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篇1
Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.
Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor
I.引言
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。
篇2
KeyWords:science,technology,comparisonofsimilaritiesanddifferences,clarifyvingconcepts.
在现代，科学和技术关系密切，之所以如此，除了二者相互依赖和相互促进——科学要借助技术更新设备、启示问题、激励灵感，技术要借助科学提高理论水准、扩展发明视野、开拓新奇领地——之外，也在于科学和技术确实有诸多相通或相近之处。正如考尔丁所说，科学和技术二者都处理物理世界，使用相同种类的物质世界的知识。二者在研究中使用经验方法，雇用在科学中受训练的人，使用类似的词汇表。技术因它所应用的知识依赖科学，有时也为科学进展提供未加工的材料，即新观察或其他的激励研究的东西。
考尔丁只是笼统论之。其实，条分缕析一下科学和技术的各个要素，问题就更清楚了。例如，在建制方面，科学与技术都是高度创造性的行当，它们都给予那些能够以有意思的方法合成完全不会在其他人那里发生的思想的人们以一种奖励。在规范方面，科学和技术都具有非本地化和世界主义的特征。科学不是由于定义才是普适的，而是通过许多努力消解本地发现的与境的。技术不是自动地可用于其他境况的，它要求技术和境况两方面适应，以创造起作用的技术。这个消解与境过程的社会方面也是深入科学和技术之域消解与境，它在于在实践、流通和网络创造之间的交流。在结构方面，一切科学都有理论、观察、实验这三个部分，技术同样如此。因此，把技术和科学对立起来的做法是毫无意义的。科学和技术都进行观察和实验，提出理论，提出关于（通过实验）造成一定条件的方式的陈述。在基础研究问题上二者也有一定的重合。在方法方面，技术研究与科学研究没有什么区别。其研究周期图式都是一样的：确定问题；用现行的理论知识和经验知识解决问题；倘若尝试失败，就找出某些可能的解决问题的假设以至整个假设-演绎系统；借助新概念系统寻求问题的解决；检验解决问题与结果；对假设或初始问题的表达方式做出必要的修正。在评价方面，
任何特定技术的发展是否值得的裁决必须永远是暂定的，对借助新证据重新评价是开放的。以这种方式，对于科学使用的问题不能给出永恒的答案，正如科学理论本身的真理问题不能给出永恒的答案一样。
特别使我们感兴趣的是，在哲学底蕴方面，科学和技术都体现了操纵或摆布的思想。西方科学是作为实验科学发展起来的，而为了进行实验，它必须发展精确和可靠的操纵能力，也就是说进行检验的技术，人们操纵摆弄是为了检验。技术也操纵自然界的对象，同时也引起新的人操纵人的过程，或者说社会实体操纵人类个人的过程。随着技术的发展发明了新的和十分微妙的操纵方式，在这种方式中，对事物的操纵同时需要人类接受操纵技术的奴役。
也许正是由于这些相通或相近之处，不少人认为，科学和技术没有本质上的不同，或者没有原则性的区别，在二者之间是无法划界的。譬如，克罗斯和巴克坚持，在20世纪，科学和技术就形式而言似乎是一个有机的整体，在不把二者蛮横地弄得支离破碎的情况下，不可能把科学和技术作为分离的实体与整体分开。雷斯蒂沃则一言以蔽之，纯粹科学的神话是近代科学作为礼拜堂的基石。近代科学的意识形态使我们之中的许多人相信，在科学和技术之间可以划界，并因我们社会和环境的疾病而责备技术。
诚然，在科学和技术之间“存在边界起初不可能十分尖锐地显示出来的领域，正如在遗传工程和基因治疗的情况中那样”。诚然，“许多现代建制的探究形式把科学的知识进展的兴趣与特定技术的较大效率的目标融合在一起，一致在二者之间不存在建制上的划线。科学和技术在医学科学没有简单的可维持的区分，虽然在极端的对照中是清楚的。”诚然，在科学和技术之间的任何区分实际上都可能强烈地受到意识形态因素的影响，如规划的制定和资金的提供就涉及区分问题。科学和技术的区分还缺乏明晰的和毫不含糊的划界标准，在一种与境中是所谓“科学”和“科学的”东西，在另一种与境中往往被称为“技术”和“技术的”东西，反之亦然。然而，
不管怎样，从学理上讲，科学和技术毕竟不是一回事，二者的区别众多而明显。从实践上讲，把二者混同起来，也会在实际工作造成不应有的危害——我国科学政策和科研管理方面的诸多偏差，在很大程度上归因于混淆了科学和技术的概念和辖域。为此，我们必须尽可能把科学和技术区分开来，以便于澄清概念上的混乱和纠正管理上的不当。
邦格曾经以表格的形式，列举了科学和技术之间的某些相似点和和相异点。陈昌曙教授也从十个方面揭示了科学与技术之间原则上的、本质性的不同：基本的性质和功能，解决问题的结构和组成，研究的过程和方法，相邻领域和相关知识，实现的目标和结果，衡量的标准，研究过程和劳动特点，人才的素质和成长，发展的进展和水平，社会价值、意义和影响。在我的心目中，科学和技术一直是两个有别的概念和范畴。在混乱日盛且大有蔓延之势的情况下，我接连写了数篇强调科学和技术有别的文章，力图予以匡正。当时我没有研读多少资料，主要是凭直观和经验发议论的。在这里，我准备把原来简略的框架和十分有限的文字予以扩充，比较详尽地厘清一下科学和技术的差异。
（1）从追求目的上看，科学以致知求真为鹄的，其目标在于探索和认识自然；技术以应用厚生为归宿，其意图在于利用和改造自然。科学着眼于理论知识的不断进展，技术追求生产目标的有效实现。尽管技术也涉及知识——应用零散的经验知识和系统的科学知识，也创造一些实用性知识——但是它把知识工具化。也就是说，科学把知识始终视为目的，而技术仅仅把知识当作手段。
尽管在某些现实的研究课题或项目中，致知求真和应用厚生这两个目的是相伴出现的，即便研究者只涉及一个方面；尽管每一个正确的科学理论都可能潜在地导致技术应用，而每一项技术研究项目也可能促进科学知识的进展；但是，这并不能掩盖科学和技术在目的上的鸿沟之分。考尔丁对此洞若观火：科学和技术的基本区分还是在于目的。科学的目的是获取知识，技术的目的是应用知识控制物质。技术人员的问题是分派给他的，希望他提供答案；而科学中某种研究自由是基本的。于是，科学的发展遵从它自己固有的需要，即对真理的追求；而技术的发展遵循公众的物质需要。桜井邦朋也一语中的：
科学和技术本来是有差别的东西，科学被认为是就隐藏在我们周围扩展的自然中所看到的各种现象的奥秘中的真理，换言之，是就各种事实和在它们之间存在的法则研究的学问；与之相对，技术是立足于把科学的成果作为在我们的生活中有用的东西熟练使用的目的而加以研究、而组成的东西，是实用性极强的东西。
不用说，纯粹科学，如果它是实验性的，也控制和改造世界，但只是为了认识实在在很小的规模上这样做，而不是以此为目的。科学是为了认识而去变革，而技术却是为了变革而去认识。希尔也表达了类似的看法：“科学可以可以发明、改进和推广仪器工具，但是这不是它的首要关心。它的首要任务是认识，并通过认识扩大我们的知识。技术并不这么多地关心认识，它关心为最佳的利益而生产和使用。”
（2）从研究对象上看，科学以自在的自然实在为研究对象，不管这些对象是实体实在还是关系实在，不管它们是以物质形态存在还是以能量或信息形态存在，也不管它们是有生命的还是无生命的。总而言之，它们是自在的自然的。当然，为了获取自在的自然实在的知识，实验科学家也在受控实验中对其进行某些干预，但是这种干预是小规模的、不成气候的。更重要的是，如此干预只是作为获取自然奥秘的手段，而决不是为干预而干预，决不是把干预自然作为目的。相反地，技术的对象则是现实的或拟想的人造物，也就是说，它要设计或制造出某个自然界中没有的人工东西来。当然，技术也针对自在的自然对象做研究和试验，例如研究和利用天然石头作为建筑材料，但是无论从研究的出发点讲，还是从试验的结局上讲，都聚焦于实用和使用，其结果，已经使自在的自然存在变成为人的非纯粹的自然存在了，如砌墙基的方形花岗岩石料、抛光和切割的大理石平板。
（3）从活动取向上看，科学活动是好奇取向的（curiosity-oriented），与社会与境和社会需要关系疏远；技术是任务取向的（mission-oriented），与社会现实和社会需求关系密切。科学本来就是在有闲暇的条件下，由人的好奇天性触发的。科学爱好的激起，科学问题的提出，研究冲动的萌生，在很大程度上无一不是由好奇心驱使的。一个没有好奇心和惊奇感的人，是不会成为天才的科学家的。科学的好奇既表现在对自然现象的好奇（如爱因斯坦对指南针的好奇）上，又表现在对科学理论的好奇（如爱因斯坦对欧几里得几何学的好奇，对空间和时间问题的好奇，对经典力学和电动力学关于运动相对性解释的不协调的好奇）上，这些都可能成为新发现的导火线或助产士。爱因斯坦说得好：
重要的是不停地追问。好奇心有它自己存在的理由。一个人当他看到永恒之谜、生命之谜、实在的奇妙的结构之谜时，他不能不从心理感到敬畏。如果人们能够每天设法理解这个秘密的一点点，那就足够了。永远不要失去神圣的好奇心。
他还这样讲过：“如果要使科学服务于实用的目的，那么科学就会停滞不前。”
另外，技术像现代社会的许多建制一样，其取向往往是短视的，科学则不是如此、也不能如此。多尔比认为，短视的观点可能在技术的语境中被捍卫，但是却会使科学研究遭难。因为集中关于可预见的眼前利益，会使科学完全转向应用的和任务取向的科学，会减少产生未曾料到的新知识的能力，从而也会使未来技术的源泉枯竭。因为技术常常是为了满足眼前的需求而研制、应对市场当下的急需而生产的，所以不得不采取急功近利的态度和做法。科学一般不会如此短视，因为科学与人的物质欲求和市场的急需没有多少联系。假若出现短视的科学，也只能欲速则不达，美国攻克癌症计划的失败就是一个鲜明的例子，因为科学的发现是无法预见和计划的，只有在科学内部的各种条件具备和时机成熟之时（如旧有理论的完备，相关学科的发展，实验资料的积累，天才科学家的关注等）才有可能取得理论突破。正是由于取向的不同，科学研究的自由度要大得多，而技术的进展则要受到社会与境多方面的约束和限制。
（4）从探索过程上看，科学发现的目标常常不甚明了，摸索性极强，偶然性很多，失败远多于成功。因此，科学家在探究过程中随时掉转方向、动辄改换门庭是常有的事。诚如俗语所说：你本来要进这一个房间，却步入另一个屋子。在这种情势下，你根本无法计划和组织科学研究；即使硬着头皮做出计划，也不过是镜花水月而已，你根本无法在实践中实施。大凡头脑机敏的科学家对这一点都心知肚明。一般来说，他们只有一个大致的研究范围，至多只有一个飘忽不定、若隐若现的靶子，但是他们却具有审时度势、随机应变的本领——这是他们成功的秘诀之一。
相比之下，技术发明对准的靶子往往事先就很明确，可以做出比较详细、比较周密的组织和规划，然后或按图索骥，或有的放矢，偶然性较少，成功率较高。美国的曼哈顿计划和登月计划，中国的两弹一星工程，就是技术项目计划周到、组织严密、完成出色的绝佳表演，而刚才提及的美国攻癌计划则是计划科学失败的典型例证。正如我先前所写的：学术科学或基础研究是不可计划和组织的！组织和计划的学术科学不利于科学发展！在这里，爱因斯坦的告诫值得我们认真汲取：“人们能够把已经做出的发现的应用组织起来，但是不能把发现本身组织起来。只有自由的个人才能做出发现。”他还说：
科学史表明，伟大的科学成就并不是通过组织和计划取得的；新思想发源于某一个人的心中。因此，学者个人的研究自由是科学进步的首要条件。除了在某些有意识的领域，如天文学、气象学、地球物理学、植物地理学中，一个组织对于科学工作来说只是一种蹩脚的工具。
（5）从关注问题上看，科学需要了解“是什么”（what）和“为什么”（why），而技术面对的问题则是“做什么”（dowhat）和“如何做”（howdo）。邦格用一句话点明：技术的中心问题是设计而非发现。正因为如此，技术虽然以应用科学为基础，但是并非机械地追随应用科学。尽管实际情况远比想象的复杂——大量的、很好的甚至是很出色的科学工作，是在有着明确技术目的的研究过程中完成的，而且科学家自己在“科学”与“技术”职业之间来更而不改变自己实际从事的工作——然而“这些构成科学的问题是认识论意义上的问题，而技术研究的本质却是一件经济的和社会的工作。”
更为值得注意的是，科学发现的原创性和技术发明的原创性是不同的。“这两者的原创性都受人欣赏，但是在科学中，原创性在于比别人更深入地看到事物的本质的能力，而在技术中，原创性则在于发明家把已知的事实转化为惊人的利益的创造力。”因此，技师的启发性热情是以他自己迥异的焦点为中心的。他遵循的不是自然秩序的前兆，而是能使事物以一种新的方式运作以便达到某一可接受的目的，并能便宜地得到利润的可能性的前兆。在向新的问题摸索着前进时，技术专家所考虑的必定是科学家所忽视的利益与危害的整个全景图。他必定对人的需求特别敏感，并有能力评估他们准备满足这些需求时所付出的代价。科学家的眼光则全神贯注在大自然的内部法则上。
（6）从采用方法上看，科学主要运用实验推理、归纳演绎诸方法，而技术多用调查设计、试验修正等方法。考尔丁承认，技术研究的方法与科学方法有类似之处，如在实验中控制可变因素，使用矫正的参数，但是作为一个整体的方法根本不同于科学方法。科学的实验指向理解研究中的系统，本质上与科学方法的其他部分即说明的假设形成关联。没有导致新理解的实验是失败，实验通常借助一些假设设计，以便证实它或否证它。另一方面，技术的实验除了部分利用科学已经赢得的知识外，仅利用试错法，它不导致对自然的任何新的理解。技术通常满足于列举的观察资料，以方便的形式达到某种特定的目的，而不追求理解观察资料之间的关系。技术以科学的理解为先决条件，但它通常不为理解做贡献。广泛而精确的定量资料表并不构成知识，尽管它们可以是科学家的未加工的材料。
（7）从思维方式上看，科学思维除了在科学发现的突破时刻以形象思维为主外，在大多数场合下是以抽象思维和概念思维见长的，而技术思维是具象思维和形象思维统治着技术设计和工业设计。由于科学理论具有非自然的特征，科学思维必须摆脱与常识相联系的自然思维强加的模式，以理性批判和概念分析开路。技术思维在早期是直接与常识和经验密切相关，尔后出现的以科学理论为基础的技术，还带有常识思维和自然思维的胎记和烙印，它直接沿着现成的科学知识下行，化形而上的抽象为形而下的具体，注重可行性和成本效益分析。沃尔珀特径直指明，技术的许多方面是看和非词语的，这完全不同于科学思维。这并不是说，科学家不使他们建构的概念和机制形象化，不过对科学来说，说明是基本的，必须把图像翻译为语言和符号，尤其是数学。由于未受词语化的理论的牵累，技术设计者在他们的心智中把不同的要素会聚在新组合中。与科学相对照，从文艺复兴直到19世纪的技术知识刊载在图示占统治地位的书中——信息主要以绘图的形式刊载。
尤其值得指出的是，技术思维是由技术理性或曰主观理性、工具理性主导的，科学思维则在很大程度上体现的是科学理性或曰客观理性、纯粹理性。所谓客观理性，按照霍克海默等人的观点，是指客观结构是个体思想和行为的量尺，而非人和他的目标。在这里，关键是目的而不是手段。也就是说，客观理性关心的是事物之“自在”而不是事物之“为我”，它要说明的是那些无条件的、绝对的规则而不是假设性的规则。所谓技术理性，关心的是手段和目标，追求效率和行动方案的正确，而很少关心目的是否合理的问题。它是围绕技术实践形成的一套基本的文化价值。它预设了笛卡儿式的主体-客体、精神-自然的二元对立，也预示了一种人对自然的新的体验方式：人作为主体，雄居于所有客体之上，把世界看成是一个可以纵和统治的集合体。它包括这样一整套基本文化旨趣：人类征服自然，自然的定量化，有效性思维，社会组织生活的理性化，人类物质需求的先决性。
（8）从构成要素上看，科学的构成要素可以说是非物的——科学知识体系纯粹是非物的；研究过程虽然离不开实验设备的支撑和物资的消耗，但是这些物本身并不进入科学的结果即科学理论之中。尤其是，基础研究或学术科学对物的依赖是很少的，甚至可以忽略不计，一支笔加几张纸足矣——难怪有人把相对论和量子力学革命称为“纸上的革命”。即便非要把科学与物扯在一起，科学也只是“抽象物”的科学或“物之共相”的科学。相反地，技术则是实实在在的物的技术，时时处处与具体物打交道，起码或多或少是离不开物的。尽管在学术层面，学人对技术构成要素的理解还有“技术非物”和“技术是物”的歧见，但是技术恐怕很难完全与物脱离干系。只是“对于不同的技术，物的因素所占的份额和所起的作用是有所区别的。或者说，在人工自然的创造或技术活动中，人们可以让物质实物扮演各种角色，如载体角色、对立体角色、匹配体角色和包容体角色（这当然是不确切的划分）。”
（9）从表达语言上看，科学语言也使用日常语言进行事实的描绘和实验的叙述，但是其中无论如何缺少不了科学概念或术语。在科学理论中，更偏重抽象的概念说明和的繁难的数学推演，这一点在科学的典型代表物理科学中表现得淋漓尽致。特别是要严密、精确地陈述科学理论，非数学语言和数学公式莫属。相形之下，技术语言多是具体的、平实的描述，缺乏复杂的概念分析和数学演绎。在技术中也运用数学工具，但大都是具体的数值罗列和一般的数字计算，技术结果也不要求绝对精确，只要满足实用需要，在某一误差范围内得出具体的数值即可。尤其是，表达科学知识和理论的科学语言的是可传达的、可交流的、可用文字和数学符号书写和记载的，科学共同体实际上是科学语言共同体，这个共同体使用相同的词汇表或词典。可是，在技术方面，情况就不同了：有些技术事项是无法用语言、文字或数学符号表达清楚的，因此得借助图示、模型、样品等来说明。更为歧异的是，不少属于技术的技艺、诀窍之类的东西根本无法用语言解释和传达，也无法从书本学到手，只能像师傅带徒弟那样，边干边学，边观察边体味，才能逐渐达到心领神会、游刃有余的境界。此类知识就是波兰尼所谓的“私人知识”（personalknowledge）或不可言传的知识（tacitknowledge）——后者也可译为“意会知识”或“默会知识”——技术知识的某些分野就归属这样的知识。
（10）从最终结果上看，科学研究所得到的最终结果是某种关于自然的理论或知识体系，技术活动所得到的最终结果是某种程序或人工器物。科学成果是人类精神的非物质成就，而不是设计和生产的物质成品。史蒂文森断定，科学不是技术，它不在于器械的发明。科学的中心关注和最终结果是knowingwhat即真理的知识，与knowinghow即如何做的技术知识相对。当然，这两类知识是相互关联的，尤其是在现代。沃尔珀特断言，科学的最终产物是观念和信息，也许是在科学论文中；技术的最终产物是人工制品，比如说钟表和电机。与科学不同，技术的产物不是针对自然实在衡量的，而是借助于新奇性和特定的文化加于其上的价值衡量的。巴萨拉（Basalla）道同志合：“虽然科学和技术二者包含认知过程，但是它们的终极结果是不同的。创新的科学活动的最后产物最可能是写成的陈述、科学论文、公布的实验发现或新的理论见解。相对比，创新的技术活动的最后结果典型地是对人工制造的世界的添加物：石锤、钟表、电动机。”
（11）从评价标准上看，对科学的评价以是非正误为主，以优劣美丑为辅，真理和审美是其准绳；对技术的评价是利弊得失、好坏善恶，以功利和价值为尺度。沃尔珀特一言蔽之：“技术的成功与欲求和需要有关，而科学的成功依赖于与实在符合。”对此，多尔比论述说，就作为知识形式的科学和技术而言，二者之间的关键区分是，技术借助于实用标准“它奏效吗？”评价，而科学知识则借助于“它为真吗？”评价。他继而指出：
对技术和科学而言，成功的标准依然是不同的。在技术中，成功与起作用的产品、尤其是与在目前市场条件下在商业上的产品俱来。相对照，在科学中，成功的标准不是它起作用，而是它被接受为真。
（12）从价值蕴涵上看，作为知识体系的科学大体上是价值中立（value-neutrality）的，或者说其本身仅蕴涵为数不多的价值成分；而技术处处渗透价值，时时体现价值，与价值有不解之缘。莫尔就是这样看问题的。他说，真正的科学知识在伦理的意义上是善的，而在技术中，情况就完全不同了。每一项技术成就，必然使人又爱又恨（有矛盾心理）：它能够或善或恶，技术必然是双刃工具。尽管把已知的技术成就分类为善或恶从来也不是确定的，但是任何一项给定的技术总是在伦理上能够分为善或恶，这取决于人心中的目的，取决于过去、现在和将来的边界条件。邦格详细地陈述了他的观点：对科学家来说，所有具体对象都是同样值得研究的，而不涉及价值问题。技术专家却不是这样：他把实在分为原料、产品和其他部分（即一堆无用之物），他最珍视产品，其次是原料，最轻视其他部分。技术知识和技术活动的价值准则是与纯粹科学的价值中性相对立。技术专家凡事都要衡量其价值，而科学家只衡量自己的活动和成果的价值。科学家甚至以摆脱价值观念的方式去处理价值问题。虽然基础研究作为心理过程的评价，它也做出价值判断，但是这完全是内在的：它们涉及科学研究的要素，诸如资料、假设和方法，而不涉及科学研究的对象。另一方面，工程技术专家不仅做出内在的价值判断，而且也做出外在的价值判断：他评价他能得手的每一事物。基础研究就其自身目的而言，是寻求新知识，是不涉及价值的，在道德上是中性的。当可以做某些有利于或不利于他人的幸福或生活的事情时，才涉及道德，工程技术专家恰恰在这里有份儿。他们应该遵守可以称之为技术命令（technologicalimperative）的东西：
你应该只设计或帮助完成不会危害公众幸福的工程，应该警告公众反对任何不能满足这种条件的工程。
（13）从遵循规范上看，科学遵循的规范是美国科学社会学家默顿所谓的普遍性（universalism）、公有性（communism）、无功利性（disinterestedness）、有组织的怀疑主义（organizedscepticism）；技术的规范与此大相径庭，它以获取经济效益和物质利益为旨归，其特质是事前多保密，事后有专利。波兰尼看到这种天壤之别：“科学知识与技术操作原则之间的不同被专利法认识到了。专利法对发现和发明做了鲜明的区分。发现增加我们关于大自然的知识，而发明则建立一个服务于某一得到承认的利益的新的操作原则。”普赖斯也十分清楚：
存在着科学和技术之间最为重要和最有意思的一种对照。大家都明白，在科学上只要你第一个发表了，你就打败了其他人。通过发表来表明你对知识产权的私有要求。非常不可思议的是，你的发表越公开，你的产权要求就越安全地为你所独占。在技术上则是另一回事。当你做出发明时，你必须为其取得专利，你必须防止工业间谍的窃取，你必须看见它远在能够被竞争者复制或取代之前就被制造出来并销售出去。在技术上你得用通常的保护方法来确保你的私有权。
他进而揭橥，这种差异的原因在于，从哲学意义上看，即使科学是对规律的一种概括和发明过程，自然却非常强烈地表现出似乎只有一个世界可以被发现，如果波义耳没有发现波义耳定律，那么必然会有其他人去发现。但是，技术中的大部分竞争比在科学中有更多的回旋余地。技术是一种文明所获得的，而科学则让人感到更像是自然的规定而不是人的大脑所拥有的。
（14）从职业建制上看，科学和技术无疑是相互渗透的，并且经常看上去好戴着同一顶帽子或穿着同样的实验服装。但是将两者混淆起来的做法是把表面的东西——例如机构联合——当成了深层的东西。在科学共同体中，其主要成员是以思想型、理论型、动脑能力见长的研究员和教授；而在技术共同体中，其主要成员则是以实践型、经验型、动手能力见长的发明家和工程师。前者的建制实体是国家科学院、科学各学科研究所、科学学会、综合大学的科学研究机构等，后者则是国家工程院、工科院校的研究机构、工程学会、工业部门的研究所、工业实验室、高技术开发区的企事业单位等。不同的职业建制也体现在人才培养模式的差异上。科学人才的培养主要在综合大学的理科院系和科学研究所进行，注重理论知识、概念辨析、数学基础、逻辑推理的训练；技术人才主要在工科院校、工业研究所和实验室培养，偏重专门技能知识、数值计算、实际操作的训练。尽管这两种角色可以转换，也有可能一身二任，但是转化总得有一个学习和适应过程，而且“双肩挑”的人毕竟是稀少的，即便兼而有之，此类人物也是有所侧重的。
（15）从社会影响上看，科学和技术对社会的影响都是巨大而深远的，而且各自作为子文化，都是文化进化的重要推动力，显示出很强的文化渗透性。但是，二者的社会影响无论如何是有相当大的差别的。科学主要是观念形态的东西，它的社会影响基本上是思想上的和精神上的，尤其是科学思想、科学方法和科学精神直接作用于人的心灵，促使人更新观念、提升素质、完善人性，而它对政治、经济、军事、环境和生态基本上没有直接的影响。技术则不然：技术往往是以器物的形态出现的，它对人的思想和精神的影响是间接的，但是却直接作用于社会的其他各个方面，其影响是巨大的，而且具有两重性。反过来，由于科学自身的本性，社会对科学的影响较小、约束力弱，但是对技术影响很大、约束力也强烈得多。
（16）从历史沿革上看，技术的历史是古老而漫长的，可以说从原始人打制第一块石器时就开始了，而科学的历史沿革是相当短暂的，至今不过三百余年的历程，即使把科学的萌芽时期计算在内，也仅仅有两千多年。与技术的历史相比，科学的历史短得简直可以忽略不计。此外，技术依赖于科学的时间，就更为短暂了。沃尔珀特对此印象深刻，他进而还洞察到科学和技术在历史上相互影响的不对等性，以及科学起源与技术起源在特点上的差异。他说，在确立科学的非自然本性（反常识的和反直觉的）时，必然要在科学和技术之间做出区分。区分的证据主要来自历史。技术比科学要古老得多，它的大多数成就——从原始农业、陶器的烧制、金属的冶炼制造、大教堂的建筑乃至蒸汽机的发明——无论如何是独立于科学的，直至19世纪科学才对技术产生影响（合成染料和电气工业）。这些技术基于常识和经验的实践手艺，而实践取向无助于纯粹知识。技术的历史大都是无名的历史，这再次不同于科学。就观念和器械而言，历史上的科学严重地依赖可以得到的技术，技术对科学有深刻的影响，反过来，科学对技术的影响是相当晚近的事情。一旦承认科学和技术之间的区别，科学在希腊的起源就呈现出特殊的意义。科学的特殊本性对科学仅仅一次出现负责。往往被认为是科学家的中国人实际上是熟练的工程师，对科学做出的贡献微不足道。他们的哲学是神秘主义的。容许科学在西方得以发展的，也许是理性和支配自然的定律的概念。史蒂文森也明确地意识到，与科学不同，技术在某种程度上对一直存在的每一种人类文化是共同的。与技术不同，科学并不是在人类历史的每一个阶段都存在或在每一个文化传统中都存在。
（17）从发展进步上看，科学和技术都具有发展进步的性质，在这一点它们与文学、艺术、哲学不尽相同。但是，它们二者在发展进步的特点上判若黑白。列维特揭示，科学发展与技术进步，科学与作为在社会、经济、历史中展开的技术的逻辑，是很不相同的，尽管这两个建制看起来并肩前进。关键的差别在于，科学——仍然是指对惟一的物理世界的探索——的确是逻辑的，无论是作为一个过程还是作为已经完成的提炼过的理论结构。科学的发展结构基本上是树枝状的，即新的知识分支不断从老的枝干上生长出来，尽管在更深的层次上是一体的。与之相比，技术展开的机制完全不同。那些在生长点和结点工作的人是混合的集群，很难以一种简单的方式加以概括。关键人物可以是科学家或工程师，但也可能是行政领导、官僚、银行家、军官或政治家。技术的进步、后退、停滞或分叉看起来并不遵循任何可以概括的逻辑。沃尔珀特指出驱使科学和技术发展的动力大相径庭：对技术来说，它是市场的需求或进展中的技术“造成”的需要。情况似乎是，发明活动是受发明的预期的价值支配的，在投入高峰时即是发明高峰——科学往往不是这样的。斯科利莫夫斯基（H.Skolimowski）认为，二者进步在目标上各行其是：与科学进步的目标在于接近真理相对应，技术进步的内在目标在于提高有效性。这种有效性在具体的技术实践中表现为精确性、耐久性和低成本（或称效率性）。还有一点必须提及：尽管科学知识单元在进化过程可能出现复杂和多样的局面，但这只是暂时的、过渡的现象，它最终必将趋向简单性和惟一性。可是，技术物品的单元在进化中趋向复杂性和多样性，各种用途的锤子，各种大小和型号的扳手、螺丝，各种面料和花色品种的纺织品，各种配方和商标的牙膏、香皂等等。
科学和技术在历史上的绝大多数时间是分离的，科学大规模地转化为技术的高峰时期也寥寥可数，可是在现代，科学趋于技术化和技术趋于科学化也是不争的事实。为此，斯平纳提出认知-技术合成体（cognitive-technicalcomplex）和现实化的科学（realizedscience）的概念，拉图尔甚至和盘托出了“技科学”或“技术科学”（technoscience）的生硬概念。这种科学技术一体化的思想是后现代主义的主题思想之一，诚如福曼（P.Forman）所言，技术取向的科学（technologicallyorientedscience）以及科学取向的技术（scientificallyorientedtechnology）其范围之广和力量之大是众所周知的。这是后现代性之结果。为了说明科学和技术之间的密切关系，人们提出了诸多说明模型，例如“线性模型”、“舞伴模型”、“杂交模型”等。这些模型都有可取之处，也道出了部分真理。但是，线性模型似乎简单化了一些，把科学和技术复杂、多变的关系描绘得过于径直，而且易于引起技术神话。舞伴模型亦有把科学和技术互动过程简单化之嫌，同时它忽略了这样一个事实：科学和技术不仅可以跳双人舞，而且有时也独舞。杂交模型把科学和技术视为一个新的综合体，这实际上已经使二者一体化了——这是我们绝对不能同意的——尽管这种一体化是部分的一体化而非整体的一体化。我觉得，可以接受的比较周全的观点也许是：
科学和技术是有联系的，但并非一体化；科学和技术是有区别的，但并非决然对立；科学和技术有时是互动的，但互动的形式多种多样，互动的过程错综复杂，而不是线性的和一义的。
参考文献
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列维特：《被困的普罗米修斯》，第171页。
邦格厘清了一种误解：“经常有人认为，技术与文化是格格不入的，甚至是彼此对立的。这是一种错误的观点，是对技术过程尤其是对革新性技术过程的理论丰富性完全无知的表现。……事实上，技术并不是一个孤立的组成部分，它与整个文化的其他各个分支有很大的相互作用。而且在现代文化中，只有技术和人文学科（特别是哲学）与其他文化分支有很大的相互作用。具体地说，技术与系统的哲学的几个分支（逻辑、认识论、形而上学、价值论和伦理学）都有很强的相互作用。”参见邦格：技术的哲学输入和哲学输出。
海森伯对此有具体的说明：从18世纪和19世纪初起，形成了一门以发展机械操作过程为基础的技术，这起初只是旧手工工艺的发展和扩充，其基本原理人人都能掌握。甚至在蒸汽机得到应用以后，技术的这一特性并未得到根本改变。但是，19世纪后半叶出现的电工技术，使得技术与旧手工工艺的联系已经不复存在，电力这种自然力的开发不是来自人们的直接经验，而是基于科学理论。参见海森伯：《物理学家的自然观》，吴忠译，北京：商务印书馆，1990年第1版，第6~7页。
L.Wolpert,TheUnnaturalNatureofScience,pp.vii,24~30.
L.StevensonandH.Byerly,TheManyFacesofScience,p.5.
列维特：《被困的普罗米修斯》，第171~173页。
L.Wolpert,TheUnnaturalNatureofScience,p.31.
刘文海：《技术的政治价值》，北京：人民出版社，1996年第1版，第19页。
普赖斯的说法有一定的道理：科学的正常成长更多地来自科学，而技术的正常成长更多地来自技术。技术专家用的科学大多数是他们在学校学习和大众知识中的科学，而科学家用的技术大多数是伴随他们成长起来的那些技术。两者之间的强有力的相互作用只出现在很少的时候，因而引人注目地形成历史山脉的高峰。在17世纪的科学革命中，有一种从工匠技艺状态向新型科学仪器的有力转换，它使科学从古代状态突破而获得爆炸性的增长，并带来现代的实验传统，带来望远镜、显微镜、气压计、温度计、抽气机和各种静电机械。在我们这一代，工业革命已经达到一个新水平，主要通过物理学——特别是爱迪生的电学——科学找到了它回报技术的方法。在大多数情况下，科学并没有给技术许多帮助，但偶尔你会遇到像晶体管和青霉素这样完全相反的反常事件。同样必须注意的是，这里存在的引人注目的例外而不是规律。高峰不是典型。不能以牛顿和爱因斯坦的标准去判断科学家。不能以晶体管的特例去判断科学对技术的影响。承认科学和技术大体上是只有松散联系的系统，人们的动机目的甚至训练都非常不同，属于完全不同的类型，这在理智上是没有什么困难的。普赖斯：《巴比伦以来的科学》，第170~171页。
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2.1激发学生的学习兴趣
小学生正处于想象力丰富、思维活跃的重要时期，很多小学生愿意去发现新的事物、探究新的事物。因此，教师在进行小学数学教学时，可以根据学生的这一特点，应用网络技术的优势，为学生创建一个良好的学习情境，从而有效地激发学生的学习兴趣。很多小学生对数学不感兴趣的重要原因是数学知识过于抽象和严谨，导致学生感觉数学课程十分枯燥，在这种情况下，很难激发学生的学习兴趣。在网络技术的教学环境中，教学信息以立体、形象、丰富的形式展现在学生面前，面对这种多样式的信息呈现方式，小学生会产生极大的好奇心，在好奇心的作用下，他们会迫切地想要了解这些信息，这样就能激发学生的学习兴趣，提高学生的参与力度。在传统的教学模式中，学生很少积极主动地参与在教学活动中，而将网路技术运用在小学数学课堂上，学生能通过计算机展示的图像、数据、动画等进行模拟、探索，学生能通过直观的感受，对知识进行验证。网络技术和小学数学课程的整合能使得小学数学教学多样化、形象化、视觉化，这样对学生数学思维的形成有很大的帮助。
2.2揭示数学内在规律
网络技术具有感官同步进行的效果，它能将数学教学的重点、难点逐渐呈现出来，为学生创建一个丰富的学习情境，让学生更加快速、准确、深入地了解、掌握数学教学的重点难点。在传统的数学课堂教学过程中，整个教学活动几乎都是教师看着教材，在黑板上简单地画几个图形进行讲解，整个教学活动几乎是静止的；而利用网络技术能动态地展示出教学内容，这样化静为动，揭示数学的内在规律，有效地提高学生的学习能力。例如，教师在讲“圆的认识”时，可以利用多媒体展示圆的形成过程，将绳子的一端固定，然后在另一端系上一个小球，甩动小球，让其作圆周运动，从而让学生了解圆的形成过程。通过这样的动态演示，能让学生对圆有一个形象的认识，为圆的进一步认识打下良好的基础。
2.3结合实际生活，感受知识的生成
在小学数学课堂教学过程中，教师可以将教学内容和学生的实际生活结合起来，利用网络技术通过动画、声音等形式为学生创建一个和学生实际生活相关的虚拟情境，给学生一种身临其境的感觉，让学生感受知识的生成和发展的过程，从而引导学生掌握数学知识的本质。例如，教师在讲解“相遇问题”时，可以利用多媒体展示两个人在不同的位置，同时向某一个位置前进，动态地展示出两个人相遇的场景。这样不仅能帮助学生正确地理解“两人从两地同时出发”“、相遇”等专业术语的含义，从而让学生正确地理解路程、速度、时间之间的关系，而且极大地降低了学生学习知识的难度，提高了学生的学习效率。
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进入21世纪以来，计算机与网络技术的运用快速浸透于社会的各行各业战争常百姓的日常生活。一日千里的变化使人们苏醒认识到：计算机技术是信息社会的主要技术。不控制计算机学问和根本技艺，将难以在现代信息社会中有效地工作和生活。“电脑要从娃娃抓起”，信息科技课程曾经成为学校必不可少的课程之一。
现代教育强调注重学生的主体性作用，教员的作用要表现在引导上。面对丰厚多彩的计算机世界，每一个学生可能都会有不同的想法和喜恶。而作为一名计算机教员又必需在有限的课时内完成较繁重的教学任务。那么如何统筹二者停止高职计算机的教学呢？我在几年来从事计算机教学过程中停止了一些尝试，总结了一些较适用有效的教学形式和教学办法。
一、教学形式
1.边讲边练，精讲多练
计算机学科的理论性很强，强调学生操作才能的培育。假如采用传统的教学办法，“纸上谈兵”，学生容易感到单调乏味。而自觉的上机练习也难以保证学习效率。所以每当学习新的操作内容时，一堂课中我普通只布置15分钟左右停止解说、示范。讲一个问题时就让学生同步操作，然后关键的一步就是布置相似的练习让学生入手理论。等他们控制以后再讲一个学问点。这样每堂课讲授的学问学生们都能应用于理论并得到稳固，最终到达纯熟控制。有时能够依据学生的实践程度恰当调整讲课内容，精讲重点、难点、疑点，把时间最大限度的留给学生去操作实习。关于一些重要的、较为烦琐复杂的操作，尽可能天时用多媒体教学网络，一边演示一边解说。这种直观、共同的教学方式常常能惹起学生的留意力，激起起他们本人尝试的兴味，这样，既缩短了教学时间，又进步了教学效率。几年来的理论证明，学生在本人操作时提出的问题远比被动承受教学时要多得多，而且对这些问题的了解、控制更为结实。这样也有效地促进了学生作为学习主体操作主动的考虑。
2.耐烦辅导、培育兴味
“兴味是最好的教师”一个人只要对某个问题产生兴味，对会启动思想，才会主要去寻觅处理它的方法，才会主动获取相关的学问，将“要我学”变为“我要学”。兴味是激起学生学习积极性的动力，也是激起发明力的必要条件。因而，在计算机教学过程中，如何激起学生的学习兴味无疑是教员的重要任务之一。每当我接手一些新班级，总会发现其中有一局部学生从未运用或极少运用过计算机，基本不具备根本的计算机学问和操作才能，完完整全是个“电脑盲”。在操作过程中经常会呈现各种各样的问题，绝大多数十分简单，以至令人发笑。但是我深知：作为教员，不能因而而讪笑、怒斥学生。一定要留意倾听学生提出的每一个问题，并针对不同问题做出不同的解答。有的能够开门见山的答复，有的演示一遍操作过程，有的和他们做简短的讨论，有的则用另一个问题将学生的考虑引向深化。在辅导过程中，我留意与他们站在对等的角度，当心维护他们心中萌生的兴味之芽，并用恰当的鼓舞和褒扬树立他们胜利的自信心、决计。
3.因材施教，分层教学
现代教育供认个体的差别，对不同程度的学生，施行因材施教，分层教学就显得尤为重要。因而我在接手班级时，首先做好了这方面调查，在此根底上对学生的上机座位停止布置。在讲授一些常见的学问点时，如：汉字的输入、资源管理器的操作等，并支持他们停止感兴味的一些操作，如：电脑绘图、打字游戏。此外我还鼓舞他们自学课本上的选学模块，并作一定的辅导。这样就有了较多时间对根底差的同窗多指导，使他们能顺利地完成我布置的根本教学任务或操作锻炼。
高职计算机教学主要目的是激起学生学习和运用计算机的兴味，稳固学生学习计算机的热情，让学生初步控制计算机的根本操作技艺并应用于理论，注重培育学生的信息素质和创新思想以及自学才能。在有限的条件下，依据学生目前的实践状况应用这样的办法停止多样化的教学还是有其可行性的。
二、教学办法
“教无定法”。只需能促进学生了解、控制顺应就是一个好的教学办法。
1.比喻阐明法
计算机课程中有相当一局部是根底理论学问，关于学生来说有时较单调。假如在讲课时恰当地运用比喻，就会有助于学生对学问的了解和控制。比方：在讲网络中的域名和IP地址时，能够这样讲：世界上的人很多，我们怎样来辨别彼此呢？我们能够经过用本人的名字和用身份证号两种途径，我们能够运用身份证号来独一的指定某人，但是，身份证号太难记了，日常生活中，我们用名字来指定某人。网络中的计算机也一样，为了辨别彼此，他们也有“名字”～我们称之为域名，同样他们也有本人的“身份证号”～IP地址，IP地址能够独一的指定一台计算机，但是，记住它不太容易，平常，我们只用域名来指定网络中的计算机。这样，学生们很轻松地就揭去了域名、IP地址的神秘面纱。
2.高兴教学法
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长期以来，我国的语文课堂教学陷入到一种传统的教学理念中，没有根据学生特点以及培养学生创新思想进行课堂教学的设计，在一定程度上也决定了我国的语文教学质量一直落后。另一方面，学生一直认为语文就不用学习，只要会认识几个字，会说话就好，因此，在课堂中常常出现睡觉以及做其他事情的现象。同时加上教师的教学方法比较死板，没有创新性，更提不起学生学习兴趣。因此，作为教师，应该从以下几方面提高语文课堂教学中的艺术性。
1. 语文课堂教学中导入语的艺术设计 好的开头是成功的一半，一堂好的语文课教学必须有一个出色的开头，有一些教师往往不注重课文的导入，或者只是简单地当成了敲门砖，当门敲开了，砖也就扔了。魏书生说过：“好的导语就像磁铁，一下子就能够把学生的注意力集中起来，好的导语又是思想的电光石火，能给学生以启迪，催人奋进。”另外，托尔斯坦也曾经说过：“成功的教学所需要的不是强制，而是激发学生学习兴趣。”追新求异是每一个学生的共同心理，因此，语文课堂教学导入语的设计如何显得有艺术性，本文从以下几方面进行艺术设计。
（1）教师的导入语中要有一定的文化素养。 特别是在古代诗词的教学中，对这方面的体现尤其明显。当学到《茅屋为秋风所破歌》时，作为教师可以这样设计导入语：古往今来，诗词中，写风的语句有很多，例如：白居易的《观刈麦》中描写南风：“夜来南风起，小麦覆陇黄”；辛弃疾的《青玉案》中描写东风：“东风夜放花千树，更吹落，星如雨”；李清照的《醉花阴》中描写西风：“莫道不消魂，席卷西风，人比黄花瘦。”岑参描写北风：“北风卷地百草折，胡天八月即飞雪”等，通过引用这些诗句，来导出今天所学的《茅屋为秋风所破歌》，这样一来，不仅能够提高学生的兴趣，还能够起到很好的熏陶作用。
（2）导入的语言要体现思想内涵。 教师在设计导入语时，不仅要有吸引性，而且还要有一定的思想教育性或者起到一定的启迪效果。当学到《范进中举》时，可以这样设计导入语：大家都知道“头悬梁，锥刺股”这个故事，在故事中，刚开始，苏秦游说秦王没有成功，回到家遭到嫂子以及妻子的白眼和鄙视，之后发奋读书，就有了“头悬梁，锥刺股”的由来，后来游说赵王成功，回到家中，看见嫂子爬着来见他，苏秦问何故，嫂子答：“为叔叔的位尊而多金”。大家猜猜我们今天学的什么课文呢，学生能够马上猜到，就是《范进中举》，在这篇课文中，范进就相当于苏秦，而他的老丈人就是苏秦嫂子一样的人物，通过这样的导语不仅吸引学生的注意力，还能够引出下面所要讲的课文，也让学生大概了解《范进中举》所要表达的思想。
2. 语文课堂教学中提问的艺术设计 课堂提问主要是指教师在课堂上，为了能够完成教学任务，依据教学目标重难点，科学地提出疑问以及提出重难点，从而激发学生的学习兴趣，鼓励学生积极地去思考以及解决问题。
（1）反思性的提问。 长期以来，学生的思维往往陷入到一种怪圈中，浅尝辄止，在学习课文时，往往不能够正确地理解语文课文的真正思想以及体会文章的奥妙之处。因此，这就要求，教师在提问时应该注意其艺术性。例如在学习《我与地坛》一文时，课文后面有这样一个问题：“为什么史铁生自从无意中进入到地坛后，就没长久地离开过它呢”，反问学生，如果你是史铁生，你会有怎样的感受，让学生真正进入到这个角色中，让他们身临其境地从史铁生的角度出发，在心理上和作者产生共鸣，也就不难理解作者当时复杂的心情，更深刻地理解课文内容。
（2）互动性提问。 教师在语文课堂的教学过程不仅仅是提出问题，解决问题，更多的是通过师生之间互动，生生之间互动，使学生积极主动地参加到整个教学活动中。例如：学习《伟大的悲剧》一文时，首先教师应该提问“既然是悲剧又何来伟大一说呢”，让学生组成两个阵地，互相讨论，逐渐达成一种思想，分辨出“悲”不只是“悲伤，悲痛”，同时还有“悲壮”的意思，从而得出勇士牺牲了身体，是悲壮的，但是他们勇于探索的精神是伟大的。从而使学生明白课文的主体思想就是赞扬一种为事业而牺牲的伟大精神，是当前所缺乏的一种精神。
（3）求异设问法。 通过采用相似的事物进行比较，找出两者之间的异同，从而加深学生对事物特征的认识以及理解。例如学习《阿房宫赋》时，作为教师可以将其与《六国论》进行比较，分析国家灭亡的原因，两篇论文的论点是否相同呢，从而使学生明白两者灭亡原因的不同，最终达到触类旁通的目的，有效地提高教学效率。
3. 语文课堂教学中板书的艺术设计 随着现代科学技术的发展，一些现代性的教学手法不断应用到教学中，越来越多地受到教师的重视。但是，无论采用什么样的教学方式，语文课堂中的板书设计是无可代替的，板书设计能够彰显执教者的教学思想以及教学风格，炫耀出绚丽的智慧火花，同时充满艺术性的板书设计，能够增强语文课堂教学的光辉以及色彩。那么如何设计语文课堂中的板书，才能够增加课堂色彩呢，本人认为从以下几方面做起。
（1）板书设计精巧美观。 语文教学的板书设计是建立在视觉心理基础之上，因此，在设计板书时应该符合规范性以及时效性等特点，同时又要追求美的视觉以及美的感受，板书的设计不仅仅是线条与文字的简单组合，而是一种艺术，创新性地展示形象美、语言美以及布局美。例如：我们在学习《陋室铭》时，可以将文字以及线条结合成“陋室”的门窗以及屋瓦，这样一来，不仅使课文的结构清晰，还能够得到学生会心的一笑，激发学习兴趣。
（2）板书设计高度概括。 教师要想提高课堂教学的效率，应该注重板书设计的概括性，板书不仅仅能传达丰富的课文信息，而且还能够凸显文章的主旨。并不是要求教师在黑板上写得密密麻麻的，型若蛛网，也不要求教师只将甲乙丙丁简单地结合在一起，这样的板书，只会让学生记不住，学生的笔记来不及记下，既耽误时间又不能突出课文的重难点。例如：在学习《口技》时，全文主要是突出一个“善”字，因此，设计本文板书时，应该高度对其进行概括，将内容以及写法构成一个大大的“善”字，突出全文的字眼。
（3）板书设计直观形象。 直观形象地运用语文板书的设计能够将理性东西与感性东西建立可靠的联系，学生能够从中学习事物以及现象，教师再建立相应的板书模型、图表就能够将课文内容形象生动地展现出来，使学生更好地理解课文内容，例如在学习《爱莲说》这篇文章时，教师在进行板书设计时可以将荷花的外形特点与其精神内容相结合在一起，就能够形象地将课文内容与写法展示得清晰明了。
4. 语文课堂教学中语言的艺术设计 法国着名教育家卢梭说过：“教育的艺术是使学生喜欢你所教的东西。”语文课堂教学就是展示语文教师教学艺术的主要阵地，语言是教师进行课堂教学的重要工具，一般我们会发现，比较受欢迎的讲课教师不仅仅具有渊博的专业知识，而且还具有语文的艺术性。着名教育家苏霍姆林斯基说过：“教师的语言在很大程度上决定着学生在课堂上脑力劳动的效率。”下面就本人的一些实践经验，总结以下几种语文课堂语言艺术。
（1）语言以情动人。 古人说：“感人心者，莫先于情。”因此语文课堂语言必须具有感彩，或者热情奔放，或者含情脉脉，或者委婉含蓄等。例如：在学习《大堰河，我的保姆》时，首先教师应该有感情地为学生朗读整首长诗，在读到“大堰河，今天看到雪使我想起了你，你的被雪压盖的……”，当读到这句饱含深情的语句时，下面听课的学生也会被感动，这样的朗读就再次展现了作品的感情以及渲染了课堂气氛，从而激发学生的学习兴趣和情感。
（2）语言生动形象。 教师在引导学生阅读以及欣赏充满思想的美文佳句时，为了提升学生的审美情趣，教师的语言必须生动形象，充满美感，从而激发学生学习兴趣。例如：在学习《渔歌子》时，先让学生闭上眼睛，让同学在脑子里展现白鹭、流水、桃花以及西塞山的轮廓，在给学生讲解这些时，通过生动形象的语言，将这一幕幕情景展现在学生的脑海中，形成一幅美丽的画面。让学生仿若生在大自然中，感受到了大自然的生机勃勃，乐趣无穷。
（3）语言机智幽默。 前苏联教育家马卡连柯说过：“教育的技巧在于随机应变”，课堂环境是一个变化的环境，这就要求教师灵活运用课堂环境，使之符合教学要求，教师机智幽默的语言往往会产生意外的教学效果。例如：教师正在上课，一只小鸟飞进来，东撞西撞，最后被一名同学抓到了，这时教师可以这样说：“小麻雀没上小学就想上初中了吗？可惜它听不懂我们的课啊，还是放飞它到大自然中去磨炼吧。”通过这样的语言，就使课堂氛围一下放松下来，为下面同学愉悦学习奠定了基础。
5. 结束语 总而言之，作为一名优秀的语文教师，就必须正确掌握语文教学特点，充分发挥语文课堂教学的艺术性，发挥学生的创新潜能，调动学生学习的积极性。而不是让语文课堂氛围像死水一样沉寂，这样不仅影响课堂教学质量，更为重要的是影响学生的发展。
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二.利用信息技术进行英语教学可以最大限度地调动学生的学习积极性，更好地服务于英语教学
1.“有声有色” ，激发学生的英语学习兴趣。 “兴趣是最好的老师” 。小学阶段，学生的兴趣以直接兴趣为主。兴趣激发起来，学生的 学习效果也会因之显著提高。在教学中广泛使用能使学生视听并用的多媒体信息技术，就可 以大幅度提高学习效率。 通过应用信息技术， 使抽象的教学内容具有 “有声有色” 声形并茂、 ， 生动活泼的表现形式，使教学活动情理交融，有张有弛，学生动脑、动眼、动耳、动口、动 手，多种感官共同参与，更准确生动地感知所学知识，同时也更有利于学生理解和掌握知识。 例如，在教学 horse ， hen， sheep， cow 这几个动物单词时，我用多媒体设计听动物叫声猜 动物，或者看动物的尾巴猜动物，当答案揭晓时，学生的注意力会自然而然地集中在这个动 物单词上， 老师教授单词就事半功倍， 此时又及时引入诸如 goat， lamb， pig， mouse， elephant 等单词，丰富了学生的词汇量。
2.“有情有景” ，培养学生的英语表达能力和交际能力。 我国学生学习英语往往缺乏一定的语言环境，缺乏语言实践的机会，而实际教学中又往 往只注重句型的学习，忽视它的具体应用。因而，不少学生能从原型例子和教材练习中获得 固定的、孤立的知识点，但将这些知识迁移到实际生活情境的能力比较差，当他们遇到不同 场合下的现实问题时就束手无策。而通过多媒体信息技术，我们能在课堂上模拟栩栩如生， 丰富多样的现实生活情景，不仅缩短了教学和现实的距离，给学生提供使用英语交际的机会， 而且满足了他们好奇、 好动的心理， 学生触景生情， 激发起表达的欲望。 例如， 我在教学 Fruits 等单词时，根据学生生性好动，对外出游览活动充满好奇的心理特点，设计了“In the fruit garden” （在水果园里）的教学主题，利用现代化的教学媒体，将整个授课环节──“游览水 果园”制作成多媒体课件，看着图片，伴着歌声， “来”到了美丽的“果园” ，带给学生新奇 的感受，从而激发其求知欲。新课前的复习单词这一环节，我巧妙安排了一张导游图，导游 图上呈现着若干个已学的单词的图片，这几个单词图片分别代表着几个景点。随着参观顺序 的逐层展开，学生看到了若干种不同的水果，并一一对这几种水果的音、形、义进行复习。 操练过程中，我设计了看影子模仿，猜的游戏，摘果子并做统计的游戏。看影子模仿是这节 课最为关键的新授阶段。教师通过四张不同的阴影，由易到难，引出并操练了本课的关键句 型“Is this a/an.？Yes，it is. No，it is not. ”此时，全体学生已进入 Fruit garden， 参与摘果子的游戏，只有正确说出 Is this a/an...时，才能得到果子，又由于这一活动 是在学生之间进行，所以，学生敢于开口，在轻松自然的状态下学到了语言知识。最后，每 一组成员都要完成一张水果调查表，以反映他们的“劳动所得” ，接着在全班范围内评选出所 得水果最多的小组，并予以奖励，将学习气氛再一次推向。
音乐生态课堂教学的浅议
阳城县演礼中心学校 张向鹏
关键词：生态环境 课堂教学 学习兴趣 表现欲望
当社会文明进步到一定阶段，人就会开始关注自己的生存环境。我们的教育也一样，当新课程实践到一定的程度，就是要抓住“人”这一最活跃最基本最具有生命力的细胞来实践。肖川先生提出的能“唤醒沉睡的潜能，激活封存的记忆，开启幽闭的心智，放飞囚禁的情愫”的课堂，应该是生态课堂。用爱点击孩子心灵的鼠标，着眼于儿童内涵的整体丰富，为儿童的自主学习提供有利的条件与广阔的自由、自发的空间；引导儿童愉悦、主动、体悟、表达音乐的内容。让他们在自然健康、绿色活泼的生态教学环境中，享受着阳光的沐浴、雨露的滋润，在新课程中茁壮成长。
一、唤醒自然中的学习意识
生态总是和环境联在一起，关心生态就是着意改善学习生态环境。课堂教学的任务之一就是要创设学生感兴趣的，感到美妙的环境，有利于学生接受知识的的教学情境。
1、以“趣”带路
我们农村音乐老师面临两大尴尬，一是学生喜欢音乐而不喜欢音乐课的现象；二是学生爱唱流行歌曲而不哼必唱歌曲。MP3，MP4许多学生都拥有的，可以说他们流行的歌曲唱“溜靠”，国歌唱“玩靠’，书上的歌曲唱“侬靠”。老师们肯定觉得很郁闷、很烦，我认为其实这是一种很不错的生态状态，起码可以确定学生是喜欢音乐的。就像喜欢奶茶一样，只是不喜欢这种味道而已，那么我们就要重新调料、适当放配香料。歌曲教学是音乐教学的重点，也是难点，我们音乐老师要必须去完成的。我们设计的教学过程要有儿童生活气息，与他们的兴趣、知识经验相吻合。我们要用科学的发声进行教唱，根据学生的实际情况，有必要可以降一个调、两个调来唱，让学生的嗓子减负，不疲劳，感到舒服，感到这歌曲是为我而写的，我适合我要歌唱。在背唱歌词时，用电视上一个节目形式-《我爱记歌词》来激发学生记的兴趣。师生接唱、生生抢接营造一种其乐融融的环境。
2、与“美”同行
其次在反复练歌中，往往会出现学生不愿意唱的情况，那么就要利用故事、音、画来分析歌曲内涵激发积极性。如新课程十册第四课《童心是小鸟》，利用小姑娘的故事，展示春、夏、秋、冬画面，体会不同的歌唱情绪心理活动；又如在最后一句：
（1）432176―55.3―433-―
（2）432176―55.3―431-―
飞来飞去在四季的怀抱里 飞来飞去在四季的怀抱里
“飞来飞去”学生“飞”不好，容易唱错节奏和音高，反复的练唱很乏味又没效果。我们可以比喻在飞途中遇到了大风大雨，鸟儿被折了一下来表示音432176的下行。两个“怀抱”的音高，前一个比喻是鸟儿飞到了我们的眼前又飞回出去，没有落下，第二次的431-―“怀抱”才落到我们的手心，捧在怀里。这样在学生能理解体会的情况下，深刻地解决了难点。那么在学会歌曲后，还可以利用学生的特长和爱好，来个自由发挥尽情创作，把歌曲表现出来，优美的律动、愉快的合作让学生切实感到音乐的享受，流淌着行云流水般的自然美。
二、开启生活中的知识积累
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（一）研究目标
1．基础培优第二课堂研究的目标
（1）建立并完善基础培优第二课堂各项制度，形成良性模式持续循环，成为常规教学补充和学生提升自我的平台。
（2）加大基础培优第二课堂中的教学试验和改革，为常规教学培养模式的革新提供参考依据。
（3）指导参与第二课堂的学生每二年举办一次汇报展览，展示教学成果和学习成果。
2．基础培优第二课堂研究与理论实践
（1）改正美术、设计低年级学生因高考应考而养成的不良绘画习惯。
（2）扩展学生眼界，引导学生重新认识“基础”的深刻内涵，和动态的外延。
（3）根据学生的自身情况与特长，多角度深化专业技能的培养。
（4）结合实际情况，有选择吸收国内外美术、设计基础教学的先进经验和教学理念，运用到第二课堂教学，并以高水平的展览、竞赛来检验教学效果。
（二）研究的主要内容
基础培优第二课堂为教师无偿指导和学生自觉自愿的组织行为。因此，在最大限度上实现了学习的主动性和参与性。在教师对研究性和创造性学习指导中不会因学生水平参差不齐而降低指导效率。教学内容可以随国内外最新研究成果调整变化，体现最强的时代性和前瞻性。通过对艺术类高校美术、设计基础教学模式的调研，结合学校自身实际情况，以现有基础教学模式为基础，探索常规教学之外如何利用现有资源集中培养优质人才，并总结出培养方法。
（1）研究常规教学之外的课题补充。常规课堂教学受时间、排课等因素限制，教学中课题设置有限，通过第二课堂可以得到补充和加强。
（2）具体研究第二课堂的组织形式，课程安排，使之成为常规教学的有益补充且不与之冲突。
（3）研究在“宽口径、厚基础”的大环境下，如何组织指导学生冲击各种高水平展览、竞赛，取得好的奖项。
（三）研究的意义
1．对学生的意义
（1）拓展学生学习空间与时间，拓展多样化教学和学习手段。
（2）衔接常规专业课程间因时间安排而造成的空档，加强专业学习延续性。
（3）为学生的学习和研究提供自由发挥的空间。
（4）拓宽知识面，培养综合能力以及学生创造性思维
（5）有针对性的培养优秀学生参加创新竞赛、美术展览及创新创业能力。
2．对学校与教育事业的意义
对学校：研究常规课程之外如何补充对学生有益而又符合培养目标的教学内容，旨在对优秀学生专业拔高既而辐射整个专业，提高教学质量。对于现在的美术教育：从更多的角度和手段上摸索和建立具有地方综合性高校特色的美术基础教学模式。
三、美术设计基础培优第二课堂在高等美术教育中的实际应用
（一）美术设计基础培优第二课堂的实践方式
首先，基础培优课堂从理论联系实际，广泛收集研究国内外艺术基础教学的最新理论成果，从学校实际出发，结合自身办学定位，研究制定科学的管理方法和教学计划，合理拓展基础外延，将传统文化、综合材料等和常规基础教学相融合，形成具有鲜明特色的教学模式。其次，基础培优课堂成为艺术学院第二课堂，将是常规基础教学的延续与加强，在教学思想一致性的前提下最大限度的拓展教学手段，在小范围内推行精英试验教育，为新形势下的基础教学模式提供改革参考。最后，打造艺术学院基础教学第二课堂，在多方面提高学生专业能力的同时帮助学生尽快完成向研究性学习和创造性学习的转化。在一个相当的范围内着重培养一批基础厚重、学识宽泛的高水平学生，并具有较强的创新能力和竞赛能力，在学习上成为年级的带动者，形成广大的辐射效应，既而提高整个学院的办学水平。
（二）美术设计基础培优第二课堂在高等美术教育中的应用效果
基础培优第二课堂作为教师无偿指导和学生自觉自愿的组织行为，在最大限度上保证了学习的积极性和效率性。在教师对研究性和创造性学习指导中不会因学生水平参差不齐而降低指导效率。教学内容可以随国内外最新研究成果调整变化，体现最强的时代性和前瞻性。基础培优课堂对艺术学院提高基础教学质量有着重要的补充作用，是常规课堂教学的延续和拓展，为教学改革提供新的环境和土壤。最终成为提高艺术学院本科教育整体办学质量的重要组成部分。
四、美术设计基础培优第二课堂建设的先行实践
湖北省三峡大学艺术学院先行建设实践：
（1）2011年5月至2012年1月，选拔了一批具有学习积极性与正确学习观的学生，并完成基础培优第二课堂各项制度的建立，且持续运转。
（2）2012年3月至2012年7月，指导学生完成一批形式多样的基础作品，并整理备展。
（3）2012年9月至2012年12月产生一批有质量有影响的基础作品，举办学院内部作品汇报展,并鼓励学生作品参加各项比赛或画展选拔。
（4）2013年1月至2013年5月，对此项目进行总结与成果整理：美术设计基础培优第二课堂建设前，由于专业课程的连续性不足，学生缺乏绘画主动性与作品比赛参展方向性。通过基础培优的第二课堂方式与大环境熏陶下，学生作品参展数量和质量大幅提升，于艺术学院“迎新画展”、“三峡大学桃花艺术节”、“湖北省楚风杯书画类作品比赛”等各项画展比赛均有数学生参展并获奖。
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一、和谐的数学课堂是学生轻松体验的场所
试想，铃声响后，学生看见讲台前板着脸的老师，谁还能轻松起来？因此，教师要努力保持微笑，不要刻意让学生体验到学习压力。本来来自家长、社会、同学的重重压力已经让学生喘不过气来，有的教师还喜欢一上课就先给学生来个下马威，背定理呀、法则呀、公式呀……这怎能让学生轻松起来？相反，善意的微笑，平易近人的表情，关怀爱护鼓励的发问，轻松耐心的回答，如“好”、“很好”、“很有创意”……在这种课堂氛围中，学生心情舒畅，变机械模仿为心领神会，变被动接受为主动探究。教师要因时、因地、因人、适时地对教材进行再加工，使教学过程轻松、活泼和有效。有时面对学生的差错，不要声色俱厉，要帮助学生分析形成差错的原因，并指明修正错误的方向。这样的数学课堂如同磁石般富有吸引力，让学生留连忘返，学生不仅愿学，而且乐学。
二、和谐的数学课堂是学生自由发展的天地
强烈的表现欲望是孩子们的天性，所以，数学教师不能用成人的“规矩”去抑制他们的创新思维火花，在数学课堂上要松开手、放宽心，让学生自己去推导、去感受、去领悟。
比如讲授《圆的面积》时，课前让学生动手制作学具“圆”，课中让学生将所制作的圆等分成16等份后重新拼成新的图形，让学生探究推导出“圆的面积计算公式”；研究一元一次方程时，利用学生对数学游戏的兴趣，引入数学游戏丰富课堂，引用其中的必要知识导入新知识……要给学生展示自己的机会，让他们用自己的方式一起探究学习。
以赞许的微笑、鼓励的点头、发自内心的称赞拉近与学生的距离，一个和谐的、充满人文关怀的数学课堂就悄悄地来到了我们的身边。
三、和谐的数学课堂是人人学有价值的数学
在每个教学环节中，都要力求给学生创造一种思维情境，调动眼、脑、口、手等多种感官动起来，让学生多看一看、想一想、做一做、议一议，激发学生的学习兴趣，营造学生主动学习的氛围，给学生创造更多自我表现的机会，让学生获得成功的快乐。 如讲授《弧长和扇形面积》时，课前让学生收集生活中的“扇形实物”和折“纸扇”一把，并让学生用直尺、绳子、量角器分别测量出“纸扇”扇叶两边的长、顶边的弧长，以及扇叶两边夹角（圆心角）的度数，做好记录，算出“纸扇”的周长。课中由已学“圆”的周长计算公式，引导学生推导出“1°和n°圆心角所对的弧长公式”，然后让学生根据“弧长公式l=(nπR)/180”求出所折“纸扇”的弧长和周长，比较手工用“绳子”测量计算扇子的弧长、周长和用“公式”计算的结果，并肯定公式计算不仅精确度高，而且给人们的生活带来了便捷。这样，学生在轻松愉悦中学到了知识，掌握了知识，他们的心灵在和谐的氛围中得以舒展。实践充分证明，教师与学生心心相印，教师的行动成为学生的楷模，教师的知识成为学生探索追求知识的磁铁，和谐的师生关系提高了数学课堂教学的效率，也促进了学生和谐、均衡而有个性地发展，也就不难实现新课程“人人学有价值的数学”这一目标了。
四、和谐的数学课堂是一个和睦的大家庭
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多媒体技术在小学综合实践课堂的运用的过程中，就要充分发挥学生的主体地位，教师就要将教学的架子放下，和学生平等相处，并采取朋友式的交流方法，对新型的师生关系加以建立，同时教师在对课堂教学进行组织的过程中，就要对每一个学生加以尊重，将学生的学习积极性和学习自主性充分调动，进而在教学活动中充分发挥出学生的主体地位。教师更要对教学理念进行更新，借助于Flash软件，对小动画进行制作，进而结合学生对卡通动画情有独钟的特点，在网页中进行拼图游戏，并将学生爱好电脑游戏的心理满足，并依据于卡通和游戏将多媒体资源充分利用，并保证教学效果的高质量。
(2)借助于多媒体技术实现数学教学内容的生活化
小学数学综合实践课堂教学的过程中，更要做好多媒体技术的应用，保证教学和生活有稳定密切联系，尽可能的使数学问题和学生的实际生活相联系，并保证学生在数学学习过程中有着一定的生活化气息，借助于数学知识对生活中的实际问题加以解决，进而将学生数学知识的应用意识全面加强，对学生数学应用意识和实际的实践能力加以培养。小学数学教师在综合实践课堂教学过程中，要做好教学内容和日常生活关系的处理工作，并对教学内容适当的进行调整，对学生感兴趣的题目进行改编，并对情境进行创设，满足学生对新知识的好奇性，进而借助于多媒体软件，引导学生对生活中的数学问题进行探索，进而加强学生理论知识的教学和巩固。
(3)引导学生在多媒体环境中对数学信息自主收集
做好小学数学综合实践课堂多媒体技术的运用，要引导学生在多媒体环境中对数学信息进行自主收集，尽可能地借助于电脑游戏，保证活动过程有着一定的趣味性和挑战性，并在实际的综合活动课程中，充分发挥学生的主体地位，做好相关知识的引申和运用，加强学生之间的团结合作学习。随着当前信息技术的日益成熟发展，教师更应该借助于多媒体技术，将学生对电脑的好奇心加以满足，对游戏以及游戏规则设置的过程中，要结合学生的年龄热点，低年级的学生要适当的在游戏规则中增加一些提示信息，而高年级的学生，就要将游戏设计的更加有趣味性和挑战性，进而满足小学生学习过程中对新事物的好奇心。总而言之，做好小学数学综合课堂实践教学环节，就要借助于丰富的网络资源不断挖掘探究素材，并借助于强大的计算功能对数据处理进行辅助，对Webquest学案进行制作，并对学生的自主学习进行探索。
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信息资源已成为与物质资源同等重要的资源，整个社会生活越来越“信息化”。教育最根本的目的就是让学生适应社会的发展，培养能够独立思索、处理、评价、运用信息的能力。开展信息技术教育是培养学生创新精神和实践能力的有效途径，但不能孤立地学习这门课程，要把信息技术教育融合在其他学科的学习中。在其他学科的教学中要广泛应用信息技术手段，并将信息技术作为一种工具。提高教与学的效率。改善教与学的效果。要求学生能在不同的学习阶段，合理选择有效的信息技术工具，进行信息获取、分析和综合，学习相应的知识，培养相应的能力。对教师则要求，除了自己运用信息技术外，还要指导和创造条件让学生参与运用信息技术，推进信息技术与其他学科的完美整合。
小学语文学科的教学，越来越强调学生读写能力的培养，越来越注重学生语文知识的积累，这就给语文教学提出了更高的要求。现代信息技术的发展，尤其是互联网资源的不断完善，为学生获取知识提供了更多的渠道。学生不但可以借助计算机阅读图、文、声、像并茂的电子读物，而且可以上网浏览丰富的百科知识，可以与各地的同学进行广泛的交流。因此，实现信息技术与小学语文学科的整合，是进行小学语文教改的必然趋势。
二、课程整合的意义
信息技术与小学语文学科整合，能够激发学生的学习兴趣，能够发挥学生的主动性和探索性，能够培养学生的创造能力和分析问题、解决问题的能力。
1.运用信息技术能创设学习情境。通过多媒体课件的运用，可以再现课文中的场景，可以展示事件的经过，可以创设逼真的学习情境。
2.运用信息技术能加强教学的直观性。在语文学科的教学中，往往渗透着许多自然科学知识。
3.运用信息技术能增加学习信息量。现行教科书由于媒介的局限性，提供的知识信息较少。而信息技术手段的运用，可以通过网络资源，融合多媒体技术，最大限度地为学生提供文字、图片、声音、视频等知识信息。
4.运用信息技术能实现学习的互动。作为一种学习工具，信息技术的优势在于它的交互性。学生不仅可以自己查找知识资料，而且可以通过一些优秀的CAI软件自主学习，并借助软件提供的评价系统及时了解自己的学习效果，也便于教师及时掌握学生的学习状况。
三、信息技术与语文学科整合的方法
信息技术既是教师传授知识的一种技术手段，又是学生学习知识的一种辅助工具。
“新课标”强调语文知识的积累和运用，那么学生获取知识的渠道就不能局限于课堂上。信息技术与语文学科的整合既要体现在课堂教学中，更要贯穿于学生的课外活动中。
1.教学手段的整合
（1）搜集积累知识信息资源语文课本上的内容，一般都比较简略，尤其是对于中外名人、历史事件、名胜古迹等，教参上的补充资料也很有限。现在可以借助互联网来解决问题了，互联网上有丰富的资料，教师可以搜集、积累各种相关资源，如网页、图片、视频等，在教学中给学生，从而补充教学资料的不足。
（2）合理运用教学课件。
教学课件可以运用于教学的各个环节中。例如教学《春》一课，通过播放课件，导入新课，能激发学生兴趣。理解课文内容时，一边播放课件，让学生欣赏春天的景色，有助于学生较好地理解课文内容。进行朗读训练时，播放相关的动画场景，让学生分角色朗读课文，学生更容易进入角色。
2.学习工具的整合
（1）利用互联网查找课文的相关资料。
在预习课文时，让学生自己上网浏览搜索相关资料，既可以开阔学生的视野，又培养了学生主动学习的精神。
（2）使用交互式教学课件。
对于一些适合采用合作探究式学习方法的课文，在教学时可以提供具有交互式的教学课件，让学生自主选择要探究的问题，主动获取知识。
（3）用计算机写日记。
学生写日记，是练笔的好方法，但很多同学都坚持不下来。利用计算机写日记，可以培养学生的学习兴趣，写完日记后可进行排版设计，还可以插入一些小图片，增加日记的观赏性。对于写得好的日记，可以打印出来，供同学们交流。
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“几何画板”是教育部全国中小学计算机研究中心向全国中小学数学、物理教师推荐的优秀教学软件，能在动态变化中保持给定的几何关系，学习、掌握这个软件比较容易，用它制作课件比较简单，既有利于教师制作，也有利于学生进行数学实践与探索，拓宽了创造性学习的渠道。
一、有目的地使用“几何画板”，解决数学教学中的难点
传统的教学方法，经过无数教师的努力，有很多成功的经验，有很好的效果。其中有一些经验在信息时代也可能不会被替代，甚至发扬光大。多媒体技术与课程的整合则应当有目的和更有效的解决传统教学中，无法解决或解决不好的一些问题。
1．表现空间图形的不同观察角度
“几何画板”能制作出由操作者控制视角的各种立体几何图形，使学生能从任何方向来观察它们及这些几何体上的线段与截面，在让学生观察实物的基础上，再调用这些课件，学生都能看到这些可动态变化的几何体，不仅看得比较清晰，而且能多角度进行观察，弥补了实物观察时的不足之处，又能在实物与图形之间建立了一个中间环节，更有利于对空间图形的想象，这对逐步提高学生的空间想象能力是极好的教具与学具。
2．表现两个变量之间形象的函数关系
例如：“已知矩形ABCD，AB=4厘米，BC=3厘米，点P为折线BCD上任意一点，设AP与矩形ABCD所围成的三角形面积是S平方厘米，从点A沿矩形周界且经过点B（或再经过点C），到P的距离是x厘米，试用解析式将S表示成x的函数。”我们能用“几何画板”画出AP与矩形ABCD所围成的三角形，三角形面积会随着P点在矩形周界上运动而变化，在“几何画板”中还能度量出P点的运动距离x与三角形面积S,这些度量值会随着P点的运动而改变，还能显示出S与x函数图象。使“运动”进入数学能生动地表现出来。
3．表现几何图形性质的普遍意义
几何性质是具有普遍意义的，但我们只能从个别、具体的例子入手学习。应用“几何画板”制作课件，较好的解决了这个矛盾。“几何画板”制作的课件能让每个具体的图形运动起来，而且在这个运动的过程中，能保持给定的几何关系。例如：在探究“三角形三条中线交于一点。”这个性质时，我们在一个三角形中作出两条中线之后，再作第三条中线正好经过这两条中线的交点。为了说明这个性质的普遍意义，可再制作一个“动画”按钮，或拖动三角形的顶点，使三角形运动变化，但在变化过程中，这三条中线始终交于一点。这样学生对任何一个三角形都具有这个性质，有很深的印象。
4．表现的事物抽象性，和抽象理论的具体性
广泛的应用性与高度的抽象性是数学的特点，也是学生产生兴趣与学习的难点所在，解决好数学的抽象性问题，是帮助学生克服难点，提高兴趣的关键。在小学“图形的认识”这节课中，用“几何画板”制作的课件，向学生展示的红领巾、手帕等实物，可以移去红色、花纹、布料等非研究对象，从中抽象出三角形、四边形等图形，提高学生的抽象思维能力。如果讲低年级的学生主要是从具体到抽象的过程，那么高年级学生主要是用具体的形象来帮助他们理解抽象的理论，例如：人们在几何教学中常讲“点动成线，线动成面，面动成体。”但同学不一定真正理解这句话的含义。于是我们制作一个课件，来演示一个点运动后变成一条线段，一条线段运动后转化成一个矩形，一个矩形运动转化成一个长方体的过程，使学生对抽象的事物有个感性的认识作为理论的基础。
5．表现各种数学现象的运动过程
物体的运动过程用语言与文字很难表达清楚，但用图形能达到一种新的意境。例如：椭圆是用轨迹来定义的，而轨迹是用运动来表现的，我们用“几何画板”制作了到两个定点距离之和为定值的一个动点，并度量出这个动点到两个定点之间的距离，再计算出这两个距离之和，在这个课件中学生能清晰看到动点的运动轨迹，对椭圆轨迹留下鲜明的印象。
二、在学生中开展学习“几何画板”活动，提高学生的计算机的应用能力及实践与创新的能力
1．“几何画板”是学生进行数学实验的重要工具
现在的数学教学不仅要培养学生计算、演泽等具有根本意义的严格推理的能力，还培养学生预感试验，尝试归纳、“假设——检验”、简化然后复杂化，寻找相似性等非形式推理或似真推理的能力。只有这样，数学课程的创造性气质才算提高。实验方法在数学科学中的作用愈来愈被重视，除了直接观察、假想试验，统计抽样和计算机迭代、数字仿真等方法也日益被采用，成为发现、创造的重要杠杆。而“几何画板”的使用，使学生进行数学实验多了一件有用的工具，使得在课堂上让每个学生进行数学实验成为可能。这种数学实验，对学生主体意识的形成，主动参与数学实践本领的提高，自行获取数学知识的能力培养，都将发挥作用。
例如：为了判定垂心在三角形中的位置，我们让学生在一个三角形中作出垂心，然后让三角形任意变换（这在“几何画板”很容易做到），学生观察了无数个三角形与它的垂心，从中发现不同类型的三角形的垂心的不同位置，概括出垂心在直角、锐角与钝角三角形中的位置特征。
2．“几何画板”列入校本课程是一种明智的选择
为了有效地在数学教学中让学生主动参与数学实践，培养学生自行获取数学知识的能力，我们学校为学生开设了“几何画板”这门课，作为我们的校本课程。在学习过程中，寓教于乐，学生不仅掌握了“几何画板”的使用，而且在学习过程中提高了对一些重要数
学概念的认识——如对函数的认识，提高多方面的能力——如探究问题，解决问题的能力。
3．组织学生用“几何画板”开展探究性学习活动中应注意的几个问题
经过组织学生自主探究学习，我感到要有效的开展这项活动，教师还要注意以下几个问题：⑴学生对“几何画板”操作要有一定的水平，否则学生会因为“几何画板”操作不熟悉而影响了对问题的探究；⑵教师要认真设计一个探究的过程，即把一个大的目标分解成几个具体的小目标，使学生有个逐步提高的过程，开始的时间可以设计得细一点，学生达到一定水平之后，各个目标之间的跨度可大一点，并要注意这个过程的创造性成份；⑶教师既要有目标导向，又要放手让学生自己创造，培养学生的创新精神。
4．用“几何画板”开展探究性学习活动提高了学生的创新和实践能力
用“几何画板”开展探究性学习活动大大转变了教师的教学方式和学生的学习方式，促进了学生创新和实践的能力，产生了师生互动的生动教育局面。
例如对下面一个问题，我们作了这样一个尝试：
已知：P（2，3），Q（4，1）在X轴上求一点M，使|MP|－|QM|最大。
学生由于受函数学习的影响，提出如下解法：设M的坐标为（X，0），则，至此，学生就无法解下去了。
这时我们让学生打开“几何画板”，作出图形，并度量出有关的量（见图一）。
再让学生在X轴上拖动M点，各种度量值（图一）也随着M点的变化而变化,由于在画面上可看|PM|－|QM|的值，因此学生很快发现,当M在PQ延长线上时（见图二）,|PM|－|QM|最大。经过这样自主的探究学生很快找到解题的方法。可喜（图二的是经过多次练习，这种探究活动已成为学生学习的自觉行动与有效方法。
又例如：我们经常用“几何画板”解决一些带有参数的函数问题，如“f(x)＝ax(a＞0,a≠1),g(x)＝bx(b＞0,b≠1),比较这两个函数值的大小。”“已知y＝ax2＋bx,当a＞0,b＜0时,顶点P在第几象限；当b∈(－∞,∞)时，点P的轨迹是什么？”这类问题，虽然题目各不相同，但在“几何画板”中的探究过程却几乎是一致的，做多了，有的学生对用“几何画板”探究这类带有参数的函数问题进行归纳、建模：⑴建立参数；⑵建立带有参数的函数；⑶作出函数图象，⑷改变参数，观察函数图象的变化，探究性质；⑸验证或证明探究所得到的性质，或举例否定这个性质。用“几何画板”开展探究性学习活动，通过学生自身的操作和主动参与，学生发现问题和解决问题，创新和实践能力提高迅速我始料不及的。
5．开展学习“几何画板”活动，提高了学生应用计算机的意识和能力
学习“几何画板”，不仅有利于数学教学，而且也有利于信息科技的学习。由于“几何画板”与学生的学习生活有紧密的联系，学生学习了“几何画板”，使计算机成为学生学习中的工具而经常使用，这将提高学生在学习、生活中应用计算机的意识，也将有效的提高学生计算机的应用能力。
三、解决师资培训工作中的问题，提高教师对“几何画板”使用水平，促进多媒体与课程的整合向更广阔、更深入的层次发展。
经过多年努力，我们学校在数学教学中使用“几何画板”取得一定成果。在教师培训工作中，教师向我们提出很多问题，促进我们去思考、学习，并与广大教师一起探究，促进了多媒体技术与课程的整合工作向更广阔，更深入的层次发展。
1．解决教师在操作、应用中的困难
在师资培训中广大教师涌跃参加，并努力用于教学实践。教师在学习中也会发生类似于学生学习中的一些操作性困难，这些困难通过讲解、帮助就可以解决。在教师培训中我们发现教师们碰到的与学生的困难有不同之处，新的困难是教师自已根据教学要求，制作课件时碰到的困难，这实际是对课件结构分析的困难，于是我们及时调整培训内容，增加对课件结构的分析，帮助教师提高自己对课件的设计能力，制作出符合自己教学要求的课件。
2．解决“几何画板”与其它软件综合应用问题
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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和反馈。在整个教学过程中，学生的主体性和个别化得到较大体现，这样的教学氛围十分有利于学生的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，进一步调动学生学习积极性。
这是一种基于问题学习的教学模式（Problem-Basedlearning,PBL），在这种教学过程中学生是认知的主体，知识意义的主动建构者，在整个知识建构过程中起着主体的作用。教师、教材和媒体等都为学生的自主学习起着不同的作用。教师在学生意义建构的过程中，起组织、指导、帮助和促进的作用；教材提供的知识为学生主动建构意义的对象；媒体则是用来创设情境，帮助学生自主学习、进行个别化或协作式探索、巩固知识和会话交流的认知工具。
三、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，并最终以计算机作品的形式完成任务。研究型课程超越了传统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题目标。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、学习和社会有机结合在一起，最大限度促进学生身心和谐统一发展。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进行一般性指导。
以“制定旅游规划”课程为例，该课程的教学对象为郑州旅游职业学院高职旅游管理专业二年级的学生，这部分学生已经掌握了一定的旅游管理知识与相关技能。通过该项课程的开展，可以使学生将学习到的理论知识更加灵活的应用到实践中去，从而获得更多亲身参与研究探索的体验，加强了学生对所学知识和技能的应用。
该课程的教学过程是：
1．教师先设定教学情景：“五一”是旅游的好时机，同学们结伴出游，假设目的地为北京、上海和广州，请设计一个经济、快捷、收获最大的7日旅行计划。
2．教师为学生下达任务、通过单元活动各小组制定自己的线路和旅行计划，并说明理由。
3．学生分组进行曲网络环境下的协助学习。在协作学习过程中，学习者自行分工，分别负责查询路程、时间票价、预测可能的收获、记录数据和整理数据、比较并计算结果。
4．各小组整理讨论结果、收集、归纳活动可能存在的问题，最终形成文字报告，并在同学面前展示。
5．全体同学交流汇总。
这种教学模式属于在信息技术环境下基于方案的学习模式，这种教学模式旨在把学习融入到有意义的任务完成的过程之中，让学习者积极进行探究和发现，以学生获得新知识和技能为主要目标。方案完成的过程也是学习者学习活动进行的过程。在信息技术环境下对各学科教学应用基于方案学习的教学模式能够使学生获得新身参与研究探索的体验，逐步形成善于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度；能够培养学生收集、分析和利用信息的能力；同时还能使学生学会分享与合作。这种教学模式的特点是以问题的解决为核心，涉及问题解决方案的设计，资料收集与分析，调查研究并得出结论的过程。其优势是在重视学习者学习知识的同时重视学习者能力的培养。对于不同的学习内容、不同的学生具体的探究过程也有不同的要求。因此在研究型课程中较适合采用这种教学模式。
四、结束语
学生都具有创新的潜质和潜力，这要通过一定的培养方式或培养途径才能发掘出来。在开展信息技术与课程整合的教学过程中，教学模式是多种多样的，但是在教学模式的选择中应注重学生知识、能力、素质的培养，在传授知识的同时就千方百计注重学生创新思维和创造精神的培养，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，同时教学模式的选则还要结合教学内容与学科特点。总之担任这项工作的教育工作者任重而道远，只有不断进行探索研究，在实践中总结经验和教训才能使这种课程改革适应时代要求，为社会培养出高素质人才。
参考文献：
[1]徐晓东.信息技术教育的理论与方法.北京：高等教育出版社.
[2]俞明学，刘文明.创造教育.北京：教育科学出版社.
