時(shí)間：2023-01-18 09:40:54
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇航空航天技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：物理；航空航天；問題；探討
中國航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展也給我們的高考命題提供了很好的素材。2008年發(fā)射"神舟七號"，航天員出艙在太空行走；2011年8月，"嫦娥二號"成功進(jìn)入了繞"拉格朗日點(diǎn)"的軌道，我國成為世界上第三個(gè)造訪該點(diǎn)的國家；"神州八號"飛船與"天宮一號"目標(biāo)飛行器成功實(shí)施了首次交會(huì)對接等，都給了我們非常生動(dòng)的情境。下面我就從航天技術(shù)的發(fā)展歷程、載人航天工程七大系統(tǒng)等方面來研究航空航天中的物理問題，具體如下：
一、航空航天技術(shù)的發(fā)展
人類很早就有了航天的思想，我國古代流傳的"嫦娥奔月"、"吳剛砍桂"等傳說故事，就是對人類航天理想的生動(dòng)描繪之一。當(dāng)然，人類真正實(shí)現(xiàn)這種理想是到19世紀(jì)末才開始起步的.從那時(shí)起，相繼涌現(xiàn)出俄國的齊奧爾科夫斯基，美國的戈達(dá)德和德國的奧伯特等富于探索精神的航天先驅(qū)者。俄國的奧爾科夫斯基最早從理論上證明用多級火箭可克服地球的引力而進(jìn)入太空，建立了表征多級火箭理想速度的著名的齊奧爾科夫斯基公式。而且他肯定了液體發(fā)動(dòng)機(jī)是航天飛行器最適宜的動(dòng)力裝置。美國的戈達(dá)德是液體火箭的創(chuàng)始人。他曾指出，要克服地球引力，火箭必須具有每秒79公里的速度。他在1921年開始研制液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，1926年3月16日，他研制的液體火箭飛行成功。德國的奧伯特也是最早的火箭和航天的理論家和實(shí)踐者。1923年奧伯特論述了火箭飛行的數(shù)學(xué)理論，并對火箭結(jié)構(gòu)和星際飛行提出了許多新觀念。到了1942年10月3日，德國太空協(xié)會(huì)的青年專家布勞恩領(lǐng)導(dǎo)的航天研究小組，經(jīng)過艱苦的探索，在總結(jié)歷次失敗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，終于發(fā)明了再生冷卻式燃燒室和燃?xì)舛娴刃录夹g(shù)。采用這些新技術(shù)，終于獲得彈道導(dǎo)彈（V-2）的發(fā)射成功[1]。從而在工程上實(shí)現(xiàn)了航天先驅(qū)者的技術(shù)思想，取得向地球引力挑戰(zhàn)的勝利，并對后來大型火箭的發(fā)展起到了繼往開來的重大作用。堪稱是人類航天發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。
第二次世界大戰(zhàn)后，前蘇聯(lián)和美、法、日、加拿大、澳大利亞等國家，都先后發(fā)射了探空火箭，創(chuàng)造出發(fā)射393公里高度的紀(jì)錄，獲得了許多高層空間的寶貴資料，為發(fā)展航天奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。經(jīng)過10多年的艱苦探索之后，于1957年10月4日，前蘇聯(lián)把世界上第一顆人造地球衛(wèi)星送入大氣層外的運(yùn)行軌道，開創(chuàng)了人類航天史的新紀(jì)元。以后，美、英、法、日和中國、印度等國均成功地發(fā)射了人造衛(wèi)星。自60年代中期開始，衛(wèi)星的發(fā)展便從探索試驗(yàn)轉(zhuǎn)入實(shí)用階段。如今，人類發(fā)射的偵察、預(yù)警、通信導(dǎo)航、天文氣象、海洋監(jiān)視、測地探礦等應(yīng)用衛(wèi)星巳超過2500顆，它們在經(jīng)濟(jì)、軍事和科研中發(fā)揮了非常大的作用。
隨著航天技術(shù)的發(fā)展，人類不斷刷新航天紀(jì)錄.創(chuàng)造出一個(gè)個(gè)驚人的奇跡。諸如：1961年4月12日開辟了載人航天的成功之路；從1959年開始又開創(chuàng)了對月球的探測和人類登月考察的新篇章；自70年代起，人類對太陽系中的行星先后進(jìn)行了探測，前蘇聯(lián)和美國并相繼在空間建立了航天站；80年代初又發(fā)明了能重復(fù)使用的航天飛機(jī)等等。這些令人鼓舞的成就，對航天技術(shù)及其它科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展都具有深遠(yuǎn)的歷史意義。
二、物理在航空航天中的應(yīng)用
（一）火箭推進(jìn)原理
所有航天器的發(fā)射都依靠火箭技術(shù)，而火箭的飛行是遵循著質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒的。豎立在發(fā)射架上的火箭本身帶有燃料和氧化劑，火箭在發(fā)射前總動(dòng)量為零，當(dāng)點(diǎn)火燃燒后，高溫高壓的氣體不斷從火箭尾部的噴管往后噴出，從而使火箭獲得向上的巨大推力，克服自身的重力，向太空沖去。下面我們看一下火箭所受的推力大小和火箭的運(yùn)動(dòng)速度。
（二）火箭的速度
火箭是依靠連續(xù)不斷的噴出大量質(zhì)量m極小的燃料氣體才得到連續(xù)平穩(wěn)的加速上行。為了進(jìn)一步說明火箭在這一過程中獲得的速度，先不考慮地球的重力作用，將質(zhì)量為M的火箭中的燃料燃燒后噴出的燃料氣體看成質(zhì)量為m（遠(yuǎn)小于M）、相對火箭速度為u的細(xì)小彈丸，由于火箭不受任何外力，因此火箭系統(tǒng)總動(dòng)量守恒，當(dāng)彈丸以速度u向后噴出，火箭就獲得與彈丸等量而方向向前的動(dòng)量，由于燃料不斷燃燒，火箭體的質(zhì)量就不斷減小，因而火箭是一個(gè)變質(zhì)量體系，我們用動(dòng)量守恒來計(jì)算火箭最后得到的速度。
（三）多級火箭
從以上的分析可知，要想航天器上天，至少要獲得7.9km/s 的速度，而要到達(dá)其他行星或是其他星系，則需要更大的速度。要想火箭得到大的速度，就必須增大燃料氣體的噴射速度u和增大質(zhì)量比M/Me。我們先看燃料氣體的噴射速度，它受到諸多因素的影響，一種液態(tài)的常規(guī)燃料是偏二甲肼（ H-N-N-CH3）加四氧化二氮（N2O4），燃料后氣體的速度u接近2km/s，另一種非常規(guī)的燃料（如液氫加液氧）做推進(jìn)劑，其噴射速度可達(dá)4km/s。同時(shí)由于火箭上所裝載的儀器設(shè)備等的影響質(zhì)量比M/Me 也有所限制，大約在10到20之間[2]。在這樣的條件下，我們可以對一級火箭所能達(dá)到的末速度做一估計(jì)，其速度必須達(dá)到10.8（km/s）這并不是火箭真正能達(dá)到的速度，必須考慮地球引力和空氣阻力的影響等，所以最終的單級火箭的速度只可能達(dá)到7km/s左右，小于第一宇宙速度7.9km/s，無法將航天器送上天。
實(shí)際的火箭通常為多級火箭，是用多個(gè)單級火箭經(jīng)串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)（即捆綁式）組合而成的一個(gè)飛行整體。
三、載人航天工程七大系統(tǒng)
（一）航天員系統(tǒng)
載人航天首先要有航天員及其上天飛行的保障設(shè)施。這是一個(gè)航天員為中心的醫(yī)學(xué)和工程相結(jié)合的復(fù)雜系統(tǒng)。它涉及航天生命科學(xué)和航天醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，包括航天員的選拔訓(xùn)練、航天員的醫(yī)學(xué)監(jiān)督保障、 航天員的一樣食品、航天員飛行訓(xùn)練模擬等分系統(tǒng)。
（二）載人飛船系統(tǒng)
飛船是載人航天的核心部分，它為航天員和有效載荷提供必要的生活和工作條件，保證航天員進(jìn)行有效空間實(shí)驗(yàn)和出艙活動(dòng)，并安全返還地面。
（三）運(yùn)載火箭系統(tǒng)
運(yùn)載火箭是把載人飛船安全可靠送入預(yù)定軌道的運(yùn)載工具。包括箭體結(jié)構(gòu)、動(dòng)力裝置等10個(gè)分系統(tǒng)，特別是增加了載人所需的故障監(jiān)測分系統(tǒng)和逃逸救生分系統(tǒng)。
（四）飛船應(yīng)用系統(tǒng)
載人航天工程最終是為了應(yīng)用，創(chuàng)造效益，因此飛船應(yīng)用系統(tǒng)是備受關(guān)注的部分。它利用載人飛船的空間試驗(yàn)支持能力，開展對地觀測、環(huán)境監(jiān)測、生命科學(xué)、材料科學(xué)、流體科學(xué)等試驗(yàn)，安裝有多項(xiàng)任務(wù)上百種有效載荷應(yīng)用設(shè)備。
（五）測控通訊系統(tǒng)
當(dāng)運(yùn)載火箭發(fā)射和載人飛船上天飛行以及返回時(shí)，需要靠測控系統(tǒng)通信系統(tǒng)保持天地之間的經(jīng)常聯(lián)系，完成飛船遙測參數(shù)和電視圖像的接受處理，對飛船運(yùn)行和軌道艙留軌工作的測控管理，這個(gè)測控通信系統(tǒng)由北京航天指揮控制中心、陸上地面測控站和海上遠(yuǎn)望號遠(yuǎn)洋航天測量船隊(duì)組成、執(zhí)行飛船軌道測量、遙控、遙測、火箭安全控制，航天員逃逸控制等任務(wù)[3]。
（六）發(fā)射場系統(tǒng)
神舟號飛船的發(fā)射場選在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，發(fā)射場系統(tǒng)由技術(shù)區(qū)、發(fā)射區(qū)、試驗(yàn)指揮區(qū)、首區(qū)測量和航天員區(qū)組成，形成火箭、飛船、航天員從測試到發(fā)射以及上升段、返回段測量的一套完整體系。
（七）著陸場系統(tǒng)
載人航天這路著陸場系統(tǒng)包括主、副著陸場，陸上應(yīng)急援救、海上應(yīng)急援救、通信測量、航天員醫(yī)保等部分。
四、結(jié)束語
中學(xué)物理考察的內(nèi)容一直與當(dāng)前航空航天緊密聯(lián)系在一起，充分體現(xiàn)了其注重能力與科學(xué)素養(yǎng)、理論與實(shí)際相結(jié)合的特點(diǎn)和要求。物理學(xué)的研究，與其它學(xué)科之間有者顯著的不同，其無論是概念的建立還是規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、概括，都需要思維的加工，與一般的思維過程相比較，在共性之中，物理學(xué)科的思維又有其個(gè)性。所以需要我們靜下心來，準(zhǔn)確把握各個(gè)知識點(diǎn)之間的聯(lián)系與區(qū)別，舉一反三，最終做到融會(huì)貫通、靈活多變。
一、校本研修的三重內(nèi)涵
一是校本研修是“基于學(xué)校和教師的發(fā)展”。校本研修是學(xué)校、教師在教育教學(xué)的實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)、思考和迫切需要解決的問題，也是教師在教育教學(xué)中遇到的最有意義的問題。當(dāng)多媒體技術(shù)全面挑戰(zhàn)傳統(tǒng)課堂的時(shí)候，學(xué)校積極應(yīng)對新形勢的發(fā)展，開展“信息技術(shù)與學(xué)科整合”的校本研修；學(xué)校以《教育法》《教師法》《教師職業(yè)道德規(guī)范》等為主要內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際工作，要求教師對照自己的言行，開展“提高自身修養(yǎng)和責(zé)任意識”的校本研修；隨著“終身學(xué)習(xí)”的觀念深入人心，學(xué)校開展了“創(chuàng)建閱讀型校園”的校本研修，旨在以此帶動(dòng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成。同時(shí)，在新課程改革的大背景下，學(xué)校以教研組為單位，積極開展學(xué)科知識研修，以順應(yīng)課程改革的趨勢。
二是校本研修是通過學(xué)校自行策劃與實(shí)施的，即“通過學(xué)校和教師的發(fā)展”而有效推進(jìn)的。學(xué)校大力支持校本研修活動(dòng)，通過自行設(shè)計(jì)與策劃安排，做到成系列、分階段、有層次。例如，在“信息技術(shù)與學(xué)科整合”的研修活動(dòng)中，信息技術(shù)教師利用課余時(shí)間對其他教師進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)，已卓見成效；在“提高自身修養(yǎng)和責(zé)任意識”的研修活動(dòng)中，以黨總支和團(tuán)委為核心，通過集中學(xué)習(xí)、觀看視頻材料、小組研討等方式具體實(shí)施，并且積極通過心理課堂等渠道教育學(xué)生；學(xué)校政教處正與語文組、歷史組聯(lián)合開展國學(xué)教育活動(dòng)，通過示范課、觀摩課等方式喚起師生心中對圣賢哲思的溫情與敬意。有諸如雙語教學(xué)等學(xué)科問題，也在各教研組開展得如火如荼；加大硬件建設(shè)力度，為閱讀型校園等活動(dòng)提供保障。
三是校本研修的主要目的是“為了學(xué)校和教師的發(fā)展”。經(jīng)過“信息技術(shù)與學(xué)科整合”的校本研修，教師們已經(jīng)掌握了基本的軟件操作技術(shù)，并與學(xué)科教學(xué)有效整合，充分發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性，大大提高了課堂效率。“提高自身修養(yǎng)和責(zé)任意識”及各學(xué)科的研修活動(dòng)，提高了教師的政治理論水平，增強(qiáng)了其事業(yè)心和責(zé)任感，使學(xué)校形成了一種忠于、勤于、樂于教育事業(yè)的優(yōu)良師風(fēng)。近兩年來，學(xué)校涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀教師代表，如國家、省、市、區(qū)骨干教師55人，各級優(yōu)秀班主任21人等。學(xué)科知識研修是一線教師教育教學(xué)能力提升的“加油站”，讓教師們自覺地走向了學(xué)科教學(xué)的最前沿，使學(xué)校開設(shè)的校本課程上了一個(gè)新的臺階。
二、校本研修的實(shí)踐探索
1.“航天勵(lì)志”特色，課題引領(lǐng)發(fā)展
神舟飛船總設(shè)計(jì)師戚發(fā)軔院士在學(xué)校60周年校慶上的講話燃起了師生心中的激情，開啟了校本研修新的思路。學(xué)校物理組開展了“探索宇宙空間，繼承航天夢想”的研修活動(dòng)，并以校本課為載體讓航天知識走進(jìn)了課堂。在此活動(dòng)的影響、推動(dòng)下，學(xué)校先后有百余名學(xué)生考入北京航空航天大學(xué)、南京航空航天大學(xué)以及其他名校的航空航天專業(yè)。2016年5月，戚發(fā)軔院士在學(xué)校建校70周年校慶之際第四次重返母校，為全校師生及老校友做了長達(dá)三個(gè)小時(shí)的題為“航天技術(shù)與中國航天”的主題報(bào)告，以“熱愛祖國、無私奉獻(xiàn)、自力更生、艱苦奮斗、大力協(xié)同、勇于登攀”的“兩彈一星”精神和“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能攻關(guān)、特別能奉獻(xiàn)”的“載人航天”精神再次勉勵(lì)師生。
學(xué)校分別聘請資深航天科普作家、中國宇航學(xué)會(huì)《太空探索》雜志社原社長兼主編田如森教授，國家青少年航天科普教育專家、全國青少年科技教育終身成就獎(jiǎng)獲得者金聲老師，蒞臨學(xué)校參觀指導(dǎo)，為全校師生作專場報(bào)告，展示人類航天成果與航天人的科技素養(yǎng)，開闊了學(xué)生的視野，點(diǎn)燃了學(xué)生們投身科技事業(yè)的熱情。田教授還向?qū)W校饋贈(zèng)了珍貴的航天種子，讓航天育種項(xiàng)目走進(jìn)了“金高生態(tài)園”，為學(xué)校的航天特色發(fā)展助力引航。學(xué)校抓住這樣的機(jī)遇，申報(bào)了省級課題“航天勵(lì)志在高中教育教學(xué)中的實(shí)踐研究”，以課題促研修，以研修謀發(fā)展。
2.以課堂改革促校本研修
課堂教學(xué)改革是一切改革的基礎(chǔ)，也是一切改革成敗的關(guān)鍵。在全國大力開展教育教學(xué)改革的浪潮中，“請進(jìn)來”“走出去”等各種培訓(xùn)方式被各個(gè)學(xué)校廣泛應(yīng)用，但此時(shí)的校本研修便具有其他形式無可比擬的優(yōu)勢。
現(xiàn)在，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式受到學(xué)校和教育工作者的高度關(guān)注。所謂“翻轉(zhuǎn)課堂”，是指學(xué)生提前完成課堂知識的學(xué)習(xí)，而課堂變成了教師與學(xué)生之間和學(xué)生與學(xué)生之間互動(dòng)的場所，包括答疑解惑、知識的運(yùn)用等，從而達(dá)到更好的教育效果。學(xué)校教師們通過不斷地踐行翻轉(zhuǎn)課堂，取得了良好的教學(xué)效果。
學(xué)校派教師到廈門等地學(xué)習(xí)關(guān)于翻轉(zhuǎn)課堂、微課、慕課等相關(guān)教學(xué)模式，并投資修建了標(biāo)準(zhǔn)化錄播教室等。有的教師在欣賞了很多微課后，雖然自我感覺良好，但實(shí)際操作起來完全可以用“抓狂”來形容。所以，在接下來的“翻轉(zhuǎn)”路上可能會(huì)遇到很多困難，故應(yīng)做好保障工作，加大對教師相關(guān)方面的培訓(xùn)力度，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)校校本研修及發(fā)展的動(dòng)力。
三、校本研修的主要依托
校本研修的順利開展必須以大批的骨干教師為依托，帶動(dòng)全校教師共同研修。
在以研帶訓(xùn)的大形勢下，學(xué)校選擇了“校本科研骨干的培養(yǎng)和作用發(fā)揮”這一課題進(jìn)行研究，旨在進(jìn)一步提高學(xué)校教師的專業(yè)水平和科研水平。該課題的22名參研人員中，有區(qū)名師7人，首席教師4人，區(qū)級骨干教師8人，市級骨干教師5人，省級骨干教師3人，他們是學(xué)校校本科研工作的中流砥柱。另外，有6名年輕教師參與，他們是教育教學(xué)新秀力量，均在優(yōu)質(zhì)課、教育教學(xué)論文、課題等方面表現(xiàn)出不凡的實(shí)力，是校本科研工作的后備力量。
論文關(guān)鍵詞：集成電路，特點(diǎn)，問題，趨勢，建議
引言
集成電路是工業(yè)化國家的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一，是當(dāng)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心部件，它是工業(yè)現(xiàn)代化裝備水平和航空航天技術(shù)的重要制約因素，由于它的價(jià)格高低直接影響了電子工業(yè)產(chǎn)成品的價(jià)格，是電子工業(yè)是否具有競爭力關(guān)鍵因素之一。高端核心器件是國家安全和科學(xué)研究水平的基礎(chǔ)，日美歐等國均把集成電路業(yè)定義為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。據(jù)臺灣的“科學(xué)委員會(huì)”稱未來十年是芯片技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。韓國政府也表示擬投資600億韓元于2015年時(shí)打造韓國的集成電路產(chǎn)業(yè)。
集成電路主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)、通信、汽車電子、消費(fèi)電子等與國民日常消費(fèi)相關(guān)領(lǐng)域因此集成電路與全球GDP增長聯(lián)系緊密，全球集成電路消費(fèi)在2009年受金融危機(jī)的影響下跌9%的情況下2010由于經(jīng)濟(jì)形勢樂觀后根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì)今年集成電路銷售額將同比增長33%。
一、我國集成電路業(yè)發(fā)展情況和特點(diǎn)
有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)2009年中國集成電路市場規(guī)模為5676億元占全球市場44%，集成電路消費(fèi)除2008、2009年受金融危機(jī)影響外逐年遞增，中國已成為世界上第一大集成電路消費(fèi)國，但國內(nèi)集成電路產(chǎn)量僅1040億元，絕大部分為產(chǎn)業(yè)鏈低端的消費(fèi)類芯片，技術(shù)落后發(fā)達(dá)國家2到3代左右，大量高端芯片和技術(shù)被美日韓以及歐洲國家壟斷。
我國集成電路產(chǎn)業(yè)占GDP的比例逐年加大從2004年的0.59%到2008年的0.74%.年均增長遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國際上任何一個(gè)其他國家，是全球集成電路業(yè)的推動(dòng)者，屬于一個(gè)快速發(fā)展的行業(yè)。從2000年到2007年我國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入年均增長超過18%畢業(yè)論文提綱，增長率隨著經(jīng)濟(jì)形勢有波動(dòng)，由于金融危機(jī)的影響2008年同比2007年下降了0.4%，2009年又同比下降11%，其中集成電路設(shè)計(jì)業(yè)增速放緩實(shí)現(xiàn)銷售收入269.92億元同比上升14.8%，由于受金融危機(jī)影響，芯片制造業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入341.05億元同比下降13.2%、封裝測試業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入498.16億元同比下降19.5%。我國集成電路總體上企業(yè)總體規(guī)模小，有人統(tǒng)計(jì)過，所有設(shè)計(jì)企業(yè)總產(chǎn)值不如美國高通公司的1/2、所有待工企業(yè)產(chǎn)值不如臺積電、所有封測企業(yè)產(chǎn)值不如日月光。
在芯片設(shè)計(jì)方面，我國主流芯片設(shè)計(jì)采用130nm和180nm技術(shù)，65nm技術(shù)在我國逐漸開展起來，雖然國際上一些廠商已經(jīng)開始應(yīng)用40nm技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品了，但由于65nm技術(shù)成熟，優(yōu)良率高，將是未來幾年贏利的主流技術(shù).設(shè)計(jì)公司數(shù)量不斷增長但規(guī)模都較小，屬于初始發(fā)展時(shí)期。芯片制造方面，2010國外許多廠商開始制造32nm的CPU但大規(guī)模采用的是65nm技術(shù)，而中國國產(chǎn)芯片中的龍芯還在采用130nm技術(shù)，中芯國際的65nm技術(shù)才開始量產(chǎn)，國產(chǎn)的自主知識產(chǎn)權(quán)還沒達(dá)到250技術(shù)。在封裝測試技術(shù)方面，這是我國集成電路企業(yè)的主要業(yè)務(wù)，也是我國的主要出口品，有數(shù)據(jù)顯示我國集成電路產(chǎn)業(yè)的50%以上的產(chǎn)值都由封裝產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造，隨著技術(shù)的成熟，部分高端技術(shù)在國內(nèi)逐步開始開展，但有已經(jīng)開始下降的趨勢雜志網(wǎng)。在電子信息材料業(yè)方面，下一代晶圓標(biāo)準(zhǔn)是450mm，有資料顯示將于2012年試制，現(xiàn)在國際主流晶圓尺寸是300mm，而我國正在由200mm到300mm過渡。在GaAs單晶、InP單晶、光電子材料、磁性材料，壓電晶體材料、電子陶瓷材料等領(lǐng)域無論是在研發(fā)還是在生產(chǎn)均較大落后于國外，總體來說我國新型元件材料基本靠進(jìn)口。在半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)方面畢業(yè)論文提綱，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)我國95%的設(shè)備是外國設(shè)備，而且二手設(shè)備占較大比例，重要的半導(dǎo)體設(shè)備幾乎都是國外設(shè)備，從全球范圍來講美日一直壟斷其生產(chǎn)和研發(fā)，臺灣最近也有有了較大發(fā)展，而我國半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)發(fā)展較為緩慢。
我國規(guī)劃和建成了7個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)基地，產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)初步顯現(xiàn)出來，其中長江三角洲、京津的上海、杭州、無錫和北京等地區(qū),是我國集成電路的主要積聚地，這些地區(qū)集中了我國近半數(shù)的集成電路企業(yè)和銷售額，其次是中南地區(qū)約占整個(gè)產(chǎn)業(yè)企業(yè)數(shù)和銷售額的三分之一，其中深圳基地的IC設(shè)計(jì)業(yè)居全國首位，制造企業(yè)也在近一部壯大，由于勞動(dòng)力價(jià)格相對廉價(jià)，我國集成電路產(chǎn)業(yè)正向成都、西安的產(chǎn)業(yè)帶轉(zhuǎn)移。
二、我國集成電路業(yè)發(fā)展存在的問題剖析
首先，我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈還很薄弱，科研與生產(chǎn)還沒有很好的結(jié)合起來，應(yīng)用十分有限，雖然新聞上時(shí)常宣傳中科院以及大專院校有一些成果，但尚未經(jīng)過市場的運(yùn)作和考驗(yàn)。另外集成電路產(chǎn)品的缺乏應(yīng)用途徑這就使得研究成果的產(chǎn)業(yè)化難以推廣和積累成長。
其次，我國集成電路產(chǎn)業(yè)尚處于幼年期，企業(yè)規(guī)模小，集中度低，資金缺乏，人才缺乏，市場占有率低，不能實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，相比國外同類企業(yè)在各項(xiàng)資源的占有上差距較大。由于集成電路行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)大，換代快，這就造成了企業(yè)的融資困難，使得我國企業(yè)發(fā)展緩慢，有數(shù)據(jù)顯示我國集成電路產(chǎn)業(yè)有80%的投資都來自海外畢業(yè)論文提綱，企業(yè)的主要負(fù)責(zé)人大都是從臺灣引進(jìn)的。
再次，我國集成電路產(chǎn)業(yè)相關(guān)配套工業(yè)落后，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱。集成電路產(chǎn)業(yè)的上游集成電路設(shè)備制造的高端設(shè)備只有美日等幾家公司有能力制造，這就大大制約了我國集成電路工藝的發(fā)展速度，使我國的發(fā)展受制于人。
還有，我國集成電路產(chǎn)成品處于產(chǎn)品價(jià)值鏈的中、低端，難以提出自己的標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)，研發(fā)能力不足，缺少核心技術(shù)，處于低附加值、廉價(jià)產(chǎn)品的向國外技術(shù)模仿學(xué)習(xí)階段。有數(shù)據(jù)顯示我國集成電路使用中有80%都是從國外進(jìn)口或設(shè)計(jì)的，國產(chǎn)20%僅為一些低端芯片，而由于產(chǎn)品相對廉價(jià)這當(dāng)中的百分之七八十又用于出口。
三、我國集成電路發(fā)展趨勢
有數(shù)據(jù)顯示PC機(jī)市場是我國集成電路應(yīng)用最大的市場，汽車電子、通信類設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)多媒體終端將是我國集成電路未來增長最快應(yīng)用領(lǐng)域. Memory、CPU、ASIC和計(jì)算機(jī)外圍器件將是最主要的幾大產(chǎn)品。國際集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐步走向成熟階段，集成電路制造正在向我國大規(guī)模轉(zhuǎn)移，造成我國集成電路產(chǎn)量上升，如Intel在2004年和2005年在成都投資4.5億元后，2007年又投資25億美元在大連投資建廠預(yù)計(jì)2010年投產(chǎn)。
另外我國代工產(chǎn)業(yè)增速逐漸放緩，增速從當(dāng)初的20%降低到現(xiàn)在的6%-8%，低附加值產(chǎn)業(yè)逐漸減小。集成電路設(shè)計(jì)業(yè)占集成點(diǎn)設(shè)計(jì)業(yè)的比重不斷加大，2008、2009兩年在受到金融危機(jī)的影響下在其他專業(yè)大幅下降的情況下任然保持一個(gè)較高的增長率，而且最近幾年集成電路設(shè)計(jì)業(yè)都是增長最快的領(lǐng)域，說明我國的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善和合理，設(shè)計(jì)、制造、封裝測試三行業(yè)開始向“3：4：4”的國際通行比例不斷靠近。從發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)來看都是以集成電路設(shè)計(jì)公司比重不斷加大，制造公司向不發(fā)達(dá)地區(qū)轉(zhuǎn)移作為集成電路產(chǎn)業(yè)走向成熟的標(biāo)志。
我國集成電路產(chǎn)業(yè)逐漸向優(yōu)勢企業(yè)集中,產(chǎn)業(yè)鏈不斷聯(lián)合重組，集中資源和擴(kuò)大規(guī)模，增強(qiáng)競爭優(yōu)勢和抗風(fēng)險(xiǎn)能力，主要核心企業(yè)銷售額所占全行業(yè)比重從2004年得32%到2008年的49%，體現(xiàn)我國集成電路企業(yè)不斷向優(yōu)勢企業(yè)集中，行業(yè)越來越成熟，從美國集成電路廠商來看當(dāng)行業(yè)走向成熟時(shí)只有較大的核心企業(yè)和專注某一領(lǐng)域的企業(yè)能最后存活下來。
我國集成電路進(jìn)口量增速逐年下降從2004年的52.6%下降為2008年的1.2%,出口量增速下降幅度小于進(jìn)口量增速。預(yù)計(jì)2010年以后我國集成電路進(jìn)口增速將小于出口增速，我國正在由集成電路消費(fèi)大國向制造大國邁進(jìn)。
四、關(guān)于我國集成電路發(fā)展的幾點(diǎn)建議
第一、不斷探索和完善有利于集成電路業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)模式和運(yùn)作機(jī)制。中國高校和中科院研究所中有相對寬松的環(huán)境使得其適合醞釀研發(fā)畢業(yè)論文提綱，但中國的高端集成電路研究還局限在高校和中科院的實(shí)驗(yàn)室里，沒有一個(gè)循序漸進(jìn)的產(chǎn)業(yè)運(yùn)作和可持續(xù)發(fā)展機(jī)制，這就使得國產(chǎn)高端芯片在社會(huì)上認(rèn)可度很低，得不到應(yīng)用和升級。在產(chǎn)業(yè)化成果推廣的解決方面。可以借鑒美國的國家采購計(jì)劃，以政府出資在武器和航空航天領(lǐng)域進(jìn)行國家采購以保證研發(fā)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)雜志網(wǎng)。只有依靠公共研發(fā)機(jī)構(gòu)的環(huán)境、人才和技術(shù)優(yōu)勢結(jié)合企業(yè)的市場運(yùn)作優(yōu)勢，走基于公共研發(fā)機(jī)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化道路才是問題的正確路徑。
第二、集成電路的研發(fā)是個(gè)高投入高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)是技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，有數(shù)據(jù)顯示集成電路研發(fā)費(fèi)用要占銷售額的15%，固定資產(chǎn)投資占銷售額的20%，銷售額如果達(dá)不到100億美元將無力承擔(dān)新一代產(chǎn)品的研發(fā)，在這種情況下由于民族集成電路產(chǎn)業(yè)在資金上積累有限，幾乎沒有抗風(fēng)險(xiǎn)能力，技術(shù)上缺乏積累，經(jīng)不起和國際集成電路巨頭的競爭，再加上我國是一個(gè)勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)國，根據(jù)國際貿(mào)易規(guī)律，資本密集型的研發(fā)產(chǎn)業(yè)傾向于向發(fā)達(dá)國家集中，要想是我國在未來的高技術(shù)的集成電路研發(fā)有一席之地只有國家給予一定的積極的產(chǎn)業(yè)政策，使其形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢地位，才能使集成電路業(yè)進(jìn)入良性發(fā)展的軌道.對整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，特別是產(chǎn)業(yè)鏈的低端更要予以一定的政策支持。由政府出資風(fēng)險(xiǎn)投資，通過風(fēng)險(xiǎn)投資公司作為企業(yè)與政府的隔離，在成功投資后政府收回投資回報(bào)退出公司經(jīng)營，不失為一種良策。資料顯示美國半導(dǎo)體業(yè)融資的主要渠道就是靠風(fēng)險(xiǎn)基金。臺灣地區(qū)之所以成為全球第四大半導(dǎo)體基地臺就與其6年建設(shè)計(jì)劃對集成電路產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)扶植有密切關(guān)系，最近灣當(dāng)局的“科學(xué)委員會(huì)”就在最近提出了擬扶植集成電路產(chǎn)業(yè)使其達(dá)到世界第二的目標(biāo)。
第三、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以走先官辦和引進(jìn)外資再民營化道路，在產(chǎn)業(yè)初期由于資金技術(shù)壁壘大人才也較為匱乏民營資本難于介入，這樣只有利用政府力量和外資力量，但到一定時(shí)期后只有民營資本的介入才能使集成電路產(chǎn)業(yè)走向良性化發(fā)展的軌道。技術(shù)競爭有利于技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，集成電路業(yè)的技術(shù)快速更新的性質(zhì)使得民營企業(yè)的競爭性的優(yōu)勢得以體現(xiàn)，集成電路每個(gè)子領(lǐng)域技術(shù)的專用化特別高分工特別細(xì)，每個(gè)子領(lǐng)域有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度，不適合求小而且全的模式。集成電路產(chǎn)業(yè)各個(gè)子模塊經(jīng)營將朝著分散化畢業(yè)論文提綱，專業(yè)化的方向發(fā)展，每個(gè)企業(yè)專注于各自領(lǐng)域，在以形成的設(shè)計(jì)、封裝、測試、新材料、設(shè)備制、造自動(dòng)化平臺設(shè)計(jì)、IP設(shè)計(jì)等幾大領(lǐng)域內(nèi)分化出有各自擅長的專業(yè)領(lǐng)域深入發(fā)展并相互補(bǔ)充，這正好適應(yīng)民營經(jīng)濟(jì)的經(jīng)營使其能更加專注，以有限的資本規(guī)模經(jīng)營能力能夠達(dá)到自主研發(fā)高投入，適應(yīng)市場高度分工的要求，所以民間資本的投入會(huì)使市場更加有效率。
第四、技術(shù)引進(jìn)吸收再創(chuàng)新將是我國集成電路技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的可以采用的重要方式。美國國家工程院院士馬佐平曾今說過：中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有著良好的基礎(chǔ)，如果要趕超世界先進(jìn)水平，必須要找準(zhǔn)方向、加強(qiáng)合作。只有站在別人的基礎(chǔ)上，吸取國外研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并充分合作才是我國集成電路業(yè)發(fā)展快速發(fā)展有限途徑，我國資金有限，技術(shù)底子薄，要想快速發(fā)展只有借鑒別人的技術(shù)在此基礎(chǔ)上朝正確方向發(fā)展，而不是從頭再來另立門戶。國際集成電路產(chǎn)業(yè)鏈分工與國家集成電路工業(yè)發(fā)展階段有很大關(guān)系，隨著產(chǎn)業(yè)的不斷成熟和不斷向我國轉(zhuǎn)移使得我國可以走先生產(chǎn)，在有一定的技術(shù)和資金積累后再研發(fā)的途徑。技術(shù)引進(jìn)再創(chuàng)新的一條有效路徑就是吸引海外人才到我國集成電路企業(yè)，美國等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟(jì)不景氣正好加速了人才向我國企業(yè)的流動(dòng)，對我國是十分有利的。
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【關(guān)鍵詞】物理課堂 拓展教學(xué) 途徑
根據(jù)新課程理念要求一要注重全體學(xué)生的發(fā)展，改變學(xué)科本位；二要注重從生活走向物理，從物理走向生活；三要注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式的多樣化；四要注意學(xué)科滲透，關(guān)心科技發(fā)展，具有可持續(xù)發(fā)展意識。而目前的初中物理教學(xué)存在著重視書本忽視其他學(xué)習(xí)資源、重視課內(nèi)忽視課外學(xué)生活動(dòng)的問題。反思多年的教學(xué)實(shí)踐，認(rèn)識到教師的任務(wù)不僅僅是教給學(xué)生物理概念、規(guī)律（定律）以及解的方法，而應(yīng)該和學(xué)生一起開發(fā)盡可能多的物理學(xué)習(xí)資源，以拓展知識，彌補(bǔ)教材的不足。可以引導(dǎo)學(xué)生探究以下一些問題。
1.有些問題教材未作深入闡述或未闡述，但在學(xué)生探索能力范圍之內(nèi)，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究探討。
2.與個(gè)人或家庭生活密切相關(guān)的問題。如改造家庭爐灶以提高燃料的效率、設(shè)計(jì)特殊電路、制作自動(dòng)控制電器等。從一些裝置產(chǎn)生的問題。如傻瓜相機(jī)為什么不用調(diào)焦？為什么人能通過門鏡（“貓眼”）看到門外的人，而門外的人卻看不到室內(nèi)的人？
3.與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的問題。如慣性在汽車制動(dòng)和導(dǎo)航中的應(yīng)用、太陽能的綜合利用、靜電利用和危害防范、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的物理學(xué)知識、高科技在抗洪救災(zāi)中的應(yīng)用等。
4.與科技發(fā)展有關(guān)的問題。如新型電池、超導(dǎo)體、激光、航空航天技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)、納米技術(shù)、記憶合金等。
5.一些重大社會(huì)問題。如環(huán)境保護(hù)、物理污染、能源危機(jī)、新能源開發(fā)、電腦病毒以及犯罪克隆與倫理等。
一、結(jié)合物理游藝表演進(jìn)行拓展
在學(xué)習(xí)了八年級物理《第一章物質(zhì)的狀態(tài)及其變化》和《第二章物質(zhì)性質(zhì)的初步認(rèn)識》后，讓學(xué)生觀看“油鍋取物”的游藝表演。表演者從沸騰的油鍋中伸手取出物體后若無其事。在學(xué)生驚嘆的同時(shí)，讓其明白其中的物理知識：原來油鍋中的液體是油和白醋的混合物，由于油的密度小，所以漂浮在白醋的上面，并且白醋的沸點(diǎn)比油的沸點(diǎn)低，在40～50℃之間即可沸騰，看起來像是油鍋中的油沸騰了，而實(shí)際上是白醋在沸騰。表演者伸手到50℃左右的液體中拿物體時(shí)，雖然感到熱但不會(huì)燙傷皮膚，加之動(dòng)作快，是不會(huì)有危險(xiǎn)的。這種趣味性、娛樂性與知識性相結(jié)合的活動(dòng)，創(chuàng)造出一個(gè)和諧高效的課堂氣氛，極大地吸引了學(xué)生的注意力，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的眼、腦、口、手等對教學(xué)信息進(jìn)行反應(yīng)。
二、結(jié)合活動(dòng)進(jìn)行拓展
我們應(yīng)該根據(jù)不同的物理學(xué)內(nèi)容，將對這些問題的探究結(jié)合到各種活動(dòng)中。活動(dòng)的設(shè)計(jì)要盡可能貼近日常生活、生產(chǎn)的實(shí)際，使學(xué)生有積極參與各類活動(dòng)的興趣和主動(dòng)性。
比如，我們學(xué)習(xí)了八年級物理《第一章物質(zhì)的狀態(tài)及其變化》，就可開展“物理就在我們身邊”的主題活動(dòng)。鑒于學(xué)生的知識有限，可將主題范圍縮小為“廚房里的熱學(xué)知識”，引導(dǎo)學(xué)生去對平時(shí)“視而不見”的廚房用具、設(shè)備、現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)觀察、思考：這些用具、設(shè)備為什么要這樣造？廚房中的現(xiàn)象為什么會(huì)這樣？并要求學(xué)生用物理知識進(jìn)行解釋。
三、補(bǔ)充課外小實(shí)驗(yàn)，撰寫科技小論文
在以往的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)材料、試劑都是書本上指定的，課前由教師準(zhǔn)備好，實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生完全按規(guī)定的步驟進(jìn)行。在這過程中，學(xué)生完全成了不用思考的機(jī)械操作者。這種教學(xué)沒有給學(xué)生思維空間和余地，抑制了學(xué)生的主動(dòng)性和思考的獨(dú)立性。而現(xiàn)代教育就是要引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，因此，教師可以結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)，教會(huì)學(xué)生一些基本的實(shí)驗(yàn)研究方法，然后讓學(xué)生自己查資料，弄清實(shí)驗(yàn)的原理，選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)方法。還可以補(bǔ)充一些課外的小實(shí)驗(yàn)。比如：學(xué)習(xí)八年級物理《第一章物質(zhì)的狀態(tài)及其變化》時(shí)，可以讓學(xué)生做幾個(gè)小實(shí)驗(yàn)，如“紙鍋燒水”、“魚在沸水中生存”、“用冰水煮開水”等，并解釋其物理現(xiàn)象和規(guī)律。
學(xué)習(xí)了《水的循環(huán)》一節(jié)內(nèi)容后，讓學(xué)生以“日常生活中的水的再利用”為題，撰寫小論文或設(shè)計(jì)一個(gè)學(xué)校、家庭的節(jié)水方案，并在班上交流，以增強(qiáng)學(xué)生對水資源的保護(hù)意識。
還可以讓學(xué)生開展對校園生活垃圾的處理和合理利用的研究，討論制定“怎樣處理和合理利用校園生活垃圾”的科學(xué)方案。
四、結(jié)合網(wǎng)絡(luò)及課外讀物進(jìn)行拓展
在應(yīng)用物理知識解釋物理現(xiàn)象時(shí)，對一些似是而非不易正確理解的問題，要積極引導(dǎo)學(xué)生去查閱資料。一般查閱資料的途徑有：
關(guān)鍵字：3S技術(shù) 森林火災(zāi) 預(yù)警方法 應(yīng)急管理
1. 引言
森林火災(zāi)是危害森林資源的主要災(zāi)害。如何利用現(xiàn)代化科技手段和設(shè)備做好 “以防為主”的森林火災(zāi)預(yù)防工作以及制定有效的應(yīng)急措施，并進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)的組織指揮，就成為林業(yè)防火工作中的重要問題也是林業(yè)建設(shè)管理中的重中之重。隨著社會(huì)的發(fā)展，遙感科學(xué)、地理信息系統(tǒng)、電子計(jì)算機(jī)、航空航天技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，加上現(xiàn)代科學(xué)管理的應(yīng)用，為森林防火提供了先進(jìn)的手段和技術(shù)條件。如森林火險(xiǎn)監(jiān)測系統(tǒng)、紅外線監(jiān)測林火、雷達(dá)監(jiān)測林火、衛(wèi)星遙感監(jiān)測林火以及計(jì)算機(jī)地理信息管理系統(tǒng)等新技術(shù)的應(yīng)用，為有效地預(yù)防控制森林火災(zāi)的發(fā)生，為把森林火災(zāi)造成的損失降低到最低限度提供了保證。
2. 研究的背景和意義
2.1研究的背景
我國森林資源十分匾乏。然而，我國又是發(fā)生森林火災(zāi)較嚴(yán)重的國家之一。我國的森林防火工作比國外發(fā)達(dá)國家起步較晚。幾十年來，在不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，通過不斷地探索和研究森林火災(zāi)的特點(diǎn)，有針對性的加強(qiáng)管理和技術(shù)防范措施，不斷提高對森林火災(zāi)的綜合控制能力，使森林火災(zāi)發(fā)生次數(shù)、受災(zāi)森林面積和傷亡人數(shù)有了明顯的下降。隨著國家對森林防火工作的重視和科學(xué)的進(jìn)步，我國于1992年和1994年分別通過有關(guān)科研單位結(jié)合我國森林防火工作的實(shí)踐制定了《全國森林火險(xiǎn)區(qū)劃等級》和《全國森林火險(xiǎn)天氣等級》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并由林業(yè)局頒布實(shí)施，全國各地均做了實(shí)施的準(zhǔn)備工作，這將使我國森林火險(xiǎn)監(jiān)測工作開始走向系統(tǒng)化、科學(xué)化的道路。
2.2研究的意義
森林火災(zāi)位居破壞森林的三大自然災(zāi)害（病害、蟲害、火災(zāi)）之首。它不僅給人類的經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成巨大損失，破壞生態(tài)環(huán)境，而且還會(huì)威脅到人民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此森林防火有著重要的意義：
1．森林防火是保護(hù)自然資源的需要。
2．森林防火是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的需要。
3．森林防火是保護(hù)森林發(fā)展林業(yè)的需要。
4．森林防火是維護(hù)林區(qū)社會(huì)安定的需要。
3. 現(xiàn)代森林防火新技術(shù)
3.1地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)（GIS）是計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、空間科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的新興科學(xué)，是未來信息高速公路的重要組成部分。加拿大利用GIS進(jìn)行森林景觀生態(tài)分析，開展自然環(huán)境規(guī)劃。泰國利用GIS進(jìn)行小流域治理規(guī)劃和泰國早計(jì)劃。GIS在森林火災(zāi)預(yù)警中的功能有：利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫功能管理有關(guān)的環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫，有效得到預(yù)警區(qū)域的環(huán)境數(shù)據(jù)，進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的查詢、更新和提取；利用GIS強(qiáng)大的空間分析功能對森林火災(zāi)預(yù)警網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，從而有效地表征設(shè)計(jì)項(xiàng)目所在地的環(huán)境信息的收集、存儲和顯示；直觀的圖形界面可以根據(jù)用戶的要求而輸出各種分析和評價(jià)結(jié)果；GIS能迅速提供快速反映決策能力，可以模擬和監(jiān)測林火風(fēng)險(xiǎn)。
3.2遙感技術(shù)
遙感（RS）是指從遠(yuǎn)距離高空以及外層空間的各種平臺上利用可見光、紅外、微波等電磁波探測儀器，通過攝影和掃描、信息遙感、傳輸和處理，從而研究地面物體的形狀、大小、位置及其環(huán)境的相互關(guān)系與變化的技術(shù)。用遙感技術(shù)研究森林火災(zāi)，始于50年代的航空紅外探測，自80年代初開始，隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，美國、加拿大等國家也先后開展了利用衛(wèi)星監(jiān)測研究森林資源。到80年代末期，GPS以其精準(zhǔn)的導(dǎo)航定位功能為林業(yè)工作者所使用。中國曾成功監(jiān)測了1987年大興安嶺特大森林火災(zāi)，并對火燒地森林植被恢復(fù)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)預(yù)測。
3.3虛擬仿真技術(shù)
近年來，在信息技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，用于植物形態(tài)結(jié)構(gòu)研究的數(shù)據(jù)采集方法和三維數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件水平已能夠滿足需求，構(gòu)建模型所需的可視化技術(shù)、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法等已經(jīng)成熟，這為森林防火的虛擬仿真提供了條件。林火虛擬仿真包含的關(guān)鍵技術(shù)主要有三維數(shù)字化技術(shù)、可視化技術(shù)、林火蔓延的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷取?/p>
4. 森林火災(zāi)預(yù)測預(yù)報(bào)方法
火險(xiǎn)預(yù)測是指在“和平時(shí)期”對森林火災(zāi)危險(xiǎn)程度由計(jì)算模型所做出的理論預(yù)報(bào)。森林火險(xiǎn)預(yù)測是森林防火“四網(wǎng)兩化”建設(shè)的一個(gè)重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)“預(yù)防為主，積極消滅”的森林防火方針的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
森林火險(xiǎn)預(yù)測過程主要有如下所示的三個(gè)環(huán)節(jié)：
4.1直接預(yù)報(bào)法
直接預(yù)報(bào)法是利用林區(qū)內(nèi)可燃物濕度與氣象要素綜合分析后進(jìn)行預(yù)報(bào)的方法。具體如下：
(一) 利用可燃物濕度變化與氣象要素的相關(guān)性進(jìn)行林火預(yù)報(bào)的原理。
(二) 預(yù)報(bào)因子的測定。
(三) 常規(guī)觀測方法。
(四) 逐步組建成預(yù)測預(yù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)。
4.2預(yù)測模型
由于自然因素和社會(huì)因素瞬息萬變，所以不可能準(zhǔn)確預(yù)測未來森林火災(zāi)的發(fā)生時(shí)間。因此，我們認(rèn)為森林火災(zāi)預(yù)測只能是一種趨勢預(yù)測。隨著各國學(xué)者對林火預(yù)警模型、林火蔓延模型等的進(jìn)一步深入研究，以及信息技術(shù)的不斷發(fā)展，未來的基于信息技術(shù)的森林火災(zāi)預(yù)防體系一定可以更有效的減輕森林火災(zāi)給我們帶來的損失。
常用的林火蔓延預(yù)測模型有：
（一）澳大利亞的McArthur模型
R=0.13F （4.2）
式中，R為較平坦地面上的火蔓延速度（km/h）。對于草地，F(xiàn)為火險(xiǎn)指數(shù)，有特定公式可以計(jì)算F。此模型不僅能預(yù)報(bào)火險(xiǎn)天氣，還能定量預(yù)報(bào)一些重要的火行為參數(shù)，是撲火、用火不可缺少的工具，但它可適用的可燃物類型比較單一。對我國南方森林防火具有一定的參考價(jià)值。
（二）加拿大林火蔓延模型
加拿大林火蔓延模型是加拿大火險(xiǎn)等級統(tǒng)計(jì)采用的方法。16個(gè)代表林型，通過290次觀察總結(jié)出多數(shù)可燃物蔓延速度方程（ROS）。不同類別可燃物有不同蔓延速度方程，但所有方程都是以最初蔓延指標(biāo)（ISI）為獨(dú)立變數(shù)，它與細(xì)小可燃物含水量和風(fēng)速有關(guān)。
以針葉林為例，ROS=a[1―c―bxISI] （4.3）
a,b,c為不同可燃物類型的參數(shù)。
此模型屬于統(tǒng)計(jì)模型，其優(yōu)點(diǎn)是能方便而形象的認(rèn)識火災(zāi)的各個(gè)分過程和整個(gè)火災(zāi)的過程，能成功預(yù)測出在參數(shù)相似情況下的火行為；缺點(diǎn)是這種模型不考慮任何熱傳機(jī)制，當(dāng)實(shí)際火情與試驗(yàn)條件不符時(shí)，它的精度就會(huì)低。
（三）王正非的林火蔓延模型
R = RαKεKω/ cosφ （4.4）
后經(jīng)修正為： R = RαKεKφ Kω （4.5）
式中，Rα是初始蔓延速度；Kε是可燃物配置格局更正系數(shù)；Kω風(fēng)力更正系數(shù)；Kφ是地形坡度更正系數(shù)。Kε 是訂正系數(shù)，它隨地點(diǎn)和時(shí)間而變。對于某時(shí)、某地來說，整個(gè)燃燒范圍和燃燒過程中，Kε 可以假定是常數(shù)。該模型適用于坡度在60℃以下的地形。
5.森林火災(zāi)應(yīng)急管理
5.1森林滅火救災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)分級與標(biāo)準(zhǔn)
參照自然災(zāi)害總體分級標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)森林火災(zāi)可能造成的危害程度、緊急程度和發(fā)展態(tài)勢，我們把森林火災(zāi)預(yù)警分為四級，特別重大的是I級，重大的是Ⅱ級，嚴(yán)重的是Ⅲ級，一般的是Ⅳ級，依次用紅色、橙色、黃色和藍(lán)色表示。與之相對應(yīng)，森林滅火救災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)分為四級。
5.2 森林滅火救災(zāi)應(yīng)急處置階段劃分與指揮決策
5.2.1階段劃分
森林火災(zāi)應(yīng)急處置是各級政府和相關(guān)部門應(yīng)急管理的組成部分，屬于自然災(zāi)害應(yīng)急管理范疇。森林火災(zāi)應(yīng)急處置一般按事前、事中和事后進(jìn)行分期，可分為預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、監(jiān)測與預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)與救援處置、善后與評估等階段。其中預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、監(jiān)測與應(yīng)急預(yù)警屬于事前管理，應(yīng)急響應(yīng)與救援處置屬于事中管理，災(zāi)后善后與評估屬于事后管理。
5.2.2應(yīng)急指揮
應(yīng)急指揮是森林火災(zāi)應(yīng)急處置的關(guān)鍵，不同應(yīng)急響應(yīng)需要啟動(dòng)不同的應(yīng)急指揮層次。應(yīng)急指揮一般分為戰(zhàn)略指揮、戰(zhàn)役指揮和戰(zhàn)斗指揮。其中國家、省級指揮為戰(zhàn)略指揮，省、地市級指揮為戰(zhàn)役指揮，縣級以下特別是滅火救災(zāi)一線指揮為戰(zhàn)斗指揮。（具體看圖5.1）
5.2.3 應(yīng)急決策
決策是管理的核心。應(yīng)急決策是應(yīng)急響應(yīng)與應(yīng)急指揮的核心。森林滅火救災(zāi)應(yīng)急決策可分為事前決策、事中決策和事后決策，其具有可利用資源的嚴(yán)重短缺性、決策環(huán)境的高度不確定性和極其復(fù)雜性、決策目標(biāo)的動(dòng)態(tài)權(quán)變性、決策結(jié)果的難預(yù)測性、決策單元的核心目標(biāo)直接受決策過程的影響性、決策對象發(fā)生發(fā)展的多變性等特殊特點(diǎn)，這要求決策者當(dāng)機(jī)立斷、科學(xué)判斷和多謀善斷，也就決定了，應(yīng)急決策在應(yīng)急管理中的核心地位。應(yīng)急決策包括決策主體、決策對象、決策目標(biāo)、決策環(huán)境、決策過程和決策方案。森林滅火救災(zāi)作為人與森林火災(zāi)這種自然災(zāi)害抗?fàn)帲仨毎炎鹬乜茖W(xué)、遵循規(guī)律和滅火救災(zāi)人員安全放在首位。
6. 結(jié)論與建議
森林火災(zāi)，是危害森林的大敵，一場火災(zāi)在旦夕之間就能把大片蒼翠茂密的森林化為灰燼，給國家和集體造成嚴(yán)重?fù)p失，同時(shí)林地失去了森林的覆蓋，容易造成水土流失，容易發(fā)生水旱風(fēng)沙災(zāi)害，影響農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。本文總結(jié)了火災(zāi)等級劃分的標(biāo)準(zhǔn)，通過全面的分析研究提出了適合我國國情的森林火災(zāi)預(yù)警方法和模型。最后研究了我國如何做到處置重、特大森林火災(zāi)時(shí)反應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)備充分、決策科學(xué)、措施有力，把森林火災(zāi)造成的損失降到最低程度。為了使森林防火工作確實(shí)做到“預(yù)防為主，防治結(jié)合”，把森林火災(zāi)發(fā)生率降到最低限度，筆者提出以下五點(diǎn)建議：
（一） 加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)。
（二） 以火源管理為中心，控制野外火源。
（三） 加大森林防火經(jīng)費(fèi)投入。
（四） 加強(qiáng)森林防火隊(duì)伍培訓(xùn)。
（五） 加大森林防火執(zhí)法力度。
參考文獻(xiàn)：
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（1.江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇無錫214122；2. 江陰蘇陽電子股份有限公司，江蘇江陰214421）
摘要：為了滿足功率器件不同封裝形式可靠性和穩(wěn)定性的需求，對功率器件封裝的塑封系統(tǒng)進(jìn)行研究。設(shè)計(jì)塑封壓機(jī)集成接口和PLC溫度控制電路，實(shí)現(xiàn)功率器件塑封壓機(jī)溫度控制；研發(fā)光電傳感器、接近傳感器以及螺旋測試頭集合形成的塑封模具定位傳感結(jié)構(gòu)，結(jié)合PLC定位電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了功率器件塑封模具定位。對關(guān)鍵的PLC和觸摸屏組合控制系統(tǒng)進(jìn)行了探索，系統(tǒng)已投入實(shí)際應(yīng)用，效果良好。
關(guān)鍵詞 ：功率器件；封裝；溫度控制；定位
中圖分類號：TN305.94?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）14?0116?04
收稿日期：2015?01?25
隨著以計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)類電子產(chǎn)品和汽車電子為代表的4C 市場和電源驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域朝著小外型、大功率的方向發(fā)展，作為關(guān)鍵的核心電子元器件，現(xiàn)代功率器件也朝著大功率、小型化、高頻化的趨勢快速發(fā)展[1?2] ，這對功率器件的封裝提出了更高的要求。
目前主流功率器件封裝形式有：TO，SOP，DIP，PDFN，QFN[3]，為了確保這些器件的穩(wěn)定性和可靠性，封裝過程中的控溫和定位顯得尤為重要。通過塑封系統(tǒng)自動(dòng)控溫定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不同封裝形式功率器件可靠性和穩(wěn)定性的提升[4] 。本文成果已應(yīng)用于江陰蘇陽電子股份有限公司多類產(chǎn)品實(shí)際封裝。
1 系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)采用的PLC 控制系統(tǒng)由CP1H?XA40DT?DPLC和TPC1062KS觸摸屏組成，配合塑封壓機(jī)集成接口設(shè)計(jì)、PLC 控溫設(shè)計(jì)、PLC 定位設(shè)計(jì)、光電傳感系統(tǒng)嵌入，在觸摸屏上實(shí)時(shí)顯示塑封壓機(jī)溫度并實(shí)現(xiàn)溫差預(yù)警反饋和定位不準(zhǔn)預(yù)警反饋[5?6]。原理框圖如圖1所示。
2 半導(dǎo)體塑料封裝壓機(jī)自動(dòng)溫度切換系統(tǒng)
2.1 塑封壓機(jī)集成接口系統(tǒng)設(shè)計(jì)
作為功率器件封裝關(guān)鍵的塑封工序，塑封系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度直接影響了功率器件的性能。半導(dǎo)體塑料封裝壓機(jī)需要安裝精密塑封模具以進(jìn)行手動(dòng)塑料封裝，一副模具一般需要16~20個(gè)加熱棒，壓機(jī)有32個(gè)加熱通道，可以方便更換。傳統(tǒng)塑封壓機(jī)中模具加熱棒與壓機(jī)加熱棒接口一一對接，壓機(jī)加熱棒通道與熱電偶通道一一對應(yīng)，該對接方式直接造成壓機(jī)內(nèi)部連線過多，引起安全隱患。
為了解決上述問題，設(shè)計(jì)了一種包括上模、下模、壓機(jī)加熱棒集成接口以及壓機(jī)熱電偶集成接口的塑封壓機(jī)系統(tǒng)。上模及下模的單獨(dú)加熱棒接口集合成一個(gè)整體加熱棒接口，上模及下模的單獨(dú)熱電偶接口集合成一個(gè)整體熱電偶接口，整體加熱棒接口與加熱棒接口通過加熱棒連接線連接，整體熱電偶接口與熱電偶接口通過熱電偶連接線連接。由于系統(tǒng)將傳統(tǒng)的多條單線連接改成整體接口連接，使得半導(dǎo)體塑料封裝壓系統(tǒng)連線簡單、不容易造成連線接頭脫落，更換塑封模具便捷。
2.2 PLC溫度控制設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)的塑封壓機(jī)系統(tǒng)除了將壓機(jī)的多個(gè)單通道結(jié)合在一起，還在PLC智能反饋系統(tǒng)中增加自動(dòng)變換通道程序，若某個(gè)通道低于設(shè)定溫度一定時(shí)間，PLC 自動(dòng)切換下一個(gè)閑置通道。通過觸摸屏輸入、PLC 反饋、模塊集成的方法實(shí)現(xiàn)溫度的切換控制。
PLC溫度控制系統(tǒng)通過觸摸屏設(shè)定加熱溫度、加熱脈沖、高低溫度報(bào)警值和計(jì)時(shí)時(shí)間等相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對壓機(jī)的溫度控制。在實(shí)際應(yīng)用中，塑封壓機(jī)加熱開啟2 h后切換通道系統(tǒng)開啟，若某個(gè)通道出現(xiàn)異常（≠175 ℃，溫差＞3 ℃），PLC立即開始200 s計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)期內(nèi)該通道溫度如仍未達(dá)設(shè)定值，該通道將被關(guān)閉，同時(shí)開啟下一個(gè)閑置通道，重新加溫。最終塑封壓機(jī)溫度維持在報(bào)警值3 ℃以內(nèi)，從而保證塑封過程中的恒定高溫。該系統(tǒng)可應(yīng)用于不同封裝形式，圖2為本系統(tǒng)PLC溫度控制原理圖，圖3為實(shí)際塑封壓機(jī)觸摸屏溫度及PID顯示界面圖。
3 半導(dǎo)體塑料封裝壓機(jī)智能定位系統(tǒng)
本系統(tǒng)設(shè)有光電傳感器、接近傳感器以及螺旋測試頭，可利用螺旋測試頭高精度的測量尺寸來調(diào)節(jié)接近傳感器與工作臺的配合。上、下工作平臺之間連接有4根導(dǎo)柱，將電子光纜感應(yīng)尺設(shè)置于導(dǎo)柱的外側(cè)，接近傳感器設(shè)置在導(dǎo)柱內(nèi)側(cè)，螺旋測試頭位于接近傳感器的底部。當(dāng)下工作臺上升時(shí)，4個(gè)導(dǎo)柱上的接近傳感器可感應(yīng)下工作臺是否到達(dá)設(shè)定位置，電子光纜感應(yīng)尺讀取下模到導(dǎo)柱的距離，如未達(dá)設(shè)定值，光電傳感器將輸出電平信號，經(jīng)電路轉(zhuǎn)換后，一路信號直接觸發(fā)PLC安全控制點(diǎn)，有效阻止模具的開合；另一路信號輸出至LED指示燈，提示此時(shí)工作臺未能到達(dá)設(shè)定位置，圖4為塑封模具定位原理圖。該系統(tǒng)具有智能定位的功能，觸摸屏可實(shí)時(shí)顯示4個(gè)導(dǎo)柱是否在設(shè)定位置，如有報(bào)警，可迅速反映定位異常的傳感器方位，便于及時(shí)處理，可以有效避免模具損壞或者報(bào)廢。圖5為本系統(tǒng)觸摸屏定位顯示界面。
4 軟PLC 系統(tǒng)研究
為了實(shí)現(xiàn)塑封系統(tǒng)控溫定位的智能反饋，需要設(shè)計(jì)一種實(shí)時(shí)監(jiān)控的現(xiàn)場控制系統(tǒng)，可編程邏輯控制器（Programmable Logical Controller，PLC）以微處理器為基礎(chǔ)，采用可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程[7?8]；所以在功率器件塑封系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用PLC與觸摸屏組成的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫和定位功能。
4.1 控制現(xiàn)場結(jié)構(gòu)
本文采用CP1H?XA40DT?D PLC 和TPC1062KS 觸摸屏組成系統(tǒng)控制現(xiàn)場的電動(dòng)閥、電磁閥、電動(dòng)機(jī)、溫度控制器和定位控制器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。以溫度控制為例，CP1H?XA40DT?D通過模擬量輸入模塊和溫度傳感器采集現(xiàn)場的溫度信號，信號通過PLC 上的A/D 轉(zhuǎn)換、數(shù)值變換傳送到觸摸屏上，觸摸屏顯示實(shí)時(shí)的溫度值和PID值；且PID 參數(shù)可以通過觸摸屏進(jìn)行設(shè)置，觸摸屏給PLC 發(fā)送指令，以控制現(xiàn)場的執(zhí)行機(jī)構(gòu)[9]。控制現(xiàn)場溫控結(jié)構(gòu)如圖6所示。
4.2 控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)PLC對塑封壓機(jī)溫度和模具定位的控制，必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制電路。PLC 控制系統(tǒng)的控制電路主要由輸入電路、PLC、輸出電路3個(gè)部分組成。輸入電路主要有按鈕、開關(guān)、模擬量、人機(jī)界面等；輸出電路主要有電磁閥、指示燈、接觸器等。PLC 控制系統(tǒng)根據(jù)輸入電路得到的信號，執(zhí)行PLC程序，從而控制輸出電路的電器元件驅(qū)動(dòng)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)，最終滿足控制塑封壓機(jī)溫度和模具定位的要求，完成系統(tǒng)控制。以溫度控制為例，通過觸摸屏設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)塑封壓機(jī)溫度（175 ℃），通過PLC程序判斷壓機(jī)溫度是否在容差范圍內(nèi)（3 ℃），若超出容差，則發(fā)出信號反饋至觸摸屏，同時(shí)調(diào)整加熱通道，令塑封壓機(jī)溫差小于設(shè)定容差。圖7為功率器件塑封系統(tǒng)PLC溫度控制電路圖。
4.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
常見的PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法有圖解法編程（包括梯形圖法、邏輯流程圖法、時(shí)序流程圖法和步進(jìn)順控法）、經(jīng)驗(yàn)法編程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程等[10]。設(shè)計(jì)的自動(dòng)控溫定位塑封系統(tǒng)選用的是梯形圖法，這種最方便的編程方法是一種用梯形圖語言，模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方式。其圖形及元件名稱均與繼電器控制電路十分相近。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以把原繼電器控制電路轉(zhuǎn)化成PLC梯形圖語言。
為了提高系統(tǒng)可靠性，在軟件設(shè)計(jì)上采用了數(shù)字濾波和軟件容錯(cuò)。在采樣周期內(nèi)，用采樣值計(jì)算加權(quán)平均值作為濾波值，濾波現(xiàn)場的模擬量信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字量信號，存入PLC中，根據(jù)濾波值濾去噪聲信號獲得所需的有用信號，進(jìn)行系統(tǒng)控制。在程序執(zhí)行過程中，一旦發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場故障或錯(cuò)誤，系統(tǒng)即通過程序判斷造成錯(cuò)誤的原因是主要故障還是次要故障，并分別做出停機(jī)和相應(yīng)子程序處理。系統(tǒng)還可對重要的開關(guān)量輸入信號或易形成抖動(dòng)的檢測或控制回路采用軟件延時(shí)，對同一信號多次讀取，結(jié)果一致，才確認(rèn)有效，消除偶發(fā)干擾的影響。
5 結(jié)語
目前市場中功率器件應(yīng)用極為廣泛，為了適應(yīng)現(xiàn)代便攜式電子產(chǎn)品等應(yīng)用領(lǐng)域不斷小型化的發(fā)展趨勢，現(xiàn)代功率器件封裝技術(shù)不斷改進(jìn)，新型封裝形式不斷涌現(xiàn)。為了提高各種封裝形式的可靠性和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)了一種可應(yīng)用于各種封裝形式的功率器件自動(dòng)控溫定位塑封系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵塑封工藝設(shè)備溫度的均勻和穩(wěn)定，提高塑封模具壓合精度，從而提高良品率，降低設(shè)備損耗，具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值。基于PLC控制系統(tǒng)的自動(dòng)控溫定位塑封系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)對提升功率器件封裝的效率有著重要意義。
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作者簡介：余駿華（1990—），男，碩士。研究方向?yàn)檐浖碚摷捌鋺?yīng)用。實(shí)用新型專利：半導(dǎo)體塑料封裝壓機(jī)智能溫度切換系統(tǒng)（ZL 201320226664.0）發(fā)明人。
孫力（1966—），男，教授，博士，碩士生導(dǎo)師。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)。
全慶霄（1963—），男，高級工程師，碩士。研究方向?yàn)榘雽?dǎo)體封裝技術(shù)。
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關(guān)鍵詞：教育改革：中學(xué)物理教學(xué)；STS教育
中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2013）8（S）-0005-5
STS教育在20世紀(jì)60年代萌芽于歐美地區(qū)，經(jīng)過70年代的發(fā)展，到80年代成為科學(xué)教育改革的主流之一。中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育。它要求學(xué)生懂得科學(xué)知識的應(yīng)用，知道科學(xué)技術(shù)與社會(huì)之間的相互影響和作用。培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會(huì)的意識，并能以正確的價(jià)值觀和方法去解決科技發(fā)展所帶來的社會(huì)問題。這些都是現(xiàn)代公民必不可少的基本素質(zhì)。在物理教學(xué)中實(shí)施STS教育，是物理教學(xué)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，是當(dāng)前推行素質(zhì)教育的需要。根據(jù)中學(xué)物理學(xué)科的特點(diǎn)，結(jié)合STS教育中科學(xué)教育、技術(shù)教育和社會(huì)教育三者的關(guān)系，在中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育有著得天獨(dú)厚的條件，反過來，實(shí)施STS教育對中學(xué)物理教學(xué)有很大的促進(jìn)作用。它既能豐富中學(xué)物理教學(xué)的內(nèi)容。又能活躍教學(xué)氣氛。更能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，并能提高師生的能力。
1 STS教育滲透于中學(xué)物理教育的意義
1.1 STS教育為素質(zhì)教育實(shí)施提供了一個(gè)新途徑
當(dāng)前，教育面臨著由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)軌，實(shí)施素質(zhì)教育是教育改革的大方向。但是素質(zhì)教育到底是怎樣的模式，大家正在積極探索。中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用性知識拓展的研究把科學(xué)教育與當(dāng)今的社會(huì)發(fā)展、社會(huì)生產(chǎn)和社會(huì)生活緊密地結(jié)合起來，培養(yǎng)了解社會(huì)、懂得科學(xué)技術(shù)，又關(guān)注技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生的社會(huì)影響。致力于社會(huì)進(jìn)步的高素質(zhì)人才。中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用性知識拓展的研究改變物理教學(xué)僅限于教材內(nèi)容的封閉狀況，注重拓寬學(xué)生的知識視野：改變封閉的課堂教學(xué)單一形式，促進(jìn)物理教學(xué)逐步構(gòu)成一個(gè)由課內(nèi)外、校內(nèi)外、學(xué)校與社會(huì)和家庭所組成的開放的教學(xué)空間，為學(xué)生參與社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)創(chuàng)造條件；改變學(xué)生學(xué)物理只是為了解題的片面認(rèn)識。使學(xué)生不僅學(xué)習(xí)系統(tǒng)的物理知識，而且懂得這些知識在其它科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用；教會(huì)學(xué)生用綜合的觀點(diǎn)去分析問題，增強(qiáng)學(xué)生了解社會(huì)、關(guān)心社會(huì)、服務(wù)社會(huì)的自覺性，從而全面提高學(xué)生的思想品德素質(zhì)、科學(xué)素質(zhì)、心理素質(zhì)和身體素質(zhì)。因此，中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育將有助于探索出一條符合我國國情的實(shí)施素質(zhì)教育的途徑。
1.2 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的內(nèi)在動(dòng)機(jī)，提高物理認(rèn)知水平
在中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育。開辟第二課堂。讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的活動(dòng)更加豐富多彩，既避免了教師枯燥無味的說教，又避免了學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的單調(diào)性，豐富了學(xué)習(xí)內(nèi)容，使學(xué)生獲得了成功的喜悅和體驗(yàn)，因而激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣。這樣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中高度集中注意力，對事物積極思考，并能以頑強(qiáng)的意志克服學(xué)習(xí)中的困難，保持旺盛的學(xué)習(xí)熱情，更加深入、牢固地掌握知識，從而進(jìn)一步提高學(xué)生的知識水平。
1.3 開闊學(xué)生視野，提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力
中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育。要求教師在認(rèn)真搞好常規(guī)教育的基礎(chǔ)上。開辟好第二課堂。讓學(xué)生到廣闊的天地獲得新知識，提高能力。
例如，在講授完“照相機(jī)”這一節(jié)后，組織學(xué)生到野外進(jìn)行實(shí)地拍攝景物。學(xué)習(xí)一些簡單而實(shí)用的攝影知識。如根據(jù)天氣情況選取光圈數(shù)和曝光時(shí)間，光圈大小與景深的關(guān)系等。這樣做，同樣可以開闊學(xué)生視野，獲得新知識，對學(xué)生今后步入社會(huì)從事攝影活動(dòng)做了一個(gè)鋪墊、同時(shí)，對提高學(xué)生分析問題、解決實(shí)際問題以及觀察能力都是十分有利的。
1.4 促進(jìn)教師的再學(xué)習(xí)，提升教師的專業(yè)素養(yǎng)
教學(xué)是一個(gè)雙邊活動(dòng)。教師是教學(xué)中的設(shè)計(jì)者和指導(dǎo)者，學(xué)生多數(shù)的學(xué)習(xí)活動(dòng)都是在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的。因此，在實(shí)施STS教育過程中，教師個(gè)人的知識水平和業(yè)務(wù)能力就至關(guān)重要，只有教師有較高的知識水平和較強(qiáng)的業(yè)務(wù)能力，才能實(shí)施好STS教育。才能開展好豐富多彩的第二課堂教學(xué)。
2 中學(xué)物理教育中實(shí)施STS教育的方法
任何一種教育目標(biāo)都要通過實(shí)際有效的方法，使其得以具體化、明確化，才可能有效達(dá)成。該課題的研究試圖通過以下四種途徑開展。
2.1 注重課內(nèi)滲透
課堂教學(xué)作為學(xué)校教學(xué)活動(dòng)的主體。面向全體學(xué)生，教育對象廣泛，便于我們從普及的角度大面積地開展STS教育。同時(shí)，中學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容包括了力、熱、光、聲、電及原子物理等知識，內(nèi)容覆蓋面廣。為我們多渠道、多層次地開展STS教育創(chuàng)造了有利條件。在實(shí)踐中，我們充分挖掘教材中STS教育的因素，更新教學(xué)內(nèi)容。體現(xiàn)STS教育的精神，使之和中學(xué)物理教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來。在此基礎(chǔ)上，我們編寫了浙師大附中高中物理STS教育的計(jì)劃，包括拓展知識點(diǎn)、拓展內(nèi)容、拓展方式、拓展成果等，使課堂教學(xué)實(shí)施STS教育的操作具體落到實(shí)處。在課內(nèi)滲透的教學(xué)中，要求教師本著源于課本而又不囿于課本的精神。捕捉進(jìn)行STS教育的時(shí)機(jī)。既要注意聯(lián)系日常生活、生產(chǎn)實(shí)際，又要注意適當(dāng)滲透現(xiàn)代科技方面的內(nèi)容。
2.1.1 深挖教材，在教材中尋找實(shí)施STS教育的結(jié)合點(diǎn)
中學(xué)物理教材中編寫了大量的實(shí)驗(yàn)、插圖、想想議議、小實(shí)驗(yàn)、閱讀材料等內(nèi)容，編入了大量與科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)緊密相聯(lián)的物理知識。為中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育提供了豐富的素材。我們在進(jìn)行傳統(tǒng)的物理知識教學(xué)的同時(shí)。注重了挖掘教材中實(shí)施STS教育的素材。從以下幾個(gè)方面選定了中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育的內(nèi)容：一是介紹物理科學(xué)技術(shù)新發(fā)展、新成果、新成就。例如新型電池、超導(dǎo)體、激光、現(xiàn)代航空航天技術(shù)等。結(jié)合課本上這部分內(nèi)容，向?qū)W生簡單介紹衛(wèi)星發(fā)射、超大規(guī)模集成電路、磁卡、激光通訊等，來擴(kuò)大學(xué)生的知識面，激發(fā)學(xué)生的求知欲。二是介紹與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的知識和技能。例如太陽能綜合利用、船閘、浮力打撈沉船、低溫的獲得及其在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用等。結(jié)合這部分內(nèi)容，可以組織學(xué)生實(shí)地參觀考察，通過觀察。不僅開闊了學(xué)生的眼界，更重要的是加深學(xué)生對知識的理解。認(rèn)識了物理知識在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用。三是介紹與個(gè)人、家庭生活密切相關(guān)的知識和技能，例如電冰箱、致冷設(shè)備、照明電路、安全用電知識等。結(jié)合這部分內(nèi)容，可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作技能、技術(shù)改造技能和創(chuàng)造能力。四是與人們生活息息相關(guān)的社會(huì)問題。了解技術(shù)發(fā)展的負(fù)面影響和克服途徑。例如水污染、噪聲污染、大氣污染、固體廢物的污染等，結(jié)合這部分內(nèi)容，可以增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感，提高對社會(huì)問題的預(yù)測、決策能力。
在物理教學(xué)中結(jié)合教材實(shí)施STS教育可采用以下形式：
（1）采用小組討論方式。鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表個(gè)人意見，增強(qiáng)他們處理問題的自信心。
（2）開展辯論。以此培養(yǎng)學(xué)生批判性思考能力、幫助他們探討爭議性的問題。
（3）利用傳媒（電視、網(wǎng)絡(luò)、報(bào)刊、雜志）幫助學(xué)生獲取最新資料。
（4）角色扮演。將學(xué)生置于規(guī)定的情境中，使他們對這些問題的出現(xiàn)產(chǎn)生興趣，對問題的某一方面有更深的思索。
（5）開展專題研討。讓學(xué)生遵循自己的興趣，對某一問題依照自己的方法進(jìn)行研討。
總之。我們在教學(xué)中應(yīng)結(jié)合教材，合理選擇實(shí)施STS教育的內(nèi)容，并靈活運(yùn)用豐富多彩的教學(xué)方式和手段，這對提高學(xué)生素質(zhì)和教學(xué)質(zhì)量都有很大作用。
2.1.2 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)施STS教育
實(shí)驗(yàn)教學(xué)既能使學(xué)生深刻理解物理概念，又能使學(xué)生掌握操作技能，這些技能是他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)革新的重要基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生以下幾個(gè)方面的能力：①目測能力；②畫圖識圖能力：③使用測量儀器的能力；④實(shí)驗(yàn)操作能力；⑤觀察和分析能力。因而在教學(xué)過程中，除了要求學(xué)生認(rèn)真觀察每一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)并做好每一個(gè)分組實(shí)驗(yàn)外，還應(yīng)想方設(shè)法創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)室走向社會(huì)。例如在做“測量平均速度”實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，帶領(lǐng)學(xué)生到操場上測人的正常步行的速度。騎自行車的速度。并根據(jù)所測速度估算出學(xué)生每天上學(xué)時(shí)所需要的時(shí)間：在實(shí)驗(yàn)室組裝了串、并聯(lián)電路后。讓學(xué)生觀察教室內(nèi)照明電路的線路。觀察家庭電路的組裝。看懂簡單家用電器的原理圖。訓(xùn)練學(xué)生根據(jù)需要設(shè)計(jì)簡單電路等等。這不僅為學(xué)生提供了豐富的真實(shí)的感性認(rèn)識。也為理論認(rèn)識打下了基礎(chǔ)，同時(shí)訓(xùn)練了學(xué)生進(jìn)行科技實(shí)驗(yàn)的技能，培養(yǎng)了勤于動(dòng)手、勇于實(shí)踐、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。總之，這對提高學(xué)生的科技素質(zhì)是非常有益的。
2.1.3 加強(qiáng)中學(xué)物理STS試題研究。提高整體素質(zhì)
隨著中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育的深入進(jìn)行，對中學(xué)物理STS試題的研究就顯得非常重要。近年來，有關(guān)中學(xué)物理STS試題在各級物理考試中占據(jù)了重要的地位。其分值呈逐年上升的趨勢，我們就中學(xué)物理中的STS試題的題型做了淺析。其中有：①知識介紹型；②自然現(xiàn)象型；③日常生活型；④實(shí)際應(yīng)用型；⑤實(shí)例評析型；⑥數(shù)據(jù)計(jì)算型；⑦信息遷移型等等。
結(jié)合自然、生活、科研等實(shí)際設(shè)計(jì)物理應(yīng)用性試題，其題型的分類是相對的，它們互相包容，共同構(gòu)建成物理應(yīng)用性試題的大廈。而且隨著科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的發(fā)展物理應(yīng)用性試題的形式也要發(fā)展。應(yīng)用性物理試題的共同特點(diǎn)是：立意新、物理?xiàng)l件隱蔽。要求考生對試題所展示的實(shí)際情景，進(jìn)行分析判斷，弄清物理圖象，建立物理模型。然后運(yùn)用相應(yīng)的物理知識和物理規(guī)律進(jìn)行解答。這不僅考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力，更能檢驗(yàn)出學(xué)生抽象思維的能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
實(shí)踐證明。我們把高中物理教學(xué)與STS教育相結(jié)合。不但沒有降低教學(xué)質(zhì)量，而且使教學(xué)質(zhì)量明顯提高，我校物理高考成績、物理競賽成績均有較大提高，學(xué)生各方面能力有顯著提高。
2.2 開展活動(dòng)課教學(xué)
物理課外活動(dòng)是綜合運(yùn)用所學(xué)知識。開展以學(xué)生為主體，以實(shí)踐性、自主性、創(chuàng)造性、趣味性為主要特征的多種活動(dòng)內(nèi)容的課程。它是中學(xué)課程體系的重要組織部分。由于課外活動(dòng)具有時(shí)間上比較充裕、形式上靈活多樣、能照顧到學(xué)生的興趣愛好等特點(diǎn)，從而為我們開展靈活多樣的物理應(yīng)用性知識拓展創(chuàng)造了條件。為了使物理課外活動(dòng)內(nèi)容系列化，并取得良好的實(shí)效。我們分別對活動(dòng)課的內(nèi)容、設(shè)計(jì)的基本思路以及實(shí)施的原則進(jìn)行了探討。首先我們結(jié)合教材和學(xué)生本地、本校的實(shí)際，確定活動(dòng)課的內(nèi)容；其次，對每次活動(dòng)課進(jìn)行設(shè)計(jì)，其基本思路是采取活動(dòng)方案式。一個(gè)具體的活動(dòng)方案包括：活動(dòng)標(biāo)題、活動(dòng)目標(biāo)、活動(dòng)內(nèi)容、器材準(zhǔn)備、活動(dòng)過程和活動(dòng)小結(jié)等。在實(shí)踐中。我們主要進(jìn)行了以下幾種課外活動(dòng)：
2.2.1 開設(shè)物理活動(dòng)課
將活動(dòng)課與物理教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，從而讓學(xué)生在愉快的氣氛中獲取更多實(shí)用知識。我校在這方面取得許多成功的經(jīng)驗(yàn)。比如：在新設(shè)《勞技》課程的安排中要與物理教師協(xié)調(diào)，從而在大量涉及物理知識的課程中與物理教學(xué)同步實(shí)施。如在《配電板的安裝》、《自動(dòng)報(bào)警的安裝》等課中，學(xué)生通過實(shí)際操作，既培養(yǎng)了實(shí)用技能、又鞏固了物理知識，真是一舉兩得。
2.2.2 開展“五小”活動(dòng)
在課外組織學(xué)生進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)、小制作、小設(shè)計(jì)、撰寫小論文、創(chuàng)辦小板報(bào)，也是進(jìn)行物理應(yīng)用性知識拓展實(shí)施STS教育的方式之一。比如，在“內(nèi)能的利用”一節(jié)。通過對學(xué)校和家庭中取暖方式的回顧與展望，引導(dǎo)學(xué)生決策、改進(jìn)，并寫出小論文；再如，由于“電冰箱”可聯(lián)系的知識點(diǎn)較多：物態(tài)變化、壓強(qiáng)、熱傳遞、電功、電功率等，由工作原理到電能測定、由環(huán)境保護(hù)到節(jié)能措施。素材廣泛。指導(dǎo)學(xué)生以板報(bào)的形式進(jìn)行探討和研究。從而將書本知識與社會(huì)話題結(jié)合起來。
開展小實(shí)驗(yàn)、小制作活動(dòng)。將學(xué)生課堂實(shí)驗(yàn)和課外小實(shí)驗(yàn)、小制作、小發(fā)明有機(jī)地結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力。例如：引導(dǎo)學(xué)生利用廢舊材料制作針孔照相機(jī)、潛望鏡、小天平、杠桿、潛水艇、太陽能熱水器等實(shí)驗(yàn)器材或模型；對原有的器材或裝置進(jìn)行改造等。
2.2.3 舉辦科普知識講座
通過舉辦科普知識講座，既可讓學(xué)生了解物理發(fā)展的前沿和前景，又可拓寬他們的視野、展望物理知識在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中廣泛的應(yīng)用。同時(shí)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神與積極的科學(xué)情感、態(tài)度與價(jià)值觀。
2.2.4 用多種媒體傳播信息
講授法是過去應(yīng)試教育的一件“法寶”。但隨著社會(huì)對實(shí)用人才的需求。迫使教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變，這就要求我們不僅從思想上進(jìn)行更新。更應(yīng)從方法和手段上加以改進(jìn)。利用多媒體是我們進(jìn)行物理教學(xué)中應(yīng)用性知識拓展的研究必要的手段。我們的做法是：隨時(shí)采用現(xiàn)代教育技術(shù)，適時(shí)觀看教學(xué)錄像，定時(shí)走進(jìn)微機(jī)室。比如：電視臺的《不可能的任務(wù)》和《趣味小實(shí)驗(yàn)》等節(jié)目，在教師的安排和引導(dǎo)下成為學(xué)生們非常感興趣的“課外讀物”。
2.3 開展社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)——參觀與學(xué)習(xí)，調(diào)查與研究，實(shí)踐操作
物理教學(xué)中實(shí)施STS教育的最終目的之一就是培養(yǎng)學(xué)生正確運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力和社會(huì)決策能力。為了使學(xué)生能學(xué)以致用，充分顯示他們的才華。我們在開展課外活動(dòng)課的基礎(chǔ)上，有目的、有計(jì)劃地開展了社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。新大綱中關(guān)于教學(xué)目的的規(guī)定中，知識與知識應(yīng)用列為同等重要的地位。這就要求我們在教學(xué)過程中注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重知識的實(shí)用性教育。為此。我們采取了以下做法：
2.3.1 收集與整理
要求學(xué)生按章節(jié)用物理知識和規(guī)律考察身邊相應(yīng)的物理現(xiàn)象和事物，并由專題小組收集整理，與知識過關(guān)同步進(jìn)行。比如，有位學(xué)生回家看到母親把孵化一段時(shí)間的雞蛋放到盛水的盆中觀察和檢驗(yàn)，他起初大惑不解。便寫了篇觀察記錄。并經(jīng)小組討論弄懂了其中的奧妙，事后他在日記中風(fēng)趣地寫道：“原來我母親也懂得運(yùn)用物理知識呢！”
2.3.2 參觀與學(xué)習(xí)
結(jié)合各地實(shí)際。將學(xué)生帶出校門，進(jìn)行實(shí)地考察，也是改進(jìn)教學(xué)行之有效的一種方法。例如學(xué)習(xí)了能源的開發(fā)和利用以后。組織學(xué)生參觀太陽能和運(yùn)用紅外線綜合加熱瀝青裝置等：學(xué)習(xí)了發(fā)電機(jī)以后。組織學(xué)生參觀新安江電廠。使學(xué)生了解各種能源的開發(fā)和利用，懂得開發(fā)新能源。在學(xué)習(xí)了環(huán)境污染與保護(hù)后，組織學(xué)生到油漆廠、水泥廠、造紙廠、木材加工廠等進(jìn)行訪問，使學(xué)生切身體會(huì)到大氣污染、水污染、噪聲污染給人們帶來的危害，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。
2.3.3 調(diào)查與研究
有些知識規(guī)律，在課堂上反復(fù)講、多次練，其效果不如學(xué)生在實(shí)踐中認(rèn)識的效果好。比如電學(xué)中關(guān)于“路燈、小彩燈”的知識。學(xué)生在實(shí)際調(diào)查研究后。對它們的連接方式和工作情況有了較為深刻的印象。例如：學(xué)生學(xué)習(xí)了安全用電后，要求學(xué)生調(diào)查家庭附近違反安全用電的事例以及造成的嚴(yán)重后果，并提出解決的辦法。再如《內(nèi)能》一章中。關(guān)于“灌水育秧”的問題，學(xué)生在經(jīng)過社會(huì)調(diào)查后，不但加深了對其中道理的理解。而且加深了對物理知識的有用性的認(rèn)識。
2.3.4 實(shí)踐操作
例如：安裝家庭照明電路，修理各種電器，改造家庭爐灶，以達(dá)到節(jié)能的目的等。為了使學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)落到實(shí)處。取得實(shí)效，必須堅(jiān)持鄉(xiāng)土化原則。因?yàn)樯鐣?huì)實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)施，要受到物質(zhì)條件的制約，如設(shè)施、場地、圖書資料、實(shí)驗(yàn)器材等。參觀、訪問、實(shí)踐操作等都要有相應(yīng)的接收單位。要解決這些問題，最有效的途徑是因地制宜，從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)本校的條件、本地區(qū)的特點(diǎn)開展活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)和利用社會(huì)力量。加強(qiáng)學(xué)校與工廠、農(nóng)村、部隊(duì)、社會(huì)服務(wù)部門的聯(lián)系，發(fā)揮社區(qū)優(yōu)勢。爭取家長的支持。建立校外活動(dòng)基地。由于我們樹立了事在人為的思想觀念，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性。破除了物質(zhì)條件的限制，使社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)取得了明顯實(shí)效。
2.4 編寫STS教材——基于學(xué)生不同層次需要，選擇STS內(nèi)容編寫校本教材
物理教材雖然為我們提供了廣泛的進(jìn)行中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育的內(nèi)容，但由于教學(xué)內(nèi)容、時(shí)間等因素的制約及教材的相對穩(wěn)定性與科技高速發(fā)展之間的矛盾，決定了教材中不可能反映很多的進(jìn)行中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施STS教育內(nèi)容。所以我們在搞好課堂滲透的基礎(chǔ)上，結(jié)合教材內(nèi)容和本地實(shí)際情況。組織教師編寫專門實(shí)施STS教育教材供學(xué)生選修。STS教材與以廣泛性見長的物理教材相比，其STS教育在具有較大選擇性的同時(shí)更具層次性。這種層次性主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
（1）可以根據(jù)學(xué)生的科技素質(zhì)、興趣、愛好等。安排適合不同層次學(xué)生需要的STS教育內(nèi)容。
（2）由于STS教材在時(shí)間安排、內(nèi)容選擇及實(shí)驗(yàn)場地等方面所具有的靈活性，可以彌補(bǔ)課堂教學(xué)中零星滲透的不足。能夠集中精力和時(shí)間就有關(guān)問題進(jìn)行一些較深層次的討論研究。例如：我們編寫了《超聲波及其應(yīng)用》、《納米技術(shù)及其應(yīng)用》、《關(guān)于地磁場》、《原子彈》、《超導(dǎo)體、超導(dǎo)技術(shù)及其應(yīng)用》等資料。這樣就將學(xué)生的視野從書本延伸到書外，從學(xué)校延伸到社會(huì)，從基礎(chǔ)物理延伸到現(xiàn)代科技前沿。
在編寫STS教材時(shí)。要注意層次恰當(dāng)，既要有別于課堂滲透中的“毛毛雨”。又要防止不顧學(xué)生接受水平一味追求高、精、尖的傾向，把握“廣、新、淺”的原則，努力通過深入淺出、生動(dòng)具體的討論，促進(jìn)層次性與實(shí)效性的和諧統(tǒng)一。
高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，要落實(shí)課題研究。這是全面培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力、語言文字表達(dá)能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力的重要環(huán)節(jié)。實(shí)踐的過程中，我們必須加強(qiáng)研究性學(xué)習(xí)，因?yàn)樗桥囵B(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的最好途徑。長期以來，我們學(xué)生的主要學(xué)習(xí)模式是“聽講、看書、做練習(xí)、考試”，幾乎與生動(dòng)的實(shí)踐隔絕，在這樣情況下。培養(yǎng)出來的人的知識能力結(jié)構(gòu)十分不完善。科學(xué)素養(yǎng)比較差。這對學(xué)生的發(fā)展十分不利，將使他們難以面對未來社會(huì)的挑戰(zhàn)。因此，改變被動(dòng)的學(xué)習(xí)模式，已成為亟待解決的問題。加強(qiáng)研究性學(xué)習(xí)，正是改革這種狀況的途徑，在研究的過程中，從學(xué)生生活和社會(huì)生活中選擇研究專題，把物理知識與現(xiàn)代生活、社會(huì)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)廣泛的聯(lián)系起來進(jìn)行探索，通過親身實(shí)踐獲取直接經(jīng)驗(yàn)，使他們受到科學(xué)作風(fēng)的熏陶，掌握科學(xué)研究方法，提高科學(xué)研究能力，養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度和精神。從而最終達(dá)到全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)。
綜合以上四種教學(xué)形式開展中學(xué)物理教育中實(shí)施STS教育。我們構(gòu)建STS教育教學(xué)模式，以便使物理教學(xué)與STS教育有機(jī)結(jié)合。
（1）同步實(shí)施兩個(gè)計(jì)劃。即以中學(xué)物理教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃為主線。結(jié)合教材及我校實(shí)際以及高中生心理、智力特征，制定與物理教學(xué)同行的STS教育計(jì)劃為補(bǔ)充，全面安排物理教學(xué)。
（2）恰當(dāng)運(yùn)用三種課型。根據(jù)兩個(gè)教學(xué)計(jì)劃、教材內(nèi)容特點(diǎn)和學(xué)校實(shí)際，將課堂教學(xué)、科技活動(dòng)和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)優(yōu)化組合，形成廣闊的、多功能的物理教學(xué)空間。
（3）做好四個(gè)結(jié)合，做到物理知識教學(xué)與科學(xué)技術(shù)、社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合，物理學(xué)科教學(xué)與其它學(xué)科相結(jié)合。教學(xué)活動(dòng)與社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合。學(xué)校與家庭社會(huì)相結(jié)合。
3 開展STS教學(xué)實(shí)踐調(diào)查結(jié)果分析
針對國內(nèi)一百多所中學(xué)的理科學(xué)生，開展STS教學(xué)實(shí)踐前后學(xué)生的三個(gè)調(diào)查情況看，針對STS教育活動(dòng)的興趣，有近81%的學(xué)生表示喜歡。特別是針對高一學(xué)生就物理學(xué)習(xí)能力水平量表與物理學(xué)習(xí)焦慮程度水平量表的前后測調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果看。呈現(xiàn)了學(xué)生在物理學(xué)習(xí)興趣上前后測差異顯著，學(xué)生普遍對物理學(xué)習(xí)的興趣提高，其自覺主動(dòng)學(xué)習(xí)占了主要成分。其次，學(xué)生在學(xué)習(xí)能力上，前后測呈現(xiàn)顯著差異。即通過STS教學(xué)活動(dòng)的開展。學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得以提高，學(xué)生學(xué)習(xí)物理的焦慮水平也由42.65降低為34.59，呈顯著差異。
在對學(xué)生的個(gè)案訪談中，我們也可以看到學(xué)生在物理學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)能力方面的提高、學(xué)習(xí)焦慮的降低等。
