数学科技论文范文

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[中图分类号] G642.477 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）03-0061-03

毕业论文是本科教育的重要环节，是授予学士学位的必要条件，也是目前本科教学工作水平评估中全面检验学生综合素质和学校教学质量的主要依据。[1][2]撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力有着重要的意义。

从1999年起，我国开始进入大学全面扩招阶段，各个院校招收的学生数量不断增加，而师资的增长速度却没有跟上。这一方面导致生师比矛盾不断扩大；另一方面，高校录取人数的增加导致学校生源质量下降，这对维持原有本科生培养质量提出了更大的挑战。[3][4][5]以上两个客观外部因素均导致了本科毕业论文质量呈现逐年下滑的态势。为此，教育部办公厅专门出台文件――《关于加强普通高等学校毕业设计（论文）工作的通知》（教育厅[2004]14号），要求各高等学校要进一步做好毕业设计（论文）工作，切实提高教育质量。如何提高本科毕业论文的质量成为高校教学和管理部门的重要任务。

本文以数学类专业为例，通过分析导致本科毕业论文质量下降的主观内部因素入手，在如何提高本科毕业论文质量这一问题上提出了几点思考。

一、 本科毕业论文质量下降的表现和原因

（一）选题问题

教育部关于《加强普通高等学校毕业设计（论文）工作的通知》明确要求，毕业设计（论文）选题要切实做到与科学研究、技术开发、经济建设和社会发展紧密结合，要把一人一题作为选题工作的重要原则。根据近几年的观察，我们发现本科毕业论文的题目难度在不断下降，题目越来越贴近课本基础知识而远离科技进步和社会发展。同往年相比，有新意的题目越来越少，重复率很高。这也导致了越来越难评选出真正的优秀毕业论文，多人一题的现象很普遍。

（二）完成度问题

从论文的完成度来看，出现的问题更多。以往教师还能要求学生针对某一问题进行少许创新，提出自己的想法，体现自己的工作。现在教师只要求学生把问题弄懂、写清楚就行，只要把别人做过的事情重复一遍就行，只要格式上没有问题就行，只要不明显抄袭就行。就算标准降低到如此，许多学生的论文还是惨不忍睹：格式极不规范，字体字号错乱，前后不统一；图表没有图题、表题，缺少序号，图表采用截图，清晰度不够；摘要不像摘要，写不清楚自己要解决什么问题，达到什么目标，如何解决，有何收获；英文摘要全靠软件翻译，词不达意，语句不通；正文结构不合理，缺少引言和背景介绍，直接进入正题；参考文献格式不规范，在正文中没有标记引用。更有的学生在撰写毕业论文时，抄袭前几届学生的论文或者网络数据库中的学位论文，在答辩时一问三不知，连自己所研究的问题都讲不清楚。

表面上看，这些问题是由于学生素质下降、找工作难分散了精力、论文准备时间短、学习态度不端正等因素造成的。事实上，把所有责任都推到学生身上是不合理的。我们认为，本科生毕业论文质量下降最直接的原因是学校和教师没有重视毕业论文。首先，近年来由于高等教育由精英化向大众化转变，高校扩招е卵生的就业压力增加，学生的就业率成为学校行政部门最关心的事情。而毕业论文的撰写阶段正好与学生找工作的时间重合，并且毕业论文的质量和就业的关系不大，所以主管部门不仅没有对毕业论文质量提出高要求，而且还在一定程度上纵容学生对毕业论文敷衍了事。其次，由于生师比不断上升，每个教师指导毕业论文的任务加重，指导教师在每个学生身上投入的精力相对减少，造成学生毕业论文得不到教师的充分地指导和有效监督。最后，由于缺少对指导毕业论文的奖励机制，教师的辛劳付出和回报不成正比，教师花大力气指导出优秀毕业论文，却没有得到任何考评政策上和经济上的回报，这样教师自然越来越不重视指导毕业论文写作。

二、数学类专业本科毕业论文的特点

数学类本科主要包括数学与应用数学、信息与计算科学和统计学三个专业。其中统计学虽然属于独立的一级学科，但在大部分高校都是放在数学系下面招生，和数学专业的培养方式类似。与理工科其他专业相比，数学类专业本科毕业论文具有理论性强、工具性强和实践性弱三个特点。

首先，数学专业是理论性很强的学科，偏重科研基础训练。数学与应用数学专业是历史最悠久的数学专业，其目标是培养掌握数学科学的基本理论与基本方法，具备运用数学知识、使用计算机解决实际问题的能力，受过科学研究的初步训练，能在科技、教育和经济部门从事研究、教学工作的人才。在该专业的课程设置方面，大多数专业课程都比较理论化，很少有课程涉及具体的应用环节。这就导致本科毕业论文的题目类研究生化，大多是简单的数学理论科研问题。而对于当前的数学专业本科生来说，由于专业功底差，基础不扎实，或者从事数学研究的兴趣不高，要想把数学理论问题做好的难度很大。前些年，数学专业的本科毕业论文大多数都是和数学理论相关的题目。最近几年，数学理论类毕业论文题目越来越不受学生欢迎，即使有学生选择也只是些科普综述性的题目。

其次，数学专业具有很强的工具性。随着本科生培养方案越来越倾向于应用型人才，为了提高就业率，数学类专业都根据自身特点增加了很多工具性课程。比如数学与应用数学专业强化数学建模、金融建模等课程，统计学专业强化数据处理和分析类课程，信息与计算科学专业强化编程类、计算机应用和数据挖掘等课程。这也使得本科毕业论文题目逐渐和某一工具性课程相结合，研究或实现某一工具算法的使用过程。这类毕业论文既能体现专业背景，又能锻炼学生解决问题的能力，因此越来越受学生的欢迎。

最后，数学专业的实践性较弱，缺少对口的一线工作岗位，适合做间接开发和二手数据处理。不同于建筑、机械、人力资源、市场营销等实践型专业，数学属于研究型基础专业，所学知识更适合做一些间接研究型的工作，如教师、研究员、数据分析师和开发工程师等。换句话说，数学专业属于万金油专业，没有具体的对口职业限制，学生掌握的只是工具，用来做什么要看学生的兴趣。因此，数学类专业在毕业论文选择方面具有较大的灵活性，可以根据学生自身的兴趣和职业规划来制定相关的题目。在我们指导过的毕业论文中，有做金融证券建模分析的，有做农业数据分析的，有做数据挖掘的，有做社会调查问卷分析的，只要是能用到数学工具来解决某一个实际问题，我们都认为是符合专业定位的好论文。

三、提升本科毕业论文质量的三点思考

根据以上发现的问题和数学类专业本科毕业论文的特点，我们提出以下三点思考，目的是切实提高毕业论文质量。这三点分别是上层的政策保障，中层的经济刺激和底层的过程优化。这三点相辅相成，缺一不可。首先，学校管理层要拿出政策强化本科毕业论文的地位，这样才能引起学生和教师的重视。其次，要有相应的考评激励和经济鼓励，这样才能激发教师的积极性。再次，在具体指导过程中要改进原有的做法，这样才能实现提高毕业论文质量的目标。

（一）制订政策提高毕业论文的地位

教育部在《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》（教育厅[2004]14号）中明确指出，毕业论文（设计）水平是在本科教学工作水平评估中全面检验学生综合素质和学校教学质量的主要依据，在整个指标体系中占有突出位置。虽然高校的主管部门要求高校重视毕业论文的质量，但是没有给出评价毕业论文质量的详细指标体系，只是含糊地要求毕业论文选题要切实做到与科学研究、技术开发、经济建设和社会发展紧密结合，要把一人一题作为选题工作的重要原则。因此，各高校在执行过程中只是要求达到选题和专业相关、格式正确、一人一题这样的简单指标即可，这导致参与者提高毕业论文质量的意愿不强烈。对于这一问题，学校管理部门一定要带头立好规矩，要提高毕业论文质量在院系教学工作评估中的比重，要制订详细的制度，从选题、开题、中期检查、随机抽查、论文答辩等一系列相关管理规定，对毕业论文进行规范化管理。要把能否高质量地完成毕业论文作为授予学士学位的必要条件，不能放松要求。对毕业论文的质量检查要有详细的量化指标，比如选题难度、个人工作所占比例、创新性工作所占比例、完成度等。只有对院系和学生两头严格规定，才能引起双方的共同重视。

（二）提高毕业论文的奖励

除了设定外部压力，提高教师和学生对毕业论文的重视外，还要有一定的内在奖励政策作为辅助，增强内生动力。不然，再严格的规定也只会使大家表面附和，心底抗拒，应付了事。随着学生的增加，学院为了鼓励教师多带毕业论文，提高了带毕业论文的报酬，这在一定程度上激发了教师多带毕业论文的热情。但是这种激励的效果仅限于选题阶段，导师为了多带学生，会想办法出一些好题目吸引学生。然而，在招到学生后，后续的指导过程没有任何奖励，即使带出了优秀毕业论文，学生和教师也不能获得任何额外奖励。因此，不仅教师无心栽培优秀毕业论文，学生也不愿意花时间去争优。同上课相比，如果评教成绩高，教师在评职称和评先进时会得到加分，而带毕业论文，带多少和带的质量高低对评职称评先进没有任何关系。所以很多教师宁愿把精力放在教学和科研上，也不愿花在指导毕业论文上。这就需要管理部门拿出相应的政策奖励和经济奖励，对获优秀论文的学生、指导教师以及在毕业论文教学工作中成绩突出的单位，学校要予以表彰，大力宣传表扬，对院级和校级优秀毕业论文获得者o予一定的经济奖励。在评职称条例中增加指导优秀毕业论文的条款，优秀毕业论文指导教师可以作为年度评优的首推对象，以充分发挥评比表彰在教学实践中的激励作用。

（三）优化毕业论文的指导过程

外部压力和内生动力都具备后，就要采取相应措施优化毕业论文的指导过程。措施主要包括以下几方面。1.鼓励学生提前进入毕业论文课题研究。我们发现，大多数优秀本科毕业论文都是学生很早就和指导教师建立了联系，有的是参加数学建模比赛，有的是进入导师课题组、旁听讨论班和参与部分研究工作。建议在大学第二年开展本科生研究计划，通过数学建模比赛、创新创业比赛等，提前为学生分配导师，让学生在导师指导下有步骤地进行学习和科研训练，提高科研能力和其他能力。还可以鼓励学生参与导师的课题研究，了解学科前沿，学习研究方法，培养发现问题、观察问题、解决问题的能力。2.为学生开设科技论文写作课程，让学生了解学位论文的准备过程和写作方法，保证格式正确，确保每一个环节都不出错。3.引入研究生的送审制和预答辩制，如果论文达不到要求，要限期整改，不然不允许答辩。4.使用防抄袭工具对毕业论文进行检测，检测不合格者不允许送审，坚决杜绝抄袭等违背学术道德的情况发生。

四、结束语

本文结合本科毕业论文的指导经历和对科技论文写作课程的教学实践，针对如何提高本科毕业论文质量这一问题，提出了三点建议。首先，管理部门要制定严格的制度保证毕业论文的地位，提高学生和教师的重视度。其次，出台奖励政策作为辅助，增强内生动力。最后，在具体指导过程中，要鼓励学生通过参加学科竞赛等方式，提前和导师建立联系。这一系列措施，将有助于提高高校本科生毕业论文的质量。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 赵书博，王秀哲，谷文辉，平凡.本科毕业论文质量提升的对策研究[J].大学教育，2015（5）.

[2] 许信刚，童德文.大学本科毕业论文存在的问题及对策[J].高等农业教育，2011（10）.

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2苗圃地的科学规划建设

2.1苗圃地的选择

果树育苗的苗圃地应尽可能地选择在需用苗木地区的中心或附近，进而减少苗木运输费用和运输途中造成的苗木损坏，并确保苗圃的土壤和气侯等环境条件应该与苗木使用地基本相同，以尽可能地提高苗木定植成活率，确保果树苗木能够生长发育良好，品种的优良性状能够得到体现。苗圃地的土壤应该最好为土质肥沃、通气性良好的土壤，土壤深度以40cm为宜，对于粘土和砂地必须将其改良成为疏松肥沃、适合苗木生长的土壤理化特性，同时根据果实苗木种类适当调整苗圃地土壤的酸碱度，使其符合苗木生长发育的要求。

2.2苗圃地的规划

苗圃地的作业区主要是分为母本园和繁殖圃，其中母本园主要是为繁殖苗木提供优质砧木和良种接穗、插穗，规划的规模应当根据苗木生产的数量进行设计，并注意确保位置适当，采取相应的措施进行隔离保护。对于繁殖圃则主要是作为培育苗木的生产区，应该按照果树苗木的繁育方法将其分为实生苗区、自根苗区、嫁接苗区、砧木苗区进行规划建设。

2.3苗圃地的整地施肥

在苗圃地的整地上，首先应该在苗圃地平整作业区时彻底清除杂草，以免幼苗消耗营养，并减少病虫。同时按照30～40cm厚度对土壤进行翻耕，并根据土壤理性特点结合深翻分层施入腐熟的有机肥料、草木灰、过磷酸钙等对土壤进行改良。在播种或移苗以前，还应该采用硫酸亚铁、呋喃丹等药剂进行土壤消毒灭虫。之后浅施圃地，碎土整平，按照土层厚度、雨水情况作畦。

3育苗技术之实生苗的培育

3.1种子的准备

实生苗培育应该采集品种纯正、无病虫害，且充分成熟的种子，重点选择丰产、稳产、质优的母株，采集处于成熟期的种子，并将其通风、冷凉、干燥处贮藏。之后按照不同果实苗木的特点，采取相应的层积处理，确保种子的后熟，进行浸种催芽。在层积处理后或播种前应采用目测法、过氧化氢法、染色法、发芽试验等方法鉴定种子的生活力。

3.2播种

播种时期应根据不同果树苗木的特性确定，一般秋播在11月上旬～12月下旬，春播在2月下旬～3月上旬，对于播种量应该根据种子纯净度颗粒大小、发芽率高低、发芽势强弱、播种方式及要求单位出苗数等确定。播种方式小粒种子多用撒播，大粒种子例如桃、杏、核桃等多用点播种，此外也可以采用行距开沟的条播方式。播种深度应该按照种子最大直径的1~5倍控制，播种后按照果实苗木种类确定是否覆土。

3.3播后管理

播种后，应及时浇水确保表土经常湿润，同时在种子拱土时应及时去掉覆盖物，幼苗成活后中耕除草，对于用作砧木苗应当在苗木达到一定高度后除去分枝，确保嫁接部位光滑。

4育苗技术之嫁接苗培育

4.1接穗的采集

对于接穗应该根据果树苗木品种区域化要求，在品质纯正、生长健壮、高产稳产、无病虫害的母本上采集生长充实、芽眼饱满的一年生或当年生枝作为接穗。采集的时间尽量在高湿季节早晚采集，同时及时取出顶端不充实部分和叶片，并置于保温、保湿和通风环境下保存。

4.2嫁接嫁接方法

主要有枝接、芽接和靠接，其中应用最广泛的嫁接方式就是枝接、芽接。采用芽接的优点在于接合部位牢固，成活率高，嫁接步骤为削取芽片，切割砧木，取下芽片插入砧木接口和绑缚。枝接的优点在于发芽早，生长旺盛，能够当年成苗，主要适用于较粗的砧木，嫁接方法则又可以分为插皮接、劈接、腹接、切接、根接等，应该根据实际情况综合选择。

4.3嫁接后的管理

在完成嫁接2周后应及时检查成活，对于芽接在次年春季萌芽前应及时解膜，芽接苗、腹接苗在接芽成活后、萌芽前应及时进行剪砧，并适时除萌摘心，以便于摘心促进分枝。此外，还应该根据不同果实苗木的特点设立支柱，做好施肥、防虫害、中耕除草等管理维护。

5育苗技术之自根苗的培育

5.1扦插繁殖

扦插繁殖技术主要是通过在母树上剪取枝条或根，插于土壤中促使其生根或萌芽成苗的技术，主要有硬枝扦插、嫩枝扦插、根插法等几种方法。硬枝扦插主要是采用木质化、成熟的一年生枝条扦插繁，需要注意的是，在扦插前需采用高锰酸钾等药品对插床基质进行消毒处理。嫩枝扦插主要是采用尚未木质化或半木质化的新梢扦插，重点确保空气和土壤湿度等条件适当。根插法主要用于枝插不易成活的果树苗木，重点确保根插的粗度、长度、端口剪切适当。

5.2压条繁殖

压条繁殖是指在与母体不分离的状态下把枝条埋在土壤中生根成为新植株的繁殖方法，对于扦插不易生根的果树种类非常适用。压条繁殖有地面压条和空中压条2种方式，其中地面压条中对于根颈部发枝力强的果树一般采用直立压条，对于根颈部发枝力弱的则采用曲枝压条方式。

5.3分株繁殖

法分株繁殖法主要是利用果树母株的根或匍匐茎，在其生根后将其分离栽植的培育方法，主要有根蘖分株法、吸芽分株法、匍匐茎分株法、根状茎分株法等几种方法，主要用于如石榴、枣、山楂、李、樱桃、香蕉、菠萝等果树苗木的培育。

6育苗技术之苗木出圃

6.1苗木的掘取

苗木的掘苗时期应该按照果树种类、气候条件确定，落叶果树一般在休眠期掘取，常绿果树苗木一般在新梢停止生长并充分成熟后掘取。掘苗时应注意确保土壤疏松，掘苗的深度大致在30cm，重点注意确保苗木根系、枝条、芽等不受损伤，掘苗以后应该将主根、侧根的伤口剪成斜面，并及时疏除过密的纤细枝、病虫枝，解膜补剪砧木。

6.2苗木的分级、检疫和消毒

对于病虫害严重、损伤较大、无根或嫁接口破裂的苗木应予以废弃，同时根据不同苗木的树种、品种、繁殖方法和当地的气候条件将苗木分级，并按照国家植物检疫相关规定对苗木进行检疫检验，重点控制苗木的病虫害问题。之后采用石硫合剂喷洒或浸苗或者是波尔多液浸苗进行消毒处理。

6.3苗木的包装和运输

对于果树苗木，应该先蘸泥浆后采用稻草、草帘、草袋和蒲包等对其进行包装，在运输过程中注意直立放置，避免日晒、雨淋，同时轻拿轻放以免出现机械损伤，如果苗木不能出圃外运，必须在土壤疏松、排水良好的区域进行假植。

篇3

新课改的理念也要求数学教学要紧密联系学生的生活环境，从学生的经验和已有知识出发，创设有助于学生自主学习、合作交流的情境，让学生生动活泼地学习数学知识。比如，在教学完求平均数应用题以后，可要求学生通过社会调查，数据收集和整理来了解某家、某厂或某队日常生活中的用电、用水的平均费用，自己班上同学的平均身高、平均年龄等。在元、角、分的教学以后，可利用数学活动课组织学生开展模拟购物活动，师生互当售货员和顾客进行买卖游戏，对于一些后进生，还可带着他们去学校商店，通过买一些学习用品，让他们了解元、角、分之间的关系，在学校组织学生参加为希望小学献爱心活动过程中，也可就借此东风，让学生把家里的零钱凑起来，计算出总金额，通过这些活动，让学生熟悉了元、角、分以及它们之间的兑换和简单的加减计算。反思：通过上述设计，能开发学生的思维能力又把数学与生活实际联在一起，使学生感受到生活中处处有数学。这样的教学设计具有形象性，给学生极大的吸引，使学生意识到在他们周围的某些事物中存在着数学问题，养成有意识地用数学的观点观察和认识事物的习惯，并逐步学会把简单的实际问题表示为数学问题。

二、立足动态思维，增强知识建构的有效性

教室在此过程中，应基于切实培养学生数学思维的立足点。案例1：长方体和正方体体积，教学设计如下：活动1：创设问题情境，发现问题。先复习长方体和正方体相关概念和它们的体积计算公式，然后出示问题：学校多媒体讲台的形状是一个长方体，它的底面积是1.2平方米，讲台高是1.5米。这个多媒体讲台的体积是多少立方米？要求学生先自主探究。预计学生会这样解决的：1.2×1.5=1.8(立方米)。教师据此设置悬疑：照你们的说法和做法，底面积×高=长方体体积？(教师在等号上打一个大大的问号)(产生认知冲突:与前面所学“长方体体积=长×宽×高”不一样。)活动2：解决问题。分析问题：(l)要证明“底面积=长×宽”。把“底面积×高=长方体体积”和“长方体体积=长×宽×高”进行形式上的比较，然后引导学生归纳。化解问题：底面积是否等于“长×宽”呢?(停顿，再次引起思维矛盾。)再次化解问题：什么是底面积?(引导学生说)，学生知道了底面积就等于“长×宽”，证实了前面的猜测和分析推理。从而可以得出结论（证实前面的假设成立)。活动3：类比推理，统一公式。由长方体与正方体关系类比推理(横向思维)得出正方体体积与底面积的关系。最后得出统一公式:V=Sh。反思：上述设计立足学生的思维养成和发展，设置悬疑，形成从未知“底面积×高是否等于长方体体积”到已知“长方体体积=长×宽×高”的逆向分析、推理求证的思维活动过程，中间很自然地融入底面和底面积概念的学习，而不是从告知“底面积=长×宽”，结合已知“长方体体积=长×宽×高”得出未知“底面积×高=长方体体积”的正向说明过程。这一过程实，际上也是一个思维聚合和发散交错体现的过程，对课堂教学能够达到事半功备的效果。

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再出示幻灯片，布置学习任务：以小组为单位请将所有关联的动植物用箭头连在一起。学生写完后在展台前使用投影仪汇报展示，相互交流。用幻灯片出示下一项任务：你们有什么发现？学生汇报，同一种植物会被不同的动物吃掉，同一种动物也就可吃多种食物；把动物世界里的动植物连接起来就像一张网。此时，向对学生解释生物之间这种复杂的食物关系形成了一个网状结构，就叫食物网。顺势利用幻灯片出示学习任务：生物之间是什么关系？学生能够答出，生物之间相互依赖、相互影响。播放关于池塘和田野中视频，让学生观察生物的生存情景。播放后，利用幻灯片出示任务：让学生找一找视频中包括哪些食物链和食物网。播放视频，进而可以让学生把学习的知识食物链和食物网充分应用，加深理解生物之间的关系。

再利用幻灯片布置任务：如果一种生物灭绝了，有什么影响？让学生交流讨论，最后得出“一种生物灭绝会影响其他生物，因此保护一种生物就等于保护了许多生物，应该从保护每一种生物开始保护地球”的结论。该堂课，通过让学生多次观看不同的视频，并利用幻灯片布置任务，比只使用课本上的几幅图片学习更生动、合理。这样做法使得课堂内容丰富，在一定程度上拓展了学生视野，激发了学生的学习热情，提升了教师的教学效果。

二、解决生成性问题

小学科学学科涉及物理、化学、生物等多学科的知识，教师具备再丰富的知识和经验，也无法全部应对学生在课堂上的提问。网络技术可以辅助解决这一问题。师生都无法解答的课堂生成性的问题可以通过网络搜索答案，在一定程度上解决课堂教学生成性问题。例如，在讲授“我们周围的材料”内容时，有学生提问“玻璃是由什么做成的？”。这并不是小学生必须掌握的知识，因此任课教师在没有精心准备的情况下很难解释清楚。在这种情况下，教师可以通过网络搜索“玻璃的成分”关键词，找到相关答案，让学生了解玻璃的主要原料、制作的工艺等内容。

三、辅助实验教学

小学科学实验教学中，在指导学生观察时要提出明确的观察方法，使学生集中注意力，按照一定的顺序细致观察。但是有些观察方法教师难以表述，学生也很难理解并正确操作，这时利用教育技术“变抽象为具体，变模糊为清晰”就能较好地解决这一问题。例如，在讲授“温度表的读写时”内容时，需要让学生掌握“读数时视线要与液柱顶端相平”的要领。教师可运用Flas形式让学生观看，再亲身示范，矫正学生错误的读数方法。有些实验受时空限制，学生无法在课堂中完成，就需学生回家实践，但学生的能力不同，有些学生不能独立完成任务，就会影响学习效果。因此，教师可以把实验过程录制成视频片段，再进行有机组合做成实验视频，让学生观察模仿实验。以讲授种子的发芽实验为例，教师课前可以把种子每天发芽、生长的情况拍成视频或照片，让学生观察。学生通过观察实验，也能获知绿豆种子发芽的过程，其中包括绿豆芽茎、叶的颜色、茎的粗细以及植株的高度等，进而得知绿豆发芽、生长需要的条件。教师的这种操作方法充分说明了教育技术具有实时、直观、形象、实效的特点，可提升学生实验探索的效率。

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2数据来源及研究方法

科学研究产出包括发明、数据库、专利、技术、专著以及发表的论文，其中科学期刊上发表的论文经过同行评议从而保证了最基本的质量及独创性，从而发表的论文作为研究科学合作的载体以及一个体现个人学术价值的指标，是科学研究的重要产出形式之一。关于论文的统计数据来源有三种方法:其中之一是文献计量和数据库中所提取的已发表的论文。合作是指在科研项目中两个或更多学者之间的密切交互，这种交互是带有一个或更多目的的，如为获取资源而合作等。Cumming提出了五种科研合作行为:责任划分、资源共享、知识转移、学术会议、交互技术，观察Cumming论文中的相关系数矩阵发现五种合作行为与六种项目产出之间的相关系数矩阵中，知识转移与项目产出之间的6个相关系数均高于其他四个合作行为。进而科研合作可以看作在公开发表物上的成对出现的地区名称，所以对于本文所建立的数据库而言，是在中国知网(以下简称CNKI)上发表的由NSFC项目资助下的共同发文的单位名称。本文研究团队于2013年7月5日－12日期间在CNKI个人数字图书馆中，按照期刊检索条件为“支持基金”，并在该选项中输入技术经济及管理学科396名博导在1999－2012年间所获475项NSFC项目的批准号进行摘要式检索，共检索到8156篇论文。采集检索结果中的“作者”、“作者单位”、“年份”三项信息，所检索出的信息逐一录入“技术经济及管理学科基础研究项目数据库”。Katz总结了影响科学合作的十类因素，其中第十种就是空间距离的缩短。他提出分析位于不同空间位置上的合作关系应包括三个步骤，参照Katz所提出的步骤，本文在第一步中构造了技术经济及管理学科在NSFC项目资助下开展地区与地区之间的科研合作面板数据库，同时对所使用的分析工具进行了扩展，如引入了引力模型开展静态面板回归和动态面板回归。

3研究结论

3．1随着距离的增加，合作是否会随之梯级式减少

距离所造成的合作障碍因素包括文化的、语言的以及组织间的差异性，因此大部分的交流强度在本质上会随着两个交互主体之间的距离增加而削弱，同时因为科研项目的顺利推进需要项目参与者频繁地开展研讨活动，从而处于相同或邻近地域的学者之间开展科学合作的可能更高，更倾向于空间上的集聚。从空间上看是否是这样呢?从图1中展示的是1999－2013年期间8156篇论文中合作发文单位所在城市(同一城市内部的除外)对子，可以看出中国技术经济及管理学科在NS-FC资助下开展科研合作的地理分布主要集中在经度23°117''''E至45°75''''E以及纬度104°067''''N至126°65''''N的不规则梯形区域里，这一区域的四个顶点分别为成都、广州、上海、哈尔滨。另外，华东地区是七大地区的重要合作伙伴，这便引发了如下问题，即图1中仅是展示的是城市之间的合作，若从地区层面来看，又呈现出怎样的更为深入的现象和规律呢?Hoekman对2000－2007年期间的WOS数据库中33个欧盟国家的313个地区的合作发文数据进行了统计，发现就总体而言，样本的科学合作发文在显著性水平为5%时，地区边界效应要强于国家边界效应，而后者又强于语言边界效应，这三者的弹性系数依次为:－3．342、－1．645、－0．969，其研究结果表明合作发文具有地域性，且“远程逻辑”与“地域逻辑”并存。本文对Hoekman的远程逻辑进行细化，对应图2中的地区③间合作以及地区内不同城市间合作，而地域逻辑对应图2中的地区内相同城市不同学校间合作。图2中三种合作占比在2003年以前呈振荡态势，以2004年为界地区间合作占比与地区内相同城市不同学校之间合作占比两折线开始呈现明显的交错上升态势，地区间合作占比的最低值为2009年的0．067，而地区内相同城市不同学校间合作占比的最低值出现在2005年为0．052，地区间不同城市间合作占比最高值于2012年达到0．051，这两个占比的最低值均大于地区内不同城市间合作占比的最大值，且从2005年开始后者一直远远低于前两者，说明技术经济及管理学科的NSFC项目资助下在发文上呈现出的“同城”偏好④以及“跨区”偏好，并随着时间的推进得到了加强。这两个偏好的发现恰恰与Pan不谋而合。尽管当前交互工具有较快发展，但科研合作中的引力定律仍成立，意味着科研工作者更倾向于寻求与他们位于同一区位的合作伙伴。然而远程合作却并不少，且相互作用的强度呈指数衰减。由图2发现假设1部分成立，即合作会减少，但不是梯级式的，而是发生了主体的跃迁，即跨区偏好和同城偏好之间的偏好跃迁。

3．2跨越不同边界时，合作是否会呈现出不同规律

牛顿第三定律可用于揭示位于空间上不同点的主体之间的交互问题，利用引力模型分析影响区域网络中科研合作的决定性因素，两个地区之间的合作强度取决于两个地区各自的发文量及两地区之间的物理距离。分别借助静态面板和动态面板展开进一步分析，可借助静态面板对技术经济及管理学科NSFC项目资助下所开展的科研合作进行分析，关于距离与科研合作相关关系的代表性文献使用引力模型建立静态面板的总结如表1所示。Montobbio总结了距离的四种测度:地理距离(包括三种计算方法:两地区中人口最多的城市之间的经纬度距离，也可用两地区的中心城市之间的经纬度距离，亦可用两地区的最大城市之间加权的距离来衡量);考虑了交流成本的“时差”距离;文化历史相关的距离;技术距离。由Montobbio的相关系数矩阵表发现第一种距离中的三种类型的距离在显著性水平为5%下，三者两两之间的相关系数均为0．99，从而使用其中任何一种即可，同时结合表1的归纳，本文采用的是与Pan相同的测度形式，即以两个地区中心城市之间的直线距离作为引力模型中的距离度量。根据技术经济及管理博点的分布，参照全国城镇体系规划(2006－2020年)的划分，中国七大地区的中心城市最终确定为⑥:沈阳(东北)、上海(华东)、武汉(华中)、广州(华南)、重庆(西南)、和西安(西北)，本文中地区之间的直线距离采用地区中心城市之间的直线距离作为度量。本文所使用的引力模型与表1中Hoekman以及Ponds的形式相同为:Cij=kPα1iPα2jdβij，据此建立计量模型如下:lnco．pubij=α0+α1lnpubi+α2lnpubj+α3lndisij+vit(1)式1中co．pubij为地区i(第一作者所属单位为地区i)与其他地区j的合作发文量，pubi表示地区i在NSFC项目资助下在CNKI上的总发文量，pubj表示地区j在NSFC项目资助下在CNKI上的总发文量，disij用两地直线距离⑦表示。α0表示截距项，误差项为vit，i=1，…，7为横截面下标，t=1，…，13为时间单元下标。经过LLC单位根检验，发现co．pub、pub、dis均不存在单位根，说明不存在伪回归，可以使用OLS进行静态面板回归分析⑧，结果如表2所示。(1)地区合作的距离效应、自我效应、寻他效应与滞后效应空间上的邻近性对于科研合作具有重要性，但在地区间的重要程度不同，一个地区的知识生产不仅受到其周边地区的正向影响，而且与其所处的研究网络中关系邻近地区的影响，Scherngell研究发现两个组织之间的距离每增加100km，两者的合作会减少27．8%。表2对某个地区其他地区之间合作发文的计量模型进行了静态面板回归，发现七个地区的距离与合作发文量之间的相关系数在1%的显著性水平下均为负值并介于－0．16至－0．31之间，即距离disij与双边合作co．pubij呈负相关关系又即存在“距离效应”。其中华南地区的距离系数最弱为－0．1615，说明短期内空间上的邻近性对于该地区开展合作的意愿并不强烈。而华东地区的距离系数最强为－0．3017，表明在短期内空间距离仍是影响该地区开展科研合作的关键因素，意味着该地区开展区际间合作时地域空间的邻近性显得更为重要。地区i及其他地区j的合作发文量co．pubij与该地区自身发文量pubi之间呈正相关关系，其中在显著性水平为1%时，华东地区自身发文量每增加100篇，其与其他六个地区的合作发文量便会增加64．83篇，在七个地区中“自我效应”最强。“自我效应”强即当对方合作发文量一定时，某地区自身发文量越多则其会吸引其他地区参与合作发文的意愿越强。西北地区的“自我效应”最弱，其相关系数虽也为正，但不显著。自身发文量弹性系数低于0．3的地区有东北(0．2899)、华北(0．2998)、华南(0．2609)，高于0．3的地区为华中和西南其系数值分别为0．3368和0．3442。地区i的合作伙伴j的发文量pubj也会对这两个地区间合作发文量co．pubij产生影响，但却呈现出正向和反向两种情况:如华东地区合作伙伴发文量会对华东地区的合作发文量产生反向影响，相关系数为－0．0191(虽然并不显著)。华南和西南的合作伙伴发文量虽然会对这两个地区合作发文量产生正向影响即为正相关系数，但却不显著。东北和西北的合作伙伴发文量与这两个地区合作发文量的弹性系数均高于0．3，在显著性水平均为1%时分别为0．3270和0．4707，其中西北地区的“寻他效应”最强，即当该地区自身发文量一定时，其合作伙伴发文量越大，则西北地区寻求与合作伙伴共同发文的意愿越强。表2的分析均为技术经济及管理学科基础研究合作的短期规律，那么长期条件下又会呈现出怎样的规律呢?借助动态面板开展进一步分析，引入co．pubij的滞后项，建立模型如下:lnco．pubij=α0+α1lnL．co．pubij+α2lnpubi+α3lnpubj+α4lndisij+vit(2)由于引入被解释变量的滞后一期项，进而造成了估计的内生性问题，可采用由Blundell和Bond所提出的系统广义矩估计(SYS－GMM)(由于其具有更好的有限样本性质，减小了一阶差分GMM估计量的偏误而被广泛应用)。本文利用了更多的样本信息，可以控制某些解释变量内生性问题的一步系统广义矩估计SYS－GMM对式(2)进行参数估计，结果见表3所示。当引入滞后一期合作发文量作为解释变量后，发现华南、华中、西南的Sargen值均低于0．05，分别为0．0000、0．0139、0．0049，表明未通过Sargen检验即存在工具变量的过度识别问题。表3中仅有东北、华北、华东、西北四个地区的动态面板估计结果具有稳健性。观察表3发现东北地区的滞后一期合作发文量会对当期合作发文量在显著性水平为5%的条件下存在正向影响，相关系数为0．3574，表明东北地区上一期与其他地区的合作文量每增加100篇，下一期的合作发文量便会增加35．74篇。可认为东北地区存在“滞后效应”即前一期的合作发文量L．co．pubij会对后一期的合作发文量co．pubij产生显著性影响作用，这与Defazio以及Jonkers的研究结论相吻合。Defazio利用GMM模型对1990－2004年间欧盟项目资助的科研网络中296位学者在基金资助下的科研合作进行了回归分析，发现在资助期结束后，科研网络中的合作对科研产出呈显著正相关关系，且上一期的论文产出对后一期的论文产出在显著性水平为1%下呈正相关关系，相关系数介于2．40－2．55之间。Jonkers在2009－2011年期间对阿根廷布宜诺斯艾利斯的CONICET科研机构124位受访者所做的问卷调查所得数据进行回归分析后，同时前期发文量与当年国际合作发文量之间在显著性水平为5%下呈正相关关系，且相关系数为1．01。可以发现这两项研究结果中的相关系数均高于本文表3中的相关系数值。华东地区、西北地区的滞后一期合作发文量对当期合作发文量的弹性系数在1%显著性水平下分别为0．3310和0．2713。而华北地区的“滞后效应”不显著，东北地区的滞后效应最强。另外，当解释变量系统中引入滞后一期合作发文量后，其他解释变量的弹性系数也相应发生了变化，四个地区中仅有华东地区的所有解释变量的弹性系数不仅作用方向没有改变且作用强度加大了，称为华东模式:短期内华东地区的距离效应(显著)、自主效应(显著)均在长期内得到了强化，而短期内不显著的负向寻他效应在长期内却变得显著了。这表明华东地区在当前及以后一段时期内仍是具有吸引力的合作伙伴，该地区作为技术经济及管理学科基础研究的重要知识基地，吸引其他地区与其合作的引力会更强。长期内距离效应变得不显著的地区为华北、西北，表明短期内华北、西北两个地区寻求合作伙伴的距离障碍在长期里却会“消融”，这种现象也发生在5thEUFP项目的公共科研合作中，Scherngell认为主要原因可能是政府要求每个科研项目中必须有国际合作伙伴。由于本文的样本数据为中国国内数据，基于此可以认为NSFC不仅应加强国际地区间合作，更应首要加强国内(地区)合作。但多长时间才能出现距离的消融却是一个问题，部分取决于NSFC能否以及多大力度在项目资助政策上鼓励合作研究，若是则距离消融的时长会大大缩短。Montobbio采集了1990－2004年间11个发展中国家与7个发达国家的USPTO专利申请者的14684项合作开发的专利，利用引力模型进行回归分析发现:创新力越高、人口越多的国家的预期合作越多，越多的当地需求会降低空间距离对开展合作的影响，反映在相关系数上绝对值减小。这一原因也可用于解释为何长期中西南、华东的距离障碍却未消融，即西南和华东地区的技术经济及管理学科在NSFC项目资助下开展科研合作的需求更多地集中在地区内部。长期内华北地区合作伙伴的发文量对华北地区合作发文量不会产生显著影响，相关系数为－0．0994(不显著)，表明条件充分的时华北地区可能会向华东模式演进，而条件之一便可能是技术经济及管理博导的时空迁徙，本文统计数据显示在统计期内发生迁徙的博导中有16．7%的迁徙进入华北地区。而跨省合作的现象并不显著，但对于技术经济及管理学科而言其开展科研合作是否也如是呢，且又呈现出什么样的细化特征?本文对20个技术经济及管理博士点所在城市开展合作发文占比为前三四分位数的邻省合作占比、同省合作占比以及不相邻省域合作占比三个指标在图3中进行了展示。发现图3中大椭圆以及小椭圆所包括的点呈现出“剪刀差”走势。城市内合作占总体合作的占比大于20．00%的为:哈尔滨40．98%，南京32．93%，长沙29．02%，合肥27．92%，北京26．65%，西安24．24%，天津23．08%，上海21．13%，武汉20．25%，成都20．00%。图3中，对技术经济及管理博士点所在的20个城市按照不相邻省域合作占比值由高到低对三个指标同时进行了排序，发现福州、南昌、长春、杭州、哈尔滨、南京、北京、沈阳、长沙、成都这10个城市中的不相邻神域合作占比折线与同省合作占比折线形成了一个大“剪刀差”趋势，且由前至后开展邻省合作的意愿和频率均很低，说明随着这10个城市的不相邻省域合作意愿的减弱，同省合作的倾向却得到了加强。相对而言，福州、南昌、长春三市的不相邻省域合作倾向几乎是占绝对主导的。而重庆、武汉、合肥、西安、太原这5个城市的不相邻省域合作占比折线与邻省合作占比的折线也形成了一个小“剪刀差”趋势，且由前至后开展同省合作的意愿均很低，说明这五市开展邻省及不相邻省域合作的意愿及频率均相对较强。综上所述，研究结论显示不论是从地区层面，还是省域层面，均发现假设2成立。

篇6

一、马克思经济学手稿中对科学技术的一般认识

经济学手稿是马克思经济思想的重要成果之一，也是我们研究马克思经济思想形成过程的重要依据。马克思的一生中留下了许多著名的经济学手稿，如《1844年经济学哲学手稿》《1857—1858年经济学手稿》和《1861—1863年经济学手稿》等。其中，《1844年经济学哲学手稿》是马克思早期思想的重要概括，也是马克思对经济学问题的第一次探索，其本身并不是严格意义上的经济学著作，而是马克思用哲学的语言和辩证的思维来阐述经济问题的著作。但《1844年经济学哲学手稿》包含着马克思对科学技术最初的理解和判断，为他后来科学技术思想的形成奠定了基础。1．《1844年经济学哲学手稿》中作为人的类本质的科学技术科学技术是一个历史的范畴，在马克思早期的思想中，对科学技术的认识始终是同对人的类本质问题探究联系在一起的。从费尔巴哈的自然主义出发，马克思在肯定人是自然存在物的同时，从实践唯物主义的角度创造性地将人的类本质归结为自由自觉的社会性的劳动。马克思批判了那些将宗教、政治、艺术和文学等看作是“人的本质力量的现实性”和“人类的活动”的唯心主义观点，明确指出只有工业的历史和它已经产生的对象性的存在，才是一本打开了的关于人的本质力量的书，而“自然科学却通过工业日益在实践上进入人的生活，改造人的生活，并为人的解放做准备，尽管它不得不直接地完成非人化。工业是自然界同人之间，因而也是自然科学同人之间现实的历史关系”［1］85。作为人本质力量公开展示的工业，随着自然科学在其中的不断运用，自然科学不断技术化，科学技术将成为改造人的生活，实现人的解放的重要力量。从这一角度而言，科学技术也是人的本质的客观展现。尽管在资本主义社会，在私有财产所决定的工业生产中，科学技术是以异化的形式存在着，但它仍然是人的对象性活动或活动成果，并没有外在于人的实践活动。它不断改善着人类的生存条件，为人的全面解放创造条件。不难看出，《1844年经济学哲学手稿》中，马克思是从人的类本质的角度来看待科学技术的。在他看来，对科学技术的认识不应局限在对人类认识自然、改造自然、改善生产、生活环境的“有用性”上，而应将科学与人的类本质联系起来，深入科学对于人的类本质的认识和人的类本质力量的展现具有的本体性意义。这与他之前的康德和之后的西方人本主义思潮对科学技术批判的理论是根本不同的。正是基于对人的类本质的分析，马克思形成了他早期的科学技术思想。2．《1857—1858年经济学手稿》中被固定资本客体化了的科学技术《1857—1858年经济学手稿》是马克思重新开始研究经济学的重要成果，在这部手稿中，马克思第一次明确提出了“生产力中也包括科学”的著名论断，并对科学、技术在资本主义社会发展的动力和应用问题做了精辟的分析。马克思指出，资本主义的生产过程是劳动过程和价值增值过程的统一，其秘密在于资本家迫使工人整个的劳动时间超过必要劳动时间，使价值形成过程转化为价值增值过程，成为剩余价值的生产过程。资本主义剩余价值生产有两种基本方法：绝对剩余价值生产和相对剩余价值生产。其中，绝对剩余价值生产是在必要劳动时间不变的条件下，通过绝对地延长工作日而增加剩余劳动时间的剩余价值生产方法。相对剩余价值生产则是以提高和发展生产力为基础来生产剩余价值的方法。由于受工人的生理界限和社会道德等方面影响和制约，绝对剩余价值的生产方法逐渐被淘汰，而相对剩余价值的生产方法成为资本主义剩余价值生产的主要方法。然而，提高和发展生产力需要探索整个自然界，探索地球，以便发现新的有用物体和原有物体的新的有用属性。因此，以提高生产力为生产剩余价值主要方法的资本主义必然“要把自然科学发展到它的最高点”。马克思高度评价了以资本为基础的生产的伟大文明作用，充分肯定了资本主义制度对于自然科学发展的积极作用。他指出，以资本为基础的生产“创造出一个普遍利用自然属性和人的属性的体系，创造出一个普遍有用性的体系，甚至科学也同人的一切物质的和精神的属性一样，表现为这个普遍有用性体系的体现者”。“只有在资本主义制度下自然界才真正成为人的对象，真正是有用物；它不再被认为是自为的力量。”［2］390这就是说，正是资本创造出的资产阶级社会和社会成员对自然界以及社会联系本身的普遍占有，推动了人类对自然界的独立规律的认识和研究。但同时马克思也十分清楚地指出，这种对自然界的探索和研究的目的在于使自然界服从人的需要，因而也成为这个“普遍有用体系的体现者”。马克思进一步指出，在资本的生产过程中，劳动是一个总体，是各种劳动的结合体。它的精神的统一处于自身之外，而它的物质的统一“则从属于机器的，固定资本的物的统一。这种固定资本像一个有灵性的怪物把科学思想客体化了”［2］464。在这里，马克思对科学技术的理解已经从《1844年经济学哲学手稿》中人的类本质的哲学思辨，深入到资本的生产过程，从固定资本的变化角度去揭示资本对于科学及其应用的支配性和决定性作用。在马克思看来，社会的生产力是用固定资本衡量的，而固定资本中包括科学的力量。在资本主义社会，资本像一个“有灵性的怪物”拥有支配一切的权力，资本的力量不仅影响和决定着社会物质生产方式，也影响和控制着科学技术的发展及其在实践中的应用。马克思在《1857—1858年经济学手稿》“资本章”中详细论述了资本、科学和社会生产力的关系。他指出：“资本是以生产力的一定的现有的历史发展为前提的———在这些生产力中也包括科学。”［3］94科学是社会生产力中的一个重要因素，属于潜在的、间接的一般生产力。当被应用于物质生产过程，物化在机器以及其他物质生产资料中，科学就可以转化为直接生产力。资本主义机器体系的出现，使得资本主义生产过程不再取决于工人掌握的直接技巧，而是取决于科学在生产工艺上的应用。随着大工业的发展，资本唤起了科学和自然界的一切力量，一切科学都被用来为资本服务，从而使资本主义财富的创造也取决于科学技术的发展及其在生产上的应用。在这种条件下，科学技术成为推动社会生产力发展的决定性力量，而“科学在直接生产上的应用本身就成为对科学具有决定性的和推动作用的着眼点”［3］99。这就是说，在资本主义条件下，资本通过对科学在生产上的直接应用获得了充分发展，而推动科学发展的真正动机并不是来自人们对自然的好奇或现实生产、生活的客观需要，而是来自资本增值，增加剩余价值的内在需要。科学一旦成为资本增值的手段被引入生产过程，就会成为具有资本特性的科学。3．《1861—1863年经济学手稿》中作为推动社会变革力量的科学技术《1861—1863年经济学手稿》在马克思经济思想发展中占有十分重要的地位，被视为马克思经济思想发展中的“历史路标”。［4］在这一手稿中，马克思对科学技术的经济学考察主要集中在《相对剩余价值》一章中的“机器、自然力和科学的应用（蒸汽、电、机械的和化学的因素）”部分。马克思立足科学技术本身发展情况，从机器的技术史演进出发，充分肯定了科学技术作为生产力发展因素在直接生产过程中的重要作用，高度评价了科学技术对社会经济关系发展的革命性作用，深刻分析了资本主义应用机器的目的、前提和后果。在马克思看来，科学技术是“一般历史发展过程的产物”，是社会历史发展到一定阶段产生的。科学在社会生产力发展中的直接后果是机器的产生和应用。“应用机器，不仅仅是使与单独个人的劳动的社会劳动的生产力发挥作用，而且把单纯的自然力———如水、风、蒸汽、电等———变成社会劳动的力量。”［5］279－280在自然力并入生产过程，变为生产力，变成“社会劳动的力量”的同时，科学成了生产过程的一个独立因素发挥重要作用。科学推动着社会生产力的极大发展，同时生产力的发展又必然引发生产关系的变革。然而，在资本主义生产中，资本家应用机器的目的不在于缩短工人生产商品所费的劳动时间，也不在于缩短工作日，而在于缩短工人为再生产其劳动力所需要的劳动时间，从而延长剩余劳动时间。这表明机器的资本主义应用使机器扭曲为生产剩余价值的手段，而不再是满足社会需要的手段。因此，资本家不断改变劳动手段的真正动因在于获取巨大限度的利润。马克思进一步分析了资本主义使用机器的两个一般性前提和一个基本原则。由于人类社会每一种新的物质生产方式的可能性都是由先行存在的物质生产方式基础上创造产生的，资本主义机器大工业的生产方式也是在简单协作和以分工为基础的工场手工业基础上发展起来的。资本家使用机器遵循的一个一般原则就是“进入商品的机器的价值，要少于它所代替的劳动的价值”［5］281。马克思结合当时一些工业部门使用机器的具体过程，揭示了资本主义使用机器的结果是有利于整个资本主义生产的，其后果包括刺激技术的不断改进、造成工人劳动时间延长、劳动强度提高、机器代替劳动甚至成为资本家对付工人的手段等多个方面。此外，在《1861—1863年经济学手稿》中，马克思还对资本主义利用科学技术的未来趋势进行了预测。在资本主义生产方式下，资本的影响和控制下的科学技术具有双重作用，既可能成为社会生产力发展的积极因素，也可能成为阻碍社会生产力发展的消极因素。资本主义国家通过对科学技术的开发和应用，推动了社会生产力的巨大发展，缓解了资本主义社会的基本矛盾，巩固了资本主义生产关系，但却无法从根本上解决资本主义社会固有矛盾，更不可能改变资本主义生产关系成为生产力发展桎梏的必然趋势。当科学技术发展推动的生产力发展到一定阶段，资本主义生产关系再也容纳不下它的发展时，资本主义生产关系将会为新的生产关系所取代。

二、《资本论》中对科学技术的系统考察

《资本论》中，马克思对科学技术的分析主要是以生产方式的变化，即生产力的运动方式展开的。《资本论》第一卷中，马克思详细分析了资本主义生产方式从简单协作、工场手工业向机器大工业转变过程中，科学技术进步在社会生产力发展中具有的基础性作用，他指出：“劳动生产力是由多种情况决定的，其中包括，工人的平均熟练程度，科学的发展水平和在工艺上的应用程度，生产过程的社会结合，生产资料的规模和效能以及自然条件。”［6］53在这里，马克思把科学技术的发展放在了人之后，充分说明人和科学发展在社会生产力进步中的重要作用以及人和科学的应用之间的紧密联系。其次，马克思详细论述了科学技术在资本主义生产方式变化中，特别是在机器大工业生产中对生产力发展的推动作用。简单协作、以分工为基础的工场手工业和机器大工业是三种典型的资本主义生产方式。马克思指出，协作不仅可以提高个人生产力，而且还创造了一种生产力。这种生产力本身是一种集体力。在工场手工业初期，协作以简单的形态存在，只有在资本主义发展到工场手工业占统治地位的时期，协作才达到了它更高的发展形式———以分工为基础的协作。在这一时期，科学的发展和应用推动了不同种的劳动工具和复杂的机械装置的生产，从而为工场手工业发展到机器大工业奠定了科学技术基础。在这个基础上的进一步发展，不同的工具被连接起来，逐渐产生了机器。随着劳动资料从工具向机器转变，资本主义生产方式也由此从工场手工业阶段过渡到机器大工业阶段。在《资本论》中，马克思多次论证“劳动生产力是随着科学和技术的不断进步而不断发展的”［6］698。在考察机器价值向产品转移规律时，马克思指出：“大工业把巨大的自然力和自然科学并入生产过程，必将大大提高劳动生产率。”［6］444在大工业阶段，科学技术的发展使劳动生产力中的所有要素都发生重大变化。科学技术推动劳动资料从工具转化为机器和机器体系，并使之得到不断改良和更新；科学技术的发展扩大了劳动者的范围，妇女和儿童加入雇佣工人队伍，并在客观上要求劳动者具有较高的文化知识。科学技术的进步不断增加现有物质的数量和新用途，开拓新的投资领域。此外，科学技术还教人们对废弃物的回收和循环利用，创造新的资本材料。“科学和技术使执行职能的资本具有一种不以它的一定量为转移的扩张能力。”［6］699第三，马克思从生产力运动方式变化的角度揭示了科学技术发展对社会变革的重要作用。正是基于对资本主义生产方式变化的分析，马克思深入分析了科学技术在人类社会发展中的变革作用。在马克思那里，科学技术是具有最高意义上的革命力量，在推动社会生产力巨大发展的同时，科学技术通过生产力的中介作用，又促成生产关系的变革以及新生产关系的产生。在资本主义生产方式下，资本主义生产本身的内在规律与科学技术发展和社会生产力的发展存在不可避免的矛盾。科学技术作为生产力的重要因素，它的发展必定促进资本主义生产社会化的进一步发展，而生产社会化和资本主义私有制的矛盾在资本主义框架下是不可能解决的。因此，从资本主义发展的历史趋势看，科学技术的发展必将加速资本主义生产关系瓦解。

三、马克思经济学视野中科学技术思想的内在逻辑与现实意义

1．马克思经济学著作中科学技术思想演进的基本主线从《1844年经济学哲学手稿》《1857—1858年经济学手稿》《1861—1863年经济学手稿》到《资本论》，科学技术问题贯穿于马克思经济思想发轫、形成和发展的全过程。科学、技术的本质及其与社会生产力发展、生产方式变革的关系一直是马克思经济思想中十分重要的研究内容。总体上看，马克思在经济学手稿中对科学技术的认识和研究遵循着两条基本主线：一是以辩证唯物主义和历史唯物主义的创立、逐步发展和完善为主线；二是以分析、批判资本主义生产方式为主线。前者重点研究了科学技术作为历史的有力杠杆所具有的革命性及其对社会生产力发展的重要作用，后者主要论述了科学技术的资本主义应用及其对资本主义生产方式变革的重要意义。马克思立足于历史唯物主义，从现实的生产劳动出发研究科学技术问题，将科学技术与人的类本质、生产劳动、现代工业、资本生产、经济发展、社会变革等的关系纳入对科学技术研究视域中，在批判唯心主义，研究技术史、工艺史和自然科学史的过程上，深入分析了科学技术的本质，揭示了科学技术与社会生产力的关系，提出了“生产力中也包括科学”的重要思想，并充分肯定了科学技术通过大工业并入生产过程，成为生产力发展的重要因素，在提高劳动生产率和推动生产力发展方面的重要地位和作用。科学技术本质上是人类本质的展示，但在资本主义生产条件下，科学技术一旦与资本相结合，就成为具有资本形态规定性的科学技术，受资本本质的制约。在资本主义广泛应用科学技术推动社会生产力发展的同时，也造成了科学和直接劳动相分离，使科学技术成为与劳动相对立的、服务于资本的独立力量。科学技术的资本主义应用加剧了资本对人本身具有的生产力更大规模、更深层次的剥削和掠夺，不可避免地激化了资本主义社会的基本矛盾，从而为资本主义社会变革准备了物质条件和革命力量。正是通过生产力的中介作用，科学技术不断促进资本主义生产关系的调整、变革和新生产关系产生。因此，马克思对科学技术问题的研究是与资本主义生产方式的剖析紧密联系在一起的。没有马克思对唯心主义的批判，就不能深刻认识科学与人的类本质的内在联系。没有马克思对资本主义生产方式的分析，就不能科学揭示科学技术对社会生产力发展和社会变革的重要作用，更不能深入认识科学技术发展与资本主义命运变化的关系。从科学技术本身来看，科学技术是人的本质力量的体现，也是一般社会生产力的基本要素，更是实现人类解放和人的全面而自由发展的重要力量。自人类进入文明史以来，随着科学技术本身的不断发展，科学技术不仅改变着自然界，也变革着人类社会。作为人类社会进步和发展的重要推动力量，科学技术使人类逐渐从自然界中解放出来，并不断为人类的最终解放创造物质条件。因此，资本主义在积累、发展科学技术方面是必需的，但也是暂时的。在资本主义所能容纳的全部生产力发挥出来时，伴随着资本主义灭亡，人成为自然界和自身社会生存的主人，科学技术将再次回归其本质，成为人类谋求幸福和发展的重要工具。2．马克思经济学著作中对科学技术的多重理解马克思对科学技术的认识和研究始终是建立在辩证唯物主义和历史唯物主义基础上的。在不同时期，马克思经济学手稿写作的思路和角度不同，对科学技术的理解也不尽相同。比如《1857—1858年经济学手稿》是从固定资本变化的角度展开的，马克思提出的“科学技术也包括生产力”的思想也是基于分析科学技术对固定资本的控制和影响作用而形成的。《1861—1863年经济学手稿》以科学技术发展史为重要线索，揭示了科学技术的生产动因及其在社会变革中的重要功能。《资本论》第一卷则从资本主义生产方式运动变化的角度揭示了科学技术的革命性作用。马克思在不同经济学手稿从对科学技术不同角度的考察可以看作是马克思对科学技术的三种理解，这三种不同的理解具有内在的联系性，它越来越接近于马克思经济学的研究对象———资本主义生产方式以及和它相适应的生产关系与交换关系。马克思研究科学技术的目的主要在于揭示资本主义条件下科学技术在发展社会生产力、加深资本对工人剥削、加剧资本主义社会基本矛盾等方面的作用。马克思对科学技术问题的分析也始终是同资本主义生产力和生产关系密切联系在一起的。因为只有资本主义生产方式才第一次使科学技术直接进入生产过程，成为生产过程的一个独立要素。正是科学与资本的结合，才促进了资本主义社会生产力的巨大发展，并对资本主义社会生产关系产生重要影响。因此，只有准确把握马克思对资本主义经济关系分析和批判的基本思想，才能深刻地理解马克思科学技术思想的丰富内涵。马克思在经济学手稿中对科学技术的多角度分析充分说明，科学技术是一个内涵丰富的多维概念，概括起来，至少包含四个方面的涵义：一是作为人的类本质力量体现出来的科学技术；二是作为人类认识、改造和利用自然界的成果，以知识形态存在的科学技术；三是作为一般社会生产力的科学技术；四是作为社会变革力量，推动人类社会发展的科学技术。这四个方面是紧密联系、相互作用的有机整体，其中作为人的本质力量展现出来的科学技术和以知识形态存在的科学技术，是人对自然认识和实践关系的产物，是科学技术进入生产过程的前提和基础。作为一般社会生产力，科学技术进入生产过程，大幅度提高了生产社会化程度，必然导致社会生产关系出现新的变化。3．马克思经济学手稿中科学技术思想的现实意义马克思在经济学手稿中对科学技术的本质、发展过程、发展规律的深入考察和分析，不仅为人们正确认识科学技术的本质特征以及科学技术对社会生产力、生产关系的影响提供了理论武器，也为人们研究和考察当代科技发展与资本主义未来趋势提供了重要的方法论指导。20世纪中叶以来，伴随着信息技术的广泛应用，资本主义社会生产力得到空前发展，以美国为主导的西方发达资本主义国家在新科技革命等因素的推动下，相继进入了国家垄断阶段甚至国际垄断阶段。在这一阶段，科学技术与生产社会化和资本主义关系全球化问题交织融合，形成错综复杂的关系。科学技术对社会生产力和生产关系作用的形式、内容、深度和范围都超越了以往任何一个时代。如何认识当代资本主义出现的新变化，并从中揭示出现代科学技术发展的一般规律，为中国特色社会主义建设提供参考和借鉴是当前政治经济学研究的重要问题。在经济学手稿中马克思坚持从批判的角度，将科学技术置于资本主义生产方式下，研究和分析科学技术本质及其发展规律，为我们深入理解科学技术与社会生产力和社会经济发展的关系，正确把握当代资本主义发展趋势提供了一个全新的视角和方法。同时，马克思提出“生产力中也包括科学”的重要论断，也是我们正确认识科学技术在当代生产力中的中心地位，坚定不移地依靠科技创新，提高社会生产力和综合国力，实现中华民族伟大复兴的中国梦的重要理论支撑。

作者:李天芳 单位:中国社会科学院

参考文献：

［1］［德］马克思．1844年经济学哲学手稿［M］．北京：人民出版社，1985．

［2］［德］马克思，恩格斯．马克思恩格斯全集：第30卷［M］．第2版．北京：人民出版社，1995．

［3］［德］马克思，恩格斯．马克思恩格斯全集：第31卷［M］．北京：人民出版社，1995．

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1．1GF报告的提交范围中心完成国防科技项目(包括试验技术项目、军口863项目及其他国防科研项目)、教育培训和管理决策项目时必须撰写GF报告，并提倡和鼓励完成工程型号任务和其他基础研究项目时撰写GF报告。学科内容涉及航天员选拔与训练、医学监督与医学保障、航天服、航天食品、训练模拟器、飞船工程设计的医学工效学要求与评价、环境控制与生命保障等航天医学研究、航天工程研制与试验的各个方面。

1．2GF报告的工作流程工作流程如图1所示。每年年初，各单位拟制“GF报告编写计划”，由训练科汇总，并编制下发“XX年度中心GF报告编写计划”，明确报告题目、编写人、完成时间节点等。科研人员按照《中国国防科技报告编写规则》，利用“国防报告管理系统”，撰写合格的GF报告后，呈交至相关业务总师或学科专家审查其技术内容，再交至GF报告管理小组进行形式审查(必要时修改后进行形式二审)。年底，管理小组对年度内GF报告进行汇总、整理，并在审定表上加盖中心公章，上报总装GF报告管理办公室，同时另存一份纸版报告以提供交流利用。

1．3GF报告管理现状GF报告的日常管理及利用等工作，按照《中心国防科学技术报告管理规定》，并参照《中心技术文件管理规定》，严格做到闭环控制、准确及时。经统计，1997－2013年，由GF报告管理小组管理的GF报告约1000份，远不及每年近5000份的技术文件产生量。GF报告的交流使用量也不多，只在项目结题、实验室评估、课题查新、职称评定时，才有个别科研人员检索、查阅相关报告，年均检索量甚至不足20册/人次。GF报告数量少、内容、格式要求严格、管理系统软件与水印系统冲突等原因，导致GF报告的撰写、提交、征集、交流使用等得不到充分保证。

2国防科学技术报告管理存在的问题

2．1收集和服务体系不够健全GF报告是科研人员为了描述国防科研、设计、工程、试验和鉴定等活动的过程、进展和结果，按照规定的标准格式编写而形成的一种特殊的、具有一定密级的特种文献，详实记载了国防项目研究工作的全过程，包括成功的经验和失败的教训。GF管理的目的是积累、传播和交流，使科研工作者能够依据科技报告中的描述重复实验过程或了解科研结果。虽然军队院所开展GF报告工作已10余年，但进展并不是很理想，存在报告收集不全、管理体系不完备、交流使用不便等问题。

2．2未完全纳入科研管理程序GF报告的征集应贯穿于科研项目的整个过程，包括科研合同、科研项目执行、项目管理等各环节、全过程，但并未认真执行。科研项目管理部门、科研项目承担者以及科技信息管理部门之间没有形成通力合作、共同努力的局面，使GF报告不能完全按时保质保量完成，不能完全纳入科研工作管理程序中。

2．3交流与利用不够充分GF报告的交流和使用在《国防科技报告管理办法》等文件中都有规定，但是目前只是体现在项目结题、实验室评估、课题查新、职称评定等方面。GF报告内容程度高、总量不多、技术质量难以保证，使其不能得到充分交流与利用。

2．4培训与奖惩机制不够健全由于军队院所科研任务重、工作量饱和、时间节点紧、保密形势严峻等特点，科研人员的时间、精力往往不能保证GF报告的撰写质量，甚至不能按时间节点提交报告。另外，科研人员不能熟练使用GF报告管理系统、报告系统与水印系统或其他保密系统等，加之培训工作力度不够、奖惩机制不够到位，大大影响了科研人员对GF报告的撰写效率、提交质量和工作积极性。

3国防科学技术报告管理体系构建的措施与建议

针对军队GF报告工作中的问题，我们借鉴先进经验，结合实际情况，提出如下建议与改进措施。

3．1集中与分散相结合，构建GF报告管理体系为了保证GF报告工作顺利开展，应采取集中与分散相结合，分级分层构建GF报告收藏和服务的管理体系［5－6］。

3．1．1构建系统级(或全军)层面的科研院所GF报告收集和服务管理体系负责系统级军队院所GF报告的收集、加工、保存和管理，对军队院所的GF报告工作进行指导。其主要职责是制定军队院所GF报告工作的规章制度，贯彻、落实相关方针、政策、法规，负责军队院所产生的GF报告的征集、审查、上报、业务建设、管理与交流利用，组织、指导、督促、检查和验收各院所的GF报告工作，使之正常开展。

3．1．2构建军队院所层面的GF报告收集和服务管理体系负责各军队院所GF报告的收集、加工、保存和管理。凡承担国防科研任务的单位，由一名业务副院(所)长担任该单位GF报告管理负责人，科技处(或类似的科技管理职能处室)负责GF报告业务主管工作，指定一名参谋任联络员(一般为负责科研项目管理的业务参谋)，并在科技信息管理部门成立GF报告管理小组，负责各院所GF报告的日常工作，承担GF报告的业务指导和归口管理工作。制定、贯彻、落实本院所的GF报告工作规章制度和计划，负责GF报告的征集、审查、上报、业务建设、管理与交流利用，负责GF报告的规章制度落实、业务培训、协调沟通，负责GF报告工作总结、表彰和经验推广等工作。

3．1．3构建各军队院所下属各处、室级GF报告收集和服务管理体系各军队院所下属处、室指定专人负责GF报告工作，对本处、室产生的GF报告进行收集、初审，并及时提交至本院所的GF报告管理部门，确保本单位产生的GF报告在单位内部得到充分利用。负责贯彻落实GF报告工作的规章制度，拟制本单位GF报告年度编写计划，并监督计划落实，负责组织本单位GF报告的撰写、审查、上报，负责本单位GF报告的初步技术审查、形式审查等。

3．2纳入科研管理程序，建立健全GF报告管理制度

3．2．1纳入科研管理程序，建立长效工作机制建立GF报告管理制度的核心，是将GF报告工作纳入科研管理程序。这是贯彻、落实GF报告工作制度的关键，是解决报告撰写、提交长效机制问题的迫切需要［7］。在项目立项、下达、实施、验收、鉴定和报奖等主要环节，明确撰写和提交GF报告的职责要求，确保按时、保质、保量完成报告;在项目立项、下达和开题阶段，在立项申请报告、开题报告和任务书中明确撰写提交报告的数量和时限;在项目验收、鉴定、报奖阶段，将撰写和提交GF报告作为一个必要条件，实行一票否决制度。科研项目管理部门、科研项目承担者以及科技信息管理部门之间要通力合作，将GF报告工作纳入本单位的科研能力建设中，作为关系本单位长远发展的一件大事。

3．2．2加强制度建设，使GF报告工作有章可循军队院所应建立《军队院所国防科技报告管理办法》等相关制度和标准规范，为GF报告管理奠定制度基础;梳理本单位制订和颁布的科研管理方面的文件，采取修订或专门发文的形式，将GF报告工作纳入其中，确保国防科技建设与管理的每一个领域和环节都有开展GF报告工作的依据和要求;提升GF报告工作与科研管理工作的融合度和收集的完整性，强化知识产权和保密管理、完善共享机制建设，推进科技报告的充分共享和交流使用。

3．3建立信息资源平台，加强GF报告的交流共享

3．3．1分级管理，严防失泄密，进行交流利用GF报告的内容不仅涉及到国防科学技术秘密，还涉及到国家、国防建设的安全利益及专有技术或敏感技术。因此，对于GF报告一定要在坚持保密守则的前提下，按照“集中检索、分布获取、分级保障、设限受控”的原则进行交流和使用［8］。可定期出版公开、内部密级的GF报告，鼓励国防武器装备研制、承制单位使用相应密级的GF报告，要求管理部门使用相应密级的GF报告等。

3．3．2建立统一的信息资源平台，促进开放共享在统一制定相关标准、规范的基础上，构建GF报告信息资源平台，建立集成融合和无缝链接的信息资源系统。在降低撰写和形式审查的难度和提升工作效率的同时，对GF报告进行信息审核和针对性开发，合理确定科技报告的共享范围和保密级别。向军队院所科研管理部门、科研人员等分级开放国防科研信息和科学数据，并由此建立军队院所自主创新知识库，依托互联(局域)网络形成分级、分层的GF报告全文信息检索系统，促进GF报告的开放与共享［9］。

3．4健全培训和奖惩机制，提升GF报告数量与质量

3．4．1加强培训，提高GF报告和数量的质量加强对科研人员的培训和指导，使其能熟练使用管理系统撰写和提交报告。重视报告的技术质量和形式质量，不断完善由科研人员、主管领导、技术专家、GF报告管理人员组成的质量控制管理体系，使之融入本单位质量管理体系建设中，确保按时高质量完成本单位的报告撰写任务。

3．4．2建立有效奖惩机制，走上良性发展轨道建立奖惩机制是GF报告体系建设良性发展的重要措施，对提高科研人员的积极性、提高报告质量具有重要作用。制订有效的政策措施，公平合理地将国防科技报告纳入本单位的技术职称和职务考核、晋升的指标体系，有效提高科研人员撰写提交报告的积极性。开展评优奖先活动，营造良好的竞争氛围，将报告撰写上交情况与科研人员和管理人员的利益相挂钩，逐渐形成写好多交报告的良好氛围。对未按要求提交报告的项目予以必要惩戒，如削减经费、取消承担延续项目的资格等，以引起项目组和科研人员的重视和警醒，促进报告撰写和上交。

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数学教学是分单元进行的，每一单元可划分为几个“知识块”，同一“知识块”的几个教学课时又有不同的侧重点或叫“知识点”。课堂练习就是要围绕每堂课的教学重点进行设计。

例如，教学“两位数的除法笔算”前两课时，重点、难点是试商。新课前的练习应为学习试商方法作知识铺垫，可这样设计：1.括号里最大能填几：30×（）〈206；2.在里填上〉或〈：32×5150；3.估算：78×8＝、206×3＝。讲授中的练习要为理解试商方法服务，可这样设计：1.说出试商过程：

附图{图}

2.如果把

附图{图}

中的27看作20来试商，要试几次？如果看作30来试商，要试几次？比较一下，怎样试商简便些。新课后的练习要起到强化试商方法的作用，可这样设计：1.说一说

附图{图}

等题该把除数看作几十来试商，再算出来；2.不用竖式计算，很快说出下面各题商几：

附图{图}

3.在里填上适当的数：÷30＝8……15，300÷＝7……20；4.下面的计算正确吗？把不正确的改正过来：

附图{图}

二、遵循认知规律设计课堂练习

每堂课的练习设计要根据知识的结构特征和学生的认知规律进行设计，做到由浅入深，有层次、有坡度，一环套一环，环环相扣。

例如，同分母分数加减法的教学，可设计以下几个层次的练习。

1.基本练习：（1）口算：1／3＋1／3、5／7－2／7、5／11＋4／11、3／4－1／4、5／9＋2／9、3／8＋7／8、b＋a／＋c／a、a／b－c／b（a、b〉0，a〉c）。（2）笔算：7／18＋13／18、13／20－7／20。

2.综合练习：（1）填空：5＋7／（）／（）＝1、（）／（）－2／5＝2／5、3／11＋（）／（）＝7／11、（）／（）－1／6＝5／6。（2）解方程：1／5＋x＝4／5、x－7／13＝5／13。

3.发展练习：仿照7／11＝（）＋（）、7／11＝（）－（），分别编出5道加法和减法计算题。

通过上述几个层次的练习，学生在简单运用、综合运用、扩展创新的过程中，理解和掌握了知识，同时也照顾到全班不同层次学生的学习水平，使他们都有收益。

三、根据智能目标设计课堂练习

多途径、多角度地训练学生思维，开发学生智力，是提高学生个体素质的需要，是课堂练习设计的重要依据。

1.设计联想题，训练学生思维的敏捷性。教师可从引导学生进行横向、纵向和逆向联想等方面设计练习题。如看到“a是b的5／6”，要求学生联想到：（1）a与b的比是5∶6（横向）；（2）b与a的比是6∶5（逆向）；（3）b是a的11／5倍（横向、逆向）；（4）a比b少它的1／6（纵向）；（5）b比a多它的1／5（纵向、逆向）；（6）a增加它的1／5与b相等（纵向）；（7）b减少它的1／6与a相等（纵向）。

2.设计多解题，训练学生思维的变通性。例如，学习分数应用题后，教师可出示应用题：“一根长64米的铁丝，剪去总长的5／8做了20个周长相等的方框架，余下的还可以做同样的方框架多少个？”并要求学生采用不同的方法来求解：

（1）用分数应用题解法求解：①20÷5／8－20＝12；②64×（1－5／8）÷（64×5／8÷20）＝12；③64÷（64×5／8÷20）－20＝12；④20÷〔5／8÷（1－5／8）〕＝12；⑤20÷（5／8÷1）－20＝12；⑥20×〔（1－5／8）÷5／8〕＝12；⑦20×（1÷5／8）－20＝12。

（2）用比例方法求解：设还可以做x个方框架，得5／8∶20＝（1－5／8）∶x。

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1.1引入实例

在讲解每一个知识点之前,通过PPT课件、视频和实物演示的方法,把日常生活中诸如音响、功率、电源、信号源等电子技术的应用实例展示给学生。让大家感性认识这一知识点,体会这个知识点并不只是在死板的书里。从而刺激学生学习的兴趣,调动学生学习的主动性。

1.2讲解基本概念和元器件的外特性

电路的基本概念和元器件的外特性是不变的,但应用是灵活的。所以讲清楚基本概念和元器件的外特性显得尤为重要。讲解基本概念时,要引出它的物理意义;例如输入电阻是指从放大电路输入端看进去的电阻,它的物理含义是它的大小表示了有用信号加入到放大电路的多少;对于元器件的讲解,比如在进行二极管的教学时,应以讲清二极管的伏安特性、应用及应用时注意事项为主,对其内部PN结的形成过程、载流子的运动规律等微观内容要略讲,甚至不讲。

1.3分析电路的特征和功能

首先要分析基本电路构成原则、特点和工作原理,是认清楚电路功能的关键。同类电路构成的原则是不变的,具体电路是多种多样的。所以采用分类学习法。根据通过对教学计划中的专业课程内容和专业岗位群所需技能的分析,模拟电子技术可以分为以下几类电路:二极管保护电路;稳压管稳压电路;放大电路;运算电路、滤波电路、信号转换电路;功放电路;整流电路;以放大电路为例:首先对这类电路进行系统的定性分析,它包括分析基本放大电路的构成原则和特点;各元器件的作用;输入输出电压的相位关系,静态工作点设置对放大电路的影响;当电路出现失真是,如何解决等;这问题进行分析

1.4分析电路性能

不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法,因而有不同的分析方法。比如放大电路,评价一个放大电路性能好坏是从电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带等性能指标来评价;如何求得这些性能指标能,针对这一类中经典的电路进行定量的分析。为了减小学习的难度,选取经典电路是采用从简单到复杂的、从理论电路到实用电路的原则,逐步进行分析;例如首先选取的顺序是基本共射放大电路、直接耦合放大电路、阻容耦合放大电路、静态工作点稳定电路和差分放大电路;定量分析是学会画交流和直流等效电路图;通过直流通路计算静态工作点,然后通过微变等效电路求出,计算出输入输出电阻和电压放大倍数等参数。

1.5应用体检

电子技术的最大价值就是实践设计,每一章安排一个精巧的实例,可用面包板动手进行实验,达到理论和实践相结合的目的,使呆板的理论变为活生生的现实,使学生们越学越有兴趣,坚定了学好这门课的决心。

2教学方法的改革

教学方法和手段的合理结合,使模拟电子技术教学更加生动、形象。从而激发学生的学习兴趣,调动了学习积极性,学生从被动地接受知识灌输,转为主动参与教学过程,对学生素质和技能的培养起到了重要作用。

2.1引入proteus仿真

对学过的经典电路,通过PROTEUS对电路进行仿真学习,既强化了知识点,也训练了技能。比如基本放大电路的分析,要设置合适的静态工作点,使信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态,输出信号才不会产生失真。但静态工作点的设置比较形象,学生的感知性较差。此时可以在理论讲述时采用PR0TEUS软件进行仿真,帮助学生理解。

2.2引导式教学方法

两节课90分钟分为三个阶段:第一个阶段用5-10分钟复习上节课讲解的重要内容,采用老师提问学生回答的方式,为了激励学生回答问题的积极性,回答问题的好坏以及积极程度计入平时成绩中;第二个阶段用于讲解上次课要求同学预习的内容;采用讨论的方式,针对大家不理解的地方给予重点讲解,这样老师可以做到有的放矢,;第三个阶段:用5-10分钟的时间,说明下次课要讲解的内容,并针对下次课内容的重点,提出几个问题让学生课下去预习,让学生有针对性的预习,对于预习中不理解的地方加以标明,让学生每次做到心中有数,哪些该重点听,哪些听一下就可以了。整个教学过程中,以学生学习为主,老师指导为辅的理念。

3考核模式的改革

除了合理安排教学内容和教学顺序以及改进教学方法外,还必须有合理的考核模式。要改变传统的评价模式,紧靠期末卷面成绩来评价一个学生学习成绩的好坏。这种模式不能及时反映学生的对知识点的掌握情况,而老师只能一味的按照自己的进度进行,会造成部分同学因跟不上进度,从而产生厌学的心理。所以要对学生学习全过程的监控,将考核融入各种日常教学实践活动中,以便能及时发现问题。在《模拟电子技术》课程考核中,从人才培养目标及课程教学目标出发,重点考核学生对单元电路的理解、分析、焊接、调试、设计等综合技能,考核方式包括平时成绩与期末笔试相结合。其中平时成绩包含出勤率、作业、实验和实验报告;期末笔试包含课本上的理论内容和重要的实验内容。另外为了更好的学习本门课程,课程结束时要求学生针对本课程做一个综合的课程设计,对于设计的要求是完成实物作品的设计和设计报告,以及完成答辩环节。中实践项目的考核一定要有答辩的环节,一方面避免学生抄袭,另一方面也能考察出学生对理论的掌握程度。

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二、意象性教学设计在实践中应注意的四个要素

1．教师要养成素材收集习惯

大千世界，无奇不有，自然天成事物“乱”象本身就具有特殊性，让学生多接触感受可以丰富对事物物象多样性的感知，改变学生因接触面窄而形成的固有视觉图式，让学生获取第一手的物象印记，为意象性表现打下基础。素材的收集不仅仅局限于自然物象，同时也要注意收集各艺术派别的艺术作品，诸如印象派、立体主义等大家作品图片资料收集，可在介绍作品成就的同时，让学生领略艺术家是如何表现客观事物与表达画家主观感受的方法。

2．教师要具有教学案例设计能力

美术新课标理念中强调：“改变课程管理过于集中的状况，实行国家、地方、学校三级课程管理，增强课程对地方、学校及学生的适应性。”因此美术教师为让学生主动参与、乐于探究、勤于动手，使学生形成基本的美术素养，激发学生学习美术的兴趣，必须具备美术教学案例设计的能力。例：《指甲长长啦》教学设计过程收集资料：2011年9月14日，美国拉斯维加斯的专业歌手克里斯•沃尔顿，艺名“公爵夫人”，在纽约公立图书馆前展示她刚破世界吉尼斯纪录的最长手指甲。她的左手指甲总长10英尺2英寸（约3.05米），右手指甲总长9英尺7英寸（约2.87米）。只需484个她左手大拇指指甲那么长就可以够到帝国大厦的顶端。分析与设计：小朋友的指甲是不可能长长的，以上的资料很吸引小朋友的眼球，从来就没有见过如此长的指甲。指甲，其长长后并没有固定模式，这些都是非常有意思的猜想，于是《指甲长长啦》这一意象性绘画教学课案例经多次修改设计完成。

3．教师要引导学生善于读“画”

意象性艺术因过多强调按照“我”感觉到的样子来表现世界、按照自己的主观意图来表现世界。因此艺术家就需要调动一切手段来表达这种感觉和意图，而不管是否与眼见的现实一致，从而产生艺术形象上的怪异性，即在表现对象时有意或无意地改变对象的自然形态，以符合自己的创作所要表达的目的，这也就是我们所熟知的夸张与变形的表现手法。教师在教学时要让学生知道，再现客观对象时，有具象表达和意象再现两大形式，教师在引导学生欣赏意象艺术作品时应更多从体会作者对事物的主观感受入手。创造美、表现美的标准不具有唯一性，从而为理解、接纳美术作品奠定感性的理论基础。

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NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution

Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.

Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor

I.引言

纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如，美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%，达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是，纳米结构（尺度小于20纳米）足够小以至于量子力学效应占主导地位，这导致非经典的行为，譬如，量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外，亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念，例如，单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是，在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向（2001）“杂志，2005年前动态随机存取存储器（DRAM）和微处理器（MPU）的特征尺寸预期降到80纳米，而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件设计和制造方案，因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小，量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加，这是我们不想要的但却是不可避免的。因此，解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件，以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件，我们肯定会获益良多。譬如，在电子学上，单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处，他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作，这导致超低的能量消耗，在功率耗散上也显著减弱，以及带来快得多的开关速度。在光电子学上，量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点，其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上，纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子，而且开启了细胞内探测的可能性，这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用，比如，铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等，也已经被提出，可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之，无论是从基础研究（探索基于非经典效应的新物理现象）的观念出发，还是从应用（受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使）的角度来看，纳米结构都是令人极其感兴趣的。

II.纳米结构的制备———首次浪潮

有两种制备纳米结构的基本方法：build-up和build-down。所谓build-up方法就是将已预制好的纳米部件（纳米团簇、纳米线以及纳米管）组装起来；而build-down方法就是将纳米结构直接地淀积在衬底上。前一种方法包含有三个基本步骤：1）纳米部件的制备；2）纳米部件的整理和筛选；3）纳米部件组装成器件（这可以包括不同的步骤如固定在衬底及电接触的淀积等等）。“build-up“的优点是个体纳米部件的制备成本低以及工艺简单快捷。有多种方法如气相合成以及胶体化学合成可以用来制备纳米元件。目前，在国内、在香港以及在世界上许多的实验室里这些方法正在被用来合成不同材料的纳米线、纳米管以及纳米团簇。这些努力已经证明了这些方法的有效性。这些合成方法的主要缺点是材料纯洁度较差、材料成份难以控制以及相当大的尺寸和形状的分布。此外，这些纳米结构的合成后工艺再加工相当困难。特别是，如何整理和筛选有着窄尺寸分布的纳米元件是一个至关重要的问题，这一问题迄今仍未有解决。尽管存在如上的困难和问题，“build-up“依然是一种能合成大量纳米团簇以及纳米线、纳米管的有效且简单的方法。可是这些合成的纳米结构直到目前为止仍然难以有什么实际应用，这是因为它们缺乏实用所苛求的尺寸、组份以及材料纯度方面的要求。而且，因为同样的原因用这种方法合成的纳米结构的功能性质相当差。不过上述方法似乎适宜用来制造传感器件以及生物和化学探测器，原因是垂直于衬底生长的纳米结构适合此类的应用要求。

“Build-down”方法提供了杰出的材料纯度控制，而且它的制造机理与现代工业装置相匹配，换句话说，它是利用广泛已知的各种外延技术如分子束外延(MBE)、化学气相淀积（MOVCD）等来进行器件制造的传统方法。“Build-down”方法的缺点是较高的成本。在“build-down”方法中有几条不同的技术路径来制造纳米结构。最简单的一种，也是最早使用的一种是直接在衬底上刻蚀结构来得到量子点或者量子线。另外一种是包括用离子注入来形成纳米结构。这两种技术都要求使用开有小尺寸窗口的光刻版。第三种技术是通过自组装机制来制造量子点结构。自组装方法是在晶格失配的材料中自然生长纳米尺度的岛。在Stranski-Krastanov生长模式中，当材料生长到一定厚度后，二维的逐层生长将转换成三维的岛状生长，这时量子点就会生成。业已证明基于自组装量子点的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子点器件的饱和材料增益要比相应的量子阱器件大50倍，微分增益也要高3个量级。阈值电流密度低于100A/cm2、室温输出功率在瓦特量级（典型的量子阱基激光器的输出功率是5-50mW）的连续波量子点激光器也已经报道。无论是何种材料系统，量子点激光器件都预期具有低阈值电流密度，这预示目前还要求在大阈值电流条件下才能激射的宽带系材料如III组氮化物基激光器还有很大的显著改善其性能的空间。目前这类器件的性能已经接近或达到商业化器件所要求的指标，预期量子点基的此类材料激光器将很快在市场上出现。量子点基光电子器件的进一步改善主要取决于量子点几何结构的优化。虽然在生长条件上如衬底温度、生长元素的分气压等的变化能够在一定程度上控制点的尺寸和密度，自组装量子点还是典型底表现出在大小、密度及位置上的随机变化，其中仅仅是密度可以粗糙地控制。自组装量子点在尺寸上的涨落导致它们的光发射的非均匀展宽，因此减弱了使用零维体系制作器件所期望的优点。由于量子点尺寸的统计涨落和位置的随机变化，一层含有自组装量子点材料的光致发光谱典型地很宽。在竖直叠立的多层量子点结构中这种谱展宽效应可以被减弱。如果隔离层足够薄，竖直叠立的多层量子点可典型地展现出竖直对准排列，这可以有效地改善量子点的均匀性。然而，当隔离层薄的时候，在一列量子点中存在载流子的耦合，这将失去因使用零维系统而带来的优点。怎样优化量子点的尺寸和隔离层的厚度以便既能获得好均匀性的量子点又同时保持载流子能够限制在量子点的个体中对于获得器件的良好性能是至关重要的。

很清楚纳米科学的首次浪潮发生在过去的十年中。在这段时期，研究者已经证明了纳米结构的许多崭新的性质。学者们更进一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法来进行纳米结构制造。这些成果向我们展示，如果纳米结构能够大量且廉价地被制造出来，我们必将收获更多的成果。

在未来的十年中，纳米科学和技术的第二次浪潮很可能发生。在这个新的时期，科学家和工程师需要征明纳米结构的潜能以及期望功能能够得到兑现。只有获得在尺寸、成份、位序以及材料纯度上良好可控能力并成功地制造出实用器件才能实现人们对纳米器件所期望的功能。因此，纳米科学的下次浪潮的关键点是纳米结构的人为可控性。

III.纳米结构尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮

为了充分发挥量子点的优势之处，我们必须能够控制量子点的位置、大小、成份已及密度。其中一个可行的方法是将量子点生长在已经预刻有图形的衬底上。由于量子点的横向尺寸要处在10-20纳米范围（或者更小才能避免高激发态子能级效应，如对于GaN材料量子点的横向尺寸要小于8纳米）才能实现室温工作的光电子器件，在衬底上刻蚀如此小的图形是一项挑战性的技术难题。对于单电子晶体管来说，如果它们能在室温下工作，则要求量子点的直径要小至1-5纳米的范围。这些微小尺度要求已超过了传统光刻所能达到的精度极限。有几项技术可望用于如此的衬底图形制作。

—电子束光刻通常可以用来制作特征尺度小至50纳米的图形。如果特殊薄膜能够用作衬底来最小化电子散射问题，那特征尺寸小至2纳米的图形可以制作出来。在电子束光刻中的电子散射因为所谓近邻干扰效应（proximityeffect）而严重影响了光刻的极限精度，这个效应造成制备空间上紧邻的纳米结构的困难。这项技术的主要缺点是相当费时。例如，刻写一张4英寸的硅片需要时间1小时，这不适宜于大规模工业生产。电子束投影系统如SCALPEL（scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography）正在发展之中以便使这项技术较适于用于规模生产。目前，耗时和近邻干扰效应这两个问题还没有得到解决。

—聚焦离子束光刻是一种机制上类似于电子束光刻的技术。但不同于电子束光刻的是这种技术并不受在光刻胶中的离子散射以及从衬底来的离子背散射影响。它能刻出特征尺寸细到6纳米的图形，但它也是一种耗时的技术，而且高能离子束可能造成衬底损伤。

—扫描微探针术可以用来划刻或者氧化衬底表面，甚至可以用来操纵单个原子和分子。最常用的方法是基于材料在探针作用下引入的高度局域化增强的氧化机制的。此项技术已经用来刻划金属（Ti和Cr）、半导体（Si和GaAs）以及绝缘材料（Si3N4和silohexanes），还用在LB膜和自聚集分子单膜上。此种方法具有可逆和简单易行等优点。引入的氧化图形依赖于实验条件如扫描速度、样片偏压以及环境湿度等。空间分辨率受限于针尖尺寸和形状（虽然氧化区域典型地小于针尖尺寸）。这项技术已用于制造有序的量子点阵列和单电子晶体管。这项技术的主要缺点是处理速度慢（典型的刻写速度为1mm/s量级）。然而，最近在原子力显微术上的技术进展—使用悬臂樑阵列已将扫描速度提高到4mm/s。此项技术的显著优点是它的杰出的分辨率和能产生任意几何形状的图形能力。但是，是否在刻写速度上的改善能使它适用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的还有待于观察。直到目前为止，它是一项能操控单个原子和分子的唯一技术。

—多孔膜作为淀积掩版的技术。多孔膜能用多种光刻术再加腐蚀来制备，它也可以用简单的阳极氧化方法来制备。铝膜在酸性腐蚀液中阳极氧化就可以在铝膜上产生六角密堆的空洞，空洞的尺寸可以控制在5-200nm范围。制备多孔膜的其他方法是从纳米沟道玻璃膜复制。用这项技术已制造出含有细至40nm的空洞的钨、钼、铂以及金膜。

—倍塞（diblock）共聚物图形制作术是一种基于不同聚合物的混合物能够产生可控及可重复的相分离机制的技术。目前，经过反应离子刻蚀后，在旋转涂敷的倍塞共聚物层中产生的图形已被成功地转移到Si3N4膜上，图形中空洞直径20nm，空洞之间间距40nm。在聚苯乙烯基体中的自组织形成的聚异戊二烯（polyisoprene）或聚丁二烯（polybutadiene）球（或者柱体）可以被臭氧去掉或者通过锇染色而保留下来。在第一种情况，空洞能够在氮化硅上产生；在第二种情况，岛状结构能够产生。目前利用倍塞共聚物光刻技术已制造出GaAs纳米结构，结构的侧向特征尺寸约为23nm,密度高达1011/cm2。

—与倍塞共聚物图形制作术紧密相关的一项技术是纳米球珠光刻术。此项技术的基本思路是将在旋转涂敷的球珠膜中形成的图形转移到衬底上。各种尺寸的聚合物球珠是商业化的产品。然而，要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比较困难的。用球珠单层膜已能制备出特征尺寸约为球珠直径1/5的三角形图形。双层膜纳米球珠掩膜版也已被制作出。能够在金属、半导体以及绝缘体衬底上使用纳米球珠光刻术的能力已得到确认。纳米球珠光刻术（纳米球珠膜的旋转涂敷结合反应离子刻蚀）已被用来在一些半导体表面上制造空洞和柱状体纳米结构。

—将图形从母体版转移到衬底上的其他光刻技术。几种所谓“软光刻“方法，比如复制铸模法、微接触印刷法、溶剂辅助铸模法以及用硬模版浮雕法等已被探索开发。其中微接触印刷法已被证明只能用来刻制特征尺寸大于100nm的图形。复制铸模法的可能优点是ellastometric聚合物可被用来制作成一个戳子，以便可用同一个戳子通过对戳子的机械加压能够制作不同侧向尺寸的图形。在溶剂辅助铸模法和用硬模版浮雕法（或通常称之为纳米压印术）之间的主要差异是，前者中溶剂被用于软化聚合物，而后者中软化聚合物依靠的是温度变化。溶剂辅助铸模法的可能优点是不需要加热。纳米压印术已被证明可用来制作具有容量达400Gb/in2的纳米激光光盘，在6英寸硅片上刻制亚100nm分辨的图形，刻制10nmX40nm面积的长方形，以及在4英寸硅片上进行图形刻制。除传统的平面纳米压印光刻法之外，滚轴型纳米压印光刻法也已被提出。在此类技术中温度被发现是一个关键因素。此外，应该选用具有较低的玻璃化转变温度的聚合物。为了取得高产，下列因素要解决：

1）大的戳子尺寸

2）高图形密度戳子

3）低穿刺（lowsticking）

4）压印温度和压力的优化

5）长戳子寿命。

具有低穿刺率的大尺寸戳子已经被制作出来。已有少量研究工作在试图优化压印温度和压力，但显然需要进行更多的研究工作才能得到温度和压力的优化参数。高图形密度戳子的制作依然在发展之中。还没有足够量的工作来研究戳子的寿命问题。曾有研究报告报道，覆盖有超薄的特氟隆类薄膜的模板可以用来进行50次的浮刻而不需要中间清洗。报告指出最大的性能退化来自于嵌在戳子和聚合物之间的灰尘颗粒。如果戳子是从ellastometric母版制作出来的，抗穿刺层可能需要使用，而且进行大约5次压印后需要更换。值得关心的其他可能问题包括镶嵌的灰尘颗引起的戳子损伤或聚合物中图形损伤，以及连续压印之间戳子的清洗需要等。尽管进一步的优化和改良是必需的，但此项技术似乎有希望获得高生产率。压印过程包括对准、加热及冷却循环等，整个过程所需时间大约20分钟。使用具有较低玻璃化转换温度的聚合物可以缩短加热和冷却循环所需时间，因此可以缩短整个压印过程时间。

IV．纳米制造所面对的困难和挑战

上述每一种用于在衬底上图形刻制的技术都有其优点和缺点。目前，似乎没有哪个单一种技术可以用来高产量地刻制纳米尺度且任意形状的图形。我们可以将图形刻制的全过程分成下列步骤：

1．在一块模版上刻写图形

2．在过渡性或者功能性材料上复制模版上的图形

3．转移在过渡性或者功能性材料上复制的图形。

很显然第二步是最具挑战性的一步。先前描述的各项技术，例如电子束光刻或者扫描微探针光刻技术，已经能够刻写非常细小的图形。然而，这些技术都因相当费时而不适于规模生产。纳米压印术则因可作多片并行处理而可能解决规模生产问题。此项技术似乎很有希望，但是在它能被广泛应用之前现存的严重的材料问题必须加以解决。纳米球珠和倍塞共聚物光刻术则提供了将第一步和第二步整合的解决方案。在这些技术中，图形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分来确定。然而，用这两种光刻术刻写的纳米结构的形状非常有限。当这些技术被人们看好有很大的希望用来刻写图形以便生长出有序的纳米量子点阵列时，它们却完全不适于用来刻制任意形状和复杂结构的图形。为了能够制造出高质量的纳米器件，不但必须能够可靠地将图形转移到功能材料上，还必须保证在刻蚀过程中引入最小的损伤。湿法腐蚀技术典型地不产生或者产生最小的损伤，可是湿法腐蚀并不十分适于制备需要陡峭侧墙的结构，这是因为在掩模版下一定程度的钻蚀是不可避免的，而这个钻蚀决定性地影响微小结构的刻制。另一方面，用干法刻蚀技术，譬如，反应离子刻蚀(RIE)或者电子回旋共振（ECR）刻蚀，在优化条件下可以获得陡峭的侧墙。直到今天大多数刻蚀研究都集中于刻蚀速度以及刻蚀出垂直墙的能力，而关于刻蚀引入损伤的研究严重不足。已有研究表明，能在表面下100nm深处探测到刻蚀引入的损伤。当器件中的个别有源区尺寸小于100nm时，如此大的损伤是不能接受的。还有就是因为所有的纳米结构都有大的表面-体积比，必须尽可能地减少在纳米结构表面或者靠近的任何缺陷。

随着器件持续微型化的趋势的发展，普通光刻技术的精度将很快达到它的由光的衍射定律以及材料物理性质所确定的基本物理极限。通过采用深紫外光和相移版，以及修正光学近邻干扰效应等措施，特征尺寸小至80nm的图形已能用普通光刻技术制备出。然而不大可能用普通光刻技术再进一步显著缩小尺寸。采用X光和EUV的光刻技术仍在研发之中，可是发展这些技术遇到在光刻胶以及模版制备上的诸多困难。目前来看，虽然也有一些具挑战性的问题需要解决，特别是需要克服电子束散射以及相关联的近邻干扰效应问题，但投影式电子束光刻似乎是有希望的一种技术。扫描微探针技术提供了能分辨单个原子或分子的无可匹敌的精度，可是此项技术却有固有的慢速度，目前还不清楚通过给它加装阵列悬臂樑能否使它达到可以接受的刻写速度。利用转移在自组装薄膜中形成的图形的技术，例如倍塞共聚物以及纳米球珠刻写技术则提供了实现成本不是那么昂贵的大面积图形刻写的一种可能途径。然而，在这种方式下形成的图形仅局限于点状或者柱状图形。对于制造相对简单的器件而言，此类技术是足够用的，但并不能解决微电子工业所面对的问题。需要将图形从一张模版复制到聚合物膜上的各种所谓“软光刻“方法提供了一种并行刻写的技术途径。模版可以用其他慢写技术来刻制，然后在模版上的图形可以通过要么热辅助要么溶液辅助的压印法来复制。同一块模版可以用来刻写多块衬底，而且不像那些依赖化学自组装图形形成机制的方法，它可以用来刻制任意形状的图形。然而，要想获得高生产率，某些技术问题如穿刺及因灰尘导致的损伤等问题需要加以解决。对一个理想的纳米刻写技术而言，它的运行和维修成本应该低，它应具备可靠地制备尺寸小但密度高的纳米结构的能力，还应有在非平面上刻制图形的能力以及制备三维结构的功能。此外，它也应能够做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而时至今日，仍然没有任何一项能制作亚100nm图形的单项技术能同时满足上述所有条件。现在还难说是否上述技术中的一种或者它们的某种组合会取代传统的光刻技术。究竟是现有刻写技术的组合还是一种全新的技术会成为最终的纳米刻写技术还有待于观察。

另一项挑战是，为了更新我们关于纳米结构的认识和知识，有必要改善现有的表征技术或者发展一种新技术能够用来表征单个纳米尺度物体。由于自组装量子点在尺寸上的自然涨落，可信地表征单个纳米结构的能力对于研究这些结构的物理性质是绝对至关重要的。目前表征单个纳米结构的能力非常有限。譬如，没有一种结构表征工具能够用来确定一个纳米结构的表面结构到0.1À的精度或者更佳。透射电子显微术(TEM)能够用来研究一个晶体结构的内部情况，但是它不能提供有关表面以及靠近表面的原子排列情况的信息。扫描隧道显微术（STM）和原子力显微术（AFM）能够给出表面某区域的形貌，但它们并不能提供定量结构信息好到能仔细理解表面性质所要求的精度。当近场光学方法能够给出局部区域光谱信息时，它们能给出的关于局部杂质浓度的信息则很有限。除非目前用来表征表面和体材料的技术能够扩展到能够用来研究单个纳米体的表面和内部情况，否则能够得到的有关纳米结构的所有重要结构和组份的定量信息非常有限。

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二、设置合理的教学情境

在小学阶段的信息技术教学中，教师如果在教学过程中尤其是课堂导入阶段采用虚拟化的主题模拟或生活中的小故事来设置教学情境，可以极大地激发学生的学习兴趣，提高学生参与的积极性。这是因为生动的教学情境更加符合小学阶段学生的特点，采用合理的情境导入教学能在最短的时间内把学生的注意力引入到课堂教学中来。例如，教师在教学《调整计划顺序》一课时，就可以通过创设“某某同学老是忘记做作业，希望通过制作一个学习计划帮助自己好好完成作业，请同学们帮忙找出他的学习计划中存在的问题”这样一个情境来导入新课，这样的课堂导入能够极大地引起学生的注意和共鸣，因为小学阶段很多的学生都有忘做作业的毛病，很多学生都有切身的体会，所以学生一下子就被拉入到了课堂中来，接下来的教学进程自然能够顺利进行，教学效率自然也会相应地得以提高。当然，如果教学情境设置得不合理，不仅达不到提高课堂效率的目的，可能还会适得其反。例如，在教学《初识逐帧动画》一课时，有的教师采用播放动画片《喜羊羊与灰太狼》来导入，虽然动画片对学生有吸引力，但是除了播放的是动画片之外，似乎找不到这个情境对学生理解逐帧动画有什么帮助，相反教师还要花另外一部分时间把学生从动画片的情节中拉回来，这样就浪费了宝贵的课堂教学时间，教学效率大打折扣。

三、构建和谐的课堂氛围

课堂纪律一直是影响小学信息技术课堂效率的主要因素之一，小学生具有活泼好动、自制力差的特点，一个小小的纪律问题可能会让整个课堂氛围发生很大的变化甚至失控。如其他学生都在练习的时候，有一位学生却在偷偷地玩游戏，如果此时教师大声呵斥他，并对该学生采取罚站等惩罚措施，一来会影响其他学生的注意力，耽误练习的时间；二来会恶化师生关系，这对课堂教学非常不利。此时，教师可以悄悄地走到该学生的身后，拍拍他的肩膀，或是小声地告诫他，这样既不会干扰其他学生练习，同时玩游戏的学生在接下来的课堂时间内也会自觉遵守纪律，课后教师再和这位学生好好地谈一谈，并再次告诫他。这样的处理将有利于培养和谐的师生关系，构建和谐的课堂氛围。当然，为了打造良好的课堂纪律，构建和谐的课堂氛围，有效地提高课堂教学效率，教师还可以抽调一部分学有余力的学生建立学生监管队伍，一来这部分学生可以帮助教师指导基础薄弱的学生，二来还可以避免这部分学生因为掌握了学习内容而想玩游戏等扰乱课堂秩序的情况的发生，同时也减轻了教师的教学和课堂管理的负担。

四、时刻关注课堂练习

在信息技术课堂教学的练习环节中，我们经常会看到一些教师自己在教师机上操作或者在机房内漫无目的地踱步。对信息技术学科而言，课堂辅导富有更深、更广的涵义，对于小学阶段的信息技术教学尤其如此。因此，在信息技术课堂教学的练习环节，教师更应该去关注学生的练习，要走到学生跟前，去发现学生在练习中出现的问题，对那些不爱说话和出现个别问题的学生要做单独辅导，而对于大部分学生都出现的问题，教师要根据实际情况对教学进行及时的调整。