研究假设和设计

研究假设和设计（精选6篇）

研究假设和设计 第1篇

对于“经济人”和“经济人假设”的涵义, 中外经济学文献并没有给出权威和标准的解释, 也没有被普遍接受和广泛应用。目前, 大多数经济学者所说的“经济人假设”, 大致包含四个要点:经济人概念来源于斯密;经济人是对经济生活中一般人的抽象;经济人的本性是利己的;经济人在经济活动中的行为都是理性的。但是, 只要我们考察一下斯密的《国富论》就会发现, 上述要点并没有完整地准确地反映斯密的思想。

第一, “经济人”概念并非出自斯密的著作, 斯密的思想也并非是“经济人”的惟一思想来源。如果力图从斯密的思想中概括出“经济人”, 那么, 与此有关的思想主要是两点:第一点, 人们是从自己的需要和利益出发参与社会分工和商品生产的;第二点, 在价值规律这“一只看不见的手”的指导下, 在追求自己利益的同时, 并非出于本意地促进了社会的公共利益。在这个意义上, 可以认为斯密是“经济人”思想来源的代表者。至于当前人们所说的“经济人假设”, 已经或多或少离开了斯密的思想, 我们不应当把任意演绎的思想强加给斯密。

第二, 按照斯密的思想, “经济人”完全是同商品生产相联系的, 所适用的范围, 只是处于社会分工体系中从事商品生产和商品交换的人, 而不是“经济生活中所有的人”。这种意义的“经济人”对于自给自足的生产者, 对于共同体的内部关系, 是不适用的。如果把“经济人”应用到其他人非商品生产者, 已经离开商品生产和商品交换的人, 产品不表现为商品的经济时代的人, 是不符合斯密的思想的。

第三, 按照斯密的思想, “追求自己的利益”和“利己心”的涵义是参与社会分工和以商品形式满足他人需要, 不是出于利他的动机, 不是一种恩惠, 而是为了实现自己的利益和满足自己的需要。这里所体现的是斯密所谓“互通有无, 物物交换, 互相交易, 相互帮忙”的关系, 也可以说是间接的“人人为我, 我为人人”的关系。因此, 把斯密所说的“利己心”归结为“自私自利”, 显然是不恰当的。在这里, 斯密并没有把简单商品生产和资本主义商品生产区别开来, 而实际上, 资本家的“利己心”和小商品生产者的“利己心”是有质的区别的。因此, 把一般人的利己心和资本家的利己心混为一谈, 同样是不恰当的。另外, 斯密并没有将这种利己心看作是人的“自然本性”, 而是看作以社会分工为基础的商品交换关系的必然反映。而且他认为, 人具有双重人格追求个人利益和崇尚道德情操。如果把不同时代、不同生产方式中的人, 统统看作具有同样利己本性的自然人, 显然不符合斯密的思想。

总之, 按照斯密的思想, “经济人”无非是从自身利益和需要出发, 参与社会分工和商品生产的人;而目前流行的所谓“经济人假设”, 并没有确切地反映斯密的有关经济思想, 也不能作为分析经济问题的基本出发点。

任何科学都是建立在一定的假设基础之上的, 经济学也不例外。经济学中最基本的假设就是“经济人”假设。其实这就是在问经济学家这样一个问题:什么是人?不同职业、不同地位、不同民族、不同时代、不同信仰的人对这个问题的回答一般来说也是不一样的。不过, 对于经济学家来说, 到目前为止, 还没有出现对他们一般所认可的“经济人”这一回答更有挑战的的答案。简而言之, 在经济学家的心目中, 人就是“经济人”。这既是经济学研究的一重要前提假设, 个人以为, 它也应该是经济学人所恪守的信念。

那么什么是经济人呢?一般来说, 经济学家都回避对经济人的直接定义。当然, 这并不说, 这个问题不重要, 而是经济人这一说法尚存在着争议之处。同时还有一个原因, 如一位哲人所说, 大致意思是, 下定义就像建围墙, 是用它把已经盖好的建筑物给围起来, 而不是用它来容纳日后可能要修建的建筑物。一般认为, 亚当斯密在《国富论》中首次完整地表露出了经济人的思想, 约翰穆勒则是依据亚当斯密对经济人的描述和西尼尔提出的个人经济利益最大化公理, 明确地提炼出了经济人假设。亚当斯密那里有一种描述性的说明, 这就是人们所熟知的《国富论》中的一段名言:“我们每天所需的食料和饮料, 不是出自屠户、酿酒师和烙面师的恩惠, 而是出自他们自利的打算。”斯密还认为, 人本身有一种“改良自身状况的愿望”, “这种愿望, 虽然是冷静的、沉着的, 但是我们从胎里出来一直到死, 从没有一刻放弃过这种愿望。我们一生到死, 对于自身地位几乎没有一个人会有一刻觉得完全满意, 不求进步, 不想改良。怎样改良呢?一般人都觉得, 增加财产是必要的手段。”据此, 人们往往把斯密视为“经济人”假设的倡导者。但是, 正如马克布劳格在《经济学方法论》一书中所指出的, 真正作出“经济人”假设并加以严格界定的却是约翰穆勒。

2 “经济人假设”的局限性

有效的假设, 是科学研究的前提。西方经济学中有一个“经济人假设”, 其核心内容是, 经济学所研究的人都是“自利的理性人”。科学认识论表明, 关于人的任何假设都是有局限的, 除非你不做假设, 因为人是最复杂的。正因为如此, 二百多年来, “经济人假设”是否合理有效的讨论一直存在。问题的焦点在于, 对于经济学而言, 我们是否需要一个完整的对人的假设, 如果需要, 到底哪一种假设是最合理的?或者进一步说, 这种从西方经济学中引进的“经济人假设”对于中国经济学研究的适应性到底有多大?局限性有多大?

2.1 任何关于人的假设都有局限

“经济人假设”的实质就是对“人”进行抽象, 是指为了经济学分析、解释、推导的需要, 对微观的人的特点进行抽象, 并根据这种抽象分析其决策和行为。通过抽象可以避免陷入对“人性”本身无边无际的争论, 以更有效地讨论相关的经济学主题。

问题在于, 这种抽象实际上就是将人不当成“人”, 而是当成一个纯粹的“经济动物”, 显然, 这种“动物”本身并不存在。所以局限难以避免。

首先, 由于经济学研究角度、研究需要的不同, 对于人的抽象也各不相同。“一千个人眼里有一千个哈姆雷特”, 经济学家对人性不同的看法也影响了其对人的假设。例如, 著名的“社会人”模式就是另一种应用于经济学中的假设。它由旧制度主义经济学家提出, 想以之来取代“经济人”模式。它的基本内容是:作为一种社会存在, 除了物质经济利益之外, 人还追求安全、自尊、情感、社会地位等等的需要;人所做出的选择, 必须建立在他个人的社会经验、不断的学习过程以及构成其日常生活组成部分的个人之间相互作用的基础之上, 因此, 人的行为是直接依赖于他生活在其中的社会文化环境的, 所以要从每个人的现实存在和他与环境的关系上去理解人, 去解释人的经济行为。

其次, “经济人假设”在假定人是“自利的理性人”的同时, 还存在一系列相关假设, 包括资源供给不受限制、市场信息对称、人的知识水平足够、市场机制充分有效等, 但实际上这样的条件本身在现实中不存在。即使是追求“利益最大化”的“经济人”, 他们一旦遇到物质利益与精神利益的双重选择时, 其利益判断也会出现巨大的差异, 其权衡标准也会背离这种“假设”。最后, 即使人是“自利的理性人”, 但由于每个人的“自利”程度和“理性”程度的差异, 也可能出现不同等级和程度的“经济人”, 从而使这种假设变得多样化和复杂化起来。尤其是“自利”的标准差异会使人的选择出现巨大不同, 如对吸毒、赌博等的消费行为的选择。

2.2 “经济人假设”适用的时限有限

在经济发展初期, 尤其是市场化和工业化水平较低的情况下, 在市场严重供不应求和收入水平较低的情况下, 市场主体受价格约束较大, 生产者和消费者的选择有限, 这种条件下, “经济人假设”是有较为广泛的适用性的。但是, 随着经济发展阶段的变化, 人们的知识水平的提高、个性化需求和情感需求的扩大, 人们的经济行为越来越脱离“经济人假设”的条件。尤其是“绿色经济”等运动的兴起, 更使人们关注个人、社会、经济与环境的协调, 从而使“经济人假设”适用的范围更趋狭窄。

摘要：主要从经济学的角度来解释什么是人, 或者说什么是经济学家心目中的人。在此基础上, 辨析了经济人和经济人假设的局限性。

关键词：经济人,理性经济学,经济人假设

参考文献

[1]赵璐, 侯建明.从亚当.斯密到马克思——经济学中的“人性假设”[J].当代经济 (下半月) , 2006, (08) .

[2]周小亮.古典政治经济学中的制度分析与完善社会主义市场经济体制的七点思考[J].当代经济研究, 2003, (11) .

[3]吕孟仁.对《道德情操论》和《国富论》关系的理解[J].长春大学学报, 2001, (05) .

[4]陈其人.论“经济人”和利己与利他——兼论“斯密难题”的产生原因[J].当代经济研究, 2003, (01) .

研究假设和设计 第2篇

电网发生故障或非正常运行时，调度中心能量管理系统(Energy Management System,EMS)会在很短的时间内连续接收到大量报警信息，包括电压越限、潮流越限、继电保护装置动作、开关跳闸、重合闸、通信错误等各种警报。与此同时，随着电力系统的发展，各种新型智能电力设备相继投入使用，EMS接收到的警报呈现越来越多的趋势，另一方面，电网属于超级复杂动力系统，任何结构、设备的少许变动都会影响报警数量和时序，这些都给调度员分析警报、判断故障极大地增加了难度。如何高速、有效地处理海量报警信息，为调度运行人员提供科学合理的辅助决策，是电力领域研究的重点问题之一。

目前国内外研究比较成熟的智能报警方法包括专家系统、人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)、基于模糊概率推理、基于Petri网等[1,2,3,4,5,6,7,8]，这些可以统一归类为基于规则类的方法，这种方法的缺点是完备性较差，无法应对电网的各种复杂情况，建立规则的源数据通常也很难获取。瑞士的Larsson博士在解决这一问题时，提出应用多级流模型(MFM)方法[9,10,11]，并在2008年与瑞士电力公司合作，在实际电网中实现了它的部分应用，取得了一定的成果，但同时也存在较多的问题，如灵活性不高、无法进行高效信息融合等。

本文认为，设备故障是引起电网扰动或故障的根本原因，设备在运行过程中会因为各种原因，如历史故障、超负荷、自然灾害、人为误操作等，积累起较高的运行风险。当风险超过阈值时，设备随时都可能停运，继而引起一连串的电网报警。因此，准确判断设备的状态，有效地利用设备的风险信息，会大大提高电网报警和故障诊断的效率。

在大量阅读文献和参考前人积累的基础上，本文提出了一种新的智能报警方法，首先，通过对电网设备进行状态评估，按照运行风险大小排序，建立假设故障设备集合，其次，应用电网MFM模型，对假设故障集合分别进行验证，判断出源警报和故障源;最后，本文通过一个简单算例进行仿真，验证了该方法的优越性。

1 设备状态评估

电网设备的运行状态决定了其是否可以持续正常运行，因此，设备状态评估是设备故障假设的基础，目前已经广泛开展了发电机组、变压器、继电保护装置等设备的状态评估研究。电网实际运行经验表明，历史故障次数越多、当前设备健康状态越差的设备发生故障的可能性越大，因此，本文主要从历史运行风险和健康状态评价两个方面来进行设备的状态评估，这是一种相对简易的评估方法，主要是为了在保证准确率的同时兼顾时效性，以更快的速度为智能报警处理提供源数据。

1.1 历史运行风险

设备的历史运行风险是由设备的故障历史记录得到的，最终结果以分数表示，主要用以下几个指标来描述：

总故障次数Nall，指设备投入运行以来发生故障情况的总次数。

近周故障次数Nw，指到当前为止一周内设备发生故障的次数。

近月故障次数Nm，指到当前为止一个月内设备发生故障的次数。

近半年故障次数Nhy，指到当前为止半年内设备发生故障的次数。

故障严重度S，指每次设备故障对电网运行造成的危害程度，分为重大、严重、有害、普通四个等级，相应的扣分值分别为4、3、2、1。

设备历史风险计算方法为

其中，当Risk结果相同时，取Nm值较大的设备Risk为高;当Risk、Nm结果均相同时，取Nhy值较大的设备Risk为高;当Risk、Nm、Nhy结果均相同时，取Nall值较大的设备Risk为高。

1.2 设备健康状态评价

设备健康状态评价主要是通过电力系统在线监测实现的，通过采集全面的特征量数据，结合离线预防性试验的数据结果，对设备的健康状态进行在线评价。

具体评价方法是：整体评价结果由各组成部件分别评价的结果综合而得，分为I正常、II注意、III异常、IV严重四个标准。当所有部件评价均为正常状态时，设备整体评价为正常状态，当任一部件评价为非正常状态时，设备整体评价为最严重状态。

设备健康状态的最终评价结果是以分数来表示的，首先根据各部件的状态评价结果进行扣分，然后根据各部件的权重，通过加权的方式计算设备整体的扣分，从而确定设备状态所处的等级。

设备健康状态评价标准示例如表1所示。

设备健康状态评价扣分计算方法为

1.3 故障假设

电力系统在运行中会随着各种复杂情况改变运行方式，不同运行方式会对设备造成不同程度的影响，从而对设备的运行状况产生直接影响，改变了设备的假设故障概率，因此，在计算中应综合考虑运行方式的影响。

本文假设故障区域内所有设备都存在故障可能性，因此，对所有设备进行状态评估，分别计算其历史运行风险值和设备健康状态值，并按照数值大小进行排序，得出设备的相应序列号Ni(risk)和Nj(health)，然后通过加权获得最终结果为

电网实际运行经验表明，健康状态差的设备比历史运行风险高的设备更容易发生故障，综合考虑运行方式的影响，本文取α、β分别为0.75、0.25。计算出各设备的Nkfh后，按照数值大小排序，组成假设故障集合。

设备状态评估是在线实时进行的，各设备的Risk和Health值都在实时更新变化，又因故障区域不同、故障假设集不同，Ni(risk)和Nj(health)也都随故障情况而定，因此，各种故障下的假设故障集合是在动态变化的。

2 MFM方法

2.1 基本概念

多级流模型(Multilevel Flow Models,MFM)是一种从系统层面出发的层次化建模方法，它通过使用一套特定的图形符号来描述系统过程的目标、功能和设备单元，将真实的复杂工业系统抽象为物质流(mass flow)、能量流(energy flow)、信息流(information flow)三种流结构，从而建立起系统的生产过程模型[12,13,14,15]。其基本概念如下：

(1)目标(goal)：描述系统或子系统的用途，可以是生产目标、安全目标、经济目标或者环保目标等。目标之间有优先级的差异时，可以用子目标来表示相应的层次关系。

(2)功能(function)：以物质流、能量流、信息流的形式描述系统的性能，根据完成目标方式可分为源头(source)、传递(transport)、存储(storage)、平衡(balance)、栅栏(barrier)、吸收(sink)等，信息流还包括观测者、决策者、执行者等功能。功能相互连接后组成网络(network)，网络通过特定关系跟目标关联。

(3)物理元件(physical component)：组成系统的实体要素，用来实现各种功能。

MFM的目标、功能、物理单元通过严格的逻辑关系联系在一起，既能描述目标与实现目标的功能之间的关系，又能描述功能与为完成功能提供条件的子目标之间的关系，三者之间是多对多的映射关系，如图2所示。

MFM方法通过目标与功能的描述使诊断任务规划和知识表示的结合更加紧密，高级别的抽象化会使知识获取、知识工程化和知识库验证支持更加简单，同时图形化表示更方便知识库的概览和相容，拥有更好的实时属性，如最恶劣状况计时、低内存要求和高效率等，因此，相比其他方法具有较大的优势。

2.2 电网MFM建模

电网是由发电设备、输电设备、用电设备等基本单元组成的，根据MFM的基本概念，将电网抽象成一个大系统，则其目标可以概括为

G1：产生电能;

G2：汇合、分配电能;

G3：传输电能;

G4：消耗电能。

相应地，系统的功能包括

F1：发电;

F2：分汇电能;

F3：输电;

F4：用电。

实现系统功能的物理元件有：C1：发电机，C2：母线，C3：输变电线路及设备，C4：负荷。

根据电网一次系统、二次系统的不同特点，本文提出采用能量流对一次设备进行建模，采用信息流对二次设备进行建模，两者共同组成电网的MFM模型。具体的建模过程分为三个阶段：首先，将电网各设备一一映射为MFM模型的基本对象;其次，根据电网拓扑结构，将各设备之间的连接关系在MFM模型中表示出来;第三，当电网拓扑结构发生变化时，同步地更新相应的MFM模型。

在电网的MFM模型中，报警处理过程即是先将报警设备与相应的物理元件一一映射，然后通过逻辑判断对其相应的功能(function)进行赋值，最后通过假设验证得到准确结果。

2.3 判断逻辑

本文采用判断逻辑来表示相互连接的功能(function)之间的因果关系，该判别方法适用于各类工业系统报警分析、故障诊断，其中主要的判断原则包括：

判据1 If source=low,then transport(相连)=low

判据2 If transport=low,then storage(其输入端)=high;storage(输出端)=low;通过balance相连的同向transport=low

判据3 If transport=high,then source=low或sink=low;storage(输入端)=low;storage(输出端)=high;通过balance相连的同向transport=high;通过balance相连的反向transport=low

判据4 If storage=low,transport(输出端)=low

判据5 If storage=high,transport(输入端)=low,transport(输出端)=high

判据6 If sink=low,then transport=low

3 方法流程

该方法的具体流程如图3。

1)建立电网的MFM模型;

2)实时接收电网警报，以继电保护装置及其相应的断路器同步动作为触发条件，启动智能报警主程序，依次将各警报对应的function赋值;

3)根据设置的筛选条件，将报警区域内的设备按照Nkfh的大小，倒序存入假设故障集合;

4)将假设故障集合中的元素分别代入MFM模型中，将其对应的function进行赋值，并将其作为根节点，按照MFM树形结构对所有路径进行搜索;

5)分别获取各种假设报警结果集与实际报警结果集的相似度;

6)取相似度最高的元素为判断结果，即报警源头;

7)通过对比假设报警结果集与实际报警结果集，判断遗失警报、错误警报等。

4 算例验证

本文以IEEE 9节点标准系统为例，对该方法进行了较为简要的验证。

该系统包括发电机、母线、输电线及负荷等对象，按照第2节介绍方法建立起它的MFM模型，如图5所示。

以一个简单故障为例，假设0 s时母线7发生临时性三相接地短路，0.09 s保护动作，母线7的断路器动作断开，1.2 s重合闸成功，在上述4 s中产生的报警事件见表2。

故障发生后，该系统MFM模型中Bus7的功能发生变化，transport从high变为low,storage从high变为low，根据文中2.3章节的逻辑判断原则进行推理，可以判断出故障为母线7发生三相接地短路，相应的根源报警事件为母线7电压越下限，所花费时间为0.03 s。

按照同样的方法，针对IEEE 9节点系统，分别模拟单相接地、相间短路、输电线断裂等多种类型的故障，对产生的报警事件进行处理，300次故障情况下，成功判别出根源报警297次。

通过算例仿真可以看出，本文提出的方法推理时间短，判断结果准确率高，同时兼备了时效性和准确性，能够很好地满足在线应用的要求。

5 结论

研究假设和设计 第3篇

许多经济学提出并论证其经济理论及其经济政策的目的, 是探索经济运行达到均衡或最优的途径。但是, 某些理论由于研究方法的不完善, 或是因为历史的局限性, 使得在研究方法上的缺失引致其研究目的出现偏离, 即构成某一经济理论基础的假设条件与现实严重脱节, 而学术界或实践过程对这种在虚拟假设前提下推导出来的理论的实证检验往往滞后, 不能在当期得到检证并对其误差及时予以纠正, 在某一特定理论主导经济学派和经济决策的情况下, 可能导致经济活动出现跨期非均衡效应。

本文主要对古典经济理论和赫克歇尔俄林比较优势理论静态研究方法的某些不足及其影响进行分析。

二、古典经济理论和赫克歇尔俄林比较优势理论的重要假设

以斯密, 李嘉图, 赫克歇尔俄林为代表的古典经济理论和比较优势理论, 对经济学理论作出了重大贡献, 但是其研究方法的不尽完善, 也对经济活动产生了深远的负面影响。具体反映在上述理论的两大重要假设及其推论。

假设及推论1:市场完全竞争, 价格充分反映供给与需求状况, 通过市场这只“看不见的手”, 能支配商品生产和交换的全过程, 和实现经济人的利益最大化, 国家的过多干预不必要。

假设及推论2:只有两个国家, 两种生产要素, 完全专业化的生产两种产品, 两国物质条件与需求相同, 一国 (如A国) 拥有丰富和价格便宜的劳动力, 适宜生产和出口劳动密集型产品;另一国 (如B国) 拥有丰富的价格便宜的资本, 适合生产和出口资本密集型产品。A国和B国各自专门生产和出口有比较优势的产品, 便都能从中受益获利。

三、对古典经济理论和比较优势理论假设条件的历史验证与实证分析

1. 古典经济学家对市场结构, 市场机制的假设与现实 (包括古典经济学家所处现实) 不符。

首先, 由于存在垄断竞争, 寡头竞争和垄断, 市场结构通常处于不完全竞争状态, 价格也随之被扭曲。其次, 价格扭曲及其信息的不对称, 使长期和稳定的供需平衡难以仅仅依靠市场机制的自发调节达到。再次, 既然市场不能总是出清, 国家适度的干预作为一种次优调节手段是必要的。最后, 依靠市场只能实现一部分人的利益最大化, 而非所有市场经济参与者都能实现其利益的最大满足。

然而, 古典经济学家对市场调节机制理想化假设及其推论, 主导了西方经济学界和政府决策一百多年, 使国家对经济的必要调节弱化和滞后, 直到凯恩斯主义出现, 才对古典学派的某些不足进行了纠正或补充, 但这是通过1929年世界性经济危机这一严重的经济失衡作为强制性的校正因素来实现的。

2. 李嘉图, 赫克歇尔, 俄林对比较优势的假设及其推论,

仅仅指出不同国家按比较优势进行专业化分工生产, 和相互通过国际贸易能够获利, 但是没有涉及对国际相对价格的确定及其贸易利益的分配均衡问题。按比较优势理论的假设和推导:资本丰裕的国家应该专门生产和出口资本密集型产品, 劳动力丰裕的国家应该进行专业化生产并出口劳动密集型产品, 似乎就能使具有丰裕资本的发达国家, 和拥有丰裕劳动力资源的发展中国家相互之间的经济均衡发展。但是实际上, 比较优势理论曾经已导致一些发展中国家陷入“比较优势陷阱”, 使生产和出口初级产品的发展中国家, 在20世纪80年代以前国际市场初级产品价格持续走低的情况下日益恶化, 与生产和出口资本密集型产品的发达国家的差距不断扩大。南北国家经济失衡的调整和差距的缩小, 很大程度上是后来依赖于发展中国家在20世纪70年代争取建立国际经济新次序, 80年代转变经济增长方式, 促进产业结构升级, 提升出口产品结构, 融入经济区域化和全球化过程来逐步达到。

另外, 里昂剔夫 (1956) 用定量方法对赫克歇尔俄林的比较优势理论进行实证分析的结果发现, 美国这一资本最丰裕的国家大宗出口劳动密集型产品, 进口资本密集型产品, 美国出口商品比其进口替代品的劳动密集程度高出6%[4]。这也进一步证实了世界各国基本上都从事相对专业化生产, 而非绝对专业化生产。

四、小结

与现实不符的理论假设及推导一旦主导经济理论和经济政策, 其正确性在实践和理论验证滞后情况下, 会导致经济运行跨期失衡, 背离经济研究的目的使经济运行达到均衡。经济理论仅仅采用简单抽象法, 静态研究法等排除一些重要现实因素以达到模型最优是不够的, 尤其是重要经济理论的假设, 需要具有科学性、现实性、前瞻性, 以便减少由于纠正理论误差的时间滞后而产生的跨期经济非均衡效应, 降低经济运行成本。

摘要：经济学研究方法的不完善将导致对研究目的的偏离。当居于主导地位的经济理论假设虚拟, 而对其实证和修正滞后时, 会使经济运行出现跨期非均衡效应。经济理论假设的科学性, 现实性和前瞻性, 能减少和缩短由于纠正理论误差时间滞后而产生的经济失衡。

关键词：假设,实证,非均衡效应

参考文献

[1]李天德主编:国际经济学.四川大学出版社, 2002, 第26页

[2]李天德主编:国际经济学.四川大学出版社, 2002, 第44, 55页

[3]Gerber, James. International Economics. (Massachusetts:Addison-Wesley) , 1999, p. 162

研究假设和设计 第4篇

20世纪70年代末, 美国著名的语言学家克拉申提出第二语言监控模式。此模式建立在输入假设、习得与学习假设、监控假设、自然顺序假设及情感过滤假设之上。输入假设是克拉申语言习得理论的核心部分, 是指可理解性语言输入。根据这个假设, 输入的语言既不能太难, 也不能太简单, 学习者只要获得可理解性语言输入, 只要能够听懂对方的话语, 语言即可习得。克拉申把学习者现有的第二语言水平定为“i”, 把学习者将要达到的更高一级的语言水平称为“i+1”, “i”和“i+1”之间的差距是学习者学习的动力所在。语言输入材料的难度要稍高于学习者现有的水平“i”, 学习者为了听懂新输入的语言材料, 会求助于以前的知识经验或利用语境、上下文等进行判断。通过努力, 学习者理解了语言输入中“难以理解的成分”, 从而使语言习得取得进步。克拉申的输入假设重视学习者理解输入材料时所获得的较高一级的语言形式在头脑中留下的印象。这种印象的有无和深浅与学习者的情感密切相关, 决定着语言习得是否成功。由此克拉申提出了“情感过滤”假设。

克拉申指出, “对输入语言的理解是语言习得的必要条件, 但是这还远远不够”, 学习者必须吸收输入语言中可理解的语言成分, 习得才会产生。他认为学习者心理上会产生一种语言吸收障碍, 阻碍学习者把可理解的语言成分全部运用在语言交际中, 他把这种障碍叫作“情感过滤”。“情感过滤”是“无意识的, 由于缺乏自信心或焦虑而造成的”, 即缺乏自信或焦虑阻碍了学习者形成对语言形式的深刻印象, 以至于学习者在交际中不能自如地对语言形式进行排列组合。焦虑感较强者, 情感屏障高, 获得输入少;反之, 则得到更多的输入。

二、输入假设和情感过滤假设在教学中的运用

克拉申的“输入假设”和“情感过滤假设”是在第二语言习得理论的基础上提出的, 对我国的英语听力教学也有一定的指导意义: (1) 学习者必须获得难易程度适中的语言输入; (2) 学习者必须理解语言输入材料中的新语言形式; (3) 学习者必须具有自信心而且在轻松有趣的环境中学习, 以消除焦虑情感; (4) 新语言形式必须给学习者留下深刻印象; (5) 学习者要经常运用语言进行交际活动。

在教学中我们教师首先要解决语言输入问题, 即选择合适的听力材料。根据克拉申的可理解输入假设, 听力材料应该难易适中。第一, 听力材料中出现的语法和单词大部分应该是学生已经学习过的。第二, 语速不能太快, 也不能太慢。学生在听音时, 教师的原则是要让大部分学生能基本听懂所用的听音材料。只有这样, 学生才能获得必要的语言输入。倘若学生不能听懂, 何以习得语言?第三, 教师要了解学生的听力水平。班里集体听的语言材料要适合大部分学生, 并且应该前后连贯。其余听力材料就不能全班统一, 每个学生要根据自己的水平选择听力材料, 教师在这方面应该给学生提供帮助。每个学生都应有一套连贯的、从易到难的适合自己的听力材料。目前, 有些学校为学生准备的听力材料不是太易, 就是太难, 而且前后听的语言材料缺乏连贯性, 教师不了解学生能够听懂哪些内容、哪些内容必须师生共同努力才能听懂、应该何时调整听力材料的语速等。要解决这些问题, 教师应对所教班级听力教学所使用的教材进行规划, 根据学生的听力水平和听力材料的难易程度, 有目的、有计划、有步骤地选择和使用教材。

我国的许多中学生, 在通过听来学习英语时, 焦虑是他们的最大障碍。由于受到听力考试的压力, 教师经常指导学生在有限的时间内在多项选择中选出正确答案。在这样的情况下, 学生不可能以轻松愉快的心情去听。他们的心情一直处于一种非常紧张的状态之中, 唯恐听不懂、做不对, 影响考试成绩。学生的这种紧张焦虑情绪阻碍了他们听力水平的提高。因此, 在听力课上教师要尽量营造一种轻松愉快的教学气氛, 改变那种“听录音—答题—核对答案”的教学模式, 努力降低学生的焦虑程度。教师在选择听力材料时, 除了要考虑难易适度、语速适中外, 还应考虑材料的趣味性以及它们是否符合学生的年龄特点。这些都或多或少地影响学生的情感, 进而影响学生的听力学习。

学校应该建立一个听力材料库, 听力材料按级别分类。每一级别的听力材料应形式多样、内容丰富, 除有听力磁带外, 还应有光盘、录像带等等。学生们除了听以外, 还可以看。有趣、形式多样的听力材料能使学生的心情放松, 消除他们的焦虑情感, 激发他们听英语的兴趣, 使他们在理解语言材料的同时, 形成对语言形式的印象与记忆, 激发英语学习的兴趣。

有效实验 从“猜想和假设”开始 第5篇

关键词：小学科学,探究性学习,能力培养,猜想和假设

一、“猜想和假设”在探究性学习中的作用

从探究活动的一般过程中不难看出, 做出猜想与假设是一个承上启下的环节。在《科学课程标准》中有这样一段描述:能运用已有的知识作出自己对问题的假想答案;能根据假想答案, 制定简单的科学探究活动计划。学生对问题进行猜想和假设, 有了猜想和假设才能够制定探究计划。可见能否制定一个科学的探究计划完全依赖于我们所做的猜想和假设。猜想和假设为学生开展有效探究活动确定了方向和方法。我们对任何问题的认识不可能是面面俱到的, 所以我们只能借助猜想和假设进行研究, 只有当假设得到很多次的验证后才能成为科学知识, 连接这两者之间的纽带就是“猜想和假设”。猜想和假设一般是学生进行了观察之后提出的, 学生提出自己的猜想和假设也能够体现出他们的思维过程。当学生为自己提出的假设阐述理由的时候, 他们就会联系生活经验来猜想, 这就是一个展示学生思维过程的方式。小学生对事物的认知水平比较低, 所以在联系自己的经验进行猜想有时候往往是幼稚的、片面的或者是错误的。当学生每次提出假设的时候, 我们不急着对假设的情况进行探究, 我们应该鼓励学生对自己提出的假设大胆地质疑, 或许这个假设从另一个角度去看就是一个错误的假设, 如此, 就没必要对这个假设再进行验证。这样做也有利于培养学生质疑的能力。例如, “昼夜交替和什么有关?”学生的思维活跃, 一口气可以说上五六条来。那是不是这些假设都有探究的意义呢?有学生提出:可能与太阳自转有关。让学生从一个角度来看, 太阳是个球体, 它发出的光是四面八方的, 它自转与不自转一样不影响太阳光的照射方向。当学生认识到这个问题的时候, 就主动地放弃了这条假设。这样让学生再提出的假设将更符合科学, 符合生活。

二、“猜想和假设”在探究性学习中的实施

1.丰富经验, 积累知识。猜想不是臆想, 猜想是一个思维的过程, 猜想是一个合情推理的过程, 是用已知来推测未知的过程。猜想和假设是建立在一定的已有认识的基础上的。所以, 在平常的学习和生活中, 引导学生认真观察生活中的现象, 积累好已学到的科学知识, 才能够在以后的探究性学习中提出合理的猜想, 作出科学的假设。相反, 如果没有足够的生活经验或者相关知识作为基础, 那么这样只能是“空想”, 这样的假设就没有合理性和科学性而言。科学学习并不是追求如何将已有的科学规律简单地传授给学生, 而是要让学生在已有的相关知识的基础上激发出新的知识点, 建构一个完整的知识网络。猜想和假设的过程就是在已有经验或认知的基础上, 对新问题进行深入的加工。丰富的生活经验和雄厚的理论知识是做好猜想和假设的第一步。在“怎样得到更多的光和热”一课上, 老师提出问题:告诉学生, 太阳是地球最大的光源和热源, 但是人类只利用了太阳能量的很少的一部分, 大部分的光和热没有充分利用。我们怎样才能获得更多的光和热呢?以下是学生联系生活经验的猜测:用黑色的材料, 原因是夏天室外上体育课时头顶比较热;用放大镜, 我用放大镜来引燃火柴;还要考虑下角度吧, 我家的太阳能热水器是倾斜摆放的……学生的这些猜想都能够从生活实际出发, 都有一些合理的生活经验来佐证。学生如果没有在夏天上室外体育课的经验, 没玩过用放大镜引燃火柴, 没留意过太阳能热水器的摆放, 等等也就不能做出这些合理的猜想, 没了猜想哪来的探究?

2.掌握方法, 灵活运用。进行猜想和假设也是一种学习的能力, 这种能力需要在平时的学习和生活中进行加以保护和培养。进行猜想和假设能力培养也有一定的方法, 我们常用的方法有:归纳法、类比法、观察分析法。归纳就是学生对一些经验和事实进行归纳、总结, 得出物理现象和过程的结论的可能从而提出猜想。例如, 太阳光穿过树林射下来是笔直的, 从门缝射进来的太阳光是笔直的, 夜晚城市的探照灯发出的光是笔直的, 夜晚汽车大灯边上看到的光是笔直的……学生通过大量实例归纳提出:光是沿着直线传播的。类比是根据两个或两类对象在某些属性上的相同或相似, 推断出它们在其他属性上也相同或相似的结论的推理形式。如学习电磁铁时, 通过对磁铁和电磁铁的类比, 猜想出电磁铁可能也有的性质:有南北两极且同极相斥、异极相吸。观察分析法, 是对研究的物体进行观察, 分析其组成、结构、特性, 以此为根据进行猜测。如《电磁铁的磁力》一课上, 学生通过观察电磁铁的构造和磁产生的条件, 提出电磁铁的磁力大小可能与电池的数量, 线圈的圈数, 铁芯的粗细、长短等有关。猜想的方法还有很多, 但是这些方法不仅需要老师在日常教学中对学生进行指导, 更需要学生能够根据知识和经验灵活地运用。

3.引导猜想, 合理评价。在日常科学教学中, 教师要有意识的培养学生猜想与假设能力, 让学生逐步变被动为主动学习, 能有自己的想法, 会做出自己的猜想和假设。在猜想与假设能力发展的初始阶段, 生动活泼的教学情境也能够引发学生的想象力, 激发其猜想和假设的意识。

薄层单元基本假设和简化探讨 第6篇

1 薄层单元的基本原理

8结点六面体薄层单元及局部坐标系(要求z'轴垂直于单元中面)见图1(a).薄层单元厚度e较单元的其它两个方向的特征尺寸小得多,在图1(a)所示局部坐标系x'y'z'下,可认为

由于薄层单元厚度e很小,取

式中,Δu',Δv',Δw'为单元上下面上任一点在局部坐标系下的相对位移差.

8结点六面体薄层单元的中面为一个平面,其坐标由式(3)计算

式中,,Ni(ξ,η)(i=1,2,3,4)为平面4结点等参元形函数.

局部坐标系下应力与相对位移差之间的关系式为

式中,σ'0=[τx'z'0τy'z'0σz'0]T为初应力;D'由下式给出

其中,Gs,En为薄层单元在切线方向的剪切模量和法向方向的弹性常数.λs,λn为结构面切向和法向刚度系数.当结构面受压时,λn取一极大值;当结构面受拉时,则令λn为一很小值[4].

由整体坐标系下的单元结点位移经坐标变换得到局部坐标系下的单元结点位移为

其中，

式中,元素Rx'x表示整体坐标系x轴与局部坐标系x'轴夹角的余弦值,其余元素含义类同.

利用平面4结点等参元插值公式有

式中,δe=[u1 v1 w1u8 v8 w8]T为单元结点位移列阵;N=[-N1I-N2I-N3I-N4I N1I N2I N3I N4I];I为33单位矩阵;Ni(ξ,η)含义同前.

此时由式(4)得到在局部坐标系下任一点的应力为

利用虚功原理可得

式中,Re为单元结点荷载,为单元初应力等效结点荷载.单元劲度矩阵为

该单元劲度矩阵为2424的矩阵,其属于整体坐标系统,可以方便的与常规等参六面体8结点单元劲度矩阵组装到一起.

2 薄层单元基本假设和简化探讨

如图1(a),设薄层单元的尺寸为长宽厚,记为abe.以下对不同尺寸的薄层单元的形函数对局部坐标偏导数在高斯点的值进行分析比较,见表1.

由表中数据可见,随着薄层在z'方向尺寸(厚度e)较x'和y'方向的尺寸(长度a和宽度b)不断减小,越来越大于例如,当当 a/e=50 时,所以当薄层单元z'方向尺寸远比x'和y'方向的尺寸为小时,可以认为,这样由单元应变与单元结点位移之间的关系,容易知道 εx'=εy'=γx'y'≈0.此时高斯点上的应变分量只有3个不为零,应变分量简化为ε'=[γx'z' γy'z' ξz']T.

文献[1]采用各向同性的假设对岩基夹层单元的简化进行了研究,这与实际略有差异.将地基内存在的各种形式的断层和软弱夹层看成横观各向同性体材料比较符合实际情况.假设薄层单元为横观各向同性体材料,平行单元中面的方向为它的横向, 垂直于中面的方向是它的纵向.横观各向同性体的物理方程为[3]

式中

含有5个独立的弹性常数,即E1,E2,μ1,μ2和G2.其中,.

由前面的分析可知,当单元的厚度远较其它两个方向的特征尺寸小的多时,有εx'=εy'=γx'y'≈0.由式(10)可得

此时,高斯点独立的应力分量只有3个,为σ'=[σz'τy'z'τz'x']T.

式(10)可简化为

将式(12a)改写为常见的形式为

式中,E2和G2为相互独立的弹性参数,其对应于式(5a)中的En和Gs.

假设薄层单元为各向同性体时,当单元的厚度远小于单元长度和宽度时,通过简化可以得到

式中,λ和G为拉密常数.此时,薄层单元的法向弹性模量和切向剪切模量不是两个独立的参数.其中,

比较式(11),(12)和式(13)可知,前者是后者的一般情况.

由于薄层单元厚度很小,如果单元内的应力和应变沿单元厚度变化很小时,由数值积分计算可知,薄层单元的分析可进一步简化:即由空间8节点等参单元的两层积分点(42=8个高斯点),近似到中面上的一层积分点(4个高斯点)进行计算.这与式(7)中形函数为平面(即薄层单元中面)4节点等参单元形函数是对应的.

综上可见,可以由横观各向同性体的本构方程通过合理简化得到薄层单元的本构方程.

由于结构面常采用莫尔-库仑屈服准则

式中,τx',τy'分别为与结构面平行x',y'轴方向的剪应力;σz'为与结构面垂直z'轴方向的正应力;c为凝聚力;φ为内摩擦角.

由式(14)可见,该屈服准则与σx'和σy'无关,此时σx'和σy'是否为零,对计算结果影响很小.当结构面采用的屈服准则与σx'和σy'有关时,可采用式(11)来计算这两个正应力分量.

计算经验表明,当等参单元的尺寸差异较大时(例如,薄层单元的长边一般为短边的10倍以上),且单元的顶角一般不在90°附近,对计算精度有较大影响[2,3].此时,对薄层单元采用式(1)的假设能一定程度上保证计算精度及简化计算.

由式(5)和式(12)可见,薄层单元的切线方向的剪切模量和法向方向的弹性常数是两个相互独立的参数,可比较合理的反映结构面的受力变形特性.

薄层单元受拉开裂的本构关系可通过横观各向同性材料采用分布裂缝模型(或称弥散型裂缝)[1,2]模拟开裂简化得到.

3 结论

本文根据结构面的受力变形特性,采用薄层单元模拟结构面,通过分析得到如下结论:

(1)研究了薄层单元的基本假设和简化,认为可通过横观各向同性体本构方程采用合理简化得到薄层单元的本构方程;薄层单元受拉开裂的本构关系可通过横观各向同性材料采用分布裂缝模型(或称弥散型裂缝)模拟开裂简化得到;薄层单元采用的基本假设能一定程度上保证计算精度及简化计算.上述薄层单元本构关系的简化与引入应变状态和应力分布的假设,将弹性力学的空间问题简化得到[8]弹性薄板弯曲问题的原理类似.

(2)由于实际工程问题的复杂性,将结构面作为横观各向同性体材料,有时仍与实际不符合,且结构面参数很难合理确定,即理论上的严谨并不代表工程实践的合理有效.但一般而言,理论分析可以指导工程实践,而工程实践又反过来促进理论分析的进一步完善.显然,对薄层单元的基本假设和简化的探讨,这对从理论上深入认识薄层单元有一定的价值.

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