技术课教学论文精选(九篇)

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第1篇：技术课教学论文范文

学科建设是高校具有战略性的基础建设。学科的定位是学科健康发展的关键问题。教育技术学的定位首先要把握其学科地位，它是教育和技术的综合交叉学科，伴随教育的发展和信息技术的创新而产生。许多专家学者将其定位为“教育”、“技术”、“教育与技术”，“综合性应用学科”。但是争论的核心问题仍在于教育与技术的分量，而且始终没有离开“教育”和“技术”这两个关键词。教育技术学研究解决教育教学问题，其发展离不开技术的促进作用，并随技术的发展而发展；教育技术学中教育与技术是并列的关系，应是教育与技术的有机结合。教育技术学是是应用教育技术学的有关理论、手段来解析教学中的实际问题。此过程既离不开教育、技术两个因素的作用，又离不开教育与技术结合的作用。因此，应该将教育技术学学科定位为：教育为主导，技术为主体，教育与技术有机整合。

1、教育为主导

教育技术学首先说明“是什么”的问题。教育技术学根据教育学的基本理论、基本方法，解决教育教学中的问题。教学技术是关于学习资源和学习过程的设计、开发、利用、管理和评价的理论和实践。所以，教育技术学的研究对象、研究范畴和研究领域都与教育教学过程及教育教学资源密切相关，主要是为了提高教育教学效率，培养高层次人才。离开了教育的主导地位，也就谈不上教育技术学。社会在发展，任何形式的教育总是不能脱离教育这个根本主导。

2、技术为主体

“技术”是要解决“如何做”的问题。教育系统中技术是最活跃的因素，能够保证教育的实现。教育技术学应该关注多种技术的教学应用。技术随社会不断发展创新，要将各种可能的技术转化为教育的现实性，最终实现真正的教育技术。何克抗教授说，“教育中的技术”大部分技术还可应用于如录音机、电视机、教学、娱乐，不仅仅只是用于教育方面，但其本质还是技术。技术为主体的“技术”，指广义的技术。伴随社会发展，内涵也不断丰富。教育技术学具有时代特点。教学首先就要做好教学设计，例如，上课——上好课——怎样上好课，说的就是上课的技术及艺术，所以，技术是离不开实践的。

3、教育与技术有机整合方式与结果

要实现统一，只能以教育为主导，技术为主体，教育与技术有机整合，才能让教育技术学科长足发展。如果只强调教育，忽视技术的应用，就会脱离时代特征，进入纯理论研究的怪圈；相反，将教育与技术分开，只强调技术，忽视理论的指导意义，技术也只能是技术，无法实现教育的目的。例如，南国农先生的A×B=C，萧树滋先生的A+B=C（其中：A=现代教育思想理论，B=现代信息技术，C=成功的教育技术专业），这些都是教育与技术相融合例子。

二、教育技术学学科建设的原则

所谓教育技术学学科建设，是指教育技术学科主体把握教育技术学学科规律，紧随社会发展，结合教学实际，采取各种措施促进教育技术学科进步发展的一种教学实践活动。整个学科的发展是宏观层面，教育技术学科是从微观层面进行学科建设探讨。

1、把握教育技术的规律和发展方向

此原则针对学科建设内容，首先要理解教育技术学科的特点和发展规律，增强团队、平台的建设和文化营造，努力培养人才，实现教育技术学科建设目标。团队建设是学科建设最重要的方面。梅贻琦先生说，大学之大，不在于有大楼，而在于有大师。所以，大学管理的关键问题是组建教师团队，建立有效的运行机制，搭建学科平台。教育技术学科实践性、交叉性强，以团队模式开展管理是合理的。团队的建设中学术带头人是核心，团队的为人处世、文化、组织与激励机制是主要因素。

2、结合学校实际，创造自己的品牌效应

每个学科建设都希望最终有自己的品牌效果。教育技术学科建设通过不断调整，创造自己品牌最终会形成良性循环。首先，教育技术学科建设需要优化资源配置过程，也就是分析各种影响因素，找到自身的比较优势，确定其学科发展重点，实事求是，办出特色。其次，教育技术学科建设需要持之以恒，需要不断探索和时间的积累，才会在学科发展中立于长青之地。

三、对教育技术学学科建设的展望

教育技术在时展大潮中不断随社会的发展而发展。在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中，“加快教育信息化进程”要求被特别提出来。我国各种教育技术会议中提出的新的理论、观点、方法，都展现了教育技术学的交融性、时代性、创新性。众多的教育技术在繁荣的教育理论基础上被引入教育教学。教育技术学学科机遇与挑战并存，教育与技术需要被有机的结合，才能促进教育技术的健康发展。新的历史时期，不断发展的教育技术学学科，还在逐渐借鉴吸收人文科学、自然科学、以及一些技术基础、学科基础、艺术基础、哲学基础、教育基础等，并将其加以创新，使教育技术学科枝繁叶茂。教育技术学科应该涵盖教育技术的学习过程、理论、学校教育实践以及各分支层面，生生不息。在教育技术学发展中，创新应该是主导，并作为一条红线横贯其中；在教育理论的主导作用下，使教育技术学朝前不断发展；技术是教育技术学发展的根基，技术的升华与纵横拓展是教育技术学科建设的巨大工程；实现教育与技术的有机整合，让技术不断地为教育服务，加快教育技术学科的建设步伐和人的全面发展。

四、结语

第2篇：技术课教学论文范文

1.信息技术应用的硬件条件不足

城市的学校教学条件一般较好，但是在我国的不发达地区，许多学校的硬件设施水平还没有达到应用信息技术开展教学的水平。一般的学校会有一个大的多媒体教师，学校也有互联网服务，但是一次只能满足一个班级的授课需求。具有这样条件的学校，这个多媒体教室也不是随便用的，只有公开课的时候学校才会允许教师使用多媒体教室。硬件条件达不到标准，信息技术无法走进数学课堂，更不要提有效的整合了。

2.教师的信息技术水平不足

小学数学教师的信息技术水平，对于信息技术与小学数学课堂教学活动的整合效果有着重要的影响。工作在一线的骨干教师，大多年龄偏大，他们的计算机水平不高，也没有信息技术的学习兴趣。教师对于自己的信息技术水平没有信心，也没有认识到学习信息技术的重要性，从而使得小学数学教学工作停滞不前。

3.课件制作的封闭性较大

课件的质量，从一定程度上来讲，制约着小学数学的课堂教学质量。只有质量高的课件，才能合理地展示与分析课堂教学的重难点，高效地完成教学任务。但是，课件的制作是十分费时与费力的，教师之间共同分享与讨论，可以提高教师的备课与教学质量。但大多数教师不愿意分享自己的思考成果，相互保留教学经验，造成信息技术应用的基础不足。

二、小学数学课堂教学与信息技术的整合方法分析

将小学数学课堂教学与信息技术教学进行整合，需要采用正确的方法。下面，笔者就小学数学课堂教学与信息技术的整合提出几点方法：

1.利用信息技术，丰富小学数学课堂导入

小学数学教学活动，对于小学生数学思维的发展以及学习能力的提高具有启发性作用。一般来说，教师在对课堂活动进行导入时，需要对学生的注意力进行有效地集中，让学生的兴趣点得到点燃，促进学生求知欲望的增强。要在课堂导入环节做到这些，老师应当为学生创设一个相对真实的学习情境，激发小学生的数学学习好奇心。将信息技术融入到小学数学课堂导入环节中，有利于开启学生的思维大门，让学生在数学课堂中不断思考与探究，创设一个更加轻松与愉快的课堂氛围。比如在讲解有关于四边形的知识时，教师让学生根据课本上的文字描述以及简单的图片，对四边形的分类与特点进行学习是十分枯燥的，也无法激发小学生的数学学习积极性。而利用信息技术，为学生呈现更多形象与直观的例子，会使学生在短时间内融入到小学数学学习活动中。教师可以结合学生的生活，从生活中提取一些与四边形相关的例子，为学生讲解四边形知识。教师可以将学校中花坛的照片，学生课桌图片以及学校的平面图等作为课堂导入的图片，让学生通过身边的事物对数学课本中的知识有所了解。视觉感受对于小学生来讲是十分重要的，通过信息技术为学生做课堂导入活动，有利于学生数学思维的开发。

2.利用信息技术，讲解数学重难点

每一节小学数学课，都会有其重难点。在数学学习的过程中，小学生也会遇到各种各样的难题。利用信息技术对较为抽象的数学知识进行形象化讲解，会使小学生更加高效地学习与吸引数学重难点。教学重难点的解决，会推动数学教学活动向前发展，也会使小学生的数学学习心理负担得以减少。比如在学习长方形的面积时，教师需要向小学生阐述面积的概念以及面积单位的由来。教师可以利用动画的播放，通过呈现长方形的长与宽，划定长方形面积所表达的区域，让学生理解面积的定义，促进小学数学课堂教学的顺利实施。

3.利用信息技术，引导学生自主学习

在小学数学教学中，利用信息技术对学科规律进行提示，有利于小学生数学知识掌握程度的提高。学习规律的明确，有利于小学生掌握正确的学习方法，促进小学生认识到数学题目的解题思路，从而使他们能够理解整体的规律，进而做到自主学习。比如在讲解分数运算的时候，教师需要为学生讲解分数通分的知识。那么，教师可以在多媒体课件中为学生罗列几个分数加法运算，让学生认识到加法运算的方法就是先通分，再将分子相加。再为学生罗列几个分数减法运算，引导学生自主发现数学学习规律。学习规律的掌握，会使学生的学习思路更加清晰，从而在对其它知识点的掌握上，能够更好的把握。

三、结语

第3篇：技术课教学论文范文

计算机技术应用在教学过程中的具体方面是非常多并且涉及面非常广泛，从计算机技术的作用来讲主其在教学中的应用主要体现在以下几个方面：很多教师将计算机技术作为辅助教学的工具，能够帮助教师完成一些教学管理以及教学的过程。在很多高校学生都将计算机作为一种学习的工具。通过让学生参与一定的项目并用计算机辅助完成，这使得学生学习的速度和学习的能力大大提高了，使得学习的过程中更加简短和有针对性。另外还有的老师将计算机用于自己教学成果的检验和对自己教学思想的检验，也就是这种教学软件工具对于计算机教学具有非常重要的意义。

二、计算机科学技术在教学中的应用

2.1多媒体教学工作中交互式的计算机技术应用

将多媒体应用于教学过程中增强与学生之间的交互性是计算机技术在教学中的一个最为典型的应用。随着我国高等教育的不断发展，关于一门课的教学资源也是越来越丰富，通过精品课程网站的建设，使得网上的教学资源进一步得到了极大的丰富，在这些教学资源中不乏精品的课件、视频或者是图片这些对于教师本身教学水平的提高增强学生学习的兴趣具有非常重要的作用。绝大多数的教学资源都是以计算机技术为基础的，为了提高自身的教学水平以及增强学生学习的兴趣，作为教师可以将这些多媒体技术巧妙的应用于自身课堂的教学过程中。通过在教学过程中穿插多媒体能够帮助学生进一步加深对于所学知识的理解，同时在教学的过程中通过有效的利用计算机技术可以增强学生和老师之间的互动，使得学生对于教师上课的或者是教学过程存在的一些意见和看法及时的反馈到教师这里，对于教师教学方式的调整以及教学水平的提高具有非常重要的现实意义。

2.2远程通信、网络技术在教育中的作用

在高等院校的教学工作中，网络技术以及远程通信技术的应用在教育的过程中发挥着越来越重要的作用。该技术是网络技术以及通信技术的一个结合，另外还有多媒体技术作为教育的基础，利用计算机技术的网络交互性，使得远程教育得到实现。这种远程教育的方式已经在很多著名的高校流传开来比如网易公开课，在远程教育实现的过程中计算机网络技术、通信技术以及多媒体技术都得到了充分的体现。目前在我国，已经有越来越多的教育工作者和研究者将经历放在远程教育的研究上。在传统的教学模式中虽然也存在师生之间的交流，但是二者之间的交流大多是以语言为载体，并且很多学生碍于面子不愿意和老师进行过多的交流，这个时候计算机技术中的交互性优势就得到了充分的体现。

三、计算机在教学中对学生创新能力的作用

3.1营造良好的创新教育教学环境是培养学生创新能力的关键

通过教育的环境的创新，在一定程度上能够激发学生的创新能力，这种教学环境的创新包括教学心理上的创新以及计算机教学环境上的创新，如果在学生讨论的过程超出了教学设计的范畴，作为教师来讲不应该强行的将学生的思路拉回到课堂当中来，而是应该对学生的质疑给予鼓励，讲出心中的疑惑，这是培养学生创新能力的关键。再利用计算机实现教学的过程中如果学生对于老师的讲述提出了质疑，作为教师不能给学生一味的否定，应当通过适当的方法引导自身想法所出现的问题，让学生通过教师的引导自己否定自身不正确的想法。通过这样的教学方式能够在很大程度上提高学生的学习积极性，能够帮助其树立信心，使得学生在课堂当中时刻保持活跃的思路。但是在这种教育创新环境的营造过程中，要将这种做法的起始点和落脚点都放在对于学生创新能力的培养上，计算机教学具有开放性的特点，再利用计算机进行教学的过程中，要时刻了解计算机技术的发展，并将可以利用的计算机技术应用在教学当中。要通过计算机技术和网络技术的应用使得教学的过程中从课内延伸到课外，从学校内延伸到学校外，要不断的将计算机中的有利于教学的新技术应用在教学过程当中，将计算机应用在各个学科和各个专业领域的教学实践当中，通过计算机使得学生对于学科知识综合运用的能力得到增强，使得学生面对实际问题解决实际问题的能力得到了质的提升。

3.2激发创新思维是培养学生创新能力的重要手段

3.2.1激发学生的学习兴趣

只有学生在学习的过程中有了学习的兴趣和学习的动机才能实现较好的教学效果，学习兴趣对于学生学习具有非常重要的作用，唯有这样才能够使得学生在学习的过程中具有学习的主动性和积极性，也才会对课堂教师所讲授的知识感兴趣，在课堂中才能够保持注意力。教学方式对于学生学习兴趣的提高有非常大的帮助，通过计算机多媒体的形式进行教学能够在很大程度上提高学生学习兴趣，进而提高学校的效果。

3.2.2灵活结合教材，激发学生的创新思维

通过计算机与相应课程的结合来开展教学，按照教学大纲与相应的教育理念来进行教学设计，能够使得学生的创新能力得到极大的提升。在进行教学课程设计的过程中，教师应当结合学科知识与计算机知识的结合，来出相应的题目，这些题目不仅要难度适中而且还能够提高学习创新学习的能力。

四、计算机科学技术在教育中应用的展望

要想使得计算机技术在教学中得到更为广泛的应用，加强计算机应用的范围以及应用的深度，那么就要对学生的教学方式进行积极的创新。目前很多很多方面的应用创新都是在实践的过程中发现的思路。在教学的过程中不断的利用计算机技术实现对于知识的深入理解与应用创新，才能够对传统的教学方式进行彻底的变革，在一定程度加深学生对于知识的理解与应用。在对知识进行学习和探索的过程中，在对某个领域中的模型或者是知识进行验证理解的过程中，一般都会建立相应的推测方法，或者是数学模型来解决相应的问题，在这个过程中很多学生利用计算机来建立实际问题数学模型并利用计算机编程来求解模型的结果最终对于数学知识以及其应用有了更深层次的理解，对于知识的理解以及能够灵活运用在很大程度上又推进了学生对于知识的理解，这使得学生学习能力得到了培养使得学习利用计算机技术来解决实际问题的能力得到了提升，这使得学生学习知识的能力、理解知识以及运用知识的能力得到了质的提升。

五、结语

第4篇：技术课教学论文范文

（一）运算技能：有基本运算技能，还包括平时称为方法的一些技能（基本方法或技能方法）.

（二）识图技能：识别几何图形中各图形要素特征及其关系，识别立体几何图形中各图形要素特征及其关系，识别重要的函数图像，识别有助于解释或证明某些数学事实与关系的图形.

（三）作图技能：其主要功能在于为理解数学知识、解决数学问题建立直观形象的思维支柱.

（四）推理论证技能：中学数学中的推理主要有演绎推理、归纳推理与类比推理三种形式.推理论证技能主要包括如下一些基本技能：明确这三种推理形式的基本属性.如演绎推理是由一般到特殊的推理，若推理过程正确则所得结论一定正确，因而是一种严格的数学推理.而归纳推理与类比推理则均为合情推理，其结果有待检验.懂得三种推理形式各自的推理格式及其在数学活动中的实际应用格式.在数学解题与数学证明中能熟练、灵活地运用各种推理形式.

（五）数学语言表述技能，包括以下几项基本技能：能掌握中学数学中数学语言及符号的意义与书写形式和格式.能熟练进行表述数学知识与数学问题的几种不同表达方式之间的翻译转换.能运用数学语言正确、迅速、规范地将解题过程表述出来.运用信息技术的技能.

二、数学技能的特点与作用

可操作性：经过一定的练习就能熟练掌握，甚至可以形成技巧.可模仿性：有时学生即使对与技能有关知识理解不深刻，但仍能够“照猫画虎”完成.工具性：数学技能往往是解决一种或几种数学问题的“专用”工具.

三、技能课设计策略

（一）整体把握，构造有利于数学训练的练习系统：注重新知识在运用中出现的频率.注重局部分解训练的分量.注意适当的重复和前后的衔接.重视解题过程的思路分析训练.增加练习的弹性.

（二）加强学生课内技能训练：突出练习的技能与相应知识的联系.重视解题思路的分析.处理好分解练习和连贯练习的关系.处理好示范过程中师生之间的互动关系.

（三）落实课内学生全员参与技能训练：确保全员参与.注意练习的个别指导.注意及时了解反馈信息.允许学生出错，注意引导学生从尝试矫正中形成技能.

（四）数学技能课的课堂教学设计课堂结构设计一节课中，要把握课堂节奏，进行课堂结构设计，包括教师的示范讲解，学生的针对性训练，围绕所训练的技能进行教学和讨论.教学内容设计包括构建知识网络，精选典型例题，要有明确的教学目标，突出重点，不在一些细枝末节处浪费时间，要紧紧围绕“所学技能”为主题，在这方面用足时间.问题的设计注重对问题的设计，根据学生差异，设计不同层次具有一定梯度的问题，让每名学生都参与进来，激发他们探究问题的欲望.再生资源的利用在对问题的讨论中，使学生暴露错误并引导学生寻找原因，让学生从根本上改正错误.

四、技能课的教学实践与反思

（一）技能课应关注什么关注技能产生的背景及功能，关注学生的差异，关注训练的量，关注训练的难度，关注学生的及时反馈，关注学生技能优化.

（二）技能课的核心是什么对数学知识的理解，教师的示范，学生的操作演练.

第5篇：技术课教学论文范文

论文摘要：信息技术是一种技术手段，既应用于教师的教，又适用于学生的学。如何将信息技术手段运用于教学，我们就此进行探讨

一、信息技术与课程整合的内涵

信息技术与课程整合的本质与内涵是要求在先进的教育思想、理论的指导下，把计算机及网络为核心的信息技术作为促进学生自主学习的认知工具与情感激励工具、丰富教学环境的创设工具，并将这些工具全面地应用到各学科教学过程中，使各种教学资源、各个教学要素和教学环节，经过整理、组合，相互融合，在整体优化的基础上产生聚集效应，从而促进传统教学方式的根本变革，达到培养学生创新精神与实践能力的目标。

信息技术是一种技术手段，既应用于教师的教，又适用于学生的学；既是辅助教学的演示工具，又是学生学习的认知工具。整合要以系统论的观点为指导，综合应用传统媒体与信息媒体，使二者各扬其长、相互补充。整合要让信息服务于课程，以更好地完成课程目标：又以学生个体符合时代需要的和谐发展为目的，让学生充分接触、使用信息技术，以信息技术促进学生的全面发展。

二、信息技术与课程整合的基本要求

课程整合的教学模式是我国面向21世纪基础教育教学改革的新视点，它与传统的学科教学有一定的交叉性、继承性、综合性，并具有相对独立特点的教学类型。它的研究与实施为学生主体性、创造性的发挥创设了良好的基础，使学校教育朝着自主的、有特色的课程教学方向发展。课程整合将信息技术看作是各类学习的一个有机组成部分，它主要在其他学科的学习活动中有机结合使用信息技术，以便更好地完成课程目标。它强调在利用信息技术之前，教师要清楚学科教学的需求，设法找出信息技术在哪些地方能提高学习效果，使学生完成那些用其他方法做不到或做不好的事。其基本要求是：第一、课程整合是以各种各样具体学科的任务或学科任务包含其中的真实性的情景问题开展信息技术与其他学科相联系的横向综合的教学，使学生置身于提出问题、思考问题、解决问题的动态过程中进行学习。通过一个或几个任务，把相关的各学科知识和能力要求作为一个整体，有机地结合在一起。学生在完成任务的同时，也就完成了所需要掌握的学习目标的学习。但这一切都需精心构思和设计。如何与信息技术整合，这是最值得讨论的一个问题。例如，自然学科的教学与信息技术的整合就不同于其它学科在利用信息技术时可以利用丰富的视、听等多媒体效果刺激学生的感官，激发学生的学习兴趣。如果在教学中一味利用视听刺激，久而久之学生必然产生厌倦情绪，反而不利于学生学习兴趣的激发。自然学科有其自身的魅力，也就在于探索学习者未知的知识领域，因此信息技术的利用，还需要教师不断改进教学设计，利用“问题”吸引学生，达到激发兴趣的目的。

第二、课程整合要求学生学习的重心不仅仅放在学会知识上，而是转到学会学习、掌握方法和培养能力上。学生利用信息技术解决问题的过程，是一个充满想象、不断创新的过程，同时又是一个科学严谨、有计划的动手实践过程，它有助于培养学生的创新精神和实践能力。所以在设计教学任务时就必须给予学生自由、独立思考的时间。用粉笔加黑板的传统教具，教师在黑板上板书是需要一定的时间的，这一段时间正是学生审题、思考的时间，利用信息技术后，往往出现这样的情况：教师认为把许多东西都呈现给学生了，很快就过去了，没有给学生以思考的时间，表面上看整堂课信息量大，学生反映良好，其实由原来的“人灌”改为更高效的“机灌”。

第三、在课程整合的教学模式中，强调学生的主体性，要求充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性。学生被看作知识建构过程的积极参与者，学习的许多目标和任务都要学生主动、有目的地获取材料来实现。同时，教师是教学过程的组织者、指导者和咨询者，教师的主导作用可以使教学过程更加优化，是教学活动中重要的一环。但是不是就让学生在计算机上瞎碰瞎撞?是不是每一个概念都要学生自己去建构?教师的演讲、解释、传授知识是不是都是多余的?这些问题都值得研究和探讨，在教学中教和学是一个问题的两个方面，片面地强调某一方面忽视另一方面都会走入极端。

第四、信息技术给我们提供了一个开放性的实践平台，可以采用多种不同的方法实现相同的目标。同时，课程整合强调“具体问题具体分析”，教学目标固定后，可以整合不同的任务来实现，每一位学生也可以采用不同的方法、工具来完成同一个任务。这种个别化教学策略对于发挥学生的主动性和进行因人而异的学习是很有帮助的。在现代学习中，尤其是一些复杂问题的解决、作品评价等认识场所，要求多个学生能对同一问题发表不同的观点，并在综合评价的基础上，协作完成任务。而网络正为这种协作学习提供了很好的平台。

三、信息技术与课程整合的基本模式和实施途径

信息技术与课程整合是基于加强课程的综合性和实践性的一种课程模式，它是将计算机和其他信息技术作为认知工具，以各学科知识为载体，以学生素质提升和培养综合能力为基本过程。下面，以活动《认识垃圾》为例，谈谈具体实施的过程。首先，让学生进行有关垃圾的调查，考察周围的垃圾处理站，并提出有一定价值的问题。然后，根据自己的喜好选择研究的课题，查阅相关资料，浏览有关网站。第三，将自己收集到的资料和研究的成果在班上与老师、同学进行交流。最后，评选出优秀作品在班上、学校及社区进行环保知识宣传，并将部分优秀作品发送到相关的网站上。

通过活动，使学生认识到：“垃圾是放错了地点和时间的资源。”而利用垃圾的前提是对垃圾进行分类收集，培养学生的动手实践能力和环保意识。同时让学生在“玩”中学习科学知识，学习信息技术，学会做事，学会做人。

第6篇：技术课教学论文范文

我国于2005年开始进行CDIO模式的高校工程教育改革，改革目标是通过注重培养学生系统工程技术能力，尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力，吸收世界先进的工程教育理念，建立符合国际工程教育共识的课程体系。目前，CDIO教育理念已应用于人才教育模式和课程体系建设等方面的教育或教学改革，而这些改革都是以使学生具有较强的设计和建造的能力、创新能力、较强的团队精神和领导能力为目标。“数字电子技术”是电类专业一门核心主干基础课程，其教学内容抽象、理论性强、实践要求高。而本课程的教学效果不甚理想，体现在以下方面:学生普遍感觉比较枯燥，学习兴趣很难持久;学生了解逻辑门电路的功能和原理，却不清楚在现实生活中如何应用;学完课程后只会设计几个功能简单的数字逻辑电路，缺乏实际运用能力，无法完成一个完整实际电路的分析和设计。为了摆脱目前教与学的困境，本文借鉴CDIO教育理念，重构“数字电子技术”课程的教学模式。

二、基于CDIO教育理念的“数字电子技术”课程教学模式重构

1．课堂授课策略的重构

目前，在多数高校中“数字电子技术”课程普遍采用的是“教师讲授+多媒体教学”的传统教学形式，主要以教师讲解为主，以帮助学生熟练掌握基础知识为指导思想，一般是先利用幻灯片向学生介绍本章节涉及的逻辑单元的内部结构、工作原理和逻辑功能等，然后通过例题给学生讲解组合逻辑电路或时序逻辑电路的工作原理及其实现过程。在整个课堂教学过程中，学生更多的是充当“听众”的角色，跟着教师的思路去理解、记忆相关的知识点，学生的“学”完全围绕教师的“教”来进行，这种传统的教师主动“教”的模式，只能带来学生被动“学”的困境。不可否认，这种教学方法对学生快速掌握课程知识点具有显著的效果，但是，也会导致学生在未来工作中面对实际的工程项目束手无策的尴尬局面。根据CDIO“做中学，学中做”的理念，教师要改变原有的教学方法，采取能培养学生的自主学习能力和创新能力的基于问题的教学方法(Prob-lembasedLearning，PBL)。PBL教学方式是先由教师在课前提出根据教学目标精心设计的具有启发性的问题，再由学生通过查阅相关资料学习解决问题的“教与学”紧密结合的过程。在这个教学过程中，作为课堂教学主体之一的教师是学习方法的引导者、基础知识的讲授者、创新教学模式的整体设计者、学习过程的监控者、学习质量的评价者和师生互动之间的协助者;而作为教学过程中心的学生，需要自己解决学习问题，承担自主学习的责任，成为学习过程的真正主体。“数字电路技术”课程中组合逻辑电路这部分教学内容，教师可以立足于生活引出“数字显示抢答器”的设计问题，由学生分组讨论并各抒己见，让学生的自得到尊重，让学生的学习兴趣得以激发，在学生完成设计后，教师在现场用电子电气设计自动化(ElectronicDesignAutomation，EDA)软件Multisim搭接电路并仿真实效，对学生的设计做出评价，EDA软件具体可参考文献。这样的教学模式，不仅能让学生在解决问题的过程中掌握相关的知识技术和学习策略，也有利于学生更好地适应未来职场上创新性的开发工作，而于教师本身而言，也是一个教学相长的过程，对教学水平的提高和职业技能的开拓都大有裨益。

2．教学内容的重构

“数字电子技术”原有课程教学内容以数字逻辑电路的基础知识和原理为主线，教学目标主要是让学生了解或验证相关的知识点。在现有教学内容和目标的框架下，学生虽然能够掌握单一的知识点及其应用技巧，但不清楚如何在整个项目中合理地使用各类技术，形成“只见树木，不见森林”的认知习惯，造成学生知识结构的单一性和浅薄性。笔者在教学过程中，经常遇到学生反映教学内容枯燥难懂，在未来工作中又没有实际意义，由此形成了教学主客体的双重尴尬局面。在CDIO特色的教学内容体系下，通过项目设计将整个课程体系有机、系统地融合起来，所有的教学内容都围绕该项目展开;符合CDIO模式思想的“数字电子技术”教学内容，需要教师能从较高层次把握这些内容各自的地位和作用，帮助学生理清课程中各种内容之间的关系，从而凸显设计和应用，改变过去重视原理、忽视设计、忽视应用的状况。“数字电子技术”课程教学内容以原理、设计和应用为主线，将课程教学内容划分成与之对应的三个部分:(1)数字电子技术原理部分，涉及逻辑门电路和触发器等;(2)数字逻辑电子电路设计部分，涉及组合逻辑电路和有记忆功能的时序逻辑电路等;(3)数字电子技术应用部分，涉及硬件描述语言、EDA电子仿真实验和硬件电路调试实验等。笔者拟建立基于CDIO特色的“数字电子技术”教学内容体系，如图1所示，虚线框的内容代表教学内容，实线框的内容代表教学内容相应教学的作用。

3．教学评价模式的重构

在传统教学评价模式中，理论考试和实践考试分离，课程考核基本采用单一笔试的考评方式，像大部分课程仍采用“期末成绩(70%)+平时成绩(30%，包括出勤和作业两个部分)”的评价模式，该模式简单公正，但注重的是理论知识的考核。这种考核方式仅仅反映出学生对理论知识的掌握程度，很难体现学生的实践能力和工作态度;此外，这种只关注结果的考核评价具有较浓的功利色彩，学生也仅仅为考试而学习，没有主动参与学习过程的热情，根本体会不到学习的乐趣，更谈不到创新能力的提高。CDIO创新教学模式的愿景是要为工科学生提供一种强调工程基础、建立在实际工程上产品的C—D—I—O过程的环境基础上的工程教育;而基于CDIO的教育理念构建的课程考核评价方式，应将培养符合产业界的工程师需要具备的各种能力和素质变为学生考核的主要目标。因此，我们拟建立以教师、实验师和学生三方为主体，结合学习过程、项目结果和考试三方面的综合评价模式，在这种评价模式下课程的成绩评定，采用“结果性”考核与关注学生在学习过程中体现出的态度、素养、人际团队能力和工程系统能力等“过程性”考核相结合的模式来决定。减少“结果性”期末理论考核在总评中所占比例，设定比例为35%，重点考查学生的知识和技术。加强“过程性”考核的力度，提高平时考核所占比例，学习过程和项目结果占的比例为65%，重点考查学生的能力和态度。学习过程考核主要由课堂表现16分和协作成绩14分组成，教师评课堂表现，学生互评协作成绩;项目结果考核中项目质量和创新占20分，项目答辩占10分，这两部分成绩是教师和实验师针对项目团队打出的，互评成绩5分是根据项目组内根据对项目的贡献程度由学生互评得出，既能使成绩总体上取决于团队成绩，使学生重视团队协作，又能衡量在一个项目组内各学生对项目贡献的大小。然而，项目设计的结果往往不是唯一答案，因此，要重点关注有特点、亮点的设计方案，并给予大力鼓励与表扬。总之，“结果性”和“过程性”课程的考核评价不仅注重知识和技术的评价，而且要注重能力和态度的评价。

三、结语

第7篇：技术课教学论文范文

根据对目前的数学课堂教学的调查发现,数学课堂提问主要有以下现象:

一、提问缺乏层次性,偏向于记忆性的知识。

数学教师在授新课前进行的知识回顾主要以记忆性的知识为主,没有体现出对知识的提升,缺乏深度。在教学中问题的提出有时太难有时简单,没有把握好问题的层次性,忽略了学生的认知水平。

二、提问直接单一,学生没有思维的空间。

在教学中提问过于简单直接,达不到对学生思维的训练,比如在进行二次函数y=ax2+bx+c (a、b、c为常数,a≠0)概念的讲解中,教师直接问二次项系数a能不能等于0,学生回答不能,这个问题不能体现出学生对问题的思考,更不能明白为什么二次项系数a不能等于0。

三、提问时机把握不准,提问后未给学生充足的思考时间。

教师在提出问题后,急于找学生回答问题,由于时间不足,导致学生对问题的思考不够全面,缺乏深度,往往达不到教师的期望。失去了提问意义。

四、教师对学生的评价缺乏鼓励。

中学生由于心理特点的原因,非常在乎别人对自己的看法,所以,在课堂中不愿意举手回答问题,害怕被人嘲笑,尤其是回答错误后被老师批评。而往往教师就批评了学生,挫伤了学生的积极性。 从以上的现象可以看出教师的提问技巧还需要大大提高。为此,我们针对课堂提问存在的问题进行了研究,我们认为如果课堂的提问能够体现以下几点,可以很好地提高数学课堂效率。

一、明确课堂提问的目的、层次和方向。明确提问的目的,是课堂提问成败的根本条件。在具体教学过程中,由于目的不同,教师可以提出不同类型的问题:比如回忆性问题,理解性问题,应用性问题。其次要注意课堂提问的层次,系统而周密的课堂提问能引导学生去探索达到目标的途径。提问的层次性要求教师紧扣教材重点、难点和关键,分析教材内容的内在联系、逻辑顺序和学生已有的知识、能力,按照由具体到抽象、由感性到理性的认识规律,由易到难、循序渐进地设计一系列问题,使学生的认识逐渐深入、提高。设计问题,在知识范围上可以由小到大,先设问,后反问,再追问,最后得出概括的结论,使学生把握思维的正确方向,提高概括能力。提问要考虑到学生的认知水平和班级的全体学生,激发学生回答问题的积极性。

二、提问的方式多样化,给学生创设思维空间。

教师提出的问题要转变一问一答式,能够激活学生的思维,引导学生去探索、去发现,提出的问题要具有启发性。教师要善于把教学内容本身的矛盾与学生已有的知识、经验间的矛盾作为设计问题的突破口,启发学生去探究,给学生一定的思维空间,从而把学生的认识逐步提高。

三、把握关键问题和提问时机。

首先,提问要能体现教材的重难点,有利于攻破难点,实现教学目标,关注学生的兴趣点,可活跃课堂气氛,激发学生的学习兴趣,有助于课堂教学顺利实施,把握知识模糊点,使学生准确掌握知识所指,对知识进行定位。其次,提问的时机要准,可在学习新概念后,分析问题时,知识应用时提问。

第8篇：技术课教学论文范文

[关键词]数学课堂教学反思

全日制义务教育数学课程标准(实验稿)在基本理念中指出:有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆,动手实践,自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。传统的课堂教学，导致学生学习方式单一，表现为以教为中心，以教案为本，学围绕着教，就是你讲我听，你问我答，课堂气氛较沉闷。为了让学生自主探索，合作学习，独立获取知识，我从以下几方面进行了尝试。

一、创设情境，激发学生自主地学习

教学的艺术不在于传授本领，更重要是在于激励，唤醒，鼓舞。根据一年级学生的认知年龄特征，认知规律和生活经验，抓住学生活动的兴奋点，按学生认知的“最近发展区”，为学生提供丰富的背景材料。从学生喜欢听的，喜欢看的实情，实物，实事入手，采用讲故事，做游戏，模拟场景，比赛等形式创设生动，有趣的情境，使学生产生兴趣，激发自主探索的欲望，发现问题，自主学习。如教学12—9，由具体情景引入后，先让学生想，想不出来，就拿出学具来摆，摆明白之后再互相交流，在比较，吸收的基础上完善自己的想法，学会计算方法。在练习的初始阶段，也要强调多摆，多圈，多说，以表象来支持学生的思维。这样让学生动手动脑的学习，伴随学生自身的情感成为他们自主学习的需要。数学是充满乐趣的“学问”，在情境中学数学，是学生最感兴趣的；贴近生活去学数学，是最能调动学生学习积极性的。

二、创设情景，营造与人合作的学习氛围。

合作是人类社会赖以生存和发展的重要动力。学会共同学习、生活，培养在人类活动中的参与合作精神是教学中改变学生学习方式的重要的一环。在一年级课堂教学中，建立合作学习机制，营造和谐轻松的学习氛围，改变传统单一的交流形式，变“双向交流”为“多向交流”，使学生感到自由，轻松，学生成为交流的主体。

教学片段：得数是10的加法

师：同学们想不想分苹果比赛？

教师提要求：

A、每4个人一组（每组一捆“小棒”）同学之间要合作，一个同学负责分，两个同学分别说怎样分两堆，一个负责记录。

B、把10个苹果分成两堆，有几种方法？

师：请同学们按小组汇报的情况。

52431

58679

师：我们把10个苹果分成9和1，你想到什么算式？10分成8和2，你想到了什么算式？

请同学们在小组里说一说。

在这一过程中，学生的主体地位得到了尊重，每个学生都有机会参与讨论，在讨论中，可以自己发表见解，将自己的想法，告诉其他的同学，倾听其他同学的意见。如：上述学生在小组讨论时，有的学生说我想到了：9+1=10，10—9=1。马上有学生补充说：还有1+9=10，10—1=9；接着学生七嘴八舌地说想到：8+2=10，2+8=10。老师接着问通过这些算式，你还想到什么算式？学生说：想到10+0=10，又有学生说，想到10—10=0，还有0+10=10。这种合作学习，增加了信息交流量，丰富了自己的见解。被同伴认可，一次认可就是一次成功。成功可使学生产生自信，学生获得自信，自我肯定等一系列的情感体验。这种良好的情感体验的不断实现，能激起学生强烈的内在学习动力。

三、创设情境，让学生发现问题

“问题是数学的心脏”。有了问题，思维才有方向；有了问题，思维才有动力。民主和谐的教学氛围是学生积极主动发挥的前提，根据一年级学生正处于学习启蒙阶段的特点，我在教学时有意识创设问题情境，引导和培养学生的问题情境中去发现问题。

教学片段：操场上（一）

师：同学们你们喜欢玩吗？你最喜欢什么运动？

生：我喜欢羽毛球；我喜欢体操；我喜欢跑步；我喜欢足球。

师：同学们的兴趣爱好真广泛，现在我们到操场上去看一看，这些同学在干什么？

（出示场景图，并揭示课题：“操场上”）

师：根据这幅图，你想提出什么问题？

生：A男生有（）人；B女生有（）人；C一共有（）人；D男生比女生多（）人；E女生比男生少（）人；F是女生多还是男生多？G带帽子比不带帽子的少（）人……

没有牛顿对落地苹果观察和发现，如何产生“万有引力”定律，没有阿基米德在浴缸洗澡的体验和发现，也不会有对浮力的认识。这些都是从发现问题开始的，让学生在问题情境中去发现问题，提出他们想提的问题，提出他们感兴趣的问题。问题情境是促进学生建构良好认知结构的推动力，同时也是引导学生自主学习的重要方式。

四、以人的发展为本，给学生留下学习与探索的时空

阳光雨露禾苗壮。就像生命离不开水，离不开阳光和空气，学生的学习不能没有时间和空间。留足思维的时空，让学生自由的发展，想象就能张开翅膀，在学习的蓝天翱翔。课堂教学不该由教师主宰，应以学生为本，以学生为中心，创造一个有利于学生主动发展的时间和空间。教师要给学生提供丰富、直观的背景材料，构建解决问题的模型，如教学片段：操场上（二）

师：大家提出了这么多问题，你们会解答吗？你是怎样解答的？把你的方法在小组里跟同学说一说。

师：一共有（）人，这个问题，哪个小组来回答？

生：一共有10人。

师：你们是怎样想的？把你们的想法告诉大家。

生：我们这组是把男生的人数和女生的人数加起来的8+2=10。

师：男生比女生多（）人，这个问题哪个小组来回答？

生：男生比女生多6人。

师：你们是怎样想的？能把你们的想法说给全班同学听吗？

生：我们是一个男生对一个女生，剩下的就是多的。

生：从图中这两个男生和这两个女生一比，剩下就是6个男生。

生：我们是算出来的，男生有8人，女生有2人，8—2=6。

生：我们是比出来的，8比2多6个。

生：女生人数只有男生中的一部分，一看就知道男生比女生多6人。

波利亚指出：“学习任何知识的最佳途径是由自己去发现，因为这种发现理解最深，也最容易掌握其中的内在规律，性质和联系。”对知识而言，把学习和探索的时空留给学生，让学生在学习中享受乐趣，同学，教师成为交流学习的亲密伙伴，使数学课堂成为学生的天地。在课堂上，学生通过实践活动，小组合作，简单数据调查和游戏活动等多种形式，自主地积累知识，获得信息，解决问题，培养能力。

课堂教学改革呈现出一派繁荣的景象，这是相当可喜的。但是，认真审视一下我们的课堂教学，也有一些现象值得我们深思。

1、学习方式提倡“探究式”，还要不要“接受式”

我们知道，学习方式的选择应用，要受到教学内容，学生水平，个性特点等多种因素的制约。并不是所有的学习内容都适合让学生通过探究去解决，“探究式”适合智力好，主动性强的学生，而学生的智力发展，知识水平不平衡是客观现实，如果一味地追求“探究”，就会严重脱离一些学生的实际，挫伤他们的积极性。学生个性不同，所以，“探究”也好，“接受”也罢，适合学生个体特点的学习方式才是有效的。如果我们教师不顾实际，对于明明是简单而不需探究的，或者学生没有能力探究的的那些知识，也去搞形式，追求探究的“时髦”，那可能会事倍功半，得不偿失。

2、教学注重“过程”，还要不要“结果”

教学“重过程”也已成为广大教育工作者的共识。但是，随之而来，又一种声音似乎越来越流行，认为知识已经不重要了，重要的是掌握获取知识的方法。我们应当做的是改变过去轻“过程”甚至无“过程”的现象，不仅使学生“孤零零地掌握，记忆，再现”知识，而且是学生弄清知识发生过程的“来龙去脉”，促使学生深入地“理解，重构，质疑，批判”知识。“结果”与“过程”并非是对立的关系，而是一种统一的关系。

3、追求“民主”，“开放”，还要不要“次序”、“规则”

第9篇：技术课教学论文范文

关键词：纳米科学纳米技术纳米管纳米线纳米团簇半导体

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

纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如，美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%，达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是，纳米结构（尺度小于20纳米）足够小以至于量子力学效应占主导地位，这导致非经典的行为，譬如，量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外，亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念，例如，单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是，在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向（2001）“杂志，2005年前动态随机存取存储器（DRAM）和微处理器（MPU）的特征尺寸预期降到80纳米，而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件设计和制造方案，因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小，量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加，这是我们不想要的但却是不可避免的。因此，解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件，以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件，我们肯定会获益良多。譬如，在电子学上，单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处，他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作，这导致超低的能量消耗，在功率耗散上也显著减弱，以及带来快得多的开关速度。在光电子学上，量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点，其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上，纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子，而且开启了细胞内探测的可能性，这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用，比如，铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等，也已经被提出，可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之，无论是从基础研究（探索基于非经典效应的新物理现象）的观念出发，还是从应用（受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使）的角度来看，纳米结构都是令人极其感兴趣的。

II.纳米结构的制备———首次浪潮

有两种制备纳米结构的基本方法：build-up和build-down。所谓build-up方法就是将已预制好的纳米部件（纳米团簇、纳米线以及纳米管）组装起来；而build-down方法就是将纳米结构直接地淀积在衬底上。前一种方法包含有三个基本步骤：1）纳米部件的制备；2）纳米部件的整理和筛选；3）纳米部件组装成器件（这可以包括不同的步骤如固定在衬底及电接触的淀积等等）。“build-up“的优点是个体纳米部件的制备成本低以及工艺简单快捷。有多种方法如气相合成以及胶体化学合成可以用来制备纳米元件。目前，在国内、在香港以及在世界上许多的实验室里这些方法正在被用来合成不同材料的纳米线、纳米管以及纳米团簇。这些努力已经证明了这些方法的有效性。这些合成方法的主要缺点是材料纯洁度较差、材料成份难以控制以及相当大的尺寸和形状的分布。此外，这些纳米结构的合成后工艺再加工相当困难。特别是，如何整理和筛选有着窄尺寸分布的纳米元件是一个至关重要的问题，这一问题迄今仍未有解决。尽管存在如上的困难和问题，“build-up“依然是一种能合成大量纳米团簇以及纳米线、纳米管的有效且简单的方法。可是这些合成的纳米结构直到目前为止仍然难以有什么实际应用，这是因为它们缺乏实用所苛求的尺寸、组份以及材料纯度方面的要求。而且，因为同样的原因用这种方法合成的纳米结构的功能性质相当差。不过上述方法似乎适宜用来制造传感器件以及生物和化学探测器，原因是垂直于衬底生长的纳米结构适合此类的应用要求。

“Build-down”方法提供了杰出的材料纯度控制，而且它的制造机理与现代工业装置相匹配，换句话说，它是利用广泛已知的各种外延技术如分子束外延(MBE)、化学气相淀积（MOVCD）等来进行器件制造的传统方法。“Build-down”方法的缺点是较高的成本。在“build-down”方法中有几条不同的技术路径来制造纳米结构。最简单的一种，也是最早使用的一种是直接在衬底上刻蚀结构来得到量子点或者量子线。另外一种是包括用离子注入来形成纳米结构。这两种技术都要求使用开有小尺寸窗口的光刻版。第三种技术是通过自组装机制来制造量子点结构。自组装方法是在晶格失配的材料中自然生长纳米尺度的岛。在Stranski-Krastanov生长模式中，当材料生长到一定厚度后，二维的逐层生长将转换成三维的岛状生长，这时量子点就会生成。业已证明基于自组装量子点的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子点器件的饱和材料增益要比相应的量子阱器件大50倍，微分增益也要高3个量级。阈值电流密度低于100A/cm2、室温输出功率在瓦特量级（典型的量子阱基激光器的输出功率是5-50mW）的连续波量子点激光器也已经报道。无论是何种材料系统，量子点激光器件都预期具有低阈值电流密度，这预示目前还要求在大阈值电流条件下才能激射的宽带系材料如III组氮化物基激光器还有很大的显著改善其性能的空间。目前这类器件的性能已经接近或达到商业化器件所要求的指标，预期量子点基的此类材料激光器将很快在市场上出现。量子点基光电子器件的进一步改善主要取决于量子点几何结构的优化。虽然在生长条件上如衬底温度、生长元素的分气压等的变化能够在一定程度上控制点的尺寸和密度，自组装量子点还是典型底表现出在大小、密度及位置上的随机变化，其中仅仅是密度可以粗糙地控制。自组装量子点在尺寸上的涨落导致它们的光发射的非均匀展宽，因此减弱了使用零维体系制作器件所期望的优点。由于量子点尺寸的统计涨落和位置的随机变化，一层含有自组装量子点材料的光致发光谱典型地很宽。在竖直叠立的多层量子点结构中这种谱展宽效应可以被减弱。如果隔离层足够薄，竖直叠立的多层量子点可典型地展现出竖直对准排列，这可以有效地改善量子点的均匀性。然而，当隔离层薄的时候，在一列量子点中存在载流子的耦合，这将失去因使用零维系统而带来的优点。怎样优化量子点的尺寸和隔离层的厚度以便既能获得好均匀性的量子点又同时保持载流子能够限制在量子点的个体中对于获得器件的良好性能是至关重要的。

很清楚纳米科学的首次浪潮发生在过去的十年中。在这段时期，研究者已经证明了纳米结构的许多崭新的性质。学者们更进一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法来进行纳米结构制造。这些成果向我们展示，如果纳米结构能够大量且廉价地被制造出来，我们必将收获更多的成果。

在未来的十年中，纳米科学和技术的第二次浪潮很可能发生。在这个新的时期，科学家和工程师需要征明纳米结构的潜能以及期望功能能够得到兑现。只有获得在尺寸、成份、位序以及材料纯度上良好可控能力并成功地制造出实用器件才能实现人们对纳米器件所期望的功能。因此，纳米科学的下次浪潮的关键点是纳米结构的人为可控性。

III.纳米结构尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮

为了充分发挥量子点的优势之处，我们必须能够控制量子点的位置、大小、成份已及密度。其中一个可行的方法是将量子点生长在已经预刻有图形的衬底上。由于量子点的横向尺寸要处在10-20纳米范围（或者更小才能避免高激发态子能级效应，如对于GaN材料量子点的横向尺寸要小于8纳米）才能实现室温工作的光电子器件，在衬底上刻蚀如此小的图形是一项挑战性的技术难题。对于单电子晶体管来说，如果它们能在室温下工作，则要求量子点的直径要小至1-5纳米的范围。这些微小尺度要求已超过了传统光刻所能达到的精度极限。有几项技术可望用于如此的衬底图形制作。

—电子束光刻通常可以用来制作特征尺度小至50纳米的图形。如果特殊薄膜能够用作衬底来最小化电子散射问题，那特征尺寸小至2纳米的图形可以制作出来。在电子束光刻中的电子散射因为所谓近邻干扰效应（proximityeffect）而严重影响了光刻的极限精度，这个效应造成制备空间上紧邻的纳米结构的困难。这项技术的主要缺点是相当费时。例如，刻写一张4英寸的硅片需要时间1小时，这不适宜于大规模工业生产。电子束投影系统如SCALPEL（scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography）正在发展之中以便使这项技术较适于用于规模生产。目前，耗时和近邻干扰效应这两个问题还没有得到解决。

—聚焦离子束光刻是一种机制上类似于电子束光刻的技术。但不同于电子束光刻的是这种技术并不受在光刻胶中的离子散射以及从衬底来的离子背散射影响。它能刻出特征尺寸细到6纳米的图形，但它也是一种耗时的技术，而且高能离子束可能造成衬底损伤。

—扫描微探针术可以用来划刻或者氧化衬底表面，甚至可以用来操纵单个原子和分子。最常用的方法是基于材料在探针作用下引入的高度局域化增强的氧化机制的。此项技术已经用来刻划金属（Ti和Cr）、半导体（Si和GaAs）以及绝缘材料（Si3N4和silohexanes），还用在LB膜和自聚集分子单膜上。此种方法具有可逆和简单易行等优点。引入的氧化图形依赖于实验条件如扫描速度、样片偏压以及环境湿度等。空间分辨率受限于针尖尺寸和形状（虽然氧化区域典型地小于针尖尺寸）。这项技术已用于制造有序的量子点阵列和单电子晶体管。这项技术的主要缺点是处理速度慢（典型的刻写速度为1mm/s量级）。然而，最近在原子力显微术上的技术进展—使用悬臂樑阵列已将扫描速度提高到4mm/s。此项技术的显著优点是它的杰出的分辨率和能产生任意几何形状的图形能力。但是，是否在刻写速度上的改善能使它适用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的还有待于观察。直到目前为止，它是一项能操控单个原子和分子的唯一技术。

—多孔膜作为淀积掩版的技术。多孔膜能用多种光刻术再加腐蚀来制备，它也可以用简单的阳极氧化方法来制备。铝膜在酸性腐蚀液中阳极氧化就可以在铝膜上产生六角密堆的空洞，空洞的尺寸可以控制在5-200nm范围。制备多孔膜的其他方法是从纳米沟道玻璃膜复制。用这项技术已制造出含有细至40nm的空洞的钨、钼、铂以及金膜。

—倍塞（diblock）共聚物图形制作术是一种基于不同聚合物的混合物能够产生可控及可重复的相分离机制的技术。目前，经过反应离子刻蚀后，在旋转涂敷的倍塞共聚物层中产生的图形已被成功地转移到Si3N4膜上，图形中空洞直径20nm，空洞之间间距40nm。在聚苯乙烯基体中的自组织形成的聚异戊二烯（polyisoprene）或聚丁二烯（polybutadiene）球（或者柱体）可以被臭氧去掉或者通过锇染色而保留下来。在第一种情况，空洞能够在氮化硅上产生；在第二种情况，岛状结构能够产生。目前利用倍塞共聚物光刻技术已制造出GaAs纳米结构，结构的侧向特征尺寸约为23nm,密度高达1011/cm2。

—与倍塞共聚物图形制作术紧密相关的一项技术是纳米球珠光刻术。此项技术的基本思路是将在旋转涂敷的球珠膜中形成的图形转移到衬底上。各种尺寸的聚合物球珠是商业化的产品。然而，要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比较困难的。用球珠单层膜已能制备出特征尺寸约为球珠直径1/5的三角形图形。双层膜纳米球珠掩膜版也已被制作出。能够在金属、半导体以及绝缘体衬底上使用纳米球珠光刻术的能力已得到确认。纳米球珠光刻术（纳米球珠膜的旋转涂敷结合反应离子刻蚀）已被用来在一些半导体表面上制造空洞和柱状体纳米结构。

—将图形从母体版转移到衬底上的其他光刻技术。几种所谓“软光刻“方法，比如复制铸模法、微接触印刷法、溶剂辅助铸模法以及用硬模版浮雕法等已被探索开发。其中微接触印刷法已被证明只能用来刻制特征尺寸大于100nm的图形。复制铸模法的可能优点是ellastometric聚合物可被用来制作成一个戳子，以便可用同一个戳子通过对戳子的机械加压能够制作不同侧向尺寸的图形。在溶剂辅助铸模法和用硬模版浮雕法（或通常称之为纳米压印术）之间的主要差异是，前者中溶剂被用于软化聚合物，而后者中软化聚合物依靠的是温度变化。溶剂辅助铸模法的可能优点是不需要加热。纳米压印术已被证明可用来制作具有容量达400Gb/in2的纳米激光光盘，在6英寸硅片上刻制亚100nm分辨的图形，刻制10nmX40nm面积的长方形，以及在4英寸硅片上进行图形刻制。除传统的平面纳米压印光刻法之外，滚轴型纳米压印光刻法也已被提出。在此类技术中温度被发现是一个关键因素。此外，应该选用具有较低的玻璃化转变温度的聚合物。为了取得高产，下列因素要解决：

1）大的戳子尺寸

2）高图形密度戳子

3）低穿刺（lowsticking）

4）压印温度和压力的优化

5）长戳子寿命。

具有低穿刺率的大尺寸戳子已经被制作出来。已有少量研究工作在试图优化压印温度和压力，但显然需要进行更多的研究工作才能得到温度和压力的优化参数。高图形密度戳子的制作依然在发展之中。还没有足够量的工作来研究戳子的寿命问题。曾有研究报告报道，覆盖有超薄的特氟隆类薄膜的模板可以用来进行50次的浮刻而不需要中间清洗。报告指出最大的性能退化来自于嵌在戳子和聚合物之间的灰尘颗粒。如果戳子是从ellastometric母版制作出来的，抗穿刺层可能需要使用，而且进行大约5次压印后需要更换。值得关心的其他可能问题包括镶嵌的灰尘颗引起的戳子损伤或聚合物中图形损伤，以及连续压印之间戳子的清洗需要等。尽管进一步的优化和改良是必需的，但此项技术似乎有希望获得高生产率。压印过程包括对准、加热及冷却循环等，整个过程所需时间大约20分钟。使用具有较低玻璃化转换温度的聚合物可以缩短加热和冷却循环所需时间，因此可以缩短整个压印过程时间。

IV．纳米制造所面对的困难和挑战

上述每一种用于在衬底上图形刻制的技术都有其优点和缺点。目前，似乎没有哪个单一种技术可以用来高产量地刻制纳米尺度且任意形状的图形。我们可以将图形刻制的全过程分成下列步骤：

1．在一块模版上刻写图形

2．在过渡性或者功能性材料上复制模版上的图形

3．转移在过渡性或者功能性材料上复制的图形。

很显然第二步是最具挑战性的一步。先前描述的各项技术，例如电子束光刻或者扫描微探针光刻技术，已经能够刻写非常细小的图形。然而，这些技术都因相当费时而不适于规模生产。纳米压印术则因可作多片并行处理而可能解决规模生产问题。此项技术似乎很有希望，但是在它能被广泛应用之前现存的严重的材料问题必须加以解决。纳米球珠和倍塞共聚物光刻术则提供了将第一步和第二步整合的解决方案。在这些技术中，图形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分来确定。然而，用这两种光刻术刻写的纳米结构的形状非常有限。当这些技术被人们看好有很大的希望用来刻写图形以便生长出有序的纳米量子点阵列时，它们却完全不适于用来刻制任意形状和复杂结构的图形。为了能够制造出高质量的纳米器件，不但必须能够可靠地将图形转移到功能材料上，还必须保证在刻蚀过程中引入最小的损伤。湿法腐蚀技术典型地不产生或者产生最小的损伤，可是湿法腐蚀并不十分适于制备需要陡峭侧墙的结构，这是因为在掩模版下一定程度的钻蚀是不可避免的，而这个钻蚀决定性地影响微小结构的刻制。另一方面，用干法刻蚀技术，譬如，反应离子刻蚀(RIE)或者电子回旋共振（ECR）刻蚀，在优化条件下可以获得陡峭的侧墙。直到今天大多数刻蚀研究都集中于刻蚀速度以及刻蚀出垂直墙的能力，而关于刻蚀引入损伤的研究严重不足。已有研究表明，能在表面下100nm深处探测到刻蚀引入的损伤。当器件中的个别有源区尺寸小于100nm时，如此大的损伤是不能接受的。还有就是因为所有的纳米结构都有大的表面-体积比，必须尽可能地减少在纳米结构表面或者靠近的任何缺陷。

随着器件持续微型化的趋势的发展，普通光刻技术的精度将很快达到它的由光的衍射定律以及材料物理性质所确定的基本物理极限。通过采用深紫外光和相移版，以及修正光学近邻干扰效应等措施，特征尺寸小至80nm的图形已能用普通光刻技术制备出。然而不大可能用普通光刻技术再进一步显著缩小尺寸。采用X光和EUV的光刻技术仍在研发之中，可是发展这些技术遇到在光刻胶以及模版制备上的诸多困难。目前来看，虽然也有一些具挑战性的问题需要解决，特别是需要克服电子束散射以及相关联的近邻干扰效应问题，但投影式电子束光刻似乎是有希望的一种技术。扫描微探针技术提供了能分辨单个原子或分子的无可匹敌的精度，可是此项技术却有固有的慢速度，目前还不清楚通过给它加装阵列悬臂樑能否使它达到可以接受的刻写速度。利用转移在自组装薄膜中形成的图形的技术，例如倍塞共聚物以及纳米球珠刻写技术则提供了实现成本不是那么昂贵的大面积图形刻写的一种可能途径。然而，在这种方式下形成的图形仅局限于点状或者柱状图形。对于制造相对简单的器件而言，此类技术是足够用的，但并不能解决微电子工业所面对的问题。需要将图形从一张模版复制到聚合物膜上的各种所谓“软光刻“方法提供了一种并行刻写的技术途径。模版可以用其他慢写技术来刻制，然后在模版上的图形可以通过要么热辅助要么溶液辅助的压印法来复制。同一块模版可以用来刻写多块衬底，而且不像那些依赖化学自组装图形形成机制的方法，它可以用来刻制任意形状的图形。然而，要想获得高生产率，某些技术问题如穿刺及因灰尘导致的损伤等问题需要加以解决。对一个理想的纳米刻写技术而言，它的运行和维修成本应该低，它应具备可靠地制备尺寸小但密度高的纳米结构的能力，还应有在非平面上刻制图形的能力以及制备三维结构的功能。此外，它也应能够做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而时至今日，仍然没有任何一项能制作亚100nm图形的单项技术能同时满足上述所有条件。现在还难说是否上述技术中的一种或者它们的某种组合会取代传统的光刻技术。究竟是现有刻写技术的组合还是一种全新的技术会成为最终的纳米刻写技术还有待于观察。

另一项挑战是，为了更新我们关于纳米结构的认识和知识，有必要改善现有的表征技术或者发展一种新技术能够用来表征单个纳米尺度物体。由于自组装量子点在尺寸上的自然涨落，可信地表征单个纳米结构的能力对于研究这些结构的物理性质是绝对至关重要的。目前表征单个纳米结构的能力非常有限。譬如，没有一种结构表征工具能够用来确定一个纳米结构的表面结构到0.1À的精度或者更佳。透射电子显微术(TEM)能够用来研究一个晶体结构的内部情况，但是它不能提供有关表面以及靠近表面的原子排列情况的信息。扫描隧道显微术（STM）和原子力显微术（AFM）能够给出表面某区域的形貌，但它们并不能提供定量结构信息好到能仔细理解表面性质所要求的精度。当近场光学方法能够给出局部区域光谱信息时，它们能给出的关于局部杂质浓度的信息则很有限。除非目前用来表征表面和体材料的技术能够扩展到能够用来研究单个纳米体的表面和内部情况，否则能够得到的有关纳米结构的所有重要结构和组份的定量信息非常有限。

V.展望