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科学与技术的联系

科学与技术的联系

科学与技术的联系范文第1篇

【摘 要】学科的综合性已越来越受到教师的关注和重视,侧重科学领域的化学学科,与侧重技术领域的通用技术学科之间存在着密切的联系,本文浅谈了化学与新兴学科通用技术之间的联系,希望引起更多的人对化学教学中渗透技术素养培养的重视。

关键词 化学;通用技术;技术素养;相互渗透

学科的综合性已被广泛教师意识到重要性,了解学科所具有的综合性,可以更好地帮助学生领悟和体会所学到的知识,同时也可以培养学生综合解决问题的能力。化学是一门综合性很强的学科,它与语文、数学、英语、政治、历史、地理、物理、生物学科之间都存在着广泛的联系,这里我们来探讨一下新兴学科通用技术与化学之间的联系。

中学化学课在我国已有一百多年的历史。而通用技术课则是在2003年教育部颁布的新的普通高中课程改革方案中,才首次正式进入国家课程,与“信息技术”一起构成基础教育阶段八大学习领域之一中的技术领域。虽从表面上看,化学与通用技术作为学科课程诞生的时间差了近百年,且两者一为科学领域,一为技术领域,但科学技术本就不分家,化学与通用技术学科本就有强大的综合性,二者学科之间相互渗透,在化学课中渗透通用技术的技术理念,并建立相应的知识网络,有助于同时提高学生的科学与技术素养。

通用技术在课程中是指信息技术之外的,较为宽泛的、体现基础性和通用性,并与专业技术相区别的技术,是日常生活中应用广泛,对广大同学的发展具有广泛迁移价值的技术。通用技术课程是一门立足实践、注重创造、高度综合、科学与人文融合的课程。在化学课程相应内容中注意通用技术理念的渗透,有利于学生各项素养的综合培养。

漳州市高中化学使用的教材是苏教版必修一、必修二还有其他六本选修课本,这边我以必修一为例,探讨一下通用技术理念在必修一书中的体现。

苏教版化学必修一中渗透通用技术理念的内容有:物质的分类(体现了通用技术中系统的分析:完整的而不是零星地处理问题,全面的思考和解决问题),化学反应的分类、氧化还原反应(辩证的观点,对立统一规律教育),物质的量,进行物质组成、变化的定量研究(方便简洁、注重创造的技术理念),物质的聚集状态,肉眼可以观察到物质在不同的温度和压强下会呈现不同的聚集状态,反应了物质世界的多样性(体现了通用技术中要善于从观察日常生活中发现问题,从而明确问题,进而解决问题的理念),物质的分散系,胶体的应用(体现了技术与科学的综合性,以及安全,无毒害的技术理念);物质的分离与提纯,常见物质的检验,溶液的配置与分析(体现了立足实践,注重创造,系统的分析,系统的设计,优化的技术理念);原子结构模型的演变(科学与人文融合),原子核外电子排布放射性元素、放射性同位素应用(科学与技术的高度综合,安全,环保的绿色技术思想);氯的发现(科学与人文相融合)氯、溴、碘的制备(生产流程工艺,流程的设计和优化,注意提高效率,提高质量,节省资源,安全生产,提高经济效益的技术理念,绿色环保理念);认识钠、镁单质的生产(科学与技术的综合,注重高质量,高效率,安全,节省资源的生产流程工艺),侯德版—中国化工先驱的介绍(进行人文知识的教育,注重科学与人文相融合);从铝土矿获得铝的方法(生产流程的设计,注重材料、工艺设备和环境),了解铝及其化合物在生产生活中的重要应用(科学与技术的融合,注意环保及可持续发展),了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念(立足实践,学会设问);自然界存在的铁、铜单质及其矿石(学会在日常生活中发现问题、明确问题),铁、铜的冶炼方法(生产流程工艺,立足实践,注重创造,将科学与技术相融合),Fe2+、Fe3+的相互转化(方案的设计、运用常用的创造技法);形形色色的含硅化合物及其产品图(要善于观察日常生活),硅及其化合物的应用(科学与技术相融合的理念),二氧化硅制品在生活中,高科技信息产业中的应用(科学与技术相融合),单晶硅的制备、使用(生产工艺流程,注意提高效率,节省资源,注重创新);二氧化硫的性质和作用,酸雨的危害(环保,绿色技术),硫酸的制备及性质(安全、高效的生产工艺,并注意绿色环保),硫和含硫化合物的相互转化(解决问题的技巧,方案的设计及头脑风暴法,通过对思维者强化信息刺激,使思维的人展开想象,引起思维的扩散,在短期内获得大量设想),氮氧化物的产生及转化,预防和控制氮氧化物对空气的污染(如汽车尾气处理装置,技术与科学相融合,绿色环保理念),氮肥的生产和使用(合成氨的生产工艺流程,以高效,高质量、节约、安全、经济为目标,科学的设计流程,科学与技术之间相融合及环保意识),硝酸的性质及生产(生产流程,绿色技术理念)。

科学与技术之间总是相互联系,相互融合,化学与技术之间更是有着千丝万缕的联系,将技术用于化学产品的生产,用通用技术理念及相应知识去改进化学的实验,用绿色环保技术去治理及防范化学物质带来的污染,或在化学课中融入立足实践、注重创造、高度综合、科学与人文融合的通用技术思想,都是极其重要的,也是极其必要的。如今的课堂讲究的是多方面培养学生的素养及能力,因此教师已不能再只单一的教授本学科的知识内容,而要在课堂上注重学科的综合性。通用技术是一门新兴学科,也是一门新的启示,注重学生科学与技术素养同时培养,是新时代教师新的任务及目标。

参考文献

科学与技术的联系范文第2篇

关键词: 物联网工程 应用型本科院校 人才培养

1.引言

物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID无线通信、传感器与接口技术等把物品接入互联网的网络。1995年,比尔盖茨在未来之路中提出了物联网的雏形,2002年,麻省理工学院成立了Auto-ID Labs,联合世界著名大学共同研究了RFID的关键技术,2005年,国际电信联盟ITU正式提出了物联网的概念,2009年,国家在无锡成立了物联网的部级基地,2010年,工信部和发展改革委员会出台了一系列政策支持物联网的发展。2011年,工信部了物联网的十二五发展规划。在此背景下,无论是珠三角地区还是长三角地区,都出台了相应的政策支持物联网的发展。

随着新一代信息技术的发展,除了传统的互联网之外,移动互联网逐步与物联网融合,为地区实现产业转型升级战略提供了活力。与此相对应的是,随着物联网产业的逐步发展壮大,对物联网工程的应用型本科人才培养提出了新的要求。在人才培养方面,人才的应用能力培养能否适应服务经济转型和信息技术的融合与升级换代成为本科院校教学和实践能力培养的挑战。

2.人才培养目标

物联网工程是一门交叉学科,内容广泛,覆盖了电子、通信、计算机等多个学科,物联网专业人才培养体系的建设,需要多学科相互合作,合理配置教学资源,组建多学科复合型的师资团队,从产学研各个方面合作,共同制定物联网工程的人才培养目标。在制定人才培养目标方面,坚持从工程中来、到工程中去的原则,人才培养与企业密切配合。深圳市三木通信技术有限公司是一家以研发和销售新一代移动通信设备的企业,研发的项目是把新一代移动通信技术、RFID,物联网有机结合在一起。在硬件方面,传统的3G通信手机结合RFID通信技术从而构成移动互联网与物联网的有机结合。在软件方面,则有RFID中间件,信息的获取与编码,信号传输与接收等方面,在更高层次上,则需要云计算技术,并且保证数据安全性。企业的这些项目主要运用于RFID手机钱包和物流管理,为高校的人才培养提供了实践基础。

物联网工程人才培养目标要结合企业的用人标准,并与国内的产业结构相适应。因此,物联网专门技术人才的培养目标为:掌握物联网的基础知识,熟悉各类物联网专用的传感器,掌握无线和有限传感技术,熟悉电子技术,信息与网络通信技术和计算机技术。具备物联网的相关产品开发技术能力,具备构建物联网子网络与应用平台的开发维护能力和应用推广能力,具备物联网技术支持和云计算技术的维护能力,具备物联网平台运营能力。

3.物联网工程人才培养

物联网的技术体系结构可以分为感知层、网络层和应用层三大层次。其中,感知层的硬件可以分为各类传感器、RFID技术、条码和摄像头等动作执行部件,并且包括数据采集和执行器控制等功能,在通信方式上,可以采用红外、蓝牙、WiFi、Zigbee及其他无线通信方式等短距离无线通信。在网络层,采用PSTN、2G/3G移动网络、互联网、广电网络、专网等广域网通信方式。在应用层,主要采用云计算、数据挖掘、数据安全等数据分析处理技术;在具体应用上,可以应用在移动支付的手机钱包、智能物流管理、智能医疗、智能农业、智能家居、智能电网、工业监控、城市管理、环境监测等方面。

通过对物联网技术体系结构的分析,从这三个层次需要的核心能力是有所不同的。感知层偏重于硬件研发与设计,网络层偏重于通信技术,而应用层则偏重于应用和运营维护。从学科来说,物联网工程专业覆盖了电子科学与技术、通信工程、计算机工程等学科,专业学科多,知识面广,一方面反映了物联网工程这个专业是一个多学科交叉融合的专业,另一方面,反映培养人才面临门类太多的困难。通常情况下,由于科研基础的不同和研发投入与力量的不同,研究型大学偏重于解决物联网中的关键技术,应用型本科院校偏重于具体技术的研发和设计,高职类院校偏重于物联网应用和运营维护。

结合应用型本科院校的实际情况,在人才培养方面,理论教学和实践能力培养需要做到科学合理,突出口径宽和有侧重点的原则。专业基础课程教学方面,除了传统的包含电子技术基础、信号与系统等电类通识的课程之外,突出物联网基础、传感器与检测技术、RFID技术和嵌入系系统等课程,重点讲授物联网的硬件基础和软件基础,是物联网工程人才具备物联网感知层的设计开发和应用实践能力。在专业课程方面,主要开设物联网应用软件技术、短距离无线通信技术、计算机网络技术和现代通信网络技术等课程,重点培养物联网应用层的设计开发和应用实践能力。在选修课方面,主要开设嵌入式操作系统、移动终端开发、IPv6、数据安全、云计算技术等课程,并开设物联网项目工程管理等管理维护课程,拓宽知识面,培养物联网的应用管理能力。在实践能力培养方面,主要开设电子技术、嵌入式系统、RFID技术等与物联网相关的实训项目,突出学以致用的动手能力。在感性认识方面,开设RFID具体应用如HFRFID的门禁管理系统、UHFRFID的物流管理系统等课程实践项目,加强对RFID和物联网的感性认识。在校企结合方面,通过校企联盟,参与RFID手机钱包和3G移动物联网的物流园建设等项目,更加贴近工程实际项目,提高物联网工程人才能力培养的针对性。

通过以上课程设置与能力培养,应用型本科院校培养的人才既有开发设计能力,又有物联网工程应用能力,能够满足地区物联网基础发展的需要。

4.结语

物联网是一个新兴的产业,有着良好的市场前景,对人才的需求非常迫切。物联网本身是一个多学科交叉的产业,在人才培养方面,应用型本科院校需要结合实际情况,不可能做到面面俱到,应有所侧重,着重于有一定研究开发能力并有工程应用能力的人才培养。

参考文献:

[1]刘海涛.物联网技术应用[M].北京:机械工业出版社,2011.

[2]张荣.基于产业对接背景下的高职物联网专业开发与实践[J].中国职业技术教育,2013(10):53-54.

[3]余姜德,冷令.珠三角地区高职院校物联网专业人才培养实践探索与反思[J].2014(7):286-288.

[4]李可学.物联网应用专业建设对接新兴产业发展浅探[J].微型机与应用,2014(14):58-59.

[5]韩宝成.RFID在物流信息系统中的研究与应用[J].现代物流,2010,7:52-53.

[6]王风茂.高职院校物联网应用技术专业实训体系的构建与实施[J].青岛职业技术学院学报,2012,12,VOL25(6):49-52.

科学与技术的联系范文第3篇

关键词学科一技术关系 关联性分析 转化效率

1.引言

“科学一技术”关系的实践研究发展于上世纪90年代,弗朗西斯・纳林(Francis Narin)通过专利对论文引用在来源和时间方面的关联性,证明在高科技领域,科学与技术之间有着紧密的相互作用。利用论文和专利数据可以衡量国家、地区或机构的创新能力测度以及相互间知识转移、技术转移途径的研究,主要是基于宏观数据进行统计分析。基于专利的科学一技术关系的研究,主要包括定量指标方法、数理模型方法、科学一技术映射模型及社会网络分析方法。指标方面主要有科学联系度(Science Linkage)及其标准化后的产业标准化指数、当前影响指数(Current Impact Indicator)及衍生的科学强度、技术循环时间(Technology CycleTime)、技术扩散系数、相对强弱指数(RSI)等。数理模型方面,有基于熵值算法学校一产业一政府的三螺旋模型与算法(已由Mode-1进化到Mode一2),技术成长曲线及其修正,以及用于科研投入与产出绩效间的灰色关联分析;科学一技术映射模型方面,国内学者尝试建立科学学科分类与专利IPC分类的映射模型等;社会网络分析方法,如高继平提出的专利/论文的混合共被引网络分析、聚类分析和聚类自动标引,基于社会网络分析工具的研究等。定量指标方法难以避免突发因素造成的数据噪音,例如论文或专利的数量的突发性增长或引用;模型研究和社会网络分析其关注的指标较为局限,例如模型研究主要是宏观的规模性产出数据;社会网络分析则要求变量数据间有共现关系。文章涉及7个论文和专利的数据变量,得到21种关系组合,扩展了定量指标体系,同时发现了一些原本弱相关或无关的数据变量去除时滞影响后呈现出较强或极强的相关性。

“科学一技术”相互作用分析能体现出科学研究与技术应用间的协同发展、扩散转化和相互贡献程度,从而为支持科技领域布局、制定技术创新策略、合理配置科研资源等提供决策依据。文章以国内高等学校“科学一技术”发展现状为研究对象,通过高校的专利数据和论文数据关联性分析,挖掘影响科学和技术发展的关联性因素,探讨科学与技术相互转化、扩散、相互促进的时间效率。一项研究,或某一领域的研究,在研究发表后需要多长时间能被关注(被引)、被传播、以及促进技术应用的出现,通过r间度量来揭示该问题,能够为高校科技管理部门开展科技资源布局提供有效的决策支持的定量分析方法体系和策略。

2.研究方法

关联性分析方法在很多学科领域得到了应用,在挖掘“科学一技术”关联性分析方面,可以分析研究经费的投入产出,但其涉及的变量局限于产出数据,而忽略了引文关系,即科学与技术间的转化和扩散效率;可以分析科研项目与专利产出间的关联性,但其忽略了科研与技术之间的时间转化差异,其相关性系数均低于0.9。

对于科学与技术的关系,通常认为:先有科学研究再有专利产出,即研究总是走在应用的前面;成果公开之后会经过一段时间得到关注、扩散、被利用。那么一个机构、一个学科、一个技术领域甚至单个的研究内容发表之后,究竟要多长时间才能爆发出大量的技术应用成果?文章扩展了“科学一技术”常用的分析指标涉及的数据变量(见表1),考量了科学与技术发展的时间差异性,一方面挖掘了更多的可用指标;一方面将原本弱相关的关联性通过时间关系处理得到了较强或极强的关联性,并分析该时间差异对科技转化效率的影响。

从表1看出现有文献的研究方法主要有两种:一是考察单一变量的变化趋势或者分布情况;二是对技术相关变量(如专利被引次数与专利公开量、引用论文文献和专利公开量或量)间通过逻辑运算得到的数值进行分析,形成衡量科学一技术关联性、活跃度和影响力的常见指标体系,运算方法主要包括平均数值、标准化数值、引用关系时间间隔等。但其存在的共性问题是:变量关系单一,且依赖于指标的建立来对数据进行处理,无法消除由突发因素引起的数据噪音。

2.1关联性分析方法

在不同的变量间可能存在着线性相关或曲线相关关系,可以是正相关也可以是负相关,不同类的相关又可分为强相关、中等相关、弱相关或者无关等几种关联程度。而曲线相关大多可以转换线性相关进行研究,衡量变量间的线性关系常用的系数为皮尔森(Pearson)相关系数。假设:变量A(专利申请)与变量B(专利被引)之间存在潜在的关联性,当N=30(1985-2014年),A与B两个变量曲线走势见图1,但两条曲线并不完全重合,可以首先计算得到一个皮尔森相关系数:

对于同一年份的数据来说,专利被引相对于专利申请有所滞后。这一规律在图1中表现为变量B的峰值在时间上较变量A提前出现。因此,在计算相同年份的变量A和B的相关性之后,尝试寻找变量B的峰值相对变量A峰值前移的一般规律,计算不同年份的变量A和B之间的相关性;当Pn达到最大值时,n即为变量B相对于变量A的峰值前移时间差,也可以理解为变量B相对于变量A的时滞。新的线性相关系数计算公式如下:

当Pn达到最大值时,n即为A变量对B变量产生作用的时滞度量。

关联性分析主要解决两个问题:(1)对于相互之间没有直接关联性的变量,通过考察其时间序列变化情况,挖掘其在时滞效应和转化速度方面的关联性,以考察其预测性。(2)消除单个数据带来的噪音影响,使分析结果具有较好的稳定性和合理性。

2.2方法验证

通过曲线拟合,比较A和B,以及A和B两组曲线的皮尔森系数和R方值,若皮尔森系数R方值得到改善或有明显提高,且通过SPSS分析软件得到的置信区间均在95%及以上,则说明该方法对于该变量组合具有统计意义。

文章通过列举两个例子来进行验证说明:(1)选择机构G的30年间(1985-2014年)(A1)和专利申请量(B1),并假设论文研究能带动专利的申请,分析在当前的发展趋势下,预测专利申请要经过时间n才能达到当前科学研究水平带来的相应技术应用规模;(2)选择机构G的30年(1985-2014年)专利申请量(A2)和专利被引量(B2)进行关联性分析,与现有的“技术扩散速度”指标进行参照分析。两组变量30年时g序列数据的趋势分布与关联性见表2和图2。

经公式(2)计算得到表3。可见,G单位专利申请与间的关联性,在时间差值n1=2年时达到最强,预测2年后在当前的总体研究态势下,会引发技术引用的大量出现;专利申请与专利引用之间原本呈现的弱关联性,在时差n2=3年时获得较强的关联性,且推测得出G单位的技术扩散速度为3年。

经过该处理后,通过SPSS以A为自变量,B为因变量进行曲线拟合,R方值都得到了明显改善(见表4)。证明该关联性方法具有统计意义,能够表征两个变量间的关联程度。

同样,通过数据验证,关联性分析7个变量(、论文被引、专利申请、专利授权、专利被引、引用专利、引用论文)的21类组合关系都呈现出较好的应用可行性。

3.评价体系的构建

文章的数据包括专利和论文两部分。专利数据来源于TI数据库,以专利权人代码为检索条件,获得1985-2014年国内排名前3的理工科高校(高校S、高校Q、高校Z)的专利公开和引用情况;论文数据来源于InCites平台中3所高校1985-2014年的和被引情况。

3.1评价指标的确立

从论文和专利数据中提取出7类变量,通过前期的关联性分析后,得到21个组合形式并确定变量A对变量B具有促进或推动作用(表5)。

根据主/客体(论文与专利)与行为(引用与被引)之间的时间维度关联性(图3),15对变量组合可以大致划分为四个类别:

(1)表征产出规模驱动的时间效应,体现在不同主体具有同样的行为:一专利申请,即科学研究产出对技术应用产出的推动作用。

(2)表征扩散时间效应,体现为不同主体的产出与被引行为的时间维度关联性,又可以细分为两类:一类包含一论文被引、一专利被引、论文被引一专利被引,即科学研究的扩散对科学研究和技术引用产出的时间影响;一类包含专利申请一专利被引、专利申请一论文被引,即技术应用的扩散对新技术应用和科学研究扩散的时间影响。

(3)表征转化时间效应,体现为不同主体的产出与其引用行为的时间维度关联性,分为两类:一类包含专利申请一引用论文、专利申请一引用专利、引用专利一引用论文,即技术转化对科学研究和新技术应用产出的作用;一类包含一引用专利、一引用论文,即科学研究转化对新的研究内容、技术应用和技术应用转化的影响。

(4)表征贡献程度,体现为引用行为与被引行为的时间维度关联性,也可分为两类:一类是科学研究对新的科学研究转化和技术应用转化的贡献度,包括引用论文一论文被引、引用论文一专利被引;一类是技术应用对新的科学研究转化和技术应用转化的贡献度,包括引用专利一专利被引、引用专利一论文被引。

3.2机构数据对比

通过公式(3)的计算处理后,我们得到以下结果(表6)。比对国内3所水平较高的理工类院校的论文和专利的产出及引用关系数据,其论文数量与专利信息的产出规模、扩散效应、转化效应和相互贡献程度都具有极高的关联性。对比变量A对变量B的推动或促进作用在时间维度的间隔大小,可以挖掘各高校间的“科学一技术”间扩散、转化速度的快慢,以及相互贡献程度的时滞效应。

从关联性来看,高校Q除了专利申请与专利被引、专利授权与、与专利被引、与专利引用专利文献、与专利引用论文文献和专利被引与专利引用专利文献6种组合呈现出中等相关外,其他变量间都呈现出较强相关;高校S和高校Z在专利被引与专利引用专利文献、专利被引与专利引用论文文献2组变量无关联性。

从时间关系上来看,专利授权与其他变量的关系,和专利申请与其他变量的关系差值在0-2之间,整体抵消了我国专利申请到授权的18个月审核周期的时间,因此两者可按需选择,文章以专利申请为主要变量开展分析。另论文被引和专利被引(2,2,1)在时间关系上同步于和专利申请(2,2,1),即一项/篇专利和论文被引用的同时,意味着另一项/篇专利和论文公开发表。因此两组变量具有相互验证的效果(表6中灰色部分为文章未选取的变量组合)。

(1)从产出规模来看:高校Z对科学一技术的产出发展较快,其变量间的时间间隔均小于高校S和高校Q。

(2)从扩散效应来看:高校S与高校Q技术扩散对科学的影响时效长于高校Z(论文被引一专利被引、一专利被引、专利申请一专利被引),而科学研究扩散对新的科学研究的促进(专利申请一论文被引)高校S要迟于高校Q和高校Z,科学研究扩散对新的技术应用的促进(一论文被引)三所高校时效相同。

(3)从转化效应来看:在技术转化方面(专利申请一引用专利),三所高校的效率相似;但高校Q的科学研究转化效率(一引用论文、一引用专利)略低于其他两所高校。

(4)从贡献程度来看:高校Z的科学贡献度较差(引用论文一论文被引),高校Q的科学贡献度和技术贡献度(引用论文一专利被引、引用专利一专利被引)较好,高校S的技术贡献度和科学贡献度(引用论文一专利被引、引用专利一专利被引)都略低于高校Q。

总体来看,高校Z近年来的产出发展较快,其科学研究向技术应用方面的转化速度较快,但是技术与科学的关联度较低,科学贡献度较低,但技术影响力较高。高校Q近年来科技产出变缓,科学研究向技术应用扩散速度较快,高校Q的科学研究转化效率较高,科学与技术的关联度居中,技术循环时间变长,但其技术贡献度和影响力仍较高。高校S在产出发展速度上略缓于其他两所高校,其技术扩散效率不高,科学贡献度和技术贡献度的水平居中。

3.5与传统指标的对比检验

传统指标受到时间变化以及突现的大数值个例影响,会导致指标结果具有数据样本的依赖性。通过分别比较扩散效应与“技术扩散速度”指标,转化效应关联性分析与“学科关联度”和“技术循环时间”指标(见表1)的数据值,对关联性方法的可行性进行检验。

(1)扩散效应关联性与“技术扩散速度”指标。

在已有的科学一技术分析中,计量扩散效应的是(专利申请)与(专利被引)的平均时间间隔,即“技术扩散速度”这个指标来度量的,用这个办法得出来的一个高校的技术扩散速度,选取的时间范围距离现在越远则值越大,选取的时间范围距今越近值越小。例如:图4中,选取30年的数据时,校S、高校Q和高校Z的均值分e为9.1、8.2和9.9年,中值为8.7、6.2和8.3年;选取近十年的数据时,三者的技术扩散速度分别为2.3、1.8和2.4年,中值为2.2、1.6和2.2年。

关联性的分析则是对两个变量的总体趋势进行对比,根据表6的结果,在30年的数据范围内,科学研究的扩散对科学研究和技术引用产出的时间影响(和论文被引:4、3、3,专利申请和专利被引:4,3,3),以及技术应用的扩散对新技术应用、科学研究和科学研究扩散的时间影响(和专利被引:5,5,4)的时间效应更加的均衡和稳定。

(2)转化效应关联性与“科学关联度”和“技术循环时间”指标。

传统指标中评价科研转化和技术转化的指标有科学关联度和技术循环时间两个指标。通过计算学科关联度得到图5,得到的2014年累积值分别为1.10、0.70、0.59,高校S的科学关联度较高,高校Q科学关联度居中,高校Z的科学关联度较低。该结果与三者的科学研究转化对新的研究内容、技术应用和技术应用转化关联分析结果(1,1,1)近似。

近五年(2010-2014年)技术循环时间方面的高校S的技术循环时间(4、5、3、3、3年)与高校Z(5、4、4、3、2年)近似,较高校Q(8、7、4、3、4年)略快,且年代越近,其技术循环时间越小。通过关联性分析,技术转化对科学研究和新技术应用产出的作用(2,3,2),高校Q略缓于高校S和高校Z,与传统指标的结果相近,但受数据集合时间范围的影响更小。

4结论

科学与技术的联系范文第4篇

关键词:通用技术 基础学科 整合

一、通用技术与其它基础学科整合的意义

1.是时代的要求,改革需要

随着时展,新技术对社会的影响力越来越大,社会对新技术人才的需求更加迫切,“高中通用技术”作为新课程改革中设立的一门新课程,是课程改革的创新标志。通用技术是以提高学生的技术素养,促进学生全面而又富有个性的发展为基本目标,以设计学习,操作学习为主要特征的基础教育课程,是国家规定的普通高中学生的必修课程。研究我国普通高中通用技术课程的教学,研究它与其它学科的关系,提高通用技术课程教学效果,是一个迫切的任务。

2.能使新一轮课程改革落到实处

我国首次将通用技术纳入普通高中的课程,部分学校的领导、教师对该门课程比较陌生。通过本课题的研究,让教师的教学观念得到更新,在教学中自觉地改进传统教学结构和教学方法,创设良好的通用技术课堂教学氛围,从而优化教学过程,提高教学质量,使新课改落到实处。

3.能提高学生综合素质,激发学生学习基础学科的热情

通用技术是以培养学生的创新精神和综合实践能力为目的的一门课程。在通用技术课程的教学中,如何注重学生情感态度、价值观的发展,如何培养学生主动学习的热情,对教师来说都是一个全新的问题。本课题试图探索通用技术与其他学科之间的内在联系,来引导教师的教学行为,通过通用技术与其它学科的整合来激发学生学习热情,提高教学质量。

二、通用技术与其它基础学科整合的理论基础、依据和原则

1.理论基础

(1)生活教育理论

陶行知先生提出培养学生的创新能力就是把行与知、手与脑统一起来,培养学生“异想天开”的能力。他在《手脑相长歌》中写道:“人生两个宝,双手和大脑,手脑都会用,才算是开天辟地的大好佬。”显然,他所说的行与知、手和脑的统一,就是要求学生把所学的各门学科的基础知识与实践结合起来,在实践中重新认识知识,又用所学的知识来指导实践,把动手实践与动脑思考结合起来。他所说的“异想天开”和“开天辟地的大好佬”就是我们通常所说的有创新精神和实践能力的创造型人才。

(2)多元智能理论

美国心理学家加德纳的多元智能理论认为:人的智力结构是多元的,每个人都具有言语智能、数字逻辑智能、空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际关系智能、自我认识智能七大智能。大多数人在这七种智能的发展上都会有些差异,有些智能比较发达,有些比较普通。通用技术课程可以使某些对学术性课程并不敏感但在技术方面、技能方面具有特长和天赋的同学得到富有个性的发展。

借鉴生活教育理论和多元智能理论,通用技术教学要注重联系各门基础学科的知识,培养学生的创新精神和实践能力。要让学生在学习通用技术的过程中,根据不同的兴趣和爱好,与其它学科的知识建立联系,让自己富有个性而又全面地发展。

2.通用技术与其它基础学科整合的依据

《基础教育课程改革纲要(试行)》规定:教材改革应有利于引导学生利用已有的知识与经验,主动探索知识的发生与发展,同时也应有利于教师创造性地进行教学。教材内容的选择应符合课程标准的要求,体现学生身心发展特点,反映社会、政治、经济、科技的发展需求;教材内容的组织应多样、生动,有利于学生探究,并提出观察、实验、操作、调查、讨论的建议。学校在执行国家课程和地方课程的同时,应视当地社会、经济发展的具体情况,结合本校的传统和优势,学生的兴趣和需要,开发或选用适合本校的课程。本课题的研究正是对《基础教育课程改革纲要(试行)》的落实与进一步探索。

3.通用技术与其它基础学科整合的原则

普通高中通用技术的教学要和课标统一,需符合通用技术的特点,在通用技术课标的指导下和其它学科整合时要注意以下原则:一要具有启发性原则,预留出学生想象的空间,结合其它学科能引发学生的思考;二要具有趣味性原则,为学生创设一种宽松、愉快的学习氛围;三要坚持贴近生活的原则,拉近基础学科的理论与学生日常生活中的通用技术的距离,利用已有的资源完成教学;四要具有可操作性,与通用技术整合的案例,一定便于教学讲解,也利于学生理解。

三、通用技术与其它基础学科整合的方法

根据通用技术课标的要求以及其它学科的特点,在保证教学整体性的情况下,适当调整现有的课程结构安排,在通用技术的各章节寻找与其他学科的结合点,探讨整合办法,形成整合方案。

1.充分分析通用技术学科与其它学科的知识点联系,来构建教学内容,形成教学案例

先找到通用技术学科与其它学科有联系的知识点,然后分学科进行讨论,让通用技术教学内容能有机地嵌入物理、化学、生物、数学等的相关知识,让学生在学习通用技术的同时,领悟相关基础学科知识,从而起到互相帮衬的作用。

通用技术知识点与其它基础学科的关联见下表:

2.找到通用技术的技术实作内容与其它学科实验的相同点,进行有机组合

通用技术强调的是学生的技术素质、动手操作能力的培养,而在物理、生物、化学等学科领略的实验中,也需要学生完成各种实验,这样我们就可以通过一些基础学科实验操作讲解的引入来完成通用技术的教学,比如物理的力学、电学实验;化学的氧化还原反应;生物的膝跳反射等在通用技术的学习中都可以作为实例。

3.在教学的各个环节中,充分展示与其它学科的联系

在教学的过程中,无论是引入、讲解、讨论或是课后作业,我们都可以利用通用技术和其它学科的联系,安排具体的任务内容。

四、通用技术与其他基础学科整合的过程及案例

通过我们研究通用技术和其它基础学科的内容,不仅找到了它们之间的相互联系,而且经过实践、提炼形成与各个学科整合的案例。

1.联系物理学科,创设教学内容

通用技术的很多内容都为理工科的内容,它与物理学科联系是最为紧密的,在通用技术开设的初期,很多农村学校该学科的教师都是由物理学科转行而来,他们都在利用物理学科中的理论来指导通用技术的课程教学。在通用技术课程的教学中,通用技术设计一的四个内容中,“技术及其性质”与“设计的过程”两部份,也及通用技术设计二的“第一章结构与设计”“第四章控制与设计”,都和物理学科有着密切联系,因此在通用技术中占50%以上的内容,都可以与物理知识进行整合。教学设计时,在导入、讲解、分析、讨论以及总结的过程中,都可联系物理学科,让学生看到曾经熟悉的力学、电学、光学等都在通用技术上得到了完美的体现。

(1)力学方面。在通用技术结构与设计教学中,不可避免地用到受力分析问题,而受力分析是也是物理中学习力学的基础。例如《技术与设计2》中有个小试验――了解壳体结构的受力情况,将3只鸡蛋分别立于三个瓶盖上,再在鸡蛋上分别盖上另外3只瓶盖,取一块木板放在上面,再轻轻将砖头或石板压在木板上面,结果发现鸡蛋能承受住好几块砖的压力而不破碎。我就叫学生按照物理力学的内容作图分析,分析其各部分的受力情况,总结鸡蛋为什么不会破。通用与物理的联系,这样不仅让学生感性上认识了通用技术的壳体结构,而且更理解了物理概念,复习了力学的有关知识。

(2)电学方面。通用技术教学中,在控制与设计的单元中,也选择了一些涉及电路问题的教学案例,这些知识与物理教学上串联电路、并联电路也是相关的。

通用技术电子控制技术模块的学习中,对传感器的作用及应用都有详细的讲解和实践,而在高二物理的电学中也讲到传感器、与门电路等这些知识。如果能把物理的这部分知识整合到通用技术中,这样就可以运用物理学中所讲的基本门电路、传感器等相关知识,让学生动手实践,设计出通用技术中要求完成的自动控制及智能机器人等相关内容。经过这样过程,学生不仅能对通用技术的自动控制思想有所感悟,同时又能把物理知识运用到实际生活中来。

2.联系数学学科,创设教学内容

经过对通用技术必修教材的分析,通用技术中大概有20%左右的内容与数学学科都存在很紧密的联系。主要表现在通用技术设计一、设计二的设计过程与设计优化中材料的计算,图纸的设计等都是在利用数字知识,尤其是通用技术设计1的三视图部份,用到的均为高中数学空间立体几何的知识。因此,在通用技术中涉及到该模块部分内容时,可以引导学生复习数学相关知识,从而让学生认识到数学在通用技术中的作用,让学生学以致用,体验知识转变为成果的价值。

比如在通用技术与设计1第3章第3节“设计的表达与交流”之“三视图”的教学中,可以利用学生已学的数学知识。三视图作为一种技术图样是设计交流与表达的一种常用的技术语言形式。利用学生熟悉的空间几何体及空间思维的基础,根据三视图的概念,尝试绘制其三视图是本节的任务。通过本节的学习,不仅有利于数学上学生空间思维的培养;同时还可以达到通用技术上培养学生“能设计、会动手、爱劳动”的目标。课堂中经历三视图的作图过程,体验技术图样的魅力,真正掌握“能绘制简单三视图”的知识和技能,学会一种设计交流的技术语言。通过这部分与数学的整合可以进一步提高学生对空间几何体结构特征的认识,培养空间想象能力、几何直观能力,运用图形语言进行交流的能力。

3.联系生物、化学学科,创设教学内容

在通用技术中,大概还有20%左右的内容和生物、化学有密切的联系,具体表现在通用技术2的第一章结构设计与第三章系统设计这两部份内容中。其中结构设计这部分很多都是生物的仿生学知识,而在通用技术中讲解系统设计这部分时,“人体系统”“反应系统”等这些内容又和生物、化学发生联系。因此,在这部分的教学内容中,我们可以联系学生在生物或化学中熟悉的“人体结构”“呼吸系统”“泌尿系统”“氧化还原反应”等内容,增加通用技术与其它学科的“共性”元素,及时调动学生,激发学生对生物、化学学科的学习热情。

比如在通用技术与设计1的第二章设计基础第一节做一名优秀的设计师中,有很多著名的创造发明都是通过观察生物和动物的特殊结构和技能,然后不断试验而产生的,比如鲁班发明锯子的故事,同学们都不陌生,大家都知道是鲁班在一次偶然的机会中发现草的边缘有许多锋利的小刺,然后回家照着这个原理做出了世界上第一把锯子。这个故事告诉同学们,大自然有许多的奥秘,只要我们留心观察和思考,就有可能创造出奇迹。类似的例子还有人们从鱼类能快速在水中游动受到启发,设计出了流线型外形的潜水艇和汽车等。另外一个故事就是蝙蝠与雷达,蝙蝠的特殊构造同学们在生物知识中已经知道,通过这个故事就把生物学的知识运用到了通用技术中来,告诉同学们只要肯动手动脑,联系日常生活,联系生物知识,你也有可能很快会成为优秀的设计师。像这样的案例书上列举的只是少数,我们可以发掘更多的生物、化学方面的实例,启发学生更广阔的思维空间,引导学生将学过的生物、化学知识与创造发明相结合,成为一个优秀的设计师。

五、通用技术与其他学科整合后带来的成效

通过对本课题的探索,学生的创新能力和分析解决问题的能力不断提高,在2003~2005年叁届全国创新大赛中,我校每年均有二名学生获金牌、一等奖,在重庆市的科技大赛比赛中近三年已有9名学生获一奖,多名学生获二、三等奖。通过对本课题的探索,通用技术课程结业考试的成绩也越来越好,今年合格率为100%,位居全区第一。通过对本课题的探索,学生对其它学科的学习兴趣也增强,学校教学质量也年年攀升,2011年上线率94.1%,2012上线率95.3%,2013年上线率96.4%,2014年上线率达98.6%,而今年达99.5%。

总之,通用技术课程虽然目前在我市未纳入高考,但它并非边缘学科,可有可无,只要我们在教学中合理安排内容,对学生善加引导,那不仅能激发学生的学习热情,更能全面提升学生的综合素质,促进学校教育发展。

参考文献:

[1]顾建军,段青.通用技术教学研究与案例.2010.

[2]韩钰.通用技术课的教学特点.广东教育,2008,(3).

[3]普通高中课程标准(实验).中华人民共和国教育部制订.2003.

[4]何斌.通过多学科整合提高通用技术课的综合性和深刻性[J].北京教育学院学报(自然科学版),2010,(03).

[5]汪正华,如何进行高中通用技术教材的教学工作[J].时代教育(教育教学),2010,(09).

[6]顾建军.通用技术培训手册[M].江苏教育出版社,2007.

科学与技术的联系范文第5篇

2012年3月22日,国家“全面提高高等教育质量”工作会议联合颁发了《教育部财政部关于实施高等学校创新能力提升计划的意见》。决定启动实施“2011计划”。随着“2011计划”的全面推进实施,创建以知识创新、技术创新、国防科技创新、区域创新、科技中介服务为核心的国家创新体系,发挥市场资源的有效配置、各类科技创新主体紧密联系和有效互动,实现经济增长主要依靠要素驱动向依靠创新驱动的转变,已成为高校为全面建设创新型国家的必然选择。协同创新是我国高等教育在新的历史阶段所肩负的重要使命。高等学校尤其是在技术创新能力较强的以工科为主的传统高校,如何强化产学研合作,服务国家科技战略需求,协同发展,共同进步,促进经济、教育、科技的有机结合一直是我们追求的目标。本文以江苏大学为例,介绍近年来学校面向社会需求,在产学研用协同创新方面的思想认识和实践成果,为本专栏后续学者的研究抛砖引玉。江苏大学地处经济发达、工业企业众多的长三角地区,学校的学科设置和区域经济的产业布局有着较高的吻合度,近几年学校在围绕科技创新和机制创新,服务区域经济发展等方面进行了不懈的探索和实践,坚持把深化产学研用相结合,提升服务能力作为推动校企协同创新的出发点和落脚点,通过整合科技资源,转变合作模式,瞄准重大需求,建立校企长效合作机制等手段,为区域经济发展、社会发展提供了较强的科技与智力支撑。目前学校在产学研合作的模式、层次、方式等方面都有了较大的改变,产学研用合作的创新服务体系初步形成,为今后更好地开展科技创新,服务经济社会发展奠定了良好的基础。

一、 面向创新人才需求,做好协同创新机制的顶层设计

近年来,江苏大学学校党委、行政多次召开会议讨论学校科技服务江苏乃至全国新兴产业发展和传统产业升级改造工作,在产学研组织体系、机制创新、人才队伍建设等方面作了具体部署。学校先后两次利用主题实践为契机开展了“十百千”工程和“1863计划”,引领和促进学校的产学研工作,学校先后出台《江苏大学科研配套奖励与绩效评价办法》、《江苏大学拔尖人才和创新团队培育建设经费管理办法》、《江苏大学科技创新产学研战略联盟建设管理办法》、《江苏大学科技创新地区研究院(中心)建设与运行办法》、《江苏大学专职科研机构管理办法》等一系列政策,将服务社会、产学研合作、成果转化等纳入工作考核,对应用开发类科研加大扶持力度,在职称评审、硕博导遴选、岗位业绩津贴评定等方面给予倾斜,引导科研团队与企业合作,将科技创新与企业需求紧密结合。

江苏大学围绕先进制造、农业工程、车辆工程、新材料、新能源、电子信息、生物医药等七大领域打造学科科研集群,组建了100支教授、博士交叉科研团队,承担共性技术课题研究,形成可转移、转化成果,学校年均申请专利500项,授权300项,为协同创新提供了知识源。学校先后创建国家水泵及系统工程技术研究中心、国家农产品加工分中心、教育部现代农业装备与技术重点实验室等16个部级、省级科研平台,与企业共建30家省级工程中心实验室,先后成立了汽车工程技术研究院、新材料研究院、江苏省知识产权研究中心、分析测试中心等校内专职科研服务平台,为学校创新能力的提升提供了保障。为了进一步完善学校的创新服务体系,通过对学校科技资源和地方产业经济的发展情况进行梳理和对接,根据不同情况设计产学研合作模式,目前已形成地方研究院、校企共建研究院、技术中心、行业技术联盟、校企联盟、企业研究生工作站等立体服务体系。

二、 面向地方需求,把协同创新组织建在区域经济发展前沿

江苏省常州地区先进制造业比较发达,我们在常州建立了江苏大学常州工程技术研究院搭建数字化先进制造公共服务平台,在镇江,发挥校地在地理上优势,结合共建国家大学科技园建设,组建江苏大学镇江工程技术研究院,着力打造技术转移平台,建立师生创业基地,成果孵化基地。结合阜宁地区发展新能源产业的要求,在阜宁成立江苏大学阜宁新能源装备技术研究院等。地方研究院是政产学研各方紧密合作的有效形式,充分利用合作各方的优势资源,围绕共同的目标,协同创新,实现共同发展。学校多项科技成果与企业合作获得国家科技进步奖,如流体学科在潜水泵理论与关键技术的推广应用方面,就先后与江苏亚太泵阀、上海凯泉等100余家企业开展长期的技术合作,相关成果获得国家科技进步二等奖。学校与江苏宏大特种钢机械厂联合完成的产学研合作成果《节能环保型球团链篦机关键制造技术及应用》获国家科技进步二等奖。学校与南通中远船务工程有限公司经过长期的产学研深入合作,《深海高稳性圆筒型钻探储油平台的关键设计与制造技术》研究成果获2011年度国家科技进步一等奖,并被中央电视台宣传报道。

三、 面向行业需求,组建协同创新为国家战略发展急需的行业技术联盟

产业技术创新战略联盟是由企业、大学、科研机构或其他组织机构,以企业的发展需求和各方的共同利益为基础,以提升产业技术创新能力为目标,形成的联合开发、优势互补、利益共享、风险共担的技术创新合作组织。学校分别在现代装备与先进制造、新能源与节能、汽车与轨道交通、新材料、生物技术与新医药、电子与信息技术等领域与行业企业建立战略联盟,形成了包括国家农业装备、设施园艺等产业技术创新战略联盟,江苏省高性能合金和收获机械产业技术创新战略联盟(秘书长单位),江苏省动力电池等20家国家省市行业技术联盟。依托我校在农业装备、先进制造、新材料、新能源、生物医药、电子信息等领域形成的技术成果,联合相关企业承担了28项江苏省科技成果转化项目。学校年均承担企业研发项目700余项,在历年江苏教育厅统计江苏高校服务江苏的各项指标中,我校均排在全省前列。

四、 面向企业需求,构建校企合作联合体实现技术转移快速对接

江苏大学专门成立了汽车与装备行业校友会,推进学校与行业企业资源共享,建立校企合作双赢机制。学校分别与中国重汽、徐工集团、中国一拖、中国化工橡胶总公司、一汽锡柴等多家单位建立了战略合作关系。加快各学科与企业共建工程中心、实验室,目前已与恒顺集团、大亚科技、江苏银环、江苏悦达、常柴股份、鼎胜铝业等30家上市企业建有国家省级工程技术中心,与扬柴、江苏惠通、江苏圆通、江南面粉、风神轮胎等100多家企业建立校企合作实验室。组织100余支教授、博士科研团队与230余家企业结成校企联盟,联合承担科研项目,定期为企业开展科技服务。为了着力推进江苏大学科学技术转移中心建设,打造技术转移信息网络平台,完善现有的用户网络和数据库建设,构建多方面、多层次、多渠道的科技信息系统,建立成果信息、专家信息、需求信息技术库,实现校企合作的快速对接,逐步建立技术转移分支机构开展网络化服务。近年来,学校进一步修订了《江苏大学促进技术转移实施办法》,建立健全了学校科学技术转移机制,规范技术成果转移活动。在2011年度中国产学研评奖中,江苏大学获得“产学研合作促进奖”和“产学研合作创新成果奖”。学校被江苏省人民政府授予“‘十一·五’获重大科技成果奖励成绩显著高等学校”。

五、 面向国际需求,联合盟友与国际先进技术协同创新

近年来,江苏大学推行“走出去”战略,由江苏大学发起,联合南京大学、哈尔滨工业大学、郑州大学等国内知名高校,与澳大利亚国立大学和澳大利亚莫纳什大学合作成立“中-澳光电分子功能材料国际联合研究中心”,努力打造利用全球科技资源提高自主创新能力的示范区,力求在功能分子材料、化学和非线性光学等交叉学科研究领域紧密合作,协同创新,取得重大技术突破。“中-澳光电分子功能材料国际联合研究中心”建立了科学的多方合作机制,并取得明显成效,国家副主席同志亲自为中心揭牌,国家科技部部长万钢同志率队考察。在该中心中,我校研究团队获批教育部“长江学者”创新团队,中澳双方首席科学家分别入选国家“”和“外专”。

六、 对高校开展协同创新工程的思考

目前科技创新对经济社会发展支撑引领作用日益增强,但科技发展与经济发展相互融合问题依然存在,国家创新体系中以企业为主体的技术创新体系也未完全确立,产学研各主体定位不太清晰,优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的开放式合作机制还需要进一步确立,需要政府在体制、政策上加以引导。政府、企业、高校、科研院所各方的科技资源需要进一步整合,应加大力度优化配置、高效利用和开放共享,避免多领域的重复投入。高校在技术创新体系中承担着提供知识源的任务,要以经济社会发展需要为创新目标,探索紧密结合协同创新的机制,高校内部各学科、高校与高校、高校与科研院所应加强合作,鼓励交叉,打破技术壁垒,围绕共同目标构建资源和成果共享共用的机制,构建多学科合作创新平台,从而提高自主创新的速度和效率。高校要联合企业深度合作,围绕重大共性技术和专门技术与产品展开攻关,在关键领域取得突破性成果。需逐步建立完善高校教师的业绩评价和考核体系,强化产学研合作,把停留在实验室阶段的创新成果尽快转移、转化出去。科技创新与成果转化需要大量的试验运转资金及大规模产业化基金,尤其需建设和完善风险资金管理体系,以市场化运作帮助科技成果迅速产业化。政府、企业、风险投资机构多方需共同完善投资基金,共同管理,根据市场需求和产业发展需求加快转化科技成果。

今后,随着全社会协同创新意识的不断增强和各高校、企业相关机制与举措的不断创新,必将突破学科间的壁垒和固有思维框架,形成高校与政府、企业、社会甚至国际前沿学科开展合作的新空间;必将使我国高等教育走上创新驱动、内生增长的快速发展轨道;以协同创新培养的高素质人才,必将为我国构建新的国际竞争优势,为国家科技进步、经济繁荣的可持续发展,提供源源不竭的动力。