前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的科學技術發展的重要性主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
[關鍵詞];近代科學;進化論;科學體制
中圖分類號:G322.9;K256.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)30-0218-01
前言
在中國近現代科學技術發展史研究中,一直是專家學者們不可跨越的研究對象,也是專家學者研究的重點,專家學者對產生的原因以及時期創辦的各種企業和失敗的原因都從各個方面和角度做了詳細的研究。但是,從中國近代科學技術發展方面對進行研究的著述還比較少,因此,本文正是著眼于這個角度,從興辦的各種企業,以及在當時中國相關的先進的科學技術理念以及時期中國科學體制三個方面進行詳細的梳理。
一、時期興辦的企業
經過兩次的殘酷洗禮,中國的社會和經濟都遭到了巨大的破壞,也使得當時的清朝政府意識到當時中國與西方國家有著巨大的差距,這在當時的清朝政府內部中引發了巨大的爭論,但是清朝政府將戰爭失敗的原因僅僅歸結于西方國家有著先進的科學技術,換句話就是洋人有著堅船利炮。這就使得清朝政府內一些開明的官員和有識之士意識到,要學習西方國家先進的科學技術,才能挽救當時搖搖欲墜的大清王朝。當時以李鴻章、張之洞和左宗棠為代表的清朝官員在清王朝的支持下,打著自強求富的旗號,大力引進西方先進的科學技術,不斷向西方國家學習。但是,這些代表學習的方向主要集中在軍事領域,在民用科技方面卻沒有得到相應的重視,使得民營經濟和企業長期得不到發展。洋務派官員開始培養人才,組織大量的人力資源對西方先進的科學技術思想進行翻譯和引進。除此之外,還設立新式學堂,培養大量新式人才,向西方國家派出留學生學習西方先進的科學技術。
(一)軍事企業的創辦。在經歷兩次的慘痛教訓之后,大清朝政府已經充分意識到堅船利炮的威力,先進的武器可以攻城破敵無堅不摧。因此,洋務派官員主張向西方發達國家學習先進的軍事技術,購買先進的軍事設備和強制彈藥,聘請西方優秀的軍事顧問和人才創立自己的軍事企業,制造大量的先進槍支彈藥,企圖利用強大的軍事力量維持清朝的進一步統治。
(二)先進化工技術的引進。洋務派在大力發展軍事力量的過程中,意識到化學工業技術的重要性,隨著西方先進化學制造工藝和技術的不斷傳入中國,洋務派開始創辦相應的化學用品企業,生產基本的化工產品。例如,上海制造總局首先創辦了生產硫酸的工廠。除此之外,在上海創辦了生產火柴的工廠,并且能夠滿足當地市場的需求。
(三)冶金技術的引進。中國近現代冶金技術的引進和發展也是由開始引進并發展壯大的,我國最早的煉鋼廠就是由洋務派建立的,當時中國最大的煉鋼廠也是由洋務派從國外引進的,當時企業的技術人員也是從國外聘請來的,由此可見,中國冶金技術的發展和壯大與洋務派都有著密不可分的聯系。
二、中國近現代先進思想的引進和發展
科學技術思想是決定一個國家科學技術發展水平的重要因素,科學家是進行科學思想研究活動的主要主體,科學技術思想是科學家經過長期實踐發展得出的結論,是探索自然與社會的具有指導性的思想理念。在引進西方先進的科學技術方面側重于技術層面,而忽視了科學思想方面的研究與發展,這就造成了近代中國始終處于模仿階段,而不能進行第一手的創新。雖然一些先進的科學思想被引入中國,例如進化論和機械論思想對當時中國社會和思想方面產生了巨大的影響。為中國的知識分子尋求變法圖強提供了強大了思想依據。例如,當時影響最為巨大的進化論思想提出漸變的思想理念,認為自然界和社會都是一個不斷變化向前發展的過程,這就極大了顛覆了當時人們的思想認識,對于上帝的觀念造成了巨大的沖擊。而達爾文的生物進化論就是其中的代表,達爾文認為物競天擇,適者生存,是自然界中生物發展的必然律,生物之間的生存斗爭是生物演化的基本途徑,
三、下近代中國科學體制的發展
有學者提出,社會體制是人類在生存生活發展過程中,由于在共同的目標下組織起來,進行生產生活的活動的過程。現代科學已經證實,一個社會科學研究體制化建立的標志是科學研究機構的出現。而時期的一系列科學活動是近現代中國科學體制化發展的初始階段,例如,科學家和相關科學研究機構的出現都是科學體制的重要標志。在時期,中國科技方面巨大發展都為中國科學體制的建設起到了重要推動作用。洋務派建立的近代新式學堂為培養新式科學人才提供了基礎,科學思想的傳播、普及科學的期刊和雜志如雨后春筍迅速發展起來。雖然在某些方面還存在某些不足,但是洋務派在促進中國近代科學體制不斷完善和發展方面起到不可磨滅的作用。
結語
對中國近代科學技術發展起到重要作用,洋務派不斷引進西方先進技術和科學思想,從蒸汽船到新式煉鋼廠的建立,再到火車和電燈,從微積分到達爾文進化論都是通過洋務派傳入中國,促進了中國近代科技的發展。洋務派傳播先進科學技術思想不僅促進了近代中國社會和經濟發展,也為中國社會未來的變革提供了思想源泉和思想準備。
參考文獻
[1] 梅雪.對中國近代科學技術發展的影響研究[D].渤海大學,2013.
[2] 湯菊平.對中國近代科學技術的影響研究[D].東華大學,2006.
[3] 張睿.武漢近代工業發展狀態及設計研究[D].武漢理工大學,2013.
關鍵詞:科學技術觀 理工科大學生 建構
科學技術觀是關于科學技術本質、發展規律及其與社會關系的總理論,對技術實踐活動起著科學指導的作用。科學技術在推動生產力快速發展,提高人民生活質量,給人類社會帶來高度文明的同時,自然災難、戰爭危害、環境污染、經濟危機等問題也給人類造成巨大了的損失,促使人們對科學技術發展不斷反思,并有越來越多的聲音將這些問題都歸罪于科學技術。事實上科學技術只是中介性的客體,而人類才是主體,科學技術能否為人類造福取決于我們如何利用它。理工科大學生是工程實踐、科學研究、科技創新的中堅力量,對科技健康、科學、有序發展起著關鍵性作用。所以,對理工科大學生進行科學技術觀教育就顯得尤為重要,也迫在眉睫。
1理工科大學生的科學技術觀現狀
隨著人們對科學技術觀的深入研究,以及對科學技術負面效應的不斷反思,已逐步認識到理工科大學生科學技術觀教育的重要性及存在的問題。首先,社會對理工科大學生的科學技術觀教育的重視程度不夠。由于應試教育的影響根深蒂固,趨使初等教育重心偏向于社會關注的升學率,只強調學生智力發展,造成高校將大量時間和精力投入到德育工作中,進而無暇顧及理工科大學生的科學技術觀教育。其次,理工科大學生的科學技術觀教育還屬一片空白。無論是從理工科大學生的培養方案、教學計劃、課程設置層面,還是從大學生思想政治教育層面來說,理工科大學生的科學技術觀教育都未被列上日程,而只是到研究生的課程學習階段才有所涉及。
2科學技術觀的重要性
21正視科學技術觀對促進人和自然和諧發展的深層次意義
科學技術在推動社會生產力和人民生活水平不斷提高的同時,也造成了生態環境過度開發和破壞,正常生態系統被打破,人類的物質生活和精神生活不斷惡化,人類自身繁衍受到威脅等種種問題。科學技術的工具性特征是靠人的意志介入生態過程,而產生這些問題的主要原因在于人的目標和人對自然的態度,所以我們要使人和自然和諧發展,只有通過完善人類自身,確立以人與自然協調發展為核心的科學技術觀,并依靠科學、合理的社會體制,促進人與自然互利共生、協調發展。
22正視科學技術觀對科學技術發展的指導作用
理論對實踐具有反作用。正確的理論指導實踐,行動則會成功;反之則會失敗。科學技術觀不僅是對實踐經驗的概括和總結,更是對實踐活動、經驗和成果的批判性反思、規范性矯正和理性引導,能預見科技發展的方向,指導人們提出正確的實踐活動方案,因而對科學技術發展有重要的指導作用。在社會體制尚不健全,文化差異難以消除的情況下,充分認識科學技術應用的二重性,用正確的科學技術價值觀來武裝自己就顯得尤為重要了。
23正視科學技術觀對國民經濟發展的深遠影響
我國gdp迅猛增長的背后是靠廉價的勞動力、土地,科技進步對中國經濟的貢獻還不是很大,而解決我國經濟發展中的結構問題和增長方式問題,科學技術觀就成了指導科技發展的根本。
3理工科大學生的科學技術觀教育
31依托思想政治理論課程,加強科學技術觀的理論教育
思想政治理論課程承擔著傳播科學理論知識的重任,不僅能為理工科大學生奠定扎實的理論基礎,還能不斷提高理工科大學生對科學技術發展規律的認識力,從而引導其深刻理解科學技術觀的內涵,幫助理工科大學生樹立正確的科學技術觀,使其在多元化的復雜社會環境中,正確處理科技、自然、人、社會之間的關系。
311不斷充實和完善課程內容。增加理工科大學生科學技術觀教育的內容,并針對理工科大學生的特點,精心安排,與時俱進,緊跟時代步伐,提高課堂教育的吸引力、說服力。
312采用靈活的教學方式。不能光靠簡單刻板的說教,還要利用網絡多媒體教學,采用理工科大學生樂于接受的主題討論,以及實踐調研等方式,使教學方式現代化、科學化、人性化,充分發揮思想政治教育理論課程的主渠道作用。
32發揮第二課堂作用,積極開展科學技術觀教育活動
第二課堂是科學技術觀課堂教學的重要補充,可以幫助理工科大學生將理論知識不斷精煉、升華,上升到更為理性的層面,進而形成
科學、系統、完整的理念。
321構建具有濃厚專業特色的學生社團,為理工科大學生提供有力的組織保障。我們要根據理工科大學生的專業特點,成立相應的學生社團,讓理工科大學生有組織可依靠、有活動可參與、有平臺可展現,有更多深化理論機會的平臺。
322增加與科學技術觀教育內容相關的活動,為理工科大學生提供更多的教育機會。我們既要對不同階段、層次的理工科大學生開展以科學技術觀教育為主題的活動,以保證基本的教育效果,也要開展集科學性、專業性、思想性、多樣性于一體的第二課堂活動,以滿足不同專業的理工科大學生的活動需求,進一步提高活動成效。
33利用德育優勢,深化科學技術觀教育
德育是科學技術觀教育的基礎,與科學技術觀教育相互聯系、相互促進,對科學技術觀教育起到引領和提升作用。德育有助于提高科學技術觀教育的成效,科學技術觀教育則有助于推動道德觀念變革和新道德規范的形成。德育不僅能全面提高理工科大學生的素質,為科學技術觀教育的順利開展提供基礎平臺,還能改變人們盲目應用科學技術,只求私利而忽視社會基本道德原則和人類社會總體長遠利益的錯誤思想,從根本上消除或減少科技應用的負面效應。
331進一步重視和加強理工科大學生的德育工作。我們要針對理工科大學生的特點,利用各種教育資源,通過各種科學有效的途徑,不斷加強理工科大學生的德育工作,全面提高理工科大學生的素質,為科學技術觀教育打好堅實的基礎。
332充分利用德育載體積極開展科學技術觀教育。我們要在德育所提供的良好物質條件和思想基礎之上,發揮德育優勢,對理工科大學生進行科技道德、環境道德、倫理道德、職業道德等主題教育,并使科學技術觀教育上升到一個新的高度。
34發揮輔導員教育功能,科學技術觀教育
高校輔導員是大學生思想政治教育的骨干力量,是大學生成人成才的指導者和引路人,直接影響著理工科大學生科學觀念的形成,決定著理工科大學生的科學技術觀教育的成效。
341建設高素質的輔導員隊伍。我們要狠抓輔導員選聘、培訓、管理、考核,以建設一支素質過硬隊伍,從而幫助輔導員用人格魅力去感染和影響理工科大學生,保證科學技術觀教育的成效。
342開展針對性的主題教育。針對理工科大學生的特點和科學技術觀教育的要求,發揮輔導員獨特的工作優勢,開展主題鮮明的教育活動,提高理工科大學生科學技術觀教育的成效。
參考文獻:
[1]林慧岳.重視對大學生進行科學技術觀教育[j]. 有色金屬高教研究,2000,(03)
[2]王建華. 科技的負效應與科技觀的變革[j]. 福建師范大學學報(哲學社會科學版), 2001,(02)
[關鍵詞]煤礦開采 技術 現狀 發展趨勢
[中圖分類號] TD82 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-4-342-1
0前言
每一種經濟行為的實施質量都與其技術相關,對于煤礦開采工作來講也是一樣,煤礦開采技術的提高對于煤礦開采質量與水平的提升有著重要的促進作用。采煤的技術是煤礦開采率的決定性因素,經濟的發展對于煤礦開采工作提出了更高的要求。特別是對于煤礦開采的安全性,效率性以及高產生提出了新的要求。煤礦開采技術的發展,需要將采煤技術與現代化科技成果進行有效的結合,從而使煤礦開采者的經濟效益得到提高,滿足社會經濟發展與環境和諧進步的要求。
因此,筆者選擇煤礦開采技術的發展趨勢作為研究對象是有一定的社會現實意義的。
1我國煤礦開采技術現狀分析
我國是一個煤炭大國,在煤礦開采方面也有一定的實踐經驗。隨著社會對于煤炭資源的需求越來越大,煤礦開采技術的發展已經成為煤炭行業的重點研究對象。這就使得我國的煤礦開采技術在近些年來取得了長足性的進步。下面,我們就來對我國煤礦開采技術的現狀進行分析:
1.1煤礦開采技術日益多元化
自從改革開放之后,我國的經濟市場發生的體制上的大變革,許多企業的體制也發展了變化。越來越多的公有制、私有制以及集體制的煤礦企業出現在社會市場當中。受到煤礦企業本身性質的影響,其資金投資水平不同,科學技術水平也有所差異。這就使得我國的每一個煤礦所利用的煤礦開采技術不盡相同。從其機械化程度上來講,煤礦開采技術一般為機械化開采技術、半機械化開采技術以及手工化的開采技術。煤礦開采技術的多元化,更加確定科學技術與煤礦開采技術整合的重要性,這也是煤礦技術發展的重要方向。
1.2煤礦開采技術發展速度提高
煤礦行業的發展,使得我國的煤礦開采技術也在不斷發展與進步。隨著我國科學技術的快速發展,越來越多的科學技術成果與互聯網因素融入到煤礦開采技術當中,使煤礦開采技術的發展越來越快,突破性越來越大。比如說煤礦行業中的綜合放頂技術以及大型的綜合開采技術等等,都是煤礦開采技術的重大沖突,促進煤礦開采技術的快速發展。
1.3煤礦開采技術的環保性提高
煤礦行業是重要的能源行業,但是,許多煤礦開采技術方面的問題,使得大量的煤炭資源被浪費,造成了環境污染等重要的社會問題。因此,許多煤礦開采技術人員都在進行煤礦開采技術的節能化與環保化研究,希望以此業解決煤礦開采過程中存在的資源浪費問題。目前,我國的煤炭開采技術已經取得了一定的進步。
2煤礦開采技術的發展趨勢分析
2.1煤礦開采技術中方法與工藝緊密結合
在煤礦開采行業與技術發展的同時,我國的煤礦行業不再以煤炭開采數量作為成功的標準,而是將煤炭開采的質量與安全性作為重要的衡量指標。因此,在進行煤礦開采之時,將開采的方法與工藝進行結合是非常重要的,只有煤礦開采方法與工藝結合起來,才能大大提高煤炭開采的質量與安全。在進行煤礦開采之時,利用全機械化與智能化的機械設備與監控設備已經成為我國煤礦開采技術的重要發展趨勢。
2.2煤炭開采技術更加高效與集約
煤礦行業要實現自身的快速發展,就必須朝著高效高產與集約的方向發展。而這就需要對煤炭開采設備的性能進行提高,對煤炭開采技術進行優化與升級。只有這樣,才能對儲量比較豐富的煤礦進行高效的開采。要實現我國煤炭行業的集約型生產,就要實現機電一體化,將科學技術成果與計算機技術融入到煤礦機電設備的使用與運行之中,促進其高效與安全運用。因此,開采技術的高效與集約將是煤礦開采技術的重要發展趨勢,也是煤礦行業發展多年來的重要追求目標。
2.3煤礦開采設備的質量大幅度提高
煤礦開采設備是進行煤礦開采工作的重要憑借,也是提高煤礦開采效率的重要資源。煤礦開采技術的發展,必然要依附于煤礦開采設備的發展。就目前煤礦行業的發展來講,煤礦開采技術正向著高能效的方向發展,開采技術的耐久性與自動化性能提高已經成為必然。這就使得煤礦開采工作需要更多規格與品種設備來支持。因此,在煤礦開采技術不斷優化的現在,煤礦開采設備的豐富化也是其發展的必然。
2.4煤礦開采技術的綠色化
國家提出了可持續發展的重要戰略,對經濟發展進行明確的規劃,對環境保護工作提出了新的要求。煤礦開采技術也正是因為如此正在向著綠色與環保的方向發展。傳統的煤礦開采技術具有高污染地,有著較大的廢物排放量,更會有較高的能耗值。這樣的煤礦開采技術正在被淘汰與替代,開采技術的綠色化正成為煤礦開采技術的重要發展趨勢。
3結語
綜上所述,煤礦開采技術對于煤礦開采行業有著重要的影響。其發展趨勢受到整個行業發展趨勢的影響,更對于行業未來的發展有重要作用。希望煤礦開采工作人員不斷優化開采技術,促進煤礦開采行業的高效化、節能化與安全化。
參考文獻
[1]. 任萬友.淺析煤礦開采技術的現狀及發展趨勢[J].科技創業家.2013(18).
[2]. 劉風山.我國煤礦開采技術發展方向的探討[J].黑龍江科技信息.2007(17).
關鍵詞: 科學教育 技術教育 實施建議
科學的內涵隨科學的迅猛發展而發生了諸多變化,其中重要的一個變化在于科學與技術發生了高度整合。“科學技術化、技術科學化,兩者相互促進,相互滲透,并一道對社會的發展產生了深刻的影響。科學內涵的這一深刻變化導致了國際理科教育從科學教育到科技教育的范式轉換。當代科技教育凸顯了技術教育的重要性”。[1]
一、從四個視角談加強科學教育中的技術教育的必要性
1.科學、技術關系視角
“加強科學教育中的技術教育”這一觀點根植于科學、技術間日益緊密的聯系和相互作用。科學與技術之間關系不僅是科學、技術哲學的討論范疇,而且一直都是有爭議的話題。傳統上一般認為,科學是人們認識自然界的活動,技術是改造世界的實踐活動,在很長一段時間里科學、技術作為處于平等地位的、獨立的文化形態分別對社會進步產生重大影響。當代科學與技術聯系日益密切,相互作用日漸加大:科學新進展為技術研發提供理論依據并預見技術發展新動向,同時技術發展中的難題又推動更加深入、新異領域的科學探究。恩格斯曾說:“社會一旦有技術上的需要,則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進。”鑒于科學、技術的融合,在科學教育中滲透技術教育大有必要。“在科學與技術作用逐漸增強的現實狀態下,科學教育如果繼續堅守過去的‘純’科學教育,將違背科學發展的本性,不利于教育功能的發揮及學生的發展。與此同時,技術教育也不能無視技術進步現實把科學擯棄在外”。[2]
2.科學課程視角
當今社會對科學素養的要求不再局限于物理、化學、生物等具體科學學科知識、概念、規則的掌握,還要理解科學、技術與社會科學范疇的相關知識。美國科學促進委員會為美國“2061計劃”出版的核心著作之一《面向全體美國人的科學》(Science For All American)將“技術的性質”作為獨立章節撰寫凸顯了技術教育的重要性,該書還強調:科學素養培養的重點也逐漸轉移到“科學世界觀、科學的探究方法、科學事業的本質、數學和數學過程的特點、科學與技術的聯系、技術規則本身和技術與社會的聯系等”。
3.技術教育視角
長久以來我國對技術教育的理解通常為:“技術教育是使學生掌握一定的生產知識及技術和勞動技能。”[3]中小學技術教育長期以“勞動技術教育”這種形式開展,這就使得技術教育偏于技能教育。在當代社會轉型、技術轉型、基礎教育改革背景下,我國學者開始采納國際上對技術教育的解釋:“技術教育主要是指在普通中小學實施的,以培養學生的技術素養為基本目標,為學生進入技術世界做好準備的教育。”[4]“技術教育”中的“技術”不再僅僅是指工藝、操作能力,而是指以問題解決為核心的、包括技術意識、技術理解、技術評價、技術反思和技術實踐能力在內的技術素養。[5]要達到如此全面、綜合的技術教育目標,就需要技術教育綜合其他教學領域的知識和技能,科學教育在這一過程中將起到重要作用。在當前基礎教育課程改革中,技術教育的改革也是整個教育改革中不可分割的一部分,理應成為我國教育改革特別是中學科學教育改革的一種催化劑。[6]
4.學生學習視角
在科學課程中開展技術教育可以通過將科學課程和實際問題解決聯系起來,使科學課程內容以對學生個體有意義的方式組織起來,而不再孤立于學生的經驗之外。加拿大學者埃肯海德于1992年和1994年對愛克霍夫和考特蘭德發現的一種有助于學生成功地學習STS課程的教學模式——“社會性內容技術性內容科學內容更高層次的技術性內容更深層次的社會性內容”進行研究。
在上述教學模式中,盡管教師可能把他們的教學時間主要用在傳統的科學內容上,但是這樣的實施順序可以確保科學內容按照對學生有個體意義的方式統整起來,而不再是分門別類、相互孤立的。我國普通教育中的科學教育實際上只是科學知識教育,即“純”科學教育,很少涉及技術教育。“這就使學生大量的知識只停留在記憶與理解層面,很難與實際應用聯系起來。因此中國學生要補創造性的課,必須重視技術教育,技術教育是激發學生創造性的最有利的途徑”。[7]
二、科學教育中應該開展怎樣的技術教育
1.在科學教育中開展技術教育的內容
《美國國家技術教育標準》規定,技術教育的基本內容包括:技術的本質、技術和社會、設計、應付技術世界所需的能力、設計世界等。科學教育承擔培養學生科學素養的任務,在科學教育中加強技術教育并非讓科學教育涉及技術教育的所有內容,而只是強調與技術設計相關的能力以及對科學、技術關系的理解。[8]
2.在科學教育中開展技術教育的方法
在科學教育中加強技術教育的方法有:①改革科學課程內容,使更多的科學知識和技術領域相關聯,更貼近學生的生活世界和技術世界。②重視將技術設計和科學探究融合在“科學、技術、社會”這一課程內容中,技術設計一方面可以通過成形的設計產品為科學探究提供探究工具,另一方面可以通過論證技術設計過程的可行性、檢驗產品的性能驗證科學假設的真偽。③轉變傳統以講授科學知識為主的教學方式,提倡“做中學”——讓學生親身體驗技術設計過程(包括確定所需解決問題、技術設計、技術評價、技術管理等環節),這樣學生就能夠真切地了解技術設計的制約因素、技術與社會關系、技術與科學關系。
三、我國科學教育中技術教育實施的現狀
我國《科學課程標準》強調“理解科學、技術與社會的關系”是現代公民科學素養的重要內涵。《標準》規定通過科學教育,7—9年級學生應該初步理解科學與技術之間區別與聯系;初步認識科學推動技術進步,技術又促進科學發展的關系,初步認識社會需求是科學技術發展的強大動力;了解科學技術在當代社會經濟發展中已成為一種決定因素,科學與技術是第一生產力,等等。
我國《科學課程標準》還指出:“技術設計是技術活動的核心環節。技術設計能力是技術創新和實踐能力的重要組成部分。為21世紀提供技術創新的人才支撐,必須注重從義務教育階段開始培養學生的技術設計能力。在科學課程中,并不設置獨立的技術設計章節,但在一些科學探究活動中會涉及教具、儀器的制作,解決實際問題方案的制訂等,這實質上都涉及技術設計的問題。因此應將有關技術設計的教育有機地貫穿其中。”這說明在科學教育政策、理論方面我國已非常重視科學教育和技術教育的有機結合。然而科學課堂教學多通過講述將科學知識運用于技術實踐來推動社會發展和科學技術發展給社會產生的一些負面影響等進行“科學、技術與社會”教育,對于更能培養學生創新能力、動手操作能力的技術設計教育層面沒有提出明確要求。這種方式的教育只是“說理教育”,難以達到讓學生深層次體驗“科學、技術與社會關系”并在實際生活中自覺運用科學、技術知識、手段進行決策以解決實際問題這一目的。
四、加強我國科學教育中技術教育的實施建議
我國科學教育中的技術教育要加強技術設計方面的教學,強調技術設計并非要師生花費大量的時間進行大量的技術設計活動,而是要學生深入理解技術的本質,進而體會科學、技術間的緊密聯系及它們對人類生活的復雜影響。科學教師要意識到技術教育在科學教育中的重要作用,廣泛開辟實施技術教育的途徑。
科學教育中的技術教育的一個重要目標是讓學生理解技術的本質,要達到該目標,“特別要注意應正確而全面地理解技術,而不要局限于某一特定的技術領域”。在科學教育過程中科學教師要更新教育理念,轉變教學方式,使技術教育以生動形象、學生喜聞樂見的形式走進科學教育中。
參考文獻:
[1]王秀紅,高曉偉,李艷梅.中學化學新課程中的技術素養[J].化學教育,2005,(1):21-23.
[2]何永紅,王祖浩.我國科學教育急需厘清的幾個關系[J].教育科學,2006,(2).
[3]丁浩.讓技術教育閃耀人文的光輝〔D〕.南京:南京師范大學,2004.12.
[4]國百科大辭典編委會.中國百科大辭典〔M〕.北京:華夏出版社,1990:460.
[5]國際技術教育學會(TIEA).省略
[6]蔡鐵全.中學科學教育要關注學生技術素養的提高《美國國家技術教育標準對我國中學科學教育改革的啟迪[J].教育科學研究,2006,(6).
[7]丁邦平.論國際理科教育的范式轉換——從科學教育到科技教育[J].課程、教材和教法,2002,(1):5.
1、加強自主創新,建設創新型國家,堅持和促進以科技進步為基本動力源泉的創新型趕超型發展,是科學發展觀的重要內涵。建設創新型國家在整個發展中具有特殊的重要性和關聯性,是貫徹落實科學發展觀的關鍵環節。
全部社會發展的基礎是生產力的發展,而生產力發展的本質是創新和科學技術的發展。創新和科學技術的發展不僅會引起生產力發展質的飛躍,提供實現經濟協調發展和可持續發展的條件和方法,而且會引起人類社會各個方面的變化和進步。
2、創新活動及知識的發展、積累是人類文明進步的本源和人類社會發展的本質。人類經濟社會的加速發展是與創新活動的拓展和加深緊密相關的,這一發展過程有著明顯的階段性特征。
現代科技的加速發展及其對經濟和社會發展推動作用增大,使其自身的發展也出現嶄新的特點:科技發展的規模越來越大,科研隊伍不斷擴大,創造性科學活動成為人類的主要活動。科研經費投入快速增長。科學理論轉化為生產力的周期越來越短。這表明,科學技術已經上升為一種偉大的社會動力。
3、科學創新及其引發的技術進步是實現經濟、社會、自然協調和可持續發展的基本條件。科學技術在解決社會可持續發展的一系列重大問題上發揮著越來越重要的作用。要實現從以生態環境為代價的增長向人與自然和諧相處的增長的轉變,根本途徑在于科技的不斷創新。
4、創新能力和科技的競爭是當代國際競爭的焦點。面對現代經濟正在發生和將要在更大程度上發生的深刻形態轉變,各國特別是發達國家也紛紛調整和制定了新的發展戰略。
新的國際競爭日趨激烈,我國面臨著發達國家經濟科技占優勢的壓力。我國在高端設備領域高度依賴進口;與技術產品進口額高增長相映襯的,則是國產品牌產品市場份額的逐年下降,越來越多的產業淪落到國際產業鏈的最下端。這正顯示著當今國際競爭的嚴峻性,值得我們高度警覺。
5、提高自主核心創新能力,建設創新型國家,是當今國際經濟政治條件下后發現代化國家實現跨越式發展的根本途徑。
建設創新型國家的基礎是自主創新能力的提高,自主創新能力的提高要依靠科學技術的發展,科學技術發展的基礎是教育的發展。因此,建設創新型國家是一個系統工程,是和科教興國戰略、人才強國戰略有機聯系在一起的。
一、當代世界科學技術發展的突出特點
以信息技術革命為核心的當代科技革命正在全球蓬勃興起。它標志著人類從工業社會向信息社會的歷史性的跨越。在這種革命性的變化當中,科技進步發揮了關鍵的作用,表現出六個方面的特點:
1、科學技術急劇發展,呈現知識爆炸的現象。近30年來,人類所取得的科技成果比過去2000年的總和還要多。以此推算,人類在2020年所擁有的知識當中,有90%現在還沒有創造出來。今天的大學生到畢業的時候,他所學的知識有60%~70%已經過時。預計今后100年從事科研工作的人數將占世界總人口的20%,創造性的科學工作將成為21世紀人類的主要活動。
2、科學技術更新速度日益加快,科技成果商品化的周期大大縮短。20世紀前,人類從發明到應用電,時隔282年,電磁波通信時隔26年,而到20世紀,集成電路僅僅用了7年的時間就得到應用,而激光器僅僅用了1年。二次世界大戰以來,人類在短短50年里,經歷了5次大的科技變革:1945~1955年,人類相繼開始利用核能;1955~1965年,人類開始擺脫地球引力,進入外層空間;1965~1975年,人類開始控制遺傳和生命過程;1975~1985年,微處理機大量生產和應用,擴大了人腦的能力;1985年以來,以軟件和網絡化為標志,人類進入了信息化和網絡化等新時代。這5次大的技術變革,構成了上個世紀最為壯觀又多姿多彩的歷史畫面。
3、各學科、各技術領域相互滲透、交叉和融合。最近幾十年來,科學的發展越來越依賴多種學科的綜合、滲透和交叉,用于解決科學發展所面臨的各種問題,也導致了一系列新的跨學科的研究領域的出現,比如環境科學、信息科學、能源科學、材料科學、空間科學等等。學科的分支已從20世紀初的600多門,發展到現在的6000多門。
4、科學技術和人文社會科學的結合。科學的發展揭示了自然科學和人文社會科學所存在的內在緊密聯系。比如環境問題,既是科技問題,也是經濟問題、社會問題,這些問題的解決已經超出了自然科學家的技術范圍。
5、研究與開發的國際化趨勢明顯加快。全球性的信息網絡,促進了世界各國的科研人員、科研機構、科研儀器、資料等基礎設施的流動和信息共享,大幅度降低了研究成本,使得全球研究開發資源有了可以充分流動和利用的新的、巨大的空間,逐步地形成了一個全球的研究村。在這個過程當中,發達國家毫無疑問是最大的受益者,對于發展中國家來說首先是一個挑戰。
6、科學技術特別是高技術已經成為經濟和社會發展的主導力量。在當代,生產和技術的發展趨勢出現逆轉現象。科學理論不僅走在生產和技術的前面,而且為生產技術的發展開辟了各種可能的途徑。比如,先有了量子理論,而后促進了集成電路和電子計算機的發展。又比如,利用分子生物學和遺傳學的最新成就,發展了生物技術。所以,當代重大技術工藝或者工程往往是理論超前的。這種特點,決定了科學技術在經濟發展中成為主導力量。
高技術及其產業是當代經濟發展的火車頭,我國手工業人均年產值大約2000元,傳統工業人均年產值大約2萬元,而高技術產業的人均年產值超過20萬元甚至上百萬元。20世紀80年代以來,發展高技術及其產業已經成為一股世界性潮流,所以高技術及其產業的發展水平已經成為一個國家綜合國力的主要因素,成為一個國家發達與否的重要標志。總之,科學技術的飛速發展和它與社會、經濟、文化互動的多樣性,給我們帶來了很多新的啟示和新的理念,影響著人類社會的各個方面。
二、科學技術發展對經濟和社會的影響
主要表現在6個方面:
1、產業結構將發生重大變化,信息產業將成為主導產業。今后5年至10年,因特網將迅速發展。計算機隨著計算機網絡的發展,軟件技術及其產業將會成為國民經濟發展的關鍵因素,信息產業將成為主導產業,美國的計算機和通信社會的投資占資本設備總投資的40%,20世紀90年代以來,信息產業為美國創造了1500萬個高薪就業機會。這種產業結構、就業結構的變化程度,已經遠遠超過18世紀工業革命以后人類從農業化向工業化變革的影響。轉貼于2、生物技術的突破,正醞釀著新的主導產業。20世紀70年以來,以DNA重組技術為核心的現代技術蓬勃發展,全世界每年受益的1萬項專利技術當中,有近1/3出自生物技術。生物技術已在醞釀大突破,表現在這幾個方面:人類基因組計劃、生物芯片技術、緣于生物技術的新藥、農業生物技術,等等。
3、技術創新能力成為國際市場競爭中的決定因素。從20世紀90年代亞洲金融危機可以看出技術創新的極端重要性。在過去提到的亞洲四小龍中,臺灣地區受金融危機的影響最小,新加坡次之,韓國最重,它們的科技競爭力強弱也和這個順序一致。在科技競爭力的排名表上,臺灣地區、新加坡、韓國的名次分別是第7名、第9名、第28名。所以,迅速提高科技實力特別是技術創新,已經成為發展中國家發展經濟、自強自立的當務之急,是事關民族利益、地位乃至民族生存的迫切任務。
4、在激烈的技術創新能力競爭中,企業組織結構經歷新的調整。有如下特點:高新技術大企業研究開發生產、經營、銷售服務的一體化;生產經營的分工專業化;公司之間強強合并、技術結盟,謀取在行業國際市場中的壟斷地位;跨國公司加強網絡化和國際化。
5、高新科技的發展強烈影響國家安全觀念和格局。這種國家安全觀念有:(1)經濟安全。集中表現在對一體化國際市場的占有,在當前的國際競爭中將表現得越來越明顯。(2)文化安全。西方發達國家賃借著科技優勢,文化影響力越來越大,這種靠文化傳播和滲透的潛在影響不可低估。(3)國防安全。高技術已經成為國家軍事安全的核心技術和支撐力量,是決勝的關鍵。(4)生態環境和生態安全。在和平與發展為主題的時代,廣義的安全包括了人與自然的關系,包括了人類自身的生存狀態。
6、人類生產工作和生活方式正在經歷深刻的變革。終身職業的概念將會成為歷史的陳跡。信息革命對生活方式的變革,標志著人類在現代物質和精神文明方面大踏步的跨越。
三、新時期中國科技發展的戰略對策
首先是要在科技發展戰略指導思想方面做出必要的調整,主要有以下5個方面。
1、要更加強調創新和跨越。從加入世貿組織的角度來看,現在最大的問題就是跨國公司通過在中國搶注專利,特別是高技術領域的專利,設置這種專利壁壘,已經對我國發展高新技術產業設置了很大的障礙。在這種條件下,只有一條路,就是橫下一條心,強調原始創新、強調跨越、強調走在人家前面。
2、要更加注意各種技術的集成和在集成的基礎上所形成的產品和產業。注重單項技術,從技術發展角度是必要的,要繼續做好基礎性工作。但從科學技術和經濟的結合特別是面對加入世貿組織的挑戰出發,更加要注意強調在研究開發當中,貫徹以產品和產業為中心,實現各種技術有效的集成。
3、要集中力量,突出重點。一是要以產品或者新興產業為中心,把我國的力量集中起來,辦幾件大事;二是把一些創新型的小項目適當分散,調動各個方面的積極性,形成新的重點。
4、要鼓勵創新,寬容失敗。科技界有些現象是值得我們深思的。在科學技術發展上,很多問題是可以并行的,不一定哪個就一定是錯的,哪個就一定是對的,往往是大家意見都一致的時候,也就是技術發展的機遇或市場已不再存在或沒有太大效益的時候。
5、要在應用開發研究當中,貫徹以企業為主體的原則,實現產學研有機結合。在今后的國家科技發展規劃中,選擇了超大規模集成電路和軟件、電動汽車、信息安全和電子政務、電子金融、功能基因組和生物芯片、奶業發展、創新藥物和中藥現代化等一批重大關鍵技術專項。科技部下了很大的決心,準備投入55億元,和企業的投入、地方的投入結合起來,在一些重大的產業技術方面力爭實現突破,形成新的產品和產業。
四、應對加入WTO挑戰,中國的科技工作的重要舉措
加入世貿組織以后,中國的科技工作既面臨著機遇,也面臨著挑戰,總體上是機遇大于挑戰。能否過好入世這一關,主要在于我們能否積極應對,趨利避害,爭取主動。
1、實施人才戰略。國際間的競爭,歸根到底是人才的競爭,核心是尖子人才的競爭。要在國家科技計劃當中,把發現、培養和穩定青年人才特別是青年尖子人才,作為最重要的考核指標。要在國家科技計劃當中廣泛地采用課題制,要大幅度地提高經費當中人員的經費比例,克服科技管理當中“見物不見人”的弊端。更好地利用股權、期權獎勵等方式建立新的激勵機制,來體現科技人員和管理人員的創新價值。
2、積極實施專利戰略,強化知識產權的管理。中國加入世貿組織以后,我們面臨著很尖銳的挑戰。有兩組數字:一是有關國家在高技術領域對專利的占有情況。在生物工程領域,美國擁有世界專利總量的59%,歐洲19%、日本17%,而包括中國在內的其他國家僅5%;在藥物領域,美國擁有51%以上的專利,歐洲33%,日本12%,包括中國在內的其他國家僅4%。從這里我們可以看到我們在高技術產業發展當中所面臨的嚴峻的挑戰。二是外國公司在中國搶注專利的情況。根據統計,在信息通信、航空航天、醫藥制造、新材料等領域,國外公司發明專利的占有量大約為60%~90%。這兩組數據說明,如果我們要發展自己的高技術產業,就必須跨過國外所設置的專利壁壘,特別是在高技術產業方面,我們面臨著很艱巨的任務。要更多地關注專利,要把專利問題作為重大的戰略問題來加以切實解決。
【關鍵詞】 競業禁止;合理期限;經濟補償
一、競業禁止期限的合理性問題
(一)競業禁止要確定一段合理的期限的原因
企業的技術信息和經營信息不是一成不變的,是隨著時間的推移而發展,當技術信息和經營信息得到了新的技術和經營信息的補充時,原來的技術信息和經營信息有些就會因顯得不適應新的發展的被不斷淘汰,從而形成新的技術信息和經營信息。即使勞動者到了新的與原所在企業有競爭關系的企業,也因為其所掌握的技術信息和經營信息已經過時而并不能當然地為其所在新的企業帶來利益,并給其原所在企業帶來損害。勞動者在某一個專業領域內所形成的研究、開發、應用能力也會隨著時間的推移而下降,即使以后到與原所在企業有競爭關系的企業工作,要重新恢復到原有的水平需要相當的時間,所以說,時間是所有信息價值的衰減器。勞動者離開原所在企業欲到與原所在企業有競爭關系的企業,或“自立門戶”,就必須經過一段時間,即經過一定的合理期限,才可以與原來其所工作的企業“競業”。
(二)競業禁止期限的合理確定
從國外對競業禁止的規定看,總體上競業禁止的期限應當考慮現代科技發展的速度,特別要考慮現代科技發展的周期。現在科學技術發展速度越來越快,各行各業都在大量采用高新技術,特別是電腦的普遍應用更是大大加快了產業的發展,產品周期越來越短,一代代新產品各領若干年,新的還未完全普及,其技術就已經落后,馬上就會被新的產品所取代,一代新產品上市沒有多少時間又被更新的產品所取代。科學技術發展速度和產品周期決定競業禁止不可能有太長的時間,否則就會損害勞動者的勞動權或其他企業的利益。競業禁止保護企業的商業秘密權是為了促進企業的技術創新,當一項技術因更新換代已經過時,仍然要通過限制勞動者的勞動權來保護它,是不利于技術傳播和社會的科技進步。
由于每一門具體行業的技術特點所決定,具體的行業的技術發展的速度是不同的,有的發展速度很快,有的發展速度較快,有的發展速度相對較慢。例如電子技術行業由于電子技術的長足進步,其發展速度之快令人吃驚,電子產品更新換代加快,新產品往往只有一、二年的優勢壽命,很快就被更新的產品所代替。而生物、醫藥等由于其本身所具有的技術特點,決定了其研制周期長、投入大,產品準入市場手續、步驟、程序多,其產品更新換代就相對慢一些。因此,對于不同的行業來說其競業禁止的期限應當有所不同。在我國,對于競業禁止期限的規定也應當考慮科學技術飛速發展的客觀情況,也應當考慮各個行業的不同技術特點和不同管理方式,區別對待每一個具體的行業,而且還要盡可能與國際上的規定相適應。
二、競業禁止中給予勞動者的經濟補償問題
(一)給予經濟補償的原因
勞動者離開原所在企業,從本質上講勞動者是想謀求更大的發展,根據“就熟不就生”的原則,一般都是要到與原所在企業業務相同或相似的企業去工作,或直接從事與原企業相競爭的事業,競業禁止卻不允許勞動者去這樣的企業工作,或從事相關的事業,必須等待一段時間。勞動者因其勞動權受到一定限制,不接觸具體的生產實踐,就會使勞動者的才華大打折扣,在加上現代科學技術水平的迅速發展,隨著時間的推移,勞動者所掌握的技術或管理知識就會變得落伍或過時,會使勞動者的實際價值大大貶值,勞動者在這個領域內研究、開發和應用能力將會受到極大的影響,其能力可能會大大下降,在分工越來越細的現代社會,勞動者從事其他行業顯然是專業、能力不對口,從而會嚴重影響本人的業務發展,而且其收入也可能要大幅度下降,影響其生活水平和質量,甚至會難以生活下去。為了解決由于競業禁止而導致的這一權利、義務的失衡。應根據權利義務對等和衡平原則來確定給予被限制人一定補助以補償其損失,通過給予勞動者在競業禁止這一段時間內以一定的經濟補償,使之盡可能不影響或少影響其原來的生活水平和質量。
關鍵詞:納米;集成電路;新工藝;發展趨勢
中圖分類號:TN47 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 20-0000-01
自從摩爾提出了集成電路的發展預測,他認為單位面積上的晶體管在24個月都將在數量上翻番,經過微納電子技術的不斷發展,使得摩爾的預測逐漸實現,而且隨著微納電子產業的發展,使得摩爾的預測正在受到非常強大的挑戰,因為隨著新的科學技術的不斷發展,新材料和新結構的不斷創新促使當前的發展逐漸顯示出其有效性,由于產業的不斷發展和思索,使得人們逐漸從晶體管的使用上認識到其體積還能縮小,所以根據當前的晶體管理論,當特征距離小到10納米的時候會不可避免的發生電子漂移,此時會無法控制電子的進出,從而導致了晶體管的實效。隨著新材料和新工藝的崛起使得在設計和制造出集成電路的時候,會逐漸的淡化摩爾定律,那么則會對市場的沖擊帶來深遠的影響,尤其是在互聯網時代,納米材料的使用可以更加有效的滿足目前現狀的要求,同時還能夠成為具有高度關注的全球集成電路產業。
一、納米技術在集成電路大生產工藝中的現狀
隨著當前的經濟的不斷發展,納米技術在運用上變得越來越廣泛,而且其功能的優越性也使得其應用更加的符合當前的發展現狀。當前所使用的摩爾定律的不斷延伸,基本上是依賴于新材料和新工藝進行突破,同時在發展的過程中如果不能夠找到合適的替代品,那么摩爾定律則會實效,因此可以從新材料和新工藝的發展現狀來檢驗出摩爾定律是否得到有效的延伸。目前所采用的應硅工藝、小型溝道材料技術、小尺寸工藝、高K金屬柵工藝、超低K工藝、450mm硅片以及光刻技術等均在被大量的使用。雖然納米技術在當前的工藝中使用非常廣泛,但是卻仍然存在著很多的問題,因此在采用納米技術的時候要解決相應的納米
技藝所面臨的難題。另外納米技術在存儲器中的應用也非常普遍,無論是相變阻器還是磁變阻器,其高速的運轉造成了在成本的需求上需要更多,運用納米技術可以在芯片中更好的運用。采用納米技術可以使得所制出芯片存儲器更加小,可以使得更加小的芯片擁有更大的驅動能力,從體積的角度不斷縮小,而從功能的角度則是不斷的擴大。
二、納米集成電路發展趨勢概述
隨著我國社會經濟的高速發展,加上社會需求的增大,我國對于微納電子技術和微納電子產業的重視力度越來越大,特別是最近幾年建立了和集成電路技術相關的重大科技項目和研發項目,為我國的納米集成電路的發展奠定了良好的基礎。為了能夠盡快的達到世界先進水平,能夠掌握自主知識產權技術和設計,本文從集成電路發展的規律上分析,主要認為需要從兩個角度來進行發展和研究:一是對維納電子基礎的前沿性研究要進一步的重視和加強,二是根據集成電路發展的規律和特點,充分認識產業支撐對于集成電力發展的重要性,國家應大力的發展和優化產業鏈條和產業技術。對于前者,特別是對于二代(五年)后的集成電力產業發展方向要進行著重的分析和研究,分析和研究的具體內容有新型器件的結構研究、新材料的研究、新技術的研究等。目前我國的很多的項目研究都局限在某一設備、某一技術或某一項工藝,在對這些內容進行研究時,有的研究人員對基礎問題的研究不重視,所以缺乏自身的核心技術,造成了后續發展動力不足的現象,除此之外,在研究中要充分的認識工藝集成技術的重要性,還要著重的突出集成性,因為工藝參數或某器件的性能再優良,無法集成,這就對集成電路的發展毫無意義;對于后者,產業支撐對于集成電路來說具有重要的影響,產業技術中的產前技術尤為重要,其中的工藝集成、成本控制、質量控制等都是產業技術中的重點,這些方面需要企業發揮出創新的主體作用,除了對產業技術中的基本工藝進行研究外,主要還要對國內外的市場進行研究和考察,根據市場的發展走向來開展具有市場特色的產業工藝技術研發。對于集成電路發展來說,技術和產業規模是重點,所以擴大產業規模、產業渠道、加大投資、優化鏈條、創新技術等內容是未來發展重點。
三、總結語
隨著微電子科學在集成電路上的應用逐漸升級,使得傳統的集成電路正在不斷的發生著本質上的革新,但是依靠著科學技術的發展逐漸構建起新的集成電路技藝,無論是從物理角度分析還是從經濟的角度進行分析,采用納米技術可以更好的為集成電路的發展創新帶來發展的機遇,同時還能夠有效的促進當前科學技術發展的環境下對于納米技術進行深層次的研究,為相關納米集成電路大生產工藝的生產者提供有建設性的借鑒。
參考文獻:
[1]吳漢明,吳關平,吳金剛.納米集成電路大生產中新工藝技術現狀及發展趨勢[J].中國科學:信息科學,2012,12:1509-1528.
[2]彭祎帆,袁波,曹向群.光刻機技術現狀及發展趨勢[J].光學儀器,2010,04:80-85.
【關鍵詞】 仿真技術 高技術 產業化 知識經濟
引言
盡管仿真技術已經很快發展,但在若干問題上仍然存在不同的見解。
比如,有人說仿真技術是要花費很多錢,所以它的成果只是榮譽性的。這種看法與當今把每臺核電站仿真機以1000多萬美金,飛機仿真機以1500~2000萬美金的價格從美國、加拿大引進到中國的現實相矛盾,也具體說明了仿真技術的成果仍然形成了一個高價位的高科技產品和產業。
又如,有人說在市場經濟的環境里,仿真技術的產值搞不大,相關的市場在萎縮;也有人認為仿真技術是21世紀戰略性技術,仿真技術肯定會大發展。
當前,一場以高技術為中心的新的科技革命正在蓬勃發展,對整個社會經濟發展將產生重大影響。世界的經濟向知識(智力)經濟過渡,信息技術迅猛發展與知識經濟來臨之際,對仿真技術將有什么作用,仿真技術將會有什么地位,如何迎接機遇,都應盡快考慮,這是業界的大事。
鑒于上述,作者經過幾年的反復觀察、研究、分析和思考寫下本文。
1. 從仿真技術定義變化中考查
自從仿真概念出現以來,仿真的定義隨著技術和應用的發展不斷深化。
比如,牛津英文字典中初期的仿真定義是:"To imitate conditions of situation with a model for convenience or training"。后來變為:"The technique of imitating the
behavior of some situation or system (economic, mechanical, etc.) by means of an analogous model,
situation, or apparatus, either to gain information more conveniently or to train personnel"。
1993年7月,國內在《火炬計劃基本概念及相關名詞術語解釋》中,對仿真技術作了很詳細的定義,見參考文獻[7]。關于仿真技術的定義,到目前為止,就很難用簡單的語言描述。國內外學者從不同角度作了描述,可歸納如下幾點:
仿真技術是出自對系統的研究,是通過用系統模型對真實系統或設計中的系統進行試驗,以達到分析、研究和設計該系統的目的;
仿真技術是以計算機為基礎,計算機能力提高了,仿真技術水平也提高,使之有能力去描述更復雜的系統;
仿真技術隨需求發展,提出了大量共同性的理論、方法和技術問題,致使仿真逐步形成了一門獨立的學科;
仿真技術已成為計算機應用的一個重要的領域;
仿真技術應用范圍十分廣泛,無孔不入的一門綜合性學科,已廣泛應用于航空、航天、通信、船舶、交通運輸、軍事、化工、生物 、醫學、社會經濟系統等自然科學與社會科學的各個領域,其重要性已廣為人知;
仿真技術用于揭示已知對象和未知對象的內在特性、分系統之間的關系和運作規律,以研究已知和預測未知;
仿真技術是高技術領域中的關鍵技術之一。
2. 仿真技術主要研究的內容和成果分析
2.1 仿真技術主要研究的內容
仿真技術雖是計算機應用的一個重要的領域,但也有其自身作為一門專有技術的研究內容,有問題和難點,也有發展方向和規律,形成了仿真技術的主體技術。這些技術又在廣泛而豐富的需求中深化和發展。仿真技術的研究內容最少應包括總體技術、仿真支撐軟件技術與工具、建模技術和應用技術,表1歸納了這些仿真技術的研究內容:
表1:仿真技術的研究內容 總體技術 ①學科的理論研究;②仿真技術的發展與開拓;③仿真技術與支撐技術的關系;④系統的分析與劃分;⑤仿真技術在信息技術和產業中的地位研究;⑥大型仿真系統研究
仿真支撐軟件技術與工具 ①支撐軟件理論與方法;②仿真支撐軟件技術;③面向對象支撐技術;④面向各項領域的共性工具軟件;⑤專用的工具軟件;⑥軟件系統結構;⑦實時數據庫
建模技術 ①仿真對象與系統分析;②建模理論與方法;③仿真算法與語言;④驗證方法與標準
應用技術 ①應用領域開拓研究;②應用軟件系統;③應用的相關技術;④應用系統實現方法
2.2 從仿真技術的成果分析
近幾年來,國內外仿真技術領域取得了豐碩的成果,體現出重大的社會效益和經濟效益。主要的成果例舉如下:
2.2.1 仿真支撐系統的發展
70年代末,國際上一些國家在實現仿真技術產業化過程中,強化了仿真支持系統的概念。因此,仿真支撐系統已經不僅是仿真領域關鍵的技術之一,而且是"解放"仿真系統開發者和使用者的最重要手段。它不僅賦予仿真系統以生命力,同時也是實現仿真技術產業化的基礎。在應用過程中,它是實現仿真目標和解決問題的概括和總結,它支撐了仿真系統的整個生命周期,包括對仿真對象分析、仿真模型的表達、仿真模型的生成和運行、仿真過程的調試和修改、實時運行、仿真數據的存儲、恢復及跨平臺的聯合運行。因此,近幾年來,國內外已經十分重視對仿真支撐系統的研究,也出現了不少成果。從科技進步角度來分析,主要表現為:
(1)開放性和構件概念,包括:構件命名服務(Component Name Services)、構 件對象服務(Component Object Services)等為構件客戶服務。
(2)提供通用數據表示方法,讓集成工具之間共享信息。
(3)支撐范圍擴大,表示在支撐仿真應用在網絡上的實現。
(4)支撐多媒體技術的應用,使仿真系統的人機界面得以改善。
2.2.2 面向對象的仿真技術
近十幾年來,面向對象仿真(Object Oriented Simulation,簡稱OOS)研究、開 發和應用有很大的進展,在廣泛的領域里,各種各樣的模型是由OOS語言(或稱編程工具)和開發環境中出現。由于OOS為系統建模提供了靈活的方法,它的基本
特性使之不同于傳統的仿真方法,而且適用于大型的更為復雜更分散的仿真系統,以及基于網絡的仿真系統。而且,支撐OOS的工具已不少實現商品化了。例如:
(1)由于國際間多國合作的出現,對共享仿真環境的需求擴大,網絡仿真技術被用在基于共享的仿真環境,如虛擬工廠教學系統,它允許學生單獨工作或組成虛擬的隊、建造工廠、預測產品需求、計劃生產、制定日程進度等
(2)面向對象仿真在處理復雜系統模型時,是一個極好的工具。將這類模型分成幾個子模型,做到仿真程序結構與真實系統結構相似。如解決互相聯系的異步電動機組的仿真控制問題等。
3. 仿真技術應用領域的快速擴大
近幾年世界上應用仿真技術去解決科技、生產、社會各方面問題的事例層出不窮,使仿真技術的應用能力拓展,滲透性增加,無處不在,無孔不入。例舉幾項:
(1)仿真技術在工業系統的多種應用取得了巨大的社會和經濟效益;
(2)利用仿真技術來模擬人們不斷增加對海港、船舶的到達方式,海港運作方式的變化需求,用于實現海港現代化管理或新建海港選擇和投資考察;
(3)應用質量工程及仿真提高巨型計算機系統的性能。性能評估在計算機的設計、開發、配置、調節中是一個重要環節,應用質量工程和仿真技術來提高巨型計算機系統性能;
(4)應用仿真技術,開展語言系統研究,取得重要成果;
(5)仿真技術在制造業中應用和發展近幾年來在國內也取得很好的成果,仿真技術在制造業的應用是從產品設計到制造,以至測試維護的整個生命周期中,計算機仿真技術貫穿始終;
(6)虛擬現實技術的應用范圍擴大。它在醫療領域中開始應用,虛擬教學、虛擬會議系統等取得一定效果,虛擬現實技術與娛樂的結合更有廣泛市場。
4. 從軟科學技術發展展望仿真技術的作為
軟科學技術是為管理和決策服務的科學技術,或者可以定義為幫助人更直接、有效、全面和系統地使用迅速發展的各類科學技術知識,并進行科學管理和科學決策的科學。從軟科學技術的應用性表現來說,如果說科學的研究是基礎研究的話,軟科學技術則是應用研究,產生的專家系統則是技術開發。
醫學和工程領域管理決策的專家系統的研究成果幾年后將被投入使用。例如美國許多大公司都開始用人軟件,幫助做許多種經營工作。這意味著類似"仿真腦"的系列產品將要出現,仿真技術在管理和決策方面的應用將推向各個領域。在仿真各種管理與決策系統的過程中,仿真技術將快速發展,產業化的步伐將加快。
軟科學技術是有前途的。在人類知識每5年翻一番的情況下,任何人如果不*電腦處理事務,也就是說不*"看不見的頭",是無法妥善、有效處理的。如果說軟科學技術會成為21世紀的先導和骨干高科技,推動軟科學技術發展的仿真技術也是分析復雜問題,提示相互關系,仿真人腦管理和決策的骨干高科技之一。5. 仿真技術發展的特點和趨勢
近幾年,以計算機技術、通訊技術與傳感技術為主導的信息技術的飛快發展,為仿真技術的發展進入一個嶄新的環境打下了良好基礎。仿真技術的發展將出現新概念、新應用和新的地位。由目前發展情況分析,有如下值得注意的特點:
(1)仿真技術是一門獨立的學科,但它離不開計算機技術。只要計算機技術在飛快地發展,仿真技術就一定隨之快速發展;
(2)仿真技術作為信息技術族內的成員,它不僅自身發展快,而且與信息技術各項發展結合也快,它們永遠面對新問題、組織新技術、形成新的系統工程。因此,仿真技術是不斷研究新現象、分析新規律、揭示相關系統、找出解決方法的強有力工具;
(3)在知識經濟來臨、知識管理的形成和發展中,仿真技術是最好的工具。它將被更多人了解和掌握。美國很多大公司開始用"人軟件"代替人類做多種經營工作。預計類同"仿真腦"系列的產品將會被成批生產,用以代替人們進行管理和決策;
(4)仿真技術的應用領域越來越廣,在信息技術發展中,將出現獨特的地位;
(5)目前,在全世界軟件產業快速進展的環境中,仿真支撐軟件,各種工具軟件(包括專用仿真語言),乃至于通用的應用軟件、商品化的周期縮短;
(6)面向對象的技術和應用發展較快,一方面推動仿真概念變化,另一方面適應復雜、非線性應用的能力增大;
(7)由于網絡技術的發展,為異地、異國應用提供了可能,將對仿真技術提出新的挑戰,也推動了發展。預計仿真技術和網絡技術的結合,將出現新的概念,并擴大應用范圍;
(8)仿真技術在培訓領域中已有了豐碩的成果,比如:核電站、飛機的仿真機等都是培訓所必需的仿真系統產品。
6. 知識經濟的特征和仿真技術的地位
人類在經歷了漫長的農業經濟、工業經濟時代后,正迎接著知識經濟時代的來臨。1997年,人們第一次提出知識經濟的概念,大家認為它是建筑在知識和信息基礎上的經濟;以知識和信息的生產、分配和使用為直接依據的經濟;知識是提高生產率和實現經濟增長的驅動器。國內外學者對此也有各種說法。如:知識經濟是以智力資源的占有、配置,以科學技術為主的知識生產、分配和使用為最重要因素的經濟。又如:知識經濟所要表述的是一種新的復雜的經濟狀態,它是指以現代科學技術為核心,建立在知識和信息的生產、存儲、使用和消費之上的經濟。它有豐富的內涵和明顯的特征。只有通過對其內涵和特征的分析并與仿真技術及其應用、產業化社會效益、經濟效益比較,才能充分看到仿真技術在知識經濟環境中的地位。
(1) 知識經濟特征與仿真技術特點的切合。
(2) 仿真技術是推動知識經濟發展的關鍵技術。
(3) 仿真技術及其應用,形成知識產品和服務,以及產業化的效益推動知識經濟的增長。
7. 結論
通過考察和分析,我們看到知識經濟時代的來臨給仿真業界帶來了新的挑戰和機遇,仿真技術將因自身的特點而在知識經濟環境中快速發展,反之也推動知識經濟的發展。仿真技術與軟科學及其它相關技術的結合將加快高附加值產品的產業化進程,給整個社會帶來新的經濟增長點,仿真技術大有可為。
參考文獻
[1] 游景玉,實時仿真技術及其應用,珠海出版社,1997年
[2] 游景玉,論文"論仿真技術及其產業化", 珠海出版社,1999年
[3] 游景玉 吳芳輝,論文"仿真支撐系統技術的研究與發展",珠海出版社,1999年
[4] 游景玉 吳芳輝,論文"新世紀仿真技術展望", 珠海出版社,1999年
[5] 游景玉,論文"論仿真技術在高技術發展中的地位", 珠海出版社,1999年