科学和技术论文范文

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第1篇

关键词：纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体

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。

V.展望

第2篇

关键词：纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体

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。

V.展望

第3篇

硕士论文应能表明作者确已在本门学科上掌握了坚实的基础理论和系统的专门知识，并对所研究课题有新的见解，有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。博士论文应能表明作者确已在本门学科上掌握了坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，并具有独立从事科学研究工作的能力，在科学或专门技术上做出了创造性的成果。 2.3 学术论文学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解和知识的科学记录；或是某种已知原理应用于实际中取得新进展的科学总结，用以提供学术会议上宣读、交流或讨论；或在学术刊物上发表；或作其他用途的书面文件。学术论文应提供新的科技信息，其内容应有所发现、有所发明、有所创造、有所前进，而不是重复、模仿、抄袭前人的工作。 3 编写要求 报告、论文的中文稿必须用白色稿纸单面缮写或打字；外文稿必须用打字。可以用不褪色的复制本。报告、论文宜用(210mm×297mm)标准大小的白纸，应便于阅读、复制和拍摄缩微制品。报告、论文在书写、打字或印刷时，要求纸的四周留足空白边缘，以便装订、复制和读者批注。每一面的上方(天头)和左侧(订口)应分别留边25mm以上，下方(地脚)和右侧(切口)应分别留边20mm以上。 4 编写格式 4.1 报告、论文章、条的编号参照国家标准 GB1.1《标准化工作导则标准编写的基本规定》第8章“标准条文的编排”的有关规定，采用阿拉伯数字分级编号。 4.2 报告、论文的构成 5 前置部分 5.1 封面 5.1.1 封面是报告、论文的外表面，提供应有的信息，并起保护作用。封面不是必不可少的。学术论文如作为期刊、书或其他出版物的一部分，无需封面；如作为预印本、抽印本等单行本时，可以有封面。 5.1.2 封面上可包括下列内容： a.分类号在左上角注明分类号，便于信息交换和处理。一般应注明《中国图书资料分类法》的类号，同时应尽可能注明《国际十进分类法UDC》的类号。

b.本单位编号一般标注在右上角。学术论文无必要。

c.密级视报告、论文的内容，按国家规定的保密条例，在右上角注明密级。如系公开发行，不注密级。

d.题名和副题名或分册题名用大号字标注于明显地位。

第4篇

关键词：信息技术；小学数学学科；整合

数学是抽象性、逻辑性很强的一门学科。小学生的思维正处于由具体形象思维为主向抽象逻辑思维为主的过渡阶段，小学数学必须在数学知识的抽象性和学生思维的形象性之间架起一座桥梁，而信息技术正是这样一座桥梁。在数学教学中，把信息技术和数学教学合理的进行整合，这是信息时代的要求，也是创新教育的要求。现把信息技术与小学数学相整合的几点思考总结如下：

一、整合――教与学方式的转变

所谓“整合”，其核心就是把现代教育技术融入到小学数学学科的教学中去，在教学实践中利用技术手段得到文字、图像、声音、动画、视频、甚至三维虚拟现实等多位信息用于课件制作，充实教学容量，丰富教学内容，运用教学方法更加多样，更加灵活。整合，不是简单的将信息技术作为一种教学手段与传统的教学手段想叠加，不是仅仅使用几张幻灯片，用一用事物投影。而是将信息技术真正的为教学服务。实现学生的学习过程交互化；学习环境的时代化，全球化。

传统的教学模式中，教师是知识的传授者，课堂的主宰者。学生学习方式较单一、被动，缺少自主探索、合作学习，独立获取知识的机会。信息技术与小学数学学科的整合，是对教与学方式的转变。在整合中实现学生的主体地位，拓展学习的空间，打开学生学习的闸门。传统的课堂教学正向着数学活动课的形式转变。教学中只有从学生的学习特点和学习规律出发，采用多种形式方法。让学生在体验中，在活动中学习。才能取得好的教学效果。

二、有效利用信息技术，在生活中感悟数学

常常听到许多同学说，不喜欢数学，所以学不好。为什么许多的孩子对数学缺少兴趣呢？华罗庚曾经说过，对数学产生枯燥乏味、神秘难懂的印象的主要原因就是脱离实际。新课程标准提出“数学要贴进生活”、“数学问题生活化”， 我们可以利用信息资源丰富、时效性强的特点，将信息技术与小学数学科教学内容有机整合，充分利用各种信息资源，引入时代活水，与小数学科教学内容相结合，使学生的学习内容更加丰富多彩，更具有时代气息、更贴近生活。 例如教学人教版小学数学第八册《亿以内数的读法和写法》时，课前我们安排学生自己通过各种途径（包括上网），搜集有关数据，课上学生代表汇报。他们带来的材料：有的是某两个星球之间的距离，有的是中国土地面积大小，有的是今年中央电视台春季晚会的收视率……通过生动的、富有教育意义的、有说服力的数据、统计材料，学生不仅轻松的完成本节课的教学任务，而且成功地接受了一次爱祖国、爱社会主义、爱科学的思想教育。 又如：在教学一章时，我把学习的主动权完全的交给学生，让学生自己搜集生活中的有关长度，质量和时间的数据信息，可以用例子来说明。如：一把尺子20厘米等。学生带回教室的数据有一头大象有多重，闰年有多少天，地球和月亮间的距离是多少、、、。通过搜集材料，让学生在生活中体验到数学无处不在，增强对数学学习的兴趣。并且在搜集资料的过程中，认识了各种的长度，面积，重量，时间的单位。通过小组交流合作，不仅很快的完成了教学目标，而且增强了生活知识，在生活中感受了数学的魅力。

三、多媒体为辅助手段，激发学生的兴趣

兴趣是最好的老师。有人曾说：“没有兴趣的强制性学习，将会扼杀学生探求真理的欲望。”根据心理学规律和小学生学习特点，有意注意持续的时间很短，加之课堂思维活动比较紧张，时间一长，学生极易感到疲倦，就很容易出现注意力不集中，学习效率下降等，这时适当地选用合适的多媒体方式来刺激学生，吸引学生，创设新的兴奋点，激发学生思维动力，以使学生继续保持最佳学习状态。学生学习有了兴趣，教学才能取得良好的效果。根据情境教育的原理，创设充满美感和智慧的学习氛围，可使学生对客观情境获得具体的感受，激起相应的情绪，全身心地投入到学习中去，使他们潜在的能力得到充分发展。多媒体教学可以很好的展示知识间的联系，引起兴趣，利于很好的理解知识。

例如：在教学《加法的意义》时，用动画的形式展示。原来有5只鸡，又来了9只鸡。学生在观察后，用自己的话说说表示的意义。引出“合并”。多媒体展示了知识的发生过程。而且形象生动，学生能很好的理解。

信息技术和小学数学学科的整合，固然有很多的优点，但在整合过程中我们还应该遵循一定的原则。

1.科学性原则。在信息技术的使用上必须注意到小学数学课堂教学的组织形式，与教材的贴近。需与教材的科学性相结合，切忌粗造滥制，牵强附会，为电教而电教而撇开为教材内容服务的目的。只有钻研教材，充分了解课堂教学目标内容的重点难点，了解传统的教学缺少什么（或者说要补充什么），设身处地从教学实际出发，表现手法和形式上也要严谨周密，紧扣教学目标，避免让学生产生错误理解。在使用现代电教媒体进行教学时，必须是为了突破教学的重点、难点，使学生易于理解和掌握。如果在次要的内容上运用信息媒体，那只能是费时费力。

2.信息技术不能替代某些教学媒体而统一于课堂。现代信息技术固然有其无比优越的特性，但它仍不能完全替代某些媒体，比如在一些量与计量的教学中，显然不如用尺子度量来体会长度，用手掂来体会质量，观察实物钟表来认识时间更具有实效性

3.用多媒体教学，不要丢了课堂板书。板书不是无情物，学生通过老师的板书了解老师的情感，把握教材内容。并且，板书比较的直观，且能传递板书本身以外的较多信息。还可以给学生留有思考的空间。

第5篇

利用SCI数据库网络版(SCIE)为检索工具，对作为广西重要科研机构的10大高校近10年(2001—2011)来科技论文产出和学术影响力进行统计分析。

［关键词］SCI；学术影响力；引文分析

［中图分类号］G250.74［文献标志码］A

［文章编号］1005-6041(2012)04-0017-004

SCI(Science Citation Index)是由美国科学信息研究所(ISI)1961年创办出版的引文数据库，是世界著名的三大科技文献检索系统之一，也是国际公认的进行科学统计与科学评价的主要检索工具。国际上的科学计量机构及国际性组织在对国家或科研机构的科研能力及绩效评估工作中，常用SCIE（SCI-EXP ANDED，即SCI网络版）数据库作为依据［1］。本文利用检索式Address =(guangxi or nanning or guilin or liuzhou or yulin or hechi or baise or beihai or qinzhou or wuzhou)在美国科学信息研究所SCI网络版(SCI-EXPANDED)数据库中进行机构（Institutions）精炼检索，并对作为广西重要科研机构的10大高校近10年（2001—2011）来科技论文产出和学术影响力进行统计分析。

1 科技论文产出数量与增长趋势

从检索结果 (检索日期为2012年4月18日)统计来看，10年来，广西10所高校共有6 563篇论文被SCI收录，其中专业期刊研究论文6 295篇，约占96%，会议论文230篇，综述94篇，发文量排名见表1。10年来从科技论文产出数量来看，广西高校科技研究事业发展迅速，论文产出量呈逐年递增趋势(见图1)。科技论文产出量10年同比增长率为115%。近年来，我国科技事业发展迅猛，论文产出量逐年增加，作为重要科研机构的高校增长率更高。广西高校的科技论文产出的增长速度高于全国平均增长水平，但与全国高校（以中南六省为例）同水平相比，广西高校科研论文产出仍相对薄弱（见表2）。

2 学科分布和热点论文

通过SCI数据库对广西高校的科技论文检索结

[CM（81mm]果分析显示，化学、物理、材料科学等学科领域研究

[CM）]比较活跃，论文数量约占总数的一半（见表3），其他较活跃的领域有数学、结晶学、生物分子科学、工程技术、计算机科学、航空科学等。统计结果显示，广西师范大学物理、化学等基础研究学科比较活跃。广西大学是一所综合性教学研究型大学，在各学科领域研究占比重较大，尤其是在生物科学和材料科学等领域。桂林理工大学和广西民族大学的科学研究也初见繁荣。来源出版物是研究人员的研究基地，来源出版物在学科专业领域的地位从一定程度上反映研究人员的研究水平，其中化学学科研究主要来源出版物2010年影响因子分别为2134和0798（期刊影响因子来自JCR，国外来源出版物中文名称来源于谷歌学术搜索）。从主要来源出版物来看，在国内专业刊物上发表占比例较大，国外高影响因子的刊物较少。这从一定程度上反映广西高校科技专业研究水平与层次上还应进一步加强国际合作，从而提高学术影响力。

3 科技合作与学术影响力

学术交流与合作是学术影响力的重要体现，从论文检索结果分析来看，广西高校科技论文研究的主要科研合作伙伴遍布全球50个国家和地区，与美国、俄罗斯、日本等国家合作比较频繁，其中与美国合作研究502次，与俄罗斯合作达148次。学术影响力还可以从引用机构来说明［2］，通过分析施引文献可以发现，广西高校科学研究10年来受到110个国家和地区的科研人员关注，美国、德国和日本引用约占国外引用的一半，美国引用达2 728次，占国外总引用的35%。从不同级别的基金资助机构资助来看，广西高校10年来共有1 243篇论文由国家自然科学基金资助，约占19%，高于国家自然科学基金国内资助率15%, 各学科内国家自然科学基金资助率也明显高于国内平均水平（见表4）。这说明广西高校科技发展学科水平与国内同水平相比发展迅速，国家支持力度较高。

4 科技论文的引用情况和学术影响力

论文的引用情况是衡量一个机构的学术影响力的重要标准［3］，为此，对10年来广西高校SCI收录6 563篇论文的引用情况进行统计分析，可以看出近年来被引用情况呈逐年活跃趋势(如图4)。广西高校10年来的研究论文被引频次总计达24 793次(去除自引，被引次数检索截止日期为2012年4月19日)，去除自引的施引文献共计19 736篇，每篇平均引用次数为 465次，H指数为54，即有 54 篇论文至少被引用 54 次。通过对19 736篇施引文献进行分析，在引文的学科范围中，化学、物理、材料科学为引用最活跃的学科范围（表4），这与论文产出的学科范围基本一致，引用机构比较活跃的主要有中科院、南京大学、中山大学、北京大学等，引用的国家多达100多个，其中美国、德国、日本的引用约占国外引用的一半，引用中他引率比较高，但单篇被引的最高值与同学科国内引用水平相比仍然存在较大差距(被引次数检索截止日期为2012年4月19日)。

5 小 结

广西近10年来科研活动发展迅速，学术影响力逐年上升，从科技合作发展及基金资助机构层次来看学科发展水平与国内保持一致，但与国内同水平高校相比论文产出相对较薄弱，在论文被关注即引用率和主要来源出版物的层次上仍略显薄弱，科研机构与部门应该加大投入，提高科研产出，鼓励加强国家级基金资助项目申报，并投入配套设施，加大研

究人员的研究动力，并加强科研规范管理，从而加快广西科技事业发展。

［参考文献］

［1］ 邓秀林基于引文分析法的期刊栏目的学术影响力评价［J］ 现代情报,2007(5)154—155 

［2］ 查永军学术影响力大学学术权力张扬的内在力量［J］ 江苏高教,2007(6)16—18

［3］ 周 薇,张 燕,韦 焘 基于SCIE的我国肝胆外科学术影响力分析［J］ 中华医学图书情报杂志,2011(1)70—12 

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第6篇

内容提要：随着校园信息化建设的快速发展，可以充分利用校园计算机、网络和多媒体资源，借新课标实施的契机，做好初中数学课程改革，发挥现代信息技术与初中数学课程整合的优势，克服信息技术在数学教学中的不足，真正从数学教学规律自身特点出发，改变教师的传统教学方式和学生的被动学习方法，采用建构主义的教学观和学习观，模拟实际生活模型，激发学生潜能，增强学生学习数学的积极性，全面提高教学质量，提高学生素质。

正文

信息技术与初中数学课程整合的一点探索

一、引言

二十一世纪计算机技术高度发达，网络信息日新月异，同时，以构建主义为理论的教育和学习方法日趋成熟，从而使以多媒体、计算机和网络为载体的新的教育技术的应用显得十分的必要和重要,信息技术与课程整合的议题已摆到广大教育者的面前。传统的行为主义教学观认为，学生的学习和知识的获得是由环境的刺激引发人的行为上的反映，就是说学生是被动地学习；当代的建构主义特别是社会性建构主义强调知识建构的合作，就是说教师与学生、学生与学生之间建构意义时是互相的，学生是主动自愿去建构学习。基于多媒体、计算机和网络为载体的新的教育技术，能够在初中数学教育中充分发挥建构主义教学理念的优势。

就数学教育教学来说：数学作为学生学习各科的基础学科，工具学科，因其严谨的知识系统性，链状结构性，以及在学生思维训练所独具特色的逻辑性，科学性，有它独特的特点。因此，在信息技术与数学课题整合的过程之中，如何探索信息技术在数学教育教学中的运用，发挥信息技术这一先进教育技术的作用，更好地驾驭这种新式的教育教学手段，就成了我们广大教育工作者的重要任务。

二、信息技术与数学课程整合的优势

信息技术与数学课程整合之中教师可以借助计算机相关软硬件支持，同时获取、处理、编辑、存储、展示包括文字、图形、声音、动画，以及网络信息下各种数学原件、数学问题的生活原形等不同形态的信息，超越了课本的视野，拓宽了数学的范畴，丰富了教学内容，能创造出使知识、学问来源多样化的人文教育环境。与传统教学相比，有着无可比拟的优势。

1、信息技术与数学课程整合有助于培养学生的数学思维能力

数学偏重于逻辑推理，偏重于培养学生的抽象思维能力。利用信息技术支持下的动画演示，生活中的数学问题的情景再现，可以让学生从具体问题到抽象概念，从特殊问题到一般规律，逐步通过自己的发现、探究去思考数学、学习数学。在课件《生活中轴对称》的制作中，我利用网络展示了生活中大量的轴对称图形，又利用蝴蝶飞舞的视频吸引学生注意力，然后将一只蝴蝶框定放大成为平面图形；在讲授多面体的展开图时，学生和教师都可以充分利用实物，给正方体的六个面标上字母A、B、C、D、E、F，但由于实物不透明，学生观察不方便。因此，我利用《几何画板》做了个正方体，给六个面着不同颜色并标上字母且可透视，再结合实物进行教学，这一过程让学生直接感受到数学来源于自然，抽象于实践，创设了数学教学的良好情境，建构了较理想的学习环境，收到了较理想的教学效果，使学生比较自然地接受数学概念，同时开阔了学生视野，有助于发散思维的培养。

2、信息技术与数学课程整合有助于培养学生的自主建构能力

新课程标准对学生的能力要求有了更高的标准，要求学生会在实际生活中应用数学知识建构模型解决实际问题，同时也要能在实践中发现数学规律。数学教学的核心是培养学生的思维，而思维能力的培养，需要经历实践---认识---再实践---再认识的过程。信息技术介入到数学教学中，提供的是超大的信息量和多媒体的信息传递方式。充分利用计算机及软件的模拟技术，可以让学生把纷繁复杂的运动图形或数据用计算机处理，达到形象直观的目的，从而易于学生去观察比较、分析综合、归纳概括。其实，它还可以培养学生数学模型的建构能力，深入理解数学知识的生成过程。

学校教育离不开德育，课堂教学必须渗透德育。在数学课堂教学过程中经常要进行有关数学史教育，以拓宽学生知识面，增强学生的爱国情操。例如：在讲授几何中圆的知识的时候，我就布置了上网查找《割圆术》的有关资料的课外作业。结果，90%以上的同学都知道了是刘微独创的割圆术，它比德国的托勒密计算的圆周率要精确一些，比古希腊阿基米德的方法要简单，并以中国的灿烂文化自豪。又如，在讲授勾股定理的证明的时候，我就布置了上网查找勾股定理的证明方法的课外作业，结果，90%以上的同学都了解了包含我国古代的赵爽和刘徽的证法在内的至少五种以上的证明方法。利用学生的猎奇获新的心理，通过学生自己在互联网上有目的的漫游，获取全面的相关知识，可以拓宽学生的知识面，增强其动手能力，发挥其主体作用。所以，只要是简单的素材资讯查找，教师尽可以充分利用丰富的网络资源，放手让学生去自主建构。

3、信息技术与数学课程整合可以激发学生学习数学的兴趣

数学课内容抽象，概念严谨却又枯燥，因此数学教师教学中考虑最多的是如何让课本知识活起来，而运用信息技术就可顺利达到效果。我在讲授无理数时，就做了几张有关第一次数学危机的背景资料和人物介绍的幻灯片，引起学生的学习兴趣，知道了无理数的产生过程。我还利用《几何画板》演示等腰三角形的特征，直观地表现了三线合一的现象，让学生从感官上区别具体概念，加深了记忆；运用《几何画板》指导学生自制平行四边形、梯形等积变形课件，同时又引导他们由此推导面积计算公式，这样既激发了学生学习的兴趣，又培养了学生的动手能力，同时也加深了学生对概念的理解。起到了形象直观，节约时间和教具，提高课堂效率，事半功倍的效果。

三、信息技术和初中数学课堂教学有机整合的实例分析

信息技术和课堂教学的有机整合与传统教学相比，他的最大特点是可以最大限度地促进学生学习模式的转变，而“网络环境的教学模式”正是其于交互型整合方式所产生的，目的是创设自主学习的环境，让学生能够在老师的引导下自主建构知识，变被动的听和练为主动的探索和运用。下面以《勾股定理的应用》在网络环境下教学为例来进行实例分析。

1、课件制作设想

数学是现实生活的数量化和抽象化，就是说数学知识是从实践中起源的，同时，数学必须解决实际问题，要经得起实践的检验。所以，在本堂课的引入和部分都以实际问题的数学化为基础，增强学生的兴趣，同时让学生看到数学的巨大魅力。课件以网页形式在互联网上，分为五个页面，学生可以自由切换。但是，在页面的排列上按照知识的科学性为序，从产生到运用，从易到难，方便学生自学。同时，例题以中考题为基础，进行适当的改编，增强了开放性，给学生自主探索的空间。最后，本课件强调了师生的互动性。

2、教学过程举例

（1）知识探索请学生例举一个能用勾股定理解决的生活实例。此过程安排学生提前完成。学生可以去上网查找有关例题，然后整理下来，交给老师，老师再从中抽取具有代表性的几题，拿到课上供大家交流。

学生在上网查找的过程中，可以接触到许多与勾股定理有关的知识，这样既激发了学生的学习兴趣，培养了他们的思维能力，又锻炼了动手能力，充分体现了学生自主探索并自由建构的过程，体现知识产生于实践的思想，符合新课标理念。

（2）应用举例

例1、李焕菁妈妈买了一部29英寸的电视机。李焕菁量了电视机的屏幕后，发现屏幕只有58厘米长和46厘米宽，他觉得一定是售货员搞错了。你同意他的想法吗？你能解释这是为什么吗？(1英寸=2.54厘米)

例题中出现的是学生的真实姓名，这样可以调动学生学习的积极性，增强学生的自豪感，对其他同学也是一种期待和激励。学生用勾股定理的知识解决这个问题是轻而易举的事情。通过这道例题，学生既巩固了勾股定理的知识，又学会了一个生活常识，原来电视机的大小是凭电视机屏幕对角线的长度并用英寸作单位来度量的。

例2、“平平湖水清可鉴，面上半尺生红莲；出泥不染亭亭立，忽被强风吹一边；王青观看忙向前，花离原位二尺远；能算诸君请解题，湖水如何知深浅”请你帮助王青算出湖水的深度。

这是一道诗意化的题目，题目本身就能较好地调动学生的学习兴趣。我根据题目意思，利用《几何画板》，再现红莲的摇摆过程，加深学生对题目意思的理解。学生根据左下图，易知，CD=0.5，BC=2，AB=AD，进而利用勾股定理去解决它。

例3、如上中图，徐良家有一底面周长为2m，高为1m的圆柱形油罐，一天他发现一只聪明的老鼠从距底面1dm的A处爬行到对角B处吃食物，你知道徐良为什么说那是只聪明的老鼠吗?(从爬行路线考虑)

由于老鼠是沿着圆柱的表面爬行的，故需把圆柱展开成平面图形。我利用《几何画板》形象直观地把圆柱展开成如右上的平面图形，学生能容易根据计算机演示，结合“两点之间线段最短”公理，理解AB长既为最短路线。

这些例题放在第三个页面，而详细答案放在第五个页面“后花园”里，并且建有例题与答案的超链接，学生可以自由点击浏览，在各个页面间进行自由切换，打破了传统的课堂教学内容不可重现性，让学生根据自身所需去侧重解决自己的难点，真正做到因材施教，因人而异。

四、对信息技术与数学课程整合的几点思考

1、教师始终要起到主导作用。

信息技术的介入应体现一种新的教育观念，而不只是教学内容数量上的增多，手段上的新颖，课堂教学活动的主体是人。教师不仅是知识的传授者，还应是知识发生、发展的播种者及浇灌者，更应是学生处事的模范。灵活的应变能力，严谨的求学态度，严密的逻辑思维，这些都要靠师生之间的心灵感应，靠教师以自身的人格魅力和富有情趣的讲解，通过师生间的情感互融，来调动学生积极

参与。我们不应让“人机对话”取代人与人之间的情感交流，否则，现代媒体成了教学机器，教师成了键盘手。这样的课堂教学结构模式是极不利于学生形成健全人格，发展个性。

2、多媒体课件的制作应不求时髦，但求实用。

课件的运用应整合于课堂教学内容之中，针对以抽象思维、逻辑推理为培养目的的数学教学，课件中存储内容要精练，画面要简洁，讲解和推导应由教师引导学生通过合作探究自主完成。为帮助解决数学中数形结合的难点，理解抽象于实践而又指导实践的数学思想，我们认为，应根据数学自身特点，充分利用信息技术的交互功能，将课件设计成一些相对独立，又相互联系的模块，让老师能按自己组织教材需要，针对各自不同教学思路，灵活调用各模块里的内容，设计自己的教学过程，表现自己的教学风格。

3、网络电子教室应成为数学教育的理想场所。

在人手一机的网络教室，学生可以在教师指导下，自己动手操作、观察、发现、研究问题，在网络中查找数学资料，形成学生动手“做数学”的模式。学生成为学习的主人，不再把学习数学看成负担，增强了学好数学的信心，享受学习数学的乐趣。学生直接动手操作，使实践能力、观察能力、归纳能力都会得到很好的锻炼，更有助于培养思维能力，创新能力。

第7篇

关键词：信息技术；高中语文；整合

信息技术是教学多要素、多渠道、多角度、多层次、科学化、艺术化、民主化的重要手段，信息技术与学科整合教学又是科学与艺术的统一，是实现教学科学的艺术化和教学艺术的科学化的完美融合。

一、高中语文与信息技术整合的初探

（一）、高中语文与信息技术整合的必然性

语文作为一门基础学科，不但具有工具性、人文性，而且与日常生活联系非常密切，涉及范围广，实践性很强，高中语文课程更是强调应进一步提高学生的语文素养，使学生有较强的语文应用能力和一定的审美能力、探究能力，并形成良好的思想道德素质和科学文化素质，为终身学习和有个性的发展奠定基础。基于这一目标，传统的“填鸭式”教学已不适应语文教学发展的要求，也与社会发展相脱节。按新课程语文教学理念，语文课程重在实践，要适应现实生活和学生自我发展的要求。但传统的教法：老师讲，学生听，学生学习少了主动性和自主性，学习学得被动，对语文学习缺乏创新精神。现在新的教学策略、教学方式是让学生自己学、主动学，老师主要是“导”，以体现高中语文课程的时代性、基础性、选择性，培养高中学生的语文实践能力和创新精神，提高学生的语文素质，实现素质教育，而语文课程的革新与现代化，必须要求相应的教学工具、教学途径也现代化、科学化，信息技术作为最广泛最先进的科技，它在语文教学中的应用是必选无疑的。

因为在信息技术的环境下，学生能更好地学语文，用语文，使语文教学与日常生活更贴近，更符合社会发展需要。如语文口语训练，高中语文课本的每一单元都设有口语练习。就拿演讲训练来说吧，听名人的演讲，用传统的工具，学生只能听到演讲者的声音，是种远听而不可近视的感觉，不能引发学生较浓厚的兴趣。在信息技术环境下就不同了，学生除了听到演讲者的声音外，还能看到演讲者的动作、神态和表情，有种身临其境的感觉，并受到感染，从而激发内心对演讲的兴趣和欲望，达到主动训练的目的。所以信息技术与高中语文学的整合是势在必行的！

（二）、信息技术与语文整合的内容和意义。

信息技术和高中语文的整合，可以从两方面探讨：

1、信息技术作为一种先进的教学工具和学科相融，就如传统的“粉笔+黑板”，作为传授知识的工具。

信息技术在教学上用得最广的是多媒体和互联网的运用，因为它们具有图、文、声、像并茂的特点及独有的系统功能。教学中与语文整合，可使计算机的视、听功能全部展现出来，打破传统媒体的“线性限制”，以随机性、灵活性、全方位、整体化的方式把语文知识形象、直观地展现给学生。如学习《神奇的极光》一课，对什么是极光，极光的形、色如何，只看文字，显得有点枯燥无味，印象也不能深刻。这时，可以通过多媒体和网络播放极光的影像，让学生直接观看极光的形、色及极光发生的过程，使学生产生强烈的好奇心和求知欲，从而激发他们学习的兴趣，探讨极光发生的原理，更深刻、更全面地理解课文。而网络的运用，可拓宽思维空间，学生可以不受时间、空间的限制，唾手可得自己想要的材料。

二、信息技术与语文教学的整合，能够培养学生在信息社会中具有良好的信息素养。

信息素养作为一种高级的认知技能，同批判性思维、解决问题的能力一起，构成了学生进行知识创新和学会如何学习的基础。信息素养不仅是一定阶段的目标，而且是每个社会成员终生追求的目标，是信息时代每个社会成员的基本生存能力。

1、培养学生信息获取、分析的能力

能够根据自己的学习要求，主动地、有目的地去发现信息，并将获取到的信息进行筛选及鉴别，对真实有用的信息进行分类。

2、培养学生信息加工、利用的能力

计算机给阅读带来最大变革是高效率检索式阅读方式的出现，网上连通就能实现文本节点的跳跃，向多重时空辐射和伸展，学生驾驭了超文本的写作，也就完成了“换笔”‘（从手写走向键盘输入），形成网上获取知识、加工、反馈、整合的能力，具备了现代人应有的素质之一。

3、培养学生协作意识和使用网络语言交流的能力

通过互联网等平台拓展自己的交流范围，开阔视野，并能利用信息技术加强与他人的联系、协作。

（1）活用“电脑”语言

在以多媒体为手段形成的电子文本中，除文字之外，符号、声音及三维动画，都成了构成电子文本的“表情语言”、“有声语言”。尤其在电子邮件和“聊大室”中，人们适时采用创造出的“脸谱”语言，表情达意，眉目传情。这种“脸谱”简洁、含蓄、形象、幽默，给电子文本增添了无限情趣，并与文字语言相互配合，共同完成网上交际任务。

（2）形成个性的语言风格

第8篇

陈至立部长在全国中小学信息技术教育的工作会议上说：“技术与课程的整合就是通过课程把信息技术与学科教育有机的结合起来，从根本上改变传统教和学的观念以及相应的学习目标、方法和评价手段。”具体来说，它是指在先进的教育思想、教学理论的指导下，应用以计算机为核心的信息技术作为学生自主学习的认知工具与情感激励工具，改革传统的以教师为中心的教学结构，在此前提下实现学科教学内容、手段、方法的整体改革，从而达到培养创新人才的目的。

在信息技术迅速发展的今天，作为历史学科该如何依托信息技术作为认知工具，应用于教学实践中，培养学生的综合能力，更好地实施素质教育呢？

一、应用信息技术，提高课堂教学效率。

应用计算机辅助教学是信息技术用于学科教学的最初表现形式，是信息技术和课程整合的最低层次。教师可以使用现成的计算机辅助教学软件或多媒体素材库，选择其中合适的部分用在自己的讲解中，也可利用Powerpoint或者一些多媒体制作工具，综合利用各种教学素材编写自己的演示文稿或多媒体课件，应用于课堂教学。

1、创设教学情景，促进学生的情感激发

利用计算机辅助课堂教学，是当前信息技术用于学科教学最普及的一种方式，历史学科也不例外。历史学科的特点是讲述已经发生的事情，而利用计算机我们可以创设同样的情景，让学生具有真实的情景体验，在特定的情景中理解事物本身。进行情景创设，使学生置身于历史事件的环境之中，激发学生的历史情感。如中的黄海大东沟海战，可剪辑电影《甲午风云》片段，利用多媒体课件再现当时激战的场面：硝烟弥漫、炮火连天的战场，清军爱国官兵的浴血奋战，邓世昌驾舰直冲敌舰的壮举及生动感人的旁白，使学生身临其境，切身体会了中华民族的爱国精神，也激发了他们的爱国主义情感。

2、利用信息技术突破历史学科教学难点

利用多媒体课件，可以形象地演示历史学科中某些复杂的内容。历史上的一些重大战役，头绪众多。传统的教学手段难以达到良好的效果，而利用多媒体把战争进程制作成动画，演示战争动态的变化进程，就可以使学生一目了然。如，可把日军的进攻路线制作成动画，从陆战到海战，从朝鲜到辽东，中日战争的进程清晰可见。在演示动画的同时，教师还可以对具体过程进行适当的讲解，这样学生既把握了整个进程的全局，又对具体战役有了充分了解，有利于他们对历史事件正确的判断和结论。

3、利用信息技术丰富历史教学手法

利用计算机辅助教学，通过教师合理的设计与选择，利用计算机辅助教学代替了幻灯、投影、粉笔、黑板等传统媒体，极大地丰富了我们的教学手段，使我们传统的用“一张嘴巴”干巴巴的说教变成多感官的刺激，使抽象的变得具体形象、使看不见的变成看得见、使“静”的变成“动”的，这时使我们有可能为学生创设一个尽可能真实的情景，更加符合学生的认识规律，更能为学生所接受。

二、利用信息技术更好地实施研究课程。

当前实施素质教育的重点在于研究课程的开设。信息技术拓宽了人们获取信息的渠道和范围，极大地丰富了信息资源，为以个性化、自主及交互式的学习为特征的研究型课程提供了实施的条件和空间，使生动、活泼、主动的学习得以进行。

1、利用信息技术收集、整理、归纳史料

古今中外历史内容丰富多彩，我们的教科书上所涉及的极其有限，研究课程的开设大大地拓展了学生的知识面。如在实践中，我给学生的课题是“工业革命与生态环境”，这是一个综合性课题，它不单单是历史学科的内容，还涉及地理、生物等学科。关于工业革命的内容，教材上虽有，但涉及较少，关于它的影响也只提到的是对政治、经济的影响。因此，要完成此课题必须大量查找课外资料，而信息技术的发展为此提供了丰富的资源环境。用信息技术提供资源环境就是突破书本是知识主要来源的限制，用各种相关资源来开阔学生视野，拓展学生的思路。在研究型课程开设的过程中，许多学生已经能利用网上资源围绕选题收集资料，下载并保存有关资源。

2、利用信息技术开展问题的研究

在丰富资源环境学习下，可以培养学生获取信息、分析信息解决问题的能力。学生在对大量信息筛选的过程中，实现对事物的多层的了解，同时也会产生新的问题。因此教师在课题实施前应做好充分准备，指导学生解决问题。教师可以在课题实施前将所需的资源整理好，保存在某一特定文件夹或做成内容网站，让学生访问该文件夹来选择有用信息，也可以为学生提供适当的参考信息，如网址、搜索引擎、相关人物资料，由学生自己去Internet或资源库中去搜索材料。学生通过搜集材料对工业革命有了玩全面的了解，经过综合分析认识到了在现代工业发展的同时必须注意生态环境的保护，得出了这一当今人类共同关心的问题。同时对其它学科也有了更深的认识，这大大拓展了学生的知识面，培养了学生学科之间的综合能力及分析能力。

3、利用信息技术培养学生学习历史的能力

利用信息技术，让学生掌握学习历史的方法，培养学生综合学习能力..使学生从传统的被动接受转变为主动学习、探究学习和研究性学习，学会利用网上资源进行学习，学会利用网络通讯工具进行协商交流。通过讨论、交流不断丰富对研究课题的认识，在任务的驱动下培养学生合作意识以及小组协作学习、自主学习能力，在一个小组内学生合作查找所需的信息，通过讨论取得一致意见，解决问题。这样递增了学生学习的参与率，提高了学习的竞争力，同时培养团队合作精神。

信息技术的发展更有利于学生创作能力的培养。教师可以利用网络优势指导学生进行课外创作，加强学生的动手能力，发挥各类学生的特长。作为历史学科可以指导学生利用信息技术制作历史小报。本学期我区举办了学生历史小报的评比活动，从各校学生的作品来看，都利用了信息技术这一高科技手段。学生利用网上资源进行排版设计，作品图文并茂，布局合理，主题明确。取得这们的成果都离不开信息技术的支持，通过这样的课外活动使得学生的创造潜能得到了充分的挖掘，达到了培养学生创造能力的教育目标。

三、对教师的要求

第9篇

2004年，几乎在互联网泡沫崩溃的同时，web2.0的技术和理念横空出世，颠覆了传统web1.0网站单向信息的模式，web2.0强调用户参与网站内容制作，用户既是网站信息的浏览者，也是网站信息的生产者。在这种被称为“自媒体”技术的推动下，网民能够进行主动表达、主动信息并进行观点交互。可以说自媒体技术催生了一种新的网络文化，为大家带入一种互联网思维，这种思维更强调平等、对话，避免自上而下的说教。2010年左右，随着移动化、社交化技术的成熟应用，微博、微信和新闻客户端迅速兴起，这些新兴的传播方式所具备的传播属性让媒体再一次看到发展机遇，纷纷开始试水新兴媒体。从技术角度看，微博、微信、新闻客户端为代表的移动客户端的飞速发展过程，实质上是网络技术和信息内容相互结合和发展的过程，依然是新技术催生了这种新兴的传播方式，移动互联网将逐步成为人们上网获取信息的主要途径。新闻的生产、制作、，都离不开科学技术的强大支持，科学技术的每次进步都推动了媒体向前发展。谁率先掌握了新媒体技术的特点，并将其和传播需求有机结合起来，谁就能够在媒体发展中抢得先机。

二、媒体融合发展的现状和要求

2014年以来，随着大数据、云计算日渐成熟，移动化、社交化应用得到普及。通讯进入4G时代，新兴媒体迎来发展的黄金时期。如果不抓住新兴媒体发展的机遇，传统媒体的受众规模不断缩小，存在丧失舆论主导权的危险，各媒体深刻认识到了形势的严峻，纷纷建立和完善适合自己特点的新兴媒体平台。新华社、中央电视台、人民日报社、报社等先后开通法人微博、微信公共账号，建设自己的新闻客户端，对新闻内容进行二次生产，以占领舆论阵地，发出主流媒体声音。但是传统媒体在拥抱新兴媒体到来的同时，也感受到了新兴媒体对传统媒体的巨大冲击，传统媒体建设新兴媒体，如果不谋求融合，只是将其作为自己新闻的一种表现形式，那就又会走上10多年前建设网站的老路，即使可能壮大了门户商业网站旗下的新兴媒体，却无法达到占领舆论阵地，壮大主流思想舆论的目标。发展新兴媒体的道路，可能会导致传统媒体的发展空间和影响力受到影响，甚至会关乎生存。同时，传统媒体旗下的新兴媒体又需要大量技术和资金投入，没有商业网站的资本运作方式，没有传统媒体的不断输血，传统媒体旗下的新兴媒体发展前景并不明朗。因此，要提高传统媒体中新兴媒体的地位，将新兴媒体融入传统媒体当中，一荣俱荣，才是传统媒体和新兴媒体的发展道路。传统媒体和新兴媒体的关系经过不断发展和探索，从传统媒体建设新兴媒体（网站），到传统媒体和新兴媒体互动发展（报网互动、二维码），现在需要进入到传统媒体和新兴媒体融合发展的阶段。传统媒体和新兴媒体不是从属关系，也不是对手关系，而是荣辱与共的关系。新兴媒体的发展壮大不应当以牺牲传统媒体的生存空间为代价，传统媒体也不应以保护自身固有的利益而限制新兴媒体的发展。只有进行充分融合，媒体才能够发展壮大，才能够发挥宣传舆论引导作用，完成中央赋予的主流媒体职责。这种传统媒体和新兴媒体的融合发展，要遵循新闻传播规律和新兴媒体的发展规律，强化互联网思维倡导的平等对话原则，坚持传统媒体和新兴媒体优势互补、一体发展。传统媒体要发挥内容和人才优势，新兴媒体要发挥技术和灵活的优势，最终做到先进技术为支撑，内容建设为根本，推动传统媒体和新兴媒体在内容、渠道、平台、经营、管理等方面的深度融合。具体来说，就是需要对传统媒体的体制、运行机制进行改革，以适应新兴媒体的特点和要求，在此基础上，经营方式不能再墨守成规，走过去粗放型广告包打天下的老路,而是需要运用大数据分析、精准投送、线上线下等新形式拓展运营模式。

三、科学技术如何助力媒体融合发展

第10篇

“卓越计划”启动已经有一段时间，各高校对各专业本科阶段的“卓越计划”培养方案进行了探索。课程设计是将所学理论知识应用到工程实践的实践教学活动。由于全国各高校核工程与核技术专业课程设计的课时不同，教学条件不同，教学模式与具体的教学方法也存在差别，因此没有现成的教学模式可供参考。由于核类专业的特殊性，普通高校利用大型核设施进行实践培养存在一定的困难。根据“卓越计划”的要求，结合学校的实际情况，目前该专业主要选用一些具有工程应用的软件开展课程设计，比如mc-np软件、flunt软件、matlab/simulink软件、pctran软件、fortran软件、labview软件等。目前核工程与核技术专业开展的主要课程设计有反应堆物理课程设计、屏蔽计算课程设计、核电仿真课程设计、电子电路课程设计、反应堆热工课程设计等。从社会需求以及培养具有工程实践能力专业人才的目标来看，目前核工程与核技术专业的课程设计还存在一些不足。具体表现如下:(1)课程设计的题目和内容跟工程实践联系不够密切，缺乏新颖性和挑战性，学生没有兴趣完成课程设计，亟待更新。(2)教学方法和手段单一，缺乏灵活性。以往课程设计都是教师先讲解基本原理与方法，然后学生开展课程设计，在教学过程中缺乏讨论、互动、引导、激发和案例驱动，学生在面对具体实际问题时，往往感觉无从下手，有的学生无法完成课程设计的任务。(3)考核方式单一。以往课程设计的成绩主要由课程设计报告内容决定，不可避免地存在照搬、照抄他人的现象，成绩评价缺乏标准和透明度，使得课程设计效果不理想。因此，围绕“卓越计划”的要求，合理构建课程设计的实践教学体系，更新课程设计的内容，改进课程设计的教学方法及手段，加强课程设计过程监控和改变考核方式都极为必要。

二、课程设计教学改革研究

针对目前课程设计现状，结合我校实际情况，从课程设计教学内容、教学方法与手段、考核方式等方面进行探索和实践。

(一)精心选取课程设计题目

为了提高课程设计实践教学环节的效果，必须及时更新课程设计题目。根据以下几个原则选取课程设计题目:(1)按照课程设计大纲的要求选题，内容的深度和广度符合教学要求;(2)根据学院教学条件选题，需要具备合适的设计工具完成课程设计;(3)题目内容与专业课程相关，通过课程设计更好地巩固专业理论知识;(4)选题具有一定的工程应用背景，能在以后的毕业设计或是以后的工作中用到。根据选题原则以及结合学生所学知识我们选用了一些多样化、实用性并具有一定挑战性的题目。比如，对于反应堆物理的课程设计，我们精心设计了采用MCNP程序进行栅元、组件的临界计算并设计了一个小堆芯的题目;对于核辐射探测方向，设计了采用MCNP程序计算不同探测器探测效率的题目;对于核电厂运行仿真，设计了采用MATLAB程序或者FORTRAN程序来实现核电仿真等。这些多样化和实用性的课程设计题目，加强了核专业特色，锻炼了学生的实践能力，提高了学生的积极性、主动性。

(二)转变课程设计教学方法

抓好课程设计过程是非常重要的。以前课程设计的教学方法大多是指导教师先讲解课程设计的原理和过程，然后学生自己完成作业，教师不能把握学生是否掌握了课程设计的全过程。为了调动学生的学习兴趣和动手能力，指导教师采用了图书指导法、讲授法、问题驱动和讨论法等教学方法。在课程设计实践过程中，指导教师注重对学生的引导作用，采用启发性教学，要求学生亲自参与课程设计的全过程。对于不同题目，教师介绍基本原理、设计要求、设计方法、操作步骤及注意事项后，要求学生自主思考去完成一个类似的题目，检查学生是否理解课程设计过程，同时也鼓励学生采用不同的方法来完成同一个题目。指导教师注重讲解一些典型的例题，指出在设计过程中容易出错误的地方，以便学生吸取经验，尽量减少设计错误。为了提高学生的主观能动性，指导教师注重在大思路上进行引导，不干预具体的设计方案和设计细节，把关和解决疑难问题。例如:反应堆物理课程设计采用MCNP程序对组件进行临界计算，指导教师首先让同学们课前查阅资料，了解典型的组件类型、不同类型组件结构上的差别和组件组成等基本知识;然后指导教师在课堂上讲授怎样利用MCNP程序实现核电站15×15燃料组件临界计算的例题。课堂中教师重点讲解MCNP程序输入inp文件每一个部分的作用，然后让同学们当场运行MCNP程序，掌握作图及其生成输出out文件等基本运行操作。同学们运行完后，指导教师再讲解out文件的每一个部分，告诉同学们怎样看输出结果。讲解完例题后，教师要求同学们当场实现大亚湾核电站17×17燃料组件的临界计算，同时设计不同可燃毒物的布置方式，掌握不同可燃毒物布置方式下结果的变化趋势。每个做课程设计的同学都拥有一台电脑，可以单独完成作业，如果有什么问题和想法可以与同学或教师交流。指导教师全场监控每个学生作业的完成情况，并作为课程设计考核内容的一部分。做得好的同学，老师当场给予表扬以激发学生的学习兴趣;碰到问题能够自己想办法及时解决的同学也会获得表扬，同样会获得较好的成绩。指导教师除了注重学生独立完成课程设计的能力，同时也注重学生的协作创新能力。比如设计一个小堆芯可能有多种方案，输入文件的代码量不同，同学们可以分成小团队讨论后确定一个方案，团队每一个人完成方案的一个部分，最终实现小堆芯的临界计算。总结几年的课程设计教学经验，采用图书指导法、课堂讲授法、问题驱动和讨论法等教学方式，可以明显提高课程设计的教学效果。

(三)转变课程设计考核方式

以前课程设计的成绩主要由课程设计报告和平时成绩决定，课程设计报告占了大部分成绩，这种考核方式存在一定的问题。比如，课程设计报告可能存在抄袭的情况，指导教师无法判断，成绩评定很有可能不公平，这严重打击了学生的学习积极性。另外，学生只注重课程设计报告内容，不注重课程设计过程。为了培养学生的能力，提高课程设计成绩评价的公平性，课程设计成绩改由三部分组成:平时成绩30%、实践操作40%和课程设计报告30%。(1)平时成绩30%，包括考勤成绩、学习态度和课堂纪律。考勤采取签到的形式，上课前签到一次和下课前签到一次，保证学生在上课时间能全程到课学习;学习态度主要包括上课回答问题和独立解决问题情况;课堂纪律是指指导教师严格要求学生，严禁玩游戏和玩手机等，只能做与课程相关的事情，保证学生充分利用好上课时间。(2)实践操作40%，指导教师注重对课程设计每一个环节的考核，包括学生的动手能力、思考问题的方式、查找资料的能力、编程和解决问题的能力。(3)课程设计报告30%，成绩包括书写格式、完成情况和创新性等。课程设计最后一般会有附加题，因此设计报告成绩也包括附加题完成情况。成绩评定的方法在课程设计上课前就告知学生。实践证明，这种考核方式对学生认真开展课程设计工作起到较好的引导作用。

三、结语

第11篇

1.1使用规则。正确K分字母的正斜体。a数学公式中的运算符号和缩写号,如微分号d、偏微分号a、有限增量符号厶、变分号8、权限lim、行列式de、最大值max、最小值min等,应使用正体。b具有特殊意义的函数,如sin,exp,In,r等,应使用正体。c其值不变的数字常数，如圆周率it,自然对数的底虚数单位iP-I痔,应使用正体。A具有特殊定义的算子,如div,8X&8等,应使用正体。e具有特殊定义的函数,如伽马函数中的r,贝塔函数中的B,勒让德多项式中的P,应使用正体。外文斜体。a用字母代表的数、函数等,如、y,z,概率P,物理量符号等.应使用斜体。b特殊符号.如雷诺数R&动能Ei(i=l,2,3"_),力在>£«y,z方向的分量F.F,F,等,应使用斜体。a普朗克常量k阿伏加德罗常童L,应使用斜体。

1.2矩阵向量的编排。矢量、张量和矩阵符号用黑斜体字母表示,矩阵元素用白斜体字母表示。

1.3数值范围符号。GB7714-87中提出数值范围符号用波浪号“-”。用“-”表示百分率范围时~”前的“％”不能省略,如30%-70%,不能写成30-70%,这不符合规定。

2.确使用三角函数符号

2.1余切和余切符号。在以往的教科书中,x的正切、余切、反正切及反余切的符号分別为tgx.ctgx.arctgx.amclgx。GB310211-93已将这4个函数符兮规定为tanx,cotx,arrtanx.arccotx，并已明确将ctgx和mxtgx取消,因此,编辑加应执行国家标准。

2.2反三角函数不能写成一次方的形式。以往的科技期刊中,常见反正弦、反余弦、反双曲正弦、反双曲余弦写成siiT1x.cos'1x.sinh'1x,och-'x,因为这种表达方式很容易与负一次方混淆,因此，应按国家标准将上述反三角函数写成arcsinx,arccosx’arcsinhx,arcoshx0

3.数学公式的编排

科技期刊的版面往往比较紧张,应在有限的版面增大刊物的信息容ft,因此,为了节省版面,应要采取以下措施：

3.1公式尽量紧排。科技期刊中,对重要的、有序号的或很长的公式采用居中排,而简单的、叙述性的公式采用串行排的方式,以节省版面。

32公式中的符号采用接排的形式

式中：P-地基土的密度;V.-地基土的纵波波速;k,-切向弹簧刚度系数。

这样的fl琺浪费版面,建议^用下列方法排：

3.3直排分式变为横排分式,指数函e'改为expx,

3.4数学式转行规则。

3.4.1—般规则。GB310111-93规定,当一^学式或方程式需要断开,用2行或多行表示时,最好在紧靠其中记号=,+或/后断开,而在下一行开头不应重复这一记号,上下式尽可能在等号“=”舰齐。

3.4.2根式转行。较长或较复杂的根式需要转行时,可将其改写成分觸数的形式,然后进行，

   3.4.3矩阵和行列式不能转行。

3.5居中排公式需要标点符号。数学式是用数字、字母和符号组合起来表达将定科学内容的,与文宇表述具有同样的功能,是文章的有机组成部分。因此,是否加标点符号,应根据上下文意思来确定,从而完善文章的内容,且最^本期刊应该统一。

第12篇

【关键词】现代教育技术；初中数学；课堂教学；有效整合

现代信息技术是以信息技术为手段，以现代教育理念、教育观点、教育方法为基础，综合利用计算机、互联网、多媒体等完成教育教学目标的一种新的教学方式．数学是初中阶段素质教育的主要学科，数学知识相对抽象，学生在知识理解中存在一定的难度，而教育技术的应用不仅能够为课堂教学提供丰富的网络教育资源，将抽象的知识理论转化成具象、生动的图像，更能够实现教育理念和教学模式的变革，从而调动学生课堂参与的积极性．那么如何才能实现现代教育技术与初中数学课堂的有效整合呢？笔者接下来就对此提出几点建议．

一、现代教育技术与初中数学课堂的有效整合策略

（一）利用现代教育技术，激发学生的学习兴趣

成功的教学永远都不能是强制性的，而应该是充满乐趣的主动学习．数学是一门以理论性和逻辑性见长的学科，而中学生的逻辑思维发展还不够完善，这些数学理论、公式、定理对于他们而言就像一个个枯燥无味的菜肴，因此，教师在实现现代教育技术与数学课堂教学整合的过程中，应该充分利用前者数形结合的特点，调动学生的学习兴趣，例如，在“一元一次方程应用”的教学设计中，教师可以利用网络资源为学生营造生动的教学情境，从而让学生在情境体验中，增强对数学学习的兴趣．

（二）利用现代教育技术，强化学生的主体性地位

新课程改革中对于学生的主体性地位进行了明确的规定．在传统教育背景下，教师依靠教学资源的优势掌握了课堂的主动权，而学生则只能被动地接受知识讲解，但是在现代教育技术应用的背景下，学生与教师在课堂上则处于平等的位置，因此，教师应该努力转变教学理念，为学生提供具有探索价值的学习任务，这样学生就能够根据网络资源实现自主探索，并在探索中真正成为知识的主人．

（三）利用现代教育技术，培养学生的创新能力

现代信息技术是一种相对开放的教学手段，在实践中，教师可以利用网络平台为学生营造一个开放学习的情境，从而让学生在不断探索中实现思维的创新发展，例如，在“数据的收集与整理”的教学设计中，教师以“十一黄金周旅游”为背景，让学生制订一个“质优价廉”的旅游计划表，而学生在实践中可以结合自身的旅游经历以及家长提供的旅游计划，对各大旅游网站的旅游花费进行对比分析，并通过数据统计确定出最优旅游路线，并在规划中实现数学知识的创新应用．

（四）利用现代教育技术，培养学生的逻辑思维能力

逻辑思维是数学综合素养培养中的重要内容，逻辑思维是一种理性思维，而初中生的思维习惯仍然属于感性思维，因此，教师应该充分利用现代教育技术，让学生通过具体的题目看到数学知识的本质，进而实现思想的升华．例如，在“探索轴对称的性质”的教学设计中，教师可以先利用生活中常见的轴对称图形，引起学生的兴趣，然后让学生对轴对称图形的特点进行思考与总结，进而利用数学理论分析轴对称图形特点背后存在的理论内涵．

二、现代信息技术在初中数学教学应用中应注意的问题

现代教育技术是一种全新而有效的教学手段，但是这并不意味着它是万能的，而教师在教学实践中只有辩证地看待现代教育技术的优势，才能够实现教育教学发展．在现代教育技术与初中数学教学整合的过程中，教师应注意以下问题：一、避免教育技术的过度使用，即教师应该解决具体的教学内容，对教学环节进行设计，避免出现信息技术无所不在的滥用局面；二、要注重在教育教学中渗透情感教育，一些教师在应用信息技术的过程中，常常忽视与学生的情感沟通，从而影响了学生对信息技术应用效果的评价；三、注重与传统教学方式的融合，传统教育方式不是一无是处，而只有在教育教学中实现现代与传统的有机融合，才能真正推动教育发展．

三、结束语

第13篇

小组合作学习是目前世界上许多国家普遍采用的一种富有创意的教学理论与方略。由于其实效显著，被人们誉为近十几年最重要和最成功的教学改革。各国的小组合作学习在其具体形式和名称上不甚一致。如欧美国家叫“合作学习”，前苏联叫“合作教育”。综合来看，小组合作学习就是以合作学习小组为基本形式，系统利用教学中动态因素之间的互动，促进学生的学习，以团体的成绩为评价标准，为了一个共同的学习目标,共同承担学习任务,既相互合作又积极发挥每个成员积极性、独立性和自主性的学习模式

二、小组合作学习在信息技术课上的具体应用.

在信息技术课上小组合作学习的应用体现为：在了解、熟悉学生的基础上，把班中具有相似知识水平与学习特点的学生分为三层，再从高、中、低各层学生的不同个性特征和心理倾向、不同的知识基础和接受能力出发，各类学生合理搭配，把学生分成若干学习小组。通过教师指导、学生自主学习、异质组协作学习等方式解决问题，经评价反馈提高达到预期目标的教学方法。

例如，进行打字练习时，由于这项任务比较枯燥单调，学生学习自主性较差。由于学生间的语言更容易贴近，相互间更能沟通，所以在练习时，教师可以对学生的打字水平进行分组，挑选打得又快又好的学生当组长，巡视检查组内其他同学的练习情况，对有困难的同学给予帮助。同时，为了让学生掌握得更好，可在组内与组间开展竞赛，使竞争成为学生学习的动力和促进学生积极向上的手段：组内的竞争，促使高层次学生不断努力，提高自己灵活运用知识技能的能力，以成为组中的“强者”；组间的竞争，使小组成员认识到小组是一个学习的共同体，个人目标的实现必须依托于集体目标的实现，这就使得高层次的学生努力帮助低层次的学生，低层次的学生为了不拉本组的后腿而抓紧训练，培养了学生间的团队合作精神和集体观念。巧妙地利用合作的方式把竞争的压力分解转化为学习的动力，优化了竞争意识，这同时也减轻了教师在上机辅导时的压力。

再如《图画程序绘制图形》一课中，为了达到了解图画程序的基本功能和掌握绘制图形的一般方法这两个教学目标，可依据学生的不同程度，可以班同学分成八个小组，让基础较好的同学任组长，在学习的过程中充当检查、督促、帮助以及主导小组学习进程的角色。为了完成让学生有兴趣地投入地完成本节课的练习。布置一个小组合作的任务，自己设计制作一张色彩精美的由图形构成的画面。如果一个人来完成这个任务有些困难，而小组合作的方式就可以很好的解决这个难题。先让擅长构思的同学设计主题，后根据所选主题，让美术基础较好的学生进行版面设计，余下的学生从网上查找相关资料，小组人员将各自的内容通过网上邻居将它们组合为一张搭配合理的由图形组成的图画，最后大家再提出意见修改完成作品。在这个过程中教师可以调控课堂的进程，创设竞争的气氛，最后评比出优秀的作品，让学生体会到合作的成就感。

三、小组合作的优点

1、学习目标达成的作用。

可以使学生能够达成较高的认知目标：列入布鲁姆等级内的那些认知技能（如包括分析和评价一定的材料的那些认知技能）和加涅提出的认知策略学习，常常由于采用某种小组讨论方法而获得有效地发展。在这种情况下，学生们能在一种比较开放的环境中讨论问题和交换意见。

2、增强了能力和竞争意识。

在合作学习中，每个学生都必须运用自身已掌握的知识去解决新的问题，这时，学生的思维常常会冒出火花，火花碰撞之后，又会产生新的火花，使学生的创新思维得到发展，创新能力也不断加强。同样也培养了学生的竞争意识。小组各个成员为着共同的目标，最大限度地发挥自己的潜能。经常的、合理的评价可以激发各组的积极性，形成组间明争暗赛的竞争局面，也增强了个人的竞争意识。

3、增强了学生的人际关系技能。

为了在一个集体或社会环境中有效地进行工作所需要的各种人际关系技能，利用需小组学习的方法可以得到锻炼和发展。实例说明，学生们在离开中学或大学的校门走上工作岗位时就要求他们同其他人紧密合作。对于某些人来说，这可能是包括领导、行政管理和委派代表方面的一些技能；对其一些人来说，这可能要包括与群众打交道所的社会技能。此外，小组方法还是将理论用于实践的理想方法，而且采用许许多多的模拟和一些活动都会有助于发展这种人际关系。

4、有利于建立新型的师生关系及教师教学理念的转变。

教师在学生分组学习过程中，置身于学生之中，参与讨论、研究，师生的感情在教学过程中加深，良好的师生关系是提高教学质量的重要因素之一。同时也促进了教师转变已有的教学观念，在教学目标上由注重学生科学知识素质的培养转变为关注学生知识能力、情感态度、合作交往、实践创新等全面素质的发展。在学习方式上由以教师讲授为主的教学方式转变为主体参与、合作探究的学习方式。提高了教师科研水平。教师要把合作学习的理念转变为教学行为，不仅需要有理性层面的认识，还要具有合作教学的能力与技巧，掌握开发一些行之有效的实施策略，才能有效地组织学生进行合作学习。促进教师改进教学，提高教师实施素质教育的能力和水平。

四、小组合作学习的缺点及应对策略。

1、分组的困难及应对策略。

合作学习是针对个体学习而言的，是通过学习小组来完成学习任务的。若让学生自由组成学习小组，则会使得各小组的人数差异较大，学生学习能力的差异也很突出，这样在学习的时候就不能起到互帮互助的作用，这样的合作并非真正意义上的合作，而是形式上的合作。

学生的个体差异是客观存在的，教师在构建合作小组时，应注意结构的合理性，要有意识地根据学生爱好特长、性格、性别、学习快慢程度、能力倾向、学习水平变化等，本着“组间同质、组内异质、优势互补”的原则，把学生分成若干个学习小组。

2、学生参与态度问题的消极及应对策略

小组学习方法的一个潜在的缺点是要求参加者们积极合作方能成功。然而，有些情况下这种合作可能不会出现。例如：学生们不愿参加，因为他们觉得这会浪费实践或他们怕参加；不愿承担小组学习要求的非常实际的个人义务，因为他们觉得在自己还不具备那些必要的技能，也不想在自己的同学面前“显露自己”。

在这种情况下，教师要让学生明白一个人的能力是有限的，当今的时代充满竞争，而竞争的成败往往取决于人们相互间的合作。如果不善于和他人合作，将不同的知识加以交流、综合、提高和运用，就不能适应时代的发展要求。合作学习的方式下，将个体间的竞争关系转化成为“组内合作、组际竞争”的关系，学生感受到同学之间不仅仅是竞争的对手，更是促进学习的帮助者。教师可以帮助态度不积极的学生克服畏难的情绪，增强师生之间感情的交流，培养学生在合作中竞争，在竞争中合作的本领，培养学生的积极参与的合作意识和能力。

五、结语

小组合作学习给个体提供了与他人合作的最好机会，以及学习如何在群体中保持个人独立性和创造性的绝好机会，也给个体提供了学习如何利用小组的优势完成自己任务的机会。尤其是在信息技术的网络教学中，小组合作学习，更能发挥它的优势，实现小组成员之间的远程合作，使每个成员能够真正从小组学习中得到信任和激励，得到其他成员的帮助和支持，从而取得良好的学习效果。

参考文献

[1]研究性学习国际视野/李其龙，张可创主编；上海：上海教育出版社,2003.12.

[2]教育技术学导论/尹俊华等编著，北京：高等教育出版社，2007.5

第14篇

关键词：经济数学；合班制；实验研究

一、问题的提出

单班制上课是指一个自然班单独授课，是传统并广泛应用的教学组织形式。合班制上课是指两个或两个以上的平行班合在一起上课的教学组织形式。近年来，随着高校招生规模的扩大，为了解决师资和教室等资源紧缺的问题，很多高校在某些公共基础课和专业课程都越来越多的采用合班制上课的形式组织课堂教学。相应的，合班制上课的效果越来越受大家的关注与研究。如文献[1]-[3]，分别探讨了统计学、财经系专业课等课程受合班制上课的影响。特别的，经济数学作为公共基础课也越来越被广泛的采用合班制授课。那么，经济数学合班制授课是否会影响教学效果呢？下面，本文通过实验来研究。为了研究教学组织形式的这种变化对经济数学课程教学效果的影响，本文依据高职类高等院校的特点出发，进行实验研究，以考察合班制授课与单班授课的教学效果的差异性为出发点，探讨合班制授课的教学效果。

二、实验设计

实验的假设是：经济数学合班制授课与单班制授课的教学效果一致。从这假设出发，采取自然实验研究的方法，统计分析学生的原始数据资料，并利用t检验验证假设。

1、抽样

首先，从全校所有正在开展经济数学课程且既有合班制又有单班制授课的平行班级中，随机抽取抽一个合班制授课的班为实验组，随机抽取一个单班制授课的班为对照组。经过抽样后，实验组为2015级市场营销1班（与同年级同专业的另一个平行班合班制进行经济数学授课），时间为2015-2016年度第一学期，全班共51人；对照组为2015级市场营销5班（为单班制进行经济数学授课），时间为2015-2016年度第一学期，全班共49人.从样本的情况来看，实验组和对照组都是学习同一门经济数学课程，由同一个老师授课、同一个专业的两个平行班级，既体现了随机性也体现了均等性。

2、实验变量

本实验的自变量是教学组织形式，因变量是学生的经济数学的平均成绩。实验目的在于考量自变量（教学组织形式）对因变量（学生的经济数学的平均成绩）的影响。如果学生的经济数学的平均成绩在两种教学组织形式下没有显著性差异，则认为合班制授课能保证教学效果；反之，则认为合班制授课不能保证教学效果。

三、结果分析

利用2015-2016年度第一学期期末考试的原始数据，计算实验组和对照组的平均成绩、标准差，并进行t检验-等方差假设检验，其结果见图表。因为p=0.0170.05，所以拒绝原假设，即合班制授课与单班制授课的教学效果具有差异。从表可以看出,实验组1班比对照组5班的平均成绩低,其平均成绩的差异为6.6分。经过t检验，因为p=0.0170.05，所以拒绝原假设。所以说实验组和对照组的教学效果有显著差异，即合班制授课与单班制授课的教学效果有显著差异。

第15篇

关键词：信息技术；课程整合；任务驱动；教学模式；能力培养

人类已经迈进高度信息化的21世纪，在当前这个信息化社会中，信息将是构成现实世界不可缺少的三大基本要素和资源（材料、能量、信息）之一。“信息处理能力”将是所有社会成员应具备的如同“读、写、算”同样重要的基本生存能力之一。现在世界各国均不同程度地加强了对中小学信息技术教育的重视程度。为此教育部已于1999年底拟订将信息技术课纳入中小学必修课程。我省从2001年秋季开学的高一年级起，把信息技术课作为必修课，并列入2002年的会考科目，这也是我省落实第三次全教会精神、面向21世纪国际竞争、提高全民素质、培养具有信息素质和创造素质的新型人才的一项重要举措。同时也标志着我省中小学信息技术教育已进入了一个新阶段。

为了适应这个发展趋势，我们不仅要在中小学中普及信息技术教育，同时还要加强信息技术与其他课程的整合。目前“课程整合”的教学模式是我国面向21世纪基础教育教学改革的新视点，它与传统的学科教学有一定的交叉性、继承性、综合性，并具有相对独立特点的教学类型。它的研究与实施为学生主体性、创造性的发挥创设了良好的基础，使学校教育朝着自主的、有特色的课程教学方向发展。

那么，在信息技术与其他学科的整合中，尤其在课堂教学中的整合，信息技术扮演怎样的角色？怎样才能使信息技术的学习更有助于培养学生的创新精神和实践能力？弄清这些问题对于指导我们的教育实践具有重要的意义。本文就信息技术与课程整合的含义、原则和模式谈几点认识。

一、中小学信息技术课程整合的含义

“整合”，不是简单地将信息技术作为一种教学手段与传统的教学手段叠加。广义上，课程整合是使分化了的学校教学系统中的各要素及其各部分形成有机联系，成为整合的过程。狭义上，它指的是各学科之间（包括各学科内部各分支之间）的整合，即各学科互相联系的加以学习。在这一整合过程中，课程各要素形成了有机的联系和有机的结构。它不是将不同学科相加在一起，而是将课程看成了一个整体，将不同学科的知识整合在一起，让学生在学习过程中不知不觉地、有机地掌握不同的知识，从而提高综合素质。课程整合强调各个学科领域之间的联系和一致性，避免过早地或过分强调各个学科领域的区别的界限，从而防止各领域之间彼此孤立、相互重复或脱节的隔离状态。正如国外一些教育家所指出的，课程整合指的是“使学习计划中分化出来的各个部分比较紧密的联系起来的专门努力”。

中小学信息技术与课程整合正是基于课程整合的理论和方法，为提高学生的信息素养，针对目前中小学信息技术课程存在的一些弊端而提出来的一种新的解决方法，将其他学科和知识作为信息技术课程与一个或多个要素，把信息技术知识的学习和能力的培养与各学科的教育紧密结合起来。他不按照固有的顺序将信息技术分为不同的章节，而是让不同学科的知识融入信息技术课程。

二、信息技术课程整合的基本原则

课程整合将信息技术看作是各类学习的一个有机组成部分，它主要在已有课程（或其他学科）的学习活动中有机结合使用信息技术，以便更好地完成课程目标。但整合不等于混合，它强调在利用信息技术之前，教师要清楚信息技术的优势和不足，以及学科教学的需求，设法找出信息技术在哪些地方能提高学习效果，使学生完成那些用其他方法做不到或效果不好的事。对于学生来说，信息技术则是一种终生受用的学习知识和提高技能的认知工具。

课程整合的最基本特征，就是它的学科交叉性和立足于能力的培养。它承认事物联系的整体性和能力培养的重要性，并具有如下的基本要求。

1．任务驱动式的教学过程。课程整合以各种各样的主题任务进行驱动教学，有意识的开展信息技术与其他学科（甚至多学科）相联系的横向综合的教学。这些任务可以是具体学科的任务，也可以是真实性的问题情景（学科任务包含其中），使学生置身于提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中进行学习。通过一个或几个任务，把相关的各学科知识和能力要求作为一个整体，有机地结合在一起。学生在完成任务的同时，也就完成了所需要掌握的学习目标的学习。

2．信息技术作为学生的基本认知工具。在课程整合中，强调信息技术服务于具体的任务。学生以一种自然的方式对待信息技术，把信息技术作为获取信息、探索问题、协作解决问题的认知工具，并且对这种工具的使用要像铅笔、橡皮那样顺手、自然。

3．能力培养和知识学习相结合的教学目标。课程整合要求，学生学习的重心不再仅仅放在学会知识上，而是转到学会学习、掌握方法和培养能力上，包括培养学生的“信息素养”。学生利用信息技术解决问题的过程，是一个充满想象、不断创新的过程，同时又是一个科学严谨、有计划的动手实践过程，它有助于培养学生的创新精神和实践能力，并且通过这种“任务驱动式”的不断训练，学生可以把这种解决问题的技能逐渐迁移到其他领域。

4．“教师为主导、学生为主体”的教学结构。在课程整合的教学模式中，强调学生的主体性，要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。学生被看作知识建构过程的积极参与者，学习的许多目标和任务都要学生主动、有目的地获取材料来实现。同时，在课程整合中，教师是教学过程的组织者、指导者、促进者和咨询者，教师的主导作用可以使教学过程更加优化，是教学活动中重要的一环。

5．个别化学习和协作学习的和谐统一。信息技术给我们提供了一个开放性的实践平台，利用它实现相同的目标，我们可以采用多种不同的方法。同时，课程整合强调“具体问题具体分析”，教学目标固定后，可以整合不同的任务来实现，每一位学生也可以采用不同的方法、工具来完成同一个任务。这种个别化教学策略对于发挥学生的主动性和进行因人而异的学习是很有帮助的。但社会化大生产的发展，要求人们具有协同工作的精神。同样，在现代学习中，尤其是一些高级认知场合（例如复杂问题的解决、作品评价等）要求多个学生能对同一问题发表不同的观点，并在综合评价的基础上，协作完成任务。而网络环境（尤其互联网）正为这种协作学习提供了很好的平台。

三、信息技术课程整合的三种基本模式

在信息技术课程整合中，信息技术作为认知工具，教学的总体能力目标是一致的，即培养学生的“信息素养”和实践能力。但对于不同学科定位，信息技术的作用是不一样的，为此可以将信息技术课程整合分为三种基本课程模式。

1．信息技术课程，信息技术作为学习的对象。

信息技术课程作为一门专门的学科开设，主要学习信息技术的基本技能和基本工具的使用，然而，信息技术课程并不仅仅是简单地为了学习信息技术本身，还要培养学生利用信息技术解决问题的习惯和能力。因此，同样要按照课程整合的理念，把信息技术作为一种工具，整合到实际任务中进行学习。这些任务可以是其他学科的知识，也可以是社会性的问题。教师在任务设计时要灵活创新，对于相同的知识点，在完成所要求的学科目标的前提下，要根据不同的学校环境、教师特长和社会背景等，创设不同的情景任务进行教学，不能拘泥于教材或参考书所提供的材料。

2．与其他学科的整合，信息技术作为教学工具。

学生在教师的组织下利用信息技术进行学习，信息技术完全为其他学科的教学服务。在这种整合模式下，教师和学生在信息技术的帮助下，分别进行教学和学习。首先，教师根据教学目标对教材进行分析和处理，决定用什么形式来呈现什么教学内容，并以课件或网页的形式呈现给学生。学生接受了学习任务以后，在教师的指导下，利用教师提供的资料（或自己查找信息）进行个别化和协作式相结合的自主学习，并利用信息技术完成任务。最后，师生一起进行学习评价、反馈。在整个教学过程中，学生的主体性和个别化得到较大的体现，这样的教学氛围十分有利于学生创新精神和问题解决能力的培养。同样，教师通过整合的任务，发挥了自己的主导作用，以各种形式、多种手段帮助学生学习，进一步调动学生的学习积极性。

3．研究型课程，信息技术作为学习工具。

学生作为积极主动的学习者，以类似科学研究的方式，在信息技术的帮助下，获取信息、交流信息，并最终以电脑作品的形式完成研究任务。

研究型课程中的整合任务，一般不是教材中的内容，而是课后延伸，甚至是社会现实性课题，如环境保护、旅游类问题等。课题的设置要考虑学生的认知能力和年龄特点，采用循序渐进的原则。一般小学低年级以生活实践性的活动为主，小学高年级以社会综合课题学习为主，初中以学科性综合实践活动为主，高中以综合性学科的学习为主。

研究型课程超越了传统的单一学科学习的框架，它按照学生认知水平的不同，将社会生活中学生感兴趣的问题，以主题活动的形式来完成课程目标。学生通过主体性、探索性、创造性的解决问题过程，将多个学科的知识、学问性知识和体验性知识、课内与课外、学校与社会有机地结合在一起，最大限度地促进学生身心和谐统一地发展。从研究型课程的特点看，更加突出了学生的主体性和参与的过程性。在整个研究的过程，从研究方案的形成、方案的实施，到最后任务的完成都由学生自主完成，而教师仅对学生选题、收集和分析资料的方法等进行一般性指导。

总之，信息技术与学科教学的整合，是提高教学效率的根本途径，是教学资源和教学要素的有机集合，是运用系统方法，在教育学、心理学和教育技术等教育理论和学习理论的指导下，协调教学系统中教师、学生、教育内容和教学媒体等教学诸元素的作用、联系和相互之间的影响，使整个教学系统保持协调一致，维持整合的过程或结果，产生聚集效应。

四、结束

信息技术与课程整合无疑将是信息时代中占主导地位的课程学习方式，必将成为21世纪学校教育教学的主要方法。因此在当前我国积极推进教育现代化、信息化的大背景下，倡导和探索信息技术和课程整合的教学，对于发展学生的“信息素养”，培养学生的创新精神和实践能力，有着十分重要的现实意义。

参考文献：

[1]教育部．《中小学信息技术课程指导纲要（试行）》．教育部文件.教基[2000]35号

[2]陈至立．抓住机遇，加快发展，在中小学大力普及信息技术教育．中国教育报．2000-11-07