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篇1
1 機械傳動技術的發展歷史
1.1 機械的主要傳動方式介紹
機械的主要傳動方式包括：機械傳動、流體傳動、電傳動。目前，電磁軸承、電磁傳動等非接觸式傳動也逐漸出現，將傳動技術的范疇拓寬。但具備了機械傳動系統必須的要件的“機械傳動”仍是最主要的傳動形式，如恒功率輸出、速度影響、效率等都很好。
1.2 機械傳動技術的特性
高效、高速、多功能、精密是機械逐漸達到的范圍，那么就必然要求傳動機的功能和性能也達到一個高端和精準的層面。在某種程度上，傳動技術對機械的工作性能、壽命、能源的消耗、振動的噪聲等影響很大。機械傳動的形式包括齒輪傳動、帶鏈傳動、摩擦傳動等。
在最近幾年，機械傳動技術得到了長足發展，其作為組成機械設備的重要部分之一，與機械誕生及其進步、更換有著緊密的聯系，它有助于推動生產力的更新換代，有助于解決一系列的生產難題。在我國早期，指南車有著類似于齒輪傳動的裝置，美國在20世紀中期將指南車模型進行展覽。戰國到西漢期間，機械傳動的重要標志就是齒輪已經誕生，指南車的發明早于宋代，中國古代科技史學家王振鐸認為，三國時期的馬鈞發明了指南車。
據相關文字記載，表明了機械傳動裝置大約3000年的歷史。在羅馬時代，人類文明逐漸進步，谷物碾磨的木制齒輪是在水力驅動下運作的，傳動隨之出現在人們的視野。瑞典人在谷物磨中率先采用了傳動技術史上稱得上是突破斜齒輪傳動，斜齒輪是由石頭制成的，在材料上稍為原始。
14世紀，由于時鐘較為精細，傳動齒輪逐漸精密、小巧，人們開始研究金屬齒輪，以減小尺寸。
18世紀初，蒸汽機進入使用，相續在礦井排水、鐵路機車、加工制造等領域。蒸汽機本質上是機械的動力系統，它的發展對于傳動系統提出更高的要求，高標準、高質量的金屬齒輪傳動在之后得到應用。
19世紀末期，電動機和內燃機出現。
20世紀初期，擺線、漸開線齒形的齒輪傳動先后出現。40年代左右，漸開線和非漸開線齒輪傳動的齒形計算方法、齒輪刀具、被加工齒輪、相互嚙合的齒輪之間關系及齒形計算方法、空間三維齒形及其嚙合計算方法，逐漸發展開來。20世紀50年代，初步形成了齒輪傳動的表面接觸和輪齒彎曲強度，以及動載荷的傳動設計方法。20世紀60年代，宇航技術的發展要求機械傳動更加精確。90年代，人們開發了被廣泛用于冶金、船舶、電廠等關鍵設備及故障診斷的齒輪傳動系統的狀態監控。這一開發是基于傳動系統動力學研究，并在故障診斷與失效預報兩個方面也開發了相關的診斷系統。
2 機械傳動技術的相關研究
2.1 機械傳動的信息化與智能化
信息化和智能化作為現代社會科學發展的重要特征，涉及生產和生活的多方面，機械傳動領域也如此。根據原動力系統的效率特征和執行系統的功能，結合了機械傳動技術與計算機控制技術，實現了信息化和智能化，通過計算機控制技術，精確實現動力傳動功率和速比的實時控制，使原動力系統、傳動系統和執行系統趨于融合，這一研究也成為機械裝備實現自動化和智能化的重要基礎。
在科研人員的研究下，傳動系統的信息化與智能化和機械裝備的信息化與智能化，已獲得了重大進步，在汽車、工程機械和軍工機械生產領域被廣泛使用。在結合了信息、計算機和控制技術與機械傳動技術的基礎下，出現機械傳動的信息化與智能化，使動力傳動功率和速比的實時控制出現，在車輛中廣泛應用，包括機械自動變速傳動、液力機械自動變速傳動和無級自動變速傳動三種形式。
2.1.1 液力機械自動變速傳動。由液力變矩器和行星齒輪傳動構成的液力機械自動變速傳動（AT），液力變速器不僅僅可增加扭矩、吸收沖擊振動，也可在較小的范圍內將無級變速變為現實。機械自動變速傳動采用液力變矩器，使得車輛起步換檔平穩、舒適。
2.1.2 無級自動變速傳動。實現“發動機一變速器一道路負載”的最佳匹配和汽車動力傳動系統的最佳燃油經濟性和動力性，就是無級自動變速傳動（CVT），即帶式無級自動變速傳動和牽引式無級自動變速傳動。
20世紀90年代末期，和日產汽車公司與日本山一油有限公司合作，率先研究并成功開發了牽引式無級自動變速傳動，將裝車運行實現。由于無級自動變速傳動的承載能力較大，被廣泛用于大排量的汽車、工程機械和重型裝甲車輛，作為未來日本和歐美等發達國家及部分地區的研究重點。
2.2 械傳動裝置的高性能、低成本、小型輕量化
從傳動原理和結構出發，采用高強度的新材料，噴丸、冷擠壓、表面涂層和表面復合處理，均可提高傳動系統的承載能力和使用壽命，減小傳動系統的體積和
重量。
顯示在誘導傳動部件微點蝕的表面微缺陷和裂紋擴展和熱處理交變應力，微點蝕的影響下和裂紋擴展；嚙合傳動副分析負載條件下，負載分配和牙齒評價之間的關系壓力，牙齒牙齒表面改性和負載分布和應力強度，傳動部件，如每一個的實力，如壽命設計，是提高承載能力和使用壽命，減少了重量和所需要的傳輸容量研究的傳輸系統主題。
現代機械工程的發展對于機械傳動系統的要求也越來越高，比如，宇宙空間的真空高、重力微、溫差大，海洋環境下的海水腐蝕，強磁場或強強電場等特殊環境下的機械，就需要與該環境相適應的傳動系統。
3 傳動系統新材料的突破
20世紀50年代，在蘇聯成功發射人造地球衛星之后，先進材料對高科技的發展影響很大。在機械傳動技術領域，性能特點鮮明且獨特，如梯度、納料、陶瓷、高分子聚合物、智能、表面涂層，以及自修復材料等，機械傳動技術的發展和性能被這些獨特的性能推進發展。作為多學科交叉與結合的結晶——材料科學，與工程技術是密不可分的，并且在全世界的排名中也位居前列。
4 提升機械傳動的適應性
真空高，重力微，高溫，腐蝕性海水的海洋環境，以及強磁場或強電場作用下的空間特機械環境，我們需要適應傳輸系統的環境。
此外，微型傳動系統作為微機械中重要的研究方向。微型傳動系統與普通機械傳動的工作原理和性能特征受到尺度效應的影響，存在一定的差異，當傳輸系統的微米或納米級的小尺寸，這將是一個很大的新的科學問題。表面積的傳輸副成分增大，表面力學，表面物理效應，摩擦學，傳輸和不同規模的常規熱傳導體積比，我們需要加大研究力度。
5 結語
進入二十一世紀以來，科學技術的發展，包括信息和控制、新材料、能源和環保以及先進的制造技術，已逐得到創新和發展，科學在這些領域的技術進步的一個重要領域，以促進科學和技術的發展的機械傳動。在很大程度上機械傳動技術的發展與突破影響著機械傳動的發展與振興，對機械傳動的研究必將更加深入。
參考文獻
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篇2
電氣工程（Electrical Engineering）是現代科技領域核心學科之一，傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出這一范疇，如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。電氣工程的發展程度直接體現了國家的科技進步水平，因此，電氣工程的教育和科研在發達國家大學中始終占據重要地位。
1.電磁學理論的建立及通訊技術的發展
大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認識，天然磁石吸鐵是人類對磁現象的最早觀察，然而，人類對電磁現象的研究始于16世紀的英國，1663年德國科學家蓋利克發明了摩擦起電的儀器，1729年英國科學家發現電荷可以通過金屬傳導等等，這是人類對電的早期實驗，之后又出現了一系列具有里程碑意義的發現與發明。
（1）庫侖定律。1785年法國物理學家庫侖通過扭秤測量靜電力和磁力總結出：兩個電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比，與它們所帶電荷量的乘積成正比，這就是著名的庫侖定律。這一發現的歷史意義在于它標志著人類對電磁現象的研究從定性階段進入了定量階段。
（2）“伏打電池”。1799年意大利物理學家伏特經過反復實驗發現把任何潮濕物體放到兩個不同金屬之間都會產生電流，一年后伏特發明了世界上第一個電池，自此人類對電的研究由靜電擴大到了動電，開辟了電學研究的新領域。
（3）奧斯特發現電流的磁效應和安培右手定則。1820年奧斯特偶然發現通電鉑絲周圍的小磁針發生輕微晃動，之后他經過反復實驗證實了這一發現。其后安培進行了更深入的研究，提出了右手定則，發現了電流方向與磁針轉動方向之間的關系。安培還通過實驗發現了兩個通電導體和兩個通電線圈之間相互作用的規律，從而奠定了電動力學的基礎。
（4）法拉第發現電磁感應。英國科學家法拉第是第一個成功完成磁生電實驗的人，并歸納出產生感應電流的五種情況：一是變化著的電流；二是變化著的磁場；三是運動的穩定電流；四是運動的磁場；五是在磁場中運動的電線。法拉第把這一現象叫做“電磁感應”。電磁感應的發現使生產電成為可能，至今，發電機、電動機、變壓器都是運用電磁感應原理工作的。
（5）麥克斯韋建立電磁場理論。英國數學家、物理學家麥克斯韋總結了前人的一系列成果，用數學方程式表示電磁場，建立了完整的電磁理論體系，揭示了光、電、磁本質上的統一，并預言了電磁波的存在。1873年他出版的電磁場理論經典著作《電磁學通論》是里程碑式的自然科學理論巨著。
任何科學發明與發現都是許許多多的科學家不懈努力的成果，德國物理學家歐姆、高斯、赫茲，美國物理學家亨利，俄國物理學家楞次等等都為電磁理論的形成作出過貢獻，本文不在一一類舉。
電磁理論的建立為無線電通信揭示的發展奠定了基礎，19世紀通信技術取得了突破性成果，先后發明了有線電報、有線電話和無線通信。
2.電工技術的初期發展
人類社會發展歷程中經歷了三次工業革命，對人類的進步起到了巨大的作用。第一次工業革命從18世紀中葉到19世紀中葉，以瓦特發明的蒸汽機為標志，以機械化為特征，中心在英國；第二次工業革命從19世紀后半期到20世紀中葉，以工業生產電氣化為主要標志，其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術”與汽車、飛機和無線電通信“三大文明”，其中心在美國和德國；第三次工業革命從20世紀中葉到21世紀初，以社會生產、生活信息化為特點，又叫新技術革命。第二次工業革命就是從電工技術初創和應用開始的。
（1）直流發電機的誕生。1831年英國企業家研制出了史上第一臺發電機——蒸汽動力永磁發電機；1832年法國科學家匹克斯發明了世界上第一臺直流發動機；1866年西門子發明了自激式勵磁直流發電機；1870年格拉姆發明了實用自激直流發電機，結構可靠，電流穩定，輸出功率大，被各國廣泛采用作為照明燈電源。
（2）遠距離輸電和電力工業技術體系的初步建立。1875年法國巴黎火車站建成世界上最早的一座火力發電廠。愛迪生不僅發明了燈泡，他還在1882年建立了美國第一家直流發電廠，裝有6臺直流發電機，通過電纜輸送照明用電，不過當時的最大輸送距離只有1.6km。之后愛迪生還建立了一座水電站，形成了電力工業體系的雛形。
（3）交流發電機電荷電動機的誕生。1876～1878年俄國人亞布洛切科夫成功試驗了單相交流輸電技術。1885年，英國工程師菲爾安基設計的第一座交流單相發電站建成。同年，美國人威斯汀豪率領的團隊完成了交流發電、供電系統，并創建了交流配電網。1883年，美籍電氣工程師特斯拉發明了世界上第一臺感應電動機，5年后他又發明了兩相異步電動機和交流電傳輸系統。1888年，俄國工程師德布羅夫斯基和德爾伏發明了三相交流制。1891年，德國安裝了世界上第一臺三相交流發電機，并建成了第一條三相交流輸電線路。自此，三相異步電動機得到了廣泛應用，電能逐步取代了蒸汽成為動力源，電力工業得到了迅速發展。
3.電工理論的建立
（1）電路理論的建立。關于電路的早期研究有：1778年伏特提出了電容的概念，給出了導體上儲存電荷的計算方法Q=CU；1826年歐姆發表了歐姆定律；1831年法拉第提出了電磁感應定律；1832年亨利提出了磁通量計算公式。
1845年德國物理學家基爾霍夫提出了關于任意電路中電流、電壓關系的基本定律：電流定律（任意時刻電路中任何一個節點的各條支路電流的代數和為零）；電壓定律（任何時刻電路中任意一個閉合回路的各元件電壓的代數和為零）。這兩個定律發展了歐姆定律，奠定了電路系統分析的基礎。
1853年英國物理學家湯姆遜推導出了電路震蕩方程，并得出了萊頓瓶發電過程中電流在反復震蕩且不斷衰減的結論，并計算出震蕩頻率與R、L、C參數之間的關系，奠定了動態電路分析的基礎。1855年，湯姆遜還建立了長距離電纜的等效電路模型。
1893年美籍電氣學家施泰因梅茨提出了計算交流電路的方法——“相量法”，其實用、易懂，至今在分析正弦交流電路時依然沿用此法。
其間，赫爾姆霍茲提出的等效發電機原理、基爾霍夫建立的長距離架空線路參數電路模型、亥維賽德找出的求解電路暫態過程運算法、傅立葉用數學方法建立的熱傳導定律等等都對電工理論的豐富和完善起到了重要作用。
（2）電網絡理論的建立。通信技術的興起推動了電網絡理論的發展。1924年，福斯特給出了電感和電容二端網絡的電抗定理，建立了由給定頻率特性設計電路的電網絡理論。
1945年美國科學家伯德總結出了分析線性電路和控制系統的頻域分析方法。1953年梅森創建了采用信號流圖分析復雜回饋系統的方法，并被廣泛應用。20世界50年代美國科學家達默制成了第一批集成電路，從此電路理論中增加了對含源器件的電路分析和綜合。20世紀70年代在L.O.Chua等科學家的努力下，器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀中期計算機的出現使電網絡的計算機輔助分析和設計成為電路理論研究中的基本手段。
4.新技術革命對電氣工程技術的推動
20世紀中葉開始的第三次技術革命又稱為新技術革命，以核能、宇航和電子計算機這三大技術為主要標志。這個時期的主要理論是信息論、系統論和控制論，這三大理論的創立為通信工程技術和現代科學技術的研究提供了全新的科學方法。
（1）計算機的升級換代對電氣工程技術的推動。自19世紀第一臺計算機問世以來，經過幾十年的發展，計算機給人類社會帶來了翻天覆地的變化，人類社會從此走進了信息時代。1952年出世的第一代計算機使用的是真空電子管，不僅體積巨大，而且耗電量驚人。1959年～1963年生產的第二代計算機用晶體管替代了真空電子管，大大提高了運算速度，減少了耗電量，減小了體積，運用在了軍事和科研領域。1964年～1970年生產的第三代計算機用集成電路替代了晶體管，不僅極大地提高了運算速度而且降低了成本，計算機開始進入到了普及階段。1971年至今生產的第四代計算機使用了超大規模集成電路，實現了計算機網絡化，計算機普及到了個人。計算機的升級換代推動了控制技術的發展，形成了計算機管理生產系統，提高了生產效率和產品質量。
（2）電子信息技術的發展。電子信息技術是計算機技術和電信技術相結合而形成的技術手段。20世紀通信技術得到了迅猛發展，人類社會生活也由此發生了巨大變革，人類從此進入信息時代。
1920年人們發現電離層對無線電短波有反射作用。1935年人們發現了雷達并廣泛應用于軍事和民用通信領域。1964年美國發射了第一顆地球同步靜止軌道通信衛星，突破了大氣層對無線電波的屏蔽，實現了宇宙范圍的無線電通信。20世紀70年代計算機網絡系統的建立使人們開始通過互聯網獲取信息。20世紀80年代以后尋呼機和移動電話逐步得到廣泛使用，現今信息服務業已成為世界上發展最快的新興行業之一。
電氣工程技術發展史再次印證了這樣兩個真理：一是任何理論的創立和技術的進步都要靠眾多科學家甚至一代代人的不懈努力而實現，特別是在學科相互融合交叉的今天。二是科學技術的每一次重大突破都會導致生產力的跨越式發展和人類社會的巨大進步，科技是第一生產力，創新是社會發展的推動力。
二、電氣學科的形成與發展
按我國高等教育學科劃分，電氣信息學科類屬工學門類（門類編號08），其下設五個一級學科：電氣工程（一級學科編號0808）、電子科學與技術（0809）、信息與通信工程（0810）、控制科學與工程（0811）和計算機科學與技術（0812）。這五個學科有著相同的學科基礎，都是研究電磁現象及其應用的基礎學科與技術工程的綜合，電能的突出優點在于：它既是易于傳輸的工業動力，又是非常可靠的信息載體。電子科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術都是從電類專業派生出來的弱電學科，在19世紀末電工科學技術已形成了電力與電信兩大分支。
我國電氣工程一級學科下設五個二級學科：電機與電器（二級學科編號080801）、電力系統及其自動化（080802）、高電壓與絕緣技術（080803）、電力電子與電力傳動（080804）、電工理論與新技術（080805），電氣工程包含的專業基礎理論有電路原理、模擬電子、數字電子、微機原理與接口技術、單片機原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業理論有電力系統及其暫態分析、電力電子、電機學、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業供電、電力市場等。
19世紀末歐美大學先后設立了電氣工程（Electrical Engineering）專業，100多年來，其名稱雖然沒變，但內涵已隨著科技的飛速發展有了非常大的變化。過去歐美的電氣工程專業是以電力工程為主，現在電子技術和計算機已成為該專業的核心，美國一些著名高校甚至已不開設電力工程研究方向。有些大學把計算機技術從電氣工程系分離了出去，單獨成立了計算機科學系。
我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學的電機電工學科，就是上海交大的前身，距今也有100多年的歷史了。1917年該校的電機專科設立了電訊門，即我國最早的無線電專業，如今的電子信息及計算機專業群都是由此發展演化而來的。1932年，清華大學設置了電機系。建國后，我國建立了一大批以工科為主的多科性大學，其中大多設立了電機工程系。1977年以后，大部分高校的“電機工程系”陸續更名為“電氣工程系”，近幾年來，部分高校又把“電氣工程系”發展成為“電氣工程學院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同，但內涵有很大區別，我國大學一般都是強弱電分開，即電氣類與電信類分設在不同的學院。
100多年以來，電氣工程學科已發展成為覆蓋多門類交叉學科、應用領域廣闊的完善的學科，形成了強弱電結合、軟硬件結合、機電結合的學科特點。
國外發達國家電氣工程學科的發展呈現以下趨勢：
（1）在學科中融入大量信息技術知識。在全球信息化的當今，信息技術以指數速度進步，它曾對電氣工程學科的發展起到了巨大的推動作用，還將為電氣工程領域的技術創新提供工具與技術支持，對電氣學科的發展產生了決定性作用。國外發達國家的著名大學（如耶魯大學、麻省理工學院等）大都把電氣工程、通信工程、計算機工程放在同一學院，以利于在電氣工程學科中融入大量的信息技術知識。
（2）與其他學科不斷交叉融合，拓展了研究領域，大量的研究都是在跨學科領域開展的。
（3）與企業聯系密切，科技成果轉換能力強，引領產業技術更新。
三、電氣技術的發展趨勢
與電氣工程學科相關的產業主要有電力工業、電氣裝備制造業以及幾乎所有使用電力的行業，電氣技術的發展與應用也主要集中在這些行業。
1.可再生能源技術
1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%，預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%，21世紀，光伏技術、風電技術、生物質發電技術等得到了快速發展。下面著重介紹人類的未來能源——氫能。科學家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源，氫能有其他能源無與倫比的優勢：
（1）清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫，對環境沒有污染。
（2）儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發電就夠人類用數億年。
（3）熱值高。單位重量的發熱量叫熱值，氫的熱值是汽油的3倍，煤炭的4倍。現在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源，但目前還處在實驗室階段，距工業應用還有一段距離。
2.輸電信技術
超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發展趨勢。
（1）超導儲能系統。將電能轉換為電磁能，利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統是除電池儲能系統之外的又一儲能系統，其使用將提高電網的安全性。
（2）超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態的轉變特性，快速限制電力系統故障短路電流，保障電網安全。
（3）超導大容量電纜。可大大降低輸電過程中的電耗，提高能源效率。
篇3
0 引言
隨著計算機及信息技術的不斷發展，對于計算機科學與技術的進步程度及速度的衡量方法的研究越來越受到相關工作及研究人員的關注。庫恩提出的科學革命模式就是一種以模式的形式將計算機科學與技術的發展趨勢表現出來的一種方法。①此論文基于庫恩理論對計算機科學與技術的跨越式發展進行了較為系統的研究。
1 庫恩理論概述
庫恩理論主要是對科學的動態發展狀況進行了一個較為系統的論述。該理論沖破了古典經驗論，指出科學之所以能夠成為科學或稱之為科學就是因為范式的形成的理念。庫恩理論誕生之后，不僅被廣泛應用于科學技術發展的各個領域，而且有效地促使相關工作人員在范式的指導下從事科技工作。所以，從這個角度上來說科恩理論的提出具有十分重要的理論與實踐意義。其實，庫恩提出的理論主要包括：前范式科學理論，常規科學理論及科學革命理論，其中科學革命理論也稱為新常規科學理論。而科學革命實質上就是新的范式來替代舊的范式的一個過程，新舊范式之間是不可以通約的。②
2 基于庫恩理論的計算機科學與技術的發展歷程分析
基于庫恩理論的計算機科學與技術的發展歷程可以分為三個時期，即計算機科學與技術前科學時期、計算機科學與技術常規科學時期、計算機科學與技術革命時期。
首先，對于第一個時期來說，也可以大致歸納于三個階段——計算工具的發展階段、機械式計算機的發展階段、繼電器式計算機發展階段。由此也可以看出，計算機科學與技術前科學時期的時間跨度比較大，而且各種思想和學派比較繁雜。不論是計算工具階段、機械式計算機階段還是繼電器式計算機發展階段都沒有系統的結構，也沒有相關的指導理論，所以整個的發展來看，方向非常地模糊，發展進度的衡量標準也不明確。而這些都是庫恩的前科學時期的典型特點。雖然，計算機科學與技術的前發展階段存在很多突出的問題，但是這個階段的一些基本原理和基本思想是現代常規科學時期的電子計算機發展的基礎。
其次，計算機科學與技術常規科學時期。在這個時期人類歷史上真正的第一臺電子計算機誕生，而且理想計算機理論和計算機體系結構的提出，為計算機的發展提供了一定的理論標準，計算機科學與技術的發展形成了一個相對穩定的范式，這個范式的形成，有效地促進了計算機的快速發展。在這個時期計算機的演變經歷了電子管時代、晶體管時代、集成電路時代、大規模集成電路時代、智能計算機等階段。③
第三，計算機科學與技術的革命時期。這個時期雖然計算機的發展非常地迅速，而且功能也在不斷地完善。但是計算機科學與技術的發展與摩爾定律密切相關。有相關專家在回顧40年來半導體芯片行業的發展中提出在今后的幾年里摩爾定律可能還可以適用。但是，如果晶體管電路的性能接近極限的話摩爾定律將走到盡頭并有可能完全失效。所以，很多專家預言，一旦摩爾定律走到盡頭，電子計算機科學與技術發展的革命必然到來。
3 基于庫恩理論計算機科學與技術跨越式發展的可能性分析
通過上面的分析可以看出范式其實是一種相對穩定的模式，一般來說一種范式要被徹底地必須有一個長期積累的過程。必須要一定的量變才會引起最終的質變，一種舊的范式才能被一種新的范式替代。而單個的事實或單個事件通常不能證實或一種范式。所以，對于計算機科學與技術來說，只有當舊的范式不能滿足實際需求的時候，而且有更好地范式代替舊的范式時，才會出現新舊范式的更替。所以，從這個意義上來說科學革命的實質就是新舊范式的轉化、過渡或者更替。
同時，計算機科學與技術的發展存在很大的潛在威脅性，所以很多相關工作者及科技研究人員，都在致力于研究一些新材料和新技術。如果這些新材料和新技術的研究能夠在危機出現之前研究出成果的話，就可以有效地避免危險的出現。這樣就可以有效地實現計算機科學與技術的跨越式發展，計算機科學與技術就可以從以電子計算機為標志的常規科學階段，直接進入新的常規科學階段，而這必將加速計算機科學與技術的發展。現階段人們正在著力研究的新領域包括：光子計算機、量子計算機、DNA計算機等。
4 結語
通過論文的分析可以看出，庫恩理論的提出揭示了計算機科學與技術發展的內在規律，基于庫恩理論的計算機科學與技術的發展歷程可以分為前科學時期、常規科學時期以及科學與技術革命時期三個時期，而且基于庫恩理論計算機科學與技術跨越式發展的可能性很大。最后，希望論文的研究為相關工作者及研究人員提供一定的借鑒與參考價值。
注釋
篇4
2 教學內容與教學手段的改革
針對傳統教學模式下，教師講解、推導，學生缺乏感性認識、被動接受、不易理解等問題，在授課過程中可以向學生展示實物并講解其原理、結構及應用，如各種常見激光器、全息工藝品、激光測距儀等，以增強學生的感性認識、培養和激發學生的學習興趣。利用Matlab軟件對激光原理與技術課程的相關內容進行動態仿真、播放視頻、展示圖片等多種靈活的教學模式，從而使學生想學、樂學、善學，真正發揮學生學習主體的作用，激發學生的學習積極性，為激光原理的學習、光電信息創新型人才的培養打下堅實的基礎。
要實現上述教學模式描述的教學效果，制作一套文字精練、層次分明、條理清晰、便于操作、生動形象的多媒體課件，是教學環節中至關重要的內容。通過多媒體課件播放與教師講解，使學生對課程中的重點、難點有一定的感性認識，便于他們理解和掌握，如對原子發光機理中的能級躍遷過程，光學諧振腔的結構及工作機理，對高斯光束的形象描述，激光在物質中的傳播，光與物質的相互作用，激光特性控制與改善的原理與過程展現，激光在國防、工業、醫學等領域的具體應用進行實例描述等，可以結合LabVIEW，Matlab軟件進行模擬、仿真，采用動畫、視頻等生動靈活的方式進行教學。使學生在輕松愉快、趣味橫生、內容多變的教學環境中學習和思考，以激發學習興趣，拓展想象空間，提高學生對知識的掌握水平，培養學生的創新能力與創新水平，從而達到提高教學質量的目的。制備了豐富多彩、內容充實的多媒體課件，并不意味著萬事大吉，還要避免課件華而不實、夸夸其談，要注重基礎知識、基本概念、基本性質、基本現象的講解，注重公式的物理意義、內涵與外延、應用領域及應用范圍的講解，要注重培養學生分析問題、解決問題的正確方法，以提高學生分析問題及解決問題的實際能力，同時要注重啟發式教學，注重學生創新意識與創新能力的培養。
3 實驗與考核模式的改革
目前，激光原理與技術實驗主要包括激光器的組裝調試與主要參數調試、應用激光干涉進行位移測量、He-Ne激光器光斑尺寸與遠場發散角的測量、激光全息的記錄與顯示。實驗目的是讓學生掌握激光器的結構原理，主要參數調試，激光在工業、安全等領域的應用，幫助學生建立激光系統的完整概念和綜合運用所學知識的能力。
對于我校而言，光電信息工程專業是一個新開設的專業，光電信息方面的各個實驗室仍處于建設階段，因此，激光原理與技術實驗教學面臨實驗儀器數量、種類有限，可開展的實驗項目受限等困難，然而，這對教師而言既是挑戰又是機遇，教師要化不利為有利，可摒棄傳統以驗證性實驗為主的教學模式，代之以應用型、創新型實驗為主導，以驗證性實驗為輔的實驗教學模式進行教學。首先，教師帶領學生以現有的芯片、微機電產品、光學產品為基礎，自己動手搭建相應的實驗平臺與實驗系統，進行應用型實驗與創新型實驗研究。這對我校的本科實驗教學理念產生了較大影響。其次，利用軟件編寫代碼在自己搭建的實驗平臺與系統中進行實驗模擬及開發，如模擬激光的傳輸、干涉、衍射、激光全息的生成與再現等效果，從而建立一套以目前主流軟件和先進硬件為基礎，可以方便靈活地模擬用激光進行信息處理、測量的仿真、創新實驗系統。利用建立的實驗系統與平臺，結合重大科技競賽，如飛思卡爾智能車競賽、大學生挑戰杯競賽等，達到全方位、立體化地培養學生理解知識、應用知識及創新能力的目的。
在考核方式上，采取理論課+實驗課的考核方式，適當降低理論課的考核比例，增加實驗，尤其是創新實驗的考核比例。此外，如果學生在與此課程相關的競賽、專利等方面獲得較好成績，可以等同該課程實驗考核為優秀。
通過這種方式，可以最大限度地拓展激光實驗的數量與領域，鍛煉學生實驗技能及工程實踐能力，真正理解與掌握激光原理與技術課程的相關內容，從而真正激發學生的創新思維，達到為社會培養創新型人才的目的。
4 結束語
分析了我校激光原理與技術課程的教學現狀，以滿足社會經濟、科技發展對人才培養的要求。以服務地方經濟發展為目標，提出了充分利用當前科技手段和現代教育教學理念，對激光原理與技術課程教學內容、實踐教學方法進行改革，并對提高學生分 析問題、解決問題以及創新能力的培養提出建議和思路，以期對該專業本科教學質量的提高有所幫助。
參考文獻
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首先是堅持了以人為本。從機關干部管理到村組干部待遇的改善，從改制引進創辦企業到“抓大扶小”的稅收管理措施，從綜治計生工作到群文及工會活動的開展，特別是對老年工作一以貫之的重視，無不體現著人文關懷的情愫，人性化管理得到最充分的發揮與認可。以干部管理為例，盡管也制定了不少的管理制度，但這些制度無一例外的體現了人文關懷的因素，從未體現處罰，完全寄希望于干部的自覺。此外在眾多的重點工程建設中，從未加重群眾負擔，完全由財政負擔，特別是數十萬元教育債務的化解，都是發展惠及民眾的真實體現。
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一、中職數學分層分組數學模式分析
分層分組的教學模式是由兩部分組成的，第一部分就是分層，將學生的個性特點、課余愛好、考試成績等諸多因素作為參考對象，其次對學生進行分類，比如按照這樣的方式進行分類：分為a、b、c三類；第二部分則是分組，把不同類別的學生再按照一定的比例分配到一個組，一般都是采用1：2：1的比例進行分配。
（一）深入調研并進行問卷的設計
對學生的注意力、想象力、思維能力和記憶力等智力因素，以及情感、態度與價值觀等非智力因素進行實際調研，使分層分組的教學模式具體實施時有合理的依據。可采取對學生進行分別談話、集體填寫問卷調查和心理咨詢等方式進行實際調研。在采取問卷調研方式的時候，可以根據智力因素和非智力因素兩大類分別設計調查問卷，最后根據問卷調查的數據，作為對班級進行分層分組教學的依據。
（二）合理的進行分層、分組
通過對調查所得的數據進行客觀科學的分析之后，促使教師更好地把握學生心里的真實情感和學習成績等因素，同時在大部分學生、家長的支持下實現分層分組的科學性和合理性。將學生的自主學習能力、數學成績、智力水平等因素作為評判依據，將全班學生分為a、b、c三個層次，然后根據每個層次學生的具體情況將教學問題也相應地設計為上、中、下三個等級。其中，在a組的學生接受的問題難度較大，在教學時需要采用比較分析等難度較高的思維方法才能解決問題；b組的學生則接受的問題難度中等；最后基礎性的題目由接受能力較差的c組學生接受并解決。這樣對全班學生進行明確的分組，能讓處于不同層次的學生都能在接受范圍能力內，最大限度地學到更多的知識。
二、中職數學分層分組教學的突出特點
（一）體現差異、尊重差異
通過對分層分組教學方式的有效使用，充分體現了每個學生所具有的獨特性和之間存在的差異性，分層分組就是在對存在的差異有所了解之后，不是對這份差異有所偏見，甚至是歧視，而是應該學會尊重它，盡量做到彌補，達到通過教學使學生有所長進的目的。
（二）因材施教的充分體現
老師教育學生，因材施教。只有深入了解了每個學生的具體情況，才能“對癥下藥”，分層分組的教學方式就是這一教學原則的重要體現。
（三）高效培養學生學習能力
以分層為基礎，以分組為群體，是分層分組教學的具體實踐方式。這樣的分組方式使小組之間的合作交流幫扶充分有效的發揮出來，滿足了學生喜歡鉆研、與他人競爭的心理特征，對培養學生的自主學習能力、團隊合作能力、探究問題的能力有很大的作用。
二、分層分組教學模式在中職數學教學中的應用實踐
（一）分層次的教學方式
1.有一個較為突出的問題一直存在于中職數學的教學過程中，學生對立體空間感的缺乏，從而在學習立體幾何知識的過程中存在很大的問題。所以，教師應該將分層分組教學模式運用于數學教學中，引導空間想象能力較差的學生通過觀察立體圖形再去學習立體圖形，讓其首先在真實的空間內感受立體圖形的存在，然后再對其空間概念的樹立加以輔助作用。例如，
在中職數學教學的課堂中，教師準備一個長方體，放在講桌最突出的位置，讓每個學生能清楚地觀察到長方體的12條棱、8個頂點和6個面，讓學生能夠深刻理解空間線線關系、線面關系以及面面關系。
2.讓能盡快理解知識的學生在具體的實踐過程中學習立體圖形。要求他們從三角形、圓形等平面圖形的作圖拓展到金字塔、圓柱體等立體圖形的作圖，與此同時，為他們安排一些與生活有密切關系的課后習題，讓他們獨立完成。例如，
在校園的東側有一塊長50米，寬25米的矩形草地，如果學校打算將其改造成20%的小路，80%的地專門用于種植花草，你會怎樣利用這塊矩形的草地設計一個完美的方案呢？提示學生利用直觀圖解答。
（二）分層次的課堂練習
學生從最初的學習知識到理解掌握知識的過程中，最值得重視的一個有效途徑就是加強數學技能的訓練。所以，教師在設計課堂練習題時，應該根據學生的具體情況分類分布地進行，對于數學基礎較強的學生，適用彈性強化練習，將學生在解題過程中運用的思路加以還原；對基礎較差的學生，提高其在課堂中對新知識訓練的次數，把知識分解之后進行局部重點講解和練習；這樣的練習方式使每個階層的學生都能學到知識。在實際的數學教學中，還要結合對學生動手聯系能力的培養，加強對學生理解不了的知識點的講解力度，引導學生思考和改正在聯系和作用中發現的問題。
（三）分層次的課后作業布置
在中職數學教學的課后，教師所布置的作業也要進行分層。應該將必做題和選做題都設置到課后作業的任務內，將必做題作為基礎練習，具有較高難度的題型設置為選做題，這樣的設置方式極大地滿足了各層次學生的發展需求。教師還應根據實際情況，設置更高難度的拓展類型試題，對提高學生的能力有很好的促進作用。
綜上所述，在中職數學教學過程中采取分層分組的教學模式具有很重要的現實意義。教師通過教授學生從多層面、多角度思考問題的方式，從而達到學生盡快掌握基礎知識的效果；而教師在教會學生的同時也應該提高自己的教學水平，不斷創新自己的教學模式，在教學過程中時常進行教學反思和自我批評。分層分組教學模式是符合中職數學教學現狀，也是一項既優秀又實效的教學方法，應廣泛應用于教學中。
參考文獻：
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關鍵詞 ：園林美學；可園；虛擬現實技術
中圖分類號：TU986 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2015）01-0013-03
中國的園林藝術歷史悠久，有著光輝的歷史，在整個園林美術的設計中，充分融合了中國燦爛悠久的文化，形式鮮活，神韻優美，神形兼備，其中不乏各種文化名園.
作為嶺南園林的代表作之一的東莞可園，與順德清暉園、佛山梁園、番禺余蔭山房合稱清代粵中四大名園.被稱之為“可羨人間福地，園夸天上仙宮”.因其歷史久遠，產生了許多優美的故事.園林始建于清朝道光三十年（公元1850年），因園內建筑多以“可”字命名，故稱可園.隨著社會和科技的巨大發展，新時期數字化時代給可園這個古老而美麗的園林注入了新的活力，借助計算機技術和藝術的充分融合能幫助人們更好地了解想要觀照的物體的多元內容.
1 計算機數字化時代可園布置背景
隨著計算機的普及使用，整個數字化時代都在向前發展，早前以印刷術為媒介的宣傳主編被當今數字化生活所替代，人們坐在家中就可以通過計算機了解到想看的景觀風貌.隨著科技日新月異地發展，眾多歸屬藝術類別的文化景觀也被結合了科技因素，各地的現實園林建筑也被翻致到計算機當中，數字化技術使得的園林美學的內容得以廣泛傳播.基于各地的數字化工作都在展開此種情況，我們認為，對于可園的數字化工作，可以基于兩個方面，一是在基于計算機三維現實空間的基礎上采用高動態光照渲染技術（HDR）的全景圖像實現虛擬現實技術（VR）的映射；另一方面是通過計算機建造可園建筑群的完整檔案，形成圖形圖像、文字史料及聲音觀感的統一，真實建筑與數字建模呼應的傳播與發展體系，以求達到多維統一的效果.
虛擬現實是一種可以創建和體驗虛擬世界（Virtual World）的計算機系統.虛擬世界是全體虛擬環境(Virtual Environment)或給定仿真對象的全體.虛擬環境是由計算機生成的、通過視、聽、觸覺等作用于用戶，使其產生身臨其境的感覺的交互式視景仿真.[1]2008年我國第一部虛擬現實作品《紫禁城》的完成，對后期的園林美學景觀的數字化建設起到了一個奠基作用，使得可園作為園林美學的代表之一在計算機數字化時代有新的發展，同時也為其他的園林美學景觀起到一個借鑒作用.并在此基礎上將虛擬園林美學的藝術性、功能性、生態性發展到一個統一的高度.
2 計算機數字化時代可園布置技術實現
針對嶺南園林的不同建筑形態，在計算機數字化建模要從多方面開展技術實現，針對不同的建筑群的主要功能，要考慮到特定的因素氛圍.可園的數字媒體傳播與發展的顯示實現必須有幾個方面的準備基礎：
2.1 構思與現實準備
在針對計算機數字技術園林藝術的技術表現上要充分把中國文人思想的獨特情懷描繪其中，“一花一世界，一葉一菩提”.中國人不僅從簡簡單單的花和葉中看出了世界的發展規律，并且中國文人還把植物中的“梅蘭竹菊”也深刻地反映出了文人思想、文人意識的體現.所以，在中國的建筑中，特別是園林建筑中，一個植物群的位置安排一方面是根據風水和環境的布置需要，另一方面也體現出了當時的設計者對建筑中要求表現出自身人格的文化需要.
作為中國園林美學的南方代表，可園的建筑風格與北方園林建筑中的紫翠房、環碧樓、大琉璃寶殿有不同之處，走進園林所看到的了藝術風格都是南方婉約式的山水構成之展現，同時又獨具嶺南特色，艷麗多彩、纖巧繁縟.所以在構思方案形成以后要開始收集準備可園的相關資料，進行實地考察之后作出分析.要充分了解可園的歷史、文化和藝術背景，對園內的樓閣、亭臺、池、橋等一系列園林美學景觀作出嚴密的現場考察，設計實施方案，在繪制基本圖形時也應考慮后期可以根據CAD及3D渲染等軟件作出相應的數字景觀建模等.
2.2 采用高分辨率的圖形采集器材采集圖像
根據虛擬現實技術的要求，數字圖像的展現過程應該是顯示一種360°的全方位真實現實場景，為了把握物體再現的最大真實，在圖像采集的過程中除了要考慮高分辨率的數字采集器材外，還要考慮統一時間的光照效果.眾所周知，在成像過程中CCD/CMOS面積越大，捕獲的光越多，感光性能越好，獲得的真實程度也就越高.所以，在圖像采集時和成像后都應當采用RAW格式來采集和無損儲存，可以保證數字圖像的最大質量，以求在計算機媒體中得到最好的效果.
2.3 數字采集的規劃范圍及時間節點
在進行數字采集時，應考慮到藝術與科技相結合的這一工作的全面性.故在圖像采集時還要考慮到該園林是否為修繕后的情況，如果是，則要比較修繕前后其中園林景觀發生變化的地方數據差值是否過大，如果差值過大要對比園中其他建筑部分進行園林建筑調整，以求達到與原來景觀部分統一，以其最大化的求得園林景觀藝術效果的整體一致.
2.4 在具體數據采集時，還要考慮可園的建筑安排，據了解，可園的景觀和功能分為東南門廳建筑群、西部樓閣建筑群及北部廳堂建筑群三大部分，每個建筑組群都要考慮一個主要的建筑，通過主體輻射的方式將周邊的環境、各建筑之間的位置、建筑群體的數量等規劃出來，對于可園內部古建筑廳堂內外、露天園景、小品、植被、花隱園、荷花池、三個湖景等不同類型的園林美學景觀要考慮到其中的統一關系，力求在表現上將園林景觀和文人思想結合起來.
2.5 在選擇圖像采集角度時，要考慮到使用的機器鏡頭不是帶有變形功能的，如廣角鏡頭、魚眼鏡頭等皆不做考慮，因為這些鏡頭的使用會使得物體的真實度產生嚴重差值，故建議使用標準鏡頭.在使用標準鏡頭時，在圖像采集過程中要考慮對所有需采集的園林建筑組群的對象確定一個統一的光照時間和視平線.另外還要注意幾個問題：
（1）在時間處理方面：盡量避開清晨、正午和黃昏，這三個時間段由于光照的角度使得在成像時會產生一些對比太強或者對比太弱的效果.要確實一個特定的時間，使得日光能成一定角度進入到CCD芯片中，一般情況下選擇光照方向以45°左右為宜，拍攝時間考慮為上午9點到11點、下午3點到5點比較適合.同時在拍攝的后期圖像處理中也可適當增加一定的立體效果；
（2）在拍攝取景方面：對每個同一角度的圖像采集都要多拍幾張圖像，確保有清晰的圖像；每個同一角度的圖像采集最好要有固定拍攝器材的工具，確保在每次采集圖像時位置不會發生偏移.對于全景連續性的的圖像采集最好有部分圖像相互重合，這樣是為了更好地確保在后期修剪時方便圖像的拼接整合；
（3）采集圖像的器材必須是高像素，確保圖像出圖效果的清晰度，高像素的圖像能更好地運用于計算機數字化媒體軟件中；
（4）在圖像采集過程中要有連接順序，采集圖像要一組一組地進行，盡量避免東一張西一張的情況出現.在后期的圖像導入中，建立個體相關文件夾，將圖像進行分組、編號，加入一些背景信息，便于快速查找及增加這一部分的知識內容和背景構成.
2.6 采集圖像數據的整理及歸納
在數據整理階段要考慮所使用軟件的專業性，常用的有3D MAX， AUTO CAD及PHOTOSHOP等.采用專業性強的后期處理軟件有助于在處理大信息文件的時候也能確保文件的較高的真實性效果，并且相對保證文件中丟失信息不多.雖然專業的軟件能提高計算機數字化的工作成效，但是在這部分還需要注意的是：
要注意通道和色階的關系：在后期處理中將一些遮蓋到主建筑物的無關信息其摳出，統一調整建筑物的相互關系；
要注意采集圖像的色彩范圍：在不同場景的圖像采集過程中，必然會發生拍照時間的不一致性和角度的不一致性，會出現冷暖光場景的不一致性，這就需要后期在色彩處理中要做調整將圖像色光統一起來；
要注意采集圖像的像素性：由于是要將現實園林景觀通過電子器材完整還原到模擬數字空間中，所以在圖像采集時要考慮到圖像的完整性，用相對較高的ISO設置及無損的RAW存儲格式，確保出圖時圖像質量完整性.
要注意采集圖像的畫幅完整性：在圖像拼接過程中，要使用大分辨率的圖像對接技術，確保在2張圖像的對接時能產生最佳的無差別效果；
要注意采集圖像的多維性：在最后的數字虛擬現實制作階段，將專業軟件運用其中，在拼接后通過對場景的渲染，最終形成光、聲、影三位一體的效果整體統一數字三維場景.
2.7 認真做好現代計算機數字化技術和古代可園優秀園林藝術的有機結合
計算機數字化技術是一種現代科學表現技術，運用它的目的是為了更好地表現可園優秀園林藝術風貌和內在精神.必須做到根據內容的需要來運用這種現代表現技術.通過利用計算機進行數字化處理，結合光電再現技術，實現對可園園林所在時空的一切聲音、文字、圖像和數據的編碼和解碼.做到可園實際建筑藝術的空間三維影像再現，實現聲音、圖像和色彩的的完美結合.把靜態的園林建筑和動態的場景變換結合起來，把對可園歷史沿革的介紹和展現古代園林藝術的時代意義結合起來.特別要注意的是在制作時要突出可園作為古代園林建筑藝術的“這一個”本身所具有的特點.這里我們認為主要做到兩點.第一，要凸現可園小中見大，渾然一體的建筑風格.使人領略可園占地僅三畝三，但卻有1樓、6閣、5亭、6臺、5池、3橋、19廳、15房，通過130余道式樣不同的大小門及游廊、走道聯成一體，四通八達，布局有如三國孔明的八陣圖.沿著暗中通明、高低回轉的環碧廊，可通游全園，若逢雨天，也不需雨具的特有的建筑特色.[2]第二，要突出展示可園作為嶺南畫派藝術淵藪的重要地位.除建筑藝術之外，可園最能載入史冊的是它對嶺南畫派的重要貢獻.嶺南畫壇先師居廉、居巢作為園主張敬修的幕賓，曾在可園的草草草堂客居多年，創立花鳥畫中的撞粉、撞水法.因此，我們在運用計算機數字化技術揭示可園藝術內涵的時候，就要注意對“二居”在可園留下的遺跡如雙清室中五彩玻璃上的篆字詩、至今猶存的可園門窗花楣木椅所作之畫以及利用草草草堂設立的陳列室中，常年展出的“二居”以及張氏族人的書畫作品著重進行介紹.
3 計算機數字化時代可園園林美學的傳播與發展思考
縱觀當今全國的文化藝術景觀，利用基于計算機三維現實空間的基礎上采用高動態光照渲染技術（HDR）實現的全景圖像實現虛擬現實技術（VR）的映射作品還不算多，雖然有些地方有一些階段性的工作，也取得了一定的成效，但是將整個園林美學建筑群做統一虛擬空間實現的工作還是比較少.取可園作為一個試驗點，對某地的園林美學的建筑藝術做一個完整性的映射，有著重要的意義.在虛擬現實環境中，設計者置身于一個相對真實的模擬空間，是對園林景觀設計能夠突破“平面、里面、剖面”的常規模式，讓設計者從各個不同的角度直觀地面對設計對象、更加深入地研究環境中個設計要素及空間之間的關系和比例.[3]這一工作最大的好處在于，既把相關的數據信息納入計算機，實現電子信息的深度存儲和快速傳播，又節省了每年數據變化之后的大量的紙張的浪費，節約了成本，保護了環境.另一方面，在整個園林美學的傳播過程中，用戶可以在基于云技術數據庫系統的支持下，通過點擊某個想要了解的對象，進入到更深層次的信息數據庫，快速了解某一對象的時代背景，建筑藝術風格、地理位置、范圍尺度等一系列信息.
隨著科技的日新月異，計算機科學的深度發展，基于計算機基礎的各種空間虛擬現實技術會更進一步的鋪開，這對于用戶通過網絡互連直接觀察到想要了解的某地的現實景觀有極大的幫助，通過此模擬基礎，既使得屬于藝術范疇的園林美學得到了進一步發展，實現藝術與科技的相融合；同時在一定意義上也促進了整個民族文化的多元化發展及傳播.
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參考文獻：
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一、理論依據
自從20世紀70年代以來，建構主義(Construe—tivism)作為一種能更充分解釋教與學過程復雜性的理論就越來越為人們所推崇。近年來，建構主義的教學思想為越來越多的教育者所認同。無論是以皮亞杰為代表的認知建構主義，還是以維果茨基為代表的社會建構主義，都主張教師在學生知識建構的過程中應當扮演“合作者”和“促進者”的角色。建構主義強調“學習者要在完整、真實的環境中進行有意義的體驗活動”，同時也明確指出“學習者應在教師和同學的參與和幫助下，掌握他無法單獨領會的概念和思想”。建構主義學習理論還提出要利用各種信息來支持學習，強調創設真實情境，并將其視為意義建構的必要前提。這一理論把人們的視角從“知識是一種產物”轉向了“學習是一種過程”。
依據建構主義學習理論，學生成為學習過程中的主體，多媒體技術則是創設真實學習情境的最有效工具。而教師的任務，一方面，要充分利用多媒體技術所提供的各種信息源來引導、支持學習者進行主動參與學習，形成新的認知結構，監督和促進學習者準確作出自我評價；另一方面，開展相關的各項科研探索。
二、多媒體技術的固有特性
現代教育技術的發展過程表明，它的主要技術內容產生于本世紀，它含有對人的心理諸因素較多的研究，也含有對學習者日益增加的重視或尊重。當然，它也廣泛采用了物化形態的技術成果，如幻燈、電影、電視、收音機、計算機網絡系統等作支撐，其結構已較為復雜，所覆蓋的范圍相當廣泛。現代教育技術至少涉及以下領域的研究或實踐，即基礎性研究、技術性研究、教育系統的開發研究、教學媒體的開發利用、教育環境的相關研究、教學管理研究。
在現代教育理論指導下的多媒體技術，以現代信息技術為支撐，通過對學習過程和學習資源進行設計、開發、利用、管理、評價，以實現教育的最優化的理論與實踐。其特點在于，通過信息技術集聲音、文本、圖形、圖表、圖像、動畫于一體，把教學內容立體地呈現出來，充分調動學習者視覺、聽覺等多種感官，使其全方位、多角度地獲取信息，參與學習過程。
研究表明，人類接收信息是通過視、聽、嗅、觸、味這五種感官進行的，其中80％的信息是通過視覺從大量圖像中得到的；心理學家Treicher也曾證明，人類獲取信息的94％來自于視覺和聽覺。不僅如此，關于人類對其所接收信息的記憶持久性方面，Treieher的實驗進一步表明，人們能記住自己閱讀內容的10％，聽到內容的20％，看到內容的30％，聽到和看到內容的50％，在交流過程中所說內容的70％。鑒于以上研究和實驗，人類在接收、記憶信息的過程中對于視覺和聽覺感官的依賴程度之深令人毋庸置疑，這與多媒體技術的固有特性高度一致，故成為多媒體技術應用于教學過程、提升教學效率、提高教學效果、促進教學科研的有力佐證。
但是，必須指出，多媒體這種通過多樣形式營造非凡表現力和強大沖擊力的視聽效果的固有特性在發揮其積極作用的同時，也表現出一定的弊端，如降低學生的注意力。認知心理學有關注意力持續度的實驗表明，如果一堂課投影播放超過20分鐘，學生就會由于視覺疲勞而引發習得知識能力的下降。因此，為了保證多媒體技術應用下的良好教學效果，在教學過程中，圖像必須要輔以教師的說明性語言或文字，才便于引起信息接收者的興趣，促使其長時間的關注與記憶，保持其思維的活躍狀態，進而維持其接受知識的能力始終處于較高水平。而且，就評估教學效果而言，一方面，多媒體技術的固有特點使其自身無法監測并評估學生對于教材內容和多媒體材料的反應和習得情況；另一方面，學生對教學效果的評估也是同師生之間的呼應與關系的和諧程度高度相關的。綜上所述，這種現代教育技術的固有特性在客觀上對高校教師提出了新要求：適度、有效地利用并駕馭多媒體技術，在教學過程中發揮主導作用，在科研探索中調整研究策略與理念。
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課堂事件一：我們要自由上機
在信息技術上課期間總是有同學問我能不能玩游戲，并表現出想玩一玩的意思……我對學生的這種行為雖然心里不悅，但是并沒有重視。但是一段時間后，我發現班上竟有個別“不上進”的學生和我在課堂上玩起了“游擊戰”：我走近時，他們假裝操作，把游戲窗口隱蔽；我一離開，他們又恢復了原樣。時間不長，我發現這部分學生對學過的知識和操作一點都不會。
課堂事件二：我要玩游戲
張×同學是五（4）班的男生，記得那是五（4）班的一節信息技術課。上課時間過了30分鐘，他竟然在專心地玩網上游戲，而且對我的批評絲毫不以為然。下課后，柔聲詢問他平時在哪玩游戲，他說在同學家和網吧。像張×這樣的學生有許多，家里沒有電腦，而又喜歡玩電腦游戲，自控能力差。他們腦子里想的是游戲，想自由上機，一有上機時間，就開始玩游戲。學生們的這種想法和欲望，我把它稱為“游戲心理”。
課堂事件三：破壞電腦室電腦設備
在電腦課中，有的少數學生因為上課不注意聽講，受到老師的批評后，在我管理的機房內竟暗地里以“破壞耳機、偷走鼠標球”等行為“報復”老師。
課堂事件四：我可以不需要自由上機或玩游戲
我也發現一部分這樣的學生：上課師生配合的較好，“游戲心理”很少，即使自主上機的時間里，他們也能學習一些其他的知識。那么是什么原因促使他們的克服“游戲心理”呢？經過調查我發現，家長正確引導孩子用電腦，對于他們能夠正確使用電腦影響很大。
二、研究的對象
這些在信息技術課中發生的事件主要由三、四、五、六年級的學生（一、二年級的個別學生也有）做出來的，這使我不能再輕視學生上信息技術課時產生的“玩一玩”的游戲心理。于是我開始研究“游戲心理發展”的問題。
三、研究實施過程――我的教學事件
根據小學生的這種“游戲心理”現象的存在，于是我做了以下方面的嘗試。
1.在學生行為規范上，首先明確地告訴學生：小學階段在國家相關法規上明文規定小學生禁止上網吧玩游戲；在學校，規定在電腦室不得自由上網玩在線游戲，必須在老師的引導下，進行游戲類的活動。這就在思想上給學生打下了一個烙印：“我不能隨便地在電腦課上玩在線游戲，否則后果是我違反國家的法規，違反校規。”學生意識到了，才有可能行動。
2.在教學進度上，為了使學生們的“游戲心理”而產生的欲望得以正確地釋放，我首先在每學期課程內容上安排出二節學生“自主學習”的課時，開學初明確地告訴學生們，和學生商量并爭得學生們的同意，安排在學生認可的周數上，一般在節日的前一周或節日過后第一周的電腦課上，間隔時間是6周左右上一次。
3.在教學內容的表現手法上，在每一節教學內容上，盡量增加趣味性、游戲性。例如素材選用方面：全部選用學生們喜歡的畫面，有時還用“動畫”形式。這樣的處理方法，學生們愿意學，容易被他們接受。他們開始喜歡上課的我，喜歡和我一起來學習電腦操作。
4.在教學內容上，引導學生們上健康的網站和內容，常告訴他們哪些網站的游戲可上，并且安全。在學校停電時，給同學們上了“QQ十大防身術”的課，后來在我的引導下，學生們能正確使用QQ，遵守《網絡QQ安全使用規則》了。比如：遵守QQ群規則，不傳播真假不知的信息，不傷害群內同學，不和陌生人交朋友等。
但是經過一段時間的實踐，我發現這種方法會影響同學們課間休息及上課秩序。我果斷地終止了這種方法。
經過一個學期的實踐，學生們上課專心了，“游戲心理”在逐漸地得到較合理的疏導，而且在以后的學期中，學生的情況越來越好。
課堂事件五：《豬之歌》
記得在這實踐階段里，有一次是五（2）的電腦課，學生們課間比我先到了電腦室，當時我就發現大部分學生在Internet網上聽歌。
我感到歌曲的旋律還是很美的。這時上課的鈴聲響了，是馬上停止學生上網，開始上課；還是參與到同學中？沉思片刻，于是我在教師電腦上找到這首歌，打開，并組織學生一起演唱歌曲。歌聲回蕩在電腦室，同學們開心地唱了10分鐘的時間，之后我才開始組織教學。由于同學們和我配合成功，很順利地上完了學習內容。我不會忘記這節課的“唱歌效應”。
四、研究結果的分析
通過我的信息技術課堂上的事件和我的研究實施的過程，我把制約小學生的“游戲心理發展”的因素歸納為表格一中D、E、F、G、H五個方面。
表格一：制約《小學生游戲心理發展》因素編碼表
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續表
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1.小學生身心發展的規律和特點
小學生身心發展的規律和特點是小學生極易產生“游戲心理”的前提條件（基礎）；學生學習環境學習工具：計算機教室、網絡、電腦是使小學生在信息技術課堂上產生“游戲心理”的環境誘因。以上兩個因素都可能使小學生產生一定的語言和兩類行為（C1、C2）。而教師的語言和行為、學生學習環境：家庭、社會和課程要求三者影響小學生“游戲心理”的健康發展，也使小學生產生一定的語言和兩類行為（C1、C2）。
2.教師的語言和行為
在“課堂事件一”和“課堂事件二”中，由于我的教學指導思想是重視教學內容的傳授和學生知識技能掌握的深度和廣度，對于C1學生內心的想法和情感關注的不夠，我的語言和教學行為沒有針對性和根據，是普通單一的說教方法。對于C2類學生，這種方法是有效的。對于行為偏激的類學生，我采取“更嚴厲的批評方法”。沒有考慮影響學生的游戲心理、家庭無電腦，家長疏忽對他的教育，沒有合理的引導等因素，而這些因素導致該學生產生嚴重的“游戲心理”問題。
當我意識到自己的教學指導思想、語言和教學行為不能很好地解決的問題時，課程改革的理念正逐漸滲透到我的教學思想中，我的語言和教學行為發生了改變，結果使A、B、C都向著良性的方向發展。
3.學生學習環境：家庭、社會
在“課堂事件四”中，對于有C2行為的學生，和諧的家庭環境，父母與孩子良好的溝通方式，父母的正確引導對學生的語言和行為起到重要的影響作用。C2促使學生有了“游戲心理”后，能使學生得到合理的緩解和釋放，這使教師的語言和教學行為得到順利的實施，彌補了D的不足。結果是C類學生在信息技術課堂上表現出良好的綜合素質。
4.信息技術課程的要求
信息技術課程內容的安排、教學進度要圍繞著這兩方面安排。在實施過程中，要受到六方面的制約。
深圳的許多家庭是外地移民的家庭，家庭成員不穩定的因素影響對學生的教育，使學校在教學課堂上難于管理學生的行為。這制約H的第一方面實施。這要求D要隨著B、C的變化而變化，否則G會加重學生學生“游戲心理”。
篇10
一、凝視:直面說課現場，揭示教師教學品質的現實缺憾
1.重就位少到位，說課過程缺乏規范性
教師良好的教學品質中應該有一個“嚴”字。嚴即嚴肅、莊重;嚴即嚴謹、填密;嚴即嚴格、潑辣。落實到說課上，就是要求教師在說課中，思路清晰、層次分明、邏輯清楚、結構完整，努力提高說課過程的規范性。總結兩次說課的情況，我們認為，說課的不規范主要表現有三個方面:其一，不熟悉說課要求，如個別的教師錯把說課當上課，錯把評委當學生。其二，說課環節嚴重缺失，如許多教師的說課沒有學習設計環節，沒有作業設計及反饋環節，更沒有注意課型的區別。其三，說課說不到位，如許多教師的說課只說是什么，不說為什么，更沒說怎么樣。
2.重文本少人本，教學設計缺乏針對性
教師良好的教學品質中應該有一個“實”字。實即真實、客觀;實即務實、有效;實即實在、本分。回歸到說課上，就是要求教師在說課中，既重視文本知識的梳理，又重視學情生情的研究，努力提高教學設計的針對性。總結兩次說課的情況，我們認為，這幾方面的情況值得商榷:其一，輕視學情生情的分析，大多數教師，即使分析了生情也會忽視了學情的分析。其二，重教輕學，過多注重教師教的設計，而對學生學的設計大多準備不足。其三，不能正確處理主導和主體的關系，教師主動的教，學生則是被動的學。
3.重共性少個性，教學應對缺乏靈活性
教師良好的教學品質中應該有一個“活”字。活即活潑、熱情;活即鮮活、逼真;活即靈活、生動。就說課而言，就是要求教師在說課時，精神飽滿，具體情況具體分析，因材施教，努力提高教學應對的靈活性。反思兩次說課，我們認為，以下幾個方面值得進一步探討:其一，要考慮到教師自身的素質特點和個性特點，切忌教條主義地選擇教學方法。其二，要考慮到學生的發展差異，切忌籠統地提問、作業和學法指導。其三，要因課型的不同，說課環節而有所差異。
4.重內容少內涵，課堂實踐缺乏深刻性
教師良好的教學品質中應該有一個“新”字。新即新穎、別致;新即清新、親切;新即創新、進取。拿說課來說，就是要求教師透過教學現象去尋找教育的內在規律，以科學的理論為教學活動奠基，不斷增強課堂實踐的深刻性。反思兩次說課的情況，我們認為，深刻性方面主要存在著這幾個問題:其一，條件性知識缺乏，大多數教師不知道說課常用的教育學和心理學理論。其二，不能把相關理論和教學實際結合，一些教師只會報節目似的炫耀理論。其三，新課程理念理解片面，更談不上恰當地運用，課堂組織缺乏時代感。
二、透視:聚焦發展瓶頸，點擊教師教學品質的本真奧義
1.規范教學是教師良好教學品質凸現的前提
規范教學是指教師在教育規律和教學大綱的指導下，根據業內公認的行之有效的教學范式實施教學。規范教學是基于說課的教師教學品質的客觀要求。說課的目的是什么?說課的目的在于論證教學設計的合理性、可行性和有效性，為課堂教學提供理性預設。因此，在說課的過程中，教師必須具備規范、嚴謹的教學品質。規范教學可以說是應對說課隨意性的一味良藥，沒有規范教學就談不上教學的有效性，更談不上教師教學品質的體現和提高。
說課中，規范教學的實施，要求教師追求三種境界。其一，了解規范，實現就位。從內容上而言，說課不僅要說教材、說教法、說流程、說板書，還要有說學生、說學法、說作業、說反饋等環節。從程序上而言，說課的諸環節，不僅要指出是什么，還要分析為什么，更要點明怎么樣。其二，把握規范，爭取到位。比如說教材環節，不僅要說教學目標和重點難點，還要說地位作用、課型類別和學情生情。其三，發展規范，科學進位。比如說教學目標環節，傳統的說課一般都是三維目標，即知識與技能、過程與方法、情感態度與價值，其實在新課改形勢下，教學目標完全可以整合成五個模塊，即知識與結構，能力與技術，方法與習慣，過程與體驗，情感與價值。
2.有效教學是教師良好教學品質衡量的標桿
有效教學是指教師通過教學過程的有效，即符合教學規律，能成功引起、維持并促進學生的學習，相對有效地達到預期教學效果的教學行為。教師的價值何在?在于教育能促進學生的全面發展和健康發展。教師教學品質優劣的標準何在?在于教學的有效性。為達成有效教學，在說課過程中，教師必須具備務實、細致的教學品質。教師應該把教學品質的提高同有效教學的實踐有機地結合起來，即通過良好的教學品質來啟動有效教學，通過扎實的教學實踐來提升教學品質。
說課中，有效教學的實施，要求教師放眼四個維度。其一，以學生為本，注重教學效益。以人為本，這是就教學的對象而言的。教師的教學過程也是學生的學習過程，因此，教師在說課時，既要重視教師教的設計，也要重視學生學的設計，在課堂中逐步建立起師生雙向互動機制，充分體現學生的主體地位。其二，以大綱為本，注重教學效果。以綱為本，這是就教學的要求而言的。教師在說課前要熟悉教學大綱、課程標準、參考用書，要研究考試說明和高考動態，努力尋找教材的教育要求和學生的個別發展之間的最佳結合點。其三，以雙基為本，注重教學效率。以基為本，這是就教學的內容而言的。教師在說課時，從面上來說，要注意單元知識的結構設計，從點上來說，要注意課堂知識的板書設計，因為這對于學生知識的意義建構至關重要。另外，教師也要注意重點和難點的確立及其落實問題，最好還能備有錯點的分析，這樣會事半功倍。其四，以教師為本，注重教學效能。以師為本，這是就教學的組織而言的。教師在說課時，要重視教師在教學過程中主導地位的發揮，注意方法的選擇和情境的營造，甚至要注意自身的語言習慣和儀表體態。另外教師還要提高自身的效能意識，在說課中，擁有及時預判自己達成教學目標的能力和信念。
3.差異教學是教師良好教學品質養成的關鍵
差異教學是指教師根據學生的發展差異，實施個性化的教學，以滿足學生的不同層次的需要，使學生的優勢智能得到充分發展，劣勢智能也有所提高。差異教學是實踐教育以人為本的核心，也是教師良好教學品質養成的關鍵。新課程背景下的課堂教育，提倡人文關懷、強調自主學習、鼓勵合作探究，這就要求教師必須具備民主、靈活的教學品質。我們認為，實施差異教學是教師教學品質成長的必然選擇，因為差異教學是在尊重學生個體差異的前提下開展的，教師對待學生一定會是親切的、民主的;因為差異教學要滿足不同層次學生的發展需要，教師在教學組織上也一定會是個性的、靈活的。
說課中，差異教學的實施，要求教師關注三個對象。其一，適合學生，分層發展。根據多元智能理論，學生在個性、認知、基礎和興趣等方面存在著普遍的個體差異。因此，教師在說課時，內容的安排、進度的把握和方法的選擇都要進行宏觀的統籌。微觀的分層教學，首先是學生分層，即根據學生個體差異進行人員分層;其次是目標分層，即變單一目標為彈性目標，基礎性目標、提高性目標、發展性目標要循序漸進;最后是施教分層，即對不同層次的學生進行不同目標層次的教育。其二，適合教師，自主發展。適合別人的，不一定是最好的，適合自己的才是最好的。教學是個性化的勞動，學生有差異，教師也是有差異的，對學生要因材施教，教師也應該因材從教。教師應該努力地將自己的個性特點與新課程的要求結合起來，走規范條件下的專業自主發展之路，唯有如此，差異教學才能落到實處。其三，適合課型，重點發展。教師在說課時要注意課型的差別，誰曾說過說課就一定是新授課，為什么不能是習題課?為什么不能是講評課?為什么不能是活動課?為什么不能是復習課?而不同的課型，說課的側重點顯然是有所區別的。
4.創新教學是教師良好教學品質提升的靈魂
創新教學是指教師在創新教育理論指導下的教學實踐行為，它以培養學生的創新精神和創新能力為重點、以塑造創新型人才為價值取向。日常教學中，我們常思考這樣一個問題:怎樣才是好的教學?我認為好的教學就是有效教學，就是能促進人健康發展的教學，而通向有效教學的則必然包括規范教學、差異教學和創新教學。創新教學是教師良好教學品質提升的靈魂，因為，知識的傳遞需要創新，課堂的組織需要創新，和諧的氛圍更需要創新。只有實施創新教學，教師開拓進取、別具匠新的良好教學品質才能更大程度的得到培養和展現。
在說課中，創新教學的實施，要求教師理清四組關系。其一，處理好 隱性和顯性的關系。根據波蘭尼的知識理論，課堂中的知識分為顯性的課程知識和隱性的緘默知識。當個體發展越來越被認為是一種喚醒的過程，一種激發其創造性力量和釋放其個體作用的過程的時候，教師的作用即在于幫助學生反思他們在學習活動中的緘默知識，并使之顯性化。因此，教師在說課中要把學習建立在學生的緘默知識基礎之上，把顯性的課程知識融人他們的緘默知識之中。其二，處理好理論和實踐的關系。說課應該是教育學和心理學等抽象理論的具體化，理論是說出來的，更是在具體做法中體現出來的。比如導人新課，你可以說自己想運用先行組織者理論，但是在你的教學策略中既看不出分層漸進，也看不出逐級歸納，更看不出整合協調，所以說，你的先行組織者理論也就是提提罷了。其二，處理好知識和能力的關系。知識是死的，能力是活的，新課程的考查強調從知識立意向能力立意的轉變。教師在說課中，既要注重知識結構的梳理，更應該注重學生運用知識的相關能力的培養。其四，處理好傳承與發展的關系。創新教學強調與時俱進，但并不拒絕歷史傳統，傳統是發展的基礎，發展是傳統的創新。教師在說課中，一方面要重視新課改新理念，但是不能置傳統的有價值的教學策略于不顧。創新的三種境界是:有中生無、無中生有和有無相生，創新教學應遵循此理。其實，創新教學就是在對傳統教學的批判繼承中向前發展的。
三、審視:著眼教學品質，探索教師專業素養的成長策略
1.制定專業成長規劃，細化教師的發展目標
教師專業發展的研究興起于20世紀60年代的美國，其目的在于通過教師反思性的發展推動教師自主性的發展，以教師自主性的發展實現教師和諧性的發展。新世紀以來，中國的相關研究也逐步興起，但是在研究中也出現了一些問題，如發展動力上的主體性迷失、發展內容上的技能化傾向和發展階段上的整體性分割等。
在綜合國內外經驗得失的基礎上，常熟市歷史教研室提出了改善教師教學品質的先行策略:制定教師專業成長規劃。為了加強規劃的科學性、可行性和有效性，在教師專業成長規劃的制定和執行過程中，我們做了三件事情。其一，喚醒發展主體，變被動發展為主動發展。一方面，歷史學科教研室聯合學科基地，組建學科專家組，對全市的歷史教師進行問題把脈，針對他們的發展瓶頸，提出中肯的改進意見。另一方面，教師對自己的教學實踐進行反思，結合專家組的意見，制定基于問題改進的個人成長規劃。這樣，外在的發展壓力就轉變成了內在的發展動力。其二，立足教學實際，.變技能取向為實踐取向。教師專業成長的根本目的在于以自身教學品質的發展來帶動教學質量的提高。基于這點認識，我們在重視教師技能培訓的同時，如開設研習班進行教學理論和教學規范的培訓，更重視教師技能的實踐運用，如開展基本功競賽，將教師技能水平的考核置于課堂教學能力的考查之中。這樣，方向性的技能就轉變成了工具性的技能。其三，跟蹤成長過程，變突擊培養為有序培養。教師的專業發展是一個系統工程，就過程來說，可以分為職業定向、職業適應、職業調整和職業成熟等四個階段，這四個階段分別對應準教師、新教師、骨干教學和專家型教師。為了有效地推進教師專業成長和事業發展，歷史學科針對教師成長的不同階段，提出了不同的發展目標。這樣，粗放型的突擊性培養就轉變成精細型的有序培養。
2.豐富常規教研內涵，優化教師的知識結構
新課程改革，目前已經進人到全面實施階段，它鮮明的時代氣息和全新的價值理念，對教師的知識結構提出了更新、更高的要求。歷史教師如何應對挑戰?我們認為，要鞏固本體性知識，即學科知識;要學習條件性知識，即理論知識;要積累實踐性知識，即經驗知識;要總結文化性知識，即環境知識。yz}歷史教師應以知識結構的優化來改善自身的教學品質，提高教學質量。
豐富常規教研的內涵，是優化教師知識結構的必由之路。為此，我們進行了五點嘗試。其一，成立研習班。進行理論學習和學術研討。其二，組建導師團。進行專業引領和課堂示范。其三，派遣調研組。進行教學督導和問題會診。其四，組織支教隊。進行校際合作和區域推進。其五，建立備課組(注:指全市的大備課組，歷史學科從初一到高三的每個年段都建立了一個大備課組，所有任教該年段的歷史教師都是大備課組內的一員，設正副組長各一名，加強常規管理和教學研究)進行師徒結對和同伴互助。
3.加強學科規范管理，養成教學的良好習慣
教師教學品質的成長，個人因素是內因，教育管理是外因。盡管是外因，但作為教育主管部門的學校，和作為教學指導部門的學科教研室，對于教師專業發展的影響和引領作用卻是不容低估的。在當今時代條件下，學校不僅是學生發展的場所，同時也應是教師發展的場所，學校在促進教師的專業發展中有其獨特的功能。學科教研室和學校一樣，同教師的專業發展也是統一的。一方面，教師發展需要學科教研室的支撐，另一方面，全市學科教學水平的提升也依賴于教師的專業發展。
為引導教師的教學行為，促使良好教學習慣的養成，提高教學質量，歷史教研室出臺了三個重要的教學規范。其一，青年教師“五先五后”。即先備課后聽課(對所聽課的內容要先備好課再去聽，確保聽課效果)，先聽課后說課(要上課，須先聽同一備課組的骨干教師上課)，先說課后上課(根據聽課情況二次備課后再說課)，先做題后作業(布置作業前必須先做題，然后進行作業設計)，先批改后講評(作業必須批改統計分析后再有側重點評)。其二，教學工作“十到位”。即課前兩到位:計劃安排要到位、校本研究要到位;課中三到位:重點難點要到位、習慣方法要到位、教學管理要到位;課后五到位:督查反饋要到位、單元訓練要到位、補差工作要到位、交心工作要到位和教學反思要到位。其三，課堂教學“三式六化”。三式就是課堂教學三種模式，即自學指導式、問題討論式和引導探究式;六化就是課堂教學的六種觀點性做法，即教案學案化、新課復習化、教學問題化、設問層次化、知識結構化、作業練習化。
篇11
key word:Technical pessimism Technical optimism Double-edged sword
一、技術概念的內涵及其演化
英語中的“技術”一詞technology，源于希臘詞τεχνη或techne（技藝、工藝、技能）和logos（言辭、邏各斯）的組合。technē有許多意義，原表示所有與自然（phusis）相區別的人類活動，尤其是表示一種技能性。另外，techne還與兩個詞有關：一是表示科學知識的episteme（認識），另一個是表示創造、寫詩及藝術技能的poiesis。因此，在希臘人的眼中，科學、技術和藝術三者是不做區分的。17世紀 technology在英國首次出現，僅指各種應用技藝（arts）。1859年它正式進入英語詞典。20世紀初，technology的含義逐漸擴大，它涉及工具、機器及其使用的方法和過程。到20世紀后半葉，它被定義為“技術是人類為實現社會需要而創造和發展起來的手段、方法和技能的總和”。
中文古籍中的“技術”一詞出現在司馬遷《史記?貨殖列傳》：“醫方諸食技術之人，焦神極能，為重糈也。”，意為“技藝方術”。在中國，要問何人、何時、何處采用“技術”一詞翻譯technology，還是一個有待考證的問題。《自然辯證法百科全書》也有中國人對技術下的定義：“人類為了滿足社會需要而依靠自然規律和自然界的物質、能量和信息，來創造、控制、應用和改進人工自然系統的活動的手段和方法。”
二、對科學技術的價值反思
從不同的層面理解科學技術的價值導致了不同的科學技術價值觀，其中最為系統的則是從科學技術的社會價值層面來理解科學技術的價值。科學技術是在人們的認識、實踐和社會交往活動中形成的，存在著價值主體、價值客體和價值關系不同層面的理解差異，正是這種復雜性，在一定程度生使人類對于科學技術社會價值的認識歷經了曲折的過程。
在科學還處于孕育和萌芽狀態時期，它雖然在實踐中產生了一定的社會效果，但由于歷史條件的局限，這種效果并未引起人們的太大關注。直到，15世紀后半期開始到19世紀這一時期，由于科學技術本身的發展及其應用范圍越來越廣泛，許多思想家才開始覺察到科學技術的重大社會價值。特別是人類進入工業社會后，由于不合理地利用科學技術，使其再為社會服務的同時，也造成了對環境和社會等方面的負面影響，與之相應的是涌現出來一批否定科學技術的觀點。除此之外，馬克思和恩格斯等者也曾對科學技術的社會價值做出過較為深刻的表述。下面分別對其進行介紹。
1、 科技樂觀主義
科技樂觀主義。實際上就是“技術崇拜”或“技術救世主義”，其本質特征是把技術理想化，絕對化或圣神化，認為技術的社會發展的決定因素和根本動力。主要認為是指對科學技術的社會功能及其社會后果持樂觀的態度和看法。科技樂觀主義認為科學技術的發展的可以解除和擺脫人類社會的各種難題的困擾，是社會進步的動力，能給人類帶來美好的未來。“技術樂觀主義”認為，技術不僅能發展生產，繁榮經濟，而且還能解決經濟危機、失業、能源危機、環境污染、人口、戰爭等問題，技術將會給人類社會帶來文明。托夫勒、貝爾等人就持這種觀點。“技術萬能論”則是技術樂觀主義的極端表現。
就思想和學術來言，科技樂觀主義可以追溯到認識論樂觀主義。16世紀技術的樂觀主義的代表人物，培根就曾提出“知識就是力量”的口號。但是只作為一種思潮，直到19 世紀技術樂觀主義才真正形成。18世紀60年代爆發的產業革命，顯示了技術在社會經濟生活所產生的重要作用。成為推動社會進步，社會機構和經濟生活的決定因素。因此，技術樂觀主義者認為，技術科技興國，技術可以救世，技術可以解決生活中遇到的問題。進入20世紀，隨著信息技術，電子技術和克隆技術的發展成熟。一些持有技術樂觀主義的哲學家和社會學家就認為，技術得到了廣泛的應用，技術的正面效應逐漸呈現并擴大，人類完全可以憑借自己掌握的技術解決我們的問題，更好的控制和利用自然。認為現在的全球性生態問題不足為慮，人類可以利用自己的技術去開發利用地球、海洋、以及內層和外層空間。與古代希臘和近代相比，現代的科學技術發展相當神速、涉及面廣、創造性強、波及的國家和地區多，是前所未有的。
2、科技悲觀主義
科技悲觀主義。科學技術在推動社會全面進步的同時，也帶來了影響人類生存的全球性問題的出現。由此，一些思想家對科學技術的作用產生了消極態度對科學技術的社會功能和社會后果持悲觀的態度和看法，科技悲觀主義便應運而生。這一思想主張抑制科學技術和工業的發展強調人與自然的協調發展。
在《自然辯證法百科全書》中，技術悲觀主義（pessimism on technology ）是這樣定義的：“指認為技術的發展直接主宰社會命運，并必然給人類帶來災難的一種觀點，又稱反技術主義。它是技術否定論的一種表現形式。它懷疑、否定技術的積極作用，主張技術必須停止乃至向后退， 盡管這個定義有以偏蓋全之嫌、值得進一步商榷。當然，從現在的角度考慮，一些科學悲觀論者，還有一些持有其他觀點的人，如西方某些極端環境主義者、后現代主義者、科學的某些研究者有技術悲觀主義的傾向，但是，科學的巨大負效應可以說還沒有出現。自盧梭以后，對技術的批判就不曾停止過，而且技術越發展，對技術的批判和指責越強烈。因為“技術正在變成全球性的力量，它開始染指于人類歷史的根基，而且正在向人類歷史注入極不穩定的因素”。
因此技術悲觀主義作為一種否定性的技術觀，自始至終都存在于人類文明的歷史進程之中，只不過由于人們的觀察角度不同、生活體驗不同、價值追求不同，而對技術的恐怖心理、批判程度表現不同。其極端表現便是徹底否定技術的作用，主張放棄技術，遠離現代文明，退回到原始的自然狀態，真正持這種極端技術悲觀主義觀點的學者并不多。多數技術悲觀主義認為，現在社會發展所存在的一切負而效應都可以歸罪于技術，技術是現代社會發展中的危險物，社會最終將毀滅于技術之中。例如，海德格爾認為，現代技術不僅是改造自然的一種展現，它還是一種“座架”或“框架”，它把自然和人類社會都遏人到其中并把它們改造成一種失去其獨立性甘受其奴役的“持存韌”，把人類社會推向生態毀滅和政治自殺的危險邊緣。
3、科學技術是一把雙刃劍
從歷史的角度來看，科學技術的每一次革命都對人類的生活、生產產生重要影響。它不僅帶來生產方式的變革，社會文明的進步，還推動社會制度的轉換。但不能否認的是，科學技術是把雙刃劍，一方面提高了人類的物質、精神生活水平，另一方面也助長了威脅人類未來的全球問題。如今，科學技術的發展使更多的人為人口增長、資源枯竭、環境污染等一系列問題所困擾，因此，我們對科學技術的社會價值進行評價就應該用辯證的眼光，注意發揮它的正面功能，同時正視并抑制它的負面影響。只有在這一觀念的指導下，才能保證人類利用科學技術來拓展未來的發展之途，而不把科學技術發展與人類的前途對立起來，不被科學技術的負面影響所累。
科技樂觀主義和悲觀主義的兩種觀點都是以歷史為依據，卻顯示一定的片面性。科學技術的價值總是兩面的，既能造福社會，也會破壞社會的健康發展。如何發揮科學技術這把雙刃劍的正面功能，盡量減少其負面影響，并非僅僅取決于科學技術本身，更主要的是人類如何去運用。現在，科學技術是一把雙刃劍的觀點已經得到越來越多人的認同。只有充分認識到科學技術的這種雙重影響，科學技術對社會的負面效應才能得到有效控制，變成真正造福人類的利器。
技術悲觀主義和技術樂觀主義在對“轉基因”技術和“電腦能否代替人腦”的認識問題上產生了分歧。前者擔心轉基因技術將會危害人類身體健康，電腦會完全超過人腦井取代人的地位：后者卻認為．轉基因技術可以解決溫飽，造福于人類，不能因為“轉基因”技術存在著負面效應而阻止對它的研究．阻礙它的發展。電腦不會戰勝人腦，機器人只能模仿人類的某些行為．能夠高效率地為人類服務而不會戰勝人類。
三、的科學技術價值觀
對待科學技術，無論是悲觀主義還是樂觀主義態度，其共同點都是科技決定論，把社會出現的許多問題單純地歸咎于科學技術。按照馬克思、思格斯的技術社會觀思想不難看出，技術決定論極端和片面地夸大技術在與社會關系中的地位和作用，忽視了社會環境對技術的影響和塑造。在技術與人類社會的關系中，技術只是一種帶有中介性的客體，人類則是主體，技術雖然表現出一定的自主性，但它不能取代人類的豐體地位，它將永遠受到人類及社會的影響和牽制。技術給人類社會帶來的諸多負面效應不能絕對地取決于技術本身，應該通過完善人類自身和社會的體制并依靠技術來加以克服。因此，以技術取代人類的地位是本對的，而圍繞技術給人類社會影響的后果所產生的極端樂觀主義和極端悲觀主義思想都是不可取的。
馬克思充分肯定了科學技術的重要社會作用，提出了科學技術是生產力，科學是歷史發展的有力杠桿，是最高意義上的革命力量等深刻的認識。更為深刻的是馬克思認識到，科學在資本主義大生產條件下以及變成了“直接的生產力”。馬克思關于科學技術的觀點已經成為近現代實踐所證實，因此，發展科學技術是人類指向美好未來的重要途徑。科學技術不僅在物質方面增強了人類認識可征服自然的能力，也為人類創造了豐富的精神財富。
科學技術是人類認識和實踐發展到一定階段的產物，反映了人們對自然的認識、把握和應用。實際對科學技術的效應及其他方面的負責聯系都難以有個絕對清晰的預測，科學技術社會功能的發揮也是有限的。
四、結論
綜上所述，技術決定論和社會決定論各自片面強調技術、社會在二者關系中的地位和作用，從而使其觀點具有片面性。馬克思、思格斯是辯證唯物主義者，他們既承認技術對社會發展的作用與影響，也強調了社會對技術及其發展所起到的引導和作用。馬克思、思格斯的技術社會觀既不是單純的技術決定論，也不是單純的社會決定論．而是關于技術系統與社會系統互動的理論。因此，不能對馬克思、恩格斯的論述進行斷章取義地片面臆斷，而應當今面、準確地理解和把握馬克思、恩格斯的技術社會觀思想。只有這樣．才能正確認識技術與社會的辯證關系，樹立科學的技術社會觀。
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根據上述三原則，筆者認為，思想政治教育專業現代科學技術概論課程的內容與體系可做如下安排。導言。概要介紹現代科學技術及其理論基礎、前沿陣地、中心內容和綜合體現。
第一章，現代物理學革命及其影響。介紹現代科學技術的理論基礎———相對論和量子力學。引言，概述近代物理學的輝煌成就及其所遇到的“兩朵烏云”。第一節，相對論的建立。根據邏輯與歷史相統一的原則，具體講授伽利略變換和力學相對性原理，邁克爾遜—莫雷實驗，洛倫茲變換的提出，愛因斯坦的狹義相對論及其主要結論，廣義相對論及其驗證。第二節，量子力學的建立和發展。一、量子力學產生的歷史背景，概要介紹黑體輻射理論和紫外災難。二、量子力學的建立與發展，具體講述普朗克的量子假說，愛因斯坦的光量子理論，玻爾對原子結構的量子解釋，德布羅意的物質波，薛定諤的波動方程，海森伯的矩陣力學。第三節，現代化學理論的發展。主要講授元素周期理論的新發展和現代化學鍵理論。
第二章，原子物理學的開發研究及應用。主要講授從物質結構的研究到原子能的開發和應用。第一節，對微觀世界的探索和認識。一、物質結構初探，復習回憶德謨克利特的原子論，道爾頓的原子說，門捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的進軍，主要講授X射線、放射性元素及電子的發現，原子結構模型及其實驗和發現，原子核結構模型及其實驗和發現，對基本粒子家族的認識。第二節，原子能的開發研究及應用。一、原子能的開發研究:重點介紹原子能開發研究中的三大發現，即慢中子效應的發現、核裂變的發現和鏈式反應的發現。二、原子能的應用，包括能源方面的應用和放射性同位素的應用。能源方面的應用包括兩個方面:一是軍用三彈即原子彈、氫彈和中子彈的研制;二是核電站的發展，主要介紹從慢中子反應堆到快中子增殖堆再到核聚變反應堆的歷史發展。放射性同位素的應用可概要介紹在生產、生活、科研、軍事上的應用及其成果。
第三章，生物學與生物工程技術。生物學是研究生命的科學;生物工程技術是用人工的方法創造生命的技術。生命科學是現代科學的三大前沿陣地之一;生物工程技術是現代科學技術的主要內容。第一節，生命的起源和生物的進化。一、生命起源的化學進化歷程:從無機小分子物質生成有機小分子物質;從有機小分子物質形成有機高分子物質;從有機高分子物質形成有機多分子體系;從有機多分子體系演化成原始生命物質。二、生物進化論，主要介紹拉馬克的生物進化學說和達爾文的生物進化論。第二節，現代遺傳學和分子生物學。一、遺傳學:主要講授孟德爾的豌豆實驗及其遺傳學說;摩爾根的果蠅實驗及其遺傳學說。二、分子生物學:重點介紹蛋白質的性質、結構和功能;核酸的性質、結構和功能。第三節，生物工程技術。生物工程包括酶工程、發酵工程、細胞工程和基因工程四個部分的內容。因學時限制，可重點介紹細胞工程和基因工程兩個部分。一、細胞工程，應首先講授細胞的全能性，然后在細胞全能性的基礎上具體介紹植物組織培養技術、細胞融合技術、細胞折合和胚胎移植技術、克隆技術等內容。二、基因工程:(1)基因工程的基礎研究，主要介紹限制性內切酶、連接酶和基因載體的發現和研制。(2)基因工程的基本程序和方法，包括獲取目的基因DNA、獲取載體基因DNA、目的基因DNA與載體基因DNA的重組、把重組的DNA轉入受體細胞進行增殖和篩選轉基因生物體五個步驟及方法。三、生物技術的應用前景。主要介紹生物醫藥的研制及應用、生化工業的迅速發展、轉基因動植物的大量出現，人類基因組計劃(HGP)及其廣闊的應用前景。
第四章，天文學和天體演化學說。天體演化學說是現代科學的三大前沿陣地之一，本章在重點講述天體演化學說之前，先把天文學的相關知識作一簡單介紹。第一節，天文學及其產生和發展。一、概要介紹天文學的研究對象和分類;二、重點講授天文學的產生和發展:具體介紹古代天文學、近代經典天文學和現代天文學的發展情況。第二節，獲取天體信息的渠道和手段;可分三個大問題來講述。一、獲取天體信息的渠道，主要介紹電磁輻射、宇宙線和中微子三條途徑;二、獲取天體信息的物質手段和儀器設備，主要介紹人眼的構造和功能、光學望遠鏡、射電望遠鏡和天體攝譜儀;三、天文觀測發展簡史:依次介紹光學天文學、射電天文學和空間天文學。第三節，天體的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介紹牛頓“無限無邊”宇宙模型及其疑難、愛因斯坦“有限無邊靜態”宇宙模型及其疑難、哈勃定律與大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先對星系及其類型作一簡單的介紹，然后在此基礎上介紹星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具體介紹恒星的形成，表征恒星演化過程的赫羅圖，恒星演化過程的三階段，即主序星階段、紅巨星階段和恒星的三種歸宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太陽系的形成和演化:主要介紹太陽系的基本情況和太陽系的形成和演化兩部分內容;五、地球的構造和演化:包括地球概況、地球的圈層構造和地球的形成和演化。
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經濟學手稿是馬克思經濟思想的重要成果之一，也是我們研究馬克思經濟思想形成過程的重要依據。馬克思的一生中留下了許多著名的經濟學手稿，如《1844年經濟學哲學手稿》《1857—1858年經濟學手稿》和《1861—1863年經濟學手稿》等。其中，《1844年經濟學哲學手稿》是馬克思早期思想的重要概括，也是馬克思對經濟學問題的第一次探索，其本身并不是嚴格意義上的經濟學著作，而是馬克思用哲學的語言和辯證的思維來闡述經濟問題的著作。但《1844年經濟學哲學手稿》包含著馬克思對科學技術最初的理解和判斷，為他后來科學技術思想的形成奠定了基礎。1．《1844年經濟學哲學手稿》中作為人的類本質的科學技術科學技術是一個歷史的范疇，在馬克思早期的思想中，對科學技術的認識始終是同對人的類本質問題探究聯系在一起的。從費爾巴哈的自然主義出發，馬克思在肯定人是自然存在物的同時，從實踐唯物主義的角度創造性地將人的類本質歸結為自由自覺的社會性的勞動。馬克思批判了那些將宗教、政治、藝術和文學等看作是“人的本質力量的現實性”和“人類的活動”的唯心主義觀點，明確指出只有工業的歷史和它已經產生的對象性的存在，才是一本打開了的關于人的本質力量的書，而“自然科學卻通過工業日益在實踐上進入人的生活，改造人的生活，并為人的解放做準備，盡管它不得不直接地完成非人化。工業是自然界同人之間，因而也是自然科學同人之間現實的歷史關系”［1］85。作為人本質力量公開展示的工業，隨著自然科學在其中的不斷運用，自然科學不斷技術化，科學技術將成為改造人的生活，實現人的解放的重要力量。從這一角度而言，科學技術也是人的本質的客觀展現。盡管在資本主義社會，在私有財產所決定的工業生產中，科學技術是以異化的形式存在著，但它仍然是人的對象性活動或活動成果，并沒有外在于人的實踐活動。它不斷改善著人類的生存條件，為人的全面解放創造條件。不難看出，《1844年經濟學哲學手稿》中，馬克思是從人的類本質的角度來看待科學技術的。在他看來，對科學技術的認識不應局限在對人類認識自然、改造自然、改善生產、生活環境的“有用性”上，而應將科學與人的類本質聯系起來，深入科學對于人的類本質的認識和人的類本質力量的展現具有的本體性意義。這與他之前的康德和之后的西方人本主義思潮對科學技術批判的理論是根本不同的。正是基于對人的類本質的分析，馬克思形成了他早期的科學技術思想。2．《1857—1858年經濟學手稿》中被固定資本客體化了的科學技術《1857—1858年經濟學手稿》是馬克思重新開始研究經濟學的重要成果，在這部手稿中，馬克思第一次明確提出了“生產力中也包括科學”的著名論斷，并對科學、技術在資本主義社會發展的動力和應用問題做了精辟的分析。馬克思指出，資本主義的生產過程是勞動過程和價值增值過程的統一，其秘密在于資本家迫使工人整個的勞動時間超過必要勞動時間，使價值形成過程轉化為價值增值過程，成為剩余價值的生產過程。資本主義剩余價值生產有兩種基本方法：絕對剩余價值生產和相對剩余價值生產。其中，絕對剩余價值生產是在必要勞動時間不變的條件下，通過絕對地延長工作日而增加剩余勞動時間的剩余價值生產方法。相對剩余價值生產則是以提高和發展生產力為基礎來生產剩余價值的方法。由于受工人的生理界限和社會道德等方面影響和制約，絕對剩余價值的生產方法逐漸被淘汰，而相對剩余價值的生產方法成為資本主義剩余價值生產的主要方法。然而，提高和發展生產力需要探索整個自然界，探索地球，以便發現新的有用物體和原有物體的新的有用屬性。因此，以提高生產力為生產剩余價值主要方法的資本主義必然“要把自然科學發展到它的最高點”。馬克思高度評價了以資本為基礎的生產的偉大文明作用，充分肯定了資本主義制度對于自然科學發展的積極作用。他指出，以資本為基礎的生產“創造出一個普遍利用自然屬性和人的屬性的體系，創造出一個普遍有用性的體系，甚至科學也同人的一切物質的和精神的屬性一樣，表現為這個普遍有用性體系的體現者”。“只有在資本主義制度下自然界才真正成為人的對象，真正是有用物；它不再被認為是自為的力量。”［2］390這就是說，正是資本創造出的資產階級社會和社會成員對自然界以及社會聯系本身的普遍占有，推動了人類對自然界的獨立規律的認識和研究。但同時馬克思也十分清楚地指出，這種對自然界的探索和研究的目的在于使自然界服從人的需要，因而也成為這個“普遍有用體系的體現者”。馬克思進一步指出，在資本的生產過程中，勞動是一個總體，是各種勞動的結合體。它的精神的統一處于自身之外，而它的物質的統一“則從屬于機器的，固定資本的物的統一。這種固定資本像一個有靈性的怪物把科學思想客體化了”［2］464。在這里，馬克思對科學技術的理解已經從《1844年經濟學哲學手稿》中人的類本質的哲學思辨，深入到資本的生產過程，從固定資本的變化角度去揭示資本對于科學及其應用的支配性和決定性作用。在馬克思看來，社會的生產力是用固定資本衡量的，而固定資本中包括科學的力量。在資本主義社會，資本像一個“有靈性的怪物”擁有支配一切的權力，資本的力量不僅影響和決定著社會物質生產方式，也影響和控制著科學技術的發展及其在實踐中的應用。馬克思在《1857—1858年經濟學手稿》“資本章”中詳細論述了資本、科學和社會生產力的關系。他指出：“資本是以生產力的一定的現有的歷史發展為前提的———在這些生產力中也包括科學。”［3］94科學是社會生產力中的一個重要因素，屬于潛在的、間接的一般生產力。當被應用于物質生產過程，物化在機器以及其他物質生產資料中，科學就可以轉化為直接生產力。資本主義機器體系的出現，使得資本主義生產過程不再取決于工人掌握的直接技巧，而是取決于科學在生產工藝上的應用。隨著大工業的發展，資本喚起了科學和自然界的一切力量，一切科學都被用來為資本服務，從而使資本主義財富的創造也取決于科學技術的發展及其在生產上的應用。在這種條件下，科學技術成為推動社會生產力發展的決定性力量，而“科學在直接生產上的應用本身就成為對科學具有決定性的和推動作用的著眼點”［3］99。這就是說，在資本主義條件下，資本通過對科學在生產上的直接應用獲得了充分發展，而推動科學發展的真正動機并不是來自人們對自然的好奇或現實生產、生活的客觀需要，而是來自資本增值，增加剩余價值的內在需要。科學一旦成為資本增值的手段被引入生產過程，就會成為具有資本特性的科學。3．《1861—1863年經濟學手稿》中作為推動社會變革力量的科學技術《1861—1863年經濟學手稿》在馬克思經濟思想發展中占有十分重要的地位，被視為馬克思經濟思想發展中的“歷史路標”。［4］在這一手稿中，馬克思對科學技術的經濟學考察主要集中在《相對剩余價值》一章中的“機器、自然力和科學的應用（蒸汽、電、機械的和化學的因素）”部分。馬克思立足科學技術本身發展情況，從機器的技術史演進出發，充分肯定了科學技術作為生產力發展因素在直接生產過程中的重要作用，高度評價了科學技術對社會經濟關系發展的革命性作用，深刻分析了資本主義應用機器的目的、前提和后果。在馬克思看來，科學技術是“一般歷史發展過程的產物”，是社會歷史發展到一定階段產生的。科學在社會生產力發展中的直接后果是機器的產生和應用。“應用機器，不僅僅是使與單獨個人的勞動的社會勞動的生產力發揮作用，而且把單純的自然力———如水、風、蒸汽、電等———變成社會勞動的力量。”［5］279－280在自然力并入生產過程，變為生產力，變成“社會勞動的力量”的同時，科學成了生產過程的一個獨立因素發揮重要作用。科學推動著社會生產力的極大發展，同時生產力的發展又必然引發生產關系的變革。然而，在資本主義生產中，資本家應用機器的目的不在于縮短工人生產商品所費的勞動時間，也不在于縮短工作日，而在于縮短工人為再生產其勞動力所需要的勞動時間，從而延長剩余勞動時間。這表明機器的資本主義應用使機器扭曲為生產剩余價值的手段，而不再是滿足社會需要的手段。因此，資本家不斷改變勞動手段的真正動因在于獲取巨大限度的利潤。馬克思進一步分析了資本主義使用機器的兩個一般性前提和一個基本原則。由于人類社會每一種新的物質生產方式的可能性都是由先行存在的物質生產方式基礎上創造產生的，資本主義機器大工業的生產方式也是在簡單協作和以分工為基礎的工場手工業基礎上發展起來的。資本家使用機器遵循的一個一般原則就是“進入商品的機器的價值，要少于它所代替的勞動的價值”［5］281。馬克思結合當時一些工業部門使用機器的具體過程，揭示了資本主義使用機器的結果是有利于整個資本主義生產的，其后果包括刺激技術的不斷改進、造成工人勞動時間延長、勞動強度提高、機器代替勞動甚至成為資本家對付工人的手段等多個方面。此外，在《1861—1863年經濟學手稿》中，馬克思還對資本主義利用科學技術的未來趨勢進行了預測。在資本主義生產方式下，資本的影響和控制下的科學技術具有雙重作用，既可能成為社會生產力發展的積極因素，也可能成為阻礙社會生產力發展的消極因素。資本主義國家通過對科學技術的開發和應用，推動了社會生產力的巨大發展，緩解了資本主義社會的基本矛盾，鞏固了資本主義生產關系，但卻無法從根本上解決資本主義社會固有矛盾，更不可能改變資本主義生產關系成為生產力發展桎梏的必然趨勢。當科學技術發展推動的生產力發展到一定階段，資本主義生產關系再也容納不下它的發展時，資本主義生產關系將會為新的生產關系所取代。
二、《資本論》中對科學技術的系統考察
《資本論》中，馬克思對科學技術的分析主要是以生產方式的變化，即生產力的運動方式展開的。《資本論》第一卷中，馬克思詳細分析了資本主義生產方式從簡單協作、工場手工業向機器大工業轉變過程中，科學技術進步在社會生產力發展中具有的基礎性作用，他指出：“勞動生產力是由多種情況決定的，其中包括，工人的平均熟練程度，科學的發展水平和在工藝上的應用程度，生產過程的社會結合，生產資料的規模和效能以及自然條件。”［6］53在這里，馬克思把科學技術的發展放在了人之后，充分說明人和科學發展在社會生產力進步中的重要作用以及人和科學的應用之間的緊密聯系。其次，馬克思詳細論述了科學技術在資本主義生產方式變化中，特別是在機器大工業生產中對生產力發展的推動作用。簡單協作、以分工為基礎的工場手工業和機器大工業是三種典型的資本主義生產方式。馬克思指出，協作不僅可以提高個人生產力，而且還創造了一種生產力。這種生產力本身是一種集體力。在工場手工業初期，協作以簡單的形態存在，只有在資本主義發展到工場手工業占統治地位的時期，協作才達到了它更高的發展形式———以分工為基礎的協作。在這一時期，科學的發展和應用推動了不同種的勞動工具和復雜的機械裝置的生產，從而為工場手工業發展到機器大工業奠定了科學技術基礎。在這個基礎上的進一步發展，不同的工具被連接起來，逐漸產生了機器。隨著勞動資料從工具向機器轉變，資本主義生產方式也由此從工場手工業階段過渡到機器大工業階段。在《資本論》中，馬克思多次論證“勞動生產力是隨著科學和技術的不斷進步而不斷發展的”［6］698。在考察機器價值向產品轉移規律時，馬克思指出：“大工業把巨大的自然力和自然科學并入生產過程，必將大大提高勞動生產率。”［6］444在大工業階段，科學技術的發展使勞動生產力中的所有要素都發生重大變化。科學技術推動勞動資料從工具轉化為機器和機器體系，并使之得到不斷改良和更新；科學技術的發展擴大了勞動者的范圍，婦女和兒童加入雇傭工人隊伍，并在客觀上要求勞動者具有較高的文化知識。科學技術的進步不斷增加現有物質的數量和新用途，開拓新的投資領域。此外，科學技術還教人們對廢棄物的回收和循環利用，創造新的資本材料。“科學和技術使執行職能的資本具有一種不以它的一定量為轉移的擴張能力。”［6］699第三，馬克思從生產力運動方式變化的角度揭示了科學技術發展對社會變革的重要作用。正是基于對資本主義生產方式變化的分析，馬克思深入分析了科學技術在人類社會發展中的變革作用。在馬克思那里，科學技術是具有最高意義上的革命力量，在推動社會生產力巨大發展的同時，科學技術通過生產力的中介作用，又促成生產關系的變革以及新生產關系的產生。在資本主義生產方式下，資本主義生產本身的內在規律與科學技術發展和社會生產力的發展存在不可避免的矛盾。科學技術作為生產力的重要因素，它的發展必定促進資本主義生產社會化的進一步發展，而生產社會化和資本主義私有制的矛盾在資本主義框架下是不可能解決的。因此，從資本主義發展的歷史趨勢看，科學技術的發展必將加速資本主義生產關系瓦解。
三、馬克思經濟學視野中科學技術思想的內在邏輯與現實意義
1．馬克思經濟學著作中科學技術思想演進的基本主線從《1844年經濟學哲學手稿》《1857—1858年經濟學手稿》《1861—1863年經濟學手稿》到《資本論》，科學技術問題貫穿于馬克思經濟思想發軔、形成和發展的全過程。科學、技術的本質及其與社會生產力發展、生產方式變革的關系一直是馬克思經濟思想中十分重要的研究內容。總體上看，馬克思在經濟學手稿中對科學技術的認識和研究遵循著兩條基本主線：一是以辯證唯物主義和歷史唯物主義的創立、逐步發展和完善為主線；二是以分析、批判資本主義生產方式為主線。前者重點研究了科學技術作為歷史的有力杠桿所具有的革命性及其對社會生產力發展的重要作用，后者主要論述了科學技術的資本主義應用及其對資本主義生產方式變革的重要意義。馬克思立足于歷史唯物主義，從現實的生產勞動出發研究科學技術問題，將科學技術與人的類本質、生產勞動、現代工業、資本生產、經濟發展、社會變革等的關系納入對科學技術研究視域中，在批判唯心主義，研究技術史、工藝史和自然科學史的過程上，深入分析了科學技術的本質，揭示了科學技術與社會生產力的關系，提出了“生產力中也包括科學”的重要思想，并充分肯定了科學技術通過大工業并入生產過程，成為生產力發展的重要因素，在提高勞動生產率和推動生產力發展方面的重要地位和作用。科學技術本質上是人類本質的展示，但在資本主義生產條件下，科學技術一旦與資本相結合，就成為具有資本形態規定性的科學技術，受資本本質的制約。在資本主義廣泛應用科學技術推動社會生產力發展的同時，也造成了科學和直接勞動相分離，使科學技術成為與勞動相對立的、服務于資本的獨立力量。科學技術的資本主義應用加劇了資本對人本身具有的生產力更大規模、更深層次的剝削和掠奪，不可避免地激化了資本主義社會的基本矛盾，從而為資本主義社會變革準備了物質條件和革命力量。正是通過生產力的中介作用，科學技術不斷促進資本主義生產關系的調整、變革和新生產關系產生。因此，馬克思對科學技術問題的研究是與資本主義生產方式的剖析緊密聯系在一起的。沒有馬克思對唯心主義的批判，就不能深刻認識科學與人的類本質的內在聯系。沒有馬克思對資本主義生產方式的分析，就不能科學揭示科學技術對社會生產力發展和社會變革的重要作用，更不能深入認識科學技術發展與資本主義命運變化的關系。從科學技術本身來看，科學技術是人的本質力量的體現，也是一般社會生產力的基本要素，更是實現人類解放和人的全面而自由發展的重要力量。自人類進入文明史以來，隨著科學技術本身的不斷發展，科學技術不僅改變著自然界，也變革著人類社會。作為人類社會進步和發展的重要推動力量，科學技術使人類逐漸從自然界中解放出來，并不斷為人類的最終解放創造物質條件。因此，資本主義在積累、發展科學技術方面是必需的，但也是暫時的。在資本主義所能容納的全部生產力發揮出來時，伴隨著資本主義滅亡，人成為自然界和自身社會生存的主人，科學技術將再次回歸其本質，成為人類謀求幸福和發展的重要工具。2．馬克思經濟學著作中對科學技術的多重理解馬克思對科學技術的認識和研究始終是建立在辯證唯物主義和歷史唯物主義基礎上的。在不同時期，馬克思經濟學手稿寫作的思路和角度不同，對科學技術的理解也不盡相同。比如《1857—1858年經濟學手稿》是從固定資本變化的角度展開的，馬克思提出的“科學技術也包括生產力”的思想也是基于分析科學技術對固定資本的控制和影響作用而形成的。《1861—1863年經濟學手稿》以科學技術發展史為重要線索，揭示了科學技術的生產動因及其在社會變革中的重要功能。《資本論》第一卷則從資本主義生產方式運動變化的角度揭示了科學技術的革命性作用。馬克思在不同經濟學手稿從對科學技術不同角度的考察可以看作是馬克思對科學技術的三種理解，這三種不同的理解具有內在的聯系性，它越來越接近于馬克思經濟學的研究對象———資本主義生產方式以及和它相適應的生產關系與交換關系。馬克思研究科學技術的目的主要在于揭示資本主義條件下科學技術在發展社會生產力、加深資本對工人剝削、加劇資本主義社會基本矛盾等方面的作用。馬克思對科學技術問題的分析也始終是同資本主義生產力和生產關系密切聯系在一起的。因為只有資本主義生產方式才第一次使科學技術直接進入生產過程，成為生產過程的一個獨立要素。正是科學與資本的結合，才促進了資本主義社會生產力的巨大發展，并對資本主義社會生產關系產生重要影響。因此，只有準確把握馬克思對資本主義經濟關系分析和批判的基本思想，才能深刻地理解馬克思科學技術思想的豐富內涵。馬克思在經濟學手稿中對科學技術的多角度分析充分說明，科學技術是一個內涵豐富的多維概念，概括起來，至少包含四個方面的涵義：一是作為人的類本質力量體現出來的科學技術；二是作為人類認識、改造和利用自然界的成果，以知識形態存在的科學技術；三是作為一般社會生產力的科學技術；四是作為社會變革力量，推動人類社會發展的科學技術。這四個方面是緊密聯系、相互作用的有機整體，其中作為人的本質力量展現出來的科學技術和以知識形態存在的科學技術，是人對自然認識和實踐關系的產物，是科學技術進入生產過程的前提和基礎。作為一般社會生產力，科學技術進入生產過程，大幅度提高了生產社會化程度，必然導致社會生產關系出現新的變化。3．馬克思經濟學手稿中科學技術思想的現實意義馬克思在經濟學手稿中對科學技術的本質、發展過程、發展規律的深入考察和分析，不僅為人們正確認識科學技術的本質特征以及科學技術對社會生產力、生產關系的影響提供了理論武器，也為人們研究和考察當代科技發展與資本主義未來趨勢提供了重要的方法論指導。20世紀中葉以來，伴隨著信息技術的廣泛應用，資本主義社會生產力得到空前發展，以美國為主導的西方發達資本主義國家在新科技革命等因素的推動下，相繼進入了國家壟斷階段甚至國際壟斷階段。在這一階段，科學技術與生產社會化和資本主義關系全球化問題交織融合，形成錯綜復雜的關系。科學技術對社會生產力和生產關系作用的形式、內容、深度和范圍都超越了以往任何一個時代。如何認識當代資本主義出現的新變化，并從中揭示出現代科學技術發展的一般規律，為中國特色社會主義建設提供參考和借鑒是當前政治經濟學研究的重要問題。在經濟學手稿中馬克思堅持從批判的角度，將科學技術置于資本主義生產方式下，研究和分析科學技術本質及其發展規律，為我們深入理解科學技術與社會生產力和社會經濟發展的關系，正確把握當代資本主義發展趨勢提供了一個全新的視角和方法。同時，馬克思提出“生產力中也包括科學”的重要論斷，也是我們正確認識科學技術在當代生產力中的中心地位，堅定不移地依靠科技創新，提高社會生產力和綜合國力，實現中華民族偉大復興的中國夢的重要理論支撐。
作者:李天芳 單位:中國社會科學院
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