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技术基础科学领域科技创新群体的协同创新效应论文

论文 时间:2018-11-03 我要投稿
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  科技创新群体是以科技创新为基础和目的而组建的群体,它是研究型科技队伍的延伸和发展。作为合作创新的一种有效组织形式,科技创新群体在国家科技进步中发挥的作用越来越显著。主要表现为:基于群体协作的科技创新群体活动已经成为重大科技研究的主流形式;大型科技群体初具规模,成果显著;各类科技创新群体建设正在加快推进;科技群体建设正向第三代科技战略导向型发展m。与此同时,随着以工科基础研究为代表的技术基础科学的发展,其群体化趋势越来越明显,逐渐形成了技术基础科学领域科技创新群体。目前无论是高校还是其他研究机构普遍采用这种形式来增强自己的科研创新能力,对技术基础科学领域科技创新群体的研究成为当今学术界研究的热点。科技创新研究群体的协同创新效应是其优势所在,分析技术基础科学领域科技创新群体的协同创新效应及其对技术基础科学研究发展的作用对理解群体内部运行机制具有重要意义,有助于对高校创新群体进行科学的管理决策,为高校科技创新群体发展的战略选择和管理提供解决问题的新途径。

  关于科技创新群体的协同创新,?#24310;?#23398;者做了相关研究:陆萍和卜琳华构建了高校创新团队协同力的评价指标体系[4;胡恩华等以集群创新企业与群外环境之间的协同创新关系为主线,着重对协同创新内涵、一般过程、适应机制和影响因素进行了分析李应博等以协同创新服务为视角对中国大学创新能力转移问题进行了研究H;张钢等研究了技术、组织与文化的协同创新模式;陈光对协同创新管理的高标准定?#25381;?#23457;计进行了研究?;彭纪生等讨论了技术协同创新模式及建构,提出了我国实现技术协同创新的对策思考?。以上研究为本文奠定了基础,但目前深入到科技创新群体各个系统和组成要素的层面,尤其是针对技术基础科学领域的科技创新群体,分析群体协同创新效应的相关研究比较缺乏,因此有必要对群体要素相互间的协同做系统全面的分析。

  1、协同效应的内涵

  1.1协同效应

  协同效应是复杂开放系统中大量子系统相互作用而产生的整体效应或集体效应,是由于子系统的协同作用而产生的结果M。在远离平衡态的开放和复杂的系统内,各子系统的相互行为产生出超越各要素自身的单独作用,从而形成整个系统的联合作用。协同作用是系统有序结构的内驱力,能使系统在临界点发生?#26102;?#24322;产生协同效应,使系统从无序变为有序,在混沌中产生稳定结构。科技创新群体在运行过程中,其构成要素相互作用和耦合,产生科技创新驱动力。要素之间以及这些要素与外部环境之间形成互动关系的总和称为协同,协同实现了资源的整合、优势的互补和知识的流动,推动了科技创新。

  1.2序参量

  协同学中最关键的概念是序参量。序参量在系统演化过程中从无到有的变化,?#20174;?#20102;新结构的形成和有序程度,用来解释有序演化的过程和机制。序参量是大量子系统集体运动的宏观整体模式有序程度的参量,是系统内部大量子系统相互作用、协同的产物;同时序参量又是系统的控制中心,支配各子系统的行为,决定整个系统的功能,主宰系统整体演化发展的过程M。即它由系统各个部分的协同作用产生,产生后反过来又控制和支配各子系统,是协同作用的表征和度量。

  根据以?#26174;?#21017;可以得出,科技创新群体内部的序参量是科技创新,即知识创造。科技创新群体的组建目的、任务和目标是进行科技创新,完成创新性任务,具体到技术基础科学领域,群体的任务是解决技术上的基础科学问题,提高该领域的科技水平,推动技术基础科学的发展。同时,科技创新又是群体中各要素相互作用、相互交流得出的,进而又促进各要素向群体系统预期的目标发展。群体中成员相互交流、合作,充分利用群体中的设备、经?#36873;?#30740;?#31185;教?#31561;条件,在群体制度、文化氛围的保障和促进下,在政府、依托单位和合作伙伴的支?#31181;校?#36827;行知识共享和科学研究,其阶段性和最终产出是科学知识和技术。创造的新知识在群体内的交流、扩散和反馈中,再作用于系统各个要素,促进群体的发展。科技创新群体就是在科技创新的推动下,逐步前进发展,?#27426;?#23436;成创新性任务,达成群体的使命和目标。

  2、技术基础科学领域科技创新群体的协同创新效应分析

  群体的协同创新效应分为基础的成员协同、群体内部的要素协同以及群体外部的主体协同三个层次,下面分别进行分析。

  2.1成员协同

  2.1.1成员知识结构的协同效应

  技术基础科学领域是从技术科学中提炼出基础科学问题,群体从事的是为技术作支撑的基础研究。成员的学科结构中既有基础学科人员,又有工科背景的技术人员,在科学问题的凝结下,形成理工结合、多学科交叉渗透的协同创新效应。科技创新群体的组织形式使成员能够在知识结构、学科背景上达到互补和匹配,更好地发挥协同作用。基础学科人员、工程技术人员,以及管理服务人员,通过相互协同、密切合作形成科研方向和创新能力。

  例如‘‘高超声速飞行器防热复合材料的热力耦合问题”国家创新研究群体,成员学科领域涵盖了数理科学、力学、材料科学、计算机科学与应用、机械与飞行器设?#39057;?#22810;学科,依靠研究群体的载体和目标,通过长期的密切合作形成了“用力学新的理论和方法去解决复合材料、新材料应用中的科学问题,为祖国的?#25945;?#21644;国防事业服务”的发展方针,以‘‘材料一结构一体化、结构一功能一体化、多功能化智能化”为发展主线,实现了多学科、多领域的交叉协同,充分发挥了成员的协同创新效应,取得了大量具有国?#35270;?#21709;的创新性成果,为推进我国复合材料学术研究与应用发挥了重要作用。

  2.1.2成员构成结构的协同效应

  科技创新群体的成员包括学术带头人、核心骨干成员,以及包括博士生、硕士生、日常事务处理人员等在内的外围成员三个层次。合理的学术梯队和年龄结构使群体系统形成一种有序的结构,进而产生协同效应,使科技创新群体的整体功能得到放大。在群体中最为关键的是优秀的学术带头人,带头人是团队的领导者、组织者和协调者,一个具有较高学术造诣、开阔和前瞻的学术视野、创新性的思维方式、高尚的道德品格、高度的责任感和使命感以及较强组织协调能力的群体带头人可以高度地凝聚科研力量,引导和确立科研方向,塑造团队的个性和精神,充分发挥群体的协同优势,在带动群体建设和?#20013;?#21457;展过程中进行科技创新。通常由领域内的专家和杰出人才构成的骨干成员,以及博士生、硕士生及青年教师构成的后备队伍,在学术带头人的带领下团结协作,形成合力,使个体作用得到充分发挥。成员年龄上应老、中、青搭配合理,并注重群体平均年龄的年轻化,重点选拔和培养起到承上启下作用的中青年团队带头人和青年学术骨干,使知识得到传?#26657;?#20445;证群体的?#20013;?#21457;展。

  2.2要素协同

  2.2.1硬件要素的协同效应

  科技创新群体的构成要素首先是经?#36873;?#35774;备、人才、基础设施、信息资源等以实质性资源为特征的硬件要素。群体以特有的优势将要素整合,各要素在一致性和一体化的基础上通过复杂的相互作用产生了个体所不能产生的整体效果。群体的组织形式使人、财、物、信息等资源实现协调和匹配,达到资源优化配置,使要素发挥最大的作用。为实现协同的目标,需要对要素进行权衡、选择和协调,人才和设备、人才和经?#36873;?#32463;费和设备、设备和基础设施等要素之间均要实现相互匹配、充分利用和流动,以发挥要素的最大效果。硬件要素系统的序参量是科技创新:科技创新作为群体的任务和目标,引导、决定了要素的投入和配置,促进要素向群体预期的目标发展;而科技创新又是在人才、经?#36873;?#35774;备等要素间相互耦合、相互作用产生的。

  2.2.2软件要素的协同效应

  科技创新群体的要素构成除了实质性资源的硬件要素,还包括环境、制度、文化、管理?#28909;?#20214;要素。群体的创新环境、群体制度、群体文化及群体管理模式之间相互促进、相互制约,环境和文化是群体制?#32676;?#31649;理发挥作用的条件和内在驱动力,和谐、积极的环境和氛围可以使群体制度更好地实施,达到事半功倍的作用,?#19981;崾构?#29702;更为有效;而合理、健全的制?#32676;?#31649;理是形成?#24049;?#32676;体文化和环境的前提保证。

  在技术基础科学领域创新群体中,群体目标是软件要素系统的序参量,本质上依然是科技创新。这是因为群体运行的核心是围绕目标来寻求或设计用来实现目标的方式和手段,群体的制度、文化及管理模式等方面构建的根?#22659;?#21457;点是为了实现群体目标,即完成创新性任务,实现科技创新。科技创新又是在群体的环境、文化、制度的相互作用下产生的,同时创新产出又促进各要素向群体预期的目标发展。因此,群体的文化和环境应该是活跃的、积极的、鼓励创新的,群体的制?#32676;?#31649;理模式也要依据支持和有利于创新为出发点,在管理上能够很好地计划、组织、协调、监督创新活动。例如技术基础科学领域具有科研周期长、成果产出?#19979;?#39118;险大的特点,在?#24049;?#19978;就不应该过于频繁和急功近利,应允许失败,建立科研的长效机制和有效的创新激励机制。为了解决跨学科的科学问题,群体既需要有数、理、化等基础学科成员,也需要有材料、机械等工科背景的成员,这就存在成员间思维方式的差异、处理问题角度的不同、文化上的冲突等,要求群体在文化上要宽容、信任、民主;应该在制度上能够协调各方面利益;群体环境要使成员有归属?#26657;?#25104;员的个人目标和群体目标应该是一致的,形成一个共同理想。

  2.2.3软件要素和硬件要素之间的协同效应

  科技创新群体除了软件要素系统和硬件要素系统各自的协同,两个系统之间也具有协同效应。制度、氛围、文化、环境等要素能够更充分地发挥人才、?#24335;?#30340;作用,引导和规范资源的使用。而制?#32676;?#29615;境要素又是围绕着实质性资源而形成的,其属性、性质和特征是由人、财、物等实际资源所决定的。通过软件要素和硬件要素的相互匹配、适应、相互作用,能够充分发挥和利用各要素的价值,从而实现资源配置和效用最大化。软件要素和硬件要素的协同说明科技创新群体的各子系统内部和子系统之间均存在协同作用。

  2.3宏观层面的外部协同

  外部协同(或称为组织协同)是指群体主体层面的协同,具体包括群体与政府、?#35856; ?#20027;管部门、合作伙伴(企业、资助方、社会团体)等主体之间的协同。各个主体构成了一个宏观的大系统,群体在系统中运?#23567;?#25216;术基础领域的科技创新群体与社会科技背景、?#35856;?#38656;求、政府行为、合作伙伴等环境因素保持高度的开放和协同,是其向有序方向演化的必要条件。开放要求技术基础领域的科技创新群体与环境之间以及系统内部各子系统之间必须拥有灵活、高效的物质、能量和信息交换机制,技术基础领域的科技创新群体必须从环境中获取从事生产活动所必需的信息和物质资源,否则它就不可能生存下去,例如政府的?#24335;?#21644;政策支持,获得政府投资和购买设备。根据科技创新群体有机体的自组织特性和群体的开放系?#31243;?#24615;,产生良性的扩张结果是通过吸收外界能与群体产生协同效应、提高竞争力的良性事物,即人力资?#30784;?#36164;本、技术、?#35856;?#20035;至信息,生成负熵,使原有创新群体由混沌走向有序或由有序走向更高一层的有序,当系统演化为耗散结构后,再继续增加开放程度,又会进入新的混沌状态。与政府、?#35856;?#21450;合作伙伴等相关机构积极的交流和配合是群体健康、快速发展的必要条件。

  3、群体的协同创新效应对技术基础科学研究发展的作用

  由于技术基础科学领域的?#31181;?#21270;和综合化特征使该领域学科间界限模糊,学科的交叉十分普遍。各学科之间的交叉性和渗透性是技术基础科学领域的基本要求,而由于时间、精力和条件的限制,单个研究人员往往只能在某一个领域或方向上进行自己的研究工作,出现技术上的缺陷很难避免。另一方面,技术基础科学领域研究问题的复?#26377;?#21644;长期性需要具有规模效应的群体性协同合作,个人难以独立完成。不同的科学研究领域的目标不同,当有一个共同的技术问题把这些目标有机的联系在一起之后,就会发现这些目标的归宿点是非常相近的,而科技创新群体正是实现共同目标的有效载体。科技创新群体这一知识密集型的组织形式为在关键技能上互补的成员进行协同合作提供了?#25945;ǎ?#28385;足了知识互补、资源共享、协同合作的需求,在共同目标的牵引下,?#36234;?#20915;技术基础科学领域的关键问题发挥了巨大的作用。

  科技创新群体通过系统内部各子系统间和系统内部各要素间的相互协同,各方面积极和有利的因素得到充分调动,在协同中提高了要素和子系统的工作效能,产生互补效应放大了各子系统功能,形成了整体功能倍增效应。不同学科、领域中的专家相互合作,拓展研究空间,突破科研活动中的瓶颈。例如工程科技人才提出工程中遇到的实际问题,基础研究人员解决该问题,并进行理论指导,从而实现了从实践到理论,再指导实践的升华。在群体中,经?#36873;?#35774;备、基础设施得到了资源配置,围绕着创新性任务,群体这一组织形式可以使资源得到充分的利用与匹配;同时,群体的文化、氛围、制度等方面为科研活动提供了一种积极的环境,促进了合作与创新。政府、高校和其他科研机构与群体的合作和对群体的支持构成了促进群体发展的外部力量。如图1所示,技术基础领域的科技创新群体中,在科技创新这一序参量的引导和作用下,各子系统内部和各子系统之间相互协同,成员之间、要素之间、群体与高校、政府、企业之间存在着复杂的关系,非线性作用普遍存在,并由此维系着系统的生存和发展,促进了科技创新,推动了技术基础科学研究的发展。

  4、结论与对策建议

  科技创新群体协同创新效应的主要优势在于通过综合的控制和利用群体的各种要素和资源,增加群体的整体倍增效应和创新能力。群体内各要素和各系统之间在科技创新的过程中具有关联和?#26469;?#20851;系,以要素的整合和互补为基础的系统协同为科技创新提供保证,技术基础科学领域科技创新群体的协同创新效应推动了技术基础科学研究的发展。通过系统分析技术基础科学领域科技创新群体的成员协同、要素协同和外部协同的机制,为群体发展拓展思路,为促进群体科技创新能力的具体实施提供借鉴。通过以上对群体协同创新效应的分析,可以从以下几个方面提高群体科技创新能力。

  (1)确立群体共同目标。群体目标是群体的行动指南和努力方向,是群体的动力源泉和最?#23637;?#23487;。在群体合作的过程中,目标不一?#38470;?#23548;致成员间的冲突和摩擦,降低成员的科研积极性,产生内?#27169;?#20174;而难以实现?#24049;?#30340;协同。清晰、明确、符合个人目标的共同愿景是成员科研活动的动力。目标关系到群体创新能力能否得到发挥,一致的目标将成员的自身利益变成群体的共同利益,在共同利益的驱使下,各成员紧密协作,形成一种合力,推动群体的发展。

  (2)培养优秀的群体带头人。优秀的带头人带动了群体的发展,对科研工作的发展起到导向的作用。群体主管部门应积极培养和提高群体带头人的素质和能力,例如提倡群体带头人?#26800;?#39640;层次项目?#36824;?#21169;带头人主办和参加国内、国际高水平学术会议,促进交流提高;提供到国外知名大学进修访问的机会;促进群体带头人和骨干成员?#27426;系?#21152;强学习,提高自身素质,?#20013;?#26356;新管理理念和知识结构,从而提高群体科研实力,带动群体?#20013;?#21457;展。

  (3)打造优势互补的创新群体。优势互补是群体优势的重要体现,围绕共同目标和创新性任务,以成员学科交叉、理工结合为特征,形成知识结构、研究领域、技术特长、思维方式、年龄、人文素养等方面互补的成员结构,可以充分发挥群体的协同创新效应。技术基础领域科研问题的复?#26377;?#21644;交叉性特征需要不同领域、专业的专家协同合作、共同攻关,互补性群体更易于在该领域的科技创新上取得突破性进展。

  (4)做好群体的基本物?#26102;?#38556;工作。给予群体人、财、物方面充分的支持和保障,群体的发展离不开?#24335;稹?#20154;才等资源的支持。技术基础科学领域的研究具有周期长、经济效益不显著的特点,因此主管部门应该建立长效资助机制,解决群体发展的后顾之?#29301;?#20445;障群体健康、稳定发展。为了调动成员的积极性和主动性,可制定合理的考评制度,建立专项?#24335;?#32473;予激励,另外还需做好房、屋、水、电的后勤保障,避免群体在这些琐事上花费巨大精力。

  (5)注重积极的群体文化建设,健全群体制度。积极、向上的文化可以加强成员间的情感和联系,提高合作水平和效率;群体内部应倡导民主自由、塌实勤奋、勇于创新、宽容失败的学术氛围;树立鼓励创新、甘于奉献、团结合作的团队精神?#25381;?#36896;尊重知识、培育人才、以事?#30340;?#32858;成员的环境。制度建设是创新群体的基础管理,完善的制度是群体健康发展的保证。在群体内部运行上,为了扶持和鼓励科研,可以实行扁平化的管理方式,在适当合理的范围内给予带头人和骨干成员在经费和设备使用、课题立项等方面充分的自主权,在人才选择上可以更加灵活自由,减少行政干预,目标是建立灵活高效的内部运行机制。

  (6)建立群体的沟通交流机制。应建立健全群体内部的交流、讨论及知识共享制度。树立合作、沟通的理念和意识,营造充分表达、讨论、鼓励学术思想的碰撞和交融的氛围,建立信息和知识共享的制度,完?#24179;?#27969;的信息和网络技术。只有充分的沟通和交流才能实现群体的协同,交流和互动是发挥群体协同效应的必要途径。

  (7)加强与政府、企?#23548;?#20854;他科研机构的合作。群体应注重与政府、企业、社会团体以及其他科研机构的联系与合作,以便获得更多的?#24335;?#32463;?#36873;?#31185;技项目、技术和信息等方面的资助和扶持。在社会大系统中,群体不能孤立的发展,必须具备与其他主体共同发展、相互协同的能力,全面提高科研水平和层次,为服务区域经济和社会发展做出贡献。

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