時間:2023-01-30 17:00:50
序論:在您撰寫科學與技術論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
我國自解放以來一直用“科技”一詞來涵蓋科學與技術兩個方面,包括在國務院下屬部門中專管科學與技術的“科技部”以及許多單位中的“科技處”等等。毫無疑問,自然科學與技術有非常密切的關系;但是,也必須指出科學與技術雖然關系密切卻又區別明顯,在許多問題上還真不能混為一談。幾乎在所有情況下使用“科技”一詞把科學和技術合二為一,也許是我國的創造。鄒承魯在1999年應《Science》編輯部邀請而寫的“ScienceinChina”一文中,談到了我國當前有把科學與技術混為一談的傾向,而“科技”一詞就是混同科學與技術所創造的專用術語。李醒民同志在“科學無”一文中(見《科學時報》2002年7月19日B3版)提到,這個詞是有“中國特色”的。我們同意李醒民同志的意見,在我們多年國際科學活動中,也許除前蘇聯外,還很少見過別的國家有類似的提法。
科學與技術密切相關
科學僅指自然科學??茖W和技術同樣以自然界為對象,但嚴格的說,自然科學研究的目的是為了認識自然,包括認識自然界發生的各種現象,剖析自然界存在的所有物質,揭示主宰自然現象的內在規律和相互聯系。大至宇宙中的日月星辰,小至組成一切物質的基本粒子,都是科學認識的對象。不僅要認識其宏觀和外觀,還要認識其內部各個層次上的精細結構,運動特點及運動規律。而技術側重將我們對自然界的認識去利用自然,向自然索取,改造自然以適應人類越來越復雜、越來越高標準的生活的需要。李醒民同志指出:技術的發明和使用比科學的歷史久遠得多,某些技術即使在今天也完全可以脫離科學自主發展。但是時至今日,技術上的進步,總體來說基于科學的發展,科學上的每一個重大突破,不僅都將在一定時間內導致影響人類生活的新技術的出現,還必定極大地豐富我們進一步認識自然的技術手段;新技術的發展又促使我們認識自然的實驗手段不斷增加、不斷提高,從而推動科學的進一步發展。
在20世紀最偉大的科學發現中,原子核結構和DNA結構的闡明無疑都是名列前茅的。19世紀末放射性元素的發現,表明元素是可變的。20世紀初,用重粒子轟擊破碎原子核弄清了原子核是由質子和中子構成的。這些方面的突破,影響了整個物理科學的發展。生命科學領域也同樣如此。生物學不僅研究自然界里所有的生物體,還要研究生命活動的各種表現形式,構成生物體的所有物質,以及這些物質在生命活動中所起的作用,揭示出生命活動的本質和規律。構成生物體的物質,最重要的是蛋白質和核酸。生命活動主要由蛋白質承擔,而生物體的遺傳則以核酸為基礎,或者說遺傳信息的世代相傳是依靠DNA分子的自我復制。1953年DNA分子雙股螺旋結構的發現和闡明從根本上說明了這個問題。由于構成DNA分子的四種核苷酸之間有嚴格的兩兩配對關系,根據雙股螺旋DNA分子的一個單股為模板合成另一個單股必然形成另一個和原來的DNA分子完全相同的雙股DNA分子,生物體的遺傳就是這樣實現的。這一發現改變了整個生物學的面貌,使生物學進入了嶄新的分子生物學時代。
無論是原子核結構還是DNA分子的雙股螺旋結構的闡明,都是科學家研究自然所得到的重大認識,屬于科學研究的范疇。而且在一段歷史時間內,并沒有與技術有直接的關系。但是這兩件在科學發展史上產生了劃時代突破作用的發現,很快激發技術上的突飛猛進。正因為對于原子內部結構有了深入的科學認識,才有可能利用原子核分裂所釋放的巨大能量為人類活動服務,發展成為今天的核能工業。而根據對DNA作為遺傳物質基礎的認識,在農牧業上培育和改良物種,在醫學上有效地預防和治療大量疑難疾病,在工業上建立全新的基因工程產業。以上這些在技術上的發展,已經對人類生活產生了巨大的影響。實際上我們今天所享用的改變了人類生活方式的所有重要技術成果,幾乎無一例外,全部都來源于科學發展史上的重大突破。
如果把技術分為實驗技術和生產技術兩個方面,上面說的是科學發展對生產技術產生的巨大影響。在另一方面我們也不能不看到實驗技術對科學發展的巨大推動作用。沒有加速器的技術,就不能進行許多重要核物理研究的實驗。沒有X-射線衍射技術,就無法測得DNA的雙股螺旋結構。這兩項屬于20世紀最偉大的科學突破,就無法實現。如果我們縱觀一個世紀以來的諾貝爾獎的歷史就可以看到,以實驗技術上的成果而得獎的,特別是在物理獎和化學獎方面,占有相當大的比例。包括2002年得獎的在質譜和核磁共振方面的貢獻??茖W與技術的本質差異
雖然科學和技術如此密切相關,但二者畢竟有所不同,而且有本質的差異??茖W以認識自然、探索未知為目的。雖然自然科學的發展有其內在的規律,但是卻有它的不可預見性。具體的發展途徑,哪一項突破在什么時間在哪個實驗室出現,一般來說是不可預見的。科學發展史上的許多重大突破,以百年來的諾貝爾獎獲得者為例,相當大的一部分是獲獎者從本人的興趣出發而進行工作的,有的甚至是工作中偶然的發現,是原先完全沒有預料的事情。而按照預定的計劃,組織安排而最終獲得突破的反而只是極少數。好像還沒有哪一位諾貝爾獎獲得者是通過有目的的預先組織,精心安排、刻意培養而產生的。而技術是以對自然界的認識為根據,利用得到的認識來改造自然為人類服務。由于它有了科學的根據,就可以樹立目標,因此總體來說是可預見的,也是可以根據人們的需要和現實的可能,包括人力、資金和技術條件進行規劃的。
建國初期所進行的“科學規劃”(實際上是否應該說是“技術規劃”)得到了巨大的成功。原子彈爆炸了,火箭上天了,半導體工業建立起來了。但是這些技術成就,畢竟都是國際上已經實現了的,因此也是可以規劃的,可以指日實現的。然而當時在科學方面的學科規劃呢,由于不像技術方面那樣有硬指標可供檢查,就有些說不清楚了。當然我國的科學在解放以后取得了巨大的進展,但是國際上的科學家也不是在原地踏步,與建國初期相比,我們現在和國際上科學先進國家的差距是縮小了,還是擴大了,這可能是一個見仁見智的問題了。
這一事實至少從一個方面說明了科學是難以進行規劃的。20世紀50年代的學科規劃只不過是規劃了應該在哪些方面進行工作?;叵氚雮€世紀以來科學發展的現實,有許多重要發展是當時沒有預見到的,例如這幾十年來出現了許多新興的分支學科。如果我們不注意這些新發展而完全按照當時的學科規劃進行工作,我們就會蒙受很大的損失,就不會有今天的局面。1978年DNA雙螺旋結構建立25周年之際,英國《自然》雜志記者采訪克里克教授,要他預測到20世紀末生物學可能取得的成就??死锟嘶卮鹫f科學發展是不可預測的,過去的預言家大多是以失敗而告終。他只是說,“我們現在見到的生物學問題,到20世紀末都可以解決,但是那時又會有新的問題出現?!爆F在看來他的預言也沒有完全實現,例如癌癥問題,當時在美國還是屬于有一定程度組織安排并限期解決的問題,到現在仍然沒有解決。克里克教授也是一位失敗的預言家。
技術上的發展在一定程度上是可以預見的,也完全是可以規劃的。特別是國際上已經實現的技術,我們做一個具體的規劃,安排一定的力量,經過努力在一定時間內完成是可以做到的。我國在20世紀50年代所制定的科學規劃中有關技術部分,都屬于這種情況。80年代在四位院士倡議下制定的發展高技術規劃,也屬于同樣性質,在總體上也同樣順利實現了。但是要實現國際上還從未實現過的技術,特別是那些包含科學上尚未解決的問題的技術,就很難預見何時可以實現了,例如核聚變能量利用問題。雖然時見全世界媒體的炒作,迄今也無法斷言何時可以實現。
在這個意義上說,科學發展難以預見,因此也難以規劃。我們可以做的也無非是和半個世紀以前一樣,勾劃出各個學科中的主攻方向而已。但是如前所說,科學發展有一定的不可預見性,我們現在看見的主攻方向是根據當前的科學發展態勢所認定的重要方向,若干年后整個科學發生變化,重要方向也會隨之變化。如果我們硬性規定什么可以做什么不可以做,就必然失去機會。我們認定的主攻方向也必須隨時修正以適應形勢的變化。試想20世紀90年代初,人類基因組全序列的測定還沒有提上日程時,我們如果在當時制定規劃,在生物學領域內我們能夠預見到蛋白質組學,能夠預見到生物信息學嗎?
以認識自然為目標的科學研究特別是基礎研究由于探索性強,結果一般難以事先預見,原創性強的技術研究也是如此。因此除可以明確總體研究方向外,常常難以事先設定具體的研究目標,難以事先規定進度,或強求完成的日期。毋庸置疑,自然科學史中眾多重大突破都是自由探索的結果。從物理學上牛頓力學的建立,電的發現和電學基本定律的建立;化學上門捷列夫周期律的建立;生物學上細胞的發現,孟得爾遺傳定律的建立等,都是自由探索的結果,這些都已經在實際應用中產生了眾所周知的巨大影響。類似的例子實在是舉不勝舉。在20世紀內所有諾貝爾獎獲獎人中絕大部分都是由于在基礎研究領域中的自由探索而獲獎的。20世紀一百項重大事件中名列前茅的,像青霉素、半導體和DNA雙螺旋結構的發現,曾分別獲1945年、1956年和1962年諾貝爾獎,這些也都是少數科學家自由探索的結果。而它們在實際應用上的巨大影響已經深入到我們每個人的生活中。近年來獲諾貝爾獎的基礎研究成果,如超導現象和新高溫超導體的發現,膽固醇代謝調節,癌基因的發現等,仍然是少數科學家自由探索的結果,這些發現必將對21世紀人類文明產生巨大影響。
科學與技術的不可預見性
我們不是完全否定規劃的重要性,而只是指出科學和部分含有原始性創新的技術都有相當程度的不可預見性。我們在制定規劃時務必充分認識這一特征,規劃可以一方面指出方向,而在另一方面也必須同時鼓勵自由探索,不要在科學上設立,并且在規劃中留有充分的余地,以便在形勢發展時可以隨時修訂。
當前在我國科學界流行的追趕國際科學發展熱點,體現在對設定項目的高強度支持,這對我國科學努力追蹤和趕上世界發展潮流是重要的。但同時也必須看到,設定熱點項目的多數已經是全世界科學家辛勤工作了多年,有的項目年數已在萬篇以上,超過我國全年發表全部SCI論文總數,要在這些國際上已經充分開放的領域中有所突破的可能性就微乎其微了。當然這決不是說我們不應該進入熱點領域,熱點領域的研究往往對科學發展有重要作用,進入熱點領域,在熱點領域內進行工作以積蓄力量,對發展我國科學還是有重要作用的,我只是想強調在熱點領域內取得突破的艱巨性可能更大一些。我還想強調的是我們必須看到自然科學的發展有一定的不可預見性,因此既要重視熱點領域,又要鼓勵在那些目前雖還不是熱點卻有廣闊發展前景的基礎研究領域中去進行自由探索,對自由探索中已經取得有意義進展的項目,不僅不能予以限制,還要給以鼓勵和支持。二者的關鍵都在于有自己創新的學術思想,這樣才能在根本上有所創新和取得重大突破。沒有自己原創性的學術思想,不僅進行自由探索寸步難行,進入熱點領域也只能永遠模仿或重復前人的工作,最多也不過為前人成果錦上添花而已。
科學和原創性技術的發展需要長期積累。自然科學的發展經常是波浪式前進的。在一段平穩發展的時期之后,會出現一件重大突破性貢獻而給有關領域帶來一個飛速發展的時期,引起大量在有關領域工作者的密切關注,并涌入這一領域工作,造成一哄而起的局面,形成科學中的熱點,這在國際上也是常有的事。當然我們應該看到,一些熱點領域對于科學長遠發展有其內在的重要性。因此,對于一個國家的科學發展而言,從全面布局考慮,安排適當力量去追蹤熱點是必要的。但是我們又必須認識到,在一件突破性貢獻發表之后,一些較為重要的后繼性工作,往往已經在同一研究集體,或有密切關系的研究集體中醞釀已久或者已經在積極進行,并且在一個不太長的時期內就會陸續發表。外來者,即使急起緊跟,也已經落后了一個位相,在多數情況下,只能拾取一些殘羹剩飯而已。
在另一方面,我們也必須看到,突破性進展常常不是一個偶然事件,而是經過長期艱苦努力,大量工作積累的結果。不用說佩魯茲和肯特魯關于蛋白質晶體結構分析的工作是經過長期努力才開花結果的,就是沃森和克里克關于DNA雙螺旋結構的重大突破,看似突然,實際上如果沒有劍橋關于X-射線衍射研究幾十年的積累和威爾金森等人長期關于DNA衍射數據的收集,這一突破也不可能從天而降。
我國自解放以來一直用“科技”一詞來涵蓋科學與技術兩個方面,包括在國務院下屬部門中專管科學與技術的“科技部”以及許多單位中的“科技處”等等。毫無疑問,自然科學與技術有非常密切的關系;但是,也必須指出科學與技術雖然關系密切卻又區別明顯,在許多問題上還真不能混為一談。幾乎在所有情況下使用“科技”一詞把科學和技術合二為一,也許是我國的創造。鄒承魯在1999年應《Science》編輯部邀請而寫的“ScienceinChina”一文中,談到了我國當前有把科學與技術混為一談的傾向,而“科技”一詞就是混同科學與技術所創造的專用術語。李醒民同志在“科學無”一文中(見《科學時報》2002年7月19日B3版)提到,這個詞是有“中國特色”的。我們同意李醒民同志的意見,在我們多年國際科學活動中,也許除前蘇聯外,還很少見過別的國家有類似的提法。
科學與技術密切相關
科學僅指自然科學??茖W和技術同樣以自然界為對象,但嚴格的說,自然科學研究的目的是為了認識自然,包括認識自然界發生的各種現象,剖析自然界存在的所有物質,揭示主宰自然現象的內在規律和相互聯系。大至宇宙中的日月星辰,小至組成一切物質的基本粒子,都是科學認識的對象。不僅要認識其宏觀和外觀,還要認識其內部各個層次上的精細結構,運動特點及運動規律。而技術側重將我們對自然界的認識去利用自然,向自然索取,改造自然以適應人類越來越復雜、越來越高標準的生活的需要。李醒民同志指出:技術的發明和使用比科學的歷史久遠得多,某些技術即使在今天也完全可以脫離科學自主發展。但是時至今日,技術上的進步,總體來說基于科學的發展,科學上的每一個重大突破,不僅都將在一定時間內導致影響人類生活的新技術的出現,還必定極大地豐富我們進一步認識自然的技術手段;新技術的發展又促使我們認識自然的實驗手段不斷增加、不斷提高,從而推動科學的進一步發展。
在20世紀最偉大的科學發現中,原子核結構和DNA結構的闡明無疑都是名列前茅的。19世紀末放射性元素的發現,表明元素是可變的。20世紀初,用重粒子轟擊破碎原子核弄清了原子核是由質子和中子構成的。這些方面的突破,影響了整個物理科學的發展。生命科學領域也同樣如此。生物學不僅研究自然界里所有的生物體,還要研究生命活動的各種表現形式,構成生物體的所有物質,以及這些物質在生命活動中所起的作用,揭示出生命活動的本質和規律。構成生物體的物質,最重要的是蛋白質和核酸。生命活動主要由蛋白質承擔,而生物體的遺傳則以核酸為基礎,或者說遺傳信息的世代相傳是依靠DNA分子的自我復制。1953年DNA分子雙股螺旋結構的發現和闡明從根本上說明了這個問題。由于構成DNA分子的四種核苷酸之間有嚴格的兩兩配對關系,根據雙股螺旋DNA分子的一個單股為模板合成另一個單股必然形成另一個和原來的DNA分子完全相同的雙股DNA分子,生物體的遺傳就是這樣實現的。這一發現改變了整個生物學的面貌,使生物學進入了嶄新的分子生物學時代。
無論是原子核結構還是DNA分子的雙股螺旋結構的闡明,都是科學家研究自然所得到的重大認識,屬于科學研究的范疇。而且在一段歷史時間內,并沒有與技術有直接的關系。但是這兩件在科學發展史上產生了劃時代突破作用的發現,很快激發技術上的突飛猛進。正因為對于原子內部結構有了深入的科學認識,才有可能利用原子核分裂所釋放的巨大能量為人類活動服務,發展成為今天的核能工業。而根據對DNA作為遺傳物質基礎的認識,在農牧業上培育和改良物種,在醫學上有效地預防和治療大量疑難疾病,在工業上建立全新的基因工程產業。以上這些在技術上的發展,已經對人類生活產生了巨大的影響。實際上我們今天所享用的改變了人類生活方式的所有重要技術成果,幾乎無一例外,全部都來源于科學發展史上的重大突破。
如果把技術分為實驗技術和生產技術兩個方面,上面說的是科學發展對生產技術產生的巨大影響。在另一方面我們也不能不看到實驗技術對科學發展的巨大推動作用。沒有加速器的技術,就不能進行許多重要核物理研究的實驗。沒有X-射線衍射技術,就無法測得DNA的雙股螺旋結構。這兩項屬于20世紀最偉大的科學突破,就無法實現。如果我們縱觀一個世紀以來的諾貝爾獎的歷史就可以看到,以實驗技術上的成果而得獎的,特別是在物理獎和化學獎方面,占有相當大的比例。包括2002年得獎的在質譜和核磁共振方面的貢獻??茖W與技術的本質差異
雖然科學和技術如此密切相關,但二者畢竟有所不同,而且有本質的差異??茖W以認識自然、探索未知為目的。雖然自然科學的發展有其內在的規律,但是卻有它的不可預見性。具體的發展途徑,哪一項突破在什么時間在哪個實驗室出現,一般來說是不可預見的。科學發展史上的許多重大突破,以百年來的諾貝爾獎獲得者為例,相當大的一部分是獲獎者從本人的興趣出發而進行工作的,有的甚至是工作中偶然的發現,是原先完全沒有預料的事情。而按照預定的計劃,組織安排而最終獲得突破的反而只是極少數。好像還沒有哪一位諾貝爾獎獲得者是通過有目的的預先組織,精心安排、刻意培養而產生的。而技術是以對自然界的認識為根據,利用得到的認識來改造自然為人類服務。由于它有了科學的根據,就可以樹立目標,因此總體來說是可預見的,也是可以根據人們的需要和現實的可能,包括人力、資金和技術條件進行規劃的。
建國初期所進行的“科學規劃”(實際上是否應該說是“技術規劃”)得到了巨大的成功。原子彈爆炸了,火箭上天了,半導體工業建立起來了。但是這些技術成就,畢竟都是國際上已經實現了的,因此也是可以規劃的,可以指日實現的。然而當時在科學方面的學科規劃呢,由于不像技術方面那樣有硬指標可供檢查,就有些說不清楚了。當然我國的科學在解放以后取得了巨大的進展,但是國際上的科學家也不是在原地踏步,與建國初期相比,我們現在和國際上科學先進國家的差距是縮小了,還是擴大了,這可能是一個見仁見智的問題了。
這一事實至少從一個方面說明了科學是難以進行規劃的。20世紀50年代的學科規劃只不過是規劃了應該在哪些方面進行工作?;叵氚雮€世紀以來科學發展的現實,有許多重要發展是當時沒有預見到的,例如這幾十年來出現了許多新興的分支學科。如果我們不注意這些新發展而完全按照當時的學科規劃進行工作,我們就會蒙受很大的損失,就不會有今天的局面。1978年DNA雙螺旋結構建立25周年之際,英國《自然》雜志記者采訪克里克教授,要他預測到20世紀末生物學可能取得的成就。克里克回答說科學發展是不可預測的,過去的預言家大多是以失敗而告終。他只是說,“我們現在見到的生物學問題,到20世紀末都可以解決,但是那時又會有新的問題出現?!爆F在看來他的預言也沒有完全實現,例如癌癥問題,當時在美國還是屬于有一定程度組織安排并限期解決的問題,到現在仍然沒有解決??死锟私淌谝彩且晃皇〉念A言家。
技術上的發展在一定程度上是可以預見的,也完全是可以規劃的。特別是國際上已經實現的技術,我們做一個具體的規劃,安排一定的力量,經過努力在一定時間內完成是可以做到的。我國在20世紀50年代所制定的科學規劃中有關技術部分,都屬于這種情況。80年代在四位院士倡議下制定的發展高技術規劃,也屬于同樣性質,在總體上也同樣順利實現了。但是要實現國際上還從未實現過的技術,特別是那些包含科學上尚未解決的問題的技術,就很難預見何時可以實現了,例如核聚變能量利用問題。雖然時見全世界媒體的炒作,迄今也無法斷言何時可以實現。
在這個意義上說,科學發展難以預見,因此也難以規劃。我們可以做的也無非是和半個世紀以前一樣,勾劃出各個學科中的主攻方向而已。但是如前所說,科學發展有一定的不可預見性,我們現在看見的主攻方向是根據當前的科學發展態勢所認定的重要方向,若干年后整個科學發生變化,重要方向也會隨之變化。如果我們硬性規定什么可以做什么不可以做,就必然失去機會。我們認定的主攻方向也必須隨時修正以適應形勢的變化。試想20世紀90年代初,人類基因組全序列的測定還沒有提上日程時,我們如果在當時制定規劃,在生物學領域內我們能夠預見到蛋白質組學,能夠預見到生物信息學嗎?
以認識自然為目標的科學研究特別是基礎研究由于探索性強,結果一般難以事先預見,原創性強的技術研究也是如此。因此除可以明確總體研究方向外,常常難以事先設定具體的研究目標,難以事先規定進度,或強求完成的日期。毋庸置疑,自然科學史中眾多重大突破都是自由探索的結果。從物理學上牛頓力學的建立,電的發現和電學基本定律的建立;化學上門捷列夫周期律的建立;生物學上細胞的發現,孟得爾遺傳定律的建立等,都是自由探索的結果,這些都已經在實際應用中產生了眾所周知的巨大影響。類似的例子實在是舉不勝舉。在20世紀內所有諾貝爾獎獲獎人中絕大部分都是由于在基礎研究領域中的自由探索而獲獎的。20世紀一百項重大事件中名列前茅的,像青霉素、半導體和DNA雙螺旋結構的發現,曾分別獲1945年、1956年和1962年諾貝爾獎,這些也都是少數科學家自由探索的結果。而它們在實際應用上的巨大影響已經深入到我們每個人的生活中。近年來獲諾貝爾獎的基礎研究成果,如超導現象和新高溫超導體的發現,膽固醇代謝調節,癌基因的發現等,仍然是少數科學家自由探索的結果,這些發現必將對21世紀人類文明產生巨大影響。
科學與技術的不可預見性
我們不是完全否定規劃的重要性,而只是指出科學和部分含有原始性創新的技術都有相當程度的不可預見性。我們在制定規劃時務必充分認識這一特征,規劃可以一方面指出方向,而在另一方面也必須同時鼓勵自由探索,不要在科學上設立,并且在規劃中留有充分的余地,以便在形勢發展時可以隨時修訂。
當前在我國科學界流行的追趕國際科學發展熱點,體現在對設定項目的高強度支持,這對我國科學努力追蹤和趕上世界發展潮流是重要的。但同時也必須看到,設定熱點項目的多數已經是全世界科學家辛勤工作了多年,有的項目年數已在萬篇以上,超過我國全年發表全部SCI論文總數,要在這些國際上已經充分開放的領域中有所突破的可能性就微乎其微了。當然這決不是說我們不應該進入熱點領域,熱點領域的研究往往對科學發展有重要作用,進入熱點領域,在熱點領域內進行工作以積蓄力量,對發展我國科學還是有重要作用的,我只是想強調在熱點領域內取得突破的艱巨性可能更大一些。我還想強調的是我們必須看到自然科學的發展有一定的不可預見性,因此既要重視熱點領域,又要鼓勵在那些目前雖還不是熱點卻有廣闊發展前景的基礎研究領域中去進行自由探索,對自由探索中已經取得有意義進展的項目,不僅不能予以限制,還要給以鼓勵和支持。二者的關鍵都在于有自己創新的學術思想,這樣才能在根本上有所創新和取得重大突破。沒有自己原創性的學術思想,不僅進行自由探索寸步難行,進入熱點領域也只能永遠模仿或重復前人的工作,最多也不過為前人成果錦上添花而已。
科學和原創性技術的發展需要長期積累。自然科學的發展經常是波浪式前進的。在一段平穩發展的時期之后,會出現一件重大突破性貢獻而給有關領域帶來一個飛速發展的時期,引起大量在有關領域工作者的密切關注,并涌入這一領域工作,造成一哄而起的局面,形成科學中的熱點,這在國際上也是常有的事。當然我們應該看到,一些熱點領域對于科學長遠發展有其內在的重要性。因此,對于一個國家的科學發展而言,從全面布局考慮,安排適當力量去追蹤熱點是必要的。但是我們又必須認識到,在一件突破性貢獻發表之后,一些較為重要的后繼性工作,往往已經在同一研究集體,或有密切關系的研究集體中醞釀已久或者已經在積極進行,并且在一個不太長的時期內就會陸續發表。外來者,即使急起緊跟,也已經落后了一個位相,在多數情況下,只能拾取一些殘羹剩飯而已。
在另一方面,我們也必須看到,突破性進展常常不是一個偶然事件,而是經過長期艱苦努力,大量工作積累的結果。不用說佩魯茲和肯特魯關于蛋白質晶體結構分析的工作是經過長期努力才開花結果的,就是沃森和克里克關于DNA雙螺旋結構的重大突破,看似突然,實際上如果沒有劍橋關于X-射線衍射研究幾十年的積累和威爾金森等人長期關于DNA衍射數據的收集,這一突破也不可能從天而降。
人類運用客觀規律對自然界的能動改造就是我們常說的技術,人類對自然現象及其本質的規律性認識就是所謂的科學,人類不斷的認識和改造自然界的過程也就形成了科學技術的形成與發展。所以在本質上來說,科學技術是人的能力的表現或延伸,體現著人與自然界的相互作用??茖W技術這樣的本質,就決定了科學技術是為了整個人類的生存和發展、為了整個人類的自由和幸福做貢獻。因此,以人為本應是科學技術的價值基準。以人為本的科學技術價值基準,要求人們在進行科學技術探索和實踐中,一定要高度關注人類社會問題,注重從人性和人文關懷的角度出發,使科學技術的發展服從于人類社會需要,要以人類自身的存在與發展決定科學技術的取舍選擇和發展方向,對科學研究和技術應用實行社會控制,使科學技術正面價值盡量地放大,更好地造福于人類,而使科學技術的負效應削弱到“可容忍”的限度內,以保證科學技術和人類社會健康發展。
2社會協調發展是科學技術的價值追求
(1)實現人與自然的協調發展。馬克思曾說過:“整個自然界——首先作為人的直接生活資料,其次作為人的生命活動的材料、對象和工具——變成人的無機的身體”。由于其各個子系統之間的相互作用,自然界這個生態系統,維護著整個生態系統的穩定和平衡。生態系統的平衡與穩定是人類社會產生、存在和發展的堅實基礎,是人類文明大廈的基石。正因如此,我們應把自然界和人類社會作為一個整體來看待,避免科學技術人為的濫用、誤用和惡用,樹立以人為本的科學技術發展理念,嚴格遵循自然界的客觀規律、把握科學技術運用的倫理標準,把科學技術發展與人的全面發展這一崇高目標聯系起來。人類既要利用、改造自然界,發展生產,促進人類社會的發展,又要考慮到自然界的承受能力、調節恢復能力,考慮給予自然界什么,使自然界始終處于一個動態平衡,實現人與自然的協調發展。
(2)實現人與社會的協調發展??茖W技術和社會協調發展的源泉是人的能力、智力、體力,推動科學技術和社會發展的原動力是人的需求,人類知識的不斷更新和提高更是整個社會發展的智力保證,所以說科學技術和社會發展的主體是人;而人的智力、體力、能力的提高也達到了科學技術和社會發展的目的,從而更好地實現人的全面發展。社會以一定的活動方式來滿足人的社會需要而獲得進步的過程綜合就形成了社會發展。綜上所述,我們應把密切關注科學技術發展與人類社會進步的和諧統一,樹立以人為本的科學技術發展理念,人類社會發展與科學技術發展聯系起來,推動科學技術始終朝著推動社會整體進步、對人類終極關懷的方向發展。科學學創始人英國的貝爾納指出:“科學是我們時代的產物,是指引和推動這種生活前進的思想的不可或缺的一部分,也是經濟生活必要的組成部分”。科學作為一種手段,滿足了我們的物質需要;科學作為一種方式,豐富了我們的生活,提高了我們的生活質量。
想挑戰超人類主義所提出的概念,此概念試圖補全那件仍只是半成品的人類改造工程。作為回應,筆者簡單概括了一下《赫西奧德和埃斯庫羅斯》中關于普羅米修斯神話的兩種解釋,它可以幫助我們正確地了解運動醫學的道德局限。以此總結為一條平淡無奇的提示:人類是凡胎俗骨的,面對疾病和死亡的脆弱無助是遠非人類自身可以克服或消除的,這代表了在道德以及普通醫學,特別是運動醫學這兩方面的自然局限。
二、生物醫學技術與體育科學的發展
把現代社會實踐歸結為科學問題很容易,同樣,設想一種特定的科學技術,例如電腦技術來舉個范例也不難。將技術與工具制造聯系在一起,使我們又開始懷念起那些被閑置的工具。“技術”一詞有一個古老的過去,它來源于兩個希臘字技藝和徽標。技藝是指那種技巧——“實用知識”參與決策的事情,而通過標識恐怕只是推理的一種形式,旨在了解其性質或從事物中得到我們所認可的東西,它實際上是由亞里士多德創造出來的,“技術”的意義最初指修辭學的技術技能——標志字面上的技藝。但是,在日常生活中把科學和技術的概念混為一談的做法并不少見。事實上,至少在英國,體育科學家就經常把他們的研究活動和本來該稱作體育技術的事物混為一談。目前,哲學領域的科學家早就明確區分了理論(科學)和應用(技術),但這一區分并沒應用到在對體育的自然研究中。在日常交談中,把科學和技術這兩個概念區分開來是比較困難的。事實上,體育科學家經常把他們的體育項目和確切的應該稱為“運動技術”的概念混為一談。當今的科學哲學家已經可以把理論學(即科學)和應用學(即技術)明確區分開來了,盡管在體育運動的理論科學領域,這兩個概念依舊難以區分。在此可以想象一下,如果醫藥領域和體育科技可以很簡單的獲得運用,通過理論知識到實踐性知識再到設備與材料的步驟,分別得出醫藥和體育的目的。如果以上都可以獲得實現的話,那么他們的顯著特征就應該是一個“目的--結果”的結構??萍季涂梢员徽J為是利用目的去得到一個被選擇好的結果。
三、小結
面對科技發展的二難窘境,我們該如何進行抉擇?還要不要發展科技?如何發展科技?無論是科技的悲觀主義者,還是樂觀主義者,他們把一切都歸于科學技術本身,從而走向了兩個極端。然而,事實上,科技的悲觀主義阻擋不了現代科學技術飛速前進的步伐,科技的樂觀主義也不能使人類擺脫二難的困境。科學技術是社會發展的第一推動力,是現代工業文明的基石,因此,遏制、取消科技的發展是不可能的,而放任科技的無度發展,聽憑人類危機的加劇,同樣也是我們所不能接受的。
我們必須走一條新路,這就是科學技術可持續發展之路。所謂科學技術的可持續發展,就是把科學技術的發展與社會的發展和人的發展結合起來,把合目的性與合規律性、人類的內在尺度與客觀世界的外在尺度、以及人的局部利益與整體利益、眼前利益與長遠利益結合起來,推進人類文化的整合,一方面繼續發展科學技術,增進人類的福利;另一方面,合理利用科技成果,減少、避免其可能造成的負面效應。
2文化的整合:科學技術可持續發展的文化根基
既然科技發展的二難困境的根由深藏于社會文化之中,根源于文化的破缺、科學精神與人文精神的失衡,那么,走出二難困境,實現科學技術的可持續發展的根基就在于文化的整合、科學精神與人文精神的有機統一。這是因為:沒有科學精神的支撐,科學技術的發展就會失卻前進的動力,而沒有人文精神的引導,科學技術的發展就會迷失方向,只有二者的有機結合,科學技術的可持續發展才能實現。首先,科學精神是科學技術發展的推動力。科學精神弘揚人的理性,追求認識的客觀性和真實性。理性是人類科學認識的基本特征,是人類知和行的指南,是確定已知與未知、可知與不可知,判斷正確與錯誤的基本思維依據,是人類對自然、社會和人類自身本質、規律的永無止境的追索。
1.傳統科學實驗教學中,由于學校條件的限制,學生探求知識的欲望往往不能得到很好的滿足,在信息技術環境下,它為學生提供了“探索、研究”的有利條件。合理借助多媒體技術和網絡軟件,可創設虛擬仿真環境,讓學生不斷的探究和體驗,能將學生從機械、簡單、繁瑣的數據處理過程中解脫出來,讓他們有更充沛的精力和更多的時間用在創造力的培養方面。由于現代教育技術表現手段有多樣化的特點,學生能在動態情景空間中讀取數據、觀察現象、探索和發現研究對象之間的數量變化關系。增添了學生自身的能動性、自覺性。喚起學生學習興趣。激活并訓練了學生的探索研究的能力,既促進了學生素質的全面發展,又改變了學生的學習方式。
2.農村小學由于教育經費不足,利用多媒體可以使教學過程得到控制。它使數據采集更精確、更理想、更智能化,還解除了實驗者繁重的勞動,同時解決了學校經費的不足這一難題。
3.信息技術的應用,更大程度的顯示了它的自由性和開方性,將學生帶入無比遼闊的世界。要使“靜”態變成“動”態、“微觀”變成“宏觀”、“高速”變“低速”、“連續”變“定格”,只有通過多媒體來實現。虛擬實驗、同步錄像,它能使許多看不見、摸不著的變化變成有“形”、有“聲”、有“色”的事物,能變抽象為直觀,變講不清道不明為“一目了然”。它可以多次重復模擬自然實驗過程,再次呈現自然現象。用慢鏡頭對科技實驗過程加以分析,既有實驗的真實性,又有頻閃照片的特征。在教學中,若將多媒體和真實的實驗有機結合,使學生的科學研究活動不限于課堂上,實現學習空間的拓展。
二、信息技術與學科課程整合的方法
信息技術與科學課程整合的目的,它能給科學課堂教學帶來豐富的教學資源,拓展了教學模式。補充傳統教學的不足,它將過去傳統的、靜態的、封閉的課堂變成了現代的、動態的、開放的教學模式。但也不能應完全丟掉傳統教學的優勢,更不能過多、無限制地使用信息技術手段取代科學實驗。
1.邊遠山區的教育長期以來,受以教師為中心的傳統教學結構得限制,束縛了學生創新思維和實踐能力的培養。尤其是抑制了孩子們的創新思想和創新能力。因此,利用信息技術整合學科課程,把培養創新思想和創新能力,促進學生個性發展作為教育的基本出發點,建立一種能夠充分體現學生認知主體作用的新型教學結構。因而,也改變了傳統的以教師為中心的教學結構。
2.將信息技術和傳統的教學有機結合,信息技術是提高課堂教學效果的有效手段。但不是簡單地把信息技術僅僅作為輔助教師用于演示的工具,而是要實現信息技術與教學的“融合”,更重要的是所表達的一種新的教育理念。網絡環境下的科學教學如果僅停留在搜集、加工、交流信息這一層面,是永遠不夠的。因此,我們必須把信息技術所具有的信息量大、方便快捷等優勢與傳統教學的板書、面對面情感交流等長處有機地融合起來。為學生創造機會展示學習成果。所以,要注重將“傳統”與“現代”有機地融合。
3.在教學過程中最核心問題是如何利用好教學資源,因為教師的自身知識和教材上呈現的教學資源是非常有限的,所以,現代信息技術網絡恰恰彌補這在一不足。它有豐富的教學資源可以利用,在互聯網上有著許多專門的科普宣傳、科技博覽等網站。它不但給我們提供了最新的研究成果和珍貴史料,而且向我們展示了古今中外的科學奧秘,以及過去、現在乃至未來科技發展動態等信息。這樣既豐富了課堂教學的內容,拉近了科學與現實生活的距離,又增強了科學課教師教學引導作用以及學生學習的積極性。也就解決科學課程教材上的教學資源非常有限的問題。同時,也解決不受時空限制,資源共享,快速靈活的信息獲取,豐富多樣的交互方式。充分利用網絡資源,優化學生學習環境。打破地區界限的協作交流。
4.從演示實驗方面看,有些科學現象或科學過程無法直接用實驗演示,一些科學過程不能作定量研究,一定程度上造成學生對科學現象和過程沒有感性認識,理解比較困難。信息技術可以突破傳統實驗儀器的局限性,對那些難以觀察到的、復雜、困難的實驗進行模擬和再現,成為常規實驗的補充,把兩者有機結合起來,教學會收到事半功倍的效果。擺脫實驗的局限性。
三、信息技術與小學科學整合的過程中應注意的問題
1.整合過程中要實現兩個轉變,即教師角色的轉變和課堂教學模式的轉變,整合過程中首先要轉變教師的教育觀念。要打破以往以學科知識為中心的教學觀,改變教師講學生聽的固定教學方式及學生被動接受知識的學習方式。在整合過程中應采用多種形式課堂教學模式,培養學生的創造能力和實踐能力。通過使用先進的信息技術及多媒體網絡,來提高教師教學熱情和培養學生的學習興趣。形成教師與學生、學生與學生之間交互式的信息技術教學環境。
2、信息技術在教學中的應用,教師不忘其作用是輔助教學,是利用它來揭示知識的形成及來龍去脈,讓人感到生動、形象、真實,讓學生易于接受。但不要過多的使用課件,使之成了講課的主體,而教師則成了課件的輔助工具,起的作用只不過是電腦的操作者。如果這樣其作用就本末倒置。在教學中教師要注意發揮學生的主動性和積極性,做到師生互動,人機交流。因此,電化教學手段不能完全替代教師,教師不是機械的操作者。
3.有效利用好多媒體,關鍵是一節課利用多媒體的教學形式,可以利用一個教學片斷,一個具體事例,解決一個知識點,一個具體問題,這樣的簡單課件也同樣是一個好課件。因為小學生在40分鐘的時間里,能夠接觸和理解的知識和要培養的能力是有限度的,如果超過了這個限度,更多的信息會造成學生學習質量的下降。因此,在教學中,要科學地控制信息量,將多媒體技術當做達到教學目的的一個手段,來創設教學情境,激發學生學習的動機,圍繞教學重、難點,組織學生分組合作學習。從而找到信息技術與本節教學內容的最佳結合點。
4.在信息技術與小學科學教學整合過程中,學生主體性的發揮尤為重要。因此,教師在信息技術與小學科學教學整合的過程中,可根據教學的內容設計一定的信息量。只要增強了學生的學習興趣,激發學生的探究欲望,從而取得很好的教學效果。所以,信息技術與小學科學教學整合要注意體現學生的主體性。發揮各種設備的潛力,實施高質量和高效率的教育教學,從而實現教學過程的最優化。
1.將信息技術與教學內容整合現行的小學科學教材中,由于教材編寫及時間和空間的限制,很難將具有時代特征、地域特性的教學素材和教學內容在教材中反映出來。例如,《火山和地震》、《能量的轉化》、《水的變化和熱的傳遞》,因其教學內容宏觀而抽象,學生很難將其與實際生活聯系起來。因此,在教學中教師可以借助信息技術,采用視頻展示、模擬演示等多媒體技術來加以形象化、具體化,也可以鼓勵學生借助網絡平臺,親自去搜尋問題的答案以及合作交流心得。在這個過程中,學生不僅體會到科學的博大精深,更激發了探索科學奧秘的濃厚興趣。
2.將信息技術與教學方式整合信息化整合小學科學教學,教師可有意識地讓學生利用Google、百度等查找資料,或進行社會調查,同時還可以制作主題網站,讓學生在網站內進行閱讀學習、交流、討論。這樣不僅把學習科學知識由課內延伸到課外,開闊了學生的知識視野、豐富課余知識,還能培養學生自主探求知識的能力,提高搜集和處理信息的能力。
3.將信息技術與教學手段整合在信息技術環境下,教師應該利用做實驗、闖關、做游戲、猜謎語、看圖片、看視頻、小制作等教學情境,形成多角度、多層次的信息刺激,從而強化感知、豐富想象,使科學課變得精彩紛呈。例如,在《電流》單元的學習中,電流是看不見、摸不著的。但如果利用計算機繪制生動、形象的電路圖,學生就能夠直觀而透徹地觀察,理解電路、電流等抽象的概念,并掌握電流及電路圖的知識,從而突破教學難點。又如講授《蠶》一課時,教師可以借助錄像等展示蠶的生長過程,學生還可以用數碼相機記錄蠶一生各階段的生長情況,然后制成PPT或電子相冊,提高學習興趣和效率。
4.將信息技術與探究性課題整合在時間跨度大的觀察與實驗探究活動中,信息技術對激發學生的參與熱情與探究興趣十分重要。例如,在《天氣》單元的教學中,教師要求學生對天氣變化進行一個月的持續觀察,并記錄有關風、云、雨、氣溫等要素的變化。這時,教師可以和學生一起,利用數碼相機、攝像機等信息技術,將天氣變化過程以照片或視頻的形式記錄下來,并利用計算機處理成圖表、電子相冊或圖文并茂的網頁,在個人網頁、班級網頁、學校網站等。這樣既讓學生展示了自己的探究發現,又讓學生走進了網絡,豐富的教學資源和個性化的學習方式相結合,課堂煥發了生機與活力,達到了寓教于樂的良好效果。
5.將信息技術與探究性活動作業整合依托網絡環境,科學課不僅在內容上具有開放性,在作業上也具有了開放性。教師布置了探究實踐活動作業,學生可以通過網絡進行觀察、實驗、收集、整理、設計、制作等。有了網絡,學生的作業情況以及課內外探索成果的展示也就從單純的教師點評,轉向全體師生之間的交流和點評。這樣給學生提供了選擇的機會和創新的空間,學生可以互相取長補短,分享他人取得的成功經驗,激勵自己的探索欲望。
二、結束語