发布时间：2023-08-03 16:44:32
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关键词:研究型大学、课程、通识课程、专业课程、选修课、必修课
课程体系是本科教育的核心和基础，也是本科教育质量的重要衡量指标之一。中美研究型大学的本科课程体系有许多相似之处，但由于两国大学文化及教育理念的不同，本科课程体系也存在很大的差异。为了具体的比较分析这些异同，本研究选取了北京大学（北大）、南开大学（南开）、哈佛大学（哈佛）和芝加哥大学（芝大）四所大学作为案例。其中北大和哈佛分别是中美两国研究型大学的典型的代表，其本科教育在本国都堪称翘楚，同时也都是本国本科课程体系改革的先锋，而南开和芝大则是研究型大学群体中历史较为悠久，课程体系较具有传统性的大学。为了使比较更具体，本研究分别从文科和理科中选取了一个专业，即文学和数学，这两个专业没有专业特殊性、具有普遍代表意义，而且在两国专业名称的概念指称上是一致的，这保证了两个专业既具有一定的代表性，也具有完全对等的可比性。
一、课程体系结构的比较
结构是课程体系的骨架，主要是指组成课程体系的各类课程的搭配安排以及比例关系。中美两国研究型大学课程体系的构成是基本是相同的。具体来说，从课程内容看，都包括通识课（素质教育课）和专业课两类。前者是为了拓展学生知识广度，提高学生整体文化素质而设置的各类课程；后者是为拓展学生在某一专业领域的知识深度而设置的课程。从学生修课受限与否看，都包括必修课与选修课。前者是学生要获得学位所必须学习的课程；后者是学生可以选择的课程，可分为限制性选修课和任意选修课程两类。前者对学生选修的范围进行了限制，如通识教育中的各大类课程；后者则由学生任意选择，没有任何限制。两国研究型大学的本科课程体系虽然在构成上相同，但在结构比例上却有着较大的差异。
（一）通识教育课程（素质教育课程）与专业课程
我国学者通常将全校公共必修课也纳入通识教育课程。如果按这此方法，北大的通识教育课程（北大称为素质教育通选课）在文学和数学两个专业的毕业总要求中，所占比例分别是30.4%和32.9%（见表1），南开通识课程（称为任选课）在这两个专业中所占比例是29.3%和32.0%（表3）。而哈佛通识教育课程在这两个专业中所占比例都是34.4%（见表4），芝大的通识教育课程在两个专业中均占35.7%（表5）。这样看来，我国大学的通识课程在比例上低于美国大学，但差距不是太大。但在美国，许多学校如哈佛、斯坦福、芝大等将全校公共必修课单独列出，不算入通识教育课程。如果按这种方法计算，去掉全校公共课后，北大的素质教育通选课在文学和数学两个专业所占比例分别是8.3%和9.0%（见表1）。进行试验改革的元培学院，其通识教育课程比例有所增加，也才达到11.4%（见表2）。南开的通识教育课程，在文学和数学两个专业中均占大约10%（见表3）。哈佛大学校的通识教育课程在两个专业中均占25.0%（见表4）。芝大通识教育课程仍为35.7%（见表5）。从这一角度看，我国研究型大学真正意义上的通识教育课程所占比例极小，与美国大学相距甚远。
在专业课方面，中国研究型大学的专业课程的种类比较多。如北大的大类平台课包括两类：一类是属于本专业的基础必修课，另一类是本专业或相邻专业的选修课。二者都属于专业课程。因此，其专业课程包括大类平台课和具体专业方向上的专业课。这样北大文学的专业课程占学位总要求的比例为66.2%，数学的专业课程占62.7%（见表1）。其元培实验班的专业课略有减少，至少在60%左右（见表2）。南开的专业课程则包括院系公共课、专业方向上的专业课。其文学的专业课程占60.7%，数学的专业课占58%（见表3）。哈佛文学的专业课占43.7%，数学的专业课占37.5%（表4）。芝大文学的专业课占30.9%，数学的专业课占40.4-45.2%（表5）。由上可以看出，在北大和南开，专业课都占据着大半壁江山，有的甚至占到了总课程的三分之二。而哈佛、芝大的专业课都没有超过总课程的一半。
（二）必修课和选修课
北大的必修课包括全校必修课，大类平台课中的必修课，专业必修课，选修课包括大类平台课中的选修课，素质教育通选课。其文学专业中的必修课占学位总要求的66.9%，选修课占29.7%；数学的必修课占56%，选修课占39.6%（见表1）。北大两个专业的必修课和选修课的比例分别大约是2.3:1和1.4:1。而进行改革实验的元培实验班的必修课约占60%，选修课占35.7%，二者比例是1.7:1（见表2）。南开大学的必修课包括校公共课、院系公共课和专业必修课，选修课包括专业选修课和任选课。南开文学的必修课占学位总要求的66%，选修课占34%；数学的必修课71%，选修课占29%（见表3）。南开两个专业的必修课与选修课的比例分别为1.9:1和2.4:1。哈佛的必修课包括全校公共课和专业必修课，选修课包括专业选修和通识课。其文学专业中的必修课占学位总要求的25%，选修课占75%；数学的必修课占34.4%，选修课65.6%（见表4）。哈佛两个专业必修课和选修课的比例分别是1:3和1:2。芝大的必修课包括专业必修课，选修课包括通识课，专业选修以及任意选修课。其文学专业的必修课占21.5%，选修课占78.5%；数学的必修课19%，选修课占81%（见表5）。芝大必修课和选修课大约是1:3.7和1:4.3。
由以上数据可以看出中美两国研究型大学必修课与选修课的比例正好相反。我国是必修课比例绝对大于选修课，而美国则是选修课比例占绝对优势。进一步分析可以看出我国大学必修课与选修课的比例之所以如此之高，其根本原因在于全校必修公共课所占比例较大。我国的大学全校必修公共课基本都在20%以上，有的甚至达到了30%以上。北大的全校必修公共课在文学和数学专业学位总要求中分别占到22.1%和23.9%（见表1）。南开的全校必修公共课在这两个专业所占比例高达29.3%和32%（见表3）；而美国研究型大学的这类课程都在10%以下。哈佛的全校必修课只有2学期外语和1学期写作，所占比例为占9.4%（见表4），芝大全校统一必修的课程，就是外语和体育。对于外语，学生可以通过学校的水平考试，高中选修的大学语言课程考试或到国外学习语言课程，或选择通识课程中的第一年语言系列课程等来达到外语要求。体育要求是3学分，但不算入学位学术要求之中。可以看出我国大学的全校公共课比例大大超过了美国大学，严重挤压了选修课的比例。而在任意选修课方面，北大根本没有这类课程，南开的任选课实际上是通识教育课程。真正意义上的学生任选课也不存在。而在哈佛，任意选修课在文学专业总要求中占21.9%，在数学专业中占28.1%（见表4），而且形式非常多样，可以选修第二专业或外语引文，也可以出国短期学习，还可以在某一领域做高深研究，或者准备研究生课程以及发展其他学术兴趣。任意选修课在芝大文学专业中占33.3%，在数学专业中占23.8%（见表5）。
表1 北京大学的文学（中国文学专业）和数学（数学与应用数学专业）中的各类课程在占学位总要求中所占比例[1]
二、课程体系内容的比较
中美研究型大学的课程体系除了结构性的差异，在内容上也存在着差异，下面从通识教育课程和专业课程两方面分析这些差异。
（一）通识教育课程方面
中美两国研究型大学的通识教育课程在根本目的上没有太大的差别，都是为了培养具有多学科知识、具有多方面基本能力，同时还具有较高的文化素质和修养的人才，[6]满足国家和社会对复合型人才的需要。但其课程体系在内容上却距离这一目标甚远。
从实践来看，我国研究型大学的通识课程包括两部分：一是国家硬性规定的全校必修公共课。这是旧课程体系的重要组成部分，其包含内容包括语言类、思政类、计算机和数理能力类和军体类。[7]这其中思政课是具有我国情特色的课程。而语言类课程中，所有的大学普遍将外语作为全校必修课程，这一点与美国大学一致。对外语的重视体现了当前科技、职业和生活的国际化发展趋势，第二类是近年来各大学借鉴国外大学通识教育理念，进行课程改革而新加入的本校课程。这类课程在宣传上提出要培养学生思考能力、创新能力，提高大学生的人文和科学素质，促进学生跨学科和多学科能力的发展。但课程设计的出发点和落脚点仍然是在简单的知识传递上。这类课程基本上还是按照传统学科来设置。比如北大的素质教育课分为：数学与自然科学类，社会科学类，哲学与心理学类，历史学类，语言、文学、艺术与美育类，社会可持续发展类。[8]9前五类按学科划分，最后一类按专题划分，缺乏整体的一致性。南开大学的任选课也是完全按照学科大类设置，分为自然科学与技术、人文科学、社会科学以及艺术、体育与实践四类。[8]13 在学生选课时，一般都要求在每一大类中选修一两门课。而每一大类涉及众多学科，选择范围就太大，而在课程设置中又缺乏合理地配置，从而导致学生在各大类的选择中带有很大的盲目性。从总体来说，通识教育的这两类课程并不没有内在的联系性，只是机械地将各类课程堆砌在一起，根本不能将多学科、跨学科知识有机地整合起来。[9]因而，学生学到的也不是丰富地、经过整合的知识，而是割裂杂乱、乱七八糟的各类学科知识。
美国研究型大学则非常重视通识教育，许多名校都会花费大量时间、人力定期对通识教育课程进行改革。如哈佛大学目前的通识教育课程是在2009年正式实行的新课程，其改革历程却开始于2002年，历时近七年，在对原有课程进行评估的基础上，[10]展开全校大讨论，并邀请各学科专家学者，包括同类院校的同行进行参与设计，同时还成立了专门的委员会进行总体负责和管理，其重视程度可想而知。哈佛的通识课程是按照现代社会学生所需要培养的能力来进行设置的，共分为八类：分别为审美和解释性理解，文化和信仰， 实证和数学推理， 道德推理，生命系统的科学，物质宇宙的科学， 世界上的社会，世界中的美国。[11]学生必须从每一类中选取一门课程（其中必须有一门主要涉及各方面历史的学习）。这一课程体系打破了传统学科界限，体现着多学科的交叉和融合。[12]如审美和解释性理解这一类本身就融合了哲学、美学、文学、语言学、艺术、历史等各学科内容。生命系统科学、物质世界科学都加入了对科学成果产生的历史、哲学、环境以及制度方面的内容。芝大的通识课程是按学科来统一设置，但对其进行了独特的组合，芝大通识课程分为人文学科、文明研究以及艺术；自然和数学科学以及社会科学三大类，每一类中又分了若干序列。如在人文学科、文明研究以及艺术这一大类，分三个序列:A.历史、文学和哲学文本的诠释，B.戏剧、音乐和视觉艺术C.文明研究。而这三个序列的课程又被搭配组合成三个选择：第一，3学期A系列课程， 2学期C系列课程，再加上1学期的B系列课程。第二选择，3学期C系列课程，2学期A系列课程，加上1学期B系列课程。第三，2学期A系列课程，2学期C系列课程，2学期B系列课程。[13]在人文学科、文明研究以及艺术这一大类要求学生所修的6学期课程必修从以上三个选择中选取。这种课程安排和要求就克服了从大类选课的随意性和盲目性，有意识为学生在人文艺术方面设计一个较为全面的知识结构并促进在大类内部各学科的交叉和融合。
在通识教育课程的标准和要求方面。中美两国研究型大学也存在着很大的不同。我国大学这类课程目标和标准普遍比较笼统空洞，言之无物。如北大《2011-2012学年第一学期选课手册》中列出了所有通选课的总的遴选标准：“有利于学生在最基本的知识领域掌握认识和改造世界的各种思路和方法。有利于加强大学生的人文素质、创新能力和基础知识。有利于促进不同学科的交叉渗透。有利于培养学生的思辨力，有较强的理论性和思想性。有利于引导学生了解学科前沿和新成果、新趋势、新信息。有利于从综合角度掌握经典著作的基本精神，启迪思路。有利于学生选修著名学者的特色课。有利于学生了解现有的一级学科。”[14] 这是一些非常抽象的总体性要求。它对每一大类课程具体要让学生掌握什么知识，培养学生什么能力则没有提及。南开的任选课也是类似的表述模式。缺乏明确具体的目标和标准，是课程缺乏精心设计的表现。这样的通识教育课程到底具体要让学生学习到什么？在各方面达到什么标准？恐怕师生都感到茫然，其评价以及最终通识教育总体目的实现情况则无从得知。
而美国大学通识课程标准则非常具体，如哈佛大学对每个大类课程都提出了明确的能力培养的标准要求。如审美和解释性理解这类课程的必须达到的标准是：“第一，培养学生的批评能力，也就是对美的感受和解释能力；第二，通过考察任何语言的初级文本、语言学结构以及各种媒体形式所创造的艺术作品，培养书面、听觉、视觉、运动以及其他形式的理解能力；第三，讲授如何在不同语境的框架内分析这些作品，如批评理论、美学、艺术哲学、修辞、语言和意义以及知觉理论；d.如恰当可行，可以加入一些课外经历，如参观展览、表演、阅读或者与表演者、导演、策划者互动或让学生自己从事创造性活动。”[15]每个大类的这个标准，既是遴选具体课程的标准，也是进行课程评价的标准，同时也是日后进行课程改革的根据。
（二）专业课程方面
专业教育是大学教育的重要内容之一，它体现着社会对人才专业方面的要求。因而在大学课程体系中，专业课程的地位和意义是不言而喻的。
就专业课程所包含的具体内容看，北大中文专业专业课必修课有现代汉语，古代汉语，中国古代文学史，语言学概论，中国现代文学史，中国当代文学，文学原理，原典精读，中文工具书，中国文化史，古代典籍概要。专业选修课包括中国文学理论批评史，西方文学理论史，比较文学原理，民间文学概论，西方文学史，东方文学史，新闻传播类课程，静园学术讲座。[7]278-279此外,文学专业课程还包括本专业的一般选修课，包括写作类、文艺美学、文艺理论流派、诗学概论、书法美学以及不同历史阶段文不同文体学作品导读。另外，还有历史系、哲学系、考古文博学院以及外语学院和艺术学院等外院系的专业课程做选择。由此可见，北大的专业课涵盖范围广，综合化程度高，几乎是面面俱到，呈现了一个从语言到文学、文艺，再到文化无所不包的庞大体系。
美国大学的专业课少而精，注重的是学生对这一学科领域的理解、认识以及能力的获得，如哈佛的比较文学（含文学）专业要求学生上满14门学期课程（哈佛一学年分两学期），其中的必修课是二年级（春季学期）、三年级（春季和秋季两学期）以及四年级（春季和秋季两学期）分别开设的文学97，文学98a, 文学98b,文学99a 文学99b等五学期的讨论课。[16]2这种课程以小组讨论的形式来进行。二年级的讨论课要求学生阅读各不同时期、不同文体、不同国别和媒体的作品，然后讨论探索文学的基本问题、方法以及对文学的理解。三年级秋季讨论课则要求学生在老师的帮助下，探索文学的一个具体研究方向，确定一个文学的或文化研究题目，春季的讨论课是就这一具体题目进行深入的知识学习和研究并写出5000-6250字的三年级论文。四年级秋季讨论课主要是准备四年级（毕业）论文，要求达到11250-18750字，春季讨论课主要是帮助准备毕业论文。除此之外，要求学生从本院系开设的课程中选取3门学期课程，从非英语文学中选取3学期课程，另外的3门课程可以从相关院系里选，可以是英语文学、外国文学，经典文学，民间传说和神话，哲学，视觉和环境研究、妇女、性别、性研究、语言学以及其他各种课程。[16]2芝大的英语语言与文学专业课程共有13门学期课程包括：2学期（芝大一学年分四学期）英语以外的其他语言课程;除了通识教育中课程，还要在戏剧、音乐以及视觉艺术中任选1门学期课程。另外，必修的还有1门批判视角（也可以文艺理论代替）。剩下9门课程都是英语课程，这些课程必须满足以下这些要求:1门有关1650年前英语文学的课程；1门1650年到1830年间英语文学课程；1门1830到1940间的英语文学课程；1门英语小说课程；1门英语诗歌课程；1门英语戏剧或电影课程；1门英国文学；1门美国文学，另外，还可以选1-6门的其他选修课。[17]从上可以看出，哈佛和芝大文学专业必修课程并非追求对专业领域的全面涉猎，而是强调课程在不同语言、不同历史时期以及不同形式上文学的多样性以及学生对文学的深入探讨、分析和理解。尤其是哈佛文学专业必修的五门讨论课侧重在引导学考察文学的内涵、价值以及各种文学形式的传承和功能，并通过引导学生进行相关题目的研究和论文写作，提升其深入认识、把握文学专业和运用文学技能的能力。
三、结论和探讨
通过对对中美两国研究型大学本科课程体系的结构和内容进行的比较分析，可以得出以下几个结论，下面就这些结论进行进一步的讨论。
（一）我国研究型大学通识教育课程的比例远远低于美国大学，而且在内容上比较单薄，缺乏精心设计。除去华而不实的全校公共课，我国真正意义的通识教育课程在整个课程体系中所占比例非常低，大都在十分之一左右。而且国家规定的公共课与各校自己设置的通识教育课程处于割裂状态，缺乏内在的逻辑性和一致性。整个通识教育课程明显没有按照统一的模式进行合乎逻辑地设计。而且缺乏具体明确的课程设置和评价标准。所有这一切说明通识教育在我国研究型大学中没有得到应有的重视，在本科课程体系中一直处于从属地位。而美国大学将通识教育提到了与专业教育同等重要的地位。通识课程在本科课程总量中占到四分之一到三分之一左右。而且将通识课程设计视为本科教育工作的重中之重，通常会集中校内外专家学者、教师、学生等各种力量，按照统一模式进行设计，形成具有内在逻辑关系的统一整体。[18]因而其通识教育课程无论在内容和编排上都具有科学性、系统性和实用性。通识教育课程的比例和地位差异其实反映出的中美研究型大学在培养理念、目标、方式以及最终培养人才的综合素质上的差异。[19]
（二）我国研究型大学的专业课程比例大于美国大学，在内容上突出系统全面知识的传递，而美国研究型大学强调的是通过知识的多样性培养学生能力。专业课比例大是我国大学本科教育的一大优势，这使得我国大学培养的学生专业基础扎实，专业知识储备雄厚，为进一步深造提供了较大的可能。但同时这个优势也带来了负面的效应，过多的专业课程加重了学生的负担，缩小了学生转换专业、跨专业学习或选修其他专业的可能性。虽然多数大学都有一些选修课，但这基本都是相邻专业，甚至大部分是专业的选修课，这使得学生仍拘泥于既定的专业或者学校规定的相邻专业的学习，没有时间和精力拓展自己感兴趣的其他专业领域，从而影响其跨学科知识体系和思维模式的形成。因而，学生未来在专业上也难以取得突破性的成就。另外，我国研究型大学的专业课内容广泛而全面，体现着整个学科的体系性，强调的是知识的传授。这种课程体系传授的知识虽然涉及面广，但却没有深度，让学生浅尝辄止。美国研究型大学的专业课只是挑选具有代表性的课程，体现出丰富性和多样性，同时注重课程的能力导向。因此能够以少而精的课程，引导学生探求较深层次的知识并培养其真正的思考和解决问题的能力。
（三）我国研究型大学的课程结构在必修课和选修课比例上严重失衡。必修课比例过大，选修课比例较小。这样的课程结构所带来的直接后果是将学生仅仅绑缚在已选专业上，禁锢在专业所涉及的学科范围内，对专业以外的学科则无精力接触。这不但限制了学生知识结构的延展，减少了学生自然地进行多学科、跨学科学习和研究的机会，也切断了学生开发自身多方面能力以及激发各种学习兴趣的途径。很显然，这非常不利于学生创新思维能力的培养。[20]美国的研究型大学都有五分之一到三分之一的任意选修课。这些课程不同于通识教育课程。它没有任何限制，完全由学生按照自己兴趣来随意选择。设置这类课程的主旨是让学生广泛涉猎，充分开发学生兴趣，寻找自己特长，促进学生学科知识的交叉和融合，从而为学生进行创新性思维及能力培养的提供良好的契机。
从与美国研究型大学课程体系的比较中可以看出，我国研究型大学本科课程体系的指向是简单刻板的知识传授。而并不是学生各种能力的培养。而美国研究型大学课程体系的出发点和落脚点都是学生的能力培养。诚然，我国的课程体系也存在着一定的优势，但其存在的问题也严重威胁着本科教育质量。为此，我国的研究型大学在走向世界一流的进程中应该提高对本科课程体系的重视，不断对其进行改革和开发，增加其的科学性和先进性，使之成为促进教育目标实现的重要途径。
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摘 要：近年来，随着煤矿现代化程度的提高，煤矿井下的大型机电设备也越来越多，而这些机电设备无不是以电为动力，因此如何提高煤矿供电系统的可靠性显得尤为重要。本文根据笔者多年的工作经验，阐述了目前影响煤矿供电系统可靠性的一些问题，并提出了几点针对性的解决措施，以供同行交流和借鉴。
关键词：煤矿;供电系统;可靠性;安全
1、前言
电力是煤炭生产的主要动力源泉，供电可靠性就是供电的连续性和不间断性。近年来，随着煤矿企业的不断的发展，产量的不断提高，井下供电线路在逐渐延伸，供电设备逐渐增多，井下供电系统的可靠性已经成为制约安全生产的主要因素之一。在煤矿生产过程中，供电系统的好坏不仅直接影响着煤矿机电设备的安全运行和煤矿安全生产，而且提高煤矿供电系统可靠性可以提高电气设备使用性能和使用寿命，降低维修费用和维修周期，使煤矿生产能够顺利进行。因此，做好煤矿供电系统的可靠性研究，对于提高煤矿安全生产效率和提高煤矿经济效益具有非常重要的意义和作用。
2、当前煤矿供电系统存在的问题
（1）主变压器经常过负荷运行，低压供电系统谐波污染严重
近年来，随着煤炭产量的逐年提高，产量的上升就需要更换大功率的采掘设备，但是很多矿井都是只更换机电设备，没有及时进行供电系统的整改。煤矿井下的各设备的总负荷容量如果总是大于我们供电系统设计的容量，那么这一现象不仅直接降低了煤矿电网的供电可靠性，而且使主变压器等系统长期处在一个超负荷的运行状态，容易引起变压器绝缘老化，甚至导致变压器烧损。其次，低压供电系统谐波污染严重。近年来，随着电力电子技术、通信技术和自动控制技术的不断发展，大量变频整流设备（如变频调速控制系统、软启动智能控制系统等）在井下供电系统中的广泛使用。这些变频整流设备正常运行时所产生的谐波分量会直接反馈到矿井低压供电系统中，使井下配电网有功和无功间不能保持原有的平衡，造成电网被严重污染。这样不仅会影响井下开采设备的高效运行，而且还可能造成井下各类继电保护和在线监测系统出现误动或拒动现象。
（2）煤矿电气设备问题
目前国内一部分小煤矿还多多少少存在着一些问题，例如，国家已经在相关文件中明令淘汰或禁止使用一批在操作过程中会产生较大能量电弧的分支线路空气开关，但在实际生产过程中发现有些煤矿依然使用这些明令禁止的开关设备。其次，供电设备名目繁多，质量残次不齐。例如，在使用高压开关柜、移动变电站和磁力启动器等质量残次不齐的电气保护装置时，不仅不能对供电电气设备进行保护，反而会降低供电系统可靠性和设备的安全性能。
（3）煤矿供电系统在线监测水平较低
据调查发现，由于受当时建设技术水平和投资资金的制约，一些煤矿低压供电系统没有安装相匹配的供电系统安全监测监控系统，致使井下供电系统的综合运行工况数据信息不能实时反馈回地面，导致地面相关电力调度管理人员无法技术掌握井下供电系统运行情况，从而不能及时制止和消除隐患，不能为正确的决策提供保证，从而造成事故进一步扩大，大大降低了煤矿供电系统的可靠性。
（4）机电技术队伍整体素质偏低
很多煤矿认为机电部门辅职业，不加重视，又缺乏有效的激励机制，导致煤矿机电设备管理专业队伍不稳定。一些煤矿机电管理人员文化较低，专业技术水平不高，未系统学习设备管理理论和企业管理理论，很少接受机电专门技术培训，理论知识不足，实践经验缺乏。面对技术先进、自动化程度高的电气设备，一些技术人员不知道如何正确使用和操作电气设备，如何检修和保养更无从谈起。在日常管理中，未能充分重视特种作业人员的资格证书管理，个别人员是通过走后门上岗，为安全生产带来严重隐患。
3、提高煤矿供电系统可靠性的措施
（1）优化井下供电结构，选用先进动态无功补偿及消谐装置
合理的井下供电结构是保障电网安全的决定性因素，近年来，矿井电气设备越来越多，为了防止由于系统发生事故，影响回路电源正常运行，必须采用双回路独立电源线路，不能在分支线上使用“T”字形接其它负荷，而且要对双回路采用分列运行方式，环网供电则应采用开环运行方式。同时，要加强对电网运行方式的调度管理，要始终对变电所内的母线联络开关的分合闸状态进行调度监控。其次，及时调整进行开采供电结构，动态优化内部配电线路结构，减少供配电过渡环节和冗余线路，有效的节约能源，实现经济运行。此外，选用先进的动态无功补偿及消除谐波装置来维系电网的波平衡。通过选用先进的动态无功补偿及消除谐波装置来自动调节设备无功和有功容量间的平衡，为井下各电气设备提供稳定的电源，消除不必要的谐波，降低谐波对煤矿供电电网的冲击，保证煤矿井下各种机电设备高效、稳定的运行，提高其使用寿命。
（2）加大煤矿供电设施投入
首先，煤矿相关部门应根据《煤矿安全规程》的规定对原有不符合要求的电气设备进行更新或改造，引进运行稳定、可靠性高、制造工艺先进、高效节能型的新型电气设备，提高机电设备系统的可靠度。例如，供电电缆的选择应该选择阻燃式交联电缆，低压电缆的选择要阻燃同时有屏蔽功能，高压开关优先选择带有“五防功能”的全密封开关柜，高压断路器开关优先采用真空免维护的断路器等，通过先进设备的应用，减少设备检修次数。
（3）完善保护装置
井下的高压电动机和动力变压器等高压控制设备应该具备一定的过负荷接地短路和欠压释放的相关保护，因此，井下由采区变电所、移动变电站或配电点引出的馈电线上，应装设短路过负荷和漏电保护装置;配电网则都需要装设过流短路保护装置，并且必须用该配电网路的最大三相短路电流校验开关;保护装置必须保证工作成组的电气设备能够启动严格做好故障保护的协调动作。
（4）加强供电系统管理，配置先进的电力在线监测系统
首先，做好供电线路和设备运行的巡视工作，建立详细的巡视记录，设备检修由定期检修逐步向状态检修过渡。对巡视中查出的问题和安全隐患，应立即下发整改通知书，并进行及时跟踪。其次，重视检修计划的综合管理工作，认真贯彻“应修必修、修必修好”的原则，落实设备检修责任制，最大限度地减少重复性停电。此外，配置先进的电力在线监测系统。该系统能够对井下电网的工作状态进行实时监测，并通过监测到的相关数据信息来判定事故发生的性质和区域，及时地将该区域的电源切断，保证非事故区域可以安全生产。
（5）完善管理制度，加强运行、维修人员培训和管理
首先，建立健全相应的管理机构，完善各种管理规章制度，全面协调好机电与生产的关系。特别是建立和完善各级领导和业务部门的安全生产责任制和工人的岗位责任制，通过经济杠杆，严格考核，从而促进各项安全管理制度的落实。其次，重视对运行、维修人员培训和管理。制定有效的专业知识培训方案，使运行和维修人员掌握设备正常运行的关键参数、设备正操操作的方法、设备故障的发现判断方法以及日常点巡检过程中检测的重点，熟练掌握设备调试、故障判断排除的方法。同时，加强考核，培训完成后要进行考试，考试合格，颁发合格证，确保人人持证上岗，严禁无证上岗。
4、结束语
关键词：桥梁设计；可靠性；关键点；分析
1 桥梁工程可靠性不合理的原因分析
1.1 桥梁管理、施工水平较低
有的桥梁建设所用的基本材料质量问题比较大，与桥梁建设材料的标准相差甚远，导致桥梁损坏、坍塌的情况也就不足为奇了。另外，由于相关的政府部门管理不力，桥梁建筑行业内部乱象丛生，桥梁设计的可靠性难以保障。桥梁施工单位不按照规范进行施工，使用劣质材料，偷工减料的情况时有发生，加剧了桥梁潜在的不安全、不可靠的风险危机。
1.2 桥梁设计标准定位较低
交通运输业在社会经济的发展下不断壮大，发挥着日益巨大的作用，在此过程中对我国桥梁工程承载性能要求也在逐步提高。但是很多桥梁的建设中，所使用的仍旧是比较低端的桥梁设计标准，没有跟上时展的脚步，必然产生与时展不适应的情况，不仅可靠性不能保证，还可能对人们的生命财产安全构成威胁，影响社会稳定和谐。
1.3 桥梁缺乏耐久性
在现阶段的桥梁设计中，有一种情况应该引起重视，那就是设计人员侧重的是桥梁结构强度的设计，而对桥梁的耐久性往往是忽略的，久而久之相关工作人员只了解桥梁耐久性的基本意义，对耐久性所能够加固桥梁可靠性的作用毫无概念。有的桥梁设计规范中，对桥梁的使用年限没有明确指出，设计程序、使用环境、结构与材料都没有对耐久性进行突出强调，桥梁的耐久性形同虚设。
1.4 操作不规范
针对现阶段出现公路桥梁耐久性以及安全性没有达到标准的情况，一般认定是因为施工中的操作过于野蛮，或者管理较为散漫、腐败所导致的。如果桥梁完工后短时间即发生了坍塌等恶性的安全事故，大部分原因是由于施工的操作和管理没有在规范的标准下，这其中包括材料的以次充好、施工工艺落后、偷工减料等，综合的作用下使得桥梁工程的安全性和可靠性的下降。
2 提高桥梁设计可靠性的措施分析
2.1 建立、健全桥梁设计的法律规范
一个国家的繁荣程度很多时候要依赖于健全的法制，市场经济更加讲求法治，法治社会里国家的各项事业才能顺利有序的推进，并朝着更为广阔的空间发展。桥梁设计也不例外。要实现桥梁设计的安全可靠性，必须建立健全必要的法律、法规，还要行之有效的贯彻到位，做到桥梁设计的有法可依，执法必严，违法必究。只有以法律为坚强的后盾，桥梁的质量才能得到最大限度的保障。桥梁质量是一项工程建设的宗旨所在，也是提高桥梁建设的速度和效率的有效途径。
2.2 正确的理解桥梁寿命期
在实际的施工中，桥梁荷载强度的满足是最为基本的设计理念，除此之外，更应该兼顾桥梁使用寿命得以充分提高的设计理念，这也是与国际上较为先进的桥梁设计理念相接轨的具体要求。桥梁设计中给予桥梁使用寿命最大化的关注，才能使桥梁的质量有着质的变化，还要对相应的结构重要性措施进行分析。举一个例子，100年是我国桥梁设计最为基本的使用年限，但是桥梁设计数据的准确性是很难保证的，需要相关人员进行多次数据的模拟试验，所得到的数据才较为准确可信，具有说服力。桥梁的寿命期得以确定后，工程的施工规范、设计才能顺利进行，还要重点分析其中相关信息，如此一步步操作后建设出的桥梁工程才比较优良。
2.3 重视运营超载现状
桥梁的超载不仅使得桥梁的疲劳应力不断加大，损伤加剧，甚至结构破坏。还会使得桥梁内部的损伤恢复的难度系数加大，受力状态产生变化，桥梁的可靠性降低。桥梁超载主要体现在超过桥梁服役年龄还在使用、通行车流量超过设计预测值、车辆超载，除了交通有关部门需要强化管理以外，还要分析超载可能产生的严重恶果，这是一个亟需研究的课题，因为超载已经渐渐演变成为一种社会问题，短期内很难消除。设计时，经济固然是一个需要考虑的问题，但是在对荷载组合设计计算时，科学合理的超载力也是必须要提到议事日程上的，从而提高桥梁承的可靠性。
2.4 引进先进经验
在我国桥梁设计中，有一个值得探讨的问题就是桥梁结构的正常使用上存在不足，比如桥梁的线形不平顺、接头易跳车、振动过大、结构开裂和变形过大等，在桥梁的耐久性和安全性方面也有一些实质性的问题。对此，相关设计人员应该积极吸取国外比较先进的设计理念和经验，深入研究可供借鉴的优秀设计实例，以便更好的提高我国桥梁设计可靠性和耐久性的水平。
2.5 关注桥梁使用的环境因素
桥梁会受到外界环境的影响而发生变化，所以在桥梁设计和具体的施工中应采取必要的措施尽量将影响降到最小化。特别要注意的是对桥梁混凝土结构、钢筋结构的影响，例如，沿海城市所含有的氯离子量是比较丰富的，应密切注意氯离子对桥梁结构的预警作用，有效措施是在桥梁设计中加入一定的坡面或较为科学合理的排水系统，并积极的将具有可靠防水性能的防水层结构设计引入到混凝土桥面板和路面层之间，减少雨水下渗而对桥梁造成侵蚀。
3 桥梁设计可靠性设计需要重视的关键点
3.1 重视汽车超载问题的研究
汽车超载通常有三种情况：（1）超龄负载运行；（2）车流量超过设计时的预测值；（3）车辆违规超载。前两种产生的原因是由于设计荷载的变化和交通流量的增大。第三种是由于驾驶员违法超载运营，第二、三种在实际的公路运输中极为常见。桥梁超载不仅可能产生疲劳问题，还可能增大桥梁内部损伤的恢复难度，导致桥梁正常荷载下的工作状态发生变化，使桥梁的安全性大大降低。
3.2 重视桥梁疲劳损伤问题的研究
动荷载是桥梁结构所承受的荷载类型，包括车辆荷载和风荷载，循环变化的应力会在结构内产生，桥梁的结构的振动和结构的累积疲劳损伤都会引发。用于桥梁建设的各种材料其实并不是百分百完美无缺的，很多都存在着这样或那样的缺陷，或大或小，在循环荷载作用下，这些缺陷会逐渐放大、合并形成损伤，材料中宏观裂纹就会在此工程中慢慢形成。如果不能进行及时有效控制，就可能产生材料、结构的脆性断裂。初始阶段的疲劳损伤有一定的隐蔽性，不易被察觉，所产生的后果却是致命的。在研究疲劳损伤时，整体结构固然是关键点，但是某些重要部位的局部疲劳也是绝对不能被忽视的，会威胁到整体结构。
4 结束语
综上所述，社会的发展下，桥梁的应用越来越广泛，在给人们的生产生活带来方便的同时，还是一种美的享受。在具体的桥梁设计中，会受到各种因素的影响，在施工和使用中出现各种问题，不仅不利于人们的生命财产安全，还可能影响社会的和谐稳定，所以作为桥梁设计人员应该不断提高自身的业务技能，在设计中对可能出现的问题加以纠正，将问题产生率降到最低，设计出更多更好的优质桥梁工程。
参考文献
[1]耿文学.提高桥梁设计可靠性措施探讨[J].现代商贸工业，2013，02：280-281.
[2]阿布来提・卡德尔.提高桥梁设计可靠性措施探讨[J].黑龙江交通科技，2013，6：111.
师：“同学们，我们经常听别人摇头晃脑地说‘之、乎、者、也’，那么，今天我们也要说说（之乎者也），显示显示我们的满腹经纶，‘十年磨一剑，今日把示君’。这节课我们要学习、熟记高考考纲所限定的18个文言虚词了。”
师：现在请大家记住这十八个虚词。
同学们大声记忆，很快记住了。
提问检查几个学生，回答如风。
老师提出赞扬，表示满意。
师：如何做到记得又快又不容易忘记？请同学们想出一个好办法。
大家窃窃私语，议论纷纷。
课堂情境二：
第二天课堂，老师随机提问：谁来流畅地背诵18个虚词？结果三个同学：一个滚瓜烂熟，一个只会“之、乎、者、也， 因、为、所、以”便无下文，另一个结结巴巴，费了好大劲才背诵出来。
师问那个背诵不出来的同学：为什么没有背会？
学生答曰：昨天背诵了，今天一紧张就忘记了。
师问背诵滚瓜烂熟的同学：“为什么你背诵得如此流畅，有什么诀窍吗？”
这个同学大声说：编成顺口溜，有了意思，理解记忆，就会又快又好，不就忘不了了吗！
老师鼓励说：好办法，你说出来，让大家学习学习，也领会领会。
该生发言：我把18个文言虚词编成一个顺口溜，有了意思，便于理解，进行熟记，还真不容易忘记，结果一背诵就会了。顺口溜是：
之、乎、者、也（之乎者也），
因、为、所、以（因为所以），
何、则、而、于、焉（和则二鱼宴），
与、其、且、乃、若（与其且乃若），
让同学们进行分析理解，再问记住了没有。
同学们风趣地说：和谐就有两条鱼的宴席吃，否则就没戏了。谈笑间也就记住了18个虚词。
课堂情境三：
第三天再问同学们，果然都记住了。
这让我感慨万端：俗话说“工欲善其事，必先利其器”，做好事情，方法是最重要的。什么样的方法最容易调动学生的学习积极性、激发学生的学习热情，令人思考玩味。两种方法，两种结果，值得反思。让学生自己边阅读边总结，学生自己一边练习一边做题，以练代讲，分组讨论，大家轮流回答问题，集体商讨解决的办法，有活力，劲头足，也很实用。我认为这种学习讨论、分析思考、归纳概括、即兴创作的方式方法有如下几点好处：
一、这是一种善于总结概括、进行理性分析思维的方法。学生不仅把课堂内容熟练掌握了，而且进行了深加工，就如同是“打碎了一个你我，揉匀了，重新塑一个你我”的过程，对所学知识内容进行了全新的整理和加工、深入的理解，变书本知识为自己的知识。
二、编顺口溜的方法，其实是“授人以渔”的学习方式。就是激励学生努力学习、学会思考、发现问题、分析问题、解决问题的过程，也是提高自己能力和水平的过程。
三、更重要的这种学习方式带动了学生的学习主动性和积极性，学习的主体作用得到体现和强化。它有别于教师单纯的讲解、学生死记硬背的模式，克服了记忆快、忘记快的缺陷，使学习氛围活泼休闲，也新鲜生动。
四、进一步强化了学生作文写作的能力，使学生“学以致用，推陈出新”。学生“一边学习，一边思考，一边创作，一边比较，一边联想”，在模仿中学习，在学习中进步，把学习知识和联系生活结合在一起，既锻炼了能力，又陶冶了性情。
这种教学也有很大的缺点：
一是容易走向另一个极端。每节课都这样讨论分析，不容易把握课堂秩序，形成放羊式的形式主义，节奏散乱，课堂秩序可能失控，时间分布不好把握，有时完不成课时任务。
关键词：交叉学科研究；科研组织模式；研究载体
中圈分类号：G311 文献标识码：A
交叉学科研究是指两个或多个学科相互合作，在同一个目标下进行的学术活动，它源于对单一学科无法或是无意对某些重要问题进行研究的认识。开展交叉学科研究是科学发展的必然规律，也是社会、经济发展的需要，目前在世界范围内已经掀起了交叉学科研究的热潮。经过数年的发展，我国的研究型大学已经具备了开展交叉学科研究的有利条件：首先，交叉学科研究是我国科技发展的趋势和热点，各级部门都给予了高度重视，在国家中长期科技发展规划战略中，涉及环境、能源、食品安全等多个领域的科研工作都需要通过交叉学科研究解决；其次，研究型大学具有多学科性、科学研究性和基础性等特点，承接了大量国家和地方的重要科研项目，具有从事交叉研究的优势，一些研究型大学已经把交叉学科作为学科发展的重点，并将交叉学科研究作为大学组织科研的重要形式。
交叉学科研究的复杂性远远高于单一学科的研究，如何将不同学科的资源有效组织起来，为了共同目标协同工作是开展交叉学科研究的关键问题。为此，必须科学设计交叉学科研究的组织模式和载体，这是促进学科交叉快速、高效、有序发展的必要条件。但是目前我国研究型大学在此领域的实践还不成熟，科研组织模式和运行机制不够健全，影响了交叉学科研究的质量和效率。国内已有的相关研究主要包括：对国外交叉学科研究的经验介绍与借鉴研究；对交叉学科研究的动力机制、认识论基础、评价标准、经费支持、团队发展等方面的研究；对跨学科组织发展、大学学术组织再造、大学研究院管理体制和运行机制等方面的研究。从整体来看，国内对交叉学科研究组织模式方面还缺少系统、深入的研究，难以指导实践。因此，深入探讨交叉学科研究的组织模式、载体及其相互关系，寻求克服我国研究型大学科研组织模式局限性的途径，构建适合我国国情的研究型大学科研组织模式具有重要的理论价值和现实意义。
1 研究型大学交叉学科研究的组织模式
1.1 组织模式设计的理论基础
1.1.1 集权与分权理论该理论可用于探讨交叉学科研究发展的阶段性以及该模式与载体的应当性和生存能力，通过寻找“集权与分权的黄金分割点”，帮助研究型大学提出对交叉学科研究组织开展交叉研究的具体方法和对策。学术研究是一项特殊的工作，它要求自由的思想空间，即在工作性质方面具有自由特性，分权的管理手段适用于学术研究组织的管理。随着现代科学技术的快速发展以及社会的进步，现实社会已成为一个环境变化极快的不稳定圈，交叉学科研究组织自身也在不断发生改变，纯粹的分权已经无法再发挥原来的推动力，必须辅以集权，才能使交叉学科研究快速发展。因此，集权与分权在交叉学科研究的使用规律与一般组织发展相异，表现为早期分权为主，之后集权为主，现代又回归到分权为主、集权为辅的状态。换句话说，集权与分权的“摇摆规律”是从分权开始的，而不是和一般组织那样从集权开始。通过观察集权和分权在大学中的交替使用如何在组织变化中发挥作用，可以分析大学在交叉学科研究的不同发展阶段应该采取何种管理手段。
1.1.2 学科结构理论学科结构是学科内在逻辑的集中反映，也是学科空间分布和时态变换结合方式的选择。其中，学科结构相关协同律是指学科相互联系协同发展的规律。这一理论可以为深入研究交叉学科研究发展的驱动力、交叉学科研究模式的组织构想等提供思路。
1.1.3 组织结构理论组织结构是否合理会影响组织的效率和效益。研究型大学交叉学科研究组织，同样面临着在一定条件下，通过设计合理的组织结构，更有效地实现其职能的问题。本文将应用组织结构理论分析美国高校交叉学科研究组织模式变革的典型案例，为我国借鉴他国经验提供一个理性化的切人视角，为优化我国研究型大学交叉学科研究组织模式的实际运作和建设成效提供一定的依据。
1.2 三种组织模式
基于以上理论，可以将目前研究型大学交叉学科研究的组织模式分为自由交叉型、重大项目结合型、科研平台组织型三种类型。
1.2.1 自由交叉型模式这种组织模式是指不同学科的科学家个人之间为了解决某一个科学问题，自由结合进行探索研究的组织模式，一般以一些基础性和原创性的交叉学科研究为主，以现有的研究和工作为基础。这种组织模式形式简单，涉及人员和机构少，便于管理，灵活性和适应性强。从发展历程来看，自由交叉型研究模式一般表现为两种低层次的学术研究阶段：①还未进入到合作研究阶段，仅属于学术交流，但这一阶段可为实质性的交叉合作奠定基础；②虽然此阶段已有自发的合作，但仍属于较浅层的交叉，不同学科交叉之间的深度、广度、跨度都不高。
自由交叉型模式相对应的研究组织，多是自下而上、自发成立的，可以由一些跨院系的教师组成，也可以由同一个院系的教师组成。这种研究机构多以“学科课题组和交叉学科研究计划的形式运作，通常没有固定的场所和编制”，这也是自由交叉型模式容易解散的原因，但是这种研究方式有着巨大的交叉学科研究潜力。
自由交叉型模式的代表院校是哈佛大学。北美独立战争之后，哈佛大学为了适应社会发展变化，更改了课程设置。通过开设综合课程，进行跨学科研究来培养综合创新人才，促进交叉学科的发展，并且在交叉学科建设中心培养全能型人才，即“全人”。为了实现培养“全人”的目标，促进不同学科之间的合作，由学校专门设立“部门合作基金”和“学生合作基金”。其中，“部门合作基金”用来支持非正式的讨论小组，这种讨论小组集中了哈佛大学各个学院的教师，他们就某一学术问题探讨可能出现的教学和研究合作；“学生合作基金”与“部门合作基金”大体相同，支持学生开展课程外的学术合作，尤其鼓励不同学院学生之间的合作。
1.2.2 重大项目结合型模式重大项目结合型是指不同学校之间不同学科科研团队或者同一学校不同学科院系之间的科研团队联合，共同完成一般由政府或企业提出的重大科研项目的组织模式。这些重大科研项目多为国家目标或市场需求，由多个学科专家带头展开合作研究。重大项目结合型是交叉学科研究模式的较高层次，各学科之间交叉的深度、广度以及跨度都高于自由交叉型。这种组织模式的建立主要是为了解决关系人类社会进步科技发展的重大基础研究项目和重大科技攻关项目。这种组织模式情况复杂，涉及人员和机构多，管理起来也比较复杂，因此必须通过一定的组织协调才能完成。一旦重大项目结束，这类组织模式自然解散，重新结合进行下一个重大项目的可能性很小，必然在人员和机构上有所变化，但也有可能在连续的支持下发展为更深层次的融合。
在运作方式上，重大项目结合型更适于矩阵组织运作方式。矩阵组织的成员皆来源于组织中具有明确知识、技能，以及与项目竞争相关知识的不同职能部门。这种矩阵组织运作方式的突出特点是，有些科研人员或下级主管会同时接受两个直接上级的领导与指挥。优点是能有效促进多职能部门合作项目的顺利进行，并具有弹性、灵活性，缺点是需要认真考虑纵横两个分支系统间的责任权利协调和平衡。
重大项目结合型模式的代表院校是麻省理工学院。麻省理工学院（MIT）的发展与时代紧密相关。20世纪中叶，科学和学科的发展呈现出综合化日益明显的趋势，MIT充分利用在二战中进行雷达研制的机会进行跨学科研究，发展交叉学科。在研制雷达的辐射实验室中集中了许多来自美国各地的物理学家、数学家、化学家、生物学家和工程师，甚至是建筑师和历史学家等。二战虽然结束，但在二战中开始的跨学科研究模式却在MIT保留了下来。为了机动灵活地促进新兴学科的发展，MIT大力兴建跨系、跨学科的研究机构和实验室。现有61个跨学科研究中心、实验室或计划，从事跨学科的研究与教学活动，有的还可授予交叉学科学位。在MIT要建立一个新系不容易，建立跨系、跨学科的研究中心却相对容易。各系教授获得提升很重要的一点是要看他在交叉实验室或机构中的工作成果。MIT的教师能够通过学科交叉不断开辟新领域，为工业和国民经济提供一流的科研成果，形成适合科学、工业和文化发展的新思维方式，使大学一直处于学术冲击的巨流之中，优秀者不断脱颖而出。
1.2.3 科研平台组织型模式这种组织模式是指以交叉学科科研平台为依托，组织交叉学科研究。这是一种真正意义上的深层次交叉融合。围绕广泛的跨学科问题，需要学科间有长期的知识联系、不断的思想碰撞，通过知识的渗透和方法的互补，针对稳定的方向和任务，经过长期的合作和融合，组成相对固定的、成熟的研究平台，进而逐渐培育出新兴学科，形成新的学科优势及科研亮点。按照科研平台的性质可以将此模式分为半实体和实体两种类型。半实体界于虚体与实体平台之间。虚体的研究平台更多存在于自由交叉型模式下的交叉学科研究，它们没有专门或固定的研究场所和设备等，有的还没有固定的人员队伍，甚至涵括了一大部分的矩阵研究组织机构。而实体形式管理相对简单，结构比较稳定，设有固定的研究场所、设备，有比较稳定的人员队伍，容易受到多方支持，开展交叉学科后续研究也相对顺利。
交叉学科研究模式多属于自由交叉型和重大项目型，科研平台组织型模式是目前推进学科交叉的努力方向。在组织的运作方式上，该模式一般要求系统或混合的组织运作模式。
科研平台组织型模式的代表院校是密西根大学，属于科研平台组织型模式的交叉学科研究的大学，多从战略发展层面整体规划本校的跨学科研究和教育，并将其作为学校发展的战略措施。美国的密西根大学是该组织模式的典型代表。跨学科研究和教育在该校享有很多的特权。为了推动交叉学科的发展，密西根大学主要采取了以下措施：①为促进学科的交叉，专门成立了交叉学科专家委员会，该委员会的成员包括神经学、日尔曼语言文学、药学、护理学、大学图书馆、情报学、艺术与设计、音乐等领域的专家，他们都在交叉领域教学和科研领域有着丰富的经验，委员会的职责是建议如何培育交叉学科，使之能够持续发展，同时指导汇编和改编著作、联合交叉不同学科领域和方法理论等学术工作；②联合聘任教授，即一名教师同时与学校内的两个或两个以上的学术部门同时签约，接受这些部门的考核，这种制度使教师在参与跨学科研究时，可以和所有涉及的学科单位共同签约，保证了教师交叉活动部分的工作得到承认，有利于鼓励教师从事跨学科研究和培养跨学科研究生。
2 研究型大学交叉学科研究的载体
2.1 交叉学科研究载体的划分标准及类型
目前学界对研究型大学交叉学科研究载体的划分标准并不统一。一些学者将交叉学科研究载体分为研究组和大学研究院两种，有些学者将其划分为跨学科计划、跨学科课题组、跨学科实验室和跨学科研究中心四种，还有一些学者将其分为跨学科学院（学系）、跨学科研究院与研究中心、学科群、跨学科计划（项目组）、跨学科重点试验室、跨学科工程研究中心（科学园）、学科交叉研究会（协会）等七种。此外，还有学者将其划分为国家重点实验室、跨系或跨学科研究中心或研究所和独立设置的跨学科研究中心。
本文采用的划分标准有两类。一是集权与分权的程度。大学对交叉学科研究组织管理的侧重点是集权还是分权？集权与分权是交替使用还是并行使用？这些问题在交叉学科研究的组织发展过程中发挥着重要的作用。二是交叉学科的结合导向，可分为问题（项目）导向和学科导向。按照这两类划分标准，本文将研究型大学交叉学科研究的载体分为三类：研究组、研究中心（所）、大学研究院，并由此勾勒出一个矩阵图（如图1所示）。由于研究组是松散型结构，图中用虚线来表示。研究中心（所）和大学研究院都是以项目为中心而建立的，但大学研究院的学科数量、学科交叉层次明显高于研究中心（所）。
2.2 跨学科研究组
研究组是以项目为纽带，以完成课题为任务，由志趣相投的研究者自愿结合起来的科研团体（如图2所示）。
研究组具有两个显著的特征：①没有正式的组织形式，不是一个实体组织，依赖于挂靠单位，可大大节约研究成本；②具有“有项目结社，无项目散伙”的灵活性，既可以吸引智慧力量，也可因科研告一段落而自行重新组合研究力量。这些特点使得研究组能够适应于跨学科科研项目不多、项目申请难以预测或项目综合性较小等类型的科研环境。
2.3 跨学科研究中心
近年来，随着高校内部管理体制改革的深化，有的大学对教育科研体制进行了较大的调整，其中包括在原先教研室的基础上，针对科研工作、研究生教育，特别是学科建设的需要，按学科设立跨学科的研究中心（所）。跨学科研究中心是承担传统院系无法容纳的边缘学科、交叉学科和新兴学科研究任务的正式机构，有稳定的组织形式（如图3所示）。它具有如下特点：①其产生是许多高校在不撤销学院（系）的前提下，为了满足现代科学综合化发展和跨学科科研的要求而做出的一种两全选择；②作为多学科联合机构，主要从事学科交叉研究；③既可以是实体，也可以是虚体，一般挂靠在某一学院之下，有些是学校的直属单位；④或多或少带有些行政性特征，有文本性规章制度，至少有部分固定编制的工作人员，组织存在状态具有一定的稳定性和延续性；⑤科研功能常常衍生教育功能。
这类跨学科研究组织可以分为国家级和校级研究中心。国家级研究中心是由国家部门重点扶植或资助学校的研究中心，其中最常见的就是国家工程研究中心，如清华大学的CIMS工程技术研究中心和煤燃烧工程研究中心等。校级研究中心（所）则包括大学各种形式的跨系、跨学科研究中心（所），主要有两种：①人力、财力、物力、领导和管理都来自大学本身，即学校独办的研究中心，通常是学校的教学实践基地或产、学、研实体；②与校外单位共同创办，多数是与工商界联办，即联办的研究中心，往往成为大企业的研究基地或校企联合实体。
2.4 大学研究院
作为大学体制的创新尝试，我国大学的跨学科研究出现于1993年。这是一种新型的交叉学科组织模式，相对独立于大学内其他研究和教学组织并超越学院层次，是高起点、高标准、高要求的开放式跨学科组织（如图4所示）。
大学研究院具有以下特点：①具有独立性，存在于校内现有的科研和教学组织之外，一般由研究院院长独自领导；②项目导向型，面向社会需求，承接政府、企业的各类纵向课题；③具有研究综合性，组织申报和承接国家重大研究项目、基础性研究课题和待解决的重大瓶颈性难题；④具有人员流动性，没有固定研究人员，根据科研任务及时调整组合；⑤对社会开放，根据研究课题的需要，在全社会范围内征集和积聚优质科研资源，组织和参加国内外重大学术活动，提高大学的学术地位以及在国家重大问题方面的发言权，以及开展科研合作和学术交流活动；⑥功能多样性，担负着除跨学科研究以外的诸如加强学术团队建设、培养高层次科学研究人才、造就在国内外学术界具有一定影响的专家和学者等任务；⑦管理服务性，主要对跨学科研究进行协调和服务，提供管理上的支持。
3 交叉学科研究组织模式与载体的关系及比较分析
3.1 研究载体与组织模式的关系
如果单纯从交叉学科的发展历程来看，似乎是研究组、研究中心（所）、大学研究院分别对应着自由交叉型、重大项目结合型以及科研平台组织型。但是综合考虑学科之间的交叉、项目运作、人员组织等一系列因素，三大主要载体与组织模式之间并不是一一对应的关系。本文按照载体与组织模式之间的对应关系以及集体和分权的程度，建立了研究型大学交叉学科研究的三大载体与组织模式之间的关系图（见图5）。如图所示，自由交叉型组织模式对应的研究载体是研究组，重大项目型组织模式可以存在于研究中心（所）、实验室、工程中心，也可以以研究组为载体。科研平台组织型模式下，大部分依赖的载体是大学研究院，但研究中心（所）、实验室、工程中心等作为大学研究院的组成部分，也同样会起作用。此外，研究组和研究中心主要按照学科发展的纵向需求来设置，大学研究院是按照国家的重大战略和行业发展的横向需求来建设。这种“纵横交叉”的矩阵式科研组织模式是理想的研究型大学科研体系结构。
3.2 不同研究载体与组织模式的比较
3.2.1 研究组载体下的组织模式及管理策略在以自由探索为导向的自由交叉型跨学科研究组织模式下，研究组是最好的组织结构。但随着跨学科研究的迅速发展，自由交叉型的组织模式无法适应跨学科广度、深度、跨度的急剧扩张，这意味着自发组织起来的研究组由于缺乏事前规划和协调活动的组织，显得有些被动和滞后，不利于前瞻性地推动跨学科研究的发展。重大项目结合型的跨学科研究也是研究组的重要组织结构，不同的是重大项目结合型是以社会重大问题和需求为导向，跨学科研究的广度、深度和跨度得到一定的延伸和扩张。
管理在自由交叉研究模式下建立的研究组，大学基本上都是采取分权的方式，授予各学院的教授、学者充分的自由合作权利。首先，这是由学术研究的性质决定的。学术研究的进步，依靠的是自由的思想理论进发。这项工作经常是高技术化、高专业化，领导者的个人素质远远不能承受，无法在其过程中进行集权化管理。其次，当时的学术环境也影响了大学对交叉学科研究组织采取分权手段的决定。自由交叉型研究模式的诞生较早，当时的科研项目较小，较为分散，所需人力、物力、财力无法与现在相比，信息递增与科技进步速度也无法与现在相比。当时环境的确定性较高。这样的情况下，分权管理的信息传递成本反而更低，并且能够很好地发挥下层的主动性和创造性。
管理在重大项目结合研究模式下建立的研究组，大学大多采取以分权为主、集权为辅的方式，集权的目的是为了监管重大项目更好地实施执行，执行水平代表了高校的组织管理以及跨学科研究的学术水平。
3.2.2 跨学科研究中心载体下的组织模式及管理策略跨学科研究中心的发展程度与“重大项目结合型”的交叉学科研究模式相符，两者都是以“问题和需求”为导向，但是这种组织已经具有了实体的性质，结构、研究人员都比较稳定，所以已经具有科研平台组织型的特质。从行政隶属关系上来说，研究中心人员直接受学科负责人的领导并在该学科所处的院系内承担教学、科研工作，在体制编制上直接归属于该学科。学科组织的负责人对中心成员在专业上的成长与发展直接负责；同时成员还要完成项目负责人分配给他的任务。项目负责人负责整个项目的进度和质量，并要经常对成员进行业务上的领导及发出指示。
管理在重大项目结合型和科研平台组织型兼具的组织模式下的跨研究中心（所）时，大学大多采取集权的方式，分权的运用仅局限于科研过程中。交叉学科研究组织发展到研究中心这一结构时，已经基本具备了行政特性。研究中心与大学的从属关系，决定大学仍对研究中心有直接的管理责任。这个时候研究中心组织的成熟度已经相对较高，外部环境却越来越不确定，采取集权方式可以提高研究中心的科研效率。
3.2.3 大学研究院载体下的组织模式及管理策略大学研究院是研究组和研究中心两类模式自然发展的产物。与研究组相比，它拥有较为稳定的组织结构，独立于任何院系之上，是科研实体，可以将学校的研究特长与对社会需要的敏锐判断结合起来，高瞻远瞩地整合资源，推动跨学科研究的发展。与研究中心相比，大学研究院一方面能够在更大跨度内组织多学科的交叉，更能满足国家重大战略和行业发展的需求。另一方面具有灵活性和高效性，有项目时研究院可根据研究项目的需要，迅速组织起全校的科研智慧集体攻关；项目结束后研究人员返回原单位，并将跨学科的研究成果作为新的知识引入其所属学院的教学活动中去，充实和更新传统的学科领域，实现跨学科研究、传统学科和教学的良性互动。在科研设施的使用方面，研究院没有固定的设备，但可以有计划地把各院系、学科分散购置、封闭使用的仪器设备、实验室进行适当集中和科学整合，实现资源的流动与共享。综上所述，在人才与设施整合两个方面，大学研究院都可以做到以较低的成本获得较高的效率。因此，本文认为目前大学研究院是大学跨学科组织发展的最高形式，下面将通过一个具体的案例进行更为深入的分析。
4 我国研究型大学交叉学科研究组织的典型案例
目前我国高校交叉学科研究组织的整体状况是：大多数高校仍采用自由交叉型和重大项目结合型，对应的载体主要是研究组、研究中心（所）。科研平台组织型属于发展中的高级阶段，从有利于学科交叉和考虑研究型大学整合资源以及科研项目持续性等角度来看，在科研平台组织型下，建立大学研究院是最优选择。目前国内有些高校已经设立了大学研究院，但是在发展中仍然存在诸多问题，如大学研究院的领导机制、机构设置、权利和利益问题、制度建设等。对于这类处在探索和发展中的组织，大学采取单一的集权或分权管理都不合适，而应当整合集权与分权，以分权为主、集权为辅，才能增强研究院的活力和效力。本文以上海交通大学Med-X研究院这一比较成功的大学研究院为例进行分析，期望能够为其他类似组织的发展提供借鉴。
上海交通大学Med-X研究院直属上海交通大学，是从事医学与其他学科交叉研究的科研教育机构，依托学校临床医学学科和理工科优势，以解决临床医学问题为目标导向，进行前沿性医学科学研究，研发高尖端领先性医疗技术装备，构建国际化、多学科交融、多资源共享、多方位服务的开放式医学应用研究平台，建立医疗技术产品研发-技术转化-临床应用体系。Med-X研究院的构建，注重多学科交叉的“学术特区”，体现上海区域的“人才特区”优势，在项目管理体制、用人机制、成果评价、利益分配机制、成果转化等环节上体现灵活高效的政策优势，具体表现在以下方面。
（1）虚实结合的组织结构。“虚”的组织结构是指Med-X研究院的成员单位以学术梯队形式组建，每个学术梯队以科研项目为纽带，一般由5～6人组成，研究院成员单位不脱离原单位，避免了科研队伍、情报资料在研究院与其他院系之间的分割，同时也避免了教学与科研的分离。研究院对相关成员单位实行分权。“实”是指学校给予实在的特殊政策，研究院具有相对独立性，研究院对成员单位具有集权能力，其科研规划、科研方向、科研项目及交叉联合等事宜在研究院直接指导下进行。研究院不仅负责学科顶层设计，负责承接重大课题，并且在全校范围内组织研究团队、管理项目经费。
（2）全职兼职结合的人员聘用制度。根据平台的核心发展方向，面向全球公开招聘两类高级科研人员。一类是兼职人员，兼职人员的人事隶属关系不变，在原单位的实验室和研究队伍保持不变。兼职人员一般是围绕Med-X科技创新平台的高水平学术带头人，他们提出相关研究项目，经学术委员会论证通过。根据项目需要，自主安排梯队成员和研究生开展工作，项目结束后若无后继项目，兼职研究人员则退出平台，回原单位工作。另一类是全职人员，根据平台的整体发展需要，参照美国的tenure制进行管理，工作三年后进行考评，不合格者辞退。在兼职或全职人员的招聘中，特别注意不同专业背景人员的比例，体现医工结合、学科大交叉特色。
（3）首席教授负责制。大学研究院最突出的特点是在用人制度上实行首席教授负责制。首席教授是大学研究院在给定编制范围内实行全员聘任，可以是长期的，也可以是短期的。首席教授由研究院按照高水平、高待遇、高产出的“三高”原则进行选聘，首席教授担任科研平台主任，负责研究院下属各个平台的工作，担负平台的基本建设、人员招聘、经费运作与审批及凝炼学术研究方向等工作；而科研、平台建设、研究生培养、规章制度制订及日常管理事务等则分别由研究院的行政人员负责。这种模式的最大好处就是各司其职，也是减少研究院科层数、避免行政化的最佳途径。
（4）分类考核制度。依据团队研发项目的特点，分类制订合理的考评指标，与以学术成果为重点的考评机制不同，强化对知识产权技术和专利的考评力度。科研团队的合同期为三年，每年考察一次，两年中期考评，三年期终评估。
上海交通大学Med-X研究院自2007年成立以来，通过以上方面的成功设计和实施，在推动学校医工交叉融合和医工交叉学科研究等方面取得了显著的成绩。
5 研究结论
本文通过国内外研究型大学科学研究构架的研究和案例分析，探讨了我国研究型大学在交叉学科研究的组织模式和载体之间相互关系及体制机制的设计，得出以下结论。
（1）交叉学科的繁荣出现在研究型大学有其必然性，无论是交叉学科的组织结构、组织模式的多样化，还是载体的多样化。为了提高我国研究型大学的科技创新能力，需要对现行的科研组织模式进行调整，以适应交叉学科研究的发展。
（2）本文基于集权与分权理论和组织结构理论，分析总结了交叉学科研究的三种组织模式：自由交叉型、重大项目结合型和科研平台组织型。本文认为这三种模式是渐次发展的，后一种模式高于前一种模式，科研平台组织型是高级形态，也是研究型大学目前努力追求的发展模式。
【关键词】高中体育 选项教学 学习兴趣 研究分析
一、前言
我校一直以来体育教师严重缺乏，所以一直没有开展选项教学，但我们体育教师在实际体育教学中发现：高中女生在体育课上的学习兴趣明显没有男生浓厚，参加锻炼的积极性，参加体育运动的时间、运动量等方面与小学、初中的时候都有明显反差，有许多女生在身体素质测试中，成绩甚至比初中时还差，学习兴趣高低直接影响体育教学的质量与学生身心健康，所以我想通过研究选项教学提高女生学习兴趣。
二、研究的对象、方法及其过程
（一）研究对象：以我校各年级864名女生为研究对象。
（二）研究方法：
1. 文献资料法：本课题通过学习《高中体育与健康课程标准》等有关课程理论书籍，查阅了大量有关教育、体育的教材等相关文献。
2. 问卷调查法：参照《体育心理学》有关问卷调查法的原则编写问卷的内容。2011年9月1日对学生发放问卷进行问卷调查，2011年9月10日回收。发放864份，回收有效调查表855份，回收率98.96%。2012年6月再次对学生发放问卷进行问卷调查。
3.访谈法、观察法：我们可以通过访问、座谈和课内外的观察去了解学生的兴趣特征。
4.数理统计法：对实验所取得的数据进行统计、数理分析。
（三）研究过程
1.制定本校《体育与健康》课程改革实施方案
首先在开学初通过问卷调查了解学生的兴趣爱好与愿望；然后对问卷、访谈进行统计与分析，来准备课改实施方案。
（1）按选项进行体育教学
每周两节体育课由学生根据自身兴趣，爱好，在同一个年级打破班级界限，按选项重新编班进行教学。
（2） 每天一次的大课间活动
每天下午一次的大课间体育活动时学生根据自己兴趣，挑选活动项目，体育老师指导。
2. 具体实施阶段（2011.9.～2012.7.）
三、研究结果与分析
根据选项教学前的问卷调查表1以及选项教学后的问卷调查表2对比之后可以看出，选项教学后的各项数据均明显高于课改前的第一次问卷调查。 学生对体育课兴趣、主动参与意识以及对体育的认识有很大改观。
表1女生体育课学习兴趣问卷调查表1 2011.9.2
喜欢上体育课吗？ 非常喜欢 一般 不喜欢 非常不喜欢
19% 27% 36% 18%
主动参加体育锻炼吗？ 是 一般 不经常 从不
6% 32% 51% 11%
是否赞成按选项分班上课？ 是 无所谓 不赞成
36% 52% 12%
表2女生体育课学习兴趣问卷调查表2 2012.6.10
喜欢上体育课吗？ 是 一般 不喜欢 非常不喜欢
87% 9% 2% 1%
主动参加体育锻炼吗？ 是 一般 不经常 从不
78% 19% 2% 1%
是否赞成分项选课？ 是 无所谓 不赞成
97% 2% 1%
从两张调查表上也可以明显的看出来，学生参与体育课学习的积极性和主动性跟以前相比有了明显变化。
四、结论与建议
（一）结论
1.高中体育课采用选项教学不仅改变了学校传统的体育教学模式，体现出新课程的要求，而且女生还可以根据自己的兴趣和需要选择一两种喜欢的体育运动项目进行系统的学习，很好的提高了女生的学习兴趣和运动能力。
2.高中体育课时女生采用选项教学，改变了传统的教师为主导，学为主体的模式，能够最大限度地激发教师提高业务水平，积极探索应对女生特有的教学方法。
3.高中体育课时女生采用选项教学，能体现学生特别是女生的主观愿望，提高女生体育学习兴趣，培养其终身体育意识，有利于学生个性的健康发展和终身体育锻炼习惯的形成。
（二）建议
1. 在选项的过程中，体育教师应多帮助她们分析，做好思想工作，培养她们的体育兴趣，帮助她们树立信心，引导教育她们加强练习。
2.在女生的体育课堂教学之中，应由单一的教学方式向选项课等多样化方向发展，教学内容选择应根据学生的兴趣爱好，以人为本，注重个性发展，把学生健康发展作为中心。
3.实践证明，高中体育课选项教学符合女生的学习需要，但还应继续增多适合女生的可选的体育运动项目，扩大女生的选择范围，更大程度地满足学生的需要；进一步完善体育课选项教学。
参考文献：
【关键词】10kV配网;故障分析;供电可靠性;供电质量
配电网作为电网的重要组成部分，采取直接与用户相连的方式，来达到供电的目的。目前社会生产以及人们生活对电力的需求不断增加，对供电的可靠性要求也更高，但是在10kV配网运行过程中，经常会遇到配电设备故障，或者受气候、人为以及地理等因素，导致供电可靠性降低，再加上10kV配网具有的线长、点多以及面广等特点，经常会出现供电故障，影响比较恶劣，因此必须要采取一定的措施来解决故障，并不断提高供电可靠性。
一、10kV配网供电可靠性分析
供电可靠性直接反应了供电系统度对用户持续供电的能力，可靠性越高对客户的服务质量也就越高，通过供电可靠性的提高体现了供电企业应尽的社会责任，也是供电企业行业竞争以及提高经济效益的本质需求，是促进社会经济发展，建设精神文明的需求。10kV配网供电可靠性一供电可考虑来进行衡量，主要用于对用户有效供电时间与统计期间时间的比值来表示，可记为RS，即供电可考虑RS=（1-T/统计期间时间）×100%，其中T表示统计时间内对每个用户的平均停电时间，T=统计时间内总停电时户数/总用户数=∑（每次停电持续时间×每次停电用户）/总用户数，其中包括预安排停电与故障停电时间。用户平均故障停电即在统计阶段内，各用户平均故障停电小时数，公式为AIHC-F=∑（每次故障停电时间×每次故障停电用户）/总用户数[1]。另外，架空线路故障停电率为统计期间，每100km架空线路故障停电次数，可以记为ROFI，公式R0TI=（架空线故障停电次数/架空线路100km年数）次/100km年;电缆线路故障停电率就在统计时间内，每100km电缆线路故障停电次数，即RCFI=（电缆故障停电次数/电缆线路100km年数）次/100km年。
二、10kV配网常见故障原因即防护措施分析
1.外力因素
（1）施工损坏
主要是在城镇建设过程中，逐渐涌现出更多道路桥梁等工程，施工前没有与电力管理部门取得联系，在没有进行详细规划的前提下就进行施工，导致开挖施工阶段上对电缆造成影响，出现电缆损伤甚至中断等现象，影响电路的正常运行，同时也会加剧开挖施工人员的人身威胁。针对此种情况，在进行路桥工程施工前，应与相关部门取得联系，得到供电企业支持，根据电缆、电路施工图进行有效规划，确定电缆存在的位置，选择合适的方式与位置来进行路桥开挖施工，避免对电缆、线路等造成损伤[2]。另外，要求电力企业在电网建设施工时，做好地下电缆走向的地面标识工作，在完全施工完成后应做好路标指示，并且要将详细的电缆指示图上交给相关政府部门。并且在路桥工程施工时，应安排一名技术人员进行现场施工监督，避免误挖电缆情况的出现。最后，还需要做好安全用电、合法用电的宣传，提高居民安全用电意识，减少偷挖电缆情况的发生。
（2）线树矛盾
作为直接与用户相连的电网，10kV配网在建设过程中，难免会穿越一定的树林区域，受自然条件影响，在雷雨、大风等情况下会出现数值折断、倒塌等对穿越建设的电网造成影响，易出现跳闸事故。针对此种情况，在电网建设时应从实际情况出发，在正式施工前做好施工区域的实地考察，并制定施工方案，分析设计方案的合理性，一切准备就绪后才可施工，并且在施工建设过程中应结合实际需求来对方案进行修改完善，提高电网建设的合理性与有效性。第二，提高电网杆塔的高度，例如提升到15m，在树木茂密的区域应尽量选择用绝缘导线架设，降低树枝对线路的影响[3]。第三，根据当地气候特征制定动态线路巡视计划，尤其是在树木茂盛的地段应适当增加巡查次数，对于检查发现的安全隐患，应及时处理，保证整个线路处于良好的运行状态。
2.设备因素
（1）用户设备
就我国电网管理现状来看，存在部分地区电网的产权归属不明确现象，影响了地区电网管理的效果，电力企业管理工作不到位，导致电力设备容易出现老化、故障等情况，直接影响了电力设备使用的安全性。针对此种情况，为了保证电力设备的正常使用，减少因为老化等因素出现的运行故障，要求电力企业加强对设备的管理力度，制定相应的管理体系，采取责任管理制度，保证管理工作的有效落实，定期对设备进行检查，可以在第一时间掌握设备存在的故障，采取有效的措施将其解决，并且对于老化现象严重的设备应及时更换。另外，还需要做好设备的跟踪管理，避免用户因为自身设备的故障而导致整个10kV配网出现运行故障。
（2）雷击影响
雷击是影响10kV配网正常运行的主要因素之一，因为10kV配网大多选择架设的方式存在于野外环境，这样受到雷击的影响更大，对电网运行的可靠性具有很大的威胁。为降低雷击对10kV配网运行效果的影响，需要对电网运行往事进行详细的分析，并采取有效的防雷措施，提高电网运行可靠性。虽然现在我国10kV配网防雷措施取得了一定的成果，但是在总体上来看仍存在一定的问题，在雷雨天气时出现跳闸现象比较多，降低了电网运行的稳定性[4]。因此，还需要在现有基础上加大研究力度，对防雷系统做进一步的改进，提高防雷技术在10kV配网新路中的运用效果。
三、提高10kV配网运行可靠性措施分析
1.加强电网基础设施管理
需要结合10kV配网运行特点，加强对基础设备的管理。第一，优化线路结构，在电网建设与维护过程中加强对电网的改造工作，在树木比较茂盛的地段增加控制开关以及设置防雷装置，另外还需要不同地区的用电情况来分布负荷[5]。第二，合理选择线路。城市配电线路建设过程中，在选择线路时应充分考虑环网供电的结构，对用电量比价高的地区可以选择用故障率比较低的电缆线路，以此来提高电网电缆化率，降低故障发生的概率。第三，提高线路绝缘性。建设电网时，应选择用绝缘导线，降低10kV配网运行受到自然因为以及人为破坏等的影响，不但可以降低故障发生的概率，同时也可以避免触电事故的发生[5]。
2.加强电力设备管理
第一，结合地区经济发展以及用电需求，进一步推进10kV配网自动化建设，采取高科技故障定位技术来确定10kV配网运行中出现的故障，缩短了故障查找的时间，在故障发生的第一时间定位并解决，可以降低故障造成的影响。第二，加强设备设备检修，制定完善的管理制度，加强设日常巡查管理，采取新型技术来掌握设备运行状态，并且通过定期检修的方式，减低设备出现故障的概率，提高配电运行效率[7]。
四、结束语
10kV配网运行可靠性与社会经济发展以及人们生活有着密切联系，为提高电网运行的可靠性，应做好对故障发生原因的分析，并选择有效的管理措施进行解决，争取不断降低故障发生的概率，提高电网运行的安全性与稳定性。
参考文献
[1]刘鹏祥，周金萍，潘颖瑜.10kV配网故障停电原因分析及解决对策研究[J].中国高新技术企业，2012，26：85-88.
[2]王元富.影响10kV配网供电可靠性的故障原因分析及措施[J].中国新技术新产品，2011，24：118-119.
[3]李颜.10kV配网故障停电原因分析及提高可靠性思路研究[J].科技资讯，2011，25：148.
[4]汪建波.10kV配网故障停电原因分析及提高可靠性思路研究[J].中国高新技术企业，2012，10：127-128.
[5]黄仕玉.如何提高当前配电网供电可靠性[J].中国新技术新产品，2009（21）.
[关键词] 喷雾干燥条件；吸湿性；含水量；吸湿率-时间曲线；吸湿速度
骨痹颗粒复方是由桑寄生、骨碎补、千年健、牛膝、鸡血藤、油松节、土鳖虫等组成的纯中药制剂，临床上用来治疗老年性关节炎具有很好的效果。喷雾干燥是骨痹颗粒制备工艺的重要工序。中药粉体的吸湿性一直是喷雾干燥领域研究的重点，但其研究内容多为考察不同制剂辅料[1]，以及粉体表面改性技术对中药粉体吸湿性的影响[2]。本文以骨痹颗粒复方为实验体系，通过考察不同工艺条件下喷雾干燥样品含水量与吸湿性能，建立吸湿过程动力学模型，结合扫描电镜技术，分析相关吸湿机制，为中药喷雾干燥工艺优化研究提供一种新的方法。
1 材料
BUCHI B-290小型喷雾干燥机（瑞士布奇公司）；S4800扫描电镜（日本日立公司） ；Waters2695高效液相色谱仪，Waters2998光电二极管阵列检测器（美国沃特世公司）；RE52AA旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）；SK8200H超声波清洗器（上海科导超声仪器有限公司）；754型紫外分光光度仪（上海光谱仪器有限公司）；赛多利斯MA30快速红外水分测定仪（德国赛多利斯有限公司）；GQ105管式离心机（上海市离心机械研究所）；岛津AUW120D电子天平（日本岛津公司）。
川续断（产地东北，批号111026）；怀牛膝（产地贵州，批号111026）；骨碎补（产地贵州，批号111026）；千年健（产地广东，批号111026）；鸡血藤（产地广西，批号111026）；土鳖虫（产地安徽，批号111026）；桑寄生（产地广西，批号111026）；油松节（产地安徽，批号111026）均购自亳州市中药材饮片厂，经本校吴启南教授鉴定，均符合2010年版《中国药典》（二部）要求。
2 方法
2.1 骨痹颗粒水提液的制备
按如下处方：川续断（25 g）、怀牛膝（15 g）、骨碎补（15 g）、千年健（15 g）、鸡血藤（25 g）、土鳖虫（10 g）、桑寄生（25 g）、油松节（15 g）称取总处方量145 g水煎煮2次，每次10倍量水。水提液经过4层纱布过滤得滤过液，旋转蒸发浓缩到相对密度为1.05 g・mL-1备用。
2.2 喷雾干燥工艺考察因素及其水平的确定
中药提取液的喷雾干燥工艺研究，一般以进出、口温度，空气流量，雾化压力，送料速度，送料密度及喷雾辅料为考察因素[3-6]。根据预实验并结合有关文献，本实验中选择进口温度（A）、送料密度（B）、送料速度（C）、空气流量（D）4个因素进行考察。为了确定各因素水平的考察范围，进行了如下单因素实验。
2.2.1 进口温度对喷雾干燥的影响 控制送料密度为1.01 g・mL-1，送料速度为15 mL・min-1，空气流量40 m3・h-1，选取进口温度分别为110，120，150，180，200 ℃，分析进口温度对喷雾干燥过程的影响。实验发现进口温度为110 ℃与200 ℃时均出现了黏壁现象。为了使客观存在的差异明显，在考察温度的影响时选择了120，180 ℃这2个水平。
2.2.2 送料密度对喷雾干燥的影响 控制进口温度为150 ℃，送料速度为15 mL・min-1，空气流量为40 m3・h-1，选取送料密度分别为1.01，1.03，1.05，1.10 g・mL-1，分析送料密度对喷雾干燥过程的影响。结果显示，送料密度为1.10 g・mL-1时物料过浓，在喷雾干燥过程中会发生喷头堵塞的情况。与上同理，送料密度选择了1.01，1.05 g・mL-1这2个水平。
2.2.3 送料速度对喷雾干燥的影响 控制进口温度为150 ℃，空气流量为40 m3・h-1，送料密度为1.01 g・mL-1，选取送料速度分别为5，10，15，20，30 mL・min-1分析送料速度对喷雾干燥过程的影响。实验发现送料速度为30 mL・min-1时，出口温度为48 ℃，粉末黏附在喷雾干燥室内壁上；而送料速度为5 mL・min-1时虽然干燥完全，但是喷干效率较低。送料速度选择了10，20 mL・min-1这2个水平。
2.2.4 空气流量对喷雾干燥的影响 控制进口温度为150 ℃，送料密度为40 m3・h-1，送料速度为15 mL・min-1，选取空气流量分别为20，30，40，50，60 m3・h-1分析空气流量对对喷雾干燥过程的影响，实验发现空气流量为20 m3・h-1时物料完全粘附在内壁。而在其他条件下均正常，但空气流量在60 m3・h-1时喷干用氮气使用过快，使空气流量无法始终保持在高流量，会出现无法准确控制条件的情况。于是空气流量选择了30，50 m3・h-1这2个水平。
综上所述，选择进口温度（120，180 ℃）；进样密度（1.01，1.05 g・mL-1）；送料速度（10，20 mL・min-1）；空气流量（30，50 m3・h-1）进行以下实验。
2.3 喷雾干燥实验设计
以上述因素水平设计平行比较实验，控制除考察因素以外的条件保持一致，考察不同喷雾干燥因素对粉体含水量与平衡吸湿量的影响。
2.4 粉体含水量与吸湿性的测定
2.4.1 含水量测定 样品在喷雾干燥完成后，立即采用赛多利斯MA30快速红外水分测定仪测定水分含量。
2.4.2 粉体的吸湿性测定 中药粉体的吸湿性能往往采用平衡吸湿量表征，但平衡吸湿量所代表的是物料达到吸湿平衡时的含水量[7]。有些物料虽然平衡吸湿量很大，吸湿过程却很缓慢；而有些物料在一定短时间内吸湿量猛增，之后却增长缓慢。所以平衡吸湿量只能衡量吸湿终点物料的特性，而不能反映物料吸湿过程的速度特征。为表征物料吸湿速率，本研究参考文献[8]，引入吸湿率-时间曲线以及吸湿初速度、吸湿速度、吸湿加速度等参数。以冀能较全面的表征中药喷干粉的吸湿行为。
平衡吸湿量测定方法：取样品约300 mg，精密称量，平摊于称量瓶中，厚度不超过5 mm，开盖置于干燥器中48 h脱湿平衡。精密称重后置于25 ℃，相对湿度75%的恒温恒湿箱中，每隔一定时间测定，计算吸湿增重，一直维持24 h。
喷雾干燥样品吸湿率-时间曲线的绘制：计算吸湿率，以吸湿率为纵坐标，时间为横坐标，绘制吸湿率-时间曲线。吸湿率=（吸湿后样品质量-吸湿前样品质量）/吸湿前样品质量×100%。
吸湿过程动力学分析：粉体吸湿过程数据一般可用多项式方程进行拟合，对喷雾干燥各样品的吸湿曲线数据进行回归拟合，可得到如下吸湿方程[9]。
由方程（1）～（3）求算各样品的吸湿初速度、吸湿平衡时间、吸湿速度与吸湿加速度。
2.5 微粒的形貌观察
取不同条件下制备的喷雾干燥粉末少许，固定于电镜样品台导电胶上喷金，然后在真空条件下进行成像观察。
3 结果与讨论
3.1 吸湿曲线的绘制与吸湿过程速度方程的计算与比较
骨痹颗粒喷雾干燥实验结果见表1。
为了表征不同喷雾干燥条件下粉末的吸湿特征，按照表3的拟合方程以2.4.2项下方法进行了数学计算，得到各组不同条件喷干粉末的吸湿初速度与吸湿平衡时间数据，见表4。按照表3的吸湿速度方程绘制出了吸湿速度变化曲线，见图1。
由表3，4中的数据可知，D2组的吸湿初速度最大，B2组的吸湿初速度最小，D2组的吸湿平衡时间最短，A1组的吸湿平衡时间最长。由表4中可知，吸湿加速度也不像文献[10]报导的维持在一个恒定的值，以A2组为例，由它的一元二次方程可知其吸湿加速度曲线呈“抛物线”型。即吸湿过程不是一个匀减速过程。由图1可知，同一组的喷干粉末吸湿速度变化情况也不一样。此处要说明的是，4组实验中均出现了吸湿速度变为负值的情况，作者推测这种情况基本排除实验误差的情况，原因可能是物料的吸湿性能由化学组成和物理性质共同决定，随着吸湿过程的进行，中药出现液化的情况，颗粒的物理结构渐渐消失，便会释放出一部分水分。由此可见不同喷雾干燥条件下，化学组成相同的喷雾干燥粉体的吸湿过程存在较大差异。中药喷干粉体的吸湿过程相对复杂，里面可能包含着很多相互影响的作用，其中的具体机制待进一步探究。
3.2 粉体微观形貌分析
按2.5项下方法，获取喷雾干燥粉末不同样品微粒的的扫描电镜图见图2。
温度下，均出现了较强程度的黏连，结合前面的含水量测定结果分析，认为过低的的进口温度与过高的进口温度均不利于喷雾干燥的进行，过低的进口温度导致含水量过高，而这诱导了粉末的黏性产生；过高的进口温度使粉末的含水量过低，不仅粉末吸湿活性更强，且粉末易于团聚也会加剧粉末的黏连。不同的进料密度下粉体的粒径出现了明显的差异，送料密度为1.01 g・mL-1，粉体的粒径在1～3 μm；而送料密度为1.05 g・mL-1，大部分粉体粒径都集中在6 μm左右。不同送料速度下的喷干粉体的形态与粒径未见明显差异。不同空气流速的粉体粒径也出现了明显差异，空气流速30 m3・h-1中大颗粒的数量明显多，粒径集中在4～10 μm；而空气流速50 m3・h-1粒径明显偏小，大部分集中在1～2 μm。另外实验也发现，除了120，180 ℃时粉末发生严重黏连之外，其他各组的粉末均呈现出了较优的球状，一般认为球形颗粒具有更好的粉体学性质，这也说明了骨痹颗粒的喷雾干燥温度控制在150 ℃左右较为适宜。
3.3 关于吸湿机制的若干分析
整个吸湿过程的主要影响因素有两大类：一类是制剂原料的物理特性，如制剂原料的孔隙率、含水量，粒径[11]、粒子的表面性质[12]等；另一类则是由制剂原料的化学特性，如化学基团所决定的制剂原料与水分子之间的吸引力。从本文的实验结果来看，喷雾干燥条件的不同，造成了粉体物理性质，如含水量、粒径等的差异，而这些差异也确实带来了粉体吸湿性能上的不同。
吸附理论[13]认为制剂原料吸湿的主要动力是水的扩散，环境中的水分子吸附于制剂原料表面，随着水分子浓度的增大，内外压差促使水分逐步向内部渗透。因而，中药的吸湿行为可以描述为水分子向内部扩散的一个过程，而此过程可以用FICK′s定理来描述[14]。dw/dt=-DA（dc/dx），式中，w为t时浸膏表面含水量，dw/dt为扩散速度，A为扩散面积，dc/dx为浓度梯度，dc代表表面的水分子浓度，dx表示扩散间距。“-”表示扩散方向为浓度梯度的反方向，即扩散物质由高浓度区向低浓度区扩散，D为扩散系数（其受多方面因素影响，如温度）。
由FICK′s定律可知，扩散面积、扩散系数、浓度梯度越大，水分的扩散速度越快，也就是吸湿性越强，反之则越弱。所以吸湿曲线的分析结果可以结合图2和FICK′s定理来得到合理的解释。
图2显示，由于温度较高，A2组粉末的含水量更低，其表面的活性基团具有更强的吸水活力。所以其在短时间内可以吸附大量的水，具有更高的吸湿初速度10.412 0 g・h-1。当表面吸附一定的水后，由于A2组粉末内部的含水量（2.66%）也很低，造成了内外大的浓度梯度，所以吸湿速度也较A1组更快（由图1中A图可以看出）。但随着内部水分的越来越多，内外水分子浓度梯度的减小，其吸湿速度也急剧减缓。而120 ℃粉末由于内外的含水量（6.79%）均要高，所以无论是外部的吸水速度还是水分向粉体内部扩散的速度都要慢，造成了总体吸湿过程的缓慢，吸湿平衡时间也更长为13.55 h。
图2中B2组的粉体粒径要比B1组明显大，可见相同质量的粉体，B1组的比表面积要比B2组大。由FICK′s定律可知，B1组的扩散初速度与扩散速度要比B2组快。所以B1达到吸湿平衡的时间也更短。这与表4和图1中B图的结果相符。在实验中发现随着实验过程的进行，粉体B1出现了部分液化的现象。其原因可能是随着吸水过程快速进行，诱导了粉体之间的黏性增大，导致粉体之间互相粘附，见图3。而此过程带来的影响是扩散表面积减小，扩散速度变慢。与此同时，也伴随着浓度差的影响，即随着水分扩散的进行，粉体内外的水分浓度差快速减小，进而导致扩散速度的进一步变慢。图2中D1、D2也可以通过上述原理来解释，在此不重复说明。
C1，C2图中粉体粒径未见明显差异，可见进样速度不同对粉体粒径的影响不大。由表2知，C1组粉体含水量为3.97%，C2组含水量为4.73%，可见含水量的差异也不大。由表2，3可发现，2组喷干粉末的吸湿拟合曲线很相似，每个时间点的吸湿率也相差较小。C1，C2 2组的上述结果再一次提示了粉体的粒径差异和含水量是影响粉体吸湿性的主要因素。
综上所述，根据实验结果，在本研究的实验体系中，可得较佳工艺条件为进口温度150 ℃，进料密度1.05 g・mL-1，进料速度20 mL・min-1，空气流速30 m3・h-1。在此综合条件下，得到的粉体具有较优的形态特征，并且具有较优的吸湿动力学过程，包括较小的吸湿速度，与较长的吸湿平衡时间。
4 结论
本文以骨痹颗粒水提液为模型体系考察了喷雾干燥条件对粉体的含水量与平衡吸湿量的影响。研究发现，喷雾干燥诸多工艺条件中，送料密度和空气流量对粉体的吸湿性影响较大，这对探索中药物料复杂体系喷雾干燥作用机制，指导实际生产具有参考意义。本研究所采用的研究方法与考察指标，亦可为评价中药物料改性条件提供借鉴。
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Research about effect of spray drying conditions on hygroscopicity of spray
dry powder of Gubi compound′s water extract and its mechanism
ZONG Jie1，2，SHAO Qi2，ZHANG Hong-qing2，PAN Yong-lan1，2，ZHU Hua-xu1，2*，GUO Li-wei1，2*
（1. College of Pharmacy，Nanjing University of Traditional Chinese Medicine，Nanjing 210023，China；
2. Key Laboratory of Chinese Herbal Compound Separation，Nanjing 210023，China）
[Abstract] Objective： To investigate moisture content and hygroscopicity of spray dry powder of Gubi compound′s water extract obtained at different spray drying conditions and laying a foundation for spray drying process of chinese herbal compound preparation.Method： In the paper，on the basis of single-factor experiments，the author choose inlet temperature，liquid density，feed rate，air flow rate as investigated factors.Result： The experimental absorption rate-time curve and scanning electron microscopy results showed that under different spray drying conditions the spray-dried powders have different morphology and different adsorption process. Conclusion： At different spray-dried conditions，the morphology and water content of the powder is different，these differences lead to differences in the adsorption process，at the appropriate inlet temperature and feed rate with a higher sample density and lower air flow rate，in the experimental system the optimum conditions is inlet temperature of 150 ℃，feed density of 1.05 g・mL-1，feed rate of 20 mL・min-1，air flow rate of 30 m3・h-1.
