纳米技术的起源
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纳米技术的起源范文第1篇
【关键词】计算机；科学与技术；发展趋势
20世纪第一台计算机的出现，标志着人类将使用机器来进行数据计算，经过几十年的努力，计算机的成本大大降低，运算速度越来越快，性能越来越好，计算机的体积大大缩小，计算机程序越来越复杂，应用领域也越来越广泛，它们减少了人们所付出的时间，极大的方便了人们的工作与生活，更成为国家综合国力的象征。随着知识经济的不断深入，计算机的发展趋势不仅继续深化，而且节奏加快。经过多年的发展，计算机的应用领域从单一化走向多元化。在现阶段，计算机科学与技术参与了社会的生产和生活的众多领域，在提升人们生活的同时，为社会的发展起到了重要的作用。
一、计算机科学与技术快速发展原因
（一）第一台计算机ENIAC诞生于美国，由于成本高、体积大、运行速度慢等原因，所以计算机没有得到推广与应用。随着时间的推移，在经济与科学技术的铺垫下，计算机得到缓慢发展，到70年代以后，计算机经过四个阶段的发展，市场相对稳定下来，有了较小的体积，较完善的操作系统，价格适宜，收到人们的欢迎。
（二）计算机的发展要追溯于“二战”时期，对信息的紧迫需要、加工和处理，减少了创造的障碍，使得资源可以促进了计算机的研发运用。随着计算机的发展，其运算速度不断加快，存储功能不断增强，使其在教育、经济以及其他各个方面迅速普及。
（三）各个国家、各个企业之间的经济竞争与技术竞争也是推动计算机迅速发展的原因之一。在当今国际社会形势下，对机制的选择和把握与计算机技术的发展密切相关，因为它可能直接影响到各方机制选择的正确性。在这种情况下，围绕计算机技术的若干选择判断依据和机制及其影响要素在同时发挥作用，选择的环境常常是敏锐的和稳定的，这也是计算机技术迅速发展的一个原因。
（四）科学家在研究计算机相关技术方面的实验中，获得了大量的理念和设计灵感，经过实践的检验，从而带来新的计算机设计理念，促进计算机技术的进步。
（五）经常连续不断地创造性活动是推动计算机考苏发展的原因之一，其本质是对大量信息进行处理的现实需求的推动之下的计算机相关的科学理论的不断更新和发展。
（六）信息共享是计算机科学与技术发展的基础，也就是说这种共享信息的建立，推动了全球所有国家对计算机科学与技术的开发与研究，在此基础上创新活动可以获得全面的资料与技术的支持，缩短研发周期，提高研究质量。
（七）新一代的技术与其他领域结合，又为了满足其需求不断地研发更新，慢慢的计算机技术成为人们生活生产及其他行业生产中重要的工具，间接与直接的促进了各个行业科学技术的发展，成为科学技术发展的基础。
二、计算机科学与技术的发展趋势
（一）智能化的超级计算机。面对大量复杂的数据计算时，普通的计算机及服务器很难完成或无法完成，这时智能计算机由于其强大的配置，多种处理器的共同作用就可以轻松完成。智能化计算机是指设计结构独特并采用平行的处理技术，对计算机这种多个数据及指令可以同时处理和分析的一种超级计算机。超级计算机在高尖端领域中，可以进行数据分析或者进行模型推演，使一些实验通过计算机的模拟就可以运行，这在很大程度上节约了时间和成本。在生活中，由于智能计算机灵活的系统，功能变得更加人性化、合理化、大众化等，可以为人们的生活和工作提供方便。例如，动画片中绚丽夺目的效果是通过超级计算机制作的。
（二）随着硅芯片技术的发展，近年来硅技术的发展潜力已接近极限。因此，新型的量子计算机、光子计算机以及纳米计算机进入人们的视线，成为人们追逐的对象。根据摩尔定律，计算机的架构与技术每隔几年就会发生一次大的飞跃，对人们的生活产生很大的影响。
（1）量子计算机的出现。量子计算机是按照量子力学原理对大量的数据进行存储、运算、分析和处理的物理型装置，它起源于对可逆计算机的研究。这种计算机开与关的状态是通过激光脉冲改变一种链状分子聚合物来体现的。与传统计算机相比，量子计算机存储的数据量非常大，其运算速度是传统计算机的十亿倍。除此之外，量子计算机在安全性及安保体系等方面的优良性能也远远高于传统计算机。
（2）光子计算机的研发。与传统计算机相比，光子计算机是利用光子进行计算，用光子代替传统计算机通过电子进行计算、传输和存储。光子计算机以光子为硬件，其运算方式是通过光子计算，不同的波长代表不同的数据，能快速处理复杂度高、计算量大的任务。光子计算机的运算速度呈上升趋势。
（3）纳米技术在高尖端领域中的应用越来越广泛，而纳米计算机是由纳米技术于计算机技术相结合而研制的。纳米元件具有体积小、质地优良、导电性强等特点，把纳米技术运用于计算机的研发中，就是在研发计算机芯片时加入纳米元件，把电动机、处理器以及传感器等部件集中在芯片上组成一个系统，可以完全替代传统的硅芯片。由于纳米级芯片组成的纳米计算机能耗非常小，几乎可忽略不计，且在性能上远远高于现有的计算机。纳米计算机的这种低造价高性能的优势是计算机发展的重要趋势，未来纳米计算机将主宰计算机市场，成为计算机市场的主力军。
三、结束语
计算机的发展趋势无处不在，从第一代计算机的问世到现代计算机的广泛应用，计算机已经经历了60多年的发展，因其低成本高效率的特点受到越来越多用户的青睐，最为明显的趋势就是网络化以及向各领域的渗透，这种趋势在国际上被称为“无处不在的计算”。未来的计算机也会像现在的马达一样，出现在每个家庭的各种电器中，成为社会发展中一个必不可少的重要工具。
参考文献
[1]蔡芝蔚.计算机技术发展研究[J].电脑与电信，2008（2）.
[2]文德春.计算机技术发展趋势[J].科协论坛（下半月）， 2008（5）.
纳米技术的起源范文第2篇
一、21世纪物理学的几个活跃领域
蒸蒸日上的凝聚态物理学
自从80年代中期发现了所谓高临界温度超导体以来，世界上对这种应用潜力很大的新材料的研究热情和乐观情绪此起彼伏，时断时续。这种新材料能在液氮温区下传导电流而没有阻抗。高临界温度超导材料的研究仍是今后凝聚态物理学中活跃的领域之一。目前，许多国家的科学工作者仍在争分夺秒，继续进行竞争，向更高温区，甚至室温温区超导材料的研究和应用努力。可以预计，这个势头今后也不会减弱，此外，高临界温度的超导材料的机械性能、韧性强度和加工成材工艺也需进一步提高和解决。科学家们预测，21世纪初，这些技术问题可以得到解决并将有广泛的应用前景，有可能会引起一场新的工业革命。超导电机、超导磁悬浮列车、超导船、超导计算机等将会面向市场，届时，世界超导材料市场可望达到2000亿美元。
由不同材料的薄膜交替组成的超晶格材料可望成为新一代的微电子、光电子材料。超晶格材料诞生于20世纪70年代末，在短短不到30年的时间内，已逐步揭示出其微观机制和物理图像。目前已利用半导体超晶格材料研制成许多新器件，它可以在原子尺度上对半导体的组分掺杂进行人工“设计”，从而可以研究一般半导体中根本不存在的物理现象，并将固态电子器件的应用推向一个新阶段。但目前对于其他类型的超晶格材料的制备尚需做进一步的努力。一些科学家预测，下一代的电子器件可能会被微结构器件替代，从而可能会带来一场电子工业的革命。微结构物理的研究还有许多新的物理现象有待于揭示。21世纪可能会硕果累累，它的前景不可低估。
近年来，两种与磁阻有关的引起人们强烈兴趣的现象就是所谓的巨磁阻和超巨磁阻现象。一般磁阻是物质的电阻率在磁场中会发生轻微的变化，而巨磁和超巨磁可以是几倍或数千倍的变化。超巨磁现象中令人吃惊的是，在很强的磁场中某些绝缘体会突变为导体，这种原因尚不清楚，就像高临界温度超导材料超导性的原因难以捉摸一样。目前，巨磁和超巨磁实现应用的主要障碍是强磁场和低温的要求，预计下世纪初在这方面会有很大的进展，并会有诱人的应用前景。
可以预计，新材料的发展是21世纪凝聚态物理学研究重要的发展方向之一。新材料的发展趋势是：复合化、功能特殊化、性能极限化和结构微观化。如，成分密度和功能不均匀的梯度材料；可随空间时间条件而变化的智能材料；变形速度快的压电材料以及精细陶瓷材料等都将成为下世纪重要的新材料。材料专家预计，21世纪新材料品种可能突破100万种。
等离子体物理与核聚变
海水中含有大量的氢和它的同位素氘和氚。氘既重氢，氧化氘就是重水，每一吨海水中含有140克重水。如果我们将地球海水中所有的氘核能都释放出来，那么它所产生的能量足以提供人类使用数百亿年。但氘和氚的原子核在高温下才能聚合起来释放能量，这个过程称为热核反应，也叫核聚变。
核聚变反应的温度大约需要几亿度，在这样高的温度上，氘氚混合燃料形成高温等离子体态，所以等离子体物理是核聚变反应的理论基矗1986年美国普林斯顿的核聚变研究取得了令人鼓舞的成绩，他们在TFTR实验装置上进行的超起动放电达到20千电子伏，远远超过了“点火”要求。1991年11月在英国卡拉姆的JET实验装置上首次成功地进行了氘氚等离子体聚变试验。在圆形圈内，2亿度的温度下，氘氚气体相遇爆炸成功，产生了200千瓦的能量，虽然只维持了1.3秒，但这为人类探索新能源——核聚变能的实现迈进了一大步。这是90年代核能研究最有突破性的工作。但目前核聚变反应距实际应用还有相当大的距离，技术上尚有许多难题需要解决，如怎样将等离子加热到如此高的温度？高温等离子体不能与盛装它的容器壁相接触，否则等离子体要降温，容器也会被烧环，这就是如何约束问题。21世纪初有可能在该领域的研究工作中有所突破。
纳米技术向我们走来
所谓纳米技术就是在10[-9]米（即十亿分之一米）水平上，研究应用原子和分子现象及其结构信息的技术。纳米技术的发展使人们有可能在原子分子量级上对物质进行加工，制造出各种东西，使人类开始进入一个可以在纳米尺度范围，人为设计、加工和制造新材料、新器件的时代。粗略的分，纳米技术可分为纳米物理、纳米化学、纳米生物、纳米电子、纳米材料、纳米机械和加工等几方面。
纳米材料具有常规材料所不具备的反常特性，如它的硬度、强度，韧性和导电性等都非常高，被誉为“21世纪最有前途的材料”。美国一研究机构认为：任何经营材料的企业，如果现在还不采取措施研究纳米材料的开发，今后势必会处于竞争的劣势。
纳米电子是纳米技术与电子学的交叉形成的一门新技术。它是以研究纳米级芯片、器件、超高密度信息存储为主要内容的一门新技术。例如，目前超高密度信息存储的最高存储密度为10[12]毕特／平方厘米，其信息储存量为常规光盘的10[6]倍。
纳米机械和加工，也称为分子机器，它可以不用部件制造几乎无任何缝隙的物体，它每秒能完成几十亿次操作，可以做人类想做的任何事情，可以制造出人类想得到的任何产品。目前采用分子机器加工已研制出世界上最小的（米粒大小）蒸汽机、微型汽车、微型发电机、微型马达、微型机器人和微型手术刀。微型机器人可进入血管清理血管壁上的沉积脂肪，杀死癌细胞，修复损坏的组织和基因。微型手术刀只有一根头发丝的百分之一大小，可以不用开胸破腹就能完成手术。21世纪的生物分子机器将会出现可放在人脑中的纳米计算机，实现人机对话，并且有自身复制的能力。人类还有可能制造出新的智能生命和实现物种再构。
“无限大”和“无限斜系统物理学
“无限大”和“无限斜系统物理学是当今物理学发展的一个非常活跃的领域。天体物理和宇宙物理学就属于“无限大”系统物理学的范畴，它从早期对太阳系的研究，逐步发展到银河系，直到对整个宇宙的研究。热大爆炸宇宙模型作为本世纪后半叶自然科学中四大成就之一是当之无愧的。利用该模型已经成功地解释宇宙观测的最新结果。如宇宙膨胀，宇宙年龄下限，宇宙物质的层次结构，宇宙在大尺度范围是各向同性等重要结果。可以说具有暴胀机制的热大爆炸宇宙模型已为现代宇宙学奠定了一定的基矗但是到目前为止，关于宇宙的起源问题仍没有得到解决，暴胀宇宙论也并非十全十美，事实上想一次就能得到一个十分完善的宇宙理论是很困难的，这还有待于进一步的努力和探索。
“无限大”系统物理学还有两个比较重要的问题是“类星体”和“暗物质”。“类星体”是1961年发现的，一个类星体发出的光相当于几千个星云，而每个星云相当于1万亿个太阳所发出的光，所以对类星体的研究具有十分重大的意义。60年代末，科学家们发现一个编号为3C271的类星体，一天之内它的能量增加了一倍，到底是什么原因使它的能量增加如此迅速？有待于21世纪去解决。“暗物质”是一种具有引力，看不见，什么光也不发射的物质。宇宙中百分之九十以上的物质是所谓的“暗物质”，这种“暗物质”到底是什么？我们至今仍不清楚，也有待于下世纪去解决。
原子核物理和粒子物理学则属于“无限斜系统物理学的范畴，它从早期对原子和原子核的研究，逐步发展到对粒子的研究。粒子主要包括强子（中子、质子、超子、л介子、K介子等）、轻子（电子、μ子、τ轻子等）和媒介子（光子、胶子等）。强子是对参与强相互作用粒子的总称，其数量几乎占粒子种类的绝大部分；轻子是参与弱相互作用和电磁相互作用的，它们不参与强相互作用；而媒介子是传递相互作用的。目前，人们已经知道参与强相互作用的粒子都是由更小的粒子“夸克”组成的，但是至今不能把单个“夸克”分离出来，也没有观察到它们可以自由地存在。为什么“夸克”独立不出来呢？还有一个不能解释的问题是“非对称性”，目前我们已有的定理都是对称的，可是世界是非对称的，这是一个有待于解决的矛盾。寻找独立的夸克和电弱统一理论预言的、导致对称性自发破缺的H粒子、解释“对称”与“非对性”的矛盾，是21世纪粒子物理学研究的前沿课题之一。
从表面上看“无限大”系统物理学与“无限斜系统物理学似无必然的联系。其实不然，宇宙和天体物理学家利用广义相对论来描述引力和宇宙的“无限大”结构，即可观察的宇宙范围；而粒子物理学家则利用量子力学来处理一些“无限斜微观区域的现象。其实宇宙系统与原子系统在某些方面有着惊人的相似性。预计21世纪“无限大”系统物理学将会与“无限斜系统物理学结合得更加紧密，即宏观宇宙物理学和微观粒子物理学整体联系起来。热大爆炸宇宙模型就是这种结合的典范，实际上该模型是在粒子物理学中弱电统一理论的基础上建立起来的。可以预计，这种结合对科技发展和应用都会产生巨大的影响。
二、跨世纪科学技术的发展趋势
科学技术能否取得重大突破的关键取决于基础科学的发展。所以，首先必须重视基础科学的研究，不能忽视更不能简单地以当时基础科学成果是否有用来衡量其价值。相对论和量子力学建立时好像与其他学科和日常生活无关，直到20世纪中期相对论和量子力学在许多科学领域中引起深刻的变革才引起人们的足够重视。可以说，20世纪几乎所有的重大科技突破，像原子能、半导体、激光、计算机等，都是因为有了相对论和量子力学才得以实现。可以说，没有基础科学就没有科学技术、社会和人类的发展。
20世纪重大科技成果的成功经验证明，不同学科间的互相交叉、配合和渗透是产生新的发明与发现，解释新现象，取得科学突破的关键条件之一。例如，核物理与军事技术的交叉产生了原子弹；半导体物理与计算技术的交叉产生了计算机。可以预计，21世纪待人类掌握核聚变能的那一天，一定是核物理、等离子体物理、凝聚态物理和激光技术等学科的交叉和配合的结果。这也是21世纪科学技术的发展趋势之一。
纳米技术的起源范文第3篇
【关键词】Seminar教学法 研究生教学 纳米表面工程
【中图分类号】G643 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）33-0012-03
随着我国研究生教育事业的不断发展，为国家社会经济发展输送了大量的高层次人才。作为高层次人才培养的主要渠道，研究生教育对未来社会发展起着举足轻重的作用。为了提高研究生的培养质量，必须注重研究生的教育创新，探索研究生教学的新方法，加强研究生能力的培养。
一 Seminar学习理论及其特征
1.Seminar教学法的内涵
Seminar教学法起源于18世纪的近代德国。Seminar意为“研究生为研究某问题而与教授共同讨论之班级”，也即“专题讨论会”、“研究班”或“研究班课程”，是一种结合教学活动进行的研习方式或在教学过程中开展学术研究的一种制度。Seminar通常由一名研究专家向学生提出问题或鼓励学生自己发现问题，然后在其指导下进行解决问题的活动。这种制度是以学生探讨为主的双向、多向的交流过程，是充分体现学生主体地位的教学模式。一节典型的Seminar实施的课堂一般由主持人介绍、主题报告宣讲、回应人发言、限时辩论与交流、总结与评点五部分组成。
2.Seminar教学法的主要特征
第一，教学与科研的统一。教学与科研的统一是Seminar的重要特征，教学与科研的结合在Seminar中得到充分、完美的结合。在Seminar中，教授与研究生完全改变了传统教学中的师生关系，因为教学是一个追求真理的过程，必须通过教授与研究生的研究探讨，逐步接近真理。对于选中的具体专题，教授与研究生必须明确关于这个专题前人已有的研究成果；前人已有成果的理论背景；这些理论成果有什么现实意义；如何利用别人的成果进行新的探索。这样就很好地把教学与科研完美地结合在一起，教学的过程同时也是师生共同研究的过程，二者紧密结合，不可分割。
第二，强调研究生科研能力的培养。Seminar注重研究生独立科研能力的培养。在Seminar中，教授不再以告知的方式灌输知识，转而重视研究生的独立研究及思考能力；对于每一个由研究生和教授共同确定的专题，研究生必须花费大量时间搜集资料，然后对资料进行分析整理，对前人的成果进行反思，最后提出自己的观点。这一过程是研究生独立研究的过程，可以更好地培养研究生独立学习和科研的能力，只有在研究生出现问题的时候教授才做适当的指导。
第三，注重研究生的互动与合作，师生关系平等融洽。Seminar是以小组讲座的形式进行的，这种形式为研究生的交流合作提供了多向互动的平台，它可以全方位地调动小组成员的参与热情，在激烈的探讨中激发小组成员对于问题的不同见解，促进研究生发散性思维的形成，从而激发研究生对此类问题的连锁反应，形成良好的探讨氛围。在探讨的过程中，由于教授不是以权威方式作用在讨论过程中，因此Seminar成员之间具有平等合作的基础。Seminar为研究生之间的互动提供了必要的平台，在互动过程中小组成员之间思想的碰撞就可能形成多样的解释，而每一种思想都有它独到的价值。Seminar为参与者提供了合作空间，它将合作精神引入学习生涯，有利于实现和强化合作思想。在Seminar中教授主要的作用在于控制课堂的进程，对小组成员间的讨论做进一步的指导，并最终在讨论结束后进行总结，在这一过程中，师生之间是平等的、协商的关系。
二 纳米表面工程课程
1.课程基本情况
纳米表面工程是装甲兵工程学院硕士、博士研究生材料科学与工程专业的一门专业基础课程，在第一学期开设，学时为40课时。
通过课程学习，主要使学生了解纳米表面工程研究现状及其在民用工业和武器装备中的应用，熟悉纳米颗粒材料表面改性常用的技术方法，熟悉材料表面纳米薄膜、纳米复合涂层、纳米结构涂层等纳米涂覆层的分析和表征方法，了解各种纳米表面工程技术，重点掌握纳米硬膜技术、微/纳米热喷涂技术、纳米复合镀技术、纳米技术、纳米自修复技术等装备中已经取得成功应用的纳米表面工程技术，掌握纳米表面工程技术设计的基本原则，能够针对装备维修和再制造问题设计和选择纳米表面工程技术。
2.课程教学特点
从纳米表面工程的教学内容来看，作为一门专业基础课程，具有如下特点：
第一，涵盖内容广泛。纳米表面工程的教学内容涉及的学科专业知识如图1所示。由图1可知，纳米表面工程所涵盖的学科专业知识十分广泛。由于研究生入学前的知识结构各不相同，学习基础不一，因此学习本门课程只能针对研究生阶段的研究方向有重点地学习。而对于一名授课教师教授如此广泛的专业知识，也有很大的难度。
第二，各章教学内容相对独立，自成体系。由图1可以看出，《纳米表面工程》课程的教学内容建立在纳米材料特性及制备技术、分析技术等知识基础上，由相对独立的纳米硬膜技术、纳米热喷涂技术、纳米复合镀技术、纳米固体技术、纳米粘接技术、纳米复合功能涂料技术、金属表面自身纳米化技术等所组成。每种技术自成体系，有相对完善的理论知识、研究方法和研究成果。
三 Seminar理论在纳米表面工程课程教学中的应用
为充分培养研究生的自学能力和创新能力，我们提倡将教学过程分为课堂教学和课题研究两个部分。课堂教学主要以教师讲授、学生研究报告和课堂讨论为主，主要在课堂内进行。课题研究主要以学生分组展开与课程相关课题研究为主。教师选择课程相关领域前沿研究的热点问题，组织学生展开讨论，并选择若干具体的方向组织学生展开研究，课题研究主要在课外进行。纳米表面工程课程Seminar组织过程如图2所示。
这种激发学生主观能动性的教学过程，一方面要求研究生课前进行广泛的阅读和认真的准备；另一方面主要通过讨论、专题研讨等方式培养学生的创造性思维，在课堂上锻炼学生的自学能力、创新能力和表达能力。
下面以纳米表面工程中的纳米复合镀技术一章的Seminar交流教学过程进行说明。
1.交流内容调研
一般而言，调研内容分为基础理论调研、国内外研究进展调研、目前存在的问题或需要改进的内容调研、应用情况调研等。
第一，基础理论调研。基础理论是本次交流内容的理论基础，应该简要介绍，而且要深入浅出。就纳米复合镀技术一章而言，所涉及的基础理论包括电化学理论、电镀理论、复合镀理论、化学镀理论等基础理论，结合纳米技术的发展进行总结和梳理。
第二，国内外研究进展调研。介绍国内外相关技术的研究发展历程及最新研究进展，通过这方面的介绍，使参加交流人员对交流内容有一个全面的认识。纳米复合镀交流内容调研流程图如图3所示。
第三，目前存在的问题或需要改进的内容调研。对于交流内容中所存在的问题，交流者应该进行总结，并进行客观的表述。这部分内容也是后续交流环节的主要内容，应该列为重点，也是准备工作的难点所在。
第四，应用情况调研。纳米表面工程这门课程与工程应用结合十分紧密，其发展也是以工程应用为背景和牵引进行的。因此，对于课程中涉及的每种技术都要结合工程应用情况进行详细介绍，不要让理论变为空中楼阁。
2.交流PPT内容制作
在交流PPT内容制作方面，主张以课本内容为主线，同时加入调研内容和自己的见解。一些对交流内容比较熟悉的学生，可以根据自己的理解进行内容安排。
3.交流与讨论
第一，汇报时间。一般而言，每次交流汇报时间安排为2课时。其中汇报时间应该控制在30～50分钟。时间过短，不利于深入分析知识点；时间太长则不能为交流提供充分的讨论时间。
第二，讨论方式。讨论方式可以分为两种。一种是边交流边讨论。此种讨论方式解决问题的时效性较强，不会出现遗忘情况。另一种是汇报完毕后集中讨论。这种讨论交流方式会增强问题的针对性和系统性，也会引起讨论的广泛性。
在组织过程中，教师可以针对情况灵活选取，以提高教学效果。
4.内容完善与再交流
根据讨论情况，汇报者要进行总结，课下针对建议内容进行再调研、再学习、再总结，教师可酌情组织简短的课上交流或课下交流，确保讨论问题得到有效解决。
在纳米复合镀一章教学中，讨论的问题主要有：（1）“纳米复合镀技术”的定义；（2）纳米材料在镀液中的应用与表征方法；（3）纳米颗粒在镀层中的强化机理。
针对以上讨论比较热烈的问题，教师主要明确以下几个问题：（1）定义、理论、论据的确切参考文献；（2）参与讨论的论点的科学性与正确性；（3）对交流内容提出改进意见和建议。
5.教学效果
该教学法已经在3轮博士、硕士研究生课程中进行了试点改革。在2013级博士教学过程中，对参与教学的7名博士研究生进行了问卷调查。结果如图5所示。7名博士生中，有6人认为该种教学方式有利于所学知识的巩固；6人认为能够开阔思路，通过讨论他人研究成果中出现的问题和失误，指导自己今后的课题研究工作；所有人都认为通过该课程教学掌握了更多有效的科研工作方法。
四 小结
通过Seminar课堂教学实践，主要有如下心得体会：
第一，Seminar教学法比较适合研究生课程尤其是公共基础课程的教学。参与讨论的学生可以找到较多的共鸣点，容易引发讨论。
第二，Seminar教学法的实施离不开细致全面的准备。尽管准备工作并不是课堂教学的一个部分，但是准备工作的作用是不能忽视的，它能够直接影响课堂教学的顺利推进。前期准备工作做得认真仔细的学生，在课堂讨论的时候占据了比较大的优势，陈述也更加全面，辩驳更加有力。
第三，教师实施Seminar教学法的时候需要做好以下几个方面的工作。一是要制定一个全面的教学计划。二是在汇总整理材料的时候要认真分析。三是教师在开场介绍的时候要平铺直述，不做任何评价、不带任何观点，避免由于教师的主观好恶对参与者造成心理影响，影响学生的自我判断。同时，教师应该鼓励学生尽可能多地提出怀疑和反对意见，在讨论过程中为意见的交锋创造良好的气氛。四是要善于引导学生，驾驭整个课堂。
参考文献
纳米技术的起源范文第4篇
关键词：计算机技术；发展；原因
现代化社会中计算机科学技术的应用非常广泛，计算机技术应用开启了人类信息化的时代，具有非常大的贡献，而计算机信息技术的内涵并不局限于创建研发的计算机硬件系统和开发的软件工具，同时也是实现信息化和数字化的重要手段。
1计算机技术发展的概述
在计算机领域中，计算机运用的方法、技术等手段都可以称之为计算机技术，计算机快速发展的原因也是多种多样的，其中有两个重要的原因，一方面是计算机持续不断的创造，另一方面是计算机技术选择的机制，围绕计算机的选择是具有鲜明的稳定性和迅速的特点，计算机技术的发展变化是选择驱动的，人们对于计算机技术进行有效的创造和选择要超过计算机科学技术的本身，就要扩展到多方面，选择与社会认同相互协调的发展。
1.1计算机技术连续性的创造活动
近年来我国计算机技术发展的速度非常迅猛，快速发展的原因之一就是连续性的创造活动，创造活动经常性的出现使得计算机科学技术得到了良好的发展环境，为计算机科学技术的发展奠定了基础，现实生活中对计算机需求的驱动认识可以更详细的了解计算机技术的发展，而经常性的创造活动也可以通过信息的共享来做出合理的解释。计算机的不断创新是需要动力的，而这种动力是依靠着需求的增加从而实现计算机技术的创新，二战时对信息紧迫的需求加速了计算机技术革新的步伐，大大的减少了创造的障碍，使得计算机基本的技术可以有效的利用资源进行试验，促进了计算机的出现。初期的研究人员对计算机技术的研究与开发广泛的应用在大公司、政府等部门，随着社会发展的需求，计算机技术革新的范围不再局限于国家政府等大的机构，逐渐向大众发展，转变为民用，同时也促进了计算机技术工业的发展。计算机技术应用在许多尖端的科技上，比如物理、数学甚至化学方面，这就对计算机的设计及性能提出了更高的要求，使得创造性活动连续性的出现。
1.2计算机技术分组交换的产生
现代信息技术的核心是计算机技术在硬件与软件的设计开发上面，应用范围广、设计精读高是计算机典型的特征，能够实现现代化建设的需求，经过几十年的发展，计算机已经应用在人类生活的方方面面，人类的生产活动离不开计算机技术的应用，这在一定程度上改变了人们的生活方式，促进了科学的新进展。存储转发技术是通过分组交换来实现的，人们在使用计算机发送报文的时候，可以将想要发送的文件分成不同的组别，在网络中传送。在信息分组的过程中，技术人员首先要注意控制信息，基于标记是分组交换的重要特征，结点交换机和连接这些交换机的链路共同组成了一个分组交换的网络，从概念上分析就是一个结点相当于一个小型的计算机，而用户的信息是需要通过主机来进行处理，结点交换机的作用是实现分组的交换。输入的端口没有直接连接输出的端口，处理的过程有别于其他程序，首先要将分组放入缓存，通过结点交换机暂时存储在交换机的存储器中，提高了计算机运行的速率，再通过分组交换信息完成信息的传输，动态的分配传输信息。
1.3计算机技术快速发展中的创造
在人们熟知的计算机行业中，每一次计算机科学技术的革新都意味着提前占据市场，计算机技术主要的表现形式也是竞争的压力与利润最大化的需求，而计算机技术的发展进步也要超过市场实际的需求，只有比实际市场需求发展的更快才能够提高计算机技术的创新活动，驱动了计算机科学技术的创造，而市场的需求也无疑是为计算机技术创造活动提出了更高的要求。充分的对计算机技术认识和了解有助于计算机技术的发展，工程师往往在设计出新的计算机功能时，需要通过大量的实践来完成计算机科学技术领域的革新，极为可观的设计中往往暗含的科学知识非常丰富，对于可行性的要求需要通过真实的检验，以理论为基础，结合实际，科学合理的利用有效的资源实现计算机技术的创造。其次，计算机科学技术的发展主要是将新的技术要转化为产品，将产品运用到计算机技术当中提高下一代计算机技术的研发效率，缩短了计算机技术研发的周期，为计算机技术的创造提供了更好的平台，加快了计算机技术创新活动的步伐。
2计算机技术发展应用的趋势
上文就计算机技术发展迅速的原因及创造进行了简单的阐述，通过分析可以看出计算机快速发展的原因之一是经常性的、连续性的创造活动的出现，在计算机快速发展的过程中，重要的影响因素是计算机实际的市场需求，要求计算机技术发展要有稳定的、迅速的选择机制，这样就可以在激烈的市场竞争中做出正确的判断，而计算机价值在达成共识的这段时间里，许多不确定的因素也会影响到选择的机制，导致了计算机技术快速的发展。
2.1影响计算机技术发展选择的因素
计算机创造发生的原动力是需求因素的影响，而由于需求的涌现，计算机技术产品在研发和创造的过程中会考虑到现实的需求，非常容易受到创造主体、经济因素和文化背景的影响。社会不断的支持创造，而创造发生的同时也会受到来自外部市场因素的干扰，设计师和组织者由于受到组织规模和社会文化等因素的制约，严重的影响了计算机技术的创造。为了可以实现计算机技术全面的发展，研究人员加入了纳米技术的应用，纳米技术对于计算机系统的结构有非常大的帮助，使得系统的结构更加完善，在计算机系统集成的应用方面改善了计算机处理的效率，大力的发展纳米技术可以拓宽计算机科学技术研究的领域，创立新型的计算机系统，比如量子计算机系统、生物计算机系统等。使得计算机技术有了突破性的飞跃，性能大幅度得到提升，在预算效率与存储能力方面比之前的计算机系统性能提升好几倍。同时也改变了计算机系统的结构，目前人们接触到的主流计算机系统结构是并行计算模式，而集群系统结构的应用给人们带来方便的同时也提升了用户信息的安全性。
2.2计算机技术发展选择的机制
计算机技术的创造需要与企业组织协同化的发展，计算机技术的体系随着社会的发展逐渐从专有转变为开放，其相应的管理体系也随着计算机技术的开放改变了传统的管理模式，计算机的组织、文化以及结构都发生了相应的调整，不再使用原来封闭专有的技术体系，大量创造活动的出现发生的环境是一个协同化的社会环境，人类还需要更多的可行技术，使得计算机技术的发展面临多重的选择。计算机技术的发展和起源都来自于军事，同样计算机技术也服务于军事，应用的范围非常广泛，适用于各个行业。新的技术发展对现代军事的人才培养以及现代化军事的战争都起到了非常重要的影响，先进的计算机科学技术不断的创新和应用使得军事的信息化和战斗力有了明显的提升。计算机技术发展的选择机制也需要考虑到经济上的影响因素，人类生产活动中不能缺少了资源，资源是一切创造物质和发展的基础，计算机技术的发展也需要利用提供的资源满足发展的需求，涉及到信息的来源、渠道、信息整理等。人们可以利用计算机网络的平台实现网络上商品的买卖，实现了跨空间的互联，提高计算机技术的创新，开启了人类互联网智能化的新时期。
2.3计算机技术选择机制的明晰性及实践性
计算机技术选择的环境是非常稳定和敏锐的，这是计算机技术发展迅速的一个原因。在实践方面，计算机技术被用户和市场同时进行选择，市场选择判断的依据是优于其他的计算机技术，这样的经济竞争就相当于技术上的竞争。由于选择是复杂的，社会认同接受的同时也要考虑到计算机物性上技术的先进性。满足用户的需求需要经过社会上的实践，理论自然的进行选择分析来为用户提供更好的服务。计算机技术不仅仅是实践的，同时也是认识的，这就造成了在选择过程中实质会变得复杂化，一方面选择判断的依据是适合计算机用户的需求，另一方面选择判断的依据是能够解决实际的问题，所以在选择的过程中要进行必要的控制，计算机用户的团体具有多样性的特点，为了满足计算机技术的发展，要建立信息的共享，以便于计算机技术在应用中繁荣发展，通过不断的尝试和实践，突破单一的发展形势，使得计算机技术体系发展更为完善，选择的机制也更为稳定明显。
2.4计算机技术多媒体的持续性
计算机技术多媒体的性能也将得到飞速的发展，多媒体性能将得到持续拓展，服务器的系统、路由器的设施以及各类转换器的互联网结构都要得到相应的调整，使得计算机技术整体的水平有了显著的提升。计算机技术的应用开启了人类互联网的时代，改变了人们以往传统的交流和获取信息的模式，人们逐渐通过互联网主动的获取信息，加入到互联网系统当中，其次，蓝牙、网络技术的研发也为人们的信息交流提供了便利，而多媒体技术手段、无线电技术和数字信息化的应用拓宽了计算机科学技术的发展领域，实现了全面的更新发展。在工程学科和应用学科中，计算机技术的发展要与实践相结合，能够及时的发现计算机技术应用的问题并得到有效的解决，促进了计算机科学技术的发展。多媒体技术的系统也逐渐转向智能化和嵌入化的发展模式，实现了多媒体计算机技术的标准化。使得计算机更好的服务人类，给人类提供更多的帮助。
3总结
计算机的发展直接影响着人类的生活，现如今计算机已经成为人们工作中不可或缺的一部分，同时也改变了人类的生活，加速了现代文明前进的步伐。现代社会完成的一系列生产活动是需要通过计算机科学技术来实现的，对于现代社会的发展具有非常重要的支持作用，而这种支持的作用也会随着时间的推移表现的越来越明显，我国要把握好计算机发展迅猛的势头，合理的利用资源，理清计算机科学技术发展的方向与脉络，结合实际，使得计算机科学技术有效全面的应用在人们活动生产的各个领域，加快我国现代化社会建设的步伐。
参考文献：
[1]赵耀龙,赵文娟.计算机技术发展现状及未来趋势探析[J].西部资源,2014,(5):141-142,148.
[2]贾世静.计算机科学与技术发展趋势研究[J].科学与财富,2012,(6):66.
[3]李继勇.构建计算机现代化教学模式分析[J].电脑知识与技术,2013,(33):7510-7511.
[4]姚学峰.对计算机技术发展迅速原因的探析[J].科学中国人,2015,03:127.
纳米技术的起源范文第5篇
“中国高校十大科技进展”评选活动是由教育部科学技术委员会组织开展的，目的在于及时宣传中国高等学校的重大科技成果，充分展示高等学校在我国科技创新方面的实力，鼓励高等学校提高科技创新能力。自1998年首次评选以来，活动对提升高校科学技术整体水平，推动高校的科技进步发挥了积极的作用，并在社会上产生了较大的影响。
聚焦 禽流感病毒可以母传胎儿且造成多器官感染
主持单位：北京大学
所属领域：医学领域
北京大学顾江教授等首次证明禽流感病毒有人传人的潜质，同时发现该病毒能感染包括大脑神经元在内的多种器官和细胞。这些发现对禽流感――这一新发传染病的预防、诊断和治疗有指导意义
高致病性禽流感是一种致死率极高的新发传染病。一旦爆发将可能导致数百万人的死亡。禽流感能否在人际间传播是它能否爆发的关键，这一直是医学界关注的焦点。最近，北京大学基础医学院院长顾江教授领导的课题组在对禽流感尸体解剖的分子病理学研究方面取得重要突破。成果于2007年9月29日刊登于著名的《柳叶刀》杂志上，引起世界高度关注。
顾江等率先发现禽流感病毒能穿过胎盘感染胎儿，由于胎儿在基因、表现型、血型等方面都是与母亲不同的人。所以这项成果首次证明H5N1病毒具有人传人的潜力。此外，他们还发现H5N1不仅感染肺脏，还感染气管、大脑、血细胞和肠道等肺部以外器官，从而证明禽流感是全身性疾病。
上述发现被该领域专家认为是近年来禽流感研究方面最具实质性的进展，对疾病的预防、诊断、治疗等都有重要指导意义。该成果一经发表，立刻被全球主流媒体广泛报导，路透社、法新社、美联社、新华社、以及《自然》等杂志和凤凰卫视等其他许多专业和大众传媒纷纷以不同语言对这一发现给予报导和评论，互连网上更是转载无数。这一重要发现使我国在新发传染病的分子病理学领域的研究处于世界领先地位，成为近年来源自中国的最具有世界影响的医学科技进展。
聚焦 高端彩色打印控制关键技术
主持单位：北京大学
所属领域：信息领域
本项目是一项集计算机图形图像处理技术、高速数据处理技术、数码打印控制技术于一体的系统性原创成果，获得多项发明，打破了该领域一直被国外技术垄断的局面
高端彩色打印控制关键技术是数码印刷技术中保证印刷效率和质量的核心技术，相当于数码印刷的“CPU”。技术难度大。长期被国外公司所垄断。
由北京大学杨斌副研究员领导的研究、开发队伍。在国家科技支撑计划、电子信息产业发展基金等方面的支持下，与方正集团开展产学研合作，凭借北京大学计算机科学技术研究所在相关方面三十多年的技术积累，针对国外技术的不足，研发具有自主知识产权的高端彩色打印控制技术并获得成功，一举打破国外公司的技术垄断，已有12项专利获授权，申请并获受理的发明专利有25项(其中9项国际专利)，初步形成完整的知识产权保护体系。
在2007年5月信息产业部主持的技术鉴定中认为该技术“填补了我国的空白，其整体技术水平达到了国际先进水平，在图像半色调网点调制技术、图形文字边缘增强技术、并行处理效率等方面居领先水平”。高端彩色打印控制关键技术研制成功后，不仅在国内获得广泛应用，促进了我国数码印刷技术与产业的发展；而且成功进入国际市场，被世界上著名的数码印刷设备制造商采用，并正与多家跨国公司进行洽谈合作。三年来合计软件销售收入近亿元，其中64％来自国际市场。
聚焦 首次发现共价键晶体及非晶结构一维纳米材料的大应变塑性形变
主持单位：北京工业大学
所属领域：材料领域
本项目是一项集现代电子显微学原位表征与纳米材料新异物理性能研究于一体的原创性成果，为现代纳米材料性能表征提供了新途径
一维纳米材料作为具有新异物理性能的纳米器件的基本结构单元，引起世界各国的广泛重视。北京工业大学张泽院士和韩晓东教授领导的研究组，紧密围绕国家中长期科学技术发展规划研究方向，在原位外场作用下纳米材料物理性能与显微结构间关系研究上，取得了突破性进展。发明了一种集现代电子显微学原位表征与纳米材料新异物理性能研究于一体的新方法。
在原子尺度对单体一维纳米材料力学等性能进行外场作用下原位表征测量，是当今国际纳米科学研究的瓶颈性难题之一。该研究小组发明了几项颇具特色的纳米操作技术，并成功用于Si和SiC等重要半导体纳米线在外场作用下力学性能与原子尺度显微结构间关系研究，取得了突出创新性成果。他们惊奇地发现，作为现代信息基础材料的硅这种脆性材料，达一维纳米尺度时，在拉应力外场作用下，也可发生室温脆－韧转变，甚至呈现超常塑。同样，碳化硅在一维纳米尺度也呈现这种室温超塑性。这类共价键结构半导体纳米线的超常塑，是伴随缺陷和非晶态转变等一系列结构演变而产生的。
这些新方法，不仅对在原子尺度认知新异物理现象与显微结构间关系，而且对它们在先进半导体领域的新应用，将提供重要的试验和理论依据。
聚焦 铁路综合数字移动通信系统(GSM―R)理论、关键技术及工程应用
主持单位：北京交通大学
所属领域：交通领域
本项目在GSM-R技术引进消化基础上，从理论创新，到技术创新与工程应用，取得一系列原创成果，开辟了中国铁路交通数字移动通信发展新局面
由北京交通大学钟章队教授领导的团队，在国家自然科学基金、铁道部重大研究计划等方面的支持下，在“铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)理论、关键技术及工程应用”上取得了突破性进展。该成果是一项集理论创新、技术创新与工程应用于一体的系统性原创成果。
随着中国铁路快速发展，高速铁路、客运专线、青藏铁路、重载运输对于铁路无线通信技术发展提出新的要求，传统模拟无线通信存在同频干扰、可靠性差及功能单一问题，已无法满足需要，中国铁路无线通信技术的发展面临一系列新的难题和挑战，需要更新换代。
钟章队教授率领的团队，理论上提出分布式智能呼叫接纳控制理论、无线场强覆盖测量可靠评估方法、中国铁路信息化数据传输体系架构等，开创了GSM-R理论研究新方向；在国际铁路重载运输领域，首次采用安全电路数据会议技术，开发出基于GSM-R平台的网络化无线机车同步操作控制地面应用节点和车载通信单元等设备，彻底解决了大秦线重载运输铁路沿线隧道、山区、丘陵等特殊地段的可靠通信问题，创造了显著的经济和社会效益根据国家青藏铁路建设需要，运用理论研究成果开发出新的测量及监测设备，获取了大量
珍贵的测量数据，为青藏铁路数字移动通信系统工程提供了可靠依据和运营维护工具；主编了中国铁路GSM-R系列标准规范，为铁路GSM-R网络工程建设和发展打下了坚实的基础。
本项目研究开辟了GSM-R在中国铁路交通研究应用新领域，使我国铁路移动通信研究与应用跻身国际前列，为中国铁路独特运输方式下铁路交通数字移动通信发展建设提供了先进理论方法和现代技术手段，并为我国铁路信息化及列车运行控制技术进一步发展奠定了关键技术基础。
聚焦 一株重要采油微生物的全基因组破译和重油降解分子机制的研究
主持单位：南开大学
所属领域：生物技术领域
本项目破译了嗜热采油细菌的全基因组序列，在世界上首次揭示了微生物降解重油主要组分――长链烷烃的代谢途径和关键生物酶的功能，对于石油污染的生物治理和微生物采油技术的革新具有重要科学意义和广泛的应用前景，为缓解我国能源紧张和促进环保产业的发展带来新的希望
由南开大学长江学者王磊教授领导的研究组在天津市科技创新专项资金(市长基金)和国家“863”计划的支持下，在“采油微生物基因组和关键的重油降解分子机制研究”的课题上取得了重大进展。该课题破译了嗜热采油细菌的全基因组序列，并在世界上首次揭示了重油主要组分――长链烷烃的微生物降解途径，获得了具有重要应用价值的生物酶。该成果是石油微生物研究领域的重大突破。
石油是人类社会的能源支柱，同时也是环境污染物。石油微生物的研究是发展微生物采油和石油污染生物修复技术的重要基础。美国能源部的数据显示，微生物采油能提高采油率10％～15％。目前全球探明储量的石油中，超过60％的部分是黏度高、流动性差的重油。采用现有的技术无法开采。国际上对以长链烷烃为主的重油微生物降解分子机制研究相对匮乏，成为微生物采油技术遇到的最大难题之一。
王磊教授综合运用前沿的基因组学和蛋白组学研究方法和技术，以一株分离自我国大港油田的采油细菌――嗜热脱氮土壤芽孢杆菌为突破点，进行“撒网一搜寻式”研究，全面系统地揭示微生物降解重油的分子机制。2002年中旬，王磊教授开始组建科研小组，集中力量进行攻关，不断缩小目标基因的范围。历经基因组学研究一生物信息学预测一蛋白质组学和转录组学验证一功能基因鉴定的逐级筛选，科研人员最终成功地完成了这一重要课题，在世界上首次完整地描述了长链烷烃被微生物酶降解的途径。
该项目研究成果于2007年3月27日在国际权威杂志《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表，得到国内外同行的高度评价。课题组对这项重要成果申请了国际专利保护，为我国进一步发展具有自主知识产权的新一代微生物采油和石油污染修复技术奠定了坚实的基础。
聚焦 二维协调的新一代电网能量管理系统、关键技术及应用
主持单位：清华大学
所属领域：工程技术领域
本项目首次实现了电网控制中心自动预警和优化闭环控制系统，属标志性成果，对大电网的安全、经济和优质运行意义重大。
清华大学张伯明教授领导的研究团队在国家“973”计划、国家自然科学基金重大项目等方面的支持下。历时15年研究开发完成具有国际领先水平的三维协调的新一代电网能量管理系统。
2003年震惊世界的“814”美加大停电，其主要原因之一是作为电网控制中心神经中枢和调度指挥司令部的能量管理系统(EMS)失效。电网发展迅速，传统EMS已不适应，急需变革。本成果在国际上首次提出(空间、时间、目标)三维协调的新一代电网能量管理系统，将传统的人工分析型变革为自动预警型；将静态分析变革为动态分析；将基于断面的分析变革为连续跟踪递归分析。首创事故前预警和预防控制技术，将电网事故抑止在发生之前，萌芽之中，避免大停电。首创全局优化闭环控制方法，优化电网运行，降低网损，节能降耗效益明显。申请和授权发明专利13项，具有自主知识产权。在15个省级以上电网应用，创直接经济效益2.8亿元。
教育部组织的鉴定会意见称：该成果“在整体上处于国际领先水平”，“是电网调度自动化技术领域的重大标志性成果”，“对大电网的安全、经济和优质运行意义重大”。
该系统为世界首例。国际电力调度自动化之父Dv-Liacco评价：“新一代EMS无疑是当今最新的技术进展，它在中国的实现引领了国际潮流。”美国工程院院士Bose评价：“新一代EMS确实使电力控制中心技术向前迈进了一大步。就我所知，在美国和欧洲，没有一个电力控制中心将所有上述组成要素包含到一个EMS中。”
聚焦 二十四面体铂纳米晶体催化剂
主持单位：厦门大学
所属领域：化学化工领域
本项目是集晶体表面结构控制原理创新和高性能金属纳米催化剂制备技术创新为一体的原创性成果，开辟了一条通过控制纳米粒子表面微观结构提高催化剂性能的崭新途径，是纳米尺度催化剂合成的重大突破。
厦门大学化学化工学院孙世刚教授领导的研究组在国家“973”计划、国家自然科学基金重大研究计划等科学基金的支持下，在长期研究金属单晶电催化的基础上，发展了金属纳米晶体表面结构控制和生长的电化学方法，突破化学法只能合成低表面能的低指数晶面结构金属纳米晶体的局限，首次高产率制备出具有高表面能的二十四面体铂纳米晶体催化剂。他们与美国佐治亚理工学院王中林教授合作，通过高分辨电镜分析证实所研制的二十四面体铂纳米晶体的表面为{730}、{520}等高指数晶面结构。二十四面体铂纳米晶体不但具有很高的化学稳定性和热稳定性。而且显著增强了铂纳米催化剂的活性。这一研究成果开辟了一条通过控制纳米粒子表面微观结构提高催化剂性能的崭新途径，是将模型催化剂的基础研究推向实际催化剂设计和研制的一个重大进展。该成果以研究报告的形式发表在2007年5月4日出版的美国《科学》杂志上。同期的《科学》杂志还配发了题为“催化剂新面孔”的评述文章，指出这是纳米尺度催化剂合成的一个重大突破。
铂族金属纳米材料是燃料电池、石油化工、汽车尾气净化和化学工业等领域广泛使用的催化剂。因世界铂族金属储量稀少，价格昂贵，如何进一步提高铂族金属催化剂的性能一直是科学和技术的重大关键问题。孙世刚教授及其研究组提出并实现通过高指数晶面结构铂族金属纳米晶体的控制合成来提高催化剂活性和稳定性，具有重大的科学意义和应用价值。该项研究成果除在《科学》上发表外，有关技术还申请了中国和美国发明专利各一项。
该项成果在国际学术界引起了重大反响：美国《化学工程新闻》周刊和《每日科学》，英国《新科学家》和英国皇家化学会的《化学世界》等国际主流科技媒体都在第一时间报道和正面评述了这项重大研究进展；德国《应用化学》，英国
《自然纳米技术》和《自然中国》，爱思唯尔《今日材料》等重要学术期刊都发表了评述文章，高度评价这一研究工作。这一成果还引起相关产业领域的高度关注(如国际著名的韩国三星公司综合技术研究院。加拿大巴拉德燃料电池公司，等等)，并被美国《化学工程新闻》周刊评选为2007年度24项最重要的研究成果之一。
聚焦 中国南方早寒武世带附肢的冠群甲壳动物
主持单位：云南大学
所属领域：生物学领域
本项目是一项利用特异保存化石，论证先驱甲壳动物的地史分布及其基本特征的原创成果，为探讨早期生命起源和演化提供了新信息
一些微小的胚胎和具外皮的后生动物(多为节肢动物幼体)，经亿万年埋藏被磷酸盐化。其软躯体部分可显示体表微米级的刚毛、腺孔，甚至细胞构造，组成一类珍稀的“特异保存”化石。云南大学张喜光教授长期致力于此类化石研究。并于最近在云南省永善县首次发现如此保存的先驱甲壳动物化石。
借助这些精美化石所独具的形态学和发育生物学的证据，张喜光教授及其合作者论证了与现生甲壳动物(如虾、蟹等)有着共同祖先的化石类群存在于5.2亿年前的早寒武世，并非此前权威认定的晚寒武世；再次肯定以往认为在生物进化后期方才出现的一些高等或进步的生命形式，在寒武纪初期已具雏形。昆虫的翼与水生甲壳动物附肢基部着生的上肢可能同出一源，上肢原先仅见于约4亿年前泥盆纪的甲壳动物，研究证明上肢为寒武纪甲壳动物的基本特征，为昆虫由水生到陆生的进化拓展了思维的空间。此前，张喜光教授曾率先报道了中寒武世的胚胎化石，如今我国南方以多处发现胚胎化石闻名于世，却几乎不见相对应的幼虫。上述先驱甲壳类的发现。表明这里化石的丰富多样，可望为深入认识原始节肢动物的生长发育和早期演化开拓新的研究途径。
该项目在国家自然基金委、“973”项目等的支持下得以完成。
聚焦 光量子计算机的物理实现和算法应用
主持单位：中国科学技术大学
所属领域：物理学领域
该项目在光学量子计算机的研制和算法实现的核心领域取得一系列独创性的成果，获得了国际学术界的广泛关注和认可，标志着我国在光学量子计算领域达到国际领先水平
量子计算机利用量子力学的规律实现信息的高效存储和超快并行计算，不仅具有重大的理论意义，而且对社会、经济和国家信息安全有着极其重要的影响。2007年，中国科学技术大学潘建伟领导的研究小组在光学量子计算核心领域取得了一系列独创性的成果。该小组实验实现了国际上纠缠光子数最多的“薛定谔猫”态和单向量子计算机，刷新了光子纠缠和量子计算领域的两项世界记录。该成果被欧洲物理学会和《自然》杂志等广泛报道，被称赞为“光学量子计算领域至今最先进的实验工作”和“为量子计算机的物理实现迈进了重要一步”。该小组还在国际上首次利用光量子计算机演示了关键性的Shor算法，实现了15=3×5这一质因子分解，被美国物理学会誉为“量子计算的重大突破”。这个算法的最终目的是利用量子计算机极快地分解出大数的质因子，这将对目前使用的保密系统(如RSA公开码)造成严重威胁。英国科技杂志《新科学家》对该工作做了长篇报道，称：“出现能运行Shor算法的量子计算机具有极为深远的意义：这意味着由量子计算将能够轻松的破解我们银行帐号、商业和电子商务数据使用的密码。”
这一系列成果获得了国际学术界的广泛关注和高度认可，标志着我国在光学量子计算领域取得了国际领先水平。
聚焦 深层油气成藏机理与分布预测
主持单位：中国石油大学(北京)
所属领域：资源与环境领域
本项目是一项石油地质理论创新与勘探实践紧密结合的原创性成果
纳米技术的起源范文第6篇
《百科知识》：自来水厂所用的水处理工艺有哪些？这些工艺能去除水中的哪些污染物？
答：到目前为止，自来水处理工艺已经走过了四代。
第一代是传统的四步法常规工艺，1902年诞生于比利时，被业内人称为经典“四部曲”——絮凝（加聚合氯化铝）、沉淀、过滤（通过石英砂、卵石等）、消毒（加氯气等）。2004年，美国工程院将水处理工艺列为人类20世纪最重要的发明之一。这种方法主要以去除原水中的悬浮物、浊度、色度和病原菌为主，对溶解性有机物去除能力极其有限。
第二代是以臭氧、活性炭为核心的深度氧化技术，起源于20世纪70年代，它是在第一代去除效果的基础上，解决了有毒微量有机物及加氯消毒副产物的危害问题。这种技术的缺点是吸附有机物的活性炭为病原菌、藻类等的生长提供了富含营养物的温床，藻类死亡后分解的具有致癌效应的藻毒素可能残留在水中，因此，经过处理的饮用水仍不安全。
第三代是以超滤膜为核心的组合工艺，在20世纪90年代开始应用，它在第一代工艺去除效果的基础上，能有效减少氯代前驱物，且出水浊度始终保持在极低水平，对细菌、“两虫（隐孢子虫和贾第鞭毛虫）”、藻类等水生生物的去除率可以达到100%；但它的致命缺点是，对有机物的去除几乎没有帮助。
第四代是以纳滤技术为核心的新兴工艺。它是由纳米技术与过滤技术交叉而成的介于超滤与反渗透之间的新兴技术。其最显著的特点就是在截留那些能透过超滤膜的有机物及重金属的同时又能透滤被反渗透截留的部分矿物质。纳滤能耗比反渗透低，截留效果比超滤好，被誉为21世纪最有前途的水质净化技术。
在中国国内，97%的自来水厂仍停留在第一代的传统四步法处理工艺，但随着污染的加剧，它已经难以适应需求，不断受到专家学者质疑。
《百科知识》：他们在质疑什么？
答：首先，自来水原水先要经过混凝、沉淀、过滤三个步骤，旨在把水澄清，也就是把水的浊度、悬浮性固体等物理颗粒污染物去除。混凝通常会加入铝或铁盐作为絮凝剂以强化效果，其负面效应是若添加过量可能引发自来水中的铝、铁含量过高。过量的铝、铁进入人体后会积蓄在脑细胞等组织中，可能会对人体健康有负面效应，如果长期饮用铝混凝剂处理过的自来水，可能会引发老年痴呆症等。
其次，多数自来水厂以浊度等感官指标作为平时出水水质的主要监控参数，难以保证水中重金属和有机物指标的安全性。
第三，目前普遍釆用的自来水处理工艺无法去除自来水水源微污染的头号敌人——有机物。地表水源水在自来水厂中经澄清和去色处理后，水中仍残留有较多的农药、化肥等有机物。用传统的液态氯消毒法进行消毒处理时，氯与这些有机物作用，能生成多种具有致癌、致畸、致突变作用的有毒副产物，其含量往往超过自来水水质标准的规定。
也就是说，传统自来水处理的四步法工艺，不但在去除农药、激素、抗生素等小分子有机物方面效果极其有限，而且当这些有机物遭遇水中的溶解氯时，还会产生一系列致癌、致畸、致突变的有毒副产物。
烧开的水也不一定能喝
《百科知识》：前面提到有关自来水污染问题，是不是意味着，普通自来水即使烧开了，也不一定能喝？
答：确实如此。因为类似有机物、重金属、藻毒素等化学污染物，并不会因为水烧开了而消失。有害物质将在人体内渐进积累，会慢慢损害人们的健康。所以说，自来水即使烧开了，也不一定能喝。
大约是去年，国内某知名媒体提出要“拯救男孩”，说现在的小男生越来越中性化，男孩子越长越漂亮，但对女孩子越来越没有兴趣。美国科学家的调查研究发现，由于自然界的水体被有机物污染，传统的四步法自来水处理工艺很难去除水体中含有的低微环境激素，而它的分子结构和雌激素相近，正是它影响了男孩的雄性发育特征和。由此可见，环境污染对人类的影响难以估量。据统计，近年中国男性平均数急剧减少，与自来水中可能含有的低微环境激素密切相关。
环境激素研究已被视为关系到人类子孙后代能否正常延续下去的问题，并成为全球关注的热点。自来水中残留的环境激素虽然浓度非常低，常规分析仪器根本无法检测到其存在，但它不易降解、残留期长，可通过生物浓缩和食物链放大作用在人体内富集，进而扰乱人体的内分泌系统、神经系统和免疫系统。
目前，科学家已经认定环境中有40多种环境激素，其中多半是氯代有机物，它们会与人体和动物的内分泌系统发生交互作用，干扰雌激素、睾酮、甲状腺等的正常功能，临床上表现为生殖障碍、出生缺陷、发育异常、代谢紊乱及罹患某些癌症等。
《百科知识》：您反复提及的加氯消毒副产物对人体健康有什么影响？
答：大家在游泳池中游泳时会发现，泳池中水的气味跟自来水的气味十分相似。这是因为自来水和游泳池所采用的消毒方式相同，都是加氯消毒。作为国内普遍使用的自来水消毒剂，氯在杀灭病菌方面功勋卓著，它能够杀灭水中的细菌、病毒等病原微生物，以防止传染病的流行。这种消毒方式在以前是可取的方法；但到了20世纪70年代，科学家发现，氯气在有效杀灭病菌的同时，与水中的有机物发生反应，形成一系列具有致癌作用的加氯消毒副产物，它常被忽视而致大害。科学研究已经证明，饮用水中的加氯消毒副产物是导致肾癌、结肠癌等多种疾病发病的诱因。
有专家建议，在烧水时揭开壶盖，烧开后再多煮一会儿，以便让余氯等有毒物质挥发。这种做法虽然对去除余氯有一定作用，但自来水消毒的危害并非余氯，而是已被科学研究证明会致癌的加氯消毒副产物。致癌的卤代烃并不会因为水烧开就消失。
纳米技术的起源范文第7篇
收稿日期：2013-02-12
作者简介：刘兵（1958-），清华大学科学技术与社会研究中心教授，博士生导师，主要从事科学技术史和科学传播研究，（E-mail）liubing@tsing hua. 。
摘要：科学传播是STS领域重要研究内容之一，也是过去20年较为活跃的研究领域之一。通过梳理国外几种重要类型的科学传播理论，揭示国外科学传播理论的研究具有突出重要性的内容和研究方向，反映出科学传播理论的案例研究特点，为中国科学传播理论研究提供借鉴。
关键词：科学传播；公众理解科学；理论研究类型
中图分类号：N4 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）03-0142-05 科学传播作为一个研究领域的历史非常短暂，而科学传播活动却由来以久。在学界，“科学普及”“公众理解科学”与“科学传播”经常被混淆在一起交替使用，但是这一系列有着“家族相似性”的概念却反映了不同时期科学、公众与社会的关系，成为科学传播理论研究的热点和焦点。马丁·鲍尔对过去25年间公众理解科学的研究进行了综述，他认为用“科学素质”“公众理解科学”以及“科学与社会”三个范式可以概括过去25年中，公众对科学发展的理解过程，每一个范式都联系着公众与科学之间关系的特定问题框架、特定研究问题以及优先的介入策略，并且每个阶段都比前一个阶段有“进步”[1]。科学传播作为方兴未艾的研究领域也在不断发展。近年来，随着科学与社会日益紧密的关系，科学传播活动的“行动者”也日益多元化、复杂化，科学传播的理论研究也有了更为丰富的研究内容，研究重点也由理论研究转入案例研究，从而为科学传播理论注入了新的活力，丰富了科学传播研究成果。
一、科学传播模型
受传播学研究范式的影响，科学传播模型是理论研究者最初关注的问题域之一，学者们希望通过建立标准模型反映科学传播活动，科学传播模型也成为早期研究的重点。科学传播学界最早对科学传播模型进行研究的是杜兰特，他以定量调查为主，研究公众所掌握的科学知识、对科学持有的态度，以及两者之间的关系[2]。该模型被称为“缺失模型”，隐含了科学“知识是绝对正确的知识”这一潜在假定。在科学传播研究中，“缺失模型”是早期颇有影响力的理论模型。1985年，英国皇家学会的“博德默报告”，也是第一份与公众理解科学相关的报告，是缺失模型的典型体现。同时，传统的科学普及模式被认为是“教科书式”的，代表了缺失模型的立场。 尽管缺失模型受到了科学家、科学传播者的普遍接受与采纳，但批评的声音从未停止。诘难主要来自于社会学家，西尔加特纳将科学传播比作河流，在他的“河流模型”看来，并不是只有“科学”和“非科学”两个范畴，而是存在连续谱系的知识和科学背景。在上游我们看到的是实验室的工作讨论、会议或技术研讨，在下游是教科书和小报。真正的科学和被普及的科学之间的界限可以划在很多地方，取决于你采用什么样的标准[3]。迈克尔的“根茎模型”认为，在专家和公众、科学与外行、事实与虚构之间，并没有简单的区别[4]。英国兰卡斯特大学科学研究中心负责人温对“坎布里亚羊”的调查使得越来越多的人反对将外行公众与专家作出区分，认为“缺失模型”简化了公众，忽略了他们所具备的知识，并试图以“内省模型”代替“缺失模型”。杜兰特也将“缺失模型”作了进一步改良，被称为“民主模型”，这一模型强调公众与政府、科学家的平等对话，共同参与科学决策的科学传播过程。公众也被视为科学传播的主体，并在一定程度上成为科学决策者，公众的外行知识作为专家知识的一种补充被认可，但是，对于专家知识与公众外行知识对话的形式依然存在问题。
在“民主模型”中，专家知识和外行知识是在完全分开的背景下分别独立地生产之后才彼此接触，各自代表了不同的知识体系。卡龙提出“混合性论坛模型”（ hybrid forums model），反对这种知识体系的二分。在“混合性论坛”中，结论由专家知识和外行知识交替交换（alternate exchange）产生，超越制度化的表示方法，形成共同发现、发展和可塑性的特性，从而考虑对方的立场而改变自己的观点[5]。这一模型不再强调专家知识和外行知识的对话，而是推崇在具体语境中双方磋商，各自受对方知识的影响，从而达成双方可接受的结果。
从“缺失模型”“民主模型”到“混合论坛模型”，对科学传播模型的理论研究将公众与科学的关系抽象地表现出来，揭示专家知识对外行知识从忽视到认可的演进过程，同时也反映出科学传播走向具有反馈、参与多元立场共生的趋势[6]。“混合论坛模型”也使公众的外行知识真正参与科学成为可能。但是，科学传播模型这种基于“公众理解科学”背景的静态理论研究带有理想化的色彩，未能深入科学传播活动本身，因此，也未能反映科学传播活动实际运作情况。
二、科学传播的媒介研究
在科学传播过程中，媒介是不可或缺的重要力量，在近代社会里，大众媒体组成了公共领域的重要论坛，并且提供一种社会自我观察的组织框架，使得大量的公众了解有关政治、经济以及其他方面的进展，对于社会舆论的形成有着重要的意义[19]。因此，对于媒介的研究也是科学传播理论研究的重要内容之一。早在20世纪90年代，莱文施泰因对科学与传媒的研究文献进行了详细梳理，并且将科学与传媒解释为，科学新闻——报纸、杂志、书刊、电视新闻以及纪录片中对科学的非小说类的描述，更宽泛的还包括博物馆、戏剧、电影、电视对科学的刻画[20]。他综述了学界关于媒介对科学传播活动影响的研究文献，包括科技新闻记者和职业撰稿人的工作、大众传媒的科学内容、传媒对争论的报道、科学家与传媒的关系以及传媒对科学形象的塑造等[20]。莱文施泰因还指出了未来研究的目标：“把科学与传媒的研究整合到一种更宽泛地理解科学传播的情境中来，弄清科学传播在科学与科学置身于其中的社会关系中所扮演的角色。”[20]随着媒体重要性的凸显和互联网的兴起，科学、公众与媒体之间的关系更为复杂。杜兰特提出的互动模式认识到了媒体与公众的互动关系，莱文施泰因提出的网络模式则提出了新媒体大大增加了传播的复杂性，魏因加则把科学媒介化推到极端，认为媒体正在取代科学的垄断地位[21]。
随着互联网等新媒体技术的发展，公众获取信息的渠道越来越便利，媒体在科学传播方面也发生了相应的变化。第一，媒体报道科学技术新闻的数量越来越多，促使科学技术成为基本的公共议题，也成为固定的媒介观察对象。第二，媒体报道科学技术的立场更全面，不仅作为向公众进行“传播”和“翻译”的工具，而是以更平等、更多元的视角来报道科学技术。第三，媒体对科学技术多元化的报道，产生了越来越多的争议，媒体成为科学争论的主要场所[22]。同时，在科学媒介化的过程中，受到“认识论文化”[23]的影响，不同认识论文化背景下的公众争论也有不同，对不同的科学领域，媒体报道对于公众的影响程度也不一样。
近年来，媒体报道强烈影响了科学的公众形象，更重要的是影响了科学的合法性、公众支持以及资金资助。因此，许多科研机构也同媒体建立了专门的联系，媒体成为科学家参与科学传播的主要方式之一，科学也成为大众传播的重要主题，形成了科学—媒体互动的科学传播机制[24]。鲍尔通过对大众传媒（包括报纸、期刊、电视、广播、网络）中科学报道的系统分析，补充公众理解科学的调查数据，用以建构科学文化指标，并建议将社会调查与媒介分析和其他语境的数据分析结合，在多文化背景下建立指标测量科学和技术[25]。
同时，也应该看到科学传播中媒介研究的不足，第一，有关媒体报道的研究大多以自然科学为对象，忽视了社会科学和人文科学。第二，以有关西方社会的媒体研究为主，几乎没有非洲、南美洲和亚洲国家的研究文献。第三，印刷媒体是最普通的研究形式，一定程度上归结于数据的易得性和相对简单的可分析性，不同于需要声音和动态影像编码的电视分析[19]。因此，在后续的研究中，对不同国家、不同媒介的案例研究也是科学传播应该关注的问题域。
三、从“公众理解科学”到“公众参与科学”
受香农信息论的影响，早期的科学传播也被还原成简单的“发送者—信息—接受者”形式，并且用“噪声”来加以说明，成为20世纪科学传播的主流传统。英国皇家学会的《公众理解科学》报告进一步将这一传播形式与科学素质关联，如多南所描述：“科学家是信息来源，媒体的输送通道，公众是最终目的地。其目标在于减少媒体的干扰，因此以最大的保真度传输尽可能多的信息。”随着1992年《公众理解科学》期刊的推出，这一科学传播模式依然成为主流观点。因此，在“公众理解科学”的语境下，公众被预设为缺乏科学知识的被动的接受者，而科学家可以探究出真正的科学知识，科学普及者将简化后的科学知识传播给大众，对于一般公众而言，“理解”科学的既成知识最为重要。但是，米勒认为公众对科学的理解应该有三个方面： （1）认识和理解一定的科学术语和概念；（2）基本理解科学研究的一般过程和方法；（3）理解科学技术对个人和社会所具有的影响[7]。在米勒看来，“理解”的目的不在于使公众赞赏科学，支持科学的发展，而是通过揭示科学的风险与不确定性，促使公众对科学的全面认识。但是，虽然理解的内容发生了改变，但公众被动接受的地位并没有改善。而英国皇家学会2004年的《社会中的科学》报告提出一系列的目标：“发展出广泛的、创新性的、有效的社会对话体系；让社会更为积极地影响科学事务政策，并承担此间责任；在决策上采纳开放的文化；将公众的价值和态度考虑在内；赋予社会促进国家科学政策的能力。”[8]由此，“公众理解科学”相应的转变为“公众参与科学”。
“公众参与”并不是修辞上的进步，而是一种实践，涉及公众成员在负责政策发展的组织/机构中，进行议程设置、决策制定和政策形成活动[9]。简单来说是指公众对决策进程提供输入，以影响决策的结果。威尔斯顿和威利斯认为，科学家面临着因为科学、商业和政治之间的模糊边界而造成的信任危机，因此需要更多的公众参与和对话，通过“参与”实现对问题的建构，从而影响讨论中的政策和进程，进而结束争论[10]。“公众参与科学”也体现了公众对科学依赖程度的提高，在“公众理解科学”阶段，公众对于科学的优越姿态，常常表现出敌视的态度[11]，因此，如何将公众吸引过来并形成与其对话的适当策略成为关键问题，“公众参与科学”便是促进这一目标实现的转变。通过“参与”，公众可以通过对话、磋商来确定自己的议程，设计自己的问题，从而作出自己的决定。知情与理解并不能带来信任，公众需要被赋予权力，因此，“公众参与科学”实际上也反映了协商式的民主体系[12]。罗和弗里沃进一步考察了公众参与的八种方式，分别是公民投票、公众听证会、公众意见调查、协商式规则制定、共识会议以及公民陪审团。这些参与方式在人员数量、构成、地理分布，以及持续时间上均有显著的差别，效果也有显著的不同，而“公众参与科学”也为科学传播的案例研究提供了理论基础和研究视角。
四、“公众参与科学”语境下的科学传播案例研究
随着科学传播理论的演进和“公众参与科学”观点的确定，科学传播研究也从早期的以理论研究为主转向了案例研究。其中，共识会议的形式是最早的案例研究之一。
作为早期的“公众参与科学”活动，共识会议最早起源于20世纪70年代的美国，主要用于对新医学技术作出专业评估，80年代后在丹麦形成比较成熟的模式。丹麦技术委员会采取了让外行公众在共识会议中担任主要角色，就存在争议的科学或技术问题向专家提问，并评估专家对此作出的回应，最终达成共识。1985—1999年间，就基因技术、动物器官移植、食品生物技术（包括转基因食品的生产、转基因玉米的种植和转基因种子的销售）召开了多次共识会议[13]。以相同内容为主题的共识会议也在欧洲、美州、亚洲、大洋洲等地的其他国家召开，成为公众参与科学的主要形式。对于这一形式，也不乏批评的声音。有学者认为，这一参与过程的局限在于其明确的转化为政治过程及其相关的考量，而现实中，大多数意味着妥协的意见几乎很难发现，预期的对话过程也很少实现[14]。由于是对既成事实的科学知识的讨论，议程设置和讨论形式都是事先制定好的，所以，这一参与模式为一种事后的对话和协商，对于政策制定的影响十分有限。
愿景工作坊（scenario workshop）也是近几年兴起的公众参与科学的主要形式，目标在于为一个问题寻求解决方案，方案可能是技术的、规则的，或是组织和管理某些问题的新途径[15]。在多数时候，愿景工作坊是一个地方性的会议，参与者包括当地的四类组织，决策制定者、商业代表、专家和公众。参与者对问题提出技术的或非技术的解决方案，形成未来解决方案的图景并计划实现它。由于参与者代表了不同的利益群体，有着不同的方案计划，因此，参与者需要对话和协商，提出最为适当的解决方案，这一公众参与形式经常用于有关环境问题的解决。
纳米科技是20世纪90年代迅速发展起来的新兴科技，是涉及物理学、化学、生物学、分子生物学和材料科学的交叉研究领域。这一新兴的研究领域也在近年成为最有争议的科学技术之一，纳米科技的发展吸取了生物技术的经验教训，从开始便采取了审慎的方式，并以此发展为科学传播新的方式，形成了史无前例的交流和多角色合作的纳米科技子域[16]。确定了通过在决策制定过程中的对话和更早、更频繁地交流导向的参与来强化公众参与科学的中心思想[17]。2004年，英国皇家学会与皇家工程学会也号召公众在纳米技术的早期发展阶段进行更多的民主参与，即逆向参与（upstream engagement）路径[18]。逆向参与的目标在于，将公众知识视作有关新兴科技决策制定的关键要素，并通过相互学习承担起科学与社会真正的、民主的互动。因此，纳米科技领域的公众参与为公众更民主地参与科学技术提供了认识论基础，科学家、公众在新兴科技发展的早期阶段作为交流者和相互学习者，打破了专业知识和外行知识之间的壁垒，实现了真正意义上的公众参与。
基于“公众参与科学”视角下的科学传播案例研究，以公众参与科学决策活动为案例，考察公众与科学共同体、决策制定者的协商对话与互动。公众的外行知识被拥有专业知识的科学共同体认可，在具体语境中拥有与专业知识平等的地位。这类案例研究也为公众参与科学，以及科学传播活动的发展提供了具有可操作性的借鉴和指导。
五、结语
通过对国外几种重要类型的科学传播理论的梳理发现，科学传播理论已经从静态的模式研究逐渐进入对异质性参与者的研究，其学科互涉性越来越强。同时，对于具体科学传播活动案例的研究也成为科学传播理论研究新的生长点，从中考察决策制定者、专家、公众以及其他组织在科学传播中的互动关系及其对科学传播的影响。基于这些理论发展趋势，中国的科学传播研究应在立足理论的基础上，加强对反映中国科学传播现状和特色的案例进行研究，从而使国外的同行有机会了解中国科学传播的具体状况和发展水平。
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Several types and review of foreign theories of science communication
LIU Bing， ZONG Zong
（Institute of Science， Technology and Scociety， Tsinghua University， Beijing 100084， P. R. China）
纳米技术的起源范文第8篇
一、利用信息技术激发学习兴趣，调动学习积极性
例如湘版五年级下册《飞天畅想》一课，教师和学生都没有亲身坐过飞船飞上太空，如果只是用语言来描述，效果肯定是大打折扣，很难激发学生的兴趣。因此可借助信息技术进行教学，课前上网搜索经典的太空影像片断，然后通过Photoshop进行影像合成，运用Cool Edit配以适合表现太空的梦幻般的音乐和精美的解说再现三维宇宙空间。这些生动的视频影像比任何的口头语言讲解都要显得更形象生动和更有吸引力，不仅能紧紧吸引学生，使学生对太空探索产生极大的兴趣和无限的遐想，而且还能使学生在创作过程中有据可依、有据可查。
二、利用信息技术丰富教学资源，充实教学内容
1. 丰富学生的知识储备，便于综合学科的整合
兴趣是创造性思维的先导，而广博的知识是形成创造性思维能力的必要条件。小学生虽然富于想象力，但由于知识储备较少而脑子里储存的素材就少，在表现科幻画的想法时力不从心，不知从何入手。而丰富的网络资源为科学知识在美术课上的渗透提供了平台。目前国内外有许多优秀的美术网站和科普网站，如美术信息网、美术教育网、中国科普博览等，这些网站为学生提供了国内外最新的艺术动态、美术信息以及天文、地质、海洋、环境、交通运输、生物工程、信息工程、纳米技术、遗传工程等各种科学知识。利用这些网络优势能让学生准确知道国内外的科技现状及未来科技发展趋势，使学生更多地关心科学知识，及时了解科学发展的新动向、新信息。这些科技信息的背后，隐藏着一些值得我们思考和质疑的问题，而这些问题正是激发学生科幻画创作的源泉。
例如，对于人教版六年级上册《遨游太空》一课，太空是一个怎样的世界？太空有些什么？教师可播放视频让学生了解人类漫游太空、探索太空的历程以及宇航史上几次著名的太空行走等，给学生提供一个遨游太空的平台，并利用太空网站从空间环境、空间资源、空间利用、人与空间以及空间探索等方面引导学生深入思考和探究学习。一节课下来，不仅激发了学生的兴趣，还扩宽了学生的知识面，使学生在思考及创作中增强知识储备，提高科学思维能力和科学素养。
2. 建立校内教学资源库，便于观摩学习与交流
由于网络资源极为丰富，为了提高学生学习效率，减少无关内容的干扰，教师要提前收集大量有关科技创新的素材，建立自己的教学资源库，把随时看到的相关网页或图片下载到资源库中保存，同时还要认真筛选资料，进行分门别类的整理，供教学时随时提取和使用。例如《科幻画》一课，教师可将搜集到的有关科幻画的内容使用 Frontpage2000制作成虚拟网站，作为校内教学资源库，其中包括科幻画知识、科幻动画、科幻电影、科幻故事、科幻作文、科技小发明和科幻画作品等内容。通过精选、整理的教学资源库，为科幻画教学内容与方法的设计与改进，提供了较宽泛的选择余地和较多的便利条件，同时也为学生提供了观摩、交流和学习的好机会。
三、利用信息技术降低教学难度，提高课堂效率
1. 信息技术为教师演示构图布局提供方便
小学美术中的基础知识有些概念比较抽象，教师可以运用Photoshop软件里面的一些功能进行讲解、演示，能最大限度地将复杂、抽象的美术知识技能具体化、形象化、直观化，便于学生理解和掌握，从而迅速有效的解决棘手的教学重点难点问题。
例如在《遨游太空》一课中利用Photoshop软件，可改变构图中关于物体在画面中的空间位置、大小、比例、物体与物体之间的组合安排，以及画面中物体的前后遮挡关系和远近透视关系等构图难点问题。教师可将太空中的各种形象以游戏的形式设置为可在画面中任意移动拼摆和缩放大小。通过移动鼠标随意拖放课件中的太空飞船、各种星球等图片，让学生了解到物体之间的前后遮挡关系，然后将太空飞船和星球拉大或缩小，让学生从中掌握构图中近大远小的透视知识，体会由近到远的空间关系。还可以让学生按自己的想法用鼠标随意拖动、摆放，将画面中的各种物体形象移到自己认为合理的地方，进行拼摆构图。通过比较，打破了学生头脑中传统、单一的构图方法，加强了学生对构图的认识，从而有效地解决了本课的构图难点问题，为学生的创作奠定了基础。
2. 信息技术有效解决了绘画特殊技法的演示问题
在科幻画创作中，一些绘画特殊技法的步骤和方法较复杂，要点、难点较多，教师要做大量的示范，但由于受各种条件限制，教师进行示范时无法将绘画技法技巧让全班学生都能看得清晰，或者因时间限制而不能将绘画过程进行完整的演示，学生也因不能全面、及时、有效地掌握技法的要点和难点而影响了学习效果。教师利用信息技术平台进行动态演示，可以有效地解决用图片或范画示范时短时间内不可操作，以及坐在教室后排的学生看不清楚等问题。例如，在《星空》这课太空背景的处理上，教师就某一特殊表现技法如撒盐法、吹色法、油色吸附法等在视频展示台上演示，此时教师运笔用色的细微过程和一些特殊绘画技法都可在大屏幕上生动、清晰地展现出来，有助于学生对绘画中关于材质、色彩、技法的掌握，从而有效地解决难点问题。除此之外，教师还可播放视频，向学生展示更多的绘画表现技法，如用水墨、素描、水粉、水彩、油画棒、喷绘等形式表现出抽象、意象、具象的太空效果。通过视频展示，学生了解到绘画表现形式的多样化以及新材料和新技法给作品带来的新效果，为科幻画创作提供了借鉴。
四、利用信息技术突破思维局限，培养创新思维
1. 信息技术辅助科幻画创作中的创意造型
在岭南版三年级上册《奇妙的建筑》《未来的房子》一课，我首先利用互联网在百度里键入房子这个词汇，搜索出各种有创意的房子图片：有的房子曲线造型充满韵律感，像是会跳舞；有的房子看起来像汽车、像乐器、像童话里的人物；有的房子建造在水上或山崖上；还有的房子居然是躺着的或是倒立在地上的。紧接着引导学生对这些造型奇特富有创意的房子进行思考：这些房子与我们平时所看到的普通的房子有什么不同？它改变了什么？我们能不能用一些词语来描述这种变化？当学生用方向、曲直、位置、大小、用途、融合、拟人、拟物等词汇对这些房子进行描述时，教师可因势利导，利用多媒体软件中的一些变形工具、融合工具进行选择、加工和创造。例如，利用Maya软件中的形象融合变形器“Blend Shape”将课件中的一些房子图片按学生的描述进行变形、融合。通过多媒体的生动演绎，学生的创造性思维被全面激发，在多媒体信息技术辅助的教学平台上充分发挥自己的奇思妙想，大胆的探索求异，创造出大量富有趣味而造型奇特的房子，这些丰富有趣的创意造型设计体现了学生出色的想象力和创造力。