时间:2023-11-06 18:26:26
关键词:教育技术学;逻辑起点;概念;研究概况;新思考
随着网络信息化技术的进步以及教育技术学学科的发展,对于教育技术学的研究工作已经有了各种各样的方法。其中,运用逻辑起点的模式对于教育技术学进行全面细致的研究是一种非常有效的研究方法。因此,我们需要对于逻辑起点的相关概念界定、我国国内对于运用逻辑起点模式进行教育技术学研究的概况、我们对于教育技术学逻辑起点的新思考进行全面的研究,推动教育技术学研究工作的进步与发展。
一、逻辑起点的概念界定
逻辑起点指的是对于研究的对象、比如:一种科学、学说、理论、思想等运用最简单、最基本的界定,对于其理论的起始范围、基本的概念进行研究的方法。其主要具备四个要素。第一,有一个最基本、最简单的规定。第二,逻辑起点是构成该研究对象理论的基本单位。第三,逻辑起点的内涵贯穿于研究对象发展的全过程。第四,逻辑起点的范畴有助于研究对象完整理论体系的形成[1]。
二、我国国内运用逻辑起点模式进行教育技术学研究的概况
从整体而言,我国国内对于运用逻辑起点模式进行教育技术学研究的种类众多、方法不一、表达各异。我们不能一一进行详细的列举与阐述,仅仅举出一些具有代表性的观点与研究成果。
1、学习性的逻辑起点研究学习性的逻辑起点研究是一种运用逻辑起点模式进行教育技术学研究的方式。这种观点认为教育技术学的逻辑起点是学习,教育技术学作为教育学的一个重要分支,其根本的目标是促进人的智力水平、提升人的学习质量。这种观念的一种集中表现是认为通过对于教育技术学哲学方法以及实践方法的研究可以解决教育和教学工作的技术问题,推动教育工作的全面发展[2]。
2、技术性的逻辑起点研究技术性逻辑起点的研究观点认为教育技术学最为关键的是其中的技术问题。比如:学者周越等人就认为运用逻辑起点的模式进行教育技术学的研究不仅要研究一些经典的理论成果,还需要从教育技术学理论体系的构建中去进行其更加严格的理论以及概念的限定,并且把其作为今后研究的基础,有利于教育技术学知识的深化与发展,为推动教育技术学的发展作出贡献。同时,还有的研究者认为教育技术学的逻辑起点是教育的“软技术创新”,并且通过这种创新性的研究给教育技术学带来收益[3]。
3、借助技术的教育逻辑起点研究借助技术的教育逻辑起点研究认为,教育技术学与教育学具有一些共同点。但是,教育技术学本身还具有一些独特的特点。比如:教育技术学的逻辑起点有两个。一个是教育活动,另一个是运用技术的活动,只有两者进行紧密的配合,才能促进教育技术学研究工作的进步与发展。
4、双重结构逻辑起点研究双重结构逻辑起点研究认为,教育技术学的逻辑起点是教育学与技术学的双重结构融合与交叉,它可以反映出教育中的技术特点与技术功能、也可以通过技术反应出其中的教育理论与教育结构。因此,教育技术学的逻辑起点通过这种双重结构进行了完整的体现[4]。
5、方法逻辑起点研究方法逻辑起点研究观点是一种非常重要的学说。它认为,教育技术学的逻辑起点不能包含所有的技术,只能包含现代教育技术,比如:现代媒体技术、网络信息技术、教学设计技术,以及一些具有现代化的教育理论、在教育思想指导下现代教育技术中“学习”与“教授”的应用方法。这种观点的最大优势在于避免了教育技术学的逻辑起点出现泛化、与其它学科的逻辑起点出现重叠的现象。
6、传播逻辑起点研究传播性逻辑起点的研究主要有两种,一种是狭义的教育技术学逻辑起点研究,另一种是广义的教育技术学逻辑起点研究。其中广义的教育技术学逻辑起点认为,传播是教育技术学的初始对象,因此导致了所有意义上的传播都是教学技术学的逻辑起点。比如:视听教学、视觉教学、直观教学、电化教学全都是以传播作为其教学应用方式的逻辑起点。而狭义的教育技术学逻辑起点认为,教育信息的传播才是教育技术学的真正逻辑起点,对于教育技术学的研究工作进行了完整的界定[5]。
三、教育技术学逻辑起点的新思考
随着网络信息技术的应用以及教育技术学发展的新情况,我们需要对于教育技术学的逻辑起点进行全新的思考。对此,我们可以从以下几个方面进行认真分析。第一,教育技术学作为教育学的一个重要的分支,其逻辑起点需要与教育学的逻辑起点具有一些方面的相同性与联系的结构特点。第二,教育技术学的逻辑起点具有自己的一些独特的特点与特性。比如:教育技术学是运用现代化的技术优势来对于教学的质量进行提升、结构进行优化、效率进行提高,充分展示出技术性在教育技术学逻辑起点中具有的地位。第三,教育技术学的逻辑起点必须符合逻辑起点的五个标准。首先,借助媒体技术,促进教育的发展。其次,借助媒体的技术教育派生出全部的教育技术学的课程内容与范畴。再次,这种教育技术学的逻辑起点与教育技术学历史起点吻合。教育技术学的逻辑起点与教育技术学的研究过程、研究资源相一致。最后,教育技术学的逻辑起点依然属于教育学的范畴,是其一个重要的分支。总之,随着科技的进步与时代的发展、教育技术学的逻辑起点研究工作也要进行不断的提升与完善,以此来促进教育技术学研究工作的全面发展[6]。
四、结论
对于教学技术学逻辑起点的论证与思考进行科学研究,有利于促进教育技术学研究工作的进步与发展,有利于推动运用相关的理论知识指导教学技术学教学工作效果的提升;更有利于教育学学科的发展与完善、培养出大量的人才、为我国经济的发展与社会的进步做出重要的贡献。
参考文献
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[关键词] 批判性思维;创造性思维;逻辑学;CDIO工程教育
[中图分类号] G42[文献标识码] A[文章编号] 1005-4634(2015)04-0060-06
0 引言
作为当今高等工程教育的重要模式之一,CDIO正得到越来越多的参考和应用。从逻辑的观点把握CDIO教学大纲绝非刻意“嫁接”,这既是因为逻辑科学在自身功能上的普遍适用,也是因为特定逻辑教学的目标与CDIO大纲所含的“批判性思维”和“创造性思维”在字面与实质上的高度一致。CDIO教学大纲2.4“个人技能和态度”(personalskillsandattitudes)的两个子部分――2.4.3和2.4.4,分别定主题为“创造性思维”(creativethinking)和“批判性思维”(criticalthinking)。关于“批判性思维”的所指对象,可区分广狭两种理解。狭义理解是作为逻辑学概念的严格理解,澄清狭义理解是准确把握广义(宽泛)理解之所指的必要条件,也是准确把握CDIO大纲之所指并准确应用CDIO教育模式的必要条件。
1 作为一个逻辑概念的批判性思维
狭义地看,批判性思维指的是国外高等教学体系中一门成熟的逻辑课程,又被称为“非形式逻辑”、“论证逻辑”等等,它在发达的教育教学体系中居于核心地位,是通识教育的核心内容。从技术上,这门课程教给人们如何澄清概念,如何进行推理与论证,如何揭示谬误之外,批判性思维还指一种思维方式和习惯,甚至是指一种人生态度[1]。这样一种描述性定义恰与CDIO大纲“技能”(skill)与“态度”(attitude,大陆更习惯称之为“素质”)两个要素相对应。
作为一种思维方式和习惯,批判性思维服膺于理性和真理,它的口号是:“把一切送上理智的法庭”。它预设了:任何观点或思想都应该接受理性的评判,都应该时刻准备为自身辩护,在论证面前没有什么是生来免检的。具备批判性思维能力和习惯的人,会随时准备对其所面对的各种观点或思想进行评估;为改善对周遭世界的理解,会不断提出新解释;会积极搜寻针对所提阐释出现的质疑或反驳;会对所搜集的信息进行分析和综合,以便更有效地决定和做出选择。古希腊先哲苏格拉底所发明的“问答法”中的“反讥”环节,就生动地体现了批判性思维教育的诉求:利用启发、比喻等手段,通过不断问与答,使对问题的讨论逐步深入,从而不断驳倒错误看法,逼近正确状况。这可以算作批判性思维最早的形态,但仅此就足以表明:人们往往不能将自认有把握的信念证成为知识,很多混淆不清的概念、不够充分的证据乃至自
相矛盾的信念,经常隐匿在貌似有说服力的言辞背后,所以,才需要进行“批判性”的思考。
作为一门大学课程,批判性思维是逻辑教学改革的产品。作为20世纪科学系统演化的重大进展,联合国教科文组织早在20世纪70年代就确认:逻辑与数、理、化、天、地、生并列为七大“基础”学科,后来该组织“科技领域国际标准命名法”,逻辑学更是位列一级学科之首。对其工具性的明确指认,亚里士多德早有定论:逻辑不仅仅是说话辩论的工具,更是一切科学研究的必备工具。逻辑的这种普遍适用性是亚氏创建逻辑学的基本动因。逻辑在欧洲中世纪大学教育中地位显赫,含于其时所谓“七艺”之中:文法、逻辑、修辞、音乐、算数、几何、天文。随着19世纪末20世纪上半叶现代逻辑的迅速成熟,数理逻辑开始主导逻辑课堂。尽管数理逻辑在现代科学诸多核心领域的应用价值无可争议,但作为一项“教学内容”,特别是当大部分受众多是出于日常需要而学习逻辑时,数理逻辑的缺陷开始逐渐暴露:不能直接面向现实生活,解决其中的现实问题。恰在上世纪60~70年代,美国社会正值风云激荡,围绕越南战争、种族歧视、性解放等话题,各种思想观点的交锋空前激烈,普通人学习逻辑的主要目的是有助日常思维,因为对大部分人来说,专业生存毕竟很少,更多时候需要处理的是日常抉择,但符号化程度很高的数理逻辑与日常思维的关系极不明显。于是,学生们吁求一门课程,告诉他们如何分辨关于日常话题的观点或论辩的合理性,评判它们是否概念清晰、层次明白、根据充分、论证有力。这就要求对逻辑教学进行改革,使逻辑走进日常生活。于是先在北美,后在全世界范围涌现一股开设批判性思维课程、编写批判性思维教材和学术论著的热潮。例如美国哲学学会就规定:如果学生今后拟从事学术研究,就应该学习数理逻辑,如果没有这种打算,也应该系统学习批判性思维。据统计,全美已有上千所大学开设批判性思维及同类课程,批判性思维能力培养是美国本科教育核心目标①,并贯穿于从幼儿园到大学的每一个教育阶段。并且,批判性思维已成为美国许多能力性测试如GRE、GMAT和LSAT,以及国内MPA、MBA、MPAcc、GCT、公务员考试等热门考试中逻辑推理部分的理论基础。
尽管有如上发展,但批判性思维始终未脱离与逻辑的关联。亚里士多德最早是想让逻辑服务日常论辩,让人更好地思考和说话,甚至只想战胜论辩对手,后来逐渐明晰逻辑的科学价值,着手创建以求真为目标的形式逻辑。数理逻辑只是传统形式逻辑的现代化,而不是别于后者的新东西。批判性思维由于其日常生活化诉求,实际是向亚里士多德早期逻辑诉求的回归,这些可在《论题篇》、《辩谬篇》中系统见到。批判性思维在学理上仍隶属逻辑学。如果把逻辑学区分为形式和非形式两部分,那么,批判性思维和逻辑学在学理上的交叉就是非形式逻辑。但由于除了学理内容,批判性思维更倡导一种思维方式和习惯,甚至提示某种普适性的方法论价值,所以使用“批判性思维”这一称谓是更可取的。批判性思维研究的重心,一方面是把握批判性思维的逻辑机制,另一方面是日常非形式论证的建构和评估,统称“非形式逻辑研究”[3]。显然,日常非形式论证的建构与评估,其参考标准和依据必须是形式论证的法则,开动批判性思维要以遵守形式论证法则(均可得到数理逻辑刻画)为前提,而后者正是由形式逻辑来提供的。在专业分化不断加深的今天,逻辑作为仲裁者,其所关心的只是那些普遍适用的层面,不同专业背景的人所遵守的是同一套形式逻辑法则。
就批判性思维这门课程的教育功能来说,它涉及到应该培养什么样的人、应该教什么和如何教等根本问题。在以灌输为主的知识型教育中,教师的形象只是知识的占有者和宣导者,学生的任务就是去记忆笔记或教科书上的东西。这种模式在信息骤增和知识爆炸的时代势必遭遇严峻挑战。对学习者来说,关键已不是所知信息的多少,而是如何识别虚假信息,抛开冗余信息,抓住关键信息,创造新知识和思想,以便获得有利的发展空间。人们在生活中随时面临应该相信什么、应该做什么的抉择,有时甚至是非常艰难的抉择,这时候都需要开动批判性思维:我思考的目标是什么?我在试图回答或解决什么问题?我正在什么观点的指导下思考?我在使用什么样的信息?如何解释、评判这些信息?哪些概念或观念对我的思考至关重要?我在试图推出哪些结论?我(暗中)做出了哪些假设?我把哪些东西视为理所当然的?它们是理所当然吗?如果接受那些结论,它们又会推出哪些进一步的推论?我的思考方法能否为我试图回答或解决的问题提供最好的帮助?如果我的想法付诸行动,会造成哪些有利或有害的后果?等等,当从事这样的思考时,就是在从事批判性思维。
综上所述,作为具体的方法,批判性思维是指面对做什么或相信什么时做出理性决定的一系列思考技能和策略,而通过对这些思考技能和策略的训练,可以培养出批判性的思维方式、习惯和精神气质。
2 批判性思维和创造性思维的关系
1998年,联合国教科文组织在巴黎举行世界高等教育大会,大会给21世纪的教育定了基调,那就是学生“批判性思维”与“创造力”的培养。2006年在上海召开的第三届中外大学校长论坛上,耶鲁大学校长理查德・莱文强调,“填鸭式”教学不可能培养出创新型人才,大学教师的主要工作是教会学生如何独立思考,让大学生具有批判性思维的能力;批判性思维培养的缺失是中国本科教育的一个不足。这些都明确提示:在“批判性思维”与“创造”或“创新”之间存在着密切关联。2005年10月,党的十六届五中全会提出了“建设创新型国家”的重大战略。2006年1月,全国科学技术大会提出了用15年左右时间把我国建设成为创新型国家的宏伟任务。无疑,创新型国家的建设离不开创新型人才,没有创新型人才的存在与发挥作用,建设创新型国家就只是一个口号。但如果不彻底澄清批判性思维与创造性思维的关系,不让批判性思维教育在创造性思维培育中发挥应有作用,创新型人才就难以出现和发挥作用。批判性思维教育如何发挥其应有的作用呢?
任何真正意义上的创造都不可能凭空而成,开动创造性思维的目的是为了“建构”,而这种建构若想稳妥,开始之前显然应该做好“地基清理”的工作,否则就会埋下隐患,而这种清理地基所依赖的正是“开动批判性思维”。从澄清关于批判性思维的某些误解入手,可深入把握批判性思维的作用和意义。
对批判性思维最直接的误解,是认为它和创造性思维的诉求相冲突,因为在字面上“创造”意味着“制造”、“生成”和“建构”,而“批判”意味着“拆开”、“解构”乃至“破坏”。但事实充分表明,这种理解是不正确的。正所谓“不破不立”,没有批判肯定不会有真正的创造,没有细致的分析就难有真正意义上的综合。从一个完整的流程看,批判性思维与创造性思维正是相辅相成的。
什么是“创造”,何为“创新”?这些词太过常见和常用,以至很难精确界定。大致的描述至少包括:发现旧有理论和思想、旧有的技术和旧产品等等的漏洞和缺陷,明确待解决的新问题,提出新思路、新技术、新方法,创造出新理论、新思想、新技术或新产品。整个过程和每个环节都包含着创造,突出一个“新”,而批判性思维在整个过程中都发挥着至关重要的作用[4]。
1)提出新问题需要批判意识和科学的怀疑精神。任何科学研究都始于问题,发现问题比解决问题更难,也更根本,而问题至少涵盖以下类型:(1)已有理论与新发现事实相冲突,这些事实是已有理论解释不了的,甚至与已有理论相矛盾;(2)已有理论之间的相互冲突,甚至矛盾性对立;(3)已有技术产品的性能与目标用途之间有差距;(4)某些领域或方面有特殊需要,但尚没有与之配套的产品。如此等等。发现这些问题,都需要有良好的批判性思维训练。很难设想,一个思维僵化、怀疑精神匮乏、懒于行动的人,头脑当中会有很多问题。而一个具有批判性思维意识和怀疑精神的人,通常视野开阔,头脑敏锐,勤于观察和思考,善于找错和挑刺,能够不断发现新问题,并产生解决它们的需求和欲望。
2)提出新的解决方案需要开动批判性思维,这包括批判性思维的技能和精神气质两个方面。对旧理论、旧做法审慎反思,找准其问题、缺陷之所在,是正确提出解决方案的先决条件。伽利略在考察“物体的下落速度与其重量成正比”这个古老学说时,就通过一个“思想实验”寻根究底,推出由之将导致逻辑矛盾,从而提出了“在真空条件下,物体的下落速度与物体的重量没有关系”的新学说。这其中就使用了归谬推理等形式逻辑方法,同时更体现出一种科学怀疑和实验求证的精神。具有批判性思维态度和习惯的人,绝不会把现有的东西视为理所当然,他们的思维总是向新的可能性敞开,勇于创新且乐于创新,新观念和新想法总像不断线的水流往外冒。在很多冠以“创造性思维”及类似名义的教导中,提到最多的想象、类比、直觉、灵感、顿悟等思维方式,其实都是批判性思维厚积薄发的产物。
3)自觉开动批判性思维能避免“一厢情愿式的思考”和想当然,而后者是创新的大敌。有些人在进行创新时,因为与自身利益相关总是习惯逃避批判性思维,具体表现在:喜欢听好话和赞扬的话,不喜欢听批评和不同意见;总是找有利证据,回避不利证据,结果导致创新的失败。而具有强批判性思维态度和习惯的人,即使面对自己的创新产品,也力求做到客观公正,在寻找支持性证据时不忘反向思考,尽可能设想反面证据,并提前针对它们做出预案。在自己的理论、方案成形后,从两个方面做批判性评估:一是进行“验前评估”,从理论上大胆假设小心求证,考察它与已有理论、方案的关系,弄清楚其相对优势和劣势之所在;二是做“验后评估”,把自己的理论、方案交付实验或实践检验,根据检验的证实或证伪的结果,对自己的理论、方案重新做出分析,或做出调整、补充、修改,或干脆放弃,提出新的替代方案。这样反复尝试的结果,最终总能导致成功的创新。
对批判性思维的另一种误解,是认为它在本质上是否定性的:它只能用来发现问题,却不能使人们做出系统的正面的建构,不破虽不立,但破了也未必就会立得起来。这种看法也是错误的。批判性思维强调的确实首先是批判和怀疑,它要求人们认真、审慎地判别,是应该接受还是应该拒斥一种主张,还是由于没有充分把握而予搁置,并说明人们有多大信心接受或拒斥该主张。从这个角度看,批判性思维的确是否定性的,至少是保守的。但批判性思维过程也本质地包含这样的要求,即必须给出提出质疑和批判的理由,并能够对这些理由本身的合理性做出评判。批判性思维的直接目标虽然是判断一种给定观点是否值得接受,但它同时也是人们围绕特定主题展开进一步探究的基础,也只有在此基础之上,才有可能使被讨论的问题得到更准确的理解和把握。从这个意义上说,批判性思维当然是建设性的。
鉴于上述,应该大力加强批判性思维教育。“批判性思维教育的直接目标是培育好的批判性思维者,即能够整合批判性思维的各种技能并加以有效运用,增强在其他学科学习和日常生活中运用这些有力工具的自信心、自觉性和具备良好判断力的人。”[2]有人甚至把批判性思维教育说成是德育和智育的结合,因为它除了包括一系列辨别、分析、判断和发展的思维技能,更能培育一组有关认知和行为的理性精神和品德,即“虚怀若谷、坚守理性、勇于创新”的批判性精神[5]。由上所论,若能顺利实现批判性思维的教育目标,便有望培育出更多充满生机与活力的创造性主体。据联合国教科文组织的统计资料,由50多个发展中国家的500多位教育家列出的16项最重要的教育目标中,“发展学生的逻辑思维能力”高居第二位。显然,如果不加强逻辑和批判性思维的教学,我国整个教育事业与国际先进水平接轨就难以实现,创新型国家目标的实现就会变得可疑。因而,在批判性思维教育路径上,完全可以遵循亚里士多德的“大逻辑”理念。针对不同人群的不同需求,开展不同侧重的逻辑教学,是培养社会成员批判性思维技能和态度的有效途径。
3 CDIO工程教育和批判性思维教学
近年学界关于批判性思维的“逻辑中心主义”与“反逻辑中心主义”的争论,鲜明地体现了批判性思维求真、开放的追求,有力拓展和深化了学术界的认知及教育界的反思。主题所限,本文不拟正面研讨该问题。基于多年从事教学和学术研究实践,笔者赞同如下论断:“如果我们承认动态(ing)意义上的‘推理’和‘论证’居于批判性思维的核心,就不应当离开逻辑应用谈批判性思维。……目前发展程度不同的三大逻辑理论(演绎逻辑、归纳逻辑及辩证逻辑)所研究的‘演绎有效性’、‘归纳可靠性’和‘辩证灵动性’都是批判性思维的基本支柱,而且其层次也具有递进性”[6]。之所以用较大篇幅澄清狭义理解的批判性思维概念,其目的也在于在理论上正本清源,以便真正有的放矢地解决问题。此外,由于事实上“批判性思维”、“创新”这些词在生活中经常被想当然地提起,甚至被滥用,因而有必要加以匡正。而之所以专谈CDIO工程教育,一方面是因为我国的工程教育是世界上最大规模的工程教育,工程教育的质量在很大程度上决定我国高等教育的质量,但现阶段我国的批判性思维教育还远远不能满足创新型人才培养的实际需要;另一方面,在笔者看来,CDIO模式的适用范围并不限于工程教育,而是具有普遍适用性,其理念与批判性思维教育的诉求也完全一致。
首先,CDIO是一种以“能力产出”为导向的教育模式,它强调知识、技能和态度的统一。显而易见,这种“三位一体”本就应该是所有教育类型都要达成的目标。对于受教育者来说,能否获得知识、掌握技能并拥有态度,正可以体现其“能力”的高下,平时说一个人能力强,指的也就是这个。但这里有必要区分专业性能力和一般性能力。显然,任何专业教育均能够从知识、技能和态度三个方面增益受教育者,使其具备专业能力。但正如前文所论,批判性思维教育的目标所面向的却是一种“一般性”的能力,这种能力与专业没有直接关系,但却可以为专业学习提供间接的支持:批判性思维能力是一种“元”能力,批判性思维教育的目标就在于教会学生更自觉地获取知识、掌握技能并拥有专业态度。CDIO教育大纲将“批判性思维”(2.4.4)和“创造性思维”(2.4.3)明确列入其中,这显然是先进的。
不过,有一点是不得不强调的。由于逻辑传统在我国文化传承中的缺失以及现代逻辑教育的覆盖面和整体水平不足,很有可能会使这两个“舶来品”因为没有合适的生长土壤而不能生根、结果,搞不好还可能会有不想要的后果出现。要想真正将大纲落到实处,必须首先搞清楚它们是什么和怎么做,对其精心设计,将其培育机制纳入培养计划,否则就可能流于“言辞”而无实质。在人人可以谈“创新”的大环境下,强调“批判性思维”训练的基础性更显重要。
其次,CDIO工程教育强调基于“项目”的“做中学”,建立一种全过程的项目式课程体系,理论付诸实践乃是其题中应有之义。这里所说的“项目”实际上可以理解为一种“创新型”、综合性实验,或者说,至少要依托于这种实验,而这种实验不是通过实际操作进行简单的验证,而是涉及提出新问题、提出新的解决方案这样一个有所创造的过程。进而言之,真正有收获的“做中学”要求有“做前思”和“做后评”,这样三个环节才能结合成一个所谓“全过程”。这些环节要想搞好,每一个都需要开动批判性思维,而如果能在这些环节自觉运用批判性思维的技术,其理想结果当是可以预期的。
从广义理解的CDIO看,任何专业的教与学都可以基于特定项目。这里所谓“项目”自然也是广义理解的。不同专业,特别是非工程教育专业,应该开展基于何种项目的“做中学”,或许见仁见智。但是,主张把实践环节引入理论教学,实现理论与实践的深度融合,无论如何都不会错。仍以前述伽利略“比萨斜塔实验”为例。表面上看,这只是一个简单的验证型物理实验,两只球扔出去这样一个简单动作证实了新的观点,证伪了传统学说。但放眼全过程去想:如果伽利略没有经过深刻的批判性思考,没有进行思想层面的“大胆假设、小心求证”,就成功地完成了这个物理实验,那才是不可思议的;退一步讲,不进行事先的设计,这个物理实验又要验证什么呢?这就是“思想实验”的力量,其中使用了逻辑的方法(归谬推理当然也是批判性思维的具体方法),更体现出科学怀疑和实验求证的批判性精神。
在此,可进一步引出这样一个问题:倘若不是因为伽利略的实验,又会有多少人会自觉质疑古老学说?日常生活中,经常有人“重义忘利”地大谈“黄金如粪土”、“朋友值千金”,殊不知若两句同时成立,恰会推出一个并不希望得到的结论。可见,想当然是批判性思维的天敌,是制约创新的顽固力量。
综上所述,在各门类教育当中,批判性思维教育应该作为一种元教育,是一个不需要提问“是否必要”的教育环节。但事实上,由于逻辑传统的缺失,全社会对逻辑普适性价值的认识还远未形成。尽管出于各种实际需要,批判性思维正得到越来越多的重视,如时下社会上热门的各类测试都需要进行逻辑的学习,但关于因何如此仍缺乏应有的自觉,在主渠道和主阵地上,我国的逻辑教育仍然任重道远。
如上所论,笔者提倡一种“大逻辑”观念下的逻辑教育,提倡演绎逻辑、归纳逻辑、辩证逻辑兼收并蓄、合力攻关,应该针对不同受教育人群的实际需要,规划不同的教学重点。对于规模巨大的工程教育人群,开设批判性思维课程是必要的和重要的。关于这一论断,如下考虑也可提供参考。
笔者曾经从逻辑的观点研讨过“李约瑟问题”的解答,结论是:对于“科学技术”一词的使用,应谨慎地简化为“科技”,因为细加甄别的话,“科学”和“技术”之间有着极大差异[7]。这种区分对于当今的工程教育仍然是重要的。教育部已经推进多年的“大学生创新创业训练计划项目”鼓励和支持本科生进行科学研究,目的在于培养学生科学创新能力、科学创新素养,希望本科生能从此燃起科学家和工程师的梦想。之所以重提科学和技术的差异,是想要区分“家”和“工匠”;工程师绝不是,也绝不应该等同于“工匠”。“大创”项目的产品或许因为本科生的学识积累、研究经验等方面的不足而显得稚嫩,但从事“大创”项目的学生和指导教师绝不应肤浅地理解“创新”,以为小发明、小制作就是“创新”的全部,完成项目就是结束,而是应该将某种发现问题、分析问题和解决问题的创新意识自觉地体现在自己的项目产品之中,并启发继续前进的动力。成功的批判性思维教育绝不是停留在传授推理的技术和论证的诀窍,而是同时诱导一种“无尽探索”的科学怀疑与理性求真的素养。
进而言之,如果从逻辑的观点省思“钱学森之问”[8],让有些人觉得“矫枉过正”,则恰恰说明逻辑学的普适性价值还远未成为基本的社会共识。个别人或许可以凭借天分获致重大创新,但就社会整体来看,只有普通人成为创新的载体,才能促成创新格局的形成与确立。对普通人来说,分析能力、语言能力和计算能力是三个基本的、与专业无关的板块,在理论上可分别由逻辑、语文和数学来负载其教育功能。但同时具有基础性、工具性和人文性这三重性质,却是逻辑学在当代科学体系中独有的特征[9]。对已成年的大学生来说,着力强调以说理和论证为核心的分析能力,是逐步推进创新型国家的建设目标达成的基本要素。
地方本科院校承担着我国90%的工程教育人物,规模大使办学资源紧张,且存在着优秀师资力量不足、理念相对滞后、专业设置僵化等困境,以致严重阻碍通识教育的发展。而从长远的发展空间看,学生的通识性能力往往起到决定作用。如上所述,作为核心的通识性能力,批判性思维能力的提升不应滞后于专业能力的发展。理想的方案是将批判性思维课程纳入教学计划,并参照先进经验予其应有地位①。而更现实的方案则只能是积跬步而后致千里,聘请有关专家、名师,或充分利用网络资源,开设“批判性思维”与“创造性思维”类课程,并在修读政策上对学生形成吸引,促其逐步转变观念。例如,开设“悖论”类课程就能够有效地达到培育学生批判性思维能力和素养的目标[10]。而且,悖论本身也很容易使学生感到好奇,引发学生深入探索的兴趣,这至少是“批判性思维”和“创造性思维”在字面上无法相比的,这也是正在实践的内容。
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[9]张建军.真正重视“逻先生”[N].人民日报,2002-01-12(6).
一、以学科逻辑替代课程逻辑
每个学科都必须遵循自己特有的学科逻辑,将所涉及的知识领域的概念系统按照逻辑顺序加以叙述,编辑出版学专业也不例外。编辑出版学学科逻辑提供了探索编辑出版活动规律、解释编辑出版现象的视角、方法和过程,并为对编辑出版学研究和实践有共同兴趣的人们搭建了一个进一步拓展知识结构的平台,是研究编辑出版活动获得系统化知识、建构编辑出版学专业课程体系的基础。从这层意义上说,编辑出版学专业课程体系,首先必须遵循编辑出版学科的学科逻辑。多年编辑出版学专业课程体系建设的实践也表明,遵循学科逻辑,才能避免课程内容重复,保证课程之间衔接紧密。
编辑出版学课程是根据一定的教育理念,按照人才培养目标、出版产业对出版人才的需求以及编辑出版职业特点,选择课程设计者认为应该掌握的思想、知识与方法,传递给编辑出版学专业学生的科目和进程。因此,编辑出版学学科逻辑并不等于编辑出版学专业课程逻辑。编辑出版学课程体系所遵循的逻辑,除了编辑出版学学科的逻辑外,还应当兼顾人才知识能力结构逻辑和学生职业发展的逻辑。也就是说,编辑出版学课程体系的逻辑结构应当是由编辑出版学学科逻辑、人才知识能力结构逻辑和学生职业发展逻辑组成的多元逻辑体系;编辑出版学专业课程应当按照这一多元逻辑体系,将知识内容分配到各个范畴中。但是,由于目前学界对编辑出版课程体系的逻辑结构问题缺乏足够的重视,导致课程体系建设过程中片面强调学科逻辑,以学科逻辑取代课程逻辑,将课程体系必须遵循的多元逻辑体系简单化为单一的学科逻辑,严重忽视了出版产业人才需求逻辑和学生职业发展逻辑。
这种以编辑出版学学科逻辑取代编辑出版学课程体系,仅按学科逻辑将编辑出版学专业知识累积到课程中去的做法,对编辑出版学课程设置和课程内容选择造成许多负面影响。最突出的表现是学生远离真实的产业发展环境,难以将专业知识运用于编辑出版工作实践,忽略了学生未来职业发展的需求。在“象牙塔”专业教育作用观指导下,课程设置和课程内容严重滞后于时展,严重脱离出版产业对人才知识结构的实际需求。此外,将课程体系限定在学科逻辑规定的领域内,不考虑编辑出版学课程的多元逻辑体系,编辑出版学专业知识的功能与应用就会因此而消减,学科发展就会因为失去出版产业的滋润而失去生命力。编辑出版学学科知识只有与编辑出版职业活动相结合,适应了学生的职业发展逻辑,才会产生意义,才更可能让学生有效地接受。不考虑学生职业发展逻辑,课程内容和课程设置忽视了学生学习能力、创意能力等编辑出版职业必备素质的培养,不仅难以让学生通过学习找到职业归属,更无法从学理高度改变业界“编辑出版是技能而不是专业”的错误认识。②学界应当认真研究编辑出版学专业课程体系的逻辑结构,尽快纠正编辑出版学学科逻辑就是课程体系逻辑的认识和做法,在课程体系建设中兼顾产业人才需求逻辑和学生职业发展逻辑,只有如此,才能既坚持学校教育传递知识的高效性和培养学生逻辑思维能力的特点,保证编辑出版学专业知识传递的高度组织性和系统性,又能在学科专业建设中主动搁置编辑学与出版学的学科之争,有利于加强在传播学、信息管理学等学科体系下的全国各高校编辑出版学专业之间的团结,使他们共同专注于课程的开发和建设。
二、违背学科逻辑
检视既往编辑出版学课程建设,还会发现一个有趣的现象,那就是一方面以学科逻辑替代课程逻辑,另一方面又在编辑学学科群和出版学学科群的课程设置中违背学科逻辑。
近年来,在编辑学一般原理和图书报刊等载体编辑学研究成果不断巩固的基础上,社科书籍编辑学、科技书籍编辑学、学术著作编辑学、文艺编辑学、辞书编辑学、少年儿童读物编辑学和英文书刊编辑学等著作相继出版,标志着编辑学学科已形成了普通编辑学、载体编辑学和载体专业编辑学三个层面的科学合理的学科体系,学科发展日臻成熟。但令人遗憾的是,学界建构编辑学课程群时,没有及时汲取载体专业编辑学研究成果,课程设置依然为编辑学原理、编辑出版史和载体编辑学课程。这种做法不仅没有为编辑出版学课程体系补充来自业界鲜活的“内容编辑”的知识内容,更违背了学科逻辑,犯了常识性错误。以期刊编辑与书籍编辑为例,试想一下是科技期刊与科技图书在编辑工作中的相似度高,还是文学图书与科技图书编辑在编辑工作中的相似度高?这种强调载体形式编辑学而忽视载体内容编辑学的后果,使学生仅仅浮光掠影地学习了编辑工作的一般流程,无法进一步掌握不同内容的编辑规律。特别是在信息时代,学科专业越分越细,数字出版方兴未艾,载体的鸿沟已经打破,专
业内容的编辑差异大于不同载体间编辑工作的差异,编辑不仅要有驾驭不同载体编辑工作的能力,更要具备对某一专业方向内容进行深度编辑加工和信息开发的能力。仅仅学习不同载体的编辑知识,无法培养出适应全媒体时代数字出版的编辑出版人才。从这一意义上说,编辑学课程设置中单纯强调载体编辑学,缺乏内容编辑学课程,也是造成编辑出版学专业毕业生就业困难的重要原因。
出版学课程群也有类似情况,主要表现为对课程群的逻辑结构缺乏深刻理解,没有明确基础与应用、内核与的逻辑关系,导致因产业发展和出版新技术需要而仓促设置课程的现象时有发生。例如,网络出版、数字出版和电子出版之间是什么关系,数字出版技术和数字出版一般原理之间是什么关系,学界始终没有统一的认识,以至于这类新课程之间逻辑关系不明,课程之间联系不够,课程体系也不够稳定。
三、人才知识能力结构逻辑关系不明
出版人才知识能力结构逻辑按照内在的规定性运行,具有鲜明的普遍性和客观性,不以人的主观意志为转移。随着网络和数字技术的发展和产业化进程加快,出版业对人才的需求越来越表现出高度的复合性特点。业界普遍认为,21世纪的编辑出版人才,必须是掌握先进的网络数字出版技术、懂得经营管理、能够驾驭多种媒体编辑工作、能够撷取当代人类最优秀文化加以传播的复合型人才。分析业界对复合型编辑出版人才的期望,不外乎包含了经营、技术和创意三个因素,其中谁是皮,谁是毛,谁是核心,谁是,就是编辑出版人才能力结构逻辑的关键所在。传承文化、传播文明是编辑出版业的使命,内容为王是编辑出版业发展的真理。从这层意义上说,编辑出版人才知识能力结构的核心应当是创意,学生最应当学习的是终身学习和创意的本领。
遗憾的是,业界尽管对复合型编辑人才有所认识,但具体需要什么样的人才,不能提出具体的要求,学界面对现代复合型编辑出版人才必须掌握的十八般武艺更是如坠云间,对于学生知识结构的构成没有通盘考虑,课程设置只能采用“添油战术”,业界面临什么新问题,出现了什么新技术,学界就开相应的课程。如此“杂拌”课程体系,难免使学生学完之后“什么都知道,又什么都不精”。在不断设置时髦课程的同时,忽视的恰恰是出版人才最宝贵的创意能力的培养。
四、忽视编辑职业发展逻辑
编辑的成长有其内在规律,也具有不以人的主观意志为转移的编辑职业发展逻辑。传统的师徒制编辑培养方法,是选择具有一定学科专业背景的学生进入出版社,跟随经验丰富的老编辑一同工作,通过观察、模仿、交流,在具体的编辑工作中体会编辑成长的逻辑,进而成长为合格的编辑。高校编辑出版学专业则是从编辑出版实际活动中抽象出编辑出版知识与技能作为课程内容,通过课程学习培养编辑人才。③毫无疑问,学校教育在传递概念知识与事实知识方面,在进行结构完善的简单问题技能的教学中都发挥了巨大的作用。但正如前面所述,由于编辑出版学专业在课程内容的组织上,特别是在教材编写、制订教学计划等具体课程建设中,大多根据学科逻辑展开教学内容,基本不考虑编辑职业发展逻辑,造成编辑出版学专业课程知与行割裂,即使一些实务性课程,也过分强调脱离具体情境的、抽象的概念迁移,内容空泛、无针对性、可操作性差,无法让学生感兴趣。不仅如此,不考虑职业发展逻辑的编辑出版学课程内容,无法完成学生职业角色的心理建构,导致他们就业后难以立即进入角色,使业界对编辑出版学专业的学生颇有微词,这也严重影响了专业的发展。
五、多元逻辑体系下编辑出版学专业课程建设的原则
以上分析表明,编辑出版学专业课程建设,必须明确课程体系的多元逻辑结构,确立课程的多元逻辑体系下编辑出版学专业课程建设的原则,进而发挥学科逻辑、编辑出版人才知识能力结构逻辑、学生职业发展逻辑的系统作用,确保学生真正掌握课程内容,为学生今后的职业发展和进一步深造打下坚实的基础。
1.以学科逻辑为基础,增强专业课程内容对编辑出版人才知识能力结构逻辑和职业发展逻辑的适用性
编辑出版学的学科逻辑具有高度严谨的系统性和组织性,是一代代出版人在长期实践中对相关知识领域不断探索、总结、升华的结晶,并经历了出版实践的检验。学科逻辑传递知识的高效性有利于学生逻辑思维能力培养的特点,决定了在编辑出版学专业课程体系中的重要地位。毫无疑问,这是编辑出版学课程多元逻辑体系的基础。但是,与任何学科一样,编辑出版学专业教育的对象是学生,受教育者是其课程体系的逻辑起点,学生作为未来的编辑出版人才“做什么”和“怎么做”,即编辑出版工作的基本内容和基本方法是课程体系的中间结构,而能够适应编辑出版工作的编辑出版人才,则是课程体系逻辑的终点与归属。因此,要转变将学科课程内容组织的逻辑体系单一化为学科逻辑的误区,在课程内容的组织中应兼顾学科逻辑、人才知识能力结构逻辑和编辑职业发展逻辑,增强学科课程内容对编辑出版人才知识能力结构逻辑和学生职业发展逻辑的适用性。具体来说,就是根据编辑出版学人才知识能力结构逻辑,结合学生职业发展逻辑来设置课程。唯有如此,方能保证学生能够将专业知识组织和运用于未来的编辑出版实践中,使编辑出版学学科发展永葆活力。
2.以出版内容创意教育为核心展开编辑出版人才知识能力结构逻辑
现代编辑出版人才必须能够根据读者需求、文化发展、科技进步诸多因素,组织学术、大众文化和教育三大类别的出版活动。与此同时,出版业所承担的文化选择和文化传承重任,只有在特定的载体上才能实现。因此,出版物内容编辑开发知识能力和载体复制知识能力相互交织,是编辑出版人才知识能力结构的关键性特征。
内容为王是编辑出版业发展的真理,创意和终身学习的本领是编辑出版人才知识能力结构的核心。创意贯穿于出版活动的各个环节,无论是出版经营管理、复制传播技术,都离不开创意。虽然驾驭不同载体,进行复制传播也需要创意,但出版产业发展的关键是对出版内容的开发,现代编辑出版人才,必须具有各类不同内容的出版创意能力,能够根据读者需求、文化发展、科技进步等因素,组织、开发各种类型的出版活动。在多元逻辑体系下,编辑出版学专业课程建设应当以不同内容出版创意为主线,传授不同载体开发、复制、传播的知识和技术,培养具备出版创意能力、能够适应全媒体出版的现代出版人才。
需要注意的是,尽管这种以出版创意教育为核心展开出版人才知识能力结构逻辑的思路,符合编辑出版学的学科逻辑,但因为编辑出版内容几乎涉及所有人类文明成果,课程开发的难度很大。笔者建议,除了加强通识教育课程的深度和广度之外,应当以内容编辑学课程为纵线,以不同载体出版实务课程为横线,建构编辑出版学专业课程体系。这样,编辑学和出版学课程就可以通过内容创意与载体平台开发、经营管理和营销传播创意的交汇,实现编辑出版本科教育在出版创意教育与技术和经营管理上的统一。
3.通过培养学生终身学习能力来表达编辑出版人才职业发展逻辑
统一认识,破解难题,是编辑出版学专业课程体系建设不可回避的问题。关于编辑出版人才的职业发展逻辑,业界认为应当是“专业毕业生——学科专业编辑—复合型出版人才”,而学界认为是“编辑出版专业学生——普通编辑——复合型出版人才”。④人才供需双方在编辑出版人才职业发展逻辑认识上的巨大差距,严重影响着出版产业和编辑出版学专业的发展。
现代社会是高度专业化的社会,出版业界对编辑出版人才学科专业知识和能力的要求无可厚非,编辑加工专业稿件、策划专业性较强的出版项目,没有一定的专业知识是绝对不行的。毕业生缺乏学科专业知识背景,是高校编辑出版学专业的短板。但是,编辑出版本身就是一个专业,业界认为具备了一定学科专业的毕业生在工作中通过师徒传承,掌握了编辑出版工作流程就能成为合格的专业编辑,进而成长为复合型编辑出版人才也有失偏颇。特别是将编辑出版专业教育纳入职业培训范畴的做法,已经难以适应全媒体出版时代对编辑出版人才的要求。既然可以在工作中学习编辑出版知识,掌握编辑出版技能,为什么不能在具体编辑出版工作过程中学习学科专业知识,成长为复合型编辑出版人才呢?因此,通过培养学生终身学习能力的编辑出版人才职业发展逻辑,是统一业界和学界在编辑出版人才成长逻辑上分歧的最好办法。
根据这一思路,编辑出版专业课程建设,一方面要不断加强出版创意教学,进一步充实内容编辑学课程,强化专业特性,另一方面应当拓展一般人文社科类普通高校通识教育课程的知识领域,尤其要注意社会科学、自然科学、工程技术科学的一般原理、学科研究方法的内容,努力通过通识教育课程和专业基础课程打通学科壁垒,优化知识结构,为学生适应编辑出版工作和终身学习打下坚实的基础。
注释:
但不同企业有不同的经营逻辑,并且经营逻辑的不同,决定着企业从顶层治理,到战略,到组织体制,再到管理机制与队伍建设等各类管理活动的差异性。
所以,也有人将企业的经营逻辑,上升为企业生存之道来解读。在我们关于“事业、组织与人”的企业理论中,经营逻辑与使命宣言是“事业理论”的两大核心内涵。
抛开互联网型企业不说,传统企业的经营逻辑,通常意义上只有彼此难以兼容并蓄的两个类型:一是客户需求导向型;二是技术立企模式。至于当下尘嚣泛起的互联网企业的经营逻辑,无非是在此基础上的某个变种。
两种截然不同的经营逻辑
1.客户需求驱动的资源整合
直面客户需求的企业家,其经营逻辑往往源自两个基点,一是确定性的客户关系,譬如说就现实条件而言,只服务于某一类大客户,或某一群目标客户,那么围绕这个客户的一切相关需求,只要组织有能力去做,去满足的,都想尽办法使之成为企业的价值基点,即所谓的范围经济学。
二是从本源性的企业能力来说,至少在主观意义上,这一类企业都较为自信、认可且推崇资源整合。有的企业家,可能天生就是资源整合的高手,自然愿意将这种天赋发挥到极致;有的老板则客观上也无他长,为求生存和发展,只有基于客户关系,发展出尽可能强的资源整合能力。
客户需求导向型企业的经营逻辑,概言之,就是但凡客户需要,什么都可以整合;整合能力越强,越能从既定客户那里收获价值。
在此之下,存在两个层次的经营着力点:第一,不断深化既有的客户关系,挖掘和延伸资源整合的价值;第二,不断提升资源整合能力,既能在老客户那里获得新的价值,也为拓展新的客户提供能力支撑。
2.技术立企型
技术立企型的企业不那么关注客户关系,甚至在战略层面上并不聚焦到现实的客户需求上;在内生能力方面,这类企业对资源整合也不那么看重,甚至打心眼里有一些不认同。
取而代之的是技术立企型企业关注的两个独特的经营基点,第一,时间上更具长远意义,空间上更具普适价值的市场需求。这种需求,在当下可能还不是社会组织或个人自觉的认知,而只是时不时感受到的痛点。
也有的企业家,愿意这么去理解这种需求:“它是人类生产、生活或社会治理中重大或至少不能忽视的挑战”。这种挑战,基于当前可用的资源、技术及人类智慧,很难在根本上予以克服,至多能“减轻一下痛苦,延缓一些痛感”而已。
譬如人们长久以来希望能够一夜之间从北京赶到深圳,或似鸟一般翱翔天际。在现代交通工具诞生之前,与其说此类普遍人欲是市场需求,倒不如说它们不过是人类的理想或幻想。但无论如何,技术立企型的企业确实是将实现某一种人类理想或幻想当作自己经营的目的。
技术立企型企业的第二个经营基点,往往是自身拥有且高度自信的某种专业技术能力。爱迪生如果不是爱钻研的电气科学家,盖茨如果不是痴迷于计算机技术,就不可能创造出通用电气和微软这样的企业来。
在这两个经营基点之上,技术立企型企业的经营逻辑,就是誓愿发挥自己的专业技术能力,去成就人类的某种理想,有一点普罗米修斯盗天火的英雄主义色彩。毕竟,这不是延续性创新,也不是集成式创新,而是原创型、颠覆式创新。
其价值创造是循着“理论研究――关键技术突破――产品研发――实验(不断扩大的)――试范应用――市场推广与营销――销售与服务”的串行路径循序铺开的,必须要忍受长时间的商业寂寞,经历漫长的从不确定性逐步抬升为确定性而又充满挫败曲折的心理煎熬才行。
技术立企型企业经营逻辑首先关注技术与知识积累,要练就能揽瓷器活的金刚钻!因此聚焦于研发是它经营逻辑中第一顺位的东西。在“金刚钻”逐步成形的基础上和过程中,企业才会加大对商业化运营的关注。
对很多技术立企型企业来说,很多技术研发出来后并不一定能马上实现市场价值,但是不代表他们就不会去做。当越来越多的技术储备起来了,产品线自然而然就越来越丰富。
就像华为,厚积薄发了许多年,做智能化的移动信息终端就成为必然的事情,现在居然牛到可以向苹果收专利费,跟三星打知识产权官司。
经营逻辑分道扬镳的根本
经营逻辑是选择的产物。外部环境对任何企业都一样,然而不同企业为何会选择不同的经营逻辑?驱动因素不在环境,而在于企业。进一步说,在于决定企业方向的企业家,他的能力和精神特质。
企业家不同的能力和精神特质,决定他如何去认知经营的基点。第一,他看到的是现实的客户需求,还是当前根本没有现实需求而只属于为了从根本上解决人类痛点的远大梦想。第二,他经营企业的自信心,是来源于同人打交道,以资源整合为主;还是专注于做事,以研发积累知识和技术能力为主。
1.能力
这里能力特征主要包括由身体素质、家世熏陶、所接受的教育与训练,以及创业前的工作经历,创业过程中因为成功而被正向强化的行为模式等等因素综合起来而造成的模型化的做人做事能力。
龙生九子,各有不同。譬如说,一个人是技术专家出身,那么他选择技术立企方向的可能性大一些;另一个教育与工作背景主要集中在营销与客户服务领域,则面向特定客户需求走资源整合的道路往往成为其优先的选择。
2.企业家精神追求
与企业家精神相比,能力因素在企业经营逻辑选择中的权重更小一些。企业家的精神特质,可能是经营逻辑分道扬镳的核心驱动因素。
企业家精神有共性的因素。不论遵循哪一种经营逻辑,创新精神都是企业家所共有的。但稍加细致分析,不同经营逻辑所蕴含的创新精神特质是有所差别的。
不同的经营逻辑各有短长
1.现金流,有人欢喜有人愁
客户需求驱动的经营逻辑,在创业阶段,往往发育出两种阶段性的核心能力:一是前端的客户关系经营能力,不论是既有客户的深化和维护,还是新客户的拓展,都是企业十分关注的。二是后端的资源整合能力,包括供应商管理、合作伙伴关系建设以及商业模式设计等等。有的企业前端强,有的企业后端棒。两端都不强,就是最早死的那一批。
这两种核心能力,都是直接瞄准客户价值创造的,或者说,价值创造的链条相对比较短,因而与技术立企型企业相比,客户需求驱动的企业更容易获得现金流,甚至能够很快建立起基于短期运营盈余的正循环,因而中基层的士气容易维持在较高的水平。
而技术立企型企业因为价值创造链条比较长,稍有不慎就可能步入创新陷阱,或因长期投入不见成效而造成基层干部与员工的士气低靡,或现金断流而崩盘。这种经营逻辑下,技术立企型的企业家不仅自身要有很强的韧性,更需要面对内外部挑战,发育出一些必要的愿景激励能力,在某些批评家那里,也可能被定性为“忽悠”,以便获得融资以保障现金流和内部士气。
2.有的情商高,有的讲秩序
需求导向型企业的两种核心能力都有一个共同特点,就是人际能力是核心与关键,往往强于与事打交道的能力。所以不论外部运作还是内部管理,这类企业都会表现出很高的灵活性和弹性,发展出高水平的情商文化,但也稍显圆滑世故,重体验而不一定那么强调逻辑。由此,组织管理上,对领导艺术的要求较高,对标准、规范和理性秩序的要求相对较低。
长而久之,在文化上,需求驱动型组织可能会滋生出一些山头文化,有时甚至尾大不掉。这是需求驱动型企业在组织建设上从一开始就必须关注到的风险。
技术立企型组织则正相反,其核心能力是奠基在做事之上的,从老板到员工都聚焦于做事,重理性、讲逻辑,情商则较低。由此在组织上,对标准、规范和秩序的要求较高,而对领导的要求相对较低。
既要坚守理性严谨的做事方式,又要驱动基于信心的员工士气。前者重务实,后者求务虚。这两者之间多少有一些矛盾,创业中的技术立企型企业能不能处理好,将在很大程度上影响其成功的可能性与成长的空间。
3.前端强的也要合理地布局,强的必须完善前端
在社会分工之下,需求驱动型的企业若欲求得持续的生存甚至谋求做大做强,必定要聚焦到某一个或某一类专业领域,逐步发育这个方面的“足够”专业的与事打交道的能力。这其中,有研发、生产、交付和售后维护服务等运营过程。所以,很多遵循客户需求驱动资源整合逻辑的企业,在外表上长得与技术立企型企业并无多大差异。
同样道理,技术立企型组织,基于技术积累和研发成果,必须要不断完善人们可以看得见的那一部分“树”,包括供应链体系,市场营销、推广与产业合作,发展销售渠道与服务网络等等。这个过程中,企业往往从上至下都不太善于授权,需要加大力度学习与各色人等交往的情商型能力,得在实践中变得更加尊重客户、尊重供应商、尊重市场合作伙伴等等。
4.战略:需求驱动型企业持续发展的必由之路
客户需求驱动的企业,在大的市场环境不变的情况下,或许比较容易获得并保有生存的能力,但它的梦魇般的难题是,如何求得更好更持续的活法!
仅靠直接强化“客户关系”和“资源整合”这两个能力显然不那么足够。换句话说,这两个能力已经转变为企业持续生存所必须具备的基础能力,只发挥保健作用;更关键、更核心的能力,一定是某种基于资源整合而能持续创造客户价值的做事能力。我们一般可以把它称为架构能力。
架构,概要地说,又可以分为两种大架构:(1)与直接创造客户价值,满足客户需求相关的是业务架构,也就是基于业务分析和标准化业务功能模块之上的系统设计方法;(2)与社会化整合资源对应的,是基于某种技术路线、技术专业化发展和插入式的技术中间件,构筑技术解决方案的系统设计模式。
企业必须基于过往经营客户、服务客户所获得的知识与经验积累,以及对目标客户及其需求发展趋势的深入理解,沉淀并不断提升业务架构能力,这是需求驱动型企业可持续发展的第一个能力原点;同时,企业必须不断关注相关专业领域内可供整合利用的技术,强化技术应用研究和集成创新,不断积累在经济有效性基础上的,满足客户需求,提升客户体验的技术架构;进而,基于技术架构与业务架构能力,瞄准特定的客户需求,为期定制解决方案,从中收获市场价值。
立足客户关系经营和资源整合能力,围绕技术架构、业务架构以及面向特定需求的解决方案,打造经营的前、中、后台;进而提升研产销过程的一体化衔接与协同水平,确保快速响应需求和经济有效的交付,大体是需求驱动型企业实现可持续发展的必由之路。
缘于面向客户需求快速、经济和有效地整合资源的需要,成功的需求驱动型企业一般很早就学会授权,并基于授权/分权,构建起责权利一体化的价值创造、评价与分配体制和机制。
但现在,在内部价值链上的那些决定公司是否有未来的关键环节(即重要业务与技术架构能力建设及其发挥)上,继续按授权/分权模式来组织,必定不能成功;而必须按相对更加集权的模式,构建起基于专业化分工的一体化协同体制;同时,又要与灵活适应客户需求的前端组织无缝协同、有效衔接,才能解决问题。在组织理论上,企业需要有新的思维、学习新的能力、构建新的文化,设计更加复杂的体制机制,这个挑战是极其巨大的!
5.学会在授权中发挥前端组织的能量
技术立企型企业既有了相对领先的技术优势,又无现金流之虞,则组织便在战略意义上走出了生存危机状态,转而进入追求持续发展的新阶段。
在这个阶段,企业一方面要在技术积累和研发上保持领先地位,造成难以动摇的差异化优势;另一方面,这些技术积累和研发成果能否找到有商业价值的应用方向,形成现实市场,并通过有效的商业模式设计与运作,实现技术优势的商业价值最大化。这是其持续发展的关键命题。
如前所述,在生存问题没得到解决之前,技术立企型企业会在资源配置和运营重心上严重倾斜到技术研发与积累之上,对可以看到的“树”,组织只会从保障现金流的角度予以关注。
但转入追求持续发展阶段后,组织要对资源配置和运营重心做适当的调整。虽然技术研发与积累仍然是优先级第一的工作,但对可以看得到的“树”(比喻技术立企型企业)的投入与运营关注度必须显著抬升。
在有的公司,甚至可能提出“两手抓”的策略,一手抓保持技术领先地位;一手抓技术成果的市场转化。如果不做这样的调整,企业的发展便不能持续。
技术成果的市场价值转化,在组织上必然要求适度的授权和分权模式,否则前端组织很难高效率地灵活响应市场需求。这个时候,具有相当授权的市场经营组织、产品经营组织必须逐步完善起来,并与后端高度一体化运作的技术体系实现有效衔接。
成功的技术立企型组织在此之前一般都是按集权模式组织并运行的,上上下下都很习惯统一部署,各司其职,理性协同的工作方式。突然之间,前端组织转换成授权模式,内部协同立马会面临不适;并且老板自己也可能成为新体制的障碍――不舍得放权,事就干不成;分权过度,反过来又冲击了后端必须要保有的秩序。
那么这里可以介绍一下华为的经验,就是不断强化对前端的授权,按“少将排长”的导向建组织配能力,所谓的“让听的见炮声的人来呼唤并指挥炮火”,要求在“上甘岭上提拔干部”等等,同时保持必要的约束:“呼唤炮火是需要付出代价的”。
按MM&IPD模式来组织产品的市场管理和集成产品开发,基于技术积累,通过产品经营平台不断拓展市场绩效。无论如何,能否学会在看得见的“树”上有效地授权/分权,是技术立企奠定持续发展能力的试金石。
亚分类与企业经营逻辑的嬗变
构建起两大类经营逻辑的理论模型之后,返回到实践中,我们可以看到任何一类经营逻辑内部,又都可以进一步做细分的。
比如说,在需求驱动的经营逻辑里,有的企业会更加专注于客户经营的确定化,由此其整合资源的面会更加广阔,甚至演变为机会主义的生存策略;另一些企业,则可能强化资源整合能力,由此必然聚焦到越来越确定的某个具体专业领域里,成为这个专业领域里的需求响应“专家”;进而,它可以获得更多的客户。
技术立企型经营逻辑基于集成产品和技术演进的分野,也存在类似情况。特别关注技术演进的,会蜕变为某个非常专业的技术厂商,其产品与服务不大可能独立面向终端市场,而是成为众多应用市场中不同集成产品厂商的零部件供应商;特别关注产品创新的,则可能越来越关注缩短与市场和客户需求的距离,逐渐演变成面向某一类市场的集成产品供应商。
就单个企业而言,在其不同的发展阶段,经营逻辑可能会在大类内部适当演化,但除非驱动组织发展的企业家精神发生根本性的变化,否则企业很难直接从需求驱动型演变为技术立企型的经营逻辑,反之亦然。
就专注于单个业务的组织而言,经营逻辑的粗线条变化路径大体就是这样。但我们知道,很多组织并不只做一项业务。从单一业务到多项、多类、多条业务并行发展,从单业务组织转变为集团化经营的复杂业务体系,往往是企业不断生长的必然路径。
知识创新;传统逻辑;知识社会;批判性思维
1.提供创新目标与逻辑依据
知识创新是一个复杂的过程,在人们确定一个新的思想之前,思维经常呈现出杂乱无章的状态,而这种无序的思维状态不可能总是处在这种情况,否则就会陷入无效的思维运动中。到了关键时刻,这种无序的思维就会转化为有序的思维,也就是逻辑思维,这时传统逻辑中的同一律就会显示它的作用。
同一律是传统逻辑三条规律即同一律、矛盾律与排中律的核心。同一律是指:“在同一思维过程中,每一思想的自身都具有同一性。”[1]换句话说人们在一个具体的思维过程中,对于一个问题的思维还没有完全解决时就不能转到其它问题上去,而应自始至终围绕着这个问题进行。根据这一定义,同一律要求人们在同一思维过程中,必须保证思维的确定性即概念、判断、推理、论证必须保持同一,也就是说某一具体问题在没有得出结果之前,不可随意转移,否则,就会犯“偷换概念”、“混淆概念”、“偷换论题”、“转移话题”等错误。在具体的一个思维过程中,如果违反同一律的逻辑要求,所使用的概念、判断等时而是这种含义,时而是另一种含义,思想就会发生混乱;在一个科学理论体系中,如果违反同一律的要求,这一理论体系就会缺乏严密性和科学性。
在思维创新中,同一律表现不仅仅是思维的确定性,而更多的是专注性。对于专注性,我国古代的思想家早有论述。明末清初时期王夫之指出:“无论诗歌与长行文字,俱以意为主,意犹帅也,无帅之兵谓之乌合。”袁枚则更形象地比喻为:“意似主人,辞如奴婢,主弱奴强,呼之不至。”名家之论,把思维的专注性,说得十分精辟。
2.科学理论是通过发现逻辑矛盾建立并发展起来的
何谓逻辑矛盾?“它是指同一个思维过程中,互相否定的思想不能同时是真的。也就是说,在同一思维过程中,即在同一时间,在同一关系下,对于具有矛盾关系和反对关系的判断,不应该承认它们都是真的。”[2]如违反这一要求,就会犯“自相矛盾”的逻辑错误,或者说有了逻辑矛盾。任何一种科学理论如果包含有逻辑矛盾,这一理论就不能成立,或者至少使人怀疑这一理论的可靠性。科学常常就是在发现逻辑矛盾并且逐步解决逻辑矛盾过程中发展的。例如,十七世纪后半叶,牛顿和莱布尼兹刚刚创立微积分时,它的理论基础还是很不完善的。那时,牛顿在一些典型的指导过程中,第一步他要用无穷小量作分母进行除法,第二步他又把无穷小量看作零,以去掉那些包含着它的项而得到所要的公式。但是,推导过程本身却显示无穷小量的概念在逻辑上是自相矛盾的。直到十九世纪上半叶,由于极限论的建立,这个问题才得到解决。这样就消除了“无穷小”这一概念存在的逻辑矛盾,把微积分的推导过程建立在合乎逻辑的基础上,从而促进了微积分这门科学的进一步发展。上例说明它从矛盾切入并解决产生矛盾的疑团,认识便进入了一种新的境界,新的发现也就随之发生。
在现实生活中也有这样的例子:有人在山间里垦荒种粮,播下同一品种的玉米,开始整块地的玉米苗长的很好,但浇了一次水后,玉米苗出现了两种情况,大多数玉米苗长的十分茁壮,局部的玉米苗则枯黄而不断死去。这种矛盾现象引起了农民的注意,他们把死苗的地方盛了一瓶水进行化验,发现水中含有砒霜和硫的成分,含量很高,原来是地下的硫磺矿与砒霜矿溶解后造成的结果。后来他们停止种植而进行开采,并形成了乡里的一项产业,带来了良好的经济效益。
3.传统逻辑对知识的创新提供了有效工具
这些逻辑工具包括:探求因果关系的求同法、求异法、求同求异并用法、剩余法和共变法,以及类比的方法等。其中尤以类比法的方法对创新思维最为重要。类比推理是指,“它根据两个对象在一系列属性上是相同的,而且已知其中的一个对象还具有其他的属性,由此推出另一个对象也具有同样的其他属性的结论。”[3]换句话说,类比方法是一种类似联想或者说饱含着有关联想成分的推理形式。这种推理形式,依据事物间相似或同构性,由对一件事物的感知,而推想到另一事物的感知,类比推理无需中介概念,而是直接在两个或两类事物的相似点上建立推导关系。类比常常孕育联想,触发灵感。灵感的发现,往往出现于一瞬间,但它对于喜欢思考的人来说,往往由于突然的顿悟而形成连锁反应。关键就是把各种事物联系起来思考,从而发现他们之间的内在联系。大量的事实表明,思维创新或科学发现往往都是科学家们关于把各种事物联系起来进行思考的结果。例如,惠更斯提出光的波动说,这是与水波、声波类比而受到的启发。英国医生詹纳发现“种牛痘”可以预防天花,这是受到挤牛奶女工感染了牛痘而不患天花的启发。技术发展史上有许多卓越的创造发明是由类比推理提供线索的。传说我国古代著名的工匠鲁班,有一次上山砍树,手指被野草的嫩叶子划伤,他发现这些叶子的边缘上有许多锋利的小齿,于是就想到在竹片上制作许多相似的小齿,也许能割开树木,经过反复试验和改进,最后他在铁片上制作许多小齿,发明了人们沿用至今的伐木工具――锯。又如,最初产生试制飞机的念头是从风筝得到启发的。在科学发现中由类比联想引起灵感是一种十分普遍的现象。
4.传统逻辑为批判性思维提供理论依据
批判性思维是流行于当今西方社会中的一个重要概念。它是指传统逻辑基础知识在实际思维中的应用,它广泛渗透于演讲辩论、语法修辞、司法诉讼、谬误辨识以及MBA与MPA学考试逻辑命题等具体的业务领域中,为提高人类日常思维或交际水平提供了具体而行之有效的工具。同时,它还是发现社会存在的弊端、决策中的失误、论证中的不足、创新中的困惑的重要思维工具。而在整个批判性思维过程中的最重要的理论基础,就是传统逻辑的基本原理。
批判性思维是知识创新的必备思维方式。传统逻辑的矛盾律和反驳,是批判性思维的重要工具。其中传统逻辑中的反驳,通过对谬误的剖析,它更是进行批判性思维的重要工具。因为只有驳倒某种错误的理论,才会为某种新的理论产生扫除障碍。美国加利福尼亚州的教育部门,在大学要加强批判性思维教育中指出:“设计批判性思维这一教学的目的是获得对语言和逻辑这一关系的判断力,以利于发展学生的分析、批判和提出见解的能力、归纳和演绎推理的能力以及成功的批判性思维教学,应该使学生获得起码的区别事实与判断、信仰与知识的能力,具备进行基本的归纳和演绎的技能,这包括判断语言和思维的正式和非正式的谬误的能力。”[4]也就是说,进行性批判思维,要以掌握应用传统逻辑各种技能为首要前提。因此,掌握并运用传统逻辑,是进行性批判思维的重要手段和不可或缺的工具。
[1][2][3]普通逻辑.上海:上海人民出版社.1982
[4][美]奥斯丁・小费里莱.辩论与论辩.保定:河北大学出版社.1996
关键词:数字电子技术;教学实践;创新思维法
作者简介:李锋(1970-),男,陕西商洛人,江苏科技大学电子信息学院,副教授;晋春(1979-),男,安徽无为人,江苏科技大学电子信息学院,讲师。(江苏 镇江 212003)
基金项目:本文系江苏省高校优势学科建设工程项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)16-0082-02
一、“数字电子技术”与创新思维法
“数字电子技术”是电子信息、电气信息类各专业和部分非电类专业必修的技术基础课。该课程具有较强的理论性和实践性,且随着信息科技的发展而迅速发展。[1]该课程教学效果直接影响这些专业人才培养的质量,因此该课程教学质量受到高度重视,对教学效果也提出了更高的要求,既要求学生掌握本课程扎实的基础理论,又要求学生具有相应的实践能力和创造思维。[2]因此,在本课程教学过程中,深入研究教学内容和教学方法,提高教学效果和教学质量,是当前高校相关专业创新型应用人才培养过程中必须研究的课题。
创新思维是指向理性的认识活动,是一种具有开创意义的思维活动。[3]它最大的特点是对事物认识的相异性、差异性、突出性。在本文的“数字电子技术”教学实践中,采用创新思维法,通过分析器件或电路的逻辑要求,激发学生求知欲和创造欲,活跃学术思想,使得学生在教学过程中有新发现的感觉和自信心。[4]在教学实践及课后训练过程中,启发学生变换思路,进行求异思维和发散思维,引导学生从不同的角度去思考,进行创新性设想;在学习过程中进行合理推测,甚至超常思维,通过启发和自己学习来发现知识、掌握原理,寻找已有知识之间的联系,使学生养成自主探索的习惯和积极学习的态度,培养学生的创新能力。以下为几个采用创新思维法进行“数字电子技术”教学的具体实例。
二、创新思维法应用实例
1.二进制格雷码的性质及其应用
教材中给出了格雷码的来历、优点和用途等。比如格雷码(也被称为二进制循环码)是一种无权码,其特点是任何相邻的两个码字中仅有一位代码不同,其他代码是一样的,格雷码又叫单位距离码,它减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆,是错误最小化代码。格雷码可以用于通信、测量和控制等许多重要的场合,如工业机器人控制、各种自动化设备、国防、航空航天控制等高安全系统之中等。
(1)格雷码的折叠反射特性。为了让学生形象直观地理解和记忆格雷码,课堂上要求学生仔细观察格雷码的折叠反射特性,并按照自己的理解来表述。与一些常规理解不同的是,教师提示学生可考虑按编码的位来观察比较。学生很快发现格雷码具有如下特点:
其最后一位:一个0,两个1,两个0...两个1,一个0,即:0110011...110。
倒数第二位:两个0,四个1,四个0...四个1,两个0,即:0011110000...111100。
如果格雷码有n位,则最高位前半部分为2n-1个0,后半部分2n-1个1。当学生发现格雷码这一特征之后,就可以很容易把格雷码写出来。
(2)二进制格雷码与自然二进制码的互换。课堂上要求学生观察格雷码与自然二进制码的对应关系,学生发现自然二进制码与二进制格雷码的最高位相同,而格雷码次高位等于二进制码的高位、与次高位相异或依次进行,即可给出与二进制码对应的格雷码,比如。如果要将二进制格雷码转换成自然二进制码,则将格雷码的最高位作为自然二进制码的最高位,高位自然二进制码与次高位格雷码相异或得自然二进制码次高位,依次进行,即可给出与二进制码对应的格雷码,比如。通过学生观察讨论和教师总结,结合课后作业练习,大大加深了学生对于格雷码的理解。
可见,变换思路,发散、求异思维可以引导学生从不同的角度去思考,进行创新性设想,可以获得对已有知识更深入的理解。
2.异或、同或逻辑及加法运算
数字电子技术中,异或逻辑在逻辑函数化简、逻辑问题分析、逻辑电路设计中有着广泛而重要的应用,比如全加器,奇校验电路等。但不少教材由于篇幅所限,对异或逻辑的性质和运算特点缺乏必要的系统介绍,若在教学过程中对这一基本逻辑运算缺乏应有的重视,则会使学生在分析和设计逻辑电路时不能主动地运用异或逻辑,甚至一筹莫展。
(1)异或、同或逻辑运算。在本文的创新思维教学过程中,首先让学生观察两变量A和B的异或及其真值表,得出A和B取值相同则F=0,A和B取值相异则F=1。而两变量A和B的同或运算则与此结果相反。在此基础上,让学生列出三变量A、B和C的异或及同或,并比较运算结果。这时,学生发现,而不是相反。
当学生处于认知的矛盾之中时,教师再次鼓励学生讨论更多变量的异或运输,寻找其中的规律。在整个发现过程中,学生通过不同的方法来验证自己的推测和设想,通过教师引导和总结,最后学生发现偶数个变量的异或与同或运算结果相反,奇数个变量的异或与同或运算结果相同,大大提高了学生对异或运算的认识。
(2)异或运算与加法运算。为介绍加法运算电路的构成,让学生首先从异或逻辑关系出发,观察如果用1表示真,0表示假,则异或的运算法则为:0异或0=0,1异或0=1,0异或1=1,1异或1=0(同为0,异为1),这些法则与加法是相同的,只是不带进位,因此异或运算也叫半加运算,即不带进位的二进制加法。在此基础上,如果要考虑进位(即全加)该怎么办?多数学生很快找出了答案。
可见,引导学生在学习过程中进行合理推测,甚至超常思维,可以从已有知识中获得启示和灵感,加速创新进程。
3.卡诺图及其应用
(1)卡诺图的格雷码坐标。在一般的教材中,卡诺图和格雷码是分开介绍的,很少有人关注二者的联系。其实当我们注意格雷码的组码规律时或性质时,可以看到格雷码具有相邻性:前后两组格雷码只有一位不同(相邻性包括首尾相邻),这一性质正好也是卡诺图坐标的要求。在介绍逻辑函数化简时,多次提醒学生,将代码中的“1”与原变量对应,“0”与反变量对应。
在教学过程中,首先根据相邻项的定义,要求学生分别找到两变量、三变量、四变量乃至多变量等最小项的相邻项。学生很快发现两变量最小项对应两个相邻项,三变量最小项对应三个相邻,依次类推。其次根据卡诺图化简的依据(),先把两、三变量全部最小项分别按照相邻项位置相邻的原则排列在一起形成表格,这时学生发现,要满足相邻的规则,只需要让表格中行与行相邻,或列与列相邻就可以满足这一要求,即表格的坐标按格雷码排列。学生受到启发之后,很快自己列出了四变量卡诺图。在此基础上,鼓励学生列出五变量卡诺图,并找出其中某最小项的相邻项。当发现格雷码和卡诺图化简之间的这种规律之后,学生受到很大的启发和鼓励,在课堂和课后开始积极探讨相关内容,教学过程活泼而生动,教学效果显著。
(2)异或逻辑的卡诺图。在利用卡诺图化简过程中,学生往往只关注怎么利用卡诺图化简的规则,对于异或逻辑的最小项在图中出现的位置并不太注意。在前述教学效果基础上,可以看出两变量异或的最小项出现在卡诺图中的副对角位置上,每个最小项包含1个原变量(一个“1”);那么,三变量异或、四变量异或的最小项出现在卡诺图中的什么位置上?有了前面的学习和思考,学生很快发现了其中的规律:多变量异或的最小项具有奇数个原变量(奇数个“1”),在卡诺图中处于副对角及其平行线位置上(如表1和表2)。这时,学生马上联想到利用异或逻辑构成奇校验器,为进一步发现新知识提供了更多的现象空间。
除此之外,无关项在卡诺图化简中的应用,卡诺图与竞争冒险现象的消除,也可以成为学生创新思维和知识发现的契合点,这些内容在后续的组合逻辑电路与时序逻辑电路中都有非常重要的应用。
可见,将不同教学内容进行组合、贯通,引导学生合理推测,进行联想发散思维、求异思维等是教学实践中培养学生创新能力的一种重要方法。在“数字电子技术”教学实践中,这种创新思维和知识发现的激励点不断积累,成为激励学生探索与学习的有利因素,为与本课程及相关的后续课程教学打下良好的基础。
三、结语
总体上,本文“数字电子技术”教学实践中,注重培养学生创新能力和创新精神,在对教学内容充分把握的基础上,结合实际应用,结合学生实际情况,从不同的角度出发,通过各种预设的创新激励知识点对学生学习过程进行引导和激励,运用创新思维的规律去引导学生分析问题和解决问题,去发现新知识及其内在规律。在教学过程中,学生的学习能力和创新精神得到了充分的锻炼和激励,获得了良好的教学效果,为提高相关专业人才培养质量发挥了重要作用。
参考文献:
[1]康华光.电子技术基础(数字部分)[M].第五版.北京:高等教育出版社,2006.
[2]乔建永.构建“创新教学环节”突出创新能力培养[J].中国高等教育,2012,(9):30-32.
[3]李淑文.创新思维方法论[M].北京:中国传媒大学出版社,2006.
关键词 银行网络 虚拟化技术 规划
中图分类号:TP393 文献标识码:A
0引言
网络虚拟化的作用主要是通过逻辑手段整合或共享物理设备、线路资源来提高资源利用率,从而更有效地利用网络资源,实现对资源的快速部署以满足业务的发展需要。网络虚拟化主要包括网络设备的虚拟化和数据路径的虚拟化两方面。
网络设备的虚拟化技术主要有二层的VLAN、三层的VRF和思科Nexus7000交换机的VDC(Virtual Device Context)技术等。VLAN技术可将交换机的接口分成不同的逻辑组,每个逻辑组构成一个二层广播域,一个VLAN内的设备在二层上可以互相通信,而VLAN之间的设备在二层上不能互相访问。VRF技术可在1台设备中设置多个路由表和转发表,各自运行相应的路由协议。
Nexus7000运行NX-OS操作系统,支持设备级虚拟化VDC技术,使用该技术可以将一台Nexus7000交换机在逻辑上模拟成多台虚拟交换机,VDC作为一个单独的逻辑实体在交换机中运行。VDC的特点如下:(1)数据平面隔离:每个物理接口同时只能被分配到一个VDC。(2)控制平面隔离:每个VDC都有自已的二层/三层的协议进程。(3)管理平面隔离:每个VDC可以看成单独的设备,能独立地进行管理。(4)每个VDC是独立的故障隔离域,防止某个虚拟设备VDC上的问题影响运行于同一个物理设备上的其他虚拟设备VDC。(5)每个VDC都有自己的配置文件,能独自进行维护。
数据路径的虚拟化技术实现的是将一条物理链路划分成多条逻辑链路,以达到链路复用和安全隔离的作用。如Vlan trunk技术,Vlan trunk是通过对以太帧插入VLAN标识的方法来确保在网络接口上二层地址空间的隔离,以实现在一条trunk链路上可以传输多个VLAN的数据。
以上几种虚拟化技术是本次数据中心网络结构规划中需要采用的,其中Nexus7000 VDC是新技术,本章重点对VDC的技术实现及在数据中心网络结构中的部署做详细阐述。
1VDC规划和使用原则
数据中心局域网结构是以高可用的交换核心为中心来互联各个功能区域,各功能区域之间进行安全隔离,功能区域内的网络结构采用标准的层次化设计,要求区域网络可灵活扩展,同时降低综合布线等日常变更操作的复杂程度,VDC虚拟化技术可以在一定程度上满足这些需求。VDC的规划原则如下:(1)在功能区域的区域核心交换机上采用VDC技术,交换核心不进行VDC的划分。(2)VDC之间进行一定的安全隔离。(3)VDC进行必要冗余设计并应用相应的高可用策略。
1.1VDC拓扑结构
数据中心标准服务器区、外联区、FOVA区均使用了VDC虚拟化技术。VDC拓扑规划如下:(1)标准服务器区、外联区每台Nexus7010交换机创建2个VDC,其中1个VDC作为区域核心-VDC-2上联4台交换核心Nexus7018,另1个作为区域核心-VDC-3下联接入层交换机Nexus5020,缺省VDC用于网络管理。(2)FOVA区域每台Nexus7010交换机创建3个VDC,包括缺省VDC在内,4个VDC都需要使用。缺省VDC作为区域核心-VDC-1上联四台交换核心Nexus7018,下联其它三个新建VDC,这三个新建VDC分别作为区域核心-VDC-2、区域核心-VDC-3和区域核心-VDC-4分属于三个不同的FOVA区,它们分别下联不同FOVA区域的接入层交换机。(3)各功能区域的不同区域核心-VDC之间采用防火墙技术进行安全隔离。
1.2VDC划分
Nexus7000交换机总是存在一个缺省的VDC,第一次登录到Nexus7000交换机上,首先就进入到缺省的VDC。缺省VDC的作用是创建和删除其它VDC、给其它VDC分配资源、维护系统等,缺省VDC不能被删除。目前NX-OS包括缺省VDC在内最多可以支持4个VDC,即可以手工创建3个VDC。除非特别需要外,缺省VDC只用于管理,不用于实际生产。数据中心局域网结构设计中,VDC的划分如下:(1)FOVA区域每台Nexus7010交换机新建3个VDC,其它区域每台Nexus7010交换机新建2个VDC。(2)除FOVA区域外,其它功能区域的缺省VDC只用于系统管理和对其它VDC的管理。(3)在FOVA区域中,包括缺省VDC在内的所有4个VDC用于实际生产。
1.3VDC资源
Nexus7000上可以对VDC分配的资源有两种:物理资源和逻辑资源,并且要求以network-admin的用户角色和权限来分配资源:
(1)物理资源分配。
Nexus7000上能对VDC分配的物理资源是接口,数据中心网络结构中将使用的接口模块是N7K-M132XP-12(32接口万兆以太接口模块)和N7K-M148GS-11(48接口千兆以太接口模块),两种模块对VDC的接口资源的分配规则如下:
32接口万兆以太网接口模块必须四个接口一组分配到一个VDC。48接口千兆以太网接口模块以一个接口或多个接口为单位进行分配。
(2)逻辑资源分配。
[关键词]EDA技术;数字电子技术;案例
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)11-0167-04
一、引言
“数字电子技术”课程是自动化、电气、电子信息等相关电类专业的核心专业基础课之一,该课程由理论教学和实践教学两部分有机组合。其中实践教学对学生掌握电子技术基础知识,培养学生的实践操作、团队合作精神、分析并解决问题、创新等能力起到关键作用。因此,如何加强数字电子技术实验课程教学,以更好地巩固理论知识并提高实践能力,是理工科大学生培养的重要环节之一。
随着电子技术的快速发展,EDA(Electronic Design Automation电子设计自动化)技术在现代电子设计领域的地位使其成为电子技术课程中必不可少的教学内容。在许多优秀教材中都增加可编程逻辑器件和硬件描述语言等EDA内容。传统的电子技术实验虽然能让学生更好地理解掌握器件性能及具体应用,但受实验箱端口、芯片数量及连线限制,传统实验只能完成验证性实验和较简单的电路设计及实现。引入EDA技术能很好地补充传统实验的不足,同时也为后续的数字系统设计提供很好的基础。因此如何利用EDA技术更好地辅助教学是顺应发展趋势。众多学者给出了许多教改方案,如实验内容与实验体系、实验教学方法、EDA设计仿真技术、项目教学法等,这些教学方案也取得一定的效果。而本文主要是从案例的方面探讨EDA技术在数字电子技术教学中的应用,既有利于学生理解理论知识,又培养学生一定的综合分析能力、开发和创新能力。
知识的膨胀与学时有限的矛盾也是日益突出,因此如何在不额外增加学生学习压力的前提下,尽可能地提高教学有效性也是需要进行探索的方面。
二、总体方案
利用NI的Multisim软件虚拟电子元件和电路辅助理论教学。该软件的可视化仿真实现“软件即元件”、“软件即仪器”,能形象、生动、快速地设计、测试和演示各种数字电路。在掌握数字电路分析和设计的基础上,再结合可编程逻辑器件FPGA开发板推进综合数字系统设计。通过这也是本文主要阐述的内容。
因为教学课时有限,因此可将Multisim仿真和可编程器件的知识通过短视频讲解的方式放在教学群共享里。引导学生利用零碎的时间学习并完成相应的任务,将理论分析设计知识应用到具体的仿真和系统设计中。在课堂教学中挑选几个典型案例进行分析、讲评,以便学生更好地理解合理设计、修改错误、避免同类错误等,最终达到有效教学的目的。
(一)Multisim在教学中的辅助应用
Multisim广泛地用于模拟电路和分析、数字逻辑电路、微控制器、电力电子与系统、学生设计和科研项目中,它已受到国内外教师、科研人员和工程师的广泛认可,称为先进SPICE仿真标准环境。
为了让学生能更好地理解器件功能及电路分析设计的能力,引入Multisim能有效促进学生的知识理解,提高创新思维能力和学习主动性。以常见的中规模器件译码器设计为例。
设计一个交通灯故障检测电路,要求红、黄、绿三个灯有且只有一个灯亮,则正常;无灯亮或有两灯以上亮均为故障,则输出故障信号。要求使用译码器和少量门电路设计。
1.将文字的设计要求转换为数字逻辑表达形式,即逻辑抽象和列真值表,如表1所示。
输入变量:红(R)、黄(Y)、绿(G);亮为1,灭为0。
输出变量:故障信号(Z);故障为1,正常为0。
2.列出符合目标器件的逻辑表达式。
根据真值表写出表达式:Z=R′Y′G′+R′YG+RY′G+RYG′+RYG。由于译码器的输出是m的形式,所以需要转换表达式。转换后的结果为:
Z=Σm(03567)-Σ(m′m′m′m′m′)′。
如果直接按该式则译码器输出端的连线会比较多,因此采用圈0取反的形式则更简洁。
3.画出逻辑电路图,如图1所示。
在许多理论书上,到这一步可能就结束了。学生对器件的认识和逻辑电路应该怎么实现设计要求可能还是觉得比较抽象。而实验操作课的课时又有限,不能每个器件或电路都进行搭建并观察现象。因此利用Mulitisim的可视化功能能有效地提高学习效率。
4.在Multisim中搭建实现电路,并观察分析现象。
利用发光二极管来模拟红、黄、绿三个交通灯,在输出端用发光二极管来指示是否故障。根据逻辑门的技术参数可知:对TTL器件而言高电平时输出电流较小,低电平时输出电流较大;而发光二极管流过电流至少要几个毫安才能发光,因此可以选择在原有逻辑电路图的输出端增加非门。为了满足尽可能少的器件,可将逻辑电路图的与门转换为与非门。具体的仿真电路如图2所示。
图中显示红灯和绿灯都亮时,故障指示灯ALARM亮。通过仿真学生能直观地掌握设计到电路实现的整个流程,而不仅仅停留在设计阶段,同时举一反三地仿真其他电路。对译码器和逻辑门的功能有较深刻的认识,对发光二极管的导通压降和流经的电流值有更确切的理解,并根据发光二极管的电流要求选择合适的限流电阻值。
(二)可编程逻辑器件在综合数字系统中的应用
传统的电子技术实验和Multisim仿真虽在电子电路分析设计中有较大的优势,但对于综合数字系统设计则具有一定的局限性。目前,在综合数字系统设计方面,基于可编程逻辑器件的设计是电子自动化设计的发展趋势,它更注重层次化设计思想。以FPGA为代表的可编程逻辑器件的设计受到学校和企业的普遍重视,掌握FPGA技术也是新技术发展的热点之一。
这里以99s数字秒表设计为例。要求:误差小于0.1s;设置外部操作开关,控制计时器启动计数、暂停/连续计数。
根据设计要求可知,该电路由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路和辅助时序控制电路等五部分组成。具体原理框图如图3所示。秒脉冲发生器由555多谐振荡器或石英晶体通过分频实现;计数器采用加法计数器,能暂停、清零、设置计数范围;数码显示需用到译码驱动,根据所用数码管是共阴型或共阳型来选择相应的译码驱动器。控制电路能实现暂停/启动计数、开关去抖动等功能。这样通过这个小系统的电路设计,将组合逻辑、时序逻辑、脉冲产生等电路知识有机结合起来。具体Multisim仿真如图4所示,图中的脉冲产生采用555多谐振荡器。通过设计、仿真、电路焊接和调试,能很好地掌握MSI逻辑电路的分析设计、元器件参数值的计算和选择、测量调试等。
通过99s数字秒表电路,学生能很好地掌握555、逻辑门、计数器、译码显示器、数码管等器件原理和应用;硬件制作过程也较顺利。但是一旦设计要求提高,电路复杂度也随之增加,再用这种设计方法则存在较大的限制,且硬件制作时出错的概率也会大幅提高。在掌握数字逻辑基础的前提下,利用可编程逻辑器件来提高数字系统设计的能力。
制作数字系统设计相关知识的短视频,并上传到教学群共享;根据数字逻辑课程进度要求学生完成短视频的观看并完成相关的练习。学生通过时间碎片的学习掌握硬件编程语言基本语法,使学生逐步掌握一些基本的组合和时序逻辑电路实现方法。这样就能设计一些简单的逻辑电路和系统,进而过渡到后续的复杂数字系统设计。以前面99s数字秒表为例。
根据图3中99s数字秒表原理框图可知数字秒表需要产生秒脉冲、计数、译码显示等模块。
1.秒脉冲
由于FPGA开发板使用的晶振为50MHz,所以要得到1Hz的信号,需经过50 000 000次分频,通过分频程序即可实现。
2.计数
99进制计数程序如下所示,通过少量的语句就可以实现99进制计数。计数模块使用率高,因此可将计数模值设置为parameter参数值,每次使用只需修改parameter值即可。
always @(posedge clk or negedge rstn)
if(!rstn)
begin rcount_h<=4′d0;rcount_l<=4′d0;end
else if(rcount_h==4′b1001 && rcount_l==4'b1001)
begin rcount_h<=4′d0;rcount_l<=4′d0;end
else if(rcount_l==4′b1001)
begin rcount_h<=rcount_h+1;rcount_l<=4′d0;end
else
rcount_l=rcount_l+1;
assign count_num[7∶4]=rcount_h;
assign count_num[3∶0]=rcount_l;
3.显示译码
由于计数时采用的8421BCD码,因此要将8421BCD计数值译码转换为七段数码管显示所需的段驱动。这里以共阳极数码管为例给出显示译码的部分程序,设置好参数后,只需采用case选择语句就能完成显示译码。相应地,程序编写也能有助于学生理解译码器件的功能表。
parameter_0=8'b1100_0000,_1=8'b1111_1001,_2=8'b1010_0100,_3=8'b1011_0000,
_4=8'b1001_1001,_5=8'b1001_0010,_6=8'b1000_0010,_7=8'b1111_1000,
_8=8'b1000_0000,_9=8'b1001_0000;
4.动态显示和扫描
如果采用静态显示的方式会耗费较多的I / O口,因此通常采用动态显示的方式。通过分频得到1ms的扫描时钟信号。在第一周期将计数值count_num[7∶4]送往第一个数码管并扫描第一个数码管(使能),在第二个周期将计数值count_num[3∶0]送往第二个数码管并扫描第二个数码管(使能)。动态显示和扫描都可以通过简单的case语句来完成,这里就不再列出。
5.顶层原理图
各子模块都分别实现并通过测试后,就可以在顶层组合成主模块进行功能仿真和时序仿真,根据硬件资源分配管脚,最后下载到开发板进行验证。顶层用图形化编辑方式能更加直观地显示各模块的位置及数据流的方向。具体顶层图如图5所示。顶层原理图仿真调试通过后就可以下载到开发板验证。
该设计方法可以快速地扩展为电子时钟的设计、频率计设计等,许多模块的程序可以复用,因此增加的工作量很少。
(三)不同EDA技术在数字电子技术实验应用中的比较
通过前面的具体案例分析可知:Multisim仿真能够很好地辅助教学,促使学生更好地掌握分立元件和中规模器件的功能和具体使用,能直观地观察节点测量值和运行结果。但对于系统的扩展或者较复杂的电路则存在一定的限制。可编程逻辑器件则特别适合于复杂的数字系统开发设计,也顺应电子系统设计的发展趋势。因此在实验中将两者有机结合能更好地提高学习效率并奠定一定的复杂系统设计基础。
三、结论
本文通过案例分析的方式讨论EDA技术在数字电子技术实验中的应用。Multisim提供了强大的学习功能和实验室硬件集成,可帮助学生在整个工程和理论课程中轻松学习电子电路的基本概念和应用知识。FPGA技术更新快,从芯片、软件到各类参考书籍都层出不穷。因此在教学中强调形成电子自动化设计的思路,在教学中要求熟悉FPGA器件的开发环境Quartus软件、硬件编程语言(VHDL或Verilog HDL)基本语法和图形化编辑方式,在FPGA开发板上完成基本运算逻辑、组合逻辑设计、时序逻辑设计和状态机等。所完成的设计内容贴近教学内容且循序渐进,使初学FPGA技术的学生能快速上手,激发学生的学习兴趣并提高科创能力。
强调EDA技术在数字电子技术教学中的应用,希望学生能独立思考,寻找最适合自己学习、实践的方式方法。在后续学习中能结合传感器等相关课程完成相应的课程设计、科创项目、电子竞赛、毕业设计等,尽可能地达到有效教学的目的。教学经验结果表明,大多数同学能更好地掌握知识点并较快速地将EDA技术用于电子竞赛和大学生创新项目中。
[ 参 考 文 献 ]
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