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[关键词];近代科学;进化论;科学体制
中图分类号:G322.9;K256.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)30-0218-01
前言
在中国近现代科学技术发展史研究中,一直是专家学者们不可跨越的研究对象,也是专家学者研究的重点,专家学者对产生的原因以及时期创办的各种企业和失败的原因都从各个方面和角度做了详细的研究。但是,从中国近代科学技术发展方面对进行研究的著述还比较少,因此,本文正是着眼于这个角度,从兴办的各种企业,以及在当时中国相关的先进的科学技术理念以及时期中国科学体制三个方面进行详细的梳理。
一、时期兴办的企业
经过两次的残酷洗礼,中国的社会和经济都遭到了巨大的破坏,也使得当时的清朝政府意识到当时中国与西方国家有着巨大的差距,这在当时的清朝政府内部中引发了巨大的争论,但是清朝政府将战争失败的原因仅仅归结于西方国家有着先进的科学技术,换句话就是洋人有着坚船利炮。这就使得清朝政府内一些开明的官员和有识之士意识到,要学习西方国家先进的科学技术,才能挽救当时摇摇欲坠的大清王朝。当时以李鸿章、张之洞和左宗棠为代表的清朝官员在清王朝的支持下,打着自强求富的旗号,大力引进西方先进的科学技术,不断向西方国家学习。但是,这些代表学习的方向主要集中在军事领域,在民用科技方面却没有得到相应的重视,使得民营经济和企业长期得不到发展。洋务派官员开始培养人才,组织大量的人力资源对西方先进的科学技术思想进行翻译和引进。除此之外,还设立新式学堂,培养大量新式人才,向西方国家派出留学生学习西方先进的科学技术。
(一)军事企业的创办。在经历两次的惨痛教训之后,大清朝政府已经充分意识到坚船利炮的威力,先进的武器可以攻城破敌无坚不摧。因此,洋务派官员主张向西方发达国家学习先进的军事技术,购买先进的军事设备和强制弹药,聘请西方优秀的军事顾问和人才创立自己的军事企业,制造大量的先进枪支弹药,企图利用强大的军事力量维持清朝的进一步统治。
(二)先进化工技术的引进。洋务派在大力发展军事力量的过程中,意识到化学工业技术的重要性,随着西方先进化学制造工艺和技术的不断传入中国,洋务派开始创办相应的化学用品企业,生产基本的化工产品。例如,上海制造总局首先创办了生产硫酸的工厂。除此之外,在上海创办了生产火柴的工厂,并且能够满足当地市场的需求。
(三)冶金技术的引进。中国近现代冶金技术的引进和发展也是由开始引进并发展壮大的,我国最早的炼钢厂就是由洋务派建立的,当时中国最大的炼钢厂也是由洋务派从国外引进的,当时企业的技术人员也是从国外聘请来的,由此可见,中国冶金技术的发展和壮大与洋务派都有着密不可分的联系。
二、中国近现代先进思想的引进和发展
科学技术思想是决定一个国家科学技术发展水平的重要因素,科学家是进行科学思想研究活动的主要主体,科学技术思想是科学家经过长期实践发展得出的结论,是探索自然与社会的具有指导性的思想理念。在引进西方先进的科学技术方面侧重于技术层面,而忽视了科学思想方面的研究与发展,这就造成了近代中国始终处于模仿阶段,而不能进行第一手的创新。虽然一些先进的科学思想被引入中国,例如进化论和机械论思想对当时中国社会和思想方面产生了巨大的影响。为中国的知识分子寻求变法图强提供了强大了思想依据。例如,当时影响最为巨大的进化论思想提出渐变的思想理念,认为自然界和社会都是一个不断变化向前发展的过程,这就极大了颠覆了当时人们的思想认识,对于上帝的观念造成了巨大的冲击。而达尔文的生物进化论就是其中的代表,达尔文认为物竞天择,适者生存,是自然界中生物发展的必然律,生物之间的生存斗争是生物演化的基本途径,
三、下近代中国科学体制的发展
有学者提出,社会体制是人类在生存生活发展过程中,由于在共同的目标下组织起来,进行生产生活的活动的过程。现代科学已经证实,一个社会科学研究体制化建立的标志是科学研究机构的出现。而时期的一系列科学活动是近现代中国科学体制化发展的初始阶段,例如,科学家和相关科学研究机构的出现都是科学体制的重要标志。在时期,中国科技方面巨大发展都为中国科学体制的建设起到了重要推动作用。洋务派建立的近代新式学堂为培养新式科学人才提供了基础,科学思想的传播、普及科学的期刊和杂志如雨后春笋迅速发展起来。虽然在某些方面还存在某些不足,但是洋务派在促进中国近代科学体制不断完善和发展方面起到不可磨灭的作用。
结语
对中国近代科学技术发展起到重要作用,洋务派不断引进西方先进技术和科学思想,从蒸汽船到新式炼钢厂的建立,再到火车和电灯,从微积分到达尔文进化论都是通过洋务派传入中国,促进了中国近代科技的发展。洋务派传播先进科学技术思想不仅促进了近代中国社会和经济发展,也为中国社会未来的变革提供了思想源泉和思想准备。
参考文献
[1] 梅雪.对中国近代科学技术发展的影响研究[D].渤海大学,2013.
[2] 汤菊平.对中国近代科学技术的影响研究[D].东华大学,2006.
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关键词:科学技术观 理工科大学生 建构
科学技术观是关于科学技术本质、发展规律及其与社会关系的总理论,对技术实践活动起着科学指导的作用。科学技术在推动生产力快速发展,提高人民生活质量,给人类社会带来高度文明的同时,自然灾难、战争危害、环境污染、经济危机等问题也给人类造成巨大了的损失,促使人们对科学技术发展不断反思,并有越来越多的声音将这些问题都归罪于科学技术。事实上科学技术只是中介性的客体,而人类才是主体,科学技术能否为人类造福取决于我们如何利用它。理工科大学生是工程实践、科学研究、科技创新的中坚力量,对科技健康、科学、有序发展起着关键性作用。所以,对理工科大学生进行科学技术观教育就显得尤为重要,也迫在眉睫。
1理工科大学生的科学技术观现状
随着人们对科学技术观的深入研究,以及对科学技术负面效应的不断反思,已逐步认识到理工科大学生科学技术观教育的重要性及存在的问题。首先,社会对理工科大学生的科学技术观教育的重视程度不够。由于应试教育的影响根深蒂固,趋使初等教育重心偏向于社会关注的升学率,只强调学生智力发展,造成高校将大量时间和精力投入到德育工作中,进而无暇顾及理工科大学生的科学技术观教育。其次,理工科大学生的科学技术观教育还属一片空白。无论是从理工科大学生的培养方案、教学计划、课程设置层面,还是从大学生思想政治教育层面来说,理工科大学生的科学技术观教育都未被列上日程,而只是到研究生的课程学习阶段才有所涉及。
2科学技术观的重要性
21正视科学技术观对促进人和自然和谐发展的深层次意义
科学技术在推动社会生产力和人民生活水平不断提高的同时,也造成了生态环境过度开发和破坏,正常生态系统被打破,人类的物质生活和精神生活不断恶化,人类自身繁衍受到威胁等种种问题。科学技术的工具性特征是靠人的意志介入生态过程,而产生这些问题的主要原因在于人的目标和人对自然的态度,所以我们要使人和自然和谐发展,只有通过完善人类自身,确立以人与自然协调发展为核心的科学技术观,并依靠科学、合理的社会体制,促进人与自然互利共生、协调发展。
22正视科学技术观对科学技术发展的指导作用
理论对实践具有反作用。正确的理论指导实践,行动则会成功;反之则会失败。科学技术观不仅是对实践经验的概括和总结,更是对实践活动、经验和成果的批判性反思、规范性矫正和理性引导,能预见科技发展的方向,指导人们提出正确的实践活动方案,因而对科学技术发展有重要的指导作用。在社会体制尚不健全,文化差异难以消除的情况下,充分认识科学技术应用的二重性,用正确的科学技术价值观来武装自己就显得尤为重要了。
23正视科学技术观对国民经济发展的深远影响
我国gdp迅猛增长的背后是靠廉价的劳动力、土地,科技进步对中国经济的贡献还不是很大,而解决我国经济发展中的结构问题和增长方式问题,科学技术观就成了指导科技发展的根本。
3理工科大学生的科学技术观教育
31依托思想政治理论课程,加强科学技术观的理论教育
思想政治理论课程承担着传播科学理论知识的重任,不仅能为理工科大学生奠定扎实的理论基础,还能不断提高理工科大学生对科学技术发展规律的认识力,从而引导其深刻理解科学技术观的内涵,帮助理工科大学生树立正确的科学技术观,使其在多元化的复杂社会环境中,正确处理科技、自然、人、社会之间的关系。
311不断充实和完善课程内容。增加理工科大学生科学技术观教育的内容,并针对理工科大学生的特点,精心安排,与时俱进,紧跟时代步伐,提高课堂教育的吸引力、说服力。
312采用灵活的教学方式。不能光靠简单刻板的说教,还要利用网络多媒体教学,采用理工科大学生乐于接受的主题讨论,以及实践调研等方式,使教学方式现代化、科学化、人性化,充分发挥思想政治教育理论课程的主渠道作用。
32发挥第二课堂作用,积极开展科学技术观教育活动
第二课堂是科学技术观课堂教学的重要补充,可以帮助理工科大学生将理论知识不断精炼、升华,上升到更为理性的层面,进而形成
科学、系统、完整的理念。
321构建具有浓厚专业特色的学生社团,为理工科大学生提供有力的组织保障。我们要根据理工科大学生的专业特点,成立相应的学生社团,让理工科大学生有组织可依靠、有活动可参与、有平台可展现,有更多深化理论机会的平台。
322增加与科学技术观教育内容相关的活动,为理工科大学生提供更多的教育机会。我们既要对不同阶段、层次的理工科大学生开展以科学技术观教育为主题的活动,以保证基本的教育效果,也要开展集科学性、专业性、思想性、多样性于一体的第二课堂活动,以满足不同专业的理工科大学生的活动需求,进一步提高活动成效。
33利用德育优势,深化科学技术观教育
德育是科学技术观教育的基础,与科学技术观教育相互联系、相互促进,对科学技术观教育起到引领和提升作用。德育有助于提高科学技术观教育的成效,科学技术观教育则有助于推动道德观念变革和新道德规范的形成。德育不仅能全面提高理工科大学生的素质,为科学技术观教育的顺利开展提供基础平台,还能改变人们盲目应用科学技术,只求私利而忽视社会基本道德原则和人类社会总体长远利益的错误思想,从根本上消除或减少科技应用的负面效应。
331进一步重视和加强理工科大学生的德育工作。我们要针对理工科大学生的特点,利用各种教育资源,通过各种科学有效的途径,不断加强理工科大学生的德育工作,全面提高理工科大学生的素质,为科学技术观教育打好坚实的基础。
332充分利用德育载体积极开展科学技术观教育。我们要在德育所提供的良好物质条件和思想基础之上,发挥德育优势,对理工科大学生进行科技道德、环境道德、伦理道德、职业道德等主题教育,并使科学技术观教育上升到一个新的高度。
34发挥辅导员教育功能,科学技术观教育
高校辅导员是大学生思想政治教育的骨干力量,是大学生成人成才的指导者和引路人,直接影响着理工科大学生科学观念的形成,决定着理工科大学生的科学技术观教育的成效。
341建设高素质的辅导员队伍。我们要狠抓辅导员选聘、培训、管理、考核,以建设一支素质过硬队伍,从而帮助辅导员用人格魅力去感染和影响理工科大学生,保证科学技术观教育的成效。
342开展针对性的主题教育。针对理工科大学生的特点和科学技术观教育的要求,发挥辅导员独特的工作优势,开展主题鲜明的教育活动,提高理工科大学生科学技术观教育的成效。
参考文献:
[1]林慧岳.重视对大学生进行科学技术观教育[j]. 有色金属高教研究,2000,(03)
[2]王建华. 科技的负效应与科技观的变革[j]. 福建师范大学学报(哲学社会科学版), 2001,(02)
[关键词]煤矿开采 技术 现状 发展趋势
[中图分类号] TD82 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-4-342-1
0前言
每一种经济行为的实施质量都与其技术相关,对于煤矿开采工作来讲也是一样,煤矿开采技术的提高对于煤矿开采质量与水平的提升有着重要的促进作用。采煤的技术是煤矿开采率的决定性因素,经济的发展对于煤矿开采工作提出了更高的要求。特别是对于煤矿开采的安全性,效率性以及高产生提出了新的要求。煤矿开采技术的发展,需要将采煤技术与现代化科技成果进行有效的结合,从而使煤矿开采者的经济效益得到提高,满足社会经济发展与环境和谐进步的要求。
因此,笔者选择煤矿开采技术的发展趋势作为研究对象是有一定的社会现实意义的。
1我国煤矿开采技术现状分析
我国是一个煤炭大国,在煤矿开采方面也有一定的实践经验。随着社会对于煤炭资源的需求越来越大,煤矿开采技术的发展已经成为煤炭行业的重点研究对象。这就使得我国的煤矿开采技术在近些年来取得了长足性的进步。下面,我们就来对我国煤矿开采技术的现状进行分析:
1.1煤矿开采技术日益多元化
自从改革开放之后,我国的经济市场发生的体制上的大变革,许多企业的体制也发展了变化。越来越多的公有制、私有制以及集体制的煤矿企业出现在社会市场当中。受到煤矿企业本身性质的影响,其资金投资水平不同,科学技术水平也有所差异。这就使得我国的每一个煤矿所利用的煤矿开采技术不尽相同。从其机械化程度上来讲,煤矿开采技术一般为机械化开采技术、半机械化开采技术以及手工化的开采技术。煤矿开采技术的多元化,更加确定科学技术与煤矿开采技术整合的重要性,这也是煤矿技术发展的重要方向。
1.2煤矿开采技术发展速度提高
煤矿行业的发展,使得我国的煤矿开采技术也在不断发展与进步。随着我国科学技术的快速发展,越来越多的科学技术成果与互联网因素融入到煤矿开采技术当中,使煤矿开采技术的发展越来越快,突破性越来越大。比如说煤矿行业中的综合放顶技术以及大型的综合开采技术等等,都是煤矿开采技术的重大冲突,促进煤矿开采技术的快速发展。
1.3煤矿开采技术的环保性提高
煤矿行业是重要的能源行业,但是,许多煤矿开采技术方面的问题,使得大量的煤炭资源被浪费,造成了环境污染等重要的社会问题。因此,许多煤矿开采技术人员都在进行煤矿开采技术的节能化与环保化研究,希望以此业解决煤矿开采过程中存在的资源浪费问题。目前,我国的煤炭开采技术已经取得了一定的进步。
2煤矿开采技术的发展趋势分析
2.1煤矿开采技术中方法与工艺紧密结合
在煤矿开采行业与技术发展的同时,我国的煤矿行业不再以煤炭开采数量作为成功的标准,而是将煤炭开采的质量与安全性作为重要的衡量指标。因此,在进行煤矿开采之时,将开采的方法与工艺进行结合是非常重要的,只有煤矿开采方法与工艺结合起来,才能大大提高煤炭开采的质量与安全。在进行煤矿开采之时,利用全机械化与智能化的机械设备与监控设备已经成为我国煤矿开采技术的重要发展趋势。
2.2煤炭开采技术更加高效与集约
煤矿行业要实现自身的快速发展,就必须朝着高效高产与集约的方向发展。而这就需要对煤炭开采设备的性能进行提高,对煤炭开采技术进行优化与升级。只有这样,才能对储量比较丰富的煤矿进行高效的开采。要实现我国煤炭行业的集约型生产,就要实现机电一体化,将科学技术成果与计算机技术融入到煤矿机电设备的使用与运行之中,促进其高效与安全运用。因此,开采技术的高效与集约将是煤矿开采技术的重要发展趋势,也是煤矿行业发展多年来的重要追求目标。
2.3煤矿开采设备的质量大幅度提高
煤矿开采设备是进行煤矿开采工作的重要凭借,也是提高煤矿开采效率的重要资源。煤矿开采技术的发展,必然要依附于煤矿开采设备的发展。就目前煤矿行业的发展来讲,煤矿开采技术正向着高能效的方向发展,开采技术的耐久性与自动化性能提高已经成为必然。这就使得煤矿开采工作需要更多规格与品种设备来支持。因此,在煤矿开采技术不断优化的现在,煤矿开采设备的丰富化也是其发展的必然。
2.4煤矿开采技术的绿色化
国家提出了可持续发展的重要战略,对经济发展进行明确的规划,对环境保护工作提出了新的要求。煤矿开采技术也正是因为如此正在向着绿色与环保的方向发展。传统的煤矿开采技术具有高污染地,有着较大的废物排放量,更会有较高的能耗值。这样的煤矿开采技术正在被淘汰与替代,开采技术的绿色化正成为煤矿开采技术的重要发展趋势。
3结语
综上所述,煤矿开采技术对于煤矿开采行业有着重要的影响。其发展趋势受到整个行业发展趋势的影响,更对于行业未来的发展有重要作用。希望煤矿开采工作人员不断优化开采技术,促进煤矿开采行业的高效化、节能化与安全化。
参考文献
[1]. 任万友.浅析煤矿开采技术的现状及发展趋势[J].科技创业家.2013(18).
[2]. 刘风山.我国煤矿开采技术发展方向的探讨[J].黑龙江科技信息.2007(17).
关键词: 科学教育 技术教育 实施建议
科学的内涵随科学的迅猛发展而发生了诸多变化,其中重要的一个变化在于科学与技术发生了高度整合。“科学技术化、技术科学化,两者相互促进,相互渗透,并一道对社会的发展产生了深刻的影响。科学内涵的这一深刻变化导致了国际理科教育从科学教育到科技教育的范式转换。当代科技教育凸显了技术教育的重要性”。[1]
一、从四个视角谈加强科学教育中的技术教育的必要性
1.科学、技术关系视角
“加强科学教育中的技术教育”这一观点根植于科学、技术间日益紧密的联系和相互作用。科学与技术之间关系不仅是科学、技术哲学的讨论范畴,而且一直都是有争议的话题。传统上一般认为,科学是人们认识自然界的活动,技术是改造世界的实践活动,在很长一段时间里科学、技术作为处于平等地位的、独立的文化形态分别对社会进步产生重大影响。当代科学与技术联系日益密切,相互作用日渐加大:科学新进展为技术研发提供理论依据并预见技术发展新动向,同时技术发展中的难题又推动更加深入、新异领域的科学探究。恩格斯曾说:“社会一旦有技术上的需要,则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”鉴于科学、技术的融合,在科学教育中渗透技术教育大有必要。“在科学与技术作用逐渐增强的现实状态下,科学教育如果继续坚守过去的‘纯’科学教育,将违背科学发展的本性,不利于教育功能的发挥及学生的发展。与此同时,技术教育也不能无视技术进步现实把科学摈弃在外”。[2]
2.科学课程视角
当今社会对科学素养的要求不再局限于物理、化学、生物等具体科学学科知识、概念、规则的掌握,还要理解科学、技术与社会科学范畴的相关知识。美国科学促进委员会为美国“2061计划”出版的核心著作之一《面向全体美国人的科学》(Science For All American)将“技术的性质”作为独立章节撰写凸显了技术教育的重要性,该书还强调:科学素养培养的重点也逐渐转移到“科学世界观、科学的探究方法、科学事业的本质、数学和数学过程的特点、科学与技术的联系、技术规则本身和技术与社会的联系等”。
3.技术教育视角
长久以来我国对技术教育的理解通常为:“技术教育是使学生掌握一定的生产知识及技术和劳动技能。”[3]中小学技术教育长期以“劳动技术教育”这种形式开展,这就使得技术教育偏于技能教育。在当代社会转型、技术转型、基础教育改革背景下,我国学者开始采纳国际上对技术教育的解释:“技术教育主要是指在普通中小学实施的,以培养学生的技术素养为基本目标,为学生进入技术世界做好准备的教育。”[4]“技术教育”中的“技术”不再仅仅是指工艺、操作能力,而是指以问题解决为核心的、包括技术意识、技术理解、技术评价、技术反思和技术实践能力在内的技术素养。[5]要达到如此全面、综合的技术教育目标,就需要技术教育综合其他教学领域的知识和技能,科学教育在这一过程中将起到重要作用。在当前基础教育课程改革中,技术教育的改革也是整个教育改革中不可分割的一部分,理应成为我国教育改革特别是中学科学教育改革的一种催化剂。[6]
4.学生学习视角
在科学课程中开展技术教育可以通过将科学课程和实际问题解决联系起来,使科学课程内容以对学生个体有意义的方式组织起来,而不再孤立于学生的经验之外。加拿大学者埃肯海德于1992年和1994年对爱克霍夫和考特兰德发现的一种有助于学生成功地学习STS课程的教学模式——“社会性内容技术性内容科学内容更高层次的技术性内容更深层次的社会性内容”进行研究。
在上述教学模式中,尽管教师可能把他们的教学时间主要用在传统的科学内容上,但是这样的实施顺序可以确保科学内容按照对学生有个体意义的方式统整起来,而不再是分门别类、相互孤立的。我国普通教育中的科学教育实际上只是科学知识教育,即“纯”科学教育,很少涉及技术教育。“这就使学生大量的知识只停留在记忆与理解层面,很难与实际应用联系起来。因此中国学生要补创造性的课,必须重视技术教育,技术教育是激发学生创造性的最有利的途径”。[7]
二、科学教育中应该开展怎样的技术教育
1.在科学教育中开展技术教育的内容
《美国国家技术教育标准》规定,技术教育的基本内容包括:技术的本质、技术和社会、设计、应付技术世界所需的能力、设计世界等。科学教育承担培养学生科学素养的任务,在科学教育中加强技术教育并非让科学教育涉及技术教育的所有内容,而只是强调与技术设计相关的能力以及对科学、技术关系的理解。[8]
2.在科学教育中开展技术教育的方法
在科学教育中加强技术教育的方法有:①改革科学课程内容,使更多的科学知识和技术领域相关联,更贴近学生的生活世界和技术世界。②重视将技术设计和科学探究融合在“科学、技术、社会”这一课程内容中,技术设计一方面可以通过成形的设计产品为科学探究提供探究工具,另一方面可以通过论证技术设计过程的可行性、检验产品的性能验证科学假设的真伪。③转变传统以讲授科学知识为主的教学方式,提倡“做中学”——让学生亲身体验技术设计过程(包括确定所需解决问题、技术设计、技术评价、技术管理等环节),这样学生就能够真切地了解技术设计的制约因素、技术与社会关系、技术与科学关系。
三、我国科学教育中技术教育实施的现状
我国《科学课程标准》强调“理解科学、技术与社会的关系”是现代公民科学素养的重要内涵。《标准》规定通过科学教育,7—9年级学生应该初步理解科学与技术之间区别与联系;初步认识科学推动技术进步,技术又促进科学发展的关系,初步认识社会需求是科学技术发展的强大动力;了解科学技术在当代社会经济发展中已成为一种决定因素,科学与技术是第一生产力,等等。
我国《科学课程标准》还指出:“技术设计是技术活动的核心环节。技术设计能力是技术创新和实践能力的重要组成部分。为21世纪提供技术创新的人才支撑,必须注重从义务教育阶段开始培养学生的技术设计能力。在科学课程中,并不设置独立的技术设计章节,但在一些科学探究活动中会涉及教具、仪器的制作,解决实际问题方案的制订等,这实质上都涉及技术设计的问题。因此应将有关技术设计的教育有机地贯穿其中。”这说明在科学教育政策、理论方面我国已非常重视科学教育和技术教育的有机结合。然而科学课堂教学多通过讲述将科学知识运用于技术实践来推动社会发展和科学技术发展给社会产生的一些负面影响等进行“科学、技术与社会”教育,对于更能培养学生创新能力、动手操作能力的技术设计教育层面没有提出明确要求。这种方式的教育只是“说理教育”,难以达到让学生深层次体验“科学、技术与社会关系”并在实际生活中自觉运用科学、技术知识、手段进行决策以解决实际问题这一目的。
四、加强我国科学教育中技术教育的实施建议
我国科学教育中的技术教育要加强技术设计方面的教学,强调技术设计并非要师生花费大量的时间进行大量的技术设计活动,而是要学生深入理解技术的本质,进而体会科学、技术间的紧密联系及它们对人类生活的复杂影响。科学教师要意识到技术教育在科学教育中的重要作用,广泛开辟实施技术教育的途径。
科学教育中的技术教育的一个重要目标是让学生理解技术的本质,要达到该目标,“特别要注意应正确而全面地理解技术,而不要局限于某一特定的技术领域”。在科学教育过程中科学教师要更新教育理念,转变教学方式,使技术教育以生动形象、学生喜闻乐见的形式走进科学教育中。
参考文献:
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[5]国际技术教育学会(TIEA).省略
[6]蔡铁全.中学科学教育要关注学生技术素养的提高《美国国家技术教育标准对我国中学科学教育改革的启迪[J].教育科学研究,2006,(6).
[7]丁邦平.论国际理科教育的范式转换——从科学教育到科技教育[J].课程、教材和教法,2002,(1):5.
1、加强自主创新,建设创新型国家,坚持和促进以科技进步为基本动力源泉的创新型赶超型发展,是科学发展观的重要内涵。建设创新型国家在整个发展中具有特殊的重要性和关联性,是贯彻落实科学发展观的关键环节。
全部社会发展的基础是生产力的发展,而生产力发展的本质是创新和科学技术的发展。创新和科学技术的发展不仅会引起生产力发展质的飞跃,提供实现经济协调发展和可持续发展的条件和方法,而且会引起人类社会各个方面的变化和进步。
2、创新活动及知识的发展、积累是人类文明进步的本源和人类社会发展的本质。人类经济社会的加速发展是与创新活动的拓展和加深紧密相关的,这一发展过程有着明显的阶段性特征。
现代科技的加速发展及其对经济和社会发展推动作用增大,使其自身的发展也出现崭新的特点:科技发展的规模越来越大,科研队伍不断扩大,创造性科学活动成为人类的主要活动。科研经费投入快速增长。科学理论转化为生产力的周期越来越短。这表明,科学技术已经上升为一种伟大的社会动力。
3、科学创新及其引发的技术进步是实现经济、社会、自然协调和可持续发展的基本条件。科学技术在解决社会可持续发展的一系列重大问题上发挥着越来越重要的作用。要实现从以生态环境为代价的增长向人与自然和谐相处的增长的转变,根本途径在于科技的不断创新。
4、创新能力和科技的竞争是当代国际竞争的焦点。面对现代经济正在发生和将要在更大程度上发生的深刻形态转变,各国特别是发达国家也纷纷调整和制定了新的发展战略。
新的国际竞争日趋激烈,我国面临着发达国家经济科技占优势的压力。我国在高端设备领域高度依赖进口;与技术产品进口额高增长相映衬的,则是国产品牌产品市场份额的逐年下降,越来越多的产业沦落到国际产业链的最下端。这正显示着当今国际竞争的严峻性,值得我们高度警觉。
5、提高自主核心创新能力,建设创新型国家,是当今国际经济政治条件下后发现代化国家实现跨越式发展的根本途径。
建设创新型国家的基础是自主创新能力的提高,自主创新能力的提高要依靠科学技术的发展,科学技术发展的基础是教育的发展。因此,建设创新型国家是一个系统工程,是和科教兴国战略、人才强国战略有机联系在一起的。
一、当代世界科学技术发展的突出特点
以信息技术革命为核心的当代科技革命正在全球蓬勃兴起。它标志着人类从工业社会向信息社会的历史性的跨越。在这种革命性的变化当中,科技进步发挥了关键的作用,表现出六个方面的特点:
1、科学技术急剧发展,呈现知识爆炸的现象。近30年来,人类所取得的科技成果比过去2000年的总和还要多。以此推算,人类在2020年所拥有的知识当中,有90%现在还没有创造出来。今天的大学生到毕业的时候,他所学的知识有60%~70%已经过时。预计今后100年从事科研工作的人数将占世界总人口的20%,创造性的科学工作将成为21世纪人类的主要活动。
2、科学技术更新速度日益加快,科技成果商品化的周期大大缩短。20世纪前,人类从发明到应用电,时隔282年,电磁波通信时隔26年,而到20世纪,集成电路仅仅用了7年的时间就得到应用,而激光器仅仅用了1年。二次世界大战以来,人类在短短50年里,经历了5次大的科技变革:1945~1955年,人类相继开始利用核能;1955~1965年,人类开始摆脱地球引力,进入外层空间;1965~1975年,人类开始控制遗传和生命过程;1975~1985年,微处理机大量生产和应用,扩大了人脑的能力;1985年以来,以软件和网络化为标志,人类进入了信息化和网络化等新时代。这5次大的技术变革,构成了上个世纪最为壮观又多姿多彩的历史画面。
3、各学科、各技术领域相互渗透、交叉和融合。最近几十年来,科学的发展越来越依赖多种学科的综合、渗透和交叉,用于解决科学发展所面临的各种问题,也导致了一系列新的跨学科的研究领域的出现,比如环境科学、信息科学、能源科学、材料科学、空间科学等等。学科的分支已从20世纪初的600多门,发展到现在的6000多门。
4、科学技术和人文社会科学的结合。科学的发展揭示了自然科学和人文社会科学所存在的内在紧密联系。比如环境问题,既是科技问题,也是经济问题、社会问题,这些问题的解决已经超出了自然科学家的技术范围。
5、研究与开发的国际化趋势明显加快。全球性的信息网络,促进了世界各国的科研人员、科研机构、科研仪器、资料等基础设施的流动和信息共享,大幅度降低了研究成本,使得全球研究开发资源有了可以充分流动和利用的新的、巨大的空间,逐步地形成了一个全球的研究村。在这个过程当中,发达国家毫无疑问是最大的受益者,对于发展中国家来说首先是一个挑战。
6、科学技术特别是高技术已经成为经济和社会发展的主导力量。在当代,生产和技术的发展趋势出现逆转现象。科学理论不仅走在生产和技术的前面,而且为生产技术的发展开辟了各种可能的途径。比如,先有了量子理论,而后促进了集成电路和电子计算机的发展。又比如,利用分子生物学和遗传学的最新成就,发展了生物技术。所以,当代重大技术工艺或者工程往往是理论超前的。这种特点,决定了科学技术在经济发展中成为主导力量。
高技术及其产业是当代经济发展的火车头,我国手工业人均年产值大约2000元,传统工业人均年产值大约2万元,而高技术产业的人均年产值超过20万元甚至上百万元。20世纪80年代以来,发展高技术及其产业已经成为一股世界性潮流,所以高技术及其产业的发展水平已经成为一个国家综合国力的主要因素,成为一个国家发达与否的重要标志。总之,科学技术的飞速发展和它与社会、经济、文化互动的多样性,给我们带来了很多新的启示和新的理念,影响着人类社会的各个方面。
二、科学技术发展对经济和社会的影响
主要表现在6个方面:
1、产业结构将发生重大变化,信息产业将成为主导产业。今后5年至10年,因特网将迅速发展。计算机随着计算机网络的发展,软件技术及其产业将会成为国民经济发展的关键因素,信息产业将成为主导产业,美国的计算机和通信社会的投资占资本设备总投资的40%,20世纪90年代以来,信息产业为美国创造了1500万个高薪就业机会。这种产业结构、就业结构的变化程度,已经远远超过18世纪工业革命以后人类从农业化向工业化变革的影响。转贴于2、生物技术的突破,正酝酿着新的主导产业。20世纪70年以来,以DNA重组技术为核心的现代技术蓬勃发展,全世界每年受益的1万项专利技术当中,有近1/3出自生物技术。生物技术已在酝酿大突破,表现在这几个方面:人类基因组计划、生物芯片技术、缘于生物技术的新药、农业生物技术,等等。
3、技术创新能力成为国际市场竞争中的决定因素。从20世纪90年代亚洲金融危机可以看出技术创新的极端重要性。在过去提到的亚洲四小龙中,台湾地区受金融危机的影响最小,新加坡次之,韩国最重,它们的科技竞争力强弱也和这个顺序一致。在科技竞争力的排名表上,台湾地区、新加坡、韩国的名次分别是第7名、第9名、第28名。所以,迅速提高科技实力特别是技术创新,已经成为发展中国家发展经济、自强自立的当务之急,是事关民族利益、地位乃至民族生存的迫切任务。
4、在激烈的技术创新能力竞争中,企业组织结构经历新的调整。有如下特点:高新技术大企业研究开发生产、经营、销售服务的一体化;生产经营的分工专业化;公司之间强强合并、技术结盟,谋取在行业国际市场中的垄断地位;跨国公司加强网络化和国际化。
5、高新科技的发展强烈影响国家安全观念和格局。这种国家安全观念有:(1)经济安全。集中表现在对一体化国际市场的占有,在当前的国际竞争中将表现得越来越明显。(2)文化安全。西方发达国家赁借着科技优势,文化影响力越来越大,这种靠文化传播和渗透的潜在影响不可低估。(3)国防安全。高技术已经成为国家军事安全的核心技术和支撑力量,是决胜的关键。(4)生态环境和生态安全。在和平与发展为主题的时代,广义的安全包括了人与自然的关系,包括了人类自身的生存状态。
6、人类生产工作和生活方式正在经历深刻的变革。终身职业的概念将会成为历史的陈迹。信息革命对生活方式的变革,标志着人类在现代物质和精神文明方面大踏步的跨越。
三、新时期中国科技发展的战略对策
首先是要在科技发展战略指导思想方面做出必要的调整,主要有以下5个方面。
1、要更加强调创新和跨越。从加入世贸组织的角度来看,现在最大的问题就是跨国公司通过在中国抢注专利,特别是高技术领域的专利,设置这种专利壁垒,已经对我国发展高新技术产业设置了很大的障碍。在这种条件下,只有一条路,就是横下一条心,强调原始创新、强调跨越、强调走在人家前面。
2、要更加注意各种技术的集成和在集成的基础上所形成的产品和产业。注重单项技术,从技术发展角度是必要的,要继续做好基础性工作。但从科学技术和经济的结合特别是面对加入世贸组织的挑战出发,更加要注意强调在研究开发当中,贯彻以产品和产业为中心,实现各种技术有效的集成。
3、要集中力量,突出重点。一是要以产品或者新兴产业为中心,把我国的力量集中起来,办几件大事;二是把一些创新型的小项目适当分散,调动各个方面的积极性,形成新的重点。
4、要鼓励创新,宽容失败。科技界有些现象是值得我们深思的。在科学技术发展上,很多问题是可以并行的,不一定哪个就一定是错的,哪个就一定是对的,往往是大家意见都一致的时候,也就是技术发展的机遇或市场已不再存在或没有太大效益的时候。
5、要在应用开发研究当中,贯彻以企业为主体的原则,实现产学研有机结合。在今后的国家科技发展规划中,选择了超大规模集成电路和软件、电动汽车、信息安全和电子政务、电子金融、功能基因组和生物芯片、奶业发展、创新药物和中药现代化等一批重大关键技术专项。科技部下了很大的决心,准备投入55亿元,和企业的投入、地方的投入结合起来,在一些重大的产业技术方面力争实现突破,形成新的产品和产业。
四、应对加入WTO挑战,中国的科技工作的重要举措
加入世贸组织以后,中国的科技工作既面临着机遇,也面临着挑战,总体上是机遇大于挑战。能否过好入世这一关,主要在于我们能否积极应对,趋利避害,争取主动。
1、实施人才战略。国际间的竞争,归根到底是人才的竞争,核心是尖子人才的竞争。要在国家科技计划当中,把发现、培养和稳定青年人才特别是青年尖子人才,作为最重要的考核指标。要在国家科技计划当中广泛地采用课题制,要大幅度地提高经费当中人员的经费比例,克服科技管理当中“见物不见人”的弊端。更好地利用股权、期权奖励等方式建立新的激励机制,来体现科技人员和管理人员的创新价值。
2、积极实施专利战略,强化知识产权的管理。中国加入世贸组织以后,我们面临着很尖锐的挑战。有两组数字:一是有关国家在高技术领域对专利的占有情况。在生物工程领域,美国拥有世界专利总量的59%,欧洲19%、日本17%,而包括中国在内的其他国家仅5%;在药物领域,美国拥有51%以上的专利,欧洲33%,日本12%,包括中国在内的其他国家仅4%。从这里我们可以看到我们在高技术产业发展当中所面临的严峻的挑战。二是外国公司在中国抢注专利的情况。根据统计,在信息通信、航空航天、医药制造、新材料等领域,国外公司发明专利的占有量大约为60%~90%。这两组数据说明,如果我们要发展自己的高技术产业,就必须跨过国外所设置的专利壁垒,特别是在高技术产业方面,我们面临着很艰巨的任务。要更多地关注专利,要把专利问题作为重大的战略问题来加以切实解决。
【关键词】 竞业禁止;合理期限;经济补偿
一、竞业禁止期限的合理性问题
(一)竞业禁止要确定一段合理的期限的原因
企业的技术信息和经营信息不是一成不变的,是随着时间的推移而发展,当技术信息和经营信息得到了新的技术和经营信息的补充时,原来的技术信息和经营信息有些就会因显得不适应新的发展的被不断淘汰,从而形成新的技术信息和经营信息。即使劳动者到了新的与原所在企业有竞争关系的企业,也因为其所掌握的技术信息和经营信息已经过时而并不能当然地为其所在新的企业带来利益,并给其原所在企业带来损害。劳动者在某一个专业领域内所形成的研究、开发、应用能力也会随着时间的推移而下降,即使以后到与原所在企业有竞争关系的企业工作,要重新恢复到原有的水平需要相当的时间,所以说,时间是所有信息价值的衰减器。劳动者离开原所在企业欲到与原所在企业有竞争关系的企业,或“自立门户”,就必须经过一段时间,即经过一定的合理期限,才可以与原来其所工作的企业“竞业”。
(二)竞业禁止期限的合理确定
从国外对竞业禁止的规定看,总体上竞业禁止的期限应当考虑现代科技发展的速度,特别要考虑现代科技发展的周期。现在科学技术发展速度越来越快,各行各业都在大量采用高新技术,特别是电脑的普遍应用更是大大加快了产业的发展,产品周期越来越短,一代代新产品各领若干年,新的还未完全普及,其技术就已经落后,马上就会被新的产品所取代,一代新产品上市没有多少时间又被更新的产品所取代。科学技术发展速度和产品周期决定竞业禁止不可能有太长的时间,否则就会损害劳动者的劳动权或其他企业的利益。竞业禁止保护企业的商业秘密权是为了促进企业的技术创新,当一项技术因更新换代已经过时,仍然要通过限制劳动者的劳动权来保护它,是不利于技术传播和社会的科技进步。
由于每一门具体行业的技术特点所决定,具体的行业的技术发展的速度是不同的,有的发展速度很快,有的发展速度较快,有的发展速度相对较慢。例如电子技术行业由于电子技术的长足进步,其发展速度之快令人吃惊,电子产品更新换代加快,新产品往往只有一、二年的优势寿命,很快就被更新的产品所代替。而生物、医药等由于其本身所具有的技术特点,决定了其研制周期长、投入大,产品准入市场手续、步骤、程序多,其产品更新换代就相对慢一些。因此,对于不同的行业来说其竞业禁止的期限应当有所不同。在我国,对于竞业禁止期限的规定也应当考虑科学技术飞速发展的客观情况,也应当考虑各个行业的不同技术特点和不同管理方式,区别对待每一个具体的行业,而且还要尽可能与国际上的规定相适应。
二、竞业禁止中给予劳动者的经济补偿问题
(一)给予经济补偿的原因
劳动者离开原所在企业,从本质上讲劳动者是想谋求更大的发展,根据“就熟不就生”的原则,一般都是要到与原所在企业业务相同或相似的企业去工作,或直接从事与原企业相竞争的事业,竞业禁止却不允许劳动者去这样的企业工作,或从事相关的事业,必须等待一段时间。劳动者因其劳动权受到一定限制,不接触具体的生产实践,就会使劳动者的才华大打折扣,在加上现代科学技术水平的迅速发展,随着时间的推移,劳动者所掌握的技术或管理知识就会变得落伍或过时,会使劳动者的实际价值大大贬值,劳动者在这个领域内研究、开发和应用能力将会受到极大的影响,其能力可能会大大下降,在分工越来越细的现代社会,劳动者从事其他行业显然是专业、能力不对口,从而会严重影响本人的业务发展,而且其收入也可能要大幅度下降,影响其生活水平和质量,甚至会难以生活下去。为了解决由于竞业禁止而导致的这一权利、义务的失衡。应根据权利义务对等和衡平原则来确定给予被限制人一定补助以补偿其损失,通过给予劳动者在竞业禁止这一段时间内以一定的经济补偿,使之尽可能不影响或少影响其原来的生活水平和质量。
关键词:纳米;集成电路;新工艺;发展趋势
中图分类号:TN47 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 20-0000-01
自从摩尔提出了集成电路的发展预测,他认为单位面积上的晶体管在24个月都将在数量上翻番,经过微纳电子技术的不断发展,使得摩尔的预测逐渐实现,而且随着微纳电子产业的发展,使得摩尔的预测正在受到非常强大的挑战,因为随着新的科学技术的不断发展,新材料和新结构的不断创新促使当前的发展逐渐显示出其有效性,由于产业的不断发展和思索,使得人们逐渐从晶体管的使用上认识到其体积还能缩小,所以根据当前的晶体管理论,当特征距离小到10纳米的时候会不可避免的发生电子漂移,此时会无法控制电子的进出,从而导致了晶体管的实效。随着新材料和新工艺的崛起使得在设计和制造出集成电路的时候,会逐渐的淡化摩尔定律,那么则会对市场的冲击带来深远的影响,尤其是在互联网时代,纳米材料的使用可以更加有效的满足目前现状的要求,同时还能够成为具有高度关注的全球集成电路产业。
一、纳米技术在集成电路大生产工艺中的现状
随着当前的经济的不断发展,纳米技术在运用上变得越来越广泛,而且其功能的优越性也使得其应用更加的符合当前的发展现状。当前所使用的摩尔定律的不断延伸,基本上是依赖于新材料和新工艺进行突破,同时在发展的过程中如果不能够找到合适的替代品,那么摩尔定律则会实效,因此可以从新材料和新工艺的发展现状来检验出摩尔定律是否得到有效的延伸。目前所采用的应硅工艺、小型沟道材料技术、小尺寸工艺、高K金属栅工艺、超低K工艺、450mm硅片以及光刻技术等均在被大量的使用。虽然纳米技术在当前的工艺中使用非常广泛,但是却仍然存在着很多的问题,因此在采用纳米技术的时候要解决相应的纳米
技艺所面临的难题。另外纳米技术在存储器中的应用也非常普遍,无论是相变阻器还是磁变阻器,其高速的运转造成了在成本的需求上需要更多,运用纳米技术可以在芯片中更好的运用。采用纳米技术可以使得所制出芯片存储器更加小,可以使得更加小的芯片拥有更大的驱动能力,从体积的角度不断缩小,而从功能的角度则是不断的扩大。
二、纳米集成电路发展趋势概述
随着我国社会经济的高速发展,加上社会需求的增大,我国对于微纳电子技术和微纳电子产业的重视力度越来越大,特别是最近几年建立了和集成电路技术相关的重大科技项目和研发项目,为我国的纳米集成电路的发展奠定了良好的基础。为了能够尽快的达到世界先进水平,能够掌握自主知识产权技术和设计,本文从集成电路发展的规律上分析,主要认为需要从两个角度来进行发展和研究:一是对维纳电子基础的前沿性研究要进一步的重视和加强,二是根据集成电路发展的规律和特点,充分认识产业支撑对于集成电力发展的重要性,国家应大力的发展和优化产业链条和产业技术。对于前者,特别是对于二代(五年)后的集成电力产业发展方向要进行着重的分析和研究,分析和研究的具体内容有新型器件的结构研究、新材料的研究、新技术的研究等。目前我国的很多的项目研究都局限在某一设备、某一技术或某一项工艺,在对这些内容进行研究时,有的研究人员对基础问题的研究不重视,所以缺乏自身的核心技术,造成了后续发展动力不足的现象,除此之外,在研究中要充分的认识工艺集成技术的重要性,还要着重的突出集成性,因为工艺参数或某器件的性能再优良,无法集成,这就对集成电路的发展毫无意义;对于后者,产业支撑对于集成电路来说具有重要的影响,产业技术中的产前技术尤为重要,其中的工艺集成、成本控制、质量控制等都是产业技术中的重点,这些方面需要企业发挥出创新的主体作用,除了对产业技术中的基本工艺进行研究外,主要还要对国内外的市场进行研究和考察,根据市场的发展走向来开展具有市场特色的产业工艺技术研发。对于集成电路发展来说,技术和产业规模是重点,所以扩大产业规模、产业渠道、加大投资、优化链条、创新技术等内容是未来发展重点。
三、总结语
随着微电子科学在集成电路上的应用逐渐升级,使得传统的集成电路正在不断的发生着本质上的革新,但是依靠着科学技术的发展逐渐构建起新的集成电路技艺,无论是从物理角度分析还是从经济的角度进行分析,采用纳米技术可以更好的为集成电路的发展创新带来发展的机遇,同时还能够有效的促进当前科学技术发展的环境下对于纳米技术进行深层次的研究,为相关纳米集成电路大生产工艺的生产者提供有建设性的借鉴。
参考文献:
[1]吴汉明,吴关平,吴金刚.纳米集成电路大生产中新工艺技术现状及发展趋势[J].中国科学:信息科学,2012,12:1509-1528.
[2]彭祎帆,袁波,曹向群.光刻机技术现状及发展趋势[J].光学仪器,2010,04:80-85.
【关键词】 仿真技术 高技术 产业化 知识经济
引言
尽管仿真技术已经很快发展,但在若干问题上仍然存在不同的见解。
比如,有人说仿真技术是要花费很多钱,所以它的成果只是荣誉性的。这种看法与当今把每台核电站仿真机以1000多万美金,飞机仿真机以1500~2000万美金的价格从美国、加拿大引进到中国的现实相矛盾,也具体说明了仿真技术的成果仍然形成了一个高价位的高科技产品和产业。
又如,有人说在市场经济的环境里,仿真技术的产值搞不大,相关的市场在萎缩;也有人认为仿真技术是21世纪战略性技术,仿真技术肯定会大发展。
当前,一场以高技术为中心的新的科技革命正在蓬勃发展,对整个社会经济发展将产生重大影响。世界的经济向知识(智力)经济过渡,信息技术迅猛发展与知识经济来临之际,对仿真技术将有什么作用,仿真技术将会有什么地位,如何迎接机遇,都应尽快考虑,这是业界的大事。
鉴于上述,作者经过几年的反复观察、研究、分析和思考写下本文。
1. 从仿真技术定义变化中考查
自从仿真概念出现以来,仿真的定义随着技术和应用的发展不断深化。
比如,牛津英文字典中初期的仿真定义是:"To imitate conditions of situation with a model for convenience or training"。后来变为:"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,国内在《火炬计划基本概念及相关名词术语解释》中,对仿真技术作了很详细的定义,见参考文献[7]。关于仿真技术的定义,到目前为止,就很难用简单的语言描述。国内外学者从不同角度作了描述,可归纳如下几点:
仿真技术是出自对系统的研究,是通过用系统模型对真实系统或设计中的系统进行试验,以达到分析、研究和设计该系统的目的;
仿真技术是以计算机为基础,计算机能力提高了,仿真技术水平也提高,使之有能力去描述更复杂的系统;
仿真技术随需求发展,提出了大量共同性的理论、方法和技术问题,致使仿真逐步形成了一门独立的学科;
仿真技术已成为计算机应用的一个重要的领域;
仿真技术应用范围十分广泛,无孔不入的一门综合性学科,已广泛应用于航空、航天、通信、船舶、交通运输、军事、化工、生物 、医学、社会经济系统等自然科学与社会科学的各个领域,其重要性已广为人知;
仿真技术用于揭示已知对象和未知对象的内在特性、分系统之间的关系和运作规律,以研究已知和预测未知;
仿真技术是高技术领域中的关键技术之一。
2. 仿真技术主要研究的内容和成果分析
2.1 仿真技术主要研究的内容
仿真技术虽是计算机应用的一个重要的领域,但也有其自身作为一门专有技术的研究内容,有问题和难点,也有发展方向和规律,形成了仿真技术的主体技术。这些技术又在广泛而丰富的需求中深化和发展。仿真技术的研究内容最少应包括总体技术、仿真支撑软件技术与工具、建模技术和应用技术,表1归纳了这些仿真技术的研究内容:
表1:仿真技术的研究内容 总体技术 ①学科的理论研究;②仿真技术的发展与开拓;③仿真技术与支撑技术的关系;④系统的分析与划分;⑤仿真技术在信息技术和产业中的地位研究;⑥大型仿真系统研究
仿真支撑软件技术与工具 ①支撑软件理论与方法;②仿真支撑软件技术;③面向对象支撑技术;④面向各项领域的共性工具软件;⑤专用的工具软件;⑥软件系统结构;⑦实时数据库
建模技术 ①仿真对象与系统分析;②建模理论与方法;③仿真算法与语言;④验证方法与标准
应用技术 ①应用领域开拓研究;②应用软件系统;③应用的相关技术;④应用系统实现方法
2.2 从仿真技术的成果分析
近几年来,国内外仿真技术领域取得了丰硕的成果,体现出重大的社会效益和经济效益。主要的成果例举如下:
2.2.1 仿真支撑系统的发展
70年代末,国际上一些国家在实现仿真技术产业化过程中,强化了仿真支持系统的概念。因此,仿真支撑系统已经不仅是仿真领域关键的技术之一,而且是"解放"仿真系统开发者和使用者的最重要手段。它不仅赋予仿真系统以生命力,同时也是实现仿真技术产业化的基础。在应用过程中,它是实现仿真目标和解决问题的概括和总结,它支撑了仿真系统的整个生命周期,包括对仿真对象分析、仿真模型的表达、仿真模型的生成和运行、仿真过程的调试和修改、实时运行、仿真数据的存储、恢复及跨平台的联合运行。因此,近几年来,国内外已经十分重视对仿真支撑系统的研究,也出现了不少成果。从科技进步角度来分析,主要表现为:
(1)开放性和构件概念,包括:构件命名服务(Component Name Services)、构 件对象服务(Component Object Services)等为构件客户服务。
(2)提供通用数据表示方法,让集成工具之间共享信息。
(3)支撑范围扩大,表示在支撑仿真应用在网络上的实现。
(4)支撑多媒体技术的应用,使仿真系统的人机界面得以改善。
2.2.2 面向对象的仿真技术
近十几年来,面向对象仿真(Object Oriented Simulation,简称OOS)研究、开 发和应用有很大的进展,在广泛的领域里,各种各样的模型是由OOS语言(或称编程工具)和开发环境中出现。由于OOS为系统建模提供了灵活的方法,它的基本
特性使之不同于传统的仿真方法,而且适用于大型的更为复杂更分散的仿真系统,以及基于网络的仿真系统。而且,支撑OOS的工具已不少实现商品化了。例如:
(1)由于国际间多国合作的出现,对共享仿真环境的需求扩大,网络仿真技术被用在基于共享的仿真环境,如虚拟工厂教学系统,它允许学生单独工作或组成虚拟的队、建造工厂、预测产品需求、计划生产、制定日程进度等
(2)面向对象仿真在处理复杂系统模型时,是一个极好的工具。将这类模型分成几个子模型,做到仿真程序结构与真实系统结构相似。如解决互相联系的异步电动机组的仿真控制问题等。
3. 仿真技术应用领域的快速扩大
近几年世界上应用仿真技术去解决科技、生产、社会各方面问题的事例层出不穷,使仿真技术的应用能力拓展,渗透性增加,无处不在,无孔不入。例举几项:
(1)仿真技术在工业系统的多种应用取得了巨大的社会和经济效益;
(2)利用仿真技术来模拟人们不断增加对海港、船舶的到达方式,海港运作方式的变化需求,用于实现海港现代化管理或新建海港选择和投资考察;
(3)应用质量工程及仿真提高巨型计算机系统的性能。性能评估在计算机的设计、开发、配置、调节中是一个重要环节,应用质量工程和仿真技术来提高巨型计算机系统性能;
(4)应用仿真技术,开展语言系统研究,取得重要成果;
(5)仿真技术在制造业中应用和发展近几年来在国内也取得很好的成果,仿真技术在制造业的应用是从产品设计到制造,以至测试维护的整个生命周期中,计算机仿真技术贯穿始终;
(6)虚拟现实技术的应用范围扩大。它在医疗领域中开始应用,虚拟教学、虚拟会议系统等取得一定效果,虚拟现实技术与娱乐的结合更有广泛市场。
4. 从软科学技术发展展望仿真技术的作为
软科学技术是为管理和决策服务的科学技术,或者可以定义为帮助人更直接、有效、全面和系统地使用迅速发展的各类科学技术知识,并进行科学管理和科学决策的科学。从软科学技术的应用性表现来说,如果说科学的研究是基础研究的话,软科学技术则是应用研究,产生的专家系统则是技术开发。
医学和工程领域管理决策的专家系统的研究成果几年后将被投入使用。例如美国许多大公司都开始用人软件,帮助做许多种经营工作。这意味着类似"仿真脑"的系列产品将要出现,仿真技术在管理和决策方面的应用将推向各个领域。在仿真各种管理与决策系统的过程中,仿真技术将快速发展,产业化的步伐将加快。
软科学技术是有前途的。在人类知识每5年翻一番的情况下,任何人如果不*电脑处理事务,也就是说不*"看不见的头",是无法妥善、有效处理的。如果说软科学技术会成为21世纪的先导和骨干高科技,推动软科学技术发展的仿真技术也是分析复杂问题,提示相互关系,仿真人脑管理和决策的骨干高科技之一。5. 仿真技术发展的特点和趋势
近几年,以计算机技术、通讯技术与传感技术为主导的信息技术的飞快发展,为仿真技术的发展进入一个崭新的环境打下了良好基础。仿真技术的发展将出现新概念、新应用和新的地位。由目前发展情况分析,有如下值得注意的特点:
(1)仿真技术是一门独立的学科,但它离不开计算机技术。只要计算机技术在飞快地发展,仿真技术就一定随之快速发展;
(2)仿真技术作为信息技术族内的成员,它不仅自身发展快,而且与信息技术各项发展结合也快,它们永远面对新问题、组织新技术、形成新的系统工程。因此,仿真技术是不断研究新现象、分析新规律、揭示相关系统、找出解决方法的强有力工具;
(3)在知识经济来临、知识管理的形成和发展中,仿真技术是最好的工具。它将被更多人了解和掌握。美国很多大公司开始用"人软件"代替人类做多种经营工作。预计类同"仿真脑"系列的产品将会被成批生产,用以代替人们进行管理和决策;
(4)仿真技术的应用领域越来越广,在信息技术发展中,将出现独特的地位;
(5)目前,在全世界软件产业快速进展的环境中,仿真支撑软件,各种工具软件(包括专用仿真语言),乃至于通用的应用软件、商品化的周期缩短;
(6)面向对象的技术和应用发展较快,一方面推动仿真概念变化,另一方面适应复杂、非线性应用的能力增大;
(7)由于网络技术的发展,为异地、异国应用提供了可能,将对仿真技术提出新的挑战,也推动了发展。预计仿真技术和网络技术的结合,将出现新的概念,并扩大应用范围;
(8)仿真技术在培训领域中已有了丰硕的成果,比如:核电站、飞机的仿真机等都是培训所必需的仿真系统产品。
6. 知识经济的特征和仿真技术的地位
人类在经历了漫长的农业经济、工业经济时代后,正迎接着知识经济时代的来临。1997年,人们第一次提出知识经济的概念,大家认为它是建筑在知识和信息基础上的经济;以知识和信息的生产、分配和使用为直接依据的经济;知识是提高生产率和实现经济增长的驱动器。国内外学者对此也有各种说法。如:知识经济是以智力资源的占有、配置,以科学技术为主的知识生产、分配和使用为最重要因素的经济。又如:知识经济所要表述的是一种新的复杂的经济状态,它是指以现代科学技术为核心,建立在知识和信息的生产、存储、使用和消费之上的经济。它有丰富的内涵和明显的特征。只有通过对其内涵和特征的分析并与仿真技术及其应用、产业化社会效益、经济效益比较,才能充分看到仿真技术在知识经济环境中的地位。
(1) 知识经济特征与仿真技术特点的切合。
(2) 仿真技术是推动知识经济发展的关键技术。
(3) 仿真技术及其应用,形成知识产品和服务,以及产业化的效益推动知识经济的增长。
7. 结论
通过考察和分析,我们看到知识经济时代的来临给仿真业界带来了新的挑战和机遇,仿真技术将因自身的特点而在知识经济环境中快速发展,反之也推动知识经济的发展。仿真技术与软科学及其它相关技术的结合将加快高附加值产品的产业化进程,给整个社会带来新的经济增长点,仿真技术大有可为。
参考文献
[1] 游景玉,实时仿真技术及其应用,珠海出版社,1997年
[2] 游景玉,论文"论仿真技术及其产业化", 珠海出版社,1999年
[3] 游景玉 吴芳辉,论文"仿真支撑系统技术的研究与发展",珠海出版社,1999年
[4] 游景玉 吴芳辉,论文"新世纪仿真技术展望", 珠海出版社,1999年
[5] 游景玉,论文"论仿真技术在高技术发展中的地位", 珠海出版社,1999年