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篇1

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

納米科學和技術所涉及的是具有尺寸在1-100納米范圍的結構的制備和表征。在這個領域的研究舉世矚目。例如，美國政府2001財政年度在納米尺度科學上的投入要比2000財政年增長83%，達到5億美金。有兩個主要的理由導致人們對納米尺度結構和器件的興趣的增加。第一個理由是，納米結構（尺度小于20納米）足夠小以至于量子力學效應占主導地位，這導致非經典的行為，譬如，量子限制效應和分立化的能態、庫侖阻塞以及單電子邃穿等。這些現象除引起人們對基礎物理的興趣外，亦給我們帶來全新的器件制備和功能實現的想法和觀念，例如，單電子輸運器件和量子點激光器等。第二個理由是，在半導體工業有器件持續微型化的趨勢。根據“國際半導體技術路向（2001）“雜志，2005年前動態隨機存取存儲器（DRAM）和微處理器（MPU）的特征尺寸預期降到80納米，而MPU中器件的柵長更是預期降到45納米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的問題預期就會出現。到2005年類似的問題將預期出現在DRAM的制造過程中。半導體器件特征尺寸的深度縮小不僅要求新型光刻技術保證能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件設計和制造方案，因為當MOS器件的尺寸縮小到一定程度時基礎物理極限就會達到。隨著傳統器件尺寸的進一步縮小，量子效應比如載流子邃穿會造成器件漏電流的增加，這是我們不想要的但卻是不可避免的。因此，解決方案將會是制造基于量子效應操作機制的新型器件，以便小物理尺寸對器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我們能夠制造納米尺度的器件，我們肯定會獲益良多。譬如，在電子學上，單電子輸運器件如單電子晶體管、旋轉柵門管以及電子泵給我們帶來諸多的微尺度好處，他們僅僅通過數個而非以往的成千上萬的電子來運作，這導致超低的能量消耗，在功率耗散上也顯著減弱，以及帶來快得多的開關速度。在光電子學上，量子點激光器展現出低閾值電流密度、弱閾值電流溫度依賴以及大的微分增益等優點，其中大微分增益可以產生大的調制帶寬。在傳感器件應用上，納米傳感器和納米探測器能夠測量極其微量的化學和生物分子，而且開啟了細胞內探測的可能性，這將導致生物醫學上迷你型的侵入診斷技術出現。納米尺度量子點的其他器件應用，比如，鐵磁量子點磁記憶器件、量子點自旋過濾器及自旋記憶器等，也已經被提出，可以肯定這些應用會給我們帶來許多潛在的好處。總而言之，無論是從基礎研究（探索基于非經典效應的新物理現象）的觀念出發，還是從應用（受因結構減少空間維度而帶來的優點以及因應半導體器件特征尺寸持續減小而需要這兩個方面的因素驅使）的角度來看，納米結構都是令人極其感興趣的。

II.納米結構的制備———首次浪潮

有兩種制備納米結構的基本方法：build-up和build-down。所謂build-up方法就是將已預制好的納米部件（納米團簇、納米線以及納米管）組裝起來；而build-down方法就是將納米結構直接地淀積在襯底上。前一種方法包含有三個基本步驟：1）納米部件的制備；2）納米部件的整理和篩選；3）納米部件組裝成器件（這可以包括不同的步驟如固定在襯底及電接觸的淀積等等）。“build-up“的優點是個體納米部件的制備成本低以及工藝簡單快捷。有多種方法如氣相合成以及膠體化學合成可以用來制備納米元件。目前，在國內、在香港以及在世界上許多的實驗室里這些方法正在被用來合成不同材料的納米線、納米管以及納米團簇。這些努力已經證明了這些方法的有效性。這些合成方法的主要缺點是材料純潔度較差、材料成份難以控制以及相當大的尺寸和形狀的分布。此外，這些納米結構的合成后工藝再加工相當困難。特別是，如何整理和篩選有著窄尺寸分布的納米元件是一個至關重要的問題，這一問題迄今仍未有解決。盡管存在如上的困難和問題，“build-up“依然是一種能合成大量納米團簇以及納米線、納米管的有效且簡單的方法。可是這些合成的納米結構直到目前為止仍然難以有什么實際應用，這是因為它們缺乏實用所苛求的尺寸、組份以及材料純度方面的要求。而且，因為同樣的原因用這種方法合成的納米結構的功能性質相當差。不過上述方法似乎適宜用來制造傳感器件以及生物和化學探測器，原因是垂直于襯底生長的納米結構適合此類的應用要求。

“Build-down”方法提供了杰出的材料純度控制，而且它的制造機理與現代工業裝置相匹配，換句話說，它是利用廣泛已知的各種外延技術如分子束外延(MBE)、化學氣相淀積（MOVCD）等來進行器件制造的傳統方法。“Build-down”方法的缺點是較高的成本。在“build-down”方法中有幾條不同的技術路徑來制造納米結構。最簡單的一種，也是最早使用的一種是直接在襯底上刻蝕結構來得到量子點或者量子線。另外一種是包括用離子注入來形成納米結構。這兩種技術都要求使用開有小尺寸窗口的光刻版。第三種技術是通過自組裝機制來制造量子點結構。自組裝方法是在晶格失配的材料中自然生長納米尺度的島。在Stranski-Krastanov生長模式中，當材料生長到一定厚度后，二維的逐層生長將轉換成三維的島狀生長，這時量子點就會生成。業已證明基于自組裝量子點的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子點器件的飽和材料增益要比相應的量子阱器件大50倍，微分增益也要高3個量級。閾值電流密度低于100A/cm2、室溫輸出功率在瓦特量級（典型的量子阱基激光器的輸出功率是5-50mW）的連續波量子點激光器也已經報道。無論是何種材料系統，量子點激光器件都預期具有低閾值電流密度，這預示目前還要求在大閾值電流條件下才能激射的寬帶系材料如III組氮化物基激光器還有很大的顯著改善其性能的空間。目前這類器件的性能已經接近或達到商業化器件所要求的指標，預期量子點基的此類材料激光器將很快在市場上出現。量子點基光電子器件的進一步改善主要取決于量子點幾何結構的優化。雖然在生長條件上如襯底溫度、生長元素的分氣壓等的變化能夠在一定程度上控制點的尺寸和密度，自組裝量子點還是典型底表現出在大小、密度及位置上的隨機變化，其中僅僅是密度可以粗糙地控制。自組裝量子點在尺寸上的漲落導致它們的光發射的非均勻展寬，因此減弱了使用零維體系制作器件所期望的優點。由于量子點尺寸的統計漲落和位置的隨機變化，一層含有自組裝量子點材料的光致發光譜典型地很寬。在豎直疊立的多層量子點結構中這種譜展寬效應可以被減弱。如果隔離層足夠薄，豎直疊立的多層量子點可典型地展現出豎直對準排列，這可以有效地改善量子點的均勻性。然而，當隔離層薄的時候，在一列量子點中存在載流子的耦合，這將失去因使用零維系統而帶來的優點。怎樣優化量子點的尺寸和隔離層的厚度以便既能獲得好均勻性的量子點又同時保持載流子能夠限制在量子點的個體中對于獲得器件的良好性能是至關重要的。

很清楚納米科學的首次浪潮發生在過去的十年中。在這段時期，研究者已經證明了納米結構的許多嶄新的性質。學者們更進一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法來進行納米結構制造。這些成果向我們展示，如果納米結構能夠大量且廉價地被制造出來，我們必將收獲更多的成果。

在未來的十年中，納米科學和技術的第二次浪潮很可能發生。在這個新的時期，科學家和工程師需要征明納米結構的潛能以及期望功能能夠得到兌現。只有獲得在尺寸、成份、位序以及材料純度上良好可控能力并成功地制造出實用器件才能實現人們對納米器件所期望的功能。因此，納米科學的下次浪潮的關鍵點是納米結構的人為可控性。

III.納米結構尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮

為了充分發揮量子點的優勢之處，我們必須能夠控制量子點的位置、大小、成份已及密度。其中一個可行的方法是將量子點生長在已經預刻有圖形的襯底上。由于量子點的橫向尺寸要處在10-20納米范圍（或者更小才能避免高激發態子能級效應，如對于GaN材料量子點的橫向尺寸要小于8納米）才能實現室溫工作的光電子器件，在襯底上刻蝕如此小的圖形是一項挑戰性的技術難題。對于單電子晶體管來說，如果它們能在室溫下工作，則要求量子點的直徑要小至1-5納米的范圍。這些微小尺度要求已超過了傳統光刻所能達到的精度極限。有幾項技術可望用于如此的襯底圖形制作。

—電子束光刻通常可以用來制作特征尺度小至50納米的圖形。如果特殊薄膜能夠用作襯底來最小化電子散射問題，那特征尺寸小至2納米的圖形可以制作出來。在電子束光刻中的電子散射因為所謂近鄰干擾效應（proximityeffect）而嚴重影響了光刻的極限精度，這個效應造成制備空間上緊鄰的納米結構的困難。這項技術的主要缺點是相當費時。例如，刻寫一張4英寸的硅片需要時間1小時，這不適宜于大規模工業生產。電子束投影系統如SCALPEL（scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography）正在發展之中以便使這項技術較適于用于規模生產。目前，耗時和近鄰干擾效應這兩個問題還沒有得到解決。

—聚焦離子束光刻是一種機制上類似于電子束光刻的技術。但不同于電子束光刻的是這種技術并不受在光刻膠中的離子散射以及從襯底來的離子背散射影響。它能刻出特征尺寸細到6納米的圖形，但它也是一種耗時的技術，而且高能離子束可能造成襯底損傷。

—掃描微探針術可以用來劃刻或者氧化襯底表面，甚至可以用來操縱單個原子和分子。最常用的方法是基于材料在探針作用下引入的高度局域化增強的氧化機制的。此項技術已經用來刻劃金屬（Ti和Cr）、半導體（Si和GaAs）以及絕緣材料（Si3N4和silohexanes），還用在LB膜和自聚集分子單膜上。此種方法具有可逆和簡單易行等優點。引入的氧化圖形依賴于實驗條件如掃描速度、樣片偏壓以及環境濕度等。空間分辨率受限于針尖尺寸和形狀（雖然氧化區域典型地小于針尖尺寸）。這項技術已用于制造有序的量子點陣列和單電子晶體管。這項技術的主要缺點是處理速度慢（典型的刻寫速度為1mm/s量級）。然而，最近在原子力顯微術上的技術進展—使用懸臂樑陣列已將掃描速度提高到4mm/s。此項技術的顯著優點是它的杰出的分辨率和能產生任意幾何形狀的圖形能力。但是，是否在刻寫速度上的改善能使它適用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的還有待于觀察。直到目前為止，它是一項能操控單個原子和分子的唯一技術。

—多孔膜作為淀積掩版的技術。多孔膜能用多種光刻術再加腐蝕來制備，它也可以用簡單的陽極氧化方法來制備。鋁膜在酸性腐蝕液中陽極氧化就可以在鋁膜上產生六角密堆的空洞，空洞的尺寸可以控制在5-200nm范圍。制備多孔膜的其他方法是從納米溝道玻璃膜復制。用這項技術已制造出含有細至40nm的空洞的鎢、鉬、鉑以及金膜。

—倍塞（diblock）共聚物圖形制作術是一種基于不同聚合物的混合物能夠產生可控及可重復的相分離機制的技術。目前，經過反應離子刻蝕后，在旋轉涂敷的倍塞共聚物層中產生的圖形已被成功地轉移到Si3N4膜上，圖形中空洞直徑20nm，空洞之間間距40nm。在聚苯乙烯基體中的自組織形成的聚異戊二烯（polyisoprene）或聚丁二烯（polybutadiene）球（或者柱體）可以被臭氧去掉或者通過鋨染色而保留下來。在第一種情況，空洞能夠在氮化硅上產生；在第二種情況，島狀結構能夠產生。目前利用倍塞共聚物光刻技術已制造出GaAs納米結構，結構的側向特征尺寸約為23nm,密度高達1011/cm2。

—與倍塞共聚物圖形制作術緊密相關的一項技術是納米球珠光刻術。此項技術的基本思路是將在旋轉涂敷的球珠膜中形成的圖形轉移到襯底上。各種尺寸的聚合物球珠是商業化的產品。然而，要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比較困難的。用球珠單層膜已能制備出特征尺寸約為球珠直徑1/5的三角形圖形。雙層膜納米球珠掩膜版也已被制作出。能夠在金屬、半導體以及絕緣體襯底上使用納米球珠光刻術的能力已得到確認。納米球珠光刻術（納米球珠膜的旋轉涂敷結合反應離子刻蝕）已被用來在一些半導體表面上制造空洞和柱狀體納米結構。

—將圖形從母體版轉移到襯底上的其他光刻技術。幾種所謂“軟光刻“方法，比如復制鑄模法、微接觸印刷法、溶劑輔助鑄模法以及用硬模版浮雕法等已被探索開發。其中微接觸印刷法已被證明只能用來刻制特征尺寸大于100nm的圖形。復制鑄模法的可能優點是ellastometric聚合物可被用來制作成一個戳子，以便可用同一個戳子通過對戳子的機械加壓能夠制作不同側向尺寸的圖形。在溶劑輔助鑄模法和用硬模版浮雕法（或通常稱之為納米壓印術）之間的主要差異是，前者中溶劑被用于軟化聚合物，而后者中軟化聚合物依靠的是溫度變化。溶劑輔助鑄模法的可能優點是不需要加熱。納米壓印術已被證明可用來制作具有容量達400Gb/in2的納米激光光盤，在6英寸硅片上刻制亞100nm分辨的圖形，刻制10nmX40nm面積的長方形，以及在4英寸硅片上進行圖形刻制。除傳統的平面納米壓印光刻法之外，滾軸型納米壓印光刻法也已被提出。在此類技術中溫度被發現是一個關鍵因素。此外，應該選用具有較低的玻璃化轉變溫度的聚合物。為了取得高產，下列因素要解決：

1）大的戳子尺寸

2）高圖形密度戳子

3）低穿刺（lowsticking）

4）壓印溫度和壓力的優化

5）長戳子壽命。

具有低穿刺率的大尺寸戳子已經被制作出來。已有少量研究工作在試圖優化壓印溫度和壓力，但顯然需要進行更多的研究工作才能得到溫度和壓力的優化參數。高圖形密度戳子的制作依然在發展之中。還沒有足夠量的工作來研究戳子的壽命問題。曾有研究報告報道，覆蓋有超薄的特氟隆類薄膜的模板可以用來進行50次的浮刻而不需要中間清洗。報告指出最大的性能退化來自于嵌在戳子和聚合物之間的灰塵顆粒。如果戳子是從ellastometric母版制作出來的，抗穿刺層可能需要使用，而且進行大約5次壓印后需要更換。值得關心的其他可能問題包括鑲嵌的灰塵顆引起的戳子損傷或聚合物中圖形損傷，以及連續壓印之間戳子的清洗需要等。盡管進一步的優化和改良是必需的，但此項技術似乎有希望獲得高生產率。壓印過程包括對準、加熱及冷卻循環等，整個過程所需時間大約20分鐘。使用具有較低玻璃化轉換溫度的聚合物可以縮短加熱和冷卻循環所需時間，因此可以縮短整個壓印過程時間。

IV．納米制造所面對的困難和挑戰

上述每一種用于在襯底上圖形刻制的技術都有其優點和缺點。目前，似乎沒有哪個單一種技術可以用來高產量地刻制納米尺度且任意形狀的圖形。我們可以將圖形刻制的全過程分成下列步驟：

1．在一塊模版上刻寫圖形

2．在過渡性或者功能性材料上復制模版上的圖形

3．轉移在過渡性或者功能性材料上復制的圖形。

很顯然第二步是最具挑戰性的一步。先前描述的各項技術，例如電子束光刻或者掃描微探針光刻技術，已經能夠刻寫非常細小的圖形。然而，這些技術都因相當費時而不適于規模生產。納米壓印術則因可作多片并行處理而可能解決規模生產問題。此項技術似乎很有希望，但是在它能被廣泛應用之前現存的嚴重的材料問題必須加以解決。納米球珠和倍塞共聚物光刻術則提供了將第一步和第二步整合的解決方案。在這些技術中，圖形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分來確定。然而，用這兩種光刻術刻寫的納米結構的形狀非常有限。當這些技術被人們看好有很大的希望用來刻寫圖形以便生長出有序的納米量子點陣列時，它們卻完全不適于用來刻制任意形狀和復雜結構的圖形。為了能夠制造出高質量的納米器件，不但必須能夠可靠地將圖形轉移到功能材料上，還必須保證在刻蝕過程中引入最小的損傷。濕法腐蝕技術典型地不產生或者產生最小的損傷，可是濕法腐蝕并不十分適于制備需要陡峭側墻的結構，這是因為在掩模版下一定程度的鉆蝕是不可避免的，而這個鉆蝕決定性地影響微小結構的刻制。另一方面，用干法刻蝕技術，譬如，反應離子刻蝕(RIE)或者電子回旋共振（ECR）刻蝕，在優化條件下可以獲得陡峭的側墻。直到今天大多數刻蝕研究都集中于刻蝕速度以及刻蝕出垂直墻的能力，而關于刻蝕引入損傷的研究嚴重不足。已有研究表明，能在表面下100nm深處探測到刻蝕引入的損傷。當器件中的個別有源區尺寸小于100nm時，如此大的損傷是不能接受的。還有就是因為所有的納米結構都有大的表面-體積比，必須盡可能地減少在納米結構表面或者靠近的任何缺陷。

隨著器件持續微型化的趨勢的發展，普通光刻技術的精度將很快達到它的由光的衍射定律以及材料物理性質所確定的基本物理極限。通過采用深紫外光和相移版，以及修正光學近鄰干擾效應等措施，特征尺寸小至80nm的圖形已能用普通光刻技術制備出。然而不大可能用普通光刻技術再進一步顯著縮小尺寸。采用X光和EUV的光刻技術仍在研發之中，可是發展這些技術遇到在光刻膠以及模版制備上的諸多困難。目前來看，雖然也有一些具挑戰性的問題需要解決，特別是需要克服電子束散射以及相關聯的近鄰干擾效應問題，但投影式電子束光刻似乎是有希望的一種技術。掃描微探針技術提供了能分辨單個原子或分子的無可匹敵的精度，可是此項技術卻有固有的慢速度，目前還不清楚通過給它加裝陣列懸臂樑能否使它達到可以接受的刻寫速度。利用轉移在自組裝薄膜中形成的圖形的技術，例如倍塞共聚物以及納米球珠刻寫技術則提供了實現成本不是那么昂貴的大面積圖形刻寫的一種可能途徑。然而，在這種方式下形成的圖形僅局限于點狀或者柱狀圖形。對于制造相對簡單的器件而言，此類技術是足夠用的，但并不能解決微電子工業所面對的問題。需要將圖形從一張模版復制到聚合物膜上的各種所謂“軟光刻“方法提供了一種并行刻寫的技術途徑。模版可以用其他慢寫技術來刻制，然后在模版上的圖形可以通過要么熱輔助要么溶液輔助的壓印法來復制。同一塊模版可以用來刻寫多塊襯底，而且不像那些依賴化學自組裝圖形形成機制的方法，它可以用來刻制任意形狀的圖形。然而，要想獲得高生產率，某些技術問題如穿刺及因灰塵導致的損傷等問題需要加以解決。對一個理想的納米刻寫技術而言，它的運行和維修成本應該低，它應具備可靠地制備尺寸小但密度高的納米結構的能力，還應有在非平面上刻制圖形的能力以及制備三維結構的功能。此外，它也應能夠做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而時至今日，仍然沒有任何一項能制作亞100nm圖形的單項技術能同時滿足上述所有條件。現在還難說是否上述技術中的一種或者它們的某種組合會取代傳統的光刻技術。究竟是現有刻寫技術的組合還是一種全新的技術會成為最終的納米刻寫技術還有待于觀察。

另一項挑戰是，為了更新我們關于納米結構的認識和知識，有必要改善現有的表征技術或者發展一種新技術能夠用來表征單個納米尺度物體。由于自組裝量子點在尺寸上的自然漲落，可信地表征單個納米結構的能力對于研究這些結構的物理性質是絕對至關重要的。目前表征單個納米結構的能力非常有限。譬如，沒有一種結構表征工具能夠用來確定一個納米結構的表面結構到0.1À的精度或者更佳。透射電子顯微術(TEM)能夠用來研究一個晶體結構的內部情況，但是它不能提供有關表面以及靠近表面的原子排列情況的信息。掃描隧道顯微術（STM）和原子力顯微術（AFM）能夠給出表面某區域的形貌，但它們并不能提供定量結構信息好到能仔細理解表面性質所要求的精度。當近場光學方法能夠給出局部區域光譜信息時，它們能給出的關于局部雜質濃度的信息則很有限。除非目前用來表征表面和體材料的技術能夠擴展到能夠用來研究單個納米體的表面和內部情況，否則能夠得到的有關納米結構的所有重要結構和組份的定量信息非常有限。

篇2

KeyWords:science,technology,comparisonofsimilaritiesanddifferences,clarifyvingconcepts.

在現代，科學和技術關系密切，之所以如此，除了二者相互依賴和相互促進——科學要借助技術更新設備、啟示問題、激勵靈感，技術要借助科學提高理論水準、擴展發明視野、開拓新奇領地——之外，也在于科學和技術確實有諸多相通或相近之處。正如考爾丁所說，科學和技術二者都處理物理世界，使用相同種類的物質世界的知識。二者在研究中使用經驗方法，雇用在科學中受訓練的人，使用類似的詞匯表。技術因它所應用的知識依賴科學，有時也為科學進展提供未加工的材料，即新觀察或其他的激勵研究的東西。

考爾丁只是籠統論之。其實，條分縷析一下科學和技術的各個要素，問題就更清楚了。例如，在建制方面，科學與技術都是高度創造性的行當，它們都給予那些能夠以有意思的方法合成完全不會在其他人那里發生的思想的人們以一種獎勵。在規范方面，科學和技術都具有非本地化和世界主義的特征。科學不是由于定義才是普適的，而是通過許多努力消解本地發現的與境的。技術不是自動地可用于其他境況的，它要求技術和境況兩方面適應，以創造起作用的技術。這個消解與境過程的社會方面也是深入科學和技術之域消解與境，它在于在實踐、流通和網絡創造之間的交流。在結構方面，一切科學都有理論、觀察、實驗這三個部分，技術同樣如此。因此，把技術和科學對立起來的做法是毫無意義的。科學和技術都進行觀察和實驗，提出理論，提出關于（通過實驗）造成一定條件的方式的陳述。在基礎研究問題上二者也有一定的重合。在方法方面，技術研究與科學研究沒有什么區別。其研究周期圖式都是一樣的：確定問題；用現行的理論知識和經驗知識解決問題；倘若嘗試失敗，就找出某些可能的解決問題的假設以至整個假設-演繹系統；借助新概念系統尋求問題的解決；檢驗解決問題與結果；對假設或初始問題的表達方式做出必要的修正。在評價方面，

任何特定技術的發展是否值得的裁決必須永遠是暫定的，對借助新證據重新評價是開放的。以這種方式，對于科學使用的問題不能給出永恒的答案，正如科學理論本身的真理問題不能給出永恒的答案一樣。

特別使我們感興趣的是，在哲學底蘊方面，科學和技術都體現了操縱或擺布的思想。西方科學是作為實驗科學發展起來的，而為了進行實驗，它必須發展精確和可靠的操縱能力，也就是說進行檢驗的技術，人們操縱擺弄是為了檢驗。技術也操縱自然界的對象，同時也引起新的人操縱人的過程，或者說社會實體操縱人類個人的過程。隨著技術的發展發明了新的和十分微妙的操縱方式，在這種方式中，對事物的操縱同時需要人類接受操縱技術的奴役。

也許正是由于這些相通或相近之處，不少人認為，科學和技術沒有本質上的不同，或者沒有原則性的區別，在二者之間是無法劃界的。譬如，克羅斯和巴克堅持，在20世紀，科學和技術就形式而言似乎是一個有機的整體，在不把二者蠻橫地弄得支離破碎的情況下，不可能把科學和技術作為分離的實體與整體分開。雷斯蒂沃則一言以蔽之，純粹科學的神話是近代科學作為禮拜堂的基石。近代科學的意識形態使我們之中的許多人相信，在科學和技術之間可以劃界，并因我們社會和環境的疾病而責備技術。

誠然，在科學和技術之間“存在邊界起初不可能十分尖銳地顯示出來的領域，正如在遺傳工程和基因治療的情況中那樣”。誠然，“許多現代建制的探究形式把科學的知識進展的興趣與特定技術的較大效率的目標融合在一起，一致在二者之間不存在建制上的劃線。科學和技術在醫學科學沒有簡單的可維持的區分，雖然在極端的對照中是清楚的。”誠然，在科學和技術之間的任何區分實際上都可能強烈地受到意識形態因素的影響，如規劃的制定和資金的提供就涉及區分問題。科學和技術的區分還缺乏明晰的和毫不含糊的劃界標準，在一種與境中是所謂“科學”和“科學的”東西，在另一種與境中往往被稱為“技術”和“技術的”東西，反之亦然。然而，

不管怎樣，從學理上講，科學和技術畢竟不是一回事，二者的區別眾多而明顯。從實踐上講，把二者混同起來，也會在實際工作造成不應有的危害——我國科學政策和科研管理方面的諸多偏差，在很大程度上歸因于混淆了科學和技術的概念和轄域。為此，我們必須盡可能把科學和技術區分開來，以便于澄清概念上的混亂和糾正管理上的不當。

邦格曾經以表格的形式，列舉了科學和技術之間的某些相似點和和相異點。陳昌曙教授也從十個方面揭示了科學與技術之間原則上的、本質性的不同：基本的性質和功能，解決問題的結構和組成，研究的過程和方法，相鄰領域和相關知識，實現的目標和結果，衡量的標準，研究過程和勞動特點，人才的素質和成長，發展的進展和水平，社會價值、意義和影響。在我的心目中，科學和技術一直是兩個有別的概念和范疇。在混亂日盛且大有蔓延之勢的情況下，我接連寫了數篇強調科學和技術有別的文章，力圖予以匡正。當時我沒有研讀多少資料，主要是憑直觀和經驗發議論的。在這里，我準備把原來簡略的框架和十分有限的文字予以擴充，比較詳盡地厘清一下科學和技術的差異。

（1）從追求目的上看，科學以致知求真為鵠的，其目標在于探索和認識自然；技術以應用厚生為歸宿，其意圖在于利用和改造自然。科學著眼于理論知識的不斷進展，技術追求生產目標的有效實現。盡管技術也涉及知識——應用零散的經驗知識和系統的科學知識，也創造一些實用性知識——但是它把知識工具化。也就是說，科學把知識始終視為目的，而技術僅僅把知識當作手段。

盡管在某些現實的研究課題或項目中，致知求真和應用厚生這兩個目的是相伴出現的，即便研究者只涉及一個方面；盡管每一個正確的科學理論都可能潛在地導致技術應用，而每一項技術研究項目也可能促進科學知識的進展；但是，這并不能掩蓋科學和技術在目的上的鴻溝之分。考爾丁對此洞若觀火：科學和技術的基本區分還是在于目的。科學的目的是獲取知識，技術的目的是應用知識控制物質。技術人員的問題是分派給他的，希望他提供答案；而科學中某種研究自由是基本的。于是，科學的發展遵從它自己固有的需要，即對真理的追求；而技術的發展遵循公眾的物質需要。桜井邦朋也一語中的：

科學和技術本來是有差別的東西，科學被認為是就隱藏在我們周圍擴展的自然中所看到的各種現象的奧秘中的真理，換言之，是就各種事實和在它們之間存在的法則研究的學問；與之相對，技術是立足于把科學的成果作為在我們的生活中有用的東西熟練使用的目的而加以研究、而組成的東西，是實用性極強的東西。

不用說，純粹科學，如果它是實驗性的，也控制和改造世界，但只是為了認識實在在很小的規模上這樣做，而不是以此為目的。科學是為了認識而去變革，而技術卻是為了變革而去認識。希爾也表達了類似的看法：“科學可以可以發明、改進和推廣儀器工具，但是這不是它的首要關心。它的首要任務是認識，并通過認識擴大我們的知識。技術并不這么多地關心認識，它關心為最佳的利益而生產和使用。”

（2）從研究對象上看，科學以自在的自然實在為研究對象，不管這些對象是實體實在還是關系實在，不管它們是以物質形態存在還是以能量或信息形態存在，也不管它們是有生命的還是無生命的。總而言之，它們是自在的自然的。當然，為了獲取自在的自然實在的知識，實驗科學家也在受控實驗中對其進行某些干預，但是這種干預是小規模的、不成氣候的。更重要的是，如此干預只是作為獲取自然奧秘的手段，而決不是為干預而干預，決不是把干預自然作為目的。相反地，技術的對象則是現實的或擬想的人造物，也就是說，它要設計或制造出某個自然界中沒有的人工東西來。當然，技術也針對自在的自然對象做研究和試驗，例如研究和利用天然石頭作為建筑材料，但是無論從研究的出發點講，還是從試驗的結局上講，都聚焦于實用和使用，其結果，已經使自在的自然存在變成為人的非純粹的自然存在了，如砌墻基的方形花崗巖石料、拋光和切割的大理石平板。

（3）從活動取向上看，科學活動是好奇取向的（curiosity-oriented），與社會與境和社會需要關系疏遠；技術是任務取向的（mission-oriented），與社會現實和社會需求關系密切。科學本來就是在有閑暇的條件下，由人的好奇天性觸發的。科學愛好的激起，科學問題的提出，研究沖動的萌生，在很大程度上無一不是由好奇心驅使的。一個沒有好奇心和驚奇感的人，是不會成為天才的科學家的。科學的好奇既表現在對自然現象的好奇（如愛因斯坦對指南針的好奇）上，又表現在對科學理論的好奇（如愛因斯坦對歐幾里得幾何學的好奇，對空間和時間問題的好奇，對經典力學和電動力學關于運動相對性解釋的不協調的好奇）上，這些都可能成為新發現的導火線或助產士。愛因斯坦說得好：

重要的是不停地追問。好奇心有它自己存在的理由。一個人當他看到永恒之謎、生命之謎、實在的奇妙的結構之謎時，他不能不從心理感到敬畏。如果人們能夠每天設法理解這個秘密的一點點，那就足夠了。永遠不要失去神圣的好奇心。

他還這樣講過：“如果要使科學服務于實用的目的，那么科學就會停滯不前。”

另外，技術像現代社會的許多建制一樣，其取向往往是短視的，科學則不是如此、也不能如此。多爾比認為，短視的觀點可能在技術的語境中被捍衛，但是卻會使科學研究遭難。因為集中關于可預見的眼前利益，會使科學完全轉向應用的和任務取向的科學，會減少產生未曾料到的新知識的能力，從而也會使未來技術的源泉枯竭。因為技術常常是為了滿足眼前的需求而研制、應對市場當下的急需而生產的，所以不得不采取急功近利的態度和做法。科學一般不會如此短視，因為科學與人的物質欲求和市場的急需沒有多少聯系。假若出現短視的科學，也只能欲速則不達，美國攻克癌癥計劃的失敗就是一個鮮明的例子，因為科學的發現是無法預見和計劃的，只有在科學內部的各種條件具備和時機成熟之時（如舊有理論的完備，相關學科的發展，實驗資料的積累，天才科學家的關注等）才有可能取得理論突破。正是由于取向的不同，科學研究的自由度要大得多，而技術的進展則要受到社會與境多方面的約束和限制。

（4）從探索過程上看，科學發現的目標常常不甚明了，摸索性極強，偶然性很多，失敗遠多于成功。因此，科學家在探究過程中隨時掉轉方向、動輒改換門庭是常有的事。誠如俗語所說：你本來要進這一個房間，卻步入另一個屋子。在這種情勢下，你根本無法計劃和組織科學研究；即使硬著頭皮做出計劃，也不過是鏡花水月而已，你根本無法在實踐中實施。大凡頭腦機敏的科學家對這一點都心知肚明。一般來說，他們只有一個大致的研究范圍，至多只有一個飄忽不定、若隱若現的靶子，但是他們卻具有審時度勢、隨機應變的本領——這是他們成功的秘訣之一。

相比之下，技術發明對準的靶子往往事先就很明確，可以做出比較詳細、比較周密的組織和規劃，然后或按圖索驥，或有的放矢，偶然性較少，成功率較高。美國的曼哈頓計劃和登月計劃，中國的兩彈一星工程，就是技術項目計劃周到、組織嚴密、完成出色的絕佳表演，而剛才提及的美國攻癌計劃則是計劃科學失敗的典型例證。正如我先前所寫的：學術科學或基礎研究是不可計劃和組織的！組織和計劃的學術科學不利于科學發展！在這里，愛因斯坦的告誡值得我們認真汲取：“人們能夠把已經做出的發現的應用組織起來，但是不能把發現本身組織起來。只有自由的個人才能做出發現。”他還說：

科學史表明，偉大的科學成就并不是通過組織和計劃取得的；新思想發源于某一個人的心中。因此，學者個人的研究自由是科學進步的首要條件。除了在某些有意識的領域，如天文學、氣象學、地球物理學、植物地理學中，一個組織對于科學工作來說只是一種蹩腳的工具。

（5）從關注問題上看，科學需要了解“是什么”（what）和“為什么”（why），而技術面對的問題則是“做什么”（dowhat）和“如何做”（howdo）。邦格用一句話點明：技術的中心問題是設計而非發現。正因為如此，技術雖然以應用科學為基礎，但是并非機械地追隨應用科學。盡管實際情況遠比想象的復雜——大量的、很好的甚至是很出色的科學工作，是在有著明確技術目的的研究過程中完成的，而且科學家自己在“科學”與“技術”職業之間來更而不改變自己實際從事的工作——然而“這些構成科學的問題是認識論意義上的問題，而技術研究的本質卻是一件經濟的和社會的工作。”

更為值得注意的是，科學發現的原創性和技術發明的原創性是不同的。“這兩者的原創性都受人欣賞，但是在科學中，原創性在于比別人更深入地看到事物的本質的能力，而在技術中，原創性則在于發明家把已知的事實轉化為驚人的利益的創造力。”因此，技師的啟發性熱情是以他自己迥異的焦點為中心的。他遵循的不是自然秩序的前兆，而是能使事物以一種新的方式運作以便達到某一可接受的目的，并能便宜地得到利潤的可能性的前兆。在向新的問題摸索著前進時，技術專家所考慮的必定是科學家所忽視的利益與危害的整個全景圖。他必定對人的需求特別敏感，并有能力評估他們準備滿足這些需求時所付出的代價。科學家的眼光則全神貫注在大自然的內部法則上。

（6）從采用方法上看，科學主要運用實驗推理、歸納演繹諸方法，而技術多用調查設計、試驗修正等方法。考爾丁承認，技術研究的方法與科學方法有類似之處，如在實驗中控制可變因素，使用矯正的參數，但是作為一個整體的方法根本不同于科學方法。科學的實驗指向理解研究中的系統，本質上與科學方法的其他部分即說明的假設形成關聯。沒有導致新理解的實驗是失敗，實驗通常借助一些假設設計，以便證實它或否證它。另一方面，技術的實驗除了部分利用科學已經贏得的知識外，僅利用試錯法，它不導致對自然的任何新的理解。技術通常滿足于列舉的觀察資料，以方便的形式達到某種特定的目的，而不追求理解觀察資料之間的關系。技術以科學的理解為先決條件，但它通常不為理解做貢獻。廣泛而精確的定量資料表并不構成知識，盡管它們可以是科學家的未加工的材料。

（7）從思維方式上看，科學思維除了在科學發現的突破時刻以形象思維為主外，在大多數場合下是以抽象思維和概念思維見長的，而技術思維是具象思維和形象思維統治著技術設計和工業設計。由于科學理論具有非自然的特征，科學思維必須擺脫與常識相聯系的自然思維強加的模式，以理性批判和概念分析開路。技術思維在早期是直接與常識和經驗密切相關，爾后出現的以科學理論為基礎的技術，還帶有常識思維和自然思維的胎記和烙印，它直接沿著現成的科學知識下行，化形而上的抽象為形而下的具體，注重可行性和成本效益分析。沃爾珀特徑直指明，技術的許多方面是看和非詞語的，這完全不同于科學思維。這并不是說，科學家不使他們建構的概念和機制形象化，不過對科學來說，說明是基本的，必須把圖像翻譯為語言和符號，尤其是數學。由于未受詞語化的理論的牽累，技術設計者在他們的心智中把不同的要素會聚在新組合中。與科學相對照，從文藝復興直到19世紀的技術知識刊載在圖示占統治地位的書中——信息主要以繪圖的形式刊載。

尤其值得指出的是，技術思維是由技術理性或曰主觀理性、工具理性主導的，科學思維則在很大程度上體現的是科學理性或曰客觀理性、純粹理性。所謂客觀理性，按照霍克海默等人的觀點，是指客觀結構是個體思想和行為的量尺，而非人和他的目標。在這里，關鍵是目的而不是手段。也就是說，客觀理性關心的是事物之“自在”而不是事物之“為我”，它要說明的是那些無條件的、絕對的規則而不是假設性的規則。所謂技術理性，關心的是手段和目標，追求效率和行動方案的正確，而很少關心目的是否合理的問題。它是圍繞技術實踐形成的一套基本的文化價值。它預設了笛卡兒式的主體-客體、精神-自然的二元對立，也預示了一種人對自然的新的體驗方式：人作為主體，雄居于所有客體之上，把世界看成是一個可以縱和統治的集合體。它包括這樣一整套基本文化旨趣：人類征服自然，自然的定量化，有效性思維，社會組織生活的理性化，人類物質需求的先決性。

（8）從構成要素上看，科學的構成要素可以說是非物的——科學知識體系純粹是非物的；研究過程雖然離不開實驗設備的支撐和物資的消耗，但是這些物本身并不進入科學的結果即科學理論之中。尤其是，基礎研究或學術科學對物的依賴是很少的，甚至可以忽略不計，一支筆加幾張紙足矣——難怪有人把相對論和量子力學革命稱為“紙上的革命”。即便非要把科學與物扯在一起，科學也只是“抽象物”的科學或“物之共相”的科學。相反地，技術則是實實在在的物的技術，時時處處與具體物打交道，起碼或多或少是離不開物的。盡管在學術層面，學人對技術構成要素的理解還有“技術非物”和“技術是物”的歧見，但是技術恐怕很難完全與物脫離干系。只是“對于不同的技術，物的因素所占的份額和所起的作用是有所區別的。或者說，在人工自然的創造或技術活動中，人們可以讓物質實物扮演各種角色，如載體角色、對立體角色、匹配體角色和包容體角色（這當然是不確切的劃分）。”

（9）從表達語言上看，科學語言也使用日常語言進行事實的描繪和實驗的敘述，但是其中無論如何缺少不了科學概念或術語。在科學理論中，更偏重抽象的概念說明和的繁難的數學推演，這一點在科學的典型代表物理科學中表現得淋漓盡致。特別是要嚴密、精確地陳述科學理論，非數學語言和數學公式莫屬。相形之下，技術語言多是具體的、平實的描述，缺乏復雜的概念分析和數學演繹。在技術中也運用數學工具，但大都是具體的數值羅列和一般的數字計算，技術結果也不要求絕對精確，只要滿足實用需要，在某一誤差范圍內得出具體的數值即可。尤其是，表達科學知識和理論的科學語言的是可傳達的、可交流的、可用文字和數學符號書寫和記載的，科學共同體實際上是科學語言共同體，這個共同體使用相同的詞匯表或詞典。可是，在技術方面，情況就不同了：有些技術事項是無法用語言、文字或數學符號表達清楚的，因此得借助圖示、模型、樣品等來說明。更為歧異的是，不少屬于技術的技藝、訣竅之類的東西根本無法用語言解釋和傳達，也無法從書本學到手，只能像師傅帶徒弟那樣，邊干邊學，邊觀察邊體味，才能逐漸達到心領神會、游刃有余的境界。此類知識就是波蘭尼所謂的“私人知識”（personalknowledge）或不可言傳的知識（tacitknowledge）——后者也可譯為“意會知識”或“默會知識”——技術知識的某些分野就歸屬這樣的知識。

（10）從最終結果上看，科學研究所得到的最終結果是某種關于自然的理論或知識體系，技術活動所得到的最終結果是某種程序或人工器物。科學成果是人類精神的非物質成就，而不是設計和生產的物質成品。史蒂文森斷定，科學不是技術，它不在于器械的發明。科學的中心關注和最終結果是knowingwhat即真理的知識，與knowinghow即如何做的技術知識相對。當然，這兩類知識是相互關聯的，尤其是在現代。沃爾珀特斷言，科學的最終產物是觀念和信息，也許是在科學論文中；技術的最終產物是人工制品，比如說鐘表和電機。與科學不同，技術的產物不是針對自然實在衡量的，而是借助于新奇性和特定的文化加于其上的價值衡量的。巴薩拉（Basalla）道同志合：“雖然科學和技術二者包含認知過程，但是它們的終極結果是不同的。創新的科學活動的最后產物最可能是寫成的陳述、科學論文、公布的實驗發現或新的理論見解。相對比，創新的技術活動的最后結果典型地是對人工制造的世界的添加物：石錘、鐘表、電動機。”

（11）從評價標準上看，對科學的評價以是非正誤為主，以優劣美丑為輔，真理和審美是其準繩；對技術的評價是利弊得失、好壞善惡，以功利和價值為尺度。沃爾珀特一言蔽之：“技術的成功與欲求和需要有關，而科學的成功依賴于與實在符合。”對此，多爾比論述說，就作為知識形式的科學和技術而言，二者之間的關鍵區分是，技術借助于實用標準“它奏效嗎？”評價，而科學知識則借助于“它為真嗎？”評價。他繼而指出：

對技術和科學而言，成功的標準依然是不同的。在技術中，成功與起作用的產品、尤其是與在目前市場條件下在商業上的產品俱來。相對照，在科學中，成功的標準不是它起作用，而是它被接受為真。

（12）從價值蘊涵上看，作為知識體系的科學大體上是價值中立（value-neutrality）的，或者說其本身僅蘊涵為數不多的價值成分；而技術處處滲透價值，時時體現價值，與價值有不解之緣。莫爾就是這樣看問題的。他說，真正的科學知識在倫理的意義上是善的，而在技術中，情況就完全不同了。每一項技術成就，必然使人又愛又恨（有矛盾心理）：它能夠或善或惡，技術必然是雙刃工具。盡管把已知的技術成就分類為善或惡從來也不是確定的，但是任何一項給定的技術總是在倫理上能夠分為善或惡，這取決于人心中的目的，取決于過去、現在和將來的邊界條件。邦格詳細地陳述了他的觀點：對科學家來說，所有具體對象都是同樣值得研究的，而不涉及價值問題。技術專家卻不是這樣：他把實在分為原料、產品和其他部分（即一堆無用之物），他最珍視產品，其次是原料，最輕視其他部分。技術知識和技術活動的價值準則是與純粹科學的價值中性相對立。技術專家凡事都要衡量其價值，而科學家只衡量自己的活動和成果的價值。科學家甚至以擺脫價值觀念的方式去處理價值問題。雖然基礎研究作為心理過程的評價，它也做出價值判斷，但是這完全是內在的：它們涉及科學研究的要素，諸如資料、假設和方法，而不涉及科學研究的對象。另一方面，工程技術專家不僅做出內在的價值判斷，而且也做出外在的價值判斷：他評價他能得手的每一事物。基礎研究就其自身目的而言，是尋求新知識，是不涉及價值的，在道德上是中性的。當可以做某些有利于或不利于他人的幸福或生活的事情時，才涉及道德，工程技術專家恰恰在這里有份兒。他們應該遵守可以稱之為技術命令（technologicalimperative）的東西：

你應該只設計或幫助完成不會危害公眾幸福的工程，應該警告公眾反對任何不能滿足這種條件的工程。

（13）從遵循規范上看，科學遵循的規范是美國科學社會學家默頓所謂的普遍性（universalism）、公有性（communism）、無功利性（disinterestedness）、有組織的懷疑主義（organizedscepticism）；技術的規范與此大相徑庭，它以獲取經濟效益和物質利益為旨歸，其特質是事前多保密，事后有專利。波蘭尼看到這種天壤之別：“科學知識與技術操作原則之間的不同被專利法認識到了。專利法對發現和發明做了鮮明的區分。發現增加我們關于大自然的知識，而發明則建立一個服務于某一得到承認的利益的新的操作原則。”普賴斯也十分清楚：

存在著科學和技術之間最為重要和最有意思的一種對照。大家都明白，在科學上只要你第一個發表了，你就打敗了其他人。通過發表來表明你對知識產權的私有要求。非常不可思議的是，你的發表越公開，你的產權要求就越安全地為你所獨占。在技術上則是另一回事。當你做出發明時，你必須為其取得專利，你必須防止工業間諜的竊取，你必須看見它遠在能夠被競爭者復制或取代之前就被制造出來并銷售出去。在技術上你得用通常的保護方法來確保你的私有權。

他進而揭橥，這種差異的原因在于，從哲學意義上看，即使科學是對規律的一種概括和發明過程，自然卻非常強烈地表現出似乎只有一個世界可以被發現，如果波義耳沒有發現波義耳定律，那么必然會有其他人去發現。但是，技術中的大部分競爭比在科學中有更多的回旋余地。技術是一種文明所獲得的，而科學則讓人感到更像是自然的規定而不是人的大腦所擁有的。

（14）從職業建制上看，科學和技術無疑是相互滲透的，并且經常看上去好戴著同一頂帽子或穿著同樣的實驗服裝。但是將兩者混淆起來的做法是把表面的東西——例如機構聯合——當成了深層的東西。在科學共同體中，其主要成員是以思想型、理論型、動腦能力見長的研究員和教授；而在技術共同體中，其主要成員則是以實踐型、經驗型、動手能力見長的發明家和工程師。前者的建制實體是國家科學院、科學各學科研究所、科學學會、綜合大學的科學研究機構等，后者則是國家工程院、工科院校的研究機構、工程學會、工業部門的研究所、工業實驗室、高技術開發區的企事業單位等。不同的職業建制也體現在人才培養模式的差異上。科學人才的培養主要在綜合大學的理科院系和科學研究所進行，注重理論知識、概念辨析、數學基礎、邏輯推理的訓練；技術人才主要在工科院校、工業研究所和實驗室培養，偏重專門技能知識、數值計算、實際操作的訓練。盡管這兩種角色可以轉換，也有可能一身二任，但是轉化總得有一個學習和適應過程，而且“雙肩挑”的人畢竟是稀少的，即便兼而有之，此類人物也是有所側重的。

（15）從社會影響上看，科學和技術對社會的影響都是巨大而深遠的，而且各自作為子文化，都是文化進化的重要推動力，顯示出很強的文化滲透性。但是，二者的社會影響無論如何是有相當大的差別的。科學主要是觀念形態的東西，它的社會影響基本上是思想上的和精神上的，尤其是科學思想、科學方法和科學精神直接作用于人的心靈，促使人更新觀念、提升素質、完善人性，而它對政治、經濟、軍事、環境和生態基本上沒有直接的影響。技術則不然：技術往往是以器物的形態出現的，它對人的思想和精神的影響是間接的，但是卻直接作用于社會的其他各個方面，其影響是巨大的，而且具有兩重性。反過來，由于科學自身的本性，社會對科學的影響較小、約束力弱，但是對技術影響很大、約束力也強烈得多。

（16）從歷史沿革上看，技術的歷史是古老而漫長的，可以說從原始人打制第一塊石器時就開始了，而科學的歷史沿革是相當短暫的，至今不過三百余年的歷程，即使把科學的萌芽時期計算在內，也僅僅有兩千多年。與技術的歷史相比，科學的歷史短得簡直可以忽略不計。此外，技術依賴于科學的時間，就更為短暫了。沃爾珀特對此印象深刻，他進而還洞察到科學和技術在歷史上相互影響的不對等性，以及科學起源與技術起源在特點上的差異。他說，在確立科學的非自然本性（反常識的和反直覺的）時，必然要在科學和技術之間做出區分。區分的證據主要來自歷史。技術比科學要古老得多，它的大多數成就——從原始農業、陶器的燒制、金屬的冶煉制造、大教堂的建筑乃至蒸汽機的發明——無論如何是獨立于科學的，直至19世紀科學才對技術產生影響（合成染料和電氣工業）。這些技術基于常識和經驗的實踐手藝，而實踐取向無助于純粹知識。技術的歷史大都是無名的歷史，這再次不同于科學。就觀念和器械而言，歷史上的科學嚴重地依賴可以得到的技術，技術對科學有深刻的影響，反過來，科學對技術的影響是相當晚近的事情。一旦承認科學和技術之間的區別，科學在希臘的起源就呈現出特殊的意義。科學的特殊本性對科學僅僅一次出現負責。往往被認為是科學家的中國人實際上是熟練的工程師，對科學做出的貢獻微不足道。他們的哲學是神秘主義的。容許科學在西方得以發展的，也許是理性和支配自然的定律的概念。史蒂文森也明確地意識到，與科學不同，技術在某種程度上對一直存在的每一種人類文化是共同的。與技術不同，科學并不是在人類歷史的每一個階段都存在或在每一個文化傳統中都存在。

（17）從發展進步上看，科學和技術都具有發展進步的性質，在這一點它們與文學、藝術、哲學不盡相同。但是，它們二者在發展進步的特點上判若黑白。列維特揭示，科學發展與技術進步，科學與作為在社會、經濟、歷史中展開的技術的邏輯，是很不相同的，盡管這兩個建制看起來并肩前進。關鍵的差別在于，科學——仍然是指對惟一的物理世界的探索——的確是邏輯的，無論是作為一個過程還是作為已經完成的提煉過的理論結構。科學的發展結構基本上是樹枝狀的，即新的知識分支不斷從老的枝干上生長出來，盡管在更深的層次上是一體的。與之相比，技術展開的機制完全不同。那些在生長點和結點工作的人是混合的集群，很難以一種簡單的方式加以概括。關鍵人物可以是科學家或工程師，但也可能是行政領導、官僚、銀行家、軍官或政治家。技術的進步、后退、停滯或分叉看起來并不遵循任何可以概括的邏輯。沃爾珀特指出驅使科學和技術發展的動力大相徑庭：對技術來說，它是市場的需求或進展中的技術“造成”的需要。情況似乎是，發明活動是受發明的預期的價值支配的，在投入高峰時即是發明高峰——科學往往不是這樣的。斯科利莫夫斯基（H.Skolimowski）認為，二者進步在目標上各行其是：與科學進步的目標在于接近真理相對應，技術進步的內在目標在于提高有效性。這種有效性在具體的技術實踐中表現為精確性、耐久性和低成本（或稱效率性）。還有一點必須提及：盡管科學知識單元在進化過程可能出現復雜和多樣的局面，但這只是暫時的、過渡的現象，它最終必將趨向簡單性和惟一性。可是，技術物品的單元在進化中趨向復雜性和多樣性，各種用途的錘子，各種大小和型號的扳手、螺絲，各種面料和花色品種的紡織品，各種配方和商標的牙膏、香皂等等。

科學和技術在歷史上的絕大多數時間是分離的，科學大規模地轉化為技術的高峰時期也寥寥可數，可是在現代，科學趨于技術化和技術趨于科學化也是不爭的事實。為此，斯平納提出認知-技術合成體（cognitive-technicalcomplex）和現實化的科學（realizedscience）的概念，拉圖爾甚至和盤托出了“技科學”或“技術科學”（technoscience）的生硬概念。這種科學技術一體化的思想是后現代主義的主題思想之一，誠如福曼（P.Forman）所言，技術取向的科學（technologicallyorientedscience）以及科學取向的技術（scientificallyorientedtechnology）其范圍之廣和力量之大是眾所周知的。這是后現代性之結果。為了說明科學和技術之間的密切關系，人們提出了諸多說明模型，例如“線性模型”、“舞伴模型”、“雜交模型”等。這些模型都有可取之處，也道出了部分真理。但是，線性模型似乎簡單化了一些，把科學和技術復雜、多變的關系描繪得過于徑直，而且易于引起技術神話。舞伴模型亦有把科學和技術互動過程簡單化之嫌，同時它忽略了這樣一個事實：科學和技術不僅可以跳雙人舞，而且有時也獨舞。雜交模型把科學和技術視為一個新的綜合體，這實際上已經使二者一體化了——這是我們絕對不能同意的——盡管這種一體化是部分的一體化而非整體的一體化。我覺得，可以接受的比較周全的觀點也許是：

科學和技術是有聯系的，但并非一體化；科學和技術是有區別的，但并非決然對立；科學和技術有時是互動的，但互動的形式多種多樣，互動的過程錯綜復雜，而不是線性的和一義的。

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李醒民：學術科學可以被計劃嗎？北京：《學習時報》，2004年12月20日，第7版。該文以較多的篇幅發表在上海：《社會科學報》，2006年4月13日第5版。很遺憾，現今的一些編輯常常在不告知和征求作者意見的情況下，隨意對稿件大刀闊斧地腰斬或刪改，弄得作者哭笑不得，實感無可奈何。對這篇文章的完整性感興趣的讀者，可以到吳國盛教授主辦的“北京大學科學史和科學哲學”網站閱讀和下載。

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高亮華：《人文主義視野中的技術》，北京：中國社會科學出版社，1996年第1版，第154~161頁。但是，我不同意作者的下述說法：現代自然科學“是在技術理性所構成的地平面上產生和展開的”，它“具有內在的工具主義的特點”。眾所周知，在科學的起源中，理性傳統和工匠傳統兼而有之；在科學的發展中，科學內在的理性邏輯和人的純粹理性一直是強大的動力。縱觀整個科學史，對科學家來說，“為科學而科學”的思想始終具有巨大而誘人的魅力。

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列維特：《被困的普羅米修斯》，第171頁。

邦格厘清了一種誤解：“經常有人認為，技術與文化是格格不入的，甚至是彼此對立的。這是一種錯誤的觀點，是對技術過程尤其是對革新性技術過程的理論豐富性完全無知的表現。……事實上，技術并不是一個孤立的組成部分，它與整個文化的其他各個分支有很大的相互作用。而且在現代文化中，只有技術和人文學科（特別是哲學）與其他文化分支有很大的相互作用。具體地說，技術與系統的哲學的幾個分支（邏輯、認識論、形而上學、價值論和倫理學）都有很強的相互作用。”參見邦格：技術的哲學輸入和哲學輸出。

海森伯對此有具體的說明：從18世紀和19世紀初起，形成了一門以發展機械操作過程為基礎的技術，這起初只是舊手工工藝的發展和擴充，其基本原理人人都能掌握。甚至在蒸汽機得到應用以后，技術的這一特性并未得到根本改變。但是，19世紀后半葉出現的電工技術，使得技術與舊手工工藝的聯系已經不復存在，電力這種自然力的開發不是來自人們的直接經驗，而是基于科學理論。參見海森伯：《物理學家的自然觀》，吳忠譯，北京：商務印書館，1990年第1版，第6~7頁。

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劉文海：《技術的政治價值》，北京：人民出版社，1996年第1版，第19頁。

普賴斯的說法有一定的道理：科學的正常成長更多地來自科學，而技術的正常成長更多地來自技術。技術專家用的科學大多數是他們在學校學習和大眾知識中的科學，而科學家用的技術大多數是伴隨他們成長起來的那些技術。兩者之間的強有力的相互作用只出現在很少的時候，因而引人注目地形成歷史山脈的高峰。在17世紀的科學革命中，有一種從工匠技藝狀態向新型科學儀器的有力轉換，它使科學從古代狀態突破而獲得爆炸性的增長，并帶來現代的實驗傳統，帶來望遠鏡、顯微鏡、氣壓計、溫度計、抽氣機和各種靜電機械。在我們這一代，工業革命已經達到一個新水平，主要通過物理學——特別是愛迪生的電學——科學找到了它回報技術的方法。在大多數情況下，科學并沒有給技術許多幫助，但偶爾你會遇到像晶體管和青霉素這樣完全相反的反常事件。同樣必須注意的是，這里存在的引人注目的例外而不是規律。高峰不是典型。不能以牛頓和愛因斯坦的標準去判斷科學家。不能以晶體管的特例去判斷科學對技術的影響。承認科學和技術大體上是只有松散聯系的系統，人們的動機目的甚至訓練都非常不同，屬于完全不同的類型，這在理智上是沒有什么困難的。普賴斯：《巴比倫以來的科學》，第170~171頁。

篇3

篇4

2.1激發學生的學習興趣

小學生正處于想象力豐富、思維活躍的重要時期，很多小學生愿意去發現新的事物、探究新的事物。因此，教師在進行小學數學教學時，可以根據學生的這一特點，應用網絡技術的優勢，為學生創建一個良好的學習情境，從而有效地激發學生的學習興趣。很多小學生對數學不感興趣的重要原因是數學知識過于抽象和嚴謹，導致學生感覺數學課程十分枯燥，在這種情況下，很難激發學生的學習興趣。在網絡技術的教學環境中，教學信息以立體、形象、豐富的形式展現在學生面前，面對這種多樣式的信息呈現方式，小學生會產生極大的好奇心，在好奇心的作用下，他們會迫切地想要了解這些信息，這樣就能激發學生的學習興趣，提高學生的參與力度。在傳統的教學模式中，學生很少積極主動地參與在教學活動中，而將網路技術運用在小學數學課堂上，學生能通過計算機展示的圖像、數據、動畫等進行模擬、探索，學生能通過直觀的感受，對知識進行驗證。網絡技術和小學數學課程的整合能使得小學數學教學多樣化、形象化、視覺化，這樣對學生數學思維的形成有很大的幫助。

2.2揭示數學內在規律

網絡技術具有感官同步進行的效果，它能將數學教學的重點、難點逐漸呈現出來，為學生創建一個豐富的學習情境，讓學生更加快速、準確、深入地了解、掌握數學教學的重點難點。在傳統的數學課堂教學過程中，整個教學活動幾乎都是教師看著教材，在黑板上簡單地畫幾個圖形進行講解，整個教學活動幾乎是靜止的；而利用網絡技術能動態地展示出教學內容，這樣化靜為動，揭示數學的內在規律，有效地提高學生的學習能力。例如，教師在講“圓的認識”時，可以利用多媒體展示圓的形成過程，將繩子的一端固定，然后在另一端系上一個小球，甩動小球，讓其作圓周運動，從而讓學生了解圓的形成過程。通過這樣的動態演示，能讓學生對圓有一個形象的認識，為圓的進一步認識打下良好的基礎。

2.3結合實際生活，感受知識的生成

在小學數學課堂教學過程中，教師可以將教學內容和學生的實際生活結合起來，利用網絡技術通過動畫、聲音等形式為學生創建一個和學生實際生活相關的虛擬情境，給學生一種身臨其境的感覺，讓學生感受知識的生成和發展的過程，從而引導學生掌握數學知識的本質。例如，教師在講解“相遇問題”時，可以利用多媒體展示兩個人在不同的位置，同時向某一個位置前進，動態地展示出兩個人相遇的場景。這樣不僅能幫助學生正確地理解“兩人從兩地同時出發”“、相遇”等專業術語的含義，從而讓學生正確地理解路程、速度、時間之間的關系，而且極大地降低了學生學習知識的難度，提高了學生的學習效率。

篇5

進入21世紀以來，計算機與網絡技術的運用快速浸透于社會的各行各業戰爭常百姓的日常生活。一日千里的變化使人們蘇醒認識到：計算機技術是信息社會的主要技術。不控制計算機學問和根本技藝，將難以在現代信息社會中有效地工作和生活。“電腦要從娃娃抓起”，信息科技課程曾經成為學校必不可少的課程之一。

現代教育強調注重學生的主體性作用，教員的作用要表現在引導上。面對豐厚多彩的計算機世界，每一個學生可能都會有不同的想法和喜惡。而作為一名計算機教員又必需在有限的課時內完成較繁重的教學任務。那么如何統籌二者停止高職計算機的教學呢？我在幾年來從事計算機教學過程中停止了一些嘗試，總結了一些較適用有效的教學形式和教學辦法。

一、教學形式

1.邊講邊練，精講多練

計算機學科的理論性很強，強調學生操作才能的培育。假如采用傳統的教學辦法，“紙上談兵”，學生容易感到單調乏味。而自覺的上機練習也難以保證學習效率。所以每當學習新的操作內容時，一堂課中我普通只布置15分鐘左右停止解說、示范。講一個問題時就讓學生同步操作，然后關鍵的一步就是布置相似的練習讓學生入手理論。等他們控制以后再講一個學問點。這樣每堂課講授的學問學生們都能應用于理論并得到穩固，最終到達純熟控制。有時能夠依據學生的實踐程度恰當調整講課內容，精講重點、難點、疑點，把時間最大限度的留給學生去操作實習。關于一些重要的、較為煩瑣復雜的操作，盡可能天時用多媒體教學網絡，一邊演示一邊解說。這種直觀、共同的教學方式常常能惹起學生的留意力，激起起他們本人嘗試的興味，這樣，既縮短了教學時間，又進步了教學效率。幾年來的理論證明，學生在本人操作時提出的問題遠比被動承受教學時要多得多，而且對這些問題的了解、控制更為結實。這樣也有效地促進了學生作為學習主體操作主動的考慮。

2.耐煩輔導、培育興味

“興味是最好的教師”一個人只要對某個問題產生興味，對會啟動思想，才會主要去尋覓處理它的方法，才會主動獲取相關的學問，將“要我學”變為“我要學”。興味是激起學生學習積極性的動力，也是激起發明力的必要條件。因而，在計算機教學過程中，如何激起學生的學習興味無疑是教員的重要任務之一。每當我接手一些新班級，總會發現其中有一局部學生從未運用或極少運用過計算機，基本不具備根本的計算機學問和操作才能，完完整全是個“電腦盲”。在操作過程中經常會呈現各種各樣的問題，絕大多數十分簡單，以至令人發笑。但是我深知：作為教員，不能因而而訕笑、怒斥學生。一定要留意傾聽學生提出的每一個問題，并針對不同問題做出不同的解答。有的能夠開門見山的答復，有的演示一遍操作過程，有的和他們做簡短的討論，有的則用另一個問題將學生的考慮引向深化。在輔導過程中，我留意與他們站在對等的角度，當心維護他們心中萌生的興味之芽，并用恰當的鼓舞和褒揚樹立他們勝利的自信心、決計。

3.因材施教，分層教學

現代教育供認個體的差別，對不同程度的學生，施行因材施教，分層教學就顯得尤為重要。因而我在接手班級時，首先做好了這方面調查，在此根底上對學生的上機座位停止布置。在講授一些常見的學問點時，如：漢字的輸入、資源管理器的操作等，并支持他們停止感興味的一些操作，如：電腦繪圖、打字游戲。此外我還鼓舞他們自學課本上的選學模塊，并作一定的輔導。這樣就有了較多時間對根底差的同窗多指導，使他們能順利地完成我布置的根本教學任務或操作鍛煉。

高職計算機教學主要目的是激起學生學習和運用計算機的興味，穩固學生學習計算機的熱情，讓學生初步控制計算機的根本操作技藝并應用于理論，注重培育學生的信息素質和創新思想以及自學才能。在有限的條件下，依據學生目前的實踐狀況應用這樣的辦法停止多樣化的教學還是有其可行性的。

二、教學辦法

“教無定法”。只需能促進學生了解、控制順應就是一個好的教學辦法。

1.比喻闡明法

計算機課程中有相當一局部是根底理論學問，關于學生來說有時較單調。假如在講課時恰當地運用比喻，就會有助于學生對學問的了解和控制。比方：在講網絡中的域名和IP地址時，能夠這樣講：世界上的人很多，我們怎樣來辨別彼此呢？我們能夠經過用本人的名字和用身份證號兩種途徑，我們能夠運用身份證號來獨一的指定某人，但是，身份證號太難記了，日常生活中，我們用名字來指定某人。網絡中的計算機也一樣，為了辨別彼此，他們也有“名字”～我們稱之為域名，同樣他們也有本人的“身份證號”～IP地址，IP地址能夠獨一的指定一臺計算機，但是，記住它不太容易，平常，我們只用域名來指定網絡中的計算機。這樣，學生們很輕松地就揭去了域名、IP地址的神秘面紗。

2.高興教學法

篇6

長期以來，我國的語文課堂教學陷入到一種傳統的教學理念中，沒有根據學生特點以及培養學生創新思想進行課堂教學的設計，在一定程度上也決定了我國的語文教學質量一直落后。另一方面，學生一直認為語文就不用學習，只要會認識幾個字，會說話就好，因此，在課堂中常常出現睡覺以及做其他事情的現象。同時加上教師的教學方法比較死板，沒有創新性，更提不起學生學習興趣。因此，作為教師，應該從以下幾方面提高語文課堂教學中的藝術性。

1. 語文課堂教學中導入語的藝術設計 好的開頭是成功的一半，一堂好的語文課教學必須有一個出色的開頭，有一些教師往往不注重課文的導入，或者只是簡單地當成了敲門磚，當門敲開了，磚也就扔了。魏書生說過：“好的導語就像磁鐵，一下子就能夠把學生的注意力集中起來，好的導語又是思想的電光石火，能給學生以啟迪，催人奮進。”另外，托爾斯坦也曾經說過：“成功的教學所需要的不是強制，而是激發學生學習興趣。”追新求異是每一個學生的共同心理，因此，語文課堂教學導入語的設計如何顯得有藝術性，本文從以下幾方面進行藝術設計。

（1）教師的導入語中要有一定的文化素養。 特別是在古代詩詞的教學中，對這方面的體現尤其明顯。當學到《茅屋為秋風所破歌》時，作為教師可以這樣設計導入語：古往今來，詩詞中，寫風的語句有很多，例如：白居易的《觀刈麥》中描寫南風：“夜來南風起，小麥覆隴黃”；辛棄疾的《青玉案》中描寫東風：“東風夜放花千樹，更吹落，星如雨”；李清照的《醉花陰》中描寫西風：“莫道不消魂，席卷西風，人比黃花瘦。”岑參描寫北風：“北風卷地百草折，胡天八月即飛雪”等，通過引用這些詩句，來導出今天所學的《茅屋為秋風所破歌》，這樣一來，不僅能夠提高學生的興趣，還能夠起到很好的熏陶作用。

（2）導入的語言要體現思想內涵。 教師在設計導入語時，不僅要有吸引性，而且還要有一定的思想教育性或者起到一定的啟迪效果。當學到《范進中舉》時，可以這樣設計導入語：大家都知道“頭懸梁，錐刺股”這個故事，在故事中，剛開始，蘇秦游說秦王沒有成功，回到家遭到嫂子以及妻子的白眼和鄙視，之后發奮讀書，就有了“頭懸梁，錐刺股”的由來，后來游說趙王成功，回到家中，看見嫂子爬著來見他，蘇秦問何故，嫂子答：“為叔叔的位尊而多金”。大家猜猜我們今天學的什么課文呢，學生能夠馬上猜到，就是《范進中舉》，在這篇課文中，范進就相當于蘇秦，而他的老丈人就是蘇秦嫂子一樣的人物，通過這樣的導語不僅吸引學生的注意力，還能夠引出下面所要講的課文，也讓學生大概了解《范進中舉》所要表達的思想。

2. 語文課堂教學中提問的藝術設計 課堂提問主要是指教師在課堂上，為了能夠完成教學任務，依據教學目標重難點，科學地提出疑問以及提出重難點，從而激發學生的學習興趣，鼓勵學生積極地去思考以及解決問題。

（1）反思性的提問。 長期以來，學生的思維往往陷入到一種怪圈中，淺嘗輒止，在學習課文時，往往不能夠正確地理解語文課文的真正思想以及體會文章的奧妙之處。因此，這就要求，教師在提問時應該注意其藝術性。例如在學習《我與地壇》一文時，課文后面有這樣一個問題：“為什么史鐵生自從無意中進入到地壇后，就沒長久地離開過它呢”，反問學生，如果你是史鐵生，你會有怎樣的感受，讓學生真正進入到這個角色中，讓他們身臨其境地從史鐵生的角度出發，在心理上和作者產生共鳴，也就不難理解作者當時復雜的心情，更深刻地理解課文內容。

（2）互動性提問。 教師在語文課堂的教學過程不僅僅是提出問題，解決問題，更多的是通過師生之間互動，生生之間互動，使學生積極主動地參加到整個教學活動中。例如：學習《偉大的悲劇》一文時，首先教師應該提問“既然是悲劇又何來偉大一說呢”，讓學生組成兩個陣地，互相討論，逐漸達成一種思想，分辨出“悲”不只是“悲傷，悲痛”，同時還有“悲壯”的意思，從而得出勇士犧牲了身體，是悲壯的，但是他們勇于探索的精神是偉大的。從而使學生明白課文的主體思想就是贊揚一種為事業而犧牲的偉大精神，是當前所缺乏的一種精神。

（3）求異設問法。 通過采用相似的事物進行比較，找出兩者之間的異同，從而加深學生對事物特征的認識以及理解。例如學習《阿房宮賦》時，作為教師可以將其與《六國論》進行比較，分析國家滅亡的原因，兩篇論文的論點是否相同呢，從而使學生明白兩者滅亡原因的不同，最終達到觸類旁通的目的，有效地提高教學效率。

3. 語文課堂教學中板書的藝術設計 隨著現代科學技術的發展，一些現代性的教學手法不斷應用到教學中，越來越多地受到教師的重視。但是，無論采用什么樣的教學方式，語文課堂中的板書設計是無可代替的，板書設計能夠彰顯執教者的教學思想以及教學風格，炫耀出絢麗的智慧火花，同時充滿藝術性的板書設計，能夠增強語文課堂教學的光輝以及色彩。那么如何設計語文課堂中的板書，才能夠增加課堂色彩呢，本人認為從以下幾方面做起。

（1）板書設計精巧美觀。 語文教學的板書設計是建立在視覺心理基礎之上，因此，在設計板書時應該符合規范性以及時效性等特點，同時又要追求美的視覺以及美的感受，板書的設計不僅僅是線條與文字的簡單組合，而是一種藝術，創新性地展示形象美、語言美以及布局美。例如：我們在學習《陋室銘》時，可以將文字以及線條結合成“陋室”的門窗以及屋瓦，這樣一來，不僅使課文的結構清晰，還能夠得到學生會心的一笑，激發學習興趣。

（2）板書設計高度概括。 教師要想提高課堂教學的效率，應該注重板書設計的概括性，板書不僅僅能傳達豐富的課文信息，而且還能夠凸顯文章的主旨。并不是要求教師在黑板上寫得密密麻麻的，型若蛛網，也不要求教師只將甲乙丙丁簡單地結合在一起，這樣的板書，只會讓學生記不住，學生的筆記來不及記下，既耽誤時間又不能突出課文的重難點。例如：在學習《口技》時，全文主要是突出一個“善”字，因此，設計本文板書時，應該高度對其進行概括，將內容以及寫法構成一個大大的“善”字，突出全文的字眼。

（3）板書設計直觀形象。 直觀形象地運用語文板書的設計能夠將理性東西與感性東西建立可靠的聯系，學生能夠從中學習事物以及現象，教師再建立相應的板書模型、圖表就能夠將課文內容形象生動地展現出來，使學生更好地理解課文內容，例如在學習《愛蓮說》這篇文章時，教師在進行板書設計時可以將荷花的外形特點與其精神內容相結合在一起，就能夠形象地將課文內容與寫法展示得清晰明了。

4. 語文課堂教學中語言的藝術設計 法國著名教育家盧梭說過：“教育的藝術是使學生喜歡你所教的東西。”語文課堂教學就是展示語文教師教學藝術的主要陣地，語言是教師進行課堂教學的重要工具，一般我們會發現，比較受歡迎的講課教師不僅僅具有淵博的專業知識，而且還具有語文的藝術性。著名教育家蘇霍姆林斯基說過：“教師的語言在很大程度上決定著學生在課堂上腦力勞動的效率。”下面就本人的一些實踐經驗，總結以下幾種語文課堂語言藝術。

（1）語言以情動人。 古人說：“感人心者，莫先于情。”因此語文課堂語言必須具有感彩，或者熱情奔放，或者含情脈脈，或者委婉含蓄等。例如：在學習《大堰河，我的保姆》時，首先教師應該有感情地為學生朗讀整首長詩，在讀到“大堰河，今天看到雪使我想起了你，你的被雪壓蓋的……”，當讀到這句飽含深情的語句時，下面聽課的學生也會被感動，這樣的朗讀就再次展現了作品的感情以及渲染了課堂氣氛，從而激發學生的學習興趣和情感。

（2）語言生動形象。 教師在引導學生閱讀以及欣賞充滿思想的美文佳句時，為了提升學生的審美情趣，教師的語言必須生動形象，充滿美感，從而激發學生學習興趣。例如：在學習《漁歌子》時，先讓學生閉上眼睛，讓同學在腦子里展現白鷺、流水、桃花以及西塞山的輪廓，在給學生講解這些時，通過生動形象的語言，將這一幕幕情景展現在學生的腦海中，形成一幅美麗的畫面。讓學生仿若生在大自然中，感受到了大自然的生機勃勃，樂趣無窮。

（3）語言機智幽默。 前蘇聯教育家馬卡連柯說過：“教育的技巧在于隨機應變”，課堂環境是一個變化的環境，這就要求教師靈活運用課堂環境，使之符合教學要求，教師機智幽默的語言往往會產生意外的教學效果。例如：教師正在上課，一只小鳥飛進來，東撞西撞，最后被一名同學抓到了，這時教師可以這樣說：“小麻雀沒上小學就想上初中了嗎？可惜它聽不懂我們的課啊，還是放飛它到大自然中去磨煉吧。”通過這樣的語言，就使課堂氛圍一下放松下來，為下面同學愉悅學習奠定了基礎。

5. 結束語 總而言之，作為一名優秀的語文教師，就必須正確掌握語文教學特點，充分發揮語文課堂教學的藝術性，發揮學生的創新潛能，調動學生學習的積極性。而不是讓語文課堂氛圍像死水一樣沉寂，這樣不僅影響課堂教學質量，更為重要的是影響學生的發展。

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篇7

二.利用信息技術進行英語教學可以最大限度地調動學生的學習積極性，更好地服務于英語教學

1.“有聲有色” ，激發學生的英語學習興趣。 “興趣是最好的老師” 。小學階段，學生的興趣以直接興趣為主。興趣激發起來，學生的 學習效果也會因之顯著提高。在教學中廣泛使用能使學生視聽并用的多媒體信息技術，就可 以大幅度提高學習效率。 通過應用信息技術， 使抽象的教學內容具有 “有聲有色” 聲形并茂、 ， 生動活潑的表現形式，使教學活動情理交融，有張有弛，學生動腦、動眼、動耳、動口、動 手，多種感官共同參與，更準確生動地感知所學知識，同時也更有利于學生理解和掌握知識。 例如，在教學 horse ， hen， sheep， cow 這幾個動物單詞時，我用多媒體設計聽動物叫聲猜 動物，或者看動物的尾巴猜動物，當答案揭曉時，學生的注意力會自然而然地集中在這個動 物單詞上， 老師教授單詞就事半功倍， 此時又及時引入諸如 goat， lamb， pig， mouse， elephant 等單詞，豐富了學生的詞匯量。

2.“有情有景” ，培養學生的英語表達能力和交際能力。 我國學生學習英語往往缺乏一定的語言環境，缺乏語言實踐的機會，而實際教學中又往 往只注重句型的學習，忽視它的具體應用。因而，不少學生能從原型例子和教材練習中獲得 固定的、孤立的知識點，但將這些知識遷移到實際生活情境的能力比較差，當他們遇到不同 場合下的現實問題時就束手無策。而通過多媒體信息技術，我們能在課堂上模擬栩栩如生， 豐富多樣的現實生活情景，不僅縮短了教學和現實的距離，給學生提供使用英語交際的機會， 而且滿足了他們好奇、 好動的心理， 學生觸景生情， 激發起表達的欲望。 例如， 我在教學 Fruits 等單詞時，根據學生生性好動，對外出游覽活動充滿好奇的心理特點，設計了“In the fruit garden” （在水果園里）的教學主題，利用現代化的教學媒體，將整個授課環節──“游覽水 果園”制作成多媒體課件，看著圖片，伴著歌聲， “來”到了美麗的“果園” ，帶給學生新奇 的感受，從而激發其求知欲。新課前的復習單詞這一環節，我巧妙安排了一張導游圖，導游 圖上呈現著若干個已學的單詞的圖片，這幾個單詞圖片分別代表著幾個景點。隨著參觀順序 的逐層展開，學生看到了若干種不同的水果，并一一對這幾種水果的音、形、義進行復習。 操練過程中，我設計了看影子模仿，猜的游戲，摘果子并做統計的游戲。看影子模仿是這節 課最為關鍵的新授階段。教師通過四張不同的陰影，由易到難，引出并操練了本課的關鍵句 型“Is this a/an.？Yes，it is. No，it is not. ”此時，全體學生已進入 Fruit garden， 參與摘果子的游戲，只有正確說出 Is this a/an...時，才能得到果子，又由于這一活動 是在學生之間進行，所以，學生敢于開口，在輕松自然的狀態下學到了語言知識。最后，每 一組成員都要完成一張水果調查表，以反映他們的“勞動所得” ，接著在全班范圍內評選出所 得水果最多的小組，并予以獎勵，將學習氣氛再一次推向。

音樂生態課堂教學的淺議

陽城縣演禮中心學校 張向鵬

關鍵詞：生態環境 課堂教學 學習興趣 表現欲望

當社會文明進步到一定階段，人就會開始關注自己的生存環境。我們的教育也一樣，當新課程實踐到一定的程度，就是要抓住“人”這一最活躍最基本最具有生命力的細胞來實踐。肖川先生提出的能“喚醒沉睡的潛能，激活封存的記憶，開啟幽閉的心智，放飛囚禁的情愫”的課堂，應該是生態課堂。用愛點擊孩子心靈的鼠標，著眼于兒童內涵的整體豐富，為兒童的自主學習提供有利的條件與廣闊的自由、自發的空間；引導兒童愉悅、主動、體悟、表達音樂的內容。讓他們在自然健康、綠色活潑的生態教學環境中，享受著陽光的沐浴、雨露的滋潤，在新課程中茁壯成長。

一、喚醒自然中的學習意識

生態總是和環境聯在一起，關心生態就是著意改善學習生態環境。課堂教學的任務之一就是要創設學生感興趣的，感到美妙的環境，有利于學生接受知識的的教學情境。

1、以“趣”帶路

我們農村音樂老師面臨兩大尷尬，一是學生喜歡音樂而不喜歡音樂課的現象；二是學生愛唱流行歌曲而不哼必唱歌曲。MP3，MP4許多學生都擁有的，可以說他們流行的歌曲唱“溜靠”，國歌唱“玩靠’，書上的歌曲唱“儂靠”。老師們肯定覺得很郁悶、很煩，我認為其實這是一種很不錯的生態狀態，起碼可以確定學生是喜歡音樂的。就像喜歡奶茶一樣，只是不喜歡這種味道而已，那么我們就要重新調料、適當放配香料。歌曲教學是音樂教學的重點，也是難點，我們音樂老師要必須去完成的。我們設計的教學過程要有兒童生活氣息，與他們的興趣、知識經驗相吻合。我們要用科學的發聲進行教唱，根據學生的實際情況，有必要可以降一個調、兩個調來唱，讓學生的嗓子減負，不疲勞，感到舒服，感到這歌曲是為我而寫的，我適合我要歌唱。在背唱歌詞時，用電視上一個節目形式-《我愛記歌詞》來激發學生記的興趣。師生接唱、生生搶接營造一種其樂融融的環境。

2、與“美”同行

其次在反復練歌中，往往會出現學生不愿意唱的情況，那么就要利用故事、音、畫來分析歌曲內涵激發積極性。如新課程十冊第四課《童心是小鳥》，利用小姑娘的故事，展示春、夏、秋、冬畫面，體會不同的歌唱情緒心理活動；又如在最后一句：

（1）432176―55.3―433-―

（2）432176―55.3―431-―

飛來飛去在四季的懷抱里 飛來飛去在四季的懷抱里

“飛來飛去”學生“飛”不好，容易唱錯節奏和音高，反復的練唱很乏味又沒效果。我們可以比喻在飛途中遇到了大風大雨，鳥兒被折了一下來表示音432176的下行。兩個“懷抱”的音高，前一個比喻是鳥兒飛到了我們的眼前又飛回出去，沒有落下，第二次的431-―“懷抱”才落到我們的手心，捧在懷里。這樣在學生能理解體會的情況下，深刻地解決了難點。那么在學會歌曲后，還可以利用學生的特長和愛好，來個自由發揮盡情創作，把歌曲表現出來，優美的律動、愉快的合作讓學生切實感到音樂的享受，流淌著行云流水般的自然美。

二、開啟生活中的知識積累

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（一）研究目標

1．基礎培優第二課堂研究的目標

（1）建立并完善基礎培優第二課堂各項制度，形成良性模式持續循環，成為常規教學補充和學生提升自我的平臺。

（2）加大基礎培優第二課堂中的教學試驗和改革，為常規教學培養模式的革新提供參考依據。

（3）指導參與第二課堂的學生每二年舉辦一次匯報展覽，展示教學成果和學習成果。

2．基礎培優第二課堂研究與理論實踐

（1）改正美術、設計低年級學生因高考應考而養成的不良繪畫習慣。

（2）擴展學生眼界，引導學生重新認識“基礎”的深刻內涵，和動態的外延。

（3）根據學生的自身情況與特長，多角度深化專業技能的培養。

（4）結合實際情況，有選擇吸收國內外美術、設計基礎教學的先進經驗和教學理念，運用到第二課堂教學，并以高水平的展覽、競賽來檢驗教學效果。

（二）研究的主要內容

基礎培優第二課堂為教師無償指導和學生自覺自愿的組織行為。因此，在最大限度上實現了學習的主動性和參與性。在教師對研究性和創造性學習指導中不會因學生水平參差不齊而降低指導效率。教學內容可以隨國內外最新研究成果調整變化，體現最強的時代性和前瞻性。通過對藝術類高校美術、設計基礎教學模式的調研，結合學校自身實際情況，以現有基礎教學模式為基礎，探索常規教學之外如何利用現有資源集中培養優質人才，并總結出培養方法。

（1）研究常規教學之外的課題補充。常規課堂教學受時間、排課等因素限制，教學中課題設置有限，通過第二課堂可以得到補充和加強。

（2）具體研究第二課堂的組織形式，課程安排，使之成為常規教學的有益補充且不與之沖突。

（3）研究在“寬口徑、厚基礎”的大環境下，如何組織指導學生沖擊各種高水平展覽、競賽，取得好的獎項。

（三）研究的意義

1．對學生的意義

（1）拓展學生學習空間與時間，拓展多樣化教學和學習手段。

（2）銜接常規專業課程間因時間安排而造成的空檔，加強專業學習延續性。

（3）為學生的學習和研究提供自由發揮的空間。

（4）拓寬知識面，培養綜合能力以及學生創造性思維

（5）有針對性的培養優秀學生參加創新競賽、美術展覽及創新創業能力。

2．對學校與教育事業的意義

對學校：研究常規課程之外如何補充對學生有益而又符合培養目標的教學內容，旨在對優秀學生專業拔高既而輻射整個專業，提高教學質量。對于現在的美術教育：從更多的角度和手段上摸索和建立具有地方綜合性高校特色的美術基礎教學模式。

三、美術設計基礎培優第二課堂在高等美術教育中的實際應用

（一）美術設計基礎培優第二課堂的實踐方式

首先，基礎培優課堂從理論聯系實際，廣泛收集研究國內外藝術基礎教學的最新理論成果，從學校實際出發，結合自身辦學定位，研究制定科學的管理方法和教學計劃，合理拓展基礎外延，將傳統文化、綜合材料等和常規基礎教學相融合，形成具有鮮明特色的教學模式。其次，基礎培優課堂成為藝術學院第二課堂，將是常規基礎教學的延續與加強，在教學思想一致性的前提下最大限度的拓展教學手段，在小范圍內推行精英試驗教育，為新形勢下的基礎教學模式提供改革參考。最后，打造藝術學院基礎教學第二課堂，在多方面提高學生專業能力的同時幫助學生盡快完成向研究性學習和創造性學習的轉化。在一個相當的范圍內著重培養一批基礎厚重、學識寬泛的高水平學生，并具有較強的創新能力和競賽能力，在學習上成為年級的帶動者，形成廣大的輻射效應，既而提高整個學院的辦學水平。

（二）美術設計基礎培優第二課堂在高等美術教育中的應用效果

基礎培優第二課堂作為教師無償指導和學生自覺自愿的組織行為，在最大限度上保證了學習的積極性和效率性。在教師對研究性和創造性學習指導中不會因學生水平參差不齊而降低指導效率。教學內容可以隨國內外最新研究成果調整變化，體現最強的時代性和前瞻性。基礎培優課堂對藝術學院提高基礎教學質量有著重要的補充作用，是常規課堂教學的延續和拓展，為教學改革提供新的環境和土壤。最終成為提高藝術學院本科教育整體辦學質量的重要組成部分。

四、美術設計基礎培優第二課堂建設的先行實踐

湖北省三峽大學藝術學院先行建設實踐：

（1）2011年5月至2012年1月，選拔了一批具有學習積極性與正確學習觀的學生，并完成基礎培優第二課堂各項制度的建立，且持續運轉。

（2）2012年3月至2012年7月，指導學生完成一批形式多樣的基礎作品，并整理備展。

（3）2012年9月至2012年12月產生一批有質量有影響的基礎作品，舉辦學院內部作品匯報展,并鼓勵學生作品參加各項比賽或畫展選拔。

（4）2013年1月至2013年5月，對此項目進行總結與成果整理：美術設計基礎培優第二課堂建設前，由于專業課程的連續性不足，學生缺乏繪畫主動性與作品比賽參展方向性。通過基礎培優的第二課堂方式與大環境熏陶下，學生作品參展數量和質量大幅提升，于藝術學院“迎新畫展”、“三峽大學桃花藝術節”、“湖北省楚風杯書畫類作品比賽”等各項畫展比賽均有數學生參展并獲獎。

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一、和諧的數學課堂是學生輕松體驗的場所

試想，鈴聲響后，學生看見講臺前板著臉的老師，誰還能輕松起來？因此，教師要努力保持微笑，不要刻意讓學生體驗到學習壓力。本來來自家長、社會、同學的重重壓力已經讓學生喘不過氣來，有的教師還喜歡一上課就先給學生來個下馬威，背定理呀、法則呀、公式呀……這怎能讓學生輕松起來？相反，善意的微笑，平易近人的表情，關懷愛護鼓勵的發問，輕松耐心的回答，如“好”、“很好”、“很有創意”……在這種課堂氛圍中，學生心情舒暢，變機械模仿為心領神會，變被動接受為主動探究。教師要因時、因地、因人、適時地對教材進行再加工，使教學過程輕松、活潑和有效。有時面對學生的差錯，不要聲色俱厲，要幫助學生分析形成差錯的原因，并指明修正錯誤的方向。這樣的數學課堂如同磁石般富有吸引力，讓學生留連忘返，學生不僅愿學，而且樂學。

二、和諧的數學課堂是學生自由發展的天地

強烈的表現欲望是孩子們的天性，所以，數學教師不能用成人的“規矩”去抑制他們的創新思維火花，在數學課堂上要松開手、放寬心，讓學生自己去推導、去感受、去領悟。

比如講授《圓的面積》時，課前讓學生動手制作學具“圓”，課中讓學生將所制作的圓等分成16等份后重新拼成新的圖形，讓學生探究推導出“圓的面積計算公式”；研究一元一次方程時，利用學生對數學游戲的興趣，引入數學游戲豐富課堂，引用其中的必要知識導入新知識……要給學生展示自己的機會，讓他們用自己的方式一起探究學習。

以贊許的微笑、鼓勵的點頭、發自內心的稱贊拉近與學生的距離，一個和諧的、充滿人文關懷的數學課堂就悄悄地來到了我們的身邊。

三、和諧的數學課堂是人人學有價值的數學

在每個教學環節中，都要力求給學生創造一種思維情境，調動眼、腦、口、手等多種感官動起來，讓學生多看一看、想一想、做一做、議一議，激發學生的學習興趣，營造學生主動學習的氛圍，給學生創造更多自我表現的機會，讓學生獲得成功的快樂。 如講授《弧長和扇形面積》時，課前讓學生收集生活中的“扇形實物”和折“紙扇”一把，并讓學生用直尺、繩子、量角器分別測量出“紙扇”扇葉兩邊的長、頂邊的弧長，以及扇葉兩邊夾角（圓心角）的度數，做好記錄，算出“紙扇”的周長。課中由已學“圓”的周長計算公式，引導學生推導出“1°和n°圓心角所對的弧長公式”，然后讓學生根據“弧長公式l=(nπR)/180”求出所折“紙扇”的弧長和周長，比較手工用“繩子”測量計算扇子的弧長、周長和用“公式”計算的結果，并肯定公式計算不僅精確度高，而且給人們的生活帶來了便捷。這樣，學生在輕松愉悅中學到了知識，掌握了知識，他們的心靈在和諧的氛圍中得以舒展。實踐充分證明，教師與學生心心相印，教師的行動成為學生的楷模，教師的知識成為學生探索追求知識的磁鐵，和諧的師生關系提高了數學課堂教學的效率，也促進了學生和諧、均衡而有個性地發展，也就不難實現新課程“人人學有價值的數學”這一目標了。

四、和諧的數學課堂是一個和睦的大家庭

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多媒體技術在小學綜合實踐課堂的運用的過程中，就要充分發揮學生的主體地位，教師就要將教學的架子放下，和學生平等相處，并采取朋友式的交流方法，對新型的師生關系加以建立，同時教師在對課堂教學進行組織的過程中，就要對每一個學生加以尊重，將學生的學習積極性和學習自主性充分調動，進而在教學活動中充分發揮出學生的主體地位。教師更要對教學理念進行更新，借助于Flash軟件，對小動畫進行制作，進而結合學生對卡通動畫情有獨鐘的特點，在網頁中進行拼圖游戲，并將學生愛好電腦游戲的心理滿足，并依據于卡通和游戲將多媒體資源充分利用，并保證教學效果的高質量。

(2)借助于多媒體技術實現數學教學內容的生活化

小學數學綜合實踐課堂教學的過程中，更要做好多媒體技術的應用，保證教學和生活有穩定密切聯系，盡可能的使數學問題和學生的實際生活相聯系，并保證學生在數學學習過程中有著一定的生活化氣息，借助于數學知識對生活中的實際問題加以解決，進而將學生數學知識的應用意識全面加強，對學生數學應用意識和實際的實踐能力加以培養。小學數學教師在綜合實踐課堂教學過程中，要做好教學內容和日常生活關系的處理工作，并對教學內容適當的進行調整，對學生感興趣的題目進行改編，并對情境進行創設，滿足學生對新知識的好奇性，進而借助于多媒體軟件，引導學生對生活中的數學問題進行探索，進而加強學生理論知識的教學和鞏固。

(3)引導學生在多媒體環境中對數學信息自主收集

做好小學數學綜合實踐課堂多媒體技術的運用，要引導學生在多媒體環境中對數學信息進行自主收集，盡可能地借助于電腦游戲，保證活動過程有著一定的趣味性和挑戰性，并在實際的綜合活動課程中，充分發揮學生的主體地位，做好相關知識的引申和運用，加強學生之間的團結合作學習。隨著當前信息技術的日益成熟發展，教師更應該借助于多媒體技術，將學生對電腦的好奇心加以滿足，對游戲以及游戲規則設置的過程中，要結合學生的年齡熱點，低年級的學生要適當的在游戲規則中增加一些提示信息，而高年級的學生，就要將游戲設計的更加有趣味性和挑戰性，進而滿足小學生學習過程中對新事物的好奇心。總而言之，做好小學數學綜合課堂實踐教學環節，就要借助于豐富的網絡資源不斷挖掘探究素材，并借助于強大的計算功能對數據處理進行輔助，對Webquest學案進行制作，并對學生的自主學習進行探索。

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信息資源已成為與物質資源同等重要的資源，整個社會生活越來越“信息化”。教育最根本的目的就是讓學生適應社會的發展，培養能夠獨立思索、處理、評價、運用信息的能力。開展信息技術教育是培養學生創新精神和實踐能力的有效途徑，但不能孤立地學習這門課程，要把信息技術教育融合在其他學科的學習中。在其他學科的教學中要廣泛應用信息技術手段，并將信息技術作為一種工具。提高教與學的效率。改善教與學的效果。要求學生能在不同的學習階段，合理選擇有效的信息技術工具，進行信息獲取、分析和綜合，學習相應的知識，培養相應的能力。對教師則要求，除了自己運用信息技術外，還要指導和創造條件讓學生參與運用信息技術，推進信息技術與其他學科的完美整合。

小學語文學科的教學，越來越強調學生讀寫能力的培養，越來越注重學生語文知識的積累，這就給語文教學提出了更高的要求。現代信息技術的發展，尤其是互聯網資源的不斷完善，為學生獲取知識提供了更多的渠道。學生不但可以借助計算機閱讀圖、文、聲、像并茂的電子讀物，而且可以上網瀏覽豐富的百科知識，可以與各地的同學進行廣泛的交流。因此，實現信息技術與小學語文學科的整合，是進行小學語文教改的必然趨勢。

二、課程整合的意義

信息技術與小學語文學科整合，能夠激發學生的學習興趣，能夠發揮學生的主動性和探索性，能夠培養學生的創造能力和分析問題、解決問題的能力。

1.運用信息技術能創設學習情境。通過多媒體課件的運用，可以再現課文中的場景，可以展示事件的經過，可以創設逼真的學習情境。

2.運用信息技術能加強教學的直觀性。在語文學科的教學中，往往滲透著許多自然科學知識。

3.運用信息技術能增加學習信息量。現行教科書由于媒介的局限性，提供的知識信息較少。而信息技術手段的運用，可以通過網絡資源，融合多媒體技術，最大限度地為學生提供文字、圖片、聲音、視頻等知識信息。

4.運用信息技術能實現學習的互動。作為一種學習工具，信息技術的優勢在于它的交互性。學生不僅可以自己查找知識資料，而且可以通過一些優秀的CAI軟件自主學習，并借助軟件提供的評價系統及時了解自己的學習效果，也便于教師及時掌握學生的學習狀況。

三、信息技術與語文學科整合的方法

信息技術既是教師傳授知識的一種技術手段，又是學生學習知識的一種輔助工具。

“新課標”強調語文知識的積累和運用，那么學生獲取知識的渠道就不能局限于課堂上。信息技術與語文學科的整合既要體現在課堂教學中，更要貫穿于學生的課外活動中。

1.教學手段的整合

（1）搜集積累知識信息資源語文課本上的內容，一般都比較簡略，尤其是對于中外名人、歷史事件、名勝古跡等，教參上的補充資料也很有限。現在可以借助互聯網來解決問題了，互聯網上有豐富的資料，教師可以搜集、積累各種相關資源，如網頁、圖片、視頻等，在教學中給學生，從而補充教學資料的不足。

（2）合理運用教學課件。

教學課件可以運用于教學的各個環節中。例如教學《春》一課，通過播放課件，導入新課，能激發學生興趣。理解課文內容時，一邊播放課件，讓學生欣賞春天的景色，有助于學生較好地理解課文內容。進行朗讀訓練時，播放相關的動畫場景，讓學生分角色朗讀課文，學生更容易進入角色。

2.學習工具的整合

（1）利用互聯網查找課文的相關資料。

在預習課文時，讓學生自己上網瀏覽搜索相關資料，既可以開闊學生的視野，又培養了學生主動學習的精神。

（2）使用交互式教學課件。

對于一些適合采用合作探究式學習方法的課文，在教學時可以提供具有交互式的教學課件，讓學生自主選擇要探究的問題，主動獲取知識。

（3）用計算機寫日記。

學生寫日記，是練筆的好方法，但很多同學都堅持不下來。利用計算機寫日記，可以培養學生的學習興趣，寫完日記后可進行排版設計，還可以插入一些小圖片，增加日記的觀賞性。對于寫得好的日記，可以打印出來，供同學們交流。

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“幾何畫板”是教育部全國中小學計算機研究中心向全國中小學數學、物理教師推薦的優秀教學軟件，能在動態變化中保持給定的幾何關系，學習、掌握這個軟件比較容易，用它制作課件比較簡單，既有利于教師制作，也有利于學生進行數學實踐與探索，拓寬了創造性學習的渠道。

一、有目的地使用“幾何畫板”，解決數學教學中的難點

傳統的教學方法，經過無數教師的努力，有很多成功的經驗，有很好的效果。其中有一些經驗在信息時代也可能不會被替代，甚至發揚光大。多媒體技術與課程的整合則應當有目的和更有效的解決傳統教學中，無法解決或解決不好的一些問題。

1．表現空間圖形的不同觀察角度

“幾何畫板”能制作出由操作者控制視角的各種立體幾何圖形，使學生能從任何方向來觀察它們及這些幾何體上的線段與截面，在讓學生觀察實物的基礎上，再調用這些課件，學生都能看到這些可動態變化的幾何體，不僅看得比較清晰，而且能多角度進行觀察，彌補了實物觀察時的不足之處，又能在實物與圖形之間建立了一個中間環節，更有利于對空間圖形的想象，這對逐步提高學生的空間想象能力是極好的教具與學具。

2．表現兩個變量之間形象的函數關系

例如：“已知矩形ABCD，AB=4厘米，BC=3厘米，點P為折線BCD上任意一點，設AP與矩形ABCD所圍成的三角形面積是S平方厘米，從點A沿矩形周界且經過點B（或再經過點C），到P的距離是x厘米，試用解析式將S表示成x的函數。”我們能用“幾何畫板”畫出AP與矩形ABCD所圍成的三角形，三角形面積會隨著P點在矩形周界上運動而變化，在“幾何畫板”中還能度量出P點的運動距離x與三角形面積S,這些度量值會隨著P點的運動而改變，還能顯示出S與x函數圖象。使“運動”進入數學能生動地表現出來。

3．表現幾何圖形性質的普遍意義

幾何性質是具有普遍意義的，但我們只能從個別、具體的例子入手學習。應用“幾何畫板”制作課件，較好的解決了這個矛盾。“幾何畫板”制作的課件能讓每個具體的圖形運動起來，而且在這個運動的過程中，能保持給定的幾何關系。例如：在探究“三角形三條中線交于一點。”這個性質時，我們在一個三角形中作出兩條中線之后，再作第三條中線正好經過這兩條中線的交點。為了說明這個性質的普遍意義，可再制作一個“動畫”按鈕，或拖動三角形的頂點，使三角形運動變化，但在變化過程中，這三條中線始終交于一點。這樣學生對任何一個三角形都具有這個性質，有很深的印象。

4．表現的事物抽象性，和抽象理論的具體性

廣泛的應用性與高度的抽象性是數學的特點，也是學生產生興趣與學習的難點所在，解決好數學的抽象性問題，是幫助學生克服難點，提高興趣的關鍵。在小學“圖形的認識”這節課中，用“幾何畫板”制作的課件，向學生展示的紅領巾、手帕等實物，可以移去紅色、花紋、布料等非研究對象，從中抽象出三角形、四邊形等圖形，提高學生的抽象思維能力。如果講低年級的學生主要是從具體到抽象的過程，那么高年級學生主要是用具體的形象來幫助他們理解抽象的理論，例如：人們在幾何教學中常講“點動成線，線動成面，面動成體。”但同學不一定真正理解這句話的含義。于是我們制作一個課件，來演示一個點運動后變成一條線段，一條線段運動后轉化成一個矩形，一個矩形運動轉化成一個長方體的過程，使學生對抽象的事物有個感性的認識作為理論的基礎。

5．表現各種數學現象的運動過程

物體的運動過程用語言與文字很難表達清楚，但用圖形能達到一種新的意境。例如：橢圓是用軌跡來定義的，而軌跡是用運動來表現的，我們用“幾何畫板”制作了到兩個定點距離之和為定值的一個動點，并度量出這個動點到兩個定點之間的距離，再計算出這兩個距離之和，在這個課件中學生能清晰看到動點的運動軌跡，對橢圓軌跡留下鮮明的印象。

二、在學生中開展學習“幾何畫板”活動，提高學生的計算機的應用能力及實踐與創新的能力

1．“幾何畫板”是學生進行數學實驗的重要工具

現在的數學教學不僅要培養學生計算、演澤等具有根本意義的嚴格推理的能力，還培養學生預感試驗，嘗試歸納、“假設——檢驗”、簡化然后復雜化，尋找相似性等非形式推理或似真推理的能力。只有這樣，數學課程的創造性氣質才算提高。實驗方法在數學科學中的作用愈來愈被重視，除了直接觀察、假想試驗，統計抽樣和計算機迭代、數字仿真等方法也日益被采用，成為發現、創造的重要杠桿。而“幾何畫板”的使用，使學生進行數學實驗多了一件有用的工具，使得在課堂上讓每個學生進行數學實驗成為可能。這種數學實驗，對學生主體意識的形成，主動參與數學實踐本領的提高，自行獲取數學知識的能力培養，都將發揮作用。

例如：為了判定垂心在三角形中的位置，我們讓學生在一個三角形中作出垂心，然后讓三角形任意變換（這在“幾何畫板”很容易做到），學生觀察了無數個三角形與它的垂心，從中發現不同類型的三角形的垂心的不同位置，概括出垂心在直角、銳角與鈍角三角形中的位置特征。

2．“幾何畫板”列入校本課程是一種明智的選擇

為了有效地在數學教學中讓學生主動參與數學實踐，培養學生自行獲取數學知識的能力，我們學校為學生開設了“幾何畫板”這門課，作為我們的校本課程。在學習過程中，寓教于樂，學生不僅掌握了“幾何畫板”的使用，而且在學習過程中提高了對一些重要數

學概念的認識——如對函數的認識，提高多方面的能力——如探究問題，解決問題的能力。

3．組織學生用“幾何畫板”開展探究性學習活動中應注意的幾個問題

經過組織學生自主探究學習，我感到要有效的開展這項活動，教師還要注意以下幾個問題：⑴學生對“幾何畫板”操作要有一定的水平，否則學生會因為“幾何畫板”操作不熟悉而影響了對問題的探究；⑵教師要認真設計一個探究的過程，即把一個大的目標分解成幾個具體的小目標，使學生有個逐步提高的過程，開始的時間可以設計得細一點，學生達到一定水平之后，各個目標之間的跨度可大一點，并要注意這個過程的創造性成份；⑶教師既要有目標導向，又要放手讓學生自己創造，培養學生的創新精神。

4．用“幾何畫板”開展探究性學習活動提高了學生的創新和實踐能力

用“幾何畫板”開展探究性學習活動大大轉變了教師的教學方式和學生的學習方式，促進了學生創新和實踐的能力，產生了師生互動的生動教育局面。

例如對下面一個問題，我們作了這樣一個嘗試：

已知：P（2，3），Q（4，1）在X軸上求一點M，使|MP|－|QM|最大。

學生由于受函數學習的影響，提出如下解法：設M的坐標為（X，0），則，至此，學生就無法解下去了。

這時我們讓學生打開“幾何畫板”，作出圖形，并度量出有關的量（見圖一）。

再讓學生在X軸上拖動M點，各種度量值（圖一）也隨著M點的變化而變化,由于在畫面上可看|PM|－|QM|的值，因此學生很快發現,當M在PQ延長線上時（見圖二）,|PM|－|QM|最大。經過這樣自主的探究學生很快找到解題的方法。可喜（圖二的是經過多次練習，這種探究活動已成為學生學習的自覺行動與有效方法。

又例如：我們經常用“幾何畫板”解決一些帶有參數的函數問題，如“f(x)＝ax(a＞0,a≠1),g(x)＝bx(b＞0,b≠1),比較這兩個函數值的大小。”“已知y＝ax2＋bx,當a＞0,b＜0時,頂點P在第幾象限；當b∈(－∞,∞)時，點P的軌跡是什么？”這類問題，雖然題目各不相同，但在“幾何畫板”中的探究過程卻幾乎是一致的，做多了，有的學生對用“幾何畫板”探究這類帶有參數的函數問題進行歸納、建模：⑴建立參數；⑵建立帶有參數的函數；⑶作出函數圖象，⑷改變參數，觀察函數圖象的變化，探究性質；⑸驗證或證明探究所得到的性質，或舉例否定這個性質。用“幾何畫板”開展探究性學習活動，通過學生自身的操作和主動參與，學生發現問題和解決問題，創新和實踐能力提高迅速我始料不及的。

5．開展學習“幾何畫板”活動，提高了學生應用計算機的意識和能力

學習“幾何畫板”，不僅有利于數學教學，而且也有利于信息科技的學習。由于“幾何畫板”與學生的學習生活有緊密的聯系，學生學習了“幾何畫板”，使計算機成為學生學習中的工具而經常使用，這將提高學生在學習、生活中應用計算機的意識，也將有效的提高學生計算機的應用能力。

三、解決師資培訓工作中的問題，提高教師對“幾何畫板”使用水平，促進多媒體與課程的整合向更廣闊、更深入的層次發展。

經過多年努力，我們學校在數學教學中使用“幾何畫板”取得一定成果。在教師培訓工作中，教師向我們提出很多問題，促進我們去思考、學習，并與廣大教師一起探究，促進了多媒體技術與課程的整合工作向更廣闊，更深入的層次發展。

1．解決教師在操作、應用中的困難

在師資培訓中廣大教師涌躍參加，并努力用于教學實踐。教師在學習中也會發生類似于學生學習中的一些操作性困難，這些困難通過講解、幫助就可以解決。在教師培訓中我們發現教師們碰到的與學生的困難有不同之處，新的困難是教師自已根據教學要求，制作課件時碰到的困難，這實際是對課件結構分析的困難，于是我們及時調整培訓內容，增加對課件結構的分析，幫助教師提高自己對課件的設計能力，制作出符合自己教學要求的課件。

2．解決“幾何畫板”與其它軟件綜合應用問題

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學生在教師的組織下利用信息技術進行學習，信息技術完全為其他學科的教學服務，在這種整合模式下，教師和學生在信息技術的幫助下，分別進行教學和學習。首先，教師根據教學目標對教材進行分析和處理，決定用什么形式來呈現什么教學內容，并以課件或網頁的形式呈現給學生。學生接受了學習任務以后，在教師的指導下，利用教師提供的資料或自己查找信息，進行個別化和協作式相結合的自主學習，并利用信息技術完成任務。最后，師生一起進行學習評價和反饋。在整個教學過程中，學生的主體性和個別化得到較大體現，這樣的教學氛圍十分有利于學生的創新精神和問題解決能力的培養。同樣，教師通過整合的任務，發揮自己的主導作用，以各種形式、多種手段幫助學生學習，進一步調動學生學習積極性。

這是一種基于問題學習的教學模式（Problem-Basedlearning,PBL），在這種教學過程中學生是認知的主體，知識意義的主動建構者，在整個知識建構過程中起著主體的作用。教師、教材和媒體等都為學生的自主學習起著不同的作用。教師在學生意義建構的過程中，起組織、指導、幫助和促進的作用；教材提供的知識為學生主動建構意義的對象；媒體則是用來創設情境，幫助學生自主學習、進行個別化或協作式探索、鞏固知識和會話交流的認知工具。

三、研究型課程，信息技術作為學習工具

學生作為積極主動的學習者，以類似科學研究的方式，在信息技術的幫助下，獲取信息、交流信息，并最終以計算機作品的形式完成任務。研究型課程超越了傳統單一學科學習的框架，它按照學生認知水平的不同，將社會生活中學生感興趣的問題，以主題活動的形式來完成課題目標。學生通過主體性、探索性、創造性的解決問題過程，將多個學科的知識、學問性知識和體驗性知識、課內與課外、學習和社會有機結合在一起，最大限度促進學生身心和諧統一發展。從研究型課程的特點看，更加突出了學生的主體性和參與的過程性。在整個研究的過程，從研究方案的形成、方案的實施，到最后任務的完成都由學生自主完成，而教師僅對學生選題，收集和分析資料的方法進行一般性指導。

以“制定旅游規劃”課程為例，該課程的教學對象為鄭州旅游職業學院高職旅游管理專業二年級的學生，這部分學生已經掌握了一定的旅游管理知識與相關技能。通過該項課程的開展，可以使學生將學習到的理論知識更加靈活的應用到實踐中去，從而獲得更多親身參與研究探索的體驗，加強了學生對所學知識和技能的應用。

該課程的教學過程是：

1．教師先設定教學情景：“五一”是旅游的好時機，同學們結伴出游，假設目的地為北京、上海和廣州，請設計一個經濟、快捷、收獲最大的7日旅行計劃。

2．教師為學生下達任務、通過單元活動各小組制定自己的線路和旅行計劃，并說明理由。

3．學生分組進行曲網絡環境下的協助學習。在協作學習過程中，學習者自行分工，分別負責查詢路程、時間票價、預測可能的收獲、記錄數據和整理數據、比較并計算結果。

4．各小組整理討論結果、收集、歸納活動可能存在的問題，最終形成文字報告，并在同學面前展示。

5．全體同學交流匯總。

這種教學模式屬于在信息技術環境下基于方案的學習模式，這種教學模式旨在把學習融入到有意義的任務完成的過程之中，讓學習者積極進行探究和發現，以學生獲得新知識和技能為主要目標。方案完成的過程也是學習者學習活動進行的過程。在信息技術環境下對各學科教學應用基于方案學習的教學模式能夠使學生獲得新身參與研究探索的體驗，逐步形成善于質疑、樂于探究、勤于動手、努力求知的積極態度；能夠培養學生收集、分析和利用信息的能力；同時還能使學生學會分享與合作。這種教學模式的特點是以問題的解決為核心，涉及問題解決方案的設計，資料收集與分析，調查研究并得出結論的過程。其優勢是在重視學習者學習知識的同時重視學習者能力的培養。對于不同的學習內容、不同的學生具體的探究過程也有不同的要求。因此在研究型課程中較適合采用這種教學模式。

四、結束語

學生都具有創新的潛質和潛力，這要通過一定的培養方式或培養途徑才能發掘出來。在開展信息技術與課程整合的教學過程中，教學模式是多種多樣的，但是在教學模式的選擇中應注重學生知識、能力、素質的培養，在傳授知識的同時就千方百計注重學生創新思維和創造精神的培養，培養學生獨立分析問題和解決問題的能力，同時教學模式的選則還要結合教學內容與學科特點。總之擔任這項工作的教育工作者任重而道遠，只有不斷進行探索研究，在實踐中總結經驗和教訓才能使這種課程改革適應時代要求，為社會培養出高素質人才。

參考文獻：

[1]徐曉東.信息技術教育的理論與方法.北京：高等教育出版社.

[2]俞明學，劉文明.創造教育.北京：教育科學出版社.