元分析研究方法十篇

发布时间:2024-04-29 08:30:30

元分析研究方法篇1

【关键词】anSYS;有限元分析方法;模态分析;建模;模态结果

一、有限元分析方法的概念

有限元法(Fem,Finiteelementmethod)就是把物理结构分割成有限个区域,这些区域成为单元。每个单元通过节点相连接。对每个单元建立作用力方程,所有单元的方程组成整个结构的系统方程,求解该系统方程,得到结构的近似解。有限元的基本构成为:节点(node)、单元(element)、自由度(DpF)。

二、anSYS的功能

anSYS是一个通用的有限元分析软件,它具有多种多样的分析能力,从简单的线性静态分析道复杂的非线性动态分析。而且anSYS还具有产品优化设计、估计分析等附加功能。anSYS软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块。anSYS提供了对各种物理场量的分析功能,主要包括:结构分析、热分析、磁场分析、声学分析、压电分析等。

三、anSYS的结构分析

结构分析包括结构静力、动力、稳定性及线性分析。结构静力分析用来分析求解外载荷引起的位移、应变和反力。结构动力分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。anSYS可进行的结构动力学分析类型包括:瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。

四、模态分析

(1)模态分析简介。模态分析可以确定一个结构或机构的固有频率和振型。同时也可以作为其他更详细的动态分析的起点,例如瞬时动态分析、谐波响应分析和谱分析等。模态分析是用来确定结构的振动特性的一种技术,这些振动包括:固有频率、振型,振型参与系数等。振动现象是机械及建筑结构系统经常遇到的问题之一,振动会造成结构的共振或结构疲劳而破坏。了解结构的振动频率及振型,避免外力频率和结构的固有频率相同或接近,可以防止共振现象。模态分析术语线性分析,即在模态分析中只有线是有效的。如果再分析中制定了非线性单元,在计算终将被忽略并视为线性处理。可以对预应力的结构进行模态分析。(2)anSYS七种模态提取方法。在anSYS中模态提取方法有七种:BlockLanczos(分块Lanczos法)、Subspace(子空间迭代法)、powerdynamics(快速动力法)、Reduced(缩减法)、Unsymmetric(非对称法)、Damped(阻尼法)、QRDamped(QR阻尼法)。

五、实例:模型飞机机翼的模态分析

对一个飞机机翼进行模态分析。机翼沿长度方向的轮廓是一致的,横截面由直线和样条曲线定义。机翼的一端固定在机体上,另一端悬空。建模及加载过程略去,由图1显示计算结果,得出机翼在载荷作用下在五个模态下的变形图,截取其中两个模态的变形图示意如下。

通过实例分析总结,模态分析的主要步骤为:建模、选择分析类型和分析选项、施加边界条件并求解、评价结果。并且典型的模态分析中唯一有效的载荷就是零位移约束,通过实例理解掌握模态分析的原理,对于以后机械和建筑结构系统的设计分析是很有益处的。

参考文献

[1]李黎明.anSYS有限元分析实用教程[m].清华大学出版社,2004

元分析研究方法篇2

关键词:应用题;方程;六元素列表分析法

一、方程应用题教学中六元素列表分析法的应用案例

1.路程问题

例:某中学组织学生到校外参加义务植树活动。一部分学生骑自行车先走,速度为9千米/时;40分钟后其余学生乘汽车出发,速度为45千米/时,结果他们同时到达目的地。目的地距学校多少千米?

(1)列表分析。题中的六个元素是骑自行车的路程、速度、时间和乘汽车的路程、速度、时间,已知元素有两个,而且是同一类量速度,未知元素有四个,如下表所示。

(2)设元表示。选择一个未知元素为未知数用字母表示,设目的地距学校x千米;由已知等量关系①得两个路程未知量皆为x千米,应用基本等量关系时间=路程/速度,把其余两个未知元素用未知数表示出来,骑自行车所用时间为,

乘汽车所用时间为。

(3)列出方程。用剩余的等量关系②列方程。

解:目的地距学校多少x千米,那么骑自行车所用时间

为,乘汽车所用时间为。根据题意,得

(4)解得方程。解这个方程,得x=7.5。

(5)写出答语。答:目的地距学校7.5千米。

2.消费问题

例:小亮用20元钱买了5千克苹果和2千克香蕉,找回2元,已知每千克香蕉的售价是每千克苹果售价的2倍。每千克苹果的售价是多少元?

(1)列表分析。题中的六个元素是苹果的价格、数量、总价和香蕉的价格、数量、总价,已知元素有两个,而且是同一类量数量,未知元素有四个,如下表所示。

等量关系有两个:价格(香蕉)=价格(苹果)×2①总价(苹果)+总价(香蕉)=18元②

(2)设元表示。选择一个未知元素为未知数用字母表示,设每千克苹果的售价是x元;由已知等量关系①得每千克香蕉的售价为2x元,应用基本等量关系:总价=单价×数量,把其余两个未知元素用未知数表示出来,苹果的总价为5x元,香蕉的总价为4x元。

(3)列出方程。用剩余的等量关系②列出方程:5x+4x=18。

(4)解得方程。解这个方程,得x=2。

(5)写出答语。答:每千克苹果的售价是2元。

3.工程问题

例:一件工作,甲单独做需50天才能完成,乙独做需要45天完成。问在乙单独做7天以后,甲、乙合作多少天可以完成?

(1)列表分析。题中的六个元素是甲的效率、时间、工作量和乙的效率、时间、工作量,已知元素有两个,而且是同一类量效率,未知元素有四个,如下表所示:

(2)设元表示。选择一个未知元素为未知数用字母表示,设甲、乙合作x天可以完成;由已知等量关系①得时间(乙)为(x+7)天,应用基本等量关系:工作量=效率×时间,把其余两个未知元素用未知数表示出来,工作量(甲)为

,工作量(乙)为。

(3)列出方程。用剩余的等量关系②列出方程:

+=1。

(4)解得方程。(略)

(5)写出答语。(略)

4.其他问题

例:时代中学在“迎春杯”科普知识竞赛中,规定答题时先按抢答器,答对一次得20分,答错、答不出或提前抢答均扣掉10分。七年级八班代表队按响抢答器12次,最后得分是120分,这个代表队答对的次数是多少?

(1)列表分析。题中的六个元素如下表所示,已知元素仍有两个,而且是同一类量;未知元素有四个,而且是两类量。

等量关系也有两个:

答对的次数+答错、答不出的次数=12①

答对的得分+答错、答不出的得分=120②

(2)设元表示。这个代表队答对的次数是x;由已知等量关系①答错、答不出的次数为(12-x)次,应用基本等量关系表示两个得分为答对得20x,答错、答不出的得分-10(12-x)。

(3)列出方程。用剩余的等量关系②列出方程:20x-10(12-x)=120

(4)解得方程。(略)

(5)写出答语。(略)

二、方程应用题教学中六元素列表分析法的规律步骤

第一,列表分析。分析题意,找出题中的六个元素(数量),并明确已知元素、未知元素有哪几个(一般有两个已知量,而且都是同一类元素,四个未知,一般是两类未知元素);寻找等量关系(一般两个,一般是未知的两类元素中,同类元素之间的等量关系)。

第二,设元表示。选择一个未知元素为未知数用字母表示;用其中一个等量关系及本题型基本等量关系把其余三个未知元素用未知数表示出来。

第三,列出方程。根据剩余的一个相等关系列出方程。

第四解得方程。求出未知数的值;并检验方程的解是否正确、符合题意。

第五,写出答Z。下结论,写答语。

三、方程应用题教学中六元素列表分析法的教学说明

第一,方程应用题教学中六元素列表分析法的适应范围主要适用于具体基本数量关系的几种题型,这几种题型的数量在初中的数量应用题中占了大多数。但本方法对于某些题型并不完全适合,因涉及的数量太多(超过六个)或太少的一些应用题型,如利率问题、利润问题、简单的调配问题等。教师在教学中要对这一问题进行说明,避免学生生搬硬套。

元分析研究方法篇3

关键词:流动单元;沉积相带;高分辨率层序

中图分类号:te21文献标识码:a文章编号:1009-8631(2011)03-0052-02

1流动单元研究方法与关键技术

1.1流动单元定量化研究进展

流动单元研究实质上是对油气藏进行深入细致的综合研究和表征。特别是对于复杂和长期注水开发的油气藏,要正确揭示地下油气藏内流动单元的分布规律,必须采用多学科的理论为指导,应用多种手段,多种信息,才能做好流动单元的识别、划分和评价。本文通过文献调研,把国内外储层流动单元研究的基本思路和步骤大体分为两种类型:

1.1.1以数学手段为主的储层参数分析法

广泛应用储层中的各种地质参数,通过单井中密集取样的聚类分析寻找划分流动单元的有效参数和定量界限,然后直接在整套储层中定量划分流动单元。在这类方法中,仅仅需要做少量的地层对比和沉积学研究,隔、夹层的分布可作为流动单元划分的分界依据,最终建立以流动单元为基础的三维定量地质模型。

上述方法存在以下不足:强调了成因单元(或沉积相带)内影响流体渗流地质参数的差异,虽应用多种参数进行流动单元划分,但对成因单元本身的分布、单元间渗流屏障(沉积屏障、成岩胶结带和断层遮挡)及各种地质界面的研究很难用统一的定量标准进行刻画。而陆相储层砂体时、空分布的复杂性、渗流屏障及微地质界面的分布状况,在某种程度上对地下流体运动的影响更为重要。此外,某些研究者过分强调流动单元在垂向上的分层性,甚至将流动单元看作是更细微的“地层单元”,忽视了平面上渗流差异的研究,而平面上严重的非均质性正是陆相储层的又一特色。

1.1.2以地质研究为主的储层层次分析法

不同的勘探开发阶段,对流动单元的认识也不同,所以不同层次的流动单元其研究方法也应有所不同(于兴河,2008)。单层以上级次的结构要素的界面均为不渗透界面,单砂体的界面大部分部位不渗透,只有部分部位为渗透的界面,因而在储层结构分析中,如果将这些级次的结构搞清了,在垂向上将其分开,便可解决这些级次的流动单元划分问题。

1.2流动单元综合划分方法

目前流动单元在理论上从单学科到多学科交叉,方法上从定性发展到半定量或定量,概念则由原始的纯地质概念发展成地质和油藏工程通用的概念,具有较强的实用性。本文把流动单元的概念界定为:空间上具有相似渗透率、孔隙度等物性的储集体,其边界为区域上稳定发育的泥岩、不连续薄隔挡层等各种沉积界面或渗透差异层,其连通性还受构造断层控制。

应用高分辨率层序地层学原理、层次界面分析法和流动单元定量划分三者融为一体,采用层次分析思想进行流动单元的划分是目前研究热点。首先应用高分辨率层序地层学的基准面旋回等时对比法则,建立高分辨等时地层格架,并研究其间泥质岩隔、夹层的分布。然后在等时地层单元内,按照其中不同级次沉积界面和结构单元的特征,把储层详细解剖到成因砂体或成因单元。在此基础上,研究各个流动单元的各种岩石物理参数,并进一步分析界面间沉积、断层遮挡状况,建立精细的储层结构模型,并在平面进行流动单元分区的研究。

1.3流动单元划分的关键技术

本次流动单元划分采用了以下关键技术:

1.3.1高分辨率层序格架建立与沉积微相划分

应用高分辨率层序地层学原理建立等时地层格架,通过井震结合划分各个小层的沉积微相,按照不同的沉积边界和结构单元,划分出各个成因砂体。

1.3.2流动带指标分析法

各个成因砂体内部由于物性差异,具有不同的水力流动单元。而相似FZi(流动带指标)的岩石被认为具有相似平均水力半径,因而属于同一水力流动单元(amaefule,1993)[2]。amaefule和abbaszaden等基于孔隙几何学对流体渗流具有很大影响的认识,提出了应用流动带指标FZi(FlowZoneindex)划分水力流动单元的方法。

1.3.3聚类分析法

聚类分析(C1usteranalysis)是最常用的数理统计方法之一,它是按照客体在性质上或成因上的亲疏关系,对客体进行定量分类的多元统计分析方法,这种分类方法不仅综合考虑了所有的因素,而且不受己有分类结构的影响,只是以某种分类统计量为依据,对客体进行分类。对系统聚类分析来说,一批给定样品的类型和数目事先都不知道,正好是需要通过聚类分析以后结合地质解释来确定划分的类型和数目。根据分类对象不同,聚类分析又分为Q型聚类分析(对样品聚类)和R型聚类分析(对指标或变量分类)两种类型。由于流动单元的分类是根据被观测对象的各种特征,即反映被观察对象的特征的各变量值进行分类。

聚合聚类分析法的原理是在开始时每个客体自成一类,然后以某种表示客体亲疏关系的分类统计量为分类依据,把一些彼此之间关系最亲密的聚集合并为一类,把另一些彼此之间亲近的客体集合为另一类。在客体聚合为类的基础上,在根据类之间的亲疏程度继续合并,直到全部客体聚为一类为止。

衡量样品或指标之间的亲疏程度的指标有两种,即距离和相似系数。距离是将每个样品看成是m个变量对应的m维空间中的一个点,然后在该空间中依据任意两点间的距离进行定义其亲疏程度,距离越近,则亲密程度越高。其中衡量指标为距离算法,共有:euclid(欧氏距离)、Seuclid(标准化欧氏距离)、CityBlock(布洛克距离)、minkowski(明可夫斯基距离)。而采用的聚类算法一般有:single(最短距离法)、complete(最长距离法)、average(未加权平均距离法)、weighted(加权平均距离法)、centroid(质心距离法)、median(加权质心距离法)。利用衡量聚类树各个节点的相关系数,可以比较优选以上各种算法,相关系数越接近1的算法为最佳算法。

1.3.4多参数综合流动单元分析法

流动单元的研究是一种多参数分析法,参数的选取尤为重要,一般可选取孔隙度、渗透率、储层质量系数RQi、流动带指标FZi、沉积微相等参数组合,通过灰色理论确定各个参数的权值,以各参数自身评分与各参数的权系数相乘可得各参数单项得分,把各参数单项得分累积后以百分制可得最终的流动单元综合得分,以反映地下地质的真实情况。

2流动单元划分中应注意的问题

识别一个流动单元就是识别具有相似的岩石物理特征的三维地质体。而岩石物理相是受沉积特征控制,所以,划分流动单元的依据是沉积特征和岩石物理参数,尤其是储层的孔隙结构参数。

2.1等时地层格架的建立与成因砂体的划分

沉积因素是控制流体流动的主要因素之一。应用高分辨率层序地层学原理,进行等时对比,划分出各级基准面旋回,可以保证小层对比的相对等时性,并在此基础上研究小层之间泥质隔、夹层的分布。这种研究方法划分的流动单元,对储层的宏观特征具有较好的体现,并可能其成因进行科学的分析;但各个小层内部仍然存在较大的非均质性,因此,应对各个小层的岩石物理特征应用量化的方法进一步深入分析。

2.2流动单元定量化参数的确定

从目前研究成果来看,划分流动单元的参数主要包括:孔隙度、渗透率、存储系数RQi、流动带指标FZi、沉积微相等。在选取参数时,要全面、准确和适当,要紧密结合研究区的地质特征和研究目的和要求以及收集资料的丰富程度,为油田开发服务。因此,表征流动单元划分参数的选取要体现宏观与微观、构造与沉积、岩石骨架与流体性质各个方面。

2.3数据分析和异常处理

本次研究区处于长期开发过程中,油田已经进入了特高含水阶段,而期间由于注水、加密井网等因素引起多次测量的储层岩石物性发生相应变化或误差,对此必须对各个井的物性参数进行对比分析,并对其异常值进行处理。

3流动单元划分实例分析

应用以上所提到的孔隙度、渗透率、储层质量系数RQi、流动带指标FZi、沉积微相等参数,采用聚类分析,得出各个小层的流动单元统计规律,并在平面上分析流动单元分布规律。

通过RQi和pHee的双对数坐标图,可以大概分析样品点的孔隙及储层质量特征,一般来说在同一趋势的样品点具有相似的孔喉特征,而X油田X小层有三组斜率近似平行的直线。本次研究还对各个样品加入了FZi属性参数分析,样品颜色值越红,FZi值越高,从实际数据投点可以发现X油田X小层FZi高值样品点多,而低值较少,说明其总体孔、渗性能好与流动性能好,这与该层分流河道、水下分流河道及河口坝砂体发育密切相关。由于FZi指标是从储层孔隙结构与孔、渗数据推导得出的流动单元指标,因而具有相似的岩石被认为具有相似的平均水力半径,通过FZi的累计函数图可以大概分出不同水力流动单元;去除累计函数两端的异常值,p13c3大概可以分出三段,分别对应三类流动单元。其划分方法主要是依据曲线的斜率变化所造成的拐点。

根据X油田X小层流动单元综合评分,建立流动单元综合系数场,通过流动聚类分析结果统计出各类流动单元的综合评分标准:通过流动单元综合评分统计,e类流动单元的综合评分平均为65左右,G类流动单元的综合评分平均为38左右,p类流动单元的综合评分平均为10左右,由此以其平均值做为其cutoff值(截取值)来进行平面分区。

4结论

1.以数学手段为主的储层参数分析法和以地质研究为主的储层层次分析法是目前国内外对流动单元进行识别、划分和评价两种主要方法。

2.应用高分辨率层序格架建立与沉积微相划分,采用流动带指标分析法、聚类分析法、多参数综合流动单元分析法,使高分辨率层序地层学原理、层次界面分析法和流动单元定量划分三者融为一体,可以进行流动单元的划分。

3.把握好等时地层格架的建立与成因砂体的划分、流动单元定量化参数的确定及数据分析与异常处理,能较好的提高流动单元划分的准确性。

4.应用孔隙度、渗透率、储层质量系数RQi、流动带指标FZi、沉积微相等参数,采用聚类分析,得出各个小层的流动单元统计规律,并在平面上分析流动单元分布规律的方法是可行的,由于其可操作性较强,适合在油田推广和应用。

参考文献:

元分析研究方法篇4

关键词:变形参数边坡稳定性评价

中图分类号:tU413.62文献标识码:a文章编号:

abstract:thispapersummarizedofthehistoryandmethodsofstudyonslopestabilityanalysisbasedondeformationparameters,describedthecurrentlycommonmethodsofslopestabilityanalysisbasedondeformationparametersaswell.andbriefcommentsonthemainfeatures,applicabilityandtechnicalstatusofvariousevaluationmethodshavebeenmade.atthesametimeslopestabilityanalysisonthedevelopmenttrendwasbrieflydiscussedinordertobetterguidethepractice.

Keywords:deformationparametersslopestabilityevaluation

1前言

边坡稳定是岩土工程的一个经典的问题,迄今为止,最常用的稳定分析方法仍然是假定边坡土体为刚体的极限平衡法,如瑞典条分法、毕肖普法等,相关研究很多。建立在刚体极限平衡理论基础上的各种边坡稳定分析方法均假定滑动土体为刚体,滑面上应力为自重应力或自重应力的分力,无法考虑土体内部的应力应变关系以及边坡形成过程中的应力重分布,因而不能获得滑体内部或滑面上的真实应力[1]。实际上,在边坡填筑或开挖过程中,由于边坡形状、土体性质等的不同,自重应力作用下的边坡土体会产生应力重新分布,其中的应力状态与极限平衡方法中所假定的应力状态是不一样的。实践表明,边坡稳定性和其变形有着十分密切的关系。一个边坡在发生整体滑动破坏之前,往往伴随着相当大的垂直沉降和侧向变形。从受力变形的角度看,土体变形必然引起其内部的应力重分布,因而也必然产生边坡稳定性的变化。反过来讲,刚体极限平衡法因为没有考虑边坡的变形及应力重分布,肯定就没有准确地反映边坡的稳定性,其计算结果是有误差的[2]。然而,假定边坡土体为刚体,即不考虑边坡的变形及应力重分布对计算的边坡稳定安全系数的影响及影响规律至今研究较少。因此,研究土体变形对边坡稳定性的影响,考虑边坡应力重分布后的稳定性对评价刚体极限平衡法的可靠性以及进一步准确计算边坡的稳定安全系数具有重要意义。土体变形以及应力重分布与土体强度和变形参数关系密切,因此,对基于变形参数的边坡稳定性评价方法研究具有十分重要的意义[3]。

边坡稳定分析方法现状

从现有资料看,边坡稳定分析方法不断发展,但主要为基于刚体极限平衡理论的边坡稳定分析方法,而对基于变形参数的边坡稳定性分析方法研究很少,基于变形参数的边坡稳定性分析方法有有限元法、无单元法、离散单元法、块体系统不连续变形分析法。

有限元法

有限元法(Fem)的实质是将连续的实体变换成为一个离散化的结构物,它由有限多个有限大小的构件在有限多个结点相互联系而组成,用结构力学学解题方法,逐个分析单元的力与位移关系,再根据边界条件分析整体结构的力与位移关系,从而解出各结点的位移,然后根据这些位移求出各单元的应力和应变。有限单元法的优点部分地考虑了边坡岩体的非均质和不连续性,可以给出岩土体的应力一应变大小和分布,能近似地从岩土体的本构关系去分析边坡的变形破坏机制,分析最先和最容易发生屈服破坏的部位和需要首先进行加固的部位等。避免了极限平衡分析法中将滑体视为刚体而过于简化的缺点,有限元法不但能够计算岩体的弹性变形状态,亦可计算岩体的破坏状态,不但可以考虑岩体中地应力或区域构造条件,亦可以考虑一些特定条件的作用和影响。但对于大变形求解、岩体中不连续面、无限域和应力集中等问题的求解还不甚理想[4-5]。

边界元法

边界元(Bem)法是20世纪70年代同有限元法并行发展起来的一种数值方法。K.Banerjee、C.a.Brebbi、S.L.Crouch等人都曾对其发展和应用做出过有价值的贡献,并在岩体稳定性分析、地下工程支护等方面做出了有意义的成果。S.LCrouch于1976年首先将其应用于分析层状岩体的开挖稳定问题。与有限元方法不同,它只对研究区的边界进行离散,因而它要求的数据输人量较少。该方法对处理无限域和半无限域问题较为理想。但在处理多介质问题、非物质问题、复杂的非线性问题以及分步开挖及施工过程等方面,不如有限元法方便有效。因而,边界元方法目前在边坡岩体稳定性分析中的应用还远不如在地下洞室中的应用广泛[6]。

无单元法

无单元法(mm)是一种新型的数值方法,采用移动最小二乘法(mLS)拟合场函数,在计算中只需计算域边界条件和计算域内节点,而不需任何单元信息,且由于移动最小二乘法拟合函数高阶连续性的特点,这使得无单元法具有前、后处理简单、计算精度高、收敛速度快的优点,提供了场函数的连续可导近似解,同时它保留有限元的一些特点,但摆脱了单元限制,克服了有限元的不足。基于这些优点,无单元法具有广阔的应用前景[7]。

离散单元法

离散单元法(Dem)是由美国Cundall等于1971年提出的用于解决不连续体力学问题的一种重要的数值分析方法。通常,在解决连续介质力学问题时,除了边界条件外,还有3个方程必须满足,即平衡方程、变形协调方程和本构方程,变形协调方程保证介质变形的连续。而对于离散单元法而言,由于介质一开始就被假设为离散的块体集合,故块与块之间没有变形协调的约束,所以不需要满足变形协调方程。因此,它只需满足本构方程和运动平衡方程即可。离散单元法是将所研究的区域划分成一个个分离的多边形块体单元,块与块之间没有变形协调的约束,但需满足平衡方程。块体的运动不是自由的,它会遇到邻接块体的阻力。这种方法的一个突出功能是它在反映岩块之间接触面的滑移、分离与倾翻等大位移的同时,又能计算岩块内部的变形与应力分布。在我国,离散单元法的研究和应用始于上世纪80年代中期,采用二维和三维离散单元法对高边坡的稳定性问题开展了一系列卓有成效的研究。

块体系统不连续变形分析法

块体系统不连续变形分析方法(DDa),是基于岩体介质非连续性发展起来的一种崭新的数值分析方法,它兼具有限元与离散元法之部分优点[8]。此法将每个块体作为一个单元,块体与块体间通过接触机构进行连接,通过分析单个块体或块体系统的动态平衡,求解块体的受力和运动。DDa法可以模拟出岩石块体的移动、转动、张开、闭合等全过程,可以判定出岩体的破坏程度、破坏范围,从而对岩体的整体和局部的稳定性作出正确的评价。DDa方法于1985年由石根华和Goodman创立,上世纪90年代进入我国,同济大学孙钧教授领导的研究组已开发相应计算程序,同时将非连续变形分析推广到岩石力学与工程问题,并将非连续变形分析与autoCaD动态技术结合,使块体系统非连续变形分析法的计算实施过程形象、直观,成了块体系统的变形和破坏全过程的模拟[9]。

3存在的问题

由于边坡工程是一个复杂的开放系统,影响因素多,并带有相当的随机性、模糊性和不确定性,沿用传统力学方法进行计算分析,存在许多问题和不足,有时甚至是无能为力。传统的边坡稳定分析采用定值分析法,忽略土体参数不确定性引起的误差,忽略了荷载效应及抗力计算中各要素实际存在的随机性对工程结构安全性的影响,与边坡的实际工作状态不符,所得安全系数与真正的边坡稳定安全性水平之间存在一定的误差[10]。近年来,随着科学技术的发展,人们对工程设计的精确度要求越来越高,传统的稳定分析方法已不能满足工程的精度要求。由于计算机性能的不断提高,数值分析方法得到了充分发展和应用,并进入成熟阶段。但最大的矛盾是土体本构关系的研究远远落后于计算技术的发展,成为制约边坡稳定计算成果可靠程度的瓶颈。

4发展趋势

未来边坡稳定性研究的发展趋势体现在以下几个方面:

(1)边坡的稳定性关系到路基合理边坡设计及滑坡整治等问题,因此稳定性验算要求适宜的分析方法和合理的参数取值。研究表明,计算方法对边坡稳定评价的影响远小于计算参数的影响。对于目前工程实践中实用的基于极限平衡理论的条分法,误差主要来源于参数的取值,而边坡土体又有一定的不均质性,受参数取值的变动,计算结果必然有一定的离散性。如何将计算参数合理优化,成为今后研究的重点之一。

(2)采用反分析方法来研究边坡系统的失稳。可以转化思维,从边坡系统的变形分析出发,寻求边坡的变形失稳判据并进行稳定性评价。如位移反分析法就是先以实测的位移值为依据反演求出初始的应力与参数,再反过来应用于工程实践。

(3)两种或多种稳定性分析方法联合并用,对边坡工程进行综合分析验证,力求得出一个更加客观、可靠、合理的评价结果。

(4)由于可靠度分析方法在处理不确定性问题方面具有非常大的优势,因而可以在边坡稳定性分析上发挥重要作用。可靠度分析方法的不断完善,将是边坡稳定性分析研究的一大趋势。如失稳概率分析,模糊数学综合评价方法等可靠度分析方法研究和应用。

(5)边坡失稳的发展是一个渐变的过程,渐变到一定程度就会破坏,这是一个突变过程,因而用突变理论来评价边坡工程的失稳同样具有广阔的前景[11]。

5结语

尽管边坡稳定分析方法有了很大发展,但至今仍然没有一种方法能够达到真正完整解决工程实际问题,对理论模型的辩识、本构关系、计算参数、仿真方法尚需作进一步深入研究。判断一处边坡是否安全,取决于对边坡所处自然环境与地形地质环境的了解程度,以及所采用的计算方法和计算参数取值的合理性,需要结合多种条件进行综合考虑,使其评价的结果与实际情况相符,从而减少路基病害的发生[12]。

参考文献

[1]赵明阶,何光春.边坡工程处置技术[m].北京:人民交通出版社,2003

[2]景卫华,王克东.变形参数对土坡稳定安全系数的影响[J].水利水电科技进展,2010,30(2):17-20

[3]汪益敏,陈辉.路基边坡问题研究现状[J]_中南公路工程,2004,29(2):51―54.

[4]郑丙寅,张谦.土坡边坡稳定分析中极限平衡法与有限元法的对比[J].新技术新工艺,2010,25(4):36-38

[5]王勤成,邵敏.有限单元法基本原理和数值方法[m].北京:清华大学出版社,20o2:38-258.

[6]豆中强.弹性静力学问题anSYS求解与边界元求解比较[J]西华大学学报.2005,(6):40-41

[7]周维垣,寇晓东.无单元法及其在岩土工程中的应用[J]岩土工程学报,1998,20(1):5-9.

[8]石根华.块体系统不连续变形数值分析方法[m].北京:科学出版社,1993:131-143.

[9]裴觉民.数值流形方法与非连续变形分析[J].岩石力学与工程学报,1997,16(3):279-292.

[10]朱斌,侯克鹏.边坡稳定性研究综述[J].矿业快报,2007,(5):43-48.

元分析研究方法篇5

关键字:地质分析;测试技术;发展

随着科学研究领域的发展,地质分析工作应该顺应时代需求,适应科学研究进程,发展地质分析测试技术。作为地质研究的重要手段,地质分析测试技术是发展地质勘察事业的主要技术支撑,也是测试工作项目开发时的必需工作。现代地质分析测试技术不断发展过程中,实现了由无机到有机,由宏观到微观,由手动到自动的发展。科学技术大步进步的时代,地质分析测试技术也逐渐受到重视。

1国内外地质分析测试技术的发展现状

1.1无机元素分析技术

现代大型元素分析仪器的普及是无机元素分析技术发展的主要体现,例如等离子体质谱、X射线荧光光谱等。这些仪器的引进及普及促进了痕量及超痕量技术的发展。而且,通过对不同地质情况进行的元素分析,使得与无机元素分析技术相匹配的配套技术得到了广泛应用。随着科研项目的增加,科学家测定的元素范围也逐渐宽泛。通过无机元素分析技术的应用,实现测试流程简化的同时能保证分析结果的准确性,并且大大的提高了地质分析工作的效率。我国紧跟步伐在多地开展地质分析测试工作,并将无机元素分析技术用于地质分析工作中。在工作中不断研究地质分析方法,使得无机元素分析技术在地质样品痕量分析应用中得到推广。

1.2元素形态分析测试技术

元素形态分析属于现代化学分析范畴,近年来对其进行扩展应用到地质分析领域。在地质分析测试工作中,地质工作者提取土壤中的化学元素并对其分析,这是我国地质实验元素化学形态的主要研究方式。另一研究方式是研究分析土壤中的金属与非金属,了解其形态分布及转化过程等信息。通过元素形态分析测试技术的提高,丰富了对土壤中元素的信息,有利于土壤污染的控制,为人类生存环境的改善及生活质量的提高做出贡献。

1.3有机地球化学实验测试技术

近年来地质分析测试技术较突出的发展特点就是从无机分析向着无机与有机并重的方向发展,这为多个领域的研究提供了基础数据,如矿产资源、生态环境等。并在环境及能源等多方面取得显著成果。如环境有机地球化学实验测试技术是建立在实验数据基础上的有机地球化学研究手段,主要对油、天然气等化学特征进行研究。基础工作离不开样品选取及实验测试,通过运用高效液相色谱-荧光-紫外串联法、固相萃取技术、微波萃取等技术,对样品元素进行技术分析,将抽提的元素进行试验检测及定量分析,从而得到可靠数据。有机地球化学实验技术的发展可以为地质资源的测量提供更准确的分析数据。

1.4同位素分析测试技术

同位素分析测试技术的研究主要是同位素测年技术和稳定同位素地球化学在地质调查中的应用。这些测试技术的研究包括微区原位同位素、高灵敏度同位素、复杂样品同位素等。如引进二次离子探针质谱推动了微区同位素测年的发展,多接收器等离子体质谱的发展提高了非传统稳定同位素的分析水平。同位素分析测试技术具有传统测试技术没有的优势,该技术的应用不仅提高了我国同位素测试水平,更为生态环境地球化学交叉学科的研究提供了实验平台。

1.5绿色分析技术和样品制备技术方法

随着环保意识的增强,国内地质分析测试技术的发展趋势发生转变,开始向无污染或低污染的分析技术及样品制备技术方向发展。通过开展样品粒度与分析测试中最低样品消耗量间关系的研究,使得应用基础理论突破。这项研究实现了分析成本的降低及分析效率的提高,并减少了试剂对环境的污染。

1.6实验室基础性工作和科研条件平台建设

现代分析测试技术会产生大量数据,如何高效的进行数据处理对于实验室信息管理系统是一种考验。通过合理利用计算机和信息技术进行大量实验数据的处理,同时将数据进行储存和管理。如基于软件测控的大型离子探针质谱仪远程共享系统的运用,实现了大型仪器的远程共享。为适应地质科研工作的进行,国内地质实验室开始修订地质实验测试方法标准,并制定了一系列标准化的地质实验室测试技术规范。

2我国地质分析测试技术的不足

2.1体制与机制问题

我国地质部门存在的管理体制及运行机制方面的问题主要有地质部门的管理体制不够完善,没有根据需求进行合理的人员分配及整体布局;对于地质实验测试工作缺乏发展目标,未作出整体规划;科技创新能力不强,实验测试技术服务于地质科研的意识较弱;研究模式封闭,未建立科技资源共享的研究机制;科技人员缺乏积极性,科研团队没能有效调动积极性;与国际技术研究的交流或合作欠缺等。

2.2地质测试技术方法研究存在的问题

我国地质实验测试技术研究方面存在的问题主要有实验测试新技术的创新性不高;对于研究结果没有进行深入推广;地质实验室资源共享程度小;难以改变被任务牵着走的局面;地质实验测试技术的标准化程度不够等。

3地质分析测试技术的发展趋势

地质分析测试技术的研究为地质领域的发展提供了发展机遇,接下来我国地质分析测试技术领域的研究主要从以下两方面展开。首先优先支持重大领域或课题,如完善土地及生态环境地球化学调查实验测试体系、建立能源地质与非能源矿产资源调查实验测试体系、完善地下水污染调查实验测试体系等。其次加强研究同位素分析技术、有机地球化学分析测试技术、生态环境地球化学调查评价样品中元素形态分析测试技术等实验测试技术与方法。

总结

随着科学技术进步,国家对于地质工作逐渐重视起来。通过科技改革政策的实施及大量人力物力的投入,地质实验测试工作得到了进步与发展,改变了地质科研工作只求生存的局面。同时这种地质工作的转变要求地质部门加强地质分析测试技术的研究,为地质事业的发展做技术支持。为了满足未来对于测试技术更高的要求,我国地质部门应合理利用新科技提供的硬件软件,不断更新分析测试技术,为我国地质事业的发展提供更多的机遇与挑战。

参考文献:

[1]陈道华,刁少波,张欣等.我国海洋地质分析测试技术[J].岩矿测试,2013,32(6):850-859.

元分析研究方法篇6

关键词:有限元;工程机械;机械结构;常见问题

最近几年以来,随着机械制造市场的竞争逐渐激烈化,机械制造企业要想在如此激烈的市场竞争环境下占得先机,就必须对产品的成本及质量采取相应措施,以能对市场进行快速占领,而这也使得企业需要创新研发出一种具有速度快、技术新、成本低的新型设计方法。而计算机技术的不断普及所发展出来的有限元法,也为工程机械结构设计领域提供了新的发展思路,有限元法在工程机械结构设计方面具有得天独厚的优势,其在产品设计和研发方面的作用越发不可代替,如今更是已经成为工程机械制造企业在市场竞争中占得先机的必备工具之一。

一、有限元的优势及不足

有限元法是在计算机技术不断发展而形成的一种Cae技术,有限元具有很多优势,它可以对复杂多样的几何体进行模拟功能,以此使非均质工程结构达到实施及研究的目的。当前,有限元软件在前后处理技术方面得到了充分的改良,使解题步骤越来越趋向于系统化和标准化,而且有限元还能利用图形来实现对结果的迅速计算。其还能对许多较为复杂的材料结构与荷载关系进行计算,并且能使设计方案进行最大程度的优化。有限元法的使用,使得数学的处理步骤得到了更深入的简化。当然,有限元法也有它的缺点之处,它的缺点主要表现在对计算时间方面、资源方面及无限求解域方面。而且当前的有限元软件,仍旧采用着网络自适应技术,而网络自适应技术的研究仍有待完善,致使有限元法需要使用者依靠自身经验才能对网、密度进行选取。

二、基于有限元在工程机械结构问题上的计算步骤

有限元法的计算步骤是:首先,要将待分析的对象离散化,从而离散出有限数量的单元,这些单元数量的规划,要根据实际需求及计算的精度来进行确定。而且,单元规划的越细,其对变形状况的描述情况也就更加精确,与实际所产生的变形情况也会更加接近,但计算量也会随着数量的增加而增涨。其次,待单元数量离散完毕后,对位移模式进行选择,然后对这些单元所具备的力学性质进行研究和分析,以此确立节点位移与单元节点力两者的关系式,导出单元刚矩阵,并将其做为关键步骤,然后再对等效节点力给予计算,通过等效节点力来替代单元承受的所有力。再次,是需要依据结构平衡及边界条件,通过原有结构分析,来使各单位进行重新的联结,以此促使矩阵整体刚度的形成。最后,需要对未知的节点中位移状况给予计算,通过有限元方程公式,来对结果进行计算,并寻找节点进行位移以后,节点位移的所有未知量,并通过有限元方程进行计算结果。从上述内容可以了解到,有限元法能够广泛的应用于声学、热、结构及电磁等方面的分析。

三、基于有限元在工程机械结构问题上的思考

(一)静力学研究

在工程机械结构设计当中,如果结构载荷不会随时间而发生变化,或者随着时间的不断流逝,结构变化不够明显,就应该对工程机械结构的静力学做出研究,有限元法需要分析结构受力以后结构所产生的变形情况、应力变化等相关状况,而这也正是工程机械结构中对有限元法的最常见和最基本的应用方式。

(二)动力学研究

在工程机械结构当中,机械零部件在工作状态下不仅会产生静荷载,还会产生共振现象,而这必然会使机械结构遭受到损坏,从而失去其原有功能。所以,有限元法在进行零部件结构设计时,不仅要考虑其静态下的刚度需求,还要考虑对动态刚度采取检验措施,以使有限元法得以顺利实现。

(三)热应力研究

工程机械结构中有限元法的应用主要是对该结构的工作及安装温度不一致的情况下进行分析的,有限元法的热应力研究还可以用于结构在工作状态时内部温度的应力情况研究,以及内部温度分布情况的研究。

(四)接触研究

有限元法在工程机械结构上的接触研究,主要是对不同结构间彼此接触所产生的法向力,以及接触面的状态情况进行研究。机械结构间力的传递形式主要是通过接触而形成的。所以,有限元在机械结构的研究上也主要是用于接触状态的研究。这种接触研究应归纳于非线性的研究方式,由于过去计算能力受到了制约,制使有限元在机械结构中对触触研究的实践性内容较少。

(五)屈曲研究

有限元法在工程机械结构上对屈曲研究的方法,这种屈曲研究的方法是对结构在出现不稳定状态的情况下,通过对其临界状态所产生的屈曲模态及载荷状况的形状进行明确。

四、结语

本文通过对有限元在工程机械结构问题上的优势及不足进行了探讨,并明确了有限元法在工程机械结构问题上的计算步骤,并基于有限元法在工程机械结构问题上的相关研究方法做出了分析。有限元法在工程机械结构领域中的应用,使得企业在进行工程机械结构设计时,极大的缩短了开发周期,使工程机械结构更加科学、合理。

参考文献:

元分析研究方法篇7

关键词:整合数据分析;合并数据;分析策略

中图分类号:B841.2文献标识码:a文章编号:1003-5184(2012)05-0454-07

1前言

任何学科的发展和完善都是建立在已有研究知识累积的基础上。在心理学研究中,可通过量化和质化的方法来对某一专题相关的研究进行综合分析,以达到研究知识累积的目的,促进心理科学的巩固和发展(崔智敏,宁泽逵,2010)。描述性文献综述法是综合分析方法中定性研究方法的主要代表,不仅可对前人研究进行回顾性评论,同时也通过比较分析阐述论题研究的创新之处,在心理学发展中占有重要的地位。但是描述性综述分析方法在应用过程中没有统一的标准,也没有对所综述研究的数据进行统计分析,结果具有主观性,对不同研究的差异性结果,也不能找出确信的原因。元分析方法则是在传统描述性文献综述局限的基础上提出来,结合了描述性文献综述和系统的量化统计方法的一种综合分析方法。

元分析(mata-analysis)方法最早由Glass(1976)提出,是对某一专题已有的研究进行研究的方法。它根据一套明确的文献选择标准,就特定研究专题收集大量相关或相近的研究成果,采用一套系统的统计分析技术对这些研究的统计结果进行分析,总结出该论题的主要结论,是一种量化的综合分析方法。元分析在心理学中广泛应用,是促进累积心理科学(CumulativepsychologicalScience)建设的重要方法(Hunter&Schmidt,1996)。但元分析只对研究的统计结果进行再分析,不可避免地丢失许多原始数据的信息。随着社会科学各领域研究的发展,研究数据共享成为必要,而计算机技术的发展,为数据永久存储、数据转换和数据共享提供技术上的支持。若能同时对某专题的多个研究的原始数据集进行分析,不但可充分利用多个研究数据的信息,克服元分析的一些局限,而且对研究结果有更深的理解,在心理学研究中有重要作用,因此,有学者提出了基于原始数据集的整合分析方法(integrativeDataanalysis,简称iDa)(Curran&Hussong,2009;Cooper&patall,2009;park,2004)。本文将对iDa方法的基本概念、原理和分析过程进行阐述,分析了iDa方法在心理学应用的优势和挑战,阐述了iDa方法中异质性的分析策略,讨论iDa方法在心理学研究中应用的现状和应用的前景。2iDa方法概述

2.1什么是iDa方法

整合分析(integrativeDataanalysis,iDa),也叫同时数据分析(SimultaneousanalysisofData)、合并数据分析(poolingDataanalysis)、或大型数据分析(maga-analysis),是一类对多个独立研究的原始数据的合并数据集(dataset)进行综合统计分析的方法(Curran,2009;Curran&Hussong,2009;Hofer&piccinin,2009)。这种方法的基本思路是,确定进行整合分析的主题,收集与该主题相关具有原始数据的研究,把这些研究的原始数据合并成一个数据集,然后采用一套系统的统计分析策略对数据集进行综合分析,对原始的研究结果进行比较或者整合,获得单个研究所不能得到的信息。

整合数据分析方法首先在医学领域有广泛的应用。由于在医学领域通常只能对小样本进行研究,而重复验证研究又面临诸多影响因素,因此,这种分析策略把同一主题的多个独立的小样本合并成一个数据集进行分析,对医学领域的小样本研究的整合有重要意义(Simmonds&Higgins,2007;Simmondsetal.,2005;Stewart&tierney,2002)。在临床医学研究中,把这种方法看成是元分析的一种,命名为“被试层面数据(individualparticipant-LevelData,ipD)”的元分析,传统的元分析方法命名“汇总数据”的元分析(aggregateddata,aD)的元分析,也叫“样本层面数据(GroupLevelData)”的元分析(Stewart&tierney,2002;Simmondsetal.,2005)。在心理学研究中,Cooper和patall(2009)也采用上述定义和命名,认为元分析包含ipD元分析和aD元分析。就现有的心理学领域中相关的研究文献来看,大部分研究者倾向于用“iDa(integrativeDataanalysis)”命名这种对多个独立原始数据合并成的数据集进行统计分析的方法(Curran&Hussong,2009;Shrout,2009;Curranetal.,2008)。

综上所述,虽然在方法定位和命名上有所不同,但关于整合分析的基本思想是一致的,即是把同一主题相关的多个独立研究的原始数据合并成一个数据集,然后采用系统的统计分析策略对这个数据集进行统计分析,获得研究知识的综合累积,促进专题研究的发展。本文将用整合数据分析(iDa)来命名这种统计分析方法,把iDa定位为与元分析、描述综述分析相并列的三种综合分析方法。

2.2iDa方法在心理学研究中应用的优越性

iDa方法充分利用已有的数据资料,对多个研究进行整合分析,可对原有的研究进行整合或比较,解决单一研究不能解决的问题,在心理学研究应用中表现出许多优越性(Curran&Husson,2009;Cooper&patall,2009;Simmondsetal.,2005)。

2.2.1重复验证研究假设

iDa方法通过建构不同研究的异质性(Heterogeneity)对结果的影响模型来对多个独立研究的原始数据进行再分析,为检验原始研究的结果是否可复制提供直接的检验方法。当这些原始研究的结果存在冲突时,关于研究间异质性的模型可对各独立研究在抽样、测量方法等方面的异质性进行等价性分析,确定不同研究的异质性对研究结果差异的影响情况,一方面可尝试调和不同研究结果的冲突,另一方面,也可通过综合分析验证新的研究假设。由此可见,即使不建立新的研究设计,iDa方法不但可以对原始研究的假设进行验证,对不同研究间冲突的结果进行调和或分析原因,也可验证原始研究中没有出现的新假设,减少创建新研究的必要。

2.2.2增加行为的基数,提高统计功效

在心理学应用研究中,许多研究结果常存在统计功效不足的情况,其中一个重要的原因是样本量不足。而iDa方法把多个独立研究的数据合并成大样本进行分析,使低基数率的行为的绝对基数增加(如某一个行为有5%的样本量,合并数据后,可能比例保持不变,但这种行为的总体绝对数量增多),提高模型估计的稳定性,在一定程度上改进和提高统计检验功效,使一些相对较弱的效应也显现出来,从而提高了结论的论证强度和效应的评估力度。

2.2.3增加样本的异质性,提高研究的外在效度

由于各种原因,心理学的许多研究采用随机抽样或者方便抽样等方法进行,这就导致了所要研究的样本中重要的子群体人数的不足,影响研究质量,使不同研究的结果存在分歧。iDa方法则汇聚了多个研究的样本,增大了研究中重要子群体的人数,增大样本的异质性,并在合并数据集中直接分析研究间的异质性对研究结果的影响,揭示单个研究中的不确定性。同时采取特定的方法尝试调整或控制这些差异,减小异质性对研究结果的影响,提高iDa研究的外部效度。

2.2.4构建广泛的心理评估,提高对心理结构的评估力

心理学研究中,研究者通常根据年龄、性别和种族等特征选择心理测评工具对特定的心理结构进行评估,因此,不同研究常采用不同的测量工具来评估同一心理结构,单个研究采用单一的测量,获得对心理结构的相对单一的理解。而iDa则把多个独立的研究进行合并,运用合适的模型对这些研究中采用的不同的测量工具进行协调分析和等值处理,把这些不同的测量工具等值到相同的量尺上,然后进行综合分析,这就使心理结构的测量和评估更加广泛、严谨,加强和提高对心理结构的评估性能,提高研究的结构效度。

2.2.5扩展发展研究的时间段

在心理研究中,不同研究的时间有所不同,且研究的时间跨度有限制,即使是纵向研究中,追踪研究的时间跨度也因各种原因受到限制。iDa可综合分析不同研究时间差异性对研究结果的影响,扩展研究的时间段,不但在横断研究中有明显优势,在纵向研究中尤为突出。在纵向研究中,iDa采用特定的模型和统计方法同时对多个纵向研究进行整合分析,可扩展心理发展轨迹研究的时间段,提高纵向研究的效率和速度。如,a研究的被试年龄范围是2~24岁,B研究的被试年龄是10~34岁,C研究对象的年龄是17~40岁,则iDa可建构纵贯2~40岁被试的心理发展轨迹。

另外,iDa同时对多个研究的数据集进行综合分析,促进心理学研究知识的累积应用,满足实现数据资源共享和资源最大化利用的需要。

3iDa方法对异质性的分析策略

由于不同研究在研究设计、抽样方法、测量工具、研究时间等方面的异质性,使iDa过程不能对数据简单合并后进行分析,而要采用特定的统计分析方法对异质性进行分析(Curran&Husson,2009;Cooper&patall,2009),这是iDa过程中必须解决的核心问题。

3.1iDa方法对异质性分析的一般策略

根据对合并数据集的定义不同,可分为随机效应的iDa和固定效应的iDa。

3.1.1随机效应iDa

随机效应(Random-effect)的iDa采用随机抽样的思想,把iDa的对象看成由两层抽样而来,一是研究层面(Study-level)的抽样,每个研究是从一个大的研究总体中随机抽取的研究层面的样本;第二层是被试层面的抽样,单个研究的样本则是从该研究假设的总体中随机抽取而来,即随机样本的样本(RandomSampleofRandomSamples),这两层抽样产生了由研究抽样所产生的变异和由被试抽样所产生的变异。这种定义类似于阶层模型的嵌套思想,因此,可采用阶层模型对数据集进行分析。随机效应iDa最大的优点是引入研究层面的预测变量以对研究之间的变异进行建模,把研究变异分解为被试水平效应、研究水平效应以及被试水平与研究水平的交互作用(Bauer&Curran,2005;Raghunathanetal.,2003),并在分析过程中同时估计这三种效应。

随机效应iDa的运用有两个重要的条件:一是要将这些研究的数据集看作是从一个同质的数据集总体中随机抽取;二是必须有足够的研究样本,才足以对研究之间和研究内的变异进行可靠测量。若是以上条件难以满足,则需考虑固定效应iDa策略。

3.1.2固定效应iDa

固定效应(Fixedeffects)iDa中,把各研究成员属性(Studymembership)看作是嵌套于研究中的被试的固定特征(Fixedcharacteristics),采用某种编码方式(如虚拟编码、效应编码)描述这些固定特征(如对被试的性别、种族等变量进行编码),这些虚拟或效应编码变量将作为预测变量直接进入模型进行分析。固定效应iDa的主要优点是可以估计被试特点(性别、种族)和研究群组属性(StudyGroupmembership)之间的交互作用,即允许不同研究下被试特征对结果的不同影响。另外,一旦研究成员变量纳入模型,研究层面的特征变量则无法再纳入模型,这就使研究层面的差异得到控制,排除了研究间过多的潜在变异的影响,固定效应的iDa把研究层面的变异排除于模型之外,这既是固定效应iDa的优点,也是它的限制(Curran&Husson,2009;Bauer&Curran,2005)。

随机效应iDa和固定效应iDa的主要区别在于:(1)随机效应iDa假设被试样本来自同一总体,可以基于一个无限样本总体进行推断;而固定效应iDa则假定被试样本是固定且可知的,因此推断只针对所研究的样本,这更符合心理学研究中的实际。(2)随机效应iDa可以分解出研究层面效应、被试层面效应和这两个水平之间的交互作用;而固定效应iDa排除了研究层面的效应,只估计了被试水平的差异。由于随机效应的条件常难以满足,因此固定效应iDa在实践中更常用(Hussong,Cai,etal.,2008;Hussong,Flora,etal.,2008;Hussongetal.,2007)。

3.2iDa研究中主要异质性的具体分析策略

不同研究之间在抽样、时间和测量方法上的差异使iDa分析过程变得复杂,但也为对这些研究进行综合分析和比较研究提供机会。从综合分析目标出发,需要对这些研究间的异质性进行控制,提高研究的外在效度;从研究比较目标出发,需要对这些异质性进行操纵,分析研究间异质性对研究结果的影响(Curran&Husson,2009;Simmonds&Higgins,2007)。

3.2.1抽样、地域异质性及分析策略

抽样问题在心理学研究的各个领域都很重要,而在iDa研究中尤其重要。iDa可对合并数据的抽样异质性进行直接的分析,考察和评估研究样本之间潜在的差异,然后尽量协调这些差异,分析这些差异对研究结果的影响程度。iDa中对抽样导致的差异问题的处理过程中,首先明确每个研究的抽样方法是概率抽样还是非概率抽样,然后将这些信息将直接进入特定的分析模型。地域差异和抽样变量通常难以区分,独立考虑地域异质性时,需进一步考虑民族、犯罪率、社会保障等特定因素,而不是一般因素的分析。但iDa方法通常把抽样异质性与地域异质性结合在一起分析,根据对数据集的不同定义而选择随机效应iDa或者固定效应iDa。3.2.2历史时间异质性及分析策略

历史时间异质性主要考察各研究在时间上的差异。在横断(Cross-Sectional)研究数据的iDa中,可直接比较研究之间施测时间的差异来考察历史异质性对研究结果的影响,采用上述的固定效应iDa方法或随机效应的iDa方法进行分析。

而纵向研究iDa的时间异质性分析不但要考虑发展趋势的差异,也要考虑施测时间、出生年代(Cohort),生理年龄对个体发展趋势的影响。通常采用固定效应的iDa进行分析,对被试出生年代进行虚拟编码,并作为预测变量进入分析模型,综合分析个体心理特征随时间发展的特点,并建立每个年代的成长轨迹,或者判断是否需要针对各出生年代建立成长轨迹。在这模型中,可直接分析被试出生年代和研究(Cohort×Study)的交互作用,以便在研究其他重要预测变量前控制这种交互作用。若合并数据中的被试的出生年代的数量足够多,则可以将之看作连续变量,把出生年代作为模型中一个连续型预测变量,同时估计出生年代相关(Cohort-related)和年龄相关(age-related)的发展变化。若数据充分,则可估计这两个时间维度交互作用,及与研究群组的交互作用。

3.2.3测量工具的异质性及其分析策略

测量工具的异质性分析是iDa研究中面临的最大挑战,直接影响到iDa的信度和效度。由于不同研究的研究者常采用不完全一致的测量工具来对同一种心理结构进行测量,这就使iDa的分析过程面临测量的恒等性(measurementinvariance)和测量的可比性(measurementComparability)问题。对于共同的项目,在iDa研究中需检验测量恒等性,而对于不同的项目则需检验其测量的可比性。

测量恒等性是指一组项目在不同的群组或时间下可靠并有效地测量同一个潜在结构的程度(Rusticus,Hubley,&Zumbo,2008;pentz&Chou,1994)。在iDa中测量恒等性主要指同一组项目在不同研究出现时,研究之间的恒定性,通常可采用因素分析对研究间共同项目进行因素分析,来检验恒等性情况。测量可比性在单一研究中少见,多出现在教育测量中,而在iDa研究中,测量的可比性是当不同研究中采用不同的量表来测量同一种心理结构时,各自测的是否是同一个对象。对于同一结构的不同测量项目,常采用iRt(itemResponsetheory)进行测验的等价性分析(measurementequivalence)(Curranetal.,2008,2009),建立不同测量方法的可比性。可见,iDa过程中,测量异质性分析主要包含了测量的恒等性分析和测量的可比性分析。测量异质性处理的目标是找出一个共同的度量标准(Commonmetric),使测量同一结构的不同测量都可以放到这个“共同度量标准”上进行评估。

Curran和Hussong等人(2008)系统描述了iRt方法在建立共同度量中的运用步骤。第一步,找出研究之间共同的测验项目——锚题(anchoritems),这些题目是在研究间有重叠的项目,并采用探索性因素分析检验单维性。第二步,根据数据类型选择统计模型对数据进行拟合,估计这些项目的参数,根据变量的不同类型可选用不同的统计模型,一般采用验证性因素分析(CFa)对等距数据进行拟合;采用非线性因素分析(nLFa)和二参数的iRt模型对非等距变量、二分变量数据进行拟合(Curranetal.,2008,2009);采用调节非线性因素分析(moderatednonlinearFactoranalysis,mnLFa)对包含了连续变量和二分变量的数据进行拟合(Bauer&Hussong,2009)。第三步,评估项目的恒等性,进行项目功能差异(DifferentialitemFunctioning)分析,如在CFa中采用多组因素分析,在iRt框架下进行项目功能差异分析(Bauer&Hussong,2009)。第四步,计算被试的项目分数,用于进一步的统计分析。

4iDa方法在心理学应用的研究现状

整合分析的思想在心理学研究中也早有出现(Bell,1953;Schaie,1965)。Bell(1953)最早提出的聚合设计(ConvergenceDesign)研究中,就讨论到如何把不同年龄组的多个测量时间点连接和整合成一个连续的发展轨迹。但作为一种统计分析策略,iDa在心理学中的应用是近年才发展起来,目前处于探索和尝试应用阶段。相关的研究主要集中在对iDa方法在心理学中的应用原理、方法的优缺点、方法的应用前景、及一些争议性问题的讨论,特别是iDa过程中的测量问题、纵向研究数据的整合分析策略的探讨。在关于iDa的原理和分析方法方面,Curran和Cooper等人(2009)对iDa的主要思想、基本原理进行阐述,分析了iDa在心理学研究中优越性和面临的挑战,并提出异质性分析的一般策略。其中Cooper和patall(2009)对iDa方法与元分析方法进行系统比较分析,认为iDa不是对元分析的取代,而是对元分析的补充,相比之下,虽然iDa比元分析在人力和时间等方面的花费更大,但iDa可同时分析研究内(within-study)和研究间(Between-study)的效应,并且,当条件满足iDa和元分析时,iDa的价值会更大。

iDa研究中,测量问题深受研究者关注,并提出多种方法来处理iDa过程中的测量异质性问题。根据测量变量的类型(连续变量或二分变量)提出采用比例分数模型(proportionScoremodel)、两参数的iRt模型、CFa模型、非线性因素分析模型(nLFa)对测量同一结构的不同测量进行“等值分析”,建立一致的度量标准(Curranetal.,2008;Bauer&Hussong,2009)。其中Curran和Hussong等人(2008)对iRt模型在iDa过程中的应用原理进行系统的阐述,并把iRt方法用于多个独立纵向研究数据的整合分析中。Bauer和Hussong等人(2009)对iDa研究中的测量的合并问题进行探讨,在综述传统的CFa、iRt方法的对测量异质性的分析的步骤、过程、优缺点的基础上,提出mnLFa模型,认为在iDa过程中,当多个研究中的测量的变量类型既有连续变量又有二分变量,mnLFa模型可以有效地处理不同研究间测量的异质性问题。

在iDa的应用研究方面,主要表现在对多个纵向研究数据进行整合分析中的应用。如Curran等人(2008)先后阐述了iRt方法和潜增长曲线模型(LatentGrowthCurvemodel)对三个关于内化症状(internalizingSymptomatology)的纵向研究数据进行整合分析,先采用iRt模型进行项目的参数估计、项目功能差异分析和被试分数估计,再采用潜增长曲线模型对合并数据进行分析,获得对个体内在症状从10岁到33岁的发展趋势特点。mcardle等人(2009)在对这种两阶段方法(two-stagemethod)阐述的基础上,提出在一个联合模型中同时估计iRt模型和潜增长曲线模型参数的一段段方法,并用于对三个关于认知发展的纵向研究数据的整合分析,强调一阶段分析方法的优势。Hofer和piccinin(2009)提出一种基于建立数据共享网络和合作协议的iDa分析框架,对多个纵向研究数据进行分析。

Shrout(2009)对iDa应用中的一些关键问题,如测量问题、研究价值问题、模型的拟合问题等进行讨论,并对iDa的应用提出建议;Curran和Hussong等人在iDa方法及其应用研究上多有成果(Curranetal.,2008;Curran,2009;Hussongetal.,2007;Hussong,Bauer,etal.,2008;Hussong,Cai,etal.,2008;Hussong,Flora,etal.,2008)。

5iDa方法应用前景和挑战

5.1应用前景

iDa在心理学应用是心理学发展的需要,在心理学研究中有深远的应用前景。

首先,iDa方法在发展心理学研究中的应用前景。追踪研究设计是发展心理学中研究个体发展规律的重要方法。追踪研究由于研究设计本身的特征,元分析方法在追踪研究中的应用受到限制,由于长期追踪研究的代价大,难以对一个样本进行终生追踪。iDa方法不但可对研究和测量的时间变异进行处理,而且可通过整合数据分析使研究的时间跨度增加,这就使个体心理终生发展轨迹研究成为可能。目前mcardle等人(2009)对iDa在合并追踪数据集中的应用进行了理论探索和实践研究。iDa在追踪研究中应用涉及到更复杂的统计分析过程,需要进一步的研究。

其次,在实验研究中的应用前景。心理实验研究中,大部分研究的被试样本相对较小,同时,即使是同一主题的研究,由于研究设计、实验操纵过程等的差异,使得这些研究的结果相冲突,若要调节或验证这些研究结果,则需要重新设计大型的完全随机抽样实验进行重复研究,这就可能花费大量的人力、物力。而iDa则为解决小样本问题和协调冲突结果问题提出一种研究思路。采用iDa方法对同一主题的多个实验研究进行整合分析,可增大样本,在一定程度上提高统计效应;同时通过整合分析,协调这些冲突研究成果,验证新的假设。

最后,当某专题的调查研究承载理论争论或者研究结果的冲突时,也可进行iDa研究,一方面验证理论和协调研究冲突,另一方面促进研究成果的积累。由于iDa对异质性的直接建模上和解释上的优势,跨文化的研究也是iDa可发挥优势的重要领域。

5.2面临的挑战

iDa在心理学有广阔的应用前景,但在推广应用及研究中也面临一些挑战。

首先,iDa研究主题的确定和价值问题,虽说选什么样的主题进行iDa分析是研究者的兴趣所在,但在应用中,并不是所有的研究都有必要进行iDa研究,而要考虑研究本身的特征,及进行iDa研究的可能性、必要性和价值性。一般认为,当主题的一些相关研究承载着理论问题或者研究结果存在差异,且可获得原始数据,为了进一步综合解释这些差异或比较这些研究,可进行iDa研究(Curran&Husson,2009;Cooper&patall,2009;Stewart&tierney,2002)。但,对于某一主题,是否要进行iDa研究,若要进行iDa研究,研究结果能在多大程度上比原来的单一研究更有价值?另外,iDa应用的限制和条件还需要进一步探索,否则,iDa应用不当,必然导致错误的结果(Simmonds&Higgins,2007;Simmondsetal.,2005)。其次,iDa研究中统计分析策略上所面临的挑战,这是iDa过程中面临的最大的挑战。iDa应用过程中关键点是对研究之间的异质性进行处理,其中,最突出的是测量方法的异质性分析。在现有的研究中,已对这些问题作了探索,提出了异质性分析的一般策略,特别是在测量问题上,根据量表类型的不同提出了不同的理论模型来整合研究间不同的测量方法(Bauer&Hussong,2009)。但是这些方法的操作过程较为复杂,阻碍了iDa的推广应用,因此,需要进一步探索和规范iDa中的统计分析方法。

第三,数据获取和共享的问题。虽然计算机的发展使数据永久保存、恢复和转换成为可能,数据共享的技术障碍消失,国际心理学界也呼吁心理学研究数据的共享,但来自人为的障碍仍然存在。即使数据可共享,也面临一些问题:若研究者可自由获得他人研究的原始数据,则可能违背了科学研究的道德规则;被试愿意参加原始的研究,但是未必愿意参加第二次的研究;另外,iDa结果的著作权问题也是还未解决的(Cooper&patall,2009;Shrout,2009)。因此,在iDa应用中,关于数据共享的鼓励措施、数据共享过程中的安全问题、伦理问题、研究结果版权问题等都需进一步规范。

6小结

iDa方法在心理学领域的应用的研究处于尝试阶段,并初步显示了这种分析方法的优越性。同时,我们要明确,不是所有条件下iDa都适用,由于iDa研究代价较大(时间、经济、人力),分析过程复杂,数据共享困难的限制等,在进行iDa研究之前必须要考虑到各种问题,明确iDa应用的限制条件,正确开展iDa研究。虽然对于iDa的研究结果的价值、分析方法选择等方面存在诸多争议,但无疑,在心理学研究的一些领域中,如发展心理的纵向研究、跨文化研究,iDa是一种非常有用的方法。随着心理学研究数据共享的论题得到越来越多的关注,iDa方法的研究和应用也逐渐受到关注。

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theapplicationofintegrativeDataanalysisinpsychologicalResearch

tangwenqingZhangminqiangwangLitian

(psychologicalapplicationResearchCenter,SouthChinanormalUniversity,Guangzhou510631)

元分析研究方法篇8

西方社会学的元研究(meta-study)是在社会学发展到体系纷呈、流派此长彼消、研究方法混杂、分支学科辈出的当代社会学阶段,在反思社会学自身危机基础上而迅速发展起来的。它以社会学自身以及社会学的研究状态及其发展规律为研究对象,是一种对社会学进行社会学次级研究的方法。[1]其中至少包括社会学元理论(metatheory)研究、元方法(metamethods)研究和元资料分析(meta-data-analysis)三大领域:元理论研究是对既存社会学理论的研究;元方法研究是对既存的社会学研究方法的研究;元资料分析则是对社会学资料分析结果的研究。[2]因此,社会学的元研究不同于以社会现象为研究对象的社会学,它不对社会学问题作实质性的探讨,而注重对社会学发展的历史与逻辑的形式化研究,通过诉诸语言来分析、检验和判断社会学尤其是存在着的各种社会学理论和方法的合理性、正当性和有效性。

西方社会学的元研究是社会学发展中自我反省意识发展的必然产物。与元数学、元哲学的元研究不同,社会学的元研究注重研究理论的产生、途径、过程和理论范式的发展变化规律,研究理论与研究者、社会现实之间的相互关系等等,是一种"泛化"的元研究。[3]其具体内容大体要涉及到下列问题:1.社会学描述(术语、概念、命题等)的合规则性、合理性和有效性分析;2.社会学的研究对象、功能、性质、理论结构、逻辑范畴、进步标准等的探讨;3.社会学历史发展过程的考察;4.探索社会学的理论形成道路及不同的研究范式发展变化状况,揭示隐匿于社会学理论内部的深层次结构;5.分析在一定历史背景中社会文化条件对社会学理论与方法的产生和发展所起的影响;6.对社会学研究共同体进行的研究,辨识各种学术团体,分析这些团体及相互间的联系对社会学理论的影响等;7.运用基本的元理论范畴去辨识和归纳社会学理论的现状,去揭示社会学研究中面临的重大理论问题等。

一般来说,一门学科中元研究的兴起一是由于学科主题概念突然出现某种根本的转变,从而要求修改目前学科中所通行的科学研究逻辑和范式;二是由于学科很久没有进展,似乎到了无路可走的地步。因此,该学科的实践者产生出日益增长的怀疑,最终对奠基者当初提出的学科目标建设的可能性、方法的有效性和理论的恰当性等学科的基础性问题提出质疑。当前,面对全球化浪潮的不断冲击,西方社会学的境遇的确令人担忧,对社会学自身及其变革的反思自然也是不可避免的。由对社会现实的反思到对社会学自身的反思,这是一次理论上的认识飞跃。西方社会学的元研究就是为了系统地探讨社会学自身的一些问题而出现的,其结果直接导致了一种称之为"元社会学(metasociology)"的学科的诞生,它的作用就是提供"对于进行社会学研究、建构社会学体系和在这些研究与体系完成之后对之进行批判的必要方法论预设"。很显然,这种"元社会学"概念的出现是社会学逻辑上所必需的。如果社会学是一门科学,那么它就不能任意地建构起来,而应当与确定的明确规则相一致。[4]因此,西方社会学元研究在当代的迅速发展和繁荣正是基于这种学科背景下形成的,它是西方社会学学科危机的直接产物。[5]例如,社会事实范式,尤其是其理论成份----帕森斯的结构功能主义在社会学的扩张时代占据了长达20多年的统治地位,到1960年代受到了社会定义范式和社会行为范式的严重挑战。[6]社会学的这种多重范式结构的出现极大威胁了该学科的统一,使社会学研究产生了分裂,从而使社会学总体性危机正在到来的感觉蔓延开来。[7]正是这种即将到来的社会学学科危机感增强了社会学家对社会学元研究的兴趣。

笔者认为,与1960-1970年代相比,当代西方社会学面临的危机似乎更加严重,其不仅在研究范式上仍然存在着严重的分裂与对立(实际上这并不是社会学危机的真正内涵,因为自社会学诞生以来它就存在了),更主要的是整个社会学体系赖以生存和发展的现实基础发生了变化,社会学在思维方式、研究范式和一般理论建构等方面都面临着前所未有的挑战与重建。[8]社会学元研究方法就是要适应这一变化而对社会学自身展开系统的批判性考察,尤其要对支撑各种社会学流派的深层结构进行深入分析,以揭示其认识论基础。实证主义、人文主义和批判主义等都是不同社会学研究方法的基础结构,尽管实证主义社会学长期占有统治地位,但社会学家一直在做出种种努力,或是暗中削弱这一主导的认识论思路的潜在结构,或是改革它和超越它。

我们要运用社会学元研究方法来考察社会学自身的演进逻辑和发展规律,不仅要考察社会学研究所必要的方法论前提,评价现存社会学研究方法的优点和缺点,而且,还要探讨社会学研究新的程序规则和研究范式。当然,我们对社会学的元研究方法的运用也是需要条件的,这主要包括:一是研究者本身所接受的"印迹(imprinting)"应该是比较浅的,或者能够使自己保持距离或相对的自主性,不管有多大的困难也要遵守游戏规则。二是研究者应当意识到自己只不过是社会的一分子,但他仅仅作为这一整体的一部分还不行,整体还必须以某种方式时时出现在他的中心。三是研究者必须要有一种人类学和民族志学的意识,也就是说能够通过与其它的文化和社会相对照,来看待他自己的文化和社会。四是研究者必须要有历史意识,知道自己所处的时期只不过是历史上一个个别的时期。五是研究者必须意识到思想问题和社会问题的复杂性,因为只有发展复杂的社会学,研究社会学之社会学才能成为可能,而且发展研究社会学之社会学本身就需要复杂的社会学。[9]

社会学的元研究是社会学学科反思的直接产物,其之所以成为一个非常重要的理论问题,有其现实背景。社会学理论与社会实践关系问题的长期争论,以及社会学理论相对其方法而言地位低下的严酷现实,使社会学者们不能不提出这样的问题:社会学理论怎么了?很明显,这样的问题与"社会学怎么了"的问题是非常不同的。前者并不直接关注社会实践,而后者所直接指向的恰是现实的社会学。前者所针对的问题是社会学理论不断遭受来自方方面面的指责,而后者针对的却是社会实践当中的诸多问题。[10]假如说社会学理论是学者们为社会实践"立法"的话,那么,谁又为社会学理论"立法"?显然,如果说由社会学理论来为社会学理论"立法",那便会有同义反复之嫌,并且也造成表述上的不便。于是,社会学的元理论化(metatheorizing)概念很自然地产生了。

就一般的理解而言,社会学的元理论(metatheory)主要是探讨社会学理论的本身结构,处理社会学上有关"真"、"客观性"、"验证性"和"社会现象本性"等问题的。[11]1980年代以来,西方社会学的元研究中有关元理论化的研究热情与日俱增,一些明显带有元理论色彩的书籍、专题性杂志以及文章大量涌现,这种状况一直持续到1990年代都没有改变(如布迪厄的作品中就带有大量绝对的自我意识的元理论性)。尽管也有不少学者对这种元理论化趋势给予了严厉的批判,但这些批判并没有像预期的那样遏制住了元理论化在社会学中的发展,相反极大地激励了元理论家们,并导致了西方元理论化研究热潮的高涨。究其原因,主要有三个方面的因素具有决定性的作用:

1、社会学理论的内部因素。社会学的元理论化是随着社会学理论的发展而发展的。1980年代以来,社会学理论以及对经典理论的各种研究成果急剧增长,为了更好地理解各种流派的社会学理论,就有必要对它作元理论性的分析。其实,元理论化对社会学理论而言并不陌生,大多数经典的和当代的理论家们的作品或多或少都带有元理论性色彩,只是这些元研究没有过多地引起人们的关注而已,当代西方元理论家的元理论化研究多半就是建立在对以往各种带有元理论色彩研究的基础上的。此外,伴随着现代性后果的显性化和现代社会危机的严重化,建立在现代性基础之上,以现代社会为研究对象的社会学理论的危机感也越来越强,尤其是后现代思潮的崛起以及被一些人所察觉到的后现代与元理论之间所存在的密切关系导致了社会学元理论化研究的大量涌现。[12]元理论不是寻求对理论的自身定义,相反,它是运用社会学中既有理论的定义,对各种相互对立的现论作出解释。由于元理论化是反基础的,它使社会研究领域处于同一层面,并使所有理论与其研究的各种对象相适应。因此,从这个意义上说,元理论化是运用后现代主义的另一个关键性概念,其对所有社会学理论进行解构,并把它自身建立在对社会学学科探索的贡献上。[13]总之,元理论化在1980年代和1990年代的兴起是与新一代社会学理论家的时代联系在一起的。近半个世纪以来的社会学理论巨人-----帕森斯(t.parsons)、古尔德纳(a.w.gouldner)、默顿(r.k.merton)、霍曼斯(g.homans)、布鲁默(h.blumer)、科塞(l.coser)等在1980年代末都已逐步消退。在研究的取材方面,与他们的前辈相比,新一代的社会学理论家(如福柯、布迪厄、吉登斯、卢曼、亚历山大等)更为随意,尤其是他们更愿意使所有的理论(包括他们自己的理论)服从于那些正处如火如荼的元理论分析和批判之中。

2、社会学元理论的内部因素。这至少包括五个方面的因素:(1)对早期具有元理论色彩的各种研究的利用。当代西方元理论家在利用早期具有鲜明元理论性的著作时,逐步认识到了这些著作中所含有的一些缺点。比如,这些作品大都是致力于促成一个特殊的理论议程,而不是把理论本身作为一个学科研究的对象。(2)关于社会学范式地位的各种争论。这些争论是建立在库恩(t.kuhn)有关科学哲学研究著作的基础上的,它隐含了元理论的内容,尽管它的关注点比较狭窄,但它在引导社会学迈向更广阔的元理论分析方面起到了主要作用。(3)1980年代以来出现的一些特殊的元理论问题,极大地激发了人们对诸如微观--宏观和行动--结构等问题的兴趣,而这些问题恰恰构成了当代西方社会学理论关注的焦点和主题。(4)某些一直占据重要地位的元理论问题的影响。比如社会学是否可以作为一门科学而存在?这是西方社会学在实证主义者和反实证主义者之间的一场旷日持久的争论,这场争论现在又有诸如后实证主义者等理论流派加入了,就像有关范式的争论,开始被看作是元理论研究中的一小部分,但最终却在整体上推动了西方元理论分析热潮的形成。(5)西方社会学中各种对元理论化的批判,不但没有使元理论分析消退,反而更加促进了元理论化的发展。因为那些批判在很大程度上激励了元理论家更加努力地捍卫自己的工作,并使其对它进行更深入的研究。[14]

3、社会学理论和元理论的外部因素。社会学理论和元理论之外的著作,也对元理论化的形成发挥了重要作用。首先,人们日趋意识到其他领域的研究和元理论化也是相关的,并且也需要进行一些元理论性的工作。这些领域包括社会学史、思想史、科学史、知识社会学等。此外,西方社会学元研究中的元数据分析和元方法研究在社会学中的同步发展也很大程度也促进了社会学元理论化的发展。[15]正是借助于各种元方法和元资料的研究,西方社会学的元理论化研究意识和热情才越来越趋向高潮。

西方社会学的元研究及其元理论化问题,从专门的社会学理论问题分化出来之后它就产生了。假说如"元研究"和"元理论化"概念的提出具有新的意义的话,那只在于它成为社会学中一个相对独立的研究课题。它使那些潜藏在理论主体背后的理论观突现出来,成为任何社会学理论探索者不可回避的问题。[16]也许有人会说,没有社会学元理论问题的研究,照样可以进行社会学理论的研究。社会学理论的直接对象是社会实践,而且,社会学理论研究之合理性正在于其为社会实践"立法"。然而社会学元理论却不具有这样的功能,既然如此,那它还有什么研究价值?当社会学理论受困于既有的理论范式,当社会学理论囿于陈年的问题域的时候,或者墨守成规,继续在旧有的范式中精雕细刻,不断蕴积力量,等待理论革命的到来;或者摆脱旧范式的束缚,跳出既定的问题域,对理论本身来一翻彻头彻尾的审视乃致批判进而推进理论的发展,这是两种不同的选择(前者是库恩式的,后者是波普式的),是关系到社会学理论发展的一个基本问题。正是因为对社会学理论发展的不满,引发了人们专辟一隅,讨论社会学的元研究与元理论问题。与此有关,诸如社会学理论发展的标志是什么,社会学理论又是什么这样的问题,在元社会学理论的讨论中占有核心的位置。然而,这仅仅是诸多社会学元理论主要解答的问题,这样的问题本身并不能回答社会学元理论自身又是什么?它有什么特征?它的功能如何?我们知道,社会学的元理论是关于社会学理论的理论,其功能在于为社会学理论"立法",这就决定了社会学元理论的性质。

社会学的元理论与社会学理论的区别就在于社会学理论是关于社会世界的理论化,社会学的元理论则是关于社会世界理论的理论化。依据最终结果的差异,瑞泽尔(g.ritzer)将社会学的元理论化划分为三个分支:一是作为获得对理论更深刻理解手段的元理论化(mu),即努力发展既存社会学理论的潜在结构;二是作为理论发展之前奏的元理论化(mp),即研究理论是为了产生新的理论;三是作为中心观点之来源的元理论化(mo),即研究理论的目的是为了产生一种成为部分或全部社会学理论之中心的观点。所有这三个分支都将既存的社会学理论作为其研究题材,并反思性地考察这些理论。而且,社会学的元理论化已完成了元研究的整个程序:开始于描述性考察既存理论的潜在结构(mu),进入到对症探索未来理论发展的新方向(mo),然后终结于实际建构新的社会学理论(mp)。mu是mo的前提,而mo则是mp的先决条件。[17]

社会学元理论化问题的提出是因为人们对现有社会学理论的不满,因此,它是对现有社会学理论危机的反思结果。而社会学理论之所以遭致批评,恰恰在于其缺乏实践的根基。社会学的实践性天然地决定了社会学理论的经验性。没有经验基础的社会学理论只能是臆想。社会学元理论化的根本目的不是别的,而正是使社会学理论更具社会合理性,也就是说,社会学理论对社会现实而言,是有充分理由的,而不是凭空捏造。社会学的元理论虽然以社会学理论为对象,但它所面对的实践问题一点也不比社会学理论少。[18]社会学元理论化不是纯粹对社会学理论进行逻辑分析和推理,因为逻辑推理是消极的,而非积极的。它可以告诉你不是什么,但不能告诉你应该是什么,而社会学元理论化的任务正在于指出社会学理论应该是什么,这就需要有经验前提,尤其需要对理论主体加以观照。[19]但是,倘若观照的对象只停于理论主体,而无视社会实践和社会经验,那就很难从根本上为社会学理论"立法"。[20]当今全球化趋势的加快,促使了社会实践的不断变化,社会学理论如果无法在实践层面上继续适应现实社会的变化,那么,它就必然会失去根基,从而出现根本性危机。

如果说社会学理论旨在反思社会实践主体及其共同体的行为的话,那么社会学元理论化则旨在反思社会学理论主体及其共同体的行为。如果说理论来源于实践,并指导实践,同时经受实践的检验的话,那么社会学元理论化则来源于理论,并指导理论,同时接受理论的检验。顺推下去,社会学元理论以理论为中介,进而与社会实践发生关系,并最终在社会实践中找到回应。这样一来,社会学元理论的方法论特征就昭然若揭了。那么,用于指导实践的方法论与用于指导理论的方法论有何差异呢?倘若两种方法论本是同一概念,那单列出的意义就值得怀疑。不过,事实并非如此。社会学理论的直接功能在于为实践"立法"。实践是人的实践,人是一个价值存在物,人之存在有别于它物,就在于人的价值存在及其价值属性。因此,人选择什么,如何选择,这无疑与人的世界观有关。正如一直把自己的社会学研究界定为"社会学的社会学"的美国社会学家古尔德纳(a.gouldner)曾经指出的,社会学理论的建构受到了理论家的个人生活经验以及个人的价值判断的强烈影响,作为一个社会学家应该对此有清醒的认识和反思。[21]当社会实践展开的时候,事实上是在为人们展现一种世界观,而这种世界观,是由社会实践的主体所持有的。如果说社会学理论因为实践的价值相涉而归属实践理性的话,那么,社会学的元理论化则落于纯粹理性的分析,是"形式分析",即"一种语言层面的分析"。它以理论主体的行为为对象,通过语言分析指陈理论的矛盾,并宣布理论的合理或破产。但从社会学元理论本身来看,并不能推出社会学理论的形式,更不能推出社会学理论的价值内容。在探寻社会学理论是什么及如何发展的问题上,社会学的元理论研究与科学哲学同流,而在对社会学理论的语义分析上,它又与语言哲学合道。通过语言分析,社会学的元理论化可以揭示哪些问题是伪问题,哪些问题是有价值的,但它并不能给出问题的解答。[22]

由此看来,通过对社会学元研究和元理论化的分析,社会学理论的研究可能会更精致、更切实、更具有连贯性,但关于社会实践的价值判断和选择,社会学的元理论化不能给出更多的信息,正是在这个意义上,社会学理论的方法论特质与社会学元理论的方法论特质之间的差异才显现出来。的确,元社会学从一开始就向我们展示了一种思考的可能性,引导我们去作认识论的研究,去寻找能让我们和自我保持距离的元观点。它向我们展示的是思想的必要性,而不只是简单地实行一些现成的方法论原则。社会学必须了解自己,因为社会学本身就是社会的一部分,是在现代社会中产生的,是干预社会的事物,因此也是一种社会的事实。[23]但是这种对自我的认识却遇到了一种逻辑上的困难,那就是其内部本身无法包括有解释自己、证实自己或澄清自己的手段,这就必须考虑用一种元系统(即元社会学)来完成上述使命,但这种元系统也不是完全脱离社会实践而进行所谓的纯理论之理论研究的。社会学元理论化只是一种方法论,而社会学理论既是方法论,又是世界观,是社会学者对社会现实的直观反映。然而,在社会学中,社会学学科的危机最初被归于理论建构中方法论的问题,只是当改善后的理论建构技术在产生所期望的理论中再次失败后,社会学家们才开始超越方法论去寻找解释,即将社会学的学科问题与更大范围内的社会变化联系起来。这种对外部世界的元分析摧毁了社会学作为一门科学的珍贵意象,结果引发了一系列有关社会学范式地位的争议,而这一争议最终发展成为对社会学整个的方法、理论和分析进行大规模地元分析考察。[24]其实,实证主义社会学、人文主义社会学和批判主义社会学尽管在理论观点和研究取向上表现出了许多本质性的不同,但从元理论层面来看,它们却具有相当的同一性,都来源于笛卡尔的单向思维方式,都预设了主客二元论模式。[25]因此,社会学元理论化的研究有助于我们分辨社会学不同传统之间的虚假争议,透过其表面的分歧,发现隐藏在社会学内部危机的真正根源。但是,作为社会实践主体及其共同体行为的一种反映,社会学无论是在理论上还是方法上都应当与社会实践保持一定的适当性,一旦社会实践的环境发生了变化,社会学理论赖以生存的基础便会发生动摇,其内在变革的动因也便会由此而产生。

注释:

[1]"次级研究"是与"初级研究"相对应的概念,初级研究是直接分析一定的社会现象,而次级研究则是对分析社会现象的研究进行研究。

[2]ritzer,g.,1996,p.622.

[3]其实,真正意义上的元研究是从希尔伯特的元数学开始的,后逐渐扩展到元物理学、元哲学、元逻辑学、元社会学。在形形的元研究中,基本上存在着两种不同的研究范式,一种是元数学、元伦理学、元哲学的研究范式,注重对自身理论的逻辑论证和语言分析;另一种就是元社会学的研究范式。

[4][美]保罗·汉利·弗飞,1990。

[5]pilkington,a.,1997.

[6]ritzer,g.,1975.

[7]gouldner,alvinw.,1970.

[8]文军,2000。

[9][法]艾德加·莫兰,2001,第43页。

[10]mouzelis,n.,1995.

[11]donaldw.fiske&richarda.shweder(eds.),1986.

[12]taylor,s(ed.),1999,pp.14-16

[13]ritzer,g.,1996,p.632.

[14]ritzer,g.,1996,p.633.

[15]ritzer,g.,1996,p.633.

[16][美]赵单阳,1993。

[17]ritzer,g.,1996,pp.622-627

[18]必须指出的是,当代西方社会学中有关元理论层面的研究中,主要涉及的是有关社会学理论结构的问题(如对"个人"与"社会"及其相互关系的预设等),而较少触及实质和经验世界现象上的假设,这也正是它遭受各方严厉批判的主要原因。其实,社会学理论的结构中,除了有抽象的形式层面的预设外,也蕴含了具有经验内容的人性观、社会观等假设。

[19]布迪厄曾经指出,社会学的社会学研究,从其最具体的形式来看,体现为对社会学家的社会学分析,这种分析可以探讨他的科研项目,他的宏图大业,他的失败挫折,他的勇往直前等等。这并不是什么闲情逸致,也不是什么顾影自怜的奢侈之想。相反,它能够使您自觉地意识到各种性情倾向,各种与您的社会出身、学术背景、性别归属维系在一起的性情倾向。参见:[法]皮埃尔·布迪厄、[美]华康德著:《实践与反思----反思社会学导引》,北京:中央编译局出版社,1998年版,第379页。

[20]周作宇,1997。

[21]gouldner,a.w.,1970.

[22]哲学研究通常被定义为对一定现象之性质的本体论问题和认识其性质之方式的认识论问题的研究。这些问题是如此抽象,以致于常常不能在经验的基础上加以讨论和检验。而社会学的元理论研究既提出抽象问题,又提出具体问题。因此,元理论研究不一定是抽象的。例如,被元理论化的社会学既存理论的潜在结构完全是一个事实问题,同其它事实问题一样,它是可以观察,可以用同样的方法所证实的。

[23][法]艾德加·莫兰著,2001,第23页。

[24][美]赵单阳,1993。

[25]文军,2002。

参考文献:

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10、[法]艾德加·莫兰,2001,《社会学思考》,上海人民出版社。

11、[美]保罗·汉利·弗飞,1990,"社会学科学与价值问题",载《国外社会学》,第3期。

12、[法]皮埃尔·布迪厄、[美]华康德,1998,《实践与反思----反思社会学导引》,中央编译局出版社。

13、文军,2000,"全球化进程中社会学面临的挑战与创新",载《社会科学研究》,第5期。

14、文军,2002,"论社会学理论的发展脉络与基本规则",载《学术论坛》,第6期。

元分析研究方法篇9

关键词:逻辑上在先管理学元管理学时间上在先管理学属性

元管理学是一门对管理学的研究对象、研究目的、研究方法、学科性质、体系结构进行系统研究与反思的学科。其中对管理学研究对象问题的探讨最为关键。这是因为,研究对象是一门学科得以成立和研究的最基本条件。“管理学”若成为一门学科,首先就要确定研究对象。元管理学的研究目的还在于认识管理学的性质特点、关系结构、运动规律和社会功能,并在认识的基础上,研究促进管理科学发展的一般原理、原则和方法。

“逻辑上在先”是指在逻辑顺序上,抽象性的范畴、命题相对于具体性的范畴、命题而言的先在性。这种逻辑上的在先性,是构建任何一种理论体系时必须遵循的普世规则。“逻辑上在先”是指在逻辑上先于结论;“时间上在先”是指原因在时间上先于结果。在这里,显现的是历史的与逻辑的统一。从发生的时间上看:管理作为一种普遍的社会活动,存在于一切人类组织之中,而不论其组织的具体形式是家庭,还是企业,抑或政府,管理之于人类社会,自古使然。管理实践先于管理学;管理学先于元管理学。从逻辑顺序上来审视:元管理学先于管理学;管理学先于管理实践。对于这一点可以先从探讨管理学的学科属性开始。

一、管理学的学科属性

管理学具有很强的综合性,该学科中涉及了诸多学科的理论和实践内容,并将各门学科融会贯通于日常的工作生活之中;可以说,管理学是系统研究管理活动的基本规律和一般方法的科学。为此,在该学科得以确立与发展的进程中便会出现诸如:是否存在“普适性管理学”;“管理学与管理科学”、“管理学与一般管理学”、“指导性与实践性”、“管理文化与管理组织”、“管理哲学与管理学”等名词的界定;“什么是管理科学、管理科学与管理学是什么关系;以及“什么是管理,什么是管理活动,什么是管理工作,什么是管理者”等一系列问题。

其中,关于管理学的学科属性的争论,从泰罗创立古典管理学到今天已经跨越了几个世纪。

有人强调管理学的科学属性,有人则强调管理学的实践属性。在关于“管理学”学科属性的争议中,可以将其分为“应然”与“实然”两个层面。其中,“应然”研究方法的实质是:第一步,对管理活动进行定义;第二步,从丰富的管理活动中抽象出管理理论。“应然”便是“逻辑”的。为此,先需要对管理学知识本身进行“实然研究”,或者说,要对人类社会迄今取得的关于管理活动的所有经验知识进行一番全面、系统的考察。只有在对这些全部管理学知识的“实然研究”中,才能提取管理学的学科属性,进而指出管理学作为一种学科体系对于管理实践的意义。“实然研究”便是“历史的”即“时间”的。由此入手对管理学的学科属性予以探究恰是元管理学的着眼点之一。

若从实践出真知的角度来看,首先应坚持“实然”研究的取向,而非“应然”。接下来才是针对大量“实然”现象,进行“去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里”的“应然”研究。进而,对于“管理学自身”的研究,即元管理学的研究也应该强调“实然”的取向,当我们对各类管理学认识的来源、产生机制、可靠性、目标和类型积淀了充分的“实然认识”后,再谈作为一门学科的“管理学”有没有可能、如何可能,便更具有可行性。

元管理学对管理学进行“时间在先与逻辑在先的辩证关系”研究是同“历史的与逻辑相统一”的辩证思维方法完全一致的。历史的即时间的是指,客观现实的历史发展过程(包括自然界和人类社会)以及人类认识客观现实的历史进程(包括科学史、哲学史、思维史等);逻辑的,则是指历史发展过程在思维中概括的反映。逻辑与历史的统一是指思维的逻辑应当概括地反映历史发展过程的内在必然性。逻辑与历史统一的方法要求人们在科学研究和在建立科学理论体系时,要揭示对象发展过程与认识发展过程的历史规律性;在安排理论体系各个概念、范畴的逻辑顺序时,必须符合被考察对象的历史发展的顺序。

历史方法和逻辑方法的辩证关系表现在:①逻辑的分析要以历史发展为基础,历史的描述要以逻辑联系为依据;②任何一门科学不能只用历史方法或逻辑方法,即使是以历史方法为主的历史科学,也不能排斥逻辑方法;同样,即使以逻辑方法为主的理论科学,也不能排斥历史方法。

综上所述,管理学的学科属性研究应从“实然”和“应然”两个层面加以界定。其内容既有管理实践如大量案例等;也有管理理论如对管理五大职能的系统阐释。管理学兼具理论属性与实践属性,二者相辅相成而相得益彰。

至于管理学属于社会科学还是自然科学的属性之争,则可从研究方法的不同来审视:一般来讲,对其予以定量分析则多是自然科学的层面;定性分析则多是社会科学的层面。“实然”研究定量分析多些;“应然”研究定性分析多些。定性分析是对收集到的管理实践资料进行归纳、分类、比较,进而对某个或某类现象的性质和特征做出概括的一种分析方法。定量分析是对管理现象的数量特征、数量关系与数量变化进行分析的一种分析方法。

定性分析与定量分析的关系则在于:定性方法与定量方法是经常结合使用的。在进行定量分析之前,研究者须借助定性方法确定研究对象的性质;接下来,研究者又须借助定量研究来确定定性分析的切入点。二者的不同点有:①着重点不同;②依据不同;③手段不同;④学科基础不同;⑤在研究中所处的层次不同;⑥结论表述形式不同。定性方法是定量方法的基础,是它的指南,但只有同时运用定量方法,才能在精确定量的前提下,做到准确定性。这是二者的辩证关系。定性分析与定量分析的有机结合是科学研究的正确方向,当然也是研究管理学的学科属性,进而探讨“元管理学”与“管理学”之关系时不可或缺的方法。

二、管理学的研究对象

任何一门科学,所研究的都是对象物所特有的运动(运行)规律,更确切地讲,是特定事物某个方面或某几个方面的运行规律。人们一般从管理的二重性出发,将管理学的研究对象从理论上概括为对三层面的研究:生产力、生产关系、上层建筑。

1.生产力方面。从生产力层面研究管理,则是研究如何合理组织生产力,包括如何合理分配和充分利用组织中的人、财、物、时间、信息,以适应组织目标及社会的需求,求得最佳经济效益和社会效益。

2.生产关系方面。从生产关系层面研究管理,则是研究如何处理组织中的人际关系,建立和健全组织结构和管理体制,以最大限度地调动各方面积极性和创造性,实现组织目标。

3.上层建筑方面。从上层建筑层面研究管理,则是研究如何使组织内部环境与组织外部环境相适应的问题,即如何使组织中各项规章制度、劳动纪律、文化氛围与社会的政治、经济、法律、道德等上层建筑保持一致,从而维持正常的生产关系,促进生产力的发展。

上述三个层面从时间发生的先后上来看,生产力与生产关系是生产力决定生产关系,即有什么样的生产力便会有什么样的生产关系;反过来,生产关系一俟形成又会对生产力产生反作用。对于上层建筑来说(原始社会是没有国家出现以后意义上的上层建筑的),从逻辑上来看,主要体现在:①生产关系对生产力的发作用上;②阶级社会条件下,上层建筑对生产关系即经济基础的反作用上。在这一点上,管理学以生产力作为研究对象的层面或内容是没有阶级性的,且需要大量的自然科学的研究方法和内容,即平时管理学经常说的凡有人群的地方都需要管理和社会化大生产需要管理学的出现。

管理学研究对象的生产关系和上层建筑层面则需要于“时间在先”的基础上显现“逻辑在先”了。在这里,强调的是:管理的实践活动中,管理主体的动机不仅是有效管理的推动力,而且是决定整个管理活动能否开展的重要条件。这就要求,管理主体的动机必须具有正确性、科学性和可靠性。这就需要管理主体的主观能动性即发挥“逻辑在先”的功能和作用了。

管理学研究对象的三个层面在一定意义上体现着时间在先即“实践在先”或称决定作用和逻辑在先即理论的指导功能或称反作用之间的辩证关系。将三个层面概括起来,管理学的研究对象便可表述为:管理学的研究对象是管理活动过程的规律,主要涉及生产力、生产关系和上层建筑三个方面的管理问题。

1.生产力方面。管理学在生产力方面是研究如何根据社会需要和行业特点,合理地组织劳动生产和工作过程,确保高质量地完成生产和工作任务。

2.生产关系方面。管理学在这方面就是研究如何优化人际关系,使生产和工作达到最大的效益。

3.上层建筑方面。主要是研究如何贯彻国家的总体方针、政策、法律法规,确保国家根本利益和总体目标的实现,从而促进生产力的发展。

管理学研究对象所涉及的以上三个方面并非彼此独立存在,而是统一结合于每一具体的管理活动之中,它们的这种具体的有差别的结合(矛盾统一)便是管理学的研究内容。

三、元管理学存在及其研究的必要性

元管理哲学的研究,首先是当代管理学理论及管理实践发展的内在要求。当代西方管理学的研究主要停留在科学和技术层面上,该种研究多注重数字和事实,产生了诸多枯燥、繁琐的符号和模型,使得管理实践出现机械性的后果。管理者尽管能够通过结构改组、财务重整、人事更替等手段来解决一些问题,但是诸如企业的使命、经营理念、企业持续发展等根本问题则很难用科学手段加以解决。可以说,管理学的研究之所以陷于过分模型化、数理化的偏执,重要原因之一就是对元管理学的长期忽视。管理学虽然是一门经验性很强的科学,但其前提性、基础性等问题属于元管理学研究的对象。如果说管理学是关于管理活动的基本规律和一般方法的科学,主要是为实际的管理活动提供系统的管理知识、思想、原则和可操作的方法,那么,元管理学则是对现有的管理理论和管理实践进行系统的宏观反思,尤其是对管理学的前提假设、价值观念、思维方式等基本问题进行反思,以期在思维方式的选择、价值观念的权衡以及宏观视野的开拓等方面为管理学研究提供深层启示和理性基础。

与此同时,元管理学要成为一门学科,需要确立研究对象与研究内容,并建构相应的概念、范畴及理论体系,这可能是一个长期探索的过程。为此,元管理学应明晰自身当前的任务。

一是,管理科学的发展历史为元管理学提供了丰富的经验材料和问题来源。元管理学理应以此为基础,通过对管理学的前提假设、研究主题的发展脉络、管理思想的变化、管理理论和方法的更迭和评价,以及管理学发展的结构和模式等问题的探讨,形成关于管理的本质和一般规律的普遍性理论形态,包括概念、范畴体系、管理方法以及管理原则,并最终实现元管理学理论的合理构建。

二是,从现代管理思想发展史来看,自泰勒创立科学管理到人际关系学派发轫,管理学研究始终呈现出一种发散状态,各种理论之间缺乏共通性、内在的一致性和联系性。经济学家青睐市场,把企业视为一个“黑箱”;心理学家关注个人而忽视组织结构与技术;社会学家虽看中组织中的团体和组织的社会环境,但忽略了个人及个体差异对组织的影响;人类学家瞩目于组织及其成员复杂的生活过程而忘记了理论知识的预测功能;运筹学家致力于构建决策模型而忽视人文特性,如此等等。元管理学的深入研究将会有利于统一各派对管理的认识,进而促进管理学朝着综合化的方向发展。

三是,当代全球化的商务环境氛围,促使不同管理文化的交汇与融合成为趋势。如彼得.德鲁克所说,管理是一种实践,其本质不在于“知”而在于“行”;其验证不在于逻辑,而在于成果。面对各种不同的管理思想,元管理学研究应根据具体的管理实践,进行合理的选择、吸收,并通过创造性转化,提炼出应为管理学所用的内容。

四是,以科学管理理论、管理过程学派为主流的现代管理学,其理论基础是牛顿所开创的机械论科学范式。机械论科学范式把因果关联性视为简单的、明晰的、线性的,认为宇宙是规则的、可预测的。将该范式的思维运用于管理学之中,必然难以适应全球化导致的商务环境氛围和战略行为的非连续性、复杂化和不确定性。这样一来,构建一套适应当代复杂易变环境的管理理念和模式,便成为当下元管理学研究的中心问题,这也成为“元管理学”所以可能存在的一个缘由。

参考文献

[1]吴晓波,郭雯,刘清华.知识管理模型研究述评[J].研究与发展管理,2002(6)

[2]戚永红,宝贡敏.国外知识管理研究述评[J].科研管理,2003(6)

[3]骆品亮,周勇,郭晖.虚拟研发组织的知识转移机制:文献综述[J].研究与发展管理,2004(5)

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[5]彭长桂,高俊山.国内组织制度理论研究进展与评价——基于CSSCi数据的元分析和引证分析(2002~2008)[J].情报杂志,2010(7)

元分析研究方法篇10

【摘要】聚类分析并研究丹参等10味中药中金属元素的含量及临床意义。方法:选择丹参、黄芪、枸杞子、党参、冬虫夏草、绞股蓝、山茱萸、银杏叶、月季、川芎等10味中药样品,利用原子吸收分光光度等方法测定中药金属含量,行聚类分析研究。结果:不同中药含有不同量金属元素,当取r=0.5时,相类似药物:丹参、冬虫夏草、绞股蓝、黄芪;当取r=0.55,相似药物:川芎、银杏叶。结论:原子吸收分光光度法是一种有效的测定中药中的金属元素的含量的方法,聚类分析法分析中药中金属元素的含量及相似关系,使离散的数据标准化,为中草药研制新型中药制剂提供了重要的参考价值。

【关键词】中药;金属元素;测定;聚类分析

中医药学是我国特有的医学,具有多效性、整体平衡调节等特点。中医药学所提出的“阴阳相宜”、“互生互补”的思想理念,被认为是健康产业具有较强活力的重要组成部分,并受到世界医学的广泛关注。中药是一种包含有机成分、微量元素成分在内的复杂体系,到目前为止,仍没有研究能够彻底弄清中药复方的全部化学成分。本院选择丹参等10种常用中药,应用原子吸收分光光度等方法测定中药金属含量,并进行聚类分析研究,旨在为中药的更广泛应用提供参考,现将结果报告如下。

1资料与方法

1.1一般资料:选择丹参、黄芪、枸杞子、党参、冬虫夏草、绞股蓝、山茱萸、银杏叶、月季、川芎等10味中药,市售。Hno3、HCio4均为优级纯。

1.2溶液提取及判断标准:Ca、mg、Fe、Cu、Zn、Cr标准溶液参考国家标准溶液(nCS),参考国家钢铁材料测试中心,浓度为1000g•L-1;mn标准溶液浓度参考国家环境检测总站,为500mg•L-1;使用液浓度Ca、mg、Fe、Cu、Zn、Cr均为50mg•L-1;mno20mg•L-1。

1.3方法

1.3.1样品处理:将丹参等10味中药随机取100g研碎,充分调匀。每样平行称取3分,加Hno310ml,放置于50ml容量瓶中封口过夜;次日加入10ml浓Hno3、5mlHCio4,于电热板上缓慢加热,当容量瓶内剩1ml时,分别加入20mlHno3、5mlHCio4继续加热至溶液呈无色透明近干为止;使用4%浓度Hno3溶解,并放置25ml容量瓶中,定容,混匀备用。

1.3.2样品测定:使用原子吸收分光光度法测定样品中的mn、Cu、Zn、Cr含量;将样品稀释10倍后测定Fe含量;加10%La(no3)3抗干扰,稀释10倍后测定Ca、mg。

2结果

经样品测定,10味中药的含量见下表(n=6μg•g-1):

3讨论

从测定结果中可以看出,不同元素所含金属元素量不同,微量元素是中药重要的物质基础,通过临床微量元素研究可发现中药的活性成分。我们通过建立模糊聚类方法进行分析,将样品的相似性进行明确评价。

本组分别测量了10味中药材中Ca、mg、Fe、mn、Cu、Zn、Cr含量水平,这些微量元素都是人体的重要组成部分。钙和镁是人体重要的元素,钙参与维护体内细胞的内外平衡,可稳定蛋白,是多种酶的激活剂,降低细胞膜的通透性;镁可稳定核糖体,和核酸结构,清除自由基,改善心肌功能;铁参考血与蛋白、肌红蛋白及酶的合成;锰是SoD的重要组成部分,可清除超氧化物,清除自由基,是碱性磷酸酶等酶的激活剂;铜是血红蛋白的活化剂,保护血管内壁的完整性也是细胞色素C氧化酶、SoD等生物大分子的组成元素;锌参与人体金属酶的合成,抵抗镉的素性;铬参与糖代谢和脂肪代谢,具有胰岛素加强剂的作用。

本组选用10味中药样品,每样样品的Ca、mg、Fe、mn、Cu、Zn、Cr含量等因素水平分标准,采用数据极差正规法进行统计指标的标准化处理。公式为:

通过数量积法确定论域模糊矩阵R,公式为:

取r=0.5时,相类似药物:丹参、冬虫夏草、绞股蓝、黄芪;

取r=0.55,相似药物:川芎、银杏叶;

本组选用10味中药材分析中药中金属元素与药物疗效具有密切的关系。有研究表明,药物中药金属元素含量越丰富,相关系数越大,药物疗效越相似,这种微量元素的协调作用对不同各类中药定量指标进行了明确的评价,为中药质量评价提供了新的方法,为新型中药制剂的配给提供了参考,也为进一步探讨并研究中药金属元素与药物作用机理关系提供了科学的依据。

本组利用原子吸收分光光度法测定中药中的微量元素的含量,结果表明,这是一种快速、准确且精密度较高的方法,是一种有效的测定中药的金属元素含量的方法;聚类分析法分析中药中金属元素的含量及相似关系,把离散的数据标准化处理,为中草药研制新型中药制剂提供了重要的参考价值。

参考文献

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