科學和技術論文范文
時間：2023-04-07 17:21:22
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篇1
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
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?？偠灾?，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）?！癰uild-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?？墒沁@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?！癇uild-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?？梢杂脕碇谱魈卣鞒叨刃≈?0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?？臻g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。
V.展望
篇2
關鍵詞：信息技術；小學數學學科；整合
數學是抽象性、邏輯性很強的一門學科。小學生的思維正處于由具體形象思維為主向抽象邏輯思維為主的過渡階段，小學數學必須在數學知識的抽象性和學生思維的形象性之間架起一座橋梁，而信息技術正是這樣一座橋梁。在數學教學中，把信息技術和數學教學合理的進行整合，這是信息時代的要求，也是創新教育的要求。現把信息技術與小學數學相整合的幾點思考總結如下：
一、整合――教與學方式的轉變
所謂“整合”，其核心就是把現代教育技術融入到小學數學學科的教學中去，在教學實踐中利用技術手段得到文字、圖像、聲音、動畫、視頻、甚至三維虛擬現實等多位信息用于課件制作，充實教學容量，豐富教學內容，運用教學方法更加多樣，更加靈活。整合，不是簡單的將信息技術作為一種教學手段與傳統的教學手段想疊加，不是僅僅使用幾張幻燈片，用一用事物投影。而是將信息技術真正的為教學服務。實現學生的學習過程交互化；學習環境的時代化，全球化。
傳統的教學模式中，教師是知識的傳授者，課堂的主宰者。學生學習方式較單一、被動，缺少自主探索、合作學習，獨立獲取知識的機會。信息技術與小學數學學科的整合，是對教與學方式的轉變。在整合中實現學生的主體地位，拓展學習的空間，打開學生學習的閘門。傳統的課堂教學正向著數學活動課的形式轉變。教學中只有從學生的學習特點和學習規律出發，采用多種形式方法。讓學生在體驗中，在活動中學習。才能取得好的教學效果。
二、有效利用信息技術，在生活中感悟數學
常常聽到許多同學說，不喜歡數學，所以學不好。為什么許多的孩子對數學缺少興趣呢？華羅庚曾經說過，對數學產生枯燥乏味、神秘難懂的印象的主要原因就是脫離實際。新課程標準提出“數學要貼進生活”、“數學問題生活化”， 我們可以利用信息資源豐富、時效性強的特點，將信息技術與小學數學科教學內容有機整合，充分利用各種信息資源，引入時代活水，與小數學科教學內容相結合，使學生的學習內容更加豐富多彩，更具有時代氣息、更貼近生活。 例如教學人教版小學數學第八冊《億以內數的讀法和寫法》時，課前我們安排學生自己通過各種途徑（包括上網），搜集有關數據，課上學生代表匯報。他們帶來的材料：有的是某兩個星球之間的距離，有的是中國土地面積大小，有的是今年中央電視臺春季晚會的收視率……通過生動的、富有教育意義的、有說服力的數據、統計材料，學生不僅輕松的完成本節課的教學任務，而且成功地接受了一次愛祖國、愛社會主義、愛科學的思想教育。 又如：在教學一章時，我把學習的主動權完全的交給學生，讓學生自己搜集生活中的有關長度，質量和時間的數據信息，可以用例子來說明。如：一把尺子20厘米等。學生帶回教室的數據有一頭大象有多重，閏年有多少天，地球和月亮間的距離是多少、、、。通過搜集材料，讓學生在生活中體驗到數學無處不在，增強對數學學習的興趣。并且在搜集資料的過程中，認識了各種的長度，面積，重量，時間的單位。通過小組交流合作，不僅很快的完成了教學目標，而且增強了生活知識，在生活中感受了數學的魅力。
三、多媒體為輔助手段，激發學生的興趣
興趣是最好的老師。有人曾說：“沒有興趣的強制性學習，將會扼殺學生探求真理的欲望?！备鶕睦韺W規律和小學生學習特點，有意注意持續的時間很短，加之課堂思維活動比較緊張，時間一長，學生極易感到疲倦，就很容易出現注意力不集中，學習效率下降等，這時適當地選用合適的多媒體方式來刺激學生，吸引學生，創設新的興奮點，激發學生思維動力，以使學生繼續保持最佳學習狀態。學生學習有了興趣，教學才能取得良好的效果。根據情境教育的原理，創設充滿美感和智慧的學習氛圍，可使學生對客觀情境獲得具體的感受，激起相應的情緒，全身心地投入到學習中去，使他們潛在的能力得到充分發展。多媒體教學可以很好的展示知識間的聯系，引起興趣，利于很好的理解知識。
例如：在教學《加法的意義》時，用動畫的形式展示。原來有5只雞，又來了9只雞。學生在觀察后，用自己的話說說表示的意義。引出“合并”。多媒體展示了知識的發生過程。而且形象生動，學生能很好的理解。
信息技術和小學數學學科的整合，固然有很多的優點，但在整合過程中我們還應該遵循一定的原則。
1.科學性原則。在信息技術的使用上必須注意到小學數學課堂教學的組織形式，與教材的貼近。需與教材的科學性相結合，切忌粗造濫制，牽強附會，為電教而電教而撇開為教材內容服務的目的。只有鉆研教材，充分了解課堂教學目標內容的重點難點，了解傳統的教學缺少什么（或者說要補充什么），設身處地從教學實際出發，表現手法和形式上也要嚴謹周密，緊扣教學目標，避免讓學生產生錯誤理解。在使用現代電教媒體進行教學時，必須是為了突破教學的重點、難點，使學生易于理解和掌握。如果在次要的內容上運用信息媒體，那只能是費時費力。
2.信息技術不能替代某些教學媒體而統一于課堂。現代信息技術固然有其無比優越的特性，但它仍不能完全替代某些媒體，比如在一些量與計量的教學中，顯然不如用尺子度量來體會長度，用手掂來體會質量，觀察實物鐘表來認識時間更具有實效性
3.用多媒體教學，不要丟了課堂板書。板書不是無情物，學生通過老師的板書了解老師的情感，把握教材內容。并且，板書比較的直觀，且能傳遞板書本身以外的較多信息。還可以給學生留有思考的空間。
篇3
關鍵詞：信息技術；高中語文；整合
信息技術是教學多要素、多渠道、多角度、多層次、科學化、藝術化、民主化的重要手段，信息技術與學科整合教學又是科學與藝術的統一，是實現教學科學的藝術化和教學藝術的科學化的完美融合。
一、高中語文與信息技術整合的初探
（一）、高中語文與信息技術整合的必然性
語文作為一門基礎學科，不但具有工具性、人文性，而且與日常生活聯系非常密切，涉及范圍廣，實踐性很強，高中語文課程更是強調應進一步提高學生的語文素養，使學生有較強的語文應用能力和一定的審美能力、探究能力，并形成良好的思想道德素質和科學文化素質，為終身學習和有個性的發展奠定基礎?；谶@一目標，傳統的“填鴨式”教學已不適應語文教學發展的要求，也與社會發展相脫節。按新課程語文教學理念，語文課程重在實踐，要適應現實生活和學生自我發展的要求。但傳統的教法：老師講，學生聽，學生學習少了主動性和自主性，學習學得被動，對語文學習缺乏創新精神?，F在新的教學策略、教學方式是讓學生自己學、主動學，老師主要是“導”，以體現高中語文課程的時代性、基礎性、選擇性，培養高中學生的語文實踐能力和創新精神，提高學生的語文素質，實現素質教育，而語文課程的革新與現代化，必須要求相應的教學工具、教學途徑也現代化、科學化，信息技術作為最廣泛最先進的科技，它在語文教學中的應用是必選無疑的。
因為在信息技術的環境下，學生能更好地學語文，用語文，使語文教學與日常生活更貼近，更符合社會發展需要。如語文口語訓練，高中語文課本的每一單元都設有口語練習。就拿演講訓練來說吧，聽名人的演講，用傳統的工具，學生只能聽到演講者的聲音，是種遠聽而不可近視的感覺，不能引發學生較濃厚的興趣。在信息技術環境下就不同了，學生除了聽到演講者的聲音外，還能看到演講者的動作、神態和表情，有種身臨其境的感覺，并受到感染，從而激發內心對演講的興趣和欲望，達到主動訓練的目的。所以信息技術與高中語文學的整合是勢在必行的！
（二）、信息技術與語文整合的內容和意義。
信息技術和高中語文的整合，可以從兩方面探討：
1、信息技術作為一種先進的教學工具和學科相融，就如傳統的“粉筆+黑板”，作為傳授知識的工具。
信息技術在教學上用得最廣的是多媒體和互聯網的運用，因為它們具有圖、文、聲、像并茂的特點及獨有的系統功能。教學中與語文整合，可使計算機的視、聽功能全部展現出來，打破傳統媒體的“線性限制”，以隨機性、靈活性、全方位、整體化的方式把語文知識形象、直觀地展現給學生。如學習《神奇的極光》一課，對什么是極光，極光的形、色如何，只看文字，顯得有點枯燥無味，印象也不能深刻。這時，可以通過多媒體和網絡播放極光的影像，讓學生直接觀看極光的形、色及極光發生的過程，使學生產生強烈的好奇心和求知欲，從而激發他們學習的興趣，探討極光發生的原理，更深刻、更全面地理解課文。而網絡的運用，可拓寬思維空間，學生可以不受時間、空間的限制，唾手可得自己想要的材料。
二、信息技術與語文教學的整合，能夠培養學生在信息社會中具有良好的信息素養。
信息素養作為一種高級的認知技能，同批判性思維、解決問題的能力一起，構成了學生進行知識創新和學會如何學習的基礎。信息素養不僅是一定階段的目標，而且是每個社會成員終生追求的目標，是信息時代每個社會成員的基本生存能力。
1、培養學生信息獲取、分析的能力
能夠根據自己的學習要求，主動地、有目的地去發現信息，并將獲取到的信息進行篩選及鑒別，對真實有用的信息進行分類。
2、培養學生信息加工、利用的能力
計算機給閱讀帶來最大變革是高效率檢索式閱讀方式的出現，網上連通就能實現文本節點的跳躍，向多重時空輻射和伸展，學生駕馭了超文本的寫作，也就完成了“換筆”‘（從手寫走向鍵盤輸入），形成網上獲取知識、加工、反饋、整合的能力，具備了現代人應有的素質之一。
3、培養學生協作意識和使用網絡語言交流的能力
通過互聯網等平臺拓展自己的交流范圍，開闊視野，并能利用信息技術加強與他人的聯系、協作。
（1）活用“電腦”語言
在以多媒體為手段形成的電子文本中，除文字之外，符號、聲音及三維動畫，都成了構成電子文本的“表情語言”、“有聲語言”。尤其在電子郵件和“聊大室”中，人們適時采用創造出的“臉譜”語言，表情達意，眉目傳情。這種“臉譜”簡潔、含蓄、形象、幽默，給電子文本增添了無限情趣，并與文字語言相互配合，共同完成網上交際任務。
（2）形成個性的語言風格
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“卓越計劃”啟動已經有一段時間，各高校對各專業本科階段的“卓越計劃”培養方案進行了探索。課程設計是將所學理論知識應用到工程實踐的實踐教學活動。由于全國各高校核工程與核技術專業課程設計的課時不同，教學條件不同，教學模式與具體的教學方法也存在差別，因此沒有現成的教學模式可供參考。由于核類專業的特殊性，普通高校利用大型核設施進行實踐培養存在一定的困難。根據“卓越計劃”的要求，結合學校的實際情況，目前該專業主要選用一些具有工程應用的軟件開展課程設計，比如mc-np軟件、flunt軟件、matlab/simulink軟件、pctran軟件、fortran軟件、labview軟件等。目前核工程與核技術專業開展的主要課程設計有反應堆物理課程設計、屏蔽計算課程設計、核電仿真課程設計、電子電路課程設計、反應堆熱工課程設計等。從社會需求以及培養具有工程實踐能力專業人才的目標來看，目前核工程與核技術專業的課程設計還存在一些不足。具體表現如下:(1)課程設計的題目和內容跟工程實踐聯系不夠密切，缺乏新穎性和挑戰性，學生沒有興趣完成課程設計，亟待更新。(2)教學方法和手段單一，缺乏靈活性。以往課程設計都是教師先講解基本原理與方法，然后學生開展課程設計，在教學過程中缺乏討論、互動、引導、激發和案例驅動，學生在面對具體實際問題時，往往感覺無從下手，有的學生無法完成課程設計的任務。(3)考核方式單一。以往課程設計的成績主要由課程設計報告內容決定，不可避免地存在照搬、照抄他人的現象，成績評價缺乏標準和透明度，使得課程設計效果不理想。因此，圍繞“卓越計劃”的要求，合理構建課程設計的實踐教學體系，更新課程設計的內容，改進課程設計的教學方法及手段，加強課程設計過程監控和改變考核方式都極為必要。
二、課程設計教學改革研究
針對目前課程設計現狀，結合我校實際情況，從課程設計教學內容、教學方法與手段、考核方式等方面進行探索和實踐。
(一)精心選取課程設計題目
為了提高課程設計實踐教學環節的效果，必須及時更新課程設計題目。根據以下幾個原則選取課程設計題目:(1)按照課程設計大綱的要求選題，內容的深度和廣度符合教學要求;(2)根據學院教學條件選題，需要具備合適的設計工具完成課程設計;(3)題目內容與專業課程相關，通過課程設計更好地鞏固專業理論知識;(4)選題具有一定的工程應用背景，能在以后的畢業設計或是以后的工作中用到。根據選題原則以及結合學生所學知識我們選用了一些多樣化、實用性并具有一定挑戰性的題目。比如，對于反應堆物理的課程設計，我們精心設計了采用MCNP程序進行柵元、組件的臨界計算并設計了一個小堆芯的題目;對于核輻射探測方向，設計了采用MCNP程序計算不同探測器探測效率的題目;對于核電廠運行仿真，設計了采用MATLAB程序或者FORTRAN程序來實現核電仿真等。這些多樣化和實用性的課程設計題目，加強了核專業特色，鍛煉了學生的實踐能力，提高了學生的積極性、主動性。
(二)轉變課程設計教學方法
抓好課程設計過程是非常重要的。以前課程設計的教學方法大多是指導教師先講解課程設計的原理和過程，然后學生自己完成作業，教師不能把握學生是否掌握了課程設計的全過程。為了調動學生的學習興趣和動手能力，指導教師采用了圖書指導法、講授法、問題驅動和討論法等教學方法。在課程設計實踐過程中，指導教師注重對學生的引導作用，采用啟發性教學，要求學生親自參與課程設計的全過程。對于不同題目，教師介紹基本原理、設計要求、設計方法、操作步驟及注意事項后，要求學生自主思考去完成一個類似的題目，檢查學生是否理解課程設計過程，同時也鼓勵學生采用不同的方法來完成同一個題目。指導教師注重講解一些典型的例題，指出在設計過程中容易出錯誤的地方，以便學生吸取經驗，盡量減少設計錯誤。為了提高學生的主觀能動性，指導教師注重在大思路上進行引導，不干預具體的設計方案和設計細節，把關和解決疑難問題。例如:反應堆物理課程設計采用MCNP程序對組件進行臨界計算，指導教師首先讓同學們課前查閱資料，了解典型的組件類型、不同類型組件結構上的差別和組件組成等基本知識;然后指導教師在課堂上講授怎樣利用MCNP程序實現核電站15×15燃料組件臨界計算的例題。課堂中教師重點講解MCNP程序輸入inp文件每一個部分的作用，然后讓同學們當場運行MCNP程序，掌握作圖及其生成輸出out文件等基本運行操作。同學們運行完后，指導教師再講解out文件的每一個部分，告訴同學們怎樣看輸出結果。講解完例題后，教師要求同學們當場實現大亞灣核電站17×17燃料組件的臨界計算，同時設計不同可燃毒物的布置方式，掌握不同可燃毒物布置方式下結果的變化趨勢。每個做課程設計的同學都擁有一臺電腦，可以單獨完成作業，如果有什么問題和想法可以與同學或教師交流。指導教師全場監控每個學生作業的完成情況，并作為課程設計考核內容的一部分。做得好的同學，老師當場給予表揚以激發學生的學習興趣;碰到問題能夠自己想辦法及時解決的同學也會獲得表揚，同樣會獲得較好的成績。指導教師除了注重學生獨立完成課程設計的能力，同時也注重學生的協作創新能力。比如設計一個小堆芯可能有多種方案，輸入文件的代碼量不同，同學們可以分成小團隊討論后確定一個方案，團隊每一個人完成方案的一個部分，最終實現小堆芯的臨界計算?？偨Y幾年的課程設計教學經驗，采用圖書指導法、課堂講授法、問題驅動和討論法等教學方式，可以明顯提高課程設計的教學效果。
(三)轉變課程設計考核方式
以前課程設計的成績主要由課程設計報告和平時成績決定，課程設計報告占了大部分成績，這種考核方式存在一定的問題。比如，課程設計報告可能存在抄襲的情況，指導教師無法判斷，成績評定很有可能不公平，這嚴重打擊了學生的學習積極性。另外，學生只注重課程設計報告內容，不注重課程設計過程。為了培養學生的能力，提高課程設計成績評價的公平性，課程設計成績改由三部分組成:平時成績30%、實踐操作40%和課程設計報告30%。(1)平時成績30%，包括考勤成績、學習態度和課堂紀律。考勤采取簽到的形式，上課前簽到一次和下課前簽到一次，保證學生在上課時間能全程到課學習;學習態度主要包括上課回答問題和獨立解決問題情況;課堂紀律是指指導教師嚴格要求學生，嚴禁玩游戲和玩手機等，只能做與課程相關的事情，保證學生充分利用好上課時間。(2)實踐操作40%，指導教師注重對課程設計每一個環節的考核，包括學生的動手能力、思考問題的方式、查找資料的能力、編程和解決問題的能力。(3)課程設計報告30%，成績包括書寫格式、完成情況和創新性等。課程設計最后一般會有附加題，因此設計報告成績也包括附加題完成情況。成績評定的方法在課程設計上課前就告知學生。實踐證明，這種考核方式對學生認真開展課程設計工作起到較好的引導作用。
三、結語
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小組合作學習是目前世界上許多國家普遍采用的一種富有創意的教學理論與方略。由于其實效顯著，被人們譽為近十幾年最重要和最成功的教學改革。各國的小組合作學習在其具體形式和名稱上不甚一致。如歐美國家叫“合作學習”，前蘇聯叫“合作教育”。綜合來看，小組合作學習就是以合作學習小組為基本形式，系統利用教學中動態因素之間的互動，促進學生的學習，以團體的成績為評價標準，為了一個共同的學習目標,共同承擔學習任務,既相互合作又積極發揮每個成員積極性、獨立性和自主性的學習模式
二、小組合作學習在信息技術課上的具體應用.
在信息技術課上小組合作學習的應用體現為：在了解、熟悉學生的基礎上，把班中具有相似知識水平與學習特點的學生分為三層，再從高、中、低各層學生的不同個性特征和心理傾向、不同的知識基礎和接受能力出發，各類學生合理搭配，把學生分成若干學習小組。通過教師指導、學生自主學習、異質組協作學習等方式解決問題，經評價反饋提高達到預期目標的教學方法。
例如，進行打字練習時，由于這項任務比較枯燥單調，學生學習自主性較差。由于學生間的語言更容易貼近，相互間更能溝通，所以在練習時，教師可以對學生的打字水平進行分組，挑選打得又快又好的學生當組長，巡視檢查組內其他同學的練習情況，對有困難的同學給予幫助。同時，為了讓學生掌握得更好，可在組內與組間開展競賽，使競爭成為學生學習的動力和促進學生積極向上的手段：組內的競爭，促使高層次學生不斷努力，提高自己靈活運用知識技能的能力，以成為組中的“強者”；組間的競爭，使小組成員認識到小組是一個學習的共同體，個人目標的實現必須依托于集體目標的實現，這就使得高層次的學生努力幫助低層次的學生，低層次的學生為了不拉本組的后腿而抓緊訓練，培養了學生間的團隊合作精神和集體觀念。巧妙地利用合作的方式把競爭的壓力分解轉化為學習的動力，優化了競爭意識，這同時也減輕了教師在上機輔導時的壓力。
再如《圖畫程序繪制圖形》一課中，為了達到了解圖畫程序的基本功能和掌握繪制圖形的一般方法這兩個教學目標，可依據學生的不同程度，可以班同學分成八個小組，讓基礎較好的同學任組長，在學習的過程中充當檢查、督促、幫助以及主導小組學習進程的角色。為了完成讓學生有興趣地投入地完成本節課的練習。布置一個小組合作的任務，自己設計制作一張色彩精美的由圖形構成的畫面。如果一個人來完成這個任務有些困難，而小組合作的方式就可以很好的解決這個難題。先讓擅長構思的同學設計主題，后根據所選主題，讓美術基礎較好的學生進行版面設計，余下的學生從網上查找相關資料，小組人員將各自的內容通過網上鄰居將它們組合為一張搭配合理的由圖形組成的圖畫，最后大家再提出意見修改完成作品。在這個過程中教師可以調控課堂的進程，創設競爭的氣氛，最后評比出優秀的作品，讓學生體會到合作的成就感。
三、小組合作的優點
1、學習目標達成的作用。
可以使學生能夠達成較高的認知目標：列入布魯姆等級內的那些認知技能（如包括分析和評價一定的材料的那些認知技能）和加涅提出的認知策略學習，常常由于采用某種小組討論方法而獲得有效地發展。在這種情況下，學生們能在一種比較開放的環境中討論問題和交換意見。
2、增強了能力和競爭意識。
在合作學習中，每個學生都必須運用自身已掌握的知識去解決新的問題，這時，學生的思維常常會冒出火花，火花碰撞之后，又會產生新的火花，使學生的創新思維得到發展，創新能力也不斷加強。同樣也培養了學生的競爭意識。小組各個成員為著共同的目標，最大限度地發揮自己的潛能。經常的、合理的評價可以激發各組的積極性，形成組間明爭暗賽的競爭局面，也增強了個人的競爭意識。
3、增強了學生的人際關系技能。
為了在一個集體或社會環境中有效地進行工作所需要的各種人際關系技能，利用需小組學習的方法可以得到鍛煉和發展。實例說明，學生們在離開中學或大學的校門走上工作崗位時就要求他們同其他人緊密合作。對于某些人來說，這可能是包括領導、行政管理和委派代表方面的一些技能；對其一些人來說，這可能要包括與群眾打交道所的社會技能。此外，小組方法還是將理論用于實踐的理想方法，而且采用許許多多的模擬和一些活動都會有助于發展這種人際關系。
4、有利于建立新型的師生關系及教師教學理念的轉變。
教師在學生分組學習過程中，置身于學生之中，參與討論、研究，師生的感情在教學過程中加深，良好的師生關系是提高教學質量的重要因素之一。同時也促進了教師轉變已有的教學觀念，在教學目標上由注重學生科學知識素質的培養轉變為關注學生知識能力、情感態度、合作交往、實踐創新等全面素質的發展。在學習方式上由以教師講授為主的教學方式轉變為主體參與、合作探究的學習方式。提高了教師科研水平。教師要把合作學習的理念轉變為教學行為，不僅需要有理性層面的認識，還要具有合作教學的能力與技巧，掌握開發一些行之有效的實施策略，才能有效地組織學生進行合作學習。促進教師改進教學，提高教師實施素質教育的能力和水平。
四、小組合作學習的缺點及應對策略。
1、分組的困難及應對策略。
合作學習是針對個體學習而言的，是通過學習小組來完成學習任務的。若讓學生自由組成學習小組，則會使得各小組的人數差異較大，學生學習能力的差異也很突出，這樣在學習的時候就不能起到互幫互助的作用，這樣的合作并非真正意義上的合作，而是形式上的合作。
學生的個體差異是客觀存在的，教師在構建合作小組時，應注意結構的合理性，要有意識地根據學生愛好特長、性格、性別、學習快慢程度、能力傾向、學習水平變化等，本著“組間同質、組內異質、優勢互補”的原則，把學生分成若干個學習小組。
2、學生參與態度問題的消極及應對策略
小組學習方法的一個潛在的缺點是要求參加者們積極合作方能成功。然而，有些情況下這種合作可能不會出現。例如：學生們不愿參加，因為他們覺得這會浪費實踐或他們怕參加；不愿承擔小組學習要求的非常實際的個人義務，因為他們覺得在自己還不具備那些必要的技能，也不想在自己的同學面前“顯露自己”。
在這種情況下，教師要讓學生明白一個人的能力是有限的，當今的時代充滿競爭，而競爭的成敗往往取決于人們相互間的合作。如果不善于和他人合作，將不同的知識加以交流、綜合、提高和運用，就不能適應時代的發展要求。合作學習的方式下，將個體間的競爭關系轉化成為“組內合作、組際競爭”的關系，學生感受到同學之間不僅僅是競爭的對手，更是促進學習的幫助者。教師可以幫助態度不積極的學生克服畏難的情緒，增強師生之間感情的交流，培養學生在合作中競爭，在競爭中合作的本領，培養學生的積極參與的合作意識和能力。
五、結語
小組合作學習給個體提供了與他人合作的最好機會，以及學習如何在群體中保持個人獨立性和創造性的絕好機會，也給個體提供了學習如何利用小組的優勢完成自己任務的機會。尤其是在信息技術的網絡教學中，小組合作學習，更能發揮它的優勢，實現小組成員之間的遠程合作，使每個成員能夠真正從小組學習中得到信任和激勵，得到其他成員的幫助和支持，從而取得良好的學習效果。
參考文獻
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多媒體教學是利用多媒體計算機把文字、圖形、圖像、動畫、視頻影像等眾多媒體綜合起來進行教育教學的一種現代化的教育教學手段。多媒體教育技術的廣泛應用，是一次教育理念的變革，它為把整個語文教學過程變成學生"主動參與、探究發現、合作交流"的過程創造了廣闊的空間。多媒體技術運用于語文課堂教學，它是一種把聲音、文本、圖形、圖像等多種媒體和計算機結合在一起的技術。正確適當的運用多媒體不僅可以使師生關系得到質的改善和提高，形成良好的課堂氣氛，而且它能在有限的時間（課堂）、空間（課間）內打破地域界限，展現古今中外的客觀事實，使經驗較貧乏的小學生在課堂上就能很感性的認識教材中的事物，達到知識領域、情感領域目標。多媒體利用聲、光、電、畫等手段制作成的動畫，還能夠引起學生的好奇心和求知欲，使注意力容易分散的小學生在課堂中能多感官、多角度、多渠道的進行學習，使枯燥的課堂學習成為他們學習語文的樂園。在語文教學中，靈活的運用多媒體輔助教學，充分發揮多媒體的形象直觀、快速、圖像清晰、色彩豐富等優勢，能有效地優化教學結構，提高語文教學質量。
1.多媒體的應運可以提高學生的學習興趣。
語文是一門文學藝術，在傳統的只靠粉筆，黑板和講解的教學環境下，很難讓學生領悟到課文的真正魅力，而多媒體的運用，正是把現代科技引進課堂優化了教學內容，使學生易學、樂學. 興趣是學習的本原性動力，沒有興趣更談不上主動、自覺、及至自主。語文課的教學，由于教材中的課文和作者都處于一定的時代、背景和空間，而學生由于生活經驗的限制，缺乏時間和空間的概念，教師在傳統教學中所使用的教學手法，難以使學生產生一種身臨其境的積極情感，學生的興趣也難以調動。教師使用多媒體能打破時空限制，把語言文字所描繪的情景直觀形象逼真地展現出來，從而激發學生的學習興趣。
在教學時根據需要利用多媒體計算機能使呈現的教學內容形象和生動，富于感染力，運用多媒體技術圖文、聲像等豐富的媒體表現功能，從形、色、聲、情上調節課堂氣氛，創設豐富多彩的教學情境，誘導、激勵、喚起學生的感悟，刺激學生多種感官，引發學生興奮，使之輕松活潑，有效地激發了學生學習語文的興趣，提高了語文課堂教學效率。計算機多媒體的特點是圖、文、聲、像并茂，能向學生提供形式多樣、功能各異的感性材料，形象生動的畫面，標準逼真的情境朗讀，悅耳的音樂背景，妙趣的益智游戲，把學生帶進了寬松愉悅的學習環境，讓他們主動探索，積極進取，使他們愿學、會學、樂學。多媒體計算機能為師生創設一個生動有趣的教學情境，化無聲為有聲，化靜為動，引起學生的學習興趣，提高學生的學習積極性。計算機多媒體教學能夠打破時間和空間的制約，延伸和拓寬教學時空，通過圖像、聲音、色彩和動畫，傳遞教學信息，解決由于時間和空間的限制造成的教學難點，使學習內容變得容易被理解和掌握，培養并發展了學生獲取信息、分析信息和處理信息的能力。
2.多媒體的應運可以發展學生的思維，培養學生積極主動的學習能力。
在教學中運用投影或動畫創設課文情景，把活動的形象、逼真的音響和變化的情節展示給學生，以幫助學生形成豐富的視覺表象、聽覺表象、嗅覺表象和味覺表象等；運用多媒體還可以突破課堂的局限和學生生活范圍和知識面的制約，豐富學生的表象，從而激發他們的想象力，幫助學生掌握感性知識，并發展抽象思維。在課堂教學中，充分利用多媒體的形象可感性，多層次、多角度、多途徑地講授知識，使學生能發散思維，培養學生的創造力。多媒體教學通過聲音、圖像、文字、顏色、光彩、視聽并舉，左右腦并用，眼、口、手、耳、腦多方位調動，全身心投入，對學生的思維訓練更趨靈活、全面、立體。語言信息、音樂圖像、特定情境結合，刺激控制形象思維的大腦右半球和控制抽象思維的大腦左半球同時發揮作用。這樣，學生在教師的引導下，逐漸進入高度的情境之中，學生情緒振奮，思維活躍，通過"生活顯示、實物演示、音樂烘托、圖畫再現、參與體悟、語言描述、想象創造"等途徑能激發學生的思想解放，使思維發散的廣度和深度都有了很大的發展。
多媒體教學手段通過將傳統教學中無法展現出來的東西栩栩如生地展現在學生面前，使學生在短時間內獲得較真切的認識。提供自主學習目標，增強自主參與意識。創設有利條件，提高自主探索能力。利用多媒體教學引導學生學習，可以在組織安排教學過程中，不把大量的時間用于組織講解教案上，而放在為學生提供學習所需要的各種資源上，把精力放在簡化利用資源所經歷的實際步驟上。學生通過課前預習初步了解知識要點，再從教師提供的多媒體教學課件中獲取學習資源，培養學生自主學習的能力。讓學生通過思考分析、結合實際、探究解決問題。把學習資源作為學生進行分析、思考、探究、發現的對象，幫助學生理解原理，并掌握分析和解決問題的步驟，培養學生自主學習的能力。創設問題情境，提高自主參與能力。發揮學生主體作用的關鍵在于教給其學習的方法，讓學生由"要學"到"學會"，再過渡到"會學"。在教學過程中應注意通過多媒體教學課件創設問題情景，讓學生將自己放在特定情境中，結合先前所學的知識思考問題，參與解決問題，教師加以指導，從而提高學生處理、解決實際問題的能力。
3.在語文教學中運用多媒體教育技術應注意的事項。
在語文教學時使用多媒體教學，不僅能使課堂氣氛積極向上，而且充分調動學生的視聽感覺和學習的興趣，使學生在課堂上從被動地位轉為主動地位，對學生理解、記憶表達等能力的訓練效果遠遠優于傳統教學。只有正確的使用多媒體技術，才能較好的達到教學目的，提高學生的能力。因此，在語文教學時多媒體輔助教學時應注意以下幾點；
3.1教師要在課前作好充分的備課工作 教師只有充分挖掘教材，把握好教材中的教學重點和難點，樹立以學生為中心的思想，選擇具有最佳表達效果的多媒體技術，使多媒體應用得舒適、適當，學生才更容易學、更愿意學。這樣才能調動學生各方面的思維。
3.2課件設計要從學生切實感受出發 一切先進的教學手段都是為學生服務，語文教學課件的設計要以學生為出發點，要以學生的思想、思維感受及接受能力著手，如在低年級語文識字教學中，如能正確運用多媒體進行教學，學生受益匪淺。一方面，大大提高了學生的識字興趣；另一方面，學生對于漢字的演變過程有了較深刻的認識。同時以學生為中心設計的課件更能培養學生的自主學習能力。
3.3課堂上要關注師生之間的交互性 多媒體技術引入課堂教學，如教師在教學過程中只是關注各種教學屏幕，未注意學生的反饋和交流，使"人灌"變為"機灌"那么學生仍處于被動接受知識的狀態，以致感到厭煩甚至不愿聽課，課堂的氣氛就會處于"沉悶"或"混亂狀態"。而如果教師在利用多媒體教學時能夠關注到學生的反饋，并及時地進行語言式眼神的交流，這樣學生就會產生受到重視的感覺，其學習的積極性就會被激發。
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關鍵詞：海洋類專業理科；本科畢業論文；產學研
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2014）03-0003-02
海洋類專業主要是培養具備國際視野和正確海洋觀的高素質專門人才，實踐教學環節至關重要，其中本科畢業論文是學生實現對所學知識的理解、消化和綜合運用的必備過程，是深化和提高學習、動手、實踐和寫作等各項能力的關鍵環節，是對學生大學期間所學知識綜合運用的一次全面、系統的檢測[1-2]，能直接反映學校教學質量的整體水平。如何提高本科生畢業論文的教學質量，已經成為高等院校亟待研究、解決的重要課題。目前工科專業在學生培養過程中，比較注重“產學研”結合[3-5]，但理科專業在“產學研”方面做得相對差一些。本文針對海洋類理科本科畢業論文存在的問題，以海洋技術專業為例，論述了“產學研”結合的教學改革與實踐，期望提高本科畢業論文的質量，加強學生的動手實踐和研究能力。
一、海洋類理科本科畢業論文存在的問題
（一）選題脫離社會現實需要
海洋類專業理科本科畢業論文的選題一般在第七個學期期末進行，所在教研室通常會擬定選題范圍及題目名稱供學生參考，這樣的選題經常會脫離社會實際需要，針對性較差，通常會存在“從理論到理論”現象，致使學生所接觸的內容限于課本知識和簡單應用，與社會實際脫節，不了解本專業在社會的發展狀況，從而為就業帶來障礙。
（二）缺乏實踐能力訓練
畢業論文進行過程中，一般是先查閱文獻。查閱文獻資料是進行畢業論文的前提和基礎，為論文的深入研究提供有力支撐[6-7]。然后需要進行論文的研究和撰寫，整個環節過程中缺乏動手實踐能力的訓練，導致理科類本科生在后來的工作中只會“紙上談兵”，實踐能力比職業技術學院的學生還要差一些。沒有實踐操作，不能對所得的結果進行驗證，經常會影響本科畢業論文研究內容和結論的科學性。
（三）內容缺乏技術研究
論文內容方面問題較多，主要為：（1）內容空泛，缺乏技術研究。理科本科論文偏重于理論的描述和簡單應用，對于本科生來說研究內容不深入，由于缺乏動手實踐，對于具體技術論述不夠深入，對于論文的研究目的、論文的主要方法、結果和結論沒有敘述清楚。（2）論文結構層次較差，堆砌了大量文獻資料，看不出論文的研究思路、解決方案和結論。
二、海洋類理科本科畢業論文的改革與實踐
海洋類專業的高等教育是中國進入海洋世紀的智力支撐[8]。天津科技大學的海洋類理科本科專業包括海洋科學、海洋技術和環境科學。下面以海洋技術專業本科畢業論文為例，論述“產學研”結合的教學改革與實踐。
（一）海洋技術專業本科畢業論文“產學研”結合模式探索
天津科技大學海洋技術專業是2002年秋季開始招生的本科專業，隸屬于海洋科學與工程學院。海洋技術專業學生主要學習海洋科學和信息處理技術的基礎知識，掌握遙感與信息處理的基本理論和技能，接受遙感與信息處理分析的基本訓練，具備從事海洋研究和圖像、遙感信息處理等工作的基本能力。培養方案中一直堅持采用厚基礎、寬專業和多模塊選擇的人才培養，是海洋科學、電子科學與技術、環境科學、計算機科學與技術主干學科的綜合。畢業論文作為本科教學工作的最后一個環節，其主要目標是培養學生綜合運用理論知識來分析和解決實際問題。從畢業論文的選題，畢業論文的進度計劃安排，開題報告、實習/調研報告的撰寫，外文資料翻譯，期中教學檢查和畢業論文的撰寫和答辯等環節都對學生提出具體要求并進行嚴格的訓練，通過對畢業論文實施方案的不斷改革和探索，逐漸采用了“產學研”結合的模式，“產學研”結合是一種把高等教育與生產實踐、科學研究和技術開發有機地融合于大學生培養過程中的開放式教學模式[9]。對學生進行因材施教，培養學生的創新能力和綜合運用能力。
（二）本科畢業論文“產學研”模式的實施策略
在畢業論文選題過程中，本科生結合企業工作實際和教師科研課題進行選題，“產學研”結合的畢業論文題目都是來自于實際企業工作和科研課題，使學生可以直接參與科研工作，一方面可以解決企業或課題的實際問題，另一方面也可以鍛煉和培養學生獨立思考和操作的實踐能力和研究能力。
1.畢業論文與企業的實際工作相結合。依據培養方案和培養目標，指導教師聯系遙感圖像及數據處理、海洋觀測儀器開發和使用、數據管理和系統開發的企業，結合企業中的實際問題進行畢業論文指導，讓學生進入企業實習并完成畢業論文工作。結合畢業論文和企業的實際工作，增加了學生實踐能力和動手能力，能有效地提高學生對專業對口企業的認識，解決企業的實際問題，也為學生的社會實踐提供了機會。
2.畢業論文與教師的科研課題相結合。近年來海洋技術專業的教師主持和參與了多項國家級、省部級和市局級項目，學生依據指導教師的科研課題，閱讀相關文獻資料，了解所學專業相關社會經濟發展問題，根據自己的興趣、知識積累和其他相關條件與指導教師一起商定論文選題。畢業論文題目依據實際科研問題命題，教師可根據科研實際為學生把握好方向，給予學生必要的啟示，使學生在畢業論文的過程中科研能力得到鍛煉和提高；另外還有多項實驗室開放基金項目，主要包括實際應用類、科技活動開放類和實驗項目研究類三種，這是依托學校實驗室，為了提高實驗室設備的利用率，促進實驗資源共享，鼓勵學生積極參加科技創新活動而開展的。
3.部分考研學生進入研究院所，將畢業論文與科學研究密切聯系。海洋技術專業的學生考研情況較好，每年有多名學生考取中國科學院、國家海洋局、國家重點院校的研究生，部分被研究院所錄取的學生，畢業論文與研究院所的科學研究密切聯系，研究所科研人員對實驗的進度、操作與實驗結果的可靠性等均有較嚴格要求；學生也把完成好論文看作是證明自己能力和價值的一次機會，參與的主動性和積極性比較高，為研究生階段的學習打下堅實基礎。
（三）“產學研”模式的過程管理
本科生畢業論文進行過程中，針對“產學研”結合模式的特色，采取校內專職教師和校外教師聯合指導的方式，嚴格過程管理，提高畢業論文質量。
1.論文及相關材料的管理。教研室按照學校畢業論文工作手冊，制定本專業具體的畢業論文手冊，對畢業論文每一個環節給出具體的要求，對每一個要求上交的文檔給出模板。畢業論文上交裝訂的資料包括兩部分：一部分是畢業論文冊，包括任務書、學士學位論文、外文翻譯資料；另一部分管理檔案冊，包括選題申請表、實習報告、開題報告、中期檢查表、計劃進度表、畢業答辯記錄和成績表。各種文件的扉頁格式、正文格式及內容的字體、字號、行間距都給出明確的要求，便于學生查詢和修改。
2.研究進程的管理。畢業論文的題目確定之后，指導教師需向學生布置畢業論文任務書，學生按照任務書的具體要求來制定詳細的計劃進度表，在閱讀文獻的基礎上完成開題報告，與指導教師探討實驗的可行性，征得指導教師和教研室同意后才能正式開題，進入畢業論文階段。在畢業論文進行過程中，在校內結合教師科研項目的學生需要隨時參加課題組的小組討論；在企業和研究所進行畢業論文的學生，指導教師和學生每周至少進行一次討論。指導教師通過和學生的互動，不斷完善畢業論文的研究內容、思路和方案，隨時解決學生在畢業論文過程中遇到的問題，檢查學生的論文進展情況。
3.通過論文培育推出優秀論文。在畢業論文的開始階段，結合學生的選題，依據論文在企業、課題和研究項目中的實際意義，進行優秀論文的培育。一般會有多名學生申報，然后通過指導教師推薦，進行優秀畢業論文的培育。這樣一方面可以促進學生努力學習，提高基本技術技能水平，另一方面體現因材施教，教師可以根據學生的特長和課題性質做出合理搭配，著力培養學生綜合利用所學知識進行創新的意識，鼓勵他們提出新問題、新方法和新思路，提高學生的學習主動性和積極性。通過培育可以推出優秀的本科生畢業論文，通過展板形式展出，為下一屆學生做畢業論文時提供參考和借鑒。
提高本科生畢業論文的質量是一項復雜的系統工程，需要學生、指導教師和學校的共同努力，采取切實可行的方法，才能有望提高畢業論文的質量。通過開展“產學研”結合對理科本科生畢業論文進行改革，可以使學生了解與專業相關的科研進展情況，了解所學專業知識在相關企事業單位的應用，為學生進行科學研究和技術應用提供實踐平臺，達到“產學研”結合，培養創新精神和實踐能力人才的目的。
參考文獻：
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這個我們剛寫過的。論文的格式很老套、也別寫得太有花樣。和一般的報告差不多的。這個我們剛寫過的。論文的格式很老套、也別寫得太有花樣。和一般的報告差不多的。應編寫成注釋說明匯集表予以列出。二、畢業論文（設計）書寫格式及裝訂1、畢業論文（設計）裝訂為橫開本，使用統一的封面，左側裝訂。畢業論文（設計）封面的中文題目、英文題目及學生姓名、班級、學號、學院、專業與指導教師等欄目，要用楷書書寫，端正、整潔，有條件的學生可以打印輸出。2、目錄格式（空2行）（3號黑體）目錄（3號黑體，居中）引言（或緒論）（或作為正文第1章，4號宋體．吉林大學工商企業管理專業自考學士學位申請有什么具體要求？09年吉林大學自考工商企業管理專業論文申請時間是？我是長春大學的大一新生，想報名吉林大學的工商企業管理二學歷！本科畢業論文格式我今年最后一次自考 ，考的是吉大工商企業管理本科證！ 他們要求我們交工商企業管．
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紅河學院畢業論文格式
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篇9
征稿欄目
1.前沿聚焦：發表農業、林業、環保、食品業、旅游業、資源產業學科前沿、生產實踐前沿問題的觀察性、前瞻性論文。
2.工作研究：發表農業、林業、環保、食品業、旅游業、自然資源產業等有關科研、管理、推廣工作中的總結性論文或調查報告；行業和區域社會、經濟、科技、環境可持續發展的思路、方法和經驗性論文。
3.資源•產業：刊登農業、林業、土地、動植物等自然資源及礦產資源規劃、開發、利用保護；相關產業經營、創新與發展的論文。
4.環境•安全：刊登生態環境、環境科學與工程、環境保護與治理有關各學科及其交叉學科的論文；以及森林安全、作物安全、食品安全、生產安全、環境安全、人居安全方面的論文。
5.經濟•管理：刊登生態經濟、農業經濟、林業經濟、旅游經濟、綠色食品經濟、資源經濟、環境經濟各學科及其交叉學科的有關論文；行業管理、企業管理、科技管理、管理工程、管理咨詢、管理控制等方面的論文。
6.生態•旅游：刊登綠色生態、生態工程、生態控制；生態旅游、旅游規劃、國家森林公園、地質公園建設的論文。
7.園林•園藝：刊登園林設計、風景園林、園林工程、園林技術；花木園藝、果蔬園藝、育種栽培方面的論文。
8.動物•畜牧：刊登動物科學、動物保護、畜牧科技方面的論文。
9.農林•植保：刊登植物保護、植樹造林、森林工程、土壤肥料等方面的論文。
10.建筑•材料：刊登綠色建筑規劃、設計、施工，綠色材料工藝、材料分析、材料加工方面的論文。
11.能源•技術：刊登節能技術、清潔能源技術、替代能源技術、太陽能、生物能源等方面的論文。
12.食品•加工：刊登綠色食品工業生產、質量控制、儲運流通方面的論文；農產品加工、林產品加工、食品加工、綠色加工技術等方面的論文。
征稿對象
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稿件要求
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1貯存科研信息
在科學研究完成之后，需對其研究結果立即加以總結，并以論文或報告的形式闡明其發現及發明。否則，可能隨著時間的推移，其發明與發現逐漸消失，致使后人可能再次重復前人所做的工作，發生不必要的人力與物力的浪費。因此，學術論文的寫作就是貯存這些科研信息，使它成為以后新的發明、發現的基礎(即站在巨人的肩膀上)，以利于科學技術事業的延續和發展，不斷的豐富人類科技寶庫。人類文明的延續與發展，正是憑借著這種連續性不斷地積累、創造、再積累、再創造的過程中實現的。因此學術論文是貯存科研信息的重要載體，而寫作論文則是總結科學發現的重要手段。
2傳播科研結果
早在19世紀，英國著名科學家法拉第就曾指出，對于科研工作，必須"開始它，完成它，發表它"(tobegintoendtopublish)。因為，任何一項科學技術的研究與發明，都是社會成員的個體勞動或局部承擔的科研活動的結晶。對于全人類來說，很有必要將少數人的成果變成全人類的共同財富，這就需要相互交流、相互利用(也就是人們常說的科學技術沒有國界)，才能使科學技術不斷地發展進步。而相互交流的方式之一就是利用科技論文付諸實施的。這種傳播方式可以不受時間與地域的限制，也可以傳播到后代。如1997年2月27日出版的英國《自然》雜志，首次報道了利用克隆技術(無性繁殖)培育出的一只綿羊，它無疑是基因工程研究領域的一大突破，在世界引起了強烈的震動。因此學術論文也是傳播科研信息的重要載體。而且按照公認慣例，科學成果的首創權，必須以學術論文的形式刊登在學術期刊上，方能得到承認，而新聞媒體傳播，是得不到正式承認的。
3交流實踐經驗
從事臨床及醫療工作一線的其他人員，通過不斷地實踐，積累出較多的成功的經驗和失敗的教訓。而這些經驗與教訓是十分寶貴的。將它們進行科學的分析和總結，并以論文形式發表交流，就能發揮巨大的指導與借鑒作用，造福于人民。
4啟迪學術思想
在大量的科研成果和實踐經驗基礎上，形成并發展起各種學術思想，這些學術思想通過論文的形式不斷地探索與交流，并相互啟迪，形成新的學術思想，以促進科學事業的發展。
5提高研究水平
科技論文寫作是一種創造性的腦力勞動，它凝聚著巨大的艱辛。在寫作的過程中，隨著思維的深化，可提高科技工作中分析問題與解決問題的能力，促進科研水平的提高。
