科技发明论文范例

工程教育背景下培养学生解决复杂工程问题的能力是毕业要求的核心，现行的专业课程教学过程中设计的复杂问题往往都是针对本门课程，综合性不够。本文通过将《创新与发明》课程教学过程分配到本科4年中，通过课程学习，使学生掌握专利申报、学科竞赛、创客文化及产品研发等相关知识，并通过参加各类科技创新实践活动，从而提高学生解决复杂工程问题的能力。工程教育背景下要求学生了解电气工程领域相关行业的国内外技术现状；能够综合运用专业知识对电气工程领域复杂工程问题的设计方案进行优化并体现创新意识。一般的专业课程教学过程中设计的复杂问题往往都是针对单一的课程，综合性不够，提供的实践机会较少，往往不能实际应用到具体的工程实践中。而工程教育认证理念人才培养体系是一个系统工程，仅仅抓住某一门课设计问题，引导学生去解决，无法形成真正的知识体系闭环，无法实现对人才培养方案体系要求中解决复杂工程问题的要求。我校电气工程及其自动化专业从2016年开始着手专业工程教育认证，先后完成申请接受、自评报告审查以及专家组进校复查等工作，与2018年4月顺利通过专业工程教育认证。《创新与发明》课程是我校在工程教育背景下自主探索的融合了实践教学的人才培养体系。本文首先结合工程专业认证要求设计了课程培养目标，分析了《创新与发明》课程在工程教育中的作用和地位，指出了传统教学方法在工程教育背景下人才培养机制的问题和不足，然后介绍了改革后的《创新与发明》教学方法，研究了毕业要求与课程教学目标的对应关系，给出了课程教学内容，最后设计了有针对性的考核方法，确保工程教育背景下学生满足毕业要求中具备解决复杂工程问题的能力。

1课程培养目标

工程教育背景下，培养学生解决复杂工程问题的能力是一个系统工程，需要贯穿在大学本科的4年时间中，要求从理论中来，到实践中去，是一个分析、实验、研究、总结和自我提升的过程。《创新与发明》课程按照学生的能力提升规律，根据毕业要求设计课程培养目标如表1所示。

2课程的地位与作用

《创新与发明》课程是按照工程教育专业认证理念而设置的综合专业实践和创新课程，是我校电气工程及其自动化专业的一门专业限选课，是必修课，将培养过程分配至本科四年教育中，通过课程的学习，要求学生掌握专利申报、学科竞赛、创客文化、科技创新及产品研发等相关知识，并通过参加各类科技创新实践活动，培养学生科技创新、发明创造以、自主学习的能力和解决复杂工程问题的能力。

3课程设计

《创新与发明》课程是从学生入校起的第一学期即开设，过程持续4年，课程内容分为理论教学和实践教学两个方面，第一、第二学期以班为单位进行理论教学，第三至第八学期以工程项目组为单位进行实践教学。在理论教学中侧重于构建电气工程理论知识体系，引导学生了解电气工程领域相关行业的国内外技术现状，了解解决复杂工程问题需要的知识体系，了解大学生科技创新及竞赛的相关知识。具体从一下4个方面设计课程内容：（1）专利知识简介、创意的形成过程、专利文本的书写和专利申报流程；（2）自动控制的基本原理、控制器的硬件设计方法、C程序的设计方法、常用软件的使用方法；（3）创客概念的由来、中国创客行业的发展与前景、学生创客的重点、创客大赛的赛程与规则分析；（4）机械创新设计大赛、中国机器人大赛和电子设计大赛等的参赛要求、知识内容的讲解以及典型参赛作品的分析。在实践教学中侧重于项目的应用和动手实践，面向实际工程应用提出综合性复杂工程问题，通过教师讲解、学生查阅相关文献，经过研究和实践，项目的研究成果可用于参加科技竞赛、创作专利或者论文，实现教学产出。具体从一下四个方面设计课程内容：（1）典型创新与发明案例分析和制作，如咖啡机、武术擂台小车、循迹小车、图书机器人等。（2）前沿和热点技术实验和验证，如无线充电、新型半导体器件、微电网、区块链和图像识别等。（3）科技竞赛作品的设计和制作，按照机械创新设计大赛、中国机器人大赛和电子设计大赛等大赛要求设计出作品参加比赛。（4）创作论文或专利。

1史料教学的作用

1.1激发学习兴趣

历史教学中的史料有一大部分内容非常生动且感人，这就可以成为激发学生学习兴趣的方法。例如：讲“戊戌六君子”的课时，教材中有段“我自横刀向天笑，去留肝胆两昆仑。”“有心杀贼，无力回天。死得其所，快哉快哉。”这是维新变法领导人之一的谭嗣同，当变法失败后发出的感慨，有着非常鼓舞人心的气势，像这样的史料教材中随处可见，所以这样的史料更能激发学生的兴趣。

1.2增强历史感

历史本身的教学就有强烈的历史感，在一些课堂上，适当的增加一些古文，不仅可以增强历史感，还可以使历史教学具有时代特征，如：在讲禁烟运动的课时，林则徐写到：“（鸦片）流毒于天下，则为害甚巨，法当严。若犹泄泄视之，是使数十年后，中原几无可以御敌之兵，且无可以充饷之银。”这句话表现当时鸦片的危害严重性，同时也表明要求禁烟的必要性和重要性。

1.3培养探究精神

历史学科的目的就是培养学生的具有思考能力，而不是简单的死记硬背的记住某些答案或解释，教师在教学中让学生自己阅读一些史料，进而学生可以对史料进行直接的探索。如：通过阅读英国《大宪章》和《权利法案》的史料，教师可以要求学生思考英国君主立宪制政体形成的渐进性和创新性是如何体现出来的？学生经过相互之间的讨论，这样可以避免死记硬背，从而进一步加深对于历史的理解，最终可以促进学生历史思维的发展。

提起中职学生，人们普遍认为中职学生是中考失败者。他们学习主动性不强，没有养成良好学习习惯，但动手能力强于理论研究能力。根据中职教学内容标准和学生不同年龄特点，及我校“创新教育课程”特色，我们从学生已有科学知识和生活经验出发，编排了创新性强、充满趣味的探究制作内容，作为探究活动校本教材。

一、校本课程研究目的

创新制作校本课程，让学生通过阅读欣赏、操作创新、探究合作等丰富多彩的科学活动，巩固所学理论知识，促使学生接受科学新信息。我校的校本课程体系做到理论实践相融，动脑动手相融，做人融于做事，在理论与实践间建立零距离接触，实现理论知识与实践创新有机结合。

二、校本课程研究主要内容

校本课程实践研究，从学生兴趣和关注点、教师个人专长、所在区域社会特征三个方面，整合校本教材内容，使之成为创新实践活动资源素材。重点围绕“本县地方特色资源开发利用”“科技活动在创新实践活动中开发和利用”“学校特色资源实践”“学校个案研究”“课程资源包建设”等方面进行研究。

三、校本课程特色板块

我校的校本课程开发了六个别具特色板块：探究观察模块、创新创意模块、探究思维模块、创新实验模块、实践制作模块、创新视野模块等，做到课堂教学主渠道与创新活动课互促互补，整体优化。各个模块各具特点，其中以创新探究模块和创新实践模块为主，延伸拓展我校创新校本课程资源。

高水平的学术论文体现了科研工作者的辛勤劳动和聪明智慧，一篇学术论文的公开发表说明了科研人员的研究成果被社会所认可，对科研工作者起到了鼓励作用的同时也会产生积极的促进作用，这样的效果是十分明显的。研究人员在进行科学研究工作时不但态度要实事求是，研究方法要系统科学、还要有敬业精神和具备对这一领域的课题进行研究的知识，技能，同时会有应用价值的研究成果能够引起学术界很大的关注和共鸣，而从事科学研究的每一个人都会为此而不懈努力的。学术论文的发表给业界带来的影响，是因人而异的，例如，一篇高水平的学术在核心期刊上比发表在非核心期刊上的影响度是不同的。在不同的科技期刊上发表的学术论文它所具有的学术价值也是不同的。根据这种情况，笔者就学术论文的价值判断展开更进一步的阐述。

一、学术论文所具有的基本属性

人们很多时候是通过所发表在科技期刊上的学术论文来了解世界日新月异发展的，同时，学术论文也是人类智慧的结晶，它体现了人类进行的脑力活动与认知。学术论文的特点是：独特性（和别的文体不一样）、相关联性（对有关的领域开展研究）、时效性（对特定的历史阶段中的活动进行研究）、继承性（继承古往今来世界上的研究成果）、专业性（对未来的领域的研究）等方面，它体现了学术论文的专业性强、科技含量高，并且对客观世界的探索、研究时间漫长。

二、用价值论的观点对学术论文的价值看待

运用价值论里的观点，在社会科学与自然科学方面进行的相关科研工作的自身有它的价值，但如何来显示它实际的价值呢？由于学术研究的领域不同，对撰写的学术论文的实际价值衡量的标准也不同。总的来说，对人类社会进行研究通常上会科学的划分为社会科学与自然科学。社会科学和人文科学领域的有关文章，它具有以下价值：

（1）对人们主观认识方面进行纠正，对于日常的教学展开相关的学术研究，并把研究成果发表在社会科学期刊上，供人们借鉴。可是近期发现，很多时候人们不能够正确的认识交际教学法，误解了它的内涵。人类的认知出现了误区，纠正这样的误区需要相当长的时间。人类一直在认知事物、纠正自己错误的认识，然后对事物的认知升华到一个新的阶段。

（2）新方法。重新修订的教材内容有理念创新等对新事物的认识应用，同时推广也在深入，产生了推广方面的价值和应用方面的价值。这种学术论文对相关的单位或是个人，具有很大的作用和较深的影响。由于推广不断深入，这也将对此行业的学术研究方面产生影响。例如：2008年的南方冰冻天气让电力人员措手不及，但是这种情况对于有着丰富经历的北方电力人员而言早就司空见怪了，北方电力工作人员在冬天进行工作的经验在这种情况下极具推广价值；教师队伍里有过合作教学经历的老师和没有这方面经验的老师相比，前者显示了在这方面的经验十分的丰富，其他的老师有向他们学习的必要。

1建立科技与人文相融合的教学体系

（1）立足素质教育需要，注重科技与人文的融合。

针对非电子信息类专业学生的特点，“现代通信技术与社会”课程以展现现代通信技术在社会中的应用为目标，综合介绍现代通信技术的基本知识。按照先通信基本概念后通信系统的方法，从全程、全网的角度介绍通信的基本理论、典型的通信系统以及应用。在课程内容定位上突出学浅用深，从通信技术的发展史、现代通信的关键技术、科技改变生活等方面详细阐述通信技术对社会的影响，注重知识性与趣味性、基础性与前沿性、技术性和探索性相结合，增强学生学习科技知识的热情与兴趣。例如，通过“击鼓传声”“飞鸽传书”和“烽火狼烟”等例子，介绍了我国从殷商时期就开始的古老的信息传输方法；从“苏武牧羊”“周幽王烽火戏诸侯”等故事中了解了古代的通信方式；通过阿加莎•克里斯蒂的小说《尼罗河上的惨案》了解S.O.S.莫尔斯电码的应用；分析了泰坦尼克号海难发生初期，其他船只和救助组织没有及时组织施救的原因：船上发报员开始发出的是过时的求救信号，直到整个船只都快没入大海时才发出了S.O.S.求救信号。这些都使学生认识到：自19世纪莫尔斯发明电报之日起，通信技术便登上了历史舞台，并在人们的生活中扮演着重要角色。现代通信技术使得神话故事中描述的“千里眼”“顺风耳”成为现实，并加快了社会前进的步伐。

（2）以通信技术的发展历程为切入点，以展现现代通信技术在社会中的应用为目标

综合介绍现代通信技术的基本知识，包括通信发展历程、通信基本知识、电话交换网、数据通信、光纤通信、移动通信、互联网通信等。课程采用以介绍通信新技术为主要内容的思路，注重系统性的介绍和分析，用通俗易懂的语言介绍现代通信的基本原理、技术特点及应用，并紧贴生活应用，详细分析各种通信业务给生活带来的巨大影响。在讲授模拟信号的调制技术时，将模拟信号的基带传输比喻成一个人步行从市中心去位于城郊的火车站，而调制传输就如同乘出租车去火车站，可见后者的可靠性与效率显然高于前者。在定义单工通信、半双工通信和全双工通信时，形象地介绍单工就像单行道，半双工就好比独木桥，全双工就是来回可对行的双车道。为了便于学生理解数字复用技术，通过多个车队轮流使用道路的例子加以说明。

（3）以通信技术的发展史为主线，以重大事件、关键人物、核心技术、生活应用、发展趋势为切入点

介绍现代通信技术对社会进步的积极影响。教学过程中，介绍了电报发明人莫尔斯的生平、电报的发明过程以及科学成就；介绍了电话发明人贝尔的生平、电话的发明过程以及科学成就；介绍了经典电磁学的创始人麦克斯韦的生平以及科学成就：没有电磁学就没有现代电工学，也就不可能有现代文明。以中国探月工程、美国火星登陆计划为背景，阐述了卫星通信的基本原理和功能；通过对马航MH370航班失联事件的分析，介绍了国际海事卫星组织及其卫星通信的工作过程，分析了失联航班可能坠落区域的判断依据；举例说明了中国的北斗卫星导航系统在汶川抗震救灾中发挥的作用。现代通信技术方便了人们生活和工作的同时，也带走了人与人之间互相思念的特殊体验，现在的人们再也感受不到“烽火连三月，家书抵万金”的心境，也难以写出“我住长江头，君住长江尾。日日思君不见君，共饮长江水”这样优美感人的诗句。现代通信技术改变了人们的生活和工作方式，推动了社会的进步；人类不断增长的社会需求促进了通信技术的发展，科学技术与社会生活正是在这种互相影响和作用的过程中发展、进步的。

摘要：工程技术研究中心建设是完善中国技术创新体系，加速科技成果转化，促进高新技术产业发展，推动科技与经济结合的重要举措。分析了湖南省工程技术研究中心的发展现状及问题，提出了发展建议。

关键词：工程中心；成果转化；创新机制；优化布局

1概述

湖南省工程技术研究中心（以下简称工程中心）秉承加强科技与经济结合、促进科技成果转化的宗旨，围绕国家及湖南省经济社会发展的重大科技问题和战略需求，不断创新完善管理机制，大力培养集聚工程技术优秀创新人才，大力提高一流科研实验条件，着力提升关键共性技术研发能力和科技成果转移转化能力，着力提升行业服务能力和开放共享能力，推动传统产业优化升级，促进新兴产业蓬勃发展，有效发挥了引领行业技术进步的重要作用。自1999年湖南省科技厅批准组建第一家省级工程中心以来，截至2018年底，湖南省共建有工程中心356家，其中国家级工程中心14家，省级工程中心342家。总资产达1253.93亿元，其中固定资产356.74亿元，流动资产691.47亿元，对外投资58.96亿元，其他资产146.76亿元。

2建设现状及问题分析

2.1建设布局与人员结构

从建设产业领域看，新兴产业领域建设数量较少，如图1所示。在先进装备制造、现代农业、新材料领域共建有工程中心220家，占总数的61%，在人口健康、信息技术、资源与环境、社会事业领域建有工程中心160家，占总数的44%，而海洋工程装备、云计算、物联网、智能电网、节能环保、服务外包等新兴产业领域工程中心建设数量较少。从建设地域来看，分布发展不均衡，如图2所示。湖南14个市（州）中，长沙市建有195家工程中心，占总数的54%；株州31家，占总数的8%；湘潭23家，占总数的6%；而其他11个市（州）仅建有107家，占总数的30%。从全国各省国家级工程中心建设数量排位来看，湖南省国家级工程技术研究中心较少，如表1所示。全国各省共建有国家级工程中心346家，湖南省仅有14家，排第八位，仅占全国总数的4%。从人员结构来看，高层次创新人才较少。湖南省工程中心研发人员总数有18486人，高层次创新人才仅267人，占总数的1%。其中两院院士39人，长江学者22人，“千人计划”入选专家26人，国家“百千万人才工程”人选35人，国家杰出青年基金获得者18人，湖南省科技领军人才38人，湖南“百人计划”入选专家40人，芙蓉学者10人，湖南省新世纪121人才工程第一层次专家39人。

一、小学科技活动对小学生科学素养培养的影响

小学科技活动是小学学校教育的重要组成部分。小学科技活动是按照一定的目的要求，对小学生科学素质（科学意识、科学态度、科学能力等）的形成，施以影响的有计划的活动。

科学素养对人在社会中的生存和发展有很重要的作用，今天的小学生将是明天国家建设的主力军，其科学素养的高低会直接影响到国家未来科学技术的兴衰，影响到国家未来的生存与发展。小学生科学素养的培养是指对在日常生活、社会事务以及个人决策中所需要的科学概念和科学方法的认识和理解，并在此基础上所形成的稳定的心理品质。具有一定科学素养的人，会对科学产生兴趣并渴望探究，能发扬质疑、验证的科学精神，运用自己所掌握的科学知识和科学方法，去发现问题、提出问题，去解答与实践有关的问题，或者能描述、解释和预测自然事物与自然现象。

小学科技活动对小学生科学素养培养的有着重要影响。科技活动为学生提供更多的动手实践机会。在科技活动中，学生可以根据自己的兴趣爱好，按自己拟定的方案去从事各种科学探究活动。如在家建一个小小气象站，或观察小猫小狗的生活习性，或测量太阳高度，或自制蒸汽机，或设计一个小发明等等。有时，还可以按教师的布置，在课外进行长期的观察和实验，作好有关记录，并对记录的数据进行整理、分析，探索研究其中的一些规律。学生在丰富多彩的活动中，培养了动手能力和独立思考能力，理论联系实际，从而使他们的科学素养得到了培养和发展。

二、小学科技活动开展现状

目前小学科技活动的开展取得了一定成绩。总体而言，通过科技活动，学生对科技活动的兴趣、思维能力、观察能力、想象能力、动手操作能力等方面均有提高。但还存在一些问题。

（一）小学科技活动项目不全面，科技含量不高

一、建立创新中心

2012年8月，美国经济发展局奖给布法罗大学349，565美元（约2，171，672元），用于在纽约西部10个县扶植培养创新精神，创造工作岗位和鼓励私人投资。联邦基金将用于创造一个创新中心，这是一个为期两年的项目，推动从纽约大学各个分校产生的发明和创新。目的是加速创新和发明商业化的渠道，把企业家和大学及社区的资源紧密联系起来。这一创新中心将会为企业家、商业和经济开发商提供一个合作和信息交流的平台，为企业提供新的商业信息，提供开发技术公司在早期阶段的领导能力训练，提供新产品开发的工艺流程，帮助解决中小企业的技术难题。

二、建立大量的多学科研究中心

UB建立有大量的研究中心和研究所，共有158个。这些研究中心主要侧重于协作、多学科的工作，覆盖了从建筑和新生媒介到国家安全和妇女的健康等广泛的研究领域。例如布法罗大学的多学科地震工程研究中心（MCEER）是由来自整个美国许多学科和研究机构的多名研究人员和工业界的合作伙伴组成的科研团队。MCEER最初由美国自然科学基金委于1986年建立，作为第一个国家地震工程研究中心。1998年，更名为多学科地震工程研究中心。MCEER的使命已经从最初侧重于研究地震工程到研究各种各样的自然或人为的灾害对于关键的基础设施、结构和社会的技术和社会经济等方面的影响。MCEER通过一个多学科的、多种自然灾害研究，同教育和外界紧密联系的系统来完成研究工作。

三、制订长远和前瞻性的学校发展计划，强化优势学科

为了确保布法罗大学持续的繁荣和发展，保持长期的创新活力和世界一流研究型大学的地位，学校董事会制订了UB2020计划。UB2020计划旨在提供学生最好的大学教育，提供社会（社区）最前沿的科研和医疗。其中计划的主要内容之一是培养战略优势学科。其战略优势主要分布在如下的八个方面：（1）艺术和表演艺术；（2）公民参与公共政策；（3）文化和文本；（4）极端事件的减缓和应对；（5）整个生命周期的健康问题；（6）信息与计算技术；（7）集成纳米结构系统（INS）；（8）生物系统和生物分子识别。每一个方面都设定达到世界一流的目标。如在集成纳米结构系统方面，倡导纳米科学和纳米技术的合作研究，做出能改变世界的发明和创新成果。集成纳米结构系统的研究人员们主要集中在下面六个主要的研究区域：（1）自旋电子学。用电子的自旋来储存、处理和传播信息，从而开发出一些以前不可能实现的电子仪器设备，使未来计算机的体积更小效率更高。（2）纳米电子技术。纳米电子技术侧重在创造纳米尺度的仪器和电路元件，克服现在微电子电路的不足，并实现这些仪器的包装。UB的研究人员正在设计和制造纳米尺度的电路、芯片和包装技术，未来的电器元件能够承受很高的电流密度和温度梯度，从而能够提供更快、更小、功能更加强大的计算机。（3）纳米医学。纳米医学的进展在UB包括新的微创诊断方法，药物和基因的目标（靶向）递送系统，促进光动力癌症治疗的方法，新的医学成像模式和实时药物疗效监测方法。这些研究向着临床实践的方向发展，最终能够提高病人的生命周期和生活质量。（4）传感器和纳米技术在生物医学中的应用。UB在传感器领域的工作包括神经元网络、模式分析、低功率光探测器和光源、新的分析物的识别技术。确定复杂化学模式作为各种疾病的标志，例如糖尿病和各种不同类型的癌症，最终能够实现这些疾病的早期诊断和治疗。（5）太阳能。UB研究人员正在开发一种新的科技用于制造和组装无机纳米材料，用于创造造价低、更加经济有效的太能电池。研究活动包括在一个导电聚合物母体上基于无机纳米晶体组装纳米材料用于制造和测试完全混合无机/有机太阳能电池的工艺过程中所发生的光诱导表面电子转移反应的基本表征。（6）能量储存和转换。改进的能量储存对于许多新兴的技术从电动和混合动力汽车到植入式医疗设备是非常关键的。UB的研究人员正在开发（研发）纳米材料并将它们应用到电池中，与现在的技术相比，新材料的应用能产生更高的功率体积比、更高的电流密度和更长的工作时间。这些微型电源对于许多传感器技术来说是必不可少的。

INS的研究人员来自整个的UB校园，并且和许多系（共约18个系）和研究中心（4个研究中心）一起工作，INS是纳米科学的焦点。并且INS拥有一套集中调配的仪器支持（支撑）纳米科学和相关的物理、工程和材料的研究工作，所有的仪器对于UB的工作人员和外部的用户是开放的，收取适度的成本回收费用。其中的设备有高分辨率投射电子显微镜装置、聚焦离子束扫描电镜设施、洁净室设施、电子束普光设备和原子力显微镜设备等。这些高精的尖端科研设备有力地推动了研究工作的进展。通过合作基金、研讨会和学术会议，INS形成了一个良好的研究环境，已经获得了很多突破性的研究成果。比如化学系教授SarbajitBanerjee被麻省理工技术评论（MITTechnologyRe-view）评为世界上35岁以下最优秀的发明家之一。他最有名的发明之一即是“智能玻璃”。这种玻璃具有夏天隔热，冬天透热的温度调节功能。