科学和技术论文汇总十篇
时间：2023-03-17 17:58:08
序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇科学和技术论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。
篇（1）
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。
篇（2）
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。
篇（3）
二、生物医学技术与体育科学的发展
篇（4）
［关键词］SCI；学术影响力；引文分析
［中图分类号］G250.74［文献标志码］A
［文章编号］1005-6041(2012)04-0017-004
SCI(Science Citation Index)是由美国科学信息研究所(ISI)1961年创办出版的引文数据库，是世界著名的三大科技文献检索系统之一，也是国际公认的进行科学统计与科学评价的主要检索工具。国际上的科学计量机构及国际性组织在对国家或科研机构的科研能力及绩效评估工作中，常用SCIE（SCI-EXP ANDED，即SCI网络版）数据库作为依据［1］。本文利用检索式Address =(guangxi or nanning or guilin or liuzhou or yulin or hechi or baise or beihai or qinzhou or wuzhou)在美国科学信息研究所SCI网络版(SCI-EXPANDED)数据库中进行机构（Institutions）精炼检索，并对作为广西重要科研机构的10大高校近10年（2001—2011）来科技论文产出和学术影响力进行统计分析。
1 科技论文产出数量与增长趋势
从检索结果 (检索日期为2012年4月18日)统计来看，10年来，广西10所高校共有6 563篇论文被SCI收录，其中专业期刊研究论文6 295篇，约占96%，会议论文230篇，综述94篇，发文量排名见表1。10年来从科技论文产出数量来看，广西高校科技研究事业发展迅速，论文产出量呈逐年递增趋势(见图1)。科技论文产出量10年同比增长率为115%。近年来，我国科技事业发展迅猛，论文产出量逐年增加，作为重要科研机构的高校增长率更高。广西高校的科技论文产出的增长速度高于全国平均增长水平，但与全国高校（以中南六省为例）同水平相比，广西高校科研论文产出仍相对薄弱（见表2）。
2 学科分布和热点论文
通过SCI数据库对广西高校的科技论文检索结
[CM（81mm]果分析显示，化学、物理、材料科学等学科领域研究
[CM）]比较活跃，论文数量约占总数的一半（见表3），其他较活跃的领域有数学、结晶学、生物分子科学、工程技术、计算机科学、航空科学等。统计结果显示，广西师范大学物理、化学等基础研究学科比较活跃。广西大学是一所综合性教学研究型大学，在各学科领域研究占比重较大，尤其是在生物科学和材料科学等领域。桂林理工大学和广西民族大学的科学研究也初见繁荣。来源出版物是研究人员的研究基地，来源出版物在学科专业领域的地位从一定程度上反映研究人员的研究水平，其中化学学科研究主要来源出版物2010年影响因子分别为2134和0798（期刊影响因子来自JCR，国外来源出版物中文名称来源于谷歌学术搜索）。从主要来源出版物来看，在国内专业刊物上发表占比例较大，国外高影响因子的刊物较少。这从一定程度上反映广西高校科技专业研究水平与层次上还应进一步加强国际合作，从而提高学术影响力。
3 科技合作与学术影响力
学术交流与合作是学术影响力的重要体现，从论文检索结果分析来看，广西高校科技论文研究的主要科研合作伙伴遍布全球50个国家和地区，与美国、俄罗斯、日本等国家合作比较频繁，其中与美国合作研究502次，与俄罗斯合作达148次。学术影响力还可以从引用机构来说明［2］，通过分析施引文献可以发现，广西高校科学研究10年来受到110个国家和地区的科研人员关注，美国、德国和日本引用约占国外引用的一半，美国引用达2 728次，占国外总引用的35%。从不同级别的基金资助机构资助来看，广西高校10年来共有1 243篇论文由国家自然科学基金资助，约占19%，高于国家自然科学基金国内资助率15%, 各学科内国家自然科学基金资助率也明显高于国内平均水平（见表4）。这说明广西高校科技发展学科水平与国内同水平相比发展迅速，国家支持力度较高。
4 科技论文的引用情况和学术影响力
论文的引用情况是衡量一个机构的学术影响力的重要标准［3］，为此，对10年来广西高校SCI收录6 563篇论文的引用情况进行统计分析，可以看出近年来被引用情况呈逐年活跃趋势(如图4)。广西高校10年来的研究论文被引频次总计达24 793次(去除自引，被引次数检索截止日期为2012年4月19日)，去除自引的施引文献共计19 736篇，每篇平均引用次数为 465次，H指数为54，即有 54 篇论文至少被引用 54 次。通过对19 736篇施引文献进行分析，在引文的学科范围中，化学、物理、材料科学为引用最活跃的学科范围（表4），这与论文产出的学科范围基本一致，引用机构比较活跃的主要有中科院、南京大学、中山大学、北京大学等，引用的国家多达100多个，其中美国、德国、日本的引用约占国外引用的一半，引用中他引率比较高，但单篇被引的最高值与同学科国内引用水平相比仍然存在较大差距(被引次数检索截止日期为2012年4月19日)。
5 小 结
广西近10年来科研活动发展迅速，学术影响力逐年上升，从科技合作发展及基金资助机构层次来看学科发展水平与国内保持一致，但与国内同水平高校相比论文产出相对较薄弱，在论文被关注即引用率和主要来源出版物的层次上仍略显薄弱，科研机构与部门应该加大投入，提高科研产出，鼓励加强国家级基金资助项目申报，并投入配套设施，加大研
究人员的研究动力，并加强科研规范管理，从而加快广西科技事业发展。
［参考文献］
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［2］ 查永军学术影响力大学学术权力张扬的内在力量［J］ 江苏高教,2007(6)16—18
［3］ 周 薇,张 燕,韦 焘 基于SCIE的我国肝胆外科学术影响力分析［J］ 中华医学图书情报杂志,2011(1)70—12
［4］ 徐云清,甘朝鹏,姚玮华,等 河南省高校CSSCI论文的产出与学术影响力的比较研究［J］ 河南工业大学学报(社会科学版),2009(4)72—74
［5］ 雷 燕《科学引文索文》(SCI)数据库的检索技巧［J］ 情报科学,1999(1)75—77
［6］方红玲 2007～2009年SCI数据库收录中、日、印、韩四国科技期刊自引率比较研究［J］ 中国科技期刊研究,2011(3)360—363
［7］SCI科学引文数据库［DBOL］．［2012-04-19］ httpwwwwebofknowledgecom.
篇（5）
二、现代信息技术与学生的学习方式相融合，创设学习情境，发展信息素养
现代信息技术与学科教学的融合强调以学生学习为中心，以学生以往的经验和知识为支撑，帮助学生“内化”，促进旧知识迁移，新知识形成。信息技术是作为学生获取信息、探索问题、合作学习、解决问题和构建知识的认知工具、情感激励工具，而不仅仅是教师的演示工具。科学的运用信息技术，教师要从学生已有的知识能力出发，在学生已有的生活经验与给定目标之间设置障碍，创设各种有效的情景化学习环境，让学生根据自己的兴趣爱好和知识能力，自由选择适合自己认知风格的学习资源，通过“身临其境”来获取真实体验，诱发内心发现问题、解决问题的学习意愿，激发创造性思维意识，积极主动探究解决问题。这样的自主、探究的学习方式符合现代学生的学习心理特点，学生可以在一种积极有效、轻松愉快的气氛中学习，像扮演游戏角色一样置身其中，学生不仅学会、会学，而且学生好学、乐学，从而达到一种轻松愉快高质高效的学习效果。学生还可以在网上与老师、同学和朋友直接对话和交流，在论坛中发表存在的问题、追寻解决方案、答疑解惑，通过微信、微博、QQ、电子邮件等通讯工具向一些专家学者请教，交流面变大，知识面变广，实现自主、合作、探究式学习，学会发现、构想和综合应用，同时培养学生的信息素养以及创造能力。
三、现代信息技术与教学的评价方式的融合，拓宽评价渠道，达成学习目标
篇（6）
【关键词】语文课堂教学；导入语；提问；语言；艺术设计
长期以来，我国的语文课堂教学陷入到一种传统的教学理念中，没有根据学生特点以及培养学生创新思想进行课堂教学的设计，在一定程度上也决定了我国的语文教学质量一直落后。另一方面，学生一直认为语文就不用学习，只要会认识几个字，会说话就好，因此，在课堂中常常出现睡觉以及做其他事情的现象。同时加上教师的教学方法比较死板，没有创新性，更提不起学生学习兴趣。因此，作为教师，应该从以下几方面提高语文课堂教学中的艺术性。
1. 语文课堂教学中导入语的艺术设计 好的开头是成功的一半，一堂好的语文课教学必须有一个出色的开头，有一些教师往往不注重课文的导入，或者只是简单地当成了敲门砖，当门敲开了，砖也就扔了。魏书生说过：“好的导语就像磁铁，一下子就能够把学生的注意力集中起来，好的导语又是思想的电光石火，能给学生以启迪，催人奋进。”另外，托尔斯坦也曾经说过：“成功的教学所需要的不是强制，而是激发学生学习兴趣。”追新求异是每一个学生的共同心理，因此，语文课堂教学导入语的设计如何显得有艺术性，本文从以下几方面进行艺术设计。
（1）教师的导入语中要有一定的文化素养。 特别是在古代诗词的教学中，对这方面的体现尤其明显。当学到《茅屋为秋风所破歌》时，作为教师可以这样设计导入语：古往今来，诗词中，写风的语句有很多，例如：白居易的《观刈麦》中描写南风：“夜来南风起，小麦覆陇黄”；辛弃疾的《青玉案》中描写东风：“东风夜放花千树，更吹落，星如雨”；李清照的《醉花阴》中描写西风：“莫道不消魂，席卷西风，人比黄花瘦。”岑参描写北风：“北风卷地百草折，胡天八月即飞雪”等，通过引用这些诗句，来导出今天所学的《茅屋为秋风所破歌》，这样一来，不仅能够提高学生的兴趣，还能够起到很好的熏陶作用。
（2）导入的语言要体现思想内涵。 教师在设计导入语时，不仅要有吸引性，而且还要有一定的思想教育性或者起到一定的启迪效果。当学到《范进中举》时，可以这样设计导入语：大家都知道“头悬梁，锥刺股”这个故事，在故事中，刚开始，苏秦游说秦王没有成功，回到家遭到嫂子以及妻子的白眼和鄙视，之后发奋读书，就有了“头悬梁，锥刺股”的由来，后来游说赵王成功，回到家中，看见嫂子爬着来见他，苏秦问何故，嫂子答：“为叔叔的位尊而多金”。大家猜猜我们今天学的什么课文呢，学生能够马上猜到，就是《范进中举》，在这篇课文中，范进就相当于苏秦，而他的老丈人就是苏秦嫂子一样的人物，通过这样的导语不仅吸引学生的注意力，还能够引出下面所要讲的课文，也让学生大概了解《范进中举》所要表达的思想。
2. 语文课堂教学中提问的艺术设计 课堂提问主要是指教师在课堂上，为了能够完成教学任务，依据教学目标重难点，科学地提出疑问以及提出重难点，从而激发学生的学习兴趣，鼓励学生积极地去思考以及解决问题。
（1）反思性的提问。 长期以来，学生的思维往往陷入到一种怪圈中，浅尝辄止，在学习课文时，往往不能够正确地理解语文课文的真正思想以及体会文章的奥妙之处。因此，这就要求，教师在提问时应该注意其艺术性。例如在学习《我与地坛》一文时，课文后面有这样一个问题：“为什么史铁生自从无意中进入到地坛后，就没长久地离开过它呢”，反问学生，如果你是史铁生，你会有怎样的感受，让学生真正进入到这个角色中，让他们身临其境地从史铁生的角度出发，在心理上和作者产生共鸣，也就不难理解作者当时复杂的心情，更深刻地理解课文内容。
（2）互动性提问。 教师在语文课堂的教学过程不仅仅是提出问题，解决问题，更多的是通过师生之间互动，生生之间互动，使学生积极主动地参加到整个教学活动中。例如：学习《伟大的悲剧》一文时，首先教师应该提问“既然是悲剧又何来伟大一说呢”，让学生组成两个阵地，互相讨论，逐渐达成一种思想，分辨出“悲”不只是“悲伤，悲痛”，同时还有“悲壮”的意思，从而得出勇士牺牲了身体，是悲壮的，但是他们勇于探索的精神是伟大的。从而使学生明白课文的主体思想就是赞扬一种为事业而牺牲的伟大精神，是当前所缺乏的一种精神。
（3）求异设问法。 通过采用相似的事物进行比较，找出两者之间的异同，从而加深学生对事物特征的认识以及理解。例如学习《阿房宫赋》时，作为教师可以将其与《六国论》进行比较，分析国家灭亡的原因，两篇论文的论点是否相同呢，从而使学生明白两者灭亡原因的不同，最终达到触类旁通的目的，有效地提高教学效率。
3. 语文课堂教学中板书的艺术设计 随着现代科学技术的发展，一些现代性的教学手法不断应用到教学中，越来越多地受到教师的重视。但是，无论采用什么样的教学方式，语文课堂中的板书设计是无可代替的，板书设计能够彰显执教者的教学思想以及教学风格，炫耀出绚丽的智慧火花，同时充满艺术性的板书设计，能够增强语文课堂教学的光辉以及色彩。那么如何设计语文课堂中的板书，才能够增加课堂色彩呢，本人认为从以下几方面做起。
（1）板书设计精巧美观。 语文教学的板书设计是建立在视觉心理基础之上，因此，在设计板书时应该符合规范性以及时效性等特点，同时又要追求美的视觉以及美的感受，板书的设计不仅仅是线条与文字的简单组合，而是一种艺术，创新性地展示形象美、语言美以及布局美。例如：我们在学习《陋室铭》时，可以将文字以及线条结合成“陋室”的门窗以及屋瓦，这样一来，不仅使课文的结构清晰，还能够得到学生会心的一笑，激发学习兴趣。
（2）板书设计高度概括。 教师要想提高课堂教学的效率，应该注重板书设计的概括性，板书不仅仅能传达丰富的课文信息，而且还能够凸显文章的主旨。并不是要求教师在黑板上写得密密麻麻的，型若蛛网，也不要求教师只将甲乙丙丁简单地结合在一起，这样的板书，只会让学生记不住，学生的笔记来不及记下，既耽误时间又不能突出课文的重难点。例如：在学习《口技》时，全文主要是突出一个“善”字，因此，设计本文板书时，应该高度对其进行概括，将内容以及写法构成一个大大的“善”字，突出全文的字眼。
（3）板书设计直观形象。 直观形象地运用语文板书的设计能够将理性东西与感性东西建立可靠的联系，学生能够从中学习事物以及现象，教师再建立相应的板书模型、图表就能够将课文内容形象生动地展现出来，使学生更好地理解课文内容，例如在学习《爱莲说》这篇文章时，教师在进行板书设计时可以将荷花的外形特点与其精神内容相结合在一起，就能够形象地将课文内容与写法展示得清晰明了。
4. 语文课堂教学中语言的艺术设计 法国着名教育家卢梭说过：“教育的艺术是使学生喜欢你所教的东西。”语文课堂教学就是展示语文教师教学艺术的主要阵地，语言是教师进行课堂教学的重要工具，一般我们会发现，比较受欢迎的讲课教师不仅仅具有渊博的专业知识，而且还具有语文的艺术性。着名教育家苏霍姆林斯基说过：“教师的语言在很大程度上决定着学生在课堂上脑力劳动的效率。”下面就本人的一些实践经验，总结以下几种语文课堂语言艺术。
（1）语言以情动人。 古人说：“感人心者，莫先于情。”因此语文课堂语言必须具有感彩，或者热情奔放，或者含情脉脉，或者委婉含蓄等。例如：在学习《大堰河，我的保姆》时，首先教师应该有感情地为学生朗读整首长诗，在读到“大堰河，今天看到雪使我想起了你，你的被雪压盖的……”，当读到这句饱含深情的语句时，下面听课的学生也会被感动，这样的朗读就再次展现了作品的感情以及渲染了课堂气氛，从而激发学生的学习兴趣和情感。
（2）语言生动形象。 教师在引导学生阅读以及欣赏充满思想的美文佳句时，为了提升学生的审美情趣，教师的语言必须生动形象，充满美感，从而激发学生学习兴趣。例如：在学习《渔歌子》时，先让学生闭上眼睛，让同学在脑子里展现白鹭、流水、桃花以及西塞山的轮廓，在给学生讲解这些时，通过生动形象的语言，将这一幕幕情景展现在学生的脑海中，形成一幅美丽的画面。让学生仿若生在大自然中，感受到了大自然的生机勃勃，乐趣无穷。
（3）语言机智幽默。 前苏联教育家马卡连柯说过：“教育的技巧在于随机应变”，课堂环境是一个变化的环境，这就要求教师灵活运用课堂环境，使之符合教学要求，教师机智幽默的语言往往会产生意外的教学效果。例如：教师正在上课，一只小鸟飞进来，东撞西撞，最后被一名同学抓到了，这时教师可以这样说：“小麻雀没上小学就想上初中了吗？可惜它听不懂我们的课啊，还是放飞它到大自然中去磨炼吧。”通过这样的语言，就使课堂氛围一下放松下来，为下面同学愉悦学习奠定了基础。
5. 结束语 总而言之，作为一名优秀的语文教师，就必须正确掌握语文教学特点，充分发挥语文课堂教学的艺术性，发挥学生的创新潜能，调动学生学习的积极性。而不是让语文课堂氛围像死水一样沉寂，这样不仅影响课堂教学质量，更为重要的是影响学生的发展。
参考文献
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在信息技术迅速发展的今天，作为历史学科该如何依托信息技术作为认知工具，应用于教学实践中，培养学生的综合能力，更好地实施素质教育呢？
一、应用信息技术，提高课堂教学效率。
应用计算机辅助教学是信息技术用于学科教学的最初表现形式，是信息技术和课程整合的最低层次。教师可以使用现成的计算机辅助教学软件或多媒体素材库，选择其中合适的部分用在自己的讲解中，也可利用Powerpoint或者一些多媒体制作工具，综合利用各种教学素材编写自己的演示文稿或多媒体课件，应用于课堂教学。
1、创设教学情景，促进学生的情感激发
利用计算机辅助课堂教学，是当前信息技术用于学科教学最普及的一种方式，历史学科也不例外。历史学科的特点是讲述已经发生的事情，而利用计算机我们可以创设同样的情景，让学生具有真实的情景体验，在特定的情景中理解事物本身。进行情景创设，使学生置身于历史事件的环境之中，激发学生的历史情感。如中的黄海大东沟海战，可剪辑电影《甲午风云》片段，利用多媒体课件再现当时激战的场面：硝烟弥漫、炮火连天的战场，清军爱国官兵的浴血奋战，邓世昌驾舰直冲敌舰的壮举及生动感人的旁白，使学生身临其境，切身体会了中华民族的爱国精神，也激发了他们的爱国主义情感。
2、利用信息技术突破历史学科教学难点
利用多媒体课件，可以形象地演示历史学科中某些复杂的内容。历史上的一些重大战役，头绪众多。传统的教学手段难以达到良好的效果，而利用多媒体把战争进程制作成动画，演示战争动态的变化进程，就可以使学生一目了然。如，可把日军的进攻路线制作成动画，从陆战到海战，从朝鲜到辽东，中日战争的进程清晰可见。在演示动画的同时，教师还可以对具体过程进行适当的讲解，这样学生既把握了整个进程的全局，又对具体战役有了充分了解，有利于他们对历史事件正确的判断和结论。
3、利用信息技术丰富历史教学手法
利用计算机辅助教学，通过教师合理的设计与选择，利用计算机辅助教学代替了幻灯、投影、粉笔、黑板等传统媒体，极大地丰富了我们的教学手段，使我们传统的用“一张嘴巴”干巴巴的说教变成多感官的刺激，使抽象的变得具体形象、使看不见的变成看得见、使“静”的变成“动”的，这时使我们有可能为学生创设一个尽可能真实的情景，更加符合学生的认识规律，更能为学生所接受。
二、利用信息技术更好地实施研究课程。
当前实施素质教育的重点在于研究课程的开设。信息技术拓宽了人们获取信息的渠道和范围，极大地丰富了信息资源，为以个性化、自主及交互式的学习为特征的研究型课程提供了实施的条件和空间，使生动、活泼、主动的学习得以进行。
1、利用信息技术收集、整理、归纳史料
古今中外历史内容丰富多彩，我们的教科书上所涉及的极其有限，研究课程的开设大大地拓展了学生的知识面。如在实践中，我给学生的课题是“工业革命与生态环境”，这是一个综合性课题，它不单单是历史学科的内容，还涉及地理、生物等学科。关于工业革命的内容，教材上虽有，但涉及较少，关于它的影响也只提到的是对政治、经济的影响。因此，要完成此课题必须大量查找课外资料，而信息技术的发展为此提供了丰富的资源环境。用信息技术提供资源环境就是突破书本是知识主要来源的限制，用各种相关资源来开阔学生视野，拓展学生的思路。在研究型课程开设的过程中，许多学生已经能利用网上资源围绕选题收集资料，下载并保存有关资源。
2、利用信息技术开展问题的研究
在丰富资源环境学习下，可以培养学生获取信息、分析信息解决问题的能力。学生在对大量信息筛选的过程中，实现对事物的多层的了解，同时也会产生新的问题。因此教师在课题实施前应做好充分准备，指导学生解决问题。教师可以在课题实施前将所需的资源整理好，保存在某一特定文件夹或做成内容网站，让学生访问该文件夹来选择有用信息，也可以为学生提供适当的参考信息，如网址、搜索引擎、相关人物资料，由学生自己去Internet或资源库中去搜索材料。学生通过搜集材料对工业革命有了玩全面的了解，经过综合分析认识到了在现代工业发展的同时必须注意生态环境的保护，得出了这一当今人类共同关心的问题。同时对其它学科也有了更深的认识，这大大拓展了学生的知识面，培养了学生学科之间的综合能力及分析能力。
3、利用信息技术培养学生学习历史的能力
利用信息技术，让学生掌握学习历史的方法，培养学生综合学习能力..使学生从传统的被动接受转变为主动学习、探究学习和研究性学习，学会利用网上资源进行学习，学会利用网络通讯工具进行协商交流。通过讨论、交流不断丰富对研究课题的认识，在任务的驱动下培养学生合作意识以及小组协作学习、自主学习能力，在一个小组内学生合作查找所需的信息，通过讨论取得一致意见，解决问题。这样递增了学生学习的参与率，提高了学习的竞争力，同时培养团队合作精神。
信息技术的发展更有利于学生创作能力的培养。教师可以利用网络优势指导学生进行课外创作，加强学生的动手能力，发挥各类学生的特长。作为历史学科可以指导学生利用信息技术制作历史小报。本学期我区举办了学生历史小报的评比活动，从各校学生的作品来看，都利用了信息技术这一高科技手段。学生利用网上资源进行排版设计，作品图文并茂，布局合理，主题明确。取得这们的成果都离不开信息技术的支持，通过这样的课外活动使得学生的创造潜能得到了充分的挖掘，达到了培养学生创造能力的教育目标。
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21世纪是信息化时代，信息技术已经渗透到社会生活的方方面面，基础教育也必然受到其深刻影响。传统教育因教育因教学形式单一，教学手段落后，效率低下，日益显示其弊端，大胆地进行教学手段革新，运用现代化的信息技术手段辅助教学，努力提高教学信息化水平，强化课堂教学效果的呼声越来越高。
提高教育信息化水平，促进语文教学与计算机教学的有机融合，激发学生学习语文的兴趣，增加课堂的容量，大力提高语文学科教学质量，是当前语文教学实践中需要解决的一个现实问题。
语文老师紧紧抓住提高学生素质和教学质量这一中心任务，努力探索信息技术与语文学科整合的契合点，认真做好以下几方面工作。
一、要充分认识信息技术与语文学科的优化整合的重要性
当今世界，信息化是社会发展的必然要求，教育信息化也将成为教育发展的总趋势。可是，传统教育模式对我国教育的影响仍然很大，素质教育口号已经提出来，但实施起来难度很大，不少学生厌学情绪严重，语文课堂仍然是方法简单，结构单一，效率低下。实现信息技术与学科教学工作的优化整合，全面推动素质教育的实施，是改变这一现状的一条最佳途径。信息技术的运用会带来语文课堂教学的一系列变化：首先是教学方式的变化，其次是教师角色的变化，再次是学生思维过程的变化。
信息技术教育是语文学科教育的重要辅助手段。在语文学科教学过程中，适当地运用现代信息技术手段，既能拓宽学生的视野和知识面，又能促进语文学习的综合效应，改善学生参与语文教学的条件，提高学习兴趣，增强学生自主学习能力与创新精神。语文教学与信息技术教育的整合，可以极大地拓展语文教学空间，为师生提供直观和便捷的教学手段，让师生在教学中多向互动，共享优质的教育资源，从而大大提高语文教学质量。
二、如何让信息技术与语文学科实现优化整合
信息技术与语文学科的优化整合才能充分发挥现代信息技术优势，信息技术与语文学科教学过程融合在一起，可以加深学生对语文学科学习内容的理解，更好地培养学生的素质、认知能力和创新能力。
只有实现信息技术与语文学科的优化整合，才能使学生更好地掌握语文知识，利用现代信息技术手段及时获取信息，分析、综合并熟练表达信息。
为了最大限度地优化整合信息技术与语文学科教学，我们必须找准二者的最佳整合点：
1.要优化整合课堂教学资源
多媒体教学对语文学习极为重要。我充分利用最新的“班班通”教学设备，搜集整理网上教育资源，对“无忧无虑语文网”、“真语文网”、“yuwen789”、“优教通网”、“福建教育资源公共服务平台”、“网易教育频道”、“搜狐教育频道”等网站上的有关资料进行下载，加以分类整理，并不断更新，建立自己系统的教学资源库和学生教学资源库。
我努力尝试在语文教学中运用信息技术手段。例如，在教学《苏州园林》时，为了让身处学生对文中的意境有直观体会，我从网上下载了一些苏州园林的图片提供给学生参考，使学生得到真实而直观的体验，提高阅读说明文的兴趣。又如，在教学戏剧《放下你的鞭子》一课中，播放相关影音资料，并和学生一起交流、欣赏剧中演员的精彩表演。这样，有效拓宽了学生视野，激发了学生自主学习兴趣。
网络环境下的课堂教学，我与学生之间进行了充分交流，努力营造融洽、活跃、双向交流的课堂气氛，提高学生参与欲望，激发学生创新思维，培养学生的自主探究能力。
2.指导学生课外自主学习
课外自主学习是课堂教学的延伸和必要补充。利用好网络信息平台，师生可以共享优质教育资源。
我在网上指导学生自学，我把语文阅读方法的材料和课件在班级公共邮箱、QQ邮箱或班级微信平台上，并下载了多部课文影音资料，刻录在光盘上，免费供学生使用，使部分条件好的学生可以利用家中电脑播放多媒体课件，自主复习学过的知识，理清知识点之间的相互关系。通过我精心设计的习题巩固学到的知识，学生还可以结合自身情况，掌握学习进度和内容，最大限度地提高学习有效性。
社会的发展，网络的普及要求我们培养出具备多种渠道获取信息能力的人才。因此，我们必须最大限度地优化整合信息技术与语文学科教学，让学生从网络资源中学到丰富多彩的知识。我们必须努力培养学生的问题意识、实践能力及创新精神，让全体学生的整体素质和能力都得到全面的、和谐发展。
3.及时反馈教育信息
语文教师要教会学生正确运用祖国的语言文字。为完成这一任务，必须加快教学过程中的考试反馈速度。我认真研读《语文课程标准》（2011年修订版），对学生在每个阶段、每个学期、每个学年所必须掌握的教学内容，所必须具备的各种能力做到心里有数，只有这样，才能适时调整教学方式、进度、难易度，避免在教学中出现偏差。
为了迅速及时地反馈学生学习情况，我们可以借助计算机网络，在网络环境下运用教学测评系统组题、评测；学生作完试题后，可以利用网络进行试题正误的初步估算并找出原因。教师可以在最短时间内分析试题，得出正确结论，进而指导自己的教学，从而取得良好效果。
三、学科整合要求高素质的语文教师
新时代的到来、新技术的应用对语文老师提出了更高要求。
1.要有相应的理论素养
语文教师要认真学习新课程理论，吸收他人研究成果，积极参加教育理论的进修培训，接受先进的教育理论，用先进理论武装头脑，用先进理论指导教学实践，做研究型教师、专家型教师。
2.要具备教学基本功
教师必须具备研究教材，创造性地使用教材的基本功。采取不同的教学方法，选择最佳教学内容，采用最佳的教学方式，从而达到最理想的教学效果。
3.要掌握高超的授课艺术
教师必须通过自学或进修培训，熟练掌握多媒体教学手段，让信息技术与学科课程完美整合，提高授课艺术，努力构建高效课堂。
4.要掌握设计和制作多媒体课件的能力
教师必须能够独立制作出符合学生实际的多媒体作品，在授课过程中才能应用自如。
5.要加强师生双方的互动活动
在信息技术辅助语文教学过程中，必须充分发挥学生主体性和教师主导性，鼓励学生积极参与教学整个过程，倡导教学过程中的双向和多向互动，同时教师适时地加以指导、点拨，力求做到精讲和善导，以强化课堂教学效果。
四、学科整合必须遵循几个基本原则
1.科学性原则
科学性原则主要有两个方面内涵：一是教育理论，二是设计制作。
教育理论要科学合理，符合教育规律。设计制作也要符合学生认知规律，结构合理，操作便捷。语文教学课件的制作应特别注意这一点。课件的知识体系要科学和完整，内容要正确和规范，不能漏洞百出，不能对学生有误导作用。
2.适用性原则
适用性包括信息技术应用的适用性和教学过程的适用性两个方面。不论利用网络还是制作课件，都要根据教学目标，依据学生认知规律，完成各种资源素材的选择和教学内容的确定，并就结构安排和呈现方式提出最佳方案，最终完成制作。
现代信息技术手段始终只是一种重要的教学辅助手段，教师使用多媒体技术辅助教学不是越多越好，而要适度。教师应当把主要精力投放到钻研教材和学生、研究教法和学法上，才有可能选择最佳的教学途径、科学的教学方法和符合教学要求的授课形式。信息技术手段使用过多反而会分散学生注意力，哗众取宠，华而不实，事倍功半，最终影响课堂教学实际效果。
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20xx年秋季学期以来，我们积极参与湖北省“课内比教学，课外访万家”活动，按照学校教务处和数学教研组的安排，扎扎实实地开展了备课、说课、观课、议课等一系列“课内比教学”活动。该项活动让我在数学教学中有了新收获，特别是对构建和谐数学课堂有了新认识。通过上课、观课、议课，我认为数学教师在整个数学探究学习过程中，要从传统的角色中走出来，努力创设轻松和谐的教学环境，让学生在和谐的、宽松的数学课堂里遨游，感受学习数学的美妙，领悟数学来源于生活又服务于生活。
一、和谐的数学课堂是学生轻松体验的场所
试想，铃声响后，学生看见讲台前板着脸的老师，谁还能轻松起来？因此，教师要努力保持微笑，不要刻意让学生体验到学习压力。本来来自家长、社会、同学的重重压力已经让学生喘不过气来，有的教师还喜欢一上课就先给学生来个下马威，背定理呀、法则呀、公式呀……这怎能让学生轻松起来？相反，善意的微笑，平易近人的表情，关怀爱护鼓励的发问，轻松耐心的回答，如“好”、“很好”、“很有创意”……在这种课堂氛围中，学生心情舒畅，变机械模仿为心领神会，变被动接受为主动探究。教师要因时、因地、因人、适时地对教材进行再加工，使教学过程轻松、活泼和有效。有时面对学生的差错，不要声色俱厉，要帮助学生分析形成差错的原因，并指明修正错误的方向。这样的数学课堂如同磁石般富有吸引力，让学生留连忘返，学生不仅愿学，而且乐学。
二、和谐的数学课堂是学生自由发展的天地
强烈的表现欲望是孩子们的天性，所以，数学教师不能用成人的“规矩”去抑制他们的创新思维火花，在数学课堂上要松开手、放宽心，让学生自己去推导、去感受、去领悟。
比如讲授《圆的面积》时，课前让学生动手制作学具“圆”，课中让学生将所制作的圆等分成16等份后重新拼成新的图形，让学生探究推导出“圆的面积计算公式”；研究一元一次方程时，利用学生对数学游戏的兴趣，引入数学游戏丰富课堂，引用其中的必要知识导入新知识……要给学生展示自己的机会，让他们用自己的方式一起探究学习。
以赞许的微笑、鼓励的点头、发自内心的称赞拉近与学生的距离，一个和谐的、充满人文关怀的数学课堂就悄悄地来到了我们的身边。
三、和谐的数学课堂是人人学有价值的数学
在每个教学环节中，都要力求给学生创造一种思维情境，调动眼、脑、口、手等多种感官动起来，让学生多看一看、想一想、做一做、议一议，激发学生的学习兴趣，营造学生主动学习的氛围，给学生创造更多自我表现的机会，让学生获得成功的快乐。 如讲授《弧长和扇形面积》时，课前让学生收集生活中的“扇形实物”和折“纸扇”一把，并让学生用直尺、绳子、量角器分别测量出“纸扇”扇叶两边的长、顶边的弧长，以及扇叶两边夹角（圆心角）的度数，做好记录，算出“纸扇”的周长。课中由已学“圆”的周长计算公式，引导学生推导出“1°和n°圆心角所对的弧长公式”，然后让学生根据“弧长公式l=(nπR)/180”求出所折“纸扇”的弧长和周长，比较手工用“绳子”测量计算扇子的弧长、周长和用“公式”计算的结果，并肯定公式计算不仅精确度高，而且给人们的生活带来了便捷。这样，学生在轻松愉悦中学到了知识，掌握了知识，他们的心灵在和谐的氛围中得以舒展。实践充分证明，教师与学生心心相印，教师的行动成为学生的楷模，教师的知识成为学生探索追求知识的磁铁，和谐的师生关系提高了数学课堂教学的效率，也促进了学生和谐、均衡而有个性地发展，也就不难实现新课程“人人学有价值的数学”这一目标了。
四、和谐的数学课堂是一个和睦的大家庭
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1.2矩阵向量的编排。矢量、张量和矩阵符号用黑斜体字母表示,矩阵元素用白斜体字母表示。
1.3数值范围符号。GB7714-87中提出数值范围符号用波浪号“-”。用“-”表示百分率范围时~”前的“％”不能省略,如30%-70%,不能写成30-70%,这不符合规定。
2.确使用三角函数符号
2.1余切和余切符号。在以往的教科书中,x的正切、余切、反正切及反余切的符号分別为tgx.ctgx.arctgx.amclgx。GB310211-93已将这4个函数符兮规定为tanx,cotx,arrtanx.arccotx，并已明确将ctgx和mxtgx取消,因此,编辑加应执行国家标准。
2.2反三角函数不能写成一次方的形式。以往的科技期刊中,常见反正弦、反余弦、反双曲正弦、反双曲余弦写成siiT1x.cos'1x.sinh'1x,och-'x,因为这种表达方式很容易与负一次方混淆,因此，应按国家标准将上述反三角函数写成arcsinx,arccosx’arcsinhx,arcoshx0
3.数学公式的编排
科技期刊的版面往往比较紧张,应在有限的版面增大刊物的信息容ft,因此,为了节省版面,应要采取以下措施：
3.1公式尽量紧排。科技期刊中,对重要的、有序号的或很长的公式采用居中排,而简单的、叙述性的公式采用串行排的方式,以节省版面。
32公式中的符号采用接排的形式
式中：P-地基土的密度;V.-地基土的纵波波速;k,-切向弹簧刚度系数。
这样的fl琺浪费版面,建议^用下列方法排：
3.3直排分式变为横排分式,指数函e'改为expx,
3.4数学式转行规则。
3.4.1—般规则。GB310111-93规定,当一^学式或方程式需要断开,用2行或多行表示时,最好在紧靠其中记号=,+或/后断开,而在下一行开头不应重复这一记号,上下式尽可能在等号“=”舰齐。
3.4.2根式转行。较长或较复杂的根式需要转行时,可将其改写成分觸数的形式,然后进行，
3.4.3矩阵和行列式不能转行。
