时间:2023-03-16 15:39:38
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【关键词】媒介;媒介技术;传播
传播学作为一门独立的学科从创建到现在,不过是几十年的历史,然而传播作为一种社会性的现象则是和人类社会的产生是同步的。并且,媒介和传者与受者两者一样,是作为最基本的传播要素而出现的,它是信息传递和接受的手段、载体。在最初的传播历史中,媒介表现为语音、语言和一些简单的符号等形式,随着科技的发展,媒介的技术含量越来越高。随着现代印刷机的发明,传播第一次有了现代性的意义,开始跨越以前人类想象力的极限,摆脱了时间性与地域性的制约,使地球上每一个个体都身陷于现代传媒的巨大旋涡之中。伴随着工业革命的继续发展,电台、电视等媒介也竞相跃上传播的舞台,并且,每一个媒介的产生,都在很大意义上影响了人类的生存境况,甚至同人类社会的变迁与文明的发展有着莫大的关系。特别是电视的发明与成熟,其作用更是巨大,这也使得媒介技术分析的现实意义迅速而明晰地凸显出来。在媒介分析理论界中至今享有盛誉的理论大师:雷蒙·威廉斯、麦克卢汉、梅罗维兹都有着自己对独特的理论思辩。
20世纪的最后十余年的时间里,更是科技日新月异、信息技术更新提速的年头,数码技术、光纤卫星通讯技术、电脑网络技术大放异彩。在所有这些技术逐渐走向融合和协调的基础上,世界性的因特网迅速崛起,成为人类历史上前所未有的崭新媒介,它不但打破了地域限制和国家疆界,还打破了文字、声音、图象等各种符号形式的隔膜,更使得个人的单向传播(自我传播)、人际传播、组织传播、大众传播等各个层次类型和规模的传播走向统一。其影响的触角也正伸向人类社会生活的各个方面,渗透到全世界的各个角落。对于传媒界而言,这些变化中包含着新的挑战和机遇,对于传播学研究界而言,这些令人激动的变化构成推动媒介分析研究的动力:一方面,要对信息传播新技术、新媒介、新环境、新实践作出深刻的分析和解释,离不开传播学理论的指导。另一方面,传播领域层出不穷的新变化,将一系列有关信息传播高新技术同社会发展的关系新传播研究课题摆在了学术界面前。将传播学理论研究和应用研究相结合,从前人的成果中获取启示,而又追求联系实际充实传播学理论,这是时代赋予传播学界的双重任务。媒介分析作为以媒介技术为焦点、以媒介分析及其发展同人类社会变迁的关系为核心的研究部类,正为这样的研究提供了极好的切入口。
一提到媒介分析理论,很多人第一个想起的名字便是麦克卢汉,殊不知,麦克卢汉的媒介分析理论在很大程度上是受英尼斯的影响,他自己也把英尼斯称为“良师”。早在20世纪50年代初期,英尼斯就在他的专著《帝国与传播》、《传播系统的偏向性》中广泛分析了人类转播的各种形式、各种技术手段,提出了一种把传播技术及其发展同人类社会变迁、文明发展史联系起来考察的媒介理论。比起麦克卢汉的媒介分析理论,英尼斯的媒介理论要早问世十多年。
英尼斯从20世纪40年代初起,在他生命的最后10来个年头里,他把传播置于人类历史运转的核心位置进行研究,并在此基础上形成了他的媒介理论。这一理论认为,一切文明都有赖于对空间领域和时间跨度的控制,与之相关的是传播媒介的时空倾向性,因而文明的兴起与衰落同占支配地位的传播媒介息息相关。英尼斯认为任何传播媒介都具有时间偏向或空间偏向,也就是说,传播媒介或具有长久保存但却难于运输的倾向性,或具有易于运输却难以保存的倾向性,前者便于对时间跨度的控制;如羊皮纸、石头等,英尼斯将其称为“偏向时间的媒介”;后者便于对空间的控制,如轻便的纸张,英尼斯将其称为“偏向空间的媒介”。根据英尼斯的观点,就这两种媒介同权利结构的关系而言,“偏向时间的媒介”有助于树立权威,从而利于形成等级森严的社会体制;“偏向空间的媒介”则有助于远距离管理和广阔地域的贸易,有助于帝国领土扩展,从而有利于形成中央集权但等级制度不强的社会体制。英氏还探讨了媒介的时间偏向和空间偏向两者之间的平衡对社会稳定的影响。他的媒介理论认为,建立在强调时间偏向的传播手段或强调空间偏向的传播手段基础上的两种不同的权威和知识垄断——宗教的或国家政府的,道德的或科技的,是帝国兴衰的主要动力、文明兴衰的主要动力。这种理论还把时间偏向和空间偏向视为辨证的统一体,认为一味地向时间倾斜和向空间倾斜会造成社会不稳定,一个稳定的社会离不开维护时间倾向和空间倾向间平衡地机制。
英尼斯的媒介理论最重要的一个特点是作者对科技理性的怀疑态度,尽管英氏很看重媒介技术发展史在文明发展史上的作用,但他并未从新的传播媒介的出现中看到解决现代文明中如下重要问题的希望:如何发展道德的力量去和物质科学所释放出来的力量向抗衡,以维持一种社会的平衡。例如,他在《传播系统的偏向性》一书中,英尼斯对知识的机械化中所隐伏的问题作了如下的评论:“机械化强调了复杂性和混乱,它造成了知识领域的垄断。对于任何文明而言,如果它不屈服于这种知识的垄断的影响,对此进行一些批判性的调查和提出批判性的报告已成为极其重要的事项。思想自由正处于被科学、技术和知识的机械化及伴随他们的西方文明摧毁的危险之中。”也许尽管英尼斯在对待科技的态度方面的悲观论调和怀旧情绪并不可取。但是他对现代西方文明过于强调物质科技的力量,忽视道德力量的批判性思考确是每一个习惯于独立思考的知识分子所必须尊重的。
假如说英尼斯是将媒介技术与人类文明发展史联系起来进行思考的先驱,那么麦克卢汉则是继续开拓这一领域、并在传播学领域研究中确立以媒介技术为焦点的研究传统的关键人物。麦克卢汉提出的媒介理论以其一系列大胆新颖的论点,迅速在西方学术界引起了重视,非但如此,他还在美国媒体与大众之间掀起了一阵麦氏风暴。[page_break]
麦克卢汉最为重要的一个论点应该是“媒介即讯息”,这即是麦克卢汉与另一学者合著的一本重要著作的书名,也是其媒介理论的发人深思的主题。麦氏从功能和效果两个方面阐述了“媒介即讯息”的论点。首先,麦氏从媒介技术的功能作用的角度理解“内容”,提出任何媒介的“内容”总是另一媒介。“言语是文字的内容,正如文字是印刷的内容一样。而印刷则是电报的内容。如果有人要问,‘那么言语的内容是什么?’那么就有必要回答说,‘它是思想的实际过程,这本身就是非言语的’”。此外,麦克卢汉还从媒介技术的社会影响、效果的角度赖理解“内容”,认为一种新的媒介一旦出现,无论它传递的是什么样的讯息内容,这种媒介本身就会引发社会的某种变化,这就是它的内容,也就是它带给人类社会的讯息。
麦克卢汉另一个重要的观点就是其“媒介是人体的延伸”理论。他把媒介技术比作人体或人类感官的延伸,并提出了“感官的平衡”的概念。他指出,使用不同的传播技术会影响人类感觉的组织。例如,文字与印刷媒介是视觉器官——眼睛的延伸,广播是听觉器官——耳朵的延伸,而电视则是全身感觉器官的延伸。麦氏根据人类历史上占主导地位的传播方式手段的演变,把人类社会分为三个主要时期:口头传播时期、文字传播时期以及电子传播时期。在每个时期,人类感官之间的相互作用以及思维的方式都有其自己的特点。与此相应的是部落文化、脱离部落文化和重归部落文化。他认为人的感觉需要平衡,任何一种感觉一旦占据主导地位,那么另外的感觉的作用被人们所疏远,这样的个体不会是健全的。而新兴的电子传播时期,将会使人重新走向和谐,使人的各种感觉重新达到平衡状态。另外,麦还有关于“冷媒介、热媒介”的理论。
二人把媒介技术置于人类文明发展史的大背景进行考察,强调媒介技术本身的作用,在传播学研究中开创了以媒介技术为焦点的新的研究传统。这是此二人学说的重要历史地位。但是,他们的理论也存在着重要的缺陷:陷入了唯技术决定论的悖论。他们的媒介理论都失之于过分强调媒介技术的作用,把媒介描绘称导致社会变动的最大动力。从而被学界批评为陷入唯技术决定论的极端。这是我们在阅读他们的著作,吸取其精华思想时所必须警醒的。除此之外,两人在写作中,常常对一些基础的定义未作明确的界定,而为了追求一种夸张的风格造成了思维逻辑上的混乱。这一点也同样需要读者加以注意。
与此二人形成鲜明反差的是英国著名学者,西方批判学派中的社会文化学派的理论先锋、西方的文化批评家雷蒙·威廉斯。威廉斯毕生致力于文化研究,于他而言,大众传媒研究是其中一个重要组成部分。他认为,文化研究就是研究整个生活方式的组成部分之间的关系。首先,他认为,对媒介文化研究要运用一种整体的、历史的、动态的观点。其认为,文化现象(包括媒介文化)是和所有社会现象紧密联系的一部分,它们的变化牵涉到所有社会现象包括内在结构的变化,是一个永不停止的运动过程,“在任何时候,它都即包括对现代的反应,也包括对历史的延续。”其次,他把文化研究同社会制度联系在一起,试图探询文化制品与社会制度之间的关系。这可以从他以下观点看出来:第一,强调社会传播过程就是意义和定义在社会上建立并且历史地演变的过程,强调传播和社会制度机构、习俗之间关系密切。第二,指出大众传播的商业形式并非象某些人吹嘘的那样是自由的大众传播模式,而是一种实际上由商业系统控制社会的模式。第三,指出文化现象的复杂性以及传媒文化中的种种问题的社会性。他反对非此即彼的简单两分法去看待社会文化问题,大众文化中存在着内容低劣等问题,但并不是孤立的,他主张把他们看作社会问题,其背后有着复杂的社会原因,这其中包括:对过去真正的通俗文化传统的蔑视;作为人类文化伟大成就的伟大文化传统又被搞成少数人的独占;投机商们的乘虚而入。
对于传媒科技发展与社会关系这一问题,威廉斯批评了传播界占有显赫地位的两位大师的理论,一是拉斯韦尔的传播模式,二是麦克卢汉的媒介理论。威廉斯对拉斯韦尔的传播模式颇为不满,他认为这一模式遗漏了对真正社会与文化过程至关重要的“意向”问题,如果忽略了为什么目的而传播,那么就等于忽略了所有真正的社会与文化过程。这涉及到传播过程所指向的意向和利益等问题。他进一步指出,西方传媒的真正意向常常与有关当局公开宣言的意向有很大的区别,并与那些假象的一般的社会过程中的情形有很大区别。只有对意向的正确分析,才能更深的理解西方传媒的内在制度。
威廉斯也在以下几个方面对麦克卢汉的媒介理论提出了自己的批评,首先,他认为在麦氏的媒介理论中,实际上见不到社会的踪影,它丝毫不能解释不同的媒介特征与特定的历史文化情境及意向之间的相互关联。麦氏的理论虽然关注到不同媒介不特殊性,但只是把它们臆断地指派给媒介的心理功能。其次,麦氏的理论不但认可西方社会与文化的现状,而且尤其认可这种社会文化状况的内在倾向。也就是说,它缺乏对西方社会与文化状况及其发展趋势的理性批判,最后,麦的理论中还存在着严重的逻辑混乱的缺陷。
在提出对这两者进行批评的同时,威廉斯也谈到了自己对媒介文化意向与社会科技发展关系的看法:第一,所有技术的创造与发展都是为了有助于已知的人类实践,这是基本的意向因素,但却不是唯一的。第二,在许多情况下,技术往往产生原先并未预料到的使用情况与效果,他们也是对初使意向的真正的修正。第三,真正的决定是一个过程,一个牵涉到整个现实的社会过程,受到各种因素的制约。
总之,媒介技术是媒介发展的一个重要层面,它往往能引起巨大的传播方式的变革,从而导致社会本身巨变。所以媒介技术不仅仅是一个技术性的定义,其蕴涵的社会含义值得更多有识之士对其进行更深入的研究。
【参考文献】
1.1 线性系统和多功能滤波设计
SystemView的操作图符库包含功能强大、易于使用图形模板设计模拟和数字以及离散和连续时间系统的环境.如FIR滤波器设计(包括:低通、带通、高通、带阻、Hilbert和微分)、IIR滤波器设计(包括:多极Bessel,Butterworth,Cheby-shev和Linear Phase)和FFT类型:magnitude,squared、光谱分析器、能量谱密度和相位.
1.2 信号分析、处理功能
SystemView分析窗口是能够提供系统波形的交互式分析窗口、动态探针、实时显示的可视环境.它还提供完成系统仿真、数据生成并处理操作的接收端计算器.另外,SystemView允许用户如同系统内建的库一样使用自己用C/C++编写插入的用户代码库;能自动执行系统连接检查,并显示出错的图符等特点,便利于用户系统的诊断.
2实验过程的流程及基于SystemView的电路原理模块的设计流程
实验过程流程如图1所示,在教学过程中,结合具体的教学内容,借助于SystemView仿真平台,根据原理、规律,应用软件提供的模块,设计电路,并确定电路中的各模块器件参量,运用仿真平台提供的虚拟仪器进行在线动态测量[8-14],这样以人机交互的方式,可使每位学生亲自动手接触电路,连接元件,依据电路设计要求更改相应元件参量,从而达到培养学生的设计、创造能力.SystemView电路模块设计流程如图2所示,可按照理论要求,方便地调整和修改模块器件参量,分析各器件参量对系统产生的影响与作用.这样将连线、测试、修改、分析、仿真结果的观察相统一,与理论描述相对照比较,把实验与理论有机相结合,加深了学生对理论的认识及理解,提高学生逻辑思维能力.
3电路设计与仿真实践
以“数字基带传输系统[15]”为例进行电路设计及实时仿真.3.1电路模型分析数字信号基带传输系统主要由脉冲形成器、发送滤波器、传输信道、接收滤波器和识别等功能电路组成[2,10].3.2模型搭建及仿真
启动SystemView仿真平台[14],进入设计窗口.设计创建实验电路过程如下:1)模块选取在SystemView原理图编辑窗口中,从左边的图符库中选择需要的图符,将各图符模块选取到设计窗口中.2)实验电路图符的连接将每个图符依据数字基带传输系统电路原理模型,在设计窗口中连接起来形成如图3所示仿真电路.系统仿真电路中各图符块的参量设置如表1所示.
3)电路文件的保存电路创建完成后将该电路保存为“TEST”,以便进行调用、测试.设置SystemView系统视窗并仿真:设置“时间窗”参量:Start Time 0s;Stop Time 0.5s;Sample Rate 10 000Hz.运行系统之后,进入“分析窗”,进行观察、分析.
4仿真结果及分析
眼图是利用实验手段方便地估计系统性能时在示波器上观察到的一种图形,衡量基带传输系统性能的重要方法,借助于它可以达到有效地改善系统性能.通过SystemView分析窗“绘制新图”功能,在“System Sink Calculator”对话框中的Style和Time Slice按钮,设置好“Start Time(sec)”和“Repeat Length(sec)”栏内参量,获得数字基带传输系统的眼图.如图4所示,在低通滤波器为巴特沃兹滤波器(Fc=60Hz)条件下,当信道中噪声方差(Std Dev)为0.1V时,接收滤波器的输出波形眼图与噪声方差为0.3V的眼图分别如图4(a)和(b),可以观察到,“眼睛”张开情况;改变低通滤波器的带宽,如巴特沃兹滤波器(Fc=30Hz)条件下,当信道中噪声方差(Std Dev)为0.1V时,接收滤波器的输出波形眼图与噪声方差为0.3V的眼图分别如图5(a)和(b),直观地观察出“眼睛”的情况;当信道中噪声方差(StdDev)为0.1V,巴特沃兹滤波器的信道带宽不同时,抽样判决比较后输出的信号眼图如图6(a)和(b)所示.接收端通过抽样判决来重现基带信号,当噪声过大、低通滤波器的带宽较窄时,抽样判决就会产生错误,产生误码.通过以上眼图的观察研究,明显地得出:噪声大小对眼图的影响,噪声越小,线条越细,越清晰,“眼睛”张开越大,误码率越小.同时观察到信道带宽对眼图的影响情况,眼皮厚度反映了加入噪声的幅度和信道带宽,信道中加入的噪声干扰越大及信道越窄,眼图越模糊,越杂乱等这些较抽象的物理现象及使学生深刻理解高斯滤波器、抽样比较电路的物理功能.
5结束语
面对这突如其来的巨大荣誉,郑咏梅却异常平静。她说,这一论文的发表及其饱受重视,证明了中科院化学所及北京航空航天大学化学与环境学院院长江雷院士带领的科研梯队开展的向自然学习的仿生科学研究进入世界领先行列,这将为北京航空航天大学新学科的发展奠定坚实的基础。
这个突破性的研究揭示了筛器蜘蛛(Uloborus Walckenaerius)的捕捉丝的方向集水效应,提出了“多协同效应”机制,为新型仿生集水材料研究提供思想理论基础。
在微纳米各向异性梯度结构方向性憎水效应研究方面,她揭示了Morpho蝴蝶翅膀的特殊浸润性,发现了蝴蝶翅膀上单方向可调控的斥水特性的机理。传统上认为同一种结构的超疏水表面,只能具备单一浸润状态,而郑咏梅通过探究蝴蝶翅膀的浸润特性,发现了由于独特的取向结构,两种高/低粘滞的超疏水状态能够共存且在同一表面上。这个发现在材料、微流控、生物工程,器件等领域均具有一定的指导和科学意义。
国家“”青年拔尖人才、优秀青年科学基金项目的获得者、公安部第三研究所物联网技术研发中心副主任刘云淮博士认为,这些故障的“罪魁祸首”正是无线自组织网络中的“弱连接”。
多项原创成果
入选“”
早在香港科技大学读博期间,刘云淮就开始了弱连接条件下无线自组织网络架构和节点协同技术研究,迄今已逾十年。
众所周知,若无线通信弱,网络节点间连接特性则会发生改变,针对这一现状,刘云淮从概率式网络模型出发,通过探寻无线网络中的基本机理,设计出一系列拓扑控制方法,包括针对Sink节点到其他节点通讯模式的Conreap算法,以及针对节点间通讯模式的Brasp算法,得到欧美同行很高评价。美国佐治亚理工大学计算机工程系教授、可靠通信实验室主任Raheem Beyah认为“概率型网络模型更真实的反映无线通讯中的链路行为”,加拿大Alberta大学计算机科学系教授Mike MacGregor表示“概率型网络模型能更好的反映网络行为,为节点最优分布奠定了理论基础”。
基于概率型网络模型,刘云淮针对传统网络信息感知模型进行了大胆改革。在无线传感器网络中,传统感知模型为圆盘结构,存在确定半径,圆盘内的信息可以通过感知节点获取,但圆盘外的信息则无法感知,因此无法反映真实的传感器行为。反复实验下,刘云淮带领团队提出了基于链路的概率型感知模型,可以把链路性、概率性和多感知融合性这三个现实传感器的独特特性反映出来,并把误差缩小在百分之十以内。
网络是信息交换的载体。它的“四通八达”与否,直接影响着信息传输程度。
那么,清除一切网络传输中的障碍,是否就一定能够确保信息通畅呢?
针对这一问题,刘云淮认为恰恰相反,“少量干扰行为是激发网络传输性能的关键”。
利用干扰回避、干扰消除和干扰对齐等管理技术,他原创提出基于干扰的副信道通信模式,增加一些携带一定控制信息的干扰信号,制造可以最终被消除掉的主动干扰,在传输过程中反倒可以提高网络“活力”,增加网络传输量,提高传输效率,从而提高网络整体性能。
刘云淮并未满足于此,基于此模式,他充分扩展了数学中Quorom理论的成果,设计实现了高效低功耗的分布式节点协同机制,减少了传统中传输失败和网络丢包现象。从网络节点间的感知精度出发,在实验过程中,提出了频谱感知节点传感器网络,设计并实现了协同边界定界算法,大幅度提高了网络传输中精确信息的获取量。
真实的无线网络系统,要在一系列核心技术的支持下才能正常运转。在多径反射效应下的节点测距方法上,刘云淮开创了无线网络领域研究的先河。他以频率为突破口,通过相同节点在不同频率下的信号强度测量,经过数学模拟,采用傅里叶变换的方式求解,可以获得更精确的距离。同时,在网络热点的判断问题上,刘云淮首次提出了非密度的、基于移动性的网络热点分布模型,设计实现了移动节点的热点感知方法,为今后的数据挖掘和信息获取提供了有力支撑。并针对网络传输丢包的问题,设计了新的多信道分配算法,以均匀分布节点缓冲区,加大了网络传输速度。
凭借在弱连接条件下无线网络关键问题上的诸多创新性成果,刘云淮迄今为止已经在本领域最权威的国际期刊《IEEE Journal on Selected Areas in Communications》《IEEE Transactions on Mobile Computing》《IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems》以及著名国际学术会议如ACM Mobicom,ACM Sensys,ACM SIGKDD,IEEE INFOCOM,IEEE ICDCS等。并且在2008年获得IEEE ICDCS最佳论文奖,是638篇论文中唯一获奖论文。
在国际计算机网络研究领域,较高的科研天分与勤勉的科研态度让刘云淮很快声名鹊起,并在2015年成为国家“”青年拔尖人才中的一员。
关系国计民生
荣获“优秀青年科学基金”
科研,是为人类发展服务。刘云淮深谙此理。
近年来,以智能手机为代表的移动通讯设备加快了网络感知趋势的发展。以个人为中心,从海量数据中获取高精准信息的群智感知和群智计算开始成为目前移动网络的研究热点。
历经五年学习,2000年刘云淮于清华大学毕业后,即前往惠普做了一名工程师。两年一线工程师的经历,让他养成了一种与市场同步的科研理念,也敏锐地意识到无线网络的研发命脉。随后,他来到香港科技大学再次深造,开始在实验室里反复印证自己脑海中的系列想法,迅速打开了无线网络架构及节点协同技术领域的“大门”。
近十年弱连接条件下无线自组织网络架构和节点协同关键技术研究工作,让刘云淮积累了大量实战经验。来到公安部第三研究所物联网中心之后,顺应社会发展,为深入拓展这一研究,他开始把眼光瞄向移动群智感知网络层面。由他申请的项目课题,已经获得国家自然科学基金“优秀青年科学基金”支持。
传统由基站提供服务的有组织无线网络,单一节点间的链接能力较弱,在弱连接广泛存在的情况下,通信传输日渐艰难。因此,基于特定传感器的无线传感器网络越来越不适应信息大爆炸的现代社会,变革已经成必然。
正所谓一花独放不是春,百花齐放春满园。社会的快速发展,正要求群策群力。
群智感知的概念即发源于此,其关键是利用大量无意识协作,低干扰和低负担的非专业感知源来获取信息,具有广泛的应用性,国际社会纷纷迈开了群智感知网络研究的脚步。但很快发现,群智感知网络研究过程中,面临着网络差异性大、数据量大、数据质量低劣、数据异常等诸多难题。
基于此,刘云淮从移动群智感知网络的新特性出发,加入人类行为元素,探索弱连接下群智感知网络架构和拓扑控制方法,建立无意识协作的通信增强机制,创新恰当的节点协同技术,以实现可靠通信,以促进群智感知网络的大规模应用发展。此项课题的研究,将从宏观上满足大数据时代的发展需求,促进数据挖掘技术的快速进步,有利于信息安全及共享网络社会的长远发展。同时,在微观上也利于个人隐私信息的保护。
【关键词】 光电子技术 光医学 光保健 学科现状 发展趋势
一 引言
生物医学光学与光子学是光学或者说光子学现展的一个分支学科。由于光学与光子学是具有极强应用背景的学科,所以“生物医学光子技术”这一多学科交叉的新兴研究领域在20世纪末叶也随之应运而生。
激光技术作为一项重大的科技成就,为研究生命科技和疾病的发生、发展开辟了新的途径,为保健和临床诊疗提供了崭新的手段,推动人类科学技术进入新的发展阶段。
可以把与光的产生、传播、操纵、探测和利用有关的物理现象和技术包括在内的科学及工程笼统地简称为光学。用光学最广的含义来概括各研究领域及其相关交叉分支时必然包括了激光和光电子技术。运用光学及其技术研究光与人体组织的相互作用问题可归之于“组织光学”范畴。它是研究光辐射能量在生物组织体内的传播规律以及有关组织光学特性的测量方法的一门新兴交叉学科,是光医学(光诊断和光治疗)的理论基础。经过40多年的发展,激光与光电子技术在人类的保健、医疗以及生命科学中产生了很大影响。
在医学领域,光电子技术使各种新疗法,包括从激光心脏手术到用光学图像系统的关节内窥镜进行微损膝关节修复等,成为可能或得以实现。目前,科学家们正致力于研究光学技术在非侵入式诊断和检测上的应用,如乳腺癌的早期探查、糖尿病患者葡萄糖的“无针”监控等。激光在医学上的最早应用虽然集中在治疗方面,然而在80年代初期起便开始了光诊断技术的探索。指望无损害地获得诊断信息是这些研究的驱动力之一,其中在物理学中高度发展的光谱技术有望在诊断医学中得到应用。利用光纤把光传输到身体内部的能力,可以完成膀胱、结肠和肺等器官的检查。随着医学诊断方法向无损化方向发展,利用光电子学技术对组织体进行鉴别和诊断,有可能更早期、更精确地诊断各种疾病。近年来,人们开始把这种诊断方法称之为“光活检”。
随着现代医学模式的转变、健康概念的更新以及人民生活水平的提高,从20世纪80年代后期起,“激光美容术”在世界各地包括在我国各大城市逐渐地开展。保健美容是光电子技术应用越来越活跃的领域。激光技术应用于美容外科的起步较早,使得一些在美容整形外科很棘手的疾病,如太田痣、血管瘤等治疗变得简易有效。到20世纪末,人们又开发了一种称为光子嫩肤术的新美容技术。它基于选择性的光热解作用,有效地改善肌肤的质地和弹性,达到美容的效果。之所以用激光或强脉冲光进行非消融性的嫩肤或治疗越来越流行,是因为这类手术具有无损、不必住院、几乎无副作用和无疼痛,从而使受术者容易接受的优点。
国家自然科学基金委员会先后二次在“光子学与光子技术”以及“生物医学光学”优先资助领域战略研究报告中分别指出:近年来生物医学光学与光子学的迅猛兴起,令人瞩目,并因而引发出一门新兴的学科-生物医学光子学(Biomedophotonics)。研究报告选定了近期优先研究领域包括生物光子学、医学光子学基础研究、医学临床的光学诊断和激光医学中的重要课题等诸方面。
福建师范大学在1974年成立了“医用激光及其应用技术”研究组,以激光与光电子技术为基础,围绕激光医学应用的核心技术开展研究与开发。至二十世纪九十年代,跟随该领域的国际走向,转入激光医学技术的基础理论研究工作,在国内率先开展了生物组织光学与光剂量学的研究。伴随研究工作的深入开展,逐步形成了我们有特色的若干前沿研究方向,并于2005年获准立项建设医学光电科学与技术教育部重点实验室。
二 国内外现状
光学在生命科学中的应用,在经历了一个缓慢的发展阶段后,由于激光与新颖的光子技术的介入,进入了一个迅速发展的新阶段。与光学有关的技术冲击着人类健康领域,正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段,并为医疗诊断提供了革命性的新方法。特别在近十多年来,与蓬勃的学术研究活动相对应,国际上出现了专门的研究性学术杂志,如:Laurin 出版公司于1991年发行了“Bio-Photonics”新杂志。美国光学学会重要的会刊之一“Applied Optics”也于1996年将其“Optical Technology”栏目扩充为“ Optical Technology and Biomedical Optics”,并定期出版有关生物医学光学的论文专集。SPIE亦于1996年创办了期刊Journal of Biomedical Optics,且声誉日隆。到2004年,该刊的SCI影响因子已达3.541。当前,发达国家普遍对生物医学光子学学科给予了高度重视。例如,在美国国家卫生研究院(NIH)新成立的国家生物医学影像与生物工程研究所(NIBIB)中,生物医学光子学也成为其主要资助的领域。近三年中,美国NIH已经召开过4次研讨会,认为新的在体生物光子学方法可用于癌症和其它疾病的早期检测、诊断和治疗。新一代的在体光学成像技术正处在从实验室转向癌症临床应用的重要时刻。在NIH的支持下,美国国家癌症研究所(NCI)正在计划5年投资1800万美元,招标建立“在体光学成像和/或光谱技术转化研究网络(NTROI)”,其研究内容主要包括:光学成像对比度的产生机理、在体光学成像技术与方法、临床监测、新光学成像方法的验证、系统研制与集成等五个方面。2000年底,在美国NIBIB的首批支持项目中,光学成像方法约占30%。2000年7月,美国NIH投资2000万美元,开展小动物成像方法项目(SAIRPs)研究,受到生命科学界的高度关注,其中光学成像方法是研究重点之一。美国国家科学基金会(NSF)在2000-2002年了4次关于生物医学光子学研究(Biophotonics Partnership Initiative)的招标指南。“9.11”事件后,美国国防部启动了“应激状态下的认知活动”(Cognition under stress)项目,采用的研究方法就是光学成像技术。美国加州大学Davis分校于2002年10月宣布:未来10年内,将投资5200万美元建立生物医学光子学科学技术中心(The Center for Biophotonics Science and Technology),其中4000万美元由NSF支持。在学术交流活动方面,国际光学界规模最大西部光子学会议(Photonics West)上,每年的四个大分会之一即是生物医学光学会议(BiOS),论文均超过大会总数的三分之一,如,2003年关于BiOS的专题为19个,占整个会议的19/52=36.5%;2004年,IBOS会议专题为20个,占整个会议的20/55=36.4%。另外,每年还召开欧洲生物医学光子学会议。除疾病早期诊断、生理参数监测外,在基因表达、蛋白质―蛋白质相互作用、新药研发和药效评价等研究中,特别是近年来的Science, Nature, PNAS等国际权威刊物发表的论文表明,光子学技术也正在发挥至关重要的作用。在某些领域,如眼科,光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现,并以最小的无损或微损疗法代替外科手术,如膝关节的修复。现在,用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测爱滋病患者体内的病毒携带量。还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段,包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。光学技术还为生物学研究提供了新的手段,如人体内部造影、测量、分析和处理等。共焦激光扫描显微镜能将详细的生物结构的三维图象展现出来,在亚细胞层次监测化学组成和蛋白质相互作用空间和时间特征。以双光子激发荧光技术为代表的非线性成像方法,不仅可以改善荧光成像方法的探测深度、降低对生物体的损伤,而且还开辟了在细胞内进行高度定位的光化学疗法。近场技术将分辨率提高到衍射极限以上,可以探测细胞膜上生物分子的相互作用、离子通道等等。激光器已成为确定DNA化学结构排序系统的关键组成部分。光学在生物技术方面的其它应用还包括采用“DNA芯片”的高级复杂系统,和采用传输探针的简单系统。激光钳提供了一种在显微镜下方能看见的一种新奇的、前所未有的操作方法,能够在生物环境中实现细胞或微观粒子的操纵与控制,或在10-12m范围内实现力学参数的测量。结合光子学和纳米技术已经可以探测细胞机械活动,揭示细胞水平上隐秘的生命过程,利用纳米器件甚至可以检测和操纵原子和分子,这可以应用在细胞水平的医学领域。高技术的进步,如:微芯片极大地加速了生物光子学的发展进程。集成电路、传感器元件和相连电路的小型化、集成化促使在体和体外测量分子、组织和器官图像成为可能。许多生物医学光子学技术已经在临床上应用于早期疾病监测或生理参量的测量,如血压,血液化学,pH,温度,或测量病理生物体或临床上有重要意义的生化物种的存在与否。描述不同光谱特性(如荧光,散射,反射和光学相干成像)的各种光学概念出现在功能成像的重要领域。从大脑到窦体再到腹部,精确导位和追踪,对于精确定位医疗仪器在三维手术空间的位置具有重要的作用。基于分子探针的光子技术可以识别发生疾病时产生的分子报警,将真正实现令人激动的、个人的、分子水平的医学。
我国的研究基础与条件虽然相对落后,研究投入不足,但生物医学光子学是一门正在兴起和不断发展的学科,在这一新兴交叉学科上国内外处于一个起跑线上。近年来,在国家自然科学基金委、省部委以及其它基金项目的资助下,我国在生物医学光子学的研究中取得了很大的进展,尤其是2000年第152次主题为 “生物医学光子学与医学成像若干前沿问题”、第217次主题为“生物分子光子学”的香山会议后,有许多学校和科研单位开展了生物医学光子学的研究工作,并初步建成了几个具有代表性的、具有自己研究特色和明确科研方向的研究机构或实验室,并在生物医学光学成像(如OCT、光声光谱成像、双光子激发荧光成像、二次谐波成像、光学层析成像等)、组织光学理论及光子医学诊断、分子光子学(包括成像与分析)、生物医学光谱、X射线相衬成像、光学功能成像、认知光学成像、PDT光剂量学、高时空谱探测技术及仪器研究等方面取得了显著的研究成果。发表了许多研究论文,申请了许多发明专利,有些已经获得产业化。国家自然科学基金委员会生命科学部与信息科学部联合发起并承办的全国光子生物学与光子医学学术研讨会已经举办了六届。这对我国生物医学光子学学科的发展起到了积极的推动作用。在我国近年所召开的亚太地区光子学会议中,有关生物医学光子学的内容已大幅增加,成为主要的研讨专题。我国的生物医学光子学研究和学术活动也方兴未艾,呈现与国际同步的态势。在基础研究、应用基础研究以及对新技术的掌握方面跟踪国际先进水平,但国内科研经费的投入相对较小,科研队伍规模不大,原创性的科研成果与国外有较大差距。和国外的发展水平相比,我国的生物医学光子学发展还存在以下问题:
(1)尽管从事生物医学光子学的科研单位很多,但取得突破性、创新性的研究成果很少,主要是由于我们的科研队伍在组织、组成上还不合理,过于分散、开展的内容繁杂,难以将有限的资金投入到一些有利于国计民生的及上水平的研究方向上;另外许多单位的研究重复,缺乏合作,导致水平低下;
(2)和国外相比,研究经费无论在绝对值还是相对值上均投入十分不够;
(3)缺乏研究成果产业化的引导机制。
三 医学光电科学与技术(福建师范大学)教育部重点实验室概况
“医学光电科学与技术”教育部重点实验室设立于福建师范大学物理与光电信息科技学院(激光与光电子技术研究所)内,作为本学科开展科研研究和实施建设与发展的一个基础平台。实验室已有30年发展历史,1973年成立福建师范学院物理系激光实验室,1984年成为福建师范大学激光研究所实验室,1995年为福建省首期211重点学科《应用光子学》学科实验室,2003年5月26日经福建省科技厅批准成立“光子技术福建省重点实验室”,2005年7月28日经教育部批准立项建设教育部重点实验室。实验室座落于福建师范大学长安山校园内。
30年多来,实验室在生物组织光学、医学光谱与光学成像技术、光诊断及光诊疗技术、信息技术光学及其生物医学应用等四个主要方向上努力开拓,承担并完成了数十项国家与省部重点、重大项目课题,取得一批代表我国本领域研究水平的科研成果,其中十五以来获省部级科技进步一等奖1项,二等奖2项,三等奖2项,其它省级以上奖励12项。在国内外重要刊物发表的论文以及被SCI、EI收录的论文均超过100篇。
实验室目前承担着国家与省级重要课题50余项,科研经费超过2000万元。其中国家自然科学基金项目11项,国家教育部、科技部、卫生部项目9项,福建省科技重大专项1项,其它省级重要项目近30项。
中科院半导体研究所原所长王启明院士任重点实验室学术委员会主任,副主任由黄尚廉院士和谢树森教授担任。另有九位国内外著名的激光、光电子与医学学科交叉的院士、专家或资深教授担任委员,其中海外委员两人。他们规划、指导并检查本学科实验室的建设与发展。
重点实验室主要学术带头人、实验室学术委员会常务副主任谢树森教授是中国光学学会副理事长、福建省光学学会理事长、国家有突出贡献的中青年专家、光学工程专业博导、全国劳动模范,是我国医学光电科学与技术领域的学术带头人与开拓者。实验室主任陈荣教授、副主任李晖教授均为国务院特殊津贴专家,实验室常务副主任陈建新教授来自于北京大学的优秀博士后研究员。重点实验室拥有稳定的可持续开展高水平科研的学术梯队,其中的中青年学术带头人或学术骨干包括1位闽江学者特聘教授、1位福建师范大学特聘教授、3位国务院特殊津贴专家、2位全国优秀教师、2位福建省优秀教师和15位博士。
重点实验室与国内外学术界建立了并保持着广泛的联系。重点实验室已设立面向国内外的开放课题基金。已批准并实施来自浙江大学、厦门大学、上海光机所、西安交通大学、华南师范大学、天津医科大学、上海市激光医学研究中心等单位知名学者的开放课题。
重点实验室已具备良好的科研软硬件环境。现有面积近5000平方米,仪器设备原值2500多万元。重点实验室各项管理制度健全。
“医学光电科学与技术”重点实验室,在我国现代科学技术领域特色鲜明,在我国相关学科处于领头地位,有较大影响。重点实验室建设将有力促进福建省科技创新能力建设,促使福建师范大学迅速向高水平、有特色、开放型的综合性大学迈进。同时,重点实验室的建设与发展将有力促进我国医学光电科学与相关学科的发展,为广大民众的身心健康,为海峡西岸的科技、社会与经济发展做出重大贡献。
四 发展趋势和展望
光子学及其技术已广泛应用或渗透到生物科学和医学的诸多方面,被科学界所认同和重视。生物医学光学已经成为国际光学学科重要发展方向之一。生物医学光子学的发展,将为现代医学和生命科学带进崭新的时代。本学科的发展将继续体现了多学科交叉的特点,研究领域涉及到了生物学、医学、和光学,还有化学等不同大学科的方方面面。技术开发与临床应用研究的结合将越来越密切。一般认为,光学领域未来发展的重点是将各种复杂的光学系统和技术更加广泛地应用于保健和医疗。当今世界中,与光子学有关的技术冲击着人类对生命体的认知及人类健康领域。基于现代激光与光电子技术的生物医学光子学技术将为生命科学研究带来具有原始性创新的重要科研成果,并可望形成有重大社会影响和经济效益的产业。
在医学领域,光子学技术正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段,并为医疗诊断提供了新方法。在某些领域,如眼科,光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现,并以无损或微损疗法代替外科手术,如膝关节的修复。现在,用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测爱滋病患者体内的病毒携带量。还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段,包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。
在基础研究方面,研究重点在于从细胞,甚至是亚细胞尺度层次揭示病变组织与正常组织之间的差异,为新技术开发以及应用提供理论依据。另一方面,研究光与人体组织之间的相互作用以及所产生的光化学、光热和光机械效应。在技术的应用方面,研究重点转向比较各种技术中光源(相干光源/非相干光源、波长、功率密度、偏振性、连续/脉冲光源、脉冲持续时间等)和个体差异(年龄、性别、临床症状、发病史、发病时间等)对诊断或治疗结果的影响,在确定各种技术临床适应症的同时,进一步实用化各种技术。此外,还在不断开发新的实用于不同疾病的诊断、治疗和监测技术。
值得关注的是,国外从事“生物医学光学”领域研究的高校或研究机构中,来自大陆的中国学者的数量越来越多。这有助于使国内外的学术交流更加有效,并可以预期国内与国外在该领域的研究水平差距将不断缩小。
今后若干年内医学光电科技学科需关注的重大科学问题和优先研究领域如下:
(一)医学光子学基础
在组织光学方面,其中最主要的有光在组织体内传播的特殊方式、组织光学性质的描述以及有关实验技术的开发和完善等。组织光学是医学光子技术的理论基础。光在生物组织中的运动学(如光的传播)问题和动力学(如光的探测)问题是研究的主要内容,目的是要研究生物组织的光学性质和确定某靶位单位面积上的光能流率。应优先解决测量技术和实验精度的问题,利用近场光学显微技术、光镊技术测量活体组织的光学参量。在理论建模方面,建立生物组织中光的传输理论和数值模拟方法。具体开展的研究工作应包括:1)光在生物组织中传输理论:要用更复杂的理论来描述生物组织的光学性质以及光在其中的传播行为。建立准确的组织光学模型,使之能反映生物组织空间结构及其尺寸分布情况、组织各个部分的散射与吸收特性以及折射率在一定条件下的变化情况;改造传输方程,使之适应新的条件,并能在某些情况下求出光在生物组织中传输的基本性质。2)光传输的蒙特卡罗模拟:继续开发新的更为有效的算法以适应生物组织的多样性和复杂性的要求。除了了解光在组织中的分布,还在探索从大量数字模拟中得到生物组织中光的宏观分布与其光学性质基本参量之间的经验关系。另外,发展非稳态的光传输的蒙特卡罗模拟方法也是一个重要的研究方向,从中可以获得比稳态条件下更多的信息。
组织光学参数的测量方法和技术方面,尚未获得人体各种组织的可靠实验数据。发展和完善活体的无损检测尤为重要。在这方面,时间分辨率与频率分辨率的测量方法引人注目。
(二)医学光子学光谱诊断技术
医学光子学光谱(非成像)诊断技术实质上是利用从组织体反射、散射、发射出来的光,经过适当的放大、探测以及信号处理,来获取组织内部的病变信息,从而达到诊断疾病的目的。
生物组织的自体荧光与药物荧光光谱技术,内容涉及光敏剂的吸收谱、激发与发射荧光谱以及各种波长激光激发下正常组织与病变组织内源性荧光基团特征光谱等。现在人们所谓的特征荧光峰实际上只是卟啉分子的荧光峰。客观和科学地判断激光荧光光谱对肿瘤的诊断标准是十分必要的。目前,某些癌瘤的药物荧光诊断已进入临床试用,自体荧光的应用尚处于摸索之中。需要开展激光激发生物组织和细胞内物质的机理研究,探讨激光诱发组织自体荧光与癌组织病理类型的相关性以及新型光敏剂的荧光谱、荧光产额和最佳激发波长等方面的研究,以期获得极其稳定、可靠的特征数据,为诊断技术的发展提供科学依据。
近年来,拉曼光谱技术应用于医学中已显示出它在灵敏度、分辨率、无损伤等方面的优势。应开发并完善重要医学物质拉曼光谱数据库,并使基于拉曼光谱分析的小型、高效、适用于体表与体内的医用拉曼光谱仪和诊断仪将在医学临床获得更广泛的应用。
超快时间分辨光谱比稳态光谱在技术上更灵敏、更客观和更具有选择性。因此,将脉宽为ps、fs量级的超短激光脉冲光源用于医学受到广泛重视,其一,应发展超快时间分辨荧光光谱技术,用于测量生物组织及生物分子的荧光衰变时间,分析癌组织分子驰豫动力学性质等,为进一步研究自体荧光法诊断恶性肿瘤提供基础数据;其二,应发展超快时间分辨漫反射(透射)光谱技术。以时域的角度测量组织的漫反射,从而间接确定组织的光学特征。这是一种全新的、适用于活体的、无损和实时的测量方法,为确知光与生物组织的相互作用,解决医学光子学中基础测量问题开辟一条新径。
(三)医学光子学成像诊断技术
发展出具有无辐射损伤、高分辨率、非侵入、实时、安全的光子学成像诊断技术,并具有经济、小型、且能监测活体组织内部处于自然状态化学成分等特点的医疗诊断设备。主要的医学光子学成像诊断技术包括:
超快时间分辨成像技术:以超短脉冲激光作为光源,根据光脉冲在组织内传播时的时间分辨特性,使用门控技术分离出漫反射脉冲中未被散射的所谓早期光,进行成像。正在研究的典型时间门有条纹照相机、克尔门、电子全息等。
散射成像技术:包括光子密度波散射层析成像、组织深度光谱测量以及复合成像等,利用红外光源,光子密度波在生物组织中的穿透深度可达几个毫米,在低散射的人脑组织中甚至可达30mm。
红外热成像:红外热成像是利用红外探测器测量人体和动物的正常与病变组织的温度差异来诊断病变及其位置,现已在医学诊断中得到广泛的应用,如乳腺肿瘤的诊断。
光学相干层析成像技术:一种非侵入式无损成像技术,并且可以与显微镜、手持探针、内窥镜、医用导管、腹腔镜等相结合使用,从而具有广阔的应用领域。而且,OCT能进行众多功能成像,如分光镜OCT、多普勒OCT、偏振OCT:也可以与众多成像技术结合使用,如荧光、双光子、二次谐波成像等技术。
荧光寿命成像:受超短光脉冲激发后,荧光团,包括自体荧光团如NADH、FAD等和外源荧光团,如有机荧光染料、荧光蛋白等,所发出荧光的寿命取决于荧光团的分子种类及其所处的微环境,如pH、离子浓度(如Ca2+、Na+等)、氧压等,因此荧光寿命的测量和成像,有助于提供生物组织的功能信息。和内窥镜结合,可用于胃癌、食道癌等疾病的早期诊断,是一种很有前途的具有高灵敏度、高特异性以及高诊断准确性的早期癌症诊断方法。
光声作用成像:利用超声场在生物组织中的优良传输特性和激光在生物组织中的选择性吸收特性,将超声定位技术和光学高灵敏度检测技术结合,以实现无损伤临床医学的结构和功能层析诊断。预期成像深度远好于目前的光学成像方法,对于较厚生物组织成像及临床应用特别具有吸引力,可为及早发现一些特殊病变提供一种无损、有效、高准确度的方法。
非线性光学成像:双光子激发荧光显微成像、二次谐波等成像技术由于具有三维高空间分辨率,对比度高、对生物组织的损伤小等优点,研究工作重点是扩展成像技术在生物医学领域的应用范围,重点解决研制小型化内窥型诊断设备所面临的相关技术问题。
人体经络的光学表征及其调控功能:已经用不少事实证明了经脉循行路线的现象,也初步显示了人体体表沿十四经脉路线存在的红外辐射轨迹。然而,至今未能用西医的形态学或生理学方法证明它的存在,也不能明晰地阐明“经络”的实质。可以利用已发展的生物医学光子学诸多成像技术为工具,研究这个具有中国特色的中医学中的重大问题。
4.医用激光治疗技术(激光医学)
强激光治疗:是当前激光医学中最成熟和最重要的领域。随着新型医用激光器的不时出现,如:钛激光、铒激光、准分子激光等,强激光治疗技术的临床用途也逐渐增多,提出一些新的问题。关于这些新型激光器及新的工作方式对人体组织的作用特点的认识还相对不足,基本没有适合国人组织特性的治疗参数。为此需加强研究激光与生物组织间的作用关系,特别是在诸多有效疗法中已获得重要应用的激光与生物组织间的作用关系;研究不同激光参数(包括波长、功率密度、能量密度与运转方式等)对不同生物组织、人体器官组织及病变组织的作用关系,取得系统的数据,同时也有必要加强新型激光器及新的工作方式的临床适应证的研究。
低强度激光治疗:非热或低强度激光辐射可作为一种辅助治疗手段,其作用机理尚不清楚。对弱激光治疗机理的认识有待于整个基础医学的提高,如充分认识细胞基因表达与调控、细胞代谢的调控、免疫反应的调控等,同时还需研究不同弱激光剂量对这些调控的影响,这才能提高弱激光治疗的针对性和疗效。针对目前临床上盲目夸大疗效、照射剂量严重混乱的局面,建议重点扶持2-3个弱激光研究中心,集中财力与人力进行弱激光的细胞生物学效应研究;弱激光生物调节作用和细胞生物学现象(基因调控和细胞凋亡)的量效关系、弱激光镇痛的分子生物学机制以及弱激光与细胞免疫(抗菌、抗毒素、抗病毒等)的关系及其机制。寻求弱激光生物刺激效应的可能机制与量效关系;规范临床治疗参数与操作等。
光动力学治疗(PDT)是当前激光医学中最具活力且发展迅速的领域。光动力疗法具备了诊断和治疗肿瘤、心脑血管病等人类重大疾病的潜力。光动力疗法在鲜红斑痣、老年性眼底黄斑病变、某些顽固性皮肤病、类风湿性关节炎等常规手段难以奏效的良性疾病的治疗研究中取得一系列进展,并结合内镜技术的发展等,其应用领域得到很大的延伸和扩展。这些都说明发展光动力疗法具有重要的社会和经济效益。应当重点资助PDT相关产品的国产化,扶持新一代国产光敏剂的开发及相应激光器的产业化,资助新一代光敏剂光动力学治疗的机理研究。作用机理、光动力疗法各要素对光动力学效应的影响、建立数学模型、新型光敏剂光动力学效应的研究,为开拓光动力疗法新的应用领域取得系统的数据。
激光美容与光子嫩肤术:利用激光或强脉冲光照射皮肤后的选择性光热解效应,即靶组织(病灶)和正常组织对光的吸收率的差别,使激光在损伤靶组织的同时避免正常组织的损伤这一原则,达到去皱、去文身、脱毛和治疗各种皮肤病或达到美容的效果。
五 结论
医学光子学及其技术的学科发展,对生命科学有重要且积极的意义。在医学领域,将为解决长期困扰人类的疑难顽疾如心血管疾病和癌症的早期诊治提供可能性,从而提高人类的生存价值和意义,其中的重大突破将起到类似X射线和CT技术在人类文明进步史上的重要推动作用,在知识经济崛起的时代还可能产生和带动一批高新技术产业。
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课题组成员:
1.谢树森:教授、博士导师,中国光学学会副理事长,福建省光学学会理事长
2.李 晖:福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室
3.陈 荣:福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室
目前我国水利工程管理,已经从粗放型向集约型转化,从适应计划经济到适应市场经济的转化。在管理体系上,实行从中央到地方分级负责的管理体制,并分为水行政主管部门及业务管理部门两个体系。在法规建设方面,先后颁布了《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国河道管理条例》、《中华人民共和国防汛条例》及《水库大坝安全管理条例》等水利工程管理的根本法规,并制订了相应的配套法规,如《混凝土大坝安全监测技术规范》、《土石坝安全监测技术规范》、《防洪标准》、《水库大坝安全鉴定办法》、《水库大坝注册登记办法》、《水闸安全鉴定规定》、《水利建设项目经济评价规范》以及《水库大坝安全评价导则》等几十种法规和技术标准。在上述法规的规范和指导下,使水利工程管理逐步走上法制化、规范化、科学化及现代化的轨道。
2水利工程建设与管理中存在的主要问题
2.1部分已建工程设计标准偏低,工程质量有待提高,不能满足防洪兴利需要
例如,一些大江大河的堤防工程普遍存在堤顶高程不足、堤身断面单薄、堤基渗涌严重等问题。以长江为例,1998年洪水期间,仅中下游干堤就出现险情6100处,高水位时,每天险情300余处。洪水灾害所造成的损失极其严重,据统计,l993-l998年,全国洪灾造成的直接经挤损失高达10500亿元。我国已建各类水库大坝86000余座,病险水库占40%左右。这些病险水库有的降低水位,甚至空库运行,严重影响其效益的发挥;有的带病运行,对下游人民的生命财产构成严重威胁,一旦失事,将会造成惨重损失。
2.2“重建轻管”使水利工程管理手段落后,技术水平低,影响工程建设及其效益的发挥
例如,大量的水利工程年久失修,不少病险工程没能得到及时除险加固。在管理手段和技术方面,就水利工程安全监测(控)而言,目前的监测(控)覆盖范围及水平与我国水利工程安全和调度运行要求还很不相称,我国至今还没有一个关于工程安全监测和评价的国家级水利工程管理信息系统。在管理“软件”上,无论是水利工程安全管理,还是除险加固安排与资金投入都需要对工程做出安全风险分析和评估。
2.3水利工程建设跟不上国民经济和社会及环境发展的需要
目前的水利工程建设落后于形势需要,有些大江大河至今仍无控制性水库工程,缺乏对洪水的调控手段,致使防洪处于被动局面。北方的干旱缺水严重影响人民生话和国民经济发展及生态环境,中央提出的西部大开发战略也必须要有足够水资源作保证。我国修建了不少地面水库,可对资源丰富的地下水库的利用却研究的不多。我国在解决北方、西部的干旱缺水和生态恶化问题时,应结合地下水库的利用采取综台治理措施。我国城市建设发展很快,现代化大都市的污水排放及处理是必须解决的环保问题,尤其是工业化大都市。
3水利工程建设所需采用的关键技术
3.1深覆盖层堤坝地基渗流控制技术
完善防渗体系、防渗效果检测技术,分析超深、超薄防渗墙防渗机理,开发质优价廉的新型防渗土工合成材料,开发适应大变形的高抗渗塑性混凝土。
3.2堤防崩岸机理分析、预报及处理措施
崩岸形成的地质资料及河流地质作用分析、崩岸变形破坏机理分析、崩岸稳定性分析及评价研究、崩岸监测研究及预报技术研究、崩岸防治及施工技术研究、崩岸预警抢险应急技术及决策支持系统研究。
3.3水利工程老化及病险问题分析
水利工程老化病害机理、堤防隐患探测技术与关键设备、病险堤坝安全评价与除险加固决策系统、堤坝渗流控制和加固关键技术、长效减压技术、堤坝防渗加固技术,已有堤坝防渗加固技术的完善与规范化。
3.4水利工程监测技术
高精度、耐久、强抗干扰的小量程钢弦式孔隙水压力计,智能型分布式自动化监测系统,水利工程中的光导纤维监测技术,大型水利工程泄水建筑物长期动态观测及数据分析评价方法研究,网络技术在水利工程监测系统中的应用,大坝工作与安全性态评价专家系统,堤防安全监测技术,水利工程工情与水情自动监测系统,及高坝及超高坝的关键技术:设计参数的分析,强度、变形及稳定计算分析,高速及超高速水力学研究。
3.5碾压混凝土及面板胶结堆石筑坝新技术的研究
对于碾压混凝土坝,涉及结构设计的改进、材料配比的研究、施工方法的改进、温控方法及施工质量控制;做好面板胶结堆石坝,集料级配及掺入料配台比的试验。做好胶结堆石料的耐久性、坝体可能的破坏形态及安全准则、坝体及其材料的动力特性、高坝坝体变形特性及对上游防渗体系的影响做好认真分析。另外水利工程抗震技术,工程地震反应及安全监测,震害调查,抗震设计,以及抗震加固技术应用。
3.6高边坡技术研究
高边坡工程力学模型破坏机理和岩石力学参数研究,高边坡研究中的岩石水力学研究,高边坡稳定分析及评价技术,高边坡加固技术及施工工艺研究,高边坡监测技术研究,以及高边坡反馈设计理论和方法研究。
3.7地下工程
复杂地质环境下大型地下洞室群岩体地质模型的建立及地质超前预报方法,不均匀岩体围岩稳定力学模型及岩体力学作用研究,围岩结构关系研究,岩石力学参数确定及分析研究,强度及稳定性准则研究,应力场与渗流场的耦台研究,大型地下洞室群工程模型研究,洞室群布置优化,洞口边坡与洞室相互影响及其稳定性和变形破坏规律研究,地下洞室群施工顺序、施工技术优化,地下洞室围岩加固机理及效应研究,大型地下洞室群监测技术研究,隧洞盾构施工关键技术研究,岩爆的监测、预报及防治技术以及围岩大变形支护材料和控制技术。
3.8新型材料及新型结构
新型材料研究涉及新型混凝土外加剂与掺合料、自排水模板、各种新型防护材料、各种水上和水下修补新材料、各种土工合成新材料,以及用于灌浆的超细水泥等。
3.9做好水利工程安全管理信息系统
建立现场自动采集系统,远程传输系统的开发研制,中心站网络系统与综合数据库的建立及信息接收子系统、数据库管理子系统、安全评价子系统与信息服务子系统等,以及建立中央指挥站。
4结束语
水利是国民经济的基础设施,目前,水利已经成为经济社会发展的制约因素,洪涝灾害、干旱缺水及水生态恶化是水利工作亟待解决的三大问题,水利工程建设与管理应围绕解决这三大问题开展工作。科学技术是第一生产力,要做好水利科技发展规划,并付诸实施。在采取必要的水利工程措施的同时,还要采取相应的非工程措施。
关键词: 统计学习;风险评估;支持向量机
中图分类号:F224文献标识码:A文章编号:1671-7597(2012)0110102-01
0 引言
互联网络时代的到来使得网络重要性和人们对其依赖也日益增强。网络安全问题也不容乐观。网络安全风险评估是保证网络安全的重要环节。基于人工智能的评估方法是近些年发展起来的,其评估结果较为客观和准确,克服了传统方法的缺陷,为网络安全评估拓展新的空间。支持向量机[1]就是其中一种,其学习能力强,解决了在神经网络方法中无法避免的局部极值问题,具有较好的泛化推广能力。
1 风险评估及支持向量机
1.1 网络风险评估。准确进行网络安全风险评估并预测其发展趋势成为保障各种网络服务安全急需解决的问题。网络安全风险评估[2]是指依据国家有关网络信息安全技术标准,对网络信息系统及由其处理、传输和存储的信息的保密性、完整性和可用性等安全属性进行科学评价的过程。风险计算是对通过对风险分析计算风险值的过程。风险分析中要涉及资产、威胁、脆弱性等基本要素,每个要素有各自的属性。
在完成了资产识别、威胁识别、脆弱性识别,以及对已有安全措施确认后,将采用适当的方法与工具确定威胁利用脆弱性导致安全事件发生的可能性,考虑安全事件一旦发生其所作用的资产的重要性及脆弱性的严重程度判断安全事件造成的损失对组织的影响,即安全风险。风险计算原理利用范式(1)给出:
风险值=R(A,T,V)=R(L(T,V),F(Ia,Va))(1)
其中,R表示安全风险计算函数;A表示资产;T表示威胁;V表示脆弱性;Ia表示安全事件所作用的资产重要程度;Va表示脆弱性严重程度;L表示威胁利用资产的脆弱性导致安全事件发生的可能性;F表示安全事件发生后产生的损失。
1.2 支持向量机理论。SVM是在统计学习理论基础上发展起来的,是根据Vapnik提出的结构风险最小化原则来提高学习机泛化能力的方法。SVM对小样本、非线性和高维特征具有很好的性能[4]。具有理论完备、适应性强、全局优化、训练时间短、泛化性能好等优点[6]。
假定训练数据 可以被超平面
无错误地分开,且距离超平面最近的向量与超平面间的距离最大,则称这个超平面为最优超平面。而SVM的主要思想就是:通过某种事先选择的非线性映射将输入向量x映射到一个高维特征空间Z,在这个空间中构造最优分类超平面。SVM就是解决如何求解得到最优分类超平面及如何解决高维空间常遇到的维数灾难问题。而通过核函数方法向高维空间映射时并不增加计算复杂度,又可以有效克服维数灾难问题。
SVM中不同的核函数将形成不同的算法,对于在具体问题中核函数的选定和构造也是SVM中的研究内容之一。
2 支持向量机的评估方法
支持向量机可以较好的解决小样本、非线性模式识别、过拟合、高维数等问题,具有学习能力强,全局最优以及很好的泛化能力和结果简单等优点,应用于风险评估具有其可行性及优势[3,5]。
2.1 算法可行性。将SVM运用到风险评估中,对目标网络进行安全风险评估具有其可行性。支持向量机是专门针对有限样本情况的,目标是得到现有信息下的最优解。其次,支持向量机能将分类问题最终转化成一个二次寻优问题。最后,风险评估对问题解决方法的泛化能力及简单性要求较高。支持向量机能将实际问题通过非线性变换转到高维特征空间,在高维特征空间中构造线性判别函数使得原始空间具有了非线性判别函数的功能。在保证模型推广性的同时也消除了维数灾难的问题。
2.2 基于SVM的评估模型。随着SVM的广泛应用及对其深入研究,结合具体需求将SVM与其他算法相结合进行优化,出现一些新型的SVM方法。在对SVM参数优化方法也有相关深入的算法研究。本论文结合SVM实际应用模型与网络风险评估要求及流程,提出基于SVM的评估模型。评估模型主要分四部分:评估观测期、风险分析期、基于SVM的评估期、防护措施调整期。该模型采用周期循环的理念,可以得到目标网络实时的安全状况,更好的保证网络安全可靠。
基于SVM的评估期对评估指标进行归一处理,作为SVM的输入。对数据初始化后通过对训练数据进行机器学习,最终获得SVM的训练模型。然后运用模型对测试数据进行处理,得到测试集中样本的分类结果即评估结果。
3 结束语
网络安全评估成为解决网络安全问题以及网络优化的关键手段之一。支持向量机能较好地解决传统评估方法不能解决的非线性、高维和局部极小等实际问题,克服了神经网络的过拟合、局部最优的缺陷,成为网络安全领域的又一研究热点。该领域仍需完善和改进SVM算法,结合其他学科提高SVM训练速度、降低算法复杂度和运算量等。
参考文献:
[1]邓乃扬、田英杰,支持向量机理论、算法与拓展[M].北京:科学出版社,2009.
[2]黄光球、朱擎等,基于信息融合技术的动态安全态势评估模型[J].微计算机信息,2010,26(1-3):27-29.
[3]党德鹏、孟真,基于支持向量机的信息安全风险评估[J].华中科技大学学报(自然科学版),2010,38(3):46-49.
[4]殷志伟,基于统计学习理论的分类方法研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2009.
[5]王伟,AHP和SVM组合的网络安全评估研究[J].计算机仿真,2011,28(3):182-185.
[6]故亚祥、丁世飞,支持向量机研究进展[J].计算机科学,2011,38(3):14-17.
abstract: the significance of cmcc provincial main optical transmission network mesh is to improve the reliability of the nodes to the aggregation node so as to improve the network safety. this article analyzes the newly built optical routing according to reliability theory and finally provides guidance for the selection of optical routing.
关键词: 光缆路径;可靠性分析;可靠度
key words: optical routing;reliability analysis;reliability
中图分类号:o224 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2013)35-0305-02
1 可靠性理论概述
可靠性,是指单元或由单元组成的系统在一定条件下完成其预定功能的能力。单元是元件、器件、部件、设备等的泛称。单元或系统的功能丧失,无论其能否修复,都称之为失效。可靠性理论即以失效现象为其研究对象,因而涉及工程设计、失效机理的物理和化学分析、失效数据的收集和处理、可靠性的定量评定以及使用、维修和管理等范围。
运用概率统计和运筹学的理论和方法,对单元或系统的可靠性作定量研究。它是可靠性理论的基础。通过数学模型定量研究系统的可靠性,并探讨它与系统性能、经济效益之间的关系,是可靠性数学理论的主要方法。
2 mesh化传输网络的可靠度分析
一般来说,对于节点数量为n个网络,其链路数量的最大值为eij=■│i=1,2,…,n;j=1,2,…,n。
图1中仅以4个节点做为示例,即节点数为n=4。构建全网状网络,对于现实网络中不存在的链路,可将其相关值赋为0或1。
根据图1,该模型中将引入多个参数用来进行表征。具体参数如下:
①r(i,j):表示节点i与节点j间单条链路的可靠度,对于不存在链路该值为0,同时,由于设备故障概率要远小于光缆故障概率,为简化计算,暂不考虑设备的可靠性,即默认为设备的可靠度为1;②r(i,j):表示节点i与j间的混联系统的可靠度;③d(i,j):表示实现节点i与j间的通信而增加的相应费用;④g(i,j)表示某网络结构图的邻接矩阵,由于网络的双工性,此网络结构图可视为无向图。⑤gij表示g(i,j)中的元素值;⑥am(m=1,2,3,…,■)表示矩阵g (k,h)(i,j)k∈i,h∈j中,节点k与节点h的连通度,若有链路可达(连通),am=1,或元链路可达(不连通)am=0。⑦ρ (k,h)(i,j)表示节点k与h间的链路在一张复杂网络是的临界重要度[3]。
通过对一张全网状网的复杂网络进行可靠度的计算,得出某一链路的临界重要度,以确定该条链路在全网进行通信时的重要程度。同时根据其费用情况,选择经济合理,安全可靠的光缆段落进行建设。
3 不同光缆链路对可靠性的影响
在通信网络中,若网络的可靠度低于预定的可靠度,则应该通过提高元部件可靠度来改善整个网络可靠度。但是,对于大型的网络结构而言,由于其中所包含的元部件非常多,若从提高整个网络中每个元部件可靠度着手的话,势必会导致消耗大量的人力和时间。我们可以通过改善网络中少数比较重要的,即影响整个网络可靠性性能比较大的元部件的可靠性,从而可大量节省人力资源和时间的消耗[2]。
假设通信网络中涉及到的所有的光缆可靠度,分别记为,r(i,j)(i,j=0,1,…,n)。则通信网络可靠度函数为
r(i,j)=f[r(i,j)]。这里我们定义偏导数■×■为节点i与j间光缆的临界重要度,由此定义以及偏导数的数学意义就可以很容易看出,临界重要度越大的部件,其可靠度的改善对整个网络可靠度r(i,j)的改善增益越大。
任何两个节点之间通信均为规划路径的并集,其可靠度最终均可以经过复杂系统的分解,表示为各部件的函数。对于暂无实际路由的情况,可以假定存在多条可靠度为0的部件,经过各节点间的可靠性函数及偏导数的计算,便可以知道各部件对于整个网络可靠性提高的增益程度。然而在■×■中,r(i,j)不可为0,因为其值为0,无法表示出其对整个网络的影响。因此在此情况下,可根据该段落的实际长度和敷设环境,经验
判断其建成后的可靠度,进行赋值,然后再进行计算,便能够准确的体现出该段光缆段落相对于全网通信的重要程度。网络建设时,可以有侧重的对改善对整个网络可靠度r(i,j)的改善增益较大的部件进行投资建设。
一张复杂的通信网络,在进行光缆建设时,对于绝对集中型业务,设汇聚节点为k,按照上述的计算过程,可以得到一个关于k的■×n的矩阵:
■ ■ … ■■ ■ … ■■ ■ … ■ … … … …■ ■ … ■ … … … …■ ■ … ■横向求和得ρ (k,i)(i,j)ρ (k,i)(1,2)ρ (k,i)(1,3)ρ (k,i)(1,4) … ρ (k,i)(i,j) …ρ (k,i)(n-1,n)
当业务流量不再呈集中型,而呈分散型时,将会得到一个三维矩阵,即在以上矩阵的基础上,k执行1至n的循环,届时ρ(i,j)=■ρ (k,i)(i,j)。 然而,可靠性仅是光缆建设的一个参考因素,而投资也是光缆建设的一个重要参考因素。需要根据光缆的可靠性和投资因素进行综合评价。具体的评价方法为分别将可靠性和投资赋予权重,表示为wk和wt,乘以相应的权重后,比较该列矩阵的各行的值,便可得出应优先建设的路由排序值:
方案(1,2)方案(1,3)方案(1,4) … 方案(i,j) …方案(n-1,n)=wk×ρ (k,i)(1,2)ρ (k,i)(1,3)ρ (k,i)(1,4) … ρ (k,i)(i,j) …ρ (k,i)(n-1,n)+wt×ρ (k,i)(1,2)ρ (k,i)(1,3)ρ (k,i)(1,4) … ρ (k,i)(i,j) …ρ (k,i)(n-1,n)
选择可选方案中最大的方案(i,j)值,即为最优先建设的光缆段落。
4 模型建立与求解
本文将以黑龙江移动省干网络为例,进行模型建立与求解。按照投资计划,黑龙江移动将选择两条可行段落的光缆进行建设,即哈尔滨—牡丹江和哈尔滨—肇源。本文将结合可靠性的计算对以上两段光缆的优选进行验证。
4.1 参数取值如表1所示。由于在网络建设前,基于光缆建设难度和投资造价等因素,已经选定了拟建路由,本文对这两条拟建路由进行分析。
4.2 可靠性分析:各节点间可靠性计算 按照前面的介绍,求得各节点与哈尔滨之间通信临界重要度的值如下面的矩阵所示:
■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■=2.6×10-6 1.8×10-6 1.2×10-6 1.8×10-6 2.7×10-6 1.9×10-6 1.1×10-6 0.9×10-63.2×10-6 1.8×10-6 0.9×10-6 1.1×10-6 0.9×10-6 1.86×10-6 1.7×10-6 2.7×10-6
横向求和为:ρ(k12)ρ(k13)=1.415*10-5)1.403*10-5。取ρ′(k12)ρ′(k13)=1.4151.403,wk=0.4,wt=0.6。
两条光缆的投资额对比为d(k12)d(k13)=1.356千万)1.553千万
显然,建设哈尔滨至牡丹江段落的光缆优于建设哈尔滨至肇源段落的光缆。因此,在进行光缆建设时,将主要依据可靠性理论进行新建光缆路径的选择。选择路由可达且对传输网可靠性的提高影响较大的段落进行建设或优化,是网络向mesh化演进光缆层面的主要建设思路。
参考文献:
[1]李阿男,刘海涛.一种基于可靠性的简化ason方案[j].中国科技博览,2011(35):63-63.
【摘要】本文在前人的研究基础上,运用领导理论、目标设置理论的已有研究成果,综合考虑了不同理论在变革型领导发挥作用的主题框架下的观点,构建了一个包含变革型领导、目标设置理论对员工工作绩效发挥作用的理论模型。同时也提出希望以后的学者进一步进行实证研究。
【关键词】目标设置理论;变革型领导;员工工作绩效
我国加入WTO以后,国有企业和其他各类企业都经受着经济全球化的冲击。各级管理者和员工不同程度的意识到市场竞争的残酷与压力。尤其是人力资源竞争日益激烈,而员工工作绩效研究就是人力资源管理体系的重要组成部分之一,因此如何提高员工的工作绩效是事关企业生存和发展的重大课题。管理者在企业组织中需要制定一系列的组织目标,正如管理学者帕金森所认为的那样:没有目标期限的工作会延展到填满所有的时间。没有期限就意味着永远完成不了目标。一个拥有具体目标的组织员工比那些没有目标的组织,其员工通常会大幅度地提高员工工作绩效,而且它会产生激励作用,促使员工团结起来,并且将员工所做的有价值、有意义、有贡献的事物转化为一种共同利益,从而使员工创造出更高的个人绩效与组织绩效。目标设置作为激励过程理论,需要每个企业在员工工作绩效中设置目标,通过设置科学的目标,使员工的需要与组织目标紧密结合起来,引导员工思想行为,激发员工工作热情。正如有些学者认为“目标是人类行为直接的(尽管不是惟一的)调节者”。而这种激励理论是怎样在变革型领导方式下发挥作用的还缺乏进一步的研究。
1已有研究的局限性
变革型领导与领导有效性之间关系研究方面已经取得了重大进展,Bass(1996)等研究发现变革型领导的维度与领导有效性之间的相关处于0.19-0.91之间。从现有文献来看,对变革型领导影响组织绩效机理的研究还不够深入,缺乏系统性,更重要的是还缺乏对变革型领导通过何种途径对组织绩效发挥作用的合理解释,尚需要进一步的研究去揭示变革型领导与个体、群体、组织方面的结果变量之间的关系,揭示在这种关系中一些变量所起到的中介与调节的作用;关于变革型领导的理论还没能足够和通过实证来说明这种领导理论是如何和下属的工作绩效紧紧联系起来的,现在还没有一个很好的理论框架来解释这些。对于变革型领导的作用机制的研究还处于起步阶段,因此,本文作者针对变革型领导作用机制进行研究,试图对影响路径上的有关变量提出研究构想。
外来的刺激(如奖励、工作反馈、监督的压力)都是通过目标来影响动机的。洛克与同事在经过大量的实验室研究和现场调查后发现,无论采取何种激励手段,都离不开目标设置。研究激励问题最根本的就是高度重视目标设置并尽可能设置合适的目标。[1][2]于晶(2005)指出目标难度、目标明确性、目标时间三者如何设置会更好地提高成绩。[3]因此,在未来,基于目标设置理论为变革型领导作用机制的构思将为今后的研究提供一条新的思路。
2文献综述
2.1目标设置理论的概念与影响变量:目标设置理论是由美国行为科学家洛克(E.A.Locke)于1968年首次提出的,属于引导行为方面的激励过程理论。目标设置理论包括:目标明确度、目标难度和绩效。目标明确度表示目标内容的明确与模糊程度;目标难度表示目标容易与困难程度。本文对目标设置理论的定义:目标设置是指通过把个体、团队、部门和组织所期望达到的结果具体化,从而提高其活动的效率和效用的一个过程。目标是指个体和小组期望经过一定的努力而达到的产出。
环境变量对目标设置的认识过程会产生重要的影响作用。其中比较重要的一个变量就是领导风格。领导风格是在一个组织的文化价值观和信念是通过一个有魅力的领导或管理群体传输给员工的。变革型领导通过影响下属的理想和价值观来展示其权威性。领导设置的目标与这些价值和理想紧密相连,外在设置和激发的目标将被内化,目标和个人价值观的紧密联系将产生综合的明确的内在动机。领导的目标设置行为,设置任务明确的挑战性目标将会显著影响下属的自我效能感和自我目标设置。
3研究的内容构想
研究变革型领导者通过目标设置对员工工作绩效发挥作用的机制研究,目标设置作为一种中介变量对员工工作绩效发挥作用。研究构想理论模型如图所示:
4总结与讨论
当前,我国企业经营已转为以买方市场为主的经营环境,各种性质的企业之间竞争已经非常激烈。为了获得更广阔的生存发展空间,需要企业迅速熟悉相对复杂的经营环境,企业经营者需要学习已积累的市场知识。在组织管理中,企业通过设置员工的个人目标,给员工指出明确的工作方向,并对责任目标进行科学、合理的考核,为员工完成目标值增提供动力。员工目标的执行过程会受到诸多因素的干扰,诸如员工能力的大小、目标效应的反馈、自我效能感、满意感、目标承诺等,如何针对不同的员工制定不同类型的目标以及如何在目标与绩效之间作出合理的调整与修正,使目标影响动机,引导活动指向与目标有关的行为,并使员工根据目标难度的大小来调整努力的程度,进而影响行为的持久性,从而提高工作绩效。