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納米技術(shù)的案例范文第1篇

科技與法律歸責(zé)的關(guān)系

神經(jīng)納米技術(shù)學(xué)對(duì)于傳統(tǒng)的自由意志的概念提出了新的問題。那就是，現(xiàn)代科技的發(fā)展與一個(gè)觀念相悖，即：如果人的意愿是在生理原因交感的確定領(lǐng)域之外的話，那么人的意愿只能是自由的。隨著生物科技以及神經(jīng)科學(xué)開始解釋人腦與意識(shí)時(shí)間的關(guān)系，以及新的技術(shù)使得科學(xué)家能夠開始變更人精神狀態(tài)，那么人類是否能夠自由地選擇某種行為模式呢？這個(gè)問題似乎已經(jīng)變得不再那么確定了。這種不確定性，給刑事司法方面也帶來(lái)了很多問題，一方面它可能成為我們獲得刑事證據(jù)的新的途徑，或者可能成為預(yù)防犯罪的手段；另一方面，它也為我們?cè)谂袛嘈袨槿说闹饔^心理時(shí)造成障礙。如果人的同樣行為都只能由一種單純的心理狀態(tài)來(lái)指導(dǎo)（我們稱之為“決定論”）的話，那么也就不存在刑事上的歸責(zé)問題了。[4]但是問題不是這樣，以“殺人”為例，某些行為人積極地追求被害人的死亡結(jié)果，有些出于放任，有些出于疏忽大意導(dǎo)致被害人死亡，還有些出于認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤等等。如果這個(gè)“決定論”是正確的，并且責(zé)任依賴于行為人本可以做出的意思表示，那么我們將如何歸責(zé)和定罪懲罰呢？即使希望殺人是源于精神上的動(dòng)機(jī)，并且有一個(gè)完整的動(dòng)因形成過程，刑事司法體系在當(dāng)這種動(dòng)機(jī)指導(dǎo)了行為并產(chǎn)生了刑事上的法律損害才予以歸責(zé)。這也就是說(shuō)，刑事責(zé)任從不強(qiáng)加于無(wú)動(dòng)因的、自由的行為。未來(lái)的技術(shù)肯定會(huì)幫助我們確定行為人在殺人時(shí)的精神狀態(tài)，并且將這個(gè)精神狀態(tài)進(jìn)行一個(gè)完整的描述。這種進(jìn)步不僅能夠幫助司法機(jī)關(guān)更好的認(rèn)清事實(shí)，來(lái)判定被告是否有罪或者無(wú)罪，而且有利于對(duì)該罪行進(jìn)行更精準(zhǔn)的分析和歸類。

神經(jīng)納米技術(shù)用于探知人的主觀心理狀態(tài)并影響歸責(zé)

如前述，神經(jīng)納米技術(shù)的發(fā)展能夠使我們獲取人類主觀心理狀態(tài)的新信息，能改變或者抑制人的主觀心理，甚至能灌輸某種精神狀態(tài)。首先，如果神經(jīng)納米技術(shù)能夠?yàn)槲覀兲峁└鼫?zhǔn)確的關(guān)于人的精神狀態(tài)的信息，我們其實(shí)不用擔(dān)心這作用會(huì)消極地影響刑事司法體系。實(shí)際上，這種信息應(yīng)該幫助我們更好實(shí)現(xiàn)罪名的分類。比如在一場(chǎng)命案中，我們可以利用神經(jīng)納米技術(shù)成功地分析到嫌疑人的心理狀態(tài)。只要我們相信通過神經(jīng)納米技術(shù)獲得的信息的可信性，那么他們應(yīng)該被看做是刑事司法體系的一個(gè)助手。這種進(jìn)步能幫助我們更好的區(qū)分被告的一級(jí)謀殺還是二級(jí)謀殺，還是誤殺，等等(這是美國(guó)刑法中關(guān)于謀殺的定性)。當(dāng)然，關(guān)于神經(jīng)納米技術(shù)的先進(jìn)性以及其收集數(shù)據(jù)的真實(shí)性被看作是一個(gè)有爭(zhēng)議的事情。[5]此外，從神經(jīng)納米技術(shù)中獲得的關(guān)于人的精神狀態(tài)的信息，有一個(gè)關(guān)于轉(zhuǎn)換的問題。也就是說(shuō)，科學(xué)家需要將科學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成法官和陪審團(tuán)能夠理解的用于歸責(zé)的普通語(yǔ)言。法官和陪審團(tuán)通常不理解一個(gè)新的科技數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的歸罪含義。在這種情況下，法官需要扮演一個(gè)信息篩選者的角色，要篩選不相干的信息，并且專家也應(yīng)當(dāng)能夠?qū)⒖茖W(xué)數(shù)據(jù)翻譯成法官所理解的語(yǔ)言。以美國(guó)最高法院在Daubertv.MerrellDowPharmaceuticals案中[6]，表示：法官應(yīng)當(dāng)扮演信息篩選者的角色，法院接受任何專家證據(jù)的結(jié)論，該證據(jù)應(yīng)當(dāng)獲得該特定領(lǐng)域的普遍接受和認(rèn)同。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)使得很多好的技術(shù)被拒之門外，因?yàn)樗鼈儧]有獲得科學(xué)家的普遍的接受。然而Daubert案要求聯(lián)邦法官在決定科學(xué)證據(jù)的關(guān)聯(lián)性時(shí)需要考慮被提交的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)符合嚴(yán)格的測(cè)試以及同行的審查。Daubert案同樣要求相關(guān)的科學(xué)能夠幫助發(fā)掘事實(shí)，去理解證據(jù)或者去決定事實(shí)爭(zhēng)議。

神經(jīng)納米技術(shù)改變或者限制人格并影響歸責(zé)

“納米技術(shù)提供了一系列的搜集、積累、分配個(gè)人信息的可能性。但是另一方面，作為被施加技術(shù)的客體，接受神經(jīng)納米技術(shù)的人可能在不久的將來(lái)會(huì)被技術(shù)性介入，并影響其精神以及大腦系統(tǒng)。這種可能性不僅是現(xiàn)實(shí)的，而且是確定的。”[8]這也就意味著，納米科技可以導(dǎo)致特定大腦區(qū)域的封閉，或者阻斷大腦區(qū)域之間的聯(lián)系，這種可能性引起了人們對(duì)于公共政策的關(guān)注。迫使犯罪嫌疑人的人格轉(zhuǎn)變的技術(shù)是否有悖于道德呢？如何讓這個(gè)技術(shù)具有可信賴性呢？如果上述技術(shù)證明了涉及歸責(zé)的特定心理狀態(tài)的存在，那么足以作為證據(jù)嗎？[9]另外一個(gè)令人關(guān)注的問題是，是否接受這個(gè)化學(xué)技術(shù)的程序是自愿履行的。我們能夠想象的到，如果一個(gè)人選擇接受這種技術(shù)就有可能減輕獲罪，那么這個(gè)過程就可能是自愿的。這種技術(shù)手段的刑罰是否超越了憲法呢？這個(gè)問題很難回答。這種懲罰看上去并不比現(xiàn)在的懲罰方式殘酷，但是它卻產(chǎn)生了同樣的抑制效應(yīng)。改變?nèi)说膭?dòng)機(jī)可能是在利用神經(jīng)納米技術(shù)防止犯罪方面最可能做的事情，通過這種方法可以阻止人們的犯罪。但是，這有一個(gè)嚴(yán)肅的道德問題。首先，這種方式是否具有自愿的性質(zhì)是需要被考慮的。在現(xiàn)有體制下，犯人仍然允許保持其作為人的資格，但如果他們被釋放后，他們又將繼續(xù)追求他們私人的欲望。我們可以換一個(gè)角度去考慮這個(gè)問題，如果我們的道德標(biāo)準(zhǔn)變化了、法律標(biāo)準(zhǔn)變化了，或者他們的欲望不再是認(rèn)為是犯罪了，那么這個(gè)人就可以從監(jiān)獄中釋放出來(lái)了。在基于社會(huì)道德規(guī)范永久地改變犯人之前，我們需要確認(rèn)這種道德是否其本身具有時(shí)間性。一個(gè)相關(guān)的問題就是關(guān)于權(quán)威和規(guī)則的道德問題：誰(shuí)來(lái)決定哪個(gè)罪犯有資格被改變？這種的欲望到底有多嚴(yán)重以至于必須要改變？進(jìn)一步分析，如果國(guó)家強(qiáng)制改變罪犯的等級(jí)，法官以及陪審團(tuán)將不再承擔(dān)將罪犯歸類的任務(wù)了。這種決定可能是有偏頗的，正如我們?cè)谶^去將死刑的適用與種族聯(lián)系到一起一樣。

神經(jīng)納米技術(shù)向人“植入”意念并影響歸責(zé)

最后，神經(jīng)納米技術(shù)非?？赡芟蛉说拇竽X灌輸某些意識(shí)。一個(gè)人希望從事某種犯罪行為的時(shí)候是伴隨著對(duì)于世界的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，那么這個(gè)人可能對(duì)于其危害行為負(fù)較輕的責(zé)任。這種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)也能導(dǎo)致對(duì)于精神失常的主張。對(duì)于主張精神失常很重要的一點(diǎn)就是被告在其從事犯罪時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的癥狀的性質(zhì)以及嚴(yán)重性，僅僅存在精神病是不足夠的。[10]這種精神上的疾病經(jīng)常與關(guān)于精神病的抗辯相聯(lián)系，比如：精神分裂癥，極端紊亂，而這又通常與法律責(zé)任相聯(lián)系?？傊?dāng)故意是基于錯(cuò)誤信息，這種導(dǎo)致的有害行為有時(shí)候會(huì)被法律所拒絕。錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)抗辯與精神錯(cuò)亂的抗辯的不同點(diǎn)在于，后者的錯(cuò)誤意識(shí)是源自于內(nèi)部的，而錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的原因是源于外部。[11]從這個(gè)分析中，我們可以判斷，當(dāng)某種意念得以“植入”人腦時(shí)，并且當(dāng)這種意念對(duì)于損害行為非常關(guān)鍵時(shí)，那么行為人可能不會(huì)負(fù)刑事責(zé)任或者較輕的責(zé)任。在現(xiàn)有的法律體系下，很難去處理這種神經(jīng)納米技術(shù)植入的案例。一般不正常以及通常的意識(shí)沒有破壞歸責(zé)的問題，即使這種意識(shí)明顯源自精神混亂。只有當(dāng)一個(gè)人的意識(shí)顯示出不正常的時(shí)候才能減輕責(zé)任。我們可以想象一下幾種情形：1.甲通過煽動(dòng)乙對(duì)丙的仇恨，而使得乙殺害了丙；2.甲通過引誘乙吸毒，而使得乙在幻覺中殺人；3.甲通過神經(jīng)納米技術(shù)將“殺人”的意念植入乙的意識(shí)，從而釀成殺人案。我們可以判斷，第一種情況下，甲因?yàn)榻趟魬?yīng)該承擔(dān)責(zé)任[12]；第二種情況下，我們很難判定甲對(duì)于殺人的行為負(fù)擔(dān)刑事責(zé)任。那么在神經(jīng)納米技術(shù)植入的情況下，如何確定責(zé)任呢？如何確定神經(jīng)納米技術(shù)所輸入的是“殺人”的意識(shí)呢？界定這個(gè)問題是很困難的。神經(jīng)納米技術(shù)可能是比其他的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)工藝更復(fù)雜，因此發(fā)現(xiàn)這種效果也比發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)工藝的效果更困難。如果刑法要對(duì)通過神經(jīng)納米技術(shù)而植入的意念采取不同的態(tài)度，那么法律就不得不修改，而這種修改將挑戰(zhàn)公平的原則。

納米技術(shù)的案例范文第2篇

關(guān)鍵詞：納米科技；Nanokids；化學(xué)教育；網(wǎng)站評(píng)估

1　納米科技教育的提出

盡管越來(lái)越多的年輕人已加入納米研究的行列，但納米科學(xué)還遠(yuǎn)未成為一門公眾科學(xué)。有專家建議，應(yīng)在中學(xué)的課程中補(bǔ)上“納米”一課。他們認(rèn)為，納米科技最重要的沖擊是使更多的孩子對(duì)科學(xué)產(chǎn)生興趣。國(guó)外對(duì)納米科技教育向來(lái)重視，電子期刊Journal ofNano Education的試運(yùn)行，在一定程度上說(shuō)明了納米科技教育在國(guó)際科學(xué)與技術(shù)中的獨(dú)特地位；我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也推出了“納米科技K-12教育發(fā)展計(jì)劃”，成立了“納米科技教育學(xué)院”網(wǎng)站，旨在培育未來(lái)的納米科技人才'進(jìn)而提升科學(xué)教育質(zhì)量，培育具備納米科技素養(yǎng)的民眾。

現(xiàn)有的內(nèi)地中學(xué)教科書顯然跟不上新科技的發(fā)展，雖然新版的《化學(xué)》、《物理》新課標(biāo)教科書中已經(jīng)涉及到有關(guān)納米材料方面的內(nèi)容，但按照科技發(fā)展對(duì)納米科技知識(shí)的普及和對(duì)人才的需求來(lái)看，這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。本文旨在介紹、分析、評(píng)價(jià)國(guó)外以納米教育為特色的網(wǎng)站，為國(guó)內(nèi)推廣納米科技知識(shí)提供一種示范也提供一個(gè)突破口；通過對(duì)豐富的多媒體資源剖析，為國(guó)內(nèi)科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)教育提供有益的參考。

2　NanoKids網(wǎng)站介紹

NanoKids是由美國(guó)萊斯大學(xué)開發(fā)創(chuàng)建的針對(duì)青少年進(jìn)行納米科技的啟蒙教育的網(wǎng)站。網(wǎng)站透過趣味性的納米科技教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，引發(fā)青少年探索科技世界的興趣，并幫助他們樹立基礎(chǔ)、科學(xué)的納米觀念。

2.1　NanoKids推廣計(jì)劃簡(jiǎn)介

NanoKids教育推廣計(jì)劃是由萊斯大學(xué)化學(xué)教授一一碳納米技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任James M.Tour發(fā)起和領(lǐng)導(dǎo)，致力于提高公眾對(duì)國(guó)際影響不斷擴(kuò)大的納米世界的認(rèn)識(shí)。NanoKids團(tuán)隊(duì)在網(wǎng)站上呈現(xiàn)化學(xué)家實(shí)驗(yàn)室里合成的“納米小人(Nanokids)”，將化學(xué)結(jié)構(gòu)的擬人化應(yīng)用于科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，在教學(xué)中滲透游戲手段，易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

NanoKids網(wǎng)站設(shè)計(jì)主線是一個(gè)“人形分子”為主角的故事。這個(gè)故事主要講的是Tour博士在合成“人形分子”的過程中，電腦系統(tǒng)崩潰了，內(nèi)部組件出現(xiàn)了一個(gè)重要問題。于是Tour的電腦被拆開，主板及其他部分躺在他的辦公桌上待人修理。Tour教授剛剛合成了一個(gè)新的“納米小人’，這個(gè)分子中有三重碳鍵和一個(gè)苯環(huán)，形狀恰如一個(gè)戴著流蘇學(xué)士帽的人型分子。由此，Tour教授稱它為“納米學(xué)者(NanoScholar)”。這個(gè)時(shí)候，Tour教授出去開會(huì)了，而他的試劑瓶正放在主板的旁邊。其中一個(gè)分子從試劑瓶蒸發(fā)出來(lái)，空降到了主板上。主板龐大的電路和晶體管即為納米閣樓一一這是為廣大學(xué)生設(shè)定的學(xué)習(xí)納米和在虛擬的科學(xué)世界里冒險(xiǎn)的場(chǎng)景。

不論是網(wǎng)站的設(shè)計(jì)的主線還是網(wǎng)站的多媒體資源，都體現(xiàn)出該推廣計(jì)劃的主要目的：

(1)大幅度強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)和材料學(xué)的微觀理解；

(2)為教師提供進(jìn)行納米科學(xué)和新興分子技術(shù)教育的概念性工具；

(3)將藝術(shù)演示和科學(xué)精神完美結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)學(xué)生以多樣化學(xué)習(xí)風(fēng)格開展學(xué)習(xí)活動(dòng)；

(4)為了引起學(xué)生對(duì)于納米技術(shù)的普遍興趣，鼓勵(lì)參與納米技術(shù)的研究和資助。

2.2　NanoKids的電子學(xué)習(xí)手冊(cè)

為了便于瀏覽者快速、方便地了解網(wǎng)站資源分布和功能，該網(wǎng)站配備有互動(dòng)式的學(xué)習(xí)手冊(cè)、相關(guān)教學(xué)視頻、測(cè)試題和教師資源，分別呈現(xiàn)出各種類型與納米相關(guān)的情境與知識(shí)。這里重點(diǎn)介紹的是它的學(xué)習(xí)手冊(cè)。

(1)基本設(shè)置

該手冊(cè)與普通教科書不同之處在于采用Flash格式的網(wǎng)頁(yè)手冊(cè)而非紙質(zhì)手冊(cè)，是一種基于網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的學(xué)習(xí)工具，采用能發(fā)聲、變化的互動(dòng)圖標(biāo)作為超級(jí)鏈接。

手冊(cè)中趣味性地加入不同顏色的字體，他們分別有不同的作用，點(diǎn)擊綠色的字可以聽到有人說(shuō)話，點(diǎn)擊粉紅的字可以聽到一首歌，點(diǎn)擊藍(lán)色的字體會(huì)出現(xiàn)這個(gè)詞的定義，點(diǎn)擊紫色的字將會(huì)出現(xiàn)一些問題的提示：手冊(cè)中還會(huì)不時(shí)出現(xiàn)想象力寶盒，它將帶領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用豐富的想象力探索納米世界。另外，可愛的“納米狗”動(dòng)畫的出現(xiàn)將引導(dǎo)進(jìn)入趣味游戲。

(2)主題情境

手冊(cè)以Tour教授實(shí)驗(yàn)室的場(chǎng)景呈現(xiàn)出網(wǎng)頁(yè)欄目和內(nèi)容，首頁(yè)呈現(xiàn)的是實(shí)驗(yàn)室的門口，點(diǎn)擊大門旁的按鈕進(jìn)入“使用手冊(cè)”及“音樂廳”。音樂廳中可以點(diǎn)擊播放電子學(xué)習(xí)手冊(cè)中的所有配樂。點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)室的“大門”即進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室瀏覽到“納米科技室(含Tour教授實(shí)驗(yàn)室)(Nanotechnology room)”和“納米閣樓(含DNA室)(Nanolofl)”，主要的教學(xué)活動(dòng)都在這些場(chǎng)景內(nèi)展開。

(3)主要教學(xué)活動(dòng)

NanoKids主要通過文字描述、超鏈接注釋、互動(dòng)動(dòng)畫等形式展開教學(xué)活動(dòng)。

[實(shí)驗(yàn)室大廳](Dr，TourLab)

該部分包括四個(gè)教學(xué)活動(dòng)。分別是“這就是化學(xué)”，“實(shí)驗(yàn)室安全”、“由問題到答案”及“結(jié)識(shí)納米人’，以介紹化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、傳播化學(xué)基本觀念為主旨，類似于國(guó)內(nèi)化學(xué)教材的“序言”、“導(dǎo)論”，作為網(wǎng)站教學(xué)活動(dòng)的啟蒙教育。

“結(jié)識(shí)納米人”作為體現(xiàn)本網(wǎng)站核心內(nèi)容的案例，從以下三個(gè)步驟開展教學(xué)活動(dòng)

第一步：講述“納米小人(NanoKids)”系列分子是十個(gè)不同結(jié)構(gòu)的真實(shí)分子一一都是南碳、氫、氧原子構(gòu)成的分子，構(gòu)成原子決定其性質(zhì)但這些“納米小人’沒有生命。

第二步：通過故事主角“納米學(xué)者”的視角以納米尺度看待世界，介紹了“納米小人’身體中的核心結(jié)構(gòu)苯環(huán)，其殊化學(xué)鍵是使分子穩(wěn)定的主要原因。

第二三步：練習(xí)。要求將“納米小人”與他們的分子結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)起來(lái)及寫出另外4個(gè)含碳?xì)溲醯姆肿邮健?/p>

[納米科技室](Nanotechnology Room)

如地圖所示，從實(shí)驗(yàn)室大廳進(jìn)入納米科技室――這是學(xué)習(xí)手冊(cè)的核心部分，主要的教學(xué)活動(dòng)涉及科學(xué)史、科學(xué)新聞、科學(xué)概念等，還提供兩個(gè)游戲活動(dòng)“納米鍵”及“宏觀和微觀的區(qū)分”。這部分以納米前沿知識(shí)作為情境，意在宣傳科技、普及科學(xué)理念。國(guó)內(nèi)物理、化學(xué)教學(xué)中所涉及到的納米知識(shí)不夠系統(tǒng)化，可向本部分借鑒學(xué)習(xí)。

[納米閣樓](NanoLofl)

“納米閣樓”中主要包括6個(gè)教學(xué)活動(dòng)，涉及元素、微粒、性質(zhì)、化學(xué)鍵等概念，以及元素周期表中的規(guī)律，并提供一個(gè)“搭建分子”游戲，充分體現(xiàn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系。

[DNA室]

DNA室簡(jiǎn)單介紹了DNA基礎(chǔ)知識(shí)，安排“什么是DNA”、“堿基對(duì)”、“保護(hù)生命源頭”3個(gè)教學(xué)活動(dòng)。該部分主要以化學(xué)為落點(diǎn)普及基礎(chǔ)的生命科學(xué)知識(shí)，充分體現(xiàn)了學(xué)科滲透觀念――貌似和納米無(wú)關(guān)，但其實(shí)都說(shuō)明生命科學(xué)越來(lái)越深入到微觀世界。

2.3 NanoKids的教師資源

優(yōu)秀的教學(xué)網(wǎng)站通常兼顧師生不同的需要。Nanokids的教師資源配備有一套元素及周期表的網(wǎng)頁(yè)卡片。該配置便于教師利用其查詢、獲取元素信息。

每張電子卡片上標(biāo)有元素名稱、原子序數(shù)、相對(duì)原子質(zhì)量及所處的主族名稱。另外，不同主族的元素卡片底色不同，分別對(duì)應(yīng)著元素周期表中的區(qū)域顏色，便于檢索元素化學(xué)知識(shí)。

2.4 Nanokids的教學(xué)評(píng)價(jià)形式

兼具網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和科普宣傳功能的Nanokids，還適當(dāng)考慮了對(duì)使用網(wǎng)站獲取信息和學(xué)習(xí)知識(shí)的同學(xué)進(jìn)行了簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)，形式是一份考查基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論的試卷，試題簡(jiǎn)單易做，更多的是評(píng)價(jià)關(guān)于“納米”的理念。筆者選取幾道題目作為示例，不作贅述。

[例1]元素根據(jù)原子序數(shù)排列在元素周期表中。原子序數(shù)是由什么決定的?(　)

A.電子數(shù)　B.中子數(shù)　C.質(zhì)子數(shù)　D.微粒數(shù)

[例2]寫出組成“納米小人”分子的三種元素名稱。

[例3]下面哪個(gè)不在納米數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)?

A.DNA　B.納米小人　C.碳納米管　D.山川

3　NanoKids網(wǎng)站評(píng)價(jià)

3.1網(wǎng)站定位著重科學(xué)教育基礎(chǔ)

NanoKids網(wǎng)站是以納米科技的普及教育為主題，針對(duì)接觸化學(xué)較少的少年兒童而設(shè)計(jì)，與常規(guī)教材和傳統(tǒng)教學(xué)方式不同的是，網(wǎng)站采取電子學(xué)習(xí)手冊(cè)的方式，指導(dǎo)學(xué)生從認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科、靈活化學(xué)研究方法開始，逐步進(jìn)入到元素、原子、分子及元素周期表的學(xué)習(xí)，同時(shí)也對(duì)與納米相關(guān)的跨學(xué)科知識(shí)做了簡(jiǎn)要介紹。在這一過程，通過圖片、動(dòng)畫、聲音、互動(dòng)練習(xí)等多種媒體，學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)的前期即形成了納米的概念，再以納米視角學(xué)習(xí)微觀粒子。

3.2網(wǎng)站風(fēng)格適合青少年

因?yàn)镹anokids網(wǎng)站的主要用戶群是青少年兒童，所以，學(xué)習(xí)手冊(cè)中的配色、布局和主題情境等都生動(dòng)活潑，極具吸引孩子眼球的魅力。首先，手冊(cè)以動(dòng)畫式的主題場(chǎng)景呈現(xiàn)，模式新穎，界面美觀；其次，每個(gè)活動(dòng)都配以色彩鮮艷豐富的字體，給人以極強(qiáng)的視覺沖擊，有助于激發(fā)學(xué)生的興趣。另外，網(wǎng)站導(dǎo)航清晰，超鏈接均跳轉(zhuǎn)靈活，能夠有效地將信息傳遞給用戶。

3.3網(wǎng)站資源呈現(xiàn)的個(gè)性化

納米技術(shù)的案例范文第3篇

初中化學(xué)教育對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)具有重要作用。通過實(shí)踐,筆者總結(jié)出相關(guān)的經(jīng)驗(yàn):包括利用化學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)開拓學(xué)生創(chuàng)新思路;從化學(xué)物質(zhì)中引導(dǎo)學(xué)生尋找發(fā)明創(chuàng)造的靈感;發(fā)揮化學(xué)教學(xué)與科技創(chuàng)新活動(dòng)提升學(xué)生素質(zhì)的綜合作用;以及在科技活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的案例等。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)教育　創(chuàng)新精神　培養(yǎng)

當(dāng)今世界,科學(xué)技術(shù)以前所未有的速度迅猛發(fā)展,信息技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)等高新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。新技術(shù)的研究與應(yīng)用為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了無(wú)限的動(dòng)力,同時(shí)使經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化、生活等領(lǐng)域發(fā)生了廣泛而深刻的變化。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科技創(chuàng)新成為綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),科技創(chuàng)新后備人才的培養(yǎng)已成為時(shí)代賦予教育的重要任務(wù)之一。創(chuàng)新教育是基礎(chǔ)教育的重要組成部分,是教育的最終目的之一,很多學(xué)校越來(lái)越重視青少年創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

初中化學(xué)教育對(duì)學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)具有重要作用。通過實(shí)踐,筆者總結(jié)出相關(guān)的經(jīng)驗(yàn),下面分別予以介紹。

一、利用化學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)開拓學(xué)生創(chuàng)新思路

化學(xué)發(fā)展史是記載化學(xué)家們創(chuàng)新的歷史,他們的創(chuàng)新思路和創(chuàng)新方法都值得人們?nèi)チ私夂徒梃b。通過這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn),可以開拓學(xué)生的創(chuàng)新思路,讓他們有茅塞頓開的感覺。

在化學(xué)教學(xué)中,筆者特別重視經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)過程,注意分析科學(xué)家的思維過程和思維方式,這樣有利于學(xué)生理解和掌握課本知識(shí),更有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。如在講授“原子的結(jié)構(gòu)”內(nèi)容時(shí),除介紹多位科學(xué)家對(duì)原子的揭秘過程,筆者還重點(diǎn)展示了“盧瑟福d粒子散射”實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)過程,引導(dǎo)學(xué)生沿著前人的足跡,展開想象的翅膀,積極思考。又如拉瓦錫的空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)也是一個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)方法,把無(wú)形的氣體的體積轉(zhuǎn)化成有形的水的體積,其精妙之處讓人佩服。

再如波爾多液是農(nóng)業(yè)上的一種殺菌、殺蟲劑,它的發(fā)明就很偶然。1882年法國(guó)人米拉德在法國(guó)波爾多城附近發(fā)現(xiàn)各處葡萄樹都遭到病菌侵害,只有公路兩旁的幾行葡萄樹安然無(wú)恙。他感到奇怪,便請(qǐng)教園工。原來(lái)是園工將石灰水和膽礬溶液分別灑到樹上防止有人偷食葡萄。對(duì)此米拉德很受啟發(fā)。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),終于研制成功“波爾多液”農(nóng)藥。從這個(gè)發(fā)明可以看出,看似偶然的發(fā)現(xiàn)其實(shí)并非偶然,強(qiáng)烈的好奇心點(diǎn)燃了靈感之火,靈感之火在豐厚的知識(shí)儲(chǔ)備中終于結(jié)出了“創(chuàng)新之果”,這一經(jīng)典實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)有興趣了。

二、從化學(xué)物質(zhì)中引導(dǎo)學(xué)生尋找發(fā)明創(chuàng)造的靈感

世界上化學(xué)物質(zhì)三千多萬(wàn)種,每種物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)各不相同。物質(zhì)性質(zhì)決定它的用途,在發(fā)明的過程中,材料的選擇是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。很多時(shí)候?qū)W生在開展科技活動(dòng)的時(shí)候總是找不到合適的材料來(lái)完成自己的發(fā)明,往往會(huì)感到束手無(wú)策。但如果在學(xué)習(xí)化學(xué)的時(shí)候,引導(dǎo)學(xué)生帶著一顆特別的心去留意每一種物質(zhì),那么他們的收獲可能會(huì)更大些。教師可以在課堂教學(xué)中引領(lǐng)學(xué)生從化學(xué)知識(shí)中尋找發(fā)明創(chuàng)造的靈感。比如學(xué)習(xí)到活性炭的吸附性時(shí),筆者引導(dǎo)學(xué)生抓住吸附性可以除臭和除色素的性質(zhì),嘗試開發(fā)系列產(chǎn)品。學(xué)生首先列出生活中有臭味的地方和物品,如球鞋、冰箱、廁所、下水道等,然后學(xué)生的創(chuàng)意就進(jìn)發(fā)出來(lái)了,有人設(shè)計(jì)了活性炭防臭襪子、防臭球鞋、防臭鞋墊;有人設(shè)計(jì)了活性炭冰箱除臭劑;還有人設(shè)計(jì)了救災(zāi)應(yīng)急凈水裝置。學(xué)生的思維打開之后一發(fā)不可收拾,因?yàn)樗麄冋业搅藙?chuàng)新的源泉,抓住了一種物質(zhì)的特性,物盡其用。學(xué)生還對(duì)活性炭的再生進(jìn)行了研究,加深了對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的鞏固和深入。

又如在做生石灰加水放出大量熱這個(gè)實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表現(xiàn)出很濃的興趣,筆者趁勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生嘗試用放熱反應(yīng)來(lái)發(fā)明一些實(shí)用的產(chǎn)品,學(xué)生的創(chuàng)新之火再次被點(diǎn)燃,五花八門的創(chuàng)意又冒出來(lái)了:生石灰煮蛋器、自熱式飯盒、生石灰方便面、生石灰取暖器……以上發(fā)明的方法就是圍繞某一物質(zhì)的性質(zhì)充分挖掘它的功能,并把該項(xiàng)功能設(shè)計(jì)成產(chǎn)品。學(xué)生從化學(xué)中找到了學(xué)習(xí)的動(dòng)力和興趣,學(xué)有所用,化學(xué)學(xué)習(xí)不再是枯燥的死記硬背了,學(xué)了的知識(shí)馬上就可以用,馬上就可以幫助那些需要我們幫助的人,知識(shí)的價(jià)值通過創(chuàng)新得到最大的體現(xiàn)。

在學(xué)習(xí)催化劑時(shí),為激發(fā)學(xué)生的無(wú)限遐想,筆者說(shuō)為解決能源問題,自己有一個(gè)夢(mèng)想就是發(fā)明一種催化劑能把水變成氫氣和氧氣,輕松解決能源問題,學(xué)生們都笑了,一個(gè)個(gè)躍躍欲試,他們太想了解催化劑是怎么回事,學(xué)生的學(xué)習(xí)更加主動(dòng)積極了,課本上那些介紹已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了學(xué)生的需求,他們還會(huì)去網(wǎng)上查找有關(guān)資料。

在學(xué)氧氣的制法時(shí),我要求學(xué)生針對(duì)特殊情況下的供氧需求設(shè)計(jì)制氧產(chǎn)品,學(xué)生在研究了三種教材介紹的制氧方法后,分別設(shè)計(jì)了三套方案。學(xué)生在設(shè)計(jì)的時(shí)候就對(duì)這三種方法進(jìn)行了評(píng)價(jià),最后得出野外制氧的最佳方案,根據(jù)這個(gè)方案制作出裝置。讀書的目的是為了用,學(xué)生有了需要就會(huì)認(rèn)真研究學(xué)習(xí),不是為了那張考卷,那個(gè)分?jǐn)?shù)和排名,而是為了創(chuàng)新,為了幫助那些有需求的人,真正體現(xiàn)知識(shí)的價(jià)值。

在學(xué)習(xí)氧氣和二氧化碳?xì)怏w的檢驗(yàn)時(shí),筆者設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)問題,請(qǐng)為在礦井工作的礦工發(fā)明一個(gè)檢查環(huán)境中是否二氧化碳超標(biāo)、是否缺氧氣的簡(jiǎn)易裝置,學(xué)生馬上去研究氣體的性質(zhì)和檢驗(yàn)方法,這種教學(xué)要求學(xué)生具有較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和實(shí)踐動(dòng)手能力。

在學(xué)習(xí)溫室效應(yīng)時(shí),筆者引導(dǎo)學(xué)生制作簡(jiǎn)易測(cè)定二氧化碳排放的工具,每個(gè)人每天平均產(chǎn)生和排放12公斤的碳;在學(xué)習(xí)滅火原理時(shí),學(xué)生發(fā)明新穎環(huán)保滅火器,自己研究配方;而根據(jù)干冰的使用價(jià)值可以開發(fā)出不同品種的新產(chǎn)品。

三、發(fā)揮化學(xué)教學(xué)與科技創(chuàng)新活動(dòng)提升學(xué)生素質(zhì)的綜合作用

在化學(xué)新課程中,凸現(xiàn)科技創(chuàng)新的知識(shí)很多,有化學(xué)史料、前沿科學(xué)知識(shí)、生活中的化學(xué)。如:納米技術(shù)、C。陶瓷材料、測(cè)定雨水pH值等。這些素材是開展講座、探究、閱讀、交流的好題材,它貼近生活實(shí)際,令學(xué)生倍感親切。只要善于抓住教材與現(xiàn)代科技、生活、生產(chǎn)的契合點(diǎn),就能發(fā)揮化學(xué)教學(xué)與科技創(chuàng)新活動(dòng)提升學(xué)生素質(zhì)的綜合作用?；瘜W(xué)教學(xué)提供方法基礎(chǔ),科技創(chuàng)新活動(dòng)則提供實(shí)踐機(jī)會(huì)。例如,學(xué)生的發(fā)明創(chuàng)造離不開個(gè)體的研究性學(xué)習(xí),研究性學(xué)習(xí)為發(fā)明創(chuàng)造奠定方法基礎(chǔ)。研究性學(xué)習(xí)中思維的批判性及創(chuàng)造性使發(fā)明創(chuàng)造成為可能。如化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中尋找最佳途徑和改進(jìn)實(shí)驗(yàn),有機(jī)生物電池、廢舊電池的回收和利用,白色污染何時(shí)

了,河污水排放的調(diào)查及分析和建議,體現(xiàn)了學(xué)生研究過程的創(chuàng)造思維。還可聯(lián)系社會(huì)大課堂,服務(wù)于社會(huì)的實(shí)踐活動(dòng),如寫調(diào)查報(bào)告、小論文及參與學(xué)校校本課程開發(fā),到工礦企業(yè)生活,參加環(huán)保等。

四、在科技活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的案例

在科技活動(dòng)中,為了有針對(duì)性的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,可以結(jié)合他們所提出的林林總總不便的事,全體同學(xué)參與,選擇自己或別人的不便之事,獨(dú)立思考,尋找解決問題的方案(也可以幾個(gè)學(xué)生組成一個(gè)科技攻關(guān)小組)。

例如,發(fā)明透明膠帶切斷器的肖雨同學(xué)在尋找材料上遇到了困難,她說(shuō)應(yīng)該在膠帶上綁一個(gè)小刀片,用手壓就可以切斷膠帶了。但是用什么材料把刀片固定住呢?她找了很多材料。最后有一天她在給單車打氣的時(shí)候無(wú)意中發(fā)現(xiàn),修車的師傅用廢舊的車胎補(bǔ)車,能不能用橡膠把刀片固定在上面呢?于是她剪了一小塊橡膠皮,用萬(wàn)能膠水把刀片固定好。由于橡膠有彈性。效果很不錯(cuò)。但試驗(yàn)時(shí)又發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題,就是刀片在切斷膠帶時(shí)不是很鋒利,要用較大的力氣按住才行。遇到新的問題怎么辦呢?教師鼓勵(lì)她再多想想,走出去調(diào)查市場(chǎng)尋找類似的產(chǎn)品。肖雨同學(xué)不氣餒,她又去文具店去調(diào)查,發(fā)現(xiàn)文具店有一種臺(tái)式的透明膠切斷器,體積較大,不利于攜帶,而這種切斷器的切口是尖齒狀的,像鱷魚的牙齒。這時(shí)候她突然間靈光閃現(xiàn),　“我的產(chǎn)品也可以做成尖齒狀”,她馬上回到家中馬上用剪刀把一塊小鐵皮剪成尖齒狀,然后粘在橡膠皮上,再套在膠帶上,大功告成。經(jīng)過試驗(yàn),果然效果明顯,終于成功了,肖雨同學(xué)的臉上露出了勝利的微笑。

再如,發(fā)明防止魚跳走的魚兜的是吳家輝同學(xué),他是一個(gè)身材高大、性格害羞的男生,他的動(dòng)手能力很強(qiáng)。利用周六周日休息,他在家里找來(lái)了材料和工具,想方設(shè)法做出了一個(gè)帶蓋的魚兜。周一他興高采烈的把它帶回了學(xué)校給同學(xué)展示,老師和同學(xué)給他的意見是太難看,不實(shí)用,原來(lái)他設(shè)計(jì)的蓋是用月餅鐵盒作材料,這樣一個(gè)鐵月餅盒蓋又不能透水,使用起來(lái)肯定費(fèi)力。吳家輝同學(xué)雖然不好意思,但還是虛心地接受了同學(xué)的意見,到了下個(gè)周六,他回到家里又進(jìn)行了改進(jìn),這次他帶來(lái)的一個(gè)有著漂亮的網(wǎng)狀蓋的雨兜,困難終于解決了,望著同學(xué)們敬佩的眼光,吳家輝也笑了。

還有發(fā)明帶溫度計(jì)的奶瓶的周鈞亮同學(xué),他在這次活動(dòng)中積極動(dòng)腦動(dòng)手,在選好了奶瓶之后,他為了尋找一支短小的溫度計(jì)跑了很多商店、超市、文具店。終于功夫不負(fù)有心人,做成了這個(gè)測(cè)溫奶瓶。

納米技術(shù)的案例范文第4篇

Energy Autonomous Micro and Nano Systems

2012，384p

Hardcover

ISBN9781848213579

Marc Belleville等

自給能量系統(tǒng)指的是在無(wú)外接電源情況下，依靠自身獲取的外界能量可以正常運(yùn)行的系統(tǒng)，通常包括傳感器或執(zhí)行器、能量收集和轉(zhuǎn)換器件、信息存儲(chǔ)與處理以及無(wú)線通訊單元。自給能量微納系統(tǒng)是指可以自己供給能量的微納系統(tǒng)。美國(guó)伯克利大學(xué)研究的著名的“智能塵?！本褪瞧渲械囊粋€(gè)典范。隨著微電子技術(shù)迅速發(fā)展，各種芯片的功耗不斷降低，能量收集、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)技術(shù)的不斷提高，使得自給能量微納系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)變成可能。

本書介紹了自給能量微納系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)和最新的技術(shù)，前三章主要引入自給能量系統(tǒng)的應(yīng)用前景，為引入后續(xù)的技術(shù)章節(jié)做了很好的鋪墊，技術(shù)章節(jié)幾乎涵蓋了所有與自主系統(tǒng)相關(guān)的內(nèi)容，并且講述了與電子學(xué)相關(guān)的物理、材料和技術(shù)，共包括13章：引言，介紹自給能量微納系統(tǒng)和本書的內(nèi)容框架；1.建筑物控制核心的傳感器，主要講述了建筑物控制中傳感器類別和新需求，并介紹了應(yīng)用案例；2.面向自給能量醫(yī)學(xué)植入器件，主要講述了自給能量醫(yī)學(xué)植入器件現(xiàn)在以及潛在的應(yīng)用；3.航天領(lǐng)域中的自給能量系統(tǒng)，主要說(shuō)明了航天領(lǐng)域中自給能量系統(tǒng)的特征，并從無(wú)線系統(tǒng)和生存系統(tǒng)方面進(jìn)行分析；4.基于光伏效應(yīng)能量收集，主要講述了基于光伏效應(yīng)的能量收集技術(shù)—光伏電池；5.機(jī)械能量收集，講述了機(jī)械能量收集的能源來(lái)源以及各種原理，并對(duì)機(jī)械能量收集的未來(lái)進(jìn)行展望；6.熱能收集，講述了熱能收集原理、發(fā)展趨勢(shì)以及實(shí)現(xiàn)限制和優(yōu)化；7.鋰微電池，鋰微電池發(fā)展現(xiàn)狀以及小型化的發(fā)展趨勢(shì)，并講述了鋰微電池在自主系統(tǒng)中的應(yīng)用；8.超低功耗傳感器，講述了電路一些基本概念，詳述了電容傳感器檢測(cè)電路最新進(jìn)展，討論了電阻傳感器超低功耗檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)方法；9.自主系統(tǒng)的超低功耗信號(hào)處理，講述了自主系統(tǒng)的超低功耗信號(hào)處理方法，處理器的構(gòu)架和性能，以及長(zhǎng)期休眠自主系統(tǒng)的基本挑戰(zhàn)；10.超低功耗射頻通訊及協(xié)議，講述了超低功耗射頻通訊及相關(guān)通訊協(xié)議，并對(duì)目前處于研究階段的解決方案進(jìn)行分析；11.自主微系統(tǒng)中的能量管理，講述了自主微系統(tǒng)中能量管理的實(shí)現(xiàn)方法，并討論了能量?jī)?yōu)化管理技術(shù)；12.傳感器網(wǎng)絡(luò)能量效率優(yōu)化，從軟硬件兩個(gè)方面講述傳感器網(wǎng)絡(luò)中能量效率優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)方法。

本書詳細(xì)綜述了自給能量微納系統(tǒng)領(lǐng)域中的基本原理和最新進(jìn)展，深入研究了自給能量微納系統(tǒng)在航空健康和使用監(jiān)測(cè)、醫(yī)療植入器件以及家庭自動(dòng)化中的應(yīng)用，介紹了光伏、熱和機(jī)械能量收集與存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及最新成果；綜述了超低功耗傳感器接口，數(shù)字信號(hào)處理和無(wú)線通信的最新研究狀況，并討論了傳感器節(jié)點(diǎn)和傳感器網(wǎng)絡(luò)層次上的能源優(yōu)化技術(shù)，適合從事自給能量微納系統(tǒng)研究的研究生、研究人員以及專業(yè)人士閱讀使用。

作者M(jìn)arc Belleville教授于1980年獲得格勒諾布爾國(guó)立理工學(xué)院博士學(xué)位，1985年加入CEALETI，現(xiàn)在是微納米技術(shù)創(chuàng)新中心（MINATEC）的體系結(jié)構(gòu)、IC設(shè)計(jì)和嵌入式軟件事業(yè)部的研究總監(jiān)和首席科學(xué)家，研究興趣集中在設(shè)計(jì)和先進(jìn)技術(shù)（例如SOI、異構(gòu)或3D設(shè)計(jì)）之間的相互作用，是CARTENE科學(xué)委員會(huì)兩個(gè)工作組：“能量自治系統(tǒng)：設(shè)備、技術(shù)和系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)”和“面向超越2015：技術(shù)、設(shè)備、電路和系統(tǒng)” 的活躍成員。

杜利東，助理研究員

（中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所）

納米技術(shù)的案例范文第5篇

在人類社會(huì)不斷向前發(fā)展的進(jìn)程中，始終都是由社會(huì)生產(chǎn)力的增長(zhǎng)為推動(dòng)力，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。要知道創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂．是國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。一個(gè)沒有創(chuàng)新能力的民族，是不能再立足于競(jìng)爭(zhēng)激烈的世界之林的。我們作為國(guó)家未來(lái)的希望，國(guó)家發(fā)展的主心骨。高中生更應(yīng)該在努力學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械方面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。結(jié)合日常生活，發(fā)現(xiàn)機(jī)械創(chuàng)新之美。

2機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

作為一名熱愛機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的高中生，在課余時(shí)間我已經(jīng)進(jìn)行和多次的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的嘗試工作。我發(fā)現(xiàn)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)具有一些獨(dú)特的特性。例如:進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)者進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，多次篩選，并且在每一個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)內(nèi)都會(huì)有特定的優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案，各個(gè)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系也比較緊密，從整體看，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)工作還具有系統(tǒng)化整體化的特點(diǎn)。同時(shí)，在進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作中，能感受到多門學(xué)科的交叉和滲透，這就需要設(shè)計(jì)者能夠掌握多種類型的知識(shí)，合理運(yùn)用創(chuàng)造性與發(fā)散思維，基于復(fù)雜的學(xué)科知識(shí)進(jìn)行思考和判斷，從創(chuàng)新設(shè)計(jì)的復(fù)雜性特點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，我們高中生在嘗試機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，前期可以先引用或參考外國(guó)先進(jìn)創(chuàng)意產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，這不是單單進(jìn)行簡(jiǎn)單的模仿或改造，而是了解機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)特點(diǎn)的第一步。

3創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

(1)在進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，最常使用的一種創(chuàng)新方法就是模仿生物進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這種方法是進(jìn)行對(duì)自然界生物機(jī)能分析類比、總結(jié)特性，并將自然生物的特點(diǎn)融合進(jìn)行新機(jī)械設(shè)備中。目前，我們看到已經(jīng)出現(xiàn)了模仿人類手臂的機(jī)械抓手、模仿蜥蜴等爬行動(dòng)物的海底機(jī)器人等等，這些都是設(shè)計(jì)者仿照自然生物特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備。而對(duì)于高中生來(lái)說(shuō)，進(jìn)行的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)也可以從這一角度進(jìn)行思考，細(xì)心的對(duì)日常生活環(huán)境和大自然中的生物特性進(jìn)行觀察，獲得設(shè)計(jì)靈感。(2)參考外國(guó)先進(jìn)創(chuàng)意產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，也是很有效的一種設(shè)計(jì)方法。這主要要求設(shè)計(jì)者先選擇合適的國(guó)外的科技成果或先進(jìn)產(chǎn)品，經(jīng)過一段時(shí)期的分解研究并全部將設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行消化吸收后，再進(jìn)行改進(jìn)強(qiáng)化工作，并在技術(shù)或產(chǎn)品中加入自己的想法，開發(fā)產(chǎn)品新的使用用途，從而設(shè)計(jì)出全新的機(jī)械設(shè)備。(3)“移置技術(shù)法”創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，顧名思義這一方法就是要將一個(gè)領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到另一個(gè)領(lǐng)域中，進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。例如，納米技術(shù)作為一種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，本是一種物理領(lǐng)域的材料，但是在經(jīng)過研發(fā)之后，可以應(yīng)用在機(jī)器創(chuàng)造、服裝設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，并且生產(chǎn)出了非常多的納米機(jī)器、納米服裝。所以，高中生進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)也可以從這一角度出發(fā)。

4創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維

機(jī)械創(chuàng)造設(shè)計(jì)者必先要有新穎性的思維，也就是創(chuàng)新思維，這是設(shè)計(jì)者可以進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的根本原因。作為高中生，自身接受教育的程度和社會(huì)實(shí)踐都比不上專業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)人員高，所以所具有的設(shè)計(jì)思維的整體深度、廣度和系統(tǒng)性也會(huì)存在很大的差異。所以與專業(yè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)人員不同，高中生需要具有的創(chuàng)新思維，只需要將書本以及課堂中學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行整合，并添加一定的想象力，將設(shè)計(jì)思路進(jìn)行開闊，擴(kuò)展可以聯(lián)想到的最大范圍，滿足機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的要求。同時(shí)，除創(chuàng)新思維外，我們高中生也要重視創(chuàng)新過程中的靈感思維，這一思維是指在設(shè)計(jì)過程中經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間并艱苦的思考后，突然產(chǎn)生思想火花，從而推動(dòng)創(chuàng)新瓶頸期的結(jié)束，解決設(shè)計(jì)中未能解決的問題的思維活動(dòng)。一般情況下，靈感的出現(xiàn)會(huì)受到一定因素的影響，可以是突然看到家里微波爐的加熱過程，又或者注意到了教室中的全自動(dòng)噴水黑板擦擦拭黑板的印記，從而受到啟發(fā)。這是我們是潛在創(chuàng)造力的升華，是創(chuàng)新設(shè)計(jì)從量變到質(zhì)變的思維過程。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，要有意識(shí)地激發(fā)自身創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維，進(jìn)行創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)，促進(jìn)自己厚積薄發(fā)地涌動(dòng)出創(chuàng)新的靈感。

5提高機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)水平的策略

5．1結(jié)合學(xué)校相關(guān)課程進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)。提高機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)水平，要注意培養(yǎng)自己日常生活中的創(chuàng)新意識(shí)，尤其是在學(xué)校學(xué)習(xí)的過程中。課程教學(xué)時(shí)傳授知識(shí)的過程，在這一期間培養(yǎng)其自己對(duì)創(chuàng)新知識(shí)的敏感度以及對(duì)知識(shí)的聯(lián)系意識(shí)。在相關(guān)課程教學(xué)過程中，對(duì)老師講解知識(shí)時(shí)，所結(jié)合的專業(yè)知識(shí)以及該領(lǐng)域內(nèi)科技前沿的創(chuàng)新成果進(jìn)行記錄，并在課后進(jìn)行查閱，并對(duì)老師教學(xué)過程中組織的小組討論環(huán)節(jié)，積極發(fā)言與同組的同學(xué)交換想法，大膽的說(shuō)出自己的新思想、新方法，在同學(xué)們不同的思維中激發(fā)創(chuàng)新靈感的出現(xiàn)。并且對(duì)老師所舉出的每一項(xiàng)設(shè)計(jì)案例，持求異存疑的逆向思維，必要時(shí)可以申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)書本上的知識(shí)，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，時(shí)刻保持創(chuàng)新意識(shí)，促進(jìn)創(chuàng)新能力的提高。5．2多接觸現(xiàn)代化先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法與手段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代化儀器的不斷出現(xiàn)，機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和手段更新速度越來(lái)越快，所以，我們不能僅僅局限于課堂學(xué)習(xí)中所接觸的創(chuàng)新設(shè)計(jì)知識(shí)，要自發(fā)的緊跟機(jī)械科技發(fā)展的腳步?？梢允褂眉抑械碾娔X定期查閱網(wǎng)頁(yè)、訂閱有關(guān)機(jī)械科技設(shè)計(jì)創(chuàng)新雜志進(jìn)行了解最為先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和手段。5．3加強(qiáng)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐。對(duì)于我們高中生，課業(yè)壓力重，可以進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)際的機(jī)會(huì)和時(shí)間少之又少，但是可以發(fā)現(xiàn)學(xué)校和少年宮等組織會(huì)定期舉辦一些科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，可以借助這一活動(dòng)，磨煉自己的創(chuàng)新技法。例如:科技制作競(jìng)賽、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)賽、機(jī)器人大獎(jiǎng)等比賽都可以積極參與。

6結(jié)語(yǔ)

在21世紀(jì)，我國(guó)將會(huì)面臨更多的挑戰(zhàn)以及更多競(jìng)爭(zhēng)，為了強(qiáng)化機(jī)械領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力以及增強(qiáng)自身的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)水平，我們需要積極地去認(rèn)真地學(xué)習(xí)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并且要虛心學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外有關(guān)的先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，制定安全合理的機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)方案。另外，為保證設(shè)計(jì)出的機(jī)械設(shè)備的安全性，我們必須始終以高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，提高機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的可靠性、實(shí)用性。讓我們高中生設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備也能走向市場(chǎng)，并能在生活和相關(guān)生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。這不僅是對(duì)自身能力的肯定，更能提高日常生活質(zhì)量或者應(yīng)用行業(yè)的生產(chǎn)先進(jìn)性。

作者:閆棟宇 單位:石家莊第二中學(xué)高三六班

參考文獻(xiàn):

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［2］王晶．第四屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽決賽作品選集［M］．北京:高等教育出版社，2012．