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技術基礎科學領域科技創新群體的協同創新效應論文

論文 時間:2018-11-03 我要投稿
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  科技創新群體是以科技創新為基礎和目的而組建的群體,它是研究型科技隊伍的延伸和發展。作為合作創新的一種有效組織形式,科技創新群體在國家科技進步中發揮的作用越來越顯著。主要表現為:基于群體協作的科技創新群體活動已經成為重大科技研究的主流形式;大型科技群體初具規模,成果顯著;各類科技創新群體建設正在加快推進;科技群體建設正向第三代科技戰略導向型發展m。與此同時,隨著以工科基礎研究為代表的技術基礎科學的發展,其群體化趨勢越來越明顯,逐漸形成了技術基礎科學領域科技創新群體。目前無論是高校還是其他研究機構普遍采用這種形式來增強自己的科研創新能力,對技術基礎科學領域科技創新群體的研究成為當今學術界研究的熱點。科技創新研究群體的協同創新效應是其優勢所在,分析技術基礎科學領域科技創新群體的協同創新效應及其對技術基礎科學研究發展的作用對理解群體內部運行機制具有重要意義,有助于對高校創新群體進行科學的管理決策,為高校科技創新群體發展的戰略選擇和管理提供解決問題的新途徑。

  關于科技創新群體的協同創新,已有學者做了相關研究:陸萍和卜琳華構建了高校創新團隊協同力的評價指標體系[4;胡恩華等以集群創新企業與群外環境之間的協同創新關系為主線,著重對協同創新內涵、一般過程、適應機制和影響因素進行了分析李應博等以協同創新服務為視角對中國大學創新能力轉移問題進行了研究H;張鋼等研究了技術、組織與文化的協同創新模式;陳光對協同創新管理的高標準定位與審計進行了研究?;彭紀生等討論了技術協同創新模式及建構,提出了我國實現技術協同創新的對策思考?。以上研究為本文奠定了基礎,但目前深入到科技創新群體各個系統和組成要素的層面,尤其是針對技術基礎科學領域的科技創新群體,分析群體協同創新效應的相關研究比較缺乏,因此有必要對群體要素相互間的協同做系統全面的分析。

  1、協同效應的內涵

  1.1協同效應

  協同效應是復雜開放系統中大量子系統相互作用而產生的整體效應或集體效應,是由于子系統的協同作用而產生的結果M。在遠離平衡態的開放和復雜的系統內,各子系統的相互行為產生出超越各要素自身的單獨作用,從而形成整個系統的聯合作用。協同作用是系統有序結構的內驅力,能使系統在臨界點發生質變異產生協同效應,使系統從無序變為有序,在混沌中產生穩定結構。科技創新群體在運行過程中,其構成要素相互作用和耦合,產生科技創新驅動力。要素之間以及這些要素與外部環境之間形成互動關系的總和稱為協同,協同實現了資源的整合、優勢的互補和知識的流動,推動了科技創新。

  1.2序參量

  協同學中最關鍵的概念是序參量。序參量在系統演化過程中從無到有的變化,反映了新結構的形成和有序程度,用來解釋有序演化的過程和機制。序參量是大量子系統集體運動的宏觀整體模式有序程度的參量,是系統內部大量子系統相互作用、協同的產物;同時序參量又是系統的控制中心,支配各子系統的行為,決定整個系統的功能,主宰系統整體演化發展的過程M。即它由系統各個部分的協同作用產生,產生后反過來又控制和支配各子系統,是協同作用的表征和度量。

  根據以上原則可以得出,科技創新群體內部的序參量是科技創新,即知識創造。科技創新群體的組建目的、任務和目標是進行科技創新,完成創新性任務,具體到技術基礎科學領域,群體的任務是解決技術上的基礎科學問題,提高該領域的科技水平,推動技術基礎科學的發展。同時,科技創新又是群體中各要素相互作用、相互交流得出的,進而又促進各要素向群體系統預期的目標發展。群體中成員相互交流、合作,充分利用群體中的設備、經費、研究平臺等條件,在群體制度、文化氛圍的保障和促進下,在政府、依托單位和合作伙伴的支持中,進行知識共享和科學研究,其階段性和最終產出是科學知識和技術。創造的新知識在群體內的交流、擴散和反饋中,再作用于系統各個要素,促進群體的發展。科技創新群體就是在科技創新的推動下,逐步前進發展,不斷完成創新性任務,達成群體的使命和目標。

  2、技術基礎科學領域科技創新群體的協同創新效應分析

  群體的協同創新效應分為基礎的成員協同、群體內部的要素協同以及群體外部的主體協同三個層次,下面分別進行分析。

  2.1成員協同

  2.1.1成員知識結構的協同效應

  技術基礎科學領域是從技術科學中提煉出基礎科學問題,群體從事的是為技術作支撐的基礎研究。成員的學科結構中既有基礎學科人員,又有工科背景的技術人員,在科學問題的凝結下,形成理工結合、多學科交叉滲透的協同創新效應。科技創新群體的組織形式使成員能夠在知識結構、學科背景上達到互補和匹配,更好地發揮協同作用。基礎學科人員、工程技術人員,以及管理服務人員,通過相互協同、密切合作形成科研方向和創新能力。

  例如‘‘高超聲速飛行器防熱復合材料的熱力耦合問題”國家創新研究群體,成員學科領域涵蓋了數理科學、力學、材料科學、計算機科學與應用、機械與飛行器設計等多學科,依靠研究群體的載體和目標,通過長期的密切合作形成了“用力學新的理論和方法去解決復合材料、新材料應用中的科學問題,為祖國的航天和國防事業服務”的發展方針,以‘‘材料一結構一體化、結構一功能一體化、多功能化智能化”為發展主線,實現了多學科、多領域的交叉協同,充分發揮了成員的協同創新效應,取得了大量具有國際影響的創新性成果,為推進我國復合材料學術研究與應用發揮了重要作用。

  2.1.2成員構成結構的協同效應

  科技創新群體的成員包括學術帶頭人、核心骨干成員,以及包括博士生、碩士生、日常事務處理人員等在內的外圍成員三個層次。合理的學術梯隊和年齡結構使群體系統形成一種有序的結構,進而產生協同效應,使科技創新群體的整體功能得到放大。在群體中最為關鍵的是優秀的學術帶頭人,帶頭人是團隊的領導者、組織者和協調者,一個具有較高學術造詣、開闊和前瞻的學術視野、創新性的思維方式、高尚的道德品格、高度的責任感和使命感以及較強組織協調能力的群體帶頭人可以高度地凝聚科研力量,引導和確立科研方向,塑造團隊的個性和精神,充分發揮群體的協同優勢,在帶動群體建設和持續發展過程中進行科技創新。通常由領域內的專家和杰出人才構成的骨干成員,以及博士生、碩士生及青年教師構成的后備隊伍,在學術帶頭人的帶領下團結協作,形成合力,使個體作用得到充分發揮。成員年齡上應老、中、青搭配合理,并注重群體平均年齡的年輕化,重點選拔和培養起到承上啟下作用的中青年團隊帶頭人和青年學術骨干,使知識得到傳承,保證群體的持續發展。

  2.2要素協同

  2.2.1硬件要素的協同效應

  科技創新群體的構成要素首先是經費、設備、人才、基礎設施、信息資源等以實質性資源為特征的硬件要素。群體以特有的優勢將要素整合,各要素在一致性和一體化的基礎上通過復雜的相互作用產生了個體所不能產生的整體效果。群體的組織形式使人、財、物、信息等資源實現協調和匹配,達到資源優化配置,使要素發揮最大的作用。為實現協同的目標,需要對要素進行權衡、選擇和協調,人才和設備、人才和經費、經費和設備、設備和基礎設施等要素之間均要實現相互匹配、充分利用和流動,以發揮要素的最大效果。硬件要素系統的序參量是科技創新:科技創新作為群體的任務和目標,引導、決定了要素的投入和配置,促進要素向群體預期的目標發展;而科技創新又是在人才、經費、設備等要素間相互耦合、相互作用產生的。

  2.2.2軟件要素的協同效應

  科技創新群體的要素構成除了實質性資源的硬件要素,還包括環境、制度、文化、管理等軟件要素。群體的創新環境、群體制度、群體文化及群體管理模式之間相互促進、相互制約,環境和文化是群體制度和管理發揮作用的條件和內在驅動力,和諧、積極的環境和氛圍可以使群體制度更好地實施,達到事半功倍的作用,也會使管理更為有效;而合理、健全的制度和管理是形成良好群體文化和環境的前提保證。

  在技術基礎科學領域創新群體中,群體目標是軟件要素系統的序參量,本質上依然是科技創新。這是因為群體運行的核心是圍繞目標來尋求或設計用來實現目標的方式和手段,群體的制度、文化及管理模式等方面構建的根本出發點是為了實現群體目標,即完成創新性任務,實現科技創新。科技創新又是在群體的環境、文化、制度的相互作用下產生的,同時創新產出又促進各要素向群體預期的目標發展。因此,群體的文化和環境應該是活躍的、積極的、鼓勵創新的,群體的制度和管理模式也要依據支持和有利于創新為出發點,在管理上能夠很好地計劃、組織、協調、監督創新活動。例如技術基礎科學領域具有科研周期長、成果產出較慢、風險大的特點,在考核上就不應該過于頻繁和急功近利,應允許失敗,建立科研的長效機制和有效的創新激勵機制。為了解決跨學科的科學問題,群體既需要有數、理、化等基礎學科成員,也需要有材料、機械等工科背景的成員,這就存在成員間思維方式的差異、處理問題角度的不同、文化上的沖突等,要求群體在文化上要寬容、信任、民主;應該在制度上能夠協調各方面利益;群體環境要使成員有歸屬感,成員的個人目標和群體目標應該是一致的,形成一個共同理想。

  2.2.3軟件要素和硬件要素之間的協同效應

  科技創新群體除了軟件要素系統和硬件要素系統各自的協同,兩個系統之間也具有協同效應。制度、氛圍、文化、環境等要素能夠更充分地發揮人才、資金的作用,引導和規范資源的使用。而制度和環境要素又是圍繞著實質性資源而形成的,其屬性、性質和特征是由人、財、物等實際資源所決定的。通過軟件要素和硬件要素的相互匹配、適應、相互作用,能夠充分發揮和利用各要素的價值,從而實現資源配置和效用最大化。軟件要素和硬件要素的協同說明科技創新群體的各子系統內部和子系統之間均存在協同作用。

  2.3宏觀層面的外部協同

  外部協同(或稱為組織協同)是指群體主體層面的協同,具體包括群體與政府、市場、主管部門、合作伙伴(企業、資助方、社會團體)等主體之間的協同。各個主體構成了一個宏觀的大系統,群體在系統中運行。技術基礎領域的科技創新群體與社會科技背景、市場需求、政府行為、合作伙伴等環境因素保持高度的開放和協同,是其向有序方向演化的必要條件。開放要求技術基礎領域的科技創新群體與環境之間以及系統內部各子系統之間必須擁有靈活、高效的物質、能量和信息交換機制,技術基礎領域的科技創新群體必須從環境中獲取從事生產活動所必需的信息和物質資源,否則它就不可能生存下去,例如政府的資金和政策支持,獲得政府投資和購買設備。根據科技創新群體有機體的自組織特性和群體的開放系統特性,產生良性的擴張結果是通過吸收外界能與群體產生協同效應、提高競爭力的良性事物,即人力資源、資本、技術、市場乃至信息,生成負熵,使原有創新群體由混沌走向有序或由有序走向更高一層的有序,當系統演化為耗散結構后,再繼續增加開放程度,又會進入新的混沌狀態。與政府、市場及合作伙伴等相關機構積極的交流和配合是群體健康、快速發展的必要條件。

  3、群體的協同創新效應對技術基礎科學研究發展的作用

  由于技術基礎科學領域的分支化和綜合化特征使該領域學科間界限模糊,學科的交叉十分普遍。各學科之間的交叉性和滲透性是技術基礎科學領域的基本要求,而由于時間、精力和條件的限制,單個研究人員往往只能在某一個領域或方向上進行自己的研究工作,出現技術上的缺陷很難避免。另一方面,技術基礎科學領域研究問題的復雜性和長期性需要具有規模效應的群體性協同合作,個人難以獨立完成。不同的科學研究領域的目標不同,當有一個共同的技術問題把這些目標有機的聯系在一起之后,就會發現這些目標的歸宿點是非常相近的,而科技創新群體正是實現共同目標的有效載體。科技創新群體這一知識密集型的組織形式為在關鍵技能上互補的成員進行協同合作提供了平臺,滿足了知識互補、資源共享、協同合作的需求,在共同目標的牽引下,對解決技術基礎科學領域的關鍵問題發揮了巨大的作用。

  科技創新群體通過系統內部各子系統間和系統內部各要素間的相互協同,各方面積極和有利的因素得到充分調動,在協同中提高了要素和子系統的工作效能,產生互補效應放大了各子系統功能,形成了整體功能倍增效應。不同學科、領域中的專家相互合作,拓展研究空間,突破科研活動中的瓶頸。例如工程科技人才提出工程中遇到的實際問題,基礎研究人員解決該問題,并進行理論指導,從而實現了從實踐到理論,再指導實踐的升華。在群體中,經費、設備、基礎設施得到了資源配置,圍繞著創新性任務,群體這一組織形式可以使資源得到充分的利用與匹配;同時,群體的文化、氛圍、制度等方面為科研活動提供了一種積極的環境,促進了合作與創新。政府、高校和其他科研機構與群體的合作和對群體的支持構成了促進群體發展的外部力量。如圖1所示,技術基礎領域的科技創新群體中,在科技創新這一序參量的引導和作用下,各子系統內部和各子系統之間相互協同,成員之間、要素之間、群體與高校、政府、企業之間存在著復雜的關系,非線性作用普遍存在,并由此維系著系統的生存和發展,促進了科技創新,推動了技術基礎科學研究的發展。

  4、結論與對策建議

  科技創新群體協同創新效應的主要優勢在于通過綜合的控制和利用群體的各種要素和資源,增加群體的整體倍增效應和創新能力。群體內各要素和各系統之間在科技創新的過程中具有關聯和依存關系,以要素的整合和互補為基礎的系統協同為科技創新提供保證,技術基礎科學領域科技創新群體的協同創新效應推動了技術基礎科學研究的發展。通過系統分析技術基礎科學領域科技創新群體的成員協同、要素協同和外部協同的機制,為群體發展拓展思路,為促進群體科技創新能力的具體實施提供借鑒。通過以上對群體協同創新效應的分析,可以從以下幾個方面提高群體科技創新能力。

  (1)確立群體共同目標。群體目標是群體的行動指南和努力方向,是群體的動力源泉和最終歸宿。在群體合作的過程中,目標不一致將導致成員間的沖突和摩擦,降低成員的科研積極性,產生內耗,從而難以實現良好的協同。清晰、明確、符合個人目標的共同愿景是成員科研活動的動力。目標關系到群體創新能力能否得到發揮,一致的目標將成員的自身利益變成群體的共同利益,在共同利益的驅使下,各成員緊密協作,形成一種合力,推動群體的發展。

  (2)培養優秀的群體帶頭人。優秀的帶頭人帶動了群體的發展,對科研工作的發展起到導向的作用。群體主管部門應積極培養和提高群體帶頭人的素質和能力,例如提倡群體帶頭人承擔高層次項目;鼓勵帶頭人主辦和參加國內、國際高水平學術會議,促進交流提高;提供到國外知名大學進修訪問的機會;促進群體帶頭人和骨干成員不斷地加強學習,提高自身素質,持續更新管理理念和知識結構,從而提高群體科研實力,帶動群體持續發展。

  (3)打造優勢互補的創新群體。優勢互補是群體優勢的重要體現,圍繞共同目標和創新性任務,以成員學科交叉、理工結合為特征,形成知識結構、研究領域、技術特長、思維方式、年齡、人文素養等方面互補的成員結構,可以充分發揮群體的協同創新效應。技術基礎領域科研問題的復雜性和交叉性特征需要不同領域、專業的專家協同合作、共同攻關,互補性群體更易于在該領域的科技創新上取得突破性進展。

  (4)做好群體的基本物質保障工作。給予群體人、財、物方面充分的支持和保障,群體的發展離不開資金、人才等資源的支持。技術基礎科學領域的研究具有周期長、經濟效益不顯著的特點,因此主管部門應該建立長效資助機制,解決群體發展的后顧之憂,保障群體健康、穩定發展。為了調動成員的積極性和主動性,可制定合理的考評制度,建立專項資金給予激勵,另外還需做好房、屋、水、電的后勤保障,避免群體在這些瑣事上花費巨大精力。

  (5)注重積極的群體文化建設,健全群體制度。積極、向上的文化可以加強成員間的情感和聯系,提高合作水平和效率;群體內部應倡導民主自由、塌實勤奮、勇于創新、寬容失敗的學術氛圍;樹立鼓勵創新、甘于奉獻、團結合作的團隊精神;營造尊重知識、培育人才、以事業凝聚成員的環境。制度建設是創新群體的基礎管理,完善的制度是群體健康發展的保證。在群體內部運行上,為了扶持和鼓勵科研,可以實行扁平化的管理方式,在適當合理的范圍內給予帶頭人和骨干成員在經費和設備使用、課題立項等方面充分的自主權,在人才選擇上可以更加靈活自由,減少行政干預,目標是建立靈活高效的內部運行機制。

  (6)建立群體的溝通交流機制。應建立健全群體內部的交流、討論及知識共享制度。樹立合作、溝通的理念和意識,營造充分表達、討論、鼓勵學術思想的碰撞和交融的氛圍,建立信息和知識共享的制度,完善交流的信息和網絡技術。只有充分的溝通和交流才能實現群體的協同,交流和互動是發揮群體協同效應的必要途徑。

  (7)加強與政府、企業及其他科研機構的合作。群體應注重與政府、企業、社會團體以及其他科研機構的聯系與合作,以便獲得更多的資金經費、科技項目、技術和信息等方面的資助和扶持。在社會大系統中,群體不能孤立的發展,必須具備與其他主體共同發展、相互協同的能力,全面提高科研水平和層次,為服務區域經濟和社會發展做出貢獻。

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