科学基础研究计划项目

科学基础研究计划项目（精选11篇）

科学基础研究计划项目 篇1

0 引言

定期报告制度是国家自然科学基金委员会(以下简称“基金委”)规范和管理项目的五项制度之一,《国家自然科学基金条例》[1]规定,项目负责人按年度提交项目《国家自然科学基金资助项目进展报告》(以下简称“进展报告”),并在资助期满后提交《国家自然科学基金资助项目结题报告》(以下简称“结题报告”)。这两类报告连同项目申请书和资助项目计划将作为资助项目研究工作的重要档案,并作为项目验收、评估及后续资助的重要依据。

机械工程学科非常重视资助项目进展和结题的审核工作,通过发表在《中国机械工程》上的2008年度结题项目评述[2],使项目负责人了解结题报告的基本要求和存在的主要问题。学科2009年度资助项目的年度进展报告和结题报告水平有了明显的提高,报告撰写更为规范,成果附件更为完整。

本文介绍了2009年度1073项基金项目(面上、青年科学基金和地区科学基金)年度进展报告和结题报告的审核过程以及在研项目和结题项目所取得的成果,总结了报告和项目执行过程中存在的一些问题,同时介绍了学科落实“绩效挂钩”政策的举措。

1 审核评述

1.1 审核流程

如图1所示,基金项目年度进展报告与结题报告审核过程通常分为四个阶段:报告接收、报告审核、报告评分和结果公布。年初,机械工程学科接收项目负责人报送的项目进展与结题报告;之后,根据年度进展报告和结题报告的填报要求,严格审查每一份报告及其附件材料,并对项目成果进行统计,对报告整体质量与水平进行综合评价;最后,对有问题的报告进行反馈,并要求项目负责人修改后重新提交。

1.2 总体概况

2010年,机械工程学科共计收到2006年度批准的面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目结题报告303份,2007年度批准的面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目进展报告337份,2008年度批准的面上项目、青年科学基金项目和地区科学基金项目进展报告433份,见表1。

1.3 评价原则

根据资助项目年度进展报告和结题报告的填报要求,机械工程学科在总结以往审核经验的基础上,制定了对报告的撰写质量和项目取得的基础研究成果进行定质和定量相结合的综合评价原则。

对于年度进展报告,重点审核项目是否按研究计划要求进行,撰写是否规范、提供的数据资料是否详实,附件材料是否齐备,是否在理论、方法和技术研究、培养高素质科技人才等方面取得一定成绩。对于结题报告,除以上审核内容外,重点审核是否全面反映了资助项目的工作情况和研究进展,是否如实体现了资助项目的研究计划要点以及项目执行情况、主要进展与成果、人才培养、合作交流、经费使用以及研究计划调整等情况,是否描述了研究进展与重要的研究成果,是否在理论、方法及技术研究、论文发表、知识产权、获奖等方面取得一定的成绩。

图2所示为2009年度基金项目进展报告和结题报告的综合评价结果。年度进展报告和结题报告的良、中、差的分布大致相同,而优的得分率差距较大。这一特点与实际项目执行情况是吻合的,结题时所取得的成果相比项目进展更全面些。

2 资助项目主要成果介绍

2.1 在研项目成果简介

2007和2008年度批准的在研项目成果情况如表2所示。从表中可见,2009年度各类项目进展情况良好,取得了丰硕成果。如参加国内外学术会议851人次;获批发明专利122件,申请发明专利389件;1030篇论文被三大检索系统收录等。

进展突出的项目如即将在2010年度结题的西南交通大学朱旻昊负责的“扭动微动运行和损伤机理的基础研究(50775192)”和北京理工大学姜澜负责的“飞秒激光脉冲序列加工超灵敏超微型传感器(50705009)”。在前期良好的研究进展基础上,两位项目负责人2010年度获得国家杰出青年科学基金项目资助。

注:f代表发明专利,s代表实用新型专利,r代表计算机软件著作权登记,g代表国防专利。

2.2 结题项目主要成果

在自然科学基金的资助下,大部分结题项目的成果具有重要的学术价值和良好的应用前景,得到了国内外同行的关注,对推动学科发展和行业进步作出了重要贡献。更为可喜的是,通过基金项目的资助,特别是对青年科学基金项目和地区科学基金项目的支持,培养和造就了一大批从事机械工程基础研究、具有较高学术水平的青年人才和地区人才。

据不完全统计,2006年度批准立项的机械工程学科303项结题项目(面上、青年科学基金、地区科学基金)取得了显著的成果,包括国际特邀报告20人次,参加国际学术会议752人次;全国特邀报告12人次,参加国内学术会议139人次;在国内期刊上发表论文2164篇,在国际期刊上发表论文729篇,其中被三大检索系统收录2307篇,占发表论文总数的79.74%;出版专著31部;获批发明专利60件、实用新型专利53件和计算机软件著作权登记25件,同时,申请发明专利354件、实用新型专利30件。此外,部分结题项目通过科学基金的前期资助,进入了973计划、863计划、国家重大专项等其他国家重要计划资助体系;还有一些连续资助项目取得了重要科学进展。

E0501(机构学与机器人)领域结题项目在医疗机器人、机构创新、并联机构及仿生机构等方面都取得了良好进展。例如,研制了国内首台面向腹腔介入治疗的机器人系统,建立了治疗中准确定位穿刺和消融中稳定扶持的精确工作系统。该领域整体成果比较突出,申请各类专利39件,获得授权9件。

E0502(传动机械学)领域结题项目在齿轮传动设计、加工和液压传动、伺服控制理论以及电磁耦合传动系统等方面研究比较深入。例如,对一类新型电磁耦合无齿轮啮合无级变速系统进行了研究,设计出了适于载运工具应用的机电一体化电磁耦合无级变速系统基本型,提出其设计、匹配和控制的优化方法。该领域申请各类专利26件,授权20件。

E0503(机械动力学)领域结题项目在噪声控制、智能诊断方法以及多场耦合动力学等方面进展良好。如研制了近场声全息测量系统,解决了半自由场、多源场中目标声源的分离和重建问题。该领域成果获得部委级和省市级奖励13项。

E0504(机械结构强度学)领域结题项目在缺陷评价、寿命预测和可靠性设计等方面进展突出。如研究了三维纺织结构复合材料临界失效面积破坏准则,并在理论上预见普适性三维纺织结构复合材料单胞的可能性以及应用于复合材料冲击加载和吸能的可设计性。该领域中11个结题项目所发表的论文被SCI收录25篇。

E0505(机械摩擦学与表面技术)领域结题项目在摩擦机理、仿生摩擦学等方面取得了显著的进展。如通过对高速钢轨疲劳裂纹形成机理的研究,提出了抑制和避免严重滚动接触疲劳裂纹形成的有效措施。该领域高水平论文较多。

E0506(机械设计学)领域结题项目在新型机器的设计理论、机械系统设计理论、创新设计方法以及优化设计方法等方面进展突出。如应用扩展的阴阳图冲突网络模型及TRIZ中的技术进化模式与路线,发现产品中存在的问题,并建立发现问题的系统化方法。该领域发表的论文中被SCI收录64篇,被EI收录76篇。

E0507(机械仿生学)领域结题项目在仿生机器人和人造器官等方面取得了突出进展。如将体内生物环境作为重要参考依据而设计的活性人工骨-软骨功能梯度结构的研究在人造器官领域进行了有益的探索。该领域项目共取得发明专利授权11件。

E0508(零件成形制造)领域结题项目在高压铸造、塑性成形、复合焊接及微焊点界面的纳观行为等方面取得了较好进展。如开发了压铸过程热传导反算模型,并用于实际压铸件凝固过程模拟及模具热平衡分析中。该领域发表的论文中,被SCI收录113篇,被EI收录163篇。

E0509(零件加工制造)领域结题项目在难加工材料、微细结构的切削加工以及特种加工等方面进行了深入研究。如通过对非导电难加工材料电火花铣削加工技术及机理的研究,开发出一种新型高效、无污染的电火花铣削新技术,促进了非导电难加工材料的推广应用。该领域较为突出的成绩是4人次受邀作国际特邀报告,3人次作全国特邀报告,发表的论文中,被SCI收录100篇,被EI收录301篇。

E0510(制造系统与自动化)领域结题项目在多轴加工、逆向创新设计、绿色制造等方面取得了较好成果。如通过研究基于神经网络计算试验的制造系统行为预测理论与方法,可以解决制造系统和制造过程甚至其他工程应用领域的各类预测问题。该领域成果获得国家科技进步二等奖1项,部委级奖励3项,省市级奖励5项。

E0511(机械测试理论与技术)领域结题项目在光电传感、无损检测、动态测量等技术上取得了突出进展。如基于彩色莫尔条纹的三维轮廓测量理论和技术能够实现对自由曲面物体的实时、动态测量。该领域比较突出的成绩是国际特邀报告4次,申请各类专利50件,获得授权28件。

E0512(微/纳机械系统)领域结题项目在微/纳器件的加工、微/纳传感器件、微/纳驱动与执行器件的设计等方面取得了丰富成果。如建立了基于AFM的纳米机械刻划加工系统,采用分子动力学仿真方法深入研究了探针纳米机械刻划加工机理。在自然科学基金的资助下,该领域1名项目负责人的博士论文获得了全国百篇优秀博士学位论文。

3 存在的问题

机械工程学科2009年度进展报告和结题报告审核结果表明,绝大多数项目研究都按计划进行,在国内外高水平学术论文的发表、专利申请、成果奖励和创新型人才培养方面取得了重要进展和成果。但少数年度进展报告和结题报告仍然存在一些问题,主要表现在如下几方面:

(1)报告方面。不符合撰写提纲的要求;撰写不认真,有多处图表和排版错误;有直接拷贝相关论文拼凑报告的现象;结题报告的摘要与申请书的摘要完全一样。

(2)计划完成方面。少数进展项目没有按计划进行;个别结题项目没有完成预期指标。

(3)成果方面。个别年度进展报告和结题报告并未附成果附件材料;论文成果所标注的项目号过多(大于4个);个别项目标注的成果和项目无关联;较多项目负责人不提交在线成果,或所填写的在线成果信息不完整;基金资助号标注不规范。

学科经研究,对问题严重的7个进展项目和21个结题项目提出了警告,要求重新提交报告;并对未提交成果附件材料的136个进展项目和16个结题项目进行了反馈。

同时,报告也反映出项目执行过程中存在的一些问题,主要表现在如下几方面:

(1)高水平的成果较少。以论文为例,个别项目存在只重视数量、不重视质量的现象,论文的SCI影响因子不高。

(2)个别成果与项目的关联度小。年度进展报告和结题报告所提交的成果中,个别论文内容与该项目所研究的项目内容不符,明显存在为了交差而应付的现象。

(3)夸大成果或成果偏少。个别结题报告强调项目在国际上的先进水平,但缺少相应的评价证明材料;个别项目的研究工作并未取得实质性进展,公开发表的研究成果偏少。

(4)青年科学基金项目进展或结题成果中无项目负责人作为第1作者的文章。作为人才培养类项目,这种现象是需要引起注意的。

(5)成果标注存在问题。凡是受自然科学基金资助的项目,必须注明国家自然科学基金资助和项目批准号。正确标注如下:中文:“国家自然科学基金资助项目********(项目批准号)”。英文:“Project ******** supported by National Natural Science Foundation of China”,也可缩写为“Project ******** supported by NSFC”。其他语种,参考英文标注。标注位置应在论文、专著、学位论文及其他有效证明材料的封面,或书的扉页,或论文首页等醒目处,或致谢部分。

新的一轮年度进展报告和结题报告撰写在即,希望项目负责人在注意以上问题的同时,扎实推进基金项目的研究工作,实事求是地提交研究报告,不断推出高水平的研究成果,避免低水平重复工作;端正科学研究态度,不要用无关的成果滥竽充数;青年科技工作者是基础研究的生力军,要勇于承担科研重任,探索前沿,不断创新。

4 绩效挂钩举措

为了进一步落实基金委加强基金项目后续管理的政策要求,督促项目负责人认真完成好基金项目,避免出现“申请难,结题容易”的现象,机械工程学科实行绩效挂钩的原则,即原承担的项目完成优秀的项目负责人,新申报项目上会时同等情况下优先考虑。完成质量差或未执行基金委相关规定的项目负责人将录入学科基金项目管理监控系统。

与此同时,学科还通过其他形式监督、检查资助项目的执行情况,通过在华召开国际会议或专题研讨会,邀请资助项目负责人进行学术交流或成果展示,宣传优秀项目的研究进展。如两年召开一次的设计与制造前沿国际会议(ICFDM),是由中国国家自然科学基金委员会和美国吴贤铭基金会联合发起主办的系列国际学术会议,其主要内容之一是展示资助项目的研究进展和最新成果,并评选基金优秀结题项目。2010年7月17～20日在长沙召开的ICFDM2010会议展示了2008年度和2009年度结题项目共550项,根据结题报告的审核情况遴选了39项做分会场报告,通过与会专家投票,遴选了12项面上项目、8项青年科学基金项目为优秀结题项目(表3)并给予表彰、鼓励。

上述20名优秀结题项目负责人在2010年度提交了11项基金项目申请,最后5项获得了资助,大大高于平均资助率。其中,北京工业大学尚德广获得了2010年度重大国际(地区)合作研究项目的资助。同样,对2009年度审核中完成较差的项目,学科在2010年度上会和会评等环节上采取了严格把关的措施。

贯彻“绩效挂钩”的举措,能够激励项目完成出色和科研业绩突出、真正投身科学研究的科研人员潜心研究,同时为他们提供有效经费保障,保证研究方向的连续性。

5 结束语

立足于为基础科学研究服务,机械工程学科通过基金项目进展和结题报告的严格审核,以及学术会议交流、绩效挂钩等多种形式加大对自然科学基金项目的督促与宣传,不断完善自然科学基金资助项目的管理办法。当然,管理最根本的内涵是尊重科学研究规律,营造自由探索创新的良好环境,保护科学家潜心研究,宽容创新挫折。随着科学基金的发展和经费的不断增加,加强基金项目的绩效管理,建立一个科学、全面、公正、客观的基础研究成果评价体系,对激励机械工程学科自主创新和基础研究人才的培养必将产生积极而深远的影响。

参考文献

[1]国家自然科学基金条例[EB/OL].(2007-02-14)[2010-09-03]http://www.nsfc.gov.cn/Portal0/InfoModule_544/29249.htm

[2]王国彪,彭芳瑜.加强基础,倡导创新,规范管理,引领未来—NSFC机械学科2008年度结题项目评述[J].中国机械工程,2009,20(10):1184-1191.

科学基础研究计划项目 篇2

一、重点项目

1．新能源、新材料及装备制造方面的应用基础研究。重点围绕装备制造、航空航天、新能源等领域，开展特殊新材料、节能材料、再生能源以及先进制造技术的研究。

2．现代农业方面的应用基础研究。重点加强旱区主要农作物遗传育种、动植物核心种质资源保护、粮食安全、水土生态安全、主要病虫害防治等问题的研究。3．水资源方面的应用基础研究。重点开展旱区、矿区水资源保护和污水处理的新技术、新方法研究。

4．医药学与生物技术方面的应用基础研究。针对我省区域环境特点，重点开展地方病、多发病的发生发展机理及防治新方法、新技术研究，解决严重性、广泛性危害人民身体健康的关键科学问题。

5．信息科学方面的应用基础研究。重点围绕高速网络及信息安全、高性能软件技术、控制技术、电子与光电子器件技术中的科学技术问题开展研究。

二、青年人才项目和面上项目 数理科学

发挥我省在数理科学领域的创新优势，能够为其他学科提供方法和理论基础。主要资助：以数学、力学、天文、物理等为基础，推动应用学科的前沿性数理问题和方法研究。化学与化工科学

紧跟科学前沿，围绕陕西的经济发展重点领域，为生命、材料、资源与环境、能源、信息等领域的应用开展创新性研究。主要资助：与材料、生命等应用领域交叉融合的有机、无机化学设计方法与合成路线研究；基于高选择性、高效有机合成反应和“绿色”化学有机合成的应用基础研究；生物质能源的基础问题研究；纳米分析、芯片分析化学研究及其在高技术中的应用；电化学反映调控及新电化学体系的应用基础研究；高分子凝聚态物理及聚合物研究；重要生物活性物质的高效分离与纯化及对生命过程的影响研究；污染物的环境生态效应与控制理论研究。农业科学

立足陕西农林科技优势和需求，结合我省主要动植物和生态环境特点，鼓励创新性强、理论联系实际的多学科交叉研究。主要资助：重要农业生物优异基因资源的发现、保护和可持续利用；主要动植物功能基因育种的分子生物学基础；动物干细胞形成分子学基础及调控、细胞凋亡和动物模型建立；农业重要生物灾害发生机理、预警及控制研究；新型生物农药与环境友好型的植物生长、发育调节机理研究。医学学科

针对我省常见病、多发病的发生发展机理及防治新技术、新方法开展研究。主要资助：各类干细胞分化机制、基因表达调控机制、生物遗传与发育分子基础研究；细胞抗病毒免疫学研究；神经系统的发育、老化及再生、损伤与修复研究；心理健康和行为学研究；组织工程材料的研究及应用；器官移植的基础与应用研究；重要常见病、多发病、传染性疾病、地方病的致病机理与防治研究；人类生殖及生殖健康的基础研究；新型药物制剂及其作用机制研究；中医药治疗常见病、疑难病的毒—效、量—效关系和标准规范研究。地球科学

立足西部，研究可持续发展中的资源分布、资源供给、环境优化、减灾免灾以及人类与自然作用的耦合等重要基础性问题。主要资助：地球结构功能变化机制动力学研究及观测新技术新方法研究；陕西人地关系及环境系统的相互作用与影响研究；基于可持续发展的环境生物地球化学循环、环境演变、环境污染和生态修复研究；陕西矿产资源的成藏规律及科学利用研究；陕北生态环境脆弱地区矿产资源开发环境效应与优化调控研究；陕西地区地裂缝、地表沉陷与充填、重大灾害的形成机理、预防方法及其环境效应研究。材料与工程科学

围绕环保装备、新能源、新材料、先进制造与工程应用技术开发，加强具有自主知识产权的创新研究。主要资助：材料损害机理与防护新理论新技术研究；功能新材料合成与制备新工艺、新方法研究；新型材料在信息、生命、能源与环境等领域中的应用研究；特殊冶金和材料制备技术研究；新能源、可再生能源以及煤油气高效利用研究；高效精密装备系统的数字化设计与制造方法；石油替代燃料和清洁燃料发动机等环保装备的理论与关键技术研究；基于人与环境的建筑结构与工程的新理论和新技术；现代交通规划新理论、新方法与工程新技术研究；废弃物的处置与资源化利用研究；生态环境水资源保护研究；旱区农业水土工程和高效节水灌溉新技术研究；流域污染与环境综合治理研究。信息科学

围绕高速网络及信息安全、高性能软件技术、控制技术、光电子器件技术中的科学技术问题开展研究。主要资助：复杂系统的建模和控制，系统可靠性关键技术研究；电磁传播理论与应用技术研究；信号处理技术新理论、新方法研究；高速通信网络和器件研究；新型激光与光信息功能材料及器件研究；新型光电子器件设计理论与方法研究；网络化、智能化、个性化计算及其软件理论与技术研究；系统芯片设计、制造关键技术研究；太阳能光伏及半导体照明关键技术研究；基于量子效应的人工微结构材料与器件研究；人工智能新理论、新方法与先进机器人系统关键技术研究；基于先进制造工艺的信息与控制技术研究；图像处理与系统成像技术研究。管理科学

为建立管理科学的学科基础，显著提高管理科学为管理实践服务的能力和水平，开展人类社会组织管理活动规律及其应用的科学研究。主要资助：管理的基础理论、方法与技术研究；结合陕西企业/组织的管理实践提出的管理科学理论、技术与方法研究；陕西金融安全综合管理机制研究；区域协调发展与资源空间功能分异研究。

三、联合资助专项

1．榆林能源化工基础研究专项

（1）采煤、采油等保水及提高回采率应用基础研究（2）兰炭快/闪速制备应用基础研究

（3）电石、铁合金、兰炭尾气综合利用应用基础研究（4）聚氯乙烯制备应用基础研究（5）金属镁综合节能应用基础研究

（6）石油与兰炭焦油综合炼制应用基础研究（7）采油水处理和地下水保护（8）盐气共采应用基础研究（9）风光新能源开发应用基础研究（10）矿区（煤、油、盐）生态恢复

（11）服务于高新区建设的应用基础系列创新研究 2．延长石油化工基础研究专项

音乐基础科学研究的新成果 篇3

今年4月由中央音乐学院出版社出版的李玫博士的专著《东西方乐律学研究及发展历程》是这门多年来被音乐学界冷落的学科值得关注的新成果，它也是作者从硕士到博士学术上节节提升、多年耕耘结出的硕果。该书的上编“研究方法”以精练的、相对易懂的语言（约占全书1/8的篇幅）阐明了理论律学的一般原理，论述了乐音和音程的物理属性与数理规定性的相互关系，使具备高中数学、物理程度的音乐学子可以在较短的时间内初步掌握这门让许多人望而生畏的学科的基本知识。这一部分的阐释在继承缪天瑞先生以往研究的基础上，充实了赵宋光先生及作者的新探索成果和新提出的概念，例如“相对波长”、“跃迁算子”、“跃迁值”等。她还提供了运用这些新方法进行运算的实例，使读者可以将它们与传统的运算两相对照，明确彼此间的联系。作者在讲述一般理论的同时，也兼顾介绍了从古代各主要文化以长度比值、近代以频率比值、现代以周期比值来解释律学原理从宏观到微观的发展历程。尤其值得称道的是，作者用三四万的文字把这门看似深奥的学科的基本原理向读者做了简明而清晰的交待，大大地拉近了律学与一般音乐学研究者和学习者的距离，也为未来在音乐院校开设相关的课程做了学术上的铺垫。

该书的下编“律学研究历史的发展与回顾”是这部著作的重心，也是其创新性和主要价值之所在。作者在第一、二章系统地记述了中国律学实践与理论发展的沿革，让读者一目了然地了解从《管子·地员篇》记载的三分损益法到朱载堉发明的“新法密律”这一不断深化的历史脉络，在第七章还总结了20世纪中国乐律研究新成果。同时下编还分别列举了除中国以外其他三大文明发源地印度、阿拉伯-波斯（古埃及和古两河流域）和欧洲不同时期的律学理论和运算原理，例如古印度的“22斯鲁蒂”理论、对维纳琴弦长进行分割的掐断率，古代阿拉伯世界的扎尔扎尔“中指”、乌德琴定弦法、萨菲丁的不平均十七律，欧洲拉莫斯和扎里诺的纯律理论、斯台文和梅尔桑对十二平均律的研究等，用丰富的实例证明了民族音乐学的创始人之一埃利斯在《论诸民族的音阶》中所得出的结论：“在全世界不是只有一种音阶，或只有一种自然的音阶，或必须以赫尔姆霍尔茨极为巧妙地设立在音响学上的构成原则的那样一种音阶，而是有着非常多的和各式各样的不同音阶。其中有些是极其人为的，甚至还存在着很随意地发音的音阶。”①此外作者还介绍了近代物理学和数学的新成果对律学发展的推动，也为后学指出了今后如何借鉴现代科技深化这一领域研究的新方法、新思路。

李玫博士的这部著作在强调数学和物理学对乐律研究的基础作用的同时，并没有忽视人类丰富的乐器制作与演奏实践在推动认识乐律的规律的重要意义。例如作者十分重视中国琴律、笛律学的研究成果，特地介绍了印度拉玛马特亚以维纳琴作为实践物改造律制的过程、阿拉伯乌德琴的定弦法、乌德演奏时中指指位的变迁和扎尔扎尔中指指位的确立对阿拉伯律制形成的特殊作用。基于演奏演唱的实践和人类的审美听觉，作者特别尖锐批评了当今乐理知识讲授中把十二平均律作为世界通行的金科玉律，而对它违反自然规律的本质缺陷视而不见的现状，以充分的论据打破了多年以来国内外专业音乐教育对十二平均律的迷信。这对开拓和丰富音乐史学、民族音乐学、音乐心理学的研究视野是十分有益的。

按照书名这本著作的研究对象应为“东西方乐律学”，但是在其中我们只看到对四大文明发源地律制的论述，而对于一些很有特点、民族音乐学家历来十分关注的其他特殊律制，例如泰国的七平均律、印度尼西亚的九平均律却没几乎有涉及，更没有从学理上加以解释，这让我们这些世界音乐后学者不能不感到有些遗憾。尽管如此，我们已经可以从李玫老师的这部书中获得了许多的启示和教益。

正如赵宋光教授在该书的序言中所说的：乐律学“曾以不可抗拒的规律性多源萌生存活，还将以不可磨灭的勃勃生机发育壮大，而且还将以自己抽枝放苞的强劲生命力注入未来的人类，煞住百年颓势。”我们有理由相信正在振兴的中华民族这个文化群体“有能力在21世纪引领人类音乐文化走出那‘法老称霸的疆土’”。②

①埃利斯《论诸民族的音阶》，见《西方民族音乐学的理论与方法》（张伯瑜编译）第298页，中央音乐学院出版社，2007年7月。

②赵宋光“序言”，见李玫《东西方乐律学研究及发展历程》，中央音乐学院出版社，2007年7月。

科学基础研究计划项目 篇4

关键词：国家自然科学基金,地球科学,面上项目,演变特点,原因,效应

国家自然科学基金 (NSFC) 是我国自然科学基础研究方面最重要的竞争性经费之一, 其中面上项目是NSFC最重要的资助类型。学科是NSFC的基本资助单元, 学科组织管理是NSFC促进自然科学各领域均衡协调发展的重要手段。分析面上项目的学科资助结构, 是了解我国自然科学领域基础研究经费投入在各学科落实情况的一条基本途径[1]。

地球科学领域基金项目涉及面上项目、重点项目、重大项目、重大研究计划、杰出青年基金等类型。其中量大面广的面上项目属于科学家自由申请的项目类型, 是国家自然科学基金资助工作的主体, 占国家自然科学基金总经费的60%以上[2]。

本文利用国家自然科学基金委员会所编写的1986—2008年期间的《国家自然科学基金资助项目统计资料》[3]及1986—2000年所编写的《国家自然科学基金资助项目汇编》[4]等资料, 对我国地球科学部面上项目的资助演变特点及原因进行了分析, 并分析了国家自然科学基金地球科学部面上项目的实施取得的效应。

1 总体演变特点及原因分析

1.1 总体演变特点

1997年以前我国国家自然科学基金面上项目包括:自由申请项目、青年基金项目、地区基金项目以及高技术探索项目;1997年及1997年以后的面上项目则包括如下三项:自由申请项目、青年基金项目、地区基金项目;高技术探索项目被归类到专项基金, 因此, 1997年及1997年以后的高技术探索项目不做统计。1986—2008年面上项目地球科学部资助项数及金额如表1所示。

根据表1分析, 1986—2008年地球科学部面上项目资助的演化具有以下两大特征:

(1) 资助项目数和资助金额增幅较大, 2000年为拐点

1986—2008年地球科学部面上项目的资助项目数和资助金额的增幅较大。1986年资助项目数为250项, 资助金额数1 216.5万元;2008年资助项目数为860项, 资助金额数37 393万元。2008年资助项目数比1986年增加610项, 增长2.44倍;2008年资助金额数比1986年增加36176.5, 增长29.73倍。

数据来源:1986—2008年《国家自然科学基金资助项目统计资料》 (2008)

但资助项数和金额数增长的拐点均为2000年 (见图1和图2) 。2000年到2008年项目数从425项增加到860项, 增加435项, 增长1.02倍;2000年到2008年的资助金额数从8929万元增长到37 393万元, 增加28 464万元, 增长3.19倍多, 在2008年达到最大金额数。

(2) 资助青年基金项目及金额所占比例逐年扩大

1997年资助自由申请项目数为310项, 占总资助项目数393项的78.88%;金额4 629.5万元, 占总资助金额5 694.5万元的81.30%。1997年资助青年基金项目数为70项, 占总资助项目数393项的17.81%;金额920万元, 占总资助金额5 694.5万元的16.15%。

2008年资助自由申请项目数为254项, 占总资助项目数860项的29.30%;金额25 017万元, 占总资助金额37 393万元的66.90%。2008年资助青年基金项目数为552项, 占总资助项目数860项的64.19%;金额11 033万元, 占总资助金额37 393万元的29.51%。

可以看出, 到了2008年, 获资助的自由申请项目及金额所占比例逐年减少, 获资助的青年基金项目及金额所占比例逐年扩大 (见图3、图4) 。

1.2 原因分析

通过以上分析发现, 1986—2008年地球科学部面上项目资助存在两个特点:第一, 以2000年为拐点, 资助项目数和资助金额增幅较大;第二, 资助青年基金项目及金额所占比例逐年扩大。那么, 为什么会出现以2000年为拐点, 我国地球科学部面上项目的资助项目数和资助金额增幅较大的现象?为什么我国会加大对青年的资助?

1.2.1 我国以2000年为拐点增大资助的原因分析

第一, 2000年后国家和政府对整个基础研究的高度重视。基础研究指以认识自然现象、探索自然规律、获取新的知识、原理和方法等为主要目的纯科学研究活动, 不以实用性、功用性为目标。2000年是我国基础研究工作迅速发展的一年, 也是科学基金发展史上具有标志意义的一年。国家自然科学基金委员会恢复了国务院直属事业单位的地位, 科学基金经费取得较大增长;基金委推出了一系列重要举措, 着力营造良好的科研环境, 以推动科技源头创新, 取得了一批创新性较强的基础研究成果。2001年3月19日至20日, 国家自然科学基金委员会作为面向全国支持基础研究的机构在京召开四届二次全委会, 在会议上基金委按照“三个代表”的要求, 认真学习九届人大四次会议精神和江泽民同志《论科学技术》的重要思想, 深入贯彻国务院及国家科教领导小组关于科学基金工作的重要指示, 围绕提高我国科技持续创新能力, 提出了“十五”期间科学基金的发展方略, 向国家提出了加大投入的建议, 并得到了国家财政的支持。

第二, 随着社会的发展、国家财力不断提升, 国家有能力加大对基础研究的投入。虽然20世纪90年代后期为了刺激内需中国发行了规模较大的国债, 中央财政赤字也增加了, 但总体上, 在没有大幅加税的情况下, 国家财力有了明显增强。尤其是1997年以后, 国家财政收入占国内生产总值的比重在短短5年内提高了6个百分点;2001年财政收入达到1万6千多亿元。

第三, 我国提出要搞创新型国家, 需要增强原始性创新能力, 因此基础研究迫在眉睫。要产生原始性创新能力, 科学基金要承担主要任务, 因此科学基金是国家创新体系的一个重要组成部分。科学基金既要做好原始性创新的基础研究工作, 还要成为从源头创新到技术创新过程中的桥梁和纽带, 积极推动基础研究的社会化, 促进国家创新体系的建设[5]。

第四, 逐渐认识到基础研究的重要性。20世纪80年代, 特伦斯·基莱等人认为, 科学并非技术和经济进步的源泉, 不需要政府加大基础研究投入[6], 并以日本为例, 认为“二战”后日本不做或少做基础研究, 经济同样高速发展, 证明基础科学的不重要。汪安佑等人研究后认为, 基础科学研究非常重要, 科学是技术的源泉, 日本经济高速发展不是不要基础研究, 而是“搭了世界各国科技进步的便车”, 吸收了世界的基础科学成果, 注重了技术发明和技术创新[7]。20世纪90年代末, 我国进一步认识到了基础研究的重要性, 加大了对基础研究的投入。

第五, 地质科学家对基础科学研究的需要越来越强。2005年8月召开的第八届国际矿床地质会议上, 地质科学家们认为, 随着中国国力的增强和科学技术的进步, 中国地质科学家队伍已经成为一支不可忽视的力量, 中国已成为矿床学术领域和矿业的大国, 中国有能力并且必须立足自身解决资源问题。随着国际矿业的全球化发展, 给中国到国外买矿、找矿、开矿提供了机遇, 但是这只能在一定程度、一定时候缓解中国矿产资源的短缺, 解决中国矿产资源的出路应以国内为主, 以国际市场买矿、开矿或找矿为辅, 因此必须进一步加强对中国矿产资源的基础研究。

第六, 增强自主创新能力的需要。伴随着经济全球化趋势、金融危机, 那些因缺乏自主知识产权、主要依赖模仿别人技术而发展起来的企业或国家, 其经济不堪一击, 而具有自主知识产权和核心竞争力的企业, 则能在竞争和危机中立于不败之地。具有自主知识产权的产品需要基础研究成果作支持, 而我国具有自主知识产权的产品太少, 只有加大基础研究, 并鼓励技术发明, 加快技术创新, 才能建成创新型国家, 提高产品和企业的竞争力。

1.2.2 我国加大对青年资助的原因分析

第一, 国家认识到了加大对青年科技人才培养的重要性。

从人才创新生命周期来分析, 青年阶段是创新最旺盛的时期。国家鼓励自主创新, 而自主创新的主体应该是青年。

第二, 青年科技人才具有获取资助的强烈需求。

从每年申请基金的项目数量可以发现, 青年科技人才申请者特别多。其一, 一批青年科技人才以科技贡献为责任, 希望以干出成绩来报国, 所以需要有项目支持;其二, 青年科技人才事务性工作、兼职工作较少, 有更多的时间和精力投入到科学研究中。

2 取得的效应分析

2.1 后备人才培养效应

国家自然科学基金资助项目能产生后备人才培养效应。通过项目的实施, 培养一大批硕士、博士、博士后等后备人才队伍, 为我国建立创新型国家培养了大批人才。

1986—2008年, 通过国家自然科学基金资助项目地球科学部面上项目的实施, 我国共培养硕士12 397人, 博士10 046人, 博士后1 561人, 为我国地球科学人才队伍的培养起到了重要作用。

由表3可见, 在人才培养中, 硕士和博士的比例较大。并且, 根据五年统计 (除了2006—2008年这一阶段) 博士后、博士、硕士基本趋势都是上升;尤其是2000年以后, 博士和硕士的培养数量增长较大。

数据来源:1986—2008年《国家自然科学基金资助项目统计资料》 (2008)

2.2 科技成果及社会效应

据国家自然科学基金委的共享服务网的资料, 搜索1991—2006年的项目成果, 可得出表4。1986—2006年资助自然科学基金资助项目地球科学部面上项目的结题项目, 共发表8 548篇期刊论文、1 601篇会议论文、986部著作, 并获得147项奖励。

数据来源:国家自然科学基金委的共享服务网

由图6可见, 1991—2006年中, 2003—2004间年期刊论文、会议论文和著作最多, 而2005—2006间则减少。一是因为统计时, 一些项目尚未结项的缘故;二是部分承担人的成果产出率减少。

2.3 综合效应

国家自然科学基金项目的实施既产生了科技成果, 也培养和选拔了杰出人才。周小刚等人认为, 青年科学基金本身就是支持35岁以下的青年科技工作者, 使他们能在科研领域有较高、较快的起步。同时, 其它类别的项目也对人才培养有很大的贡献[8]。

以朱日祥、周卫健、段振豪为例, 可以证明其国家自然科学基金项目取得的综合效应。他们通过承担国家自然科学基金项目, 不但产生了科技成果, 也成长为杰出的人才。

(1) 朱日祥:

主要从事固体地球物理学的基础性研究, 涉及地磁极性倒转和古强度变化与地球深部过程的相关性、沉积盆地定年以及中国主要陆块运动学特征的古地磁研究等领域, 其承担的国家自然科学基金项目的研究成果已在Nature、《中国科学》等刊物发表论文151篇, 并被广泛引用。1993年度获中国科学院青年科学家奖, 1996年度获中国青年科学家奖, 1996年度获中国科学院自然科学奖一等奖, 2003年当选为中国科学院院士。

(2) 周卫健:

主要从事第四纪地质、放射性碳年代学及过去全球变化的研究。承担了国家自然科学基金项目, 提出了东亚季风区YD事件的确凿证据及其高、中、低纬度地区的空间变率; 提出了全新世季风气候不稳定性的证据;建立了适用于风积物中花粉浓缩物提取和加速器测年的实验方法, 为推动黄土高原的14C年代学研究探索了一条新的途径。研究成果在国际SCI刊物上发表论文10篇, 在国内核心刊物上发表论文3篇, 获1998年度中国科学院科技进步奖一等奖, 获1999年度国家自然科学奖三等奖。

(3) 段振豪:

主要研究方向是地质流体物理化学和分子动力学计算机模拟研究。取得的主要成果是:建立了多个具有预测性的状态方程, 用于计算由水—气—盐组成的地质流体的相平衡、化学位、焓、PVT性质等方面的物理化学性质, 这些方程在实验的基础上具有很强的外延性和预测性。研究成果为研究水岩反应、包裹体形成条件、油气形成和运移、油气和地热开发、多组分多相时空模拟、热液矿床成因提供了非常有用的理论工具, 被世界上30多个国家的科学家引用, 并被多个国际石油和地热公司所应用, 提高了石油和地热行业的经济效益, 促进了经济的发展。

3 结论及建议

本文以国家自然科学基金地球科学部面上项目为例, 通过对1986—2008年我国地球科学部面上项目资助情况分析, 探索了其基本特点、分析了原因、论述了效应。

(1) 1986—2008年我国地球科学部面上项目资助的基本特点:第一, 以2000年为拐点, 资助项目数和资助金额增幅较大;第二, 资助青年基金项目及金额所占比例逐年扩大。其原因为多方面的, 但国家对基础研究的高度重视及国家财力不断提升是主要原因。

(2) 国家自然科学基金地球科学部面上项目的实施, 取得了后备人才培养效应、科技成果及社会效应和综合效应。

(3) 政策建议:增加对国家自然科学基金地球科学部面上项目的资助项目数, 以扩大后备人才培养效应;自由申请项目与青年基金项目数保持适当比例;增加成果的产出率。

参考文献

[1]胡明晖.国家自然科学基金面上项目的学科资助结构[J].中国科技论坛, 2008 (3) :12-15.

[2]曲建升, 张志强.国家自然科学基金地球科学面上项目15年资助情况分析[J].地球科学进展, 2006 (8) :870-876.

[3]国家自然科学基金委.国家自然科学基金资助项目统计资料 (1986—2008) [Z].国家自然科学基金委, 2008.

[4]国家自然科学基金委.国家自然科学基金资助项目汇编 (1986—2008) [Z].国家自然科学基金委, 2002.

[5]陈佳洱.科学基金推动源头创新政策[J].瞭望新闻周刊, 2001 (25) :15-16.

[6]特伦斯.基莱.科学研究的经济定律[M].王耀德, 等, 译.石家庄:河北科学技术出版社, 2002.

[7]汪安佑, 雷涯邻.激励首都科技人才自主创新的理论与策略[M].北京:地质出版社, 2008:21-22.

中国火灾科学基础研究进展与展望 篇5

中国火灾科学基础研究进展与展望

简要回顾火灾科学的发展历程,重点综述近来中国火灾科学领域在火灾动力学机理与规律、火灾防治技术原理和火灾安全工程方法学等方面的重要基础研究进展,展望火灾科学基础研究的发展趋势,并提出未来火灾科学的若干重点研究方向.

作 者：范维澄 刘乃安 FAN Wei-cheng LIU Nai-an 作者单位：中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,安徽合肥,230027刊 名：中国科学技术大学学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA年，卷(期)：36(1)分类号：X932关键词：火灾科学 中国 火灾动力学 火灾防治技术 火灾安全工程方法学 发展趋势 重点方向

科学基础研究计划项目 篇6

摘 要：化学是以实验为基础的自然科学，实验是学生获取知识、对知识进行创新的重要手段，是培养学生严谨的科学态度、较强的实验设计能力、动手实践能力、提高学生科学研究能力的重要途径。通过优化实验室气体制备实验，引导学生关注实验中的现象与结论，灵活运用控制变量法。通过实验改进，培养学生知识构建、实验探究等能力，形成研究及制备物质的一般思路，提升学生的科学素养。

关键词：实验室制备气体；实验改进；科学素养

依据化学课程标准，义务教育阶段的化学课程要以提高学生的科学素养为主旨，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，发展科学探究能力。科学素养的要素内涵主要包括科学知识、科学方法、科学能力、科学情感态度与价值观、科学精神、科学技术与社会等六大要素。化学实验不仅仅是一种为学生提供感性认识的直观手段，而且还是激发学生兴趣，使学生掌握化学知识、实验技能和科学方法，培养学生科学能力、科学态度和科学观念的一种非常重要的途径和方法。可见，化学实验具有培养科学素养的功能。

化学实验涵盖的内容很多，其中改进实验恰当地对实验进行了拓展和延伸，让学生积极参与，激励他们不断去粗取精、去伪存真、由表及里地探求知识，是培养学生创造性思维的有效途径。因此，在化学实验教学中应充分注意对实验装置、原理等的探究。为此，本文选取实验室高锰酸钾制取氧气和二氧化碳两个气体制备基础实验为例，在自主性实验选题方面进行了相应的探索。

一、目前基础实验教学中存在的不足

1.学生的主体作用不突出

在基础实验教学过程中，很多教师往往在课堂上进行演示实验，然后学生记录实验现象以及在教师的引导下得出结论等。虽然学生有参与实验的过程，但往往也是在老师讲清楚实验步骤后，学生按部就班地操作而已。例如，氧气的制取实验，它是学生接触化学、了解化学、学习化学后接触到的第一个气体制取实验，有承前启后的作用，它不仅有利于学生进一步熟悉常见仪器的使用，而且通过对实验室制取氧气的原理和思路的分析，有利于培养学生的实验探究能力和创新意识，更为今后学习其他气体的制取打下良好的基础。但在以往的教学中，用高锰酸钾制取氧气时，一般方法是老师教给学生实验操作方法，用酒精灯加热试管中的高锰酸钾，再用带火星的木条检验氧气的产生，然后教师直接给出反应的文字表达式：高锰酸钾加热能产生锰酸钾、二氧化锰和氧气。教师往往感到尴尬，学生根本没有看到生成的锰酸钾和二氧化锰，由老师直接灌输给学生，这对实验原理的探究是远远不够的，所以，在后续的学习中，总会出现一些问题。比如，生成物写不全、区分不开锰酸钾和高锰酸钾等。再讲到氧气的收集方法时，应该选用向上排空气法，基本上都是教师先给知识点，然后再给学生讲解选用的原因，这样学生的感受不深，容易出现问题。在实验室制备二氧化碳气体实验中，一般都会采取类比氧气的实验室制法，认识实验室制备二氧化碳的原理、制取装置、操作步骤等方面；但在此基础上对发生装置进行进一步探究较少。对学生的实验设计思路、装置及实验探究能力的培养是远远不够的。

2.教师对基础实验的功能与地位认识不够

在化学课程标准中，科学探究部分明确指出了中学生需要完成的八个基本实验。但在实验教学过程中，很多教师在中考的压力下，往往只考虑学生如何才能得到高分，而忽略了对化学学科本质的探究。对于小组实验，因为场地和课时限制，往往会被忽略，而转变为教师演示实验，对于现象和结论比较注重，但是缺乏更多的原理分析和对学生情感态度的培养，忽略了学生自主学习的意识，对整个教学过程带来了消极的影响。

二、基于学生科学素养培养的基础实验教学改进

为改变教学中的不足，我们基于学生科学素养培养的角度改进初中化学实验教学，增强实验教学的探究性。具体的做法如下：

1.改进实验，探索生成物

眼见为实，直接告诉学生不如让学生亲眼看到、亲身体会。从生成物的角度分别设计实验，一一验证，充分分析实验现象，得出实验结论。例如，在高锰酸钾制取氧气的实验教学中：（1）氧气的检验：把带火星的木条接近导管口，复燃则是氧气。（2）锰酸钾的观察。本身锰酸钾是绿色固体，很容易看出来，但是在本实验中，前有高锰酸钾（剩余）的紫色干扰，后有生成的黑色的二氧化锰的干扰，造成观察生成的锰酸钾很困难。所以，我们采用了一些简单可行又不费时间的方法加以解决。方法如下：步骤一：首先取两个相同的集气瓶，分别放入100毫升水，一个备用，另一个把水倒掉。取少量的高锰酸钾溶解倒入有100毫升水的集气瓶中，让学生观察高锰酸钾的紫红色，两个集气瓶都留待后用。步骤二：取一药匙的高锰酸钾于试管中加热，用带火星的木条在导管口检验氧气。继续加热稍长时间后，撤掉酒精灯，把试管中的部分残留物倒到没有水的集气瓶中，学生能很清楚地观察绿色的锰酸钾。用集气瓶是因为底部向内突出，后倒入的固体药品会往底部四周扩散，遇到残留的水，很容易就看到了锰酸钾的绿色，排除了高锰酸钾的干扰，一次没有成功，可以重新做，直到基本没有固体残留，如果还没有观察到，可以往试管中到入一毫升水，稍加振荡，就能清楚地在试管壁上看到绿色的锰酸钾。最后，教师拿绿色的锰酸钾固体展示给学生。（3）二氧化锰的观察。向加入固体残留物的集气瓶中倒入100毫升水，振荡，和前边的加入高锰酸钾的集气瓶对比，学生会清楚地对比出有残留物的集气瓶中明显有黑色物质。我们可以继续验证二氧化锰。方法如下：把纸巾对折、对折、再对折，有一定的厚度，然后用滴管吸取少量混合物到纸巾上，很快液体被吸走，看到了残留的黑色物质二氧化锰。也可以课下利用小组活动，通过过滤的方法把二氧化锰提取出来，留待双氧水制取氧气时进一步检验。

2.改进实验，探索收集方法

向上和向下排空气法的教学，教师一般都采用直接讲解和画图并用的方法，讲解起来很是费劲，学生因为无法看到进入瓶中的氧气，也无法观察到排出去的空气，所以，造成部分学生理解有困难，只能死记硬背，不利于学生能力的培养。针对这一问题，我们采用了收集二氧化氮气体的对比实验。实验都是在实验室的通风橱中完成，并录像在课堂上展示。

对比实验一：向上和向下排空气法的对比。用向上排空气法收集二氧化氮气体时，学生看到了明显的红棕色气体进入集气瓶后，气体不断从瓶底上升，将空气排出，直到所有气体集满整个集气瓶。在向下排空气法时可以看到密度大于空气的二氧化氮气体会直接从瓶底向瓶口流动，无法收集满一瓶较纯净的气体。

对比实验二：导管深入集气瓶底和集气瓶口的对比。学生看到长管进入时，气体直接在瓶底富集，将空气排出，而从短管进入时，观察到气体不断向瓶底流动，很快与整瓶气体混合，不能有效地将空气排出瓶外。

对比实验三：排水法和排油法收集二氧化氮的实验对比。学生清楚地看到有色的二氧化氮气体很快消失和水产生反应，而排油法可以收集。从而得出能和水反应的气体不能用排水法收集，同理能溶于水的气体也不能用排水法收集等等。

通过对比实验，学生不仅能很容易掌握排气法收集气体的原理，而且能很好地培养学生学会在化学实验中灵活运用控制变量法。

3.分组实验，增强解决问题的能力

从实验的设计到具体实施，学生会遇到各种各样的问题。在解决问题中，让学生依据自己的实验现象进行分析，不仅有利于学生实验技能的培养，也有利于学生实验创新能力的培养。如，在第一单元的教学的过程中，学生加热胆矾固体，清楚地在试管口看到了产生的水珠现象，如果操作不当，就会造成试管炸裂。学生就很容易分析试管口稍向上倾斜引起回流问题。另外，在高锰酸钾制取氧气加热的过程中，如果试管口没有塞棉花，高锰酸钾进入导管就会出现紫红色。依据这一实验问题分析，学生对固体粉末的加热实验，操作上就会考虑类似问题的解决方法。实验室制取二氧化碳实验中，学生可以进一步设计实验装置，通过分组实验，引导学生发掘不同仪器的相同功能，进行简单替代，并赋予装置更多的功能，如，能控制反应随开随停以及生活中一些用品的再利用等等，实现对简单装置的改进。

4.增强实验题目的自主性、实用性、综合性

经过一学年的学习，学生已经逐步掌握了一些基本实验技能。学生的实验能力在不断提升，可以继续推出一些贴近生活，综合性强及可操作性强、学生感兴趣、具有一定创新性的基础化学实验。例如，日常食品中干燥剂成分的探究，蔬菜、水果中维生素C的测定，化妆品中铅含量的测定（快速检测试纸），松花蛋的制作等实验。也可以鼓励学生根据自己的兴趣开发新的实验题目。学生自主学习空间加大，求异创新的思维就会被激活。实验中涉及概念与技术的要点很多，例如，样品处理技术、实验方案设计、溶液的配制、干扰消除分析与实践、实验结果的表达与数据处理、推断化学组成、实验报告书写、相关实验设备使用与维护等。这种开放式的实验教学过程很受学生欢迎，为培养学生自主创新意识和能力创造了条件。在审阅学生实验设计方案以及与学生讨论问题的过程中，还应构建民主、平等、和谐的研讨氛围，师生关系要建立在平等、尊重、信任的基础上，充分发挥学生的潜能，使学生在实验的过程中全面提升分析问题的能力以及实践技能等科学素养。

总之，通过对化学基础实验教学的改进研究，不仅可以帮助学生完善对制备物质的原理研究以及物质制备的装置选择研究，而且在开放性的实验教学中，还可以充分发挥化学实验在培养学生的科学态度、训练学生的科学方法，特别是完善学生的创造性思维方面的功能。但在一些新开发的实验功能发挥上仍存在着一些不尽如人意的地方，阻碍着化学实验在完善学生创造性思维素质方面重要功能的充分发挥。因此，还需要我们不断探索。

参考文献：

[1]姚元芝.论初中化学教学中科学素质的培养[J].化学教育，1998（11）.

[2]刘贺芝.在化学实验教学中培养学生的创新能力[J].中学化学教学参考，2003（3）.

科学基础研究计划项目 篇7

夏佩尔认为, 科学发展的重要特征在于获得那些当下被证明是成功的并摆脱了具体的怀疑理由的信念, 并把这类信念构成供研究的领域, 这种构成作用越来越成为科学求知的特征, 当今科学的发展越来越依靠这些信念来确定, 这个过程形成了科学研究的领域。但是并非任何背景信息都能用来形成科学的进程, 存在着决定这种用法的条件, 它们产生于科学的探索过程中, 并随着科学的发展而发展, 因此科学事业是一个根据它所能找到的最好的信念构建的过程。

一、成功性

一个信念之所以被人本当做背景信息来使用, 首先在于这个信念是成功的, 何以说一个信念是成功的?或者说一个信念成功的标准是什么?夏佩尔认为科学自身会回答这个问题, 成功的标准是随着科学的发展而变化的, 人们不能预设的提出这样的标准, 成功标准只能由科学决定, 在科学实践的发展过程中, 在相应的领域内科学自发的规定本领域问题的解答标准, 对于什么是成功的理论科学史上存在着许多不同的看法, 从科学的历史上看成功的理论会随着研究目的的改变而发生变化, 对于成功的理论的看法也是科学哲学中各个哲学流派的争论焦点之一, 但是大部分观点都把理论是否成功的标准建立在一个外在的哲学理论之上, 其实当我们苦思冥想的寻找成功的标准的时候, 往往发现这种标准是如此的难以捉摸, 无论提出什么样的外在标准, 往往在很短的时间内就会被科学的发展所否定, 其实成功的理论就摆在我们面前, 而大部分人却没有注意它, 成功的标准就在我们的信念中, 这些标准的变化有许多不同方式, 所以我们无法假定一个超验的、不变的标准。而科学本身严格的规定了成功的标准, 在科学中产生了成功标准的抽象原则例如:“只注意那些针对具体信念的怀疑”或“旨在实行科学推理的内在化”, 而且也产生了一些比较具体的原则, 诸如“力图依据运动的物质解释一切现象”或“力图用可重正化的局部规范和不变的场论, 建立对基本粒子和力的解释”, 而且成功的标准也随着科学的发展而变化, 并且各个领域各自有自己的成功标准, 在一个领域中成功的标准在其他领域中也不一定是成功的。所以夏佩尔认为成功标准只能由科学中的各个领域做出相应的回答, 总的来说, 夏佩尔认为成功的标准是变化的, 相对于不同的科学领域, 相对于科学发展的不同阶段都有着不同的成功标准, 人们不应该主观的设定这些标准, 只有在科学实践中由科学来认定什么样的信念是成功的。科学建立在其成功的信念基础上, 但是成功的信念不一定会参与到科学的发展中, 因为有时一个信念虽然成功, 但仍然有具体的理由假定它不可能是真的, 夏佩尔把这类信念称为理想化信念, 一般而言理想化信念不能作为背景信息, 但在实际科学研究中, 有些情况下在某些尚未发展成熟的科学部门, 没有上述成功的背景信息, 人们还是会选择使用这些理想化信念。

二、无具体的怀疑性

夏佩尔所说的具体的怀疑是相对于普遍的绝对怀疑的观点而言的, 他反对那种普遍的怀疑, 在科学中我们可以找到各种理由去怀疑科学信念的任何方面, “因为任何一个组成科学信念的理由都有反命题, 这些反命题都可以被人们当成怀疑的理由, 但是这种普遍的怀疑就像我们怀疑自己是否生活在梦中, 它们对于我们的生活毫无用处, 同样这样的怀疑在科学中也是没有作用的”在实践中, 人们越来越深刻的意识到怀疑论的怀疑会使人误入歧途, 在科学研究的探索中, 怀疑可能产生, 但怀疑的可能性本身不应当成为怀疑任何命题的理由, 产生怀疑的可能性不能使我们拒绝使用我们所能依靠的信念, 因为除了我们已经获得的成功信念之外我们没有别的可以信赖的方法提供选择。

夏佩尔对科学中的具体怀疑规定了四种形式:第一种是可以怀疑信念与其他已知的成功信念和其他领域的相容性, 即怀疑信念是否与已知的成功信念是否相容, 是否可以解释其他领域的问题。第二种具体的怀疑是怀疑这个信念的实体部分而不是这个信念的概念工具, 第三种是怀疑信念是否是前后一致的, 第四种是怀疑理论的基本观点是否是清晰的, 他认为如果一个信念克服了这四点就摆脱了具体的、令人信服的怀疑。同时夏佩尔认为应该把理论的完备性与正确性区别开来, 上述的具体怀疑保证的是理论的完备性, 但并不是说一个完备的理论一定是正确的, 一个理论的完备只是就其自身而言, 但并不排除其他完备的理论与其竞争, 正确与否的评判标准是由科学中的各个领域凭借实践来决定的, 并且随着科学实践的深入而变化的。哲学所应该做的是提供一个理论完备性的标准, 理论的正确性标准应该交给科学实践予以证明。但是一个不完备的理论在一些情况下一定是不正确的, 例如一个理论如果与其他已被承认的理论不相容, 或是理论内部自相矛盾, 那么这个理论一定是不正确的。所以夏佩尔所指的具体的怀疑是对理论本身的怀疑, 是符合上述四个条件的怀疑, 除此以外的怀疑对于科学发展而言并没有什么用处, 但是即使是摆脱了具体的怀疑的信念也不保证是正确的。

三、相关性

所谓的相关性, 是指信念要与域和域的主要问题相关, 相关性可以从两个方面来理解:第一它是科学与非科学逐渐分化的问题, 科学的发展就在于种种的相关关系被发现、确立、明朗化, 一个学科是否具有这种明确的关系也是这个学科是否成熟的标志, 科学发展的过程就是不断地明确各种关系, 并且把一些不相关因素排除在外的过程, 这个过程也是科学与非科学区分的过程, 例如开普勒旨在建立宇宙中的数学关系, 在他看来行星绕轨道运行的速度、行星与太阳间的距离都与他的研究相关, 而且在一个人诞生时行星的角度对这个人后来命运的影响也与他的研究相关。后人在继承了开普勒的数学思想来研究天体运行, 但是同时人们发现行星的角度与人的命运并不相关, 至此人们把它排除到了科学之外。从科学发展史的研究成果上看, 科学的发展过程中确立了各类事物的相关性同时把一些不相关的信念排除出了科学。

夏佩尔认为只有具备了以上三个条件的信念才能成为背景信息, 也只有符合这三个条件的信念才可以作为人们探索科学时所依靠的理由, 才能构成科学发展的基础。

摘要：知识与获取知识的方法是密切相关的, 夏佩尔认为人们通过之前的知识作为其背景信息构成充分的理由从而为获得新知识提供基础。之前人们通常假设科学方法是一组抽象的和不变的规则, 有一种独一无二的方法独立运用这个方法就可以获得知识, 而且这种方法一经发现就只是应用于产生知识, 它本身不根据这些知识而改变, 事实证明这种理论并不存在, 背景信息是夏佩尔科学哲学理论的中心概念, 总的来说背景信息是一种信念, 这种信念是由各种知识组合而成的, 而背景信息在科学研究中具有基础性作用。

科学基础研究计划项目 篇8

关键词：高等学校,国家自然科学基金,基础科学研究,学科能力

在国家和地区创新体系中,知识创新能力是一个国家和地区创新体系构建和经济社会发展的决定因素。“科学能力的作为特殊的生产力,推动科学知识的创生、发育、增长和变化,并且给社会生产提供着力点,进而决定科学事业的兴衰。”[1]高校作为国家和区域创新体系中的重要力量之一,是知识创新的重要基地,它和企业的技术创新相结合,形成了一个国家和地区创新发展的重要链条。自然科学基础研究能力是一个高校原创性研究方面能力高低的重要标志,也是一所高校优势学科的重要反映。国家自然科学基金作为资助高校基础研究的重要主渠道之一,高校所获得的数量和资助额度基本反映了高校在国家基础研究能力和优势学科领域的地位状况。因此,从国家自然科学基金的视角来研究和探讨高校基础科学研究能力、知识创新能力和优势学科的特点和发展规律,有利于我们理解一个国家或地区创新能力的高低和经济社会发展的潜力。

1 河南省高校获国家自然科学基金资助总体情况

河南省是我国的经济大省和人口大省,高等教育发展在近十年间取得了长足的进步,无论是高等学校的数量还是人才培养的数量和质量都取得了重大突破,高层次人才培养的能力也得到大幅提升。2009年,高校和科研机构共有博士学位授权一级学科点11个,博士点106个;硕士学位授权一级学科点103个,硕士点845个。全省高等教育总规模达227.96万人,高等教育毛入学率达22.02%。在校大学生人数达136.88万人,在校研究生的数量达26431人[2] 。2009年河南省获得国家科技进步奖25项,其中特等奖1项(全国共3项),一等奖3项(全国共17项),获奖质量和数量均创历史新高;专利授权量首次突破万件,达11 428件。自主创新体系建设取得重大突破,5个实验室被批准为国家重点实验室,实现了河南省国家重点实验室“零”的历史性突破。新增国家工程中心3个,新组建66个省工程技术研究中心。新组建了15个省级重点实验室,省级重点实验室达到62个[3]。河南省高等教育的快速发展和科技平台的建设都为河南省科学研究能力的提升奠定了坚实的基础。

1999—2010年,河南省115所高校(包括普通高校、中外合作办学、高职高专、独立学院、民办高校)共获得国家自然科学基金项目1 282项,资助金额累计近3.4亿元[4]。其中获得国际(地区)合作与交流项目67项,金额为255万元,资助的学科主要是数学、工商管理、管理科学与工程、物理学I、高分子科学、有机化学、地理学、宏观管理与政策、药物学等;国家基础科学人才培养基金6项,金额为521万元,资助的学科主要是化学、天文学等;国家杰出青年科学基金4项,金额为580万元,资助的学科主要是药物学、力学、植物学、肿瘤学;联合资助基金项目9项,金额为428万元,资助的学科主要是电子学与信息系统、水利科学与海洋工程、天文学、无机非金属材料;面上项目821项,金额为23 115万元,资助的学科主要是无机化学、有机化学、数学、农学基础与作物学、地理学、机械工程、肿瘤学、中药学、化学工程及工业化学等;青年科学基金项目349项,金额为6 817万元,资助的学科主要是地理学、有机化学、物理学II、数学、无机非金属材料、无机化学、计算机科学等;重大研究计划11项,金额为503万元,资助的学科主要是无机化学、数学、中医学等;重点项目5项,金额为850万元,资助的学科主要是力学[5] 1999—2010年河南省高等学校共获得面上项目821项,资助金额为23 115万元,分别占河南省高校所获全部项目总数和金额的64%和68%。从资助的学科来看,主要是无机化学、有机化学、数学、农学基础与作物学、地理学、机械工程、肿瘤学、中药学、化学工程及工业化学等。从项目数和金额数来看,国家自然科学基金面上项目是支撑河南省高等学校基础科学研究的主渠道。其中获得20项资助以上的依托单位有14个,超过100项的有郑州大学(404项),河南大学(156项),河南师范大学(116项)。获得资助金额超过1 000万元的依托单位有9个,超过2 000万元的有5个。其中郑州大学获得面上项目数量和获资助金额远远超过河南省其它高校,两项都占河南高等学校面上项目总数和获资助金额总量的49%。

3 河南省高等学校获得国家自然科学基金青年科学基金项目资助情况分布

青年科学基金项目是国家自然科学基金人才项目系列的重要类型,主要支持青年科学技术人员在国家自然科学基金资助范围内自主选题,开展基础研究工作,培养青年科学技术人员独立主持科研项目、进行创新研究的能力,激励青年科学技术人员的创新思维,培育基础研究后继人才[5]。 2004年,河南省正式提出实施“人才强省战略”,大力推动人才的引进和培养,“人才强省战略”获得重大发展。2004—2008年,河南省“引进硕士学位以上的高层次人才5万多人,培训专业技术人员350多万人次,培训机关事业单位技术工人50 多万人次,考核选拔工人技师2万人。”[6]高层次创新人才工作获得重大突破,“2009年两位中青年学者当选两院院士。……在豫的两院院士达到17人,2009年专业技术人才总量达到248万人,比2004年增长77%。引才引智也取得了新突破,5人入选国家海外高层次人才引进‘千人计划’,12人入选省‘百人计划’,2004年以来共实施引进国外人才项目2000余项、国外专家3万人次。”[7]截止到2009年年底,河南省人才规模进入全国前10名,人才贡献率在全国排名第12位,“人才强省战略”的实施极大地支撑了河南省经济社会发展,支撑了河南省高等学校人才引进工作和办学水平的提升,也为河南省高等学校开展基础科学研究提供了强有力的人才支持。

从1999—2010年河南省高等学校获得青年科学基金项目的资助情况来看,共获得基金项目349项,资助金额为6 817万元,分别占到河南省高校所获全部项目总数和金额的27%和20%。获得10项资助以上的依托单位有8个,郑州大学(101项),河南大学(44项),河南理工大学(37项),河南科技大学(27项),河南师范大学(25项),中国人民解放军信息工程大学(22项),河南农业大学(21项),河南工业大学(12项)。获得资助金额超过400万元的依托单位有7个,超过2 000万元的有1个。其中郑州大学获得项目数量和获资助金额远远超过河南省其他高校,两项分别占河南高等学校青年科学基金项目总数和获资助金额总量的29%和30%。从资助的学科来看,主要是地理学、有机化学、物理学II、数学、无机非金属材料、无机化学、计算机科学等。从1999—2010年青年科学基金获资助项目数和资助金额的增长趋势来看,2010年比1999年都增加了100多倍,充分显示了青年学者群体正日益成为河南省高等学校基础科学研究的有生力量。

续上表

4 河南省高等学校获得国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目资助情况分布

国际(地区)合作交流项目旨在鼓励科学基金项目承担者开展广泛的国际合作交流活动,推动在研科学基金项目的科学创新、人才培养和学科建设,提升基金项目的研究水平。同时,鼓励科学家通过广泛的合作与交流,与国外合作伙伴保持良好的双边和多边合作关系。国际(地区)合作交流项目主要资助我国科学家与国外同行就双方共同感兴趣的、与基金项目有关的科学问题所进行的各类合作交流活动。国际(地区)合作研究项目资助科研人员立足国际科学前沿,有效利用国际科技资源,本着平等合作、互利互惠、成果共享的原则开展实质性国际合作研究,提高我国科学研究水平和国际竞争能力,力争在前沿领域有所突破[5]。

从1999—2010年河南省高等学校获得国际(地区)合作与交流项目的资助情况来看,获得资助经费在10万元以上的依托单位有7个,超过10项的有郑州大学(20项),河南师范大学(13项),郑州航空工业管理学院(10项)。从资助的学科来看,主要是数学、工商管理、管理科学与工程、物理学I、高分子科学、有机化学、地理学、宏观管理与政策、药物学等。这反映了随着高等教育国际化的不断发展,河南省各高校也在积极推动高等教育的国际交流和合作,这些都有利于推动河南省中长期教育改革和发展规划纲要中确立的“建立健全我省与友好省州、姊妹城市和国际组织的教育工作磋商机制,推动教育国际合作与交流全方位、多层次、宽领域发展。鼓励各级各类学校发挥自身特色和优势,开展形式多样的国际交流与合作,不断提升整体办学实力和国际竞争力”[8]的规划要求。

续上表

5 河南省高等学校获得国家自然科学基金其他项目资助情况分布

从河南省高等学校获得国家自然科学基金项目支持的情况分析来看,除了在面上项目、青年科学基金项目、国际(地区)合作与交流项目上获得比较多的资助,显示出了较强的发展潜力和发展后劲,而在其他项目方面明显出现了不均衡,尤其在推动国家基础科学原创性研究方面的能力还需要进一步提升。从资助的学科来看,国家基础科学人才培养基金资助的学科主要是化学、天文学等;国家杰出青年科学基金资助的学科主要是药物学、力学、植物学、肿瘤学;联合资助基金项目资助的学科主要是电子学与信息系统、水利科学与海洋工程、天文学、无机非金属材料;重大研究计划资助的学科主要是无机化学、数学、中医学等;重点项目资助的学科主要是力学。

从国家自然科学基金资助的重点类项目来看,河南省高等学校在推动若干重要领域或科学前沿取得突破的重点项目、提升基础研究源头创新能力的重大项目、实现若干重点领域和重要方向跨越发展的重大研究计划、造就一批进入世界科技前沿优秀学术带头人的国家杰出青年科学基金、围绕某一重要研究方向进行基础研究和应用基础研究的创新研究群体科学基金、支持国家基础科学人才培养基地建设的国家基础科学人才培养基金等项目方面承担的数量明显偏少。从这些项目支持的方向和领域来看,这些项目类别都是在已有研究基础上的进一步创新性研究。如重点项目是针对已有较好基础的研究方向或学科生长点开展深入、系统的创新性研究,促进学科发展,推动若干重要领域或科学前沿取得突破。重大项目是面向国家经济建设、社会可持续发展和科技发展的重大需求,选择具有战略意义的关键科学问题,汇集创新力量,进一步提升我国基础研究源头创新能力。重大研究计划针对国家重大战略需求和重大科学前沿两类核心基础科学问题,结合我国具有基础和优势的领域进行重点部署,凝聚优势力量,实现若干重点领域和重要方向的跨越发展。国家杰出青年科学基金支持在基础研究方面已取得突出成绩的青年学者自主选择研究方向开展创新研究,培养造就一批进入世界科技前沿的优秀学术带头人。创新研究群体科学基金资助国内以优秀科学家为学术带头人、中青年科学家为骨干的研究群体,围绕某一重要研究方向在国内进行基础研究和应用基础研究[5]。从这些项目的要求来看,这些项目主要支持有一定研究基础的原创性研究工作,而河南省高等学校在这方面承担的项目数量和获得的资助额度明显不足。从已承担的这些研究项目的依托单位来看,这些高校大都是在基础科学研究方面具有一定优势的学校,如郑州大学、河南大学、河南师范大学等,而其他高校在这方面的研究能力还需要进一步提升,这说明河南省高等学校还需要进一步凝练学科发展方向,加大原创性研究的力度。

同时,从海外或港、澳青年学者合作基金、海外及港澳学者合作研究基金项目来看,河南省高等学校与海外及港澳科技资源优势互补、资源共享、吸引海外及港澳优秀人才为河南服务等方面还有许多工作要做。

6 小 结

从河南省高等学校获得国家自然科学基金资助项目来看,河南省高等学校基础科学研究能力和优势学科发展呈现出以下的发展趋势:

(1)基础科学研究能力发展迅速。1999年河南高校共获得16项,资助金额为278万元。2010年,获得336项,资助金额为9 770万元。项目数量和资助金额分别增长了21倍和35倍,大大高于同一时期国家自然科学基金项目总数和金额总量的增长速度(2001—2009年,国家自然科学基金项目增长了2倍,资助金额增长了5倍)反映了河南高校在基础科学研究能力方面的提升非常迅速。

(2)基础科学研究能力发展不均衡。1999年只有5所高校获得资助,2010年有28所高校获得资助,但是与河南省高校总数相比较,获得率偏低。同时,从项目的依托单位来看,主要集中在郑州大学、河南大学等高校,其他高校获得项目还较少,虽然近几年如黄河科技学院和郑州铁路职业技术学院等都获得过项目资助,显示了多样化的发展趋势。但从整体上来讲,河南省高等学校整体的基础科学研究能力还偏弱,没有形成集团化的优势。实力较强的高校和实力较弱的高校之间差距明显。

(3)承担重大项目的优势不明显,重点类项目方面的原创能力还需要进一步提升。从国家自然科学基金资助的重点类项目来看,河南省高等学校在重点项目、重大项目、重大研究计划、国家杰出青年科学基金、创新研究群体科学基金、国家基础科学人才培养基金等方面承担的数量明显偏少。与海外及港澳科技资源优势互补、资源共享、吸引海外及港澳优秀人才为河南服务等方面的双边交流和合作还有巨大的发展潜力。

(4)优势学科分布主要集中在基础研究领域,应用领域的成果减少,对社会经济发展的支撑能力需要进一步提升。从资助的学科来看,资助的学科主要集中在传统的化学、农学、地理学等基础研究领域,反映现代新技术发展趋势和中原经济区建设要求的新兴学科、交叉学科和应用基础学科较弱,这与河南省目前正在推动的传统产业和新型战略产业的发展要求还有一定的距离。②

推动高校在国家和地区创新体系的发展,基础在于推动高校大力发展优势学科的形成及科学研究能力提升,并把这种能力及时转化为技术创新成果,才能不断增强服务经济社会发展的能力。这就要求高校要紧密结合国民经济发展的实际,围绕人才建团队,不断加大支持力度,并围绕国民经济发展面临的重大技术难题开展原创性研究,开展重大基础性研究。只有这样,高校在地区创新体系的构建中才有基础,才有优势,才能在参与国家创新体系的构建中拥有一席之地,从而更好地促进河南省高等学校基础科学科学研究能力的稳步提升。

参考文献

[1]赵红洲.科学能力学引论[M].北京:科学出版社,1984:7

[2]河南省教育厅.河南省教育统计提要[R].郑州:河南省教育厅,2001—2010

[3]河南省科技厅.加快自主创新体系建设为经济社会科学发展提供强大支撑——在2010年全省科技工作会议上的工作报告[R].郑州:河南省科技厅,2010

[4]国家自然科学基金委.国家自然科学基金委统计1999—2010[R].北京:国家自然科学基金委

[5]百度.自然科学基金[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/725762.htm

[6]全面贯彻落实科学发展观努力开创我省人事编制工作新局面[J].人才资源开发,2008(1):6-9

[7]河南人才工作会议召开人才发展将有“十年总纲”[EB/OL].东方今报,(2010-09-16)[2010-09-16].http://www.chinadaily.com.cn/dfpd/henan/2010-09-16/content_877284.html

科学基础研究计划项目 篇9

1《材料科学基础(双语)》教学现状

《材料科学基础( 双语) 》是原 《材料科学基础》的改进课程,是我校金属材料与工程专业和材料化学专业开设的重要专业基础课,是各大高校 “金属材料与工程”一级学科设置的研究生入学考试的专业课。主要包括理论教学和实践教学两部分。教学理念是以掌握专业基本理论与基本技能为前提,培养 “面向企业、立足一线工程师”的学生为目标。主要讲授材料的微观结构、晶体缺陷、原子及分子的运动、材料的塑性变形和再结晶、相平衡及相图、材料的亚稳态、材料的物理特性等。没有实施CDIO模式教学之前,该门课程时的学习过程中, 学生主要存在以下问题:

( 1) 畏惧语言心理: 双语教学最直接的、最主要的培养目标其一是获取学科知识,其二是提高学生英语水平。但学生往往存在畏惧英语的心理,导致对专业课产生畏惧心理。

( 2) 理论抽象难以理解: 《材料科学基础( 双语) 》的教学内容主要是阐述材料科学的基础理论及应用[4],基础课程如高等数学、大学物理、物理化学等的学习效果直接影响本本课程的学习,如果这些课程的基础不牢固,《材料科学基础( 双语) 》 课程就如同空中楼阁,因此不能被学生所接受。

( 3) 不理解实验的内涵: 《材料科学基础( 双语) 》课程配套有实验课程,内容包括晶体学的堆垛、金相试样的制备与观察、材料的微观结构的X射线衍射分析、材料的塑性变形与再结晶、铁碳合金平衡组织的观察等。实验内容丰富多彩,但对学生来说,真正理解实验内涵、起到做实验的目的却很难,很多学生做完实验,却不知道为什么,停留在表面意义上的动手操作。

( 4) 理论与实践脱节: 《材料科学基础( 双语) 》是材料科学专业课的基础课程,每一章节都是其后面专业课的先导,因此,学习此课程的重点是需要把材料的微观结构、宏观性能以及制备工艺紧密联系起来。而学生在学习时,单纯掌握某一章节内容,没有把整本教材的内容联系起来,导致盲人摸象式的学习。

针对教学中存在上述的诸多问题,开展了CDIO教学模式的研究,进行课程改革,提高教学质量。

2CDIO工程教育理念及《材料科学基础(双语)》课程中的实施细则

将CDIO工程教育模式应用于 《材料科学基础( 双语) 》课程中,通过把工程项目和授课体系有机结合,有效提高工程人才培养质量[5]。现在详细论述 《材料科学基础( 双语) 》 课程中采用CDIO教学模式的改革。

2.1克服“畏惧语言”的心理

根据CDIO中 “以学生为中心”的思想,为了让学生克服畏惧语言的心理,采用 “课堂三句话”的形式,每次上课都会有三个学生到讲台上用三句英语陈述上一节课的内容。刚开始的时候,学生会拿读准备好的英语稿,随着教学活动的持续开展,学生从最初的局促不安羞于开口,到后来的踊跃参加、积极主动演讲。有时同学们互相提问题,课堂气氛十分活跃。在学生陈述完后,教师现场给与解释并补充,不仅复习了内容, 而且让学生张开了嘴,克服了 “畏惧语言”的心理,切实体会到用英语来思考问题,深刻理解了所学的专业知识,激发了学生继续学习的兴趣,同时体现了CDIO也体现了CDIO模式对学生综合能力培养的中心思想。

2.2增强理论分析能力

针对教学内容中大量材料内部微观结构与微观机理的理解,采用CDIO的设计思想———情景模拟,将材料内部微观结构的机理和人文思想进行联系,例如第三章缺陷,这一章的理论理解比较困难,学生对于点缺陷和位错的模型存在很大困惑,于是我们进行了情景模拟,将整个教室看作一个晶体,其中点缺陷理解为没来听课的学生,导致教室座位有了空位,空位的存在导致材料内部物理性质发生了变化,这样使学生对点缺陷有个明确的认识。在位错的理解中,将刃型位错的形成过程理解为砍柴的过程,使得学生对刃型位错的特点有了恰当的认识。在很多章节中,都运用了情景模拟的思想,使得学生对具体知识点有了深刻的认识。增强了理论分析能力。

2.3增强实验内涵的理解

提高学生的学习和实践能力,是开展CDIO工程教育的核心观点。理论的理解需要实验的补充,实验的操作增强了理论的认识。通过实验教学,可以培养学生的好奇心、激发他们的求知欲,加深对理论的理解。为了让学生理解实验的内涵,在做实验前让学生先观看实验过程的视频,尽可能将实验的范围扩大,讲清楚前因和后果。在充分理解实验的前因和后果的情况下,再动手做实验。对实验报告严加要求,要求必须写清楚实验目的和意义。实验的进行离不开专业教师的引导,提高专业教师的业务水平[6]成为非常急迫的问题,因此学校开展了教师进工厂挂职、到国内和国外科研院所进行研修等培养活动, 提高了教师专业技术水平,从而提高实验的内涵建设。

2.4理论联系实际,建立以科研项目为先导的教学改革

按照CDIO的工程教育理念,需要将构思 - 设计 - 实现运作四个步骤紧密结合,让学生理论联系实际,因此,开展了 “专业课英语讨论”、“科研先导型实验”和 “开放实验室”等实践教学项目,增强学生的学习兴趣。

“专业课英语讨论”指的是在每一章节后开展专业课内容讨论课,采用一个学生提问、其他学生回答的形式进行讨论。 所有的提问和回答全部用英文表达,一方面提高学生采用英文思考的能力,另一方面增强了学生对专业内容的理解。刚开始讨论的时候,学生张不开嘴,通过教师的示范语句,从最简单的What is it? 到后来比较复杂的从句,学生都能运用自如。讨论课前,学生需要准备一些问题和答案。讨论课后,学生需要写1000字左右的本章内容总结。通过几次讨论课后,学生普遍反映较好,认为这种形式很新鲜,不仅学会了专业课,而且练习了英语口语。

“科研先导型实验”指的是学生跟随老师进行科研项目的研究,体会所学理论在科研项目的作用。鼓励学生跟随老师进行科学研究,在科研中体会书本知识的应用过程。已经成功举办了四届 “大学生创新创业竞赛”,在老师的指导下,学生们查阅英文文献,总结报导的实验方法,再应用到竞赛中,不仅学习了理论知识,而且学会了查阅英文文章。在阅读英文文章的同时,学习了专业知识。通过 “科研先导型实验”激发了学生学习 《材料科学基础( 双语) 》的兴趣,也奠定了科学研究的研究思路,体现了学生工程应用能力培养的要求。充分发挥了学生学习的自主性和能动性。

“开放实验室”指的是充分发挥学生自主能动性的辅助实践教学项目,教师给定一些典型实验或者学生自主选择自己感兴趣课题,让学生自主设计、挖掘内部科学知识,了解材料科学的基础理论知识,发挥学生的创造性思维,注重实验,发挥主观能动性。例如,以 “化学气相输运法制备Zn Se晶体的工艺与性能研究”项目为例,由于Zn Se优良的光电材料,制备性能良好的Zn Se晶体是目前非常急迫的研究项目,所以开设了此综合实验,即让学生了解的前沿科学,又让学生了解材料科学基础理论知识。在这个课题中,首先学生要了解Zn Se材料的晶体结构,用到 《材料科学基础( 双语) 》 的第二章的 “晶体结构”的基础知识。其次学生要了解Zn Se生长过程的热力学和动力学过程,用到 《材料科学基础( 双语) 》的第四章的 “固体中原子及分子的运动”的扩散的基础知识。另外还要了解Zn Se晶体的反应机理,用到 《材料科学基础( 双语) 》中第七章的 “二元相图”的基本知识。通过 “开放实验室”的典型综合实验,充分激发了学生学习专业课的兴趣。

3CDIO工程教育理念教学效果

经过两年的CDIO工程教育课程的教学改革[7],从学生的专业理论成绩、实验操作成绩和学习态度,有有很大的提高, 在考核中,综合考虑以上三个方面的成绩,例如: 专业理论成绩占总分值的70% 、实验操作成绩占总分值的20% 、学习态度占总分值的10% 。

《材料科学基础( 双语) 》这门课程中包含了材料科学的基本理论知识,学好这门课对以后专业课的学习会有非常大的帮助,而且扎实的专业理论知识可以对实验操作提供理论指导。 另外专业词汇的学习可以帮助学生顺利阅读外文科技期刊,为进一步科学研究打下基础,因此这部分的分值较高,占总分值的70% 。在最终考试中,英文题目占总分值的80% ,阅卷中发现很多学生采用英文作答,体现了学生渴望学习 《材料科学基础( 双语) 》的愿望。

通过实验不仅可以加深学生对 《材料科学基础( 双语) 》基本理论的理解,而且提高了学生的动手能力。因此实验操作的成绩是评判学生动手能力的一个关键成绩,占总成绩的20% 。

学习的态度决定了学习的成绩,在CDIO的工程教育思想中,学习态度具有非常重要的作用。因此在考核中学习态度占总分值的10% 。学习态度包括到课率、是否积极回答问题、作业完成情况、实验操作的严谨性等四个方面。

通过这三个方面的考核,综合给学生打分,公正、公平、 合理的反映每个学生的学习状态,达到最好的教学效果。

4结论

采用CDIO工程教育思想对 《材料科学基础( 双语) 》课程的教学模式进行了改革,解决了传统教学中出现的畏惧语言心理、理论抽象难以理解、不理解实验的内涵问题以及理论与实践脱节等问题。通过克服 “畏惧语言”的心理、增强理论分析能力、增强实验内涵的理解以及理论联系实际等教学改革,使得学生对具体理论知识点有了深刻的认识,增强了理论分析能力,提高学生的英语水平,充分发挥了学生学习的自主性和能动性。通过对学生专业理论成绩分、实验操作成绩分析和学习态度成绩分析,公平、公正、合理地反映学生的学习效果,给学生创造发挥自主能动性的空间,取得了较好的教学效果。

摘要：根据《材料科学基础(双语)》课程在教学中出现的畏惧语言心理、理论抽象难以理解、不理解实验内涵、理论与实践脱节等问题,提出采用CDIO教学模式对其进行教学改革。在教学过程中,通过克服“畏惧语言”的心理、增强理论分析能力、增强实验内涵的理解以及理论联系实际等教学改革,使得学生对具体理论知识点有了深刻的认识,提高学生的英语水平,充分发挥了学生学习的自主性和能动性,取得了较好的教学效果。

科学基础研究计划项目 篇10

英国高等教育和科学研究的历史悠久,特殊的文化背景和体制以及政府长期的支持,使英国大学及其科学研究在世界上占有十分重要的位置,其科研一个明显特征是各科学领域实力、影响力都很强。据统计,英国在医疗、环境领域的影响可与美国匹敌,而在除数学、物理科学和工程技术之外的其他领域则仅次于美国,同样地,英国高校的科研也主要集中于生命医学领域[1]。

为了更好了解英国高校的科学研究体系和国际科技合作动态,本文以科学引文索引(简称SCI)为客观评价指标,探讨英国高校的基础科学研究和国际化的发展趋势,文中的数据源于美国科技信息所(ISI)的扩展数据库(SCI-E),检索时间为2010年。同时为了更好的比较不同时期的研究情况,有选择性的选取1970年-2009年为年限坐标[2]。

2 英国大学科研情况的统计分析

尽管只拥有世界人口的1%,英国研究项目的经费占全球的5%,发表的学术著作占全球的9%,而这些论文被其他研究人员引用的频率占全球论文的12%。全球已发表的最具影响力的学术著作仅占全部论文的1%,而其中英国的占比不低于13%[1]。

为了更综合对比和更形象直观的给出各英国大学的科研情况,本文选择了一些研究型大学(“鲁塞尔集团”,成员包括剑桥、牛津、伦敦大学学院、布里斯托大学等),对其近年来发表SCI论文的情况(如影响力显著的Nature、Science、Cell、PRL和JACS)进行了定量分析。这些研究型大学的科学研究经费超过50%来自年度政府基金,还有大约一半的预算来自竞争性基金、工业界和教育慈善机构。

2.1 Nature期刊发表的情况

表1显示了英国大学及研究机构在Nature发表论文的情况,在各个阶段在Nature上分别发表了4569篇、7283篇、5588篇和3576篇,由于Nature权衡国际和本土文章数量,因此总数上呈下降趋势。

这其中,历史悠久、地位不容摇撼的传统名校剑桥大学和牛津大学,这两所名校毋庸置疑地稳坐排行榜的状元和榜眼的位置。将近千年的研究历史和全面的学科设置就已经把其他相对年轻的学校甩在了后面。

而成立于1907年伦敦帝国理工学院,由于拥有强大的医学院以及大规模的农业科学研究部门,以及在传统科学、机械、采矿学以及地质学方面的优势,从20世纪80年代开始,其学术论文越来越多地在Nature上发表。

2.2 Science期刊发表的情况

如表2,与Nature情况类似,剑桥大学和牛津大学两所大学在Science发表的论文占英国116所大学和55所高等教育学院总发表论文数的五分之一强,而且增量相当可观,最近几年发表论文数(年均35篇左右)与哈佛大学(年均65篇左右)的差距有所缩小。而一些较迟取得独立的大学资格的知名学校在Science上发表文章也是从80年代开始,也说明了英国科学家对此的重视,均衡了Nature和Science以往发表数量上的差异性。

2.3 Cell期刊发表的情况

Cell在专业研究领域享誉甚高,刊登的论文总数量要少于综合性Nature和Science期刊,故英国大学在Cell发表论文数比后两者发表数要低一个数量级。但由于近年来Cell生物和医学研究领域高影响力论文数量要高于Nature和Science,因此英国大学在Cell发表的数量有了较大的提升,以体现其再此领域的影响力。如表3,由于创刊于70年代,1970年-1979年发表总数明显偏少,近年在Cell发表增速较快的曼彻斯特大学,主要得益于近年来与曼彻斯特理工大学成功合并,同时强调以医学、人类学以及生物学等方面的研究优势,促进学科交叉互融,因此学科结构和优势得到改善[3,4]。

2.4 英国大学在PRL的发表情况

创刊时间晚于Nature和Science的PRL(Physical Review Letter,物理快报)是目前世界最权威的物理通讯类期刊,其成功在于它推动了物理学的发展,而相关里程碑论文如重大的物理学发现(巨磁电阻效应)、创造了全新的领域(宇宙X射线的发现)以及培育了多学科交叉(导电高分子)则是最好的体现。

英国物理和天文研究方面长期处于世界的高水平,但许多英国知名大学80年代以前没有在PRL发表文章,在质量和数量上与其地位相比不相匹配(如图2、表4所示)。然而英国在物理学领域的重大基础研究在90年代得到了飞速的发展,1990-1999年在PRL发表总数量比1970-1979年总数量增长了6倍,而近年来又进一步翻番,尤其表现在磁电子、量子信息技术等新兴领域的开辟和涌现。

3 英国科学研究国际化的发展态势

目前,国际化是当今科学研究的主要特征,也是提升国家科学水平的重要途径,而国际科学合作是国际化的一个重要指标,是科技创新不可或缺的部分,通过合作研究发表的论文具有更高的影响力。英国的大学经历了文艺复兴、宗教改革、工业革命和现代化的发展,其科技投入、科学论文的产出与引用、获得包括诺贝尔奖在内的世界承认的国际奖项数均处于世界领先地位。近年来,欧盟教育一体化和美国、日本等国的强烈竞争下,科学研究合作的国际化进程的加快以及英国工贸部“创新国家”概念的提出[5],为英国科研教育提供了机遇和带来了严峻的挑战。

在这一阶段,英国的各研究大学和机构一共在3大期刊上发表了4884篇论文,其中与59个国家进行国际科技合作,联名发表了704篇,占总发表数的14.4%。其中,美国又占了其中的大部分的研究合作,而由于特殊的历史原因,中英科技合作基本处于空白状态。

(2) 动态均衡稳定发展阶段(1980年-1999年)

随着国际交流日益扩大,20世纪80年代至90年代中期是英国科学研究逐渐国际化时期,主要体现在合作论文的体量上。尤其是90年代这一时期,英国的各研究大学和机构一共与84个合作国家在3大期刊上发表了1841篇论文,合作论文数及合作国家数大幅增加。

(3) 快速国际化阶段(2000年-迄今)

进入新世纪,随着网络技术的渗透和数字鸿沟的消除,世界各国的国际科学合作也进入一个前所未有的黄金时期,其突出的特征是国际科学合作的比例在波动中不断扩大。而这一时期,英国与123个合作国家进行国际科技合作,一共在3大期刊上发表了6141篇论文。虽然数量没有增加,但国际合作范围得到了很大延伸,尤为体现在与中国的合作研究上,新阶段的中英科技合作侧重于跨学科研究项目应对一些“重大挑战”,包括环境变化、能源问题、以及新兴的纳米科学和数字经济等,双方一共发表了104篇高水平论文。另外,在合著论文方面,英国是中国在欧洲的首要研究合作伙伴;是中国在世界上的第3位合作伙伴,仅次于美国和日本[6]。

同时,随着合作范围的扩大,在没有导致英国与主要合作国美国、澳大利亚和法国合作份额的下降的同时,而使其他国家和地区的合作比例有上升趋势,这说明,近年来英国科学研究国际化的方向正在加速向各国家和地区扩展。

4 结论

英国的大学是科研成就的重要贡献者,大学的科研成果不仅在国际上为英国赢得了荣誉,而且其新思想和新发明也为近代和现代英国带来了经济和科技的稳步增长,本文通过探讨英国大学近50年来基础科学研究的发展历程和国际化态势,说明大学在相关领域的科学研发具有的领先力,以及阐述作为英国科研战略主要元素的国际研究合作可以产生更多更好的研究成果。

参考文献

[1]解读英国科学和创新大臣Lord Drayson研究战略.英国研究理事会[R].2009:3-5

[2]周辉,张光红,蔡晖,等.原创性研究成果SCI引用分析[J].中国科学基金,2002,16(2):85-87

[3]龙超云,曲福田.英国大学的战略定位及其启示[N].http://211.70.128.2/bgs/news_view.asp?newsid=150

[4]曾路.英国高科技产业浅析[J].科技管理研究,2003(6):91-94

[5]吴峰.英国构建国家创新评价体系的发展现状与趋势[J].全球科技经济瞭望,2010,25(11):5-15

科学基础研究计划项目 篇11

《科学基础方法论》就是循着这样的学术惯性, 在复旦大学陈其荣教授1996年10月主持申报并获批准的“教育部人文社会科学研究‘九五’规划基金项目”《自然科学与人文、社会科学方法论比较研究》课题的基础上, 由厦门大学曹志平教授主笔而成。

科学基础方法论, 揭示的是隐藏在自然科学、人文科学和社会科学这三大基本科学类型的活动中, 共同表征人类科学最基本特性的思维方式、研究方法及其实现机制。它既不同于自然科学方法论, 也不同于人文、社会科学方法论, 但又构成它们最基本的部分, 并使科学成其为科学。自然科学与人文、社会科学方法论的比较研究, 无疑属于科学基础方法论研究, 既填补科学方法论理论研究的空白, 在对比分析中, 把握人类科学方法的基本特质, 揭示人类科学认识的基础或者基本方法论, 为在认识论和本体论上克服科学主义和人文主义的对立提供方法论依据;又通过科学基础方法论的探索, 促进人文科学和社会科学的发展, 实现自然科学、人文科学和社会科学的相互渗透、协调发展。出于这种建设性的目的, 作者提出并探索科学的基础方法论力图在把握人类科学的基本认识特征的基础上, 揭示科学的基本方法和基本方法论属性 (即书中所说的基础方法论) , 阐述科学思维方式的基本内容, 说明包含人文科学在内的科学发生、发展的基本的方法论机制, 而不是全面地展开自然科学、人文科学和社会科学方法论的差异性的一切方面。[2]

难能可贵的是, 该书不是空谈, 而是具有示范意义地, 在科学基础方法论的探索中, 坚持了作者认为是“以往的研究表现出这样或那样不足的根源”的两个基本的方法论原则。

(1) 自然科学与人文、社会科学方法论的比较研究, 是一个属于交叉学科或跨学科研究的范畴, 面临选择论证的立足点的问题:要求超越各自的领域和方法论, 既不应该从自然科学 (特别是精密科学) 方法论出发, 像实证主义那样论证它对人文、社会科学领域的统摄;也不应该从传统的人文主义或“人文学科”方法论出发, 像浪漫主义那样为自己辩护, 而排斥科学 (自然科学、社会科学) 方法的渗透和运用。但实质上, 要避免这两种倾向是非常困难的。作者认识到, “自然科学与人文、社会科学方法论的比较研究, 本身就存在一个 (该书提出的) 认识主导观念的‘非中心化’问题, 研究者不应该从这种或那种主导观念出发而是要面对人类科学发展的历史和现实实践, 像科学的历史主义那样, 强调对科学的历史分析与哲学的方法论研究的有机结合。”

(2) 方法论的矛盾要在认识论层次展开, 上升到本体论层次才能得到解决;同样, 自然科学与人文、社会科学方法论的比较研究, 也不仅仅是方法论问题, 而是一个涉及方法论、认识论、本体论的课题, 它本质地需要一个方法论、认识论、本体论辩证统一的认识论平台。但过去的一些研究, 实质上只以实证主义认识论为平台, 在科学上, 完全没有看到现代自然科学, 特别是量子力学对经典认识图景的革命性变革, 没有看到现代生命科学的崛起和系统论思维方式对自然科学认识论的意义;在哲学上, 没有看到后实证主义科学哲学, 和科学历史主义、科学知识社会学、解释学对逻辑实证主义的批判和发展。因此, 作者提出:自然科学与人文、社会科学方法论比较研究, 需要分析、把握人类科学的最新发展及时代精神, 吸收现代哲学发展的最新成果;脱离了现代科学的发展, 就不能恰当地把握科学思维方式的发展脉络, 不能正确地抽象人类科学的基础方法论, 也不能正确地讨论自然科学思维方式、研究方法与人文、社会科学的思维方式、研究方法的连续性和间断性。

参考文献

[1]李醒民.科学方法丛书[M].北京:科学出版社, 2002.

[2]艾志强.科学与非科学的划界[A].刘大椿“.自然辩证法”研究述评.北京:中国人民大学出版社, 2006:31-45.

[3]孙小礼.科学方法中的十大关系[M].上海:学林出版社, 2004.

[4]刘啸霆.方法研究的转型与新方法范式的探究——从近期出版的几部方法论著作看方法研究的新理念[J].哈尔滨学院学报, 2006 (12) :1-4.

[5]陈其荣, 曹志平.科学基础方法论——自然科学与人文、社会科学方法论比较研究[M].上海:复旦大学出版社, 2004.