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NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution
Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.
Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor
I.引言
纳米科学和技术所涉及的是具有尺寸在1-100纳米范围的结构的制备和表征。在这个领域的研究举世瞩目。例如，美国政府2001财政年度在纳米尺度科学上的投入要比2000财政年增长83%，达到5亿美金。有两个主要的理由导致人们对纳米尺度结构和器件的兴趣的增加。第一个理由是，纳米结构（尺度小于20纳米）足够小以至于量子力学效应占主导地位，这导致非经典的行为，譬如，量子限制效应和分立化的能态、库仑阻塞以及单电子邃穿等。这些现象除引起人们对基础物理的兴趣外，亦给我们带来全新的器件制备和功能实现的想法和观念，例如，单电子输运器件和量子点激光器等。第二个理由是，在半导体工业有器件持续微型化的趋势。根据“国际半导体技术路向（2001）“杂志，2005年前动态随机存取存储器（DRAM）和微处理器（MPU）的特征尺寸预期降到80纳米，而MPU中器件的栅长更是预期降到45纳米。然而，到2003年在MPU制造中一些不知其解的问题预期就会出现。到2005年类似的问题将预期出现在DRAM的制造过程中。半导体器件特征尺寸的深度缩小不仅要求新型光刻技术保证能使尺度刻的更小，而且要求全新的器件设计和制造方案，因为当MOS器件的尺寸缩小到一定程度时基础物理极限就会达到。随着传统器件尺寸的进一步缩小，量子效应比如载流子邃穿会造成器件漏电流的增加，这是我们不想要的但却是不可避免的。因此，解决方案将会是制造基于量子效应操作机制的新型器件，以便小物理尺寸对器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我们能够制造纳米尺度的器件，我们肯定会获益良多。譬如，在电子学上，单电子输运器件如单电子晶体管、旋转栅门管以及电子泵给我们带来诸多的微尺度好处，他们仅仅通过数个而非以往的成千上万的电子来运作，这导致超低的能量消耗，在功率耗散上也显著减弱，以及带来快得多的开关速度。在光电子学上，量子点激光器展现出低阈值电流密度、弱阈值电流温度依赖以及大的微分增益等优点，其中大微分增益可以产生大的调制带宽。在传感器件应用上，纳米传感器和纳米探测器能够测量极其微量的化学和生物分子，而且开启了细胞内探测的可能性，这将导致生物医学上迷你型的侵入诊断技术出现。纳米尺度量子点的其他器件应用，比如，铁磁量子点磁记忆器件、量子点自旋过滤器及自旋记忆器等，也已经被提出，可以肯定这些应用会给我们带来许多潜在的好处。总而言之，无论是从基础研究（探索基于非经典效应的新物理现象）的观念出发，还是从应用（受因结构减少空间维度而带来的优点以及因应半导体器件特征尺寸持续减小而需要这两个方面的因素驱使）的角度来看，纳米结构都是令人极其感兴趣的。
II.纳米结构的制备———首次浪潮
有两种制备纳米结构的基本方法：build-up和build-down。所谓build-up方法就是将已预制好的纳米部件（纳米团簇、纳米线以及纳米管）组装起来；而build-down方法就是将纳米结构直接地淀积在衬底上。前一种方法包含有三个基本步骤：1）纳米部件的制备；2）纳米部件的整理和筛选；3）纳米部件组装成器件（这可以包括不同的步骤如固定在衬底及电接触的淀积等等）。“build-up“的优点是个体纳米部件的制备成本低以及工艺简单快捷。有多种方法如气相合成以及胶体化学合成可以用来制备纳米元件。目前，在国内、在香港以及在世界上许多的实验室里这些方法正在被用来合成不同材料的纳米线、纳米管以及纳米团簇。这些努力已经证明了这些方法的有效性。这些合成方法的主要缺点是材料纯洁度较差、材料成份难以控制以及相当大的尺寸和形状的分布。此外，这些纳米结构的合成后工艺再加工相当困难。特别是，如何整理和筛选有着窄尺寸分布的纳米元件是一个至关重要的问题，这一问题迄今仍未有解决。尽管存在如上的困难和问题，“build-up“依然是一种能合成大量纳米团簇以及纳米线、纳米管的有效且简单的方法。可是这些合成的纳米结构直到目前为止仍然难以有什么实际应用，这是因为它们缺乏实用所苛求的尺寸、组份以及材料纯度方面的要求。而且，因为同样的原因用这种方法合成的纳米结构的功能性质相当差。不过上述方法似乎适宜用来制造传感器件以及生物和化学探测器，原因是垂直于衬底生长的纳米结构适合此类的应用要求。
“Build-down”方法提供了杰出的材料纯度控制，而且它的制造机理与现代工业装置相匹配，换句话说，它是利用广泛已知的各种外延技术如分子束外延(MBE)、化学气相淀积（MOVCD）等来进行器件制造的传统方法。“Build-down”方法的缺点是较高的成本。在“build-down”方法中有几条不同的技术路径来制造纳米结构。最简单的一种，也是最早使用的一种是直接在衬底上刻蚀结构来得到量子点或者量子线。另外一种是包括用离子注入来形成纳米结构。这两种技术都要求使用开有小尺寸窗口的光刻版。第三种技术是通过自组装机制来制造量子点结构。自组装方法是在晶格失配的材料中自然生长纳米尺度的岛。在Stranski-Krastanov生长模式中，当材料生长到一定厚度后，二维的逐层生长将转换成三维的岛状生长，这时量子点就会生成。业已证明基于自组装量子点的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子点器件的饱和材料增益要比相应的量子阱器件大50倍，微分增益也要高3个量级。阈值电流密度低于100A/cm2、室温输出功率在瓦特量级（典型的量子阱基激光器的输出功率是5-50mW）的连续波量子点激光器也已经报道。无论是何种材料系统，量子点激光器件都预期具有低阈值电流密度，这预示目前还要求在大阈值电流条件下才能激射的宽带系材料如III组氮化物基激光器还有很大的显著改善其性能的空间。目前这类器件的性能已经接近或达到商业化器件所要求的指标，预期量子点基的此类材料激光器将很快在市场上出现。量子点基光电子器件的进一步改善主要取决于量子点几何结构的优化。虽然在生长条件上如衬底温度、生长元素的分气压等的变化能够在一定程度上控制点的尺寸和密度，自组装量子点还是典型底表现出在大小、密度及位置上的随机变化，其中仅仅是密度可以粗糙地控制。自组装量子点在尺寸上的涨落导致它们的光发射的非均匀展宽，因此减弱了使用零维体系制作器件所期望的优点。由于量子点尺寸的统计涨落和位置的随机变化，一层含有自组装量子点材料的光致发光谱典型地很宽。在竖直叠立的多层量子点结构中这种谱展宽效应可以被减弱。如果隔离层足够薄，竖直叠立的多层量子点可典型地展现出竖直对准排列，这可以有效地改善量子点的均匀性。然而，当隔离层薄的时候，在一列量子点中存在载流子的耦合，这将失去因使用零维系统而带来的优点。怎样优化量子点的尺寸和隔离层的厚度以便既能获得好均匀性的量子点又同时保持载流子能够限制在量子点的个体中对于获得器件的良好性能是至关重要的。
很清楚纳米科学的首次浪潮发生在过去的十年中。在这段时期，研究者已经证明了纳米结构的许多崭新的性质。学者们更进一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法来进行纳米结构制造。这些成果向我们展示，如果纳米结构能够大量且廉价地被制造出来，我们必将收获更多的成果。
在未来的十年中，纳米科学和技术的第二次浪潮很可能发生。在这个新的时期，科学家和工程师需要征明纳米结构的潜能以及期望功能能够得到兑现。只有获得在尺寸、成份、位序以及材料纯度上良好可控能力并成功地制造出实用器件才能实现人们对纳米器件所期望的功能。因此，纳米科学的下次浪潮的关键点是纳米结构的人为可控性。
III.纳米结构尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮
为了充分发挥量子点的优势之处，我们必须能够控制量子点的位置、大小、成份已及密度。其中一个可行的方法是将量子点生长在已经预刻有图形的衬底上。由于量子点的横向尺寸要处在10-20纳米范围（或者更小才能避免高激发态子能级效应，如对于GaN材料量子点的横向尺寸要小于8纳米）才能实现室温工作的光电子器件，在衬底上刻蚀如此小的图形是一项挑战性的技术难题。对于单电子晶体管来说，如果它们能在室温下工作，则要求量子点的直径要小至1-5纳米的范围。这些微小尺度要求已超过了传统光刻所能达到的精度极限。有几项技术可望用于如此的衬底图形制作。
—电子束光刻通常可以用来制作特征尺度小至50纳米的图形。如果特殊薄膜能够用作衬底来最小化电子散射问题，那特征尺寸小至2纳米的图形可以制作出来。在电子束光刻中的电子散射因为所谓近邻干扰效应（proximityeffect）而严重影响了光刻的极限精度，这个效应造成制备空间上紧邻的纳米结构的困难。这项技术的主要缺点是相当费时。例如，刻写一张4英寸的硅片需要时间1小时，这不适宜于大规模工业生产。电子束投影系统如SCALPEL（scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography）正在发展之中以便使这项技术较适于用于规模生产。目前，耗时和近邻干扰效应这两个问题还没有得到解决。
—聚焦离子束光刻是一种机制上类似于电子束光刻的技术。但不同于电子束光刻的是这种技术并不受在光刻胶中的离子散射以及从衬底来的离子背散射影响。它能刻出特征尺寸细到6纳米的图形，但它也是一种耗时的技术，而且高能离子束可能造成衬底损伤。
—扫描微探针术可以用来划刻或者氧化衬底表面，甚至可以用来操纵单个原子和分子。最常用的方法是基于材料在探针作用下引入的高度局域化增强的氧化机制的。此项技术已经用来刻划金属（Ti和Cr）、半导体（Si和GaAs）以及绝缘材料（Si3N4和silohexanes），还用在LB膜和自聚集分子单膜上。此种方法具有可逆和简单易行等优点。引入的氧化图形依赖于实验条件如扫描速度、样片偏压以及环境湿度等。空间分辨率受限于针尖尺寸和形状（虽然氧化区域典型地小于针尖尺寸）。这项技术已用于制造有序的量子点阵列和单电子晶体管。这项技术的主要缺点是处理速度慢（典型的刻写速度为1mm/s量级）。然而，最近在原子力显微术上的技术进展—使用悬臂樑阵列已将扫描速度提高到4mm/s。此项技术的显著优点是它的杰出的分辨率和能产生任意几何形状的图形能力。但是，是否在刻写速度上的改善能使它适用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的还有待于观察。直到目前为止，它是一项能操控单个原子和分子的唯一技术。
—多孔膜作为淀积掩版的技术。多孔膜能用多种光刻术再加腐蚀来制备，它也可以用简单的阳极氧化方法来制备。铝膜在酸性腐蚀液中阳极氧化就可以在铝膜上产生六角密堆的空洞，空洞的尺寸可以控制在5-200nm范围。制备多孔膜的其他方法是从纳米沟道玻璃膜复制。用这项技术已制造出含有细至40nm的空洞的钨、钼、铂以及金膜。
—倍塞（diblock）共聚物图形制作术是一种基于不同聚合物的混合物能够产生可控及可重复的相分离机制的技术。目前，经过反应离子刻蚀后，在旋转涂敷的倍塞共聚物层中产生的图形已被成功地转移到Si3N4膜上，图形中空洞直径20nm，空洞之间间距40nm。在聚苯乙烯基体中的自组织形成的聚异戊二烯（polyisoprene）或聚丁二烯（polybutadiene）球（或者柱体）可以被臭氧去掉或者通过锇染色而保留下来。在第一种情况，空洞能够在氮化硅上产生；在第二种情况，岛状结构能够产生。目前利用倍塞共聚物光刻技术已制造出GaAs纳米结构，结构的侧向特征尺寸约为23nm,密度高达1011/cm2。
—与倍塞共聚物图形制作术紧密相关的一项技术是纳米球珠光刻术。此项技术的基本思路是将在旋转涂敷的球珠膜中形成的图形转移到衬底上。各种尺寸的聚合物球珠是商业化的产品。然而，要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比较困难的。用球珠单层膜已能制备出特征尺寸约为球珠直径1/5的三角形图形。双层膜纳米球珠掩膜版也已被制作出。能够在金属、半导体以及绝缘体衬底上使用纳米球珠光刻术的能力已得到确认。纳米球珠光刻术（纳米球珠膜的旋转涂敷结合反应离子刻蚀）已被用来在一些半导体表面上制造空洞和柱状体纳米结构。
—将图形从母体版转移到衬底上的其他光刻技术。几种所谓“软光刻“方法，比如复制铸模法、微接触印刷法、溶剂辅助铸模法以及用硬模版浮雕法等已被探索开发。其中微接触印刷法已被证明只能用来刻制特征尺寸大于100nm的图形。复制铸模法的可能优点是ellastometric聚合物可被用来制作成一个戳子，以便可用同一个戳子通过对戳子的机械加压能够制作不同侧向尺寸的图形。在溶剂辅助铸模法和用硬模版浮雕法（或通常称之为纳米压印术）之间的主要差异是，前者中溶剂被用于软化聚合物，而后者中软化聚合物依靠的是温度变化。溶剂辅助铸模法的可能优点是不需要加热。纳米压印术已被证明可用来制作具有容量达400Gb/in2的纳米激光光盘，在6英寸硅片上刻制亚100nm分辨的图形，刻制10nmX40nm面积的长方形，以及在4英寸硅片上进行图形刻制。除传统的平面纳米压印光刻法之外，滚轴型纳米压印光刻法也已被提出。在此类技术中温度被发现是一个关键因素。此外，应该选用具有较低的玻璃化转变温度的聚合物。为了取得高产，下列因素要解决：
1）大的戳子尺寸
2）高图形密度戳子
3）低穿刺（lowsticking）
4）压印温度和压力的优化
5）长戳子寿命。
具有低穿刺率的大尺寸戳子已经被制作出来。已有少量研究工作在试图优化压印温度和压力，但显然需要进行更多的研究工作才能得到温度和压力的优化参数。高图形密度戳子的制作依然在发展之中。还没有足够量的工作来研究戳子的寿命问题。曾有研究报告报道，覆盖有超薄的特氟隆类薄膜的模板可以用来进行50次的浮刻而不需要中间清洗。报告指出最大的性能退化来自于嵌在戳子和聚合物之间的灰尘颗粒。如果戳子是从ellastometric母版制作出来的，抗穿刺层可能需要使用，而且进行大约5次压印后需要更换。值得关心的其他可能问题包括镶嵌的灰尘颗引起的戳子损伤或聚合物中图形损伤，以及连续压印之间戳子的清洗需要等。尽管进一步的优化和改良是必需的，但此项技术似乎有希望获得高生产率。压印过程包括对准、加热及冷却循环等，整个过程所需时间大约20分钟。使用具有较低玻璃化转换温度的聚合物可以缩短加热和冷却循环所需时间，因此可以缩短整个压印过程时间。
IV．纳米制造所面对的困难和挑战
上述每一种用于在衬底上图形刻制的技术都有其优点和缺点。目前，似乎没有哪个单一种技术可以用来高产量地刻制纳米尺度且任意形状的图形。我们可以将图形刻制的全过程分成下列步骤：
1．在一块模版上刻写图形
2．在过渡性或者功能性材料上复制模版上的图形
3．转移在过渡性或者功能性材料上复制的图形。
很显然第二步是最具挑战性的一步。先前描述的各项技术，例如电子束光刻或者扫描微探针光刻技术，已经能够刻写非常细小的图形。然而，这些技术都因相当费时而不适于规模生产。纳米压印术则因可作多片并行处理而可能解决规模生产问题。此项技术似乎很有希望，但是在它能被广泛应用之前现存的严重的材料问题必须加以解决。纳米球珠和倍塞共聚物光刻术则提供了将第一步和第二步整合的解决方案。在这些技术中，图形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分来确定。然而，用这两种光刻术刻写的纳米结构的形状非常有限。当这些技术被人们看好有很大的希望用来刻写图形以便生长出有序的纳米量子点阵列时，它们却完全不适于用来刻制任意形状和复杂结构的图形。为了能够制造出高质量的纳米器件，不但必须能够可靠地将图形转移到功能材料上，还必须保证在刻蚀过程中引入最小的损伤。湿法腐蚀技术典型地不产生或者产生最小的损伤，可是湿法腐蚀并不十分适于制备需要陡峭侧墙的结构，这是因为在掩模版下一定程度的钻蚀是不可避免的，而这个钻蚀决定性地影响微小结构的刻制。另一方面，用干法刻蚀技术，譬如，反应离子刻蚀(RIE)或者电子回旋共振（ECR）刻蚀，在优化条件下可以获得陡峭的侧墙。直到今天大多数刻蚀研究都集中于刻蚀速度以及刻蚀出垂直墙的能力，而关于刻蚀引入损伤的研究严重不足。已有研究表明，能在表面下100nm深处探测到刻蚀引入的损伤。当器件中的个别有源区尺寸小于100nm时，如此大的损伤是不能接受的。还有就是因为所有的纳米结构都有大的表面-体积比，必须尽可能地减少在纳米结构表面或者靠近的任何缺陷。
随着器件持续微型化的趋势的发展，普通光刻技术的精度将很快达到它的由光的衍射定律以及材料物理性质所确定的基本物理极限。通过采用深紫外光和相移版，以及修正光学近邻干扰效应等措施，特征尺寸小至80nm的图形已能用普通光刻技术制备出。然而不大可能用普通光刻技术再进一步显著缩小尺寸。采用X光和EUV的光刻技术仍在研发之中，可是发展这些技术遇到在光刻胶以及模版制备上的诸多困难。目前来看，虽然也有一些具挑战性的问题需要解决，特别是需要克服电子束散射以及相关联的近邻干扰效应问题，但投影式电子束光刻似乎是有希望的一种技术。扫描微探针技术提供了能分辨单个原子或分子的无可匹敌的精度，可是此项技术却有固有的慢速度，目前还不清楚通过给它加装阵列悬臂樑能否使它达到可以接受的刻写速度。利用转移在自组装薄膜中形成的图形的技术，例如倍塞共聚物以及纳米球珠刻写技术则提供了实现成本不是那么昂贵的大面积图形刻写的一种可能途径。然而，在这种方式下形成的图形仅局限于点状或者柱状图形。对于制造相对简单的器件而言，此类技术是足够用的，但并不能解决微电子工业所面对的问题。需要将图形从一张模版复制到聚合物膜上的各种所谓“软光刻“方法提供了一种并行刻写的技术途径。模版可以用其他慢写技术来刻制，然后在模版上的图形可以通过要么热辅助要么溶液辅助的压印法来复制。同一块模版可以用来刻写多块衬底，而且不像那些依赖化学自组装图形形成机制的方法，它可以用来刻制任意形状的图形。然而，要想获得高生产率，某些技术问题如穿刺及因灰尘导致的损伤等问题需要加以解决。对一个理想的纳米刻写技术而言，它的运行和维修成本应该低，它应具备可靠地制备尺寸小但密度高的纳米结构的能力，还应有在非平面上刻制图形的能力以及制备三维结构的功能。此外，它也应能够做高速并行操作，而且引入的缺陷密度要低。然而时至今日，仍然没有任何一项能制作亚100nm图形的单项技术能同时满足上述所有条件。现在还难说是否上述技术中的一种或者它们的某种组合会取代传统的光刻技术。究竟是现有刻写技术的组合还是一种全新的技术会成为最终的纳米刻写技术还有待于观察。
另一项挑战是，为了更新我们关于纳米结构的认识和知识，有必要改善现有的表征技术或者发展一种新技术能够用来表征单个纳米尺度物体。由于自组装量子点在尺寸上的自然涨落，可信地表征单个纳米结构的能力对于研究这些结构的物理性质是绝对至关重要的。目前表征单个纳米结构的能力非常有限。譬如，没有一种结构表征工具能够用来确定一个纳米结构的表面结构到0.1À的精度或者更佳。透射电子显微术(TEM)能够用来研究一个晶体结构的内部情况，但是它不能提供有关表面以及靠近表面的原子排列情况的信息。扫描隧道显微术（STM）和原子力显微术（AFM）能够给出表面某区域的形貌，但它们并不能提供定量结构信息好到能仔细理解表面性质所要求的精度。当近场光学方法能够给出局部区域光谱信息时，它们能给出的关于局部杂质浓度的信息则很有限。除非目前用来表征表面和体材料的技术能够扩展到能够用来研究单个纳米体的表面和内部情况，否则能够得到的有关纳米结构的所有重要结构和组份的定量信息非常有限。
在全世界发表的科学论文中，中国所占的份额已从1980 年的0.2%上升至2006 年的7.4%，首次超过了日本。但质量还不能与数量相匹配。科学论文按被引用程度计算的得分，世界平均数为1.0，中国则几十年来一直停留在0.35。但从1995 年以来的十多年中，这个数字已经倍增至0.73，而在材料科学和纳米技术中国两大专业方面，得分数已接近1.0。
――《自然》杂志高级记者特克兰・勃特勒谈中国在奥运赛场之外的伟大竞争
如果将这比作一场奥林匹克赛，中国得分为9.8，而美国则为2.3。
――长期在中国工作的美国疾控中心官员伊普将中国震灾后与美国卡特里纳飓风灾害后的应对措施作了比较后说
我猜测，围棋应是外星人创造的。当然，对于这一说法，我也没有证据。我只是觉得，围棋太深奥了，人类不可能创造出来。
――棋圣聂卫平称“围棋是外星人发明的”，因为围棋太难，很难想象是由四五千年前的人类创造
袁老就是有七八架私人小飞机也配！
――《袁隆平陪老伴逛车展》的配图新闻热爆网络。与往常网络中总是充满仇富的讨伐声不同，对于袁隆平买车，网民却一边倒地支持
做公司要尽量培养“生人文化”，而不是“熟人文化”。中国企业不能令行禁止，就是因为大家都是熟人，制度没法执行。西方在这一点上就比较好，都是“生人心态”，都按照制度办事。
――中外公司文化的不同
容量缩水了，价格没变，这不就是变相涨价吗？
化学是一门实验学科，大学化学实验教学改革也是目前化学教育改革的一项重要内容。搞好大学化学综合实验教学工作，对提高大学生的综合素质，培养适应社会发展需求的应用型人才十分重要和关键。为适应本科化学人才培养目标，基础型和应用型两类人才培养模式已成为化学人才培养方案的基础要求。为了提高学生的综合化学实验素质、培养学生创新意识和综合实验能力，针对传统实验教学中的不足，笔者尝试在大三综合化学实验中引入新的实验教学体系，对综合化学实验教学内容教学方法及教学考核模式进行了改革探讨。为了促进大学生的学习主动性和创造性，适应不同专业上的需求，考虑对学生择业和工作的需求，在统一的综合化学实验内容上，将综合实验教学内容划分为基础理论综合实验、应用实验和设计性实验三个模块。在教学方法上选择开放式教学模式，在考核机制上多方面综合评分，为使学生具有基础扎实、动手能力强、富有科学精神和创业能力的高素质，打造全新的综合化学实验与科研训练新体系。
一、教学内容的选择
综合化学实验在教学过程中明确树立融知识传授、能力培养、创新精神于一体的教学理念，对教学内容的选择要求做到内容覆盖面广，知识含量大。通过前期大一大二基础化学实验的训练，此阶段学生已具备了基础化学理论和基础实验的知识和能力，综合实验是将大一大二所学习的基础化学实验有效的结合起来，巩固基础训练，提高学生的综合实验能力，在内容上融无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验，仪器分析实验于一体，选择一些代表性的实验，研究无机物或有机物的合成、分离、分析、表征和性能测试等各种实验技术，其具体目标是学习实验的设计思想及方法，认识一个完整的科研过程。选择的实验考虑它的综合性、基础性、典型性、可操作性，在内容设计上，体现出实验技术和实验操作的多样性，也要考虑到实验教学的实施可行性，便于安排一定规模的学生，同时对教学资源的是否充分也要考虑。例如微波法合成乙基水杨酸钠的合成与表征，水热法合成纳米二氧化钛等。实验包括的类型有：综合性实验、研究性实验、设计性实验。内容有无机物、有机物、发光材料、纳米材料的制备和合成、特性、表征。化学反应以及实验参数的研究和测定方法、物质结构的测定、鉴定，反应机理的研究等。
二、教学方法的创新
化学综合实验不同于基础化学实验和普通演示实验，大一大二学生已经通过各种层次的实验训练，能规范的掌握基本操作，准确地获得真实可靠地实验数据，具有基本的化学实验技能，正确的使用各类大型仪器，能准确对实验数据和实验结果做出正确判断的能力，大学综合化学实验其目的是培养学生的综合能力和创新能力，因此，我们在实验教学中，对化学综合实验教学方法进行了探索和改进。首先在综合化学实验教学过程中积极培养学生的热爱化学实验的兴趣，不定期的开放化学实验室，由学生自由选择感兴趣的化学实验，进行探索和实验，通过查阅化学文献，学生如何查阅文献资料，怎样综合分析比较相关知识设计出实验方案并将设计的实验可行性方案，和老师讨论，完成实验，并收集数据分析结果，撰写小论文。其次，我们开展以实验课堂讨论，结果汇报的形式，训练学生做专业学术报告的能力。在实验前，组织学生进行课堂讨论，对自己设计的实验方案提出自己的见解及理论依据，实验结束后，对实验结果进行系统分析以及对化学现象做出合理解释。另外，鼓励学生们对同一个化学实验采用不同的实验方法进行化学实验，对实验结果进行对比分析讨论，例如合成纳米二氧化钛粉末，要同学们分别采用水热法，沉淀法等不同的方法进行合成。这样不仅提高了学生实验能力，也加深了对各种化学方法的理解，同事拓宽了学生的知识面。
三、综合实验考核方式的改进
在大学综合化学实验教学过程中，实验成绩的考核也是十分关键的一个环节。对于综合化学实验教学体系，我们采取多种形式结合的方式进行考核。综合化学实验采用理论考试，操作考试，平时成绩，三部分相结合，所占总成绩的比例分别为40%、30%、30%。综合化学实验室主要目的是强化学生综合化学素质的培养，因此对理论知识理解的要求比基础性实验要求高许多。综合实验的考核方式使得学生要重视实验预习，实验操作过程现象的观察，实验结果的分析，以及实验报告的撰写和实验知识的积累。在理论考试内容上，采取开放的考核方式，对于探索性化学实验，要求学生通过文献资料的阅读，分析提出实验方案，并以科学论文的形式完成，实验过程中，创新能力的培养尤为突出，同时实验结果直接反应出学生的实践综合能力。在操作考试中，学生以抽签的方式抽出一个实验内容，在规定时间内完成操作过程，并就老师提出的问题作出回答，在考试结束时，老师根据学生的操作能力和实验结果的数据给出成绩。平时成绩主要以学生平时实验预习，操作技能以及完成平时实验的准确度和实验报告等给出综合评分。因此大学综合化学实验的考核的评语和评分在学生的综合化学能力和创新精神上做出的综合判断。
通过大学综合实验教学内容选择，教学方法的创新以及综合实验考核方式的改进，学生不断能熟练的掌握基本的实验操作，正确的使用大型仪器设备，独立获得实验数据，处理分析实验结果，而且能阅读文献设计实验方案，观察实验现象，对实验结果做出正确判断，使得实践技能和创新能力得到很大的提高。
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中图分类号:G804文献标识码:A文章编号:1006-7116(2010)11-0111-04
Analysis of theses written for a Master of Science degree in the human movement science specialty between 1999 and 2009 in China
LIN Hua,XIA Xue
(School of Physical Education,Liaoning Normal University,Dalian 116029,China)
Abstract: By basing their research specimens on theses written for a Master of Science degree in the human movement science specialty between 1999 and 2009 in China, the authors analyzed these theses in terms of thesis topic selection, thesis research subjects, thesis research methods, and application value of thesis research achievements, summed up the characteristics and changing trend of these theses, and revealed the following findings: with the expansion of the scale of recruitment of graduate students studying for a Master of Science degree, in the selection of thesis topics written for a Master of Science degree in the human movement science specialty, there were more fundamental application researches than pure fundamental researches and developing researches, and there were signs of inadequate novelty of topic selection, repeated topic selection, and deviation of topic selection from sports practice; the thesis research subjects are mainly animals, seldom the human body; the thesis research methods were mainly experimental methods and quantitative methods; more thesis research achievements were applied to the competitive sport area than to mass sports fitness and scholastic physical education.
Key words: sports bibliometrics;human movement science;thesis written for a Master of Science degree;China
学位论文在某种程度上能够集中反映某个领域的热点问题和研究现状,是衡量研究生学习、科研能力和培养质量的重要指标。本文以运动人体科学专业硕士研究生学位论文为研究对象,以中国知网“中国优秀硕士学位论文全文数据库”为检索数据源,检索项为学科专业名称,检索词为运动人体科学,检索范围从1999~2010年,匹配条件为精确,截止2010年5月12日,由此获得963个检索结果,其中通过筛选剔除与本研究不相关的学位论文35篇,最后将928篇运动人体科学专业全日制硕士毕业学位论文作为本文研究对象。
运动人体科学是体育科学研究内容的一部分,是研究人体从事体育活动过程中人体变化规律的科学,包括运动生理学、运动医学、运动生物化学、运动解剖学、运动生物力学、运动心理学等,基本属于自然科学的研究范畴[1]。根据体育科研成果的性质可将体育科学研究分为基础性研究、应用性研究和开发性研究3类[2]。其中基础性研究又可分为纯基础研究和应用基础研究两类,而应用性研究和开发性研究又常被归为一类,以“应用研究”统称[3]。
1硕士学位论文选题
选题是科学研究工作的第一步,也是最重要的一步。英国著名科学家贝尔纳[4]曾指出:“课题的形成和选择,无论作为外部的经济技术要求,或作为科学本身的要求,都是研究工作中最复杂的一个阶段。一般来说,提出课题比解决问题更困难。”因此,硕士研究生学位论文的选题具有重要的意义。
2002年以前硕士研究生学位论文大多是以生物学传统的动物实验、生理生化指标测定、技术动作分析等微观实验研究为主,而近些年硕士研究生学位论文逐渐采用一些新技术手段,如蛋白质组技术、基因芯片技术、激光共聚焦技术等,在运动性心脏、骨骼肌以及运动性疲劳方面的研究也有所突破,从传统的生物学研究向多层次、全方位开展跨学科研究,以系统整体观点来综合宏观和微观研究,依托基础性研究突出应用研究。
由表1可以看出,运动人体科学专业硕士研究生学位论文选题,应用基础性研究论文有509篇,占54.85%,应用性研究论文次之,有327篇,占总数的35.24%,而开发性研究和纯基础性研究论文数仅占8.19%和1.72%。
结果显示,纯基础性研究和开发性研究选题较少,虽说运动人体科学隶属于自然科学范畴,具有应用基础性研究课题的属性,但其本身还是存在着基础研究-应用研究-开发研究的内在结构,只有各研究类型均衡发展,才能够有效促进整个学科研究的进步。因此,在研究生学位论文这个特殊科研群体中,应特别注重科学研究的均衡发展。
从运动人体科学专业硕士研究生学位论文的分析来看,研究内容丰富,选题方向多样,能够体现当前运动人体科学研究领域的新热点、新问题。运动生理学、运动解剖学、运动生物化学、运动生物力学、运动医学、体育保健学等传统研究方向的研究内容不断深化的同时,一些新型的研究方向也逐渐呈现在运动人体科学专业硕士学位论文中,如低氧训练的生物学基础、高原训练和运动员机能监控、人体功效学、生物力学研究及运动器材研发、体育工程学等。
2002年以前运动人体科学硕士学位论文研究集中,在骨骼肌生理、心血管机能、疲劳与恢复、营养、激素及内分泌、机能评定、免疫等方面,研究高原训练、代谢方面的论文分别有7篇和6篇[5],而现在硕士学位论文研究高原训练和代谢的增加到37篇和96篇。如今运动人体科学硕士学位论文在传统研究领域更加深入,同时还有些新的研究内容不断增加,如基因多态性与运动能力的关联性研究、纳米技术、蛋白质组学技术、中医保健以及运动人体科学网络教学平台的建立等。不过,近年一些研究如基于核磁共振的代谢组学方法、自由基生物学等生物工程技术已应用于运动人体中,但硕士学位论文中还甚少涉及。
运动人体科学是体育教育训练学和民族传统体育学的基础[6]。交叉和综合选题成为运动人体科学专业硕士学位论文中的普遍现象,不仅涉及到同级学科不同方向之间的交叉选题,还涉及到同级学科之间和跨学科之间的交叉选题,使研究课题具有更强的生命力。因此,运动人体科学研究生在进行论文选题时要拓宽研究视野,突破思维局限,敢于创新呈现更有价值的研究成果。
2硕士学位论文研究对象
研究对象是科研论文根据研究目的所选择和组成的客体,本文通过对928篇运动人体科学专业硕士研究生学位论文的梳理,发现以动物模型为研究对象的有409篇,占44.07%;以运动员为研究对象208篇,占22.41%;以军人、老年人、患病者等为研究对象的有104篇,占总数11.21%;以大学生为研究对象的有93篇,占10.02%;以少年儿童为研究对象有67篇,仅占总数的7.22%。
由此可见,运动人体科学专业的硕士学位论文以动物模型为研究对象最多,而以人体为研究对象的论文,选择的群体相对广泛,选择研究对象最多的是运动员,其次是大学生,少年儿童相对较少。
3硕士学位论文研究方法
一门科学的发展依赖于研究方法手段,而研究方法的发展有利于该科学的发展,运动人体科学是体育科学中一门重要的基础性学科,它的发展直接影响着体育科学研究的进程,作为体育科学的一个分支学科,它的发展同研究方法手段发展也是分不开的[7]。从本文分析的硕士学位论文看,大部分论文能够从多层次、多角度、多学科的范围研究问题,采用的研究方法有文献资料法、调查法、实验法、访谈法、测量法等,采用最多的是实验法,这也符合运动人体科学专业的研究特点。而与体育人文社会学专业学位论文多采用文献资料法,调查法等[8]不同的是运动人体科学论文的研究习惯以实验为基础,以客观量化的数理统计为依据,以观察法、访谈法、文献资料法为辅助研究手段进行多种方法综合运用的研究。
从质与量的角度可将研究方法分为比较、归纳、分类等的定性分析法,数理统计的定量分析法及运用数理统计而仍以定性方法研究的半定量分析法。在本研究中发现,运用定量分析法研究的学位论文占总数的63.79%,定性分析法研究占13.69%,半定量分析法研究占22.52%。其中运动生物力学、运动生物化学、体育测量与评价研究采用定量分析法的分别占82.27%、80.53%、70.15%。结果充分体现研究论文多以定量数据分析为主。
4硕士学位论文的应用价值
动物实验在生命科学、医学等研究中越来越显示出它的巨大作用,也成为生物学、医学的一门主要研究方法,是探讨生命奥秘、人类疾病机制及治疗等不可缺少的手段。运动人体科学与生物学、医学一样,同属于自然科学的分支学科。单从研究对象选择可以看出,运动人体科学专业硕士学位论文多以动物实验为主,大多数运动机制是在动物实验中实现的。近年来,随着基因技术的日益发展,各种基因表达形式也逐渐成为运动人体科学研究的热点。
研究动物的优点在于动物具有广泛的遗传基础,个体差异较大,在模拟人体运动的某些研究中是比较有用的,其实验结果也带有一般性和普遍性,尤其在选择一些诱发性动物模型时,能够在短期内复制出大量模型,并能严格控制各种条件,使复制出的模型运用于不同研究目的要求,具有一定的代表性。如能正确的掌握和运用动物实验方法,可使实验者节省人力、物力和时间,同时还能获得可靠的实验结果,减少研究的盲目性。但动物实验同时存在着很多缺陷。运动人体科学毕竟是要研究人运动的一些机能机制,动物的发生发展过程、运动特征及环境与所效仿的人类运动还存在不同程度的差异。在体育领域中,从实用价值角度看,人体实验的研究更能直接说明问题。
纵观运动人体科学专业硕士学位论文的发展,根据科学研究的目的、任务和需要,运动人体科学硕士学位论文研究成果应多从研究人类运动的角度出发,将基础理论研究合理运用到运动实践中。
除了以动物模型为实验对象外的519篇论文中,研究成果与竞技体育有关的论文230篇,其中基础性研究63篇,应用性研究119篇,开发性研究48篇,主要研究运动员身体机能评定与训练监控,运动员身体恢复的手段和方法、新技术、特殊仪器应用于运动员训练等。如低氧训练是当前运动训练研究的热点之一,在运动人体科学专业硕士学位论文中有40篇论文与低氧训练的机制及应用有关。
从多维角度思考,研究成果的“社会化”既是满足社会需要的程度,也是衡量体育科学研究社会价值的最好尺度[9],在运动人体科学领域,除服务于竞技体育研究范围外,在全民健身范围内,人类健康与健身运动领域也应得到重视,大众体育的发展,必将接受运动人体科学理论的指导,并将体育纳入“一级预防”的“预防医学”框架之中。在我国推出《全民健身计划纲要》的目的就是为了建立科学、文明、健康的生活方式,提高全民族的身体素质[10]。在运动人体科学硕士学位论文中与群众体育有关的研究有115篇,占总数的22.16%,主要研究包括不同运动方式对人体身体形态、机能及身体素质的研究,各种力学负荷对人体运动功能的影响,慢性病患者的运动健身指导方案,“现代文明病”的根治及抗衰老与体育运动保健的研究,人体体质健康状况及因素分析,不同人群运动健身的特点与方法,运动与营养膳食处方的指导等。
近年来我国的肥胖症患病率呈上升趋势,肥胖少年的增长比例更大,成为儿童时期一个重要的健康问题,儿童单纯性肥胖可作为高血压、高血脂、动脉粥样硬化、糖尿病等诱发因素之一。学校体育也成为现在体育科学研究的领域之一。学位论文的研究涉及到学校体育的有174篇,其中包括对学生的体质健康水平状况、儿童青少年生长发育状况、不同运动对学生生理机能评定、体育院校学生专项教学训练素质等。
5小结
运动人体科学是一门综合应用性很强的学科,通过对运动人体科学专业硕士学位论文的分析,发现运动人体科学专业研究生论文选题多以应用基础研究为主,纯基础研究及开发性研究比例相对较少,选题方向不均衡,但随着体育科学研究领域研究内容日益发展,创新性研究课题也将成为研究生学位论文的选题的必然趋势。
运动人体科学专业硕士学位论文的研究对象大多以动物模型为主导,继承自然科学研究传统的研究模式,但为了能更好在体育运动领域发挥运动人体科学研究的作用,直接采用人体实验将是运动人体科学应用于运动实践的突破点。在设计实验,采取合适的研究对象是科研论文成败的关键,在硕士论文研究中应重点考虑如何将人体实验与动物实验的优势相结合。
运动人体科学专业硕士研究生学位论文的研究方法,还是以传统的实验研究与定量分析法为主流验证结论,定性研究与定量研究相结合的多元综合方法应用将在今后运动人体领域科学研究稳步发展,移植更新更有效的研究方法必将成为体育领域科学研究的重点。
从运动人体科学专业硕士研究生学位论文整体分析来看,其学位论文的研究成果应用价值更多的还是局限在竞技体育范围内,应用于大众运动健身以及学校体育领域相对较少。
参考文献:
[1] 中国体育科学学会. 2006-2007体育科学学科发展报告[R]. 北京:中国科学技术出版社,2007.
[2] 黄汉升. 体育科学研究方法[M]. 北京:高等教育出版社,2006.
[3] 王瑞元,周越. 体育基础研究与应用研究的关系:现状与展望[J]. 北京体育大学学报,2006,29(11):1441-1445.
[4] 贝尔纳J D. 科学研究的战略[G]//科学学译文集. 北京:科学出版社,1980.
[5] 张瑞华,朱晗,张哲,等. 对我国运动人体科学专业研究生论文选题的分析[J]. 北京体育大学学报,2006,29(9):1232-1234.
[6] 张雪霞. 从学位论文选题的跨学科现象看研究生的培养模式[J]. 体育学刊,2006,13(1):88-91.
[7] 黄翠,藏威,李国金,等. 运动人体科学研究方法的现状及展望[J]. 中国组织工程研究与临床康复,2009,13(7):1367-1370.
・ 自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社会提供强有力的支撑。
・ 基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础。
科技工作的指导方针：
・ 自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来。
关键数字（到2020年）：
・ 全社会研究开发投入占GDP比重提高到 2.5%以上
・ 科技进步贡献率达到 60%以上
・ 对外技术依存度降低到 30%以下
・ 本国人发明专利年度授权量 进入世界前5位
・ 国际科学论文被引用数 进入世界前5位
关键数字：15
纲要涉及的时间段，从2006年到2020年
解读：科技部研究中心创业投资研究所所长 房汉廷
这个时间段是从“十一五”规划的开始到“十三五”规划的结束。其一，未来15年，人均GDP处于1000~3000美元区间，是社会各种矛盾的多发期、凸显期，同时也是机遇期。如果顺利通过这个时期，我国就能顺利成为中等发达国家；如果不顺利，就可能呈现出拉丁美洲国家的形态。其二，十六大报告中提到，到2020年实现人均GDP翻两番，实现小康社会。科学技术的发展，能为全面建设小康社会提供强有力的支撑。其三，中国有望在2020年实现和平崛起。我国传统的经济增长方式已经走到尽头，环境、资源等方面的压力，人民对幸福生活的追求，这些都要求我们转变经济增长方式。要解决未来的可持续性发展问题，中国的经济增长方式必须实现从要素驱动到技术/创新驱动的转变。
关键数字：2.5％
纲要提到，“到2020年，全社会研究开发投入占国内生产总值的比重提高到2．5％以上。”
解读：科技部研究中心创业投资研究所所长 房汉廷
研究开发投入是一个国家的战略投资，具有超前性。从国际上来看，按照统计规律，一个创新型国家的研究开发投入增长速度高于国民生产总值的增长速度。另外，当一个国家的全社会研究开发投入占国民生产总值的比重达到2%时，这个国家才具备基本的创新能力。2%是个临界点。芬兰的这个比重是3.5%，韩国是3%。低于2%，则这个国家基本处于老系统的维持状态，基本不具备创新能力。
在我国，这个比重目前是1.23%，有望在2006年实现一个跳跃式增长，然后进入稳定增长的状态。2020年时，中国的资源将更紧张，对创新的要求也会更高。如果预期目标实现，中国将在2020年年基本成为创新型国家。2.5%是一个并不难实现的目标。我们看到，南方的很多民营企业已经在主动地加大企业的研发投入。
关键数字：60％
纲要提到，到2020年，“力争科技进步贡献率达到60％以上”。
解读：科学技术部部长 徐冠华
我们现在要建设创新型国家，要自主创新，是由我们全面建设小康社会的目标所决定的。我们现在提出来到2020年要全面建设成小康社会，意味着从改革开放开始到2020年的40年里，中国的GDP平均增长率都要超过7%。经济增长率有两个很重要的决定性因素，一个是科技进步的贡献率，还有一个是投资率。我们现在如果要达到全面建设小康社会的目标，就意味着从现在起，如果保持目前的科技进步贡献率，也就是39%左右的水平，我们的投资率必须有大幅度的增加，至少要达到52%的高水平，而这几乎是完全不可能做到的。即使我们的投资率保持在目前40%的水平，都已经算是很高的了。那么，我们只有把科技进步贡献率从目前的40%左右提高到60%，才能够达到2020年的发展目标。
关键数字：30％
纲要提到，到2020年，“对外技术依存度降低到30％以下”。
解读：科学技术部高新技术和产业化司司长 廖小罕
科技竞争力排在我国前面的国家，他们的一个特点就是科技上的对外依存度都在30%以下，而我们国家目前的对外依存度是60%左右。
60%数字背后显现出的是我国科技自主创新的不足，这样的后果便是我国在经济上、国家安全上、国际贸易上都要受制于那些科技实力高于我们的国家。所以，我国首先要自主创新战略，力争在国际竞争中掌握自动权。自主创新也分为原始性创新、集成创新和引进消化吸收后创新三种不同的方式，而不是一定要完全从头开始研究。我们应该在全球范围内主动利用科技资源，形成国际化研发体系，提升国际科技合作的层次和规模。只有对外依存度数值降低，我们才可以掌握核心技术和产业链上重要环节的制控权，并最终落实到推动我国的经济发展和提高我国的国际竞争力上。
关键数字： 5
纲要指出，到2020年，本国人发明专利年度授权量进入世界前5位。
解读：
创新产出高是创新型国家的基本特征之一。世界公认的20个创新型国家拥有的发明专利总数占到全世界的99%。和一些具有较强创新能力的国家相比，中国虽然已具备一些基本条件，但离创新型国家还有一定距离。据了解，2005年国家知识产权局一共受理了17.3万项专利申请，其中本国人的申请达到53%左右。单就信息产业而言，本国人的专利授权量占总量的22%～30%。过去的三、四年是信息产业专利申请数猛增的一个阶段。
国务委员陈至立曾经在中国科协2005年学术年会上指出，我们要抓住信息技术更新换代和新材料技术迅猛发展的难得机遇，掌握装备制造业和信息产业核心技术的自主知识产权。充分表达了对自主知识产权的关注。
据业内人士分析，随着时间发展，达到本国人专利授权量世界第五的目标是很有希望的，情况理想的话还可能达到第三或第四。到2020年，我国将成为创新型国家，成为世界最重要的知识和技术产出国之一。
关键数字：5
纲要指出，到2020年，国际科学论文被引用数进入世界前5位
解读：中国科学技术信息研究所副所长 赵新力
目前，我国国际科技论文数量连续3年保持世界第5位，但论文的被引用数在世界排名刚刚从第18位上升到第14位。论文是展示科研成果的最快捷方式，也是国际上了解同行进展的主要渠道。“被引用数”则是最直接、最简洁地体现国际学术界认可程度的指标。
十五期间，我国在国际上能够被检索收录的论文总篇数（包括EI、SCI、STP、ISTP等）在整体上不断向前推移。目前在科技论文发展的道路上，主要的问题是受语言的限制。学术界应该共同创造更好的英文发展环境，培养国际上认可的精品期刊，在国内更多地举办国际性学术会议，提高科研人员用英文发表文章的能力和驱动力。
说这个目标没有挑战是不对的，但是按照目前我国科技人员的努力程度、国家对科学技术的支持程度和目前工作的加速度，我们对实现这个目标还是充满信心的。
信息产业作为国民经济的基础产业、先导产业和支柱产业，其在中国未来15年的科技发展中将扮演怎样的重要角色？透过纲要的总体部署中的关键数字，我们看到信息产业的重要作用和位置凸显出来：
重要性1：
11个重点领域中，信息产业及现代服务业为其中之一
重点领域的含义：是指在国民经济、社会发展和国防安全中重点发展、亟待科技提供支撑的产业和行业。
重要性2：
68项优先主题中有7项属于信息产业及现代服务业
优先主题含义：是指在重点领域中急需发展、任务明确、技术基础较好、近期能够突破的技术群。
确定优先主题的原则：一是有利于突破瓶颈制约，提高经济持续发展能力；二是有利于掌握关键技术和共性技术，提高产业的核心竞争力；三是有利于解决重大公益性科技问题，提高公共服务能力；四是有利于发展军民两用技术，提高国家安全保障能力。
信息产业及现代服务业领域的7个优先主题：
1. 现代服务业信息支撑技术及大型应用软件；
2. 下一代网络关键技术与服务；
3. 高效能可信计算机；
4. 传感器网络及智能信息处理；
5. 数字媒体内容平台；
6. 高清晰度大屏幕平板显示；
7. 面向核心应用的信息安全。
图1 信息产业在优先主题中的比重
重要性3：
16个重大专项中，4个与信息产业直接相关
重大专项含义：是为了实现国家目标，通过核心技术突破和资源集成，在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程，是我国科技发展的重中之重。
与信息产业直接相关的4个重大专项：
1. 核心电子器件；
2. 高端通用芯片及基础软件；
3. 极大规模集成电路制造技术及成套工艺；
4. 新一代宽带无线移动通信。
图2 信息产业在重大专项中的比重
重要性4：
27项前沿技术中，有3项属于信息技术
前沿技术的含义：是指高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术，是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础，是国家高技术创新能力的综合体现。
信息技术领域的前沿技术：
1． 智能感知技术
重点研究基于生物特征、以自然语言和动态图像的理解为基础的“以人为中心”的智能信息处理和控制技术，中文信息处理；研究生物特征识别、智能交通等相关领域的系统技术。
2． 自组织网络技术
重点研究自组织移动网、自组织计算网、自组织存储网、自组织传感器网等技术，低成本的实时信息处理系统、多传感信息融合技术、个性化人机交互界面技术，以及高柔性免受攻击的数据网络和先进的信息安全系统；研究自组织智能系统和个人智能系统。
3． 虚拟现实技术
重点研究电子学、心理学、控制学、计算机图形学、数据库设计、实时分布系统和多媒体技术等多学科融合的技术，研究医学、娱乐、艺术与教育、军事及工业制造管理等多个相关领域的虚拟现实技术和系统。
图3 信息技术在前沿技术中的比重
重要性5：
4个重大科学研究计划中，其中之一与信息产业密切相关
重大科学研究计划的含义：根据世界科学发展趋势和我国重大战略需求，选择能引领未来发展，对科学和技术发展有很强带动作用，可促进我国持续创新能力迅速提高，同时具有优秀创新团队的研究方向，这些方向的突破，可显著提升我国的国际竞争力，大力促进可持续发展，实现重点跨越。
4个重大科学研究计划：其中的量子调控研究与信息产业密切相关
1． 蛋白质研究
2． 量子调控研究：以微电子为基础的信息技术将达到物理极限，对信息科技发展提出了严峻的挑战，人类必须寻求新出路，而以量子效应为基础的新的信息手段初露端倪，并正在成为发达国家激烈竞争的焦点。量子调控就是探索新的量子现象，发展量子信息学、关联电子学、量子通信、受限小量子体系及人工带隙系统，构建未来信息技术理论基础，具有明显的前瞻性，有可能在20～30年后对人类社会经济发展产生难以估量的影响。
3． 纳米研究
4． 发育与生殖研究
图4 信息产业在重大科学研究机会中的比重
网友评论
网友一：首先我要说，我本人也是干机械的，看了这个帖我快要流泪了，看着工厂中一个个外国名牌我心痛啊。每当我看到外国车时，我的心里是愧疚，对不起大家的感觉，因为我是搞制造的，可我知道咱们祖国连汽车外壳的曲面精加工都困难，更甭提发动机了。快点懂事吧，醒醒吧，别再沉迷于GDP又增长了，你看看咱们制造的产品的质量，心痛啊！
网友二：愿望是好的，实现目标靠的是人才和管理技术，的方式已经不现实了。
网友三：请创造一个以创新为荣、抄袭盗版为耻的文化，一个奖励创新、保护创新者权益的制度，一个公平透明的核查机制。
网友四：这是提高全民素质和综合国力的最佳手段！扩大基础设施投资拉动经济的时代已过去，要为15年后劳动力资源下降提前做准备。
网友五：好！不过要有税收政策的支持，要让创新的企业有钱赚。
网友六：切不可花拳秀腿哦，要以实际为主，现在的大学生工程师数量那么多，可真正能派上用场的却寥寥无几，先思考一下这个问题再说吧，中国人什么时候能打破靠关系成功，就有希望了。
网友七：观念很好，但应当出台好的政策避免高级人才的外流，科技创新需要更多的人才。
网友八：方向是不错，但怎么执行是问题，而且如何加强保密，保证成果不被他人窃取更成问题，国人的保密意识和措施一直都不怎么样。
网友九：良好的制度比大力倡导更起作用，现在内外资不公平的待遇是一个方面，我想肯定还有其它对国民创造力的限制，我们当前要做的是去掉那些不公平的制度，否则无论如何倡导也白搭！
21世纪是信息社会时代，也是知识经济时代。在知识经济环境下，科学技术已渗透到社会生产和生活的每一个领域，改变着人们的生产方式、生活方式以及思维方式。以信息科技和生命科技为核心的现代科学技术给人类社会的发展提供了新的强大动力。知识经济已成为当今世界的主流经济，它对各行业、各领域都产生了巨大的冲击和深远的影响，对图书馆的影响更是渗透到各个方面。面对知识经济的大环境，大学图书馆必须抓住机遇，转变职能，更好地为用户服务。
1影响图书馆学的社会发展因素
1．1知识经济对图书馆学的影响
知识经济其实质就是高科技经济、高文化经济、高智力经济，是以高科技产业为支柱，以智力资源为依托的可持续发展的经济。知识经济可以理解为“主要由新技术革命推动经济发展与增长的经济形态”。它是一个创新的“蜂聚”时期，又是一个更加依靠知识和创新来促进发展的时期。1990年，联合国研究机构首次提出“知识经济”。知识经济的主导产业是知识产业，即知识的创造、传播、扩散、应用；知识经济时代创造社会财富的主体力量是知识化的劳动者，劳动与知识的结合达到一个新的水平；知识、技术与信息成为最重要的生产要素；掌握知识的人成为组织赖以生存和发展的关键。
知识经济对社会科学包括图书馆学的影响是巨大的。首先，在研究重点上有关“知识”的命题凸现出来，即随着知识价值得到充分认识和利用，学习知识、传递知识、利用知识、创造知识、共享知识的社会取向和运行机制将逐步建立。终身学习、按需学习会在社会个体之间广泛普及。社会科学包括图书馆学将对知识的社会化与社会的知识化投入大量的研究资源；其次，由于知识生产不是线性的，而是跳跃性的或是无序的，因此，多学科合作解决问题的研究方式、方法会得到进一步加强。以图书馆学来说，因其宗旨是为人们获取知识提供最佳工具和方法，因此，面临着未来因“知识获取机会非均等性”造成的“非知识群体”的出现，图书馆学将与其他人文社会科学共同携手对此问题进行研究并寻找解决方案；第三，从研究对象上看，世界性问题的出现，如环境保护、世界金融一体化、国家之间的贫富差距、人类共同遗产的确定等，拓宽、加深了社会科学的研究领域。社会科学有可能在这些全球性“问题域”建立起新的学科生长点。对于图书馆学来说，未来图书馆的形成，也将为图书馆学拓展出新的研究领域；第四，从研究方法上看，知识经济全球化的发展趋势导致了整体化思维、复杂性理论的出现。随着人类相互依赖感的加强、盘根错节的整体化结构(经合组织军事集团等)的不断出现，全球意识、世界历史也正在形成。因此，社会科学必须从全球广度去思考各种问题，强调社会系统的复杂性，承认各种文化传统中的差异性、互补性，为探索世界各国可通融的方法与理论作出努力。以全球图书馆为例，网络技术与虚拟空间可以消除地理界限，但各国人文界限(制度上的差异与不同观念的敏锐性)却始终存在，这是各国图书馆需要认真研究并加以解决的重大课题。
1．2社会发展的网络化对图书馆学的影响
计算机网络是计算机群体的集合，它们彼此用传输介质连接起来，并遵守共同的协议进行通信。网络化是指由于以计算机技术、互联网技术、现代通信技术为支撑的信息网络的高速发展，人类社会生活正在发生数字化、网络化变化的状态或过程。
社会发展网络化是20世纪末由新技术革命所引发的。虽然技术本身不能决定社会过程与社会制度的变革，但信息知识的交流传播是重要的人类活动，因而网络化这种信息处理与传播新方式的广泛普及应用，必将对社会状态、社会运行带来全方位、综合性的改变。一个以数字化网络为基础，以计算机技术、通讯技术为工具的新型社会正在出现并将呈现以下特点：(1)互联网带来了极为浩繁的信息资源，人们能更全面、及时地获取自己所需要的信息知识；(2)互联网使人的交流与交往呈现出“对话性”的特点，人类认识世界的方式也由主客对立式变成了主客交际式；(3)网络空间创造出来的虚拟实在，扩大了人类实践活动的范畴；(4)网络技术使社会生活呈现出数字化、虚拟化趋势，人们的生产、生活方式正在改变，如工作环境变小、电子商务普及、产品与服务更倾向于个性化、家庭生活方式智能化等。
社会发展的网络化对社会科学研究也产生了深刻的影响。首先，从研究条件上看，网络不仅为社会科学研究提供了丰富的信息知识，如各种人文社会科学文献数据库提供了更多更完整的研究资料，而为了有效利用这些大量涌现出来的资料，研究人员必须学会新技巧，建立使用信息的新策略，他们对数字图书馆乃至图书馆员的依赖也会越来越强；其次，从研究手段上看，网络不仅为社会科学研究者提供了新的写作方式(电脑写作)、协作方式(网上讨论)，使得“无形学院”内部的新观点、新发现、新材料能即时获取，而且也为学术批评提供了新的途径。再次，从价值认同上看，技术力量在短期内的聚合与裂变，在强化了人们对技术的依赖的同时，也强化了人们对技术的崇拜，人文社会科学的重要价值被某些人忽略。如图书馆学“学术共同体”近年对技术表现出的巨大热情，超过了以往任何一个时代。然而他们却很少顾及和讨论技术的后果。
1．3科学的社会化与社会的科学化对图书馆学的影响
科学活动发展到知识经济时代，其地位、规模、影响已发生重大变化。概括地讲，就是科学高度社会化，社会高度科学化。
科学社会化首先是指科学活动的组织形式由个人或集体发展到了国家规模乃至国际规模。如，国际地球物理年计划、国际太阳峰年计划、国际核物理与粒子物理研究计划、人类基因计划等大型国际计划与日俱增。科学技术向社会各领域渗透，科学知识、科学方法和科学精神日益成为社会生活中行为规范和价值观的基础。随着微电子技术、通信技术和信息网络的迅猛发展，使人们的知识领域不断扩大，视野日益开阔，生活方式发生变化，在形成了一些新价值观念的同时，新的文化心理结构正在建立，科学已成为社会价值观念发生变化的根本动力。随着科学不断进步，劳动者的文化素养不断提高，科学方法和科学精神逐步成为人类认识世界的基本观念。社会的科学化还表现为人类社会发展更加需要科学的力量。科学的社会化与社会的科学化对图书馆学的影响是巨大的。首先，科学论文的国际合作在增加。近年来，在《科学引文索引》(scI)所统计的期刊上，有一半以上的论文是多个作者的合作研究成果，其中三分之一以上是国际合作的。同时，世界各地的研究人员广泛利用和引用他国的研究成果；其次，科学技术推动图书馆学的发展。最近，我国科学家研制出目前世界上信息存储密度最高的纳米有机材料，其信息存储密度高达lO14Bit／cm2，信息容量比现有光盘高100万倍!按照这一密度，世界上最大的图书馆——美国国会图书馆的所有信息可存放在一块方糖大的盘上。科学的发展为图书馆学研究的国际交流提供了更加便利的条件。
2图书馆学的发展趋向
2．1更加重视知识领域的研究
从未来发展趋势看，图书馆学的“知识域”将包括以下一些研究范畴：(1)知识形式研究。如知识的载体，知识类型，知识的组分，知识的表达手段和方式等；(2)知识集合研究。如知识的组织，知识资源的配置，知识的检索，知识的优控，知识集合的管理，知识集合的社会作用等；(3)知识受众研究。如知识受众需求与服务，知识交流与学习机制，知识建构，知识测度等。
2．2学科发展从细化走向整合
图书馆学经过一定阶段的细化发展之后，就会逐渐向整体化、综合化方向转变并呈现一定特点。(1)一些重要前沿课题将吸收众多学科交叉汇聚一点，形成新的学科生长点。这些课题主要有数字图书馆、网络资源导航、数字化参考咨询、知识的人工智能服务、知识学习与知识建构等；(2)图书馆学与其它同族学科(如文献学、情报学、档案学)的融合进一步加强；(3)图书馆学内部分支学科将在新的研究角度与研究方法的支持下出现整合趋势。如“知识组织”将把传统的文献分类学、目录学、主题法、索引学、检索语言、工具书研究等众多分支整合在一起(同时也保持他们的相对独立性)，而“知识发展”将会把情报分析与预测、文献计量学、知识测度与评价联系在一起。
2．3理论、应用发展并重
图书馆学不仅是促进图书馆发展的“馆内”科学，它会从“馆内”走向“馆外”，变成社会人群主动获取知识的方法论。为此，理论研究将承担起观念转移、原理阐释的指导任务，而应用研究则将通过实证的探索提供具体的工具与方法。理论研究将通过对真实问题的切人，逐步纠正自身长期以来形成的肤浅化倾向，实用研究也将注重为理论创新提供原料和动力。理论研究与应用研究将通过国家重大创新程或前沿课题进行有机融合，相互促进，共同发展。
3大学图书馆的职能转变
大学图书馆作为高校的知识仓库与信息中心，在人才培养与科学研究中发挥着重要作用。然而，在知识经济环境下，随着知识载体的电子化、智能化，信息传输的全球化、网络化，给大学图书馆带来了严峻的挑战。面对类型广泛、快速便捷的各种信息渠道。面对浩如烟海、形式多样的文献信息，面对需求多样化、最具时代感的读者群，大学图书馆必须转变职能。
3．1知识传播中心，为人的全面发展供应知识资源
大学图书馆是门类齐全的知识信息服务机构，随着电子阅览室、数字化馆藏的建立与普及，以及数字图书服务、网络信息资源导航等项目的开展，图书馆仍将是广大校园用户获取知识和信息最方便、最经济的理想场所。大学图书馆作为知识传播中心，要为人的全面发展、基本技能与根本素质的提高供应知识资源。知识传播的功能表现为：实现人类知识成果社会经济价值桥梁或纽带作用，提高社会成员知识拥有水平、培养和造就更多的“知识人”、为知识经济社会创造良好的社会环境。
3．2通过知识组织揭示知识体系，提供知识服务
知识发现、数据挖掘、本体论、语义网络等信息检索技术的发展，令文献信息检索服务的“粒度”变得更细，通过信息的析取、链接、嵌入和重组来形成恰好符合用户需要的知识产品成为可能。图书馆通过知识组织揭示知识体系，并完整地提供给教学科研人员，便利他们寻找新知识的生长点，激发他们知识创新的灵感，促使主观知识(隐知识)向客观知识(显知识)的转化运动，增加人类知识总量。大学图书馆要通过运用语法、语义、语用等信息序化方法，以及信息的优选、浓缩、重新表达等信息优化的基本方法，将大量的、分散的、杂乱的信息经过整序、优化，形成一个便于有效利用的知识系统，为教师和学生提供所需要的知识服务。
3．3以用户为中心的知识服务，重在解决个性化需求
借助于现代信息技术和网络传播手段，大学图书馆将原有传统文献转化为数字化信息资源，与新购置的数字化信息资源一起进行科学的整合、重组、分类、组织，形成新的数字资源体系。并对网上信息资源进行收集、筛选、加工，建立导航库、特色库，即建立虚拟网上资源系统。在此基础上，通过一定的个性化定制机制形成适应用户或用户群组需要的动态过滤、析取和组合的资源、工具和服务集合，为数字信息用户构建一个提供个性化知识服务、交流与工作的虚拟空间。大学图书馆根据用户的个性化需求，开展个性化服务。个性化服务是针对特定读者或用户需求的专门服务。即通过信息定制服务、信息推送服务等“量体裁衣”式的知识服务，最大限度地满足个体的知识需求，从而实现对校园用户群体知识需求的整体保障，推动大学的知识创新与发展。
3．4培养用户的知识能力、利用知识进行创新的能力
在信息时代，每个人每时每刻接受大量的信息，而只有那些知道如何探求知识和利用知识的人，才是国家最有价值的资源。大学图书馆要利用一切有效途径帮助用户得到获取知识的知识，使他们了解数据库现状、因特网资源、工具书，懂得知识收集贮存、创新开发、检索评价的知识。知识的获取、内化、利用和创新能力，已经成为个人素质发展的重要方面。在信息素质教育中，大学图书馆除了以图书馆为基地，开展多种类型的信息素质教育活动外，还可将信息素质培养融合于核心课程的教学之中，由图书馆员、学科专家、任课教师共同参与课程设计，使学生的信息体验不再是孤立地学习传统的检索课程，从而提高用户的知识能力。
4大学图书馆建设的拓展
为实现上述职能转变，须拓展大学图书馆建设，如数字图书馆建设，知识检索服务，网上咨询服务，网络知识整序等。知识经济和现代信息技术(媒介)为大学图书馆提供了新的发展环境。在这种环境下，大学图书馆必须以网站和主页为结点为用户提供知识服务，读者通过结点与图书馆进而与知识发生联系。
4．1数字图书馆的建设
数字图书馆建设是指组织数字化信息及其技术进人图书馆并提供有效服务。首先是图书馆书目数据库的建设，提供本馆收藏的中外文图书、中外文科技期刊、会议记录、学位论文等文献的书目信息；其次建立专业期刊目次，图书馆将访问网上电子期刊、电子学报、学术论坛等所获得的专业期刊的目录信息存档收录，然后向用户提供期刊目次通报，扩大知识服务范围、方便学界了解学术动态。在此基础上进行数字图书馆建设，将传统文献型产品转化为数字型产品，也就是大学图书馆馆藏文献的数字化。
4．2知识检索服务
在图书馆主页上设置检索界面，包含尽可能多的检索途径，便于读者查询；设置导航栏目，或以文摘形式报道免费数据库，进行网络导航服务。
4．3网上咨询服务
在图书馆主页上设立网络咨询室，通过电子信箱等方式和读者联系，及时了解读者的需求，听取读者的意见或建议，加强与读者的交流与沟通，及时解决读者提出的个性化问题，使每个人在较短的时间内获得特定问题的特定答案或解决方法、途径等。
4．4网络知识整序
大学图书馆要根据本校学科要求，有针对性地收集、下载网络信息，筛选、提炼出其中的知识资源。收集要讲究知识的完整性与系统性。将这些资源有序化，进行分类、标引、排序工作，形成全文数据库或题录数据库。网络信息分类的目的在于分辨信息的知识性并为用户提供知识服务。大学图书馆应注重元数据的收集与收藏，为分类标引工作做好准备。
[中图分类号]D616 [文献标识码]A [文章编号]1007-5801(2008)02-0011-06
一、建设创新型国家的主要依据
(一)当代生产力发展的实现机制
国家的繁荣进步归根到底取决于生产力的发展。创新的重要性首先在于，它是当代生产力发展的机制，它为一个国家的经济繁荣和社会进步提供了根本的动力。
进入网络经济阶段，科学技术通过技术创新实现高新技术的产业化，改变了现有的经济结构，带来了经济的新增长。以信息科技、生物技术、纳米技术、新材料、新能源等为代表的新科技革命迅猛发展，产业化的速度不断加快，技术创新的作用日益突出。国外有学者从历史进程的角度得出一个结论：在过去五十年、一百年、二百年中，收入增长的主要源泉并不是资本的积累。而是技术的进步，实现持续经济增长的最重要途径是技术升级。例如美国经济增长大约80％源于技术创新，仅仅20％左右源于资本积累。
(二)国家综合竞争力的决定性因素
创新能力在国际竞争力的评价中占有突出的位置。世界经济论坛和瑞士洛桑国际管理学院在2001年前都是采取要素来设置评价指标。世界经济论坛的要素是：开放度、政府管理、金融体系、基础设施、技术、企业管理、劳动力和制度等；洛桑学院采取的是国内经济实力、国际化、政府管理、金融体系、基础设施、企业管理、科学与技术和国民素质等。2001年，《洛桑年鉴》将以往包括科技要素在内的要素归类为四项环境要素，原本作为一级综合指标的科技要素被分解为“科学基础设施”和“技术基础设施”评价指标列入“基础设施”要素之中。《世界论坛报告》认为：10年前国家和企业提高竞争力的主要途径是结构调整、降低成本和提高产品质量；今天竞争优势必须来自于创新并迅速将它们的新产品和新工艺商品化、产业化，以使其竞争对手的技术改造难以跟上它们的创新。
世界经济论坛(WEF)2006―2007年度《全球竞争力报告》指出：中国在此次排名中列第54位，相比前一年下跌6位。WEF指出，中国的新技术参与度较低，这成为排名下降的主要原因。WEF建议，中国应在加大知识产权保护等方面做出努力。这表明，中国在提高国际竞争力方面面临着创新能力的挑战。
(三)中国经济社会可持续发展的关键
进入新世纪以来。中国现代化建设进入了新的阶段。该阶段出现的新情况是，按照以往的发展方式，现代化建设向纵深阶段推进遇到新的“瓶颈”。
首先是资源难以持续。中国从1980年到2000年，能源消费和GDP翻番的关系大体上是1:2，即用了一个单位的能源增长产生两个单位的CDP增长。2001年以后比例关系变为1:1左右。按照这一趋势，到2020年要实现GDP翻两番的目标，所要消耗的能源是国内资源难以负荷的。资源依靠进口也存在不确定性。如果不改变经济增长方式，经济发展难以为继。
其次是经济发展的动力结构不合理，发展动力难以持续。中国经济的发展主要依赖于投资驱动。随着土地和劳动力价格上升，低成本优势正在逐步失去。中国单位资源的产出率比较低，供需结构存在问题。不论从效益还是长期运行的条件看，投资驱动都面临新的问题。消费拉动不足，农民购买力不足，消费需求受到限制。创新驱动力也不足。从2003年当年的情况看，我国专利申请累计1931118件，其中国外申请所占的比重约为70％，高技术的70％－90％也来自国外申请。2004年中国科技贡献率仅为39％左右，而发达国家的科技贡献率基本上都保持在60％以上。我国出口规模大，但加工贸易占47％。纺织品出口超过1000亿美元。但是80％是贴牌生产，利润的80％归外商。2005年我国生产的家电产品占世界60％，利润仅为10％。
最后是环境状况难以持续。中国二氧化硫和二氧化碳排放总量2000年以来居世界前列。到2020年要实现GDP翻两番。如果环境保持不变，单位资源消耗的经济产出应提高4到5倍；如果要改善环境。把污染、资源消耗降低一半，单位资源消耗的经济产出要提高8到10倍。
上述情况表明，这一轮的宏观调控。带有向新的经济增长方式转变的特点，要求经济要素的协调配置和经济的可持续发展。提高自主创新能力，依靠技术进步和创新是我们实现可持续发展目标的唯一出路。在这一意义上，提高自主创新能力是新阶段中国经济社会发展的关键所在。
二、建设创新型国家的实践内涵
建设创新型国家的实践内涵，主要指以下三方面的内容。
(一)把提高自主创新能力作为发展科学技术的战略基点
《国家中长期科学技术发展规划纲要》确定，到2020年，全社会研究开发投入占国内生产总值的比重要提高到2.5％以上，力争科技进步贡献率达到60％以上，对外技术依存度降低到30％以下，本国人发明专利年度授权量和国际科学论文被引用数均进入世界前5位。这一期间中国科技发展的总体目标是：自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社会提供强有力的支撑；基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界上具有重大影响的科技成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础。
《纲要》把提高自主创新能力提到了国家战略高度，落实到各个产业、行业和地区。据此，“十一五”期间提出的具体任务是，在能源、资源、环境、农业、信息等关键领域取得重大技术突破，形成一批市场占有率高的产品和国际知名品牌。提高重大技术装备国产化水平。推动高技术产业加快从加工装配为主向自主研发制造延伸。在信息、生命、空间、海洋、纳米、新材料等战略领域超前部署，加强重大科技基础设施和平台建设。
(二)把提高自主创新能力作为调整产业结构、转变经济发展方式的中心环节
提高自主创新能力有利于我国在战略上逐步从投资驱动转向创新驱动，形成较强的发展后劲，不断实现产业结构的优化升级。要坚持走中国特色新兴工业化道路，坚持扩大国内需求特别是消费需求的方针。促进经济增长由主要依靠投资、出口拉动向依靠消费、投资、出口协调拉动转变，由主要依靠第二产业带动向依靠第一、第二、第三产业协同带动转变，由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步、劳动者素质提高、管理创新转变。
提高自主创新能力是解决中国资源瓶颈问题的
重要途径。资源节约需要技术支撑体系。资源的使用效率和可再生能源的使用都需要发挥创新的作用。通过发展科学技术在资源的勘探和新资源的发现方面有新的推进，同时通过科学技术的运用帮助实现“十一五”期间单位GDP能耗比“十五”期间降低20％的目标。
创新也是解决中国环境问题的有效途径。十七大报告强调，开发和推广节约、替代、循环利用的先进适用技术，发展清洁能源和可再生能源，保护土地和水资源，建设科学合理的能源资源利用体系，提高能源资源利用效率，发展环保产业。
(三)把提高自主创新能力作为国家战略，贯穿于现代化建设的各个方面
2006年初在全国科学技术大会上，同志阐述了建设创新型国家的实践内涵：“建设创新型国家，核心就是把增强自主创新能力作为发展科学技术的战略基点，走出中国特色自主创新道路，推动科学技术的跨越式发展：就是把增强自主创新能力作为调整产业结构、转变增长方式的中心环节，建设资源节约型、环境友好型社会，推动国民经济又快又好发展：就是把增强自主创新能力作为国家战略，贯穿到现代化建设各个方面，激发全民族创新精神，培养高水平创新人才，形成有利于自主创新的体制机制，大力推进理论创新、制度创新、科技创新，不断巩固和发展中国特色社会主义伟大事业。”这段话明确了建设创新型国家是关系现代化建设全局的国家战略。
三、建设创新型国家的分析框架
为深入理解创新型国家的内涵和意义，需要从不同学科的分析框架角度进行研究。
(一)经济学分析框架：文化经济学
文化经济学反映了经济学逐步扩展的情形，其主要的扩展过程如下。
――知识(科学技术)要素进入经济学。熊彼特认为，经济发展是“由于改进生产技术，占领新的市场。投入新的产品，等等。在从事活动的过程中，这种历史上的不可逆转的变动，我们称之为‘创新’。我们把它定义为：创新就是生产函数的变动”。“有必要而又充分的理由把创新列举出来，作为经济变动的第三种和逻辑上性质不同的因素”。
20世纪30年代数学家查理斯・柯布和经济学家鲍尔・道格拉斯提出了生产函数的非约束形式。为研究科学技术与经济的增长提供了比较便捷的方法。索洛50年代提出的增长速度方程可以算出科技进步对产值增长速度的贡献。科学技术与经济过程的一体化不再是一种定性的表达。而是一种定量的确定形式。罗默进一步认为，由于研发活动被引入经济活动，同时它又是技术进步的来源，所以科学技术在此是经济增长的内生变量。
――制度要素进入经济学。戴维斯和诺尔斯提出制度创新理论，将制度变革引入经济增长过程，认为“制度创新”是指经济的组织形式或经营管理方式的革新，它们是历史上制度变革的原因，也是现代经济增长的原因。
新制度学派的科斯提出，假设交易费用为零，资源配置的效率与产权制度的安排无关；在交易费用为正的情况下，产权制度的界定或安排就会对资源配置的效率发生作用。诺斯分析西方经济史得出结论：有效率的经济组织是经济增长的关键。经济增长的决定因素是制度及其创新。
――文化精神要素进入经济学。如诺斯所说，文化信念是制度结构的基本决定因素。制度不是由政策而是由文化所决定的。文化通过对制度的影响而对经济增长发挥作用。科利尔把“社会资本”看作是社会内部的社会与文化的一致，即支配人们互动的规范和价值观的一致。当社会资本能够产生外部性并能促进互益集体的社会互动时，它就具有经济效益。
另一方面，文化创意作为经济要素直接进入产业。文化创意产业是以文化创意为核心资源。以高科技手段为支撑，体现文化、技术与经济全面结合的新型产业集群。根据《中国创意产业发展报告(2007)》估计，2005年全球创意产业创造的GDP约为3.2万亿美元，占全球GDP的8％。预计到2010年全球创意产业规模将接近10万亿美元。2004年中国创意产业年营业总收入为22997.06亿元，占全部企业营业收入的5.22％。
以创新范畴的提出为起点，知识(科学技术)、制度、文化精神要素陆续进入经济学的范围，其资源配置和转化关系的特殊性体现为经济发展规律的特殊性。形成了某种文化经济学。它的内涵和规律是通过创新范畴阐释的。正是在文化经济学的基础上，人们提出了技术创新、制度创新、文化创新乃至建设创新型国家的要求。
(二)系统科学分析框架：国家创新体系
经济合作与发展组织认为，国家创新系统是由政府、企业、大学、科研机构、中介机构等通过建设性的相互作用构成的机构网络，其主要活动是启发、引进、改造与传播新技术。他们的活动和相互作用决定了国家扩散知识和技术的能力。从而影响国家的创新能力。国家创新系统所涉及的主体不再仅仅是经济活动的主体。它们还涉及政府主体、教育主体和科学研究主体，其活动性质或规律也不再仅仅属于经济学的范畴。
1997年，经济合作与发展组织进一步给出的定义是：创新是不同主体和机构之间复杂的相互作用的结果，国家创新系统是一个国家公共或私营部门中的组织结构网络，其活动和相互作用决定着该国家扩散知识与技术的能力。影响着该国家的创新业绩和经济发展的绩效。
这一定义强调了国家创新系统是一个复杂系统。它所形成的能力是国家能力，与国家战略、发展密切相关。国家行为在这种系统中具有特殊的重要性。国家创新系统作为自组织与他组织的统一体，其发展是在自组织与他组织的互动中实现的。在这一过程中，国家的历史基础、经济与政治结构、政府的战略导向和政策体系都有着重要作用。
(三)文化学分析框架：经济文化学
经济文化学是以经济发展为聚焦的文化学研究，研究经济发展与社会发展的协调，经济发展的主体利益协调，经济发展的环境评估，经济发展评价体系的变革，经济发展的人文评价等。经济文化学是以人文为导向、以经济发展为视焦来进行的文化学研究。
文化学框架以文化概念为分析基础。怀特认为文化由以下系统组成：一是技术系统，由物质的、机械的、物理的和化学的仪器以及运用于这些仪器的技术构成，包括生产工具、生活资料的获得方式等；二是社会关系系统。由人际关系构成。包括血缘关系、伦理关系、经济关系、政治关系、职业关系等；三是思想文化系统，由思想、知识、信仰构成，表现为一定的符号形式和运作形式。包括哲学、科学、文学、宗教、神话、常识以及相应的文化机构等。怀特的文化学强调了文化三个层面之间的有机联系。在这一点上与历史唯物主义强调生产力、生产关系(其总和为经济基础)、上层建筑的有机统一性一样，都说明了创新在各个层面展开的必要性。
(四)分析框架的差别与统一
经济学框架着眼于经济发展和财富增长，该框
架中的知识、制度、文化精神等要素仅仅作为经济要素而发挥作用，服从经济逻辑：系统科学框架是超出经济学而以国家层面的知识生产、扩散能力为聚焦的复杂系统，服从系统逻辑；文化学框架着眼于文化大系统和人的全面发展，活动于器物、制度和精神文化各个层面，各子系统有其相对独立性，但服从人文目标下的文化大系统的协调逻辑。
三个分析框架都是通过经济、文化和社会要素的相互作用、相互整合而形成的不同视角下的学科框架。知识、制度、文化精神要素在一定意义上是经济系统的内生变量，它们的进步所导致的经济发展都属于经济系统的创新。同时，经济、社会、精神和价值规范子系统是文化大系统的内生变量，它们的变化所导致的发展属于文化大系统的创新，其协调性、人文性状况是衡量创新的重要尺度。不论从哪一个角度把握创新型国家，都离不开其内在关系的系统性理解。因此国家创新系统有其特殊意义。全面地看，需要立足于分析框架的互补来理解创新型国家的意义。
四、建设创新型国家的重要方略
建设创新型国家。需要从中国实际情况出发，坚持走中国特色自主创新道路。
(一)把创新战略作为中国面向未来的核心战略
经济增长的要素结构中最重要的是创新。一般认为，经济增长的要素中最重要的是资本积累的速度，其次是经济结构的优化。最后才是创新。现在要明确这三个方面中最重要的是创新。如果没有创新，不断积累资本就会面临边际效益的递减，也不会有新的产业部门出现。
现在必须把立足点转向自主创新战略。中国自主创新已经具备一定的条件。中国研发人员总量占世界第二位。中国创新能力指数排名在发展中国家居于前列。中低技术占领市场的空间正在变小，技术创新市场条件正在形成。大规模制造能力的形成使巨额研发费用能够有效分摊，具有成本的可行性。我国高技术产业总产值占全球份额已经居世界前列。高技术产业实现的销售收入增长20％以上。所以，简单地说中国不具备自主创新的条件，根据是不足的。
自主创新的战略投资需要超前部署。这首先因为关键领域的技术跨越，是后进国家或地区赶超先进国家和地区的重要途径。我们需要认识到，自然资源、劳动力、资本是常规性资源，在财富积累中往往是逐步积累的模式：而知识和技术是创造性资源，在财富积累中呈现突现效应。其次是因为，创新是一种复杂的实践，具有路径依赖的特点。今天的战略效应取决于昨天的决策，而明天的战略效应取决于今天的战略发展。战略重心转移的过程不是机械组合的关系。在这一意义上，认为我们可以等待比较优势发挥完毕再实施创新战略的观点是不适宜的。
(二)竞争优势与比较优势互补。抢占新产业链中的制高点
基本的战略方针应当是：在国家战略层面上要着眼于提高自主创新能力，争取竞争优势，抢占高技术产业链中的某些制高点，同时在争取竞争优势的过程中充分发挥比较优势。
必须关注未来哪些高技术产业将释放最大的经济能量，把握经济发展的机遇。要抓紧布局，抢占生物技术产业链中的制高点。过去10年，世界生物技术产业以每年翻倍的速度发展。生物技术产业的销售额每5年翻一番。增长率高达25％一30％，是世界经济增长率的10倍左右。我国应把握机遇，尽可能占领该产业链中的某些制高点。
不仅要争取产业优势，而且要认真落实国家中长期科学和技术发展规划纲要，着力突破制约经济社会发展的关键技术，形成某些领域的技术优势。
要在争取竞争优势的过程中发挥比较优势。生物技术产业是目前中国与世界先进水平差距最小的领域之一，其研发差距在5年左右，整个产业估计落后15年，从战略上进行追赶具有比较优势。同时。生物技术产业处于解决发展与环境问题的结合部，抢占生物技术产业的某些制高点。符合中国发展战略的方向。我国还具有资源的比较优势，拥有动植物、微生物26万种，过去20多年高等院校培养了大约10万名生物技术及相关人才。我国还有市场的比较优势，有13亿人口，近5亿人保健食品消费群体、1.3亿人药品消费群体，16亿－17亿亩耕地需要新的农作物品种。要充分发挥中国市场广大的优势，制定包括政府采购在内的相关政策，为创新创造良好的战略环境。
(三)研发投入主体三级布局，向企业集聚创新要素
为提高研发投入，从中国国情出发，在经济转型期可考虑投入主体形成三级布局。国家在战略层面上选择重大方向如生物技术、军事航空、引领未来的基础研究等进行投入：行业和区域选择对行业和区域战略发展密切相关的领域进行重点投入：企业特别是大中企业根据市场需求和企业战略发展进行研发投入。不同主体从实际出发确定原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的套餐结构。
上述三级布局所形成的创新要素要向企业层面积聚，形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，促进科技成果向现实生产力转化。2005年，我国大中型工业企业研发投入达1250.3亿元，同比增长31％，其中从政府部门获得的研发经费总额为45.4亿元，同比增长28.6％。这既反映了企业研发力量的增强，也反映了政府主体的积极作用。
研发投入争取多方开源。其中一个重要方面是在研发投入中利用多种所有制形式改善投入结构。形成各种所有制经济平等竞争、相互促进新格局，形成研发投入的多元结构，以争取更多的自主知识产权。
(四)实行行政与研究系统双轨制，加快制度供给
建设创新型国家，创新体制和机制具有特殊意义。鉴于行政与研究活动具有不同的运行规律，根据我国现代化、社会化进程的实际情况，特别是建设创新型国家的需要，建议在已有改革的基础上推进行政系统与研究系统的双轨制。其主要思想是，各自的系统层级按各自的活动规律设计，学术层级制度不比照行政的层级制度设定。研究单位的层级待遇不参照行政级别待遇，可根据研究系统的特点予以决定，以提升研究人员待遇，发挥他们的积极性和能动性，在体制和政策上体现人才的重要。与此同时，研究活动的资源，逐步由行政部门分配转向由研究共同体按照一定的竞争机制进行配置，实现劳动者与劳动资源的直接结合。
加快制度供给，产权制度首当其冲。如果创新战略是第一战略，则知识产权在当代条件下就是第一产权。需要合理借鉴国外知识产权形式。财产权包括以所有权为主的物权、准物权、债权、继承权和知识产权等。为适应知识经济发展的需要，促进创新资源的有效结合，可对高级管理人员和技术骨干实施股票期权制和认股权证制。
要加强知识产权的立法和执法保护。从总的情况看，我们在这方面的基础工作刚刚开始，需要继续努力。
加快创新要素市场的建设，如人才市场、经理人市场、技术产权交易市场等。建立有利于创新的风险投入机制。除了股票市场，一些发达国家推出了可转换优先股等金融措施。在有效分担风险的同时保留了对企业经营决策的相对控制权和分享未来资本增值的可能。我们应联系自身的实际，创新风险投资的形式。
(五)政府发挥战略导向、服务和协调功能。抓紧完善政策体系
建设创新型的国家要求有创新型的评价体系。评价体系对于创新活动具有导向性作用。世界论坛报告提出的评价指标体系从专利指标入手进而建立各国技术创新能力的评价指标体系。我们在建立与科学发展观相符合的综合评价体系的过程中，需要对有关创新的指标进行专门性研究。
建设创新型的国家要求有创新型的政策体系。我国的财税政策、金融政策、文化与教育政策、人才政策都要根据创新战略的要求完善和创新。要根据创新战略的总要求逐步完善整个政策体系的自洽性。同时，加强对创新配套政策的研究和制定，增强可操作性。
