现代科学与技术概论

现代科学与技术概论（精选8篇）

篇1：现代科学与技术概论

简答

现代技术三大体系的主要内容。P8 物质变化技术体系：各种材料的设计、制备和加工

能量转换技术体系：如喷气推进技术、核能技术、光电技术和多种能量转换技术 信息控制技术体系：电子电路集成化、信息处理数字化和信息传输网络化 古代科学研究采用的主要方法。P22 古代实用科学形态：观察、测量、经验、描述 古代理论知识形态：逻辑方法、数学方法 古代自然哲学：思辨、猜测

阐空间资源以及人类进入空间需克服的障碍。P217+223 空间资源：高远位置、微重力、高真空、无污染、太阳能和其他丰富的物质资源，包括轨道资源、环境资源和天体矿物资源。障碍：

1）要有高度可靠且推理足够大的运载工具

2）掌握关于空间飞行环境的足够信息，从而对人体所能承受的极限环境条件做出准确的判断

3）能确保航天员生活、工作和安全飞行的生命保障系统

4）确保地面人员与航天员之间可靠而不间断的通信联系

5）掌握航天器再入大气层和安全返回的技术等。狭义相对论的基本原理和推论。P67 基本原理：

1）相对性原理，即物理规律在任何惯性参照系中都一样，不存一种特殊的惯性系

2）光速不变原理，即对任何惯性系，真空中的光速皆相同 推论：

1）一个物体相对于观察者静止时，它的长度测量值最大；

2）一只时钟相对于观察者静止时，它走的最快，如果相对于观察者运动，它就走得慢，运动速率越大，慢得越多；

3）在任何惯性系中，物体的运动速度都不能超越光速。光速是物质运动的极限速度；

4）如果物体运动速度与光速小很多，相对论力学就还原为牛顿力学。古代阿拉伯国家对世界科学技术的贡献。P21

1）沟通东西方科学文化

2）保存古希腊学术典籍，对近代自然科学的诞生起到了难以估量的影响作用。简介科技史上某一重大事件及其意义。P27 事件：文化复兴运动

意义：这场运动不仅是一场复兴古典文化的运动，更是一场新时代的启蒙运动，把人们的眼光从神转移到自然界和人类自身，恢复了人类的理性，使人们重新获得了独立思考的能力，从而鼓舞着人类靠自己和知识的力量从事创造性的工作，导致了欧洲历史转折、思想解放、学术发达、巨人辈出，开创了人类历史长河中的一个光辉时代。现代生物技术的主要内容及其应用。P159+162 内容：基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程，其核心是基因工程 应用:农业——改良农作物品种、培育动物良种

工业——1）在化工工业的应用；

2）在食品工业的应用；

3）发展新能源

4）与微电子、自动化等现代高新技术相结合

医药——1）使过去无法生产或无法经济生产的药物得以大量生产

2）研制出一些灵敏度高，性能专一，实用性强的诊断技术新设备

3）开辟了医治疾病，特别是遗传性疑难病症的新途径 开普勒行星运动三定律。P30 第一定律：行星轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，也称“轨道定律”

第二定律：在相等的时间内行星和太阳的联线在椭圆鬼道内扫过的面积相等，又称“面积定律”

第三定律：任何两行星公转周期的平方同轨道长半轴的立方成正比，又称“周期定律” 基因工程的步骤。P159

1）从复杂的生物有机体基因组中，经过酶切消化或PCR扩增等步骤，分离出带有目的基因的DNA片段

2）在体外，将带有目的基因的外源DNA片段连接到能够自我复制的并具有选择记号的载体分子上，形成重组DNA分子

3）将重组DNA分子转移到适当的受体细胞，并与之一起增殖

4）从大量的细胞繁殖群体中，筛选出获得了重组DNA分子的受体细胞克隆

5）从这些筛选出来的受体细胞克隆，提取出已经得到扩增的目的基因，供进一步分析研究使用

6）将目的基因克隆到表达载体上，导入寄主细胞，使之在新的遗传背景下实现功能表达，产生出人类所需要的物质

科技进步与产业变革的关系。P253

1）科技推动社会生产关系的变革

2）科技推动社会形态的变革

3）科技推动社会变革的机制 恒星的演化规律。P85

1）引力收缩阶段——恒星的幼年期，以引力收缩为主要能源；

2）主序星阶段——恒星的成年期，也是恒星的“黄金时代”，主要能源是“氢核聚变”；

3）红巨星阶段——恒星的中老年期，主要能源是氦核聚变所释放的能量；

4）高密星阶段——恒星的临终前，各恒星的原有质量或爆发后残存的质量大小不同，将有白矮星、中子星、黑洞三种不同的结局。大陆板块学说的主要内容。P110 相对刚性的板块块体飘浮在上地幔的塑性软流层上，因地幔对流、海底扩张的驱动，各自作大规模水平运动。板块在大洋中脊处分离和增生，在海沟处俯冲和消减，如此周而复始，循环往复。板块之间的相对运动有分离、会合和平移3中，起到相互拉张、挤压和摩擦作用。板块内部相对稳定，其周围边界是岩石圈较为活动的地带，地震、火山和断裂等活动比较活跃。板块之间常以大洋中脊、大陆裂谷、岛弧、海沟及转换断层等地壳构造活动带为其边界。生物技术在医药领域的应用。P163

1）使过去无法生产或无法经济生产的药物得以大量生产

2）研制出一些灵敏度高，性能专一，实用性强的诊断技术新设备

3）开辟了医治疾病，特别是遗传性疑难病症的新途径 新材料技术包括哪些内容。P165 1）新型金属材料：非晶态金属、合金材料、超导金属材料、减振隐声金属 2）无机非金属材料：陶瓷材料、玻璃材料、半导体材料 3）新型高分子材料：合成塑料、合成纤维、合成橡胶 4）新型复合材料：树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳/碳基复合材料 5）光电子材料

6）生物医学材料：生物活性陶瓷、生物化学水泥、生物复合材料、人工器官、控制释放技术、仿生模拟 7）纳米材料

遗传密码破译的意义。P119

1）它等于宣布了各种蛋白质可以在试管中合成，所有的生物蛋白质都可以由无机物合成 2）从生物大分子水平上再度说明了物质的统一性 第一次工业革命发源于英国的原因。P51

1）英国资产阶级上台一百多年来，进行了农业资本主义改革

2）大规模的圈地运动，使封建庄园变成了资本主义牧场，失去土地的农民成为城市工业的“自由”劳动力

3）采取一系列保护私人财产，鼓励工商业发展，奖励技术发明，优待欧洲大陆的能工巧匠等政策

4）英国资产阶级通过不断扩建殖民地，扩大海外贸易，掠夺各地资源，贩卖黑奴等，积累了巨额资金

新能源技术的主要内容。P174

1）太阳能利用新技术

太阳能热利用技术、太阳能光-电转换技术、太阳能光化学转换技术

2）核能利用新技术

安全性的核电站、快中子增殖反应堆、低温核供热堆和高温气冷堆、受控热核聚变反应

3）地热能利用新技术

4）氢能利用新技术

5）风能利用新技术

6）海洋能的开发和利用

7）生物质能利用新技术

8）节能新技术 地球演化的天文时期和地质时期。P106 天文时期：1）第一阶段——冷；

2）第二阶段——热；

3）第三阶段——冷

地质时期：地层的形成、地壳的运动、海陆的变迁、气候的冷暖交替，以及生命的孕育、出现和生物从简单到复杂、从低级到高级的不断进化 转基因植物的应用领域。P163

1）获得抗病毒、抗冻、抗旱、抗虫害等植物的优良品种，并以广泛种植，取得了巨大的经济效益

2)培育出抗逆脱毒（即抗旱、抗寒、抗病、抗虫、抗盐碱以及抗除草剂等）作物优良品种

3)在速生树木和绿地矮草方面，培育出抗病虫的优良品种

4）生产药物

近代科学技术兴起的背景。P25

1）“十字军东征”和东方科学技术的传播

2）工场手工业和远航探险

3）大学的兴起

4）文艺复兴运动和宗教改革

简述科技进步对可持续发展战略的促进作用。P266

1）科技进步将给人类发展提供巨量的能源

2）科技进步为人类发展提供新型先进材料和优质资源

3）科技进步将为人类发展提供优良的环境 论述

分析中国近代科学技术落后的原因。

1）当时中国正处在半殖民半封建时期，政治上有很多制约科技发展的因素，曾经也有官僚主张学习了近代科技，口号是求强求富，但其根本目的是为了维护已经摇摇欲坠的封建统治，最终都将是失败的；

2）当清王朝统治被推翻后，中国又进入了军阀混战阶段，各自争夺地盘互相斗争为主，忽略了科学技术的发展；

3）当各地易帜，国民党表面统一中国后，科技正当蓬勃发展之际，但是抗日战争的爆发，国民政府内部的腐败等等，又严重阻碍停滞科技的发展；

4）帝国主义对我国的科技封锁和破坏，其根本意图是不愿意看到一个崛起的中国和强大的中国。

结合所学知识谈谈科技进步与经济发展的关系。P248

1）科学技术是第一生产力，是推动经济发展的主导因素。进入20世纪特别是20世纪下半叶以来，科学技术的发展速度大大加快，它同经济发展的关系越来越密切。尤其是高新技术对产业结构和劳动结构的更新调整会产生深刻的影响。

2）科学技术的发展是以经济提供的物质作为基础的。科研队伍的建设、实验技术的装备、科学信息资料的建设、科学教育事业的发展都是以经济为基础的。如果没有大量的投入，是做不出大的科研成果的。成功的科研要在自由的科学气氛中进行，而这就取决于高质量的实验技术装备和高效率的图书情报系统。没有这些物质条件，再新的学术思想也不能付诸实现。

3）科学技术与经济发展是相互依存，相互依赖不能割离的。一方面，随着经济的发展，在日常生产中，对劳动者的科学技术水平，对劳动资料的科技密集水平，对处理劳动关系时采用的经营管理的科学水平都提出了新要求，这就在一定程度上迫使科学技术更快的发展。另一方面，科技的发展提高了生产了，带动了产业调整，改善了生产关系，促使经济更好更快的发展。两者互相协调，最终达到一个良性循环。

3.科技史上的认为最具有价值的重大发现或发明，并阐述其意义。（选一个）蒸汽机：推动了整个工业革命的发展

1）使人类有了动物类以外的机械动力，它是直接通过热能转变为动能，使很多机械摆脱了人力、畜力的朿缚，大大提高了生产效率。

2）带动了冶金、煤矿和纺织业的发展。蒸汽机的出现及纺织业的机械化，提高了工业的用铁量。由于英国拥有丰富的铁矿和煤矿，需求量的增加刺激了冶铁技术和煤矿业的改进，同时加快了工业化的步伐。

3）它对近代科学和生产的巨大贡献，具有划时代的意义，它导致了第一次工业技术革命的兴起，极大的推进了社会生产力的发展。汽车：载着时代向前奔驶

1）改变了人类的整个交通状况，拥有汽车工业成了每一个强大工业国家的标志。2）使人类的机动性有了极大的提高，使20世纪人类的视野更加开阔，更追求自由。3）拉近了人与人之间的联系，提高了效率 4）刺激了内燃机等技术的发展

5）汽车的平民化缩小了阶层之间的差异，有利于社会进步

篇2：现代科学与技术概论

一、名词解释

1．科学9．人造地球卫星

2．技术10．生物技术

3．黑体11．光纤通信技术

4．黑箱方法12．数字通信技术

5．知识经济13．厄尔尼诺现象

6．细胞工程14．可持续发展

7．纳米材料15．温室效应

8．超导材料

二、简答题

1．简述科学和技术之间的区别。

2．简述科学的特征和属性。

3.分别举例说明中国古代科学的五大学科成就。

4．简述古代阿拉伯国家对世界科学技术的贡献。

5．简述近代科学技术兴起的背景

6．简述第一次技术革命发源于英国的原因。

7．近代科学技术的特征有哪些？

8．简述开普勒、伽利略和牛顿的主要贡献。

9．简述近代物理学理论的三次大综合。

10．简述三次技术革命的主要标志。

11．简述人们对元素认识过程中经历的五次变革。

12．简述分子生物学产生的基础。

13．简述现代分子生物学的主要内容。

14．简述生物技术在医药领域的应用。

15．简述魏格纳大陆漂移说四大证据。

16．简述21世纪化学学科的发展趋势。

17．现代化学的作用表现在哪些方面？

18.简述信息技术的核心内容。

19．简述现代系统科学方法有哪些。

20．简述科技进步与产业变革的关系。

三、论述题

1．分析中国近代科学技术落后的原因。

2．试述十九世纪自然科学的三大发现的意义。

3.试述现代科学的特征及其对我国的启示。

4.论述科学技术与人文文化之间的辨证关系。

5．联系实际，论述科技进步与社会变革的关系。

篇3：现代科学与技术概论

关键词：教材,现代科学与技术概论,编写构思

一、“十五”规划教材《现代科学与技术概论》的出版与使用情况

2000年, 福建农林大学进行新一轮教学改革, 为了落实中共中央国务院《关于深化教育改革, 全面推进素质教育的决定》精神, 提高大学生科技素质, 决定在非理工科专业中开设《现代科学与技术概论》素质教育课程, 并成立课程组着手进行教学大纲、教材编写等工作。2002年教材编写完成, 并由福建科技出版社出版, 成为第一本地方教材, 从2002年至2005年, 这本地方教材主要在福建农林大学使用, 同时, 也传播到省外的部分院校使用, 大家对教材给予较好的评价。2005年, 中国农业出版社把《现代科学与技术概论》列入全国高等农林院校“十五”规划教材建设, 并确定我校为独立主编单位, 该教材于2006年1月正式出版。自2006年出版以来, 教材已再版一次, 目前, 已在福建农林大学、山西农业大学、沈阳农业大学、中国农业大学、河北农业大学、上海交大、扬州大学、四川农业大学、云南农业大学等使用, 从总体看效果很好。但是, 由于这本教材采用以时间为主线, 有利于从时间顺序介绍科学技术的发展, 全书由绪论、古代科学技术的起源与形成、近代科学技术的兴起与发展, 现代自然科学的发展, 现代高技术的发展与成就和科学技术与社会等6章组成, 线条清晰, 但这种编章既不利于模块教学, 也不利于专题讲座的开展。因此, 中国农业出版社决定在“十五”规划教材的基础上, 再编写“十一五”规划教材, 拟定于2009年下半年出版。

二、“十一五”规划教材《现代科学与技术概论》的定位与编写原则

1.教材编写定位

《现代科学与技术概论》作为大学生素质教育课程, 其教材编写应充分体现文理交叉与农科课程建设相协调的原则, 用科学的思想和科学发展观影响和培养学生世界观、价值观和人生观。因此, 教材编写的定位是:以培养学生的科学素质为目的, 把其建成推进文理学科交叉渗透, 拓宽学生知识视野, 丰富学生学习生活, 开发运用现代教育、信息技术手段, 传播科学的思想、方法的综合性教材。

2.教材编写原则

(1) 贯彻准确完整的教材思想。

一本具有完整性的教材, 可使学生了解理论体系的全貌, 使有兴趣有能力的学生学到完整的知识, 教材被读过后还可以成为学生随时查阅有关知识、既方便又可靠的手册。

(2) 构建现代气息的知识内容。

国内外的著名大学都把“科学与技术”综合课程建设摆在举足轻重的位置上, 因为它是提高大学生综合素质的一个重要环节。因此, 《现代科学与技术概论》教材建设必须以当代科技进步的前沿领域和社会发展为背景, 以培养学生的创新素质为目标, 以适应21世纪基础课教学的要求。

(3) 体现开放性的教学设计的需要。

通过开放性的教学设计, 以解决科学内容与形式的统一、教学与实际运用相结合的矛盾, 解决学生创新能力的培养与教育方式之间的矛盾。

(4) 便于应用启发式的教学方法。

在当今各学科交叉融合发展的情况下, “现代科学与技术”作为大学教育的基础性课程, 在内容多、要求高的情况下, 如没有启发式的教学思想, 就不能调动学生的主动性, 也不会取得好的教学效果。因此, 在教材编写时, 我们应把这一思想贯穿始终。

三、“十一五”规划教材《现代科学与技术概论》编写大纲

根据“十一五”规划教材《现代科学与技术概论》的定位和编写原则, 针对“十五”规划教材使用过程中存在的问题, 确定“十一五”规划教材《现代科学与技术概论》的编写大纲如下:

第一章 绪论

着重编写科学技术概念与特征、科学与技术的联系与区别以及科技发展阶段的划分。

第二章 科学技术中心的形成与转移

着重编写四大文明古国的科学技术、古希腊古罗马的科学技术、古代阿拉伯国家的科学技术以及科学技术中心转移路径。

第三章 天文学的形成与发展

以时间序列为编写依据, 着重编写天文学从形成以来的重大事件。

第四章 物理学的形成与发展

以时间序列为编写依据, 着重编写物理学从形成以来的重大事件。

第五章 数学的形成与发展

以时间序列为编写依据, , 着重编写数学从古代到现代发展过程中的重大突破。

第六章 化学的形成与发展

以时间序列为编写依据, 着重编写化学从古代到现代发展过程中的重大事件。

第七章 生物学的形成与发展

以时间序列为编写依据, 着重编写生物学从形成到现代发展过程中的重大突破。

第八章 地学的形成与发展

以时间序列为编写依据, 着重编写地学从古代到现代发展过程中的重大突破。

第九章 现代高技术的发展与成就

着重编写信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术以及环境保护技术等。

第十章 科学思想与方法

以时间序列为编写依据, 着重编写古代、近代和现代的科学思想与方法。

第十一章 技术方法与技术创新

着重编写现代技术方法与技术创新。

第三十二章 科学技术与社会

篇4：现代科学与技术概论

关键词：现代科学技术概论课程；科学素养；STS教育理念

大学专业教育关注的是各学科的、专门的知识和技能，这一教学模式具有很大的专业优势，但不利于学生从整体上把握科学知识体系的联系，造成学科封闭和文理隔离，束缚了学生综合能力的发展。而且，课程设置及内容往往落后于科学发展的速度，许多前沿知识难以走进课堂，学生缺乏对“高、新、尖”科技知识及发展历程的基本了解，缺乏对科技发展对社会进步影响的认识。从而影响了他们的科学素养和科学价值观的形成。因此，我们尝试建立由多学科教师组成的教学团队，开设以介绍科学技术前沿专题知识为主线、穿插科学发展观及科技应用探索背景的课程——现代科学技术概论，形成文理交叉、理工渗透、专业基础与技术应用相结合、科学教育与人文教育相融合的课程体系，作为对专业教育的重要补充。笔者结合教学实践，就课程教学理念、教学内容、方法等进行探索性研究。

一、明确课程目标定位，创新教学理念

1围绕科学与人文教育融合，确立课程教学目标

作为综合性很强的现代科学技术概论课程，其教学的核心目标是全面培养和提高大学生的科学素养(Scientific Literacy)。

科学素养的缺失、创新精神与实践能力不足，不仅仅在部分文科大学生身上有所反映，在某些理工科学生中也同样存在这方面的问题。科学教育的对象，不仅是文科学生，而应面向全体学生，只是各有侧重。更何况科学与人文本来就是相辅相成的，没有人文的科学是跛脚的，没有科学的人文是盲目的；科学作为一种文化现象，一开始就有着深厚的人文基础。创新能力与开拓精神更多地来源于自然科学和社会人文科学的碰撞与交流。

这就启迪我们要围绕科学与人文教育的融合确立课程教学目标，明确培养当代大学生科学素养的基本维度：(1)是所获知的科学知识，以及运用这些科学知识界定问题，获得新知识，解释科学现象，对科学事件做出有科学依据的推论。(2)是明确科学是人类获取知识和进行探究的一种形式，理解科学活动的典型特征。(3)是了解科学和技术如何形成我们的物质世界、智力和文化氛围。(4)是做一个反思型公民，积极主动地从事与科学有关的事件，并有自己独特的科学意识。

对于文、理、工科学生而言，通过对于科学技术前沿的了解，认识和理解科学对经济的发展、社会的进步和人类自身的发展所起的影响作用，重点培养学生对科学的态度、观察与思考问题的科学性以及科学的批判精神，也包括了解决实际问题的科技能力，学会使用和管理科学与技术以适应现代化的社会生活。对于理工科学生而言，应进一步注重将专业知识与应用技术结合的能力，努力培养应用与创新技术的能力。

2强化“STS”教育理念，深刻认识科技与社会的关系

STS教育即科学、技术、社会教育。在学习现代科学技术的同时，全面开发现代科学技术对心灵的教育功能。从当前世界面临的与科技有关的重要问题入手，去探询科学、技术与社会三者问的互动关系，去探询作为一个科学家和决策者对这种互动的影响；使当代大学生对科学、技术与社会以及人、自然与社会之间的关系有着清醒与深刻的认识，树立科学技术与社会协调发展的新型的价值观，并提高参与社会民主决策的科学素养。

二、把握时代发展脉搏，创新教学内容

1反映科技前沿，创新课程教学体系

根据21世纪科技发展的趋势——跨门类科学与技术整合化，科学与技术一体化，科学技术高度社会化，社会高度科学技术化，建立以科学技术前沿专题为主线，融科学于技术的理论体系。课程教学内容分为自然科学篇、高新技术篇、科技发展战略篇三部分，自然科学部分主要讲授学科结构、重大成就和前沿报告；高新技术部分主要讲授人口健康与现代生物技术、资源与环境技术、光电信息技术、先进制造与建筑技术等；科技发展战略主要讲授科学技术与社会发展、科技创新与强国之路。在整体构架和安排上，充分体现该课程的跨学科性、多元性和前瞻性等特点，及时反映科学技术的前沿动态、热点聚焦，穿插科学发展观及科技应用探索背景，同时又注意不同学科之问的差异性，形成文理交叉、理工渗透、专业基础与技术应用相结合、科学教育与人文教育相融合的课程体系。引导学生结合专业特点与个人兴趣有选择地开展主题研究，强调对学生进行科学的思维方法、探索与创新能力的培养。

2理论联系实践，促进基础知识与应用技术的衔接

在传统教育观念的影响下，人们往往认为教学主要是知识的积累过程，因而将掌握知识本身作为学习的最终目的，学习本质上就是增加这些事实材料和解题的技巧，不强调知识在真实情景中的运用。在这样的教学理念下，往往认为学生从学校里获得的抽象知识能够直接迁移到实际应用的新情境中去。显然，这不符合培养应用型人才要求的。为此，在教学中注重通过自然科学以及高新技术的发展过程，研讨科学发现、技术发明，工业生产与社会生活的关系，目的是激发学生追求科学的热情。注重分析科学技术发展的要素，如市场的需求、科学知识的准备、技术的研发和资金的投入等，告诉学生应去研讨什么和如何进行。重视知识在真实环境中的应用，重点阐述高新技术的科学基础、技术要素等；让学生与教师一起探究科学知识如何与应用结合产生新技术，新技术如何与市场结合形成企业；这是我们采取的又一改革策略。这样不但可以使知识的应用性需求成为促进学生认知发展的动力，更重要的是将学生置于真实的世界之中，建立问题与生活之间的纽带，强化概念、内容与社会、经济以及技术条件间的联系；面向实际，加强实践环节，还可以使学生在共同探究问题、解决问题的过程中真正形成知识的应用和创新的体验，强化了科学技术对于广阔世界的现实意义。

3把握科技为“人”的本真属性，实现科技与人文的沟通与重构

在功利主义当道的科技时代中，人文教育之所以重要，乃是因为它直接触及学生价值观的培育。在科学技术教育中强化STS教育，就是尝试将现代科学技术与人文教育进行沟通与重构，注重介绍在科研问题中的各种观点，并通过科技发展过程说明任何科学成果都是社会的产物，并非少数人关在象牙塔中所能得到的。教育学生懂得社会、集体和实践在科学发展中的作用。在学习现代科学技术的同时，进行感悟与反思，关注人类为什么去从事科学技术，以什么样的态度去从事科学技术，以什么样的方法去从事科学技术，怎样对待科学技术的结果，如何运用

科学技术等；这一切，涉及作为科学技术主体的人的利益趋向和价值判断，体现了人类对科学技术的人文态度。

在21世纪多元价值并存、多元文化碰撞的时代中，将科学技术教育的精神与人文精神渗透于专业教育之中，为学生建立价值定位，把握科技为“人”的本真属性，使当代大学生成长为新时代有科学理性与远见的知识分子。

4拓展学科领地，突出全球化视野下的本土特色

我们正处于知识经济时代的信息化社会中，全球化趋势日益壮大。世界各地区间的“相互关联性”与日俱增。全球化趋势对高等教育最大的冲击就是世界各国的大学都直接或间接地卷入全球性的竞争之中，各大学培养的人才将不仅是为满足各国国内的市场需求，更必须能适应全球性就业市场的趋势与要求。相应于这一变革，现代科学技术概论课程就必须拓宽学科领地，在全球化视野下，融入中国本土特色，充分反映世界科技动态的同时，展示中国当代科学技术的最新进展以及民族工业发展现状，激发当代大学生振兴民族工业的信心和斗志。

三、探究与应用结合，创新教学方法

1以专题探究式教学为主，培养主体意识和创新能力

“教学过程”首先是学生的“学习过程”。“教”意味着更多地控制和支配，而“学”则意味着更多的主动与自由。因而，建立由多学科精英组成的教学团队，有效组织多学科交融的教学；教师在教学设计、课堂教学、社会实践活动及教学评估等环节中，都努力从“引导”的角度去唤起学生“学”的兴趣与动力。以科技前沿专题为主线，开设若干个专题供学生自由选择。教学中，通过师生互动，营造主动学习的环境与氛围，创设有利于学生达到理性思维彼岸的教学情境，引导学生进行探究式教学及相应的实践活动。通过学习专题的确定、调研问题的界定、学习方法的选择、社会实践活动的开展等环节，培养学生主体意识和创新能力，让学生学会科学研究方法，培育科学精神。只有通过探究活动，学生才能真正理解科学技术发展的历史和本质，并对科学技术的理解和科学技术探究的经历内化为科学素养。

2完善立体化教学资源建设，为学生搭建自学平台

充分运用现代教育技术和信息技术，建成了以文本教材、多媒体课件、网络课程、音视频资料库等丰富l的立体化教学资源；作为课堂教学的有益延伸，为学生自学提供信息资源与交流平台。

3以实践活动为拓展，实现科技教育与社会互动

为增强学生对学习内容的理解并得到来自实际的体验和感受，我们以科技文化活动为主要载体，在课程教学中安排了相应的社会实践活动。这些实践活动既拓展了课堂教学内容，又培养和锻炼了学生的实践能力，实现科技教育与社会的互动，收到良好效果。

4完善考试与评价方法，促进学生科学素养的提升

以作业成绩+课堂讨论成绩+调研报告成绩+笔试成绩汇总，作为对学生学习状况的综合评价。另外，对于在科技服务、科普教育活动中表现特别突出者，对于在科技制作、创新大赛中获奖者，分别予以相应的奖励加分。这种注重对学生学习过程以及综合素质与创新能力发展状况的考核方法，虽增加了考核与评价的难度，却为学生提供了有选择的自由发展的空间，受到学生的普遍欢迎，更有利于促进学生科学素养的全面提升。

篇5：现代科学与技术概论

现代科学技术概论不但应该是现代科学技术成果的概论，而且也应该是现代科学技术发展历史和规律的概论。离开现代科学技术发生、发展的历史，静止、孤立地介绍现代科学技术的基本理论和成果，就会使现代科学技术概论这门课程变得零乱庞杂而不成体系。而如果把“史”与“论”有机地结合和统一起来，则不但能克服“零乱庞杂”的缺陷，而且还能为现代科学技术概论这门课程注入生机和活力。同时，把“史”与“论”结合起来，更是为思想政治教育专业学生开设这门课程的教学目的之所需。作为思想政治教育专业的学生，通过现代科学技术概论课程的学习，不但要了解现代科学技术的主要成果、历史演进和完整体系，而且要了解科学技术发生、发展的一般过程和规律，了解马克思主义哲学产生的现代科学技术基础以及对于推动科学技术发展的重要作用和意义。因此，只有做到史论结合，才能达到开课的目的和要求。

2现代科学技术概论的教学内容与体系

根据上述三原则，笔者认为，思想政治教育专业现代科学技术概论课程的内容与体系可做如下安排。导言。概要介绍现代科学技术及其理论基础、前沿阵地、中心内容和综合体现。

第一章，现代物理学革命及其影响。介绍现代科学技术的理论基础———相对论和量子力学。引言，概述近代物理学的辉煌成就及其所遇到的“两朵乌云”。第一节，相对论的建立。根据逻辑与历史相统一的原则，具体讲授伽利略变换和力学相对性原理，迈克尔逊—莫雷实验，洛伦兹变换的提出，爱因斯坦的狭义相对论及其主要结论，广义相对论及其验证。第二节，量子力学的建立和发展。

一、量子力学产生的历史背景，概要介绍黑体辐射理论和紫外灾难。

二、量子力学的建立与发展，具体讲述普朗克的量子假说，爱因斯坦的光量子理论，玻尔对原子结构的量子解释，德布罗意的物质波，薛定谔的波动方程，海森伯的矩阵力学。第三节，现代化学理论的发展。主要讲授元素周期理论的新发展和现代化学键理论。

第二章，原子物理学的开发研究及应用。主要讲授从物质结构的研究到原子能的开发和应用。第一节，对微观世界的探索和认识。

一、物质结构初探，复习回忆德谟克利特的原子论，道尔顿的原子说，门捷列夫的元素周期律。

二、向原子世界的进军，主要讲授X射线、放射性元素及电子的发现，原子结构模型及其实验和发现，原子核结构模型及其实验和发现，对基本粒子家族的认识。第二节，原子能的开发研究及应用。

一、原子能的开发研究:重点介绍原子能开发研究中的三大发现，即慢中子效应的发现、核裂变的发现和链式反应的发现。

二、原子能的应用，包括能源方面的应用和放射性同位素的应用。能源方面的应用包括两个方面:一是军用三弹即原子弹、氢弹和中子弹的研制;二是核电站的发展，主要介绍从慢中子反应堆到快中子增殖堆再到核聚变反应堆的历史发展。放射性同位素的应用可概要介绍在生产、生活、科研、军事上的应用及其成果。

第三章，生物学与生物工程技术。生物学是研究生命的科学;生物工程技术是用人工的方法创造生命的技术。生命科学是现代科学的三大前沿阵地之一;生物工程技术是现代科学技术的主要内容。第一节，生命的起源和生物的进化。

一、生命起源的化学进化历程:从无机小分子物质生成有机小分子物质;从有机小分子物质形成有机高分子物质;从有机高分子物质形成有机多分子体系;从有机多分子体系演化成原始生命物质。

二、生物进化论，主要介绍拉马克的生物进化学说和达尔文的生物进化论。第二节，现代遗传学和分子生物学。

一、遗传学:主要讲授孟德尔的豌豆实验及其遗传学说;摩尔根的果蝇实验及其遗传学说。

二、分子生物学:重点介绍蛋白质的性质、结构和功能;核酸的性质、结构和功能。第三节，生物工程技术。生物工程包括酶工程、发酵工程、细胞工程和基因工程四个部分的内容。因学时限制，可重点介绍细胞工程和基因工程两个部分。

一、细胞工程，应首先讲授细胞的全能性，然后在细胞全能性的基础上具体介绍植物组织培养技术、细胞融合技术、细胞折合和胚胎移植技术、克隆技术等内容。

二、基因工程:(1)基因工程的基础研究，主要介绍限制性内切酶、连接酶和基因载体的发现和研制。(2)基因工程的基本程序和方法，包括获取目的基因DNA、获取载体基因DNA、目的基因DNA与载体基因DNA的重组、把重组的DNA转入受体细胞进行增殖和筛选转基因生物体五个步骤及方法。

三、生物技术的应用前景。主要介绍生物医药的研制及应用、生化工业的迅速发展、转基因动植物的大量出现，人类基因组计划(HGP)及其广阔的应用前景。

第四章，天文学和天体演化学说。天体演化学说是现代科学的三大前沿阵地之一，本章在重点讲述天体演化学说之前，先把天文学的相关知识作一简单介绍。第一节，天文学及其产生和发展。

一、概要介绍天文学的研究对象和分类;

二、重点讲授天文学的产生和发展:具体介绍古代天文学、近代经典天文学和现代天文学的发展情况。第二节，获取天体信息的渠道和手段;可分三个大问题来讲述。

一、获取天体信息的渠道，主要介绍电磁辐射、宇宙线和中微子三条途径;

二、获取天体信息的物质手段和仪器设备，主要介绍人眼的构造和功能、光学望远镜、射电望远镜和天体摄谱仪;

三、天文观测发展简史:依次介绍光学天文学、射电天文学和空间天文学。第三节，天体的起源和演化。

一、宇宙的起源和演化:主要介绍牛顿“无限无边”宇宙模型及其疑难、爱因斯坦“有限无边静态”宇宙模型及其疑难、哈勃定律与大爆炸宇宙模型;

二、星系的形成和演化:先对星系及其类型作一简单的介绍，然后在此基础上介绍星系的形成和演化;

三、恒星的形成和演化:具体介绍恒星的形成，表征恒星演化过程的赫罗图，恒星演化过程的三阶段，即主序星阶段、红巨星阶段和恒星的三种归宿(白矮星、中子星和黑洞);

四、太阳系的形成和演化:主要介绍太阳系的基本情况和太阳系的形成和演化两部分内容;

五、地球的构造和演化:包括地球概况、地球的圈层构造和地球的形成和演化。

第五章，信息技术和激光技术。人类历史在经历了6000年的农业社会和近300年的工业社会以后，现在正在迅速走向第三个文明社会———信息社会。所谓信息社会，就是信息在社会生产和生活中起主导作用的社会。信息技术和信息产业，是信息社会的重要支柱。所谓信息技术，就是信息的获取、传递和处理技术。信息技术以微电子技术为基础，包括计算机技术、通信技术、光导技术和人工智能技术等。第一节，微电子技术。

一、微电子技术的出现:具体介绍集成电路的诞生、集成电路的种类及其历史发展和集成电路的制作工艺;

二、微电子技术的应用。第二节，计算机技术。

一、计算机概述:具体介绍计算机的结构与功能、计算机的特点和计算机的历史发展;

二、计算机的应用:主要包括数值计算或科学计算、数据处理或称信息处理、实时控制或称过程控制、计算机辅助系统、人工智能或称智能模拟等;

三、信息高速公路。第三节，通信技术。

一、电气通信:主要介绍电话通信和非电话通信及传真;

二、光纤通信:具体介绍光纤通信的基本原理、光纤通信的优点、光纤通信的应用和发展;

三、卫星通信。第四节，激光技术。

一、激光与激光器:具体介绍激光产生的基本原理、激光的特点、激光器的构造等内容。

二、激光技术的应用:概要介绍激光加工(包括激光铸模、激光切割、激光焊接、激光雕刻等)技术及其在农业、医疗、军事上的广泛应用。

第六章，空间科学技术。空间科学技术是现代科学技术的综合应用和体现，是衡量一个国家科学技术发展水平和工业发展程度的重要标志。第一节，航天技术的理论基础与航天工程体系。

一、航天技术的理论基础，具体介绍万有引力定律和三个宇宙速度;

二、航天工程体系:包括航天器、运载工具、航天器发射场、航天测控中心和用户地球站。第二节，运载火箭的研制和发展。

一、运载火箭的开拓者:航天之父齐奥尔科夫斯基，现代火箭鼻祖冯布劳恩;

二、战后火箭技术的迅速发展;

三、火箭推进的动力原理:齐奥尔科夫斯基火箭方程;

四、现代运载火箭的结构。第三节，航天器及其分类和发展。

一、人造地球卫星:主要介绍人造地球卫星的构造、人造地球卫星的发射及其轨道、人造地球卫星的种类;

二、载人太空飞行器:具体介绍宇宙飞船、空间站、航天飞机、空天飞机;

三、行星际探测。第四节，未来的宇宙开发工程。概要介绍卫星发电站、太空工厂、月球开发、飞出太阳系，移居其它星球等。

篇6：现代科学与技术概论

1.何为科学？如何划分科学与非科学的边界线？

2.物质概念与实在概念对于科学研究来讲有何重要性？

3.如果人人都有评判科学理论的权利，并且如果人人都有从事科学的权利，在此情况下，科学的社会组织当是一种什么样的组织？

4.科学能够摆脱形而上学的困扰吗？

5.唯物主义能够说明为何不同的个人选择思想价值观吗？

6.语言与科学是何种关系？

7.科学离不开操作，但科学理论是否可以归结为一种操作主义哲学？

8.“潘朵拉盒子”对于科学的隐喻是什么？

9.科学与文化是何关系？中国的道家思想对于科学发展有何意义？

10.科学家们的激情对于他的个人科学研究有积极意义吗？

11.如何看待艺术与科学的关系？

12.对于现代社会来讲，科学是一种新型的宗教吗？

13.如何看待科学与政治的关系？

14.如何理解科学与文明的关系？为什么科学首先从西方文明中诞生出来？

15.如何看待科学与人文的关系？

16.科学至上主义或者唯科学主义将人类引向何处？

17.中国科学体制有哪些弊端？如何克服这些弊端？

18.中国大学的“官学”体制对于科学研究来讲，有哪些负面的影响？如何消除大学科学研究中的障碍？

19.爱因斯坦，瑞士联邦专利局的一个小职员，是什么原因使他成为了 1

一个伟大的科学家？

20.结合你所在的学科，你认为，中国的大学应当如何提高硕士研究生的科学研究能力或技术创新能力？

21.比较科学的运行机制与技术的运行机制异同，并以此设计出一个适合中国公民（不仅仅是科学家和技术专家）创新的科学技术体制。

22.生物进化与人类认识的进化是否存在着某种关系？

23.如何看待和处理横向科学之间的联合关系？

24.请你从其所在学科出发探讨如何处理科学研究中的复杂性？

25.请你讨论复杂适应系统理论的适用范围？

26.唯物论的自然观对于你所在的学科研究来讲，其意义是什么？

27.你如何看待数学哲学中的形式主义、逻辑主义、直觉主义和经验主义？

28.哲学思想史上的自然主义对当代技术发明或技术创新产生了什么样的影响？

29.请你从其所在学科的角度讨论科学、技术与社会三者之间的关系？

30.科学与民主，中国“五·四”时期的主题今天仍然需要讨论吗？

31.如何构建科学研究制度与社会制度之间的和谐关系？

32.何为科学智慧？何为人文智慧？如何看待两种智慧间的关系？

33.是自然为人类立法，还是人为自然立法？

34.毕达哥拉斯说，数是世界的本质。数学为何能够成为科学研究的普遍工具？是否存在着一种不用数学的科学？

35.如何看待科学家们对待同一问题的不同研究结论？

36.我们能否使整个社会的所有成员都成为科学研究者或发明者？

37.什么是生命伦理，什么是科学伦理？如何看待两种伦理规范间的关系？

38.如何看待和处理公司的研究开发投资与科技人员的市场流动之间的关系？

39.诚信对于科学研究的意义是什么？

40.如何研究科学伦理与科学道德之间的关系？

41.如何看待技术与风险之间的关系？

42.如何看待技术创新者、技术发明者与其个人气质之间的关系？

43.伊朗有开发利用原子能的权利吗？

44.宗教妨碍科学研究吗？中国人普遍不信教，为何中国的科学技术至今在许多重要的领域仍然落后于西方文明国家？宗教真的是科学的敌人或人民的鸦片吗？

45.科学发展是否真的存在着像库恩（Bernard Cohen）说的那样革命的时期吗？

46.请问：你如何看待目前科学研究中的功利主义与实用主义取向？

47.你如何看待人与自然间的作用与反作用之间的关系？对于自然，我们究竟采取人类绝对中心主义的态度，还是相对中心主义的态度？

48.如果有一天，所有的生产和销售过程都被自动化的流水线所取代，那么，每个个人做什么？

49.为何有许多发明或专利不能商业化？那些当前不能商业化的技术是否永远都是无用的？

50.科学研究是一项高风险的事业，如何才能将这种风险降至最低限度？

51.如果你的发明或技术创新被他人做了一点小小的改动后再次申报一项新的专利，你做何感想？

52.科学家们如何理解生命的意义？

53.科学有本质吗？如果有，那是什么？

54.技术发明者最大的快感是什么？是收入，还是成就感？

55.什么是工具理性？什么是价值理性？科学和技术对于工具理性和价值理性二者来讲意味着什么？

56.科学与技术关系的再思考

57.人、科学、数学、语言和经验，对于不同的学科来讲，是否具有相同的关系？

58.人、技术、语言三者是怎样的关系？

59.技术与时间是怎么样的一种关系？

60.人被科学所异化了吗？如何看待人与科学的关系？

61.人被技术所奴役了吗？如何看待人与技术的关系？

篇7：科学技术概论论文

众所周知科学是一把双刃剑，人类在享用着科学所带来的众多方便时，也越来越了解了科学所带来的消极的影响。如今，现代科技极大地方便了我们的生活，影响和改变着我们的生活方式和思维方式。人类作为追求新事物和尝试新生活的主体，与生俱来的求知欲和好奇心使得人们对生活中的科技发展愈加关注。科技也在不断影响着人们的未来发展状态。

从人类发展历程来看，人类所经历的三次科学技术革命，每一次都是生产力发生巨大的飞跃：

第一次科技革命：以纺织技术的改进为开端，以蒸汽动力技术达到实用为标志，形成了一个以机器技术为主导技术的技术体系。使得人类社会面貌发生了根本变化，从传统的农业革命向近代工业社会跃进，极大地提高了社会生产力。第二次科技革命：以电气化技术为主导技术，推动了工业的电气化进程，使社会生产力又有了一次新的飞跃。第三次科技革命和产业革命以原子能、电子计算机和空间技术极其产业为标志。

第三次科技革命：在第三次科技革命的推动下，二战后出现了一个人类历史上罕见的生产大发展时期。

科学技术对人类的影响是多方面的：

1.对经济的影响：随着科学技术的发展，信息技术使信息传递更快、更便捷，促进了全球经济协调机制的形成。当前国际分工的资源基础不断削弱，技术基础大大增强，科技进步的水平成为国际分工的主要依据。对经济全球化起巨大推动作用，科学技术已经成为现代经济增长的重要因素。2.对生活的影响：促进了人们生活方式的改善。提高了人们的物质和精神文化生活水平。科技产品使用的社会化成为现代社会生活的一道风景线，人们的衣食住行无不与科技密切相关，科技产品已逐渐应用到社会生活的方方面面，成为现代人类日常生活不可缺少的重要组成部分。例如：现代飞机、汽车、轮船等交通工具，大大提高了运行的速度，使人们不仅旅途舒适而且节约了许多宝贵的时间；电视、音响、电冰箱、洗衣机、空调等高科技家用电器的使用，满足了生活的需要。

3.对身体健康的影响：提高了人类的身体健康水平。人类基因工程的业已完成，使得科学家对于人类的遗传基因人类借助生物遗传工程、基因工程等高科技技术生产的药品，可以治疗许多常规疗法不能治疗的疑难疾病甚至过去被认为无法治疗的不治之症；治愈疾病，提高人们的身体健康。

4.对人类认知的影响：极大地开阔了人类的视野和对物质世界的认识水平。正如伟大导师恩格斯指出：日益发展的工业使一切传统的关系革命化，而这种革命化，又促使头脑革命化。科技是人类对自然规律认识的成果，同时也是人类创造性思维的最高成就。例如，大型射电天文望远镜的研制成 功，可以使人们看到几十亿光年乃至更遥远的太空，从而为探索人类所不知的太空的奥秘提供了方便。5.对人们精神生活的影响：一位西方哲人曾说过这样一句话:“正是科学给予我们对一个永恒世界的信念。对于科学，我们可以用阿基米德的话来说，给我一个支点，我就能推动宇宙。在变动不居的宇宙中，科学思想确立了支撑点，确立了不可动摇的支柱。”这位哲人的话睿智地说明，科学不但作为一种物质文明影响着生产力的发展，它还作为一种精神文明影响着人们思想意识的发展。当科学技术作为一种精神文明影响着人们思想意识的时候，它也向我们展示了一种精神力量。对于这种精神力量的需要，就构成了科学技术的精神价值。科学技术的精神价值独立于、有时甚至高于科学技术知识的物质生产力价值，它可以直接介入和作用于人的精神生活,也可以通过其生产力价值的实现，改变人的物质生活，进而影响和改变人的精神生活。所以，我们不但应当从生产力的角度认识和关注科学技术，还应当从精神价值的角度去关注和认识科学技术。

以上只是科学技术对人类影响的其中的一部分，实际上科学对人类的影响是方方面面的。当然科学为人类提供方便的同时也带了许多不良的后果。

一、环境污染。随着科学技术的迅猛发展，现代工业生产的急剧增长，环境污染日益显出全球性，对整个人类的生存构成了威胁，温室效应、臭氧层空洞、酸雨、核放射污染是具体的一些环境问题。

二、生态危机。由于人类不合理的活动，特别是利用科学技术向自然无限索取的活动，在全球规模或局部区域导致生态过程即生态系统的结构和功能的损害和瓦解，从而危害人类的利益，威胁人类生存和发展的现象，森林毁坏、物种灭绝加快、土地荒漠化是具体的一些生态问题。

三、战争和恐怖活动及犯罪活动。战争中，交战双方利用最先进的科学技术制造各种武器，人类之间互相残杀。而从第二次世界大战我们已经可以看出,随着科技的发展,现在的战争所造成的破坏与损失以远远不是以前可比.人身安全越来越没保障，现在平均每天都有数以万计的犯罪行为发生，而其犯罪手段大多都与时下的新科技相关，如短信诈骗、电话诈骗，网上诈骗等。

四、资源短缺。长期以来，人类有一种错误的看法，认为地球上的资源是取之不尽，用之不竭的，但随者科学技术和生产力的发展，人类已经面临自然资源短缺的局面，如矿产资源匮乏、能源危机、水资源精湛等。

五、人口和健康问题。人口问题好似工业文明所带来的恶果之一，它又为成为环境污染、资源枯竭、粮食紧张等全球问题的重要根源。其中人口膨胀、人口老龄化、粮食危机等问题日益严重。各种新兴病菌不断出现，很多病菌的杀伤力已经远远超过以前的病菌的破坏力。.这是由于医药科技的迅速发展加快了病毒的变种，以至于科技的发展速度已经跟不上病毒的变种速度，或许有一天人类会灭亡于某一场大的瘟疫。

篇8：现代通信技术与发展概论

所谓通信, 最简单的理解, 就是人与人沟通的方法。无论是电话, 还是网络, 解决的最基本的问题, 实际还是人与人的沟通。现代通信技术, 就是随着科技的不断发展, 如何采用最新的技术来不断优化通信的各种方式, 让人与人的沟通变得更为便捷、有效。时代高速发展, 现代通信技术已经飞跃到一个新的层次, 光纤通信已经逐渐成为主流。由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点, 备受业内人士青睐, 发展非常迅速。

2 光纤通信技术的发展现状

为了适应网络发展和传输流量提高的需求, 传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55×20Gbit/s传输的研究, 实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132×20Gbit/s、120km传输的研究, 实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前, 以日本为代表的发达国家, 在光纤传输方面实现了10.96Thit/s (274×Gbit/s) 的实验系统, 对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面, 光网技术合作计划 (ONTC) 、多波长光网络 (MON-ET) 、泛欧光子传送重叠网 (PHOTON) 、泛欧光网络 (OPEN) 、光通信网管理 (MOON) 、光城域通信网 (MTON) 、波长捷变光传送和接入网 (WOTAN) 等一系列研究项目的相继启动、实施与完成, 为下一代宽带信息网络, 尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。

2.1 复用技术

光传输系统中, 要提高光纤带宽的利用率, 必须依靠多信道系统。常用的复用方式有:时分复用 (TDM) 、波分复用 (WDM) 、频分复用 (FDM) 、空分复用 (SDM) 和码分复用 (CDM) 。目前的光通信领域中, WDM技术比较成熟, 它能几十倍上百倍地提高传输容量。

2.2 宽带放大器技术

掺饵光纤放大器 (EDFA) 是WDM技术实用化的关键, 它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄, 约有35nm (1530~1565nm) , 这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有: (1) 掺饵氟化物光纤放大器 (EDFFA) , 它可实现75nm的放大带宽; (2) 碲化物光纤放大器, 它可实现76nm的放大带宽; (3) 控制掺饵光纤放大器与普通的ED-FA组合起来, 可放大带宽约80nm; (4) 拉曼光纤放大器 (RFA) , 它可在任何波长处提供增益, 将拉曼放大器与EDFA结合起来, 可放大带宽大于100nm。

2.3 色散补偿技术

对高速信道来说, 在1550nm波段约18ps (mmokm) 的色散将导致脉冲展宽而引起误码, 限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说, 色散限制仅仅为50km。因此, 长距离传输中必须采用色散补偿技术。

2.4 孤子WDM传输技术

超大容量传输系统中, 色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中, 使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散, 因而可以显著增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合, 凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势, 继而向高速、宽带、长距离方向发展。

2.5 光纤接入技术

随着通信业务量的增加, 业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务, 而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络, 用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求, 只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开, 核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了, 它可与多种技术相结合, 例如ATM、SDH、以太网等, 分别产生APON、GPON和E-PON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题, APON发展基本上停滞不前, 甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用, APON将用于实现FITH方案。GPON对电路交换性的业务支持最有优势, 又可充分利用现有的SDH, 但是技术比较复杂, 成本偏高。EPON继承了以太网的优势, 成本相对较低, 但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95%的局域网都使用以太网, 所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的, 并且原有的以太网只限于局域网, 而且MAC技术是点对点的连接, 在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网, 还可扩展到城域网, 甚至广域网, EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。

3 光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言, 超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标, 光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。

3.1 光纤到户

现在移动通信发展速度惊人, 因其带宽有限, 终端体积不可能太大, 显示屏幕受限等因素, 人们依然追求能相对占优的固定终端, 希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽, 它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代, 光纤到户的成本大大降低, 不久可降到与DSL和HFC网相当, 这使FITH的实用化成为可能。据报道, 1997年日本NTT公司就开始发展FTTH, 2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中, FTTH的安装数量增加了200%以上。在我国, 光纤到户也是势在必行, 光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展, 预计2012年前后, 我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设高潮。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点, 伴随着相应技术的成熟与实用化, 成本降低到能承受的水平时, FTTH的大趋势是不可阻挡的。

3.2 全光网络

传统的光网络实现了节点间的全光化, 但在网络结点处仍用电器件, 限制了目前通信网干线总容量的提高, 因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点, 节点之间也是全光化, 信息始终以光的形式进行传输与交换, 交换机对用户信息的处理不再按比特进行, 而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性, 并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率, 网络结构简单, 组网非常灵活, 可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术, 它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段, 但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看, 形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层, 建立纯粹的全光网络, 消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势, 更是未来信息网络的核心, 也是通信技术发展的最高级别, 更是理想级别。

结语

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台, 在未来信息社会中将起到重要作用。在国内各研发机构、科研院所、大学的科研人员的共同努力下, 我国已研制开发了一些具有自主知识产权的光通信高技术产品, 取得了一批重要的研究与应用成果。这些研究工作和突出成果为O-TIME (光时代) 计划的实施奠定了坚实的基础, 有望在“十一五”期间取得更多的成果, 为我国的信息基础设施建设做出贡献。

参考文献

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