前言：中文期刊网精心挑选了数学科技论文范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
数学科技论文范文1
果树育苗的主要工作是为果树栽培提供一定数量、适应当地气候环境与自然条件的早产、丰产、稳产、优质的果树幼苗。由于苗木的质量直接关系到果树种植的成活率、果树寿命、树势强弱以及果树今后的产量。因此，对于果树栽培，必须强化果树苗圃的管理，将优质良种的苗木培育作为重点，采用优良品种和优质果苗，通过科学的采种育苗手段，提高苗木质量，确保今后果树种植的产量与质量。
2苗圃地的科学规划建设
2.1苗圃地的选择
果树育苗的苗圃地应尽可能地选择在需用苗木地区的中心或附近，进而减少苗木运输费用和运输途中造成的苗木损坏，并确保苗圃的土壤和气侯等环境条件应该与苗木使用地基本相同，以尽可能地提高苗木定植成活率，确保果树苗木能够生长发育良好，品种的优良性状能够得到体现。苗圃地的土壤应该最好为土质肥沃、通气性良好的土壤，土壤深度以40cm为宜，对于粘土和砂地必须将其改良成为疏松肥沃、适合苗木生长的土壤理化特性，同时根据果实苗木种类适当调整苗圃地土壤的酸碱度，使其符合苗木生长发育的要求。
2.2苗圃地的规划
苗圃地的作业区主要是分为母本园和繁殖圃，其中母本园主要是为繁殖苗木提供优质砧木和良种接穗、插穗，规划的规模应当根据苗木生产的数量进行设计，并注意确保位置适当，采取相应的措施进行隔离保护。对于繁殖圃则主要是作为培育苗木的生产区，应该按照果树苗木的繁育方法将其分为实生苗区、自根苗区、嫁接苗区、砧木苗区进行规划建设。
2.3苗圃地的整地施肥
在苗圃地的整地上，首先应该在苗圃地平整作业区时彻底清除杂草，以免幼苗消耗营养，并减少病虫。同时按照30～40cm厚度对土壤进行翻耕，并根据土壤理性特点结合深翻分层施入腐熟的有机肥料、草木灰、过磷酸钙等对土壤进行改良。在播种或移苗以前，还应该采用硫酸亚铁、呋喃丹等药剂进行土壤消毒灭虫。之后浅施圃地，碎土整平，按照土层厚度、雨水情况作畦。
3育苗技术之实生苗的培育
3.1种子的准备
实生苗培育应该采集品种纯正、无病虫害，且充分成熟的种子，重点选择丰产、稳产、质优的母株，采集处于成熟期的种子，并将其通风、冷凉、干燥处贮藏。之后按照不同果实苗木的特点，采取相应的层积处理，确保种子的后熟，进行浸种催芽。在层积处理后或播种前应采用目测法、过氧化氢法、染色法、发芽试验等方法鉴定种子的生活力。
3.2播种
播种时期应根据不同果树苗木的特性确定，一般秋播在11月上旬～12月下旬，春播在2月下旬～3月上旬，对于播种量应该根据种子纯净度颗粒大小、发芽率高低、发芽势强弱、播种方式及要求单位出苗数等确定。播种方式小粒种子多用撒播，大粒种子例如桃、杏、核桃等多用点播种，此外也可以采用行距开沟的条播方式。播种深度应该按照种子最大直径的1~5倍控制，播种后按照果实苗木种类确定是否覆土。
3.3播后管理
播种后，应及时浇水确保表土经常湿润，同时在种子拱土时应及时去掉覆盖物，幼苗成活后中耕除草，对于用作砧木苗应当在苗木达到一定高度后除去分枝，确保嫁接部位光滑。
4育苗技术之嫁接苗培育
4.1接穗的采集
对于接穗应该根据果树苗木品种区域化要求，在品质纯正、生长健壮、高产稳产、无病虫害的母本上采集生长充实、芽眼饱满的一年生或当年生枝作为接穗。采集的时间尽量在高湿季节早晚采集，同时及时取出顶端不充实部分和叶片，并置于保温、保湿和通风环境下保存。
4.2嫁接嫁接方法
主要有枝接、芽接和靠接，其中应用最广泛的嫁接方式就是枝接、芽接。采用芽接的优点在于接合部位牢固，成活率高，嫁接步骤为削取芽片，切割砧木，取下芽片插入砧木接口和绑缚。枝接的优点在于发芽早，生长旺盛，能够当年成苗，主要适用于较粗的砧木，嫁接方法则又可以分为插皮接、劈接、腹接、切接、根接等，应该根据实际情况综合选择。
4.3嫁接后的管理
在完成嫁接2周后应及时检查成活，对于芽接在次年春季萌芽前应及时解膜，芽接苗、腹接苗在接芽成活后、萌芽前应及时进行剪砧，并适时除萌摘心，以便于摘心促进分枝。此外，还应该根据不同果实苗木的特点设立支柱，做好施肥、防虫害、中耕除草等管理维护。
5育苗技术之自根苗的培育
5.1扦插繁殖
扦插繁殖技术主要是通过在母树上剪取枝条或根，插于土壤中促使其生根或萌芽成苗的技术，主要有硬枝扦插、嫩枝扦插、根插法等几种方法。硬枝扦插主要是采用木质化、成熟的一年生枝条扦插繁，需要注意的是，在扦插前需采用高锰酸钾等药品对插床基质进行消毒处理。嫩枝扦插主要是采用尚未木质化或半木质化的新梢扦插，重点确保空气和土壤湿度等条件适当。根插法主要用于枝插不易成活的果树苗木，重点确保根插的粗度、长度、端口剪切适当。
5.2压条繁殖
压条繁殖是指在与母体不分离的状态下把枝条埋在土壤中生根成为新植株的繁殖方法，对于扦插不易生根的果树种类非常适用。压条繁殖有地面压条和空中压条2种方式，其中地面压条中对于根颈部发枝力强的果树一般采用直立压条，对于根颈部发枝力弱的则采用曲枝压条方式。
5.3分株繁殖
法分株繁殖法主要是利用果树母株的根或匍匐茎，在其生根后将其分离栽植的培育方法，主要有根蘖分株法、吸芽分株法、匍匐茎分株法、根状茎分株法等几种方法，主要用于如石榴、枣、山楂、李、樱桃、香蕉、菠萝等果树苗木的培育。
6育苗技术之苗木出圃
6.1苗木的掘取
苗木的掘苗时期应该按照果树种类、气候条件确定，落叶果树一般在休眠期掘取，常绿果树苗木一般在新梢停止生长并充分成熟后掘取。掘苗时应注意确保土壤疏松，掘苗的深度大致在30cm，重点注意确保苗木根系、枝条、芽等不受损伤，掘苗以后应该将主根、侧根的伤口剪成斜面，并及时疏除过密的纤细枝、病虫枝，解膜补剪砧木。
6.2苗木的分级、检疫和消毒
对于病虫害严重、损伤较大、无根或嫁接口破裂的苗木应予以废弃，同时根据不同苗木的树种、品种、繁殖方法和当地的气候条件将苗木分级，并按照国家植物检疫相关规定对苗木进行检疫检验，重点控制苗木的病虫害问题。之后采用石硫合剂喷洒或浸苗或者是波尔多液浸苗进行消毒处理。
6.3苗木的包装和运输
对于果树苗木，应该先蘸泥浆后采用稻草、草帘、草袋和蒲包等对其进行包装，在运输过程中注意直立放置，避免日晒、雨淋，同时轻拿轻放以免出现机械损伤，如果苗木不能出圃外运，必须在土壤疏松、排水良好的区域进行假植。
7结语
数学科技论文范文2
全世界、研究机构内部、国家之间的科研合作程度均在增长，合作者通过合作开展了相互的学习并能在学术领域产生比个体更强的影响力。在一定的约束条件下合作确实能提升科研产出的质量，同时通过合作发文整合合作双方竞争力和技能，进而能攻克难以解决的问题，提升成功的机会。而两个地方之间的科学合作强度，一方面取决于互相学习的机会，另一方面则由合作所需的时间与金钱所决定，如研讨会、学术会议、学习交流、研究室资源共享等形式的科研合作所形成的交通成本及耗时会随着研究者之间的空间距离增加而增加。由此可见，交通及信息沟通方面的技术进步通过简化科研合作过程，降低远程信息沟通的交通成本及耗时促进了科研合作这一增长趋势。Hoekman的研究假设指出不仅是物理距离，地区边界、国家边界、语言边界也会影响欧洲科研合作，但这一影响程度随着时间减弱。那么中国技术经济及管理学科在NSFC项目资助下开展科研合作是否也如是?本文将沿用Hoekman的研究假设体系，形成本文的假设。假设1:对于技术经济及管理学科而言，随着距离的增加，在NSFC项目资助下科研合作会随之梯级式减少。假设2:技术经济及管理学科在NSFC项目资助下研究主体在跨越不同边界时，科研合作会呈现出不同规律。
2数据来源及研究方法
科学研究产出包括发明、数据库、专利、技术、专著以及发表的论文，其中科学期刊上发表的论文经过同行评议从而保证了最基本的质量及独创性，从而发表的论文作为研究科学合作的载体以及一个体现个人学术价值的指标，是科学研究的重要产出形式之一。关于论文的统计数据来源有三种方法:其中之一是文献计量和数据库中所提取的已发表的论文。合作是指在科研项目中两个或更多学者之间的密切交互，这种交互是带有一个或更多目的的，如为获取资源而合作等。Cumming提出了五种科研合作行为:责任划分、资源共享、知识转移、学术会议、交互技术，观察Cumming论文中的相关系数矩阵发现五种合作行为与六种项目产出之间的相关系数矩阵中，知识转移与项目产出之间的6个相关系数均高于其他四个合作行为。进而科研合作可以看作在公开发表物上的成对出现的地区名称，所以对于本文所建立的数据库而言，是在中国知网(以下简称CNKI)上发表的由NSFC项目资助下的共同发文的单位名称。本文研究团队于2013年7月5日－12日期间在CNKI个人数字图书馆中，按照期刊检索条件为“支持基金”，并在该选项中输入技术经济及管理学科396名博导在1999－2012年间所获475项NSFC项目的批准号进行摘要式检索，共检索到8156篇论文。采集检索结果中的“作者”、“作者单位”、“年份”三项信息，所检索出的信息逐一录入“技术经济及管理学科基础研究项目数据库”。Katz总结了影响科学合作的十类因素，其中第十种就是空间距离的缩短。他提出分析位于不同空间位置上的合作关系应包括三个步骤，参照Katz所提出的步骤，本文在第一步中构造了技术经济及管理学科在NSFC项目资助下开展地区与地区之间的科研合作面板数据库，同时对所使用的分析工具进行了扩展，如引入了引力模型开展静态面板回归和动态面板回归。
3研究结论
3．1随着距离的增加，合作是否会随之梯级式减少
距离所造成的合作障碍因素包括文化的、语言的以及组织间的差异性，因此大部分的交流强度在本质上会随着两个交互主体之间的距离增加而削弱，同时因为科研项目的顺利推进需要项目参与者频繁地开展研讨活动，从而处于相同或邻近地域的学者之间开展科学合作的可能更高，更倾向于空间上的集聚。从空间上看是否是这样呢?从图1中展示的是1999－2013年期间8156篇论文中合作发文单位所在城市(同一城市内部的除外)对子，可以看出中国技术经济及管理学科在NS-FC资助下开展科研合作的地理分布主要集中在经度23°117''''E至45°75''''E以及纬度104°067''''N至126°65''''N的不规则梯形区域里，这一区域的四个顶点分别为成都、广州、上海、哈尔滨。另外，华东地区是七大地区的重要合作伙伴，这便引发了如下问题，即图1中仅是展示的是城市之间的合作，若从地区层面来看，又呈现出怎样的更为深入的现象和规律呢?Hoekman对2000－2007年期间的WOS数据库中33个欧盟国家的313个地区的合作发文数据进行了统计，发现就总体而言，样本的科学合作发文在显著性水平为5%时，地区边界效应要强于国家边界效应，而后者又强于语言边界效应，这三者的弹性系数依次为:－3．342、－1．645、－0．969，其研究结果表明合作发文具有地域性，且“远程逻辑”与“地域逻辑”并存。本文对Hoekman的远程逻辑进行细化，对应图2中的地区③间合作以及地区内不同城市间合作，而地域逻辑对应图2中的地区内相同城市不同学校间合作。图2中三种合作占比在2003年以前呈振荡态势，以2004年为界地区间合作占比与地区内相同城市不同学校之间合作占比两折线开始呈现明显的交错上升态势，地区间合作占比的最低值为2009年的0．067，而地区内相同城市不同学校间合作占比的最低值出现在2005年为0．052，地区间不同城市间合作占比最高值于2012年达到0．051，这两个占比的最低值均大于地区内不同城市间合作占比的最大值，且从2005年开始后者一直远远低于前两者，说明技术经济及管理学科的NSFC项目资助下在发文上呈现出的“同城”偏好④以及“跨区”偏好，并随着时间的推进得到了加强。这两个偏好的发现恰恰与Pan不谋而合。尽管当前交互工具有较快发展，但科研合作中的引力定律仍成立，意味着科研工作者更倾向于寻求与他们位于同一区位的合作伙伴。然而远程合作却并不少，且相互作用的强度呈指数衰减。由图2发现假设1部分成立，即合作会减少，但不是梯级式的，而是发生了主体的跃迁，即跨区偏好和同城偏好之间的偏好跃迁。
3．2跨越不同边界时，合作是否会呈现出不同规律
牛顿第三定律可用于揭示位于空间上不同点的主体之间的交互问题，利用引力模型分析影响区域网络中科研合作的决定性因素，两个地区之间的合作强度取决于两个地区各自的发文量及两地区之间的物理距离。分别借助静态面板和动态面板展开进一步分析，可借助静态面板对技术经济及管理学科NSFC项目资助下所开展的科研合作进行分析，关于距离与科研合作相关关系的代表性文献使用引力模型建立静态面板的总结如表1所示。Montobbio总结了距离的四种测度:地理距离(包括三种计算方法:两地区中人口最多的城市之间的经纬度距离，也可用两地区的中心城市之间的经纬度距离，亦可用两地区的最大城市之间加权的距离来衡量);考虑了交流成本的“时差”距离;文化历史相关的距离;技术距离。由Montobbio的相关系数矩阵表发现第一种距离中的三种类型的距离在显著性水平为5%下，三者两两之间的相关系数均为0．99，从而使用其中任何一种即可，同时结合表1的归纳，本文采用的是与Pan相同的测度形式，即以两个地区中心城市之间的直线距离作为引力模型中的距离度量。根据技术经济及管理博点的分布，参照全国城镇体系规划(2006－2020年)的划分，中国七大地区的中心城市最终确定为⑥:沈阳(东北)、上海(华东)、武汉(华中)、广州(华南)、重庆(西南)、和西安(西北)，本文中地区之间的直线距离采用地区中心城市之间的直线距离作为度量。本文所使用的引力模型与表1中Hoekman以及Ponds的形式相同为:Cij=kPα1iPα2jdβij，据此建立计量模型如下:lnco．pubij=α0+α1lnpubi+α2lnpubj+α3lndisij+vit(1)式1中co．pubij为地区i(第一作者所属单位为地区i)与其他地区j的合作发文量，pubi表示地区i在NSFC项目资助下在CNKI上的总发文量，pubj表示地区j在NSFC项目资助下在CNKI上的总发文量，disij用两地直线距离⑦表示。α0表示截距项，误差项为vit，i=1，…，7为横截面下标，t=1，…，13为时间单元下标。经过LLC单位根检验，发现co．pub、pub、dis均不存在单位根，说明不存在伪回归，可以使用OLS进行静态面板回归分析⑧，结果如表2所示。(1)地区合作的距离效应、自我效应、寻他效应与滞后效应空间上的邻近性对于科研合作具有重要性，但在地区间的重要程度不同，一个地区的知识生产不仅受到其周边地区的正向影响，而且与其所处的研究网络中关系邻近地区的影响，Scherngell研究发现两个组织之间的距离每增加100km，两者的合作会减少27．8%。表2对某个地区其他地区之间合作发文的计量模型进行了静态面板回归，发现七个地区的距离与合作发文量之间的相关系数在1%的显著性水平下均为负值并介于－0．16至－0．31之间，即距离disij与双边合作co．pubij呈负相关关系又即存在“距离效应”。其中华南地区的距离系数最弱为－0．1615，说明短期内空间上的邻近性对于该地区开展合作的意愿并不强烈。而华东地区的距离系数最强为－0．3017，表明在短期内空间距离仍是影响该地区开展科研合作的关键因素，意味着该地区开展区际间合作时地域空间的邻近性显得更为重要。地区i及其他地区j的合作发文量co．pubij与该地区自身发文量pubi之间呈正相关关系，其中在显著性水平为1%时，华东地区自身发文量每增加100篇，其与其他六个地区的合作发文量便会增加64．83篇，在七个地区中“自我效应”最强。“自我效应”强即当对方合作发文量一定时，某地区自身发文量越多则其会吸引其他地区参与合作发文的意愿越强。西北地区的“自我效应”最弱，其相关系数虽也为正，但不显著。自身发文量弹性系数低于0．3的地区有东北(0．2899)、华北(0．2998)、华南(0．2609)，高于0．3的地区为华中和西南其系数值分别为0．3368和0．3442。地区i的合作伙伴j的发文量pubj也会对这两个地区间合作发文量co．pubij产生影响，但却呈现出正向和反向两种情况:如华东地区合作伙伴发文量会对华东地区的合作发文量产生反向影响，相关系数为－0．0191(虽然并不显著)。华南和西南的合作伙伴发文量虽然会对这两个地区合作发文量产生正向影响即为正相关系数，但却不显著。东北和西北的合作伙伴发文量与这两个地区合作发文量的弹性系数均高于0．3，在显著性水平均为1%时分别为0．3270和0．4707，其中西北地区的“寻他效应”最强，即当该地区自身发文量一定时，其合作伙伴发文量越大，则西北地区寻求与合作伙伴共同发文的意愿越强。表2的分析均为技术经济及管理学科基础研究合作的短期规律，那么长期条件下又会呈现出怎样的规律呢?借助动态面板开展进一步分析，引入co．pubij的滞后项，建立模型如下:lnco．pubij=α0+α1lnL．co．pubij+α2lnpubi+α3lnpubj+α4lndisij+vit(2)由于引入被解释变量的滞后一期项，进而造成了估计的内生性问题，可采用由Blundell和Bond所提出的系统广义矩估计(SYS－GMM)(由于其具有更好的有限样本性质，减小了一阶差分GMM估计量的偏误而被广泛应用)。本文利用了更多的样本信息，可以控制某些解释变量内生性问题的一步系统广义矩估计SYS－GMM对式(2)进行参数估计，结果见表3所示。当引入滞后一期合作发文量作为解释变量后，发现华南、华中、西南的Sargen值均低于0．05，分别为0．0000、0．0139、0．0049，表明未通过Sargen检验即存在工具变量的过度识别问题。表3中仅有东北、华北、华东、西北四个地区的动态面板估计结果具有稳健性。观察表3发现东北地区的滞后一期合作发文量会对当期合作发文量在显著性水平为5%的条件下存在正向影响，相关系数为0．3574，表明东北地区上一期与其他地区的合作文量每增加100篇，下一期的合作发文量便会增加35．74篇。可认为东北地区存在“滞后效应”即前一期的合作发文量L．co．pubij会对后一期的合作发文量co．pubij产生显著性影响作用，这与Defazio以及Jonkers的研究结论相吻合。Defazio利用GMM模型对1990－2004年间欧盟项目资助的科研网络中296位学者在基金资助下的科研合作进行了回归分析，发现在资助期结束后，科研网络中的合作对科研产出呈显著正相关关系，且上一期的论文产出对后一期的论文产出在显著性水平为1%下呈正相关关系，相关系数介于2．40－2．55之间。Jonkers在2009－2011年期间对阿根廷布宜诺斯艾利斯的CONICET科研机构124位受访者所做的问卷调查所得数据进行回归分析后，同时前期发文量与当年国际合作发文量之间在显著性水平为5%下呈正相关关系，且相关系数为1．01。可以发现这两项研究结果中的相关系数均高于本文表3中的相关系数值。华东地区、西北地区的滞后一期合作发文量对当期合作发文量的弹性系数在1%显著性水平下分别为0．3310和0．2713。而华北地区的“滞后效应”不显著，东北地区的滞后效应最强。另外，当解释变量系统中引入滞后一期合作发文量后，其他解释变量的弹性系数也相应发生了变化，四个地区中仅有华东地区的所有解释变量的弹性系数不仅作用方向没有改变且作用强度加大了，称为华东模式:短期内华东地区的距离效应(显著)、自主效应(显著)均在长期内得到了强化，而短期内不显著的负向寻他效应在长期内却变得显著了。这表明华东地区在当前及以后一段时期内仍是具有吸引力的合作伙伴，该地区作为技术经济及管理学科基础研究的重要知识基地，吸引其他地区与其合作的引力会更强。长期内距离效应变得不显著的地区为华北、西北，表明短期内华北、西北两个地区寻求合作伙伴的距离障碍在长期里却会“消融”，这种现象也发生在5thEUFP项目的公共科研合作中，Scherngell认为主要原因可能是政府要求每个科研项目中必须有国际合作伙伴。由于本文的样本数据为中国国内数据，基于此可以认为NSFC不仅应加强国际地区间合作，更应首要加强国内(地区)合作。但多长时间才能出现距离的消融却是一个问题，部分取决于NSFC能否以及多大力度在项目资助政策上鼓励合作研究，若是则距离消融的时长会大大缩短。Montobbio采集了1990－2004年间11个发展中国家与7个发达国家的USPTO专利申请者的14684项合作开发的专利，利用引力模型进行回归分析发现:创新力越高、人口越多的国家的预期合作越多，越多的当地需求会降低空间距离对开展合作的影响，反映在相关系数上绝对值减小。这一原因也可用于解释为何长期中西南、华东的距离障碍却未消融，即西南和华东地区的技术经济及管理学科在NSFC项目资助下开展科研合作的需求更多地集中在地区内部。长期内华北地区合作伙伴的发文量对华北地区合作发文量不会产生显著影响，相关系数为－0．0994(不显著)，表明条件充分的时华北地区可能会向华东模式演进，而条件之一便可能是技术经济及管理博导的时空迁徙，本文统计数据显示在统计期内发生迁徙的博导中有16．7%的迁徙进入华北地区。而跨省合作的现象并不显著，但对于技术经济及管理学科而言其开展科研合作是否也如是呢，且又呈现出什么样的细化特征?本文对20个技术经济及管理博士点所在城市开展合作发文占比为前三四分位数的邻省合作占比、同省合作占比以及不相邻省域合作占比三个指标在图3中进行了展示。发现图3中大椭圆以及小椭圆所包括的点呈现出“剪刀差”走势。城市内合作占总体合作的占比大于20．00%的为:哈尔滨40．98%，南京32．93%，长沙29．02%，合肥27．92%，北京26．65%，西安24．24%，天津23．08%，上海21．13%，武汉20．25%，成都20．00%。图3中，对技术经济及管理博士点所在的20个城市按照不相邻省域合作占比值由高到低对三个指标同时进行了排序，发现福州、南昌、长春、杭州、哈尔滨、南京、北京、沈阳、长沙、成都这10个城市中的不相邻神域合作占比折线与同省合作占比折线形成了一个大“剪刀差”趋势，且由前至后开展邻省合作的意愿和频率均很低，说明随着这10个城市的不相邻省域合作意愿的减弱，同省合作的倾向却得到了加强。相对而言，福州、南昌、长春三市的不相邻省域合作倾向几乎是占绝对主导的。而重庆、武汉、合肥、西安、太原这5个城市的不相邻省域合作占比折线与邻省合作占比的折线也形成了一个小“剪刀差”趋势，且由前至后开展同省合作的意愿均很低，说明这五市开展邻省及不相邻省域合作的意愿及频率均相对较强。综上所述，研究结论显示不论是从地区层面，还是省域层面，均发现假设2成立。
4主要结论及展望
数学科技论文范文3
一、围绕教学重点设计课堂练习
数学教学是分单元进行的，每一单元可划分为几个“知识块”，同一“知识块”的几个教学课时又有不同的侧重点或叫“知识点”。课堂练习就是要围绕每堂课的教学重点进行设计。
例如，教学“两位数的除法笔算”前两课时，重点、难点是试商。新课前的练习应为学习试商方法作知识铺垫，可这样设计：1.括号里最大能填几：30×（）〈206；2.在里填上〉或〈：32×5150；3.估算：78×8＝、206×3＝。讲授中的练习要为理解试商方法服务，可这样设计：1.说出试商过程：
附图{图}
2.如果把
附图{图}
中的27看作20来试商，要试几次？如果看作30来试商，要试几次？比较一下，怎样试商简便些。新课后的练习要起到强化试商方法的作用，可这样设计：1.说一说
附图{图}
等题该把除数看作几十来试商，再算出来；2.不用竖式计算，很快说出下面各题商几：
附图{图}
3.在里填上适当的数：÷30＝8……15，300÷＝7……20；4.下面的计算正确吗？把不正确的改正过来：
附图{图}
二、遵循认知规律设计课堂练习
每堂课的练习设计要根据知识的结构特征和学生的认知规律进行设计，做到由浅入深，有层次、有坡度，一环套一环，环环相扣。
例如，同分母分数加减法的教学，可设计以下几个层次的练习。
1.基本练习：（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）笔算：7／18＋13／18、13／20－7／20。
2.综合练习：（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.发展练习：仿照7／11＝（）＋（）、7／11＝（）－（），分别编出5道加法和减法计算题。
通过上述几个层次的练习，学生在简单运用、综合运用、扩展创新的过程中，理解和掌握了知识，同时也照顾到全班不同层次学生的学习水平，使他们都有收益。
三、根据智能目标设计课堂练习
多途径、多角度地训练学生思维，开发学生智力，是提高学生个体素质的需要，是课堂练习设计的重要依据。
1.设计联想题，训练学生思维的敏捷性。教师可从引导学生进行横向、纵向和逆向联想等方面设计练习题。如看到“a是b的5／6”，要求学生联想到：（1）a与b的比是5∶6（横向）；（2）b与a的比是6∶5（逆向）；（3）b是a的11／5倍（横向、逆向）；（4）a比b少它的1／6（纵向）；（5）b比a多它的1／5（纵向、逆向）；（6）a增加它的1／5与b相等（纵向）；（7）b减少它的1／6与a相等（纵向）。
2.设计多解题，训练学生思维的变通性。例如，学习分数应用题后，教师可出示应用题：“一根长64米的铁丝，剪去总长的5／8做了20个周长相等的方框架，余下的还可以做同样的方框架多少个？”并要求学生采用不同的方法来求解：
（1）用分数应用题解法求解：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：设还可以做x个方框架，得5／8∶20＝（1－5／8）∶x。
（3）用工程问题解法求解：①（1－5／8）÷（5／8÷20）＝12；②1÷（5／8÷20）－20＝12。
数学科技论文范文4
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
数学科技论文范文5
一、全面学习与把握学科建设“四要素”，以质量求生存
任何事情要办好，都有它的规律，有它的基本要素。笔者以为，从创建第一个专业起，就应站在学科发展制高点来把握学科方向、学术梯队、基地平台、项目成果四要素。笔者所在院校从1987年开设第一个专业——“工业设计”起，看准了它是“一种创造”，要狠抓创新意识教育，不断从理论与实践结合的高度，强化学生的实践能力与实干精神，这关系到学科与专业的生存和发展。
面对市场对人才培养的挑战，高校设计人才培养的质量应突出表现为人才特质上的“三重”和“三性”，即“重素质、重能力、重实践”和“适应性、可塑性、创造性”。设计艺术院校需要着重培养出一大批“创新意识强、适应能力强、实干精神强”的“三强”人才，以适应国家和社会的需要，这是设计艺术教育的趋势。具体而言，教学应该根据社会对各专业人才培养的特殊要求，在主干专业教学内容设置、实验条件建设、在思想政治教育和校园文化建设方面充分考虑设计行业所需的素质教育，使培养的学生有振兴各设计专业所需的知识、能力和素质。设计艺术学院的发展加强与行业的共建合作、产学研结合，强化实践教学，坚持把解决行业发展中的共性关键技术问题、输送行业所需要的高级设计专门人才放在办学的首要位置。
“三强”型人才把创新意识强摆在首位。在竞争中，特别是面对创意产业的迅猛发展，创新意识与原创意识更具优势，充满艺术与个性气息的产品必将成为消费新追求。具有感性形象创造性的设计师和善于推理与分析进行技术结构创新的设计师，都是所需要的。设计教育努力培养具有两种综合素质的人才，这需要以搭建扎实的知识结构交叉平台为基础，奠定学生将来进行“越界”设计、“越界”沟通的能力。只有具备学科交叉的知识结构和善于“越界”设计的能力，才是成为合格设计人才的基础。
“三强”型人才把适应性摆在关键的基础位置，这与设计工作本身的性质紧密相关，设计工作具有灵活、协调和市场的偶然性，设计开发过程就是一个了解市场——调整适应市场——改进适应市场的过程。此过程可以借用设计原理中的“适应性系统”概念，设计艺术适应性系统是处于内在因素与外在环境之间的交界面处、具有一定目标与功能的系统。这个适应性系统需要从内外环境、因素两个方面去考察，系统的复杂行为主要是其所处外部环境的复杂性表现，同时也受内在因素少量限定性质的制约。它的理论根据是人为创造的第二自然与第一自然协调形成天人合一的系统，这个系统针对环境规定具体的目的或意图，具有适应环境的根本特征。适应性系统的行为具有复杂多变性，但这种复杂多变的行为主要是其所处外在环境复杂性的反映。它运用规范性、限定性的描述方法，即：从目的、手段适应环境的角度去讨论“应当是何种方式”的问题。产品的内部因素、外部因素及目标也是适应性系统的三大组成要素。该系统的目的成功与否取决于它对内外环境之间的关系——特定方式的理解程度。因此，设计专业学生必须从入学就逐步建立“适应性系统”意识，无论是适应社会的强化协作意识，还是具体的设计开发和改良工作的开展本身，都要重视“适应力”。
现代社会真正需要的设计艺术人才是能吃苦、肯实干的人，设计工作与市场紧密相连，从市场调研开始就有大量繁重且要求细致严格的工作要做，而且在专业和社交技能上对设计人员提出了很实际的要求：现代社会需要的是能与他人合作、能不断地发现市场中的空缺点并根据市场需求灵活地运用设计程序与方法；利用理性的设计思维分析和引导产品设计、熟练运用现代表现技能进行产品设计的设计人才，这些能力也都建立在实干精神的基础上才能充分发挥，为企业认可。
二、“三强”人才培养的教学改革措施
为了多培养出“三强”人才，设计艺术教育和管理可采用以下措施。
1.以学术梯队建设为关键，造就人才培养的高质量教师队伍
坚持“人才强校”的原则，设立高水平教师队伍建设专项，运行“高层次拔尖人才引进和培养工程”“中青年学术骨干培养工程”“中青年教师博士化工程”，支持杰出人才和创新团队建设。通过与国际知名大学和科研机构建立合作关系，每年派出教学科研人员出国留学、学术访问和参加国际学术会议，邀请外国专家、学者短期来校访问、讲学及合作研究，发起和主办高水平国际学术会议，推动师资培养国际化。实现教师队伍“四个转变”，即以科研项目和教学为纽带的松散组合转变为以学术带头人为核心并具有内生凝聚力的科研和教学团队为主体；以本科学历为主体转变为以博士学历为主体；以中老年教师为主体转变为以中青年教师为主体；偏单一血缘教师为主体转变为血缘结构合理的教师为主体。梯队的建设要做到：一方面，授课老师要有全面的知识结构、先进的教学程序和方法、实践的经验及能力，并能明晰有效地引导学生进入设计的殿堂；另一方面，教师要懂得因材施教，克服传统中国教育的学生被动学习模式，激发学生智慧、创造能力，挖掘潜力，运用科学的方法活跃教学思想，启发学生专业学习的热情，释放教与学的创造性能量。
2.以条件建设为基础，实施人才培养的高起点教学质量工程
例如，武汉理工大学加大本科教学条件建设力度，在预算编制上“重点向教学倾斜”，2004至2006年用于教学4项经费总计达1.7亿元，2006年4项经费占学费的比例达到31.31%，校园基本建设累计投资达到24亿元以上。网络学堂、网络教学平台为重点的数字化校园等基本办学条件指标均超过国家规定标准。
与此同时，学校制定了一系列提高课堂教学质量、强化工程实践能力训练等教学质量标准和规范教学环节、规范教学管理的文件和规章制度，实施高起点的教学质量工程，使良好的教学条件充分发挥应有的效益，推行教学名师制度，启动多级本科品牌专业建设，加强教学研究与改革，实施多级精品课程建设工程，支持精品教材建设。因此，笔者所在院校设计艺术学科的平台建设有了明显进展，拥有该学科本、硕、博和博士后层次，工业设计、动画等专业成为国家特色专业，“设计概论”等课程成为国家级精品课程。
3.建设新的课程体系和培养模式创新
首先是按社会的需求安排教学内容和培养着重点，建设新的课程体系。以学科建设为核心，构建人才培养的高水平学科专业体系，通过制订发展规划、开展教育思想大讨论、召开“两代会”，确立学科建设在学校办学中的核心地位。优化学科结构与专业布局，整体推动学科、专业建设，着力构建人才培养的高水平学科专业体系。
其次是培养模式创新，积极探索教改试点班，从教学内容、教学方式、评价方式和管理模式上强调因材施教、个性发展和综合素质的培养，建立了“2+2”“3+1”等多种培养模式；同时营造创新氛围，积极引导教师参与教育创新，开展教学研究，积极引导大学生课外科技活动，培养创新能力和实践能力。学生在全国各类设计大赛中居先进水平，并率先在全国设立500万元的研究生创新能力培养基金，培养学生的动手能力和创新能力。
4.积极共建合作，建立校外“三强”人才培养运行模式
在设计艺术教学中，实践是产品设计的最好教学方法，设计艺术教学应以实践环节教学来带动理论教学，只有实践才能带动创新，走学院与企业相结合的教学路线，可以较好地解决设计脱离实际的问题。设计院校应开拓社会办学资源，优化“三强”人才培育环境，重视搭建科研合作、教学交流、学生互换的国际合作人才培养平台，引进国外优质资源开展国际合作教育。坚持科研促进教学的原则，广泛开展科技合作，利用教学与科研的有机融合培养学生的创新意识。2006年笔者所在院校的学生毕业设计（论文）选题数中，科研课题或来源于生产实际的课题占毕业设计（论文）选题总数的90%以上。科研时间增强了学生创新意识和团队意识，增强了学生解决实际问题的能力，进一步培养了学生的创新意识。
数学科技论文范文6
1．1煤炭开采机械化水平
煤炭是在地底下经过几十年的地质作用转变而成的，它质地坚硬，且开采主要是在地下，因此需要采用机械化作业。这样不仅效率有保障，还能节约人力成本，降低事故发生率。当前的煤炭开采大部分实现了机械化，特别是国有大型煤矿，这些企业资金实力雄厚，有能力购买大型的开采设备，机械化水平比较高，能够建立一整套的煤炭开采管理的体系，为煤炭企业树立了榜样。而对于基础设施相对较差的中小型煤矿，这些企业资金薄弱，无力购买先进的机械设备，配套的基础设施不完善，又加之这些地区有较丰富的劳动力资源，廉价劳动力的大量使用也阻碍了煤矿开采的机械化水平。机械化开采技术的应用是煤矿开采的重要手段，机械化程度和装备水平越高，安全性就越有保障。因此，要不断提高煤炭开采的机械化水平，从而确保煤炭开采的高产高效。
1．2煤炭开采与环境保护
矿产资源与土地、水等环境资源紧密相关，在煤炭开采技术的使用中，或多或少的会对环境造成一定的影响。煤炭的开采会破坏矿区周围的土地、植被、水、草原等自然环境，容易造成水体污染、大气污染、噪声污染、土壤污染，对水资源和空气产生的污染尤为严重。煤炭开采可以分为露天开采和地下开采，露天开采是在敞露地表的采矿场采出有用煤炭的过程。在这个过程中，采掘不但破坏了大量土地，在使用大型移动式机械设备进行穿孔爆破时，会产生诸如粉尘、有害有毒气体、放射性气溶胶等尘毒污染，对空气造成严重污染。在进行地下开采时，一般要先抽出煤层以上的地下水，这样会破坏地下水的水质，并会产生一定的矿井水，亦会排放出洗煤的废水。在开采的过程中，机械设备也会产生各种废弃的油料，污染水源，矿井排放的污水排放量大，所含成分复杂，不仅会污染附近的地表水体，破坏地下水资源，甚至还会威胁到整个矿区的生态系统和人类自身的用水安全。因此，要采用现代的开采技术管理手段，减少煤炭污染物的排放，减轻煤炭开采对环境的不利影响。
1．3煤炭的安全开采技术
我国煤炭的分布状况影响着煤炭的安全生产，受资源赋存条件的限制，很多煤炭的开采都是采取地下开采的方式。这样的开采方式不但劳动生产率比较低，成本较高，而且在开采的过程中极容易导致安全事故的发生。最常见的就是矿井瓦斯爆炸，矿井中的甲烷与空气作用产生的激烈氧化反应就会发生爆炸。爆炸的原因有很多，最主要的还是很多矿井安全装备配置不足，制定的“先抽后采，监测监控，以风定产”方针未得到完全落实。瓦斯爆炸不仅会破坏机械设备，损坏巷道，还会产生有害气体，造成人员伤亡。为了避免这样的事情发生，要采取多种措施保证煤炭开采技术的安全性。
2关于煤炭科学开采的管理
2．1成本管理
受生产环境等因素的影响，煤炭开采的成本管理有其特殊性，煤炭生产有掘进、回采、井下运输、排水、地面运作等环节，开采成本较大。购置先进的开采设备需要投入大量的资金，煤炭生产的各个环节都需要矿工协助才能完成，需要花费一定的人力资源成本，这两者的花费就占据了煤炭开采成本的很大一部分。企业开采煤矿是为了获得最大的利润，因此，要降低煤炭开采的成本，就要投入更多的大型设备，依靠科技，逐步提高开采的机械化水平。此外，要减少下井矿工的人数，尽量采取机械化作业，培养综合素质较高的矿工，并适当采取激励机制，关心矿工的基本生活，保障矿工的基本利益，让矿工安心工作。只有这样，才能留住煤炭开采的专业人才。通过这些措施，减少煤炭开采管理的成本支出，实现企业效益的最大化。
2．2安全管理
煤炭开采是一项劳动强度极大、危险系数极高的一项工作，保证煤炭开采的安全性至关重要。要想确保煤炭开采过程中的安全，可以从以下几个方面入手。①强化机械设备的安全管理。配备专门的人员对设备进行管理，定期对设备进行维护与保养，降低设备的故障率，消除潜在的安全隐患，充分发挥设备的作用。②强化矿工的业务技术素质。煤炭的开采需要矿工对设备进行操控，这就需要采取各种方式提高矿工的专业技术能力，管好、用好开采设备。要经常对矿工进行业务技术培训，同时学习企业有关安全生产的制度。③认真落实规章制度。很多时候瓦斯的爆炸是人为因素造成的，很多矿工违反有关规定，在矿井下抽烟、违章放炮、明火作业，这些都极容易引起瓦斯爆炸。因此，在矿井中作业，一定要严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定，避免安全事故的发生。④加强安全教育培训。对矿工进行安全教育培训是确保煤炭安全开采的重要举措。事故的发生，往往是矿工的安全意识淡薄，要通过宣传、学习、培训，强化矿工的安全意识，并建立监督检查制度，定期定时进行专项检查，增强督查的时效性，确保煤炭的安全生产。
2．3经济管理
随着我国经济的发展，以煤炭经济为主的单一型经济发展模式已经不能适应经济发展的需要，经济转型势在必行。煤炭资源开采如何才能在转型的大潮中创新发展，需要我们深入思考。由于煤炭资源不可再生，煤炭开采是一种落后的、掠夺式的生产方式，煤矿企业要想持续发展就必须发展绿色循环经济。长期以来，我国的煤炭开采存在着采易弃难、采厚弃薄的问题，煤炭资源的回收利用率比较低，不仅浪费了资源，还损害了企业的利益。所谓煤炭循环经济是一种建立在资源回收和循环再利用基础上的经济发展模式。它能够减少煤炭资源的使用量，使资源再循环使用，提高资源的利用率。当前，人们往往忽视资源的回收再利用，只注重开采，这是一种错误的观念，要提高煤炭资源的回收和循环再利用，采用先进的科学技术以降低成本，达到经济管理的目的，并运用经济管理的手段，实现煤炭资源开采经济效益与生态效益的和谐统一。
3结语
