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從專業設置和課程銜接來看,經濟學、數學和統計學是計量經濟學的基礎和先導課程。目前,統計學的數學基礎主要包括線性代數、概率論和高等數學等內容,統計學中的很多理論和知識點都是通過數學演繹推理而來的,而且統計學課程對于其他課程來說是一門重要的方法性和工具性極強的課程。這些數學基礎是統計學課程形成的基礎,也是學生掌握統計學理論和方法的前提條件。更為重要的是,計量經濟學中有很多是涉及和使用統計學中的理論和方法。因此,數學是統計學的基礎,統計學又是計量經濟學的先導課程,這兩門課程共同成為計量經濟學的基礎課程。簡單地說,如果學生沒有數學和統計學基礎,學好計量經濟學是相當困難的。
二、學生數學和統計學基礎差異下新疆高校經管類專業計量經濟學教學存在的問題
從新疆高校特別是綜合性高校的教學實踐看,經管類專業對學生的數學基礎課程(主要指高等數學、線性代數和概率論與數理統計)的教學要求、教學內容和難度因專業不同而不同,更多表現在經濟學專業和管理類專業的側重點不同,經濟類專業的要求高于管理類專業。同時,受教學設施、師資隊伍等因素影響,新疆部分高校的計量經濟學課程較多采用合班授課形式。再者,教材甄選與學生專業要求有一定差距,這就導致學生數學基礎存在差異,致使學生的統計學基礎存在嚴重的分化現象,這種情形在新疆高校的民漢合班教學中更為明顯。這些都給計量經濟學課程的教學增加了難度。
(一)合班教學內容不當
受教學設施、師資隊伍等因素影響,新疆部分高校的計量經濟學課程較多采用合班授課形式。由于民族和漢族學生的邏輯思維能力差異顯著,這就使合班教學中的學生出現了較為嚴重的數學和統計學基礎分化現象。最重要的問題是,合班教學時需要兼顧教學內容設計和編排、課時數量和學生實際情況等因素,這勢必增加教學內容設計的難度。一是民漢合班導致設計教學內容存在一定難度。與新疆高校各專業中的民考漢學生相比,漢族學生的數學和統計學功底和理解能力要明顯好于民族學生,這就使民漢合班的學生出現數學和統計學基礎功底兩極分化的現象,這種合班授課形式導致教師出現教學內容偏多或偏少、難度偏深或偏淺的問題。這就需要對計量經濟學教學內容進行重新調整。二是教學過程中偏重于計量軟件實踐操作的講解,忽視了計量經濟學基礎理論的教學內容。在這種驗證式的教學過程中,側重于要求學生掌握軟件的用法,但是從理論層面上看,學生并不理解案例操作背后的原理,從理論上不能闡述操作步驟中暗含的相關計量經濟學原理,更有甚者根本不會結合實證結果對所研究的問題給予專業的解釋。三是教學內容不能反映新疆經濟社會發展的實際情況。由于目前的計量經濟學教材選用國內權威教材,教學案例大多是摘錄國內經濟發展的數據,缺少反映新疆經濟社會發展的數據,無法讓學生了解新疆經濟發展的基本情況。
(二)教材及軟件甄選的科學性和實踐性不協調
目前,在新疆高校的此類課程教學中普遍存在教材及軟件甄選的科學性和實踐性之間的不協調性問題,主要表現如下:一是受師資力量的影響,同一高校的計量經濟學教材由于教師所教授計量軟件的類別不同,再加上教材的多樣化,一般很難統一成一種教材。二是對于新疆高校學生來說,根據主編的學術聲望和出版社級別所甄選的教材有的內容過多且難度較大,增加了授課難度,降低了學生的自我效能感。三是在新疆高校經管類專業中,有的學院以計量經濟學理論為教材甄選的主要依據,有的高校則注重某種計量軟件操作的實踐指導性為教材甄選原則。
(三)數學和統計學基礎相對薄弱的學生自我效能感較低
新疆高校特別是經管類專業的學生中有相當一部分生源是民考漢的少數民族學生,與漢族學生相比,其本身語言理解能力相對較差,而且他們本身對數學和需要數學基礎的統計學課程缺乏興趣,學習的自我效能感非常低。這與計量經濟學的連貫性要求有差距,因為學習計量經濟學必須有良好的數學和統計學基礎,而且其教學內容具有一定的連貫性。主要表現在:有些學生在一些前期內容上“卡殼”后,如得不到及時解決,會明顯影響后續章節內容的學習;有的學生聽不懂的內容累積到一定程度,往往會產生放棄本課程學習的念頭;有的學生特別是少數民族學生,對數學、統計學和計量經濟學這樣的課程自我效能感特別低,有的學生從開始就徹底放棄了學習此類課程。所以,在民漢學生合班的計量經濟學授課過程中,民族學生自我效能感較低,學習狀態和掌握程度呈現兩級分化的狀態。
(四)新疆高校計量經濟學課程的師資力量薄弱
教授經管類專業計量經濟學課程的教師應該有深厚的數學背景、經濟學和統計學基礎,還要具備計量經濟學軟件操作的應用能力。目前,新疆高校從事計量經濟學課程教學的教師具備這樣要求的明顯偏少。這就導致新疆高校計量經濟學教學過程中存在理論教學與經濟模型脫離、與實際案例脫節、與相關計量軟件分離的問題。具體表現在:第一,有的高校講授計量經濟學的教師是非經管類專業的學科背景,教師的專業水平和知識結構雖然能夠講授計量經濟學,但由于學科功底不夠深厚,使其在教學過程中引導學生利用計量軟件分析經濟現象數量關系的能力較弱。第二,有的高校理論教學與軟件教學完全由兩個學院的教師承擔,理論教學由經濟類專業的學院負責,而計量軟件由數學或計算機學院的教師負責。從學科融合角度看,導致計量經濟學中的經濟模型與實際操作之間的講授產生脫節,影響教學效果。第三,有的高校僅注重某種軟件的操作應用能力,學生根本不了解經濟計量學的基本理論,使學生缺少理論指導實踐的能力,導致學生學完該門課程后,不能結合實際情況運用所學到的知識。
(五)驗證式實驗教學方法忽視了學生獨立思考能力的培養
目前,新疆高校的計量經濟學實驗教學模式主要是以講授、驗證式實驗教學模式為主,通常采用先講授后實驗與邊講授邊實驗兩種教學方法,但在教學實踐中,該方法仍存在一些問題:第一,“填鴨式”地向學生展示軟件操作、驗證書本內容,使學生被動地接受相應內容,亦步亦趨地模仿教師所展示的內容。第二,此種教學方法和手段很少考慮學生統計思維和解釋數據能力及其運用計量模型解釋經濟社會現象的統計素養的培養。
三、學生數學和統計學基礎差異下新疆高校經管類專業計量經濟學教學的改進
(一)根據學生差異調整教學內容
1.加強統計學內容與計量經濟學內容的銜接。統計學原有基本內容應該保留,保持知識結構的完整性,同時也要注重概率論與數量統計、統計學和計量經濟學內容的銜接。
2.針對民漢合班教學形式,建立概率論與數量統計、統計學和計量經濟學課程授課教師之間教學溝通機制。注意三門課程教學的前后順序,避免內容重復講授,而且授課教師應根據學生基礎,對于涉及的數學基礎與概率論及數量統計部分,如有必要可適當多分配一些課時。對一些重要但難度較大或因課時受限的內容,應予以簡單介紹,以滿足“吃不飽”的學生,同時要注意提高自我效能感較低的少數民族學生的學習興趣。
3.教學內容設計中應多引用有關新疆經濟發展的案例,這樣既可以了解新疆經濟發展的現實情況,也可調動學生的學習興趣。在實踐教學中,教師可以組織學生一起編制《計量經濟學案例庫和習題庫》,使教學內容與實踐相結合。其中,案例庫由教師負責編制,習題庫由優秀學生的實踐調查報告和國內最新習題組成。
(二)教材和軟件甄選應體現科學性和實踐性的統一
1.在計量經濟學教材管理方面,學校應建立教材質量及其使用價值的評價機制。教材應樹立知識與能力并重的理念,不僅要注重理論和統計方法,注重數學推導,同時還要增加計量經濟學軟件的教學課時數。
2.教材甄選應突出“理論+實際案例+軟件”的特色。同時,根據長期的實踐積累,整合本校計量經濟學師資隊伍,發揮教師的優勢和特長,綜合各類軟件優勢,編寫實驗教學手冊,提綱挈領地向學生介紹各類軟件,給出相應的參考資料和網站,提升學生的實踐能力和動手能力,彌補教學軟件單一的弊端。
(三)調動自我效能感較低學生的學習積極性
1.針對不同的學生群體采用不同的教學方法。計量經濟學章節體系內容一般是按照“概念———前提假定———理論推導———統計檢驗推導———案例”的順序安排的。針對基礎較差且理解能力較低的學生,教師設計教學環節可以從實際例題出發,調整該順序,即采取“案例———統計檢驗推導及驗證———理論推導———再舉例———前提假定———概念”的方式展開,結合案例來講解相應的理論推導及概念內涵,然后再通過舉例進行鞏固,最后使學生系統掌握章節的核心內容。
2.針對民漢學生基礎差異分化的實際情況,加之計量經濟學是一門方法性較強的課程,可設計PBL型的案例題,將學生置身于實際問題情境中,通過“講解+提問”相結合的方式引導學生掌握理論知識、軟件操作和實證分析能力。同時,在教學中應減少對概念、理論推導等內容論證的時間,側重對計量分析方法的應用步驟和背后暗含的理論講授,使學生掌握針對不同計量分析數據進行相應處理的方法及實證結果與案例分析相結合的能力。
3.教師應與學生多溝通,掌握學生基本情況,將學生分成小組開展學習活動。根據授課內容教師可安排專題性講座,及時消除學生畏難情緒,激發其學習的積極性。通過設計案例習題,由學帶領組內學生收集數據、處理數據和計量分析,同時組織小組對實證分析結果進行討論,并由組內選派一名學生講解案例分析過程及相應的結論。
(四)提升計量經濟學課程師資的專業能力
1.注意各學科教師之間的銜接。師資隊伍中應包括概率論和數理統計專業的教師、統計學教師和計量經濟學教師,并加強彼此間的溝通,以保證在教學實踐中,各專業教師根據教學對象的專業性及學生特點及時調整教學內容,設計符合相關專業的教學大綱,提高教師的教學能力。
2.提高計量經濟學專業教師的經濟理論水平。教師只有較深的理論功底,才能帶領學生借助經濟理論對所研究的經濟現象和問題進行經濟模型的構建,運用經濟理論知識處理數據和模型檢驗,結合實證分析結果和經濟理論解釋經濟現象。這是計量經濟學教學的靈魂所在。
3.加強教師專業培訓。整合本校計量經濟學師資隊伍,根據本校經管類專業特點,選派教師參加主要計量經濟學軟件與專業培訓提高教師實際操作能力和專業水平。
(五)革新教學方法
1.在實踐教學中,教師可通過“結對子組建實驗小組”、“好幫差”等形式,引入PBL教學方法,培養學生解決實際問題的能力。同時,開展基于問題情境的教學,為學生設計基于現實經濟世界的真實問題,鼓勵學生運用所學的經濟學知識,通過分工協作、分析討論并最終解決問題的方式,逐漸培養其發現問題、分析問題、解決問題的能力。
2.基于學生數學和統計學基礎差異的情形,計量經濟學應采取板書和多媒體相結合,且以板書為主、多媒體為輔的教學方式,充分利用兩種教學手段的優點,彌補其不足,從而提高教學效果,實現教學目的。
計量在生產、管理和其他管理活動中占有重要的地位,好的或壞的企業工作進行的計量產品質量有重大影響。對企業生產而言,生產最終產品的質量需要高度的保證計量的工作,從產品的篩選階段到投料階段,通過計量需要做。計量是現代企業生產和管理活動不可或缺的基礎和管理技術。沒有準確的計量,沒有可靠的數據,這不能正確控制過程,生產高質量的產品是不可能的。可以看出,計量水平在某種程度上反映了一個企業產品質量、工作質量,反映了一個企業管理水平的高低。當前形勢下的中國產品質量和企業管理滑坡不滿意,應該說和計量工作的軟弱和業務有很大的關系。
2油氣井測試計量技術在油氣井系統的作用
(1)油氣井測試計量技術是油田企業生產的技術保障。油田生產過程中,包括勘探,鉆井,測井,開發,存儲和其他專業技術,無論是獨立的,有合作的良好關系,計量關系的大小的專業人員之間的協作是這個環節之一,體現了幅度的計量設備是各種類型的計量儀器,計量儀器,是在石油生產的“眼睛”,準確的或不直接相關的石油生產過程的產量和質量的安全和油田產品的價值的過程。工作油田內部計量技術部門通過多種計量油田生產過程進行檢測或校準來保證規模的準確和一致的計量和溯源到國家基準,是石油生產過程計量提供資金監管的基礎手段。
(2)油氣井測試計量技術是油田安全生產的必然要求。計量工作的質量直接決定安全,比方說壓力表,抗拉強度計量計量工具表等的可靠性一旦計量儀發生故障時,顯示數據是不準確的,閥失靈,有可能導致壓力罐的分解,從而導致在意外傷亡;同樣的工作生產,壓差表是不準確的,井上工作拉力表是不準確的,它可能是一個很大的繩拉力過大,導致大繩斷裂,吊鉤和其他垃圾了受傷電梯施工人員,嚴重的甚至會造成其他嚴重事故崩塌井架;當井場計量距離計量不準確,導致井架不足以夾持力桿錨,可能會導致施工過程中歪斜井架倒塌下來,造成工程事故,所有這些方面來證明良好的計量工作是需要的油田安全管理系統。
(3)油氣井測試計量技術是油田質量管理更全面的必然要求。計量工作是提高單位的經濟效益的重要手段。中石油公司視為改善經營管理,提高產品質量,促進任務的基礎上,技術進步的計量工作。完善的計量檢測手段,加強計量管理,合理有效地分配資源,避免資源浪費,降低原材料和能源消耗,提高企業的經濟效益和計量工作,是提高產品質量的保證,產品質量企業生存和發展的關鍵,并且計量是至關重要的,以保證產品在生產過程中的質量,從檢測和原材料分析進廠,并監控在每個步驟的生產過程的質量控制直到成品,半成品檢驗,都存在著計量工作,因此,加強全面質量管理機構的計量,保證了計量儀器的校準精度,有著至關重要的作用。
(4)油氣井測試計量技術是石油企業節約能源的保障。獲得更便宜的產品降低消耗是一個根本的因素。成本管理的主要目的是通過計劃,控制,核算和分析成本,以最少的投入發揮最大的作用,以獲得更多的利潤。因此,主要任務是降低成本管理的消耗。節約能源,降低消耗,通過兩種方式:第一,加強企業管理,消費評估,合理搭配;第二,依靠科技進步,采用先進技術,進行技術改造。但不管數據通過該計量結果的一種方法,應提供作為基礎。石油企業可以使用計量儀器來探索最佳控制點,每一個生產過程,存在一個最優控制點,掌握了生產的最佳控制點,可以做能源,原材料消耗最少,最高速率的合格產品,最好的控制點使用的精確計量和測試設備來檢測重復的,然后從大量的試驗得到的數據;石油企業也可以使用計量儀器,以指導對能源供應的最大數量合理使用能量平衡,能量生產和使用中,企業還可以采用先進的自動計量和檢測設備,以提高產品質量,降低消耗,采用在生產過程中先進的計量和檢測手段和完善的自動,快速,持續的水平計量,甚至到了自動控制和調節,將能夠嚴格按照工藝參數進行生產,既保證了產品的質量,降低廢次品,而且還顯著降低消耗。
結語
基神經于網絡判別指標過濾方法的兩級識別策略,具有物理意義清晰,定量、定性的特點。應用于結構的損傷診斷,可以有效解決結構不適定性、非線性帶來的評估誤差及精度問題。
1.1自適應神經網絡(Auto2associateNeuralNetwork)
自適應神經網絡方法基于無損傷結構在正常服役條件下的實測響應數據(某個動力特性參數、或多個動力特性參數)作為訓練對象(人工神經網絡的輸入和輸出數據X、Y),依次構造一個自相關的神經網絡Net=T(XY)。訓練完成后,循環迭代輸入數據X進入已訓練的神經網絡Net,獲得輸出數據Yn。通過選取合適的殘差判斷函數,通過對比數據Y和網絡輸出數據Yn的差值向量,采用某種距離測度函數加以測量形成健康結構的判別指標Vi。當結構發生損傷,實測響應數據Xd被作為輸入數據通過已經訓練的神經網絡Net,由輸入數據Xd和輸出數據Yd可以計算得到的新的判別指標Vd,并與Vi相比較計算差值構建損傷指標Di來判定損傷。當Di大于既定殘差函數時,即判定結構已經發生損傷。
1.2概率神經網絡(ProbabilisticNeuralNetwork,PNN)
自適應神經網絡方法構建自相關網絡Net,將實測響應信息迭代計算Di,可以定性判定是否存在損傷,在損傷確定的條件下,可通過概率神經網絡PNN判定損傷的位置、類型。PNN是通過具有無參估計量的已知數據集的概率密度函數來實現貝葉斯決策,將其加在人工神經網絡框架中,接著進行判別未知數據最大可能屬于哪個已知數集,構建一個包含損傷類別θ1、θ2….θq…θn集合,基于p維試驗向量X的貝葉斯決策d(X)為d(X)∈θq(hqlqfq(X))>hklkfk(X),k≠q
(1)hj———分類指標θj的先驗概率。lj———與錯誤分類d(X)埸θj的相關損失。fj(X)———采用多變量高斯(Gauss)分布函數的概率密度函數:fq(X)∈1nq(2π)p/2σpnqi=1Σexp-(X-Xai)T(X-Xai)2σ222
(2)將該貝葉斯決策映射為一個人工神經網絡構成一個概率神經網絡,如圖1所示。向量X{X1、X2、X3、X4…Xi}———輸入層的輸入參數。權重向量Wj和向量X的點積zj構成中間層的神經元,而相對與分類號q的決策層神經元輸出為:fq(X)=nqj=1ΣZqj=nqj=1Σexp[(X•Wqj-1)/σ2]
(3)σ—高斯核標準差。在應用中,構建的損傷位置或類型假定有多種。以結構的自振頻率變化率為例,輸入向量X為P個自振頻率變化率,將帶有某種類型損傷(或混合模式損傷)的實測模態數據輸入訓練好的PNN,得出決策層(輸出層)各個損傷形態在試驗向量點對應的概率密度函數PDF的估計值,其中,最大PDF估計值對應的預設損傷集合中則得出損傷的位置及類型。
2應用及展望
美國Purdu大學的Venkatsubrmania和Chan第一次運用BP網絡進行了工廠結構的損傷檢測與診斷,其后的研究中,Kudva將神經網絡兩級識別策略運用于平板結構損傷診斷,提出了大型結構損傷檢測的方法;楊英杰等開發了評估鋼筋混凝土梁的神經網絡系統;Worden等運用神經網絡識別了一個20根構件組成的結構的損傷;Pandey用兩級識別策略,基于三層神經網絡對大橋桁架結構進行損傷評估。近年來,結構損傷診斷的研究取得了長足進展。上述基于神經網絡的損傷診斷研究表明了在這個領域的研究成果,同時也揭示了尚未解決的問題。
(1)如何選取合適的網絡形式及網絡參數以及樣本集的組成是神經網絡兩級識別策略應用的關鍵,研究有效的網絡輸入參數是一個新的內容;
(2)人工神經網絡具備高度適應性,學習能力和容錯能力,但其黑箱系統的特性決定了其硬件實施的復雜性,如何提高算法的實現效率亟待研究;