科學技術論文范文

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1．1中國生命科學技術倫理研究現狀

生命倫理學在中國經過30余年的發展，已逐漸成為倫理學研究領域的熱門話題和最活躍的學科之一，在學科建設、理論研究、人才培養等方面取得了卓著的成就。其中，對生命科學技術倫理的關注尤其是高新生命科學技術相關倫理問題的討論一直是生命倫理學的重要旨歸。近年來，我國越來越多的學者開始關注各種高新生命科學技術的倫理問題，從多重領域和視角出發進行了深入而審慎地探討，不同領域學者觀點的碰撞和交流為我國生命技術倫理研究提供了優秀的思想和學術資源。例如，邱仁宗集中討論了異種移植和基因治療中的倫理問題，認為在沒有確切證據證明某些高新生命技術不會給人類帶來嚴重危害前，應該對這些高新生命技術采取“有罪推定”，暫停人體試驗，而用動物實驗和體外實驗代替。姚大志和陸樹程對克隆人的合理性以及相關的道德倫理問題進行了有針對性的商榷和探討。姚大志從沒有生育能力的人有權要求借助生殖性克隆享受生育繁衍后代的權利和人們的道德觀念會隨著歷史發展、技術進步而改變兩個角度切入，分析總結了人們反對克隆人類的三個道德理由：

（1）克隆人類破壞了人的尊嚴和神圣性；

（2）克隆人是否能夠健康成長；

（3）以“非自然”的方式創造人挑戰了上帝的權威。陸樹程對姚大志的觀點進行了回應，他認為人們對應用于優生優育、診斷和治療疾病及器官組織移植的治療性克隆，在倫理上是寬容的；人的生殖性克隆即使有很高的技術可行性，仍然會引發侵犯人權等嚴重的社會倫理問題，違背目前的生命價值論和道義論等倫理原則。張明國認為生命技術是一種風險技術，在其應用過程中會產生一定的安全和倫理風險，進而導致相應的倫理問題；分析和研究了生命技術風險的本質、特征、存在方式和成因，提出應建立和完善有效規避和控制生命技術風險的制度和倫理原則規范。方興著眼于高新生命科學技術發展中的倫理委員會建設，分析了我國倫理委員會發展受制約的原因：隸屬關系混亂、組織形式和人員構成不規范、審查依據的法律規范不統一和法律定位模糊等，認為應在一定范圍內授予倫理委員會行使部分行政職權的權限，建立獨立的審查系統，充分發揮倫理審查委員會的有效作用。除了生命倫理學學術界的熱烈討論，在法律法規方面，近年來，為了更有效地管理和引導生命科學技術的發展和應用，填補我國生命科學技術相關政策領域的空白，我國在重要的生命科學技術領域制定和出臺了一系列政策法規。例如，原衛生部1993年頒布的《人的體細胞治療及基因治療臨床研究質控要點》、原國家藥品監督管理局1999年的《新生物制品審批辦法》附錄九“人基因治療申報臨床試驗指導原則”和2003年的《人基因治療研究和制劑質量控制技術指導原則》。這些政策法規的內容仍是主要側重于技術標準和操作規范，對相關的倫理問題關注度不夠，缺乏倫理道德規范方面的詳細內容和規定，還需要不斷改進和完善。2009年3月2日，原衛生部出臺《醫療技術臨床應用管理辦法》（以下簡稱《管理辦法》），對我國醫療技術創新和醫療抉擇等方面起到了一定的指導作用，從國家政策層面對現代醫療技術帶來的各種問題，尤其是倫理和法律問題的界定和解決給予了官方解釋。然而，現代醫療技術發展面臨的法律和倫理問題往往十分復雜，《管理辦法》并不能有效解決和消除現代醫療技術的倫理和法律困境。

1．2生命技術倫理研究的中西差異

作為順應生命科學技術發展而出現的新興學科，生命倫理學于1971年在美國出現，20世紀80年代末在美國得到廣泛應用，并逐步影響到歐洲、亞洲等其他地區。以美國為代表的西方生命技術倫理研究在認識“人”的問題時，往往局限于“人是目的，而非工具”和“人是道德的主體”等以人為中心的思想基礎上，認為應該充分尊崇個人的自由意志，并要求對個體自的尊重。“以人為中心”的極端后果是在思維里刻上了“人之外的萬物皆為工具”的烙印，造成對非人類生命主體的輕視和不尊重，將其視為實現人的目的而可被利用的工具。例如，恩格爾哈特在其論著《生命倫理學基礎》中論述“行善原則”時，區分了“尊重”與“行善”，認為人不應理所應當地對動物進行利用和索取，提出了人對動物負有行善義務的觀點，但仍是基于“人是道德的主體”的前提。中國傳統文化中的儒、道、佛、墨家學說中的哲學和宗教思想中蘊含著人類行為不應只考慮人類自身的利益，還應尊重和關照動物的生存權利的先進理念，如“天地好生”、“天地與我共生，而萬物與我合一”，表達了愛護尊重除人之外的天地萬物的觀念，提倡人與天地萬物和諧發展，比西方傳統的以人為主體的生命倫理思想更具有關懷性。另外，中國傳統倫理中有很多與西方類似的原則或價值，如不傷害、有利、尊重、公正等，這些價值根源于中國本土的哲學和文化傳統，其哲學文化基礎和實現方式與西方不盡相同。值得注意的是，中國某些落后傳統思想與當今生命倫理思想存在矛盾甚至激烈沖突，會對生命科學技術研究進步造成一定的阻礙，應予以摒棄和改革。例如，清代名醫王清任歷時40余年通過觀察和剖視亂葬崗瘟疫致死兒童和行刑場死囚的尸體，繪成和刊行《親見改正臟腑圖》和《醫林改錯識要》，為中國解剖醫學做出了重大貢獻，卻因質疑中國傳統中醫的臟腑理論而遭到眾多中醫名家的批判，被視為“離經叛道”、“毀壞祖制”和“嘩眾取寵”的異類，認為他解剖、毀傷他人身體“極其不仁”、是“教人于胔骼堆中殺人場上學醫”。中國解剖醫學進步的腳步也因此停滯不前，大大落后于西方。中國的生命技術倫理研究應該辯證地看待傳統思想文化，繼承和弘揚其中的優良資源，如儒家以“仁”為核心的道德思想和以“禮”為核心的道德規范體系，道教“重人貴生”的生命觀，佛教“因果”、“輪回”、“慈悲”、“福報”等宗教思想，更加注重結合中國的現實情境，實現生命技術倫理學研究的本土化。例如，在深受儒家文化熏陶的許多亞洲國家和地區，個人與家庭、社會群體的關系要比某些崇尚個性與自主的西方國家緊密得多。因此，在中國等亞洲國家地區推進和實施知情同意等原則時必須重視和考慮家庭和社會群體因素。

1．3中國傳統儒家倫理對當代生命技術倫理困境的疏解

恩格爾哈特認為，當今西方世俗社會面臨著經濟與文化雙重危機，主要指“由于西方社會—民主制福利政策所引發的經濟危機以及西方文化由于家庭解體所引發的社會危機?！币远鞲駹柟貫榇淼谋姸辔鞣缴鼈惱韺W家認為儒家智慧能為這雙重危機的疏解提供強有力的幫助。儒家思想既有根植于中國歷史文化傳統的獨特道德意識和道德主張，也有隨著歷史沿革和社會進步歷久彌新的普世道德考量。儒家思想和學說作為中國傳統道德文化資源，其倫理觀念和規范影響深遠，在中國等亞洲國家的現代社會倫理生活中仍然有著持久影響，尤其是在家庭、社會群體、人際交往和個人道德生活中起著不可替代的作用。儒家學說對現實生活和人事的關注及其獨特的倫理道德規范體系等，符合我國當代生命倫理學發展的客觀現實需求。當代中國的道德觀應該與儒家的優良傳統有機結合起來。生命倫理學具有人文性和人文精神，它不僅解決現實的生命技術與人的需求、人與社會、人與自然、人與人之間的關系問題，還研究人和其他生命體的生命倫理問題。而儒學在本質上也是關于人的學問，如天人合一、仁者愛人等思想，蘊含著對天理與人性的透徹看法和對生命意義、人性價值的終極思考，以及人與天地自然萬物之間關系的深刻認識。臺灣學者李瑞全嘗試建立了一種儒家生命倫理學，分析生命生殖和基因技術等生命倫理問題，對我國當代生命技術倫理研究具有十分有益的參照作用。其理論框架如下：以“不忍人之心”作為道德根源和動力；在此基礎上闡發出以“仁”為核心的自律（自主）、不傷害、仁愛（有利）、公義（公正）四個基本原則；由以具體化為咨詢同意（知情同意）、保護主義、保密、隱私權、誠實、忠誠等規則；當原則或規則在具體情境中發生沖突時，以儒家的“經權原則”來尋求反思的平衡，作出道德判斷。

2加強我國生命科學技術倫理規制的設想

我國若想在生命科學技術研究中取得先機，應靈活采納和融合我國傳統文化中的倫理觀念等重要思想文化資源，如“以道馭術”，從我國的實際問題出發，積極應對生命科學技術發展帶來的各種倫理難題。

2．1“以道馭術”的生命科學技術倫理實踐

盡管“道”與“術”在我國古代有著豐富的內涵和引申意義，但從技術倫理學層面看，我國古代從一般意義上對技術與道德關系的討論，可以概括為“以道馭術”，其中“馭”的意思是駕馭、節制，“以道馭術”指的是“技術行為和技術應用要受倫理道德的駕馭和制約”?！耙缘礼S術”強調人與技術、人與世界多方面關系的協調解決，已經成為解決當代技術社會各種問題的一個有效方法?！耙缘礼S術”注重技術應用的正負效應，主張技術要合乎“道”和“利人”的標準，技術活動各要素和利益相關者之間和諧發展，以技術道德規范約束技術相關人員的技術活動，通過對技術的有效道德控制，消除和限制不適當的技術應用帶來的消極影響。上述理念同樣適用于生命科學技術的倫理規制：生命科學技術研究人員從事科研活動合乎于“道”，追求崇高的道德精神境界，遵循科技倫理規則和生命科學技術研究道德規范，而不是迷失和屈從于追逐經濟利益和社會地位；生命科學技術的發展應用服從于“道”，以造福人類、保護生態環境為目的，避免和消解生命科學技術發展所帶來的道德滑坡和倫理困境；人們看待高速發展的生命科學技術要順應于“道”，改變嚴重阻礙生命科學技術進步的落后錯誤的倫理規范和價值理念，增強反思，建立和完善引導生命科學技術健康有序發展的法律法規和倫理規范。

2．2構建生命倫理治理機制

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計算機技術應用在教學過程中的具體方面是非常多并且涉及面非常廣泛，從計算機技術的作用來講主其在教學中的應用主要體現在以下幾個方面：很多教師將計算機技術作為輔助教學的工具，能夠幫助教師完成一些教學管理以及教學的過程。在很多高校學生都將計算機作為一種學習的工具。通過讓學生參與一定的項目并用計算機輔助完成，這使得學生學習的速度和學習的能力大大提高了，使得學習的過程中更加簡短和有針對性。另外還有的老師將計算機用于自己教學成果的檢驗和對自己教學思想的檢驗，也就是這種教學軟件工具對于計算機教學具有非常重要的意義。

二、計算機科學技術在教學中的應用

2.1多媒體教學工作中交互式的計算機技術應用

將多媒體應用于教學過程中增強與學生之間的交互性是計算機技術在教學中的一個最為典型的應用。隨著我國高等教育的不斷發展，關于一門課的教學資源也是越來越豐富，通過精品課程網站的建設，使得網上的教學資源進一步得到了極大的豐富，在這些教學資源中不乏精品的課件、視頻或者是圖片這些對于教師本身教學水平的提高增強學生學習的興趣具有非常重要的作用。絕大多數的教學資源都是以計算機技術為基礎的，為了提高自身的教學水平以及增強學生學習的興趣，作為教師可以將這些多媒體技術巧妙的應用于自身課堂的教學過程中。通過在教學過程中穿插多媒體能夠幫助學生進一步加深對于所學知識的理解，同時在教學的過程中通過有效的利用計算機技術可以增強學生和老師之間的互動，使得學生對于教師上課的或者是教學過程存在的一些意見和看法及時的反饋到教師這里，對于教師教學方式的調整以及教學水平的提高具有非常重要的現實意義。

2.2遠程通信、網絡技術在教育中的作用

在高等院校的教學工作中，網絡技術以及遠程通信技術的應用在教育的過程中發揮著越來越重要的作用。該技術是網絡技術以及通信技術的一個結合，另外還有多媒體技術作為教育的基礎，利用計算機技術的網絡交互性，使得遠程教育得到實現。這種遠程教育的方式已經在很多著名的高校流傳開來比如網易公開課，在遠程教育實現的過程中計算機網絡技術、通信技術以及多媒體技術都得到了充分的體現。目前在我國，已經有越來越多的教育工作者和研究者將經歷放在遠程教育的研究上。在傳統的教學模式中雖然也存在師生之間的交流，但是二者之間的交流大多是以語言為載體，并且很多學生礙于面子不愿意和老師進行過多的交流，這個時候計算機技術中的交互性優勢就得到了充分的體現。

三、計算機在教學中對學生創新能力的作用

3.1營造良好的創新教育教學環境是培養學生創新能力的關鍵

通過教育的環境的創新，在一定程度上能夠激發學生的創新能力，這種教學環境的創新包括教學心理上的創新以及計算機教學環境上的創新，如果在學生討論的過程超出了教學設計的范疇，作為教師來講不應該強行的將學生的思路拉回到課堂當中來，而是應該對學生的質疑給予鼓勵，講出心中的疑惑，這是培養學生創新能力的關鍵。再利用計算機實現教學的過程中如果學生對于老師的講述提出了質疑，作為教師不能給學生一味的否定，應當通過適當的方法引導自身想法所出現的問題，讓學生通過教師的引導自己否定自身不正確的想法。通過這樣的教學方式能夠在很大程度上提高學生的學習積極性，能夠幫助其樹立信心，使得學生在課堂當中時刻保持活躍的思路。但是在這種教育創新環境的營造過程中，要將這種做法的起始點和落腳點都放在對于學生創新能力的培養上，計算機教學具有開放性的特點，再利用計算機進行教學的過程中，要時刻了解計算機技術的發展，并將可以利用的計算機技術應用在教學當中。要通過計算機技術和網絡技術的應用使得教學的過程中從課內延伸到課外，從學校內延伸到學校外，要不斷的將計算機中的有利于教學的新技術應用在教學過程當中，將計算機應用在各個學科和各個專業領域的教學實踐當中，通過計算機使得學生對于學科知識綜合運用的能力得到增強，使得學生面對實際問題解決實際問題的能力得到了質的提升。

3.2激發創新思維是培養學生創新能力的重要手段

3.2.1激發學生的學習興趣

只有學生在學習的過程中有了學習的興趣和學習的動機才能實現較好的教學效果，學習興趣對于學生學習具有非常重要的作用，唯有這樣才能夠使得學生在學習的過程中具有學習的主動性和積極性，也才會對課堂教師所講授的知識感興趣，在課堂中才能夠保持注意力。教學方式對于學生學習興趣的提高有非常大的幫助，通過計算機多媒體的形式進行教學能夠在很大程度上提高學生學習興趣，進而提高學校的效果。

3.2.2靈活結合教材，激發學生的創新思維

通過計算機與相應課程的結合來開展教學，按照教學大綱與相應的教育理念來進行教學設計，能夠使得學生的創新能力得到極大的提升。在進行教學課程設計的過程中，教師應當結合學科知識與計算機知識的結合，來出相應的題目，這些題目不僅要難度適中而且還能夠提高學習創新學習的能力。

四、計算機科學技術在教育中應用的展望

要想使得計算機技術在教學中得到更為廣泛的應用，加強計算機應用的范圍以及應用的深度，那么就要對學生的教學方式進行積極的創新。目前很多很多方面的應用創新都是在實踐的過程中發現的思路。在教學的過程中不斷的利用計算機技術實現對于知識的深入理解與應用創新，才能夠對傳統的教學方式進行徹底的變革，在一定程度加深學生對于知識的理解與應用。在對知識進行學習和探索的過程中，在對某個領域中的模型或者是知識進行驗證理解的過程中，一般都會建立相應的推測方法，或者是數學模型來解決相應的問題，在這個過程中很多學生利用計算機來建立實際問題數學模型并利用計算機編程來求解模型的結果最終對于數學知識以及其應用有了更深層次的理解，對于知識的理解以及能夠靈活運用在很大程度上又推進了學生對于知識的理解，這使得學生學習能力得到了培養使得學習利用計算機技術來解決實際問題的能力得到了提升，這使得學生學習知識的能力、理解知識以及運用知識的能力得到了質的提升。

五、結語

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面對科技發展的二難窘境,我們該如何進行抉擇？還要不要發展科技？如何發展科技？無論是科技的悲觀主義者,還是樂觀主義者,他們把一切都歸于科學技術本身,從而走向了兩個極端。然而,事實上,科技的悲觀主義阻擋不了現代科學技術飛速前進的步伐,科技的樂觀主義也不能使人類擺脫二難的困境?？茖W技術是社會發展的第一推動力,是現代工業文明的基石,因此,遏制、取消科技的發展是不可能的,而放任科技的無度發展,聽憑人類危機的加劇,同樣也是我們所不能接受的。

我們必須走一條新路,這就是科學技術可持續發展之路。所謂科學技術的可持續發展,就是把科學技術的發展與社會的發展和人的發展結合起來,把合目的性與合規律性、人類的內在尺度與客觀世界的外在尺度、以及人的局部利益與整體利益、眼前利益與長遠利益結合起來,推進人類文化的整合,一方面繼續發展科學技術,增進人類的福利;另一方面,合理利用科技成果,減少、避免其可能造成的負面效應。

2文化的整合:科學技術可持續發展的文化根基

既然科技發展的二難困境的根由深藏于社會文化之中,根源于文化的破缺、科學精神與人文精神的失衡,那么,走出二難困境,實現科學技術的可持續發展的根基就在于文化的整合、科學精神與人文精神的有機統一。這是因為:沒有科學精神的支撐,科學技術的發展就會失卻前進的動力,而沒有人文精神的引導,科學技術的發展就會迷失方向,只有二者的有機結合,科學技術的可持續發展才能實現。首先,科學精神是科學技術發展的推動力。科學精神弘揚人的理性,追求認識的客觀性和真實性。理性是人類科學認識的基本特征,是人類知和行的指南,是確定已知與未知、可知與不可知,判斷正確與錯誤的基本思維依據,是人類對自然、社會和人類自身本質、規律的永無止境的追索。

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測繪信息技術其可以主要應用于地球測繪，其可以測繪處事發地點、事發時間和周圍環境的情況。隨著經濟快速增長，測繪技術也在不斷的發生著升級，當前世界各國將信息化測繪技術作為重要的發展戰略進行研究。因為信息測繪技術以其強大的測繪方式和內容隨著國家信息化環境的變化發生著很大的變化。信息化在測繪技術中應用非常廣泛，而且其在國家經濟建設和社會發展過程中具有非常重要的作用。信息化測繪最終本質的特征和內涵具有有效的地理空間信息服務，現代化信息測繪技術逐漸朝著學科交叉和融合方向發展。測繪技術在信息化的過程中，必須提升全面服務能力，建立起有效的信息化測繪技術。從學科和技術進行分類，可以將信息化測繪體系分為幾個組成部分：現代化測繪基準體系、地理空間信息獲取體系、基礎信息資源體系、自動化空間信息處理體系、豐富地理空間信息產品體系以及網絡化地理空間信息服務體系。信息化測繪體系建設已經成為了我國新時期測繪事業發展的重要戰略任務。作為測繪學科來說，信息化測繪技術既能夠適應當前我國對于測繪技術的需求，同時還能夠促進我國現代化測繪技術與理論的發展。

二、現代化信息測繪體系構建

（一）衛星定位測量法

1、現代信息化測繪基準建設隨著現代化信息基準建設不斷發展，確定地理空間信息以及集合形態和空間分布的技術基礎可以有效反映出各個世界空間和參考基準?，F代化測繪技術主要是由大地測量坐標系統、重力系統、高程系統以及深度基準等組成。近年來我國現代化測繪基準建設已經取得了相應的進展，因此建立相應的測繪基準，可以有效促進其發展。2、全球導航衛星系統組建當前隨著全球衛星定位系統發展，現代化信息測繪體系的正在我國逐漸建立，隨著我國北斗二代導航系統組建，建立起全球導航衛星系統將變得日益可行。美國和俄羅斯布置的GLONASS系統，其作為全球衛星定位系統服役，組建全球導航衛星系統將會成為今后一段時間主要研究內容。

（二）航空航天測繪

由于高分辨率信息化衛星測繪技術取得了極大的技術突破，衛星影像測繪圖正在朝著實用化方向發展。高分辨率的遙感衛星成為了衛星測繪多樣化發展，由單線陣組成的推掃式掃描成像技術變得更加合理。通過采用大范圍同軌和異軌立體技術逐漸提升了測圖的高精度，使得地形測繪技術變革朝著正引方向發展。高分辨率遙感衛星數據處理的時候，包含了高精度的函數模型處理，并且在地面的控制點具有大區域網平差異技術作為基礎，多基線和多重的匹配自動匹配技術。高分辨率遙感衛星逐漸成為了我國地形圖基礎地理信息的重要數據源，地面控制的時候對于自由網的平差技術可使得境內和境外地形測試更加現實。

三、信息化測繪技術的具體應用

（一）精密工程與工業測量應用

精密工程測量與衛星定位具有精度均勻、速度快以及對控制網圖形要求低等特點。目前已經建立起高精度、高分辨率的大地水準面數據結合模型，使得對于工程控制網逐漸發展到二維、三維，并且徹底改變了工程測量中平面和高控制網方法。三維測繪技術就是在進行測量的時候建立起空間三維坐標，可以確定目標的幾何形態、姿態和空間位置，對于目標進行三維重建。通過在計算機上建立起虛擬現實景觀模型，目前有多種的三維測量儀器，并且使用三維測繪技術完成相應的測量工作。三維測繪技術主要是實現激光掃描，其能夠直接獲取待測地物的坐標信息。

（二）海洋與航道測繪技術應用

海洋測量已經逐漸摒棄了傳統無線電定位手段，采用GPS各種各樣測量形式。研究衛星導航定位進行測試的時候其能夠利用觀測技術對船進行測量和觀察，利用北斗衛星能夠實現對其高精度定位。利用GPS測速的基本原理，采用無線電標/差分析，研究運動物體速度測量的方法和精度。海洋探測的時候，在運動的平臺上進行探測，由于受到測量船和儀器的噪聲影響，使得探測儀的參數設置上會受到嚴重的影響。因此對于單波速和多波速進行測量的時候主要針對其效率和測量的精度進行數據處理，確保整個測量的過程顯得更加精準。例如，在水域中測量界限提取時，必須針對海岸帶進行監測，還要對淺海故障進行監測，例如采用聲納圖像處理完成對動態的航標進行導航。

（三）機載激光雷達技術應用

機載激光雷達技術其利用激光進行掃描，然后采用全球定位系統進行測繪，通過接受測繪目標反射光束然后完成目標測定定位。機載激光雷達技術和傳統的航空攝影測量進行比較，機載激光雷達技術可有效穿過樹林的遮擋，從而直接取地面點精度高三維坐標數據，并且完成相當的內業處理。機載激光雷達技術目前硬件技術比較成熟，其測量的精度可以達到厘米級別，經過數據處理的軟件發展卻相對落后，數據處理過程中的相關算法還不成熟。利用機載激光雷達技術進行數據處理的時候由于缺乏相應的紋理信息，不能夠完成相應的匹配和地面控制。

四、結束語

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首先，計算機網絡技術的應用要遵守規范性的原則。只有其本身是規范的，能保證它的發展和應用過程都是科學技術、規范的，才能提高計算機網絡技術的應用效率，才給用戶提供準確、方便、快捷的服務。在計算機網絡的應用過程，就要堅持規范性的原則，才能充分發揮設備的作用和功能，才能保證網絡系統運行中的精度和協調度，進而才能夠保證計算機網絡應用的高效性和穩定性。其次，計算機網絡技術的應用還要遵守便捷性的原則。再選擇計算機軟硬件系統的時候，要考慮系統的簡便性、折舊費用等，在保證軟硬件可以滿足技術需要的同時，還要考慮網絡系統的特殊性，既要充分發揮網絡系統的功能和作用，還要能夠經得住時間的考驗。堅持計算機網絡應用便捷性的原則，在遇到產品更新升級、設備維護、維修及故障排除等問題時，解決起來會變得簡單、容易。在計算機網絡技術應用中，一定要遵守規范性和便捷性的原則，才可以將計算機的網絡技術發揮得淋漓盡致，滿足人們對網絡的不斷需求，提高網絡的應用效率，滿足信息化社會的發展。

2計算機網絡的應用技術

計算機網絡技術的廣泛應用，在現代社會發展中占據著舉足輕重的地位。Internet技術不僅在辦公中實現了遠程操作，而且在教育中，很多網絡課程教學、優秀課件的共享等，都極大地方便了教育與交流。尤其在生活中，商業進入網絡后，人們的柴米油鹽、醬醋茶等等生活用品都可以通過網絡獲得，所有的衣食住行等都可以通過計算機網絡技術解決，人們足不出戶，只要有臺連接網絡的計算機，所有的生活問題、教育問題、工作問題等都可以迎刃而解。平板電腦和智能手機的出現，更加推動了網絡技術的發展。平板電腦小巧、易攜帶，但連接網線，卻影響了其便攜性，而今的WiFi網絡技術，成功地解決了這一問題。有了WiFi技術，人們對網絡的依賴就更大了，在所有的場所，人們都可以共享網絡?，F在的手機已經由原來的3G升級為4G，網絡速度更加快捷，彌補了沒有WiFi網絡覆蓋的不足，人們可以通過手機的網絡進行實時的交流和溝通?，F在的生活中，如果某一環境或時刻，沒有了網絡，人們就會感到好像什么事都無法進行了。因此，計算機網絡已經成為人們生活、工作、學習中不可缺少的技術，它已經成為一種文化、一種生活融入到社會的各個領域。

3計算機網絡技術的應用前景

隨著科學技術的迅猛發展，計算機的網絡技術也將朝著更加方便、快捷、安全的方向發展。在生活中，人們通過計算機網絡技術，打破了時空上的束縛，實時地進行信息的交流和溝通；在工作中，人們通過計算機網絡技術，實現了遠程辦公的愿望，及時地進行信息的傳遞和共享。所以計算機網絡技術已經成為人們生活的必需品，這就要求其不斷提高“品質”?，F在的網絡技術是人們生活、工作、學習的重要手段，因此在未來的發展中，要求網絡技術要更加的穩定，而且還要快速。因為網速過慢，使信息不能及時傳播或共享的下，尤其是企業很可能會造成很大的經濟損失。另外，就是網絡技術的安全性，雖然現在的網絡技術都有加密保護，但現在的網絡技術的應用已經涉及到人們財產和隱私中，所以將來網絡技術的研究和發展的重點，就將是網絡安全問題。計算機網絡技術要不斷地研發、升級，給用戶提供更多既安全便捷的應用，不斷滿足人們的需求。計算機網絡技術的發展，必將推動人類社會的發展。

4結束語

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1:長春廣播電視大學畢業設計題目.

2:吉林省森工集團信息化發展前景與規劃.

3: 吉林省林業設計院網絡中心網絡改造與發展規劃.

4: 吉林省林業系統生態信息高速公路構建課題.

二、論文撰寫與設計研究的目的:

吉林省的林業分布十分廣泛,以長白山系為主要脈絡的山地廣泛分布各種森林資源,而作為林業及林業環境的發展,林業生態信息則是一個更為龐大的系統,快捷,準確,合理,系統的采集,處理,分析,存儲這些信息是擺在我們面前的十分現實的問題.在信息交流的這個世界中,信息好比貨物,我們需要將這些貨物(信息)進行合理的處理,其中以硬件為主的計算機網絡系統是這些貨物(信息)交流的"公路"和"處理廠",我做這個題目,就是要為它畫出一條"公路"和若干"處理方法"的藍圖.

由于森工集團這樣的特定企業,其一,它是一個統一管理的企業,具有集團化的特點,網絡的構建具有統一性.其二,它又在地理上是一個分散的企業,網絡點也具有分散性.然而,分散中還具有集中的特點,它的網絡系統的設計就應該是板塊化的.從信息的角度來講,信息的種類多,各種信息的采集傳輸處理角度也不盡相同,我們在設計的過程中不僅要考慮硬件的地域布局,也要考慮軟件平臺的配合.

沒有最好,只有更好;更新觀念,大步向前.我相信,在導師的精心指導下,經過我的努力,我將為它們創造出一條平坦,寬闊的"高速公路".

1,論文(設計)研究的對象:

擬訂以吉林省林業系統為地理模型,以林業網絡綜合服務為基本需求,以網絡拓撲結構為設計方向,以軟件整合為應用方法,開發設計一套完整的基于集散集團企業的企業網絡系統.

2,論文(設計)研究預期達到目標:

通過設計,論文的撰寫,預期達到網絡設計全面化,軟件整合合理化,網絡性能最優化,資金應用最低化,工程周期最短化的目標.

3,論文(設計)研究的內容:

一),主要問題:

設計解決網絡地域規范與現有網絡資源的利用和開發.

設計解決集中單位的網絡統一部署.

設計解決多類型網絡的接口部署.

設計解決分散網絡用戶的接入問題.

設計解決遠程瘦用戶網絡分散點的性能價格合理化問題.

設計解決具有針對性的輸入設備的自動化信息采集問題.

合理部署網絡服務中心的網絡平衡.

優化網絡服務系統,營造合理的網絡平臺.

網絡安全問題.

10,基本應用軟件整合問題.

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二),論文(設計)包含的部分:

1,地理模型與網絡模型的整合.

2,企業內部集中部門網絡設計.

3,企業內部分散單元網絡設計——總體分散.

4,企業內部分散單元網絡設計——遠程結點.

5,企業內部分散單元網絡設計——移動結點.

6,企業網絡窗口(企業外信息交流)設計.

7,企業網絡中心,服務平臺的設計.

8,企業網絡基本應用軟件結構設計.

9,企業網絡特定終端接點設計.

10,企業網絡整合設計.

5,論文(設計)的實驗方法及理由:

由于設計的過程并不是工程的施工過程,在設計過程中詳盡的去現場建設肯定有很大的難度,也不是十分可行的,那么我們在設計的階段就應該進行仿真試驗和科學計算.第一步,通過小型網絡測試軟件平臺,第二步,構建多個小型網絡搭建全局網絡模擬環境,第三步,構建干擾源利用小型網絡集總仿真測試.

6,論文(設計)實施安排表:

1.論文(設計)階段第一周次:相關理論的學習研究,閱讀參考文獻資料,制訂課題研究的實施方案,準備試驗用網絡硬件和軟件形成試驗程序表及試驗細則.

2.論文(設計)階段第二周次:開始第一輪實驗,進行小型網絡構建試驗,模擬網絡服務中心,模擬區域板塊,模擬遠程及移動網絡.

3.論文(設計)階段第三周次:進行接口模擬試驗,測試軟件應用平臺,完善課題研究方案.

4.論文(設計)階段第四周次:完成第一輪實驗,提交中期成果(實驗報告1).

5.論文(設計)階段第五周次:進行第二輪實驗,模擬環境(干擾仿真)實驗,提交實驗報告2.

6.論文(設計)階段第六周次:完成結題報告,形成論文.

三,論文(設計)實施工具及參考資料:

小型網絡環境,模擬干擾環境,軟件平臺.

吳企淵《計算機網絡》.

鄭紀蛟《計算機網絡》.

陳濟彪 丹青 等 《計算機局域網與企業網》.

christian huitema 《因特網路由技術》.

[美]othmar kyas 《網絡安全技術——風險分析,策略與防火墻》.

其他相關設備,軟件的說明書.

1、論文(設計)的創新點:

努力實現網絡資源的全面應用,擺脫將單純的網絡硬件設計為企業網絡設計的模式,大膽實踐將軟件部署與硬件設計階段相整合的網絡設計方法.

題目可行性說明及預期成果:

2、可行性說明:

篇7

科技學術論文歸檔與利用存在的問題

北京衛星環境工程研究所是由所辦負責科技學術論文、著作的收集、管理、歸檔工作，主要是通過每年舉辦1～2次國內空間環境工程等專業學術會議，出版會議論文集?？萍颊撐哪昃鶅砂倨笥?；每年本所參加國際聲和振動、空間環境材料、空間碎片等相關專業國際會議十項；在國際會議上發表的論文年均20余篇，均圍繞該領域及相關專業的研究和發展。由于參加國內外各種學術交流活動逐年增多，為技術發展和人才培養提供了支持，提高了所的整體學術地位和技術水平；同時由于學術水平顯著提高，導致對空間環境及相關科技信息需求也不斷增加，但在科技論文齊全歸檔和有效利用的管理工作方面，筆者認為還存在一些問題。

1.檔案管理不到位。雖然目前對科技論文的歸檔范圍已有明確要求，但在具體執行過程中，并未及時采取相應的管理措施，疏于嚴格管理。使科技論文歸檔的管理還存在一些薄弱環節，檔案人員不能主動收集科技論文，致使部分科技論文作者將論文存在自己手中。

2.審查不嚴格。航天科技有嚴格的保密審查和技術審查規定，但有部分作者為了圖方便和省事，未經審查就直接將科技論文投在國內外的刊物上發表，造成科技論文歸檔不受控。

3.檔案意識不強。部分科技人員不能自覺地將所發表的論文主動歸檔，特別是被EI、SCI等國際主要檢查收集的優秀論文，甚至將論文視為自己的私有財產，未能意識到科技論文是航天科技的寶貴財富，是促進科技快速發展的重要資源和技術支持。

解決科技論文歸檔與利用的途徑

1.加大宣傳力度，增強檔案意識。在各項緊張繁忙的科研型號任務管理工作中往往對檔案工作的不夠重視，導致科技學術論文的歸檔和利用價值被忽視。

為了進一步加強宣傳力度，增強科技人員的檔案意識：一是在所網頁“學術交流”專欄，增設“論文歸檔”欄目，大力宣傳科技論文歸檔的要求及其重要性；二是利用每年舉辦的學術交流會活動，在征文通知中明確提出論文歸檔的要求；三是采用職務晉升方式，將是否歸檔作為一項硬指標，作為晉升的加減分項，把歸檔工作納入科技人員的職責范圍；四是通過各種載體的有效宣傳，樹立科技論文歸檔意識，將檔案意識融入到相關的工作中，將科技論文歸檔工作納入所的檔案工作計劃中。

2.樹立正確的價值觀，共享科研成果。我國《檔案法》第三章第十條明確規定：“對國家規定的應當立卷歸檔的材料，必須按照規定，定期向本單位檔案機構或者檔案工作者移交，集中管理，任何個人不得據為己有?！笨蒲袉挝坏目萍既藛T是國家的工作人員，任何個人或團隊在科研工作過程中形成的科技成果都是屬于國家的，是國家的寶貴財富，不能據為已有，要做到學術科研成果資源共享。

3.健全完善規章，做到有法可依。在已有規章制度的基礎上，根據科技人員的需求，不斷完善相應的管理規定，從制度上進行管控、不留死角，使科技學術論文歸檔工作制度化、程序化。保證科技學術論文歸檔工作規范有序地開展。

4.嚴格審查手續，保證受控。為了徹底堵塞未經審查就發表科技論文的漏洞，確保發表的科技論文歸檔。應在嚴格執行所有關保密管理辦法及學術交流管理辦法的基礎上，由所辦負責學術交流的管理工作和科技論文的歸檔工作，做好一出一歸的閉環管理。

首先，要逐級審查待發表的科技學術論文。通過《國內會議及刊物的審批表》進行審查管控，采用處室、專家兩級審查制度，經單位保密部門審核后出具《保密審查證明》后，方可對外提供和發表。從根本上杜絕了未經審查就的問題。

其次，所辦將全部發表的論文及論文審查表均按照歸檔要求進行存檔，分類整理立卷，并編制檢索目錄供大家查詢利用。

5.實行獎勵政策，鼓勵。本所自2008年起開始實施科技獎勵制度，鼓勵科技人員積極撰寫，極大地提高了學術交流水平，數量逐年上升，論文歸檔數量也逐年增加。為了更加有效地開展學術交流工作，2011年對論文獎勵制度又進行了修訂和完善，明確規定被國際六大著名檢索系統——美國《科學引文索引》（SCI）、美國《工程索引》（Elsevier EI）、英國《科學文摘》（SA）、美國《化學文摘》（CA）、俄羅斯《文摘雜志》（AJ）、日本《科學技術文獻速報》（JST）收錄的論文及在國內核心學術刊物上發表的論文給與物質獎勵，對于及時歸檔的論文作者，于每年年終特別發放現金獎勵。調動了科技人員撰寫論文的積極性，同時極大地推動科技學術論文歸檔工作，收效顯著。

6.與晉升考核掛鉤，刺激歸檔熱情。為了促進科技學術論文的歸檔工作，保護知識產權，要求申報者和科技學術論文歸檔主管部門分別遞交清單，將主管部門提供的發表清單作為依據，每年參照論文歸檔情況進行評比。評比數據與員工的職稱評定、晉升考核掛鉤。將科技學術論文的歸檔工作與員工的切身利益密切相連。此方法能夠更加有效地刺激論文作者主動歸檔的積極性，由被動歸檔變為主動歸檔，更加有利地確保科技學術論文歸檔工作的順利開展，實現了科技論文歸檔的齊全完整。

利用信息化管理手段實現科技成果共享

自從2004年開始，在網頁主頁面上建立了“學術工作”專欄，下設學術動態、學術論文、學術成果3個欄目。該專欄自建立起，通過較高的點擊率，充分說明大家對學術成果檢索利用的關注程度。利用信息化管理網頁平臺，達到了宣傳和交流空間環境工程領域里技術和成果的目的，也促進了航天器環境工程的發展。

篇8

一、聯系生活實際，引導學生積極探究生活

新課改的理念也要求數學教學要緊密聯系學生的生活環境，從學生的經驗和已有知識出發，創設有助于學生自主學習、合作交流的情境，讓學生生動活潑地學習數學知識。比如，在教學完求平均數應用題以后，可要求學生通過社會調查，數據收集和整理來了解某家、某廠或某隊日常生活中的用電、用水的平均費用，自己班上同學的平均身高、平均年齡等。在元、角、分的教學以后，可利用數學活動課組織學生開展模擬購物活動，師生互當售貨員和顧客進行買賣游戲，對于一些后進生，還可帶著他們去學校商店，通過買一些學習用品，讓他們了解元、角、分之間的關系，在學校組織學生參加為希望小學獻愛心活動過程中，也可就借此東風，讓學生把家里的零錢湊起來，計算出總金額，通過這些活動，讓學生熟悉了元、角、分以及它們之間的兌換和簡單的加減計算。反思：通過上述設計，能開發學生的思維能力又把數學與生活實際聯在一起，使學生感受到生活中處處有數學。這樣的教學設計具有形象性，給學生極大的吸引，使學生意識到在他們周圍的某些事物中存在著數學問題，養成有意識地用數學的觀點觀察和認識事物的習慣，并逐步學會把簡單的實際問題表示為數學問題。

二、立足動態思維，增強知識建構的有效性

教室在此過程中，應基于切實培養學生數學思維的立足點。案例1：長方體和正方體體積，教學設計如下：活動1：創設問題情境，發現問題。先復習長方體和正方體相關概念和它們的體積計算公式，然后出示問題：學校多媒體講臺的形狀是一個長方體，它的底面積是1.2平方米，講臺高是1.5米。這個多媒體講臺的體積是多少立方米？要求學生先自主探究。預計學生會這樣解決的：1.2×1.5=1.8(立方米)。教師據此設置懸疑：照你們的說法和做法，底面積×高=長方體體積？(教師在等號上打一個大大的問號)(產生認知沖突:與前面所學“長方體體積=長×寬×高”不一樣。)活動2：解決問題。分析問題：(l)要證明“底面積=長×寬”。把“底面積×高=長方體體積”和“長方體體積=長×寬×高”進行形式上的比較，然后引導學生歸納。化解問題：底面積是否等于“長×寬”呢?(停頓，再次引起思維矛盾。)再次化解問題：什么是底面積?(引導學生說)，學生知道了底面積就等于“長×寬”，證實了前面的猜測和分析推理。從而可以得出結論（證實前面的假設成立)?；顒?：類比推理，統一公式。由長方體與正方體關系類比推理(橫向思維)得出正方體體積與底面積的關系。最后得出統一公式:V=Sh。反思：上述設計立足學生的思維養成和發展，設置懸疑，形成從未知“底面積×高是否等于長方體體積”到已知“長方體體積=長×寬×高”的逆向分析、推理求證的思維活動過程，中間很自然地融入底面和底面積概念的學習，而不是從告知“底面積=長×寬”，結合已知“長方體體積=長×寬×高”得出未知“底面積×高=長方體體積”的正向說明過程。這一過程實，際上也是一個思維聚合和發散交錯體現的過程，對課堂教學能夠達到事半功備的效果。

三、創設寬松環境，提高師生互動性

篇9

1.1復雜概念簡單化學習概率論與數理統計課程的學生大多是非數學專業的，數學基礎相對薄弱，以專業水準去要求他們不現實也沒必要。因此教師在講授時應盡量化繁為簡。例如，在講授大數定律時，進行嚴格的數學證明，對非數學專業的學生來講并非易事。教師只需將這些定理的含義講清楚就可以了。大數定律主要是在理論上嚴格地驗證了“多次測量求平均值”的合理性以及在實際問題中“，用事件的頻率近似替代概率”的合理性，即隨機變量的算術平均值依概率收斂于期望，頻率依概率收斂于概率。這樣既可減輕或消除部分學生的畏難心理與抵觸心理，又符合教學要求，從而實現教學目標。

1.2適當布置思考題當今是一個信息大爆炸的時代，學生大多思維活躍，善于動腦，部分學生會覺得老師都是在照本宣科，毫無新意，學習沒有挑戰性。教師可以適當布置一些相關的思考題，以便滿足不同層次學生的需求。例如，在講授幾何概型時，可以將著名的“貝特朗”奇論拋給學生。此問題有三種不同的解答。教師可以先與學生共同探討出一種解法，剩余的解法留給學生思考。也可以鼓勵學生挖掘出新的解法，甚至新的結果，讓學生去思考貝特朗奇論出現的根本原因是什么。這樣既滿足了部分學生的求知欲，又可以活躍課堂氣氛，提高教學效果。

2注重與生活的聯系，讓學生感受到學習的重要

2.1體驗生活常識“概率論與數理統計”是應用性很強的一門數學學科，它在眾多領域都有廣泛的應用。如果僅僅是這樣跟學生講，學生可能沒有任何感覺，甚至有些反感。事實上，它在我們的日常生活中也是隨處可見的。如果在講授相關知識時，能夠結合我們的日常生活，從學生身邊熟悉的事物出發，相信可以收到事半功倍的效果。下面將給出幾個具體實例：例1：在講授古典概率或者數學期望時，可以路邊攤的“摸球游戲”為例。袋子中裝有12個除顏色外，大小形狀均相同的6個紅球，6個白球，現從中不放回的摸取6個球，若所摸到的球為6紅則獎勵100元，5紅1白獎勵50元，4紅2白獎勵20元，3紅3白罰款100元，2紅4白獎勵20元，1紅5白獎勵50元，6白獎勵100元，你會心動嗎？這個游戲貌似是穩賺不賠，但是利用古典概率計算會發現，3紅3白的概率遠遠大于其他情況的概率。類似的街邊中獎游戲很多，如果我們學習了概率論的相關知識，就會大大減少上當的機會。

例2：在講解古典概率中的“盒子模型”時，可以“生日問題”為例。比如，授課班級有50名學生，那么可以讓學生猜一下至少有兩個人同一天生日的概率有多大。這個概率乍看很小，但是通過“盒子模型”計算出來的結果卻令人匪夷所思，當班級有50個人時，至少兩個人同一天生日的概率居然達到0.9704！在此可以讓學生進一步思考，在大街上至少兩個人是老鄉的概率又會有多大呢？肯定也是相當大的，因此可借此提醒學生在陌生場合一定要小心陌生人以“老鄉”“、有緣”之類的話搭訕，謹防上當受騙。除此以外，身邊還有很多的例子，比如在講授貝葉斯公式時可以寓言故事“狼來了”為例，讓學生分析一下為什么狼真的來了之后卻沒人來救；在講授復雜的全概率公式時，可以“抽簽問題”為例。假設在10根簽中，1根有獎，現有10個人輪流抽簽，問這樣抽簽是否公平呢？這個問題是在我們日常生活中經常見到，很多學生認為第一個抽簽的人中獎率一定是高于最后一個人的，然而事實并非如此。利用全概率公式得出的結果卻是第十個人與第一個人的中獎概率是一樣的，都是0.1。這些問題既生動有趣又貼近生活，從而能夠激發學生探究的興趣，充分調動學生學習的主動性和積極性，培養學生嫻熟應用以往學過的各種知識來分析問題、解決問題的能力，最終達到提高學生綜合素質的目的。

2.2感悟人生哲理師者，傳道授業解惑也。大學的課堂上傳授的不僅僅是知識，更要教會學生學會做人，做事，感悟人生。概率論與數理統計雖然是一門抽象的數學課程，其中也蘊含了很多人生哲理。教師在授課時若予以適當點撥，不僅能夠激發學生的學習興趣，加深對知識點的理解，更能夠體會一些為人處世之道。比如，在講授伯努利概型時，經常會舉下面的例題：某人進行射擊，設每次命中的概率是0.02，獨立射擊400次，試求至少命中兩次的概率。學生很容易列式求解出此概率為0.9972。在此可以向學生提出問題：從這道題里面你得到了什么啟示？學生可能一頭霧水，這就是一道普通的數學題，怎么還會有啟示？教師可進一步引導，這位射擊隊員的命中率很低，但是經過400次射擊，至少可以擊中兩次的概率就達到了0.9972。如果把擊中目標看成實現自己的人生理想，只要堅持不懈，最終實現理想的概率也一定是很大的?！皥猿志褪莿倮苯^不是一句空話，希望大家堅持不懈。

再比如，在講授概率的加法公式時，可以“諸葛亮問題”為例。假設諸葛亮解出問題的概率為0.8，3個臭皮匠A、B、C獨立解出問題的概率分別為0.5、0.48、0.45，且每個臭皮匠能否解出問題是相互獨立的，并提示：3個臭皮匠中，至少有一人解出問題，問題就被解決了。那么三個臭皮匠是否真的能賽過諸葛亮呢？由此，大部分學生都會想到用概率的加法公式來解決此問題。并且可以很容易求出3個臭皮匠中至少有一人解出問題的概率是0.857>0.8，即3個并不聰明的臭皮匠確實可以賽過聰明的諸葛亮。更進一步，若不是3個臭皮匠，而是4個，5個，…，結論又是如何?以1O個臭皮匠為例，假設諸葛亮解出問題的概率仍為0.8，每個臭皮匠獨立解出問題的概率都為0.45，且假設每個臭皮匠能否解出問題是相互獨立的。則利用對立事件概率的計算公式，可方便地算得1O個臭皮匠中至少有一人解出問題的概率為：1-0.5510≈O.9975>0.8。也就是說，問題基本上都能解出，從而遠遠賽過聰明的諸葛亮。因此我們在日常生活中一定要團結合作，集思廣益，充分發揮集體的力量。經過這樣的適當點撥，不僅能夠使學生更快地掌握知識，而且能夠幫助學生樹立正確的人生觀與價值觀。

3結語

篇10

關鍵詞：納米科學納米技術納米管納米線納米團簇半導體

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。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?！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?，F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