摘 要：研究者越来越关注新模拟实验方法的探讨，旨在发现日益复杂的科学技术问题的新特性。本文在论述基本模拟类型的基础上，以近年来航空航天技术领域的某些中文科技论文为案例，通过调研模拟实验的最新进展，提出模拟实验的属性依赖法与现场依赖法。所提出的方法以提取属性信息和现场信息为特征，解决动态、非线性、不确定性与多变性问题，为模拟实验发展提供新思路。合理使用属性依赖法与现场依赖法能有效地揭示研究对象的演变规律和研究成果的创新性。

　　关键词：科技论文；方法论；模拟实验；模拟方法

　　中图分类号：G304 中图分类号：A 文献标识码：1672-8122（2016）05-0125-02

　　模拟实验是一种重要的科学技术研究方法，已广泛应用于许多领域[1-3]。社会发展与人类进步，迫切要求研究者日益关注新模拟实验方法的探讨，以发现越来越复杂的科学技术问题的未知特性，更好地揭示其内在运行机制。同时，研究者在科技论文中如何有效展示其模拟实验方法产生的效果，对提升论文价值，突出研究成果的创新性有重要意义。为此，在论述基本模拟类型的基础上，以近年来航空航天领域的某些中文科技论文为主要案例，探讨模拟实验方法的最新进展特征，提出属性依赖法与现场依赖法，为解决更复杂的科学技术问题提供新思路。

　　一、模拟的类型

　　1.模拟的基本类型

　　模拟是以科学技术理论与实践为基础，在一定环境与条件下，将研究对象用其它手段进行模仿的一种实验方法。该方法不直接涉及研究对象固有的现象与过程本身，而是设计一个和该现象与过程相似的模型，并通过该模型间接地呈现出该现象与过程。模拟实验的目的主要是便于经济地检验、验证、再现、发现或揭示该现象与过程的特征、演变规律与内在机制。

　　模拟的基本类型有物理模拟与计算机模拟。

　　物理模拟是制作和某现象与过程相似的物理模型，并对该模型研究，获取该现象与过程的特征。

　　计算机模拟是利用计算机对某现象与过程进行求解、分析、判断以及图像显示等，得出该现象与过程的特征。计算机模拟有模型模拟和统计模拟两种基本方法。

　　2.模拟实验方法的进展特征

　　科学技术的发展，对许多航空航天系统有越来越严格的性能要求[4-7]。为探索性能的未知特性，实时评估与预测性能退化轨迹，科学技术研究已经从静态发展到动态、从线性发展到非线性、从确定性参数发展到不确定性参数、从不变性函数发展到多变性函数。面对这些新问题，现有研究所采用的模拟实验方法取得了许多进展。

　　以近年来航空航天技术领域的某些中文科技论文为案例，经研究发现，模拟实验方法的最新进展以依赖问题的属性信息和现场信息为特征，旨在求解动态、非线性、不确定性与多变性等复杂问题，根据对问题信息的依赖特征，将现有的模拟实验方法归纳为属性依赖法与现场依赖法。

　　二、属性依赖法

　　属性依赖法是基于属性、目标属性与层次属性等3个信息要素的模拟实验方法。

　　属性是问题的抽象刻画，表示问题的性质与关系。性质表示问题的固有特征，关系表示不同问题之间的性质传承与影响。

　　目标属性是期望得到的对问题属性的某种解答或认知。

　　层次属性是目标属性的分解，即将目标属性分解为若干个子属性。若子属性彼此独立，则称为同层次子属性；否则称为非同层次子属性。层次按从低到高的顺序分为多层，目标属性依赖于最高层子属性，最高层子属性依赖于次高层子属性，依次类推，直到最低层子属性。

　　根据目标属性的不同，属性依赖法又细分为同步进化法与层次进化法。

　　1.同步进化法

　　同步进化法是将问题分解成低一层次的多个彼此独立的子问题，用基本模拟方法逐个解决各子问题，最后融合出结果。这是一种化整为零、逐个击破、同步进化的方法。具体做法是，若目标属性是由多个低一层次的独立子属性综合构成，则可以根据各独立子属性的特征，进行子属性模拟，然后推断各子属性的模拟结果，使各子属性由低层次同步进化至高层次，获得目标属性特征。

　　例如，揭示航空发动机非线性动力学特征是相关领域的一个重要问题。为此，文献[7]综合现有方法的优点，提出一种振动耦合动力学模型，计算出系统非线性响应，并在两个航空发动机转子模拟装置上进行模态实验，发现计算结果与实验结果有很好的吻合性。

　　在这个案例中，非线性响应特征问题被分解为2个同层次的子问题，即理论建模计算与模态实验，2个子问题解答的融合是将计算结果与实验结果进行对比分析。可以看出，解决这2个子问题的实验模拟方法分别是物理模拟和计算机模型模拟，经过对2种模拟结果的对比检验，最终推断出航空发动机非线性响应的某些特征，为探索航空发动机非线性动力学特征提供了新思路。

　　2.层次进化法

　　层次进化法是将问题按属性层次由低到高地分解成多个前后有联系的子问题，用基本模拟方法逐步解决各子问题，最后直接得到结果。该方法的特点是化整为零、逐步击破、依次进化。具体做法是，若目标属性可以分解为多个彼此低一层次的关联子属性，则可以根据各子属性的特征，按照设计好的步骤，依次进行子属性模拟，逐步使属性由低层次向高层次进化，逼近目标属性特征。

　　例如，航空发动机的故障诊断技术对发动机性能的可靠性、维护性和保障性有重要影响。但是，现有研究主要关注故障诊断算法的有效性，尚未有效验证故障检测率、定位率与虚警率等指标，从而无法定量评价故障诊断系统性能。这里的问题是如何定量评价故障诊断系统性能？

　　为此，文献[4]将问题分解为混合卡尔曼滤波器组故障诊断理论，发动机故障诊断系统和故障诊断实验等3个不同层次的子问题。这3个层次的进化关系为：（1）用计算机模型模拟方法构建混合卡尔曼滤波器组，为发动机故障诊断系统奠定理论模型基础；（2）基于理论模型，针对民用涡扇发动机常见的4种故障，用物理模型模拟方法搭建发动机故障诊断系统，为故障诊断实验奠定基础；（3）基于故障诊断系统，用统计模拟法评价出发动机故障诊断系统性能的定量指标值。

　　在该案例中，依次解决3个子问题的实验模拟方法分别是计算机模型模拟、物理模型模拟和统计模拟，最终目标是实现故障诊断系统性能的定量评价，为工程实践提供了重要依据。

　　三、现场依赖法

　　现场依赖法是基于时间序列和参数序列的模拟实验方法，时间序列和参数序列统称为序列。时间序列是将某现象的某一个指标在不同时间上的各个数值按时间先后顺序排列而形成的序列，序列中的信息与时间密切相关。参数序列是由某现象的某些特征值构成的序列，序列中的信息与时间没有关系。

　　现场依赖法是指依赖于问题真实现场信息的一种模拟实验方法，其特点是，在模拟实验中有现场的实时信息输入、输出与交流，可以及时矫正评估与预测结果。按照现场实时信息特征，现场依赖法可以细分为时间序列依赖法与参数序列依赖法。

　　1.时间序列依赖法

　　时间序列依赖法是根据现场实时信息的输入时间序列来实施输出序列运行轨迹评估与预测的一种模拟实验方法。

　　不确定性的输入时间序列干扰会导致输出时间序列运行轨迹发生未知的非线性与多变性演化，通过将外界的真实或模拟真实的时序干扰输入模拟实验系统，获取输出时间序列的演化响应机制，及时预测与矫正其运行轨迹，可以为真实航空航天系统的可靠运行奠定基础。

　　例如，为揭示大气阻力导致卫星轨道衰减的机制，文献[1]构建了模拟实验系统，将地球扁率与大气阻力摄动影响作为输入时间序列，通过模型模拟输出轨道根数变化，获取卫星轨道高度衰减结果即输出时间序列。其中，依赖的现场实时信息是经模拟改进的用某卫星高精度加速度仪测量得到的大气密度数据。尽管热层大气密度数据呈现出明显的动态、非线性、不确定性与多变性时序特征，模拟轨道序列与卫星实际轨道序列仍然保持一致，发现了卫星运行轨迹演变的新特性，研究成果具有创新性。

　　2.参数序列依赖法

　　参数序列依赖法是根据现场实时信息的输入参数序列来实施输出序列运行轨迹评估与预测的一种模拟实验方法。

　　常见参数有刚度、阻尼、固有频率、压力、流量与温度等，多种参数的组合构成参数序列。模拟实验系统的参数序列取值应该与真实系统的参数序列保持一致，才能可信赖地实施输出序列运行轨迹评估与预测。

　　例如，文献[8]的卫星在轨微振动环境模拟实验，用物理模拟方法构建出低频弹性支撑装置，揭示出自由边界条件对卫星动力学特征的影响机制，为提高卫星在轨微振动地面模拟实验精度奠定了基础。其中，依赖的现场实时信息是微振动扰振，输入参数序列为激振力参数，输出序列为模拟卫星弹性体的模态相应。

　　四、结 语

　　基于科学技术问题的属性信息和现场信息特征，提出模拟实验的属性依赖法与现场依赖法，可以解决动态、非线性、不确定性与多变性问题，为模拟实验方法的发展提供新思路。

　　模拟实验方法归类为科学技术研究方法论，合理运用属性依赖法与现场依赖法可以有效地验证或再现研究对象的表现，揭示其演变规律，发现某些未知特性。

　　在科技论文中，将属性依赖法与现场依赖法产生的效果充分展示出来，能更好地突出研究成果的创新性。

　　参考文献：

　　[1]尹凡，马淑英，李晶.大气阻力引起卫星轨道衰减的数值模拟[J].地球物理学报，2013（12）.

　　[2]陈学文，晁建刚，安明.基于体态识别的航天员虚拟训练仿真技术研究[J].载人航天，2015（3）.

　　[3]张鹏，张开敏，沈颖.舵机结构非线性力学特性研究[J].航空兵器，2015（3）.

　　[4]张书刚，郭迎清，陈小磊.航空发动机故障诊断系统性能评价与仿真验证[J].推进技术，2013（8）.

　　[5]荣吉利，宋乾强，张涛.一种预测航天火工装置可靠性的小样本方法[J].宇航学报，2015（3）.

　　[6]沈安慰，郭基联，王卓健. 航空装备现场数据可靠性评估方法有效性分析[J].航空学报，2014（5）.

　　[7]陈果.航空发动机整机振动耦合动力学模型及其验证[J].航空动力学报，2012（2）.

　　[8]刘明辉，王剑，焦安超等.一种卫星在轨自由边界条件模拟方法[J].航天器环境工程，2014（1）.

　　一、问题的提出

　　有效的时间管理是一门可以让人们的工作和生活变得更加有效，更加井然有序的艺术，但是对于教育工作者而言，生活中的大部分时间都属于课堂，课下的时间还要处理与学生、学校相关、与家庭相关的事务，对于自身专业成长的关注不得已变得很少，于是就产生了我对“碎片化”时间管理的兴趣。在搜索文献的过程中发现了这篇优秀的博士论文，拜读过后确实使我对于时间管理的知识增进了，与此同时发现文中所述问题虽符合“碎片化”概念特征，但由于这一概念并没有广泛应用与教育，作者没有做进一步探究，我试着将二者结合进而给出我的思考。

　　“碎片化”的概念在上世纪70年代就有学者正式提及过。一直以来对于“碎片化”的研究更多是在天文、生物、经济等领域，碎片理论在不同领域的思想内涵也略有差异。逐渐的，碎片化概念被人们所熟知，教育领域也会利用碎片化做研究，早期所提到的碎片化学习更多的是关注个体学习与组织学习之间的连接和转换，强调学习知识内容碎片化，随着科技的发展和引入，教师的生活发生变化，这一概念也不再拘泥于单一的内涵，而扩展到学习的全方位层面，其具体表现在学习者外显学习行为的碎片化和内显学习认知的碎片化，即学习时间、方式的多元化和思维再加工模式的高级化。

　　原博士论文从作者自身经历和观察入手，发现校长时间管理存在不重视，工作效率不高和不专业的问题，利用文献法、问卷调查法和个案研究法进行论证。该论文采取的研究方法既符合对该问题的探究，又有创新，不过人非圣贤，在细读过后我仍发现了一些值得探讨的问题，于是秉着对作者的敬意特将我所想写成一篇评述，望对今后研究贡献微薄之力。基于对作者隐私的考虑，文章特意避讳原文特征词汇，尽可能在不过分暴露原文内容的基础上做详细评述。

　　二、讨论

　　（一）问卷被试的选择

　　作者通过对参加培训班的正职校长进行现场纸质问卷调査，共收集了有效问卷将近280份，对象涉及高中、初中、小学各学段，范围涉及江苏、浙江、福建、新疆、宁夏等地。现场填写答卷能够最好的保证问卷的真实性，并且作者坚持只调查正职校长也保证了答卷能够真实反映校长的履职特点，不仅如此作者动用了各方能力，利用不同渠道进行调查，虽然结果不尽如人意但是体现了作者严谨的工作态度。同时通过作者的描述还是存在进一步改善的空间，作者选择参加培训班的校长作为被试，代表性不太强，有碍于结果的推广，培训班的课程有它的主题，来参加培训的校长或许都是因为缺乏培训班所传授的某些相关知识才来参加培训，这批校长也许就是缺少时间管理的知识或者缺少与调查相关的因素，被试特点统一影响调查效度。

　　问卷考虑到了不同学段、不同地区的学校校长，但是因为精力有限还是无法周全，譬如小学、初中、高中的校长数量是否接近，如果小学校长只有10人，初中20人，高中250人，这样的被试比例也不足以推广到小学和初中，问卷被试的地区有江苏、浙江、福建、新疆、宁夏等省，三个南方省，两个西部省，经济发展情况差距很大，论文题目既然没有限定地区，那么全国典型地区、经济发展不同地区都应顾及到。

　　（二）问卷内容的设计

　　论文问卷的编制是在已有问卷的基础上进行删减所得，内容主要包含四部分：校长和学校的基本情况、校长时间管理的特征、校长时间分配的现状、校长时间分配的现状与校长时间管理的特征之间的关联，作者也是基于这四方面的数据进行统计分析，与预先发现的问题相呼应。从作者的论述中，对于校长和校长基本情况部分考虑比较周全，校长基本情况包括性别、年龄、职称、学历、任职年限（任职年限）等五项；校长任职学校的基本情况，主要指学校层级、学校规模等两项，作者也都分别分析得出了结论，此外通过“碎片化”概念的的新晋内涵，还包括了思维在加工模式的高级化，那么文理科专业的出身的校长思维模式也不同，有了学历背景，学科背景也应纳入到考虑范围。人专注于一件事所需的时间跟同时处理许多件事的时间管理方式也是不同的，很多校长身兼数职，也有的是挂名任职，需要了解校长真正所处理的事务是否只局限于学校。

　　在校长时间管理特征部分，经过统计分析，作者提取出三个公共因子，即时间管理的统筹感，时间管理的自我监控观，时间管理的效能感，由此看来作者对于校长时间管理这件事的事前、事中、事后状况都进行了调查，并且将个人因素与这部分进行交叉分析，找出差异性。

　　此问卷中校长工作时间分为五类：1.教育教学管理与实践；2.教师管理；3.行政事务；4.社会事务；5.学习培训。可以看出作者将校长工作中可能要处理的事物一一归类，概括全面。观察可知校长一般都已成家，处于上有老下有小的年纪，家中琐事也是他们每天要考虑的问题，在工作时间难免有特殊情况发生，因此要顾及到校长处理其他事务的时间。除这一项外作者将每一项与个人因素进行交叉分析，还将校长作为正常人的时间分配情况进行调查，将个因和共因结合分析，值得学习。

　　最后作者将校长时间管理的特征和校长时间分配的现状结合单独进行分析与之前的交叉分析有异曲同工之妙，既然这两部分能够单独作为数据研究，个人认为也可将之前的校长时间管理的特征与基本情况和时间分配的现状与校长基本情况放做一部分也许能够使文章脉络更清晰。

　　（三）个案研究法

　　论文选取三名校长进行个案分析比一般单纯的理论说教更有说服力，通过案例介绍给校长们提供参考意见。作者对研究对象的选择确实下了功夫，每个学校在校长的管理下都各具特色，但是对于广大的中小学校长这三个例子还是显得过于单薄，面对纷繁复杂的实际情况，案例的指导作用并没有凸显出来。此外案例中对于校长个人的背景研究及其详细，对于管理学校的介绍也很透彻，但是对于与文章主题相关的时间管理层面的叙事不太多，有点貌合神离的嫌疑。后文所附的访谈提纲内容很丰富，但是作者在设计问卷时已经总结出了研究校长时间管理问题的几部分内容，访谈提纲可以此为依据进行设计，使脉络更清晰，访谈逐层深入，对事后进行归纳整理提供框架。

　　三、建议

　　“碎片化”理论可以为教育者提供一种面对信息时代如何能够在有限的时间、空间中增强自身的方法，对于研究学生、教师专业发展有所进益，它所涉及的学习者外显学习行为的碎片化和内显学习认知的碎片化概念也可以对教师专业发展的研究提供新鲜血液。

　　作者简介：

　　范宁雪（1990-），女，汉族，河北师范大学教育学院在读研究生，硕士学位。