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數學科技論文范文1
果樹育苗的主要工作是為果樹栽培提供一定數量、適應當地氣候環境與自然條件的早產、豐產、穩產、優質的果樹幼苗。由于苗木的質量直接關系到果樹種植的成活率、果樹壽命、樹勢強弱以及果樹今后的產量。因此，對于果樹栽培，必須強化果樹苗圃的管理，將優質良種的苗木培育作為重點，采用優良品種和優質果苗，通過科學的采種育苗手段，提高苗木質量，確保今后果樹種植的產量與質量。
2苗圃地的科學規劃建設
2.1苗圃地的選擇
果樹育苗的苗圃地應盡可能地選擇在需用苗木地區的中心或附近，進而減少苗木運輸費用和運輸途中造成的苗木損壞，并確保苗圃的土壤和氣侯等環境條件應該與苗木使用地基本相同，以盡可能地提高苗木定植成活率，確保果樹苗木能夠生長發育良好，品種的優良性狀能夠得到體現。苗圃地的土壤應該最好為土質肥沃、通氣性良好的土壤，土壤深度以40cm為宜，對于粘土和砂地必須將其改良成為疏松肥沃、適合苗木生長的土壤理化特性，同時根據果實苗木種類適當調整苗圃地土壤的酸堿度，使其符合苗木生長發育的要求。
2.2苗圃地的規劃
苗圃地的作業區主要是分為母本園和繁殖圃，其中母本園主要是為繁殖苗木提供優質砧木和良種接穗、插穗，規劃的規模應當根據苗木生產的數量進行設計，并注意確保位置適當，采取相應的措施進行隔離保護。對于繁殖圃則主要是作為培育苗木的生產區，應該按照果樹苗木的繁育方法將其分為實生苗區、自根苗區、嫁接苗區、砧木苗區進行規劃建設。
2.3苗圃地的整地施肥
在苗圃地的整地上，首先應該在苗圃地平整作業區時徹底清除雜草，以免幼苗消耗營養，并減少病蟲。同時按照30～40cm厚度對土壤進行翻耕，并根據土壤理性特點結合深翻分層施入腐熟的有機肥料、草木灰、過磷酸鈣等對土壤進行改良。在播種或移苗以前，還應該采用硫酸亞鐵、呋喃丹等藥劑進行土壤消毒滅蟲。之后淺施圃地，碎土整平，按照土層厚度、雨水情況作畦。
3育苗技術之實生苗的培育
3.1種子的準備
實生苗培育應該采集品種純正、無病蟲害，且充分成熟的種子，重點選擇豐產、穩產、質優的母株，采集處于成熟期的種子，并將其通風、冷涼、干燥處貯藏。之后按照不同果實苗木的特點，采取相應的層積處理，確保種子的后熟，進行浸種催芽。在層積處理后或播種前應采用目測法、過氧化氫法、染色法、發芽試驗等方法鑒定種子的生活力。
3.2播種
播種時期應根據不同果樹苗木的特性確定，一般秋播在11月上旬～12月下旬，春播在2月下旬～3月上旬，對于播種量應該根據種子純凈度顆粒大小、發芽率高低、發芽勢強弱、播種方式及要求單位出苗數等確定。播種方式小粒種子多用撒播，大粒種子例如桃、杏、核桃等多用點播種，此外也可以采用行距開溝的條播方式。播種深度應該按照種子最大直徑的1~5倍控制，播種后按照果實苗木種類確定是否覆土。
3.3播后管理
播種后，應及時澆水確保表土經常濕潤，同時在種子拱土時應及時去掉覆蓋物，幼苗成活后中耕除草，對于用作砧木苗應當在苗木達到一定高度后除去分枝，確保嫁接部位光滑。
4育苗技術之嫁接苗培育
4.1接穗的采集
對于接穗應該根據果樹苗木品種區域化要求，在品質純正、生長健壯、高產穩產、無病蟲害的母本上采集生長充實、芽眼飽滿的一年生或當年生枝作為接穗。采集的時間盡量在高濕季節早晚采集，同時及時取出頂端不充實部分和葉片，并置于保溫、保濕和通風環境下保存。
4.2嫁接嫁接方法
主要有枝接、芽接和靠接，其中應用最廣泛的嫁接方式就是枝接、芽接。采用芽接的優點在于接合部位牢固，成活率高，嫁接步驟為削取芽片，切割砧木，取下芽片插入砧木接口和綁縛。枝接的優點在于發芽早，生長旺盛，能夠當年成苗，主要適用于較粗的砧木，嫁接方法則又可以分為插皮接、劈接、腹接、切接、根接等，應該根據實際情況綜合選擇。
4.3嫁接后的管理
在完成嫁接2周后應及時檢查成活，對于芽接在次年春季萌芽前應及時解膜，芽接苗、腹接苗在接芽成活后、萌芽前應及時進行剪砧，并適時除萌摘心，以便于摘心促進分枝。此外，還應該根據不同果實苗木的特點設立支柱，做好施肥、防蟲害、中耕除草等管理維護。
5育苗技術之自根苗的培育
5.1扦插繁殖
扦插繁殖技術主要是通過在母樹上剪取枝條或根，插于土壤中促使其生根或萌芽成苗的技術，主要有硬枝扦插、嫩枝扦插、根插法等幾種方法。硬枝扦插主要是采用木質化、成熟的一年生枝條扦插繁，需要注意的是，在扦插前需采用高錳酸鉀等藥品對插床基質進行消毒處理。嫩枝扦插主要是采用尚未木質化或半木質化的新梢扦插，重點確?？諝夂屯寥罎穸鹊葪l件適當。根插法主要用于枝插不易成活的果樹苗木，重點確保根插的粗度、長度、端口剪切適當。
5.2壓條繁殖
壓條繁殖是指在與母體不分離的狀態下把枝條埋在土壤中生根成為新植株的繁殖方法，對于扦插不易生根的果樹種類非常適用。壓條繁殖有地面壓條和空中壓條2種方式，其中地面壓條中對于根頸部發枝力強的果樹一般采用直立壓條，對于根頸部發枝力弱的則采用曲枝壓條方式。
5.3分株繁殖
法分株繁殖法主要是利用果樹母株的根或匍匐莖，在其生根后將其分離栽植的培育方法，主要有根蘗分株法、吸芽分株法、匍匐莖分株法、根狀莖分株法等幾種方法，主要用于如石榴、棗、山楂、李、櫻桃、香蕉、菠蘿等果樹苗木的培育。
6育苗技術之苗木出圃
6.1苗木的掘取
苗木的掘苗時期應該按照果樹種類、氣候條件確定，落葉果樹一般在休眠期掘取，常綠果樹苗木一般在新梢停止生長并充分成熟后掘取。掘苗時應注意確保土壤疏松，掘苗的深度大致在30cm，重點注意確保苗木根系、枝條、芽等不受損傷，掘苗以后應該將主根、側根的傷口剪成斜面，并及時疏除過密的纖細枝、病蟲枝，解膜補剪砧木。
6.2苗木的分級、檢疫和消毒
對于病蟲害嚴重、損傷較大、無根或嫁接口破裂的苗木應予以廢棄，同時根據不同苗木的樹種、品種、繁殖方法和當地的氣候條件將苗木分級，并按照國家植物檢疫相關規定對苗木進行檢疫檢驗，重點控制苗木的病蟲害問題。之后采用石硫合劑噴灑或浸苗或者是波爾多液浸苗進行消毒處理。
6.3苗木的包裝和運輸
對于果樹苗木，應該先蘸泥漿后采用稻草、草簾、草袋和蒲包等對其進行包裝，在運輸過程中注意直立放置，避免日曬、雨淋，同時輕拿輕放以免出現機械損傷，如果苗木不能出圃外運，必須在土壤疏松、排水良好的區域進行假植。
7結語
數學科技論文范文2
全世界、研究機構內部、國家之間的科研合作程度均在增長，合作者通過合作開展了相互的學習并能在學術領域產生比個體更強的影響力。在一定的約束條件下合作確實能提升科研產出的質量，同時通過合作發文整合合作雙方競爭力和技能，進而能攻克難以解決的問題，提升成功的機會。而兩個地方之間的科學合作強度，一方面取決于互相學習的機會，另一方面則由合作所需的時間與金錢所決定，如研討會、學術會議、學習交流、研究室資源共享等形式的科研合作所形成的交通成本及耗時會隨著研究者之間的空間距離增加而增加。由此可見，交通及信息溝通方面的技術進步通過簡化科研合作過程，降低遠程信息溝通的交通成本及耗時促進了科研合作這一增長趨勢。Hoekman的研究假設指出不僅是物理距離，地區邊界、國家邊界、語言邊界也會影響歐洲科研合作，但這一影響程度隨著時間減弱。那么中國技術經濟及管理學科在NSFC項目資助下開展科研合作是否也如是?本文將沿用Hoekman的研究假設體系，形成本文的假設。假設1:對于技術經濟及管理學科而言，隨著距離的增加，在NSFC項目資助下科研合作會隨之梯級式減少。假設2:技術經濟及管理學科在NSFC項目資助下研究主體在跨越不同邊界時，科研合作會呈現出不同規律。
2數據來源及研究方法
科學研究產出包括發明、數據庫、專利、技術、專著以及發表的論文，其中科學期刊上發表的論文經過同行評議從而保證了最基本的質量及獨創性，從而發表的論文作為研究科學合作的載體以及一個體現個人學術價值的指標，是科學研究的重要產出形式之一。關于論文的統計數據來源有三種方法:其中之一是文獻計量和數據庫中所提取的已發表的論文。合作是指在科研項目中兩個或更多學者之間的密切交互，這種交互是帶有一個或更多目的的，如為獲取資源而合作等。Cumming提出了五種科研合作行為:責任劃分、資源共享、知識轉移、學術會議、交互技術，觀察Cumming論文中的相關系數矩陣發現五種合作行為與六種項目產出之間的相關系數矩陣中，知識轉移與項目產出之間的6個相關系數均高于其他四個合作行為。進而科研合作可以看作在公開發表物上的成對出現的地區名稱，所以對于本文所建立的數據庫而言，是在中國知網(以下簡稱CNKI)上發表的由NSFC項目資助下的共同發文的單位名稱。本文研究團隊于2013年7月5日－12日期間在CNKI個人數字圖書館中，按照期刊檢索條件為“支持基金”，并在該選項中輸入技術經濟及管理學科396名博導在1999－2012年間所獲475項NSFC項目的批準號進行摘要式檢索，共檢索到8156篇論文。采集檢索結果中的“作者”、“作者單位”、“年份”三項信息，所檢索出的信息逐一錄入“技術經濟及管理學科基礎研究項目數據庫”。Katz總結了影響科學合作的十類因素，其中第十種就是空間距離的縮短。他提出分析位于不同空間位置上的合作關系應包括三個步驟，參照Katz所提出的步驟，本文在第一步中構造了技術經濟及管理學科在NSFC項目資助下開展地區與地區之間的科研合作面板數據庫，同時對所使用的分析工具進行了擴展，如引入了引力模型開展靜態面板回歸和動態面板回歸。
3研究結論
3．1隨著距離的增加，合作是否會隨之梯級式減少
距離所造成的合作障礙因素包括文化的、語言的以及組織間的差異性，因此大部分的交流強度在本質上會隨著兩個交互主體之間的距離增加而削弱，同時因為科研項目的順利推進需要項目參與者頻繁地開展研討活動，從而處于相同或鄰近地域的學者之間開展科學合作的可能更高，更傾向于空間上的集聚。從空間上看是否是這樣呢?從圖1中展示的是1999－2013年期間8156篇論文中合作發文單位所在城市(同一城市內部的除外)對子，可以看出中國技術經濟及管理學科在NS-FC資助下開展科研合作的地理分布主要集中在經度23°117''''E至45°75''''E以及緯度104°067''''N至126°65''''N的不規則梯形區域里，這一區域的四個頂點分別為成都、廣州、上海、哈爾濱。另外，華東地區是七大地區的重要合作伙伴，這便引發了如下問題，即圖1中僅是展示的是城市之間的合作，若從地區層面來看，又呈現出怎樣的更為深入的現象和規律呢?Hoekman對2000－2007年期間的WOS數據庫中33個歐盟國家的313個地區的合作發文數據進行了統計，發現就總體而言，樣本的科學合作發文在顯著性水平為5%時，地區邊界效應要強于國家邊界效應，而后者又強于語言邊界效應，這三者的彈性系數依次為:－3．342、－1．645、－0．969，其研究結果表明合作發文具有地域性，且“遠程邏輯”與“地域邏輯”并存。本文對Hoekman的遠程邏輯進行細化，對應圖2中的地區③間合作以及地區內不同城市間合作，而地域邏輯對應圖2中的地區內相同城市不同學校間合作。圖2中三種合作占比在2003年以前呈振蕩態勢，以2004年為界地區間合作占比與地區內相同城市不同學校之間合作占比兩折線開始呈現明顯的交錯上升態勢，地區間合作占比的最低值為2009年的0．067，而地區內相同城市不同學校間合作占比的最低值出現在2005年為0．052，地區間不同城市間合作占比最高值于2012年達到0．051，這兩個占比的最低值均大于地區內不同城市間合作占比的最大值，且從2005年開始后者一直遠遠低于前兩者，說明技術經濟及管理學科的NSFC項目資助下在發文上呈現出的“同城”偏好④以及“跨區”偏好，并隨著時間的推進得到了加強。這兩個偏好的發現恰恰與Pan不謀而合。盡管當前交互工具有較快發展，但科研合作中的引力定律仍成立，意味著科研工作者更傾向于尋求與他們位于同一區位的合作伙伴。然而遠程合作卻并不少，且相互作用的強度呈指數衰減。由圖2發現假設1部分成立，即合作會減少，但不是梯級式的，而是發生了主體的躍遷，即跨區偏好和同城偏好之間的偏好躍遷。
3．2跨越不同邊界時，合作是否會呈現出不同規律
牛頓第三定律可用于揭示位于空間上不同點的主體之間的交互問題，利用引力模型分析影響區域網絡中科研合作的決定性因素，兩個地區之間的合作強度取決于兩個地區各自的發文量及兩地區之間的物理距離。分別借助靜態面板和動態面板展開進一步分析，可借助靜態面板對技術經濟及管理學科NSFC項目資助下所開展的科研合作進行分析，關于距離與科研合作相關關系的代表性文獻使用引力模型建立靜態面板的總結如表1所示。Montobbio總結了距離的四種測度:地理距離(包括三種計算方法:兩地區中人口最多的城市之間的經緯度距離，也可用兩地區的中心城市之間的經緯度距離，亦可用兩地區的最大城市之間加權的距離來衡量);考慮了交流成本的“時差”距離;文化歷史相關的距離;技術距離。由Montobbio的相關系數矩陣表發現第一種距離中的三種類型的距離在顯著性水平為5%下，三者兩兩之間的相關系數均為0．99，從而使用其中任何一種即可，同時結合表1的歸納，本文采用的是與Pan相同的測度形式，即以兩個地區中心城市之間的直線距離作為引力模型中的距離度量。根據技術經濟及管理博點的分布，參照全國城鎮體系規劃(2006－2020年)的劃分，中國七大地區的中心城市最終確定為⑥:沈陽(東北)、上海(華東)、武漢(華中)、廣州(華南)、重慶(西南)、和西安(西北)，本文中地區之間的直線距離采用地區中心城市之間的直線距離作為度量。本文所使用的引力模型與表1中Hoekman以及Ponds的形式相同為:Cij=kPα1iPα2jdβij，據此建立計量模型如下:lnco．pubij=α0+α1lnpubi+α2lnpubj+α3lndisij+vit(1)式1中co．pubij為地區i(第一作者所屬單位為地區i)與其他地區j的合作發文量，pubi表示地區i在NSFC項目資助下在CNKI上的總發文量，pubj表示地區j在NSFC項目資助下在CNKI上的總發文量，disij用兩地直線距離⑦表示。α0表示截距項，誤差項為vit，i=1，…，7為橫截面下標，t=1，…，13為時間單元下標。經過LLC單位根檢驗，發現co．pub、pub、dis均不存在單位根，說明不存在偽回歸，可以使用OLS進行靜態面板回歸分析⑧，結果如表2所示。(1)地區合作的距離效應、自我效應、尋他效應與滯后效應空間上的鄰近性對于科研合作具有重要性，但在地區間的重要程度不同，一個地區的知識生產不僅受到其周邊地區的正向影響，而且與其所處的研究網絡中關系鄰近地區的影響，Scherngell研究發現兩個組織之間的距離每增加100km，兩者的合作會減少27．8%。表2對某個地區其他地區之間合作發文的計量模型進行了靜態面板回歸，發現七個地區的距離與合作發文量之間的相關系數在1%的顯著性水平下均為負值并介于－0．16至－0．31之間，即距離disij與雙邊合作co．pubij呈負相關關系又即存在“距離效應”。其中華南地區的距離系數最弱為－0．1615，說明短期內空間上的鄰近性對于該地區開展合作的意愿并不強烈。而華東地區的距離系數最強為－0．3017，表明在短期內空間距離仍是影響該地區開展科研合作的關鍵因素，意味著該地區開展區際間合作時地域空間的鄰近性顯得更為重要。地區i及其他地區j的合作發文量co．pubij與該地區自身發文量pubi之間呈正相關關系，其中在顯著性水平為1%時，華東地區自身發文量每增加100篇，其與其他六個地區的合作發文量便會增加64．83篇，在七個地區中“自我效應”最強。“自我效應”強即當對方合作發文量一定時，某地區自身發文量越多則其會吸引其他地區參與合作發文的意愿越強。西北地區的“自我效應”最弱，其相關系數雖也為正，但不顯著。自身發文量彈性系數低于0．3的地區有東北(0．2899)、華北(0．2998)、華南(0．2609)，高于0．3的地區為華中和西南其系數值分別為0．3368和0．3442。地區i的合作伙伴j的發文量pubj也會對這兩個地區間合作發文量co．pubij產生影響，但卻呈現出正向和反向兩種情況:如華東地區合作伙伴發文量會對華東地區的合作發文量產生反向影響，相關系數為－0．0191(雖然并不顯著)。華南和西南的合作伙伴發文量雖然會對這兩個地區合作發文量產生正向影響即為正相關系數，但卻不顯著。東北和西北的合作伙伴發文量與這兩個地區合作發文量的彈性系數均高于0．3，在顯著性水平均為1%時分別為0．3270和0．4707，其中西北地區的“尋他效應”最強，即當該地區自身發文量一定時，其合作伙伴發文量越大，則西北地區尋求與合作伙伴共同發文的意愿越強。表2的分析均為技術經濟及管理學科基礎研究合作的短期規律，那么長期條件下又會呈現出怎樣的規律呢?借助動態面板開展進一步分析，引入co．pubij的滯后項，建立模型如下:lnco．pubij=α0+α1lnL．co．pubij+α2lnpubi+α3lnpubj+α4lndisij+vit(2)由于引入被解釋變量的滯后一期項，進而造成了估計的內生性問題，可采用由Blundell和Bond所提出的系統廣義矩估計(SYS－GMM)(由于其具有更好的有限樣本性質，減小了一階差分GMM估計量的偏誤而被廣泛應用)。本文利用了更多的樣本信息，可以控制某些解釋變量內生性問題的一步系統廣義矩估計SYS－GMM對式(2)進行參數估計，結果見表3所示。當引入滯后一期合作發文量作為解釋變量后，發現華南、華中、西南的Sargen值均低于0．05，分別為0．0000、0．0139、0．0049，表明未通過Sargen檢驗即存在工具變量的過度識別問題。表3中僅有東北、華北、華東、西北四個地區的動態面板估計結果具有穩健性。觀察表3發現東北地區的滯后一期合作發文量會對當期合作發文量在顯著性水平為5%的條件下存在正向影響，相關系數為0．3574，表明東北地區上一期與其他地區的合作文量每增加100篇，下一期的合作發文量便會增加35．74篇?？烧J為東北地區存在“滯后效應”即前一期的合作發文量L．co．pubij會對后一期的合作發文量co．pubij產生顯著性影響作用，這與Defazio以及Jonkers的研究結論相吻合。Defazio利用GMM模型對1990－2004年間歐盟項目資助的科研網絡中296位學者在基金資助下的科研合作進行了回歸分析，發現在資助期結束后，科研網絡中的合作對科研產出呈顯著正相關關系，且上一期的論文產出對后一期的論文產出在顯著性水平為1%下呈正相關關系，相關系數介于2．40－2．55之間。Jonkers在2009－2011年期間對阿根廷布宜諾斯艾利斯的CONICET科研機構124位受訪者所做的問卷調查所得數據進行回歸分析后，同時前期發文量與當年國際合作發文量之間在顯著性水平為5%下呈正相關關系，且相關系數為1．01。可以發現這兩項研究結果中的相關系數均高于本文表3中的相關系數值。華東地區、西北地區的滯后一期合作發文量對當期合作發文量的彈性系數在1%顯著性水平下分別為0．3310和0．2713。而華北地區的“滯后效應”不顯著，東北地區的滯后效應最強。另外，當解釋變量系統中引入滯后一期合作發文量后，其他解釋變量的彈性系數也相應發生了變化，四個地區中僅有華東地區的所有解釋變量的彈性系數不僅作用方向沒有改變且作用強度加大了，稱為華東模式:短期內華東地區的距離效應(顯著)、自主效應(顯著)均在長期內得到了強化，而短期內不顯著的負向尋他效應在長期內卻變得顯著了。這表明華東地區在當前及以后一段時期內仍是具有吸引力的合作伙伴，該地區作為技術經濟及管理學科基礎研究的重要知識基地，吸引其他地區與其合作的引力會更強。長期內距離效應變得不顯著的地區為華北、西北，表明短期內華北、西北兩個地區尋求合作伙伴的距離障礙在長期里卻會“消融”，這種現象也發生在5thEUFP項目的公共科研合作中，Scherngell認為主要原因可能是政府要求每個科研項目中必須有國際合作伙伴。由于本文的樣本數據為中國國內數據，基于此可以認為NSFC不僅應加強國際地區間合作，更應首要加強國內(地區)合作。但多長時間才能出現距離的消融卻是一個問題，部分取決于NSFC能否以及多大力度在項目資助政策上鼓勵合作研究，若是則距離消融的時長會大大縮短。Montobbio采集了1990－2004年間11個發展中國家與7個發達國家的USPTO專利申請者的14684項合作開發的專利，利用引力模型進行回歸分析發現:創新力越高、人口越多的國家的預期合作越多，越多的當地需求會降低空間距離對開展合作的影響，反映在相關系數上絕對值減小。這一原因也可用于解釋為何長期中西南、華東的距離障礙卻未消融，即西南和華東地區的技術經濟及管理學科在NSFC項目資助下開展科研合作的需求更多地集中在地區內部。長期內華北地區合作伙伴的發文量對華北地區合作發文量不會產生顯著影響，相關系數為－0．0994(不顯著)，表明條件充分的時華北地區可能會向華東模式演進，而條件之一便可能是技術經濟及管理博導的時空遷徙，本文統計數據顯示在統計期內發生遷徙的博導中有16．7%的遷徙進入華北地區。而跨省合作的現象并不顯著，但對于技術經濟及管理學科而言其開展科研合作是否也如是呢，且又呈現出什么樣的細化特征?本文對20個技術經濟及管理博士點所在城市開展合作發文占比為前三四分位數的鄰省合作占比、同省合作占比以及不相鄰省域合作占比三個指標在圖3中進行了展示。發現圖3中大橢圓以及小橢圓所包括的點呈現出“剪刀差”走勢。城市內合作占總體合作的占比大于20．00%的為:哈爾濱40．98%，南京32．93%，長沙29．02%，合肥27．92%，北京26．65%，西安24．24%，天津23．08%，上海21．13%，武漢20．25%，成都20．00%。圖3中，對技術經濟及管理博士點所在的20個城市按照不相鄰省域合作占比值由高到低對三個指標同時進行了排序，發現福州、南昌、長春、杭州、哈爾濱、南京、北京、沈陽、長沙、成都這10個城市中的不相鄰神域合作占比折線與同省合作占比折線形成了一個大“剪刀差”趨勢，且由前至后開展鄰省合作的意愿和頻率均很低，說明隨著這10個城市的不相鄰省域合作意愿的減弱，同省合作的傾向卻得到了加強。相對而言，福州、南昌、長春三市的不相鄰省域合作傾向幾乎是占絕對主導的。而重慶、武漢、合肥、西安、太原這5個城市的不相鄰省域合作占比折線與鄰省合作占比的折線也形成了一個小“剪刀差”趨勢，且由前至后開展同省合作的意愿均很低，說明這五市開展鄰省及不相鄰省域合作的意愿及頻率均相對較強。綜上所述，研究結論顯示不論是從地區層面，還是省域層面，均發現假設2成立。
4主要結論及展望
數學科技論文范文3
一、圍繞教學重點設計課堂練習
數學教學是分單元進行的，每一單元可劃分為幾個“知識塊”，同一“知識塊”的幾個教學課時又有不同的側重點或叫“知識點”。課堂練習就是要圍繞每堂課的教學重點進行設計。
例如，教學“兩位數的除法筆算”前兩課時，重點、難點是試商。新課前的練習應為學習試商方法作知識鋪墊，可這樣設計：1.括號里最大能填幾：30×（）〈206；2.在里填上〉或〈：32×5150；3.估算：78×8＝、206×3＝。講授中的練習要為理解試商方法服務，可這樣設計：1.說出試商過程：
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2.如果把
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中的27看作20來試商，要試幾次？如果看作30來試商，要試幾次？比較一下，怎樣試商簡便些。新課后的練習要起到強化試商方法的作用，可這樣設計：1.說一說
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等題該把除數看作幾十來試商，再算出來；2.不用豎式計算，很快說出下面各題商幾：
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3.在里填上適當的數：÷30＝8……15，300÷＝7……20；4.下面的計算正確嗎？把不正確的改正過來：
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二、遵循認知規律設計課堂練習
每堂課的練習設計要根據知識的結構特征和學生的認知規律進行設計，做到由淺入深，有層次、有坡度，一環套一環，環環相扣。
例如，同分母分數加減法的教學，可設計以下幾個層次的練習。
1.基本練習：（1）口算：1／3＋1／3、5／7－2／7、5／11＋4／11、3／4－1／4、5／9＋2／9、3／8＋7／8、b＋a／＋c／a、a／b－c／b（a、b〉0，a〉c）。（2）筆算：7／18＋13／18、13／20－7／20。
2.綜合練習：（1）填空：5＋7／（）／（）＝1、（）／（）－2／5＝2／5、3／11＋（）／（）＝7／11、（）／（）－1／6＝5／6。（2）解方程：1／5＋x＝4／5、x－7／13＝5／13。
3.發展練習：仿照7／11＝（）＋（）、7／11＝（）－（），分別編出5道加法和減法計算題。
通過上述幾個層次的練習，學生在簡單運用、綜合運用、擴展創新的過程中，理解和掌握了知識，同時也照顧到全班不同層次學生的學習水平，使他們都有收益。
三、根據智能目標設計課堂練習
多途徑、多角度地訓練學生思維，開發學生智力，是提高學生個體素質的需要，是課堂練習設計的重要依據。
1.設計聯想題，訓練學生思維的敏捷性。教師可從引導學生進行橫向、縱向和逆向聯想等方面設計練習題。如看到“a是b的5／6”，要求學生聯想到：（1）a與b的比是5∶6（橫向）；（2）b與a的比是6∶5（逆向）；（3）b是a的11／5倍（橫向、逆向）；（4）a比b少它的1／6（縱向）；（5）b比a多它的1／5（縱向、逆向）；（6）a增加它的1／5與b相等（縱向）；（7）b減少它的1／6與a相等（縱向）。
2.設計多解題，訓練學生思維的變通性。例如，學習分數應用題后，教師可出示應用題：“一根長64米的鐵絲，剪去總長的5／8做了20個周長相等的方框架，余下的還可以做同樣的方框架多少個？”并要求學生采用不同的方法來求解：
（1）用分數應用題解法求解：①20÷5／8－20＝12；②64×（1－5／8）÷（64×5／8÷20）＝12；③64÷（64×5／8÷20）－20＝12；④20÷〔5／8÷（1－5／8）〕＝12；⑤20÷（5／8÷1）－20＝12；⑥20×〔（1－5／8）÷5／8〕＝12；⑦20×（1÷5／8）－20＝12。
（2）用比例方法求解：設還可以做x個方框架，得5／8∶20＝（1－5／8）∶x。
（3）用工程問題解法求解：①（1－5／8）÷（5／8÷20）＝12；②1÷（5／8÷20）－20＝12。
數學科技論文范文4
關鍵詞：納米科學納米技術納米管納米線納米團簇半導體
NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution
Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.
Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor
I.引言
納米科學和技術所涉及的是具有尺寸在1-100納米范圍的結構的制備和表征。在這個領域的研究舉世矚目。例如，美國政府2001財政年度在納米尺度科學上的投入要比2000財政年增長83%，達到5億美金。有兩個主要的理由導致人們對納米尺度結構和器件的興趣的增加。第一個理由是，納米結構（尺度小于20納米）足夠小以至于量子力學效應占主導地位，這導致非經典的行為，譬如，量子限制效應和分立化的能態、庫侖阻塞以及單電子邃穿等。這些現象除引起人們對基礎物理的興趣外，亦給我們帶來全新的器件制備和功能實現的想法和觀念，例如，單電子輸運器件和量子點激光器等。第二個理由是，在半導體工業有器件持續微型化的趨勢。根據“國際半導體技術路向（2001）“雜志，2005年前動態隨機存取存儲器（DRAM）和微處理器（MPU）的特征尺寸預期降到80納米，而MPU中器件的柵長更是預期降到45納米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的問題預期就會出現。到2005年類似的問題將預期出現在DRAM的制造過程中。半導體器件特征尺寸的深度縮小不僅要求新型光刻技術保證能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件設計和制造方案，因為當MOS器件的尺寸縮小到一定程度時基礎物理極限就會達到。隨著傳統器件尺寸的進一步縮小，量子效應比如載流子邃穿會造成器件漏電流的增加，這是我們不想要的但卻是不可避免的。因此，解決方案將會是制造基于量子效應操作機制的新型器件，以便小物理尺寸對器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我們能夠制造納米尺度的器件，我們肯定會獲益良多。譬如，在電子學上，單電子輸運器件如單電子晶體管、旋轉柵門管以及電子泵給我們帶來諸多的微尺度好處，他們僅僅通過數個而非以往的成千上萬的電子來運作，這導致超低的能量消耗，在功率耗散上也顯著減弱，以及帶來快得多的開關速度。在光電子學上，量子點激光器展現出低閾值電流密度、弱閾值電流溫度依賴以及大的微分增益等優點，其中大微分增益可以產生大的調制帶寬。在傳感器件應用上，納米傳感器和納米探測器能夠測量極其微量的化學和生物分子，而且開啟了細胞內探測的可能性，這將導致生物醫學上迷你型的侵入診斷技術出現。納米尺度量子點的其他器件應用，比如，鐵磁量子點磁記憶器件、量子點自旋過濾器及自旋記憶器等，也已經被提出，可以肯定這些應用會給我們帶來許多潛在的好處?？偠灾瑹o論是從基礎研究（探索基于非經典效應的新物理現象）的觀念出發，還是從應用（受因結構減少空間維度而帶來的優點以及因應半導體器件特征尺寸持續減小而需要這兩個方面的因素驅使）的角度來看，納米結構都是令人極其感興趣的。
II.納米結構的制備———首次浪潮
有兩種制備納米結構的基本方法：build-up和build-down。所謂build-up方法就是將已預制好的納米部件（納米團簇、納米線以及納米管）組裝起來；而build-down方法就是將納米結構直接地淀積在襯底上。前一種方法包含有三個基本步驟：1）納米部件的制備；2）納米部件的整理和篩選；3）納米部件組裝成器件（這可以包括不同的步驟如固定在襯底及電接觸的淀積等等）?！癰uild-up“的優點是個體納米部件的制備成本低以及工藝簡單快捷。有多種方法如氣相合成以及膠體化學合成可以用來制備納米元件。目前，在國內、在香港以及在世界上許多的實驗室里這些方法正在被用來合成不同材料的納米線、納米管以及納米團簇。這些努力已經證明了這些方法的有效性。這些合成方法的主要缺點是材料純潔度較差、材料成份難以控制以及相當大的尺寸和形狀的分布。此外，這些納米結構的合成后工藝再加工相當困難。特別是，如何整理和篩選有著窄尺寸分布的納米元件是一個至關重要的問題，這一問題迄今仍未有解決。盡管存在如上的困難和問題，“build-up“依然是一種能合成大量納米團簇以及納米線、納米管的有效且簡單的方法?？墒沁@些合成的納米結構直到目前為止仍然難以有什么實際應用，這是因為它們缺乏實用所苛求的尺寸、組份以及材料純度方面的要求。而且，因為同樣的原因用這種方法合成的納米結構的功能性質相當差。不過上述方法似乎適宜用來制造傳感器件以及生物和化學探測器，原因是垂直于襯底生長的納米結構適合此類的應用要求。
“Build-down”方法提供了杰出的材料純度控制，而且它的制造機理與現代工業裝置相匹配，換句話說，它是利用廣泛已知的各種外延技術如分子束外延(MBE)、化學氣相淀積（MOVCD）等來進行器件制造的傳統方法?！癇uild-down”方法的缺點是較高的成本。在“build-down”方法中有幾條不同的技術路徑來制造納米結構。最簡單的一種，也是最早使用的一種是直接在襯底上刻蝕結構來得到量子點或者量子線。另外一種是包括用離子注入來形成納米結構。這兩種技術都要求使用開有小尺寸窗口的光刻版。第三種技術是通過自組裝機制來制造量子點結構。自組裝方法是在晶格失配的材料中自然生長納米尺度的島。在Stranski-Krastanov生長模式中，當材料生長到一定厚度后，二維的逐層生長將轉換成三維的島狀生長，這時量子點就會生成。業已證明基于自組裝量子點的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子點器件的飽和材料增益要比相應的量子阱器件大50倍，微分增益也要高3個量級。閾值電流密度低于100A/cm2、室溫輸出功率在瓦特量級（典型的量子阱基激光器的輸出功率是5-50mW）的連續波量子點激光器也已經報道。無論是何種材料系統，量子點激光器件都預期具有低閾值電流密度，這預示目前還要求在大閾值電流條件下才能激射的寬帶系材料如III組氮化物基激光器還有很大的顯著改善其性能的空間。目前這類器件的性能已經接近或達到商業化器件所要求的指標，預期量子點基的此類材料激光器將很快在市場上出現。量子點基光電子器件的進一步改善主要取決于量子點幾何結構的優化。雖然在生長條件上如襯底溫度、生長元素的分氣壓等的變化能夠在一定程度上控制點的尺寸和密度，自組裝量子點還是典型底表現出在大小、密度及位置上的隨機變化，其中僅僅是密度可以粗糙地控制。自組裝量子點在尺寸上的漲落導致它們的光發射的非均勻展寬，因此減弱了使用零維體系制作器件所期望的優點。由于量子點尺寸的統計漲落和位置的隨機變化，一層含有自組裝量子點材料的光致發光譜典型地很寬。在豎直疊立的多層量子點結構中這種譜展寬效應可以被減弱。如果隔離層足夠薄，豎直疊立的多層量子點可典型地展現出豎直對準排列，這可以有效地改善量子點的均勻性。然而，當隔離層薄的時候，在一列量子點中存在載流子的耦合，這將失去因使用零維系統而帶來的優點。怎樣優化量子點的尺寸和隔離層的厚度以便既能獲得好均勻性的量子點又同時保持載流子能夠限制在量子點的個體中對于獲得器件的良好性能是至關重要的。
很清楚納米科學的首次浪潮發生在過去的十年中。在這段時期，研究者已經證明了納米結構的許多嶄新的性質。學者們更進一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法來進行納米結構制造。這些成果向我們展示，如果納米結構能夠大量且廉價地被制造出來，我們必將收獲更多的成果。
在未來的十年中，納米科學和技術的第二次浪潮很可能發生。在這個新的時期，科學家和工程師需要征明納米結構的潛能以及期望功能能夠得到兌現。只有獲得在尺寸、成份、位序以及材料純度上良好可控能力并成功地制造出實用器件才能實現人們對納米器件所期望的功能。因此，納米科學的下次浪潮的關鍵點是納米結構的人為可控性。
III.納米結構尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮
為了充分發揮量子點的優勢之處，我們必須能夠控制量子點的位置、大小、成份已及密度。其中一個可行的方法是將量子點生長在已經預刻有圖形的襯底上。由于量子點的橫向尺寸要處在10-20納米范圍（或者更小才能避免高激發態子能級效應，如對于GaN材料量子點的橫向尺寸要小于8納米）才能實現室溫工作的光電子器件，在襯底上刻蝕如此小的圖形是一項挑戰性的技術難題。對于單電子晶體管來說，如果它們能在室溫下工作，則要求量子點的直徑要小至1-5納米的范圍。這些微小尺度要求已超過了傳統光刻所能達到的精度極限。有幾項技術可望用于如此的襯底圖形制作。
—電子束光刻通?？梢杂脕碇谱魈卣鞒叨刃≈?0納米的圖形。如果特殊薄膜能夠用作襯底來最小化電子散射問題，那特征尺寸小至2納米的圖形可以制作出來。在電子束光刻中的電子散射因為所謂近鄰干擾效應（proximityeffect）而嚴重影響了光刻的極限精度，這個效應造成制備空間上緊鄰的納米結構的困難。這項技術的主要缺點是相當費時。例如，刻寫一張4英寸的硅片需要時間1小時，這不適宜于大規模工業生產。電子束投影系統如SCALPEL（scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography）正在發展之中以便使這項技術較適于用于規模生產。目前，耗時和近鄰干擾效應這兩個問題還沒有得到解決。
—聚焦離子束光刻是一種機制上類似于電子束光刻的技術。但不同于電子束光刻的是這種技術并不受在光刻膠中的離子散射以及從襯底來的離子背散射影響。它能刻出特征尺寸細到6納米的圖形，但它也是一種耗時的技術，而且高能離子束可能造成襯底損傷。
—掃描微探針術可以用來劃刻或者氧化襯底表面，甚至可以用來操縱單個原子和分子。最常用的方法是基于材料在探針作用下引入的高度局域化增強的氧化機制的。此項技術已經用來刻劃金屬（Ti和Cr）、半導體（Si和GaAs）以及絕緣材料（Si3N4和silohexanes），還用在LB膜和自聚集分子單膜上。此種方法具有可逆和簡單易行等優點。引入的氧化圖形依賴于實驗條件如掃描速度、樣片偏壓以及環境濕度等。空間分辨率受限于針尖尺寸和形狀（雖然氧化區域典型地小于針尖尺寸）。這項技術已用于制造有序的量子點陣列和單電子晶體管。這項技術的主要缺點是處理速度慢（典型的刻寫速度為1mm/s量級）。然而，最近在原子力顯微術上的技術進展—使用懸臂樑陣列已將掃描速度提高到4mm/s。此項技術的顯著優點是它的杰出的分辨率和能產生任意幾何形狀的圖形能力。但是，是否在刻寫速度上的改善能使它適用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的還有待于觀察。直到目前為止，它是一項能操控單個原子和分子的唯一技術。
—多孔膜作為淀積掩版的技術。多孔膜能用多種光刻術再加腐蝕來制備，它也可以用簡單的陽極氧化方法來制備。鋁膜在酸性腐蝕液中陽極氧化就可以在鋁膜上產生六角密堆的空洞，空洞的尺寸可以控制在5-200nm范圍。制備多孔膜的其他方法是從納米溝道玻璃膜復制。用這項技術已制造出含有細至40nm的空洞的鎢、鉬、鉑以及金膜。
—倍塞（diblock）共聚物圖形制作術是一種基于不同聚合物的混合物能夠產生可控及可重復的相分離機制的技術。目前，經過反應離子刻蝕后，在旋轉涂敷的倍塞共聚物層中產生的圖形已被成功地轉移到Si3N4膜上，圖形中空洞直徑20nm，空洞之間間距40nm。在聚苯乙烯基體中的自組織形成的聚異戊二烯（polyisoprene）或聚丁二烯（polybutadiene）球（或者柱體）可以被臭氧去掉或者通過鋨染色而保留下來。在第一種情況，空洞能夠在氮化硅上產生；在第二種情況，島狀結構能夠產生。目前利用倍塞共聚物光刻技術已制造出GaAs納米結構，結構的側向特征尺寸約為23nm,密度高達1011/cm2。
—與倍塞共聚物圖形制作術緊密相關的一項技術是納米球珠光刻術。此項技術的基本思路是將在旋轉涂敷的球珠膜中形成的圖形轉移到襯底上。各種尺寸的聚合物球珠是商業化的產品。然而，要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比較困難的。用球珠單層膜已能制備出特征尺寸約為球珠直徑1/5的三角形圖形。雙層膜納米球珠掩膜版也已被制作出。能夠在金屬、半導體以及絕緣體襯底上使用納米球珠光刻術的能力已得到確認。納米球珠光刻術（納米球珠膜的旋轉涂敷結合反應離子刻蝕）已被用來在一些半導體表面上制造空洞和柱狀體納米結構。
—將圖形從母體版轉移到襯底上的其他光刻技術。幾種所謂“軟光刻“方法，比如復制鑄模法、微接觸印刷法、溶劑輔助鑄模法以及用硬模版浮雕法等已被探索開發。其中微接觸印刷法已被證明只能用來刻制特征尺寸大于100nm的圖形。復制鑄模法的可能優點是ellastometric聚合物可被用來制作成一個戳子，以便可用同一個戳子通過對戳子的機械加壓能夠制作不同側向尺寸的圖形。在溶劑輔助鑄模法和用硬模版浮雕法（或通常稱之為納米壓印術）之間的主要差異是，前者中溶劑被用于軟化聚合物，而后者中軟化聚合物依靠的是溫度變化。溶劑輔助鑄模法的可能優點是不需要加熱。納米壓印術已被證明可用來制作具有容量達400Gb/in2的納米激光光盤，在6英寸硅片上刻制亞100nm分辨的圖形，刻制10nmX40nm面積的長方形，以及在4英寸硅片上進行圖形刻制。除傳統的平面納米壓印光刻法之外，滾軸型納米壓印光刻法也已被提出。在此類技術中溫度被發現是一個關鍵因素。此外，應該選用具有較低的玻璃化轉變溫度的聚合物。為了取得高產，下列因素要解決：
1）大的戳子尺寸
2）高圖形密度戳子
3）低穿刺（lowsticking）
4）壓印溫度和壓力的優化
5）長戳子壽命。
具有低穿刺率的大尺寸戳子已經被制作出來。已有少量研究工作在試圖優化壓印溫度和壓力，但顯然需要進行更多的研究工作才能得到溫度和壓力的優化參數。高圖形密度戳子的制作依然在發展之中。還沒有足夠量的工作來研究戳子的壽命問題。曾有研究報告報道，覆蓋有超薄的特氟隆類薄膜的模板可以用來進行50次的浮刻而不需要中間清洗。報告指出最大的性能退化來自于嵌在戳子和聚合物之間的灰塵顆粒。如果戳子是從ellastometric母版制作出來的，抗穿刺層可能需要使用，而且進行大約5次壓印后需要更換。值得關心的其他可能問題包括鑲嵌的灰塵顆引起的戳子損傷或聚合物中圖形損傷，以及連續壓印之間戳子的清洗需要等。盡管進一步的優化和改良是必需的，但此項技術似乎有希望獲得高生產率。壓印過程包括對準、加熱及冷卻循環等，整個過程所需時間大約20分鐘。使用具有較低玻璃化轉換溫度的聚合物可以縮短加熱和冷卻循環所需時間，因此可以縮短整個壓印過程時間。
IV．納米制造所面對的困難和挑戰
上述每一種用于在襯底上圖形刻制的技術都有其優點和缺點。目前，似乎沒有哪個單一種技術可以用來高產量地刻制納米尺度且任意形狀的圖形。我們可以將圖形刻制的全過程分成下列步驟：
1．在一塊模版上刻寫圖形
2．在過渡性或者功能性材料上復制模版上的圖形
3．轉移在過渡性或者功能性材料上復制的圖形。
很顯然第二步是最具挑戰性的一步。先前描述的各項技術，例如電子束光刻或者掃描微探針光刻技術，已經能夠刻寫非常細小的圖形。然而，這些技術都因相當費時而不適于規模生產。納米壓印術則因可作多片并行處理而可能解決規模生產問題。此項技術似乎很有希望，但是在它能被廣泛應用之前現存的嚴重的材料問題必須加以解決。納米球珠和倍塞共聚物光刻術則提供了將第一步和第二步整合的解決方案。在這些技術中，圖形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分來確定。然而，用這兩種光刻術刻寫的納米結構的形狀非常有限。當這些技術被人們看好有很大的希望用來刻寫圖形以便生長出有序的納米量子點陣列時，它們卻完全不適于用來刻制任意形狀和復雜結構的圖形。為了能夠制造出高質量的納米器件，不但必須能夠可靠地將圖形轉移到功能材料上，還必須保證在刻蝕過程中引入最小的損傷。濕法腐蝕技術典型地不產生或者產生最小的損傷，可是濕法腐蝕并不十分適于制備需要陡峭側墻的結構，這是因為在掩模版下一定程度的鉆蝕是不可避免的，而這個鉆蝕決定性地影響微小結構的刻制。另一方面，用干法刻蝕技術，譬如，反應離子刻蝕(RIE)或者電子回旋共振（ECR）刻蝕，在優化條件下可以獲得陡峭的側墻。直到今天大多數刻蝕研究都集中于刻蝕速度以及刻蝕出垂直墻的能力，而關于刻蝕引入損傷的研究嚴重不足。已有研究表明，能在表面下100nm深處探測到刻蝕引入的損傷。當器件中的個別有源區尺寸小于100nm時，如此大的損傷是不能接受的。還有就是因為所有的納米結構都有大的表面-體積比，必須盡可能地減少在納米結構表面或者靠近的任何缺陷。
隨著器件持續微型化的趨勢的發展，普通光刻技術的精度將很快達到它的由光的衍射定律以及材料物理性質所確定的基本物理極限。通過采用深紫外光和相移版，以及修正光學近鄰干擾效應等措施，特征尺寸小至80nm的圖形已能用普通光刻技術制備出。然而不大可能用普通光刻技術再進一步顯著縮小尺寸。采用X光和EUV的光刻技術仍在研發之中，可是發展這些技術遇到在光刻膠以及模版制備上的諸多困難。目前來看，雖然也有一些具挑戰性的問題需要解決，特別是需要克服電子束散射以及相關聯的近鄰干擾效應問題，但投影式電子束光刻似乎是有希望的一種技術。掃描微探針技術提供了能分辨單個原子或分子的無可匹敵的精度，可是此項技術卻有固有的慢速度，目前還不清楚通過給它加裝陣列懸臂樑能否使它達到可以接受的刻寫速度。利用轉移在自組裝薄膜中形成的圖形的技術，例如倍塞共聚物以及納米球珠刻寫技術則提供了實現成本不是那么昂貴的大面積圖形刻寫的一種可能途徑。然而，在這種方式下形成的圖形僅局限于點狀或者柱狀圖形。對于制造相對簡單的器件而言，此類技術是足夠用的，但并不能解決微電子工業所面對的問題。需要將圖形從一張模版復制到聚合物膜上的各種所謂“軟光刻“方法提供了一種并行刻寫的技術途徑。模版可以用其他慢寫技術來刻制，然后在模版上的圖形可以通過要么熱輔助要么溶液輔助的壓印法來復制。同一塊模版可以用來刻寫多塊襯底，而且不像那些依賴化學自組裝圖形形成機制的方法，它可以用來刻制任意形狀的圖形。然而，要想獲得高生產率，某些技術問題如穿刺及因灰塵導致的損傷等問題需要加以解決。對一個理想的納米刻寫技術而言，它的運行和維修成本應該低，它應具備可靠地制備尺寸小但密度高的納米結構的能力，還應有在非平面上刻制圖形的能力以及制備三維結構的功能。此外，它也應能夠做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而時至今日，仍然沒有任何一項能制作亞100nm圖形的單項技術能同時滿足上述所有條件?，F在還難說是否上述技術中的一種或者它們的某種組合會取代傳統的光刻技術。究竟是現有刻寫技術的組合還是一種全新的技術會成為最終的納米刻寫技術還有待于觀察。
另一項挑戰是，為了更新我們關于納米結構的認識和知識，有必要改善現有的表征技術或者發展一種新技術能夠用來表征單個納米尺度物體。由于自組裝量子點在尺寸上的自然漲落，可信地表征單個納米結構的能力對于研究這些結構的物理性質是絕對至關重要的。目前表征單個納米結構的能力非常有限。譬如，沒有一種結構表征工具能夠用來確定一個納米結構的表面結構到0.1À的精度或者更佳。透射電子顯微術(TEM)能夠用來研究一個晶體結構的內部情況，但是它不能提供有關表面以及靠近表面的原子排列情況的信息。掃描隧道顯微術（STM）和原子力顯微術（AFM）能夠給出表面某區域的形貌，但它們并不能提供定量結構信息好到能仔細理解表面性質所要求的精度。當近場光學方法能夠給出局部區域光譜信息時，它們能給出的關于局部雜質濃度的信息則很有限。除非目前用來表征表面和體材料的技術能夠擴展到能夠用來研究單個納米體的表面和內部情況，否則能夠得到的有關納米結構的所有重要結構和組份的定量信息非常有限。
V.展望
數學科技論文范文5
一、全面學習與把握學科建設“四要素”，以質量求生存
任何事情要辦好，都有它的規律，有它的基本要素。筆者以為，從創建第一個專業起，就應站在學科發展制高點來把握學科方向、學術梯隊、基地平臺、項目成果四要素。筆者所在院校從1987年開設第一個專業——“工業設計”起，看準了它是“一種創造”，要狠抓創新意識教育，不斷從理論與實踐結合的高度，強化學生的實踐能力與實干精神，這關系到學科與專業的生存和發展。
面對市場對人才培養的挑戰，高校設計人才培養的質量應突出表現為人才特質上的“三重”和“三性”，即“重素質、重能力、重實踐”和“適應性、可塑性、創造性”。設計藝術院校需要著重培養出一大批“創新意識強、適應能力強、實干精神強”的“三強”人才，以適應國家和社會的需要，這是設計藝術教育的趨勢。具體而言，教學應該根據社會對各專業人才培養的特殊要求，在主干專業教學內容設置、實驗條件建設、在思想政治教育和校園文化建設方面充分考慮設計行業所需的素質教育，使培養的學生有振興各設計專業所需的知識、能力和素質。設計藝術學院的發展加強與行業的共建合作、產學研結合，強化實踐教學，堅持把解決行業發展中的共性關鍵技術問題、輸送行業所需要的高級設計專門人才放在辦學的首要位置。
“三強”型人才把創新意識強擺在首位。在競爭中，特別是面對創意產業的迅猛發展，創新意識與原創意識更具優勢，充滿藝術與個性氣息的產品必將成為消費新追求。具有感性形象創造性的設計師和善于推理與分析進行技術結構創新的設計師，都是所需要的。設計教育努力培養具有兩種綜合素質的人才，這需要以搭建扎實的知識結構交叉平臺為基礎，奠定學生將來進行“越界”設計、“越界”溝通的能力。只有具備學科交叉的知識結構和善于“越界”設計的能力，才是成為合格設計人才的基礎。
“三強”型人才把適應性擺在關鍵的基礎位置，這與設計工作本身的性質緊密相關，設計工作具有靈活、協調和市場的偶然性，設計開發過程就是一個了解市場——調整適應市場——改進適應市場的過程。此過程可以借用設計原理中的“適應性系統”概念，設計藝術適應性系統是處于內在因素與外在環境之間的交界面處、具有一定目標與功能的系統。這個適應性系統需要從內外環境、因素兩個方面去考察，系統的復雜行為主要是其所處外部環境的復雜性表現，同時也受內在因素少量限定性質的制約。它的理論根據是人為創造的第二自然與第一自然協調形成天人合一的系統，這個系統針對環境規定具體的目的或意圖，具有適應環境的根本特征。適應性系統的行為具有復雜多變性，但這種復雜多變的行為主要是其所處外在環境復雜性的反映。它運用規范性、限定性的描述方法，即：從目的、手段適應環境的角度去討論“應當是何種方式”的問題。產品的內部因素、外部因素及目標也是適應性系統的三大組成要素。該系統的目的成功與否取決于它對內外環境之間的關系——特定方式的理解程度。因此，設計專業學生必須從入學就逐步建立“適應性系統”意識，無論是適應社會的強化協作意識，還是具體的設計開發和改良工作的開展本身，都要重視“適應力”。
現代社會真正需要的設計藝術人才是能吃苦、肯實干的人，設計工作與市場緊密相連，從市場調研開始就有大量繁重且要求細致嚴格的工作要做，而且在專業和社交技能上對設計人員提出了很實際的要求：現代社會需要的是能與他人合作、能不斷地發現市場中的空缺點并根據市場需求靈活地運用設計程序與方法；利用理性的設計思維分析和引導產品設計、熟練運用現代表現技能進行產品設計的設計人才，這些能力也都建立在實干精神的基礎上才能充分發揮，為企業認可。
二、“三強”人才培養的教學改革措施
為了多培養出“三強”人才，設計藝術教育和管理可采用以下措施。
1.以學術梯隊建設為關鍵，造就人才培養的高質量教師隊伍
堅持“人才強校”的原則，設立高水平教師隊伍建設專項，運行“高層次拔尖人才引進和培養工程”“中青年學術骨干培養工程”“中青年教師博士化工程”，支持杰出人才和創新團隊建設。通過與國際知名大學和科研機構建立合作關系，每年派出教學科研人員出國留學、學術訪問和參加國際學術會議，邀請外國專家、學者短期來校訪問、講學及合作研究，發起和主辦高水平國際學術會議，推動師資培養國際化。實現教師隊伍“四個轉變”，即以科研項目和教學為紐帶的松散組合轉變為以學術帶頭人為核心并具有內生凝聚力的科研和教學團隊為主體；以本科學歷為主體轉變為以博士學歷為主體；以中老年教師為主體轉變為以中青年教師為主體；偏單一血緣教師為主體轉變為血緣結構合理的教師為主體。梯隊的建設要做到：一方面，授課老師要有全面的知識結構、先進的教學程序和方法、實踐的經驗及能力，并能明晰有效地引導學生進入設計的殿堂；另一方面，教師要懂得因材施教，克服傳統中國教育的學生被動學習模式，激發學生智慧、創造能力，挖掘潛力，運用科學的方法活躍教學思想，啟發學生專業學習的熱情，釋放教與學的創造性能量。
2.以條件建設為基礎，實施人才培養的高起點教學質量工程
例如，武漢理工大學加大本科教學條件建設力度，在預算編制上“重點向教學傾斜”，2004至2006年用于教學4項經費總計達1.7億元，2006年4項經費占學費的比例達到31.31%，校園基本建設累計投資達到24億元以上。網絡學堂、網絡教學平臺為重點的數字化校園等基本辦學條件指標均超過國家規定標準。
與此同時，學校制定了一系列提高課堂教學質量、強化工程實踐能力訓練等教學質量標準和規范教學環節、規范教學管理的文件和規章制度，實施高起點的教學質量工程，使良好的教學條件充分發揮應有的效益，推行教學名師制度，啟動多級本科品牌專業建設，加強教學研究與改革，實施多級精品課程建設工程，支持精品教材建設。因此，筆者所在院校設計藝術學科的平臺建設有了明顯進展，擁有該學科本、碩、博和博士后層次，工業設計、動畫等專業成為國家特色專業，“設計概論”等課程成為國家級精品課程。
3.建設新的課程體系和培養模式創新
首先是按社會的需求安排教學內容和培養著重點，建設新的課程體系。以學科建設為核心，構建人才培養的高水平學科專業體系，通過制訂發展規劃、開展教育思想大討論、召開“兩代會”，確立學科建設在學校辦學中的核心地位。優化學科結構與專業布局，整體推動學科、專業建設，著力構建人才培養的高水平學科專業體系。
其次是培養模式創新，積極探索教改試點班，從教學內容、教學方式、評價方式和管理模式上強調因材施教、個性發展和綜合素質的培養，建立了“2+2”“3+1”等多種培養模式；同時營造創新氛圍，積極引導教師參與教育創新，開展教學研究，積極引導大學生課外科技活動，培養創新能力和實踐能力。學生在全國各類設計大賽中居先進水平，并率先在全國設立500萬元的研究生創新能力培養基金，培養學生的動手能力和創新能力。
4.積極共建合作，建立校外“三強”人才培養運行模式
在設計藝術教學中，實踐是產品設計的最好教學方法，設計藝術教學應以實踐環節教學來帶動理論教學，只有實踐才能帶動創新，走學院與企業相結合的教學路線，可以較好地解決設計脫離實際的問題。設計院校應開拓社會辦學資源，優化“三強”人才培育環境，重視搭建科研合作、教學交流、學生互換的國際合作人才培養平臺，引進國外優質資源開展國際合作教育。堅持科研促進教學的原則，廣泛開展科技合作，利用教學與科研的有機融合培養學生的創新意識。2006年筆者所在院校的學生畢業設計（論文）選題數中，科研課題或來源于生產實際的課題占畢業設計（論文）選題總數的90%以上?？蒲袝r間增強了學生創新意識和團隊意識，增強了學生解決實際問題的能力，進一步培養了學生的創新意識。
數學科技論文范文6
1．1煤炭開采機械化水平
煤炭是在地底下經過幾十年的地質作用轉變而成的，它質地堅硬，且開采主要是在地下，因此需要采用機械化作業。這樣不僅效率有保障，還能節約人力成本，降低事故發生率。當前的煤炭開采大部分實現了機械化，特別是國有大型煤礦，這些企業資金實力雄厚，有能力購買大型的開采設備，機械化水平比較高，能夠建立一整套的煤炭開采管理的體系，為煤炭企業樹立了榜樣。而對于基礎設施相對較差的中小型煤礦，這些企業資金薄弱，無力購買先進的機械設備，配套的基礎設施不完善，又加之這些地區有較豐富的勞動力資源，廉價勞動力的大量使用也阻礙了煤礦開采的機械化水平。機械化開采技術的應用是煤礦開采的重要手段，機械化程度和裝備水平越高，安全性就越有保障。因此，要不斷提高煤炭開采的機械化水平，從而確保煤炭開采的高產高效。
1．2煤炭開采與環境保護
礦產資源與土地、水等環境資源緊密相關，在煤炭開采技術的使用中，或多或少的會對環境造成一定的影響。煤炭的開采會破壞礦區周圍的土地、植被、水、草原等自然環境，容易造成水體污染、大氣污染、噪聲污染、土壤污染，對水資源和空氣產生的污染尤為嚴重。煤炭開采可以分為露天開采和地下開采，露天開采是在敞露地表的采礦場采出有用煤炭的過程。在這個過程中，采掘不但破壞了大量土地，在使用大型移動式機械設備進行穿孔爆破時，會產生諸如粉塵、有害有毒氣體、放射性氣溶膠等塵毒污染，對空氣造成嚴重污染。在進行地下開采時，一般要先抽出煤層以上的地下水，這樣會破壞地下水的水質，并會產生一定的礦井水，亦會排放出洗煤的廢水。在開采的過程中，機械設備也會產生各種廢棄的油料，污染水源，礦井排放的污水排放量大，所含成分復雜，不僅會污染附近的地表水體，破壞地下水資源，甚至還會威脅到整個礦區的生態系統和人類自身的用水安全。因此，要采用現代的開采技術管理手段，減少煤炭污染物的排放，減輕煤炭開采對環境的不利影響。
1．3煤炭的安全開采技術
我國煤炭的分布狀況影響著煤炭的安全生產，受資源賦存條件的限制，很多煤炭的開采都是采取地下開采的方式。這樣的開采方式不但勞動生產率比較低，成本較高，而且在開采的過程中極容易導致安全事故的發生。最常見的就是礦井瓦斯爆炸，礦井中的甲烷與空氣作用產生的激烈氧化反應就會發生爆炸。爆炸的原因有很多，最主要的還是很多礦井安全裝備配置不足，制定的“先抽后采，監測監控，以風定產”方針未得到完全落實。瓦斯爆炸不僅會破壞機械設備，損壞巷道，還會產生有害氣體，造成人員傷亡。為了避免這樣的事情發生，要采取多種措施保證煤炭開采技術的安全性。
2關于煤炭科學開采的管理
2．1成本管理
受生產環境等因素的影響，煤炭開采的成本管理有其特殊性，煤炭生產有掘進、回采、井下運輸、排水、地面運作等環節，開采成本較大。購置先進的開采設備需要投入大量的資金，煤炭生產的各個環節都需要礦工協助才能完成，需要花費一定的人力資源成本，這兩者的花費就占據了煤炭開采成本的很大一部分。企業開采煤礦是為了獲得最大的利潤，因此，要降低煤炭開采的成本，就要投入更多的大型設備，依靠科技，逐步提高開采的機械化水平。此外，要減少下井礦工的人數，盡量采取機械化作業，培養綜合素質較高的礦工，并適當采取激勵機制，關心礦工的基本生活，保障礦工的基本利益，讓礦工安心工作。只有這樣，才能留住煤炭開采的專業人才。通過這些措施，減少煤炭開采管理的成本支出，實現企業效益的最大化。
2．2安全管理
煤炭開采是一項勞動強度極大、危險系數極高的一項工作，保證煤炭開采的安全性至關重要。要想確保煤炭開采過程中的安全，可以從以下幾個方面入手。①強化機械設備的安全管理。配備專門的人員對設備進行管理，定期對設備進行維護與保養，降低設備的故障率，消除潛在的安全隱患，充分發揮設備的作用。②強化礦工的業務技術素質。煤炭的開采需要礦工對設備進行操控，這就需要采取各種方式提高礦工的專業技術能力，管好、用好開采設備。要經常對礦工進行業務技術培訓，同時學習企業有關安全生產的制度。③認真落實規章制度。很多時候瓦斯的爆炸是人為因素造成的，很多礦工違反有關規定，在礦井下抽煙、違章放炮、明火作業，這些都極容易引起瓦斯爆炸。因此，在礦井中作業，一定要嚴格遵照《煤礦安全規程》的有關規定，避免安全事故的發生。④加強安全教育培訓。對礦工進行安全教育培訓是確保煤炭安全開采的重要舉措。事故的發生，往往是礦工的安全意識淡薄，要通過宣傳、學習、培訓，強化礦工的安全意識，并建立監督檢查制度，定期定時進行專項檢查，增強督查的時效性，確保煤炭的安全生產。
2．3經濟管理
隨著我國經濟的發展，以煤炭經濟為主的單一型經濟發展模式已經不能適應經濟發展的需要，經濟轉型勢在必行。煤炭資源開采如何才能在轉型的大潮中創新發展，需要我們深入思考。由于煤炭資源不可再生，煤炭開采是一種落后的、掠奪式的生產方式，煤礦企業要想持續發展就必須發展綠色循環經濟。長期以來，我國的煤炭開采存在著采易棄難、采厚棄薄的問題，煤炭資源的回收利用率比較低，不僅浪費了資源，還損害了企業的利益。所謂煤炭循環經濟是一種建立在資源回收和循環再利用基礎上的經濟發展模式。它能夠減少煤炭資源的使用量，使資源再循環使用，提高資源的利用率。當前，人們往往忽視資源的回收再利用，只注重開采，這是一種錯誤的觀念，要提高煤炭資源的回收和循環再利用，采用先進的科學技術以降低成本，達到經濟管理的目的，并運用經濟管理的手段，實現煤炭資源開采經濟效益與生態效益的和諧統一。
3結語
