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从漫长历史长河中吸取经验教训,以服务于今天的现实需要,总是值得人们去探究的事情。本文下面将以史实为依据对中国古代科学技术发展历史的特征,作些探讨与论述。
(一)我国古代科学技术的发展,特别是科学思想的发展,既有连续性,又显示出阶段性的特点
我国古代社会从五帝、夏、商、周、春秋战国直至清末,凡4000年,一直绵延不断,既不曾发生过像罗马帝国那样中断无继的历史悲剧,也不曾经历西欧中世纪的黑暗时代。这就使我国古代科学技术的发展得以世代相传、连续积累,并在这个基础上走向自己的巅峰。世界著名科学史家李约瑟曾把中国古代各个时期的重要科技成就作为纵线,世纪年代作为横线,制作了一幅科技发展的示意图,它清楚地表明:无论是以前4000年,还是近500年来,中国科学技术“事实上一点没有退步”;而是“一直在稳缓地前进”。他在《中国与西方的科学与社会》一文中还指出:“我常喜欢用一种相对来说缓缓上升的曲线来说明中国的演变,显然这曲线比欧洲同一时期,譬如说公元二世纪至十五世纪的演变过程的曲线上升得高,有时高得多。”(注:《中国与西方的科学与社会》第65-85页,上海科技出版社1956年版。)我国四川大学周仲壁与四川科学技术出版社的周孟璞两位先生在《中国近代科技落后原因初探》(注:《自然杂志》13卷11期第333页。)一文中也以中国的自然科学大事、西欧的自然科学大事和著名科学家的人数作为纵坐标,世纪年代为横坐标,制作了三条增长曲线,从中国的那条曲线看,同样显示出我国古代科学技术的增长是缓慢而连续的。然而,在4000年漫长的历史长河中,春秋战国、两汉(尤其是东汉)与宋元(尤其是北宋)时期,中国古代科学技术的发展基于政治、经济、文化、社会等方面的内外因素又都显示出阶段性的。
春秋战国时期可以说是我国古代科学技术的全面奠基时期,也是第一次大发展时代,由于新兴封建制度优胜于奴隶制度,其成就不仅赶上而且超过了早期科学技术最发达的古希腊。
春秋末期出现了块炼铁渗碳钢,战国时期又出现了白口铁处理技术,这些冶铁技术的发明,是一个突出的标志,正是它大大促进了农业和手工业的发展。在农业方面形成了以精耕细作为主要内容的中国传统农业,战国末年写成的《吕氏春秋》,其中的《上农》、《任地》、《辩土》、《审时》等篇称得上是这种农业科技的论文开端。以都江堰、郑国渠两个大型灌溉工程的兴建为标志,展现出为农服务水利工程设施的空前发展。《考工记》中生产工具、乐器、建筑、交通运输、皮革制造、染色、乐器、玉器等36项专门实用工艺技术的记述,显示了这一时期手工业内部的细密化及其技术的规范化与科学化程度已达到相当高的水平。它记载了大量实用力学知识,是我国古代第一部工程技术知识的总汇。《墨经》中包含有关于力学、光学、声学、几何学、逻辑学以及对物质结构的猜测等科学成就,它不仅是我国第一部几何光学著作,而且在世界上也是领先的,比欧几里德几何光学要早百余年。同时,它也是古代力学与光学论说的代表作,“力”概念的提出,光直线传播思想的揭示,使这部著作更增添了亮丽的光彩。可以这样说,《考工记》与《墨经》一起作为我国古代经验科学出现的标志,是春秋战国时期人们将生产、生活实践中取得的丰富经验进行抽象概括的成果。
在数学、天文学与历法方面都有了广泛的发展与进步。十进位值制和筹算制度不断得到完善,为后世具有中国特色的计算数学体系的形成确定了基础。有关天象观测的记载详尽准确,即使在今天仍不失为天文研究的宝贵历史资料。在地学方面,《山海经》、《禹贡》、《管子、地员》等著作的出现,标志着人们的地理知识已从地理资料的积累,上升到进行某种形式的综合论述与区域对比,以服务于当时的政治、经济需要。医学方面,以《黄帝内经》等著作为代表,以人体器官整体观、阴阳五行论与脏腑经络学说为理论基础,以人体解剖、生理、病理、病因诊断等的研究与实践为重点,兼及针灸、经络、卫生保健等诸多方面,构成了我国特有的医学体系的最初基础,并在临床上显示出杰出的贡献。
我国人民寻求对自然界物质本源的认识,继五行、阴阳说之后,元气说与原子论是两大发展线索,它们的确立都分别肇始于这个时代的荀况与墨翟。
两汉时期是我国古代科学技术发展的又一高峰期,一方面,由于科技本身经过了春秋战国的长期酝酿、积累和实践,到这时达到了量变足以引起质变的地步;另一方面,则是社会政治上的统一与安定,经济的恢复与持续发展,为科技活动和科技新的到来创造了良好的外部条件。它呈现出科技人才辈出,科技著作大批问世,科技成果辉煌,科技对生产的渗透与协调日益显著等诸多特点。
《九章算术》以及《周髀算经》的成书显示出以算盘为计算工具的独特数学体系的形成,形数结合,数学算术化是其特征。今天,由于计算机的出现,算术化倾向于现代数学中的作用已日渐显著,中国古代算术的思想与方法和现代计算机科学与技术正相融合,为此它将重新焕发青春,以崭新的面貌重现,在数学发展中扮演重要角色是可以预期的。
历法已确立了我国后代历法体系、规范和基本内容的原始框架,而以张衡为代表对天文仪器的研制和对天象的观察与记录以及论天三家为代表的宇宙论则形成了中国古代天文的固有传统。《汉书、地理志》的出现,开拓了沿革地理研究的新领域。《神农本草经》是我国秦汉以来药物知识的总结,它为后世本草学奠定了基础;《伤寒杂病论》不仅确立了辩证论治的医疗原则,而且大为充实了中医药体系的内容,更加切合医疗的实际应用。《汜胜之书》可以说是对农业知识的总结。《论衡》、《淮南子》、《淮南万华术》、《周易参同契》、《尔雅》等书中也包含了丰富的物理、化学或生物学知识。
在生产技术方面,成为我国古代传统特色的主要技术,像冶铁、纺织机械、农具制造、造纸工艺、漆器工艺、船舶制造等都已出现,并达到了相当的水平。像赵过的铁脚耧车、杜诗的水排、梯级船闸设计的原理与方法、木结构建筑风格、竖炉冶炼法、实测基础上绘制的地图等等都是突出的成果。造纸术更是汉代一项最重大的发明,也是我国对世界文明的一大贡献。牛耕的推广与代田法、区田法耕作制度的创新,则在当时条件下起到解放和促进生产力发展的重要推动作用。
以王充为代表的元气论与董仲舒为代表的“天人感应”说的对立与斗争,是我国科学思想史发展的又一里程碑,即使后者从协调人与自然关系的角度考察也有其值得吸取的精华。
宋元时期是我国古代科学技术达到高度发展阶段的又一时期。
我国的科学技术自两汉而后,经魏晋南北朝的充实和提高,到隋唐五代技术发展,并呈现一股继续高涨的趋势。前者对中国古代科技的贡献,可以刘徽与祖冲之的数学、裴秀与郦道元的地学、贾思勰的农学、王叔和、皇甫谧与陶宏景等的医药学、葛洪的化学等为标志;后者主要有李淳风、一行等的天文学、李淳风与王孝通的数学,孙思邈的医药学以及柳宗元、刘禹锡等人的天人论与宇宙观等。这种趋势困宋元时期经济发展、文化昌盛、理学形成、战争和其他需要而得到强化。统治阶级为满足自身、政权和社会对科学技术的多方面需要,通过完善教育体系,举行多元化考试,奖励发明创造和培养扶植科技人才等措施,助长、推动和促进了科技的发展,而安定与富裕的社会环境和发达的出版业则又提供了良好的研究条件。求索物理,格物致知,怀疑、探索、创新的学风催促知识分子中具有务实思想的人考察和研究自然事物以及如何使之有利于国计民生。国内各民族之间的文化交流与国外的文化交流,也加速着科技的发展。这一切使宋元时期成为中国古代科技发展的黄金时代,不论天文、地学、生物、数学、物理、化学均有突出成就。
作为世界古代文明标志的指南针、火药和印刷术三大发明的出现或大规模使用均始于北宋,以沈括、苏颂、郭守敬、李冶、秦九韵、杨辉、朱世杰、赵友钦、毕升、陈@①、王祯、李杲、李诫、曾公亮等为代表的科技名家辈出,硕果累累,以《梦溪笔谈》、《营造法式》、《四元玉鉴》、《武经总要》、《王祯农书》、陈@①农书》、《革象新书》等为代表的科技著作纷纷面世,正是诸多尊敬的科技前辈先后在各方面的努力,不断将宋元时期的科学技术推进到一个新的高度。
以宋元秦九韶、李冶、杨辉、朱世杰数学四大家为代表,使宋元数学在中国古代以筹算为主要计算工具的传统数学的发展达到登峰造极的阶段。大规模的恒星观测,各种天文观测仪器的研制成功把我国古代天文学推向它的发展高峰。沈括在磁学方面的成就在当时是处于世界领先水平的。金元时期的四大医学学派和相应的医学流派使中国医药学得到全面发展。以陈@①《农书》与王祯《农书》为代表,先后总结了宋元时期的农业生产实践经验,后者所附录的“农器图谱”展示了我国古代农业生产器具方面的重要成就,成为后世记述农具图书的范本,反映了当时农学的高度发展。宋代动植物志、谱录的大量出现并形成出书,和宋景《欧希范五脏图》、杨介《存真图》所显示的解剖学上的发展,应该说这时的生物学也是成就不小的。在这一时期,地学方面的成就也很突出,元代朱思本的《舆地图》不仅总结了唐宋以来的地理学成就,还根据实地调查,在制图方面取得成绩,其精确度已达至较高水平,成为明清时期我国舆图的范本。杜绾著《云林石谱》的出现,反映了矿物学在宋代已较前有了很大进展。在这些学科发展的同时,诸如水利、冶金、印刷、瓷器、机械制造、建筑、纺织、交通工具、兵器等方面也呈现出蓬勃发展的势头。
以张载为代表的唯物主义的气一元论自然观和以沈括为代表“验迹原理”和科学方法与朱熹的“格物致知”的科学方法,无疑是哲学和科学发展到北宋时所取得的重大成就之一,对宋元时期的科学技术的发展产生了重大影响。当然,朱熹的理一元论的自然观对当时科技的影响也是不可低估的。
明清时期虽相对于前发展势头明显下降,但这一阶段问世的一些著作,像李时珍的《本草纲目》、朱载育的《乐律全书》、徐光启的《农政全书》与徐霞客的《徐霞客游记》都分别显示其集医药、乐律、农业和地学大成的特点。宋应星的《天工开物》更是一部百科全书式的科学技术著作,不仅是我国科技史上的一颗明珠,也是世界科技史上光彩夺目的瑰宝。王夫之、王廷相、戴震的元气本体论使张载的自然观更臻完善和具体化。明末清初中西科学成就交融与会通的起步以及清代传统科技仍然缓慢推进也是清晰可见的。
(二)经验性、描述性、实用性与本土化是我国古代科学技术的一个突出特点
【关键词】计算机科学技术 应用 发展趋势
1 计算机科学技术的发展
人类研制出世界上第一台计算机是在1946年,该计算机发明引领人类进入第三次工业革命时代。从冯・诺依曼发明第一台计算机至今,计算机在70年内不断的发展与改进,从以往具有庞大体积的笨重机器,演变成当前零件集中、技术集成、功能强大的台式计算机与便携式笔记本。自改革开放以来,计算机科学技术发展更为迅猛,计算机逐渐的应用在各个领域,成为现代化社会处理日常工作的主要工具。
在国家层面,计算机技术可以用来处理政府事务、分析军事战略;在企业层面,计算机技术可以用来存储处理各种数据、实现办公自动化;在生活层面,计算机技术可以用来获取信息、视频通讯、网络购物等,使人们的生活更加便捷。计算机科学技术高低已经成为衡量一个国家信息化水平、科学技术能力的一个主要标准。
2 计算机科学技术的应用
近年来,国家大力推进信息化建设,在实际生活中计算机科学技术的应用领域也更加广泛。以下选取几个较为重要的领域分析计算机科学技术的应用:
2.1 军事、国防领域
计算机的最初研发就是为了应用在军事发展上,到现今计算机仍是军队和航空航天技术研究的重点课题。至今为止,计算机在政务处理、军事战略、以及队部模拟演练等方面都发挥着重要的作用。国家明确强调要全面打造信息化社会,将先进的计算机科学技术、设备以及产品应用在国家现代化军事建设中。在国际领域,计算机科学技术的发展水平也衡量着一个国家的现代化军事水平与综合国力的高低。
2.2 电力领域
目前我国大多的风力发电厂位于空旷、建筑物较少的地方,如海岸或沙漠中。然而在这些环境较为恶劣的地区建设发电厂,经常会受到过热、过冷、振动、盐雾或电燥等的影响,导致发电机的性能有所降低。因此,为了保障发电机的高性能、稳定性,除了需要硬件加固之外,还需要计算机科学技术来完成自我检测、自我诊断功能。使用计算机科学技术可以将发电机的运行状态、检测记录等操作数据全面的收集整合传输给管理维护人员,不仅极大程度上减轻了工作人员的劳动力,还节省了大量的时间和成本,获得更精准全面的数据。
2.3 无人机研发
随着近年来计算机、网络技术、人工智能等技术的飞速发展,现今我国的无人机研发已经取得较大的成就。无人机在军事方面可以完成侦察、电子干扰、战场目标毁伤效果评估等多种功能,甚至直接可以作为攻击武器打击重点目标或定点清除。一方面这些功能的实现都离不开计算机科学技术,需要强大的信息收集传输和综合计算分析判断提供支撑,另一方面由于无人机应用的环境较为复杂,包括复杂的地区环境、多变的场景、电磁的干扰以及无法预知的突况等,这些都需要更高的计算机科学技术来应对。
2.4 教育领域
近年来计算机信息技术在教育领域也逐渐普及。比较常见的应用在教育领域的计算机科学技术,包括多媒体教室、网络课堂、电子图书馆、以及各种计算机应用软件等。在高考中,考生的登记以及高考以后的成绩查询都离不开计算机科学与技术。对于学生来说,计算机有助于了解更多的知识信息,能够拓宽视野,帮助解决学习上、生活上的各种难题。计算机科学技术极大的改变了学生的学习方式,又使学习过程更加方便快捷,有利于提高成绩、丰富知识、培养综合素质。
3 计算机科学技术下一步的发展趋势
通过分析计算机科学技术的发展应用,可以发现当前的计算机技术正朝着智能化、日常化、功能更加集成的方向发展。
3.1 更加智能化
电子计算机自研发以来就致力于模拟人类的思维,人们希望计算机能够越来越“智慧”,可以独立进行运算、推理、学习以及联想等。如大家所知的超级国际象棋电脑“深蓝”,它碛32个大脑(微处理器),输入了一百多年来优秀棋手的对局两百多万局,每秒钟可以计算2亿步。
由此看来,智能化是当前信息化社会发展的大趋势,各个行业的产品都在向智能化方向发展。智能化计算机的研发可以快速实现多个数据、多条指令的并行处理,在运算速度上也不是普通计算机所能比拟的。通过云计算它可以在较短的时间内完成对大量数据的模拟分析,统一处理,也能更加精准度的进行一些模拟实验。除了应用在军事、航空、交通、科研等领域外,也可以应用在人们的生活中,如智能家居、智能小区的打造等。
3.2 更加日常化
日常化指的是计算机科学技术就像电、水一样渗透到人们的生活之中。尤其是近年来,在政府、企业等的发展中几乎离不开计算机技术。现在我们的洗衣机、电冰箱甚至录音机中都有马达的存在,而未来计算机技术将会像现在的马达一样存在于家中的各种电器中。国外称这种趋势为普适计算(Pervasive Computing)或无处不在的计算。
近年来我国也在大力推进教育信息化的建设,教师可以不局限于时间地域进行远程授课,也可以使用各种先进的计算机科学技术来丰富授课方式,并通过计算机网络进行问题的解答与收发作业等。学生可以利用计算机针对性的查找自己需要的课程教材、辅导资料等,也可以观看一些教学视频等来提升自己的学习成绩。特别是通过计算机和网路的完美结合,可以打破教育资源不平衡的限制,使师资力量薄弱的学校学生享受到优秀教师的远程教学,整体提高教学水平。
3.3 多种功能基于一体
在2016年的新品会上,青岛小鸡出壳网络科技有限公司向市场展示了最新的电脑技术发展趋势――激光电脑产品,该激光电脑被誉为现有电子科技成熟技术上的二次开发,也是电脑、电视、投影机等电子科技最新技术的集大成者,具有计算机、电视播放、投影投像、投影键盘等多个功能。
4 结语
随着电子信息技术的进步,计算机从以往的台式机演变为笔记本,再到如今普及的平板电脑,计算机技术在发生着日新月异的变化。计算机科学技术以其超强的生命力和不可替代性,在社会发展中不断更新换代,并长期具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]郭妍岑.论计算机科学与技术发展趋势[J].计算机光盘软件与应用,2012(22).
[2]汪凯.计算机技术在广播电视工程中的应用[J].计算机光盘软件与应用,2014(11).
作者简介
谢辰熙(1999-),男,河南省安阳市人,北京市第十三中学高三学生,研究方向为计算机科学与技术、无线充电无人机系统。
【关键词】 计算机技术 应用现状 发展趋势
计算机技术作 为现代教学媒体的一种,包含文本、图形、静态图像、声音、动画、视频剪辑等基本要素,是现代信息技术领域的佼佼者,也是当前技术领域争相追逐的热门领域。不难发现,计算机技术极大地改变了人们获取信息的传统方法,通过对文字、数据、图形、图像、动画、声音等信息进行综合处理,建立起逻辑关系和人机交互,通过庞大的信息网络来实现信息和资源的共享,符合人们在信息时代的信息获取和阅读方式。也使计算机能够成为更普及的社会工具,从而被广泛运用于工业、教育、商业、军事,甚至家庭生活与娱乐等领域。
一、发展现状
进入大信息时代以来,信息以超高速的更迭交互程度在各行各业中蓬勃发展,在计算机技术的高速发展下,计算机被应用于人类工作、生活的多个领域。日新月异的计算机技术在每天的每时每刻都在为人类带来更便捷、更广大的生活方式和生活世界。由于计算机数据过于庞大的信息量,因此数据在处理方面仍然需要依靠于各种信息处理系统的处理能力和效率的提高,这也是由于信息的数据化使得其数量的庞大。计算机技术集合了数据的转换、保存以及传送,通过对文字、数据、图形、图像、动画、声音等信息进行综合处理,建立起逻辑关系和人机交互。以下通过视频技术、数据压缩技术和虚拟世界来举例说明了解数据处理技术。
1、视频。视频技术也叫作动态图像传输,或者我们也可以称其为视频业务或者是视讯业务,这是在电信领域的叫法,在计算机界它也常常被叫做计算机通信、流媒体通信等。它既包括了视频技术化也包括了视频编码技术。视频数字化是经过视频采集卡将视频信号转换成最普通的数字信号再储存在硬盘中以便于计算机的直接处理。而视频编码技术则是将图像作为信号源,将数字信号转变成为图像视频。在不同的环境下,我们可以合理选择不同的技术来达到目的,视频技术是实现和完成视频业务的主要技术。
2、数据压缩技术。数据压缩技术要求我们用最少的数码来表现信息数据。由于图像、视频、音频信号的庞大数据量,因此需要对其进行压缩,以便得到实际的应用。数据压缩技术以及成为当今数字媒体中的重要技术。按照制定的标准:JPEG和MPEG来保证能播放出高质量的节目,因此数据压缩一直都是信息技术领域的热点之一。
3、虚拟现实。顾名思义,虚拟现实就是一种由计算机技术创建、和仿真技术相结合,利用计算机形成一种虚拟环境,产生一种虚拟世界使人感觉置身于其中并且对于此的真实度毫不怀疑。这是一种多元信息融合而成的交互式体验的人工世界,三维动态的视线景态和实体的行为使人仿佛身临其境。这种技术通常被人称为“虚拟现实”就是人们所说的“VR”,但此技术目前还只能应用于少量的重要的军事和医疗方面,但是我们也可以从中预见到它在更多领域中的可观可喜的应用前景。这些都是值得引起我们的注意的。以实践操作为例,现代学习医学的大学生可以通过“虚拟世界”直观感受到各种手术操作、看病配方,甚至可以尝试不同的医疗方案提高自己的专业能力且不需要冒实际风险,从而大大减少甚至避免医疗事故的发生。
二、应用领域
计算机技术的应用领域用途广泛,通过文本、声音、图像、视频等技术对各种媒体信息进行处理,甚至可以替代各种工业和家用电器。1、教育。老师通过计算机网络教学,更趋于简便,易于学生理解。2、商业广告。通过特技合成等手段完成大型演示。3、影视娱乐。电影电视中的后期特效完成;仿真娱乐体验游戏等。4、医疗。可以应用于远程诊断和远程操作手术。5、办公自动化。比如远程视频会议。
三、 发展趋势
计算机技术的发展趋势无疑是广大且具有巨大潜力的,这是毋庸置疑的。它的发展趋势我们可以从三方面来看待:技术集成、终端智能化以及网络化发展。在目前的媒体环境中,视、听、说、嗅等综合于一体的信息合成使得影视声响技术得到广泛的运用,同步效果、可视化、可听化成为了媒体领域 发展方向。而这些需要技术的集成。计算机的智能化也将提高计算机的本身性能,计算机芯片嵌入在各种电器中――智能化机器也是一个很好的发展趋势。在目前,互动式办公、教育、娱乐等等的应用预示了智能化、嵌入式计算机终端今后的的发展方向。随着通信技术的不断发展,计算机逐渐进入各家各户各行各业,医疗、教育、军事以及更广泛的生活娱乐领域。大信息化时代,计算机以及渗入到了生活的方方面面。网络技术、计算机技术、蓝牙技术的开发运用等等都处于高速的发展之中,世界已经进入数字化、网络化的时代,未来计算机技术系统所起到的作用是日益广阔的。
参 考 文 献
[1]刘洋. 关于计算机科学与技术的发展趋势探究[J]. 电子世界,2014,10:4-5.
关键字:计算机;计算机科学;技术发展
1关于计算机技术应用的现状
1.1计算机技术快速发展的原因
早期计算机技术知识应用在军事方面,随着计算机技术的不断创新和发展以及教学事业和医疗事业等对这一技术的需要程度,使计算机技术逐渐走入到人们的生活当中。计算机技术在发展的过程中不断与其他方面的科学技术相结合,例如物理、化学、数学等。随着计算机技术的发展,关注到这一技术的人也越来越多,利润的需求使得计算机技术发展的市场逐渐扩大,竞争压力也日渐提升,这样的状态使计算机技术的发展更加迅速。
1.2计算机技术在生活中的应用现状
计算机技术的应用目前已经普及到我们的日常生活当中,人们越来越依靠计算机技术来处理一些问题,计算机技术逐渐成为生活中的主要力量。计算机技术具有专业化、复杂化和综合化的特点,它可以应用到生活中的各个方面,例如智能冰箱、数码电视、智能洗衣机等,这些电器的使用在很大程度上方便了人们的生活,当然,也正是由于这些便利,使人们越来越依赖于计算机技术的应用。
2关于计算机技术发展的方向
2.1计算机技术应用到家庭
计算机技术普遍被应用到工厂加工、工程设计、财务管理等方面,一般进行的都是综合运用,与公司的运营和发展方面有着密切的关联。计算机技术未来发展需要做的事情是将计算机技术应用到每一个家庭中去,充分利用计算机技术的特殊性为人们的日常生活创造便利。
2.2计算机技术发展人性化
计算机技术之所以能够被快速应用到各个领域中,是因为这种技术具有反映迅速、敏捷、出现错误概率小的特点,但是它缺少对事物的感知能力,不能对未设定对象进行准确判断。所以计算机技术在未来的发展中可以将其与人类的思维方式相结合,赋予计算机技术一定的“思考”能力,使其能够更好地服务人们的生活。
2.3计算机技术具有更好的高效性能
速度在计算机技术应用的过程中是非常重要的一部分,高速运转的计算机能够同时操控多台处理器,并且能够使处理器之间的关系转换更加密切。另外,高速运转的计算器可以是信息传递变得更加快捷方便,这样的传递方式应用在医疗事业和教育事业中是非常合适的。
3关于计算机技术发展的趋势
3.1超高性能的计算机
硅芯片是决定计算机价值的重要依据,随之硅技术的发展成熟,新型计算机的研究也逐渐定型,目前已被提出的超高性能计算机有量子计算机、分子计算机、纳米计算机以及光子计算机。量子计算机的特点是比普通计算机的储存量要大,并且具有计算速度快的特点。分子计算机储存信息的内容较多,运算速度够快,并且体积比普通计算机体积要小很多,还具有耗电量小的特点。纳米计算机是非常具有价值的计算机技术,它具有体积小、造价低、运算速度快、储存量高的特点,这一技术如果研究成功,它将会取代硅芯片在计算机技术当中的应用。光子计算机的速度是非常客观的,它是以光子代替电子进行数字计算,不同的数据使用不同长度的波来代替,可以将复杂的数据简便处理。
3.2互联网技术的快速发展
计算机技术的广泛利用必须借助互联网技术,可以说互联网技术是计算机技术发展运行的载体,没有先进的互联网技术就无法快速的发展计算机技术。互联网技术可以按照地域覆盖分为三个部分,分别是广域网、城域网和局域网。随着互联网普及到各个家庭当中,计算机技术也将会全面的应用到家中的电器上面。在未来计算机技术的发展中,计算机的体积会非常小,也会存在于各种各样的家电当中。在未来的教育当中,计算机可能会取代传统的课本,只需轻轻一点就可以搜索出需要找到的知识内容。
3.3计算机技术智能化发展
计算机技术具有敏捷、高效、错误率低的特点,但是对事物没有足够的认知,如果想要将大量的互联网信息全部转换为特定的东西,这就需要计算机具有智能化的效果。计算机技术智能化可以使其具备多种感知能力,同时还可以赋予计算机一定的思维,使人与计算机之间存在着一定的交流与沟通。智能家电和智能手机的出现是计算机技术智能化的初步体现,这种智能技术应用在生活当中可以带给人们很大的便利,所以发展更快、更好的智能计算机技术可以为我们的生活带来更大的方便。随着互联网工程的大量普及和应用,计算机技术被广泛使用。根据计算机技术在各个行业中应用的情况可以看出它对我们生活的影响是巨大的,甚至成为了不可或缺的部分。为了能够使计算机技术更好的为人们服务,加大力度开发新的计算机技术成为当前的首要任务。
参考文献:
[1]陈相吉.未来计算机与计算机技术的发展[J].法制与社会,2013(10).
[2]何文瑶.计算机技术发展态势分析[J].科技创业月刊,2012(05).
[3]自动化技术、计算机技术[J].中国无线电电子学文摘,2012(01).
树立和落实科学发展观,最重要的,是用新的发展思路提高经济增长的质量和效益,实现又快又好发展。理论局组织编写的《科学发展观学习读本》很好地诠释了科学发展观的这一内在要义,从四个方面论述了实现经济又快又好发展的基本要求。内容全面,逻辑严谨,通俗易懂,寓意深刻。
“加快转变经济增长方式,切实走新型工业化道路”,是实现经济又快又好发展的着力点。世界经济发展的历史经验说明,在一国经济现代化的过程中,经济增长方式具有极端重要性。如果经济增长方式不能与一国的人口、资源、环境、经济发展阶段及生产力发展水平相适应,不仅会削弱经济的整体竞争力,降低经济增长的质量和减少人民所享受到的经济增长成果,甚至会导致严重的经济和社会危机,导致经济增长过程的停滞和中断。根据党的十六大确定的到2020年建成全面小康社会的宏伟目标和落实科学发展观的要求,“十一五”期间,我国应当大力推进经济增长方式转变,切实走新型工业化道路,在全面、协调、可持续发展方面迈出较大步伐,力争到2010年使经济发展登上一个新台阶,为后10年继续前进奠定更高水平、更加坚实的新起点。正如《读本》指出的:“推进经济结构调整和转变经济增长方式,是实现经济持续快速协调健康发展的重要着力点。”
“坚持做好‘三农’工作,建设社会主义新农村”,是实现经济又快又好发展的根本保障。城乡发展不平衡,是我国经济社会发展的突出问题之一。实现经济又快又好发展,必须切实贯彻统筹城乡经济社会发展的方针,把解决“三农”问题作为重中之重,并努力做到:在确保国家粮食安全的基础上,推进农业结构战略性调整,提高农业综合效益和竞争力;加快农村剩余劳动力向非农产业和城镇转移的步伐,切实打破城乡二元结构,形成城市对农村发展的带动机制;调整国民收入分配政策和国家财政支出结构,建立对农业的支持和保护体系,让公共服务更多地深入农村、惠及农民;通过深化改革,为农业和农村经济的发展增添新的动力和活力。总之,只有“发展好农村经济,建设好农民的家园,让农民过上宽裕的生活,才能保证全体人民共享经济社会发展成果,才能不断扩大内需和促进国民经济持续快速协调健康发展。”“推进自主创新,建设创新型国家”,是实现经济又快又好发展的中心环节。据研究,从现在起到2020年,如果没有科学技术进步贡献的大幅度提高,我国将难以实现gdp比2000年“翻两番”的目标。为努力延长经济快速增长的进程,避免陷入徘徊不前的困境,我们必须加大技术变革和制度创新的力度,建设创新型国家,力争在“十一五”期间取得较大进步,在缓解资源环境的约束方面取得重要突破。“把增强自主创新能力作为调整经济结构、转变经济增长方式的中心环节,推动国民经济又快又好发展”。要根据我国全面建设小康社会的需要,以产业技术创新和推广应用为重点,大力发展能够提高产业竞争力、促进新型工业化、实现可持续发展的应用技术,特别是共性技术和基础技术。坚持以企业为技术创新主体,从人才、投入和机制等方面创造条件,加快技术成果转化步伐。充分发挥技术进步对产业优化升级的巨大推动作用,加大技术进步对经济社会协调发展的贡献程度。
“建设资源节约型、环境友好型社会”,是实现经济又快又好发展的社会基础。实践证明,全面建设小康社会,必须走兼顾生产发展、生活富裕、生态良好目标的发展道路,以实现经济增长与人口、资源、环境的协调。“十五”期间我国的环境和生态变化仍然呈现“点上治理、面上破坏”的特点,所以,“克服资源短缺的瓶颈,解决环境污染和生态破坏造成的矛盾和问题,是增强可持续发展能力、实现经济社会又快又好发展的迫切需要”。为此,要树立资源忧患意识,保护和合理利用资源;坚持开源与节流并举,节约优先的方针;利用市场机制,提高自然资源的利用效率;转变生产方式和消费模式,发展循环经济;依靠科技进步,提高保护和合理利用自然资源水平。同时,在环境治理方面,要从名义上的全面治理转向务实的重点治理;在减缓生态、环境面上恶化趋势的同时,进行重点治理,使重点地区的环境质量有所改善,自然保护区等重点生态功能区的管理质量得以提高。
科学发展观的第一要义是发展,核心是以人为本,基本要求是全面协调可持续,根本方法是统筹兼顾,四个方面的内涵是一个科学体系、统一整体。用科学发展观统领政法工作,重点是在政法工作中坚持以人为本这个核心。
政法工作坚持以人为本,就是要尊重人民的主体地位,把群众的利益放在第一位,视群众的利益高于一切,切实维护好群众利益。具体来讲,应当做到以下三个方面:
一、要怀着对人民群众的深厚感情去做工作
感情问题就是立场问题,是政治方向、政治原则问题。感情也是做好各项工作的基础,决定着工作思路、工作方法、工作部署和工作效果。如果一个人、一个团体、一个政党对人民群众有感情,做出的决策部署,制定的政策措施,就是为人民群众谋利益的,就符合人民群众的意愿和需求;反过来,对人民群众没有感情,做决策、办事情就不可能符合人民群众的利益。政法机关是国家机器的重要组成部分,肩负着巩固党的执政地位、维护国家长治久安、保障人民安居乐业、促进经济社会发展的神圣职责。巩固政权、维护稳定、促进发展,说到底都是一个人心向背的问题。政法机关履行好工作职责,一方面要发挥好打击和预防犯罪的职能作用,在人民群众的利益受到侵害的时候,及时有力的打击犯罪、保护人民,维护人民群众权益,维护社会和谐稳定;另一方面,要发挥好服务群众的职能作用,切实落实各项便民利民措施,全心全意为群众办实事,办好事,以良好的作风和优质的服务,树立政法机关的良好形象。因此,政法机关能不能履行好肩负的职责,第一位的就是要看是不是对人民群众有感情。
如果我们对人民群众充满感情,就会积极主动去做好各项工作,即使是外行也能很快成为内行,责任心事业心都会得到加强,作风也可以很快得到改进,工作效果也会显现出来。如果黑恶团伙成势、“两抢一盗”等刑事犯罪多发、人民群众缺乏安全感,就不仅仅是工作方法和工作手段上的问题,就应当在工作责任心上找问题,就要认真反思一下,政法机关是不是履行好自己的职责了,是不是真正为群众着想了。我们讲人民是我们的衣食父母,但有些事情却没有做到为群众着想、为群众服务。现实生活中一些群众为了维护自己的切身权益,到乡里、县里上访解决不了问题,又长途奔波,到省里、到XX上访,有些地方花费大量的人力、物力、财力,把他们拦回来、哄回来,甚至押回来,但又不去真正解决问题。这些上访群众如果是自己的兄弟姐妹,会这样对待他们吗?如果问题在应该解决的地方解决了,群众是不愿意花费那么大的精力、财力四处上访告状的。产生大量越级上访、集体上访、非正常上访的原因,主要是我们工作没做好,特别是我们执法办案部门没做好,关键问题是对群众尤其是农民群众有没有感情,有没有责任心、事业心,是不是把上访群众反映的问题作为份内的事情去认真对待、认真解决了。而责任心和事业心来自于对群众的感情,来自于对党的忠诚。只有带着真情实感,才能切实解决问题、做好工作。
二、要围绕维护好人民群众的根本利益部署工作
对群众是不是充满感情,体现在工作上,就是看站在哪个立场上、从什么样的出发点来做工作的。政法机关安排部署工作,首先要考虑是否符合人民群众的利益,考虑当前人民群众最需要我们做什么、最希望我们做什么,围绕着群众的要求和期待去研究思考、部署落实。如果只是为自己的利益、为自己的官位着想,工作中就会走形式、摆花架子,就会围绕着出政绩、应付上级检查来安排部署,而不是从群众的要求和期待出发来部署和落实。带着这样的思想观念去做工作,是不可能取得好的效果的。无论是从政法机关的性质和职责上讲,还是从人民群众的要求和期待上讲,我们的各项工作安排都必须紧紧围绕群众的利益,把维护好、实现好、发展好人民群众的根本利益作为出发点和落脚点。只有紧紧抓住这一点,切实维护好广大群众的利益,政法队伍的形象才能得到提升,政法工作才会有深厚的群众基础和强大动力。体现在实际工作中,要从人民群众对严格公正执法的需求出发,把维护公平正义作为政法工作的生命线,依法公正地处理每一起案件,为人民主持公道,伸张正义;要从人民群众对安全稳定的需求出发,严厉打击和预防侵害群众利益的违法犯罪,保证人民群众生命财产安全,保持社会和谐稳定,增强群众安全感,为人民群众安居乐业创造良好环境;要从人民群众对优质高效服务的需求出发,进一步增强服务意识,强化服务职能,拓宽服务途径,牢固树立以改善服务为重点的社会管理新理念,把服务的理念融入到政法工作的各个方面。这几年,我们部署开展的社会主义法治理念教育、解决法院执行难、处理涉法涉诉上访问题、“打黑除恶”、打击“两抢一盗”、政法机关承诺为群众办实事等,无一不是从维护好人民群众的利益出发的。这些工作部署既符合广大人民群众的切身利益,也符合政法工作实际。因此,我们要不断地深入研究思考当前要做好什么工作,怎样维护好、实现好、发展好人民群众的利益,找准工作的切入点和努力方向。
抢抓机遇、科学发展 不断提升服务水平
机关车队是为市五大班子领导和广大机关干部职工提供车辆服务的。近年来,面对服务对象要求提高、车队经费紧张、油价不断波动等不利因素,我们树立创新意识,全力抢抓发展的新机遇,勇于开拓服务市场,用科学发展观理论武装职工头脑,切实加强服务意识和工作作风建设,扩大了服务领域,提高了服务质量,取得了较好的经济效益和社会效益。
一、抢抓机遇、开拓市场,增强发展后劲
机关车队要发展、要科学发展,一直是我们全队班子成员的首要工作任务,为市领导服务和为机关干部职工服务需要更多的资金支持,而如何获得更多的经济效益,我们首先在修理厂的发展上做文章。为了使修理厂在市场竞争中夺得一席之地,关键是要有自己的主打项目和优势产业。为此,我们多次考察、反复论证,在局领导的大力支持下,首先选中了压缩天然气(cng)汽车改装这一朝阳产业。从20xx年10月以来,经过我们积极努力相继取得了改装资质,成为全省第一家领取《压力容器安装维修许可证》的单位,并开发了压缩天然气汽车维修管理软件。截止目前已改装压缩天然气汽车近500台,取得了较好的社会效益和经济效益。在此基础上,我们还在积极筹建cng气瓶检验站的工作。这项工作已同市质监局达成合作意向,完成有关设备考察工作,待批准后即可进行设备采购。
二、挖掘潜力,提高效益,提升服务水平
要使车队的服务水平不断提升,不但要谋求新发展,还要不断挖掘潜力,合理的利用好现有的人力、物力资源,使其发挥更大的作用,获得更多的效益。
机关职工通勤车只有在工作日发车,我们就利用节假日对外出租;同时,我们还尝试出租闲置的车库来创造效益。汽车租赁站车况不好,我们就以提高服务质量来吸引客户。机关职工乘坐通勤的人数随季节变化,我们就加强管理、加大通勤票检查力度,有效遏制了无票乘车的现象。
为了提高修理厂的经济效益,我们针对汽车维修市场的变化和车型的不断更新,有针对性的更换维修检测设备,提高维修能力和质量,扩大对外服务范围,增加维修车辆。
这一系列的措施使车队获得了客观的经济收入。补充了车辆经费不足,减少了财政负担。20xx年在局领导的大力支持下,我们还新购入了两台考斯特面包车,为车队的服务上水平创造了一个新的平台。
三、带队伍、改善作风,形成集体合力
车队职工岗位分散,工作时间不一致,就连召开全队职工大会都要选择在工作以外的时间。为了把这样一支队伍带好,形成合力,我们一方面加强正面教育,努力建设一支有理想、有道德、有文化、有纪律的职工队伍,教育职工树立远大理想、爱岗敬业、廉洁奉公、诚实守信、遵纪守法,提高职工的服务意识和主人翁责任感。另一方面,我们强化制度建设,以制度管人。近年来,我们制定和完善了岗位责任制、安全制度、车辆、驾驶员管理制度、安全优质服务奖惩制度等;并在执行中加强教育监督,坚持每月25日召开全队的安全例会,提高了大家的责任心,强化了驾驶员的安全意识。创造了市领导公务用车全年行驶300万公里、出长途2330台次无重大安全事故的记录。三是提升技能培训,对司机们加强岗位练兵,鼓励广大职工刻苦钻研技术,不断提高他们的驾驶技能。现在,司机们每天早出晚归,节假日不休息,随叫随到,不计报酬,他们的优质服务得到了各级领导认可和广大机关干部职工的好评。
关键词:科学技术;化学学科;发展趋势;化学教学;启示
文章编号:1005C6629(2016)10C0003C05 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
3 展望化学科学的发展趋势
世界很奇妙,未解之谜不少。尽管现代科学技术已经揭开了不少谜底,取得了很大成就,仍然有许多问题尚未解决,仍然会不断地发现、产生新的问题,在这些问题中有相当大的部分通常归属于化学问题,需要化学科学来解决。一般地说,化学问题可以分为3大类:第一类是关于物质组成、结构、性能、合成、检测等等的“纯粹化学”问题,例如“三氧化二碳分子具有什么样的结构?”“三氧化二碳有哪些性质?”“怎样制取三氧化二碳?”等。第二类是人类生活、生存和现代社会迫切需要化学解决的现实问题,例如“怎样制造效果更好、副作用更小的新药物?”“人类能不能实时监测自身的化学变化?”“石墨烯能直接应用于日常生活吗?”等,这类问题可以称为“应用化学问题”。第三类是跟化学有密切关系,又需要多学科联袂协同解决的科学问题,例如宇宙的构成、起源与演化问题;生命的起源与演化问题以及“意识和理智是怎样形成的?”“大脑如何思考、如何形成记忆?”“环境如何影响人类基因?”“怎样消除环境污染?”“如何捕获更多的太阳能?”“能否有选择地切断某些免疫反应?”等,这类问题既是基本的又是复杂的,可以称为“跨学科问题”。
这些问题的解决,不仅需要新的化学知识,也将促进化学科学继续发展。
根据解决未来化学问题的需要,可以进一步概括未来化学科学的发展趋势主要是[22,23]:
3.1 由研究简单化学体系向研究复杂化学体系发展
19世纪的化学是在原子的层次上认识和研究物质,主要研究原子的组合和排布,是“原子的科学”(参见恩格斯《自然辩证法》)。20世纪的化学合成了大量的分子,研究了分子中的化学键及其本质、分子的相互作用,高分子材料和生物分子的结构与功能等,主要是在分子的层次上认识和研究物质,被认为是研究分子的科学。21世纪的化学不但研究原子、分子,而且进一步研究分子片、结构单元、高分子、原子分子团簇、超分子、生物大分子、分子和原子各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态,直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反应,制备、剪裁和组装,分离和分析,结构和构象,粒度和形貌,物理和化学性能,生理和生物活性及其输运和调控的作用机制,以及上述各方面的规律、相互关系和应用等,使21世纪的化学越来越成为研究泛分子的科学,由研究简单化学体系向研究复杂化学体系发展。
3.2 由研究简单反应体系向研究复杂反应体系发展
现代化学的研究对象不但由研究简单微粒向研究复杂微粒发展,而且呈现由研究简单反应向研究复杂反应,即向分子群研究深入的发展趋势。近代化学对多分子反应是无能为力的,远远不能满足实际需要。一个活细胞内往往有几十种酶同时催化许多化学反应,研究生物体内的化学反应,就要研究多个分子甚至一大群分子间的反应。生物机体的活动常常同时发生几十个甚至几百个化学反应,生物体为延续生命所发生的化学反应就更加多了。因此,研究复杂的反应体系成为化学科学发展的趋势之一是很自然的。
近代化学致力于获得物质世界的简单的基本解,总是尽可能地把复杂的化学体系简化成简单的体系、孤立的体系来探索其中的分子及其反应,用微观来解释宏观。随着认识的不断发展,人们逐步认识到必须回归复杂性,在实际情境中研究复杂系统,越来越重视对复杂化学体系的研究。所谓复杂体系,既包括组分复杂性,也包括结构复杂性、状态复杂性和过程复杂性。多组分体系、分子群反应、开放体系、耗散结构、非平衡态、亚稳态等等复杂化学体系都成为现代化学的研究对象。同时,化学家开始注重在动态背景中对物质进行研究,而不再局限于静态。例如,在生物细胞膜背景中研究类脂分子的生物化学行为,在高级结构背景中研究蛋白质的功能行为等等。生命过程中的物质代谢都是通过一系列催化反应,而且是高效率的专一的催化反应进行的。可以预期,在未来化学中催化反应将会有极大的发展。
由原子层次到分子层次再到泛分子层次,体系的复杂性正是逐步增加的。复杂系统中的化学过程是研究复杂系统的核心问题,未来化学还需研究宽时间范围的化学行为,研究化学进化和化学演化,建立跟踪分析方法,发展过程理论。
3.3 由注重结构-性质关系向注重组成-结构-性质-功能关系发展
所谓结构是事物内部各组成要素的结合方式,反映着各组成要素的相互联系。性质是事物本身所具有的属性,能反映事物与外部其他事物的联系,而且这种联系往往不是太复杂的。功能则是事物能够满足某种需求的一种属性,是系统作用于他物的能力,其机制往往是比较复杂的。功能所发挥的作用一般都是正面的、有利的;性质则无正面、负面之分,或者说既包括正面的也包括负面的。组成、结构、性质、功能之间既有密切联系又有所区别。对于简单系统,注意其结构与性质的联系就足以认识和了解对象系统了,因而通常就只关注简单系统的结构与性质的联系。对于复杂系统来说,其性质在内部不是均匀分布的,难以用来完整地说明系统的内部和外部作用,相对来说功能更显重要,而结构对于功能往往有着决定性的影响。因此,了解结构与功能的相互联系,实行结构研究与功能研究结合,成为认识和了解复杂系统的重要方法。对于未来化学来说,研究结构时研究高级结构应该更为重要,基于结构、功能关系来设计、合成新功能分子或功能材料;基于分子或合成子组装的合成、构筑高级结构的研究,包括控制大分子缠绕、折叠和多层次有序聚集研究;基于模拟生物材料形成过程的合成方法研究等将得到进一步发展。上述所谓高级结构都是由结构单元分子组合成的,是以分子间弱相互作用为基础的。
前已述及,现代化学科学的研究对象已由相对简单的化学系统逐步转变为复杂的化学系统。与此对应,在研究的侧重点上,现代化学科学呈现出由注重结构-性质关系向注重组成-结构-性质-功能关系发展的特点。
3.4 由偶然发现向自觉寻找或发明发展
19世纪化学的研究方法主要是实验方法,因而被称为实验的科学,化学的新发现也常常具有偶然性。到了20世纪下半叶,随着量子化学在化学中的应用,化学不再是纯粹的实验科学了。许多高难度的合成工作都事先根据理论设计,然后决定合成路线。稀有气体化合物的发现、维生素B12在轨道对称性守恒原理指导下的成功合成等等,都凸显了理论化学的重要性。1998年诺贝尔化学奖的颁奖公告就宣称:“量子化学已经发展成为广大化学家所使用的工具,将化学带入一个新时代,在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质。化学不再是纯粹的实验科学了。”
为了满足未来社会的种种要求,需要发展新的反应(例如绿色技术要求)。随着对化学反应本质的理解,特别是分子识别概念的引入,进一步综合考虑反应分子间各种作用力所起的作用,就有可能设计新的反应,发明创造新的反应,尤其在不对称合成反应和催化反应的发明创造方面。预计在未来,理论和计算方法的应用将大大加强,理论对实验研究起指导作用,理论和实验更加密切结合,使实验探究获得较强的自觉性,未来化学将实现由发现反应到发明反应的飞跃。化学思想、化学方法学、化学哲学的讨论也会引起越来越多的人的兴趣。
3.5 由应用传统手段向应用现代科学技术和现代信息技术发展
为了解决新问题、解决越来越复杂的问题,需要新的思路、新的过程和新的方法。因此,在21世纪,化学科学的新方法、新手段会层出不穷。
例如,合成化学始终是化学的根本任务。为了适应各种新功能分子的合成需求,合成设计必须有新的发展,尤其是对各种功能性分子聚集体的制备,需要研究过去化学家较为陌生的组装问题。未来的合成化学将从化合物的经典合成方法扩展到包含组装等在内的广义合成,以求得到能实际应用的分子器件和组装体。有人概括新合成方法的特点是“十化”:芯片化,组合化,模板化,定向化,设计化,基因工程化,自组装化,手性化,原子经济化,绿色化。引进酶技术、仿生技术、膜技术等新的实验技术,则将有力地促进生物机体和生命秘密的研究。
再如,分析化学将进一步吸收大量物理方法、生物学方法、电子学和信息科学方法,发展成为分析科学,大大拓宽应用范围。分析方法的发展趋势也被概括为“十化”:微型化芯片化、仿生化、在线化、实时化、原位化、在体化、智能化、信息化、高灵敏化、高选择性化、单原子化或单分子化。单分子光谱、单分子检测,搬运和调控的技术受到重视;以分离和分析方法连用,合成和分离方法连用,合成、分离和分析方法连用为内容的“三连用”将是很普遍的现象。
化学实验将趋向高技术化、自动化、微型化和超微型化,以节省能源、节省材料、节省时间、减少污染。
计算机技术的发展,尤其是分子结构与性能的计算机数据库的建立以及分子模建技术的发展,使得化学中的分子设计、合成设计以及进一步的反应设计有了很好的助手和工具,模型和计算机虚拟将成为化学的新方法。化学体系的组成-结构-性质-功能信息和大数据以及化学过程的各种信息和大数据将有力地促进对复杂化学系统的研究。
随着计算机性能的逐步提高,计算化学将会有进一步的大发展。未来的智能化计算机将能进行学习,帮助化学家更好地进行实验模拟、实验设计以及实验控制,应用机器来设计、合成分子将越来越多。计算机技术以及化学信息学技术、大数据技术将为化学在新世纪迅速发展插翅添翼。
此外,化学将由单科闭门独干向多学科相互渗透、交叉、协同发展,这一趋势在此不再赘述。
4 科学技术及化学科学新发展对化学教学的启示
未来化学将会在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用;推动材料科学进一步发展;在解决食物短缺问题、治理环境、提高人类生存质量和生存安全、拓展人类化学认知的广度深度等方面继续起保证作用。因此,化学应该成为高中阶段的一门重要的科学课程。
科学技术和化学学科新的发展和趋势无疑会影响化学教学的内容。例如,合成、组装复杂分子的过程包含着分子识别过程,充实、提高和普及分子识别这一观念可能是现代化学教育的重要任务之一。但是,这不是最主要的。笔者认为,最主要的是:
4.1 注重研究思路、方法和创新的感悟、体会与训练
科学技术和化学学科的新发展是科学创新的成果,它给化学教学的重要启示之一就是要注重培养学生的创新意识和创新能力。
要培养好学生的创新能力,首先要注意通过对典型创新成果的分析、讨论来影响、启发学生,培养学生具有浓厚的创新兴趣和强烈的创新意识。
其次要注意引导学生感悟、概括典型创新成果的研究思路和方法,形成体会并适当安排相应训练。所谓研究思路是认知策略的具体表现形式,实质上就是认知策略,是开展认知活动的指导思想、行动规则和组织实施的依据,是认知活动过程和方法的精髓、灵魂和本质特征,是认知活动、认知智慧的核心成分,决定着认知活动的成败。认知活动越复杂,认知策略的关键作用就越强,越是要予以注意。
有关的知识和经验是认知智慧的基础,没有它们,认知策略就不能形成。有关的操作技能等决定着认知策略能不能落实、能不能具体化、能不能转化为实践。但是,它们绝不是认知策略本身。因此,绝不能用创新成果的知识灌输和操作训练来代替创新研究思路、方法的感悟与体会。
4.2 注意学科思想(观念)的渗透、领悟和发展
根据现代化学的特点和发展趋势,高中化学课程应该注意用恰当的方法把先进的观念介绍给学生,例如关于物质微粒及其相互作用的多样性和多层次性、微粒尺度对物质性质的影响、跟自然和谐相处等等,要认真清除传统教学内容中的形而上学观念,对学生进行生动的辩证唯物主义教育。
学科思想(或学科观念)有助于学生理解、接受和掌握有关知识,十分重要,但绝不能一成不变地教条式记忆。在化学教学中注意渗透化学学科思想(观念)并适时总结、适时发展提升、注意应用,有助于学生学好化学,把握真谛。以化学微粒观为例,有人在学生刚学习分子、原子时就强调掌握微粒观,这是违反观念形成规律的,是不适宜的。另一种情况则是:在初三化学学习了分子、原子之后,就再也不提微粒观,不重视微粒观的应用,更不重视微粒观的发展,觉得已经强调过了、“无话可讲”了。其实在后续的学习中,不仅在涉及微观过程或者涉及微粒相互作用、相互影响时可以涉及微粒观,在涉及物质微粒及其相互作用多样性和多层次性时、涉及复杂化学体系的高级结构、涉及各种泛分子时都是应用微粒观、发展提升微粒观,使学生更好地掌握微粒观的好时机。
4.3 注重立德树人,促进全面发展
在科学技术不断发展、造福人类,并涌现许多用科学技术服务民族、服务国家、服务人类的楷模的同时,也存在着害人科技、犯罪科技等危害人类的负面现象,例如考场高科技作弊、高仿真犯罪、电信诈骗、伪基站、网络病毒、恶意软件、电脑犯罪、网络盗窃、计算机高频下单炒股、致幻剂、high药、新化学、瘦肉精、地沟油、三聚氰胺奶、苏丹红鸭蛋、甲醛鱿鱼、硫磺枸杞、孔雀石绿防腐鱼、染色“黄花鱼”、假鸡蛋、滥用反式脂肪酸和塑化剂,等等。“发明”这些害人科技、犯罪科技的人都是掌握了有关科学技术的人!至于明知故犯,私排有害化学品或滥用化学制品造成公害、污染环境的人就更多了。严峻的事实从反面警醒我们:科学技术教育一定要注重立德树人,注重进行道德伦理教育,一定要关注学生的全面发展,努力促进学生全面发展。
根据现代化学的特点和发展趋势,中学化学课程还应该通过生动具体的事例让学生体会化学跟其他学科的密切联系,知道化学是生命科学、材料科学、环境科学以及信息科学进一步发展的重要基础,认识到在基础教育阶段偏科是不应该的。
4.4 培养学习兴趣,切忌吓跑学生
根据现代化学的特点和发展趋势,中学化学课程应该注意引导学生大致了解现代化学的目标、任务、对象、内容、方法、手段、重要领域和成就,了解化学的视野逐步扩大,增强他们学习化学的兴趣。
复杂的学习内容往往显得比较艰深、枯燥,特别需要浓厚的学习兴趣支撑。复杂的学习内容不是注定跟学习兴趣有矛盾、有冲突的。与此相反,几乎每一个复杂研究成果都是在巨大兴趣的推动下取得的。研究活动如此,学习活动也应该如此,关键在于要对内容、形式、方法等作适当的处理加工,而不是简单、粗暴地灌输。
在化学学科新发展中有许多生动的例子。例如,固相表面催化是复杂的,通常似乎难以激发学习兴趣。如果在基于煤转化的有机合成工业的教学中,适当介绍一点微观机理过程,结合模型或示意图介绍中科院包信和院士研究团队巧妙地用部分还原的复合氧化物作催化剂,让CO分子在催化剂氧缺陷位上吸附并解离;气相氢分子选择性地与解离生成的C原子反应生成亚甲基自由基;催化剂表面CO解离生成的氧原子倾向性地与另一个CO反应形成CO2;亚甲基自由基迅速进入分子筛孔道,在孔道限域环境中进行择形偶联反应定向生成低碳烯烃而不是在催化剂表面停留或发生表面聚合反应。通过以CO替代H2来消除烃类形成中多余的氧原子,在反应不改变CO2总排放的情况下,摒弃了水煤气变换反应,从原理上开创了一条低耗水进行煤转化的新途径。同时,创造性将氧化物催化剂与分子筛复合,巧妙地实现CO活化和中间体偶联等两种催化活性中心的有效分离,把费托过程中“漫无目的”生长的自由基控制在一个“笼子”(分子筛)里,使其变成想要的目标产物(低碳烯烃);介绍美国《科学》杂志以“令人惊奇的选择性”为题发表专家评述,认为该过程未来在工业上将具有巨大的竞争力等背景知识,学习要求则不提高……这样做可以让学生体会征服困难、获得成功的喜悦,激发他们学习和探究的兴趣。
现今的中学化学教学以刷题训练为主,而且考试难度大幅度提高,导致不少学生失去学习兴趣。在实行升学选考后,选考化学的人数显著减少,在一些地方已影响到化学课的正常开设,这个教训必须吸取。
4.5 痛下决心,切实改革课程、教材、训练与考试
现代科学技术发展和社会发展的需要,使现代化学面临着一轮新的变革和发展。对此,高中化学课程需要建立一种灵活的机制,以便于及时地反映现代化学迅速发展、变化着的特点和进展,及时调整中学化学的内容,加强课程内容的现代化,把符合现代化学特点和发展趋势的基础性内容介绍给中学生,并且提供选择机会使他们能对现代化学的某些领域或者研究案例作比较深入的了解,等等。
目前我们的基础教育已经被升学应试绑架,虽然形形的改革措施不断出台,实际上应试教育愈演愈烈,学生以及教师、家长的负担很重,严重影响了学生全面发展和人才健康成长,迫切需要痛下决心,全面改革课程、教材、训练与考试。这是一个复杂、庞大、艰难的系统工程,我们期待、祝愿它早日成功。
参考文献:
关键词:计算机科学与技术;发展;趋势
中图分类号:G623.58文献标识码: A
一、计算机科学与技术的发展历史回顾
1946年2月15日,世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”(ENIAC)在美国研制成功。当时它是由1.8万个电子管组成,是一台又大又笨重的机器,体重达30多吨,占地有两三间的教室般大,运算速度为每秒5000次的加法运算。并且当时它的计算成本很高,随着计算机成本的逐步降低,到了20世纪60年代和80年代以后,很多国家的政府部门和专业的研究机构以及有实力的企业开始应用计算机管理各种事务,后来,随着科学技术的逐渐发展,因特尔思维CPU处理器的诞生进一步推动了计算机的普及与推广。直到1982年世界上首台个人计算机的诞生,使计算机的成本快速下降,计算机科学技术的应用从一开始只能用于军事部门和大型科研企业开始发展转入到普通的小公司甚至一般家庭。20世纪90年代开始,计算机科学技术逐渐呈现两极化的发展趋势:一方面向微型发展,进入到各个企业、家庭;另一方面,计算机科学技术仍然在军事、国防、科研等领域广泛应用。
目前,计算机科学无论是在政府机关、企业、家庭等领域,计算机科学技术都得到了广泛的发展和进步的体现,不难发现,计算机儿科学技术是一个计算机是一个飞速发展、进步、具有超强生命力和发展前景的领域,计算机科学无论在运算速度、开发成本、使用性能都得到了质与量的飞跃,它的每次更新发展都必然带来自身的进步与推广。而如今,随着它的六十多年发展历史,并且逐步渗透到人们社会与生活的方方面面,从一元向多元化的转变,极大的充实和发展了人类生活领域,促进了社会文明进步。
二、计算机科学与技术的发展现状
(一)普及性与深入发展性
科学技术是第一生产力,不断发展进步的计算机科学技术是当今社会中潜在与重要生产力,对人类社会发展进步有着举足轻重的地位,是毫无疑问的生产力,如今,随着科学技术的飞速发展和计算机应用的日益普及,人们开始越来越多地利用计算机解决实际问题,计算机已经作为一种支柱性的力量渗透到社会生活的方方面面,经济、社会、文化、商业领域等。并且随着计算机不断地更新进步,它对现代社会的影响必然随之扩大。
(二)专门化与综合化
在计算机已经越来越普及的同时,其专门化和综合应用的特点也日益凸显出来,例如,各种家用电器也开始具备了智能化,通过网络来操控家电的运行程序,家庭网络分布式系统将逐渐取代目前单机操作的模式,极大的方便了人们的生活。另一方面,为了适应某些经济政策发展需要,计算机技术的多方面专门化又必须强化为系统的综合性能,从而更好地解决方方面面的工作。
(三)突破性与深入性
随着计算机技术在各个领域专业化的普及与发展,它的功能和定位将会更加明确,从而促使计算机应用的领域功能分化,挑战更多的突破性革命,并且深入到社会生活更加广泛的领域。这种突破性突出表现在计算机科学的发展更新上,从1904年电子管的发明到1946年第一台计算机的问世,共耗时42年,而随着科技的进步,半导体晶体管到半导体计算机的发明只用了10年的时间,此外。微电子精细加工发展到集成电路,历时不到两年,一直到到第四代计算机的问世,更是历史的重大进步与突破,现如今,根据不同使用人群的需求,各种台式机和笔记本逐渐诞生并且不断的进行更新改造,计算机将按照从事的工作进行分类更多的体现了人性化的要求和社会生活的发展需要。
三、计算机科学技术在未来的发展趋势
(一)计算机科学技术向信息的智能化更加深层次的发展
在一定程度上,网络技术的发展已经成为计算机系统的中心,在普及计算机功能上起着日趋重要的作用和影响。宽带高速上网等服务是目前计算机的主要特性,各种不同的发展技术将在未来等到更好的发展体现。同时,人们可以在网上看到来自于世界方方面面的信息,并从中获取我们自身想要得到的信息,极大的充实了人们的知识量、拓宽了人们视野。目前。人们利用计算机科学技术所提供的智能化服务,应用在家庭、企业等不同领域,促进了现代科技的发展,人文化、智能化在多方面得到了体现,促进了计算机想更高、更深入层次的发展进步。
(二)计算机科学技术日益普及、向多领域广泛的发展
随着社会的发展进步,人们对现代化生活方式的需要,计算机作为一种必不可少的工具进一步向社会渗透普及,计算机科学技术教育也在各种程度的教学领域纷纷得到实践,各个阶层要求掌握计算机科学技术知识也大幅增长,“无处不在的计算”发展趋势不仅体现在国内,在国外同样日益普及,向多领域、多层次发展延伸。计算机科学技术存在于各种家庭电器中,现在的笔记本、电子书籍等更是计算机向多领域多层次发展普及的表现。不论是学生、上班族都可以根据手中的笔记本进行学习,查阅资料。即方便又快捷。它的发展普及适应了高效率、高节奏的城市生活发展。
(三)计算机的更新速度越来越快、性能品质越来越高
目前,计算机的更新效率越来愈快,随着科技的不断进步,针对计算机科学技术在使用中日益暴露的弊端进行更新改造,并且更新改造的效率逐渐加快,比如,计算机的“并行处理”技术,程度越来愈高。目前世界上性能最高的计算机已经采用上万计算机并行的方式处理,Inter公司现拥有10亿以上的晶体管微处理器,把计算机协调并行起来,高效的解决现实存在的技术问题。高性能、高品质的更新技术日益发展实践,促进了社会科学技术的进步。