文献

[1] 段新生. matlab财务建模与分析[m]. 北京:中国金融出版社,2007.

[2] 段新生. 新会计准则的原则性及其影响[j]. 会计之友,2007(3).

[3] 罗斯·瓦茨,杰罗尔德·齐默尔曼. 实证会计理论[m]. 陈少华等译. 大连:东北财经大学出版社,2006.

[4] richard a brealey, stewart c myers. principles of corporate finance[m]. ny:4th ed. mcgraw-hill,1991.

[5] 段新生. matlab股票估价模型研究[j]. 中国管理信息化,2007(9).

模型设计论文篇6

【关键词】会计模型;会计建模;会计领域;综合性分析方法

一、提出背景

自从萨缪尔森把数学分析引入经济学领域后引起了经济领域的突破性变革,不仅解决了经济问题的困惑所在,而且也开启了数学在经济领域应用的划时代大门。随着数学的不断发展进步,1992年兴起了数学建模,在期间的20年里,数学建模处理解决了不同领域的复杂繁琐问题,攻克了许多领域的变动连续性难题,集成优化地解决得出了时效变化发展中的难题结果,为各领域的集优化速发展做出了应用性贡献。

而今,国民经济的各个领域及大型企业集团的技术人员等都运用相关模型进行分析。从会计科学技术的发展角度来看,不少新的分支学科出现了,特别是与会计相结合产生的新学科,如环境会计、绿色会计、土地会计等;同时,会计电算化发展至今已有30年的历程,我国已步入了会计信息化时代,现代信息技术与会计相融合而成的会计信息化管理信息资源,为对其进行获取、加工、传输等方面的处理提供了信息资源,实现了高度自动化和信息高度共享,使得信息技术的运用给会计建模带来了可行性。所以,作为现代会计,必须用应用会计知识等构造会计模型形成会计建模解决实际问题以适应经济时展的需要,并在会计研究与分析解决中作为独立出来的一个分支―会计建模。

二、问题提出的时代背景意义

会计被称为“通用的商业语言”,经济越发展,会计越重要,其是一个经济信息系统。随着会计文化的新起深化,会计建模是增强会计文化理解与传播及可读性的有力途径;而会计发展至今,会计具有预测经济前景、分析经济发展动态等效果与作用,会计作为一个经济信息系统和知识综合体系,对促进市场经济和现代企业制度的充分发展完善起着极为不可替代的作用。

会计已有三千多年的历史,经历了由古代的手工记账到信息化下的会计核算软件记账的过渡性发展阶段,期间所演化重组而成的新信息的生成方式程序及处理解决方法也因经济等环境不同而异。同时,会计要对会计现象进行解释和预测的实证研究和对不同层次的经济政策、会计政策作出最佳的规范选择,是一个规范分析和实证分析相结合的鲜明实践过程,也是进一步解决最佳会计理论、方法、程序在实践应用中的一个研究探讨过程。

经济波动变化产生的原生、次生信息数据交互组合而成的衍生错综信息严重影响了会计信息可靠计量下的准确完整性程度,给会计职业判断力的偏离造成了重要阻碍,而会计建模是一种解决各种复杂而又实际问题的十分有效的工具,信息化下,大量复杂的数值计算(如成本计算)、图形生成以及优化统计等工作需要运用建模方法来集成优化的处理解决以得到理想的实际结果。

三、问题概念解释

会计建模是根据研究需要针对实际问题组建会计模型的动态过程,其实质是会计理论、应用与所研究的实际问题相结合的结果。

会计模型是应用会计、数学等知识和计算机结合解决实际问题的一种工具,为了解决某种问题,通过简化抽象实际问题使用字母数字等会计符号或会计语言建立起来的等式、不等式及图表、框图等对实际问题现象的一个近似的客观描述事物特征及内在联系,以便于让人们更直观地认识所研究探讨的对象的一种会计结构表达式。

会计模型与会计建模是应用会计理论、数学和计算机等解决实际问题的工具,建立在会计理论、数学与实际问题之间。

会计建模是数学及其建模在其应用领域中独立出来的专门用于处理解决会计领域信息等一系列问题的一种专业化新兴建模方法,其是一种专门用于处理分析数据信息进而解决出精确结果的应用于会计领域的新方法。

四、基于数学建模视角下的会计建模研究问题的分析步骤及其特点步骤

(一)分析步骤

(1)对于问题条件尚不完全明确的,在建模中应通过各种假设来逐步问题明确化,以通过假设达到实际状态;

(2)在对实际问题进行分析时得到完全确定的条件下,需要对给出的问题进行恰当分析,以客观全面地反映问题的实质因素;

(3)在问题分析中需要考虑一些随机因素,需要借助计算机进行模拟实验处理,以排除随机因素的波动干扰对实际结果的非正态分布影响。

(二)建模特点

(1)结论具有通用性、精确性、深度性及层次性;

(2)在现实的具体问题中的可行性的实施程度高,在建模过程中排除了各种实际影响因素,是建模在各种趋同实际的假设条件下进行的;

(3)复杂的实际问题的建模过程需要反复迭代、验证及误差修正才能得到满意的实际模型;

(4)所建立的模型在现实的具体问题中具有较高的理想接近程度;

(5)具有高度的逻辑思维抽象性,对现实问题对象的分析要更全面、更深入、更有条理性等,是多角度化下的多元分析思维的处理结果。

(三)会计建模大致步骤

摘要关键字引言(问题重述)提出背景文献回放(模型准备)样本选取模型假设变量解释变量说明与约定模型建立模型介绍指标模型体系的建立模型数据处理与分析模型求解模型评价模型检验原因探析实证分析结果(描述性统计相关系数分析多元回归分析)对策及建议(结论)模型应用参考文献附录(图、表、计算机程序)。其中模型准备阶段就是相关理论模型概述,如Logitic模型、灰色系统理论模型、时间序列分析模型、序列平稳性分析等;模型数据处理与分析、模型求解等需运用计算机软件及技术。

五、数学建模思路方法在会计领域应用的具体分析

孙晓琳(2011)在《终极控股股东对公司投资行为影响的理论分析》中的“基于终极股东控制权私有收益的公司投资理论模型”分析时采用了“模型假设变量设置模型构建模型分析”中的数学建模思维步骤。

齐晓宁、申江丽(2011)在《注册会计师非审计服务与审计独立性关系分析》中的“注册会计师非审计服务与审计独立性关系的实证研究”分析时采用了“研究假设样本选择与数据来源研究模型与变量假设设计(被解释变量解释变量控制变量)统计结果(描述性统计模型结果统计)实证研究结论”的数学建模思路路径。

刘宏洲(2011)在《财务危机预警的Z计分模型实证研究》中采用了“研究设计(研究模型研究假设样本选择与数据来源)实证结果的分析解释与解释模型评价”的数学模型路径,实证了分析结果。

综上种种理论研究表明,研究者在进行问题分析、研究、处理及解决过程中都或多或少的融入运用了数学建模中的思路方法,其中数学建模中的模型评价与改进方向就是会计建模的研究不足与研究方向。其解决得出的结果步骤极具严谨说服力,结论结果的实际误差率较小,是一种极为理想的最低误差率精确结果。

由综上也可以看出,数学建模中的方法已经融合到了会计领域,并在会计领域中的复杂问题解决中发挥了极为核心环节的作用,多数会计研究中,在分散独立地解决某一问题时用到了会计建模中的模型方法,如层次分析法等;其优点得到了众多研究者的认可积极运用及研究方法思维深入研究者们的思维。

总之,以上种种建模思路方法在会计领域的具体灵活、综合而广泛运用,表明了建模思路在会计领域相融性的相关联运用地成熟与完善,充分说明了建模自身兼容型的适强大合和在会计领域应用的广阔发展前景,证实了建模在会计领域应用酝酿的完善成熟。

六、对会计建模的可行性认识

首先,会计建模是一种综合分析法,集合了各个独立于某方面、某领域的核心系统分析法。其由单一模型向多角度散射模型演化的集合拟集综合法,是一种以具体客体分析法为基础,综合其他独立的会计分析法,集成了其他适用会计分析的方法及系统运用各种辅助分析法,把各独立的会计分析法通过相关联度的大小连结成一个多角度多层次多思维为出发点的综合结构体系统分析法,把最有可能影响精确结果的内外在因素都做假设成变量假设,都进行变量假设环节的变量假设循环。

其次,会计建模是以会计信息数据为基础、市场经济动态环境发展变化为考察点、以数学建模的思想为带动理论指导点、以计算机技术与工具等为依托,进而构成一个集数学、计算机等与会计相结合于一体的核心建模论文的处理解决复杂问题的综合系统结构框架,是不同角度多变量误差拟合修正优化模型。

最后,计算机尤其会计电算化等处理工具与分析技术的强大与不断进步更新及科学技术的不断发展进步和计算机的迅速发展普及,大大增强了会计解决会计问题的能力,为会计建模所需数据与信息的处理分析提供了强大的物质源泉支持。同时我国市场经济的不断发展与完善活跃,为会计数据信息的获取提供了原始来源,经过技术工具加工处理过的数据信息具有真实完整、可靠计量的属性,为会计信息数据的获取途径与扩大时空间分布提供了便利;相关分析方法的广泛与活跃交叉运用加强了其在会计建模中的运用强度与可运用操作度,为相关分析法在会计领域的应用提供了分析方法和理论基础。

七、结论建议及展望

由于各种分析处理工具与技术的进步更新成熟为获取多方面多角度不同来源的会计信息数据提供了时间与空间分布上的基础,为各种会计信息数据的加工提炼处理提供了便利条件,为用会计建模解决实际变化的复杂研究对象问题提供了有力条件;同时为了会计信息数据及结果的准确误差性最优小及接近程度准确的预测会计领域中的发展态势及变化波动状况而提出运用会计建模来处理解决复杂系统实际问题。为此,为了适应时代新经济制度的市场经济体制的会计经济趋速发展的趋势,本文正式提出数学建模在会计领域转化为会计建模的呼吁与号召。

会计建模建立在一定的理论与实践基础上,更需要进行充分的各项准备工作才能顺利实施开展,相信会计建模是今后研究解决会计棘手问题的主流,也坚信会计建模受到重视与关注并成为高校、研究机构、研究人员等的主要研究方法。

参考文献

[1]孙晓琳.终极控股股东对公司投资行为影响的理论分析[J].会计师,2011(10):111~112.

[2]齐晓宁,申江丽.注册会计师非审计服务与审计独立性关系分析[J].会计之友,2011(10):

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[3]刘宏洲.财务危机预警的Z计分模型实证研究[J].会计之友,2011(10):83~84.

[4]薛毅.数学建模基础[M].北京:北京工业大学出版社,2005(1).

[5]葛家澍等.会计大典第1卷[M].会计理论[M].北京:中国财政经济出版社,1997(12).

[6]冯杰,黄力伟,王勤,尹成义.数学建模原理与案例[M].北京:科学出版社,2007.

模型设计论文篇7

在现有的研究中计算电力市场VaR的非参数法主要有历史模拟法、蒙特卡洛法和分形理论。其中历史模拟法和蒙特卡洛法早期研究较多,而分形理论是一种电力市场VaR计算的新方法。历史模拟法假设市场未来的电价和历史数据类似,这样就可以用历史电价数据模拟将来电价的变化,从而在一定的置信水平下计算出将来的可能最大损失。文献[10,12]在研究电力市场的风险度量时采用了该方法。历史模拟法概念直观、计算简单,容易接受,但其需要大量的历史数据,对于历史较短的市场其计算能力较差。蒙特卡洛法计算VaR则不需要依靠历史数据,它是通过计算机进行模拟仿真来计算VaR值,文献[13-15]对蒙特卡洛在电力市场风险管理中的运用做了研究。蒙特卡洛估计精度高,但其计算时间较长,投入成本较高,且其需要假设随机过程,可能造成模型风险。文献[16-17]把分形理论运用于对电价波动的分析,发展了一种新的研究电价波动的非参数法。刘伟佳等(2012)针对电价分形的特点,基于回归间隔法(RIA)对电价进行分析,并给出了计算多重分形分布数据VaR值的算法。他们在对PJM数据实证分析后指出,该方法与传统的基于正态分布的VaR相比,不会高估市场风险,且可迅速适应不同时期不同类型的电价波动,及时衡量电价风险。

2基于参数法的电价波动预测与电力市场价格风险度量

非参数法的固有缺陷使其无法担当电力市场风险评估的重任,学者们转而研究参数法计算电力市场的VaR。在运用参数法计算电力市场VaR时,首先预测电价的波动方差(2tσ),然后用估计的条件标准差(tσ)乘以假设分布下的标准分位数,就可以得到其VaR值。基于参数法计算VaR的优点在于减少了对大量历史数据的依赖,缩短了计算的时间,降低了计算的成本。从参数法的原理可以看出对电价序列的波动建模是计算VaR的必要前提,对波动率的准确预测是提高VaR精度的关键。目前研究中对电价波动的预测方法主要是基于GARCH模型和“实现波动”两种,其中基于GARCH模型的方法是对波动预测的传统方法,而实现波动是近年来连续金融理论应用于电力市场电价波动预测的新成果。

2.1GARCH模型

基于GARCH模型计算电力市场VaR的原理是首先建立一个自回归异方差模型(2)其中:tr是电价或电价收益率;2tσ是tξ的条件方差。通过样本数据回归其模型参数,并运用该估计模型对未来的电价方差进行预测,假设tξ服从一个随机分布(比如正态分布或者t分布),然后用估计的条件标准差(tσ)乘以各自分布下的标准分位数,就可以得到VaR值。对tξ的假设不同对VaR的计算影响较大,其结果可能会有很大的差异。文献[18-21]较早运用ARMA-GARCH模型预测西班牙、加利福利亚以及北欧电力市场的电价,分析中他们着重研究的是电价的均值回归和异方差特性,使用的是比较单纯的ARMA-GARCH模型,对残差分布假设为标准正态分布。文献[22]对运用不同的ARCH模型计算VaR进行了比较研究,作者首先根据模型估计的对数似然值(LLR)和AIC、SC信息判断准则综合得出EGARCH-M模型更适合刻画电价的变化;随后把连续MCP时间序列按24个不同的时段划分为24组数据,分别在正态分布、t分布和广义误差分布(GED)下计算VaR值,运用Kupiuc检验对其进行精度分析,认为不同时段应该对扰动项进行不同假设,在深夜的时候(22、23、24、1等时刻),正态模型假设对电价波动风险有较好的估计;而在白天的时候,t分布假设和GED假设对波动风险的估计比较好。白天的大部分时刻,正态分布假设完全不适合波动风险计算,而GED假设的适用范围比t分布略为广泛一些。文献[23-24]在研究电价的波动建模时分别假设其服从t分布和加权高斯分布。在对电价波动的研究过程中,学者们发现由于电力商品的特殊性,电价的波动还存在一定的特有性质,如电价波动的不对称、电价偶然的极值跳跃等,这些对电价波动的预测带来了很大的影响,学者们分别对这些性质做了处理:

(1)电价波动的“杠杆效应”。文献[25]在研究电价的性质时发现电价的波动存在一定的“反杠杆效应”,即电价的波动在电价正的变化时比负的变化时要大,所以他建议在对电价的波动建模时应该考虑用EGARCH模型来处理这种杠杆现象,他们运用加利福利亚电力市场的数据实证研究证明了这一结论。文献[26]也认为EGARCH模型能很好的捕捉到电价波动的不对称性。文献[27]则在对美国5个不同市场数据研究中也发现了电价波动的不对称性和季节性等特征,通过建立一个门限模型(TGARCH)来处理这种杠杆效应,在波动模型中还加入了季节性的变量。文献[28]在对澳大利亚五个电力市场电价的波动进行研究时指出,电价波动在需求较大时波动较大,而在需求较小时波动较小,表现出较强的不对称性,同时波动随需求有较大的周期性,研究中作者用GARCH、基于t分布的APGARCHS和基于偏t分布APGARCH等模型对电价波动过程的模拟进行了比较研究,认为基于偏t分的APGARCH模型模拟澳大利亚的电价波动最为合适。文献[29]比较分析了GARCH、EGARCH、APARCH和CGARCH模型对波动预测的效果,认为APARCH模型在对电价的波动短期预测的效果要优于其他三个模型。文献[30]在研究美国中西部电价的变化时也发现了电价波动的“杠杆效应”,他们则运用了EGARCH-M模型处理电价波动的“杠杆效应”。文献[31]对十个不同的GARCH模型进行比较研究,其结果显示在均值回归方程中加入波动影响的ARMA-GARCH-M模型能够一定程度上解决波动的“杠杆效应”,在预测波动时的表现要优于其他模型。

(2)电价波动的“极值跳跃”。电价有时可能会出现一些极大的正负偏离,对于这种极大的正负偏离已经不属于“正常”的波动,一般称为极值跳跃,对于这种偶然出现的极值跳跃,ARCH族模型无法准确地捕捉到,所以在描述电价的波动时还需一个程序对极值跳跃进行描述。文献[32]运用马尔科夫转化模型来描述电价的跳跃,在这个新的模型中没有GARCH过程,只是假设其残差服从标准正态分布,而把电价的运动分为“正常”动态、突然增加、恢复正常三个过程,两个过程之间的转换用一个概率函数来表现,此模型能够捕捉到电价的跳跃特性和解释电价的高波动性质。文献[33]在预测电价的GARCH模型中融入了描述电价跳跃的因素,他们运用了高斯分布来刻画电价跳跃,与没加入跳跃部分的模型相比,前者对波动的预测表现要好于后者。文献[34]从电力市场供给和需求的特点出发进一步分析了电价跳跃的动因,在此基础上建立基于泊松跳跃分布的GARCH-EARJ模型。文献[35]则建立了一个聚焦于价格跳跃预测的ACH模型,该模型的作用是可以较为准确捕捉到价格的极端跳跃。

(3)影响电价波动的特定因素。一些学者在研究电价的波动时认为在电价的运动还受电力市场一些特定因素的影响,这些因素对电价的波动有很好的解释作用,所以模型中还应加入一些描述电力市场特有性质的外生变量。文献[36]认为把GARCH模型应用于电力市场时还要考虑电力市场的特有因素,如容量充足度、必须运行率等都能影响电价的波动。因此,作者引入了容量充足度和必须运行率两个外生变量建立了刻画电力市场价格波动的新GARCH模型,该模型能够弥补常规方法的不足,无论在静态预测还是在动态预测下都能保证较高的精度。文献[37]则把生产技术、市场力和输电阻塞等因素考虑到了电价的研究中,建立了联合外生变量的Reg–ARFIMA–GARCH模型,通过实证分析说明该模型表现较好。文献[38]考虑了电价条件均值和条件方差的共同因素季节因子,把其看成一种看不见的影响条件方差的因素加入异方差的回归中得到了一个新的GARCH-SeaDFA模型,文章指出该模型在波动的短期、长期预测都表现得较好。近年来很多学者把小波处理技术运用到了电价的分析中,首先利用小波变化理论把电价原序列处理成概貌信号和细节信号,对各个分别建模预测后加总得到总的预测[39-43]。但小波分析对波动较大的情况的分析作用有限,而电价在一天的某些时段波动是非常剧烈的,这就导致了该思想在电价波动的分析中受到了一定的限制。对电价特有性质的处理在一定程度上优化了模型对电价运动的刻画,但对电价的运动假设为一个假定的模型,这将导致很大的模型风险。另外研究中把tξ人为地假设为各种分布,这样的假设带有很大的主观性,且不同分布假设下计算结果相差较大,这就需要寻找另外的方法来处理电价的尾部特征。同时在现有用参数法直接计算VaR的文献中尚未融入对极值跳跃特征的描述。

2.2实现波动

随着高频数据越来越容易可得,连续金融理论在金融领域得到快速发展,实现波动在测度股市日波动率中的良好表现引起了电力市场研究中的注意,很多学者试着将其应用于电力市场中。文献[44]认为GARCH模型在刻画电价波动的异方差效应时表现良好,但GARCH在模拟电价波动的跳跃特性方面却表现出无力,他们提出了“实现波动”估计的是日整体波动,而“幂波动”估计则是剔除了波动的跳跃部分,并用该理论把跳跃波动计算出来作为波动预测的变量,运用澳大利亚电力市场的数据实证证明其预测精度要好于单独用实现波动作为预测变量。最后作者把实现波动预测与EGARCH模型的波动预测精度做了比较,实现波动的预测效果比EGARCH模型的预测效果要好。沿着文献[44]的思想,文献[45]估计了澳大利亚、加拿大、美国等8个电力市场的不同价格频率的“实现波动”,其结果显示澳大利亚电力市场和美国电力市场的波动较大,这可能是每个市场的电价频率不同造成的,同时还指出运用不同的“实现波动”和“幂波动”侦查的电价波动跳跃是不稳定的,作者认为这种现象可能是电价的反转引起的序列负相关和日内电价的跳跃次数不只一次造成的,而调整幂波动的滞后步数可以克服其序列负相关。文献[46-47]研究了电能交易量、杠杆效应和周期性等对实现波动的影响,对使用标准的“实现波动”技术和传统基于GARCH的方法预测将来波动的表现进行了比较,得出前者比后者表现的得好的结论。更进一步,如果加入电能交易量、杠杆效应和周期性等外生变量的影响,“实现波动”技术的预测能力提高得更为明显。隐含波动率的概念在金融领域得到了广泛的认同,通过金融衍生品的期权价值运算得到,大量的文献对运用历史“实现波动”和隐含波动率对将来波动进行预测做了比较,一般认为隐含波动率对将来波动有较好的解释能力。文献[48]把该概念引入到电价的波动预测中,因为在电力市场中很少有电力期权交易,所以他们在文章中利用短期电力期货价格计算的波动率代替了期权隐含波动率,然后把这个隐含波动率作为预测模型中的一个变量,指出由于基于期货的隐含波动率包含了市场参与者的竞价和电力市场结构等能影响将来电价波动的信息,所以把它作为一个解释变量能提高对将来波动的预测精度。然而,实现波动的概念来源于连续时间金融理论,而实践中电价的变化与金融市场并不一致。文献[49]用原油与天然气价格数据对其“实现波动”和实现相关进行了分析,在文章中指出,很多传统金融资产的固有特性在能源市场也是存在的,这些固有特性包括:(1)波动的长记忆性;(2)日实现方差和日回报率的非高斯分布。所以作者认为“实现波动”和实现相关在能源市场是可以接受的,并建议把该概念运用于其他能源数据加以检验。虽然上面的研究中普遍得出了“实现波动”技术在预测电价波动方面有很大的优势,但对该概念能否运用于电力市场的电价数据并没有说明。而电力商品与原油等商品还是存在很大的差异,所以对“实现波动”在电价波动预测中的运用还需谨慎对待。另外根据“实现波动”的概念来看,它只能计算日波动或者更大时间间隔的波动,而对于日内波动的计算和预测却受到了限制。

3半参数法计算电力市场价格风险

参数法对电价序列厚尾偏锋等特征描述的乏力,导致了参数法在计算电力市场VaR时有较大的误差,学者纷纷寻找能够描述其尾部特征的方法,比如假设其尾部服从广义误差分布、t分布和偏t分布等,但效果有限。半参数法则在尾部的处理上做出了贡献,在一定程度上解决了这个问题。半参法是参数法和非参数法的结合:在预测电价的波动时仍然运用GARCH模型,但对模型中的tξ不做假设分布,而是运用非参数法来估计一定显著水平下的分位数。文献[50]对基于核估计的半参法在电价研究中的运用做了研究,与参数法比较半参法表现出显著的优势。非参数估计分位数的方法还有历史模拟法、蒙特卡洛法、极值理论等,但在电力市场VaR计算研究中,基于极值理论的半参法运用较多。本节接下来重点讨论基于极值理论的非参法。文献[51]首先运用极值理论计算了加拿大电力市场的VaR值,通过与历史模拟法和传统的正态分布假设相比较,认为EVT有更好的精确度。文献[52]在GARCH模型中引入了极值理论的思想来预测将来电价,通过对比认为EVT方法在描述电价的极端变化比传统的时间序列模型表现要好,其对电价的预测更为准确。文献[53]则运用极值理论研究了电力市场VaR的计算,文中的模型与文献[54]中建立的AR-EGARCH-EVT模型相似,假定其厚尾服从广义帕累托分布(GDP),通过POT方法计算其VaR值。作者用五大国际能源市场的电价数据来对AR-EGARCH-EVT、HS、AR-HS、AR-ConVar、AR-EGARCH-N、AR-EGARCH-t等模型计算VaR进行了比较分析,得出新模型对VAR的计算有更高精度的结论。文献[54]使用加拿大电力市场的数据研究了基于GDP分布极值理论对VaR的计算,得出了该方法比常规时间序列方法和历史模拟法计算VaR更精确的结论。文献[55]通过建立EGARCH-EVT-CVaR对电力拍卖市场的风险进行分析时也认为EVT方法与传统的时间模型相比能更好地描述价格的极端变化,更适合于描述电价的厚尾特性。文献[56]在运用极值理论计算电力市场VaR值时,把尾部帕累托分布的参数看成随机变量,并结和贝叶斯估计的思想,这样就可以根据能观察的数据对VaR值进行调整,以达到风险管理的目的。文献[57]在对电价的特性进行归纳总结的基础上,对极值理论在电力市场中运用给予了肯定,并在该文章中对EVT在电力市场风险管理中的运用做了全面的慨括。极值理论能很好地描述分位数的尾部特征,能较为准确地捕着到价格的极端变化,与传统金融时间序列结合显著地提高了电力市场VaR计算的精度。但应用极值理论需要较大量的历史数据,这是它相对于参数法的一个缺陷。极值理论在估计尾部分布时阀值的决定至关重要,如果阀值过高,则超过阀值的数据较少,参数估计值的方差较大;如果阀值较低则会使估计出现较大的偏差,降低了VaR的计算精度。

4结论

电力工业的市场化改革使电力商品能够在能源市场自由买卖,给了广大投资者参与电力投资的机会,但电价的高波动性也给市场参与者带来了巨大的风险。电力市场的风险管理的重要性不言而喻,其中电力市场风险度量尤其重要。本文对电力市场VaR计算及其相关的电价波动建模的文献进行了总结评述。现有的研究中,电力市场VaR的计算方法主要有非参数法、参数法和半参数法。非参数不需要对电价序列做分布假设,也不需要估计模型参数,不存在模型风险,能够很好地处理非线性问题。但非参数法有的要求的历史数据较多,有的则计算成本较大。参数法首先需要对电价运动过程假设一个模型,这导致了参数法最大的缺点就是比较大的模型风险。同时参数法在计算VaR时,传统金融理论通常假设其厚尾服从一个已知的分布,这样的假设带有很大的主观性,不同的假设条件下其计算结果往往差距较大,而且电价的周期波动、杠杆效应和厚尾尖峰等特已经性颠覆了传统金融理论的假设条件,单独的参数法无法准确地描述电价的尾部特征。同时在现有用参数法直接计算VaR的文献中尚未融入对极值跳跃特征的描述,将波动建模中描述极值跳跃的模型引进计算VaR的模型中是否能够进一步提高计算的精度将是一个值得研究的课题。而对于“实现波动”的概念能否运用于电价序列波动的预产也应该进行更为深入的研究。半参数法结合了非参数法和参数法的优点,它无需假设残差为一种分布,而是通过非参数法来估计一定显著水平下的分位数。半参数法能够很好地描述电价的尾部特征,改进了VaR的计算精度。但半参数法也继承了非参数法和参数法的一些缺点(如仍然存在一定的模型风险),其阀值的确定也需更进一步的研究。

模型设计论文篇8

一、网络课程中协作学习环境的界定

目前,关于网络课程协作学习环境还没有统一的定义。对于这个概念的解释可采用“学习环境协作学习环境网络课程协作学习环境”的逻辑分析思路。

学习环境是指促进学习者发展的各种支持性条件的统合。促进学习者发展规定了学习环境存在/创设的指向或意义;各种支持性条件包括各种资源、工具、人、活动、师生关系等要件;统合说明了围绕学习者发展,将各种支持性条件实现统整的可能性和必要性。[1]协作学习是指学生以小组形式参与、为达到共同的学习目标、在一定的激励机制下最大化个人和他人习得成果,而合作互助的一切相关行为。[2]

由此,协作学习环境是指能够促进学习者参与协作学习活动,通过协作的方式促进学习者主动建构知识和促进能力生成的内外部条件的统合。

网络课程协作学习环境也就是指在网络课程中能够促进学习者积极参与协作学习活动,通过协作的方式促进学习者主动建构知识意义和促进能力生成的内外部条件的统合。在本研究中,网络课程中协作学习环境分为物质环境、活动环境、心理环境和策略环境。四种环境相互联系,相互作用,共同构成生态化的协作学习环境。

二、网络课程中协作学习环境设计框架的构建

从学习环境的设计出发,通过研究比较权威的学习环境设计模型,结合网络课程中协作学习环境设计的理论基础,构建网络课程中协作学习环境的设计框架。

(一)学习环境设计解读

学习环境设计,是面向知识时代的教学设计框架建构的重心,是一种正在兴起和发展的教学隐喻,是教学设计范例正在发生转变的重要标志。[1]

教学设计理论分为以教为中心的教学设计理论和以学为中心的教学设计理论。以教为中心的教学设计的最主要的内容是通过教学分析进行教学事件的设计以及呈现教学事件的教学策略设计,把它归为教学环境的设计。以学为中心的教学设计的主要内容是通过学习者分析,设计学习资源和学习工具,设计学习活动,设计学习者自主学习和协作学习的学习策略及学习模式,把它归为学习环境的设计。因此,笔者认为以学为中心的教学设计就是学习环境的设计,学习环境设计是以学为中心的教学设计观念的落脚点,很可能成为教学设计的一个发展取向。

建构主义认为“情境”、“协作”、“会话”、“意义建构”是学习环境的四大要素或四大属性,由此可见协作的重要性。协作学习环境设计的目的是,方便学习者通过协作学习的形式促进知识建构。

(二)学习环境设计模型

国内外很多学者都进行过学习环境的研究,并提出了影响范围很广的学习环境设计模型,可以借鉴这些模型的设计方法,提出网络课程中协作学习环境的设计模型。

(1)乔纳森学习环境设计模型。该模型由六部分组成——问题/案例/项目、相关的实例(或个案)、信息资源、认知工具、会话与协作工具、社会背景支持。[3]

(2)武法提学习环境设计模型——WELED模型。[4]他认为学习环境的设计可以从学习内容和教学策略两个方面分别进行。该模型的内容是首先定义学习领域,然后定义学习者特征,随后对学习资源、认知工具和教学策略进行循环设计。而后是教学模式设计,学习情境设计,最后进行评价和修改及系统开发。

(3)协作学习环境设计模型。柳素霞、武法提在《基于任务驱动的协作式学习环境设计及实验研究》(2006)一文中,提出了网络环境下基于任务驱动的协作式学习环境设计过程,认为协作学习环境设计包括资源环境设计、组织环境设计和策略环境设计。[5]该论文通过分析学习活动支持要素在学习环境中的作用,找出各要素间的关系,得到一个网络环境下基于任务的协作学习支持模型:组织环境、资源环境、策略环境对学习活动的支持和相互关系。利用教学设计原理设计一个基于网络的任务驱动的协作学习环境设计模型,包括教学目标分析、学习者特征分析、学习内容分析、创建协作任务情境、资源环境设计、组织环境设计、策略环境设计、协作学习活动的实施、反思和修正。该学习环境模型设计的思路,对网络课程中协作学习环境的设计具有参考价值。

(三)网络课程中协作学习环境设计的理论基础

协作学习环境设计的复杂性决定了其审度视角的多元化。其中,心理学的、教育学的、文化的视角是最重要的。

从心理学和教育学的视角综合考虑,建构主义学习理论为网络课程协作学习环境设计提供心理学基础,情景认知理论对协作学习环境的设计有很大启发。文化基础则反映了学习共同体的主导性价值观。协作学习环境强调学习者的协作、交互、建构,维果茨基的社会文化理论正为协作学习环境的设计提供理论基础。协作学习也是一种特殊的活动,作为元理论的活动理论,应是协作学习研究的根本理论。同时,协作学习环境的设计,其本质是网络环境下的协作学习研究,因此,群体动力学理论必然作为其研究的理论基础。

(四)网络课程中协作学习环境的设计框架

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