序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了一篇科技實驗論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

科技實驗論文:實驗課是培養(yǎng)學生科技素養(yǎng)的重要陣地

摘 要：素質會影響和決定學生的一生。培養(yǎng)學生素養(yǎng)的途徑有很多，筆者認為在當下的教學條件下，實驗課是其中的重要途徑之一。多數(shù)中學都具有開設實驗課的條件，無需創(chuàng)設新的教學硬性環(huán)境，教師應轉變傳統(tǒng)的教學觀念，引導學生走進實驗室，扎實開展實驗課教學。

關鍵詞：科技素養(yǎng)；實驗課；理論；技能

一、實驗室有較好的情境化教學環(huán)境

實驗室是生產(chǎn)生活中最簡潔的提煉，它模擬或再現(xiàn)了生產(chǎn)生活的真實情境。我們應該清晰地記得學生第一次走進實驗室時眼睛透露的光芒，雖有可能忐忑，但更多的是明朗和興奮。為什么呢？實驗室具有真實的情境化教學環(huán)境，可全方位感觸，學生可以全方位參與。但實驗室的環(huán)境布置比較單調，一般在墻面上掛著實驗室守則，缺少實驗室的特色。

教師可以根據(jù)不同類別的實驗教學，把每一類實驗的設計方案、一般原則、方法、操作圖示懸掛在教室里，學生可按圖索驥，有效提高自主學習效率。教師也可選擇中學階段有代表性的實驗，按照思維導圖的形式展現(xiàn)在教室里，學生先學會模仿，再有所突破和創(chuàng)新。實驗室不只是公共教室，也可以開辟屬于學生的領地，把他們的實驗成果、體會、影像展示出來，給他們留戀、寄托，讓其感受到家的感覺。

二、實驗課是科學與技術的教學綜合體

實驗課按不同的教學目標、方法、方式，主要分為試驗類、驗證類、體驗類、探究類、操作類、制作類。技術涉及工具、方案、設計、操作流程、工藝、合作、交流、評價。自然科學中的定律、定理、公式，各類自然現(xiàn)象的總結，教師在課堂上窮盡各種辦法，促進學生思維的發(fā)散、拓展，這種課堂更關注教師與學生之間的思維交流，沒有實物供全部學生親身參與，學生無法真實地體會到學習科學的、直觀的、可觸摸的結果，學生也無法有效體會科學知識運用于生活的巨大作用?？茖W作用于生活、服務于人是通過技術產(chǎn)品或技術指引來實現(xiàn)的，實驗課恰恰就是科學與技術相結合的教學綜合體，實驗課在自然科學原理的指導下，通過技術設計操作流程，實現(xiàn)科學與技術的有效結合。離開技術，科學永遠都是飄在空中的云；離開科學，技術就是無頭的蒼蠅。實驗課是自然科學教學的有效途徑。

三、實驗課要求理論與實踐相結合

理論與實踐是融合統(tǒng)一的。當下中學的教育現(xiàn)狀，理論學習鋪天蓋地，學生除了解題能力提高了，實際綜合素養(yǎng)呢？作榻逃工作者，我們有責任和義務積極、有序地開展實踐性較強的實驗課教學。誠然，因為學生基礎等原因，實驗課的開設初始難度較大，教師和學生需付出極大努力，但是一旦走入正軌，學科的教學效果就插上了騰飛的翅膀，理論與實踐相結合的實驗課更能引起學生的學習興趣，更能激發(fā)學生的學習動力，更有利于學生創(chuàng)造性思維的產(chǎn)生。

四、實驗課讓學生親身體驗科技的魅力

在實驗課的教學過程中，讓學生親身體驗成功與失敗、迷茫與明朗、掙扎與順暢，哪怕經(jīng)歷痛苦，也有利于學生身心的全面發(fā)展和學生綜合素養(yǎng)的養(yǎng)成。實驗課的最大特點是學生參與性高，學生可以零距離學習知識。在實驗課堂上，學生最終掌握知識的多少受多種因素的影響，有部分學生可能付出了努力卻達不到教學要求，筆者認為，即使如此也不能認為是實驗課教學的失敗，因為實驗課教學最重要的任務是讓學生認識到科學的真實性、應用性，使學生在以后的人生道路上能夠相信科學、利用科學，用科學的策略和方法解決問題。

五、實驗課是培養(yǎng)學生綜合素質的有效途徑

在任何單科的實驗課教學中，即使是最簡單的實驗，無論以何種形式開展都具有綜合性的特點，有些實驗體現(xiàn)了學科間的綜合，有些實驗體現(xiàn)了生活技能的綜合。如通用技術學科講到的結構穩(wěn)定性，廣泛地涉及物理學力的分析、數(shù)學中的立體幾何知識?；瘜W實驗的開展，可以使學生認識到流程的概念、材料的特性、工具的使用等知識。實驗課的課堂上往往出現(xiàn)多學科的交叉、多技能的運用。實驗課要求學生有較高的綜合素養(yǎng)，從另一方面講，實驗課也在培養(yǎng)著學生的綜合素養(yǎng)。

總之，為了學生的終生發(fā)展，我們要積極開展實驗課教學，為了教師的專業(yè)發(fā)展，我們要主動投入到本學科的實驗教學中。

科技實驗論文:藝術與科技傳播的融合――科學秀(科普劇)、科學實驗秀

摘 要 科學技術的傳播效果，不僅會影響科學技術本身的作用，還會影響其社會價值。科學共同體、科學家之間的學術交流活動，科技類期刊等這類傳統(tǒng)的科技傳播形式，常常涉及專業(yè)知識與術語，除本專業(yè)研究人員外，公眾并不知道這些術語的專業(yè)背景和內在含義，也很難理解這些術語和知識，這樣就阻礙了科技信息的有效對外傳播，導致公眾無法通暢、有效、便捷地獲取科技信息?？茖W秀（科普?。?、科學實驗秀等科學傳播作品，通過作品中的藝術形象、情感因素作用于人的感性認識，讓公眾覺得“科技有意思”。藝術與科技傳播的融合，讓科學知識的普及更廣泛，讓公眾感受科學的魅力，讓科學方法的應用更加合理、正確，用科學思想戰(zhàn)勝愚昧落后，提高了全民的科學素質。

關鍵詞 科技傳播；藝術；科學秀

藝術是人類社會勞動和智慧的結晶。藝術提高了人類生活的質量，充實了人生幸福的內涵，經(jīng)濟建設的發(fā)展離不開藝術，科學事物的創(chuàng)造離不開藝術。藝術追求的是美，而科學追求的是真。藝術是形象思維，反應社會與生活的現(xiàn)實，突出的是事物的個性；而科學是抽象思維，揭示事物的本質，強調的是事物的共性。正是因槿绱耍有人說，藝術是情感化的科學，科學則是精確化的藝術。藝術與科學既有區(qū)別，又是辯證統(tǒng)一、相輔相成的關系?？茖W需要藝術，并體現(xiàn)著藝術；藝術也體現(xiàn)著科學，且越來越需要科學[ 1 ]。

社會科技意識的提升，可以讓公眾自覺意識到科學技術在經(jīng)濟發(fā)展與社會進步的作用，增強公眾對科學技術的認識與理解，形成尊重科學、尊重科研人員的社會環(huán)境，影響并吸引更多優(yōu)秀人才投身科技事業(yè)。這些均依賴于科學教育和對科學技術的傳播。科學技術是否被傳播，它的傳播效果，不僅會影響科學技術本身的作用，還會影響其社會價值。科學秀（科普?。⒖茖W實驗秀等科學傳播作品，通過作品中的藝術形象、情感因素作用于人的感性認識，讓科學知識更易被理解，更易被接受，讓公眾感性并潛移默化的感受科學方法、科技過程、科學精神和科學思想。藝術在這里發(fā)揮出的作用，猶如一粒種子在荒漠中無法生根發(fā)芽，自然看不到這粒種子的作用，只有在合適的土壤中，種子生根發(fā)芽并茁壯成長后才能盛開出絢麗多姿的花朵[ 2 ]。

1 藝術與科學技術的相生互補

1.1 藝術的3種主要功能：認識功能、教育功能和審美功能

在我國長期以來占主導地位的觀點，認為藝術主要有3種功能，即認識功能、教育功能和審美功能。

優(yōu)秀的藝術作品能夠真實地反映社會生活，典型的藝術形象揭示了事物發(fā)展的客觀規(guī)律，反映社會生活的本質。藝術的認識功能包含了認識社會的功能和認識科學的功能。事實上，人類對科學技術的認知，推動著藝術活動從低級階段走向高級階段，從簡單走向復雜。在這個層面上，在幫助人們了解和認識科學方面，藝術的認識功能發(fā)揮著不可或缺的作用。

藝術的教育作用是以情感人，接受者先被情所動，繼而引發(fā)理性思考，從而受到教育。道德、法律、哲學以及科學知識的教育作用可以用立竿見影來形容，唯獨藝術的教育作用是潛移默化的。

藝術的審美功能指的是藝術家按照自己的審美，塑造各種典型藝術形象，贊頌真、善、美，鞭撻假、惡、丑，陶冶人的情操，增強人的審美能力[3]。

1.2 科學技術的社會功能：認識功能、經(jīng)濟功能、文化功能和物質功能[4]

美國著名社會學家R.K.默頓（R.K.Merton）在《十七世紀英格蘭的科學、技術與社會》中第一次提出了“科學、技術與社會”的概念。

科學史學家貝爾納在《科學的社會功能》一書中講到，“科學既是我們時代的物質和精神生活不可分割的一部分，又是指引和推動這種生活前進的思想不可分割的一部分?？茖W為我們提供了滿足我們物質需要的手段。它也向我們提供了種種思想，使我們能夠在社會領域里理解、協(xié)調并且滿足我們的需要?！彼J為，科學具有不可推卸的社會功能。其社會功能包括了認識功能、經(jīng)濟功能、文化功能和物質功能。

科學以自然為研究對象，自然界由各種物質組成，處在不斷的運動和變化之中，所以科學研究揭示的是自然界的發(fā)展變化規(guī)律。從古至今，許多發(fā)明創(chuàng)造都是科技認識功能的體現(xiàn)。科學技術的進步與發(fā)展拓展人的認識空間的同時，也沖擊著人類傳統(tǒng)的或者已有的價值觀及社會制度體系。核物理學在核能發(fā)電領域中的應用，造福于社會的經(jīng)濟發(fā)展，在軍事領域的應用卻造就了核武器這個20世紀出現(xiàn)的人類全新武器，深刻地影響著世界軍事格局的變化。無性繁殖、克隆技術在組織器官移植方面的應用，一方面給人類社會帶來無限的益處；另一方面又有可能帶來滅頂之災，如造成生物的單一性而走向滅絕等。

科技的經(jīng)濟功能體現(xiàn)在科技是第一生產(chǎn)力，提高生產(chǎn)力的水平就要提高勞動力的科技素質、改善勞動手段、提升管理水平?？萍嫉倪M步調整并優(yōu)化了經(jīng)濟結構，促進產(chǎn)品結構、產(chǎn)業(yè)結構以及勞動力結構的優(yōu)化和升級。

科技不只為人類帶來物質、經(jīng)濟上的利益，更重要的價值是其帶來的精神文明的發(fā)展?？萍疾粌H帶來了生產(chǎn)、生活方式的變革，隨著社會生產(chǎn)力的快速發(fā)展，社會內在要素協(xié)調發(fā)展的趨勢進一步增強，科學技術在社會體制建設以及人的價值觀、道德觀、思維方式、審美和信仰等方面的作用也日益突出，科學技術在促進社會發(fā)展的同時，也在改變著人類的生存和生活方式，影響著人們的精神世界以及社會意識和社會文化發(fā)展的性質、內容和趨勢。這些都是科技文化功能的體現(xiàn)。

科技的物質功能指的是，科技的發(fā)展給人們的日常生活帶來的最直接的利益是物質生活更加豐裕。它極大促進了生產(chǎn)力的發(fā)展，使人們收入得以增加，同時也為人們消費提供了更加豐富的消費方式[4]。

1.3 藝術與科學技術相生互補

藝術是人類智慧生成的動力源泉。藝術與科學的進步在人類文明發(fā)展中相生互補，它們是走向共同繁榮進步的動力源，是人類的創(chuàng)新型思維。這種創(chuàng)新型思維是創(chuàng)造奇跡的心理能力和思維智慧，為人類所獨有。藝術的知覺方式為科學思維提供了思維的元素和依據(jù)，啟迪著科學家的思想，甚至導引他們思維的方向[5]。

科技促進了人類社會的生產(chǎn)方式、生活方式和思維方式的變革，推動了社會發(fā)展[6]。21世紀，人類社會進入高度信息化時代，生產(chǎn)工具、工藝方法、控制手段、勞動者的技能和智力水平等都發(fā)生了根本性變化，新發(fā)明、新理論、新技術不斷涌現(xiàn)，改變了我們的工作和生活方式，推動著社會的變革。電腦的出現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，信息化社會的到來，為藝術創(chuàng)造了前所未有的文化環(huán)境和傳播手段，為藝術提供了更廣闊的天地。同樣，藝術利用新材料、新技術、新的表現(xiàn)形式演繹著對科學的認知?？茖W研究因藝術思想和表現(xiàn)力的迸發(fā)而變得更加活躍、生動。藝術和科學是促進人類社會發(fā)展的兩大動力，即相互獨立又有交集，它們改變著客觀世界，相互促進并共同發(fā)展[7]。

科學可以使人認識抽象的真理，藝術則能使人認識形象的真理，藝術的認識功能和科學的文化功能，讓公眾通過科學傳播作品認識科學、理解科學的同時，也使人產(chǎn)生美的感受與感動[8]。

作為科學技術發(fā)展的基本條件，科技傳播活動伴隨著科學技術的發(fā)展而必然產(chǎn)生，科學技術社會作用的發(fā)揮，離不開科技傳播這一重要環(huán)節(jié)。所以，科技傳播與藝術也是密不可分、相互作用的。

2 科技傳播――傳播科學，讓公眾覺得“科技有意思”

2.1 什么是科技傳播

科技傳播是指利用適當?shù)膫鞑シ椒?、媒介、活動，通過科學技術知識、科學方法、科學思想、科學精神以及科學技術與社會發(fā)展信息的傳播普及，促進科學技術的擴散和公眾對科學技術的分享，激發(fā)公眾個人、群體、社會組織對科學技術的意識、體驗、興趣、理解、意見的過程[9]。

“科學傳播”是一種科學普及理念和現(xiàn)實發(fā)展形態(tài)。它代表著科學信息在社會中的流傳狀態(tài)由主要是通過科學家自上而下向公眾灌輸?shù)膯蜗蜻^程，拓展為在科學家、政府、公眾、媒介、工商企業(yè)以及教育部門等不同社會主體之間交流與對話的傳播活動。

2.2 科技傳播渠道的多元化

傳統(tǒng)的科普往往表現(xiàn)為知識的單身流動過程，從實踐操作到理論研究都建立在一個預設前提之上，即科學總是神圣的、科學家總是正確的，需要考慮的總是只是如何更快更好地使更廣泛的受眾接受來自科學家的教育。這種理解在對傳播目的、傳播內容、傳播手法以及傳受雙方關系的認識上都過于簡單。

我國《科學素質綱要》將“公民具備基本科學素質”明確界定為“了解必須的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用它們處理實際問題，參與公共事務的能力”[10]。

隨著科學技術與社會的快速發(fā)展，社會科普需要也在不斷地增長。從趨勢上看，科技傳播正邁向多元化的發(fā)展方向，科技教育、O施傳播、媒體傳播、科普活動成為科技傳播的基本渠道。作為重要的科技傳播手段，科學秀（科普?。?、科學實驗秀等科學傳播作品能夠吸引公眾，通過獲得實際的感受和體驗，幫助他們加深對科學現(xiàn)象的認識和理解，增強公眾對科學的體驗和認知，進而提升他們的科學素質。

2.3 科學秀（科普?。?、科學實驗秀

科學共同體、科學家之間的學術交流活動，科技類期刊等這類傳統(tǒng)的科技傳播形式，常常涉及專業(yè)知識與術語，除本專業(yè)研究人員外，公眾并不知道這些術語的專業(yè)背景和內在含義，也很難理解這些術語和知識，這樣就阻礙了科技信息的有效對外傳播，導致公眾無法通暢、有效、便捷地獲取科技信息，無法在社會生活中應用科技信息，就會形成公眾與科學之間難以逾越的鴻溝，科技信息便很難發(fā)揮實際的社會功用。

科學秀（科普劇）、科學實驗秀這類近年來流行起來的科技傳播形式，更加貼近于現(xiàn)實生活，讓傳播內容由枯燥變生動，由平淡變精彩，直觀性強、趣味性強，更具吸引力，能夠使公眾有興趣且輕松地接受科技信息，在寓教于樂中學習科學知識，掌握技術方法，提高公眾對科學技術的認知，重視科技的社會價值，從而更深層次地理解科學技術，在判斷問題和解決問題時能夠自覺地應用科學知識和科學方法，從而提高他們的科學素質。

3 “秀”科學，讓科學在表演中傳播

3.1 全國科學表演大賽

2016年7月23日，第四屆全國科學表演大賽表演類作品決賽在克拉瑪依市落下帷幕，作為首屆“絲綢之路”科學節(jié)亮點活動之一，這場囊括科普劇表演和科學秀演出的比賽，將科技與藝術巧妙融合，為現(xiàn)場觀眾打造了一場完美的視聽盛宴。沙塵暴，是新疆維吾爾自治區(qū)民豐縣最常見的自然現(xiàn)象。10個維吾爾族孩子用自己的親身經(jīng)歷，在表演中穿插了音樂、舞蹈、美術等藝術手段，講述了家鄉(xiāng)從過去的荒涼到如今老百姓與自然斗，用科技改變現(xiàn)狀的故事?！拔业募以诿褙S縣安迪爾鄉(xiāng)，位于塔克拉瑪干沙漠腹地，每年有200多天的沙塵暴天氣，我們不怕這些惡劣的自然環(huán)境，大家一起種植紅棗樹，種下安迪爾綠色的希望?！眲勇牭木S吾爾族歌曲響起，民豐縣安迪爾鄉(xiāng)中心小學學生帶來的《可愛的安迪爾》開始了青少年組的科普劇表演。可以說，生動有趣的“科學秀”將科傳播與藝術表演融合在一起，拓展了科普文化的內涵。豐富的表演形式讓孩子們增長了見識，也讓教師在科學教育方面有了許多新思路，用科學表演帶動科技傳播效果會更好。

3.2 福建“小小化學家?科普夏令營”實踐活動，科普情景劇引圍觀

2016年7月6―7日，在福建師范大學化學與化工學院與福建閩侯團縣委共同合作開展的以“青春建功新福建，攜手共筑中國夢”為主題的暑期大學生“三下鄉(xiāng)”社會實踐活動中， 大學生志愿者們將化學實驗以有趣的話劇形式表演了3場妙趣橫生的科普情景劇。其中《捉妖記》，更是讓小朋友們呼聲不斷，驚嘆連連。

狡猾的大師和他的徒弟利用所謂的“捉妖大法”讓普通的手帕像是有保護膜一樣燒不壞，神奇的“水碗”加入液體后自動燃燒，白紙血印，大象牙膏等江湖騙術敲詐別人的錢財，讓現(xiàn)場的尖叫聲此起彼伏?！镀蜇づc黃金雨》中的乞丐妄想制造黃金雨來發(fā)財?shù)陌兹諌糇罱K也因為貪心落空，以及《柯南破案》中的碘?，F(xiàn)指紋實驗也讓小朋友們疑惑不解。而這些令人費解的現(xiàn)象都在化學人哥哥姐姐最后細心的講解之下揭開面紗。

生動的語言，夸張的舞臺動作，美妙的音樂，別具一格的美術設計，讓科學在表演，搭建起科學技術與社會生活之間的橋梁，傳播科學知識，讓公眾感受到了科學精神、科學思想、科學態(tài)度和科學作風。

3.3 大型科學實驗類節(jié)目《加油！向未來》

2016年7月，大型科學實驗類節(jié)目《加油！向未來》登陸中央電視臺綜合頻道。作為國內首檔科學實驗類節(jié)目，《加油！向未來》將“專業(yè)性”的科學搬上了“娛樂化”的舞臺，為的就是能夠用寓教于樂的方式展示科學的快樂，用更加生動可感的方法探索科學的奧秘。每期節(jié)目播出前推出的簡單易操作的實驗活動，就是要通過互動的方式挖掘出科學本身的趣味性，帶動全民參與，讓更多的人了解科學，讓更多的人關注科學。

3.4 國內首檔互聯(lián)網(wǎng)科普秀《耐撕科學姐》

2016年9月2日，光明網(wǎng)聯(lián)合映客推出了國內首檔互聯(lián)網(wǎng)科普秀《耐撕科學姐》。這期以“與亡靈對話的人”為主題的互聯(lián)網(wǎng)科普秀不僅吸引了眾多網(wǎng)友觀看，還在微信朋友圈引起了熱議。網(wǎng)絡直播中，北京中正司法鑒定所所長、專業(yè)法醫(yī)學博士鄧亞軍不僅就具體的案例分享了如何幫助刑警查案，還做了人血確證試驗、精斑確證試驗。

光明網(wǎng)聯(lián)合映客創(chuàng)造性地采用“直播+科普”的方式，將趣味性與知識性結合，把法醫(yī)的實驗室搬到了線上，節(jié)目適當稀了知識的“密度”，增強了公眾與科學之間的“黏度”。節(jié)目讓網(wǎng)友走進實驗室，與專家時實互動，不僅傳播了知識，還激發(fā)了網(wǎng)友的科學興趣，讓網(wǎng)友真切地感受到了節(jié)目所傳達的嚴謹科學精神，向社會傳遞了正能量。隨著網(wǎng)絡直播等社交媒體的興起，一個更加多元立體的新媒體時代已經(jīng)到來。

4 科技傳播與藝術相融合 感受科學的魅力

法國19世紀文學家福樓拜曾說：“藝術愈來愈科學化，科學愈來愈藝術化；兩者在山麓分手，有朝一日會在山頂重逢?！彼囆g教會人們感知世界的方式，人們眼中的世界改變了樣子。優(yōu)秀的藝術作品，總是在幫助人們認識生活的同時，也教育人們以正確的態(tài)度看待生活，道德情操高尚，從而產(chǎn)生奮發(fā)向上的動力。對科技傳播成功與否的判斷，已經(jīng)由公眾是否掌握科學知識，轉變?yōu)楣娛欠駥茖W產(chǎn)生了興趣，是否主動去探究科學。

在藝術發(fā)展史上，藝術發(fā)展與異變始終伴隨著科學技術的進步。技術的進步包括藝術工具、材料、藝術載體、傳播媒介的更新與使用。藝術作為社會意識形態(tài)領域的一份子，藝術的發(fā)展自然離不開社會經(jīng)濟的作用，而經(jīng)濟的發(fā)展依賴于科技的進步。隨著科技的進步，更新了藝術形式的深廣性，擴大了藝術的受眾范圍。藝術源自生活，生活亦離不開藝術，每個領域都可能出現(xiàn)藝術，科技傳播領域亦然。

隨著科學發(fā)展的日益復雜化，科技將進一步加快社會生活的節(jié)奏，科學知識在總量上呈現(xiàn)出爆炸性增長的趨勢，全方位改變了人的學習、工作、交友、娛樂和消費的方式。如何正確、合理地認識科學與社會的關系成為擺在每一個現(xiàn)代人眼前的問題。當前，科技傳播的目標已經(jīng)由科學知識單向傳遞轉向為提高全民科學素質，增進國民對科學特別是科學精神和科學方法的理解與應用，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，關注每個人智力、情感、社會性、物質性、藝術性、創(chuàng)造性與潛力全面培養(yǎng)的全人教育?；ヂ?lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，新媒介的出現(xiàn)，讓科技傳播的載體更加多種多樣，藝術展現(xiàn)形式更豐富。擁有了藝術魅力的科技傳播作品，用藝術表現(xiàn)中的情感因素吸引公眾，感染公眾，進而影響公眾的思想、情感乃至行動。藝術與科技傳播的融合，讓科學知識的普及更廣泛，讓公眾感受科學的魅力，讓科學方法的應用更合理更正確，用科學思想戰(zhàn)勝愚昧落后，提高全民的科學素質。

科技實驗論文:現(xiàn)代科技產(chǎn)品沖擊下的化學實驗教學策略探析

摘 要：現(xiàn)代科技產(chǎn)品的普及對傳統(tǒng)校園生活與教學產(chǎn)生了顯著影響。文章從現(xiàn)代科技產(chǎn)品對學校教育的影響出發(fā)，提出了現(xiàn)代科技產(chǎn)品沖擊下的化學實驗教學策略，并分析了其實驗教學效果及前景。

關鍵詞：化學；實驗教學；策略

在科技迅猛發(fā)展的今天，如果走進大學課堂，你會發(fā)現(xiàn)與過去十年完全不同的場景：紙質的筆記本、教科書、打印講義這些傳統(tǒng)教學工具正悄然淡出課堂，智能手機、平板電腦和電子閱讀器則大有取而代之的趨勢。究其原因，首先，大學生由于其年齡和知識結構的特點對新科技的接受度和掌握能力遠遠強于其他人群。其次，現(xiàn)代科技產(chǎn)品的功能更多體現(xiàn)在大眾娛樂這一方面，這對大學生而言顯然具有強烈的吸引力。最后，隨著科技水平的提高、家庭收入的增加、學生消費心理欲望的增強，電子產(chǎn)品在校園的普及和快速的更新?lián)Q代已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象。因此，智能手機、平板電腦和電子閱讀器等科技產(chǎn)品挺進教育領域，改變傳統(tǒng)教與學的模式也成了必然趨勢。

化學實驗作為化學學科的重要組成部分，是化學科學、化學研究、化學工業(yè)發(fā)展的基礎，其課程特點在于對學生動手能力的嚴格要求和實驗操作能力的強調，新興的科技產(chǎn)品對豐富化學實驗教學的模式提供了可能。反之，實驗教學如果一直維持傳統(tǒng)模式止步不前，不與現(xiàn)代科技接軌，那么學科的發(fā)展與先進性必然受到影響。就教學角度而言，傳統(tǒng)的教學方式正在逐漸失去對學生的吸引力，已經(jīng)無法激起學生的學習興趣。因此，如何將現(xiàn)代科技引入化學實驗課堂，利用現(xiàn)代科技產(chǎn)品為課程服務成為當前迫切需要思考和解決的問題。自2013年以來，甘肅農(nóng)業(yè)大學理學院利用兩年多的時間，通過將平行多組化學專業(yè)實驗分為傳統(tǒng)教學組和科技產(chǎn)品輔助教學組進行比較研究，得出了一些具有建設性的分析結論和研究成果。

一、現(xiàn)代科技產(chǎn)品對學校教育的影響

當前，大學生群體中電子產(chǎn)品的普及率越來越高，像手機、電腦、電子閱讀器深受廣大青年學生的歡迎，根據(jù)相關調查數(shù)據(jù)，手機和電腦的受歡迎程度位居前兩位。目前，智能手機在大學校園幾乎是人手一部，尤其在近兩年其持有率的增長速度驚人。關于電腦使用情況的調查顯示，近六成學生擁有個人電腦，特別是對新生來說，電腦已經(jīng)成為入學的必備“家當”之一。其中部分新生更是在入校時就已持有智能手機、電腦等多種電子產(chǎn)品。低年級學生的電子產(chǎn)品擁有率高于高年級，從另一側面表明電子產(chǎn)品的持有率會持續(xù)走高，而現(xiàn)代科技產(chǎn)品功能的日益強大也會進一步加劇其在校園的普及。

現(xiàn)代科技產(chǎn)品尤其是便攜式電子設備之所以受到廣大學生群體的青睞，首先是因為其豐富的終端功能和多樣化的應用程序可以極大滿足學生群體的多樣需求，比如蘋果公司生產(chǎn)的平板電腦產(chǎn)品iPad，它已經(jīng)不僅僅是一種娛樂工具，更是一項學生生活的應用工具，我們可以通過它進行視頻通話、網(wǎng)上購物、瀏覽閱讀，甚至可以對一些其他的電子產(chǎn)品實現(xiàn)智能控制，當然，它也可以作為一種教學的輔助工具。其次，廣泛覆蓋的校園無線網(wǎng)絡為各類電子設備的推廣提供了寬闊的信息高速公路，各類電子產(chǎn)品通過網(wǎng)絡連接到一起，拉近了學生之間的距離，也為師生之間提供了良好的信息交互平臺。最后，依據(jù)通信電子行業(yè)的摩爾定律，產(chǎn)品的性能越來越好，功能越來越豐富，而售價卻越來越低廉，這促使各類電子產(chǎn)品風靡校園，同時，其也為依托電子產(chǎn)品進行深度輔助教學的嘗試提供了可能。

當然，電子設備的普及對校園生活和文化產(chǎn)生了巨大的影響。長期生活在智能手機等電子設備充斥的環(huán)境中，當代大學生的學習、生活和思想行為產(chǎn)生了諸多變化，由此衍生出他們對手機、網(wǎng)絡的依賴。從生活角度而言，大部分使用手機等電子設備的學生睡眠時間減少、健康狀況變差、人際交往能力減弱；從學習角度而言，主動學習的積極性降低，過分依賴網(wǎng)絡導致自主思考問題的能力下降；就教學角度而言，上課時間玩手機的學生比例上升，與教師的交流減少，嚴重影響了教學效果。如果能對這些現(xiàn)代科技產(chǎn)品加以利用，一方面引導學生對其用途從娛樂轉向學習；另一方面利用這些科技產(chǎn)品來激發(fā)學生的學習興趣，有效改善目前的教學狀況將成為可能。

我們對甘肅農(nóng)業(yè)大學理學院抽出的320名學生就此問題開展了問卷調查，76%的學生表示，如果沒有借

助于各類現(xiàn)代電子產(chǎn)品及在線通信工具，他們將難以進入最佳的學習狀態(tài)。這些依賴主要體現(xiàn)在：近80% 的學生會利用電子郵件與指導教師進行溝通交流，主要通過平板電腦、便攜式電腦以及智能手機上的應用程序實現(xiàn)。71%的學生利用電子閱讀器瀏覽學習指導教師發(fā)送的各類教學文檔。87% 的學生會利用電子設備開展與教學內容相關的展示。這項調查充分說明有效利用現(xiàn)代科技產(chǎn)品輔助教學具有良好的現(xiàn)實基礎和廣闊的發(fā)展前景。

二、現(xiàn)代科技產(chǎn)品沖擊下化學實驗教學策略

相比其他理論課程而言，化學實驗的課程特點決定了它能夠更好地發(fā)揮電子設備的輔助教學功能。甘肅農(nóng)業(yè)大學理學院經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，通過引入多種手段對現(xiàn)有的課堂教學模式、課后評價模式、預習和復習模式進行改善，能夠更好地激發(fā)學生的學習興趣，增加其對課程的重視度，提升學生的動手能力、發(fā)現(xiàn)及解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

（一）充分應用實驗檢測、數(shù)據(jù)處理等軟件

分析化學實驗、物理化學實驗、儀器分析實驗及大部分專業(yè)化學實驗課程往往包含大量的數(shù)據(jù)記錄、作圖、數(shù)據(jù)處理等內容，目前，這些工作都是用紙質的實驗報告完成。而在涉及大型化學儀器的使用時，其數(shù)據(jù)的記錄和處理則都需要在電腦上完成，這就要求學生在基礎實驗課程的學習中具備熟練使用各類實驗檢測和數(shù)據(jù)處理的相關軟件的能力。Excel、Origin等數(shù)據(jù)處理和作圖軟件使用方便，具有快速、高效、準確的特點，可以很好地提高學習效率。而電腦、平板電腦、智能手機等電子產(chǎn)品都可以安裝類似的軟件來輔助實驗檢測和數(shù)據(jù)分析。尤其是智能手機，其除了具備常用的通信功能還具備數(shù)據(jù)處理及存儲功能，加之攜帶方便，如果將其引入實驗課堂，再結合傳統(tǒng)的檢測、計算和作圖方法，那么學生的綜合實驗能力會得到全面鍛煉，學科的先進性能夠得以充分體現(xiàn)，學生學習的積極性也會隨之提高。

以“強酸強堿反應摩爾焓變的測定”為例，實驗內容包括用秒表計時、測定溫度、數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)處理等。實驗中學生用秒表計時，將實驗數(shù)據(jù)記錄在紙質表格中，借助計算器計算數(shù)據(jù)，這樣的方式雖然可以鍛煉學生的思維和動手能力，但是準確度欠缺。為了提高實驗效率和實驗的準確度，我們在保持傳統(tǒng)方式的同時增加了利用智能手機輔助完成實驗的內容。一部智能手機集成了秒表、作圖、計算器、數(shù)據(jù)記錄等多種功能，實驗中先用手機秒表功能確定時間，數(shù)據(jù)記錄可以借助智能手機上的Excel等數(shù)據(jù)處理軟件完成，除了利用手機科學計算器解決數(shù)據(jù)計算，還能夠使用Excel的公式編輯器來計算中和熱的數(shù)值，這樣獲得結果更加快速、準確。之后通過對比傳統(tǒng)和引入智能手機后的實驗結果，分析實驗誤差，學生能在第一時間內依據(jù)對比結果自查實驗過程，修正計算錯誤和遺漏。除了秒表功能，很多智能手機具備溫度、濕度和壓力等多種類型的傳感器，為學生完成自主設計性實驗提供工具支持[1]。利用下載安裝的作圖軟件、常用化學常數(shù)表和在線化學數(shù)據(jù)庫等多種應用程序，結合傳統(tǒng)實驗教學和檢測、數(shù)據(jù)分析手段，既發(fā)揮了傳統(tǒng)教學模式的優(yōu)勢，也提高了實驗效率和數(shù)據(jù)的準確性，培養(yǎng)了學生自主發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。

（二）廣泛利用通信軟件

目前，大多數(shù)電子產(chǎn)品都安裝了QQ、微信等多種即時通信軟件，既能夠實現(xiàn)信息的即時傳播，發(fā)送文本、圖片、語音和視頻文件，還支持多人實時對講[2]。化學實驗課每組實驗的學生人數(shù)在15―30人之間，這樣的人數(shù)規(guī)模建立微信群和QQ群便于教師管理、減少無效信息。在建立“群”后，很多和教學相關的內容可以快速給學生，從而有效加強師生間的交流、隨時解決學生存在的問題。

通過QQ、微信等即時通信軟件，課前任課教師將下次實驗的重點、難點以及需要學生自己準備的工具提前在群內。學生則可以及時反映個人問題，比如請假等，教師則能第一時間通知學生補做實驗的時間、地點。如果下節(jié)課內容中有重點、難點操作，教師可以將視頻短片、幻燈片、教學圖片或語音片段提前發(fā)給學生，有效幫助學生在課堂上快速理解實驗相關內容，掌握實驗操作技能，統(tǒng)一規(guī)范實驗操作。傳統(tǒng)課堂限制學生使用手機，而在具體實驗過程中發(fā)現(xiàn)，在不影響正常實驗課秩序的情況下，如果允許學生對部分實驗步驟和實驗現(xiàn)象拍照，可以有效提高學生的學習積極性和對實驗結果準確性的要求。課后，鼓勵學生將所拍攝的結果在微信朋友圈或者QQ空間，這樣增強了學生實驗的自信心，同時，也給學生家長提供了學校相關學習內容和進程的資訊。鑒于實驗課過程中教師無法時時關注到每一個學生的實驗操作過程，通過學生的照片可以更加直觀地了解學生的操作水平和實驗中出現(xiàn)的問題與錯誤，及時反饋意見給學生。學生也能清晰地理解教師的反饋，在今后的實驗中糾正錯誤手法和動作，進一步規(guī)范實驗操作。對于學生普遍存在的問題，利用微信等工具和全組同學討論，引導學生自己發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。總之，通信類軟件的使用明顯增強了學生的實驗興趣和對課程的重視，師生間的交流和了解增多，課堂氣氛活躍。此外，課程中遇到的問題能及時得到解決，學生實驗操作得以規(guī)范，自主發(fā)現(xiàn)、解決問題的能力提高明顯。

（三）發(fā)揮電子版實驗報告的自用

電子產(chǎn)品的普及同樣影響著教師的授課方式，在作業(yè)形式方面表現(xiàn)尤為突出。盡管緩慢但是不可否認的是紙質作業(yè)正在不斷減少，電子版作業(yè)則逐漸取代傳統(tǒng)的作業(yè)方式。電子版作業(yè)的優(yōu)勢在于提交作業(yè)變得方便快捷，作業(yè)的完成形式和內容多樣化，但是電子版作業(yè)也存在弊端，抄作業(yè)會更加便利，學生過多依賴網(wǎng)絡完成作業(yè)，缺乏獨立思考?；瘜W實驗報告冊作為評價學生實驗能力的一種重要手段，需要揚長避短，將電子版作業(yè)與紙質報告冊結合起來作為一種全新的評價方式來更加全面地了解和判斷學生的實驗過程與實驗結果。

這種全新的評價方式中，紙質報告冊內容依然依照傳統(tǒng)模式，主要包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟（內容）、數(shù)據(jù)記錄、實驗結果與數(shù)據(jù)處理等。紙質實驗報告主要幫助學生復習實驗的內容和過程，訓練學生傳統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理的技能。電子版實驗報告冊為了避免作業(yè)壓力過重，實驗目的、實驗原理、實驗步驟等內容不再累述，學生整個實驗過程以課中拍攝實驗現(xiàn)象和重點操作的照片或者小視頻為主，為了防止個別學生借用別人的實驗現(xiàn)象，在第一節(jié)課開始前任課教師對每位學生的實驗儀器做個性化標記，這樣就能保證后期照片的真實性。數(shù)據(jù)記錄、作圖、數(shù)據(jù)計算依托Excel 等軟件完成，最后將以上照片、數(shù)據(jù)處理等內容整理為word或者幻燈片發(fā)給教師。在接收學生的兩種版本報告冊后，通過電子版作業(yè)學生實驗操作過程直觀地呈現(xiàn)給任課教師，操作的失誤、無意識動作、不規(guī)范的手法都會在一定程度上反映出來，教師對每個學生的實驗操作能力有了比較明確的掌握，之后的課堂上教師可以重點糾正個別學生的錯誤操作，規(guī)范其實驗動作。教師通過對比兩種報告冊的數(shù)據(jù)處理與結果討論部分，能夠全面考查學生實驗結果分析的準確性，這樣就能有效避免單一依靠紙質實驗報告冊評價學生實驗能力的片面性。此外，在作業(yè)完成過程中學生的主觀能動性被充分發(fā)揮，能更好地掌握實驗知識和技能，課堂教學效果隨之提高。

（四）豐富視頻資料

各類視頻播放器已經(jīng)成為電腦、手機、平板電腦的必備軟件之一，相比文字視頻文件，其體現(xiàn)的內容更加形象直觀，更容易理解。甘肅農(nóng)業(yè)大學理學院制作的實驗微課，網(wǎng)絡共享的實驗視頻，學生制作的實驗視頻等多種優(yōu)秀的視頻學習資料不但可以用于學生實驗課的預習、復習，更能在學生完成畢業(yè)論文和團隊合作進行科研訓練時為其提供完備的資料。

傳統(tǒng)的預習與復習方式都以教科書為依托，因為化學實驗課程有較強的專業(yè)性，在書寫預習報告和考前復習時，學生發(fā)現(xiàn)很多文字表述晦澀難懂，逐漸從主動地理解學習轉變?yōu)闄C械地抄寫背誦。視頻文件中將具體的文字以實際操作演示的形式呈現(xiàn)，形象生動便于學生理解。而在眾多視頻資源中，由甘肅農(nóng)業(yè)大學授課教師親自錄制完成的實驗微課在學生中反響良好。由于是針對甘肅農(nóng)業(yè)大學學生的，教師對學生的實際能力和實驗課具體情況比較了解，所制作的微課更加具有針對性，難易程度適中，與甘肅農(nóng)業(yè)大學實驗課程內容吻合度高，更加貼近實際教學，受到學生的歡迎。

傳統(tǒng)實驗考察，以實驗操作考察和考試為主，在此基礎上增設學生制作實驗操作視頻的考察既可以豐富評價方式也能為今后教學提供教學資料。教師給定題目和范圍后，由學生根據(jù)要求分小組自行錄制實驗操作視頻。學生完成的視頻資料中，教師可以篩選優(yōu)秀視頻作為來年的教學資料，也可以篩選出學生實驗操作中出現(xiàn)的問題和錯誤的視頻來提示學生避免出現(xiàn)同樣的問題。這些來自學生自己的實驗視頻，可以很好地增強學生實驗的自信心，也可以在有錯誤操作的視頻中發(fā)現(xiàn)問題，加以避免。視頻資料的使用降低了實驗操作的難度，學生實驗操作技能和自主學習能力得到普遍提高，學習熱情也明顯提升。

三、化學實驗教學的效果及前景

為了研究多種現(xiàn)代科技產(chǎn)品輔助化學實驗教學的效果，甘肅農(nóng)業(yè)大學理學院通過兩年多的時間，將平行多組化學專業(yè)實驗分為傳統(tǒng)教學組和引入電子產(chǎn)品的創(chuàng)新組進行比較研究。對比發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)組的學生與教師的交流較少，對實驗課的興趣和重視度不高，部分學生實驗操作不規(guī)范，存在“混學分”的現(xiàn)象。由于使用了通信軟件，創(chuàng)新組的學生和教師間的距離感大大縮減，學生敢于和教師交流，教師也通過這類軟件增加了對學生性格特點的了解，做到了更好的因材施教。為了檢驗兩組學生的實驗能力，在實驗課程結束后選擇不同組的學生參加教師科研小組。走訪科研小組指導教師得出的結果顯示，引入電子產(chǎn)品組學生的能力提高明顯，主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)處理軟件的使用，對實驗結果的對比研究分析，與教師和小組其他年級同學的交流能力等方面。

雖然很難想象未來的教學完全由實體教室轉移到手機和電腦屏幕上去，但以目前的形勢看，由現(xiàn)代科技產(chǎn)品參與的教學模式無疑會是未來教育的一個發(fā)展趨勢，至少會是當前教育形式的一個補充和延伸。如果應用得當，這些科技產(chǎn)品所具備的豐富軟件不但能滿足學生的多樣需求，更能成為輔助教學的優(yōu)秀工具，為未來的教育行業(yè)的發(fā)展提供有力的幫助。

科技實驗論文:淺析實驗室環(huán)境下的學生課外科技社團建設

摘要：對于目前的大學學生課外科技社團專業(yè)指導以及社團的交流場地和管理上比較混亂的局面，提出實驗室環(huán)境下的社團建設，這將有助于學生科技社團建設的成長。課外的科技社團和實驗室環(huán)境相互結合，能夠充分發(fā)揮實驗室的場地固定和資源固定的優(yōu)勢，又能夠發(fā)揮社團文化的活躍性，是一舉雙得的益事。進行兩者結合的實踐表明，這種模式是有益于學生課外科技社團發(fā)展的。

關鍵詞：實驗室環(huán)境 課外科技社團 建設

科學型社團作為大學社團的一種組織形式，是和學術型社團、文化型社團相互促進、共同發(fā)展的。課外科技社團的建設能夠豐富學生的生活、提高他們的綜合水平和科技認知能力。課外的科技社團在培育科學愛好人才和資源的共享和信息的交流上有著重要的作用，是學生自我組織、自我建設的一種渠道。在這種課外科技社團里，學生能夠根據(jù)自我的愛好、自由的發(fā)展特長、促進自身的建設和成長。

一、學生科技社團建設的現(xiàn)狀和發(fā)展瓶頸

學生的這種基于興趣愛好而建立起來的文化、科研組織形式，客觀上帶動了他們自身水平的提高和發(fā)展，但是在這其中也出現(xiàn)了一些問題。

（一）社團管理體制不完備

從我國目前的學生社團建設來看，學生的社團大多都是掛靠在校團委的支部下的。這其實對雙方的發(fā)展都是一個阻礙。因為，校團委本身承擔了校園的文化宣傳以及校園活動組織工作。對于社團的建設有心無力。而且，課外科技社團的建設和其他的社團不太一樣，因為，它是一個系統(tǒng)的、長期性的事業(yè)。文化社團像是“輕工業(yè)”，而科技社團就像是“重工業(yè)”。課外的科技社團對人員的素質，教師的支持、資金的支持和場地的支持都非常嚴格。但是就目前的社團管理體制來說，這些都存在一些問題。在教師的支持上，由于科技社團不是教學部管轄的，是學生自建的，因此教師并不會認真教導和全力支持，只是出于對學生的“善心”而做到“禮節(jié)”上的到場指導；在資金的支持上，校方由于課外科技社團的研究成果緩慢，研究人員素質不一，并不會基于資金支持。這些問題對當今的社團發(fā)展都是一個阻礙。

（二）場地不固定，缺乏專業(yè)指導

眾所周知，學校的社團一般都沒有固定的場地。經(jīng)常是很多的社團在默許的情況下認同多個社團公用一個場地，或是在教學區(qū)尋找空教室。這其實對課外科技社團的發(fā)展是不利的，因為對于文化社團來說，場地的選用很簡單；對于科技社團來說，設備的選擇，安全設施的布置，常態(tài)化的社團文化建設都是有一個固定的場地作為依托，但是，就目前的高校社團來說，固定的場地還是比較缺少。而且，科技社團缺少教師指導也是一個巨大的問題?？萍蓟顒又杏性S多的注意事項和安全防護，這些學生都沒有。對教師來說，參加科技社團只是閑暇時的一種放松和消遣，是和“孩子們”交流的一場活動，并沒有對學生課外科技社團有足夠的重視，而且，教師參加科技社團并沒有勞動報酬，這也是導致目前的科技社團缺少專業(yè)的指導原因之一。

二、開展實驗室環(huán)境下的課外科技社團發(fā)展新模式

學生的科技社團和其他的文化社團不一樣，它需要高耗材和固定場地支持，而實驗室環(huán)境下的科技社團建設就能夠促進學生社團的高效快速發(fā)展。

（一）建立全天候的資金、場地支持

大學校園的實驗室場地充足，設備齊全，資金也有充足的保障。高校的實驗室完全可以作為大學生、研究生的課外科技活動的重要支持場所，而且，實驗室的安全設備、安全教育比較制度化和常規(guī)化，對于學生的科技社團活動來說，作為場地是最合適的。實驗室中通常有計算機和一些基本的操作工具和檢測設備，這些設備對于學生科技社團來說減少了資金投入，促進了成果的產(chǎn)生和出現(xiàn)；對于實驗室來說，各種閑置的資源也得到了充分的利用，促進實驗室資源的優(yōu)化配置。

（二）能夠實現(xiàn)教師的專業(yè)支持

在實驗室有大批具有高級職稱的教師，這對于課外科技社團的建設和發(fā)展來說是非常重要的資源。而且，實驗室不單會對課外的學生科技社團開放，也會對專業(yè)課的學生進行開放，這對于學生們之間的交流和協(xié)作也是一種便捷的學習方式。在實驗室里，教師可以根據(jù)原有的知識對專業(yè)課的學生進行教授，也可以對課外科技社團的學生進行教授，這種實驗室的教學就是一種大的階梯教師式的教學模式，這對于課外的科技社團的學生能夠接受正規(guī)的教育來說，是難能可貴的。

三、結語

在實驗室環(huán)境的課外科技社團建設能夠很好的發(fā)展起來，和教師的貢獻以及校園的管理制度的升級是分不開的。課外的科技社團學生只有抓住這樣的機遇，在實驗室的環(huán)境更好的把科研想法付諸實踐才能夠促進自身水平的提高，才能夠更好的帶動整個科技社團的發(fā)展。高校的教師也應該支持學生的社團建設，促進他們產(chǎn)出優(yōu)秀的科研成果。然而，教學的實踐改革不是一蹴而就的，是一個復雜的系統(tǒng)工程，它需要今后的社團發(fā)展在實踐中不斷的改進和完善。

科技實驗論文:課堂實驗探究與校園科技活動之比較

一、一點一面，延伸科技觸角

在科學課堂教學中，我們一節(jié)課只能完成一個知識點的探究，而全校性的科技活動則可以通過項目的設置，對某個知識點展開一系列的活動。比如，三年級上冊第三單元學習到的《看不見的空氣》，讓學生在課堂上通過針筒的擠壓，探究空氣能否被壓縮。對壓縮空氣在日常生活中的應用也只能通過圖片介紹；而在科技活動中我們設計了各種利用壓縮空氣的活動項目，如：1.通過打氣筒往管子里打氣，當氣壓足夠大時，會把管口的乒乓球擠壓出來，打靶射擊活動。學生可以通過觀察連接的氣壓表看到管內的氣壓達到多少帕，球會飛出。2.也可以通過打氣筒往裝滿水的可樂瓶打氣，從瓶口沖出的水柱托起乒乓球翻滾旋轉，瓶子里的氣壓越大，噴出的水柱越高，乒乓球翻滾得越快。既利用了壓縮空氣的原理，也利用了伯努利原理。

某些活動項目還能綜合多方面知識的運用，如我們設計的“吸盤射箭項目”，即利用了拉弓時產(chǎn)生的形變具有的彈力，也利用了箭頭吸盤上靶的大氣壓力，還應用了瞄準時三點成一直線的光傳播原理。還有利用熱空氣上升原理的項目“升空的塑料袋”綜合了熱量傳遞、冷熱空氣對流等方面的知識。

知識從點到面，讓學生能在活動中對已有的知識得到系統(tǒng)的認識，對同一科學原理在不同項目的應用得到思維的拓展。

二、相輔相成，構建知識鏈條

課堂探究活動掌握了的知識與方法可以在校園科技活動中加以應用。在課堂實驗中，我們讓學生經(jīng)歷科學家探索和驗證科學結論的過程，能夠從中培養(yǎng)他們掌握基本的科學方法以及處理實際問題，與合作者交往的能力，而校園科技活動可以把課堂上學到的知識，方法得以應用，是科學學習的深化。比如，五年級上冊學習的《有趣的磁現(xiàn)象》。通過課堂探究活動（磁鐵靠近大頭針、磁鐵靠近磁鐵）讓學生總結出兩個規(guī)律：（1）磁體的磁性分布位置（兩極強中間弱）；（2）同性磁極相互排斥，異性磁極相互吸引。

書本拓展的知識也能在設計的科技活動中體現(xiàn)。如對電磁鐵的應用方面，書本介紹的是上海的磁懸浮列車，而我們的科技活動器材中就有利用電磁感應現(xiàn)象呈現(xiàn)的磁懸浮陀螺，在通電的情況下，底盤與陀螺會產(chǎn)生相同的磁極，相互排斥，使陀螺懸浮在空中，學生則需要通過不斷地嘗試找到穩(wěn)定陀螺的平衡點，否則它會反彈出來，掉落在地板上。通過活動的嘗試，讓學生能親身體驗磁懸浮的原理與應用，讓他們在今后的理科學習中有一個初步的概念。

三、張弛有別，豐富活動形式

以我校開展過的科技活動為例，我們選六年級全體學生開展科普知識競賽，有必答題和搶答題。涉及的知識面有自然科學與社會科學。如汽車的發(fā)明者、飛機的發(fā)明者、電話的發(fā)明者；也有馬德保半球證明的大氣壓力、曹沖稱象利用的浮力、蘋果落地證明的萬有引力；也有日常生活的家庭電路電壓、干電池電壓、蓄電池電壓、手機鋰電池電壓、人體安全電壓；還有胎生、卵生、哺乳類、爬行類、節(jié)肢動物的分類選擇等。短時間的緊張比拼使每個學生的注意力高度集中，科普知識的普及水到渠成。

校園的科技活動也同樣有時間的要求，但相對于課堂的40分鐘，它顯得充裕，也能讓學生有更多思考的空間。他們在每個活動項目排隊的時候已經(jīng)留心觀察前者進行的情況，然后總結別人成功或失敗的經(jīng)驗，輪到自己時能得到充分的發(fā)揮。

當然，科技活動的有效開展，離不開學生在課堂中學習的知識與方法，兩者是相輔相成的，這里并不是說后者優(yōu)于前者，而是兩者屬于科技教育中兩個不同的發(fā)展模式。

四、單一多元，擴大受益范圍

1.科技活動參與的對象能面向廣大師生

近幾年，許多學校都開展具有各種特色的科技活動，有科技制作比賽，橋梁承重比賽，海陸空模型、建筑模型的比賽、水火箭比賽等。目睹眾多的比賽項目，我發(fā)現(xiàn)這項競技性較強，器材設備要求較高的活動只能針對少部分學生，而且是長期訓練的學生，不能面向大眾，器材成本高昂，知識普及對象的范圍有限，所以我們選擇與課堂探究活動密切相關且更能貼近學生的學習的項目。

校園科技活動作為普及型的大型學科活動，可以面向更多的學生，使每個孩子都有學習和體驗的機會，我校連續(xù)幾年都是分年級實施，效果良好。在活動中老師也參與其中，同臺競技，邊賽邊教，即學即用；老師不但是主導者，也是參與者，可以是合作伙伴，也可以是競爭對手，師生間的溝通更密切，現(xiàn)場引導更直接到位。

2.課堂探究活動中學生可以是組長，科技活動學生可以是老師

在我們開展的多個項目組成的校園科技活動中，我們可以安排每個項目由一到兩個學生組成進行管理，這樣既能減輕工作人員人手不夠的壓力，也能鍛煉學生工作人員的管理水平和示范教學的能力。我們都知道，對于所學的知識：聽過，可能會忘記；看過，能記住一部分；親自做過，能牢牢記住；親自教過，能深刻理解；所以讓學生在科技活動中充當工作人員和小老師的角色，能使他們對該項目的原理深入理解。

經(jīng)歷過多個學?？萍蓟顒拥膮⑴c和指導工作，我們還可以用蓋章領獎的方式提高學生對每個項目的參與度。提前給每一位學生發(fā)一張本次科技活動項目表，每參與一項活動就給工作人員蓋一個章，然后通過印章的數(shù)量領取一定的紀念品，能大大提高學生對每個項目參與度。

通過科技活動提供給學生一個學有用武之地的活動平臺，讓他們知道學習不止是在課堂中，也可以在課外進行；也讓他們知道許多事情需要人與人之間的合作交往?？偠灾行ч_展與組織好校園科技活動，是促進課堂教學，培養(yǎng)科學素養(yǎng)的有效途徑。

【作者單位：佛山市順德區(qū)樂從鎮(zhèn)樂從小學 廣東】

科技實驗論文:自制實驗設備在大學生科技創(chuàng)新中的作用研究

【摘 要】本文介紹了華北科技學院電子信息工程學院利用自制實驗設備，培養(yǎng)大學生的科技創(chuàng)新能力。實踐證明，該舉措契合國家對應用型本科院校培養(yǎng)應用型、技術技能型和創(chuàng)新型人才的目標要求。本文從自制實驗設備的研制、應用及其在大學生科技創(chuàng)新中取得的成果三個方面進行介紹，為大學生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供借鑒。

【關鍵詞】自制實驗設備 科技創(chuàng)新能力 科技創(chuàng)新

當今知識經(jīng)濟時代，高等教育應用型人才的培養(yǎng)要將理論教學與實踐教學緊密結合，且應加大實踐教學所占的比重，將實踐教學與理論教學同等對待，這就需要加大實驗室建設的力度。對于高等院校實驗室建設來講，自制實驗設備屬于實驗室建設的重要組成部分，在實驗教學中發(fā)揮著不可替代的作用，尤其是在培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新能力方面具有重要意義。

一 自制實驗設備的研制

自制實驗設備是為了彌補現(xiàn)有教學資源的不足、缺陷而專門研究設計制作的，這就要求自制實驗設備能夠最大限度地滿足實踐教學需求。所以，自制實驗設備的研制必須遵循以下原則：

第一，進行自制設備研制前，要做好充分的調研工作。既要滿足教學大綱的要求，又要與當前社會需求相匹配，將一些新技術融入自制設備的研發(fā)設計中。

第二，根據(jù)教學需要進行模塊化設計，且各模塊均具有獨立電源，可獨立使用；各模塊均設置對外開放的接口，用戶在使用時可對各模塊靈活組合以實現(xiàn)不同的功能，可方便地實現(xiàn)設備功能的擴展，方便設計性、綜合性和工程型實驗的開展。

第三，自制實驗設備的性價比和利用率要高，便于維護和維修，方便攜帶。

第四，要積極鼓勵有科研能力的教師加入自制設備的研發(fā)隊伍，發(fā)揮各自的特長優(yōu)勢，集團隊所有教師的力量，研發(fā)出適用于實踐教學的、與企業(yè)發(fā)展相融合的高質量設備，為實踐教學的順利開展提供硬件保障。

第五，使一小部分動手能力比較強的學生加入自制設備的研發(fā)，可鍛煉學生的動手實踐能力、理論聯(lián)系實際的能力以及團隊協(xié)作的能力，為大學生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定基礎。

華北科技學院電子信息工程學院自1999年開始，在學院領導的積極鼓勵支持下，成立了自制實驗設備研發(fā)團隊，團隊由一名教授、兩名副教授和若干名講師組成，團隊根據(jù)學院的教學要求，結合當前企業(yè)的發(fā)展需求，陸續(xù)進行了一些專業(yè)實驗教學設備的研制。從早期的“多功能教學電源”、“模擬電子教學實驗箱”、“智能車”等基礎教學設備，到后來的“PLC綜合實驗平臺”、“太陽能光伏發(fā)電教學平臺”、“兩輪自平衡教學平臺”、“汽車生產(chǎn)線模擬裝置”、“多功能創(chuàng)新實驗平臺”以及“16位單片機開發(fā)平臺”等等，先后進行了多種實驗教學裝置的設計開發(fā)，并陸續(xù)應用在理論及實踐教學一線，為培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新能力奠定了基礎。

二 自制實驗設備在學生科技創(chuàng)新中的應用

我院開發(fā)的一些針對學生科技創(chuàng)新的實驗設備為培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新能力提供了較好的平臺。2007年底開發(fā)的“16位單片機開發(fā)平臺”是基于凌陽十六位單片機和MSP十六位單片機雙核心的單片機實驗平臺，該平臺囊括了當時學生競賽使用到的大部分功能模塊，學生通過該平臺學習16位單片機的使用方法、各功能模塊的具體應用和軟件編程方法，掌握其基本應用。學生可通過組合不同功能模塊并編寫軟件程序，來實現(xiàn)不同的控制功能，達到學以致用的目的。

近兩年開發(fā)的針對學生科技創(chuàng)新的“多功能創(chuàng)新實驗平臺”功能更為強大，該平臺包括電源信號源單元、CPU單元、顯示單元和電機單元四大板塊，還包含DDS信號源、數(shù)字示波器、物聯(lián)網(wǎng)通信模塊、GPRS通信模塊、SD卡識別模塊、TFT觸摸屏顯示模塊、各類型電機驅動模塊、4×4鍵盤模塊、CAN/RS485總線接口模塊、高速串行A/D和D/A模塊等幾十種常用模塊，滿足了在各種創(chuàng)新活動中學生對硬件設備模塊的需求，大大提高了學生科技創(chuàng)新的效率。

在物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新設計競賽中，學生利用多功能創(chuàng)新實驗平臺的物聯(lián)網(wǎng)通信模塊，較快速地了解了ZigBee模塊的通信協(xié)議、硬件連接，為競賽提供了很好的硬件實驗平臺；智能汽車競賽中，學生經(jīng)常會使用多功能創(chuàng)新實驗平臺中的電機驅動單元，學習各種類型電機的控制原理、控制方法，以及速度PID的實現(xiàn)過程，為智能車的調試節(jié)約了大量的前期時間，也減少了設備的投入；在大學生科技項目中，數(shù)字示波器模塊使學生較為直觀地了解了整個簡易示波器的構造原理以及控制方法，學生也可以通過更改示波器的軟件固件實現(xiàn)更多的功能；平時各個創(chuàng)新項目的實現(xiàn)，均離不開各種顯示模塊的應用，多功能創(chuàng)新實驗平臺由于擁有各種前沿的顯示模塊和通用顯示單元，可以為學生項目的制作提供便利的硬件顯示應用，提高各種項目的運行效率。

自制實驗設備自研制以來，使用效果良好，學生利用自制實驗設備設計調試作品，取得了很好的成績，在很大程度上調動了學生學習理論知識的積極性，培養(yǎng)了學生的科技創(chuàng)新能力，為學生將來走上工作崗位奠定了基礎，從而提高了高校的社會服務能力。

三 自制實驗設備在大學生科技創(chuàng)新中取得的成果

自制實驗設備自研制以來，使用效果良好，從一定程度上為學生、教師的科技創(chuàng)新提供了強有力的硬件支撐，深受學生和教師的好評。學院積極引導學生參加各類科技活動和學科競賽，例如華北科技學院大學生科技文化節(jié)科技作品展、全國大學生電子設計競賽、全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽、中國大學生iCAN物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“畢N杯”全國電子創(chuàng)新設計競賽、西門子杯全國大學生控制技能大賽、“博創(chuàng)杯”全國大學生嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設計大賽以及“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽等。也正是由于具備了各類自制設備的綜合應用能力以及圍繞自制設備進行的實訓，學生在諸多大賽中均取得了優(yōu)異的成績。

在我院一年一度的大學生科技文化節(jié)科技作品展活動中，創(chuàng)新實驗中心的學生利用自制實驗設備設計開發(fā)科技作品，成功設計制作出“履帶式排爆機器人”、“GPS導航儀”、“自動循跡智能車”、“語音識別智能機器人”、“類人機器人”、“攝像頭循跡智能車”、“太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置”、“智能樓宇模型”、“智能晾衣機器人”以及“聲音引導裝置”等百余件作品。其中“履帶式排爆機器人”獲得2008年大學生科技文化節(jié)一等獎，“GPS導航儀”和“自動循跡智能車”獲得二等獎?！邦惾藱C器人”獲2009年大學生科技文化節(jié)一等獎，“語音識別智能機器人”獲得二等獎，“攝像頭循跡智能車”獲得三等獎。

我院從2008年開始參加全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽，首次參賽獲得華北賽區(qū)光電組二等獎，為后續(xù)參賽隊伍創(chuàng)下了一個良好的開端。2009年，在第四屆全國大學生“飛思卡爾杯”智能汽車大賽中，參賽的兩支隊伍分別獲得華北賽區(qū)攝像頭組二等獎，光電組二等獎；2010年獲得華北賽區(qū)一等獎一項、二等獎兩項；2011年參加的三支參賽隊全部進入全國總決賽，并獲得全國一等獎一項，全國二等獎兩項；2012～2014年每年有一支隊伍入圍全國賽，并獲得全國二等獎。

在近幾年的全國大學生電子設計競賽中，我院在2009年華北賽區(qū)比賽中獲得賽區(qū)一等獎兩項，三等獎兩項，優(yōu)勝獎兩項，其中專科組闖入全國總決賽，并獲得全國一等獎；2011年獲得全國二等獎兩項，河北省一等獎兩項，三等獎兩項；2013年獲得河北省三等獎三項。

此外在“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技作品競賽、中國大學生iCAN物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中也取得省一等獎、全國二等獎若干項成績。自制實驗設備的使用為比賽中學生的測試調試節(jié)省了寶貴的時間，并使學生掌握了大量的測試資料，也為這些成績的取得提供了較好的硬件保障。

四 結束語

自制實驗設備具有適用性、經(jīng)濟性以及專業(yè)性等特點，可激發(fā)學生的學習興趣，提高其實踐能力和創(chuàng)新能力，可在一定程度上促進高校應用型、創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)，從而為企業(yè)、為社會培養(yǎng)更多的有用之人，真正體現(xiàn)高校培養(yǎng)人才、服務社會的辦學宗旨。

科技實驗論文:天津科技大學大學生實驗室創(chuàng)新基金項目

摘要：本文包括汽車單片機實驗板的主要設計思路和方法，詳細介紹了汽車轉向燈控制、汽車直流電機的正反轉控制、汽車車輪測速系統(tǒng)、車內溫度傳感器四個實驗模塊的功能設計和硬件設計。實驗板以STC單片機為控制核心，采用通用的程序下載模塊，對于汽車電子技術的教學和實驗提供方便。

關鍵詞：單片機；實驗板；汽車電子

1.引言

本設計由天津科技大學大學生實驗室創(chuàng)新基金資助，旨在開發(fā)一款能夠滿足本科汽車專業(yè)汽車電子技術課程使用的單片機控制實驗板。根據(jù)教學經(jīng)驗，通過對學生的情況了解，本設計重點在實驗板上完成四個汽車電子控制實驗，分別是汽車轉向燈控制、直流電機的旋轉控制、汽車車輪測速、車內溫度檢測。

2.實驗板的設計思路

本設計根據(jù)教學需要主要完成以下功能：

（1）汽車轉向燈的控制實驗：用兩個按鍵模擬左右轉向燈的開關，用兩個LED模擬對應的左右轉向燈，通過按鍵操作實現(xiàn)轉向燈控制。

（2）汽車直流電動機的正反轉控制實驗：直流電機的兩個引腳與兩個繼電器相連，通過正轉、反轉、關閉按鍵來控制直流電機的正反轉工作。

（3）汽車車輪轉速檢測實驗：通過一對紅外發(fā)射接收管作為轉速傳感器，當旋轉物體在接收和發(fā)射管之間轉動時，通過遮擋與否來測定轉速，并顯示在數(shù)碼管中。

（4）車內溫度傳感器的實驗：采用一個DS18B20溫度傳感器，模擬車內溫度傳感器的應用。

3.實驗板的硬件設計

3.1 單片機

本實驗板單片機采用STC89系列，為了方便驗證實驗效果，采用在線程序下載的設計，通過通用的下載模塊連接到單片機P3.0和P3.1腳，可直接將編寫的程序下載到單片機。單片機的晶振選用12M，電源電路由5V電源供電，通過一個開關S4控制整個實驗板的啟動和關閉。如圖1所示為單片機最小系統(tǒng)設計。

3.2 按鍵與顯示模塊

本實驗板使用三個按鍵以滿足設計要求，三個按鍵可用于直流電動機的正反轉與關閉控制，同時其中兩個按鍵還可用于轉向燈控制實驗，分別接在單片機的P1.2-1.4口，具體定義可由編程完成。顯示模塊有兩個，分別為兩個LED和四個數(shù)碼管來實現(xiàn)其功能，LED用以模擬轉向燈，接在單片機P1.0和P1.1口；數(shù)碼管顯示車輪轉速和溫度檢測的結果，其位選和段選通過兩個74LS573連接到單片機的P0口。如圖2為顯示與按鍵模塊。

3.3 繼電器與紅外模塊

實驗板通過兩個繼電器控制電機的正反旋轉。工作時，由按鍵控制繼電器的接通和斷開，當一個開關按下后，其中一個繼電器接通電源，另一個繼電器接地，電機向一個方向旋轉；當另一個開關按下后，則之前接電源的繼電器接地，而之前接地的繼電器接電源，電機向另一個方向旋轉，當按下關閉按鍵時，兩個繼電器都閉合到接地，電機停止轉動。電機的旋轉接一個有間隙的圓盤，圓盤置于紅外發(fā)射和接收管之間，當圓盤中的間隙經(jīng)過紅外發(fā)射端時，紅外傳感器有信號接收，否則則無，依次來進行直流電機的測速。紅外模塊設計有四個引腳，分別為電源、接地和數(shù)據(jù)輸出口DO，AO口不使用。下圖3為繼電器和紅外模塊。

x3.4 溫度傳感器模塊

為了模擬汽車內的溫度檢測功能，本實驗板采用DS18B20來模擬車內的溫度傳感器，通過對其進行單片機控制，以檢測出外界的溫度，并將溫度數(shù)值顯示在數(shù)碼管當中。圖4為溫度傳感器的接線圖，其數(shù)據(jù)輸出口與單片機的P1.5口相連。

4 總結

汽車單片機技術是一門應用型很強的課程，本實驗板根據(jù)教學中的實際需求進行設計，滿足課程中的教學需要。同時也能鍛煉學生的自我開發(fā)和設計的能力，為今后的課程設計和汽車電子設計等活動提供了支持。

科技實驗論文:發(fā)展國家實驗室 助力占據(jù)科技制高點

微尺度國家實驗室是科技部2003年批準籌建的五個國家實驗室之一，其研究方向覆蓋物理、化學、材料、生物和信息等學科，實現(xiàn)了五大一級學科的交叉與融合，已經(jīng)成為一個有重要國際影響的研究機構。在量子信息、納米科技、高溫超導等領域共11次入選兩院院士評選的中國十大科技進展新聞，是國內獲此榮譽最多的研究機構。其中量子信息作為微尺度國家實驗室的特色研究領域之一，已在若干研究方向上形成了較強的國際競爭力。

量子信息科技經(jīng)過近30年的發(fā)展，從前沿基礎研究、應用基礎研究到應用研究，已經(jīng)進入到一個深化發(fā)展、快速突破的歷史階段，需要量子光學、原子分子物理、量子電子學等多學科的密切交叉，需要光電技術、材料工藝、空間技術、工程技術等關鍵技術的突破與集成。以往單一學科的國家重點實驗室模式已不能很好解決量子信息這一交叉學科發(fā)展所面臨的一系列問題。而國家實驗室的定位面向國家重大需求，以學科交叉與融合為特色，非常適合于量子信息這樣迫切需要高質量協(xié)同創(chuàng)新的研究領域。

我曾對美國一些著名的研究機構進行一些調研。美國大型研究機構大致上可分為兩類。一類是建立在大科學裝置的基礎上，大體上有兩種運行模式。一種為專注于某一學科方向的，比如費米實驗室專門從事高能物理研究。這類似于我國的正負電子對撞機國家實驗室等；另一種則將大科學裝置作為開放的大型研究平臺，應用于信息科學、能源科學、材料科學等多個學科的前沿研究，比如勞倫茲伯克利國家實驗室。在這點上，前不久在國家發(fā)改委的支持下，集中了國家同步輻射實驗室、超導托卡馬克、強磁場等大科學裝置所成立的中國科學院合肥大科學中心具有類似的功能與定位。第二類是以某一學科方向作為研究主線，并將其中發(fā)展起來的關鍵技術應用于多個交叉領域。比如美國國家標準與技術研究院（NIST），在其先進的測量技術基礎上，在物理、化學、材料、工程和信息科學方面源源不斷地產(chǎn)生對人類具有重要影響的發(fā)現(xiàn)。在過去10余年間，NIST在量子調控和量子信息領域產(chǎn)生了5位諾貝爾物理學獎獲得者，他們?yōu)槿祟悗砹顺湓?、原子鐘、光梳等革命性新技術。

可以看出，國家實驗室是需要面向重點學科開展高質量協(xié)同創(chuàng)新，在定位和功能上類似于NIST，因此NIST的經(jīng)驗尤其值得我們參考和學習。NIST首先得到國家高強度和穩(wěn)定的支持，每年運行經(jīng)費將近9億美元。在運行機制上，NIST既是一個相對獨立的機構，同時又與很多大學和企業(yè)保持密切和廣泛協(xié)同，每年面向全美國的合作研究人員超過1600人。這點上，目前我國的國家實驗室在籌建階段與之相比還有較大差距，在政策環(huán)境和運行管理機制等方面還需要進一步優(yōu)化。

除了科技部支持外，我國其他科教主管部門在近年來也已對促進高質量協(xié)同創(chuàng)新進行了一些初步探索。比如，在教育部和中科院支持下，以微尺度國家實驗室量子信息研究團隊為核心組建了量子信息領域協(xié)同中心，初步整合了全國的優(yōu)勢研究力量。

借鑒國外經(jīng)驗并考慮到我國現(xiàn)實國情，國家實驗室的進一步發(fā)展應該整合全國相關的高校、研究所、國家重點實驗室等資源，在籌建階段運行的經(jīng)驗基礎上，完善制度與管理辦法，比如，公開招聘具有國際視野的領軍人才擔任實驗室主任；實驗室可以依托于某個大學或研究所，但區(qū)別于法人機構的固定人員編制，實現(xiàn)人才的良性流動，等等。在整合資源和完善制度基礎上，建立一種類似于NIST的國家級實驗室。依托國家實驗室平臺，在國家重大科技任務或重大工程支持下，協(xié)調高校、科研院所最優(yōu)勢的研究力量，同時與相關企業(yè)保持密切合作。通過采取類似“兩彈一星”的模式，集中力量進行突破，應該是我們在激烈的國際競爭中占據(jù)制高點的有效途徑。

（作者為中國科學技術大學副校長、中科院院士）

科技實驗論文:國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)科技計劃實施現(xiàn)狀及成效

摘要 國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要實驗示范基地。多年來，秉承科技支撐發(fā)展的原則，實驗區(qū)開展了一系列科技創(chuàng)新及實驗示范。在對現(xiàn)有實驗區(qū)開展實地調研和問卷調查的基礎上，從計劃類別、經(jīng)費來源、參與形式、應用領域等方面，分析了“十一五”以來實驗區(qū)承擔的各類科技計劃項目實施現(xiàn)狀，并對項目實施成效進行了總結分析。分析發(fā)現(xiàn)，實驗區(qū)承擔的各類科技計劃項目，通過破解區(qū)域發(fā)展制約因素，取得顯著社會效益;突出科技示范與引領，科技支撐能力不斷提升;創(chuàng)新了管理機制與模式，積累了豐富的項目管理經(jīng)驗;通過部門聯(lián)動，科技惠民計劃成效凸顯。文章通過探尋科技在實驗區(qū)建設中的引領和帶動作用，發(fā)現(xiàn)實驗區(qū)項目對接的特點與規(guī)律，查找實驗區(qū)科技創(chuàng)新存在的問題與不足，提出了科技支撐實驗區(qū)發(fā)展的對策與建議。

關鍵詞國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū);科技計劃;現(xiàn)狀;成效

國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)建設始于1986年，是科技部聯(lián)合國家發(fā)改委、環(huán)保部等19個部門共同推進的一項地方可持續(xù)發(fā)展實驗示范工作，旨在解決地方在發(fā)展過程中出現(xiàn)的經(jīng)濟發(fā)展與社會發(fā)展不協(xié)調，資源枯耗，環(huán)境污染，城鄉(xiāng)差距大，區(qū)域發(fā)展不平衡等問題，探索中國特色的可持續(xù)發(fā)展道路。實驗區(qū)作為可持續(xù)發(fā)展理論探索和實踐的重要領域，受到了學術界的密切關注。整理分析已有研究成果不難發(fā)現(xiàn)，多年來實驗區(qū)研究主要集中在兩個方面，一是對實驗區(qū)發(fā)展狀況的總體分析與評價，如國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)辦公室對實驗區(qū)的概念內涵、發(fā)展歷程、特色領域、成果經(jīng)驗等方面的總體狀況進行了詳細的分析與評價[1-2];二是基于特定實驗區(qū)的實踐探索，由此產(chǎn)生的理論分析和案例分析[3-6]。實驗區(qū)作為我國推進地方可持續(xù)發(fā)展的重要平臺和窗口，很多方面的研究還待深入開展，如有關科技支撐實驗區(qū)建設發(fā)展的調查研究基本是空白。

科技支撐始終是實驗區(qū)發(fā)展的基本原則。圍繞著科技支撐實驗區(qū)發(fā)展這一主題，筆者通過發(fā)放問卷、實地調研、座談交流等方式，對“十一五”以來實驗區(qū)推進、實施的科技項目進行了統(tǒng)計分析，旨在全面了解實驗區(qū)的科技需求及科研活動支撐能力，探尋“十一五”以來科技在實驗區(qū)建設中的引領和帶動作用，發(fā)現(xiàn)實驗區(qū)項目對接的特點與規(guī)律，查找存在的問題與不足，以更好地發(fā)揮實驗區(qū)科技成果轉化應用載體和平臺作用，提升科技創(chuàng)新對實驗區(qū)建設的支撐能力。

1國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)概況

20世紀80年代中期，我國很多地區(qū)在經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，出現(xiàn)了社會事業(yè)滯后、環(huán)境污染嚴重等問題。為此，1986年，原國家科委和國務院有關部委在江蘇省常州市和錫山市華莊鎮(zhèn)開始了城鎮(zhèn)社會發(fā)展綜合示范試點工作。1992年5月，原國家科委和原國家體改委共同了《關于建立社會發(fā)展綜合實驗區(qū)的若干意見》，由國務院有關部門共同組成了實驗區(qū)協(xié)調領導小組，成立了社會發(fā)展綜合實驗區(qū)管理辦公室。1994年3月，實驗區(qū)工作中心轉向可持續(xù)發(fā)展，要求各實驗區(qū)率先建成實施《中國21世紀議程》和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基地。1997年12月，“社會發(fā)展綜合實驗區(qū)”更名為“國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)”[1-2]。

經(jīng)過28年持續(xù)有效的推進，實驗區(qū)按照可持續(xù)發(fā)展的要求，在大城市改造、小城鎮(zhèn)建設、社區(qū)管理、環(huán)境保護及資源可持續(xù)利用、資源型城市發(fā)展、旅游資源的可持續(xù)開發(fā)與保護等方面積累了豐富的經(jīng)驗。實踐中，各實驗區(qū)依靠科技創(chuàng)新開展實驗示范，探索不同類型地區(qū)的經(jīng)濟、社會和資源環(huán)境協(xié)調發(fā)展的機制和模式，為不同類型地區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供示范樣板和引領帶動作用，為推進國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施提供了積極、有益的嘗試，也為推動《中國21世紀議程》積累了重要的經(jīng)驗[1-2]。截至2014年3月，中國已經(jīng)建立起國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)156個，各省建立省級可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)180余個，遍及全國90%以上的省、市和自治區(qū)。

姚娜等：國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)科技計劃實施現(xiàn)狀及成效

中國人口?資源與環(huán)境2015年第1期

2實驗區(qū)科技計劃實施現(xiàn)狀分析

2.1研究方法

本研究主要采用問卷調查和案例分析方法。研究團隊采取實地調研、問卷調查、座談訪談等方式進行調研分析，先后對上海市崇明縣、北京市石景山區(qū)、河南省濟源市、浙江省杭州市下城區(qū)、湖南省資興市等實驗區(qū)進行了實地調研，組織了10余次座談和訪談，與數(shù)十家實驗區(qū)的管理人員、項目主持單位和實驗區(qū)示范任務承擔單位進行了交流。同時，向全國156個實驗區(qū)發(fā)放《實驗區(qū)與科技計劃對接情況調查問卷》，就各實驗區(qū)“十一五”以來承擔科技計劃項目的基本情況、項目來源與管理、項目運行情況等信息進行調查。問卷按項目填寫，共有107個實驗區(qū)反饋288份問卷，其中有效問卷265份。研究團隊對調查搜集到的大量資料進行了綜合分析。

2.2科技計劃類別分析

265份有效問卷顯示，實驗區(qū)承擔的項目中，所屬的主要計劃類別為科技支撐計劃（87項）、“863”計劃（19項）、星火計劃（27項）和科技富民強縣計劃（15項），其他項目計劃還包括中小型企業(yè)創(chuàng)新基金、國家創(chuàng)新基金、科技惠民計劃、火炬計劃等。

總體上看，實驗區(qū)承擔的科技任務所屬領域與實驗區(qū)建設的總體目標保持一致。實驗區(qū)建設關注經(jīng)濟、社會、資源環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，因此實驗區(qū)開展的科技工作主要集中在相對于經(jīng)濟、社會發(fā)展而言較為薄弱的資源環(huán)境領域，265個項目中有117項屬于資源環(huán)境領域，占項目總量的44%。另外，除了少數(shù)幾個城市城區(qū)型實驗區(qū)外，絕大多數(shù)實驗區(qū)都涉及到農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此實驗區(qū)承擔科研任務的另一個主要領域就是農(nóng)業(yè)領域，共有60項屬于農(nóng)業(yè)領域，占項目總量的23%。處在第三位的屬城鎮(zhèn)發(fā)展領域，占項目總量的9%。其他研究領域還包括生物醫(yī)藥、人口健康、公共安全等。

2.3研究經(jīng)費來源分析

調研結果顯示，2005年1月-2013年7月期間，265項課題共獲得國撥經(jīng)費支持7.02億元，自籌經(jīng)費37.25億元（見表1）。

2.4參與形式分析

在項目參與形式上，實驗區(qū)作為牽頭組織單位的課題有150項，占56%;作為子課題承擔單位的課題有46項，占17%;承擔課題示范工程或試點工作50項，占19%;其他形式占8%。

2.5成果實際應用領域分析

研究成果的實際應用領域與研究所屬的類別領域是直接相關的，因此這方面的調查數(shù)據(jù)也直接反映了實驗區(qū)建設的總體目標和建設重點。在課題的實際應用領域方面，面向資源環(huán)境領域的147項，農(nóng)業(yè)89項，高新技術70項，城鎮(zhèn)發(fā)展64項，人口健康46項，其他應用領域還包括公共安全、文化科技、社會管理和減災防災等。

3實驗區(qū)科技計劃實施成效分析

實驗區(qū)的宗旨是針對經(jīng)濟社會發(fā)展中面臨的不協(xié)調、不平衡、不可持續(xù)的問題，通過體制機制創(chuàng)新和科技引領，開展可持續(xù)發(fā)展實踐，先行先試，積累經(jīng)驗，示范帶動。近年來，隨著科學發(fā)展觀的深入實踐，實驗區(qū)的可持續(xù)發(fā)展理念顯著提升。實驗區(qū)建設不僅需要“面”上的統(tǒng)籌協(xié)調，更需要“點”上的突破和創(chuàng)新，對科技支撐引領當?shù)貏?chuàng)新驅動發(fā)展的需求越來越大。調查顯示，“十一五”以來，各類科技計劃項目有力地促進了實驗區(qū)的建設和發(fā)展。

3.1破解區(qū)域發(fā)展制約因素，社會效益顯著提高

各實驗區(qū)在建設伊始編制了為期五年的《國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)建設發(fā)展規(guī)劃》，認真分析了制約本地可持續(xù)發(fā)展的瓶頸因素，確立了實驗區(qū)建設的主題。調查顯示，在實驗區(qū)已經(jīng)實施的科技計劃項目中，近一半都緊密結合了實驗區(qū)建設主題，另外近一半項目內容屬實驗區(qū)建設的重點領域。同時，被調查項目中，有80%的項目降低了資源消耗，52%的項目帶動了相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展，41%的項目實現(xiàn)了居民生活環(huán)境與質量改善，科技計劃項目實施的社會效益非常顯著。

上海崇明實驗區(qū)確立的實驗主題為“低碳發(fā)展”，以“自然低碳、人居低碳、產(chǎn)業(yè)低碳”為發(fā)展主線開展建設。崇明實驗區(qū)圍繞這一主題，實施瀛東村生態(tài)民居建筑低碳改造示范工程，依托科技支撐計劃項目編制了國內首個“低碳建筑導則”，在建筑節(jié)能、資源循環(huán)利用、智能化調控關鍵技術等方面取得了顯著成效。

3.2突出科技示范與引領，科技支撐能力不斷提升

調查顯示，絕大多數(shù)項目是實驗區(qū)通過認真籌劃、科學設計、積極申請所獲得。其中超過七成的項目在立項后實驗區(qū)管理部門進行了跟蹤管理，與項目組織單位密切配合，協(xié)同推進。通過專家指導、技術培訓和協(xié)會科普等形式，極大地推動了適用技術應用，使科技進步在經(jīng)濟增長中的貢獻率不斷提高。通過項目立項與組織實施，科技支撐能力不斷提升，實驗區(qū)的科技意識顯著加強。

另一方面，在項目申報、實施的過程中，實驗區(qū)緊密依托各類高等學校、科研機構專家力量，特別是實驗區(qū)專家委員會的智力資源。調查結果顯示，實驗區(qū)承擔的科技計劃項目產(chǎn)學研合作程度緊密的有156項，占59%;產(chǎn)學研合作程度較為緊密的有99項，占37%。與智力資源的對接，不僅協(xié)助實驗區(qū)更好地凝練了本地的科技需求，使越來越多的科技項目在實驗區(qū)落地，同時在項目的實施和管理上發(fā)揮了重要支撐作用，為實驗區(qū)發(fā)展提供了智力支持。另外，實驗區(qū)地方政府特別是科技管理部門，依托實驗區(qū)建設和科技計劃項目實施，密切了與上級科技管理部門的聯(lián)系，加強了科技信息與干部交流，全方位提高了實驗區(qū)的科技支撐能力，使科技創(chuàng)新成為實驗區(qū)發(fā)展的強大引擎。

如甘肅敦煌實驗區(qū)自2010年創(chuàng)建以來，認真分析制約本地可持續(xù)發(fā)展的瓶頸因素，凝練申報了一批針對性、前瞻性強的項目，先后參與了“863”計劃（生態(tài)環(huán)境領域）、科技支撐計劃（城鎮(zhèn)化領域）、科技惠民計劃等國家科技計劃項目的實施，充分發(fā)揮了科技對經(jīng)濟社會發(fā)展的支撐和引領作用。通過一系列項目的實施與推進，敦煌實驗區(qū)建立了萬畝高效節(jié)水示范園區(qū)，推廣高效農(nóng)田節(jié)水技術，提高了水資源的利用率;引進、培育了適宜當?shù)貧夂驐l件的葡萄、大棗等特色林果品種，林果產(chǎn)業(yè)達到19萬畝，瓜菜8.2萬畝，增加了農(nóng)民收入;發(fā)展清潔能源和新材料產(chǎn)業(yè)，建立了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)示范園區(qū);培育高新技術企業(yè)2家，省級工程技術研究中心1個，扶持發(fā)展科技型企業(yè)9家。依托科技計劃項目，大幅度提升了實驗區(qū)的科技支撐能力。

3.3積累項目管理經(jīng)驗，創(chuàng)新管理機制與模式

各實驗區(qū)在積極承擔國家科技計劃的過程中，從經(jīng)濟和社會發(fā)展的實際出發(fā)，搭建科技創(chuàng)新平臺，完善技術服務體系，積極探索成果轉化機制，積累了豐富的項目管理經(jīng)驗。調查顯示，265項科技計劃項目中，有203項在立項后進行跟蹤管理，占調查總數(shù)的77%;186項與項目牽頭單位密切配合，推進項目的實施，占70%。許多實驗區(qū)通過建立產(chǎn)學研合作公共信息平臺，定期舉辦產(chǎn)學研合作項目洽談會、成果交易會、科技創(chuàng)業(yè)大賽等活動，充分發(fā)揮科協(xié)、學會和各種企業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的作用，逐步構建了以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研相結合的科技成果轉化機制，促進了實驗區(qū)的發(fā)展。

浙江省杭州市下城區(qū)在項目實施過程中探索了一系列具有創(chuàng)新性的管理舉措。探索形成了“人才+項目+資本”三結合的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新模式;鼓勵企業(yè)加大研發(fā)投入，為提升企業(yè)研發(fā)和自主創(chuàng)新能力提供財政扶持保障;建立了集科技信息收集、整合、瀏覽、于一體的“科技公共信息平臺”網(wǎng)站，加強區(qū)科技局與各區(qū)屬科技企事業(yè)單位的信息溝通和交流。科技管理水平的提升，充分發(fā)揮了科技進步和創(chuàng)新支撐引領經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境發(fā)展的作用。

3.4部門聯(lián)動促進，科技惠民成效凸顯

調研發(fā)現(xiàn)，相對于“863”計劃、科技支撐計劃，科技惠民計劃在實驗區(qū)顯示出更好的成效?？萍蓟菝裼媱澲荚凇霸诨鶎邮痉稇靡慌C合集成技術，推廣普及一批先進適用技術成果，提升科技促進社會管理創(chuàng)新和服務基層社會建設的綜合能力”，這一目標切合實驗區(qū)建設與發(fā)展的實際需求，而實驗區(qū)經(jīng)過多年能力、意識提升以及實驗示范項目的經(jīng)驗積累，也具備了相當?shù)某薪觾?yōu)勢。調查顯示，目前已對接的科技惠民計劃進展順利，實現(xiàn)了部門聯(lián)動，協(xié)同促進，效率高，成效突出。不僅項目成果直接面向百姓民生，同時有效提升了政府服務基層社會建設的能力。

河北省遷安市于2012年開始實施科技惠民計劃“遷安礦區(qū)生態(tài)治理與修復技術應用示范”。市政府專門成立了以市長為組長，有關市領導為副組長，政府相關部門負責人為成員的項目協(xié)調領導小組，明確各部門的責任與義務;建立項目協(xié)調領導小組辦公室及專家工作組、工作推進組、經(jīng)費監(jiān)管組等3個專門工作組;各試點企業(yè)也都分別建立了項目實施領導小組，真正實現(xiàn)了多部門聯(lián)動、上下協(xié)同推進的機制。

4對策與建議

28年來，實驗區(qū)建設伴隨了我國改革開放的進程，實驗區(qū)的實驗示范任務在不同時期有不同重點。黨的“十八大”明確提出：“科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐”，這對實驗區(qū)提出了新要求、新任務。一方面，實驗區(qū)需要科技創(chuàng)新來改變、替代傳統(tǒng)的勞動力以及資源能源驅動發(fā)展模式;另一方面，各個領域的科技研發(fā)也需要突破發(fā)論文、制樣機的階段，將研發(fā)成果逐步落地，切實驅動地方經(jīng)濟社會的發(fā)展。面臨著新的形勢和機遇，現(xiàn)有實驗區(qū)與科技計劃對接也暴露出規(guī)模不足、體系不完備、頂層設計不夠、地方能力欠缺等問題。針對這些問題，提出如下建議：一是實驗區(qū)管理辦公室在宏觀管理上加大統(tǒng)籌，梳理區(qū)域可持續(xù)發(fā)展共性關鍵問題，做好科技項目頂層設計，全面對接各類科技計劃，為實驗區(qū)搭建橋梁;二是充分依托實驗區(qū)專家委員會，面向實驗區(qū)開展系統(tǒng)的能力建設，逐步提升地方科技管理能力，包括項目需求篩選凝練能力和項目實施、管理能力;三是完善實驗區(qū)與科技計劃對接管理機制，提升對實驗區(qū)的管理和服務水平，如盡快建設實驗區(qū)科技需求庫、項目信息庫、管理與交流信息平臺等，以推動國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)的進一步發(fā)展，成為民生科技的實驗示范基地，成為科技惠及民生的重要平臺與窗口。