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摘要全寿命费用分析方法以教育装备的全费用为指标，对装备工作进行优化，从而达到节约资金的目的。但是教育装备工作不仅要考虑费用的支出，更应考虑获得的效果。提出代价——效果综合分析方法可更加全面地优化教育装备工作，为教育装备建设决策提供支持。详细介绍了代价——效果综合分析方法的思路、模型和实施案例。
关键词：教育装备，代价，效果，全系统，全寿命，全费用
中图分类号：G482 文献标识码：A文章编号：1671－489X（2007）01-0003-04
Education Equipment Management Cost-effect Generalized Analysis//Hu Younong,Zhao Jinhong
AbstractThe life cycle cost analysis method take the education equipment entire-cost as a target, carries on the optimization to the equipment work, thus achieved saves the fundgoal. But the education equipment work not only must consider the cost, should consider obtains effect. This article proposes the cost-effect generalized analysis method may comprehensively optimize the education equipment work, provides the support for the education equipment construction decision-making. The article in detail introduced the cost-effect generalized analysis method mentality, the model and the implementation case.
Key words education equipment, cost, effect, entire-system, life-cycle, entire-cost
Author’s address
1. Capital Normal University, Beijing 100037
2. Beijing Normal University, Beijing 100875
1 前言
教育系统每年要把大量的经费投入到教育装备的采购、更新和维护上[1]。对于教育经费还很不充裕的我们来说，如何利用有限的经费获得更多的教育成果，如何提高教育装备的“投入产出比”，实现教育装备资金投入与产出效益最大化是一个迫切需要解决的问题。
教育装备的全寿命费用理论以系统科学的眼光，对教育装备工作全系统、全寿命、全费用进行有效分析，从而达到节约装备整体费用的目的[2]。但是，装备工作的目的不只是节约经费，教育装备工作的宗旨是满足教学需求，提高教学水平[3]。如果教育装备建设离开了教学需求的牵引，就失去了基本的动力；离开了教学水平的提高，就失去了目标。教育装备只有在教育活动中发挥了作用才能真正体现其意义。因此，教育装备工作，不仅要考虑装备的全费用情况，更应考虑装备使用效果的情况。
2 代价——效果综合分析
首先请看看字典中有关“代价”和“效果”这两个词的有关解释[4]。代价：为达到某种目的所付出的金钱、物质或精力。效果：由某种力量、做法或因素产生的结果（多指好的）。本文所指的代价(cost)是为教育装备工作所做的付出，如：教育装备的全寿命费用、装备的人才需求、装备工作所付出的时间和精力等；而效果(effect)是教育装备给教学工作带来的成绩，如：使用教育装备后，学生能力的提高、学习时间的节省、学生升学率的提高等。
在开展教育装备建设工作时，决策者常常在代价和效果之间权衡，以此做出决策。通过对决策过程的分析，可归纳为如下策略。
代价决定策略。根据投入教育装备建设的资金量来决定教育装备的建设水平和规模，资金多则水平高、规模大，资金少就降低水平或缩小规模，即利用有限资金来办更多的事。此类策略的实质是在给定代价的情况下，获得最大的效果。
效果决定策略。根据教学需求决定教育装备建设的水平和规模。此类策略的实质是在达到规定效果的情况下，付出最小的代价。例如：计算机专业教学中对计算机的要求与一般计算机使用中对计算机的要求有很大不同，因此在建设计算机实验室时，首先应针对使用对象和教学需求来决定计算机的性能，然后再考虑计算机实验室的建设费用。
效果代价比决定策略。有时教育装备建设的投入资金量和教学需求都有较大的灵活度，允许决策者在一定范围内自由选择。这时，我们可以选择所谓"性价比"最高的方案。
一般认为：付出的代价越大，获得的效果就越多。例如：适当地增加些学习时间、多做些作业，学生的学习成绩就能提高一些。但是有些情况下，即使付出了很大的代价，也很难取得更多的效果，甚至会得到了相反的结果。或者，为了进一步取得更多的效果，必须付出与效果比例不相称的巨大代价。这种“事倍功半”的现象说明代价和效果之间是复杂的非线性关系，而绝非简单的比例关系。
在教育装备建设工作中所付出的代价形式是多种多样的，不仅仅是经费一种表现形式，有些代价形式也很难用"钱"来衡量。同样，教育装备给教育活动带来的效果形式也是多种多样的，如学生能力的提高、教学效率的提高等，也绝非一个“钱”字所能表示。即各种代价间或效果间具有“不可公度性”(non-commensurable)。在教育装备建设工作中，这些多种形式的代价和效果之间还具有相互制约、相互影响的特点，即各种效果之间具有“矛盾性”，例如某方案可以使一种效果参数改善，但很可能会使另一种效果参数变差。因此，教育装备建设的决策工作不是一项简单工作，是一个多代价、多效果的有限方案决策过程(multi-cost and multi-effect decision making problems with finite alternative)。
3 代价——效果综合分析模型
3.1 数学模型
我们将某教育装备工作（全系统全寿命）定义为任务，将装备生命周期各个阶段或各自系统开展的工作定义为子任务，将完成各阶段工作所采取的方法定义为措施。做如下数学抽象。
为加权系数矩阵。i∈[1,N]
aij为完成第i步骤所付出的第j种代价对第j种总代价的影响系数，其中：j∈[1,p]；
bik为完成第i步骤所得到的第k种效果对第k种总效果的贡献系数，其中：k∈[1,q]。
1(式)给出各个措施所产生的代价--效果参数与完成整个任务的综合代价——效果参数之间的关系。为了使综合代价——效果达到预期的目标，可以通过合理选择完成每个步骤的不同措施来实现。
3.2 讨论
运用数学方法[5]和相应的计算机程序能很好地完成上述优化工作(具体算法本文从略)。在做优化时须重点做如下几方面的工作：
1)给定全部代价参数的范围和部分效果参数的范围，指定哪些效果希望获得最多，经过计算得到完成每个步骤应采取的措施是什么。
2)给定部分代价参数的范围和全部效果参数的范围，指定哪些代价希望付出最少，经过计算得到完成每个步骤应采取的措施是什么。
3)给定部分代价参数的范围和部分效果参数的范围，使指定的效果代价参数之比最大。
3.3 教育装备综合论证分析步骤的改进
在教育装备建设工作中，多种形式的代价和效果之间还具有相互制约、相互影响的特点，即各种指标参数之间具有“矛盾性”，经常会出现找不到满意方案的被动局面，使决策工作陷入困境，这时仅仅在装备工作内部解决问题是困难的。教育装备工作的目的是满足教学需求提高教学水平，因此，不仅要考虑装备自身的问题，还要把教学需求与装备建设统一考虑。但教学需求并非“圣旨”不能改变，适当地调整教学需求有可能使整个工作获得意想不到的效果。图1中实线部分是以往教育装备综合论证分析的步骤，虚线部分是对论证分析步骤的改进，即对教学需求也要做优化。
4 案例实践
4.1计算机显示器尺寸的选择
计算机显示器品牌种类繁多，指标参数各异，例如：液晶显示器的外型尺寸从15英寸到40英寸不等，价格相差很大。仅就显示器尺寸而言，尺寸大的显示器使用效果好，但价格昂贵；尺寸小的显示器价格便宜，但使用效果差。在配装计算机教室时究竟选用哪个尺寸的显示器好呢，决策人需要权衡“利”（效果--显示器的尺寸）和“弊”（代价--费用支出），以此做决定。
通过对某品牌液晶显示器的调查分析，我们做出了如图2所示的液晶显示器尺寸价格关系图，可以看出，尺寸越大的液晶显示器其价格也越高，且尺寸与价格之间也不是简单的线性关系。如果仅以显示器的外型尺寸和价格为效果和代价参数，那么在选择显示器时可以采取表1提供的3种方案。
上述案例是对实际工作简化后得到的结果，案例中仅关心了一组效果——代价参数，但是，在不同的策略指导下，我们得到了3种不同的决策结果，说明教育装备工作是一项综合性较强的复杂工作。在实际工作中，需要全面考虑各种效果——代价参数，根据实际情况做出合理的决策。
4.2 通信实验室实验设备的选择与配置
通信原理课程的实验环节由一系列的实验组成，通信实验所需的实验仪器种类很多，部分设备价格也十分昂贵。
某高校改建通信实验室，需配备40套实验设备。但是，在制定采购计划时发现，如果完全按教学需求配套设备，所需的资金数量要远大于实际允许使用的资金数量，实验室建设工作面临困境。经过分析后发现：在众多设备中，频谱仪价格较高，但在实验中使用频次相对较低。如果降低频谱仪的档次或干脆不采购频谱仪，那么资金数量即可满足要求。但是，对通信实验的教学需求进行研究后发现，低档次的频谱仪不能满足教学要求，即使配备了也不能发挥作用。如果不配备频谱仪，与频域分析相关的实验项目无法开展，教学质量会受到影响。经过教学、装备、管理等多方协调论证，对教学要求进行了修改，将每个学生单独完成频域分析实验项目改为由教师演示完成或若干学生一组共同完成。这样一来，实验室只需配备10台频谱仪即可，实验室建设资金得以满足。
本案例中，把教学需求与装备建设统一考虑，在装备自身无法解决问题的情况下，适当调整教学需求，略微增加教学工作所付出的代价，降低实验室建设资金，保障了整个工作的顺利进行。
5 总结
本文提出的代价——效果综合分析的方法在教育装备的管理实践中得到尝试，取得了一定的效果。本方法在关注降低装备费用的同时，也关注了装备使用效果的提高，较仅关注费用降低的方法更为全面、有效。代价——效果综合分析的模型可以给装备论证及优化工作提供帮助。
参考文献：
[1]赵锦红,胡又农.教育装备的可靠性分析与可靠性管理[J].中国教育技术装备，2005(5):2-5
[2] 胡又农,赵锦红.教育装备管理中的全系统全寿命全费用研究[J].中国教育技术装备，2005(7):1-3
[3] 周碧松.教育技术装备的发展必须坚持需求牵引技术推动[J].中国教育技术装备，2006(3):9-14
[4] 中国社会科学院语言研究所词典编辑室. 现代汉语词典(第5版)[M].北京：商务印书馆，2005
[5] 胡又农.用运筹学制定教学策略方法的研究[A]和谐社会建构中的中国教育技术[C].北京：电子工业出版社，2005.
关键词：教育装备，代价，效果，全系统，全寿命，全费用
中图分类号：G482 文献标识码：A文章编号：1671－489X（2007）01-0003-04
Education Equipment Management Cost-effect Generalized Analysis//Hu Younong,Zhao Jinhong
AbstractThe life cycle cost analysis method take the education equipment entire-cost as a target, carries on the optimization to the equipment work, thus achieved saves the fundgoal. But the education equipment work not only must consider the cost, should consider obtains effect. This article proposes the cost-effect generalized analysis method may comprehensively optimize the education equipment work, provides the support for the education equipment construction decision-making. The article in detail introduced the cost-effect generalized analysis method mentality, the model and the implementation case.
Key words education equipment, cost, effect, entire-system, life-cycle, entire-cost
Author’s address
1. Capital Normal University, Beijing 100037
2. Beijing Normal University, Beijing 100875
1 前言
教育系统每年要把大量的经费投入到教育装备的采购、更新和维护上[1]。对于教育经费还很不充裕的我们来说，如何利用有限的经费获得更多的教育成果，如何提高教育装备的“投入产出比”，实现教育装备资金投入与产出效益最大化是一个迫切需要解决的问题。
教育装备的全寿命费用理论以系统科学的眼光，对教育装备工作全系统、全寿命、全费用进行有效分析，从而达到节约装备整体费用的目的[2]。但是，装备工作的目的不只是节约经费，教育装备工作的宗旨是满足教学需求，提高教学水平[3]。如果教育装备建设离开了教学需求的牵引，就失去了基本的动力；离开了教学水平的提高，就失去了目标。教育装备只有在教育活动中发挥了作用才能真正体现其意义。因此，教育装备工作，不仅要考虑装备的全费用情况，更应考虑装备使用效果的情况。
2 代价——效果综合分析
首先请看看字典中有关“代价”和“效果”这两个词的有关解释[4]。代价：为达到某种目的所付出的金钱、物质或精力。效果：由某种力量、做法或因素产生的结果（多指好的）。本文所指的代价(cost)是为教育装备工作所做的付出，如：教育装备的全寿命费用、装备的人才需求、装备工作所付出的时间和精力等；而效果(effect)是教育装备给教学工作带来的成绩，如：使用教育装备后，学生能力的提高、学习时间的节省、学生升学率的提高等。
在开展教育装备建设工作时，决策者常常在代价和效果之间权衡，以此做出决策。通过对决策过程的分析，可归纳为如下策略。
代价决定策略。根据投入教育装备建设的资金量来决定教育装备的建设水平和规模，资金多则水平高、规模大，资金少就降低水平或缩小规模，即利用有限资金来办更多的事。此类策略的实质是在给定代价的情况下，获得最大的效果。
效果决定策略。根据教学需求决定教育装备建设的水平和规模。此类策略的实质是在达到规定效果的情况下，付出最小的代价。例如：计算机专业教学中对计算机的要求与一般计算机使用中对计算机的要求有很大不同，因此在建设计算机实验室时，首先应针对使用对象和教学需求来决定计算机的性能，然后再考虑计算机实验室的建设费用。
效果代价比决定策略。有时教育装备建设的投入资金量和教学需求都有较大的灵活度，允许决策者在一定范围内自由选择。这时，我们可以选择所谓"性价比"最高的方案。
一般认为：付出的代价越大，获得的效果就越多。例如：适当地增加些学习时间、多做些作业，学生的学习成绩就能提高一些。但是有些情况下，即使付出了很大的代价，也很难取得更多的效果，甚至会得到了相反的结果。或者，为了进一步取得更多的效果，必须付出与效果比例不相称的巨大代价。这种“事倍功半”的现象说明代价和效果之间是复杂的非线性关系，而绝非简单的比例关系。
在教育装备建设工作中所付出的代价形式是多种多样的，不仅仅是经费一种表现形式，有些代价形式也很难用"钱"来衡量。同样，教育装备给教育活动带来的效果形式也是多种多样的，如学生能力的提高、教学效率的提高等，也绝非一个“钱”字所能表示。即各种代价间或效果间具有“不可公度性”(non-commensurable)。在教育装备建设工作中，这些多种形式的代价和效果之间还具有相互制约、相互影响的特点，即各种效果之间具有“矛盾性”，例如某方案可以使一种效果参数改善，但很可能会使另一种效果参数变差。因此，教育装备建设的决策工作不是一项简单工作，是一个多代价、多效果的有限方案决策过程(multi-cost and multi-effect decision making problems with finite alternative)。
3 代价——效果综合分析模型
3.1 数学模型
我们将某教育装备工作（全系统全寿命）定义为任务，将装备生命周期各个阶段或各自系统开展的工作定义为子任务，将完成各阶段工作所采取的方法定义为措施。做如下数学抽象。
为加权系数矩阵。i∈[1,N]
aij为完成第i步骤所付出的第j种代价对第j种总代价的影响系数，其中：j∈[1,p]；
bik为完成第i步骤所得到的第k种效果对第k种总效果的贡献系数，其中：k∈[1,q]。
1(式)给出各个措施所产生的代价--效果参数与完成整个任务的综合代价——效果参数之间的关系。为了使综合代价——效果达到预期的目标，可以通过合理选择完成每个步骤的不同措施来实现。
3.2 讨论
运用数学方法[5]和相应的计算机程序能很好地完成上述优化工作(具体算法本文从略)。在做优化时须重点做如下几方面的工作：
1)给定全部代价参数的范围和部分效果参数的范围，指定哪些效果希望获得最多，经过计算得到完成每个步骤应采取的措施是什么。
2)给定部分代价参数的范围和全部效果参数的范围，指定哪些代价希望付出最少，经过计算得到完成每个步骤应采取的措施是什么。
3)给定部分代价参数的范围和部分效果参数的范围，使指定的效果代价参数之比最大。
3.3 教育装备综合论证分析步骤的改进
在教育装备建设工作中，多种形式的代价和效果之间还具有相互制约、相互影响的特点，即各种指标参数之间具有“矛盾性”，经常会出现找不到满意方案的被动局面，使决策工作陷入困境，这时仅仅在装备工作内部解决问题是困难的。教育装备工作的目的是满足教学需求提高教学水平，因此，不仅要考虑装备自身的问题，还要把教学需求与装备建设统一考虑。但教学需求并非“圣旨”不能改变，适当地调整教学需求有可能使整个工作获得意想不到的效果。图1中实线部分是以往教育装备综合论证分析的步骤，虚线部分是对论证分析步骤的改进，即对教学需求也要做优化。
4 案例实践
4.1计算机显示器尺寸的选择
计算机显示器品牌种类繁多，指标参数各异，例如：液晶显示器的外型尺寸从15英寸到40英寸不等，价格相差很大。仅就显示器尺寸而言，尺寸大的显示器使用效果好，但价格昂贵；尺寸小的显示器价格便宜，但使用效果差。在配装计算机教室时究竟选用哪个尺寸的显示器好呢，决策人需要权衡“利”（效果--显示器的尺寸）和“弊”（代价--费用支出），以此做决定。
通过对某品牌液晶显示器的调查分析，我们做出了如图2所示的液晶显示器尺寸价格关系图，可以看出，尺寸越大的液晶显示器其价格也越高，且尺寸与价格之间也不是简单的线性关系。如果仅以显示器的外型尺寸和价格为效果和代价参数，那么在选择显示器时可以采取表1提供的3种方案。
上述案例是对实际工作简化后得到的结果，案例中仅关心了一组效果——代价参数，但是，在不同的策略指导下，我们得到了3种不同的决策结果，说明教育装备工作是一项综合性较强的复杂工作。在实际工作中，需要全面考虑各种效果——代价参数，根据实际情况做出合理的决策。
4.2 通信实验室实验设备的选择与配置
通信原理课程的实验环节由一系列的实验组成，通信实验所需的实验仪器种类很多，部分设备价格也十分昂贵。
某高校改建通信实验室，需配备40套实验设备。但是，在制定采购计划时发现，如果完全按教学需求配套设备，所需的资金数量要远大于实际允许使用的资金数量，实验室建设工作面临困境。经过分析后发现：在众多设备中，频谱仪价格较高，但在实验中使用频次相对较低。如果降低频谱仪的档次或干脆不采购频谱仪，那么资金数量即可满足要求。但是，对通信实验的教学需求进行研究后发现，低档次的频谱仪不能满足教学要求，即使配备了也不能发挥作用。如果不配备频谱仪，与频域分析相关的实验项目无法开展，教学质量会受到影响。经过教学、装备、管理等多方协调论证，对教学要求进行了修改，将每个学生单独完成频域分析实验项目改为由教师演示完成或若干学生一组共同完成。这样一来，实验室只需配备10台频谱仪即可，实验室建设资金得以满足。
本案例中，把教学需求与装备建设统一考虑，在装备自身无法解决问题的情况下，适当调整教学需求，略微增加教学工作所付出的代价，降低实验室建设资金，保障了整个工作的顺利进行。
5 总结
本文提出的代价——效果综合分析的方法在教育装备的管理实践中得到尝试，取得了一定的效果。本方法在关注降低装备费用的同时，也关注了装备使用效果的提高，较仅关注费用降低的方法更为全面、有效。代价——效果综合分析的模型可以给装备论证及优化工作提供帮助。
参考文献：
[1]赵锦红,胡又农.教育装备的可靠性分析与可靠性管理[J].中国教育技术装备，2005(5):2-5
[2] 胡又农,赵锦红.教育装备管理中的全系统全寿命全费用研究[J].中国教育技术装备，2005(7):1-3
[3] 周碧松.教育技术装备的发展必须坚持需求牵引技术推动[J].中国教育技术装备，2006(3):9-14
[4] 中国社会科学院语言研究所词典编辑室. 现代汉语词典(第5版)[M].北京：商务印书馆，2005
[5] 胡又农.用运筹学制定教学策略方法的研究[A]和谐社会建构中的中国教育技术[C].北京：电子工业出版社，2005.