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生物技术方面论文:医疗器械方面的生物技术论文 1功能性生物材料 组织损伤的情况不同,使用的胶原材料也有较大的区别,如骨组织损伤进行修复时,一般使用脱钙的骨胶原(DBM);肌肉、皮肤或者外周神经损伤,进行修复时一般使用胶原膜(CM);如果属于中枢神经损伤需要修复,则应使用有序的胶原材料(LOCS)。另外功能性胶原生物材料对于不同的组织损伤的再生有良好的效果,包括CBD-PDGF,其能够活化胶原膜,使得皮肤组织能够再生修复;CBD-BMP-2的作用在于活化脱钙骨胶原DBM,使得骨损伤得到修复;CBD-BDNF对于有序的胶原材料LOCS有着良好的活化作用等。 2生物技术运用于心血管器械方面 生物技术运用于心血管方面,主要是利用天然的组织修复身体的病变部位,或者使用选择性的合成材料代替病变组织,具体的运用分为以下几点:(1)在生物技术研究的初期,医疗器械的的适用范围较小,一般是人体生命垂危时才会使用。近年来医疗领域在植入性合成聚合物的研究方面逐步深入,且研发了各种心脏的辅助器材;(2)心脏瓣膜的发展,使得生物瓣膜、机械性的修复瓣膜得到了广泛的使用,每年将瓣膜植入身体的人群数量逐年增加,常见的瓣膜类型包括嵌入盘、嵌入球、倾斜盘等;(3)永久性植入心脏的辅助装置、临时性植入心脏的辅助装置、人造心脏等,也逐步获得了较好的效果,该类装置能够使得衰竭的循环系统或者心脏保持基本的正常功能,且能够有效减少心脏负担,优化心脏的供氧情况;(4)血氧发生器也属于该类器械,其主要分为膜型、鼓泡型、空心纤维型等不同类型。在氧发生器的开发方面,模型氧发生器是最为关键的技术,该氧发生器与人体吸气过程中的生理条件极为接近。如果人体的血液的功能由于疾病而减低,可以利用相应的的PVC、PTFE玻璃纸等生物材料制作成膜式氧合器没维持机体的功能正常。 3生物酶的运用 生物酶在医疗器械的运用主要是清洗器械,在自动清洗剂中添加适量的生物酶,其对于医疗器械上多种污渍生物酶的清洁效果十分明显,包括血渍、蛋白质污渍生物酶等。由于上述物质会限制微生物与灭菌因子的接触,需要该类技术进行彻底的清洁。利用生物酶将医疗器械进行浸泡,时间为三分钟,其即会将把污渍分解成细小的碎粒,脱离物品的表面,医疗器械得到彻底的清洗。该生物酶清洁医疗器械,优点在于清洁效果良好,不会对器械产生腐蚀,且能够使得器械的使用寿命更长。 4数字化生物技术的运用 数字化生物技术即为医疗自动化技术,其在医疗器械方面的应用十分广泛,包括心脏起搏器、剖析监护设备、放射设备等嵌入式的技术;分光光度计、肌动的电流扫描器等,其均需要性能良好的数字信号处理系统提升器精度;医疗机器人技术、无线通讯技术、自动化的测试、感应器等技术,由于医疗设备的消耗量较大,该类器械的发现潜力极大。 5结语 生物技术属于现代十分先进的技术,其发展速度快,影响深远,且具有较大的发展潜力。该技术的应用范围极为广阔,包括环境保护事业、农业生产方面、医学技术方面、医药制造方面等,其也能够应用于医疗器械的生产与开发方面,提高医疗器械的性能,使之功能更加全面,效果更加显著。本文仅从一般的角度分析了其在医疗器械方面的应用,在实践的医疗活动中,医疗机构可以根据实际的情况及自身的需求,科学的引进生物技术,提升自身的医疗水平,更好的服务社会,带来良好的社会效益。 作者:郑雯雯 单位:山东恒信检测技术开发中心 生物技术方面论文:生物信息学生物技术论文 1、生物信息学课程授课内容的选择 生物信息学包括开发生物信息学工具的计算生物信息学和利用生物信息学工具解决问题的应用生物信息学。医学背景的生物技术专业的学生应该立足于应用生物信息学的学习,特别擅长计算机和数学并且对生物信息学感兴趣的同学也可以涉猎部分计算生物信息学的知识,本人在读博士期间遇到过一个本科生就利用自己计算机方面的特长,进行雄激素受体和雄激素受体调节剂构效关系的研究,在指导教师的帮助下发表了一篇生物信息学领域的SCI文章,在感叹难能可贵的同时,必须承认指导教师敏锐的洞察到学生的特长,并发挥其特长会起到意想不到的效果。此外,国内有关生物信息学方面的教材因编者学科背景相差很远,各教材的特色和侧重点有所不同,相对来讲,偏理论轻实践。医学院校生物技术专业应校根据本学科特点选择实验性较强的教材,制定具有生物技术专业特色的教学计划及教学大纲,有条件有时间的教师可以尝试自己编写适合本院校学习的教材,那样针对性更强,学习效果会更佳。针对生物技术专业的特点,因此我们将引物设计、基因查找、基因序列分析、同源基因和不同物种基因查找、判断起始密码子和终止密码子位置、启动子预测以及简单的蛋白功能分析和常用数据库的应用作为本专业生物信息学知识学习的主体框架。另外,生物信息学的软件本人倾向于选取在线工具,如引物设计软件可选取NCBI网站上的primerblast,酶切位点分析也可在NEB公司的网站上在线分析,应该说生物信息学的发展,欧美国家一些公立网站,如NCBI,或者某些相关实验室的网站都提供多种现在分析的工具,极大地方便了使用者。一来及其方便解决了问题,避免了盗版问题;二来可以通过网站学习生物信息学相关知识,对某些软件的历史渊源有所了解。 2、生物信息学授课时间安排的合理性 生物信息学是一门实践课程,实验课应该占40%以上比例,理论课也应该利用多媒体教室讲授,在实验课之前应该提前让把本次课内容通过多种即时通讯工具如QQ等发送给学生,在将优秀知识在实验课演练结束后,进一步布置相关作业强化记忆,在实践中掌握相关知识,如引物设计中,常用的是ncbi网站中在线引物设计工具primerblast和电脑安装软件prim-er5,在引物设计完成后,可以让学生思考融合蛋白表达时移码问题,即融合蛋白引物设计需要注意哪些问题,如涉及到移码问题时如何设计引物?生物信息学是有力的应用工具,但是还不能完全依赖生物信息学,我们应该成为生物信息学的高级应用者。 3、生物信息学授课教师的选择 生物信息学是一门交叉学科,但是笔者认为长期应用生物信息学的医学背景的教师更适合作为医学院校生物技术专业的授课教师。作为一门新兴学科的一名教师保质保量的完成全部授课任务还是有一定难度的,可以尝试每位老师根据自己特长讲授自己熟悉的章节,这样一来减少压力,二来可以较为圆满地完成教学任务,不同教师还可以给学生带来不同风格的教学模式,提高学生的新鲜感和教师授课热情。此外,任课教师应该积极学习相关领域知识,目前很多国内外著名高校通过网络开始有生物信息学相关的开放课程或慕课,无论是学生还是任课教师都应该积极参加其中,提高自己的理论知识和实践技能,学习优秀教师的授课技巧,领略该领域大家风采,笔者就经常参加北京大学等学校的开放课程,获益匪浅。同时,在有条件情况下参加国内外相关讲座和学习班,和同领域的兄弟院校保持联络,对生物信息学的教学和科研水平的促进帮助大有裨益。 4、扎实的理论是学好生物信息学的保障 除了具有学习生物信息学的热情,学习生物信息学的医学生还应该掌握与生物信息学紧密相关的知识,如分子生物学、分子诊断学、计算机相关知识和统计学知识。有条件的学生应该主动参与科研课题,不论是本院校老师申请的,还是大学生课题,都会对学习生物信息学有所帮助。本人读博士期间,就遇到很多在读本科生参与博士生导师的课题,在基因序列分析和蛋白功能研究方面都获益匪浅。本人目前也作为指导教师指导本科生独立申请的大学生课题,在给学生讲授生物信息学时,明显感觉参与过科研项目的学生对生物信息学知识的掌握,明显强于没有参与过的本科生。总之,我们生物信息学课程教学中做出了一定的探索,也取得了一定的经验和效果,但是这只是万里长征的第一步,需要生物信息学课程的教师更加努力探索,为培养出更多适应社会发展需要的高素质应用型人才贡献自己的微薄之力。 作者:郝峰许会静姜勇王皓张磊刘磊李艳单位:吉林医药学院检验学院 生物技术方面论文:医学院校生物技术论文 1调研结果 (1)关于为何选择就读生物技术专业的问题,大二学生中20.0%为自主选择(高考第一志愿),75.0%为从本校医学专业或药学专业调剂而来(个别学生所报的六个平行专业志愿中含有生物技术专业,但排在医学和药学专业后面)。大三学生中16.7%为自主选择,61.7%为专业调剂生。大四学生中10.0%为自主选择,77.5%为专业调剂生。(2)关于是否喜欢自己的专业,三个年级中选择“喜欢”和“不喜欢”的比例几乎都为1:1左右,个别同学选择了“不清楚”这一选项。(3)对于“如果有转专业的机会,你是否想转其它专业”这一问题(目前本校无在校生可调换专业的制度),三个年级中选择“想”的比例基本都在50%左右,这一结果与(2)中50%左右同学选择不喜欢自己的专业想吻合。(4)对于“如果你可以转专业,你会选择哪个专业”,约95%的同学选择了医学专业,个别同学选择了药学专业。(5)45.0%的大二学生认为本专业和本校医学专业学生在综合素质与能力方面没有差别,20.0%认为本专业学生比医学生综合能力差;大三学生35.0%认为二者没有差别,26.7%认为比医学生综合能力差;大四学生22.5%认为二者没有差别,37.5%认为比医学生综合能力差。(6)认为专业发展前景与就业前景较好的学生分别为:大二40.0%,大三35.7%,大四22.5%。(7)想跨专业考研或换专业就业的同学分别为大二10.0%、大三13.3%、大四35%。(8)认为自己经过了在校1-3年的学习后对专业的认可度有了提高的学生分别为大二95.0%、大三75.0%、大四65.0%。(9)对专业的培养方向定位、培养方案及教学内容设置持“非常赞同”和“赞同”态度的学生分别为大二35.5%、大三25.0%、大四17.5%,持“基本赞同”态度的同学分别为大二45.0%、大三58.3%、大四72.5%。(10)对教师的教学态度、敬业精神、教学质量和效果持“非常满意”和“满意”态度的学生分别为大二70.0%、大三58.3%、大四47.5%,持“基本满意”态度的同学分别为大二25.0%、大三36.7%、大四52.0%。 2讨论 专业认同感是指学生对于所学专业的目标和社会价值的接受和认可,专业认同会影响大学生的学习热情与行为。学生的专业认同感低,对专业的兴趣就弱,学习主动性差,直接影响学生的专业学习成绩。因此,有必要探索大学生的专业认同现状与对策。张东军等调研发现在医学院校中非医学专业的学生对专业的认同水平显著低于医学专业学生。本调研结果与张东军等类似,发现在以医学占主导地位的医学院校中,生物技术专业本科生对专业的认同感比较低,近50%的同学不喜爱自己的专业,有不少同学希望有机会能换专业学习和就业。在希望调换专业的学生中,绝大部分同学希望转到医学专业学习。这一结果可能与很多生物技术专业的学生本身是由于高考分数线没有达到本校医学专业录取分数线而从医学专业调剂而来有关,也可能有部分原因是因为医学是医学院校的优势学科有关。仅有30%左右的学生认为生物技术专业有较好的发展前景和较多的就业机会。尽管如此,绝大部分同学仍然希望在专业相关方向就业或考研深造,这可能与学生对专业的情感有关,也可能与学生在专业相关方向就业时竞争力比较大有关。一个令人欣喜的事实是,绝大多数同学都认为自己经过了1-3年的专业学习后对生物技术专业的认同感提高了,对专业的培养方案及教学内容、教学效果等持赞同和满意态度。这些调研结果反映了同学们对我校生物技术专业教学质量的认可。从调研结果可以看出,大四、大三、大二学生对专业的认同感依次升高,分析原因,可能和大三和大二本科生中有较多学生是自主选择了生物技术专业有关。相反,大四学生中仅有10%是自主选择了该专业,绝大多数都是从医学专业调剂而来。造成这一结果的另一个不可忽视的原因,可能也与本校生物技术专业的建设与发展有关。潍坊医学院生物技术专业于2005年设立并开始招生,学校一直非常注重专业的建设和发展,从培养目标和培养方案确立、教学内容设定、教学设施完善、师资力量培养等各个方面都非常重视。经过8年的发展和建设,本校生物技术专业于2013年已发展成为山东省特色专业,培养的毕业生得到了社会的认可,专业知名度有了较大提高,所以在校低年级学生较高年级学生的专业认同感高也不足为奇。 3结语 总之,医学院校的非医学专业学生对专业的认同感普遍较低,这一状况的存在必将会影响学生的培养质量。医学院校应在重视医学专业教育的同时注重加强非医学专业的建设,注重培养学生的专业认同感和自豪感,学校、教师和学生应共同努力以保障非医学专业学生的培养质量。 作者:刘顺梅单位:潍坊医学院 生物技术方面论文:科研创新生物技术论文 一、实验内容的选择 医学生物技术是由生命科学与医学交叉融合而成的新兴学科,在人才培养过程中,不仅要求学生掌握生物技术专业相关理论及实验知识,还要求学生有一定的医学知识储备。为此,在实验教学课程设置的过程中,着重突出了一些与现代医学相关的交叉前沿内容,如医学微生物、医学免疫、实验诊断、分子生物学检验技术、临床基础检验技术等,通过这些内容将理论与实践相结合,让学生了解到生物技术在医学领域的具体应用,同时通过对新技术的讲解与示范,进一步拓宽学生的思维视野,为今后的工作以及科研实验打下坚实的基础。 二、实验教学课程整合 生命科学是一门以实验为基础的自然科学,传统的生物技术实验教学内容主要安排在理论教学内容之后,实验教学地位不明确,其内容大都为重复性验证实验,并且课程之间的相互联系不紧密。这导致许多学生只注重理论知识,对于实际动手操作的重要性认识不足,并且忽视了生物技术各门课程之间的内在联系。为此,我们尝试将实验教学内容进行整合,如将发酵工程中的“工业微生物菌种的选育和纯化”、基因工程中的“工程菌生长曲线的绘制”、酶工程中的“目的蛋白的诱导及SDS-PAGE电泳”相联系,通过对实验课程的精心设计合理安排,不但将各门课程联系到一起,让学生对学到的知识形成体系,同时大大激发了学生的求知欲望和探索精神,对实验课程的顺利推进,起到了良好的效果。 三、开放实验室 建立开放实验室创新平台是促进医学生物技术学科发展的重要举措。目前,大多数院校生物技术实验室开放时间与形式均存在不确定性,即实验课时间开放,其他时间不开放,或是根据教师的科研实验安排开放实验室,这样不符合以学生为中心的实验教学标准。我们尝试面向全体学生进行开放式实验教学,同时开放了医学免疫学实验室、生物化学检验实验室、临床输血实验室等与生物技术相关的医学实验室,鼓励学生自主设计完成实验,从实验的准备到结果的分析,绝大多数工作都由学生自己完成,老师只为学生提供一些必要的建议,解决实验过程中遇到的难题。这样不仅能使实验室的资源得以充分利用,同时培养了学生分析解决问题的能力,并且让学生在自主设计实验的过程中,对所学知识进行更加深刻的理解,真正做到学以致用、用以促学、学用相长。 四、鼓励学生参与教师科研实验工作 目前,生物技术专业学生考研率呈逐年上升的趋势,学生对科研实验的热情以及学术创新的需求也在不断提升,医学生物技术专业作为我校新开设的专业之一,在校教师普遍面临的问题是,科研压力大,任务重,时间紧,人员短缺。根据以上情况,我们适时地挑取一些科研创新热情高,实验态度端正认真的学生,组建科研创新团队,协助老师完成一部分科研实验。在参与老师的科研工作过程中,学生会接触到一些前沿的实验技术,并对医学生物技术领域的发展方向有了一定把握。部分学生通过教师的正确引导,以第一作者发表了学术论文,并且获得了学校“先进科研创新个人”的荣誉称号。通过对实验结果的具体分析和同教师之间的学习交流,培养了学生自身的科研创新能力,为其日后的学习以及科研工作提供了宝贵经验。生命科学的研究和发展,植根于牢固的实验基础,加快实验教学改革步伐,对实验教学的发展以及学生实际动手能力、创新意识的培养起到了积极的促进作用。通过以上几种措施,激发了学生对科研实验的热情,培养了学生的独立思考与创新能力,同时实现了实验室资源的合理利用,对医学生物技术学科建设发展起到了一定的积极推动作用。同时,我们应及时总结经验,坚持以学生为中心进行实验教学,不断优化教学效果,努力培养出更多的高素质医学生物技术专业人才。 作者:王皓许会静郝峰姜勇刘磊李艳单位:吉林医药学院 生物技术方面论文:微生物技术生态农业论文 1微生物在生态农业系统中的地位 生态农业主要是运用农业生态原理,建立起来的一种新型农业。在现代农业生产中,这种新型的农业,不仅具有良好的生产性能,提高生产的效率,还能够节省生产的成本,节约能源,进而实现农业环境的自净与农业资源的可持续使用。纵观这种新型农业,生态农业是一个有机的整体,属于多目标、多功能、多层次以及多成分有机组合的的生态系统。在这个系统内部,结构有序、内外交流、开放循环以及关系协调发展。在微观层面上,其利用多层次的物质循环与综合利用,进一步提高能量转换与物质循环的效率。例如,在生态农业系统内微生物可以利用植物作载体,可以将植物的秸秆、树叶以及草等植物进行加工处理,生成饲料,饲料可以喂食牲口,牲口的粪便又可以养蘑菇、饲养其他的动植物,将饲养的动植物喂食另外种类的生物。如此循环,就形成了市郊生态系统。由此可见,微生物在生态农业系统中的应用非常重要的。 2微生物技术对改善农业生态环境的作用 2.1微生物在肥料中的作用利用特定培养的微生物,在可调控环境条件下将废弃物、污染物降解和转化,从而解决和控制污染问题,进而为作物提供养分。例如:目前市场上出现的生物有机肥就是利用特定的微生物对兽禽粪便、农业废弃物等进行降解和转化而来的。这种肥料不仅能增加土壤肥力,提供作物生长必须的营养元素,还能改善植物根际的微环境,促进植物对养分的吸收利用,提高产能,同时还减少了合成化肥的使用,减少了合成化肥对环境的污染。由此可见微生物技术将成为农业生态环境保护最有价值和生命力的方法。在农业生态环境面临严峻形式的今天,微生物技术具有无可比拟的优越性。 2.2微生物对农药的降解作用随着化学农药的大规模使用,其所带来的环境问题日益严重。近年来有学者发现微生物对土壤和水中的农药降解起主要作用,目前已经分离出能降解农药的微生物类群,包括细菌、真菌、放线菌、藻类等。因它们受环境等多方面的影响和限制,所以难以大规模使用。近期又有学者提出利用微生物产生的酶来降解农药残留。由此可见,如何更多、更好地利用微生物解决农药残留是生态农业发展急需解决的问题。 2.3微生物在大型生态农场中的作用在大型生态农场生产与建设的过程中,大量的排污系统使得生态环境遭受到前所未有严重的破坏。近年来,养殖场的规模与数量每年都以单调递增的速度增长。现代的养殖场将新技术、新设备引进来,进而实现生产过程的机械化操作,养殖场的生产能力持续增长的同时带来的环境污染、生态系统破坏、能源供应紧张的等问题也随之而来。微生物围绕生产过程中产生的废水与废物进行处理。经过微生物的处理技术,有机废物就会转化为能源、肥料、化工产品甚至是食品。 2.4微生物技术在庭院生态农业系统中的作用众所周知,庭院经济营养项目较多,集约化程度较高,土地利用率较高,资金周转与积累较快。其对人们的生产与生活的影响是最为直接的。在发展庭院生态农业系统的过程中,微生物在其中的应用被人们所接受。庭院生态农业系统中的粪便与生活垃圾进入发酵池,可以直接改变生活环境。这样的方式构成了多层次、多途径与多功能的庭院生态农业系统。在庭院生态农业系统中,人们通过自己的方式将为生物技术应用于其中,使其发挥出应有的效果。 3结语 总而言之,在发展新型生态农业系统的过程中,注重微生物在其中的作用。在农业改革不断推进的过程中,利用微生物的相关作用,使其发展的更好。微生物在生态农业系统中的应用是非常明显的,其所取得效果也是较为显著的。为更好的发展农业,应积极主动应用微生物。 作者:洪彩霞单位:江苏中宜生物肥料工程中心有限公司 生物技术方面论文:发酵工程生物技术论文 1依据专业特色,跟踪学科前沿,及时更新教学内容 课程体系和教学内容是人才培养的主要落脚点,是教学改革的关键。课程体系是实现地方师范院校生物技术专业培养目标,构建学生知识结构的中心环节。课程体系主要包括课程设置、教学内容及课程结构,是教学思想、教育理念的具体化,也是实现创新能力培养与综合素质提高的保证。科学合理的课程设置和教学内容,对大学生创新能力的培养与综合素质的提高起着至关重要的作用。因此,我们在多年发酵工程课程讲授的基础上,从教学大纲的编制、教材和辅导参考书的选择、教学内容的科学合理设置等方面进行深入的探讨。 1.1发酵工程课程的准确定位发酵工程这门课是我校生物技术、生物制药专业的优秀必修课程,通常在开设了生物化学、微生物学等专业基础课之后开设,一般在大学的第6学期开设。发酵工程课程是直接建立在微生物学基础上的,随微生物工业的发展而发展,同时也是与化学工业相结合的一个新发展。该门课程主要从微生物工程范畴出发来阐明厌氧性发酵与好气性发酵机制、工艺过程及相应的设备,用这些基本理论去分析、解决微生物工业中存在的具体问题,提高产品质量和数量,讲授的主要内容包含微生物工业菌种与培养基、发酵机制、发酵工艺及控制、发酵设备、发酵产物提纯与精制。通过本门课程的学习,学生不但能掌握发酵工程学的基本理论,还可以熟悉发酵的工艺流程及发酵产品的后处理技术。 1.2跟踪学科前沿,及时更新教学内容从多年发酵工程课程的讲授以及国内大部分高校发酵工程课程的讲授内容来看,发酵工程授课案例主要涉及到抗生素、氨基酸、柠檬酸等好氧发酵工艺及发酵机制,以及酒精、酿造酒、乳酸等厌氧发酵机制及工艺,很少涉及到基因工程产品如EGF、EPO、重组人乙肝疫苗等的发酵机制和工艺。生物技术药物已广泛用于治疗癌症、艾滋病、贫血、发育不良、糖尿病、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性和一些罕见的遗传疾病。目前我国从事生物技术药物产业研究与开发人数仅相当于美国的1/4,从事生物医药产品研究与开发的人才更是严重不足,已成为制约我国生物医药产业发展的瓶颈。这就要求我们编制、修订教学大纲时,在保留典型的传统菌的好氧发酵和厌氧发酵案例基础上,着重引入基因工程菌制药的发酵工艺,扩展学生的知识面,为他们将来到制药企业就业奠定良好基础。 1.3选取合适的教材发酵工程优秀教材很多,像《微生物工程工艺原理》、《微生物工程》、《发酵工艺原理与技术》、《生物工艺学》、《现代工业发酵调控学》、《发酵工艺学》等,我们在前些年的教学过程中也选用了多个版本的《微生物工程》,结合我校生物技术专业学生的知识体系和培养方向,目前我们选用全国高等学校发酵工程专用教材、教育部普通高等教育“十一五”部级规划教材华南理工大学姚汝华教授编写的《微生物工程工艺原理》,此书按照发酵工艺操作单元的先后顺序排布各章,脉络清晰,系统性好,该书在难易程度上很适合我们的学生,但是该书侧重于发酵机制的讲授,发酵工艺和设备没有涉及。因此,在前期教学积累的基础上,我们授课团队正在努力编写一本适合于我们自己的教材,增添发酵工艺及设备,以及基因工程产品的发酵工艺。同时为提高学习的广度和深度,为学生推荐了《发酵工艺原理》、《发酵设备》、《发酵工程实验技术》等参考书。 2开展发酵工程实验,提高学生综合素质 发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能,通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系,是建立在发酵工业基础上,与化学工程紧密结合的一门学科,它是连接生命科学研究与应用的桥梁。在基因工程和细胞工程的应用中,要想把定向改造的物种转化成产品,也需用到发酵工程技术。发酵工程实验开展的场所是发酵罐,这是发酵工业独有的特点,同时有一套严密的工艺流程让发酵原料通过菌种吸收转化成我们所需要的发酵产品,发酵周期长,步骤繁多。通过发酵工程实验课程的学习,培养学生实际动手操作能力,让学生亲自动手操作发酵罐,开展发酵罐空消和实消操作,以及常规发酵产品如酒精、柠檬酸、青霉素的发酵,使学生真正的达到学以致用,同时又锻炼了学生的自主性、创作性和责任心。师范院校的理科学生,普遍缺乏工艺概念,但他们又非常渴望了解真正的生产过程。我们针对发酵工程的主要内容,组织学生到啤酒厂、白酒厂、制药企业开展生产实习,使学生亲自到白酒、啤酒和药物的生产线上了解工艺流程,切切实实的把课堂上学到的理论知识与生产工艺联系起来,学生反映收获很大。总之,发酵工程实验集成度较高,牵涉到生物化学、微生物学、分析化学、有机化学、发酵工艺学、化学原理等学科的实验内容,有别于普通实验课程的是工厂生产实习,真正做到理论实践相结合,最终达到学以致用的培养目的。 3改进教学方法,切实提高学生创新能力 教学方法的改革,首先取决于教师本身的学术水平和综合素质的提高,教学方法改革服从人才素质培养,以大面积提高教学质量为目标,和教学内容的改革密不可分。生动、丰富的教材,有价值的有说服力的理论,以培养学生学习和实践的态度、思维以及能力的开放式教学,无疑会激发学生的学习兴趣。从某种意义上说教学的目的是教会学生“学会学习”,“授人以鱼,不如授人以渔”。 3.1案例教学发酵工程是一门实验实践极强的学科,知识的归纳和总结是建立于具体的发酵机制和工艺案例的基础上。在授课过程中,典型的案例不仅使课堂生动形象,而且使学生容易理解和记忆,触类旁通,达到知识迁移的目的。例如在讲青霉素的发酵这部分内容时,通过详细讲解青霉素的发现,引出伟大的科学家弗莱明,进而讲解青霉素发酵的发酵机制、过程控制、提取及纯化相关内容,学生被激起兴趣,学起来也容易接受。学习之后,可以引导学生进行讨论,如抗生素的种类、我们生小病的时候用到了哪些抗生素、抗生素对能治疗那些疾病、滥用抗生素有何危害等等问题,使学生从思想上真正理解“抗生素是一把双刃剑”,从而在以后的生活中学以致用,进而影响身边的人及下一代合理利用抗生素,为社会进步做出贡献。 3.2启发、讨论式教学讲课的过程中首先讲授难点、重点,善于提出问题,让学生跟着老师的思路走,随着一个又一个的问题启发学生思考、归纳、总结。比如在讲授发酵过程的控制这部分内容开始时,引入酸奶的发酵。酸奶在生活中很普遍,同学们也不陌生,有的同学家做过酸奶,因此对酸奶的发酵还有一点常识,接受起来更容易一些。首先提出问题,酸奶发酵的原料和菌种从哪里来?酸奶发酵是好氧发酵还是厌氧发酵?发酵多长时间合适,夏天和冬天发酵时间一样吗?通过这些问题,启发学生思考讨论,最终引出酸奶的发酵工艺及注意事项,随后在实验课时让每位同学亲自动手做一款自己喜欢的酸奶,巩固和吸收理论学习。 3.3比较归纳教学法比较式教学法通过对不同知识点的对比分析,找到其相同和不同处,在比较的过程中对知识点归纳概括,有助于从本质上理解和记忆知识。比如在讲授培养基的制备过程中,让学生比较种子培养基与发酵培养基的相同点和不同点,说出两种培养基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在讲培养基的灭菌时,在讲述了分批灭菌和三种常见的连续灭菌流程连消塔——喷淋冷却流程、喷射加热——真空冷却流程、薄板热交换器连续灭菌流程之后,让学生对分批灭菌和连续灭菌进行对比总结,学生就容易理清楚,弄懂复杂的内容。 4优化考试模式,重在平时学习的思考与探讨 在发酵工程实验及理论教学考核方法中,一是包括到课情况。在开课之前详细向学生讲述发酵工程课程在生物技术专业的应用及其重要性,课程的讲授和考核方式,通过到课率来约束学生学习及实验的自觉性。二是考核内容和考核方式多样化,加强课堂考核、作业考核,平时考核与期末考核成绩的比例由原来的3∶7加大到6∶4,综合反映发酵工程课程实践性强的特色。三是实践教学实施“以考促训,以赛促练”,强化技能培养,规定技能考试不过关,不允许参加理论考试。四是在教学中注重因材施教和个性化培养。 5小结 当前生物技术飞速发展,发酵新产品不断涌出,它要求我们的发酵工程专业课教师在讲授传统知识的同时,不断学习发酵工程方面的前沿知识,及时根据发酵工程产品市场更新教学内容,同时在授课的过程中灵活采用各种教学方法,甚至有必要到工厂车间实习实训。从当前经济发展和高校改革趋势来看,生物技术专业不但在地方师范院校有很大的发展空间,而且也将是今后一些师范院校向综合型大学转型的必要环节。发酵工程课程作为生物技术专业的优秀课程,是微生物学、生物化学、数学、计算机技术的应用,同时又是分子生物学、细胞工程、基因工程技术的深入开展,而生化工程、生物工业下游技术、微生物遗传育种技术又是发酵工程课程的深入和补充,因此发酵工程课程在生物技术专业承上启下,是一门非常重要的专业必修课程。所以,在当前转型发展大形势下,发酵工程课程教学改革势在必行,必须以培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力为目标,在开展理论教学基础上,切实开展实验教学和生产实习,最终培养出满足企业、市场和科研需要的优秀毕业生。 作者:田华单位:信阳师范学院生命科学学院 生物技术方面论文:人才培养生物技术论文 1高职免疫技术方向教学现状分析 目前,专科和高职院校主要是针对免疫技术相关教学,课程的研究主要集中在医学、药学、护理专业,如广东岭南职业技术学院生物制药专业、郑州铁路职业技术学院护理专业、四川、黔东南民族职业技术学院基础医学部、辽东学院医学院免疫微生物教研室、郑州牧业工程高等专科学校动物医学系、江西科技师范学院药学专业等都有关于提高免疫学课程教学质量的相关研究。而关于生物技术专业的免疫学相关课程的研究只有几所本科院校有研究,如江南大学、新疆大学等。上述提及的单位只是对如何提高某些课程如《免疫学基础》的教学质量方面进行了研究,仅是提出了一些教学方法,如任务引领式教学法、多媒体计算机辅助教学法、小组学习法等,而没有从行业对人才的需求出发,在专业教学方面做出调整,以适应新形势下人才培养的挑战。 2武汉职业技术学院生物技术及应用专业免疫方向人才培养短板分析 该院生物技术专业在免疫技术方向主要针对抗体的生产,在相关课程的教学、开发方面还存在一定程度的欠缺,使得培养出的学生不能胜任对抗体生产有较高要求的岗位,限制了学生的发展,也限制了该专业在当前发展契机下的快速发展。该院在免疫技术相关课程的教学、开发的欠缺有如下原因:①该院生物技术级应用专业于2012年由微生物技术及应用专业更名而得。而此前的人才培养还主要偏向于微生物技术应用,对免疫技术的要求不高,相关的免疫技术课程开设力度不大,只有《分子生物学》、《免疫技术》两门课程。基础课程的薄弱,造成该院在免疫技术领域的人才培养力度欠缺。②此前该专业在已有的免疫技术相关课程体系不够完整,与当前的免疫技术对人才的需求脱节。导致生物技术专业毕业生在免疫技术方面的专业知识和技能较差。免疫技术相关企业招聘该校的学生后,仍要花费人力物力培训基础技术。因此,为了提升该院生物技术及应用专业在免疫领域的教学质量,培养出具备免疫技术相关技能、满足企业需求的毕业生,该专业应积极采取措施,走出人才培养困境。 3该院在免疫技术方向人才培养改革的应对措施 笔者自2013年7月到2014年7月,深入武汉某生物科技有限公司实习一年。该公司主要进行抗体的生产,是利用免疫技术进行生产的企业。该公司已经连续三年从武汉职业技术学院生物技术及应用专业招聘毕业生,是该院的深入合作企业。笔者在长达一年的实习过程中,了解了目前免疫技术领域的最新技术,掌握目前免疫技术领域发展的动态。更关键的是可以深入了解免疫技术企业对人才的需求点,并把这些重要信息反馈到学院,学院借鉴这些重要信息,使生物技术及应用专业在免疫技术领域的课程设置、课程开发、课程教学等方面与现阶段的需求相结合并得到提升,从而培养出具备免疫技术相关技能的合格人才。 4重构该院生物技术及应用专业免疫方向课程群 笔者通过一年的企业实习,对抗体行业的整体情况有所了解,对抗体行业对人才的需求规格认识深刻。并对抗体行业所需要的技术进行归类,然后重构目前免疫技术方向课程群,以期培养出抗体行业所需的人才。 4.1抗体市场的发展亟需高职生物技术专业培养掌握免疫相关技能的人才不考虑多克隆抗体在科研应用市场的营销额,仅就单克隆抗体药物在医药市场的销售来看,2000-2013年,全球单克隆抗体药物市场的复合增长率高达32%。抗体市场的规模逐年扩大,将吸引更多的人才加入这个行列。高职生物技术专业应抓住行业发展的机遇,积极推进专业建设,培养合格人才以迎合市场人才需求。 4.2积极适应行业需求,采取措施,力求改进人才培养现状该院目前具有培养抗体行业所需人才的课程群及技能培养基础。通过以上的企业实习及行业调查,不难看出,抗体生产企业需要掌握更多技能的人才。该院生物技术应用专业免疫方向必须要在现有的基础上做出改进,才能满足企业的需求。 4.3重新建构免疫方向课程群抗体行业所需的技能点必须通过拓宽免疫技术理论基础并强化技能点培养才能达到。因此,需要增设相关课程。 4.4重构课程群的可行性在原有的课程群基础上增设两门课程,重构课程群,增加的课程分别是《动物免疫学实验》、《抗原工程》、《抗体工程》。增设三门课程,意味着该院人才培养方案里面的课程设置要发生变动。目前的人才培养计划富有弹性,可以容纳三门课程。并且目前的师资力量、实验室条件足以进行这三门课程的教学。因此,改进现有课程群具有可行性。 作者:刘德超单位:武汉职业技术学院生物工程学院 生物技术方面论文:实验教学生物技术论文 1使学生参与到课堂教学中 在教学过程中通过学生反映,大多数同学感觉这门课程较难,要改变学生的这种认识,首先需要教师最大限度的调动和激发学生的学习兴趣,使学生能够积极主动到参与到教学中,而不是老师自己在自言自语。多数同学反映细胞分裂、染色体理论、DNA分子结构和孟德尔遗传部分内容在高中生物中已经接触过,那么在这部分内容的讲述中可以很好的让学生参与进来,形成以学生为主、老师对他们之前没有接触的新的知识进行讲解和补充,这样不仅可以使学生真切的体会教师授课的辛苦,更为关键的是可以充分调动同学们的积极性和主人公的参与意识。这种形式的教学不仅使学生对课堂知识掌握更牢固,也锻炼了学生们的课件制作、演讲等能力。在讲到体细胞遗传如克隆和基因组学如转基因部分等最新热点问题时,可以采取更为灵活的教学形式,如辩论赛、专题讨论等形式。这既打破了传统的以教师为中心,学生被动、消极的接受知识的局面,也有利于启迪学生的创新思维能力,对培养新的经济体制下的新型全面的人才也非常有利。通过各种途径让学生参与到教学活动中,在培养同学们参与意识的同时,充分调动了同学们对遗传学课程的兴趣,同时也加深了对重点和难点内容的理解。 2充分使用多媒体和网络教学手段 遗传学作为生命科学专业的一门专业基础课程,部分章节或内容相对抽象,学生不易理解,这时可借助多媒体教学把生命的微观结构或动态生命过程通过动画形式展现出来,或把课堂难以控制的演示实验通过播放录像的形式演示出来,或把某些应用性强的知识通过视频教学方法展现给学生,使学生真正理解所学知识,从而实现宏观与微观、整体与局部、动态与静态的有机结合。利用当代大学生对互联网的依赖性,可引导他们利用网络进行专业学习,将课堂教学与引导学生网络学习相结合。如在讲到某些热点问题时,可引导学生自己通过互联网查询相关信息,并把自己了解到的、体会到的给大家讲解,这样通过广泛的发挥同学们的作用,使大家都可以了解到相关的最新学术信息。互联网教学不仅提高了教学效率,丰富了学生的知识面,也使学生参与进去,培养其主人公意识,真正对该学科产生兴趣,从而愿意学、乐意学。 3引入实验教学 遗传学课程牵扯到许多的实验,如DNA是遗传物质的证明、遗传定律的证明、PCR技术、染色体核型分析等如果没有实验教学而只有理论教学的话,就会使学生相对难以理解。这门课程本身就是理论与实践相结合的学科,通过开展相关实验,不仅验证了课堂教学的理论,而且可培养学生的实验设计及用理论知识进行实验技术分析和解决问题的能力,使学生养成良好的科研习惯。纵观国内众多相关院校都开展了遗传学的实验教学,因此我们可以参考和学习他们的经验,编写和制订适合本校学生的遗传学实验指导。综上,遗传学实验课程的开设非常有必要。 4注重理论与实践的相互结合 学习的目的是为生产和生活服务,如果能使学生真正认识到这门课程开设的重要性和必要性,必将极大的吸引学生学习的兴趣。教师在教学的过程中就要时刻注意理论和实践的相互结合。例如在绪论的讲解过程中,可以提到达尔文进化论的发现过程、孟德尔实验过程中的种种故事,使学生树立科研的观念和信心。在讲到自由组合定律及连锁遗传定律的过程中,不仅要把相关的理论讲解透彻,而是让他们真正了解和知道他们对生产和生活所起的作用,可以列举相关的实例如在动植物育种中自由组合定律的应用及连锁遗传中通过重组率可以有效的估计育种群规模。遗传学的发展在最近一二十年异常迅速,而教科书的更新非常有限,作为教师一定要及时的了解和把握最新的科技动态,把最新的研究成果贯穿到授课过程中,而不是仅仅传授书本知识。如讲到性别决定和性连锁一章时,可以适当的讲解性别决定和性别控制的方法,最近的研究成果通过流式细胞仪可以把X和Y精子进行分离,实现按人们意愿来决定性别的目地。在讲到性别决定类型里面的自由马丁牛时,可以适当讲解双胎和多胎的危害。总之,在授课过程中不仅要注意基本理论知识的灌输,还要注重与实践的联系,使课堂教学充满乐趣,让学生真正明白这门课程的重要性,从而愿意学、想学好。通过对遗传学教学方法和内容的改革,最大限度的激发学生的学习积极性,实验课的开设使学生更深刻的理解理论教学内容,又能使学生施展和发挥其创造性思维,培养其严谨的科学态度和科研兴趣。但改革是一个不断的漫长的过程,尤其是实验教学,需要我们不断的探索和改进。 作者:孙丽萍宋丽丽时桂芹单位:郑州轻工业学院食品与生物工程学院 生物技术方面论文:食品检测生物技术论文 1.生物技术的主要特点 以生物的免疫、基因、敏感等方面的特点为基础,运用科学合理的方法对具有检测功能的试剂进行制作,进而检测食品的安全性就是生物技术在食品检测工作中的应用原理。在食品检测工作中,生物技术具有诸多优势,例如速度快、范围广以及准确度高等。一般而言,主要的生物检测技术有免疫技术、生物传感器技术、生物芯片检测技术、酶技术等。为了使我国的食品安全检测工作得到提升和发展,我们就需积极对生物技术进行有效运用,并加大开发力度,使其发挥出更大的价值。 2.食品检测中主要的生物检测技术 2.1聚合酶链式反应技术在转基因检测上,聚合酶链式反应技术已得到了有效运用。聚合酶链反应简称为PCR,PCR技术主要通过三个阶段对食品进行安全检测,即变性、复性以及延伸。对DNA模板进行建立,将寡核苷酸作为引物,通过聚合酶作用,沿DNA模板顺序以半保留复制的方式延伸而完成DNA分子复制就是PCR技术的基本原理。在依靠多次的增容以及扩展以后,PCR会变成符合食品检测需求的检测物。该技术由于具备诸多应用优势,因此之后也被合理运用到了各大领域中,尤其是在食品安全检测工作上,该技术已显示出了较好的运用前景。但与此同时,聚合酶链式反应技术也存在着一些不足之处,比如食品中假若有已死亡的细菌存在,那么便会显示为假阳性,针对制毒微生物所产生的毒素,该技术也无法进行全面检测。 2.2生物传感器技术在对生物传感器分子识别原件进行选取时,需使其具有较好的选择性。在和待测物的特异性进行结合以后,依靠对应的信号转换器,分子识别原件所产生的光、热等复合物可促使其进行转化,变为能够输出的的电信号以及光信号,并可将其进行放大然后输出,最后得到检测结果。一般而言,生物传感器具有许多优越性,例如操作简便、敏感性高、反应速度快等,相比于传统性质的食品检测方法,此种检测方法更具科学合理性。另外,运用生物传感器技术,可使安全可靠的食品检测系统得到建立完善。运用此技术,可使检测所用时间得到缩短。倘若要对牛奶以及热狗等食品中的葡萄糖球菌肠毒素进行检测,就可促使其灵敏度得到明显提高,并有效地控制好检查时间。但对当前的实际情况进行分析可知,受计算机技术、生物材料等因素的影响,在食品检测方面,生物传感器的商业化程度仍旧不高。 2.3酶技术在对食品中的残余农药以及微生物污染进行检测时,我们主要可运用到酶检测方法,而这也是较为常见的一类食品检测方法。与此同时,在食品安全检测领域里,酶联免疫分析检测技术已得到了广泛运用。该技术对酶学以及免疫方法进行了结合,并具有较高的准确性以及灵敏性。在对蔬菜和水果当中的菌剂噻菌灵进行检测时,酶联免疫分析检测技术已显示出了较好的敏感性。当前,美国化学会已将此方法纳入到了农药残留检测法当中,而在我国,该检测方法也得到了广泛运用,并取得了较好的效果。 2.4生物芯片检测技术随着全球化经济的发展以及各国贸易的加强,进出口食品也在不断增多。所以,为了对进出口食品进行有效检测,就需运用到高质量、高安全的食品检测技术以及安全监控体系。作为一类高新生物检测技术,生物芯片检测技术在进出口食品安全检测工作中已得到了有效运用。该技术主要对光导原位合成进行了运用,可将大量的生物大分子按照一定顺序进行固化。针对已经通过标记的待测生物样品,该技术可对其中靶分子进行杂交,并运用特定设备对杂交信号的强度进行快速检测,在对检测仪器进行选取时,可优先选用电荷偶联摄影像机,或是运用激光共聚焦完成扫描,进而统计出样品中靶分子的数量。针对食品的安全状态,运用生物芯片技术,我们可进行深入了解。另外,在进出口食品监管管理工作中,快速反应系统以及预警系统的建立完善都离不开生物芯片检测技术。 2.5免疫法当前,在食品生物检测技术中,免疫法具有最高的灵敏度。另外,该技术还具有容易操作、再现性好、科学可靠等优点,并在食品安全检测工作中得到了有效运用。免疫法可对蛋白质进行检测,蛋白质之间的物理性质以及化学性质差别较小,而运用免疫法则可进行有效区分。 2.6基因探针技术当前,基因探针技术主要分为两种,即同相杂交以及异相杂交。在对食品安全进行检测时,大肠杆菌检测是一项重要内容。对大肠杆菌进行分析可知,其具有p一葡糖苷酸酶的特性,在进行检测时,可对以B一葡糖苷酸酶为目标的DNA探针进行制作,使食品检测工作的效率得到提升,并对传统食品安全检测工作中的问题进行有效解决。 3.食品检测生物技术的具体运用 3.1检测食品的品质和成分针对食品的成分以及品质,生物感应器是最为常见的检测方法。在早期,所使用的生物感应器主要为葡萄糖感应器,可对食品的含糖量进行有效检测,并得到了广泛运用。例如,在对鱼类新鲜度进行检测时,日本已使生物传感器实现了商品化。另外,针对食品中含有的香味物质,在进行检测时还可运用到生物技术。具体的操作方法是:将蛋白和需进行检测的某种气味进行结合,使其成为敏感材料。对于人类身体健康以及生态环境,转基因食品会带来一定负面影响。所以,对转基因食品进行检测就变得尤为重要。当前,主要的检测技术有蛋白质检测、酶活性检测以及有酸检测三种。 3.2检测食品中的有害微生物对科学有效的食品检测技术进行运用,可使微生物的传播得到较好控制。对于人类健康,食品中的微生物会带来一定危害,并严重降低食品质量。因具有诸多优势,在微生物的检测工作中,生物检测技术已取得了较好效果。当前,在对食品微生物进行检测时,常用的生物技术主要有酶联免疫技术、生物传感技术以及合酶链式反应技术。 3.3检测食品中的残余农药)随着时代的发展,如何对食品中的残余农药进行有效检测和分析已受到了人们的高度关注。倘若食品中残留农药,人民群众的生命安全就会受到严重危害。当前,在食品残余农药检测方面,主要运用的生物技术有酶技术以及生物传感器。 4.结束语 综上所述,在食品安全检测工作中,生物检测技术因具有诸多优势已受到了有效运用,并具有较好的发展前景。而为了对人民群众的生活质量进行提升,使食品安全得到保障,我们就需对现有的生物检测技术进行运用,并采取措施对生物检测技术进行革新和完善,使其价值得到最大发挥。 作者:黄敏江单位:佛山市三佳食品有限公司 生物技术方面论文:实践教学生物技术论文 生物技术实验教学平台为我校动物科学、生物技术、生物技术等本科专业开设实验课程,从教师的教,学生的学和考核机制三方面入手进行了研究。 1需要培养建设一支高素质的教师队伍高校教师的业务水平如何决定培养学生能力的高低。通过教师攻读在职学位、到高校进修,开展各方面的交流活动,教研室所有教师都要参与实验、实习、课程设计、大学生科技创新等实践教学环节,不断提高教师的业务素质和工作能力,将成为人才培养的保障。 2需要建立科学合理的实践教学计划根据具体培养要求,在培养计划中建立一个基本完整的实践教学模式。按照实践教学目标体系,整合实践项目和内容。在学生入学后的不同学习阶段,分别在各个实验室进行学习,按照循序渐进的教学原则,设置各个课程的验证型,综合型实验,另设置基础和专业课的实习和实训,虽然这些课程都有专门的培养方案和教学安排,但如何科学安排好各个课程的衔接,还需深入研究。 3需要研究实践教学体系的组成按照专业实践能力培养的自身规律性,首先针对本专业的培养目标,体现理论教学与实践教学相互联系,建立符合实际、具有科学性和操作性的实践教学体系,分别包括了实践教学基础训练(课程教学实验、专业教学实验)、实践教学的依托训练(毕业实习、科研训练)、实践教学优秀训练(各种设计性实验、毕业论文实验)、实践教学补充训练(社会实践),这四个训练贯穿整个学程,构成培训学生基本能力、综合能力和创新能力的平台。教学实践环节可分为四大类进行:认知实践:结合基础阶段所学理论,激发学生对本专业后续课程的求知欲望,为学习专业基础课和专业课提供感性认识;课程实践:选择一些专业主干课程,根据每门课程的授课内容和教学进度,安排学生实习,加深学生对授课内容的理解;专业实践:使学生系统参与专业课的具体实践,培养应用与创新能力,团队协作和交流能力。落实到各个专业课程的实践中;综合实践:按本科培养方案的要求,撰写毕业论文,组织答辩。实验考核的效果能够反映平时实验课的成绩,考试的目的是为了促进学习,从而进一步保证实践教学质量的不断提高。 4改革实习环节,以社会实践为补充,充实第二课堂内容学生要能够综合运用所学知识了解实际问题、能够独立分析和解决实际问题的最好途径是实习。生物技术专业的课程包括教学综合实习、专业实习和社会实践三个方面。实践性较强的课程都加强了课程教学综合实习。按照专业培养目标的要求,有计划有组织地参与社会活动,了解现实社会、认识当今的国情、增强年轻人的学习使命感和社会责任意识,在实践中进一步完善知识体系,使学生增强适应社会的能力。第二课堂在培养学生综合素质等方面发挥着重要的作用,如组织课题组活动,参与大学生科技创新项目,到实践基地参观实习。在教学实践环节中实验考核的效果能够反映学生对待实验课的态度,进一步保证实践教学质量的不断提高。 5需要建立有效的实践教学考核体系实现教学目标的一个重要手段是在一定的时间内进行教学评价,它是教学工作的重要环节。学习尝试有些实验课作为单列的课程,根据各实验课程的要求及不同情况,采取各自不同的实验考核办法。实践证明实验考核可以调动学生的积极性,加强学生应对挑战的能力。总之,通过认真总结、借鉴国内外大学实验实践教学中可以采用的方式、方法和途径,增加交流学习的机会,认真研究高等院校学生的特点、调动同学们参与意识,进一步发挥教学平台的优势,创新实验、实践、模拟、见习等多种教学方法,为学生提供更多的实践机会。切实有效地加强大学教育的实践教学环节的组织和管理,提高实践教学环节的教学质量,使实践教学能真正发挥优秀作用。 作者:姜成哲崔明勋高旭王妍单位:延边大学农学院 生物技术方面论文:导师制引入生物技术论文 1传统培养模式的不足 从大的环境方面上看生物技术专业人才有巨大的市场潜力,但从目前毕业学生实际就业率看,生物技术人才市场供给和需求信息是非常不对称的,而且相关的专业人才就业与企业对人才的需求也是不对称的。一方面企业需要人才,但是在另一方面上,毕业生的综合素质却远远不能满足企业的需求,这充分说明,传统的生物技术人才的培养模式存在欠缺和不足。 1.1理论教学中的不足众所周知,生物技术作为一个新兴的理科专业,学科专业交叉性强而且涉及领域非常多,所以学科内容涉及的范围广,内容比较杂。这就对任课教师的理论素养和能力提出了较高的要求,但是,很多开展此专业培养的高校却并未建立一支属于生物技术专业的专职实验教师队伍,使得大部分的教师既要承担理论教学,又要承担实验教学,任务繁重,教师没有充分的时间去提升自己的理论素养、去思考如何提高教学质量。 1.2实验教学中的不足生物技术专业实践性较强,所以实验课程较多,仅利用上课时间完成略有勉强,不利于学生充分吸收实验课程的内容。有一些实验耗时较长,在规定时间内可能无法完成,须利用课余时间来继续完成,学生急于求成,难免将实验当成一种负担,粗糙的任务式完成。同时,由于学生多,教师少,教师对于实验教学的监督力度也是不够的,对于实验考核方面也缺乏严格合理的制度来促进学生对实验的动手能力的培养。 2“导师制”的实施方案 为了提高教学质量,使得生物技术专业本科生的培养与社会需求相符合,笔者提出“导师制”培养实施方案:①本科生在读期间,每个学期均可报名参加学校老师的科研课题。②根据学生自愿及老师挑选的双向选择下,每个课题安排一至两个组的同学。每个组6个同学。③课题的主持人为导师。④课余及寒暑假期间,课题组学生跟随导师熟悉实验器材的使用、实验室规则,以及动手协助老师完成科研课题。⑤导师定期组织课题组学生开组会。组会内容为汇报一段时间内的实验成果,对完善实验提出各自的意见并讨论,指导、组织大家从理论上学习1~2种实验方法,形成互相监督,互相学习的氛围。⑥导师将学生的组会发言,动手能力,积极程度等方面进行考核,给出评分,计入毕业成绩总评。 3“导师制”培养方案的探索 3.1优势①教师方面:“导师制”的实施由于需要对学生进行实验的具体指导,以及组会的组织,对身为“导师”的教师提出了更高的要求,这必将促使教师不断的学习,提高自身的科研素养,并锻炼教师的管理组织能力。②学生方面:“导师制”注重理论结合实践,要求学生参加到具体的课题设计、实施中去,极大的提高学生学习理论知识和参与实验的积极性,培养了学生的科学素养,锻炼其动手能力;而定期组会的开展,要求学生不但要对自己的所学进行总结,还要能洞察其他同学的不足之处,因此要求学生做足会前准备,提高了他们的自学能力和学习效率。③资源方面:“导师制”的培养方案充分利用闲暇时间,学习和使用实验器材,使实验资源得以优化利用。 3.2不足及解决途径①“导师制”需要学校有合适的科研课题,并且其数量要满足学生的需要。为了解决这个问题,学校要出政策鼓励教师申报科研课题,甚至鼓励学生申报科研课题。在教师和学生的双向选择上,学校要宏观调控,避免出现各课题组成员人数的失衡而导致的课题资源的浪费。②“导师制”要求课题组的同学一直跟进一个课题,而每个课题的研究方向、涉及的实验方法都有局限性。可能导致学生接触的知识点不全面。因此,学校应允许学生在读期间每个学期都可以根据学习任务及自己的学习情况申请参加不同的课题研究。考核也应放在毕业总评中,而不是放在特定的某个学年。 4总结 “导师制”的人才培养方案能让学生尽可能的不受实验室、实验学时、实验项目的限制,在导师和学生的互相监督下,在学校加强管理的基础上,可使学生在合理安排自己课余时间的情况下,较自由的应用学校的资源,促使其更好的学习专业知识,熟悉实验仪器的使用、实验步骤的实施以及实验的具体操作,注重对学生实践能力的培养;同时,培养了学生自主学习能力,创造了条件帮助学生积极参与学习,使学生乐学、爱学、善学,促进学习效率提高。在此培养模式下培养出的本科生将具有良好的科学素养、创新精神、组织沟通能力和动手能力,与社会对此类人才的需求更加衔接,符合生物技术专业本科生的培养目标,值得尝试推广。 作者:刘瑞珍单位:赣南医学院 生物技术方面论文:农业种植生物技术论文 1农业种植中应用生物技术的重要意义 随着科学技术的发展,生物技术得到了快速发展,尤其是近几年才兴起的新技术,具有投资少、产量多的优点,在农业种植领域中广泛应用生物技术具有十分重要的意义,不仅能有效提升我国农作物产量减少资金投入,也可以提高农产品产量,并且可以实现自然资源的综合利用,因此,生物技术对资源的利用具有重要影响,可以确保环境保护工作的有效开展。 2农业种植领域中生物技术的应用 随着生物技术不断的发展和进步,生物技术在农业种植中得到广泛应用,主要包括以下几个方面: 2.1转基因技术转基因技术应用到农业种植领域中,即通过将某一农作物的优良基因转移到另一农作物上,以达到提高农产品产量、产品质量的目的。转基因技术的工作原理是通过对某一农作物的基因进行改造,并重新组合,最终将其导入到生物体内,其中,目的基因的提取是转基因技术的优秀,据调查了解,当前农业种植中应用最多的生物技术则属于转基因技术,转基因技术对农业种植具有十分重要的意义,在农业种植领域中,常用的基因有种子贮藏蛋白质基因、苏云金杆菌抗虫基因等,由于植物中提取的目的基因具有良好的性能,因此,利用转基因技术提取植物中的目的基因,并将其转移到另一农作物上,不仅可以促进农作物的生长,也可以提高农产品产量、质量,因此,转基因技术应用在农业种植中具有重要作用,其可以有效促进农业的可持续发展。随着我国对生物技术的不断研究,转基因技术将会得到进一步发展,并且转基因技术的应用规模也会逐渐扩大,据资料表明,当前转基因类植物的种植范围正在不断扩大,在我国农业种植中,利用转基因技术种植的植物面积呈进一步扩大的趋势。除此之外,在农业种植中生物技术最为突出的则属于杂交育种技术,杂交育种技术与转基因技术相比,其操作更为简单,在农业种植实践中,杂交育种技术已取得了良好的效果。 2.2组织培养技术组织培养主要工作原理是在细胞全能性的基础上利用人工诱导的组织培养技术,这就要求植物细胞需要处于无菌的状态下,才能确保植物细胞得到良好的发育,最终生长成完整的植株。将组织培养技术应用到农业种植中,既可以加快植物繁殖的速度,也可以在固定的时间内培育出满足符合当地农作物生长优良品种,同时还能够有效防止病毒对农作物幼苗的侵害,因此,针对组织培养技术对农作物生长的有利条件,在今后的农业种植中,应大力推广和运用组织培养技术,但是,组织培养技术在农业种植中,应注意以下几点:在植物组织培育中,培育植物的阳光温度、湿度等应满足植物组织培育的条件,并且培养基组成结构、pH值等化学条件也应符合标准要求,有效控制外界因素对植物组织培育的影响,为植物组织培养发育提供优质的条件,并且在初代培养外植体过程中应做好外植体褐变处理工作,由于外植体在接种过程中容易发生褐变现象,然而,褐变现象的出现将会影响植物外植体的培育,所以,做好褐变处理工作,以保证植物培养工作顺利进行。 3结语 通过分析生物技术在农业种植中的应用,可以看出农业种植中生物技术的运用具有良好的发展前景,尤其是转基因技术,在生物技术研究中,应加强转基因技术的研究,并扩大其他生物技术的研究,如光合作用、生物固氮技术等技术的研究,突破现阶段受科研水平限制的因素,使生物技术在农业种植中得到广泛应用,进而促进农业的不断发展。 作者:严昕辉单位:九台市九郊街道办事处农业服务中心 生物技术方面论文:创新人才培养生物技术论文 一、生物技术的发展与人才培养的趋势 最早的生物技术起源于远古时代,传统的生物技术被用于发酵食品,或抗生素,现代的生物技术被用于分子生物学,如克隆技术等。高端全面的技术人才是生物技术发展的优秀竞争力,生物技术是在我们生活中应用最广泛的一门学科,如:医学、环境、农业粮食等领域都应用到生物技术,可谓生物技术与我们的生活技术息息相关。生物技术的特殊性,使得我们不得不重视这方面的人才培养。高等院校作为高等人才培养的基地,对人才的培养起着决定性的作用,生物技术作为近些年高等院校先增添的一门学科,已为社会各界培养了大批的人才。但随着社会和经济的加速发展,传统人才培养模式已经不能完全满足当代人才培养的需要,因此对高校而言,发展一种创新型的人才培养模式是非常必要的。 二、坚持与时俱进,探索创新人才培养途径 培养模式是人才培养的关键,科学合理的培养模式,能够最大程度的丰富学生的知识,同时能够提高学生的自主创新能力,使学生学以致用。在人才培养的方案制定过程中一定要与人才的培养目标相符合,这样才能满足人才培养要求,而人才培养的质量又要与人才培养目标相一致,这样才能满足社会对人才的要求。在培养过程中我们要制定合理的课程体系,注重学生个性发展,使其能够体现出自己的特点,发挥其优势。 (一)理论与实践相结合,提高学生解决实际问题的能力传统的生物技术学科教育,是在课堂上进行基础理论知识的传授,然后再进行一些理论性的实验教学,这样的教育模式虽然使学生掌握了课本的理论知识和一定的动手能力,但是却忽略了对学生的创新引导。同学们没有掌握解决实际问题的能力,这就使得一些毕业学生进入企业后有种摸不着头脑的感觉。针对这些问题,我们在要改变传统的教育模式,教师要更多带学生到企业中去学习实践,把企业中所用的生物技术更好转化成教学实验,改变传统的实验条件和环境,这样不仅能够提高学生今后解决实际问题的能力,也能激发学生思考问题的能力,使学生能够更快更好的适应社会,回报社会。 (二)分析学生特点,因材施教,有针对性培养生物技术作为一种新兴的学科,其发展必将带动更多的高新技术和产业的创新,而生物技术的实践必须靠一批高素质人才去开拓,传统的理论教育可能无法满足发展需要。这就需要在培养人才的过程中,认真分析每位学生的特点特长,指导教师可有针对性地进行具体化教学,这样一方面学生可以更有效率的利用学校的教育资源,不至于一群学生去挤着一台机器做实验。另一方面,针对学生特点制定的科教方案,可以更充分调动学生的学习兴趣,开发出学生的特长,从而提高创新意识和创新思维。针对性的教育培养模式,不仅使教师的教学任务减轻了,也使学生学习方向更加明确,掌握的知识更加扎实,且培养了学生的实践能力以及创新精神,一定程度上提高了今后就业的竞争力,更能体现高校为社会培养人才的目的和水平。 (三)加强创新思想引导,提高创新能力生物技术学科是一门发展的学科,更需要与时俱进、勇于创新的新型人才。所以在生物技术学科人才培养中,我们要始终坚持加强创新思维的培养,把培养创新的元素融入到整个教育过程中,从教学内容的更新,教学工具的更新,教学方法的改善,教学条件现代化等各个环节进行创新性引导。 三、生物技术的展望与生物技术人才的未来 当今社会是经济高速发展的时代,谁掌握了科技,谁就掌握了发展的方向。生物技术学科是一门交叉性、实践性很很强的学科。其不仅具有高新的技术性,还有广泛的应用性,社会各界都需要这方面的人才。农业、医学、工业、环境等都有生物技术的应用,生物技术能够解决许多人类面临的难题,同时也能在生产中产生很多的经济效益。人才是推动科技创新的关键,优秀人才不仅能够运用知识解决实际问题,同时也能根据自己的创新思维去推动技术的革新。 作者:佘美华单位:南华大学药学与生物科学学院 生物技术方面论文:金刚石生物技术论文 1引言 近年来,随着我国的经济发展和社会进步,无论是地质找矿,还是工程勘察,对钻探的需求都越来越大,也都面临着地层越来越难打的问题。而金刚石———这一超硬材料的出现,不仅大大地提高了普通地层的钻进效率,而且解决了坚硬地层进尺难、不进尺等问题。然而天然金刚石在大自然中存在少,且难以开采,用于制作钻头成本高。近些年的人造金刚石,可以说很好地解决了这个问题。众所周知,金刚石由C原子构成,和石墨的成分一样,同为C元素的一种单质,区别在于石墨排列松散而金刚石排列致密。人造金刚石的主要原理即是利用高温高压使得石墨中本来松散排列的C原子重新定向排列,形成紧密、有序排列的金刚石。然而利用高温高压合成金刚石,不仅需要消耗大量资源、能量来提供高温高压环境,而且需要的时间长,合成出来的金刚石颗粒远远小于天然金刚石。故笔者想到,是否有其他方法,能够在常温常压下合成人造金刚石,并尽可能地缩短合成时间、增大合成所得的颗粒。大自然是神奇的,自然界存在许许多多神奇的生物,能够通过自身作用,产生对人类生产生活有用的物质,如蚕吐丝、蚌壳生珍珠,故笔者联想到,是否能利用生物来生产金刚石呢? 2实现的可能性讨论 2.1耐高温耐高压生物的找寻首先,我们想到,金刚石的制造需要高温高压,故要寻找能够制造金刚石的生物,我们可以从寻找能够在高温高压下生存的生物开始,逐步破解难题。通过查阅资料,我们发现,世界上生命力最强的生物———熊虫。熊虫又名水熊、水熊虫,是缓步动物门生物的俗称。这是一种小型动物,主要生活在淡水沉渣、苔藓植物水膜和潮湿土壤中,还有一少部分生活在海水潮间带。这些熊虫分布甚广,无论是在海拔6000米以上的喜马拉雅山脉,还是深度4000米以下的深海中,都有他们生活的足迹,北极、热带、温泉、深海中,都有分布。不仅如此,即使在真空中,水熊也可以生存。水熊,这种世界上生命力极强的生物,极难被杀死。水熊是一种小型动物,只能在显微镜下才能观察到。熊虫生命力极强,根据实验数据显示,具体体现在如下四个方面:(1)生存温度,即使在零下200℃的环境中,也能生存3-5天;当温度降至零下272℃时,亦能存活2分钟。(2)生存空气,熊虫在真空中能生存。(3)放射环境,熊虫不惧放射线,在5700格雷强度的放射线下存活良好(1格雷放射线相当于5000台胸透仪的放射强度,10~20格雷强度的放射线就能轻易杀死人类或者地球上大部分的动物)。(3)生存压力,即使在600兆帕的压力环境下也能生存。德国佛莱堡大学的拉姆(20世纪20年代)研究发现,即使将熊虫置于很极端的环境下,只要给予水分和正常温度,熊虫即能复活并且缓慢移动。另有科学家给予盐矿中冬眠数百年的水熊虫水分和营养,水熊虫能够苏醒并恢复。然而,通过以上分析,我们发现,世界上生命力最强的生物,却最多只能承受600mpa的压力和150摄氏度的温度,远远低于人造金刚石的熔媒法所需的静态超高压(50~100kb,即5~10GPa)和高温(1100~3000°C)。同时,我们发现,本身制造金刚石需要高温高压,那么寻找这样一种生物载体,却还是要将金刚石置于高温高压中,并没有从根本上解决问题。因此,从这个角度出发的生物制取金刚石的方法,并没有实际意义。 2.2蚕吐丝、蚌壳生珍珠的启示我们考虑是否能够通过蚕吐丝和蚌壳生珍珠的类似原理来制造金刚石,故首先我们先来分析蚕吐丝和蚌壳生珍珠的原理。蚕吐丝形成的原因:桑叶当中,含有水、蛋白质、糖类、脂肪等成分。蚕吃进桑叶以后,经过消化分解,吸收桑叶中的蛋白质和糖类,造成绢丝蛋白质。绢丝蛋白质再形成绢丝液,绢丝液经过蚕的吐丝和凝固作用,就成了丝茧。天然珍珠形成的原因:关键在于,刺激蚌的外套膜表皮细胞,使其急剧分裂增殖,逐渐形成珍珠囊从而包围刺激源。在此刺激下,蚌壳会分泌珍珠质,从而形成以刺激源为中心的珍珠。若刺激是均匀的,则形成的珍珠是圆球形的,若刺激是不均匀的,则形成的是非圆球形的珍珠。通过以上分析,我们发现,无论是蚕吐丝还是珍珠的形成,都是生物将该种物质的原料消化、整合、重新分泌,并且层层叠加,分泌凝固后从而形成不同形状的新物质。那么联想到这一点,我们考虑,是否有这样一种生物或者生物技术,能够将含C物质分解成C原子并将C原子按照金刚石的微观原子构造进行重新排列,即类似于微观操作技术,从而在常温常压下得到金刚石。鉴于现在化学技术发展水平,已经可以对原子进行操纵和排列,所以,以上想法是有可能实现的。然而,现在自然界中,并不存在一种能够消化含C物质并吸收分泌出C原子层层叠加的生物,故单纯利用自然界已经存在的生物本身特性制造金刚石在目前来看,是不具有实现的可能性的。 2.3实现性分析排除自然界中有生物能制造金刚石的可能之后,我们考虑采用当下火热发展的生物技术来制造金刚石。眼下,现代生物技术迅猛发展,现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程,它们逐渐影响着和改变着人们的生产、生活方式。所谓生物技术是指“用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术”。根据前文分析,我们考虑用基因工程的方法来制取金刚石。基因工程要素包括外源DNA、载体分子、工具酶和受体细胞等。首先需要解决的是外源DN段,目前还未发现有生物可以产生碳单质,所以目前外源DN段的获取这一条件还未满足。不过,虽然目前还没有发现这一外源DN段,不过我们大胆的猜想,如果世界上有这样一种基因能够分解含C的化合物,从中得到C单质,并且能够将C单质按照金刚石的排列形状紧密重组、排列。那么就可以将此外源DNA导入受体细胞,利用生物在常温常压下得到金刚石,从而节省工业生产金刚石中提供高温高压而消耗的能源。所以,利用基因工程得到金刚石是有可能的,不过它的实现需要生物工程上的突破,现阶段只能是假设和猜想。此外,可以考虑利用细胞工程、基因工程中,对微观分子、细胞的操作技术,考虑对C原子按照金刚石的排列顺序进行重组排列,从而在常温常压下制取金刚石。 3结论 为了实现利用生物、生物技术制造金刚石的目的: (1)我们首先考虑寻找耐高温高压的生物,即使世界上生命力最强的生物熊虫,也无法承受人造金刚石所需要的高温高压。而且我们发现,本身制造金刚石需要高温高压,那么寻找这样一种生物载体,却还是要将金刚石置于高温高压中,并没有从根本上解决问题。 (2)其次,我们借鉴蚕吐丝、蚌壳生珍珠的原理,得到常温常压下利用生物技术生产金刚石的思路:将含C物质分解成C原子,按照金刚石的微观排列构造顺序进行排列。 (3)最后,分析了现有的生物技术,并提出可利用基因工程中对基因的改造、细胞工程中对微观物质的操作来生产金刚石。 作者:张真陈杰单位:中南大学 生物技术方面论文:生物制药下的生物技术论文 1酶联免疫吸附试验 酶联免疫吸附试验也是一种在现代生物技术之上发展而来的疫病的诊断技术,其英文翻译为Enzymelinkedim-munosorbentassay,因此其英文简称为ELISA,目前主要应用在生物体液的微量物质的检测过程中,具有很好的检测效果。其检测或是诊断的一般过程为,先将抗原或是抗体或是抗原吸附在固相的载体上,然后再对于固相载体进行染色,染色剂采用的是免疫酶,最后根据实际的染色效果进行判断。目前ELISA在猪传染性胃肠炎、牛副结核病、牛传染性鼻气管炎、猪伪狂犬病、蓝舌病等的诊断中已为广泛采用的标准方法。 2现代生物技术与兽药的发展 2.1现代生物技术与疫苗 现代生物技术的优秀技术就是DNA重组技术,因此其直接进行操作的对象就是细胞机体或是基因、遗传物质。近些年,克隆技术的不断发展为畜禽类的疫苗的开发和研制奠定了良好的发展基础,疫苗不仅可以减少人类很多疾病的发生率,而且对于畜禽类的疾病预防也会起到很好地作用。基于现代生物技术基础之上的基因疫苗对于当前的兽药的开发以及增加牲畜的免疫抗性是具有极大的可行性和应用前景的。 2.2现代生物技术与生物制药 现代生物技术的一个很重要的方面就是生物制药,这对于兽药的研制也是非常重要而又具有很好的应用价值的。生物制药主要分为两类,天然生物药物和基因工程药物。天然生物药品:这类药物的主要是利用生物体、生物组织或其成分,综合运用微生物学、物理学、药学和生物学的原理与方法制造的用来预防、诊断或治疗的生物制品。基因工程药物:主要是利用重组DNA技术生产的多肽、蛋白质、酶和细胞生长因子等。激素类、可溶性细胞因子受体类、细胞因子类是其主要的种类。 3结束语 进入21世纪以来,现代生物技术的应用程度在不断加大,应用的范围也在不断扩大,这对于我国的医药、兽药、兽医学等的发展起到了良好的促进作用。并随着国际贸易额的逐年增加,给我国的畜禽在出口以及进口的安全检疫等方面提供了极大的便利,为促进我国的经济发展、保障我国的食品食肉安全创造了一个良好的环境。在充分看到其良好发展前景的同时,我们还需要关注起发展过程中的困难和问题,并且加大经济的投入和科技的支持,加强各方面的协作,共同努力,共同攻关,努力将我国的兽医兽药行业做得更好。 作者:王立明 单位:吉林省伊通满族自治县动物疫病预防控制中心 生物技术方面论文:纳米孔改进生物技术论文 纳米孔的基本工作原理:纳米孔位于2个电解液室的防渗膜上,当电压作用于电解液室,便形成穿过孔的稳态离子电流。孔径中离子通量的瞬息变化使得生物大分子分布于膜上,因此检测通过孔径的电流使得分子识别成为可能。电解液室内的带电分子样品(如DNA和蛋白质)在孔隙进出,产生离子电流信号的一系列波动。这些信号的波动反映了样品的许多特性,包括分子大小、浓度和结构。掌握纳米孔的尺寸、其表面特性、施加的电压以及溶液条件,就可以通过调整纳米孔来检测不同类型的生物分子。由于纳米孔检测不需要生物分子修饰、标记或表面固定化技术,因此这项技术可以检测大范围的生物分子及复合物。然而这项技术的应用需要不同孔径、不同材料的纳米孔,研究者对各项技术的改进确保了纳米孔的稳定性和分辨率,新技术和新形式的纳米孔扩大了此项技术的应用。此外,纳米孔技术作为低成本、高效率的DNA检测技术,研究已经取得了巨大进步。本文着重介绍分子生物学技术的组合,以及纳米孔技术的新进展。 1纳米孔生物技术的改进 从嵌入溶血素蛋白通道对血脂的试验研究开始,研究者们在过去10年中开发和探索了多种类型的纳米孔。α-溶血素是一种能天然性地连接到细胞膜中继而导致细胞溶解的蛋白质,它第一个被用来做成生物纳米孔模型。模型中,一层生物膜将溶液分为2个区域,α-溶血素蛋白嵌入生物膜中形成纳米孔。当DNA分子穿过纳米孔时阻断电流会发生变化,这时灵敏电子元件就能检测电流的变化。但是,由于4种碱基的理化性质比较接近,所以读取序列实际上比想象的困难得多。此外,有效减少电子噪声仍旧是个挑战,通过降低DNA的位移速率可以部分减少噪声。最近出现了新形式的仿生纳米孔,其中包括丝蛋白毛孔[1]和仿生核孔复合物[2]。跨孔形成的侧电极使通过纳米孔转运的生物分子的电子检测成为可能[3]。采用等离子体减薄[4]和离子束雕刻技术[5]得到的超薄纳米孔也被开发出来。通过耦合到纳米孔上的扫描探针显微镜[6]和硅纳米线晶体管[7],证实了这种使用静电效应和场效应的替代检测方式的可行性。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,目前已经成为制作超薄纳米孔膜材料[8]的首选。石墨烯的带电特性、韧度、原子厚度以及其电子抗渗性能,使得其成为纳米孔DNA序列测序的热点材料。石墨烯薄片膜[9]和自对准碳素电击[10]形成方面的新进展,促进了碳纳米结构与纳米孔技术的整合。对进入纳米孔分子的自动捕捉可实现分子结构和动力学的检测分析。这项改进技术已经应用于对孔泡附近的扩散现象研究,这也是未来生物研究的基础。对金属孔上离子转运的研究,例如金表面的纳米孔[11],可以作为一种方法用于创建种选择性纳米孔系统[12],这一系统也是研究者感兴趣的生物分子检测系统。 2纳米孔在生物技术上的应用 迄今为止,DNA是纳米孔研究中最常见的聚合物,脂质嵌入式离子通道检测DNA是这项研究开创性的示范。最近,固态纳米孔已用于检测核小体亚结构的不同[13]以及RNA聚合酶催化DNA转录的关键部分,为了解染色体的结构和转录研究创造了新机遇。生物纳米孔在富含鸟嘌呤的G-四链体检测方面的应用,对基因组学和表观遗传学的发展起着重要的推动作用[14]。脱碱基位点也可以用纳米孔动态检测,通过阻断含离子载体的电解质溶液,高压辅助下的蛋白质易位以及使用配体修饰纳米孔蛋白的不同都得到了论证[15]。某些蛋白质在转运时发生“解压”,转运过程便可用于成为测量解压动力学。许多这种蛋白质的解压行为已经得到了研究,纳米孔可作为无需标记的高效力谱仪[16]动态使用。重要的神经传导物也得到了动态实时区分,以期用于研究大脑对药物的化学反应[17]。与其检测技术相比,纳米孔更具发展前景,其高效、快速且价格低廉,准确度和检测性能良好。其他纳米孔结构为生物领域提供了多种新研究和技术。大型固态纳米孔可以用来动态地捕获释放的细菌,为动态捕获单细胞提供了更快速低廉的方法。使用脂肽包被的固态纳米孔,可以探测到DNA与邻近孔膜的相互作用[18]。热反应聚合物的提出推进了智能纳米孔的发展,智能纳米孔可以作为动态响应温度的装置,电解质刷组成的生物纳米孔可控制孔附近的盐电导。DNA测序纳米孔的研究也取得了进展,一项最新的分子动力学研究显示,运用DNA聚合酶作为棘轮,通过控制石墨烯纳米孔上DNA单链的转运,可获得核苷酸序列的高精读数。使用溶血素中的链霉亲和素可选择性固定DNA链,可高分辨率区分孔上不同几何位置的核酸。P-n半导体结可放慢DNA易位的速度,移位过程中这种半导体结可以动态控制电压。运用新型的基于CMSO的放大器,可实现亚微秒时间内的电流检测。关于DNA测序的理论研究,为解决上述提到的离子电流测定速度的限制问题提出了可行性的建议和方法。模拟显示,石墨烯碳纳米带上的纳米孔可以利用孔隙边缘的电流密度,从而产生较高的分辨率。垂直于纳米通道放置的石墨烯碳纳米带上的电导变化,也被建议作为DNA碱基易位测序设备。 3结语 纳米孔领域持续不断地提供有趣的新孔隙类型和生物技术的新想法。基于折纸技术智能孔隙材料对于可重复性的孔隙结构发展有极大地帮助,而且结合纳米孔合成新技术作为技术支持,这种混合设备将很好地应用于几乎每种生物分子的检测。纳米孔测序技术价格低廉且测序速度较快,这项技术的发展将对遗传疾病的早期筛查和治疗产生深远的影响。 作者:刘雪 单位:青岛科技大学化工学院
中学生物教学论文:我国中学生物教学论文 一、中学生物教学讨论问题的设置 1.1具有开放性 初中生物课程教学中需要讨论的问题要具有一定的开放性,促使学生多层次、多角度的思考。例如:在“细胞是怎样构成生物体”这节内容中,教师为了比较果皮和果肉有何区别,可以提问“果皮和果肉的口感有何不同?”待学生回答后得出结论:它们是由不同的细胞组成的。教师可以诱导学生品尝比较,从而得出结论:果皮不易嚼烂,说明组成它的细胞排列紧密,且细胞壁较厚,而果肉汁多,味儿甜,易嚼,口感好,说明组成它的细胞壁薄,液泡大且细胞间排列疏松。这样学生可以很容易的接受这样的形象知识。 1.2符合学生实际 中学生物课堂教学讨论的问题要针对中学生知识体系的特点。如果讨论的问题严重偏于专业化、理论化,那么也就失去了讨论的初衷,也不利于同学们的个性发展。例如:教师提出问题:“茎除了具有运输营养物质的功能之外,还具有哪些功能?”组织学生发言,最后总结:茎除了可以运输营养物质,还有以下几个功能:1、贮藏营养物质,如甘蔗。2、支持,如支持叶,有利于叶进行光合作用。3、繁殖:如扦插等。不要举太专业太深奥的例子,不要提太理论的问题。 1.3具有延伸性 教师在设计问题中应考虑到,给学生预留一定的空间和时间,善于鼓励学生循序渐进思考,从概念、原理、规律、知识联系、图形等各方面出发,以严谨的缜密逻辑性来思考。培养学生的创新意识和开拓精神。例如,在“细胞的分裂和生长”的学习过程中,可以通过提出“生物体是如何长大的?”的问题情景,充分发挥学生的自主性,展开讨论和学习。 1.4具有思维挑战性 初中生物课堂教学设计的问题不能过于简单,要符合学生的认知特点,要打开学生的思维闸门,问题的讨论要拥有关联线索的考虑。学生喜欢富有挑战的智力活动思考,厌烦过于单调、枯燥的毫无新意的脑力劳动,一定的思维挑战性在问题的设计中有重大意义。例如:请学生在认真学习与思考的基础上,像一位老师那样备课,争取用简练、准确的语言讲述什么是新陈代谢?然后给学生机会发言。 1.5讨论的问题要精,不宜多 我们不能一味的注重形式在生物教学讨论中,应多关注实际需要。目的是调动学生学习的积极性,使学生主动地对课堂学习材料进行深思与讨论。例如:通过设置情景引入新知识,调动学生的主观能动性。 二、学生物教学中讨论检查如何到位 2.1学生物教学方法 发现法(假设法、探究法、解决问题法)是首选。发现事物变化的起因和内部联系,从中找到规律。体验发现问题的理智感和解决问题的成就感。例如:要使学生较好地掌握细胞结构的知识,最好采用探究式的教学方法,即:先进行观察实验,再进行讲述归纳。但是,这种教学方法的组织教学,难度比较大,要求教师做更充分的准备。 2.2定期接受学生的反馈 生物教学中的讨论需要经历一个试验阶段,建议教师从学生学习的主动性是否有明显的提高,学生之间的合作精神是否加强,学生的生物学习成绩是否有显著的改善;学生对这种教育模式持有什么样的建议和心得。从中总结经验进一步改善生物教学中的讨论检查。例如:可以让学生在自己的作业本中对老师的教学提出相关问题。 2.3开展生物教学讨论公开课 通过创设问题情境,激发学生们的学习兴趣,是贮存在学生大脑中的知识由静息状态转为活跃状态。例如,在讲授生长的生理作用时,教师首先设问:为什么家中阳台种植的花卉总是朝着光源方向弯曲生长呢?经过学生初步讨论之后,教师进一步设问:何种因素会影响生长素的发展?通过一系列的渐进问题,引起学生的好奇心。 2.4“好”在课堂结尾处 堂结尾与新课导入一样,千姿百态,如有归纳式结课法,问题式结课法,串联式结课法,悬念式结课法,延伸式结课法,练习式结课法,口诀式结课法,激励式结课法等等。例如:在食物消化的讲课中要注重提纲式总结法。关于中学生物教学的讨论检查方式,并不是一成不变的,是经过课堂实践探索出来的,需要教师们结合学生对生物学科的认知理解能力,制定符合他们的课堂讨论方案。学生在教师的指导下探讨课堂教学问题,构建属于自己的生物知识体系。教师在教学活动中采取的教学模式其最终目的是开发学生创新学习的潜力,启迪学生的智慧。生物教学过程不仅培养学生的综合能力和给与知识,也旨在树立学生追求科学和真理的精神,严谨认真的治学态度,形成善于与他人交流和合作。 三、结语 总之,《标准》和《新教材》都是物化的东西,只有广大生物教师不断学习,无私奉献,敢于创新,才能使自己的教学常教常新,才能将这些物化的东西转化为精神食粮,营养着学生们,为他们的终身发展奠定良好的基础。目前为止,在我国中学课堂教育模式仍以应试教育为主,像课堂讨论这种新型的课堂授课方式缺乏实施的环境,这需要我们共同努力,需要相关的教育部门予以肯定和推广,未来道路坎坷,但前途无限。 中学生物教学论文:农村中学生物教学论文 一、从教材中挖掘环保教育素材提高学生环保意识 课堂教学是加强学生环保意识的主要途径。要提高学生的环保意识主要还是要紧密的联系教材,从教材中挖掘各种各样的素材。教材使我们进行环保意识教育的有效工具。在教育的过程中要不失时机的通过教材对学生进行环保教育。对于农村中学的学生来说,更容易通过现实与教材进行结合,让他们体会到环保的重要性。例如在现行的人教版生物教材中就包含了许多可用于环保教育的素材,特别是农村中学所处的特殊环境,可以使的通过这个特殊的地理环境优势对学生展开教育。例如人教版生物教材的七年级上册中的第一单元《生物和生物圈》就是对学生进行环保教育的良好素材。让学生对《生物圈Ⅱ号》失败的原因进行讨论,让学生们认识到地球是我们唯一的家园,地球上的生态环境被破坏了将让我们无处可去。向同学们讲20世纪50年代使用的一种DDT的化学药剂进行杀虫时,对于农村中学来说将有着十分有利的环境,让同学们根据自己家中的情况讨论在他们的家中是否也曾经使用过DDT,现在又使用的何种杀虫剂?通过讨论让同学们认识到化学药剂在使用时有可能对环境所造成的影响。在如七年级下册第四单元第7章人类活动对生物圈的影响,在这一章的教学中让同学们联想家中平时所做的事是否会对环境产生影响。例如各地边和田边是否会在暴雨后出现垮塌的地方?为什么会出现垮塌?现在与过去相比家乡中能够看到的动物种类是否有所减少?为什么会出现这种情况?平时家中种地时又用了多少的农药?从这些点滴出引发学生对于环境保护的认识。又如在八年级下册中第七单元《生物圈中生命的延续和发展》中讲到遗传变异时,让学生知道环境也是引起变异的因素。1984年9月,前苏联一核电站反应堆爆炸,30人丧命,核辐射造成大部分居民逃亡他乡,老鼠巨大如猪,污染至今尚未彻底消除。为何会出现这样巨大如猪的老鼠,这些都是核辐射引起的基因突变所造成的。在看看日本20世纪50年代震惊世界的公害病——水俣病,就是由于汞污染造成的。环境中还会有其他的一些因素也会引发十分可怕的变异。 二、开辟第二课堂,加强学生对环境现状的认识 现代社会发展迅速,农村中学学生获取外界信息的途径与城镇中学学生没有什么差别。因此可以在平时让学生多注意收集与环保相关的实时信息,例如可通过电视、报纸、杂志、网络等。如果学生没有条件接触到报纸、杂志和网络这些东西的时候,老师应该积极的去进行收集整理并及时的传达给学生。让学生对当前的各种环保问题有个大致的了解,提高他们的环保意识。利用各种节假日的时间组织各种调查活动。组织学生对学校周围的河流进行实地考察,认真查看水质情况。组织学生对周边的居民的生活牢记的处理情况进行调查,对农村中农药使用情况进行调查,对周围的树木砍伐情况进行调查。通过调查发现个别的居民不注意河水污染,随意将各种生活垃圾和生活用水倾倒入河流中,各种有害物质随地丢弃,例如各种废弃的电池、塑料袋等。现在的农业生产离不开化肥、农药农田薄膜等,所以农村中存在着不同程度的农药、化肥等的使用情况等。农药与化肥虽然能保证收入,但也确确实实的污染着我们的土地和河流。在调查中还发现,由于科技和社会的迅速发展,农村中很多家庭中都拥有着多种多样的电子设备,例如彩电、电冰箱、电脑、手机、影碟机等。由于社会的快速发展使得这些电子产品的更新换代十分迅速,而且在农村中的居民也缺乏相应的环保知识,城市也没有在农村设立相应的垃圾处理站点,最后导致了在农村中出现了大量的电子垃圾。电子垃圾的出现会严重的影响到农村居民的生活水平。电子产品中含有大量对人体有害的化学物质。以电脑为例,制造一台电脑需要700多种化学原料,其中50%以上对人体有害。一只阴极射线管通常含有58磅铅,铅一旦进入土壤会严重污染水源,最终将危害人类、植物和微生物,还会对儿童的脑发育造成极大的影响。另外,电脑中还含有银、镉、汞、硒、铬等有毒金属,铬化物可引致哮喘、破坏人体DNA。汞具有明显的神经毒性,还对内分泌系统、免疫系统等有不良影响,20世纪50年生在日本的震惊世界的公害病——水俣病,就是由于汞污染造成的。有的物质则由于生物降解很慢,或沉积在土壤中影响植物生长,或经过土壤长期的过滤作用,通过水体或生物链进人人类的生存环境。由此看来,如果对这些电子废物处理不当,将对大气、水源、土壤造成严重污染,对人类健康造成巨大的危害,其后果不堪设想。 三、让学生充分认识自然资源的价值 地球上的资源是有限的,人类没消耗一分就少一分,应该让学生们认识的自然资源的重要性。在课堂上可以播放视频,让学生欣赏森林生态系统之美,了解其“绿色水库”之称的由来,海洋生态系统之壮阔,给自然界供水供氧;湿地生态系统的净化水源,蓄洪抗旱作用,以理解“自然之肾”的美;溪水生态系统的物产丰富,农田生态系统的富饶等等,激发学生对大自然的热爱。另外再对比负面影响,如身边的河水变臭,空气中到处弥漫着焚烧垃圾及焚烧桔杆的难闻的烟雾等现象组织学生讨论:什么原因造成了这些恶果?对我们有什么样的影响?学生通过自己的切身体会,认识到保护环境就是保护我们自己。激发了学生保护自然热爱自然之情。 中学生物教学论文:课改下中学生物教学论文 1个人网站在生物教学中应用的优势 1.1使教学内容更加直观 我们通过在网站中增加音频(比如鸟兽的鸣叫)、视频(比如动物的行为)、图片(比如微观结构)等,便可以轻而易举地将原本抽象的原理、概念相对直观地展现在浏览者面前,从而达到增强教学效果,提高教学效率的目的。比如,在讲到有丝分裂和减数分裂的内容时,由于书上的插图和老师的板画都是静态的,学生很难将各个细胞时期有机地结合起来,形成一个连贯的、动态的过程。从而对将来的灵活应用造成阻碍,而通过在网页中加入动画或者短片则可以清晰地将整个过程展现在学生眼前。更主要的是,利用网站强大的链接和交互能力,学生可以很容易地在网站中找到更多的相关内容,在无形之中增强了学生的学习兴趣,同时扩大了学生与知识的接触面。 1.2使学生的自主学习能力增强 不可否认,虽然我们一直努力地改变我们的教学策略,但是在大多数时候我们仍然遵循着传统的教学方式,也就是“老师讲,学生记”的接受式学习模式,老师把经过自己理解消化的知识通过种种形式直接传递给学生。老师是知识的传递者,学生是知识的接受者,教学过程中学生可能提出不同意见,也可能存在争论,但最终老师还是会以种种理由要求学生接受并且掌握、理解或是死背,学习再一次回到了听—背—写这种枯燥的的过程当中。这也就怪不得我们的学生逐渐地失去了学习的兴趣,与之俱来的也就失去了发现问题、解决问题的能力。作者认为,如果合理地、适度地把教学网站的建设应用到教学过程当中去,则可以在一定程度上改变现状,当然这在一定程度上增加了老师的教学负担,但是基于对学生良好发展的愿景,这些应该是值得的。 首先教师应对自己所有的教学资源和现有的网络资源进行收集、筛选、整合和分类(必须强调,在网站的建设过程中信息的分类至关重要),在此基础上设计教学网站的结构、栏目等,像超市一样,把老师已有的知识通通展现在学生面前,使学生变被动为主动。对于综合性教学网站来讲,学生可以根据自己的需求、爱好,对某一册书的某一节知识进行学习;对于专题性的教学,可以像正常的授课导入阶段一样,通过学生阅读或是短片介绍,激起学生的好奇心,让学生带着问题进入老师预先设置好的教学网站,搜索相关知识,甚至可以放开搜索引擎,到更广阔的互联世界中寻找自己想知道的答案,最终把获得的信息在自己的头脑中进行分析整合并得出属于自己的结论,这样,既有效地锻炼了学生发现问题———解决问题的能力,又使得整个课堂教学过程在老师的合理控制当中。 2需要注意的几个问题 2.1不要过分强调网站建设中所谓的“技术含量” 作者在教学过程中发现,一些年轻教师把多媒体课当成了展示自己计算机技术的舞台,音乐、动画层出不穷,认为这就是所谓的活跃课堂气氛,殊不知过多、过快的媒体切换会大大分散学生们的注意力,反而起不到良好的教学效果。我们都知道在音乐演奏中常有“此时无声胜有声”的说法;武侠小说中也常出现“以无招胜有招”的大侠。事实上,在多媒体教学过程中亦是如此!技术只是一种辅助手段,而不是最终目的,它应该悄无声息地融合在课堂教学过程之中,而不是张牙舞爪地出现在学生们面前,我们使用信息技术是为了让学生们加深理解,而不是自我炫耀,真正高超的技术是润物细无声的技术,是合理、恰当的技术,而不是喧闹、突兀的技术。多媒体技术的恰当与否在于质而不在于量。 2.2不要试图用网页中的动画代替传统教学手段 生物学科是一门实验学科,结论、原理大多数是通过实验获得的,这些实验过程虽然并不都是初高中阶段能够再现的,但是在授课过程中我们还是要求教师力求直观地将实验过程展现在学生面前,这里所说的直观是建立在操作层面的,也就是说是要求学生亲手操作,至少也应该是老师演示操作,学生直接观察的所谓“直观”,而不应该将书上的演示实验用动画代替,将板书、板画用现成的文本和图片代替。教师应该用自己的知识给学生解释自然现象,而不是解释自己制作的动画。 2.3忽视教学规律,将网站教学“进行到底” 在实际的教学过程中,我们大可不必让媒体全程包裹了自己。要知道网站或课件花哨的外套可以使人赏心悦目,给人美感,但同时也会分散学生的注意力,降低学生对所授内容的关注。课堂好比是舞台,可这个舞台的主角应该是学生,而不是教师更不是媒体。因此在使用个人网站进行教学的时候同样应该注意适时、适度,以避免对学生造成更大的灌输。 作者:张永乐 单位:天津市第九十中学 中学生物教学论文:高中学生物理教学论文 一、高中学生物理教学的困境 首先,物理学科的复杂性在于它不仅要认识各种物理现象和物理过程,还要知道现象的本质,并且要通过复杂的运算和推理形成各种公式和定理,定义出各种复杂的物理规律。对于接触物理学科尚不深入的学生来说,他们往往难以理解抽象的概念和定理。随着学习的不断深入,学生初步掌握了物理的基础概念和公式定理,但又困惑于不知道如何运用。面对复杂多变的物理现象,学生缺少必要的灵活性。而且,高中物理和数学的关系越来越紧密,如果数学基础不够好,往往影响学生物理成绩,进而打击了他们学习物理的信心。其次,升入高中不仅是新环境的变化,还是学习习惯和学习方式的变化。对于许多学生来说,在初中阶段,他们是教师眼里的宝贝,能够得到教师的关注,学习好的时候会得到教师的表扬,学习差的时候会得到教师的鼓励,偶尔意气低沉、懒散学习的时候也能得到教师的理解。而升入到高中后,教师面前的学生都是新的,有些学生不屑于亲近教师,还有的学生羞于接近教师,这样教师对学生的了解就不够深入和全面。再次,随着学生年龄的增长和学习阶段的更迭,原来的学习习惯不能够保证学生可以获得理想的成绩。如果不能有更明确的学习目标,没有端正的学习态度,可能会降低他们学习的效率。更加残酷的是,部分高中学生的优秀成绩靠得就是辛苦的付出,稍加松懈就导致成绩下滑,而有的学生没有形成属于自己的学习方法,虽然上课认真听课,课下及时完成作业,仍然跟不上教师的节奏。最后,教师也需要适应学生的过程。接手新高一的教师往往是从高三或者复习班倒过来的教师,他们习惯了快节奏、大容量的课堂,教学时习惯学生如饥似渴地吸取知识,在激发学生兴趣这一方面未免有些欠缺。面对新的学生,教师不能够及时快速地了解他们的学习情况,对学生的认知水平和思维特点了解不够清楚,这些原因都导致了师生之间互动的欠缺。学生不能融入到课堂中来,课堂教学的效率受到了影响,且教师不了解新学生的学习习惯和学习方式,对不同层次的学生就不能照顾到。 二、解决高中学生物理教学困境的策略 首先,教师要花费时间去了解学生。俗话说,磨刀不误砍柴工。工欲善其事必先利其器,对于教师来说,面对新生,给学生上课不是当务之急,如果没有摸清楚学生的情况,只顾得按照教材进度去讲课,课堂教学就失去了针对性。对于高一的新生,教师要做到三点:一是要了解他们的毕业学校。每个学校都有自己不同风格的教学特点,了解毕业学校可以帮助教师尽早认识学生的学习特点。在了解毕业学校的过程中,如果能够认识他们原来的物理教师就更好了,这样不仅可以更准确地把握他们的学习特点,还能够让学生对教师产生亲切感,在情感上今早地接受教师。二是要尽快地融入到学生中间。高中学生不再把主动接近教师当作是快乐的事情,甚至会嘲笑那些愿意接近教师的同学,他们有了骄傲且带有叛逆性的自尊,这就需要教师主动接近学生,和他们聊天,了解他们生活中的困难和思想上的困惑。学生会因为喜欢了教师而喜欢他所教的学科,这是他们开始学习的良好开端。三是要做好学生的思想工作。我在接手高一新生的时候总是会用一段时间做学生的思想工作。一方面教师要做自我介绍,让学生尽快地熟悉老师,知道教师的教学习惯,了解教师的讲课风格;另一方面,教师应该让学生相互了解和认识,尽快地建立起一个和睦温暖的班集体。一个有温暖的班集体能够很快得到学生的认可,帮助他们树立学习的信心。其次,教师要做好高中物理教学的工作。所谓的工作包括对学生的心理准备和物质准备。在心理方面,教师要注意帮助学生培养学习兴趣,可以通过短片让学生尽可能多地接触物理学的最新进展,让他们了解人类在了解世界、探索宇宙方面所做出的种种努力和获得的成果,培养他们勇于探索的勇气。在教学之初,教师可以让学生通过科幻电影来了解不同领域的迷人前景,利用电影来进行入门教学。除此之外,教师还应该让学生准备好物理学习所需要的工具、器械和资料。如果感觉学生的水平参差不齐,需要补充基础知识,教师应该花费一段时间去进行相关知识的补充。对于这部分知识,完全可以采取让学生教学生的方法,即让那些在某个知识点上有优势的同学给其他学生讲课,实现学生间的优势互补,互通有无。这个过程是学生展现自己,彼此熟悉的过程,也是教师及时发现人才的最佳时机。 三、总结 明确学习目标。在新学期之初,教师应把这个学期要实现的目标清楚地告诉学生,还要告诉他们想通过什么样的方式,用哪些学习的方法来达到,同时要明确指出哪里是重点和难点。这样,能够让学生做到心里有数,减弱他们内心的恐慌和不安。教师在学生明确学习重点和难点的基础上,再提出这个学期的预期目标,希望他们所取得的成绩。在这些策略中,笔者更加侧重思想方面的工作,希望学生能够在将来的物理学习中百折不挠,持之以恒,取得更傲人的成绩。 作者:王花珍单位:河北省邢台县会宁中学 中学生物教学论文:中学生物信息技术教学论文 一、信息技术与中学生物教学整合的优势 1.信息技术能形象地研究生命现象和生物的活动规律 信息技术在中学教学中的应用,使教学内容呈现出更多样的方式,在教学过程中实行视觉和听觉的有效结合,突破了古板的教学方式,例如,我们可以把心脏制造成跳动的动态节奏;“动脉血”用鲜红色表示,“静脉血”用暗红色表示,“血液”的流动方向用“红细胞”的运动代表;毛细血管制作成动画来响应机体循环中各种物质的交换过程,和血液颜色在与气体交换后的变化形式。这样,我们会更好地向学生展示“心脏”跳动的频率,“血液”流动的方向,“动脉血”和“静脉血”的转变过程,学生会在他们的头脑中留下深刻的烙印,加上学生的仔细观察和认真思考,学生一定会更快地体会到血液循环的途径和重要意义,一定可以收获到意想不到的结果。 2.信息技术教学能实现生物教学中微观向宏观的转变 微观性在中学生物学中是一个重要的特性。如,细胞是生命中最基本的单位,这节就讲述了细胞的结构和功能;细胞的繁衍和分化;癌变和衰老等一切关于微观生物学的实质,但其微观性较强,学生在学习过程中会有很大的阻碍,也让初学者很难迈出这第一步门槛,造成很多学生对生物学失去了兴趣。传统的教学是以老师的语言叙述、板书的描写、模型的展示来对学生进行教学,逼迫学生重复记忆学习,使学生产生了厌烦的情绪。我们运用信息技术就可以解决这方面的问题。例如,利用多媒体讲述“细胞器———系统内的分工与合作”这节内容效果会大大不同,通过色彩形象的细胞亚显微结构整体演示,在学生的脑海中形成了整体的印象,之后演示细胞质基质部分闪动方式和颜色的体现,这样可以使学生对细胞质基质和细胞器更好地区分开。接着逐一对细胞器进行逐一的扩大和特写,通过学生的仔细观察、认真的感知和自主探究的过程掌握了各个细胞器的结构和功能。 3.对生物实验进行模拟,从而达到教学质量的提高生物学中离不开生物实验,在实验中,学生可以亲身经历科学研究的基本过程,这对学生理解和掌握所学知识起到了重要的作用。通过实验还可以提高学生的动手能力、创新能力、互相交流的能力等。但是实际的教学中,实验经常会被许多方面的条件制约导致无法实施。这样教师只能借助教材空讲实验,学生也只能勉强地熟记实验的过程,学生的学习质量可想而知。现在信息技术走进教学,为中学生物实验提供了宽阔的空间,也解决了技术条件不足的问题。 二、信息技术教学在中学生物教学中存在的缺点与不足 现在,培养学生的动手能力是当今素质教育和创新教育的必抓内容,要勤于动手,不应一味地依靠现在的教育科技,这样会对我们的动手能力和创新意识形成阻碍。课中教师注视电脑屏幕的时间多于与学生交流的时间,再加上教室的灰暗光线导致学生不能清楚地辨别教师的表情、眼神、手势等,影响了教学的质量。另外一些抽象、微观的语言很难叙述问题,信息技术不能很好地表示清楚,毕竟计算机只是创造环境让人们交流、分享隐形知识。因此信息技术与传统教学相结合,相互补充,选优取之,才能获得更好的结果。 总体而言,现在教育化的今天,信息技术在中学教学中的应用,不但对生活现象和有关知识表现得更加直观和形象,实现生物学教学由微观向宏观的转化,更可以很好地对生物实验进行改良,可以帮助学生自己探索学习,从而提高教学效率等。可同时也要了解现代教育技术与传统教育方式是相互依靠、互相补充的,把两种教育方式相互结合在一起,取之长,去其短,这样的教学才能达到理想的效果。 作者:蒲彩虹 单位:新疆阿克苏市第六中学 中学生物教学论文:中学生物优秀概念教学论文 一、中学生物优秀概念教学的意义 优秀概念教学具有很强的针对性和概括性,有助于教师前期备课和教学中把握知识的重点,将有限的教学时间和教学资源用于重要知识的教学之中。教师将优秀概念提炼并组合成体系,让学生在系统学习中掌握优秀概念的内容,以优秀概念的内容为目标组织课堂内容,精选出较少量的知识,淡化无关的知识,比课程中庞大繁杂的知识体系具有更强的教育功能,从而明确教师的教学目标与方向,提高课堂教学效率,提升教育教学质量。由此可见,优秀概念教学提纲掣领,有助于教师明确教学重点,是一种高效科学的课堂教学方式。 二、中学生物优秀概念教学的思考 (一)准确把握优秀概念的内涵,厘清概念联系 传统教育方法往往强调学生对事实信息的记忆和背诵,教师们过于关注细小、琐碎的知识点,而优秀概念包含了许多逻辑内容,涉及的是对抽象的重要概念、原理进行精心组织。许多优秀概念包含的信息量较大,需要背景知识的辅助教学,因此,在实施具体的教学之前,教师自身要认真梳理各个概念之间的内在逻辑联系,进行概念的细化拆分。在具体的课堂教学过程中,梳理构建概念图,将所有联系清晰地呈现出来,分析概念中的“关键词”,从而达到引导学生掌握这些基本概念和原理并能够迁移应用于新知识、新情境中的教学目的。 (二)丰富优秀概念的学习内容,创设生动导课 优秀概念的学习包括两个部分:第一是必须将事实性知识置于学习者的概念框架中;第二是概念被各种丰富的有代表性的事实细节展现出来。概念放在一定的应用情境下才会显得生动和有意义。在课前导入知识时,不能和传统方式一样,先呈现给学生概念的文字性内容,而是要精心准备素材,巧妙设计导课方式,激发起学生的探索兴趣,引导学生对优秀概念有自主探究的热情。教师在进行教学设计时,可以利用学生当前己有的知识导入,或者通过生物实验、生物科学史等丰富多彩的内容导入,也可以借助多媒体技术,运用纪录片等视频材料进行导入,创设趣味性和知识性并存、探究性与科学性较强的教学情境,帮助学生更好地掌握优秀概念的内涵。 (三)结合STS教育理念,创新优秀概念的教学方式 STS概念诞生于20世纪60年代末至70年代初的美国,是科学(Science)、技术(Technology)和社会(Society)的英文缩写,它旨在探讨和揭示科学、技术、社会三者之间的相互关系。151STS教育的内涵本质在于使人类经验和社会科技发展融入到科学教育之中,一方面,让教育紧跟时代潮流,另一方面,增强自然科学教育的社会化和应用性,运用STS的教育理念可以丰富生物优秀概念的教学形式。教师在教学素材的选取中尽量来源于实际生产、生活,化抽象为具体,拉近科学与生活的距离,帮助学生理解生物科学与人类社会的进步发展,与日常生活密切联系,丰富学生的知识内容,增强优秀概念的应用性,鼓励学生多用生物学的原理和方法去看待和解决生产与生活中的实际问题,让知识来源于生活,又应用于生活,促进学生对生物学的价值观的形成与统一,实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个维度的完美结合。 (四)及时了解优秀概念的学习效果,动态调整教学方法 教学评价是促进和鼓励课堂教学、检测教学效果的重要方式。对教师来讲,要了解学生的真正想法,才能使教学内容更好地被学生接受和理解,使学生厘清概念的关系,在头脑中形成知识的整体框架,帮助他们区分学习中的相异概念。因此,教师可以采取开放式评价方式,测试学生对所学内容的理解深度,包括通过以问题简答为主的对话方式对学生进行访谈,让学生亲自动手解决实际问题,通过实践让学生调研形成报告等方式,掌握学生在新的情境下概念应用的程度,动态追踪优秀概念教学评价的结果,及时反馈学生的学习效果,有助于教师合理地调整教学方法。 作者:武俏然 单位:山西师范大学教育科学研究院 中学生物教学论文:浅谈中学生物实验教学论文 由于历史等原因,我国的生物实验教学起步较晚,以致重知识、轻实验,重理论、轻实践,学生的“高分低能”现象至今仍相当严惩随着教育的改革,在新编九年制义务教育生物教学大纲中,注重了理论和实践相结合的原则,教材内容突出了实验内容多,实验形式多,实验要求多的特点。这样,学生动手参加实验的次数和机会多了。当然,如果教师不注意对学生进行实验规则和技能的教育,不精心设计好实验的内容、步骤和项目,学生不明白实验目的、要求和要注意的事项,则不仅效果不好,甚至会出现实验秩序乱,自然无法达到应有的实验目的。多年的教学实践告诉我们:生物实验教学过程中必须始终坚持三个基本原则,即:客观性原则;严谨认真的原则;尊重学生,灵活引导的原则。在生物实验教学中,为使每个实验达到教学大纲的要求,必须加大生物实验教学的力度,强化实验规则和技能。我的做法和体会是: 一、首先要加强组织纪律教育 “没有规矩,不成方圆”。实验室守则和实验规则是上好实验课的保证,为了培养良好的实验习惯,使实验顺利进行,必须向学生强调遵守实验室守则和实验规则的重要性。并要向学生讲清道理,反复教育,使学生明白并自觉遵守,保证实验室内环境安静。要求学生不到下课时间,不准擅自离开实验室。如本人实验完毕或有事要离开,须报告教师。总之,要养成有组织、有纪律的实验习惯和良好作风。 二、实验材料的选定 中学生物学的实验特点是,大多数实验材料需要自己采集、培养、选定。许多实验由于实验材料选择不当而告失败。我经过多年的教学实践,在众多的材料中,筛选出很多适合中学生物学试验的最佳材料,现按教材顺序简介如下: 1.植物学试验 A、观察植物细胞选用洋葱叶肉表皮;B、光合作用实验选用银边天竺葵;C、观察酵母菌选用酒厂或面包厂的酵母菌;D用桔皮培养青霉,E、用电烫斗法快速制作植物蜡片标本。 2.动物试验 A、观察草履虫彩天然生长的草履虫;B、观察猪肉绦虫标本;C、昆虫展翅板选用包装泡沫板;D、对家兔进行活体解剖动态观察。 3.人体生理实验 A、长骨结构观察选用羊的四肢长骨,B、关节结构观察选用羊蹄子,C、鉴定骨的成分,选用鱼的肋骨,D、制作血涂片时选用一次性采血针,E、观察小肠绒毛选用羊的小肠。 三、预习好实验内容,明确实验过程 只有让每个学生弄清了每个实验的内容、操作步骤、注意事项、实验目的和每个实验的全过程,这样学生才能做到心中有数,进入实验室才能有条不紊地进行实验操作。同时对于难度较大的实验,教师要事先进行实验难点和要点的讲解,以使学生掌握要领,使实验达到预期目的。如制作临时装片,练习使用显微镜,对初中一年级学生来说有一定困难,教师可事先在课外兴趣小组活动时培养好骨干,再由这些骨干学生去辅导带动其他同学做好实验,在练习使用显微镜时,就要特别强调其使用方法和操作要领。如顺时针调节精调节轮时,使镜筒缓慢向下,这时头应向左侧偏下,眼光与装片在同一水平面上,眼要特别注意物镜下降的位置,当物镜靠近装片时停止。这时用左眼从目镜观察,同时右眼也要睁开,用右手逆时针方向转动调节轮,使镜筒慢慢上升,直到对准焦点,看清物像为止。再转动细准焦螺旋,来回调节,使看到的物像更加清晰。千万不能违反操作规程,下降镜筒时,一定要从旁注视物镜,防止物镜碰到盖玻上,损坏玻片标本和物镜。教师也可以用两台显微镜示范,一台是已经对好光的,另一台则是已找到标本清晰图像的,让学生观察后做模仿。 四、要有实事求是和富于探索的科学态度 要求学生在做实验的同时,一定要做好记录,如果一个实验小组两人,则一人做实验,一人记录,下一次实验互相对调。实验绘图要求学生实事求是照看到的实际画,在实验课中完成。如在解剖鲫鱼时,有的同学发现鱼的心室和动脉球的搏动位置在心房的上方,而在生物教学挂图中,心室位于心房下侧,在心室前端有一白色的动脉球,这就要按实际看到的画。又如初中生物课本中,用显微镜观察(人的口腔上皮细胞装片)实验,而在实验报告册上则要求,观察人的口腔上皮细胞要用0.01%亚基蓝溶液作为染色剂,如果此种试剂一时买不到,不进行染色,人的口腔上皮细胞透明度大,那么在显微镜下很难看清其细胞膜和细胞核等。为了观察清楚,这时可提示学生是否也可用稀释的碘酒或墨水作为染色剂,观察人的口腔上皮细胞装片,学生试着做了结果很满意。人的口腔上皮细胞被染成黄(红)色,细胞膜、细胞质、细胞核看得很清楚。细胞周围空间呈白芭,图像很清晰。再如有些同学,即使不用牙签轻刮口腔上皮,用一滴口水,处理后也可找到口腔上皮细胞,这又是为什么?等等。从而培养了学生独立探索和实际操作、制作能力,培养了学生观察思维、动手能力,培养了学生严谨的科学态度。 五、要关心爱护教学仪器,节省实验材料 在做每个实验前后,要求学生一定要养成洗手的习惯,以免实验时玷污实验仪器和试剂、样品、标本,从而引起实验误差,同时还要求学生不应做与本实验无关的动作,以免损坏实验仪器,甚至发生意外事故。要节约实验材料,如在制作洋葱表皮细胞临时装片,只要取一张洋葱表皮就够了,不必取大块,另外如擦镜纸、吸水纸,大头针和各种试剂等也要节约使用。严禁将教学器具如镊子、放大镜、剪子等带出实验室。同时为保证实验用品、材料、仪器不丢失,在实验前分发给每个小组一份实验仪器、材料登记表,要求学生在实验前后核实,并填写本节课的实验名称、日期、班级和组别等,最后要签名,以示清点核实无误并承担责任。实践证明,在实验中对学生进行爱护关心仪器和经常节约实验材料教育,有助于培养学生爱护公共财产,艰苦奋斗,自力更生的精神,有利于调动学生上好实验课的积极性。 六、做好实验小结,启发学生自我评价 实验结束前,用3~4分钟时间让一些实验认真、观察细致、操作熟练、清楚实验步骤和实验目的、正确掌握了实验技能、并实验成功的同学简单谈谈收获、体会。也可由教师或者同学给予肯定评价和鼓励。反之,一些实验做的不好的同学或看不到实验结果的同学可谈谈失败原因和要吸取的教训。如有的同学也可能是因为怕麻烦、怕脏、怕腥味等原因而不愿意做实验,以至实验效果不好或无结果,为此教师也要帮助其克服怕麻烦、怕脏、怕腥味的娇惯心理,自觉做好实验。最终要使学生懂得生物学是一门实验科学,实验、观察、标本的采集和制作等在生物学教学中有着十分重要的地位。 七、要始终保持实验室整洁卫生 要养成整齐清洁的实验习惯。实验过程中不得乱丢纸屑、杂物。实验结束后要清理实验仪器,把仪器放回原位,清洁实验卓(台)凳。对于贵重仪器如显微镜要求学生做到,实验完毕用软布认真擦净其各个部分,镜头(目镜和物镜)必须用擦镜纸轻轻地擦,擦完后转动转换器将两上物镜置于两则,再将镜筒下降,目镜、物镜放入镜头里的规定位置,反光镜镜面要直立,以免落灰尘,罩上镜罩,把显微镜放回箱内,固定螺丝要拧紧,镜箱要锁牢,最后由值日生做好整个实验室的安全检查。 中学生物教学论文:中学生物教学应加强可持续发展战略思想教育 现在的中学生正是21世纪现代化建设事业的生力军,用何种思想武装他们将直接影响到社会前进的方向。 长期以来,学生从社会传媒、教师讲授所得到的衡量一个社会发展水平与国家富裕程度的指标,主要是人均国 民年生产总值。而事实上,人类社会自从50年代起实施联合国提出的以人均国民年生产总值为主要发展目标的 经济发展战略以来,已经饱尝这种急功近利思想所带来的苦果:人口膨胀、能源短缺、资源匮乏、环境污染。 正如恩格斯所言:“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利,对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们 。”于是从90年代起联合国又提出了新的发展战略——可持续发展战略,党的“十五大”也把它纳入了我国经 济发展战略之中。 所谓可持续发展,是指能使人口、经济、社会、环境、资源相互谐调的既能满足当代人需求,又不对后代 人满足需求能力构成威胁的发展。我们知道,人类的一切经济活动都是在生态系统内进行的,人类目前面临的 人口、资源、能源、粮食、环境五大问题也都是由于对生态系统的破坏而使之失衡造成的。而生态系统正是生 物学科研究内容的重要组成部分。因此,生物教师在教学过程中,要充分利用这块阵地,对学生进行可持续发 展战略思想教育。 1.联系实际,向学生阐述实施可持续发展战略的必要性 长期以来,人类由于对自然规律认识不足,以及社会对自然的需求超过了生态系统所能承受的能力等原因 ,导致本世纪发生了国际著名的十大公害事件以及酿成了威胁人类生存和发展的十大环境问题。十大公害事件 是:马斯河谷烟雾事件、洛杉矶光化学烟雾事件、多诺拉事件、伦敦烟雾事件、水俣病事件、四日事件、米糠 油事件、“痛痛病”事件、博帕尔毒气事件、切尔诺贝利核污染事件。在这十大公害事件中,共计死亡11222人 ,受伤中毒30多万人,造成直接经济损失数十亿美元。威胁人类生存的十大环境问题是:土壤沙漠化日益严重 、森林遭到严重砍伐、野生动植物大量灭绝、世界人口急剧增长、淡水资源日趋减少、渔业资源锐减、河水严 重污染、有毒化学药品越境转移、地球温度明显上升、酸雨现象正在发展。通过这些触目惊心的事实,让学生 明白片面追求经济增长而造成生态系统严重失衡的殃及子孙后代生存和发展的战略是不可取的。只有正确谐调 人与自然的关系,立足未来的可持续发展才是人类社会发展的必由之路。 2.树立正确价值观,提高学生对可持续发展战略重要性的认识 这里的价值是人类判断自身实践活动结果的一种内在尺度。按照实践所引起的生态系统的变化对人的需求 的满足程度,以及对人类生存和发展所引起的作用,来区分价值的大小和正负。把凡是对生态平衡具有积极作 用,即有利于维持生态平衡的改变,如荒漠变绿洲、荒原变良田、荒山变果园、荒滩变城市等,称具有正价值 ;而对生态平衡带来消极后果,即对生态平衡起破坏作用的改变,如大量砍伐森林导致水土流失、围湖造田造 成气候失调、片面发展工业引起环境污染等,称具有负价值。只有具有正价值的改变即可持续发展,才会在满 足人类自身需要的同时又造福子孙,因此要大力倡导;而对人类生存和发展构成威胁的负价值的改变,虽它暂 时可以满足现代人类的某些发展需要,仍必须加以制止。这样让学生在思想深处明白可持续发展战略的重要性 。 3.确立正确评判标准,使可持续发展战略思想在学生心中扎根 目前,地球的严峻形势告诫人类,我们的每一实践活动都必须充分地估计到它的后果(特别是远期的、间 接的后果),是否有利于人的生存和发展。我们以该实践能否给人类生存和发展创造更好环境条件为其是否必 须的最高标准。每当我们要建造一座水坝或一家工厂时,都必须把它的后果当作一个生态因素置于生态系统中 综合考虑。凡是超过生态系统调节能力,会导致生态系统失去平衡而无法修复的改变必须取缔;只有既能从生 态系统中获取人类发展所需能源、资源,又不会使生态系统失衡的可持续发展才是行之有效的。从而使学生真 正理解可持续发展战略的内涵,并能对人类和自身的活动作出正确的评判。 总之,在平时的教学过程中,我们要有机地渗透可持续发展战略思想,使这一思想在学生心中生根、发芽 。我们相信,人类只要高瞻远瞩,立足长远,充分实施可持续发展战略,地球的明天一定更加绚丽多彩。 中学生物教学论文:中学生物学教学中的科学精神教育探究 1 科学精神内涵的考察 科学(Science)一词来源于拉丁文Scienitia,原意为知识、学问。关于科学的论述有很多,《中国大百科全书·哲学卷》(1987年版):“科学是以范畴、定理、定律形式反映现实世界多种现象的本质和运动规律的知识体系”。《辞海》(1997年版):“科学是关于自然、社会和思维的知识体系,是社会经验的总结,并在社会实践中得到检验和发展。”综合各家所言,广义的科学就是以理性的手段对确定的对象进行客观、准确认识及其成果。随着人类的发展,科学已经不能用定义来诠释,科学可以取若干形象,每一个形象都反映科学在某一方面所具有的本质。科学是一种建制,科学是一种方法,科学是一种维持或发展生产的主要因素,科学还是一种重要的精神来源。科学的本质不在于已经认识的真理,而在于探索真理。科学本身不是知识,而是产生知识的社会活动,是一种教育生产。联合国教科文组织于1986年12月召开了第40届国际教育会议,会议通过的文件《面临科技挑战的中等教育》里专门论述了科学教育的主要内容:科学知识、方法、精神和价值等。 科学精神的内涵很丰富,可以从不同的层面来理解。“科学精神包括:怀疑一切既定权威的求实态度;对理性的真诚信仰,对知识的渴求,对可操作程序的执着;对真理的热爱和对一切弄虚作假行为的憎恶;对公正、普遍、创新等准则的遵循。”“科学精神包括:探索求知的理性精神,实事求是的严谨精神,批判创新的进取精神,互助共进的协作精神。”“实事求是、开拓创新”是科学精神的优秀与实质,科学精神教育的优秀问题是教育学生要具有实事求是、开拓创新的精神。 2 中学生物学教学中科学精神教育的主要内容 中学生物学教学中的科学精神教育,应当有科学的内容和合适的形式。在内容方面,应当启发学生学会: l)全面地看待自然界、生物界和生物学知识,克服认识上的片面性。 2)用变化的观点来看待生命活动过程,避免孤立、静止地看待生命活动。 3)对生物和生物学知识能够具体问题具体分析,学会相对地看问题,克服认识绝对化。 4)通过观察、实验、实习、参观、采集制作标本和搜集整理资料等实践活动来发现和认识事物和学习生物学知识,避免单纯地接受知识、死记硬背知识的倾向。 5)运用所学知识解释生活、生产实践中的各种具体问题.增强现论与实际的联系。 6)把获得的生物学知识的感性认识上升为理性认识,避免认识仅停留在低级阶段。 7)在各种实践活动中,特别是在观察、实验和实习等实践活动中,积累、记录有关资料,有序地进行操作,善始善终地完成全过程,克服实践活动中行动或行为的随意性。对观察、实验、实习等的过程和数据应如实记载,不容篡改(即使与权威或教材相反也应如实记载,不容篡改),培养对理性的“真诚信仰和执着”的科学精神。 8)正确使用生物科学术语,运用科学的思维方法和学习方法来掌握生物科学的概念、规律、原理和观点等,避免学习行为的无序性,培养学生的“对真理的热爱和对一切弄虚作假行为的憎恶;对公正、普遍、创新等准则的遵循”的科学精神。 9)渗透开拓创新的科学精神,引导学生“由‘知识就是力量’向‘创新才有力量’转变”。“知识就是力量”,是英国科学家弗兰西斯·培根在1620年提出的,曾经风行世界。近400年的实践,人们不难发现真正的力量,不是知识收藏者,而是知识创新者,通过下列对比可以证实:英国人亚克敦,读遍藏书7万册,还做了大量读书笔记,却一辈子没有自己的科研成果;美国科学家爱迪生,虽没受过正规教育,却完成2000多种发明。千万个相似的案例说明:“知识就是力量”的时代,已经转入创新才有力量的时代。在进行科学精神教育时,要重视学生的思维科学化,在教学中渗透创新思维和创新技法。 3 中学生物学教学中科学精神教育的初探 3.1 中学生物学教学中的科学精神教育的落实 按照《中学生物教学大纲》的要求,认真组织观察、实验、参观、讨论和实习等教学活动。真正做到教学活动有目的、有次序、有要求和有结果,使科学精神教育落到实处。 通过“科学界的弄虚作假”等反面教材的教育,培养学生对真理的热爱和对一切弄虚作假行为的憎恶。有些教师讲“变异是不定向的”,真的吗?教材上的原话是“变异一般是不定向的”,引导学生挑战权威、追求真理,培养“怀疑一切既定权威的求实态度和对知识的渴求”的科学精神。 l)观察:科学观察的基本要求是客观地反映可观察的事物,并且是可以检验的。观察结果必须是可以重复的。只有可重复的结果才是可检验的,从而才是可靠的结果。应当使学生明确科学知识是观察的基础。例如,在显微镜下观察人的染色体的制片,一个毫无生物学知识的人,他除了看到密密麻麻的一团杆状的小东西以外,什么也看不出来。如果让一位遗传学家来看,他能看到很多很多。“内行看门道,外行看热闹”,应当引导学生从看热闹中逐渐深入而发现其中的“门道”。无论是课内观察还是课外观察,是观察标本、实物、实验,还是观察图表、模型等,重要的是掌握观察的顺序和观察的记录。古人说“有道之士,贵以近知远,以个知古。以益所见,知所不见。故审堂下之阴而知日月之行,阴阳之变;见瓶水之冰,而知天下之寒,鱼鳖之藏也”(《吕氏春秋·慎大览》)。 例如,在观察叶芽的结构时,应当用刀片纵切开叶芽,按照由外到内、由上而下的顺序进行观察,然后按照实物画出叶芽纵剖面示意图(这是一种观察记录),再对照书上的图辨认各部分的结构并记录名称。这一过程既观察了实物,又观察了插图,学生不仅获得了知识、方法,还受到了实事求是的科学精神教育。 在观察青蛙的外部形态时,应当先测量其头、前肢、后肢和躯干的长度,并做好数据的记录。然后计算各部分长度的比例,并记录数据。若条件许可还可以做蟾蜍的对照、比较实验。学生通过测量、分析,较容易发现:青蛙的后肢发达是与善于跳跃的运动方式相适应的;而蟾蜍的后肢不如青蛙的发达,进而得出蟾蜍不善于跳跃(而善于爬行)的特点。这一过程将定性观察拓展到定量观察、分析,使得出的结论更为准确,更能说明事物的本质特征,更符合实际情况,这时教师适时地指出实事求是的科学精神的意义,将起到事半功倍的效果。 在观察人体的形态结构时,引导学生按 从上到下、由表及里的顺序观察自己的身体、人体模型或插图。观察后学生会发现人体的形态结构可按观察顺序分成“四部分”(即头、颈、躯干、四肢)、“三层”(即皮肤、肌肉、骨骼)、“两腔”(即颅腔、体胶,体脏又包括胸腔和腹腔,腹腔的下端为盆腔)、“一管”(即椎管)。通过观察、总结和归纳,学生对人体形态结构有了一个整体的、有序的认识,同时,也能得到“对可操作程序的执着”科学精神教育和学习方法的指导。 2)实验:生物学是一门实验性学科,实验的过程、数据不容篡改,培养学生实事求是的、严谨的科学精神。 实验包括学生分组实验、教师演示实验和学生课外实验等。在实验教学中进行科学精神教育要引导学生明确:①每一个实验的目的,了解实验仪器和装置的使用方法,以及实验材料的培养和选择;②了解实验的方法、步骤和注意事项;③能够解释实验的原理和结果;④学会绘制生物图和填写实验报告;练习或学会设计一些简单的实验;实验完成后,清洁、整理实验用品和实验室,养成善始善终的习惯。 例如,植物细胞的吸水和失水(演示)实验,完全可以让学生在课外进行,然后请学生分析、讨论实验的结果和理论上的结论。还可以请学生按照实验原理,设计一些不同的实验方法。在实验过程中,应特别强调“等量”的问题,只有条件相同、材料相等,实验才具有可比性,才有可能得出符合实际的正确结论,这是进行科学精神教育的关键之一。 在高中《生物》“观察根对矿质元素离子的交换吸附现象”的实验中,有两个“等量”的问题:一是把染过色的根分成两份;一是蒸馏水和CaCI2溶液要等量。此外,还应强调将染过色的根浸于蒸馏水中的目的是起对照实验的作用,这也是科学精神教育的重要内容。 3)讨论:讨论是进行科学精神教育的很好的形式之一,一般包括全班性讨论和分组讨论。为了使生物学教学中的科学精神教育达到最佳效果,教师应进行充分准备和引导。 在讨论“体育锻炼对骨骼肌的影响”时,提出“体育锻炼使肌纤维增粗,还是使肌纤维数目增多?”“体育锻炼能使人体骨骼的数目由206块增加吗?”引导学生学会“推理、反证、讨论、怀疑、核实、得出结论”的方法。 例如,在“植物体是一个有机整体”的教学中,可引导学生讨论以下问题:①植物体的结构层次是怎样的?②植物体的每个细胞之间在结构上有什么关系?③植物各器官的主要功能是什么?举例说明植物体各器官的功能之间有什么联系?④植物体的营养生长与生殖生长有什么关系?⑤通过上述讨论能得出什么结论? 限于初中一年级学生的年龄、知识和能力水平,可组织、引导全班学生讨论,一个问题一个问题加以解决,最后由学生得出“植物体是一个有机整体”的结论。结论的获得是学生参与的结果,参与过程中有知识的归纳、总结并形成知识网络,整个过程都渗透着科学精神教育,教师总结时强调科学精神的重要性。 在“新陈代谢”的教学中,根据初中二年级学生的特点,可引导学生分组讨论,每组重点研讨一个问题,组长将本组讨论情况向全班汇报。最后,教师引导学生归纳、总结出新陈代谢的过程、图解、概念和意义。 教学中,经常会遇到学生回答有些问题时有多种答案,教师应引导学生充分发表意见、展开讨论、总结并得出正确的结论。让两种或多种意见进行正面交锋,经过争论、辩论和讨论,获得正确的结论,这同时弘扬了“一丝不苟、团结协作”的科学精神。 4)参观、调查和实习:因为这几种教学活动是离开课堂的教学,事先更应当重视“计划、目的、方法、提纲和注意事项”,切实做好组织工作。提纲可使学生在实践活动中有章可寻,知道干什么、怎么干,能更有效地达到预期目标。在上述实践活动中应要求学生实事求是地按提纲进行,对观察或调查到的实际情况进行分析和研究,从中获得知识和对一些问题的看法,并领会“怀疑一切既定权威的求实态度和对知识的渴求”的科学精神教育内涵和意义 中学生物教学论文:如何改善中学生物教学现状的论文 摘要:生物学是一门实验性科学,强调学习是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程,重视发展学生的科学究能力。自课程改革以来,我国中学生物教学发生了许多可喜的变化,但是目前仍然存在一些亟待解决和调整的问题。 关键词:中学生物教学;教学现状;改善措施 随着生物学科重要性的提升,初中生物教学应该结合学生的特点,采取形式多样的教学方法,加大对学生创新能力的培养。以下从生物教学的现状出发,提出了目前存在的一些问题,并探讨了相应的改进措施。 在当前生物课堂教学中,许多教师仍然把知识的记忆当作教学的一切,忽视了培养学生的学习兴趣和学科思维。一些教师未能建立科学的教学观和知识观,虽然希望与学生有更多更好的交流,但往往在课堂上没能提供有效的问题情境,不能组织起真正有效的讨论和交流,导致课堂气氛不活跃,学生的生物学思维比较肤浅。 其次,生物学是一门实验科学,实验是生物学的基本研究方法。而大多数学校缺乏必要的实验器材和实验材料,原本可以很生动的生物课显得枯燥、无趣。由于学校没有实验经费投入,生物教学无实验室,无实验器材,无实验材料,严重影响着生物学的教学。 另外,教学评价仍然按照传统方式进行,往往只注重定量评价,注重分数,忽视了除分数以外诸多方面的评价,如学生的品德、学习态度、操作技能、创新意识及能力等等,教师只从考试成绩上对学生进行人为的划等、分类和排队,强调评价的管理功能。这样一来,教学评价由教师独揽,学生没有评价的主动性和积极性,容易产生厌学情绪,对概念不能很好的理解,对术语、词汇的记忆和使用能力也较差,势必会挫伤一部分同学的学习积极性。 1.加强对生物课的重视 随着经济的发展,生物学知识在工农业生产中得到越来越广泛地使用。我国中学生物教学大纲规定生物课不是专业课,也不是劳动技术课,而是每一个接受中等教育的公民都必须学习的课程。因此,教育行政主管部门以及社会各界都应该加强对生物学科的重视,改变教学现状,探索积极有效的教学方法,提高教学质量。同时还应该增加投资,切实改善生物学教学环境,引进各种实验设备,极大地调动学生的学习积极性。 2.以学生为本 生物教学要面向每一个学生,致力于提高学生的学习兴趣,培养学科思维,完善学生的健康人格。教师要帮助学生理解生物对整个社会发展的作用,使学生能从生物的视角去认识科学、技术、社会和生活中的有关问题。教师必须为学生营造一个宽松和谐的课堂氛围,为学生提供表演的舞台,让学生得以全面发展。在教学过程中,教师要把学生看作是具有独立主体意识、有独立人格尊严的人,让学生在与教师的相互尊重、合作、信任中全面发展自我,获得成功和生命价值的体验,并感受到人格的自主与尊严。 3.改变教学手段 中学生物教学应该结合中学生的特点,采取形式多样的教法,改变传统的、单一的教学模式,引导学生主动参与、亲身实践。教师应充分运用多媒体实现教学过程智能化、现代化,使生物教学跳出文字和教室,使学习成为兴趣,进行自我探究或集体讨论,教师以平等的姿态参与和引导学生的讨论,使教学过程由传统的传承型转变为现代的探究型。教师可以利用网络资源和多媒体技术把文字教材按大纲要求改编成电子教科书,图、文、声并茂,把教师难以说清和教室里不好演示的抽象难懂的重点、难点,跨越时间与空间,跨越学科与领域的知识,形象、生动、有趣地向学生展现,从而提高教学效率和效果。 4.改进课堂教学 课堂教学是实施素质教育的主阵地,只有深入进行各种课堂教学改革,才能全面提高教学质量和效益。生物学教学应使学生学习比较系统的生物基础知识,初步掌握生物的生活习性、形态结构、生理功能、分类、遗传、进化和生态的基础知识,并了解这些基础知识在生产生活中的应用。在教学中要注意开展师生双向活动,在教学中充分发挥教师的主导作用,运用各种教学方式,因势利导,结合讲授课、讨论课和实验课,不断加大对学生创新能力的培养。让学生更多地获得生物学基础知识和获取基本的实验技能,了解生物学发展的前景以激发学习生物学知识的学习热情。 5.实行探究式教学 探究性学习可以引导学生主动参与探究过程,逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力、培养创新精神和实践能力等等。教师应该加强探究式教学,选择学生感兴趣的、愿意探究的问题材料作为新课题,精心组织课堂教学内容,以图片、文本文件为载体,以教师引导、学生讲解、自主讨论和辩论等为主要学习方式。例如在讲解“绿色植物的色素种类及功能”时,可以引导学生进行探究,大棚蔬菜和地膜育秧为什么都采用白色的薄膜覆盖?这与植物的光合作用有什么样的联系?然后通过合作学习和小组讨论的方式,让学生们互相帮助,激发学生的学习需求,活跃课堂气氛。 6.提高教师素质 教师是课程改革的参与者、实施者和推动者,教师队伍的发展和建设是提高教学质量的最有力的保障。然而,现在仍然有一些教师才用陈旧的教育理念,忙于备课、上课、批改作业等日常教学工作,忽视了系统学习、研究生物课标和生物教材。因此,教师除了加强对生物的系统学习和研究生物教材以外,还应加强对教育学、 心理学理论的系统学习,积极参加学科培训,在持续学习中更新教育思想,用先进的教育理念来指导教学,不断充实自己,更新知识,提高综合素质。生物学是一门实验性科学,作为生物学教师,我们应使学生学习比较系统的生物基础知识,让学生更多地获得生物学基础知识和获取基本的实验技能,了解生物学发展的前景以激发学习生物学知识的学习热情,提高学生的综合素质。 中学生物教学论文:中学生物教学模式的一种新探索 教学作为人的心理—社会活动,无论就学生的学还是就教师的教来说都是一种复杂的、自由度比较大的活 动,它不应该也不能依靠某一种模式实现它的全部功能。因此,我们常说教学是一门艺术。但教学又是一门科 学,它应该是有规律的,并且总是受一定理论指导的。这种规律经常以这样或那样的具体教学活动方案表现出 来,某种活动方案经过多次实践的检验和提炼,形成了相对稳定的、系统化和理论化的教学结构,这就是我们 所说的教学模式。 教学模式有的是从丰富的教学实践经验中概括和归纳出来的,也有的是在一定理论指导下先提出一种假设 ,经过多次试验而后形成的,所以教学模式既是理论体系的具体化,又是教学经验的一种系统概括,每个教师 无论他自己是否意识到,实际上总是在某种教学模式的框架下来开展教学活动的。 现代社会对人才的要求而出现的教学任务、教学内容的复杂性和多样性以及教师、学生的各种不同特点, 这些都决定了教学模式不可能是单一的。因此,随着教学实践的深入开展,教学模式也在不断地发展、革新。 目前,教学模式的发展具有以下趋势: 第一,重视能力的趋势。以赫尔巴特理论为代表的传统教学论在强调系统、严格地传授知识的同时,并不 否定发展能力的意义;不过它把发展能力置于次要的、从属的、“兼顾的”地位。现代教育家们不再在知识与 能力两方面各执一端,相互否定。人们普遍认为传授知识与发展能力是教学的双重任务。随着知识增长速度的 加快,终身教育的普及和社会竞争化程度以及个人社会生活复杂化程度的提高,学生的一般能力、创造能力、 社会交往能力等必将越来越受到人们的重视。人们在设计或归纳教学模式时,必将越来越重视能力的培养。 第二,重视学生的趋势。可以说,任何一种有价值的教学模式都在某种程度上建立在对学生学习过程的认 识上,不过重视对学生学习研究并不等于承认学生在教学中的主体地位。例如,赫尔巴特研究学生的学习是为 研究如何发挥教师权威作用服务的,在教育史上,19世纪末至20世纪40年代末的美国、本世纪20至30年代的苏 联、期间的中国都犯有轻视教师主导作用,轻视系统严格的知识教学的错误。人们在认识到这一错误后, 自然又在不同程度上向传统教育回归。在仓促的“回归”中,难免“矫枉过正”,犯轻视学生主体作用和能动 作用的错误。于是,重视学生的主体地位成了当代教学模式的共同特征。除了教学基本规律决定了学生的主体 地位外,推行终身教育和建立“人——机”学习机制等,都要求教育者进一步发挥学生的主体作用,可以预见 ,人们将由目前的普遍赞成实行“带领”学生学逐渐变成普遍赞成实行“引导”学生学。 第三,心理学化趋势。随着心理学的发展,教学模式的心理学色彩越来越浓厚。并且随着生理学(特别是 脑科学)和生物化学研究的不断深入,心理学必能更清晰、更客观地阐明人类学习机制。从心理机制角度科学 地设计和叙述教学模式,不仅是必然的,而且能够越做越好。 第四,机辅趋势。随着电子技术的飞速发展,广播、电视、程序教学机器、电子计算机等正在越来越多、 越来越成功地介入教学过程,研究教学模式的专家们将不得不考虑这一特点。 那么,对于中学生物教学我们应该采取什么样的教学模式呢?有几方面是我们必须要考虑的: 一、大纲对能力培养的要求 中学生物学九年义务大纲中明确要求:中学生物教学要培养学生的观察能力、实验能力、思维能力和自学 能力。 二、中学生物学知识的特点 自然界生物种类很多,中学生物学不可能每种生物都讲到。因此,首先把它们按门、纲、目、科、属、种 进行分类,然后在中学生物教学中只详细介绍每个门或每个纲的代表,然后由它的形态结构等推到整个门或纲 的其它生物。 三、中学生形成生物学概念的特点 思维发展过程是由具体思维——形象思维——逻辑思维——抽象概括思维。 不同的思维发展阶段,概念形成具有不同的特点。初中学生以形象思维为主,在形象思维的基础上形成生 物学概念,又是从认识个别现象向比较不同对象异同过渡的过程。它们往往先从具体的事物开始,经过分析、 比较、综合、概括,从而形成一个概念。这种概念最初是不精确的,以后在具体化的过程中经过扩大和加深, 逐步趋向完善。 四、生物学教学必须加强直观教学 首先初中学生知识少,经验也较少,形象思维占优势,概念的形成需要直观形象来帮助感知和理解。其次 ,生物学教学内容是自然界生物的形态、构造、生理和生态知识,生理卫生的教学内容是人体的解剖、生理、 卫生保健知识等,这些都是具体的,运用直观手段可让学生直接感知的。 根据以上的考虑,我们设计了中学生物教学的一个教学模式: 引导自学举一反三变式巩固得出结论 其程序如下: 1.引导自学 教师指定学生自学课本内容,了解有关概念的名称。此步骤主要培养学生的自学能力。 2.举一反三 教师发给学生典型的实物材料,使学生通过观察或实验形成概念。此步骤主要是培养学生的观察能力或实 验能力。 3.变式巩固 教师以挂图、模型等形式给出其它变式,使学生通过比较、分析,找出它们与典型材料的异同点。 4.得出结论 学生通过讨论,进一步巩固概念。3、4两个步骤主要是培养学生的思维能力。 为了检验此模式的教学效果,我们选取初一年级两个班,其人数、男女学生比例、年龄和学习成绩等方面 相都似,其中A班为实验班,采用新模式进行教学,B班为对照班,采用传统的教学模式,对不同的形态结构的 教学进行了为期一年多的实验,如花的结构、鱼的形态结构等。结 果实验班成绩都比对照班好。现以《花的结 构》一节的教学实验为例来进行说明。其教学程序如下: 1.让学生自学课文,并在学生自学过程中出示导学题。 (1)花的结构中各部分的名称是什么? (2)花的各部分结构的作用是什么? 2.发给学生具有典型花结构的材料:桃花、白菜花。 (1)引导学生观察花的外形。 (2)引导学生解剖花,并做记录。 (3)教师让学生回答各部分结构及作用。 3.取出小麦花、大豆花、黄瓜花、柳树花等的挂图,让学生观察并比较与典型花结构的异同点。 4、经讨论让学生归纳出花的基本结构。 B班为对照班,采用传统的教学模式,课堂上只利用桃花、小麦花挂图,教师边指图边讲解。 授课后,根据教学目标要求,利用同一检测题,对两班学生当堂进行达标检测,并相隔两周后,利用这一 检测题再次进行检测,看其记忆情况如何,检测结果见下表。 附图{图} 从测试结果可以看出,不管是当堂测试,还是两周后的测试中,实验班学生的成绩(包括平均分、及格率 和优秀率)都明显高于对照班。我们认为出现这种效果是必然的。因为,首先此模式符合学生的认识规律。学 生认真地观察或动手做实验,学生间的讨论,以及教师引导学生归纳总结,这样的学习过程,是在感性知识和 学生自己实践、体会的基础上,进行分析、讨论,因此能较快地上升为理性知识,有利于对知识的学习和掌握 ,有利于认识事物的本质和规律。 其次,此模式符合学生年龄特点和心理特征。初中学生对周围事物有好奇心,喜欢通过实践自己得出结论 。变式的应用不仅满足了学生好奇和探索的心理,也给他们创造了思考问题和发表自己见解的机会,使学生思 维活跃起来,调动学生学习的积极性和主动性,有利于学生对知识的理解掌握。 再次,可以锻炼和提高学生的多种能力,如观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等,从而达到提高 教学质量的目的。 虽然此模式有诸多优点,但在运用它时有几点应注意: 1.此模式不具有普遍性。生物学知识形式多样,包括形态、结构、生理功能、生态等,对于不同的内容应 采用不同的教学模式,才能取得最佳的教学效果。 2.此模式主要适用于形态结构内容的教学。 3.利用此模式设计教学程序时,关键在于要先用典型,后用变式,以便学生得出正确的结论。 中学生物教学论文:农村中学生物趣味教学法的应用 [ 摘要 ] : 本文通过大量教学实例,结合农村初中学生的生理、心理特征,强调在农村中学实施趣味教学法的重要性。 [ 关键词 ] : 生物教学、兴趣 当前,中学生生物教学只占自然科学的极少一部份,虽说热点重点问题不少,但在 150 分总分中一般仅占 1/5 ,有不少学生认为要想争高分,生物不是重点,只是背背而已。而实际上他们错了,每年的中考生物的题目都是最新颖的。因此,面临的一个教学问题是:内容杂、热点多。在此情况下,怎样从生物教学自身特点中寻找突破点,搞活教学,提高质量,目前已成为生物学教师探索的问题。 根据初中学生好奇、求知欲强、思维活跃、学习从兴趣出发的特点,我充分利用生物学本身独具的内容丰富、趣味性强等特点,努力挖掘各种趣味因素,创设情境,以各种教学形式诱发、激励学生的学习兴趣与求知欲望,使他们由被动的“要我学”转变为主动的“我要学”,从而搞活了教学,取得了良好的教学效果。 1 、巧用美术、音乐等,诱发兴趣 大自然丰富多彩,广阔无限,奥妙无比,为使学生能更好的认识自然,根据课堂教学的需要,巧用美术不失为一种好方法。例如:运用简笔画,几棵水稻、一只昆虫、一只小鸟、一只老鹰,寥寥几笔,栩栩如生,便尽现一幅农田生态系统图;又如:几树、一山脉、一大海,几个小箭头便构成海陆风的形成,水的循环,讲解方便。 音乐能带给人愉悦。例如:在上《环境保护》一节时,引用迈克尔 . 杰克逊的《 EARTHSONG 》的 MTV ,在沁人心脾的音乐中,苍茫的原始森林,群鹿飞奔,一抹朝霞,百鸟齐鸣,母马安详的晒着太阳,小马偎依在一旁,此情此景,如此和谐,通过音乐及漂亮的动画 , 虽没有一句说教 , 却能使学生充分领略了大自然的美。 利用音乐、美术等作为教科学和学科学的工具,学生听来有趣,简明易懂,既学习了知识,又陶冶了情操。 2 、巧设疑问,激发兴趣 渴望了解生物的各种生命现象及活动,揭开生命运动的本质、规律,这是学生们普遍存在的心理。依据所教内容,结合学生的知识基础,有意识地创设一些富有趣味、含有质疑性的问题,在课堂上巧妙地造成悬念,可以很好地激发学生的学习兴趣。例如:在《酶》一节的教学中,我先讲了日本人过去被我们称之为东洋矮子,但近年来,年青一代的日本人却比中国人平均身高高很多,这些都是由于牛奶的作用,但最近有人提出中国人不适合饮用牛奶,原因是中国人缺少一种分解牛奶的酶,那么酶是什么呢?它有什么特点呢? 在介绍“人体内气体交换”时,提出“为什么人在跑步时要不停的呼吸?”这些问题必然引起学生的好奇,开动脑筋思索,积极发言,从而吸引学生的注意力,活跃了课堂气氛,使他们很快进入学习状态。 另外,也可结合生活中的趣闻轶事,巧设疑点,激发学生的兴趣。例如:在介绍“遗传”时,我先给学生讲了一个小故事:美国的一位舞蹈女明星,拒绝了许多风流潇洒的公子哥们的追求,却写信向长相普通、不修边幅的科学家爱因斯坦求爱。她写道:“如果我们结婚,我相信我们的后代一定会像您那样的聪明,像我一样的漂亮。”请问:“如果他们结了婚,她能梦想成真,遂其心愿吗?”同学们几乎同声回答:“可能的。”“为什么呢?”同学们议论纷纷,虽答不全,但对此都产生了浓厚兴趣。趁此时机,我再由浅入深,层层分析基因组合的特点和结果,同学们听来饶有兴趣,收到了事半功倍的教学效果。 3 、活用直观教具,增强兴趣 初中学生的直观形象思维占主导地位,由于学校条件的限制,没有实物投影仪,多媒体教室,若是教师满堂灌,必然造成学生厌学情绪,教学效果不佳,特别是我们农村的孩子,如果在讲授新课时,教师先用直观手段安排一个导入新课的环节,实际上就是启发学生对新课的思维。例如:在《动物的新陈代谢》一节,我亲手拿着一份营养早餐 ---- 牛奶、鸡蛋、小米粥,问:这些物质中有何成份?这些物质如何被我们利用?利用直观教学很轻松地就把初中生物教学的难点 ---- 动物的 新陈代谢,完成了,并使学生每在吃早餐时学会合理搭配营养,养成不偏食、厌食的好习惯。又如:我校处在农村,植物教材列举的各类植物,在我校周围都可见到,在讲叶的形态时,课前布置每生各采 6 片不同形态叶子,上课时对照挂图结合课本内容的提问,先让学生回答自己手中的叶片名称及形态,老师稍加启发 , 一般都能理解,课堂气氛活跃,这样既动手又动脑,有利于学生的思考与记忆。讲种子结构时预先让学生从家中带少量种子(大豆、玉米)交给老师浸泡后,上课时分发给每位学生 , 并在老师指导下,先观察种子形状,然后解剖观察结构。在观察中要指导学生把菜豆种子和玉米种子比较,使学生了解它们有什么不同,相同的部分是什么?最后点出胚是种子的主要部分 , 是产生下一代植物的幼体,从子叶和胚乳不同的地方 , 引出什么是单子叶植物 , 什么是双子叶植物的概念。 又如:结合不同的教学内容,先后让学生自带牛蛙(代替青蛙)、鲫鱼、家鸽、兔子等活体,进行解剖。实验操作中,学生自带三两左右重的鲫鱼一条,老师先示范性操作,为了使学生看清楚解剖的步骤和方法,可结合挂图向学生说明解剖的目的、要求、方法、步骤,绝大部分学生能按老师要求进行操作,并能将切下来的心脏、鳃、鳔、肝、胰脏、肠、肾精巢或卵巢,放入解剖盘中,安静等老师来检查,整个实验干净利落。 4 、课堂抢答,以赛促趣 中学生争强好胜心特强,将“竞争机制”引入生物教学中,对激发学生兴趣有极强的催化效果。对此,我尝试了“课堂抢答积分制”,以学生的自然分组为单位,课堂提问或复习以每组轮流回答或抢答的形式展开,答对的为该组记分并当堂公布每组得分结果。课堂抢答,激发了学生显示自我、争胜好强的意识,人人积极思索,举手抢答,课堂气氛显得异常活跃,学生的激情也淋漓尽致地表现出来,而且有利于巩固知识。 综上所述,趣味教学的目的,在于激发、培养学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,提高课堂教学效果。因此,教学中教师要善于将趣味性与课堂内容有机结合起来,将知识点与学生实际需要有机联系起来。而且应根据学生的接受能力,掌握好难易程度。否则,讲课内容太简单会使学生感觉平淡无味;讲得太深奥,学生一知半解,注意力容易在不理解中转移,达不到教学效果。 总之,农村中学的生物教学要因地制宜,用趣味教学来活跃课堂气氛,充分利用农村自然资源丰富的有利条件,有效地激发学生学习生物学的兴趣,调动起学生的学习积极性,达到提高教学质量的目的。 中学生物教学论文:建构主义在中学生物教学中的应用 【摘要】建构主义的兴起是国家全面推进素质教育的一项重要措施,是创新型人才培养的合理选择。学生的学习是一种思维活动,思维贯穿于学习活动始终,离开了思维,任何能力难以形成和发展。教学就是不断创设课堂教学情境,以问题为主线,引导学生生疑、解疑,激发学生创造性思维能力,有助于教师顺利实现教学目标。 作为一种新的认知理论,建构主义的兴起是国家全面推进素质教育的一项重要措施,是创新型人才培养的合理选择。学起于思,思源于疑,学生的学习是一种思维活动,思维贯穿于学习活动始终,离开了思维,任何能力难以形成和发展。而思维是在一定的问题情境中产生的,思维过程是一个不断发现问题、分析问题和解决问题的过程。教学就是不断创设课堂教学情境,以问题为主线,引导学生生疑、解疑,激发学生创造性思维能力,有助于教师顺利实现教学目标。建构主义观点是一种以主体已有的知识和经验为基础的主动建构,这是建构主义观点的优秀所在。学生不是信息的被动的接收者,而是知识意义的主动建构者,即强调以学生为中心,学生是现实客体的变革者,是知识发生过程的探索者,因此学生的学习活动不是由教师向学生传递知识,而是由学生自己通过运用已有的知识和经验对新信息进行重新建构而达成。 生物学是研究生命现象和生命运动的形式及规律的科学,它是一门以实验为基础,以思维为主导,应用为目的的自然科学课程。生物学的概念和规律是通过观察、实验、抽象、假说等研究方法,并经实践的检验而建立起来的。它通过生物语言来表述,反映了客观现象的相互联系及其规律。而生物教学具有三大特殊性:以观察和实验为基础;以形成生物概念和掌握知识结构为中心;以生物教学紧密联系实际为原则。这就要求教师充分发挥学生学习的自主性,引导学生主动发现问题、主动收集、分析有关信息和资料,主动建构生物概念和生物规律。这正是建构主义学习理论的优秀,因此建构主义学习理论可以为生物教学改革提供了理论指导。下面仅以《植物对水分的吸收和利用》一节建构课堂教学过程的设计: 1设置情境教师:借助多媒体在屏幕显示夏季高温条件下森林生机勃勃的景象。学生:想到植物需吸收足够的水。同时,教师引导学生思考植物怎样吸收水的。教师:把课前用清水和浓盐水泡过1小时左右的两种豆芽分发给学生,并告诉学生两种豆芽是如何处理的。学生:观察并思考实验现象的产生原因。同时,教师引导学生思考植物细胞如何吸收水和失水的。 2渗透作用实验演示实验和计算机模拟实验相结合,让学生发现问题并提出问题,亲历实验过程,解决实际问题,促使知识迁移。教师:先把真正的渗透作用实验装置展示给学生,并作演示实验,然后通过计算机模拟实验弥补前演示实验观察不清楚的地方,并引导学生观察和提出相关问题。学生:观察实验现象并思考怎样才能发生渗透作用。最后总结渗透作用原理。 3知识迁移分析成熟的植物细胞是一个渗透系统,然后研究植物细胞的吸水和失水。细胞是一个渗透系统。学生:随教师的引导思路观察多媒体显示的成熟植物细胞的结构,通过分析能够得出成熟的植物细胞是一个渗透系统的这一结论。同时,思考植物细胞为什么能吸水和失水。教师:总结上述结论并讲解植物细胞质壁分离和复原的原理。学生:首先根据实验原理结合实验室提供的材料构思实验思路,然后在结合教材的实验步骤亲自动手做该实验,观察实验现象并得出植物细胞吸收和失水的原理结论。 4解决实际问题,学以致用教师:讲解植物对水分的吸收、利用和散失相关知识,让学生掌握后再提出以下问题: ①农业生产中一次性施肥过多为何会出现“烧苗”? ②夏季植物为什么易出现萎蔫? 学生:学生思考并回答相关问题,能提出农业生产要合理施肥和合理灌溉。在整个教学过程中,不仅仅要关注学习结果,更应关注学习的过程和在学习过程中产生的种种体验。因此整个教学中我根据教学需要设置相关问题,我始终以学生为主体,教师为主导的教学原则,充分激发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力,在探究中获得知识同时学会了一般的科学研究方法。通过课堂教学让学生建构了渗透系统装置、成熟植物细胞与外界溶液构成、渗透系统和植物细胞吸水和失水,最后使学生能够应用于实践中去。
园艺技术论文:庭院果树园艺栽培技术论文 1庭院果树设计 庭院果树园艺设计主要有两种:路旁设计和综合种植。所谓的路边设计就是把果树种植在道路的两边,对于路旁果树品种的选择比较适宜的是高大或者藤蔓类的果树,这样选择的目的是不仅可以乘凉还具有较高的观赏作用,但是值得注意的是在靠近门窗的地方避免种植这类果树,主要是考虑让充足的光进入室内。所谓的综合种植提倡的是综合利用,对于庭院的设计也可以按照不同的风格进行不同的种植。由于庭院果树具有一定的特殊性,一般在改善其实用性上使用的方法主要是采用人工和生物相结合的方法,不仅如此还可以大大提高庭院土地的利用率。在设计庭院的时候,无论院子是什么样的风格,要想获得全新的户外体验就必须要强化季节性的装扮。对于室内的布置要遵循室外的布置技巧,目前最流行的庭院设计理念就是室外空间和室内空间和谐地结合在一起进行设计。 2庭院果树园艺栽培技术 2.1种植 种植前需要做充足的准备。对庭院果树进行定植的时候要一次性进行改土操作。坑需要具有较大的宽度和深度,一般意义上长、宽、高的范围分别是:1~1.5米,1~1.5米,0.8~1米。在果树种植之前要进行有机肥的施加,每棵树的施肥量在30~40公斤之间。选择树苗的时候要对它的高度、茎粗、年龄进行充分考虑。这样可以提高果树的成活率,并保证结果的时间。在种植树苗的时候,上枝叶要展开向下,先期填土要求是湿土,然后再继续填埋。要是树苗过大,种植的第一年要绑好支架,防止果树歪斜。 2.2治理 所谓的植后治理,主要就是管理肥料和水分。其一就是基肥的施加,可以提供树木生长所需要的营养以及大幅度提高产量。每年的秋天即9~10月份施加有机肥,树龄的大小决定施肥的多少。小树一般施用20~40公斤的肥料,成年树施加80~100公斤的肥料,施肥的时候要挖成条状或者环状的施肥沟。接着就是追肥,不仅可以给树苗的成长提供充足的肥料,还可以促进其花芽的分化。对于追肥的方式,笔者认为可以采取量少多施的办法,分不同的阶段进行施肥,在2~3月进行开花期追肥,5~6月份追加的肥料有多种选择:腐熟有机肥、果树专用复合肥、草木灰等。施肥过后还要注意浇水。在庭院加水比较方便,但是注意水的碱性不能太高,不宜用肥皂水、洗锅水等。同时还要注意在雨季的时候排水。 2.3修剪 一年四季对于庭院里的果树都需要修剪。但是,在不同的时间段进行修剪的量以及技巧是不一样的。出于果实产量和果实形状的考虑,对果树进行整形的时候,要让其保持适度的密度,良好的光照和通风条件。我们一般选择在冬季进行修整,同时修整的过程中也要按照果树的实际情况,如环境、树龄、生长情况等进行综合的考虑,在休整过程中让树木失去的能量力争最小,并有一个相对较小的损伤。在树枝较大的地方,注意分枝,把粗壮头枝留下,让树冠进一步舒展,这样在外观上具有较高的审美价值。对于树上的细小枝干,要有选择的进行修剪,使其生长减缓,避免和粗枝干叶争夺养分。 2.4管理 管理是提高产品质量的重要措施。在花期要进行人工授粉,使用各种方法保花保果。坐果率较高的时候,要进行一定的疏花疏果,每个花序留1~2个。在疏花期之后的15天便可以进行疏果。要是果实较大的果类,如苹果、梨建议留一个果实,对于小型的果类如樱桃、葡萄进行整串的疏果。对果实进行套袋处理,不仅可以防治菌类的侵入,还是生产无公害绿色水果的主要方式,在果实成熟前20天即可把套袋去除,目的是增加光照、增加果实的成色,在傍晚时分进行喷水操作,可以让果实的光合作用不断提高,让果实的糖分增加,同时也有利于果实成色的增加。 3结语 总而言之,在庭院中进行果树的种植不仅可以给庭院增添景色,还可以增加收入,把握好栽培技术,可种植出优良的果树,不仅可以到品尝到新鲜的水果,还能够提供给我们一个舒适、宽松的生活环境。 作者:买合木提·艾孜木 单位:阿瓦提县园艺工作站 园艺技术论文:职业人园艺技术教育教学论文 一、我国高等职业教育兴起和发展回顾 在巨大困难挑战面前,全国高职院校坚持把好“人才培养”质量观和“改革为动力、创新图发展”的战略观,不断改革教育教学方法和创新人才培养模式,走“校企合作、工学交替”的技能型人才培养道路。在党中央、国务院大力支持和各级教育行政部门的正确领导下,全国高等职业院校始终采取一方面借鉴普通高校成熟的教学及管理办法,另一方面积极主动吸纳美国、德国、澳大利亚等发达国家职业教育的先进经验,切实加强师资队伍、实训条件建设,紧紧围绕就业市场开展以提高学生专业优秀技能为目标的教学改革与实践,力求使学生在真实场景中学习、在项目任务教学过程中训练,严把技能考核关,着力培养合格的高技能型人才。十年磨一剑,实践是检验真理的唯一标准,到2011年底为止,全国已批准建成两个100所部级“示范”和“骨干”高职院校,这些院校以鲜明的高职特色和产学优势引领我国高等职业院校朝着更加广阔的未来挺进,职教的明天更辉煌。 二、教育教学改革推动职业教育发展 我国高职院校一贯坚持以“服务为宗旨、市场为导向”的办学方向,切实做到专业开设依据市场需求、教学实践贴近岗位要求,严格实行理论与实践相结合,狠抓各教学实践环节,确保广大毕业学生的“知识、文化、技能”充分满足就业岗位需要。教育教学改革是提高职业教育人才培养质量和毕业生就业率的有效办法。我国高等职业教育自出现以来主要经历了任务驱动的“项目化教学”和基于工作过程的“行动导向”教学改革,每次教学改革实践都抓住了技术技能型人才培养的优秀与实质,顺应了用人单位的岗位需要,行业、企业肯定,学生、家长满意,社会反映良好,高职教育越办越红火、越办越兴旺。教学改革助推高职教育向前发展,纵观贵州省的部级“示范校”(省交通职业技术学院)和“骨干校”(铜仁职业技术学院)以及几所被评为“省级示范校”的高职院校,他们无一不是“教改有方略、办学有特点”。 三、对“职业人”导向教改的理解 基于“职业人”为导向的职业教育教学改革正在悄然兴起,我们认为它必将会成为我国高职院校新一轮的教改方向,理由如下。 1.基于“职业人”导向教改与以前的任务驱动的“项目化教学”及基于工作过程的“行动导向”教学改革有所不同,但它们之间并不产生矛盾和冲突,严格意义上来说“职业人”导向教改就是前两轮教改的延续和升华,“职业人”教改更加体现出对高技能人才的职业素养培育。 2.基于“职业人”导向教改更全面、更准确、更符合时代要求,它不仅强调对学生专业技能的培养,也强调对学生以后就业所需的职业道德、职业素养、竞争意识、创新能力等方面的培养及养成教育。 3.基于“职业人”导向教改符合职业教育发展方向,它突出高职学生“知识、技能、素质”的培养目标,这是时代的客观要求,也是党和国家赋予高职院校的神圣使命,作为职教人责无旁贷。 4.基于“职业人”导向教改紧扣时代节律和市场经济要求,能落实高职院校“服务为宗旨”的办学方向,能最大程度满足用人单位对高技能人才的综合素质要求,能使学生在促进产业发展和企业腾飞中发挥自身的重要作用。 5.基于“职业人”导向教改强调了对学生创业能力的培养,客观上为社会主义现代化建设储备了大量敢于拼搏、敢于挑战、具备创业精神的高素质人才。 四、园艺技术专业基于“职业人”导向教改的优秀要素 2014年6月,我院生物与环境工程系以“园艺专业基于职业人为导向的教育教学改革与实践研究”为项目名称获得院级课题立项。调研结束后课题组成员将所收集的资料进行梳理和分析讨论,最终提炼出园艺技术专业基于“职业人”导向教改的优秀要素。 1.有理论和娴熟的专业技能———满足应岗需求。 职业教育对人才培养的规格是专业理论基础够用,技术技能稳定娴熟。本次调研受访行业专家都提出:高职毕业生应适应区域优势和农业发展需要,牢固掌握园艺植物优质、高效生产的技术技能,而专业理论能满足一线工作需求即可。例如麻江精品蓝莓生产管理能力;雷山、丹寨、黎平生态绿茶种植管理能力;凯里、榕江、三穗有机蔬菜培植管理能力;台江外销魔芋深加工能力;从江、锦屏优质椪柑高产栽培能力。 2.有自我更新知识的能力———完成新技术引进。 闽孝镇“鱼粮农业公园”是铜仁江口县着力打造的重点项目。“公园”位于著名风景名胜区“梵净山”脚下,是贵州省100个现代高效农业园区之一,它以旅游观光为目标实施种养结合立体式农业发展模式。纽泰克农业技术开发公司率先落户于其中,是全公园科技含量最高最具亮点的地方。公司建造玻璃温室,引进以色列技术从事高端水果型番茄、小黄瓜、上海青叶菜的水培生产,温室内利用计算机智能技术控制光、热、水、肥以满足种植蔬菜生长结果需求,按照该公司的话来说这是透明植物生产;又如凯里舟溪镇云谷田园农业示范区引进台湾菌肥生产有机蔬菜、瓜果,吸引了大量市民前来游玩和采摘消费,其经济效益可观。以上两个公司的负责人亲口告诉我们:对学生必须加强知识自我更新的养成教育,方能适应现代高科技农业发展需要,也才能满足咱们企业发展的需求。 3.有高尚职业道德修养———树立企业良好形象。 当今社会人们对企业要求越来越高、越来越苛刻,企业员工的思想觉悟、道德观念、形体穿着无疑不在影响公司的社会形象,凡职工素质不高、责任心不强、做事不认真、言行举止不雅者,均会对公司造成不良影响,甚至引起声誉褪色。项目调研发放回收到的176份问卷中,100%都填写“毕业生除了应具备娴熟的专业技能外还必须有高尚的职业道德修养”。 4.有农业品牌和商品竞争意识———推动企业发展壮大。 企业在激烈的市场竞争环境下必须内炼功夫,增强商品意识和竞争意识。高职毕业生在企业既是一线的生产者,又是商品质量得以保证的中坚力量,凡没有做农业大品牌的思想、工作敷衍了事、经营上有以次充好行为的都将会影响企业的生存发展。高职院校加强学生品牌意识、商品意识教育是所有企业老总的共同心声。 5.有农村经纪人素质———助推农业产业发展。 毕节威宁位于贵州西部,海拔2000多米,那里土地肥沃、雨量充沛、气候凉爽,可满足冷凉型大白菜、结球甘蓝、白萝卜常年生长需要。威宁是贵州乃至西南片区夏秋季蔬菜生产基地,蔬菜产品可供应全省和远销上海、广州等大城市。贵州省农业推广优秀专家、农业推广应用研究员、威宁县农业局疏果站站长董恩省同志在座谈中说道:威宁非常适合大白菜、结球甘蓝等十字花科蔬菜种植,亩产1~1.5万公斤,种植规模大,产品质量优产量高,盛夏季节各种蔬菜供应充足。可是缘于信息不灵、销路不广,威宁蔬菜价格低迷、年年滞销,严重挫伤了菜农的生产积极性。建议园艺技术专业高职毕业生应具备经纪人素质,能初次应岗、多岗位迁移,助推农业产业发展。 6.有勇于拼搏的创业精神———解决剩余劳动力就业。 在这年轻的年代,大学毕业生要有敢于拼搏、敢于挑战的创业精神。一直以来国家在农业上都有许多优惠政策和项目支持,毕业生可带领群众创办微型生产、加工或销售企业。黔东南职院2010级园艺技术专业刚毕业不久的李丛波同学去年11月在贵阳金阳新区创办了“醉花轩”鲜花店,花店解决了他本人及另一名青年就业。按照李丛波同学的规划他打算明年接收1~2名师弟师妹到花店工作。 7.有过硬的职业素养———带领群众脱贫致富。 黔东南州森林覆盖率高、生态条件好,各县市形成了许多园艺作物特色产品,如丹寨澄江西瓜、凯里晚熟水晶葡萄、麻江兔眼蓝莓、从江椪柑、雷山线椒、三穗榕江坝区蔬菜等,在州内外享有盛誉,十分畅销,州委州政府号召大力发展生态农业。民族高职院要立足黔东南农业经济培养大批量的高素质、高技能后备人才,只有在加强园艺技术专业学生基本技能训练的同时重视职业素质培养,他们才能真正成为农村脱贫致富的带头人。 五、对“职业人”导向教改的展望 要实现这些目标和任务必须有大批量的高素质技能型人才作保障。高等职业技术院校是培养技能型人才的摇篮,只有在高度重视学生的实践技能培养的同时不放松思想道德教育,才能完成党和人民交给的任务;只有不断探索新时期新阶段用人单位对高技能型人才的新要求才能适应就业市场的需要;只有突显对学生职业素质培养才能拓展毕业生就业渠道。我们坚信,坚持以“职业人”为导向,扎实推进教育教学改革使青年学生在“知识、技能、素质”上全面发展,高职院校就会实现“质量、规模、效益”上的进一步提升,中国的职业教育道路才会越走越宽广,前景会更加辉煌。 作者:邹波 田景文 韦信祥 姜云平 常青馨 杨平 单位:黔东南民族职业技术学院 园艺技术论文:园艺植物实验教学生物技术论文 一、园艺植物生物技术开放式实验教学模式 1.实验内容开放园艺植物生物技术实验教学本着丰富实验教学内容、革新实验教学方式的优秀原则,以培养学生创新能力为最基本的目标,提出以下园艺植物生物技术开放式实验教学模式。实验性质由验证性实验过度为综合性、设计性实验。传统教学中验证性实验占总实验学时的80%以上,采用开放性实验教学,验证性实验压缩到20%以内,增加了综合性、设计性实验内容。 2.实验场地开放实验场地是制约学生开展创新性实验的主要原因。以部级植物生产类实验教学中心为平台,采用开放式实验室运行机制,结合学科点开放实验室,为学生自主选择和设计实验提供了良好的条件。实验室配2~3名研究生协助管理,仪器设备采用预约登记制度,使用前须经专人培训合格后才能使用。实验耗材按实验计划,由实验室统一提供。 3.实验时间开放以3~4人为一个实验小组,以小组为单位安排实验时间,实验室一次可以同时安排6个小组开展实验。实验时间由以前固定时间,改为课程理论授课3周开始至学期末前1周结束。学生可以根据自己的课程安排,合理选择实验时间。实验室时间采用预约制,由实验室管理人员统一安排。上班时间由实验室管理人员负责实验室,节假日和晚上由研究生协助管理实验室,为学生开展开放实验提供充足的时间。 二、开放式实验教学取得的效果 1.实验教学方式开放,激发学生兴趣在大多数同学印象中园艺植物生物技术实验教学以实验方法、手段、技术为主要内容,这些内容过于抽象,通过授课形式讲授或单独的验证性实验,学生理解效果很差,很难达到掌握实验内容的目的。任何研究都是从好奇和怀疑开始的,通过典型的生物技术实例,如柑橘细胞融合获得原生质体杂种、植物遗传转化获得转基因植株,人类基因组测序及园艺植物基因组测序的不断完成,生物信息学预测基因的功能分析等,这些实例在网络上的介绍与视频非常多,通过网站浏览和视频观看,让同学们真正了解生物技术的神秘与贴近生活的两个方面,将抽象的概念转化为切实可行的操作行动。 2.实验时间及空间开放,提高动手能力实验室的开放,即仪器设备和时间概念上的开放,在一定程度上可以解决实验人数多、实验室及仪器设备严重不足的问题。例如,生物分子实验室的定量PCR仪、PCR仪、离心机、核酸仪、电泳仪、紫外投射仪等,实验时间一旦开放,学生可以用充裕的时间来把实验独立完成,不会被课程所限制。通过开放实验室,本科生可以在课余时间多次进入实验室。同时,研究生可以一对一或一对三的带领本科生进行实验,开展相关的扩展实验内容,开阔视野,提高动手能力,还可以更好地参与教师的科研项目,增加教师和学生的交流机会。 3.实验内容开放,自主设计试验在教学内容上打破原有的实验课程结构体系,优化实验内容组合与创新,注重设计性、综合性实验,充分利用网络资源、视频资源及生物公司的广告资源,提高学生的技术应用能力和创新能力的培养,促进学生在学习能力、创新能力和社交能力等综合能力的培养。根据专业培养目标和实验条件,突出实用性,根据学校实验条件提出以下实验内容进行选择与优化。通过开放实验教学内容,学生打破传统的拟定学时的验证实验内容,充分利用学生的自主性进行大量的设计性、综合性实验教学。学生在学校提供的实验条件的前提下,自选实验内容,自定实验步骤,自选仪器设备,自己处理和分析实验结果、实验数据,给学生提供了创新思维的自由空间。这将有利于激发学生的自觉性和主动性,有利于培养学生的创新能力。自觉接受现代教育技术新的成果,把信息技术与学科有机的融合在一起,为学生创设良好的学习情景,突出双向性、参与性、互动性。在实验操作环节,鼓励学生独立完成操作,独立分析结果,发现问题。 4.实验结果灵活,革新考核与评价体系通过综合性、设计性实验,学生将与老师的课堂交流转变为通过面对面、QQ、微信等其他平台,对实验进展随时进行分析、讨论及总结,并且学生通过查阅相应的资料,最后得出科学合理的实验结果。开放式综合性、设计性实验,实验结果的不确定性也避免了同学之间相互抄袭、模仿。因此,既增加了学生动手操作的机会,又有利于学生系统的掌握园艺植物生物技术的实验方法和技能及分析与解决问题的能力。开放式实验教学除在以上方面进行开放外,同时也革新了实验教学的考核与评价体系,与以往实验成绩包括实验课堂成绩与实验报告成绩之外,在实验教学方面补充了实验设计、实验准备工作、结果分析与讨论的考核内容,形成了实验方案撰写(20%)+实验前的准备(20%)+实验过程(30%)+实验结果分析(30%)的实验教学考核体系,评价方式分为优、良好、中等、合格,不及格五种不同的方式。 5.园艺植物生物技术开放式实验教学展望通过开放式实验教学能够很好的避免学生被动实验的客观现象,充分激发学生积极的动手能力,并通过实验结果分析和与老师的面对面沟通改变以往实验教学中动手不动脑的现象,更能诱导学生正确、客观的认识生物技术,并且培养其探索生物技术领域新趋势的科研兴趣。因此,开放式实验教学非常适合于本科生园艺植物生物技术的实践教学,对人才培养来说至关重要。 作者:毛娟陈佰鸿杨宏羽李作进单位:甘肃农业大学园艺学院 园艺技术论文:现代园艺工程技术论文 1现在园林的风格 人们的日常生活环境必须包括人工和自然两个构成部分,把人工和自然合理的结合起来,就组成了人们的居住生活环境,这便称为物质元素。自然环境,其实就是人们生活居住的地方原来就有的那些大树、河流、湖泊等自然环境以及地形。除了物质和自然元素之外,还有精神和人工元素,人工环境既是在充分利用自然因素的基础之上,通过人工,尽可能的创造出不仅能让人赏心悦目又能令人舒适的环境景观。精神元素也即是人们心理上的需求,这在一定程度上带有历史性、社会性以及地域性,这能在人们的心理上产生共鸣。随着人们生活的逐步提高,对其生活的环境要求也越来越高,要求其不仅具有观赏性,还要能净化空气,减少噪音,甚至还要具有调节气温的作用,在进行园林景观的设计规划时,要尽可能的利用所有能用的自然环境来创造更让人们舒适且有利于生态的人工景观,要让人们感受到形态各异、安全安静的同时,还要能在园林的世界里找到一种归属感,进而营造出一种温馨、祥和的居住环境,让人和环境达到一种和谐的统一,这在某种程度上强调了一种环境的景观的共赏性。在居住区景观环境中,一般有软质景观和硬质景观之分,主要由花草树木等自然植物所构成的植物景观称为软质景观,反之,主要由道路景观、景观建筑等组成的被称为硬质景观,进行园林建设可以尽可能的优化居住环境的质量,建立相对比较健全的生态环境,进而促进人类的身体和心理健康,提高人们的生活质量。 2现代园林的技术特点 进行园林景观设计以及建设,是为了让人们更好的生活,因此必须依尊重自然、保护自然为基本前提,让山水地形、树木花草、动物、土壤及大自然中的阳光、空气、气候因素等都能得到充分利用,不仅要合理布局还要精心设计,这样才能创造出尽可能接近大自然的适合人类居住的绿色生态景观环境。在现代园林景观设计建设中,除了充分利用自然存在的物质外,还有混凝土、仿毛石砌块等品种也较多,或有刚研制开发出的材料等以前很少在园林中被使用,以及在我国古代就已经被广泛使用的金属材料等,这些材料的使用使得园林环境别具一番魅力。园林景观设计应与建筑设计进行有机结合,这样才有可能达到“自然天成”的艺术效果,创造山水化的人类居住区,在现代园林设计建设中,提倡主要用植物来进行造景,要尽可能的减少使用硬质景观,例如山石等,其在现代园林设计建设中属于可有可无的物质,但它在现代园林中也具有一定的重要作用。如果把山石作为主要景观,那它一般就被赋予了特别的感情,使其具有一定的艺术感染力;如果把山石作为植物的点缀,一般把它们有规则的放在植物的根部,这样不仅可以衬托树的优美,还可以增添野趣,显得自然随意;如果把山石和水有机结合起来,其变化形式更多,可营造出水依石、石靠水的轻盈、幽静环境,让人沉醉其中,不忍离开。所以,置石也是符合现代园林更好发展的趋势,可以通过置石建设具有生态效益的人类生活环境,因此,它在现代园林设计建设中具有相当重要的构景作用。 3现代园林的存在价值 完美的植物、山石配置所组合成的园林景观如同城市的标志性建筑一样,也可以成为一个符号,组成园林的山石、建筑虽然不会说话,但是它们可以通过形态表达出更深层次的意思,它们甚至可以记载一个地区地历史,在现代园林设计建设中,必须把生态文化作为贯穿始终的内涵,这样现代园林不仅可以提高人们的生活质量,更重要的是可以表达一种浓厚的地域性和文化性。 作者:余薇 单位:九江市园林管理局 园艺技术论文:高校园艺植物生物技术论文 1《园艺植物生物技术》实践教学中存在的主要问题 1999年,高校开始招收第一届园艺(教育)专业学生,并开设《植物组织培养》课程。随着植物生物技术的迅速发展,植物组织培养的内容已经不能满足现代园艺发展的需要。进入21世纪以来,分子生物技术向传统园艺育种领域的渗透加快,这就使得教育界不断改革原有教学内容,以适应变化了的形势和现实[4]。因此,在新的人才培养方案中,将《植物组织培养》修订为《园艺植物生物技术》。但是因为实验条件和师资队伍等原因,《园艺植物生物技术》实践教学过程中仍存在一些问题:一是实践教学内容老套,仍然以之前的组织培养相关内容为主,未涉及基因工程方面的实践环节;二是教学方法和手段单一,主要以传统的验证实验为主,即老师先讲实验原理、步骤,学生按步骤机械地完成内容;三是考核方式不科学,缺乏过程考核,而仅以实验报告成绩、考勤和纪律等为考核依据,考核结果不能真正反映学生动手实践能力。 2具体改革措施与方法 2.1实践教学内容改革 实验教学内容的设置要在继承传统内容的基础上有所创新,要对原有实验内容进行整合,实现实验教学内容体系的整体优化[5]。首先,在最新修订的人才培养方案中,本课程由36学时增加到54学时,实验学时由原来的18学时增加到27学时,课程实习1周。其次,实验内容有了较大的改变,在原有内容的基础上增加了试管苗常温离体保存和园艺植物生物技术综合实验设计2个综合性实验内容,其中试管苗常温离体保存实验课学时设计为每次课6学时,学生先用1d时间完成培养基的配制和接种,并在接种后定期进行观察记录实验数据;园艺植物生物技术综合实验设计是让学生在查阅相关文献资料基础上,自行设计试验方案,方案要求确定研究内容、研究方法及所要达到的目的及结果,教师组织学生对试验方案的可行性进行评价,然后各小组根据修改意见对试验方案进行完善,并付诸实施。此项内容为课程实习中的小组自选试验做好前期准备。在一周的教学实习中,保留了原有的植物茎尖脱毒培养等传统项目,增加了非变性聚丙烯酰胺凝胶法分析植物过氧化物酶、植物基因组DNA的提取与检测等内容使学生能掌握植物生物技术的一些基本实验技能,为今后的学习和研究奠定基础。 2.2实践教学方法改革 多媒体是教学的必要工具。使用多媒体可直观地展示概念、理论、实验操作过程等内容,学生容易接受,同时可以运用一些静态的图片、动态的视频及一些实物使学生理解实验内容。《园艺植物生物技术》实践教学改变传统的教学模式,在实验课堂引入多媒体课件,将实验原理、方法、注意事项等通过图片、动画和视频等形式进行教学,比如无菌操作在实验教师讲解后就通过观看视频进一步熟悉无菌操作过程,然后再由学生自己操作;如愈伤组织诱导与分化、植物茎尖脱毒培养等实验内容,将教师先前的实验结果制作成直观的演示教案,以增强学生对实验结果的目的性;在讲到组培苗污染、玻璃化、褐化等现象时,直接带实物到课堂,使同学们对这几种现象有了一定的直观认识,一目了然。通过多媒体辅助教学,有效地提高了实践教学的质量和效果。 2.3考核方式改革 以往实践课程的考核大都侧重于学生的实验报告、考勤、劳动表现和纪律性等方面,缺乏过程考核,导致考核结果不能客观反映学生的动手操作能力、试验设计能力、团队协作能力和创新能力[6]。因此对应用型本科高校学生的实践教学进行考核方式的改革势在必行。通过近几年的摸索和实践,我们对园艺植物生物技术实践教学采取单人和小组2种考核方式。单人考核采用单人操作、现场考核、2名老师评分的考核方式,根据学生在规定时间内是否完成考核任务、技术熟练程度,以及关键环节有无失误等等内容来进行等级评定,考核结果分为优、良、及格、不及格4个等级。小组考核主要对小组的试验设计、准备和操作以及试验结果(实物考核)等内容进行综合考核,具体办法是:每个试验小组选派1名代表,对试验设计、试验内容、试验过程和试验结果等以PPT形式进行汇报,并对试验结果进行分析讨论。这2种考核方式,不仅考核方法科学、合理,考核评价的结果真实,更重要的是锻炼了学生的动手操作能力、团队协作意识,提高了学生分析问题和解决实际问题的能力。 2.4学生参与实验室的管理与维护 实验室开放能够保证学生有足够的时间对研究性、综合性和设计性试验的研究,启发和鼓励学生进行探索性实践[7]。近年来,我们加大了实验室开放力度,鼓励低年级学生提早进入实验室学习,每年从园艺专业学生中公开招聘1~2名实验室管理员,负责组培室的日常管理工作,管理员组建园艺植物生物技术实践兴趣小组,负责组培室常规试剂的配制和组培苗的扩繁等工作,并形成“一级带一级、四年不断线”的良性循环体系,实验室形成了较好的科研氛围,每年都有学生成功申请高校与园艺植物生物技术相关的大学生创新科研基金课题,课题的实施不仅激发了学生对科学研究的兴趣,而且增强了学生创新思维,对学生今后的就业和考研深造均具有很好的促进作用。 3结语 改革《园艺植物生物技术》实践教学,建立适合我校应用型本科园艺专业培养目标及符合社会对园艺人才需求的实践教学体系,是培养创新型园艺人才的有力措施。一方面要求实践教学教师不断更新教学观念,优化教学内容、考核方式,改进教学方法,掌握本学科前沿发展动态,努力提高科研理论水平,不断提高业务素质,以便能够更好地指导学生;另一方面要加大实验室建设力度,增加投入,购置先进的仪器设备,创新实验室管理模式,从而培养知识结构优、实践动手能强、团队协作意识强、创新创业能力强的“一优三强”应用型本科人才。 作者:周玉丽 李慧敏 陆晓民 张雪平 贾双双 单位:安徽科技学院生命科学学院 园艺技术论文:设施园艺工程技术论文 一、如何给设施园艺技术分类 中国学者一直在尝试对设施园艺技术进行综合研究和归纳,但对设施园艺技术全貌的把握上还比较模糊,对体系的揭示还不够完整、深入和科学,专门针对技术分类的研究还处于空白。科学实践证明,给对象以正确的分类,把握不同类对象的特殊矛盾和特殊运动规律,是科学研究取得成功的关键,完备的分类是建立完备学科体系的前提和技术进步的基础性工作,在宏观、微观上都具有理论和现实意义。 (一)技术分类的范畴总体上,设施园艺工程技术主要由生物、环境和工程技术3大部分组成。在传统农业长期存在的条件下,设施园艺始终是一种先进生产力的代表,其涉及的要素不仅针对生产工具,还要针对生产者、生产对象和生产环境(自然与社会)。设施园艺工程技术是在设施种植生产中实际应用的技术,或者说是应用科学知识或技术发展的研究成果于农业生产,以达到摆脱自然环境和传统生产条件束缚的工程化手段和方法。在确定技术范畴时,要将一个在不同层次上具有完整功能(实现商品化)的设施园艺工程作为技术依附的主体和对象,以直接或间接地通过设施装备发挥效用作为表现形式,以经济、社会、环境效益全面化作为技术的时代特征,将符合上述要求的技术、工艺、材料、产品进行分类研究。 (二)技术分类的方法由于每一项设施园艺工程技术都是以数门基础学科为理论基础、以多个应用技术和生产技术为条件,如湿帘降温系统涉及数学、物理学、材料科学、工程科学等多个基础学科和应用基础学科,因此按技术属性和技术形态来分类不仅会形成过多的技术交叉、也难以反映技术的目的,而应将设施园艺工程本身作为主体,将实现设施园艺的完整功能作为技术分类的基本依据。1.横向技术链条。由于设施园艺的完整功能有赖于产业链的有效运转和产品使用价值的最终体现,因此将技术链作为产业链的基础和重要内在依据,使技术内容涵盖设施园艺产业链的全过程,以此为特征在不同层次上横向展开。设施园艺产业链主要包括“育种、生产、贸易”3个主要环节。分类时在“育种”链条上以工程化、商品化的籽种技术为主,在“贸易”链条上以产地物流、产地加工和质量控制等与设施园艺生产紧密衔接的工程技术为主。2.纵向分类层次。为清晰地揭示设施园艺工程技术系统的结构与功能,采用线分类法进行纵向层次划分,即将设施园艺工程技术按所选定的若干个属性或特征逐次地分成相应的类目,并排成一个有层次的、逐渐展开的分类体系。在层级数量上,采用大类、中类、小类、子类4层次,分别反映设施园艺工程技术链条、技术环节、技术功能、具体技术手段等属性。——大类(技术链条层次):是反映技术链条特点的基础层次,主要是维持产业链有效运转的工程技术,包括与产业链直接对应的专项技术体系和为维持整个产业链正常运转所需的公共管理技术体系,具体包括籽种工程技术、设施生产技术、产地物流技术和综合管理技术4个大类。内容较稳定,受其他技术变化影响小。——中类(技术环节层次):是各技术链条中体现其基本特征的技术集合,揭示技术服务的主体与主要行为特征,如种苗工程技术包括籽种、育苗2个环节,产地物流技术包括内部输送、分级、洗净、包装、贮藏保鲜、追溯6个环节等。该类内容会受到技术进步的影响,发生变化的可能性较大。——小类(技术功能层次):是实现各技术环节特定功能的层次,揭示了各环节下技术功能特点和实现功能的基本流程和构成,如种苗工程技术(大类)中的籽种技术(中类)包括育种技术、种子检测、种子加工等。小类技术综合性强、受技术变化的影响很大。——子类(技术手段层次):是实现微观技术功能的具体技术手段,包括各种具体的技术措施或方法,进一步揭示出技术功能的实现过程,如种子加工技术(小类)包括清选、分级、干燥、消毒、包衣、包装等技术等。子类技术种类丰富、手段多样,受技术变化直接影响,动态性、成长性很强。3.技术分类定位。要尽量使不同层次上的技术点都具有独立和鲜明的个性功能(特别是较基础分支),在横向形成并列关系,原则上以主要属性和最显著的功能为依据,而对那些可以发挥多种功能的技术,则按照其主要属性进行分类定位。如湿帘在温室或畜舍中兼具降温和加湿的功能,但生产实践和功能实现过程上须以通风为前提,因此将降温作为其主要属性进行分类;其他如遮阳保温幕、定比施肥器等也同样。 二、设施园艺工程技术的全貌 根据上述分类方法,以具有工程技术特点、特别是装备技术特征为主的技术详细介绍如下: (一)种苗工程技术主要包括籽种技术和育苗技术两个部分。1.籽种技术:包括“育种技术”,如选择育种、杂交育种、生物育种(基因工程育种、细胞工程育种)、诱变育种技术等;“种子检验”,如纯度、净度、发芽率和水分等检测技术等“;种子加工技术”,如清选、分级、干燥、消毒、包衣、包装技术等。2.育苗技术:包括“种子处理技术”(如消毒、变温处理、浸种等技术)、“播种技术”(包括管式、平板式、针摆式、滚筒式等播种技术)、“嫁接技术”(如手动嫁接、半自动嫁接、自动嫁接等技术)、“移苗技术”(如手动移苗、自动化移苗等技术)。 (二)设施生产技术主要包括设计技术、建造技术、环境调节技术、栽培技术、资源利用技术5部分。1.设计技术:包括“工艺设计”(如场区工艺设计、建筑单体工艺设计等技术)、“建筑设计”(如平面功能设计、材料与构造设计等技术)“、结构设计”(如荷载设计、构件强度和稳定性设计、基础设计等技术)、“给排水设计”(如给水、排水、废水处理设计等技术)、电气设计(如常规或可再生供电、配电、自动控制设计等技术)“、采暖设计”(如热水采暖设计、蒸汽采暖设计、空调、热电联产、热泵等技术)。2.建造技术:包括“骨架材料与工艺”(如新型结构、新型材料、镀锌或烤漆等防腐技术、通用连接构件及天沟等标准件)、“围护材料与工艺”(如专用薄膜、直射或散射专用玻璃、硬质板、镶嵌材料、密封材料等)、“施工机具”(如专用升降车、各类专用施工工具等)。3.环境调节技术:包括“增温技术”(如根基增温、苗床增温、土壤增温、地面增温等)、“降温技术”(如热压通风、风机-湿帘、喷雾、遮阳等技术)、“调光技术”(如补光、光周期控制、遮阳等技术)“、调湿技术”(如加湿技术、除湿技术)“、调气技术”(如自然通风、强制通风、二氧化碳增施、空气循环等)、“保温技术”(如内覆盖、外覆盖、密封、隔热等技术)、“供水技术”(如净化、消毒、储水、输水、喷灌/微灌/滴灌/渗灌/移动灌/潮汐灌等灌溉技术、保水等技术)。4.栽培技术:包括“耕整地技术”(如耕整机、铧式犁、整地机、旋耕机、微耕机等)“、新型栽培技术(如无土栽培、土壤栽培、营养液栽培等技术)、“施肥技术”(如肥料增施、肥料输送、定比施肥等技术)、“植物保护”(如物理防治、化学防治、生物防治等技术)、“栽培设施”(如苗床、栽培槽/池、栽培架、空中吊篮、吊挂线等栽培)、“栽培管理技术”(如植株调节、自然授粉、人工辅助授粉、生长调节(化学调节、物理调节)、收获(采摘车、采摘机器人等技术)。5.资源利用技术:包括“可再生能源利用”(风能、太阳能、生物质能等能源利用技术)、“废弃物利用”(如无害化处理、废弃物综合利用技术)、空间利用(如非耕地利用、多层空间栽培等技术)。 (三)产地物流技术主要包括内部输送、分级分选、洗净、包装、储藏保鲜、商品追溯6个部分。1.内部输送:包括“带式输送”(如固定式带、滚轴、单轨、移动、组合式等)、“苗床输送”(如平面、立体等)、“室内运输”(如专用手推车、苗盘、成品运输循环等)“、机动运输”(如铲车、吊车、运输机器人等)。2.分级分选:包括“分级技术”(如机械、介电选、机器视觉、核磁共振分级技术)、“分选技术”(如重力分选、静电分选技术等)。3.洗净技术:包括“清洗技术”(如气泡式、水流式、喷淋式、滚筒式、毛刷式等)、“杀菌技术”(如超声波、次氯酸液、臭氧、负离子、紫外线、辐照等)。4.包装技术:包括“包装材料”(如容器、标签、包装带等)“、包装机械”(如填充、计量、包裹、封口、扎带、喷码等)5.储藏保鲜:包括“预冷技术”(如风冷、水冷、真空预冷等技术)、“储藏技术”(包括自然储藏、机械冷藏、气调储藏、减压贮藏等)、“保鲜技术”(如化学保鲜剂、气调、保鲜膜/袋、涂膜保鲜、微生物、生物酶、基因工程、辐射、电磁等生物和物理保鲜技术等)。6.商品追溯:主要包括条码技术、射频识别、数据库技术、商品标牌等,这部分技术具有较强的通用性,不仅针对设施园艺生产。 (四)综合管理技术主要包括信息化管理、标准化、安全生产、现场检测、设施维护等5部分技术。1.信息化管理:包括“软件技术”(如环境调控软件、综合调控软件(含水肥等)、运营管理软件(财务、办公)等)、“硬件技术”(如气象与环境传感器、作物传感器、远程传输设备、ID识别设备等)、通讯技术(如有线通讯、无线通讯等)。2.管理标准化:包括“操作规程”(如作业流程、操作规程、安全规程等)、“产品标准”(如采收、包装、储存等)、“管理定额”(如劳动、生产、成本等定额等)。3.安全生产:包括“工程防疫”(如出入消毒、风幕除尘、杂草抑制等)、“安全应急”(如报警、化雪、防雨、防风等技术)。4.现场检测:包括“环境检测”,如温度、空气、土壤、光照、湿度等检测技术;“水体检测”,如pH值、EC值等检测技术;“气体检测”,如CO2(二氧化碳)、其他有害气体CO(一氧化碳)、SO2(二氧化硫)、O3(臭氧)等检测技术;“土壤检测”,如水分、肥力、酸碱度、有机质、重金属等检测技术“;农残快检”(生物测定、化学检测、生化检测、免疫分析等)。5.设施维护:包括“覆盖清洗”(如玻璃屋面、塑料板材、棚膜清洗等)、“维修更换”(如玻璃更换、薄膜更换等)。 三、认清技术全貌的作用意义 作为一种手段而不是目的,认清技术全貌可以比较系统地揭示技术体系的内部构成、相互关系,并在此基础上科学开展技术选择、技术推广和技术应用工作,同时对整个设施农业技术发展过程中的关键环节,如技术仓库构建、技术发展评价、学科发展完善、技术战略实施等都具有很强的现实意义和指导意义,也对设施园艺技术进步、产业升级都具有较高的参考价值和理论价值。 作者:齐飞单位:新疆农垦科学院 园艺技术论文:园艺果树问题及园艺技术分析 摘要:目前我国的园林管理水平相对低下,在园艺果树的种植中存在一些问题。就园艺果树存在的问题以及园艺技术进行分析,构建了切实有效的果树产业发展观点,希望能为生产实际带来一定帮助。 关键词:园艺果树;园艺技术;存在问题 1园艺果树的问题 1.1发展规模小我国的园艺果树大多是以农户种植为主,其技术水平不高,没有先进技术的培训与引导,基础设施不健全,而且产品没有广阔的销售市场,从而导致产品不能及时出售,农户种植的积极性下降。1.2基础设施差园艺果树在大棚种植通风条件差,果树的品种稀少,另外,果树整修、保实等技术专业,种植农户没有条件检测土壤的肥力,对其不能进行有效的施肥等。1.3技术含量低种植户都有着许多实践经验,但不能将先进的管理及生产技术应用到种植中去。另外,部分技术人才虽掌握了大量的专业知识,但缺少实践经验,造成理论与实际不吻合,进而不能很好地服务于农户。1.4产品质量有待提高我国大部分的果树树种选择的种植区域是不科学、不合理的,从而导致了果品的质量差,也严重降低了农户的经济效益。另外,果树品种的病虫害问题也比较严重,农户因技术短缺,只能从表面上去寻找解决的办法。譬如用喷洒农药来驱虫,不但损害了环境,还拉低了果品的档次。因此,要从技术及社会环保意识角度出发,切实做好真正意义上的绿色无公害。1.5服务功能差首先,园艺果树种植存在着投资大、用工多、见效慢等特点,另外国家的扶持力度不够,一切靠农户自己,这就非常不利于产业的发展;其次,缺乏大量的专业果树技术服务人员,很难以“一对一”的服务模式来指导农户,这就有了农户不按技术标准,随意使用一些降低果实品质的各类化学药剂等[1]。 2果树园艺技术 2.1园址选择在选择园址时,要完全以果树适宜生长的环境来考虑,譬如南丰蜜桔生长在江西已有近千年的历史,而且有着很好的质量,广受大众欢迎,必须要挑选那些土壤丰厚、降水量大的丘陵地区建立园址。2.2果树的管理2.2.1种植前的管理技术在种植前选择优质的幼苗,种植时要先将根系部裹黏泥土,果树的栽培坑要密实,填埋面要略高于水平地面,总之,果树栽法要正确。2.2.2种植后的管理技术种植后的管理技术主要有以下两个方面:一是水分和肥料的管理。树种在刚种下阶段,要适当施加底肥。施肥的次数、施肥时间以及施肥方法要灵活把握,不同阶段施加的肥料也不一样。果树水分的补给也十分重要,雨天要适当排水,旱田要适度补充水分,且补给的水分不能碱性过高,也不能受到污染。二是树根底部的管理。对果树的根部进行松土,或者采用杂草适度遮盖,能起到很好的保水和抗旱的作用。2.2.3整形修剪管理对果树进行整修时,要依据果树的品种、长势状态及的自然环境等来进行修剪。一般情况下,每年需要完成冬季和夏季两次修剪,修剪过程中还要注意果树不同的部位修剪方法也不同。若果树长势较弱,就不要忙于去修剪。2.2.4花果管理果品质量的好坏与产量高低,取决于花果阶段的科学、合理的管理。在花季,使用人工授粉并喷洒适当比例的硼砂,可提高坐果率。若花季坐果率过大,应适度调节密度,保证果品的质量。2.2.5病虫害管理做好果树的病虫害管理工作非常重要,在预防时要尽可能少使用农药。果实套袋技术能很好地预防病虫害。2.3温度影响果树园艺首先,温度能够解除果树的自然休眠。因此,可以先利用低温技术让果树不会自然休眠,然后再用加温来栽培果树,这能够帮助果树各阶段的健康生长。其次,温度控制着果树的坐果时间、坐果率等[2]。因此,在果树休眠解除后,通过控制温度,能为果农带来非常高的经济效益。2.4营养诊断技术春季要注意观察叶子的颜色,如果果树的叶子和花朵的颜色比较鲜艳,就可以证明果树的营养非常充足;夏季要注意观察生长的状况,若果树叶子很茂密,树梢也比较粗壮,就可以证明果树的生长非常健康;秋季要注意观察叶子的生长状况,如果果树的中部和下面的叶子很大且非常绿,就可以证明果树的营养很好;在冬季则要观察树枝,如果树枝生长很强壮,色泽也很鲜亮,那么就可以证明果树的营养很丰富。这样对果树一年四季进行观察的营养诊断技术只是人们在视觉感官上的一种看法,其自身有着一些局限特征,是比较片面的方法,虽然运用这种方法产生了一些误差,但这也是历经多年提炼出来的宝贵经验,是一种比较简单有效的方法。 3结语 随着我国不断深化对外开放和经济全球化的大趋势,我国水果的出口量也日益增多。种植户们在进行园艺果树种植时要更加地科学化,不断提升园艺技术,从而为世界提供优质的健康水果。 作者:冯羽娥 贾岛 单位:彬县农业技术推广中心 咸阳市农业科学院 园艺技术论文:园艺植物生物技术的双语教学实践 摘要:先进的园艺植物生物技术是当今世界农业高速发展的重要保障,园艺植物生物技术课程也是园艺专业本科的优秀课程。在中国当前教学国际化背景下,双语教学是高等学校专业课程改革的热点,也是中国高等教育与国际接轨的有效措施。本研究依据华南农业大学园艺植物生物技术双语课程教学实践,对园艺植物生物技术双语课程教学目标、教材选择、课程开设模式、授课方式、教学评价体系等方面进行总结和讨论,为今后进一步推进双语教学提供参考。 关键词:高等教育;园艺植物生物技术;双语教学;课程建设;国际化 双语教学与外语教学和纯粹的语言专业教学不同,它是在教学中使用母语的同时,用英语作为教学语言进行教学。它不是单纯的英语和专业的组合,而是在现代教育理念指导下的一种尽可能与国际接轨的教学模式。教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中提出:大学本科教育所开设课程的20%以上必须开展双语教学,重点在生物技术、信息技术、新材料技术及其他国家发展急需的专业中开展。双语教学目标主要包括两个方面:通过教学使大学生掌握专业知识,提高大学生应用英语的能力[1-2],因此,双语教学需要顺利完成知识传授和语言训练两个目标,对教学的方法提出了更高要求。双语教学涉及英语教材、英语板书、英语作业、英语命题考试以及使用英语互动等形式[3]。在教育部明确要求高等学校积极推动本科双语教学的大背景下,华南农业大学实施了双语教学教师资格认证体系,允许通过双语教学课程资质考核的教师开设双语课程,此外,还出台提供双语课程建设的专项经费、提高双语教学单位学时酬金等一系列的鼓励措施,陆续有不少专业课教师获得双语教学资格认证,新开双语课程在教学体系中的占比也逐渐增多[4]。园艺植物在人类社会发展中的地位一直是无法替代的,在人类文明中,从初期的石器时代到现代高科技的农业发展,园艺植物在人们的生活中发挥着越来越多的功能。园艺植物生物技术(BiotechnologyofHorticulturalPlant)是指以园艺植物为研究对象,结合相关学科的知识和原理,以及传统的育种技术和现代的生物技术手段,有目的地改造园艺产品的特性,为人类生产出市场需求的园艺产品,从而成为服务社会的一门技术,如转基因番茄、转基因辣椒等。因此,发源于西方的现代园艺植物生物技术是园艺专业大学生学习的重点课程。根据这一形势,高等农林院校开设园艺植物生物技术课程双语教学是紧跟时展需要的举措,但由于是新开课程,无论是从教学目标、还是从教学方法上,都需要不断地进行探索,发现该门课程双语教学的规律,调整教学目标,改进教学手段,从而更好地实现预想的教学效果。这就需要教师在教学过程中认真做好每一个环节,包括教材的挑选、授课内容的确定、多媒体课件的准备、课堂内容安排、复习互动训练和试题设计等方面的工作。 一、园艺植物生物技术双语课程教材选择 双语课程要与国际教育接轨,首先就是语言的接轨,因此为了保证教学过程中课堂内容国际化,势必要以英文为主,尤其是多媒体课件里,主要应该以英文原版教材为参照来准备,为大学生提供一个纯正的、原汁原味的教学氛围。优秀的原版英文教材语言纯正,可读性强,所讲的技术更新较及时[5-7],因此,原版的英文教材是教学过程中的重要帮手。在搜索教材的过程中发现,目前专门针对本科生教学的园艺植物生物技术的相关英文教材很少,可供选择的教材有限,这也是影响园艺植物生物技术双语教学的一个重要方面。在有限的教材里尽量选择有特色的教材,目前选用的是SciencePublishers出版的由H.S.Chawla主编的《IntroductiontoPlantBiotechnology》(第三版),以及G.P.Rao主编的《AdvancesinPlantBiotechnology》。这两本教材与国际的专业课程接轨,且内容丰富,包括植物组织培养、遗传物质、DNA重组技术,涵盖了园艺植物生物技术的主要知识点。此外,《IntroductiontoPlantBiotechnology》(第三版)还包含了基因组学和生物信息学等内容,而且对目前社会上关注的热点问题,如转基因植物技术及其影响进行了较为清晰的论述,可以帮助大学生在课后通过阅读和学习,科学地了解现代生物信息学的技术方法,以及转基因的专题。选用的这两本教材在华南农业大学的图书馆均有收藏,也便于大学生学习借阅。与此同时,还可以选择一些有针对性的双语教材作为辅助参考教材,帮助大学生在课余巩固学习的知识点,比如李桂荣等在《教学改革与实践》一文中推荐的王武主编的科学出版社出版的双语教材《生物技术概论》,便于大学生英汉对照学习,这对初次学习专业双语课的大学生能起到辅助作用[8]。 二、园艺植物生物技术双语课程设置 课程设置包括教学大纲和学时的制定、大学生人数和结构的设定,英语汉语比例的分配等,是保证教学效果,实现教学目标的重要课程框架基础,也是良好地开展园艺植物生物技术双语教学的关键环节。在目前我国的园艺植物生物技术双语教学中,课程设置不尽相同,据了解,有的仅仅是为了应付要求,开设了较少的课时,有的要求全体大学生选修双语课程。华南农业大学园艺植物生物技术双语课程设置结合大学生的实际需要,科学安排,统筹规划。 (一)教学大纲调整 由于是双语教学,面向三年级的大学生开课,而他们也是首次选择专业双语课,因此,在理解和消化知识的速度上势必无法与汉语授课的园艺植物生物技术课程相比。所以,要想在双语教学过程中讲授与汉语授课32学时的授课内容是无法实现的。因此,教学大纲需要为双语课进行重新调整。在试验的第一个学期中,设计的教学内容包括绪论、植物组织培养、遗传物质、PCR、基因表达、DNA重组技术、基因克隆以及基因组学和生物信息学,其中植物组织培养、PCR、DNA重组技术以及基因克隆三个章节是授课的重点内容,占用的学时相对较多,而基因组学和生物信息学这一章简要介绍最新的科研进展和现有的研究方法。 (二)课程学时设定 华南农业大学在专业课程中已经开设一门汉语的园艺植物生物技术课程,而且是和双语课同时开设的,因此,为了使双语课过程和汉语课教学的同步,选择与汉语授课相同的32学时的理论课。此外,园艺植物生物技术双语课是作为选修(五选二)的形式制定的,即大学生可以从五门课程中选择两门进行学习,这样不会出现由于必选导致的一部分英语基础差的大学生必须选择这门课程。当然这样的教学安排也存在一些弊端,就是不能兼顾高等学校对国际化人才培养的目标,不能做到对专业所有大学生普及双语教学。 (三)授课对象结构 华南农业大学因为在此前没有园艺植物生物技术课程相关双语教学的经验,所以为了确保教学效果,在试点的这个学期并没有放开对选课人数的限制,授课的规模确定为小班授课,人数为20人。这样为首次尝试园艺植物生物技术课程双语教学提供了一个相对轻松的教学氛围,为实现教学计划和目标提供了保障。从实际的教学效果看,20人的班级课堂氛围活跃,规定的学时内也能够充分调动每个大学生的积极性,使他们积极参与课堂主动学习环节。保证了双语教学的教学效果。当然这个规模也使得不少其他有兴趣参加双语课程的大学生失去了学习的机会,今后可以考虑增加园艺植物生物技术双语教学的授课教师人数,开设更多的双语教学班。考虑到双语教学中将有很大一部分内容用英语来授课,因此,大学生的英语基础将直接影响该课程的教学效果。双语课为选修课,但同时开课前的一个学期也对报名选课的大学生进行了筛选,主要筛选标准是根据大学英语四级成绩来划定的,虽然此方法未必完全科学,但在目前可能也是最有说服力的一个筛选指标。今后如果增加授课师资力量,开设更多双语教学班则需要考虑到适合参与双语教学的大学生比例,不能盲目扩大每个班级的大学生人数,以免影响园艺植物生物技术教学效果及其口碑。 (四)英汉分配比例 园艺植物生物技术双语课程开始设定的语言比例是英语和汉语各占50%,而随着课程的推进发现,在课堂实践中,每个阶段、每个知识点和所讲具体环节大学生对英语的理解能力是不同的,比如,在讲绪论的时候大学生大都对1颐1的语言内容安排比较容易接受,甚至部分基础好的大学生主动要求提高英语的比例,而随着内容的逐渐深入,尤其到基因克隆、载体构建等理论部分的时候,汉语的比例需要适当提高,有时候为了解释一个专业问题,教师需要用汉语着重讲解,相对使用英语的比例会大大降低,汉语和英语的比例在7颐3,甚至8颐2左右,这样既能保证大学生学到原汁原味的英语,又可以很好地理解专业知识的要点和内容。所以,在课程中,教师应该灵活地根据授课现场大学生的反应情况来安排汉语的讲解比例。遇到大学生反应较慢,无法进行下一个教学内容或环节的时候,教师可以考虑放慢速度,同时用汉语给予更多的解释,这样可以在课堂上因地制宜地安排英语和汉语所占比例。 三、园艺植物生物技术双语课程教学方式 在课堂上,大学生才是学习的主体,而知识是要学习的对象,因此课堂的一切教学活动都应该以激发大学生的学习兴趣为前提,否则设计的课程内容将无法很好地实现教学目标。而往往在教学中由于教师在课堂上会自然地将注意力放在要传授的知识点上,而忽略了大学生的兴趣。为此,需要在课堂上将授课方式多样化,不断地通过各种不同的方法来有效地调动大学生的积极性,专业课程双语教学工作尤其要注意这一点。 (一)注重双语教学课件制作,充分利用多媒体 在教学PPT的制作上,为了方便大学生课堂学习和课后复习,在课件的制作上主要以英文为主,参照教材《IntroductiontoPlantBiotechnology》(第三版)将课程设置的主要章节内容用英文编写,重点专业词汇在英文后用汉语标注,帮助大学生提高学习效率,加深记忆。此外,教师应尽量多使用原版的彩图,帮助大学生加深印象,保证学习效果。双语教学中应用多媒体是十分必要的[9],通过视听的教学过程加深大学生在课堂上对知识的理解并强化学习效果。在双语教学中,需找相关的经典理论的动画视频,如组织培养、DNA复制与翻译、载体构建、PCR反应等,通过这些教学辅助手段,提升大学生在课堂上对相对枯燥的理论知识的学习兴趣。只有充分调动大学生的学习兴趣,才能真正实现教学的目的,在双语教学上,教师更要注意这一最基本的原则。 (二)专业词汇随机测试,增加教学互动环节 在组织培养、基因克隆、载体构建等章节中都涉及大量的专业词汇,如果大学生无法掌握这些词汇,将成为影响教学效果的重要障碍,为此,在课堂上教师应安排专业词汇的测验环节,考察大学生对上一节课程中的专业词汇的掌握情况,考察方式以随机点名、黑板默写英文词汇,或者将英文专业词汇翻译为中文两种方式,这样既可以督促大学生课后对重点专业英文的复习,也可以帮助教师利用较少的时间有效地检测课堂教学效果。双语教学的目标应该不仅仅局限在单方面的传授知识,帮助大学生理解和记忆专业中的英语词汇,更为重要的是应尽量在有限的学时内为大学生提供尽可能多的开口表达机会,从而提高大学生灵活运用专业英语的能力。为此,教师安排一定学时的互动环节,互动的内容包括看视频后围绕视频内容进行提问;课堂知识点的扩展讨论,如转基因的利弊;给大学生一个主题,按照小组准备PPT,然后再上课的时候用英语做简短的介绍,其他小组提问交流等。这些互动环节不但可以构建课堂语言学习的良好氛围,锻炼大学生的英语表达能力,更有利于大学生独立思考,从专业的角度分析和解决问题。 (三)增加科研时事新闻,发挥育人功能 在双语教学中,教师可选用一些和课堂内容相关的科学界典故、名人、热点新闻等内容加深大学生对所学专业知识的印象,提高学习兴趣。例如,讲到转基因技术,可以介绍一下世界上最早上市的转基因番茄;讲到组织培养的时候可以找一些利用快繁大量培养获得药用代谢产物的研究;当讲到创新的时候,教师可以用我国科学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖的实例,鼓励大学生做科研的创新精神和坚忍不拔的品质等。这样可以让课堂氛围更加生动,同时也能将专业学习与育人相结合,在大学生学好专业课的同时,提高他们高尚的思想品德和情操。 四、园艺植物生物技术双语课程教学评价 科学的评价体系是课程教学效果的一面镜子,积极围绕教学目标和课程特点制定科学的评价体系,可以帮助教师有效地调整教学方法,提高教学效果。因此,园艺植物生物技术双语教学评价体系的建立,对推进双语教学工作是十分有利和必要的,科学的评价体系可以促使大学生在整个学习过程中积极参与教学的每个环节,而不是为了应付考试而突击学习。 (一)教师评价 对于双语课程教师的评价可以组建双语教学资质认证专家小组,邀请有丰富教学经验、海外留学或访学背景的资深教授和青年突出人才作为评审专家,制定科学的、有针对性的适合本校教学要求的评分体系,对申请双语教学的教师给予打分,并通过问卷调查和听课等形式了解开课教师的教学效果,其中问卷调查的对象就是该选修该教师双语课程的大学生。这样可以对教师的教学方法和水平进行客观的考量。 (二)大学生评价 对大学生的考察主要包括考察专业知识的掌握情况和专业英语的运用能力。而由于双语课程的独特性,除了平时考勤、完成课堂作业等平时成绩及期末成绩以外,平时课堂参与教学互动环节的表现,比如,听课发言情况,做简单报告的表现情况,以及课堂讨论的表现等,这些都可以作为评价大学生参与教学过程主动性和积极性的依据;此外,通过课堂小测验和作业完成情况也可以了解大学生对知识的掌握程度以及教学效果。测试和考核是对教学效果检验的工具,但并不是唯一工具。因此,在课程分数的计算上不应仅仅根据期末试卷成绩给分,还应该按照一定的比例将大学生平时课堂表现和完成作业情况记入总评成绩[10]。而在试卷命题过程中,要注意题目的难易程度的比例,建议不要过高设定对大学生的考察难度,否则很容易打击大学生后续专业学习的积极性,但同时又不能过于简单,不能抛掉教学的目标和要求。在题型选择上,选择题、判断题等客观题目应作为主要的考试题型,同时结合一些看图填空,基本可以检查大学生的学习效果,至于名词解释和问答题对本科生来说难度偏大,不适合被列入命题类型。建议试卷的最后可以安排一道加分题(答错或不答不扣分),请大学生对一学期的课程给予评价,用英语来完成,这样一方面可以鼓励大学生用英语写作,提高英语表达的能力;另一个方面还可以为将来课程的调整提供思路。另外,为了避免期末考试的时候大学生不适应英语题目,平时教学应进行相应题型题目的训练,帮助大学生提前熟悉相关题型。高等学校是培养跨世纪综合素质人才的基地,开展双语教学能够培养大学生在国际上沟通交流的能力和专业的国际化意识。目前园艺植物生物技术课程双语教学在国内大多院校还并不是十分普遍,为了将来国家园艺产业的长远发展和国际合作的需要,高等院校在专业课程中对双语课设置的考虑势在必行,如何扎实地推广双语教学工作是值得广大教师细心思考的课题,今后还有很多问题值得在开展双语教学的过程中深入探讨,如编写适合我国国情的双语教材,如何把知识传授和提高大学生专业英语的运用能力有机结合等。随着园艺植物生物技术课程双语教学实践的不断深化,我国高等院校将在未来培养出更多符合国家国际化发展需求的高水平综合素质人才。 作者:高用顺 贾驰 黄旭明 单位:华南农业大学 园艺学院 外国语学院 园艺技术论文:园艺技术聋生高等职业教育 1高质量的教师队伍 对影响聋人大学生能力培养因素进行研究表明:师资队伍的匮乏也是严重影响聋人大学生能力的因素之一。我国越来越重视残疾人教育,也更加需要高质量的特殊教育教师。邵光华等根据功能将教师知识素质分为本体性知识、条件性知识、实践性知识和文化知识。聋人大学生的教师首先是教师,其次才是针对特殊群体的特别教师。陈金友等研究发现聋校教师应具有5个层次的素质结构:师德(爱心、耐心、细心),教育理念与信念,特殊教育手段与技术方面,教育方法,职业情感体验。目前聋人大学的师资大部分都是非聋人专业教师,具有特殊教育资格的教师,专业课知识领域比较薄弱,而具备大学专业知识的教师又不了解聋人大学生的教育特点。为了出色的开展聋生教育,教师必须首先了解聋人大学生的特殊心理、生理特点、掌握聋人大学生的沟通方式,获得聋人大学生的认同。每个聋人大学生都有成就需要、信任需要和被赞赏的需要。教师的一个赞许、一个关注的目光、一个信任的点头,在他们眼中都是一种“爱”,会大大激发他们的学习热情和改正缺点的勇气。教师要常给学生鼓励和肯定,通过各种途径,激发他们的求知欲和上进心,让他们意识到学习充满乐趣,从而不自觉的把身心投入到学习中去,让学生变“要我学”为“我要学”。Quinsland和Long用6种实验条件对60个聋生的学习进行测试发现:有熟练手语翻译支持及会手语教师指导下聋人大学生的成绩和获取的信息量明显高于有不熟练手语翻译支持及没有手语教师指导下的聋生。手语译者对专业学科词汇和专有名词的熟悉可以更准确地反映授课者的内容,从而可以让聋人大学生更好的获取学科专业知识。这也就要求专业教师非常有必要掌握熟练的手语,并深入详细地研究专业词汇的手语,从而提高教学质量,培养出高质量的聋人大学生。 2合理的课程设置 本科院校正常园艺专业大学生的课程设置偏重于理论基础课,而对于南京特殊教育职业技术学院的聋人大学生来说,他们对枯燥理论知识的学习及掌握能力比较低,所以课程设置的原则是在学生能够基本掌握园艺学相关理论知识的基础上,尽量多设置一些专业实践课来加强对聋人大学生职业技能的培养。基于此,本专业的聋人大学生初步设置的课程有:植物与植物生理学、土壤与肥料学、生态学等专业基础课和树木学、花卉学、花卉和蔬菜生产技术、草坪修剪与养护、插花与盆景、鲜切花保鲜技术、种植设计、植物修剪与造型等专业主干课。对聋人大学生进行系统的园艺作物栽培、养护、管理等基本训练,使他们具备园艺作物栽培与管理、园艺作物采后处理与保鲜及工厂化育苗和设施园艺等方面的基本能力。 3高效的教学方法 由于不利的语言发展环境和自身听力损失的影响,聋人大学生的独立阅读及书面语运用能力普遍较低。针对聋生的特殊性,以愉快式教学为主,坚持学生为主体。课堂教学主要以多媒体为主,配合相应的图片及动态效果图。教师边讲边使用熟练的手语,配合屏幕上的课件让聋人大学生了解授课内容,注重讲练结合,加强与聋人大学生的互动交流,促使聋人大学生加入课堂讨论,深入了解聋人大学生接受知识的能力,适时调整教学计划,提高课堂教学效率,从而加深聋生对专业知识的理解和掌握。对于重要的专业词汇、概念、知识点等必须让聋人大学生以笔记的形式记录下来,可以便于重温课堂详细内容。充分利用学院建有的园艺大棚及科研实验室,不仅可以加深聋生对理论知识的理解,还可以有效的将课堂学习的理论知识应用到实验实践中去,从而提高聋人大学生的职业能力。 在聋人园艺专业大学生的教学中,教师通过不断提高自身的教学水平,并将教师的教与学生的学高效结合,才能使专业的发展在摸索中前进。在今后的专业发展过程中,充分利用学院建有的园艺大棚及科研实验室,不仅可以加深聋人大学生对理论知识的理解,还可以有效的将课堂学习的理论知识应用到实验实践中去,从而提高聋人大学生的职业能力。高效的将理论知识与实践相结合,使聋人大学生掌握花卉的栽培与管理技术,鲜切花保鲜与插花技术,熟悉农业生产、农村工作和与园艺植物生产相关的有关方针、政策和法规,同时具备农业可持续发展的意识和基本知识,了解园艺生产和科学技术的前沿动态和发展趋势,从而增强聋人大学生的素质和提高就业能力,成为对社会、对人民有益的高级人才。 作者:孙新菊 单位:南京特殊教育师范学院 园艺技术论文:园艺技术大学生创业平台研究 1构建园艺技术专业大学生创业教育平台的意义 对于一个国家来说,构建大学生创业教育平台能够为我国培养出更多的创业人才。尤其是在现在这种历史背景下,人才竞争随着大学生就业岗位和就业方式的多元化而愈加的激烈。要想使我院的毕业生能够适应市场经济下的这种竞争环境,并为社会主义市场经济贡献出自己的力量,促进祖国的繁荣昌盛,必须培养出更多具有创造力的个体和群体,只有这样才能建构和塑造整个民族的开创性性格,以适应多变的国际环境和应对未来世界的挑战。我院要想适应这个环境,在园艺技术创业试点专业教育过程中应该注重培养出高素质的创业型人才,即具有创业意识、创业心理、创业能力的创业型毕业生,只有这样我国特色的社会主义事业才能在更高层次和更广的领域直接面对全球技术、信息和资本市场的竞争。对园艺技术专业学生而言,能够通过我院的创业教育平台迅速完整地接受到创业教育,这是成功创业的基础条件。对我院来讲,园艺技术专业创业教育平台的构建会有效促进课堂教学、社会实践、专题研究等环节的整合。 2园艺技术专业大学生五位一体创业教育平台的模型 2.1团体拓展训练激发学生创业热情鼓励园艺技术专业学生中有创业动机的学生积极参加院学生的创业协会,在学院现有的青兰农艺社的基础上成立了5个专业相关的社团,在学院招生与就业处的指导下,开展团体扩展训练、花卉技术咨询服务、营销等活动,定期组织这部分学生参加创业团体拓展训练,团队拓展训练活动采用户外游戏竞赛形式,以经典能力拓展训练项目为主,穿插创业知识问答,使同学们走出教室,在拓展中学到一些实用的创业知识,并培养提高学生的创新能力、通能力、团队协作能力、应变能力、学习能力、思维能力,从而进一步激发学生的创业热情。 2.2企业创就业实践基地中提供学生创业场所我院可以利用校友和社会资源,通过积极走访,可以选择一些本校的毕业生或社会上某些成功创业人士创办的企业通过合作成立我院园艺技术专业大学生的创就业实践基地,定期组织学生参观实践基地,组织学生访问基地中成功创业的经理、校友,特别是曾经失败过经过艰苦创业成就一番事业的杰出人士,了解创业的艰辛,学习商业公关交往的经验、认识、技巧等,通过参观学习创业典型,可以增强学生创业信心和创业意识。可以组织优秀的园艺技术专业学生协助基地工作人员工作,提高学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。安排学生在创就业实践基地开展顶岗实习提供创业场所,可以进一步提高学生的专业技能和创业能力,这些可以有效的引导学生创业。 2.3专业基础课和工种鉴定中渗透式培养创业技能我院在制定园艺技术专业培养计划时要树立创业教育的观念,培养学生能够适应社会发展变化的需要,这就要在学科中渗透创业教育,培养学生的创业能力。因此创业教育课程的设置应以百年园艺品牌专业的专业课和技能工种鉴定为实施载体,这是培养学生创业素质,提高学生创业能力的有效途径。一方面,它有效地利用了课堂和工种培训资源,拓展了学科教育的应用领域;另一方面,它又节约了教育时间,优化了教学内容,可以取得事半功倍的效果。在学科教育中渗透创业技能培训,关键在于渗透,主要侧重创业市场调查、创业实务、企业经营管理、国际商务与礼仪、财务管理等内容的渗透。此外,利用学院是苏州市首个高校创业就业指导站的资源优势,每学期坚持组织园艺技术专业学生参加KAB创业模拟培训,取得相关证书,进一步提高学生的创业技能。 2.4举办创业论坛,分享创业经验、信息,畅通渠道可以邀请创业者来我院开展系列讲座,举办创业论坛,近距离的与学生进行创业经验和信息的交流,让学生从中了解他们创业的历程,和学生们一起分享成功的创业案例,让学生从中了解创业的艰辛,感悟创业的真谛,可以有效指导学生要培养良好的创业心态和准确的创业出发点,明白创业不仅仅是为了赚钱而赚钱,更不是无所事事后的选择,创业不能急功近利,更不能一步登天,从而树立正确的创业观念和责任意识。 2.5参加创业计划大赛提升学生创业品质可以通过团体拓展训练的选拔,选择优秀的学生参加学院和苏州市区组织的一系列大学生创业计划大赛,体验创业过程,比如园艺技术专业的袁晓枫和张庭豪同学在2012年12月我院和苏州市姑苏区联办的第五届大学生创业计划大赛中分获二、三等奖,目前已成功进驻我院大学生创业园待进一步孵化。在现有校内创业实践条件基础上,我院可以进一步加快校内创业孵化基地建设,充分利用学院相城科技园等现有实训资源与校内基地,专门辟出部分土地作为园艺技术专业学生创业用地,鼓励学生在花卉的栽培养护、营销、咨询服务等方面进行了初步的创业实践,从而促进学生的创业品质。截止目前通过参加创业计划大赛,园艺技术专业学生共有10个创业团队入驻我院相城科技园(大学生科技创业园)。 3五位一体创业教育下的创业成功案例 我院通过五位一体全方位的创业教育,这几年取得了一定的成果,学生中涌现了一批创业典型,如苏州市苏叶绿化养护有限公司的徐忠界总经理,创办了全国首家“园林植物医院”,他还未毕业时在学院的帮助下(2008年12月)创办该公司,为各大企事业单位、学校、公园、广场等公共绿地提供全年绿化养护管理服务,2009年7月,公司荣获由市人才办、科技局、团市委等联合举办的“创业姑苏”青年精英创业大赛C类奖,并获得苏州市政府“青年创业”重点扶持企业,参加了中央电视台创业群英会,获得了一等奖,目前公司发展的比较顺利;周德兵同学在学校利用课余时间创办了为学生服务的洗衣房,培养了创业意识,刚毕业时就创办了苏州市海侨文化艺术策划有限公司,专门从事主题晚会、艺术交流、演艺、节庆礼仪和会展制作。 在历届园艺学子创业典型的影响下,我院每年都会涌现出一些有创业计划的大学生。李建同学在大二期间参加全国大学生创业实践大赛获得一等奖,也坚定了自己走创业之路,2011年9月创建了胥王山庄“农耕田园”项目,公司目前已经起步。吴庆同学,刚入校一年,在学院创业氛围的影响下,对创业产生了浓厚的兴趣,他们利用节假日在园艺绿化公司兼职,了解了公司的运营情况,同时结合学校的专业知识,在专业老师的指导下,2011年9月份成立了苏州博雅苗木绿化工程有限公司。刘亚平同学创建了苏州工业园区臻爱园艺养护中心,该项目主要从事花卉的组合盆栽和植物养护,2012年吴庆和刘亚平同学的两个创业团队已经成功入驻原沧浪区大学生科技创业园,目前两家公司运营情况良好。从目前高职院校创业教育形式来看,我国还处于理论研究阶段,没有真正将创业教育应用到实践中。所以,高职院校应该进一步改革教育模式和人才培养模式,把创业教育贯穿于高校教育的始终,积极探索高职院校大学生创业教育体系,为此我院构建园艺技术专业大学生五位一体的创业教育平台,可以系统有效的培养园艺技术专业大学生的创业意识,引导他们积极创业,以满足和适应我国社会主义现代化农业的建设要求。 作者:吉爱伟陈立人戴培培单位:苏州农业职业技术学院园艺科技学院 园艺技术论文:园艺花卉钵育苗技术思考 1发挥各种效益 生态环保营养钵苗根系发达,抵抗不良环境能力强,栽后缓苗期短或不用缓苗,成活率高,栽前地上部分可不进行修剪,保持株形的完整性,减少生产工人的劳动强度,提高园林绿化景观效果。利用生态环保营养钵培育的高质量苗木,其经济效益也十分显著。生态环保营养钵育苗由于不受土壤性质的影响,可利用不适宜地栽的土地,不占或少占耕地,有效保护土壤资源,同时可减少地栽苗木生产对苗圃可耕作土层的破坏以及肥力下降等情况的发生,另外可直接用于公园、小区、道路、学校等绿化,也能用在墙面、立交桥桥墩、立体花坛等立体绿化,屋顶花园,家庭阳台,沙漠、盐碱地等绿化工程中,做到可持续发展,体现良好的生态效益和社会效益。 2生态环保营养钵 2.1生态环保营养钵的形状 主要有长方形、正方形、圆柱形、椭圆形、梯形、三角形、梅花形菱形等多种形状。根据立地要求和苗木特性选用适合的形状,以利于根系生长和舒展;营养钵内设有凹槽,凹槽内放置生态环保营养土或基质土。 2.2生态环保营养钵的特点 2.2.1不用回收、不污染环境。这类营养钵与苗木一起栽植入土,能被水、植物根系或微生物所分解,最终分解成为土壤调理剂,不用回收。此类容器大都是利用业废料加工制成的不同形状的种植盆,含有大量的氮、磷、钾、有机质和多种微量元素,可以保证在阳光曝晒的情况下,所种植的植物2个月不用浇水,1年不用施肥。能够适应现代城市的快节奏生活对新型园艺的技术要求,同时也能在极端气候下种植植被;耐长距离运输,异地生长不需移植。 2.2.2育苗周期缩短一半,移植后相应的管理工作量也比其它容器育苗减少了30%~50%。特别是对大苗培育、反季节移栽和较差绿地条件下的树木种植,具有明显优势。此类生态环保营养钵以明显的增根、控根和促使苗木快速生长的优势广泛应用在园林绿化和环境美化工程中。 2.3生态环保营养钵规格和形状 育苗生态环保营养钵的规格和形状取决于苗木的种类、育苗期限、苗木规格、育苗地立地条件、运输条件、园林绿地及环境美化的具体条件等。在保证园林绿化美化效果的前提下,尽量采用小规格形状独特的生态环保营养钵,以形成密集根团和不易散坨。在绿地环境条件相对较差的地方,可适当加大生态环保营养钵规格,根据立地条件选用不同规格的营养钵。 3育苗基质土 为了满足工厂化、规模化育苗的需要,开发生产标准化营养土或基质土是生态环保营养钵育苗成败的关键环节,要重视其成分、配比及消毒技术的规范化。这类产品种类很多,原料成分复杂,各地都是自己配制的具有保水性、吸附性的粒状或粉状基质。 3.1基质基本要求基质要因地制宜,就地取材,经济实用。应具备下列条件:配制材料来源广,成本低,有一定肥力;不沙不黏,质地致密均匀,有较好的持水、保水、通气、保肥、排水性能;具有苗木生长所需要的充足营养物质;重量较轻,便于搬运;不带草种、害虫、病原体和有毒物质;含盐量低,酸碱度适中。 3.2基质材料本文介绍一种利用农用废弃物加工制成的基质,尽量在满足基质要求的前提下,使用多种材料。目前常用的材料有圃地表土、泥炭土、湖泊淤泥、堆肥、森林腐殖质土、树皮粉、秸秆粉、稻壳灰、塘泥、草皮土、火烧土、沙子、蛭石、珍珠岩等。 3.3基质配方及其制备一般是由2种以上的材料为主要基质配制而成,基质的成分和配比是否适当,是生态环保营养钵育苗能否成功的基本条件。一般应根据培育苗木的生物学特性和合理确定基质配比。国外常用的配方(按体积比)有:泥炭土:蛭石为1:1或3:1;泥炭土:沙子:壤土为1:1:1;泥炭土:珍珠岩1:1或7:3等。国内配方比较复杂,常用的有:干基湖泊淤泥35%~60%,发酵后或完全腐熟的畜禽粪便5%~15%,食用菌菌渣2%~10%,沼渣2%~10%,高粘凹凸棒石粘土粉1%~10%、膨润土粉1%~10%;火烧土78%~88%,完全腐熟的堆肥10%~20%,过磷酸钙2%;泥炭、火烧土、黄心土各1/3;黄心土38%,松林土30%,火烧土30%,过磷酸钙2%(常用于松类生态环保营养钵育苗);泥炭土50%,森林腐殖质土30%,火烧土18%,磷肥2%等。 3.4基质土的配制与消毒根据育苗种类、数量和生态环保营养钵大小,计算出所需基质的总量和各组分用量;将基质材料,粉碎过筛;按一定比例混合,充分混拌均匀,然后进行基质消毒、调湿及pH值调整。一般培育针叶植物的基质pH值为4.5~5.5,培育阔叶植物的基质pH值为5.7~6.5。基质土消毒:①外加热土壤消毒灭菌器进行消毒,消毒彻底,操作简便。②高温蒸汽消毒,即在80℃以上温度下保持30min,便可将大多数细菌、真菌、昆虫和草籽杀死。③药剂消毒,药物熏蒸消毒,即用0.15%的福尔马林等药剂溶液,与1m2基质按一定药液浓度充分搅拌,密闭24~30h后,也可起到杀菌消毒作用,但对草籽无效。 4播种育苗技术 4.1填装基质土将配制好的基质装入事先消毒的生态环保营养钵中的凹槽中,边填边压实,不宜过满,保证喷水后基质比生态环保营养钵口沿低1~2cm,以防灌溉时水从生态环保营养钵流出,装满土后从侧面敲打生态环保营养钵使虚土沉实。目前生态环保营养钵育苗生产中,基质粉碎、装填、冲穴、播种、覆土、镇压可一次完成。 4.2置床按宽100cm、深10~15cm的规格作床,平整床底,踩实步道。然后将装满基质的生态环保营养钵彼此靠紧、整齐地排放于苗床上,生态环保营养钵间隙和苗床四周均用土填充。纸生态环保营养钵不宜培土,以免破损。大棚育苗可将生态环保营养钵置于育苗架上,不仅温度稳定,还可进行空气切根。 4.3播种育苗将经过精选(一般要求种子的纯度达95%以上,发芽率在90%以上,以免造成“空钵)、消毒和催芽的种子播入生态环保营养钵,一般每个生态环保营养钵播1~3粒。播种时要求基质不干不湿,把种子均匀地播在每个生态环保营养钵中央,播后覆盖基质,其厚度一般不超过种子直径的2倍,并立即喷透水。若空气温度较低、干燥,可再覆盖塑料薄膜,亦可搭建拱棚。 5生态环保营养钵苗管理 在出苗期应注意防治鸟、兽、病、虫等危害,保持基技术应用现代园艺201 3年第12期质湿润,分期撤覆盖物,确保幼苗出土快、多、齐、壮,对缺苗生态环保营养钵要及时补播或芽苗移栽。苗期管理工作主要有:5.1浇水出苗期和幼苗期浇水少量少次,保持基质湿润;速生期浇水少次适量,使基质间干间湿;生长后期控水;出圃前停止浇水。采用浇水、干燥交替进行,促使生出较多侧根,便于提高苗木质量。苗木出圃前15d左右,逐渐减少喷水量,前6d停止喷水,以减轻生态环保营养钵重量,保证搬运时钵体和基质不松散。也可以根据不同品种、不同地方及幼苗期不同的生长习性,在基质中添加高粘凹凸棒石粘土粉和膨润土粉后,可控制3个月、6个月或更长时间,在南方可2~3年不用浇水。 5.2间苗与补苗在幼苗长出2~4片真叶时进行,每个生态环保营养钵只保留1株健壮苗。间苗和对于死亡、生长不良幼苗的补苗要同时进行,间苗和补苗前后均要浇1遍水。 5.3施肥多孔生态环保营养钵中含有大量的氮、磷、钾、有机质和多种微量元素,具有计划供水、肥等特性,能提供植物生长所必须的营养元素,不使用化肥和农药,有利于植物的正常生长发育,保障苗期各种营养成分需求。一般移植前,需追肥1次。 5.4温湿度调控保护地生态环保营养钵育苗能否成功,关键要调节好保护地内温湿度。白天温度应控制在25℃以上,但不宜超过35℃,夜间控制在15℃左右,保护地内适宜苗木生长的最佳温度为18~28℃。出苗前空气相对湿度为80%左右,出苗后保持在50%~60%。并注意防治叶面的病虫害。 作者:赵怡红金白云单位:常州工程职业技术学院江苏花海农业科技有限公司 园艺技术论文:园艺技术实训课改革的研究 1提升师资的实操技能,提高教学团队水平 加强“双师型”教师队伍建设是办好高等职业教育的一项战略性措施,加快“双师型”教师的培养,既是高等职业教育健康发展对高职师资的客观要求,也是面向未来发展职业教育的战略任务[2]。专职教师每学期结束后都到企业锻炼不少于1个月,寒暑假下企锻炼不断地提升教师的实践操作水平和技能应用能力;每学年选送教师到区外高校再学习再提高,逐渐提高教师的学历层次;并请区内一线教授级知名的应用型专家在生产季节手把手教老师,快速提升教师的园艺技能操作水平,从而加大“双师型”教师比例。该课程的代课老师目前由2~3人组成,每位教师均有在农业企业从事生产实践3年以上的经历,教师在实训中各有分工,力求把每项技能讲解透彻,使得学生掌握。 2提高校内基地的实训条件,培养市场需要人才 目前银川能源学院生物与农业工程系2012级设施农业技术专业是宁夏天地缘锦绣园林花卉有限公司的订单班,针对该企业以花卉生产、销售、流通的一条龙服务的特点,2012级设施农业技术专业的《园艺技术实训》主要是以花卉相关技能为主,其他技能为辅。其中重点实训的有花卉的识别和特性、花卉的繁育、花卉的周年生产、花期的控制、插花技术等项目。这为2012级设施农业技术专业在2014年的顶岗实习以及走入企业夯实了基础,同时,使学生在校学习的时候已经具备社会入职的基本技能。另外,银川能源学院生物与农业工程系现有实习基地近3.33…hm2,其中有2个日光温室,为了能满足学生的教学和实训需要,2013年上半年银川能源学院生物与农业工程系对系实训基地2个日光温室进行改造,改造项目有安装自动喷灌系统、自动卷帘系统、自动控温系统、自动调湿系统以及补光系统,大大提高了现有2个日光温室智能化水平,进而为该…课程项目的开展提供了便利条件,同时提高了实训教学效果。 3现场教学“讲解+示范+练习+操作”模式,深化教学效果 现场教学采用“讲解+示范+练习+操作”模式,以穴盘育苗为例,老师先讲解穴盘育苗原理和工艺流程,然后老师现场按工艺流程来操作,边示范边讲解每个工艺流程的操作要点和注意事项,学生在掌握原理、观看老师示范操作后,学生自己动手练习每个环节:育苗基质的配制消毒液的配制基质消毒装盘压盘播种覆土喷水摆盘,练习熟练后,直接在银川能源学院生物与农业工程系实训基地的温室进行育苗实训操作。通过户外的现场教学模式,学生的实践操作技能得到提高,学生能很好的掌握园艺技能要点和操作流程,深化了教学效果。 4以项目为导向的技能效果考核办法,提升教学效果 该课程中开设的各实训项目均以组为单位,实训考核中考勤占10%,实训报告占20%,实训项目结果占70%。这种以实训项目结果为主的评分标准,大大推动了学生的实践操作的动力和能力。每组学生为了得到高分,学生在实践操作过程中,认真仔细地锻炼技能操作水平的同时,无形中培养了学生团队协作、组织协调、沟通交流等方面的能力。通过项目为导向的教学方式,学生的整体技能水平均得到有效提高。 5校企合作,拓宽实训渠道,拓展实训项目的深度和广度 在该课程开设前联系银川能源学院生物与农业工程系的校企合作实训基地,结合企业生产安排,适时的把学生带入企业实习。植物的生长是需要一定时间的,为全面掌握蔬菜、花卉、果树的生物学特性及生产管理技术,实训期间学生到宁夏领先农业学习蔬菜生产管理技术,到银川天地缘锦绣园林花卉有限公司学习花卉生产管理技术,到小任果业学习果树生产管理技术。这种校企合作模式,拓展了园艺技术的深度和广度,开阔了学生的眼界。 除以上的方法,在校期间学生到宁夏知名设施农业园区及企业参观学习,还有1年到企业顶岗实习,通过下企顶岗实习1年的实践锻炼,学生的操作技能和综合能力得到锻炼,学生一毕业就能上岗操作,是企业需要的应用型人才,这也达到了高职教育培养应用型人才的目标。 作者:崔海单位:银川能源学院宁夏大学 农学院 园艺技术论文:园艺生物技术专业创设及综述 在农业生产中,园艺业是一个栽培集约化、附加值高、经济效益和生态效益兼优的产业。其在农业中的比重总是伴随着社会经济的现代化进程而不断提高,在美国、日本、荷兰、以色列等发达国家园艺业占种植业的比重都超过50%,我国广东省在这方面的比重接近70%。园艺植物是生物技术研究和应用的最好材料,广东不仅是中国园艺生产面积最大、产值最高的省份,也是生物技术在园艺中应用最普遍的省份。香蕉、番木瓜、菠萝、兰花、龙血树属、马蹄莲属、花烛属、观赏凤梨、桉树等许多重要的园艺植物都已普遍采用组织培养工厂化育苗,生产的园艺植物组培苗在全国种苗市场中占有绝对优势。园艺产业的迅速发展迫切需要培养一批既懂园艺又懂生物技术的新型人才,以促进园艺生物技术研究和应用。园艺学专业是一个传统的专业,涉及园艺植物(果树、蔬菜、观赏植物等)的种质资源、生长发育规律、繁殖、栽培、育种、贮藏、加工、病虫及造园等多个方面,培养的学生知识面广而不专,不能满足迅速发展的园艺生物技术新产业的需求。为适应园艺学科的发展和园艺生产的需求,华南农业大学于2002年着手组建了由园艺生物技术所和园艺生物技术系组成的园艺植物生物技术教学工作平台,2003年在国内率先招收了园艺生物技术方向的本科生,在培养园艺学和生物技术学新型复合人才方面进行了有益的探索,创建了一个完整的园艺生物技术本科人才培养体系。 一、通过所系融合构建园艺生物技术教学平台,促进教学与科研的有机结合 (一)整合资源,为培养人才提供良好的实验研究条件园艺学一级学科下包括的果树、蔬菜、花卉、茶学、园艺产品采后学等二级学科(或方向)都涉及生物技术。由于学科划分及管理方面的原因,从事品种改良以及采后生理学的教师、设备等被分散在5个不同系中,不利于园艺生物技术的发展。2002年,华南农业大学整合园艺学科中与生物技术有关的人员和仪器设备,构建了园艺生物技术教学与实验实习平台———园艺生物技术研究所。该所为校级研究所,下设分子生物学与基因工程室、细胞工程育种研究室和脱毒与快繁室等3个研究室(或实验室),主要为科研和培养研究生提供实验条件。园艺生物技术研究所的人员全部来自园艺学院各系,其中教授8人。 (二)教学与科研结合,努力提高本科生的实验技能和研究能力2003年,根据园艺学科及华南地区园艺产业发展的需要,园艺学院创设了园艺生物技术方向本科专业,并开始招生。为方便教学管理,在园艺生物技术研究所的基础上又组建园艺生物技术系,园艺生物技术研究所与园艺生物技术系联合办公,人员及设备统筹使用。园艺生物技术研究所主要精力放在科研和研究生培养,园艺生物技术系则侧重于本科生教学和培养上,两者做到既有分工又有协作,相互支持。通过所系融合,使教学和科研资源得到合理配置,改善了不同层次学生的实验条件,不仅大幅度提高了园艺生物技术平台的使用效率,也大幅度提高了学生的生物技术实验技能和研究能力,同时还促进了科研水平的提升。 (三)充分发挥平台优势,承担教学和科研任务园艺生物技术平台的教师近年来承担了2项“863”课题、15项国家自然科学基金课题和50多项省部级课题。以果树、蔬菜、花卉和茶树等园艺植物为材料,开展了分子标记、基因分离和克隆、转基因、基因功能鉴定、细胞工程、种苗脱毒与快繁及采后分子生物学等多方面的研究工作,成绩显著;同时还承担了多项学校教育教学研究课题,为本院和外院学生开设20多门课程。 (四)加强硬件建设,为新专业方向的学生提供可靠的实验教学保障生物技术专业培养的学生必需经过严格的技术训练,如果没有相应的实验条件,创建园艺生物技术专业将成为空谈。生物技术专业的实验设备相对比较昂贵,仅靠教学经费不可能满足仪器购置的需要。因此,必须通过科研带动学科建设,利用国家重点学科建设、广东省211工程建设和重点学科建设、本科优教评估和人才引进等项目,多方筹措资金。有了良好的实验条件、配套的管理制度,可以使教学科研相互促进,为新专业方向的学生提供可靠的实验教学保障。 二、制定科学的课程方案 园艺生物技术专业根据现代生物技术的特点,结合园艺专业的发展趋势,制定了“园艺+生物技术”的复合模块培养方案。园艺,是本专业的立足点,要“站稳”,但不应该花费太多的学时。我们压缩了原有园艺专业课中的“各论部分”的课时,保留园艺学的优秀课程园艺概论、园艺植物分类学、园艺植物育种学和园艺植物栽培学等,形成“园艺模块”。生物技术模块则开设园艺植物生物技术、植物细胞工程、植物基因工程原理与技术、农业生物技术等专业主干课,另外还设置了一些选修课,形成全新的课程方案。 三、建立和完善园艺生物技术学科及其理论体系 由于园艺生物技术是园艺学的一个新兴领域和学科分支,从园艺生物技术所成立之初起,就特别重视学科建设和园艺生物技术理论体系的建立。2002年,华南农业大学生物技术研究所编著了《园艺植物生物技术》一书作为研究生校内教材使用。由于该教材学术体系较系统、理论较严谨、体例统一、内容新颖和能充分反应园艺植物特点等因素,于2005年被教育部遴选为“研究生教学用书”,由高等教育出版社出版发行,成为国内首次公开出版的《园艺植物生物技术》研究生教材[1]。2007年又主编出版了“国家十一五部级规划教材”《园艺植物生物技术》和《园艺植物生物技术实验指导》等本科生教材[2-3]。 四、创新实验室管理机制,实行全面开放和资源共享 从园艺生物技术研究所与园艺生物技术系成立之初起,所系实验室就按照开放型教学研究实验室的模式进行运作,建立和不断完善实验室管理制度,对本科生、研究生实行完全的开放管理,在教学、科研和人才培养方面都取得了显著的成效,大力促进了学科、专业之间的交流、综合与渗透,加强了横向联系和合作,提高了平台的知名度和影响力。 五、紧密结合园艺植物生产实际,培养园艺学和生物技术复合型人才 1998年教育部调整专业设置前,园艺学下设有果树学、蔬菜学、花卉学、茶学等专业,这些专业的毕业生专业面太窄,就业困难。1998年专业设置调整后,一般不再按二级学科设置专业,而是将果树学、蔬菜学、花卉学合并为大口径的园艺专业。专业口径的改变,大大扩宽了学生的知识面,克服了专业面太窄的弊端;然而,新的问题又凸显出来:学生很难全面了解和掌握本专业的优秀技术体系,博而不精、“果、菜、花什么都懂一点,什么都做不成”。因此,培养园艺学和生物技术复合型的新型人才,应该使学生在了解园艺作物种质资源丰富、常用无性繁殖、集约栽培、经济效益高、可保鲜增值等共同特性的基础上,探索生物技术如何更深入地介入园艺植物的快繁、种类鉴别、种质创新和采后处理等方面。这样培养出来的学生将是掌握园艺作物基本特征、具有生物技术应用特长的新型人才。为此,教师通过主持承担国家、省部级课题,以果树、蔬菜、花卉和茶树等园艺植物为材料,带领学生开展分子标记分析、分子遗传图谱构建、基因分离和克隆、转基因、基因功能鉴定、生殖细胞工程及采后分子生物学等多方面的研究工作,使学生直接进入学科前沿。同时,应强调园艺生物技术的应用性,除了完善院内实验平台,还应建立稳定的校外实践教学基地,安排生物技术方向的学生去这些实验基地进行生产实习。学生利用这些机会体验到了利用离体培养技术大规模工厂化培育园艺植物种苗的过程,而且还能理论联系实际,解决生产中的一些问题;同时也对企业经营管理、市场情况、员工生活等方面有了更直接了解,为今后就业和创业打下了基础。华南农业大学根据园艺学科发展的需要,对园艺专业进行了改造,创建了园艺生物技术本科生专业方向,突破了原有按学科、专业、学系设置实验室的封闭模式,促进了学科、专业之间的融合与渗透,建立起园艺生物技术教学工作平台。通过制定教学计划和组织编写教材,形成完整的园艺生物技术教学体系;通过调动教师和实验人员的积极性,实现了人员、仪器设备、经费等方面的合理配置,使有限的仪器设备发挥最大的效益,为培养人才提供良好的实验研究条件;加强实践教学环节,使学生直接参与园艺生物技术科研和生产实际,为改造和提升传统专业、培养高质量的园艺学和生物技术复合型新型人才进行了有益的探索。 园艺技术论文:山核桃园艺化培育技术 摘要:对山核桃实行园艺化培育,可解决山核桃采收困难的问题,是一种全新的栽培管理模式。从园址选择、造林技术、山核桃园管理、病虫害防治等方面对山核桃园艺化培育技术进行了介绍,以期指导该模式的推广应用。 关键词:山核桃;园艺化培育;栽培技术 近年来,宁国市全面推广实施“山核桃丰产稳产综合技术”和“山核桃标准化建设”,大大提高了山核桃产区成林经营水平,也出现了一些高产、稳产的典型。但由于山核桃树体高大,加之采收季节往往阴雨较多,给山核桃采收带来了很大困难。因此,对山核桃实行园艺化培育,是一种全新栽培管理模式,现介绍如下。 1园址选择 山核桃园宜选择立地条件好、土壤微酸、土层深厚、坡度平缓、有一定水源、交通方便的山场地块,以气温适宜、 海拔300~700m的低山为宜,面积一般为3.33~6.67hm2。 2整地 根据山核桃幼林生长喜阴的特性和水土保持的需要,在实施造林地清理时,不能进行全垦整地,而以块状整地为佳。具体方法是:先按定植点进行块状劈山,即将定植点周围1m×1m范围内灌木杂草用刀劈去,暂时保留块以外杂草灌木,以形成对山核桃苗木的侧方庇阴;然后在定植点进行小块状开垦,开垦面积以1m2为宜,并挖长、宽、深各0.5m的定植穴,以后在逐年劈山的基础上扩穴。一般在25°以下林地,栽植树苗后2~4年内逐步拓宽开垦成水平带状;25°以上林地,逐步拓宽开垦成3m×3m或4m×4m鱼鳞坑状,以有效保持水土。 3造林技术 3.1苗木质量 用一至二年生山核桃实生苗进行栽植,要求苗木生长健状、根系发达、木质化程度高、无机械人为损伤、无病虫害、苗高80~100cm、地径0.8cm以上的优质苗木;也可用二至三年生野生苗进行移植造林,要求苗高1.0~1.5m、地径1cm以上、生长健壮、苗木通直、根系完整;若苗高超过1.5m应将超高的部分剪去,以免招风影响成活率。 3.2种植密度 造林密度是直接影响未来林分建成、产量和质量高低的重要因素。因此,可根据立地条件,初始密度为495株/hm2(4m×5m),待结果后树冠相接时,进行隔行隔株疏伐,最终保留330株/hm2(5m×6m)。苗木栽植穴位应呈“品”字状,以便最大程度利用林地空间。 3.3栽植时间 一般当年的12月至次年的2月都可进行栽植。 3.4栽植方法 先将表土回填到栽植穴中,栽时注意苗木要竖直,根系要舒展,深浅要适当,栽植深度以15~30cm为宜,填土一半后拔苗踩实,再填土踩实(应当用脚踩实,不能用榔头或硬器锤打,以免损伤幼苗),最后敷上虚土,要将新栽苗木周围垒成一个小土堆,以免新栽苗木周围积水,影响成活率。山核桃苗木应做到随出圃随栽,若是长途运输,尽量避免假植时间过长,一般苗木出圃到山核桃园栽植时间不宜超过3d;否则将严重影响山核桃苗的成活率。 4山核桃园管理 4.1剪枝 栽后第2年早春,将苗木的顶端芽稍剪去,促进其多分枝,树体矮化,以便方便人工采收山核桃果实。 4.2拉枝 山核桃栽后3~7年期间,可进行拉枝,以扩展树冠,促进山核桃树体矮化,增强山核桃树根部营养供给,使其尽快郁闭,达到提前结果的目的。具体方法是:用细塑料绳一头系在山核桃树枝的顶端;另一头系在木桩上,钉进地表,使树枝枝头一直向下伸展。所有的树枝都可用此方法向下拉直,并要将树枝伸拉的方向做到向树体周围均匀分布。同时要经常观察伸拉的树枝,如果树枝枝头朝上生长,要将树枝头端的塑料绳再紧紧,以便树枝头一直朝下生长。拉枝工作须视山核桃苗木生长情况而定,一般须进行2年以上拉枝工作,才能保证新栽山核桃树的控制生长目标。 4.3施肥 栽植当年不能施肥,从栽后第2年,每株施0.1~0.5kg速效氮肥,配适当磷钾肥。具体施肥量的确定应依树势与立地条件而定。①施肥时间及方法:应在每年3月底4月初和8月底9月初各施肥1次,方法为在树冠投影一半处沟施或穴施。施肥沟深15cm、宽25cm。在坡地施肥,则只要在树干上方挖半圆形环状沟即可。②施肥品种:山核桃必须按无公害标准生产。因此,施肥品种应以有机肥、山核桃专用有机复合肥、生物肥等为主,少用或不用化肥。③施肥量:每次施生物肥及有机专用肥各1~2kg,也可将有机肥腐熟后于8月底9月初株施10~15kg。 4.4垦复 垦复是指对山核桃进行深翻。由于山核桃树大多生长在坡度较大的山坡上,因此垦复应分年进行。一般每年在树 根基周围深挖1/3的面积,3年挖完。以后隔2~3年再进行垦复。复垦的深度20cm左右,可结合施肥进行。 5病虫害防治 5.1病害 山核桃常见病害有山核桃溃疡病、枝枯病等。①山核桃溃疡病:发病部位主要是在树的干部,每年春季可使用梧宁霉素750~3000mL/hm2对水225~375kg/hm2对树的主干进行喷雾防治。②山核桃枝枯病可交替使用多氧清、梧宁霉素、思科等进行喷雾防治,5~7月,每15d喷1次,连喷3次。 5.2虫害 山核桃常见虫害有山核桃蚧虫类、山核桃蚜虫、红蜘蛛、天牛类、山核桃花蕾蛆等。①山核桃蚧虫类:在5月用3%苯氧威500倍液进行喷雾防治。②山核桃天牛类:在5~6月间用氯胺鳞或吡虫啉乳油进行注干。③山核桃蚜虫、花蕾蛆:可使用1.2%百虫杀、森得宝、绿色威雷进行喷雾防治。 园艺技术论文:园艺技术同园林景观设计的结合 在现代社会的快速发展中,伴随人们对于环境和生活质量要求的不断提高,并且逐渐将关注点由物质生活转为精神生活层面,寻求更高的精神需求满足成为了很多人的主要需求。在城市规划设计及整体建设中,园林景观设计十分重要,不仅可以美化城市环境,也能方便人们观赏等,可以满足人们的多重需求。对于园林景观设计而言,现代园艺技术具有重要的地位,不仅可以丰富园林景观设计的内容和深层内涵,也可以使园林景观设计焕发新的生机与活力。所以,在新时期的园林景观设计中,将其与现代园艺技术相结合,就变得尤为重要,笔者将对此作简要分析。 一、园林景观设计与现代园艺技术的概述 (一)园林景观设计概述 园林景观设计是在相应的地域范围之内,利用相关技术及园林艺术手段等,通过园路的布置、建筑的营造、地形的改变及植物的种植等创造新的自然环境。相关人员通过园林景观设计可以确保园林环境带有很强的美学价值与丰富的功能,并且实现园林景观的可持续发展。目前,国内一些设计人员强调园林与景观之间的区别,但实际上两者并无本质差异,对其进行刻意区分并不恰当。在园林景观设计中,主要可分为软景观与硬景观,相关分类需要设计人员给予重视。 (二)现代园艺技术简述 在现代园艺技术中,主要分为观赏园艺与花卉园艺。传统类型的观赏园艺主要包括植物的生产、具体的栽培等。但是,伴随相关行业的快速发展及具体技术的革新,现代园艺技术中的观赏园艺也逐渐向着良种栽培、种苗的生产、花卉引种等方面发展。除了观赏园艺之外,花卉园艺也是其中重要的组成部分。花卉园艺在室外主要被用于城建及绿地种植中,而室内运用主要指的就是居室园艺,包括插花、盆景等。 二、现代园艺技术与园林景观设计相结合的具体方式 (一)商务建筑方面的设计 伴随我国整体经济的快速发展,商务建筑区的数量越来越多,成为了我国建筑中不可缺少的重要组成部分。在商务建筑区内,为了为人们创造更好的工作环境,很多商务建筑都会选择园林景观进行建筑区布置。这样不仅可以增强建筑区自身的艺术氛围,并且可以提高建筑品位。在商务建筑区内的园林景观设计中,设计人员可以选择营造景点的方式进行具体设计,可以将中国传统的山水意境与商务建筑园林设计相融合。设计人员还需要利用现代园艺的相关技术,选择合适的绿色植物、花卉等,创设与商务建筑相吻合的园林景观设计风格。在具体的设计中,相关人员不要选择平面设计形式,而应当创造一种错落有致的园林景观。更为重要的是,设计人员需要在商务建筑的园林景观设计中做好必要的功能性设计,强调其自身观赏性的同时,也不能忽略实用性。某设计单位在为一处商务建筑区进行园林景观设计的时候,将其与现代园艺技术相结合,并且十分重视功能设计。设计人员选择了装饰性较强的花卉等对休息区的桌椅进行点缀,在凉亭的打造方面也选择了可用的绿植,并且在园区内的池塘中种植了一些滨水植物。这样就保证了该商务建筑园林景观设计与现代园艺技术的紧密结合,也使园林景观设计在具有美观性的同时兼具功能性。 (二)住宅小区的园林景观设计 在我国大多数的住宅小区中,绿地的覆盖率是有较为严格的标准的,对于高档小区而言,绿化面积至少需要达到园区总面积的35%,公共绿地的宽度也要达到8m,绿地面积至少需达到4000㎡,且绿地不能背光。这样一来,很多住宅小区都会在内部进行园林景观设计,在满足绿化要求的同时对整体环境予以优化。设计人员需要在住宅园林景观设计中,充分结合小区自身的地形及土壤环境等,还要结合小区所处位置的气候等去选择相适合的植物。设计人员在为小区园林景观选择观赏树种的时候,应当选择成活率较高、养护较为简单、可以显著改善住宅小区植被结构的种类,比如北美香柏等树种。 (三)观光园的园林景观设计 除了上述内容之外,观光园目前也是园林景观设计的重要体现。在对观光园进行园林景观设计的时候,设计人员需要根据园区内的区域分别选择合适的植物,可以将乔木植物、灌木植物、水生植物等共同组合在一起,比如将云杉、丁香、西府海棠及睡莲等共同组合,从而确保观光园内的景观更有层次感。对于观光园的道路设计,园林景观设计人员可以在道路两旁选择一些植被,提升园区道路的美观性,还要在观光园内部的建筑周围点缀上花卉等,这样才能确保观光园园林景观设计的灵动性,达到浑然天成的设计效果。 三、结语 在园林景观设计的现展中不断与现代园艺技术相结合,这也确立了现代园艺技术在园林景观设计中的重要地位。现代园艺技术中主要包括有花卉园艺与观赏园艺等,这些主要技术不仅被引用于住宅、商务建筑等园林景观设计中,还会被应用于绿地、街区甚至节日花草的彩化处理中。相关的设计人员需要认识到现代园艺技术的重要价值,并且根据园林景观设计的内涵等将两者紧密结合,这样才能确保现代园艺技术得到充分的应用,也能实现园林景观设计的新发展。 作者:周逢旭 单位:合肥职业技术学院生物系 园艺技术论文:聋人大学生对园艺作物生产技术的实践 1聋人大学生园艺技术专业的教学探索 园艺技术专业是南京特殊教育职业技术学院所设立的一个专业,旨在培养具备园艺学基本理论、基本知识和基本技能的聋人大学生。鉴于聋人大学生与正常园艺专业大学生的差异,也为了让聋人大学生更好的掌握园艺职业技能,毕业后能够从事园林树木、蔬菜、观赏园艺、设施园艺等方向的栽培与管理,以及园艺产品采后处理与保鲜等方面的技术工作和经营管理等工作,本专业从教师队伍、课程设置和教育方法这三个方面进行了初步的探索。聋人大学生的教师首先是教师,其次才是针对特殊群体的特别教师。为了出色的开展聋生教育,专业教师必须首先了解聋人大学生的特殊心理、生理特点、掌握聋人大学生的沟通方式,获得聋人大学生的认同;其次必须掌握熟练的手语,并深入详细地研究专业词汇的手语,从而提高教学质量,培养出高质量的聋人大学生。对于聋人大学生来说,尽量多设置一些专业实践课来加强对聋人大学生职业技能的培养,对聋人大学生进行系统的园艺作物栽培、养护、管理等基本训练。针对聋生的特殊性,以愉快式教学为主,坚持学生为主体。课堂教学主要以多媒体为主,配合相应的图片及动态效果图。教师边讲边使用熟练的手语,注重讲练结合,加强与聋人大学生的互动交流,深入了解聋生接受知识的能力,适时调整教学计划,提高课堂教学效率,从而加深聋生对专业知识的理解和掌握。目前,国内外对于花卉和切花生产实践的研究不在少数,但基于聋人设计专业学生的花卉生产创新教学还没有,南京特殊教育职业技术学院作为全国唯一一所独立设置的特殊教育学院,在聋人的教育和研究上都具有一定的优势,因此,在此基础上聋人大学生对花卉和切花生产实践的研究对今后的教学以及其成果都有重要的意义。聋人大学生运用自己所掌握的园艺技术专业知识,借助学校提供的完善设备,应用设施栽培技术来满足不同品种一、二年生花卉不同发育阶段对环境条件的不同要求,进行花卉的繁育、栽培管理、上盆、采收和保鲜等设计与试验,以期生产出高质量的花卉和切花。 2聋人大学生对一、二年生花卉的生产实践探索 一、二年生花卉是园林花卉中重要的种类,其种类多样、花色鲜艳、馥郁馨香,深受大众的喜爱。一、二年生花卉具有生长周期短,适应性强,栽培管理容易而被广泛应用于园林、庭院等地绿化、美化及香化。花卉生产包括花卉品种繁育、栽植、播种期的确定、育苗方式、(育苗基质、播种过程及方法、浇水、施肥)、花期调控(利用温度、光照、土壤等条件来延迟开花或提早开花)、采收、保鲜等一系列环节,每一环节所采取的措施正确与否,直接影响到花卉产品的质量。为了满足不同品种切花植物不同发育阶段对环境条件的不同要求,设施栽培技术被贯穿使用于花卉发育的各个阶段来保证其产品的质量。一、二年生花卉多采用有性繁殖即种子繁殖法,聋人大学生通过对不同一、二年生花卉生态习性的研究,确定其繁殖、栽培与管理方法,主要包括以下步骤:(1)培养土的配制:培养土的总体要求:疏松,通透性好,保水保肥性能好,酸碱度适宜。根据要求,本大棚培养土配制按黄土:营养土:沙子=2:2:1进行。(2)整地作畦:翻地约30cm,细碎土块,去除杂质,作畦,要求苗床平、直、细、净。(3)播种时期:一年生花卉春季播种(南京地区在3月下旬大棚内播种),二年生花卉秋季播种(南京地区在9月下旬大棚内播种)。(4)穴盘育苗:每穴1-2粒种子,保证发芽率,播种后覆盖一层肥沃的细土,以不见种子为宜。用细孔洒水壶浇水,浇透苗床。(5)移栽:待花卉长出2-3片真叶时,带土块移栽到营养钵。移栽前苗床浇透水,起苗时用小铁铲铲起,注意保护根系,叶片和茎。(6)定植:既可以定植于苗床,株行距20cm*20cm;也可以上盆,上盆时先填土至花盆总体积的1/3左右,将花苗立于花盆中央,保持根系完全伸展,浇透水,置阴凉处缓苗。(7)摘心:根据不同花卉的要求,进行摘心处理。花卉“摘心”就是摘去植株主枝顶端的生长部位(生长点),使侧枝快快速生长,产生“丛生”的效果,达到最佳观赏效果。(8)栽培管理:在栽培过程中要进行灌水、追肥、中耕除草和降温越夏、防寒越冬。(9)病虫害防治:了解切花病虫害的种类、发生规律,掌握各种防治方法,经济有效地控制病虫害发生,保证花卉的质量。聋人大学生通过认真学习专业知识,理论与实践相结合,对一、二年生花卉的栽培与管理进行生产实践,生产出高质量的花卉(图1),并用自己种植的花卉设计了“5.25大学生心理健康日”小花坛。 3聋人大学生对一、二年生切花的生产技术实践探索 切花是指从植物体上剪取的具有观赏价值并带有一定长度茎枝的花朵,既有观花、观叶、观枝、观果的,也有赏其姿闻其香的。世界各国花卉商品生产的历史都不很长,比较早的有荷兰、比利时,大约有二三百年的历史,但大多数国家的花卉业仅有五六十年的生产历史。节日期间切花消费量的增加,拉动了花卉生产和经营,在一定范围内提升了花卉市场的价格,从而增加经济效益。鲜切花一经离开母体,就断绝了水分与养分的供给,却仍要不断地消耗养分,从自然规律上讲,必然走向衰老与生命的枯竭茎直立,有刚毛。花为头状花序,单生于枝条顶端。花色有白、黄、粉红、玫红、深红、橙色等,十分艳丽。百日草喜温暖不耐寒,生长适温在20度左右。切花采收在盛开时切取,早采则花颈中空容易折断,且不耐插。切花后,浸水湿贮,并利用不同的花色进行插花设计(图2)。 4聋人大学生掌握园艺作物生产技术的意义 通过一、二年生花卉的栽培与管理以及鲜切花的采收、保鲜和插花设计的生产实践,不仅可以让聋人大学生掌握园艺职业技能,还可以使他们的以下几个方面得到改善: 4.1消除不安心理与急躁情绪,增加活力,张扬气氛,抑制冲动 在自然环境中进行整地、挖坑、培养土的配制、播种以及浇水施肥,在消耗体力的同时,还可消除不安心理与急躁情绪,增加活力,张扬气氛,抑制冲动,久而久之有利于形成良好的性格。 4.2培养创作激情 花卉栽培与管理、鲜切花采收以及插花制作等园艺活动,是把具有自然美的植物材料按照自己的想象进行布置处理,使其成为艺术品,可以激发聋人大学生的创作激情。 4.3培养忍耐力与注意力 园艺的对象是有生命的植物,播种、移栽、定植、整形修剪、浇水施肥都有一定的季节性,聋人大学生在进行园艺活动时要求慎重小心且有持续性,因此长期进行园艺活动会培养学生具备忍耐力与注意力。 4.4增强责任感,树立自信心 采取责任到人的方法,聋人大学生进行分组管理花卉。这可使聋人大学生在比较中认识到自己的不足以及个人必须要做的工作,增强责任感。等到种植的花卉开花,插花作品受到大家的称赞时,学生在满足的同时还会增强自信心。 作者:孙新菊 单位:南京特殊教育师范学院
生物资源论文:地方生物资源初中生物论文 一、充分发掘地方生物资源,培养学生实践能力 毋庸置疑,校外资源比校内资源丰富得多,有养殖场、农林场、农产品加工厂,有公园、花木场、动植物标本馆,也有生物科技实践活动方面的素材,如三汊河湿地等,这些都是非常好的生物教学资源,在教学中教师应该注意运用。教师在发掘地方生物资源的过程中应当充分发挥学生的主观能动性,带领学生参与其中,给学生营造身临其境的氛围,以加强学生的实践能力。在当地生物资源发掘的过程中会涉及参观、访问、讲座、论坛等多种途径,学生会因此获得更多接触社会的机会,有更多了解生物与社会、科学之间关系,从而学习动机得到激发,实践能力和社会适应能力得到增强。如在教学水资源时,可让学生从当地河流中取水,对其水质进行调查、检验;在教学古生物进化时,可让学生参观动物园和标本博物馆;教学传染病时,可让学生调查学校附近卫生防疫站,了解病毒产生过程……这样的教学能让学生了解和体会到很多更加直观形象的生物信息。 二、充分发掘地方生物资源,提高课堂教学效率 生物科学是一门实验科学,教师应从学生的兴趣出发,结合生活实践,让学生参与问题与假设的提出、方案的设计、验证和得出结论等过程,让学生在自主思考、自主操作中完成实验,避免纸上谈兵。只有把所学的知识运用到实践中,才会真正理解知识,融会贯通;也只有在实践中学以致用,知识才能称之为知识。让学生通过探究获取知识,调动探求知识的心理需求,把课堂学习的主动权最大限度地还给学生,课堂教学就会和谐、高效。例如在说明某种鱼类对不同的水环境均有一定的适应性时,笔者鼓励学生用不同的水质饲养此鱼,并带领学生前往当地水族馆请教专业人员,以此来让学生获取生动案例和精准的答案。此外,在课堂上,笔者要求学生认真观察此鱼的结构,并与其他鱼类进行对比,找出其特点。由于此前学生已经对这种鱼有较深的了解,因此都积极地参与讨论,轻松地理解了所学内容,课堂轻松而有实效。 显而易见,地方生物资源对初中生物课堂教学具有积极的作用。我国地大物博,每个地区都有其独特的资源。生物教师应当充分挖掘本地区宝贵的生物资源,让它为生物教学增添趣味。同时,作为生物教师,我们必须具备紧随时代潮流的教学资源观,有所为有所不为,以现代教育理念为指导,辩证地开发和利用各种教学资源,把地方特色资源转化为课堂教学资源,提升学生对生物课的兴趣,提高课堂教学效率,为学生的发展创造更广阔的空间。 作者:李智峰 周娉 单位:酒泉第五中学 生物资源论文:初中生物资源整合高效课堂论文 所谓高效课堂,是指基于高效教学,在有效课堂的基础上,完成教学任务和达成教学目标的效率较高、效果较好并且取得教育教学的较高影响力的课堂,是有效课堂的最高境界。生物科学是一门以探求生命发生、生长、生殖、衰老、死亡等生命现象和生命活动规律的自然科学,它与技术、社会、环境和生活有非常密切的关系。“TESL”是Technology(技术)、Environment(环境)、social(社会)、Life(生活)四个英文单词首写字母的组合。在新课程背景下,特别强调生物教学要贴近社会、贴近生活。因此,要让生物课堂高效起来,首先要在课程资源的筛选、整合上下功夫。有效整合课程资源,并将其恰如其份地用到课堂教学中去,才能促进学生在课堂上高效化学习。 一、实践操作中感受科学技术(Technology) 生物技术的迅猛发展,已经显现经济效益,并正在越来越多地影响人类的生活和社会发展。在生物教学中,教师应从生活中的的生物技术规程入手,丰富学生对生物技术的感性认识,以多种方式向学生提供丰富的信息,帮助学生理解技术的作用,鼓励学生自主收集资料,分析生物技术的正面和负面影响,为学生参与有关的社会活动打下一定的基础。在中学生物教学中,模拟生物箱、青蛙膝跳反射、生物技术治理虫害、通过实验探究食物保鲜方法等均为较好的实践操作选择。例如,在苏教版七年级上《探索生命的器具》一节内容,在实验室学生通过小组合作认识显微镜的结构和功能,并在老师指导下使用显微镜,观察各种生物的细胞形态、结构,整堂课学生异常兴奋,动手动脑投入之极。再如,在苏教版八年级下册《源远流长的发酵技术》一节,课堂上我准备好保温箱、牛奶、酒精灯、烧杯、原味酸奶等器具。在讲完发酵的原理后,一起和同学们探讨将鲜奶制作成酸奶的发酵过程和注意事项,分组进行实验,第二天同学们看到自己亲手成功制作出的酸奶,得意地说要回家给爸爸妈妈做酸奶吃。通过实际操作,学生直观地感受到了生物技术在教学中应用。当其在课堂上学到的知识在生活中发挥作用的时候,其激动的心情、成功的喜悦必将成为其继续学习的兴趣和动力,怎么会不爱学、学不好呢? 二、有效利用自然环境(Environment)资源 大自然是我们生物教学的最好课堂,它蕴藏着无穷无尽的优质教学资源,教师要善于发现和利用它,为生物课堂教学添彩,同时也要创造机会让学生走进自然,去调查研究、探索发现大自然丰富的生物学知识,亲生感受自然地魅力。例如,我校有一位教师在四川成都赛课时,讲授“生物圈”一节,他巧妙的将当地卧龙自然保护区的景观素材融入课堂教学中,并配上《谁不说俺家乡好》的歌曲,制作成一段视频作为课堂结尾,让学生倍感亲切和自豪,那种爱护自然、热爱家乡的美好情感油然而生,有力烘托了课堂教学。再如,在进行“生态系统的组成”教学时,我将学生带入校园树林里进行实地观察和调查。在熟悉的自然环境中,学生发现了许多活生生的生态系统的成员,如麻雀、喜鹊、蝴蝶、苍蝇、蚊等诸多的动物种类,每发现一个他们以前没接触过的物种,他们就异常兴奋。这种从自然界中直接获取的知识比从阅读教科书间接获取的知识更能促进学生知识结构的有效构建,且能更为有效的激发学生对生物学科的兴趣。在自然环境中生物教材的很多内容都可以进行。以大自然为课堂,鼓励学生走进自然,走入自然才能更好地培养学生的探究意识和探究能力,让学生的知识来自自然,服务于自然。 三、依托社会(social)资源,拓展知识范围 各大图书馆、书店等,有丰富的图书资料,教师和学生,可以通过阅读,丰富知识,提高素养。自然博物馆、植物园、动物园、海洋馆等,为教师和学生提供了先进专业、生动形象的学习空间,寓教于乐。注重社区自然环境的开发利用,如在社区植物上悬挂标签,利用社区宣传栏拓展生物学课外科普知识、生活常识,可营造学术氛围,不但让学生体会到学习就在身边,还能提高全民素质。旅游业的发展,为农家果园、菜地、养殖园的开放提供了条件,组织参观、学农实践,也可丰富学生的课外生活,体验学习与生活的联系。在各种类型的教学资源中,利用社会热点问题具有独特的教学功能。社会热点问题的利用,不仅可以激发学生对教材知识点的兴趣,还可以激发他们的好奇心和求知欲望,给予他们成就感的体验,同时可以整合课本知识点,构建知识的网络。例如,在学习“生物的基本特征”时,利用5•12汶川大地震前各种生物的一些异常反应作引入:地震前,四川省绵竹市出现了大规模的蟾蜍迁徙,数十万只大小蟾蜍浩浩荡荡地在公路上行走。在武汉的动物园,散养的10余只老虎食欲不振等热点导入可激发兴趣。四、善于汲取生活(Life)中的有用资源人类的生活,时刻离不开生物科学。当我们把学生将要学习的生物科学知识与生活联系起来的时候,学生大脑中就会搭建起一个已知与未知的桥梁,不仅有利于其智力的开发,而且有利于其好奇心的产生。在好奇心的推动下,学生的探究行为就会产生,同时学习效率也将大大提高。例如,在进行探究“血液循环路径”一节的教学时,教师可以利用学生打吊针的生活经验这样引入:小飞同学打开水时不慎烫伤了脚,因处理不及时而感染发炎被送进医院治疗,医生诊断需要打点滴消炎,小飞看着药液一滴一滴进入自己的手背,他在想:这些药物是怎样到达脚部的呢?你能帮助小飞找出药物流经哪些部位到达患处的吗?像这样,用绝大多数学生亲生经历过的生活事件引出问题,并抛给学生,能很好的激发学生的好奇心和探究欲望。科学研究表明,人类任何行为的产生都伴随着一定的情感,当学生带着强烈的探究欲望学习知识时,其学习效果与被动学习是不可同日而语的。例如在学习“蛋白质”时,可以联系三聚氰胺事件、大头娃娃事件、皮革奶事件;在进行“保护生物多样性”教学时,可以联系食人鱼入侵事件;在学习细胞时可以引出干细胞美容话题以及冷冻活鱼技术。教师可以根据教学内容选择合适的方式,或让生活走进生物课堂,或将生物教学延伸到生活,努力让课堂成为生活情境的再现,让学生在情境体验中获得知识,培养能力,拓展思维,增长智慧。因此,在当前教育背景下,教师应更加关注生物学与“TESL”的关系,充分挖掘教材内涵,让学生在动手、动脑、动口中感受生物学的美丽与神奇,体验操作的乐趣和成功的喜悦,让课堂成为学堂,成为学生放飞个性和理想的天地。 作者:朱燕 单位:甘肃省酒泉市一中 生物资源论文:农业生物资源保护现状与发展战略论文 摘要:简述了保护与利用农业生物资源的重要性和紧迫性,总结分析了山东省农业生物资源保存、研究和利用现状。针对目前存在的突出问题,提出了构建全省农业生物资源保护与利用平台的设想,包括平台建设的总体思路、平台结构、三大体系建设及八大重点任务。 关键词:生物资源;保护现状;存在问题;发展战略 农业生物资源包括农作物、畜禽、农业微生物和药用植物等种质资源,是维持人类生存、健康与发展的最根本物质基础和战略资源,也是农业新品种和生命科学源头创新的材料基础。育种实质上就是作物种质资源优异基因的重组再加工,小麦矮秆基因、水稻“野败”型不育基因的应用引发了“绿色革命”。因此,保护农业生物资源多样性,发掘其中的优异基因,是实现农业可持续发展的中心策略[1]。当前,山东省农业生物资源保护与利用工作仍处于初级阶段,还存在许多不足,而作物种类减少、品种遗传基础狭窄的问题却日益突出。我们应该充分认识农业生物资源在经济社会、农业可持续发展及食物与生态安全保障等方面的重要作用,站在国家和民族长远利益的高度,切实加强农业生物资源保护与利用工作[2]。 1山东省农业生物资源保护现状和主要存在问题 1.1农业生物资源收集保存现状 山东省地处温带,由于具有良好的气候、土壤、地形地貌条件及悠久的垦殖历史,农业生物资源相当丰富。新中国成立以来,有关农业行政部门和科研单位组织了三次较大规模的农作物品种资源调查、搜集和整理工作,特别是近几年,在省农业良种工程项目的支持下,大力开展了新品种选育和国内外种质资源的引进收集工作,进一步丰富了山东农业生物资源。初步统计,目前分散保存于全省科研和教学单位的农业生物种质资源约4万份,这些资源有效地支撑了全省动植物育种和农业可持续发展。 1.1.1主要农作物资源目前,以山东省农业科学院为主体搜集保存的普通小麦种质资源2200余份,其中本省地方品种441份,育成品种534份,国内征集品种(系)1025份,国外品种59份;另有国内外耐旱小麦种质156份,小麦近缘野生种属10份。玉米地方品种资源经过归并整理后保存441份,另有大批国内外引进种质和创新种质。国内外花生资源1800余份。棉花种质1470余份,包括野生棉及远缘杂交高代材料、彩棉、低酚棉等。谷子种质2200多份。高粱种质1200多份。大豆栽培品种835份。 建国以来,经过几次全省范围内对蔬菜资源的调查、征集和整理,到1983年,山东省农业科学院蔬菜研究所保存68种蔬菜(包括部分亚种和变种)共3000多份种质资源,其中收入《山东省蔬菜品种资源目录》的共计1680个。这些品种中有许多是山东名优特产蔬菜资源,如胶东大白菜、潍县萝卜、章丘大葱、莱芜姜、苍山大蒜、益都银瓜等。20世纪80年代以来,山东从国内外引进了大批优良蔬菜品种,加之本省选育的新品种,使山东的蔬菜资源十分丰富,并具有突出的经济性状[3]。 山东是我国北方落叶果树的原产中心之一,被誉为“北方落叶果树的王国”。现有果树种质资源24科,50属,141种,27个变种,其中原始分布的野生果树资源有20科,34属,81种或变种[4]。山东原产果树资源在现有资源种类中占有优势地位,烟台苹果、莱阳梨、肥城桃、乐陵金丝小枣、枣庄石榴、大泽山葡萄等都是山东久负盛名的特产。 1.1.2畜禽资源山东现有地方畜禽品种32个,其中鲁西黄牛、德州驴等大家畜5个,莱芜猪、大蒲莲猪、里岔黑猪等地方猪种8个,小尾寒羊、济宁青山羊等地方羊8个,寿光鸡、中国斗鸡等地方鸡7个,豁眼鹅、金乡百子鹅2个地方鹅,微山麻鸭、文登黑鸭2个地方鸭。现存的地方品种按保存数量和利用程度可分为三种情况:一是有一定群体数量,在畜牧生产中单独或作为杂交母本使用的畜禽品种,如鲁西黄牛、小尾寒羊、莱芜猪、里岔黑猪、微山麻鸭、豁眼鹅等,大约占畜禽品种资源总量的三分之一,已得到有效利用,市场需求趋向性凸显,资源价值得到认可,并对畜牧业发展提供了种质支撑。二是群体数量较少,某些特性突出,目前作为育种材料或满足特定需要的畜禽品种,如中国斗鸡、寿光鸡、济宁青山羊、大蒲莲猪等。三是尚未得到社会重视、存养地又无能力保护,数量急剧下降,已经灭绝或处于濒危的畜禽品种,建国以来,已有荣成元宝鸡、烟台糁糠鸡、沾化黑猪等6个品种灭绝;济宁百日鸡、文登黑鸭、大尾寒羊、黑耳兔等品种濒临灭绝[5]。 1.1.3农业微生物资源山东省在农业微生物资源研究与开发利用方面曾一度在全国处于领先水平。1963年山东省农业科学院分离到一种专性寄生于菟丝子的墨盘孢目毛炭疽菌属的真菌,利用该菌制备的微生物除草剂“鲁保1号”防治菟丝子效果显著,且不危害大豆和其它农作物,对人畜无害,成为我国将真菌用于杂草生物防治的首创。1966年以后,生物除草剂“鲁保1号”在全国20多个省(市、自治区)推广应用6617×104hm2,防效达85%以上,平均挽回损失30%~50%。目前,山东省农业科学院生物农药、生物肥料和食用菌等优良菌株的保存数量达400余株,山东农业大学的植物病原真菌菌种及动物病原菌保存数量达200余株,青岛农业大学也保存有一定数量的药用真菌资源。 1.1.4药用植物资源1987年第三次中药资源普查后编写的《山东省中药资源名录》共收载中药4类1470种,药用植物即达1299种,占中药资源总数的8814%,其中藻类植物43种,菌类植物32种,地衣植物2种,苔藓植物3种,蕨类植物73种,种子植物有1143种。除山东中医药大学、山东中医药研究院和各地植物园内种植少量的药用植物用于教学、科普或观赏外,大都处于野生状态。建国以来,山东开展野生种质人工驯化的药用植物90余种,较大规模(6617hm2以上)人工栽培的有20余种,其中桔梗、丹参、黄芩、黄芪、金银花等全国知名。从2005年始,在省良种产业化工程的支持下,开始了山东大宗类药用植物种质资源的搜集研究工作,山东省农业科学院鉴定保存桔梗、丹参、黄芪、黄芩、石竹子、紫苏等种质200余份,育种中间材料800余份;山东中医药大学鉴定保存金银花、丹参等种质资源140余份;山东中医药研究院鉴定保存黄芩种质50余份。 1.2农业生物资源保护与利用中存在的主要问题 农业生物资源研究是农业科技发展的重要基础。尽管山东农业生物资源保护与利用工作取得了显著成绩,但仍有诸多问题亟待解决[6~8]。 一是对生物资源的重要性认识不足,对生物资源保护和利用工作的基础性、长期性、稳定性和公益性还没有形成广泛的社会共识。 二是管理职责不明,缺乏高层次整体规划,尚未建立起统一、高效的全省农业生物资源管理工作体系。 三是资源保存分散,共享效率低。长期以来,资源分散保存在不同的行业机构和技术人员手中,存在部门分割、单位所有的现象,机构之间以及保存者与利用者之间缺乏联系,资源共享的整体能力较差。 四是资源评价、鉴定等技术工作不深入,典型性和关键性数据缺乏,资源潜在的经济、社会和生态价值没能体现出来。 五是缺乏高层次专业人才。资源保护和管理工作具有基础性和技术支撑性等特点,短期内难以出大成果和高水平论文,难以吸引高层次人才从事这项工作。 六是缺乏持续稳定的经费支持。资源的收集保存、繁殖更新是一项基础性、公益性的工作,其经费至今尚未列入经常性财政预算。许多资源的保存借助一般科研项目的支持,而项目结束后,因资金断档,不得不放弃对大量资源的保存。 2山东省农业生物资源保护与利用的战略设想 山东具有丰富的农业生物资源,但随着农业集约化发展、生态环境变化和大规模经济建设,加之长期以来农业生物资源工作存在的诸多问题,使农业生物资源多样性破环严重,农业品种遗传基础越来越窄。因此,加强农业生物资源的管理、保护及研究利用越来越迫切,任务十分艰巨。为此,提出构建山东农业生物资源保护与利用平台的初步设想[9~13]。 2.1平台建设总体思路 2.1.1指导思想从全省农业科技发展的总体布局出发,以资源安全保护和科学利用为主线,搭建公益性、基础性、战略性的农业生物资源保护与利用平台,创新资源管理与共享机制,解决资源收集、保存、共享和利用过程中的关键问题,为山东省乃至黄淮海地区农业科技长远发展与重点突破提供强有力的基础支撑。 2.1.2基本原则 (1)统筹规划,分步实施。农业生物资源种类多、分布广,保存方式多样。平台建设必须注重顶层设计和统一规划,按照不同类型资源的性能特点和生命规律,分步骤、分级别、分阶段组织实施。 (2)政府主导,多方参与。充分发挥政府对公益性、基础性事业的主导作用,同时调动农业科研院所、高等院校、社会团体和个人参与的积极性,建立多元化的农业生物资源保护与利用体系。 (3)优化整合,高效利用。对全省农业生物资源状况进行全面调查、登记,优化整合分散在全省不同地区、不同单位的农业生物资源,确保资源安全,促进共享,提高利用效率。 (4)创新机制,加强管理。建立由省级行政主管部门参与的农业生物资源保护与利用决策机制,构筑以资源保存和研究机构为优秀的收集保护体系,逐步完善咨询、运行、服务、监督、评价等管理机制,保证平台正常运转。 2.1.3发展目标利用10年左右的时间,构筑起全省农业生物资源保护与利用的实物层、数据层和网络层三层结构,建成资源运行管理、保存更新和共享服务三大体系,完成一批农业生物资源保存、创新和共享等基础性工作,全面提升山东省资源保存与利用的标准化、信息化水平,与国家自然科技资源平台接轨,实现山东省农业生物资源保护与利用工作的跨越式发展。 2.2平台结构 农业生物资源保护与利用平台由实物层、数据层和网络层三层结构组成。 实物层包括主要农作物、养殖动物、农业微生物、药用植物等种质资源库(圃、区、场)及其所保存的种质资源。通过实物层建设,形成山东省农业生物资源保存体系。 数据层是按照统一的技术标准对农业生物资源的形态、特性、遗传等各种资料进行数字化处理,建立山东省农业种质资源数据库。 网络层是建设分布式的农业生物资源信息网络软硬件环境,建立山东省农业生物资源信息网络服务系统,农业生物资源信息,实现农业资源数据的远程查询和种质需求信息的传递。 2.3平台建设的主要内容 2.3.1收集保存体系建设为了实现农业生物资源的安全保存,避免已收集资源的再度丢失,应建立原生境保护与非原生境保护(如种质库、圃、场、园等)相结合的标准化、规模化、自动化和网络化的保存体系。 (1)山东省农业生物资源中心。建设、完善农业生物资源中心综合楼及其相应的配套设施,包括种子中期低温保存库、微生物库、离体材料库、畜禽种质库、种质鉴定评价实验室、资源信息网络室、资源繁育和展示基地等,使该中心成为山东乃至黄淮海地区现代化的种质资源保存中心、资源鉴定与评价中心、资源数据信息中心和生物多样性保护的科普教育基地。 (2)种质资源圃。以山东省农业科研机构和高等院校为依托,以不适宜种子保存的多年生和无性繁殖植物资源为重点,充分利用现有资源圃,建设、完善10个植物种质资源圃。 (3)畜禽保种场。以优势农业科研、教学机构和生产单位为依托,以特色、珍稀地方畜禽资源和优异资源为重点,按照生物安全规划,依据品种特性分类原则,建立20个畜禽资源保种场,保护地方资源和引进的优异资源。 (4)保护区。以生物资源原生地地方政府为主体,根据普查结果,设立10~20个种质资源原生境保护区,对山东特有的野生资源进行原生境保护。 (5)资源繁殖更新基地。以农业科研、教学机构和生产单位为依托,根据实际需要,在全省范围内建立10个资源繁育更新基地,对保存的农业生物种质材料分期分批进行更新繁殖。 2.3.2运行管理体系建设 (1)管理委员会。成立山东省农业生物资源管理委员会,作为全省农业生物资源保护和利用平台的领导机构和最高决策机构,主要功能是协调、规范平台建设的政策导向,从政策和运行方面协调有关部门、单位和个人之间的利益关系,保障平台顺畅运行。 (2)专家咨询委员会。聘请国内相关领域的知名专家,组成专家咨询委员会,负责对农业生物资源保护利用体系建设与运行的方针、路线和发展战略提供咨询意见和决策性建议,包括科技政策与科技规划的制定、重大科技项目与科学工程的前期论证、人才培养、国内外交流合作等。 (3)管理办公室。平台管理办公室是资源平台管理委员会和专家咨询委员会的日常办事机构,是平台共享服务和运行管理的枢纽,保障各项决策的实施以及安排协调相关的任务。 (4)省级资源中心。中心为非盈利的公益性事业单位,其职能和任务是进行农业生物资源的搜集、引进和保存工作,开展资源的鉴定评价、创新利用、分发代存和资源数据信息的研究与,在全省农业生物资源保护与利用工作的组织协调、信息沟通、资源共享等方面发挥牵头作用,是全省农业生物资源共享体系的中心。 (5)资源研究团队。以农业科研机构和高等院校的科研人员为主体,吸收社会力量,组建资源研究团队,承担资源收集保存、鉴定评价、繁殖更新、共享利用等具体工作。 2.3.3共享服务体系建设 (1)建立健全资源共享机制。研究制定共享行为主体的责权利界定规则,确定资源提供者、利用者和共享运行管理者等共享行为主体的责权利。研究制定农业生物资源共享保障规则,包括共享与利益分享相关政策和法规、约束与激励机制、信誉保障和咨询机制、绩效评价机制等。 (2)建立资源信息共享网络。集成资源主要数据信息,建立山东省农业生物资源信息共享服务网络,为政府主管部门掌握情况和宏观决策提供依据,为科研人员和普通公众获取和利用农业生物资源信息提供可靠、便捷的通道。 2.4平台建设的重点任务 2.4.1农业生物资源的考察与调查对全省农业生物资源的种类、分布、多样性、濒危状况、生态环境以及资源的保存条件、管理水平和共享共用现状等进行全面调查,探索农业生物资源长期保护和可持续利用的有效途径。 2.4.2农业生物资源的收集保存建设农业生物资源保存库(圃、场)及原生境保护点,向各级各类科研单位、高等院校等资源保有单位和个人征集现有资源,开展国内外优异资源的收集和引进,抢救性收集保护濒危、珍稀、野生农业生物资源。对收集的资源统一编目和入库(圃、场)保存。 2.4.3农业生物资源的繁殖更新及标志性性状数据的补充完善开展现存资源的定期繁殖更新工作,维持资源的生活力。对收集保存的资源深入开展农艺学、遗传学等相关研究,补充完善种质资源的标志性和关键性性状信息,增加资源信息数据,提高资源可利用性。 2.4.4农业生物资源的鉴定评价按照国家统一的资源描述标准和数据控制规范,对资源的生物学特征特性进行鉴定评价。研究各种农业生物资源鉴定评价的技术方法,特别是利用现代生物技术理论和方法,从分子水平研究资源的性状特征,构建地方特色生物资源优秀种质,筛选优异资源和突破性新种质。 2.4.5标准化整理和数字化表达按照国家统一的资源描述规范,对资源的护照信息、标记信息、特征特性信息、保存信息等进行标准化整理和数字化表达,建立资源信息(包括图像、视频等信息)数据库,保证资源信息数据的可比性,提升资源的利用价值和共享水平。 2.4.6分子标记筛选、基因克隆与种质创新开展农业生物遗传多样性研究,发掘重要性状的基因标记,克隆功能基因,创造新型种质材料,丰富遗传资源基因库。利用分子标记技术,研究山东特有生物资源的分子图谱,构建智能化的种质指纹图谱识别系统,建立以分子标记辅助选择、转基因技术和分子设计育种技术为主体的高效分子育种技术平台。 2.4.7信息网络建设按照统一的资源信息标准、数字化标准和网络化标准,将资源实物、数据信息和网络相结合,建立数据容量大、检索查询功能全、网络服务方便快捷的信息化、现代化服务体系。 基于GIS、RS和GPS技术,建设农业生物资源原生地、资源圃、保种场、保护区和更新与繁殖基地自然与经济环境空间管理系统,与共享服务系统融合,支撑农业生物资源信息化管理与服务。 2.4.8虚拟博物馆建设建立和完善图像处理、多媒体数据采集加工的规范,开展代表性、典型性资源的多媒体数据采集工作;运用三维数据还原、视频、音频等技术制作多媒体展品,实现对资源全方位的数字化表达;建立多媒体信息查询系统,以“形”的方式实现对资源的检索,建成山东省农业生物资源虚拟博物馆,达到对社会公众进行科普教育、资源保护宣传和远程服务的目的。 生物资源论文:初中生物课堂教学中校园生物资源的运用 摘 要 其实在我们的周边所出现的很多东西都能够与我们教材的内容联系在一起,通过借助这些资源进行教学能够取得更加理想的教学成果。初中生物教学过程中教师可以对校园中所存在的生物资源进行探索,利用这些优势开展教学能够促进教学效率的提升。本文主要针对当前初中生物课堂教学中校园生物资源的运用进行了论述和分析。 关键词 校园生物资源 生物学教学 应用 当学生进入到校园之后他们的主要活动与学习场所就是校园,目前多数学校为了给学生造成一个良好的学习环节,在校园绿化、美化及建设上投入了大量的建设资金,这也为学生的生物学习提供了许多有利的自然资源。随着新课程改革的深入实施,素质教育背景下要求教师不仅要注重对学生基础知识的教导,同时也要加大对学生实践创新能力的培养。在新教学理念背景下如何巧妙的运用校园生物资源优势、充分挖掘校园生物教学资源,以学生为中心、多形式多渠道的组织生物学教学,激发学生的求知欲、调动学生主动学习的热情,生动地、创造性地开展富有特色的生物学教学,已引起越来越多生物学教学工作者的普遍关注。 1深入探索校园生物资源,寻找有用的生物资源进行教学内容的学习 传统的教育教学模式主要是以课堂为主要的场所,初中生物教学也多是在有局限的课堂上开展。新课程改革背景下教师应在课堂教学中充分发挥校园生物资源的作用,引导学生对各种生物资源进行观察和探究,这样不仅可以减少使用经费的支出,还能够有效带动学生学习的积极性。特别是校园里包含的各种植物种类能够为学生观察研究植物的根、茎、叶、果实和种子形态、结构、功能及分类时提供便利。只要仔细观察、稍加研究,就不难发现,有关生物教学材料一材多用、多材一用以及生物教学材料季节性配置的事例可以信手拈来、比比皆是。如:观察植物细胞不但可以使用书本上提到的“洋葱”,也可以使用校园内的鸭跖草;观察叶片的结构不仅可以采用传统材料蚕豆叶,也可以用校园内的槐树叶替代;春季校园池塘中的小蝌蚪可以替代观察小鱼尾鳍血液流动的实验。 2不断挖掘校园生物资源,为扩展生物课堂打下基础 在我们学生和活动的校园中存在着很多的资源可以为教师教学和学生学习提供有力的帮助。每个校园内不乏有各种各样的植物,生物教师可以在开展课堂教学时用心思考和规划,进行适当的调整,创建一个既符合新课标且有新颖有趣的课堂,引导学生走出课堂走进校园,将教材内容与校园资源进行有机结合开展教学,能够取得非常理想的效果。例如:教师在对“调查一个生态系统”一课进行讲解时,教师可以选取校园内的一个或几个生态系统,组织学生有目的的开展调查。在调查之前首先要让学生明确调查目的、制定调查计划、设计调查表格,寻找合作伙伴,明确小组内各成员分工。上课时,由学生按小组开展合作学习,调查校园中某处生态系统。调查时,将观察到的内容规范记录在表格中,包括生物名称、数量、以及其生活环境。各小组成员需注意分工合作,各展所长。下课前回到教室,交流反馈……这样的教学设计把课堂从室内搬入室外,从生物书本移到校园实地,实现了课堂开放。学生在系统学习课本知识的同时,还培养了观察运用的能力、发现问题与解决问题的能力、彼此团结协作的能力、对保护环境重要性认识的能力。 3充分发挥校园生物资源的作用,开展探究性生物实验学习 我们大家都知道,在初中生物教学中免不了会涉及到一些实验方面的教学。随着新课程改革的深入实施,现阶段生物教学与学习已经不再只是局限于有限的课堂上,已经将课堂教学延伸到课外,利用学生日常生活中所熟悉的动物、植物、自然现象等进行教学和学习。丰富而真实的校园以及其所包含的各种自然资源就是初中生物教学纯天然的实验室。生物教师可以充分利用这一优势,多途径地开发利用校园课程资源,培养学生动手能力及科学探究的精神。目前新的初中生物教材中安排了大量的“实验”、“探究”和“进一步探究”的内容,客观来看,课堂上受时间的局限,很多需要学生探究合作的活动内容在课堂上不一定能完成。教师可以将这些内容安排到课后,在校园内完成,组织学生以“提出问题--作出假设--制定计划―得出结论―表达与交流”为主线自主的进行探究性学习。 例如:教师在对学生进行光照与水分对植物生存的影响这一课程内容教导时,教师可以引导学生分组进行学习,让学生通过对校园内具有的生物资源研究,选择符合实验要求和实际情况需要的探究方法,自己进行实验的设计、定期观察,对光照和水分对植物生存的影响进行细致的记录。实验期间,定期测量记录、采集图片,一周后,各小组成员汇总观察结果,先行组内讨论,得出小组初步结论,然后全班同学一起交流,共同得出实验结论,并展示各组成员自主开放性学习的成果。利用校园资源开展课外探究性学习,使学生真正处于主导地位,在让学生掌握探究的一般方法的过程中,同时培养了学生严谨的科学态度、持之以恒的科学精神,以及团结协作、不畏困难等正确的情感态度与价值观。 4结语 新课程改革背景下,教师在进行知识教导时应对课堂教学不断扩展,不应该只是局限于课堂有限的空间内,尤其是初中生物教学。教师可以引导学生利用身边的生物资源进行学习,让学生不出校门就可以在生物课堂上开展实践学习,从而激发学生探索和学习的兴趣,有效培养学生动手实现能力和操作能力,培养学生主动学习的意识,让学生不但可以学习到教材中的有形知识,也可以感受到生活中无形的知识。走入校园这一“绿色课堂”及“天然实验室”,不仅能享受自然的博大与美丽,而且能体验学习的快乐与生活的美好,同时由衷的认识到保护环境的重要性,这是校园生物奉献给学生的宝贵的活教材。 生物资源论文:黑龙江省主要湿地生物资源的文化与社会功能探析 摘要:于2009年10月对齐齐哈尔扎龙部级自然保护区进行实地考察,从扎龙湿地生物资源结构组成入手,集中分析具有北方特点的黑龙江湿地生物资源,研究这些生物资源的社会经济文化作用,探讨其和谐现代社会的功能。 0 引言 湿地是地球上具有高度多样性的独特生态系统,具有重要的生态功能和社会经济价值,因此近年来湿地的保护与合理利用越来越受到各级政府的重视。大庆市政府曾于2008年6月“以全新的理念认识湿地、保护湿地、开发利用湿地”为主题举办中国(大庆)首届湿地文化节。2009年11月浙江省人民政府与国家林业局联合举办了首届中国湿地文化节暨中国杭州西溪第三届国际湿地论坛,全面展示宣传中国湿地保护成果,增强湿地保护意识,弘扬湿地文化,动员全社会积极参与中国湿地保护。[1] 1 研究湿地生物资源重要性 生物资源是湿地资源的优秀,生物资源能否得到保护和合理利用是湿地价值能否最大发挥的关键。开展湿地生物资源的文化社会功能研究,对于合理利用湿地资源、发挥更大的社会作用都具有十分积极理论和实际意义。 2 扎龙自然保护区生态现状 2.1 野生动物资源 扎龙部级自然保护区以其优越的地理位置和良好的气候条件,孕育了丰富的野生动物资源。区内共有丹顶鹤、白鹤、灰鹤等6种鹤类,其中白鹤和灰鹤分别为国家重点一、二级保护动物。除鹤以外,该区还生息繁衍着大天鹅、小天鹅、草鹭等鹭类;鸿雁、灰雁、翘鼻麻鸭等鸭类和许多鹬和鸥类。在扎龙部级自然保护区内,还有51种鱼类,其中经济鱼类近30种,极北小鲵、花背蟾蜍、黑斑蛙和黑龙江林蛙等6种两栖动物,以及鳖、白条锦蛇、虎斑游蛇和日本蝮等6种爬行动物。[2] 2.2 植物景观资源 扎龙部级自然保护区植被分为草甸草原、草甸、沼泽和水生植被4个植被型。其中草甸草原地区主要由羊草构成;草甸地区主要由狼尾草和星星草构成;沼泽地区主要由芦苇、水葱等构成;水生植物主要由漂浮植物、沉水植物、挺水植物构成,其中以水生植被最为丰富。[3] 3 湿地生物资源社会功能 3.1 历史文化 历史上的中国文化是在许多自然和人为因素影响下形成的,这些影响因素中,动植物是形成中国文化的重要媒介。它们作为最能体现人们内心世界的外在之物,常常成为人们借以表达自我思想感情的最主要媒介,如鱼文化、龙文化、鹤文化等,莲花浮萍等植物也有了特殊的寓意。 3.1.1 动物资源。从原始社会的彩陶起,我们的祖先就创造了单体鱼纹、双体鱼纹等鱼文化的图案。并在图腾崇拜中,塑造了中华民族的伟大象征――龙。其后,在神话创作中又是鱼龙同族,只有鱼可以变化为龙,“鱼龙变化”一词便成为脱胎换骨,成为飞黄腾达的代称。“鲤鱼跳龙门”即喻古代读书人科举得中,进入仕途的理想。 丹顶鹤在古时候被称为仙鹤,因为“鹤”同“贺”,寓意吉祥长寿,因此鹤在古人眼中是一种神兽,古人以“松鹤长青”寓意对长寿的追求。仙鹤一生只有一个配偶,配偶死亡终身不续,因此仙鹤也成为爱情忠贞的象征。 3.1.2 植物资源[4]。在中国传统文化中,莲是洁身自好刚正阿直的象征,周敦颐曾在《爱莲说》中这样写道:“予独爱莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖……”许多文学作品特别是民间流传的民间文学作品中,莲花都是美好、善良、圣洁、宽容大度的象征。 浮萍往往伴莲而生,意喻聚散无常,“萍水相逢”又有君子之交淡如水之意。南宋时我国美学上升到一个新的境界,观浮萍成了当时的一种新风尚。 3.2 景观美学 扎龙保护区面积420平方公里,区内河流漫溢苇草丛生,60%是以芦苇沼泽为主的湿地,是我国最大的以鹤类等大型水禽为主体的珍稀鸟类和湿地生态类型的部级自然保护区。每年春秋两季,许多中外游客、摄影爱好者络绎不绝地前往扎龙,欣赏湿地如画的美景,一睹仙鹤齐飞的壮观。 3.3 休闲娱乐 2008年扎龙自然保护区管理局筹措资金1000多万元,用于改善景区面貌建设,在加强基础软硬件设施管理维护同时,放飞岛、外环路等四项景观工程皆已建设完毕,扎龙旅游体系日益成熟。游客可以在专业讲解员的引领下,畅游扎龙自然保护区园区,参观展览厅和鹤类驯养繁殖场,与丹顶鹤近距离接触。 3.4 教育科研 扎龙自然保护区不仅拥有丰富的生物资源,还拥有独特的湿地景观,湖泊密布,沼泽广阔。沼泽湿地对调节当地的气候和空气湿度有着巨大的作用,因此,扎龙已经成为东北林业大学、齐齐哈尔大学生命工程学院等大专院校重要的科研、教学实习和生态环境教育基地,每年都有大批科研工作者前来进行湿地生态研究、鸟类的生物学研究等。作为四大国际重要湿地之一,扎龙湿地也受到许多国际组织的重视。近十几年来,国际鹤类基金会的科研人员就曾多次来到这里实地考察,进行鹤类保护研究。扎龙在鹤类保护和研究方面取得的成果,得到国内外著名鸟类学家很高的评价。 生物资源论文:浅谈生物资源在教学中的运用 生物教学学生不重视,怎样才能克服学生的厌学情绪,改变这种多劳低效的教学状况呢?作为牧区的生物教师,应充分利用生活资源,改变学生的学习状态,激发学生的学习兴趣。 生物教学厌学情绪学习状态生物教学学生不重视,怎样才能克服学生的厌学情绪,改变这种多劳低效的教学状况呢?正如托尔斯泰所说:“成功的教学所需要的不是强制,而是激发学生的学习兴趣。”作为牧区的生物教师,就应充分利用生活资源,改变学生的学习状态,激发学生的学习兴趣。 一、关注社会,生动的教学素材能激发学生的学习兴趣,渗透德育教育 我讲到《人体能量的供给》的时候,就将当时山西王家岭煤窑透水事故中115人被困井底9天9夜,创造出生命奇迹的事例展示给同学们,问:为什么他们被困井下那么长时间,还能保持生命体征呢?同学们热情高涨,有说他们身强力壮的,还有的说,他们主要是靠喝水维持生命的……学生的兴趣被激起,老师再讲,学得格外认真,不仅让学生理解了人体能量的供给一部分用于生长发育和新陈代谢,还有一部分暂时储藏在人体,当遇到地震等灾难时,如何保持自己身体的能量,应最低限度减少剧烈的活动,还引导学生认识人生命的短暂,要珍爱自己和他人的生命。每个生命对于生命个体来说都是唯一的,不可替代的,值得每一个人去热爱,更要懂得珍惜。 二、知识紧密联系生活,渗透生物科技成果,来激发学生的学习兴趣 许多知识都源于生活,生物学的许多知识都跟日常生活联系紧密。课题大多都可通过生活中的问题情境引入,并最终将所学知识应用于生活中。每节课都让学生意识到他对周围事物的认识又更进了一步,又有了新的收获,这样能更好地激发学生学习新知识的欲望,调动学生的学习积极性。 在讲《人是生物圈中的一员》这章时,利用我们这里大西北独特的资源――风大,日光充足,酒泉建立了中国最大的酒泉千万千瓦级风电基地,而敦煌利用大漠戈壁日光直射时间长建立了10兆瓦的光电网,酒泉人为了避免环境污染,充分利用环保能源,不仅让学生有了环保意识,而且提升了学生的自豪感。 在讲到《生态系统的组成》,讲到生物链,我把我照的老鹰休憩的照片展示给学生,提出问题,为什么肃北县东滩有那么多水泥柱?有什么作用?学生跃跃欲试,说出自己的想法,我顺势利导,给同学们讲水泥柱是让草原老鹰休憩用的,利用老鹰吃田鼠这一生物链,既保护了牧场,又避免破坏生态的平衡。 讲现代生物技术时,利用我校农村学生比较多,可以让学生讲家里如何利用生物链,以前还需要待在太阳底下,拔胡麻地里的草,现在利用除草剂,简单快捷的做到。教师在日常教学中还可以把生活中与生物知识有关的社会热点问题引入课堂中,调动学生的学习热情,拓展、深化知识。如无公害蔬菜、克隆羊、DNA重组技术、猪链球菌、禽流感、赤潮成因及防治,墨西哥湾石油泄漏及堵漏等。当学生真正感到进入课堂学习就像是在经历生活,是自己探索世界、探寻生命奥秘,他们就会积极地参与到课堂中,去实现他们得到生命满足的愿望。看到生物科学的成就,能够激发学生的民族责任感。 三、因地制宜,开展丰富多彩的生物实践课,提升学生的学习兴趣 利用实验课培养学生的合作意识和实事求是的科学态度。实验课是生物教学的重要组成部分,在亲自动手操作、观察、探究的过程中,不仅可以激发出学生热爱学习生物课,还可以感受科学家在科学研究过程中表现出的优秀品格,如敢于怀疑、实事求是的科学态度,追求真理的科学精神,坚韧不拔的意志,严谨的方法,奇妙的灵感等。另外,探究实验往往需要小组成员密切配合、相互合作才能成功,恰恰是这种无意识的合作,培养了学生的群体意识和合作能力。 开展生物课外活动要注重因地制宜,使活动易成功,易坚持。活动内容要紧扣教材,结合学过的知识进行。这样有利于巩固基础知识,开阔视野而又不太加重负担,可以激发学生的学习兴趣。我充分利用学校的生物园,种植一些适合肃北县生长的植物,让他们细心观察,写观察日记,练习嫁接技术,体会成功的喜悦。充分利用草原辽阔的特点,组织学生到野外的牧场辨认牧草,进行实践,体会成功的乐趣。 四、利用本土特色对学生进行健康教育 我们所处的环境是牧区,有很多的野生动物。充分挖掘教材将生活中的素材有机的结合到讲课中,讲到《传染病》这节课,我把肃北县旱獭可以传播鼠疫,配合调查当地的鼠疫等实践活动,我们进行知识问答竞赛,制作宣传画,学生讲事例、开辩论会,有的学生甚至排节目表演小品、相声等。通过一系列的活动,学生了解了各种疾病的预防,传染途径等,养成了良好的生活卫生习惯。 在教授《健康的生活》一节时,可以结合肃北人豪爽,喜欢饮酒,结合学生的实际情况(部分男生抽烟),让学生通过读有关文章、调查和实验,认识吸烟、酗酒等不良习惯和行为有损自身和他人健康,以及吸毒对自身、他人和社会的危害。认识人的生命是宝贵的,从而培养学生珍爱自己和他人的生命,学会健康生活。 五、充分利用校本教材,激发学生热爱家乡的豪情,赋予学生建设家乡的责任 在讲到《生物的多样性》时,我并没要按照课本的教材走,而是将我编著的《肃北中学生物校本教材》中有关生物多样性通过视屏,图片展现给同学们,同学们兴奋极了,看到自己的家乡就有这么多生物,大天鹅、斑头雁、野驴等,自豪感油然而生,进一步激发了同学们热爱家乡的豪情。通过这些活动,学生开阔了视野,对生物学科产生了浓厚的兴趣,为培养未来生物科技人才打下了基础。我在教授《生物与环境》和《生物圈中的人》时,结合肃北的情况,指导学生对周边的生态环境进行调查,肃北县水资源和矿山资源丰富,在党河建立了许多水电站,开发矿产资源,肃北的野生动物用之不竭的资源宝库,它所蕴藏的资源是有限度的,许多不可再生的资源是一去不返的。认识生物与环境的关系,培养学生热爱大自然,爱护生物的情感。因此,我们必须认识大自然,保护大自然。 综上所述,提高生物课堂的趣味性,有利于激发、培养学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,提高课堂教学效果。因此,教学中教师要善于将生活中的资源与课堂内容有机结合起来,将知识点与学生实际需要有机联系起来。在这样的情境下教学,除了知识的传递,更多了一份情感的交流、一次思维的碰撞。实践证明,这样教学可以活跃课堂教学气氛,有效地激发起学生学习生物学的兴趣,调动起学生的学习积极性,提高了学生对生物的认识,唤起了学生亲近生物的热情,体会到生物学习与生活同在的乐趣,达到提高教学质量的目的。 生物资源论文:《微生物资源开发与利用》教学中课堂交流策略 摘 要: 课堂交流是实现“教”与“学”二者有效互动的教学环节。为探索课堂交流策略在教学中的作用,本文以《微生物资源开发与利用》课程为研究对象,通过改变课堂交流时间和课堂交流方式考察教学效果,结果表明课堂交流时间的延长有助于学生专注度的提高,即时通讯软件(微信)用于课堂交流有利于调动学生参与课堂交流的积极性和主动性。总之,课堂交流的强化,可明显提高学生学习的积极性和学习成绩。 关键词: 课堂交流策略 《微生物资源开发与利用》 微信 《微生物资源开发与利用》课程是为生物技术专业开设的专业课程之一,该课程内容以微生物学为理论基础,对其进行资源化的开发和利用,展示微生物在资源、能源、粮食、环境保护、人类健康等领域取得的成就及技术及开发过程中面临的难题。该课程采用多媒体技术,集合文字、图片和视频资料等丰富的内容进行教学,实现教师在课堂教学时间内,将理论知识从不同层面直观和高效地传递给学生。随着多媒体技术在课堂教学的广泛应用,许多负面因素逐渐展示出来。首先,在多媒体教学中,教师将更多注意力放在教学课件的展示上,力求准确、详尽地阐述知识点,而学生的关注点主要是在课堂的投影屏幕上。教师占据教学的主导地位,而学生处于被动接受的地位,单纯对投影屏幕长时间的关注,极易导致疲劳,注意力不能长时间集中。其次,长时间多媒体课件的展示在一定程度上阻碍了教师和学生之间的课堂交流。教师的语言和非语言信息大量地传递给学生,而学生往往无法及时将信息反馈给教师,二者间信息传递和反馈存在障碍。 在课堂教学过程中教师和学生在课堂上既是处于不同状态的独立个体,又是共同活动的群体。教学过程中对人的因素的忽略会造成教学流于机械化和程式化,丧失教学过程应有的活力与乐趣。课堂交流在教学过程中的“教”与“学”之间构建一条通道,使教师和学生之间树立合作意识,实现互动。至今为止,关于课堂交流在大学本科阶段微生物学等相关课程教学过程的研究鲜见报道。本研究以《微生物资源开发与利用》课程教学为研究对象,研究课堂交流在教学效果中所起到的作用,并探讨即时通讯软件在课堂教学中应用的价值。 课程每十学时为一个测试单元进行考核以评价教学效果。随机挑选一个班级为对照组,其他两个班级为试验组。对照组:课堂教学以教师授课为主,不提问题或少提问题(问题数一两个)。试验组:课堂教学过程中,提出多个学术问题(问题数五至八个)。课程教学过程中观测的项目:课前资料准备,课堂笔记记录,问题回答质量、学生课堂提问和单元考试成绩。 1.课堂交流时间对教学效果的影响 课前资料准备有利于学生更好地掌握教学内容,提前把握章节的重点和难点,并在课堂上与教师的讲解产生思想的碰撞,提高学习效率。表1表明,在不同课堂交流方式的教学背景下,试验组比对照组的课前资料准备率分别提高6.34%和9.67%,且具有差异显著性。课堂笔记记录情况反映学生在课堂上的专注度,记录笔记能够帮助学生掌握课程知识脉络,并有效缓解长时间听课而出现的疲惫。表1结果显示试验组笔记记录学生人数比率最高接近45%,分别高于对照组23.33%和26.67%。课堂交流的主要方式是教师针对教学内容设计问题,问题具有一定的开放性,有利于激发学生从不同角度思考问题。教师对学生回答问题作出相应评价(一两分为一般,三四分为满意,五分为非常满意)。教师在对照组教学过程中提出一两个问题,平均得分为2.13分。学生对问题的回答缺乏积极性,只有少数学生愿意参与,且答案不够完善。而在试验组的教学中,教师会提出多个学术问题(问题数大约五至八个)。教师与学生交流时间显著增加,通过多个不同深度问题引导学生思考。教师对学生作答为满意,学生问题的回答质量有所提高,参与回答问题的学生人数也大为增加,但基本没有学生主动向教师提出问题。测试成绩比对照组分别提高13.9%和12.7%,差异极显著,两试验组之间的成绩无显著差异性。通过分析试验组和对照组的差异,表明增加师生之间的交流时间有利于增强教学效果。教学效果的获得与课堂资料准备、课堂笔记记录和学生对问题考虑的积极性呈正相关性。 2.课堂交流方式对教学效果的影响 课堂交流时间的增加有利于课堂教学效果,为让更多学生积极参与教学课堂,本研究探讨不同的交流方式对教学效果的作用。随着智能手机在大学生中的普及,即时通讯软件(QQ、微信)已成为学生之间必备的通讯交流工具。为增强课堂上教师与学生的互动性,本研究尝试在课堂上利用微信交流沟通。教学研究中对照组试验组采用五至八个问题进行课堂交流,试验组在课前加入微信朋友圈,同样采用五至八个问题,其中两三个问题在微信上,由每位学生用手机参与回答,教师将微信交流情况通过电脑平台投影在屏幕上。教师和学生均能对回答内容点评反馈,其中学生通过微信提出相关问题,问题可由教师或其他学生回答。 经过多个教学周期的研究(结果见表2),试验组的测试成绩显著高于对照组,分别提高10.14%和7.69%,试验组组间差异不显著。课前资料准备率和课堂笔记记录率试验组均高于对照组,但除试验组1的笔记记录率有显著性外,其他均没有体现出统计学上的差异性。但在问题回答质量方面,试验组的得分均高于对照组。尤其通过微信交流,参与回答问题学生的人数和热情都普遍提高,更多学生都能带着问题进入课堂并通过微信提出问题。通过试验组合对照组的对比发现,影响考核成绩的主要因素是课堂交流,其次是课堂笔记记录。 课堂教学是在特定时间和地点教师和学生及学生与学生之间互动的过程。在这个动态的教学过程中,不论是以教师为主导还是以学生为中心的教学都离不开课堂交流。课堂提问是师生交流的基本方法,教师可以通过语言和非语言行为调动学生的注意力,引导学生思考、讨论及得出结论。在交流过程中教师适时地对学生的答案作出反馈,有效把握学生思路,加深学生对专业知识的理解。 本研究通过增加课堂教学提问数量用以获得教师和学生之间更多的交流时间,研究发现师生关系变得和谐,相互之间熟悉程度和信任逐渐加深,教师和学生在一个良好的氛围中交流。学生在教学过程中从单纯的“听”课者转变为参与者,学习态度从单纯的应付考试转变为深入探究专业知识的价值。 本研究初步探索即时通讯软件在课堂教学中的应用。研究发现采用微信问答讨论使每位学生都平等的获得发表观点的机会,有效地调动绝大多数学生的参与讨论的积极性。精彩的回答常能引起学生的共鸣,学生之间的互动变得更直观和方便。即时通讯软件引入课堂,学生课堂回答问题和主动提问的比率比对照组有较大幅度增加,班级平均测试成绩显著提高。研究表明课堂交流方式是影响教学效果的主要因素。 3.课堂问题设计思路及课堂交流时间安排 《微生物资源开发与利用》课程具有专业知识覆盖面广、应用前景广泛的特色。课堂问题的设计主要包括以下三个方面:(1)基础理论知识巩固:涉及微生物生长、代谢和繁殖的遗传学、生物化学和分子生物学等的基本理论知识;(2)相关产业技术难点分析:分析农业、工业、环境、医疗健康等领域在安全、环保和可持续化发展方面所遇到的问题;(3)以微生物资源为基础,寻求解决问题的新思路和新方法。问题的难度由浅入深,问题不设置唯一的答案,可以有多种解决方案,鼓励创新思路的出现。 课堂交流时间的掌控是课堂教学顺利进行的关键。合理安排问题提出问题的时机和课堂交流的时间关系到教学效果的实现。提问次数过多会压缩理论课程讲授时间,影响教学计划的执行。提问次数太少或问答时间太短又达不到课堂交流的效果。 综上所述,本研究探讨了课堂交流时间和交流方式对教学效果的影响。发现课堂交流时间的增加能有效促进学生课前资料的准备和记录课堂笔记,并最终提高考试成绩。课堂交流方式的改变能显著提升学生进行课堂交流的意愿和热情,实现教学效果的进一步增强。 受益者不仅是学生,教师在这个过程中往往也能得到意想不到的启发和灵感,是受益者之一。 生物资源论文:海洋生物资源类本科毕业论文指导的实践与心得 摘 要 本科毕业论文是目前的高等教育体系中重要的教学与实践环节。完成好该环节的实施,对于提高本科生人才培养质量意义重大。本文通过对扬州大学海洋生物资源类本科生毕业论文的指导过程中出现的问题和解决的方式做出讨论,并就毕业论文的选题、实验研究的实施、毕业论文的写作三个方面提出建议。 关键词 本科毕业论文 海洋生物资源 实践与心得 本科毕业论文是大学专业课程体系中的重要组成部分,是大学实践教学的优秀环节。它直接反映了学生专业基础理论掌握程度与解决问题的能力,是学生专业素养的评价尺度之一,也是学生可否取得学士学位的内在标准。①毕业论文写作,是学生对所学知识的综合运用,是学生应用理论知识分析实际问题、解决实际问题能力的生动反映,也是对教学效果的一次全面反馈。②通过毕业论文,学生可以校正学习习惯和思维方式,强化科学研究基本训练,熟悉论文的一般格式规范,提高资料查阅、调查实验、归纳与分析、知识综合与应用等诸多能力。③毕业论文必须有一定的研究能力、实践能力和创新能力作支撑,而这些能力也是学生毕业后应对各种岗位工作挑战所必备的资本。④ 作为我校海洋生物资源类实践教学环节的教师,在具体指导学生进行毕业论文工作的过程中,我们发现了一些问题,并且在尝试解决这些实际问题时总结了一些心得体会。本文拟结合扬州大学海洋生物资源类毕业班的实际情况,就毕业论文的选题、实验研究实施、论文写作三个方面存在的问题及应对措施提出一些具体看法。 1毕业论文的选题 论文选题是毕业论文的基础,是经过挑选确定的研究方向、方法、内容和途径。选题必须具有创新性、实用性、可行性、并且具有适当的范围和深度。⑤在具体实施中,我们还发现了一些具体问题。 首先是选题的分类。一般而言,我校本科毕业论文的时间一般都安排在最后一两个学期。这个时候,学生已经基本完成本专业的主要课程,完成了基本的知识积累和专业技能训练,本科毕业论文正是在此基础上的汇总和检验环节。与此相对应,这个时候的学生基本上可以分成两种类型,一类学生考研深造,准备继续在本领域进一步学习和深入研究;一类学生则是结束本专业的学习选择直接就业。这种对未来走向的选择,也必然造成两类学生对待毕业论文的态度和时间分配的不同。我们发现考研的学生往往比较愿意选择自己将来可能会接触到的领域的题目,并且愿意积极实践。而准备就业的学生往往偏重于论文的实用性,并不太重视研究的基础性和深度。因此,这就要求我们在布置毕业论文选题时有所侧重,一类偏重于研究性与创新性,一类偏重于应用性与综合性。 其次是确定选题的几个具体原则。在具体实践中,在论文选题上我们还遵循以下原则。(1)选题应该注重学生的基础知识储备。毕业论文的题目应该在学生原有的知识储备基础上进行设计,对学生掌握的知识和技能进行梳理,力争把知识点应用到科研实践中去。通过毕业论文对某一知识点的具体实践,对该知识点的印象更加深刻,让学生对其理解更加透彻。同时这样的实践也是学生对科研工作发生兴趣的契机之一。(2)选题应该具体和细化,可操作性强。毕业论文的题目不可过于笼统,所涉及到的操作体系不可过于庞大。对于某些较复杂的问题,可以考虑将其分成几个侧面或几个阶段,再由不同的学生完成某个相对独立的部分,最后将不同学生的结果进行汇总分析。学生对一些相对大而空的题目往往难以驾驭。(3)选题要结合仪器设备及其它实验条件的状况和时间安排,大型仪器的使用应慎重。大型仪器一般比较昂贵,维护成本很高,万一发生问题,往往需要花费大量的时间和经济成本去修复。而且如果一切准备工作都已完成,而某个大型仪器无法正常使用,则可能造成毕业论文无法按时完成。学生进行毕业论文相关实验的时间相对一般科研工作的时间要短,对于各类实验条件的调配要能及时满足需要,对于具有季节限制或材料供应限制的实验选题要谨慎。 2实验研究实施 毕业论文的实验研究工作是重要的实践环节,要指导学生合理安排时间,保证足够的研究时间。就我们遇到的情况看,学生们在选题之后,考研的学生需要集中精力进行复习,因此做实验的主要时间要安排到考研结束之后。直接就业的学生,则可以在春季各种招聘会召开之前安心进行研究工作。因此需要在实践中根据学生的实际情况合理安排实验研究工作的进度。 本科生由于一般缺乏长时间的实验室工作经验,指导教师要在学生实验期间加强实验室安全教育。对于实验室各类规章制度、大型仪器使用规范等对学生进行培训,可以适当利用研究生、实验室管理人员等加强指导和监督。对于危险品、有害化学品等更应该加强监管。 无论是哪一类学生,以实验为主导的毕业论文,学生的提前介入都是大有裨益的。比如上海交大设立基金,鼓励学生在二、三年级就介入教师的科研课题,取得了良好的效果。⑥我们海洋资源与环境专业本科生在二、三年级就有部分同学参与到教师的科研项目中来,他们在毕业论文阶段就比较快地进入角色,能够开展真正的探索性实验的时间会比较早。该专业一些毕业论文研究微生物、单胞藻相关的课题,一些学生可能会在接种、培养、无菌操作等基本流程中出现问题而需要重新开始,造成后续工作和论文写作时间的不足。因此如果有可能的话,提倡大部分学生提前开始参与相关课题,完成科研实践经验的早期积累。这样也能提高学生的实验室安全方面的素养,保障毕业论文实验期间的安全。 此外,实验研究过程中,应该促使学生实现实验结果检测手段的多样化,这就要求学生利用尽量丰富的科研工具。多重检测手段的使用,对学生实验结果的准确性提高有极大的保障。而且,对于已经学习过的仪器设备,进行比较深入和全面的使用,不仅有利于提高学生综合利用工具的能力,积累使用多种工具的经验;而且可以争取多视角、多方位的结果呈现。便于学生全面了解所研究的内容,得到的数据比较系统和立体,可以同时实现多种数据的相互验证,便于发现实验操作中可能出现的问题。 3毕业论文的写作 毕业论文是所有的实验设计、实验操作、数据分析的最终呈现形式,也是检验毕业论文工作的最终载体。本科毕业论文实质上是对本科阶段教育质量的综合性考试,写出合格的毕业论文,需要学生具备基础知识、专业知识,以及提出问题、分析问题、解决问题的能力和使用相关工具的能力。⑦ 根据我们的实践发现,学生在论文写作过程中往往容易出现一些问题,有些学生对于自己的选题的背景知识和已有研究了解不足。我们建议学生在完成选题之后,应该阅读一定量的相关文献。可以从综述性文献开始,了解研究的意义和研究的基本流程。这一措施不仅有助于学生尽早进入研究状态,而且便于毕业论文的写作。 还有一些学生毕业论文写作的基本规范掌握不足,把毕业论文写成了散文、随笔等形式。我们通过集中辅导学习相关毕业论文的范本,从毕业论文的一般架构、一般格式要求、各个组成部分的一般写法等进行指导,有效提高了学生在学术论文写作方面的规范性。在实验数据的呈现方面,对于图表的制作,提供范本。让学生了解学术论文中图表的常见类型,让学生了解数据呈现方式对于论文的重要性。 我们在实践中还发现,论文写作过程中,学生对于描述事实、解释现象的部分一般都能比较好地完成,但数据挖掘程度不深。我们针对学生对于数据分析的深入性较差的问题,把整体数据进行逐步分解,把实验设计中混杂在一起的几个问题进行逐一分离,相应地把数据按问题进行归类,再分析每一个具体问题,最后再进行数据的汇总。结果发现学生对数据进行深入分析后,不仅数据分析充分,也能够引导学生在此基础上进行比较深入的理论探讨,取得了良好的效果。 在目前的高等教育体系中本科生毕业论文是本科教育的最终环节,也是检验本科人才培养质量的重要参考。做好这一环节的教学、指导、检验工作,仍然是当前高等学校教师的重要职责,还应该继续深入探讨和细心研究。 生物资源论文:巧用县域生物资源,激活中学生物课堂 美国教育家杜威强调 “教育即生活”的教育理念,我国著名教育家陶行知也提出:“生活即教育,用生活来教育,为生活而教育。”他们的教育思想和理念都要求学校教育与社会生活经验相结合,要求教育应体现生活的价值,建构一种美好的生活,这正是生物新课程标准要求和倡导的。在高考的指挥棒下,传统的教学远离学生的生活实践,过分强调知识的灌输和解题技巧、方法的训练,这就使得本应该通过实践、体验、感受去学习的生物课堂教学变得缺乏生气,导致学生学了高中生物却不会解释现实生活中简单的生命现象和生物学问题。在这种背景下,将当地的生物资源巧妙的融入到高中生物课堂教学当中显得尤为重要,这不仅可以提高学生学习生物的兴趣,而且可以使学生学以致用,真正达到教育的目的,实现教育即生活的教育思想。 靖边县位于陕西省北部偏西,盛产马铃薯、小米、荞麦、杂豆、油料等农产品和草畜产品。养羊、养猪、牧草种植等畜牧业正在蓬勃发展。近年来,靖边县工业也快速发展,建有工业园区。因此,靖边有丰富的本土生物资源可以融入高中生物课堂教学中。 农业方面,靖边农民主要种植玉米、马铃薯、小米、荞麦、豆类、油料作物。在课堂教学准备阶段,教师可以派遣学生代表去农田实践,听地道的农民讲种植不同农作物的经验,并将这些经验和农作物生长实际状况以文字和照片的形式记录下来,以备教师在课堂上作为贴近学生实际生活的案例来展开教学,激活课堂。如在《植物的光合作用》的一节课中,教师要讲解如何提高光能利用率时,以下面的方式引入:在我县大部分地区田地平整,玉米地有土埂围着的一块块排列整齐的畦,农民种植玉米的时候,经常在土埂上种植土豆,在秋季获得土豆和玉米双丰收,请问这样的做法有什么意义呢?这样的导入激起学生探讨问题的兴趣,把生物课堂教学与同学们的实际生活紧密地结合起来。 畜牧业方面,靖边县主要以养羊、养猪、养鱼等为主,其中羊是靖边乃至榆林市畜牧产业的支柱。在《现代生物进化理论》一课中,可引导学生从生物与环境的适应性方面考虑,靖边县羊绒的质量为什么优于其他地方?靖边处于毛乌素沙漠与黄土高原交替地带,冬季异常寒冷,只有绒好的山羊才能抵御严寒。在《生物多样性》一课中,介绍不被大多数同学知晓的靖边黑山羊,创设课堂情境,呼吁学生保护生物多样性。引用这样一则新闻报道:子午岭黑山羊是陕北地区的主要地方品种, 上世纪90年代开始,由于绒毛价格走高的刺激,陕北地区开始大规模引进产羊绒率更高的东北白山羊,使黑山羊的数量越来越少,历经20年的人为品种选择,陕北黑山羊已经属于濒危品种。米光明认为,物种的多样性对于生态、生物等价值也是难以估量的。因此,2009年米光明在靖边县龙洲乡龙二村投资50万元建起了子午岭黑山羊养殖场。一年下来,黑山羊保种养殖场已经产羔羊90余只,出栏近百只,存栏370余只。[1]这是在学生身边的与生活紧密结合的材料,读了这则材料深有感悟,在老师的呼吁和号召下,形成保护生物多样性的认识,收到了意想不到的效果。 在工业方面,靖边的芦河酒可谓是远近闻名。在《细胞呼吸》这一课中说到无氧呼吸方式之一酒精发酵的过程时,由于经常在餐桌上见到让人喝不够的芦河酒,加上某些学生的亲戚或者家人就在芦河酒厂工作,对酒的制作工艺略知一二,这样就将酒精发酵与酒厂生产酒联系在一起,不但吊起了学生学习的胃口,而且实现了理论与实践相结合的学习效果。课后可组织学生前去参观酿酒所需的酒窖等设施、听酿酒师傅讲解酿酒过程、认识酿酒的粮食残余物――酒糟,身临其境,加深知识的内化。“靖边县的芦河酒厂是我们的骄傲,近年来靖边也建起了工业园区,与工业发展绑在一起的就是环境污染,20年前,靖边的芦河是靖边县人民的母亲河,河内青草肥鱼,河边绿树成林,但是现在芦河已被彻底的污染,成为一条污水河,工业园区主要以化工为基础产业,每天要消耗大量的洁净淡水,排出大量的污水,那么,工业园区的建立会不会又给靖边带来新的污染呢?”在讲到《人口增长与环境污染》一课时,可将这个必须面对的环境现状问题在上课的开始阶段抛给同学们思考和讨论,学生定能认真的讨论,积极的发言,认同可持续发展的观点,达到了教学目标。 总之,只要细心就会发现,有许多与生活密切相关的县域资源可以巧妙地应用到生物课堂教学中,这些生物资源学生可以感知到,贴近学生的生活。因此,县域生物资源可以创设一种课堂情境,激起学生学习兴趣;县域生物资源可以丰富每节课堂内容,活跃生物课堂氛围;县域生物资源可以传授许多生活生产经验,提高学生适应社会能力;县域生物资源可以辅助学生理解生物科学知识,提高生物课堂知识传授的效率。 生物资源论文:分析农村职教与生物资源的开发和利用 摘要:为促进农村地区经济进一步发展,大力开展农村职业教育至关重要。我党十八届三中全会中提出要进一步推进构建新型农业经营体系,合理配置各种资源,减小城乡差距,因此加强对农村生物资源的开发和利用十分必要。本文将对农村职教与生物资源的开发和利用展开阐述,进一步了解农村生物资源开发利用的重要性,并对如何促进农村职教更好的开展展开深入探讨。促进农村生物资源更好的开发和利用,促进农村经济的发展,以有效践行“中国梦”理念。 关键词:农村职教;生物资源;开发;利用 S181 农村地区有着丰富的生物资源,对促进农村经济发展、提高整体经济水平有着重要的影响作用。我国农村地区领域广泛,人口众多,生物资源丰富,具有多样性特点。生物资源主要包括人工选育动、植物资源以及野生动、植物资源两种,就目前的开发应用情况来看,没有充分利用其自身优势,使生物资源的应用价值受到影响。本文将对农村职教与生物资源之间的开发利用情况进行分析,目的在于协调农村职教与生物资源开发利用的关系,促进生物资源充分应用,发挥其自身价值的同时,推动经济的向前进步,提高农村整体生活水平。 一、农村生物资源 在上万年前人类开始了动植物资源的利用,即对某些动植物进行饲养和栽培,通过人工影响发展了原始农业。随着人类的不断进步以及生产生活方式的不断丰富,使生物资源的开发和利用种类也越来越多,成为促进农村经济发展的重要途径。经济的发展与科技的进步也推使人类更深层次的对生物资源的进行开发和利用,与此同时推进了农业发展,提高了农村整体发展水平。 农业发展中对生物资源的开发利用不仅包括传统的养殖业和种植业,同时也包括对野生生物资源的应用。我国农村地区广泛,包括丰富的野生生物资源,其中最典型的为中草药的开发与利用。中草药具有着重要的要用价值和经济价值,在帮助人们解决疾痛的同时,也帮助人们获得了可观的经济效益,直接推动了农业发展和经济进步。科学的不断进步促使生物工程技术不断创新发展,带来更大的农业经济效益[1]。如上世纪应用的早期“胚胎移植”技术,能够使每头母牛年繁殖可达到五十头;再如“组织培养”法对提高幼苗繁殖率重要影响,科比传统方法提高十万倍。科技进步为生物资源开发利用带来了重要影响,因此在未来的农村发展中要加大生物资源开发利用,促进经济效益提高的同时为农民创建一个更加良好的环境。 二、农村职教与生物资源的开发利用 (一)农村职教对象 农村职教对象是某地区内的农民,而农民进行农业生产的主要渠道为对生物资源的开发和利用,因此,农村职教和生物资源的开发利用之间有着紧密那的联系。为有效推进农村经济发展,大力开展农村职教至关重要。 (二)生物资源开发和应用 我国农村地区广泛,且生物资源十分丰富,为当地经济发展提供了重要基础。按生物资源的特点进行分类,可以分为两个方面:一是人工干预的生物资源,即通过农民的人工选育,对动物资源、植物资源进行培养和种植;二是野生的动、植物资源,即未经过人工干预和影响的原生态动植物资源,具有较高的应用价值。就目前农村的生物资源开发和应用情况来看,人工选育的动、植物资源应用情况良好,但仍有较大开发空间,没有真正发挥出生物资源的应用价值[2]。而对于纯野生动、植物资源的开发利用情况看,开发和利用仅处于初级阶段,但部分地区也有应用较好的情况,为当地经济发展带来了重要影响。 (三)农村职教与生物资源联系紧密 由于地区限制和生产水平不高,农民对生物资源的认识和利用了解尚浅,因此对农民进行职业教育十分必要。为促进生物资源的进一步开发和利用,要最大限度的发挥农村职教的功能和作用。(1)在生物资源的开发利用中,技术和方法的掌握十分重要,因此在农村职教中首先要进行生物资源开发与利用技术的传授。(2)要对广大农民进行基本知识的讲授,由于农民所接触的科学技术较少,对科技的认识程度有限,因此对生物资源的开发和利用了解较少。因此要定期对农民进行生物资源开发利用知识的宣传,对其重要意义进行有效讲授。宣传方式可通过发放单页或组织集体听讲,并通过多媒体技术放映相关内容,激发农民的学习兴趣[3]。(3)宣传新技术。国内外科技的不断发展对生物资源的开发和利用都有着推动性作用,在职教过程中要将新技术不断宣传给当地农民,并根据当地地区实际情况进行相应技术的实践应用。通过农村职教既能够对农民进行技术上的培训,同时也能够提高农民的思想认识,对促进农村未来发展有着重要影响。 三、结束语 通过上述分析论述可知,农村的生物资源丰富,对优化农村资源配置,推进农村经济发展有着重要意义。为促进农村职教更好的服务于生物资源的开发利用,要积极鼓励农民进行科学技术的学习,将如何获得更高的经济效益讲授给农民,使农民切实感受到科学技术的力量。同时,农村职教要充分发挥自身的功能作用,积极进行科学技术指导,在实现理论知识教育后,进行生产实践检验,最大限度发挥农村职教的作用,实现农村生物资源的充分应用。在社会发展新形势下,要处理好农村职教与生物资源开发与利用的关系,有效推进农村经济进步,实现“中国梦”。 生物资源论文:第四纪古生物资源的保护和利用 [摘 要]第四纪古生物资源是探索生命演化规律的重要科学实践,在自然科学领域中广泛应用,在资源勘察开发研究中一直起着举足轻重的作用,充分发挥我国第四纪古生物资源优势力争能成为领先世界的古生物学研究强国。本文阐述了在开发第四纪古生物资源和利用中存在的问题,并且提出了保护与利用古生物资源的具体措施。 [关键词]第四纪;生物资源;保护;利用 第四纪古生物资源研究不仅是探索生命演化规律的重要科学实践,而且对于探寻自然资源提供了重要的基础科学证据。随着生产发展的需要,古生物学在自然科学领域中广泛应用。我国在在科普教育、人才培养、国际交流以及学术出版等领域取得了令人瞩目的新成果,特别是第四纪地质学研究工作的突破。在很大程度上促进了学科的发展,中国第四纪孢粉的研究水准得到了进一步的提升,并且得到了越来越广泛的应用。中国第四纪古生物学在资源勘察开发研究中一直起着举足轻重的作用,对生物学、地质学、考古学和人类学等学科产生越来越重要的影响。充分发挥我国第四纪古生物资源优势。积极推动古生物学研究,要加强人才培养和队伍建设,加大科研投入的力度,做好第四纪古生物资源的保护与利用,力争能成为领先世界的古生物学研究强国。 一、第四纪古生物资源保护中存在的问题 (一)古生物资源不断流失。资源流失严重。现在总的状况是,地方政府付出了巨大的人力、物力进行保护,群众性、公开、大规模的乱掘乱挖行为已经被制止,但是,很多分散的、隐蔽的、小规模的乱挖行为无法制止。宝贵的自然资源仍然遭到破坏,并在不断流失。古生物资源被乱挖、乱采,成了少数人牟取暴利的手段。虽然政府部门为之付出了巨大的人力、财力,却没有任何收入。在下力气打击不法分子的同时,也收缴了部分盗卖的精美古生物资源,但至今任其流失、风化。 科研部门和科研人员因缺乏经费,很少有机会通过发掘进行科研,而只在被收缴了以后,才有机会看到它们。 (二)科研经费投入不足。科研人员没有经费和机会进行科研。地方政府只有大量开支,却没有经济收益。宝贵的地下资源成为地方财政的负担,却为不法分子提供了暴富的机会。科研部门和科研人员因缺乏经费,很少通过发掘进行科研,只有被收缴了以后,才有机会看到它们。 很多古生物资源的研究人员因为人才不断外留。造成科研不景气,出现形成断层现象,科研难以为继。 (三)地方性古生物资源保护制度的不完善。很多古生物资源保护法规或条例等只能在当地有效,一旦古生物化石出了行政范围,它就失去了作用。虽然在重要的古生物化石产地出台了一些地方性法规,但在各地盗挖盗卖的现象依然存在,屡禁不止,黑市上还是有大量受保护的古生物化石出售。地方性的法规无能为力。很多违法兴起即使被发现,但是定罪也无依据。单行立法对古生物资源保护规定过于简单,本来在一定程度上可以说给了我国古生物化石无专门的法律法规,单行法规的规定往往过于简单、抽象,特别是涉及到有关部门时更是如此,操作性比较差。 二、做好第四纪古生物资源的保护与利用的措施 (一)加大政府职能部门的管理力度。1.所有的古生物资源均属于国家所有,地方政府有责任加以保护。但要有计划地划出一定地域逐步进行开发(挖掘)。 进行开发的地域,必须公开招标。 选择有资质的公司才能参加投标,公司除了要求一定数量的资金以外,必须能保证相关科研人员都参与整个发掘过程,并进行科学研究。中标的公司发掘出来的化石必须由指定的管理机构进行鉴定。凡具有科学价值、国家保存价值的生物化石,按成本价可以作为商品进行公开拍卖。拍卖必须由国家指定的拍卖公司公开向全球拍卖,以便取得更高的价位和收入。这样有利于减少了国家对科研经费的开支,调动地方政府和农民保护生物资源的积极性,增加了科研机构的研究活动,使相关学科的科研工作能取得科研成果。避免很多资源日久风化、遗失、毁坏,使这类化石资源既得到合理的保护。 2.制定各项保护制度。古生物资源的获利手段是以破坏资源为惨痛代价的短期经济利益。要保护好古生物资源,需要科学地深入地研究,借助于科研成果,建立遗址博物馆或自然历史博物馆,进行科普教育,以古生物资源为特色的地方旅游资源,带动地方经济发展和利用观。国土资源部门根据化石资源的分布和开发利用情况,开发和利用化石资源的计划,并且必须及时报请上级国土资源部门处理。 (二)古生物资源的开发利用管理。 [1]古生物资源的开发管理。 古生物资源实行许可证制度,办理勘查许可证,必须具有相应的专业技术人员、设备和资金等资质条件,经市国土资源部门审查,省国土资源部门核发许可证后,方可勘查、采掘化石资源。在科学研究中发现的古生物资源,应该把握好有利于化石保护的原则,化石在符合规定条件的地方保存,不能在保存过程中发生损毁。考虑有利于科学研究的原则,让古生物资源最大限度地发挥作用。如果遇到科研机构利益上的矛盾,应该从大局出发,通过协商的办法解决。勘查范围要经过批准,在采掘化石资源的环节中,要有委托采掘的合同书,必须按照采掘许可证确定的范围缴纳化石资源采掘权使用费。[2]古生物资源的开发利用。尽快加强对古生物化石的保护。需要设立了地质遗产工作组,专门负责地质遗产保护工作。积累了丰富野外调查资料,奠定了坚实地研究基础。在项目实施中,地质博物馆投入大量卓有成效地野外标本发掘、全面调查工作,重点调查了重要地层化石剖面、重要生物群。制定严格的法规体系,加强研究,并采取了一系列行之有效的保护措施。建立自然保护区和国家地质公园。一方面提供科学研究的场地,另一方面也提供了给地方开展旅游、贸易、工艺产品的机会。真正起到保护中开发、开发中保护的作用。对其进行合理的开发利用对于环境和资源不会产生破坏作用。 生物资源论文:基于社会责任的生物资源会计核算探讨 【摘要】对于生物资产,目前会计业界普遍的认知是,其仅与农业生产企业相关,但在越来越多的大中型企业中,生物性资产已经成为一项颇具规模的存在并能为企业带来经济利益的流入和创造一定社会效益;而目前将其费用化的会计处理使其实际游离在呈报的资产以外,未能很好地体现其作用,甚至造成了资产的流失与财务舞弊的空间。本文旨在从社会责任的角度出发,对非农业生产企业中生物资产的核算问题进行初步的探讨。 【关键词】社会责任 生态绿化 生物资源 生物资产 财政部于2006 年2 月了《企业会计准则第5号――生物资产》对生物资产的概念、分类、确认、计量及其信息披露等相关内容做出了明确的规范。该具体准则的第一条即表明其规范的对象是与农业生产相关的生物资产,第二条则将生物资产界定为与农业生产相关的有生命的(即活的)动物和植物。在随后的《应用指南》中则进一步明确了准则所指的农业包括了种植业、畜牧养殖业、林业和水产业等。但实际上,在许多的非农业企业中也有数量和价值不可小视的生物资源的存在。 一、现行非农业企业生物资源会计核算的弊端 在各类非农业生产的企业中,每年用于生态绿化的相关支出已然是日常生产经营活动中的一种常态的开支。目前,非农业生产企业每年投入的绿化开支一般有两个处理方法:通过计入制造费用、管理费用等项目最终体现在当期损益中得到税前扣除;或者通过计入绿化工程成本,作为企业不动产的附着物再以折旧的形式在企业所得税税前逐步扣除。 这两种处理方法的结果的弊端主要有: 一是,都使得不少价值可观的生物资源散布、掩藏在各类非农业生产企业资产负债表、利润表、现金流量表的多个板块中,在财务报告中难觅其踪影,其后续价值的变化更是无从体现。 二是,不少企业也没有设置专门的簿记和配备专人对这些生物资源加以监控,使得企业对这些生物资源的日常管理存在巨大的漏洞,高价值花卉、林业折损或流失的情况时有发生。 三是,由于绿化费的减税效应,一些企业甚至将虚假购进花木,虚列绿化成本作为偷逃税款的手段。 四是,企业发生搬迁、股权变化或重整乃至清算等事项时,企业又能十分容易地将处置这些生物性资产所获得收入藏匿而形成“小金库”,诱发不合法行为的发生。 二、非农业企业生物资源会计核算“粗陋”的原因分析 首先,对于非农业生产企业而言,一直以来的传统观念是将企业拥有的有生命的动物和植物视为与企业的生产经营没有直接关系的,只是企业经营活动的可有可无、投入可多可少的附属产物,是对企业的价值创造裨益不大的“面子工程”投入。因此,在相关的生态、绿化项目的支出不高的情况将其简化处理为当期损益,或者附加计入周边的不动产并参与计提折旧对于企业整体经营及其成果核算的影响不大,因而被普遍地沿袭使用。 其次,在现行的《企业会计制度》、《企业会计准则》中均没有条文明确规定、规范非农业生产企业对生物资源相关的生态、绿化支出进行独立的价值核算。企业在具体操作时,往往更多地依据经验判断,并根据《企业会计准则第5号――生物资产》及其应用指南的表述,自动将专项的生物资产核算屏蔽在账务系统之外,转而在管理费用、在建工程、制造费用以及长期待摊费用等账户中去安置此项被认为是不重要的生态、绿化支出。 正是这种意识和制度、规范上的缺失,使得目前非农业生产企业中对于其所有拥有的生物资源缺乏系统合理的核算与管理。 三、社会责任视角下非农业企业生物资产核算变革的意义 2006年10月11日,中共十六届六中全会通过了《中共中央关于构建社会主义和谐社会若干重大问题的决定》,决定要求:建立生态环境评价体系和补偿机制,强化企业和全社会节约资源、保护环境的责任。在此政策导向下,企业对于环境美化、生态改造的投入日益加大。 与此同时,受世界范围内兴起的企业社会责任运动的影响,近年来国内越来越多的大企业对于社会责任的关注度日益高涨,编制CSR报告,已经成为企业价值创造的一部分。中国社科院2011年《中国企业社会责任报告》提出,从责任管理、市场责任、社会责任和环境责任四个方面评价企业社会责任发展水平。越来越多的非农业生产企业,尤其是那些具有一定历史的,土地无偿划拨取得的原国有或集体企业,以及一些因城市扩张改造而设立在城乡结合带的新兴生产型企业,开始觉悟到一个客观现实:在持续经营期间,这些企业中的花草、林木、盆景等生物资源也在繁茂繁育,其规模和价值变得相当可观。这些生物资源的存在,并非仅仅只是给企业带来“园林式单位”的美誉那么简单,而是为企业树立起一个好的声誉和形象,进而提升了企业的品牌形象,增强了投资者信心,吸引到优秀人才,甚至是来自于政府的更多扶助。 然而,目前对于非农业生产企业生物资源的会计核算不能提供相应的支撑。 四、非农业企业生物资源核算变革的设想 企业所拥有的生物资源是多样化的,对于其中可明确辨认,并符合资产确认条件的应当予以独立核算和披露。 一是,参考第5号具体准则对公益性生物资产的设定,对非农业生产企业中可辨认的以防护、环境保护、社区公益为主要目的,诸如防风固沙林、水土保持林和水源涵养林、开放式园林绿化工程等的生物资产,通过“公益性生物资产”科目进行反映。 二是,引入历史成本与公允价值等计量属性对公益性生物资产进行计量,而不是以简单的1元名义金额“挂账”,以促使企业保持起履行其社会责任的积极性。 三是,建立生物资产备查簿,对得到独立确认的生物资产进行登记,并落实责任人,促使企业规范内部资产管理和建立健全内部控制。 四是,鼓励企业在财务报告附注和CSR报告中对生物资产的取得,后续计量等信息进行披露,从而使这些企业财务报告和CSR报告相关性价值得以提升。 综合上述,非农业生产企业通过对生物资源的专项资产化核算,将可以强化企业对社会责任履行的意识,进而帮助企业提升社会形象,吸引外来投资、提高风险管理能力和提升企业管理绩效的作用。当然,非农业生产企业生物资产如何科学、合理的进行具体核算还有待各界共同努力,进一步深入研究。 作者简介:曾馨(1971-),女,四川理工学院经济与管理学院,副教授,研究方向:会计准则与应用,业绩评价与财务预警。 生物资源论文:黄河下游地区软土地基水库生物资源调查与评价 【摘 要】 本文针对黄河下游地区胜利油田蓄水水库的生物资源状况进行摸底调查,确定了蓄水水库中藻类、浮游生物、底栖生物的种类及变化规律。 【关键词】 生物资源 藻类 浮游生物 底栖生物 胜利油田地处黄河下游,由于黄河水是唯一的客水来源,为保障油城民用及工业用水,胜利油田先后投资建设了多座蓄水水库,向油城地区提供净化水源,由于蓄水水库建设在软土地基上,受饮水入库因素影响,水库内生物多样性较为复杂,为摸清水库内生物体系的基本构成,选择一个蓄水水库进行生物资源调查。 蓄水水库位于东营市东营区,为平原高坝中型水库,总库容2080万立方米,常年蓄水1700万立方米,最大水深10.2米,平均水深4.7米;多年平均日照时数2600小时,日照率60%,年降水量347―813.2毫米,年平均气温14.5℃。 1 水库浮游生物和底栖动物状况 1.1 浮游生物和底栖动物的种类组成 1.1.1 浮游植物 共检出7门54属,其中绿藻门23属,占42.6%;硅藻门8属,占14.8%;蓝藻门9属,占16.7%;金藻门5属,占9.3%;甲藻门4属,占7.4%;黄藻门3属,占5.6%;裸藻门2属,占3.7%。 1.1.2 浮游动物 共检出四大类16属,其中原生动物5属,占31.3%;轮虫5属,占31.3%;枝角类4属,占25.0%;桡足类2属,占12.5%。 1.1.3 底栖动物 采到的样本仅检到摇蚊科幼虫、淡水寡毛类和瓣鳃类蚬科中的河蚬。 2 浮游生物、底栖动物的数量和生物量水平及季节变化 2.1 浮游植物 浮游植物年平均数量为341.70万个/升,变动范围为62.70―1543.26万个/升,年平均生物量为3.354毫克/升,变动范围为0.636―13.129毫克/升,数量和生物量最高值均出现在9月份,最小值均出现在4月份。 水库浮游植物的水平分布与水温的水平变化呈正相关,水库平均水温最高点浮游植物数量、生物量最高。蓄水水库浮游植物数量和生物量的构成,按门类分,数量和生物量最高的是硅藻门,蓝藻门次之,两门之和分别占年均数量的78.3%和生物量的56.6%。水库的浮游植物在数量和生物量上随季节的变化表现出明显的差异,从全年看8―10月份数量和生物量是较多的时期,其数量、生物量的平均值分别为592.48万个/升和5.702毫克/升,比年度平均值分别高出73.4%和70.0%。水库浮游植物以绿藻门种类最多,硅藻门和蓝藻门在数量和生物量上居支配地位,浮游植物的种类组成和数量、生物量的组成不一致。 水库浮游植物的优势种组成较复杂,且季节变化明显。其季节变化为:3、4月份主要优势种是甲藻门的隐藻,占3、4月份数量的14.0%,生物量的42.4%,其次是硅藻门的小环藻、圆筛藻、针杆藻和甲藻门的多甲藻;5月份主要优势种是硅藻门的针杆藻,占5月份数量的40.9%,生物量的31.0%,其次是蓝藻门的鞘丝藻;6月份的主要优势种是金藻门的锥囊藻,占6月份数量的21.6%,生物量的21.3%,其次是甲藻门的隐藻;7、8月份的主要优势种是甲藻门的隐藻,占7、8月份数量的14.1%,生物量的36.1%,其次为甲藻门的多甲藻、角甲藻和硅藻门的卵形藻;9月份的主要优势种是蓝藻门的颤藻,占9月份数量的12.4%、生物量的14.7%,其次为蓝藻门的小席藻、硅藻门的菱形藻和甲藻门的隐藻;10月份的主要优势种是甲藻门的隐藻,占10月份数量的6.0%、生物量的27.3%,其次为硅藻门的小环藻和蓝藻门的小席藻;11月份的主要优势种是硅藻门的小环藻,占11月份数量的35.1%、生物量的26.1%,其次为甲藻门的隐藻。上述次要优势种生物量均超过月总量的10%。9月份生物量达到高峰,优势种为蓝藻门的颤藻,硝酸盐被大量吸收消耗。 2.2 浮游动物 检出浮游动物四大类即原生动物、轮虫、枝角类和桡足类,年平均数量为2140个/升,变动范围441―11841个/升,年平均生物量为0.721毫克/升,变动范围0.036―1.989毫克/升,在调查期间,4月份浮游动物数量和生物量出现了最低值,五月份浮游动物数量组成出现最高值,生物量的最高值出现在7月份。数量组成上最多的是原生动物,平均为1323个/升,占浮游动物总量的61.8%;其次是轮虫,平均为800个/升,占浮游动物数量总量的37.4%;枝角类和桡足类在数量上所占比例很小。水库浮游动物的优势种组成简单:原生动物中的睥睨虫、筒壳虫,轮虫中的多肢轮虫、龟甲轮虫,枝角类中的象鼻蚤,桡足类中的剑水蚤、剽水蚤,是全年各季均占优势的种类。 2.3 底栖动物 在定量采样中仅采到摇蚊幼虫、水蚯蚓和河蚬三大类,其平均密度数量为805个/平方米,生物量为92.387克/平方米。其中摇蚊幼虫年均密度数量为699个/平方米,占总量的86.8%,变化范围0--8000个/平方米,年平均生物量为7.138克/平方米,占总生物量的7.7%,变化范围为0―80克/平方米;水蚯蚓年均密度数量为92个/平方米,占总量的11.4%,变化范围0--1122个/平方米,年平均生物量为1.114克/平方米,占总生物量的1.2%,变化范围为0―6.998克/平方米;河蚬年平均密度数量为14个/平方米,占总量的1.7%,变化范围0--128个/平方米,年平均生物量为84.136克/平方米,占总生物量的91.1%,变化范围为0―504克/平方米。从其水平分布来看,表现为水温较高点数量密度较高;水温较低和水深较浅点平均生物量最大,比其他三点均值高出94.7%。三大类水平分布特点不同,底栖动物季节变化明显,春、秋季数量和生物量较大,夏季较少。摇蚊幼虫、水蚯蚓在三月份数量和生物量均出现高峰,低值期出现在夏季,为此前已经羽化所致。河蚬的数量高峰期出现在初夏,生物量高峰期出现在秋末,4、9月份出现两次低峰期 3 结语 通过上述开展的生物调查情况,可以判定:(1)蓄水水库浮游动物的现存量属一般营养型水平。(2)蓄水水库浮游植物的优势种组成较复杂,且季节变化明显。(3)水库底栖动物的定量采样表明,该水库种类组成简单,数量较大,生物量较大。 生物资源论文:基于三维复原之下的重庆古生物资源开发之路 摘 要:本文从古生物资源开发现状,三维复原古生物资源意义,三维复原古生物方式、三维复原古生物成效评估几点进行详细分析,从而展示三维复原技术在该资源开发过程中发挥的作用。笔者以重庆古生物资源开发方式为研究对象,以动漫三维复原方式为发展思路,将三维复原技术运用到重庆古生物资源的开发利用中,让科技与艺术相结合,探索一条适合重庆古生物资源开发、发展之路。 关键词:动漫;古生物复原;三维;重庆古生物 1.引言 重庆是“一座建在恐龙脊背上的城市”,在重庆所发掘的恐龙大都是世界级明星,都是作为独立品种并以重庆相关地名命名,如亚洲最大、保存最完整的巨型恐龙─合川马门溪龙,中国首次发现的肉食恐龙─永川龙等。这些发掘成果在国际上都具有重要的科学意义。但由于其化石发掘的集群数量较少、对相关资源的宣传力度、包装力度较低,导致重庆恐龙的信息大多不为人所知。如何将这些资源得到较好的传播,将之转化为文化的一部分、产业的一部分,创造巨大的社会效益和经济效益是重庆古生物资源面临的新问题。有鉴于此,本文试论通过三维复原将这些资源用科技与艺术的方式进行复原,对重庆古生物资源进行深度开发,以实现其社会效益、经济效益,为重庆博物体系的发展提出一条新的道路。 2.古生资源开发现状 2.1发达国家古生物资源开发现状 2.1.1科学与艺术相融,增强了信息传播的准确性 在发达国家,高度重视科普事业对社会文化的建设作用,科普使文化与艺术相融。其科学资源和科技成果以科普形式得以传播。以恐龙研究为例:相关研究成果都会建立较为系统、可视化的直观信息,使相关科学信息能直观地进行视觉传播,增强了信息传播的准确性。 2.1.2科普产品带来丰厚经济效益 许多科学发现和相关科技成果与文化艺术的结合即转化为科普文化产品,转化为一种知识财富,变成专利、著作权、商标、品牌,并衍生出图书、电视节目、工艺品、玩具,开发出丰富的科普产品并售往世界各地。每一次国际性科技交流活动,都成为他们的巨大卖场,彰显了他们的科技能力,传播了先进的科技与文化,获得了丰厚的经济回报。科普事业使科技与文化的共舞,使他们的科技更有张力,文化产业基础更加坚厚。 2.2中国古生物资源开发现状 2.2.1可视化程度较差,缺乏说服性和感染力。 由于科学与艺术的融合度也不够,科学家与艺术家的磨合更是不够,导致我国几乎没有相关科普产品的开发,没有可视化的绝灭动物数据库、素材库和古生物复原成果,无法准确、形象、生动的展示古生物形象。 2.2.2产业化程度差 我国对相关知识产权开发运用价值重视不够,科学与艺术的融合度也不够,科学家与艺术家的磨合更是不够,导致我国几乎没有相关科普产品的开发,由此导致我国恐龙复原的原创性科普成果很少,尤其是科普衍生产品开发几乎没有。 2.2.3无法实现博物品牌传播 历史以来,中国的恐龙复原都是由科学家自己完成或由所在机构的“美工”、或临时请一些“客串”于艺术和科普之间的画家或由博物馆装修机构“组织”去完成,因此,导致我国相关科普产品缺乏或品质粗陋,也必然致使在知识传播和科普活动及产品开发中大量盗用国外成果。 3.三维复原重庆古生物资源意义 3.1形成独立品牌、知识产权 重庆古生物资源的开发可以引导我国相关行业进行相关资源的开发;可以形成技术示范,带动相关技术发展;可以逐步改变中国盗用国外相关知识产权的历史;可以逐步推动中国从“盗用”国外成果转为向国外输出知识产权; 3.2形成科普产业,提高经济效益 重庆古生物资源的开发可望实现巨大的社会效益和经济效益。可以带动多种工艺技术加工,形成产业体系,推动科普事业和产业。可以让“重庆主题”+“重庆制造”+“重庆原创”及其“规模性”、“专业性”建构了的成果的“亮点”。该成果的“多用性”和“可操作性”形成巨大的“卖点”。这两个特性必然构成强大的市场吸引力,市场竞争力。 3.3形成古生物素材库 重庆古生物资源的开发可以为科学研究的数字化集成档案库;为科普传播的数字化提供参考图库;为相关衍生产品开发提供数字化依据;为相关题材动漫创作提供数字化素材库。 3.4形成产品研发基地,培养人才 重庆古生物资源的开发还能够形成一个科普产品研发示范基地,一个动物复原技术人才培养基地,形成技术带动,进行人才培养。 3.5完善教学,带动科学建设 重庆古生物资源的开发还可以完成教材建设和教师队伍建设,完善教学内容,带动学科建设。 4.古生物资源开发方式 4.1传统古生物资源开发方式。 传统古生物资源开发方式是立足于既有资源的开发方式,即通过古生物展览,博物馆售票等方式获取经济效益,但在博物面临运营状况不佳的今天,紧靠单一的传统资源开发方式已无法负荷博物体系的运行。 4.2基于当代科技传媒下的重庆古生物开发方式 当代科技传媒下的重庆古生物开发方式,是在科学技术背景下的,新的开发方式,是用艺术和科学相结合的开发方式,该方式利用现代科技对古生物进行复原(包括外貌、生态),同时展开古生物雕塑、电影电视剧、玩具周边、图书读物或工艺摆件等科普内容产品的制作,使重庆古生物资源在艺术的包装下变成专利权、著作权、商标等独立知识产权。把中国科普产品推向国外,打造属于中国的国际性科普品牌。 4.2.1古生物雕塑 一方面,雕塑给人以更为直观的、真实的可视化效果,准确、生动、形象的把重庆古生物形象展示在人们面前。另一方面,雕塑把二维空间的图片转换为三维空间的实体,为后期科普相关的衍生产品的开发和发展提供素材,为重庆古生物资源产业化打下基础。(如例图) 例图 永川龙三维立体复原 4.2.2古生物题材电影、电视剧、动画片。 一方面,重庆古生物题材电影、电视剧、动画片将古生物故事化,使重庆古生物深入人心,在全国乃至于世界达到良好的宣传效果。另一方面,古生物题材电影、电视剧、动画片的票房、收视率把重庆古生物资源转化为经济效益。影片中的植入广告、贴片广告更可为重庆博物体系带来可观收入。 4.2.3古生物题材图书 一方面,古生物题材图书将会全面的、系统的向广大市民普及科普知识,实现巨大的社会效益。另一方面图书的售卖将会把重庆古生物资源转换为经济收入,可望实现客观的经济效益。(如例图) 例图 合川马门溪龙效果图 4.2.4衍生产品开发 影视动漫产品、室内陈设艺术品、旅游纪念品、工艺品摆件、玩具等衍生产品的开发可以带动多种工艺技术加工,形成产业体系,带动博物体系产业链,推动科普事业和产业,以达到重庆古生物资源的充分开发利用,实现经济效益。 5.三维复原对重庆古生物资源开发成效评估 5.1提升重庆古生物体系的可视化程度、说服力和感染力。 项目中的古生物复原图片可成为科学研究机构(动物研究所)存档研究资料、图解说明资料。建造可视化的绝灭动物数据库、素材库和古生物复原成果,准确的展示古生物形象。古生物复原模型可成为博物馆(包括自然博物馆、恐龙博物馆、古生物博物馆)可视化展示、演示、查询要件和展示模型。形象、生动的展示古生物形象。 5.2创造中国的博物体系品牌。 项目中的古生物复原图片成为文化传媒机构的素材要素,转化为科普读物、挂图、图书(含电子读物产品),影视动漫产品。古生物复原模型可成为工艺品生产企业原创设计,通过电子雕刻、模具翻制,转化为大型城市景观雕塑、室内陈设艺术品、旅游纪念品、工艺品摆件、玩具等多种产品。 5.3使重庆古生物体系产业化。 博物体系相关的科普读物、挂图、图书(含电子读物产品),影视动漫产品、景观雕塑、室内陈设艺术品、旅游纪念品、工艺品摆件、玩具等多种产品的生产和售卖,形成博物、娱乐、售卖为一体的博物体系产业链,产生经济效益。 6.结语 重庆古生物资源是自然遗留下来的宝贵财富,其开发意义对于中国乃至世界都十分重大。传统古生物资源开发方式使古生物资源没得到合理的充分的利用,没有带来客观的经济效益。采用三维复原技术可最大限度的实现相关资源的复原,并深度发掘其价值。实现将重庆古生物资源转换为社会效益、经济效益,为重庆博物体系带来全新的发展模式。(作者单位:四川美术学院) 生物资源论文:农村生物资源的开发与利用 摘 要 本文通过研究,指出在初中生物教学中如何依托农村生物资源进行教学改革创新,提高学生的各种素养,对于学生的全面发展,对于生物教学的发展具有积极的意义。 关键词 初中生物 农村生物资源 开发利用 措施 生物课程主要研究的是研究生物的科学,直观性很强,在传统教学中,由于教学资源和实验设备的不足,教师仅靠一张嘴、一支笔和一面黑板是很难使学生有效理解生物现象,掌握生物知识,把握生物规律的。而新课改提出,在教学中要积极整合多种教学资源,不断拓展课堂内容,创新课堂教学形式,使学生能够通过多种途径学习,使学生能够在生活中学习,在学习中生活。因此,初中生物教学应该不断拓展教学内容,不断开发利用农村生物资源进行教学创新,使学生在直观感悟的基础上,掌握有效材料,研究生物现象,总结生物规律,这样,生物课堂可以实现由封闭到开放的转变,学生的学习积极性可以得到充分调动,这对学生学习效率的提升,对课堂教学的发展都有着重要意义。 1利用农村生物资源,激发学生的学习兴趣 兴趣是最好的老师。只有学生的学习兴趣得到培养,学生才能萌生强大的学习动力,学生才能有效学习生物知识,获得不断发展。在传统的初中生物教学中,教师都是靠一张嘴、一直黑板、一支笔对学生进行课本内容讲解的,学生的学习积极性不强,但如果教师可以把学生的视野从课堂引向广阔的农村生活,引导学生深入农村开展调查活动,学习相关知识,学生的学习积极性就能得到有效提升。比如,在教学《种子的萌发》《植株的生长》等章节内容是,教师可以引导学生深入农村生活,亲自观察农田、菜园、树林中的各种生物,从一颗种子的萌发,到作物的生长、开发、传粉等等过程,作深入的调查研究,学生的学习兴趣就可以得到有效提升,学生不仅可以掌握相关的知识,更会得到意外的发现。学生对于学习生物课程更会有新的认识,对这种科学会充满学习探究的热情。 2利用农村生物资源,培养学生的探究能力 其实 ,对初中生而言,他们探究新知,探究新领域的欲望是很强烈的,教师所要做的事情,就是鼓励学生的这种探究欲望,并积极为学生创造探究的条件,对学生进行有效引导,使学生能够在探究欲望的激励下,不断发展自己的探究能力。传统课堂,培养学生的这种能力是相对困难的,而如果教师可以利用农村生物资源,引导学生,进行相关素材的搜集整理活动,学生的探究欲望就能得到极大的提升,在这种形式下,培养学生的探究能力就易如反掌。比如,在教学《藻类、苔藓和蕨类植物》的一节内容时,通过分析我们知道,这部分内容所涉及的生物都是学生生活中常见的,学生会很容易找到它们。因此,教师可以为学生布置学习任务,采集藻类、苔藓等标本。这个任务学生会容易可以完成。比如,在藻类标本采集之后,教师引导学生进行标本展示,并指导学生分组观察、总结这些藻类生物的特点,这样,学生掌握了很多的素材,就能对相关素材进行特点总结,学生的探究解决问题的能力可以在此过程中得到培养。 另外,在学习蕨类植物时,由于该类植物很多有药用价值,而我们当地农村又有食用中草药的习惯,因此,教师可以引导学生到农村进行调查,了解相关内容。同时,教师也可以引导学生以小组的形式,调查本地蕨类植物的种类、生长环境及药用价值等情况,使学生能够针对某一类的藻类植物标本做相关的说明,并引导学生通过观察分析,总结出蕨类植物的形态结构特点等内容。这种学习方式对学生而言是愉快的,他们在快乐地探索中不仅可以掌握课本上的相关知识,学生的探究能力也能得到有效发展,学生可以充分认识到生物学习的价值和意义。 3利用农村生物资源,提高学生实践能力 在生物教学中,不仅要使学生掌握丰富的生物知识,更应该通过引导学生参与实践,提高学生的实践能力。教师要积极为学生进行实践活动创造条件,引导学生深入农村、农民的生活中去,不断学习,不断实践,培养学生的实践能力。比如,教师可以组织学生建设一个生物园地,为生物学习提供资源支持,同时也为学生进行生物探究实验提供基地。在生物园建设中,教师可以鼓励学生种植各种生物。比如,种植天竺葵或者瓜叶菊为光合实验提供材料,养一些小鱼为学生观察“鳍在游泳中的作用”提供素材等等。在学生进行实践的过程中会遇到很多的内容,教师可以鼓励学生向农民伯伯请教,向农民学习一些种植养殖的知识。在这个过程中,学生不仅可以体验到农民的伟大,更能学习很多相关知识,这些对学生学习生物,对学生实践能力的发展都有着积极的意义。 总之,在初中生物教学中,要积极创新教学内容和教学形式,把学生从课堂引向生活,要依托农村丰富的生物资源,为学生学习创造条件,这样不仅可以成功实现教学改革和创新,对于提高学生的生物学习的积极性、创造性,对学生实践能力的发展、认识水平的提升都有着积极的意义。
生物技术论文:生物信息学生物技术论文 1、生物信息学课程授课内容的选择 生物信息学包括开发生物信息学工具的计算生物信息学和利用生物信息学工具解决问题的应用生物信息学。医学背景的生物技术专业的学生应该立足于应用生物信息学的学习,特别擅长计算机和数学并且对生物信息学感兴趣的同学也可以涉猎部分计算生物信息学的知识,本人在读博士期间遇到过一个本科生就利用自己计算机方面的特长,进行雄激素受体和雄激素受体调节剂构效关系的研究,在指导教师的帮助下发表了一篇生物信息学领域的SCI文章,在感叹难能可贵的同时,必须承认指导教师敏锐的洞察到学生的特长,并发挥其特长会起到意想不到的效果。此外,国内有关生物信息学方面的教材因编者学科背景相差很远,各教材的特色和侧重点有所不同,相对来讲,偏理论轻实践。医学院校生物技术专业应校根据本学科特点选择实验性较强的教材,制定具有生物技术专业特色的教学计划及教学大纲,有条件有时间的教师可以尝试自己编写适合本院校学习的教材,那样针对性更强,学习效果会更佳。针对生物技术专业的特点,因此我们将引物设计、基因查找、基因序列分析、同源基因和不同物种基因查找、判断起始密码子和终止密码子位置、启动子预测以及简单的蛋白功能分析和常用数据库的应用作为本专业生物信息学知识学习的主体框架。另外,生物信息学的软件本人倾向于选取在线工具,如引物设计软件可选取NCBI网站上的primerblast,酶切位点分析也可在NEB公司的网站上在线分析,应该说生物信息学的发展,欧美国家一些公立网站,如NCBI,或者某些相关实验室的网站都提供多种现在分析的工具,极大地方便了使用者。一来及其方便解决了问题,避免了盗版问题;二来可以通过网站学习生物信息学相关知识,对某些软件的历史渊源有所了解。 2、生物信息学授课时间安排的合理性 生物信息学是一门实践课程,实验课应该占40%以上比例,理论课也应该利用多媒体教室讲授,在实验课之前应该提前让把本次课内容通过多种即时通讯工具如QQ等发送给学生,在将优秀知识在实验课演练结束后,进一步布置相关作业强化记忆,在实践中掌握相关知识,如引物设计中,常用的是ncbi网站中在线引物设计工具primerblast和电脑安装软件prim-er5,在引物设计完成后,可以让学生思考融合蛋白表达时移码问题,即融合蛋白引物设计需要注意哪些问题,如涉及到移码问题时如何设计引物?生物信息学是有力的应用工具,但是还不能完全依赖生物信息学,我们应该成为生物信息学的高级应用者。 3、生物信息学授课教师的选择 生物信息学是一门交叉学科,但是笔者认为长期应用生物信息学的医学背景的教师更适合作为医学院校生物技术专业的授课教师。作为一门新兴学科的一名教师保质保量的完成全部授课任务还是有一定难度的,可以尝试每位老师根据自己特长讲授自己熟悉的章节,这样一来减少压力,二来可以较为圆满地完成教学任务,不同教师还可以给学生带来不同风格的教学模式,提高学生的新鲜感和教师授课热情。此外,任课教师应该积极学习相关领域知识,目前很多国内外著名高校通过网络开始有生物信息学相关的开放课程或慕课,无论是学生还是任课教师都应该积极参加其中,提高自己的理论知识和实践技能,学习优秀教师的授课技巧,领略该领域大家风采,笔者就经常参加北京大学等学校的开放课程,获益匪浅。同时,在有条件情况下参加国内外相关讲座和学习班,和同领域的兄弟院校保持联络,对生物信息学的教学和科研水平的促进帮助大有裨益。 4、扎实的理论是学好生物信息学的保障 除了具有学习生物信息学的热情,学习生物信息学的医学生还应该掌握与生物信息学紧密相关的知识,如分子生物学、分子诊断学、计算机相关知识和统计学知识。有条件的学生应该主动参与科研课题,不论是本院校老师申请的,还是大学生课题,都会对学习生物信息学有所帮助。本人读博士期间,就遇到很多在读本科生参与博士生导师的课题,在基因序列分析和蛋白功能研究方面都获益匪浅。本人目前也作为指导教师指导本科生独立申请的大学生课题,在给学生讲授生物信息学时,明显感觉参与过科研项目的学生对生物信息学知识的掌握,明显强于没有参与过的本科生。总之,我们生物信息学课程教学中做出了一定的探索,也取得了一定的经验和效果,但是这只是万里长征的第一步,需要生物信息学课程的教师更加努力探索,为培养出更多适应社会发展需要的高素质应用型人才贡献自己的微薄之力。 作者:郝峰许会静姜勇王皓张磊刘磊李艳单位:吉林医药学院检验学院 生物技术论文:医学院校生物技术论文 1调研结果 (1)关于为何选择就读生物技术专业的问题,大二学生中20.0%为自主选择(高考第一志愿),75.0%为从本校医学专业或药学专业调剂而来(个别学生所报的六个平行专业志愿中含有生物技术专业,但排在医学和药学专业后面)。大三学生中16.7%为自主选择,61.7%为专业调剂生。大四学生中10.0%为自主选择,77.5%为专业调剂生。(2)关于是否喜欢自己的专业,三个年级中选择“喜欢”和“不喜欢”的比例几乎都为1:1左右,个别同学选择了“不清楚”这一选项。(3)对于“如果有转专业的机会,你是否想转其它专业”这一问题(目前本校无在校生可调换专业的制度),三个年级中选择“想”的比例基本都在50%左右,这一结果与(2)中50%左右同学选择不喜欢自己的专业想吻合。(4)对于“如果你可以转专业,你会选择哪个专业”,约95%的同学选择了医学专业,个别同学选择了药学专业。(5)45.0%的大二学生认为本专业和本校医学专业学生在综合素质与能力方面没有差别,20.0%认为本专业学生比医学生综合能力差;大三学生35.0%认为二者没有差别,26.7%认为比医学生综合能力差;大四学生22.5%认为二者没有差别,37.5%认为比医学生综合能力差。(6)认为专业发展前景与就业前景较好的学生分别为:大二40.0%,大三35.7%,大四22.5%。(7)想跨专业考研或换专业就业的同学分别为大二10.0%、大三13.3%、大四35%。(8)认为自己经过了在校1-3年的学习后对专业的认可度有了提高的学生分别为大二95.0%、大三75.0%、大四65.0%。(9)对专业的培养方向定位、培养方案及教学内容设置持“非常赞同”和“赞同”态度的学生分别为大二35.5%、大三25.0%、大四17.5%,持“基本赞同”态度的同学分别为大二45.0%、大三58.3%、大四72.5%。(10)对教师的教学态度、敬业精神、教学质量和效果持“非常满意”和“满意”态度的学生分别为大二70.0%、大三58.3%、大四47.5%,持“基本满意”态度的同学分别为大二25.0%、大三36.7%、大四52.0%。 2讨论 专业认同感是指学生对于所学专业的目标和社会价值的接受和认可,专业认同会影响大学生的学习热情与行为。学生的专业认同感低,对专业的兴趣就弱,学习主动性差,直接影响学生的专业学习成绩。因此,有必要探索大学生的专业认同现状与对策。张东军等调研发现在医学院校中非医学专业的学生对专业的认同水平显著低于医学专业学生。本调研结果与张东军等类似,发现在以医学占主导地位的医学院校中,生物技术专业本科生对专业的认同感比较低,近50%的同学不喜爱自己的专业,有不少同学希望有机会能换专业学习和就业。在希望调换专业的学生中,绝大部分同学希望转到医学专业学习。这一结果可能与很多生物技术专业的学生本身是由于高考分数线没有达到本校医学专业录取分数线而从医学专业调剂而来有关,也可能有部分原因是因为医学是医学院校的优势学科有关。仅有30%左右的学生认为生物技术专业有较好的发展前景和较多的就业机会。尽管如此,绝大部分同学仍然希望在专业相关方向就业或考研深造,这可能与学生对专业的情感有关,也可能与学生在专业相关方向就业时竞争力比较大有关。一个令人欣喜的事实是,绝大多数同学都认为自己经过了1-3年的专业学习后对生物技术专业的认同感提高了,对专业的培养方案及教学内容、教学效果等持赞同和满意态度。这些调研结果反映了同学们对我校生物技术专业教学质量的认可。从调研结果可以看出,大四、大三、大二学生对专业的认同感依次升高,分析原因,可能和大三和大二本科生中有较多学生是自主选择了生物技术专业有关。相反,大四学生中仅有10%是自主选择了该专业,绝大多数都是从医学专业调剂而来。造成这一结果的另一个不可忽视的原因,可能也与本校生物技术专业的建设与发展有关。潍坊医学院生物技术专业于2005年设立并开始招生,学校一直非常注重专业的建设和发展,从培养目标和培养方案确立、教学内容设定、教学设施完善、师资力量培养等各个方面都非常重视。经过8年的发展和建设,本校生物技术专业于2013年已发展成为山东省特色专业,培养的毕业生得到了社会的认可,专业知名度有了较大提高,所以在校低年级学生较高年级学生的专业认同感高也不足为奇。 3结语 总之,医学院校的非医学专业学生对专业的认同感普遍较低,这一状况的存在必将会影响学生的培养质量。医学院校应在重视医学专业教育的同时注重加强非医学专业的建设,注重培养学生的专业认同感和自豪感,学校、教师和学生应共同努力以保障非医学专业学生的培养质量。 作者:刘顺梅单位:潍坊医学院 生物技术论文:科研创新生物技术论文 一、实验内容的选择 医学生物技术是由生命科学与医学交叉融合而成的新兴学科,在人才培养过程中,不仅要求学生掌握生物技术专业相关理论及实验知识,还要求学生有一定的医学知识储备。为此,在实验教学课程设置的过程中,着重突出了一些与现代医学相关的交叉前沿内容,如医学微生物、医学免疫、实验诊断、分子生物学检验技术、临床基础检验技术等,通过这些内容将理论与实践相结合,让学生了解到生物技术在医学领域的具体应用,同时通过对新技术的讲解与示范,进一步拓宽学生的思维视野,为今后的工作以及科研实验打下坚实的基础。 二、实验教学课程整合 生命科学是一门以实验为基础的自然科学,传统的生物技术实验教学内容主要安排在理论教学内容之后,实验教学地位不明确,其内容大都为重复性验证实验,并且课程之间的相互联系不紧密。这导致许多学生只注重理论知识,对于实际动手操作的重要性认识不足,并且忽视了生物技术各门课程之间的内在联系。为此,我们尝试将实验教学内容进行整合,如将发酵工程中的“工业微生物菌种的选育和纯化”、基因工程中的“工程菌生长曲线的绘制”、酶工程中的“目的蛋白的诱导及SDS-PAGE电泳”相联系,通过对实验课程的精心设计合理安排,不但将各门课程联系到一起,让学生对学到的知识形成体系,同时大大激发了学生的求知欲望和探索精神,对实验课程的顺利推进,起到了良好的效果。 三、开放实验室 建立开放实验室创新平台是促进医学生物技术学科发展的重要举措。目前,大多数院校生物技术实验室开放时间与形式均存在不确定性,即实验课时间开放,其他时间不开放,或是根据教师的科研实验安排开放实验室,这样不符合以学生为中心的实验教学标准。我们尝试面向全体学生进行开放式实验教学,同时开放了医学免疫学实验室、生物化学检验实验室、临床输血实验室等与生物技术相关的医学实验室,鼓励学生自主设计完成实验,从实验的准备到结果的分析,绝大多数工作都由学生自己完成,老师只为学生提供一些必要的建议,解决实验过程中遇到的难题。这样不仅能使实验室的资源得以充分利用,同时培养了学生分析解决问题的能力,并且让学生在自主设计实验的过程中,对所学知识进行更加深刻的理解,真正做到学以致用、用以促学、学用相长。 四、鼓励学生参与教师科研实验工作 目前,生物技术专业学生考研率呈逐年上升的趋势,学生对科研实验的热情以及学术创新的需求也在不断提升,医学生物技术专业作为我校新开设的专业之一,在校教师普遍面临的问题是,科研压力大,任务重,时间紧,人员短缺。根据以上情况,我们适时地挑取一些科研创新热情高,实验态度端正认真的学生,组建科研创新团队,协助老师完成一部分科研实验。在参与老师的科研工作过程中,学生会接触到一些前沿的实验技术,并对医学生物技术领域的发展方向有了一定把握。部分学生通过教师的正确引导,以第一作者发表了学术论文,并且获得了学校“先进科研创新个人”的荣誉称号。通过对实验结果的具体分析和同教师之间的学习交流,培养了学生自身的科研创新能力,为其日后的学习以及科研工作提供了宝贵经验。生命科学的研究和发展,植根于牢固的实验基础,加快实验教学改革步伐,对实验教学的发展以及学生实际动手能力、创新意识的培养起到了积极的促进作用。通过以上几种措施,激发了学生对科研实验的热情,培养了学生的独立思考与创新能力,同时实现了实验室资源的合理利用,对医学生物技术学科建设发展起到了一定的积极推动作用。同时,我们应及时总结经验,坚持以学生为中心进行实验教学,不断优化教学效果,努力培养出更多的高素质医学生物技术专业人才。 作者:王皓许会静郝峰姜勇刘磊李艳单位:吉林医药学院 生物技术论文:微生物技术生态农业论文 1微生物在生态农业系统中的地位 生态农业主要是运用农业生态原理,建立起来的一种新型农业。在现代农业生产中,这种新型的农业,不仅具有良好的生产性能,提高生产的效率,还能够节省生产的成本,节约能源,进而实现农业环境的自净与农业资源的可持续使用。纵观这种新型农业,生态农业是一个有机的整体,属于多目标、多功能、多层次以及多成分有机组合的的生态系统。在这个系统内部,结构有序、内外交流、开放循环以及关系协调发展。在微观层面上,其利用多层次的物质循环与综合利用,进一步提高能量转换与物质循环的效率。例如,在生态农业系统内微生物可以利用植物作载体,可以将植物的秸秆、树叶以及草等植物进行加工处理,生成饲料,饲料可以喂食牲口,牲口的粪便又可以养蘑菇、饲养其他的动植物,将饲养的动植物喂食另外种类的生物。如此循环,就形成了市郊生态系统。由此可见,微生物在生态农业系统中的应用非常重要的。 2微生物技术对改善农业生态环境的作用 2.1微生物在肥料中的作用利用特定培养的微生物,在可调控环境条件下将废弃物、污染物降解和转化,从而解决和控制污染问题,进而为作物提供养分。例如:目前市场上出现的生物有机肥就是利用特定的微生物对兽禽粪便、农业废弃物等进行降解和转化而来的。这种肥料不仅能增加土壤肥力,提供作物生长必须的营养元素,还能改善植物根际的微环境,促进植物对养分的吸收利用,提高产能,同时还减少了合成化肥的使用,减少了合成化肥对环境的污染。由此可见微生物技术将成为农业生态环境保护最有价值和生命力的方法。在农业生态环境面临严峻形式的今天,微生物技术具有无可比拟的优越性。 2.2微生物对农药的降解作用随着化学农药的大规模使用,其所带来的环境问题日益严重。近年来有学者发现微生物对土壤和水中的农药降解起主要作用,目前已经分离出能降解农药的微生物类群,包括细菌、真菌、放线菌、藻类等。因它们受环境等多方面的影响和限制,所以难以大规模使用。近期又有学者提出利用微生物产生的酶来降解农药残留。由此可见,如何更多、更好地利用微生物解决农药残留是生态农业发展急需解决的问题。 2.3微生物在大型生态农场中的作用在大型生态农场生产与建设的过程中,大量的排污系统使得生态环境遭受到前所未有严重的破坏。近年来,养殖场的规模与数量每年都以单调递增的速度增长。现代的养殖场将新技术、新设备引进来,进而实现生产过程的机械化操作,养殖场的生产能力持续增长的同时带来的环境污染、生态系统破坏、能源供应紧张的等问题也随之而来。微生物围绕生产过程中产生的废水与废物进行处理。经过微生物的处理技术,有机废物就会转化为能源、肥料、化工产品甚至是食品。 2.4微生物技术在庭院生态农业系统中的作用众所周知,庭院经济营养项目较多,集约化程度较高,土地利用率较高,资金周转与积累较快。其对人们的生产与生活的影响是最为直接的。在发展庭院生态农业系统的过程中,微生物在其中的应用被人们所接受。庭院生态农业系统中的粪便与生活垃圾进入发酵池,可以直接改变生活环境。这样的方式构成了多层次、多途径与多功能的庭院生态农业系统。在庭院生态农业系统中,人们通过自己的方式将为生物技术应用于其中,使其发挥出应有的效果。 3结语 总而言之,在发展新型生态农业系统的过程中,注重微生物在其中的作用。在农业改革不断推进的过程中,利用微生物的相关作用,使其发展的更好。微生物在生态农业系统中的应用是非常明显的,其所取得效果也是较为显著的。为更好的发展农业,应积极主动应用微生物。 作者:洪彩霞单位:江苏中宜生物肥料工程中心有限公司 生物技术论文:发酵工程生物技术论文 1依据专业特色,跟踪学科前沿,及时更新教学内容 课程体系和教学内容是人才培养的主要落脚点,是教学改革的关键。课程体系是实现地方师范院校生物技术专业培养目标,构建学生知识结构的中心环节。课程体系主要包括课程设置、教学内容及课程结构,是教学思想、教育理念的具体化,也是实现创新能力培养与综合素质提高的保证。科学合理的课程设置和教学内容,对大学生创新能力的培养与综合素质的提高起着至关重要的作用。因此,我们在多年发酵工程课程讲授的基础上,从教学大纲的编制、教材和辅导参考书的选择、教学内容的科学合理设置等方面进行深入的探讨。 1.1发酵工程课程的准确定位发酵工程这门课是我校生物技术、生物制药专业的优秀必修课程,通常在开设了生物化学、微生物学等专业基础课之后开设,一般在大学的第6学期开设。发酵工程课程是直接建立在微生物学基础上的,随微生物工业的发展而发展,同时也是与化学工业相结合的一个新发展。该门课程主要从微生物工程范畴出发来阐明厌氧性发酵与好气性发酵机制、工艺过程及相应的设备,用这些基本理论去分析、解决微生物工业中存在的具体问题,提高产品质量和数量,讲授的主要内容包含微生物工业菌种与培养基、发酵机制、发酵工艺及控制、发酵设备、发酵产物提纯与精制。通过本门课程的学习,学生不但能掌握发酵工程学的基本理论,还可以熟悉发酵的工艺流程及发酵产品的后处理技术。 1.2跟踪学科前沿,及时更新教学内容从多年发酵工程课程的讲授以及国内大部分高校发酵工程课程的讲授内容来看,发酵工程授课案例主要涉及到抗生素、氨基酸、柠檬酸等好氧发酵工艺及发酵机制,以及酒精、酿造酒、乳酸等厌氧发酵机制及工艺,很少涉及到基因工程产品如EGF、EPO、重组人乙肝疫苗等的发酵机制和工艺。生物技术药物已广泛用于治疗癌症、艾滋病、贫血、发育不良、糖尿病、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性和一些罕见的遗传疾病。目前我国从事生物技术药物产业研究与开发人数仅相当于美国的1/4,从事生物医药产品研究与开发的人才更是严重不足,已成为制约我国生物医药产业发展的瓶颈。这就要求我们编制、修订教学大纲时,在保留典型的传统菌的好氧发酵和厌氧发酵案例基础上,着重引入基因工程菌制药的发酵工艺,扩展学生的知识面,为他们将来到制药企业就业奠定良好基础。 1.3选取合适的教材发酵工程优秀教材很多,像《微生物工程工艺原理》、《微生物工程》、《发酵工艺原理与技术》、《生物工艺学》、《现代工业发酵调控学》、《发酵工艺学》等,我们在前些年的教学过程中也选用了多个版本的《微生物工程》,结合我校生物技术专业学生的知识体系和培养方向,目前我们选用全国高等学校发酵工程专用教材、教育部普通高等教育“十一五”部级规划教材华南理工大学姚汝华教授编写的《微生物工程工艺原理》,此书按照发酵工艺操作单元的先后顺序排布各章,脉络清晰,系统性好,该书在难易程度上很适合我们的学生,但是该书侧重于发酵机制的讲授,发酵工艺和设备没有涉及。因此,在前期教学积累的基础上,我们授课团队正在努力编写一本适合于我们自己的教材,增添发酵工艺及设备,以及基因工程产品的发酵工艺。同时为提高学习的广度和深度,为学生推荐了《发酵工艺原理》、《发酵设备》、《发酵工程实验技术》等参考书。 2开展发酵工程实验,提高学生综合素质 发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能,通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系,是建立在发酵工业基础上,与化学工程紧密结合的一门学科,它是连接生命科学研究与应用的桥梁。在基因工程和细胞工程的应用中,要想把定向改造的物种转化成产品,也需用到发酵工程技术。发酵工程实验开展的场所是发酵罐,这是发酵工业独有的特点,同时有一套严密的工艺流程让发酵原料通过菌种吸收转化成我们所需要的发酵产品,发酵周期长,步骤繁多。通过发酵工程实验课程的学习,培养学生实际动手操作能力,让学生亲自动手操作发酵罐,开展发酵罐空消和实消操作,以及常规发酵产品如酒精、柠檬酸、青霉素的发酵,使学生真正的达到学以致用,同时又锻炼了学生的自主性、创作性和责任心。师范院校的理科学生,普遍缺乏工艺概念,但他们又非常渴望了解真正的生产过程。我们针对发酵工程的主要内容,组织学生到啤酒厂、白酒厂、制药企业开展生产实习,使学生亲自到白酒、啤酒和药物的生产线上了解工艺流程,切切实实的把课堂上学到的理论知识与生产工艺联系起来,学生反映收获很大。总之,发酵工程实验集成度较高,牵涉到生物化学、微生物学、分析化学、有机化学、发酵工艺学、化学原理等学科的实验内容,有别于普通实验课程的是工厂生产实习,真正做到理论实践相结合,最终达到学以致用的培养目的。 3改进教学方法,切实提高学生创新能力 教学方法的改革,首先取决于教师本身的学术水平和综合素质的提高,教学方法改革服从人才素质培养,以大面积提高教学质量为目标,和教学内容的改革密不可分。生动、丰富的教材,有价值的有说服力的理论,以培养学生学习和实践的态度、思维以及能力的开放式教学,无疑会激发学生的学习兴趣。从某种意义上说教学的目的是教会学生“学会学习”,“授人以鱼,不如授人以渔”。 3.1案例教学发酵工程是一门实验实践极强的学科,知识的归纳和总结是建立于具体的发酵机制和工艺案例的基础上。在授课过程中,典型的案例不仅使课堂生动形象,而且使学生容易理解和记忆,触类旁通,达到知识迁移的目的。例如在讲青霉素的发酵这部分内容时,通过详细讲解青霉素的发现,引出伟大的科学家弗莱明,进而讲解青霉素发酵的发酵机制、过程控制、提取及纯化相关内容,学生被激起兴趣,学起来也容易接受。学习之后,可以引导学生进行讨论,如抗生素的种类、我们生小病的时候用到了哪些抗生素、抗生素对能治疗那些疾病、滥用抗生素有何危害等等问题,使学生从思想上真正理解“抗生素是一把双刃剑”,从而在以后的生活中学以致用,进而影响身边的人及下一代合理利用抗生素,为社会进步做出贡献。 3.2启发、讨论式教学讲课的过程中首先讲授难点、重点,善于提出问题,让学生跟着老师的思路走,随着一个又一个的问题启发学生思考、归纳、总结。比如在讲授发酵过程的控制这部分内容开始时,引入酸奶的发酵。酸奶在生活中很普遍,同学们也不陌生,有的同学家做过酸奶,因此对酸奶的发酵还有一点常识,接受起来更容易一些。首先提出问题,酸奶发酵的原料和菌种从哪里来?酸奶发酵是好氧发酵还是厌氧发酵?发酵多长时间合适,夏天和冬天发酵时间一样吗?通过这些问题,启发学生思考讨论,最终引出酸奶的发酵工艺及注意事项,随后在实验课时让每位同学亲自动手做一款自己喜欢的酸奶,巩固和吸收理论学习。 3.3比较归纳教学法比较式教学法通过对不同知识点的对比分析,找到其相同和不同处,在比较的过程中对知识点归纳概括,有助于从本质上理解和记忆知识。比如在讲授培养基的制备过程中,让学生比较种子培养基与发酵培养基的相同点和不同点,说出两种培养基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在讲培养基的灭菌时,在讲述了分批灭菌和三种常见的连续灭菌流程连消塔——喷淋冷却流程、喷射加热——真空冷却流程、薄板热交换器连续灭菌流程之后,让学生对分批灭菌和连续灭菌进行对比总结,学生就容易理清楚,弄懂复杂的内容。 4优化考试模式,重在平时学习的思考与探讨 在发酵工程实验及理论教学考核方法中,一是包括到课情况。在开课之前详细向学生讲述发酵工程课程在生物技术专业的应用及其重要性,课程的讲授和考核方式,通过到课率来约束学生学习及实验的自觉性。二是考核内容和考核方式多样化,加强课堂考核、作业考核,平时考核与期末考核成绩的比例由原来的3∶7加大到6∶4,综合反映发酵工程课程实践性强的特色。三是实践教学实施“以考促训,以赛促练”,强化技能培养,规定技能考试不过关,不允许参加理论考试。四是在教学中注重因材施教和个性化培养。 5小结 当前生物技术飞速发展,发酵新产品不断涌出,它要求我们的发酵工程专业课教师在讲授传统知识的同时,不断学习发酵工程方面的前沿知识,及时根据发酵工程产品市场更新教学内容,同时在授课的过程中灵活采用各种教学方法,甚至有必要到工厂车间实习实训。从当前经济发展和高校改革趋势来看,生物技术专业不但在地方师范院校有很大的发展空间,而且也将是今后一些师范院校向综合型大学转型的必要环节。发酵工程课程作为生物技术专业的优秀课程,是微生物学、生物化学、数学、计算机技术的应用,同时又是分子生物学、细胞工程、基因工程技术的深入开展,而生化工程、生物工业下游技术、微生物遗传育种技术又是发酵工程课程的深入和补充,因此发酵工程课程在生物技术专业承上启下,是一门非常重要的专业必修课程。所以,在当前转型发展大形势下,发酵工程课程教学改革势在必行,必须以培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力为目标,在开展理论教学基础上,切实开展实验教学和生产实习,最终培养出满足企业、市场和科研需要的优秀毕业生。 作者:田华单位:信阳师范学院生命科学学院 生物技术论文:人才培养生物技术论文 1高职免疫技术方向教学现状分析 目前,专科和高职院校主要是针对免疫技术相关教学,课程的研究主要集中在医学、药学、护理专业,如广东岭南职业技术学院生物制药专业、郑州铁路职业技术学院护理专业、四川、黔东南民族职业技术学院基础医学部、辽东学院医学院免疫微生物教研室、郑州牧业工程高等专科学校动物医学系、江西科技师范学院药学专业等都有关于提高免疫学课程教学质量的相关研究。而关于生物技术专业的免疫学相关课程的研究只有几所本科院校有研究,如江南大学、新疆大学等。上述提及的单位只是对如何提高某些课程如《免疫学基础》的教学质量方面进行了研究,仅是提出了一些教学方法,如任务引领式教学法、多媒体计算机辅助教学法、小组学习法等,而没有从行业对人才的需求出发,在专业教学方面做出调整,以适应新形势下人才培养的挑战。 2武汉职业技术学院生物技术及应用专业免疫方向人才培养短板分析 该院生物技术专业在免疫技术方向主要针对抗体的生产,在相关课程的教学、开发方面还存在一定程度的欠缺,使得培养出的学生不能胜任对抗体生产有较高要求的岗位,限制了学生的发展,也限制了该专业在当前发展契机下的快速发展。该院在免疫技术相关课程的教学、开发的欠缺有如下原因:①该院生物技术级应用专业于2012年由微生物技术及应用专业更名而得。而此前的人才培养还主要偏向于微生物技术应用,对免疫技术的要求不高,相关的免疫技术课程开设力度不大,只有《分子生物学》、《免疫技术》两门课程。基础课程的薄弱,造成该院在免疫技术领域的人才培养力度欠缺。②此前该专业在已有的免疫技术相关课程体系不够完整,与当前的免疫技术对人才的需求脱节。导致生物技术专业毕业生在免疫技术方面的专业知识和技能较差。免疫技术相关企业招聘该校的学生后,仍要花费人力物力培训基础技术。因此,为了提升该院生物技术及应用专业在免疫领域的教学质量,培养出具备免疫技术相关技能、满足企业需求的毕业生,该专业应积极采取措施,走出人才培养困境。 3该院在免疫技术方向人才培养改革的应对措施 笔者自2013年7月到2014年7月,深入武汉某生物科技有限公司实习一年。该公司主要进行抗体的生产,是利用免疫技术进行生产的企业。该公司已经连续三年从武汉职业技术学院生物技术及应用专业招聘毕业生,是该院的深入合作企业。笔者在长达一年的实习过程中,了解了目前免疫技术领域的最新技术,掌握目前免疫技术领域发展的动态。更关键的是可以深入了解免疫技术企业对人才的需求点,并把这些重要信息反馈到学院,学院借鉴这些重要信息,使生物技术及应用专业在免疫技术领域的课程设置、课程开发、课程教学等方面与现阶段的需求相结合并得到提升,从而培养出具备免疫技术相关技能的合格人才。 4重构该院生物技术及应用专业免疫方向课程群 笔者通过一年的企业实习,对抗体行业的整体情况有所了解,对抗体行业对人才的需求规格认识深刻。并对抗体行业所需要的技术进行归类,然后重构目前免疫技术方向课程群,以期培养出抗体行业所需的人才。 4.1抗体市场的发展亟需高职生物技术专业培养掌握免疫相关技能的人才不考虑多克隆抗体在科研应用市场的营销额,仅就单克隆抗体药物在医药市场的销售来看,2000-2013年,全球单克隆抗体药物市场的复合增长率高达32%。抗体市场的规模逐年扩大,将吸引更多的人才加入这个行列。高职生物技术专业应抓住行业发展的机遇,积极推进专业建设,培养合格人才以迎合市场人才需求。 4.2积极适应行业需求,采取措施,力求改进人才培养现状该院目前具有培养抗体行业所需人才的课程群及技能培养基础。通过以上的企业实习及行业调查,不难看出,抗体生产企业需要掌握更多技能的人才。该院生物技术应用专业免疫方向必须要在现有的基础上做出改进,才能满足企业的需求。 4.3重新建构免疫方向课程群抗体行业所需的技能点必须通过拓宽免疫技术理论基础并强化技能点培养才能达到。因此,需要增设相关课程。 4.4重构课程群的可行性在原有的课程群基础上增设两门课程,重构课程群,增加的课程分别是《动物免疫学实验》、《抗原工程》、《抗体工程》。增设三门课程,意味着该院人才培养方案里面的课程设置要发生变动。目前的人才培养计划富有弹性,可以容纳三门课程。并且目前的师资力量、实验室条件足以进行这三门课程的教学。因此,改进现有课程群具有可行性。 作者:刘德超单位:武汉职业技术学院生物工程学院 生物技术论文:实验教学生物技术论文 1使学生参与到课堂教学中 在教学过程中通过学生反映,大多数同学感觉这门课程较难,要改变学生的这种认识,首先需要教师最大限度的调动和激发学生的学习兴趣,使学生能够积极主动到参与到教学中,而不是老师自己在自言自语。多数同学反映细胞分裂、染色体理论、DNA分子结构和孟德尔遗传部分内容在高中生物中已经接触过,那么在这部分内容的讲述中可以很好的让学生参与进来,形成以学生为主、老师对他们之前没有接触的新的知识进行讲解和补充,这样不仅可以使学生真切的体会教师授课的辛苦,更为关键的是可以充分调动同学们的积极性和主人公的参与意识。这种形式的教学不仅使学生对课堂知识掌握更牢固,也锻炼了学生们的课件制作、演讲等能力。在讲到体细胞遗传如克隆和基因组学如转基因部分等最新热点问题时,可以采取更为灵活的教学形式,如辩论赛、专题讨论等形式。这既打破了传统的以教师为中心,学生被动、消极的接受知识的局面,也有利于启迪学生的创新思维能力,对培养新的经济体制下的新型全面的人才也非常有利。通过各种途径让学生参与到教学活动中,在培养同学们参与意识的同时,充分调动了同学们对遗传学课程的兴趣,同时也加深了对重点和难点内容的理解。 2充分使用多媒体和网络教学手段 遗传学作为生命科学专业的一门专业基础课程,部分章节或内容相对抽象,学生不易理解,这时可借助多媒体教学把生命的微观结构或动态生命过程通过动画形式展现出来,或把课堂难以控制的演示实验通过播放录像的形式演示出来,或把某些应用性强的知识通过视频教学方法展现给学生,使学生真正理解所学知识,从而实现宏观与微观、整体与局部、动态与静态的有机结合。利用当代大学生对互联网的依赖性,可引导他们利用网络进行专业学习,将课堂教学与引导学生网络学习相结合。如在讲到某些热点问题时,可引导学生自己通过互联网查询相关信息,并把自己了解到的、体会到的给大家讲解,这样通过广泛的发挥同学们的作用,使大家都可以了解到相关的最新学术信息。互联网教学不仅提高了教学效率,丰富了学生的知识面,也使学生参与进去,培养其主人公意识,真正对该学科产生兴趣,从而愿意学、乐意学。 3引入实验教学 遗传学课程牵扯到许多的实验,如DNA是遗传物质的证明、遗传定律的证明、PCR技术、染色体核型分析等如果没有实验教学而只有理论教学的话,就会使学生相对难以理解。这门课程本身就是理论与实践相结合的学科,通过开展相关实验,不仅验证了课堂教学的理论,而且可培养学生的实验设计及用理论知识进行实验技术分析和解决问题的能力,使学生养成良好的科研习惯。纵观国内众多相关院校都开展了遗传学的实验教学,因此我们可以参考和学习他们的经验,编写和制订适合本校学生的遗传学实验指导。综上,遗传学实验课程的开设非常有必要。 4注重理论与实践的相互结合 学习的目的是为生产和生活服务,如果能使学生真正认识到这门课程开设的重要性和必要性,必将极大的吸引学生学习的兴趣。教师在教学的过程中就要时刻注意理论和实践的相互结合。例如在绪论的讲解过程中,可以提到达尔文进化论的发现过程、孟德尔实验过程中的种种故事,使学生树立科研的观念和信心。在讲到自由组合定律及连锁遗传定律的过程中,不仅要把相关的理论讲解透彻,而是让他们真正了解和知道他们对生产和生活所起的作用,可以列举相关的实例如在动植物育种中自由组合定律的应用及连锁遗传中通过重组率可以有效的估计育种群规模。遗传学的发展在最近一二十年异常迅速,而教科书的更新非常有限,作为教师一定要及时的了解和把握最新的科技动态,把最新的研究成果贯穿到授课过程中,而不是仅仅传授书本知识。如讲到性别决定和性连锁一章时,可以适当的讲解性别决定和性别控制的方法,最近的研究成果通过流式细胞仪可以把X和Y精子进行分离,实现按人们意愿来决定性别的目地。在讲到性别决定类型里面的自由马丁牛时,可以适当讲解双胎和多胎的危害。总之,在授课过程中不仅要注意基本理论知识的灌输,还要注重与实践的联系,使课堂教学充满乐趣,让学生真正明白这门课程的重要性,从而愿意学、想学好。通过对遗传学教学方法和内容的改革,最大限度的激发学生的学习积极性,实验课的开设使学生更深刻的理解理论教学内容,又能使学生施展和发挥其创造性思维,培养其严谨的科学态度和科研兴趣。但改革是一个不断的漫长的过程,尤其是实验教学,需要我们不断的探索和改进。 作者:孙丽萍宋丽丽时桂芹单位:郑州轻工业学院食品与生物工程学院 生物技术论文:食品检测生物技术论文 1.生物技术的主要特点 以生物的免疫、基因、敏感等方面的特点为基础,运用科学合理的方法对具有检测功能的试剂进行制作,进而检测食品的安全性就是生物技术在食品检测工作中的应用原理。在食品检测工作中,生物技术具有诸多优势,例如速度快、范围广以及准确度高等。一般而言,主要的生物检测技术有免疫技术、生物传感器技术、生物芯片检测技术、酶技术等。为了使我国的食品安全检测工作得到提升和发展,我们就需积极对生物技术进行有效运用,并加大开发力度,使其发挥出更大的价值。 2.食品检测中主要的生物检测技术 2.1聚合酶链式反应技术在转基因检测上,聚合酶链式反应技术已得到了有效运用。聚合酶链反应简称为PCR,PCR技术主要通过三个阶段对食品进行安全检测,即变性、复性以及延伸。对DNA模板进行建立,将寡核苷酸作为引物,通过聚合酶作用,沿DNA模板顺序以半保留复制的方式延伸而完成DNA分子复制就是PCR技术的基本原理。在依靠多次的增容以及扩展以后,PCR会变成符合食品检测需求的检测物。该技术由于具备诸多应用优势,因此之后也被合理运用到了各大领域中,尤其是在食品安全检测工作上,该技术已显示出了较好的运用前景。但与此同时,聚合酶链式反应技术也存在着一些不足之处,比如食品中假若有已死亡的细菌存在,那么便会显示为假阳性,针对制毒微生物所产生的毒素,该技术也无法进行全面检测。 2.2生物传感器技术在对生物传感器分子识别原件进行选取时,需使其具有较好的选择性。在和待测物的特异性进行结合以后,依靠对应的信号转换器,分子识别原件所产生的光、热等复合物可促使其进行转化,变为能够输出的的电信号以及光信号,并可将其进行放大然后输出,最后得到检测结果。一般而言,生物传感器具有许多优越性,例如操作简便、敏感性高、反应速度快等,相比于传统性质的食品检测方法,此种检测方法更具科学合理性。另外,运用生物传感器技术,可使安全可靠的食品检测系统得到建立完善。运用此技术,可使检测所用时间得到缩短。倘若要对牛奶以及热狗等食品中的葡萄糖球菌肠毒素进行检测,就可促使其灵敏度得到明显提高,并有效地控制好检查时间。但对当前的实际情况进行分析可知,受计算机技术、生物材料等因素的影响,在食品检测方面,生物传感器的商业化程度仍旧不高。 2.3酶技术在对食品中的残余农药以及微生物污染进行检测时,我们主要可运用到酶检测方法,而这也是较为常见的一类食品检测方法。与此同时,在食品安全检测领域里,酶联免疫分析检测技术已得到了广泛运用。该技术对酶学以及免疫方法进行了结合,并具有较高的准确性以及灵敏性。在对蔬菜和水果当中的菌剂噻菌灵进行检测时,酶联免疫分析检测技术已显示出了较好的敏感性。当前,美国化学会已将此方法纳入到了农药残留检测法当中,而在我国,该检测方法也得到了广泛运用,并取得了较好的效果。 2.4生物芯片检测技术随着全球化经济的发展以及各国贸易的加强,进出口食品也在不断增多。所以,为了对进出口食品进行有效检测,就需运用到高质量、高安全的食品检测技术以及安全监控体系。作为一类高新生物检测技术,生物芯片检测技术在进出口食品安全检测工作中已得到了有效运用。该技术主要对光导原位合成进行了运用,可将大量的生物大分子按照一定顺序进行固化。针对已经通过标记的待测生物样品,该技术可对其中靶分子进行杂交,并运用特定设备对杂交信号的强度进行快速检测,在对检测仪器进行选取时,可优先选用电荷偶联摄影像机,或是运用激光共聚焦完成扫描,进而统计出样品中靶分子的数量。针对食品的安全状态,运用生物芯片技术,我们可进行深入了解。另外,在进出口食品监管管理工作中,快速反应系统以及预警系统的建立完善都离不开生物芯片检测技术。 2.5免疫法当前,在食品生物检测技术中,免疫法具有最高的灵敏度。另外,该技术还具有容易操作、再现性好、科学可靠等优点,并在食品安全检测工作中得到了有效运用。免疫法可对蛋白质进行检测,蛋白质之间的物理性质以及化学性质差别较小,而运用免疫法则可进行有效区分。 2.6基因探针技术当前,基因探针技术主要分为两种,即同相杂交以及异相杂交。在对食品安全进行检测时,大肠杆菌检测是一项重要内容。对大肠杆菌进行分析可知,其具有p一葡糖苷酸酶的特性,在进行检测时,可对以B一葡糖苷酸酶为目标的DNA探针进行制作,使食品检测工作的效率得到提升,并对传统食品安全检测工作中的问题进行有效解决。 3.食品检测生物技术的具体运用 3.1检测食品的品质和成分针对食品的成分以及品质,生物感应器是最为常见的检测方法。在早期,所使用的生物感应器主要为葡萄糖感应器,可对食品的含糖量进行有效检测,并得到了广泛运用。例如,在对鱼类新鲜度进行检测时,日本已使生物传感器实现了商品化。另外,针对食品中含有的香味物质,在进行检测时还可运用到生物技术。具体的操作方法是:将蛋白和需进行检测的某种气味进行结合,使其成为敏感材料。对于人类身体健康以及生态环境,转基因食品会带来一定负面影响。所以,对转基因食品进行检测就变得尤为重要。当前,主要的检测技术有蛋白质检测、酶活性检测以及有酸检测三种。 3.2检测食品中的有害微生物对科学有效的食品检测技术进行运用,可使微生物的传播得到较好控制。对于人类健康,食品中的微生物会带来一定危害,并严重降低食品质量。因具有诸多优势,在微生物的检测工作中,生物检测技术已取得了较好效果。当前,在对食品微生物进行检测时,常用的生物技术主要有酶联免疫技术、生物传感技术以及合酶链式反应技术。 3.3检测食品中的残余农药)随着时代的发展,如何对食品中的残余农药进行有效检测和分析已受到了人们的高度关注。倘若食品中残留农药,人民群众的生命安全就会受到严重危害。当前,在食品残余农药检测方面,主要运用的生物技术有酶技术以及生物传感器。 4.结束语 综上所述,在食品安全检测工作中,生物检测技术因具有诸多优势已受到了有效运用,并具有较好的发展前景。而为了对人民群众的生活质量进行提升,使食品安全得到保障,我们就需对现有的生物检测技术进行运用,并采取措施对生物检测技术进行革新和完善,使其价值得到最大发挥。 作者:黄敏江单位:佛山市三佳食品有限公司 生物技术论文:实践教学生物技术论文 生物技术实验教学平台为我校动物科学、生物技术、生物技术等本科专业开设实验课程,从教师的教,学生的学和考核机制三方面入手进行了研究。 1需要培养建设一支高素质的教师队伍高校教师的业务水平如何决定培养学生能力的高低。通过教师攻读在职学位、到高校进修,开展各方面的交流活动,教研室所有教师都要参与实验、实习、课程设计、大学生科技创新等实践教学环节,不断提高教师的业务素质和工作能力,将成为人才培养的保障。 2需要建立科学合理的实践教学计划根据具体培养要求,在培养计划中建立一个基本完整的实践教学模式。按照实践教学目标体系,整合实践项目和内容。在学生入学后的不同学习阶段,分别在各个实验室进行学习,按照循序渐进的教学原则,设置各个课程的验证型,综合型实验,另设置基础和专业课的实习和实训,虽然这些课程都有专门的培养方案和教学安排,但如何科学安排好各个课程的衔接,还需深入研究。 3需要研究实践教学体系的组成按照专业实践能力培养的自身规律性,首先针对本专业的培养目标,体现理论教学与实践教学相互联系,建立符合实际、具有科学性和操作性的实践教学体系,分别包括了实践教学基础训练(课程教学实验、专业教学实验)、实践教学的依托训练(毕业实习、科研训练)、实践教学优秀训练(各种设计性实验、毕业论文实验)、实践教学补充训练(社会实践),这四个训练贯穿整个学程,构成培训学生基本能力、综合能力和创新能力的平台。教学实践环节可分为四大类进行:认知实践:结合基础阶段所学理论,激发学生对本专业后续课程的求知欲望,为学习专业基础课和专业课提供感性认识;课程实践:选择一些专业主干课程,根据每门课程的授课内容和教学进度,安排学生实习,加深学生对授课内容的理解;专业实践:使学生系统参与专业课的具体实践,培养应用与创新能力,团队协作和交流能力。落实到各个专业课程的实践中;综合实践:按本科培养方案的要求,撰写毕业论文,组织答辩。实验考核的效果能够反映平时实验课的成绩,考试的目的是为了促进学习,从而进一步保证实践教学质量的不断提高。 4改革实习环节,以社会实践为补充,充实第二课堂内容学生要能够综合运用所学知识了解实际问题、能够独立分析和解决实际问题的最好途径是实习。生物技术专业的课程包括教学综合实习、专业实习和社会实践三个方面。实践性较强的课程都加强了课程教学综合实习。按照专业培养目标的要求,有计划有组织地参与社会活动,了解现实社会、认识当今的国情、增强年轻人的学习使命感和社会责任意识,在实践中进一步完善知识体系,使学生增强适应社会的能力。第二课堂在培养学生综合素质等方面发挥着重要的作用,如组织课题组活动,参与大学生科技创新项目,到实践基地参观实习。在教学实践环节中实验考核的效果能够反映学生对待实验课的态度,进一步保证实践教学质量的不断提高。 5需要建立有效的实践教学考核体系实现教学目标的一个重要手段是在一定的时间内进行教学评价,它是教学工作的重要环节。学习尝试有些实验课作为单列的课程,根据各实验课程的要求及不同情况,采取各自不同的实验考核办法。实践证明实验考核可以调动学生的积极性,加强学生应对挑战的能力。总之,通过认真总结、借鉴国内外大学实验实践教学中可以采用的方式、方法和途径,增加交流学习的机会,认真研究高等院校学生的特点、调动同学们参与意识,进一步发挥教学平台的优势,创新实验、实践、模拟、见习等多种教学方法,为学生提供更多的实践机会。切实有效地加强大学教育的实践教学环节的组织和管理,提高实践教学环节的教学质量,使实践教学能真正发挥优秀作用。 作者:姜成哲崔明勋高旭王妍单位:延边大学农学院 生物技术论文:导师制引入生物技术论文 1传统培养模式的不足 从大的环境方面上看生物技术专业人才有巨大的市场潜力,但从目前毕业学生实际就业率看,生物技术人才市场供给和需求信息是非常不对称的,而且相关的专业人才就业与企业对人才的需求也是不对称的。一方面企业需要人才,但是在另一方面上,毕业生的综合素质却远远不能满足企业的需求,这充分说明,传统的生物技术人才的培养模式存在欠缺和不足。 1.1理论教学中的不足众所周知,生物技术作为一个新兴的理科专业,学科专业交叉性强而且涉及领域非常多,所以学科内容涉及的范围广,内容比较杂。这就对任课教师的理论素养和能力提出了较高的要求,但是,很多开展此专业培养的高校却并未建立一支属于生物技术专业的专职实验教师队伍,使得大部分的教师既要承担理论教学,又要承担实验教学,任务繁重,教师没有充分的时间去提升自己的理论素养、去思考如何提高教学质量。 1.2实验教学中的不足生物技术专业实践性较强,所以实验课程较多,仅利用上课时间完成略有勉强,不利于学生充分吸收实验课程的内容。有一些实验耗时较长,在规定时间内可能无法完成,须利用课余时间来继续完成,学生急于求成,难免将实验当成一种负担,粗糙的任务式完成。同时,由于学生多,教师少,教师对于实验教学的监督力度也是不够的,对于实验考核方面也缺乏严格合理的制度来促进学生对实验的动手能力的培养。 2“导师制”的实施方案 为了提高教学质量,使得生物技术专业本科生的培养与社会需求相符合,笔者提出“导师制”培养实施方案:①本科生在读期间,每个学期均可报名参加学校老师的科研课题。②根据学生自愿及老师挑选的双向选择下,每个课题安排一至两个组的同学。每个组6个同学。③课题的主持人为导师。④课余及寒暑假期间,课题组学生跟随导师熟悉实验器材的使用、实验室规则,以及动手协助老师完成科研课题。⑤导师定期组织课题组学生开组会。组会内容为汇报一段时间内的实验成果,对完善实验提出各自的意见并讨论,指导、组织大家从理论上学习1~2种实验方法,形成互相监督,互相学习的氛围。⑥导师将学生的组会发言,动手能力,积极程度等方面进行考核,给出评分,计入毕业成绩总评。 3“导师制”培养方案的探索 3.1优势①教师方面:“导师制”的实施由于需要对学生进行实验的具体指导,以及组会的组织,对身为“导师”的教师提出了更高的要求,这必将促使教师不断的学习,提高自身的科研素养,并锻炼教师的管理组织能力。②学生方面:“导师制”注重理论结合实践,要求学生参加到具体的课题设计、实施中去,极大的提高学生学习理论知识和参与实验的积极性,培养了学生的科学素养,锻炼其动手能力;而定期组会的开展,要求学生不但要对自己的所学进行总结,还要能洞察其他同学的不足之处,因此要求学生做足会前准备,提高了他们的自学能力和学习效率。③资源方面:“导师制”的培养方案充分利用闲暇时间,学习和使用实验器材,使实验资源得以优化利用。 3.2不足及解决途径①“导师制”需要学校有合适的科研课题,并且其数量要满足学生的需要。为了解决这个问题,学校要出政策鼓励教师申报科研课题,甚至鼓励学生申报科研课题。在教师和学生的双向选择上,学校要宏观调控,避免出现各课题组成员人数的失衡而导致的课题资源的浪费。②“导师制”要求课题组的同学一直跟进一个课题,而每个课题的研究方向、涉及的实验方法都有局限性。可能导致学生接触的知识点不全面。因此,学校应允许学生在读期间每个学期都可以根据学习任务及自己的学习情况申请参加不同的课题研究。考核也应放在毕业总评中,而不是放在特定的某个学年。 4总结 “导师制”的人才培养方案能让学生尽可能的不受实验室、实验学时、实验项目的限制,在导师和学生的互相监督下,在学校加强管理的基础上,可使学生在合理安排自己课余时间的情况下,较自由的应用学校的资源,促使其更好的学习专业知识,熟悉实验仪器的使用、实验步骤的实施以及实验的具体操作,注重对学生实践能力的培养;同时,培养了学生自主学习能力,创造了条件帮助学生积极参与学习,使学生乐学、爱学、善学,促进学习效率提高。在此培养模式下培养出的本科生将具有良好的科学素养、创新精神、组织沟通能力和动手能力,与社会对此类人才的需求更加衔接,符合生物技术专业本科生的培养目标,值得尝试推广。 作者:刘瑞珍单位:赣南医学院 生物技术论文:农业种植生物技术论文 1农业种植中应用生物技术的重要意义 随着科学技术的发展,生物技术得到了快速发展,尤其是近几年才兴起的新技术,具有投资少、产量多的优点,在农业种植领域中广泛应用生物技术具有十分重要的意义,不仅能有效提升我国农作物产量减少资金投入,也可以提高农产品产量,并且可以实现自然资源的综合利用,因此,生物技术对资源的利用具有重要影响,可以确保环境保护工作的有效开展。 2农业种植领域中生物技术的应用 随着生物技术不断的发展和进步,生物技术在农业种植中得到广泛应用,主要包括以下几个方面: 2.1转基因技术转基因技术应用到农业种植领域中,即通过将某一农作物的优良基因转移到另一农作物上,以达到提高农产品产量、产品质量的目的。转基因技术的工作原理是通过对某一农作物的基因进行改造,并重新组合,最终将其导入到生物体内,其中,目的基因的提取是转基因技术的优秀,据调查了解,当前农业种植中应用最多的生物技术则属于转基因技术,转基因技术对农业种植具有十分重要的意义,在农业种植领域中,常用的基因有种子贮藏蛋白质基因、苏云金杆菌抗虫基因等,由于植物中提取的目的基因具有良好的性能,因此,利用转基因技术提取植物中的目的基因,并将其转移到另一农作物上,不仅可以促进农作物的生长,也可以提高农产品产量、质量,因此,转基因技术应用在农业种植中具有重要作用,其可以有效促进农业的可持续发展。随着我国对生物技术的不断研究,转基因技术将会得到进一步发展,并且转基因技术的应用规模也会逐渐扩大,据资料表明,当前转基因类植物的种植范围正在不断扩大,在我国农业种植中,利用转基因技术种植的植物面积呈进一步扩大的趋势。除此之外,在农业种植中生物技术最为突出的则属于杂交育种技术,杂交育种技术与转基因技术相比,其操作更为简单,在农业种植实践中,杂交育种技术已取得了良好的效果。 2.2组织培养技术组织培养主要工作原理是在细胞全能性的基础上利用人工诱导的组织培养技术,这就要求植物细胞需要处于无菌的状态下,才能确保植物细胞得到良好的发育,最终生长成完整的植株。将组织培养技术应用到农业种植中,既可以加快植物繁殖的速度,也可以在固定的时间内培育出满足符合当地农作物生长优良品种,同时还能够有效防止病毒对农作物幼苗的侵害,因此,针对组织培养技术对农作物生长的有利条件,在今后的农业种植中,应大力推广和运用组织培养技术,但是,组织培养技术在农业种植中,应注意以下几点:在植物组织培育中,培育植物的阳光温度、湿度等应满足植物组织培育的条件,并且培养基组成结构、pH值等化学条件也应符合标准要求,有效控制外界因素对植物组织培育的影响,为植物组织培养发育提供优质的条件,并且在初代培养外植体过程中应做好外植体褐变处理工作,由于外植体在接种过程中容易发生褐变现象,然而,褐变现象的出现将会影响植物外植体的培育,所以,做好褐变处理工作,以保证植物培养工作顺利进行。 3结语 通过分析生物技术在农业种植中的应用,可以看出农业种植中生物技术的运用具有良好的发展前景,尤其是转基因技术,在生物技术研究中,应加强转基因技术的研究,并扩大其他生物技术的研究,如光合作用、生物固氮技术等技术的研究,突破现阶段受科研水平限制的因素,使生物技术在农业种植中得到广泛应用,进而促进农业的不断发展。 作者:严昕辉单位:九台市九郊街道办事处农业服务中心 生物技术论文:创新人才培养生物技术论文 一、生物技术的发展与人才培养的趋势 最早的生物技术起源于远古时代,传统的生物技术被用于发酵食品,或抗生素,现代的生物技术被用于分子生物学,如克隆技术等。高端全面的技术人才是生物技术发展的优秀竞争力,生物技术是在我们生活中应用最广泛的一门学科,如:医学、环境、农业粮食等领域都应用到生物技术,可谓生物技术与我们的生活技术息息相关。生物技术的特殊性,使得我们不得不重视这方面的人才培养。高等院校作为高等人才培养的基地,对人才的培养起着决定性的作用,生物技术作为近些年高等院校先增添的一门学科,已为社会各界培养了大批的人才。但随着社会和经济的加速发展,传统人才培养模式已经不能完全满足当代人才培养的需要,因此对高校而言,发展一种创新型的人才培养模式是非常必要的。 二、坚持与时俱进,探索创新人才培养途径 培养模式是人才培养的关键,科学合理的培养模式,能够最大程度的丰富学生的知识,同时能够提高学生的自主创新能力,使学生学以致用。在人才培养的方案制定过程中一定要与人才的培养目标相符合,这样才能满足人才培养要求,而人才培养的质量又要与人才培养目标相一致,这样才能满足社会对人才的要求。在培养过程中我们要制定合理的课程体系,注重学生个性发展,使其能够体现出自己的特点,发挥其优势。 (一)理论与实践相结合,提高学生解决实际问题的能力传统的生物技术学科教育,是在课堂上进行基础理论知识的传授,然后再进行一些理论性的实验教学,这样的教育模式虽然使学生掌握了课本的理论知识和一定的动手能力,但是却忽略了对学生的创新引导。同学们没有掌握解决实际问题的能力,这就使得一些毕业学生进入企业后有种摸不着头脑的感觉。针对这些问题,我们在要改变传统的教育模式,教师要更多带学生到企业中去学习实践,把企业中所用的生物技术更好转化成教学实验,改变传统的实验条件和环境,这样不仅能够提高学生今后解决实际问题的能力,也能激发学生思考问题的能力,使学生能够更快更好的适应社会,回报社会。 (二)分析学生特点,因材施教,有针对性培养生物技术作为一种新兴的学科,其发展必将带动更多的高新技术和产业的创新,而生物技术的实践必须靠一批高素质人才去开拓,传统的理论教育可能无法满足发展需要。这就需要在培养人才的过程中,认真分析每位学生的特点特长,指导教师可有针对性地进行具体化教学,这样一方面学生可以更有效率的利用学校的教育资源,不至于一群学生去挤着一台机器做实验。另一方面,针对学生特点制定的科教方案,可以更充分调动学生的学习兴趣,开发出学生的特长,从而提高创新意识和创新思维。针对性的教育培养模式,不仅使教师的教学任务减轻了,也使学生学习方向更加明确,掌握的知识更加扎实,且培养了学生的实践能力以及创新精神,一定程度上提高了今后就业的竞争力,更能体现高校为社会培养人才的目的和水平。 (三)加强创新思想引导,提高创新能力生物技术学科是一门发展的学科,更需要与时俱进、勇于创新的新型人才。所以在生物技术学科人才培养中,我们要始终坚持加强创新思维的培养,把培养创新的元素融入到整个教育过程中,从教学内容的更新,教学工具的更新,教学方法的改善,教学条件现代化等各个环节进行创新性引导。 三、生物技术的展望与生物技术人才的未来 当今社会是经济高速发展的时代,谁掌握了科技,谁就掌握了发展的方向。生物技术学科是一门交叉性、实践性很很强的学科。其不仅具有高新的技术性,还有广泛的应用性,社会各界都需要这方面的人才。农业、医学、工业、环境等都有生物技术的应用,生物技术能够解决许多人类面临的难题,同时也能在生产中产生很多的经济效益。人才是推动科技创新的关键,优秀人才不仅能够运用知识解决实际问题,同时也能根据自己的创新思维去推动技术的革新。 作者:佘美华单位:南华大学药学与生物科学学院 生物技术论文:金刚石生物技术论文 1引言 近年来,随着我国的经济发展和社会进步,无论是地质找矿,还是工程勘察,对钻探的需求都越来越大,也都面临着地层越来越难打的问题。而金刚石———这一超硬材料的出现,不仅大大地提高了普通地层的钻进效率,而且解决了坚硬地层进尺难、不进尺等问题。然而天然金刚石在大自然中存在少,且难以开采,用于制作钻头成本高。近些年的人造金刚石,可以说很好地解决了这个问题。众所周知,金刚石由C原子构成,和石墨的成分一样,同为C元素的一种单质,区别在于石墨排列松散而金刚石排列致密。人造金刚石的主要原理即是利用高温高压使得石墨中本来松散排列的C原子重新定向排列,形成紧密、有序排列的金刚石。然而利用高温高压合成金刚石,不仅需要消耗大量资源、能量来提供高温高压环境,而且需要的时间长,合成出来的金刚石颗粒远远小于天然金刚石。故笔者想到,是否有其他方法,能够在常温常压下合成人造金刚石,并尽可能地缩短合成时间、增大合成所得的颗粒。大自然是神奇的,自然界存在许许多多神奇的生物,能够通过自身作用,产生对人类生产生活有用的物质,如蚕吐丝、蚌壳生珍珠,故笔者联想到,是否能利用生物来生产金刚石呢? 2实现的可能性讨论 2.1耐高温耐高压生物的找寻首先,我们想到,金刚石的制造需要高温高压,故要寻找能够制造金刚石的生物,我们可以从寻找能够在高温高压下生存的生物开始,逐步破解难题。通过查阅资料,我们发现,世界上生命力最强的生物———熊虫。熊虫又名水熊、水熊虫,是缓步动物门生物的俗称。这是一种小型动物,主要生活在淡水沉渣、苔藓植物水膜和潮湿土壤中,还有一少部分生活在海水潮间带。这些熊虫分布甚广,无论是在海拔6000米以上的喜马拉雅山脉,还是深度4000米以下的深海中,都有他们生活的足迹,北极、热带、温泉、深海中,都有分布。不仅如此,即使在真空中,水熊也可以生存。水熊,这种世界上生命力极强的生物,极难被杀死。水熊是一种小型动物,只能在显微镜下才能观察到。熊虫生命力极强,根据实验数据显示,具体体现在如下四个方面:(1)生存温度,即使在零下200℃的环境中,也能生存3-5天;当温度降至零下272℃时,亦能存活2分钟。(2)生存空气,熊虫在真空中能生存。(3)放射环境,熊虫不惧放射线,在5700格雷强度的放射线下存活良好(1格雷放射线相当于5000台胸透仪的放射强度,10~20格雷强度的放射线就能轻易杀死人类或者地球上大部分的动物)。(3)生存压力,即使在600兆帕的压力环境下也能生存。德国佛莱堡大学的拉姆(20世纪20年代)研究发现,即使将熊虫置于很极端的环境下,只要给予水分和正常温度,熊虫即能复活并且缓慢移动。另有科学家给予盐矿中冬眠数百年的水熊虫水分和营养,水熊虫能够苏醒并恢复。然而,通过以上分析,我们发现,世界上生命力最强的生物,却最多只能承受600mpa的压力和150摄氏度的温度,远远低于人造金刚石的熔媒法所需的静态超高压(50~100kb,即5~10GPa)和高温(1100~3000°C)。同时,我们发现,本身制造金刚石需要高温高压,那么寻找这样一种生物载体,却还是要将金刚石置于高温高压中,并没有从根本上解决问题。因此,从这个角度出发的生物制取金刚石的方法,并没有实际意义。 2.2蚕吐丝、蚌壳生珍珠的启示我们考虑是否能够通过蚕吐丝和蚌壳生珍珠的类似原理来制造金刚石,故首先我们先来分析蚕吐丝和蚌壳生珍珠的原理。蚕吐丝形成的原因:桑叶当中,含有水、蛋白质、糖类、脂肪等成分。蚕吃进桑叶以后,经过消化分解,吸收桑叶中的蛋白质和糖类,造成绢丝蛋白质。绢丝蛋白质再形成绢丝液,绢丝液经过蚕的吐丝和凝固作用,就成了丝茧。天然珍珠形成的原因:关键在于,刺激蚌的外套膜表皮细胞,使其急剧分裂增殖,逐渐形成珍珠囊从而包围刺激源。在此刺激下,蚌壳会分泌珍珠质,从而形成以刺激源为中心的珍珠。若刺激是均匀的,则形成的珍珠是圆球形的,若刺激是不均匀的,则形成的是非圆球形的珍珠。通过以上分析,我们发现,无论是蚕吐丝还是珍珠的形成,都是生物将该种物质的原料消化、整合、重新分泌,并且层层叠加,分泌凝固后从而形成不同形状的新物质。那么联想到这一点,我们考虑,是否有这样一种生物或者生物技术,能够将含C物质分解成C原子并将C原子按照金刚石的微观原子构造进行重新排列,即类似于微观操作技术,从而在常温常压下得到金刚石。鉴于现在化学技术发展水平,已经可以对原子进行操纵和排列,所以,以上想法是有可能实现的。然而,现在自然界中,并不存在一种能够消化含C物质并吸收分泌出C原子层层叠加的生物,故单纯利用自然界已经存在的生物本身特性制造金刚石在目前来看,是不具有实现的可能性的。 2.3实现性分析排除自然界中有生物能制造金刚石的可能之后,我们考虑采用当下火热发展的生物技术来制造金刚石。眼下,现代生物技术迅猛发展,现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程,它们逐渐影响着和改变着人们的生产、生活方式。所谓生物技术是指“用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术”。根据前文分析,我们考虑用基因工程的方法来制取金刚石。基因工程要素包括外源DNA、载体分子、工具酶和受体细胞等。首先需要解决的是外源DN段,目前还未发现有生物可以产生碳单质,所以目前外源DN段的获取这一条件还未满足。不过,虽然目前还没有发现这一外源DN段,不过我们大胆的猜想,如果世界上有这样一种基因能够分解含C的化合物,从中得到C单质,并且能够将C单质按照金刚石的排列形状紧密重组、排列。那么就可以将此外源DNA导入受体细胞,利用生物在常温常压下得到金刚石,从而节省工业生产金刚石中提供高温高压而消耗的能源。所以,利用基因工程得到金刚石是有可能的,不过它的实现需要生物工程上的突破,现阶段只能是假设和猜想。此外,可以考虑利用细胞工程、基因工程中,对微观分子、细胞的操作技术,考虑对C原子按照金刚石的排列顺序进行重组排列,从而在常温常压下制取金刚石。 3结论 为了实现利用生物、生物技术制造金刚石的目的: (1)我们首先考虑寻找耐高温高压的生物,即使世界上生命力最强的生物熊虫,也无法承受人造金刚石所需要的高温高压。而且我们发现,本身制造金刚石需要高温高压,那么寻找这样一种生物载体,却还是要将金刚石置于高温高压中,并没有从根本上解决问题。 (2)其次,我们借鉴蚕吐丝、蚌壳生珍珠的原理,得到常温常压下利用生物技术生产金刚石的思路:将含C物质分解成C原子,按照金刚石的微观排列构造顺序进行排列。 (3)最后,分析了现有的生物技术,并提出可利用基因工程中对基因的改造、细胞工程中对微观物质的操作来生产金刚石。 作者:张真陈杰单位:中南大学 生物技术论文:医疗器械方面的生物技术论文 1功能性生物材料 组织损伤的情况不同,使用的胶原材料也有较大的区别,如骨组织损伤进行修复时,一般使用脱钙的骨胶原(DBM);肌肉、皮肤或者外周神经损伤,进行修复时一般使用胶原膜(CM);如果属于中枢神经损伤需要修复,则应使用有序的胶原材料(LOCS)。另外功能性胶原生物材料对于不同的组织损伤的再生有良好的效果,包括CBD-PDGF,其能够活化胶原膜,使得皮肤组织能够再生修复;CBD-BMP-2的作用在于活化脱钙骨胶原DBM,使得骨损伤得到修复;CBD-BDNF对于有序的胶原材料LOCS有着良好的活化作用等。 2生物技术运用于心血管器械方面 生物技术运用于心血管方面,主要是利用天然的组织修复身体的病变部位,或者使用选择性的合成材料代替病变组织,具体的运用分为以下几点:(1)在生物技术研究的初期,医疗器械的的适用范围较小,一般是人体生命垂危时才会使用。近年来医疗领域在植入性合成聚合物的研究方面逐步深入,且研发了各种心脏的辅助器材;(2)心脏瓣膜的发展,使得生物瓣膜、机械性的修复瓣膜得到了广泛的使用,每年将瓣膜植入身体的人群数量逐年增加,常见的瓣膜类型包括嵌入盘、嵌入球、倾斜盘等;(3)永久性植入心脏的辅助装置、临时性植入心脏的辅助装置、人造心脏等,也逐步获得了较好的效果,该类装置能够使得衰竭的循环系统或者心脏保持基本的正常功能,且能够有效减少心脏负担,优化心脏的供氧情况;(4)血氧发生器也属于该类器械,其主要分为膜型、鼓泡型、空心纤维型等不同类型。在氧发生器的开发方面,模型氧发生器是最为关键的技术,该氧发生器与人体吸气过程中的生理条件极为接近。如果人体的血液的功能由于疾病而减低,可以利用相应的的PVC、PTFE玻璃纸等生物材料制作成膜式氧合器没维持机体的功能正常。 3生物酶的运用 生物酶在医疗器械的运用主要是清洗器械,在自动清洗剂中添加适量的生物酶,其对于医疗器械上多种污渍生物酶的清洁效果十分明显,包括血渍、蛋白质污渍生物酶等。由于上述物质会限制微生物与灭菌因子的接触,需要该类技术进行彻底的清洁。利用生物酶将医疗器械进行浸泡,时间为三分钟,其即会将把污渍分解成细小的碎粒,脱离物品的表面,医疗器械得到彻底的清洗。该生物酶清洁医疗器械,优点在于清洁效果良好,不会对器械产生腐蚀,且能够使得器械的使用寿命更长。 4数字化生物技术的运用 数字化生物技术即为医疗自动化技术,其在医疗器械方面的应用十分广泛,包括心脏起搏器、剖析监护设备、放射设备等嵌入式的技术;分光光度计、肌动的电流扫描器等,其均需要性能良好的数字信号处理系统提升器精度;医疗机器人技术、无线通讯技术、自动化的测试、感应器等技术,由于医疗设备的消耗量较大,该类器械的发现潜力极大。 5结语 生物技术属于现代十分先进的技术,其发展速度快,影响深远,且具有较大的发展潜力。该技术的应用范围极为广阔,包括环境保护事业、农业生产方面、医学技术方面、医药制造方面等,其也能够应用于医疗器械的生产与开发方面,提高医疗器械的性能,使之功能更加全面,效果更加显著。本文仅从一般的角度分析了其在医疗器械方面的应用,在实践的医疗活动中,医疗机构可以根据实际的情况及自身的需求,科学的引进生物技术,提升自身的医疗水平,更好的服务社会,带来良好的社会效益。 作者:郑雯雯 单位:山东恒信检测技术开发中心 生物技术论文:农业动物生物技术论文 一、我国农业动物生物技术的发展趋势 根据我国农业畜牧业的现有基础以及对动物生物技术的实际需求,国家应该集中各种力量,着重对生物技术开展基础性的研究,加大技术的投资力度,对一些利润高的技术产品进行重点投资,根据我国农业动物生物技术的现有基础和社会发展变化的主要形势,预计农业生物技术将在以下几个领域取得长足发展。 1.分子生物学技术 由于农业养殖日益呈现出规模化与集约化较高的特征,再加上人们对短期经济效益的集中追求,所以我国传统的畜禽品种资源将会遭遇越来越严重的破坏,其群体数量将日益降低,品种资源的破坏形势会日益加深,根据这种现实情况,未来农业动物生物技术将在以下分子生物领域进行发展:对我国固定的优良品种或基因进行挖掘与定位;为畜禽的遗传多样性进行保护的分子监测技术;我国固有畜禽品种的起源与进化的比较基因组学研究;保存动物遗传资源的生物技术研究。 2.分子育种技术 我国农业中的畜禽育种工作经过长时间的发展,逐渐由追求数量转向追求质量,育种方法也逐渐由数量遗传法转向分子育种与常规育种相结合的方法,所以分子育种技术的改进将是未来阶段我国农业动物生物技术的一个主攻方向,分子育种技术的研究将集中在标记辅助育种技术、数量性状主基因的检测和定位技术、动物功能和抗病基因的诊断技术以及试剂盒的研究,通过这些方面的技术研究提高动物产品的质量,实现其最大效益。 3.分子诊断技术 畜禽疫病是对我国畜牧业生产以及产品安全造成主要影响的关键因素,畜禽疾病的危害严重、流行面广,潜在危险性较大,一旦发生就会造成较大的经济损失,因此,利用免疫学、现代分子生物学以及病毒学的相关技术,对我国畜禽的重要疫病进行分子生物学研究是是农业动物生物技术的主要发展趋势之一,主要包括:重要畜禽疫病的分子诊断、监测、重要畜禽疫病病原的大分子结构与功能研究以及试剂盒的研发。 4.转基因动物技术转基因动物是一种将胚胎工程与分子生物学有机结合而研究出来的一种基因工程动物,这种技术是克隆技术的突破性进展,影响动物发育过程中的基因表达,能够促进遗传学与发育生物学以及相关学科的发展,是加快动物育种进程、提高育种效率,为濒危动物提供生存方式的有效方法。 二、结语 综上所述,加快农业动物生物技术的研究,促进该项技术的有效运用对农业畜牧业的健康发展具有重要的作用与意义,所以相关部门应该在深入分析我国农业动物生物技术发展现状的基础上,总结相关经验,掌握我国动物生物技术发展的主要趋势,对分子生物学技术、分子育种技术、分子诊断技术以及转基因动物技术进行重点研发,不断促进我国农业动物生物技术的进步,推动农业的可持续发展。 作者:陆印 单位:白城师范学院 生物技术论文:药物检测生物技术论文 1生物技术药物分析检测方法 1.1化学仪器分析法 随着软电离技术的迅速发展,对于一些具有复杂结构的大分子生物聚合物,质谱法可将其进行电离分解后在电场和磁场作用下进行离子质量分析,从而获得有机物分子式和结构信息,方法高效、快速准确。将色谱法与质谱联用可形成更强有力的联用分析技术,实现对极低浓度的生物样品的含量测定和蛋白质多肽类药物的代谢动力学研究。核磁共振是一种吸收光谱(1H-NMR和13C-NMR应用广泛)。1H-NMR可以提供分子中氢原子所处的化学环境、相对数目以及分子构型等有关信息,13C-NMR直接提供有关分子骨架的结构信息。光谱携带大分子生物聚合物结构信息经过计算机处理,可确定氨基酸序列、核酸的分析和定量混合物中的各组分含量分析等。将核磁共振技术与高效液相色谱法或毛细管电泳法联用,分析能力强大并能拓展其在生命科学领域中的应用范围。但质谱,核磁共振仪器精密昂贵,工作环境操作技术要求高,普及性受限。 1.2生物技术分析法 生物技术分析法主要包括:免疫学法、放射性同位素示踪法、生物鉴定法和量热法等。免疫学法是利用蛋白质多肽抗原与相应抗体(单克隆或多克隆抗体)可以特异性识别结合的特点(结合比色法),借助显微镜观察定位,对蛋白质多肽进行定性定量分析。常用免疫学方法有免疫荧光法和酶联免疫吸附剂测定法。免疫荧光法:是将目标抗体标上荧光素,借助荧光显微镜进行抗原示踪定位的检测技术;酶联免疫吸附剂测定法:又称酶联免疫法,或ELISA法,是在酶免疫技术基础上发展起来的一种新兴的免疫检测方法,该方法是将可以催化底物发生显色反应的酶进行标记,然后通过显色进行分析检测的一种前沿特殊试剂检测方法。例如,动物血清蛋白药物或动物性食品中农药残留的ELISA法建立等。而放射性同位素示踪法则是将目标性分子或产物用放射性同位素标记(与内源物质区别),以研究目标分子或产物的体内分布、代谢行为。放射性同位素示踪法和免疫学方法虽然能够描述蛋白质多肽类药物的体内动力学行为,但不能够直接反映出蛋白质多肽类药物的生物活性和稳定性。生物鉴定法和量热法则分别依据生物药物的特异性反应原理和放热吸热原理对药物的生物活性和稳定性进行分析研究。例如,生物鉴定法利用组织或细胞对蛋白质多肽类药物的某种特异反应,界定药物是否具有生物活性,根据制剂-效应曲线对目标蛋白质多肽类药物进行定性定量分析。量热法则是通过测定样品在受热过程中的放热和吸热行为来研究样品中各组分相互作用及状态变化的一种方法,该方法多用于多肽的热稳定和结构分析。 2结语 在对生物技术药物的生物活性,稳定性和代谢动力学研究中,通常将化学仪器分析方法与生物技术分析方法联合应用。例如,将高效液相色谱与同位素、免疫学检测技术联用;荧光光谱法与免疫检测技术联用;质谱与核磁共振技术与免疫、生物鉴定法联用等。分析联用技术的迅速发展,为生物技术药物的检测提供了更为宽阔的发展前景。 作者:何文 单位:河南护理职业学院
石油化工工业论文:智能工业及石油化工技术变革论述 摘要:本文针对智能工业与石油化工技术的变革进行了具体的研究,首先阐述了石油与化工的现状,提出了智能工业为目标的变革措施,从空间维度和分布式应用两方面对技术框架进步进行了论述,最后提出了在工艺过程中无线化和无人化的实际应用。 关键词:智能工业;石油化工;技术变革 石油化工工业的转型是当前的一个重要趋势,主要因为石油石化工业受到新能源革命和页岩气技术以及化学反应工程新变化的影响。有关碳链变化的工业是石油化工工业的本质,石油化工就是对新物质和新应用进行创造和发展,石油化工技术的变革真正开启了新能源材料、新结构和功能材料的时代。 1石油与石化工的现状 将原油和天然气从陆地或海洋的油井中进行提取,然后利用各种方法将其运输到炼油厂。之后炼油厂通过各种物理和化学变化对原油和天然气进行处理。蒸馏是整个工业处理过程的优秀[1]。CDU和VDU是蒸馏的两个进程,其中将有价值的馏分和汽油从原油原料中提取出来是CDU的主要目的。炼油厂裂解的原料就是石化行业应用的材料:天然气的组成部分就是提取出的石脑油和丁烷。更轻和更宝贵的部分是通过对重油分子进行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是两种分解的过程。当前全球提出的100%新能源计划是最大的挑战,石油化工工业传统的框架将会被全电动和太阳能汽车所改变,因此石化可能会被新能源全面代替,新能源将会成为能源新的提供者者,而将在非传统能源方面集中石油化工的主要产品,如经过创新的有机高分子材料。 2技术框架的进步 2.1空间维度的进步 目前从空间上来说。石油化工行业要从人类居住的优秀区迁移到非适合人口生活的边缘区域,这是石油化工行业发展的一个重要趋势[2]。同时海上或陆地上的油井要从传统获取原油过度到对原油产品进行制造的方向。石油化工技术进步最直观的反应就是微型化的石化工业生产的过程,这个生产过程也是与地球表面的分布具有联系。反应过程空间尺寸的缩小受到纳米技术对催化反应贡献的影响,这也从侧面说明石化企业要从技术上对自己的工业空间进行重新设计。新石油石化工业空间的形态就是垂直工厂,当前的油井都是将陆地或者海洋内部的原油向陆地表面和海平面上进行提升,但是在未来要在陆地内部和海洋底部直接实验整合石油反应过程的目标,因此石油工厂发展的基本方向在地球表面上是不应该出现的。根据当前的开采技术相应的油气资源乐意在页岩层上进行获取,但是未来相应物质成份的转化可以直接在地下进行。其本质就是将转化与获取的过程融合在一起。 2.2分布式的应用 石油石化工业趋管线化是改变当前油气管线在地球表面遍布的一种必然趋势。所谓的管线就是支撑流体力学服务的系统,如果转化物质的过程在产油区本地进行,则会大大降低对管线的依赖程度[3]。从保护环境的方面来说,输油管线也是一种重要的潜在污染源,所以管线化的实现也是在一定程度上进行环境的保护。 3工艺过程的无线化和无人化 工业自动化技术发展基础结构的主要代表形式就是工业无线化,无人工厂和机器人服务真正意义上的实现都是由无线化来完成的。本文主要是对无线网络如何覆盖全工艺的过程以及普及无线应用如何用创新的商业模式进行促进这两方面进行重点研究。无线网线技术的演进速度对无线网络服务外包有着决定性的影响,这并不是用简单的投资回报问题就可以说明的[4]。传统工业企业自身无法实现运营无线工业网的主要原因是传统工业企业的本质是在有线通讯的基础上进行建立的,其在管理理念和应用创新方面没有积累有关无线化工艺过程的知识,对于处理无线化所产生的数据的能力也不具备。在传统的概念中就存在无人工厂,但是随着智能工业框架的发展对于当前各种技术挑战带来的需求无人工厂的本身已经无法使其得到满足,主要是因为在传统的概念中无人工厂主要是工业过程完成以后预置管理流和过程控制流的总称。但是在智能工业的框架中,需要对面向定制和迅速响应服务的系统进行建立,传统的无人工厂模式对于这种实时的影响过程难以使其实现。在无人工厂模式为未来的发展过程中,其管理平台的策略主要是利用模块化的功能来实现的,其不同工艺过程的安排和实施的共线或则制造平台化主要多是利用人工智能来实现的。 4结语 综上所述,随着我国经济和技术的发展,对新能源的利用越来越重视,而石油化工传统的框架将会受到新能源利用的巨大冲击,因此石油化工的技术框架也要进行变革和进步,如对纳米技术进行利用、对垂直工厂进行建造以及分布式的应用等,另外随着我国技术的不断进步石油化工的工业过程也会逐渐实现无线化和无人化,而且当前的石油石化工业对环境也会造成巨大的压力,这些都加快了石油石化工技术框架的转型,因此石油石化工技术的发展在一定程度上也是由环境决定的。 作者:赵云 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 石油化工工业论文:石油化工企业工业用火安全技术措施初探 摘要 : 在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业用火作业施工。笔者结合工作实践,阐述了切断与隔离、拆卸与遮盖、置换与清洗、清理与清除、监测监控等 工业动火“五项安全技术措施”。 关键词:工业用火安全生产技术措施 石油石化企业工业用火(又称工业动火)是指使用气焊、电焊、铝焊、塑料焊、喷灯、电钻、砂轮等工具,在易燃易爆危险区域内作业和维修油气容器、管线、设备及盛装过易燃易爆物品的容器设备,能直接和间接产生明火及火花的施工。在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业动火施工,而且经常是一边生产,一边用火,稍有不慎很容易发生火灾爆炸事故。因此,保证动火安全就成了石油化工企业的首要监控目标。 根据工作实践,笔者就陆上石油化工企业而论,认为确保安全用火作业施工,在制定动火方案时,应从以下五个方面采取安全技术措施。 1 切断与隔离 在对设备实施动火检修之前,必须使其与运行系统可靠隔离。在法兰上装设盲板或隔离是使检修设备和运行系统隔离的最保险的方法,应注意以下安全事项: 1.1 首先必须将需要用火的部位与整体断开。如将动火的设备、管道及其附件和相关联的运行系统整体断开,关闭闸门,拆掉相联的管线,并加好盲板或堵头。[1]应特别注意,不能用简单的关闭阀门代替隔绝。盲板除必须保持不渗不漏外,还应保证能承受管路的工作压力,避免受压破裂。盲板的强度应按平封头的强度标准计算。有条件的工艺设备在盲板前应加放空管或压力表,并派专人监管和挂牌警示。 1.2 如果用火部位与相临危险装置很近,应在动火作业区四面加筑防火墙或防屏障。[2]这样做的目的,一方面,隔绝了易燃易爆的物料和介质气体进入用火作业施工点;一方面在用电焊作业时防止电流进入主体危险装置。 1.3在管道与容器连接的部位进行用火作业时,通常采用绝缘螺栓将管道法兰与容器法兰之间加绝缘盲板临时固定,以隔离管道与容器法兰之间的电焊杂散电流的通道。 1.4在采用电焊用火作业中,实行防护接地措施是非常必要的。防护接地是为防止被用火的设备、设施及管道、容器因电焊机杂散电流引起火灾而设置的专用接地线,其接地电阻应小于10Ω。施工现场电气线路布局与要求应符合GBJ50257的要求。通过接地线将杂散电流引入大地。 2 拆卸与遮盖 2.1在易燃易爆危险区域内,应严格限制用火。但在确需用火作业的情况下,凡能拆下来的设备、设施、管线及其附件应从主体上拆下来,拆卸(安装)时应采用防爆工具作业。与主体危险装置隔离后,移到非用火区域安全地方预制用火,用火后及时熄火清理场地,再将预制好的设备、设施、管线及其附件安装回原处。[3] 2.2 对于用火作业点(处)相邻的非密闭的设备槽、取样口、罐口、放空排放口等处,凡是用火作业施工中所产生的电火花能溅及的地方,包括容易被人忽视的排污沟、地下井口、集油池等,都要进行密闭封堵遮盖。同时还要注意来自周边处于上风向30米产生易燃易爆的气体生产场所的影响。 3 置换与清洗 为保证检修动火和罐区作业的安全,检修动火前要对设备内的易燃易爆、有毒气体进行置换、吹扫;对积附在器壁上的易燃易爆、有毒介质的残渣、油垢或沉积物要进行认真的清理,必须时要人工刮铲、热水煮洗等,对酸碱等腐蚀性液体及经过酸洗、碱洗过的设备应进行中和处理。 3.1 对于盛装过易燃易爆介质的管线、容器、储罐等,在用火作业前必须进行严格的隋性介质置换,将原有的易燃易爆介质排出,消除管线、容器、储罐内形成爆炸性混合物的条件,置换出的易燃、有毒气体应排至安全场所。 3.2 在拆离的设备、管道及其附件内积有易燃易爆物料、污垢或残渣时,应严格按规定和要求进行蒸汽蒸煮、吹扫等方法清除,同时还应对现场积有的易燃易爆物料、污垢或残渣及时清除并强制通风降低可燃气体的浓度,待可燃气体浓度检测合格后方可用火作业。 3.3清洗置换后在进入容器设备前30min必须采样分析,严格控制可燃气体、有毒有害气体浓度及氧含量在安全指标范围内,分析合格后才允许进入容器设备内作业。如在容器设备内作业时间长,至少每个2 h分析一次或中断作业超过1小时分析一次,如发现超标,应立即停止作业,并迅速撤出人员。 3.4动火前应对动火现场周围环境或动火设备内的易燃气体进行分析。动火分析不宜过草,一般应在动火前半小时内进行。如果动火作业间断半小时以上,应重新分析。动火分析合格的标准是:爆炸下限≥10%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤1%为合格;爆炸下限<10%且≥4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.5%为合格;爆炸下限>1%且<4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.2%为合格;爆炸下限≤1%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量应控制在爆炸下限的20%以下;富氧设备的管道、容器及附近的氧含量≤22%为合格;其它设备、管道、容器内部动火作业氧含量19~22%为合格。 4. 申请程序与审批 4.1 石油工业用火实行工业用火申请报告书制度是安全用火的重要保障。按照《石油工业动火安全规程》SYT 5858―2004的要求,用火单位(生产管理单位)与施工单位首先就用火部位、施工作业内容共同进行危害识别、现场技术交底。[4]根据交底,施工单位的技术、安全人员编制用火作业技术(安全)措施组织方案(此方案也可分为技术、安全两个不同的方案)。方案应详细说明动火作业范围、确定危害和风险、作业(或交叉)施工技术安全防范措施及应急预案。编制的方案应先报请施工单位有关部门负责人审核后,再呈报生产管理单位审批。 4.2石油工业用火申请报告书(许可证)的填写必须按照统一的格式要求规范填写,其内容应根据编制方案中用火部位,用火级别、安全措施、用火人、监护人及用火负责人等相关要求后,逐级申请与审批。 4.3 用火作业申请报告书(许可证)只在签发的一个场所、一个作业班次有效。 5监督与管理 5.1 实施用火作业前,监督人员严格按照申请报告书(许可证)填写的内容逐项确认(在确认中增加补充措施),各项措施满足安全用火条件,用火人、监督人全部到位后方可用火作业。 5.2 动火作业申请报告书(许可证)只限一处用火(用火地点),实行一处、一证(动火作业申请报告书)、一人(用火监护人),禁止用一张动火作业申请报告书(许可证)多处用火。 5.3 工业动火申请报告书(许可证)有效时间为一个作业周期。如果中国石化《用火作业安全管理规定》要求,油田、销售企业的有效时间不超过5天,炼化企业一级、特级有效时间不超过8小时,二级有效时间不超过3天,三有效时间不超过5天。如在用火作业规定的有效时间(或交接班)不能完成,作业前应重新按程序填写申办动火作业申请报告书(许可证),或在交接班时重新确认,进行技术交底,并由接班相应人员签字后方可持续有效。 5.4在油气集中的场所进行多处用火时,相连通的各个用火部位不应同时进行。上一处用火部位的施工作业完成后,方可进行下一个部位的施工作业。 5.5生产单位和施工单位应指定用火作业监督人和监护人,负责用火现场的协调和管理,并检查和确认用火措施的落实,用火作业人员应遵守生产单位的用火作业安全制度。执行“申请报告书(许可证)没有批准不动火,防火监护人不在现场不用火,防火措施不落实不用火”的原则。 5.6 施工过程中,要定时对危险部位有关数据进行检测,并填写记录。对前后检测数据进行对比监控,出现异常波动时,应立即停止用火作业,并及时找出原因,在问题排除后,再进行检测,在检测数据达到安全要求时,再开始用火作业。实践证明,用火现场监护人高度的责任心和配合先进检测设备的应用,是保证工业用火施工安全的有效措施。 6结论 在用火项目确定以后,在制定和采取必要的安全技术措施之后,并不能完全保证用火施工万无一失。特别是(特)大型用火施工,涉及生产、设计、工程、安全、消防等多个部门,技术复杂,组织难度大,危险程度高。因此,各职能部门必须提前组织召开用火施工协调会议,对用火施工的措施、方案进行研究,综合制定出用火施工的安全措施和事故应急预案。在用火施工时,做到组织、措施、教育、监控、预案“五落实”,实现全员、全方位、全过程的控制,才能确保用火施工优质、安全、高效的完成。 石油化工工业论文:石油化工工业自动化仪表及系统 [摘 要]石油化工工业在国民经济的发展中有重要作用,是我国的支柱产业部门之一。现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富.本文主要阐述了石油化工工业自动化仪表及系统。 [关键词]石油化工业自动化仪表及系统 1 石油化工工业 石油化工工业是由化学工业发展而来,石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。 2 石油化工自动化 石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起,我国在引进、消化、吸收基础上,已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程,新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中,压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源,加上天然气原料增加因素,对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求,石化技术正出现新的突破,即出现第二代石化技术。 3 自动化仪表及系统 3.1 自动化仪表 自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。 ①压力仪表压力范围为负压到 300MPa(高压聚乙烯反应器)压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达 0.1 级。 ②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代,最常用的是热电阻、热电偶。 ③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,物料仪表没有通用产品,按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。 ④流量仪表如今所说的流量,不是一般的流速,是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量,另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量(流量积算仪)。 3.2 其他仪表 3.2.1 分析仪和在线过程分析仪 从工艺上看,生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看,排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油,石化行业开始进入生产阶段,它以DCS为基础,可以是独立的,也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与PID串级控制相结合方式等。 目前在炼油厂中,对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛,分析仪器的高科技含量,特别是对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。 3.2.2 执行器 由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器,少数液动执行器,其中气动薄膜调节阀又是最常用的,另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构(阀)由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成,其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。 3.3 控制和安全系统 ①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制,或称反馈控制、回路控制,仍然以 PID 调节为基础,功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接,自动补偿、自动跟踪、无扰切换,多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控,从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化,实现生产指标、节能指标,保证环保运行,完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。 ②智能控制和优化在现代控制论的推动下,各种智能化算法应运而生,其中除智能 PID 控制器外,多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。 ③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室,而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,以鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。 ④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法,在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(ESD)等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统(FGS)、转动设备管理系统(MMS);特别是压缩机组综合控制系统(ITCC,因其防喘振而特殊)等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统(SIS),正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下,不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时,能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级(SIL)等,正确选用 SIS(或直接称 ESD)系统。 结语 近几年来,我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 摘要:石油化工产业是促进我国国民经济发展的重要行业,需对其工业废水的特点进行分析,并研究其废水处理工艺。 关键词:石油化工工业;废水;特点;处理工艺 前言 石油是人类得以进步和发展的动力,是人类目前普遍使用的一种资源,与石油有关的化工产品涉及人类日常生活的方方面面。但是,在化工厂的石油加工过程中,会产生大量的废水,而且,在油田的开采的时候,原油中所含的水量也是废水产生的一个主要途径。据有关统计,我国目前的油田的综合含水率达到80%左右,有些油田甚至超过了80%。现在人类生存的环境越来越差,受各种污染的影响越来越严重,特别是水污染问题越来越突出,成为人类额待解决的生存问题。 一、石油化工工业废水的特点 1、废水中污染物组分复杂 石油炼制、石油化工、石油化纤、化肥及合成橡胶生产过程中产生的废水,除含有油、硫、酚、知脐),COD,氨氮、SS酸、碱、盐等外,还含有各种有机物及有机化学产品,如醉、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物(聚酷、纤维、塑料、橡胶)和无机物等。当生产不正常或开停工及检修刻间,排放的废水中的污染物含量变化范围更大,往往造成冲击性负荷。 2、废水处理难度大 石油化工废水中的主要污染物,一般可概括为烃类、烃类化合物及可溶性有机和无机组分。其中可溶性无机组分主要是硫化氢、氨化合物及微量重金属;可溶解的有机组分,大多数能被生物降解,也有少部分难以被生物降解或不能被生物降解,如原油、汽油、丙烯等。 随着油田开采期的延长,尤其是油田开发的中后期,原油含水虽越来越高,但无水开采期则越来越短,目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%,有的甚至达到90%,每年采油废水的产生量约为4.1亿t,成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体济解物质和悬浮固体等组成。含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水而,这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。油品在水中的溶解度非常低,通常只有毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。 二、石油化工工业废水处理工艺分析 1、物理处理方法 (1)隔油 在进行生物处理之前,我们一般会先对石油化工废水进行隔油处理,这是因为好氧生物在活性污泥颗粒或生物膜的阻隔下会影响其活性,因为石油废水中存在大量的油污,这些油污会降低生物处理方法的效果。利用隔油法处理废水的时候,一把是在隔油池进行,在隔油池中,还可以对废水中较大的颗粒物进行初步沉淀,是隔油池兼具除沉池的功能,达到一池多用的效果。 (2)吸附 由于固体物质具有表面多空的特殊构造,而这些密布的空洞能够吸附废水中所含的污染物,从而达到去除杂质、净化水质的目的。在日常生活中我们就已经用到用活性炭除污,而活性炭也是处理石油化工废水常用的吸附剂,在实际操作中,常常结合絮凝、臭氧氧化等技术配合使用。活性炭等一些吸附物质可以去除废水中的臭味和色度,但是我们之前就已经说到,这种方法的成本相对较高,而且容易出现污染转移,造成二度污染。 (3)高压电场法 此种方式是在电场力的作用之下对油粒产生排斥或吸引作用,让微细油粒能在运动的过程中相互碰撞结合,让微细油粒可以聚结成大的油粒而浮在水面,从而使油水分层的目的能够达到。 (4)膜分离 此种技术的方式包括:纳滤、反渗透、超滤、微滤等方式,但不管哪一种有方式,都可以把废水中的色度和臭味去除,同时把微生物、多种离子和有机物去除,使出水的水质能够可靠稳定。 2、化学处理方法 (1)絮凝 石化废水处理过程的重要的絮凝,即通过对水加药絮凝剂胶体粒子在水损害的稳态,胶粒相互碰撞和聚集,形成絮状物质的分离。絮凝可以用来处理炼油废水浊度、颜色、有机污染物、浮游生物和藻类污染物成分等。在特定的操作,通常和空气浮动或絮凝沉淀技术结合,作为生化处理的预处理。目前,微生物絮凝剂,利用生物技术的污水处理,与其他絮凝剂相比具有许多优点,如,易于生物降解,适用范围、热稳定、效率高、无二次污染,因此广泛的应用前景。 (2)光催化氧化 光催化氧化过程,能有效地将光辐射和O2、过氧化氢和抗氧化剂组合,以实现污水的目的,所以称为光催化氧化。一些以太阳光为光源,二氧化钛,二氧化钛/Pt,氧化锌作为催化剂,用这种方法处理含有21种有机污染物的水,得到最终的产品是二氧化碳,不产生二次污染。有些人拿铁+和过氧化氢作为氧化剂,铁离子和紫外线光之间的协同效应,使过氧化氢分解产生羟基速度大大加快,因此氧化效率提高,该方法在许多国家仍处于研究阶段。 (3)臭氧氧化法 臭氧氧化法有其独特的优点:这种方法氧化时不产生污泥和二次污染。然而,它的运作和投资成本高,以及处理废水流量不宜太大。臭氧氧化,一些废水有机物完全氧化为水和二氧化碳,和大多数成氧化中间产物。臭氧氧化和生物活性炭吸附耦合技术用于深度处理,在氧化有机物质分解为氧气和臭氧快速活性炭床在富氧条件下,得到再生,提高使用周期;同时活性炭表面需氧微生物活性增强,降解的有机吸附能力。能有效去除有机物,有机发色团的结构,改变加强能力的脱色活性炭。强大的LiSong与臭氧-活性炭工艺深度处理炼油废水,COD、氨氮、挥发酚、石油平均去除率为82.6%、93.4%、99.5%、94.3%,主要的指标,地表水Ⅳ类水质标准。 (4)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 3、生化法 (1)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (2)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅谈石油化工业的现状及发展趋势 摘要:本文介绍了国际和国内石油化行业的运行情况,分析了我国石油化工业发展过程存在问题,并预测了我国石油化工业的发展趋势。 关键词:石油化工业;运行情况;问题;趋势 一、国际石油化工产业运行情况 2009年.在全球性经济衰退的环境下。西欧、北美及日本等发达国家的化工产业在2008年的基础上进一步衰退。不计医药化学品在内。2009年欧洲的化学品产量同比下降约12%.美国下降9.4%。预计2010年欧洲和美国化工品产量将分别增长5%和3%.但仍难达到经济衰退前的水平。要完全从衰退中走出来还需要更长的时间。 二、我国石油化工产业运行情况 “十二五”期间。我国经济发展正处在工业化中期向工业化后期转变的过渡时期。随着我国工业化的阶段性变化,主要是传统产业比重下降,而高端和新型产业将得到较快发展。在这个转型时期,石油化工业全行业结构调整需进一步加快.以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。 2010年我国石油和化学工业经济运行取得了显著成效,实现了“十一五”丰硕而圆满的结局。与2009年同期相比,2010年石油化工业的全年总产值达到8.88万亿元,同比增长34.1%;实现利润6900亿元,同比增长36%;累计对外投资总额为11525亿元,同比增长13.8%;累计实现进出口额4588亿美元,同比增长40.3%,其中进口额为3245亿美元,同比增长42.3%,出口额1343亿美元,同比增长35.7%。总体来看,我国石油化工业在2010年保持了高速的增长态势。 三、石油化工业发展存在的主要问题 (一)产能结构性过剩矛盾更加突出 “十一五”期间,石油化工业大多数产品产能大幅增长,产品供给由“整体短缺”转变为:结构性过剩“。 传统大宗石化产品的总产能明显超过国内市场需求,装置开工负荷较低,资源浪费严重。2010年,我国甲醇平均开工率不足45%,尿素平均开工率不足75%,烧碱平均开工率约为72%,聚氯乙烯平均开工率仅为54%。 高端石油化工产品严重短缺,进口依赖程度很高,部分高科技产品尚处于空白。2010年,我国进口合成树脂3069万吨,进口合成纤维单体1439万吨,均创历史新高;化工产品贸易逆差达433.82亿美元,其中合成树脂占89.9%。 (二)资源短缺仍是制约石化行业发展的主要因素 我国原油资源短缺.人均占有储量只有世界平均水平的11%.并且产量难以在短期内大幅提升。随着国内经济的快速发展。我国原油缺口逐年扩大,2009年我国石油缺口高达2.1亿t,预计2015年将进一步达到2.62亿t,原油进口依存度达到55%,同时还将面临着国际原油价格巨幅波动的影响。原油资源的短缺。不仅对我国石化产业的发展产生重大制约,而且是关乎国家能源安全以及社会稳定的重大问题。 (三)节能减排任务更加艰巨 石油和化学工业是能源消耗和污染物排放大户,能耗和污染物排放均居工业部门前列。2009年全国石油和化学工业综合能源消费量为3.84亿吨标准煤,占工业能源总消费量的17.4%,位居所有工业部门的第二位。2009年全国化学原料及化学品制造业的化学需氧量排放量为60.21万吨、氨氮13.16万吨、二氧化硫130.15万吨、氮氧化物41.98万吨、烟尘78.81万吨。 我国政府向国际社会做出承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放降低40%~45%。国家“十二五”规划纲要也对节能减排提出了更加严格的约束性指标,石油和化工行业节能减排工作任重道远。 四、石油化工业发展趋势预测 (一)《十二五规划》中的行业相关政策 2010年10月18日,中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议集体通过了《关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》。《建议》的第四部分为“发展现代产业体系,提高产业优秀竞争力”。其中对加强现代能源产业和综合运输体系建设提出要求:“推动能源生产和利用方式变革,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,……完善油气管网,扩大油气战略储备……”。 2011年3月,全国两会上具体公布《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》,《纲要》在第九章、第十一章对如何促进石油化工业发展提出了更具体的措施。 (二)相关子行业的发展预测 预计“十二五” 期间我国原油进口量仍保持增长,原油资源不足仍然是制约国内炼油行业发展的主要原因,从获得资源的条件和布局优化的需要角度分析,临港和石油化工产业薄弱地区会有更多发展机会。炼油能力的增加将以原有企业的改造为主,尤其是与乙烯的发展结合建设世界级炼化一体化的基地,新建炼油装置将受到严格控制。将来会更侧重特色油品的生产,具有特色的各类催化裂解技术的广泛应用将使部分地炼企业生产出更多的化工原料,新建以重油加工生产油品的装置将受到限制。预计到“十二五” 末期我国原油加工能力将达到4.8亿~5亿吨。 (三)下游产业快速发展 “十二五” 期间,我国有机原料的规模将加大,新技术应用增加;目前缺口较大的苯乙烯单体、ABS树脂、PTA和乙二醇等装置能力均有增加;特种合成橡胶的发展有较大突破;塑料改性和塑料合金将上一个新台阶。目前供求矛盾较为突出的品种主要有合纤单体(精对苯二甲酸、乙二醇、己内酰胺和丙烯腈)等,上述大部分产品每年仍有较大数量进口,国内市场满足率在50%~ 70% 。值得注意的是,石油化工产业目前处在快速发展阶段,原料优化、工艺技术进步趋势加快,很多有机原料产品都处于优胜劣汰的竞争状态中。有缺口的产品发展将面临更多的机会,供求平衡的产品仍需通过结构调整和技术进步保持竞争优势。 石油化工工业废水处理工艺研究 【摘要】介绍化学法、物理法和生物法在石油化工高浓度有机污水处理中的应用状况和最新进展,评述各种处理方法的适用条件和处理效果。在加快发展石油化工工业的过程中,必须高度重视污染防治工作,这对石油化工工业可持续发展具有十分重要的意义。 【关键词】石油化工工业废水处理工艺 石油化工是以石油为原料,以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程,生产中产生的废水成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解,污染物多为生物难降解有毒有害的有机物,对环境污染严重。随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强,石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点,新的处理技术和工艺不断涌现,主要分为物化法、化学法和生化法。 一、物化法 1、隔油 石油化工废水中含有较多的浮油,会吸附在活性污泥颗粒或生物膜的表面,使好氧生物难以获得氧气而影响活性,对生物处理带来不利影响。一般采用隔油池去除,隔油池同时兼作初沉池,去除粗颗粒等可沉淀物质,减轻后续处理絮凝剂的用量。耿士锁经过研究对比,认为斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好。吕炳南等对大连新港含油废水处理工艺进行改造,将平流隔油贮水池的前部1/4改建为预曝气斜管隔油池,拆除原斜板隔油池,经改造后的隔油池处理,废水含油量从200-350mg/L降至10-15mg/L。 2、气浮 气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体粘附废水中的悬浮物,使其随气泡浮升到水面而加以分离,分离的对象为石化油以及疏水性细微固体悬浮物。在石油化工废水处理中,气浮常放隔油、絮凝之后,有广泛的应用。 陈卫玮将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水,进水含油约200mg/L,出水含油低于10mg/L,去除率达95%;若原水未经隔油处理,COD和油的去除率显得不稳定。新疆克拉玛依石油化工厂用CAF处理石化废水,系统运行良好,能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物,尤其能有效去除硫化物,解决了传统工艺的难题。 3、吸附 吸附是利用固体物质的多孔性,使废水中的污染物附着在其表面而去除的方法。常用吸附剂为活性炭,可有效去除废水色度、臭味和COD等,但处理成本较高,且容易造成二次污染。在石油化工废水处理中,吸附常与臭氧氧化或絮凝联用。 4、膜分离 膜分离是利用功能膜作为分离介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术,主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤,能有效脱除废水的色度、臭味,去除多种离子、有机物和微生物,膜分离过程和现存的分离过程相比,在液体纯化、浓缩、分离领域有其独特的优势,膜分离过程大多无相变,在常温下操作,设备和流程简单,出水水质稳定可靠,且占地面积小,运行操作完全自动化,被称为“21世纪的水处理技术”,但是需要投资大,污水处理量小。 二、化学法 1、絮凝 石化污水处理的重要过程之一是絮凝,即通过向水中投加絮凝剂破坏水中胶体颗粒的稳态,胶粒之间的相互碰撞和聚集,形成易于从水中分离的絮状物质。通过该过程,炼油废水中的浊度、色度、有机污染物、浮游生物和藻类等可被去除。絮凝通常与气浮或者沉淀等工艺联用,作为生化处理的预处理。微生物絮凝剂是一种利用生物技术获得的新型水处理剂,同其它絮凝剂相比,具有许多优点,包括易生物降解、适用范围广、热稳定性强、高效和无二次污染等,因此应用前景广阔。 2、氧化法 (1)臭氧氧化法 臭氧氧化时不产生污泥和二次污染,但其运行及投资费用高,且处理的废水流量不宜过大。经臭氧氧化后,废水中的小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳,而大部分转化为氧化中间产物。一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用技术用于深度处理,在氧化有机物的同时臭氧迅速分解为氧,使活性炭床处于富氧状态,得到再生,提高其使用周期;同时活性炭表面好氧微生物的活性增强,降解吸附有机物的能力提高。能有效去除有机物,改变有机物生色基团的结构,强化活性炭的脱色能力。 (2)光催化氧化法 该法有效地将光辐射与O2、H2O2等氧化剂结合起来处理污水,因此称为光催化氧化。有人以太阳光为光源,以TiO2、TiO2/Pt、ZnO等为催化剂,用此法处理含有21种有机污染物的水,得到的最终产物都是CO2,不产生二次污染。 (3)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 三、生化法 1、厌氧处理 (1)升流式厌氧污泥床 升流式厌氧污泥床(UASB)反应器内污泥浓度高、有机负荷高、水力停留时间短、运行费用低和操作简便,但反应器启动过程耗时长,对颗粒污泥的培养条件要求严格,常用于高浓度有机废水的处理。凌文华等将其用于己内酰胺生产废水的预处理,COD去除效果好,但出水可生化性并不理想。且在处理过程中,要严格控制反应条件,进水负荷波动控制在15%以内,进水SO4-2应低于1000mg/L,进水pH在5.5-6.5,反应温度在30-38℃。为消除S2-对厌氧污泥产生不利影响,可在进水中加入适量的FeCl3。 (2)厌氧附着膜膨胀床 厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器是种新型高效的厌氧消化工艺,其床层在一定的膨胀率(10%-20%)下运行,使反应器内的传质条件得到改善;且载体粒径小,能为微生物的附着生长提供巨大的表面积,使反应器内保持较高的微生物浓度。 (3)厌氧固定膜反应器 厌氧固定膜反应器中装有固定填料,能截留和附着大量的厌氧微生物,在其作用下,进水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳等得以去除,具有微生物停留时间长、抗冲击负荷能力强和运行管理方便等优点。 2、好氧处理 (1)序批式间歇活性污泥法 序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺流程简单、污染物去除效果好、占地面积小、运行操作灵活及便于自控运行,但不适合处理大量废水,对控制管理要求较高。 (2)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 (4)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (5)悬浮填料生物反应器 悬浮填料生物反应器是一种新型生物膜反应器,其优秀部分是能在反应器中保持悬浮状态特殊填料,反应器操作简便,有良好的通气性、过水性,存在碰撞和切割气泡等作用,可以强化微生物、污染质和溶解氧的传质,提高氧的利用效率,且对曝气、布水没有特殊要求。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅析石油化工业发展及其新技术 摘 要:石油化工是化学工业中的基干工业,在国民经济中占有极重要的地位。当代石油化工技术的发展趋势是:用高新技术提升传统工艺,开发更高效的新型催化剂,发展清洁生产工艺,使石化技术提高到一个新水平,为石油化工业的可持续发展提供有力支撑。本文通过描述现代石化新技术。 关键词:石油化工发展状况、石油化工新技术 一、国内外石油化工业发展状况 由于新工艺的开发、新材料的应用及其高额的利润驱使石油化工行业得到飞速的发展,美国、西欧和日本等工业发达国家构成了世界石化工业的主体。这些国家主要石化产品的生产能力已基本满足了世界市场的需要,石化工业也从高速发展时期转向平缓增长期和波动期。 我国在融入经济全球化的过程中,石油化学工业是最活跃的工业体系之一。经历了40 多年尤其是改革开放以来的迅速发展,石化业在国民经济中的重要支柱地位日益凸现;已经形成了门类比较齐全、具有相当规模、品种大体配套并基本可以满足国民经济、相关工业发展和市场需要的工业体系。随着市场经济的发展,石油化工对农业、汽车工业、建筑业、机械电子行业的影响越来越大。 二、石油化工新技术 1、新型催化剂技术 催化技术的发展可归纳为4类,即渐进式、台阶式、跨越式和新生式。由于新催化材料是新催化剂和新工艺的源泉,因此新催化材料是当今催化科学的前沿,已开展的研究:加氢催化剂、异构化催化剂、聚烯烃催化剂等新品种不断推出。IFP开发的乙苯异构化生产对二甲苯新催化剂,可使对二甲苯产率由一般的88%提高到93%,称为Oparis的新催化剂可转化高达40%的乙苯,并使C8芳烃损失减少到小于2%。 2、轻质烷烃活化技术 21世纪石油化工原料将可能转向以更廉价的天然气类烷烃为主,因而,原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。21世纪可能工业化的烷烃活化技术包括乙烷制醋酸,异丁烷制甲基丙烯酸酯,乙烷催化脱氢制乙烯,以及丙烷制丙烯酸等。 乙烷生产乙烯的醋酸;乙烷直接生产氯乙烯;由丙烷直接生产丙烯腈和由正丁烷直接生产1,4-丁二醇等烷烃活化技术已接近工业化。 3、芳烃抽提技术 加氢裂解和催化重整油中的芳烃的分离是用液抽提和蒸馏进行的。抽提所用SO2、二甘醇、二甲基亚砜和n-甲基吡咯烷酮、n-甲酰基吗啉和环丁砜等都是抽提所使用的溶剂。其中ripp研究出了液抽提再结合环丁砜抽提蒸馏工艺,能够很好地适用于各类原材料。它不仅消耗能量少,而且能够分离的馏分范围广、收率较高。 4、生物技术 生物技术在石油化工行业的应用表现在新有机原料的提供、“三废”的治理及多种精细化学品的生产,主要包括生物催化剂、生物塑料、生物农药、生物化肥、生物石油技术、生物环保和传统生物化工产品等方面。生物化工与传统化工相比,具有反应条件温和、能源节省、选择性好、转化率高、设备费低和环境友好等诸多优点。另外,利用细胞技术和基因工程技术将“可再生能源”纤维素酶解、发酵、脱水制取乙烯的研究一直是科技界热切关注的课题,一旦取得突破,将彻底改变传统的石油化工工艺,引起石化产业一场新的革命。生物技术蕴藏着巨大的生命力,在石油化学工业中的应用更加广泛,也将极大地推动石油化学工业的快速发展。 5、纳米技术 由于纳米粒子表面积大、表面活性中心多,所以在催化剂中加入纳米粒子可以大大提高反应效果、控制反应速度,甚至原来不能进行的反应也能进行。在石油化工工业采用纳米催化材料,可提高反应器的效率,改善产品结构,提高产品附加值、产率和质量。目前已经将铂、银、氧化铝和氧化铁等纳米粉材直接用于高分子聚合物氧化、还原和合成反应的催化剂。如:将普通的铁、钴、镍、钯、铂等金属催化剂制成纳米微粒,可大大改善催化效果;粒径为30 nm的镍催化剂可把加氢和脱氢反应速度提高15 倍;纳米铂黑催化剂可使乙烯的反应温度从600℃降至常温。用纳米催化剂提高催化反应的速度、活性及选择性,这些研究将推动石油化学工业的快速发展。 6、清洁生产技术 对环境友好的清洁生产工艺是21世纪石化技术发展的必然趋势,它包括不用有毒有害原材料,废气、废水、废渣生成少,最终实现“零排放”的环保技术,以及排放废弃物料的有效回收利用,更可以涵括生产产品废弃后(如废弃塑料)的回收利用。 可实现工业应用的环保技术主要是不用光气、硫酸、磷酸、氢氰酸、盐酸、三氯化铝等有毒有害原材料生产石化产品的新技术。用离子交换树脂催化剂替代盐酸生产双酚—A,或用离子交换树脂催化剂替代硫酸生产仲丁醇;用氟化氧化硅/氧化铝催化剂替代氢氰酸生产直链烷基苯;改变原料路线,用异丁烯替代丙酮和氢氟酸为原料,生产甲基丙烯酸甲酯;生产可降解(包括生物降解、光降解)塑料等。 7、高效设备技术 研制开发高效设备是提升石化技术的重要内容。如:可大幅度节能的内部换热型蒸馏塔,连续进行100h以上苯-甲苯体系蒸馏分馏,得到高纯度苯和甲苯,同时节能30%以上。 三、总结 石油化工技术不仅发展为一个国家经济繁荣程度的标志,更关系到千家万户的日常生活。随着国家石油化工业的发展,必须努力增强科技原创力,吸收当代真正最先进的高新科学技术;应用绿色化工技术和可持续发展战略,进一步推动石油化学工业迈上新的台阶。 石油化工工业论文:浅析石油化工业的危险性及其安全措施 摘 要:本文分析了石油化工业的危险性和生产中可能发生的事故及其后果,并提出安全措施。 关键词:石油化工业;危险性;事故;措施 石油化学工业在国民经济建设中占有十分重要的地位,石化产品几乎渗透到国民经济和社会生活的每一个领域。石油化工生产的特点是易燃易爆、有毒、腐蚀性物质多,易形成爆炸性混合物,高温高压设备多,建筑物的孔洞和沟道较多,生产高度密封化、自动化、连续化,工艺复杂,操作要求极其严格,发生事故容易形成连锁性反应等。这些特点决定了石油化工生产所固有的爆炸危险性。 1石油化工业的危险性分析 1.1从原材料和产品的性质看 石油化工生产中涉及物料危险性大,发生火灾、爆炸,群死群伤事故几率高。石油化工生产过程中所使用的原材料、辅助材料半成品和成品绝大多数属易燃、可燃物质,一旦泄漏,易形成爆炸性混合物发生燃烧、爆炸;许多物料是高毒和剧毒物质,极易导致人员伤亡。 1.2从工艺条件看 石油化工生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。生产过程需要经历很多物理、化学过程和传质、传热单元操作,一些过程控制条件异常苛刻,如高温、高压,低温、真空等。 1.3从生产方式上讲 石油化工生产装置大型化,生产规模大,连续性强,个别事故影响全局。装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。生产装置的大型化使得单套装置的处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力达到800万t/a,乙烯装置能力达到100万t/a以上。 1.4从设备装置看 石油化工生产的设备大型化、立体化、集团化;管道纵横贯通,装置技术密集,资金密集,一旦发生事故,扑救难度大,损失严重。据有关资料对近年来世界石化行业重大事故进行分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。 1.5从动力能源上看 石油化工生产具有火源、电源、热源交织使用的特点。这些动力能源如果因设备缺陷、设置不当、管理不当等原因,便可直接成为火灾爆炸事故的引发源。石油化工生产安全管理是企业经营的重要组成部分,它关系到企业经营状况的好坏和企业的整体形象,是企业振兴与发展的一项重要工作。 2 石油化工业的事故特点分析 2.1事故规模化 制取石油化工产品,生产工序多,过程复杂,随着社会对产品品种和数量需求日益增大,迫使石油化工企业向着大型的现代化联合体方向发展,以提高加工深度,综合利用资源,进一步扩大经济效益。其生产具有高度的连续性,不分昼夜,不分节假日,长周期的连续倒班作业。在一个联合企业内部,厂际之间,车间之间,工序之间,管道互通,原料产品互相利用,是一个组织严密,相互依存,高度统一不可分割的有机整体。任何一个厂或一个车间,乃至一道工序发生事故,都会影响到全局。石化生产装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要有某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。石化生产装置正朝大型化发展,单套装置的加工处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力最大为800万t/a,乙烯装置能力将达90万t/a。装置的大型化 将带来系统内危险物料贮存量的上升,增加风险。同时,石化生产过程的连续性强,在一些大型一体化装置区,装置之间相互关联,物料互供关系密切,一个装置的 产品往往是另一装置的原材料,局部的问题往往会影响到全局。 2.2事故严重化 石化装置由于技术复杂、设备制造、安装成本高,装置资本密集,发生事故时损失巨大。由于石化装置资金密集,事故造成的财产损失巨大。据有关资料对1969~2008年世界石化行业重大事故进行统计分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。如1989年10月美国菲利浦斯石油公司得克萨斯工厂发生爆炸,财产损失高达8.12亿美元;1998年英国西方石油公司北海采油平台事故直接经济损失达3亿美元;2001年巴西海上半潜式采油平台事故损失5亿多美元。 3 石油化工业安全措施 3.1建立健全安全制度体系 企业安全管理是一项综合性管理工作,建立和保持适用的安全管理体系是做好安全工作的关键所在。安全生产直接关系着每一位员工的身心健康、生命财产安全,关系着企业存亡和发展,一个企业如果没有安全保障,就根本不可能在激烈的市场竞争中取胜,企业要走向市场争取理想的经济效益,生产经营就必须以安全为前提。树立安全就是效益的经营理念,在市场经济体制下,企业建立健全安全自我约束、自我检查、自我纠正、自我改进的管理体系,实现科学、规范管理,做到“防微杜渐”,有效预防和遏制事故的发生。 3.2安全工作管理人员的培养 施工企业各项目基层员工的安全文化和技术素质是施工企业建设安全文化的基石,在某种意义上决定着施工企业安全管理的效果,也决定着施工企业的命运。只有提高全体员工的安全文化素质,才能全面提高施工企业的整体素质和安全管理水平。 3.3用电安全技术措施 (1)为了防止线路发生短路和过载,在安装电气线路时应重视导线的类型、截面和绝缘强度的选择,做到防患于未然。在干燥无尘的场所,可选用一般绝缘导线;潮湿的场所,应采用有保护的绝缘导线,如铅皮线、塑料线以及在钢管内或塑料管内敷设的一般绝缘导线;有腐蚀性气体的场所,可采用铅皮线、管子线(钢管涂耐酸漆)、硬塑料管线;高温场所,应采用石棉、瓷珠、瓷管、云母等作为绝缘的耐火电线电缆;可燃粉尘、可燃纤维较多的场所,应采用有保护的绝缘线。 (2)对具有防爆性能的电气工具及通信器材,使用前必须认真检查铭牌上的防爆类别、级别、温度组别,当达不到使用环境可能释放物质的级别、温度组别,或类别不对时,应视为非防爆电气设备。 (3)当生产装置发生事故,工艺异常或生产中必须进行采样、脱水、排放等操作,临时用电容易引起爆炸火灾事故时,用电人员必须绝对听从生产岗位人员的指挥,立即停止用电,在非防爆区进行停送电操作。 石油化工工业论文:石油化工业自动化仪表的运用探究 【摘要】社会在进步,科学技术在不断发展壮大,为各行各业带来了巨大的便利。石油化工业也不例外,近年来自动化仪表在其石油化工业的应用得到了这个行业的普遍信赖。本文对石油化工业常用的几种自动化仪表进行较为详细的介绍并对其自动化仪表的控制方式与策略进行了探究,希望能对本行业的同行起到借鉴参考的作用。 【关键词】石油化工业;自动化仪表;控制方式 随着科学技术的不断发展,我国工业对科学技术的运用越来越广泛,由此使得我国工业产业向着多元化的道路前进。为了确保石油化工业在其生产过程中更为方便快捷准确,近些年来,自动化仪表在石油化工业逐步的兴起。自动化仪表的运用带给石油化工这个行业无疑是生产过程变得更加精密准确,生产出来的产品质量更为合格,大大降低了以往人工操作过程中所产生的各种误差,同时也极大地降低了生产过程的难度。在以后这个行业的发展中,对所生产的产品将会要求越来越严格,因此自动化仪表在石油化工行业的应用将会越来越广泛。对此笔者将对其自动化仪表的构成以及发展趋势、常用仪表、仪表的控制方式进行较为详尽的介绍,希望能对广大同行起到借鉴参考的作用。 1.自动化仪表的分类、组成以及发展趋势 自动化仪表是由一定数量的不同的具有自动化功能的元件所组合起来自动化功能较为完善能够满足人们需要的一种工具器材。自动化仪表一般不单单具有一种功能而是多种功能集一体的仪表器材。一个自动化仪表已经是由多个元件组成的一个完整的系统,而又是多个自动化仪表组合构成的系统中的一个子系统。自动化仪表是一种把输入信号自动的转化成为人类能对其进行识别读取的输出信号的信息化的仪表。 1.1自动化仪表的类别 为了满足石油化工行业不同生产过程的需要,自动化仪表的种类较为繁多,种类多种多样。根据不同的角度,自动化仪表可以分为如下几大类别:根据自动化仪表所需的动力分为气动、液动、电动等三种;根据自动化仪表的组装的方式分为单元组合式、基地式等两种;根据自动化仪表是否与计算器连接由可以分为智能化、非智能化仪表等两种。 1.2 自动化仪表的组成 自动化仪表根据仪表的功能的不同由可以分为记录、指示、模拟、数字显示等四种仪表。记录式的仪表主要是由单点与多点两大类所组成。调解式的仪表主要由单元组合式与基地式两种仪表所组成。由于仪表种类繁多,各种仪表的组成情况大致相同,这里不再一一列举。 1.3 自动化仪表的发展动向 随着科学技术的不断发展,自动化仪表在石油化工业也将不断完善与改进,其中主要的发展动向为;第一,对目标的控制将由以往的靠工艺参数发展为现在的以最优质量为目标的控制;第二,自动化仪表的控制所需要的方法由原来的反馈控制转变为现在的开环控制,由以前的手动控制转变为现在的计算机控制。自动化仪表未来的发展动向必将朝着智能化、人性化、系统化等方向发展。 2.常用自动化仪表的介绍 2.1 温度显示控制仪表 石油化工行业的现场所布置的一些设备或者管道常常需要对其温度进行检测与控制,因此温度显示控制仪表是必不可少的一种自动化控制仪表。普遍的测温仪表主要是靠与其设备或者管道的接触来进行温度的测试的。最常用也是最为常见的现场测温仪表主要为热电偶与热电阻测温仪表。 2.2 压力测试仪表 本行业对现场所布置的设备或者管道内的压力进行测试是必不可少的一环。因为设备或者管道内的压力涉及到安全方面的问题,不容忽视,因此压力测试仪表往往在石油化工行业应用非常的广泛。本行业的压力大部分为高压大概为33MPa左右,因此压力测试仪表的传感器,传输材料,显示表盘均需要特殊材料来进行制作。在压力测试方面最为常用的为液柱式压力测试仪表,弹簧式压力测试仪表两大类。 2.3 流量测试仪表 现场设备或者管道内液体的流量的检测与控制同样是重要的不容忽视的一个环节。因此流量测试仪表在其中所起到的作用是不容忽视的。流量测试仪表的种类与其他测试仪表相比较而言,种类更为丰富多样,可满足不同需要的选择。控制系统的稳定与运行优良的性质主要参照流量这个参数来对其进行必要的考核。流量这个参数在测试的时候与流体的种类以及管道的介质有着本质的联系。因此在进行流量的测试时要选择适合流体介质与管道材质的流量测试仪表。 2.4 执行器 执行器主要是由执行与调节两大机构所组成的。在石油化工行业较为常见的是气动式的执行器,在少数情况下也能见到液动执行器的使用但是这种执行器应用的非常少。最为常用的调节阀为薄膜式的气动调节阀,较为少见的还有气动活塞式的调节阀。其中调节阀的关键技术主要是设计计算,测试的校验等。 3.自动化仪表的控制方法介绍 3.1 系统的普遍的控制方法 石油化工行业自动化仪表系统的控制主要是连续、顺序、批量等三种控制方式。这三种控制方式一直沿用至今,基本没有太大的变化。 3.2 系统的先进控制方法以及系统优化方法 随着控制理论的不断向前发展,传统的控制方法显得已经不能适应行业的发展,因此出现了较为先进的控制方式。比如具有智能化功能的多变量控制器已经投入石油化工行业的生产阶段。这个控制器是一个独立的系统是以DCS为基础进行控制的。随着时间的向前推移,多变量智能化控制器会在石油化工行业应用的越来越普遍。 3.3 安全仪表系统的控制 石油化工行业现场所布置的设备以及管道所组成的系统是非常庞大的,其中系统具有大型化、工艺生产过程较为复杂、在生产过程中对周围的生产环境具有较高质量的要求。因此,面对这样一个庞大的生产系统,安全方面的问题是务必要引起足够的关注的。所以安全仪表系统逐渐在石油化工行业得到了广泛的应用。以往基于DCS的安全控制系统已不能满足行业的需要,因此在DCS的装置之外又增加了ESD等单独控制的设备。 4.结语 石油化工行业要想得到迅速的发展,自动化仪表在系统中的运用是必不可少的。虽然近几年自动化仪表在其石油化工行业的应用得到了发展与改进,为本行业的发展做出了突出贡献。但是仍然需要我们继续不断探索,勇于借鉴国外先进的经验来使我国的石油化工行业得到更为巨大的发展。 石油化工工业论文:数据采集系统在石油化工业的应用 摘要:随着科学的进步,现代的通讯和自动化技术也在迅速的发展。先进的CAN,总线数据采集远程抄表系统在石油化工行业也得到了广泛的应用。本文具体的论述了CAN,总线数据采集远程抄表系统设计的组成原理和应用。 关键词:CAN;数据采集;构成; 1 前言 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展,智能化企业在许多国家应运而生。自动抄表系统是发展中各个行业自动化控制系统的重要组成部分,是解放生产力的必然途径。因而日益受到关注。 2 远程自动抄表系统的优点 与传统抄表方式相比,智能抄表系统具有方便快捷、节省人力物力、提高工作效率、精确度高等优点。 3 远程自动抄表系统构成 自动抄表系统主要由监视控制仪表(本系统需要采集数据的仪表)、数据采集器、集中器、数据传输通道和后台管理服务器等组成;其中监视控制仪表主要是在传统机械式仪表基础上将转盘适当改造,以便能将其转动圈数被数据采集器采集转化为脉冲数,以达到数据采样的目的;采集器主要完成将电表用电量转换成电脉冲信号以完成数据的采集,同时还具备将采集的数据保存、通过CAN,总线传输给集中器转发给后台管理系统。数据集中器则是通过CAN,总线收集各监视控制仪表上的传输数据,并通过无线GSM网络传送给后台管理服务器系统。 4 数据采集器硬件组成 数据采集器主要包括数据采集回路、数据保存回路以及数据传输CAN,总线节点回路,同时根据其他功能扩展。 采集器采用单片机89C51,其内部有4KB的ROM,128字节的RAM以及32个I/O口。P1口与串行器件24C02和显示、继电器电路连接。其中的显示模块采用串行方式进行通信,分别采用P1.0、P1.1、P1.2模拟时钟信号线和数据信号线。P0口主要用来与CAN总线控制器sJAl000相连,用作数据线。监控电路采用Dsl232芯片,它是看门狗定时器,功能是上电和掉电时给89C51、CAN控制器sJA1000产生复位信号;看门狗对系统进行监控,防止死机不能恢复。因此系统中必须建立不间断供电(电池供电),以便提供实时钟。 5 数据采集系统原理 5.1数据采集回路采用开关型霍尔传感器A44L对加装过小磁铁的监视控制仪表转盘进行将所转的圈数转化为数字信号,传感器A44L集成霍尔开关是由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。 5.2 CAN总线采用一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,数据长度为8个字节,不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。C AN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法可使网络内的节点个数在理论上不受限制,因此非常适合远程抄表控制系统。主要由控制器89C51、CAN通信控制器SJAl000、CAN,总线驱动收发器82C250组成,单片机89C51对C A控制器接收到的数据进行读取和数据发送等程序处理,为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,SJAl000的TX0和RX0并不直接与82C250的TxD和RXD相连,而是通过高速光耦6N137后与82C250相连,很好地实现了总线上各节点间的电器隔离。82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5欧姆的电阻与CAN,总线相连,起到一定的限流作用,保护82C250免受过流冲击。CANH、CANL与地之间并联了两个30pF的电容,可以滤除总线上的高频干扰并起到一定的防电磁辐射的能力。另外,两根CAN,总线输入端与地之间分别按防雷击管,起到一定的保护作用。 6 数据采集器软件设计 6.1主程序流程 数据采集器在整个系统中有喂狗、计表、时钟校时、CAN,总线数据发送和接收、数据存储与读取以及显示等功能,其中喂狗、计表和数据存储及CAN,总线数据接收分别采用定时终端、计数中断和外部中断实现,CAN,总线数据发送采用查询方式和其他程序功能在主程序中实现。 6.2数据采集程序说明 数据采集是将监视仪表转盘每转一圈转化为一个周期脉冲,单片机将此脉冲累加,从而测得数需要采集的数据。 6.3 CAN,总线数据收发程序说明 6.3.1数据采集器数据传输内容较为简单,发送出去的数据主要包括监视仪表示数(占5个字节),接收到的数据多为命令(1 4个字节),而C AN总线每次数据可传输8个字节,因此每数据传输采用1帧即可完成。本设计采用PeliCAN工作模式(29位表示码),利用查询方式发送数据,利用外部中断0接收数据。 6.3.2数据的发送由CAN控制器根据CAN协议规范自动完成。首先CPU必须将要发送的数据报文传送到CAN控制器发送缓冲器中,并置位命令寄存器中的发送请求标志,程序流程如图5所示。 6.3.3数据接收采用外部中断0接收,CAN控制器接收到一帧数据后,产生中断触发信号,CPU立即响应,将收到的报文接收到字节的接收缓冲器,并置位命令寄存器的释放缓冲区标志RRB。单片机根据接收数据进行命令解析,并做出相应执行。 6.3.4数据集中器设计方案 数据收集器主要起到转发后台管理服务器和各节点间的数据传输功能,CAN,总线控制器模块主要用来向各节点发送或接收相关数据,各节点地址通过程序设置均已被包括在对应报文29位表示码中,数据集中器可以通过广播或点对点向各用户节点发送命令数据。由于用户节点比较多,数据集中上传比较多,因此需要较多的数据接收缓冲区保存,然后通过GsM转发给后台管理服务器完成远程数据交流,因此采用有512字节内存的单片机sTC89C51对C AN控制器和GSM模块进行控制。单片机控制GSM模块在Text模式下接收手机短信,短信的收发是通过向串口以文本模式发送AT指令来实现的,其编码转换格式简单,并有较高的转换速率。 7 数据采集系统的主要维护工作 7.1模件卫生清洁 7.2模件断电退出:因为所有信号的接线直接连接至模件,未采用继电器等隔离,因此有必要拔出。 7.3检查电源使用情况 7.4软件备份,以备不时之需。 8保证数据采集系统稳定运行的措施 8.1完善各项组织和技术措施,为保证数据采集系统稳定运行的措施打基础。 8.2加强运行管理的完善,保证在新思路、新形式下安全生产。 8.3加强业务培训,以适应当前高科技技术的发展。 8.4加强思想教育,认识到安全、经济、准确的重要性。 8.5加强数据采集系统的巡视检查和维护,发现问题及时处理。 9 本行业自动化控制展望 9.1自动化控制系统的普遍应用是行业发展的主流; 9.2现场总线技术是集散控制系统发展方向; 9.3各项管理实现自动控制,实现网络现代化; 结束语 本文主要以监视控制仪表为例介绍了远程抄表数字采集系统数据采集和转发的设计方案。此设计方案在石油化工也的广泛应用也为石油化工业的发展做出了贡献。相信随着信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、显示技术、半导体集成技术、控制技术、表面安装技术及其他高新科学技术的发展,石油化工行业的自动控制系统也将得到长足快速的发展。
植物组织培养论文:植物组织培养褐变产生探究论文 论文关键词:植物组织培养褐变酚类物质多酚氧化酶醌类物质 论文摘要:植物组织培养过程中,褐变问题普遍存在,与菌类污染和玻璃话现象并称为植物组织培养的三大难题。针对褐变难题,本文结合相关资料,对影响褐变的因素作了全面分析,褐变的影响因素是复杂的,随植物种类外植体的部位几生理状况培养基及培养条件的不同而危害的程度有所不同,对这些因素是内因外界影响作用作了分析并针对这些因素提出了相应的解决措施。 在许多植物组织培养过程中,常遇到褐变问题。褐变主要发生在外植体,在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐,而且对许多酶有抑制作用,从而影响培养材料的生长与分化,严重时甚至导致死亡。本文探讨植物组织培养中褐变现象的影响因素、机理及防范措施,对我们进行科学研究或工厂生产,包括植物组织的培养,原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养都有着十分重要的现实意义。 1褐变原因及危害 褐变是指外植体在培养过程中,自身组织从表面培养基释放褐色物质,以致培养基逐渐变成褐色,外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。褐变的发生与外植体组织中所含的酚类化合物数量多少及多酚氧化酶活性有直接关系。很多植物,尤其是木本植物都含有较高的酚类化合物,这些酚类化合物在完整的组织和细胞中与多酚氧化酶分隔存在,因而比较稳定。在切割外植体时,切口附近的细胞受到伤害,其分割状态被打破,酚类化合物外溢。对于外植体本身来讲,酚类物质从外植体切口向外溢出是一种自我保护性反应,可诱导植保素或无物理屏障的形成,以防止微生物侵染组织。但酚类很不稳定,在溢出过程中与多酚氧化酶接触,在多酚氧化酶的催化下,迅速氧化成褐色的醌类物质和水,醌类物质又会在酪氨酸酶等的作用下,与外植体组织中的蛋白质发生聚合,进一步引起其他酶系统失活。从而导致组织代谢活动紊乱,生长停滞,最终衰老死亡。此外,由于组织的老化病变也会使多酚氧化酶激活而引起褐变。 2褐变产生的机理 2.1非酶促褐变 非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡,即坏死形成的褐变现象,并不涉及酚类物质的产生。徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中,组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变,但培养基中没有看到扩散的褐化物质。当温度升高时继代保存时间过长,也会发生此类现象。但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了[3]。 2.2酶促褐变 目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的,培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的[4]。酶促褐变如同一般的酶促反应,其发生必须具备三个条件,即酶、底物和氧。引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和PPO的活性来看,表明PPO活性的高低是引起培养材料褐变的关键。引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物,按其组成可分成3类:苯基羧酸(包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等),第三类是黄烷衍生物(包括花青素、黄酮、芸香苷等),但并非所有的酚类物质都是PPO的底物。 在正常发育的植物组织中,底物、氧气、PPO同时存在并不发生褐变,是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内,而PPO则分布在各种质体或细胞质中,这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构发生变化和破坏时,则为酶创造了与PPO接触的条件,在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌,进行一系列的脱水、聚合反应,最后形成黑褐色物质,从而引起褐变。 3褐变产生的影响因素 影响植物组织培养褐变的因子是复杂的,因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同,褐变的程度也有所不同。 3.1植物种类及基因型不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。在组织培养中,品种褐化难易可能是与该品种中多酚类物质含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差异有关。 3.2外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同,同时,不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。 3.3培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。另外,其pH值也与褐变程度有较大关系。 3.4培养条件温度过高或光照过强,均可加速被培养组织的褐变。不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡,温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。 4防止外植体产生褐变的对策 从理论上讲,酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制:一是除去引起氧化的物质——氧;二是捕捉或减少聚合反应的中间产物;三是抑制有关的酶。实际操作上,下列措施是被认为行之有效的。 4.1适当外植体的选择 取材时应注意选择褐变程度较小的品种和部位作外植体。成年植株比幼苗褐变程度厉害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐变要严重。冬季的芽不易生长,宜选用早春和秋季的材料作为外植体。王异星[5]用荔枝无菌苗不同组织的诱导试验表明,茎最容易诱导出愈伤组织,培养2周后长出浅黄色的愈伤组织;叶大部分不能产生愈伤组织或诱导出的愈伤组织中度褐变;而根极大部分不产生愈伤组织,诱导出的愈伤组织全部褐变。 4.2对外植体的处理 通过对较易褐变的外植体材料的预处理能减轻醌类物质的毒害作用。处理方法如下:外植体经流水冲洗后,在2-5℃的低温下处理12-24小时,再用升汞或70%酒精消毒,然后接种于只含有蔗糖的琼脂培养基中培养5-7天,使组织中的酚类物质部分渗入培养基中。取出外植体用0.1%漂白粉溶液浸泡10分钟,再接种到合适的培养基中。若仍有酚类物质渗出,3-5天后再转移培养基2-3次,当外植体的切口愈合后,酚类物质减少,这样可使外植体褐变减轻或完全被抑制。何琼英等[6]用抗坏血酸预处理香蕉吸芽外植体,能减轻外植体褐变,从而提高芽丛诱导率。 4.3适宜的培养基 培养基的成分与褐变程度有关,要考虑所选培养基的状态和类型。 4.3.1适当的无机盐浓度张妙霞等[7]在柿树组织培养防止褐变所进行的试验中,4种培养基的无机盐以改良MS(大量元素减半)和1/2MS的效果最好,MS的效果较差,结果证明低浓度的无机盐可促进外植体的生长与分化,减轻外植体褐变的程度。徐振彪[1]在对玉米幼胚耐NaCl愈伤组织的筛选表明,随NaCl浓度升高,褐变现象加重。 4.3.2适当和适量的激素王异星[5]在荔枝的组织培养过程中,培养基中添加1mg/LBA+0.5mg/L2,4-D时,愈伤组织较坚硬,增殖缓慢,易产生褐变。培养基中添加1mg/LBA+1mg/L2,4-D时,愈伤组织浅黄疏松,增殖也快。 4.3.3培养基的硬度在一定范围内,琼脂用量大,培养基硬度大,褐变率低[8],这可能是培养基的硬度影响了酚类物质的扩散速度的缘故。 4.3.4培养基中水的硬度的影响硬度低的蒸馏水褐变率低,而使用硬度较高的自来水,褐变严重,甚至会出现褐变死亡[8]。这可能是配制培养基的水改变了培养基中无机盐的浓度,间接地影响了植物外植体的褐变。 4.3.5培养基的pH值在水稻体细胞培养中,pH值为4.5-5.0时MS液体培养基可保持愈伤组织处于良好的生长状态,其表面呈黄白色,而pH值为5.5-6.0时,愈伤组织严重褐变[9]。一般来说,酸性环境(pH值为4.5-5.0)不利于褐变过程的发生[10]。 4.3.6培养条件如温度过高或光照过强,光照会提高PPO的活性,促进多酚类物质的氧化,从而加速被培养的组织褐变。高浓度CO2也会促进褐变,其原因是环境中的CO2向细胞内扩散,细胞内CO32-增多,CO32-与细胞膜上的CO32-结合,使有效CO32-减少,导致内膜系统瓦解,酚类物质与PPO相互接触,产生褐变[11]。因此,初期培养要在黑暗或弱光下进行。 4.4添加褐变抑制剂和吸附剂 褐变抑制剂主要包括抗氧化剂和PPO抑制剂。在培养基中加入偏二亚硫酸钠、L-半胱氨酸、抗坏血酸、柠檬酸、二硫苏糖醇等抗氧化剂都可以与氧化产物醌发生作用,使其重新还原为酚[12]。由于其作用过程均为消耗性的,在实际应用中应注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗坏血酸均对外植体无毒副作用,在生产应用中可不受限制。在水稻细胞的培养基中,添加植酸(PA),可防止褐变,PA分子中众多的羟基产生抗氧化作用,使生色物质的含量下降或PA与PPO分子中的Cu2+结合,从而降低了其活力。陈学森等[13]在对植酸在银杏组织培养中应用的研究中也证实了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。 常用的吸附剂有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一种吸附性较强的无机吸附剂,能吸附培养基中的有害物质,包括琼脂中的杂质、培养物在培养过程中分泌的酚、醌类物质以及蔗糖在高压消毒时产生的5-羟甲基糠醛等,从而有利于培养物的生长。粉末状的活性炭与颗粒状的活性炭相比吸附性更强,一般在培养基中加入1-4g/L的活性炭。在使用过程中应注意,尽量用最低浓度的活性炭来对抗褐变的产生,因为活性炭的吸附作用是没有选择性的,在吸附物质的同时,也会吸附培养基中的其他成分,对外植体的诱导分化会产生一定的负面影响[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚类物质的专一性吸附剂,在生化制备中常用作酚类物质和细胞器的保护剂,可用于防止褐变[15]。 4.5进行细胞筛选和多次转移 在组织培养过程中,经常进行细胞筛选,可以剔除易褐变的细胞。在外植体接种1-2天后应立即转移到新鲜培养基中,能减轻酚类物质对培养物的毒害作用,降低抑制作用,使外植体尽快分生,连续转移5-6次,可基本解决外植体的褐变问题。 植物组织培养论文:植物组织培养管理论文 论文关键词:植物组织培养褐变酚类物质多酚氧化酶醌类物质 论文摘要:植物组织培养过程中,褐变问题普遍存在,与菌类污染和玻璃话现象并称为植物组织培养的三大难题。针对褐变难题,本文结合相关资料,对影响褐变的因素作了全面分析,褐变的影响因素是复杂的,随植物种类外植体的部位几生理状况培养基及培养条件的不同而危害的程度有所不同,对这些因素是内因外界影响作用作了分析并针对这些因素提出了相应的解决措施。 在许多植物组织培养过程中,常遇到褐变问题。褐变主要发生在外植体,在植物愈伤组织的继代、悬浮细胞培养以及原生质体的分离与培养中也经常发生。褐变产物不仅使外植体、细胞、培养基等变褐,而且对许多酶有抑制作用,从而影响培养材料的生长与分化,严重时甚至导致死亡。本文探讨植物组织培养中褐变现象的影响因素、机理及防范措施,对我们进行科学研究或工厂生产,包括植物组织的培养,原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养都有着十分重要的现实意义。 1褐变原因及危害 褐变是指外植体在培养过程中,自身组织从表面培养基释放褐色物质,以致培养基逐渐变成褐色,外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。褐变的发生与外植体组织中所含的酚类化合物数量多少及多酚氧化酶活性有直接关系。很多植物,尤其是木本植物都含有较高的酚类化合物,这些酚类化合物在完整的组织和细胞中与多酚氧化酶分隔存在,因而比较稳定。在切割外植体时,切口附近的细胞受到伤害,其分割状态被打破,酚类化合物外溢。对于外植体本身来讲,酚类物质从外植体切口向外溢出是一种自我保护性反应,可诱导植保素或无物理屏障的形成,以防止微生物侵染组织。但酚类很不稳定,在溢出过程中与多酚氧化酶接触,在多酚氧化酶的催化下,迅速氧化成褐色的醌类物质和水,醌类物质又会在酪氨酸酶等的作用下,与外植体组织中的蛋白质发生聚合,进一步引起其他酶系统失活。从而导致组织代谢活动紊乱,生长停滞,最终衰老死亡。此外,由于组织的老化病变也会使多酚氧化酶激活而引起褐变。 2褐变产生的机理 2.1非酶促褐变 非酶促褐变是由于细胞受胁迫或其他不利条件影响所造成的细胞程序化死亡或自然发生的细胞死亡,即坏死形成的褐变现象,并不涉及酚类物质的产生。徐振彪等[1]将生长正常的愈伤组织转移到含NaCl的培养基中,组织周围尤其是接触培养基部分发生褐变,但培养基中没有看到扩散的褐化物质。当温度升高时继代保存时间过长,也会发生此类现象。但这种褐变若采取适当措施或者愈伤组织适应了胁迫环境就不再发生了[3]。 2.2酶促褐变 目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的,培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的[4]。酶促褐变如同一般的酶促反应,其发生必须具备三个条件,即酶、底物和氧。引起褐变的酶有多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。从初次培养和继代培养过程中试管苗的褐变程度和PPO的活性来看,表明PPO活性的高低是引起培养材料褐变的关键。引起褐变的酶的底物主要是酚类化合物,按其组成可分成3类:苯基羧酸(包括邻羟基苯酚、儿茶酚、没食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括绿原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、单宁、木质素等),第三类是黄烷衍生物(包括花青素、黄酮、芸香苷等),但并非所有的酚类物质都是PPO的底物。 在正常发育的植物组织中,底物、氧气、PPO同时存在并不发生褐变,是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内,而PPO则分布在各种质体或细胞质中,这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构发生变化和破坏时,则为酶创造了与PPO接触的条件,在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌,进行一系列的脱水、聚合反应,最后形成黑褐色物质,从而引起褐变。 3褐变产生的影响因素 影响植物组织培养褐变的因子是复杂的,因植物的种类、基因型、外植体部位及生理状态等不同,褐变的程度也有所不同。 3.1植物种类及基因型不同的植物和不同的基因型决定了不同的褐化程度。在组织培养中,品种褐化难易可能是与该品种中多酚类物质含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差异有关。 3.2外植体部位及生理状态外植体的部位及生理状态不同其褐化程度不同,同时,不同时期和不同年龄的外植体在培养中褐变的程度也不同。 3.3培养基成分培养基成分中的无机盐、蔗糖浓度、激素水平等对褐变的程度的影响尤为重要。另外,其pH值也与褐变程度有较大关系。 3.4培养条件温度过高或光照过强,均可加速被培养组织的褐变。不利环境条件都能造成细胞的程序化死亡,温度是诱导程序化死亡的主要因素[1]。 4防止外植体产生褐变的对策 从理论上讲,酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制:一是除去引起氧化的物质——氧;二是捕捉或减少聚合反应的中间产物;三是抑制有关的酶。实际操作上,下列措施是被认为行之有效的。 4.1适当外植体的选择 取材时应注意选择褐变程度较小的品种和部位作外植体。成年植株比幼苗褐变程度厉害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐变要严重。冬季的芽不易生长,宜选用早春和秋季的材料作为外植体。王异星[5]用荔枝无菌苗不同组织的诱导试验表明,茎最容易诱导出愈伤组织,培养2周后长出浅黄色的愈伤组织;叶大部分不能产生愈伤组织或诱导出的愈伤组织中度褐变;而根极大部分不产生愈伤组织,诱导出的愈伤组织全部褐变。 4.2对外植体的处理 通过对较易褐变的外植体材料的预处理能减轻醌类物质的毒害作用。处理方法如下:外植体经流水冲洗后,在2-5℃的低温下处理12-24小时,再用升汞或70%酒精消毒,然后接种于只含有蔗糖的琼脂培养基中培养5-7天,使组织中的酚类物质部分渗入培养基中。取出外植体用0.1%漂白粉溶液浸泡10分钟,再接种到合适的培养基中。若仍有酚类物质渗出,3-5天后再转移培养基2-3次,当外植体的切口愈合后,酚类物质减少,这样可使外植体褐变减轻或完全被抑制。何琼英等[6]用抗坏血酸预处理香蕉吸芽外植体,能减轻外植体褐变,从而提高芽丛诱导率。 4.3适宜的培养基 培养基的成分与褐变程度有关,要考虑所选培养基的状态和类型。 4.3.1适当的无机盐浓度张妙霞等[7]在柿树组织培养防止褐变所进行的试验中,4种培养基的无机盐以改良MS(大量元素减半)和1/2MS的效果最好,MS的效果较差,结果证明低浓度的无机盐可促进外植体的生长与分化,减轻外植体褐变的程度。徐振彪[1]在对玉米幼胚耐NaCl愈伤组织的筛选表明,随NaCl浓度升高,褐变现象加重。 4.3.2适当和适量的激素王异星[5]在荔枝的组织培养过程中,培养基中添加1mg/LBA+0.5mg/L2,4-D时,愈伤组织较坚硬,增殖缓慢,易产生褐变。培养基中添加1mg/LBA+1mg/L2,4-D时,愈伤组织浅黄疏松,增殖也快。 4.3.3培养基的硬度在一定范围内,琼脂用量大,培养基硬度大,褐变率低[8],这可能是培养基的硬度影响了酚类物质的扩散速度的缘故。 4.3.4培养基中水的硬度的影响硬度低的蒸馏水褐变率低,而使用硬度较高的自来水,褐变严重,甚至会出现褐变死亡[8]。这可能是配制培养基的水改变了培养基中无机盐的浓度,间接地影响了植物外植体的褐变。 4.3.5培养基的pH值在水稻体细胞培养中,pH值为4.5-5.0时MS液体培养基可保持愈伤组织处于良好的生长状态,其表面呈黄白色,而pH值为5.5-6.0时,愈伤组织严重褐变[9]。一般来说,酸性环境(pH值为4.5-5.0)不利于褐变过程的发生[10]。 4.3.6培养条件如温度过高或光照过强,光照会提高PPO的活性,促进多酚类物质的氧化,从而加速被培养的组织褐变。高浓度CO2也会促进褐变,其原因是环境中的CO2向细胞内扩散,细胞内CO32-增多,CO32-与细胞膜上的CO32-结合,使有效CO32-减少,导致内膜系统瓦解,酚类物质与PPO相互接触,产生褐变[11]。因此,初期培养要在黑暗或弱光下进行。 4.4添加褐变抑制剂和吸附剂 褐变抑制剂主要包括抗氧化剂和PPO抑制剂。在培养基中加入偏二亚硫酸钠、L-半胱氨酸、抗坏血酸、柠檬酸、二硫苏糖醇等抗氧化剂都可以与氧化产物醌发生作用,使其重新还原为酚[12]。由于其作用过程均为消耗性的,在实际应用中应注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗坏血酸均对外植体无毒副作用,在生产应用中可不受限制。在水稻细胞的培养基中,添加植酸(PA),可防止褐变,PA分子中众多的羟基产生抗氧化作用,使生色物质的含量下降或PA与PPO分子中的Cu2+结合,从而降低了其活力。陈学森等[13]在对植酸在银杏组织培养中应用的研究中也证实了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。 常用的吸附剂有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一种吸附性较强的无机吸附剂,能吸附培养基中的有害物质,包括琼脂中的杂质、培养物在培养过程中分泌的酚、醌类物质以及蔗糖在高压消毒时产生的5-羟甲基糠醛等,从而有利于培养物的生长。粉末状的活性炭与颗粒状的活性炭相比吸附性更强,一般在培养基中加入1-4g/L的活性炭。在使用过程中应注意,尽量用最低浓度的活性炭来对抗褐变的产生,因为活性炭的吸附作用是没有选择性的,在吸附物质的同时,也会吸附培养基中的其他成分,对外植体的诱导分化会产生一定的负面影响[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚类物质的专一性吸附剂,在生化制备中常用作酚类物质和细胞器的保护剂,可用于防止褐变[15]。 4.5进行细胞筛选和多次转移 在组织培养过程中,经常进行细胞筛选,可以剔除易褐变的细胞。在外植体接种1-2天后应立即转移到新鲜培养基中,能减轻酚类物质对培养物的毒害作用,降低抑制作用,使外植体尽快分生,连续转移5-6次,可基本解决外植体的褐变问题。 植物组织培养论文:论植物组织培养技术在林木育种中的应用 【摘 要】林木育种是推动林业产业可持续发展的基础性工作。近年来,针对国内水土流失、土地沙漠化等生态问题,国家加大了对林业发展的重视程度,各级政府和林业部门也积极响应国家“绿色发展”理念,扩大林木种植面积。在这种情况下,林业发展对优质树种的需求量不断上升,而传统的树种培养周期较长,短时间内难以满足地区林业发展需要,植物组织培养技术具有繁殖速度快、苗木质量高的优点,在现代林木育种中受到了广泛的应用。 【关键词】植物组织培养 林木育种 品种改良 植物组织培养是利用植物的某一组织或器官,在无菌环境下进行培养,并最终生产成完整植株的无性繁殖方法。随着相关生物技术的不断成熟和发展,植物组织培养已经广泛的应用于植物育种工作中,在推动我国林业产业发展中发挥了重要作用。文章首先分析了组织培养技术在林木育种中的具体应用,随后对其应用意义进行了论述,最后就组织培养技术的应用前景进行了总结展望。 1 组织培养技术在林木育种工作中的具体应用 1.1 实现苗木的快速、优质繁殖 目前,利用植物组织或器官实现繁殖育苗主要有三种形式:一是诱导母本植株上的腋芽发育,生成新的植株;二是诱导植株组织形成新的体胚,然后在利用特殊培养方式,促使体胚发育成新的植株;三是将植物组织诱导生成新的愈伤组织,利用愈伤组织的再分化能力,生成新的植株芽体,实现扩繁目的。三种林木育种方式各有优缺点,因此在开展植物组织培养时,应当结合实际情况,做到有针对性的科学选择。 例如,在一些地理位置相对偏远、交通不便的原始林区,由于人工管理困难,在林木种植上选择松树、柏树林为主。这类树木由于生长环境相对恶劣,因此对树种的质量要求较为严格,以此来提高树种移植后的成活率。在组织培养技术选择上,通常以诱导母本腋芽发育方式为主,确保培养出的树种能够完全继承母本优良形状,在短时间内适应移植后的新环境。而在城镇郊区或是一些交通便利的农村地区,林业发展多以速生林为主,例如杨树、桉树、槐树等。这类林木的优点在于生长速度快、经济价值高,因此对于树种的需求量也相对较大。在选择组织培养方式上,多以诱导愈伤组织培养新植株的方法,来提高单位时间内的树种培养速度。诱导植株组织培养方式主要适用于果树树种繁育,一来是果树生长周期相对较长,对于树种需求量较为缓和,二来是果树对于树种的优良性质要求较高,诱导植株组织的培养方式能够实现“基因优选”功能,确保果树经济价值的实现。 1.2 植物组织、细胞及器官功能分析 植物组织培养所选用的必须是具有完全遗传信息的组织或器官,包括母本植株的茎、叶、胚芽等,虽然这些组织或器官中的遗传信息都是相同的,但是其培养效果也会受培养环境、培养基营养成分等外界因素的影响。根据这一生物特性,可以对植物的组织和器官的形成过程、结构特性进行技术分析。例如,更加大量的植物组织培养实验表明,以植物茎作为组织培养对象,培养过程中植株的细胞膜的通透性更强,对于外界病毒入侵的抵抗力更明显,根据这一实验结论,我们在进行植物组织培养时,可以有针对性的选取母本植物的组织或器官。例如松树虽然具有较高的生态价值和经济价值,但是幼苗期的松树抗病虫能力较低,很容易发生病害侵袭影响,影响松树幼苗的成活率。通过改良植物组织培养技术,能够极大的改善这一影响因素。 1.3 植物组织培养中的灭菌工作 在植物组织培养中,最重要的一点就是要防止组织或器官受到外界细菌、病毒、微生物的干扰。目前,植物组织培养大多数在无菌室内进行,但是这只是从硬件方面确保了工作环境的安全,除此之外,操作人员还应当保持良好的工作习惯,例如要保持操作台干净整洁,刀具、仪器使用前后都要做好消毒处理、佩戴标准消毒作业设备等。 植物组织培养实验室内的灭菌方法主要分为物理法和化学法,其中物理法主要包括加热、蒸煮、射线处理、无菌水清洗等,化学方法主要是利用一些特殊的化学制剂,例如双氧水、高锰酸钾、漂白粉、酒精等。不同的化学药品所针对的细菌种类也不尽相同。但是无论采取何种灭菌措施,都不可能达到完全灭菌的效果。尤其是一些带有芽孢组织的细菌和霉菌,生存力较强,即便是采取消毒措施后也既有可能存活下来,一旦遇到富含营养物质的培养基,这些细菌和霉菌就会大量繁殖。因此,植物组织培养实验室内应当定期做好消毒措施,严格执行消毒标准,真正实现“无菌操作”。 2 植物组织培养技术在林木育种中的意义和展望 由于组织培养周期短,增殖率高及能全年生产等特点,加上培养材料和试管苗的小型化,这就可使有限的空间培养出大量的植物,在短期内培养出大量的幼苗。组织培养突出的优点是“快”,通过这一方法在较短时期内迅速扩大植物的数量,以一个茎尖或一小块叶片为基数,经组织培养一年内可增殖到10000-100000株。 不可否认的是,现阶段的植物组织培养仍然面临一些技术和操作上的问题,其中主要集中在以下几方面:首先,繁殖效率和繁殖质量之间的矛盾问题日益突出,在近几年植树造林活动的影响下,各地区的林业建设活动规模不断扩大,无形之中增加了植物组织培养的工作压力。部分管理人员盲目追求经济利益,将一些未达到移植条件的植株销售给林业部门,导致树苗成活率低。因此,如何做好植物组织培养速率与市场需求之间的矛盾,成为当前组织培养单位所面临的首要问题。其次,培养过程中不可避免会出现变异植株,也会造成一定的苗木资源浪费。 “绿色发展”理念被纳入“十三五”发展规划中,为林业的可持续发展指明了方向。未来一段时间内,随着林业产业规模的不断扩大,对于树种、苗木的需求量也会逐渐攀升,植物组织培养能够很好的满足当前林木育种的各种需求,具有广阔的发展潜力和应用推广价值。 植物组织培养论文:《园艺植物组织培养》教学改革与实践 摘要:对园艺植物组织培养教学体系进行了研究,针对其在教学中存在的问题进行客观分析,通过制订科学合理的教学大纲、优化实验教学内容、建立开放式实验室及改革考核办法,来强化教学效果,全面培养学生的综合技能。 关键词:园艺植物组织培养;教学改革;教学实践 《园艺植物组织培养》是园艺专业的重要专业课程。园艺专业按照“厚基础、宽口径、强能力”的原则,修订了适应学分制要求的专业人才培养方案。园艺植物组织培养这门课程对于培养园艺方面的专业应用型人才具有十分重要的作用。 一、园艺植物组织培养课程在园艺专业中的重要地位 近年来,农业效益化和都市化进程的不断发展使农业科研院所和农业现代化园区的组培项目的数量迅猛增加,同时,新兴的组培企业也越来越多。在这种情况下,有效结合植物组织培养课程和生产实际,缩短毕业生的实际工作能力和社会需求的差距同时提高学生的实践和适应能力就显得尤为重要。因此,通过改革和完善园艺植物培养课程的教学内容、手段和条件,合理构建园艺植物组织培养课程的特色,可以有效将企业实际工作环节融入到教学过程中,从而更好地实现培养园艺专业人才的目标。 二、园艺植物组织培养课程在教学中的存在的问题 1.教材编写难以适应现代教学模式。在编排园艺植物组织培养教材的过程中,相关人员应该通过全面编排学科包含的所有知识点的方式来保证教材内容的完整性和学术性。而在实际教学过程中,如果教材内容太过详细,教师容易产生依赖心理而完全按照教材内容进行生硬的传授灌输,从而减少教学过程中与学生互动的积极性,直接导致学生对教师的教学失去兴趣和信心。这种教学方式与现代教学倡导的以学生为主体的探究式教学方式相矛盾。而这种教学方式所培养出的学生缺乏学习的主动性和创新性。 2.传统教学方式难以实现对学生实践能力的培养。实验教学的传统教学模式基本是以教师为主。通常情况下,教师在上课之前事先准备好所需的实验材料并设置好具体的实验流程。在实验教学课程中学生需要根据教师设置好的实验流程进行具体的实验操作。一般来说,传统的实验方法无法真正发挥效力,因为植物组织培养以实验技术水平为发展的根本,其侧重于实验者实践能力,对操作水平有着极高的要求。植物组织培养在教学实践中要高度重视实践技能,在教学活动中要确保学生的主体地位,鼓励学生自主探究,通过学生自我实践提升植物组织培养技能,进而体现出园艺植物组织培养课程的宗旨。 3.传统教学模式难以实现教育目标。传统园艺植物组织培养的教学目标的定位相对较低,只是简单地要求对知识和技术的一般性认识和了解,缺乏对知识和技术能力的深入性探讨和研究的要求。然而,传统的园艺植物培养的教学方法和教学模式相对来说比较落伍,填鸭式的灌输教学模式也比较陈旧。在这样的教学方法和模式下,学生只能了解到相对空洞的理论性知识,更无法达到现代教育的教学目标。因此,在实际的教学过程中,教师不但要尊重课程本身的发展规律及其特点,还要重视培养学生的实践能力,树立全新的教学观念,积极采用多媒体等新技术手段,激发学生学习的主动性,构建良好的学习氛围,鼓励学生自主学习,培养学生的创新能力,从而有效深化学生对植物组织培养理论知识的认识。 三、提升园艺植物组织培养教学效果的对策 1.合理规划理论教学内容。在信息无比丰富的知识爆炸时代,学生从来不满足于单一知识的学习。当下学生不仅要学习理论知识,更要掌握有效学习的能力,还要学习将理论知识和社会实践有效结合起来。植物组织培养课程不仅对学生提出了扎实掌握课程理论知识的要求,还提出了领会和掌握植物组织培养的实用技术的要求。另外,学生还应对植物组织培养方面世界前沿的高端技术有一定的认识和了解,同时,还要具备将理论知识应用到社会实践生活中的能力。学生在学习过程中所掌握的技术和知识水平存在差异,因此,教师应该因材施教并根据学生的实际情况合理调整教学内容和教学顺序,从而提高教学效率。 2.改革实验教学内容、手段。(1)尊重学生实验活动的主体性。在新的教育教学大纲指导下,实验教学获得了革新,在实验中要充分尊重学生的主体性,提升学生独立动手能力。实验课程以小班制为基础,每班人数控制在25人以内,在实验过程中教师要尽量缩短讲授时间,在对实验目的、要求、方法、注意事项讲解完毕大胆鼓励学生自主实验。学生根据教师对实验的讲解以及自身知识独立实验,在独立探究中自主解决实验中所出现的问题,若出现无法解决的问题应主动向教师提问,面对学生的提问,教师要给予针对性的指导。(2)实施开放实验室制度。传统实验室由教师控制,在教师的控制下,学生在实验室进行实验活动,实验活动的准备以及实验所需材料均有教师主导,学生的实验活动只是对教师实验示范的机械重复,在这种传统实验教学模式下,学生难以准确采集实验材料,不会科学构建实验流程,对实验的反馈也仅仅停留于理论知识,这对于学生自学学习能力的培养和探究学习能力的提升是极为不利的。为了实现现代化实验教学模式,教师可以针对学生进行基础实验训练,然后根据学生的实践能力全面开放实验室。学生在与教师的沟通后可以进行课外实验,教师也可以根据学生的实验能力鼓励学生自主探索实验。 3.现代教学手段和方法的灵活应用。(1)教学方法的灵活运用。园艺植物组织培养是现代生物学重要组成部分,以遗传学、微生物学、植物生理学、植物学等学科为基础,因而在进行教学中,教师可以提出其他学科教学专业的问题为引子,激发学生们的学习积极性,或者以生活中的真实事件为课程导入,让学生对事件给予反馈,提升学生课堂参与度,在师生互动中有利于营造良好的课堂氛围。(2)教学手段的灵活运用。植物组织培养是一门操作性很强的课程。因此,教师应该合理采用直观性较好的教学方法。在实际教学过程中,教师可以将实物直观展现在学生面前,使学生对课程内容有直观形象的了解和认识。比如,教师可以带领学生走进组织培养实验室,在对实物的实地参观过程对教学内容进行详细介绍,从而帮助学生深刻记忆设备名称和特征。再比如,讲解植物离体培养成苗过程等内容相对较为复杂而且耗时较长。对于这种情况,教师可以采用多媒体技术手段辅助教学,将实验整个过程制作成内容丰富的课件,然后,通过多媒体课件的展示,使学生形象地理解教学内容并加深实验过程的理解。(3)深入植物组织培养工厂。园艺植物组织培养技术与社会生活紧密联系。在我国,植物组织培养的工厂已经十分常见,很多工厂都通过植物组织培养在工厂内进行蔬菜、果树和花卉等植物的机械化繁殖。植物的繁殖不再受到传统方式的时间和空间的局限,从而实现了工厂式的周年连续生产。植物组织培养对植物生长控制因子实现了人工调节,在可控制的环境内实现植物快速繁殖,满足社会的需求。同时,引入植物脱病技术,不但可以有效提升植物的质量,还可以提高植物健康繁殖的速度。总体来说,植物组织培养的发展前景十分乐观。 4.考评方式多样化。考评直接反映出学生对《园艺植物组织培养技术》课程的学习成效,如果教师只依据卷面成绩来对学生进行学习效果评价,那么就会让整个考评过程缺失客观性和有效性。因此,教师在对学生进行课程考评的时候,就可以把多种考评方式结合在一起,并从多个方面去对学生的学习情况做出客观的评价,从而让课程的考评能够实现客观性和有效性。比如:教师可以把理论知识考评、实验考评、技能实际应用能力考评这三者合理地结合在一起,并让它们按照一定比例进行分数划分,对学生的学习成果进行全方位的考评。 四、结语 随着我国园艺植物组织培养技术地不断提高和发展,大多数农林院校为了更好地进行园艺植物组织培养的教学都将《园艺植物组织培养》这门课程设置为学生的必修或选修课程。由于园艺植物形态变化相对较大而且种类偏多,园艺植物组织培养教学活动的开展应以园艺植物组织培养技术和理论为先决条件,并根据不同园艺植物的不同特点,从而使学生扎实掌握基础理论知识,并将其与实践操作有效结合。另外,教师在授课过程中要合理把控好授课重点,尤其是对植物组织培养专业特征的明确。 植物组织培养论文:植物组织培养课程教学实践探讨 摘要 通过对植物组织培养课程教学方法、教学手段、教学内容及教学评价的实践探索,总结改进,加强实践教学环节,以培养学生的综合技能和创新能力。 关键词 植物组织培养;教学实践;实验教学 植物组织培养是一项近年来迅速发展的生物技术,已渗透到生物学科的各个领域,成为生物学的重要研究技术和手段[1],并广泛应用于农业、林业、工业和医药业,产生了巨大的经济效益和社会效益,成为当代生物科学中一门较有生命力的学科。植物组织培养是生物技术应用专业和园林技术专业的职业技能模块之一,学生通过该课程的学习,掌握植物组织培养的基础理论、基本知识和基本操作技能,最后达到用植物组织培养技术进行植物脱毒快繁的全过程。目前,多数农林院校都已开设植物组织培养课程[2]。汉中职业技术学院农林系依托优秀的教学团队和植物组织培养良好的市场前景,经过充分考察论证,在2010年成立植物组织培养实验室,并于2010―2011学年在生物技术及应用、园林技术及应用2个专业2个年级3个班开设此课程,经过1年的课程教学,取得良好的教学效果和社会评价,现就教学过程进行探讨。 植物组织培养技术是一门实践性较强的课程,实验课是该课程教学中的重要环节。为保证学生熟练掌握组织培养技术,学院把课程的重点放在培养学生的实际动手能力上。为了保证学生在掌握组织培养的理论基础的同时,加强其实践操作能力的培养,学院在教学中进行了一些改革尝试。 1 改验证性实验为探索性实验,培养学生的思维能力和认识能力 传统的实验多为验证性实验,即学生在实验课上对课本中的实验结论进行验证,这虽然能使学生加深对理论的理解,但不利于其思维能力、认识能力的培养和提高,特别是对于学情复杂的高职学生。因此,根据该课程的特点,学生在教师指导下,进行探索性实验,效果会更好。如所用培养基配方不同,植物生长效果也各异。教师在教学中并不是直接将这些实验方法告诉学生,而是指导学生根据所学的理论知识进行探索性实验,最后通过实验和分析,得出最佳的方案或结果,使学生认识到接种外植体、材料大小、取材季节、灭菌方法等均对实验结果有较大影响。这样不仅加深了学生对理论知识的理解,培养了学生的思维能力和观察能力,提高了实验效果,还提高了学生的动手能力。 2 运用多种教学资源,改进教学方法,变单一教学方法为多种教学方法综合运用 汉中职业技术学院在实验实训室安装了投影教学设备,教师可在实验室对学生进行该门课程的讲授,课程教学结合现代多媒体教学手段,采用了讲与练结合、精讲与多练,包括先讲后练、先练后讲、讲中有练及练中有讲等多种教学方式,让学生切身参与到教学活动中来。实验室既是操作实践室又是多媒体教室,真正做到教、学、做一体化。在教学环节的组织上,应加强讨论式、启发式、参与式的教学[3],以推动现代教学方式的应用。充分利用多媒体、录像、参观等教学手段,使学生能够在学中做,在做中学。植物组织培养是一门实践性很强的课程[4],但又离不开理论教学。理论部分主要采用多媒体课件讲解,同时配合录像、实物标本等多种教学形式进行。在实践教学的环节中,边实验边学习,以学生对植物组织培养基本技能的掌握为主,锻炼学生的动手操作和理论联系实际的能力。在讲到组培室的构造及仪器设备的使用时,教师改变老式的讲授方法,放手让学生自主学习,对照设备看说明书,并和同学一起探讨使用方法及注意事项,这样既锻炼了学生的学习能力,又打破了填鸭式的灌输,收到很好的效果。学生做的组培苗分类放置,每次上课时都可以看到他们亲手做的组培苗发生的变化,培养了学习兴趣,提高了动手的积极性。在讲到组培苗的褐化和玻璃化以及组培苗的污染时,可把学生做坏的组培苗单独放置,一边讲解,一边答疑解惑,和学生互动,形象直观,加深了学生对知识的理解。学院还与汉中市植物研究所、汉中市农科所联系,组织学生参观组培中心,使学生对室外炼苗移栽和马铃薯微型种薯的培育等一整套组培技术有了系统的、直观的认识,把枯燥的学习变成了快乐的实践。 3 因材施教,突出重点 汉中职业技术学院生物技术和园林技术同时开课,教学团队根据实际情况,重新编排教材,设计为6个学习情境,教学重点突出在生产上广泛应用的组织培养技术,但根据专业的特点,内容有所侧重。生物技术专业偏重于马铃薯脱毒组培苗和甘薯组培苗,而园林专业则偏重于花卉的组织培养教学,如菊花、兰花的组培技术。教学过程从简单到复杂,循序渐进,一步步掌握组培技术并上升到高层次的对整个专业认知。 4 人人参与,培养集体意识 由于学生水平层次不齐,学习态度不一。所以在组培课上,把学生按照男女性别、学习能力和动手能力的高低进行交叉搭配分组,相互配合共同完成项目任务,通过合作,每个人都有了锻炼机会,都参与到课程情境中,增强了责任心,提高了团队意识,提升了班级凝聚力。 5 实行学习与考证相结合制度 为了更好地适应社会发展的需要,该门课程采取学习与考证相结合的制度,设有培养基制作工、接种工等工种技能鉴定,考核合格后发放相应工种资格证,通过率达到97%,实现了技能训练和生产实战一体化,获得了用人单位的一致欢迎和好评。 6 积极完善,不断创新 虽然组培课教学在短短一年的时间里就有了如此大的进步,但由于条件有限,还有许多需要改进的方面:一是要进一步加大实验实训投入,增加实验设备,建立专用温室大棚,为组培课的教学实训提供良好的配套条件。二是要进一步搭建产学合作平台,和科研单位紧密合作,充分利用本行业的企业资源,开展社会服务,走向社会化,真正做到学以致用。 植物组织培养论文:国内外苔藓植物组织培养研究进展 摘 要:文章在对苔藓植物的特征及组织培养研究简史进行简要介绍的基础上,重点介绍了国内外学者对苔藓植物组织培养材料及基质的选择、外植体的消毒方法、培养基成分的选择及培养条件的筛选等4个方面的研究进展。 关键词:苔藓植物;组织培养;消毒方法;培养基 苔藓植物是植物界中比较特殊的一个植物类群,主要生活在阴湿的环境中,是一类由水生向陆生过渡的重要的原始高等植物。苔藓植物生活史为典型的异型世代交替,孢子体则寄生于配子体上生活,孢子在产生新的配子体过程中还需要经过一个原丝体阶段。目前,全世界大约有2.3万种苔藓植物,其种类仅次于被子植物。 苔藓植物能够蓄积大量水分,因此对水土保持与涵养、森林及某些附生植物的发育都有极其重要的作用。此外,苔藓植物还含有脂类、萜类、黄酮类、生物碱、醌类等活性物质,因此具有极高的药用价值。 苔藓植物的组织培养历史可以追溯到1902年Haberlandt的研究和1905年Goebel等人的研究,此后的50余年时间内,科学家的关注点更多的集中于被子植物组织培养上,对苔藓植物的组织培养几无涉及。1957年,Allsopp利用石地钱和小叶苔的孢子进行组织培养,首次成功获得相应愈伤组织及再生叶状体。此后,世界范围内的关于苔藓植物组织培养的实验研究逐渐展开并取得了一定的成果。 1 苔藓植物组织培养供试材料及基质 目前,可以用于苔藓植物组织培养的材料主要是苔藓植物的配子体、孢子体和原丝体,此外还可以利用其生殖器官、芽孢、游离原生质体等。1960年,Ward以Knudson培养基培养金发藓和波叶仙鹤藓的孢子并获得其无菌原丝体,并在添加了蔗糖的基本培养基中利用该无菌原丝体诱导获得了相应的愈伤组织及再生植株。2003年,高永超等利用牛角藓配子体茎段诱导获得相应愈伤组织,并探讨了蔗糖及大量元素对愈伤组织细胞生长的影响。2007年,于传梅利用膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体、柳叶藓的茎段、短叶藓和江岸立碗藓的孢子进行组织培养,获得了相应的愈伤组织或再生植株。 2 苔藓植物组织培养供试材料的消毒 可用于苔藓植物外植体消毒的试剂包括乙醇、次氯酸钠、升汞等,不同的供试材料和不同部位的外植体所用消毒剂有所不同。 Saboljevic等研究表明,适用于Aloina aloides孢子和配子体消毒的次氯酸钠浓度分别为120.00g・L-1和90.00g・L-1。于传梅(2007)研究表明,适用于膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体消毒的试剂为0.1%次氯酸钠,消毒时间为5分钟。梁书峰(2010)研究表明,适用于真藓外植体消毒的方法是:先用70%乙醇处理5秒,然后用5%次氯酸钠处理30秒钟,其外植体存活率可以达到70%;而适用于东亚砂藓外植体消毒的方法则是0.1%氯化汞消毒5秒或10秒,用次氯酸钠消毒会导致东亚砂藓外植体变红而无法存活。 3 苔藓植物组织培养供试材料培养基成分的选择 目前,用于苔藓植物组织培养的基本培养基如苔藓植物组织培养常用的培养基有MS培养基、Knop培养基及Benecke培养基等。适用于不同苔藓植物外植体培养和植株再生的基本培养基的种类不同,培养基中的成分也有所不同。RANI的研究表明,最适宜促使小珠藓配子囊形成的GA3浓度为10-7mol・L-1。陈静文(2006)对小立碗藓组织培养研究结果表明,适于小立碗藓组织培养的培养基为添加有0.5%葡萄糖和0.8%琼脂的K2培养基。于传梅(2007)研究表明,适用于短叶藓包子萌发的培养基为分别添加了1%蔗糖和琼脂(pH6.2)的Knop培养基或Benecke培养基。魏志颖(2015)研究表明,Beneck培养基最适于山墙藓原丝体扩展及配子体生长,培养基中琼脂含量与山墙藓生长速度呈现负相关,蔗糖可明显促进原丝体的形成和扩展生长,当蔗糖浓度为15g・L-1时,分化产生的芽体数目最多,培养基中的IAA、IBA、2,4-D可以显著促进山墙藓茎部伸长生长,但2,4-D同时会加速其衰老,6-BA则会促使茎尖端细胞膨大成球状,KT则可以诱导产生愈伤组织。 4 苔藓植物组织培养供试材料培养条件的选择 影响苔藓植物组织培养的培养条件有很多,如温度、光照、pH、水分和湿度等,不同的苔藓植物材料在组织培养中对上述条件要求有所不同。Vashishta(1987)在25℃条件下对3种苔藓植物组织培养研究表明,光照强度为3500lx时,3种苔藓植物原丝体均开始生长并发育良好,且产生芽数也最多。陈静文(2006)对3种藓类植物组织培养的研究表明,适于真藓和小立碗藓生长发育的培养条件是(25±1)℃,3500lx和光照周期为12h/12h;适于小蛇苔组织培养的条件是(18±1)℃,3000lx和光照周期为12h/12h。刘应迪等(2001)对3种藓类植物组织培养研究表明,适于垂藓和大羽藓生长发育的湿度为70~80%,而适于湿地匍灯藓生长发育的湿度则为80~90%。崔巍(2012)对毛尖紫萼藓的组织培养研究结果表明,适于毛尖紫萼藓原丝体生长及配子体再生的温度为(23±1)℃,最适光照条件是3000lx和光照周期为12h/12h,适于其原丝体生长的Prat培养基pH为5.5,而适于其进行扩展生长的Benecke培养基pH则为6.0。 目前,国内外对苔藓植物组织培养的研究还相对较少,且研究内容也多局限在孢子萌发或原丝体发育方面,对其继代培养及扩大培养则研究较少,未来的苔藓植物组织培养可以更加侧重于这一方面,以此从苔藓植物中获取更多的对人类有益的次生代谢产物及抗逆基因,使其更好的为人类服务。 作者简介:郑艳冰(1976-),女,黑龙江省黑河市人,副教授,硕士研究生,主要从事植物遗传学研究。 植物组织培养论文:植物生长调节素对西南凤尾蕨组织培养的影响 摘要:以西南凤尾蕨(Pteris wallichiana)的成熟孢子为外植体,以MS、1/2MS为基本培养基,研究了植物生长调节素对西南凤尾蕨离体组织培养的影响。结果表明,不同细胞分裂素和生长激素配比对西南凤尾蕨的组织培养影响不同,最适诱导培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L;最适增殖培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L +NAA 1.0 mg/L+AC 1.0 g/L,最高增殖倍数为7.05倍;最适生根壮苗培养基为1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L,生根率达到90%以上。 关键词:西南凤尾蕨(Pteris wallichiana);植物生长调节素;组织培养 西南凤尾蕨(Pteris wallichiana),为凤尾蕨科凤尾蕨属大型陆生植物,生长于海拔800~2 000 m的林下沟谷或林缘,分布于中国西南及台湾、广东、广西等地[1]。其味苦、涩、性凉,具有清热止痢、定惊、止血的功能,主治痢疾、小儿惊风、外伤出血等症[2]。西南凤尾蕨叶形优美、叶色青翠碧绿,具有较高的园林观赏价值和药用价值。药用蕨类植物含有生物碱、黄酮类、酚类等多种活性物质,对多种疾病具有明显的治疗作用[3]。 随着观赏植物的发展和对蕨类药用植物的利用,人们对蕨类植物的需求量日益增大。由于繁育技术不过关,野外采挖对野生蕨类植物资源造成严重的破坏,人类活动的干扰加之植物本身的原因使蕨类资源受到威胁[4]。在传统的繁殖方法上,蕨类主要是依靠孢子繁殖和分株繁殖,而孢子繁殖在自然环境中的成苗率很低,分株繁殖则需要时间长并且得到的有效苗数量少,不能在短期内满足大量种苗的需求[5]。因此采用生物组织培养技术,可以有效在短时间内提高西南凤尾蕨的繁殖速度和质量。为了更好地开发西南凤尾蕨中药资源和观赏价值,本研究通过在培养基中添加不同的植物生长调节素,对西南凤尾蕨优良植株组织培养技术进行探讨和研究,为西南凤尾蕨的组培快繁提供技术基础。 1 材料与方法 1.1 试验材料 供试西南凤尾蕨样品采自广西壮族自治区药用植物园科研基地内野生健壮无病虫害的植株,选取其成熟孢子为外植体。 1.2 试验方法 1.2.1 外植体的消毒 取西南凤尾蕨带有成熟孢子的叶片,先用流水清洗叶片表面尘土污垢,然后用洗洁精溶液擦拭,并置于烧杯中进行流水冲洗15~20 min,再移至超净工作台上,用75%乙醇灭菌15~20 s,无菌水冲洗1 遍,用0.1% HgCl2浸泡8~14 min进行消毒,无菌水浸泡清洗3~4 次,每次约5 min,清洗时用玻棒不断搅拌,利于彻底洗出汞。然后将材料移置于灭菌的器皿内,用无菌滤纸吸干叶片表面水分后,用消毒好的解剖刀将孢子接种到培养基中。 1.2.2 培养基的选择 孢子诱导、继代增殖培养基以MS为基本培养基、添加蔗糖30 g/L、琼脂4 g/L,同时设不同的激素配比,孢子诱导培养基的激素配比分别设置为:6-BA 0.5 mg/L+NAA(0.1、0.5、1.0)mg/L;6-BA 1.0 mg/L+NAA(0.5、1.0、1.5)mg/L;继代增殖培养基设不同激素配比的配方为:6-BA(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5)mg/L+NAA 0.1 mg/L+AC 1.0 g/L;6-BA 1.0 mg/L+NAA(0.1、0.5、1.0、1.5、2.0) mg/L+AC 1.0 g/L;生根培养基以MS、1/2MS为基本培养基,并在每升加入蔗糖30 g、琼脂4 g,设不同激素配比4种,分别为:MS+NAA 0.5 mg/L、MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L、1/2MS+NAA 0.3 mg/L、1/2MS+6-BA 0.5 mg/L +NAA 0.5 mg/L。以上培养基的pH均为5.8。 1.2.3 培养条件 设置其培养条件为温度(25±3) ℃,光照度20~30 μmol/(m2・s),光照时间12 h/d,进行孢子离体诱导、继代增殖与生根培养。 2 结果与分析 2.1 消毒条件的筛选 以0.1% HgCl2为消毒剂,设计1组消毒时间试验,分别设置5、8、11、14和17 min 5个时间梯度,将外植体接种于培养基20 d后统计污染率和成活率。结果(表1)表明,样品经0.1% HgCl2溶液消毒时间11 min时,消毒的效果最好,成功率达到80%。处理时间大于11 min时污染率降低,但死亡率明显的上升,当消毒时间为17 min时死亡率高达70%。而处理时间小于11 min时死亡率下降,但污染率较高,不利于外植体的诱导萌芽。 2.2 孢子离体诱导试验 以MS为基本培养基,采用不同的激素配比对孢子进行离体诱导,试验结果见表2。结果表明,当6-BA浓度不变时,添加不同浓度NAA对西南凤尾蕨的孢子诱导产生影响,当NAA浓度在0.1~2.0 mg/L时,随着浓度的升高,有利于孢子的诱导,形成的芽苗质地紧密,数量较多。6-BA 1.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L组合时孢子的诱导率最高,试验重复多次均得到相同的结果。 2.3 不同外源激素对西南凤尾蕨苗继代增殖的影响 将西南凤尾蕨的无菌芽接入含有不同激素配比的继代增殖培养基上,每天观察接入芽的微小变化,10 d后逐渐萌发出新芽,继而芽数慢慢增多,30 d后进行统计和观察芽苗增殖的情况。结果(表3)表明,在6-BA 1.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L+AC 1.0 g/L的继代培养基上,对西南凤尾蕨的叶丛增殖有明显的促进作用,在NAA 0.1~1.0 mg/L浓度范围内,随着NAA的浓度增大,增殖系数不断增大,但当NAA增加到1.5 mg/L时增殖系数反而有所下降。在B8号(6-BA 1.0 mg/L +NAA 1.0 mg/L+AC 1.0 g/L)培养基中,苗的叶片浓绿,生长情况良好,该培养基中增殖倍数最大,且植株健壮,芽苗的质量较好。 2.4 不同外源激素对西南凤尾蕨苗生根的影响 将诱导出的继代苗单切接入不同激素组合的西南凤尾蕨生根培养基中,培养30 d后进行观察并统计生根率。结果(表4)表明,西南凤尾蕨试管苗在添加不同浓度生长激素的MS、1/2MS培养基上均能生根,苗的颜色浓绿,有少数的苗根部出现微黄,观察发现4种生根培养基诱导生根的情况,根粗大小依次为C4、C3、C2、C1,在生根培养基C4中生根效果最好,植株粗壮呈墨绿色,平均根数16.3,平均根长3.07 cm,平均的苗高8.1 cm,生根率均达到90%以上。而以1/2MS为基本培养基的生根培养基无论在生根率、根粗和苗高都优于MS为基本培养基的生根培养基。 2.5 再生苗的移栽 将西南凤尾蕨的试管苗经过壮苗生根培养后,挑选生长旺盛、健康根系发达的试管苗移入温室内放置,松开盖子并保持瓶内水分充足。3 d后取出试管苗洗净根部培养基,移栽于栽培的基质中,每天喷洒少量的水,基质以排水良好,不易发霉为宜。同时适度的遮阴,保持一定的湿度。移栽15 d左右,叶片开始慢慢的舒展,2个月后成活率达到90%。 3 小结与讨论 在培养基中添加不同生长调节素如细胞分裂素和生长素,细胞分裂素常与生长素相配合,用以调节细胞分裂、细胞伸长、细胞分化和器官形成,是植物快速生长所必需的因素,是诱导植物产出芽、生根的关键因素[6,7]。不同植物或同一植物在不同的培养阶段组织培养体系所需要的生长调节素浓度和种类的组合配比是不相同的[8]。 本研究采用孢子进行离体诱导试验,发现孢子在6-BA 1.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L配比的诱导培养基中,获得了较为理想的协调作用效果,出现绿芽点进而形成叶丛团。研究表明,多种植物生长调节素之间的协同作用要比单独一种激素的使用效果更好[9]。本研究结果也表明,在西南凤尾蕨的芽苗增殖和生根的培养中,6-BA、NAA的配合使用更利于西南凤尾蕨的生长。此外,还受到光照度、活性炭、温度的影响。适当的调整光照度,不仅有利于植物的生根,还能对株高和增殖率产生促进作用。活性炭能清除培养基中植物组织在代谢过程中产生的对培养物有不良或毒副作用的物质,提高培养物体内可溶性蛋白和总糖的含量,以利于植物的生长[10]。在试验中发现,西南凤尾蕨在培养一段时间后,底部会出现褐化的情况。相对而言,在培养基中添加适量的活性炭能减少西南凤尾蕨试管苗的褐化现象。 植物组织培养论文:基于职业院校技能大赛的《植物组织培养》课程教学改革探索 摘 要:全国职业院校技能大赛推动了职业院校专业的教学改革,《植物组织培养》课程以植物组织培养比赛项目为依托,根据技能大赛竞赛试题,参照相关的职业资格标准、行业标准和技术领域的职业岗位(群)的任职要求,对课程内容、课程的组织与实施、教学方法与考核评价等方面进行了探索与实践。 关键词:植物组织培养;职业技能大赛;课程改革 全国职业院校技能大赛“植物组织培养”赛项通过竞赛实际操作,检验参赛选手在真实的工作环境与条件下进行植物组织培养技术的操作能力和选手的职业素质,操作技术主要考核母液配制、培养基制作、无菌转接3个基本能力。通过竞赛检验高职学生进行优良品种和无病毒苗木的快速繁育和培育的能力,培养他们的团队合作能力,从而提升学生的职业能力;在推进学校与企业合作的同时实现工学结合的人才培养模式,推进园林园艺类专业建设与教学改革,培养行业高素质技能型人才。自2011年以来,“植物组织培养”赛项共组织了3次全国大赛,即2011年、2012年和2014年。我院共组织参加省赛3次,分别在2011年获得省赛三等奖,2012年获得省赛三等奖,2014获得省赛二等奖,并取得国赛二等奖。作为植物组织培养赛项的指导老师,笔者在6a来全程指导训练与教学工作,不断进行新的教学探索和尝试。 《植物组织培养》课程教学改革以技能大赛为锲机,结合学院2012年的第3轮教学改革,进行项目化教学改革,项目组成员2013年参与编写“A”联盟项目化教材。课程教学改革旨在以赛促改,以赛促教,以赛促练,以赛促学[1]。课程考核改变传统的以理论试卷为主的模考核式,加重技能考核比重,结合平时考核、笔试、实际操作等多种考核形式,合理评定学生的成绩。 1 技能大赛背景下课程教学内容的选取 全国职业院校技能大赛是引领职业院校教学改革和技术创新的重要手段[1]。植物组织培养竞赛项目是体现新知识、新技术、新技能的竞赛,竞赛试题以国家职业标准规定的知识和技能要求为基础,结合高职技能型人才培养要求和农业生产岗位需要。 植物组织培养项目比赛内容主要包括MS母液化合物配制、MS培养基配制(不需灭菌)及马铃薯组培苗继代培养的无菌操作。技能比赛主要是要求学生熟练使用组织培养相关仪器设备,能进行种苗的工厂化生产和管理[2]。本课程根据技能大赛中出现的试题、设备和技能考核内容,开发符合高职学生职业能力培养、体现专业技能应用的实训项目[3]。按照课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、学历证书与职业资格证书对接的要求,围绕工作岗位所需知识和能力进行课程教学,以培养职业能力为本位,结合三级花卉园艺师职业资格标准和全国职业院校技能大赛竞赛项目,重新组织和设计教学内容(见图1)。例如,大赛的一个技能考核内容为马铃薯脱毒苗继代繁殖的无菌操作,本课程根据该考核内容,重新对课程内容进行规划,调整并增加了马铃薯试管苗的脱毒实训项目。 图1 课程模块与学习项目设计 《植物组织培养》课程采用基于工作过程的课程设计思路,按照植物组织培养岗位对从业人员知识、能力和素质要求,以植物组织培养的工作过程和工艺流程安排教学,组建教学项目,在教学模块中穿插进各岗位技能,使培养的学生能够独立从事植物组织培养各个岗位的工作[4](见图2)。 图2 企业工作流程与典型任务分析 2 教学模式与方法 根据课程教学目标和内容的设置,建立理论与实践相结合的课程体系[5]。理论教学与实践教学相结合即实践课与理论课一体化,边理论、边实践,理论够用,实践求精,实践教学课时占到总课时数的50%以上,并形成相对独立的实践教学体系,在实践教学中挑选出几项基本技能,反复操作,不断强化。 实施实践教学过程中,以小组为单位,每小组有2名学生组成(参照技能大赛要求)。教学过程为:(1)各小组领取工作任务单;(2)小组成员自己明确每个成员的任务;(3)查阅资料及教师示范完成上述工作任务单实验,并写出相应的操作步骤(课余完成);(4)方案实施:依照具体的方案实施;(5)评估:在实施过程中,存在哪些问题并及时解决这些问题;(6)检测:学生对所做实验结果进行成果展示,教师加以考核。 实践教学分小组训练(2人一组),增加操作的反复次数,单人考核;定期开展技能比赛,结合每年11月份的学院技能大赛(原科技创新节)进行课程操作考核,同时备选第2年的省技能大赛选手。植物组织培养操作考核内容与技能大赛接轨,也主要包括MS化合物母液配制、MS培养基配制及组培苗继代培养的无菌操作。 3 “理实一体化”项目化教学教材建设 项目组成员参与编写高职高专规划教材《植物组织培养》(汪本琴主编),并选作教材。该教材将理论和实训结合起来,以任务驱动引出理论知识,以单元实训目标进行实训安排;教材的侧重点在操作技能,理论以够用为度,根据实训需要解决的问题,引出理论知识;要求理论知识浅显易懂,简洁明了,可操作性强。 4 教师队伍建设 高职技能大赛植物组织培养项目考察更多的是学生的技能水平,这不仅为老师提供了非常好的自我检验的机会,也对教师提出了更高的要求,从根本上扭转了教师过去那种重理论、轻技能的教学思想。技能大赛使指导老师认识到学生技能培养的重要性,树立起技能教育的理念[6]。技能大赛要求指导教师在具有良好专业知识素养的同时,具有较高水平的操作能力、较强的项目设计与指导能力以及良好的教学组织能力,能引导学生自己发现知识、提高技能。我院教师队伍培养通过参与科技服务项目、考评员培训、参与校内外实训基地建设等等,提高教师的专业实践技能。在植物组织培养课程的教学过程中,由课程负责人组织建立了一个教学团队,丰富实践经验的企业专业技术人员、实验室管理人员和企业能工巧匠参与实践教学,共同制定教学大纲、教学计划等,并集中对学生的基本技能和提升技能进行专项讲解和训练,在提高学生的专业技能的同时建立一支结构合理、素质优良、技术过硬的专兼职结合的教师队伍。 5 教学质量评价体系 课程考核采取以过程性评价为主的多样化评价措施。评价考察学生在知识、技能、素质方面是否达到目标,全方位、多角度的反映一个学生的真实成绩和综合能力[3]。过程考核是教师结合每个学生在完成各个典型工作任务时的具体表现,考核的指标涉及学生的出勤,资料准备情况、任务分工合理情况、项目实施过程的完成效果及速度、报告总结及成果展示等方面。以技能考核为主,分多次进行,贯穿于整个教学过程中。最后综合理论考试、平时考核和技能考核等几项成绩给学生一个综合的评价。本课程考核具体做法为:过程性评价(60%)+终结性评价(40%)。其中过程性评价中岗位技能(即随堂现场考核)60%,学习过程40%(其中考勤20%,实验报告和总结20%)。终结性评价即期末测试,其中技能操作考核50%,理论笔试50%。这样的考核方式不但调动了学生参与学习的积极性和主动性,而且充分体现了职业教育学生为主体的特点,有利于全面培养学生的职业能力。 6 结语 植物组织培养技术广泛应用于优良品种快繁、脱毒种苗生产、种质资源保存等方面[2]。“植物组织培养”赛项推动了高职院校园艺技术、园林技术等专业的教育教学改革。我院植物组织培养课程团队通过组织参加技能大赛,不断提高自身能力,改革课程教学,更新教学内容,教学过程主要在组培实验室中进行,实践教学时分组训练,单人考核,并在课堂开展技能考核。技能大赛使课程教学团队进一步明确了教学标准,并把实践教学训练体系做实、做细;技能大赛使学生对职业操作规范、产品质量标准和操作水平有了明确的认识,加快了学生职业技能的发展、专业技能的提高和加强了团队合作的意识。随着植物组织培养技术的快速发展和我国教育教学改革的深人实施,只有不断探索和采用具有创新性的教学理念、方法和手段,才能充分调动学生学习的积极性,提高学生的职业能力。 植物组织培养论文:园林植物报春花的组织培养 摘 要:本试验以报春花叶片、茎段作为外植体,进行了初代组织培养,并进行增殖、生根培养。结果表明:75%的酒精(0.5 min)+0.1%升汞(8 min)具有很好的消毒作用;MS +6-BA 1.0 mg・L-1+NAA 0.2 mg・L-1是不定芽分化的最佳培养基配比;MS+6-BA 1.0 mg・L-1 +NAA 0.2 mg・L-1是不定芽增殖的最佳培养基配比;1/2MS+NAA 0.2 mg・L-1是生根的最佳培养基配比。 关键词:报春花;外植体;培养基 报春花 (Primula malacoides Franch.)又名小种樱草、七重楼,报春花科报春花属,叶片长卵形或圆形,叶缘有齿,叶柄长5 cm左右。花葶高20~30 cm,花冠高脚碟状。多生长于荒野、田边,原产于中国的云南、贵州,各地栽培,颇具观赏性。 报春花原产中国,草本植物。喜气候温凉、湿润的环境和排水良好、富含腐殖质的土壤,不耐高温和强烈的直射阳光,多数亦不耐严寒。叶基生,全株被白色绒毛。花通常2型,排成伞形花序或头状花序。花期为12月至次年4月,早春开花为本属植物的重要特性,其中文名报春和学名均含有早花的意思。近年来发展很快,已成为当前一类重要的园林花卉。 组织培养又叫离体培养,通常指从植物体中分离出符合需求的组织(器官、细胞、原生质体等),在人工无菌操作条件下,进行培养从而获得再生的完整植株,或者生产出具有经济价值的其他产品的技术。本试验以报春花叶片、茎段为外植体,进行了初代组织培养,并进行增殖、生根培养,在建立报春花组织培养无菌体系的基础上,对比了外植体不同灭菌方法对灭菌效果的影响,以及不同激素浓度对报春花叶片、茎段芽分化、不定芽增殖及其生根的影响。 1 材料和方法 1.1 试验材料 使用材料取自盆栽报春花的叶片和茎段。 1.2 试验材料的处理 组织培养前,先从室内培养的盆栽植株上取生长旺盛的报春花叶片和嫩茎作外植体,取材后放入烧杯里,用大量的水洗去表面附着物后,再放到自来水管下进行二次冲洗(时间约60 min),然后放入到瓶中,在超净工作台上再迅速用无菌蒸馏水冲洗3遍后等分为2份。每种消毒剂处理15瓶,每瓶接种4块,处理方法见表1。最后,用无菌蒸馏水冲洗6次。将叶片横切和纵切后切成1 cm×1 cm大小,将嫩茎切成1 cm左右的茎段作外植体用。 1.3 培养基配比 基本培养基为MS,琼脂为6 g,蔗糖浓度为3%,pH 值为5.8。初代培养基为:(1)MS+6-BA 0.5 mg・L-1+NAA 0.1 mg・L-1;(2)MS+6-BA 0.5 mg・L-1+NAA 0.2 mg・L-1;(3)MS+6-BA 1.0 mg・L-1+NAA 0.1 mg・L-1;(4)MS+6-BA 1.0 mg・L-1+NAA 0.2 mg・L-1;(5)MS+6-BA 2.0 mg・L-1+NAA 0.1 mg・L-1;(6)MS+6-BA 2.0 mg・L-1+NAA 0.2 mg・L-1。增殖培养基为:(7)MS+6-BA 1.0 mg・L-1+NAA 0.1 mg・L-1;(8)MS+6-BA 1.0 mg・L-1+NAA 0.2 mg・L-1。生根培养基为:(9)1/2MS+NAA 0.1 mg・L-1;(10)1/2MS+NAA 0.2 mg・L-1。培养室内温度为(25±2) ℃,光照强度1 500~2 000 lx,每天光照12 h,补光灯在光照不够的条件下及时补光。 2 结果与分析 2.1 不同消毒剂处理的消毒效果 进行初代培养10 d后对120瓶培养情况进行统计,结果见表2。处理Ⅰ、处理Ⅱ的消毒效果差异明显,处理Ⅱ的消毒效果是处理Ⅰ的17倍,因此单独使用酒精对报春花外植体进行消毒处理,污染率高,效果不太好;而用70%酒精(0.6 min)+0.1%HgCl2(10 min)对报春花外植体消毒效果明显。 2.2 不同外植体诱导愈伤组织的时间 经过初代培养10 d后,对每种培养基中茎段和叶片愈伤组织形成情况进行统计,从表3可看出,由于培养基配比不同,如果培养基配比合适,报春花叶片在第11天就可以形成愈伤组织,而茎段需要在第15天左右才能形成,其诱导时间比用叶片作为外植体的时间要长约4 d左右。 2.3 激素对初代培养的影响 将经过消毒组合Ⅱ处理好的外植体接种到初代培养基1~6,培养11 d后,大部分叶片的切块边缘首先开始膨大,长出淡绿色的愈伤组织,并呈疏松的颗粒状,有部分叶片在切口处直接产生不定芽;接种20 d后愈伤组织表面出现绿色芽点,开始分化出0.2~0.5 cm的不定芽,35 d后顶芽萌动并长出侧芽和分枝。 表4是第36天出芽的外植体统计数,激素的影响由表4中可以看出。在培养过程中还发现,当6-BA 2.0 mg・L-1、NAA0.1 mg・L-1时,在后期出现部分芽苗玻璃化、失绿现象;当NAA 0.2 mg・L-1、6-BA 2.0 mg・L-1时,分化出的不定芽形态明显弱小;当6-BA 1.0 mg・L-1、NAA 0.2 mg・L-1时,诱导率较高,而且芽苗生长健壮,芽苗利用率也好。因此,初代培养的最适培养基配比为MS+6-BA 1.0 mg・L-1+NAA 0.2 mg・L-1。 2.4 激素对增殖培养的影响 将初代培养得到的芽丛和分枝切割成带1~2个节的小段,转接到培养基7~8上,约15 d后,就可以不断长出大量的芽和分枝,培养基7和8中的芽都有增殖,但是培养基配比8的效果好,分化丛生芽芽体健壮,数量多,长势良好,适合叶、茎段的继代培养。当NAA为0.1 mg・L-1时,有部分芽生长良好,但部分芽体长势较略差,长不高,影响丛生芽的大量继代增殖(表5)。 2.5 激素对生根培养的影响 切取分化增殖所得到的高约2~3 cm生长健壮的丛生芽苗,将分枝切成带有2个节的茎段,转接种到添加不同浓度NAA的生根培养基9~10中。在生根培养进行到第30天的时候,对丛生芽的生根情况进行了统计,结果见表6。 当在1/2MS基本培养基中添加NAA浓度为0.1 mg・L-1(培养基9)时,生根率为85.0%,平均生根数达到12.6条,根长为1. 0 cm左右。当添加NAA浓度为0.2 mg・L-1(培养基10)后,诱导的丛生芽生根率升高,达到97.5%,平均生根数有13.8条左右,并且根粗壮,苗长势良好,根长为1.4 cm左右。 3 结论与讨论 由于报春花叶片肉质光滑,易于表面灭菌消毒,无菌操作简单,切割过程也容易操作,瓶苗移栽后管理较粗放,组培繁殖极易见效率,经济效益亦是可观的。 因为植物体表面常附有各种各样的微生物,无菌操作过程中,对于植物材料表面的消毒尤为重要,因为一旦带进培养基,微生物就会迅速滋生造成植物材料死亡。75%酒精(0.5 min)+0.1%HgCl2(8 min)的消毒处理有更强的杀菌能力和穿透力,而且有湿润作用,对报春花叶片和茎段的消毒处理效果明显。 植物激素的种类和配比,是使植物组织分化出苗和快速增殖的重要因素,通过此次不同梯度培养基配比,发现虽然都能使植物分化出苗和增殖,但是低浓度和高浓度的激素配比使植物分化出苗较慢,同时细胞分裂素和生长素比例过高,导致玻璃化苗的产生,其中MS+6-BA 1.0 mg・L-1+NAA 0.2 mg・L-1激素配比最佳,利于报春花愈伤组织的生长和分化,进行初代培养;MS+6-BA 1.0 mg・L-1+NAA 0.2 mg・L-1是最有利于增殖的培养基;最适生根培养基为1/2MS+NAA 0.2 mg・L-1。 植物组织培养论文:开放性实验在植物组织培养教学改革中的探索 【摘 要】植物组织培养是一门实践技能要求极高的专业课程,将开放性实验应用于植物组织培养教学改革中,是为了更好地进行课程建设,培养学生的创新能力,提升学生的综合素质。 【关键词】开放性实验 教学改革 植物组织培养 植物组织培养是一门以基础理论知识作为指导,以准确直观的实践操作为衡量标准的理实一体化课程。对于教学而言,相较于基础理论知识,实践教学显得更为重要。随着传统实践教学模式固有弊端的凸显,因材施教、分层教学的开放性实验教学模式逐渐成为教学改革的发展方向。 一 植物组织培养教学改革 1.植物组织培养课程的特点 第一,实验课程比重大。植物组织培养是指采用无菌操作方法,培养植物的离体细胞组织、器官,使其再生成为完整植株的技术。植物组织培养是以操作技术为优秀,实验技能要求很高的课程。因此,实践教学模式很大程度上决定了这门课程开设效果的成败。第二,前沿科技对课程冲击很大。植物组织培养技术起源于20世纪初,在快繁种苗等多个方面取得了巨大的成绩。随着前沿科技的不断更新,植物组织培养技术的发展也是日新月异,教学本身也存在着知识更新问题。 2.植物组织培养课程中存在的问题 植物组织培养是在科学实验和生产实践中发展起来的新型学科,是实验技术性较强的学科之一,教材虽然历经数次修订,但目前仍存在不少问题。第一,理论教学比例过重,实践技能熟练度不高。相较于理论教学的扎实,实践技能培训成为教学的薄弱环节。由于师资力量的不足、课时安排的限制等问题,学生的实际操作能力远远低于企业要求。第二,学校教育与社会生产的脱节。企业为了保证生产效益,所采用的是最先进的设备仪器及最顶尖的生产工艺。相较之下,学校从实验设备到理论知识都是无法和企业相提并论的,这也造成了这门课程教学的另一难题。 二 开放性实验的开展 开放性教学是一种从时间、地点、内容、方法和手段上对学生全方位开放的教学模式。开放性实验是以“学生为优秀、教师为辅”,强调在基础性实验的前提下,合理设计教学方法,以调动学生主动参与实验为目的。 1.开放性实验与传统实验的异同 第一,开放性实验与传统实验的联系。开放性实验是以传统实验为基础的。在传统实验中存在部分验证性的基础实验,其目的是要学生熟悉操作规范、掌握实验的基本技能以及提高实验效率。只有充分掌握了实验的基本技能,才能通过阅读大量资料、结合操作技能、合理设计实验并严格且完善地开展实验。开放性实验是基础实验的总结、提高和升华。第二,开放性实验与传统实验的区别。(1)目的不同:传统实验主要以验证为目的,开放性实验不是看重结果,而是追求在整个实验中学生所表现出的能力。(2)主体不同:传统实验是以教师为主导,学生只需按照实验指导书做实验。而在开放性实验中,学生才是主体和主导,教师从旁协助,适当地提出修改意见,并不参与实验步骤的制定、仪器的选择等具体环节。 2.开放性实验的实现 第一,开放性实验室的建立。随着开放性实验的发展,实验室的地位日益提高,广大师生迫切要求实验室运行方式的突破。建设开放性实验室不能局限于时间和空间上的开放,更为重要的是教学体制、内容、方法、观念上的开放。开放性实验室的建立不仅有利于实践教学改革,也能充分利用实验设备仪器,同时有助于学生综合素质的提升和教师专业领域及教学水平的提高。第二,考核方式改革。开放性实验教学要求教师具备更高的知识素养、操作能力、协调能力以及灵活应变的能力,教学设计成为重中之重。学生在设计实验、完成实验以及实验后的分析总结,都可以体现学生的学习能力和对知识点的把握。因此,考核模式不仅应看实验结果,也应该结合整个实验过程本身。强化对学生实验过程的考核,既是充分调动学生实验的积极性,也使考核更加完善和科学。 三 开放性实验在植物组织培养教学改革中的探索 1.确定典型工作任务,优化教学内容 为了达到培养学生综合素质的目的,我们采取了一系列的措施,包括:修改人才培养方案,加大实践教学比重;聘请企业能工巧匠,促进校企结合;优化实验设计,培养学习兴趣;开放实验室,促进学生主动参与实验等。 2.建立开放性实验室 结合本校的基本情况,将开放实验条件较好的基础实验室作为开放性实验室以及加速植物组织培养实验室的建设。具体措施有:购置先进的仪器设备,建立和完善开放性实验室管理的规章制度,组建无菌室等。 3.以赛促改 2014年4月,我系参加了陕西省高等职业院校技能大赛,在植物组织培养比赛中获得第三名的成绩。一方面,比赛促进了我们对开放性教学的重视,成绩也是对我们实践教学改革工作的认可和鼓励。另一方面,学生也更加重视实践操作能力,为日后就业练好扎实的基本功。 综上所述,开放性实验在植物组织培养教学改革中发挥了效果,随着植物组织培养课程改革的逐步完善,开放性实验将会在更多的实践教学中发挥作用。 植物组织培养论文:药用植物金果榄组织培养初探 摘要:以金果榄(Tinospora capillipes Gagnep.)幼嫩茎段为外植体,添加不同浓度的6-苄基腺嘌呤 (6-BA)、吲哚-3-丁酸 (IBA)、萘乙酸(NAA)、激动素(KT)、赤霉素(GA),研究不同培养基对金果榄试管苗诱导、增殖和生根的影响。结果表明,金果榄启动培养的最佳培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA +0.5 mg/L KT +0.1 mg/ L 2,4-D,腋芽诱导率达95.1%;增殖的最佳培养基为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L GA+0.2 mg/L NAA,增殖系数达到16.1;生根的最佳培养基为1/2MS+0.2 mg/L IBA +0.4 mg/L NAA,30 d时生根率为85.4%,10 d后炼苗移栽到塘泥和河沙(3∶1,体积比)的混合基质中,30 d后移栽成活率可达87.3%以上。 关键词:金果榄(Tinospora capillipes Gagnep.);茎段;组织培养;诱导;生根 金果榄(Tinospora capillipes Gagnep.)为防己科青牛胆属常绿缠绕藤本植物,主产于四川、湖南、广西、湖北、贵州等地,具有清热解毒、利咽止痛的功效,主治咽喉肿痛、痈疽疔毒、泄泻、痢疾、脘腹热痛等[1-3]。金果榄块根含掌叶防己碱(Palnmtine)和咖伦宾(Colmtfifin)、巴马汀、药根碱、非洲防己碱、千金藤碱、蝙蝠葛碱和木兰花碱[4-6]等成分,民间广泛用于治疗胃痛。现代药理学研究表明,金果榄有明显的抗炎镇痛、抗菌、抗肿瘤、降血糖、抗应激及解毒等作用,又被喻为可替代抗生素的天然药物[5]。由于长期采挖,金果榄野生资源日趋枯竭,人工种植和抚育势在必行。另外,金果榄雌雄异株,授粉受到环境影响极大,自然结实率低。在资源调查和引种中发现,雄株远多于雌株(约50∶1),结果机会大大减少,且种子有明显的休眠期,发芽率较低[7]。因此,种源缺乏是金果榄资源锐减的主要原因。目前,金果榄扦插繁殖未获得成功,而组织培养快速繁殖是现代生物技术,且在香蕉、罗汉果、石斛等作物上已取得成功[8-10],并应用于生产,但金果榄组培繁殖研究鲜见报道。利用MS培养基为基础培养基,添加不同浓度和不同种类的激素,在多种植物组织培养中已获得成功。本试验以金果榄的幼嫩茎段为外植体进行消毒,用不同类型植物生长调节物质对丛生芽进行诱导、增殖、生根培养,分析各种植物生长调节物质对金果榄组织培养的影响,从而为金果榄人工繁殖和大规模推广栽培提供有利依据。 1 材料与方法 1.1 材料 本试验以广西药用植物园科研圃栽植的金果榄多年生幼嫩枝条为外植体材料。 1.2 方法 1.2.1 材料处理 将生长旺盛、无病虫害的金果榄多年生幼嫩枝条剪下,剪成1.5~2.0 cm长且带芽的茎段,放入0.1%的洗涤剂中浸泡8~10 min,然后于自来水下冲洗20 min,取出放入经高压灭菌的无菌水中润洗2次。经以上处理后,再将外植体放入75%的乙醇中消毒30 s,然后放入0.1%的HgCl2溶液中消毒7 min, 无菌水冲洗5次。用无菌滤纸吸干材料上的水分, 选择不变色、无褐化的茎段横切成面积为0.8 cm ×1.2 cm 的带芽小块,供接种用。 1.2.2 培养方法 1)启动培养。将经过消毒处理的茎段分别接种在添加了不同组合、不同浓度生长激素的MS培养基上进行启动培养,生长素的类型及浓度为6-BA(0.5、1.0、1.5 mg/L)、KT(0.5、1.0、1.5 mg/L)、2,4-D(0、0.1、1.5 mg/L),每瓶接种1个茎段,每个处理接种20瓶,3次重复,培养30 d后观察记录诱导效果。 2)增殖培养。将在启动培养基上成功诱导出来的芽进行增殖培养,培养30 d后统计增殖系数。 3)生根培养。将获得的有效不定芽(株高1.5~2.0 cm)接种于1/2MS培养基上进行壮苗培养,培养20 d后转入生根培养基中诱导生根,每个处理接种5株,3次重复,培养30 d后统计生根情况。 4)培养条件。所述培养基均为MS基本培养基(含26 g/ L蔗糖、5.0 g/L琼脂,pH 5.8),培养温度为(25±2)℃ 、光照时间为12 h/d (日光灯,光照度2 000 lx )。 2 结果与分析 2.1 金果榄茎段启动培养 由表1可知,不同组合生长激素对金果榄茎段的启动培养效果不同,带腋芽的茎段培养10 d左右有不同程度的萌发,6-BA和KT均能起到较好的诱导作用,当6-BA浓度为1.0 mg/L,KT浓度为0.5 mg/L,2,4-D浓度为0.1 mg/L时,金果榄茎段诱导率达到95.1%,但当6-BA浓度一定,KT和2,4-D浓度过高时,诱导的部分丛生芽出现玻璃化现象。培养基中添加2,4-D后,芽的长度明显增长,但部分出现愈伤组织,说明6-BA和KT为金果榄腋芽诱导的主要因素,而2,4-D对腋芽的诱导作用不大,其主要作用在于愈伤组织的诱导。金果榄茎段腋芽萌发的最适培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L KT +0.1 mg/L 2,4-D。 2.2 金果榄茎段增殖培养 将金果榄带芽茎段接种于附加不同浓度的6-BA和一定浓度GA、NAA的MS培养基中,每个处理接种30瓶,每瓶接种3个茎段,经过2~3周培养可形成大量丛生芽。结果表明(表2),在4号培养基MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L GA+0.2 mg/L NAA上,金果榄丛生芽增殖系数最大,达到16.1,芽生长状况也较好,虽然5号培养基中丛生芽的生长状况也良好,但其增殖系数比4号培养基低,且出现了少量的愈伤组织,而在不添加任何激素的基本培养基上培养,金果榄丛生芽增殖系数最低,且生长缓慢,丛生芽较细弱。 2.3 壮苗与生根 将4号增殖培养基上诱导出来的金果榄丛生芽接种到壮苗培养基(添加0.5 g/L活性炭、0.1 mg/L IBA)上进行壮苗培养,20 d左右苗可长粗、长壮,然后将长至3~5 cm高的健壮试管苗接种于1~9号生根培养基中, 20 d 左右,苗基部根原基突起;一个月后,从根原基上长出白色新根,每株生根4~10条,根长2.3~7.5 cm。 不同浓度的生长激素及其组合均能诱导组培苗生根,但不同生长激素及其组合诱导苗生根的表现不同。如表3所示,只添加IBA的情况下,随着IBA浓度的增加,金果榄丛生芽生根率提高,生根速度加快,与对照存在明显差异,但根较细小,容易折断,不利于移栽成活;只添加NAA的情况下,金果榄丛生芽生根虽比只加IBA的粗,但生根数减少;以NAA与IBA配合使用可提高金果榄生根率,其生根速度也加快,根粗,根数多,平均生根数最大为9.8±2.33。因此,综合各项指标,在诱导金果榄生根时,以3号生根培养基1/2 MS+0.2 mg/L IBA +0.4 mg/L NAA为佳,接种后21 d即开始生根,30 d时生根率为85.4%,40 d后可达95%以上。 2.4 炼苗和移栽 炼苗、移栽基质和光照度对瓶苗移栽成活率都有很大影响,金果榄苗高约5 cm时开始炼苗。移栽前先闭瓶炼苗6 d,再将培养瓶盖打开,放到全天自然光照,温度25 ℃的通风条件下炼苗3 d,移栽时用镊子将试管苗从培养瓶中取出,洗干净根部培养基,放入添加了2 mg/L NAA的无菌水中浸泡10 min,移栽入已灭菌过的基质中(塘泥∶河沙=3∶1,体积比), 移栽后7~10 d用塑料薄膜保湿,上面再覆盖一层报纸,保持光照度以遮光率为60%左右为宜,空气湿度85%以上,每天喷雾1次,10 d左右长出新根,移栽成活率达87.3%以上。 3 小结与讨论 金果榄启动培养的最佳培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA +0.5 mg/L KT +0.1 mg/ L 2,4-D,其中6-BA和KT为腋芽诱导的主要因素;金果榄茎段增殖的最佳培养基为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L GA+0.2 mg/L NAA,生根的最佳培养基为1/2 MS+0.2 mg/L IBA +0.4 mg/L NAA,接种21 d后可开始生根,30 d时生根率为85.4%,可边炼苗边生根,10 d后 植物组织培养论文:药用植物大规模组织培养的相关问题探讨 [摘要] 为提高药用植物的产量和品质,增强我国药用植物产业的竞争力,该文对药用植物大规模组织培养的现状、存在的问题及对策进行了分析。尽管生物技术是药用植物生产最快捷、最有前途的手段之一,但仍存在诸如培养材料稳定性、转基因药用植物安全性、培养条件优化等方面的问题。因此,针对药用植物自身特点,建立完善健全的评价体系,是保证药用植物大规模组织培养可持续发展的关键举措。 [关键词] 药用植物;组织培养;生物技术 随着市场需求量的日益增涨,药用植物不仅仅应用于传统医学保健和治疗中,还作为化学药品的原料,应用广泛。许多药效显著、需求量大的植物源化学成分在生产上主要依赖于药用植物的提取、纯化,如紫杉醇、青蒿素等。然而,由于生态环境的破坏造成土地和其他自然资源的减少和恶化,以及药用植物有效成分提取效率低下,植物原料质量参差不齐等不足,使得我国药用植物有效成分的生产,面临诸多问题和挑战。借助于先进的科学技术手段,可以提高药用植物的生产效率和品质、减轻资源压力,对增强我国药用植物产业的竞争力,发挥其应有的巨大潜力,并使之能够可持续发展具有重要的意义。 生物技术是药用植物生产最快捷、最有前途的手段之一。应用生物技术进行中药材生产有以下几个优点:①药材(或活性成分)的生产可以在人为控制条件下进行,不受季节、气候条件与土壤环境等因素的制约,可排除病虫害的侵袭与农药残留量的困扰,严格控制药材质量。②可进行特定的生物转化反应,生产人们需要的活性成分。③通过活性成分生物合成路线进行遗传操纵,提高目的物的产量。④通过加入或删除基因而改变其遗传特性,达到大幅度提升产量或合成新的活性产物[1]。从而改良品种或创造新物种,或加速繁殖植物个体,或获得有用物质。 由于植物细胞具有全能性,即单个细胞在适宜的环境下可分化发育成植株,并具有整株植物所具有的合成化合物的能力,因此组织培养技术是药用植物大规模生产的重要手段之一。药用植物组织培养的研究工作取得了较大进展:已有百余种植物次生代谢产物通过组织培养技术获得,近半数次级代谢产物的含量超过原植株,部分已进人中试和工业化生产规模。目前这项技术已发展成为一门精细的实验技术,在选材消毒、接种培养、诱导筛选、继代保存、分离鉴定等方面建立了一整套完整的技术方法[2]。越来越多的药用植物已经进入大规模组织培养阶段,本文针对药用植物大规模培养组织培养的现状,对大规模组织培养过程中的相关问题进行了分析和探讨。 1 研究现状 目前,药用植物组织培养主要有2个方面:一是直接培养和收获这些组织和器官,如不定根、不定芽、小鳞茎等。二是通过组织和器官培养获得再生植株,从而进行快速繁殖,生产大量无病毒种苗以满足药用植物人工栽培的需要。近40年来,我国经离体培养获得试管植株的药用植物至少有200种[3],涉及常用中药和民族药物的基原植物以及珍稀濒危药用植物、等。在利用植物组织培养直接生产药物的研究方面也取得了很大进展,目前从各种培养物中产生的药用成分已有约百余种,其中人参皂苷、人参皂苷元、三七皂苷、甘草甜苷、甜叶菊苷、柴胡皂苷、薯蓣皂苷、熊果苷、莨菪碱、小檗碱、总黄酮、蒽醌等[4]药用成分含量等于甚至高于原植物。 我国以组织培养技术为基础的毛状根培养及其增殖技术也发展迅速,目前已利用人参、丹参、黄芪等建立了农杆菌转化器官培养系统。韩国人参不定根和毛状根的培养已经达到了工业化的程度,所用反应器的规模已经达到了10 t。Jeong等的实验表明,在5 L的生物反应器中,经过39 d的培养,毛状根的生物量是接种时的55倍[5]。黄芪毛状根在3,5,10 L容器中培养,经21 d培养产量(干重)就可达10 g・L-1,黄芪毛状根中皂苷、黄酮、多糖、氨基酸等含量类似于黄芪药材,而粗皂苷和可溶性多糖的含量还稍高于药用黄芪[6]。利用10 L的球状气升式反应器实现了丹参毛状根的大规模培养,并利用 75 L的气升式反应器进行了进一步的放大培养,表明利用气升式反应器进行丹参毛状根初级放大和中试规模的培养是可行的[7],它为今后丹参毛状根的工业化生产奠定了基础。 2 存在的问题及对策 2.1 培养材料的稳定性重视程度不够 很多药用植物的不定根和毛状根被当成实验材料来进行实验研究[8-9],同时越来越多的组织培养材料被应用到实际生产中,随着药用植物组织培养的大规模生产,有望为名贵、珍稀濒危植物资源的持续开发与利用以及绿色原料药的生产开辟一条新途径[5-7]。但是由于药用植物组织培养条件、生长因子和操作的不可控性,在培养过程中有可能发生染色体变异,倍性的改变或产生突变体等,这些变异可能对药用植物组织的生产和化学成分产生影响。因此,不能一味的追求生长量,还有必要对培养材料的稳定性进行相应的评价。 目前,有关药用植物组织培养材料的稳定性研究较少,有关组培苗遗传稳定性研究的内容和方法主要包括:①染色体核型和数目分析[10];②无性繁殖过程中的遗传稳定性[11-12](RAPD,SSR等);③对于转基因植株还要检测外源基因存在、整合和表达情况[13-15](PCR,Southern杂交,western blot杂交等)。 2.2 转基因药用植物的安全性评价及标准有待于进一步确立 药用植物的基因工程与农作物的遗传转化有着不同的侧重点,即在转基因药用植物植株的筛选和评价过程中,转基因事件对药用植物有效成分乃至药效的影响是首要考虑因素。利用根癌农杆菌Ti质粒转化形成的冠瘿瘤组织和发根农杆菌Ri质粒转化形成的毛状根作为培养系统生产有用的植物次生代谢产物,是当今药用植物生物技术研究的热点之一。冠瘿瘤组织和毛状根作为转基因材料,其安全性评价研究一直处于空白状态。 目前转基因植物的安全性问题主要集中在2个方面,一个是环境安全性,另一个是食品安全性。由于药用植物不同于农作物、蔬菜等,因此其转基因安全性评价也应有所不同。首先,在环境安全性方面,由于药用植物冠瘿瘤组织和毛状根均在可控的条件下进行培养,因此不涉及转基因材料作为一个新物种进入生态系统可能对生态平衡产生负面效应的情况。在食品安全性方面,由于一般药用植物的生产仅用于提取有效部位或成分,或者单独作为一味药物来使用,因此除了那些药食同源的药用植物以外,其他可考虑纳入药品的安全性管理体系进行评价和管理。重新评价药物有效性和安全性是转基因药用植物安全性评价的优秀内容,但由于大多数中药有效成分和疗效机制不明确,转基因药用植物的药效评价问题成为关键难点问题。 2.3 规模化生产过程中培养条件的优化需重视 愈伤组织诱导、细胞培养、芽分化、继代、生根是药用植物组织培养的主要步骤,严格控制组织培养过程中培养基的各营养成分用量以及激素浓度和配比是保证药用植物大规模生产成功的关键。在培养程序建立之后,遵循植物生长规律对细胞、组织的生长发育进行改进,如通过改变光质来调节外植体的脱分化、再分化以及有用代谢物的产生;配制培养基时采用适合于植物生长的pH;寻找新的碳源代替糖类,以减少污染。在利用组织培养技术进行大规模工厂化生产中,这些问题都需要做更深入的探讨与摸索[16]。 2.4 适合植物组织和细胞培养的生物反应器尚有待研究解决 生物反应器是实现植物细胞和组织大规模工厂化生产的关键因素之一,其具有工作体积大、单位体积生产能力高、物理和化学条件控制方便、不受时间和地点限制等许多优点,这为植物组织培养生产天然产物的商业化开辟了广阔前景。但要真正实现工业化和商业化尚受到来自生物本身和工程技术上的诸多限制,需在以下几个方面加强研究:①根据不同植物组织和器官培养的生物学和工程要求,进一步创新反应器系统和培养工艺;②结合现代分子生物学技术,从分子基因和细胞代谢水平深人探索反应器中微环境对植物组织生长和次生代谢的作用机制;③建立新型植物组织培养反应器系统的放大规律,实现培养过程的工业化;④将反应器培养技术、现代仪器分析手段和智能专家控制系统进行集成,实现植物组织大规模培养过程的在线优化控制和自动化[17]。 2.5 植物次生代谢产物合成途径研究平台建设有待加强 对于药用植物来说,药用植物组织的大规模培养技术不仅是要提高生物量,最理想的应用是能够大幅度提高药用植物有效成分的含量。但是,由于大部分药用植物有效成分的代谢途径并不明确,甚至难以确认具有临床价值的有效成分,因此对药用植物有效成分相关功能基因进行发掘、鉴定等有利于解析其有效成分代谢途径。组织培养技术是进行功能基因基础研究的必要的技术平台,研究和建立高效的药用植物基因转化体系,可为深入研究药用植物有效成分的代谢途径、发掘和鉴定相应的功能基因等提供重要的研究手段,大大提高药用植物的基础研究的水平,从而推动学科的发展。 3 小结 药用植物大规模组织培养技术的研究是多学科交叉综合的结果,涉及到植物化学、分子生物学、生化反应动力学等许多层面。充分利用先进的理论体系作指导,利用生命科学的研究模式[18],从宏观的形态,药理药效到微观的基因、化学成分来分析和阐述药用植物细胞、器官的性状,从而指导药用植物大规模组织培养的研究与应用。 药用植物大规模组织培养研究和应用具有广阔的发展空间,同时也蕴藏着巨大的经济价值和社会价值。我国具有得天独厚的药用植物资源和市场优势,加强药用植物大规模组织培养研究将有利于我国药用植物资源的可持续利用和发展。与此同时,应依据药用植物自身特点,建立完善健全的评价体系,是保证药用植物大规模组织培养可持续发展的关键举措。 植物组织培养论文:高职《植物组织培养技术》课程项目化教学改革的探索 摘要:本文提出了高职《植物组织培养技术》课程项目化教学改革的必要性,在分析了目前课程教学中存在问题的基础上,重新设定教学目标,并应用于项目化教学改革实践,取得了明显成效。 关键词:高职;项目化教学;植物组织培养 近年来,我国高职教育取得了长足的发展。高职教育的人才培养模式已由过去的传统教育方式逐渐向“工学结合、顶岗实习”的模式转变。[1]《植物组织培养技术》课程是园艺技术专业一门实践性很强的课程,依据园艺技术专业工作任务与职业能力分析表中的植物组织培养工作项目设置。其目的是培养学生组建应用性植物组织培养室,应用组培技术进行花卉、苗木等良种快繁与无病毒种苗生产的能力。对于植物生产这一园艺技术专业的优秀工作岗位而言,植物组织培养技术打破了传统农业生产模式,技术含量高,经济效益特别突出,具有重要的现实意义。随着现代农业的不断推广,植物组织培养技术必将在植物生产中发挥越来越重要的作用。为实现高职教育园艺技术专业的培养目标,提升学生的就业竞争力,满足企业用人需求,需要进行基于企业真实生产任务的课程项目化教学改革。所谓项目化课程,是指以工作任务(项目)为中心,选择、组织课程内容,并以完成工作任务为主要学习方式的课程模式。[2]本文是对《植物组织培养技术》课程项目化教学改革实践过程中的思考和体会。 一、植物组织培养技术课程中存在的主要问题 原有的植物组织培养课程是以知识传授为主要特征的学科课程模式,根据传统的教材框架,依照植物组织培养的概念与发展等知识点逐步展开。学生学完之后,理论很懂,但无法应用于实际,表现在不能独立组建实验室,不能应用组培技术进行植物生产。实行项目化课程改革以后,针对高职学生特点和培养目标,组培课程的设计思路转变为以“组建实验室应用组培技术开展植物生产”这一优秀工作任务为依据,以实验室设计、培养基配制、愈伤组织培养、器官培养、组培工厂化生产这些项目为载体,让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务,并构建相关理论知识,发展职业能力。围绕优秀能力构建课程内容。 二、教学目标重新设定 《植物组织培养技术》是园艺技术专业的一门专业平台课,授课对象为园艺技术专业二年级学生。根据工作岗位要求和杭州市部分企业的调研,重新设定了《植物组织培养技术》课程的知识目标、能力目标和素质目标。 三、项目化教学改革实践 (一)教学内容 教学项目的设定应该将理论知识和实践技能结合在一起,与企业实际工作有直接关系,并且具有一定难度。[3]按照这样的要求,具体教学项目设置如表2。 (二)教学方法 教学体现培养学生职业岗位能力和创新精神,不拘泥于课程体系的完整性和学科性,而突出植物组织培养职业岗位的实践作为取舍教学内容的依据。将单项操作与综合实践相结合,根据植物组织培养的技术环节多而且各项技术间关系密切的特点,随着课程教学的进展,一个接一个,一环套一环,有序进行,使每个学生牢固掌握每项基本操作,练好基本功。在进行单项技术操作训练之后,安排综合实习。要求每个学生针对某一植物的特点,从培养基配制,到外植体的选取、消毒、接种、培养、试管苗的驯化与移栽等全过程进行实践,并进行最后的实践成果展览,达到完整掌握植物组织培养基本技能的目的。建设设备完善、功能较好的校内外生产实践基地(校外为浙江传化生物技术有限公司),配备具有丰富实践经验的指导教师,聘请浙江传化生物技术有限公司具有实践经验的专业人员担任部分教学工作和实训指导。学生实训的成品要达到合格商品的要求,能产生利润。使学生充分理解植物的应用及创造性,同时也培养了学生的成就意识。 四、项目化教学改革后教学效果显著提高 在项目化课程教学实施过程中,教学效果的评价主要应关注学生。[4]项目化教学改革后,先后在杭州职业技术学院园艺技术专业2010、2011、2012级进行教学实践,结果证明,教学效果明显优于改革前。通过项目化教学改革,将课堂与企业实践操作结合,课堂建立在实训中心和企业生产车间,让学生在操作中享受成品产生利润的快乐;与浙江传化生物技术有限公司紧密联系,该企业优势明显,是全国园艺行业的龙头企业,吸收他们的新品种、新工艺、园艺行业新的生产流程,拓展了学生的知识面;课程考核与产品相结合,将学生的产品作为考核关键内容,增强了学生的责任感;课程教学改革由校企双方指导老师共同参与,双方老师共同授课,随时根据生产一线实际需求调整授课内容,激发了学生的学习兴趣。 作者简介:郑慧俊(1980―),男,浙江省杭州市,杭州职业技术学院,讲师,园艺技术专业教师。 植物组织培养论文:植物组织培养中的污染及防治措施 摘要:控制污染是植物组培苗工厂化生产中重要的技术环节。该文主要污染的原因、外植体的选取与消毒、组织培养过程中各环节操作等方面,讨论了减少污染的措施和方法。 关键词:植物组织培养 污染 防治 0 引言 植物组织培养又称植物克隆,指通过无菌操作把植物的外植体接种于人工配制的培养基上,在人工控制环境下进行离体培养的一套技术。植物组培苗的工厂化生产在我国发展速度很快,组织培养技术日趋完善,在市场竞争中,如何降低成本是提高经济效益的首要问题,组织培养中污染率的增加势必引起组培苗成本的提高,经济损失很大。因此,组织培养中降低污染率是工厂化生产中不可忽视的技术环节。植物组织培养过程中造成污染的原因是多方面的,应根据具体情况从不同方面预防解决。 1 污染的原因 污染是指在组织培养过程中培养基和培养材料滋生杂菌,导致培养失败的现象。在培养过程中污染是经常发生的。污染的原因,从病原菌方面来分析主要有细菌及真菌两大类。真菌性污染主要指霉菌引起的污染。一般接种后3-10d可在培养基中发现各种颜色的菌斑。真菌性污染,一般多由接种室内的空气不洁净、超净工作台的过滤效果不理想、操作不慎等原因引起。细菌性污染的主要症状是材料附近出现黏液状物,或在材料附近的培养基中出现混浊和云雾状痕迹。一般在接种后1-2 d即可发现。细菌性污染除外植体带菌或培养基灭菌不彻底外,主要是操作人员的不慎造成。除要求操作人员严格按照无菌操作程序操作外,外植体带菌引起的污染与外植体的种类、取材季节、部位、预处理方法及消毒方法等密切相关。[1] 2 污染的预防措施 2.1 外植体 2.1.1 外植体的选取 外植体的选取和预处理首先应控制外植体采摘的季节、时间和部位。外植体一般在材料休眠末期或萌动前期取材较为有利,因为此时材料积累了较丰富的营养和内源激素,其抵抗病菌的能力较强、同时病菌也还未活跃起来。其次应选取无病毒的外植体,如外植体带有病毒,则应采取预栽管理、促发新枝、黄化处理、热击处理、添加抗生素等措施进行处理,以培养出无病毒的外植体。 2.1.2 外植体的消毒 外植体的灭菌处理外植体采摘后,通过表面灭菌、深灭菌或其他处理去除所带病菌,这也是接种前的重要工作。外植体消毒常用的药剂有:70-75% 的乙醇溶液,0.1%-0.2%的升汞溶液、漂白粉的饱和溶液。(1)表面灭菌。先将采摘外植体洗去泥土,用洗洁剂浸泡、冲洗,必要时用软刷或脱脂棉球擦洗材料表面,然后将其剪成适宜大小,再进行深灭菌。(2)深灭菌。经过表面灭菌后,仍有杂菌存在于外植体表面或内部,必须经过深灭菌处理才能获得不带菌的外植体,如添加消毒剂或抗生素、使用混合消毒液、水浴、灼烧、真空减压灭菌、磁力搅拌灭菌、超声波振动灭菌以及多次消毒等。但值得一提的是,目前对材料内部污染还没有令人满意的灭菌方法。 2.2 组织培养过程中各环节操作 造成这类污染的主要原因有:环境条件不洁;操作人员不遵守操作规程自身带菌;操作人员操作不规范,超净工作台的过滤装置能力欠佳等。 2.2.1 改善环境条件 接种室与培养室要定期消毒与净化,接种前工作台或接种箱要开紫外灯30min以上。培养室的相对湿度应控制在7O%左右,湿度太高时可用抽湿机除湿。在接种结束时,也应清洁接种室的地面,相对湿度太高时可以用抽湿机除湿,并定期用甲醛熏蒸。[2] 2.2.2 操作人员应严格执行实验操作 穿戴专用的无菌鞋、工作服、工作帽、口罩及发罩,用消毒液洗手;接种过程中不应频繁开启接种室门窗;定期打扫或用甲醛熏蒸培养室和接种室,检查超净工作台的卫生质量:及时处理被污染的培养瓶,而不应随意弃置,以防病菌传播。 2.2.3 添加抗生素 植物体中的内生细菌潜伏得较深,表面消毒无法将其消除,这种污染在外植体的初期培养中(前几代的继代培养),不易被肉眼察觉,随着继代次数增加,菌量逐渐累积发展,才在培养基上显现出来。一旦发现培养基被污染应立即剔除,并对接种室和培养室进行紫外灯照射或药液熏蒸。但是,在使用抗生素时必须弄清抑制的病菌种类、使用的抗生素是否对培养的植物组织有不良影响以及抗生素的使用浓度和处理时间。由于能对所有微生物都有效的抗生素是不存在的,因此抗生素也不能完全代替灭菌技术,而最好的方法就是将其添加在培养基中作为防止污染的辅助措施。 2.2.4 其他 对接种材料要严格把关,淘汰被污染的接种材料;检查灭菌锅的质量,如严格执行实验操作后仍有污染现象,则应及时检查灭菌锅的性能;检查培养容器是否存在污染问题,培养容器大多用塑料盖、胶塞、棉塞或薄膜等封口,其中塑料盖使用太久后易老化、密封性较差,也会造成污染。培养瓶要充分洗净并消毒,灭菌后不应放在空气中太长时间,一般于灭菌后1-2d接种为宜,以减少污染。 3 展望 在植物组培苗的工厂化生产过程中,由于污染造成生产成本偏高或产品不合格的情况时有发生,严重影响了组培苗的工厂化生产进程,因此开展污染防治的研究显得非常迫切。通过对组培外植体的处理和严格无菌操作等措施均能够有效降低污染率,但在防治污染方面还有很多问题需进一步研究。目前,组织培养的工作不仅集中在无菌操作空间、无菌培养空间及高效抗生素的获得上,开创新的组织培养方法及培养条件也是研究的重点领域之一,总而言之,控制或降低污染率是植物组织培养的关键技术之一,同时也是组织培养工作效率高低的重要指标之一。从组织培养的全过程来看,每一环节都可能出现污染,为了实现低污染率在组织培养中除了加强无菌意识,提高无菌操作各环节的技术规程外,还要注重无菌操作训练,提高操作水平,同时在培养基中针对性的加入抑菌剂、抗菌素。[3] 植物组织培养论文:植物组织培养技术实验课程教学与考核的创新 摘要 以植物组织培养技术实验课为例,从教学内容设计、考核方式等细节进行创新,通过分析改革效果,表明创新该课程可调动学生学习的积极性,增强其意志品质,同时还分析了改革的不足之处及下一步对策。 关键词 植物组织培养技术;教学;考核;创新 植物组织培养技术的发展已有100多年的历史,该项技术的诞生、发展也催生了生物技术的快速发展[1]。 安徽科技学院是安徽省首批应用型本科示范性建设高校,大力提高本科教学质量、培养创新创业人才是学校的根本任务和目标。根据《植物组织培养技术》实验课程实践性强、与理论结合紧密的特点,2010年对2008级农艺教育专业2个班共77名学生开展了对该门课程教学模式、考核方法改革创新的尝试,同学期的89名同学仍然以讲授、操作验证性实验项目为参照,探索改革创新的优点与不足,为进一步改革创新提供思路。 1 设计与实施研究性教学内容 研究性教学的特征之一是教学内容的综合性[2-3]。以《植物组织培养技术》实验课为例,对比研究性实验项目和验证性实验项目可知,前4个项目是需要学生掌握的是基本实验操作技术,即要求学生了解移液器、高温消毒器、电子天平及刀剪镊灭菌器等组培常用仪器的使用方法,明确最常用的MS基本培养基母液及常用的激素的用途、配制方法及使用浓度,通过掌握1个最常见的培养基配方的配制及灭菌操作,同时结合掌握外植体灭菌及无菌操作,了解植物组织培养一整套的基本操作程序(表1)。 下一步实施中,将77名学生分为16组,每组4~5人,在4位经验丰富的实验教师指导下,查询国内外相关资料,由学生自主选择植物,按照3条技术路线的1条具体实施(图1)。 2 创新考核方式 对进行研究性实验的2008级农艺教育专业2个班,重新制定了学生实验成绩的评定方法。一是增加了随堂考核环节。为了让学生牢固掌握组培的基础环节,在讲解完《培养基配制与灭菌》章节的内容后,立即给各小组发放1张有不同配方的纸条,要求各小组在10 min内完成配方内各类元素及激素、琼脂、蔗糖的计算,错误的组别扣除一定的平时分,并要求其重新计算直到正确为止。二是将平时的观察次数列入考核项目。由于《植物组织培养技术》实验内容涉及到植物在离体条件下生长的各环节,需要多观察、多分析,故设定该环节,亦是为了让学生能及时掌握质量性状(颜色、是否污染等)和数量性状(增殖苗数、生根数等)的统计方法、锻炼其试验的认真态度,通过对不同现象的分析和探索,加强师生之间的交流。三是整体和个体相结合的全面考核环节。除了有实验报告和总结之外,为了更好地了解每个学生参与实验情况,在学期结束时首先安排各组组长全面总结、陈述该组实验的设计、遇到的问题、解决的方法以及实验结果,进而由教师对每位同学就实验中的问题进行随机提问,视学生对实验的熟悉程度、回答问题情况进行综合评判,给出实验成绩,每组由2位老师把关,取其分数进行平均,即得出该同学的最终实验成绩(表2)。 3 创新效果评价 鉴于实验评分的人为性及2种教学方式的巨大差异性,从真正掌握理论知识和实验操作角度考虑,以不同年份、不同班级的同一份期末试卷为标准,期望通过纵向和横向对比,用卷面成绩反映出2种教学方式的差异。 由表3可知,进行纵向比较,3年中成绩以2010年的平均成绩最高,达80.30分,优秀比率最多,达20.51%,不及格率最低,为3.21%,个人最高成绩出现在2009年,最低成绩出现在2011年。对2010年进行横向比较,开展研究性教学班级的平均分为80.60分,而验证性实验的班级仅为80.07分,说明2010年的总体80.30分的平均分的贡献主要来源于开展研究性实验的班级,且其不及格率仅为2.99%,但其优秀人数要低于验证性实验班级。说明经过学生主动学习、探索的过程,有助于学生更加熟练掌握组培的流程,清楚理论课上的定义、步骤在具体实验中的重现以及各项操作的注意事项、每个步骤的意义,但同时由于每组仅实施3种不同技术路线的1个,忽视了其他2条路径特定环节的操作细节,因而出现了平均成绩较高但成绩优秀的学生比例不多的现象。 4 结语 研究性教学是让学生在独立的探索、思考和实践的研究过程中吸收知识、应用知识、分析问题和解决问题[4]。其改革的目的是强调学生由被动学习到主动探索、思考、实践的过程,因而具有更高的挑战性。从现场考核、实验操作、卷面成绩等方面都反映出新的实验课教学方法所产生出的可喜效果。一是调动了学习的积极性,提高了学生动手能力及团队意识。研究性教学所涉及的实验路线是一个完整的组培过程,学生在具体实施前会查询国内外资料,自我设计配方并配制,定期观察结果、分析并解决问题。经过上述锻炼,组内学生之间会加强相互沟通,从自身的认知度来阐述出现问题的原因及解决的途径,调动了学习的积极性,提高了自身动手能力和团队合作意识。二是增强学生的意志品质,加强师生交流。对首次接触《植物组织培养技术》实验课程的学生来说,其难点集中于外植体污染、合适培养基和激素配方的筛选、炼苗等环节。多数组别在解决外植体污染问题时至少要经过2~3次的实验,对学生的意志品质有了更高的要求,且通过在解决问题时主动与指导教师及时沟通,加强了师生之间的交流,明晰问题出现的原因、解决途径并进行总结。因而,在此过程中,指导教师不再是单纯的知识传授者,而是学生学习的引领者、参与者和学习顾问。 另外,实验课程教学的创新中也反映出一些问题,一是时间设置较短。基于植物生长规律,近2/3组别只完成了实验路线中1/2,仅有2组完成了全部内容环节。二是部分同学存在“搭便车”现象[5]。通过实验考核环节,发现少数同学不能回答本组实验中出现的问题,甚至个别同学无法说出培养基和激素配制的步骤,反映其只是挂名,参与度较低、责任心较差。三是考核环节需细化。此次考核系通过2位老师随机提问来了解学生对实验的掌握程度,并未细化学生对实验操作、配方配制、国内外研究进展的了解。上述问题可以分别通过选择组培周期短的植物、延长实验时间、平时加强与每一位参与学生的交流及根据重要性给各考核环节分别赋分的方式予以解决,同时这也对指导教师提出了更高的要求,即及时更新和拓宽知识面、不断提高科研水平。 植物组织培养论文:“植物组织培养和动物细胞培养”专题突破 一、考情分析 植物组织培养在农业生产中的应用、动物细胞培养的过程及影响因素一直是高考命题的热点。命题会利用信息材料为背景以图解的形式考查有关植物组织培养的相关知识,或结合植物育种、动物细胞培养等知识进行综合考查。 二、复习建议 本部分题目中常出现操作流程图或装置图,如植物组织培养的操作流程图、动物细胞培养过程图等,复习过程中要注意运用列表比较的方法分析不同技术手段的异同点,注意掌握各种技术手段中的特殊点和关键环节;要善于识别这些图解,要知道图中所表示的物质、结构和过程,知道每个环节的操作要点,并对一些现象进行正确分析。 三、知识梳理 (一)植物组织培养 1.原理:植物细胞具有全能性。 2.过程。 3.植物组织培养过程的几点说明。 (1)外植体的选择与制备。 ①选择外植体时,由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异,因此,选择哪些作为外植体应注意。一般来讲,烟草、胡萝卜、植物的花和幼嫩的组织脱分化相对较易,而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。 ②制备外植体首先要消毒,其次要选取有形成层(形成层细胞易脱分化)的部分。 (2)严格的无菌条件。 植物组织培养用的培养基含有植物生长发育所需要的各种营养物质,这些营养物质同样为细菌等微小的生物提供了适合的营养。在这种培养基上,细菌等微小的生物比植物细胞具有更强的新陈代谢能力,它们比植物细胞生长、繁殖得更快,而且它们会产生毒素,使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此,植物组织培养要想取得成功,必须有效地防止细菌等的污染,保证培养材料、培养基、培养用具严格无菌。 (3)完全的营养条件。 离体的植物细胞失去了植物的自养能力,所以需要为其提供包括水、有机营养、矿质营养、维生素等营养物质。 (4)光照条件。 离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时,需避光处理;而愈伤组织再分化形成植物幼苗时,需光照处理。 (5)激素调控。 ①生长素类含量>细胞分裂素类含量:诱导植物组织脱分化和根原基形成。 ②生长素类含量<细胞分裂素类含量:诱导愈伤组织再分化和芽原基形成。 ③赤霉素类:促进分化的丛芽和小植株快速生长。 【易混警示】分化、脱分化、再分化。 比较内容脱分化再分化分化过程外植体愈伤组织愈伤组织幼苗形成体 特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体;b.适宜的营养;c.生长素/细胞分裂素的比例适中;d.不需光a.离体;b.适宜的营养;c.生长素/细胞分裂素的比例高(或低)诱导生根(或生芽);d.光照在个体发育中,相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生差异的过程,具有普遍性、持久性、稳定性和不可逆性;分化的结果是形成不同的组织器官,帮助个体完成正常的生长发育4.植物组织培养技术的应用。 (1)植物繁殖的新途径。 ①微型繁殖。 实质植物组织培养原理植物细胞的全能性条件培养基中加入细胞生命活动所需的水、矿质元素和小分子有机物,还有激素,更重要的是所有加入的物质必须是无菌的,操作过程必须是在无菌条件下操作,这样繁殖的幼苗才是无毒的微型繁殖 技术的 优点a.能保持亲本的一切优良性状,子代个体具有的遗传物质与亲本一样 b.选材少,培养周期短,繁殖率高 c.不受自然生长季节的限制,便于自动化管理,有利于进行工厂化培养范围作物脱毒,人工种子中的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽的获得采用的技术均是微型繁殖②作物脱毒:a.解决方法:切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。b.理论基础:植物分生区附近病毒极少,甚至无病毒。c.特点:繁殖速度快;幼苗遗传背景均一;不受季节和地区限制。 ③人工种子(如下图)。 人工种子主要由三部分组成: a.胚状体(分生组织),它相当于天然种子的胚,是有生命的物质结构; b.供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的“人工胚乳”; c.具有保护作用的“人工种皮”。 【特别提醒】人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长发育成小植株的关键部分,针对植物种类和土壤等条件,在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育,还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。 (2)作物新品种的培育。 ①单倍体育种:花药离体培养过程就是植物组织培养过程。 a.原理:整个单倍体育种过程的原理是染色体变异,其中的花药离体培养是利用细胞的全能性。 b.过程:通过花药离体培养获得单倍体植株,染色体加倍后当年可得到稳定遗传的优良品种,极大地缩短了育种年限。如下图: 花药离体培养单倍体幼苗种水仙素诱导染色体数目加倍纯合子 ②突变体的利用。 a.来源:植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断分生状态,容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变,从这些突变的个体中可以筛选出对人们有用的个体,培育新品种。如下图: b.实质:植物组织培养。 c.形成原因:培养细胞一直处于不断分生的状态,容易受外界一些条件的影响而发生突变。 ③细胞产物的工厂化生产:可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物,如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 【易混警示】单倍体育种和突变体利用的比较。 项目原理优点成果单倍体 育种染色体变异明显缩短育种年限单育1号烟草品种,11号水稻和京花1号小麦品种等突变体 利用基因突变产生新基因,大幅度改良某些性状抗花叶病毒的甘蔗;抗盐碱的野生烟草等(二)动物细胞培养 1.概念:从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。 2.操作流程。 3.过程解读。 (1)原理:细胞增殖。 (2)动物细胞培养的条件。 ①充足的营养供给――微量元素、无机盐、糖类、氨基酸、促生长因子、血清等。 ②适宜的温度、适宜的pH。 ③气体环境:O2、CO2。 ④无菌、无毒环境培养液和培养用具杀菌消毒 培养过程加抗生素杀菌 定期更换培养液,清除代谢产物 (3)动物细胞要分散成单个细胞培养的原因:分散成单个细胞、细胞群(团)后容易培养,细胞所需的营养容易供应,其代谢废物容易排出;而用大块组织培养时,内部细胞的营养供应和代谢废物的排出都较困难,因此,这些细胞在体外长时间的生存和生长就较困难。同时,分散成单个细胞培养,可使得在细胞水平操作的其他技术得以实现。 (4)选取幼龄动物的组织、器官作为材料的原因:动物细胞培养时,一般选取幼龄动物的组织、器官,其细胞的分化程度较低,增殖能力强,有丝分裂旺盛,容易培养。 (5)胰蛋白酶在培养过程中的作用及与原代培养和传代培养的联系。 原代培养和传代培养一般均需对细胞进行胰蛋白酶细胞分散处理,区分两种“培养”的关键是看用胰蛋白酶处理的对象。 ①第一次:用胰蛋白酶对剪碎的动物组织进行处理,分散后培养,即为原代培养。 ②第二次:细胞培养过程中出现接触抑制,用胰蛋白酶使其从瓶壁上脱离下来,分散到多个培养瓶中继续培养,即为传代培养。 (6)细胞贴壁和接触抑制。 悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。 4.植物组织培养与动物细胞培养的比较。 比较项目植物组织培养动物细胞培养培养基的物 理性质固体培养基液体培养基(合成培养基)原理细胞的全能性细胞的增殖培养的成分水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂等葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等结果新的植株或组织新的细胞系或细胞株目的①苗木的快速繁殖;②培养无病毒植株;③生产药物、香料等;④制备人工种子;⑤单倍体育种获得细胞或细胞的产物(如单克隆抗体)取材植物细嫩的部位或花药等动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织其他条件均为无菌操作,需要适宜的温度、pH、O2等条件【特别提醒】①两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂,都是无性繁殖,都可称克隆,都不涉及减数分裂。 ②植物组织培养最终产生新个体,体现了细胞的全能性;动物细胞培养产生大量细胞,不形成新个体,故不能体现细胞的全能性。 【易混警示】原代培养和传代培养的辨析。 原代培养传代培养可有两种表述:a.细胞悬液第一次在瓶中培养,没有分瓶培养之前的细胞培养;b.第1代细胞的培养与传10代以内的细胞培养同样有两种表述:a.细胞悬液培养一段时间后,分瓶再进行的细胞培养;b.传10代以后的细胞培养四、典例展示 例1.通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图甲、表乙回答问题。 离体的植物器官、组织或细胞①愈伤组织②胚状体培养植物体 图甲植物组织培养过程 表乙:植物的花芽分别在含有不同比例的生长素和细胞分裂素的培养基中的生长状况 A组B组C组D组E组生长素03ppm3ppm0.03ppm0细胞分裂素00.2ppm0.002ppm1.0ppm0.2ppm花芽生 长状况仍是组 织切块形成愈 伤组织愈伤组织 分化出根愈伤组织分 化出嫩芽稍生长(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是。 (2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构,若包裹上人造种皮,制成人工种子,可能解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞,其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中[]和[]过程,在此过程中被培养的细胞始终受的调节([]内填序号)。 (3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株,其原因是。 (4)从表乙的实验结果可看出:生长素和细胞分裂素是实验中的两种重要物质。其中,新芽形成必需的条件是;而在培养形成完整新个体过程中,对它们的调控关键是。 解析:(1)植物组织培养的原理是细胞的全能性。(2)①是脱分化,得到愈伤组织,②是再分化,得到胚状体。(3)植物的根尖或茎尖分裂快,病毒尚未来得及侵染。培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株。(4)由表乙D组看出,细胞分裂素的浓度大于生长素的浓度,脱分化出嫩芽。在不同培养期,细胞分裂素与生长素的浓度和比例不同,分化的器官就不同,在组织培养过程中,其浓度和比例非常关键。 答案:(1)植物细胞的全能性(2)①脱分化②再分化植物激素(3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染,甚至无病毒(4)细胞分裂素的浓度大于生长素的浓度适当调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与生长素的浓度和它们的比例 例2.(2014・甘肃秦安一中第一次检测卷)某研究小组为测定药物对体外培养细胞的毒性,准备对某种动物的肝肿瘤细胞(甲)和正常肝细胞(乙)进行细胞培养。下列说法不正确的是() A.在利用两种肝组织块制备肝细胞悬液时,也可用胃蛋白酶处理 B.为了防止细胞培养过程中细菌的污染,可向培养液中加入适量的抗生素 C.细胞培养应在含5%CO2的恒温培养箱中进行,CO2的作用是维持培养液的pH D.将数量相等的甲、乙细胞分别置于相同适宜条件下培养,一段时间后,会观察到甲细胞的数量比乙细胞的数量多 解析:胃蛋白酶最适pH是1.5,而一般细胞培养在pH是6.5~8.0,所以不能用胃蛋白酶处理,A项错误。抗生素可以有效抑制细菌的繁殖,所以可以加入适量抗生素,B项正确。细胞培养过程中,5%CO2的作用是调节细胞培养液的pH值,故C项正确。因为肝肿瘤细胞在适宜条件下具有无限增殖的能力,而普通细胞没有此特性,所以D项正确。 答案:A 例3.回答下列有关动物细胞培养的问题。 (1)在动物细胞培养过程中,当贴壁细胞分裂生长到细胞表面时,细胞会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的。此时,瓶壁上形成的细胞层数是。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来,需要用酶处理,可用的酶是。 (2)随着细胞传代次数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现的现象;但极少数细胞可以连续增殖,其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成细胞,该种细胞的黏着性,细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量。 (3)现用某种大分子染料,对细胞进行染色时,观察到死细胞被染色,而活细胞不被染色,原因是。 (4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目,最好选细胞分裂到期的细胞用显微镜进行观察。 (5)在细胞培养过程中,通常在条件下保存细胞。 解析:(1)在动物细胞培养过程中,细胞会表现出接触抑制现象,此时是单层细胞。用胰蛋白酶可以使贴壁细胞从瓶壁上分离开来。(2)随着细胞传代培养代数的增多,绝大部分细胞分裂停止,进而出现衰老甚至死亡的现象,但极少数细胞可以连续增殖,有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞。(3)由于活细胞的细胞膜具有选择透过性,大分子染料不能进入活细胞内,而死细胞的细胞膜丧失选择透过性,大分子染料能够进入死细胞内而着色。(4)由于细胞分裂中期染色体形态固定、数目清晰,因此可作为显微镜观察染色体数目的最佳时期。(5)冷冻或超低温、液氮条件下,细胞中酶的活性降低,细胞新陈代谢的速率降低,故适宜保存细胞。 答案:(1)相互接触接触抑制单层(或一层)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性(大大)降低减少(3)由于活细胞的细胞膜具有选择透过性,大分子染料不能进入活细胞内,故活细胞不被染色(或由于死细胞的细胞膜丧失了选择透过性,大分子染料能够进入死细胞内)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮) 五、巩固训练 1.(2013・北京市东城区期末卷)右图表示一定条件下将胡萝卜的离体组织培育形成试管苗的过程。下列有关叙述不正确的是() A.需在无菌条件下将离体组织接种到培养基中 B.图中①②过程分别表示脱分化和再分化 C.利用此过程获得的试管苗均为纯合子 D.此实验说明分化的植物细胞仍具有全部的遗传信息 2.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是() ①体细胞全能性②离体植物器官、组织或细胞③根、芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体 A.①、②⑦⑥⑧③⑨、④ B.①、②⑧⑥⑦③⑨、④ C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D.①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤ 3.下列关于动物细胞培养的叙述中,错误的是() A.用于培养的细胞多取自动物胚胎或幼龄动物 B.培养过程中需要使用胰蛋白酶等获得细胞悬液 C.动物细胞培养时要保证氧气供应,不能通二氧化碳 D.动物细胞培养时的培养基是液体培养基,并要加入血清 4.下列与动物细胞培养有关的表述中,不正确的是() A.动物细胞培养需要无菌、营养、适宜的温度和pH等条件 B.用胰蛋白酶作用于离体的动物组织,使其分散成单个细胞 C.放入CO2培养箱中培养动物细胞的主要目的是为了满足细胞对CO2的需求 D.细胞株一般具有恒定的染色体组型、生化特性等 5.(2013・吉林省吉林一中高三第二次摸底考试卷)植物组织培养是克隆植物的一种方法,过程如下图所示,请回答相应的问题。 (1)为了获得脱毒植株,外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织,其原因是。 (2)培养皿中的培养基除添加营养物质外,还需要添加植物激素,其目的是诱导外植体。 (3)在生产实践中为获得大量的细胞产物,如紫杉醇,可将①放入液体培养基中,经机械作用分散成单个细胞,制备成细胞浮液,再经过即可获得大量细胞。 (4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件,否则在光学显微镜下可能观察到发生异常,进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。 (5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取,还广泛用于、、等育种过程中。 6.制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹,并在薄膜以内放入一些营养物质,这层膜和这些营养物质分别具有种皮和胚乳的功能(如下图所示)。在制造过程中还可以加入某些农药、菌肥等。据此材料回答下列问题: (1)胚状体来源于离体的植物体细胞,其形成过程中要经过的生理变化大体上是和。在这一过程中被培养的细胞始终受的调节。 (2)从保证人造种子正常生命力及生态系统物质循环上来看,其外部薄膜应具有等的特点。 7.(2013・福建福州期中卷)下图是动物细胞培养的基本过程示意图。请据此回答: (1)容器A取材于动物胚胎或幼龄动物的原因是。 (2)容器B中一般先用酶处理,消化组织中的胶原纤维,这利用了酶的性,这样做是为了使细胞分散开来,便于细胞与充分接触。 (3)C瓶内的培养为,这一时期的细胞具有恒定的、和生化特性等。 (4)为了把C瓶中的细胞分散到D瓶中,用处理,然后配制成,再分装。 (5)在D瓶中正常培养了一段时间后,发现细胞全部死亡。原因是。 参考答案 1.C2.B3.C4.C 5.(1)这些部位很少受到病毒等病原体的侵害 (2)脱分化和再分化 (3)愈伤组织细胞分裂 (4)染色体结构和数目 (5)植物体细胞杂交育种基因工程育种单倍体育种 6.(1)脱分化再分化植物激素 (2)半透性(透水、透气性)和能被微生物降解 7.(1)细胞分裂旺盛 (2)胰蛋白专一培养液 (3)原代培养染色体组型病毒敏感性 (4)胰蛋白酶细胞悬浮液 (5)细胞没有发生癌变 植物组织培养论文:《植物组织培养》教学改革探索 摘要: 《植物组织培养》是生物专业的必修课,也是一门系统性、实践性很强的课程。为提高学生的实践技能,培养创新型人才,本文从优化教学内容,改革教学手段,加强实验考核,全面评价学生能力等方面进行了讨论。 关键词: 《植物组织培养》 理论教学改革 实验教学改革 植物组织培养是指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在人工控制条件下进行培养,使其再生细胞或完整植株的技术。植物组织培养技术几十年来得到迅速发展,已渗透到生物学科的各个领域,成为生物工程技术中一个重要的组成部分和基本研究手段之一[1],目前这项技术已广泛应用于生产中,如利用单倍体育种,胚培养,体细胞杂交等技术来培育植物新品种,对无性繁殖植物进行脱毒,快速繁殖苗木,生产次生代谢物质,保存种质资源等[2]。《植物组织培养》是生物学专业的必修课,同时也是一门理论性、实践性很强的课程,通过课程学习,使学生掌握组织培养的基本原理和基本技术,为以后从事基础研究、苗木生产等工作奠定基础。面向21世纪知识经济时代,应树立知识、能力、素质并重的观念,由只重视知识传授向融传授知识、培养能力和提高素质为一体转变,突出素质教育和创造型人才的培养[3-4]。因此,在新形势下进行课程改革,提高学生的理论水平和实践操作技能迫在眉睫。 1.理论教学改革 《植物组织培养》课程内容很多,近几年来,理论教学的学时数不断缩减。为此需要优化教学内容,讲授基本理论和基础知识,把内容精简成四个教学模块。一是实验室和仪器设备,主要介绍实验室的布局安排、所需的主要工具及仪器设备,安排在实验室里进行现场教学,既少用学时又利于学生理解,加深印象。二是培养基选择和制备,使学生明确各种药品的作用和培养基的配置方法。三是器官培养,以根尖、茎尖、叶片、花瓣等器官为主要材料,讲授外植体选择和消毒处理方法,无菌接种技术,培养产物的统计方法。四是组织培养的应用,主要讲授脱毒技术,离体快繁技术,花药培养技术等。后三个模块主要采用多媒体进行讲授。在讲授中,重点讲解原理和技术,理论联系实际,注重实用性。充分发挥多媒体教学的优势,用丰富的图片、视频等进行形象说明。如在讲解接种时,把步骤分解成几个图片,同时附上错误步骤的图片,这样清晰明了。并且避免一味“满堂灌”,运用多种教学手段,适时采用对比、总结、讨论等方式,如总结各种培养基的特点,对比各种消毒剂的效果,讨论各种外植体的消毒方法、接种方式,也安排一定的章节由学生自学或学生讲解,如室内培养和幼苗移栽环节。总之要充分发挥学生主体,教师主导的作用,调动和激发学生的积极性和兴趣,启发学生思考,变被动学习为主动学习。通过四个模块的教学就使学生对整个组织培养有了系统的理解,为今后从事相关工作奠定了坚实的基础。 2.实验教学改革 2.1教学内容改革 学生实验是《植物组织培养》课程的重要教学部分,其目的是使学生巩固和加深所学理论知识,培养学生观察、分析、解决问题的能力,严谨、求实的作风。恰当安排实验内容是提高学生实践动手能力、科学实验能力的关键所在。开设实验室的布局和仪器购置实验,使学生能合理安排实验用房熟练操作常用的接种、灭菌、培养的仪器设备。以4人小组为单位,开设培养基母液和培养基配置及灭菌实验,要求小组能熟练进行药品的称量,倍数换算,灭菌。最后小组内交流经验,达到人人胜任的要求。开设接种实验,学生在接种后标记姓名,统计污染率,锻炼学生的无菌操作能力,要求人人过关。以上实验属于基础技能培养。我们还开设能力提升实验,以4人或8人小组为单位,开设2种植物的离体培养实验。具体做法是小组成员确定培养材料,学生可自由选择植物的叶片、花瓣、种子等材料,查阅资料确定具体培养方案,包括设计培养基类型,消毒剂种类和消毒时间,和指导教师商讨后开始实施。教师全程跟踪,指导学生操作。本实验提高了学生兴趣,培养了学生大胆动手、改革创新的能力,也锻炼了学生的设计能力,同时这也是一个综合性实验,锻炼了学生外植体消毒、无菌接种、培养等多种技能。 2.2实验考核改革 对实验进行考核是评价学生实验能力的方法,也是督促学生学习的手段之一。要求学生在课前预习实验的内容,理解操作步骤,并写出报告,做到心中有数,达到事半功倍的效果。教师根据学生的理解程度打分。在实验中,要求学生能认真操作,相互配合,并逐一对学生的操作水平和熟练程度进行打分,对于分数低的学生重点指导,督促其练习。要求在课下及时整理实验内容书写实验报告,重点写明实验的过程,尤其是实验的关键环节,并着重分析实验结果,提出改进意见。这种考核方式注重了学生的基础实验知识,操作技能,设计能力,尤其是学生的动手能力和解决问题的能力,完全改变了过去只注重实验报告尤其是实验结果的考核方式。在学期末还要进行实验考试,重点是考查学生的药品配置、无菌操作等基本技能。实验成绩分数低的学生需重新实践,合格后才能参加期末理论考试。这一系列的措施使学生在课前进行预习,上课认真操作,课下及时总结实验结果,增强了实验课的教学效果,提高了学生实验技能,培养了学生的创新能力。 组织培养技术发展迅速,教师要不断探讨新的教学方法才能提高教学质量,培养学生的创新能力,适应社会发展的需要。
生物科技论文:浅谈生物科技活动对素质教育的促进作用 开展丰富多彩的生物课外科技活动,可以激发学生的学习兴趣,培养学生的创新精神和实践能力,培养青少年热爱祖国、热爱生物科学、热爱大自然的美好情感,启发青少年认识科学与人类生活的关系,学习科学研究的基本方法,为发现、培养生物后备人才奠定基础。 生物科技活动素质教育作用素质教育就是遵循教育规律,面向全体学生,对学生的思想道德、科学文化、劳动技术和身体心理素质进行培养。生物科技活动是指在课堂以外开展的生物学方面的研究行为。开展丰富多彩的生物课外科技活动,可以激发学生的学习兴趣,培养学生的创新精神和实践能力,培养青少年热爱祖国、热爱生物科学、热爱大自然的美好情感,从小关心农业和生态环境,保护这些人类共同关心的重大课题,启发青少年认识科学与人类生活的关系,学习科学研究的基本方法,为发现、培养生物后备人才奠定基础。课外科技活动以其较强的实践性和极大的灵活性,对素质教育的贯彻有极大的促进作用。 一、开展生物科技活动,激发学生的学习兴趣 课外生物科技活动的内容丰富,形式多样,符合中小学生活泼、好动、有强烈的求知欲和好奇心的年龄特征及心理特点,能有效地调动学生的积极性,激发其学习兴趣。 选择生物科技活动的课题,要符合学生的年龄特点和知识水平,力争做到课题具有新颖性、实用性和趣味性。例如,针对当今社会的热点问题、环境问题,组织学生调查学校附近的环境保护情况,在调查过程中,同学们根据当地的情况收集了当地关于空气质量的报道,以及有关治理空气污染和水污染的报道;调查了农田或菜园中施用农药和化肥的情况,重点了解施用农药的种类和毒性;了解了当地汽车尾气超标情况及为治理尾气超标所采取的措施;走访了学校附近的工厂和餐馆,了解了这些单位产生的废气、污水和固体废弃物及其处理措施。调查完成后,对调查情况做出调查报告,在班级内报告调查结果和提出建议,经过讨论汇总,对当地的环境质量进行了初步的分析和评价,并提出改进当地环境保护工作的书面建议。这项活动对增强学生的环保意识起到了一定的积极作用。我们还结合初中生物课的教学,开展课外采集动植物标本的活动,同学们兴趣高涨,积极参与。使他们对科学文化知识、生物科技活动产生了浓厚的兴趣,更乐于探索自然界的无穷奥秘。 二、开展生物科技活动,提高学生科学文化素养 生物科技活动是需要动脑、动眼、动手的活动。通过生物科技活动可使学生加深理解和巩固课堂上所学的知识,提高多种能力,受到了科学方法、科学思维训练,使学生从小养成严谨求实的科学态度,锤炼坚韧不拔的科学精神。 在校园周围的田野林地有很多生物资源,我们在每年六月份组织学生到校外去采集植物标本。捕捉昆虫标本,同学们兴趣盎然,路边、田野的小草、林地的树木,草丛中的昆虫、蜘蛛等小动物,都引起他们极大的兴趣。他们细心的观察各种植物的生长环境,认真研究植物各个器官的形态结构,认真观察各种小动物生活习性、形态结构等特点,并与课堂上所学的知识对照加深理解。将采集到的植物、昆虫经过整形、压干、上台纸等一系列过程制成腊叶标本和昆虫标本。切实掌握了植物腊叶标本的制作技术和昆虫标本的制作技术。提高了动手能力。生物科技小组制作的标本,作为直观教具在课堂上运用,也促进了课堂教学。生物科技小组的同学还饲养了蜗牛、蚯蚓、河蚌、金鱼等,以观察软体内动物、环节动物、鱼类的形态结构特征。同学们还观察到了蜗牛的生殖。通过查找资料同学们还知道了蜗牛的形态结构特点和生理特点,通过观察知道了蜗牛的生殖过程。蜗牛是雌雄同体,异体受精的动物。蜗牛的生殖器官位于头部触角的稍后处。生殖季节,蜗牛的生殖器官向外突起,在寂静的黎明或黄昏时间,两只蜗牛的长触角互相摩擦,身体前端互相交叉,完成异体受精。蜗牛的受精卵大小如红豆,外包有卵膜、白色。若将完好的受精卵放入装有沙土的塑料袋或罐头瓶内,卵上盖以湿纱布,并保持纱布湿润。容器口盖一块玻璃板,在室内温度适宜的情况下,约经7d-14d卵即孵化成小蜗牛。同学们通过饲养和观察了解了蜗牛的形态、结构、生活习性和生殖,并写了观察日记。通过这些活动,提高了学生的观察能力、思维能力和运用所学知识进行综合、分析实际问题的能力。如针对“种子萌发条件的实验”观察效果不好的问题,组织学生对此实验进行了改进,同学们自行设计,分成小组采取不同的方式进行对比试验。在实验过程中,有的小组学生提出对固定方法进行改进,把教材中的“捆式”改为“夹式”。将两根铁丝互相拧在一起,在不同位置预留三个较大的孔用来夹种子,这样改进易固定种子,可反复利用。有的小组提出增加对照试验,把两组实验增加为四组,第一、二两组使用完好的种子,第三组使用煮熟的种子,第四组使用不完整的种子。然后将第一、三、四组放在温暖的地方,第二组放在寒冷的地方让其萌发。然后将萌发情况作对比,最后分析、讨论、总结,得出种子萌发条件。通过这些活动,使同学们受到了科学方法的训练,学会了观察、分析、对比、综合等科学的思维方法,培养了学生的实验能力,也培养了他们严谨求实、一丝不苟的科学态度,以及不怕挫折、勇于战胜困难的科学精神。 三、开展生物科技活动,培养学生的劳动技能 课外生物科技活动具有较强的实践性,通过野外实习和参加生产劳动,学习一些实践技术,使学生在实习实践的过程中掌握劳动技能,培养学生热爱劳动的情感。 接受义务教育后的农村青少年,大多数将直接参加农业生产劳动。因此要非常重视对学生劳动技能素质的培养,使他们毕业后能适应当地经济发展的需要。为此,在课余时间,组织科技兴趣小组到大棚去学棚蔬菜栽培技术;到食用菌栽培专业户学习食用菌栽培技术;到果园学习果树嫁接技术等。在这些实践活动中,学生不仅获得了一定的劳动技能,有了一技之长,而且也使他们看到生物科技在农业、林业生产上大有用武之地,更加激发了学生的学习兴趣。同时,他们从自己的劳动成果中体会到了成功的喜悦,感到劳动的光荣,受到了劳动观念和劳动态度的教育;进而培养了学生热爱家乡、热爱劳动的感情,以及改变家乡面貌的强烈责任感。 四、开展生物科技活动,向学生渗透思想品德教育 课外科技活动提供了丰富的思想教育的契机,教师若能及时点拨,可对学生进行潜移默化的思想品德教育。 我市地处松花江沿岸,有丰富的植物资源,我们抓住这一有利条件,开展课外生物科技活动。组织生物科技活动小组,开展对我市境内松花江沿岸植物资源的调查活动,同学们的积极性很高。他们利用星期天、节假日走遍松花江沿岸的广大地区,观察记录、采集植物标本。根据调查情况,写出调查报告,开阔了学生的视野。在这次活动中,同学们既看到了家乡丰富的植物资源,又领略了松花江沿岸的秀丽风光,激发了他们热爱家乡,热爱大自然,保护自然资源,保护环境的美好情感。 实践证明,开展生物科技活动对巩固加深理解课堂知识,拓展学生的知识,开阔学生的视野,增强学生的科技意识,加强理论和实践相结合等方面均有较大的促进作用;同时也培养了学生团结协作精神,锻炼了学生勤奋刻苦,勇于克服困难的意志;在科技活动中,还可以激发学生的创造性,发展个性特长,促使学生全面发展。 生物科技论文:校内外相结合进行农村高中生物科技教育的尝试 摘 要 探索校内外相结合进行农村高中生物科技教育,有效提高农村高中学生的生物科学素养的途径:抓住课堂教学主阵地、积极开展探究性学习、宣传生物科学新成果、重视开展生物学实验、进行生物科学史教育、认真落实好STS教育。 关键词 校内外 农村 高中生物 科技教育 生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分。提高生物科学素养是《高中生物课程标准》提出的四个基本理念之一。生物科学素养反映了一个人对生物科学领域中优秀基础内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身的科学素养的能力。生物科学素养包含的主要内容是:生物科学知识与技能、生物学科学方法、生物科学精神与态度、理解科学技术社会(STS)的关系。生物科学素养是一个人综合素质和能力的体现,需要在长期的学习、工作和生活中逐步培养和建立起来。作为一名从事一线教学的农村高中生物学教师,要深知自己的责任和义务,必须更新观念、改进教法、与时俱进,重视理论和实践的联系,校内外相结合进行农村高中生物科技教育,全面提高学生的生物科学素养。 1 抓住课堂教学主阵地 生物学基础知识包括基本的生物学概念、原理和规律。让学生掌握一定的生物学知识既是生物课程所规定的基本任务之一,也是学生具有生物科学素养的基本要求和标志。学生在高中阶段,要在义务教育的基础上,进一步学习分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境等生物学的概念、规律和观点,对生物学的优秀知识有更深入的理解和掌握,进而形成科学的自然观。农村高中学生生物科学素养的提高是建立在掌握生物学的基础知识之上的。 培养和提高农村高中学生的生物科学素养,主渠道是生物课堂教学。为了抓住课堂教学主阵地,最大限度地提高课堂教学效果,教师要从五个方面着手:(1) 锤炼自身,终身学习。新课程把教师地位确立为主导,是对教师素质提出更高的要求。教师不再仅仅是无错误地传授知识和解除疑惑,必须是有智慧地、创造性地让学生获得知识,体验学习,学会学习。这就要求教师要不断学习新的教育教学理论、吃透课标、研读教材,锤炼自身,终身学习。(2) 分析学情,精心备课。认真分析学情,精心备好每一节课,每一节课都有具体、明确、可操作性的教学目标。(3) 发掘教材,开发素材。发掘教材中蕴含的基本技能,积极开发利用教材等教学资源,为学生提供丰富多彩的学习素材,使课本知识鲜活起来。(4) 创设情境,有效参与。在课堂教学中,把教学过程变成学生发现知识的过程,创设有吸引力的问题情境,将学生的注意力引导到最佳的思维状态,使学生真正有效参与学习。(5) 优化教法,巧用媒体。优化教学方法,巧用现代教学手段,使宏观与微观、静态与动态、抽象与直观能够轻易地实现相互转化,通过声音、图画、视频等多种刺激,调动学生的多种感觉器官。这样让学生能够更轻松地理解生物学知识,使课堂教学富有时代气息。 教师通过课堂教学,使学生在知识、能力、情感、态度价值观等方面获得协调发展,为提高农村高中学生的生物科学素养奠定坚实的基础。 2 积极开展探究性学习 普通高中生物课程标准在分析我国理科课程改革的基础上,借鉴世界各国科学课程标准及教学改革的实践经验,把“倡导探究性学习”作为基本的课程理念,以期将我国生物课程改革推向深入。科学探究技能不仅属于科学家的本领,也是对具有科学素养的现代公民的基本要求。学校的科学探究活动通常是指学生积极主动地获取生物学知识、领悟科学思想、领悟科学研究方法而进行的各种活动。每个高中学生都应该学习和掌握科学探究的基本技能。高中生物教材为学生提供了充分的科学探究素材。 教学中,教师要经常结合学校所在地、学校和学生的实际,指导学生自己提出生物学探究课题、制定计划、实施计划、收集证据、分析研究、写出报告、交流展示,积极开展探究性学习活动,使学生在解决实际问题的过程中达成学习目标。2011年4月,指导学生探究性学习的活动项目“远离农药污染 维护生命健康――西关村莲花菜菜青虫防治调查及无害化防治研究”获甘肃省青少年科技创新大赛优秀科学竞赛项目二等奖。2012年4月组织学生开展的探究性学习活动项目“渭源县脱毒马铃薯培育和栽培研究”在甘肃省青少年科技创新大赛中荣获优秀科技竞赛项目二等奖。教师要组织学生进行辩论、专题讨论、项目设计等多种多样的探究性学习的方式。通过开展探究性学习活动,广大农村高中学生在知识、能力、情感、态度与价值观方面得到较快发展,收到较好的学习效果。 3 宣传生物科学新成果 在平时生物学教学中,教师要注意搜集一些生物科学的新成果,适时地与课堂教学知识点有机结合起来,使教材基础知识与生命科学发展的最新成果相衔接,有利于培养学生热爱生命科学、从事生命科学研究的志向。当代中学生思想活跃、思维敏捷,对新事物、新观点特别感兴趣,且易于接受。生物学教学应符合学生的这一心理特点,教师要尽量选用最新的资料,激发学生的学习兴趣,有针对性地补充一些最新的生物科学成果,缩小教学内容与现实生活的“距离感”、“时间差”,用新鲜的信息刺激学生。如:在学习基因工程一节时,教师给学生介绍以基因芯片为代表的生物芯片技术;在学习艾滋病的流行和预防时,介绍美国科学家最近研制出一种新型抗艾滋病药物,该新药能够阻止艾滋病病毒(HIV)插入正常细胞的染色体,这是艾滋病药物研制领域的一大突破,将为越来越多的抗药性HIV感染者和艾滋病患者带来希望;在学习免疫缺陷病时,介绍利用航天高科技为医院无污染空气环境的新方法,可以祛除空气中与SARS、埃博拉、天花、结核病等恶性传染疾病相关的微生物,从而满足医院里身患免疫系统疾病的病人的特殊需求。 教师在高中生物教学中渗透生物科学新成果,不仅能拓展学生的生物科技视野,增进学生对生物科技与社会关系的理解,而且开阔学生视野、启发学生思维、激发学习兴趣,唤起学生的时代感,使其树立生命科学意识,最大限度地提高学生的生物科学素养。 生物科技论文:当代农业生物科技发展新走向 在当今世界各国纷纷建立以基因为优秀的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: 研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其优秀就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 生物科技论文:国内生物科技和产业发展决策和建议 1抓住机遇,加速我国生物技术及其产业的发展 近20年来,我国生物技术取得了长足的发展,培养了一支约2万人的从事生物技术研究、开发、生产和管理的科技队伍,其中有一批留学海外学成回国的中青年生物技术专家;建立了相当数量的研究开发机构及产业化基地;初步形成了医药生物技术、农业生物技术、轻化工生物技术、海洋生物技术等门类齐全的生物技术研究、开发、生产的体系。作出了一批具有较高水平的生物技术研究开发成果,开发出一批生物技术产品并投放市场。继1996~1997年第一个基因工程产品上市的高潮之后,预计在2003~2005年我国将出现生物技术产品上市的第二个高潮。由此可见,与其它高技术领域相比,我国的生物技术总体水平及产业化程度与国际先进水平的差距明显缩小。在我国重要的高技术领域中,从目前基础条件、资源优势和发展态势来看,生物技术最有希望取得创新性进展,最具参与国际市场竞争的潜力。因此,建议国家将发展生物技术及其产业作为21世纪加速发展我国高技术产业、提高国际竞争能力的“突破口”。把握有利时机,进一步把发展生物技术及其产业放在突出的战略地位,力争在21世纪的前10年内使我国生物技术及产业跻身于世界先进行列。 2制定发展战略、明确战略目标、选择发展模式总体战略 我国的生物技术及产业发展应改变以往跟踪为主的战略,实施积极创新为主集成应用的战略方针。基于目前我国生物技术及产业发展的实际状况、水平和能力,在未来10~15年内,我国宜采取“立足创新、集成应用、需求导向、重点突破”的发展战略。 关于集成应用,主要是指把现有的已成熟的先进技术(不管这些技术源自何处)组合集成起来运用于生物技术的研究开发和产品生产。充分借助和合理利用现代科学技术所取得的成就,对于我国生物技术产业以及其他高技术产业的发展都十分重要。 (1)战略目标 21世纪初我国生物技术及产业的发展目标应定位在:努力提高生物技术在我国国民经济和社会发展中的贡献率,增强我国生物技术的创新能力和国际竞争能力;争取在21世纪初的10年内,使我国生物技术的整体水平跻身于世界先进行列,生物技术新兴产业发展成为我国的支柱产业之一。 (2)发展模式 我们认为,在未来10~15年内,我国的生物技术及产业发展宜采取“政府引导,企业为主,官、产、学、研、资相结合”的发展模式。 众所周知,产、学、研的结合是促进科技进步,加速科技长入经济,提高研究开发效率的良好方式。结合现阶段我国实际情况,为保障生物技术及产业得以迅速发展,政府的作用十分重要。政府应该对全局研究开发及产业化的发展方向、目标、策略和措施进行系统的规划和设计,对各类各层次不同机构的研究开发工作给予重要的引导;对于一些重要的领域,国家应给予一定的资金支持,可以更加有效地引导企业界、金融界以及地方政府的资金和支持,各方面力量形成的合力将加速国家目标的实现。 高技术是基于多种学科的综合技术,而高技术产业则必须加上科学的经营管理和营销策略。发展高技术产业只有以企业为主,才能有效地将分离的科学与技术、科技与产业、产品与市场紧密地有机地联系在一起。同时生物技术产业的发展需要技术资本和金融资本的联合运作。没有一个良好的资本市场,生物技术产业将难以迅速发展。 3主要对策 (1)健全和完善管理体制、加强整体协调、形成优势集成 总体而言,我国目前尚没有全国性统管生物技术研究开发及产业化的组织管理机构,缺乏全局性的战略部署。目前国家各类科研计划虽然都在不同程度上注重基础性创新性研究,但在具体实施和操作过程中,往往倾向于选择短期能产生效益的研究项目,导致创新的源头匮乏。更为严重的是,各类计划之间缺乏必要的沟通与协调,各部门、地方自成一体、封闭运行,导致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重复。 现阶段我国正处在从计划经济向市场经济过渡的转轨期。发展我国的生物技术及其产业,必须结合我国具体国情,同时运用计划和市场两种资源配置的调节手段,采取“两弹一星”+利益捆绑的新机制,盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量,使各方面的优势系统有效地集成;必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力;必须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此,建议国家适时成立全国性的组织管理机构,对全国生物技术及产业发展进行总体规划和协调发表,从而做到整体协调,避免多头指挥和政出多门,实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。 (2)进行战略布局,形成产业聚集区 国外生物技术及其产业发展的经验表明,在一些地理、交通、信息、政策等环境较好的地域,容易形成生物技术研究开发和产业的“聚集区”。这种“聚集”促进了不同研究开发领域的交流与合作,不仅加速了生物技术研发及产业的发展,同时通过“聚集”进一步吸引人才、技术和资金,起到了“聚集”带动“聚集”的作用,形成了良性发展的循环。根据目前我国生物技术及产业发展情况,结合现有部级高技术产业开发区,可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的上海、北京、广东(深圳)、长春等地作为生物技术产业化基地,给予更为优惠的财政和税收扶持政策。集中力量有选择地发展3~5个生物技术产业聚集区(如以北京为中心的京津冀聚集区、以上海为中心的江浙沪聚集区、以深圳为中心的粤港聚集区、以长春为中心的长沈大聚集区等),发挥生物技术产业发展的聚集效应,尽快形成较大的生物技术产业规模。对上述生物技术产业聚集区,国家应积极发挥引导作用,充分调动地方和企业界的积极性,以国家重大项目为纽带,促进优势互补的联合与协作,逐步形成既有合作(包括跨国和跨地区合作)又有竞争的社会化的生物技术研发与生产的格局。 (3)选择部分重点产品,目标定位国际市场 对于某些我国有较好基础、接近或达到国际先进水平或是我国有资源优势的技术领域,例如转基因动物反应器、转基因植物、功能基因组、生物芯片、组织工程、中药等领域,应选择部分重大项目,目标瞄准国际市场,通过运用优势集成、整体设计、分段实施的操作方式,加大协同攻关力度,尽快将一批拥有自主知识产权的生物技术和产品推向国际市场,增强并确立我国生物技术及产业的国际竞争能力和地位。 4建立国家生物技术重大项目孵化器 我国科技成果转化难、转化率低制约了高科技产业的发展,影响了科技作为第一生产力作用的发挥,已成为普遍关注的问题。生物技术因其自身的综合性、多学科特点,生物技术转化更具有特殊性。在目前我国资本市场尚不完善的条件下,孵化器的作用尤为重要。孵化器的作用是,通过与研究开发机构建立广泛联系,并有力地引导企业介入,密切生物技术上下游的结合,有效地使单一技术的突破尽快孵化为成熟配套的技术和工艺,向产业进行技术转移和辐射,从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。为此,应在已有的工作基础上,择优建立数个生物技术国家重大项目孵化器,结合具有自主知识产权、独特性的生物技术重大项目和重大产业工程的实施,力争在5~10年内开发出一批具有自主知识产权和国际竞争力的重大生物技术产品,同时走出一条生物技术成果转化的成功之路。 5加强生物技术产业相关技术及装备的产业化及国际化 我国在生物技术及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂等支撑技术与装备方面十分落后,主要依靠国外进口。在国外,生物技术的支撑技术与装备本身就是一个巨大的产业,其产值占生物技术产业总产值的20%以上。生物技术的支撑技术与装备具有两大特点,一是涉及多学科、多技术领域的交叉;二是绝大多数生产经营专用仪器、装备的公司都拥有国际市场,只有占有国际市场才能在国际竞争中生存和发展。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。因此,对重要的生物技术仪器、设备和装备,应采取“桑塔纳”模式,走与国外大公司合资合作的发展道路。第一步通过合资合作,引进建设组装线或生产线,这样一方面可以迅速提高技术水平和管理水平,另一方面可以与外国公司共同参与国际竞争;第二步加速引进技术的消化吸收,逐步加大国产化比重,同时加强新型号、新设备的研制开发,进而逐步增强参与国际竞争的能力。在此方面,应注意避免自己闭门造车、封闭发展,所开发的产品性能不稳定,测出的数据不可靠,别人不用,自己也不用的尴尬局面。 6大力发展生物技术中介组织 国外成功经验表明,中介组织在高技术产业发展过程中发挥了重要作用,中介组织是创新体系的重要组成部分。我国应大力发展从事生物技术信息咨询、技术评估(包括生物安全评估)、专利(特别是国外专利)、投融资等方面的中介机构。 我们认为,应尽快组建生物技术产业协会。组建生物技术产业协会有利于信息沟通和协作,有利于规范市场和公平竞争,亦可避免不必要的重复,有利于逐步形成社会化发展的格局。协会组成以企业法人和高级主管为主,吸纳大学和研究机构的技术、管理、营销专家参加。政府主管部门可以通过协会进行全局性组织协调工作。 7充分利用和合理保护我国丰富的生物资源 我国国土辽阔,特殊的地理、气候、人口、人文、历史以及多民族等原因,使我国具有丰富的动物、植物、微生物及人类遗传资源,包括历史悠久的中医药宝库,为我国在生物技术领域的研究开发提供了得天独厚的有利条件。但从目前情况看,我国在生物资源的保护和利用方面还存在着明显的不足。大量的生物资源没有得到有效的保护和利用,甚至一些重要的资源流失严重。例如,我国虽有丰富的微生物资源,但由于资金和管理上的一些因素,导致研究、保藏和开发工作都处于非常困难的境地,至今没有一个明确的主管部门,也没有一部微生物资源管理的法规。因此,建议国家有关部门象重视人类遗传资源一样高度重视对所有生物资源的保护和利用。一方面应抓紧制定和完善有关各类生物资源管理的法规和规章制度;另一方面应尽快建立健全国家生物资源的保藏及服务体系,其中包括细胞库、菌种库、毒种库、种质库、信息库等。此项工作可在相关计划的基础上,给予专项经费支持。虽然需要花费一定的资金,但这是一项具有战略意义的基础性工作,因此必将起到事半功倍的效果。 8加强国际合作,建立战略联盟 中国改革开放实践证明,不开放就没有出路。高技术需要在合作和竞争中求发展。一方面是在合作中竞争,另一方面又要在竞争中合作。国际上,企业间的联合与建立战略伙伴关系越来越成为一种重要的发展趋势。我国在发展生物技术及产业的过程中,必须加强与国外政府间和民间的合作与交流。此外,还应利用国内巨大市场的吸引力,积极与某些大型跨国公司建立战略伙伴关系,在国内合作建立合资企业,合作开发新产品,合作开拓国际市场。 发展我国生物技术及产业要充分重视利用海外资源,特别是信息及人才资源。在这方面,即使是十分发达的美国也不例外,十分重视利用国外的信息,并吸引别国的优秀人才为其服务。我国除应采取相关措施积极吸引海外留学生和科学家回国为国效力外,还应选择重大技术领域,在国外建立联合工作站。863计划生物领域在“八五”、“九五”期间已试行,效果良好。实践表明这是实现技术跨越的有效途径。国家应积极引导支持有条件的科研机构和企业,特别是企业在国外建立研究开发机构,这样将会大大提高信息采集、技术引进、智力引进、人才培养和国际合作与交流乃至产品出口的效率。 9高度重视人才的培养和引进 高技术的竞争归根结底是人才的竞争。为参与21世纪生物技术国际竞争,培养优秀人才是一项十分重要而紧迫的战略任务。目前我国的教育体制和课程设置不适应生物技术及产业发展的要求。生物技术是多学科交叉的综合性技术,生物技术人才的培养要注重掌握广泛的知识以及多种相关技术技能。因此,建议在大学本科阶段,增设专门的生物技术课程,课程的内容包括广泛的相关领域的综合性知识。同时在研究生阶段,应开设有关管理和经营方面的课程。没有多学科的交叉汇集就没有生物技术的发展;没有管理和经营的理念就没有生物技术产业的发展。同时还应特别重视毕业后的在职教育,及时扩展新知识。特别需要强调的是,应注意培养既懂科技又懂经营与管理的两栖人才。建议国家设立专门的奖学金,资助具有博士学位或高级技术职称的人才,同时选拔具有丰富经验或担任一定的行政领导职务的优秀中青年骨干进修MBA课程,包括遴选其中部分突出人才赴海外攻读MBA学位。 在充分发挥现有国内生物技术人才重要作用的同时,应积极引导和吸引海外留学生和科学家回国发展,这是一项涉及人才资源争夺的战略任务。建议国家有关部门制定出台更加明确的有关鼓励和吸引海外留学生和华人科学家回国发展的具体政策措施。 生物科技论文:生物科技专题试题分析 一、近五年课标甲卷第 40题试题要素分析笔者对近5年的全国考试中心命制的全国高考理综课标甲卷第40题进行了试题要素分析,结果见表1。分析结果显示,近五年甲卷第40题有以下特点:问题情境相对简单。仅2010、2011两年使用了全新情境,但同时也融入了部分学生熟知的情境。近五年知识考查点相对集中。除2011年考查了生态工程,其他四年的考查点集中在了基因工程和植物细胞工程。考点覆盖了各项生物工程的重要概念、技术流程、在生产实践中的应用等。并与必修模块之间适当综合。能力要求以理解能力为主。主要考查学生是否能说出所学知识的要点,以及知识间的内在联系。仅在2010年的考题中(4)设计了曲线图,考查学生获取信息的能力。考题设问中“是何”问题比例偏高。“为何”“如何”“若何”问题只有1-2个。由此可见该题设问难度总体偏低。 二、“现代生物科技专题”备考建议 1.备考指导思想基于上述近五年的全国高考理综课标甲卷第40题的试题要素分析,形成“现代生物科技专题”的备考指导思想:要求学生达到“是何”问题得满分的学习目标。应对比例居高的“是何”问题,要做到“记得牢”“记得准”,“怎么记”是关键,教师需要引导学生建立各专题的知识体系,实现结构化记忆。要有效突破“为何”“如何”“若何”问题。教师需要引导学生加强知识间的内在联系,还应提供给学生一些较复杂的问题情境,让学生有机会运用分析综合及应用所学解决实际问题的能力、读题审题方面的能力,在能力运用中提升能力,从而达到高考试题考查的能力要求。 2.教学建议高三复习课,应该将学习的主动权交还给学生,同时教师要提供机会和帮助,让学生能够学的科学而高效。(1)梳理与构建知识体系梳理与构建知识体系是选修3复习的优秀任务。要根据学习内容,选用多种形式梳理知识并构建知识体系,如建构概念图、画流程图、看图讲述,列表比较等。无论哪一种形式,必须强调教师引导下的自主梳理与建构。借助教材图解,突出主干知识。教材中各生物技术相应的流程图、示意图等在复习中要充分利用,并通过这些图突出主干知识。教学中,教师提醒学生各环节应注意的细节,并指导学生在流程图中加以标注,这样就把细节知识定位于一定的结构中,以主干带细节,帮助学生有效的记忆。应对试题时,学生能很快提取相关的基础知识解决实际问题。问题驱动丰富理解。问题驱动是围绕着教学目标,通过设置一系列有针对性的问题引导学生反应,教师在识别学生反应的基础上,采取有效指导,促进学生不断达成教学目标的一种有效教学策略。在高三复习中,尤其选修3的复习,问题策略是最有效的引导学生自主复习的方法。教师抛出问题后,可以根据学生的回答,识别他们的想法,通过恰当的引导,引发质疑,丰富、调整学生的理解,使学生的思路更加明晰。学生在问题的指引下,逐步将复习主题下的概念及概念间的联系梳理清晰,知识自成体系。每一节的复习都要设计出一系列问题,问题尽量覆盖所有知识点,并要有一定的总结性和归纳性。关注专题间联系。各个生物工程是紧密相关的。如转基因植物的培养,杂种细胞形成杂种植株都需要用到植物组织培养技术;单倍体育种也需利用植物组织培养技术。转基因动物需要运用动物细胞培养技术来培养受体细胞,并最终通过胚胎移植技术完成转基因动物的孕育和生产;转基因生物和转基因食品的安全性亦可以进行联系等。克隆动物的诞生也离不开早期胚胎培养、胚胎移植技术。通过各专题的相互联系,整本选修教材的知识体系更加清晰。(2)精读教材,用规范的语言表达争取满分强调准确记忆并表述各个生物工程的概念、基本操作步骤、术语等。对于一些易混概念,如基因库和基因文库、原生质体和原生质层、植物组织培养和动物细胞培养等。通过对比,有助于使基本概念、原理清晰化,突出专有名词和术语的合理使用,避免张冠李戴。(3)关注各生物技术的应用前景社会生活中与生物技术有关的热点问题及前沿领域都可以成为命题的情境。复习中,我们需要利用好教材中各项生物技术应用前景的介绍。一方面,通过列举要点的方法帮助学生建立结构化的知识体系,易于记忆。如基因工程的应用,可以列举农业、畜牧业、生物制药、广阔前景等几个要点,再进行分论点的列举。不必拘泥于教材的编排,如可以用转基因植物、动物、微生物来生产药物,分别对应教材中的实例:转基因烟草、乳腺生物反应器和工程菌。另一方面,引导学生进行各主题之间的交叉联系,如解决器官移植中供体器官短缺及免疫排斥问题,人们设想创造转基因克隆猪器官,进行自体移植等。此外,要重视教材呈现的热点应用,如微型繁殖、单克隆抗体、试管动物、干细胞的分离和培养、转基因生物的安全性等。 3.习题精选及讲评建议复习中阶段检测必不可少,既能督促学生扎实知识基础,又是提升解题能力的契机。(1)习题精选建议教师在选取习题时,至少要覆盖这三类:“基础回扣类”,侧重训练“是何”问题的解答,要求精确作答,不能丢分;“全新问题情境类”偏向基于新情境的能力考查点、“各专题间综合类”侧重训练流程图的识别,如哪一步骤具体运用了什么样的生物技术。后两类习题需突出能力训练,侧重“为何、如何、若何”问题的解答。一轮复习中,以非选择题为主,为使知识要点的复习更加全面,可适当增加选择题。有时也可以将易混考点、重要考点变形为判断题进行训练。二轮复习中,以非选择题、高考真题为主。选题大致两个方向,一为查漏补缺,二为准确的语言表述。(2)习题讲评建议一是及时反馈,试题归类讲评,提高效率。根据试题要素分析,讲评习题时,帮助学生拆解问题情境,快速有效地审题。如果是文字,逐行阅读,划出关键字或词,找出突破点。如果是图解,沿着图文箭头的方向,读懂技术流程,并且注意细节。二是针对习题中的“能力”测量目标,应指导学生如何获取信息。讲评时不应局限于试题本身的设问,教师可以在原有基础上,设计其他角度的设问,以点带动面的复习,激发学生的主动思考,事半功倍。这些补充的问题,事实上起到了反复刺激学生,完善其知识体系的作用。 作者:刘香梅慕晓茹单位:辽宁师范大学附属中学大连教育学院高中教师教育中心 生物科技论文:基于校本选修课程的生物科技活动初探 [摘 要]生物科技活动是培养和提高青少年生物科学素养的重要途径。由于受生物科技活动自身特点以及应试教育等因素的影响,传统的生物科技活动长期以来一直以课外小组的形式在小范围内进行,这种教育形式难以面向全体学生,把很多喜爱生物科技活动的学生拒之门外。因此,如何为热爱生物科技活动的学生提供更多参与科技活动的机会,是当前从事生物科学教育工作的教师关注的重要问题。本研究对生物类校本选修课教学中融入生物科技活动的容进行了探索和尝试,旨在为学生创造参与生物科技活动的机会,探求生物类校本选修课程与生物科技活动有机结合的方式和方法,构建一种既体现校本课程特色又满足发展学生生物科学素质需求的生物科技活动新模式。 [关键词]校本选修课程 生物科技活动 科学素质培养 生物科技活动是生物学科教学的重要组成部分,是培养和提高青少年生物科学素养的一条重要途径,在发展青少年科学探究能力,帮助青少年理解生物科学技术与社会的关系,增强青少年对自然和社会的责任感,促进青少年形成正确的世界观和价值观中起着重要作用。由于受生物科技活动自身特点以及应试教育等因素影响,学校生物科技活动长期以来都是以课外小组的形式进行着,这种教育形式把绝大多数喜爱生物科技活动的学生都拒之门外。一方面,大部分学生没有时间和精力参加生物科技活动,另一方面,课外小组活动只能接纳少数学生。这也从侧面反映出科技教育中存在的一种不公平现象。在目前中学生特别是高中生课业负担依然很重的情况下,如何为热爱生物科技活动的学生提供更多参与活动的机会,使更多中学生参与到生物科技活动中来,通过生物科技活动弥补生物学科教学重知识轻实践而造成的学生素质结构缺陷问题,使学生科学素质得到真正提升,这是从事学校生物科学教育工作的教师都在思考的一个问题。校本课程的开发与实施使生物科技活动走进普通中学生的学习生活成为了可能。在校本选修课程教学中,我利用教师自主决定校本选修课学习内容、学生学习时间有保障的优势,将生物科技活动与校本选修课教学结合起来,在生物类校本选修课中融人生物科技活动的内容,丰富了校本选修课程的内容与形式,拓展了生物科技活动的途径,促进了学生兴趣、个性和特长的发展。 一、生物科技活动的意义及特点 生物科技活动是以青少年对大自然和生物知识的兴趣爱好为基础,通过辅导教师精心设计,青少年亲身参与,培养并提高青少年观察能力、实验操作和思维能力,培养其社会责任感、交流协作精神和应用生物知识解决实际问题能力。学校开展生物科技活动,有利于学生理解生物知识,补充、完善生物知识结构,有利于满足广大青少年探求自然界和生物世界的渴望,激发青少年的生物学习的特长,为培养生物科技人才奠定基础。与学科教学相比,生物科技活动具有以下特点:首先是实践性。生物科技活动主要是青少年利用所学知识,通过实验、调查、参观等实践性活动,解决生活中的实际问题并培养其实践能力。其次是自主性。生物科技活动是以青少年的兴趣和爱好为基础。在教师指导下自主组织实施的学习活动。生物科技活动的另一个特点就是探索性。生活科技活动的内容大都是青少年在生活中发现问题,在教师指导下把这些问题提炼成研究课题,用科学方法进行探究得出结论。生物科技活动的价值体现在以实践活动为主要形式的学习方式上。 二、校本选修课程的特点 校本课程是国家基础教育课程设置实验方案中的一部分,是我国三级课程管理的重要内容。它是在中小学多年来实施活动课、选修课和兴趣小组活动基础上继承和发展而来的课程开发策略,是学校根据自己的办学理念和实际情况自行规划、设计、实施的课程。校本课程以发展学生个性为目标指向,课程开发的主体是教师,教师可以自己确定开设课程的内容。 自己设定教学目标,自己决定教学组织形式,自主决定教学效果评价方式。学生也可以根据自身需求,选择自己感兴趣的课程,在课程选择和学习中,掌握基础知识、基本技能,发挥个性和特长。 三、结合校本选修课程开展生物科技活动的可行性分析 1 有利因素 校本选修课有固定课时,对于那些热爱科技活动但是因为课业负担较重而没有时间和精力参与课外活动的高中生来说,提供了时间保障。 校本选修课的教学内容、教学组织形式、教学效果评价等都由任课教师自主决定,教师可以根据学校实际、学生需求、自身专业特长等灵活制定教学计划,自主安排有利于培养和提高学生科学素质的活动。 与学科教学不同,参加校本选修课程学习的学生都是经过谨慎思考后选择了这门课程的,学生对课程目标和内容已经有了一定程度的了解,对参与课程学习充满了期待。学生的这种学习状态有利于科技教育内容的实施,有利于实现在教学中培养创新精神和创新能力的教育目标。 开展生物科技活动需要场地以及各种仪器设备和用具用品。怀柔一中是北京市金鹏科技团成员学校,学校建有占地600平方米的生物科技园,科技园内有无土栽培室、生态种植园、植物组织培养室、环保实验室、室外种植园、生物教学厅、成果展示区等,并配备有相应的设施设备和用具用品。生物科技园现为我校学生生物科技活动和生物类校本课程教学的主要场所。 2 不利因素 生物科技活动内容丰富多彩,有些活动需要在较长的时间里进行,而校本选修课程每一轮课一般安排9个课时,且每周只有]课时,教师在选择教学内容时需要考虑到这个问题。 生物科技活动的一般组织形式为小组活动,活动小组人数一般在10人以下。校本选修课的班级学生容量一般都在30人以上,怎样组织课堂教学,使教学既体现生物科技活动开放、多样、互动的特点,又能秩序井然,对任课教师来说是个不小的挑战。 四、结合校本选修课程开展生物科技活动的教学实践研究 1 总体思路 立足怀柔地处北京远郊区县、大多数学生来自农村的实际,结合学校生物科技园场地条件和任课教师的专业特长,我把自己所承担的校本选修课程确定为《现代农业技术》。课程内容包括无土栽培技术、食用菌栽培技术、芽苗菜生产技术和植物组织培养技术等几个单元。 立足于种植活动,着眼于科技活动内容,以种植活动为载体,开展生活习性观察、生产技术创新等生物科技活动。课堂教学采取小组合作与集体探讨相结合的组织方式。基础知识准备、实验方法技能和研究课题确定等采用集体探讨的方法,然后再按自愿原则分小组进行探究实施。学生在参与课程内容的学习期间必须选择一个自己感兴趣的科学问题进行深入探究,通过探究性学习活动中掌握科学研究方法、获得科学研究体验。对学生的考核和评价主要依据学生在学习和探究活动中的态度以及活动成果。 2 研究目标 探求生物类校本选修课程与生物科技活动有机结合的方式和方法,构建一种既体现校本课程特色又满足发展学生生物科学素质需求的生物科技活动新模式。 3 课堂教学实例 《设施农业与无土栽培技术》的教学 “设施农业与无土栽培技术”是《现代农业技术》校本选修课程中的一个教学单元。本单元教学分两课时进行,第一课时的学习内容为“设施农业”,第二课时教学内容为“实习:植物无土栽培”。结合第一节课的教学,我布置了制作无土栽培简易装置的作业,我给学生提出的要求是充分利用生活中的废旧物品。从学生带来的作品看,有的学生是用罐头瓶做的、有的学生是用装洗涤剂的容器改做的、有的甚至还是利用废旧玻璃灯罩改制的。说明在制作无土栽培装置过程中。学生们充分开动脑筋发挥出了创造潜能。这个教学环节也是本节课中体现创新教育的一个亮点。 在“植物无土栽培”的教学过程中,我是这样安排教学过程的:用大约10分钟时间由老师讲无土栽培技术的优点、无土栽培生产系统构成、无土栽培的一般方法、无土栽培的技术要点等基础理论知识。用大约15分钟时间供学生讨论小组或个人的实验研究方案。另外20分钟时间学生分组活动。有研究课题的学生按照自己计划进行实验,其他学生按老师要求进行植物无土栽培的实习活动。为了让学生体验种植的乐趣和掌握无土栽培的管理技术,我让学生把栽培好的装置带回家进行管理和观察,但要求学生填写管理日志,目的是培养学生良好的科研习惯。下面是我要求每个学生都要填写的活动记录表。类似这样的学习资料是我对学生进行学习效果评价的重要依据(见表1)。 在本节课的科技活动中,学生设计的研究课题有“比较完全营养液与缺氮营养液对无土栽培吊兰生长的影响”、“有机基质(杂木屑)和无机基质(珍珠岩)栽培金叶甜菜的效果比较”、“肥料预混法与营养液直接浇灌法在植物无土栽培中应用效果的比较”等。学生选择的这些研究课题能够与教学内容紧密相连,并且具有一定可行性和科技含量。 《食用菌栽培技术》的教学 “食用菌栽培技术”也是《现代农业技术》校本选修课程中的一个教学单元。这个单元包括食用菌概述、菌种制作技术、平菇栽培技术三个内容,分3个课时进行教学。生物科技活动的内容主要安排在菌种制作和平菇栽培节课里面。 在“菌种制作技术”的教学中,除了讲解菌种制作技术要领和指导学生进行组织培养法制作菌种的实践活动之外,我还引导学生主要从母种培养基配制和由于实体形成菌丝两个地方着眼进行科学探究。在老师引导下,学生设计了 “杏鲍菇菌盖、菌柄不同部位形成菌丝能力的比较研究”等课题,并进行了实验研究。 在“平菇栽培技术”的教学中,学生的学习任务是学习平菇熟料袋栽技术。有课题研究计划的学生从栽培方式、栽培料配方、出菇方式、环境因素对子实体形成的影响等方面着手设计研究课题。例如学生设计了“平菇熟料栽培与生料栽培生产效率的比较研究”、“平菇直接开袋出菇与覆土出菇生产效率比较研究”、“平菇出菇期光照强度对子实体颜色影响的研究”等课题,并分小组进行了实验研究。 《芽苗菜栽培技术》的教学 “芽苗菜栽培技术”是《现代农业技术》校本选修课程中另一个教学单元。这个单元包括芽苗菜及其种植设施、芽苗菜栽培技术等教学内容。生物科技活动的内容主要安排在芽苗菜种植容器以及基质选择、芽苗菜种类、芽苗菜种植技术改进等方面。例如有的学生设计的研究课题是“不同栽培容器栽培对豌豆苗生长影响的研究”,有的学生设计的研究课题是“怀柔芽苗菜产业发展现状调查”、有的学生设计的研究课题是“豌豆苗生产过程中光照时间和强度对菜品质影响的研究”等,这些课题都具有研究的实际意义和价值。 五、研究体会 我从2009年开始进行校本选修课的教学工作,至今已进行了3轮。在实践过程中,有如下体会和收获: 第一,有意识的加人生物科技活动内容能够为校本选修课注入活力。我的第一轮教学是按常规学科教学的方式进行的。进行完一轮之后我感觉这样的课过于平淡,不能把学生学习积极性调动起来,达不到校本选修课发展学生个性和特长的课程目标。从第二轮开始加入生物科技活动的内容。通过与前一轮教学比较,我感觉到,有意识的加人生物科技活动内容,犹如给校本选修课注入了新鲜血液,使课程鲜活起来了。最明显的变化是学生参与教学活动的积极性提高了。例如我对学生提出的要求是在选修课学习期间每人完成一个小课题的研究任务。但有不少学生都是在每个学习单元里搞一个研究课题并且积极主动地完成研究任务。同样内容的课堂上学生为什么发生了这么大的变化?原因在于加入生物科技活动内容让学生找到了自主学习的感觉,满足了学生表现和发展自身能力的需要。一个学生在学习体会中这样说: “通过现代农业技术课程的学习,使我对农业科技产生了浓厚的兴趣。这门选修课程使我在愉快的心情中学习了知识,想必是我感到收获最大的地方”。这说明他们进行课题研究已经不是为了完成老师布置的学习任务,而是把研究问题当成了一种生活态度和学习乐趣。这正是我们进行科技教育期望达到的教育效果。 其次,培养青少年的科学素质是一项长期任务、系统工程。学校教育所起的作用只是培养青少年对科学的兴趣,做的只是培养科学素质的起始工作。如果从这样的角度来看,在校本选修课学习中学生们研究的问题虽然简单、缺乏难度和深度,有的问题甚至有些幼稚,但学生通过参与这样的科学探究活动对科学产生了兴趣,对科学研究的方法有了一定了解。对科学研究的意义有了深切的体会。在许多学生写的学习体会中,谈的最多、感受最深的也是这一点。这正是我们期望达到的目的。从这些方面来说,这样的活动还是非常有意义的。 再次,校本课程开发是社会进步、科技发展、教育变革的客观要求。校本课程开发的主体是教师。教师在校本课程开发与实施中,应该把促进学生的发展作为终极目标。有了这样的认识,校本课程才能真正成为发挥学生不同兴趣、个性和特长的渠道。也正是基于这样的认识,我才敢在校本选修课程的教学中做大胆地改革尝试。 生物科技论文:课外生物科技活动与中学生科学素质的培养 摘 要: 提高中学生的科学素养是新的基础教育课程改革的要求。中学生为应对各种升学考试,科技实践这一块相对来说不够重视,实践经验相对不足。在校期间对他们进行一系列的科学教育,培养他们的科学能力是非常有必要的。在培养青少年的创新意识和实践能力方面发挥着不可替代的作用,是实施素质教育的重要载体之一。①通过课外科技实践活动的开展,可培养学生的科学素养。课外科技实践活动不受教学计划的限制,为学生的个性形成和发展提供了广阔的空间。开展课外科技实践是一种很有效的途径。 关键词: 课外科技活动 中学生 科学素质 培养 有关调查表明,我国公民科学素质水平与发达国家相比还有很大差距。劳动适龄人口科学素质不高,大多数公民对于基本科学知识了解程度较低,在科学精神、科学思想和科学方法等方面就更为欠缺,一些不科学的观念和行为在一些地方普遍存在,愚昧迷信在某些地区也较为盛行。全民科学素质水平总体低下,已成为制约我国经济发展和社会进步的瓶颈之一。 中学教育是我国学校教育和终身教育的重要组成部分。中学教育肩负着培养青少年科学素养的重任,提高中学生的科学素养是新的基础教育课程改革对中学教育的要求。虽然目前的基础教育改革十分活跃,但是中学教育在培养学生科学素养方面却相对滞后。因此,只有通过开展课外科技实践活动,才能更进一步培养学生的科学能力。课外科技实践活动不受教学计划的限制,为学生的个性形成和发展提供了广阔的空间。目前我国的初、高中为应对各种升学考试,科技实践这一块相对来说不够重视,实践经验相对不足。在校期间对他们进行一系列的科学教育,培养他们的科学能力是非常有必要的。开展课外科技实践是一种很有效的途径。 科技活动是指中小学生在学科课程之外的各种以科技为主要内容的教育活动,在培养青少年的创新意识和实践能力方面发挥着不可替代的作用,是实施素质教育的重要载体之一。②课外科技活动是指教师组织、指导学生利用业余时间在校内、校外(野外或家里)进行的一种生物科技实践方式。由学生亲自管理、亲自动手、亲自观察和亲自记录等。学生对实践会产生更深刻的印象,有利于学生独立学习、独立工作的能力的培养,更有利于培养学生的创新能力,激发学生学科学、用科学的兴趣。 一、课外科技活动的特点 1.基础性。课外科技多数实践活动的原理和实践方法都比较简单,所用的设备也不复杂,要求具备的条件也比较容易满足。只是有些实践活动所需的时间长,需要较长时间的培育或观察才能完成。这些实践活动作为课外科技实践是非常恰当的,不受课堂教学时间的限制,学生可以在课外或家里完成。 2.实践性。课外科技实践的整个实践活动过程都是由学生亲自动手、亲自管理和亲自观察下进行的,更能加深理解和印象。并能有效地培养学生独立实践学习、独立工作的能力,加深并巩固课堂学到的基础理论知识。有利于培养学生的创新能力,激发学生学科学、用科学的兴趣。 二、课外科技活动的意义 1.动手操作能力的培养。21世纪是创造的世纪,教育必须以传授知识为基础,以智力开发为前提,以培养创造性人才为目标,为当今社会培养出一批勇于创新、创造的新型人才,在中学开展课外科技实践活动有其必要性。整个实践活动过程都是由学生亲自动手、亲自管理,并在学生亲自观察下进行的,培养学生的创造性思维能力和动手操作能力,更能加深理解和印象;并能有效地培养学生独立学习、独立工作的能力,加深并巩固课堂学到的基础理论知识。 2.激发学生对科学的兴趣。兴趣是最好的老师,是学生萌生创新意识和展开创新思维最原始、最直接和最强力的动力。在这种动力的驱使下,学生的自主性和积极性才能充分得到激发③。例如鼓励学生设计“让西瓜长成方形”、“让桃子上长出带‘寿’字的寿桃”等趣味生物科技实践。激发学生学科学、用科学的兴趣。 3.扩展学生的创新空间。适时地开展课外科技实践,课内外有机结合,可以有效地扩展学生的创新空间,在实践活动过程中引导和鼓励学生发现、解决问题。在科技实践活动的创新既包括实践材料、实践过程的创新,又包括实践条件、实践方法的创新。 4.有利于培养中学生的终身学习能力。当今世界科学知识正以前所未有的速度剧增,科学技术以空前的规模迅猛发展。国外的研究表明,在农业经济时代,7―14岁接受的教育足以应付其后40年的工作和生活;在工业经济时代,人们求学的时间延伸为5―22岁;而在当今知识经济时代,学习已经成为人们的终身需要。美国教育心理学家巴斯(Barth)指出,在半个世纪前,人们从大学毕业后,大约70%的所学知识一直可以在其退休前运用;而在当今时代,这个数字缩减为2%。这意味着,当今的中学生在大学毕业后从事某项职业所必需的知识技能有98%需要从社会这个大课堂中获得。因此,建立终身教育体系成为社会发展和个人成长的共同要求。终身教育体系彻底打破以一次性教育定终身的观念,使教育成为伴随终身的持续不断的活动过程,成为工作、生活甚至生命的有机组成部分。终身教育的实现必须以个体的终身学习作保证。他们必须改变在正规教育中以教师为定向的学习方式,更多地采用自我定向的学习方式,来获得工作、生活所需的知识和技能。自主实践学习是中学生在走出校门后所采用的主要学习方式。这就要求中学生必须通过自主实践学习来不断掌握、更新知识、技能,这样才能适应社会的发展,完善自己的生活。华罗庚曾告诫年轻人:“每一个人都应该养成自学的习惯,没有自学习惯,一出校门就完了,将来就会一事无成。在人的一生中,进学校靠别人传授知识的时间毕竟是短暂的,学习的绝大部分时间要靠自己坚持不懈地刻苦努力,才能不断地积累知识。”④ 在当今课改形势下,各科的教育教学都发生了很大的变化,学生的科学素养、学生角色等方面也有了新的定位。基础教育课程改革对学生的科学文化素质、思想素质、创新素质等方面有了更高的要求。从这个角度出发,中学生物教育不仅要对中学生进行学校教育,而且承担着对中学生终身实践学习能力和素养的培养。课外科技实践学习成为必然的高效率求知形式,为中学生终身实践学习能力的培养、科学素养的不断提升打下基础。 5.利于学生个性的形成和发展。开展课外科技实践活动,培养了学生的科学能力,科学能力是科学素质教育的优秀,课外科技实践活动重在培养学生的科学能力,科技实践活动是在课外或家中进行,不受教学计划的限制,为学生的个性的形成和发展提供了更广阔的空间。 三、课外科技活动的学习方式 1.实践性学习。实践性学习是一种在全新教育理念指导下,符合时代要求,符合学生心理认知、成长规律,符合我校学生实际的学习方式。我们研究实践性学习,旨在探索改变学习方式的途径,让学生能主动地进行实践性、探究性学习,在实践中学习、在学习中实践,全面提高学生的综合素质,让每一位学生都能在实践中求发展,最终能主动地发展。因此,中学生物教学中开展课外科技实践具有必要性和现实性。 2.合作学习。合作学习是指学生在小组或团队中为了完成共同的任务,有明确责任分工的互助性学习。合作学习强调同学之间在学习过程中展开真诚的合作,学生不仅可以从教师那里获取知识,还可以从同伴身上获取知识。有利于学生互助协作精神的培养,有利于发展人的社会性。通过小组合作实践学习使学生学会交往,增强责任性、合群性,培养合作精神;学会正确地认识自己和评价别人,在相互交往中加深理解、沟通和包容,在相互交往中表现出尊重和信任,懂得成果的分享,可以克服过去在传统意识下的被扭曲的竞争意识。 在课外科技实践活动中,教师和学生的地位是平等的。要遵循教学规律和中学生身心发展的特点,处理好教师为主导和学生为主体的关系,使教师和学生的双边活动得以顺利开展,更好地提高课外科技实践活动的质量。 课外科技活动的开展,应根据学校及其周边的科技活动的资源,建立一些较固定的科技活动基地。对本校及当地的特色科技或较规模化的科技内容优先筛选出来,对这些地方进行实地参观、见习、研究,从而获得新知识或巩固、验证已学知识,是结合思想教育的一种教学好方法。能扩大学生的眼界,激发学生求知的欲望,使学生在接触社会实际过程中受到生动的思想教育。 生物科技论文:“探究性学习”教学方法在生物科技活动中的应用 摘 要:新一轮生物学课程改革倡导探究性学习,不仅是学习方式的简单转变,更包含着促进学生素质发展的深意和期待。 探究性学习是学生在老师的指导下主动地去探究问题的学习模式。在探究性学习中,学生以类似科学研究的方式发现问题,主动地去获取知识、应用知识,其目的是改变学生的学习方式,引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生自我获取知识的能力。探究性学习这一新的学习模式,要求师生改变传统的教师、课本、教室三中心教学观念,改变传授型的教学方式,以适应以学生发展为本。笔者是一名中学生物教师,除了在生物课堂上实施探究性学习来引导学生主动参与之外,近年来,为适应探究性活动的需要,我在生物课外科技活动中实施探究性学习的教学方法上也作了一些探索和尝试。 关键词: 生物; 探究; 学习; 应用 一、创设探究性问题情境,拓宽探究思路 创新并不神秘,这种求异思维的冲动和能力,可以说是人人都有的,是与生俱来的天赋,是人生下来能够适应环境的天然保障。而问题意识、问题能力可以说是创新的基础。早在上世纪30年代,陶行知先生就言简意赅地说,创新始于问题。有了问题,才会思考;有了思考,才有解决问题的方法,才有找到独立思考的可能。有问题虽然不一定有探究,但没有问题一定没有探究。因此,在教育过程中一定要创设好问题情境,以拓宽学生的探究思路。笔者在生物课外科技活动的辅导中就如何创设问题情境上尝试着改变一些旧的教学方法。 传统的生物课外活动教学方法与一般的校内课程一样,也是传授型的。比如,教师先向学生讲解如何制作植物叶脉标本、腊叶标本、透明浸制标本、蝴蝶标本等,然后示范。接下来学生依样画葫芦,做得一丝不差的就是最好,学生不必动脑筋。其效果是学生思维呆板,活动结果都在预定之中,学生自然少有兴奋、更无创新。 为改变这一状况,笔者在“探究植物叶脉标本的制作”是这样创设问题情境的:河沟里往往有一些烂叶片,捞起来用水一冲,也可得到叶脉标本,这是为什么?能否考虑用浸泡的方法来腐烂叶肉?浸泡的溶液会有哪些?浸泡的过程须多长时间?哪些植物叶片适合用浸泡的方法来制取叶脉标本?这一下,学生的思路开阔了,思维的火花闪现了,他们调动了原有的知识结构去探究该情境中的问题,并积极地从多角度去思考问题、发现问题。众说纷纭,兴奋异常!有的说用自来水来浸泡树叶、有的说用池塘水浸泡、有的说用食醋溶液浸泡、有的说用洗衣粉溶液浸泡、有的说用碱溶液浸泡等等。这些方案体现了学生思维的广阔性,体现了问题情境创设的重要性,教师应及时鼓励,以拓宽学生的思路。 二、塑造鲜明的探究个性 从某种意义上说,没有个性就没有探究,探究过程往往表现出鲜明的个性。教师应该承认学生的个体差异,尊重学生的不同兴趣爱好,同时深入了解每个学生的性格特征、兴趣爱好及特长。在此基础上实施个性教育,引导学生发展具有探究性的人格特性,鼓励并积极创造条件帮助学生发挥特长,给学生留有更大的选择余地和自由发展空间,塑造鲜明的探究个性。 1.只有科学方法,没有标准答案 非对即错,学习只追求一个标准答案和最高得分是传统的应试教育的一大弊端,这一弊端不仅体现在学生身上,也反映在教师的教学中,严重阻碍了探究性活动的开展。笔者在生物课外探究性活动教学中,对学生们强调只有科学方法,没有标准答案。对各种问题的讨论只重视你思考问题的科学性、陈述问题的逻辑性,不强调结果的对或错。这样,打消了不少学生怕答错问题让同伴笑话的顾虑,引导学生进行独立思考,逻辑推理,把精力放在寻找论据上,广开了“言路”。学生的思路渐渐活跃起来,敢于各抒已见,慢慢地进入了主体角色。为此,笔者在课外科技活动的辅导过程中,只要学生能提出自己的想法,而不完全局限于课本,就及时予以充分肯定和鼓励,尝试塑造鲜明的探究个性。 2.培养学生动手动脑 著名教育家陶行知指出,在用脑的时候,同时用手去实验,用手的时候,同时用脑去想,才可能进行创造。探究性学习必须给学生提供既用脑又用手的机会,让学生动脑动手亲身经历问题探究的实践过程,从而获得研究的初步体验,加深对自然、社会等各种问题的思考与感悟,激发起学生探索问题的求知欲和体现自身价值的创新精神,并养成独立思考和重视解决实际问题的学习习惯。 通过以上教学方法不但使每个学生体验到探究性活动的魅力和乐趣,体验到思维方法和实践操作的重要性,也培养了学生细心认真、凡事要思考的良好习惯,养成尊重科学的道理和重视实践出真知的科学素质。探究性学习是一种全新的学习方式,在探究性学习中,一个好的教师要采取科学有效的教学策略,精心设计一个让学生感到无忧无虑的空间、一个可以探索、表达、分享思想的自我完善的空间,牢牢记住和把握“学生为主体,教师为主导”这一教学原则,唯有如此,才能进一步提高探究性学习的实效性,才能使探究性学习这一重要课程理念发扬光大。 生物科技论文:开展生物科技活动提高学生的探究能力 【关键词】 观察;探究;结果 1开展生物科技活动的目的 根据新课程标准下,结合生物课的特点,以培养学生的动手操作能力,观察能力,分析综合能力,合作探究能力,有效地提高学生兴趣和学习效率。进一步提高学生收集和处理科学信息的能力,获取新知识的能力,分析和解决问题的能力,以及交流和合作的能力等。让学生分组进行探究活动,充分发挥学生的主动性和实践性。 2联系生活实际,激发学生课外探究 开学两周后,本人指导学生分组进行实践活动,布置学生利用假期间的时间到社会实践中进行科学探究活动,一个月后到课堂上进行演讲,然后分组进行评价,让学生带着问题到社会生活中进行科学探究,让学生把书本知识和社会实践互相联系。有利于激发学生的学习兴趣,提高学生的学习效率,发展了学生的创新能力。 3来自学生的课外实践探究报告 通过学生利用假期间的时间,一个多月后,学生把观察到的事物进行整理,然后各小组在课堂上进行演讲。 A组:我们小组探究的是“酸雨的形成和危害”。我们利用周末休息的时间,到我县的冶炼厂去观察。冶炼厂离县城有十几公里,座落在我县的西南部,这个冶炼厂主要是冶炼铅矿、硫化锌矿。我们来刭冶炼厂,与冶炼厂的领导说明情况,冶炼厂的领导’,简单的给我们介绍。冶炼厂建于80年代末,经济效益好,为我县的经济发展贡献很大。但是带来了自然环境的污染。我们看到冶炼厂周围的树木枯死,流出的污水进入大河,河里的鱼类如今几乎没有了,当地农民的庄稼叶色枯黄:老百姓多次请求当地政府把冶炼厂搬迁,最后当地政府给老百姓经济补助。在冶炼厂的上空,看到黑色的浓烟。我们这时想,这黑色的浓烟中,含有大量的二氧化硫和氮氧化物,它们在空气中被氧化,进而形成硫酸和硝酸,随着降雨落到地面。这种pH小于5.6的雨水,被称为酸雨。酸雨的危害很大:酸雨对入眼和呼吸道产生刺激作用;酸雨降落到地面,会影响农作物的生长,导致减产;酸雨降落到河流,湖泊中,可使水呈现酸性,影响鱼类和水生植物等的正常生长;酸雨还会腐蚀建筑物。为了我们美好的家园,我们请求当地政府把冶炼换到离城市和森林比较远的地方,减少环境污染。 B组:我们小组探究的是“土壤污染”。 近年来,由于人口急剧增长,大量使用农药;工业迅猛发展,固体废弃物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透;大气中的有害气体及飘尘也不断随雨水降落;同时,大量森林受到破坏,人类生存的自然环境受到污染,本来森林中的植物通过光合作罔,蒸腾作用有利于氧循环,同时,森林中的植物还能吸收有毒的气体,降低噪音和强光对人体的伤害,促进人体身心健康。森林覆盖率越来越少,这样就造成了有害的物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,“通过土壤――植物――人体,”或通过“土壤――水――人体” 间接被人体吸收,达到危害人体 健康的程度,这就是土壤污染。土壤污染会使污染物在植物中积 累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人畜健康,引发 癌症和其他疾病等。因此,要减少土壤污染,我们必须行动起来。 大量植树造林,绿化环境,是我们每个人义不容辞的责任。 C组:我们小组探究的是青蛙的生殖与发育。 春天来了,天气转暖,雄蛙高声呜叫的春季,我们来到沟渠 或池塘旁,多次进行观察雌、雄蛙的抱对现象。不久,池塘边的 杂草上有许多蛙的受精卵,我们每隔两三天又去观察。结合学过 的生物学知识,青蛙的受精卵在胶质膜中进行细胞分裂,发育成 胚胎,胚胎继续发育,形成幼体―一蝌蚪。刚孵化出来的蝌蚪, 用头部两侧的外鳃进行呼吸。不久,蝌蚪的外鳃消失,长出内鳃。 经过一个多月后的观察。蝌蚪先后长出后肢、前肢,尾和内鳃逐 渐萎缩消失,肺逐渐形成,蝌蚪发育成幼蛙。青蛙是变态发育, 幼体蝌蚪生活在水里,用鳃呼吸,成蛙后能在陆地上生活,用肺 呼吸,同时也能在水中生活。蛙的生殖是雌雄蛙进行抱对后,进 行体外受精。蛙是典型的两栖动物。如今现存的两栖动物约有2500 种,它们是由水生过渡到陆生的脊椎动物,蛙是庄稼的好朋友, 蛙在繁殖过程中,能消灭大量的害虫。我们每个人都要保护好青 蛙。 D组,我们小组观察的是蚂蚁行为。 蚂蚁是昆虫类。我们利用假期时间,到野外找到两种蚂蚁, 一种是狼蚂蚁,另厂种是黑头蚂蚁。我们用小镊子夹起蚂蚁装如 塑料瓶中然后把它放入硬纸盒中,在硬纸盒的一端放入一些糖,’用放大镜观察蚂蚁的行动步伐,通过多次观察。蚂蚁运动时,一般是以一侧的前足,后足和另一侧的中足为一组,进行交替运动。蚂蚁的社群行为十会复杂,有雌蚁(蚁后),雄蚁,工蚁和兵蚁之分。工蚁不能生育,它们的’职能是建筑蚁巢,喂养幼蚁等。兵蚁的颚特别大,它们的职能是保卫蚁穴,雌蚁专职产卵。不同类的蚂蚁放在一起就要发生战争。通过我们的观察活动,我们把10只狼蚂蚁和10只黑头蚂蚁放在一个塑料瓶里,同时放入一个蝗虫,一段时间后,两种蚂蚁为了争夺蝗虫,进行了战争,第二天,我们去看塑料瓶里的蚂蚁,狼蚂蚁全部被黑头蚂蚁咬死,有几只狼蚂蚁咬成两节,黑头蚂蚁还有3只在塑料瓶里运动,那只蝗虫咬死后,肢体分散。这就说明不是同类的蚂蚁就要发生战争。 这节课,听了同学们各组的精彩演讲,我心里非常高兴,各组探究的内容虽然不同,通过你们去观察,去实践,获得了丰富的知识和体验。真正体现了把课堂交给学生,发挥了你们的主观能动性,合作探究的实践性,动手,动脑的主动性,以新课程理念来看,体现了以学生为主体的教学思想,让学生有目的地去观察,去探究,同时,让学生从中找出答案。不但培养了学生的实践操作的兴趣,而且发挥了学生合作学习的能力,乜培养了学生的观察能力和语言表达能力。 生物科技论文:新课改背景下高中生物教学中渗透现代生物科技知识的策略 【摘要】 在日新月异的科技时代,教育给我们提出了更严格的要求。新一轮的基础教育课程改革(简称新课改),要求我们的知识与时俱进,内容多样化,形式丰富化。那么,在新课改的大背景下,我们应该如何将现代科技渗透到教学中来呢?具体我们从高中生物教学中来看如何渗透现代生物科技知识的。 【关键词】 新课改 现代生物科技 高中教学 生物教学 新课程的优秀理念就是以学生发展为本,结合学科教育的特点,力争全方位的落实科学素养,为学生的终身发展奠定基础。这也就意味着今后学校的教育不仅仅是要学生被动的接受一些知识,满足升学的需求,而是要求他们能够学会全面自主的学习方法,能够真正的培养他们的学习兴趣。使他们具备学习的动力和找到适合自己的学习方法;使每个学生有特色、有个性的发展。为祖国培养更多新型的,全面的科技人才。因此,在新课改的背景下,如何将现代生物科技知识渗透到高中生物教学中去是生物教学中的一大突破,也是对现代生物教学与时俱进的要求。我们应该从以下几个方面着手。 一、从新教材的修订中渗透 俗话说"工欲善其事必先利其器",要想更好地将现代生物科技知识渗透到高中生物教学中,首先必须对现在已有的或陈旧教材进行一些修订,撤除一些说教性强的,过时的知识,因为这些东西都比较死板,枯燥无味。同学们对这些东西想要了解的欲望和学习的兴趣都比较低。要适当的引入一些新的、与现代生活相关的生物学知识,侧重引进一些报刊文章,增加一些小阅读,例如:将以往课本中对一些生物学家的生平简介,换成他们学习或者生活中的一些有趣小故事,增加阅读性。将对他们科学成就的歌功颂德换成他们最初研究时的兴趣或者动机,以及他们对生活中的现象所产成的灵感等等。激励着孩子们善于发现生活中有趣的现象,引导他们去探索去发现。同时在教育教学中,不仅仅只借助课本去传播知识,可以引导孩子去阅读杂志、报刊、文献。让他们主动去寻求知识,找到他们的兴趣点。 二、从提高教师素养上渗透 所谓教师就是"传道授业解惑"的主体,也是将现代生物科技知识渗透到教学中去的执行者。因而生物教学老师应该积极响应新课改的要求,提高教师的自身素养。积极主动的去关注生物科技知识的成果更新,发展方向和知识动态,以提高自己的专业能力。还要提高自己的教学技能,自己的职能有新的认识和定位,提升自身的魅力,善于除旧立新,形成学生接受的教学风格(如幽默风趣,轻松随和等)避免以前简单机械的"照本宣科",要善于用开放式的教育模式去引导和教育学生,积极调动学生积极性,开阔学生思维。最为一名高中生物教师,严格要求自己,积极自主学习,丰富专业知识,提高自身素质,是为了在平时的教育教学中能够言传身教,更好地将现代生物科技知识渗透到高中生物教学中去。 三、从教育模式里渗透 新课改的优秀理念是"以学生为本"。那么以老师在课堂主讲,学生被动接受的教育方式,显然不符合新课改的要求。这样,在生物教学中也就要求我们要更新教育观念,重建教育方式。以学生为主体,提高学生自主学习的积极性,培养他们自主学习的意识,善于培养学生自己发现问题和解决问题的能力,即培养他们的问题意识,然后积极引导,要他们积极寻求各种方法去解决问题。例如:Problem Learn教学方式(简称PBL教学),就是在每节课前一两天发一张问卷,提出下一节课的相关问题,让学生自主查资料解决问题,并在下一节课上分析讨论。例如:(1).克隆羊与试管婴儿的技术上的区别与联系时什么? (2)转基因食品能否解决全球的粮食需求?通过这些与生活,生产相关的问题激发学生课前主动学习的兴趣,探讨问题的能力和综合思维。在课堂上,各同学积极发言,创造一种人人参与的氛围,也提高学生的表达能力和自信心。最后教师解答问题,使同学们对生殖这一节课的内容有更深刻的了解,提高教学的质量。 四、从教学评价上渗透 教学评价是检验教学方法和模式的一个尺度,故若教学评比中渗透现代生物科技知识的要求,势必可以促进现代生物科技知识在教学中的渗透。要避免以前一切向成绩看齐的老方式、老观念。要侧重于对学生自主学习新的生物科技知识[4]的能力,综合素质的考察。同时要改变现有的考试制度进行改革,要进行自主命题和自主招生,对于考试的题目在符合大纲要求的前提下,要多选择开放性的现代生物科技题目,综合考察学生的综合思维。 五、结语 现在的我们正处于一个信息大爆炸的时代,各种知识、信息正以我们想象不到的速度快速更新变化着,尤其是现代生物科技技术飞速发展,生物科技知识快速传播[5],我们在高中的生物教学中面临太多的要求和挑战。我们要想在这样的大环境下提高教学质量,培养更多有用的新型的科技人才就必须响应新课改的要求,将现代生物科技知识渗透到高中的生物教学中去。让我们的下一代善于发现现代生物科技的发展方向,有更开阔的视野,更专业的知识支撑。 生物科技论文:开展生物科技活动对促进素质教育的作用分析 【摘 要】在教学中开展生物科技活动,能够很好的培养学生的综合素质,提升学生对于生物课程的学习兴趣,是在学校教育中开展素质教育的重要途径和方法。本文主要结合自身对于开展生物科技活动的理解,就生物科技活动开展的作用进行了阐述,以期能够为学校生物科技活动的开展提供一些可借鉴的思路,促进学生综合素质的有效提升。 【关键词】生物科技活动;素质教育;作用探讨 生物学和学生在中学阶段所接触到的其他的学科有着一定的区别,生物学主要是研究生命的一门科学,内容上以研究生命现象的本质为主,同时对生物的发生和发展规模进行探讨。近年来伴随着现代数学和化学的不断发展和渗透,电子计算机、电子显微镜技术的不断提升,促使生物学得到了快速的发展。生物学快速的发展和进步需要培养更多具有创新精神的高素质人才,在人才的培养方面应该从小抓起。在对学生的培养方式上除了利用生物课程的教学之外,还应该广泛的开展各类生物科技活动,促进对于学生开展素质教育的质量。以下主要结合实践,分析了利用生物科技活动促进素质教育的相关思路,以期能够为学校生物科技活动的开展提供一些可借鉴的思路,促进学生综合素质的提升。 1.紧密联系生活开展科技活动,提升学生的动手能力 地球上的生物种类有200多万种。他们的结构和形态不同,生活习性也有着很大的区别,这使得生物学的内容十分丰富。其中一些生物学的内容和人类的生活领域有着密切的关系。比如我们所吃的鸡鱼肉蛋、蔬菜水果来自于动植物,穿的麻料、丝布等也来自动植物,这为生物科技活动的开展提供了十分丰富的资源,有效的联系生活实际开展生物科技活动能够帮助学生获得更多的生产和生活经验,对学生的综合素质的培养有着十分重要的积极作用。如在开展生物科技活动的过程中,老师就可以让学生利用业余的时间,对自己家所养的花卉、小动物的形态行为和管理技术进行认真的观察和探究,对所观察到的结果进行详细的记录和整理。同时结合试验让学生写一些有关主题的小论文。如“豆芽的生长周期”、“家兔的饲养方法”、“金鱼的生活习性”等,使得学生能够在实践中获得一些生物知识和技能,增强学生学习生物知识的学习兴趣,从而更好的提升学生的综合素质。 2.结合教材的内容,培养学生的爱国主义思想 我国幅员辽阔、资源丰富,有着不少的珍惜野生动植物,如水杉、大熊猫、朱鹮、金丝猴等受到世界各地人们的喜爱。中学生通过参加生物科技活动,可以了解和认识更多的动植物,这能够使得他们更加的热爱祖国的生物资源,从而很好的激发起学生的爱国主义热情,使学生认识到通过学习科学知识报效祖国的重要性。通过生物科技活动的开展,还能够增加学生对于林业、农业以及畜牧业的认识,使得他们能够树立一定的职业理想,有的学生可能想长大做一名生物学家,有的则很想作为动物园的工作人员,也有的学生可能长大后想成为一名优秀的园林技师,生物科技活动能够帮助学生尽早的树立自身的人生理想,激发学习生物知识的主动性。 野外考察是指对于野生动植物个体或者是群体所进行的科技活动,是生物科技活动中的重要组成部分。野外考察主要是在动植物生长发育的过程中开展活动,在开展的过程中有着一定的季节性,一般不需要使用精密的仪器,只需要通过肉眼就能够完成考察,野外考察是获取第一手的生物资料的重要途径和方法。通过对中学生实施科技活动,能够帮助学生掌握实施野生动植物考察的基本方法,培养学生自身的野外适应能力和工作能力,使得那些有志于从事野外考察的学生提前有一些心理上和能力上的准备,能够提升中学生素质教育开展的效果,有利于学生综合素质的提升。 3.结合课外阅读,对学生普及基本的生物知识 课外阅读的内容一般主要是科普性的知识,涉及到的范围十分的广泛,有很多都有着知识性和趣味性,有的还能教会读者一些实用性的知识。同时一些中学生所阅读的课外阅读书籍还会介绍一些我国古代生物科学领域的重要成就,这对于增强学生学习生物知识,进行科学知识普及,提升学生综合素质都有着很好的促进作用。在生物科技活动开展的过程中,老师指导学生开展生物的课外阅读活动的时候,可以为学生举办一些专题性的讲座,向学生介绍一些国家在生物领域的最近成果,比如克隆技术、基因芯片等等,激发学生的学习热情。这种生物科技活动的开展的方式不仅仅可以很好的丰富学生自身的知识,帮助学生开阔知识的视野,同时也有助于学生自身阅读能力的和语言表达能力的培养。另外在活动开展的过程中,老师也可以邀请学生就自己在课外阅读中所学习到的一些知识进行分享,讲给同学们听,加强学生之间的互动和交流,学生在材料的收集和整理过程中可以很好的培养自身的创新思维和创新能力,进而提升学生自身的综合素质。 4.参加校内外的生物竞赛,做好活动的总结 在教学中组织学生参与各种形式的竞赛活动,不仅仅是生物教育和环境教育的重要形式,同时对培养学生严谨务实的科学态度也有着一定的积极作用。老师可以组织学生参与“环保知识竞赛”、“科学大众生物竞赛”等活动,使学生从对生物课程的不敢兴趣转变为热爱生物学获得,主动参与生物科技活动,在不断的竞争中培养自身的进取心,为以后更高阶段的学习打下良好的基础。参与校内外的生物竞赛不仅可以为学生提供一个和他人进行交流的平台和机会,另外如果学生能够在竞赛中获奖,将会是对学生自信心很好的一种鼓励,有利于学生的综合素质的提升。 在科技活动开展之后,应当注重对于成果的保存和积累。生物科技活动的一些资料有着一定的原始记录价值,特别是一些动植物的标本和视频等都会对学生日后的学习产生一定的积极作用。老师在指导学生开展科技活动的过程中,应当要求学生做好各项生物科技活动的记录工作,将所采集到的标本进行妥善的保管,以便能够在日后进行再次的利用。在开展生物科技活动的过程中做好总结是提升学生生物活动质量的关键步骤,在日后可以用来举办成果展览,召开成果的汇报会,撰写一些小论文等,这对于素质教育的开展有着十分重要的意义。 5.小结 总的来讲,在学校教学与开展丰富多彩的生物科技活动,能够使得学生将自身所学的知识用在生产之间之中,促进学生自身创新能力和创新意识的培养,帮助学生更好的认识企业和生物科技和个人之间的关系,同时也为学生提供了很好的与社会进行接触的机会,增强了学生热爱自然环境、热爱动植物的感情。另外在开展生物科技活动的过程中,还能够帮助学生树立服务社会的决心和信心,培养学生的动手能力,增强学生的综合素质,有利于素质教学的开展,为今后学生更好的适应社会发展的需要奠定了良好的基础。本文主要结合自身对于开展生物科技活动的理解,就生物科技活动开展的作用进行了阐述,从紧密联系生活、参加校内外的生物竞赛、结合课外阅读和教材进行了分析,希望能够更好的促进学生综合素质的有效提升。 生物科技论文:探讨现代生物科技合理发展的几个原则 【摘 要】现代生物科技给人类带来希望的同时也存在风险,近期“转基因是不是美国的阴谋”引发热议,现代生物科技一如既往的引人关注。现代生物科技的发展没有间断,遗留的问题没有得到很好的解决,现代生物科技的进一步发展也容易出现新的问题,对其合理发展的研究也应不断进行,并将研究所得到的成果用于规范现代生物科技的进一步发展,同时作为进一步研究的基础。本文从现代生物科技合理发展在伦理道德方面追求“真”与“善”相结合的要求出发,探讨现代生物科技合理发展的几个基本原则,并以此指引现代生物科技的合理健康发展,使其更好的造福于人类。 【关键词】现代生物科技;伦理道德;原则 现代生物科技在发酵工程、蛋白质工程、酶工程、细胞工程、基因工程、系统生物技术等各方面都取得了重大的进展。现代生物科技对人产生了深刻的影响,如何更好的规范现代生物科技的发展一直都是深受各界关注的一项艰巨而重要的任务,并随着现代生物科技的进一步发展这一任务将不断的进行。2010年5月,美国克雷格·文特尔研究所诞生了第一个“人造生命”引起了全世界的震动;2012年5月,英国的一个反对转基因团体仍扬言要摧毁转基因小麦(Nature杂志2012年消息);2013年1月,“转基因是不是美国的阴谋”引发广泛议论。诸如此类的同现代生物科技相关的事件时常出现。现代生物科技的争议性非常大,我们应该加强对现代生物科技发展的研究,以更好的规范现代生物科技的发展,使其更好的造福于人类。 一、现代生物科技的合理发展应该是“真”与“善”的完美结合 根据应用伦理学的研究,解决现代生物科技遇到的伦理道德问题,确保现代生物科技合理发展的伦理道德依据应该包括理论和实践两个方面,理论方面就是要回到伦理道德的基本准则上来,实践方面就是要密切结合现代生物科技的发展进行相应的伦理道德研究并制定可行的伦理道德规范,同时加以贯彻落实。总的来说,现代生物科技合理发展的伦理道德依据就是将科技的 “真”和伦理道德的“善”相结合、协调起来统一起来,确保现代生物科技完全的、更好的造福人类,同时促进人类整体安全的长远的健康发展。 随着现代科技的迅猛发展,科技对于伦理道德的作用也越来越大,科技的发展同伦理道德之间的冲突也越来越明显,就像爱因斯坦所指出的那样,“科学就其意义来讲从来没有象现在这样具有道德性质,因为科学发现的成果从来没有象现在这样影响人类的命运”。科学技术作为人智慧的一种实践方式,解放了人的思想,促进了人类社会的发展,科学技术本身就是同人的价值追求和社会的发展进步融为一体的,科学技术就体现着一种价值,是人类造福自己追求善的理念的一个重要的途径,所以科学技术就是人对伦理道德的实践,因此,科学技术的发展是真与善的统一,而且也必须是统一的,只是由于科学技术和伦理道德两者有各自的发展模式,有时就会出现不协调,但是从人类整体利益来讲,这种不协调不是本质上的,所以也是可以得到调和的,这就需要我们将科技的“真”和伦理道德的“善”协调起来,当科学技术和伦理道德出现不一致时,我们就有必要对科学技术作出伦理道德上的反省。现代生物科技作为现代科技发展的一个重要代表,更加突出的体现了对科技的“真”和伦理道德的“善”的相统一,而当前现代生物科技的发展对伦理道德所造成的冲击应该引发我们深刻的反省,我们应该加强对现代生物科技的发展和相关的伦理道德方面的研究,找出这一冲击问题的所在,并加以有效的规范,使得现代生物科技的发展真正达到“真”与“善”的统一,造福人类整体并得以安全的长远的健康发展。解决现代生物科技发展所遇到的伦理道德问题需要一个探索的过程,在达成统一的立场和看法,并形成统一的行之有效的行为规范之前,有必要先确立确保现代生物科技得以合理发展的基本原则,一方面可以作为当前现代生物科技发展的一种指导;另一方面也有助于统一的立场和看法的形成。当然,这些基本原则都是立足于现代生物科技群的整体而提出来的。 二、维护人的“目的性”原则 维护人的“目的性”原则就是要求人在发展现代生物科技的过程中始终将现代生物科技放在服从人的需要的位置,而不是相反,对于人的态度要做到像康德所说的那样,你的行动,要把你自己人身中的人性,和其他人身中的人性,在任何时候都同样看作是目的,永远不能只看作是手段。在现代生物科技的发展过程中,这样的要求是具有统领作用,一个最终目的就是这样一个目的,它的成为可能是不需要任何其他目的作为条件的。这就是现代生物科技发展要从属于人,而不能超越于人,更不能颠覆人性,违反人的基本伦理道德准则。现代生物科技的发展要时刻为人的生命健康和生存负责,而这种生存不仅包括物质方面,同时也包括意识方面的,是要人感到得到现代生物科技的帮助而获得更好,而不是感到受到现代生物科技的压迫甚至是奴役。 每一个社会成员,特别是从事现代生物科技工作的科研人员,都应该懂得人作为“宇宙的精华,万物的灵长”的可贵,都应该明白人是一个可尊敬的对象,这就表示我们不能随便对待他,我们都应该小心谨慎负责加以对待,对自己的每一个行为可能带来的结果有充分的估量并尽心负责,而不能随意对待,这也是统一科研人员的伦理道德认识的基础所在。 三、现代生物科技发展的前瞻性原则 现代生物科技的一个普遍性特点就是不确定因素比较多,这些不确定因素可能就是潜在的危险,而且同人的关系比传统科技更为密切,作用也更为直接,同时人们难以像对待传统科技那样更为准确的进行把握,一旦爆发不确定的危险,对于这些危险的后续处理也显得没有足够的把握。所以,对于现代生物科技的发展在开始之前就应该进行充分的估量,要有前瞻性意识,防患于未然,同时使得现代生物科技的发展符合人类社会可持续发展的要求。 科研人员应该提高自身的前瞻性意识,同时也要严格要求自己执行在道德方面所应承担的责任,要符合人类整体的利益要求,要做到如同《科学家宪章》(1949年9月国际学者联合会第五次大会通过)中所规定的那样:“科学家应保持诚实、高尚、协作的精神;要了解自己所从事工作的意义与目的,弄清有关道义问题;要使科学的发展有利于全人类的利益”。在责任追究方面,由于现代生物科技发展背景构成的是一种错综复杂、多变的情况,而其中可能潜伏着深层次的危机, 这种情况出现不得半点散失,而应该尽量的做到万无一失,对于责任追究的保护措施应该采用以预防为主的模式,这就是以未来行为为导向的前瞻性责任模式,前瞻性责任模式反映了人类对科技发展后果在责任上的长远性与人类整体性上的要求。对于现代生物科技发展的前瞻性责任模式的落实,需要从主观和客观两个方面同时展开,一方面是每一个社会成员,特别是科研人员的自律,一方面是通过社会的公共力量进行约束,其中一个重要的社会公共力量就是伦理道德的约束。 四、贯彻平等的原则 平等是人类一直追求的崇高理念,要求各主体之间要互相理解、互相尊重。现代生物科技的平等原则着重于国家之间、种群之间、人与人之间的平等,而根本就在于人与人之间的平等。现代生物科技作为现代科技发展的前沿,在各国的发展是极其不平衡的,因此在客观上也出现“侵犯”现象,比如对基因资源的掠夺,科技落后国家拥有良好的基因资源却无力开发,科技先进国家就能够通过其拥有的科技优势替它们开发但却以专利的方式据为己有,科技先进国家甚至将现代生物科技作为继经济手段后一种新的制约他国的手段,这些对于人类的共同发展是十分不利的。人类基因检测表明的种群之间的基因差异,也可能出现新的歧视而导致新的不平等出现。同现代生物科技有关的器官移植技术导致出现的器官买卖现象也侵犯了人的权利,严重违背伦理道德的基本准则,在人与人之间造成不平等。这些在可能出现的不平等现象是现代生物科技在发展应该予以特别注意的问题,并力求避免的问题。 为了平等理念得以贯彻,在现代生物科技发展的每一个环节当中都应将平等原则作为一个重要的指导,并时刻予以遵守。实践中,有必要打破现代生物科技的垄断行为,国际间应该加强磋商、协调和合作,力求淡化现代生物科技的经济利益色彩,使得现代生物科技在全人类得到普及,或者得到有利于人类整体的使用,旨在共同推进现代生物科技朝着有利于人类整体的方向发展。在种群和个体方面,各国应该加强宣传教育,在现代生物科技的发展进程中确立、巩固并提高人们的平等观念,在实践中用平等的观念来指导自己的行为,对象包括自己的同胞,也包括其他国家、种群的任何人,因为每一个人都是人类大家庭的成员。 五、恪守正义的原则 正义也是人类所追求的一种崇高的理念,是人类发展进程中的优秀问题,是人类社会追求的一个永恒的主题。对于正义的具体的内涵,在不同的社会发展时期会有所差别,可是在衡量标准上却存在共同之处,这就是在促进社会进步、符合社会发展规律和满足人们的共同体的需要。亚里士多德的正义观明确的强调了公共利益是正义的价值基础,正义是同公共利益秩序的要求相一致的,具有功利主义倾向的休谟甚至认为“公共的效用是正义的唯一起源”。 随着人类社会的发展,特别是在当前的现代生物科技发展的大背景下,人们的共同体已经上升为人类大家庭的整体,在正义原则的指引下,要确保现代生物科技确实的做到为人类大家庭的整体服务和负责。具体的说,就是要确保现代生物科技发展的安全与和平,避免现代生物科技出现任何危害人类的情况出现,保证现代生物科技只用于人类社会发展的正义用途上,坚决反对将其用于任何违反人类整体利益的用途上,特别是在武器方面的应用,比如基因武器。各国各界应该立足于人类整体,本着为人类整体长远利益负责的态度,以一种可持续发展的模式,展开具有广泛而深入的探索,为人类整体构筑出一套能够确实有效维护人类社会安全与和平发展的统一的行为规范,确保现代生物科技造福于人类,包括现在和未来,使现代生物科技的发展成为人类正义事业的重要组成部分。 生物科技论文:初中生物科技活动的实践探究 摘 要:本文把初中生物科技活动与初中毕业生生物学科学业考试大纲所要求考查的实验结合起来,突破乡镇初级中学开展生物科技活动的瓶颈,论述了结合考试大纲考查实验开展生物科技活动的实践探究方法,指出在初中生物科技活动应注意问题。 关键词:生物教学;生物科技活动;探究 一、问题提出 初中生物学科是一门实验学科,注重人与自然的和谐发展,又和日常生活密切联系,其课程的理念是面向全体学生、提高生物科学素养和倡导探究性学习。生物科技活动是结合课堂教学,运用生物学知识,组织学生设计开展的研究探索和实践创造性活动。生物科技活动在学校的开展,既可以给学生实践机会,锻炼他们的动手操作能力,增强社会责任感和社会实践能力,又可以培养学生科学的思维习惯和良好的合作精神,实现塑造人格、提高科学素养和创新能力的目标。当今世界各国把科技教育问题作为教育改革的重点。如美国的科技教育改革及《2061计划》在世界范围内也引起了巨大震动,美国“2061计划”以发展美国人的科学素质为目标,培养适应2061年发展水平的公民素质为目标,使其基础教育居于世界前列。 目前我国进行的中学教育教学的改革,也十分强调对学生科学素质的培养,注重提高学生的创新、综合能力,但与国外比较起来是远远不够的。从科技活动现状调查来看,我国的生物科技活动无论从质量、普及程度和场地设备条件等方面都存在一定问题。特别是对于象我校这样的乡镇学校,生物科技活动的开展,无论是从数量上,还是活动的深度与广度都是远远不足的,科技活动虽然在科学教育方面有着重要作用,却由于多方面因素的影响还很难取得真正的实效;还远远不能适应新世纪教学的要求。 因此,在初中生物教学中如何有效能开展生物科技活动。这是值得每一个初中生物老师思考的问题。下面结合教学实际进行说明。 二、初中生物科技活动的方法与内容 根据科技活动特点与新课标要求,开展初中生物科技活动的方法主要有:探究实验法、观察法、调查法与收集资料分析法等。 探究实验法的过程一般是提出问题、作出假设、讨论并制定实验计划、实施实验计划、得出结论和表达交流;观察法是科学探究的一种基本方法,利用它可以观察动植物人个体或群体的生长发育、繁殖和生命史;观察生命在相同条件与不同条件下的生长发育以及生理生化变化规律与活动现象;调查法也是生物科技活动常用的方法,调查时首先要明确调查目的与调查对象,制定合理的调查方案,调查过程中如实记录,最后是对调查的结果进行整理与分析;收集资料分析法是把有关研究内容的现状、专著、论文、资料搜集起来加以研究分析的综合论述,能对某一生命科学问题提供全面的知识。以上的方法既可单独进行又可综合运用。而初中毕业生生物学科学业考试大纲所要求考查的实验有28个,其中探究实验9个,观察实验7个,调查4个,属收集资料分析3个与其它的有5个,其中I(模仿)要求的有10个,II(独立操作)要求的有18个。如表1: 三、初中生物科技活动的实践探究 近几年来,开展了一些生物科技活动,如植物标本的制作、细胞以及生物模型的制作、调查学校植物的种类及分布、学生的饮食情况调查和传染病对相关资料收集等等,通过这些生物科技活动虽激发了学生的科学兴趣,提高了学生设计方案、收集资料信息,记录统计实验数据和分析实验结果等科学研究的能力,但并没有有意识地紧扣考试大纲的实验要求,未能做到物尽其用,以致更好地发挥生物科技活动对学业成绩提高方面的作用。总结这些年的生物科技活动实践经验,结合考试大纲实验考查要求,显然能收到较好的效果。 (一)创设问题情境,确定研究课题 确定研究课题是初中生物科技活动的第一步,也是极重要的一步。在这一步中,既要紧扣考试大纲,又要激发学生对生物科技活动的好奇心和兴趣。 因此,教师准备工作显得尤为重要。具体的做法是对实验内容进行整合,创设问题情境,确定研究课题。如准备一些稻谷、大米、米饭与碘液,介绍米饭的来源与米饭作为食物在人体中的作用后,取少量米饭加入少量蒸馏水于试管中并搅拌均匀,后加入少许碘液,这时学生会一直很专注地看着老师的实验操作,直至最后的颜色变化,这会让初中的学生感到很神奇,此刻趁机设问:什么物质与碘液混合时,会发生如此的颜色变化?这种物质是怎样来的?米饭的主要成分是什么?它在人的口腔内会发生变化,为什么?等问题。将知识的科学性与趣味性有机地结合,挖掘知识的固有趣味,激发学生提问题并巧妙地加以引导,于是顺理成章地确定生物科技活动研究的课题:1、探究光合作用的条件、原料和产物;2、探究食物发生在口腔内的化学消化。甚至还可联系出:种子萌发的营养来源与条件;探究不同食物的热价等等。 (二)根据活动内容,构建知识网络 根据新课标与初中毕业生生物学科学业考试大纲所要求,初中生必须能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识的网络。在教学的过程中,教师会发现学生对所学知识的综合性与系统性理解不够,而生物科技活动的过程则为学生提供了相应的训练平台。 例如在上述课题中,学生可构建如下知识网络:1、米饭来源于大米,大米来源于水稻的种子,水稻的种子的结构,种子萌发时能量的来源,能源物质位于哪里?其它种子呢?2、米饭的主要营养成分是淀粉,淀粉在人体内的消化与利用,其它营养物质的消化与吸收等。3、米饭能为人的生命活动提供能量,能量的产生以及来源过程。4、淀粉是光合作用的产物,光合作用的条件、场所原料等等,如图1所示。 通过一系列的生物科技活动,帮助学生构建的知识网络,有利于学生终身学习能力的培养。 (三)评价活动过程,培养综合能力 初中生物科技活动更注重活动方案的设计与及活动方案的实施,而与课标和考纲要求相吻合,其要求学生能独立完成考纲中的生物实验,包括理解实验的目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并能将所涉及的方法与技能进行综合运用。生物科技活动的一般过程可概括:提出问题,作出假设,设计方案,制订合理的活动步骤;进行有效实践,依靠实验获取资料,结果分析,归纳概括,得出科学结论。针对探究过程进行有效科学的评价,能有效地提高学生的综合能力。评价是要针对活动过程制订具体的评价标准,对学生活动过程表现进行评分,如表2所示。 当然,在此过程中老师要注意具体的方法指导,引导学生学会科学取样,取样的代表性是收集材料的可靠性的重要因素,应随机取样,以保证科研结果的科学严谨;学会设置对照实验,对数据的记录、整理、处理和分析,引导学生设计表格、曲线,能为学生进行数据的收集和整理铺设桥梁,获得设计表格整理数据的方法;帮助学生通过归纳和演绎判断事物之间的因果关系,使学生从具体、个别的事物中抽象概括出一般的原理等等,能使学生的实验能力、分析和解决问题的能力得到有效的提高。 四、开展初中生物科技活动应注意事项 首先要精心制订活动计划;再就是要根据学生能力梯度和实际合理设计与执行活动方案; 其次是认真指导活动的进行,放手让学生操作,真正地训练学生的各种能力。 要适时进行评价与奖励,以调动学生的积极性。要落实生物学知识的掌握,提高学业成绩,同时又要提升学生的科学探究能力,让学生在能动自主的活动中,全面提高自身生物科学素养,以适应学生社会发展的需要。 五、结论 开展初中生物科技活动的探究,对学生有很重要的意义。生物科技活动能提高学生对生物学基础知识与基础技能的运用能力、特别是科学探究能力的培养,提高学生的生物科学素养,培养学生的科学精神和科学态度,提高了学生学习成绩。 参考文献: 1.中华人民共和国教育部制订.全日制义务教育生物课程标准(实验稿)[M].北京师范大学出版社,2003(5). 2.(美)国家研究理事会著,戢守志等译.美国国家科学教育标准[M].科学技术文献出版社,1999(1). 3.黄祖荫编.中学生物科技活动资料[M].广东高等教育出版社,1994(8). 4.广东省教育考试院编.2011年广东省初中毕业生地理、生物学科学业考试大纲[M].广东教育出版社,2011(3). (作者单位:广东东莞竹溪中学) 生物科技论文:浅谈新课改背景下生物科技活动课的开展 生物学科与其他学科一样,肩负着培养人才和提高新一代公民素质的重任。因此,高中生物教学要利用新课程改革的良好契机,发挥生物学科优势,培养学生的创新思维能力,提高学生的综合素养。教学上,要更新理念,运用多种教学方法,在抓好课堂教学的同时,借助生物科技活动课的开展,加深学生对所学知识的巩固、充实和运用,提高学生的观察、判断、分析、动手等各方面能力,下面结合实际谈谈生物科技活动课的开展。 一、 利用本地资源,增进学科兴趣 生物学是一门自然科学,与大自然有着非常密切的联系。为提高学生的学习兴趣,教师应充分发挥生物学科的特点,带领学生走出课堂,走向大自然。在我县的城乡结合部,建有现代农业示范园区、无土栽培基地、组织培养实验室等基地。因此,生物教学可充分利用这些资源,开展以“爱我家乡”为主题的社会调查活动,组织学生前去参观体验,让学生调查家乡丰富的物产及野生动植物资源。在调查过程中,不少学生发现了许许多多生物世界的奇妙现象,头脑中产生的一个又一个“为什么”,激发了他们强烈的求知欲。他们虚心请教老师和农业技术人员,积极查阅有关资料,既扩大了知识面,学到了生物课本上学不到的知识,又尝到了发现问题、分析问题、解决问题的乐趣。同时,通过对家乡丰富物产资源的了解,增强了热爱家乡的情感。 二、 理论联系实际,培养动手能力 根据生物学科的特点,可采取多种有效措施。如结合教材和生产生活实际,有计划地开设科学选修课程。为学生增加一些实用的科学技术,让学生学会理论联系实际,学以致用。如教会学生一些嫁接、扦插技术之后,把学校的花圃承包给各班级管理,学期结束时进行评比,评出最有创意的园丁班级。通过这些活动,既促进了学生的学习积极性,又美化了校园环境,也培养了学生的主人翁意识,使他们有了一个运用所学知识的天地。此外,还与校外的一些园艺场、养殖专业户联系,把那里当作学校的校外实验基地,每隔一段时间都带学生去实习,遇到问题可向这些校外辅导员请教,现场解决。再有,为适应现实社会需要,开设花卉栽培、盆景制作、切花保鲜等学习班,以培养学生的市场经济意识和竞争意识。这样,学生切身感受到学校所开设的生物科技活动课程是有用的。为此,我们学校的学生都非常踊跃地参加生物科技活动课的学习。 同时,为了完善生物科技活动课,还开展了研究性学习活动,让学生就平时遇到的有趣的生物现象展开课题研究,科技辅导员予以相应的指导,在学生成长记录手册中,填写学生每学期在科技创新方面取得的成绩,并让家长签上意见和建议,根据家长的意见和建议,不断调整课程结构,让学生学到最有用的知识。 三、 培养创新意识,提高科学素养 为培养学生的创新意识,学校成立了各种各样的科技兴趣小组,利用课余时间积极开展形式多样的科技活动。如每年三月的“爱鸟周”、四月的有奖科技知识问答、五月的“节水周”、六月的“环保日”、九月的校园“科技节”、十月的“爱科学月”、十二月的科技知识竞赛等活动,激发学生的探索热情。在每一个科技活动结束时,都要求课外兴趣小组的学生以小组为单位,开展讨论活动,写出活动报告、科技小论文,并通过学校的多媒体教室、学校科普长廊、黑板报、校园网等展出活动成果,评选出优秀科技作品,为次年的广西青少年科技创新大赛做准备。我校学生在参加青少年科技创新大赛活动中取得了优异的成绩,每年均有多个作品在大赛中获奖,在市、县内起到了带头作用。 通过科技活动课的开展,我深刻意识到:如果教学方法简单,以灌输的方式代替学生的思维,就会阻碍学生潜能的开发,框住学生的思想,不利于人才的培养。只有合理扩大学生的知识面,提高学生的生物科学素养、探究性学习能力,才能形成科学观点和科学精神,为学生的终身发展打下良好的基础。 中学生物学,尽管受到某些设备的限制,但也有自身的教学优势,只要在教学过程中做到理论联系实际,就能创造出最大的“生物实验室”,就能获得多种多样的实验材料,就能搜集到丰富多彩的教学新课题,将新课程改革真正落实到学科教学之中。 生物科技论文:浅论现代生物科技专题的教与学 摘 要: 高中生物选修3是实现新课改目标后以《现代生物科技专题》为主的一本教材,主要由基因工程,细胞工程,胚胎工程,生态工程四大块组成。分别以专题的形式介绍了现代生物科学和技术中一些重要领域的研究热点,发展趋势和应用前景。其目的是为了让学生进一步学习生物科学知识奠定基础。但是在高考中内容较多,考分较少也不知道哪里是重点,而且部分内容较深,技术细节较多不好把握深浅。因此作者利用教学之余总结了一些关于选修模块的学习和教学建议。 关键词: 现代生物科技专题 基因工程 细胞工程 胚胎工程 生态工程 新课程标本中的必修模块是生物科学的优秀,对于提高学生的生物知识必不可少,选修模块能够满足学生的多样化学习,为学生进一步学习生物科学知识奠定基础。因此这就要求高中生物教师具备一定的专业知识技能和素养才能在教学中起到引领的作用。尤其是选修教材,可能对于部分教师来说自己都是摸着石头过河,仍处于摸索之中。 选修课注重的是理解和应用,理论结合实际,所以教师在讲解的时候不需要过于深和专,只要学生能理解即可。每个工程的重点在于基本概念和原理的讲解,比如生态工程的原理就是一个重点知识,要求学生在记住这几个原理的同时学会应用。在教学中还要注意知识点之间的衔接,比如基因工程和蛋白质工程就是紧密联系在一起的,动物细胞培养和动物组织培养的区别,等等。有些知识点是比较难理解的,比如胚胎工程——《受精阶段》,所以教师要想办法把这部分内容以通俗易懂的形式呈现给学生。最重要的是要结合高考的要求,要求学生多做题,进行不定时的检测等有针对性的强化训练,以不变应万变。以下是我总结的每个专题的学习和教学建议,不足之处还请各位同仁批评指正。 1.基因工程 由于基因工程在必修教材的学习中已经打下了一定的基础,因此学生比较熟悉这部分内容,学习起来也容易得多。本章教学既要使学生应用已有的遗传学知识解决新问题,又要启发学生将理论知识应用于实践,懂得无论是获得目的基因,还是进行蛋白质改造,基因工程的最终目的都是造福人类。 本章的重点是基因工程的概念,工具和操作过程。在导入新课的时候可以从现实生活入手,例如:抗虫棉在当今社会生活中的应用,我们日常生活中吃的大米、植物油等好多都是转基因食品,引发学生的思考,从而得出基因工程的概念。基因工程涉及必修教材中DNA的结构、复制、表达酶等基础知识。所以在教学中教师有可以向学生提问:DNA是靠什么把一个个脱氧核苷酸连接起来的?要使DNA分子断裂需要用什么处理?等有关的问题,既复习原来的知识,又可以引出基因工程的工具酶等。由于基因工程的操作过程比较抽象,学生难以理解,教师可以借助多媒体辅助教学,使学生加深对基因工程的理解。 2.细胞工程 细胞工程包含了植物细胞工程和动物细胞工程两大块。突出了细胞工程的发展和基本技术在实际中的应用等方面的知识。重点在于微生物的细胞融合技术,植物体细胞培养,单克隆抗体的制备技术。本专题看似抽象神奇,但是也有很多我们熟悉的内容。 在教学中教师要注意不同知识之间的衔接,例如:植物组织培养和植物体细胞杂交的区别和联系,动物细胞培养和动物体细胞克隆的区别于联系,动物细胞融合和单克隆抗体的制备的区别和联系,等等。高考中不可避免会考查到相关知识。单克隆抗体的应用是个热点问题,与当今社会的生物科学发展联系紧密。学生要熟练掌握该项技术的原理和制备过程,因为这也是高考选修题的一个考点。 细胞工程是在学生学习必修一细胞与分子的基础上进行的,教学中可以引导学生先回忆细胞有关的知识,从而引出细胞工程的内容,对于比较抽象的部分尽量做到借助多媒体辅助教学,以动态直观的形式呈现给学生,使其便于理解。不要采用“满堂灌”的形式,给学生留出一部分的时间让他们理解。同时对学生提出一些问题如:(1)植物组织培养的过程中影响脱分化和再分化的条件有什么异同点?(2)动物细胞融合和植物细胞融合常用的促融合因子是什么?(3)杂交瘤细胞的特点是什么?单克隆抗体的优点是什么?(4)常用什么方法去除细胞壁?原生质体和原生质层有什么区别,等等。这样可以培养学生分析解决问题和交流与表达的能力,也加深了他们对知识的记忆能力。 3.胚胎工程 本专题是在动物生殖与发育的基础上,了解动物早期胚胎发育的规律,即哺乳动物胚胎发育的基本过程和胚胎工程的主要原理,技术,以及在生产上的应用。同时结合现代生物技术中的最新热点,阐述了胚胎干细胞及其研究进展。本节的重点是胚胎发育的基本过程,胚胎工程的原理和技术。该专题对于学生和老师来说都比较陌生,所以教学中要从日常生活中学生已有的理论知识出发,激发学生的学习兴趣。 受精过程的两个阶段是个难点,学生不容易理解,可以提出:必修教材中的受精过程,胚胎移植的基本程序,以及生理学基础,要求学生掌握,教学中应注意多举例子来说明问题。关于胚胎分割应强调分割的时期(桑葚胚或者囊胚)和注意的问题(胚胎分割时应注意对内细胞团均等分割且分割的分数不宜过多)。对于体外受精这部分知识,教师可以通过试管婴儿的介绍很自然地引入,教授过程最好图文结合,让学生明确这是有性生殖过程。 胚胎干细胞的技术及应用可以借助多媒体教学,同时让学生通过阅读教材总结交流三类干细胞的特点和功能。 4.生态工程 本专题的目的是要求学生在理解生态工程的概念,原理的基础上,对生态工程的基本原理灵活运用,举一反三。所以教学中应注意通过开展相关活动,尽量让学生参与实践活动,让学生自己动手调查一些当地生态工程的实力,明确生态工程和我们的生活息息相关,同时也可激发起学生对本节内容的学习兴趣。通过介绍一些当前生态工程的技术中的热点问题,去解决教学中的重点和难点。 在科学技术迅猛发展的今天,生物科技既为造福于人类开辟了广阔的前景,又反映了科学与价值的矛盾。无论是转基因技术还是克隆技术都存在安全性问题,同时也会带来一系列伦理道德的问题。因此让学生初步了解现代生物科技研究的进展及对现代社会和生活的影响,对他们直面人生,以适应现代社会和生活尤为有益。 生物科技论文:浅析重视学生生物科技活动与提高课堂教学效率 摘 要:生物学科正在全面实施探究性学习课程,生物科技活动在探究性学习过程中有非常重要的地位,对提高课堂教学效率有重要的作用。 关键词:中学教育 生物教学 科技活动 课堂效率 随着中学素质教育的不断深入,中学生开展生物科技活动越来越活跃。从我们渭南地区来看,不同县域、不同学校的活动开展得极不平衡,这种现象与教育事业的发展及社会的发展极不适应。根据我这几年来对生物课堂教学实践的经验,在这里我做一些小结,从以下三方面浅析如何做好生物科技活动: 一、要重视生物科技活动 生物科技活动在激发学生的学习兴趣、拓宽知识、提高能力、发挥特长和培养创新精神方面有着重要意义。我认为中学生开展生物科技活动是中学生物课程开展探究学习的重要途径,是中学生物课程的重要组成部分。所以在搞好课堂教学的同时,一定要重视课外科技活动,并把这项活动与课堂教学、探究性学习紧密结合起来。这样既丰富了学生的课外知识又提高了学生在课堂听讲的积极性,同时课堂效率也得到了保障。 开展生物科技活动,教师的组织和指导作用是不容忽视的,并且是不可缺少的。教师的重视程度直接影响着工作的开展和活动的质量。有的教师在观念、条件及其他因素的影响下,对科技活动重视不够,总以条件差、没有设备、学生积极性不高没兴趣、活动不好为借口。现在正大力推进素质教育,中学正在全面实施探究性学习课程,科技活动在探究学习中有非常重要的地位,对提高课堂效率有非常重要的作用,应该加强这方面的工作。 二、要做好选题 在活动开展中,注重实践、参与并力争有所创新,所以要根据科技活动的目的和特点选题。我是从以下几方面选题的:1.结合课堂教学和当地实际;2.联系各类科技夏令营;3.参与推荐项目;4.关注热点问题。只要适合中学生搞的科技课题,都可以让学生去做。 三、要做好指导 中学生开展生物科技活动,教师的指导非常重要。从选课题、找材料、进行实验的步骤、观察的内容到填写观察实验报告或撰写小论文,都要进行指导。例如尝试植物扦插的探究活动,我指导进行了如下的实验设计: 1.所用实验材料: 枝剪,标牌,挖土工具,浇水工具,平整好的壤土或沙土一块,杨、柳、月季、葡萄等植物,长约25厘米左右的枝条若干。 2.实验操作: (1)取预先准备好的枝条3根,芽向上,垂直插入土壤约枝条长度的三分之一左右。插入后对每个枝条浇足水并用布等材料适当遮荫,在观察的数周时间里要不断地补足水,保持土壤湿润。 (2)取3根枝条,去掉枝上所有芽,扦插方法同(1)。 (3)取3根枝条垂直插入土壤约枝条长度的三分之一左右,扦插方法同(1)。插入后可采取两种处理方式:如果阳光温度合适,对其采取不遮荫处理;如果阳光温度不能充分保证,则可以直接采取不浇水进行处理。 (4)分别对3组枝条作好记录和标记,观察生长情况。 3.结果与讨论: (1)结果:生长状况记录表: 全班统计表: (2)讨论: ①由统计结果思考,扦插时为什么要选带几个芽的枝条? ②为什么扦插后要适当遮荫? ③你认为提高植物扦插成活率的方法有哪些? 通过引导实验,让学生直观了解植物营养繁殖的原理和具体操作,培养了学生对实验的设计、动手试验和分析结果的能力。要注意在指导过程中始终把学生作为学习研究解决问题的主体,避免将教师的意志有意无意地强加给学生。实验和观察时,教师要向学生交待具体的操作方法和观察内容,并进行示范,等学生比较熟悉后,让学生自己观察和操作。 要注意总结和交流。在我们教育教学实践中,要提升学生的科学素养、提高课堂效率,还要注意建立长效机制,比如建立兴趣小组等。要重视对学生的传、帮、带,通过多种途径、采取多种方式对学生不断进行引导。此外,作为教师,还必须加强学习,并及时做好总结。 我认为,重视课堂教学的渗透,重视课外活动的开展,重视校园环境的熏陶,重视每个教育者的言传身教,这是培养学生科学素质和提高课堂教学效率的有效途径。 生物科技论文:开展生物科技活动积极推进素质教育 生物科技活动是中学生物课程开展研究性学习的重要途径,也是中学生物课程的重要组成部分。本文主要就如何结合课堂教学确立科技活动课题、开展科技活动、提升科学素养作初步的探讨。 生物教学 科技活动 素质教育 随着中学素质教育的不断深入,中学生开展生物科技活动越来越活跃。从临夏来看,不同地区、不同学校的活动开展极不平衡,对生物科技活动的重视和辅导工作存在着较大的差别。这种现象与教育事业的发展及社会的发展极不适应。 一、要重视生物科技活动 生物科技活动在激发学生的学习兴趣,拓展知识、提高能力、发挥特长和培养创新精神方面有着重要的意义。根据《九年义务教育全日制初级中学生物课程标准》里安排的探究性实验和实践活动,《课标》明确要求“教师因材施教”,培养学生学习生物学的兴趣和能力,积极组织和指导学生开展各种生物科技活动。中学生开展生物科技活动是中学生物课程开展探究性学习的重要途径,是中学生物课程的重要组成部分。所以在搞好课堂教学的同时,一定要重视课外科技活动,并把这项活动与课堂教学、探究性学习紧密结合起来。 开展生物科技活动,教师的重视程度和指导作用是不容忽视的,并且是不可缺少的。教师的重视程度直接影响工作的开展和活动的质量。有的教师在观念、条件、及其他因素的影响下,对科技活动重视不够,总以条件差、没有设备、学生积极性不高、没有兴趣、活动不好为借口。现在正大力推进素质教育,中学正在全面实施探究性学习课程,科技活动在探究性学习中有非常重要的地位,在素质教育中有非常重要的作用,应该加强这方面的工作。 二、要做好选题 没有做过具体辅导工作的教师认为,搞科技活动就是搞科学研究。现有条件下,由学生能取得什么成果呢?尤其是落后地区,设备这么差,能搞研究吗?感觉无处着手,无题目可搞。这里应当摆正科技活动和科学研究的关系。中学生搞科技活动与科学家搞科研不同,其主要的目的在于培养学生的观察能力、操作能力、培养收集和处理生物科学信息的能力以及应用生物学知识解决实际简单问题的能力。在活动开展过程中,注重实践、参与,并力争有所创新。所以,要根据科技活动的目的和特点选题。 首先,科技活动选题要结合课堂教学和当地实际。结合课堂教学开展科技活动,不但能提高学生的操作能力,激发学生的学习兴趣,还能拓宽知识面。教材上的“实践活动”和“探究性课题”是《课标》要求必须做的课外科技活动内容,应充分利用好这些素材。 其次,积极参加各类科技夏令营,作好活动选题。科技夏令营是开阔学生视野、陶冶情操、认识自然、了解社会、接触生产科技实际的极好途径。2000年全州青少年农学夏令营期间参观了太子山林农场,听专家介绍了林区病虫害发生的有关情况,提供了有关资料。由于时间仓促,未作充分调查,过后又赴太子山林场做了实地调查,进行了“太子山林区病虫害的初步调查”。 第三,参考推荐项目,选用合适选题。《中学生物科技活动》、《青少年生物与环境科学实践指导》、《中学生物教学》、《生物学杂志》、《生物学通报》、《中学生物学》等书中推荐了许多课题项目和相关资料,进行浏览以后,可将相关资料进行整理或选用。2006年进行的“香烟烟雾对金鱼的毒害实验”就是参照推荐项目“香烟烟雾对动物的毒害实验”来设计的。 第四,关注有关热点问题,也是选题的一项重要来源。教育学生热爱大自然,保护环境,保护动植物及自然资源,是生物教学的重要任务之一。结合课本环境保护方面的内容,让学生在节假日对本地区水质、环境、植被等自然资源进行考察了解,开展了参观污水、垃圾处理厂等丰富多彩的课余学习生活。大夏河是流经临夏市的一条主要河流,是临夏市区十多万居民的生活饮用水和下游河滩乡的农业灌溉用水,历来被称为临夏市的“母亲河”、“生命河”。由于市区工业废水、生活污水以及农药、化肥的污染,对下游群众的生产、生活造成极大的危害,人们要求治理的呼声越来越高。我们根据这一情况,结合环境教育,初步设计了大夏河水质污染监测的方法。结合本地区环境不断恶化的现状,教育学生做环保卫士,日常生活中,做到“两保护、三少用、四节约”;保护一草一木,保护各种野生动物;少用一次性制品,少用干电池,少用塑料袋;节约每一滴水、节约每一度电,节约每一张纸,节约每一粒粮食,形成“环境保护,人人有责”的良好氛围。还可根据当前的社会环保热点话题开展一些讲座,开展科技教学活动。 三、要做好指导 中学生开展生物科技活动,教师的指导非常重要。从选课题、找材料、进行实验的步骤、观察的内容到填写观察实验报告或撰写小论文,都要进行指导。例如尝试植物的扦插的探究活动,指导进行了如下实验设计: 1.所用实验材料 枝剪、标牌、挖土工具、浇水用具、平整好的壤土或沙土一块、杨、柳、月季、葡萄等植物,长约25厘米左右枝条若干。 2.实验操作 取预先准备好的枝条3根,芽向上,垂直插入土壤约枝条长度的三分之一左右。如果插入困难,可事先在枝条底部做斜切口或V字切口,3枝条相互保持25厘米以上的距离。按压土壤周围,保证枝条竖直、稳固。插入后对每个枝条浇足水并用布等材料适当遮荫,在观察的一数周时间中要不断适时补水,保持土壤湿润。 取3根枝条,去掉枝上的所有芽,扦插方法同上。 取3根枝条垂直插入土壤约枝条长度的三分之一左右,插入后可采取两种处理方式:如果阳光温度合适,采取不遮荫处理;如果阳光和温度不能充分地保证,则可直接采取不浇水进行处理。 分别对3组技条做好标记,观察生长情况。 3.结果与讨论 (1)结果:生长状况记录表: (2)讨论 由统计结果思考,扦插时为什么要选用带几个芽的枝条?为什么扦插后要适当遮荫?你认为提高植物扦插成活率的方法有哪些?通过引导实验,让学生直观的了解植物营养繁殖的原理和具体操作,培养了学生对实验的设计,动手实验和分析结果的能力,要注意在指导过程中始终要把学生做为学习研究和解决问题的主体,避免将教师的意志有意地或无意地强加给学生。实验和观察时,教师要向学生交代具体的操作方法和观察内容,并进行示范,待学生比较熟悉后,让学生自己观察或操作。在整理实验记录时,教师要引导学生对原始实验记录认真研究,针对具体问题,启发学生科学地加以分析。 四、注意总结和交流 在我们的教育教学实践中,要提升学生的科学素养,还应该建立长效机制。重视对学生的传、帮、带,通过多种途径,采取多种方式对学生不断进行引导。此外,作为教师,还必须加强学习,并及时做好总结,以便积累经验,使辅导工作更有起色。 重视课堂教学的渗透,重视课外活动的开展,重视校园环境的熏陶,重视每个教育者的言传身引,这是培养学生科学素质的有效途径。 生物科技论文:当工科大学生生物科技风险意识探讨 【摘 要】随着生物科技的推广运用,越来越多的生物科技风险事故引发公众的关注。本文通过理工科大学生这一生物科技研发主体入手,从背景分析、造成理工科大学生生物科技风险意识缺失的原因、提升理工科大学生生物科技风险意识的措施等方面对大学生生物科技风险意识予以探讨。 【关键词】理工科大学生;生物科技风险意识;问题;对策 一、概述 生物科技风险,是指由生物科技方面的不确定性给行为主体造成的损害的可能性。当工科大学生作为科研活动的行为主体,其科技风险意识对科研活动的开展、科技成果的应用至关重要,而具体到生物科技相关专业,大学生的生物科技风险意识决定着其是生物科技风险的规避防范者还是制造者。出于个人防范科技风险、提升生活质量的动机,理工科大学生也必须提升自己的科技风险意识,在科研源头规避生物科技风险。本文对北京部分理工科院校的生物科技专业学生进行调查,发现多数大学生对生物科技风险这一“被制造出来的风险”相当的木然,对生物科技风险的认知停留在普通民众的认知水平,大学生的生物科技风险意识现状堪忧。 近年来,生物科技风险在学术界、政界、社会公众等领域引发热议,如何有效规避防范科技风险成为重点议题。究其根源,我们应当在生物科技风险的源头寻找解决措施与方案,大学生这一潜在生物科研主体成为本文探讨研究的重点。唯有在意识形态层面注重科技风险意识的培育,才能正确的指导科研活动的开展与科技成果的论证,最终把科技风险扼杀于实验室,将具备科技性、效益性的科技成果在生产生活领域予以运用推广。 二、当工科大学生生物科技风险意识现状 1.大学生科技风险知识匮乏,生物科技风险意识薄弱。笔者对生物科学专业方向的大学生问卷进行分析,发现:近70.9%的学生对科技风险的定义认识不足,近41.6%的学生无视自身科技风险意识的培养。当前大学生对于科学技术“双刃剑”的特性认识还仅仅是停留于对现实科技后果的认知,缺乏对科技研发、应用过程中的理念风险、过程风险、结果风险的全面认识。对专业领域的科技风险意识缺乏主动性认知,对自身的理论素养及生物科技风险意识缺乏有意识的培养。 2.学校对大学生理论素养和实践环节方面的科技风险意识培养欠缺。笔者在对相关学校的课程设置分析后发现:理论性课程偏多,实践性课程偏少。大部分理工类高校十分重视专业理论知识的传授,对实践实验、企业实习、研发跟踪等利于开阔学生视野的第二课堂缺少设置。诸如自然辩证法、科技哲学此类方法论课程开设情况令人担忧,大学生在实践环节难以找到意识层面的指导。 3.社会大环境对大学生的科技风险意识的培养塑造缺少监督。大学生懈怠于自身科技风险意识的培养,为科技风险事故的滋生“营造”了空间。社会公众的科技风险意识具有滞后性,社会舆论往往是在事故发生后起到“追杀”的作用,这对于科技风险的预防规避效果甚差。理工科大学生作为生物科技研发的一大主体,在缺乏社会监督的模式下极易忽视科技风险意识的培养塑造,只是某些带有潜在风险的科研成果危害人类。 三、造成理工科大学生生物科技风险意识缺失的原因 1.学生个人层面 ①理工科大学生自身的学识积淀是影响其生物科技风险意识高低的重要因素。当前,大学生在学业方面的自我要求更加宽泛,不再单方面注重理论素养的积淀和专业知识的储备。大学生作为相关学术科研活动的基本认知主体, 在知识探索、科研成果的培育过程中起关键作用。大量的专业知识储备和较高的理论素养是指导大学生科研活动的必备条件。现阶段,大学生往往借助实验课题来开展自己的科研活动。但是科研选题具有不确定性,如缺乏完备的知识储备存在知识盲点外加现代生物科技的复杂性。有限的认知在此种情况下会忽视对科技风险的重视,进而难以具备指导科研进程的科技风险意识。 ②学术道德素养的高低是影响大学生生物科技风险意识的关键因素。在个人荣誉和物质利益等的诱惑下,学术界单方面追求学术建树,忽略学术成果的科技风险,造成严重科技风险事故的现象时有发生。具体在大学生的科研活动中,主要指实验材料的选取、流程的选择、科研成果的论证等方面。如若缺乏较高的学术道德素养,则难以对科技风险有系统的了解认知,对科研成果难以做理性论证。诸如:转基因食品的研发应用,我们看到了其积极方面却无形中忽视了对其给人类身体机能带来的负面效应。大学生只有具备较高的学术道德素养才能形成较高的科技风险意识,进而对生物科技成果的研发活动起到正确的引导与评判。 2.学校层面 ①相关实验室规章制度不健全,一定程度上无法正确的规范引导学生开展科研实验。大学生的科研项目大多是借助学校的实验室来开展完成的,但是没有明确细化的规章制度对相关实验流程进行规范,则会造成学生主观意识不重视客观实践不认真地现象的出现。表现最为突出的是,对实验废弃物的处理缺乏规范性和科学性,致使出现诸如:有害气体泄漏、病原体外泄等不必要的安全隐患。 ②课程内容设置偏重理论的阐述,缺乏与科技风险相结合的实践。教师以完成量化的教学任务为目的,对学生的科技风险意识培育不够。此种情况下,很多学生具备了一定的理论知识,但在运用时出现偏差,对相关科研成果的长期效益和负面效应考虑不足。在现阶段的科研进程中,教师扮演着引导者与评判者的角色,学生的生物科技风险意识与教师有很大关联。 ③对生物科技风险缺乏系统明确的评述。当前,伴随转基因食品、克隆技术、外来物种引进等热点问题的出现,社会公众对生物科技风险有了一定的认知。但回归到学校层面则由于教学计划的周期性,外加对学术界生物科技风险的论述缺乏系统规范的评述。致使学校难以将对生物科技风险的认知与规避上升到一定的理论层面,一定程度上严重影响了学生在意识形态层面树立科技风险意识,继而难以采取明确细致的措施应对生物科技风险。 3.社会层面 ①生物科技领域的法制建设不健全。近来发生的某些奶粉等生物科技风险事故,给广大人民的生命财产安全带来巨大的损害。但我们却难以用现有的法律规章去深究隐藏于生物科技风险现象背后的行为主体的法律责任,一方面让缺乏生物科技风险意识的犯罪分子逃脱法律惩罚,另一方面助长了片面追求物质利益而至科技风险于不顾的科研行为。 生物科技论文:在生物科技活动中提高科学素养 [摘要]《新课程》强调学生是教学的主体,旨在通过培养学生的创新精神和实践能力,从而提高国民的科学素养。在高中生物教学中,需要在课内外的生物科技活动中积极创造条件,综合运用方法,锻炼技能操作,模拟科学探索,总结活动成果,从而提高学生的创造力。 [关键词]科技活动 观察力 思考力 动手力 研究力 写作力 高中生物新课程以提高国民素质为宗旨,以培养学生的创新精神和实践能力为重点,并强调要促进每个学生身心健康发展,强调要满足每个学生终身发展的需要,培养学生终身学习的愿望和能力。要实现这些目标,教师必须认识到生物科技活动在学生科学素养提高中的重要性,不能让科技活动只停留在说教中,而是要切切实实地指导学生们去实践。 1 课堂或实验室中的科技活动 1.1 创设条件,培养观察力 观察力的高低,是科学素质的一个重要指标。伟大科学家的诞生都不是偶然的,重要的是他们都有着惊人的观察力。如,牛顿发现万有引力定律,弗莱明发现青霉素等等。所以要培养学生的科学素养,首要的是培养他们的观察力,教师们在教学过程中,要能结合科技活动,刻意创设条件,有意培养学生们的观察力。例如,在做性状遗传试验中,让学生用肉眼或放大镜仔细观察装在两个培养瓶中的不同果蝇,要求每人写一篇观察记录,十分钟后公布自己的记录。公布后大家会发现,观察结果基本相同,都注意到了果蝇的体色、翅形、眼睛颜色等,但有少数同学却观察到一些细节,如某些果蝇腹部末端有一黑斑,另一些则没有。当老师告诉大家这是雌雄果蝇性别的区别时,许多同学会对发现者暗暗佩服。这时在他们的心中也会暗暗较劲,以期下次会有更好的表现。所以,以后观察事物会更仔细,也会更有耐心寻找一些细微的事物特征。 1.2 综合运用,提高思考力 通过观察发现了事物的特征后,还要会综合应用,积极思考,不然,科学发现后的真理将失之交臂。所以科技活动中,老师要善于引导学生进行知识的横向联系和综合运用,提高学生的分析思考能力,从而提高他们的科学素养。例如,某同学在制备琼脂培养基过程中发现琼脂没有凝固,不知原因何在。老师就应当引导学生们想一想其他学科知识进行分析思考。经过提示、引导,大家终于明白琼脂是胶体,加入的酸是电解质,由于加入了过量的电解质破坏了胶体的电离平衡,因而不能使琼脂凝固。这样,同学们懂得了知识的综合运用,学科间的相互渗透、彼此联系,在遇到新的问题时,就不再把知识局限于某一学科的内容上,从而才能综合运用、创新提高,甚至会提出新的见解。 1.3 技能操作,练就动手力 学生正处在青春期,对任何事物都有极大的兴趣和探索欲望,关键在于老师要积极引导,不能打消他们的热情。生物科技活动中,他们都喜欢独立操作,但又担心会损坏仪器,做得不好等,这就要求老师对学生们要积极鼓励,给他们以理解和信心,创造条件,使他们有更多的实践操作机会。如显微镜的使用。学生们在掌握了一定技能后,希望用“油镜”观察一下细菌,以期能看到细菌的更真实的面目,老师应欣然同意,并指导和帮助他们亲自动手操作,这将在他们的内心埋下科学探索的具有活力的种子。 1.4 重现探索,激励研究力 成为一名科学工作者,是每一个同学的夙愿,但科学的深奥和艰辛让他们慢慢选择了其他方向,他们渴望参与科学研究,但对自己没有信心,所以我们应通过多种形式,模拟科学理论发现的实验活动,这将极大鼓舞同学们勇敢的迈向科学探索的道路。如我们可以指导学生以果蝇为实验材料,进行基因分离规律的模拟实验,大家经过一个多月的艰辛工作,当看到通过自己的实验验证了这一基本规律时,可想而知,他们的内心是多么的受鼓舞,干是就会更有勇气,有能力对大自然进行探索和研究。 1.5 总结成果,锻炼写作力 科学的探索不是一蹴而就的,科学真理的出现是从大量、烦琐的工作中提炼出来的,所以学会整理资料是总结规律,撰写论文的基础,撰写论文应突出知识性和科学性,这不是文学作品,所以不能用过多的华丽词藻,所以老师们要指导学生学会使用准确的科学术语来体现论文的价值,老师们还要组织论文研讨、答辩,推荐发表等,让学生们开阔思路,提高撰写水平。 2 生活和大自然中的科技活动 生物科技活动不要只局限于课堂和实验室中,在这有限的空间中。学生的观察力、思维力和创造力等都会受到很大的限制,所以要让他们能够在生活的各个角落,清新的大自然中培养创新精神和创新能力,这样才更能让他们用敏锐的眼光发现自然科学的点滴, 在生活中处处都是奇妙的生物现象,例如我们小时候吃馒头、面包等时,会看到它们的内部有很多的小细孔,就会产生浓厚的兴趣,于是问大人们这是怎么回事,当然有些会解释“发酵”或进一步提到“酵母菌”,基本上也就到此为止了。教师就要利用这样一个对学生来讲一直犹如“雾里看花”的生活现象,让学生接合教材中的“细胞呼吸”自行设定课题,利用身边的工具和材料,选用合适的实验方法,合理设计实验步骤,进行实践探索。再让学生们围绕自己的劳动创意和制作过程等方面内容写一个小论文,从而解决他们心中的“迷团”,还有诸如“为什么成蛋黄会流油”、“怎样腌制糖醋蒜”等等。 学生对生物学的基本知识和基本技能的掌握来自教材,往往和大自然中的实物隔离在两个空间,如玉米、小麦、花生,各类瓜果等植物类型可以说都见过,但又有多少同学能真正了解这些植物的结构,又有多少同学会想到它们的生活环境、生理特性,甚至遗传规律等一系列问题,所以一定要让学生们有时间回到自然中去,如参观沼气池,温室大棚等从而把理论知识运用于实践中来。通过观察,类比,操作,思考真正把理论知识融会贯通,从而提高自身的科学素养。 生物科技论文:谈“探究性学习”在生物科技活动中的应用 探究性学习这一新的学习模式,要求师生改变传统的教师、课本、教室三中心教学观念,改变传授型的教学方式,以适应以学生发展为本。笔者是一名中学生物教师,又是一位科技辅导员,除了在生物课堂上实施探究性学习来引导学生主动参与之外,近年来,为适应探究性活动的需要,我在生物课外科技活动中实施探究性学习的教学方法上也作了一些探索和尝试。 一、创设探究性问题情境,拓宽探究思路 创新并不神秘,这种求异思维的冲动和能力,可以说是人人都有的,是与生俱来的天赋,是人生下来能够适应环境的天然保障。而问题意识、问题能力可以说是创新的基础。早在上世纪30年代,陶行知先生就言简意赅地说,创新始于问题。有了问题,才会思考;有了思考,才有解决问题的方法,才有找到独立思考的可能。有问题虽然不一定有探究,但没有问题一定没有探究。因此,在教育过程中一定要创设好问题情境,以拓宽学生的探究思路。笔者在生物课外科技活动的辅导中就如何创设问题情境上尝试着改变一些旧的教学方法。 传统的生物课外活动教学方法与一般的校内课程一样,也是传授型的。比如,教师先向学生讲解如何制作植物叶脉标本、腊叶标本、透明浸制标本、蝴蝶标本等,然后示范。接下来学生依样画葫芦,做得一丝不差的就是最好,学生不必动脑筋。其效果是学生思维呆板,活动结果都在预定之中,学生自然少有兴奋、更无创新。 为改变这一状况,笔者在“探究植物叶脉标本的制作”是这样创设问题情境的:河沟里往往有一些烂叶片,捞起来用水一冲,也可得到叶脉标本,这是为什么?能否考虑用浸泡的方法来腐烂叶肉?浸泡的溶液会有哪些?浸泡的过程须多长时间?哪些植物叶片适合用浸泡的方法来制取叶脉标本?这一下,学生的思路开阔了,思维的火花闪现了,他们调动了原有的知识结构去探究该情境中的问题,并积极地从多角度去思考问题、发现问题。众说纷纭,兴奋异常!有的说用自来水来浸泡树叶、有的说用池塘水浸泡、有的说用食醋溶液浸泡、有的说用洗衣粉溶液浸泡、有的说用碱溶液浸泡等等。这些方案体现了学生思维的广阔性,体现了问题情境创设的重要性,教师应及时鼓励,以拓宽学生的思路。 二、塑造鲜明的探究个性 从某种意义上说,没有个性就没有探究,探究过程往往表现出鲜明的个性。教师应该承认学生的个体差异,尊重学生的不同兴趣爱好,同时深入了解每个学生的性格特征、兴趣爱好及特长。在此基础上实施个性教育,引导学生发展具有探究性的人格特性,鼓励并积极创造条件帮助学生发挥特长,给学生留有更大的选择余地和自由发展空间,塑造鲜明的探究个性。 (一)只有科学方法,没有标准答案 非对即错,学习只追求一个标准答案和最高得分是传统的应试教育的一大弊端,这一弊端不仅体现在学生身上,也反映在教师的教学中,严重阻碍了探究性活动的开展。笔者在生物课外探究性活动教学中,对学生们强调只有科学方法,没有标准答案。对各种问题的讨论只重视你思考问题的科学性、陈述问题的逻辑性,不强调结果的对或错。这样,打消了不少学生怕答错问题让同伴笑话的顾虑,引导学生进行独立思考,逻辑推理,把精力放在寻找论据上,广开了“言路”。学生的思路渐渐活跃起来,敢于各抒已见,慢慢地进入了主体角色。为此,笔者在课外科技活动的辅导过程中,只要学生能提出自己的想法,而不完全局限于课本,就及时予以充分肯定和鼓励,尝试塑造鲜明的探究个性。 例如,柑桔是日常生活中常见的材料,用柑桔皮来喷杀蚂蚁也是小孩子常玩的游戏,在辅导科技活动时,有位同学突发奇想:能否用大剂量的柑桔油来喷杀蟑螂?在这种探究性思维的驱使下,我因势利导,先讲述柑桔油致死昆虫的原因,然后引导学生大胆尝试、大胆探究。同学们分别用类似的植物材料如大蒜、洋葱等来喷杀蟑螂,一个个兴致勃勃,没有被从书上找不到答案所吓倒。几经周折、几经苦难,消灭蟑螂的环保型材料“诞生”了,在此过程中,不仅有一次次的探究实验,还把环保型灭蟑液在小白鼠身上做实验(以防对人体有毒害作用),最后在家庭中试用成功。一系列的探究过程完全符合科学探究的基本思路,同学们的科学意识提高了,对科学家那种严谨致学的态度也有了一个新的认识。 (二)培养学生动手动脑 著名教育家陶行知指出,在用脑的时候,同时用手去实验,用手的时候,同时用脑去想,才可能进行创造。探究性学习必须给学生提供既用脑又用手的机会,让学生动脑动手亲身经历问题探究的实践过程,从而获得研究的初步体验,加深对自然、社会等各种问题的思考与感悟,激发起学生探索问题的求知欲和体现自身价值的创新精神,并养成独立思考和重视解决实际问题的学习习惯。 在生物科技活动中尝试让学生设计一顶适于野外捕捉昆虫用的帽子,要求该帽子集捕虫用具于一身,做到一帽多用。具体的设计方案由学生自定,这样,学生通过用脑—动手—再用脑—再动手反复交替,体会到有时想来很容易的操作问题,实际做起来不简单;反之,有的思考时很复杂的步骤,在实际应用熟练后,跳跃几步即可到位。强调动脑又动手、动手又动脑的教学方法,其结果不但灵活了学生们的双手,还活跃了大脑,给了他们跳跃式思维的体验,为日后的解决实际问题能力和创新能力提供了基础。 通过以上教学方法不但使每个学生体验到探究性活动的魅力和乐趣,体验到思维方法和实践操作的重要性,也培养了学生细心认真、凡事要思考的良好习惯,养成尊重科学的道理和重视实践出真知的科学素质。探究性学习是一种全新的学习方式,在探究性学习中,一个好的教师要采取科学有效的教学策略,精心设计一个让学生感到无忧无虑的空间、一个可以探索、表达、分享思想的自我完善的空间,牢牢记住和把握“学生为主体,教师为主导”这一教学原则,唯有如此,才能进一步提高探究性学习的实效性,才能使探究性学习这一重要课程理念发扬光大。
高分子化学论文:高分子化学实验教学论文 1应用型人才培养定位下高分子化学实验教学改革 1.1教学理念上,注重调动学生自身主动性 应用型人才培养的教学理念要求在继承传统教学优势的基础上,大力创新教育观念,坚持以学生为本,调动学生主动性[3]。作为一门实践教学活动,高分子化学实验教学要取得良好的教学效果,必然要更新教学理念。在应用型人才培养定位下,我们确立了以学生为中心地位,尊重学生意愿,充分发挥学生能动性、积极性和创新性的教学理念。在教学过程中,让学生占据课堂的主导地位,将教师的被动教变为学生的主动学,教师定位于学生实验的组织者。教师的主要作用不是讲解,而是组织学生主动思考、动手实验。课堂上,教师不再用权威性的语言告诉学生,什么时候准备实验,选择什么样的试剂,而是把自己融入学生中,和学生一起讨论和思考,学生由被动转为主动,成为实验教学的中心。鼓励学生自己制定标准,自己确定实验步骤,允许按自己设计的预习报告进行实验,如实记录实验现象和实验数据,自己分析实验过程中存在的问题及解决办法。实验结束,鼓励学生自己点评,交流实验过程,总结成功经验,分析失败原因。 1.2在教学载体上,为学生提供充实的实验材料 在教学过程中,教师工作的重点是为学生提供大量的学习资源,使学生处于一种可以选择的、能满足他们需求的自由实验环境。通过开发《高分子化学实验》课件增设多媒体教学内容,将实验项目、基本仪器操作使用等制作课件,并将课程资料上网,学生直接申请下载、预约实验。通过多媒体实验演示,让学生在较短的时间内,直观的掌握更多的实验内容,节省了课堂时间,提高了授课的实效性,为学生的个性培养和自主学习创造了有利的条件。学生也可自行拟定设计课题,学生自己查阅资料,预约教师进入实验室进行指导。对学生自己设计的或自带课题的实验,只要所设计的实验方案合理、实验条件许可,就允许进入实验室开展实验,让学生成为实验的主人。上述课程改革,《高分子化学实验》课程已被评为校级精品课程。另一方面,逐渐开放实验室和仪器设备。常用的玻璃仪器由学生自己保管。大型仪器,如红外光谱、元素分析、激光粒径测定仪、X射线衍射仪、扫描电镜等为学生全部免费开放,学生通过提前预约,可对实验中制备的化合物随时进行分析表征。 1.3改革教学内容,增设综合性和设计性实验 为了增强学生的实践能力和独立思考能力,在教学中注重理论与实践相结合,结合高分子化学的基本问题,将科研成果转化为可供学生实验的教学内容改革教学内容,重新编写《高分子化学实验》教学大纲和实验指导书,删除了部分内容陈旧的验证性和基础性实验,增设综合性、探索性和设计性实验,确保实验教学内容的先进性、新颖性。通过精选实验内容使学生加深对所学理论知识的认识,了解高分子化学领域的飞速发展和高分子材料在人们的日常生活和高科技领域中的应用,为学生将来走向工作岗位奠定基础。在教学内容上,不设置标准答案,挑选应用性和综合性强的实验。将传统的单纯“灌注式”理论教学转变为"教学-文献查找-文献综述-汇报交流-自主实验"的多环节、多方式、互动性、研究性、开放式教学。如实验内容上增选“聚乙烯醇的缩醛化制备胶水”的实验。此实验应用性很强,让学生通过实验亲身感受高分子化学的重要意义和实用价值,增强学生实际动手能力。学生在实验中表现出浓烈的兴趣,相互之间探讨实验的工艺过程和应该注意的事项,对制备的胶水质量互相比较并查找原因,收到了良好的教学效果。在"苯乙烯分散聚合的实验"中,对同一单体选用不同的分散剂,包括有机分散剂、无机分散剂及复合分散剂。通过改变引发剂用量、搅拌速度等,使不同组的学生在不同的聚合条件下进行实验,然后将实验结果进行比较、讨论和总结。对于设计性和研究性实验,教师提前一周告知实验内容,提供部分参考目录,供学生查阅。学生自己设计出可行性的实验方案,经教师批准后进行实验。目前已开设的设计性和研究性实验都是以高分子领域中的最新研究成果并结合本院教师的科研项目与科研经验开设的,如"温度和pH值敏感性水凝胶的制备及对药物的释放性能"、"无皂乳液聚合制备核-壳结构聚合物"等。设计性和研究性实验的开设,能够充分调动学生的学习积极性,发挥学生的主观能动性。使学生把自己所学的理论知识、书面知识和科学研究紧密相结合,提高了学生对于科学研究的认识,同时激发和促进了学生的科研兴趣。 1.4考核方式上,采取组合式考核,提高实验教学效果 实验考核是实验教学的重要环节,是激励学生学习和巩固知识、检查教学效果、改革教学方法的重要手段。多年来,我校沿袭的高分子化学实验考核办法是实验报告和期末理论笔试各占50%。该考核方法导致学生对实验预习、实验操作重视程度不够,考试前死记理论知识,综合实践能力薄弱。在应用型型人才培养的要求下,我们改革了传统的实验考核方法,建立了平时成绩、实验操作考核和笔试相结合的新型考核模式,使实验课的考核和评价能够更加科学化和合理化。在高分子化学实验的考核过程中,采取平时考核和实验考试考核相结合的办法。平时考核侧重于对学生平时学习情况的评价,包括实验预习、实验操作、实验记录、实验报告等内容。实验考试考核既要考查学生的实验基本操作和综合运用能力又要检验学生掌握的理论知识。考试之前教师设定合理的考核内容,包括在规定时间内完成一个完整的实验和理论抽查。实验考试时,将学生每4~5人一组进行分批考试,通过考察学生的基本实验操作,实验方案、仪器安装、结果处理以及产品质量等,考查学生掌握实验技能情况。实验结束后,教师根据实验过程的条理性、实验操作情况以及实验结果对学生实验考试进行评分。操作考试结束后,针对实验过程中的理论知识随机抽查3~5个简答题,考察学生对知识的掌握情况。通过平时考核和实验考试考核相结合的方式,能科学有效地对学生进行学习效果评定,提高学生学习的积极性。 2结语 经过近几年的改革与探索,高分子化学实验教学坚持将知识传授、能力培养、素质提高协调发展的实验教学理念,对实验课程进行了改革和探索,较好的形成了有利于培养学生综合实践能力和研究创新思维的实验教学体系。 作者:李桂英 郭磊 蒙延峰 陈厚 单位:鲁东大学 高分子化学实验教学方法论文 1结合当代大学生成长特点,改进教学方法 1.1网络书本相结合,充分做好实验预习工作 随着网络技术的发展,学生在网络上获取信息的兴趣与能力都不断增强。因此我们将传统的预习报告与网络学习相结合,充分帮助学生详细了解实验原理和意义,熟悉实验操作,增强实验意识。如在每次实验前,都要求学生利用网络自主探索该实验与实际生活的联系,比如有机玻璃的制备,学生可以了解到有机玻璃目前被广泛应用于广告装潢、铭牌制作上等等,在课堂上与其他同学就相关应用前景进行讨论,并将自己的想法融入实验过程,这增强了学生的主人翁和创新意识。同时,我们在实验中心网站上制作实验动画,展示实验仪器的使用,实验装置的装搭,帮助学生更直观的了解实验过程。并明示一些突发情况的处理方法,做到有备无患,例如在制备尼龙66的实验中,原料己二胺是强有机碱,强腐蚀性,我们通过动画的形式告知学生在称取过程中一定要小心,一旦沾到皮肤,应立即用大量清水冲洗,并用3%的冰醋酸或1%硼酸冷敷伤口。 1.2情景带入,边讲边做,让学生成为实验主导 实验课是将理论转化为实践,学生应该成为实验的主导。我们每次实验开始前都会先创设情境,将现实问题的解决与实验紧密联系起来,把照方抓药的实验课转变为学生发现问题、解决问题的实践课。基于充分的课前预习工作,课程中教师重点强调实验的重要环节和容易出现的意外事件。学生以小组为单位,每个小组都会接到一个实验相关的问题,如在苯乙烯的乳液聚合实验中,向学生提问乳化剂在乳液聚合中的作用等,实验结束后进行小组讨论,分析实验结果,得出问题答案。实验过程中有任何问题都可以随时跟老师交流,学生带着问题做实验,在实验中探寻答案,成为主导,教师从知识“传教者”变成“军师”,这样激发了学生的学习意愿,提高了实验课的质量。 1.3认真总结实验报告,强化实验结果与理论的联系 在传统的教学模式中,实验报告往往流于形式,学生只是简单记录实验过程。我们则要求学生对实验中遇到的问题进行记录并查阅资料予以解答,反思实验课与理论课的联系,并尽量多的列举出其他相似的应用,以此巩固学生的理论知识。 2量化考核标准,激励学生认真完成实验的各个环节 实验期末考核并不能真正说明学生的实验情况,出勤率、预习报告、实验操作、实验报告结果和卫生,也是反映学生学习态度、学习情况的重要指标。因此在实验考核中综合了平时成绩和考核成绩两部分。出勤率要求学生做到全勤,不迟到、不早退;预习报告要求书写规范,步骤详尽;实验操作要求学生在整个实验过程中操作规范,认真观察实验现象并记录;实验报告中实验现象分析是否客观,实验结果是否符合预期,课堂上的思考题是否总结到位等;实验结束后的值日工作,要求学生检查关闭仪器,整理教室卫生。期末综合考核以设计性实验为主,教师给出一个实验题目,要求学生提前搜集资料,结合本学期其他实验的操作方法,在考试现场自行选择仪器,装搭实验装置,处理实验结果,教师根据现场操作技能和解决问题的能力等进行评判。 3结语 我们认为高分子化学实验教学应体现出该学科的应用特点,向学生展示高分子化学与实际生活的紧密联系,让他们将理论与实践结合起来,学以致用。在教学方法上,也应确立学生的主导位置,通过交互式沟通培养学生的主动性。在我们的实践中,不少学生反映他们对高分子化学有了全新的认识,学习化学知识的兴趣也大大提高,实验技能得到了进一步增强。相较于四大化学,高分子化学实验仍是一门比较年轻的课程,我们将与时俱进,为更好的开展教学工作努力探索。 作者:张艳 董文佩 张洁 单位:河南师范大学化学化工学院化学实验教学中心 高分子化学论文:高分子化学实验论文 1培养环保与安全意识的必要性 现在的大学生多数为独生子女,在成长过程中,父母更多地注重他们的文化课学习,忽略了对其动手能力和责任心的培养;而中小学在这方面的重视程度也不够,导致部分学生动手能力较差,责任心不强。在实验过程中一方面表现为紧张、不敢操作;另一方面表现出对有毒有害物质的回收处理认识不够,没有环保意识,对水、电、易燃易爆等危险化学品的使用不当,安全意识淡薄。高分子化学实验过程中,必然要接触有机溶剂,易燃易爆、有毒有害物质,防火、防爆、防中毒、防止环境污染是学生时刻需要注意的问题。只有具备环保意识和安全意识,在实验过程中具有强烈的责任心,才能防止环境污染现象的出现和安全事故的发生。高分子化学实验正是培养学生这两种意识的有效途径。因此,我校教师在高分子化学实验教学中采取了多种方式对学生进行环保与安全意识培养。 2环保意识培养 2.1在实验教学中培养环保意识 北京的雾霾天气,使身在其中的人们深切体会到恶劣环境对自身的不利影响。伴随着工、农业生产的快速发展,大量化学污染物进入生态系统,对全球生态环境造成了严重危害,给人类生存带来巨大威胁。因此,环境问题越来越受到重视,对“三废”的处理提出了更高的要求。在现有条件下,与高分子化学有关的生产不可能完全避免使用有毒有害物质,因此,对学生进行环保教育至关重要。高分子化学实验教学是对学生进行环保教育的有效途径,不仅要培养学生的动手能力、分析和解决问题能力,还要重视传授环保知识,使学生有机会、有能力利用所学知识,处理实验中产生的有毒有害物质,主动参与到环境保护工作中,增强学生的环保意识。 2.2加强污染物的回收管理 在高分子化学实验中,常会用到有毒有害、易燃易爆的试剂,最大限度减少污染物排放是师生共同的责任。实验教师要对学生实验过程中产生的废弃物进行严格管理,以增强学生的环保意识。实验过程中,要求学生将所有有害物质回收到指定的回收瓶中,对不能再利用的废液进行无害化处理,对能再利用的进行提纯、重复使用,减少有害物质排放。如果在实验过程中有有害气体生成,则实验必须在通风橱中进行,并对有害气体进行无害化处理后再排放。实验教师必须对实验过程进行监控,发现问题及时解决,并提醒全体学生注意。通过一系列的措施,学生的环保意识不断增强,处理有害物质的能力也不断提高。 2.3采用小量、半微量实验 高分子化学实验使用的很多是易燃和毒性较大的药品,在实验过程中可能会产生一些对人体和环境有害的物质,因此,尽可能减少实验中的“三废”排放量至关重要。高分子化学基础实验旨在培养学生的操作能力和观察能力,要求实验现象明显。实践证明,采用小量实验完全可以满足这两方面的需要。当学生具备基本操作技能后,复杂合成实验可以采用半微量法进行。这样既达到了实验目的,又节约了药品,缩短了实验时间,减少了“三废”的产生,减轻了对环境的污染。 2.4将环保能力列为考核内容 对学生每次实验中试剂取用情况、废弃物回收处理情况、有害气体处理情况进行记录,并记入平时成绩。在学期中的实验笔试中加入废弃化学物品的无害化处理方法内容;在实验操作考试中,安排废弃物处理实验,以抽签方式确定考题,考试内容有:废弃单体和聚合物的处理,高浓度有机溶剂的处理,酸、碱废液的处理,洗涤废液的处理等。 3安全意识的培养 3.1安全教育贯穿教学始终 首先,在理论教学中进行安全意识教育。比如,讲解绪论时,在介绍高分子化合物的合成特点和物理性质后,及时举例说明一些低燃点常用物质,如烷烃、乙醚、乙醇、丙酮、过氧化物等易燃易爆物质,告知使用时要注意防火、防爆。随着教学的深入,逐步强化实验安全教育,介绍常用化合物(如苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、甲醛、苯酚等)的毒害性及使用注意事项,为实验教学做好准备。其次,在实验教学中加强安全教育。在第一节实验课上,采用讲解、演示等教学方式,专门进行安全教育,强调水、电、易燃易爆物质、有毒有害物质的安全使用和事故处理办法。随着实验的进行,要求学生在每次实验课之前,必须弄清楚与实验有关物质的物理性质和注意事项;实验课中,实验教师检查并确认学生的实验装置没有错误后,学生方可继续进行实验;当学生的实验装置或操作方法有误时,可以请其他组的学生指出并纠正错误,以加深学生印象,有效防止类似错误的发生。 3.2利用多媒体课件辅助教学 为有效提高教学和安全教育效果,实验教师还制作了多媒体课件供学生学习。比如基本操作中的“单体的精制”,需根据被精制单体的沸点选择热源,要求蒸馏时不能将烧瓶中液体蒸干。由于实验课时有限,低沸点物质的蒸馏和高沸点物质的蒸馏不能都在课上进行。虽然教师在课上对此进行了多次强调,但还是有很多学生在蒸馏操作中习惯性选择第一次蒸馏时使用的热源,而不考虑被蒸馏组分的沸点。还有些学生不知道何时停止蒸馏,往往一直将液体蒸干。利用多媒体辅助教学可以解决以上问题。学生可以在多媒体课件上看到不同热源的选择方法和蒸馏过程,也可以看到错误操作所造成的危害。通过多媒体辅助教学,学生在这方面犯的错误明显减少了。 3.3将安全意识纳入考核范围 为引起学生对实验安全性的高度重视,我们将实验安全内容纳入考核范围,考核内容包括物质的物理、化学性质查阅,实验装置的安装,实验操作,化学试剂的安全量取,溶剂及产品的回收,实验结束后水、电关闭。此外,在学期中安排一次实验笔试考试,考试内容包含安全操作注意事项和违规操作可能产生的后果;学期末安排一次实验操作考试,考试内容包括实验装置的搭建及易燃试剂的安全使用,反应过程中产生的有毒气体的处理方法等。教师在考前将要制备的目标产物告诉学生,实验方案和制备过程完全由学生独自完成,一组学生(20人左右)由两位教师监考,最后给出操作考试成绩。通过以上改革,学生的安全意识普遍增强,实验教学进行到中期时,已经看不到学生在实验结束后不切断电源、用明火提纯易燃单体、用过的溶剂不回收等现象了。 4结语 通过在高分子化学实验教学中进行环保与安全意识培养,学生在实验过程中的责任心明显增强,处理问题的能力也显著提高。然而,为了培养出具有更高素质、更强责任心的人才,高分子化学实验教学改革还需不断深入。 作者:张宜欣 刘永红 古同男 单位:首都医科大学燕京医学院 高分子化学论文:影响高分子化学的历史故事论文 一、导电高分子的发现 导电高分子的发现充满了戏剧性。1967年,白川英树的研究生做实验时错用了一千倍的催化剂,加上搅拌器凑巧停止,在溶液表面生成了银色的薄膜状物。白川英树以此为切入点,进行了深入细致的研究,终于发现制备膜状聚乙炔的有效方法。1975年,美国的Macdiarmid教授偶然见到白川英树的金属光泽的膜状聚乙炔后,立即邀请他去美国与Heeger合作研究。后来,三人一起获得了2000年诺贝尔化学奖,也被传为佳话。与硝酸纤维素、炭黑增强橡胶等发现一样,聚乙炔膜的发现也是“偶然的”。这个故事也教育我们合作的重要性“。这是我的idea,说出去会不会被别人学去了?”具有知识保护意识固然重要,合作交流能够更快、更有效地促进研究的发展,科研中需要有团队精神。 二、Crothers与尼龙66 深受女士喜爱的尼龙袜无疑是引出缩聚反应的最佳例子。尼龙袜在全美首次发售时,每人限购一双,500万双当天告罄,没有买到尼龙袜的人在裸腿上画纹路冒充丝袜。那么引起如此轰动的商品是如何制造出来的?这个问题吊起了学生的胃口,他们对相应的知识特别用心。1928年,杜邦公司成立了基础化学研究所,Crothers受聘担任该所的负责人,并决心利用二元醇和二元酸的缩聚来支持当时刚刚提出的高分子学说。在实验中,同事偶然发现熔融的聚酯可以抽丝,Crothers意识到这是纺丝原料的特性,并展开了大量的研究。克服各种困难后,最终得到了尼龙66纤维。尼龙66的出现不仅有力的支持了高分子学说,也深入改变了人们的生活。尼龙的发现离不开Crothers。同样让人称道的还有杜邦公司,能够在经济大萧条时期拿出一笔巨款支持没有明确应用目的的基础研究,需要敏锐的眼光和巨大的勇气。注重基础研究,在今天也有着重要的借鉴意义。 三、塑料之父———Baekeland 作为第一种人造聚合物———酚醛树脂的发明者,Baekeland是一个传奇人物。他21岁就获得了博士学位,专利意识非常强。发明Velox相纸后,故意在专利中省略一两步。结果柯达公司不得不两次出资购买。在发明酚醛树脂后,Baekeland及时申请了专利(仅比同行早一天),也得到了塑料之父之称。Baekeland的幸运和知识产权保护意识让人感叹不已。酚醛树脂的发明也是一个成功的科研案例。Baekeland敏锐地意识到绝缘材料在刚刚兴起的电力工业中的巨大市场,将研究目标确定为寻找天然绝缘材料的替代品。他没有立即进行实验,先是充分进行了文献调研。发现早在1872年德国化学家Vaeyer曾把苯酚和甲醛混合产生一种树脂状物质,指出在实验中应防止它的产生。Baekeland反其道而行之,加热加压来加快反应,得到琥珀样的样品,并最终掌握了酚醛树脂的制备方法。他于1907年申请了专利,这年也被视为塑料元年。这个故事充分说明了科学研究的选题和文献调研的重要性,在阅读文献时要注意批判性阅读,不迷信已有的解释。 四、配位聚合和Ziegler-Natta 1953年Ziegler在用乙基铝使乙烯加成的一次偶然失败中发现,镍会抑制反应进行,其他过渡金属也有类似作用。他给博士生Breil的论文题目是“系统地实验整个周期表的元素”来对这一作用进行研究!有趣的是,最终研究得到了一种能使乙烯迅速聚合成为高分子量聚乙烯的催化剂。事实恰好与预料的相反,这充分说明,和预期不同的结果不见得是坏结果!Natta的成功无疑是跟踪世界研究前沿的结果。他在Ziegler催化剂研究之初就派人过去接受指导。在用改进后的催化剂进行了丙烯聚合后,Natta发现它含有高结晶部分,敏锐地“把新的结晶聚合物的结构归之于主链或至少相当长部分的主链上的不对称碳原子都采取了相同的构型”。Natta文章因未披露催化剂的本质这一关键问题,初审被拒稿。而作为编辑的Flory则意识到了文章不寻常的意义,更改了裁决才使得文章得以发表。与Ziegler-Natta的成功相对的是,1943年Fischer希望能找到使乙烯聚合成润滑油的方法,发现“当三氯化铝与四氯化钛并用作催化剂时,液态产物减少而有利于生成固态物”,因此似乎是失望多于希望。另外,Ziegler的学生Wesslan制备聚丙烯后,发现物质的熔点高于聚乙烯,他肯定自己错了,他不相信支化会提高石蜡烃的熔点。他没有认识到熔点升高的意义。这两个故事也从反面再次印证了如何看待实验中的意外。高分子史上还有更多的历史故事,如“的确良”(涤纶),田中耕一发现质谱离子化新方法,聚四氟乙烯和高压聚乙烯的发现等。在高分子化学教学中适当穿插相应的历史故事,不仅可以增加课堂的趣味性,还有助于学生了解科学家思考问题的方式,学习他们成功的经验和失败的教训,培养学生思考研究的能力。 五、结语 最后要强调的是,故事可以有适当的艺术处理,但不应违背历史和科学常识。如有文章这样介绍导电高分子“楼道角落里的一堆既像塑料又闪着银光的薄膜吸引了艾伦教授的注意了。当他好奇地询问陪同的白川教授时,对方不以为然地回答:这只是一堆废品,毫无科学价值”。该描述对百川英树有失公允,引用后会给学生错误的印象。充分利用网络资源对故事进行甄别,可以避免这种事情的发生。 作者:纪仕辰 沈星灿 单位:广西师范大学化学与药学学院 广西师范大学药用资源化学与药物分子工程重点实验室 高分子化学论文:高分子化学分析论文 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连 接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、高分子材料化学的应用 材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。 第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。 第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。三、高分子化学与高科技的结合 当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 随着生产和科学技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。 第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹性功能材料,如热塑性弹性体等。 第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。 第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。 可以预计,在今后很长的历史时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。 四、高分子化学的可持续发展 研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。 高分子化学论文:高分子化学探讨论文 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连 接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、高分子材料化学的应用 材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。 第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。 第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。 三、高分子化学与高科技的结合 当今社会,人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱,而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起,人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料,来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展,出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 随着生产和科学技术的发展,许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来,如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域,下面简单介绍特种高分子材料:功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料;高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴;特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料(化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂)的范畴。 第一,力学功能材料:强化功能材料,如超高强材料、高结晶材料等;)弹性功能材料,如热塑性弹性体等。 第二,化学功能材料:分离功能材料,如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等;反应功能材料,如高分子催化剂、高分子试剂;生物功能材料,如固定化酶、生物反应器等。 第三,生物化学功能材料:人工脏器用材料,如人工肾、人工心肺等;高分子药物,如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等;生物分解材料,如可降解性高分子材料等。 可以预计,在今后很长的历史时期中,特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。 四、高分子化学的可持续发展 研究高分子合成材料的环境同化,增加循环使用和再生使用,减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染,也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成,在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成,探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子,以及用合成高分子来处理污水和毒物,研究合成高分子与生态的相互作用,达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。 高分子化学论文:论高分子化学教育机制建设 为保证实验的顺利进行,我们会让学生展开“往期问题”讨论,将往届学生实验室遇到的实验现象展现给大家:(1)预聚阶段产生气泡,难以排出;(2)浇模时进入气泡;(3)低温反应阶段出现产品与模脱离的情况;(4)后聚合的高温反应阶段,出现气泡,甚至爆聚。学生围绕实验现象展开讨论,讨论结束后教师进行总结:(1)预聚反应时,粘度增大,不要剧烈摇晃锥形瓶,否则会造成空气掺入,形成很多气泡;(2)浇模速度要慢,让流体沿器壁缓慢、连续流入模内;(3)预聚时间要足够长,否则后聚合时因产品收缩率较大,会造成与壁面脱离的情况;(4)低温反应时间要足够长,完全消除凝胶效应,否则高温反应时,会出现气泡,甚至爆聚。制备“人工琥珀”时,为防止产品产生气泡,应注意:(1)物件应充分干燥,否则后聚合时会有水气及气泡产生,影响产品外观;(2)物件表面要用单体或预聚物充分浸润,否则浇模时表面极易残留气泡。此外,不要选取膨胀比相差过大的产品,否则高温处理时会造成产品或模具开裂。为了体现材料的应用性,对该实验进行了改进,扩展内容为透光率的测定。学生在学习理论知识时,已经知道聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)被称作有机玻璃,但是到底它的透光率和真的玻璃相比如何呢?带着这种疑问,学生的学习的主动性提高,学习效果提高,我们的教学效果也可得到大大的提升。为了保证所得透光率数据的可比性,有机玻璃的透光率是使用分光光度计、根据国家标准GB/T2680-94《建筑玻璃———可见光透过比、太阳光直接透射比、太阳能总透射比、紫外线透射比及有关玻璃参数的测定》对“可见光透过比”进行测定的。实验测得PMMA的透光率大都在86~92%,与市场产品的值所提的高达93%相接近。 个别产品透光率较低,原因主要有:(1)表面收缩造成壁面不平;(2)模具夹层厚度上下不一致;(3)表面硬度不够,因擦拭造成划痕。与工业生产相结合,展现材料生产全过程基础性实验与工业生产相结合,开设综合性实验。综合实验要求学生完成从原料准备到产品检测全过程,提高学生的综合能力,尤其是工程实践能力。如“线形酚醛树脂的制备”实验项目,根据金光集团酚醛泡沫恒温板的生产工艺进行了改进,扩展为“发泡用酚醛树脂的制备及性能检测”。作为发泡用酚醛树脂,树脂合成后,学生不再进行常规的粘度测定和固含量测定,而重点进行发泡起发时间和固化时间测定。在25℃,称取酚醛树脂50g,将乳化剂(有机硅泡沫稳定剂)2g和发泡剂(正戊烷)2g加入到酚醛树脂中,用机械搅拌器搅拌1min,然后加入固化剂(对甲苯磺酸∶磷酸∶水=5∶3∶2)8g,同时用秒表开始计时,搅拌30s。一般所得酚醛树脂室温下发泡起发时间70~200s,固化时间3~10min。普通高化实验无非就是高分子材料的合成,要求学生掌握高分子材料的合成工艺。该实验在原有合成实验基础上,增加了“泡沫塑料的成型”工艺学的内容,使学生掌握了利用低沸点发泡剂液体蒸发气化而使聚合物发泡的方法[5],即物理发泡法。实验技术讲座中对泡沫塑料的发泡方法进行详细讲解,如聚氨酯软泡沫塑料是采用异氰酸酯与水(或羧基)反应放出CO2气体的化学发泡法,又如脲甲醛开孔硬质泡沫塑料采用机械发泡法。此外,该生产原有工艺中采用的发泡剂氯氟烃会导致大气层臭氧层的破坏,对人类生态平衡不利,实验室工艺中发泡剂改用了生理毒性较小的正戊烷。 与学生创新成果相结合,组建设计性实验在实验室开放阶段,曾指导学生对“苯乙烯的悬浮聚合”进行改进。实验教材上选用的分散剂多为聚乙烯醇类的有机分散剂,但是理论上也可用无机分散体系。该实验要求学生自选分散体系,进行实验步骤设计,确定实验所需仪器设备及药品。学生有选用Mg(OH)2为分散剂的,也有选用聚乙烯醇为分散剂的。当分散介质蒸馏水为100mL,引发剂过氧化二苯甲酰为0.6g,苯乙烯单体为20mL,搅拌速度为250r/min,在85℃反应3h,分散剂用量选用1mol/LMgCl2溶液3mL和1mol/LNaOH溶液6mL或0.3%(wt)聚乙烯醇溶液8mL,所得产品颗粒均匀且直径较大。前者所得直径2.0~2.5mm,后者所得直径3~3.5mm。因为是设计实验,只要实验方案切实可行的,都可进入实验室做实验,所以学生所选分散剂用量和搅拌速度等都不尽相同。但也恰恰是这种不同,让学生直观地认识到悬浮聚合的一些特点:搅拌速度较大时,颗粒粒径较小;无机分散剂用量过多时,产品的透明度不好;聚合后如不进行表面处理,颗粒表面会残留有分散剂。增加研究性实验项目要求每位学生限选一个研究性实验项目。比如“聚丙烯(PP)/蒙脱土(MMT)纳米复合材料的制备及热性能分析”实验是根据老师的科研方向提炼出来的实验项目[6]。教学与科研相结合,用高水平的科研带动实验课教学,培养了学生的初步科研能力和创新意识。通过高分子化学理论知识的学习,学生已经知道Ziegler-Natta引发剂的发现在高分子科学的发展史上具有划时代的意义,但其主要原料三乙基铝在空气中能自燃,遇水爆炸,对人体有灼伤作用;TiCl4与水接触会发生剧烈反应,冒白烟,对呼吸道有刺激作用,而且该引发剂在空气中放置会失去活性。因此,在引发剂制备及使用时都要采用无水无氧操作,且氮气必须为高纯氮气。通过该探索实验,学生很好地掌握了无水无氧操作技术,如双排管的使用、注射器法和内转移法移取溶液。为提高复合材料的热稳定性能,采用化学反应法制备了MgCl2-MMT复合载体型Ziegler-Natta催化剂,通过单体原位插层聚合法有效地制备了剥离型PP/MMT纳米复合材料。通过该实验,学生了解了蒙脱土有机改性的方法,掌握了Ziegler-Natta复合载体催化剂的制备方法,掌握了一种聚合物/无机纳米复合材料的制备方法———单体原位插层聚合法,了解了无机材料对高分子材料的改性作用。健全实验室开放制度配合学生探索性实验因为课程学时有限,学生有时不能完成高分子材料的性能测试与表征实验内容。通过开放实验室,学生一方面可以继续实验,另一方面可根据个人兴趣,进行探索性实验。为了方便解决学生疑问,高分子化学实验室每天安排有老师值班,随时解答学生疑问。学生探索性实验已经取得一定成果。如“蒲公英橡胶的制备及物理性能研究”,采用组织破碎机破碎蒲公英植株的根部组织,用环己烷萃取破碎物中胶乳成分,将萃取液与水共沸蒸馏,抽滤后得蒲公英橡胶。粘度法测得蒲公英橡胶的粘均分子量为4.9×105;红外光谱法测试显示,所得蒲公英橡胶与天然橡胶的结构相似;差热-热重分析法测得蒲公英橡胶失重15%的温度为271℃,此数值与天然橡胶的测试结果相接近。该项目综合运用了有机化学、高分子化学和化工原理等课程知识,2011年7月获得了第十二届山东省挑战杯大赛三等奖。学生除了可以当面向老师请教外,还可通过《高分子化学实验》课程网站、QQ和飞信与指导老师取得联系。每个老师负责6~8位学生、2~3项探索性实验项目。 实验技术讲座的开展、综合性实验的开设,使学生可以系统地掌握高分子实验技术、高分子材料的合成及性能表征的方法,完善了学生的知识结构。研究性和探索性实验项目切实提高了学生的创造性思维及创新能力。工程性实验项目培养了学生的工程意识,为培养应用型人才提供了新的途径。开放实验室为全面提高学生的创新能力、实践能力提供了有力支持。总之,通过高分子化学实验教学体系改革,有效提高了学生的创新能力和工程实践能力。我们将进一步加强实验教学的研究与探索,不断进行实验教学的改革,提高实验教学水平,为全面培养创新性应用型的高素质人才而努力。我们将从以下几点继续努力:(1)深化教学改革,不断将最新的科研成果应用到教学中;(2)进一步加强实验教材建设,更新教材内容;(3)加强教学队伍建设,吸收高学历高水平的教师加入到实验课程教学队伍中;(4)以精品课程建设为契机,完善课程网站建设,增加知识的先进性、全面性、导向性。 作者:王丽梅 单位:德州学院化学系 高分子化学论文:高分子化学考试模式变革思索 考试不仅是测定和检验学校教学质量最基本、最重要的方式,也是关系教学质量的重要环节。目前,国内工科高校各专业课程考试都存在着一个普遍的问题———考试偏重于理论内容的考核,而轻视学生解决实际问题能力的考查,考试形式集中单一,常常是“一纸考卷定成绩”。这种考试模式会导致学生平时不下工夫学习,考前突击复习,毕业后重理论、轻实践,综合素质下降而不能满足社会的需要。[1,2]因此,对传统的考试内容和形式进行改革,有意识地激发学生的创新意识、创新精神,加强学生科研能力的培养,调动学生学习的积极性和主动性的考试模式势在必行。结合学校的考试改革,针对本校高分子类专业的高分子化学课程考试的现状,提出如何通过课后作业、期中考试、期末考试相结合的形式考核专业理论知识,通过分散考核、课后专题调研报告等方式来考核学生解决实际问题能力,以分散期末考试的压力,有利于学生对所学知识的巩固和掌握,达到素质教育的目的。 一、高分子化学课程特点及考试现状 高分子化学课程是高分子材料以及相关专业的基础课程,是研究高分子的合成原理及其化学反应的一门科学。通过该课程的课堂教学及与课程配套的实验课程,使学生掌握高分子的基本概念、合成高分子化合物的基本原理、聚合方法的选择、控制聚合反应速度和分子量以及分子量分布的方法、高分子化学反应的特征等。该课程需要有机化学、物理化学等为基础,是后继的专业课程———聚合物制备工程基础、聚合物合成原理及工艺学等的必备课程。该课程在整个高分子科学知识体系中起到承前启后的作用,它的基础内容如缩聚反应、自由基聚合、共聚合反应、离子聚合、聚合反应实施方法、聚合物的化学变化等对本专业的其他基础课程———聚合物制备工程基础、聚合物合成原理及工艺学、高分子前沿、功能高分子等课程奠定理论基础。[3]由于高分子化学课程本身涉及物理化学、有机化学、化工原理等学科领域,且也是高分子类专业学生接触的第一门与专业相关的课程,课程内容又涉及大量化学反应,学生对此缺乏直观的认识,因此单一的讲授常常会使学生感觉非常枯燥而难于理解,进而缺乏学习兴趣,因此学生普遍感到此课程难学。针对以上问题,结合高分子化学课程省级精品课程建设,我们尝试进行了一系列教学方法的改革:采用在授课过程中提出一些与科研生产实际相关的问题,引导学生通过运用所学的授课内容相关知识予以解决,激发学生的学习兴趣,以此加深学生对授课内容的理解;采用多媒体给学生演示一些实验、工业生产过程;采用动画方式向学生展示相关原理,这样更生动、直观地将知识传授给学生,以达到较好的教学效果;对课后的习题分类处理,对难度较大的习题进行课间解答,对于一般难度的则课外解答。但根据多年的授课经验发现,仍有学生在期末面对考试时,还存在只死记硬背书本内容的现象和“临时突击”应付期末考试的现象。考试的目的是通过对课程教学效果的检测,帮助教师和学生发现课程教学中存在的问题,进而采取适当措施予以改进,不断提高教学质量。在科技飞速发展的新形势下,传统的考试已不能满足对学生知识掌握程度的评价要求。因此,有必要对考试制度、模式、内容和方法进行改革,使之更科学、合理,并能充分发挥其积极功能。于是,从我校高分子类专业的实际出发,我们提出对高分子化学课程考试进行改革,在课程考试中引入先进理念,注重平时考核,实施全学期分散式考试、动态考核的管理方式。过程中采用“全面性一体化”考试模式。 二、“全面性一体化”考试模式的总体思路及预期目标 改变专业基础课只重视理论教学、学生只是机械记忆专业理论课的弊端。通过考试改革使学生更加牢固地掌握本课程所学基础知识。除期末考试以外,还结合课后作业、期中考试、课后专题调研报告等形式考核专业理论知识,通过分散考核的方式改变学生以往死记硬背、“临时突击”的情况,让学生把工夫下在平时,通过考核方式的改变提高学生学习效果。 1.考核内容更全面、更综合。除全面考察学生对课程基础知识、基本理论和基本技能的把握外,在考核内容方面,加重对学生查阅资料能力、运用所学知识分析问题和解决问题综合能力的考核。以前的课程考试,主要注重考查学生对知识的接收和掌握情况,而往往忽视了对其分析、综合和运用的能力。考试范围一般局限于所用教材,考试重点常常在考前由任课教师划定,结果导致部分学生考前突击,“临时抱佛脚”,也使一部分学生产生了考试作弊等侥幸的想法,考试结果学生学习成绩优劣难分,不能真实反映学生的学习情况,学和不学一个样。这严重伤害了认真学习的学生的积极性,破坏了学校的考风和学风建设。因此,我们把考核内容的全面化作为考试改革的首要方面。 2.考试形式更丰富、题型更多样。考试形式的丰富化是促进目前教育思想转变的有效手段,高分子化学课程内容多,所涉及的知识面广,用简单的一张考卷,不论开卷、闭卷都不能检测出学生对课程知识的真实掌握水平。从新的教育理念出发,结合学校本科生创新实验计划的实施,我们采取了一系列灵活多样的有效形式,如开卷考试与科技小论文形式相结合的方式,口头报告与课堂讨论相结合,模拟操作式考试,等等。尽量避免使用过分偏重于对知识的知与不知的试题,使学生必须经历一个理解、分析、比较、综合过程才能得出答案。根据不同类型试题的特点,在兼顾内容的同时,进行合理搭配与组合,尽量减少名词解释、填空等客观题的比例,增加分析、解决实际问题类型的试题比例,最真实地检测出学生对知识的掌握与应用情况,最大限度地调动学生学习和思考的兴趣。另外,提供一部分选做题给学有余力的学生,以保证他们能充分地发挥与展示自己的才华。根据具体的考试内容和目标,灵活地选择与采用不同类型的试题,充分发挥其最佳测试点。在适当的阶段,进行科学而合理的考试,引导并敦促学生不断努力;通过考试结果的比较、评讲而调动学生的积极性、主动性,促进他们对知识的进一步掌握。完善试题库,推行与实施题库考试,实现教考分离。高分子化学试题库基本包括名词解释、选择、写反应式、简答、计算、论述等题型,可根据需要利用计算机随机抽取一套完整的试题,根据实际情况进行适当修改后形成试卷,评卷时可从计算机中输出相应的标准答案进行评分,再采取集体多人流水作业的形式评卷,以保证考试分数的公平性和准确性。 3.成绩构成更多元、成绩评定更科学。对学生成绩实行综合评定,将平时的考核、考查和期末考试相结合,改变长期形成的“一考定成败”的现象,学生的最终成绩分成五个部分按如下比例计算:课后作业(15分)、课堂回答问题(5分)、出勤情况(10分)、期中考试(30分)、期末考试(40分),总计100分。充分利用平时考核,提高教育教学效果。评分是考试的最终也是重要的环节,学生的某一次考试得分,只表示他对该课程这个阶段知识的掌握程度,并不完全代表其智能水平,故应根据学生的实际情况,结合高分子化学课程的特点、目标、题型采用更加灵活的评分办法:针对主观性试题采用等级评分法、模糊评分法,对客观题型采用准确评分法,再结合学生课堂讨论、口头报告、完成作业等方面综合评价适当给予必要的权重。对不同层次的学生实施多元化的成绩评价模式,把分散式考试、动态考核的管理方式落到实处。 4.考试质量分析与信息反馈。考试质量分析与信息反馈也是促进考试质量提高的重要措施。有必要对考试结果进行科学分析,这样才能抓好考试工作。充分发挥考试对教学的反馈促进功能,提高教学质量。通过试卷分析获得的信息,不仅有利于改进教学方法和手段,指导学生正确有效地学习,同时也对提高考试质量大有帮助。因此,阅卷工作的结束,并不意味着考试工作的完成,还有必要对考试作出定性与定量的分析。定性分析包括对试题质量、学习质量、教学质量提出有针对性的改进意见;定量分析要求统计出各个分数段的人数及所占比例,了解考试成绩分布是否合理,从中找出学生的薄弱环节,并采取相应的改革措施。认真做好试卷分析工作,及时反馈信息;分析学生掌握知识、创新能力的发展情况;分析学生在新的课程教学理念下的学习情况;分析学生学习态度、方式方法的变化情况;分析我们在教学中的薄弱环节,并提出改进措施,进一步优化高分子化学课堂教学,提高该课程的教学质量。 说明:本计划和以往考核的区别在于,通过降低期末考试成绩比例,将出勤情况、课后作业、课堂回答问题、半期考试等形式具体形成考核点。通过考试内容分段考试的形式,强化学生平时学习。期中考试侧重考核学生前半段学习内容,期末考试侧重考核学生后半段学习内容,并注重考核前后关联的综合内容。 高分子化学论文:探究高分子化学学习技巧 一、高分子化学及相关知识领域简介 高分子化学是研究高分子化合物合成和反应的一门科学,根据性能的要求、性能和结构的关系,进行高分子的设计和合成,同时为合成预定结构的聚合物,研究聚合原理、聚合方法、寻找引发剂等是分子化学的任务。目前高分子学科正向纵深扩展:在聚合反应、聚合方法方面、有基团转移聚合、开环移位聚合、微生物方法聚合、天然酶催化聚合;在功能高分子方面,有反应分离膜、液晶态高分子、生物活性高分子、医用高分子,以及各种具有光学(非线性光学)、电学、磁学性能的聚合物;在天然高分子方面,有天然高分子的构成、改性及作为材料的使用等等。 高分子化学内容包括: ①聚合反应、聚合原理,根据聚合机理和动力学的不同聚合反应分类如下:连锁聚合和逐步聚合。连锁聚合包括自由基型聚合(自由基均聚、自由基共聚)、离子型聚合(阴、阳离子聚合,离子型共聚)、配位聚合(属于离子聚合范畴,大多为阴离子聚合)。逐步聚合包括均聚缩、杂缩聚、共缩聚。 ②聚合方法:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合,逐步聚合及界面缩聚。悬浮乳液聚合只用于自由基型聚合反应,所用引发剂分别是油溶性和水溶性的,本体聚合、溶液聚合只用于自由基、离子型聚合及逐步聚合但水不能作为离子在溶液中聚合的溶剂,界面缩聚只用于逐步聚合,各种聚合方法中,聚合体系的组成配方、各组分作用、聚合过程,体系的粘度、散热及温度控制的难易,聚合速度、链转移反应、分子量及其分布等是不同聚合方法主要关注的内容。 ③聚合热力学:单体能否聚合须从热力学和动力学两方面考虑,若热力学上有聚合的可能,再进一步寻找引发剂、温度等动力学条件解决聚合速度问题。从热力学角度分析单体聚合的倾向。可通过聚合热、聚合的上限温度等的估算和分析。 ④聚合物的化学转变:相似转变,聚合度变大的转变(交联、接枝、嵌段、扩链),聚合物降解。 二、高分子化学学习方法 一般而言,对某门课程的学习一方面是各知识单元能否从共同角度去学习和掌握,另一方面是就某一层面、某一角度进行比较和综合。比较是为了避免知识的割裂和混淆,综合则有一个学习认识上的上升过程,通过综合获得解题能力、获得该门课的基本思想及一般思考方法。同样地,高分子化学的各聚合反应也可从几个共同的方面去学习和掌握: 1.各聚合反应研究的重要的问题、主要的控制目标 对于均聚反应(自由基型或离子型),研究的重要内容是聚合速度、平均分子量、分子量分布。而共聚反应则主要集中在共聚物的组成(平均组成、瞬时组成)、组成分布、序列分布。对于配位聚合主要是立构规整性问题,寻找高效络合引发体系,合成预定立构规整聚合物是配位聚合的任务。对于缩聚反应,聚合速度、分子量控制是线型缩聚的优秀问题,凝胶点的控制则是体型缩聚的关键问题。 2.各聚合应机理及聚合特点 自由基聚合:聚合机理的特征为慢引发、快增长、有终止。活性中心是碳自由基,增长反应、向单体、溶剂、引发剂的链转移反应相互竞争,引发速率最小(Ed=105~150KJ/mol,R1=10-8~10-10mol/L·s),反应为引发控制,Rp比Rt大3~5个数量级,反应达到一定的转化率(15%~20%)后,由于凝胶效应会产生自动加速现象,并使分子量增加。自由基聚合时,单体一经引发便很快增长成高分子聚合物,不能停留在中间聚合度阶段,体系始终由单体、高分子聚合物和微量引发剂组成,并且在不同转化率下分离得到的聚合物分子量差别不大。 阳离子聚合:聚合机理的特征为快引发(E1=8.4~21KJ/mol)、快增长(Ep=8.4~21KJ/mol,与自由基聚合增长活化能属同一数量级,由于kt很小、活性种浓度高因而聚合速度要快得多)、易转移、难终止。活性中心是碳阳离子,碳阳离子不能双分子终止,因而无自动加速现象。增长、增长链的分子内重排(氢转移聚合或异构化聚合)、链转移、单基终止相互竞争,阳离子聚合反应时向单体的链转移(CM=10-2~10-4)比自由基聚合时(CM=10-4~10-5)要大得多,且真正的动力学终止比较稀少。活性中心碳阳离子总是与反离子形成离子对,离子对的紧密程度对聚合速度、平均分子量会产生影响。 阴离子聚合:聚合机理的特征为快引发、慢增长(较引发慢而言)、难转移、无终止。活性中心是碳阴离子,碳阴离子增长速率比自由基还快(由于无终止以及阴离子增长种浓度10-3~10-2mol/L比自由基10-9~10-7mol/L大)。引发快于增长,即聚合开始前引发剂已定量离解成活性中心([M]=引发剂浓度),阴离子活性中心几乎同时增长,增长的几率相等,所得聚合物接近单分散性。反离子为金属阳离子,离子对的紧密程度对聚合速度、平均分子量有影响,并影响着链节的构型。 配位聚合:先配位形成σ-π键,然后单体经四元环插入M—R中间而增长。配位引发剂的作用:一是提供阴离子活性种,二是使单体定位并以一定构型进入增长链。引发剂络合中心构型、单体的配位方式及单体和络合中心形成中间体的稳定性决定着各聚合物构型及相对含量。逐步聚合:逐步和平衡,反应无特定活性种,任何带不同官能团的两组份(单体、低聚物)之间均能缩合(连锁聚合中,活性中心只与单体作用,单体相互间或与聚合物间均不反应),反应可停留在中等聚合度阶段,两单体非等量或低温可使缩聚暂停。 3.影响聚合反应的因素及影响规律 不同的聚合反应,其主要的研究内容及控制目标各不相同。了解影响它们的因素及规律,为实验控制提供依据和指导。 ①自由基均聚合 聚合速度(RP):单体浓度、引发剂浓度越大,温度越高,RP越大。选择Ed较低的引发剂,可显著加速反应,引发剂种类的选择和用量的确定是控制聚合速率的主要因素,聚合温度则随引发剂 分解温度而定。 平均分子量(平均聚合度Xn):引发剂浓度、聚合温度也是影响Xn的主要因素,但影响方向却相反,即引发剂浓度越大、温度越高,Xn越小。链转移反应使分子量减小,由于体系中引发剂浓度很低,向引发剂转移而引起聚合度降低比较小。通常选择链转移常数在1左右的化合物作分子量调节剂。 分子量分布:自由基终止方式、凝胶效应对分子量分布均有影响。歧化终止时Xw/Xn=2,偶合终止时Xw/Xn=1.5,有凝胶效应时Xw/Xn=5~10。聚合物微结构及立体构型:自由基聚合分子链上取代基的排布是无规则的。 聚合条件的选择:聚合控制主要借助对聚合条件的选择,它必须兼顾对聚合速度、平均分子量、分子量分布等方面的影响和效果。自由基均聚时,聚合温度、引发方式、引发剂种类及用量、溶剂、分子量调节剂都是可供选择的因素。以溶剂的选择为例,自由基聚合时,须考虑溶剂对引发剂的诱导分解作用,链自由基对溶剂的链转移反应,溶剂对聚合物溶解性能,凝胶效应等的影响,从而兼顾其对聚合速度、分子量、分子量分布的影响。 ②自由基共聚 共聚物组成及组成分布与单体组成、转化率、两单体的竟聚率有关,根据两单体竞聚率r1、r2的特点及相应的共聚物组成曲线(F1~f1),自由基共聚表现为五种有规律的共聚行为类型。共聚产物是组成不一的共聚物的混合物,存在组成分布的问题。恒比共聚时组成不随转化率而变,若单体组成在恒比点附近,转化率在90%以下组成变化均不大,若配料组成偏离恒比组成,则很难得到组成均一的共聚物。 共聚物微结构及链段分布:某一链段的几率随段长而递减。聚合度不够大( 1000)时,聚合物分子的序列分布并不完全相同,聚合度 5000以后聚合物分子的序列分布才比较接近。聚合控制、聚合条件的选择:利用温度、溶剂、PH值、盐类等因素对单体竟聚率的影响,选择适当的外界条件或选择一定结构的单体(Q、e值大小)来实现某一类型的共聚行为。通过控制转化率的一次投料法或补加活泼单体法来达到对共聚物组成的控制。 ③阳离子聚合、阴离子聚合 阳或阴离子均聚与自由基聚合一样,其优秀问题仍然是聚合速度、聚合度、及分子量分布。离子聚合增长活性种为离子,其近旁存在反离子,活性中心与反离子的结合可以是共价键、离子对(紧对或松对)、自由离子,并处于平衡,离子的聚合速度是离子对、自由离子共同引发并增长结果,即便少量的自由离子对聚合速度的贡献比离子对还大。反应介质:溶剂极性、溶剂化能力影响离子对的紧密程度及自由离子的比例,从而影响聚合速度和聚合物的分子量,另一方面,溶剂必须不与反离子反应(在阳离子聚合中)并且在低温下对聚合物溶解,以保持聚合体系的流动性。 反应温度:阳离子聚合时温度对聚合速率的影响比自由基聚合时小,聚合度随温度降低而增大。阴离子聚合时,聚合速率随温度升高略有增加但并不敏感,温度的影响颇为复杂。总的来说,离子聚合因引发活化能小,加之为了防止链转移、重排等副反应,反应常在低温下进行。 ④逐步聚合(略) ⑤引发剂、引发剂的选择 自由基聚合:引发剂有偶氮类(AIBN)、有机过氧类、无机过氧类、氧化还原引发体系(水溶性和油溶性)。引发剂选择时,首先根据聚合方法选择引发剂类型,然后根据聚合温度,选择活化能、半衰期适当的引发剂。一般选择半衰期与聚合时间相同数量级的引发剂。 阳离子聚合:引发剂有普通质子酸、Lewis酸引发体系、电荷转移络合物等。Lewis酸引发体系的引发活性与引发剂、共引发剂的不同组合及配比,主引发剂、共引发剂酸性强弱等有关。 阴离子聚合:引发剂有碱金属、有机金属化合物(金属氨基化合物、金属烷基化合物)、其它亲核试剂。引发剂的活性不同,应与一定活性的单体相匹配而使用。 配位聚合:引发剂有Ziegler-Natta型、π-烯丙基镍型、烷基锂类。Ziegler-Natta引发体系由主引发剂(过渡金属化合物Lewis酸)和共引发剂(主族元素金属有机化合物)组成,Ziegler-Natta引发体系两组份的选择和组合,以及与单体的匹配,对其立构规化能力有很大的影响。聚合物的立构规整度主要决定于过渡金离属组份,而且,引发剂定向能力与均相表面有关。 4.理论依据及思考方法 上述各类聚合反应有关聚合速度、聚合度、分子量分布;共聚物组成、序列分布;体型缩聚中临界反应程度等控制目标的影响因素及影响规律都有其动力学上的依据,或者通过概率法、Flory统计法可推导而得出。 ①动力学方法 根据聚合机理及各基元反应速率方程,在等活性、稳态等假定和某些特设模型的基础上,推导出速率方程、共聚物组成方程,并得出浓度因素对聚合速率、共聚物组成的影响;从总表观速率常数,聚合反应总活化能与各基元反应活化能关系,估算出总的表观活化能大小,并根据阿氏公式:K=Ae-E/RT,得到温度对聚合速率的影响规律。 类似地,从动力学链长、聚合度概念出发(υ=Rp/RiXn=Rp/(Rt+Rtr)),得出浓度因素、链转移反应对聚合度的影响;从聚合度的综合活化能及其与基元反应活化能的关系估算出聚合度的综 合活化能,并得出温度对聚合率的影响规律。 自由基、离子型连琐聚合讨论中用的是上述思想。 5.聚合动力学实验方法 自由基聚合时聚合速度的测定用膨胀计法,阴或阳离子聚合由于聚合速度快,聚合速度的测定用毛细管流动法。 高分子化学论文:高分子化学实验教学概况 摘要:概述了目前国内高校高分子材料与工程专业高分子化学实验教学存在的共性问题和关键问题。提出了高分子材料与工程专业高分子化学实验课程由基础技能实验,综合设计实验,研究创新实验三个模块组成的新教学体系,并在每个模块中引入一些综合性和应用性的实验教学内容。实践证明所构建的实验教学体系在培养学生的创新意识、应用与实践能力方面起到了较好的效果。 关键词:高分子材料;高分子化学;实验教学 高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式,它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化,建立和巩固高分子化学基本概念和理论,获取高分子化学知识,培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中,从“实践教学内容与体系,综合性、设计性实验课的比例及效果,实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业,在实验教学与改革方面的成果积累较少,尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现,目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。 一、高分子化学实验教学现状剖析 1.实验教学体系和内容欠争理 多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。 2.实验教学方法单一 学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。 3.实验嫩学手段落后 在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。 二、新教学模块的实践性探索与成效 针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。 1.基础技能实验教学模块 基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。 基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%~50%为宜,课时数约30学时,开设8~10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。 2.综合设计实验教学模块 综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。 教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%~200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%~1.0%、反应温度设定在75℃~85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。 3.研究创新实验教学模块 设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。 本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。 三、结论 基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。 高分子化学论文:高分子化学课程教学探讨 [摘要]高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,涵盖内容多,需要合理安排教学,运用其他课程知识,用学生容易接受的实例解释理论问题,能够增强学生学习的兴趣,达到较好的讲授效果。 [关键词]高分子化学;教学;实例 高分子化学课程是高分子材料与化工专业的专业基础课,是研究高分子化合物的合成原理和化学反应的科学。学生应具备一定的无机化学、有机化学、物理化学和概率论与数理统计知识才能学好该课程。国内高校多采用潘祖仁先生主编的部级优秀教材高分子化学[1-2],对这门课的掌握程度,影响后续课程的学习。因此学生一般比较重视[3]。但对于初学者来说,认为该课程的内容较多,比较分散,系统性不强,有些知识点理解不透。 1高分子化学的课程特点 高分子化学主要介绍高分子的合成原理及高分子的化学反应,合成原理以聚合反应动力学为主线,衍生到聚合速率和分子量,而这二个指标正是工业生产控制的主要工艺参数,再通过聚合理论方程,讨论温度、介质、单体、引发剂等对聚合的影响。对于连锁聚合,每一种聚合机理都有特殊的引发体系,因此引发剂或引发体系也是高分子化学的重点内容之一。最后一章,聚合物的化学反应,主要介绍聚合物化学反应特征、聚合物的基团反应及接枝、扩链、交联、降解和老化,提出促使降解或防止老化的途径。有学者总结高分子化学课程有“五多”的特点,即内容多、概念多、头绪多、关系多和数学推导多[4]。该课程专业理论性强,概念复杂,抽象难懂,一定程度上影响了学生的学习兴趣[5]。 2课程知识点浅析 该课程序论中,除了介绍高分子化合物的基本概念、命名、发展历程及结构方面的基本知识外,重点介绍分子量。高分子的分子量大且具有一定的分布是高分子化合物的主要特点,其作为材料的力学性能主要由分子量及其分布决定。该部分内容介绍,需使学生明白高分子的分子量与小分子的相对分子质量的区别。缩合和逐步聚合反应中,首先通过二种双官能团单体参与的线形缩聚过程示例,第一步反应,得到二聚体,第二步反应可以得到三聚体、四聚体,此时体系中含有一、二、三、四聚体的分子,第三步聚合,体系中可能含有八、七、六、五、四等聚体,假若反应就此终结,体系中产物的聚合度不同,由此使同学们很容易理解聚合反应得到的产物即聚合物,分子量存在一定的分布。同时自然引入官能团等活性概念,才能从纷乱的聚合反应中抽取出本质特征,用一个速率常数描述同种官能团的反应特征。在课程体系中,活性中心等活性概念是高分子化学的基本思想,因此要借助实验数据进行例证,分子碰撞理论进行阐释。还需要明晰N0和N的含义。有二个相同的羟基,肯定体系中存在另一个分子含有二个羧基,因此平均每个分子链含有一种基团;对于均缩聚,更是如此。这点一定让同学理解,因为后面的理论方程推导要不断用到。另外,反应程度p是一个非常重要的概念和度量,定义为参与反应的基团数(N0-N)占起始基团数N0的分数[2],代表某种基团的转化率,反映了聚合反应的反应进程。缩聚反应中产物分子量分布,Flory利用统计法,根据等活性概念假设,以双官能团单体均缩聚为例,形成x-聚体每个键的成键几率为p,分子末端一个不成键几率为(1-p),推导了线形缩聚的分子量分布关系[2]。实质上,每一个键的成键几率不同,按照反应程度概念,应该是随着聚合度增大,p增大,为了处理简便,等同化,根据乘法原理,即得x-聚体的数量分布函数。后面自由基聚合、共聚合、离子聚合和配位聚合,都属于连锁或链式聚合机理,聚合一般都包含链引发、链增长、链终止和链转移几个基元反应。首先,要有活性中心的形成,进行链引发反应;正是根据其活性中心的不同,将其分为以上自由基聚合、离子聚合等。 有关其机理及分子结构的形成,与有机化学中的空间位阻效应、共轭效应有关。聚合动力学与物理化学知识有关,需要同学学前不妨复习下以前学过的有关内容。对于自由基聚合,介绍其英文词汇为Radical,含有“激进、活泼”之意,故可以作为活性中心,故教材中一般用R•表示,黑点代表单电子。聚合物中单元结构主要在链增长阶段完成,故链增长过程直接影响聚合物分子结构。①键接结构。增长过程中,结构单元间的连接存在“头—尾”、“头—头”(或“尾—尾”)两种可能形式,一般以头-尾结构为主。原因是以尾-尾连接,活化能大。列举生活中的实例,如小轿车、“和谐号”动车车头,都采用流线型,头部体积较小,阻力较小。微观上的化学反应也遵循同样道理。②立体构型。自由基上C为SP2杂化,与单体作用时既可从上方也可从下方进行作用,自由基聚合物分子链上取代基在空间的排布是无规的,但从空间位阻考虑,无规结构中,间同结构略占优势。③几何构型。双烯类单体,还存在几何异构,倾向于形成反式结构,都可以根据空间位阻进行解释。这样同学就容易理解高分子结构比较复杂的特性。另外自由基聚合的引发效率,主要是①诱导分解。诱导分解实际上是自由基向引发剂的转移反应,也就是说,自由基诱使引发剂分解,消耗掉引发剂,作无用功,故使引发效率降低。②笼蔽效应,主要指溶液聚合中,引发剂分子处于溶剂的包围中而不能发挥作用,可以想象,引发剂分子周围存在一层层的溶剂分子和单体分子相隔的球形包围圈(好像笼子一样),初级自由基遇到单体,直接作用,形成单体自由基,若遇到溶剂分子,不能作用,被弹回,有可能与下一个初级自由基结合,甚至与溶剂分子结合,使引发剂分子白白消耗,引发效率降低,称为笼蔽效应。由此派生出单体的活性与浓度、体系粘度和引发剂浓度,都影响引发效率,使同学将知识学通、学活。自由基共聚合中,关于链自由基的活性,一般认为带有共轭取代基的链自由基稳定,同学不易理解,以射击为例,若自由基上存在共轭基团,单电子不再归属于某个原子,离域程度大,行踪不定,这样用枪瞄准难度增加。单体相当于枪,就不易和它反应,故该类自由基活性差。 若链自由基带有非共轭取代基,其单电子位置固定,活动空间小,容易瞄准击中,即容易和单体发生反应,该类自由基活性高。烯类单体的离子聚合中,单体适宜于进行阳离子聚合还是阴离子聚合,主要取决于单体的结构,考虑取代基的诱导效应和工轭效应。带有π-π共轭体系的单体都能进行阴离子聚合。如果取代基具有吸电子性质,更易进行阴离子聚合。因为吸电子基降低双键上电子云密度,有利于阴离子进攻,并使形成的碳阴离子的电子云密度分散而稳定。而具有推电子取代基的烯类单体可进行阳离子聚合,因为推电子取代基增大了双键上电子云密度,有利于阳离子进攻,并使形成的碳阳离子的正电性降低而稳定。苯乙烯,丁二烯等含有共轭体系的单体,由于其π电子云的流动性强,易诱导极化,能进行阳离子、阴离子或自由基聚合。阴离子的活性聚合在理论上和实际应用中具有重要意义,要让学生明白活性聚合的原因、应用价值。配位聚合,要重新复习下无机化学中的配合物知识,其引发体系中,过渡金属为中心原子,它提供空轨道,烯类单体作为配体在空轨道上活化、按照一定的方向或方式进行配位、插入到增长链中,因此所得产物立构规整度一般较高。聚合物的化学反应,是聚合物改性、扩大聚合物品种的手段之一。接枝、交联等使聚合物分子量增大,降解、老化使聚合物分子量降低。用鲜活的实例向同学介绍,这样学生学习时不觉得生硬,便于接受。 3结语 作为一名高校教师,能够将复杂的原理讲解得浅显易懂,抽象的理论能够结合现实生活具体化、简单化,语言生动,课堂气氛活跃,学生对所讲内容有强烈的兴趣,这门课程的授课质量才有保证。 作者:廖肃然;迟长龙 单位:河南工程学院 高分子化学论文:高分子化学实验教学初探 摘要: 实验教学是培养复合型创新人才的重要实践环节,《高分子化学综合实验》是高分子材料科学与工程专业本科生的专业基础课之一。本文针对目前高分子化学实验教学体系中存在的问题探讨了教学改革的途径:通过开展多层次的教学内容,引入综合型、设计型和趣味型实验,结合现代教育技术,灵活应用互动式教学模式,引导学生对高分子科学的科研兴趣,发挥学生的主观能动性,并树立严谨的科学态度,培养其独立的思辨能力和创新能力。 关键词: 高分子化学实验;教学改革;创新能力 高分子化学是高分子学科的重要领域之一,是以实验为基础的自然学科[1,2]。《高分子化学综合实验》是我校《高分子化学》精品课程建设中重要的实践性教学环节,是高分子材料科学与工程专业和材料化学专业本科生的专业基础课之一。实验教学的目的是促进学生理解和掌握高分子化学理论知识并将其应用于实践,从而增强动手能力以及分析问题、解决问题的能力[3~6]。我校的《高分子化学综合实验》课程已开展多年,课程中开设了一系列具有代表性的实验,但在实践过程中也逐渐暴露出了一些问题,譬如,实验教学体系还不够系统,实验课内容中的验证型实验较多,难以提高学生的思辨能力和创新能力,教学方法和手段还不够多样化,不利于提高学生的学习积极性和增强教学效果。为提高教学质量,培养具有创新意识和创造能力的复合型人才,推进广东省精品开放课程———《高分子化学》的建设,对《高分子化学综合实验》教学体系进行改革势在必行。改革后的《高分子化学综合实验》除了能使学生在有限的实践过程中有效巩固本学科的理论知识,掌握基本实验技能,还应提高其自身软实力,通过实验课的开展引导学生对科研探索产生兴趣,发挥其主观能动性形成创新思维,同时增强其发现问题和解决问题的能力。为建立这样一套科学的《高分子化学综合实验》教学体系,应始终贯彻以学生为本的教学理念,从教学内容、教学方式、教学模式三方面系统开展教学改革。 1教学内容层次化:合理配置验证型、趣味型、综合型、设计型实验 传统的高分子化学实验教学项目以验证型实验为主,实验教材中写明实验目的、实验原理、实验注意事项等,教师在课前进行讲解,课堂上学生依据讲义中的操作流程进行实验,并通过实验结果验证高分子化学的理论知识。目前,《高分子化学综合实验》中已开展的验证型实验包括引发剂分解速率的测定、膨胀计法测定自由基聚合动力学。尽管在进行验证型实验的过程中学生的基本操作技能得到了训练,但是因为实验结果是明确的,实验留给学生思考和发挥创造力的余地非常有限[7,8]。为提高学生的工程素养和创新能力,应以充分调动学生主观能动性为突破口,调整高分子化学实验课的内容,引入设计型、综合型、趣味型实验项目,使教学内容更加层次化、系统化。 (1)设计型实验的实施过程中,教师预先给定学生实验设计要求,学生据此查阅相关文献和资料,自主设计实验方案并独立完成实验,通过观察实验现象分析实验成功和失败的原因以及影响实验结果的各种因素,由此让学生得到科学的思维训练。例如,苯乙烯的悬浮聚合可以作为验证型实验,预先给定实验条件,让学生“照方抓药”地进行实验,也可以作为设计型实验开展,不设定实验条件,只提出实验产物的设计要求———制备颗粒均匀、大小适中的聚苯乙烯粒子,让学生从配方(包括分散剂类型与用量、单体和水的比例等)、反应温度和搅拌策略等方面入手设计实验方案,最终独立完成实验并评价产品是否达到要求。让学生们始终带着“如何实现设计要求”的问题,进行“调研设计实验分析总结”的训练过程,通过这种锻炼能够充分发挥他们的主观能动性,大大提高其分析问题和解决问题的能力。下图是两组学生采用悬浮聚合所制备出的聚苯乙烯粒子,图1(a)显示颗粒直径在1.5mm~4mm之间,若增加有机分散剂聚乙烯醇的使用量还可以制备直径更小、粒径分布更均匀的聚苯乙烯粒子,如图1(b)所示。 (2)综合型实验的内容和过程较为复杂,涵盖了不同的知识点,开展此类实验能够锻炼学生综合运用所学知识和实验技术的能力,并有利于学生建立正确的科研思维和培养严谨的科研态度。譬如,以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,可以从产品设计的角度出发,采用“原料精制单体聚合产品性能检测”的思路将其扩展为综合实验内容。在苯乙烯悬浮聚合之前引入“苯乙烯单体和引发剂的精制”的实验内容,可以使学生巩固洗涤、萃取、蒸馏、结晶等基本实验操作。将苯乙烯悬浮聚合延伸到聚合物的下游应用,如交联聚苯乙烯粒子(聚苯乙烯离子交换树脂骨架)的制备与性能的研究,可以使学生体验一个较为完整的功能高分子材料合成的全过程。考虑到实验的难度和复杂度,该实验着重考察交联剂的用量对交联密度的影响。由于交联剂/单体摩尔比对产物的交联密度有影响,粒子最终会表现出不同的溶胀性。通过测定其在良溶剂中的溶胀度,学生可以非常直观地获得配方设计对聚合产物性能影响的相关知识。以苯乙烯悬浮聚合为优秀内容,经过一系列扩展后建立的综合型实验涉及原料的提纯、聚合反应、聚合物的改性以及性能评价的内容,该综合实验具有很好的系统性和延续性,既能全面提升学生的实验技能又能培养学生全局思考实验问题的能力,具有重要的教学实践意义。 (3)兴趣是最好的教师,采用有趣的与日常生活密切相关的实验项目,做到趣味性与知识性、实用性结合,寓教于乐激发学生们的兴趣,可以显著提高教学成效。例如,在高分子化学实验内容中引入甲基丙烯酸甲酯的本体聚合(有机玻璃的制备)实验,学生可以自制有机玻璃相框或有机玻璃坠,将心爱的相片、小挂件、干花镶嵌在自己合成出的有机玻璃中。为了让有机玻璃制品更美观,还可以加入不同的着色剂,制备颜色各异的有机玻璃制品,实验过程因此而变得充满乐趣。学生们对该实验表现出了极大的兴趣。为了制备出合乎自己心意的“作品”,学生们会自发对反应条件进行优化,密切观察实验现象,防止聚合时产生气泡或温度失控发生爆聚而制备出失败的产品。在后期的热处理过程中,有部分学生很急切地盼望看到“作品”,在课余时间也会来实验室查看热处理过程是否已经完成。由于上课人数较多,实验课都是分批次进行的,通过对比可以发现后批次进行该实验的学生会比第一批学生准备更充分,制备出更多美观和特别的“作品”,这也反映了学生们对实验有浓厚的兴趣,融入了更多的设计理念,有助于激发学生的创新意识。图2展示的是学生通过本体聚合制作的成功、失败或有缺陷的有机玻璃制品。 2教学方式多样化:应用多媒体、虚拟化、网络教学等现代教育技术 高分子化学实验的教学普遍采用的是“言传身教”的方式,学生需要在有限的学时内掌握实验要领,这种单一的教学方式会限制教学质量的提升。借力于现代教育技术,普及视频教学、虚拟化教学、教学网站的应用能丰富教学方式,提高学生们的学习兴趣与学习效率,强化教学效果。 (1)视频教学:相对于文字讲义、口头讲解的方式,视频演示的优势在于能够使学生对高分子化学实验有一个初步的感性认识,预先从心理层面接受实验内容和掌握实验方法,提高实验成功率,增加教学质量。譬如,根据高分子化学实验教学大纲,可以将甲基丙烯酸甲酯本体聚合、发泡聚氨酯的制备等教学内容拍摄成教学录像,向学生演示基本实验流程,突出实验操作中的要点、难点、注意事项等,让学生对实验流程和仪器设备的使用方法获得直观地认识。须注意的是,教学视频虽然能再现实验过程,但不能替代学生亲自动手操作的环节,所谓“会看不一定会做”,只有实践才能让学生真正掌握实验技巧。 (2)虚拟化教学:对于一些受限于实验条件难以开展的实验教学项目(如原子转移自由基聚合)或具有一定危险性的实验项目(如高温、高压聚合等)可以应用虚拟化教学方式,通过模拟仿真实验过程,演示实验现象,穿插操作要点和注意事项等,让学生开拓眼界,学习更多的实验技术和研究方法。原子转移自由基聚合是“活性”自由基聚合的一种,因为具有巨大的应用前景而受到广发关注,引入“ATRP的动力学研究”的实验内容有助于学生们掌握“活性”自由基聚合的原理和特点。尽管如此,在本科实验教学过程中开展ATRP实验项目难度很大。ATRP通常以亚铜/胺络合物作为催化组分,由于聚合所采用的催化剂量很少,即使存在微量的氧气就能大大降低催化剂的活性,导致聚合难以进行。因而,除氧的效率对于聚合的成败十分关键。首先,聚合之前须对反应溶液以及反应釜预先除氧,加料和取样时也应避免引入空气,这对学生们的操作技术要求很高,相对于普通自由基聚合,该聚合方法的成功率大大降低,实践教学效果难以收到理想效果。其次,通入反应体系中的惰性气体须预先经过除氧柱才能使用,并且该除氧柱中的填料事先必须活化(用H2或CO还原),该活化过程危险性极高,存在潜在的安全隐患,因而“ATRP的动力学研究”不适合纳入本科生的实践教学。采用仿真技术将“ATRP的动力学研究”制作成虚拟的演示实验,则能有效地化解以上问题。根据实验流程可以将“ATRP的动力学研究”的演示实验分解为惰性气体净化、反应器和反应混合物的除氧、聚合反应(包括引发、增长、终止)、取样和干燥称量等步骤,可有效促进学生们对ATRP原理的理解。此外,聚合过程中ATRP催化剂的颜色会发生变化,因而该仿真实验具有良好的指示性和演示度。 (3)实验教学网站:建设专门的实验教学网站,上传课件、讲义和教学视频,方便学生有效利用课余时间进行预习,有助于提高学习效率。此外,还可以通过网站开辟答疑专区,促进教师和学生们之间或者不同班级、不同专业的学生们之间的交流,营造良好的学习气氛,互相促进和互相提高。总之,一切教学方式都应以提高学生自主学习效率,激发学生学习兴趣,提高教学效果为宗旨。 3教学模式人性化:灵活应用互动式教学 传统的高分子化学实验课主要采用教师预先讲授继而学生动手实践的教学模式,无法达到现代教育以树立学生创新意识和培养学生创新能力为宗旨的教学要求,而采用互动式教学模式能活跃课堂气氛和促进师生之间的交流,是适应当代教学需求的一种教学模式。例如,在实验课堂中,授课教师可以随机抽取平时已经做过的实验考察学生的掌握情况。问题归纳法也是互动式教学方式的一种。在批改完实验报告之后,教师可组织学生们进行归纳和总结,分析各个实验成功和失败的原因,让他们对实验现象和结果分析得更为透彻,提升学习积极性。互动式教学过程中师生互为主体,学生发言可以帮助自己整理思路,强化对实验项目所涉及知识要点的理解以及对实验技术的掌握。若遇到学生对实验结果存在疑问,想通过再一次的实践验证自己推断的情况,授课教师应预留时间和提供实验场所、试剂、器材等,有效组织二次课堂的方式,用开放和包容的心态为学生开启探求真理的大门。 4小结 高分子化学实验教学改革是一项系统工程,应始终以学生为本,从教学内容、教学方式、教学模式三方面进行,改革后的高分子化学实验教学除了应该促进学生掌握基础知识,提高实验技能之外,更要发挥学生的主观能动性,引导其产生科研兴趣,树立创新意识和培养创新能力。改革过程中教育者应明确改革目标,不断修正或改变教学方法,为培养高层次的创新人才不断努力。 作者:赵颖 罗美香 蒋智杰 姜蕾 张安强 吴水珠 单位:华南理工大学材料科学与工程学院 高分子化学论文:分析高分子化学 人类从一开始即与高分子有密切关系,自然界的动植物包括人体本身,就是以高分子为主要成分而构成的,这些高分子早已被用作原料来制造生产工具和生活资料。人类的主要食物如淀粉、蛋白质等,也都是高分子。只是到了工业上大量合成高分子并得到重要应用以后,这些人工合成的化合物,才取得高分子化合物这个名称。但提到合成高分子材料(聚合物)的应用与发展,人们在想到它们极大地方便我们的生活的同时,很多人会想到“白色污染”,甚至将水污染、大气污染等各种环境问题的产生怪罪于高分子,这说明他们对高分子并不十分了解。当今高分子的功用无处不在,而人们认识高分子时,往往忽略了它带给人类生活的巨大变化和种种利益,不了解它为人类文明做出的贡献是巨大的。 一、高分子化学的内涵 1.何为高分子化学 顾名思义,高分子就是相对分子质量很高的分子,它是高分子化合物的简称。高分子化合物,又称聚合物或高聚物,是结构上由重复单元(低分子化合物—单体)连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大,小到几千,大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支,同样也是从事制造和研究分子的科学,但其制造和研究的对象都是大分子,即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子,称为高分子、大分子或聚合物。 2.高相对分子质量与高强度 相对分子质量和物质的性质是密切相关的,是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能,才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯,都是直链的烷烃化合物,但是分子量变化很大,其机械力学性能因而也有极大的区别。 3.高分子科学的主要内容 既然高分子化学是制造和研究大分子的科学,对大分子的反应和方法的研究,显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题,也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有:如何将低分子化合物连接成高分子化合物,即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子,其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子,就要去合成具有特殊结构的高分子。 二、高分子材料化学的应用 材料是人类社会文明发展阶段的标志,是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工,具有一定结构、组分和性能,并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用,把人类由工业社会推向信息和知识社会。可以说某一种新材料的问世及其应用,往往会引起人类社会的重大变革,材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料,家家离不开高分子材料,处处离不开高分子材料,是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的,高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料,另外许多精细化工材料也都是高分子材料。 第一,塑料:一类是通用塑料,如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等;另一类叫工程塑料,其强度大,如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。 第二,纤维:人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物,通过不同的加工,生产出了各种纤维制品,极大地满足着人类的需要。 第三,橡胶:天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制,于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶,如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。 第四,精细化工:比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品,如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油,使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂,以及各种吸水树脂等都是高分子产品。 高分子化学论文:高分子化学教学中无机化学知识的有效融入 摘 要 高分子化学中融入了大量的无机化学知识,在高分子化学教学中,适当的引入无机化学中的相关知识,将有助于学生更好的学习高分子化学知识。文章根据教学实践,介绍了无机化学知识在自由基聚合、离子聚合以及平衡缩聚中的运用情况,取得了较好的教学效果。 关键词 高分子化学 无机化学 高职院校 教学 “高分子化学”是高分子学科一门重要的专业必修课,是继无机化学、有机化学、分析化学和物理化学之后新开设的一门科学,主要研究高分子化合物的合成原理及其化学反应,该课程的学习为学好后继专业课程奠定了基础。然而,“高分子化学”由于内容抽象、概念多、公式复杂等特点,使得很多学生特别是高职院校的学生在学习该门课程时信心不足。因此,为了培养学生学习该课程的积极性和主动性,增加该课程学习的趣味性,提高该课程学习的质量,很多一线教师开始探索该课程的教学方法。其中,陈静、王小龙、何冰晶等①②③④认为,教学中不能孤立的去讲授该课程,应注重加强高分子化学知识和有机化学知识的有效衔接,取得了很好的教学效果。然而,笔者在教学中发现,对于高职院校的学生来说,无机化学知识在高分子化学学习中同样具有举足轻重的地位。文章Y合作者多年的教学实践和心得,分析了无机化学知识在高分子化学教学中的运用情况,既提高了教学效果,又达到了温故而知新的目的。 1 自由基聚合 自由基聚合反应是连锁聚合反应中最重要、最典型的一种聚合反应,生活中约60%高分子材料,都是按自由基聚合反应合成的,如:PE、PP、PVC、PMMA、ABS、SBS、SBR、丁氰胶、丁苯胶等。自由基聚合反应是单体借助于光、热、辐射、引发剂等的作用,使单体分子活化为活性自由基,再与单体分子连锁聚合形成高聚物的化学反应,聚合过程见图1,也就是说,要想使单体小分子转变成高聚物,活性自由基是贯穿着整个自由基聚合反应的主线,然而,什么是自由基?自由基是怎么产生的?自由基的活性以及自由基的化学反应等问题是教学中的一个难点,学生只有掌握了自由基方面的内容,才能更好的学习接下来自由基聚合机理的问题。因此,教师上课时必须首先讲自由基知识。 自由基,化学上也称为“游离基”,是指化合物的分子在光、热等外界条件下,共价键发生断裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。授课时,应结合无机化学知识系统的复习共价键的相关知识。共价键概念最早是由美国化学家路易斯提出的,通常是指两个原子通过共用电子对形成的化学键,而这两种原子的电负性一般相差不大。共价键可以是单键,也可以是双键和三键,根据共价键的极性情况,又可以把共价键分成极性共价键和非极性共价键,极性共价键通常是由不同原子组成的,非极性共价键通常是由同种原子组成的。当学生充分了解了共价键的相关知识后,再进一步讲清楚共价键是如何断裂形成自由基的。共价键在不同的外界条件下发生断裂的方式不同,如图2。通常共价键在光、热等的条件下易发生均裂,形成的两个原子各带有一个未成对电子,叫做自由基;在极性溶剂或者催化剂作用下易发生异裂,产生了带有不同种电荷的离子。至此,学生便了解了自由基是什么,自由基是如何产生的问题。 然而,对于一个小分子来说,共价键通常有很多个,在形成自由基的时候究竟是哪一条键发生断裂呢?即影响共价键断裂的因素是什么?此时,教师又可以展开讲授共价键断裂的因素有哪些。如此讲解,帮助学生揭开了自由基神秘的面纱,从根本上解决了学生的疑虑,对接下来的学习更有信心。 在讲授自由基聚合反应时,必须要讲到它的引发体系,其中引发剂是最常用的引发方式,要重点讲解。常用的引发剂主要有偶氮双腈类、有机过氧类、无机过氧类和氧化―还原类引发剂。对于前三种引发剂,其共价键的断裂通常发生在C-N、O-O键之间,因为相对于C-C、C-H键的键能,C-N、O-O键的键能要低很多,也就是说共价键的键能越小越易断裂,越易形成自由基。然而,含有弱键的引发剂通常要在较高的温度下才能分解成自由基,若是聚合反应要求的温度较低该怎么办呢?此时可以在过氧化物类引发剂里加入还原剂,便成了氧化―还原引发体系,这里面除了有共价键方面的知识外,还涉及到无机化学里面的氧化还原反应的相关知识。如过氧化氢和亚铁离子氧化―还原引发剂引发的方式见图3,过氧化氢是氧化剂,具有氧化性,亚铁离子是还原剂,具有还原性,两者发生了氧化还原反应。 亚铁离子把自己的一个电子给了过氧化氢,形成了氢氧根离子,本身化合价升高变成了正三价铁离子。然而,在讲授过硫酸盐和亚铁离子引发体系的时候,如图4,该引发体系产生了一个带负电荷的硫酸根自由基,这和大多数学生一贯认为自由基应该是电中性的认识是不吻合的,因此这里要结合以上自由基的知识进行拓展。自由基可以是电中性的,也可以是带电的离子,判断某种物质是不是自由基,关键是看是否存在不成对的电子。 2 离子聚合 离子聚合是另一种重要的连锁聚合方式。由于反应活性种所带电荷的不同,离子聚合可以分为阳离子聚合、阴离子聚合和配位离子聚合。⑤和自由基聚合反应不同,离子聚合对体系中的水、空气及杂质等非常敏感,且通常在低温下进行,给科学实验和工业生产增加了难度。然而,离子聚合反应在高分子合成的理论研究上和工业生产上同样具有着重要的地位,有些重要的聚合物只能使用离子聚合的方式进行合成,如热塑性弹性体SBS、聚甲醛、丁基橡胶等。因此,离子聚合也要详细讲解。 2.1 阳离子聚合 当烯类单体双键上带有推电子取代基或者具有共轭效应的基团时,该单体具有富电子性质,易被阳离子进攻,发生阳离子聚合。在讲到阳离子聚合时,阳离子引发剂既是重点,也是难点,必须好好讲。常见的阳离子引发剂通常是亲电试剂,即电子接受体,被称为广义上的“酸”。当让学生回顾“酸”的知识的时候,多数学生一脸茫然,可能是对之前所学的酸的概念记得不是很清楚了。因此,这里必须要先帮助学生回顾无机化学中酸的知识。酸碱质子理论认为,凡是能给出H+的物质都是酸,如HClO4、H2SO4 HCl、H3PO4等,这些酸在溶液中会离解成质子氢,从而引发单体聚合。但是质子酸反离子亲核能力较强,在聚合过程中容易和活性中心结合导致反应提前结束,一般不能得到高聚物。酸碱电子理论认为,酸是任何可以接受电子对的分子或离子,由于该理论是美国化学家G.N.Lewis提出的,将此类酸称为Lewis酸,如BF3、TiCl4、SnCl4、AlCl3等。Lewis酸中除了少数能单独引发聚合外,大多数Lewis酸需要和能够提供质子或者碳阳离子的物质一同引发聚合,称为助引发剂,如水、醇、氢卤酸等。BF3和助引发剂水的作用如图5,可以看出BF3中的B的空轨道接受了水的OH中的O提供的孤对电子而形成的离子对。当讲清楚酸的相关知识后再学习阳离子聚合引发体系内容,学生会更容易接受。 高分子化学论文:轻化工程专业学科平台课《高分子化学与物理》的教学改革实践与大学生创新能力培养 摘要:《高分子化学与物理》是轻化工程专业(染整方向)开设的重要学科平台课,该课程的学习对后续相关课程的学习、创新能力的培养、毕业论文的开展和科学研究工作等方面具有重要的意义。因此本文结合专业学科特点,通过转变《高分子化学与物理》课程的教学理念、完善教学方法与手段,激发学生学习兴趣、培养创新意识、提高动手能力和提升科学情操,使得该专业的毕业生在社会发展和科学研究中施展才华和作用。 关键词:高分子化学与物理;教学改革;科学研究;创新能力培养 一、《高分子化学与物理》课程特点 经过高分子科学与技术的快速发展,高分子的理论发展与应用已经渗透到物理学、化学、材料学、生物学等各个学科与领域,具有鲜明的学科交叉特色。高分子化学与物理的研究成果已经进入了我们日常生活的每个方面[1-6]。作为一门多学科交叉、实用性很强的学科,高分子对各个工业部门和科技领域的渗透作用已成为不争的事实,所以在现行中国高等教育的本科专业中,如化学、应用化学、材料化学、材料物理、复合材料、轻化工程、包装工程、纺织工程、生物工程和环境工程等许多非高分子专业都将高分子相关知识作为必修课和选修课。 非本专业《高分子化学与物理》教学的侧重点在于阐述现代高分子科学已成熟的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,对涉及高分子科学研究前沿的理论、测试方法以及高分子的新产品介绍等内容点到为止,该课程的学习为轻化工程专业学生开启了一扇通往高分子科学的窗户,引导学生了解高分子化学在高分子学科中的地位,通晓课程的主要研究对象和研究内容,为后续专业基础课的学习和高分子在染整中的应用奠定基础[1,2]。通过多年的教学实践证实,对于轻化工程专业(染整方向)的本科生来说,《高分子化学与物理》课程教学呈现以下几方面的特点。 (一)基础课程,衔接不够 对于轻化工程专业(染整方向)的本科生,高分子的学习显得尤为重要,一方面后续课程(如《纤维化学与物理》、《染整工艺原理》和《染料化学》等)的学习必须以高分子为学科背景,另一方面大学生的生产实习、创新学分实验、创新训练计划和本科毕业论文等实践性环节的开展也必须要有高分子基础,因此为了让染整方向的本科生了解和掌握高分子的基本理论知识和应用,开设了《高分子化学与物理》学科平台课程。该课程的学习必须以《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》的课程学习为基础,但江南大学轻化工程专业将《高分子化学与物理》课程设置在大二下学期,《物理化学》等课程也在此学期开设,因此课程开设时间过早,缺乏基础课程的知识,建议在大三上学期开设,以期获得较好的教学效果。 (二)内容多、学时少,课时紧张 《高分子化学与物理》课程主要包括高分子化学和高分子物理两个部分,其中高分子化学部分包括高分子科学的发展历史、发展趋势,基本概念、分类与命名、基本原理、高分子合成反应与方法等,涉及逐步聚合、自由基聚合、离子聚合、配位聚合和共聚合等;高分子物理部分则侧重于高分子的结构(如链结构、聚集态结构等)、分子运动、力学状态与转变,物理性能等。对于高分子专业的本科阶段,通常会开设《高分子化学》和《高分子物理》两门课程,分别在32至48学时不等;而对于轻化工程专业,只开设了《高分子化学与物理》一门课程,48学时,相对来说内容多、课时少。在这样的情况下,教学活动的有效开展、课程体系的完善、讲授内容的连贯与取舍等都显得非常重要,对任课老师是一种不小的挑战。 (三)注重理论,缺乏实践 《高分子化学与物理》是一门以实验为基础的自然科学,但轻化工程专业只开设理论学习课程,没有相关实验课程。为了使学生能够更好地掌握课程学习内容,同时培养学生的动手能力和分析、解决问题能力,提高学生的实验技能,相应的实验课程的开设显得非常迫切,能够让所学知识与理论在实验中得到验证,注重理论与实践的结合,让学生从最初的原料出发,选择合适的聚合方法与聚合反应,得到在实际生活中真正用得上的高分子产品。 二、教学改革举措 针对轻化工程专业《高分子化学与物理》的课程特点,结合本校的实际情况,要求学生在理解基本概念和掌握基础理论的基础上能够了解高分子的应用,重点培养他们的实践与创新能力,作者经过几年的教学实践和摸索,总结了几点教学改革举措。 (一)规划本科培养方案,合理调整课程设置 目前我校轻化工程专业的课程设置还存在一定的问题,建议对本科培养方案进行修改,在《高分子化学与物理》授课前完成《有机化学》、《物理化学》和《无机化学》等基础课程的学习,这样才能提高学生的学习效率,增强他们的学习兴趣,便于更好地掌握相关理论与知识。 (二)多媒体资源课件与传统板书有效结合 多媒体课件具有丰富表现力、良好交互性和极大共享性等特点,它可以将枯燥乏味的理论知识直观化和形象化,能够充分调动和发挥学生学习的积极性和主动性。但在运用多媒体教学的同时也出现了诸如教师几乎不写板书,学生不记笔记等问题,严重影响了教与学的质量。建议对任课教师的教学大纲、考核方式、教学难点与重点等相关教学文件进行监督,要求授课过程中课件放映与传统板书相结合,将学生上课情况、学生主动参与积极性、平时作业等与学生的最终成绩挂钩,进行综合评定。 (三)增设实验课程,提高学生实践能力 《高分子化学与物理》是一门理论与实践相结合的课程,实验课是对理论课学习的有效补充,通过直观的现象和结果验证理论学习的真实性,帮助学生理解所学理论知识,因此实验课的教学显得尤为重要,建议在轻化工程专业开设实验课程,但涉及的实验众多,要求任课老师充分考虑实验的可操作性、重复性和可行性等方面,认真编写实验讲义。此外,学校和学院应重视实验室配套设施建设,突破实验教学完全依附于理论课程教学的传统框架,增加启发式实验和创新性实验所占比例额,注重验证性实验、启发式实验和创新性实验有效结合,开动学生的思维,发挥学生的潜质,提高学生的创新意识。 (四)理论联系实际,注重启发式教学 《高分子化学与物理》是一门相对来说比较抽象、枯燥的课程,但它也是一门应用性很强的课程,高分子材料用途广泛,遍及现代社会生活中衣、食、住、行、用等各个方面,因而在课程讲授时注重理论联系实际,将抽象的概论、理论与实际应用有机结合,将对课堂教学效果起到重要的促进作用。 三、创新能力的培养 (一)培养方案中开设新生研讨课和专业导论课 为了提高学生对专业的认同感以及学生的学习兴趣和热情,可以尝试在本科培养方案中针对大学新生开设新生研讨课和专业导论课,以趣味讲座和座谈的方式进行专业介绍,了解专业背景,告知学生轻化工程这个专业是以化学与高分子为学科背景的,加强学科平台课程的学习至关重要。 (二)实施学生双导师制 全面推进学生双导师制是确保创新型人才培养的重要手段,企业导师和校内导师组成课程小组,共同确定课程教学大纲、教学内容、教材及承担教学任务,使专业理论课程与行业实际需求紧密结合。 (三)强化实验课程学习和创新能力培养 实验课程采用自主设计实验,在实验大纲的规范下完成实验要求,将验证性实验、启发式实验和创新性实验有机结合。在国家大学生创新创业计划项目、江苏省大学生创新创业计划项目和江南大学大学生创新训练计划项目等资助下,实现学生创新训练的全参与和全覆盖,指导教师从选题开始就应该注重基础理论知识在创新实验中的应用,达到学以致用的目标。 (四)强化学生的毕业论文(设计)指导 毕业论文(设计)是学生毕业离校前最后一个实践性环节,也是所学基础理论知识得到充分应用的关键环节,因此可以从课题的选择、采取的技术路线、拟采用的研究方法和达到的预期目标等方面进行合理规划与设计,充分发挥学生所学知识与理论的应用,提升学生运用知识的综合能力,强化学生的专业基础。同时,轻化工程专业的毕业生中从事与高分子相关行业的人数众多,学科交叉特色鲜明,为学生的出国深造、攻读研究生和就业奠定坚实的高分子基础。 四、结语 根据国内外行业需求和自身特色,通过教学改革与实践,围绕复合型、创新型染整专业技术人才的培养目标,通过理论与实践相结合、教学和科研相结合、校内与校外相结合、科学素养与人文情怀相结合的人才培养模式,注重理论知识的传授与学生创新能力的培养相结合,全面提高和调动学生的学习积极性和学习兴趣,为学生的学习与工作奠定坚实的基础。 高分子化学论文:生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学探索 摘 要: 《高分子化学与物理基础》是高分子材料与工程、生物功能材料等专业的专业基础课,也是材料化学、应用化学等专业的选修课。本文针对本校高分子化学与物理在生物功能材料专业教学中体现的学时少、教学内容广等特点,探讨如何提高该学科的教学质量,激发学生的探知欲望、强化学生的创新意识和能力等问题,提出合理安排教学内容、理论联系实际、多种教学方法相结合、网络教学方法的运用、开展互动式教学等具体措施,提高教学效率。 关键词: 高分子化学 高分子物理 生物功能材料 教学探索 高分子化学和高分子物理是高分子科学相关专业的专业基础课。在专业课程设计中,一般两门课程独立设置,其中各占有48到72学时不等。我校的生物功能材料专业开设了高分子方面的课程,其中高分子化学与物理是该专业的专业基础课。根据该专业特点,生物功能材料涉及领域较广,从无机陶瓷材料到有机高分子材料都有涉及。该专业学生只需掌握有关高分子化学和高分子物理的基本理论知识和应用技能,因此我们开设了高分子化学与物理课程,所设学时为56学时,开设时间安排在二年级下学期,为三年级开设《高分子材料化学》等课程打下一定基础。该课程内容涉及高分子材料的合成与实施方法,高分子材料的结构、性能、成型加工及其应用,是一门多学科交叉、实用性很强的学科。根据该课程具有涵盖内容广,物理化学和有机化学知识运用较多等特点,这样有限的课时设置就给授课带来了一定困难,导致学生在理解和应用本课程知识方面具有一定难度。另外,我校该专业物理化学课程设置在二年级下学期和三年级上学期,其中物理化学反应动力学部分讲授时间较晚,这也给高分子化学与物理的授课带来了一定困难。那么如何在有限的学时内系统地讲授高分子学科基础知识,是本文需要重点探讨的问题。 1.选择教材,合理安排教学内容 受授课学时的限制,我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》,由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,教材内容全面,难度适中,比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状,我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分,重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容,自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解,聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应,又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容,例如聚合动力学的推导,在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下,我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式,仅提出聚合动力学基本知识,引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分,我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变,简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节,对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排,重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握;简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握;自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法,突出了本课程重点、拓宽了学生知识面,克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。 2.理论联系实际,提高学生学习兴趣 高分子化合物广泛存在于日常生活中,如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等,食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素,建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃,行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用,其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学,单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣,教学效果不显著。为提高学生学习兴趣,我们在讲解基本知识的同时,注重理论和实际相结合,列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时,对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解,对聚乳酸生物材料进行了系列概述,包括其生产方法、原理和应用等;自由基共聚合部分,讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丁苯橡胶(SBR橡胶)等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯(PTFE)用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层,聚氯乙烯(PVC)用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中,讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故,例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展,以增强课堂的趣味性;讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外,让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称,指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成,并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理;通过举例讲解方式,激发学生自主学习兴趣。 3.多媒体与板书教学方法相结合,提高教学质量 高分子化学与物理基础课程知识面广,其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强,学生理解相对比较困难。因此,我们在教学过程中注意多种教学形式相结合,提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式,同时辅以板书讲解,取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来,又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来,这样可以使学生更容易理解所学内容。例如,在讲解配位聚合时,利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程;自由基聚合实施方法中,利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程,高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型,等等。通过多媒体的运用,可以使抽象的教学内容具体化,有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷,比如讲课节奏过快,学生难以吸收;教师过于关注幻灯片屏幕,减少了和学生的交流互动,等等。在实际教学过程中,还应注意和板书的有效结合,对重点知识内容采用板书的形式进行讲解,取得了不错的效果。 4.网络教学方法的运用 针对多媒体教学存在讲课节奏过快,学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点,对重要章节,我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上,对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境,提供多媒体录播室进行教学视频的录制,最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点,例如学生学习自主性增强,真正发挥学习的主观能动性,学生学习在时间和空间上少了许多限制,学习的探究性更加深入。另外,网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较,相互之间取长补短,知识面更广。随着现在网络技术的发展,学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用,大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足,大大提高了教学效率。 5.开展互动式教学,发挥学生的学习主动性 教学是教师和学生的共同行为,学生是课堂的主体,教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主,忽视了学生“学习”的主动性,学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”,导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状,我们采取课堂互动的教学方式,包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动,取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容,提出一些讨论问题,例如在讲述缩聚反应时,提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料,自己寻找答案,并在下次课堂上让学生进行讨论,然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力,又增强了学生的学习主动性,提高了学习兴趣。另外,我校为农业院校,虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业,但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况,我们在授课内容安排上,对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论,给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时,我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景,主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述,对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论,我们锻炼了学生分析思考问题的能力,这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础,提高了学生的学习积极性和学习兴趣,加深了对本课程的理解。 6.结语 通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课,但其理论性强、概念抽象难懂,如何让学生在掌握该课程基本理论的同时,调动学生的学习积极性,培养学生的自主学习能力和创新意识,是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上,继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索,以提高该课程的教学质量。
生物科学论文:师范学院生物科学论文 1国内高等师范院校生物科学专业通识教育存在的问题 1.1通识教育课程体系与目标分离 从现行的课程设置来看,虽然生物科学专业在形式上增设了通识教育课程的模块,也增设一些选修课,但实际上能够真正体现通识教育本质的课程并不太多。目前大学通识事件中最严重的问题就是通识教育课程无法全面覆盖到通识教育目标要求上。由于通识课程内容零散杂乱,缺乏课程设置的逻辑起点。因而导致了通识教育没有形成科学合理的课程体系,课程结构也缺乏系统性。从课程内容看,很多高校存在的问题都一样,就是通识性不足,知识层面多数停留在介绍上,较少涉及到其思想深度上,对学生的精神领域关注不够,很难达到为学生的未来发展搭建宽广综合的基础平台的目的。 1.2将通识教育等同于基础课 过去,不少高校曾将通识教育当作高等教育里为专业教育打基础的基础教育。然而,通识教育被认为是基础教育其实是一种误解,通识教育不直接与专业相联系,它的目标是培养学生的基本素养,包括文化科学知识以及人文关怀的精神等。通识教育与专业教育的联系虽然存在基础性的一方面,却不能将其等同为基础教育。事实上,基础教育可以看作通识教育与专业教育的中间环节,具有通识教育和专业教育两者的一些特性。 1.3缺乏完整、有效的通识教育课程体系 我国教育在中学阶段就开始文理分科,且课程体系中的人文教育内容较为狭窄,到了大学教育阶段,就体现为通识教育内容不够全面,课程设置专业性很强,而通识教育流于形式,只是象征性地开设一些有关人文社会科学的课程,而人文素质的培养不是通过办几场讲座、开几门课程就可以实现的。缺乏一个课程体系能够将通识教育与专业教育完整的融合。没有科学的课程和课程论便不会有科学的教学,因此,课程设置在教育体系中总是处于中心地位,如何建立一个完整、有效的通识教育课程体系已成为目前高等师范院校生物科学专业亟待解决的问题。 2加强通识教育与专业教育的融合 教育是科学化的人文教育与人文化的科学教育的有机整体,主要是以人的全面发展为最终目的的。因此,教育无论在哪一阶段,都需要重视通识教育与专业教育的融合。 2.1促进通识课程和专业课程的交叉综合化 通识教育课程是师范类与非师范类本科生都必须学习这类课程。通识性课程对于师范生来说,既不学习“教什么”,也不学习“如何教”,更不是专业的知识,但学习这些通识性课程,能为师范生提供一个广阔的平台,形成开阔的视野,为师范生教师素质的形成打下基础。当今社会,通才教育正替代专才教育成为教育改革的主流,高等师范院校培养的师范生首先要具有广博的各科基础知识,用更多学科专业知识以外的其他知识,提高自身的科学和人文素养。生物课程在内容上有着极强的学科交叉性,对生物教师的各项知识都有挑战,因此就需要生物教师除了掌握过硬的生物学科知识,还要了解相关学科的知识,因为不同学科直接是相互促进和影响的,生物教师只有全面的掌握相关学科内容,才能使生物教学更加完整的展开。通识教育与生物专业教育间的交叉和渗透,对于长期接受理科思维训练的生物科学学生来说,人文学科知识的学习有利于学生专业知识的学习,能够培养直接思维、发散性思维方式,人文的力量与生物科学的力量以及艺术、思维力量等有效结合,才有助于生物专业方向的发展。为了推进通识教育与专业教育的融合,高等师范院校生物科学专业应该制定人才培养方案,在课程设置上要保证通识性课程所占的比例,促进通识教育与专业教育间的交叉与渗透;在课程结构上,要实现跨学科的有机融合,打破通识课程和专业课程之间的壁垒,使学生具有广泛的综合性和宽厚的知识;在课程内容上,要教给学生最基础性的知识,却能使自然科学内容与人文科学内容相互联系、相互融合,跟上知识更新发展的速度;在课程形式上,要使学生通过学习各种形式的通识课程和专业课程,实现知识的综合化。 2.2提高教师队伍的素养,贯穿通识教育 “百年大计,教育为本;教育大计,教师为本。”加强通识教育与专业教育的融合,不能只依靠几门通识性课程,也不能脱离专业教育课程,而是要借助教师的力量把通识教育贯穿于专业教育教学的全过程,寓通识教育于专业教育之中。要提高生物科学专业教师的个人素养,这样才能有效推进通识教育与专业教育有效融合,才能培养学生拥有科学的思维方式和追求真理的精神,实现学生独立思考的精神层面的问题。一是要通过宣传引导;二是要通过政策激励;三是要通过加强管理,对教师的教学行为进行督促和约束。 2.3在第二课堂中体现通识课程和专业课程融合 通识教育和专业教育都不应仅仅体现在第一课堂上,要实现这二者更好的融合,就要由第一课堂教育和第二课堂课外活动、社会实践和实训实习有机结合,在第一课堂和第二课堂各自的活动融入学会求知、做事、共处和做人的理念。根据高等师范院校生物科学专业人才培养目标的定位,应能使学生通过实践,在生活中体验和推进通识教育与专业教育的融合,这就要求教师要在学生的社会实践和实训实习中有意识的引导学生。另外,在第二课堂中通过举办各种形式的讲座、课外读书活动及其他课外活动来提高学生的身心修养,开阔他们的视野,让学生在学习专业知识的时候,提高专业技能的同时,启发艺术灵感和哲学思考,将专业教育方式与通识教育有机地结合起来。 3结语 生物科学专业培养出的学生主要是知识面广,能力强的专业人才。因此,师范院校就如何发挥优势办好该专业,成为构建相应管理模式的一个必要问题。为此,就需要我们融合了通识教育和专业教育的课程设置,才能够实现知识传授与能力培养的统一,通才教育与专才教育的统一,学科教育、素质教育与教师教育的统一,使学生能够培养成为基础扎实、知识面宽、素质高、能力强的生物学教师。 作者:陈存 徐晓燕 何应森 单位:成都师范学院生物科学系 生物科学论文:专业英语的生物科学论文 一、现阶段生命科学专业英语教学中存在的问题 1.师资队伍不强大,教学方法较传统。 由于生命科学近年来保持着迅猛的发展速度,国内外科研不断取得新突破,因而对教学上的要求越来越高,尤其是对师资力量上更是对教师提出了新的要求。因为专业英语课程开设的时间不长,很多教师对这门课程的教学摸索也并非很深入,由此导致教师上课时仍采用教师讲、学生听的传统教学模式。而生科专业英语中,专业词汇较多,同时又难以记忆,再加上很多知识仅凭简单的讲授是很难理解和吸收的,因此课堂教学中学生反应较不积极,效果较差。 2.教材难以与教学配套,考核方式存在欠缺。 就目前的生科专业英语教学所采用的教材来看,主要有两种:一类是国外原版教材,另一类是国内统编教材。两种教材各自是针对不同基础的学习者。对于理论性强的教材,难度极大,学生的大部分精力都会集中在看懂教材,而对专业知识的学习较少;对于较简易的教材,学生既能看懂也能知晓一部分专业知识,但是这样的教材只能让学生学习到很肤浅的知识,也达不到教学的效果和目的。国内的教材大多是选编国外专业书籍中的内容,时效性不强,同时受到编写成员思维及习惯的影响,编写内容很难覆盖近期科学发展前沿的内容。在目前的高校考核中,大部分院校对生命科学专业英语的考察,太专注于词语、短语的运用和语法的考察等而忽视了英语知识的考察,导致很多学生的学习无法达到既定目标,专业英语应用能力也并未得到显著性的提高。以上是笔者结合本院校生科专业英语的教学发现的几点问题。从总体上说,这些问题对教学效果的有效实现造成了障碍。 二、引入科研文献教学法后专业英语课程上的教改 在生命科学学科快速发展的背景下,应适当阅读文献,了解世界前沿的发展水平,开阔眼界,培养学生的创新能力和知识获取能力。针对上文中生科专业英语教学中问题,在引入科研文献教学法后,笔者认为应从以下几个方面进行积极的改正。 1.选择难度较低,结果明确,实验方法较简单的研究性论文引入课堂。 大量分子细胞水平的研究论文虽然研究内容和方向很热门,但由于学生缺乏相应的专业知识,仅用课堂时间无法带领学生理解文章大意,而且使用PPT讲解课程,由于大量图表、缩写和实验方法复杂,大部分学生无法集中精神理解,反而效果不好。而使用诸如鸟类、植物和昆虫等文章,则学生大多有直观地了解和认识,讲解过程中也更易于理解。另外,使用生态学领域的论文,也能增加学生的兴趣。比如草甸生态系统的稳定性和不同元素添加之间的关系,通过调查植被的多度和丰度衡量以及在不同元素添加的水平下比较试验,解释物种多样性对生态系统稳定性的意义。再比如通过鸟类对不同颜色花蜜的选择,设计比较试验,研究有色花蜜对鸟类吸引力以及有色花蜜在植物进化中的意义。这些文章都能够非常直观地将自然界所观察到的结果通过实验数据展现出来,比较分子和细胞水平的研究,对学生有更强的吸引力。 2.编写讲义,并建立有效考核方式。 由于在教学中采取了科研文献教学法,因而在选取教材的过程中,难度适当加大。对于专业英语的考察,要包含英语知识和专业知识两方面。在加入科研文献教学法后,考核应采取更加开放性的方式,例如论文写作、科研文献阅读心得写作、科研文献分析等方式,更加注重学生的综合运用能力,能让学生将所学会的知识得到正确适当地利用。考核过程中也要适当注意考题的难度,由于科研文献毕竟较一般英语课程难,可以在课堂提高要求,在日常成绩中拉开学生档次,而在笔试考试中,相对降低难度,达到大部分学生可以接受的程度。比如大部分学生能够理解文章大意,但缺少相应的写作能力。在考试中可以使用汉语作答,检验学生的理解能力,而在打分时使用汉语作答给予80%的分数。实验证明,这样的考核方法确实能够拉开学生的档次。 3.适当延展论文知识,提高教学效率。 随着互联网技术及生命科学技术的快速发展,生命科学有关的科研文献不计其数。采取科研文献教学法之后,不仅挑选能有效协助教学提高、最具代表性的高质量文献,而且讲解中如何延展扩充知识也是必须面临的问题。大部分学生不可能紧跟教师的思路,阅读一篇完整论文,讲解之前需要给学生一些必要的知识。比如讲解生态系统稳定性与添加元素的关系时,首先要讲解生态系统稳定的意义以及怎样衡量稳定性,文章中使用物种的变异系数代表稳定性,进一步讲解变异系数如何计算以及其他方面的应用。再比如讲解蚊子对不同疟疾感染期鸟类血液的偏好时,首先要讲解疟疾的发病规律和生活史,这样才能保证大部分学生能够跟得上课程进度。大部分学生的注意力仅能够维持20~25分钟,所以需要在课程中加入延展知识,带领学生暂时地从文章中走出来,才能在随后的阅读时重新回到文章中去。 4.合理对待文献,促进教学。 科研文献的教学能在极大程度上弥补当前传统教学中出现的一些问题,但是在教学过程中应合理对待文献,以期实现更好的教学效果。首先,得处理好文献与教材之间的关系。教材是教授之基,通过学习教材学生能掌握基本的生命科学上的知识和基础概念,从而形成对学科的正确理解。将文献引入课程后,学生明显对文献的兴趣大于对教材的兴趣。科研文献的教学,只能是在学生具备一定专业素养之后才能顺利开展,即把握基础才能深入发展。其次,要将科研文献的讲解与课后作业有机结合。对科研文献的讲解目的是为了让同学们能更好地运用文献,因而在适当讲解之后,为了巩固教学效果、强化知识理解,应布置一定的教学作业,如文献汇报等,以保障课后的有效巩固,促进教学成效最大化。 三、结语 在生命科学专业英语教学中引入文献教学法,能有效解决传统教学中存在的问题,即提高学生的学习热情,丰富了教学内容。同时还能保障学生紧跟时代前沿步伐,不断深入研究,实现生科专业英语教学的目的,培育高素质人才。 作者:方强 赵威 单位:河南科技大学 生物科学论文:野外实习生物科学论文 1地方高校生物科学专业野外实习的现状与分析 1.1师资队伍总体实践能力低下与实习队伍扩大的矛盾 教师是教学的主导,教师实践教学能力的高低对于学生实践能力的培养有着直接的影响。野外实习指导是一项专业性很强的工作,需要雄厚的专业技能和实践经验。近年来,由于专业教师的新老更替,高校生物科学专业绝大多数教师是毕业后直接走上讲台,虽然教师的学历不断攀升,教师队伍呈显年轻化,但年轻教师由于缺乏足够的科研实践经历和实习指导经验,致使实践能力和水平不能满足实践教学的需要。另外,实践教学队伍缺乏稳定性,部分实践教学教师的工作热情不高,不能潜心研究实践教学,从而难以保证实践教学的质量。普通高校的扩招使学生人数逐年增加,参加野外实习学生人数的增加,带来了相应的实习管理、后勤保障困难,实习配套设施跟不上,专业教师对每个学生辅导难度加大等问题,在短期内难以使学生实习达到预期效果。 1.2实习过程对生物资源和生态环境的破坏 目前,很多高校在动植物野外实习过程中采用“粗放性采集式”和“掠夺性捕捉式”的标本采集模式,缺乏从对生物资源的保护和生态环境承受力的角度做出科学、合理的规划。因此,野外实习对资源和环境造成了极大的影响,主要表现可以从植物实习和动物实习两个方面进行分析。在植物实习中具体表现为:第一,教师将标本采集数和种类作为学生实习的考核依据之一,导致学生在实习中误认为采集数量多多益善,甚至不惜花费大力气采集一些难以采集的或者罕见植物,以提高实习成绩。因此,这种标本的采集形式,对野生植物资源造成了极大的破坏和浪费;尤其是对那些稀有种类而言,其破坏作用甚至是毁灭性的。第二,教师一般要求学生对小型植物进行整株采摘,对大型植物进行构件采集。这样的采集方式,对小型植物的打击几乎是毁灭性的,若采集数量巨大,足可以造成部分地区某些物种的消失,特别是稀有种和特有种。以作者所在单位为例,连续多年在正宁县中湾林场基地实习,对学生比较感兴趣的玉竹Polygona-tumodoratum(Mill.)Druce和黄精Polygonatumsibiri-cum的连年采集,使其在短时间内很难恢复,数量越来越少;对大型植物而言,教师要求尽量采集能够反映种群特征的繁殖器官。一些构件的丧失将会直接影响部分植株正常的生长和新陈代谢,导致整个植株的衰败甚至死亡。这种粗放的采集方式不仅对野生植物资源本身产生了巨大的威胁,而且也不利于维持生态平衡。在动物实习过程中具体表现为:动物标本的采集不是针对单一物种,而是对所有可以采集的野生种类的几乎是“掠夺性捕捉式”采集。由于实习基地单一,学生所能见到的动物的种类和数量有限,再加上对动物的采集手段局限,实习基地的连年不换,导致该基地的这种掠夺是长期的。随着我国高校办学规模的不断扩大,野外实习对生物资源和生态环境的破坏性有继续扩大的趋势。 1.3重过程、轻结果,缺少对学生主动性和研究性的培养 在实习经费紧张和实习基地局限的情况下,好多地方高校简化甚至中断了野外实习,实习环节得不到保障。部分高校对野外实习认识不到位,大大压缩实习时间,利用短暂的几天时间对一门课程进行综合实习,学生刚刚进入实习状态,实习就结束了;把专业的野外实习变为“观光采集形式”或“捕捉形式”,采集到的标本得不到很好的利用,不能系统地联系物种与其分类地位的关系、生物特征与其生态环境间相互适应的联系;实习走过程,内容单调,缺乏对学生主动性和研究性的培养,实习效果不理想。高质量的野外实习,不仅可以验证和巩固理论知识,扩大学生专业知识范围,培养学生的科研能力、动手能力、吃苦耐劳和团结合作精神,而且还能培养学生学习的主动性和积极性。通过合理的动植物野外实习,不仅可以使学生有效了解生物在经济、社会和生态环境中所起的重要作用,而且能够激发学生热爱大自然的情操,提高珍惜生物资源、保护生态环境、保护生物多样性的主动性和积极性,促进他们的科研意识、环保意识和生态意识,增强人与自然协调发展、保护资源与环境可持续发展的观念。 2野外实习教学模式改革与探索 2.1提高认识,争取支持 野外实习是培养学生专业技能的关键环节,是连接理论知识和深入了解大自然的桥梁,是理论联系实际的有力保障。通过有效的野外实习,可以使学生全面掌握专业技能,提高教学质量,取得良好教学效果,争取教学管理部门的大力支持和对生物科学专业野外实习教学的重视,其必要性、重要性不容忽视。我院领导积极争取学校教学管理部门对野外实习实践教学的重视,经常邀请学校领导和教学管理部门亲临实习基地,对我院的野外实习过程进行全面指导和检查,及时研究和了解野外实习所面临的问题与困难,积极采取相关措施。近年来,在基地建设、设备投资和师资技能培训等方面得到了学校的大力支持,从而保证了我院野外实习工作的顺利进行。 2.2建立一支高素质的实习指导教师队伍 教师在实践教学中起主导作用,指导教师的实践教学水平是决定学生实践能力的关键,也是有效完成野外实习的重要保证之一。目前,不少地方院校的实践教师业务素质与培养具有高素质专业技能的需要还存在一定差距,加之生物科学更新的速度不断加快,理论知识的补充相对容易,而实践教学能力的培养是一个长期训练的结果。因此,我院从两个方面加强实习指导队伍建设:一方面要求教授、副教授、讲师等骨干教师都必须参与实验、实习、课程设计、课外科技创新活动、学生专业技能训练等实践教学环节的教学与指导,采用“青年教师导师制”,以老带新,帮助中青年教师尽快成长,提高实践教学能力;另一方面邀请兰州大学、西北师范大学的著名动植物野外实习专家加入我们的实习指导教师行列,指导实习,并介绍指导教师在野外实习过程中应该从哪些方面着手才能真正培养学生实践能力,帮助我们解决野外实习过程中遇到的实际问题。这样,不但可以帮助提高中青年教师的实习指导能力,而且为我院师生提供了与省内重点高校著名专家学习的宝贵机会,有利于高校教师间的学术交流与合作。经过多年的努力,我院已形成具有教授1名、副教授3名、讲师4名(其士3名、硕士3名)的一支高素质的野外实习指导教师队伍,为高效、顺利地完成野外实习提供了基础保障。 2.3形成“立足校园、依托基地、深入自然”的野外实习教学模式 野外实习教学是强调对直观材料应用能力的培养,通过对种类繁多的动植物进行观察与研究,分析、归纳、统计处理相关数据,从而获得对生物分类阶元中目、科、属、种的特征知识的学习,培养学生的观察能力、识别能力和研究能力,激发学生的学习兴趣。只有建立和完善环节齐全、教学效果良好的野外实习教学模式,才能全面提高野外实习的教学质量,达到预期的野外实习的教学效果。2.3.1动植物野外实习以识别校园动植物为起点识别校园动植物是学生了解物种,走向大自然的第一步.我校占地1200多亩,校内动植物种类繁多,其中名树花木和野生鸟类、昆虫不少。在教师的指导下,学生不仅可以了解和学习校园的常见物种的形态特征,还可以对校内绿化树种、观赏花卉及飞鸟昆虫进行分析研究。教师及时地采取启发式和互动式教学,引导学生把所学的生物的形态特征与相应分类阶元的识别要点联系起来,不但可以巩固理论知识,也可以培养和提高学生的实践应用能力。识别校园内物种,提高辨别能力和综合能力,为野外实习奠定基础。2.3.2选择基地是野外实习的关键选择和建立高质量的实习基地,对于保证野外实习效果非常重要。我校地处陇东,距离子午岭南端、黄土高原最大的天然次生林区较近,该林区纵跨庆阳地区的华池、合水、宁县和正宁四县,地理坐标为东经107°59''''~108°43'''',北纬33°18''''~36°39'''',总面积4970.2km。地势南高北低,自西向东北倾斜,海拔1300~1700m,相对高差300m左右,梁峁顶部浑圆平缓,倾斜3~5°,沟坡上斜下陡,变化于10~35°之间。处于森林草原和半干旱草原的过渡区,气候温和湿润,其北小半部属陇中北部温带半干旱气候,南大半部属陇中南部温带半湿润气候,年均气温7.4~8.5℃,极端最低温度-27.7℃,极端最高气温为36.7℃,年降水量500~620mm,年平均相对湿度63%~68%,地带性土壤为灰褐土。这里植被繁茂、物种丰富、生境多样,是动植物野外实习的最佳基地。我校领导充分利用地利优势,先后在子午岭南段建立了正宁县中湾林场和宁县罗山府林场两个野外实习基地。两个基地交替实习,避免了连续实习对实习基地生物资源的破坏,有利于实习基地的生态保护和修复,更加有效地保证了生物科学专业动植物的野外实习质量。2.3.3达到了解自然、保护生物和生态环境是最终目的通过边理论学习边识别校园动植物,为野外实习奠定一定的基础,再通过严肃、认真、充分的野外基地实习加以巩固和提高,使学生的认识能力和实践能力得以发展,培养他们热爱大自然的情怀,最终达到了解生物在自然界的重要作用,从而提高保护生物资源和生态环境的最终目的。建立形成“立足校园、依托基地、深入自然”的野外实习教学模式,有效地保证了我院野外实习的教学质量,并定期与基地开展交流与座谈,共同参与研究性活动,推进教学、实习、研究、应用的有效结合。这种模式不但有利于学生由课本到校园物种的认知,为基地实习奠定了一定的分类学基础,提高野外实习效果,而且有利于学生深入了解自然物种的多样性,培养学生热爱自然,珍爱生命的情怀。 2.4加强校内实习基地———生农科技园建设 许多地方高校生物科学专业对动物学和植物学的教学模式大多是:先进行课堂理论学习,学年末才进行野外实习教学[15]。这种模式使课堂理论学习与基地野外实习之间在时间和空间上出现脱节,使学生在学习专业知识时不能及时得到相应的实践锻炼。为了改变这种现状,使理论和实践紧密结合,形成周期性、连贯性、多向性的教学新模式,我们在校内建立了占地5800平方米的生农科技园,内设半自动日光节能温室、塑料大棚、动物饲养笼舍、水生动物饲养池、露地试验区、食用菌及花卉栽培实验室等设施。栽培各类花卉及露地植物300多种,饲养各类实验动物10多种,成为我校重要的校内实践教学基地。实行全天对外开放,学生随时可以根据理论进度去观察和研究自己感兴趣的动植物,不但可以培养学生对生物学的学习兴趣,还可以及时巩固和验证理论知识,使理论与实践紧密联系。生农科技园还可以为学生提供理论课堂或实验教学上使用的各种鲜活的实验材料,如各类植物组织器官和饲养的小型动物,材料新鲜而齐全,使授课内容更加生动、形象、直观,显著地提高了教学效果。生农科技园同时还为专任教师进行科学研究或课题研究提供了便利的场所,也为校园的绿化、美化增添有力的一笔,成为校园内集观赏性、专业特色、学术气息为一体的特殊景观。不但有利于生物科学专业的野外实习,也为相关专业的实践教学提供了便利条件,在培养学生实践能力等方面发挥了重大作用。 作者:张博马世荣郭小强周天林刘瑞瑞单位:甘肃省高校陇东生物资源保护与利用省级重点实验室陇东学院生命科学与技术学院 生物科学论文:实验教学生物科学论文 1高中生物实验的内容和特点 1.1高中生物实验的内容 根据实验的主要方法,可将高中生物必修部分的实验划分为7种类型:观察类、检测类、探究类、模拟类、调查类、设计类和搜集类[5].其中,观察、检测和模拟类实验比较常见;设计类实验是学生探索和发现真理的重要途径;调查类实验主要是针对已经存在的事实或现象,要求学生通过对客观事实和现象之间的了解得出结论,培养学生收集和分析资料信息的能力;而搜集类实验则要求学生根据问题拟出资料收集的具体方案,然后通过各种途径收集相关资料,最后对搜集到的资料进行筛选归类整理,并以各种形式(如黑板报、论文、报告及辩论赛等)展示.在选修模块实验中,选修1的实验以实践活动为主要学习方式,全部为实验操作,不同实验内容的教学目标各有侧重,有的侧重基本概念或原理,有的侧重实际应用,还有的侧重科学方法训练和培养学生的科学态度.实验类型大多数为引导式探究.在引导式探究活动中,学习资料中提出的实验结构或程序,学生自己设计并进行实验,通过参与探究过程有所体验和发现,从而达到预期的实验目标[6].根据选修2的实验中的活动建议,主要是进行调查、讨论和探究活动.教师引导学生开展这些活动,培养学生的参与意识,使得学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术,能帮助学生体会到生物科学与人类社会、与学生的日常生活密切相关.选修3的实验中,除了技术要求较高的“DNA的粗提取和鉴定”外,其它实验都不在实验室进行,而多为口头交流、辩论等活动,由于本模块实验所涉及的科学领域研究进展迅速,教师要积极引导和组织学生查阅有关资料,练习撰写专题综述报告并组织开展这些活动[7]. 1.2高中生物实验的特点 1.2.1实验数量多,类型多样化且综合性强仅《高中生物课程标准(实验)》列举的实验活动建议就有68条,当然这些实验并不要求学生全部掌握,但大多数是最基础的,学生掌握这些后,还要了解教材以外的实验,如试卷和课外书上出现的,要对大纲要求的实验有所扩展和延伸,才能够学以致用.实验数量多则相应地要求实验课时也多,据统计,实验课时甚至占到生物课总教学时间的40%[8].高中生物实验类型多.各种类型实验的方法不同,包括显微镜观察、染色鉴定、模型制作、多媒体技术模拟、户外调查及课外收集信息等;实验形式也不同,包括教师演示、学生分组完成及独立完成等.高中生物实验综合性强.往往一个生物实验中融合了多种实验类型特点.如“探究影响酶活性因素”的实验过程不仅要让学生经历一个完整的科学探究过程,而且还要求培养学生的实验设计能力,在实验过程中要考虑单一变量并进行定量分析;又如“设计并制作生态瓶”的实验不仅需要学生小组合作设计制作完成,而且也是一个模拟实验,模拟的过程充满探究的要素,此外,实验还要求学生对自己制作的“生态小瓶”进行长时间的观察,这无疑也培养了学生的观察能力.1.2.2科学探究受到重视,实验内容贴近生活且技术比较先进课程标准的4个基本理念之一是倡导探究性学习,在能力目标中特别提出了发展科学探究能力,并详细列举了11条与探究紧密相关的能力,这为开展探究性实验教学提供了重要指导.强调和重视科学探究还具体表现在新课程实验的结构和内容上,必修的3个模块中,具有探究性的实验几乎占到全部实验的三分之一,而选修部分的生物技术实践模块的13条活动建议中几乎均包含探究性的内容,另外2个模块的活动建议也多为可以进行资料收集探究的活动或调查[9]102.由此可见,课程标准把科学探究以不同层次和形式融合到实验教学中.高中生物课程标准强调关注学生的生活经验,注重与现实生活的联系,在现实生活的背景中学习生物学,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的优秀概念,这样可以激发学生的学习兴趣,也可以让学生学以致用.如调查类和搜集类的实验都要求学生到现实生活中去调查和搜集信息,并对这些调查和搜集来的信息进行研究分析等.如选修1“生物技术与实践”中有果酒、果醋及腐乳的制作等,选修2“生物科学与社会”中对设施农业的参观和对绿色食品生产或消费情况的调查等,这些实验活动贴近生活,实验材料也来源于生活.实验技术比较先进.特别是选修部分的实验,大都与生命科学新技术、新应用紧密联系.如基因工程、克隆技术及干细胞研究等.此外,还有多媒体技术的运用,如“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”等. 2生物科学(师范)专业实验内容及存在的不足 2.1实验内容 在高师生物科学(师范)专业课程体系中,生物类专业必修课比重大,几乎每门专业课程均设置了相应的实验课程,包括动物学、植物学、微生物学、遗传学、生态学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、植物生理学及人体生理解剖学等实验,每门实验课程的实验数均在8~12个. 2.2存在的不足 2.2.1课程内容强调专业性,缺少与高中生物新课程的联系受传统高师生物课程观的影响,实验课内容倾向于强调系统性、整体性和全面性,突出学科专业性,而师范性不明显,验证性实验占据主导,设计性和综合性实验欠缺,缺少与中学生物实验教学有机联系的问题尤其突出.生命科学的发展日新月异,高中生物新课程很注重知识的时代性和前沿性[10],但生物科学(师范)专业的实验教学内容设置往往多年不变,不能反映生命科学学科发展的最新成果,与学生科学素质、实验技能和创新能力培养的要求不符.2.2.2实验教学内容缺乏与生产、生活和社会实践的联系高中生物课程标准提出注重与现实生活的联系理念,就是要改变轻视学生生活的现状,让学生在真实的生活中学习和体验知识.从课程标准建议了大量的调查类和搜集类的实验可以看出,高中生物实验更加强调与生活的联系,倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的知识.但生物科学(师范)专业的实验内容大多是对理论的验证,更强调实验的学术性,相对而言忽视了与学生生活以及现实自然、社会的联系,不能激发学生学习的兴趣,无法让师范生深切地体会到专业知识的价值,可能会影响到以后工作的教学质量.2.2.3实验教学缺乏体系建构生物科学作为一门独立形态的自然科学,应有其自上而下、自下而上的实验体系,但师范院校的实验教学缺乏这种体系的建构[11]75.每一门课程仅从单一学科的知识系统性和完备性方面设计教学内容和技能训练,各门课程自成体系,与本专业其它课程联系不紧密,对课程内容整合较少,因而造成一些实验内容重复,如微生物学中的“霉菌观察”与植物学中的“菌类植物”实验内容基本一致.2.2.4实验教学模式化高师生物学实验教材编制模式化,实验设计程式化,即实验目的基本原理实验内容与材料等仪器与设备等操作步骤实验结果实验分析报告[11]76.实验过程以教师讲解、演示为主,学生履行三步曲,即按实验指导的要求或教师总结的实验步骤进行操作观察实验结果完成实验报告[12].学生对实验材料的采集培养、药品配制等实验的准备过程和实验方法步骤的设计参与度低,对实验方法步骤缺乏必要的思考理解和创新,师范生独立实验能力的培养受到限制.2.2.5研究性实验内容缺乏目前,生物科学(师范)专业开设的专业课实验内容大多为验证性实验,虽然可以加深学生对理论知识的理解和培养基本的实验技能,但仍属于间接获取知识的渠道,对培养师范生的科学探究能力不利. 3有效衔接高中与大学的生物学实验教学 3.1加强高中相关实验内容的渗透,增加和生活联系比较紧密的实验内容 生物科学(师范)专业的教师要致力于高中生物学实验教学的研究,了解其基本内容和方法手段.在保证实验课内容达到本科水平的前提下,选择与高中生物教学联系密切并能充分发挥现有实验条件的实验内容,制定切实可行的实验计划,力争使中学生物学实验中的基础部分、经典部分成为高师生物学实验的研究主题之一,使得高师生物实验内容与手段上形成和中学生物学实验的包涵关系. 3.2改进生物科学(师范)专业的生物学实验手段,使实验内容跟上科学技术的发展 在实验内容上,应该结合当前高中生物教学岗位的要求,组织各教研室有经验的任课教师对实验教学进行改革,剔除内容陈旧、技术落后的实验,增加反映现代定量分析、探究性、设计性和综合应用的新实验技术内容,跟上生命科学技术的发展.此外,在实验课程中,可以结合相关的研究课题和最新研究进展,在课堂讲解或是实验过程中穿插介绍,补充同一个实验的不同技术与方法.有些新技术、新方法,即使因为条件所限不能亲手做,但也应让学生有所了解,如光合强度的测定既有传统的改良半叶法、氧电极法及红外线二氧化碳气体分析仪法,也有较为先进的便携式光合仪测定法. 3.3整合实验内容 在制定生物科学(师范)专业的实验教学计划时,要统筹规划、互通有无、科学整合以及合理安排实验内容,避免学科间实验的简单重复,以增加实验的多样性和丰富度,提高实验教学效率,让学生在有限的实验教学中,接触和了解更多的实验内容与方法,这也契合高中生物实验内容和形式多样化的特点.实际上,高中生物涉及的68个实验,均可按照生物科学(师范)专业的专业课程进行分门别类,分别归入或融入到具体的相关课程实验中去,使学生在大学实验教学过程中,基本能接触到所有的中学生物实验内容. 3.4改革实验教学体系 将以验证性为主的实验教学体系改变为实验内容要求由低到高的生物基础实验、综合训练实验、研究设计实验3个不同层次的新体系[9]101.生物基础实验主要完成中学生物学新课程标准及实验大纲规定的基本内容,旨在培养学生的专业基本实验技能和动手能力,掌握生物学基本研究方法;综合训练实验则由学生实验小组(6~8人)自己设计方案、准备药品仪器及独立撰写实验论文,完成大纲规定的提高性内容或感兴趣的问题,旨在培养学生的综合能力和创新能力;研究设计实验为教师根据本地生物资源或结合本地生产实际而开设的科学研究性实验项目,在教师的带领下有针对性地开展科学研究实验,旨在培养学生的参与意识、科研意识和自然科学研究工作所应具备的科学态度. 3.5鼓励师范生积极参与实验准备工作 准备实验也是一名生物教师应有的专业素养之一.高师院校在生物实验教学中,应该鼓励师范生积极参与到实验准备工作中,如动植物实验材料的采集与培养、试剂的配制、仪器的调试、微生物菌种制作及消毒灭菌等,使学生系统地了解实验从始至终的全过程,这将提高师范生准备和组织生物实验的能力. 3.6培养学生口头表达能力,锻炼文字驾驭能力 教师应按照学生的认识规律,对实验内容加以组织、润色,并且用科学、准确、生动及富于启发性的语言表达出来,以便学生理解和接受.在实验教学中,教师要引导学生从实验现象出发,能够用生物专业语言表达、组织及研究实验,还应认真对待学生的实验报告,对表达不准确和书写不规范等情况及时纠正. 4结语 加强生物科学(师范)专业学生实验能力的培养,既是新课程标准对高中教师的迫切要求,也是生物学师范教育的重要任务.所以,高师生物科学(师范)专业的发展必须对生物学实验教学给予足够的重视,面向中学生物实验教学,更新实验教学观念,在系统分析高中生物实验内容与特点的基础上,找准二者的切合点,统筹规划.改革实验教学体系、内容和手段,使生物科学(师范)专业的实验内容与高中生物实验教学有机衔接,将高中生物实验的全部内容或活动建议有机地融入到生物科学(师范)专业的实验教学过程中,全面提升师范生的创新精神和实践能力,培养符合新课程标准要求的合格的中学生物师资. 作者:朱慧邢树文吴清韩马瑞君陈丽璇单位:韩山师范学院生命科学与食品科技学院 生物科学论文:双实践教学生物科学论文 一、错位发展,突显专业区域优势 琼州学院生物科学专业主要立足三亚,面向琼中南地区,需构建出与此区域经济发展相适应的人才培养体系。该专业的设置已有7年时间,办学实现了从五指山向三亚的转移,在此历程中,根据目前的就业形式及海南各区域对本专业人才的选择需求,目前该专业越来越难以适应各区域对该专业人才的要求,现急需的则只有调整人才培养方案,优化课程结构,构建创新的实践教学体系,方能满足社会对该专业人才的选择。 二、构建双实践教学创新体系基本框架 作为生物科学类专业,无论是教师教育还是专业技能,都离不开“重实践,强能力”的专业特色,琼州学院生物科学师范专业经过多年的探索与实践,逐步构建出了“一个优秀、二个体系、三个结合、四种技能”的双实践教学创新体系。“一个优秀”是指培养出“宽口径、复合型、应用型”强的多技能型创新性人才。“二个体系”,一个体系是教师教育基本素质培养体系;另一体系指专业实践教学内容体系。“三个结合”是指教师教育与专业相结合,实践教学与科研、生产相结合,校内基地与校外基地应用相结合。“四种技能”是指基本技能、专业技能、综合技能以及职业技能四种技能。要实现“教师技能+专业技能”并举发展的创新双实践教学体系,该专业将实践教学构建了四大平台:分别为学校统一的公共类课程实践平台、学院基础类课程实践平台、专业主干与优秀类课程实践平台和教师教育类实践平台。前三个平台培养学生的专业技能,后一个平台培养教师技能。根据各平台,该专业设置了相应的实践类课程。学校公共类课程实践平台主要开设有军事训练、暑期社会实践、素质拓展如学生科技创新、挑战杯、数学建模等实践类活动;学院基础类课程平台主要开设有本学院多个专业课程设置相通的如有机化学、无机化学、生物化学、细胞生物学、分子生物学等基础实验课程;专业主干与优秀类课程平台主要开设专业应用性,操作性强的实验课程,如森林、海洋的生态调查、蔬菜栽培技术、食用菌栽培技术、瓜果花木的生产、嫁接技术等,以及专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)等;教师教育平台主要开设普通话、书法、现代教育技术、教师礼仪、教育案例评析、教育实习、教育见习和教育论文等。四大平台贯穿于大学四年,在此基础上,凝练出了五大实践课程体系:理论包含的实验课程体系,单独设置的实验课程体系,社会实践体系,专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)体系,教师教育实践体系等。前四大实践体系针对专业技能的培养,后一个主要是培养教师技能。(1)理论课中包含的实验课程体系:此类课程主要是理论性比较强,在教学中则以突出理论为基础,通过实验进行简单验证,实践以验证性为主,此类课程主要是实验学时小于16学时的课程,如有机化学、分析化学等。(2)单独设置的实验课程体系:根据学校2012级培养方案的指导性意见,对实验教学体系进行了调整与重组,对以前理论课包含的实验课,实验学时超过16学时的,通过理论与实验剥离,甚至与其他类课程整合,独立设课,有时还增大实验教学时数,此类课程主要是以综合性、设计性实验为主导,培养学生创新能力为重点的实验,使学生学习主体性得到充分的发挥,如专业基础、专业主干、专业优秀类实验课中的生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、植物生理学等。(3)社会实践体系:通过集中与分散的方式,让学生参与暑期社会实践与社会调查,体验社会,增长见识,为学生毕业走入社会奠定基础,从而培养“能吃苦,敢吃苦,善吃苦”的精神,对促进学生特长的发挥、将来的就业会起到积极的作用。(4)专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)体系:此三项是实践教学过程中非常重要的教学环节,是学生掌握基本理论与知识到运用,从遇到问题到分析问题、解决问题的实践过程。它是学生从学习到创新能力和综合素质的检验过程。这一系列环节,为培养学生具备严谨务实的工作作风和严肃认真的科学态度奠定了基础。(5)教师教育实践体系:为加强教师的职业技能而开设的一系列教育实践类课程,主要包括教师语言的表达技能、书写技能与现代教育技术应用技能等。此类教育实践类课程包括普通话、书法、现代教育技术等方面的技能训练,为让学生在教师资格面试中取得好成绩,新开设了教师礼仪、教育案例评析等课程。教育实习、教育见习,从教学观摩到经历教学参与、体验教育实践研究,大大锻炼与提高了师范生执教的基本能力。教育论文对学生运用教育理论,根据所学知识与掌握的教育技能,培养学生独立思考,分析与解决教育工作中遇到的实际问题及创新教学方法,是形成教学成果不可缺少的重要环节。双实践教学体系的构建,更加注重了专业技能与教师技能的并行发展,将教师教育实践教学体系从过去专业实践教学中单独出来,形成了更为优化、实用的实践教学体系,为学生多元化培养发展奠定了基础,打破了以往师范专业学生从事教师这一职业的瓶颈,通过双实践教学体系,学生可一专多长。 三、双实践教学体系的实施途径 (一)确保实践学时学分条件下,不断优化培养体系,改变实践模式为了提升教学实践的有效性,增加学生的实践兴趣,将培养体系进行调整,实践模式进行改变,将一学年两学期理论教学时间进行压缩,由每个学期18周的理论授课时间调整为16周,2周安排为集中实践教学,确保每年有4周时间用于实践,尤其对设计性、综合性类实验等需要集中较长时间的实践活动通过实践模式的改变,既保障了实践教学活动的有效开展,又不影响正常教学秩序。(二)实习实践基地稳定发展前提下,培养模式多元化职业素质是通过实践活动培养出来的。教师教育技能的培养,打破了传统的高校教师指导、学生外出实习的单一模式,而采取把优秀的中小学校长、一线优秀教师“请进来”,和学生一起参与教育实习的教学环节指导,再“走出去”进入中小学实习的新模式。专业技能培养上,不满足现有校内外实习基地,而是积极开拓与发展产学研结合的实践模式,通过与周围邻近企业如大棚蔬菜、园林花卉,南繁基地等企业科研机构开展合作,同时请企业家、研究所专家来学校指导实习教学,让学生带着企业现存的问题、科研中遇到的难题等问题在以后的实践中去解决。这种实践模式,实现了对学生专业技能培养的多元化。(三)保障实践教学质量条件下,改变实践教学师资单一化,促进向双师型教师转型无论在教师技能还是专业技能培养上,改变了以往高校教师对学生单一培养的实践指导模式,实现了将中小学优秀教师、校外企业家、专家“请进来”再让学生“走出去”的实践新模式,突破了实践教学上师资的单一性,对高校老师向双师型转型是一种督促,同时也促进与提高了实践教学改革的质量。 四、结语 改革生物科学师范专业人才培养,众多高校仍停留在以师范生基本技能为主体,专业技术为补充的培养模式上,实现教师技能与专业技能并举,才是生物科学师范专业发展与探索的新途径,尤其是随着师范教育的全国统考,并非所有师范类专业学生都可进入教师行列,基于此,转变传统的师范生人才培养体系,向综合性复合型人才培养体系转型将是师范专业发展的一种趋势。 作者:贺立静周述波林伟单位:琼州学院生物科学与技术学院 生物科学论文:双实践教学生物科学论文 一、构建双实践教学创新体系基本框架 作为生物科学类专业,无论是教师教育还是专业技能,都离不开“重实践,强能力”的专业特色,琼州学院生物科学师范专业经过多年的探索与实践,逐步构建出了“一个优秀、二个体系、三个结合、四种技能”的双实践教学创新体系。“一个优秀”是指培养出“宽口径、复合型、应用型”强的多技能型创新性人才。“二个体系”,一个体系是教师教育基本素质培养体系;另一体系指专业实践教学内容体系。“三个结合”是指教师教育与专业相结合,实践教学与科研、生产相结合,校内基地与校外基地应用相结合。“四种技能”是指基本技能、专业技能、综合技能以及职业技能四种技能。要实现“教师技能+专业技能”并举发展的创新双实践教学体系,该专业将实践教学构建了四大平台:分别为学校统一的公共类课程实践平台、学院基础类课程实践平台、专业主干与优秀类课程实践平台和教师教育类实践平台。前三个平台培养学生的专业技能,后一个平台培养教师技能。根据各平台,该专业设置了相应的实践类课程。学校公共类课程实践平台主要开设有军事训练、暑期社会实践、素质拓展如学生科技创新、挑战杯、数学建模等实践类活动;学院基础类课程平台主要开设有本学院多个专业课程设置相通的如有机化学、无机化学、生物化学、细胞生物学、分子生物学等基础实验课程;专业主干与优秀类课程平台主要开设专业应用性,操作性强的实验课程,如森林、海洋的生态调查、蔬菜栽培技术、食用菌栽培技术、瓜果花木的生产、嫁接技术等,以及专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)等;教师教育平台主要开设普通话、书法、现代教育技术、教师礼仪、教育案例评析、教育实习、教育见习和教育论文等。四大平台贯穿于大学四年,在此基础上,凝练出了五大实践课程体系:理论包含的实验课程体系,单独设置的实验课程体系,社会实践体系,专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)体系,教师教育实践体系等。前四大实践体系针对专业技能的培养,后一个主要是培养教师技能。(1)理论课中包含的实验课程体系:此类课程主要是理论性比较强,在教学中则以突出理论为基础,通过实验进行简单验证,实践以验证性为主,此类课程主要是实验学时小于16学时的课程,如有机化学、分析化学等。(2)单独设置的实验课程体系:根据学校2012级培养方案的指导性意见,对实验教学体系进行了调整与重组,对以前理论课包含的实验课,实验学时超过16学时的,通过理论与实验剥离,甚至与其他类课程整合,独立设课,有时还增大实验教学时数,此类课程主要是以综合性、设计性实验为主导,培养学生创新能力为重点的实验,使学生学习主体性得到充分的发挥,如专业基础、专业主干、专业优秀类实验课中的生物化学、细胞生物学、微生物学、遗传学、植物生理学等。(3)社会实践体系:通过集中与分散的方式,让学生参与暑期社会实践与社会调查,体验社会,增长见识,为学生毕业走入社会奠定基础,从而培养“能吃苦,敢吃苦,善吃苦”的精神,对促进学生特长的发挥、将来的就业会起到积极的作用。(4)专业见习、毕业实习、毕业论文(设计)体系:此三项是实践教学过程中非常重要的教学环节,是学生掌握基本理论与知识到运用,从遇到问题到分析问题、解决问题的实践过程。它是学生从学习到创新能力和综合素质的检验过程。这一系列环节,为培养学生具备严谨务实的工作作风和严肃认真的科学态度奠定了基础。(5)教师教育实践体系:为加强教师的职业技能而开设的一系列教育实践类课程,主要包括教师语言的表达技能、书写技能与现代教育技术应用技能等。此类教育实践类课程包括普通话、书法、现代教育技术等方面的技能训练,为让学生在教师资格面试中取得好成绩,新开设了教师礼仪、教育案例评析等课程。教育实习、教育见习,从教学观摩到经历教学参与、体验教育实践研究,大大锻炼与提高了师范生执教的基本能力。教育论文对学生运用教育理论,根据所学知识与掌握的教育技能,培养学生独立思考,分析与解决教育工作中遇到的实际问题及创新教学方法,是形成教学成果不可缺少的重要环节。双实践教学体系的构建,更加注重了专业技能与教师技能的并行发展,将教师教育实践教学体系从过去专业实践教学中单独出来,形成了更为优化、实用的实践教学体系,为学生多元化培养发展奠定了基础,打破了以往师范专业学生从事教师这一职业的瓶颈,通过双实践教学体系,学生可一专多长。 二、双实践教学体系的实施途径 (一)确保实践学时学分条件下,不断优化培养体系,改变实践模式 为了提升教学实践的有效性,增加学生的实践兴趣,将培养体系进行调整,实践模式进行改变,将一学年两学期理论教学时间进行压缩,由每个学期18周的理论授课时间调整为16周,2周安排为集中实践教学,确保每年有4周时间用于实践,尤其对设计性、综合性类实验等需要集中较长时间的实践活动通过实践模式的改变,既保障了实践教学活动的有效开展,又不影响正常教学秩序。 (二)实习实践基地稳定发展前提下,培养模式多元化 职业素质是通过实践活动培养出来的。教师教育技能的培养,打破了传统的高校教师指导、学生外出实习的单一模式,而采取把优秀的中小学校长、一线优秀教师“请进来”,和学生一起参与教育实习的教学环节指导,再“走出去”进入中小学实习的新模式。专业技能培养上,不满足现有校内外实习基地,而是积极开拓与发展产学研结合的实践模式,通过与周围邻近企业如大棚蔬菜、园林花卉,南繁基地等企业科研机构开展合作,同时请企业家、研究所专家来学校指导实习教学,让学生带着企业现存的问题、科研中遇到的难题等问题在以后的实践中去解决。这种实践模式,实现了对学生专业技能培养的多元化。 (三)保障实践教学质量条件下,改变实践教学师资单一化,促进向双师型教师转型 无论在教师技能还是专业技能培养上,改变了以往高校教师对学生单一培养的实践指导模式,实现了将中小学优秀教师、校外企业家、专家“请进来”再让学生“走出去”的实践新模式,突破了实践教学上师资的单一性,对高校老师向双师型转型是一种督促,同时也促进与提高了实践教学改革的质量。 三、结语 改革生物科学师范专业人才培养,众多高校仍停留在以师范生基本技能为主体,专业技术为补充的培养模式上,实现教师技能与专业技能并举,才是生物科学师范专业发展与探索的新途径,尤其是随着师范教育的全国统考,并非所有师范类专业学生都可进入教师行列,基于此,转变传统的师范生人才培养体系,向综合性复合型人才培养体系转型将是师范专业发展的一种趋势。 作者:贺立静周述波林伟单位:琼州学院生物科学与技术学院 生物科学论文:设计性实验生物科学论文 一、综合性、设计性实验开设的限制因素 《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中对开设综合性、设计性实验课程占总实验课程的比列有一定要求:综合性、设计性实验课程开设达到80%以上为实验教学效果好,达到50%~60%为效果较好。但是在实践教学过程中,大多数高校,尤其是新建本科院校的生物科学专业,其综合性、设计性实验的开设率很难达到50%,并且在实际教学过程中存在诸多的限制因素。 1.实验课程安排的盲目性开设综合性和设计性实验课程,需要先考虑如何安排专业实验课程。生物科学专业的实验课程主要由专业基础课、专业方向课和专业选修课组成。专业基础课包含生物化学、分子生物学、细胞生物学、微生物学、植物学、动物学、植物生理学、动物生理学等,所涉及的实验知识和技能是整个生物科学专业培养课程的基础和优秀。专业方向课是在专业基础课的基础上进一步深入和扩展的针对性较强的专业课程,如基因工程、发酵工程、酶工程等。专业选修课是专业方向课的补充和扩展,如蛋白质组学、分子遗传学、生物技术制药等,学生可以根据自身的需要和接受程度自行选修相应的实验技能,从而针对性的提高专业技能。基础性、验证性、设计性、综合性等类型的实验内容在开设的过程中需要考虑各专业课程的性质。不同的专业课程对实验的要求存在一定差异。目前,绝大多数高校在开设综合性、设计性实验课程时很少去区分专业基础课、专业方向课和专业选修课的课程性质,仅仅是为了满足教育部的评估要求而盲目的增加综合性、设计性实验课程,这导致学生在上专业基础课时无法适应综合性、设计性实验内容,而上专方向课和专业选修课时,又对综合性、设计性实验中涉及的基础性实验内容没有完全掌握,从而产生专业实验技能培训的混乱现象。 2.实验课时分配的不合理性综合性、设计性实验内容覆盖广,对实验技术要求高,所以需要更多的教学时数支撑。如《分子生物学》实验中仅PCR过程至少需1小时、《生物化学》的蛋白质分离纯化实验需3~4小时、《微生物学》的细菌培养需1~2天等,这在有限的学时下很难完成教学任务。通常实验课程的课时分配需要结合总课时量的分配情况,再安排不同专业课程的理论和实验课时比例。理论课时和实验课时分配本身就存在矛盾,如果再增加对综合性和设计性实验分配比例的考虑,势必会造成这种矛盾的加剧。部分高校能够将一部分专业基础课的实验内容独立出来,如生物化学实验、分子生物学实验、微生物学实验等,保证该实验课程拥有较多的课时。而大多数高校能独立出来的实验课程相对较少甚至为零,实验内容只能附属于理论课程之下,导致实验课程教学时数较少,教学内容不完整,这是制约高校实验课程改革的重要的问题之一。 3.实验教学模式的保守性和封闭性受传统教育思想的影响,我国高校生物科学专业的实验教学基本上延续了以理论知识为主,实践技能为辅的教学模。实验课程教学模式更是偏重于基础性、验证性、演示性实验。这些实验内容简单、固定,实验内容之间很少有过渡和衔接,甚至部分课程之间的实验内容存在大量的重复。综合性、设计性实验课程的开设要求实验教学模式多样化、开放化和灵活化。不同的实验场地、实验对象、实验内容和实验方法可能会在一个实验项目中涉及,这不同于传统、单一、封闭的实验教学模式。无论从时间、空间,还是内容和方法上,对高校生物科学专业的专业建设和实验教学模式都提出了新的挑战。 4.实验室管理模式的固定传统实验教学模式产生了传统的实验室管理制度,其要求实验课程的开设应在规定的时间和地点完成教学任务,仪器设备和试剂的管理都是统一的,任课教师为了在不违反实验室管理制度的前提下完成实验教学任务,只能尽可能多的开设传统的、简单的实验内容,这也是基础性和验证性实验内容比例较高的原因之一。综合性和设计性实验需要开放的实验室管理制度相配套,传统的实验室管理体制与之存在严重的矛盾,这是限制高校生物科学专业实验课程教学改革的重要因素之一。 5.实验资源的不合理分配和使用实验设备及经费的分配是限制高校生物科学专业实验课程改革和发展的瓶颈之一。生物科学专业对仪器设备、实二、综合性、设计性实验开设的限制因素《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中对开设综合性、设计性实验课程占总实验课程的比列有一定要求:综合性、设计性实验课程开设达到80%以上为实验教学效果好,达到50%~60%为效果较好。但是在实践教学过程中,大材料和经费的依赖较高,尤其是分子生物学相关实验涉及的仪器,动辄十几万到几十万元一台,这对于部分新建本科院校来说是个门槛。也因此受到了限制,大多数高校在开设综合性、设计性实验课程的时候往往需要考虑已有的实验仪器设备、配套设施等是否满足课程需要,而不是去考虑如何合理的设置实验内容,这违背了综合性、设计性实验开设的宗旨。 二、综合性、设计性实验开设及实施的建议 1.实验课程的层次化和实验内容的模块化综合性、设计性实验课程的开设需要根据人才培养方案的目标和任务,制定专业基础课、专业方向课和专业选修课的课程群,在实验课程的安排上要严格区分不同性质的专业课程对不同类型实验的需求,使实验课程形成完整的技能链条,具有明显的层次,即实验内容由浅入深,实验方法由少变多,实验原理由简入繁。实验课程模块化是解决实验课程课时不足的有效途径。根据人才培养方案中实验课程涉及的实验技能,精炼实验内容,做到一个基础性实验包含一个实验方法和原理,形成基础实验模块,并使该实验模块能在今后的专业方向课和选修课中被涉及。这样在专业方向课和选修课的实验课程中将基础实验模块进行组合,从而建立综合性、设计性实验课程内容,使专业基础课、专业方向课和专业选修课的实验课程形有机的整体。实验课程层次化能够明确不同课程的教学目标和任务,避免课程之间知识和技能的重复和断裂,建立课程之间良好的过渡和衔接。实验课程的模块化能够更好的细化知识和技能,避免专业课程之间实验内容的无序和重复。 2.实验课程课时的分配及设置根据专业课程的性质,将专业基础课的实验独立出来,分配较多的课时,使专业基础课能够开设更多的基础性和验证性实验。这些实验通常能够在1~2个课时完成,内容简单,使学生能够在较短的时间内掌握。每学期一门专业基础课安排至少20课时的基础性实验,这能够充分培养学生的基本实验技能,为将来的综合性、设计性实验的学习打好坚实的基础。专业方向课和专业选修课的实验内容以综合性、设计性实验为主。综合性和设计性实验在课时安排上不局限理论与实验课时的分配比例,实验和理论课时可以灵活调度,将实验内容作为理论内容的延续和补充,同时也能在实验内容中进一步深入理论内容,实现“从做中学,边学边做”的教学效果。 3.开放式、信息化的实验教学模式及管理方式开放的实验教学模式是综合性、设计性实验开设的必要保障。在开放式实验环境中,学生以分组的方式进行实验,以自行安排实验时间,从而避免实验室学生人数过多,实验资源紧张的情况,同时也能使教师最大限度的指导学生;学生可以选择内容进行实验,避免实验资源的不合理分配,提高仪器的利用率;学生在一定范围内自由选择实验方法及手段,避免实验教学的单一性和局限性。开放式实验教学模式不仅解决实验教学课时紧张、实验资源的不合理分配问题,还可以调动学生实验操作的积极性,使学生在实验中变被动为主动,提高学生的综合素质。在开放式实验环境中,实验室应根据不同学科将实验室进行分类,以实验仪器设备的利用率及价值进行分区,不同分区有专人负责管理。开放式实验室可建立信息化管理方式,统计实验室及仪器的使用频率,对频率较高的实验室采取开放式管理,对频率较低的实验区域进行统筹管理。此外,考虑到生物科学专业的一些仪器设备价格昂贵,可以专人专管,并使用网络信息系统建立预约机制,采取计划性、集中性安排仪器的使用时间,实行半开放策略。 三、结语 综合性、设计性实验的开设,是对高校实验课程教学模式的革新。综合性、设计性实验课程开设的宗旨是培养学生实验技能的独立性和创新性,满足国家对新时期人才培养的要求。对生物科学专业而言,需要从传统的实验教学模式和实验管理制度中解放出来,统筹全局,优化人才培养方案,安排好实验课程的层次,模块化基础性实验内容,筛选综合性、设计性实验内容,开放化实验室管理制度,才能在高校教学改革中建立并发展综合性、设计性实验课程。 作者:马军王沛政张燕李麒麟单位:琼州学院生物科学与技术学院 生物科学论文:实验教学下的生物科学论文 一、实验教学对培养学生生物科学素养的作用 1实验是倡导科学精神及情感态度、价值观的有效手段。 1.1.实验有利于培养学生的合作精神。无论是实验设计,实验操作,实验的完善、结论的得出、结论的呈现形式等,都需要大家集思广益,团结协作,要求每位同学积极发挥自己的作用,从而培养学生的信息交流能力和集体协作精神。 1.2.实验有利于培养学生严谨求实的科学态度和坚持不懈的探索精神。在实验中,学生不按照规范的操作流程操作,不细致观察实验过程和现象,不具有迎难而上的挑战精神;或者歪曲实验现象,不尊重实验结果,轻率得出实验结论等,实验都很难获得成功。所以需要学生有严谨求实的科学态度、坚持不懈的探索精神,实验才能真正发挥提高科学素养的作用。 1.3.实验有利于培养学生敬畏自然、尊重生命的人文精神,学会与自然和谐相处,保护生态,建立正确的生命价值观。 2实验能促进对科学技术与社会的关系的理解。实验能让学生更加全面深刻地理解科学技术的价值,理解科学技术发展对社会的多方面影响,更辩证的看待科学、技术和社会之间的关系。理解生物科学技术和发展经济,生物科学技术和环境保护,生物科学技术和改善生活水平,生物科学技术的应用与伦理道德、法律规范等的关系。总之,生物实验教学是激发学生的学习兴趣、培养创新能力、鼓励科学探究精神的最佳平台,是培养学生科学方法论、发展学生创新思维、提高学生科学素养的有效途径。 二、实验教学中培养学生生物科学素养的途径 2.1转变实验教学观念,培养学生掌握科学的研究方法当知识是靠自己的思维得来时才是自己的知识。因此,生物教学应该是生物活动的教学而不应是生物活动结果的教学,重要的不是结论而是认知过程。 以实验为基础是生物教学最基本的特征之一。从实验现象到某一生物概念、规律的形成需要一个过程,在这个过程中,教师不仅要重视教给学生如何通过实验现象或结果的分析形成概念或规律,而且还要教给学生如何进一步深入理解概念或规律形成的思路和方法。传统的实验教学目的是“重结论”,而不是将实验作为“再发现”的过程,视为知识的形成过程。因此,应转变观念,建立以实验教学为基础的生物教学观,充分挖掘生物实验的教学潜能,为实施素质教育创造条件,营造一个良好的生物实验教学环境。 2.2对实验进行拓展和延伸,培养学生的创新能力生物实验在培养学生的科学态度、训练学生的科学方法,特别是完善学生的创造思维方面,具有独到的功能。但是在其教学方法的选择上,还存在着一些不尽如人意的地方,阻碍着生物实验在“完善学生创造思维素质”方面重要功能的发挥。因此,探索中学生物实验的教学方法与完善学生创造思维素质之间的相互关系,是一个重要的研究内容。其中延伸和拓展生物实验是一种重要的尝试。通过这样的活动,学生思维的广度和深度得到了拓展,探究事物的意识得到增强,创新意识和创新能力得到了提高,同时学习积极性进一步高涨。 2.3加强实验设计,追求实验过程探究性皮亚杰曾说过“:复制的真理只能算半个真理。”其活动建构论则指出,活动是连接主、客体的桥梁,是认知发展最直接的源泉。学生自主求知才能最大限度地发挥其自身能力,发现自己的学习优势。 目前,中学生实验主要有验证性实验和应用性实验。实验课题、实验方案及研究步骤都由教师安排决定,有时甚至连实验结果也由教师事先告知,学生只是机械地操作,无从感受获取知识和应用知识的快乐。因此,学科教学应加强探索性实验的比例,使学生在自主探究的实践活动中逐步掌握“发现问题———建立模型———形成假设———设计实验———归纳结论”的科学探索方法。而进行实验设计和实践,是科学探究的关键。近年来的高考中都增加了实验设计能力的考核。教师在教学中应指导学生了解进行实验设计的一些基本原则,如对照性原则、单因子变量原则、平行重复原则等。教材上往往针对实验假设进行了实验设计,教师可以充分利用这些实验材料,帮助学生掌握科学实验设计的基本方法和基本原则。在此基础上,鼓励学生对教材的实验方案进行改进或重新设计,并且付诸实施。科学探究的过程往往也就是不断完善实验设计和不断克服困难的过程。通过这一能力的培养,使学生改变“形高实低”的学习状态,成为学习的主人。在实验过程中,免不了会遇到一些问题和困难,关键是要帮助学生克服畏难情绪。 实践证明,加强实验教学后学生在科学素养的各个方面都有极大的提升:首先,关于科学知识,学生关注的范围更广,更加关注生活中的生命现象和现代化的生物技术。学生的科学知识更具体全面,易于整合、迁移,有利于构建知识网络。其次,学生更加善于主动思考、判断,善于发现问题、通过实践探究问题。学生的思维能力得到锻炼和加强,面对问题时能冷静思考,有自己独到的见解。再次,通过实验教学,学生对于生物课程的兴趣和学习探究欲望大大提高,质疑、批判等科学精神有了长足的进步,与他人团结协作的意识也更加强烈。 作者:王梅洲单位:江苏溧阳市戴埠高级中学 生物科学论文:家庭生物科学论文 1活动过程和步骤 初中生物教材中适合开展家庭科学探究的活动有:探究非生物因素对某种动物的影响、探究种子萌发的环境条件、测定种子的发芽率、探究小鼠走迷宫获取食物的学习行为、探究蚂蚁的通讯和酿制甜酒等。 1.1成立课题小组,确定子课题在学生自愿成组的前提下,合理调配各组成员,以利于能力较弱的学生也积极参与活动。各小组成立后,选定组长,根据自己的选题,进行小组分工。 1.2指导学生制订研究方案 1.3甜酒酿造实践学生在自己家里完成下列酿造甜酒过程,家长亲自参与,亲子共同切磋。甜酒酿造有不同的方法,学生可自己上网查找,也可按甜酒曲使用说明书介绍的方法,或者自己设计其他合理的方法。甜酒酿造方法之一如下:①浸泡:将糯米洗净,浸泡8~16h,至可以用手碾粹即可。②蒸饭:将沥干的糯米放在布上蒸熟(约40min)。③淋饭:在冷却好的糯米上洒少许凉开水,弄散摊匀。④混合酒曲:待温度降至36~38℃不烫手心时,即可撒第一次红曲,翻动一次,撒第二次红曲,并拌和均匀,用曲量为米量的6%~7%。⑤装坛:按每100kg原料加净水160~170kg的比例,同拌曲后的米饭装入酒坛内搅匀后加盖,静置室内。⑥发酵:每隔2~3d用木棒搅拌,并把坛盖加盖麻布等,发酵20~25d。⑦澄清:让甜酒和酒糟分离。 1.4甜酒酿造探究学有余力和有兴趣的学生做进一步研究,如:探究不同温度、不同湿度、不同产地的甜酒曲、容器的密封性对酿造甜酒的影响,探究不同酿造材料(糯米、粳米、玉米、高粱、地瓜)酿造不同口味的甜酒等。教师指导探究实验的方法和步骤,家长亲自参与,亲子共同研制。 1.5小组成员讨论分享酿造甜酒过程及其注意事项①教师指导学生按不同的方法进行酿制,要求酿制没有成功的学生要分析原因,并改正错误,重新酿制,直至成功。小组成员互相帮忙,酿造成功的学生指导酿造失败的学生重新进行酿造。②教师指导学生填写活动记录,提醒学生拍摄活动照片或录像。分层次活动:最基本层次是助手,在小组长或家长的指导下完成活动任务;中等的层次是主要参与者,按资料或家长传授的方法自主完成活动;最高层次是主导者,组员和家长作为学生的助手,不仅按资料介绍的方法完成活动,还进行创新性的探究活动。③教师和家长答疑解惑。 2预期效果与呈现方式 建立学生科学探究活动过程档案袋,需要放入的材料有如下几类:展示过程与方法、展示成果、展示创造性、反思自身的变化与成长。具体材料如下。 2.1调查收集有关甜酒资料资料以日记和纸质材料的方式呈现。 2.2酿造出甜酒以甜酒实物、酿造过程照片、录像、日记和活动记录(甜酒酿造记录表)的方式呈现。 2.3课题活动答辩会展示课题活动的阶段成果和最终成果,形成文字材料,个人撰写活动体会,小组撰写活动报告或论文,对学生进行个人评价和活动小组评价。 2.4校内外科普宣传在班级内出黑板报,介绍甜酒的酿造工艺、酿造注意事项、营养价值和甜酒食用方法等。获奖班级和小组制作以甜酒酿造为主题的科普宣传展板,在学校展览大厅展出。 3可能出现的问题及解决预案 3.1可能出现的问题 3.1.1学生甜酒酿制失败甜酒酿制工艺虽然不是很复杂,但技术含量高,受酿制材料、酿制温度、酒曲活性、杂菌污染、酿制时间等多方面的影响,某一方面控制不好都会影响甜酒品质。八年级的学生容易激动,容易丢三落四,因此经常会酿制失败。 3.1.2家长不支持很多家长认为学生参加各种活动会影响考试成绩,因此一般不支持学生参与科技实践等活动,有的家长会向自己子女高昂的积极性泼冷水,有的家长包办代替,有的家长对学生的评价弄虚作假。 3.1.3活动虎头蛇尾因为本活动技术含量高,一两次失败就会打击部分学生的积极性,造成部分学生可能会草草结束,达不到应有的活动效果。 3.2解决预案 3.2.1因材施教,提高学生的积极性活动小组成员的水平高低搭配,基础薄弱的学生采取分步模仿的方法进行指导,水平高的学生既指导水平低的学生,又进行探究性试验;教师答疑解惑、学生查阅资料与自学、小组讨论分享经验、家长协助指导等方式提高学生的甜酒酿造水平,同时指导学生应先少量试验,等成功后再多酿造一些。 3.2.2提高家长的教育水平通过年级家长会向家长说明本活动的科学价值:对学生学习水平、动手能力、语言表达与交流、团队协作与社交能力等方面起促进作用,提高家长对本活动的认识;向家长讲解在活动过程中如何发现和肯定自己孩子的闪光点,提高家长的教育水平。 3.2.3活动评价重结果,更重过程向学生说明科学探究活动重在过程体验,失败的体验也是很好的人生经验,对待失败要越挫越勇,从失败到成功更能体验成功的喜悦,因此不能虎头蛇尾、草草收兵。对学生在活动过程中表现出的积极性、发现与提出的问题、解决问题时的创意等,教师、家长和小组长都要及时发现、及时表扬和鼓励,激发和保持学生活动的积极性。 4效果评价标准与方式 评价是科学探究活动的关键所在,对科学探究活动的推进和深化起着决定性作用。以往教师是评价者,是绝对的权威,学生只是被动地接受评价。现在科学探究活动中评价的主体发生了变化,应努力建立一种以“自我反思性评价”为优秀的新的评价体系,提倡评价方式多元化、评价主体多元化、评价标准多元化,鼓励并尊重学生极富个性的自我表达方式,发展学生在今后社会中所必备的合作、主动、创新等品质。评价重结果,更重过程。评价要点有活动表现、活动能力和活动结果。要求学生建立个人活动档案袋,引导学生将活动过程记录下来,将其作为总结性评价的依据。 4.1对学生个人的评价 笔者设计了“甜酒酿造科学探究活动学生学习评价表”对学生个人进行评价,评价形式有学生自评、家长评价和组员互评,最后由班级学术委员会或指导教师进行总评。 4.1.1学生自我评价学生是活动的主体,对自己在活动中的表现情况最为清楚,因此教师应根据科学探究活动的评价要素引导学生学会客观地自我评价。 4.1.2家长对自己孩子评价活动的主要场所是在学生自己家里,家长是见证者、参与者和指导者,因此指导家长对自己孩子进行评价,不仅能做到客观公正,还能纠正家长以考试分数作为唯一评价标准的错误做法,发现孩子的诸多闪光点,并及时地给予表扬和肯定。 4.1.3小组成员对学生的评价由组长主持组员互评活动,既可以互相学习、取长补短,又可以使学生学会欣赏别人的优点并客观公正地给予肯定。 4.2对活动小组的评价 笔者设计了“甜酒酿造小组活动过程性评价表”对活动小组进行评价,评价形式有小组自评和小组互评,最后由班级学术委员会或指导教师进行总评。 4.2.1活动小组自我评价组长汇总组员的个人活动记录袋,对本组在活动设计、活动实施、成果交流等方面进行客观的自我评价。 4.2.2活动小组互相评价由班级学术委员会或指导教师主持小组互评活动,互相学习、取长补短。总结:通过家庭生物科学探究活动的开展,使“探究小鼠走迷宫获取食物的学习行为、探究蚂蚁的通讯和酿制甜酒”等生物科学探究活动能常态化开展,解决了生物教师少、设备场所限制、经费有限以及活动安全顾虑等问题,调动了学生参与生物科学探究活动的积极性,实现了预定的生物科学探究活动目标。 作者:邱瑞叠单位:厦门市翔安第一中学 生物科学论文:基于有机化学实验教学的生物科学论文 1教学体系的弊端 对于生物科学专业的学生来说,有机化学实验主要是让学生掌握最基本的操作,如重结晶、萃取等;简单化合物的制取,如阿司匹林的制备等;最后是验证一些常见化合物的性质,如生物碱、羧酸及其衍生物的化学性质等为主要内容,以上内容基本都是以教材里已被检验了的实验部分为主,这对提升学生的综合分析能力和创新能力都是不可取的。 2有机化学实验的教学实践内容改革的举措 鉴于以上存在的问题我主要从授课方式、教学内容和实验报告的撰写等方面对有机化学实验进行研究。 2.1授课方式的探索首先,在上课程之前,批改学生的预习报告,知道学生预习实验的认真程度,老师在讲课的时候可以进行补充,如果是学生预习知道的东西可以简略的带过,对学生没有预习到的知识进行补充,并提出在实验的时候可能出现的问题抽学生回答;也可以让学生和教师相互交换角色,让这“教师”讲解该实验,最后教师再针对该学生的不足加以点评。在此过程中教师要鼓励学生积极发言、各抒己见,对有创意的学生要给予热情、肯定和赞扬。这样既激发了学生的学习积极性和对实验课程的热情,使学生做到上实验课之前积极配合教师完成安排的工作。在每次课的结尾时,向学生宣布下一次实验。其次,在实验准备的全过程中让全班学生分组参与,在教师引导下,学生可按照实验要求来对实验仪器的选择和所用试剂的配制等。同时,给一个题目,让学生自己去查找资料,进行实验的设计,自己根据所找资料写出实验方案,实验药品,并在老师的指导下对实验方案可行性的判断,得到老师的批准后,让学生自行实验准备,这样有助于提升学生对实验设计、实验操作技能以及对整个实验内容的整体把握都是非常有效的。但是这对生物科学专业化学基础知识较差的学生来说难度较大,对化学基础知识较好的学生对实验的积极性和创新能力都将得到很大的提高。对于大一的学生来说,主要是对基础实验技能的操作实践和设计实验原理的初步理解,比如熟悉提纯的原理及操作、简单的制备等,从而对化学实验有了基本的认识,并能够掌握比较基本的化学实验理论,对学习以后的课程打下基础。 2.2优化实验教学内容因传统教学主要是基础实验和验证性质实验,本文主要将基础有机实验与有机设计实验以及综合实验融合在一起,以增强学生的创新能力,提高学生的学习兴趣,培养学生的创新意识。首先,让学生拥有扎实的基础知识,开设大量的基本实验来规范学生的操作技能,减少验证性实验的个数来为后续的实验做铺垫,比如重结晶的操作实验,可以让学生做苯甲酸、乙酰苯胺以及萘等来巩固此操作。其次,多开设与生物科学专业相关的综合性实验。因综合性实验难度比验证性实验要大,对学生来说具有挑战性。比如从茶叶中提取咖啡因,可以有两种方法,一种方法时间短,设备简单,但是效果不好;另一种方法用索氏提取器做,所需时间久,装置也比较麻烦,效果明显。还有葡萄糖酸钙制备、从槐花米中提取芦丁等,这些实验都与生物相关,能够增强学生的兴趣和提高学生的动手能力。 2.3实验报告的撰写实验报告采用科技论文的格式,包括中英文摘要、引言、仪器与试剂、实验方法、实验结果与讨论、结论、参考文献等[4]。这样写的好处是有利于对学生以后的科研打下基础,知道论文的写法,也为写毕业论文打下一定的基础。 3实验考核体系的完善 传统的实验考核体系是以实验报告为主,不注重学生的具体操作过程,因为预习、操作、报告以及期末考查等贯穿实验的整个过程。传统的体系导致学生只注重实验报告,不注重过程,而使很多基本的操作技能都出现错误。最终不能够地对学生进行公平的评价、更不能够激发学生的学习兴趣,也不利于培养学生的创新意识及创新能力。实验教学的特点是以学生为中心,使学生的主观能动性得到充分地发挥,与此同时也要求教师一定要具备高度的责任意识,将不同教学项目的实验设计其具有不同的功能,并实现各个教学环节上的松紧适度。此外,为提升实验教学效果,教师应该在实验课的不同环节,充分扮演自己的角色定位,在宽松、和谐的氛围中有序、高效地进行实验。通过对有机化学实验的教学内容、教学方式和评价体系的进行改革,既调动了学生的学习积极性,增强了学生观察、分析及解决问题的能力,又准确地考核了学生的综合素质,收到了良好的教学效果。 4结论 综上所述,生物专业有机化学实验课程是该专业学生对理论知识的巩固、对操作技能的掌握、对动手能力和综合素质的教学环节的提高,对于指导教师来说,其要有不断提高自身业务素质的责任,加深学生对基础知识的理解、提高学生的实际操作、分析问题、解决问题的能力,并竭尽全力培养高素质人才。 作者:韦复华李琳张声俊单位:安顺学院化学化工学院 生物科学论文:微生物学理论教学的生物科学论文 一、整合微生物学科内容,注重基础,突出重点 微生物学理论课程沿用我院选用沈萍和陈向东主编的《微生物学》第二版教材,该教材共15章内容,用48学时来完成教材的内容显然是不够的,面面俱到,只能是走马观花,会出现泛泛而谈,重点不突出,难点讲不透,学生听不懂的现象。为此,将教材内容整合缩减为12章,重点介绍1~7章基础微生物学的内容。突出微生物的构造和代谢,注重微生物分子生物学内容的介绍,强调微生物研究无菌技术的重要性。在组织教案时注重与先修课程的内容衔接,对先修课程已经介绍的知识,在课堂上不再重复介绍。如在介绍微生物第八章微生物遗传的内容时,遗传学课程已介绍过证明核酸是遗传物质的“三个经典实验”、证明基因突变的非对应性“变量、涂布、影印”三个实验等内容,则以问题的方式和课外自学的方式复习,不在课堂讲授,把有限的学时用在基础部分。 二、探索问题讨论式课堂教学方法,构建微生物学理论教学模式 所谓问题讨论式课堂教学法,是指教师或教师引导学生提出问题,在教师组织和指导下,通过学生独立思考和讨论,探求问题的答案而获得知识的方法。传统的讲授式教学方法,教师主要运用语言方式,系统地向学生传授科学知识,传播思想观念,发展学生的思维能力,发展学生的智力,教学过程几乎是教师满堂灌,学生处于被动学习状态。显然,单一讲授式教学方法不利于创新人才的培养。针对微生物学课程的开设对象他们已先修了大学化学、生物化学、植物生理学、遗传学等课程,对生物科学专业知识有一定积累的特点,教学中,在每章节开篇讲授时,将该章节的教学目的、重难点对学生提示,以问题的方式提出知识点,给学生一定的时间,带着问题浏览教材和在同学间进行交流讨论,并让学生上讲台陈述对所提问题理解、与同学讨论的结果,阐述自己的观点,教师在此基础上对知识点进行点拨,加深学生对知识的理解和掌握,成为学生学习的引导者。 如在介绍第三章微生物细胞的结构与功能和第四章微生物的营养的内容时,根据第三章内容和知识点设计了原核微生物与真核微生物的主要区别,细菌的一般(基本)构造与特殊构造及功能,革兰氏阳性菌和阴性菌的细胞壁构造的异同,细菌细胞壁的结构与革兰氏染色结果等几个问题;根据第四章的内容设计了微生物需要吃什么(微生物的营养要求),微生物有什么嗜好(营养类型),如何给微生物做饭(培养基的配制),微生物是怎样吃东西的(营养物质进入细胞)等问题。让学生带着这些问题浏览教材,左右邻桌相互讨论,最后由学生来陈述问题的结果,教师根据学生们的表述,进行归纳提炼和小结,促进学生对知识点的理解和掌握。通过对问题讨论式课堂教学方法的探索,构建了提出问题———阅读讨论———解决问题———提炼归纳的问题讨论式教学模式。采用问题式讨论教学法,改变课堂教师一言堂讲授式的传统教学方式,促进学生之间和师生之间的互动。以学生能力发展和素养提高为主要目标,得到学生的赞同和积极响应,促使学生由被动学习转化为主动学习,课堂教学效果也明显提高,学生在教学中多次上讲台锻炼,有利于学生早日成才。 三、小结与讨论 课堂教学实践证明,通过以上对微生物学理论课的教学改革,建立的提出问题———阅读讨论———解决问题———提炼归纳的问题讨论式微生物学理论教学模式,符合生物科学专业学生的特点,不仅使学生认识到了微生物学理论学习的重要性,而且激发了学生对微生物学课程学习的兴趣,调动学生学习的积极性和创造性,发挥学生学习的主观能动性,培养了学生思考分析、解决问题的能力和创新能力,为学生适应将来工作或进一步深造奠定了良好的基础。运用提出问题———阅读讨论———解决问题———提炼归纳的问题讨论式理论教学模式时,教师要凝炼课程知识点,有针对性地提出问题,注意创设一个有利于学生进行探究发现的良好的教学情境,有序组织教学和对重难点归纳提炼,培养学生有效的学习方法和分析问题、解决问题的能力。 作者:邓功成赵洪高礼安李永波吴卫东余彭娜李静陈世军宋丽莎吴莉莉单位:黔南民族师范学院生命科学系遵义师范学院 生物科学论文:基于微世界的生物科学论文 一、行为参与——利用微世促进学生探究技能发展 微世界为学生提供了“做”中学的环境,学生可操纵模拟环境中的对象,构建自己的实验体验,参与测试实验系统的行为。微世界一般的活动结构包括了创设有趣的情境、探究、解释、应用、评价等内容,最主要的活动部分是通过操作进行互动探究的活动。互动性是微世界的特点之一,通过人机交互、生生交互让孩子掌握观察、设计实验、实验操作、收集数据等探究技能。以“光合作用”概念为例,由于光合作用发生的过程,是一个微观、复杂的过程,肉眼很难观察到光合作用吸收二氧化碳释放出氧气,因此可以用光合作用的微世界进行教学,整个教学流程及学生学习行为参与过程(如图2所示)。光合作用微世界目的是让学生通过利用传感器进行光合作用的模拟实验,建构关于绿色植物通过光合作用制作有机物,吸收二氧化碳释放出氧气的概念,并在建构概念的过程中掌握对照实验设计与实施的探究技能。光合作用微世界的活动内容结构如下表1所示。又如美国科罗拉多大学(UniversityofColorado.)开发的交互仿真虚拟实验微世界(//phet.colorado.edu/zh_TW/),网站里很多生物、物理、地理等学科领域的微世界资源。其设计理念是通过互动探究的实验,让学生掌握探究的技能并深刻理解概念或现象。例如支撑自然选择的概念认知,微世界创设了一个草原情境,通过一些按钮操作能够选择和控制草原上的动物、植物的种类、环境类型以及兔子的性状等,然后学生可以通过图表看到动植物数量的变化,从而了解自然选择的过程。再如生态平衡的微世界,通过学生动手参与探究活动,控制草原上动植物的数量,发现生物之间的密切关系,在多次尝试设置不同生物数量的活动中建立起能够维持生态平衡的数量关系,从而理解保持动植物数量一定是维持生态平衡的关键。总而言之,微世界为学生提供了体验式的学习环境,让学生在“做”中学,掌握解决问题的探究技能,促进学生有效的学习。 二、思维参与——利用微世界促进学生高阶思维的发展 学生参与探究的过程,也是思维活动的过程。课程改革非常强调学生高阶思维的发展,这也是课堂教学的重要方面。根据布卢姆的目标分类学,高阶思维是在目标分类学高层次的认知过程,如分析、评价、创造属于较高水平层次的能力。根据斯滕伯格的思维理论,思维有分析性思维、创造性思维和使用性思维。微世界的探索活动需要学生高阶思维的参与,如作出假设、推理结论、分析数据、生成新问题、解决复杂问题等思维能力,因此微世界在一定程度上成为促进学生高阶思维发展的有效途径。例如光合作用微世界的思维参与过程如下(如图4):1.促进学生探究推理能力的发展运用适当的技术可以来支持学生学习,微世界提供的活动,凸显在能够培养学生的探究推理能力。微世界提供的探究环境一步步引导学生深入思考,帮助学生将思维集中关注高层次的认知过程,脱离低层次的计算,可以帮助学生建模并可视化思维过程。微世界的实验操作是理想化的,减少了很多的其他因素对学生的干扰,让学生的思考更加集中和深入。同时实验的操作过程可以重复和再现,学生在有层次的整个实验过程中、实验后的数据和图表中、评价中运用推理能力帮助建构概念。例如在微世界中的反馈和评估项目,设置不同层次的练习,从这些练习中可以培养和检测学生的探究推理能力。如下面的题目(如图4),学生在探究光合作用后,让学生分析哪种情况下水草的寿命最长。该题,需要学生运用推理分析能力及光合作用的概念解决问题。答案是D的水草,因为光合作用需要光、二氧化碳和在叶绿素下进行,然后光合作用释放出氧气。而在A、B项中缺乏光照,C缺乏二氧化碳。通过整个微世界的各个活动能够有效提升学生的探究推理能力。2.促进学生分析科学数据能力的发展微世界的实验数据常以图表的形式出现,图表能够直观展现变量与变量之间的关系,一个变量变化另一个变量发生的相应变化的情况。通过识别图表和分析数据培养学生的分析性思维能力。实验中收集资料,有利于学生养成严谨的科学态度和良好习惯。实验后需要对这资料数据信息进行分析和说明,在微世界中,会通过各种数据表整理数据,用图表来解释事物整体格局、发展趋势并通过证据建构和解释概念。例如在生态平衡的微世界里,通过草原上植物、兔子和狼的数量变化的图表,让学生分析一段时间内动植物之间的关系,及要维持生态平衡的条件(如表2、图6)。还通过数据可以让学生对未来草原上植物、兔子和狼的数量变化进行推测(如表2的数据),可以看出狼灭绝了,兔子数量增加,草不断减少;进而理解如果持续下去那么草会被兔子吃完,而兔子因缺乏食物而无法繁衍下去,最终导致生态失衡。图表还是培养学生预测、假设等创新思维能力的重要工具。学生可以通过它来研究分析对象的发展趋势并作出预测。从图表中观察到植物、兔子、狼在这30.8年间的数量变化,可以帮助学生推测分析时间与动植物数量变化的趋势,根据动植物之间数量变化的关系,预测这个生态系统是否能够持久达到生态平衡的状态。 三、情感参与——利用微世界激发学生的探究兴趣 培养学生对学科的兴趣是义务教育阶段科学教育的优秀目标。为提高学生的情境兴趣和探究欲望,微世界会设计成游戏的模式,并在设计学习任务上体现多样性、新奇性、活泼性和挑战性。学生如果能够顺利完成一个挑战,掌握一个技能、创造一个作品,就能够给学生带来较大的成就感,从而激发学生的学习兴趣。例如在生态平衡的微世界,其任务的设计是有挑战性的,即让学生设置植物、兔子和狼的数量,看能否使生物能够保持平衡更加长久(如图7)。在界面中有评价如“游戏结束,你的分数是34分……,你能做什么去消除这种不稳定呢这些有挑战性的任务都能够激发学生不断探索。又如在探究人的膳食平衡概念时,有一个饮食与运动的微世界(如图8),设计了人的肥胖程度与食物、运动关系的有趣任务。如果你挑选的食物含卡路里过高,而且运动量过少,就会很快肥胖起来(如图8左边的人形象发生变化),直观有趣地展现饮食平衡与适量运动对健康的重要性,会让学生对膳食平衡、运动有更深刻的理解。兴趣是最好的老师,当学生喜欢开展各项生物探究活动时,他们将对生物学科投入更多的精力和时间,形成对生物学的高度热情,或为将来会成为生物方面的专家、一生从事生物研究工作打下基础。 综上所述,微世界能够有效促进科学探究,促进学生的有意义学习,为建构复杂(或抽象)概念提供了很好的技术支架。在利用微世界的过程中,学生的探究技能和高阶思维能力能够得到一定程度的提高,特别是在数据分析能力、探究推理能力方面,同时也能够更好的激发学生对探究生物学的兴趣。另外基于网络的微世界,可以重复学习和使用,学生还可以利用课前或课后进行探究学习,促进学生的人机交互学习、学生间的合作学习。需要注意的是无论是哪种微世界,在进行教学时要恰当运用好微世界,则需教师课前要做好研究,了解微世界的教学活动的结构,自己动手操作微世界,了解它的主要目的、功能、操作的关键以及在课堂中恰当选择时机去应用。当然,微世界不是万能的,它只是作为众多教学工具的一种,是技术在教学中的一种应用,是帮助建构复杂(或抽象)概念的一种有效的工具。教学中没有最好的教学方法,只有更好的教学方法。微世界只是为教师的生物教学提供了多一种的选择,只有运用恰当才能有效促进学生的学习。 作者:郑雪萍容梅单位:广东省广州市天河区教育局教研室 生物科学论文:高中生物科学论文 一、增加生物课外活动激发学生的环保意识 在教学中,可以采用灵活的方式,激发学生的环保意识,课外科技活动就是很好地途径。可以选择取材简单、方便展开的课外活动,研究各种生物之间的关系,及生物与环境之间的关系,让学生真实感受身边环境的现状,激发学生的环保意识,从而主动探究环境保护的方法。在教学中,教师可以通过展现人类对环境的强大破坏力,唤醒学生的环保意识,用课外活动的方式,让教学效果更加直观。比如,在讲人类活动带来生物基因突变时,可以安排学生观看电影《哥斯拉》,然后再展示给学生切诺贝利核电站爆炸多年后当地生物的图片,以动态的、震撼的直观形式冲击学生视觉,学生看到核泄漏造成的生物基因突变有多可怕,自然会联想到破坏环境的行为是可耻的,从而提高环境保护意识。 二、增加生物课堂案例教学 环境保护不是一个空洞的概念,应该让学生真正理解,形成鲜活的印象留在脑中。案例教学在生物教学中十分可取,用一个个案例加深学生对知识的记忆。在案例教学中,老师引导学生的参与讨论,热烈的讨论打开了学生思维,加深了学生对知识的理解,同时为环保意识的培养提供了条件。教师可以用案例教学讲授一些难度较大的生物学知识,也可以直接对学生进行环保教育,帮助学生认识到人类对生物链、自然资源、生存环境的破坏已经危及人类自身。 案例教学选材的方向很多,可以借助数据分析,可以借助图片、视频,还可以借助专业机构的调查研究,从多方面帮助学生树立环境危机意识。例如,在课堂教学中,进行生物遗传的授课时,教师可以在遗传知识学习后,采用案例教学的方式加深学生对知识的理解,具体如下:教师向学生讲授猎豹数量减少案例,是由于人类对其生存环境的破坏和大量的猎杀,猎豹数量减少,导致近亲繁殖现象严重,后代存活率完全没有了保证,整个种群濒临灭绝。教师要问学生:“为什么近亲繁殖会导致后代质量变差?”,学生展开热烈讨论,利用遗传学的知识解释了这个问题。案例教学使学生对知识记忆深刻,理解了环境保护的重要意义,从而激发起环境、资源保护的意识。 培养学生环保意识的最终目的是让学生自觉地进行环境保护,教学能培养学生环保意识,但让学生行动起来进行环境保护不仅要靠课堂教学,还要教师的引导。高中生物课堂的知识丰富,学生树立的环保意识,可以根据自己的理解,力所能及地为环保事业做出一些贡献。教师要鼓励学生从身边小事做起,将环保观念落实到实际生活,自觉的规范自己的行为,同时要多做环保宣传,让身边的人也建立起环保意识。 学校可以安排一些机会,让学生投身社会中的环保活动中,比如组织学生在进行环境保护宣传,结合生物学的知识,分析环境污染对人类及其他生物造成的破坏,呼吁人们停止污染环境的行为。活动中,教师可以对学生进行指导,学生可以咨询老师相关知识,老通过宣传活动,进一步优化学生的环保行为,建立自觉保护环境的意识。 三、结束语 生物教学的任务不仅是生物知识的学习,还是学生环保意识的培养。通过多元化的教学方式,提高学生对生物学习的兴趣,增强学生的环保意识,激发学生对环境保护的主人翁意识,热爱环境保护,自觉宣传环保的理念,真正实现环保的行为。生物教学中,理论与实践应该相结合,为学生创造机会体会环保的意义,深刻理解环保的重要性,为环境保护贡献一份力量。 作者:王小燕单位:福建省永安市第一中学 生物科学论文:基于课程群的生物科学论文 1生物科学专业基础课程群建设基本概况 课程群选择了最能体现生物科学研究理论素质和综合素质培养的五门课程构建网络教学平台。该基础课程群中,《植物学》及《植物生理学》从植物的分类、结构、生理特点等方面介绍生物学研究中必备的植物学知识基础;《动物学》介绍生物学研究中动物材料的分类、结构;《生物化学》从物质组成及物质代谢规律方面深化学生对生物体的理解并使学生掌握生物学检测的基本方法;《分子生物学》从遗传信息的传递角度阐述生命科学的最新理论和研究进展,同时《生物化学》为《植物生理学》、《分子生物学》的学习提供理论基础和实验技能。该课程群的设计理念是使生物科学专业学生认识生命科学的研究对象,研究的基本理论、基本技能和基本方法,使学生一定程度上掌握发现生命科学问题,并提出解决问题的思路,形成“大生物”的理念,成为系统全面地掌握生物学基础理论和实验技能,且基础扎实、创新能力强、可持续发展的应用型人才。在各门课程的教学中注意各二级学科知识点的交叉,同时追踪学科前沿,及时把最新发展和教研教改成果引入教学,课程群的建设同时为后续课程以及相关专业提供动物和植物的分类、生理、物质组成和遗传基础。 2课程群优化建设措施 课程群建设是课程组合知识体系的重组,同时也是对教学大纲和教学计划的再设计,课程群的建设离不开精品课程建设和优秀师资的培养。 2.1理论课程的整合 “生物科学专业基础课程群”教学团队主讲教师经过多年的教学实践和沟通,在各门课程互通有无的基础上,整体优化教学内容,避免交叉性内容的重复。对于在前序课程中已经出现的交叉内容,主讲教师通过适度引导方式,引导学生巩固和复习,重点强化交叉知识在新课程中的运用和扩展。这样既克服了学生的厌学情绪,又强化了对知识的运用,激发了学生的学习兴趣,提高了教学效果。生物化学是生物科学专业学生的主要专业基础课,不但内容多,而且难度大,且与分子生物学的有些内容高度重复。因此,有必要对教学内容进行整合和优化。生物大分子中糖类、脂类、蛋白质和核酸等物质的结构、功能及代谢等内容在生物化学课中讲授,而复制、转录、蛋白质翻译和基因表达调控等在分子生物学中讲授。生物化学中涉及的光合磷酸化的内容则在植物生理学中重点讲述。教学内容的重组可以避免课程内容交叉、重复,使知识的系统性、连贯性增强,缩短了相应课程的理论教学学时,保证了在压缩学时的情况下,有效地提高教学效果和效率。 2.2实验课程的整合 实验课程的整合主要体现在《生物化学》、《植物生理学》和《分子生物学》的实验教学中,为了整合学院实验教学资源,最大限度地利用现有的实验教学资源,每学期以实验内容论证的方式,优化整合课程群中实验教学内容。例如,把生物化学的酶学实验和植物生理学中的植物抗逆性实验整合在一起开设,既使学生掌握了酶的分离纯化、活性鉴定的方法,也开拓了学生的眼界,增强了学生对酶活性测定在实践中应用的理解,同时节约了资源。在生物化学实验中强调蛋白质的分离、纯化的鉴定,而把核酸提取和检测与分子生物学的相关内容整合在一起,这样既避免了实验经费的浪费,也大大增加了实验项目的数目。在植物学实验中开设显微镜使用方法课程,而在动物学实验中不再设计显微镜使用方法的课时。在动植物野外实习中,将动物学实习和植物学实习结合在一起。同时,在实验教学中采取“4+3+3”的内容设置,即基础性实验占40%,让学生掌握一些基本实验仪器的使用和基础理论知识的验证,综合设计性实验和创新性实验各占30%。综合设计性实验是在掌握基本实验技能的基础上,自行设计实验方案,并检验方案的正确性与合理性;创新性实验是对从未做过或还未完成的科学研究进行的探索性实验,结合学院教师的科研课题进行。通过3种承载不同教学目的实验的开设,巩固理论知识,初步使学生建立设计实验方案的思维方式,熟悉各类实验室仪器设备的使用方法,提高实验技能技巧,掌握获得实验数据的手段和方法,使学生学会实验数据的处理方法,培养学生的综合素质和创新能力。 2.3教学队伍建设 师资队伍建设是课程建设的主要内容之一,以课程群为载体建设教学团队,可以使团队成员更好地进行教学技能的沟通、课程内容的整合以及课程结构体系的把握。根据课程特点,结合教师专业学科背景及教学经历,遵循“老中青”结合及“以老带新,以老带青”的原则,鼓励年轻教师以主讲教师助教身份听课、批阅作业熟悉教学工作。其次,鼓励年轻教师通过访学及攻读博士学位的方式深造,聘请学术带头人和学术水平较高的客座教授,引领教师整体教学、科研素质提高。经过几年的师资队伍建设,生物科学专业基础课程群形成了由教授、博士、教学骨干组成的一流的师资队伍。 2.4改革教学方法和教学手段 在课程群建设中,在教学方法和手段上进行了多方面的探索和改革,在各门课程讲授基本理论的同时注重向学生传授科学的学习方法,培养学生把握学科的思维方式和研究方法,如在生物化学糖酵解内容讲述过程中,首先将糖酵解途径的研究历程展现给学生,在这一过程中,使学生了解了生物科学研究的基本方法,同时培养了学生的研究思维,更培养了学生对科学研究的兴趣。随着计算机的应用,多媒体教学在当代教学中正发挥着越来越重要的作用。通过PPT和动画的应用,将难理解的、枯燥的内容通过精美图片、动画短片生动地展现出来,从而使枯燥乏味的课堂内容变成生动有趣的探索过程,有效提高了学生的学习兴趣。如在植物学教学中,将历年野外实习中拍摄的植物图片制作成课件,使理论内容的讲解更生动。在利用多媒体教学的同时,也积极运用传统的板书教学,如在生物化学教学中,将三羧酸循环的内容设计为传统的板书教学,强化了学生对这部分内容中物质结构变化的理解。此外,课程群的所有课程在开课前将所有信息,如教学大纲、教学方案、实验计划、实验课件、理论教学课件等上传到德州学院网络教学平台,有助于学生根据教学进度自觉地进行预习、复习。 3结语 随着生命科学迅速发展,社会及经济发展对生物科学人才的要求越来越高,许多高校开始加强生物科学教学和科研,培养出更多适应社会需求的创新性应用型复合人才,精品课程群建设作为高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分,是加强素质教育、培养复合型、应用型和开拓型人才的重要手段,充分体现本科教学的普遍规律,具有鲜明的特色和显著的实践效果,提高了生物科学人才的知识、能力与素质。 作者:王丽燕 单位:德州学院生命科学学院 生物科学论文:实验教学视野下的生物科学论文 一、实验教学对培养学生生物科学素养的作用 生物学是一门实验性很强的学科,生物现象和生命活动的认识都是从实验中得来的。生物教材中各种各样的生物学实验拓宽了学生的视野,激发了学生的学习兴趣和探究欲望。借助实验还可以训练学生的科学过程方法,培养科学思维能力,加强科学态度价值观教育。所以,在生物实验教学中提高科学素养是一条重要的途径。 1.1实验中能巩固生物学知识。 显而易见,任何一个生物实验都包含一定的生物知识。高中生物中的实验有直接运用所学知识的,也有通过验证性或探究性实验来求证获得新知识的。不论哪一种类型的实验,都有助于帮助学生巩固所学的知识理论和理解科学原理。 1.2实验是掌握科学方法与技能的重要途径。 学生通过亲自参与一些简单的科学实验过程,学会了如何发现问题和解决问题,加强了对多种科学方法和技能的培养。 1.2.1.实验中培养学生的观察能力。 生物教材中有很多实验都是完整的观察实例。因此实验教学中,要注重引导学生学会科学的观察方法,科学的观察方法可以使学生取得最佳观察效果,提高观察能力。如按顺序观察、由整体到局部或由局部到整体观察、抓住对象的主要特征观察、边观察边思考、边观察边记录等,培养学生严谨求实的态度,掌握基本的科学方法与技能。 1.2.2.实验中培养学生的思维能力。 在生物实验中,操作和观察还需要用脑积极思维。如观察时,教师不能只向学生提问“看到什么”、“是什么”,“有没有看到”等问题,还要引导学生思考“为什么”。只有借助思维对观察和操作所获得的表面现象、感性认识进行加工,才能上升到理性认识,得出科学结论。只有真正培养学生的思维能力,才能切实提高实验教学效果。 1.2.3.实验中培养学生的创新能力。 教学中,教师要让学生从设计原理、实验方案、实验步骤、结果分析等多方面思考,充分调动学生的发散性思维,对各个环节进行再创新,探索出多种实验途径。这样,学生既主动参与实验过程,又很好的提高了实验设计水平,激发了学生的创造性。 1.3实验是倡导科学精神及情感态度、价值观的有效手段。 1.3.1.实验有利于培养学生的合作精神。 无论是实验设计,实验操作,实验的完善、结论的得出、结论的呈现形式等,都需要大家集思广益,团结协作,要求每位同学积极发挥自己的作用,从而培养学生的信息交流能力和集体协作精神。 1.3.2.实验有利于培养学生严谨求实的科学态度和坚持不懈的探索精神。 在实验中,学生不按照规范的操作流程操作,不细致观察实验过程和现象,不具有迎难而上的挑战精神;或者歪曲实验现象,不尊重实验结果,轻率得出实验结论等,实验都很难获得成功。所以需要学生有严谨求实的科学态度、坚持不懈的探索精神,实验才能真正发挥提高科学素养的作用。 1.3.3.实验有利于培养学生敬畏自然、尊重生命的人文精神。 学会与自然和谐相处,保护生态,建立正确的生命价值观。 1.4实验能促进对科学技术与社会的关系的理解。 实验能让学生更加全面深刻地理解科学技术的价值,理解科学技术发展对社会的多方面影响,更辩证的看待科学、技术和社会之间的关系。理解生物科学技术和发展经济,生物科学技术和环境保护,生物科学技术和改善生活水平,生物科学技术的应用与伦理道德、法律规范等的关系。总之,生物实验教学是激发学生的学习兴趣、培养创新能力、鼓励科学探究精神的最佳平台,是培养学生科学方法论、发展学生创新思维、提高学生科学素养的有效途径。 二、实验教学中培养学生生物科学素养的途径 2.1转变实验教学观念,培养学生掌握科学的研究方法 当知识是靠自己的思维得来时才是自己的知识。因此,生物教学应该是生物活动的教学而不应是生物活动结果的教学,重要的不是结论而是认知过程。以实验为基础是生物教学最基本的特征之一。从实验现象到某一生物概念、规律的形成需要一个过程,在这个过程中,教师不仅要重视教给学生如何通过实验现象或结果的分析形成概念或规律,而且还要教给学生如何进一步深入理解概念或规律形成的思路和方法。传统的实验教学目的是“重结论”,而不是将实验作为“再发现”的过程,视为知识的形成过程。因此,应转变观念,建立以实验教学为基础的生物教学观,充分挖掘生物实验的教学潜能,为实施素质教育创造条件,营造一个良好的生物实验教学环境。 2.2对实验进行拓展和延伸,培养学生的创新能力 生物实验在培养学生的科学态度、训练学生的科学方法,特别是完善学生的创造思维方面,具有独到的功能。但是在其教学方法的选择上,还存在着一些不尽如人意的地方,阻碍着生物实验在“完善学生创造思维素质”方面重要功能的发挥。因此,探索中学生物实验的教学方法与完善学生创造思维素质之间的相互关系,是一个重要的研究内容。其中延伸和拓展生物实验是一种重要的尝试。通过这样的活动,学生思维的广度和深度得到了拓展,探究事物的意识得到增强,创新意识和创新能力得到了提高,同时学习积极性进一步高涨。 2.3加强实验设计,追求实验过程探究性 皮亚杰曾说过“:复制的真理只能算半个真理。”其活动建构论则指出,活动是连接主、客体的桥梁,是认知发展最直接的源泉。学生自主求知才能最大限度地发挥其自身能力,发现自己的学习优势。目前,中学生实验主要有验证性实验和应用性实验。实验课题、实验方案及研究步骤都由教师安排决定,有时甚至连实验结果也由教师事先告知,学生只是机械地操作,无从感受获取知识和应用知识的快乐。因此,学科教学应加强探索性实验的比例,使学生在自主探究的实践活动中逐步掌握“发现问题———建立模型———形成假设———设计实验———归纳结论”的科学探索方法。而进行实验设计和实践,是科学探究的关键。近年来的高考中都增加了实验设计能力的考核。教师在教学中应指导学生了解进行实验设计的一些基本原则,如对照性原则、单因子变量原则、平行重复原则等。教材上往往针对实验假设进行了实验设计,教师可以充分利用这些实验材料,帮助学生掌握科学实验设计的基本方法和基本原则。在此基础上,鼓励学生对教材的实验方案进行改进或重新设计,并且付诸实施。科学探究的过程往往也就是不断完善实验设计和不断克服困难的过程。通过这一能力的培养,使学生改变“形高实低”的学习状态,成为学习的主人。在实验过程中,免不了会遇到一些问题和困难,关键是要帮助学生克服畏难情绪。 三、结语 实践证明,加强实验教学后学生在科学素养的各个方面都有极大的提升:首先,关于科学知识,学生关注的范围更广,更加关注生活中的生命现象和现代化的生物技术。学生的科学知识更具体全面,易于整合、迁移,有利于构建知识网络。其次,学生更加善于主动思考、判断,善于发现问题、通过实践探究问题。学生的思维能力得到锻炼和加强,面对问题时能冷静思考,有自己独到的见解。再次,通过实验教学,学生对于生物课程的兴趣和学习探究欲望大大提高,质疑、批判等科学精神有了长足的进步,与他人团结协作的意识也更加强烈。 作者:王梅洲 单位:江苏溧阳市戴埠高级中学 生物科学论文:基于通识教育生物科学论文 1国内高等师范院校生物科学专业通识教育存在的问题 21世纪是生命科学的世纪,为了适应新时代的发展,生命科学在中学基础教育中有着很重要的地位,近年来我国的高等院校的专业结构已经由单学科性向综合化发展,目前,对于生物教师的职前教育和中学基础教育还有着一定的脱节现象,但在通识教育上存在的问题也是不容忽视的影响人才培养质量的重要因素之一。 1.1通识教育课程体系与目标分离 从现行的课程设置来看,虽然生物科学专业在形式上增设了通识教育课程的模块,也增设一些选修课,但实际上能够真正体现通识教育本质的课程并不太多。目前大学通识事件中最严重的问题就是通识教育课程无法全面覆盖到通识教育目标要求上。由于通识课程内容零散杂乱,缺乏课程设置的逻辑起点。因而导致了通识教育没有形成科学合理的课程体系,课程结构也缺乏系统性。从课程内容看,很多高校存在的问题都一样,就是通识性不足,知识层面多数停留在介绍上,较少涉及到其思想深度上,对学生的精神领域关注不够,很难达到为学生的未来发展搭建宽广综合的基础平台的目的。 1.2将通识教育等同于基础课 过去,不少高校曾将通识教育当作高等教育里为专业教育打基础的基础教育。然而,通识教育被认为是基础教育其实是一种误解,通识教育不直接与专业相联系,它的目标是培养学生的基本素养,包括文化科学知识以及人文关怀的精神等。通识教育与专业教育的联系虽然存在基础性的一方面,却不能将其等同为基础教育。事实上,基础教育可以看作通识教育与专业教育的中间环节,具有通识教育和专业教育两者的一些特性。 1.3缺乏完整、有效的通识教育课程体系 我国教育在中学阶段就开始文理分科,且课程体系中的人文教育内容较为狭窄,到了大学教育阶段,就体现为通识教育内容不够全面,课程设置专业性很强,而通识教育流于形式,只是象征性地开设一些有关人文社会科学的课程,而人文素质的培养不是通过办几场讲座、开几门课程就可以实现的。缺乏一个课程体系能够将通识教育与专业教育完整的融合。没有科学的课程和课程论便不会有科学的教学,因此,课程设置在教育体系中总是处于中心地位,如何建立一个完整、有效的通识教育课程体系已成为目前高等师范院校生物科学专业亟待解决的问题。 2加强通识教育与专业教育的融合 教育是科学化的人文教育与人文化的科学教育的有机整体,主要是以人的全面发展为最终目的的。因此,教育无论在哪一阶段,都需要重视通识教育与专业教育的融合。 2.1促进通识课程和专业课程的交叉综合化 通识教育课程是师范类与非师范类本科生都必须学习这类课程。通识性课程对于师范生来说,既不学习“教什么”,也不学习“如何教”,更不是专业的知识,但学习这些通识性课程,能为师范生提供一个广阔的平台,形成开阔的视野,为师范生教师素质的形成打下基础。当今社会,通才教育正替代专才教育成为教育改革的主流,高等师范院校培养的师范生首先要具有广博的各科基础知识,用更多学科专业知识以外的其他知识,提高自身的科学和人文素养。生物课程在内容上有着极强的学科交叉性,对生物教师的各项知识都有挑战,因此就需要生物教师除了掌握过硬的生物学科知识,还要了解相关学科的知识,因为不同学科直接是相互促进和影响的,生物教师只有全面的掌握相关学科内容,才能使生物教学更加完整的展开。通识教育与生物专业教育间的交叉和渗透,对于长期接受理科思维训练的生物科学学生来说,人文学科知识的学习有利于学生专业知识的学习,能够培养直接思维、发散性思维方式,人文的力量与生物科学的力量以及艺术、思维力量等有效结合,才有助于生物专业方向的发展。为了推进通识教育与专业教育的融合,高等师范院校生物科学专业应该制定人才培养方案,在课程设置上要保证通识性课程所占的比例,促进通识教育与专业教育间的交叉与渗透;在课程结构上,要实现跨学科的有机融合,打破通识课程和专业课程之间的壁垒,使学生具有广泛的综合性和宽厚的知识;在课程内容上,要教给学生最基础性的知识,却能使自然科学内容与人文科学内容相互联系、相互融合,跟上知识更新发展的速度;在课程形式上,要使学生通过学习各种形式的通识课程和专业课程,实现知识的综合化。 2.2提高教师队伍的素养,贯穿通识教育 “百年大计,教育为本;教育大计,教师为本。”加强通识教育与专业教育的融合,不能只依靠几门通识性课程,也不能脱离专业教育课程,而是要借助教师的力量把通识教育贯穿于专业教育教学的全过程,寓通识教育于专业教育之中。要提高生物科学专业教师的个人素养,这样才能有效推进通识教育与专业教育有效融合,才能培养学生拥有科学的思维方式和追求真理的精神,实现学生独立思考的精神层面的问题。一是要通过宣传引导;二是要通过政策激励;三是要通过加强管理,对教师的教学行为进行督促和约束。 2.3在第二课堂中体现通识课程和专业课程融合 通识教育和专业教育都不应仅仅体现在第一课堂上,要实现这二者更好的融合,就要由第一课堂教育和第二课堂课外活动、社会实践和实训实习有机结合,在第一课堂和第二课堂各自的活动融入学会求知、做事、共处和做人的理念。根据高等师范院校生物科学专业人才培养目标的定位,应能使学生通过实践,在生活中体验和推进通识教育与专业教育的融合,这就要求教师要在学生的社会实践和实训实习中有意识的引导学生。另外,在第二课堂中通过举办各种形式的讲座、课外读书活动及其他课外活动来提高学生的身心修养,开阔他们的视野,让学生在学习专业知识的时候,提高专业技能的同时,启发艺术灵感和哲学思考,将专业教育方式与通识教育有机地结合起来。 3结语 生物科学专业培养出的学生主要是知识面广,能力强的专业人才。因此,师范院校就如何发挥优势办好该专业,成为构建相应管理模式的一个必要问题。为此,就需要我们融合了通识教育和专业教育的课程设置,才能够实现知识传授与能力培养的统一,通才教育与专才教育的统一,学科教育、素质教育与教师教育的统一,使学生能够培养成为基础扎实、知识面宽、素质高、能力强的生物学教师。 作者:陈存 徐晓燕 何应森 单位:成都师范学院生物科学系 生物科学论文:初中生物科学论文 一、几个重要科学探究活动 1《.骨的结构与成分》涉及的探究活动 《骨的结构和成分》是北京版初中生物教材第二册第八章《生物的运动》第二节《运动的形成》中第二课时的内容。在第一节学习动物运动方式的基础上,教材第二节内容进一步探讨动物运动的形成,为后面学习动物的行为打下基础。《骨的结构和成分》这节课首先让学生通过观察长骨的内部结构,分析其作用,建立长骨是一个中空的坚实的生物器官的概念,再通过探究鱼骨的成分,增强学生对骨的成分和特性的感性认识,推理出骨的成分和特性的关系。阐述人的一生中骨的成分的动态变化,从而增强体育锻炼的思想意识,为后面学习运动的实现打下基础。本节课以小组合作的方式进行学习,面向全体学生,促进每个学生的充分发展。借助实验分析和讨论的过程,引导学生主动参与、勤于动手、积极思考,符合新课标提出的“倡导探究性学习”的理念。依据维果茨基提出的“最近发展区”概念,利用学生原有的认知结构,在学生和教师的互动中实现知识和能力的发展。 2.生物体的结构层次 初中生物课程标准强调:教师在教学中要组织好各种观察、实验等探究性学习活动,帮助学生增加感性认识,克服对微观结构认识的困难,使学生领悟科学研究的方法并习得相关的操作技能。据此,结合生物个体水平的知识、化学和物理学知识以及学生的生活经验,突破学习难点。鼓励学生搜集有关细胞研究和应用方面的信息,进行交流以丰富相关知识,加深对科学、技术、社会相互关系的认识。同时运用建构主义“学习过程的最终目的是完成意义建构”的教学设计思想,确定本节知识主题,围绕如何引导学生实现该主题的意义建构进行教学设计。例如:在生物体层次结构主题下,重要概念细胞是生物体结构和功能的基本单位。在这一重要概念的构建时,教师可以设计探究动植物细胞结构实验———观察洋葱表皮细胞、黄瓜果肉细胞、番茄果肉和果皮细胞、人的口腔上皮细胞、皮肤细胞、平滑肌细胞、神经细胞等,构建动、植物细胞都有细胞膜、细胞质、细胞核等结构,以进行生命活动;相比动物细胞,植物细胞具有细胞壁、叶绿体、液泡等特殊结构这两个重要概念。再设计观察洋葱根尖细胞分裂,了解根冠、分生区、伸长区、成熟区细胞的形态结构变化;观察蛙的胚胎发育细胞变化和神经组织、肌肉组织、结缔组织(骨细胞、血液细胞等)、上皮组织和卵细胞、精子等的不同细胞形态和结构,构建细胞进行分裂、分化,以生成更多不同种类的细胞用于生物体生长、发育和繁殖这一重要概念。设计观察水中的单细胞生物和原生动物(如草履虫)的取食、运动、趋性,构建一些生物由单细胞构成,可独立完成生命活动;一些生物由多细胞构成的重要概念。通过这一系列探究实验的设计,依存这些重要概念的构建,帮助学生构建细胞是生物体结构和功能的基本单位这一重要概念。由此,实验教学的设计是围绕重要概念构建的。实验教学的设计要求有助于帮助学生构建重要概念,有助于帮助学生积极主动的获取生物科学知识、领悟科学研究方法。只有有的放矢的实验设计,才能落实到生物学重要概念的构建。 3.光合作用 光合作用的概念是初中生物学的一个重要概念。植物光合作用形成的有机物,是自身及其他所有生物的食物来源和能量来源,对自然界的物质循环和能量转化都具有极其重要的作用,学生理解它对于以后的学习至关重要。关于光合作用的概念,多数学生可以准确地说出来,然而,这种表述只是停留在记忆水平,并没有直接的实践体验。通过绿叶在光下产生淀粉的实验,可以让他们切实感受到植物在接受光照后,能在叶片中产生淀粉,这一实验对于他们理解光合作用的概念至关重要。初中一年级的学生虽然有了一定的逻辑思维能力,但光合作用的原理比较抽象,在缺少具体现象支持的情况下,很容易将之定义化,所以本节知识要用具体的、形象的实验进行教学。让学生体验到由现象到理论的过程,即通过感性认知上升到理性知识。通过一系列的实验设计、操作、探究和讨论,可以使学生对实验的设计原理、技巧,有更深层次的感悟。通过实验还可以培养学生的实验操作技能、合作精神和探究能力。《绿叶在光下合成淀粉》是初一上学期比较复杂的一个实验,对操作的准确性要求高,而且具有一定危险性。对此,在教学中笔者对两个方面作重点控制,一个是酒精灯和火焰,这个确保安全,另一个是条件、现象的操作和观察一定要严谨,以保证结果的客观性。安全控制的细节有两个,一是酒精灯的使用,让学生2人一小组,每小组在实验前先进行点燃酒精灯和熄灭酒精灯的练习,确保操作成功。二是烧杯很热,容易烫伤或脱手,所以进行镊子夹取烧杯的预练习,确保都能准确操作才进行实验。实验条件控制上要求一定要叶片变白后才取出,并注意滴加碘液的量。通过实验,学生普遍观察到实验现象,体会到每个实验操作的环节对于实验结果的出现都至关重要,更重要的是,他们能更深刻地理解植物只有绿色部分在光下才能产生淀粉的知识,对于其形成光合作用概念十分有帮助。 二、科学探究对重要概念理解的贡献 依据《基础教育课程改革纲要》:倡导学生主动参与、乐于探究,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。学生在不断的发现问题、寻求解决办法的过程中,转变了学习方式,提高了生物科学素养。科学探究活动应该围绕重要概念组织探究实验,使学生在鲜活的实验情景中充分发挥其主动性,构建起对重要概念的深层次理解。在生物体的结构层次这个主题下,教学过程中要注意引导学生进行“从微观到宏观再从宏观到微观”这样的思维方式训练。当学生能从这两个方向进行思考后,学生认识的人体、动物体和植物体,就会更充实、更深刻、更具体,也更有利于学生理解生物体的结构层次。如:细胞的结构和功能是抽象而死板的知识,如何把知识讲活才是本节课的关键。《细胞》这节课最大的特点就是,通过实验落实细胞的结构这部分知识,让学生能够更真实、更直观地认识到细胞形态,但是结构采用传统讲授法,直接告知。本节课的思维紧密,要求学生紧跟教师思路,边观察边思考,对学生的思维是一种训练,其为特点之二。从学生为主体出发,他们能通过实验,直观感受到不同植物不同结构的细胞结构不同,是因为它们的功能不同,为后面的细胞各结构的功能做铺垫,也自然而然的树立了结构和功能相统一的生物学观点,从而领悟细胞是生物体结构和功能的基本单位,就达到了本章的教学目的,这是特点之三。因为前一章节学习了细胞的有关知识,从细胞分裂、分化到组织的形成,器官、系统的形成,这是从微观到宏观,为了知识衔接得比较顺畅,要对课本编排的顺序做一定的调整,跳过了绿色开花植物的结构层次这一部分内容,在讲完细胞分化形成组织后,上节课直接让学生对人体四种基本组织的切片进行了观察。在学生对四种基本组织微观结构观察的基础上,今天这节课的开始就通过课件中的大量图片总结了四种基本组织的结构特点、功能,以及其在人体中的分布位置,既是对上节课的一个简单回顾,也是帮助学生建立微观到宏观的联系,为后面理解组织是如何形成器官的做好铺垫。生物学概念是高度抽象的,然而在进行教学时,不应使学生仅仅记住生物学概念那些抽象的文字,而应使学生透过抽象的文字看到一个绚丽多彩、生机盎然的生物界。因此,在向学生讲述生物学概念时必须首先向学生提供必要的感性认识:教什么,就要有什么,教什么,就要看什么。通过鸡翅的解剖观察实验,让学生对各种组织有一个宏观、感性的认识,通过真实的观察认识到像鸡翅这样的结构是由多种组织构成的,并且进一步认识到各种组织是有序分布、排列的,为学生得出器官这个概念提供感性认识。学生对概念的学习就是从这样的感性认识开始的,通过实验观察,可以使理论知识具体化,使抽象知识形象化,给学生识记、理解、运用概念创造条件。在概念生成后,还要让学生强化和深化对概念的理解。这部分整体的思路是感知、概括、运用的过程。在本节课的教学中,器官这个概念是在鸡翅解剖观察的基础上,通过对人体中胃这个具体的实例分析得出的。系统这个概念,也是通过对人体中消化系统这个具体的实例分析得出的,在得出概念后,又通过设置情景,如“在人体剧烈运动的过程中,人体的哪些系统功能加强了?”还有“为什么饭后立即运动会消化不良?”让学生对所学概念进行具体的应用,即在新情景中解释具体问题,深化学生对概念的理解。这样,让学生从具体的、个别的现象中得出一般的概念与规律,再由这一般的规律去解释个别或特殊的现象,解决个别或特殊的问题。经过这样一种由特殊到一般,再由一般到特殊的反复过程,对概念的理解才能深入。 三、教学反思与提升 科学探究活动或实验教学中激发学生兴趣很关键,学生在操作过程中通过动手动脑,克服种种困难,最后获得实验成功,此时由学习成功的喜悦而产生兴趣和学习的愿望转化为一种热爱科学的素质和志向。所以说,实验可以有效地激发学生的兴趣。例如:探究光对蚯蚓分布影响的实验,学生在实验中观察,看到蚯蚓的前端有个像指环一样的结构,学生不知道这是什么结构,有什么作用。这时向学生说明是环带,环带与蚯蚓的生殖有关,又称其为生殖带。当学生触摸到蚯蚓的腹面很粗糙和体壁有黏液,就觉得奇怪,接着提问:蚯蚓的腹面粗糙对它有什么作用?蚯蚓体壁的黏液干了对它有什么影响?学生不知道原因,就会表现出对问题的兴趣,表现出探究的意愿。在此基础上,教师引导学生对一个问题进行实验设计和实施,在激发学生兴趣的前提下,有效进行科学方法的训练。初中学生的自制力较差,若课堂实验多,课堂操控性一定不好,所以采取给学生分组的方式,不同的组观察不同的材料,再共同展示交流讨论。鼓励学生用手机拍下来自己的装片,供所有人观看。这样既能让学生自己操作,让学生自己展示,也更有说服力。在保证尽量多的学生参与探究活动的前提下,会出现参差不齐的教学效果,比如观察的内容很多,对部分学生而言比较困难,那么有什么方法可以改进呢?有的老师谈到可以更灵活地将图片和实验相结合,让所有学生都能够直观看到动植物细胞的区别及结构特点。实验探究活动过程中会出现很多“意外”,预设不到的实验现象或困惑问题,有时老师不能对学生的回答做出合适的反应和良好的评价。这就要求在平时的教学过程中,教师应该多积累这方面的经验,尝试给学生更多的时间阐述自己的观点,对每一个学生进行观察了解,做到因人评价,鼓励为主,发扬优点。 作者:杨青青 单位:北京教育学院
高分子材料论文:高分子材料课程设计论文 1课程设计题目选取 课程设计选题合理与否,是课程设计改革的重要环节,应注意课题的综合性、实用性及层次性[2]。课程设计环节中增加高分子材料改性及工艺探索的题目,目的在于加深学生对《高分子材料成型工艺学》、《聚合物改性原理及方法》等课程知识的理解,提高其理论联系实际和灵活运用知识的能力。选择合适的题目是保证学生如期完成课程设计的前提。课程设计环节比毕业设计环节少了8周的时间,因此课程设计选题应“小而精”,难度应明显低于毕业设计题目。如果选取完全没有研究基础的题目,学生前期探索实验会花费过多时间,不利于课程设计顺利进行。基于以上原因,笔者在以往毕业设计题目的基础上进行延伸,确定了课程设计相关题目。例如往届学生曾做过“硅橡胶阻燃材料性能研究”的毕业设计题目,对于硅橡胶混炼及硫化工艺积累了一定的经验数据,而硅橡胶材料力学性能指标还不尽如人意,需要进一步改进配方。可以在此基础上引出两个课程设计题目:“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”,并由两个学生分别完成以上题目。由于有前人的基础,学生在实验过程中没有重复探索相关工艺参数,实验直接切入主题,有利于在有限的时间内完成课程设计。此外,两个课程设计题目虽各有侧重,但主要原材料及成型工艺都相同,故两个学生可共用一套成型设备,大大节约了设备预热及清理时间。将学生按相近课题组成互助小组,不仅提供设备利用率,也有利于学生在遇到问题时,相互讨论,相互促进[3]。 2实验人员安排 我校高分子材料与工程专业每年招生人数为80人,现有实验室设备条件尚不能满足全部学生同时开展材料改性及工艺制定等实践内容。因此,合理安排课程设计环节进行材料改性及工艺制定的学生人数,是如期完成课程设计内容的必要保证。按照人才培养方案,本专业课程设计安排在第四学年秋季学期最后4周进行。此时学生的专业课程学习已全部完成,学生对于自己的就业去向也有了初步规划。可以结合学生的就业意愿安排其课程设计内容。对于工作单位已落实为材料改性或工艺制定岗位的学生,可以优先安排其在课程设计阶段进入相关实训。课程设计内容与学生就业去向密切相关,可以充分调动学生的积极性,自觉参与到课程设计的各个环节。在本次课程设计改革试点工作中,2010级的一名学生对于硅橡胶材料配方优化题目很感兴趣,原因就是与其签约的工作单位主要生产硅橡胶产品。这名学生在课程设计过程中充分发挥了自身的主观能动性,在实验遇到问题时没有被动等待老师的安排,而是通过多方搜集资料以及与指导老师讨论等方式积极寻求解决问题的有效途径。学生在课程设计阶段提前进入“工作状态”,为学生更快适应企业工作节奏和工作思路奠定基础。 3实验进度安排及突发情况处理 课程设计时间只有4周。以往安排学生绘制模具图,主要按照塑件图测绘(1周)—装配图设计及绘制(1周)—零件图绘制(1周)—说明书撰写(1周)来安排进度。模具设计过程中基本不存在突发因素,设计进度容易控制。如果在课程设计中安排材料改性、工艺制定等内容,则可能由于设备故障、原料采购不及时或其他因素影响实验进度,导致学生无法如期完成课程设计[1]。为此,课程设计指导老师需要提前做好原料及实验设备的准备、检查工作,并做好应急预案。在本次课程设计改革试点工作中,主要按照资料收集、初定方案、实验验证的思路安排进度。仍然以“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”这两个课程设计题目为例:第1周进行资料搜集并初定两种硫化剂(结构控制剂)备选;第2周进行硫化剂(结构控制剂)种类筛选;第3周确定硫化剂(结构控制剂)最佳用量;第4周整理数据并撰写课程设计小论文。从实际试点情况看来,学生在4周内完成材料改性等课程设计题目是基本可行的,所有参与试点的学生都如期完成了课程设计预定内容并按期提交了课程设计论文。在试点工作中,也出现了一些突发情况。在实验进行过程中,个别设备由于电压不稳导致温控器失灵而维修了几天,耽误了进度。但由于参与试点的学生们积极性及配合度较高,在第1周仅花了3天时间就提前完成了资料收集及方案的初步确定。在设备维修期间,指导教师及时调整进度,让学生把实验数据整理及课程论文框架构建与实验同步进行,大大缩短了后期课程论文撰写的时间,从而保证了课程设计如期完成。 4结语 通过课程设计阶段小范围试点发现,在4周课程设计时间内,可以安排学生进行配方设计及工艺制定的相关实训。不仅提高了现有设备的利用率,也使学生动手能力得到多方面训练,从而使学生所学知识更贴近企业需求。当然,为了保证学生如期完成课程设计,指导教师应在课题选取、实验进度安排等方面多下功夫,也应针对实验过程中可能出现的突发情况做好应急预案,不断总结经验,使课程设计方案尽可能完善。 作者:盛旭敏 单位:重庆理工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料教学设计论文 1创新型实验开展的必要性 相比基础性实验,综合性实验的设置和开展对学生各课程知识的掌握在广度和深度上均提出了更高的要求,也使得学生能够对分属于不同课程的知识点有了更为深刻的认识,通过相互对比和验证,有助于专业知识的全面掌握和理解。但鉴于实验开展仍然遵循着学生预习、老师讲授、动手操作和课后交报告的传统模式,虽然实验指导老师针对实验可以设计不同的反应历程,让不同组别的学生获得迥异的结果,但实验结论的预测性很强,一些意外问题的发生也会在指导教师的预料之中,并能够很快给出解决方案,这对于提升学生在主观能动学习能力的效果很有限。另外,本校开展的高分子实验在内容的编排上还存在着较为明显的学科界限,还不能完全融合高分子化学、高分子物理和高分子成型加工原理等课程内容,因此很有必要开设具有创新型的研究型实验课程。 2实验开设时机 鉴于此类研究型实验的开展往往需要比较集中的时间段,高分子材料教研室经过多次商讨,确定本实验的学时为90学时(30学时/周×3周),将主要的实验内容集中安排在大四上学期的最后3周内完成。此时,一方面学生已经完成了所有的理论课程的学生和各类基础实验的训练,为本实验的开展提供了先决条件;其次,在此时间段有关校园招聘活动也会告一段落,可以保证学生有充足的时间和精力完成实验;最后,此次实验训练也为下一学期的本科毕业设计(论文)的开展提供一次很好的预演,能够有效地消除学生对毕业设计(论文)的恐慌和迷茫心理。 3实验内容的优化设计 根据王新平等[5]的观点,创新型实验必须具有实验结果的不确定性和探索性、实验设计程序的自主性和开放性,以及实验过程的可行性和可操纵性等基本要素。因而,这类实验的开展必然会对实验人员(包括指导教师和学生)、实验设备和场地等诸多方面提出了更高的要求。根据创新型实验内容设计的三点原则[5]和本专业教研室老师的科研情况,教研室选择了“导电性高分子材料的制备及其应用”这一开放性较强的实验。通过多方面的探讨和论证,我们尝试设计了一个以掺杂聚苯胺的合成、表征及其在聚丙烯和天然橡胶中的应用为主线的研究型实验,实验内容和所需基本学时安排如下:(1)学生分组,布置实验的侧重方向(一组在聚丙烯中的应用,一组在天然橡胶中的应用),安排相关文献的查询和阅读,着重了解聚苯胺的特性和合成方法、聚丙烯和天然橡胶的性能和加工特性,温习有关设备的操作和安全注意事项(30学时)。(2)根据分组,学生在老师的指导下搭建实验平台,进行聚苯胺的合成,分别采用化学氧化聚合法、乳液聚合法、微乳液聚合法和分散聚合法制得一系列经过质子酸或无机酸掺杂改性的聚苯胺,经纯化干燥后备用(30学时)。(3)用高阻计测试聚苯胺的电导率,X射线衍射仪分析产物的物相结构,红外光谱仪观察产物的特征官能团,并在扫描电镜下观察产物的形貌,并比较不同组别间所得聚苯胺产物在性能和外观上的异同(15学时)。(4)各组同学在制得合格的聚苯胺后,按照预先选定的应用方向,分别添加到聚丙烯或天然橡胶中制成复合材料,前者在双螺杆挤出机中完成,而后者在双辊开炼机和平板硫化机中进行。(30学时)(5)将所得复合材料进行标准化制样后,分别用万能电子试验机、摆锤式冲击试验机和高阻计测试复合材料的拉伸性能、冲击韧性和电导率随聚苯胺添加量的变化规律并记录实验结果;用扫描电镜观察复合材料断面形貌,分析破坏机制,探讨材料的强度和韧性变化的机理(15学时)。(6)学生整理数据,并撰写实验报告。报告要求参照本科毕业论文的模板和格式,须包括引言、实验过程、结果与讨论、结论和参考文献等主要部分(30学时)。其中(1)和(6)要求学生利用课余时间分别在实验周的前后一周内完成,不占用实验周的学时。在整个实验进行过程中,如因出现不可抗力或意外情况导致实验进展不顺利,可通过与实验室管理人员协调,利用周六和周日的时间进行弥补,以保证学生有充足的实验时间。通过这样一个研究型实验的设计和内容编排,不但使学生能够将有机化学、高分子化学、高分子物理、高分子成型加工原理以及材料现代测试与分析技术等课程中散落的知识点进行有机串联,还同时大大增强了学生对高分子材料从合成、表征到应用的整体认识。在实验过程出现不可预料的事件时,合理引导学生利用理论知识去分析问题,并通过查找资料寻求解决问题的方法,有力地推动了学生在理论知识和实践应用方面的融会贯通,极大地提升了学生的主观能动性。 4实验课程考核 本实验的考核采用过程管理与结果考核并用的模式,主要分为以下三个方面:(1)学生实验表现(40%):指导教师观察并记录学生在实验中的表现,包括实验时间的合理安排、实验平台的正确搭建、实验药品和原料的适用和管理,以及意外情况出现时的应对措施等。(2)综合报告撰写(40%):要求每一位学生在查阅文献和整理资料的基础上,独立分析实验数据,撰写一份符合要求的实验报告。(3)教师提问考核(20%):学生提交报告期间,指导教师根据报告内容进行提问,考核学生对实验过程和报告内容的熟悉程度,同时考察学生在实验数据分析中的逻辑性,进一步深化学生对实验的印象,达到初步培养学生科研素质的目的。 5结语与展望 创新型实验的设置和开展是实验教学改革中最为重要的环节之一。虽然我校高分子材料与工程专业在此方面进行了初步尝试,但还有大量的工作亟待深入和细化研究。如,如何协同学生人数多与实验设备少之间的矛盾;在非工作日如何加强学生在实验室的安全管理工作;如何通过学生的反馈来改善和优化实验内容,进而提高实验教学的质量;如有可能的话,应在现有工作的基础上,设计更多具有前瞻性、创新型且兼具可行性的创新型实验,以达到满足学生自主选题的需要等。这些问题对实验室管理人员和指导教师提出了更高的要求,需要在后续的工作中进一步加以完善和提高。 作者:杨继年丁国新陶玉仑王周锋高俊珊王艳丽王媛媛滕艳华张宏艳王静单位:安徽理工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料成型加工研究论文 一、高分子材料成型加工技术发展概况 近50年来,高分子合成工业取得了很大的进展。例如,造粒用挤出机的结构有了很大的改进,产量有了极大的提高。20世纪60年代主要采用单螺杆挤出机造粒,产量约为3t/h;70年代至80年代中期,采用连续混炼机+单螺杆挤出机造粒,产量约为10t/h;80年代中期以来。采用双螺杆挤出机+齿轮泵造粒,产量可以达到40-45t/h,今后的发展方向是产量可高达60t/h。在l950年,全世界塑料的年产量为200万t。20世纪90年代。塑料产量的年均增长率为5.8%,2000年增加至1.8亿t至2010年,全世界塑料产量将达3亿t,此外。合成工业的新近避震使得易于璃确控制树脂的分子结构,加速采用大规模进行低成本的生产。随着汽车工业的发展,节能、高速、美观、环保、乘坐舒适及安全可靠等要求对汽车越来越重要.汽车规模的不断扩大和性能的提高带动了零部件及相关材料工业的发展。为降低整车成本及其自身增加汽车的有效载荷,提高塑料类材料在汽车中的使用量便成为关键。 据悉,目前汽车上100kg的塑料件可取代原先需要100-300kg的传统汽车材料(如钢铁等)。因此,汽车中越来越多的金属件由塑料件代替。此外,汽车中约90%的零部件均需依靠模具成型,例如制造一款普通轿车就需要制造1200多套模具,在美国、日本等汽车制造业发达的国家,模具产业超过50%的产品是汽车用模具。目前,高分子材料加工的主要目标是高生产率、高性能、低成本和快捷交货。制品方面向小尺寸、薄壁、轻质方向发展;成型加工方面,从大规模向较短研发周期的多品种转变,并向低能耗、全回收、零排放等方向发展。 二、现今高分子材料成型加工技术的创新研究 (一)聚合物动态反应加工技术及设备 聚合物反应加工技术是以现双螺杆挤出机为基础发展起来的。国外的Berstart公司已开发出作为连续反应和混炼的十螺杆挤出机,可以解决其它挤出机(包括双螺杆和四螺杆挤出机)作为反应器所存在的问题。国内反应成型加工技术的研究开发还处于起步阶段,但我国的经济发展强烈要求聚合物反应成型加工技术要有大的发展。指交换法聚碳酸酯(PC)连续化生产和尼龙生产中的比较关键的技术是缩聚反应器的反应挤出设备,我国每年还有数以千万吨计的改性聚合物及其合金材料的生产。关键技术也是反应挤出技术及设备。 目前国内外使用的反应加工设备从原理上看都是传统混合、混炼设备的改造产品,都存在传热、传质过程、混炼过程、化学反应过程难以控制、反应产物分子量及其分布不可控等问题.另外设备投资费用大、能耗高、噪音大、密封困难等也都是传统反应加工设备的缺陷。聚合物动态反应加工技术及设备与传统技术无论是在反应加工原理还是设备的结构上都完全不同,该技术是将电磁场引起的机械振动场引入聚合物反应挤出全过程,达到控制化学反应过程、反应生成物的凝聚态结构和反应制品的物理化学性能的目的。该技术首先从理论上突破了控制聚合物单体或预聚物混合混炼过程及停留时间分布不可控制的难点,解决了振动力场作用下聚合物反应加工过程中的质量、动量及能量传递及平衡问题,同时从技术上解决了设备结构集成化问题。新设备具有体积重量小、能耗低、噪音低、制品性能可控、适应性好、可靠性高等优点,这些优点是传统技术与设备无法比拟或是根本没有的。该项新技术使我国聚合物反应加工技术直接切人世界技术前沿,并在该领域处于技术领先地位。 (二)以动态反应加工设备为基础的新材料制备新技术 1.信息存储光盘盘基直接合成反应成型技术。此技术克服传统方式的中间环节多、周期长、能耗大、储运过程易受污染、成型前处理复杂等问题,将光盘级PC树脂生产、中间储运和光盘盘基成型三个过程整合为一体,结合动态连续反应成型技术,研究酯交换连续化生产技术,研制开发精密光盘注射成型装备,达到节能降耗、有效控制产品质量的目的。 2.聚合物/无机物复合材料物理场强化制备新技术。此技术在强振动剪切力场作用下对无机粒子表面特性及其功能设计(粒子设计),在设计好的连续加工环境和不加或少加其它化学改性剂的情况下,利用聚合物使无机粒子进行原位表面改性、原位包覆、强制分散,实现连续化制备聚合物/无机物复合材料。 3.热塑性弹性体动态全硫化制备技术。此技术将振动力场引入混炼挤出全过程,控制硫化反直进程,实现混炼过程中橡胶相动态全硫化.解决共混加工过程共混物相态反转问题。研制开发出拥有自主知识产权的热塑性弹性体动态硫化技术与设备,提高我国TPV技术水平。 三、高分子材料成型加工技术的发展趋势 近年来,各个新型成型装备国家工程研究中心在出色完成了部级火炬计划预备项目和国家“八五”、“九五”重点科技计划(攻关)等项目同时,非常注重科技成果转化与产业化,完成产业化工程配套项目20多项,创办了广州华新科机械有限公司和北京华新科塑料机械有限公司,使其有自主知识产权的新技术与装备在国内外推广应用。塑料电磁动态塑化挤出设备已形成了7个规格系列,近两年在国内20多个省、市、自治区推广应用近800台(套)。销售额超过1.5亿元,还有部分新设备销往荷兰、泰国、孟加拉等国家.产生了良好的经济效益和社会效益。例如PE电磁动态发泡片材生产线2000年和2001年仅在广东即为国家节约外汇近1600万美元,每条生产线一年可为制品厂节约21万k的电费。塑料电磁动态注塑机已开发完善5个规格系列,投入批量生产并推向市场;塑料电磁动态混炼挤出机的中试及产业化工作已完成,目前开发完善的4个规格正在生产试用。并逐步推向市场目前新设备的市场需求情况很好,聚合物新型成型装备国家工程研究中心正在对广州华新科机械有限公司进行重组。将技术与资本结合,引入新的管理、市场等机制,争取在两三年内实现新设备年销售额超亿。我国已加入WTO,各个行业都将面临严峻挑战。 综上所述,我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技技术与装备的道路,打破国外的技术封锁,实现由跟踪向跨越的转变;把握技术前沿,培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合,加快成果转化为生产力的进程,加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。 高分子材料论文:高分子材料抗静电研究论文 一、高分子抗静电的方法概述 高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。 (一)添加导电填料 这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。 (二)与结构型导电高分子材料共混 导电高分子材料中的高分子(或聚合物)是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。 (三)添加抗静电剂法 1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。 导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成“海一岛”型水性的导电膜。(2)离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄;二是减少摩擦电荷的产生。 2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。 二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况 我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA一10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA一150(阳离子与非离子表面活性剂复合物),近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ一1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂(咪唑一氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口,如SH一102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH一103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。(聚氧乙烯烷基胺复合物)等; 河南大学开发的KF系列等,如KF一100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂),另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的,主要用于合成纤维领域。 从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。 三、结语 我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好,针对目前国内研究、生产、应用与需求现状,对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。 (一)加大新品种开发力度 近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂;用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯;用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。 (二)加快复合抗静电剂和母粒的研究与生产 今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配,向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料,如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾,国内要加快抗静电母粒的开发与研究,促进我国抗静电剂工业发展。 高分子材料论文:高分子材料抗静电技术研究论文 摘要:目前,静电在生物工程中有着重要的应用。介绍高分子抗静电的方法,阐明高分子材料抗静电技术在我国的发展和策略。 关键词:高分子材料抗静电研究 静电广泛地存在于自然界和日常生活之中,如人们每时每刻呼吸的空气每厘米就含有100500个带电粒子;自然界的雷电;干燥季节里人身上化纤衣物由于摩擦起电而粘附在身体上,这一切都是比较常见的静电现象。实际上,静电在生物工程中有着重要的应用。 一、高分子抗静电的方法概述 高聚物表面聚集的电荷量取决于高聚物本身对电荷泄放的性质,其主要泄放方式为表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射,三者中以表面传导为主要途径。因为表面电导率一般大于体积电导率,所以高聚物表面的静电主要受组成它的高聚物表面电导所支配。因此,通过提高高聚物表面电导率或体积电导率使高聚物材料迅速放电可防止静电的积聚。抗静电剂是一类添加在树脂或涂布于高分子材料表面以防止或消除静电产生的化学添加剂,添加抗静电剂是提高高分子材料表面电导率的有效方法,而提高高聚物体积电导率可采用添加导电填料、添加抗静电剂或与其它导电分子共混技术等。 (一)添加导电填料 这类方法通常是将各种无机导电填料掺入高分子材料基体中,目前此方法中所使用的无机导电填料主要是碳系填料、金属类填料等。 (二)与结构型导电高分子材料共混 导电高分子材料中的高分子(或聚合物)是由许多小的重复出现的结构单元组成,当在材料两端加上一定的电压,材料中就有电流通过,即具有导体的性质,凡同时具备上述两项性质的材料称为导电高分子材料。与金属导体不同,它属于分子导电物质。根本上讲,此类导电高分子材料本身就可以作为抗静电材料,但由于这类高分子一般分子刚性大、不溶不熔、成型困难、易氧化和稳定性差,无法直接单独应用,一般作导电填料与其它高分子基体进行共混,制成抗静电复合型材料,这类抗静电高分子复合材料具有较好的相容性,效果更好更持久。 (三)添加抗静电剂法 1.有机小分子抗静电剂。有机小分子抗静电剂是一类具有表面活性剂特征结构的有机物质,其结构通式为RYx,其中R为亲油基团,x为亲水基团,Y为连接基。分子中非极性部分的亲油基和极性部分的亲水基之间应具有适当的平衡与高分子材料要有一定的相容性,C12以上的烷基是典型的亲油基团,羟基、羧基、磺酸基和醚键是典型的亲水基团,此类有机小分子抗静电剂可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型4大类:阳离子型抗静电剂;阴离子型抗静电剂;非离子型抗静电剂;两性型抗静电剂。 导电机理无论是外涂型还是内加型,高分子材料用抗静电剂的作用机理主要有以下4种:(1)抗静电剂的亲水基增加制品表面的吸湿性,吸收空气中的水分子,形成“海一岛”型水性的导电膜。(2)离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度,从而增加导电性。(3)介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙的介电性。(4)增加制品的表面平滑性,降低其表面的摩擦系数。概括起来一是降低制品的表面电阻,增加导电性和加快静电电荷的漏泄;二是减少摩擦电荷的产生。 2.永久性抗静电剂。永久性抗静电剂是一类相对分子质量大的亲水性高聚物,它们与基体树脂有较好的相容性,因而效果稳定、持久、性能较好。它们在基体高分子中的分散程度和分散状态对基体树脂抗静电性能有显著影响。亲水性聚合物在特殊相溶剂存在下,经较低的剪切力拉伸作用后,在基体高分子表面呈微细的筋状,即层状分散结构,而中心部分呈球状分布,这种“蕊壳”结构中的亲水性聚合物的层状分散状态能有效地降低共混物表面电阻,并且具有永久性抗静电性能。 二、我国高分子材料抗静电技术的发展状况 我国许多科研机构和生产企业已陆续开发出一些品种,以非离子表面活性剂为主,目前常用的品种有,大连轻工研究院开发的硬化棉籽单甘醇、ABPS(烷基苯氧基丙烷磺酸钠)、DPE(烷基二苯醚磺酸钾);上海助剂厂开发目前多家企业生产的抗静电剂SN(十八烷基羟乙基二甲胺硝酸盐),另外该厂生产的抗静电剂PM(硫酸二甲酯与乙醇胺的络合物)、抗静电剂P(磷酸酯与乙醇胺的缩合物);北京化工研究院开发的ASA一10(三组份或二组份硬脂酸单甘酯复合物)、ASA一150(阳离子与非离子表面活性剂复合物),近年来又开发出ASH系列、ASP系列和AB系列产品,其中ASA系列抗静电剂由多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯化合物等非离子表面活性剂;ASB系列产品则为有机硼表面活性剂(主要是硼酸双多元醇脂与环氧乙烷加成物的脂肪酸酯)与其他非离子表面活性剂复合而成;ASH和ASP系列主要是阳离子与非离子表面活性复合而成,杭州化工研究所开发的HZ一1(羟乙基脂肪胺与一些配合剂复合物)、CH(烷基醇酰胺);天津合成材料工业研究所开发的IC一消静电剂(咪唑一氯化钙络合物);上海合成洗涤剂三厂开发生产的SH系列塑料抗静电剂,已经形成系列产品,在使用效果和性能上处于国内领先地位,部分品种可以替代进口,如SH一102(季铵盐型两性表面活性剂)、SH一103、104、105等(均为季铵盐型阳离子表面活性剂),SH抗静电剂属于结构较新的带多羟基阳离子表面活性剂;济南化工研究所JH一非离子型抗静电剂。(聚氧乙烯烷基胺复合物)等; 河南大学开发的KF系列等,如KF一100(非离子多羟基长碳链型抗静电剂)、KF-101(醚结构、多羟基阳离子永久型抗静电剂),另外还有聚氧乙烯醚类抗静电剂,聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯专用抗静电剂202、203、204等;抗静电剂TM系列产品也是目前国内常用的,主要用于合成纤维领域。 从抗静电剂发展来看,高分子型的永久抗静电剂是最为看好的产品,尤其是在精密的电子电气领域,目前国内多家科研机构利用聚合物合金化技术开发出高分子量永久型抗静电剂方面已取得明显进展。 三、结语 我国合成材料抗静电剂行业发展前景较好,针对目前国内研究、生产、应用与需求现状,对我国合成材料抗静电剂工业发展提出以下建议。 (一)加大新品种开发力度 近年来国外开发的高性能伯醇多聚氧化乙醚类非离子型表面活性剂;用于聚碳酸酯的脂肪酸单缩水甘油酯;用于磁带工业的添加了聚氯化乙烯醚醇的磷酸衍生物;适应于聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯等多种合成材料的多元醇脂肪酸酯和三聚氰胺加成物等,总之国内科研院所应根据我国合成材料制品要求,开发出多种高性能、环保无毒的抗静电品种,并不断强化应用技术研究,以满足国内需求。 (二)加快复 合抗静电剂和母粒的研究与生产 今后要加快多种结构抗静电剂及其他塑料助剂的复配,向适应范围广、效率高、系列化、多功能、复合型等方向发展。另外合成材料多功能母粒作为助剂已经成为今后合成树脂加工改性的重要原材料,如着色、阻燃、抗菌、成核等母粒在国内开发方兴未艾,国内要加快抗静电母粒的开发与研究,促进我国抗静电剂工业发展。 高分子材料论文:高分子材料专业贯通式实验案例教学分析 摘要:高分子材料专业的贯通式实验案例教学是将基础知识、探索性专业实验和工程化实践应用融汇贯通的新型教学模式。以高分子材料反应共混改性沥青加工试验为例,介绍了该教学模式的方法、步骤与特点。学生通过查阅文献、实验设计、动手操作、撰写论文及实体工程实践等环节,深化利用已学基础知识和专业知识,培养分析问题和解决问题能力。该贯通式实验案例教学有利于本科生、研究生尽快掌握高分子材料科学与工程的内涵,选择感兴趣的方向,快速进入毕业设计研究,了解社会需求和优化职业取向,加强专业体验性和理解能力。对培养学生综合素质,提高创新、创业能力有重要意义。 关键词:高分子材料;贯通式教学;实验案例;创新;创业 引言 高分子材料科学与工程是一门理论与实践紧密结合的专业,实验和实践教学是高校高分子材料专业学生必修环节。但是,传统教学模式下的高分子材料加工工程实验明显存在专业实验“按部就班”和实践过程“走马观花”等问题。此外,还有实验教学内容相对陈旧,与我国工业化发展程度脱轨;实验课时间少且死板,不利于实验的深入开展;只注重已经成熟的实验操作与报告书写,不利于创新思维的培养;实验设备陈旧,许多新的实验无法满足我国现今创业、创新人才的培养。与欧美等先进高校的高分子材料专业实验、实践课程相比,我国高校学生普遍存在动手操作能力弱、安全意识不足和解决实际问题能力差等缺点。以美国阿克伦大学高分子加工实验课程为例,实验课时间长,且强调学生亲自己动手,并鼓励使用拍照、录像等手段得到各种数据,实验报告内容丰富。即使实验失败,只要学生对失败的原因分析透彻,依然可以得到完美的分数。根据学生的反馈,这样的学习方法普遍比单纯的理论灌输和死板的实验更加有效,实验过程更具体验性。他们还将试验内容与工程实践紧密结合,将试验内容拓展到课外,加深高分子科学与工程的理解和应用。近年来,我国对创新、创业型人才的培养日益重视,推动传统实验、实践课程改革和激发学生创造力日益重要,增加综合型、研究创新型、实践型实验是大势所趋。 相对于基础型和综合型实验的“验证性”而言,研究型实验具有不确定性、探索性、自主性、开放性与可操作性等“探索性”特点。作为学生由知识学习向科学研究、工程应用转变的衔接点,研究实践型创新实验涉及多学科知识的交叉运用,侧重于运用所学知识、文献查阅和基本技能等手段应用,并要求实验结果以研究论文和工程实践报告的形式完成,其设置重在培养发现问题和解决问题能力,更具挑战性。我校高分子材料专业方向已在综合化学实验基础上,开设了自主研究型实验。通过学生与感兴趣的导师联系,共同确定实验方向,在五周内完成实验设计、实验操作、实验分析、报告撰写等相关内容。收到了较好的效果。为加强该专业的工程实践体验,我们在此基础上拓展设计了贯通式实验.即在自主研究型实验技术基础上,进入实际生产一线进行工程实践,贯通理论与实践,建立理论研究与工程应用的关系。具体是结合联系导师的转化成果,将研究型实验延伸,进行三天的工程实践,尝试将学生基础知识、专业知识和产业化实践结合运用,培养学生的工程认知和实践能力。本文以高分子材料反应共混改性沥青材料的高分子加工试验为例,探讨了该贯通式实验教学设计思路、目的、试验步骤、报告撰写方法以及实验心得等,以期促进贯通式试验教学的开展。这对培养我国迫切需要科技成果转化背景下的创新、创业人才有重要意义。 1贯通式实验教学思路 该贯通式试验案例教学是以我校比较成熟的产业化特色项目高分子材料反应共混改性沥青展开。首先指导老师布置课题,讲解贯通式实验的目的、方法和意义等过程,实验小组根据讲解内容选择高等级公路用改性沥青材料为课题展开研究。研究小组通过查阅文献、小组内讨论和教师的共同探讨,决定以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青为主题开展本次贯通型实验。其次,通过以SBS反应共混沥青改性、结构表征、性能测试为主线的研究型实验,旨在提高学生创新意识以及创新能力,培养其团队意识,了解和熟悉开展科研工作的方法。最后,通过工程实践和产学研交流,贯通试验室研究与工程实践的联系与区别,建立室验式开发研究、工程放大生产和工程应用之间的关系。 2贯通式实验教学方法及步骤 贯通式实验教学方法是用讨论式、启发式教学方法;以学生为主,允许失败,多次尝试,提倡提出问题和解决问题的锻炼模式;讲究基础理论、专业实验和工程实践相结合,融汇贯通的模式。贯通式实验教学包括以下步骤:(1)师生双向选择导师公布课题后进行师生双向选择,通过与导师交流,达成合作关系,挑选组长并布置研究实践内容和任务;(2)设计课题学生通过导师指导查找课题领域的前沿文章,以及和老师讨论,设计出切实可行的实验方案,培养学生独立设计实验的能力;(3)实验操作小组成员们利用已有基础实验知识结合专业知识的了解,比如通过实验过程既熟悉了红外光谱、光学显微镜等仪器的使用方法,又接触到了传统教学实验难以接触的新型实验设备如高速剪切机、胶体磨和低温延度计等设备;(4)数据总结与讨论小组成员将所得试验结果进行整理作图,分析讨论试验结果;(5)工程实践通过参观学习生产流水线,与操作工人、车间主任和总工程师交流学习;(6)课程总结与评价与指导老师交流实践过程的问题与收获,撰写研究报告和实践报告。 3贯通式实验教学效果与心得 贯通式实验教学摒弃了传统实验机械、死板、陈旧的教学方式,为老师教学以及学生学习都带来了创新的想法和创业的火花。贯通式实验教学效果总结有如下四点: (1)培养了研究方法和团队协作意识实验小组通过前期选题,查阅大量的资料,了解目前高分子科学领域的新的研究方向。实验过程中,小组成员们接触到并使用了许多传统实验教学中难觅踪影的仪器,SBS、石油沥青等材料的特性,开阔了他们的视野,真正体验了科学研究的过程。分工明确,通过各成员间的协作配合,共同完成。提高了实验操作技能以及与他人合作的能力。在实验过程中不断思考并对实验方案进行改进,定期与老师见面并报告相关进展,最后完成整个实验部分; (2)培养了学生独立思考分析问题和总结升华能力数据总结处理阶段,通过分析实验结果,学会了用统计方法软件对所得数据进行处理,对实验现象运用理论知识做出合理的解释。对有疑惑的问题,小组成员之间随时进行讨论分析,并查阅相关文献,进一步试验验证,最后找到了问题的根源。将所有结果整理并书写成报告。通过对实验结果进行分析与写作,培养了他们独立思考、清晰表达、总结升华的能力; (3)培养了学生工程化思维在工业实际生产阶段,进一步考察工厂生产环节,书写工程实习报告,丰富学生的社会适应能力,并为迅速进入企业工作奠定良好的基础。例如,在工厂实践阶段,认识了实验室实验与工程试验的差别,深化了化学工程中原材料、操作单元选择原则,化工原理中“三传一反”的理解。以搅拌装置的设计为例,大型搅拌桨根据物料粘度设计的原理,SBS与沥青混合加料时的弱搅拌与反应后的强搅拌桨叶的不同;以我国早期SBS改性沥青生产时,为解决高熔体粘度的SBS与低粘度沥青的分散性通过胶体磨等特殊设备强化剪切变形实现分散;还可以通过选择SBS的嵌段比例、分子量等手段提高其在沥青中的分散性; (4)培养了创业思维通过与市场、采购和财务部门人员的交流,了解到企业的市场信息是生产的前提,市场信息是基于大量使用数据和与用户沟通相结合而得到的。市场原材料信息、市场销售信息反馈到研发部门进行开发,形成原材料进入、加工制造和产品销售与服务一体化的运转格局,为以后创业思维的培养打下基础。工程化思维对促进学生校内培养有积极的影响。通过工程化实践锻炼了学生将高分子专业理论知识用于实践,并通过实践加深了对理论知识的学习。例如,深入了解了高分子材料工程的共同点,是解决高性能与易加工、经济性三者的矛盾,环境污染治理与经济性的矛盾。学习了公司治理结构,了解公司的发展优秀,一是靠管理,二是靠科技。团队协作是公司高效运转的保障,注重团队建设。在此过程中,也培养了团队协作能力,更快融入将来的工作融合贯通,认识平时所学知识的重要性,促进专业知识的学习。 在基础理论与工程化生产方面,还认识到室内基础研究试验与工程化生产相辅相成,工程化提出问题必须通过基础研究指导才能获得突破。基础理论指导工程化实践,工程化实践又不能局限于基础理论,还需考虑社会因素、市场因素和环境因素等。在生产应用方面,深刻理会了“安全第一”是一切生产的根本。工厂的安全教育,为以后试验室及工程化生产奠定了基础。工程化放大生产是无数实验室试验的总结,也是指导实验室小试、中试和放大生产的根本。稳定化、规模化生产是市场化应用的根本保障,标准的试验方法和严格的产品检测是市场应用的根基。市场是科研的主要推动力,基础研究是推动科研进行的源动力。 4贯通式教学总结 贯通式实验教学通过自主探索实验和工程实践体验的方式,增强了高分子材料专业教学的趣味性、探索性和创造性,不但对培养学生提出问题和解决问题的能力有积极作用,而且还有利于高校和企业培养创新和创业人才。贯通式实验教学的难点在于,建立良好的产学研信任关系和学生的积极主动性的配合。此外,指导教师的精细设计和企业、学校领导的大力支持也必不可少,有必要进一步深入挖掘适合贯通式实验教学的课题,深化与企业的合作关系,协同培养发掘创新、创业人才。当然,该贯通式实验教学仍处于探索之中,在培养时间、培养模式、培养效果等方面还值得商榷。总之,贯通式实验教学的不确定性、探索性、自主性、开放性与体验性更契合当前学生对实验课的需求以及国家对创新、创业能力人才的培养,值得进一步推广和完善。 作者:王仕峰1;潘三水1;张勇1;李嘉曦2;李航3 单位:1.上海交通大学 高分子材料论文:脉冲激光技术在高分子材料加工中的运用 摘要:随着我国科学技术水平的不断提高以及诸多科研人员的努力,激光技术获得了飞速的发展,超短脉冲、超高强度、超短波长等成为了当前激光技术的代表特征,脉冲激光技术的出现更为高分子材料加工带来了革命性的进步。在分析脉冲激光技术在高分子材料加工中的应用时,首先对脉冲激光及其折射率改性情况进行了概述,在此基础上从激光烧烛产生表面多孔结构、周期结构以及块体材料加工对材脉冲激光技术的应用几个方面进行了详细的研究与探讨。 关键词:脉冲激光技术;高分子材料;材料加工 近年来,脉冲激光技术已经得到了相对比较广泛的应用,并且该种精密的加工技术越来越受到社会与人们的关注,主要原因在于脉冲激光技术能够在加工高分子材料的过程中得到比较高的加工精度,并且能够进行材料表面的加工,使得材料的表面形成多孔结构与周期结构等。更加能够实现对块体材料、透明材料的内部加工与改性等。可以说,脉冲激光技术比较适用于其他加工技术无法实现的复杂形状元器件的加工以及高精度元器件的加工。脉冲激光技术在高分子材料加工的过程中所产生的瞬间功率比较大,几乎能够与任何材料产生相互的作用,本文对脉冲激光技术在高分子材料加工中的应用进行研究,希望能够促使高分子材料加工更加良好的依据脉冲激光技术获得发展。 1脉冲激光及其折射率改性 所谓脉冲主要便是指隔一段相同的是假案发出的电波、光波等机械形式。脉冲激光则主要是指脉冲工作方式的激光器发出的光脉冲,脉冲激光具有其独特的工作必要性,其能够进行信号的发送并且减少热量的产生。一般情况下,脉冲激光比较短,其时间几乎已经达到了“皮秒”的级别。脉冲激光器在工作中需要由激光泵浦源持续性的提供能量,由此方能够长期间产生并且输出脉冲激光。高分子材料加工领域目前对脉冲激光技术有所应用。就高分子材料而言,其材料的折射率与其密度之间呈现正比关系,并且包括末端基、添加剂与杂志等化学组成、分子趋向、链间结合力等均与热历史存在关系。在高分子材料加工应用脉冲激光技术时,与其他改性技术相比较而言,脉冲激光技术能够诱导高分子材料改性技术对其财力下性能产生最小的影响,并且脉冲激光技术能够在高分子材料的表面将原有的化学键打破,并且能够形成全新的化学键,以此改变高分子材料的特性。 2高分子材料加工对脉冲激光技术的应用 2.1激光烧烛产生表面多孔结构 激光烧烛产生表面多孔结构能够有效的促进高分子材料与生物组织交界面上的细胞黏附与增殖,使得生物医学领域的众多学者均对其予以了较高的关注。高分子材料表面的孔洞会在材料表面热化的情况下形成,并且应力在整个孔洞形成的过程中发挥着极为重要的作用。受应力波的影响,高分子材料的黏度会下降,而高分子材料本身又存在着因应力波作用而产生的孔洞长大的核,即自由体积孔洞,该自由体积孔洞的总体积会在温度上升的情况随着应力的下降而增加。就该方面高分子材料对脉冲激光技术的应用情况已经有部分学者展开了研究,并且认为在248nm的脉冲激光辐照下高分子材料胶原薄膜的链结构稳定性会发生一定改变,其能够将原有的氢键网络打破,并且经过红外吸收光谱、拉曼光谱、荧光分析等发现高分子材料胶原主链的部分会出现光热分解现象,在激光烧烛时会将光机械作为主要作用力,而后发生光化学转变。该种状态下生物的相容性会发生改善,即细胞黏着与细胞生长会发生改变。 2.2激光烧烛产生表面周期结构 高分子材料一般不会吸收长波长激光,其只有在激光强度十分高的情况下方能够有效的实现多光子的吸收。此时脉冲激光辐照在高分子材料表面时便会形成一定的表面周期结构,且存在波长效应,其中,长脉冲激光器只能够形成紫外波段激光器,而超短脉冲激光器则能够在紫外波段和红外波段均形成激光器。激光烧烛所产生的高分子材料表面周期结构一般可以向其纳入到波长量级,并且在对偏振态、激光波长与入射角度等参数进行改变的情况下,高分子材料表面结构亦能够发生相应的改变。经过对激光烧烛产生表面周期结构进行研究可以发现,其形成的机理主要包括两点:①入射脉冲激光束与高分子材料的表面散射光之间能够相互调制;②脉冲激光的强度调制能够转化成为高分子材料表面的改性结构。在激光烧烛产生表面周期结构的该两点形成机理相互联情况下,脉冲激光辐照将能够促使高分子材料产生表层的热化,继而在温度梯度的影响下导致高分子链不断扩散,最终形成表面周期结构。 2.3块体材料加工对脉冲激光技术的应用 高分子材料会对不同波长的光进行吸收,紫外脉冲激光加工需要对高分子材料的该点特性会产生依赖性。一般情况下,大部分的透明高分子材料均属于弱吸收体,其能够吸收的波段一般保持在193mm以下的真空紫外区。若入射的脉冲激光光子能量明显要大于高分子材料的化学键能时可以将原有的化学键直接打破,此时高分子材料将会被离解成为单体产生脉冲激光烧烛,但是并不会产生液相,属于典型的光化学过程,其所产生的热影响亦最小。对于块体材料加工对脉冲激光技术的应用方面,部分学者发现利用飞秒激光技术进行PCL片材的加工将能够在加工的过程中于加工边缘发现存在着热退火形成的晶球以及快速冷却形成的非晶组成热影响区域。与此同时,紫外波段光子能量若超过了高分子材料中大部分分子键能,则亦会产生光化学作用。 3结束语 综上所述,脉冲激光技术加工高分子材料具有十分复杂的机理,且不同的脉冲激光加工技术会对加工工艺、加工材料等提出不同的要求,因而高分子材料的脉冲激光烧烛在各界均有着比较大的争议性。比较典型的高分子材料在脉冲激光技术加工下的光热与光化学特点有:短波长激光的光子能量比较大,能够直接打破高分子材料的化学键,并且能够对高分子材料进行光化学降解。若将脉冲激光中脉冲的宽度缩短将能够有效地提高多光子吸收截面,此时的加工效率也将能够有效提高。鉴于此,脉冲激光能够成为我国现阶段以及未来工业高分子材料加工的首选技术,并且在不断地研究与探索下,脉冲激光技术将能够进一步的完善与应用,推动我国社会与经济水平全面提升,并且提高我国在国际方面的影响力。 作者:田新 单位:新疆轻工职业技术学院 高分子材料论文:熔融沉积成型用高分子材料研究 《化学推进剂与高分子材料杂志》2016年第6期 摘要: 介绍了熔融沉积成型(FDM)原理及所需材料要求,详细阐述了国内外FDM用丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚乳酸、聚碳酸酯的研究进展,展望了其发展前景。 关键词: 熔融沉积成型;ABS;聚乳酸;聚碳酸酯 3D打印是一种以设计的3D模型为基础,利用打印设备逐层增加材料来构造三维实物的快速成型技术[1]。它集成了CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)、机电控制和材料科学等方面的技术,被誉为“第三次工业革命”的优秀技术。目前比较成熟的快速成型工艺有:光固化立体造型、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型。与其他快速成型工艺相比,FDM操作简便,安全无毒,成型效率高,成型设备价格低,发展极为迅速。目前FDM系统在全世界已使用的快速成型系统中约占1/3。材料是熔融沉积成型的重要基础,具有可黏合性的高分子材料是FDM工艺最常用的材料,它的发展速度制约熔融沉积成型的进一步发展。本文重点介绍了丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚乳酸、聚碳酸酯3类高分子材料用于FDM工艺的研究进展,为熔融沉积成型进一步发展提供理论基础。 1FDM工艺概述 1.1FDM工艺工作原理 首先用加热装置将丝状(直径约2mm)热塑性材料加热熔化,给材料合适的压力将熔融态材料从微细喷嘴(直径一般为0.2~0.6mm[2])中挤出,喷头根据计算机设定的模型截面信息运动,将挤压出的熔融态丝材涂覆在工作台的制件基座的指定位置,并快速冷却固化,一个层面沉积完成后,工作台按设定的增量下降一个层的厚度,再继续熔融沉积,循环往复,直至完成整个实体制造。 1.2FDM材料的性能要求 根据FDM工艺原理及特点,所用高分子材料应满足以下性能要求[3–5]:①材料的制丝要求高分子材料在使用前,要经螺杆挤出机加工成直径约2mm的单丝,因此材料必须能够挤出成型。单丝要求表面光泽、直径均匀、内部无中空,在常温下应具有良好的柔韧性,不会被轻易折断。②材料的收缩率线材经熔融挤出后在工作台上快速固化,但若成型材料收缩率大,固化时的体积收缩就会在制品中产生更大的内应力,进而使制品翘曲变形,甚至导致制品开裂,以至成形失败。材料的收缩率是影响制品外形质量最重要的因素之一,FDM工艺要求成型材料的收缩率越小越好。③材料的机械性能丝状进料方式要求料丝具有较好的力学性能,这样在摩擦轮的牵引和驱动力作用下才不会发生断丝和弯曲现象。由于料丝在加热装置内还起到活塞推进作用,为提高其抗失稳性能,料丝必须具有足够的弹性模量。④材料的流动性为将熔融态的丝材从喷嘴中顺利挤出,要求所用材料在熔融态时具有较好的流动性。流动性差的材料产生的阻力大,难以挤出;流动性太好的材料挤出后难以控制,发生流涎,并造成每一次循环的起始与停止时,挤出物料不均匀。 2FDM用高分子材料研究进展 2.1ABS ABS是目前使用最多、应用最早的高分子打印线材。它综合了丁二烯、苯乙烯和丙烯腈各自的优良性能,具有良好的力学性能,易加工,广泛应用于汽车、纺织、电子电器和建筑等领域[6]。但ABS也存在一些缺点:较大的收缩率,制品易收缩变形,易发生层间剥离及翘曲等现象;耐热变形性较差;打印过程中有异味产生。为改善ABS打印的成型质量,国内外学者在ABS改性方面做了很多工作。 2.1.1国外 M.L.Shofner等[7]用VGCFs(气相生长碳纤维)填充ABS,制备用于FDM工艺的复合材料,研究了填充VGCFs对ABS机械性能的影响。结果表明,加入VGCFs能提高ABS的拉伸强度和模量,但是流动性会变差。美国的Stratasys是世界上最大的3D打印材料公司,它新推出了一款ABS材料ABS–M30i。与标准的StratasysABS相比,ABS–M30i的力学性能有较大的提高,并且层间黏合强度大幅提升,扩大了ABS的应用范围[8]。Stratasys公司的第2代数码ABS2,这种新型材料可通过FDM技术制备薄壁电子器件,且具有良好的热稳定性和尺寸稳定性[9]。美国3DXTech公司利用多壁碳纳米管对纯ABS树脂进行改性,制备出新型FDM用ABS材料——3DXNanoESD,可用于打印汽车、电子器件用关键零件,以及需要静电放电(ESD)保护的器件。 2.1.2国内 仲伟虹等[10]利用短切玻璃纤维对ABS进行改性,研究了短切玻璃纤维含量对ABS机械性能的影响。结果表明,加入短切玻璃纤维,ABS材料的收缩率变小,解决了ABS制品易收缩变形的问题,同时材料强度、硬度大幅提升,但会使材料韧性变差。加入增韧剂和增容剂很好地解决了这一问题,提高了ABS复合材料的韧性,从而使短切玻璃纤维改性的ABS材料适合于FDM工艺。方禄辉等[11]将ABS与热塑材料苯乙烯–丁二烯–苯乙烯共聚物(SBS)进行熔融共混,制备用于FDM工艺的功能材料,研究了SBS结构及其含量对ABS/SBS共混物各性能的影响。结果表明,加入热塑材料SBS,ABS的流动性明显提高,韧性变好,低频下熔体强度高,对剪切频率依赖变弱,较好地适用于FDM工艺对ABS材料流动性和力学性能的要求。聂富强等[12]发明并公布了一种ABS线材的制备方法。首先将聚丁二烯橡胶剪碎溶在苯乙烯中,然后加入丙烯腈单体和稀释剂后搅拌成均相,再加入引发剂,在一定温度下连续本体聚合后获得可用于FDM工艺的ABS。利用优化后的制备方法成功制备了ABS,且制备的ABS耐热性好、抗冲击强度高。黄旭辉等[13]公开了一种3D打印用ABS材料,材料为核壳结构,核体为改性的ABS材料,壳体为聚砜(PSF)材料。通过将材料制备成核壳结构,材料同时具有ABS的高韧性和PSF的高耐热性和成型收缩率小等优势,取长补短。在ABS材料内添加抗冲击改性剂来增强材料的弯曲强度和压缩强度,改善力学性能;利用小粒度的碳纤维增强材料包裹有机倍半硅氧烷增加材料之间的界面,更好地结合ABS材料与PSF材料,解决了复合材料界面结合力较弱的问题,扩大了ABS材料的使用范围。 2.2聚乳酸 聚乳酸是以玉米或甘蔗为原料,经过发酵制成乳酸,最终转化为聚乳酸[14]。聚乳酸具有良好的光泽性、延展性、降解性、生物相容性,打印的制品硬度好,色彩鲜艳,透明富有光泽,外观细腻,打印过程中不产生难闻气味,是3D打印最好的原材料[15]。聚乳酸的缺点也同样明显,其韧性和抗冲击强度较差,打印制品脆性大,强度较低,尺寸稳定性差,不能抵抗温度变化,当温度超过50℃就会变形,限制了其使用范围[16–18]。为此,国内外学者做了很多工作来改善聚乳酸的性能。 2.2.1国外 D.Drummer等[19]将磷酸钙与聚乳酸复合,通过FDM技术制备组织工程和颌面外科用材料,研究了喷嘴温度对复合材料力学性能的影响。结果表明,喷嘴温度为225℃时,复合材料的模量为3122N/mm2,力学性能最好,而温度为235℃时,所得复合材料具有最低的拉伸强度和断裂伸长率。德国FKuRKunststoff公司与荷兰Helian公司合作,制备出用于FDM的高性能PLA材料,该材料通过加入天然纤维来提高PLA的强度和尺寸稳定性。荷兰Colorfabb公司最近开发出两款新型PLA材料,具有木质效果的WoodFillFine和仿竹子的BambooFill。随后,Colorfabb公司又推出一款独特的PLA线材——具有软木效果的CorkFill。与传统的木材相比,新型纤维增强PLA材料打印的制品外观独特,具有很好的木质效果,并且没有设计限制[20–21]。日本JSR公司推出一系列高性能PLA线材,命名为FABRIAL。此系列产品强度高,韧性好,加工过程中不易折断,制品稳定性好,可用于制造最终产品,有效解决了PLA材料打印制品脆性大、强度较低等问题,扩展了制品的用途。今后该公司将充实产品种类,推出具有特殊性能的产品,以满足多种用途需求[22]。 2.2.2国内 谭志勇等[23]将一种环氧类大分子扩链剂与PLA树脂进行共混,研究扩链剂用量对PLA相对分子质量的影响,以及热处理时间和温度对共混物机械性能和结晶性的影响。结果表明:扩链剂中的环氧基团与PLA中的端羟基、羧基发生反应,PLA的相对分子质量大幅提升;选择合适的条件进行热处理可以使PLA及其共混物结晶,PLA的强度和尺寸稳定性均得到了提高。鄢国强等[24]发明并公布了一种适用于FDM技术的改性聚乳酸复合材料,将PLA、扩链剂、增韧剂、分散剂等经高速混合机混合后,利用挤出机挤出拉丝得到线材。与纯PLA相比,该材料具有良好的柔韧性,同时冲击强度、耐热性和断裂伸长率得到了较大的提高,将该复合材料用于FDM技术,成品具有表面光洁、尺寸稳定等优点。陈庆等人[25]发明并公布了一种FDM工艺用聚乳酸材料及其制备方法。该方法利用低温粉碎混合反应技术改性PLA,改性后的PLA材料机械性能和热变形温度大幅提升,扩大了PLA材料的使用范围。增韧改性后的PLA材料打印温度为200~240℃,打印过程中材料收缩率小,无气味,打印过程流畅,制品尺寸稳定,富有光泽。 2.3聚碳酸酯 PC是一种分子链中含有碳酸酯基的热塑性树脂。它性能优良,是目前使用最多的热塑性工程塑料之一[26–27]。PC几乎具备了工程塑料的所有优良特性,抗冲击性能好、无味、耐高温、抗弯曲、强度高,此外还具有良好的阻燃特性,可用于FDM工艺制备高强度产品[28]。但PC也存在一些缺点:颜色单一,着色性能不理想;PC中含有致癌物质双酚A,在高温下会析出,影响人体健康;价格相对较高;打印温度过高(超过300℃),不适用大多数的桌面3D打印机。 2.3.1国外 Stratasys是世界上第一家推出PC线材的3D打印公司。用该线材生产的产品强度高,耐热性好,最高可耐145℃。随后,Stratasys公司开发了工程材料PC/ABS。PC/ABS同时具有PC的高强度以及ABS的高韧性,力学性能大幅提升,使用该材料配合FORTUS设备制作的产品性能更佳。随后,Stratasys公司又推出了Polycarbonate–ISO(PC–ISO)材料。PC–ISO[29]是FDM技术可采用的材料中强度最高、耐热性最好的生物相容性材料。它通过γ射线、环氧乙烷进行杀菌并且符合ISO10993和美国药典塑料VI级标准,具备PC的所有性能,又具有良好的生物相容性,广泛应用于食品包装行业及医疗器械行业。 2.3.2国内 2014年,广州傲趣电子科技有限公司公布了一种高性能PC线材。此种线材用拜耳公司生产的食品级PC原料制作,可用于FDM工艺。该线材打印过程平台温度为120~150℃,喷嘴温度为255~280℃,流动性好,制品强度高,外观光泽细腻,尺寸精度高,不含双酚A,有效解决了PC材料的致癌问题。2015年,来自上海的3D打印材料制造商Polymaker与先进化学材料开发商Covestro(前身为拜耳材料科技)联手,共同开发出了两款专门针对桌面3D打印机的全新聚碳酸酯3D打印线材——PolymakerPC–Plus和PolymakerPC–Max。这两款线材经过特殊配方已经将打印温度从300~320℃下降到250~270℃,有效解决了PC材料难以用于桌面3D打印机的问题,打印温度的降低同时也减少了在打印过程中出现翘曲或变形的可能性。管国虎等[30]公布了一种FDM用芳香族聚酯材料及其制备方法。该发明首先将芳香族聚酯加入芳香族聚碳酸酯中进行共混改性,然后将共混物加工成细条状,再用适当剂量的电子束辐射使其发生一定程度的交联。该方法保持材料熔融加工性能的同时又达到了本体增强的目的。改性后的材料抗冲击性大大提高,使芳香族聚碳酸酯具有更加广阔的应用。 3展望 FDM技术相对于其他快速成型技术,由于具有成型速度较快,产品性能好、易清洁,后处理简单,设备体积小、易维护等优点,因而将会有更广泛的应用。经国内外学者的共同努力,FDM技术最常用的ABS、PLA和PC材料的性能大大提高,为FDM技术的广泛应用奠定了基础。目前国内有能力生产用于FDM技术的丝材的企业较少,且产品较国外有较大差距。因此,今后应加大对3D打印企业的资金支持,鼓励技术革新,研发高质量产品,缩小与国外的差距,促进我国3D打印产业的发展。 作者:魏欣 刘洋子健 张成彬 张均 姜志国 单位:北京化工大学材料科学与工程学院 高分子材料论文:高分子材料的化工原理教改 一、阐明高分子生产加工与化工生产间的内在联系 高分子材料加工涉及的通常是高分子材料成型加工方法,化工原理课程也是海南大学(以下简称“我校”)高分子材料与工程专业的一门专业基础课。学生在初学化工原理时可能感觉与高分子加工技术相差较大,对将来专业知识没有直接帮助,学习的积极性与主动性均难以充分调动,甚至还易产生消极抵触的情绪。因此,在课程刚开始的绪论这一章的教学中在介绍什么是化学工业过程时笔者不以教材里的传统化工加工为例,而是详举高分子行业中运用化工原理知识进行材料加工处理的实例,提前介绍一些高分子材料加工的方法,拉近学生与传统化工加工技术的距离,让学生理解高分子加工的一些操作与传统化工类的操作间的异同点,以便消除同学们内心的疑惑,指明高分子材料加工专业的同学学习化工原理知识的必要性。如天然橡胶的初加工是海南(以下简称“我省”)省的特色产业也是我校高分子材料专业的一个重要方向。从天然橡胶树上采割的胶乳经过一系列的处理得到干胶产品(如图所示)。在这个过程中干燥、浓缩、压片等操作与传统化工生产中的相关的单元操作一样,所用的基本原理相同,设备基本通用。高分子材料如聚乙烯的合成中乙烯气体在常压常温下,加压输送合成前的加热升温操作及反应后产物的分离与传统化工专业的流体输送原理及加热原理是相同的,所用设备是相通的。 二、将高分子加工工艺融入化工原理的课程教学中 在高分子材料的加工中采用了大量的化工单元操作。但这些高分子加工艺在传统的化工原理教材中是看不到的。这就要求任课教师具有高分子材料加工方面的知识背景,这样可以将高分子加工工艺中运用到的化工原理的知识融入课程的教学中,学生领会到该门课程的知识在专业知识中的基础作用学习兴趣才会提高,并且在将来的工作中能有意识地提前运用化工原理的理论知识,进行企业的节能降耗等的工艺改进。如在以动量传递理论为基础的单元操作的有关教学中,教材通常是以牛顿型流体如水、苯或甲苯等常规化学品的流体输送为例,而高分子材料专业的学生处理对象多为大分子材料,所处状态通常固体颗粒或黏稠状态,属于非牛顿型流体范畴。因此教材中的例子缺乏对高分子材料专业学生的足够吸引力,难以达到应有的示例效果。教学中我们以胶乳厂中天然浓缩胶乳的生产工艺为例,说明工艺中我们利用泵提供新鲜胶乳能量,促使其流入高速离心机中,而离心机是非均相物分离的一个单元操作。高分子量的聚异戊二烯在离心机转鼓的轴中心较远的地方富集,而小分子如水分、小分子量的聚异戊二烯在轴中心附近富集。将这两个位置的乳液分别导出就分别得到浓缩胶乳和胶清胶,并利用非牛顿型流体的阻力计算方法表明,由于胶乳的黏稠度远大于水的黏度在动力消耗上要比同等条件下输送水的动力消耗大。鉴于在塑料或橡胶的加工生产中大量运用到了螺杆挤出机。所以在流体输送设备介绍中,笔者是以螺杆挤出机在塑料加工中的应用为例,说明螺杆挤出机的工作原理,并且介绍在塑料挤出机的料斗的颗粒进料系统中可以利用固体流态化技术,采用真空吸料或用鼓风机压料进行原料输送。在以热量传递为理论基础的单元操作中,在介绍以导热方式进行的热传递时,笔者以未硫化胶膜在平板硫化仪内加热硫化为例进行导热说明。而以塑料在螺杆挤出机内或橡胶在炼胶机上进行塑炼时的粘流态受热为例介绍对流传热热传递方式。在以质量传递为理论基础的单元操作中,以粉末涂料的生产为例,介绍喷雾干燥工艺。这些将高分子材料加工工艺融入化工原理的课堂教学中,拉近了材料加工与化工原理知识间的距离,提高了学生学习的兴趣,起到明显的教学改革效果。 三、以高分子材料为实验对象 化工原理一般是同学们从公共基础课转向专业课学习所接触到的第一门工程性课程,亦是一门理论与实践紧密结合的技术基础课程。它的实验课教学设计至关重要,其不仅关系到整门课程教学效果的好坏,更是决定能否推进该课程素质教育的关键环节之一。为提高高分子材料类专业同学参与化工原理实验课的学习热情,笔者在实验教学中选择高分子材料进行相关的实验。如干燥实验中有的专业以甘蔗渣纸板为实验对象,获得有关纤维的干燥过程曲线和干燥速率曲线。而我省特色产业天然胶乳加工中有将天然胶乳干燥制备成干胶的这一操作。为了结合我校的高分子材料专业,专业实习提前将有关化工原理的知识融入到专业学习中。实验中以天然胶乳制备的湿膜片为实验材料,获得天然胶乳薄膜制品的干燥过程曲线和干燥速率曲线,为以后同学们去胶乳厂参观实习提供理论和实验依据。这一举措不仅有效激发了同学们参与实验研究的主动性,反过来也极大促进了该课程理论学习的积极性。 四、有的放矢传授教学内容,适应少学时的课程教学计划 在高分子材料类专业的教学计划中,化工原理虽也多被列为必修课程,但相比化工类专业,其教学学时要少得多。因此,如何在有限的学时内,引导同学们在掌握基本化工操作知识的基础上,有的放矢地传授教学内容,引导学生自主复习,进行课外自学。如化工原理教材中有大量公式推导过程,少学时专业课的教学中不容许课堂上在公式推导中花费大量的时间,课堂教学中会简单介绍推导思路,鼓励学生课前及课后自学,重点放在有关理论的应用上。如离心泵理论扬程的方程式的推导过程,运用了前期我们学过的伯努利方程的知识和几何学中速度的矢量运算知识。在教学中要求学生课前自学,教学重点在分析、总结和对公式的理解和运用上。考虑课程特点,在蒸发等单元操作上分配课时较少,而对于膜分离这类单元操作,由于与高分子材料有密切关系,安排一定的学时学习这类单元操作的原理。这样做到有的放矢,尽可能与专业产生一定的关联,为专业知识拓宽坚实的专业基础知识。 作者:张可喜符新何映平李志君单位:海南大学材料与化工学院 高分子材料论文:生物可降解高分子材料 摘要:我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。本文探讨了生物可降解高分子材料现阶段的开发应用情况。 关键词:高分子材料可降解生物 我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。 1、生物可降解高分子材料概念及降解机理 生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。 生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。 因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。 2、生物可降解高分子材料的类型 按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。 2.1微生物生产型 通过微生物合成的高分子物质。这类高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI公司生产的“Biopol”产品。 2.2合成高分子型 脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定结构的共聚物,这种共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。 2.3天然高分子型 自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。 2.4掺合型 在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。 3、生物可降解高分子材料的开发 3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法 传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。 3.1.1天然高分子的改造法 通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。 3.1.2化学合成法 模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。 3.1.3微生物发酵法 许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。 ;3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成 用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。 3.3酶促合成法与化学合成法结合使用 酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料新晨 4、生物可降解高分子材料的应用 目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。 高分子材料论文:建筑材料中废旧高分子材料回收利用研究 摘要:高分子材料是现代社会生产加工中应用的主要原料形式之一,建筑材料中高分子的应用更是随处可见,结合生活中高分子的应用,从职业院校教师的角度,对建筑材料中废旧高分子材料的回收利用探究。 关键词:建筑材料;高分子材料;回收利用 随着社会经济发展水平的逐步提高,社会发展的范围也得到扩大,现代建筑材料中,主要应用以塑料、橡胶、纤维为主的高分子材料作为主要的建筑材料,高分子材料在建筑材料中的应用,可以降低建筑的成本,实现现代建筑的使用寿命得到延长,但建筑材料中废旧高分子材料应用的回收不当,对社会环境造成较大的污染,结合高分子材料的特性,对高分子的回收利用进行探究。 1废旧高分子材料的危害分析 高分子材料主要是由塑料、橡胶以及纤维等资源,是一种新型符合建筑材料,废旧的分子如果不能得到及时降解,则会在太阳光的作用下发生化学反应,产生以二氧化硫为主的污染气体[1],对造成大气污染,同时,高分子中的塑料成分中含有大量的聚乙烯,可降解性较差,从而在社会中产生有色污染垃圾,对社会环境造成直接污染,严重影响了社会环境的建设。结合以上对高分子材料的危害的分析,提出高分子在现代建筑材料中回收利用的分析措施,实现高分子在建筑材料中应用的进一步探究。 2建筑材料中废旧高分子的回收利用 2.1建筑材料墙体的应用 高分子在建筑材料中的应用,可以作为建筑材料墙体,高分子转换为玻璃塑料混合墙体,高分子的主要材质中塑料可以到达塑性的作用,从而实现建筑材料的外部形态结构得到稳固,大大提高了现代建筑墙体的稳定性和固定性,此外,高分子制作的新型融合性结构中充分发挥高分子抗压,耐高温的特点,而新型建筑墙体中融合了玻璃材质,使废旧高分子转化后的建筑墙体可以达到比传统墙体建结构更加完善的建筑稳定性受压能力,为废旧高分子的二次利用提供了应用的新范围[2],为我国现代建筑行业的发展提供新的符合材料。 2.2金属橡胶混凝土 金属橡胶混凝土是现代建筑中应用的一种新型建筑材料,主要由不同硬度的金属,塑料、橡胶等部分组成[3]。金属橡胶混凝土的应用能够解决现代墙体建筑中存在的墙体裂缝等问题,可以提高施工建筑的密封性。例如:应用传统的建筑材料进行施工建筑中,施工材料受到墙体的压力或者温度的影响,容易出现墙体裂缝或者密封性降低的情况发生,导致建筑施工的质量出现问题,采用金属橡胶混凝土后,墙体施工后,应用新型混凝土对墙体建筑充的对接缝进行外部填充,新型混凝土中含水量较低,能够解决墙体施工建筑中施工开裂的问题,提高了现代建筑的施工质量。 2.3混合建筑保温层的转化 高分子材料在建筑应用材料中的回收利用,转化为混合建筑保温层,是直接的综合利用的体现。现代建筑中墙体保温层建筑是主要的建筑问题之一,传统的墙体保温层采用双层保温板,但保温板经过一段时间的应用后,受到墙体中水泥的侵蚀,使保温板的保温效果下降,用户入住后,一段时间后室内温度明显降低,房屋建筑的保温效果下降,高分子可以转化为泡沫保温层,新型高分子混合泡沫保温层的主要成分是塑料和橡胶,可以抵抗水泥长时间的形侵蚀,到达保证保温层长期持久豹纹的效果。此外,新型混合保温层具有较好的吸声作用,能够达到施工墙体建筑保温效果好的同时增强了墙体的隔音效果,完善我国建筑施工技术水平的进一步优化发展,实现废旧高分子的综合应用。 2.4新型防水符合材料 高分子材料在现代建筑领域的应用,为我国建筑施工的材料创新应用提供了更加全面的应用范围。高分子材料的应用,可以达到新型防水材料的使用。现代建筑施工中,采用硅酸水泥和粉煤灰以及聚乙烯作为主要的构成材料,新型防水材料的应用,可以实现外墙墙体建设与保温层之间的隔水性增强[4],能够打破传统墙体建筑保温层中保温层受到外部墙体渗水的影响情况,新型防水材料中聚乙烯可以使施工材料表面形成保护膜,达到及时阻隔外部墙体渗入到墙体中水分的作用,实现我国整体建筑施工墙体的防水性得到大大提高。例如;新型符合防水层可以将外部墙体渗入的水分进行阻隔,聚乙烯将深入的水分转接给粉煤灰,粉煤灰吸收水分,保持保温层的环境干燥,达到保护墙体保温性,延长墙体使用寿命的作用。 2.5复合地板的应用 高分子在建筑材料中的回收利用,体现为复合地板的应用,新型建筑材料的施工建筑具有加强的耐用性,复合地板的主要材料是由传统的木质材质和聚乙烯作为主要的材质,地板的木质材料保留了传统地板中木质地板材质问题,同时融合聚乙烯可以提高地板的防水性和耐磨性,表面的聚乙烯薄膜能够达到保护地板日常应用中与坚硬物体之间的摩擦痕迹,增强地板的耐磨程度;此外,新型符合地板可以保护地板不受到蛀虫的影响,延长地板在实际的使用寿命。 3结论 高分子是现代社会建设中经常应用的一种建筑材料,结合建筑材料对废旧高分子技术的探究分析,实现我国现代社会发展材料综合应用,促进我国现代社会发展资源的综合利用。 作者:陈玲琳 单位:湖北工业大学 高分子材料论文:建筑材料中废旧高分子材料回收及应用 1.我国废旧高分子材料回收的现状 对废旧高分子材料进行处理可谓是一把双刃剑,运用得好能够节约资源,保护环境,如果没能够处理好,就会给我们的生产生活带来一定的负面影响,甚至还会是出现毒有害现象。将废旧材料应用到建筑建设当中,既可以进一步降低高分子材料给我们的生产生活带来的影响,还可以为建筑工程提供更多更好的建筑材料的来源。随着科学技术的发展、社会的进步,会有更多新型的高分子材料问世,从而提高整个建筑行业的经济效益,实现环境效益、社会效益、环境效益的有机统一。我国处理废弃的高分子材料的技术还相对比较落后,绝大部分处理方法也只是简简单单的再生及复合再生。在这种情况下,大批量的废弃高分子材料就会被当成垃圾,随意丢弃,大量的废旧高分子材料给我们的日常生活带来了极大的影响,严重污染了我们的环境,例如:分散在土壤中塑料地膜,很容易导致土质板结,不利于农作物对氧、空气、水分、光的吸收;地面上飞散的薄膜碎片也容易导致相关建筑引起火灾;再降解的过程中,部分废旧高分子材料会释放对人们身体健康非常有害的毒素。现阶段,我们迫切需要处理好这些废旧的塑料、纤维、橡胶等问题。 2.废旧高分子材料在建筑材料中的应用 当今的世界是一个充满高分子材料的世界,我们在一方面享受高分子材料给我们的生产生活带来极大的便利的同时,还要考虑废旧高分子的处理问题。处理废旧高分子材料有益也有弊,废旧材料处理得好,则有利于降低高分子材料给我们带来的危害,不仅如此,还能够帮助我们降低生产生活成本;如果处理不好,就会危害环境,给我们的身体健康造成损害。将废旧高分子材料作为一种建筑材料,能够有效解决废旧材料无法处理的难题,一方面可以降低废旧高分子材料的危害,另一方为工程建设提供了一条新的建筑来源。随着科学技术的进一步发展,新型材料将会一项接着一项的问世,最终达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。首先,废旧高分子材料在建筑当中可以当做墙体材料来应用。随着我国相关使用粘土砖禁令的进一步公布,我国建筑工程行业已经开始进一步加强了新型墙体材料的开发和应用,因此,回收废旧高分子材料具有非常重要的意义,极大的支持了墙体材料的进一步创新。现阶段,新墙体材料的相关技术已经日益成熟,并逐步应用到生产实际当中,与我们的生产生活密不可分,具体来说,主要包括以下几个方面:一是将塑料同玻璃有机结合成在一起形成的样品砖。现阶段,我国已经研制出了将玻璃和塑料复合而成的样品砖,这种样品砖并得到了极大的应用。二是金属橡胶混凝土。金属橡胶混凝土材料的性能较强,有利于解决混凝土的各种结构问题,例如我们通常见到的隔音差以及抗震性能不够等。三是聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块。这种砌块的规模通常比较小,且具有很强的隔音效果以及抗压强度较高,属于高质量的、质量较轻的墙体材料。在实际工作过程中,砌块的聚苯乙烯泡沫塑料外部包裹的水泥浆层起着重要的骨架作用,因此,基本上泡沫塑料不受外力的作用。四是利用粉煤灰和废旧塑料制作成的建筑用瓦,这种瓦的研制,一方面能够极大的降低成本,另一方面还可以消除白色污染。五是充分利用废泡沫材料制作新型的保温砖,这种保温砖具有防火性能好、造价低廉等特点。 其次,废旧高分子材料在建筑装饰材料中的应用。每一个建筑材料中都不能缺少建筑材料,如果建筑当中缺乏装饰材料则会极大的影响我们日常的生产和生活,甚至还会对人们的身体健康带来极大的影响,更有甚至,还会引发重大的疾病。因此,我们可以将废旧高分子材料应用到建筑装饰材料中,一方面能够降低整个建筑的建设成本,另一方面还提高了安全性能,减少了环境污染,可以说是一举多得。具体来说,可以进行以下几个方面的运作:一是,充分利用废旧塑料来生产建筑装饰板材。现阶段,我国相关部门已经对这方面给予了研究,取得了一定的成绩。该技术的主要原理在于是用色素添加剂、废旧塑料、增强剂等原料,以重量为基本单位,现将废旧塑料清洗干净,将其晒干后,进行融化成为细颗粒,再次融化的同时,添加增强剂以及色素添加剂,并将其冷却成为我们需要的形状,在此基础上,涂上鲜艳的色彩,将其制作成成品。二是,利用废旧高分子材料制作组织燃烧的一种废旧材料。根据相关报道,通过在一些废旧塑料和锯粉末中加入一定添加剂的方式,可以制作有效阻止燃烧的一种建筑装饰材料。经过试验证实,这种材料的阻燃性非常强,因此,完全可以应用到建筑当中,一方面能够为建筑装饰建材提供更多的种类,另一方面还能够保护环境,为美化环境做贡献。再次,废旧高分子材料在其他建筑材料当中的应用。近些年来,废旧高分子材料逐步应用到建筑材料中得到了广泛的应用。具体来说,包括以下几个方面:一是废旧聚苯乙烯泡沫塑料和粉煤灰共同制造的防水材料。以普通硅胶为材料,添加少量防腐剂,从而形成质量良好的保温防水材料,该材料能够将防水和保温隔热有机的融为一体,该保温防水材料的强度较高、密度相对较低、保温隔热性能极好,可以说,是一个非常理想的屋面保温材料。二是,利用废聚烃类树脂生产塑料地板,现阶段,我国已经研究出该项产品,并取得了极大的成功。在世界塑料家族中,“PVC”的产量相对较高,制品也比废品相对较多。由于“PVC”是一种含卤物质,因此,想要回收该材料受到很多因素的限制,运用这项技术能够生产出很多建筑材料产品,我们常见的有用废农膜、碳酸钙、润滑剂、稳定剂、色浆适量,经混合、密炼等一系列加工可制成塑料地板。总而言之,废旧高分子材料在建筑当中的应用,一方面降低了建筑的建设成本,另一方面还保护了环境,可以说是,一举多得。近些年来,我国对该方面的研究,也取得了一定的成效,并获得了极大的成功。 3.结语 随着我国社会的发展,废旧高分子材料的应用范围越来越广,这些废旧材料应用到建筑当中已经成为了大势所趋。正因如此,我们应当予以高度的重视。在日常的生活和工作中,进一步加强该项工作的研究,相关部门应当进一步加大资金投入力度,组织科研人员进行研究,为建设资源节约型、环境保护型社会努力。 作者:聂芹 胡冰峰 单位:江西现代职业技术学院
微生物论文:甘草有益微生物论文 【摘要】植物体内大量分布的微生物对植物产生的影响已成为人们关注的热点,特别是那些有益的影响可对植物的生长及活性成分的形成产生一定的作用。甘草作为一种大宗中药,其栽培品的质量一直是人们所关心的问题,甘草有益微生物对提高甘草的品质有重要作用。该文综述了甘草有益微生物的研究进展,以期对提高栽培甘草的质量起到指导意义。 【关键词】甘草;内生菌;根瘤菌;菌根真菌 甘草是豆科甘草属(Glycyrrhiza)植物,其根及根茎为常用中药,市场需求量大。近年来,随着野生甘草资源的急剧减少,且国家明令禁止采挖野生甘草,使甘草供求矛盾日益尖锐。在这种情况下,对甘草资源的保护性利用及栽培甘草势在必行。近年来,随着人工甘草种植面积的逐年加大,提高甘草的质量成为亟待解决的一个关键问题。相关研究表明,植物有益微生物可以产生促植物生长的活性物质,提高植物固氮性能,促进植物对恶劣环境的适应,加强系统的生态平衡,保证寄主植物健康生长。因此本文就近年来甘草有益微生物的研究进展进行综述,以期对提高栽培甘草的质量有指导意义。 1甘草内生菌的研究现状 内生菌是指一生或至少一生中的某个阶段能进入活体植物组织内,并且不引起明显组织变化的真菌或细菌[1,2]。1993年,Strobel等[3]从短叶红豆杉TaxusbrevifoliaNutt的树皮中分离出二百多种微生物,其中有一株内生真菌Taxomycesandreanae能产生紫杉醇,这一研究结果引起学者对内生菌的广泛兴趣。目前,人们已经从长春花、千层塔、银杏、厚朴等多种植物中分离得到了内生菌,并取得了一些成果。 有学者对甘草内生菌也进行了研究,发现内生菌对甘草产生一系列作用。宋素琴等[4]对采自新疆的健康野生胀果甘草不同组织中的内生菌进行分离,并纯化得到149株细菌和2株真菌,鉴定得出149株细菌分属于13个属,2株真菌分属于青霉菌属Penicillium和镰刀菌属Fusarium。有学者发现内生菌可通过拮抗病原菌促进甘草生长。饶小莉等[5]从乌拉尔甘草健康植株的根茎叶中共分离到内生细菌98株,并采用平板对峙方法筛选出6株菌株,其对植物病原菌有明显体外拮抗活性,鉴定这6株拮抗菌株分属萎缩芽孢杆菌(Bacillusatrophaeus)、多粘类芽孢杆菌(Paenibacilluspolymyxa)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、Paenibacillusehimensis。龚明福等[6]采用无菌操作技术从野生健康甘草Glycyrrhizauralensis的根、茎、叶、种子、根瘤等组织中分离出内生细菌(Endophyticbacteria)125株,其中31株对棉花枯萎病菌(Fusariumoxysporum)、棉花黄萎病菌(Verticilliumdahliae)具有较强的拮抗活性,这31株内生细菌分属于气芽孢杆菌属(Aerobacillussp.)、气单胞菌属(Aeromonassp.)、芽孢杆菌属(Bacillussp.)、黄单孢杆菌属(Xanthomonassp.)、假单胞杆菌属(Pseudomonassp.)、土壤杆菌属(Agrobacteriumsp.)。另有研究发现,从甘草中分离的有些内生菌还可产生活性物质。韦革宏等[7]从乌拉尔甘草和光果甘草中共分离得到68株内生菌,从中筛选出一个来自乌拉尔甘草的菌株Mesorhizobiumsp.CCNWGX022,从该菌株发酵液的石油醚提取物中分离得到了十八烷酸内酯Rhizobialide,是第一次从内生菌中得到此类物质。另有学者研究了内生菌在甘草不同部位及不同月份的数量变化趋势。林世利等[8]分离出不同月份苦豆子、骆驼刺、苜蓿、铃铛刺、甘草不同部位的内生细菌,研究阿拉尔地区豆科植物内生细菌种群动态。结果显示5月份的苦豆子和甘草植株、8月份的苜蓿植株、9月份的铃铛刺和骆驼刺植株的内生细菌的种类最多。内生细菌种类的分布规律依次为苦豆子中叶>茎>根>种子>花,苜蓿中根>叶>茎>花>种子,铃铛刺中茎>叶>种子>花>根,骆驼刺中根>茎≥叶>种子>花,甘草中茎>根>叶>种子>花。5种豆科植物生长期中总带菌量平均值在各个月份变化趋势不同,并且各个月份的带菌量处于交替变化之中,说明不同月份5种豆科植物内生细菌的种类和数量不同,同种豆科植物不同组织部位的内生细菌的种类和数量有差异。 2甘草根瘤菌的研究现状 根瘤菌是与豆科植物共生,形成根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。这种共生体系具有很强的固氮能力。根瘤菌分快生和慢生两种类型,为化能异养菌。目前有学者已经从甘草中分离得到根瘤菌并进行了一些相关研究。 目前对甘草根瘤菌的研究多体现在根瘤菌的分类上。杨雪颖等[9]通过对西北干旱半干旱地区68株甘草根瘤菌的表型多样性和抗逆性分离研究,发现1个新类群和1个具有较高抗逆性的菌株。对新类群的中心菌株CCNWGX022和高抗性菌株CCNWGX035进行16SrDNA全序列测定及系统进化研究。结果表明,CCNWGX022和CCNWGX035与中慢生根瘤菌属内参比菌株的16SrDNA相似性分别大于96.8%和98.3%,判定它们均属于中慢生根瘤菌属。谷峻等[10]采用表型数值分类、16SrDNAPCR-RFLP分析和BOX-PCR指纹图谱分析的方法对中国北方地区的甘草根瘤菌进行表型、遗传多样性分析。供试菌株在数值分类聚类分析中约85%的相似水平上产生2个表观群,有11株菌未与已知参比菌株聚群。16SrDNAPCR-RFLP分析表明,供试的20株菌共产生14种遗传型,表现出丰富的遗传多样性。BOX-PCR指纹图谱分析进一步证明与甘草共生的根瘤菌的基因组也具有多样性。由此得出结论:在中国北方地区与甘草共生的根瘤菌在Sinorhizobium、Rhizobium和Mesorhizobium属中均有分布。 3甘草菌根真菌的研究现状 菌根是土壤中某些真菌与植物根的共生体。凡能引起植物形成菌根的真菌称为菌根真菌,大部分属担子菌亚门,小部分属子囊菌亚门。菌根真菌与植物之间建立相互有利、互为条件的生理整体,并各有形态特征,这是真核生物之间实现共生关系的典型代表。根据形态和解剖学的特征,又把菌根分为外生菌根和内生菌根两大类。有学者对甘草菌根真菌进行研究发现菌根真菌可促进甘草的生长。饶小莉等[11]分离了甘草的VA菌根,并用三叶草进行单孢繁殖,将繁殖后的菌根真菌回接甘草,结果发现接种了菌根真菌的甘草植株笔长、根粗、茎叶干重和根干重都有较大程度的提高,均比对照显著增加,并且不同处理对植株生长影响不同,得出结论接种VA菌根真菌显著促进了甘草的营养生长。JingnanLiu等[12]用两种AM菌根真菌Glomusmosseae与Glomusversiforme接种甘草,结果显示接种的甘草相对于对照组在生长的早期和晚期有显著提高,叶摄取磷的量比对照组多,并且根中甘草酸的浓度有所升高,但根部氧化酶活性相对降低了,由此得出结论接种AM菌根真菌有可能成为提高甘草药用价值的有效途径。 4甘草其他微生物学相关研究现状 近年来,对甘草微生物学转化等方面的研究工作也取得了一定成果。谢毛成[13]利用发根农杆菌的Ri质粒,以光果甘草种子胚萌发形成的实生苗不同部位为外植体,成功诱导出光果甘草毛状根,并利用TLDNA中rolC序列中的特异性引物,应用PCR技术对光果甘草毛状根进行了分子水平的鉴定,并利用理化手段对毛状根转化后产生的冠瘦碱进行了薄层定性鉴定,从不同水平上证实了光果甘草毛状根核基因组中已整合了外源Ri质粒的T-DN段。燕飞等[14]利用发根农杆菌R1601对药用植物胀果甘草(GlycyrrhizainflatBat)进行转化,诱导其产生发根。在发根诱导过程中,分别用不同菌液浓度、不同浸染时间对胀果甘草子叶、胚轴进行转化处理,统计、比较各条件下的发根率,结果表明,用稀释2倍的菌液浸染子叶8min时,发根诱导率最高,为56.49%。何晨等[15]用一株产β-葡糖醛酸酶的菌种HC-12对甘草进行液体发酵转化。通过对菌种复合诱变以及应用系统数值化及灵敏值系统调控技术优化了发酵工艺,把甘草中不足0.1%的甘草次酸的含量提高了20倍以上。经过柱层析及HPLC及1HNMR鉴定分离得到了甘草次酸纯品,并通过动物实验验证了发酵甘草于未发酵的生品对照甘草具有抗炎活性和镇痛作用显著性效果。 5小结 内生菌对甘草的有益作用体现在:①内生菌有促进甘草生长作用,内生菌可与病原菌竞争营养或直接产生拮抗物质而抑制病原菌,从而促进甘草生长。②有些内生菌可产生活性物质。③内生菌在甘草不同部位及不同月份的数量呈现一定的变化趋势。另有研究表明,内生菌能产生与宿主相同的活性物质[3],王兴红[16]推测内生真菌可能与中药的道地性有密切的关系。这些成果对于甘草内生菌的研究有重要意义。 根瘤菌对甘草的有益作用体现在:根瘤菌能够通过与甘草共生,引起甘草根部或茎部结瘤,将空气中的N2转化为可吸收利用的NH4,从而为甘草提供氮素营养,促进其生长。 菌根真菌对甘草的有益作用体现在:甘草和菌根真菌是一种互惠共生的关系,它们之间可以交换各自所需的物质,甘草借助菌根真菌吸收水分、养分和生长促进剂,而菌根真菌也从甘草中摄取自身生长所需要的糖分和其它有机物。菌根真菌是根系的延长和扩展,且比根系吸收水分、养分的能力大得多,可促进甘草的营养生长,提高甘草的药用价值。 微生物转化对甘草的作用体现在:对甘草进行微生物转化,可提高其有效成分含量,用药效果可得到提高。 总之,微生物是个潜力巨大、尚待开发的资源,对甘草相关微生物进行研究有重大意义,有利于提高甘草的质量,对于中药的可持续发展也将起到重大作用。 微生物论文:提高兽医微生物学实践教学质量方法初探 摘 要 兽医微生物学实验课教学通过做好实验前的准备,加强实验室建设和管理,优化实验条件,改革实验课内容和实验课考核方式等具体措施,一定能培养学生分析解决问题的能力、独立思维和团结协作的能力,为以后的科研和工作打下良好的基础。 关键词 兽医微生物学;实验;教学改革; 兽医微生物学是动物医学临床兽医学方向和动物防疫检疫方向的主要专业基础课之一,是一门实践性很强的学科。实验可以提高学生的动手操作能力,也可以加深学生对理论课的理解,加强学生理论联系实际的能力。同时,它也为专业课动物传染病、兽医生物制品学、动物防疫检疫学、兽医寄生虫病等学科打下基础,从事畜牧兽医相关专业必须具备兽医微生物学相关的理论知识和实践技能。在执业兽医资格考试中,兽医微生物学所占比例最大,为35%。目前很多学校兽医微生物学实验课内容多为验证性实验,虽然学生在实验课上可以掌握微生物学的常规基本操作技能,但是在实践中遇到具体的问题时却无从下手。比如:如何从发病动物体内分离到病原菌并进行鉴定?如何对畜牧业相关产品进行微生物的检测?对简单的动物生物制品如何制备?为了使学生在实验课上掌握的技能充分地应用的生产实际中去,培养应用型人才,进行兽医微生物学实验教学改革是非常必要的。 1 做好实验前的充分准备 在实验前充分做好准备,能够有效提高实验的效率。实验员及其他相关人员应该对实验仪器进行定期的检查及维护。实验室中应该贴出每种仪器的使用说明和简单的操作规程及使用的注意事项,并要求学生在正式使用仪器之前先熟悉每种仪器的每个按钮的功能,熟练掌握每种仪器使用的注意事项,正确操作。另外,实验员在每节实验课前都应该认真准备该节课的实验用品及药品,不要等学生进行实验时经常找不到实验所需物品及药品。此外,在学生正式上课之前,教师及实验教师应该提前完成相关实验项目的预实验,从而检验实验药品是否可靠、实验仪器是否正常运行,明确实验环节中应该注意的问题,在给学生讲解时候能够有的放矢,保证实验课的正常运行。学生在分析实验结果时能够正确分析原因,找出实验中应该注意的细节问题,发现问题并及时解决。 2 加强实验室建设和管理,优化实验条件 1)为了丰富和完整兽医微生物实验课的内容,在教学中应该运用现代化的教学手段如多媒体和录像等,学生可直观地认识各种仪器实物,并利用录相和幻灯片的视频播放给学生演示整个实验的基本操作过程,同时也能丰富学生的理论知识,使学生的知识体系更加完善,从而顺利完成实验。如学生在制作完培养基的过程后需要及时灭菌,微生物实验室中一般都只有手提式和立式两种高压蒸汽灭菌器。而在实际工作过程中,很多单位应用的是卧式高压蒸汽灭菌器,这样就可以通过多媒体和录像给学生放映,让学生对这样的高压蒸汽灭菌器有直观的印象,丰富学生的知识面。 2)学院应在原有实验设施基础上,增加实验教学仪器的投入,如建立独立的显微镜实验室,增加显微镜的数量,提高显微镜的质量。增加PCR仪等分子生物学仪器、细菌自动化检测分析仪、电泳仪、凝胶成像系统、蛋白层析及纯化装置等先进的仪器和设备,以满足快速发展的微生物分子生物学实验方面的需要。 3)制定完善的学生实验室守则和实验室管理规章制度, 实验室工作人员以身作则,认真履行,给学生树立良好的榜样。重点强调实验室清洁以及无菌操作技术在兽医微生物学实验中的重要作用,给学生制定上实验课的课堂纪律并和期末成绩相结合,提高实验质量,规范学生的操作技能并培养学生严谨认真的工作态度。 3 实验教学内容的改革 1)根据动物医学培养方案,结合兽医微生物学课程本身的特点,及该门课程在生产和科研中的重要性,对兽医微生物学实验课教学内容进行合理的改革,主要是去掉一部分验证性实验,增加综合性、设计性实验。按照临床上病原菌的检验过程,开展设计性实验,让学生自己设计实验思路,充分调动学生的主观能动性,把实验室的基本操作和生产实际紧密结合起来,增加学生对本门实验课的兴趣。让学生充分认识到兽医微生物学实验并不是孤立的,而是一个连续不断的整体,每个验证性实验连续起来就可以解决生产实践中的实际问题,为学生以后从事临床生产实践工作打下良好的基础。 2)兽医微生物实验内容较多,但是受学时所限,课堂只能完成少部分实验内容。尤其对于实验周期较长的实验项目,不能在课堂上开展。针对上述矛盾,学校可以进行实验室开放,让学生利用晚自习和假期进行实验。这样既可以培养学生参与科研的意识,也为学生提供了自由发挥的空间,学生可以将所学知识充分的发挥,同时也可以提高学生动手操作能力和实验设计能力。有了学生的参与,减轻了承担科研工作教师的负担并培养了科研助手,使学生可以早日承担科研工作,为以后的继续学习和工作打下良好的基础。 4 实验考核方式的改革 课程考核是检验教学质量与教学效果的重要环节,是获取教学反馈信息和评定学生成绩的重要手段和方法。通过考核,可以使学生的知识转变为一个完整的知识体系,加深学生对课程内容的理解和掌握。然而,现行的兽医微生物学的课程考核仍普遍采用传统的考核方式,这在很大程度上阻碍了学生个性的发挥以及创新能力和思维能力的培养。尤其是很多学校尚未进行实验课程考核,这样不利于学生对实践技能的充分掌握。为此构建新的考核体系尤其是增加实践考核非常重要。 兽医微生物学考试改革本着从课程的自身特点和培养应用型、实践型人才的实际需要出发,有利于提高课程的教学质量,有利于促进学生自主学习,有利于形成良好的学风考风,有利于培养学生的实践能力和创新能力,有利于促进全体学生全面发展和个性发展。 制定实践考核的具体方法:分值100分,占期末总成绩的10%,考核学生实验/实践的出勤、实验操作技能、实验报告书写、学生团队协作意识。其中,学生实验课出勤,占实验总成绩的10%;操作技能、学生团队协作意识,占实验总成绩的10%;实验报告书写,占实验总成绩的40%;在实验课结束后进行实验测试,占实验总成绩的40%。 兽医微生物学实验课教学通过做好实验前的准备,加强实验室建设和管理,优化实验条件,实验课内容改革和实验课考核方式改革等具体措施,一定能培养学生分析解决问题的能力、独立思维和团结协作的能力,为以后的科研和工作打下良好的基础。 微生物论文:改革教学方法 提高医学微生物学实验教学质量 摘 要 为增强医学微生物学实验教学效果,河南护理职业学院从实验教学观念、实验教学体系和实验考核办法等方面进行一些改革探索。通过改革培养学生的创新意识,提高学生分析和解决问题的综合能力,有效提高实验教学质量。 关键词 医学微生物学;实验教学;教学方法 培养创新型人才是高等教育的重要任务,因此,不断提高学生的实践能力和创新能力,已成为各高校实验教学环节的努力方向。河南护理职业学院医学微生物学的实验课教学中进行了一些改革尝试,以提高教学质量。笔者在此谈些粗浅体会。 1 改革实验教学观念 1.1 引导学生主动预习,增强实验主动性 提前布置实验内容,要求学生主动预习并且书写预习报告,使其对实验原理有一个清晰的认识,并且明确实验操作程序。在实验课开始前,教师要针对本次实验的相关问题进行提问,这样一方面可以检查学生的预习质量作为期末考核的一项依据,另一方面可以进一步强化实验的注意事项及其关键步骤。通过要求书写预习报告的方式,不仅培养了学生良好的实验习惯,在很大程度上避免了学生稀里糊涂地动手实验以至于实验做完后还不知道自己为什么要这样做的现象,而且也减少了实验失败导致的实验材料消耗,大大提高了实验资源的利用率。 1.2 增加学生动手、动脑机会,引导学生实践创新 传统的实验教学都是实验员提前准备好所需材料,实验时也是教师演示——学生模仿的模式,学生只需被动地按规定的步骤机械操作。这种教学模式存在明显弊端:学生缺乏主动思考,实验性质偏重于验证理论,忽视思维能力的培养[1]。 为此,转变教学观念,尽量增加学生动脑、动手的机会。首先,让学生以小组形式参与实验的准备工作,比如实验材料、实验仪器的准备等,这样无形中更进一步促使学生提前预习并主动思考与实验相关的问题,培养了学生的实践动手能力;其次,在开展实验时,也是首先组织小组讨论,由学生小组自行设计实验方案,激发学生的创新思维和积极性,然后在教师的指导下完成实验。 比如,在进行细菌的分布及外界因素对细菌的影响这一实验项目时,通过让学生自己准备、自主设计的授课方式,学生不但掌握了实验操作时须注意的各种事项,培养了其发现问题和解决问题的能力,还进一步加深了他们的无菌操作意识。此外,不少学生反应以这种方式上实验课,更能激发他们的“创作激情”。 2 改革实验教学体系 2.1 调整实验课内容,引入设计性实验和综合性实验,提高学生综合素质 目前开设的实验课内容多为演示性和验证性实验,不利于学生创新能力和实践能力的培养。鉴于此,在完成基础实验技能训练的前提下,逐步引入设计性实验和综合性实验,以提高学生的创新意识和分析、解决问题的综合实验素质。如增加尿液标本、血液标本、痰液标本和脓液标本的细菌学检查等实验内容,通过临床模拟,要求学生从标本采集、培养基配制、微生物分离培养,到对所分离到的微生物进行形态特征、生理生化、血清学及毒力等方面的鉴定,均以小组为单位协作完成。这样既使学生掌握了基本的实验操作技能,而且培养了他们的实践能力和创新能力,又由于与临床工作联系紧密,进一步提高了学生的学习积极性。调查结果显示,学生普遍认为开设设计性实验是非常必要的,他们认为设计性实验虽然做起来困难大,但能极大地激发他们的求知欲,而且完成实验后有强烈的成就感,是科研工作的初步尝试。 2.2 关注前沿、联系临床,更新实验项目 针对很多学生提出所学的实验内容到临床检验能否用上以及实验室条件是否能紧跟科技发展的问题,注重更新实验项目,及时补充专业相关领域的新技术、新方法,并且定期组织学生到附属医院检验科进行学习。由临床检验人员从标本的采集分离到最后出结果,对各个步骤进行详细讲解,这样,学生不但熟悉了常用检验仪器的使用方法,而且能学到很多新技术、新方法,极大地缩短了今后进入临床工作的适应期。 3 改革实验教学方式 3.1 利用先进的实验教学手段,提高实验资源利用率 目前,运用多媒体技术辅助教学的方法在理论课上已被广泛采用,而实验课上的应用却甚少。针对这一现象,学校微生物学实验室的教师将本门实验课程的基本操作方法等内容制作成PPT或Flash课件,化复杂为简明\变抽象为具体,直观、生动地展示给学生。这样不但有利于学生理解,而且极大地弥补了由于学生层层包围而难以看清教师示范细节等缺点,显示出传统教学无法比拟的优点。 此外,增设1台数码显微镜,可对形态典型、染色效果较好的细菌涂片等标本进行数码拍照并保存在电脑里。此后,利用计算机输出系统将典型涂片投影到大屏幕上,直接进行动态讲解。这样可以指导全体学生准确观察,极大地提高了实验资源的利用率和学生的实验观察效率,并且更进一步地促进了学生实验观察能力的提高。 3.2 改进实验室管理方式 实验教学方式采取集中教学和开放式教学相结合的方式。基础型实验主要采取统一集中教学的方式,要求全体学生掌握基本实验技能。对于综合性和研究创新性实验,则主要采取开放式教学,周一到周五实验室全时段开放,周六和周日可以预约开放,并由实验教师管理和指导。学生自行安排实验时间,自主设计实验方案,实验教师仅仅起辅助作用,负责提供实验材料和实验室安全管理工作。这样的实验室管理方式不仅使全体学生掌握了必备的实验技能,而且分层次培养了学生的创新能力,有利于学生进行初步的科研尝试。 3.3 听取学生意见,加强与学生的交流和沟通 坚持以学生为中心,从培养学生综合素质出发,进行医学微生物学实验室建设。日常教学中注重通过各种方式和学生沟通交流,听取学生建议。并且专门设置实验开设项目、实验教学方式和实验室管理意见箱,建议每位学生交一份建议或意见的书面稿。虽然有些学生的建议由于各种条件限制,无法立即解决,但诸如实验的安排、学生轮流担任一日实验管理老师等意见,则被欣然采纳。本着以学生为中心的原则,以促进学生综合素质发展和创新教育为目的,实验室的此项改革获得良好的效果。 4 改革实验考核办法 为了更加客观、公正地反映学生的实验素养,摒弃以往期末考试之前仅通过一项操作考试来记分的方法,而是采用分项记分的考核方式[2]。 1)实验预习成绩(10%):检查预习报告,考核其对实验原理的理解和对实验内容的熟悉情况。 2)实验操作成绩(30%):考核学生操作的规范程度。 3)实验报告成绩(30%):主要考核学生是否认真记录实验结果,能否认真分析实验中出现的问题并发表自己的看法。 4)实验平时表现(10%):主要通过观察日常实验,考核学生是否养成了良好的实验习惯。 5)期末成绩(20%):不是考查对实验指导上操作步骤的记忆,而是通过要求学生自行设计并操作实验,综合考查学生的实践能力。 这种考核方式不但检验了学生实验方法和技能的掌握情况,同时使学生独立分析问题和解决问题的能力明显增强。 以上是河南护理职业学院在医学微生物学实验教学改革上做出的一些积极探索与尝试,从学生反馈的意见来看,这些改革增强了他们的实验技能,激发了他们的学习主动性和创新意识。笔者希望这些粗浅体会对同行有借鉴价值。 微生物论文:PBL教学模式在兽医微生物与免疫学上的应用 摘 要 兽医微生物与免疫学是动物医学专业的专业基础课,在教学过程中适合应用PBL教学模式。PBL教学模式的实施分为知识讲授、学生分组、内容的选择和问题的设计、问题解决、课堂发言,教师总结、问题解决后的反思几个环节。采用PBL教学模式,能够调动学生的主观能动性,培养学生语言表达能力、协调能力和分析解决问题的能力。 关键词 兽医微生物与免疫学;PBL;教学模式 兽医微生物与免疫学是动物医学专业的一门必修的专业基础课程,在动物医学教育中占有非常重要的地位。但是由于一直以来,各个学校都采用传统的教学模式,授课教师一般都是单纯地依靠教材来讲解兽医微生物学有关知识。由于兽医微生物学理论知识比较繁杂,各种微生物的生物学特性又存在其相似性,某些知识理论和逻辑性强,抽象难懂,学生感到难记忆并且容易记忆混乱,有些内容又会觉得枯燥乏味,这些都会直接影响到教学质量和学习效果。而兽医微生物与免疫学作为动物医学专业的一门主要专业基础课,是专业课如兽医传染病、兽医生物制品学、兽医寄生虫等的基础。为了使学生更好地掌握兽医微生物与免疫学相关知识,采用合适的教学方法非常重要。PBL(Problem Basic Learning)教学模式非常适用于兽医微生物学的教学。 1 PBL教学模式 PBL教学模式是基于问题式学习,与传统的教学模式有很大的区别。这种模式主要以问题为导向,学生为这种教学模式下的主体,主要以讨论的形式完成教学,更具有系统性、综合性和灵活性。PBL教学模式是医学院校近年来广泛采用的一种教学方法,最初诞生于美国20世纪60年代。在20世纪末期,中国大陆地区也开始采用这样教学模式。据统计,全球大约有1700所院校已经开始采用PBL教学模式,而且还有更多的院校正在积极探索在课程中采用这种教学模式。 PBL教学模式具有自主性、探究性、开放性、系统性、全员性、交互性等特点。实践证明,与传统教学相比,PBL教学模式具有如下优点:能够调动学生的主观能动性,自我学习知识;能够提高学生的语言表达能力,培养学生处理各种人际关系的能力及协调能力;能够培养学生综合分析问题和解决问题的能力以及团结协作的能力;能够使学生积极主动参与到教学中来,调动学生的积极性,活跃课堂气氛。 2 PBL 教学模式的应用与实施 根据兽医微生物与免疫学课程自身的特点,结合动物医学专业的发展状况,PBL教学方法在兽医微生物与免疫学课程上的应用大致可以分为几个环节,这些环节自成体系。 2.1 知识的讲授 在学生进行分组讨论之前,先介绍解决问题的有关知识点,尤其对于本学科发展前沿的问题,需要新观点、新理论同时结合传统的知识体系才能解决实际问题,进而培养学生的创新能力和综合分析解决问题的能力。 2.2 学生分组 将全班学生以5~7人分成若干小组进行讨论,每组安排一名组长,学生各抒己见,然后把该组的答案统一到组长,由组长把该组的答案对教师进行汇报,营造一个轻松、和谐的讨论氛围。 2.3 内容的选择和问题的设计 成功源于良好的开端。课堂上好的导入方法,能够集中学生的注意力,激发学生的好奇心和兴趣,使学生主动参与到课堂中来。因此,教师在讲授新课的过程中,首先要设置一个与本节课内容相关的问题,让学生思考。问题可以留在上一节课结束的时候,让学生下课在一起讨论,查阅相关资料,找到与问题相关的答案。这样既调动了学生主动学习的兴趣,又对新课的内容起到预习的作用,教师讲解起来让学生更容易理解。也可以在上课刚开始的时候,设置一个与本节课内容相关的问题,集中学生的注意力,一起思考讨论,活跃课堂气氛。但是问题的设置一方面要考虑到与所讲内容的相关性,另一方面要注意问题的难易程度。问题的设置不能太难,太难了学生找了很多相关资料都找不到答案,就会有挫败感;问题设置太简单,学生很容易找到答案,也会失去兴趣。 例如,在讲述免疫细胞这节课的内容时,可以设置这样一个问题:老年动物和青年动物哪个更容易患癌症?为什么?动物体的免疫系统是如何对抗癌细胞的?因为学生已经初步有了免疫学知识做基础,很容易回答老年动物比青年动物容易患癌症,主要是老年动物的免疫器官功能已经退化,不能及时行使免疫监视功能消灭癌细胞,所以老年动物比青年动物容易患癌症。那么,青年动物的免疫系统又是如何应对癌细胞的呢?其中一部分答案就在本节课所要讲述的内容当中——部分免疫细胞发挥的功能,最终将癌细胞杀灭。在正式开始讲述前,教师可以用一个图片或者动画的形式阐述机体内的几种主要免疫细胞是如何完成对癌细胞的杀灭过程的,如NK细胞、巨噬细胞和嗜中性粒细胞可以通过ADCC作用杀灭癌细胞,T细胞可以通过释放穿孔素直接杀灭癌细胞,等等,引起学生对本节课的兴趣。教师也能引导学生从免疫学角度多方面分析机体对抗癌细胞的主要机制,从而挖掘学生的潜能和创新能力。 2.4 问题解决 学生在对教师提出的问题进行讨论的时候,可以多种方式进行讨论,提出多种可供选择的方案。在PBL教学模式中,学生要讨论的是如何获得资源以及如何利用所获得的资源解决问题。这种模式有利于培养自我学习意识以及调动主观能动性,同时也有利于培养适应社会环境的能力。 2.5 课堂发言,教师总结 课堂发言阶段是对学生PBL教学模式效果检验的一个重要环节,学生可以利用这个环节充分展示自我。通常学生在课前进行充分讨论之后,都会形成清晰的思路和观点。每个讨论小组选择一种能够最佳解决问题的方案进行汇报。每个小组由组长发言,代表小组来阐述本小组的观点和见解,小组的其他成员也可以进行适当补充。发言可以采取口头表达、辨析、板书、幻灯片等不同形式来进行。由于不同小组所获得信息来源不同,所以对于同样一个问题,也会有不同的见解,也可能是每个小组看问题的角度不同而产生的不同答案。这种汇报形式可以锻炼学生的表达能力、现场应变能力和总结能力。教师在听取了不同小组的汇报后,对问题进行归纳总结。这种集思广益的形式同时也能弥补教师的某些思考缺失。因此,PBL教学模式无疑对教师提出更高的要求,要求教师在专业知识与技能的掌握上既要有深度,又要有广度。要不断探索本专业领域的前沿知识,提高驾驭课堂的能力,解决不同的学生对问题理解的偏颇,对其进行正确的引导和启迪。 2.6 问题解决后的反思 在学生进行汇报和教师及时总结后,学生应该对上述问题做出反思。这对学生的创造性思维和自我反思能力都是一种很好的锻炼。 微生物论文:食品微生物检测技术现状及展望 在近期的食品安全监管工作中,北京市食品安全监管部门抽检出5种不合格食品,并在流通领域采取停止销售措施。目前正值春夏交替之季,气温在逐步升高,各类病原微生物生长繁殖加快,政府卫生部门因此对食品的微生物检测高度重视。 中国食品受食源性致病菌污染已经十分严重,生物性危害往往通过食源性致病菌对人体造成伤害甚至导致死亡。近年来随着食品微生物事件频繁爆发,这问题已经引起政府和消费者的高度重视。食品企业一旦出现微生物污染事件,会严重影响食品企业的形象和行业地位,甚至导致企业信誉的全面破产,因此微生物检测技术理应受到企业的高度重视。 本刊记者特别采访了诺安检测宁波实验室经理毛洁红女士,探讨食品微生物检测技术的现状及发展趋势。 记者:日常生活中致病微生物主要来源有哪些?总体上看,来自微生物的食品安全事件呈现出怎样的特点? 毛洁红:消费者最可能遇到的致病性微生物主要来源于生食的蔬菜、鲜榨果汁、冷盘、熟菜、生食或未煮透的海鲜,以及冰箱里储存过久的乳、肉、糕点等食品。 一直以来,食源性疾病中由微生物导致的比例占80%。每年欧美地区爆发上千万由微生物引发的食源性疾病事件,所占人口比例高达30%。在中国,据中国疾控中心的数据显示,每年有几万起的食源性疾病事件。近年来由于中国环境污染,滥施农药、激素、抗生素等化学物质,导致食源性疾病事件数量急剧上升,使得由微生物引发的食源性疾病的比例有所下降,但依然保持在50%以上。 记者:在食品工业中如何控制微生物的含量?目前有哪些技术手段? 毛洁红:在食品工业中控制微生物最常用的手段是采用高温处理,比如饼干糕点的高温烘焙、饮料的超高温瞬时灭菌、巴氏灭菌、罐头食品的高压高温灭菌等等。餐饮店和家庭制作食品大都也离不开蒸煮、煎炒的热处理过程。 其他方法包括采用高盐高糖腌制,降低食品中的水活度,比如蜜饯制品:烘干晾晒去除食品中的水分,比如干菜,鱼干制品等等。这些是人类使用历史最悠久,最安全的控制食品中微生物含量的方法。 随着科技的发展,现在有许多新的灭菌工艺产生。比如辐照,利用放射性α、γ射线对食品进行照射处理后能立即杀灭食品中的微生物和病毒,杀菌效果非常好。但其安全性仍然有待考量。其他包括超高压灭菌、臭氧消毒、添加安全的化学防腐剂等方法来控制食品中微生物数量处于个安全的限度水平。 记者:食品中微生物检测有何意义?卫生部修订的新标准内容有何变化,存在什么问题? 毛洁红:通过对食品中微生物进行检测,可以非常准确地告知公众食品的卫生安全状况,给生产企业以明确的指导,规范企业生产出卫生合格的产品,确保消费者的健康。 日前卫生部对食品微生物的一些检测方法和一些产品的卫生标准都进行了修订。从检测方法的修订看,扩充了更多的检测方法,同时一些快速检测方法的采纳,使得更多的检测项目和方法与国际ISO标准更为接近。一些产品的微生物标准也进行了调整,比如目前争议很大的生奶菌落总数从之前的50万改为现在的200万:冷冻食品中金黄色葡萄球菌从之前的不得检出改为可以允许10个。这些调整我个人认为都是合理的,更加符合实际生产情况。 目前我国食品微生物标准以及其他一些产品标准制定存在的问题是过细,有一些微生物标准过于严格,甚至超过欧美国家,几乎每种产品都有一套微生物指标。这样就会造成目前有些微生物指标与实际生产情况不相符,过分脱离实际:有些产品微生物指标相互矛盾,比如最近争议的饮用水指标;检测方法更新了但卫生微生物指标未更新,使得新检测方法无法执行等状况出现。 建议可以参照欧洲国家只对大类产品制定微生物限度的管理办法,进行宏观管理,可以达到事半功倍的效果。食品中的微生物指标毕竟不像化学指标那样精确。 记者:食品中微生物检测的主要方法有哪些?呈现出怎样的发展趋势? 毛洁红:检测方法分为传统的微生物培养方法和快速的检测方法。传统的培养方法结果准确,但耗时比较长:快速的方法结果存在一定的假阳性率,但速度快。所以推荐企业可以更多地对其原料和生产工艺环节采用快速检测方法,从时间上满足企业生产的需要。 作为第三方检测机构和政府监管部门,本着对企业和消费者负责的态度,特别是对企业送检的最终产品我们都采用传统的培养方法,给客户最准确的结果。除非客户因为时间需要,同意采用快速检测的方法。目前我实验室采用的快速检测方法是利用DNA扩增的手段对致病菌的特征基因片段进行检测,能够在约4个小时之内找到食品中的致病菌。 近年来由于食品安全事件的频发,要求检测企业能够快速而准确的给出结果。所以,发展趋势是快速方法与传统方法并进的原则。快速检测方法作为种初筛手段是非常有效的。 记者:在食品的生产与流通领域中,微生物检测技术有何具体应用和整体解决方案? 毛洁红:食品生产企业要确保生产出品质优良,卫生可口的食品,仅仅靠最终的杀菌工艺来控制食品中的微生物是远远不够的,需要全面的控制方案,就好比我们自己家庭的厨房,要烹制出锅美味安全的食物,仅仅靠有位好厨师还是不够的。巧妇难为无米之炊,首先需要有新鲜的食材原料和配料,其次需要对原料进行恰当的清洗与处理,有设施齐全的炊具容器和卫生的环境条件,配上优秀的厨师,这样才能烹制出美味安全卫生的食物。同样,一家食品企业生产的过程也与我们家庭厨房烹制食物的流程相类似,只是其场地规模,人员数量远远比家庭厨房大得多。作为一家正规的生产企业,都会制定套完整的从基地一原料生产-包装-运输-储存-销售的食品链,包括设备、人员、环境的卫生及其质量控制,我们诺安检测服务的内容和目标就是在整个生产食品链中帮助我们的食品生产企业把控质量。从微生物方面看,我们目前的服务项目包括以下几项,这些服务项目也贯穿于整个食品生产链。 (1)原料检查:收集建立原料初始状态的微生物状况: (2)生产中灭菌工艺验证,帮助企业选择最佳灭菌工艺: (3)生产车间、人员、设备、仓库环境微生物控制: (4)产品检查,控制: (5)产品保质期验证: (6)模拟运输,销售过程中微生物的变化,进行产品风险评估。 微生物论文:关于三本院校微生物学实验教学的几点思考 摘 要: 微生物学实验是生物工程、生物技术和制药工程等专业的专业基础课程。作者针对微生物学实验教学的特点并结合三本院校学生学习特点,通过对微生物学教学手段、教学模式等的思考,阐述在微生物学课程教学实践中的体会。 关键词: 三本院校 微生物学实验 实验教学 多媒体教学 设计性实验 “微生物学”是生命科学的重要组成部分,是高等院校生命科学类各专业的一门重要专业基础课。生物科学、生物技术、制药工程专业要用到微生物学,生物工程专业更离不开微生物学[1]。微生物学实验是与微生物学理论教学相配套的实验教学,是一门实践性和应用性很强的学科。开展微生物学实验的目的,是训练学生掌握微生物学最基本的操作技能,加深理解微生物学理论知识,使学生能够将理论知识转化为实践,培养学生观察、思考、分析和解决问题的能力[2]。下面我结合近几年微生物学理论和实验教学实践,谈谈对微生物学实验教学的思考。 一、适当增加实验教学学时 微生物学实验是与微生物学理论相配套的基础实验课。长期以来一直被认为是附属于理论课,实验课学时不多。一般的院校,微生物学理论教学大多在54~72学时,而实验教学则多数在28~36学时。这种课程设置暴露出在教学中存在的一些普遍问题,如学生对实验课重要性认识不足,动手能力差,综合素质较低。而对于三本院校的学生,这方面的问题更普遍也更严重。相对于重点高校,三本院校学生的基础较差,学习积极性和主动性不高,而微生物学理论教学中涉及的内容较多。以赵斌等主编的《微生物学》为例,除绪论外全书有十章内容,分别为有原核微生物、真核微生物和病毒等[1]。尽管在理论教学中结合学生特点删减了部分章节的讲授,如侵染与免疫,但学生普遍反映课程知识点太多、不好记。相比而言,学生对实验课的兴趣较浓,对实验课讲授的知识掌握得较好。但是微生物学要求学生掌握的技术较多,有显微镜技术、灭菌技术、分离纯化技术等,有限的学时导致针对每一项具体的基本技能最多只能开设一次实验,甚至把几项技能综合于一次实验中。老师在具体示范后学生当场基本都能掌握实验要点。但当再次涉及相关操作时,学生就会犯很多错误。如,无菌操作存在于多个实验中,笔者在教学过程中发现在第一次教学生革兰氏染色的无菌操作要求后,多数学生在芽孢染色中仍然需要老师先做具体示范才能规范操作。学生普遍反映革兰氏染色当中涉及的操作较多,有灼烧接种环、无菌取样、固定、染色等,针对这样的问题,可以先开设无菌操作技术或单染色法。学生接受能力有限及学生学习基础较差等特点提示有必要对微生物实验课给予重新认识,提高微生物实验课的地位,并对该课程及其教学内容进行重新设置,改变微生物学实验课的从属地位。 二、合理运用多媒体教学 传统的微生物学实验教学手段通常是板书加上老师的讲解,老师讲授吃力,且仅通过语言表述,学生学习兴趣不大,很容易造成注意力不集中,同时老师需要在板书上花费大量的时间,导致能够讲授的知识有限且学生实践的时间较少,最终导致教学效果不易。与传统教学相比,多媒体技术借助图片、动画和录像等传递信息,使得讲授的知识具体形象,将一些通过传统教学手段很难表达的教学内容生动地展现给了学生。同时由于老师提前制作教学课件,将大量知识信息集中整理,突出重点,传递信息量较大,便于学生掌握及理解,解决了教学内容多而学时相对较少的困难[3]。具体来看,如讲吲哚实验时,学生对于实验原理不易理解,而在这时候通过多媒体给学生展示吲哚实验阳性的照片,学生对玫瑰吲哚有了直观形象的认识,还可以通过图片引出诸如“玫瑰吲哚为什么会集中在试管的顶部?”这样的问题,引导学生课后预习实验后续的操作。再比如在血球计数板构造的讲解时,老师可以将计数室先找到,通过连接在显微镜上的摄像头转到投影屏幕上给学生看。这样更易于学生理解,且更容易在计数时找到相应区域,既强化教学效果,又节约老师指导学生的时间。 三、尝试开展设计性实验 传统开展的微生物学实验是以教师为主导,以基础性和验证性实验为主的教学模式。学生只是跟着老师的指导和板书完成实验,没有参与到实验的设计中。特别是对于部分三本院校的学生,实验课只是简单地按照老师的步骤要求做,对实验原理和实验步骤没有进行过多的思考,导致学生的创造性思维得不到培养,学生解决问题的能力得不到有效提高。而通过设计性实验,学生成了学习的主体,教师只是从旁指导,这种学习过程有利于培养学生独立思考、发现问题的能力和创新思维[4]。因为受到实验室条件、课程学时和学生人数等的影响,我们仅在个别学期针对部分专业开展过综合性实验,如土壤中真菌的分离、纯化、鉴定,虽然该实验的设计性不是很强,但学生普遍反映通过该实验的操作既加深了对理论课堂中关于微生物的形态、微生物的营养、微生物生长及生态中相关的知识的理解,又巩固了多项实验技能,他们普遍希望能多开展这类实验。为此,今后可以尝试更多地开展综合性和设计性实验,如以分离产淀粉酶的枯草芽孢杆菌为例,让学生分组进行实验设计,并在课堂上以讨论的方式选出一个最佳方案。让学生自己准备实验试剂及器材,实验完成后可对实验过程中及实验结果进行分析讨论。这样,既能够更好地激发学生的学习兴趣,又能使他们在查阅资料、设计方案的过程中对以往知识进行复习和巩固,也培养了学生的团队协作意识,锻炼了学生各方面的能力。 总的来说,微生物学实验是一门实践性很强的专业基础课程。该课程既是对微生物学理论知识的验证和巩固,更是获得新理论、新知识的有效手段。因此,在实际实验教学工作中,在教学单位提供现代化教学仪器的设备的同时,合理的教学大纲的制定,以及指导教师自身综合素质的提高对于优化微生物学教学效果都至关重要。 微生物论文:微生物菌剂对有机肥的发酵作用试验 摘要:为了示范推广有机肥快速发酵技术,进行了微生物菌剂对有机肥的发酵作用试验。试验设2个处理,5次重复,随机排列。结果表明,应用微生物菌剂可缩短堆肥发酵时间,提高有机肥养分含量。 关键词:微生物菌剂;有机肥;效果;发酵 微生物菌剂是指一类含有活性微生物的特定制品。微生物菌剂不像一般的肥料那样直接为植物提供养料物质,而是以微生物生命活动的过程和产物来改善作物营养条件,发挥土壤潜在肥力,刺激作物生长发育,抵抗病菌危害,从而提高作物产量和品质。有机肥料富含有机物质和作物生长所需的营养物质,不仅能提供作物生长所需养分,改良土壤,还可以改善作物品质,提高作物产量,促进作物高产稳产,保持土壤肥力,同时可提高肥料利用率,降低生产成本。充分合理利用有机肥料能增加作物产量、培肥地力、改善农产品品质、提高土壤养分的有效性。有机肥施用前必须经过充分的发酵腐熟,微生物菌剂能快速分解有机质,具有添加量少、强力降解蛋白质、发酵时间短、成本低、发酵温度不受限等优点,能有效杀死发酵物中的有害病菌、虫卵、草籽,并降解抗生素残留等。为此,笔者研究了微生物菌剂在鸡粪发酵过程中的使用方法,并验证其施用效果,为示范推广农家有机肥快速发酵技术提供参考。 1 材料和方法 1.1 试验材料 液体酵素菌含有有效活菌数2.0亿cfu/g,由承德磐丰酵素菌有限公司提供。 鸡粪来自于当地养殖户。 试验于2009年7月在河北省承德市平泉县土肥站试验田进行。 1.2 试验方法 1.2.1 试验设计 试验设2个处理,5次重复。处理1为鸡粪常规发酵,处理2为鸡粪+液体酵素菌发酵。 1.2.2 堆肥处理方法 将10 m3的鸡粪平均分成10份,其中5份用作常规发酵,5份加入液体酵素菌后发酵。 将鸡粪在水泥地上均匀铺开,取液体酵素菌100 kg,用自来水稀释100倍,放置24 h后搅拌均匀,然后均匀喷洒在鸡粪上,用铁锹搅拌,按由少到多的原则,即先将菌种稀释液倒入少量发酵原料中搅拌均匀,直到没有团块,然后再将搅拌好的少量发酵原料倒入剩余发酵原料中搅拌均匀,直到没有团块。将混合后的发酵原料装入水泥发酵池中,装满压实,排去空气后用塑料薄膜密封,发酵温度保持25~35 ℃。发酵到没有臭味而含有酒精味时,停止发酵,记录时间。 1.2.3 堆肥检测方法 将处理1(常规发酵)和处理2(酵素菌发酵)的鸡粪分别粉碎后过0.5 mm筛,取约0.5 kg,放入样品袋贴好标签,以备化验。按照农业行业标准NY 525-2012《有机肥料》化验鸡粪中的有机质、全氮、有效磷、速效钾等养分含量。 2 结果与分析 2.1 发酵时间比较 试验结果表明,利用液体酵素菌发酵处理的发酵过程明显缩短。常规堆肥发酵需要7 d时间,而使用微生物菌剂酵素菌发酵只需要5 d。 2.2 有机肥营养成分比较 利用液体酵素菌处理的鸡粪养分含量显著增加,养分化验结果见表1。结果表明:酵素菌发酵鸡粪中的有机质平均含量为394.56 g/kg,比常规发酵减少了44.39 g/kg,降幅为10.11%。鸡粪中的有机质含量显著降低,说明发酵过程中消耗了有机质,原因是酵素菌为化能异养菌,在发酵过程中发酵菌将消耗的有机质转化成了自身能量。酵素菌处理的鸡粪全氮含量为12.89 g/kg,较常规发酵的鸡粪(全氮含量为11.15 g/kg)增加15.61%,说明添加发酵菌后,在微生物菌剂的作用下,将鸡粪中的大分子难溶态氮转化成小分子态氮,从而提高了氮素含量。酵素菌处理的鸡粪有效磷平均含量为258.77 mg/kg,比常规处理(218.10 mg/kg)增加18.65%,说明使用酵素菌处理使鸡粪中磷素解离出来,有效磷的含量进一步提高。酵素菌处理的鸡粪速效钾平均含量增加明显,较常规处理增加38.25%。说明鸡粪经酵素菌发酵后,通过各种酶的作用将鸡粪中含有钾离子的粗纤维转化成速效钾,促使钾含量显著增加。 另外,利用液体酵素菌发酵还可有效去除臭味。在应用酵素菌对鸡粪发酵过程中,有效去除鸡粪发酵过程中的恶臭气体,减少了环境污染。 3 结论 使用微生物菌剂酵素菌对鸡粪进行发酵处理,既达到了高温堆肥的目的,又缩短了堆肥腐熟时间,加快了鸡粪的无害化处理过程,消灭了病原微生物,并且能够提高鸡粪的主要养分含量,全氮平均含量较常规对照增加15.61%,有效磷增加18.65%,速效钾增加38.25%。酵素菌在发酵过程消耗有机质,将难溶态的N、P、K解离出来,从而较常规发酵的鸡粪更加优质。同时还有利于消除致臭物质,减少对环境的污染。 微生物论文:玉米应用“使达利”牌复合微生物肥肥效验证试验研究 使达利”牌复合微生物肥是根据微生态学和植物营养学的理论,按照平衡施肥技术和肥料配方技术的要求,利用生物工程技术以农业废弃物为主要原料,对传统化学肥料进行改性深加工后形成的新一代高科技绿色环保肥料。“复合微生物肥”具有改良土壤、促进农作物生长、提高农作物产量、改善农产品品质、减少环境污染和大幅度降低农产品有害物质残留等作用,为了验证其在玉米生产中的作用,今年我们承担了黑龙江省农业技术推广站的试验任务,在双城市双城镇长勇村农业技术推广中心试验地进行了试验研究,处理亩产706.1公斤,比对照每亩656.4公斤,增产49.7公斤,增幅7.57%。现将试验情况详细总结如下: 一、试验材料与方法 (一)、试验材料: 1、供试材料:“复合微生物肥”由“使达利”肥料有限公司生产提供,黑龙江省农科院提供技术支持。 2、供试作物:玉米 (二)、试验方法 试验采用大区对比法,不设重复,设1个处理,处理面积667m2。 处理:25%复合微生物肥亩用量40公斤。 对照:45%鲁西复合肥亩用量25公斤。 (三)试验地点:双城市农业技术推广中心试验地 二、试验记录与调查 1、地块基本情况调查 2、物候期调查: 3、田间调查及考种分析: 4、产量结果调查: 三、试验总结分析 通过一年的肥料对比试验,“使达利”牌复合微生物肥表现较好,体现以下四个方面:一是物候期较有改观,拔节、抽雄、吐丝提前,1天,成熟提前2天;二是抽雄期玉米长势好于对照,株高增加4厘米、茎增粗0.1厘米、叶宽多0.5厘米,平方米叶面积增加0.13511,气生根增多了0.5轮、增加了5条。三是构成产量的因子有一定的提升,平均穗长增加0.5厘米、穗粒数增多6粒、百粒重提升2.1克、籽粒含水量降低9.7个百分点、单产提高49.7公斤,增产幅度7.57%。四是每亩产值增加99.40元,扣除增加的成本37.25元,每亩纯增效益62.15元。 四、结论 经过一年的实践,“使达利”牌复合微生物肥,对改良土壤、促进农作物生长、提高农作物产量、发挥了作用,初见效果,主要表现第一、使用“使达利”牌复合微生物肥,对玉米的物候期有了改善,均比对照提前1—2天,较有变化;第二、在玉米抽雄期植株增高4厘米以上、茎粗增加、叶片增宽、叶面积指数提高,地下部根系发达,地上地下长势均好与对照;第三、构成产量的因子有较明显的提升,平均穗长增加0.5厘米、穗粒数增多6粒、百粒重提升2.1克、籽粒含水量降低9.7个百分点、单产提高49.7公斤,增产幅度7.57%。四、 效益较理想,即每亩纯增效益62.15元。通过上述数字反映,“使达利”牌复合微生物肥对玉米生长发育有一定的改善,产量效益也有所提升,希望生产厂家能够根据微生态学和植物营养学的理论,进行产品质量升华,按照平衡施肥技术和肥料配方技术的要求,利用生物工程技术以农业废弃物为主要原料,真正做到对传统化学肥料进行改性深加工,最后形成新一代高科技绿色环保肥料,即“使达利”牌复合微生物肥,应用于龙江大地,建议明年增加试验点次,扩大示范面积,为今后大面积推广应用“使达利”牌复合微生物肥提供科学依据,为实现粮食增产,农民增收,振兴农村经济,造福龙江百姓做出应有的贡献。 (作者单位:150100黑龙江省双城市农业技术推广中心) 微生物论文:浅谈基层微生物实验室带教工作的方法与体会 摘要:本文探讨了基层实验室进修人员、实习学生的带教方法,对多年的带教经验、心得、体会进行回顾和总结。带教老师应具备“责任心”、“耐心”、“匠心”以及“诚意”和“善意”,同时还应结合其他具体方式,才能较快较好地让学生掌握到知识。带教工作是一门科学,作为带教老师应不断学习和总结,探索出更科学有效的教学方法,从而做好带教工作。 关键词:带教方法;基层微生物实验室;进修;实习 实习或者进修,对于毕业生或者资历尚浅的专业技术人员来说都是一种非常重要的人生经历,它是理论应用于实际工作的首次尝试,是学生接触社会的初步体验,也是技术人员增长见识、提高技能的重要手段。本人从事微生物检验工作已有十多年,每年都有不少检验专业的学生或者其他单位的技术人员前来实习、进修,在多年的带教工作中,总结了一些方法,积累了一些经验,现提出来与同行们一同探讨,相互学习,共同进步。 一、面对实习、进修人员,带教老师应该具备“三心两意” 1.作为带教的老师,我们对学生应该要有较强的“责任心”。学校将学生交给我们,就是让我们能把更多有用的知识、技能传授给学生,好让他们毕业后能更快、更好地适应各自的工作岗位,因此,我们要对他们认真负责。 2.带教老师要有“耐心”。书本上的理论知识与实际工作往往有一定差距,学生对实际操作的原理与要点往往是一知半解,带教的老师通常要反复解释,他们才能理解,所以耐心讲解是必不可少的。 3.我们还需要有“匠心”。微生物检验是一门技术性很强的工作,带教工作也需要讲究方法和技巧,学生才容易理解和掌握。具体方法在下面作详细介绍。 4.带教老师面对学生还应该有“诚意”和“善意”。我们指导学生,其实也是一种相互沟通、互相学习、互为促进、共同提高的过程。我们教会他们某些专业上的技能,而他们会给我们传递许多有用的信息;同时在教学过程中,学生会促使我们不断学习,提高自身专业技术水平,以满足带教工作的需要。因此,带教老师对学生应当是以诚相待,倾囊相授。而对于学习过程中学生可能出现的厌学或过失,我们则应提出善意的批评,循循善诱,而不应对其枉加指责,避免他们对学习失去兴趣。 二、带教微生物检验的常用方法 1.提问式教学。学生对书本上的知识理解并不深刻,而且往往不知道哪些是重点。因此,我们在带教过程中可以提出一些问题,如“志贺氏菌的增菌液是什么”、“沙门氏菌的抗原分哪几种”、“伤寒沙门氏菌Vi抗原为什么会阻碍O凝集”、“大肠菌群的定义和卫生学意义是什么”等等。当他们答不出来时,我们会让他们去查书,查不到时我们才给他们解答。这样做不但可以引起学生们的兴趣,同时让他们知道看书时哪些知识点是重点,必须掌握。通过自己查书和老师解答,会给他们留下较深刻的印象,掌握得也较为牢固。 不同的教学方法是以不同的学习理论、教学理论为基础的,教师应注意学习有关理论,特别是现代学习理论,它是教学方法设计的重要的理论基础。 根据教学目标和教学内容,有侧重地渗透一种或几种科学方法教学,如实验、观察、测量、比较、分类、归纳、演绎、类比及模型方法等。可以通过生物科学史教学,介绍科学家发现问题的方法和思维过程,如光合作用的系列经典实验及研究方法,或创设学习情景,如科学家发现问题的过程,让学生体会、模仿。实验教学是实施科学方法教育的重要途径。生物学是一门实验性科学,每个生物学实验中都蕴含着科学方法与科学思想。因此,在生物科学教育中,重视实验教学,不仅进行操作技能的训练,如显微镜的使用、装片的制作、标本的采集制作等,更重要的是让学生掌握通过观察、发现并提出问题—作出假设—制订实验计划—实施计划—得出结论—表达、交流等一系列科学研究的程序,提高学生科学工作的过程技能。围绕重要概念这一教学目标、教学重点,采用有效讲授、演示、资料的分析、小组讨论、探究活动、动手实验等多种教学形式与学习活动,帮助学生通过必要的生物学事实构建概念、理解概念、应用概念,进而形成知识体系,为学生能够在新情境下解决相关问题奠定基础。这样的教学才能避免学生死记硬背生物学事实,体现生物学科的科学课程性质。 2.专题性、针对性讲解。除了在日常工作中带教学生,如果有时间的话,我们还会给学生作一些简短、新颖的专题讲座。如“食物中毒的检验程序”、“不同细菌分离鉴定所需要的各种培养基”、“NDM-1泛耐药菌的抗药机理及流行状况”、“分子生物学检测方法”等。这样做大大开拓了学生们的视野,增长了他们的见识。 3.多观察,及时发现学生实验操作中的不足或失误。在带教进程中,我们会经常留意学生们的操作是否正确,发现不正确的,则即时给予纠正。例如,我们有时会发现学生用接种针挑取细菌接种液体培养基时,他们会将接种针在培养基中直接大力地搅拌。这时,我们会给他们指出:这样做是不符合生物安全要求的,在液体培养基中大力地搅拌很容易产生气溶胶,如果所接种的是呼吸道的致病菌,则存在呼吸道感染的危险。同时,我们会教他们正确的接种方法。 4.常用标准菌株进行示教。形态鉴别对微生物学检验是非常重要的。通过观察平板上细菌的菌落形态,来初步推测它是什么菌,对细菌的鉴定是最基本最、重要的手段,但也是最难掌握的。我们常对学生说,只有对各种致病菌的菌落形态了如指掌,你才能做到当众多杂菌同时存在时还能准确地找到它。因此,我们经常会将手头各种标准菌株划线分离接种在各种琼脂平板上,让学生们掌握它们的形态。 5.进行质控考核。用未知菌种对学生们进行质控考核,对提高他们的检测水平有重要的意义。通过质控考核,能让学生们初步掌握某种细菌的检定程序,并且在在鉴定过程中会遇到很多问题他们会想办法去解决,去翻书查资料,从而学会很多技巧和知识;而当准确鉴定出某种细菌后,他们会有成就感,也大大增强了他们的自信心和对检测工作的兴趣,对今后的学习也更有热情了。 三、带教过程中应注意的的问题 1.带教老师应该有扎实的专业知识和技能。作为带教的老师,自己应当尽可能精通本专业的相关知识和业务,只有这样才能指导好学生。在教学过程中,学生常常会问一些看似简单却不好回答的问题,如果平时没有关注,是很难作答的。例如有学生会问,沙门氏菌在接种改良克氏双糖铁琼脂时,为什么底层变黄并有黑色沉淀生成,而斜面则变红且没有黑色沉淀生成?对这个问题,如果你不熟悉改良克氏双糖铁琼脂的成分和原理,是根本答不上来的。 2.给学生做质控考核前最好自已先做一遍,做到心中有底。如果要给学生做未知菌的质控考核,事先最好把菌株做一下,看看菌种的各项生物性状有没有发生改变。因为菌种传代超过五代后,它的菌落形态、凝集效果等有可能会发生改变。要是拿这样的菌株给学生做质控考核,效果就不太理想了。 以上是本人多年实验室带教工作的一点心得体会。带教工作其实是一门科学,本人还将在今后的带教工作不断学习和总结,希望能探索出一些更科学有效的教学方法,使学员们能更快、更好地掌握微生物检验的知识和技能。 微生物论文:浅谈两种常用无公害微生物源农药的使用 微生物源农药的研究发展迅速,它已成为重要的杀虫剂,而B.t和阿维菌素是当今防治技术中应用最广的两种微生物源药剂,它们的杀虫机理都是使害虫生病死亡。尽管其应用效果受环境影响大,防治暴发性害虫差,但因其生物活性高,不容易产生抗药性,选择性强,不伤害天敌、对人畜毒性低,无残留,不污染环境等优点,越来越受到绿色生产基地首选的无公害农药。 1 B.t杀虫剂 1.1性能与特点 B.t是苏云金芽孢杆菌的简称,又名杀螟杆菌、青虫菌、7216、82162等,是一种细菌性微生物杀虫剂。杀虫有效成分是由产晶体芽孢产生的3种毒素,对害虫仅有胃毒作用。害虫食入药剂后,在中肠内,使肠道在几分钟内麻痹,停止取食;并破坏肠道内膜,进入血淋巴,使害虫饥饿和出现败血症而死亡。药效较缓慢,一般害虫取食后1至2天才见效,残效期10天左右。 1.2剂型 有100亿活芽孢悬浮剂;100亿活芽孢可湿性粉剂。 1.3防治对象和使用方法 主要用于防治特定的鳞翅目幼虫及某些地下害虫。可用来防治尺蠖、刺蛾、夜蛾、天蛾、毛虫类等,但对毒蛾、灯蛾效果差。在低龄幼虫期使用,治虫保叶效果较好,使用浓度为1500-2000倍液均匀喷雾。 1.4注意事项 1.4.1 B.t可湿性粉剂杀虫见效速度较慢,用药时间应比化学农药提前2至3天。它本身是一种细菌,所以不能和内吸杀虫剂或杀菌剂混用,但可和低浓度拟除虫菊酯类农药混用,可提高防效。在菌液中加入0.1%洗衣粉,能增加其粘着力。 1.4.2本药剂对蚜虫、螨类等刺吸式口器害虫无效。药液要现配现用,以免失效。 1.4.3本药剂对家蚕、蓖麻蚕毒性大,不可在桑园及养蚕场所使用,严防污染蚕食和蚕具。 1.4.4 B.t药剂在气温较高(20℃以上)时使用效果好,常在6-9月份使用。温度低到一定程度,会使该药完全失去杀虫效果。在25℃~30℃时使用,其防效比10℃-15℃时高出1-2倍。因此,温度低于20℃时最好不要使用。 1.4.5环境湿度越大,其防效发挥得好。尽管湿度上升易引起病害,但粉状B.t中只有在高湿的条件下才能发挥药效。因此,喷洒粉剂农药宜在早晚有露水时进行,以利于菌剂粘附在茎叶上,并促进芽孢繁殖,增加与害虫接触的机会。 1.4.6强烈阳光中紫外线对细菌芽孢有破坏作用,中到大雨会冲刷喷洒在植株茎叶上的药液,降低防治效果。如果在喷药后下毛毛雨,有增加防治效果作用。为保证药效,使用时一定要注意天气预报,保证施药后1-2天内无中到大雨。因此,应选择晴天傍晚、阴天或微雨天施药。喷药后如遇大雨,则需补喷。使用时最好是在阴天或晴天下午4时以后。 2阿维菌素杀虫剂 2.1性能与特点 阿维菌素又叫齐螨素、爱福丁、阿巴丁、阿佛米丁、阿佛曼菌素等,是由阿佛曼链霉菌经液体发酵、提取等工艺生产的抗生素类杀虫杀螨剂。 2.1.1高效、广谱,一次用药可防治多种害虫。 能防治鳞翅目、双翅目、同翅目、鞘翅目等,杀虫谱有84种,我国多用来防治虫体小、世代多、易出现抗药性的害虫如梨木虱、棉蚜等,潜叶性的害虫如美洲斑潜蝇等,害螨如二斑叶螨、茶橙叶螨、山楂叶螨和寄主广、食性杂的害虫如小菜蛾等。 2.1.2杀虫机制独特,持效期长。 阿维菌素是一种神经毒剂,干扰昆虫体内神经末梢的信息传递,致使神经膜处于抑制状态,从而阻断神经未梢与肌肉的联系,使昆虫麻痹、拒食、死亡。阿维菌素在喷施后能渗入作物叶片组织中,表皮薄壁细胞内形成药囊,长期贮存,所以,阿维菌素有较好的持效期。 2.1.3害虫不产生抗药性,与其他杀虫剂之间不产生交互抗药性,对抗药性害虫有特效。 因为阿维菌素是大分子化合物,害虫不易产生抗药性;它的杀虫原理特殊,与其它农药无交互抗性,即使对有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯杀剂产生抗药性的害螨、潜叶蝇、潜叶蛾以及其他钻蛀性害虫或刺吸式害虫等常规药剂难以防治的害虫仍具有高效。 2.1.4对天敌和环境安全。 因施药后,未渗入植物体内的而停留在植物体表面的药剂可很快分解,对天敌损伤很少。阿维菌素在土壤和水中易降解,并在土壤中被土壤吸附,不会淋溶,无残留,不会污染环境;在生物体内也无积累和持久性残留,所以阿维菌素属于无公害农药。此外,阿维菌素还可以通过土壤微生物分解成具有更高活性的衍生物,还可对植物线虫产生杀虫作用。 2.2剂型 现在常用的剂型有1.8%乳油,此外还有0.9%和0.3%的剂型。 2.3、防治对象和使用方法 阿维菌素主要用于花卉、果树、蔬菜、烟草棉花等作物防治棉铃虫、菜青虫、潜叶蝇、蚜虫、木虱、桃小食心虫、以及叶螨等,一般用1.8%乳油2000-4000倍液喷雾;防治土壤根结线虫,一般每667m2用1.8%乳油600-900ml效果极好。 2.4注意事项 2.4.1害虫取食阿维菌素生物农药后有1-3d的不食、不动、不死的中毒过程,所以要抓住防治适期,在害虫幼虫盛发前期用药,以达到较好的防效。 2.4.2与其他药剂轮用或换用,可以延缓其抗性发展。 2.4.3使用增效剂,如在防治马铃薯甲虫和二斑叶螨时可以增加多功能氧化酶抑制剂Pbo或酯酶抑制剂DEF,以提高防效,抑制抗性。 2.4.4加增效油,大多数植物油、矿物油对阿维菌素有不同程度的增效作用,可以减少阿维菌素的用量。 2.4.5阿维菌素药效缓慢,应正确使用,不要随意加大用药量。此药是以触杀和胃毒作用为主,要将药剂与水混匀,并均匀喷雾在植株上。 2.4.6阿维菌素对蜜蜂、某些鱼类毒性较高,所以用药时尽量避开花期和污染鱼池。 2.4.7阿维菌素原药对人畜毒性高,制剂对人畜毒性中等,若误服,可服用吐根糖浆或麻黄素解毒。 总之,随着人类对环境保护和自身健康的日益关注。清洁、绿色、健康、环保的生活成为人们自觉的选择和追求与人们日常生活息息相关的高效、安全的生物农药必将成为农药产品中的主力军。 (作者单位:164321黑龙江省红色边疆农场) 微生物论文:谈农用微生物肥料的用法 微生物肥料的主要优点是可以改良土壤,不污染环境,无毒副作用,是生产“绿色食品”的理想肥料。将微生物肥料使用在种子和土壤上,可以增进土壤肥力,协助植物吸收营养,增强植物抗病和抗旱能力,节约能源,降低生产成本,减少环境污染。 一、微生物肥料的分类 1、固氮菌肥料 可以自由生活的固氮的微生物为菌种生产出来的固氮菌肥料。按照菌种和特性可分为自生固氮菌肥料,根际联合固氮菌肥料,复合固氮菌肥料。固氮菌肥料可用于各种作物,尤其是禾本科作物与蔬菜中的叶菜类作物,可作基肥,追肥,和种肥。 2、根瘤菌肥料 用于豆科作物接种,使豆科类作物结瘤、固氮的接种剂。复合根瘤菌肥料以根瘤菌为主,加入一些能促进结瘤、固氮作用的芽胞杆菌、假单胞细菌和其他有益的促生微生物的根瘤菌肥料,叫做复合根瘤菌肥料。加入的促生微生物一定要对人畜及植物无害的菌种。 3、硅酸盐细菌肥料 是说在土壤中通过硅酸盐细菌的生命活动,增添植物营养元素的供应量,刺激作物的生长,抑制有害微生物的活动,对作物有一定的增产效果的微生物制品。 4、磷细菌肥料 按菌种及肥料的作用特性分为两种,一种是有机磷细菌肥料,另一种是无机磷细菌肥料。有机磷细菌肥料是说在土壤中能分解有机态磷化物(卵磷脂,核酸,植素等)的有益微生物发酵而制成的微生物肥料。而无机磷细菌肥料是说能把土壤中惰性的不能被作物直接吸收利用的无机态磷化物,溶解转化为作物能吸收利用的有效态磷化物。 二、微生物肥料的好处 1、分泌生长激素 很多微生物种类在生长繁殖过程中产生对植物有益的代谢产物,如生长素,吲哚乙酸,赤霉素,多种维生素,氨基酸等等,可以刺激和调节作物生长,使植物生长健壮,营养良好,从而达到增产的效果。 2、改善作物品质 是指微生物肥料的主要功效,各种自生、联合和共生的固氮微生物肥料,能增加土壤中的氮素采源。多种分解磷、钾矿物的微生物,如一些芽孢杆菌、假单胞菌的使用,能将土壤中难溶的磷、钾溶解出来,转变为作物可以吸收利用的磷、钾离子,使作物生活环境中的营养充分。由于微生物肥料能提高土壤的养分含量,因此在同样地力水平的土壤上能减少化肥的用量,并且获得等效的增产效果。使用微生物肥料能提高农产品品质,如蛋白质、糖、维生素等含量的提高。 3、曾强作物抗病与抗旱能力 多种微生物能诱导植物的过氧化物酶,脂氧合酶,多酚氧化酶,苯甲氨酸解氨酶,几丁质酶等参和植物防御放应,利于防病抗病,有些微生物种类还可以产生抗菌素类物质,有的则是形成了优势种群,减少了作物病虫害的发生。菌根真菌由于在植物根部的大量生长,它的菌丝除可为植物提供营养元素外,还能增加水分吸收,有利于提高植物的抗旱能力。 三、微生物肥料的应用前景 1、适用品种多 适合施用微生物肥料的作物种类繁多,各种豆科作物、经济作物、粮食作物、蔬菜瓜果等都能应用微生物肥料提高产量、改善品质。 2、生产无公害绿色食品 无公害的绿色食品对目前的农业提出了更高的要求。随着绿色农业的发展,生产安全、无公害的绿色食品已经成为一个发展趋势;并且由于大量使用化肥,土壤质量下降,土壤物理性质恶化,地下水污染等众多问题日益突出。 3、微生物肥料本身的发展奠定了基础 通过筛选优良菌种、改进生产设备和生产工艺,为生产优质的微生物肥料创造了有利条件,而且基因工程新菌株的出现让微生物肥料的广泛应用成为可能。目前兴起的植物根际促生细菌(PGPR)的研究和开发,更为微生物肥料的应用开辟了广阔前景。 四、推广应注意的问题 1、应使用获得国家登记证的微生物肥料。国家规定微生物肥料必须要经农业部指定单位检验和正规田间试验,充分证明它的效益、无毒、无害后由农业部批准登记,而且先发给临时登记证,经3年实际应用检验可靠之后再发给正式登记证。正式登记证有效期只有5年。因此。没有获得国家登记证的微生物肥料,质量很可能有问题,不要大面积推广使用。 2、不要使用过期的微生物肥料。由于技术水平的有限,目前我国绝大多数微生物肥料的有效菌成活时间超过1年的并不多,所以一定在有效期内尽快使用,越早越好,过期的微生物肥料效果肯定有影响。 3、要使用有效活菌数达标的微生物肥料。国家规定微生物肥料菌剂有效活菌数≥2亿个/g,大肥有效活菌数≥2000万个/g,而且应该有40%的富余。如果达不到这一标准,就不要使用,说明质量不过关。 4、必须要正确存放和使用。微生物肥料中很多有效活菌是不耐高低温和强光照射,不耐强酸碱,不能与一些化肥和杀菌剂混合,所以推广应用微生物肥料一定按产品说明书进行科学保存和使用。 (作者单位:152100黑龙江省望奎县灵山乡农牧业技术服务中心) 微生物论文:浅谈食品中微生物检测技术 一、食品微生物检验概述 食品微生物检验是应用微生物学的理论与方法,研究外界环境和食品中微生物的种类、数量、性质、活动规律、对人和动物健康的影响及其检验方法与指标的一门学科,是近年来形成的微生物学的一个分支。食品微生物检验,侧重于有害方面,重点研究食品的微生物污染、检测范围、卫生指标、检验方法等。 (一)食品微生物检验的范围 食品微生物检验的范围包括以下几个方面。 1.生产环境的检验 2.原辅料的检验 3.食品加工过程、贮藏、销售等环节的检验 4.食品的检验 (二)食品微生物检验的指标 1.菌落总数 菌落总数是食品检验经过处理,在一定条件下培养后1g/lmL或1cm2(表面积)检验中所含细菌菌落的总数。 2.大肠菌群 大肠菌群是指一群在37℃培养24h能发酵乳糖、产酸、产气,需氧和兼性厌氧的革兰阴性无芽孢杆菌。 3.致病菌 致病菌既能够引起人们发病的细菌。食品中不允许有致病菌存在,这是食品卫生质量指标中必不可少的标准之一。 4.霉菌及其毒素 鉴于有很多霉菌能够产生毒素,引起疾病,故应该对产毒霉菌进行检验。例如曲霉属的黄曲霉、寄生曲霉等,青霉属的橘青霉等。 二、鲜肉中微生物污染 1.宰前微生物的污染 (1)健康动物的体表及一些与外界相通的腔道,某些部位的淋巴结内都不同程度地存在着微生物,尤其在消化道内的微生物类群更多。 (2)有些微生物也可经体表的创伤、感染而侵入深层组织。 (3)患传染病或出于潜伏期或带菌(毒)者。 (4)动物在运输、宰前等过程中的微生物的传染。 2.屠宰过程中微生物的污染 (1)健康动物的皮肤和被毛上的微生物,其种类与数量和动物生前所处的环境有关。宰前对动物进行淋浴和水浴,可减少皮毛上的微生物对鲜肉的污染。 (2)胃肠道内的微生物有可能沿植物间隙侵入邻近的组织和脏器。 (3)呼吸道和泌尿生殖道中的微生物。 (4)屠宰加工场所的卫生状况。如生产用水、屠宰加工车间的设备。 三、食品的腐败变质 1.温度:低于4摄氏度或高于65摄氏度都不太利于细菌繁殖 2.水分:非常重要的因素,含水量较高的食品相比之下更容易腐败 3.含盐量:其实就是渗透压,细菌一般不喜欢高盐环境 4.有人提到酸碱性,情况很少,因为是与人吃的东西,其酸碱性也很适于细菌繁殖。 四、食品中菌落总数的测定 (一)设备和材料 1.主要设备:温箱36±1℃;冰箱0-4℃;恒温水浴46±1℃;天平;电炉;吸管;广口瓶或三角瓶:容量为500mL;玻璃珠:直径约5mm平皿:直径为90mm试管;放大镜;菌落计数器;酒精灯;均质器或乳钵;灭菌刀或剪子;试管架;灭菌镊子。 2.培养基和试剂:营养琼脂培养基;磷酸盐缓冲稀释液;生理盐水;75%乙醇 (二)实验方法 1.检验程序: (1)检样 (2)做成几个适当倍数的稀释液 (3)选择2-3个适宜稀释度各取1mL分别加入灭菌培养皿内 (4)每皿内加入适量营养琼脂 (5)菌落计数 (6)报告 2.检样稀释及培养 (1)以无菌操作,将检样25g(或mL)剪碎放于含有225mL灭菌生理盐水或其他稀释液灭菌玻璃瓶内(瓶内预置适当数量的玻璃珠)或灭菌乳钵内,经充分振摇或研磨做成1:10的均匀稀释液。固体检样在加入稀释液后,最好置均质器中以8 000-10 000r/min的速度处理1min,做成1:10的均匀稀释液。 (2)用1mL灭菌吸管吸取1:10稀释液1mL,沿管壁徐徐注入含有9mL灭菌生理盐水或其他稀释液的试管内(注意吸管尖端不要触及管内稀释液),振摇试管,混合均匀。做成1:100的稀释液。 (3)另取1mL灭菌吸管,按上条操作顺序,做10倍递增稀释液 (4)根据食品卫生标准要求或对标本污染情况的估计,选择2-3个适宜稀释度,分别在做10倍递增稀释的同时。 (5)稀释液移入平皿后,应及时将凉至46℃营养琼脂培养基(可放置于46±1℃水浴保温)注入平皿约15mL,并转动平皿使混合均匀。 (6)等琼脂凝固后,翻转平板,置(36±1)℃恒温箱内培养(48±2)h取出,计算平板内菌落数目乘以倍数,即得1mL样品所含菌落总数。 3.菌落计数的报告 为适应社会发展的需要,食品微生物检验必须向自动化检验和快速检验的方向发展,其趋势是灵敏度高、特异性强、重复性大、快速、简便和经济等。随着分子生物学和微电子技术的发展,快速、准确、特异检验微生物的新技术、新方法不断涌现,微生物检验技术由培养水平向分子水平迈进,并向仪器化、自动化、标准化方向发展,提高了食品微生物检验工作的高效性、准确性和可靠性。 (作者单位:150500哈尔滨市呼兰区职教中心) 微生物论文:微生物肥料生产和应用现状及其发展趋势 微生物肥料是指一类含有活性微生物的特定制品剂,种类繁多、功能多样,研究和应用的潜力巨大,因此它在我国农业可持续发展中发挥着不可替代的作用。但是微生物肥料在使用中还存在一些问题,本文主要从微生物肥料的概念、种类、作用、应用现状及存在的问题、建议以及发展趋势等六方面进行说明,以供参考。 一、微生物肥料的概念 微生物肥料又称接种剂,菌肥或生物肥料等,是一种含有特定微生物活体的制品,被广泛应用于农业生产中,它通过其中所含微生物的生命活动,来增加植物养分的供应量,从而发挥肥效的作用。 二、微生物肥料的种类 微生物具有资源丰富、种类繁多等特点,由微生物制出的肥料品种也非常多,如第一类:细菌类肥料 、 放线菌类肥料 、 真菌类肥 料;第二类:单一微生物肥料、复合微生物肥料;第三类:固氮菌类肥料 、 解磷菌类 肥料 、 解钾菌类肥料 ( 硅酸盐细菌) 、 抗生菌肥料 、 菌 VA 根真菌肥料 、 堆肥菌剂和发酵菌剂等。其中第一类微生物肥料是按照微生物种类划分的;第二类微生物肥料是按照制品内含物划分的;第三类是按照作用机理划分的。由此可见,使用者在使用微生物肥料时,具有选择范围广,作用性强等特点。但是需要注意的是,由于微生物肥料种类繁多,使用者在选择前一定要对每种肥效了解透彻,以免造成错误使用。 三、微生物肥料的作用 微生物肥料具有其它普通肥料不可替代的作用。本文主要以固氮菌肥、解钾菌肥、5406 菌肥、植物根际促生菌 ( PGPR)、解磷菌肥等五种微生物肥料为例,简要分析其作用。 1. 固氮菌肥的作用 固氮菌肥主要是利用微生物自身或联合固氮菌固定空气中的氮素来发挥作用的,从而提高土壤中速效氮含量,发挥固氮菌对农作物的作用。 2. 解钾菌肥的作用 解钾菌肥主要是利用胶质芽孢杆菌发挥作用的,这种菌能够分解土壤中的云母、长石等钾铝硅酸盐及磷灰石,从而释放对植物生长有效的矿质成分,促进土壤肥力的增加。 3. 5406 菌肥的作用 5406 菌肥是通过细黄放线菌可分泌抗菌物质和刺激素来发挥作用的,从而达到抑制作物病害,促进作物健康生长的目的。 4. 植物根际促生菌肥的作用 植物根际促生菌简称PGPR,又名增产菌或多效菌剂。它是通过植物根部生长大量的有益菌来发挥作用,从而促进作物对对矿质营养的吸收和利用,还可以促进植物的新陈代谢,抑制病原菌的产生。 5. 解磷菌肥的作用 解磷菌肥主要是利用巨大芽孢杆菌发挥作用,将土壤中的不溶物转化为植物可吸收的营养成分。如不溶性磷向可溶性磷的转化。 由以上可以概括出微生物肥料的作用:首先,它制造和协助作物吸收营养,增加植物养分的供应量和土壤的肥力,从而促进植物生长、提高产量。其次,它增强了植物的抗病能力和抗干旱能力,降低和减轻了植物病虫害的侵袭。最后,它的使用,减少了化肥等含污染物的肥料的使用,从而净化土壤、修复土壤肥力,起到保护环境,促进我国农业可持续发展的作用。 四、微生物肥料应用现状及存在的问题 1.我国微生物肥料的应用现状 我国微生物肥料的研究、生产和应用已经有60多年的历史,期间经历了3次大的起伏,目前正处在第4次发展阶段。微生物肥料产业发展势头良好,约有500个企业,而且产品种类繁多,效果显著,深受广大用户的喜爱。但是微生物肥料的在使用上仍然存在一些问题,需要马上进行解决。 2.微生物肥料应用中存在的问题 2.1微生物肥料成本和价格较高 目前,由于我国微生物肥料生产技术较落后,生产工艺不是很完善,造成高投入、低产出的现象,而且成本和价格较高,这严重阻碍了种植户对微生物肥料的购买率,也降低了种植户使用微生物肥料的积极性。 2.2微生物肥料活菌数低,效果不稳定 微生物肥料存在的另一个问题就是微生物肥料活菌数低,效果不稳定。这是由于微生物肥料生产设备较低级,技术不纯熟,造成灭菌不彻底以及培养配方不正确而引起的。 2.3微生物肥料机械设备简陋,技术较落后 微生物肥料机械设备简陋,技术较落后,这严重阻碍微生物肥料质量的提高,质量得不到保证,这也阻碍了使用者对微生物肥料的使用。 2.4微生物肥料产品鱼龙混杂 一些生产微生物肥料的商家为了牟取暴利,不按照国家NY227 行业标准生产微生物肥料,造成市面上的产品鱼龙混杂。表现为肥料中仅含有大量的N 、P K 微量元素;或使用生长调节剂冒充微生物肥料,这对微生物肥料行业的发展是百害而无一利的。 五、对微生物肥料应用的建议 1.改善生产条件,降低生产成本 改善生产条件,降低生产成本,达到低投入、高产出的目的。同时,需要注意的是成品在储存时,条件要合理,以便活菌数能维持较长时间,使其效果稳定。 2.提高生产技术,完善生产设备 加强对专业工人的技术指导,提高生产技术,购买一批先进的生产设备,改善生产条件,提高微生物肥料的质量。 3.加强市场监督和管理,促进微生物肥料产业的发展 为了促进市场行业的有序进行,微生物肥料行业的健康发展,要加强微生物生产肥料市场的监督和管理,将微生物肥料的生产和使用纳入法制轨道,将市场进行规范化管理,以达到促进微生物肥料行业发展的目的。 六、微生物肥料的发展趋势 我国微生物肥料行业发展已经有60多年的历史,尤其是近十年得到了快速的发展,以后将会有更大的发展空间,功能上将会由单功能向多功能转变,菌种上将会出现更新换代,选用抗逆性高、能长时间储存的芽孢杆菌属,而且由单一菌种向复合菌种方面发展。 结束语: 在今后的日子里,微生物肥料将会有更大的发展空间,并且将会大受欢迎,它将成为绿色用肥而进入市场,成为新兴的绿色产业,拥有更加广阔的发展前景。 微生物论文:微生物检验在感染控制中的应用 摘要:目的:探讨微生物检验在感染控制中的应用效果。方法:对照组住院患者根据其实际病情进行临床常规对症治疗与护理;研究组住院患者除上述措施外,进行感染情况监控措施,观察并记录两组患者医院获得性感染轻度、中度、重度发生情况及感染总发生率,将所得结果进行统计学分析。结果:研究组住院患者医院获得性感染发生率仅为9.00%,显著低于对照组患者医院获得性感染发生率67.00%,且P 关键词:微生物检验;感染控制;临床应用分析 本文将选取2012年1月至12月期间前来我院住院治疗的200例患者给予临床分组研究,从而探讨微生物检验在感染控制中的应用效果,为降低患者医院获得性感染发生率提供可靠依据,最终保障患者生活质量与生命安全,现报告如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料 共选取200例住院患者,其中男患为121例、女患为79例,患者最大年龄为87岁,最小年龄为18岁,平均45.29±1.29岁,住院时间在7至48天之间,平均住院时间为17.36±2.28天。将我院200例住院患者以随机分组方式平均分为两组,即研究组(100例患者)与对照组(100例患者)。研究组与对照组住院患者在性别、例数、年龄、疾病类型、教育背景以及社会经历等方面无显著性差异(P 0.05), 患者资料具有可比性。 1.2 方法 对照组住院患者根据其实际病情进行临床常规对症治疗与护理;研究组住院患者除上述措施外,进行感染情况监控措施,具体监控方法为实施微生物检,内容包括环境细菌学监测、细菌耐药性监测、医疗器械及用品细菌学监测、医护人员手部细菌学检测等。对研究组与对照组住院患者发生轻、中、重度医院获得性感染情况以及总发生率进行记录,给予统计学分析。 1. 3 统计学方法 使用SPSS13.0软件包进行统计学分析,以P 2 结果 由表一可知,研究组住院患者于我院就诊过程中发生获得性感染机率为9.00%,显著低于对照组发生率为67.00%,两组患者对比结果具有统计学意义(P 3 讨论 患者在医院进行治疗过程中发生感染且表现出相应临床症状的情况称为医院获得性感染。研究表明[1],随着近年来抗生素类药物在临床广泛使用,以及介入治疗、放射性治疗不断发展,耐药性菌株的发生率也随之不断上升,对感染患者临床治疗与预后带来一定困难,因此,医院获得性感染已引起广大医务工作者高度重视。 住院患者微生物检验控制感染具体措施为[2]:①对医院各处环境进行及时充分的细菌监测,如手术室、病房、换药室等,采用生物指标控制法是最可靠的消毒灭菌指标检测方法,可准确判断环境消毒是否达标;②定期总结分析患者进行细菌药敏监测的结果,并及时向临床医师反馈;③对治疗所需医疗器械及用品进行细菌监测,定期抽样检查并进行无菌实验,待各项微生物检验结果合格后方可于临床治疗中使用;④医护人员手部细菌是重要的污染源,有研究表明,若医护人员与患者接触后未进行洗手措施,则其手部带菌率为100.00%,因此应制定严格的手部清洗规范,并定期对医护人员手部进行细菌检测;⑤患者若出现糖尿病、恶性肿瘤、烧伤以及骨髓移植等情况,则其机体免疫力较其他普通住院患者更低,因此属于医院获得性感染高危人群,医护人员应对其进行严密的微生物检测,必要时常规应用抗生素预防感染,尽量避免此类患者发生医院获得性感染。 综上所述,对住院患者进行临床常规治疗与护理措施的同时,给予微生物检验措施,能够有效预防患者医院获得性感染发生率,促进患者尽快恢复健康,保障患者生活质量及生命安全,值得临床推广应用[3]。 微生物论文:八珍颗粒微生物限度检查法的验证 摘要:目的 建立八珍颗粒微生物限度检查方法并进行验证。方法 按《中国药典》2010年版一部的要求,对细菌、霉菌及酵母菌计数方法和控制菌检查方法进行验证。结果 八珍颗粒可按常规法进行微生物限度检查。 结论 为保证药品的微生物污染能被检出,应对药品的微生物限度检查进行验证。 关键词:八珍颗粒 微生物限度检查 方法验证 八珍颗粒由党参、炒白术、茯苓、炙甘草、当归、炒白芍、川芎、熟地黄八种中草药组成,用于气血两亏,面色萎黄,食欲不振,四肢乏力,月经过多。 为保证微生物限度检查结果的可靠有效,应对检查进行方法验证,保证药品的微生物污染能被检出。 1.试药、仪器与培养基 1.1 试药 八珍颗粒(宁波利华制药有限公司,批号:130204) 1.2 仪器 电热恒温培养箱,电子天平,高压蒸汽灭菌器。 1.3 实验用菌种 大肠埃希菌[CMCC〔B〕44 102]、金黄色葡萄球菌[CMCC〔B〕26 003]、枯草芽孢杆菌[CMCC〔B〕63 501]、白色念珠菌[CMCC〔F〕98 001]、黑曲霉[CMCC〔F〕98 003],以上均为购自山东省食品药品检验所的第三代菌种。 1.4 培养基 营养琼脂培养基(1103162),玫瑰红钠培养基(110222),营养肉汤培养基(101215),改良马丁培养基(110211),pH7.0氯化钠蛋白胨缓冲液(1103232),北京三药科技开发公司;胆盐乳糖培养基(20130326),MUG培养基(20121126),青岛高科园海博生物技术有限公司。 1.5 供试液制备 取供试品10g,加pH7.0无菌氯化钠-蛋白胨缓冲液至100ml,混匀,作为1:10的供试液。 2.细菌、霉菌及酵母菌计数方法验证 2.1 菌液制备 取大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌的新鲜培养物至营养肉汤培养基中,34℃培养24小时,取白色念珠菌的新鲜培养物至改良马丁培养基中,26℃培养24小时,上述培养物用0.9%氯化钠溶液稀释到50-100cfu/ml的菌悬液备用;取黑曲霉的新鲜培养物至改良马丁琼脂斜面培养基上,26℃培养7天,加入5ml含0.05%聚山梨酯80的0.9%无菌氯化钠溶液,将孢子洗脱,吸出孢子悬液至无菌试管,用含0.05%聚山梨酯80的0.9%无菌氯化钠溶液稀释到50-100cfu/ml的孢子悬液备用。 2.2 细菌计数方法验证[1] 2.2.1 试验组 取1:10的供试液1ml注入平皿中,再分别注入1ml 2.1中制备好的大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌菌悬液,倾注营养琼脂培养基。 2.2.2 菌液组 各取1ml 2.1中制备好的大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌菌悬液,分别注入平皿中,倾注营养琼脂培养基。 2.2.3 供试品对照组取1:10的供试液1ml注入平皿中,倾注营养琼脂培养基。 2.3 霉菌及酵母菌计数方法验证[1] 2.3.1 试验组 取1:10的供试液1ml注入平皿中,再分别注入1ml 2.1中制备好的白色念珠菌菌悬液和黑曲霉孢子悬液,倾注玫瑰红钠琼脂培养基。 2.3.2 菌液组 各取1ml 2.1中制备好的白色念珠菌菌悬液和黑曲霉孢子悬液,分别注入平皿中,倾注玫瑰红钠琼脂培养基。 2.3.3 供试品对照组 取1:10的供试液1ml注入平皿中,倾注玫瑰红钠琼脂培养基。 各试验菌分别进行3次独立的平行试验,分别计算各试验菌每次实验的回收率。各组计数及试验组的菌数回收率见表1。 2.4 结果 表1显示5株试验菌株的3次回收率均高于70%,八珍颗粒可用常规法进行细菌、霉菌及酵母菌计数。 3 控制菌检查方法验证[1] 3.1 菌液制备 取大肠埃希菌的新鲜培养物至营养肉汤培养基中,34℃培养24小时,上述培养物用0.9%氯化钠溶液稀释到50-100cfu/ml的菌悬液备用。 3.2 供试品组 取1:10供试液10ml接种至100ml胆盐乳糖培养基中, 34℃培养24小时,取上述培养物0.2ml至5mlMUG培养基试管中,于5小时、24小时在366nm紫外光下观察;沿培养管的管壁加入数滴靛基质试液,观察液面颜色。 3.3 试验组 取1:10供试液10ml、3.1中制备好的大肠埃希菌菌悬液1ml(50-100cfu)接种至100ml胆盐乳糖培养基中,方法同3.2。 3.3 阳性对照实验 取3.1中制备好的大肠埃希菌菌悬液1ml(50-100cfu)至100ml胆盐乳糖培养基中,方法同3.2。 3.4 阴性对照实验 取pH7.0无菌氯化钠蛋白胨缓冲液10ml至100ml胆盐乳糖培养基中,方法同3.2。 观察结果见表2 3.5 结果 试验组检出大肠埃希菌,表明八珍颗粒可用常规法进行控制菌检查。 4 讨论 通过方法验证,八珍颗粒可以采用常规平皿法进行细菌、霉菌和酵母菌计数,可用常规法进行控制菌检查。由于微生物限度检查易受试验条件的影响,中国药典规定要进行方法验证,以确保在检验条件下被污染的微生物能被检出,因此所有药品的微生物限度检查均需进行方法验证,确保所用方法适用于该药品的微生物限度检查。 微生物论文:微生物传感器快速测定法和稀释接种法测定BOD的比较 【摘 要】对微生物传感器快速测定法准确度和精密度进行测试。通过用微生物传感器快速测定法和稀释接种法对质控样及水样测试比对,结果表明两种测试方法的相对误差、相对偏差无明显差异,均符合国家标准质控要求。微生物传感器快速测定法克服了稀释接种法耗时长的缺点,具有测定直接,操作简便等优势。 【关键词】BOD;微生物传感器快速测定法;稀释接种法 作为水体有机物污染的重要指标之一的生化需氧量的测定,传统方法是稀释接种法,此法要在测定五日后出结果耗时长,且它的操作过程涉及稀释、培养、滴定等步骤较复杂。而微生物传感器快速测定法相对简便快捷,本文就该两种方法对质控样及实际水样做了测定,对两种方法测定结果进行比较。 1.微生物传感器快速测定法测定BOD原理 测定水中BOD的微生物传感器是由氧电极和微生物菌膜构成,其原理是当含有饱和溶解氧的水样进入流通池中与微生物传感器接触,水样中溶解性可生化降解的有机物受到微生物菌膜中菌种的作用,使扩散到氧电极表面上氧的质量减少。当水样中可生化降解的有机物向菌膜扩散速度(质量)达到恒定时,此时扩散到氧电极表面上氧的质量也达到恒定,因此产生了一个恒定电流。由于恒定电流与水样中可生化降解的有机物浓度的差值与氧的减少量存在定量关系,据此可换算出水样中生物化学需氧量。 2.稀释接种法测BOD的原理 水样在20℃±1℃培养箱中培养5天,分别测定样品培养前后的溶解氧,二者之差即为BOD5值,以mg/L表示。 3.校准 稀释接种法是通过测定水样培养前后溶解氧的量来测定BOD值,而微生物传感器是利用固定在传感器上的菌膜和水中有机物作用所消耗的溶解氧进行BOD的测定,水样与菌膜接触的时间、微生物生长周期以及活性的变化等都对测定结果有直接影响,所以每批次测量前必须用标准物质对微生物传感器进行校准并定期更换微生物膜。 4.测定结果讨论 4.1质控样测定结果比较 分别用微生物传感器快速测定法与稀释接种法测定质控样1(22.7±3.4(mg/L)),同时平行测定七次实验结果见表1、表2。 4.1.1精密度、准确度测试结果分析 由表1可知:浓度为22.7±3.4(mg/L)的样品,微生物传感器快速测定法得出平均值为23.64mg/L,标准偏差为0.7214mg/L,相对标准偏差为3.05%,相对误差为4.14%。稀释接种法得出平均值为23.78mg/L,标准偏差为0.3425mg/L,相对标准偏差为1.44%,相对误差为4.76%。 4.1.2相对偏差 由表2可知用微生物传感器快速测定法与稀释接种法测得的BOD值,其相对偏差在0.21%—2.39%之间都在国家标准质控要求的范围以内,且两种方法测量的相对偏差和相对误差无显著差异。 4.2实际样品测定结果比较 表3 两种方法所测地表水各实际样品结果比对 由表3数据可知,用微生物传感器快速测定法与稀释接种法测得实际样品的BOD值,其相对偏差在0.00%-3.23%之间,都在国家标准质控要求的范围以内,且两种方法测量的相对偏差无显著差异。 4.3小结 从实验结果来看,用微生物传感器快速测定法与稀释接种法测量BOD的准确度和精密度无显著差异,且都在国家标准质控允许的范围内,微生物传感器快速测定法用时短,效率较高,药品用量较小,取样量较小,克服了稀释接种法操作繁琐、工作量大、试剂要求多等缺点,具有操作简便、测量直接快速等优点,且测定结果与稀释接种法无显著差异,有可推广性。
初中生物论文:有效教学初中生物论文 一、初中生物的重要性 首先,初中生物以基础生物知识为主,包含自然、人类的基本生物常识,这些知识都是学生所必须掌握的常识性知识体系,对于学生日后的生活有着很大的指导作用。比如,生物中的酵母菌对日后社会实践中酿酒有着指导意义,生理知识对于学生的健康以及自我保护有着不可忽视的作用。其次,初中生物与各个学科之间有着密切的联系。比如,初中生物中的“绿色植物光合作用”部分,主要讲了植物光合作用的原理以及条件,二氧化碳、水、土壤等条件都与化学中的元素息息相关。所以提高对初中生物的重视度,对于学生化学的学习有着很大的帮助。最后,我国生物科学在近两年取得了令人瞩目的成绩,这仅仅靠高等学府生物教学是远远不够的,更需要在学生小时就培养学生对生物的兴趣,引导学生去关注生物科学的发展,为祖国生物科学的进步贡献自己的力量。 二、初中生物课堂教学现状 教育部规定从2015年开始,中考将取消生物课程的考试,并在初二下半学期就结业,这使得许多学校生物课程成为了“冷门学科”并渐渐被忽视。首先,学生对生物学习没有兴趣,不愿主动提问,教师忽视课堂互动,使得初中生物课堂教学呈现学生被动学习的状态。其次,教师在初中生物课堂教学的活动中,更习惯于简单的传授书本中所要求掌握的知识点,而很少将课本中的知识与现实生活联系起来,激发学生对生物学习的兴趣。最后,在初中生物课堂教学中,很多观察性和动手性的内容都被教师一语带过,导致了学生无法正确使用显微镜等生物实验中常用的仪器,并且缺乏综合观察分析的能力,认为要简单地记住老师告诉的实验结果就可以了。 三、初中生物课堂有效教学策略分析 1.提高初中生物课堂的互动性。 学生是学习的主体,学生学习的主动性是实现教育教学最终目的的关键所在。然而,在现代教育中,“填鸭式”的教学模式仍然存在,“老师讲什么,学生学什么”的被动灌输式学习法仍然比较普遍,应试教育的大背景下,许多教师对于学生学习主动性的培养显得相对欠缺。所以要想增强初中生物课堂教学的互动性,就必须注意以下几个方面:首先,要激发学生的学习兴趣,引导学生主动去学习。培养学生主动去学习的能力,能够更好地发挥学生的主观能动性,从而使学生能更好地将理论应用于实际生活,实现教学活动的最终目标。其次,要提高教师课堂提问的有效性。课堂上提出的问题要由浅入深,逐步引导,不能因为太难而使学生失去兴趣,也不能太浅显以至于达不到教学目的。再次,在初中生物课堂教学活动中,教师应多设计一些趣味性的互动环节,比如“师生互换”,学生上台讲课,老师坐在台下听课并提问。最后,在布置课堂作业的时候,要采取多样化的作业模式,激发学生学习和研究生物的兴趣,而不局限于单一的课后习题。所以,教师应根据学生的具体学习和接受情况,设计启发式的问题,通过启发式提问,活跃学生的思维。学生学习生物的兴趣得到提高,教师提问技巧得到改善,课堂的互动达到良好状态,对于初中生物课堂的有效教学有着重要的影响。 2.理论联系实际。 在初中生物课堂教学的活动中,教师不能单一地将某一概念孤立起来去传授,这样容易导致学生无法形成系统的生物概念体系。另一方面,教师也不能只简单地传授生物知识的概念,而忽视生物与生活的联系。教师需要将抽象的概念通过生活或者实验变得直观、形象、具体,以易于学生理解和掌握。例如,对于“克隆技术”、“生态农业”、“人工生态系统”等概念,有些教师只注意对这些概念的传授,而教师常常忽视联系现实对这些经典的内容加以讲解。生活是知识的源泉,引导学生将生物知识体系与社会实践相结合,是初中生物课堂有效教学应用的价值追求。 3.注重生物实践。 实践是检验真理的唯一标准,单纯的理论教学会令学生产生枯燥的情绪,引起学生对生物学习的逆反心理。所以,教师需要根据学生的实际学习情况,有选择性地使用一些相关的教学仪器。教学仪器可以帮助学生直观而且详细地了解生物的内涵。 四、结语 总之,初中生物课堂教学的情况直接决定了学生对生物知识的掌握状况,并且对学生学习生物有着启蒙的作用,对新时代全方面人才的培养有着不可忽视的作用。对初中生物课堂有效教学策略的分析,能够帮助教师更好地进行教学活动并且顺利完成教学目标,激发学生们对生物学习的兴趣,引导学生们熟练掌握生物知识与技能。 作者:于海燕 单位:吉林省镇赉县大屯镇中学 初中生物论文:生物课堂教学方法下初中生物论文 一、当前初中生物课堂的现状分析 1.生物课程在初中生心目中地位现状 生物在初中各科目中间,分值与理、化、地、政治一致,没有语、数、外占据的分值高,加上福建省高考科目文理分科的现状,有一部分学生并没有把生物当做自己升学的基石。在各科目的学习时间占用上,语、数、外会明显蚕食生物课程的学习时间。特别是在课余时间的学习上,生物更加的边缘化。 2.生物教师的教学积极性现状 由于初中生物在总体初中科目中的地位因素,或多或少会影响生物任课老师的教学积极性。老师会根据学生整体的学习压力,理解学生传统的学习压力,并不会像语数外三门主科的作业量。在教学成绩方面,并没有语数外的竞争程度高,导致生物老师不能引起足够的重视,影响了生物教学的积极性。 3.初中生物课堂教学方法现状 在传统教学方法的影响下,生物科目的教学改革来的更加不顺利。当前初中生物课堂,依然延续传统的教学方法,主要依照理论讲解,并没有将生物实验一并抓起来。师生角色依旧是师讲生听,学生被动学习,缺乏生物探索。 二、当前初中生物课堂存在的问题分析 初中生物在整体初中学习科目中的被边缘化,就会造成一系列不利于生物学科发展的问题。我们通过分析生物课堂的教学现状,列出来一些生物科目在日常学习和生活中存在的问题,为我们正确找出建议措施做铺垫。 1.师生互动能力差 在我们生物教学课堂中,很少遇到师生有很好的互动。课堂氛围缺乏活跃度。这也是由于生物知识不能纯理论教学有很大关系。师生的互动力度,是教学课堂效率的一项重要指示标。 2.生物课堂缺乏实践能力 生物是一门实践性的学科,在理论指示的背后必然存在现实可行性的实例或者事物,其实她要比其他科目来的更加真实。在数学学习中,很多定理和公式我们不能透彻的理解,只会掌握用途,但在生物教学中,就可以让学生了解每一个知识细节。这点就是生物科学的实践因素。但在当前的生物教学过程中,不论是生物老师还是学生,都缺乏这种实践能力。 3.初中生物课堂与生物实验脱节 在初中生物课本中,相对应的理论知识几乎都有相应的生物实验让我们得以验证生物理论。由于我们教育基础相对薄弱,生物的实验设备在各个地区或者学校参差不齐,有很多中学几乎没有一间像样的生物实验室,很多学校即使拥有这些硬件实验设施,也几乎是存在于睡眠状态。生物知识与生物实验想脱节严重,这也影响了生物学科的教学效率。 三、多维度提升初中生物课堂效率的措施建议 通过我们分析初中生物课堂的现状以及当前存在的问题,我们可以明确地看到,初中生物课堂占据的课时比例较小,课下时间缺乏保障。因此我们生物教学工作者,必须想办法把有限的生物课时时间充分的有效利用,提升初中生针对生物科目的学习兴趣,让学生主动学习,养成生物思维的习惯。 1.转换师生关系 在初中生物课程中,我们要积极响应新课标的教学理念,让学生变被动为主动。自主性是指教师精心设计的创造氛围或情境之中,在教师启发引导下,学生个体独立去发现问题,提出问题,抓住问题的实质,从不同的角度,遵循不同的思维方式,努力探求多种求解问题的方式方法。它最终表现为学生独立自主地、创造性地解决问题。它要求在课堂教学活动中牢固地树立学生的主体地位,使学生学习过程中意识到自己的责任和主体力量,从而形成自觉强烈的创新意向和动机,最大限度地开发自身的创造潜能。 2.教学过程开放 传统的教学方法主要按照老师的思维习惯进行,不能有效发挥学生的创新能力和发散思维能力。现代化的教学法中,要尽力减少传统教学方法的禁锢,在课堂教学中,教师站在引导学生的角度去改变教学方式,让学生在启发式教学方法中培养自主学习的兴趣,养成学生在生活和学习中思考学到的生物知识。 作者:许光传 单位:福建省泉州市德化县第三中学 初中生物论文:学生实验教学与初中生物论文 一、实验教学法在初中生物教学中的重要性 1.有利于帮助学生更好地理解、掌握生物知识。 生物学科的科学性很强,有的规律看似很平常,但是实际上都是通过大多数生物学家经无数次实验证实总结而来。实验是生物学科发展的基础,在学习生物知识的过程中自然也离不开实验,通过实验教学可以帮助学生更加直观地理解、吸收生物知识,提高学生的学习效率。如在探究种子发芽条件的问题时,有水、空气、阳光等条件,但是具体的关系并不明确,教师可以设计这样的实验情境,选择三粒完好的玉米粒,然后分别用细线将其绑在三根相等长度的木棍上,选取三个不同的部位,将木棍放置在盛有适量水的玻璃杯中,使玉米粒分别处于未淹没、半淹没、淹没状态。然后将它们放置在相同外界条件下,一段时间后让学生观察三粒玉米粒的发芽情况,同时应分析发生这种现象的条件,总结种子发芽的基本条件。通过实验,学生的记忆会更加深刻。 2.有助于提高学生的实践能力以及自主探究能力。 初中生的思维仍然偏向于形象思维,因此更容易接受形象、直观的事物,而且初中生的好奇心较强,对任何有趣的现象和事物都比较感兴趣。实验教学的探究性、趣味性较强,可以有效地激发学生的思考和学习兴趣,也可以锻炼、培养学生的观察能力、分析能力、动手能力。如教师可以鼓励学生自己动手制作一个生态瓶,并且指导学生每天观察、记录在这个生态瓶中各种物质(包括非生物物质以及生物物质)的变化,最后做出自己的总结。这种实验教学方式可以引导学生自主思考,培养学生的思维能力以及独立性,养成独特的学习习惯。 二、实验教学法在初中生物教学中的实际应用 1.边学边实验。 所谓边学边实验,主要是指在实验室里,由学生自主实验,而教师在一旁指导。这种实验教学的目的是让学生在亲自动手实验的过程中感受到实验的趣味,并且享受探究出实验结果的成就感和喜悦感,进而培养学生的实验兴趣,提高学生的知识应用能力和实践能力。如进行观察实验———观察洋葱表皮细胞的过程中,在正式进行实验之前,教师应向学生详细讲解显微镜的使用方法以及洋葱表皮细胞的获取方法。在学生自己动手实验的过程中,教师应在旁巡视、观察,一旦发现学生遇到无法解决的问题,应及时出面指导,帮助解决,协助学生顺利完成实验。通过边学边实验的教学方式,一方面可以调动学生的实验参与兴趣,给学生提供自主思考的机会,另一方面也有利于教师及时了解学生的学习障碍,提高教学的针对性和有效性。 2.鼓励学生自主实验。 生物中到处都有实验,在教材课本上列举出来的实验仅仅是生物学习中的一小部分,教师应该不断丰富实验教学的内容,以学生的实际生活为实验素材,为学生布置一些课外小实验作业,让学生课后自主完成。当然,教师也应该鼓励学生自主发明一些小实验,自己设计实验目的、实验方案、实验过程。不管学生的实验是否可行,或者最终实验是否成功,教师都应该给予肯定和鼓励,允许学生做的实验失败,协助学生共同找出失败的原因,并且鼓励他们再次实验,一直到实验成功,这样才可以使学生了解科学的严谨性,养成乐于探究事物发展规律的精神。但是需要注意的是,在学生自主实验的过程中应指导学生明确自己的实验目的,进行实验后引导学生自己进行实验总结,这样才可以确保实验的效果。如教师可以指导学生探究鼠妇的生活环境。要求学生在生活中找到鼠妇,并且密切观察鼠妇的生活环境,总结鼠妇的生活环境特点。在自主实验的过程中可能需要学生自己花费大量的时间和精力,而且也无法保证最终的实验结果能够成功,但是整个实验的过程可以引导学生自主学习,在探索、思考中学习,在错误中反思、总结,这种教学方式的效果肯定优于传统的“灌输式”教学。 三、结语 综上所述,初中生物教学中开展实验教学法显得尤为重要。实验教学法可以引导学生自主探究、学习,各种生动、有趣的实验更能够激发学生的学习兴趣,而且在实验的过程中也可以培养和提高学生的创新能力与实践能力。教师应在教学实践中不断总结,充分发挥实验教学法的优势,提高初中生物教学效率和质量。 作者:敖图雅 单位:内蒙古北方重工业集团第二中学 初中生物论文:概念教学初中生物论文 一、概念教学要建立在对话与交流的基础上 课堂中的对话应该是师生双方的一种有效的探讨与共同的建构,良好的沟通能够让学生获取更多的信息,良好的沟通还能够培养学生的交流能力、质疑能力以及独立思考问题与解决问题的能力。在交流的过程中,学生也会对概念的理解有一个质的提升,达到一个更高的思维层次。学生对于生物知识的一些错误的认识,也能够在师生的对话中得到及时的澄清与解决。要想开展良好的对话,需要教师对相关话题加以引导,在教学中,精心地设置一些真正有思维含金量的问题,让学生调动自己的思维,对概念的本质特征进行必要的讨论和交流。 比如,在学习生物知识的时候,很多学生对“呼吸作用”与“呼吸运动”这两个概念比较容易混淆,这个时候,就可以通过师生间的互动与交流,把双方间的想法交流出来,教师及时地了解学生对该知识点的掌握情况,针对学生掌握的情况进行沟通,让学生从本质上真正地去理解两者间的不同。这样也有利于学生以后对该知识的有效使用。 二、结合教学内容,创设情境教学,巧妙地引出重要的概念 “学起于思,思源于疑”。有疑问才能激发学生探究知识的欲望,学生的思维也才能始终处于积极主动的求知状态。在教学时,教师可以根据每节课的内容,寻找一些与教学内容密切相关的又能激发学生学习兴趣的一些知识的材料,用新颖的教学方式、生动的语言等提出来,引导学生主动地去发现问题,解决问题。比如,夏天的时候食物为什么容易腐败呢?但是如果把食物放在冰箱里的话,则不容易腐败,这是为什么呢?有些酒为什么是越陈越香呢?这些问题的提出层层递进、相互印证,激发学生积极主动地去思考、探究其中的道理,在探究问题的过程中,也能够水到渠成地生成了“细菌的生活需要适宜的温度”这个重要的概念来,这样也能激发学生在提出问题的同时,积极性也随之得到提高,他们还会带着好奇的心理不断地去收集、查找一些资料,在求知中去探索问题的答案,这也能促使学生对知识的认识从感性上升到理性认识,有效地推动了他们学习的发展。 三、充分利用生物学概念的对比教学策略来教学生物知识 初中阶段的生物学教材中,有一部分概念在字面的表述和变化的过程等方面有着很大的相似性。学生在学习这些知识的过程中,如果不加以分析的话,很容易将这些相似的概念混淆,这样的学习效率也是非常低效的,因此,在教学时,教师可以利用概念间的相似性,结合两者之间的异同点,进行对比教学,强化两者之间的差别,加深学生的记忆。对比教学主要包括列表对比、图像对比以及概念图对比等方式。其中,列表对比是最为直观形象的,在教学相似概念时,教师就可以通过列表对比,将更知识点间的特征写出来,利于学生进行概念相似性的归纳、不同性的区别等。比如,学习“动植物细胞的基本机构、细胞分化与分裂”等相关的内容时,教师就可以结合生物学概念对比的教学策略,引导学生掌握这些概念间的区别和联系。通过适宜的对比教学方式,让一些比较容易混淆的生物学概念也逐渐地变得清晰明起来,这样也有利于学生掌握生物学概念的本质。因此,教师在教学一些比较容易混淆的概念时,就可以通过类比教学法,让学生一目了然地去学习、掌握这些生物概念。 四、结合多媒体课件进行教学,直观优秀概念 现代信息技术逐渐地进入到课堂教学当中,多媒体技术也越来越受到师生们的欢迎。生物课程是一门抽象性和理论性比较强的学科,多媒体课件集多种功能于一身,因此,在教学生物知识的时候,结合多媒体课件进行传授的话,有利于加深学生对相关生物知识的记忆和理解;而且多媒体课件的合理使用,还能够为学生构建一个理想的教学环境,让学生在这种愉快的环境下掌握更多的生物知识。比如,在组织学生学习“细胞增殖”、“减数分裂”、“神经调节”等一些比较抽象复杂的生物知识时,为了让学生更好地去理解这些难点,教师就可以用动画来演示这些过程性的知识,通过演示,让一些知识更加的直观生动,有利于学生的理解与记忆。概念是组成生物知识的优秀部分,概念教学对促使生物教学活动发挥着奠基的作用。为了让学生更好地去理解相关的生物知识,教师在教学时,就要采取适当的教学手段和策略,紧紧围绕关键概念对学生进行知识的传授,引导学生对相关的生物学概念进行有效的构建,逐渐地提高概念教学的质量,促进学生对相关生物概念的认知构建,而且还能够灵活地运用,让学生在掌握概念的基础上学习更多的生物知识,以此来促使概念教学有一个实质性的提升。 作者:张玉敏 单位:河北省唐县白合镇中心学校 初中生物论文:环境教育教学中初中生物论文 一、认真研读教材,挖掘有效知识,巧妙渗透环境教育 由当前初中生物教材看,所选内容或多或少的涉及到了环境知识,为环境教育的渗透提供了有利的素材和有效的资源,如《绿色植物与生物圈中的碳氧平衡》、《绿色植物参与生物圈的水循环》、《空气质量与健康》、《环境污染对生物的影响》、《分析人类活动破坏生态环境的实例》等等.因此,在初中生物课堂教学中,要想有效渗透环境教育,培养学生的环保意识,教师必须认真研读教材,挖掘环保知识,并以此为切入点和突破口,结合教学内容,引导学生把握生物知识,形成环保意识.譬如,教授《根对水分和无机盐的吸收》时,可渗透重金属污染物随植物对水分和无机盐吸收进入植物体,并通过食物链危害人体健康的知识;学习《生物圈是所有生物的家》时,可让学生探讨“生物圈二号”失败的原因,使学生意识到进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路;教学《绿色植物参与生物圈的水循环》时,教师可以恰当地渗透水资源污染问题,让学生了解我国水资源缺乏现状,引导学生从身边小事做起,节约用水,培养学生资源保护意识;讲解有关酸雨、温室效应、臭氧层空洞等环境污染与保护内容,可让学生了解环境污染产生的原因、治理措施以及预防手段,促使学生自觉树立起环境保护意识. 二、联系生活实际,引导思考探究,有效加强环境教育 知识源于生活,在初中生物课堂教学中,教师要紧扣教学内容,注意联系生活实际,融入生活实例,加强环境教育,灵活渗透环保理念,提倡绿色生活,让学生从生活小事做起,为节能减排尽绵薄之力,增强学生的环保责任感.比如学习《分析人类活动破坏生态环境的实例》时,教师可以借助多媒体课件,呈现有关人类活动破坏生态系统的材料、图片或影视资料,并引导学生联系生活实际,说一说人类存在哪些影响全球的破坏活动?如水资源浪费、酸雨、土壤荒漠化、沙尘暴、汽车尾气、湖泊河流受到严重污染、工厂废气的随意排放而造成温室效应;乱砍滥伐,导致森林植被破坏等.然后,引导学生积极思考:面对上述问题,我们应该采取怎样的措施加以治理?让学生畅所欲言,大胆表达自己的看法和见解,深化巩固知识.接着,设计小活动,合作讨论,引导学生自主探究:请你观察人们日常生活中有哪些小习惯可能会影响甚至破坏生态环境?请你以小组为单位,展开“我为环保献一策”的活动,提出自己的建议和看法.这样,通过思考、探究、合作、归纳、总结等活动,让学生明确人类的哪些活动可以改善生态环境,哪些活动可以破坏生态环境,认识到保护生物圈的责任,自觉形成环境保护意识,激发学生关注生物信息的兴趣,提高学生收集和提取有用信息的能力. 三、注重实践活动,强化亲身体验,全面践行环境教育 在初中生物教学中,教师要打破课堂教学局限,注意拓宽教学渠道,开展灵活多样、丰富多彩的课外实践学习活动,让学生走出课堂,走出校园,走向社会,走向大自然,通过亲身参与、实践体验,感受环境保护的重要性,引导学生从自我做起,从点滴做起,形成保护环境的良好习惯,全面践行环境教育.第一,教师可以组织学生利用课余时间对校园环境进行仔细观察,对学校受污染情况和环境绿化情况进行深入分析、调查统计,并指出其存在的环境问题,提出切实可行的解决措施和方案.第二,教师可以组织学生走向课外,开展实践学习活动,将所学知识运用到生活实践中,在实践体验中切实体会保护环境的重要性和必要性.如组织学生开展公园、社区植树造林和水资源短缺、害虫鼠的危害、环境污染等情况实践调查活动,并撰写相关调查报告,以展示学习成果.第三,可以借助某些特殊日子,诸如2月2日“世界湿地日”、3月12日“植树节”,3月21日“世界森林日”、3月22“世界水日”、4月2日“世界地球日”,6月5日“世界环境日”、10月4日“世界动物日”等,开展环境保护相关专题讲座,通过手抄报、演示文稿、校报、墙报、板报、网络论坛、贴吧等形式加大环境教育知识宣传度,让学生了解环境保护的迫切性,提高学生环保意识和责任感.或开展“节能减排、低碳环保生活”的主题班会或者辩论会,组织“变废为宝”的环保创意制作比赛、“低碳生活科普知识”竞赛、“环境保护,从自我做起”演讲比赛等等,让学生在潜移默化中得到环保教育,树立环保意识,共建绿色生活环境,提倡健康有机生活. 四、结语 总之,在初中生物课堂教学中,教师要重视环境教育,认真研读教材,挖掘有效知识,巧妙渗透环境教育;注意联系生活,引导思考探究,有效加强环境教育;注重实践活动,强化亲身体验,全面践行环境教育,从而培养学生环境保护意识和责任感,形成正确的生活与卫生习惯,提升学生生物科学素养和综合素质,促进学生的全面发展. 作者:叶树梅 单位:江西省赣州第二中学 初中生物论文:课堂教学背景下初中生物论文 1在初中生物课堂教学中推动开放式教学 所谓的开放式教学,就是废除掉传统的“封闭式”学习指导,使用动态的、差异的、开放学习指导。教学组织形式与教学的内容都是动态的、开发的。跟传统教学的注入式、满堂灌比较起来,使学生的创造了得到了很大的发展空间。初中生物课程本就是一个不断发展完善且更新速度快的学科,因此,其开放式的课堂教学是课程的本身就拥有,自然就需要开放的理念去对待与学习。在初中生物教学中,可以对教学资源的开放、教学目标的开放、作业的开放、教学空间与时间的开放、评价开放这五个大的方面进行开放。比如,在初中生物绿色植物相关部分内容教学时,教师就可以进行开放式的教学,带领着学生走进大自然去,让学生能够亲自的对不同的绿色植物进行观察了解。木本与草本之间的相同之处和不同之处;双子叶与单子叶植物之间的器官有什么区别等,通过对这些相似类型的观察与比较,增强学生的记忆。又如,在进行环境的保护与污染的教学时,教师把学生带到学校外,让学生自己去调查分析环境污染给人类生存会带来哪些影响以及其污染的原因,并且让学生在通过亲自了解之后制作出保护环境的有效预防措施,利用这样开放式的教学方式来加深学生对教学内容的理解。而且考核的方式也能运用开放式,将考场由枯燥的教室转移到新鲜的大自然之中,通过观察学生科研素养、科研的态度以及实验操作技能等来进行最终的评价,这样让学生的考核成绩更加的具有含金量,实现考核成绩能够代表真实的实践能力。 2提高初中生物教师的教学素质 我国大教育家孔子说过“:其身正,不令而行。其身不正,虽令不从”,其意思就是,如果领导者本身的言行正当,即使没有下命令,下面的人也会跟着其行动;相反,如果领导者本身的言行不正,哪怕是三令五申,下面的人也都不会听从。因此,教师是教学课堂上的第一人,其一言一行,都能够直接的影响到学生。据有关调查表明,学生在很多年之后,仍然可以清楚的记得某老师曾经做过的一些特殊动作和独特的观点,更有甚者,往后的价值观与兴趣也都跟随着某位老师。所以,想要提高初中生物课堂教学的思路创新,对教师的素养进行提升将是关键点。增强教师与学生相处的能力、完善其和学生间的沟通技巧、丰富自身的知识影响学生。比如,在初中生物心脏的结构特点教学时,为了让学生能够更加容易的记住知识,教师就可以与学生一起进行编制顺口溜来辅助记忆。事先教师将准备好的“房在上,室在下;房连静,室连动;上下相通,左右不通”写在黑板上作为参考,之后教师与学生进行公平的比赛,看谁编的更简单,更容易记,在激发起学生爱表现本能的同时也拉近了老师与学生之间的距离,起到正确引导学生的作用。 3在初中生物教学中进行分层教学 在传统的教学中,都是追求的人人平等,不管学生的智商高低、知识背景、学习能力以及情感因素等的差别,都进行统一的教学,这样的教学模式肯定会有“吃不饱”与“吃不了”的现象出现,从而导致因材施教难以实现。因此,我们必须清楚的认识到,每个班级里的几十个学生都是来自于不同的地方、不同的家庭、不同的小学、所受到的教育不相同和智力的发育程度也不一样,这些众多差异的存在,是教师必须要正面看待的。只要能让学生努力的去学习,达到自己的目标,就是教学的成功,因为每一个人所能到达的高度肯定是不一样的,如果强制的去要求,只会适得其反。而分层教育法,就是完全根据学生的这种状况所改善出来的教学方法,它把根据学生的真实水平进行区别的教学,使得学生能够最大化的吸收所能够吸收的知识,同时树立起学习的自信,也就实现了提高教学效率的目的。比如,在初中生物教学中,教师可以根据对学生成绩的了解,把学生分成甲、乙、丙、丁四等,根据学生不同的能力进行教学目标的分层、课堂教学的分层、作业与考核的分层等几个方面,并且分层并不是固定的,教师可以根据学生的学习进步情况做实时的调整,以刺激学习提高学习成绩的动力。 4结语 综上所述,随着我国新课改的逐渐普遍,为了充分的激发学生的创新能力与实践能力,诸多学校都已经将提升学生的综合素质作为了首要目标,把尊重学生的主动精神和开发学生的潜能当作重要任务。因此,初中生物教学的教师,应当是不拘一格、尽可能地对生物课程进行深入改革和探究,从而使其教学思路得到不断的革新与进步。 作者:奚勇 单位:吉林省白城市大安市第五中学 初中生物论文:有效教育理念下初中生物论文 一、国内外研究现状 在国外,美国在六十年代末,七十年代初就兴起一种教育运动,叫有效教育学校,但它是以教育科学研究为基础,探索如何提高家庭社会经济地位较低的儿童的学习成绩、提高经济落后地区的教育质量。“有效教育”(MS—EEPO)理论最先由是由云南师大教育学院书记、副院长孟照彬教授创建的孟照彬教授提出与创建。该理论立足与国家视野和国际视野,做大众教育。 二、有效教育概念的界定 (一)什么是有效教育 有效教育就是把西方擅长的个性、创造性与东方擅长的知识性有机的整合起来,并使之大众化的教育。即是将西方教育的优势和中国传统教育的优势有机的结合起来的第六种教学方式。其优秀理念是“教育要讲效率,过程要讲优化”。 (二)有效教育的理论基础 建构主义理论所蕴含的教学思想主要反映在认识观、知识观、学习环境观、教师观、师生角色的定位及其作用。以人为本,注重对学生内在心理世界的了解,以顺应学生的兴趣、需要、经验以及个性差异,达到开发学生的潜能、激发起其认知与情感的相互作用。 三、有效教育的初中生物教学中实施的案例研究 (一)有效教育在初中生物教学中应用可行性分析 有效教育是一个集“学习方式—课型方式—评价方式”三维为一体的教育教学方法,其系统操作性、实用性强。这完全符合新课改下对学生的培养要求。 (二)备课方式的案例研究 要素组合方式的基本概念:要素组合是EEPO方式最基本的课型方式,也是EEPO方式中最简明也最易掌握的课型,掌握要素组合这种课型,就能为学习其他课型打下扎实的基础。 (三)案例分析 第二节《种子植物》(第1课时)教学目标:①运用观察的方法识别种子的基本结构。②描述菜豆种子和玉米种子的相同点和不同点。重点:①通过解剖观察的科学方法识别菜豆、玉米种子的结构和功能;②描述菜豆种子和玉米种子的相同点与不同难点:观察胚的结构。课型方式:要素组合 1.导入 ①实物导入:展示茁壮成长的豆芽。[引言]同学们喜欢吃豆芽吗?豆芽是由什么发育而来的?[种子]种子能萌发长成幼苗的奥秘在哪?与什么有关?[种子的结构]②出示学习目标。 2.观察菜豆玉米种子结构 ①分发各种不同的种子(每组至少3~4种)。领取解剖针、培养皿等实验器材;②观察菜豆种子的结构(做中学+动中学);③师讲解和示范科学观察菜豆种子的步骤方法和注意事项;④4人小组:参考实验步骤观察菜豆种子实验,并填写学习卡;⑤小组汇报呈现种子各部分结构及名称,师加与讲评、检测。(中测);⑥观察玉米种子的结构(做中学+动中学);⑦师讲解和示范科学观察玉米种子的步骤方法和注意事项;⑧4人小组:参考实验步骤观察菜豆种子实验,并填写学习卡;⑨小组汇报呈现种子各部分结构及名称,师加与讲评、检测。(中测)。 3.种子的功能、产生种子的意义: (1)4人小组:对比大豆种子,观察豆芽的结构,并讨论:①种子的各部分发育后变成了幼苗的哪一部分。②种皮和子叶有什么作用?③玉米胚乳遇碘变蓝说明了说明?(看+想+做+说+听+小动组合)。(2)小组发言,师加以讲评和检测(中测)。(3)师生共同归纳种子各部分的功能。 4.小结、练习 (1)学生对实验和内容进行归纳小结。(2)课堂巩固练习(想+做)。(3)教学评价方式的案例研究(经典性评价)。本节课的重点和难点的确定完全符合教材的要求,本节课则对这两个内容进行了整合,体现对教学素材进行了个性化的处理。在本节课的实验操作过程中,学生会对此现象产生疑惑,这就激发了学生的创造性。学生四人小组合作交流探究,解剖并观察菜豆和玉米的种子结构,这是生生互动,教师加以评讲是师生互动。 四、有效教育实施效果调查与分析 (一)调查对象 此次调查对象是随机调查玉州区的部分初中学校的一线教师6人。学生则是随机抽取城北初中的4个班级的学生192人。 (二)调查结果和分析 通过调查,教师在对“EEPO的态度”的态度方面,有大部分的教师持支持的态度,只有少部分人不支持也不反对。88%的教师都得到了相应有关EEPO的培训,并且运用EEPO的方法来进行备课,实施EEPO教学后,课堂气氛中有87%的教师认为课堂气氛比之前的火热,师生关系融洽,能与学生友好的相处,能公平的对待每一位学生,但对教学目标与计划的完成只有50%,说明实施EE⁃PO的课堂的某些环节耗时太多,教师不好把握,但由于评价方式的改变,使得有50%的教学认为自己的生物课堂有自己的特色,对教学效果还是比较满意的。 五、结语 EEPO有效教育的优秀是“有效”,怎样好好运用EEPO来提高教学质量,就是我们进行教育改革的要点,然而,中考仍然是初中学校不可回避的现实,升学率仍然是教师们必须面对的瓶颈,如何把素质教育和应试教育结合起来,是我们迫切需要解决的难题。我相信EEPO是一个解决难题的好方法,但愿同行们能再接再厉,把EEPO实验快速推进,加速新课程实施的进程,使教学呈现欣欣向荣的景象。 作者:黄东群 单位:广西壮族自治区玉林市玉州区城北初级中学 初中生物论文:生活教育课程资源下初中生物论文 一、生活教育理论指导下的初中生物课程资源的开发 (一)生物教学内容编排与生活联系 初中生物课程比较多元化,与高中不同的是,初中生物讲究深入浅出,让学生对生物这一课程有一个大概的了解,同时要培养学习生物的兴趣。从客观的角度来说,应用生活教育理论进行指导,开发初中生物课程资源,首先应该将生物教学内容与日常生活联系起来。例如,首次学习生物课程时,教师提出问题“:同学们喜爱生物吗?能举例说出生物和人类的关系吗?”接着联系学生的答案,指出:生物学是研究生命现象和生物活动规律的科学,生物学的研究对象主要是地球上形形色色的生物。现在的生物学正飞速发展,涉及到的行业越来越多,对人类的影响也与日俱增。学生可以举例说说自己知道的有关生物学的研究事例,并对现在我们生存环境中面临的危机畅所欲言,比如说:环境问题、资源匮乏、森林破坏、转基因食品安全等问题。由此可见,生活教育理论中的初中生物课程资源比较丰富,关键在于教师能否发现贴近学生日常生活的一些课程资源,能否与学生缩短师生距离。 (二)生物教学情境创设与生活接轨 对于初中生物而言,多数学生并没有抱着非常专业的态度去学习,仅仅是作为辅助科目去了解,而且初中生物也不会影响学生的升学考试和一些重要的课程学习。为此,教师尽量不要通过硬性灌输来进行教学。按照生活教育理论的要求,要想开发出更多的初中生物课程资源,就必须在教学情境创设上与日常生活接轨。第一,教师在进行教学工作时,不要采取古板的教学方法。而是要与学生多沟通,多列举一些自身的生活感触和生物案例,鼓励学生去联想他们的生物案例和生活方式,找出其中的差异,提高生物学习的互动性。例如,在《人体的激素调节》一节的教学中,讲到激素调节作用时,可以让学生根据图片、列举事例等方式让学生分析各激素的作用。教师再结合学校要求学生每天的睡眠时间在8—9小时进行分析,使学生明白:生长激素在青春期有一个分泌高峰,一天中晚上分泌的生长激素比较多。如果睡眠受到干扰,除了影响第二天的学习之外,由于生长激素分泌减少,身高的增长也有可能受到影响。因此,睡眠对青少年的生长发育作用很大。第二,情境创设的过程中,教师才是整个课堂的掌控者,不要让学生有束缚感,更加不要让学生过于亢奋,应利用生活语言和生活动作行为进行指导,促进学生兴趣学习。例如在开展《人的生殖》课程教学中,教师在讲解母亲怀孕辛苦时,可以要求学生利用一些道具来演绎母亲怀孕时的各个不方便动作,促使学生感受到母亲怀孕的艰辛。第三,生物教学情境创设,可以适当的邀请家长前来听课,提高教师、学生、家长三方沟通,为教学添彩。 二、生活教育理论指导下的初中生物课程资源实践 (一)联系生活实际,开展生物课外实践活动 生活教育理论是一种全新的理论,应用该理论指导初中生物课程资源的实践,其理论上是可行的。但在操作过程中,应注意多个方面的细节。第一,必须保证联系生活实际。很多教师的确列举了生活实际,但与学生的距离较短,炒饭、做菜这一类的生物原理,家长几乎不会让学生去实践,因此该类课程资源仍属于理论。第二,应广泛开展生物课外实践活动,通过课外的活动,让学生自己去探索、了解生物资源。例如,教师可以举办生物知识讲座,以拓展和延伸理论知识;可以让学生饲养家蚕、果蝇等;观察生物的生长和发育过程;在学校的空地上种植当季的蔬菜,可以将课本知识与生活实践联系起来,认识种子的结构,种子的萌发情况以及播种条件等等。此外,生物教师还可以将探究活动与学生的社会实践活动结合起来,带领学生走进自然、深入社会开展调查研究,撰写调查报告并开展讨论。 (二)结合生物探究课题开发校本课程 生物课程资源的实践,还应该结合生物探究课题,积极开发校本课程,通过开发全新的研究领域和课程,可推动初中生物教学的全面进步,为学生学习及教师教学水平的进步,提供更大的保障。本文认为,结合生物探究课题开发校本课程,可从以下几个方面尝试展开:第一,研究与社会贴近的课程,包括植树造林、退耕还林等等,这些比较符合实际情况。第二,校本课程在实践前,需经过大量的调查与研究,不可直接投入,避免对学生固有的知识体系造成影响。第三,校本课程仍然要遵循生活教育理论的指导,超出指导范围的课程可做研究,但暂时不要投入到实际的教学中,否则会与当下的教学构成冲突,不利于教学工作发展。 三、总结 本研究对生活教育理论指导下的初中生物课程资源开发、实践展开讨论。从目前取得的成果来看,很多学生的理论能力与实践能力都获得了一定的提升,教学工作不再枯燥、乏味,课堂积极、有趣,所有的教学都在朝着良性循环发展。在今后的工作中,应进一步健全生活教育理论指导,深入挖掘初中生物课程资源,为学生各项能力的提升做出更大贡献。 作者:顾小钰 单位:如东实验中学 初中生物论文:实验教学视域下初中生物论文 一、通过生物实验,激发学生学习生物的兴趣 在实验的过程中,教师除了对学生进行实验指导外,还要在一定程度上给予学生自信,要允许学生在实验过程中有所失误。当学生出现失误时,教师要给予一定的鼓励,帮助学生找出失败的原因和避免失败的方法。久而久之,学生就能摸索并总结出实验的规律,并从实验的过程中品尝到成功的喜悦。这样既体现了教师的主导作用,又突出了学生的主体地位和自我管理意识,最重要的是激发了学生学习生物的兴趣。 二、让学生参与课前实验准备,培养学生学习生物的兴趣 初中生物实验涉及的实验材料大多是动物或植物材料,为了培养学生学习生物的兴趣,我通常情况下会引导学生去寻找实验材料。例如,学习叶子的结构时,我让学生自己搜集叶子来进行观察,进而掌握叶子的基本结构是叶片、叶柄、托叶。初中生物实验涉及的实验材料还有花、果实、种子以及一些小昆虫等,我便鼓励学生走出教室,走进大自然,去收集这些实验材料。学生通过收集过程既感到了大自然的奥秘和神奇,又掌握了一些生物方面的知识。但值得教师注意的是,学生寻找实验材料时最好有教师或家长在旁监护,这样,教师和家长可以指导学生如何去做,还可以保障学生的安全问题。 三、通过实验教学培养学生的观察和实践能力 在实验教学过程中,教师应做好实验前的注意事项的讲解,尽量将实验步骤简单化,让学生一目了然。在指导学生进行实验的过程中,教师应抓住每一个步骤的重点,提醒学生要规范操作,这样才能收到良好的实验效果。如学生在显微镜下观察洋葱细胞切片时,教师要指导学生将表皮细胞切片放在显微镜的载物台上,使切片的中心处在通光孔的中心位置;教师要指导学生用左眼看目镜,调节显微镜至清晰地看到细胞切片,尤其要提醒学生的是在调节准焦螺旋时切忌用力过猛或调节幅度过大,导致损坏显微镜、细胞切片。学生在实验的过程中一旦操作不正确,教师就要及时指出并纠正。 教师要引导学生认真观察并及时做出分析和记录,这样,学生才能够把实验和理论联系起来,实现用理论指导实践、用实践证明理论的目的。例如,在讲“食物中的营养成分”时,教师可先让学生思考,或进行小组讨论;然后,教师再进行演示,让学生将讨论和观察得出的实验结果一并进行分析,然后总结出正确的结论。通过观察实验,学生们就会发现:加热干燥的小麦种子后,食管内壁上有明显的水珠生成;或把花生的一片子叶放在一张白纸上用力挤压,在白纸上会留下油渍等。通过这些现象,学生认识到了食物中含有的成分,从而由感性认识上升到理性认识。 四、开展探究性实验教学,培养学生的创新思维 新课程标准提出要开展探究性实验教学,引导学生进行探究性学习,促使学生主动参与实验,乐于探究实验,练就学生勤于动手、善于动脑思考的好习惯,逐步培养学生的创新精神和接受新知识的能力。探究性实验教学在培养学生各方面能力上比课堂教学更有优越性,因此教师在进行探究性实验教学的过程中,要尽量让学生掌握生物实验的方法、内容和要求,最好做到由浅入深,要求学生对在实验的过程中发现的问题要及时进行探究、讨论,弄懂来龙去脉,从而使学生对实验的领悟得到很好的升华,使学生的创新思维和发散思维得到很好的培养。如在进行“馒头在口腔中的变化”实验时,有些学生觉得该实验道理浅显,操作起来也比较简单可行,于是便不对此实验做较深的探究。针对此情况,我向学生们提出了问题:淀粉为什么遇碘变蓝?馒头里面含有淀粉,然而为什么馒头在口腔中不会变蓝呢?它变成了什么?学生经过思考和讨论,最后得出结论:口腔中唾液淀粉酶有催化作用,使馒头中的淀粉转化成了麦芽糖。这样,学生在教师的启发下,对实验进行了思考和探究。 五、合理安排和组织实验,培养学生理论联系实际的能力 要想搞好生物实验教学,教师就要想方设法调动学生的积极性,引导学生留心于生活,仔细观察生活,并根据学生的心理特点合理安排并组织好实验,把课本上的知识和生活实际联系起来,让学生通过实验来理解知识,并增强知识点的记忆。例如,在讲膝跳反射时,我让一名学生坐在椅子上,正确地将一条腿自然地搭在另一条腿上,让另一名学生用橡皮锤叩击被实验学生的膝盖的下位韧带,此时,我们就会看到被实验学生突然向上跳起。然后,两名学生进行交换做相同的实验,结果相同,这就是膝跳反射。通过简单易行的实验,教师再讲解膝跳反射的原理——大腿股四头肌的肌肉内的感受器受刺激而产生兴奋,兴奋沿传入神经传到脊髓的神经中枢,神经中枢发出兴奋,通过传出神经传到效应器,引起大腿上的肌肉收缩,使小腿前伸。这样,学生就很容易接受了。 六、结语 总而言之,在生物实验教学中,教师只有通过各种生动有趣的实验激发学生对生物学科的兴趣,使学生在实验中获得知识、掌握学习生物的方法和技能,才能使学生真正乐于学习生物,喜欢上生物这门课。 作者:信晓亮 单位:河北栾城楼底中学 初中生物论文:新课程改革背景下初中生物论文 一、重视教材前言的作用 每本教材在最开始部分都有一个前言,对教材进行整体介绍,让学生对该学科有个大致的了解,生物教材也不例外。生物课本的前言部分阐述了生物科学是对生命现象和活动规律的探索,介绍了课本上的一些例子,向学生提出了简单的问题,如“树叶的颜色为什么是绿的”“人为什么要呼吸、喝水”等,旨在激发学生对自然和生命等方面知识的渴求,使学生产生强烈的求知欲,让学生珍惜生命,热爱大自然,了解人与自然和谐发展的重要意义,为以后更好地开展教学活动奠定基础。然而,有些教师在进行第一节生物课时却忽略了前言部分的作用,认为这部分没有多大意义,只是简单地读一读前言,甚至是不学前言部分,直接学习第一章节的内容。殊不知,学生是否有兴趣学习生物学科,与前言有着很大的关系。因为教师通过对前言的讲解,可以让学生对生物课有个大致的了解,告诉学生生物课可以解决他们不知道的许多问题和秘密,这样学生对生物学科就会产生强烈的好奇心,从而吸引学生对生物知识进行探究。 二、树立学生的学习主体地位 传统的教学模式是师讲生听、师写生记、师问生答,在教学活动中教师起主导作用,整个课堂教学以教师为中心,学生只是被动地听讲,教师的每一句话,学生都必须言听计从,教师的命令必须无条件执行。这种落后的教学模式已经不符合新课程标准的要求,对教学效果的提高和学生的发展非常不利。新的课程标准要求发挥学生的主体作用,教师要甘当配角,在教学中起指导作用。鉴于此,教师在教学活动中要进行角色转变,即由“主导作用”向“指导作用”转变。如在进行生物实验时,在确保实验安全的情况下,教师要让学生独立操作,并结合教材内容自主完成实验报告,自己只需在学生遇到困难时进行指导即可,这样才能锻炼学生的动手操作能力,加深学生对生物知识的理解和记忆,从而提高教学效果。 三、加强师生间的交流和互动 新课程改革要求教师要进行互动式教学,通过师生间自由、直接、和谐的沟通与交流,培养学生的学习兴趣,激发学生的积极主动性,使学生会学、善学、乐学,变“要我学”为“我要学”。例如,在学习“肘关节”这一节内容时,教师可先让学生观看模型或图片,并结合学生的胳膊认识肘关节、肱二头肌、肱三头肌等部位的名称和具体位置,然后再用自己的胳膊与图片或模型进行对比,对各个结构的作用进行详细的示范和讲解,并让学生亲自感受屈肘和伸肘的完成过程。通过师生间的互动,课堂气氛非常活跃,课堂形式也比较开放灵活,有效调动了学生的学习积极性,培养了学生自主构建知识的能力。此外,在教学过程中,教师还要加强和学生间的情感交流,了解学生的学习特点、实际需求和内心发展,在学习和生活中关心学生、呵护学生,促进师生间的情感交流。这样,学生便会对教师的课程产生好感和较大的兴趣,从而在一定程度上促进教学活动的开展。 四、注重发挥生物实验课的作用 生物中许多知识都是通过观察和实验得到的,但有的教师因为图省事并不进行实际操作,而是单纯地对实验进行讲解,致使学生对生物知识缺乏兴趣,认为其过于抽象和难以理解。要改变这一现象,教师必须要对实验课引起足够的重视,在实验前详细讲解实验过程、目的、注意事项以及如何写实验报告,同时指导学生对生物实验进行实际操作,及时纠正实验过程中出现的异常现象,通过实验让学生体会、理解、掌握并深化生物知识。这样,不仅可以有效激发学生的学习兴趣,更让学生在学到生物知识的同时锻炼了动手操作能力。 五、加强课后练习 进行课后练习是每个学科不可缺少的环节,加深对所学知识的记忆,并将其灵活运用到实践中。在布置课后练习时,教师要让学生多做一些有代表性的习题,引导学生从不同的侧面和角度解决问题,使学生能够举一反三。同时,教师还要对课后习题进行讲解,及时纠正学生在练习时发生的错误,培养学生良好的学习习惯和科学的思维方法,通过精讲精练让学生真正理解和吸收所学知识,感受到生物科学的规律和学习带来的乐趣。 六、结语 总之,初中生物新课程标准要求教学活动要面向全体学生,着眼学生的终身发展,全面提高学生的科学素养。因此,初中生物教师要不断创新教学理念,结合学生的学习规律和发展特点,有针对性地选择教学方法,加强师生间的交流与互动,树立学生的学习主体地位,注重发挥生物实验的直观作用,使学生在生物知识技能、动手操作能力、情感态度和价值观等方面得到全面发展。 作者:郭玉华 单位:河北省石家庄市第二十八中学 初中生物论文:课堂生活化教学模式初中生物论文 1初中生物课堂生活化教学的操作程序 1.1列举生活实例 初中阶段学生的思维特征是具体、形象、感性的成分居多,他们在学习之前已经接触了许多生物学现象,对生物学知识已存在一定的感性认识,具备一定的生活经验。教师需做好学情分析,针对具体的教学目的和内容,充分挖掘教材中的生活资源,精心选择贴近学生生活的事例作为素材,从学生的知识背景、已有的生活经验出发,恰当地将其与教学内容建立联系,以此展开教学。通过列举生活实例导入新课,能吸引学生注意,激发学生探求新知的兴趣和学习动机,并为学生的学习指引方向。学生在教师的引导下激活原有的生活经验,明确学习目标,积极主动地投入到生物学学习中。如以“食物中的营养物质”一节为例,先通过多媒体课件展示日常生活中常见的食物图片,包括粮食、蔬菜、水果、鱼、肉、蛋、奶等例子,结合生动形象的图片,让学生说说某一天三餐食用的食物,再引导他们思考:“我们一日三餐的食物都十分丰富,那么这些食物含有哪些营养物质?这些营养物质对人体有哪些重要作用呢?”由此导入新课,学生的学习兴趣和求知欲立刻激发起来,迅速地进入新课学习中。 1.2提出生活问题 日常生活中蕴含了大量的生物学知识,教师导入课堂之后,将教学内容与学生的生活实际整合起来,创设生活情境,从学生的实际生活中引入生物学问题,把生物学知识和问题还原到生活原型、活动情境和矛盾冲突中,启发引导学生自主学习,主动思考。在感知生活实例的基础上,学生进入生活情境,对与生物学知识相关的生活问题产生探究的兴趣,自主质疑思考,对问题的可能性进行猜想。例如,在学习“糖类、脂肪、蛋白质的作用”时,通过多媒体课件为学生提供生活素材资源,创设与教学内容相适应的生活情境,设置疑问:“你知道我们常吃的食物中有哪些食物分别富含糖类、脂肪和蛋白质?没吃早餐的同学,为什么上第四节课时常表现出脸色苍白、头晕目眩、浑身乏力等症状呢?病人不能正常进食时,往往需要静脉注射葡萄糖液,为什么?小刚得了重感冒,几天吃不下食物,身体就会明显消瘦,原因是什么?有人说减肥的秘诀是少吃多运动,你认为呢?儿童、青少年以及伤病员为什么要多吃一些奶、蛋、鱼、肉等食物呢?”这些贴近生活的普遍现象,让学生备感亲切、自然和有趣。创设这样的生活化问题情境,既激发了学生思维,又能有效地调动学生解决生活疑惑的积极性。 1.3进行探究活动 师生在生活情境中开展探究活动,能营造师生互动、生生互动的教学氛围。教师在活动中做好课堂的组织管理,让学生在体验生活的基础上进行小组探讨、合作探究,鼓励学生谈出自己对问题的看法和观点,对学生的探究活动作出激励性评价,并适时进行点拨、释惑与指导。学生在活动中丰富自己感性认识和生活体验的同时,也能增强交流与合作能力、实践与探究能力以及分析和解决问题的能力。如提出与“糖类、脂肪、蛋白质的作用”相关的生活问题后,把学生分成若干小组进行探究活动。学生在好奇心的驱使下积极参与其中,对资料信息进行阅读、分析和处理,认识三大营养物质的作用,在小组内展开讨论,合作探究解决问题,代表发言解释生活现象。活动中对学生理解的疑难处及时进行点拨释惑,然后组织学生以小组为单位,按教材中安排“测定某种食物中的能量”的探究实验,制订实验方案,对食物(花生仁、核桃仁、黄豆、大米等)所含能量进行测定,直观地感受到食物中能量的存在。通过与生活密切联系的实验探究,加深学生对科学探究一般过程的认识,培养学生的观察动手能力,形成科学的思维。 1.4构建知识体系 在学生合作探究学习之后,教师引导学生及时进行知识的梳理与归纳,对教材的重难点或一些关键性内容精讲深化,注重探究活动的理论总结升华,帮助学生理清知识脉络,把握知识间的内在联系,指导学生构建知识体系。学生在关注感悟生活的基础上,将知识点弄清弄透,自主内化建构新知,扎实掌握生物学概念、原理和规律等方面的基础知识。如开展探究活动后,指导学生回归教材中的理论知识,结合重难点的讲解让学生知道糖类、脂肪和蛋白质都能为人体提供能量,并与学生共同归纳总结糖类、脂肪和蛋白质各自的食物来源以及主要作用,使学生更好地构建生物学知识体系。 1.5知识学以致用 生物学知识在生活中有着广泛的应用,教师需紧密联系实际加以拓展,善于指导学生把学到的生物学知识回归生活实践,用于分析和解决生活中的实际问题。将所学知识与丰富的实践相结合,能促进学生“学”与“用”的有机结合,有利于知识、能力、情感态度价值观三维目标的达成,也有助于培养学生理论联系实际的能力,提高学生的生物科学素养。学生运用所学知识服务于生活,能体会到生物学学习的乐趣和价值,逐步养成从生物学的角度真切地认识生活、感受生活,形成积极的生活态度,掌握科学的生活方式,促进生活质量的改善和提高。此外,学生已学的生物学知识也在学以致用中得到进一步的巩固和迁移。例如,在学习三大营养物质的作用之后,要求学生结合自己的日常膳食,收集有关食物营养方面的资料,为自己或家人制订合理的膳食计划,并给家长设计一份营养合理的午餐食谱,在小组内交流;进行修改和完善后,根据自己设计的食谱,亲自在家中烹调,请家长品尝,给家长讲明所设计的食谱中的科学道理。学生通过实践获得亲身体验,运用所学知识指导生活,在学以致用中更好地理解合理营养的基本要求,体会到营养物质对人们身体的重要性,并且增进了健康意识和关心长辈的情感。 2初中生物课堂生活化教学模式的初步构建 我国著名教育家陶行知先生创立的生活教育理论提出:“生活教育是给生活以教育,用生活来教育,为生活向前向上的需要而教育。”建构主义理论强调要重视学习者已有的知识和经验,认为学生是在自己生活经验的基础上,在主动的活动中建构自己的知识。新课程背景下,基于生活教育理论和建构主义理论,根据上述生活化教学的操作程序,在教学实践中不断总结经验教训,笔者构建了初中生物课堂生活化教学模式,尝试对该模式中教师和学生的行为进行细化,初步形成一个较为具体可行的教学活动结构框架和活动程序。 3结语 立足初中生物学的教学实际,初步构建生活化教学模式,加强了课程内容与学生生活的联系,体现“从生活走向生物,让生物走向生活”的课程理念,让生物课堂充满生活气息,焕发生命活力。但同时也要看到,生活化教学模式在操作上还存在一些局限和难度,例如:生活化教学对教师提出更高的要求,需要教师有较强的课堂组织管理和调控能力;如何调和丰富的教学活动与有限的教学时间之间的矛盾,如何正确处理科学世界与生活世界的关系等,都是有待继续深入探索的问题。初中生物课堂生活化教学模式的初步构建仅是为教师提供一个参考,具体使用时应根据教学内容的特点及学生的学习心理、认知水平等实际情况做出灵活应变。相信随着教学改革、教学研究的进一步深入,生活化教学模式会有一个不断完善的过程,在生物教学上将会有更广阔的应用前景。 作者:陈丽敏 王伟 单位:闽南师范大学生物科学与技术学院 初中生物论文:高效课堂初中生物论文 1情境导入促进课堂教学质量的提高 情景的导入并非让老师一节课都为学生营造一种学习情景,而是可以采取情境导入的方式,在上课之初便提升学生的学习兴趣,使学生对本节课的讲授内容产生兴趣和探究的欲望,进而让学生带着这种情感来进行课堂学习,这样学生便可以进入一种良好的学习状态,课堂吸收度也会提高。在上课之初我们可以用小故事来进行课堂教学内容的切入。例如在讲《生物的遗传与变异》时,我们可以先让学生思考这样一个问题:为什么会有“种瓜得瓜,种豆得豆”这种产生呢?为什么种瓜不能结出豆,而种豆不能结出瓜果呢?既然“种瓜得瓜,种豆得豆”,那么为什么还会有“龙生九子,九子各不相同”的说法产生呢?他们中间有着什么生物学基础么?这样学生带着这种疑虑便开始进行讨论,学生的兴趣也被进一步的激发,老师在这种情况下带领学生学习《生物的遗传与变异》也会使学生的注意力提高,更加注意倾听老师所传授的知识,促进课堂教学的开展。 2注重合作学习在课堂教学开展中的益处 合作学习可以使学生在集体讨论和集体思考的环境中进行学习,这有利于学生主体地位的形成,利于学生自主思考能力的提升,可以集中集体的智慧来进行问题的思考和学习,使学习效果加强。例如在学习《预防传染病》时,我们可以先让学生以小组的形式讨论一下几个问题:(1)列出你们所熟知的传染病种类;(2)传染病传播的基本环节;(3)传染病的预防及应对。这样学生可以在集体的环境中查找和思考问题,并将自己所熟知的和所不知的提出进行讨论。等学生讨论完后,老师可以让每个小组根据自己讨论和研究的结果进行回答,找出学生所普遍存在的问题,然后进而可以分析出学生学习中的难点,在进行教学时额可以有计划的进行侧重。这样一方面可以节省时间,减少不必要的时间浪费,并认识到学生的不足之处;另一方面通过小组讨论学生的思维和逻辑思考能力得到最大限度的发挥,并且可以使学生对学习充满兴趣,这样学生的学习积极性提高,利于学生提高对生物学习的兴趣。除此之外,合作学习还有利于学生形成合作思维,有利于学生综合能力的提升。最后老师可以再对学生的综合学习进行总结和回顾,是课堂学习效果进一步提高。 3注重提问在课堂中的作用 刘开曾言“君子之学必好问,问与学,相辅而行者也。非学,无以致疑;非问,无以广识。”提问可以让学生产生疑问,进而进行思考,同时通过对学生的提问和学生的回答,可以让老师明了学生对课堂教学内容的掌握情况,以便有针对性的进行讲解和复习。在课堂教学过程中,学生的注意力成一个曲线下降的状态,在二十分钟左右时学生的注意力会下降,这时学生听课质量便会下降,而通过提问可以将学生的注意力再次集中,有利于学生的学习效率的提高。因此在教学过程中我们应当注意对学生的提问,同时在提问中我们也应注意一下几点问题:(1)提问的时间;(2)提问的内容;(3)提问的学生。再提问时我们应当注意对时间的把握,在上课之初我们可以通过提问来对学生进行上节课的复习和这节课预习情况的测试;在上课时可以通过提问来看学生对老师所讲内容的掌握度并提升学生的注意力;在临近下课时,我们可以通过提问来加深学生的记忆。在提问时应注意对提问内容的选择,既要选择与所授内容息息相关的问题,同时也应当注意问题选择与学生所掌握知识的契合度,既不能过于简单以至于降低学生的兴趣,也不能太过复杂使得学生难以回答,丧失信心。在提问人群的选择上,我们要做到统筹兼顾,既要注意到程度好的学生,也要给程度稍差的学生以表现的空间,对于难度较大的问题我们可以让成绩较好的学生进行回答,对于简单的问题我们可以让成绩稍差的学生回答,这样可以全面的调动学生的积极性,营造一个全班学生共同学习的和谐氛围。 4结语 总之,要想使得课堂教学效率提高,一是需要老师注意营造一种轻松、愉悦的学习氛围,提升学生对课堂教学的关注度;二是需要老师注意采取合理的教学方式和教学手段来引导学生融入课堂教学氛围;三是注意教学内容的高效性,避免主次不清的现象发生。 作者:苏春雨 单位:江苏省南师附中宿迁分校 初中生物论文:自主管理初中生物论文 一、个人活动时的自主管理 生物社团的活动形式多样,在各种不同的学习任务中教师都要渗透对于学生自主管理能力的培养。社团成员时不时会碰到一些需要自主完成的学习任务,在这种个人活动的过程中,学生的自主管理能力将会直接影响到活动的效果。教师要结合活动的内容以及学习任务的难易程度给予学生开展活动一些好的建议。这将会帮助学生更好的实现自我管理,在高效的活动过程中更优质的完成学习任务。在一次生物社团活动中,我给学生提供了如下资料:“人类活动正在使许多水域环境遭到破坏,工厂和生活污染物的排放,农田中农药和化肥随雨水进入水体,使许多水生动物大量死亡。”我们家乡有这样的事情发生吗?怎样改变这种现状?这是一个非常典型的需要学生查阅大量资料来完成的社团活动,也是非常适合独立展开的学习任务。在学生正式展开调查前,我有意识的和学生们探讨了针对这个社团活动的一些基本思路。通过社团成员间意见的交互,学生慢慢就如下过程达成共识:“调查——访问——讨沦——写出调查报告——撰写给政府的倡议书”。随后,需要的是学生在良好的自我管理以及高度的执行力的支配下很好的将这个社团活动完成。通过这种社会性的调查活动,让学生很好的走进社会大课堂,了解社会的现状,认识周围的生活环境,体会参与社会服务的意义。同时,学生独立完成这一任务也是对于自我管理能力的一种锻炼,在今后类似的活动题材下,学生都会有更多的实践经历,这对于社团成员自身的成长无疑有着很重要的意义。 二、小组协作时的自主管理 不少社团活动都是以小组协作的形式展开的,这类活动也能够很好的锻炼学生的自主管理能力。小组协作类的活动任务,往往需要学生们具备较好的合作精神与配合意识,大家有一个共同的目标,每一个小组成员都完成好自己的任务,才能够保障整个活动过程的顺利进行,收获良好的活动成效。在这样的活动过程中,学生的自主管理主要集中在两个方面:一方面,学生要约束自己的行为,要将自己的任务完成好;另一方面,学生要积极配合小组内其他成员,在合作中来共同推进活动的有效进行。如组织学生进行小组扦插成果展的社团活动:八年级下册中的“扦插材料的处理”的教学,主要让学生学会处理扦插材料的方法,而准备插床、扦插、水肥管理等更多的任务则需要学生课下通过小组合作完成。大约一个月后,再在课堂进行小组扦插效果的评定。这样的协作形式则能够很好的锻炼学生的自主管理能力,大家只有齐心协力才能够更好的完成这个活动任务。另外,七年级上册的“认识周围的生物”、七年级下册的“食品安全”和八年级上册的“动物在人们生活中的作用”等都可以成为社团活动的内容,都需要小组协作来完成,都可以很好的锻炼学生的自主管理能力。 三、师生互助时的自主管理 那些需要师生互助展开的社团活动,同样可以很好的锻炼学生的自主管理能力。师生协作的社团活动,通常教师要给予学生一些重要的活动过程的指导,学生的自主管理则体现在认真聆听教师的活动指导,很好的将这些内容在后续的活动中予以实践。只有这样,学生才能够按照正确的方式展开相应的活动内容,并且能够收获预期的效果。七年级上册的“外界溶液浓度影响根细胞吸水”、八年级上册的“菜青虫的取食行为”等活动都源于生活,并且这些活动都需要在教师的引导下展开。教师可以有针对性的创设这类生物社团活动,活动过程中,可以让学生在劳作中培养发现和解决问题的能力,也是对于学生的自主管理能力的一种有效锻炼。如有的学生采集样本,利用学校实验室的显微镜观察蔬菜的病害情况,再收集资料,对症下药,在老师的帮助下成功地预防了病害。这个过程中,学生需要有良好的自我管理意识,要严格按照正确的步骤与方法进行观察分析,学生的自主管理能力得到了很好的锻炼。兴趣是最好的老师,学生通过自己的亲身实践,体验了劳动的艰辛、成功的喜悦,明白了劳动成果的来之不易,这也是生物社团活动带给学生的非常有意义的收获。 作者:张雪梅 单位:江苏省盐城市初级中学 初中生物论文:教师教学水平初中生物论文 1转变教学观念,发挥学生的学习主体作用 彻底改变应试教育下填鸭式的教学方式,要把封闭式课堂教学改变成为开放式教学,充分发挥学生的学习主体作用,让学生成为学习的主人,把学生的学习积极性、创造性、主观能动性充分调动起来,并使其最大限度地发挥,同时教师也要对学生的学习过程进行指导,帮助学生解决学习中的困难和疑惑。 2加强学习,提高教师的教学水平和能力 要想提高学生的综合素质,教师首先要从自身做起,通过学习不断提高自己的教学水平,为更好地开展教学工作奠定坚实的基础。一是拓宽自己的知识面。生物学与其他学科以及社会生产生活等密切相联,因此教师不但要熟练掌握生物学科的知识,还要积极学习其他学科的内容;不仅及时了解生物学的最新成果、相关知识和改革趋势,还要掌握现代教育学的基本理论和国内外教育的发展方向,以开阔自己的视野、拓宽自己的知识面。二是通过到大学进修学习、远程培训、与其他教师交流教学经验、到其他学校参观学习等方式,提高教师的教学水平,丰富教师的教学经验,从而提高教学效率;三是培养教师自我评估教学过程的意识,以便及时改进教学过程中存在的问题和不足,从而提高教学质量。 3积极参加教研活动 在做好教学工作的同时,教师要积极参加教研活动,通过与其他教师的相互交流,学习对方的教学经验、教学策略和教学方法,并及时改进自己的教学活动,促进自身深入了解教学规律和教育改革动态,加强对生物知识的理解和认识,强化责任感和使命感。 4采取多种教学方法,激发学生的学习兴趣 良好的教学方法能有效促进学生的学习。在教学中,教师要改变传统单一的教学方式,灵活运用多种教学方法,如小组合作学习、多媒体教学、实验教学等,以吸引学生的注意力,促使学生主动参与到学习中来。同时,教师要对学生在教学中的表现给予鼓励和肯定,使学生充满学习的信心,体验成就感,从而产生自主学习的兴趣。总之,素质教育的实施不可能一蹴而就,教育体制改革需要经过长期的努力。因此教师要深刻领会新课标的精神实质,积极转变教学观念,创新教学方法,充分发挥现代化教学手段的优势,通过实验、多媒体等多种教学方式激发学生的求知欲和学习兴趣,使学生在掌握丰富知识的同时,培养学生的创新精神和实践能力,以推动初中生物教学质量的提高,促进学生的全面发展。 作者:李伟华 单位:河北省石家庄市栾城区楼底中学 初中生物论文:教学活动初中生物论文 一、创设情境,激发兴趣 从教育学的角度进行分析,学生只有对教师所教授的知识内容产生兴趣,才能相应地激发其内在的求知欲望,进而有效地集中学注意力,带动自身学习积极性,投身到课堂教学活动中去。作为初中生物教师,应从学生的日常生活情景出发,在学生已有的知识基础上,有意识地创设贴近生活实际的情景,使学生身临其境,感受知识的存在与形成,进而激发学生参与学习的兴趣,这样,学生就非常想学、乐学,学生的学习效率就会明显地提高。如:在学习“消化和吸收”一节时,教师可以为学生创设生活情景,让学生通过对自己的早餐进行回忆,回忆自己早餐当中的食物有哪些,这时学生争先恐后地回答:牛奶、面包、鸡蛋……教师可以抓住学生此时的积极性,对食物的消化和吸收进行解读,并出示人体消化系统模型,让学生观察。就这样,在教师创设的生活情景中,学生产生学习食物消化与吸收知识的兴趣,带着问题进行探究思考,与教师一起共同探讨人体消化系统世界的奥秘。 二、传授知识,贴近生活 21世纪是个多变的时代,世界的教育发展趋势及走向都有了一个重大的变化。新课程教育理念下倡导课堂教学活动与生活的整合,强调教学内容在实际生活中的应用性。生物与我们的人类生活有着紧密的联系,无论是衣食住行、旅游观光、建设家园、还是国际交流合作、人民友好往来,都需要具备一定的生活知识基础。中学生处在求知欲强烈的年龄阶段,如果让他们长时间呆在课堂上听教师讲解枯燥、抽象的生物知识,是没有教学成效的,即使让他们完成练习任务,他们也是为任务而练习,并没有深入了解生物知识在生活实际的应用。带领学生走出生物课堂,走进生活,能帮助学生解放自己,亲身体验知识的形成过程。因此,教师除了引导学生学好教材内容外,还要强化生活化探究教学,让生物“源于生活,寓于生活,归于生活”。首先,以生活化形式开展课堂教学活动,让学生在与生活相融合的活动中去理解,去体验,在理解与体验的过程中,开拓生活视野,领略生活内涵,从而增加生物知识的积累,学会生物知识的运用。同时,在理解生物知识的基础上,通过生物知识的运用,认识生物与生活的联系,做到学以致用,懂得用生物知识解答生活当中的实际问题,并把生物知识用到生活中,解决一些与生活相关的问题,明白生物源于生活,用于生活。 三、直观教学,增强体验 生物属于文理综合的课程,如果仍旧沿用传统教学模式下的“粉笔+黑板”教学方式,让学生跟着教师的粉笔走,长期下去极有可能引起学生的超限抑制,引发学生排斥心理,降低生物教学成效。实现教学手段多样化,丰富教学内容,对于激发学生的学习兴趣,带领学生进一步深入了解生物与生活、自然之间的联系有着重要的影响作用。因此,教师在开展生物教学的实践过程中,可以有效利用多种现代教学设备,开展直观教学活动,利用这些教学资源为课堂教学增添活力,增强学生体验,使学生对生物知识的应用有一个更加具体的感受,以便相应地培养学生的学习兴趣,进一步提高教学质量。 四、结语 课堂教学的有效性,是广大教学工作者在开展课堂教学活动的实践过程中追求的永恒主题。伴随着素质教育的深入推进,初中生物教师必须对教学模式进行全面的革新,创新教学方式,用心教学,不断优化教学模式,切实提高初中生物教学的有效性,进而达到提高生物课程教学质量的目的,促进学生科学素养的全面提高。 作者:赵慧 单位:内蒙古自治区牙克石市第四中 初中生物论文:导入法的初中生物论文 一、应用悬念激趣导入法 人们往往会因为好奇心的驱使对某一本来不感兴趣的东西投入大量的精力去探索,所以在教学中完全可以借助学生的这一特性,简单、精炼的提出一些比较吸引人的问题,提升学生学习兴趣的同时,还可以培养学生自主思考的能力。很多看似很特殊,和生活毫不相关的问题其实就是来自生活的。通过一些极其经典的问题可以让学生迅速的进行思考和探索,提升学生在学习上的自主能动性,让他们积极的参与学习,从而达到提升学习效果的目的。比如说在讲解《细胞的癌变》这一课时,就将大科学家,诺贝尔奖得主居里夫人作为例子来向学生讲解,居里夫人因为长期从事相关的试验,受辐射的影响最终因癌症去世。这一举例完全可以将学生从枯燥无味的课本里解脱出来,更可以让他们自主的去思考为何居里夫人会因癌症去世。而讲解遗传和变异的时候,完全可以借助谚语“龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞。”以及“一母生九子,九子各不同”来提升学生的兴趣,让学生在快乐的氛围里学习到所需的知识,这样所取得的效果也会更好。 二、采取生活实际导入法 生物是源于生活的,所以老师在实际的讲解过程中应当密切的结合现实,让学生从现实出发,学习在课本而最终回归到现实。老师完全可以根据学生已有的感性认知和以前的经验设计合适的课堂导入法,使得生物教学的效果得到最大化。而在讲解《人体的激素调节》的时候,可以借助初二学生正在青春期,以及身体上的变化,以一对男女同学为例,使用提问的方式导入课堂教学。比如提问学生初一初二身体各部位的变化情况,而这种变化产生的原因是什么呢?让学生就这两个问题进行讨论,对最终的问题进行集合交给老师,老师再对相关的问题进行讲解,这样学生也会听得更认真,最终的效果也会更好。 三、设计问题串导入法 老师可以通过提出一系列问题的方法来引导学生进行学习,而对于问题串的设置应当处于已知和未知,情境与目标以及简单与复杂之间。引导学生进行从易到难的学习过程。比如在讲解植物根部对水分的吸收的时候,老师可以提出浓盐水,清水以及萝卜细胞液的浓度的差异会造成细胞怎样的吸水差异呢?植物是怎样吸水的呢?什么情况下才会吸水以及吸水的过程是怎样的等等一些列的问题,从而达到让学生透彻的理解相关知识的目的,提升学生对知识的思考能力,自然而然的也会让教学的各个环节得到有机的统一。 四、结语 总而言之,使用有效导入法在实现了生物教学各个环节的顺利结合之外,更是激发了学生极其强烈的好奇心,激发了学生活跃的思维能力,也为课堂定下了很好的情感基调。所以说,老师应当合理的在课堂上使用教学导入法,此方法对于提升学生的教学效果有及其积极地意义和价值。 作者:伊莉单位:内蒙古赤峰市克什克腾旗经棚二中 初中生物论文:学习兴趣的初中生物论文 一、运用提问技能,创设问题情境,诱发学习兴趣 问题的最好载体是情境,因此,设计问题的时候,在根据教学目标、教学内容和学生的认知水平确定问题基础上把这些问题与学生的生活经验、悬念等情境结合起来,创设生动富有趣味的问题情境,能够更好地诱发学生学习兴趣,促进学生思维。例如:在讲授《免疫与计划免疫》中的“免疫”时,我根据现实情况举例。这一课的教材安排时间正是“水痘”的多发时间,面对班级中得了水痘刚刚病好上学的学生,我问道:“张某某同学,你的病好了,欢迎你。你是什么病呀?”,“通过得病后,你对这种病有什么了解?”等问题。问题的难易适度,由浅入深,一环扣一环,在师生的一问一答的过程中,既亲和了师生关系,也调动了其他听着的好奇心,诱发了学习兴趣。 二、运用沟通技能,幽默课堂,激发学生学习兴趣 幽默是通过谈吐,使听者觉得可笑,有趣,而意味深长,可是人得到一种精神享受。教师在教学中利用诙谐的语言,创设轻松和谐的教学氛围,可使学生以愉快的情绪参与学习。在课堂中出现幽默元素,给学生奋进以精神食粮。例如:我教生物学这门课程已有十几年了,课程的安排时间都在下午的1-2课时。此时是一天中学生学习状态不佳的时段,尤其是夏季,即使学生午休后,状态也是一样。学生们常是哈欠连片,怎么办?幽默就有了它的用武之地,平时我爱看书,那就多多关注幽默书籍。讲课前,给孩子们讲一两个幽默故事。学生们听课哈哈大笑,学习精神就振奋起来了,有了学习兴趣,提高了课堂效率。 三、实验法,提升演示实验、分组实验,使兴趣再上一台阶 (一)加强演示实验,在教学条件允许的情况下,能让孩子们看到的,尽量让他们看到。例如,讲《鸟的生殖与发育》一课时,我经常演示的是“观察鸟卵的结构”这一实验。这个实验虽不复杂,但经常会由于鸡蛋是人们平时接触最多的食物,感觉对它了解太深了而被忽略它的内在知识,从而省略了这一实验。当孩子们在课堂上看到真实的鸡蛋时,高兴得不得了,当把鸡蛋打到烧杯中观察结构时,有很多的孩子们兴奋得举手争着抢着回答他看到的知道的,并教育学生将今天学到的知识回家宣传。经过多次的不定时不定点的调查,及在日常生活中与人们的攀谈中获得:有好多的人都不知道小鸡是由胚盘发育成的,都认为小鸡就是卵黄发育,胚盘发育成头的。经过宣传后使平凡的事情变的不平凡了,使普通的知识不普通了。学生受益,身边的人们也明白了事情的真伪,让事实展现在人们面前。 (二)增加实验,使孩子们有尽可能多的动手机会。时间只要充裕,就可增加生物实验。如:在讲授完《植物体的组成》之后,为了让学生们看到导管的存在与作用,我设计了下面的小实验:我们这里有很多的果树,到了春天会变成花的海洋,花的世界,尤其是梨花白如雪。这时,我会采摘一枝梨花,把它放在称有红墨水的瓶中,放到教室的窗台上,在阳光的照射下,逐渐变成粉红色的花朵,让学生们看到这一过程,达到教学目的。同时,在讲授《花的结构》以后,当粉色的桃花开的似火的时候,会特意组织孩子们春游,在玩耍中亲眼看一看桃花的结构。再如:在讲授了“传粉”中的“人工授粉”之后,到了梨树授粉时,我会带着孩子们帮果农们义务授粉,在理解知识的同时了解到所有知识都来源于生活,来源于劳动,从中体验到劳动的乐趣,排斥不劳而获的可耻。了解农民的辛苦,作为他们的子女今后该怎么做。 四、运用媒体应用技能,课堂多媒体教学,提升学习兴趣 当前,国家大力投资教育,在九年义务教育普及过程中,不仅给孩子们免去了教科书的费用,还免费为农村校园安装了多媒体设备,使老师们不再收到粉尘污染,重要的是使学生们开阔了视野,提高了课堂教学质量,提升了学习兴趣。生物学是一门自然科学,是研究生命现象和生命活动规律的科学,是农、林、医、卫、环保及其它有关应用科学的基础。有了多媒体设备,就可以将实际生活、实物、实验等有机的结合到现实的生物课堂中。总之,我们要好好的利用多媒体设备,别让它成为生活的摆设品。在十几年的生物学教学实践中,我深深的体会到利用课堂教学激发初中生学习兴趣,是非常重要的。这一教学过程的实施必须从生物学科本身的特点出发,充分考虑学生的年龄特点,及不同年级学生对知识的不同需求,结合现实生活,结合实际情况来精心设计每一堂课,才能收到满意的教学效果。 作者:周淑兰单位:青县盘古中学 初中生物论文:探究性学习的初中生物论文 案例反思创设优质、高效的生物课堂是生物教学永恒的追求.通过以上两节课的分析我们不难发现:两位教者在课前都做了精心的准备,潜心的设计.然而通过教学实践,这两节课在教学效果上还是有差异的.如何真正有效地开展课堂教学呢?笔者认为,课前必须要“洗课”.就是选择和筛选.需要“洗”去什么?如何“洗”?下面结合自身的教学实践,浅谈如何洗课. 一、“洗”出明确的教学目标 教学目标是课堂教学的前提和关键,也是选择教学方法的依据,在教学中起导向作用.因此,教师在备课时、首先应结合课程标准和考试说明制定出符合教学内容、符合学情的课时教学目标,即在每节课中,应明确具体知识目标在了解、理解和应用水平上的要求;应明确对学生能力、情感态度和价值观的培养应达到何种程度.例如在“植物的开花和结果(第一课时)”一节的教学中,教师首先要制定三维目标:知识目标:(1)识记花的基本结构,知道各部分的功能,明确雄蕊和雌蕊是花的主要部分.(2)学会解剖和观察花的基本结构的方法.(3)通过学习“花的结构及其主要功能”,学生树立“生物体结构与功能相适应”的辩证观点.能力目标:(1)通过解剖、观察和探究花的基本结构,培养学生的实验操作能力、观察能力及探究精神.(2)培养学生的审美观和创新能力.情感态度价值观目标:(1)树立正确的人生观和价值观.(2)培养学生热爱花、热爱大自然的美好情感及学习生物学的兴趣.目标确定后,教师就可以根据教学目标确定教学手段和方法. 二、“洗”出有效的教学设计 有效的教学设计应是实现了预设目标的课、是学生愿意学的课(形式和内容是学生感兴趣的)、是有内容学的课(有意义的).因此,教师在进行教学设计时应基于教学目标、学生主体、学习内容这三个方面.笔者在教学植物的开花和结果(第一课时)是这样设计的:以花的美为本节课的主线,以期培养学生热爱花、热爱大自然的美好情感及学习生物学的兴趣,同时培养学生的审美能力.教学环节:欣赏花(花的形态美)———认识花(花的结构美)———探究花(花的功能美).这样设计层次分明、由浅入深,符合学生的认知规律.通过学习“花的结构及其主要功能”,学生树立“生物体结构与功能相适应”的辩证观点.在学习雄蕊和雌蕊是花的主要结构这一重点知识时设计了一个探究性学习活动(探究花———花的功能美)———某生物兴趣小组为了探究“雄蕊和雌蕊是花的主要结构”设计了这样一个实验:【实验方案】在同一株豌豆上选甲、乙、丙三朵豌豆花,在开花时去掉甲花的雌蕊,去掉乙花的雄蕊,丙花完好,三朵花都套上透明的塑料袋.结果甲花不能结出果实,乙花不能结出果实,丙花能结出果实.从以上设计可以看出:(1)探究性学习模式有利于改变学生的学习方式,学生由被动接受到主动探究,调动学生学习的积极性,使学生的学习能力、思维方法、创新精神和实践能力得到培养,为终身学习打下基础.(2)有利于提高课堂教学效率.简单的问题由学生自己总结获得,可以集中精力,突破重点难点知识,时间利用分配更为合理,特别是学生参加了知识的发现、探索和获得过程,对知识的感知、理解、记忆会更加深刻.(3)有利于学生情感交流和个性发展,在探究的氛围中,学生积极、主动、放松,大脑处于活跃状态,学生的参与意识、竞争意识、表达能力都有所发展,经常有成功的激励,其自主学习的动力大大增强.在这样的一个日新月异的社会里,作为教育者,我们有责任不断进行教育改革,不断研究教育规律,为学生营造良好的学习氛围,促进他们主动发展,积极进取,成为具有终身学习能力、创新意识和创新本领的人才,这是我们始终不变的追求,“探究性学习”是一种新型的教学方法和学习方法,实施过程中每个环节的具体策略还需要我们在今后的运用中不断探索、总结和完善。 作者:潘仕龙单位:江苏省南京市江宁区陆郎初级中学 初中生物论文:探究式教学的初中生物论文 (一)利用互联网开展探究式教学 随着电子计算机技术的高速发展,多媒体技术已经被广泛应用到当今的课堂教学中,多媒体技术同时也为课堂探究式教学的开展提供了条件,使课堂质量和效率得到大幅提高。事实上,不仅是多媒体技术为课堂教学提供了便利,互联网的普及也为课堂教学提供了许多丰富的教学资源。初中生物课堂可以利用互联网的便捷性开展探究式教学。例如,在学习植物类生物的过程中,教师可以让学生利用互联网收集自己感兴趣的植物信息,并通过幻灯片或图片的方式互相交流,教师再对学生进行适当地引导。通过让学生上网收集资料,能够使学生了解收集信息的途径,不仅可以扩展学生的课外知识,还能提高学生的自学能力。 (二)利用模型开展探究式教学 日常生活中常见的模型主要是物理模型,物理模型就是用图画或模拟实物的方法展现研究对象。在初中生物探究式课堂教学中,物理模型教学主要以让学生画图表或制作组装实物模型的方法开展的。例如,在学习血液循环时,教师可以让学生自己根据课本知识画出血液循环路线图;在学习植物细胞时,教师可以让学生制作植物细胞的结构图等。除了物理模型外,还有概念模型、数学模型两种形式,教师在让学生学习抽象概念时可以利用概念模型进行探究,在让学生对研究对象进行定量描述时可以利用数学模型进行探究。 (三)利用调查访问开展探究式教学 生物知识来源于日常生活,学生学习生物知识是认识和体验生活的过程。在初中生物课堂中,教师通过让学生对生物现象进行调查访问的探究方式,用科学的、客观的数据或信息发现生命活动的规律,形成系统的实验方案,最后验证得出结论。例如,在学习传染病的预防时,教师可以结合日常生活,让学生制作一个常见传染病的表格,表格内容包含常见传染病的名称、发病原因和发病症状等,学生通过调查访问的形式将表格填满,最后进行归纳总结,以学习小组的形式共同交流传染病的预防知识。在这个过程中,学生不仅能学到传染病的有关知识,建立良好的自我保护意识,还能让学生学会制作表格、调查走访的方法。 (四)利用实验开展探究式教学 实验的目的是为了让学生积极参与课堂教学,锻炼学生观察问题、分析问题和解决问题的能力,使学生产生对生物知识的求知欲望。在初中生物课堂中,设计实验是生物课堂进行探究式教学的重中之重,同时也是激发学生学习热情、培养学生动手能力的关键环节。设计实验的第一步是确定实验方法,主要指采用何种方法能验证假设成立;第二步是设计实验方案,主要指采用何种材料、何种设备,分为几个步骤完成实验。例如,在进行绿色植物在光照下制造淀粉的实验时,首先要确定实验方法,主要运用黑纸遮光法和自然处理法进行实验;然后要设计实验方案,利用天竺葵做材料,用到酒精灯、三脚架和石棉网等实验用具,运用黑纸遮光法和自然处理法对天竺葵进行实验,最后总结得出绿叶在光的照射下进行光合作用能够积累淀粉。在这个过程中,不仅培养了学生的动手实验能力,通过对实验进行观察和记录还使学生思维能力得到拓展。 综上所述,在初中生物课堂进行探究式教学,可以培养学生的合作能力、自主学习能力、动手能力和思维能力。教师可以通过互联网、模型、调查访问和实验等方法开展初中生物课堂的探究式教学。教师只有在学生探究式学习的过程中积极引导,才能有效提高探究式教学的课堂效率。 作者:郭蔚单位:江苏省泰州市兴化沈伦中心校 初中生物论文:实验教学初中生物论文 1规范操作,让学生会动手 激发了学生好奇心,学生就有动手的强烈愿望,但随之而来的可能就是学生乱动手。乱动手违犯操作规程,一方面可能发生不安全事故,另一方面也难以得到相应的实验结论。因此在实验教学中,教师应规范学生的操作过程,教师要求学生做好实验预习,让学生明确实验目的、原理、步骤方法,熟知注意事后,再动手进行操作。学生如果第一次接触的实验,教师应先作示范,言传身教。在具体实验操作的过程中,教师应要求学生按课本规定的实验步骤进行操作,仔细观察实验现象、分析现象、得出实验的结论。对不同的实验结果要帮助学生分析得到不同结果的原因,创造条件要允许学生重新做实验。在学生操作过程中,教师应巡回察看,及时指导,发现问题及时解决。这样,规范学生的实验行为,实验不但能顺利进行,取得良好效果,而且养成学生规范实验的习惯。 除了乱动手之外,还有一种情况就是不敢动手。有些学生惧怕实验操作,特别是一些带有不安全因素或略有“恐惧”性质的实验,常常不敢动手,尤其是女学生。教师一方面要指导学生熟悉仪器和用具的原理和使用方法,分解操作程序,帮助学生掌握操作要领。比如在实验前,对解剖刀,酒精灯等实验用器的使用方法和注意事项进行详细讲解。另一方面要帮助学生确立科学态度,树立信心,敢于实践。使学生在动手实验前做到心中有数,实验就会水到渠成,不但学生敢于动手,也会取得更好的实验效果,实现实验教学的目的。 2课外延伸,让学生勤动手 由于受时间、地点等条件的限制,许多生物学知识的教学无法在课堂实验中完成,如“光合作用需要光”“,叶的蒸腾作用过程”等教学内容,在课堂实验的有限时间内无法看到结果,课堂讲授也只能作一般性描述,因此课外延伸,让学生在课外完成相关实验成为教学的一个重要环节和补充。学生如果能用课内学习到的实验技能运用到课外,学生的动手机会就会增加,动手能力也会得到提高。如七年级教材中学习有关叶脉的作用,我们增加了一个小实验——让学生自己选择相应的叶片,做成相应的叶脉书签。在学完“根对水分和无机盐的吸收”一节后,课内实验是萝卜切去一半,然后放置到水分、阳光充足的地方,数日后,萝卜发新芽,学生在获得这一实验结果后,我提出了这样一个问题“:如果把这一个已生发新芽的萝卜倒置,结果又会怎么样?”学生带着这个问题和这块萝卜走出课堂,在家里做起实验,几天后,学生交回了他们的成果:本来向下的萝卜叶却慢慢向上生长,一个别致的盆景就此诞生了。这种课内外结合的实验给学生很大的自由实验的空间,也能给学生充足的实验时间,很好地调动了学生实验的积极性,对课堂内无法完成的实验,学生在课外常常是乐此不疲。 总之,动手能力是创新能力的基础。在生物实验教学中,教师既要让学生爱动手敢动手,又要会动手勤动手,要有意识地培养学生的动手能力,从课内到课外,着力提升学生的动手能力。 作者:石亮光单位:福建省武平县实验中学
生物力学论文:种植义齿下部结构生物力学探究论文 摘要摘要:种植义齿的生物力学相容性是影响种植义齿的远期成功率的主要因素之一。本文从种植材料、种植体形态、种植体表面结构、种植数量、种植体在颌骨内的排列和分布、受植区颌骨的形态结构等方面对种植义齿下部结构的生物力学特性作一综述。 自Branemarkr提出骨结合理论以来,种植义齿已成功地应用于临床,解决了以往传统义齿的固位、舒适等新问题,取得较好的修复效果。但临床上仍常出现种植体四周骨组织吸收、种值体断裂、松动、脱落等新问题[1,2。许多学者认为种植义齿的生物力学相容性是影响种植义齿远期成功率的主要因素之一。本文对种植义齿下部结构生物力学探究概况作一综述。 1种植材料对种植义齿生物力学的影响 Nishihara等[5通过动物实验探究表明种植体四周骨内的应力分布和种植材料的性质、材料的弹性模量关系不大,而是更多的和种植体的形态、颌骨的形态及结构有关。Rieger等用三维有限元法(finiteelementmethod,FEM)分析,也得出相类似的结果。但从生物力学的观点来看,不同材料和不同弹性模量的种植体对应力在种植体骨界面的分布是有影响的。邹敬才等[4用有限元法在5种不同弹性模量、相同的负荷条件下,对单个螺旋形种植体骨界面的应力分布规律作比较,结果表明种植体的弹性模量越高,种植体颈周骨内应力越小,而根端骨内应力越大;种植体弹性模量越低,种植体和骨界面的相对位移运动就越大。适宜的种植体的弹性模量在70000MPa以上。 目前,由于金属及金属合金材料具有优良的生物力学性能而被广泛应用于种植体的制作,其中钛和钛合金等被认为是最合适的种植材料。近年来许多学者探究了用生物陶瓷作为种植材料[5,认为生物陶瓷种植体在植入后的始阶段可以获得较钛及其合金更好的生物相容性,但在行使功能后终因生物陶瓷本身力学上的易碎性导致生物陶瓷种植体生物力学的相容性较差,Glantz等[6通过实验也证实了陶瓷种植体和陶瓷涂层的种植体因生物力学上有较差的相容性导致种植后较高的失败率。 2种植体的形态对种植义齿生物力学的影响 Victor[7用三维有限元法对3种不同种植体系统(Branemark系统、Bud系统、IMZ系统)的不同形态的种植体,在不同的加载条件下,种植体四周骨内的应力分布情况进行了探究。结果表明3种不同种植体四周骨内最大应力均位于种植体颈部四周和种植体翼的下方,且越近种植体根尖部,骨内应力越小。种植体的翼可以减少应力在种植体及其四周骨内的分布,去掉翼不但增大种植体颈部骨的应力,而且将改变整个应力分布的情况。在其他因素不变的情况下,增大种植体颈部直径,种植体四周皮质骨内应力大大降低,故认为种植体颈部的直径对种植体四周的应力分布水平影响最大,两者呈负相关。岑远坤等[8对叶状和柱状种植体支持的全下颌种植覆盖义齿在不同牙位下应力分布的情况进行了探究,结果表明叶状种植体和柱状种植体应力分布的基本规律相似,种植体颈部以及其四周的骨皮质界面均为应力集中区。但叶状种植体在其颊舌面和近远中面交界的尖锐线角处,应力集中更明显,其骨界面的应力峰值均大于柱状种植体。Holmgren等[9探究认为圆锥形种植体比圆椎状种植体更有利于种植体骨界面的应力分布,黄辉等[10探究认为螺旋形种植体螺旋顶角的改变可以导致种植体在支持组织内应力分布水平的变化,并指出螺旋顶角为60%26ordm;的种植体应力分布最合理。 3种植体的表面结构对种植义齿生物力学的影响 有学者从生物力学角度探究认为表面有微孔的种植心得形成更好的种植体-骨界面结合,当孔径为50-200%26micro;m时可获得最佳的结合强度。陈安玉[11探究表明由于表面微孔的存在,可在种植体骨界面形成机械的锁结功能,从而改变微界面应力的功能方式,使得在大界面上每一个区域均有小界面的压应力存在,使拉应力和剪应力转变为压应力;另一方面微孔增加了界面的接触面积,降低了平均应力水平,从而更有利于应力的合理分布。 近年来许多学者提出种植体表面的生物活性涂层可以诱导骨性结合。Michael等[12经临床观察报告HA涂层种植体成功率(7-8年)达97.5%,Adell认为HA涂层种植体有利于早期愈合。有学者探究表明BTG钛基复合种植体植入颌骨内后,早期固位优于钛种植体,具有较高的界面结合强度,并且在界面上可产生化学结合、金属结合、机械结合3种方式。但也有资料提示随着种植体接受功能负荷时间的延长,成功率下降,临床上亦出现涂层和钛芯结合强度不足导致涂层剥落者。 4种植体的数量以及在颌骨内的排列和分布对种植义齿生物力学的影响 种植义齿由多个种植体支持时,应力分布情况由种植体的数量,种植体在颌骨内的方向、排列所决定。一般认为种植体的数目越多,每个种植体上承担的应力就越小。Skalak探究认为多个种植体支持的种植义齿当受到水平方向力功能时,力量可以较均匀地分散到各个种植体,且分散到每个种植体上的力量要小于总功能力。当垂直方向力功能于种植义齿时,力量不会均匀地分散到每个种植体,越靠近功能力点的种植体受力越大。 对于全口种植义齿,Skalak认为4-6枚种植体即可支持全口固定种植义齿。Bschwartzman探究表明4个或5个种植体支持的全颌种植义齿在应力分布规律上无差异,并认为当垂直负荷功能于全颌种植义齿远端悬臂梁时,最靠近悬臂梁端的种植体产生的应力最大。Davis通过实验探究得出相似的结果。Osier[13用静态工程原理分析进一步指出最靠近悬臂梁的种植体所承受的负荷通常是总负荷的2.5-5倍,是非悬臂梁状态的1.75-3.5倍,主要承受的是压应力,而远离悬臂梁端的种植体主要承受张应力。悬臂梁越长,末端种植体所受的应力越大,故认为在种植义齿设计时,应尽量避免使用悬臂梁,如一定要使用悬臂梁时,种植体应尽量离散,且悬臂梁的长度不能超过种植所能承受的范围。 Federick等[14用光弹法探究了由2个种植体支持的全颌种植义齿的应力分布,结果表明种植体在颌骨内应垂直于牙平面并平行放置,以利于牙力通过种植体垂直传递,减少种植体的力矩和界面过大应力。但临床上为取得共同的就位道,往往使种植体之间形成一定角度,Naert等[15指出在同一牙弓中种植体之间的相互偏差角度不宜超过20%26ordm;,以使负荷没种植体长轴传导。Hertey等[16探究表明,种植体在颌骨内的分布呈曲线型排列较直线型排列者界面的应力要小,种植体为直线型排列缩小了其后方向的分散程度,导致游离臂和抗力臂比例增大。 5受植区颌骨的形态结构对种植义齿生物力学的影响 从生物力学观点看,颌骨是一种多相的、各向异性的、非均质性的、多孔的复合体。人类的颌骨是具有一定屈曲性的弹性体[17,可以承受一定的压力,但其皮质骨和松质骨都有一定的抗张力和抗压力的极限,当颌骨受力水平高于其极限值时,就会产生微骨析,最后导致骨质吸收破坏。 Lundgrens[18指出种植体的成败和颌骨骨皮质的密度、厚度、颌骨的宽度以及受植床血供等直接相关。Jensen指出受植区的颌骨形态和结构较整个颌骨的形态和结构对种植义齿的应力分布影响更大,一个理想的受植区颌骨至少要能提供10mm的骨性结合区,其水平宽度至少为6mm。Victor等[7用三维有限元法探究了由3种不同厚度皮质骨的颌骨支持的种植体在不同的负荷下,种植体及其四周骨内的应力分布,结果表明3种情况下种植及骨界面应力分布的规律基本相同,最大拉应力、压应力均位于种植体的颈部四周。但最大拉应力、最大压应力的值却有显著差异。皮质骨越厚,种植体及其四周皮质骨内的应力越小。但在垂直瞬间加载时,最大拉应力位于种植体颈部,最大压应力位于种植体底部,当种植体的颈部和底部同时位于皮质骨内时,可以明显降低种植及其四周骨内的应力。Papavasilion[19也指出当皮质骨缺乏时,可导致种植体骨界面的应力增高,从而导致种植体四周骨的微骨折。 生物力学论文:腰椎的生物力学构成以及腰椎易损性原因 成年人中的腰痛发生率约为80%,其中7%~11%转为慢性腰痛,腰痛是仅次于感冒的第二大疾病。腰痛持续t 3个月,一般认为即是慢性腰痛。中国传统的腰痛治疗办法包括卧床休息、按摩、牵引、理疗(中频电疗等)、正骨、简单的腰背肌力量训练(小燕飞、五点支撑),以及口服非甾体消炎药物(芬必得、扶他林等)、肌肉松弛剂,口服中成药(活血化瘀类药物),针灸等。 过去10年,欧美多个国家陆续发表了慢性腰痛治疗指南,其结论基于循证医学的证据,有一定的参考性,多数治疗指南认为运动训练、非甾体消炎药、生活方式指导、手法治疗等有一定疗效。在欧美国家,慢性腰痛的从业人员包括物理治疗师、全科医生、康复医生、骨科医生等,主要的治疗手段包括腰椎稳定性训练、手法正骨、有氧训练、药物治疗等,与中国的治疗手段有所差异,欧美国家更注重患者本人的积极参与和主动的运动训练。 近年来,各个流派的腰痛治疗技术传入我国(如悬吊运动训练技术等),经实际验证,确有疗效,逐渐在康复医学界推广并扩展至社区医疗体系。正常脊柱本身具有稳定性 Write等(1987)最先提出脊柱稳定性的概念,认为在生理条件下脊柱各结构能够维持其相互间的正常位置关系,不会引起脊髓或者脊神经根的压迫和损害,称为“临床稳定”,而当脊柱丧失这一功能时,叫作“临床不稳定”。影响脊柱稳定性的因素包括四大类:①结构性稳定器――椎体的形状与大小,关节面的形状、大小与方向;②动力性稳定器――韧带、纤维环、关节面软骨;③流体力学稳定器――髓核的膨胀度;④随意性稳定器――整体运动肌和局部稳定肌。 Panjabi于1992年提出了保持脊柱稳定性“三亚系模型”:被动亚系、主动亚系和神经控制亚系。 被动亚系主要由椎体、小关节突和关节囊、韧带等成分组成。 主动亚系由肌肉和肌腱组成。采用去除肌肉的实验证明,缺乏相应的肌肉的支持,腰椎可以在极其轻度的负载之下变得非常不稳定。 神经控制亚系主要接受来自被动亚系和主动亚系的反馈信息,判断用以维持脊柱稳定性的特异性需要,然后启动相关肌肉的活动,实现稳定性控制的作用。神经控制亚系能够预测即将发生的肢体运动,然后启动相关肌肉活动来保持肌肉稳定性,如在上肢运动发生之前多裂肌和腹横肌活动先行启动。而慢性腰痛患者这些肌肉的启动时间相对较晚,表现出明显的神经控制功能障碍。脊柱周围肌肉保持脊柱稳定 根据功能和解剖位置的不同,将脊柱周围肌肉区分为局部稳定肌和整体运动肌两类。在肌肉保持脊柱稳定的作用中,局部稳定肌起到主要作用,整体运动肌主要作为身体运动所需的动力的来源,负责做功,而在保持脊柱稳定性方面起到辅助作用。 整体运动肌 位于表层,在双关节或者多关节分布,如连接胸廓和骨盆,这些肌肉收缩通常可以产生较大的力量,通过向心收缩控制椎体的运动和产生功率。 局部稳定肌 通常起源于脊椎,它们的主要作用是控制脊柱的弯曲度和维持脊柱的机械稳定性,通常位于深部,在单关节或者单一节段分布,通过离心收缩控制椎体活动,具有静态保持能力。脊柱最重要的局部稳定肌为多裂肌,其他如腹横肌等也起到类似作用。 腰部多裂肌处在腰部肌肉中的最内侧,每块多裂肌由5个不同的肌束组成,每一束由一系列来自棘突和椎板的肌纤维束组成。椎板的肌纤维嵌入到下一个椎体的横突,第5腰椎的肌纤维嵌入到第1骶椎的背侧骶骨小孔上。 有一些多裂肌中最深的肌纤维依附在椎骨关节突的关节囊,可以保持关节囊的紧张度,避免关节软骨之间的撞击。多裂肌的作用包括提供脊柱的节段稳定、保持脊柱的自然生理前凸、控制小关节的运动、调整椎体间压力和负荷的分配,多裂肌是唯一一块主要起保护椎骨作用的肌肉。腰部多裂肌在低负荷功能性活动中(日常生活)一致性的激活可能反映了它在保持腰椎稳定性中的作用。 稳定肌群的功能障碍以肌肉萎缩、功能抑制为主;运动肌群的功能障碍则更多地表现为肌肉的过度紧张和短缩。稳定肌群和运动肌群的区别,见表1。为何腰椎容易损伤及发生退行性改变? 腰椎受力情况分析 日常生活中,腰椎承受较大压力,这些压力成为腰椎损伤和退行性改变的一个重要原因。腰前屈并抬起重物时,需要背部、臀部等肌群收缩以提供力量,可以把腰椎理解为支点,搬起的重物由于距离腰椎较远,其杠杆力臂较长,而背部和臀部肌群距离作为支点的腰椎较近,其杠杆力臂较短必须产生较大的力量来弥补自身力臂过短的缺陷,椎间盘内压的测定反映了这一压力变化的情况。 有研究报告,腰椎间盘的压力在平躺时候是150~250 N,直立位时是500~800N,挺直坐位时是700~1000N,当弯腰抬起10 kg的重物时候是1 900 N。另一个生物力学试验报告,在健康青年分别提起14 kg和29 kg的重物的时候,L4/5椎间盘的压力大约分别升高到4 000 N和5 500 N。在向前弯腰时,腰椎间盘内压增加(因为腰部的弯曲力矩加大)、髓核向后移动(相邻椎体后缘张开、前缘靠近)、后侧纤维环承受的应力急剧增加。向后伸展腰部时,力学表现相反。因此,部分纤维环撕裂的年轻患者在急性期恐惧弯腰、N绳肌代偿性紧张限制弯腰的动作。 腰椎关节突的面积较小 压力的改变很容易导致关节突关节面上所承受的压强的改变,因此,在姿势的改变中,腰椎关节突关节是很容易受到影响的。当腰椎前凸加大时,关节面间的压强增加。而且,前凸这一姿势使增加的压力主要集中于关节面的下缘,所以进一步导致非常高的应力集中。而当腰椎轻度前屈时,上关节突与下关节突的关节面比较平行,则两者之间的接触应力也比较小。部分中年患者腰椎关节突关节退变并出现关节炎时,患者在腰前凸增大的姿势(站立、腰后伸等)腰痛加重,在腰后凸的姿势(坐姿、蹲姿等)腰痛减轻。部分患者仰卧时腰痛加重,可能与患者仰卧时腰大肌紧张致腰前凸有关,患者在仰卧时屈髋屈膝(腰大肌放松)或侧卧并轻度屈髋,则腰痛可以减轻。 与中立位相比,中度屈曲时,腰椎管的横截面积增加12%,而后伸时降低15%。在后伸位椎管容积减少的原因有2个,一个是黄韧带向前膨隆,另一个是后伸位导致构成椎管侧壁的椎弓根更加靠近。 老年人黄韧带弹性下降在腰椎后伸时,黄韧带无法像年轻人那样弹性回缩,而是形成皱褶,当这些皱褶向前侵入椎管时,会进一步加重椎管的狭窄。腰椎管狭窄患者被迫采取坐位或蹲位,其目的在于使腰椎恢复至轻度屈曲的状态,从而增加腰椎管横截面积。很多腰椎管狭窄的患者可以骑自行车而不能长距离行走,就在于骑车时腰椎处于轻度屈曲的状态。 主动运动在腰椎稳定性中的重要作用 长时间卧床休息会导致腰部稳定肌群的萎缩,有研究表明,卧床48 h后腰部稳定肌群即开始萎缩,这提示较长时间的卧床对患者可能弊大于利;而另一方面,过度劳累会导致腰部结构劳损。在腰痛的治疗中,强调无痛下生活(避免超出身体生理上限的负荷)、无痛下运动(通过运动防止主动亚系和神经控制亚系的功能下降)。 学术信息 抗生素干扰婴儿肠道微生物组 在我们的肠道里,生活着许多微生物群落,它们在调控人体代谢和免疫防御功能上起着关键作用。这些微生物群落的集合被称为肠道微生物组。美国《科学转化医学》杂志6月15日发表的研究结果显示,使用抗生素会降低婴儿肠道微生物组的多样性和稳定性。 在世界大部分地区,对患病婴幼儿用抗生素治疗已成常规做法,美国孩子在2岁时平均有过3个疗程的抗生素治疗。 美国纽约大学等机构的研究人员用2年时间追踪观察了43名美国婴儿的肠道微生物组,收集了这些婴儿的排泄物样本及其母亲在分娩前后的排泄物样本。研究表明,母亲身体内外的微生物组可能通过母乳喂养和皮肤接触等方式,对婴儿肠道微生物组的发展施加影响。使用抗生素、剖宫产和主要喂食配方奶粉都会降低婴儿肠道微生物组的多样性。 在另一项研究中,美国马萨诸塞综合医院等机构的研究人员和芬兰同行采集了39名芬兰儿童3岁之前的排泄物样本。结果发现,抗生素治疗会导致婴儿期孩子的肠道微生物组稳定性下降,在治疗后,一些肠道微生物会暂时携有对抗生素耐药的基因。 先前的一些研究曾将肠道微生物组与肥胖症、糖尿病、哮喘和过敏联系在一起。因此,研究人员将继续追踪他们的研究对象,以了解肠道微生物组在受到上述干扰后会对健康出现哪些长期影响。 生物力学论文:定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原支架上兔软骨细胞生长增殖观察及新生组织生物力学检测 [摘要] 目的 探讨采用定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原软骨支架复合软骨细胞体外构建生物力学性能更好的组织工程软骨。 方法 利用牛跟腱和猪软骨分别提取Ⅰ型胶原和Ⅱ型胶原并以超微量分光光度计测定其最大紫外吸收峰。利用快速冷冻自然真空冻干筛选成型法制备垂直定向微孔结构的Ⅰ/Ⅱ型胶原复合支架,同时采用普通冷冻干燥法制备非定向Ⅰ/Ⅱ型胶原复合支架。将兔软骨细胞分别接种在两组支架上,体外静态培养3 d后扫描电子显微镜下观察软骨细胞生长情况,MTT法测量两组支架体外静态培养14 d内细胞生长情况,通过测量第7天和第14天杨氏模量和抗拉强度检测两种新生组织工程软骨的生物力学性能。 结果 扫描电镜观察在两组支架上体外培养3 d后的软骨细胞生长情况良好;定向Ⅰ/Ⅱ型胶原复合支架上种子细胞在5~11 d内增殖速度高于非定向Ⅰ/Ⅱ型胶原复合支架,两者差异有统计学意义(P 0.05);定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原软骨支架的压缩弹性模量和抗拉强度高于非定向Ⅰ/Ⅱ型胶原软骨支架,差异有统计学意义(P 0.05)。 结论 定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原软骨支架能够在特定时间段内促进细胞增殖,与软骨细胞体外静态培养后能够成功生成具有定向纤维结构、生物力学性能更好的组织工程软骨,是有良好应用前景的组织工程软骨支架材料。 [关键词] Ⅰ/Ⅱ型复合胶原膜;定向支架;软骨细胞;软骨组织工程;生物力学 临床常见的关节软骨缺损很难自愈,传统治疗方法不能实现透明软骨修复[1]。组织工程软骨植入是治疗关节软骨缺损效果较为确切且安全性好的治疗方法[2]。Stark等[3]通过研究证明了软骨细胞在胶原膜上能够生存且进一步增殖。液态下的胶原蛋白形成一种胶状溶液,其作用可刺激细胞分裂,同时胶原蛋白的一部分降解产物可被细胞利用合成新的细胞外基质[4]。Yates等[5]的研究中使用Ⅰ型胶原海绵支架搭载牛软骨细胞,共培养后观察软骨细胞可以正常增殖并维持其表型稳定。基于Ⅱ型胶原蛋白具有促进去分化软骨细胞再分化与活化的能力[6],Ⅱ型胶原在组织工程软骨中越来越受重视。 关节软骨细胞外基质的胶原成分中Ⅱ型胶原蛋白含量为90%~95%[7]。正常人体关节软骨分为浅表层、移行层、柱状层和钙化层四层。钙化层是软骨与软骨下骨的过渡层,起着隔离软骨和软骨下骨的作用,同时将二者牢固地整合在一起,软骨营养主要来源于关节腔滑液,而关节液中的氧浓度明显低于软骨下松质骨的氧供浓度,软骨细胞适应低氧环境,低氧条件下有利于软骨细胞的分化、增殖,如果血液一旦侵入关节腔内,其中一些成分会因触发炎性反应而导致新生软骨细胞凋亡或坏死[17]。Ⅰ/Ⅱ型胶原复合支架的结构设计是与正常关节软骨的分层结构及软骨细胞顺胶原纤维方向呈柱状排列相对应,同时也有利于提高再生软骨组织的生物力学性能[8]。有学者曾采用温度梯度热诱导相分离(temperature gradient-guided thermal-induced phase separation,TIPS)技术成功制备了软骨细胞基质来源的定向结构支架[9],此种方式较为繁琐,仪器设备要求较高,且其支架构成材料为单一Ⅱ型胶原,不能兼顾Ⅰ、Ⅱ型胶原在软骨细胞生长中的作用[10]。笔者在Ⅱ型胶原支架的制备中发现胶原在凝胶状态转置于超低温冰箱迅速冷冻后部分纤维结构可呈定向排列,经过真空冻干后可筛选接切出定向结构较为均匀的定向支架,再经过化学交联并与Ⅰ型胶原复合后可以制成具有纵向排列纤维结构的胶原支架。尚未见使用快速冷冻真空冻干法制备定向结构Ⅰ/Ⅱ型复合胶原支架并与软骨细胞共培养体外构建定向结构组织工程软骨的报道。 1 材料与方法 1.1 材料 牛跟腱及关节软骨:北京市屠宰场购买的新鲜牛跟腱及猪膝关节关节软骨。 1.2 主要试剂及仪器 主要试剂:碳化二亚胺(EDC)(分析纯)(国药集团化学试剂有限公司);N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)(分析纯)(国药集团化学试剂有限公司);乙烷磺酸(MES)(分析纯)(国药集团化学试剂有限公司);氯化钠(NaCl)(分析纯)(国药集团化学试剂有限公司);胃蛋白酶(美国Sigma);Ⅱ型胶原酶(美国Sigma);盐酸胍(国药集团化学试剂有限公司);氢氧化钠(NaOH)(分析纯)(国药集团化学试剂有限公司);超纯水(武警总医院医学实验中心提供);DMEM高糖培养基(Invitrogen,美国);胎牛血清(HyClon-e,美国)。 主要仪器:系统冷冻干燥机(中国四环LGJ-10C);磁力加热搅拌器(中国国华78-1);电子天平(美国Denver TB-2002/203);台式低温高速离心机(美国贝克曼);倒置荧光显微镜(日本奥林帕斯IX-71);超微量分光光度计(美国Alphaspecul);酸碱测定仪(美国贝克曼);立式恒温振荡器(美国精骐);Milliproe超纯水机制造系统(英国ELAGA CENTRA-200);可调高速匀浆机(中国FS-1型);低速冷冻离心机(中国长沙湘智DL-5);-80℃低温冰箱(日本SANYO-530L);扫描电子显微镜(scanning electronic microscope,SEM,Hitachi,日本);生物材料力学测试机(Shimadzu,日本)。 1.3 方法 1.3.1 定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原软骨支架制备及性能检测 1.3.1.1 Ⅰ型胶原蛋白的提取 以新鲜牛跟腱为原料,采用乙醇脱脂-乙酸溶胀-胃蛋白酶消化-盐析-透析-真空冷冻干燥法提取Ⅰ型胶原蛋白,并用超微量分光光度计在220~800 nm波长范围内,进行紫外吸收峰扫描,测定样品最大紫外吸收峰的波长。 1.3.1.2 Ⅱ型胶原蛋白的提取 将猪膝关节股骨髁软骨以手术刀小心剃下,混入少量75%酒精后置于匀浆机打碎,采用乙醇浸泡脱脂-盐酸胍去糖蛋白-胃蛋白酶消化-盐析-透析-真空冷冻干燥提取Ⅱ型胶原蛋白[11],并用超微量分光光度计进行紫外吸收峰扫描,测定样品最大紫外吸收峰的波长。 1.3.1.3 定向与非定向结构Ⅱ型胶原支架制备 Wu等[12]研究证明了单向冻干法制备定向多空明胶支架的可行性。笔者将制备好的Ⅱ型胶原二次溶胀制成凝胶状,浓度为150 mg/mL,常温下小烧杯中磁力搅拌器搅拌6 h,将凝胶状Ⅱ型胶原转置入培养皿中。胶原凝胶置于未预冷的真空冻干机中,打开真空抽干机,可见大量气泡逐渐膨胀破裂,待胶原凝胶膨胀至将要溢出器皿时关闭真空抽干机并放气,重复此操作3~5次可见胶原凝胶中气泡消失。将除完气泡的凝胶置于-80℃超低温冰箱快速冷冻24 h,去除冷冻后的胶原凝胶快速置于提前遇冷至-35℃真空冻干机中真空冷冻抽干24 h。观察冻干后的胶原支架有部分区域呈均匀定向排列,以眼科剪剪取直径5 mm、厚度3 mm具有垂直定向结构的Ⅱ型胶原支架。同时采用传统的真空冻干法制备非定向Ⅱ型胶原支架。 1.3.1.4 制备Ⅰ/Ⅱ复合胶原膜 将制备好的Ⅰ型胶原二次溶胀,配制浓度为200 mg/mL的Ⅰ型胶原凝胶,均匀铺在直径5 cm培养皿中,超净工作台中风干。将直径5 mm、厚度3 mm的定向结构Ⅱ型胶原支架铺于风干后的Ⅰ型胶原膜上。非定向Ⅱ型胶原海绵采取同样方法切割并铺于风干后的Ⅰ型胶原膜上,倒入配制好的碳二亚胺交联剂(含0.05 mol/L MES、0.033 mol/L EDC和0.02 mol/L NHS,95%的乙醇溶液)并置入立式恒温振荡器室温下交联24 h后,配制交联剂再次交联24 h,超纯水反复冲洗5次。普通光学显微镜及SEM观察定向支架及非定向支架的微观结构特点。 1.3.2 构建新生组织工程软骨及相关检测 采用3周龄新西兰大白兔膝关节软骨为材料,经Ⅱ型胶原酶消化法提取关节软骨细胞[13],体外扩增培养至第2代,移液器吸取细胞悬液分别接种两组支架,细胞接种数量控制在10.0×105个/块。培养3 d后利用SEM观察软骨细胞在定向Ⅰ/Ⅱ型胶原支架和非定向支架上的形态及分布特点,采用MTT方法检测细胞在两组支架上的增殖情况。在共培养第7天和第14天利用生物材料力学测试机分别测定两组新生组织工程软骨的杨氏模量(0.05 N,速率0.01 mm/s,行程:初始高度的4%,松弛相:2000 s)和抗拉强度(5 mm/min拉伸),检测两组新生组织的生物力学性能。 1.4 统计学方法 采用SPSS 13.0统计软件,若数据符合正态分布以均数±标准差(x±s)表示。采用独立样本t检验(independent-tests)比较MTT法检测的细胞在两组支架上增殖情况,采用单因素方差分析(one-way ANOVA)比较两组新生组织工程软骨生物力学性能,以P 0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 胶原紫外吸收峰及大体和显微镜观察支架结构 经过超微量分光光度计(Picdrop Application系统软件)测定Ⅰ型胶原蛋白的紫外光吸收值在226.5 nm左右形成一个波峰(图1a);Ⅱ型胶原凝胶在233.8 nm左右形成一个较高的波峰(图1b),这符合Ⅱ型胶原最大吸收峰特征[14]。支架大体结构及显微镜观察示Ⅰ/Ⅱ型双层复合胶原膜结构中,底层为高度致密、光滑、均匀的Ⅰ型胶原膜;顶层为相对低密度Ⅱ型胶原膜层,表面呈白色、粗糙、海绵样结构,镜下孔径致密,分布较均匀,为软骨细胞提供良好的生长环境;Ⅰ、Ⅱ型双层胶原膜之间经过化学交联,使它们结合紧密,坚固牢靠无空隙。交联后的定向结构支架显微镜下可见胶原纤维平行排列,非定向胶原支架纤维镜下可见胶原纤维无序排列(图2~3)。 2.2 扫描电镜观察定向与非定向双层支架微观结构 对定向支架横切面的SEM观察发现,横切面胶原纤维排列虽然缺少一定规律,但可见管状空道,孔道间有空隙相互贯通(图4a,封三)。纵切面观察可见上方纵向规律排列的Ⅱ型胶原纤维及与之密切交联、密度较大的Ⅰ型胶原底面(图4b,封三)。非定向支架SEM观察其横向和纵向切面胶原纤维排列无显著差异,纤维排列呈均匀多孔状结构,排列无序相互间有微孔贯通(图5a、b)。 2.3 扫描电镜观察软骨细胞在两组双层支架上的生长情况 将兔软骨细胞植入两组胶原支架后共培养3 d,SEM观察两组支架上均能发现正常生长的软骨细胞,软骨细胞黏附于定向支架内平行排列微观孔道的孔壁上,细胞分布具有一定的规律性和方向性(图4c,封三),可见细胞伸出伪足,生长状况良好(图4d,封三);非定向软骨支架中的软骨细胞分布较为随机和均匀,无明显的方向性(图5c),生长状况良好(图5d)。 2.4 MTT法检测软骨细胞不同时间段在两组双层胶原支架上的增殖情况 第1~4天时定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原支架与非定向Ⅰ/Ⅱ型胶原支架上细胞数量差异无统计学意义(P 0.05);第5~11天定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原支架中细胞数量大于非定向支架组,差异有统计学意义(P 0.05);第12~15天两组支架细胞数量再次趋于一致,差异无统计学意义(P 0.05)(图6)。 2.5 生物力学检测 培养第7天,定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原支架与非定向Ⅰ/Ⅱ型胶原支架压缩弹性模量分别为(0.21±0.04)、(0.11±0.03)MPa,差异有统计学意义(P 0.05);抗拉强度分别为(0.88±0.05)、(0.53±0.04)MPa,差异有统计学意义(P 0.05)。培养第14天,定向Ⅰ/Ⅱ型胶原支架压缩弹性模量为(0.33±0.09)MPa,非定向Ⅰ/Ⅱ型胶原支架压缩弹性模量为(0.20 ±0.06)MPa,差异有统计学意义(P 0.05);抗拉强度分别为(1.01±0.08)、(0.63±0.07)MPa,差异有统计学意义(P 0.05)。但两组均明显低于正常关节软骨的压缩弹性模量[(0.69±0.09)MPa]、抗拉强度[(5.20±0.72)MPa],差异有统计学意义(P 0.05)(图7~8)。 3 讨论 当前国内临床医生在治疗关节软骨缺损时采取的主要方法有骨髓刺激技术,如软骨下钻孔术、微骨折手术等,而这些技术新生软骨大多为纤维样软骨,另一种常用的手术为马赛克技术,该技术取自体非负重区软骨作为移植供体,对于患者本身可能造成二次损伤[15]。近年蓬勃发展的基质诱导的自体软骨细胞移植(MACI)技术已应用于临床且被证明是一种临床效果显著、再生软骨以透明软骨为主的软骨缺损理想治疗方法[16]。但是当前国内用于构建组织工程软骨的细胞支架材料各不相同且多为单一类型支架,实验研究中若没有类似软骨基底层的隔离,来源于软骨下骨的血液会侵入关节腔内,其中一些成分不仅会对软骨缺损修复研究产生干扰,更严重地会触发炎性反应而导致新生软骨细胞凋亡或坏死。这也就要求我们在制备软骨细胞支架时要模拟正常关节的骨软骨分层结构,才能更好地促进关节骨软骨缺损的修复[17],其在临床中对人体关节软骨缺损的治疗作用尚待进一步试验证实。胶原纤维和软骨细胞整体上具有柱状排列的趋势并垂直于关节表面,这种高度方向性的排列方式对于正常关节软骨机械力学性能的维持尤为重要[18]。 Ⅰ/Ⅱ型双层复合胶原膜结构中,底层为高度致密、光滑、均匀的Ⅰ型胶原膜,镜下孔径微小;顶层为高浓度Ⅱ型胶原膜层,表面呈白色、粗糙、海绵样结构,镜下孔径致密,分布较均匀,为软骨细胞提供良好的生长环境;Ⅰ、Ⅱ型双层胶原膜之间经过化学交联,使它们结合紧密,坚固牢靠无空隙[19]。在培养第5~11天细胞增殖量定向Ⅰ/Ⅱ型胶原支架明显多于非定向支架,原因可能为培养初期软骨细胞沿着定向支架中纵向排列的微观孔道向支架内部快速迁移,同时代谢产物交换和营养物质输送得到了促进,因而导致细胞增殖速度明显提高[20]。随着支架上种子细胞的数量及软骨细胞不断分泌的基质成分持续增多,可能部分堵塞定向微管孔壁上相互贯通的孔隙,抵消了定向支架所具有的优势,导致两组支架上的细胞数量最终趋于一致。通过压缩弹性模量检测和抗拉强度检测说明定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原支架的机械力学性能高于传统非定向支架,原因可能是定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原支架所具有的垂直平行排列微管结构提高了组织工程软骨力学性能,在一定时间段内促进了软骨细胞的增殖和自分泌,这也可能有助于提高组织工程软骨的力学性能。虽然笔者在实验中未检测比较定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原支架与传统的定向结构支架间生物力学性能间的差别,但传统的定向结构微观通道软骨支架多为单纯Ⅱ型胶原,而本研究在此基础上于Ⅱ型胶原底部增加了较为致密且生物力学性能更强的Ⅰ型胶原,这也就大大增强了复合胶原膜的生物力学性能,而其增强程度有待于进一步研究。 生物力学论文:浅谈运动生物力学在体育技术动作教学中的作用 摘 要 运动生物力学作为一门实践性极强的应用学科,以其对运动技术动作简明而严密的力学分析,在体育教学中已受到众多体育教师的重视和应用。如一把打开体育科学的金钥匙,运动生物力学是我们进行体育科研的重要科学手段和方法,也是我国体育科技创新步入新世纪的通行证。它把体育运动中各项动作技术赋予生物学和力学的观点和方法,使复杂的体育动技术奠基于最基本的生物学和力学的规律之上,并以数学、生物学及运动技术原理的形式加定量描述,使体育运动技术由定性分析上升至定量的说明。 关键词 运动生物力学 技术动作 教学 作用 一、运动生物力学的定义: 运动生物力学的定义(国内)是运动生物力学是一门新兴学科,现在比较通用的定义是“运动生物力学是研究体育运动中人体机械运动规律的科学”。国外对这门学科的定义也大相径庭究,有些国家把运动生物力学认为是人体内部运动器系运动和外部人体整体运动的力学特性,尽管运动生物力学在国内外还没有形成统一的定义,但是运动生物力学的作用和研究意义已被各个国家所重视。 二、在技术教学中的重要地位 在体育运动中任何一项身体练习都由一定的动作及动作体系构成,而完成每个动作及整套动作都存在着最合理的运动技术。合理的运动技术以运动生物力学理论为依据,并富含运动生物力学原理。而运动生物力学又以其分析科学性,结构合理性为体育技术教学提供理论和方法上的指导,它可以通过对形形色色体育动作差别原因的分析,探讨出获得良好技术的各种力学条件,从而使学生更完善地认识、学习和掌握合理的运动技术动作。 三、对技术教学的积极影响 在技术教学中,及时而有针对性地向学生传授运动生物力学原理,往往能引起学生对学习和掌握运动技术的兴趣,并使复杂的技术简单化,从而有利于学生及时纠正自己的错误动作,并防止由于错误动作而带来的运动损伤。 (一)提高学习运动技术的兴趣 随着新科技、新技术的不断地推动着体育科学技术的发展,新的运动技术取代旧的运动技术,或高级运动技术取代低级运动技术,已成为当今社会的总体趋势。新的运动技术比旧的运动技术更科学、更合理、更实效,并且更符合人体特点。因此,新技术总能吸引更多的人去研究和学习。在体育技术教学中,如何引起学生对新技术的兴趣是学习的第一动力。比如,我们所说的站立式起跑和蹲踞式起跑,相对以往而言站立式起跑比蹲踞式起跑要舒适,运动员一般都采用站立式起跑。随着科学的发展,运动生物力学这门学科逐渐进入了人们的视角,从生物力学的角度来剖析站立式起跑和蹲踞式起跑的区别,蹲踞式起跑更有利于起跑,对于短距离的起跑和起跑后的加速跑这两个阶段从实效性和经济性这两个角度而言作用最大,同时也为短距离途中跑和冲刺跑奠定了一定的能源物质基础,当今在全国乃至世界在短距离运动项目中全部必须采用蹲踞式起跑。如此,学生就会对蹲踞式起跑产生浓厚的兴趣,大有跃跃欲试的欲望,从而在技术教学中就会主动、积极地参与并思考、体会技术细节,进而缩短掌握技术动作的时数,有利于提高技术教学效果。 (二)使复杂的技术问题简单化 相对于以往的体育教学中,当体育教师对某一项较为复杂的技术过程讲解时,学生常会因为技术动作太复杂而影响学习,但如果教师能用适当的力学知识加以分析和运动生物力学的研究方法往往能使学生“顿悟”,从而激发学生的学习积极性。如:足球的香蕉球是一项较复杂的技术动作,且香蕉球形成的力学原因也极为复杂,但根据球在空中的运行轨迹的力学现象,我们只要在踢球过程中,保证击球点的用力通过球心,且不在一条直线上,就为香蕉球的产生创造了条件。因此我们可以运用运动生物力学中常用的研究方法去解决这个问题,利用高速摄影、电视、录像和数据的分析,把学生、运动员的运动技术进行摄影、录像、高速摄影,然后回放给学生,学生可以从动作回放和慢放中知道动作的运动轨迹,和香蕉球击球点的位置。因此,对复杂的技术动作稍加力学分析,和采用先进的设备便可使复杂问题简单化,便于学生理解并提高教学效果。 (三)减少损伤以利掌握合理技术 在体育运动竞赛中任何运动项目都会给人体带来一定的运动损伤,合理有效的运动技术虽然也会给人体带来损伤,但是他能有效的把运动损伤控制在极低的范围内,合理的运动技术首先应符合人体结构特征,同时应符合力学的最佳化。如:在掷标枪时,有的学生会出现屈肘或肘低于肩的错误动作,从而给肘关节造成扭转负荷,超出关节周围肌肉群的承受阈,进而使肘关节内侧肌肉等软组织损伤。因此,教学前,教师应对所教的技术动作进行严格的规定,并对所教的运动技术进行合理的力学分析,使学生能够了解其运动轨迹和动作结构的构成,从而减小其运动对身体的损伤。 运动生物力学作为体育运动中日益发展起来的朝阳学科。此外它还具有改进技术提高成绩和减少损失的作用,可以说运动生物力学对我们体育界是一种助推器,他将推动体育中的各项运动朝着蓬勃向前的发展。 生物力学论文:乘员下肢生物力学模型与KTH正面碰撞损伤分析 摘 要:为了研究汽车正面碰撞事故中乘员膝关节-大腿-髋关节(Knee-Thigh-Hip,KTH)部位的损伤机理,基于成人下肢CT影像数据建立了乘员下肢生物力学有限元模型,包括骨盆、股骨、髌骨、小腿骨、髋关节、膝关节以及皮肤、肌肉等重要解剖学结构。根据Haut、Kerrigan以及Rupp等的生物力学试验,针对该模型进行了全面的有效性验证,表明其能够准确模拟正面碰撞事故中乘员KTH的生物力学响应与损伤。同时,仿真分析了正面碰撞条件下碰撞面与乘员KTH相对碰撞角度对KTH损伤的影响。结果表明,KTH损伤风险和撞击面法线与乘员股骨轴线在水平面和矢状面上的投影角紧密相关,其损伤风险随水平面投影角绝对值的增大而降低,水平面投影角为0°时损伤风险最大;而当矢状面投影角为-10°时,乘员KTH损伤风险较高。 关键词:汽车安全;乘员下肢;有限元模型;生物力学;损伤机理 汽车正面碰撞事故中,下肢是乘员最容易受到伤害的部位之一。据统计,当乘员系上安全带以及汽车配有安全气囊时,下肢损伤所占比例约为头部损伤的两倍,而下肢损伤中55%的AIS2+损伤为KTH部位的损伤[1]。正面碰撞事故中KTH部位的损伤类型主要包括髌骨骨折、股骨骨折(包括股骨髁部、头颈部和骨干骨折)以及髋关节损伤等,尽管不会直接危及生命,但致残率高,且康复期长,给伤者和社会带来沉重的负担。因此,乘员KTH部位损伤研究是汽车乘员保护领域的重要课题。 鉴于乘员KTH部位损伤的多发性和严重性,相关学者对正面碰撞事故中乘员KTH部位的损伤机理和耐受极限等进行了大量的生物力学试验研究。Powell[2-3]、Melvin[4]和Viano[5-6]等通过膝部撞击试验研究了KTH部位的损伤阈值,美国联邦机动车安全标准FMVSS 208法规以此为依据,将股骨轴向压缩力(10 kN)作为乘员下肢的损伤评价标准。而Rupp等[7]通过19组KTH部位正面碰撞试验得知:乘员骨盆的耐受极限远低于股骨,其损伤阈值仅为5.70(±1.38)kN。因此,正面碰撞事故中乘员KTH部位的损伤机理和耐受极限存在较大争议,目前尚无定论。 为研究交通事故中乘员KTH部位的损伤机理,建立了一个高仿真度的中国乘员下肢生物力学有限元模型,着重对其KTH部位的有效性进行了验证,并通过计算机仿真模拟,研究了正面碰撞事故中汽车乘员舱前端碰撞面与KTH部位的相对位置关系对乘员KTH部位损伤程度的影响,为汽车安全性设计提供参考。 1 乘员下肢模型的建立 根据国标GB 10000中50百分位中国成年男性的身体尺寸标准(身高1 678 mm,体重59 kg),选定一位30岁,身高1 680 mm,体重约60 kg的中国成年男性志愿者进行下肢螺旋CT扫描,获得人体下肢的医学影像数据,并重建下肢骨骼的三维几何模型。在此基础上,利用ANSYS ICEM CFD软件及其独特的Block-Controlled网格划分法建立下肢骨骼的有限元模型。由于肌肉、韧带等下肢软组织难以从CT影像中提取,本文通过研究其解剖学结构确定下肢各软组织的形态特征,在下肢骨骼模型的基础上利用HyperMesh有限元前处理软件构建下肢软组织的有限元模型。 建立的中国乘员下肢生物力学有限元模型如图1所示。该模型具有完整的下肢解剖学结构,包括下肢骨骼、关节以及皮肤、肌肉等软组织。 下肢骨骼模型包括骨盆、股骨、髌骨以及小腿骨等,均采用六面体单元划分,区分了皮质骨和松质骨。皮质骨除长骨骨骺区域采用一层实体单元模拟外,其余部位如长骨骨干、髌骨等均采用两层单元划分,以获得较好的计算精度和效率,且皮质骨模型厚度按照CT影像中皮质骨的真实厚度连续变化,最大程度再现下肢骨骼的解剖学特征。 关节模型则包括下肢两个重要关节――膝关节和髋关节。在交通事故中,乘员膝关节往往首先与汽车乘员舱前部发生碰撞,首当其冲。膝关节软组织模型包括韧带、关节囊、半月板以及关节软骨等,其中膝关节韧带主要包括内侧副韧带(Medial Collateral Ligament,MCL)、外侧副韧带(lateral collateral ligment,LCL)、前交叉韧带(Anterior cruciate Ligament,ACL)、后交叉韧带(Premature Capacity Lose,PCL)以及髌韧带。除关节囊采用壳单元外,膝关节其余软组织均采用实体单元模拟。髋关节模型由髋臼和股骨头构成,髋臼内覆有一层软骨实体单元,关节周围由壳单元韧带模型进行加固。关节软骨和韧带模型的厚度参考文献中相关解剖学数据设定[8-9]。各关节面之间定义为自动面-面接触(Automatic_Surface_to_Surface),关节软组织间为单面接触(Automatic_Single _Surface)。 肌肉与皮肤能够吸收碰撞能量,改变骨骼的受力分布情况,具有一定的缓冲作用。肌肉采用六面体单元模拟,与长骨模型共节点连接,并在表面附上一层壳单元模拟皮肤,厚度定义为1 mm。 乘员下肢有限元模型共包括177 101个单元,197 949个节点,最小单元尺寸0.7 mm,最小雅克比0.5,满足计算要求。骨骼采用弹塑性材料模拟,肌肉、韧带等采用粘弹性材料模拟,其它软组织则定义为线弹性材料。骨骼和韧带均定义了失效,以模拟骨折和韧带撕裂。乘员下肢模型的材料参数参考相关文献获得,并进行了一定的修正,见表1[10-11]。 2 KTH模型的验证 乘员KTH部位主要包括膝关节、大腿和髋关节三大部分,而大腿AIS2+损伤多为股骨骨折,因此模型验证的对象分别为膝关节、股骨和髋关节。本文通过模拟Haut等[12]的独立膝关节冲击试验和Kerrigan等[13]的股骨动态三点弯曲试验分别针对乘员膝关节模型和股骨模型进行了验证,并参考Rupp等[7]的冲击试验,综合验证了膝关节-大腿模型的有效性。骨盆模型来自于本研究团队成果[14],髋关节模型验证过程在此不再赘述。 2.1 独立膝关节冲击验证 为了研究乘员膝关节的耐受极限,Haut等对独立的膝关节进行了轴向撞击试验。试验中将大腿从距膝关节约15 mm处截断并刚性固定股骨截面,并用绳索系住股四头肌腱使膝关节呈90°弯曲。质量约为4.5 kg的刚性圆柱撞锤在两根导轨的引导下加速到3.4 m/s轴向撞击膝关节部位,并记录载荷-时间历程。本文通过模拟Haut等的试验,对乘员KTH模型中的膝关节模型进行了动态冲击验证,仿真参考试验设置,如图2所示。 独立膝关节冲击验证仿真与试验结果对比如图3所示。Haut等的试验中,60岁以下年龄段尸体样本膝关节的平均骨折极限为6.7±1.7 kN,仿真过程中出现的碰撞力峰值为5.4 kN,位于试验结果区间,且载荷上升趋势与试验曲线相吻合。60岁以下年龄段的10组试验中,共有9组试验出现骨折,其中7处骨折发生在髌骨部位。仿真过程中髌骨模型最大应力达到105 MPa,髌骨下端发生单元失效,如图4所示,与试验骨折部位相对应。因此,本文建立的乘员膝关节生物力学模型能够准确模拟乘员膝关节的损伤。 2.2 股骨动态三点弯曲验证 股骨模型参考Kerrigan等的股骨动态三点弯曲试验进行验证,如图5所示。试验中将股骨两端塞入下方带有弧形金属板的金属方盒内,以提供一个简单的支撑条件,并保持股骨姿态与其在人体中的姿态一致。试验中金属盒采用聚氨酯泡沫填充塞实,仿真时通过定义长骨两端与金属盒的刚性连接(Constrained_Extra_Nodes_Set)来模拟。前端为弧形的刚性冲击器以1.2 m/s的恒定速度从L-M方向加载于股骨中部直至骨折。 在动态三点弯曲加载条件下,股骨中部弯矩-位移曲线仿真与试验对比如图6所示。股骨模型中部承受的弯矩随加载处位移的增加而增加,直至发生骨折,耐受极限为417 N・m,与Kerrigan等的试验结果412±102 N・m相接近。仿真曲线位于试验曲线范围内,因此股骨模型能较好地反映股骨的动态生物力学响应。 2.3 乘员膝部冲击验证 为了研究轴向冲击条件下乘员KTH部位的耐受限度,Rupp等对不含骨盆和大腿肌肉的下肢进行了膝部轴向冲击试验,如图7所示。膝关节呈90°弯曲,股骨头顶部由固定刚性杯状装置支撑,刚性冲击块在气动装置的加速下轴向加载于乘员膝部位置,加载速率约为300 N/ms。为使冲击块稳定地传递冲击载荷,冲击块前端接触面按膝部形状塑造。仿真参考试验设置,如图8所示。 仿真输出冲击块接触力-时间历程曲线,并与试验结果对比,如图9所示。仿真曲线与试验曲线能较好地吻合,试验中股骨骨折的耐受极限为7.59±1.58 kN,而模型仿真得到的耐受极限为7.03 kN,位于试验结果区间内。 图10为膝部轴向冲击载荷下仿真与试验骨折部位对比。在Rupp等的冲击试验中,股骨均于股骨颈处发生骨折,如图10d所示。仿真模拟过程中,下肢模型最大应力均出现在股骨颈部。且颈部应力随时间逐渐增大。当仿真进行到20 ms时,股骨颈部应力达到最大值121 MPa,23 ms时股骨颈部单元失效发生骨折,如图10c所示,与试验骨折部位相同,因此模型生物仿真度较好。 3 正面碰撞乘员KTH部位的损伤分析 汽车乘员舱前端碰撞面设计角度,以及乘员坐姿的差异会导致乘员舱碰撞面与乘员KTH部位的相对位置关系有所不同。本文在Haut及Rupp等的试验基础上,运用建立的乘员KTH生物力学有限元模型,基于汽车正面碰撞事故,仿真模拟研究了上述相对位置关系对乘员KTH生物力学响应及损伤的影响。 3.1 撞击面水平旋转对KTH部位的损伤影响 撞击面水平旋转对乘员KTH部位的损伤影响分析如图11所示,定义撞击面水平碰撞角α为撞击块撞击面法线与股骨轴线投影到水平面上的夹角,且向大腿内侧旋转为正,向外侧旋转为负。参考Rupp等的试验方法,利用固定刚性杯状装置支撑股骨头部以模拟髋关节,采用类似于Haut等试验中的撞击块(4.5 kg)并水平旋转α角度后轴向撞击乘员下肢膝关节部位,撞击速度设为3 m/s。仿真过程中,保持膝关节模型呈90°弯曲,并用刚性墙模拟地面对足部的支撑。 本文分别进行了-30°、-15°、0°、15°、30°五组不同水平角的碰撞仿真模拟,不同水平角碰撞下股骨轴向力对比如图12所示。撞击块处于中性位置时(α=0°),股骨轴向力峰值约为4.74 kN;当α=15°时,股骨轴向力为4.36 kN,相对于中性位置略有下降,而当α=-15°时,股骨轴向力为3.25 kN,仅为撞击块中性位置时的69%。当撞击块向内、外侧旋转30°时,股骨轴向力下降更为明显,尤其是向外侧旋转30°时(α=-30°),股骨轴向力峰值仅为1.84 kN,降幅高达61%。由此可见,无论撞击块向内侧或者外侧旋转,股骨轴向力均会出现下降,且水平碰撞角越大,股骨轴向力越小,尤其是当撞击块向外侧旋转时,载荷降幅较大。内、外侧旋转相同角度而导致的载荷差异,可能是由于股骨头偏离股骨轴线内伸的缘故。 图13所示为不同水平角碰撞下KTH各部位的最大应力值对比。不同碰撞角度下,最大应力值均出现在股骨颈部,其次为髌骨和股骨髁部。当撞击块处于中性位置时,股骨颈部最大应力为98.8 MPa,而当冲击器分别向内、外侧旋转时,应力值均出现下降,且当撞击块向外侧旋转时,各部位应力值较低。撞击块向外侧水平旋转15°和30°时,股骨颈部应力最大值分别为73.9 MPa和52.0 MPa,相对中性位置分别下降25%和47%。因此,撞击块从中性位置向两侧小角度水平旋转有利于降低乘员下肢的冲击载荷,尤其是向大腿外侧旋转适当角度可在一定程度上降低乘员下肢的损伤风险。 3.2 撞击面前倾及乘员坐姿对KTH部位的损伤影响 对于汽车内部的真实环境,为了满足人机工程学和乘坐舒适性的要求,乘员舱前端面设计时往往向乘员膝部倾斜一定角度。此外,由于车内座椅相对于乘员舱地板高度较低,乘坐时乘员膝部相对于髋关节会稍稍抬起,且乘员坐姿的不同也会导致大腿“上抬”角度有所差异。而撞击面法线和股骨轴线在矢状面上的角度关系直接影响到乘员KTH部位的受力特征。本文基于下肢生物力学模型研究了正面碰撞事故中上述因素对乘员KTH部位损伤的影响,如图14所示。保持膝关节模型呈90°弯曲,并用刚性墙模拟地面对足部的支撑,将撞击块向前倾斜一定角度,定义撞击面法线与水平基准的夹角为撞击面前倾角θ,并调整下肢模型姿势使乘员大腿稍稍向上抬起,定义股骨轴线与水平基准的夹角为β。股骨头支撑方式、撞击块类型与上节相同,撞击块以3 m/s的速度水平撞击膝关节部位。β和θ分别取值0°、10°、20°和30°,排列组合进行4×4共16组碰撞仿真模拟,并对仿真结果进行分析。 表2为β角和θ角不同组合下股骨轴向力仿真结果。16组仿真结果表明,当β=10°且θ=0°时,股骨轴向力最大,为4.81 kN;而当β=0°且 θ=30°时,股骨轴向力最小,仅为1.62 kN,降幅为66%。由此可见,适当的β角和θ角组合能够显著降低乘员大腿在正面碰撞过程中的载荷。此外,仅从单一因素进行分析,股骨轴向力随β角或θ角的变化规律并不明显,体现出乘员KTH部位在正面碰撞过程中损伤机理的复杂性。 为了分析股骨轴向力与撞击面前倾角θ和乘员坐姿角β的相关性,以(θ-β)为横坐标,股骨轴向力为纵坐标,如图15所示。当β=0°或10°时,(θ-β)≥-10°,股骨轴向力随(θ-β)值的增大而减少。当(θ-β)一定时,股骨轴向力随β或θ的变化并不明显。当β=20°或30°时,股骨轴向力先随着(θ-β)的增大而递增,当(θ-β)= -10°时,股骨轴向力达到最大值,随后股骨轴向力随着(θ-β)的增大而递减。当(θ-β)一定时,β=20°或30°时的股骨轴向力相差不大,但明显低于β=0°或10°时的股骨轴向力。 在图14所示的约束和加载条件下,股骨应力最大值多出现在颈部,股骨颈部应力随(θ-β)的变化关系如图16所示。16组仿真结果表明,当β=10°且θ=0°时,股骨颈部应力值最大,达104.6 MPa;而当β=0°且θ=30°时,股骨颈部应力值最小,仅为39.8 MPa,降幅达62%,如图17所示。股骨颈部应力变化趋势与股骨轴向力变化趋势相同,当(θ-β)= -10°,股骨颈部应力最大;当(θ-β)偏离-10°时,股骨应力递减。 图18为髌骨应力随(θ-β)的变化关系。髌骨最大应力出现在β=0°且θ=10°时,最大应力为97.7 MPa;最小应力仍出现在β=0°且θ=10°时,仅为45.5 MPa,降幅54%。髌骨应力变化趋势与股骨有所不同,当β或θ一定,(θ-β)在(-10°,20°)之间变化时,髌骨应力较大但变化较小;而(θ-β)20°时,髌骨应力下降明显。此外,当(θ-β)一定时,β=0°或10° 时的髌骨应力略高于β=20°或30°时。 综上所述,乘员膝部正面碰撞时,KTH部位的损伤风险和撞击面法线与乘员股骨轴线在矢状面上投影的夹角(θ-β)关系紧密,适当的θ与β组合能够有效改善乘员KTH部位的受力和损伤情况。 4 结论 (1)建立了具有精细解剖学结构的50百分位中国成年乘员下肢生物力学有限元模型,该模型包括下肢骨骼、关节以及皮肤、肌肉等软组织,其中下肢骨骼模型包括骨盆、股骨、髌骨以及小腿骨等,关节模型包括髋关节和膝关节。该模型有助于研究汽车正面碰撞事故中乘员下肢的损伤风险和损伤机理,为汽车安全性设计提供参考。 (2)模拟相关生物力学试验,对乘员KTH模型的仿真可靠性进行了全面的验证。结果表明,模型具有较好的生物仿真度,能够准确模拟正面碰撞事故中乘员KTH部位的生物力学响应和损伤细节。 (3)研究了正面碰撞事故中汽车乘员舱前端碰撞面与乘员KTH部位相对碰撞角度对乘员KTH部位的损伤影响。仿真分析表明,乘员膝部正面碰撞时,KTH部位的损伤风险和撞击面法线与乘员股骨轴线在水平面和矢状面上的投影角紧密相关,其损伤风险随水平面投影角绝对值的增大而降低,水平面投影角为0°时损伤风险最大,碰撞面向两侧水平旋转适当角度有利于降低乘员KTH部位的损伤风险。当矢状面投影角(θ-β)位于-10°附近时,大腿(股骨)损伤风险较高;当(θ-β)偏离-10°时,损伤风险递减;而当(θ-β)位于(-10°,20°)之间时,髌骨损伤几率较大。 生物力学论文:高校运动生物力学课程教学改革的思考 摘 要: 运动生物力学是体育专业学生重要的理论基础课之一,但因其内容繁多、概念抽象、理论性强,学生觉得难学,老师觉得难教,一直以来是高校体育院系理论课程教学的难点。近年来,随着高校体育院系教学计划的调整,运动生物力学的教学学时大为减少,教材内容趋向于简化,教学时间的有限性和知识日益增长之间的矛盾更加突出。为培养符合未来教育需要的新型体育教育人才,迫切需要在高校体育院系教学中对运动生物力学教学进行系统改革,以克服课程内容陈旧、教学方法呆板、技能训练不得力、学生能力甚差的状况。如何改变运动生物力学教学这种困局,是值得所有高校体育院系运动生物力学教师思考的重要问题。本文对运动生物力学的教学改革进行探讨,促进运动生物力学在高校的发展。 关键词: 运动生物力学 教学改革 教学思考 1.精简教学内容 运动生物力学内容广泛,以胡耿丹老师主编的《运动生物力学》(2013年出版)为例,包括绪论在内共有6章,涉及的内容有人体运动生物力学基础、运动器系的生物力学与损伤、运动生物力学测量、运动生物力学建模与仿真和人体基本动作技术的生物力学分析等,而学习的时间为一学期,包括实验在内,总学时不超过30学时。在如此短的学时安排下,如果不对教学内容进行精简,那么想必大部分教师不能在有限的时间内完成教学任务。因此,对运动生物力学教学内容的精简已势在必行。但如何精简?从哪些方面进行精简?这是大部分高校体育院系运动生物力学教师不得不认真考虑的现实问题。笔者认为,对有关力学原理与建模等方面内容应略讲,而对人体基本动作技术的生物力学分析应予以详授。总之,在有限的教学时间内,根据教学内容,把握教学的难点和重点,取舍合理,是有效、全面和系统进行运动生物力学教学的重要保证。 2.改革教学方法与手段 教学必须符合社会经济和科学技术发展的水平和要求,必须符合学生的身心发展规律,必须紧跟时展的步伐。教学不仅是知识的传递过程,而且是知识创新的过程。学生学习的目的不仅仅是获得知识,而是在于应用和创造。在运动生物力学的教学过程中,由于学生是学习的主体,教师在教学过程中应加强培养学生学习的主动性和自主性,培养学生独立思考的能力,提高他们分析和解决问题的能力,进而提高学习效率。现行的运动生物力学教材中有关力学方面的内容较多,其中一些内容对体育院系的学生来说深奥难懂,且不够系统。学生在学习过程中感到该课程枯燥乏味,学习效果不佳。因此,改进教学方法和手段,努力提高学生学习本门课程的兴趣,是摆在高校运动生物力学教师面前的一个重要议题。由于运动生物力学内容的抽象性和难懂性,采用死记硬背的方法会使学习效果事倍功半。因此,把抽象的知识生动化,加强课堂上师生互动,不仅能提高学生的学习兴趣,还能加深学生对所学知识的理解,使理论与实践之间的联系更紧密。所以,教师应在运动生物力学课堂教学中尝试“快乐教学”、“合作式教学”和“兴趣教学”等教学方法和手段,强化运动生物力学的课堂教学效果,促进教学相长。随着现代科学的发展,越来越多的先进技术出现在教学过程中,如多媒体教学在现代教学中的普及是教学手段改进的重要标志。在运动生物力学的课堂教学过程中,教师可以用生动的动画或视频对学生难以理解的内容进行直观化解说,这样可以更好地突出重点、突破难点,使抽象的内容具体化、复杂的内容简单化,使学生对知识点的掌握更加容易,使运动生物力学的教学效果更突出。 3.改革实验教学 运动生物力学是一门实践性很强的课程,按现有学时的安排,实验课仅占整个总学时的五分之一,其实践性体现在理论和实验的不可分割上。尽管运动生物力学实验课内容无统一的硬性规定,只需据教材内容并结合所在院系实验室条件正常开设,但在仪器设备和硬件设施较齐全的体育院系,可开展有一定难度或较高级的实验,而在条件和设备较落后的地区,应选取简单可行的实验项目开展实验教学。具体来讲,应结合所选运动生物力学教材的内容,重点考虑验证性实验,如人体一维重心测量和不同跑速时步长与步频关系实验等,并在实验教学大纲上有所体现;专业性较强的院系,在仪器设备较齐全的情况下,可有条件地开展一些较高难度的实验,实验项目以设计性和综合性实验为主,激发学生对运动生物力学的学习兴趣,培养学生独立解决问题的能力;在实验条件较难得到保证的院系,在自力更生的同时,可利用现有的网络资源,与兄弟院校或本校的相关院系实行网上预约,实现仪器设备资源的共享,使实验教学资源物尽其用。运动生物力学作为一门多学科交叉的课程,其概念不但多而且较为抽象,对于文化底子较为薄弱的体育专业学生来说,有点难度,如果处理不当,就使学生失去对本门课程的学习兴趣。实验教学有利于缓解长时间理论学习带来的压力,调节学习气氛,使抽象的理论知识具体化,对发展学生分析和解决问题的能力有益。实验教学是理论教学的升华,因为实践是检验真理的唯一标准。 运动生物力学是一门实践与理论紧密结合的课程,是体育专业学生重要的专业基础课之一。学习运动生物力学知识,不但有利于学生形成全面的理论体系,而且能激发学生对人体力学与运动关系的有益探索,使理论与实践结合得更加紧密,为更好地开展运动训练打下扎实的理论基础。本文从精简教学内容、改革教学方法和手段、改革实验教学内容这三方面对运动生物力学教学改革提出了看法,以期为提高运动生物力学教学质量,提高学生对本课程的学习兴趣和培养学生的创新意识,提高学生分析问题、解决问题的能力,使运动生物力学能更好地为体育教学和运动训练提供服务。 股骨转子间骨折的生物力学及内固定研究进展 摘要:股骨转子间骨折指股骨颈基底至小转子水平之间的骨折,是骨科多发疾病,有20%的老年骨折为髋部骨折,其中近50%为转子间骨折多数学者主张早期手术治疗,以便早期活动,减少并发症,降低死亡率。转子间骨折的固定方式不断发展,其治疗的方法多种多样,随着人们对股骨转子间骨折的局部生物力学研究不断深入,在内固定的使用和选择上有了相应的变化。本文参考相关文献报道,综合论述股骨转子间骨折的生物力学及内固定有关进展。 关键词:股骨转子间;骨折;生物力学;内固定;研究进展 股骨转子间骨折(IFF)又叫股骨粗隆间骨折,多发生于70岁以上人群,随着社会人口老龄化,骨质疏松症发病率日益增高,导致股骨转子间骨折发病率呈上升趋势。股骨骨折约占全身骨折3. 58%【1】,占髓部骨折45%,其中35%-40%属不稳定骨折,需手术治疗。近年来,随着内固定技术的进步,多数学者均以手术疗法治疗股骨转子间的骨折。临床上主要采用外固定架手术与内固定两种方法治疗股骨转子间骨折。内固定分为髓外内固定及髓内内固定【2】。髓外内固定器械主要包括解剖钢板、DHS、DCS;髓腔内固定器械主要包括Gamma钉、PFN、PFNA、联合拉力髓内钉(INTERTAN)。每种固定方法各有优缺点,对于髓外固定及髓内固定,孰劣孰优,及其适应症,长期存在争议,本文近期参考相关文献报道,综合论述股骨转子间骨折的生物力学及内固定有关进展。 股骨转子间骨折髓外固定 20世纪90年代,Gotfried[2]从骨折微创治疗的理念出发,研制出一种治疗股骨转子间骨折的新型内固定钉板系统,可认为是微创经皮钢板固定术(MIPPO)结合DHS方法的改进。Yang等[3]认为PCCP具有手术切口较传统手术小、创伤出血少、手术操作简单、耗费时间短、术后患者能够早期下地活动等特点。其主要适应证为稳定性骨折、无移位或移位容易复位的骨折,而对于患有骨质疏松症的老年患者累及大小转子和转子外侧骨皮质的粉碎性骨折、逆粗隆间粉碎性骨折,则不宜应用。 股骨转子间骨折髓外固定的主要缺点 DHS固定后机械失败的最常见模式是股骨头的逐渐内翻塌陷,伴随螺钉向近侧移位并最终切割出股骨头[4]。手术中将主钉安放于股骨头颈中恰当的位置上有助于防止发生这种并发症[5]。骨折导致的不稳定是非常复杂的问题[6-7]。目前日渐增加的髓内钉系统使用量反映了对这类骨折的治疗选择更加恰当的内固定材料的需求。但操作技术的不良也可能是造成DHS固定后高失败率的部分原因。一些研究发现以DHS固定不稳定型转子间骨折后其失败率能低至4%,这反过来可能提示一些医院(医师)在手术操作中严格遵循了恰当的技术规范。 股骨转子间骨折髓内钉固定系统 PFN内固定法既承袭了Gamma钉的特点,其力臂更短、弯矩更小,具备滑动加压等优点,其新增加的防旋转螺钉还能起到防旋转、抗压力等作用。但对于股骨颈短、细的患者,可能出现近端2枚螺钉置入困难,以及股骨颈内的螺钉钻孔直径较大,骨量丢失多等缺点。临床上也有资料报道,PFN对于不稳定性股骨转子间骨折的髋部解剖学关系的保留要明显优于DHS。PFNA是在PFN的基础上最新改良的股骨近端髓内钉。它将PFN中打入股骨颈2枚螺钉变成1枚螺旋刀片,使手术时间大大缩短,其抗旋转与支撑效果更佳,从而在一定程度上加速骨折愈合。该方法属于微创手术固定法,适合各类型粗隆间(包括粗隆下)骨折患者,尤其适用于骨质疏松老年人不稳定股骨转子间骨折。 股骨转子间骨折髓内固定的主要缺点 第一代伽玛钉为非解剖型设计,其近段外翻角达10°。新一代的髓内钉系统(股骨转子部伽玛钉-TGN,髋部髓内钉系统-IMHS,股骨近段髓内钉-PFN,等)已经较好地解决了上述早期设计上的缺陷。这些新型髓内钉减小了外翻角度,配合术中选择恰当直径的髓内钉、充分扩髓、以及对操作技术的充分掌握,能显著降低术后继发性股骨骨折的发生率。这得到最近发表的文献资料的证实。在此情况下仍然出现的继发性骨折多数源于术者的操作不当。Lenich等的研究证实了第三代髓内钉系统相对于第二代髓内钉的优越性。而目前尚未发现不同的第三代髓内钉系统之间存在明显的差异。 髓内固定是否肯定比髓外固定更优越 总体而言,髓内钉较DHS能为不稳定型骨折提供更牢固可靠的固定,可有效对抗内翻应力防止内翻畸形的发生。但是,Parker和Handoll对所有比较髓内和髓外固定的文献进行荟萃分析的结果并不支持髓内钉具有上述理论优势。他们发现总共3500例病例在采用两种固定方式治疗时,其相应的死亡率、骨不连发生率、感染率、内固定物切出率、失血量、手术时间以及术中透视时间均无显著性差异。以伽玛钉这种最具代表性的髓内钉为例,其手术操作时间、术后继发性内固定物远端骨折、技术难度以及再手术率均明显高于DHS。因此,该荟萃分析的作者认为:DHS在治疗转子间骨折上比髓内钉系统更好。这种矛盾的原因在哪里呢,可能是很多文献资料在比较DHS与髓内钉系统时并未考虑到骨折的稳定性情况。因为转子间骨折存在不同程度的不稳定性,而这对于疗效而言是极为重要的影响因素,因此很难对这些文献的结果进行有效的评估。 股骨转子间骨折稳定性研究的新焦点:股骨大转子外侧壁的生物力学作用 一项包括1039例病例的研究对所有患者均采用DHS进行固定,结果发现导致所有固定失败的机理是一致的,即:骨折远断端相对于近断端的无法控制的内移。在那些最终顺利愈合的病例中,尽管通常都存在远断端一定程度的内移现象,但其移位程度往往极小。骨折远断端的前外侧部分,即相当于股骨大转子外侧部分在骨折复位后与近断端相接触,能有效阻止远断端的内移。但在横形骨折中大转子外侧壁已经骨折,以及为了安放DHS的主钉而于外侧壁钻孔时可能会造成大转子外侧壁的医源性骨折。在这种情况下,不完整的大转子外侧壁失去了其正常的支撑功能,从而容易出现术后骨折远断端内移并最终导致骨折复位固定的失败。 从新角度重新认识不稳定型转子间骨折及其内固定方法 除DHS之外,还有一些髓外内固定器材可用于A3型骨折的固定。Medoff钢板允许实现轴向加压而减小骨折断端受到的剪力。此外,也可使用附加转子外侧支撑装置从而替代缺失的大转子外侧壁的DHS对其进行复位后的固定。在A3型骨折不应使用DHS进行固定。但是从现有的文献看,尚无有说服力的循证医学证据说明对A3型骨折,髓内固定比髓外固定更具优势。根据影像表现如果骨折远段近端剩余大转子外侧壁的骨质较薄弱或者存在低位(但并不是横型)的骨折线时,可在术前就将这类骨折确定为潜在不稳定性者。术中操作时很容易造成这类骨折的外侧壁发生医源性骨折,主要原因在于钻孔时使用的钻头直径过大,或者是术中选择的DHS钢板的颈干角与股骨本身的颈干角差异过大。按AO-OTA分型,A1、A2.1型骨折与A2.2、A2.3型骨折之间在大转子外侧壁骨折的发生率上存在显著差异(3% 对31%)。外侧壁骨折的存在会导致再手术的相对风险增加8倍。也有很多大转子外侧壁不完整的不稳定型骨折最终能够愈合,在其主要表现是愈合延迟以及术后恢复期间明显疼痛,并伴有患肢短缩及跛行。这类较差的疗效主要源于无法控制的股骨近段骨折断端骨质的塌陷和变形,在X光检查可明确这种演变。 失去大转子的阻挡作用,远断端内移,内固定失效 髓内固定治疗不稳定型转子间骨折的优势 髓内钉能通过有效对抗导致不稳定性骨折变形的力量而保持股骨近端的解剖结构。相关的前瞻性随机对照研究证实髓内钉能更有效地保持骨折复位后的位置。Pajarinen等发现,以DHS治疗AO-OTA的A2型骨折时,股骨颈干角减少程度、股骨颈缩短程度、以及髋关节偏心距减小程度等几个方面均明显大于以髓内钉固定。Hardy等也发现使用DHS时主钉的滑动及下肢短缩程度明显增加,在不稳定性骨折中表现更为明显。当患者以髓内钉固定术后运动能力更好可能至少部分源于髓内钉能更好地保留下肢长度以及正常的髋关节功能。Hardy等在一项对比研究中发现髓内固定术后第1月和第3月时运动功能明显优于DHS,但在术后第6月和12月时则无显著差别。但如果仅仅针对不稳定型骨折时,则在术后所有时间点上的检测结果均存在明显差别。 髓内钉主钉近端阻挡作用,远断端不能内移 总结 对于股骨转子间骨折时大转子的完整对骨折后的稳定性的影响的研究的深入,为人们研究转子间骨折的分型,内固定方式的选择,预后均会产生巨大影响,骨折块的数量对于判断骨折的稳定性非常重要,但更重要的应该是骨折粉碎所累及区域,尤其是否影响大转子外侧壁完整。 转子间骨折的治疗主要目的是让患者早期恢复活动,尽快恢复伤前的功能状态,减少并发症。选择不同的内固定方法,除依据医生操作技术的熟练程度外,更重要的是需从股骨转子间骨折的类型、骨折复位后稳定程度、骨质疏松严重程度及年龄等方面综合分析。DHS仍然是治疗稳定性股骨转子间骨折(A1型)的有效器材之一。而髓内钉则更适用于极不稳定的A3型骨折。而对于A2型骨折,在选择固定方式的时候应该充分考虑到每一例骨折是否存在容易导致DHS固定后失败的特点。一般而言,严重的粉碎性骨折或外侧壁存留部分较少时,以DHS固定后容易出现失败。 人们的临床经验显示髓内固定较之髓外固定,在治疗A3股骨转子间骨折具有优势,但是从现有的文献看,尚无有说服力的循证医学证据。这仍是进一步研究股骨转子间骨折的一个方向。并有报道称,对于高龄骨质疏松严重的转子间骨折,采用人工关节置换术可有效、迅速恢复髋关节功能,减少并发症的发生。但较之复位、内固定治疗,是否具有优势,也将是研究的热点。 生物力学论文:垂直不稳定性骨盆骨折内固定的生物力学研究 摘要:目的:探讨分析垂直不稳定性骨盆骨折内固定的生物力学及骨盆的稳定性。方法:通过回顾性分析研究各种内固定方法对骨盆骨折固定的生物力学的特点,进而总结不同固定方法治疗垂直不稳定性骨盆骨折的稳定性及力学特点。结果:不同的固定方法对骨盆的稳定性及生物力学的大小都不同。结论:对于垂直不稳定性骨盆骨折行内固定术时,同时对骨盆前后柱进行固定的效果在骨盆稳定性和所能承受的生物力学上最大。 关健词:垂直不稳定骨盆骨折;内固定;生物力学; 近些年来,随着交通运输业及建筑业的快速发展,车祸外伤和坠跌伤的发病率也逐渐提高,由此而导致的骨盆骨折也越来越多。骨盆骨折在骨科临床中属于比较危重的一种骨折,如果处理不当经常会导致病人的大出血而危及生命。有学者做过调查研究发现,骨盆骨折的病人的死亡率大约为10% 左右,因此对于这种骨折的病人在早期一定要注意对生命体征的监测及时采取治疗措施。通常情况下 对于骨盆骨折的治疗主要为保守治疗和手术治疗。早期由于医疗发展水平的限制以及手术条件和无菌条件较差导致不稳定型骨盆骨折的手术切开复位内固定治疗技术发展受到限制。对于骨盆骨折多采用保守治疗,如骨盆牵引法、骨盆悬吊法、骨盆石膏固定等方法; 这些方法的治疗效果不甚理想,并发症较多、对病人的致残率比较高, 大约为50%-60%左右。80年代中后期,由于医疗水平的提高、内固定物材料的不断改进,国外开始大量对垂直不稳定性骨盆骨折进行切开复位内固定手术治疗,术后疗效满意,极大地降低了并发症及致残率。外国学者Latenser研究证明,对于不稳定型骨盆骨折行手术治疗的疗效明显好于保守治疗[1]。因此,研究垂直不稳定性骨盆骨折内固定的生物力学对于临床手术治疗具有重要价值。 1 固定方法 目前, 国外对于骨盆后柱骨折的内固定方法主要为:选用骶骨棒将骨盆两侧固定;同时用钢板固定骶髂关节;使用张力钢板、松质骨螺钉固定骼骨至骶骨。骨盆前柱骨折的手术固定方法通常为普通钢板固定耻骨联合或耻骨支,或者根据骨折情况选用长螺钉固定耻骨支的方法[2]。骨盆后柱是承受人体重力及传导力量的路径,因此骨盆骨折一定会造成后柱的骨折。许多国外学者对骨盆后柱骨折的手术固定方式进行了大量研究,最后却得出了两种截然不同的观点观点进行总结分析。其中一部分学者经过研究认为各种内固定方法对骨盆后柱骨折在生物力学上没有差异; 另一部分学者认为固定方法的不同,在生物力学上差异明显。现对两种观点进行总结分析。 2 不同固定方法的比较 Simonian[3]等学者认为各种内固定方法对骨盆后柱骨折在生物力学上没有差异,他们通过对骨盆后柱骨折采用单根螺钉、双根螺钉、单根螺钉联合张力钢板、双根螺钉联合张力钢板和后路两根骶骨棒等5种方法进行手术固定, 然后对各种固定方法生物力学进行实验研究,实验结果表明其在稳定性及生物力学方面没有差异。分析原因有以下几种可能:测量骨盆稳定性的方法不对,测量仪器没有按照准确的位置进行测量,从而影响结果的准确性;上述各种固定方法没有对骨盆进行解剖复位,从而影响了骨盆的稳定性,导致测量结果不准;美国学者Shaw也做过这方面的研究,实验结果证实了这一观点。Shaw[4] 通过采用不同的内固定方法对骨盆后柱骨折进行固定, 然后研究其生物力学及稳定性,最后结果证明骨盆的稳定性和复位的好坏呈正相关性。Simonian等人还通过对新鲜尸体骨盆采用两种不同方法固定骶髂关节,检测其生物学力量,研究证实两种固定方法在对骶髂关节的稳定性方面无差异。但是,Simpson等人通过采用不同的固定方法固定骶髂关节,研究结果表明:骶髂关节的稳定性和骨盆的解剖形状、复位的好坏以及固定的方法有重要的关系。Simonian[5]等人对骨盆前柱骨折也采用了不同的内固定方法进行实验研究, 研究结果表明其生物力学没有差异。 3 讨论 在骨盆前后柱都发生骨折的情况下,是否需要将前后柱都进行内固定, 对于这一问题,目前还存在比较大的争议。国外学者Comstock等人对此进行了实验研究,实验结果表明:对于同时发生耻骨联合及一侧骶髂关节分离的骨盆骨折, 对耻骨联合分离不作处理, 而通过对骶髂关节分别采用骶骨棒、前路钢板和骶髂螺钉分别进行固定处理, 检测其力学强度能够达到正常完整骨盆力量的70%-85%;而当选用螺钉联合骶骨棒进行固定时, 其力学强度可达到正常的90 %左右。因此,Comstock[6]等人认为,在骨盆前后柱都发生骨折的情况下,只需要对骨盆后柱进行固定,无需对前柱进行处理。但是,大多数学者持相反的观点,认为必须要对前柱和后柱都同时进行固定从而增加骨盆的整体稳定,也符合生物力学。 对于垂直不稳定性骨盆骨折的手术治疗及固定方式,大多数学者的意见和观点是比较接近的。普遍认识到对垂直不稳定骨盆骨折如果仅仅只是对骨盆前柱进行固定,那么在生物力学上不能达到要求、骨盆的稳定性也较差;如果同时对后柱也进行固定处理,那么其在生物力学上就能达到完整骨盆的所承载的力量。在临床中,应当根据具体的骨折情况选择合适的固定方法进行治疗。 细丝弓技术舌侧内收上颌前牙的三维有限元生物力学分析 [摘要] 目的 建立细丝弓舌侧内收上颌前牙的三维有限元模型,研究不同后倾曲力矩对上颌前牙牙周膜静水压以及初始位移的影响。方法 采用CT扫描法建立包含全牙列头颅的三维几何模型,用Solidworks软件生成舌侧托槽和弓丝的三维几何模型,组装并生成细丝弓舌侧内收上颌前牙的三维有限元模型。在三维有限元计算软件ANSYS中计算当颌间牵引力为0.556 N,后倾曲力矩分别为15、30、45、60、75 Nmm时上颌前牙的初始位移以及牙周膜静水压。结果 上颌中切牙、侧切牙以及尖牙的唇舌侧根尖和颈缘共产生4个应力集中区,并产生远中方向的旋转初始位移和相对压入移动;上颌尖牙牙周膜的静水压应力和初始位移均显著大于中切牙和侧切牙;随着后倾曲力矩的增加,上颌中切牙、侧切牙和尖牙垂直向的初始压入位移和牙周膜静水压应力均逐渐增加。结论 采用细丝弓技术舌侧内收上颌前牙的力系是安全可控的,通过改变弓丝后倾曲力矩的值可以有效控制牙齿移动的方式和移动量。 [关键词] 细丝弓技术; 舌侧矫治力系; 三维有限元模型; 生物力学 随着人们对于正畸矫治过程美观要求的提高,舌侧矫治日益成为成人矫治的重要选择。在舌侧矫治过程中,由于舌侧面的牙弓长度显著小于唇侧长度,因此相同大小的外力作用于舌侧矫治系统所产生的牙齿应力应变显著大于唇侧矫治系统[1-3]。 在唇侧固定矫治技术中,以Tip-Edge为代表的细丝弓矫治技术通过早期不粘接前磨牙托槽等方式增加托槽间距,从而降低牙周膜的应力应变;同时,单翼托槽的设计使得牙齿移动过程中成角阻力减小,有效提高了牙齿移动的效率[4]。可以设想,将唇侧细丝弓技术的力学系统应用于舌侧矫治系统是否可以得到与传统舌侧矫治不同的生物力学效应,以减小牙齿的应力以及提高牙齿移动效率呢?本研究建立细丝弓技术舌侧内收上颌前牙的三维有限元模型,探讨该模型下的生物力学效应。 1 材料和方法 1.1 细丝弓技术舌侧内收上颌前牙的三维有限元模型的建立 选取牙列完整、牙齿外形无明显磨耗的个别正常头颅1个,应用64排Light Speed VCT(GE 公司,美国)进行连续扫描。扫描间距为0.5 mm(两层之间重叠0.2 mm),共得到784张二维图像。将上述CT二维图像导入Mimics软件中,通过组织灰度值的不同分别提取上颌骨及牙列的三维信息,运用偏移命令使得上颌牙齿往外均匀扩展0.25 mm获得牙周膜的前体模型。将上述模型输出到逆向工程软件Geoma-gic中去除噪点,对颌骨和牙齿的表面进行优化。 将上述3D模型导入到CAD软件Solidworks中建立舌侧托槽和弓丝模型(图1);托槽的规格参照STB托槽(Ormco公司,美国),弓丝为0.406 4 mm的不锈钢圆丝,使得弓丝的形状与上颌牙列舌侧外形相匹配。调整模型,定义坐标系:原点定义为咬合平面上中间对称轴与两个第一磨牙连线的交点,左右方向为X轴方向,前后方向为Y轴方向,垂直方向为Z轴方向。 1.2 边界约束条件的定义 将模型导入到有限元软件ANSYS Workbench,用Solid189四面体单元进行网格划分。牙齿―托槽、牙齿―牙周膜、牙槽骨―牙周膜、皮质骨―松质骨之间用bonded连接;托槽―弓丝采用No separation连接,允许其发生小量切向位移,限制其法向位移;颊面管―弓丝采用Cylindral Joint连接,允许颊面管有轴向平移及旋转,限制并约束其他4个自由度。 1.3 材料属性与载荷设置 模型中的各种材料属性均定义为均质性、各向同性的线弹性材料。材料变形为小变形。材料的弹性模量与泊松比如表1所示[5-6]。工况设计:Ⅱ类牵引力作用于上颌尖牙托槽近中弓丝上,牵引力方向斜向后下、大小0.556 N。不锈钢圆丝后倾曲作用于上颌第一磨牙颊面管近中2 mm,分别计算当后倾曲扭矩为15、30、45、60、75 Nmm时上颌中切牙、侧切牙、尖牙的初始位移以及牙周膜静水压分布。 2 结果 2.1 舌侧细丝弓力系下上颌前牙牙周膜静水压分布 在舌侧细丝弓力系作用下,上颌中切牙、侧切牙以及尖牙的颊侧根尖和舌侧颈缘出现压应力集中区,而舌侧根尖和颊侧颈缘则出现张应力集中区(图2)。在15 Nmm后倾曲力矩和0.556 N Ⅱ类牵引力的协同作用下,上述4个应力集中区的静水压均显著小于毛细血管压。 当磨牙后倾曲力矩从15 Nmm增加至75 Nmm时,上颌中切牙颈缘牙周膜静水压逐渐从-3.748 kPa增加至-5.692 kPa,根尖牙周膜静水压逐渐从-3.724 kPa增加至-6.400 kPa,仍显著小于毛细血管压(16 kPa)[7-8]。上颌侧切牙牙周膜静水压应力分布及变化趋势与中切牙一致。对上颌尖牙而言,在15 Nmm力矩作用下,根尖牙周膜静水压应力为-10.982 kPa;当后倾曲力矩为30 Nmm时,根尖牙周膜的静水压应力为-21.209 kPa,大于毛细血管压;当力矩增加至75 Nmm时,根尖牙周膜的静水压应力最高可达-54.832 kPa(表2)。 2.2 舌侧细丝弓力系作用下上颌前牙初始位移 在0.556 NⅡ类牵引和15 Nmm力矩后倾曲的协同作用下,上颌中切牙Y轴方向上切缘出现远中方向初始位移,而根尖则出现唇向位移,即上颌中切牙产生远中倾斜移动;Z轴方向上上颌中切牙切缘产生伸长初始位移,根尖产生压入初始位移。随着后倾曲所产生力矩的增加,在Y轴方向上,切缘远中方向初始位移逐渐减小,根尖唇向初始位移逐渐增加;Z轴方向上,上颌中切牙切缘以及根尖的压入初始位移都随着磨牙后倾曲力矩的增加而逐渐增加(图3左)。上颌侧切牙与尖牙的初始位移移动趋势基本与上颌中切牙一致。与上颌中切牙不同的是,即便在后倾曲力矩为15 Nmm作用下,上颌尖牙的切缘和根尖也均出现压入移动(图3中、右)。 3 讨论 自20世纪70年代美国的Kurz医生和日本的Fujita医生分别发明舌侧矫治系统以来,舌侧矫治因其美观方面的巨大优势受到越来越多的患者的青睐[9]。舌侧矫治器发展的初衷是由于患者对于治疗过程中的美观及隐私要求,以及避免牙齿表面由于正畸所导致的脱矿问题。在后续应用过程中,临床正畸医生逐渐发现舌侧矫治技术和唇侧矫治技术具有完全不同的生物力学效应。有学者[9-10]建立舌侧矫治技术数学模型以进行理论受力分析,分别对不同唇倾度的上颌前牙托槽施加垂直向的压入力,分析该力对唇、舌侧矫治力系上颌前牙移动趋势的影响,结果发现:较唇侧矫治系统而言,舌侧矫治系统上颌前牙在受力时更容易产生舌向倾斜移动;同时还发现,在舌侧矫治力系统中的载荷挠曲率更高,获得理想的轻力更为困难。Liang等[3]建立上颌骨及上颌切牙的三维有限元模型,分析颊舌侧施加力和力矩时牙齿的初始位移以及牙周膜应力应变分布的区别,同样发现舌侧矫治力系较唇侧矫治力系更容易使上前牙发生舌向倾斜移动。此外,由于舌侧空间较为狭小,较小的托槽间距使得弓丝难以入槽以及入槽后牙齿受力过大,从而影响牙周组织健康以及限制了牙齿的快速移动。在唇侧的Tip-Edge矫治力系中,通过使用高弹性低尺寸的不锈钢圆丝可以有效减低载荷挠曲率以及托槽和弓丝间的摩擦力,而且由于前磨牙常规不粘接托槽,所以进一步降低了载荷挠曲率从而达到牙齿快速移动的生物力学效果。为了探索在舌侧矫治力系中是否可以采用类似于唇侧的细丝轻力矫治技术,以减小载荷挠曲率,同时获得快速有效的牙齿移动,本研究建立了细丝弓技术舌侧内收上颌前牙的三维有限元模型对这一问题进行生物力学层面的初步探讨。 在唇侧矫治系统中,主流矫治力系分为直丝弓矫治力系和细丝弓矫治力系。直丝弓矫治力系强调牙齿的整体移动,通常设计的托槽间距较小,临床力值较大;而细丝弓矫治力系强调牙齿的倾斜移动,通过序列粘接托槽以及选择单翼托槽的方式增加托槽间距而降低正畸矫治力,通过0.556 N的颌间牵引力就足以使牙齿产生快速移动。目前关于舌侧的细丝矫治系统研究尚少,尽管从理论上推理在舌侧运用细丝矫治力系是可行的,但在进入临床应用之前仍有必要进行系统的生物力学分析。 三维有限元法自20世纪70年代被运用于口腔领域,目前对正畸牙移动的三维有限元生物力学研究已经不再局限于单个牙的移动,越来越多的学者开始尝试建立复杂的正畸矫治力系三维有限元模型从系统的观点对整个矫治力系进行全方位的研究。三维有限元法是研究正畸牙移动的重要方法,将分析的连续实体离散成有限个单元,以各单元的结合体代替原连续体,并逐个研究每个单元的力学性质,建立单元的刚度方程,然后根据给定的载荷条件将其组集成总体刚度的方程,按照给定的边界位移条件求解总体方程组,得到单元所有节点的位移,并据此计算单元的内力和应力。由此可见,有限元法对各种几何形态、材料性质以及复杂的支持条件和加载方式都能进行分析,并且保证了模型的可重复性[11-12]。运用三维有限元方法,可以系统研究正畸力作用下每个牙齿的初始位移,牙根、牙槽骨的应力和应变,从而分析牙齿移动趋势以及牙根和牙槽骨发生吸收的可能性[13-15]。 理想的正畸矫治力系应该可以有效且快速地移动牙齿,牙齿的移动方式可控而不伴有严重的组织损伤,这就是最适力的概念[16]。Melsen[17]发现,相同的外力作用于不同的矫治力系统,产生的牙周膜应力―应变是不同的,因此临床正畸医生找出外力与牙周膜应力―应变反应间的关系至关重要。三维有限元法作为一种经典的数值仿真分析法为这一问题的解决提供了稳定可靠的研究方法。 静水应力是一个分析正畸牙移动的重要指标。静水应力的正负表示牙周膜受拉还是受压的应力状态。牙周膜内静水应力的多少通常用于衡量对牙根吸收的影响。Rygh[8]认为,当牙周膜静水压大于牙周膜毛细血管压(16 kPa)时,牙周膜内的毛细血管会发生崩塌导致局部牙周组织坏死,这时巨噬细胞及其产生的破骨因子聚集使牙根发生吸收。本研究结果表明,在舌侧细丝弓力系作用下,上颌中切牙和侧切牙的牙周膜静水压始终小于毛细血管压,根据Rygh的牙根吸收原理推测,该力系作用下牙齿不易发生牙根吸收。随着后倾曲力矩的增加,上颌尖牙的牙周膜静水压可能超过毛细血管压,这可能与尖牙更靠近后倾曲因此承受更多的后倾曲所产生的应力―应变有关。 牙齿的初始位移是衡量力系统作用下牙齿移动趋势的重要指标,代表加力瞬间各个牙齿移动的方向及移动量[18]。本研究结果显示,上颌尖牙的初始位移明显大于上颌中切牙和侧切牙,这可能与上颌尖牙距离Ⅱ类牵引力的作用点以及后倾曲较近有关。 内收过程中上颌前牙的垂直向控制是临床矫治设计考虑的重点。在垂直方向上,上颌尖牙可获得Z轴方向压入的初始位移,而上颌中切牙和侧切牙则出现Z轴方向伸长的初始位移;随着后倾曲力矩的增加,中切牙、侧切牙以及尖牙垂直方向压入的初始位移逐渐增加。由于本文是研究受力瞬间牙齿的初始位移,加力瞬间初始位移并不能反应牙齿在一个加力周期的总移动量,因此有必要在后续研究中运用骨重建理论建立更为复杂的动态三维有限元模型进行分析。 在Y轴方向上,上颌尖牙远中初始位移显著大于中切牙和侧切牙。在Ⅱ类牵引力不变的情况下,随着后倾曲力矩的增加上颌尖牙的远中初始位移逐渐增加;由此可以推断,后倾曲通过弓丝―托槽力系统对尖牙产生了向后上方向的力,而非单纯的压低力。 综上所述,本研究通过建立细丝弓技术舌侧内收上颌前牙的三维有限元模型,系统性研究了后倾曲对舌侧细丝弓系统的生物力学效应的影响。尽管正畸牙移动是一个周期性的动态骨重建过程,本研究仍通过分析加力瞬间牙齿初始位移和牙周膜应力分布对该力系作用下牙齿的移动趋势和移动的安全性进行了全面地评估,从而为该技术的临床应用提供了可靠的生物力学依据。 生物力学论文:不同高度脚背正面射门动作的生物力学特征 摘 要:为揭示不同高度脚背正面射门的生物力学机制。招募12名受试者对地面球、1/2膝关节高、膝关节高3种位置进行脚背正面射门和空踢各10次。利用2台JVC9800摄像机、国产JP6060多维测力平台进行运动学及动力学同步测量。结果显示:地面球、1/2膝关节及全膝关节3种高度射门,球速、足速经多因素方差分析均有显著差异,其中地面球球速最快、1/2膝关节高度次之、膝关节高最小;实验组受试者摆动腿大腿前摆与后摆、小腿后摆等各运动学指标在不同高度位置射门间无显著性差异,而小腿前摆运动学数据在不同高度射门间存在显著性差异;支撑腿与球垂直距离跟各高度射门的球速、摆动腿足速度、触球即刻膝角、小腿前摆角速度、小腿前摆幅度、小腿前摆时间呈显著相关,而3种高度位置的射门球速与支撑腿着地所受地面反作用力不存在线性关系。结果说明:脚背正面射门击球点高度越低球速越快,故脚背正面射门想要获取更快球速就应该在球高度处于较低位置时将球踢出;通过控制支撑腿与球垂直距离可以控制脚背正面射门的球速、球路、动作时间;支撑腿受到的地面反作用力与踢出球的球速无关,故支撑腿在踢球过程中的主要作用是固定支撑、维持平衡,从而使摆动腿发力更加充分。 关 键 词:运动生物力学;脚背正面射门;不同高度;射门;球速;支撑腿 射门在足球比赛中是最直接的得分手段。射门能否取得成功,主要取决于射门球速、射门角度、射门时机等要素。球速较快的球,往往给守门员造成较大威胁。据人体解剖结构特征,脚背正面踢球时摆幅相对较大,加之其摆速快且与球接触面相对较大,因而踢球时力量大、球速快、准确性高。Isokawa等[1]研究显示,技术熟练的的足球运动员脚背正面踢球,球速可达17~28 m/s。实际比赛中,脚背正面射门使用频率相当高,且射门形式多样,如定位球、正面凌空抽击、侧身凌空摆击、反弹球、倒钩等。 国内外有关脚背正面踢球的生物力学文献不多,从查阅到的少数文献中,以运动学分析者居多。刘力生[2]研究发现:脚背正面踢球时,足的速度与球速高度相关(r=0.872),摆动腿的摆动遵循关节活动的顺序性原则。许树渊[3]认为,以人体踢球动作的下肢动力链视之,大腿的用力与大幅摆动均能倍增下肢末端即足的重心速度,使踢球时动量增加,球速提升。黄寿军[4]从事多年足球教学经历,在实践中发现:支撑腿过前,击球点在球的后上方,会经常出现“卡壳”或踢出去球无力现象;支撑腿过后,击球点易击在球的后下部,踢出的球偏高,多沿横轴回旋,出球力量小;支撑点与球的中心点在同一水平线上,则左右距离过大或过小,击球点不稳定,出球多呈内、外旋,这些属于教学经验,未能获得实验数据佐证。Asami等[5]发现:地面反作用力峰值与球速表现无明显关系。Kell等[6]研究了不同角度助跑对支撑腿膝关节生物力学的影响时发现:地面垂直反作用力不受助跑角度影响。本研究借助运动学和动力学同步测试方法对不同高度脚背正面踢球的球速及准确度进行探讨,为足球运动员在比赛、训练环境下,如何运用合理技术提供参考。 1 研究对象与方法 1.1 研究对象 选择西南大学足球队12名男生,为受试者,身高(175.22±1.36) cm、体重(65.37±2.35) kg、年龄(21.32±1.03)岁、运动等级均为国家2级、训练年限均在8年以上且从未中断。 1.2 研究方法 1)运动学研究。 2台JVC9800摄像机,拍摄频率为100帧/s。A机、B机及三维测力台中心3点近似构成等边三角形,边长约为5 m,两机高约0.75 m。对受试者从助跑到脚击球的整个过程进行拍摄。采用北京体育大学研发的视讯图像解析系统对运动图像进行插帧处理使拍摄频率达到200帧/s,后再进一步对图像解析以获取相关运动学参数。 2)动力学测试。 国产JP6060多维测力平台用于监测受试者踢球过程中踏在测力台的支撑腿对地面的三维力变化情况。测力台采用埋入式安装,其表面与地面基本保持在同一水平面上,数据采样频率为800 Hz。同步装置是由连接多维测力平台的触发模块的无线同步器和发光的二极管组成。主试者触发同步遥控器,多维测力台启动采集数据,二极管发光使摄像机与多维测力台同步。 3)时相阶段划分。 (1)技术动作定义。 地面球射门:以直线助跑方式(助跑路线与球门中心线夹角 1/2膝关节高度射门:以直线助跑方式,正面踢尚未落地、在1/2膝关节左右高度球的射门动作。 膝关节高度射门:以直线助跑方式,正面踢尚未落地,在膝关节左右高度球的射门动作。 空踢动作与有球射门动作要求一致,空踢完整动作以支撑腿踏上测力平台后,踢球脚足尖离地瞬刻为始,足尖与标志杆平行为终。 (2)角定义。 髋关节角:为髋、膝关节中心连线与躯干中点及髋关节中心点连线之间的夹角。膝关节角:为膝、踝关节中心连线与人体垂直轴之间的夹角。踝关节角:为踝关节中心与跖趾关节连线与水平轴之间夹角。脚背夹角:为脚背正面与地面间的夹角(见图1)。 图1 髋角、膝角、踝角、脚背夹角示意图 (3)球门分区。 将球门上半部分为A区,下半部分为B区用以记录受试者射出的球落在球门内的具体位置。 (4)时相划分。 踢球的一般过程包括助跑、支撑、摆腿、脚击球,随前动作。本研究主要探讨支撑腿踏上测力台瞬刻至摆动腿将球踢出瞬刻这一过程。据研究需要将这一过程分为3个阶段。第1阶段:从支撑腿踏上测力平台后,踢球脚足尖离地瞬刻至最大髋关节伸展角度瞬刻止;第2阶段:小腿向上摆动期,即踢球脚髋关节从最大伸展角瞬刻至膝关节屈角最小瞬刻;第3阶段:前摆期,即从膝关节处于屈角最小瞬刻至脚背正面触球即刻止(见图2)。 图2 踢球时相划分示意图 (5)垂直距离界定。 垂直距离是指由球或标志物中心投影(A)向支撑腿足部中心(B)与第3趾骨连接线段的延长线引垂线,足部中心(B)与垂足(C)的距离(见图3)。 图3 支撑脚与球垂直距离示意图 4)测试数据的可靠性分析。 将入选的受试者的脚背正面射门动作所获3次有效数据进行重复性检验,采用相关系数及变异度进行评价,其相关系数均大于0.74,变异系数在5%以内,且均达到显著水平。因此可以认为用于分析脚背正面射门的各项参数均具有较高的可信度。 1.3 实验程序 采用自身对照方法,让12名受试者先完成“有球脚背正面踢”,本研究称之“实验组”,然后再让12名受试者完成“无球空踢”,本研究称之“对照组”。 (1)实验组。 2.2 动力学测试结果 不同高度脚背正面射门动力学参数测试结果见表4。表4显示: 1)实验组、对照组脚背正面射门不同高度间前后、左右方向最大地面反作用力、垂直方向触球瞬间地面反作用力差异无显著性(P 0.05)。实验组与对照组间差异亦无显著性(P 0.05)。 2)实验组、对照组前后方向触球瞬间地面反作用力,脚背正面踢地面球时最大、1/2膝关节高度次之、膝关节高度再次(P0.05)。 3)实验组、对照组垂直方向最大地面反作用力方面,踢1/2膝关节高度、膝关节高度触球瞬间地面反作用力差异无显著性(P 0.05),踢地面球的触球瞬间地面反作用力明显小于踢1/2膝关节高度、膝关节高度触球瞬间地面反作用力(P0.05)。 4)实验组、对照组任何高度位置射门的球速与支撑脚着地所受地面反作用力不存在线性相关关系。 3 讨论 3.1 运动学特征 1)不同高度射门,球速均大于足的速度。球离足速度与足速度比值代表碰撞效率,比值大于1,即是一个效果良好的踢球[7-8]。本实验踢球效果良好。 2)实验组射门球速、足速度,地面球最快、1/2膝关节高度次之、全膝关节高度再次。该现象显示随着踢球位置高度的增高,足速度和球速度出现的递减趋势。说明脚背正面射门击球点高度越低球速越快。根据Plagenhoef等[9]对足球碰撞理论在足球运动的研究可知,足速度与球速度呈现正相关关系。可以推论,本研究中随着击球点位置的增高,球速出现下降趋势是因为随着击球点位置的增高,足速度出现下降趋势。 3)对照组地面球、1/2膝关节高度、膝关节高度脚背正面空踢足速度、动腿脚触球即刻膝角、小腿前摆角速度、小腿前摆幅度、小腿前摆时间经多因素方差分析,无显著性差异。该现象说明3个高度位置,腿所能达到的摆速没有显著性差异,即人体解剖结构并不是造成脚背正面不同高度位置射门,随着踢球位置高度的增高,足速度递减趋势的主要原因。Kells等[10]研究亦有相似结论。 4)实验组与对照组相应高度间射门比较发现,大腿前摆、大腿后摆、小腿后摆各运动学指标在实验组与对照组相应高度位间、不同高度位置间均无显著性差异,而小腿前摆运动学数据在实验组与对照组1/2膝关节高度、膝关节高度间、实验组不同高度射门间差异存在显著性。Isokawa等[11]研究认为膝关节角扩大,小腿以膝关节为支点向前更多延展,会使球速增大。因此推论脚背正面不同高度射门间摆动腿足速度差异是由于不同高度间小腿前摆差异造成的。根据图像分析发现,加速前摆期小腿前摆一直处于加速运动过程。Tsaousidis等[12-13]研究证实,膝关节屈角最小瞬刻开始直至球离开脚面,足部未发生减速运动。据此推论不同高度射门间小腿前摆角速度、足速度差异主要发生在摆动腿摆动幅度差异(Δ幅度)间,即不同高度射门间小腿前摆角速度、足速度差异主要发生在摆动腿摆动时间差(Δt)里。当加速度一定,由于前摆时间踢地面球时最长、1/2膝关节高度次之、膝关节高度再次所以不同高度射门足速度出现差异。王世椿等[14-15]研究发现:膝伸肌和膝屈肌肌力均与踢球球速有显著相关,膝伸肌和膝屈肌肌力在快速收缩及中等速度收缩时,有利于球速增加。因此得出结论,摆动腿小腿状况是影响摆动腿足速度和射门球速的重要因素;小腿前摆时长、摆幅的差异是造成不同高度射门足速度差异的直接原因。 根据前文分析从人体解剖结构角度不同高度射门所能达到摆腿速度和足速度并无显著差异。但在实际射门中却存在差异。蔡尚明[16]提出:支撑脚位置和支撑腿膝角大小可能会对球速产生影响,但目前没有相关研究证实。表2结果中支撑腿与球垂直距离跟各高度射门触球即刻膝角、小腿前摆角速度、小腿前摆幅度、小腿前摆时间呈正相关。前摆加速度没有差异的情况下,前摆幅度越大,前摆时长就越长,最终前摆角速度和足速度就越快。在一定范围内,支撑脚与球垂直距离越远,射门球速就越快。但具体范围有待进一步研究,且可能与人体下肢长度有关系,但目前无相关研究。表1结果显示3种不同高度射门其支撑脚与球垂直距离,具有显著性差异。因此推论,不同高度射门间支撑脚与球垂直距离差异,导致其间射门球速的差异。 5)根据地面球、1/2膝关节高、膝关节高度脚背正面射门中,球速、支撑脚与球垂直距离与落入球门区域关系发现,球速较快和支撑腿距球较远的射门球主要落在球门上半部,球速较慢和支撑脚距球较近的射门球主要落在球门下半部。前文分析在一定范围内,摆动腿前摆加速度一定的情况下,支撑腿与球垂直距离越远,射门球速就越快。乔建平[17]认为,脚背正面射门支撑腿过于靠后,球易踢高。射门的球一定要控制在一定范围内,不能只追求球速。而对照组不需要考虑射门精准度的因素。脚背正面踢球技术动作中,摆动腿的摆动是前后方向,直线摆动,所以髋关节和膝关节不能左右摆动变化。踝关节和脚面必须保持紧绷,在整个射门动作中踝关节角基本保持不变,依靠髋、踝关节突然的位置变化控制出球高度是难以实现的。脚背正面射门只能通过控制膝关节角和脚背与地面夹角控制球的高度。根据图像分析观察到,脚触球即刻膝关节角、脚背与地面夹角越小踢出的球路就越低,反之亦然。前摆期摆动腿的摆动轨迹类似扇形,摆动腿与支撑腿平行的瞬刻(后文简称平行瞬刻),脚趾尖的位置为整个轨迹的最低点。在前摆期开始至平行瞬刻,摆动腿运动轨迹是向下的,通过平行瞬刻后,摆动腿的运行轨迹开始向上。踝关节角一定,摆动腿运行轨迹越向上,膝关节角、脚背与地面的夹角越大,踢出就越容易高。为了把球射在门框范围内,就需要在触球时把膝关节角、脚背与地面的夹角控制在一定范围内。通过缩短前摆期时长,令脚更早触球是控制角度的有效途径。在摆动加速度一定的情况下,缩短摆幅可以使前摆期缩短。而摆动幅度是由支撑脚与球垂直距离决定的。所以脚背正面射门中支撑腿与球垂直距离可以决定射出的球的速度和高度。地面球、1/2膝关节高度、膝关节高度3种位置的球,地面球摆放高度最低,同样球达到门内相比1/2膝关节高度、膝关节高度的球,踢地面球,球飞行轨迹上升高度空间最大,前摆期也可以最长。所以踢地面球摆动腿前摆最充分,击球瞬间足速度最快。其余两个高度位置踢球足速度差产生的原因与此相同。所以会出现随着踢球位置高度的增加,足速度和球速度出现递减趋势。 综上所诉,通过控制支撑腿与球垂直距离可以控制脚背正面射门的球速、球路、动作时间。 3.2 动力学特征 脚背正面射门动作3种不同高度踢球,前后方向触球瞬间地面的反作用力,呈现出随着踢球高度的增加力值减少的趋势;左右方向踢地面球的触球瞬间地面反作用力明显大于踢1/2膝关节高度、膝关节高度。任何高度位置射门的球速与支撑脚着地所受地面反作用力不存在线性相关关系,可以认为在脚背正面射门时支撑脚所受地面反作用力对射出球的球速可能没有直接影响,人体关节具有伸缩、固定、支持等功能[18-19]。据此判断,足球踢球支撑脚主要扮演一个固定支持的功能,可能是为了方便髋部的扭转及动力链在击球腿的执行。Adrian认为,当支撑脚接触地面,其作用就像扎根于地面,对抗髋关节向前的运动[20]。Barfield提出,支撑效果取决于支撑腿膝关节的用力及屈伸程度。着地支撑时,人体需要保持身体的动力,以控制平稳,因此膝、踝关节要以离心收缩的方式适度弯曲。在前摆球阶段,人体是以稳固支撑,为了增加踢摆的力量,支撑脚膝、踝关节作蹬伸动作,使摆动腿充分发出击球的力量[21]。 综上所述,任何支撑脚受到的地面反作用力与踢出球的球速无关,支撑腿在踢球过程中主要负责固定支撑、维持平衡使摆动腿充分发力击球。 生物力学论文:不同时限深低温保存对猪心脏瓣膜生物力学比较 本文采用液氮深低温保存的猪主动脉瓣,随着保存限时延长分析瓣膜生物力学特性及差异性,以期为今后临床应用奠定理论基础。 资料与方法 实验过程:于猪宰杀后30min内清洁条件下取出心脏,经过取瓣、修剪、灭菌培养等处理,制备20只主动脉瓣膜,分别随机分成5组,通过程序性降温,采用液氮冷冻(-196℃)保存,将瓣膜完全浸润在冻存液中。分别经过2周、4周、6周、8周、10周深低温储存后,解冻后测定不同储存时限瓣膜生物力学指标。 检测指标:生物学检测指标主要有组织厚度,组织含水量,热皱缩温度;强度、组织伸长比。 统计分析:所有数据资料均以(χ±s)表示。采用SPSS 13.0、SAS 10.0统计学软件进行统计处理,所有数据正态性检验后,两样本均数采用组间或配对t检验,显著性标准为P 结果 深低温保存不同时限5组瓣膜厚度、组织热皱缩温度及组织含水量随着保存时限延长呈逐渐递增趋势(f=8.238,p=0.074),但无统计学意义;破坏强度及伸长比各组间存在明显差异,经统计学检验有显著性差异,见表1。 讨论 由于目前临床运用的人造心脏瓣膜 存在诸多的缺陷,机械瓣膜耐久性很好,但是术后抗凝的不当会引起出血和血栓的发生,组织工程瓣膜能很好地解决这一问题。最近研究表明其在细胞方面:不易黏附上去,胶原、弹力蛋白和蛋白聚糖等天然固有成分的缺失,力学性能较差。其主要原因为静态环境下培养的瓣膜上的内皮细胞黏附力低下,同时人体心脏瓣膜的结缔组织具有复杂的结构和分布形式,以耐受瓣叶起闭过程中不断变化的应力作用。以上研究提示生物瓣膜的细胞和纤维支架两者都是造成瓣膜衰败的重要因素。 同其他类型瓣膜相比同种瓣膜术后患者无须抗凝治疗,广泛应用于瓣膜替换手术及婴幼儿复杂先心病矫治术中。1962年Ross首次把人同种异体主动脉瓣应用于临床并取得成功,1986年O'Bfien首创了液氮超低温冷冻保存技术,提高瓣膜耐久性,有效地减少了由人工瓣膜引起的心内膜炎的发生率。其机制主要在于深低温环境可中断细胞的代谢,将损伤减到最小。同时,有文献报告冷冻保存技术能抑制移植物内皮细胞黏附因子的表达。因此目前如何提高同种瓣膜质量与最适宜保存时限之间的关系受到学者们越来越多的重视。 活性同种瓣膜是指细胞或组织维持自身和与外界能进行正常交换的能力。而正常心脏瓣膜细胞成分又由内皮细胞及间质细胞构成,内皮细胞维持瓣膜表面的张力和通透性,抵抗血流冲击导致的损伤等;而瓣膜间质绌胞除了对瓣膜基质的改建、重构及对损伤的修复具有重要意义;细胞外基质是生物力学性能的主要决定物质,也提供了细胞黏附生长的正常结构和生理环境。 同时在实验研究中发现瓣膜组织在程序降温及深低温保存后呈现一系列的变化,最早的改变是细胞固缩、水肿等现象。更严重的是细胞出现碎裂。整体看来,细胞结构模糊。这样变化解释了该实验中,通过检测生物力学发现瓣膜组织在瓣膜厚度、组织热皱缩温度及组织含水量随着保存时限延长呈逐渐递增趋势。生物力学性能中主要决定物质的细胞外基质在深低温环境下受到不同程度的破坏,造成各实验组随着时间推移破坏强度及伸长比逐渐下降的结果,符合以前临床和动物试验的结果。 国内外动物实验和临床研究表明,新鲜同种瓣膜活性好,瓣膜退化率高,因而瓣膜耐久性较差。深低温保存的瓣膜在体外培养中显示细胞增殖活跃。我们此次实验表明应用深低温技术保存后的心脏瓣膜在瓣膜厚度、组织热皱缩温度及组织含水量随着保存时限延长呈逐渐递减趋势,分析各组间差异无统计学意义。破坏强度及伸长比各组间存在明显差异,分析其原因可能由于降温过程中由于冰晶的形成和渗透压的剧变等一系列原因导致细胞的损伤和死亡,而细胞内液中的水分子来不及渗出而在细胞内结冰,损伤细胞膜和细胞的超微结构。细胞在高渗状态的细胞外液和防冻剂的细胞毒性作用中暴露时间延长,而受到损害程度越大。从而影响瓣膜的质量,这就说明为什么随着深低温保存时间延长,进而降低瓣膜组织的破坏强度及伸长比逐渐下降的实验结果。 液氮保存的生物瓣膜在临床应用中显示了良好的近中期效果,但长期耐久性还有待提高。目前,加强和改善生物瓣的制备和保存,改善远期疗效仍是心血管外科研究的热点问题。 生物力学论文:不同桩核材料对下颌第一磨牙残根及桩核冠的生物力学影响 摘要:目的 了解不同桩核材料对下颌第一磨牙残根及桩核冠的生物力学影响,为患者提供最合适的治疗方案。方法 采用 CT 扫描获取影像数据,再通过软件处理,建立了下颌第一磨牙残根桩核冠修复体的三维有限元模型,将实验对象分为三组:第1组为金合金桩核材料,第2组为钛合金桩核材料,第3组为氧化锆全瓷桩核材料。研究三组材料在弹性模量、剩余牙本质上各项应力峰值、桩核应力峰值的变化。结果 随着材料弹性模量的增加,桩核上应力、最大主应力、剪切应力的应力峰值呈现逐渐增大的趋势。金合金、钛合金、氧化锆全瓷桩核材料修复后,弹性模量逐渐增加,剩余牙本质上应力、最大主应力、剪切应力的应力峰值呈现轻微降低的趋势。结论 随着桩核材料弹性模量的增加,剩余牙本质上各项应力峰值轻微降低,而桩核上各项应力峰值逐渐增大。 关键词:不同桩核材料;磨牙残根;桩核冠;生物力学 随着根管治疗的技术日益完善和口腔材料的不断发展,各种大范围牙体缺损的患牙,包括残冠和残根,基本可以通过桩核冠修复的方法得以保存。因此,作为口腔修复工作者在接触大范围牙体缺损的患牙时,在选择桩核冠修复,应该考虑如何增强患牙的抗折性能。现在桩核材料有金属类、全瓷材料和纤维树脂材料。其中弹性模量是衡量桩核材料最重要的生物力学性能之一[1],弹性模量大小会对牙本质上的应力分布及大小产生影响。通过了解材料选择对磨牙桩核冠修复体的应力大小及分布的影响。为临床实践选择合理的桩核修复设计提供参考依据。 1资料与方法 1.1建立有限元模型 建立磨牙残根桩核冠修复体三维有限元模型[2]。全冠为玻璃陶瓷,全冠和桩核与牙本质间的粘结剂为磷酸锌粘结剂,模型各部件的参数条件均同一实验,所有操作均有本人完成,保证实验的准确性。 1.2桩核材料 进行不同的属性设置,根据实验设计需要,将实验对象分为三组:第1组为金合金桩核材料,第2组为钛合金桩核材料,第3组为氧化锆全瓷桩核材料。 2结果 随着材料弹性模量的增加,桩核上应力、最大主应力、剪切应力的应力峰值呈现逐渐增大的趋势,见表1。金合金、钛合金、氧化锆全瓷桩核材料修复后,弹性模量逐渐增加,剩余牙本质上应力、最大主应力、剪切应力的应力峰值呈现轻微降低的趋势,见表2。 3讨论 对残冠、残根进行修复选择桩核材料时,考虑生物相容性和生物力学性能是首要因素,而弹性模量是衡量桩核材料最重要的生物力学性能之一。在临床中桩核材料有金属材料、全瓷材料和纤维树脂材料。本课题采用CT扫描获取影像数据,再通过软件处理,建立了下颌第一磨牙残根桩核冠修复体的三维有限元模型。在此模型上,对不同桩核材料修复下的下颌第一磨牙残根桩核冠修复体进行了受力分析包括应力、最大主应力、剪切应力峰值进行了探讨。 本实验研究发现,不同桩核材料对下颌第一磨牙剩余牙本质应力大小和分布有着不同的影响,随着桩核材料弹性模量的增加,剩余牙本质上的应力峰值呈现轻微降低的趋势。有的学者人为,高弹性模量的桩会承担较多的应力,减少向剩余牙体组织的应力转移,对剩余牙体组织有保护作用,而低弹性模量的桩将应力更多地转移给剩余的牙体组织,从而降低自身应力,这对桩有利,而增加了患牙的应力[3]。本实验发现的剩余牙本质上的应力变化趋势和上述研究结论一致。但是,从剩余牙本质上的应力峰值减小的绝对值来看,弹性模量由94 Gpa增加到198 Gpa,牙本质上的应力峰值降低的效果并不明显。因此,可以看出,磨牙残冠、残根在采用桩核冠材料修复时,桩核材料的弹性模量与剩余牙本质上的应力大小和分布与变化关系并不大。 本实验研究发现,随着桩核材料弹性模量的增加,桩核上的应力峰值呈现逐渐增大的趋势,虽然不同桩核材料会对下颌第一磨牙桩核应力大小和分布产生影响,但对桩核的抗折性影响不大,发生桩核折断的可能性很小。 综上所述,虽然桩核材料对剩余牙本质应力及桩核的应力产生一定的影响,但是本实验只是对下颌第一磨牙残冠、残根桩核冠修复体的三维有限元模型进行的静态受力分 析[4],而患者口腔中的磨牙残冠、残根桩核冠修复体的受力是循环反复、动态变化的。次外,所做的实验均是在假设剩余牙本质、桩核在受力后未发生折断,粘结剂未发生粘结分离等前提条件下进行的,而任何因素发生破坏,均会引起修复体整个应力重新分配。因此,在进行磨牙残根桩核冠修复时,临床医师应将力学分析和临床研究有机结合,为患者提供最佳的治疗方案。 生物力学论文:太极拳中“松空圆活”与人体平衡的生物力学浅析 摘 要:在技击中能完美地保持身体平衡是致胜的关键,太极拳的基础身法所遵循的四字诀,即“松空圆活”,就处处体现了保持自身身体平衡的基本原则。本文利用生物力学的基本原理,对“松、空、圆、活”与人体平衡之间的关系进行了分析。 关键词:太极拳; 生物力学; 身体平衡; 松空圆活 太极拳技击的最终目的,就是善保自己,战胜对方,也就是在使对方失去身体平衡而摔倒的同时,一定要保持自身的身体平衡。因此,太极拳的每一个技击动作都是以善保自身平衡为基石的。太极拳的基础身法,即“松空圆活”,就充分体现了这一点。下面本文将对“松空圆活”与身体平衡之间的关系作生物力学分析。 一、“松、空、圆、活”的基本概念 1.松、空 松是太极拳的基础身法,太极拳中的“松”,指的是身体的肌肉骨节必须松开,不能僵硬。就是重心下沉,肌肉与骨骼有分离之感,称之为松。放松有两个部分组成,一是肢体的放松,二是精神的放松。 肢体的放松,就是松开全身的各个主要关节,至少把手指、手腕、肘、肩、颈、头部、脊柱、肋、腰、胯、膝、踝、脚趾等部位都松开,其目的,就是把身躯、四肢这些人身体的“五根棍子”变成“柔若无骨”的状态,松透周身上下内外,打开、畅通人体的所有关窍要道,使气血运行周身通畅,做到从上到下、由里至外同时放松,使内外均匀舒适,没有一丝一毫的拘谨、紧张,这样才能做到不偏不倚,重心也可灵活移动。在太极拳的练习过程中,松腰最为重要。但需要说明的是,松并不等于懈,就像我们用的松紧带,当拉伸它时,外形上是伸开了,松了,但它内在的力量紧了,当我们把它向回收的时候,从外形上是紧了,但是它里面的内劲已经松了。因此,松不是把自己变成一盘泥,而是松中有紧,松到最后也要有膨力,不能懈,也就是要松而不懈,紧而不僵。这里的“紧”是要求在放松关节、拉长韧带的同时,骨节之间要对准,只有这样,身形动作才可以灵活地移形换位。 精神的放松,就是调整内心,不慌乱、不紧张、不拘谨、不自我设限,始终保持心气平和、愉悦自然、内在充实的状态。总之,松是太极拳练习体系中最基础、最根本的内容之一。 太极拳的“空”有两重含义,一是肢体形态的空,二是思想上(精神)的空。“空”,是由松柔中来的,是意识的感觉。肢体形态的空,需要肌肉骨节松开,含胸拔背,沉肩曲肘,松腰落胯,轻灵沉着。外形柔顺如水,但内在又蕴有巨大的力量。当被对方击中时,让对方感觉好像打在了棉花上一样,沉陷其中,或者就像击入水中一样被水吞没。这就是太极拳的空。 思想上的“空”,是指思想上没有一丝杂念,精神放松,进入静态,把自身融入自然,是一种不思不想的状态。但这种状态并不是对外界没有任何反应的“死静”,而是能映射万物,反应灵敏。这种反应也不是反击,是随式就势,轻移重心,使对方的击打落空,同时将对方的强劲吞没,从而达到“引进落空”的效果。在练习太极拳的过程中,思想和肢体形态上的“空”是不能分开的,“空”是在思想引导下经长期的肢体训练得来的,是经过推手和实战的反复磨练才能练出来的。 2.圆、活 在太极拳的攻防身法中,“活”指的是灵活,身形灵活多变,是在身体中正、中定的前提下的“活”。“圆”是指手脚、身形的运行轨迹非圆即弧,前一个动作和后一个动作要连贯,没有断续处。这种独特的运行方式具有圆滑、灵活、阻力小的优势。太极拳中身走螺旋,手脚缠丝,就是每招每式都走螺旋、缠丝劲,每个架式都是圆弧形式的运动,架式要走的圆滑,不能有凸凹处,缠丝、旋转的速度要均匀,有蓄有发。人体的头、肩、肘、手、脚、膝、胯及前胸、后背都能单独旋转或走弧线。这种运动形式既可节省空间距离,又能省力,身形旋转时还会产生离心力,非常圆活灵便。太极拳中所说的“引进落空”,“四两拨千斤”等神奇的效果,就全凭这种圆、弧形式的运动。 “活”是由“松”中得来的,没有“活”也不会有“圆”,因此,“松”才是根本。 二、人体平衡机制的生物力学原理 根据生物力学原理,人体平衡所必须的条件是作用于人体的合力为零,合力矩为零。在人体运动过程中,人体的平衡是一种动态的平衡,我们可以将人体看成是由多个环节构成的链状结构,人体的形状、重心以及各个环节的位置可在一定范围内随时改变,因此,人体的平衡与物理学中刚体的平衡有着本质上的区别,也不能简单地用重心的平衡来衡量。 根据人体重心和支撑点的位置关系,可将人体平衡分为:上支撑平衡、下支撑平衡和混合支撑平衡。支撑点在重心上方称为上支撑平衡,支撑点在重心下方称为下支撑平衡,人体重心位于上、下两支撑点之间的平衡称为混合支撑平衡。人体平衡的稳定性取决于支撑面的大小和重心的高低。支撑面是指支撑点的接触面和这些支撑点边缘所围成的面积。一般来说,支撑面大,稳定度就大,支撑面小,稳定度就小。在支撑面不变的情况下,重心位置越低,稳定度就越大。 人体是复杂的生物力学系统,由于人体支撑面边缘为软组织,人体的有效支撑面面积要小于理论上的支撑面面积。另外,当人体有倾倒趋势时,依靠人体自身的自动调节系统各个环节间的相对运动,反射性的改变身体姿势,或移动位置,可建立新的支撑面来重新建立平衡。 在维持人体平衡的过程中,人体的内力也起了重要的作用。人体内力是指运动系统各组织器官产生的力,虽然内力不能改变人体整体的运动状态,但内力可通过对外界环境的主动作用,使人体受到外界环境的反作用,从而影响人体的平衡。 此外,心理因素对人体平衡的影响也很重要,一方面紧张的心理会影响视觉在平衡调节中的积极作用,另一方面,也会影响大脑及其下位中枢对肌肉紧张的调节能力,从而影响人体平衡。 三、“松、空、圆、活”中的人体平衡 1.“松、空、圆、活”首先从心理层面上保障了平衡能力的调节 人体维持平衡的机理非常复杂。目前普遍认为,人体的平衡能力主要依赖于中枢神经系统对来自视觉系统、本体感觉系统和前庭系统感觉信息的整合和对运动神经系统的控制。三种感觉信息在多级平衡觉神经中枢中进行加工整合,经运动纤维传出的冲动来调整梭内肌纤维的紧张性,调节骨骼肌的收缩,指挥肌肉、骨骼系统以随时矫正身体的偏移,达到对人体平衡的稳定。而太极拳运动特别强调意念与动作的协调配合,这样可以有效促进中枢神经系统的灵活性和协调性,只有精神放松了,人体才能达到最大程度的灵活性,才能实现虚实的灵活转换。在太极拳的技击或走式的习练过程中,首先要求从思想上、精神上去体会和练习,然后再从肢体上去练习,也就是说,思想、精神才是起主导作用的。在基础身法“松、空、圆、活”中也是如此,“松”是根本,没有“松”就做不到“空”、“圆”、“活”,要做到“松”,首先要做到精神放松,只有精神放松了,精神不紧张,才有利于经络与气血舒畅运行,才能做到肢体的放松。而“精神”也正是影响调节人体平衡的重要心理因素,精神紧张会造成肌肉过度紧张,从而抱死关节,肌肉把周身骨节抱死形成一体,肢体也就会变得僵硬,就和木墩一样,被人一推一个跟头。只有从心理上真正放松了,人体才可以灵活地通过增大或减小内力,特别是肌肉的用力大小,从而改变作用于人体的力或力矩来影响人体的稳定性。 2.“松、空、圆、活”的肢体走式最大限度地提高了人体的平衡度 太极拳手法在运用中强调圆活,实际上是通过空间力的变化来维持空间力系平衡的过程,达到在攻防变化中保持自身平衡稳定的目的。在此过程中,人体重心的调节能力起到了决定性的作用。人体由206快骨骼组成,都靠关节连接起来负担重量和进行活动,人体每个微小的部位都有各自的重心,全部环节所受到重力的合力的作用点就是人体的总重心。但人体重心的位置是可变的,可在一定范围内移动,甚至人体的重心可移出体外,但重心移动的方向总是与环节移动方向一致,并且重心移动的幅度取决于环节移动的幅度。而“松、空、圆、活”的肢体走式要求身体各个部位非圆即弧,这种运动方式在很大程度上增大了人体的支撑面和支撑点边缘所围成的面积,增大了重心可移动的范围,从而增强了人体在运动过程中的稳定程度。 “松”可以很灵活地通过各个环节的相对运动,使人体质量再次分布,从而改变重心的位置。在肢体走式上首先要求松开关节,把几个大关节先松开(如肩关节和胯关节),但骨节要对准,以便更好地带动其他小关节活动,这样人体的重心才能在运动的过程中灵活转换。人体的脊骨,特别是胸椎和腰椎的松开与贯穿尤为重要,腰脊命门穴为全身重心所在,是调节全身动作的关键,时刻注意命门穴的松沉,微微旋转腰脊来带动躯干和四肢的活动,胸背部的关节要节节往下松沉,重心下降,身体的稳定性可大大增强。这样重心既可以随形而变,随势而流,身体重心的转换又能不偏不倚,灵活不僵,使人体在攻防中的平衡性与稳定性达到协调一致。 综上所述,太极拳中“松空圆活“的基本身法不管是在心理上,还是在肢体走式上,都是以增强人体的平衡能力为基本原则的。太极拳的“松空圆活“必须到推手中去训练和体验,到实战中去磨练,要长时间的练习推手,反复训练,参加实战,才能够体会到它在调节人体协调性、灵活性、平衡性与稳定性中的神奇效果。 生物力学论文:可注射性磷酸钙骨水泥对骨质疏松椎体压缩骨折的生物力学研究 摘要:目的 研究可注射性磷酸钙骨水泥注射椎体成形术后对骨质疏松性椎体压缩性骨折的生物力学影响。方法 选用12只骨质疏松性脊柱标本制作腰2椎体压缩性骨折模型,分为实验组和对照组,分别应用可注射性磷酸钙骨水泥与聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥椎体成形术后,进行生物力学检测。结果 腰椎标本椎体注射成形后,其刚度、最大载荷、最大位移与术前相比,均有所改善,差异具有统计学意义(P 关键词:可注射性磷酸钙骨水泥;骨质疏松性椎体压缩骨折;生物力学 骨质疏松症(Osteoporosis,OP),是目前世界人口老龄化重点防治的病症。可注射磷酸钙骨水泥因其良好生物相容性、可降解性、骨传导性及可塑形性等优点已应用于临床床骨缺损的修复与重建与修复,骨质疏松的治疗[1]。本实验拟比较可注射性磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)与聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)对骨质疏松性椎体压缩性骨折椎体成形术后的生物力学影响,从而为其防治骨质疏松椎体压缩性骨折提供实验依据。 1 资料与方法 1.1一般资料 12只胸腰段(T6-L5)脊柱标本(均来自湖北医药学院人体解剖学教研室用于局解教学的尸体)。 1.2主要仪器 CPC(上海瑞邦生物材料有限公司);S-2型PMMA(晨光医用高分子制药厂);CSS-44300型电子万能试验机(长春试验机研究所)。 1.3实验分组 实验分组:所有标本均摄X线片,以排除先天性畸形、骨折、肿瘤。采用法国DMS公司生产的CHRONOS型双能X线吸收骨密度仪,测定每具标本椎体的骨密度,证实为骨质疏松。12只脊柱标本随机编号平均分成两组,每组6只,实验组:植入CPC组;对照组,植入PMMA组。随机选择腰椎椎体节段,以消除不同的椎体可能造成的生物学差异。 1.4模型制备与实验方法 将椎体从冰箱中取出,室温下解冻24h,将各椎体放置在微机控制CSS-44300型电子万能试验机测试平台上.以距椎体前缘5mm为加载点。先用载荷90 N预载2 min,然后采用位移控制方式加载,速度5mm/min,当载荷位移曲线出现最高点时停止压缩,均在前屈方向造成腰2椎体压缩骨折模型,获得最大载荷和刚度数据。椎体出现塌陷或压缩性骨折的标准是载荷一位移曲线出现了最高点即椎体的抗压力开始出现下降。试验机的载荷信号由计算机记录,并由相应的测试分析软件计算椎体的抗压强度(载荷一位移曲线最高处的载荷数值)和刚度(载荷为弹性范围内曲线的斜率)。力学模型建立后,然后进行正式试验。椎体成形术:直视下采用16G针头经椎弓根穿刺,事先在椎体上方用画线笔标线,以确定进针方向与深度,经右侧椎弓根穿刺至椎体前l,3的中线侧方。选用国产的PMMA和CPC,PMMA按粉(g)、液(rm)比l:l调配,CPC按照粉(g)、液(rm)比l:2调配。在粥状期将其按预设的量用力注入椎体共4ml。所有椎体标本注射后,用生理盐水纱布包裹,放置于密封塑料袋中。室温下放置24h,行生物力学性能测试,获得骨水泥固化后椎体的最大载荷和位移,明确其刚度。 1.5统计学分析 采用SPSS19.0软件处理,计量资料比较采用x±s及t检验,以P 2 结果 两组术后刚度、最大载荷、最大位移比较:术后两组刚度、最大载荷、最大位移与术前相比,均有所改善,差异具有统计学意义(P 3 讨论 普通骨水泥,即聚甲基丙烯酸甲酯,是现行最常用于强化椎体成形术的材料,经PMMA强化后,椎体的最大载荷可提高至原来的2~3倍[2]。但是,PMMA在聚合反应是发热反应,局部温度可高达100℃以上,如果发生渗漏存在引起脊髓、神经受损等的严重后果的可能;还有PMMA会以永久性异物的形成存留于体内,不可降解[3-4],加之已有采用大量的PMMA作压缩性骨折椎体成形术强化的研究文献报道[5],故在本实验设计中纳入PMMA强化组作对照。本实验中所用的强化材料是采用独特的生物工程工艺所合成的新型可注射性磷酸钙骨水泥CPC,其主要是用于骨缺损修复与重建。选用这种材料作为椎体强化材料,在于材料兼具可注射性、生物可降解、骨传导及成骨等优点,以期规避PMMA的部分缺点。 本实验研究结果显示,在术前两组的椎体高度、刚度、最大载荷、最大位移均无明显差别,而手术后,CPC组椎体高度、刚度、最大载荷、最大位移较PAMA组比较均明显改善,说明与聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥相比,注射性磷酸钙骨水泥可以更有效地恢复骨质疏松性椎体压缩性骨折术后力学性质。 本实验在实施过程中也有不足之处,如虽然强化材料的注射剂量采用了统一的4ml,提高了组间的可比性,但与临床实践中尽量多注的实际是不相符的,存在低估材料的强化效应的可能。同时,鉴于本实验室条件所限及临床和实际需要,只做了椎体的生物力学实验,以后的研究中我们会进一步做椎体的的扭骨形态及骨质量等实验。但是,CPC具体通过何种机制和途径作用于骨质疏松症椎体力学重建。 生物力学论文:网球发球动作生物力学文献综述 摘 要:网球比赛中一分的开始是发球,发球质量的高低直接决定这一分的归属,而且发球是网球比赛中唯一由自己控制而不受对方干扰的技术动作,世界上高水平的选手无不把发球作为自己最重要的武器之一。而我国选手与世界网球水平相差较大主要原因就是发球上的差距。因此对于发球的研究在理论上及实践上均有重要意义。随着网球运动的普及,对网球相关生物力学研究近年来呈上升趋势。从生物力学的角度上去分析发球动作,可以为运动员提供更为科学的依据和实际的指导,意义重大。 关键词:网球发球;生物力学;文献综述 动作构成技术,因此动作是我们研究的重点。而用生物力学的知识和方法去研究网球的发球特征,研究方法和研究内容无疑是最重要的一环,而研究方法又离不开研究设备,可以说目前研究设备也从一定程度上直接影响了这篇论文成果的好坏。关于发球生物力学的研究有人做过专门的统计。蒋婷在她的《国内网球生物力研究现状及发展―基于2007-2011年4种文献来源计量分析》中指出2007-2011年,优秀期刊、优秀硕士论文、博士论文、重要会议各自研究网球技术生物力学所占的比例分别为12.9%、51.6%、3.2%、32.2%,其中优秀硕士论文研究网球生物力学的最多,占51.6%。此外,5年中,优秀期刊发表的关于网球生物力学的论文仅4篇,充分说明这类研究并没有成为热点。根据文献论文内容的主要特征,结合生物力学及网球项目相关理论,可以将检索到的论文分别归入3个不同的研究方向,即技术分析(运动学、用力学、生物学)、损伤(骨、肌肉)、装备(鞋、拍弦)。从本次统计来看,技术分析独占鳌头,共计23篇,占74.2%;其他方面的研究相对较少,损伤12.9%(4篇),装备12.9%(4篇)。技术动作分析受到更多的关注,主要是因为技术分析的设备日益进步和完善,生物力学研究受仪器设备的制约。这篇文章很全面的介绍了目前国内一些比较有价值的论文的分布情况及总体研究情况,让我们对整个研究水平有了初步的印象。 马大慧在《运动生物力学在网球运动中的应用分析》中给我们提出了一些比较好的运动生物力学与网球运动的结合点,我们可以从运动生物力学的力学理论研究方法,实验研究方法,力学理论研究方法和实验研究方法紧密结合等方法去研究网球的特征,当然这些方法也可以用到发球的研究中去,使我们的方法更具有科学性和方向性。下面从研究方法和内容方面入手对所查阅到的文献进行简单阐述。 刘卉(2000)以6名国青网球运动员和2名北京队青年网球运动员的大力发球为研究对象。采用美国Peak三维高速录像系统进行拍摄,拍摄频率为120帧/s。采用爱捷人体信息研究所的录像分析系统对发球动作技术的运动学数据进行测量与分析。依据对录像带的观察及发球实验时的现场评价,对每个运动员三个好球中质量最好的一次进行解析。所得数字化数据采用数字滤波法进行平滑处理。她的研究揭示网球大力发球属鞭打类动作的特征并论证和全面阐述了网球大力发球技术的运动生物力学原理。同时通过对运动员发球技术的对比,得出抛球的方向、高度和身体下蹲的深度均会对整个发球动作技术起重要影响;通过对下肢运动的观察,提出影响“搔背”动作阶段的因素主要是下肢蹬伸、躯干扭转、屈肘和上臂外旋的幅度、速度及它们之间的配合,同时还认为“搔背”动作时身体各环节活动的同步性是高质量合理动作的特征;提出击球动作并非挥拍动作的自然过渡和延伸,而是有其本身技术特征的相对独立的动作技术;她还通过对身体各环节最大速度出现时间的比较,认为可将鞭打动作的基本理论作为网球发球动作技术的理论基础。这篇文章在国内具有比较高的地位,无论是研究对象还是研究方法对后来的研究者提供了很好的参考,同时所得出的结论对我们平时训练也很有参考意义。 刘保华(2008)以2007年9月在北京举办的中国网球公开赛中5名优秀女子网球单打运动员为研究对象。采用两台100HZ的摄像机在比赛现场进行拍摄,对我国顶尖女子网球运动员彭帅与4名世界顶尖女子网球运动员发球技术的速度特征进行了生物力学分析。研究结果表明在第一发球速度上,4位世界优秀运动员明显高于彭帅。4位世界优秀女子网球运动员在球拍速度、右手速度、右手腕速度、右肩速度、右肘速度右髓与身体重心的速度这7个参数因子载荷值的贡献排序运用较为合理,而彭帅则不够合理,表现在球拍的因子载荷值明显低于右手与右手腕。这篇文章从科学的角度分析了彭帅发球当中所存在的问题,可以据此对她做出指导 林建健(2009)选取2名职业网球运动员,4名专业网球运动员和6名业余网球运动员为测试对象利用,Qualisys红外远射测试系统(六个镜头)对运动员发球动作过程进行测试。拍摄频率为200幅/秒。同时用Kistle测力台系统与Qualisys同步,采集运动员的动力学数据。结果显示:在抛球过程中我国高水平运动员抛球臂关节角度变化幅度和屈膝最大角度均小于低水平运动员。在蹬伸过程中,我国高水平运动员膝关节最大角度和腿部发力效率均大于低水平运动员,膝关节最大角度和最小肘关节角度均小于国外优秀运动员。在击球过程中,我过高水平运动员身体各环节最大角度速度和击球高度与身高比均大于低水平运动员,且具有显著性差异。对比国内的高水平和低水平选手特征,可以使低水平的选手找到自己的问题所在,从而有目的改进。 蒋川(2009)年以我国优秀网球运动员杨意民、国际著名选手阿加西和张德培为研究对象。利用两个PULNIX摄像头(频率为120Hz)采用定点、定焦、定距的方式进行外同步拍摄方式,对杨意民大力发球动作进行拍摄。采用美国ARIEL三维图像解析系统对杨意民、阿加西和张德培的技术动作进行解析。阿加西和张德培的发球技术动作录像由美国ARIEL公司提供,拍摄频率为50HZ。结果发现:杨意民发球时身体主要环节的用力顺序符合鞭打动作规律,且击球点的高度较为合理。但是其抛球技术还有待改进,其抛球最高点与击球点之间的落差较两位世界级运动员的偏大,即杨意民在抛球环节存在抛球过高的问题。杨意民的挥拍臂形成有效的用力前,“搔背”姿势所需时间明显过长,且拍头最低点高于身体重心高度,反映出杨意民的“搔背”动作不够充分。杨意民的挥拍速度以及拍头速度较阿加西、张德培存在较大差距,尤其是在击一球瞬间,阿加西的拍头速度是杨意民的1.69倍,而张德培的拍头速度更是达到杨意民的1.71倍之多。杨意民下肢蹬伸充分,但在脚蹬离地面时身体重心上升的速度和击球时身体重心的高度跟世界顶级选手相比仍有一定差距。 孙宇亮(2011)以2009年底在江门网球训练基地冬训的8名国家网球队女队员为研究对象。研究对象站右发球区,大力发球。利用两个ZOOHz的高速摄像头对运动员进行同步拍摄。利用直接线性转换(DLT)算法对二维图像进行三维重构。数据处理采用北京体育大学视迅解析系统对运动学指标进行解析,应用Qtools、EXCel等数据处理软件进行计算。根据国家网球队教练的评价,每名运动员取三个好球中质量最好的一次进行解析。所得数字化数据采用数字滤波法进行平滑处理。得出结论有:我国网球运动员发球时抛球较高,建议降低抛球高度。相对于FB技术,FU技术能使运动员获得更大幅度的躯干扭转角度。根据运动员实际情况选择合适的缓冲技术。缓冲结束时刻,部分运动员存在过度顶髓的现象。这造成下肢发力不充分,最终导致球速下降。建议在此时刻保证重心投影位于在两腿之间。“搔背”动作是典型的超越器械动作,下肢的充分蹬伸是此动作完成质量的保证。因此运动员在平时的训练中应注意下肢的爆发力训练。这篇文章的研究方法和结论都有具体意义,值得国家队的女队员进行参考。 BrianJ.Gordon(2006)通过三维录像解析法对9名优秀的网球运动员进行了测试。他们在上臂和前臂套上了带有标志球的环,在肩关节周围皮肤上贴了标志球。由于计算关节和环节的扭转角度。结果详细阐明了发球过程中人体各部分的扭转情况,指出在临近击球时刻,肩关节屈伸运动和内收外展运动对于拍头速度的贡献微不足道。这篇文章的研究结果使得我们平时的一些错误观念得到了重新的认识。 综合研究的情况来看,国外学者利用运动生物力学手段对网球发球动作技术做了大量研究,并且阐明了一些发球动作的客观规律。对现今存在的各种各样的技术动作提供了科学理论上的支持,对学习和改进发球技术做了有益的探索和贡献。有的从肌肉发力顺序方面探讨,有的从优秀部位探讨,也有的从动作模式探讨,还有从肌电方面入手等等,可以说已经取得了一定的成绩,而且随着研究设备的技术提高,研究的水平也在提高,但是大多数的研究还是将中国的运动员数据直接和外国运动员的数据直接进行对比,我觉得这存在一定的问题,且不论身高的不同,中国运动员的肌纤维类型与他们也会有不同等等,或者是否可以将他们的数据可以和现在排名较高的亚洲球手进行对比,比如,现世界排名17的日本球员锦织圭等等。再者,我觉得在发球最佳模式的研究方面还有所欠缺,看我们是否能找到一个最适合我们的发球模型。让大家在练习的时候心里有具体的数据可依。作为研究来讲,我们最好是能把各个方面的情况考虑清楚最好,或者就某一方面作最细致的研究。随着未来各种仪器设备的更新提高,研究水平也会越来越深,可以说,生物力学在网球领域的研究还有很大的空间。(作者单位:北京体育大学) 生物力学论文:体操运动员主要部位损伤的生物力学分析 摘 要 通过中国知网查找相关国内外文献,根据体操运动员易损伤部位损伤情况,进行生物力学分析,目的在于从生物力学角度揭示体操运动员关节损伤的内在机制,为体操运动员的后备人才及延长运动员运动寿命提供理论基础。 关键词 运动生物力学 易损伤部位 体操 0前言 体操是我国传统优势运动项目,举国体制使得竞技体操得到快速发展。从历次奥运会中国获得奖牌来看,竞技体操获得的奖牌所占总奖牌的比重在四分之一波动。然而荣耀的背后有鲜为人知的痛苦,由于体操项目具有难、新、力、美、稳的特征,运动损伤现象日趋严重,导致现在运动员过早退役,使运动员的运动生涯提前结束。训练的非科学性造成我国体操运动员严重的运动损伤,影响其进入优秀体操运动员的行列,这不仅给国家带来极大的人才浪费,而且影响我国竞技体操整体水平的提高。因此,分析体操运动过程中容易损伤部位损伤机制,为预防和减少运动损伤、设计专项训练方法等有指导意义。 1运动损伤 1.1运动损伤的概况 运动损伤可分为两类,即慢性劳损性伤和急性一次致伤。前者主要是训练过度、教学组织不当的结果。此类损伤主要有手腕、踝关节的各种慢性创伤性腱鞘炎等;后者最常见的是落地或失手时姿势失常而致伤,此类损伤主要有骨折、摔伤等。研究表明,慢性损伤多于急性损伤。 体操是指练习者在地面上、持轻器械或在器械上,完成依据人体生理、解剖特征及人体运动生物力学原理设计的各种不同难度动作,在空间上展示身体技艺,表现力量、健康、美丽、智慧的一种实践活动。J.E.Taunton提到由于竞技体操竞争较激烈,过去十年竞技体操的队伍不断壮大,由于青少年的骨骼发育不完全,没有针对性的科学的训练方法,足踝、腕骨关节、腰等极易受到损伤。 1.2运动损伤导致运动员过早退役 随着竞技体操动作难度的不断发展和竞争越来越激烈,运动损伤已成为我国体操运动员退役的主要原因。何晓敏以国家队和专业队现役和退役的运动员为研究对象,指出历届奥运女子体操冠军的最佳年龄平均为21岁左右,甚至还有高龄而我国运动员在18岁以前就退役了,潜力还未得到完全发挥,主要原因就是运动性损伤。 2易受伤部位损伤机制 2.1腕部骨关节损伤部位机制分析 体操运动员腕部骨、关节的变异和损伤较常见,学者调查了50名体操运动员,X线征象分析发现体操长期训练导致的损伤主要表现在桡骨远端骨骺骨折、尺骨茎突骨折和舟骨骨折。被调查对象均处于青春期或青春前期,他们的骨骺较周围纤维软骨脆弱,致使其可塑性较强容易损伤。支撑动作对舟、月骨、桡骨远端骨骺关节面施加力量不平衡,则可以形成扭错应力,当这个应力超过了骨骺所能承受的最大限度,骨骺就会破裂。 肌腱是一种索条状没有弹力的组织,当肌肉收缩时肌腱紧张并拉成直线。人体的活动是依靠肌肉的收缩与肌腱的牵引实现的。因此,当肌腱绕过关节或骨骼的隆起部位时,为避免紧张的肌腱滑脱深筋膜就在这些部位增厚成环状或宽平的支持带将肌腱固定,如手腕部位的腕背侧韧带等。 2.2腰部受力特点及损伤的力学分析 腰椎是脊柱的主要承载部分,也是运动损伤的多发部位。所以对于力量型的运动员来说,腰椎的损伤往往意味着运动生涯的结束即过早的退役。采用生物力学的方法研究腰椎运动的力学性质,了解其承载的机制,不仅可以掌握科学的发力动作,充分发挥运动潜能,还可以避免损伤并延长运动寿命。外国学者指出自由体操中空翻、下桥等甩腰动作的多次反复练习,长期的疲劳导致腰椎损伤,腰部是运动链中的优秀部位,优秀部位的损伤直接影响动作技术的提高。 3损伤的康复和预防 任何运动都要遵循人体生物学、解剖学和力学上的规律,利用所学知识指导训练预防和避免一些损伤,还可以有助提高训练的效果。训练负荷不宜太大,合理安排运动量是防止运动损伤高发生率的有效措施。加强优秀力量训练。竞技体操中,身体始终处于非平衡状态的位移之中,优秀部位是人体动力链的中间环节,如果优秀力量弱则身体的平衡能力、稳定性则弱。体操运动员落地时通过两脚踝、膝、髋关节等合理弯曲来减缓压力负荷对人体的伤害并控制平衡。所以,体操运动员经常要控腰来维持平衡,通过腰部优秀部位肌肉力量的整体协调用力保证落地稳定性避免损伤。 4小结 体操运动员运动损伤一般为疲劳积累成的慢性劳损。关于我国体操运动损伤的研究越来越广泛,运动损伤的年轻化趋势令人担忧。运动损伤的预防就显得尤为重要,结合运动生物力学更科学地组织训练,加强优秀力量训练,有效地提高运动技术并预防运动损伤的发生。预防运动性损伤的一套科学理论体系以及国家相关部门对国家运动员因伤退役的安抚措施有待健全和完善。
产品品质论文:计算机视觉技术在农产品品质检测中的应用 随着科技的日益进步,计算机运行速度也在显著提升。这使得计算机视觉技术在农产品品质检测中的应用范围逐渐扩大,也提升了农产品品质检测工作的自动化成绩及工作效率,并更好的适用了复杂的工作环境,同时避免了人工操作失误等。为此,笔者从简述计算机视觉技术入手,探究该技术在我国农产品品质检测工作中的具体应用。 【关键词】农产品 计算机视觉技术 品质检测 农产品品质检测工作中除了采取人工检测法以外,还可以采取半自动或自动检测法,如在水果分级检测工作中的质量分级检测法、光电分选法以及大小分级法等。然而农产品品质会受到自然生长环境或人为因素等方面的影响,农产品的色泽、大小及形状等并不相同,无法采取单一指标进行检测。因此充分应用计算机视觉技术,对农产品的品质进行检测,极为重要。 1 计算机视觉技术 计算机视觉技术又被称为机器视觉技术,指的是通过人类设计,在计算机环境下,达到再现或模拟人类视觉相关的职能行为的一种技术,包括了印刷和手写文字的识别技术,图像模式识别技术,物体三维表面形状识别技术、距离识别以及速度感知等技术。该技术是诸多学科的结合与交叉,涉及到数学、生理学、信息处理、物理学、光学以及计算机等多种学科。探究计算机视觉技术的目的在于实验人类视觉的再现及延伸,即再现高等动物的视觉系统,并对物体形状以及类别进行识别。 此外,计算机视觉技术处理的原始资料多是图像,所以该技术和图像处理以及模拟识别等有着紧密的联系。现阶段,计算机视觉技术在诸多领域有着较为广泛的运用,包括了医学辅助诊断、资源调查、卫星图像解释、军事指导、灾害监测、气象以及工业产品的外观筛选及检测等。同时研究该技术在农业工程领域中的应用,也成为了热门话题。 2 在农产品品质检测中,计算机视觉技术的具体应用 笔者在查阅相关文献资料的基础上,探究在农产品品质检测工作中,计算机视觉技术在产品表面缺陷以及损伤识别工作中的具体应用;果形识别工作中的具体应用;农产品尺寸以及面积检测工作中的具体应用。 2.1 在产品表面缺陷以及损伤识别工作中的具体应用 在对农产品进行分级的过程中,依然存在着一大问题,即农产品表面缺损以及损伤识别。而早在1984年就已经出现了采取线扫描和模拟摄像机针对苹果表面损伤进行检测的实验报道,实验结果显示,采取数据技术能够检测出苹果表面损伤,其检测结果完全能够达到人工分级的精度。与此同时,还出现了一种机器视觉系统,该系统将不规则的图像信息与正常的图像信息区分开来,在去除蔬菜内的杂物以及检测农产品的污点等方面能够取得较好的应用效果。此外,在1989年,国外出现了一种全新的计算方法,即运用红外线扫描摄像机,处理苹果表面的灰度图像,既能够确定苹果表面的损伤面积,还能够区分不同损伤区。然而还技术是以机械装置的设定为基础,需要消耗2s的时间,对一个苹果进行检测,苹果表面缺陷分级精度以及损伤分级进度并不高。 我国在1997年,出现了运用计算机图像处理技术对苹果损坏自动化检测的试验研究,该试验结果显示,该技术的损坏检出率较高,能够规避果梗区以及花萼区对于坏损区域识别的具体影响,且该检测技术的鲁棒性较强。 2.2 在果形识别工作中的具体应用 果形识别是影响水果质量的重要因素之一,对于水果品质检测有着重大意义。当水果成熟后,水果的外形将会发生巨大的改变,且无法采取数学方法进行鉴别,采取其他方式进行果形识别极为重要。 在1981年,有研究人员就针对形状识别中的图像特征进行了探讨,提倡采取结构分析法以及外形轮廓曲线检测法,针对水果外形进行识别。并在1985年,以数字图像分析技术以及模式识别技术为依据,针对番茄定向、番茄形状、表面缺陷以及尺寸进行分类的特殊算法,运用灰度梯度曲线,明确番茄表面缺陷以及花萼位置等。而我国则在2000年,按照果实形状分析,通过连续性指标、半径指标、连续指标对称性、半径指标对称性等特征参数,表示果形,并首次采取参数形状分析法。 2.3 在农产品尺寸以及面积检测工作中的具体应用 农产品分级中,以农产品外形尺寸为依据。在1987年,国外就已经开始研究机械视觉技术在牡蛎肉分级以及尺寸检测工作中的具体应用。并在1992年,针对人工检测以及机器视觉检测进行进行了对比分析,试验结果显示,和人工检测技术相比,采取视觉检测技术,能够提高检测的精确度,减少检测消耗时间;同时在评价以及推广种质资源中,准确的测量以及详细的记录种质形态的指标,有着极为重要的意义。为了能够精确、快速地计算出玉米种质尺度,在1995年,有研究人员就提出了自动化选择技术,该技术在处理玉米种质图像中,其辨别精度极高。 而我国在2002年,有研究人员就针对水果品质进行动态、实时监测的智能化分级生产线进行了研究,该生产线,首先通过水果输送翻转系统,利用滚筒式输送翻转装置,将水果往前输送,在输送过程中,以水平轴为中心,保证水果表面能够被系统检测到,以此获得图像信息。然后利用计算机视觉识别系统,对水果等级进行判断,明确图像信息。该系统具备了视觉识别功能。最终通过分级系统,完成水果分级工作。 3 结语 在二十世纪七十年代以后,计算机视觉技术就已经得到了较为迅速的发展,在我国,该技术在农产品品质检测中的具体应用也得到了人们的高度关注,同时也取得了一定的成效。计算机视觉技术作为人眼的延伸技术之一,其具备了人脑功能,运用该技术代替以往的人工操作技术,已经成为了农产品品质检测工作的必然发展趋势。 作者简介 陈超(1995-),男,福建省福州市人。现为北京交通大学在校学生。研究方向为电子科学与技术。 作者单位 北京交通大学 北京市 100044 产品品质论文:肉类产品品质:何种市场营销策略可以创造肉品附加值? 摘 要:保证肉类产品的质量,是整个肉类产业链的一个重要任务。保证肉品质量对于食品生产和销售企业来说是应尽的义务,而对于消费者来说是应得的利益。过去发生的各种食品安全危机,质疑的不仅仅是产品内在和外在品质的保障途经,还包括产业链中产品或市场参与者的决策。从动物育种到产品加工、零售到消费及消费者在各方面的产品品质要求上都表达了新的期望。当今,市场营销在产业链保障产品品质方面发挥了重要作用。本文将着重介绍肉类产业的市场营销和商业运作。 关键词:品质;肉产品;食品安全危机;品质和原产地认证;推销 自从1996年食品安全危机以来,肉类品质成为真正意义上的一项挑战。无论是对于生产和销售企业,还是对消费者来说,品质保障不仅是理所当然的标准,也是增加产品附加值的战略主旨。各种品质和原产地认证标识是对消费者最好的品质和来源保证。Momont[1]认为,这些认证标识具有多重意义,如天然、可靠且具有很强的象征意义。实际上,品质认证这个环节消除了消费者的疑虑外,它们还成为了品质、特性、原产地和精湛加工技术的代名词。法国消费者愿意为信得过的产品支付更高的价格[2]。然而,最近一段时期以来大量出现的认证标识对于销售行业和消费者来说却很难轻易辨别[3]。 山区特产、乡村特产、本地特产等各种特色标识和自行标榜的其他品质保证标识在市场上显得名目繁多,且常常没有清楚的解释。 那么,品质保证是如何成为关键问题的呢?消费者对肉类品质的认识到底是怎样的?他们的真正要求和需求是什么?最后,销售策略在这个问题上可以起到什么作用? 1 肉类产品品质概念的演变和政策规范 20年来,人们对肉类品质的认知经历了巨大的变化。其中食品安全危机的出现是一项重要的推动因素(表1)。其实,从90年代以来,农业和食品业不断受到食品安全危机的冲击,特别是肉类产业中动物,如牛(如疯牛病)和禽类(如二恶英、禽流感等)。这些危机使得消费者对商品质量的不信任感增加[4],从而影响生产企业的运转。Ben?tre等[5]将食品安全危机(1996年在罗马举办的世界食品峰会)和食品的内在品质造成的危机归纳为“理智型”或“粗暴型”两类[6]。 40多年来的食品丑闻和危机,促使欧盟制定了93/43CE食品卫生条例,主张采用危害分析与关键控制点(hazard analysis and critical control point,HACCP)方法“识别食品卫生的关键因素,建立且严格遵守安全规程并及时更新”。最近的大范围肉品掺假(如2006年鱼肉和2013年马肉掺假)事件曝光以后,欧盟重新修订并简化了原来的食品安全条例,并于2013年5月公布和在2016年实施。该条例加强了食品卫生规范,尤其要求增加突击检查和加重处罚以防造假行为的内容。欧盟委员会(2014年7月,第六轮谈判)已讨论签订跨大西洋贸易与投资伙伴关系协定(Trans-Pacific Partnership,TTIP),旨在解除贸易束缚,并提高了肉产品的品质要求。市场和消费者对于伦理、环境和食品卫生的诉求,都将是争论的重点和关键挑战。 对照新法规的内容可以明显发现,公共机构和业界对食品的品质明显重视了(如卫生、微生物、原材料等)。法国消费者已经不能再容忍任何食品卫生问题,这些规定旨在重塑消费者对肉类消费的信心。 那么,品质的定义具体是什么?根据ISO 9000∶2000 标准,品质是指“一个产品、一套工艺或一项服务可以满足外在或内在需求的所有特质”。从营销上来说,品质是“一个物质、一项服务、一个品牌或一个企业,被客观或主观所公认的特性和价值”[7]。 然而,食品的品质在不同国家和地区的定义有所不同。欧洲消费者越来越注重品质和原产地认证标识如“原产地认证称号”、“原产地保护称号”、“产区保护标识”“红色标签”等。在法国,品质通常是通过符合法律法规标准的形式展现出来了。而美国的情况就完全不同,品质认证标识被视为一种非关税贸易壁垒,因此无法建立相似的品质保障体系。品质通常被诠释为对工业流程的遵守和无毒无残留。品质的概念缩小到了技术层面,且最终以企业的声望来代表,公共部门的介入也就没有必要[8]。 同样,生鲜乳、奶酪是欧洲传统和技术的标识,而在美国这完全不符合卫生标准。另外,欧洲支持对转基因产品在标签中强制标注,而美国则反对。这个分歧体现出食品品质概念上的分歧。在美国允许使用激素类产品饲养肉牛以加快其生长速度,这一事实也展现出食品品质的有关法规要求完全不同。 一些消费者对最新的科研结果有时表示质疑甚至抵制。他们要求加强食品卫生和品质规范以及监督措施。因此,提高品质是所有食品工业的必由之路。唯有提高品质才可以重树消费者信心。尽管一系列新法规已经或即将生效,消费者对于提高品质的诉求一刻也未停止。除此之外,他们还表达了对食品产业各领域更多了解的诉求。 2 消费者对肉类品质的认识、态度和要求 食品问题一直以来都是法国人重点关心的问题。随着经济的发展,人们的进食已经不再仅是满足生理和享受的需要,它还有其他层面的需要。例如,在家畜饲料中添加亚麻籽可以生产出对人体健康有益的ω-3脂肪酸;含胶原蛋白的酸乳可以减少成年人的皱纹;用芦荟制作的饮料可以改善皮肤状况;含类胡萝卜素的甜点可以使皮肤变成古铜色等。 尽管这些例子都通过产品形象或用途提升了食品的原有价值,但食品的相对价值还是降低了。1991年以来,居民用于食品消费的支出不断降低,而住房和交通用支出不断增长。1960年法国每个家庭平均支出的60%为满足饮食需要,如今这项支出只剩下13.5%了,饮食已不再是法国人生活的第一大支出(表2)。 2010年,法国居民肉类消费支出占食品消费支出总额的比重最高(达21%,表3)。每人每年肉类消费总量为90kg(这个数据在20年前是100 kg,表4)。 消费者对未加工产品的需求量在下降,而对加工产品(如便利食品和打包食品)的需求量(也包括对配套服务的需求)在升高。除此之外,他们也追求食品的品质和安全。无论是对养殖企业还是加工企业来说,产品的品质、可靠性和便利性都是必不可少的要求。然而,品质既取决于产品的客观特质,也取决于消费者的主观喜好。尽管后者不易得知,但了解消费者的满意度确实至关重要。它取决于产品的形象(如品牌和品牌形象)以及配套的售后服务。这些条件都是组成食品附加值的要件。 多项研究显示,肉类产业希望在销售环节更有效地满足消费者对品质的要求[10]。然而,在从前被认为是例行或习惯(锁定唯一品牌)行为的肉产品购买,在食品危机发生之后已经发生了改变,如考虑其他产品、或者减少甚至放弃对该肉产品的消费,但这又陷入了新的困境,如对产品的来源、价格和加工方式等必须重新审视[11]。 这个消费行为的改变会影响其购买标准,其中除了品质、风味或口感等内在特点外,又加入了产品来源、畜牧养殖模式和品质认证标识等外在的指标(表5)。 如今的食品品质特征除了营养价值、感官品质和卫生之外,还加入了道德规范(如环保和动物福利)和文化价值(如地域、传统文化等)[8]。这些新的品质概念涉及食品的生产条件,对特殊认证标识起促进作用(如原产地认证称号等)。这些认证标识使生产者和产地都获得了更多的附加值,但也增加了对生产过程中品质保障和可追溯性的要求。 食品品质对于消费者来说成为了理所当然的选择标准。相应地,肉类产业(特别是占70%销售量的大型销售企业)的战略主旨,很自然地集中到了大宗消费产品的价格上(图1)。目前,消费者对食品卫生的关注度很高,他们对食品生产过程的信息有更多的了解。关于原材料的来源、加工方式等信息,都成为了销售是否成功的要件。消费者认为,提供食品来源和畜牧养殖模式等信息是理所当然的。他们难以理解,为什么家畜可以在法国养殖,肉类加工却要送到国外,最后成品又卖回法国。国家跨行业组织主导的一系列措施,如法国原产地标识、法国猪肉标识等,旨在尽力满足消费者对品质、来源和可靠性的要求(表6)。消费者要求清楚的食品来源、工艺和卫生信息,而种类繁多的品质标识或原产地认证标识,又使得消费者难以辨认出他们需要的重要信息。因此,要尽量简化和集中这些品质认证标识。例如,水产行业就推出了统一的“法国馆”标识。 3 市场营销与产品形象 长期以来,市场营销在肉类产业链中都只是作为一个选项而非必要环节。而如今,营销与品质的结合成为了肉类产业的现实要求。营销具体是指什么?营销的定义是“选择和吸引市场、发展并维持顾客群,交付并传递价值的科学和艺术”[13]。它的作用是通过品牌策略、品牌形象和销售服务带来附加值,并且及时调整以满足消费者需求。尽管如此,购买欲望和购买行为有时并不一致。本文研究发现,在食品货架区决定购买的人群比例为53%。而以光顾货物的人群为100%时,只有23%购买者会注意到品牌,其中16%的购买者会取下货物观察,15%会决定购买,5%会购买该品牌的多样货物(图2)。 研究发现,在11 000 个参考产品中,购买者只注意到500 个,能记住的也只有50个。这是由于购买者在中等超市(面积400~2 500 m2)的购物时间平均为25 min,在大型超市的购物时间58 min。购买物品中1/3为生活基本用品,其余为冲动购买、享乐性购买和深思熟虑后购买。购买甜食平均花的时间为59 s,购买咸食时间为56 s,而液态产品为49 s。如果再看看购买常用品的时间,其数据更惊人:1 kg牛乳为10 s,面包为10 s,巧克力为30 s,鹅肝为59 s,而肉产品是90 s[14]。 如何向购买者传达产品以及加工品质信息呢?大部分肉品是在大型超市销售,也就是说这个“无声销售”要靠购买者自己来寻找满足其要求的内在和外在品质标准。而货架的陈列并不总是按消费者需求来安排,且品质标识的种类繁多(正式标识、集体标识或以销售品牌私设的标识)。另外,以销售量至上的低价策略,也会在一定程度上干扰消费者的选择。 现在的顾客已经不再沿用传统的推销模式决定购买货物了。既然已经知道他们通常都会提前准备购物(如47%的购物者准备购物清单),就要尽量采用适宜的、能影响他们购买决定的销售策略。因此出现了一系列促销方案:成套销售、即时折扣、加量不加价、赠送购物券、会员卡优惠等等。尽管这些促销方式在一定程度上发挥了作用,但不能忽视消费者在寻求便利、价格合理、简单便于选择但又不失多样化的产品(表7)。 现今消费者对肉产品的动物种类非常“忠诚”:36%的消费者在断货时选择延期购买,42%选择同种动物不同切块部位。确定动物种类后,切块部位便成为第二重要的标准,决定因素为颜色和包装情况[15]。对消费者的购买行为的研究至关重要,此时不能把消费者单纯看待成“购买东西的人”,因此需要引入“范畴管理”的概念,即购买者站在消费的角度定义其对产品的要求。“购物者营销”并非是一个革命性的方法,而是更加完善、更贴近购买者需求的促销手段。为了更好地满足购买者需求,销售企业和加工业确定了5 个重要环节: 1)类别;2)顾客;3)购买路线;4)量化的需求单元;5)购买欲望。 新的“营销”策略更加注重在消费瞬间通过统一形式和类别来促销。使用交易人数与交易量(people incidence transaction amount,PITA)方法,可以更好地满足购买路线和消费需求(图3)。 这个方法在对顾客浏览频率、购买品牌、年购买量以及分类别购买频率分析的基础上建立。新的促销手段(如即时折扣、买一赠一、加量不加价等)则用于吸引顾客的注意。 这个方法能更好地分析购买者在商店的购买行为,研究发现:70%的品牌是在商店内选择的,68%的购买决定并无事先规划,5%是同一品牌的忠实顾客,47%受销售地点的促销广告影响。 以上结果表明,购物者展示的是一个“即时处境行为”即购买行为同时受需求标准和购物环境的影响。 除此之外,购买者与货架的距离也是重要影响因素。营销中通常利用“5-3-1”原则来优化产品包装。这个原则主要考虑了消费者与货架距离对包装的视觉感知情况的影响。表8举例说明了不同距离时消费者对产品包装的感知情况。 今天的肉类产业应该配合零售商的需求来供货,要推陈出新,要建立起生产者与消费者的联系,并提升对购买行为的理解。大型零售商期待可以自行发展产品分类的供应商。所以,肉类工业要自行了解消费者对各种类产品的需求情况,以更好地为产品定位并丰富产品种类。然而,这个营销手段的推行并非轻而易举,因为大中型超市本身也通过加工半成品来推出一部分肉类产品。现有的肉类品牌已经“树立”,要建立新的品牌着实不易。如Charal、Socopa、Valtéro、 Le Gaulois 和 Loué 集团等。这些品牌已经根据消费需求改善了销售策略,提高了产品的外在品质(如包装、便利性等)。 最近推出的肉类新切块命名就是针对消费用途的一种改进。法国经济部下属的消费、竞争和打假管理处于2014年12月开始颁布实施的《牛肉、犊牛肉和羊肉新切块命名法》将激活肉类供应市场,促使提高产品的实用性和便利性,更真切地满足消费需求。但这还不够,肉类产业的营销潜力还有待进一步开发。 当前,营销的成功在于针对消费者需求的一整套措施:1)对货架色彩的戏剧化布置(如装饰、新品促销活动、季节主题促销等);2)优化产品种类划分、烹饪模式、量化和质化促销;3)优化不同种类肉产品在不同消费场所的用途、感官和营养价值;4)标注各切块的烹饪方法建议,同时提供切块部位的信息。 4 结 语 畜牧产品,特别是肉类的品质,透过消费者的信心来体现。它本身并不具附加值,但可通过品牌、标识、形象和实用性来回应消费者的需求。今天仍有47%的购买者在光顾销售点后放弃购买[16]。要使购买意图成为购买行为,就要通过以下几方面改善销售点:1)标清产品分类;2)标明切块部位及其烹饪方法建议;3)了解购物者的真实需求;4)分析购买者的购物路线。 当今肉类产业没有成功的捷径,唯有提高生产透明度、可靠性和生产技能。除此之外,还要让消费者明白并理解肉类产业的角色。众多的品质标识使消费者感到困惑,但它们却是使消费者放心的唯一途径。优化供货分类、戏剧化布置和创新促销策略,是满足顾客和食品工业需求的有效辅助手段。 产品品质论文:提高产品品质、创造管理亮点某项目工程精细化管理控制探微 摘要:本文简述了某项目的工程管控的措施和亮点,今后,笔者将在项目管理中不断探索研究新的管理方法,不断加强和提高工程的精细化管理手段,提升产品品质,通过良好的工程管控手段为业主提供更加优质的产品! 关键词:建筑产品;精细化管理;项目创新 1.工程概况 某项目位于南京南站的东南角,周边商业配套齐全,九都荟共有两期开发,总用地面积约为12万平方米,总建筑面积约为42万平方米,拥有沿街商铺,从拿地到开盘17个月,首次开盘,市民争先抢购,产品受到市场热捧,销售火爆。 2.质量管控措施 项目质量管控措施,主要包括:(1)质量管理可视化:每栋楼安全通道两侧张贴楼栋信息牌、质量可视化表、进度可视化表及安全巡更记录,质量按照实测实量要求按集团要求悬挂于楼栋通道处,充分显示出不同施工阶段各道工序指标的检查情况,数据更新务必及时。(2)工程实测实量可视化:现场施工必须严格执行三检制度,每道工序均要现场验收,每道工序均拍照留有映像资料,不经验收合格,不得进行下道工序施工。尤其是隐蔽部位,需监理验收并拍照留档,做可视化验收记录,严格控制现场工序质量。(3)落实工程“四化管理”:主体阶段设置砂浆、预制构件、模板、钢筋的集中加工区,装修阶段设置瓷砖、木工、防水材料及腻子集中加工区,进行“四化”管理,做到加工和安装分离,有效的进行了质量控制,确保了产品品质。(4)进行工序穿插施工:包括门框先行和主体未封顶之前,精装修单位进场穿插施工,主体结构分段验收,做好装修与土建穿插施工,总工期可以有效提升10%以上。(5)引入工程施工样板: 现场设置样板展示区,对砌筑、粉刷、防水、屋面等重要的工序进行展示,待主体施工阶段,在楼栋做实体样板间:土建样板、精装修样板、交付样板间。另还须做景观和外立面的工艺样板。工艺、工法样板先行,及时发现并解决问题,不把问题带到后期大规模工作开展当中。(6)深化图纸和制作户型手册:为精细化施工管理,现场编制每个户型的户型手册,内容有:定位放线图、墙体砌筑图、粉刷图、水电定位图、天花吊顶图、地坪竖向标高、瓷砖排版图等,为现场集中加工和移交提供依据,确保同户型同部位尺寸一致。 3.安全文明施工管控措施 项目安全文明施工管控措施主要包括:(1)统一安全文明施工策划:人车分流,场地布置清晰,包括外架 统一标语、出入口统一标语、安全施工统一标语等。(2)落实安全分色管理及安全文明标准化施工:可视化评估施工安全系数,确保施工安全。(3)制定安全巡更制度:施工现场每天专职小组安全巡查,发现安全隐患,登记公告并及时整改。(4)执行楼栋值长管理制度:执行楼栋值长制度,值长负责制,现场各个主要分包管理人员担当每栋楼的值长,值长负责协助总包单位管理人员管理本栋楼的安全文明落实工作。(5)现场进行人车分流管理:现场道路采用人车分流制,规范化管理,保障工人安全和施工道路通畅。(6)采用太阳能灯和引入雨水收集系统:为了积极响应国家节能减排的号召,合理利用能源、节约资源,项目不断引进新技术,在现场先后采用了太阳能灯和雨水收集系统。(7)现场晨会制度:每日早晨总包召集现场的主要管理人员、班组长及分包管理人员,在安全公示牌下面集中,对今天的施工内容、安全危险源及注意事项进行布置。 4.项目新工艺亮点 项目新工艺亮点主要包括:(1)PC工业化:九项目部通过对日式管理经验的学习培训以及对前期成功项目PC工程经验的借鉴和总结,进一步提升了项目对PC工业化技术的应用和管理,于2014年11月开始,在F-4、E-4、G-2 楼栋上采用PC全周期施工,前期做好产品定位研究,其中F-4、E-4两栋为柱、梁、墙、楼梯为全PC预制构件,楼板为叠合板,做绿色建筑。(2)铝木复合木板体系:为提高工程质量,提升实测成绩,项目研究并样板展示铝木复合木板体系,于2014年7月开始,在D-7、A-2以及EFG地块部分楼栋主体施工阶段开始采用此体系,铝模板砼成型质量非常好,实测成绩高,周转60次成本摊销和木模板持平。(3)免抹灰(薄抹灰)工艺:为减少空鼓、开裂,保证粉刷质量,在不改变墙体材料的基础上,采用石膏砂浆进行5-8mm的薄抹灰,已经现场制作圣戈班、普拉德等品牌材料的样板,进行对比研究后,随即在项目后续施工中推广。(4)精装修穿插及无尘化加工:精装修单位提前进场做门套先行施工,主体分批次验收。精装修单位提前进行单工种流水穿插施工,建立设置集中加工厂,瓷砖、木工、腻子、吊顶材料、防水材料,均集中加工加工安装分离,提高加工精度,缩短总工期,提升产品品质。(5)景观先行:做好景观图深化设计,对景观图纸和室外综合管网提前叠图,景观围墙和综合管网先行,在地库全部封顶、底层脚手架拆除后实施。 此外,项目也在做一些新工艺、工法的研究,例如高精度楼地面原浆收光找平、预制窗台板、保温反打工艺研究等,也分别取得了一些进展。 以上简述了某项目的工程管控的措施和亮点,在项目管理中将不断探索研究新的管理方法,不断加强和提高工程的精细化管理手段,提升产品品质,通过良好的工程管控手段为业主提供更加优质的产品,回馈社会! 产品品质论文:微生物农业对提高农产品品质及改善农业生态环境的影响探析 摘要:近年来,随着经济和科技的不断进步,使得我国农民所能利用的耕地面积在不断的减少。面对这样的情况,相关的工业、农业部门开始进行深入的探讨和研究,为了利用有限的土地资源创造出更多的财富,各种各样的化肥相继问世,以此促进经济作物的快速生长。但同时化肥的使用带来了很多问题,如:农产品质量得不到保障、严重影响农业生态环境等,通过大量的试验研究证明微生物农业在农业中发挥着重要作用,要加大微生物农业的推广力度,以提高农产品品质及改善农业生态环境。 关键词:微生物;农产品品质;农业生态环境 近几年来,面对我国农业生物资源的利用情况和我国农业发展情况,我国相关部门开始意识到微生物农业的重要性。从宏观上看,微生物农业属于一种工业型的农业,其主要通过微生物资源产业化实现的。微生物农业的广泛推广,不仅有利于提高我国的农产品品质,而且还有利于实现农业的可持续发展。 1.微生物农业的含义 微生物农业也被称为白色农业。这种农业是一种工业化的农业,微生物农业的形成主要以蛋白质工程、细胞工程、酶工程为基础,并在此基础之上通过使用各种高科技开发手段,对微生物资源进行开发和利用,这一过程就是微生物农业过程。微生物农业可以将微生物资源进行优化配置,就微生物本身而言,其具有超强的繁殖生产能力,并通过工厂化处理,能够生产出人类及动植物所需要的营养品和保健品。微生物农业属于一种新型农业。微生物农业的发展系数较大,其属于高增值农业。 2.发展微生物农业有利于提高农产品品质 通过对农业生产的实际情况进行调查和研究,我国大部分农业生产中需要投入大量的农药、化肥,这虽然提高了农作物的产量,但是无法保证农产品的安全。 在农作物生长的过程中,一定会遇到病虫害问题,如果通过农药进行防治病虫害,将不利于农作物的安全生产。生物防治病虫害是一项较新的技术,其具有很多优势,如:没有污染、没有公害、等。目前我国应用微生物进行病虫害防治的效果较好,其值得广泛的推广,其不仅能够有效的防治病虫害,而且还有利于提高作物产品的品质。 微生物还可以混配在化肥、微量元素、有机饲料中,从而形成了微生物复混生物肥料。微生物复混生物肥料不仅能够增加土壤的肥力,而且还能够为作物的生长提供充足的营养元素,从而使植物根际的微生物环境得到很好的改善。微生物肥料在植物生长过程中发挥着重要的作用,有利于植物对养分的吸收,进而促进植物生长,提高了植物抗病虫的能力。 3.发展微生物农业有利于改善农业生态环境 二十一世纪面临的最严峻的问题就是生态环境保护问题。微生物农业的发展前景比较客观。在实际的微生物农业生产过程中,能够将有机废物变废为宝,可以间接的促进生态环境的保护。在微生物农业中,微生物生态环境保护剂具有重要的作用,其可以将空气中的毒气及水、土壤中的有害物质清除干净,微生物农业是一项全新的产业,其具有较大的开发和利用价值。 在农业粮食生产过程中,农药和化肥对粮食的产量产生了很大的作用,同时也严重的破坏了农业生态环境。在不同程度上对水体、土壤、大气造成了污染和破坏。针对这样的严峻形势,为了能够促进我国农业长期稳定持续发展,我国相关部门已经发现了生物农药、生物肥料的重要性。微生物农业的大力推广和发展,不仅能够增加农作物的产量,而且还能提高农作物产品品质。微生物农业可以保证农作物的安全,有效的提高动、植物资源的利用率,进一步改善和保护生态环境。 4.微生物农业提高农产品品质及改善农业生态环境的实例 4.1简要介绍紫云英根瘤菌菌剂 紫云英是豆科黄芪属一年生草本植物,又称红花草,是重要的绿肥,饲料兼用作物。紫云英不仅能给土壤增加大量的新鲜有机质,还可以改善土壤理化性状,协调水、肥、气、热状况,提高土壤生产性能。因此,种植绿肥是一项必需的用地养地措施。紫云英固氮能力强,氮素利用效率也高,株体腐解时对土壤氮素的激发量很大,在我国南方农田生态系统中维持农田氮循环有着重要的意义。 高效的紫云英根瘤菌菌剂在提高紫云英产量方面具有重要作用。高效优质的紫云英根瘤菌菌剂,一方面在紫云英播种后能提高紫云英的产量,另外还能在土壤中形成多种有利菌株共生的良好根际生态环境,对水稻化肥利用率起到重要的效果。 4.2高效紫云英根瘤菌在选育时应注意的问题 紫云英根瘤菌的初筛:将粗筛出来的紫云英根瘤菌进行回接紫云英试验(水培法或沙培法)进行初筛,从播后结瘤时间、根瘤数、根瘤大小、根瘤颜色、植株含氮量和植株长势等指标筛选效果好的紫云英根瘤菌;紫云英根瘤菌的诱变育种:利用紫外诱变等生物诱变技术来选育出固氮效果更好、抗逆性更强的紫云英根瘤菌菌种。 4.3发酵生产工艺的研究 优培养基的筛选:利用摇瓶发酵、20L、200L自控发酵罐发酵,利用旋转组学设计和计算机技术筛选各功能菌种生长所需的氮源、碳源、矿质营养、添加剂和诱导剂营养配方,确定促进菌体生长的营养成分和最佳复合培养基配方。 高效吸附载体及其灭菌技术研究:通过考察菌种在不同灭菌条件(巴氏灭菌法,高压湿热灭菌法和γ-射线灭菌法)下的不同载体(褐煤,草炭,蛭石和珍珠岩)的存活时限以及载体中所含有的成分,将对菌体保存和对土壤的增肥及微生态作用等综合因素,确定载体最佳灭菌方法和最佳载体。 4.4应用技术研究 通过盆栽、小区和大田试验,检测紫云英根瘤菌产品的应用效果和稳定性,研究制剂不同剂型、浓度、用量、施用时间、施用方法以及环境因子对使用效果的影响,再反馈信息进一步研究和调整发酵生产工艺技术,生产出高效、持效的生物有机肥料产品。 5.如何运用微生物提高农产品品质及改善农业生态环境 5.1合理帅选菌株和应用联合菌群。 在深入了解有关微生物特性的基础上,采用新的技术手段,根据用途把几种所用菌种进行恰当、巧妙组合,使其某种或几种性能从原有水平再提高一步,使复合或联合菌群发挥互惠、协同、共生等作用,排除相互拮抗的发生。 5.2改善生产条件和生产工艺。 发酵条件、工艺流程、合适的载体、剂型、粘着剂的发展,尤其是在产品保质期方面需要开展深入的研究。 5.3应用价值较高的微生物产品 有机物料腐熟剂(或称发酵剂)、根瘤菌剂、生物修复剂(微生物区系、解毒、重茬等)、促生菌剂,生物有机肥等。其中根瘤菌剂作为微生物肥料中的一类重要品种,目前存在的根瘤菌剂产品质量不稳定、使用菌种的有效性低、接种后在种子上存活时间短、结瘤效果差、产品保质期短等问题未很好的解决。因此,这方面需要国家加大投入,开展相关的研究,加快新产品的开发与应用。由于接种根瘤菌剂还能有效降低和减轻豆科作物重茬的病害,根瘤菌剂在我国具有十分良好的应用前景。 6.结束语 农业在国民经济中起着重要的作用,同时也带动了其他行业的发展。但在农业实际发展中存在着严重的问题,例如:在农作物的生长中大量的使用化学农药是必不可少的,农药可以杀灭农作物在生产中的害虫和病菌,但不能保证农产品的安全,也使农业的生态环境遭到了破坏,严重影响了农产品品质和生态环境。通过对这样问题的研究,表明微生物农业将有利于提高农产品品质及改善农业生态环境,值得进一步的推广。 产品品质论文:基于结构方程模型建立汽车产品品质顾客满意度模型研究 摘要 :顾客满意度是影响企业增加优秀竞争力的重要因素,各大整车企业都非常关心该指标。本文将产品品质满意度从顾客满意度中解析出来,将与汽车产品性能相关的功能区域分解成20个底层因子,通过建立汽车设计相关的底层因子与产品品质顾客满意度的模型,将各因子对产品品质满意度的影响数量化。可以帮助企业在新产品设计策略制定或现有产品售后质量改进及资源配置优先级方面提供有力的数据支撑。 关键词 :汽车产品品质顾客满意度 底层因子 结构方程模型 数学模型 1 .研究的背景和意义 随着中国经济增速放缓,整车厂面临着巨大压力和诸多挑战。外资品牌在中国相继建立合资品牌,推出多层次品牌战略,利用中国低价位资源开发出经济性更有优势的产品。作为自主品牌,若想在合资品牌围攻的汽车市场中提升市场份额,就需要解决如何系统、全面、准确地获取用户对产品重点关注区域的需求。并对产品品质各维度的相关需求进行分析,与顾客满意度建立联系,识别关键影响因素。把顾客的感知质量需求输入给产品开发是连接市场、用户和产品开发过程的桥梁。 目前的中国顾客满意度模型,能识别顾客重点关注的方向,但范围较大对于企业真正落实到其产品开发设计有一定难度。顾客满意度模型中对于产品设计方面的底层因素对顾客满意度影响量的大小不能充分识别。与产品性能相关的不同区域各底层因子的权重也没有提出一个量化的测量手段。故本文提出利用结构方程模型,建立产品品质满意度与各底层因子相关性的模型。 2 .产品品质满意度与各底层因素模型建立方法 3 .研究结论 通过建立产品品质顾客满意度与产品性能各底层因素的结构方程,识别出不同影响因素的优先级及其影响关系。在项目开发和现有车型售后改进时可以根据调研分析数据,将有限的成本投入到顾客高感知的区域,提高产品性价比,提升产品竞争力。 产品品质论文:粉垄可自然性提高农产品品质 粉垄令作物产增品好 韦本辉和他的研究团队在研究中,提出的“粉垄栽培方法”,突破了千年“犁耙”耕种模式,实现合理利用耕作层及耕层以下土壤资源和天然降水,作物根系特别发达,促使作物大幅度提高单产和改善品质。 粉垄栽培方法在中国南方地区广西,已在水稻、甘蔗、木薯等12种作物应用,增产率达10%~30%;在北方地区的辽宁、河北等地试种玉米等表现良好,干旱地区的甘肃省定西县试种马铃薯增产率达35.4%,宁夏回族自治区在荒漠上首次试种准山药亩产达3477公斤;中部地区的湖南试种木薯、淮山药效果表现良好。 在广西玉林市福绵区粉垄栽培的稻谷,农业部稻米及制品质量监督检验测试中心提供的检验报告显示,其整精米率、蛋白质分别达50.9%、10.2%,比同一块田同一品种同一施肥管理条件的常规种植的稻谷分别增加了15.94%、14.61%,粉垄栽培的整精米率、蛋白质单项质量判定均为一等,常规种植的则均为三等。 粉垄给作物产增品好的奥秘 粉垄栽培方法,是韦本辉和他的研究团队,从他们在研究土壤疏松类型比土壤板结和表皮结膜两种类型增产15%以上得到启发,并从农艺和农机相结合上进行研究,2010年初正式提出并申报国家发明专利。 粉垄对作物增产和提高产品质量的奥秘,韦本辉认为,主要是由于耕地松土量和速效性养分增加及种植带下有U型储水槽(事实上形成了耕地天然水库),实现了作物对土壤、水分、光能等自然资源的最大化合理利用,是自然资源增量利用产生的效应;同时,土壤环境改善和充分利用天然降水,促进作物根系发达和以根系为主导的“根”本理论的作物栽培新理念的有效施行。在此条件下,作物在整个生长发育期间,可以稳定地、持续地吸纳土壤中各种矿物质元素,尤其是吸纳了传统耕作方式未能打破犁底层的土壤养分和未被旋磨激活释放的土壤中的矿物质元素,作物健康协调的生长,光合效率可提高10%以上,特别是生长后劲足、抗早衰,从而使得产量增加和品质改善。 绿色,健康的栽培方法 之所以能将品质和品位提高,是由于经粉垄后的土壤各种矿物质养分通过粉垄机钻头旋磨激活释放被作物吸收利用,加上光合作用的优势而获得的,是非人为因素促成的,因此是―种天然性的、绿色的、有机的,对人体健康的。 韦本辉率团曾在2011年1月到台湾考察,他认为台湾精细农业先进,粉垄可能让台湾的农产品品位更是锦上添花。 产品品质论文:水产品品质快速检测研究进展 摘要:本文通过对传统检测方法和指标的适用性和局限性分析,介绍了用于水产品品质快速检测的几种不同方法,包括图像分析、电特性和电阻抗特性测量以及用于水产品品质检测的三种类型生物传感器进行分析和总结。 关键词:水产品、快速检测、品质、传感器 1 概述 中国水产品总产量占世界水产品总产量的比重逐年上升。水产品生产、消费和进出口贸易得到快速发展,国内外市场对水产品的质量与安全提出了更高的要求[1]。新鲜水产品肌肉中水分含量高、组织脆弱、不饱和脂肪酸易氧化及可溶性蛋白质含量高,比一般的动物组织更容易腐败不易贮藏。 鲜度变化是反映水产品品质变化的一个重要方面,在捕捞、收购、贮运、加工和销售过程中常常需要对水产品的质量进行评价。如何通过合理的保鲜手段使得水产品保持较高的新鲜度是一个必须解决的难题;另一方面,使用正确的检测技术对水产品在保藏过程中的品质变化进行测定亦是极其重要的。水产品品质和鲜度的检测存在步骤繁琐、所需时间长、指标不统一等问题,若能通过分析鱼类死后生理、生化的变化,物理学、化学等指标的角度研究水产品鲜度品质的变化,从而实现水产品物流过程中鲜度的快速检测和动态预报。 2 水产品品质快速评价方法 2.1 图像分析 图像分析技术是利用不同波长的单色光照射样品,通过CCD(a charge coupled deviced 电荷耦合元件)镜头获取样品图像,对水产品外表及表面进行高速度的在线图像采集,通过对获得图像的进一步计算,消除背景和环境干扰,得到水产品的各项信息,包括变形、瘀伤、出血点等进行快速无损快速检测,可以直观反映水产品原料在养殖、捕捞等过程中对其品质的影响[2]。2003年Kroger对鲜鱼和鱼片外观进行图像分析检测,经CCD扫描获得图像,测定图像每个点周围微结构的相似度,通过测定鲜鱼表皮粘度浊度,以及冰冻鱼片表面的肌肉纤维粗糙度来确定鱼肉品质。 2.2 电特性和电阻抗特性参数测量 用于鱼肉鲜度检测的电特性参数主要有电导率、电容、电阻抗等。 电导率是指电解质溶液中离子在电场作用下,产生迁移而形成的导电能力,溶液的导电能力与溶液中的离子浓度呈正比[3]。Jason, A.C[4]等研究发现鱼死后,在自溶阶段,鱼肉的电容和通过鱼体的电流均会发生变化,分别测量流经鱼体的交流电或鱼肉电容大小来判定鱼肉的鲜度。电阻抗特性的测量是借助置于生物体表的电极系统向检测对象送入微小的交流激励电流或电压信号检测相应的电阻抗及其变化情况[5]。故生物阻抗模型可应用于鱼肉阻抗特性的鲜度研究。 2.5 生物传感器在水产品品质评价的运用 生物传感器由分子识别元件和信号转换器组成,分子识别元件由生物活性物质构成,直接和待检测物质接触,具有分子识别能力以及放大反应信号。信号转换器属于电化学或光学检测元件,它可以将生物识别事件转换为可检测的信号[6]。生物传感器法具有体积小、灵敏度高、检测步骤简单、快速、可现场检测等优点,是近年来水产品品质快速检测的热点。 2.5.1 ATP降解产物传感器 水产品的鲜度主要取决于ATP各种分解产物的含量。ATP按以下顺序分解ATP(三磷酸腺苷)ADP(二磷酸腺苷)AMP(一磷酸腺苷)IMP(肌苷酸)INO(肌苷)HX(次黄嘌呤)UA(尿酸)[7]。将HX作为鱼肉鲜度的测定指标是不充分的,因为它的浓度取决于鱼的种类、鱼死前的状况和鱼肉的部位。目前已报道的水产品鲜度传感器大多是通过酶的生化方法测定Ki或H值。这些代谢物发生酶的反应如下:[8-9] 林丽[10]等运用多壁碳纳米管、黄嘌呤氧化酶和Nafion一次修饰在玻碳电极表面,制成了一种新型的HX生物传感器,该传感器响应快速、灵敏度高,对HX有着良好的催化氧化性能。Carsol[11]和Park In-Seon[12]等学者又建立一种酶反应器系统,将NT、NP和XO固定在经戊二醛活化的壳聚糖微孔小珠上,装在聚丙烯反应管,两端用尼龙布封闭,连接氧电极、接收器和记录仪,从而建立了多酶反应器系统,测定结果和液相色谱法测定结果间有较好的相关性。 2.5.2 挥发性物质传感器 鱼肉质量发生变化时,其散发气味中挥发性化合物的组成及成分浓度也会发生变化,这些变化和鱼的新鲜程度相关。鱼肉组织降解产生的挥发性化合物有低级醇、羰、酯、二甲胺、硫化氰、甲基硫醇、二甲基乙硫醚等。在电子鼻的检测中,是将样品放在密闭的容器中,传感器对样品顶空的挥发性化合物产生响应,这种响应通常由电导率或电流等参数来衡量,最后进入数据处理系统进行特征参数的提取,获得鱼体质量状况的信息。用于电子鼻仪器的传感器主要有石英微平衡器、金属氧化物半导体传感器等[13]。 Daffsson[14]等采用M0S传感器检测了冷冻贮藏的黑线鳕和鳕鱼的鲜度。他们发现随着鱼体挥发性化合物浓度增人,传感器的响应呈线性变化,并且能够及时地检测到鱼的早期腐败。Schweizer-Berberich[15]等用8个电流传感器检测了冷藏蹲鱼的气味变化,发现传感器的响应随贮藏时间而变化,并且与气体成分中的胺类和硫化物之间存在很好的相关性。 2.5.3 微生物传感器 微生物传感器又称BOD(生物需氧)传感器,由溶氧传感器和微生物膜组成。酵母或腐败细菌固定在膜上,贴在BOD传感器表面的透气膜上。当BOD传感器浸入含有有机物的样品液中时,渗到膜上的有机物被酵母或腐败细菌细胞吸收。该过程需消耗O2,从而引起传感器输出电流下降。微生物膜上消耗的O2与样品液中的有机物浓度成比例,样品液中的有机物浓度可通过BOD传感器测定。Watanabe,E等就用微生物传感器和常规K值测定进行比较,分别测定了冰中贮存两周以上的鱼肉鲜度,发现两种方法测定的数值间有较好的相关性[16]。 3 展望 水产品品质评价发展方向是将使用快速测量技术的不同标准方法结合起来对各种原料的鲜度进行评价以建立数学模型,预测未知品种的鲜度或剩余货架期。据悉,美国专家已在研制一种可检测食品鲜度的“Flesh-Check”指示片,该指示片可置于包装食品中,涂有对温度敏感的聚合物,人们可根据指示片颜色判断食品新鲜与否。在不远的将来,人们能够运用各种模型和传感方法进行水产品品质评价和预测,甚至提供在线的品质评价。 产品品质论文:合理施肥提高农产品品质 [摘 要] 合理使用肥料是指建立在植物营养学基础上,根据作物、土壤、肥料性状确定肥料的使用量及合理使用方式。无公害农产品突出解决农药安全问题,优质农产品生产关键在于合理使用化肥。 [关键词] 合理选择肥料 合理施肥方法 合理使用化肥既有安全问题,又有质量问题。,所谓合理施肥,就是针对植物营养特性、土壤特性、作物生育期需要选择肥料,坚持有机肥与无机肥相结合;坚持因土壤、因作物合理施肥,坚持缺素补素,平衡施肥;确定合理的轮作施肥制度,合理调配养分;采用合理的施肥技术,提高化肥利用率。 一、针对土壤特性选择肥料 中国南北土壤差异很大,南方地区的红壤、砖红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤呈酸性或微酸性,磷肥宜用偏碱性的钙镁磷肥;北方土壤黑钙土、栗钙土、灰钙土、褐土等多呈碱性,磷肥宜用偏酸性的过磷酸钙;连续施肥多年的大棚、老菜田也逐步酸化,且钙镁缺乏,磷肥宜选用碱性钙镁磷肥、磷矿粉等,既可调节土壤酸度,又可供应钙镁元素;有盐渍化特征的碱土、盐土,尤其是滨海盐土,易施用磷石膏,钾肥宜选用硫酸钾。 二、针对植物营养特性选择肥料 按植物种类、品种不同对养分需求不同,同一植物品种不同生育期、不同产量水平对养分需求数量和比例不同;不同植物对养分种类有特殊反应;不同植物对养分吸收利用能力也有差异,选择化肥品种应根据作物营养特点来科学选择。据研究,铵态氮肥与硝态氮肥对蔬菜硝酸盐含量的影响没有显著差异。 一般蔬菜是喜硝态氮的作物,氮肥宜选用硝酸铵、硝酸钙等;鳞茎类蔬菜对硫的需要量较大,宜选用含硫较多的肥料,如过磷酸钙、硫酸镁、硫酸钾等;十字花科的蔬菜对硼的需要量较大,宜选用含硼较多的硼酸、硼砂等;鲜食性的瓜菜如西瓜、甜瓜以及茶叶等对氯毒害敏感,不宜选用氯化铵、氯化钾等含氯化肥;大白菜、番茄等易出现缺钙症状(干烧心、蒂腐病),宜用含有效钙较多的过磷酸钙和硝酸钙;水果、茶叶需要大量的有机肥。 三、针对作物生育期选择肥料 作物生长的不同时期对肥料的吸收不同,因此,需要针对不同的生长时期选择不同的肥料。 1.种肥选用中性高浓度的复合肥料,拌种肥一般选择专用性强的肥料; 2.基肥可选用低浓度肥料,也可选用高浓度复合肥料; 3.追肥多选用高浓度速效化肥如尿素、磷酸二铵,磷酸二氢钾等; 4.灌溉施肥及叶面喷肥时,要选用高浓度、易溶解、残渣少的肥料如尿素、硝酸铵、磷酸二氢钾及种类繁多的叶面肥等。 有机肥与化肥配合使用增施有机肥对发展可持续农业、无公害农产品生产更显重要。研究表明,有机肥与化肥配合使用,有利于土壤有机质更新,激发原有腐植质的活性,提高土壤阳离子的代换量,有利于提高土壤酶的活性,增加作物对养分的吸收性能、缓冲性能和作物的抗逆性能;有利于协调氮素均衡稳定、长效,提高氮、磷、钾肥利用率,缓解施肥比例失调状况;有利于改善农作物品质,提高蛋白质、氨基酸等营养成分含量,减少蔬菜、水果等中的硝酸盐、亚硝酸盐含量 四、选择合理的施肥方法 蔬菜中硝酸盐含量与蔬菜种类、品种、不同部位有关,又与施肥技术和环境条件有关。在育种方面,把低硝酸盐含量作为育种目标之一是有意义的;在施肥技术与环境条件方面,蔬菜中硝酸盐含量与土壤中氮的浓度和氮的种类等有密切关系,土壤中氮浓度越高,蔬菜中硝酸盐含量越高,尤其在后期。所以,施用氮肥宜早,且不宜过多。 五、发展专用、复合、特种肥 由于优质农产品对土质、肥料要求不同,更需要专用肥。例如,生产大蒜需要含硫较高的肥料,生产啤酒大麦需要减少氮肥的比例,生产500公斤水稻与900公斤水稻的配比不同。 另外,针对人体营养需要可生产特种肥。据中国科学院、卫生部、地质部和国家环保局调查,中国有22个省市的部分和大部分地区缺硒,影响2.5亿人的健康。有研究表明,施用含硒有机复合肥,可以提高食品硒的含量。在菜花上施用含硒有机复合肥,菜花中硒含量可达0.149mg/kg,是普通菜花含硒0.002mg/kg的75倍。 六、总结 中国现在化肥使用量达4200万吨,约占世界的30%左右,但当前化肥利用率只有35%左右,与世界45%左右的水平存在较大差距。因此,改善中国现存的肥料生产结构、改善施肥结构、改进施肥方式,合理使用化肥、提高化肥利用率尤为重要,特别是在当前石油危机的情况下显得更加迫切。 产品品质论文:如何合理施肥提高农产品品质 所谓合理施肥,就是针对植物营养特性、土壤特性、作物生育期需要选择肥料,坚持有机肥与无机肥相结合;坚持因土壤、因作物合理施肥,坚持缺素补素,平衡施肥;确定合理的轮作施肥制度,合理调配养分;采用合理的施肥技术,提高化肥利用率。 1 针对土壤特性选择肥料。中国南北土壤差异很大,南方地区的红壤、砖红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤呈酸性或微酸性,磷肥宜用偏碱性的钙镁磷肥;北方土壤黑钙土、栗钙土、灰钙土、褐土等多呈碱性,磷肥宜用偏酸性的过磷酸钙;连续施肥多年的大棚、老菜田也逐步酸化,且钙镁缺乏,磷肥宜选用碱性钙镁磷肥、磷矿粉等,既可调节土壤酸度,又可供应钙镁元素;有盐渍化特征的碱土、盐土,尤其是滨海盐土,宜施用磷石膏,钾肥宜选用硫酸钾。 2 针对植物营养特性选择肥料。植物种类、品种不同对养分需求不同,同一植物品种不同生育期、不同产量水平对养分需求数量和比例不同;不同植物对养分种类有特殊反应;不同植物对养分吸收利用能力也有差异,选择化肥品种应根据作物营养特点来科学选择。据研究,铵态氮肥与硝态氮肥对蔬菜硝酸盐含量的影响没有显著差异。 一般蔬菜是喜硝态氮的作物,氮肥宜选用硝酸铵、硝酸钙等;鳞茎类蔬菜对硫的需要量较大,宜选用含硫较多的肥料,如过磷酸钙、硫酸镁、硫酸钾等;十字花科的蔬菜对硼的需要量较大,宜选用含硼较多的硼酸、硼砂等;鲜食性的瓜菜如西瓜、甜瓜以及茶叶等对氯毒害敏感,不宜选用氯化铵、氯化钾等含氯化肥;大白菜、番茄等易出现缺钙症状(干烧心、蒂腐病),宜用含有效钙较多的过磷酸钙和硝酸钙;水果、茶叶需要大量的有机肥。 3 针对作物生育期选择肥料。作物生长的不同时期对肥料的吸收不同,因此,需要针对不同的生长时期选择不同的肥料。种肥选用中性高浓度的复合肥料,拌种肥一般选择专用性强的肥料;基肥可选用低浓度肥料,也可选用高浓度复合肥料;追肥多选用高浓度速效化肥如尿素、磷酸二铵、磷酸二氢钾等;灌溉施肥及叶面喷肥时,要选用高浓度、易溶解、残渣少的肥料如尿素、硝酸铵、磷酸二氢钾及种类繁多的叶面肥等。 有机肥与化肥配合使用增施有机肥对发展可持续农业、无公害农产品生产更显重要。研究表明,有机肥与化肥配合使用,有利于土壤有机质更新,激发原有腐植质的活性,提高土壤阳离子的代换量,有利于提高土壤酶的活性,增加作物对养分的吸收性能、缓冲性能和作物的抗逆性能;有利于协调氮素均衡稳定、长效,提高氮、磷、钾肥利用率,缓解施肥比例失调状况;有利于改善农作物品质,提高蛋白质、氨基酸等营养成分含量,减少蔬菜、水果等中的硝酸盐、亚硝酸盐含量 4 选择合理的施肥方法。蔬菜中硝酸盐含量与蔬菜种类、品种、不同部位有关,又与施肥技术和环境条件有关。在育种方面,把低硝酸盐含量作为育种目标之一是有意义的;在施肥技术与环境条件方面,蔬菜中硝酸盐含量与土壤中氮的浓度和氮的种类等有密切关系,土壤中氮浓度越高,蔬菜中硝酸盐含量越高,尤其在后期。所以,施用氮肥宜早,且不宜过多。 5 使用专用、复合、特种肥。由于优质农产品对土质、肥料要求不同,更需要专用肥。例如,生产大蒜需要含硫较高的肥料,生产啤酒大麦需要减少氮肥的比例,生产500千克小麦与600千克小麦的配比不同。 果树施肥要进行叶色诊断,对症补充肥料。而且除氮、磷、钾肥外,还有各种钙、镁、硫肥,微量元素肥料、叶面肥等。肥料的专用化、复合化、多样化是世界肥料发展趋势。 另外,针对人体营养需要可生产特种肥。有研究表明,施用含硒有机复合肥,可以提高食品硒的含量。在菜花上施用含硒有机复合肥,菜花中硒含量可达0.149毫克/千克,是普通菜花含硒的75倍。 6 提高化肥使用效率。中国现在化肥使用量达4200万吨,约占世界的30%左右,但当前化肥利用率只有35%左右,与世界45%左右的水平存在较大差距。因此,改善现存的肥料生产结构、改善施肥结构、改进施肥方式,合理使用化肥、提高化肥利用率尤为重要,特别是在当前石油危机的情况下显得更加迫切。 051430 河北省栾城县农牧局土肥站 王书巧 产品品质论文:产品细部设计对产品品质的重要性探讨 摘要:从对于细部设计认识的建立谈起,从现象到本质,以大量例子层层深入。论述了产品设计过程中细部设计的必要性和重要性,指出细部设计是最终赋予产品以形态、功能、使用方法等存在方式的产品设计的不可分割的有机整体,是其不可或缺的组成部分。和所有的造型艺术一样,造型比例确定之后,决定的因素就是细部。论述了产品设计与细部设计的概念在本质上的一致性,细部设计的不同使产品表现出巨大差异,指出细部设计是描述和表达产品不可缺少的语言之一,是塑造产品风格、特点的重要手段。 关键词:产品设计;细部设计;整体;局部 1、对于细部设计认识的建立 对于细部设计的认识我想最初根植于世事不谙的孩童时代的记忆。好像是头一次自己倒开水。我很谨慎的用双手托着玻璃瓶(家里一直是用一个大玻璃杯凉开水的)微微倾斜,却不想水顺着瓶壁全淌在了手上。玻璃瓶“砰”的摔在了地上,开水溅了我一脚。后来家里换了一个新的凉水瓶,我却再也不敢触碰。妈妈一再鼓励我重新尝试,我才终于鼓起勇气,然而这次很顺利。后来我仔细端详了这新水瓶,原来它有一圈稍稍外泛的瓶口,这样水便不会轻易沿外壁流下来了。我欣然于这个惊人的发现,确也使我认识到了事物一些细微部分的重要性。如今自己已是一名产品设计专业的大学生,儿时的经历记忆犹新,经过了多年的学习积累,对于细部的认识亦深了许多。 我国产品设计对细部设计的重视不如国外(欧美等发达国家),拿轿车来做一个比较,轿车的外形给人一种规则整体的速度之美感,而车门线对于轿车的整体美感与规则感来说无疑是不利的。车门的门楣线因为与腰线、车裙等平行,所以细微的偏差就容易影响整个轿车侧面规整感。若再加上与后门楣“错落有致”的排放,那更是大刹风景。而这却是我国自行设计开发的小轿车常有的现象。而拿我国引进的德国大众公司80年代的技术生产的桑塔纳轿车来看,门楣上畜意处理了一条由A柱(前柱)底端引出的一条黑色橡胶门楣条,使得门楣线对侧立面的影响太大降低,同时起到防止车顶雨水滑入车门的作用。再观之其它进口车,本田轿车的门楣多与车窗玻璃内架一体,加之白亮的电镀窗框亦极巧妙地掩饰了这一问题,还有的则是把车上门楣线翻到了车顶面,从而在侧立面上回避了这一难题。这些细部设计处理的精妙不得不让我们佩服有加。 2、细部设计的必要性和重要性 2.1产品设计与细部设计的概念在本质上是一致的 所谓细部,是指事物细微的局部,亦指事物细微的方面。细部是任何一件事物都不可缺少的,没有细部当然不会有所谓的整体。因此作为赋予产品以形态、功能、使用方法等存在方式的产品设计,对于产品细部的设计处理当然与之是不可分割的有机整体,是其不可或缺的组成部分。细部设计是在即定的产品已规划好的大的形态、功能、使用方法等的基础上进行的再创造,使产品在加工工艺、制造成本、设计定位等方面以更合理的方式存在,是产品设计的继续、深化和发展。从总体上讲,产品设计与细部设计的概念在本质上是一致的,是相辅相成的,不能简单割裂。二者都以满足物质使用功能和精神品格要求为目的,都受到经济、技术条件的制约,设计时都要运用一定的造型规律、视知觉规律和形式美法则等。而细部设计是设计即定的具体的形态关系,它和人的关系更为密切,所以设计时更重视生理效果和心理效果。通过色彩、质感的设计,创造出理想的设计,感染人的心灵,与人的心灵进行沟通和对话。它更加细腻入微。 2.2细部设计是塑造产品风格、特点的重要手段 当今世界,科学技术的高速发展,人类文明的空前进步使人们的思想观念发生了巨大转变。在经济繁荣的信息化时代,人们渴望用代表他们品位的物品装饰他们的房间,用具有特点的产品表达他们的个性。购置家庭用品的过程成为个人风格的不断清晰化的过程。人们开始强调产品的个性化和个人风格,提出了“生活环境个性化”口号,消费者对那些具有创新设计思想并与他们的想法有关的产品表现出强烈的兴趣。IDEO公司相信,就像现在人们已经可以随意改变电脑屏幕的保护图案那样,人们今后也希望能够根据自己的方式来制定产品,设计师将在产品的外观和质地上要为消费者的品位留有余地。而谈及风格特点,我们更习惯于联想到形状离奇、色彩夸张的概念产品,然而他们中的大多数都只能成为我们羡慕的“梦中情人”或是巨富们的收藏品。由于他们的适应性、技术含量及成本方面的不成熟而很难被制造商们立即进行大批量地生产。在效用功能、技术条件及制造成本的制约下,大多数相对成熟的普及产品的风格特殊是在细部设计上体现出来的。我们所见市场上的彩电、冰箱、音响以至汽车等无不是如此。 企业基于坚守市场份额以至拓展更大的市场空间的目的,常常也在所生产的产品外观造型上突显一定的风格特点,并形成自己独有的形式语言和风格传统以树立自身品牌形象,扩大知名度。而多数的这种形式语言和风格传统也往往是在产品细部设计上形成的。奔驰轿车前端条形的进气格栅,对比宝马轿车双肾形的进气口形成了他们各自独特的造型语言和传统,绘人们留下了深刻印象,成为世界高级轿车的形象代表。索尼产品硬朗、简洁中又不失丰富变化的产品形象加上优良的品质,吸引了一大批痴迷的追随者,使得每推出一款新品都能够创造销售的奇迹。 3、如何进行细部设计 关于细部设计的方法,我想作为设计师都有自己独到的见解,以下谨以我的一些心得体会以及所思所想提出与大家共勉。 3.1从整体出发,避免相互矛盾 一件产品是细部的集合体,正是各个细部的协调搭配才最终构成了产品本身;而且产品对于使用者来说永远都是作为一个整体而存在的,是各零件、细部的有机组合构成了产品的功能、形态等。因此细部设计必须遵循从整体出发,局部服从整体需要的原则,绝不应该为了细部的造型、色彩的美观而破坏了产品整体协调与平衡,以至功能有所损失,更不应该喧宾夺主。 细部设计还应特别注意不同细部间的相互关系,不能造成参差不齐的感觉,更不能形成互相矛盾的状况。譬如,奔驰轿车的前脸和美洲虎轿车的后尾都堪称是现代轿车设计的精致之作。那么试想一下,把他们结合到一起组成一辆车的话。或许谁都不会再那样认为了。 3.2从产品的功能需求出发,避免盲目行事 产品形式的审美创造一般都是以功能需求为取向原则的。作为产品细部的设计当然也应该服从这项原则,而且由于细部设计是发展与完善,涉及产品具体的形态关系,它和使用者的关系更为密切。因而更应该从产品的实际功能需求出发思考问题的合理解决方式。细部设计应该不断的深入生活去体验生活,对生活细致入微的观察,以得到真切而准确的信息反馈,而后不断完善之前的设计。细部设计切忌抛开实际而一味孤立地进行,不然就会像寓言中的那把弓一样是得其反。曾有位同学作过停机坪牵引车的设计。为了起到醒目的作用,他最后把车身大部分设计成为黄色,然而没有考虑到停机坪开阔的地面上黄色容易反射阳光形成耀眼的眩光而影响飞行员的视线,这一个小小的细节问题,却造成了一个很大的错误,使其设计丧失了说服力。 3.3讲求恰到好处 设计的好坏主要取决于设计师对于该设计的尺度把握得如何,是不够,是过分,有偏差,还是恰到好处。因此对于细部设计的“度”的把握更显重要。由于细部设计的相对独立性,致使我们在处理细部时极易脱离产品本身陷于孤立。因此在处理细部时一定要本着整体地看待全面地思考的原则恰如其分地进行。过分的细节设计会使产品显得繁冗复杂,甚至使产品脱离设计的初衷,有矫揉造作、故弄玄虚之感;而缺少必要的细节又会使产品显得简单空洞、沉闷而无生气。恰倒好处的细部设计则能增添产品的情调、方便产品的使用,甚至弥补产品造型及功能上的不足。这里需要说明的是所谓过分与欠缺都应是相对的概念,而且应该视具体情况而定,不应孤立的看待。有一个案例,广东某厂生产的一种收录机,以日本三洋收录机外型为基础却在上面添加了许多闪光彩灯、电镀边榧等细节。在我们看来,繁琐之极,反倒破坏了原来的简洁的形象,有点“画蛇添足”的味道。然而这种收录机却在市场上取得了骄人的销售成绩。评价一件成功量产产品而非作品,即应以其市场表现为主,所以这种产品的设计开发是成功的,它适应了市场需求,为商家创造了利润。因此其设计是恰到好处的。 4、结 语 孔子云:“轻忽小物,积害毁大,故君子慎其微。” 和所有的造型艺术一样,造型比例确定之后,决定的因素就是细部。一件产品的设计开发在大的创意形式确定之后,往往正是通过细部的处理,才最终形成了产品的功能和使用方式,形成了独特的风格和艺术趣味。恰当的细部处理可以弥补造型和比例的不足,低劣的细部能使本来不错的创意变得不堪入目。作为设计院校的学生,我们不仅要在产品的外形上追求创新,更要对其细部设计进行推敲,使产品在功能上实现创新,唤醒对设计的再认识。 产品品质论文:食品、农产品品质无损检测新技术和融合技术的开发 该获奖项目属现代食品检测技术、现代电子信息技术、人工智能与模式识别等技术交叉渗透的新领域技术,是理论和技术高度融合、基础研究和应用开发并重的基础应用型项目,该研究属于国际热门研究,也是我国着力发展的方向之一。 技术创新点 1、发明了一种新的食品气味无损检测方法。 开发了国际上第一台气味图像化识别系统。气味既能闻也能用眼睛看了,与人工感官相比,嗅觉可视化技术是“鼻子”加“眼睛”,更形象、更直观,一致性更好。与国内外现有的电子鼻相比,检测精度更高,速度更快。 2、针对不同对象,解决了食品无损检测中信息的更全面获取问题,使检测指标更多。发明了3台装置: 视觉信息全面获取的苹果在线检测装置,利用三个摄像头从不同角度连续拍摄9幅照片,杜绝了信息的遗漏,从源头上保证了检测精度。同时,信息量激增造成的机器处理速度降低问题也得到了充分的解决,在数学建模和软件技术上取得了突破性进展。 多种指标全面获取的牛胴体等级检测装置,一改目前国内外牛胴体质量评定全部依靠人工检测的现状,在国际上第一个通过近红外光谱分析和计算机图像处理两种无损检测技术的信息融合对牛胴体质量进行多项检测指标的评判。 国内外首台外观,糖酸度,气味三种信息全面获取的水果检测装置,突破了国际普遍采用的单一技术的局限,一次可检测指标更全面,精度更高,使“多类型传感信息融合的层面选择原则”,“不同量纲,量级数据的融合及加权方法”,“检测装置的微型集成”等技术难点得以解决。 3、在拓展应用对象方面,发明了2种自动分选机器。 首先,项目组发明了国内外第一台智能化软胶囊分选机,首次将图像处理技术用于软胶囊的分拣,生产率30万粒/天,提高了检测速度和精度,降低了劳动成本,高标准地保障了产品质量,在我国最大的醋业集团恒顺集团得到应用。 其次,国内外第一台小型水果智能分选机的出现,使水果分选装置不再局限于较大水果(苹果、柑橘,梨等),也开始囊括南丰蜜橘、冬枣,李子及小西红柿等小型水果,如今已在江西农业大学农场应用。 成果价值 该项目成果具有自主知识产权,其申请发明专利20项,其中8项已授权,其余均进入实质性审查程序。另获实用新型2项,计算机软件著作权2项。出版著作3本,在国内外期刊发表的论文被引用361篇次(其中它引296次),有89篇次被SCI、EI收录。 项目的实施使我国食品农产品无损检测的科研水平、技术水平总体达到国际先进,部分项目研究成果达到国际领先水平。成果提升了行业自主创新能力,以信息技术引领传统装备的升级换代,直接促进了农产品产后处理水平的提高。对实现加工增值、促进农民增收、发展现代农业,现代食品加工业做出了贡献。成果科技含量高,通用性强,可广泛用于食品,农产品加工,运输和销售过程的质量监测和评定。多项成果得到转化,应用前景广阔。 产品品质论文:家畜理想蛋白的供给与畜产品品质的关系 摘要:在整个人类的历史中,我们从来没有像现在这样拥有如此丰富的食物选择。但是,我们似乎却越来越多地陷入到对食物的抱怨中。随着人们生活水平的提高,吃饱、吃好已不能满足大众的消费水平。当今猪肉吃不出肉香,鸡蛋索然寡味,鸡肉吃得像馒头。究其原因只有一条就是规模化养殖和饲料品质单一。担心猪肉、鸡蛋、牛奶里有各种各样的有害物质不敢吃;因为有脂肪肝、高血压、糖尿病不能吃;吃新鲜青菜和食用菌,成为最新时尚。在当今的时代,人们对吃开始有了更高的、更健康的要求。由此可见对于畜产品的营养和品质的提高势在必行,饲料的营养平衡和营养价值也必将引起重视。 关键词:规模化 畜产品 养殖 品质 畜产品的品质受畜禽遗传特性、营养和饲料、饲养环境以及加工贮存等众多因素的影响,是一个涉及面广、影响因素复杂的问题,其中营养和饲料是影响畜产品品质的重要因素。 一、家畜理想蛋白的供给 理想蛋白这一概念是用于合理评价动物的氨基酸需要量提出的。虽然当时理想蛋白是以生长猪为动物模型提出的,但亦适应于其它动物。动物的氨基酸需要量包括维持需要和生产需要两部分。生长期氨基酸维持需要只占总需要量的1%~3%,不同品种、性别、和体重的家畜蛋白质需要量主要取决于其体蛋白沉积量,沉积1g体蛋白所需必需氪基酸的数量是一致的。因此,在满足动物合成非必需氨基酸所需氮源的条件下,就能建立起满足生长需要的必需氨基酸模型:即所谓的“理想蛋白模型”。用可供选择的原料配制日粮时.不一定都能满足理想蛋白的氮基酸平衡,当日粮满足了动物所需的某一特定养分后,其中氨基酸可能会过剩或不足而影响成长。同时,日量中氨基酸总量应与能量水平保持一定的比例。配制家畜日粮时,第一限制性氨基酸-赖氨酸首要保证供给,加上适宜的赖氨酸/消化能水平,同时近可能满足理想蛋白的氨基酸平衡,使用必须氨基酸含量高的原料作日粮,这是保证畜产品品质的营养关键。 二、提高饲料品质 国人饮食结构从传统的植物性食物为主,迅速转为动物性食物尤其是牲畜肉类和蛋类占据极大比例,对价格和数量的敏感性要远超出对内在品质的苛刻追求。绝大多数人对营养的认识,依然是多即是好的层面。当等值的付出可以量化为最大化的蛋白质、脂肪、维生素、矿物质时,人们习惯性地向“性价比最高”的一端倾斜。造成碳水化合物、蛋白质和脂肪这三大能量来源总体呈现全面过剩状态。但如果具体到膳食纤维、各种维生素、微量元素、矿物质,以及直至今日仍未被科学界完全认识了解的各种萜类、酯类、多酚类、酮类、异硫酸氰盐类,却因过度追求效率而放弃了杂食传统,促成严重不足。尤其是对人类有益的不饱和脂肪酸。 所以优化饲料结构提高饲料品质成为提高畜产品品质的关键,饲料原料来源天然、多样,效果明显;添加增加蛋白成沉积率的药物降低脂肪含量已十分普遍;添加有益于人体的矿物质、氨基酸、不饱和脂肪酸成为常规手段。为了提高畜产品风味这些手段还远远不够的。 三、调整养殖模式 养殖结构平衡,数量适度,近于自然的养殖模式逐渐成为提高品质的新途径。散养好于圈(笼)样,山林放样优于散养。能进一步改善外观体脂硬度、胭体瘦肉率、肉品色泽和口感风味等。反刍动物的体脂硬度受饲料的影响较小,但猪饲料中脂肪的性质直接影响着体脂的硬度,因此,育肥后期猪的日粮中不宜过多地搭配玉米、燕麦、米糠等富含不饱和脂肪酸的饲料,应适当搭配含饱和脂肪酸较多的饲料,如大麦、高粱等。畜禽胴体瘦肉率的高低,除因畜禽的品种和经济类型不同而胴体瘦肉表现高低不一样外,一般认为,同一品种和同一经济类型的畜禽,在饲料消化能值相同的情况下,饲料蛋白质相对较高的,胴体瘦肉率就高,脂肪相对较少。因此,要提高畜禽胴体瘦肉率,必须相对地提高饲料的蛋白质水平,同时,可在饲料中加入适量的合成氨基酸来调整饲料中氨基酸平衡,限制脂肪的沉积,提高畜禽的瘦肉率。畜禽肉品色泽也是决定畜禽肉质的重要因素。饲喂黄色玉米的鸡,鸡体就呈黄色,其品质高于白色鸡。因此在配合日粮时应适当添加含有较高氧化类胡萝卜素或叶黄素的天然着色剂类饲料,如苜蓿粉、松针粉、槐叶粉等。影响畜禽肉品的口感风味的因素很多,饲料中可添加多种化合物、中草药用于改善风味。 动物油脂和畜肉中富含的饱和脂肪过多摄入对人体有害,而植物油和鱼肉中的不饱和脂肪却似乎对人有益。这主要是因为它们可以提供人类自身无法合成的不饱和脂肪酸,人类必须从外界食物中摄取,它对维持人体机能、抑制癌症和心血管疾病有很大作用。随着人口增长和对食物供能效率的追求,现代人的膳食营养比例发生了很大变化。人们越来越多以谷物和畜肉为食,问题恰恰因此而起。 林下养特种野猪 、林下养蛋(柴)鸡、草原牧场养奶牛,成为时下风味食品的热门来源: 1、特种野猪(家猪和野猪杂交的后代)放养,特种野猪肉肉质鲜嫩,营养丰富,瘦肉率高,脂肪含量低,后腿肉的脂肪只有家猪的50%。野猪肉含有17种氨基酸,亚油酸含量是家猪的25倍。而亚油酸是被科学界认为唯一的人体最重要和必须的脂肪酸,,它对人体的生长发育有着极为重要的意义。 2、柴鸡蛋、富硒鸡蛋、维生素鸡蛋风行一时,鸡蛋的品质包括其营养成分、蛋黄色泽、蛋重等。鸡蛋中营养成分的差异,完全取决于不同鸡龄的鸡所产的蛋的自然规律:鸡龄较小的鸡下的蛋,个头不大,蛋黄相对蛋清的比例较高;鸡龄较大的鸡下的蛋,个头大些,蛋白质含量高些,胆固醇少些。除蛋白质外,饲料中维生素和微量元素的种类以及含量的多少,将随着饲料中维生素和硒、铁、锰、碘、铜的含量多少变化,饲料含量高则蛋内这些元素的含量就高;家禽补饲青绿多汁饲料或维生素A,可提高蛋中维生素A的含量;勤晒太阳或补充维生素D的家禽,可提高蛋中维生素D的含量;饲料中添加矿物硒,可相应增加蛋中矿物硒的含量;在日粮中适量搭配黄色玉和青饲料,或加入草粉等,均可加深蛋黄的色泽,从而提高禽蛋品质。其他营养完全来自饲料。饲料含量高,产品含量就高,品质自然好些。 3、天然牧场养牛奶,牛奶的品质一般指乳蛋白、乳脂、维生素和无机元素的含量,以及奶类的风味。特别是乳脂乳含量,受饲料影响很大。传统饲养都是粗饲料加精料,这种情况下如果粗饲料质量很差的话,乳脂率会偏低。国内外大量的研究都表明,如果使用优质牧草,如苜蓿、羊草等,乳脂率就会大幅度提高。另外,乳蛋白率虽然受遗传影响更大,但是饲料也能对其产生一定影响,要获得较高的乳蛋白率,精料中必须含有优质蛋白。因此,日粮中应适当搭配玉米、燕麦、花生饼、豆饼、鲜草等,尽量减少棉籽饼、菜籽饼饲喂量。 由此可见饲料和饲草的品质直接影响畜产品的质量。家畜在近乎自然环境下自由采食多种牧草和矿物以及增加运动量也可以明显提高畜产品品质,究其原因也是摄取了多种氨基酸、不饱和脂肪酸、无机矿物和增加胭体瘦肉率及体脂硬度。以上措施对提高畜产品品质效果显著,引领养殖新模式,值得借鉴推广。(作者单位:河北省诼鹿县农牧局) 产品品质论文:园艺产品品质分析课程教学改革的思考与实践 摘要 园艺产品品质分析课程是高等学校园艺专业的一门重要课程,但随着园艺产品种类日渐丰富,品质分析的内容也不断更新,传统的教学模式已不能适应新的社会需求。针对教学过程中部分教学内容陈旧、教学方法单一、实践教学不足和考核模式单一等问题,笔者所在教学团队提出了相应的改革方案,以期为本课程教学改革提供参考,适应教育改革的新形势、提高素质教育、提升教学水平、培养符合时代需要的专业型人才。 关键词 园艺产品品质分析;教学改革;教育改革 园艺产品作为我国仅次于粮食的第二大类农产品,在我国国民经济及人们生活中发挥举足轻重的作用。园艺产品品质的高低至关重要,一方面,园艺产品走向市场后品质的高低直接决定着产品的价格;另一方面,随着人们健康意识的提高,对园艺产品品质提出了更高的要求,不仅注重营养,而且更加关心产品质量安全[1]。因此,大多数高等院校园艺专业开设了园艺a品品质分析课程,该课程包括园艺产品品质组成、产品安全、品质分析与检测等内容,理论知识点较多、实践性较强,与食品科学有一定的学科交叉[2],通过该门课程的学习,使学生了解园艺产品品质的构成、理解品质分析的原理、掌握品质分析的方法和技术,为学生从事园艺相关工作奠定良好的理论和技术基础,更好地服务于学生就业。该课程对任课教师也有一定的要求,除了讲授园艺产品品质分析基本理论及基本技术,还需要介绍国内外园艺产品品质分析新技术,同时需要带领学生开展一些相关实践活动,最终培养出基本功扎实、具有一定创新精神的实用型人才[3]。 随着科学技术的发展,园艺产品种类日渐丰富,品质分析的内容也不断更新。在该门课程的讲授上,由于市场形势的改变、社会的不断进步,传统的教学模式已不能适应社会新的需求,这就要求课程的教学大纲、课程体系、教学方法都要做出相应调整,这是每位从事园艺产品品质分析教学和研究的教师首先应考虑的问题,更是培养新一代大学生、满足就业市场的要求。为了该目标,河南科技学院园艺园林学院园艺产品品质分析课程教学团队在多年从事该课程的教学和研究的基础上,分析该课程的特点与教学中存在的问题,提出了相应的教学改革方案,以提高教学效果,适应新形势。 1 教学中存在的问题 1.1 部分教学内容陈旧 目前,各农业院校采用的课程教材不一,笔者所在教学团队在充分比较商讨之后,采用叶志彪教授主编的“十二五”规划教材《园艺产品品质分析》作为教材。该教材选题合理、内容详实、课后复习题和实验内容丰富,比较适合三年级本科学生学习。但随着科学技术的快速发展,新技术和新品种不断涌现,教材中部分内容比较陈旧,如“园艺产品质量管理和标准化”一章中,一些质量管理和标准需要更新;园艺产品品质仪器分析方法需要改进,实验内容中部分仪器和方法较为落后,如有机酸和VC含量的测定,现在基本不再采用滴定法,取而代之的是精度较高的比色法和色谱法。这些需要教师在授课过程中对陈旧内容进行调整和更新,以适应社会发展需要。 1.2 教学方法单一 教学方法是实现教学目标的重要手段,该课程主要采用传统教学模式,即“教师讲解,学生接收”[4]。教学形式单一,容易造成教师授课积极性降低,学生学习兴趣下降,教学过程中师生缺少交流,教学效果差。 1.3 实践教学不足 本科教学在人才培养整体思路上提倡“厚基础,宽口径,高素质,强能力”,专业课教学在讲授理论知识的基础上,应该注重培养学生的实践能力[5]。园艺产品品质分析课程是一门实践性很强的课程,但在教学过程中,普遍偏重理论知识教学,轻视实践实验内容,造成实践教学严重不足。由于缺少实践,学生积极主动性没有得到激发,仅学习了理论知识,而无法对园艺品质分析相关技术形成系统而深刻的认识,缺乏相关的实验实践技能。 1.4 课程涉及的相关内容范围广,部分学生学习存在困难 园艺产品品质分析课程涉及的内容非常广泛。一方面,受限于课程教学时数和教材,教师无法大量讲授所涉及的相关内容,只能选取课程优秀理论和知识;另一方面,受园艺专业所限,学生自身的知识面存在差异。这些问题的存在造成了部分学生学习困难。如园艺产品品质生化分析和检测一章,大型仪器分析的原理需要分析化学相关知识才容易理解;园艺产品加工和食品添加剂相关内容需要一定的食品专业知识。 1.5 考核模式单一 该课程主要采取以考查理论知识为主的考核方法,即课程结束后仅一次开卷考试,考核模式单一。造成学生平时上课不够认真积极,临考前进行突击复习以应付考试,最终的卷面成绩难以体现学生掌握知识的真实水平和技能,可能出现“高分低能”现象。这种考核模式不适应高等教育创新型人才培养的要求。 2 教学改革方案的提出与评估 针对园艺产品品质分析课程中存在的问题,笔者所在教学F队教师依据多年的教学经验,积极思考与实践,从课程内容的更新与优化到教学方法和教学手段的更新,都进行了大量探索,努力建立适合园艺产品品质分析课程教学新模式,充分发挥教师和学生的积极性,培养学生独立思考能力和创新精神,提高教学质量。 2.1 更新部分教学内容 根据部分课程内容陈旧问题,修订教学大纲,对其进行更新,相应地调整教案和多媒体课件。如园艺产品质量管理和标准化一章中加入新的标准及质量安全管理体系;园艺产品品质分析方法一节中加入了更多丰富的实例;实验部分内容作出调整,去除部分较为陈旧的实验,加入一些先进的测定分析实验。 2.2 多种教学方法并用,提高学生学习主动性 单一的教学形式使学生学习主动性受限,造成学生学习兴趣低,教学效果较差。团队根据园艺产品品质分析课堂教学内容和学生学习的实际情况,布置相应自学内容并进行课堂讲解,讲解过程中要求学生提出问题,参与讨论。让学生在自学中进行思考,学生通过查阅资料或教材,课前完成对基础理论知识的自学,既加深了对基础理论知识的理解,又锻炼了查阅资料的能力,开拓了视野。同时,对学生提出的问题进行解答,对理论知识进行归纳,提高了学生分析问题和语言表达能力。 在教学过程中,将学生进行分组,同组学生集中就坐,方便对教师提出的问题进行讨论,教师在授课过程中,对教学内容进行铺垫和引导,提出相关问题,留给学生讨论,讨论后学生分小组进行汇报总结,最后由教师对学生的讨论结果做出分析、评价和总结,最终达到学生自己总结课程内容的目的。通过这种以讨论为主的学习方式,加深了学生对课程内容的理解和记忆,提升了学生的主观能动性,收到了较好的教学效果。 充分利用多媒体设备,将相对枯燥的理论知识以生动的图片、音频和视频等方式展现出来,将多媒体应用于实际教学能使课堂教学更加形象生动,突出了形象化教学,加强了学生的主观感知,提高了学生的学习兴趣[6]。如园艺产品安全一章,果蔬中有害物质残留相关内容以生动的视频资料展现出来,学生的关注度和学习兴趣均有所提升。 2.3 增加实验实践教学 针对实验实践教学不足的情况,笔者提出在原有实验教学时数的基础上,增加2个实验(即4个教学时数),加强学生的实验技能和动手能力。实验过程中,通过教师提问,要求学生提出解决方法,检验学生对课程内容的掌握情况。实验完成后要求学生撰写实验报告、分析实验数据、讨论实验结果、总结实验经验。增加实验内容有助于提高学生的动手能力和分析解决问题的能力,加深对课程内容的理解,提高实验技能。增加实验内容后,学生的相关实验技能均得到不同程度的提高。 增加实践教学,如参观园艺产品质量检测中心,观摩园艺产品营养成分、农药残留、硝酸盐及重金属的检测过程,要求学生了解与检测相关的原理及技术。参观园艺产品生产企业或农业生产合作社,并结合企业存在的问题要求学生提出解决方法,使学生参与实践教学的积极性有所提高,为培养符合时代需求的实用型人才奠定基础。 2.4 建立课程相关支撑资料库,供学生课下阅读和学习 园艺产品品质分析为大学三年级学生的一门选修课,在无法增加教学时数的情况下,笔者提出建立支撑课程相关内容的资料库,供学生课下阅读和学习,以帮助学习有困难的学生掌握课程的相关内容。教师和学生共同查阅和收集资料,做成短文、图片、课件或者视频资料共享于互联网,让学生课下自行下载学习。通过对资料库中相关内容的阅读和学习,学生普遍反映知识得到了扩展,学习困难度下降,学习兴趣提高。 2.5 增强平时成绩考核 针对本课程考核模式单一的问题,教学团队提出增强平时成绩的考核,将平时成绩占比提高到50%,并丰富平时成绩的评定方式。在教学过程中,让学生参与到教学当中,安排任务,学生自行选题,要求学生完成课件制作、汇报准备。抽出部分授课时间,安排学生上讲台汇报,其他学生进行提问和讨论,并参与成绩评定,学生参与到教学中,积极主动性得到提高。对课程中的重点和难点内容以留课后作业的方式要求学生完成。最终的平时成绩由实验报告、课堂教学演练和课后作业3个部分组成。增强平时成绩考核有利于客观评价学生的真实水平、能力及付出。 3 结语 高等学校课程教学改革的最终目的是适应教育改革的新形势、提高素质教育、提升教学水平、培养符合时代需要的专业型人才[7]。对园艺产品品质分析课程的教学要求在不断调整,课程改革也将持续跟进,教师应在教学内容和教学方法上大胆进行改革,结合学校、专业的实际情况努力推进改革,无论是理论还是实践教学,都要加大学生的参与度,努力提高教学效果,最终培养出具有创新精神的实用型人才,适应社会发展。
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生物医学工程论文:生物医学工程应用特色分析论文 摘要:在对“网络及其医学应用”课程教学改革的实践中,在课程内容体系上提出构建“面向应用的生物医学工程特色”的计算机网络教学体系建设,注重培本论文由整理提供养大学生的科学发展观和自主学习的意识、方法及创新能力,将信息技术基础教育紧密结合本专业、本学科未来的应用方向,科学合理地培养大学生的IT知识结构,使学生毕业后能够适应专业工作中对信息技术和数字化技术的要求,成为适应未来社会的合格人才。 生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科,其主要研究方向是运用工程技术手段,研究和解决生物学、医学中的有关问题。 多学科的交叉使它不同于那些经典的学科,也有别于生物医学和纯粹的工程学科。现在的生物医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方面起着巨大作用,世界各主要国家均将它列入高技术领域,重点投资、优先发展。 [1-2]计算机网络诞生于20世纪60年代,目前已成为一个重要的研究和学习领域。 计算机信息网络为医学信息交本论文由整理提供流、资源共享、了解医学动态等提供了快捷便利的手段,为医疗事业的发展带来了无限机遇和严峻挑战,未来医疗界的竞争将是医疗高科技信息的竞争。因此,对计算机网络的学习是非常有必要的。 而要学好这门课程,不仅要学习一些概念,掌握计算机网络的基本原理,还要掌握一些技能,具备实际操作的能力。作为非计算机专业的学生,在教学内容和教学方法上都应与计算机专业的学生有所区别,以体现出专业特色。 笔者提出构建“面向应用的生物医学工程特色”的计算机网络教学体系建设,注重培养大学生的科学发展观和自主学习的意识、方法及创新能力,将信息技术基础教育紧密结合本专业、本学科未来的应用方向,科学合理地培养大学生的IT知识结本论文由整理提供构,使学生毕业后能够适应专业工作中对信息技术和数字化技术的要求,成为适应未来社会的合格人才。本文就其教学过程中的教学内容谈一点体会。 一、注重教学内容的不断更新计算机网络是当今发展最为迅速的学科之一,每天都有新的发展和应用,教师只有在教学过程中不断更新教学内容,才能跟上时代的步伐 [3]俗话说:你要给学生一勺水,那么你自己就要准备一桶水。要教好这门课,教师需要大量的阅读文献、资料和国内外教科书,对这门课程主要技术的发展背景、关键技术要有深入准确地把握,同时还必须通过承担相关的科学研究,能够通过自己的工作,理论联系实际,真正理解和掌握优秀技术,了解技术发展的动态和学术前沿。还需要在教学的过程中不断地向学生学习,了解他们对问题的一些新的认识、解决的思路以及初学者对哪些问题不容易掌握和它的原因。 针对网络技术发展的不断更新,在教学内容上应安排一些基础的理论内容,比如网络的拓扑结构、数据通信基本原理等,便于同学本论文由整理提供们今后能够在此基础上自学。比如在讲述网络七层协议时,可以参考西安交通大学的计算机网络精品课程内容,以乘飞机的过程举例,提出协议、服务和层次的概念,以此类比,可以让学生更好地理解网络的层次划分。由于本专业的学生没有开设数据通信方面的课程,因此课程安排上要逐步加入通信技术的有关知识,使得学生只要具有物理学方面的基础,就能很好地接受这些知识,而不需要专门去补习这门课程。 二、注重学生实际操作能力的培养在计算机课程的教学中,要紧密结合专业的需要,克服过于偏理论的倾向,以能力培养为导向、以实践为目的的教学思想,调动学生的积极性 例如,在讲授网络技术内容时,可以结合学校校园网或者医院局域网的建设来贯穿整个教学,从物理层直到应用层,同时覆盖网络设备内容。在医院信息系统的讲授过程中,可以以学校校医院的信息系统为例,从整体上了解医院信息系统(HIS)的内容,学生通过在医院本论文由整理提供的实习可以全面了解医院信息的流程和医院管理模式,为学生毕业设计打下坚实的基础。在医院信息系统安装、调试技能实习过程中,以企业研发的主要产品——医院信息系统(HIS)和医学图像存档传输系统(PACS)作为该门课程中的重要内容,突出了课程的实用性和应用性。从专业和非专业的角度来谈教学侧重点,应强调要放在应用上。 因此,在设计教学内容上可以参考西安交通大学的精品课程,强调知识点、技能点,从教学方法上进行改革,比如多种方法的使用、多种手段的使用以及考试评定方法的改革等。虽然在笔者的课堂上也使用过一些教学方法,但还缺少互动讨论,其实对于小班的学生,这种方式更好推广,而且还能很好地调动学生学习的积极性。强调工程应用能力结合理论知识、自上向下地安排教学内容,这和笔者之前的安排完全不同,在教学过程中会出现学生不理解网络有什么用的现象,而采取西安交大的这种方式,可以带着问题进行教学,通过案例,引导学生用理论知识解决实际应用问题,提高学生的学习兴趣。 三、注重课堂气氛的调节对于知识量大的课堂,在安排时不妨在灌输理论知识的同时,合理增加常识性的内容,这样一方面能够重点突出,另一本论文由整理提供方面可以缓解学生的疲惫状态,对一些初学者是一个很好的知识补充 比如在讲传输介质时,前面的大部分时间讲述了关于通信原理的基础知识,有些是非常晦涩难懂的理论,同学们已经显出倦态,因而剩余的小部分时间可以用多媒体的形式播放一段关于双绞线制作的视频。 对于晦涩难懂的教学内容,应该注重学生的反映,通过举手的方式来了解学生理解的程度,比如在讲曼彻斯特编码技术的时候,先让一名同学画出波形图,然后让学生自己判断是否正确,通过了解可以看出学生的掌握情况,然后再进行讲解,反复几次,可以达到良好的教学效果。概念的强调和解释可以用生活中的例子来说明,比如服务和协议,就可以用生活中的例子来解释;而对于有关的、好理解的内容,可以以自学的方法来学习,也可以在课堂教学中省略这方面的内容。 四、注重因材施教应该因材施教,针对理解力强的学生,可以把一些难点让他来讲述,以引发他的兴趣,比如以太网时间槽的概本论文由整理提供念,可以留下疑问到下堂课让他来讲述;针对一般大多数同学,可以在他讲的基础上再讲一遍,用通俗易懂的语言来加深对概念的理解 教学过程应该把重点和难点讲出来,然后由学生组织讨论的方式来理解教学内容,教师不必把所有的点都讲到,知识性的内容不用讲得太详细,因为大学生有这方面的素质,尤其小班上课,可以充分调动学生的积极性来投入到教学中,年轻教师不必拘泥于固有的模式,而应该创造自己的教学方式。尤其讲到分层原理时,可以拿一个例子来讲述整个过程,因为专业的学生有电路的知识和软件的知识,可以理解得比较透彻。 同时配合Flash动画来进行教学,可以取得更好地教学效果。随着卫生信息化的迅速发展,各院校各个层次学生的信息技术教育都要与未来实际应用相结合,从而形成面向应用的专业特色IT课程教学体系。随着网络技术、数字化医疗技术的发展,本论文由整理提供数字化医院、远程医疗等都建立在网络基础之上,熟练掌握网络应用已成为学生将来必备的能力。 生物医学工程论文:生物医学工程医学影像技术教学改革 [摘要]该文重点依据生物医学工程及影像技术学专业的专业特点以及目前国内外医疗行业的用人情况,对目前该院已有的针对以上两学科专业的教学资源和培养方案进行总结和回顾,并对今后的培养模式进行展望。使该院学生能具备扎实的理论基础,良好的实践技能及优秀的社交能力,顺应医学领域不断变化的形势,并且在今后的工作学习中能全面发展,成为对社会、国家和人民作出贡献的杰出人才。 [关键词]生物医学工程;影像技术学;教学体系;实践教学 生物医学工程专业是一门现代医学和医学工程技术相互结合的学科,主要在理工科院校开展,作为一所以医学教育为主的高校,在生物医学工程专业培养中,注意与医学临床实践紧密结合,侧重医疗器械实践培养。该校生物工程专业前身为医学影像学(工程方向),自1999年开办至今,根据实际情况,不断修正培养培养,重视理论与实践相结合,不断提高学生的实践能力,以“工程素质高、实践能力强”的应用型专业人才培养,为培养目标。 1该校发展历程 牡丹江医学院自1958年创立以来,目前已经拥有近60年的教学历史,1997年6月,学院通过了原国家教委本科教学评价,成为全国首批本科教学评价合格院校。从最初的名不见经传到现如今的发展壮大,牡丹江医学院在学科建设、师资力量及科研投入上均下足了功夫。尤其重视实践教学环节,在教学、科研、实习和就业方面均走在了同级别院校的前列。 2生物工程及影像技术的发展背景 生物医学工程(BiomedicalEngineering,BME)是结合物理、化学、数学和计算机与工程学原理,从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究;提出基本概念,产生从分子水平到器官水平的知识,开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法,用于疾病预防、诊断和治疗,患者康复,改善卫生状况等目的[1]。近几年来,我国的医疗体制变革正处在快速时期,理工类科学技术在医学领域,尤其是生物医学中的应用范围也越来越广,因此对于具有较高专业素养和应用能力的人才需求就更加急迫。“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是国家教育部贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重点大力项目[2],同时也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的一项重要措施,该政策旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导。医学影像技术是医学专业其中一门[3]。我国在2006年时出台了改革政策,将医学影像学专业区分为两种学制不同的专业进行教育,此教育模式早在上世纪西方某些发达国家就已经出现,并取得了较好的教育结果。4年制医学影像技术是专门从事影像技术与操作方面的工作的一类高精尖技术人才,在仪器操作及治疗剂量控制方面的能力水平要明显优于五年制的医学影像学专业学生[4]。 3该校学科建设情况 该校拥有较高规格的影像实践基地,该基地初建于2003年,现拥有6个实验区,47间实验室,建筑面积达3000㎡;配备X线机(常规X线机、程控X线机、高频X线机)、CT(螺旋CT、往复式CT)、MRI(超导MRI、小型MRI教学仪)、ECT、DSA、超声(彩超、黑白超、数字超声教学仪)、直线加速器、模拟定位机、麻醉剂、体外碎石机、血液透析机、激光相机、洗片机、高压注射器等50余台设备,总价值达1000余万元。可满足生物医学工程、医学影像技术专业的专业课的实验课、实验室开放等教学活动,可以为学生提供大量的实践动手机会。亦可带领学生参与医院大型设备的拆卸、搬运、安装、维修等工作,让学生得到“实战”的机会。该校于2013年在医学影像学院增设4年制生物医学工程专业、医学影像技术专业,培养方案与原医学影像学专业(工程方向)(5年制)不同,《医学影像设备学》作为重要的专业课之一,教学大纲亦作调整。根据医学生物工程专业、医学影像技术专业的特点,进行教学改革。理论课删减部分陈旧设备相关知识,如压缩常规X射线机结构、功能、工作原理及电路分析的讲解,由学生课余时间自行学习讨论。在实验课改革方面,删减部分陈旧实验项目,让学生多多地参与实验课教学互动中,增加学生实践动手机会,锻炼学生独立分析问题、解决问题的能力。同时针对医学生物工程专业、医学影像技术专业每学期均进行实验室开放,由老师指导学生进行DSA设备的安装,X射线机设备的局部改进设计等。积极组织指导生物医学工程专业、医学影像技术专业学生进行大学生科研立项,近几年该教研室共指导黑龙江省大学生创新创业训练计划项目、牡丹江医学院大学生科研项目共6项,例如:“常规X线机灯丝加热电路改进”。该校积极开展校企合作联合培养学生,2016年1月,医学影像学院经实地考察,与北京威格瑞技术服务有限公司等8家医疗器械公司达成合作。2016年7月,首届2013级医学生物工程专业、医学影像技术专业学生进入公司进行生产实习。2017年7月,经调查反馈,一年来各家医疗器械公司均能按学校要求培养学生,实习效果非常理想,多位学生实习表现优秀,被实习公司正式录用。校企合作模式将继续开展。医学影像学院于2013—2014年编写的高等学校改革创新教材、医学影像专业特色系列教材中,影像设备教研室针对生物医学工程专业、医学影像技术专业编写了《医学影像设备学实验指导》《医用常规检验仪器》《医用传感器》《临床设备学》4本理论及实验教材,并已投入使用。该校现已将生物医学工程专业、医学影像技术专业培养方案的修订已提上日程。 4未来学科发展模式 4.1加强实践教学环节 以教学改革为中心,以培养学生的创新实践能力为只要目的,在不断提升实践教学设施基础的同时,坚持理论教学为基础的主要宗旨[5],让学生在扎实掌握理论基础后,运用先进的实践教学来不断地提升、完善自己的综合技能[6]。使学生在此教学模式下,可以将专业发展为:拥有扎实的理论基础、培养良好的专业素养、形成独特的专业特色的优秀学科[7]。 4.2确立学生在实践教学中的主体地位 无论在学科建设中进行怎样的改革,其宗旨都是培养优秀的毕业生能被社会所用[8]。因此学生在实践教学中的主体地位就显得尤为重要[9]。因此让学生提早进入医院及工厂进行实习,不仅可以开阔学生的视野,而且可以使其在即将进入工作岗位前掌握一定的基本操作技能,在今后的工作中更早上手,从容地应对工作中的一系列问题。在教学中主动聆听学生的意见,根据学生的不同呼声对于教学方案进行及时的调整,尽最大可能地覆盖尽量多学生的特点,提高教学效果[10]。 4.3加强师资队伍建设 学校通过多种途径提高青年教师的学历及教学水平,并在教学实践中不断地提高,逐步培养一支结构合理、理论基础扎实、实践能力过硬、教学效果明显的优秀教师队伍[11]。 4.4建立教学评估及监控体系 完善的一套教学评价及质量监控系统是保证人才培养质量的一项重要措施[12]。建立一套过硬的实践教学基础、完善的实践教学过程、科学的实践教学效果评价、严格的教学质量监控体系,对于加强对整个实践教学工作的宏观调控、保障实践教学体系的落实、高素质应用型创新人才的培养都起到了十分重要的作用[13]。 作者:于广浩 朱险峰 李莲娣 宋华林 徐建忠 董默 李永生 单位:牡丹江医学院医学影像学院 生物医学工程论文:生物医学工程学科发展思路 摘要:生物医学工程,是综合了工程学、物理学、生物学、医学等学科,以预防和治疗疾病、保障人体健康为主要目的的新兴学科。生物医学工程致力于研发新的生物学制品和生物学材料,改进医疗技术,在现代医学领域中占有重要的地位。本文将追溯我国生物医学工程学科的发展历程,提出发展过程中存在的一些问题,为解决这些问题提供一些可行的策略。 关键词:生物医学工程;学科发展;学科建设 电子学、光电子学、计算机技术、物理学、化学、精密仪器制造等科学技术的高速发展,对现代医学产生了极大的促进作用,生物医学工程就是在这些技术背景下产生的新型医学分支学科。生物医学工程利用现代工程技术来对人体进行研究,分析疾病的机理,从而制定有效的治疗措施,极大提高了现代医学的治疗水平。但是,我国在建设和发展生物医学工程学科的过程中,也遇到了一些问题,必须对这些问题加以解决,才能够促进生物医学工程学科的发展。 1生物医学工程的发展历程 生物医学工程的历史可以追溯到20世纪50年代,起源于美国。这一学科一经产生,就迅速受到世界各国的重视。1965年,国际医学和生物工程联合会建立,后来改名为国际生物医学工程协会[1]。生物医学工程之所以受到世界各国的重视,是因为具有广阔的应用前景,能够产生极大的经济效益与社会效益。生物医学工程将现代科学的技术成果与医学联系起来,极大地提高了人体对疾病的预防水平和治疗水平。欧美等地区的先进国家,在20世纪70年代初就已经成立了针对这一学科的研究部门,负责生物医学工程学科的发展与建设。而我国的生物医学工程起步相对较晚,而且应用范围比较窄,仅限于医院设备保管和维修、医疗物资采购等方面,生物医学工程学科的建设还有很大的提升空间。 2我国生物医学工程存在的问题 我国在生物医学工程的学科建设方面起步比较晚,应用也处于初级水平。导致这种局面的原因主要来自于以下2个方面。首先,历史遗留的体制问题。我国的各级医院,负责生物医学工程的科室没有统一的名称,也没有明确的职责范围,各级医院都是根据自己的理解,设定有关部门的名称、职责范围、人员编制、归属单位等情况,具有很大的随意性。有些医院的生物医学工程部门只负责医疗设备和物资的采购,对医疗设备进行维修,而另一些医院的类似部门,不仅要负责医疗设备和物资的采购,还要负责生活用品的采购;有些医院的生物医学工程部门由医务处来管理,而另一些医院却将其列为后勤保障处的管理范围。这种学科建设上的混乱,极大程度地妨碍了生物医学工程的发展,导致人们对其产生了偏见,没有意识到生物医学工程的重要意义。其次,人员编制问题。我国很多医院在设立生物医学工程的相关部门时,为了方便医疗设备的维修,聘用了一些电工、钳工等专业维修人员。然而随着现代医疗技术的发展,医疗设备越来越精密,这些维修人员的水平已经远远不能满足生物医学工程的需要。如果医院不能够加强对员工的培养,建立起一支理论知识扎实、实践能力强、能够规范应用现代医疗技术的人才队伍,就会导致人员冗余,许多专业能力不足的人占据岗位,真正的人才难以被引进,不能对生物医学工程的发展起到促进作用。 3我国生物医学工程的发展策略 3.1明确生物医学工程的职责范围 在一些生物医学工程发达的国家,医疗、护理、医学工程已经成为了医院发展的3个主要方面,这3大部门共同构成了现代医学的技术体系[2]。而在我国,医学工程的地位远远没有达到与医疗和护理平齐的地步,应用范围还比较狭窄,医学工程的作用还没有得到充分发挥。为了改变这种现状,我国的医院必须调整观念,强化对生物医学工程的建设和管理,明确地划分医学工程部门的工作范围,不仅要负责医疗设备的采购、安装、维修保养,还要做好下列工作。首先,医疗设备的安全性能调试。比如,目前我国医院所运用的先进医疗设备大多数依靠国外进口。但是,医院在引进设备的时候,往往只关注设备的技术水平和价格高低,忽视了医疗设备的插头问题。由于国内外医疗设备的插头标准不同,所以忽视插头问题,很容易导致花费大量资金引入的先进医疗设备无法在国内应用。另外,还有医疗设备的安全等级控制、设备之间的相互干扰问题,这些都是医学工程部门的工作内容。其次,医疗设备的保养。医疗设备的保养包括静态保养和东泰保养两个方面。静态保养就是建立医疗设备的维护保养制度,对设备的存放环境进行整顿;而动态保养则是根据设备的使用、消耗、故障情况实时进行的保养,比如检查设备的运行状况,及时进行故障诊断和维修,更换损害严重的部件等等。 3.2完善医疗设备的管理制度 在我国很多大型医院,都具备各种先进医疗设备,其固定资产的总额甚至能达到几百万、几千万。但是,这些医院当中,都存在一个共同的问题:只重视医疗设备的采购,而忽视了医疗设备的管理,医疗设备的管理制度不够完善,难以发挥医疗设备的最大性能,导致医疗设备闲置或者损坏。对此,我国的医院应当积极完善医疗设备的管理制度,以便能够最大程度发挥医疗设备的性能。比如说,将医院所有的医疗设备集中起来进行管理,而不是将医疗设备分属于各个科室,在各个科室需要使用设备的时候进行租赁。通过这种方式,就能够有效避免医疗设备的闲置状况,而且方便了医疗设备的统一维修与保养。 3.3加强专业人才培养力度 生物医学工程具有极高的科技含量,与众多高新科学技术成果都具有密切的联系。所以生物医学工程的从业人员也要具备相当高的科学素质,在具备应有的医学理论知识的同时,也要能够对各种先进医疗设备进行正确、规范地操作,制定针对患者身体健康状况的分析报告[3]。为了满足生物医学工程的发展需求,医院必须加强人才队伍的建设,着力培养生物医学工程的专业人才。医院要与各大高校进行合作,建立人才的引进机制,同时加强对内部员工的培养,制定激励制度来提高员工的学习热情。 4结论 生物医学工程对现代医学的发展进步具有促进作用,我国各级医院要明确划分医学工程部门的工作范围,提高医学工程部门的地位,完善医疗设备的管理制度,加强专业人才的培养,促进生物医学工程的建设与发展。 作者:罗晓晗 单位:雅礼中学SKY戏剧社 生物医学工程论文:联合办学生物医学工程人才培养研究 [摘要]介绍了第三军医大学与重庆大学在大学联盟的名义下通过组建生物医学工程联合学院,实现整合理工科大学和医科大学2种院校各自优势,共同培养两校生物医学工程专业学员的目的。两校在共同制订人才培养方案的基础上,又针对各自不同的要求,拟定了个性化的课程设置,实现了优势互补、各取所长的联合办学模式。指出了联合办学在具体操作中暴露出的一些问题,并提出了一些建议,以期不断改进和完善联合办学的模式。 [关键词]生物医学工程;联合办学;人才培养 0引言 当今世界正处于大发展、大变革、大调整时期,世界多极化和经济全球化深入发展,各国之间综合实力竞争更趋激烈,创新依然是经济社会发展的主要驱动力,知识创新也已经成为国家竞争力的优秀要素。中央领导特别指出:高等院校特别是研究型大学,既是高层次创新人才培养的重要基地,又是基础研究和高技术领域创新成果的重要源泉,要提升原始创新、集成创新、引进消化再创新的能力,积极推动协同创新,通过体制机制创新和政策项目引导,鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作,建立协同创新的战略联盟,促进资源共享,联合开展重大科研项目攻关,在关键领域取得实质性成果,努力为建设创新型国家作出积极贡献。近2a来,围绕国家科技发展战略需求和创新型人才培养需求,许多高校逐步展开了很多协同创新的探索和尝试,如在高校内部设立学科交叉研究中心、培育新兴的学科和研究领域、组建跨学科的研究团队、建立共享研究平台;高校与高校之间根据地域等相关因素成立了许多大学联盟,如北京高科大学联盟、C9联盟、卓越联盟、重庆高校联盟等;高校与企业之间也成立了联盟合作组织,如北京协同创新服务联盟等。这些举措以国家重大战略需求为牵引,以开放、需求、融合、引领为原则,有效地推动了合作研究以及应用,取得了显著成效。由此可以看出,协同创新已经成为当今科技、教育发展的主题[1-6]。 1第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院的工作思路 重庆大学生物医学工程学科专业优势明显,工程技术实力雄厚,科研技术成果丰硕;第三军医大学生物医学工程学科临床教学条件优越,医学教育背景深厚。二者在推动人才教育培养、科研成果产出、学科专业提升等工作中各具独特的优势。2011年以来,为推进重庆市大学联盟合作进程,有效加强理工医学科交叉融合,实现资源共享、优势互补,联合育人、协同创新,建设世界一流的生物医学工程学科和国际知名的生物医学工程学院,第三军医大学和重庆大学以建立生物医学工程联合学院为切入点,以协同创新、提升学科水平为目的,开展了多次战略研讨会。两校就战略合作、协同创新的运行机制和构架进行了多次的协商沟通和讨论,深入分析2个学校的学科分布特点和资源优势,并就联合学院筹建工作领导小组、协调小组的成员组成与职能作用等进行了充分酝酿和友好协商,形成了初步意见,达成了基本共识,明确了联合学院建设发展起步阶段的主要方向。第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院,按照“优势互补、资源共享、互利共赢、共同发展”的原则,通过深入实地调查和理论研究,分析影响高等院校协同创新的主要困难问题,探索高校与高校之间、高校与企业单位之间开展战略联盟协同创新的运行模式与机制,为我国高校实施战略联盟、开展深入合作、建设联合学院、开展协同创新提供了新探索。 1.1联合办学面临的主要教学问题和目前采取的措施 生物医学工程学科“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”的特点,使开设生物医学工程专业的综合型大学和医学院校都面临着以下问题:(1)学科资源不均衡。高等医科院校医学大背景深厚,拥有丰富的医学类学科教学资源和优越的临床设备实践条件,但缺乏材料、自动化、通信、机械等重要工程学科的有力支撑;理工类综合性大学工程学科体系完善,师资力量比较强,但是缺乏医学教育资源和学科体系支撑。(2)复合型师资比较缺乏。师资队伍中具有理工科教育背景和医学教育背景的教师比较多,而既懂医学又懂工程技术,能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型、融合型师资比较缺乏。教师队伍知识结构普遍不够合理,与各相关学科交叉融合能力弱。(3)课程体系不够完善,由于生物医学工程学科面广,各高校自主设立的培养方向多,没有相对科学完善的课程体系。(4)学生专业思想不牢固。生物医学工程专业的课程内容在各学科之间交叉频繁,相对材料、自动化、机械、通信等工科专业,生物医学工程专业学员所学知识存在“宽而不精”“广而不细”等问题,就业时处于劣势;部分学员由于学习任务重、压力大,导致学习积极性、主动性不高,专业思想不够牢固,甚至影响到专业整体的学习风气。针对以上问题,通过筹建生物医学工程联合学院,充分发挥重庆大学和第三军医大学各自的学科优势,解决以下教学问题:(1)联合制订人才培养方案和课程体系;(2)共享课程实验教学平台;(3)加强师资的交互培养,切实改善师资队伍的知识结构,提升师资队伍多学科的交叉融合能力、意识和素质,培养一大批复合型教师;(4)建立师资共享共用机制,根据课程特点,统一调配师资力量,提高教学质量;(5)加强实习基地建设,拓展实习教学平台。 1.2人才培养方案与课程体系设置 联合办学实施的总方针是充分发挥重庆大学理工学科资源和第三军医大学医学学科资源优势,实现资源共享、平台共用、优势互补,围绕培养复合型工程技术人才确定人才培养目标,构建发挥各自所长的课程体系。广泛开展创新教育,遵循学科特点,突出学员工程技术技能、交叉融合意识和自主学习能力,提升学员创新素质,深入推进教学改革,提高综合实践课程教学比重,加强学员学习能力、创新能力和批判性思维能力培养,实现传授知识、启迪智慧和培养能力的有机结合。开展形式多样、内容丰富的科研创新类第二课堂活动;设立本科生科研创新基金,结合国家大学生创新创业训练计划,引导部分学有余力的学员参与教员的科研工作,早进课题、早进实验室、早进团队;选拔个别拔尖学员,开展全程系统科研训练,打牢理论基础、掌握科研方法、产出科研成果。联合办学拟订的课程体系主要分成必修课程和专业选修课程2个模块,分别完成生物医学工程专业的通识教育,以及结合学科方向和个人兴趣的专业化教育。其中,政治理论课310学时,军事基础课170学时,公共基础课988学时,专业基础课1080学时,专业课668学时,军事医学课38学时;集中实践环节10周,专业实习(毕业设计)20周。在两校的公共基础课中增设了医学化学、医学文献检索等课程;在专业基础课中强化了人体解剖学、组织学与胚胎学、生物化学、生理学、病理学、临床医学概论、现代生物医学工程概论及前沿技术讲座等医学课程。上述课程以两校学员合班的形式由第三军医大学负责授课,以保证课程教学的质量和医学教学资源的充分利用。在专业课程中,例如《生物医学电子学》《医学仪器原理与设计》《医疗器械的质量控制与检测》《医疗电子仪器的电磁兼容性设计》《医疗电子仪器测试与测量技术》《嵌入式系统及其在医学仪器中的应用》《医学信号处理》《医学影像设备学》《医学装备管理与维护》《医学图像处理》等课程,则构建两校的联合教学组,通过取长补短的方式开展教学。在集中实践环节中,分别安排了《电子设计自动化技术基础》《模拟电子技术课程设计(线性部分)》《数字电子技术课程设计》《可编程的逻辑设计》《生物医学电子综合设计》《医学仪器原理及设计课程设计》。上述课程则充分利用重庆大学完备的工程教学资源和实验室条件,以两校学员合班的形式由重庆大学负责授课。选修课程包括医学人文、通识教育、军事体育和专业拓展4个模块,学员毕业前必须修满相应学分,同时要完成5门自修课程学习。与此同时,还应该注重以下几个方面:(1)注重医学人文教育。组织开展人文教育活动,在专业课程教学中渗透医学人文教育,在人才培养全程中引导学员坚守职业道德、体现人文关怀。(2)注重思辨能力培养。开设《现代汉语》《形式逻辑》等课程,组织演讲比赛、辩论赛等各类活动,使学员具备较强的语言表达能力,掌握思维的一般规律和思考问题的基本方法。(3)注重国际化视野的拓展。加强公共英语和专业英语教学,开设《世界文明史》《中西方文化比较》《世界医疗卫生状况》等课程,开拓学员视野,让学员认识世界、关注世界,具有全球眼光,适应未来在全球范围履行使命任务的需要。 2问题与建议 事实上,在推进协同创新、联合办学的过程中,不同院校仍然面临着利益失调、需求各异、难以协同等困难问题,严重地制约着协同创新的深入化、密切化、广泛化、实质化、高效化[7-10]。在拟订人才培养方案的过程中,为了协调各部门的意见建议,两校的专家组和国际顾问开展了大量细致、艰苦的工作,对某些具体的操作方案进行了反反复复的沟通,目前提出的联合办学方案虽然不是最理想的方案,但却是在当前条件下能够实现的适合方案。由此可见,深入分析影响和制约协同创新密切化、实质化、高效化的困难问题,探索高等院校协同创新的规律和运行机制,是摆在联合办学能否长期进展和持续深入面前的现实问题。建议采取的对策:(1)组织开展学科建设和联合办学的高层论坛,从思想上统一认识,从组织上采取有力的保障,从实际行动中研究探索高校协同创新的新思路、新方法、新举措;(2)成立相应的专家组,定期就联合办学的组织构架、运行机制、平台建设、人员配备等方面问题实施沟通,探索运行机制;(3)通过学术交流和实地调研,全面了解国内一些高校协同创新的组织经验;(4)尤其是美国佐治亚大学和艾莫瑞大学建立生物医学工程联合学院的成功经验。及时总结第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院组建过程中的经验和心得体会,加以研究,同时将研究成果及时应用到联合学院的组建推进进程中。 3结语 重庆大学和第三军医大学的联合办学对生物医学工程专业建设和人才培养是一项有益的尝试,双方围绕国家重大科技战略需求和一流创新性人才培养为目标,体现出了“优势互补、资源共享、互利共赢、共同发展”的原则,有力地促进了第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院的建设,同时也为其他高校的联盟创新提供了经验和参考。与此同时,研究、创新具体的工作方法,科学、合理地构建联合办学的最佳模式,必须要走理论与实践相结合的道路,在实践的基础上不断总结、完善、应用,确保联合办学效益的最大化。 作者:宁旭 秦明新 李晓寒 李懿 单位:第三军医大学生物医学工程系 生物医学工程论文:生物医学工程专业实验课教学方法 【文章摘要】 本文结合生物医学工程专业的特点和理论课的教学情况,针对目前实验课教学过程中所存在的问题,通过从课程设置、教材建设、教学方法、教学内容等几个方面对生物医学工程的实验课进行了探讨,目的是改进实验课教学质量、培养学生创新能力和实践能力,为学生日后的专业发展打下坚实的基础。 【关键词】生物医学工程,实验课教学,教学方法 0引言 生物医学工程专业是一门多学科相互融合,实践性很强的学科,因此实验课就显得尤为重要,通过设置实验课程可以帮助学生更好地理解和掌握本专业的理论知识,同时也是对学生的逻辑思维能力、实践能力和创新能力的一种培养。我们针对在生物医学工程实验课教学过程中存在的问题,对本专业的实验教学模式进行了改革与实践,以满足市场对高素质人才的需求。 1目前实验课教学中的问题 首先,目前我校的生物医学工程专业的大部分实验课程的教学处于辅助理论教学的地位,实验课程成绩仅占课程总成绩的20%左右,因此很多学生存在着较为重视理论课程,而对实验课程较轻视的现象。长此以往的结果就会使得学生缺乏动手能力和分析解决问题的能力。其次,目前的实验课教学不能够发挥学生的主观能动性,不能够培养学生实际动手操作的能力及创新意识。很多数学生在实验课上只是被动地按照实验指导书的实验步骤机械地操作,对实验的原理不能够充分理解。再次,目前实验课的教学不能够根据学生的特点进行因材施教。由于每个学生的动手能力不尽相同,在规定的实验课的时间内,有些动手能力强的学生会较好的完成实验内容,而基础较差,动手能力较差的额学生到了下课时间并不能顺利的完成实验任务。目前的实验教学模式使得不管本次实验完成与否,学生都要离开实验室,而下次实验课又会开始新的实验内生物医学工程专业实验课教学方法探讨赵晓磊齐秋菊霍旭阳*吉林医药学院吉林132013郭春超吉林医药学院附属医院吉林132013容,从而导致动手能力差的同学对实验课逐渐失去了兴趣,不利于培养学生的创新意识和实际解决问题的能力,使得我们并没有达到开设实验课的目的。 2实验课教学的改革措施 针对目前生物医学工程专业实验课存在的问题,结合我校生物医学专业实验课设置的实际情况,按照实验教学的目的的要求,对本专业的实验课教学考核方法,教学内容以及实验室的建设等几个方面进行了一系列的探索。 2.1实验教学内容的改革 在实验内容的设置上需根据教学大纲要求,以学生为主体,旨在实验教学的过程中重点培养学生实际动手操作的能力及提高学生的综合素质。要不断的对实验内容进行优化,强调实验内容的综合性,注重各学科之间交叉的特点,从而将实验内容分为础实验训练阶段、综合应用实验阶段和创新设计型实验阶段。减少以验证理论知识为主的基础性实验的比例,在基础试验阶段主要以培养学生掌握基本的实验技能为主要目的并进一步巩固理论课上的知识点;相应的增设综合应用性实验和创新设计性的实验。在这类实验的过程中,要以学生为主体,指导教师提供给学生实验的任务和要求,并给出一些相关的电路和参考资料,学生进行自主设计实验方案并完成实验,指导教师在实验教学过程中起到辅助作用。目前我校生物医学专业的实验课都开设了综合性、设计性实验。使综合应用性实验与实际生活相联系,以此提高学生的学习兴趣,充分调动了学生的主观能动性。使学生具有初步的科研意识和创新能力。 2.2改进实验教学方法 实验课一直以来都是培养学生实践创新能力的一个至关重要的环节,在整个教学体系中的作用是不可替代的。为了使学生在实验课上更好地发挥主观能动性和调动学生的积极性,改变学生轻视实验课的现状,因此就要求指导老师要根据专业课程的教学规律和特点,,在实验课教学的过程中不断改进教学形式,应在一部分的专业课程中将实验课独立出来,改变实验教学通常依附于理论教学的传统教学理念给学生创造更多发挥主动性的条件,引导学生关注自身的实践创新能力的培养和综合素质提高。另一方面任课教师要在总结以往教学经验的基础上,采取多元化的,,适合各门实验课的考核方式,从多个角度考察学生的实验能力。可以适当提高实验课成绩在总成绩所占的比重,并结合学生在整个实验的过程的表现,包括对实验的预习,实验的操作,实验的结果及实验报告的完成情况都记入学生的实验成绩当中,从而以充分调动学生对实验课的积极性和主动性,有利于提高实验课的教学质量。 2.3实验室的建设和管理 实验室作为教学和科研的重要场所,要充分利用我校的教学资源,设立各门课程的固定实验室,如电子实验室、医学仪器实验室、微机原理与接口技术实验室等。在实验课的教学过程中要有固定的实验小组和实验台。将各班学生进行,每组都有固定的实验,这样有利于实验教师对每组学生进行有针对性的辅导和管理,同时也有利于实验室的器材与设备的管理。同时建立开放式的实验教学模式,学生可以在课外时间通过预约的方式使用实验室,实验教师为学生提供欲做的实验所需要的设备和资料并配备专门的实验教师解决学生实验过程中所遇到的问题,给以相应的指导,这样可以有效的提高实验室的利用率并进一步减少传统实验课所带来的缺陷。 3小结 生物医学工程专业实验课教学是一项长期的任务,应以培养本专业学生的实践动手能力和创新思维能力为主要目标。通过不断的对实验课教学模式进行改革和时间才能够,提高实验课教学的效果和质量。为培养具备医工结合的实用型、创新型人才打下基础。 作者:赵晓磊 齐秋菊 霍旭阳 郭春超 单位:吉林医药学院 吉林医药学院附属医院 生物医学工程论文:生物医学工程专业生物材料课程教学改革 作为生物医学工程(BiomedicalEngineering,简称BME)专业的主要方向之一,生物材料学在生命科学前沿研究中占据着极其重要的地位。生物材料学是目前涉及学科领域多且广泛(如医学、生物学、材料学、物理、化学、机电、信息等)的典型交叉学科代表,其研究与产业化在欧美日等发达国家已被视为战略性地位。我国“十二五”科学和技术发展规划中已明确指出生物材料是重要的技术领域。据统计,我国生物材料及其应用产品(医疗器械)产值约占GDP的0.4%,而生物材料学在读本科生及研究生约仅占在读大学生总数的0.016%,显著低于该产业对GDP的贡献率,由此可见我国生物材料学专业人才非常匮乏。因此,开设好生物材料这门课程不仅能为学生们打下良好基础以适应社会需求,还能拓宽BME专业学生的知识面,增加就业机会。然而,国内自上世纪60年代出现BME专业以来,大部分高校开设的BME专业课程仍主要集中在仪器电子学等方面,对生物材料学相关专业课程涉及较少。鉴于此,积极推动BME专业的生物材料课程教学改革以培养高素质复合型人才,具有重要的现实意义与潜在战略意义。以下是从教学实践中汲取的一些经验,供同行参考与探讨。 1设计较为完整的生物材料课程知识体系 生物材料是一门分量较重的专业课程,主要通过学习生物医用金属材料、陶瓷材料与高分子材料的组成结构、物理化学性能以及生物相容性评价等,使学生对现代生物材料的基本原理、应用与发展趋势形成较为全面的认识。通过借鉴国内外相关教材可以发现,较为完整的生物材料课程知识体系一般包括材料学与生物学层面的内容[3]。其中从材料学角度出发,生物材料课程需要讲授的内容有生物材料的类型、性质、化学结构、物理性能、力学性能、降解、加工工艺、表面特性等。这些将为学生们打造良好的材料学基础。从生物学层面来看,生物材料课程需要讲授的内容有蛋白质、细胞与生物材料的相互作用、生物材料植入体引起的人体急性炎症、血栓、免疫反应、感染、肿瘤和钙化反应等。特别对于传统的以仪器电子学为主要专业课的BME学生,由于较少接触化学、医学等基础课程,可在生物材料课程里增授一些大学化学、生物化学、医学免疫学等有关的基础知识,以帮助学生更好的学习生物材料的基本知识。构建完整的生物材料课程知识体系具有重要意义,能让BME专业学生报考国内外生物材料学方向的研究生时拥有更多的选择空间。 2适当引入双语教学环节 目前教育部鼓励在大学课堂积极开展双语教学活动,培养学生能够熟练运用外语从事专业工作、学术交流的能力。适当引入双语教学环节对于正处生命科学前沿领域研究热点中的生物材料学意义更为重大。这不仅能及时向学生们介绍最新的研究进展,还能帮助学生们掌握生物材料的专业词汇。这有利于学生们独立阅读外文资料或文献,从而在潜移默化中锻炼出独立思考、探究的能力。这些是未来高素质复合型人才区别于普通人才的基本标志。当然,适当引入双语教学环节也对授课教师也提出了更高的要求。笔者认为高水平的课堂不仅能熏陶出高素质的人才,还能更快地提升教师自身的授课、科研水平。 3增加实践学习环节 生物材料学是一门实用性强的课程,在这几年的授课经验中发现如果将学生们带到研究实验室、医院、企业观摩学习将极大激发学生对生物材料的关注与深入学习的愿望。具体来说,在这些精心设计的实践环节中学生们可以接触到许多高尖新设备,如X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等,通过观摩学习能提高学生们对生物材料表征分析技术的理解,从而加深其理论知识。在临床医院或企业调研学习各类医疗材料(器械)的具体应用、生产加工,能让学生了解不同生物材料在应用或生产中的优缺点、以及医院、企业及对人才的需求。这些都将驱使学生更为积极主动的回到课堂学习生物材料基础知识,为自己今后的择业及人生规划打下良好基础。总之,生物材料是保障人类健康的重要必须品,现已成为各国政府优先支持研究开发的热点。特别对于我国,生物材料不仅是解决看病难、看病贵以及建设小康社会的重要物质基础,还将作为典型的低能耗、低环境污染、高技术附加值的新兴产业,成为未来国民经济中新的增长点。在生物材料课程的教学改革中施行上述办法,将有效培养和锻炼学生们的创新思维与综合能力,能为培养更多优秀人才建设国家做出贡献。致谢感谢河南科技大学青年科学基金(2015QN045)与博士科研启动经费的资助。本文通讯作者为郑军博士。 作者:周为 郑军 单位:河南科技大学医学技术与工程学院 生物医学工程论文:生物医学工程专业中生物化学教学探究 一、鼓励学生自主学习 自主学习是学生在大学阶段需要掌握的一个重要学习能力,对他们在将来的学习和工作都具有重要意义。这也是大学教师教育的真正意义所在,即“授予鱼不如授予渔”。而我们学校设立的生物医学工程专业是以生物医学电子为主要方向,强化学生的动手能力、设计能力和创新意识,培养具备生命科学、电子、信息、计算机技术的基础知识,能在生物工程、生物医学工程、医学仪器、医用电子设备、医疗信息技术及电子、仪器、信息领域等从事研究、设计、制造、应用和管理的复合型高级工程技术人才。因此,本专业所设立的专业课具有知识面广、交叉性强的特点,尤其需要学生能够具有很强的自主学习能力,将老师在课堂上传授的各种知识相互贯通,并理解。在生物化学课程讲授中,根据专业的特点,我们制定了如下方法来指导学生学会自主学习。首先,帮助学生制定学习计划。要求学生自己制定或在老师的帮助下制定一份合理的学习计划,需要详细列出学习内容和时间安排,该安排应该与教师上课内容一致,且学习计划应具有针对性。在给生物医学工程专业学生授课时,有一部分学生对生物化学非常感兴趣,也表示出希望在研究阶段从事生物专业的学习。而生物化学作为生物专业的必修课,也是生物方向考研的必考专业课之一。这样,我们专业所教授的生物化学知识是无法满足学生学习需要的。这就要求这部分学生需要制定更为全面的学习计划,除涵盖本专业的学习要求外,还应将生物专业的知识要求加入。而对于希望从事医学电子方向的学生来说,只需完成本专业学习计划即可。其次,将授课教师的联系方式和办公室地址公布,方便学生随时联系老师。最后,给出精品课程及网络课程的网上资源地址、主要参考书目及主要文献资料和主要实践资料,使学生能够更好地自主学习。在完成这些工作后,也要定时联系学生,对学生自主学习情况进行评价,让学生写自主学习自我总结评价,来评价他们的学习结果,使学生的学习能力得到提升。 二、在生物化学教学中引入创新实践型教学 生物医学工程专业是由其复杂的、庞大的知识体系交叉形成的学科,在教学中如何将各个课程融会贯通也是其教学的一个难点。而生物化学作为生物和医学共同的基础课,其授课的效果对后续课程的教授具有重要的意义。而创新实践型教学对该门学科的授课质量具有重要作用。这是因为生物化学就是建立在前人不断实验,并将实验结果分析总结形成理论的学科。所以,实验教学对教好、学好这门课具有至关重要的作用。同时,想要提高学生的综合素质和创新能力,就需要在基础教学的基础上进行实践的锻炼和积累。我们针对实践型教学做了如下的工作。首先,设置了课内实验和专题实验。课内实验是在授课同时进行开设的,可对课堂学习的知识进行巩固和加深了解。而专题实验,我们一般开设在高年级,此时学生已经学习了大多的专业课程,而专题实验可将生物化学和这些专业知识融会贯通,进而增加对生化进一步认识,也锻炼学生动手能力和独立思考能力。其次,让学生加入到课题研究中。如大学生创新项目,鼓励学生积极申报,并锻炼学生通过查找资料提出与生物化学有关的题目,并在老师的指导下写项目书、项目计划、实验方案,进行实验,最终写结题报告,发表文章。在这过程中,提高学生能力,对学生的综合素质和创新能力进行了培养。将创新实践型教学与生物化学传统教学相结合,通过实践教学将学生从传统的课堂教学中拉了出来,走入实验室,运用所学知识来解决问题,让学生对学习的理论知识有了进一步认识,提高学习积极性。 三、结论 生物医学工程专业涵盖了工程技术、图像处理、医学仪器等研究方向,具有复杂性和高度的交叉型。在进行生物化学授课时,应考虑该专业特点。我们在授课中探索出将PBL教学、自主学习和实践型教学引入生物化学传统教学中,提高了授课质量,并摸索出一套适合本专业的授课方式。 作者:赵晨 倪原 陆文总 贾光锋 单位:西安工业大学 生物医学工程论文:生物医学工程专业实验教学研究 1实验内容改革 在实验教学内容上,从专业培养目标出发,全面修订了实验教学大纲,优化实验知识结构,形成梯次的教学内容体系,即基础性实验、综合性实验和创新设计性实验。在实验总学时保持不变的前提下,减少验证性实验项目,增加了综合性、设计性实验项目,并且注重实验项目课程内综合更新、课程间重组以及跨学科交叉融合,尤其重视医学和生物医学工程专业知识综合运用能力和研究创新能力的培养。近两年,面向本院生物医学工程专业本科生所开设的数字电子技术实验项目及学时分配如表1所示。从表1可知:实验项目从12个减少到9个,但是总学时保持未变;从实验内容设置来看,实验难度成梯度;实验类型分为基础验证性、设计性和综合创新设计性三种。纯粹的验证性实验只有2个,分别为实验一逻辑门测试和实验四触发器功能测试。实验一为第一次实验课,先要教会学生使用实验箱和认识芯片实物,向学生传授实验技巧,所需时间较多,因此设置的内容稍简单,让学生的实验过程既顺利又充实而有成就感,从而激起学生的实验兴趣。实验五分为两个部分:先验证计数器及寄存器逻辑功能,随后重点完成常用计数器芯片74LS161和寄存器芯片74LS194的扩展应用设计,如果只是单纯的芯片功能测试,就缺乏应用训练,不利于后面相关设计性实验的开展。实验二和实验三为组合逻辑电路设计,分为小规模和中规模,内容上不重复,电路的实现从采用逻辑门升级到采用中规模集成芯片。实验六为经典的时序逻辑电路设计,考虑到难度稍难及根据往届实验情况,将其学时调为3学时,通过该实验项目,学生对时序逻辑电路的设计流程、动作特点及测试方式有了更深刻的理解。实验七为综合性实验,主要进行综合实践训练,培养学生综合运用知识的能力。时钟脉冲信号在数字电路的工作中起控制作用,因此,特设置了一个采用经典的模数综合器件555定时器来构建简易时钟脉冲信号源的实验项目。前八个实验基本涵盖了数字电路理论内容,且按照理论课章节顺序来设置。在实验课程的最后,为了综合考查学生知识运用、创新、动手操作及团队合作能力,特设置了一个系统设计性实验项目,如《交通灯控制电路设计》。该设计任务涉及到多个功能模块,由于电路较复杂,设定学时为6学时,需要学生综合运用所学知识来实现,作为实验课程考核部分之一。综上,整个实验教学分为四个阶段:基础训练实验阶段、基础设计实验阶段、综合应用训练阶段和系统设计实验阶段。使学生从基本的实验设备和器件的使用、实验数据的处理、知识的综合运用、电路设计调试到实践创新能力都得到了训练。 2实验方式方法改革 在学生掌握了常用的实验仪器如数字电路实验箱、万用表、信号发生器等的使用方法,熟识了常用的集成电路芯片的基础上,结合各实验项目的要求及特点,采用多种实验方式来完成实验。验证性实验可只用数字电路实验箱来实现,多个芯片同时在实验箱上连接,连线方便,费时较短,一次实验课中可以完成多个任务。较简单设计性实验采用分立元件连接来构建电路,既可以锻炼学生动手能力,又可以在规定时间内完成实验。综合设计性实验由于难度最高,可让学生用软件仿真出电路原理图,然后制作PCB板,实现电路实物。课程开始时教师讲授的时间不易超过15min,主要帮助学生完成对实验的理解,思路的建立。实验方案的设计、实验电路的搭建及问题的排解,要有学生自主完成。在实验进行中,教师和学生各自的定位要准确,教师主指导,注重培养学生的实验兴趣。在整堂实验课中,要让学生体现主动性,感受到“做中学”的乐趣。由于实验内容大部分为设计性实验,如果纯粹依赖实验指导书进行教学,较难达到培养学生电路设计能力的目的。因此在现阶段,采用项目驱动法来开展实验教学,具体做法为:开学初把数字电子技术实验的所有实验项目以电子文档的形式发送给学生,每个设计性实验只提供设计任务、设计要求和可供参考使用的芯片种类,设计方案和电路原理图由学生自主完成。这样既可以改善学生的懒惰思想,又可以实现课前预习、培养学生查阅参考文献的和初步设计的能力。对于学时较长和难度较大的实验项目,2~3名学生可组成小团队,团队成员在参阅大量参考文献后进行小组讨论,多次讨论后确定设计方案。在电路构建及测试过程中,每个成员都必须积极参与,教师也给予一些必要性的指导。经过两年的实践发现,该实验教学方法有效增强了学生的自主学习能力、分析问题及解决问题能力、自我管理能力、团队合作能力和创新实践能力。每次实验完成之后,学生不仅对相关知识有了更深刻的理解,也获得了满足感,极大提高了学生参与实验的兴趣。 3实验室教学管理改革 对于任何一个实验项目,都允许并鼓励学生之间相互交流,教师作为引导者虽不过多干预学生的实验过程,但是也积极关注他们的实验进度,认真聆听他们的实验想法,适时给出建议,甚至和学生进行热烈讨论,帮助他们构建更正确的实验方案。当学生搭建的电路不能正常工作时,不过多责备,反而是启发他们自己寻找问题的所在,鼓励学生多思路分析问题。因此,实验室的氛围既严谨又活跃,绝大部分学生都非常专注的投入到实验中,实验效果理想率可达到95%以上,实验数据抄袭的现象非常少。 4实验考核方式改革 很多学生不重视数字电子技术实验教学的原因之一就是其考核方式不太合理,实验成绩要么只占数字电路课程成绩的百分之二十,要么只由实验报告的成绩和平时考勤成绩组成,导致有些学生认为只要期末考试卷面成绩高就行,实验做不做问题不大,有些学生虽然每次实验都出勤,但是在实验室并不认真做实验,实验报告抄袭他人。基于这些现象,近两年本院生物医学工程专业开展的数字电子技术实验考核方式做了如下改革。 (1)电子技术实验单独为一门课程。该课程成绩中模拟电子技术实验成绩占50%,数字电子技术实验成绩占50%。就数字电子技术实验成绩而言,平时出勤率仅占10%,实验过程中的表现占40%,系统设计实验考核成绩占30%,实验报告成绩占20%。因此,学生的实验态度与实验能力最大程度上决定了其课程成绩。这就使得绝大部分学生能以正确、积极的态度来对待实验课程,并尽量通过自主努力完成实验。 (2)系统设计实验项目考核时,分模块考核。比如在《交通灯控制电路设计》实验项目中,总分100分,完成时钟信号源电路模块,得10分;完成定时器模块,得25分;完成控制器模块,得40分;完成译码驱动器模块,得15分;设计方案阐述和回答教师提问部分完成,得10分。这样不仅避免由于电路硬件原因导致电路系统最终实验效果不理想而得零分,打击学生信心的情况出现,又可以让学生在实验过程中能逐级测试电路,保证最后的电路系统效果理想,且对学生的团队合作能力和答辩能力进行了培养。 5结语 通过采用设置梯次的实验教学内容、项目式开放式实验教学方法及综合式实验考核方式等手段对生物医学工程专业数字电子技术实验教学模式进行了改革,改变了以往单一性的、被动的、以教师为主体的实验教学方式,真正提高了分析问题和解决问题、综合运用知识、实践动手及创新思维等多方面的实验能力,且取得了较好的实验教学效果。 作者:彭微 单位:湖北科技学院生物医学工程学院 生物医学工程论文:生物医学工程学在医院的应用 1医学工程学发展历史 从17世纪列文虎克(Leewenhock)用自己研制的光学显微镜发现微生物开始,医学的每一次重大进展都留下了工程技术的痕迹。200多年前Galvani和Volta两位科学家在电生理方面的先驱性研究,常为追溯生物医学工程的发展时提起。现代生物医学工程孕育于19世纪,其作为一门独立学科的发展历史还不过数十年时间。1985年X射线发现后,X光机很快进入医学临床,开创了医学图像学。以后航天技术、微电子技术、计算机等高技术的飞速发展,为人类研究和改善生命运动过程开辟了新的前景,工程技术与医学更加广泛深入地渗透结合,于是逐步形成了多学科与生物医学交叉融合的生物医学工程学科。生物医学工程在20世纪50年代形成学科领域,60年代崛起发展。1953年,德国在ILMENAU大学建立了第一个生物医学工程系。1964年,世界性的生物医学工程联合会(theInternationalFederalofMedicalandBiologicalengineering,IFMBE)成立,到1991年已举办九届世界生物医学工程大会。1979年,美国物理学家科马克(A.M.Cormack)和英国的电气工程师亨斯菲尔德(G.N.Hounsfield)发明了用电子计算机将X射线穿透人体形成重叠影像展开技术,无创伤地取得人体横断面图像,创造了X射线CT,因而获得诺贝尔生理学与医学奖,更成为工程技术与医学交叉融合而对医学进步产生巨大推动作用的标志。自20世纪60年代以来,美国许多著名大学都开始了生物医学工程高层次人才的培养,代表了全世界生物医学教学和研究的前沿。美国生物医学工程从基础教育到研究生培养,从理论教学到行业训练乃至职业培训,都有一套较为完善的制度,从而在生物医学工程领域长盛不衰。我国的生物医学工程学科是1978年由国家科委正式确立的,1980年成立了中国生物医学工程学会,1986年正式加入世界生物医学工程联合会IFMBE。截止2003年,我国已有48所综合或理工科大学、18所独立医科大学设立了生物医学工程专业,培养从本科到博士各层次专业人才,另有9所专科院校开设了医疗器械专科教育。 2国外医学工程学科的发展方向 在国外,医学工程专业已经深入到医学的各个领域,发挥着重要的作用。主要体现在医疗设备研发、医疗设备管理、医疗设备维护以及医疗设备的质量控制方面。 2.1医疗设备研发 各种医疗设备的研发均源于医学临床实践,国外的医学生经过4年的理工科大学学习,其医生均为生物医学工程和临床医学的双学士。因此,国外医疗设备的研发速度和思路远大于国内,许多最新的医疗设备发明均源于国外临床实践[2]。 2.2医疗设备管理 医疗设备管理主要是通过科学化管理更大效能地发挥医疗设备的作用,为医疗机构创造更大的效益。其中包括医疗设备的采购、医疗设备的监控及医疗设备的效率评价等。 2.3医疗设备维护 医疗设备使用过程当中维护、保养异常重要,因此医疗设备的维护是医学工程专业在国外医疗机构的主要职能之一。 2.4医疗设备的质量控制 医疗设备若保证其诊断治疗质量则必须进行定期的质量控制,包括计量检测、周期检验、强制检验和维修后计量修正等,确保医疗设备的性能和准确性[3]。 3国内医学工程发展情况 国内医学工程专业起始于20世纪80年代,军队主要有第一军医大学生物医学工程系(现更名为南方医科大学生物工程学院),每年全国招生40人左右,主要方向是:放射医学专业和医学影像专业,突出的成就是研制出了我国第一台X刀放射治疗系统。第四军医大学生物医学工程系每年全国招生20余人,主要方向是:电子工程与计算机智能化,突出成就是全国第一次研制人体阻抗断层成像。地方大学开设生物医学工程专业的主要有浙江大学、清华大学、四川大学、天津大学及成都电子科技大学等[4]。地方大学培养生物医学工程专业与部队有差别,军队主要是以医科大学为基础,毕业生的医学理论基础较好,但是理工科稍微欠缺;地方大学主要是理工科为基础,基础医学有所欠缺。因此,之后北京大学、四川大学开设生物医学工程专业时则结合了双方的优势,取得了很好的效果。医学工程专业的人员不深入临床是无法获得创新灵感的[5]。就生物医学工程专业人才分布流向而言,主要是去往大型国外医疗设备公司做销售、售后服务;去往国内医疗设备公司做研发、销售;去往各类医院的设备科、信息科、网络中心等。 4医学工程专业在医院的发展 医学工程专业是医院发展的主流方向,医学工程在医院虽然属于辅助科室,但对于医院的发展实属不可或缺,其主要工作是设备管理、设备维护、质量保证和设备计量。 4.1医疗设备管理 医院的医疗设备管理工作非常重要,医院的优秀竞争力是医院的先进的医疗设备。如何最大限度地发挥医疗设备的作用和医疗设备的全生命周期管理是医疗设备管理的主要目标[6]。(1)设备的购置论证。以购置何种医疗设备最有利于医院的学科建设和发展为目的,每采购一种医疗设备均需进行严格的购置论证。(2)设备的购置管理。设备的购置需要调研、论证及招标等多个环节,购置管理需要采用科学化的方法优化流程、提高效率及避免商业腐败。(3)设备的档案管理。医疗设备使用和后期的管理必须进行科学化的医疗设备档案管理,目前网络化、电子化档案管理是发展的趋势[7]。(4)设备的发放储存。设备和耗材的发放和储存是物流管理的范畴之一,如何降低库存减少资金积压、提高储存的质量等需要进行科学、精心的研究[8]。(5)设备的使用监督。医疗设备能否有效使用需要监督和管理,提高设备的使用效率,加强设备的使用监督是医疗设备管理中的重要环节。(6)设备的报废回收。设备使用一定的时间需要报废,何种设备符合报废的标准、报废的设备如何处置等是医学工程人员的重要研究范畴。(7)设备的效益评估。何种医疗设备可以继续购置、何种医疗设备购置后会亏损等是对医疗设备的效益评估,同时也是医院领导对医疗设备采购决策的主要依据。(8)设备的租赁管理。有些医疗设备没有必要每个临床科室都去购买,设备租赁是提高设备的利用率的好办法。做好医院内设备的租赁管理,合理高效地调整设备是医学工程科室的重要管理范畴。4.1.1医疗设备管理目标和原则(1)医疗设备管理目标:设备检查收益是医院最大的利润增长点,应围绕新技术、新设备开展医院的新业务,设备管理的目标就是使得设备在医院收益中发挥最大的作用。(2)医疗设备管理原则:科学化管理,科学化决策,以经济效益为中心对设备进行科学化评估和决策,避免设备的闲置、浪费、重复性购置,把设备的效益发挥最大化。4.1.2医疗设备管理中存在的问题及对策(1)现阶段医院在设备管理方面存在以下主要问题:①设备采购盲目,事先的评估不足或者评估误差大;②采购的设备其发挥效能低下,无预先的盈亏控制体系,无法发挥设备的效能;③设备管理混乱,使用率、开机率不足,无法有效调动临床使用科室的积极性;④设备的监控体系缺乏,无法对具体设备的效益做出定量评估,致使再次采购缺乏依据。(2)针对以上存在的问题可以采取以下的一些对策:①医学工程科应该承担起自己的职能,配合院领导做好设备购置的科学决策;②设备管理是科学,决策的原则是效益,围绕效益做好医院的设备统筹;③设备管理包括设备的购置、监督、报废、评估,是医疗设备“全生命周期”的科学管理,是医学工程学科研究的主要方向;④因地制宜发挥医疗设备的最大效能。 4.2医疗设备维护 设备维护是延长设备使用寿命、提高设备使用率和效率的关键[9]。现在的设备维护不同于过去,设备维护主要应做好以下工作:①设备维护从过去的简单修补到设备的效益保证转变,能发挥设备的最大效益是优秀;②设备维护从简单的元件维护,到整机的保障,着重强调时间和经济效益的比例;③设备维护从简单设备的维修到复杂大型设备的工作保障;④设备安全维护的出发点和立足点是医院的经济效益和社会效益;⑤医疗设备维护应该从以往的集中统一维护逐步过渡到专人保养维护,提高设备的使用率,将设备的故障隐患消灭在萌芽状态之中;⑥医疗设备维护应该从以往的等待设备随机故障发生后的紧急随机维修逐步发展到对设备预防性维护保养,充分发挥设备的效能。 4.3医疗设备质量保证 医疗设备的质量保证是发挥医疗设备作用的前提,医疗设备的精度和准确度直接关系到诊断和治疗的结果。因此,对医疗设备的质量控制是医疗设备管理的重中之重。国外的大型医疗设备有严格的治疗控制流程和管理人员。医疗设备的保证已经逐步成为医学工程学科的一个重要分支。医院的大型医疗设备必须进行定期的周期检验和质量监控。为此,医疗设备质量控制工程师应运而生,成为医疗设备发挥作用的“保护神”[10]。 4.4医疗设备计量 医疗设备计量是保证医疗设备诊断治疗准确的前提。设备计量包括:设备使用前的计量检定;设备维修后的计量检定[3]。设备的检定类型:国家强制计量检定(强检);周期性计量检定(周检)。《计量法》是医疗设备计量工作的依据。军队计量体系规定军区总医院建立三级计量站,为医院医疗设备进行计量的强检和周检。医疗设备计量是医学工程科的重要职责。 5结语 每一次的医学进步都与工程学息息相关,因此作为医学工程师应该要深入临床一线,发现问题解决问题,成为真正的临床工程师。只有理解了临床的问题才能有新的思路和新的科研方向。科研创新应该从基础做起,把握科研发展的方向。应用于临床诊断数据的获取、分析的单片机技术以及在医学中应用的计算机技术是医学工程飞速发展的基础;设备管理的自动化和科学化、检测设备的无创化、小型化及家庭化是科研发展的重要方向[11]。 作者:张虎军 张超群 张楠楠 蔡峰 顾建文 工作单位:成都军区总医院医务部 生物医学工程论文:生物医学工程人才能力培养思考 1生物医学工程专业创新型、实践型人才培养模式现状分析 目前,我国开设工科专业的本科高校有1003所,占本科高校总数的90%;高等工程教育的本科在校生达到371万人,研究生47万人[2]。但是,我国工程教育仍存在不少问题,主要体现在:人才培养模式单一,多样性和适用性欠缺;工程性缺失和实践教学薄弱问题长期未得到解决;评价体系导向重论文、轻设计、缺实践;对学生的创新教育和创业训练重视与投入不足;产学研合作不到位,企业不重视人才培养全过程的参与[3]。工科创新人才培养需要产学研合作教育。当前,我国工科大学生创新实践能力从总体上看显得比较低,表现在有些学生缺乏创新实践的理念和愿望,缺少创新实践能力的毅力与意志;有些学生有创新实践意识但不能很好利用,有创新实践热情但创新实践能力不够;有些学生虽有创新实践灵感但缺乏创新实践技能等。每年毕业生招聘会上反馈的信息表明,有些毕业生专业技能、创新能力和实践能力等与用人单位的要求还存在不少差距,企业很难招收到需要的高素质人才来承担企业继续发展的重任,出现了学生“就业难”和企业“人才荒”的两难境地。工科院校应正视现状、分析原因,从教育理念、课程体系、教师素质、实践教育、课外科技实践、社会实践等多方面入手,构建有利于工科大学生创新实践能力的培养模式[4]。生物医学工程是一门实践性很强的学科,动手与创新能力的培养对生物医学工程专业人才培养来说显得尤为重要。而生物医学工程专业虽然已成长和发展了几十年,但是,由于其本身“新兴学科”与“交叉学科”的特点,并随着科学技术的进步与发展,对生物医学工程学科的认识及基本定义都还在不断地创新、调整、补充和完善,特别是社会上对这个专业的认识和接受程度还不高,不大清楚这个学科的性质、作用和地位,相关的产业部门认识也较模糊。高等教育人才的培养,不仅要适应科学的进步,更要满足社会对人才的需求。当前,数字化医疗技术正在蓬勃发展中,相关的医疗器械、医疗技术服务产业也在迅速壮大。珠江三角洲、长江三角洲及京津环渤海湾三大区域已成为本土三大医疗器械产业聚集区。据不完全统计,三大区域医疗器械总产值之和及其销售额之和均占全国总量的80%以上。因此,如何结合学科的创新与发展,充分利用产业成长及壮大的时机,培养满足社会需求的人才,是摆在生物医学工程教育者面前的当务之急[5]。为了提高本科生的实践和创新能力,在生物医学工程专业中,实践教学在培养学生的动手能力和创新能力方面是十分重要的,具有不可替代的作用。工程实践能力与创新能力更是教学改革的优秀目标。工程实践能力和创新能力是知识经济社会对优秀工程技术人员素质的要求,是现代企业应对全球经济一体化、参与国际竞争的需要,也是企业可持续发展的需要,同时也是建设创新型国家与科教兴国发展战略的需要。实践是实现、发展、创新知识的源泉,是检验真知的标准,也是深刻认识、理解、学习知识和技术的最好课堂与老师。人们根据经验总结出一句格言:听到的会忘掉,看到的能记住,只有亲自做过的才会真正明白,并深深地刻在记忆中。只有亲历亲为,才能深刻理解、掌握、运用事物的本质、原理、规律,并有新的发现和发展。过去高等学校培养的毕业生虽然掌握了一定的知识和技术,但与企业工程师相比,他们在综合素质、实践与创新能力方面存在着很大的差距。经验告诉我们:知识≠能力,两者之间有一个传动的链条叫做实践,即应用知识解决工程问题。因此要培养未来的卓越工程师,提高工程师教育质量,充分开发学生的实践与创新能力就必须要按照其成长的特点和规律改革教育体系和教学模式,让工程师教育回归工程。 2引进荷兰特色化教学模式DCL培养生物医学工程专业学生实践与创新能力 东北大学中荷生物医学与信息工程学院在对生物医学工程专业实施国际化教学的过程中,结合教学实践,以培养满足社会需求的、“用得上、留得住、干得好”的实用创新型生物医学工程专业人才为目标,从培养模式、专业课程设置、实践教学、本科生导师制等多个方面,深入开展了教学改革与尝试,并成功探索出“以项目为中心的课程设计”本土化实践教学方法,取得了较好的效果。“以项目为中心的课程设计”是一种开展“学习+研究”的教学模式,引进了合作方荷兰埃因霍温科技大学DesignCenteredLearning(DCL)教学模式,基于问题进行研究、面向实践探索学习,在教学中研究、在研究中教学,把学生的科技能力培训列入教学计划,校企合作,发挥资源优势。它是以学生为主体、教师为主导,以学为中心,采取学生分组合作、查阅资料、调查研究、讨论、交流等方式学习设计方法的课程。以培养能力为宗旨,以项目为载体,基于问题研究,以课题研究和问题解决为优秀,学思结合、知行合一的教学活动,注重方案设计、过程训练,激发学生科学研究兴趣,培养学生自主学习能力、团队协作能力,以及提出问题、分析问题、解决问题的能力,让学生提前了解企业运作机制,为学生就业乃至创业搭建一个良好的平台。 3DCL在研究中教学,在教学中研究——以“老年人摔倒测试”案例教学过程为例 3.1案例的选择和设计——整合各类知识、解决实际问题 “老年人摔倒检测”是本科生第6学期进行的DCL项目。这个案例针对当今老龄化社会的热点问题——独居老人的健康智能监护,在生物医学工程专业领域是非常有实际意义和研究价值的课题。当今独居老人逐年增多,老人的健康问题已经成为一个社会问题。摔倒是威胁老年人健康的一个恶性杀手。如何利用生物医学工程的专业知识,研发可以对老年人行为动作进行实时监控的仪器设备,设计有效的摔倒检测的算法,能够在老人发生摔倒危险的第一时间,通知家属和社区医院,从而最大程度的减轻伤害,正是这个课题需要解决的关键问题。而这个课题也是在学生已经学习了信号与系统和数字信号处理两门前序课程的基础上展开的,让学生们能够直接理论联系实际,学以致用,对知识有更加感性的认识。总之,从案例的选择和设计上,首先变以教为主为以学习研究为主[6]。教师根据教学和科研经验,提炼出能够涵盖本课程主要知识内容的项目或研究设计课题。选择提炼项目的原则是项目知识化、知识问题化、问题层次化。然后成立由中外教师和企业专家组成的教学小组,编写该案例的教案、提炼项目、讲授工程案例,选择可以引导学生对此项目和问题开展自主学习、合作探索研究的问题作为主要教学任务和目标。 3.2案例进行过程中——提高团队协作精神、自主学习能力 教师通过案例描述的形式提供给学生信息,通常是这样的描述:介绍一些简单的关键词、主要目标(可以是简单的建议),并给出案例方面的一些暗示。学生需要在小组里(最多不超过8人)完成这个案例。为此,他们需要在助教的协助下每周进行一次会议,每个案例持续10周。与传统课程不同的是助教的职责是作为一名观察者为学生提供改善方案的建议,而不是传统意义上单纯地传授知识。在每次会议期间,学生需要确认自己欠缺的知识、明确自学作业中自己需要完成的任务。每个学生都需要做这些任务并且需要在下次会议中向整个小组汇报自己做的结果。除了专业知识部分的任务,学生还会讨论到各自的进步,如由于在小组里担任讨论组长、会议记录秘书和板书等角色而学会的相应技巧。总的来说,DCL主要是鼓励学生自主学习,鼓励组员之间进行团队合作,鼓励学生独立思考如何组建实验、如何做报告、如何开展一次有效的会议以及如何成为领导者[7]。 3.3案例完成效果考核方式——颠覆死记硬背的传统方式、改善被动抄袭的学习态度 教学模式、目标改变了,成绩考核方式也改变了——小组、教师评价学习研究成果。因此评价学生的学习研究成果时要用新的方法来评价。要从学习知识转向学习能力转变,从关注结果向过程与结果并重转变。要重点考核自学能力、研究能力、实践能力、创新能力、学习研究的态度和学习研究的成果。小组和教师要结合个人在项目中完成任务的情况、工作量的大小、难易程度、贡献大小、自主学习与研究的态度、创新等情况给出该门课程的成绩。值得注意的是教学观念转变的体现标准是:只要经过学习和研究学会了知识,收获了能力,不看成果和贡献大小,都在合格以上。考核评价方法的改革,就是要解放学生,让其轻松快乐地学习,使学习成为一种有趣的研究活动。就“老年人摔倒检测”这个案例来说,最终的考核结果来源于多个方面,包括指导教师根据平时学生的表现、每周的自学报告、会议记录、会议日程完成的情况给定的分数,小组中期答辩的分数,期末答辩时评委根据小组仪器设备展示以及PPT讲述情况给定的分数,其他小组评价的分数,组员之间互评的分数等多个方面,从不同维度对学生成绩进行评估,使考核方式脱离传统,更加科学合理,更有效地调动学生们的积极性[8]。实践表明,这门课程很受学生喜爱,“老年人摔倒检测”这个案例也取得了比预期更好的成效。学生们普遍反映,对前序的信号与系统和数字信号处理的课程理论知识的理解更加深入,而对怎么分工合作完成项目也有了初步的了解,对未来的工作或者继续深造都有很多益处。 4实践效果 经过多年的中外校企合作、学研产医结合,利用教学资源和优势,实施以项目为载体、基于问题的研究,学研一体,在研究中教学,在教学中研究的DCL教学改革,使教学得到了真正意义上的回归,变以教为中心为以学为中心,学生回归了学习的主体地位,教师变成了主导的角色。把学习和研究集合于项目之中,学习知识与收获能力共生并进,用新的考核评价方式评价学生的学习,减轻了学生的学习负担,使学习变成了一种积极快乐的研究活动。东北大学中荷生物医学与信息工程学院本科生大学4年中除基本实验实践类课程外,主持并实际参与的项目案例达10余项,共计2400余学时,学生的英语能力、动手能力及创新能力得到显著提高。几年来本科生的就业率达到100%。在实习与实训考核中,绝大多数学生被东软集团一类的企业纳入人才储备库。这种研究型的教学模式的优势越来越凸显,正在改变着教学的水平和质量,也在改变着教师的教学观念,同时也改变着学生的学习观。 5结语 东北大学中荷生物医学与信息工程学院的教育教学改革仍在不断深化,新的本科人才培养模式在中外合作、产学研合作办学、集成优势资源、通过教学培养人才、科研创造成果、成果孵化高新技术产业、高新技术产业推动人才培养和成果转化、基础研究与技术研发融合、产品生产、市场营销、人才培养和创业培育有机结合等方面做了一些工作,这些成果有待在实践中进一步完善。 作者:姜永生 王丹丹 鲍楠 王之琼 工作单位:东北大学中荷生物医学与信息工程学院 生物医学工程论文:生物医学工程教学改革思考 1奥尔堡大学PBL教学模式在生物医学工程的实践 奥尔堡大学在1970年开始进行“以项目为指导的基于问题的教学模式(TheProjectOriented-PBL,PO-PBL)”的改革,在实施过程中得到了广泛的好评[6],并且在2008年,联合国教科文组织在丹麦奥尔堡大学召开的PBL研讨会上提出了工程教育的PBL定义[7],该校到现在已经逐步完善形成完整、成熟的PBL教学模式[8]。 1.1PO-PBL实施的时间与项目的准备 丹麦奥尔堡大学采用本硕5年制的学制,PO-PBL贯穿于1~4学年的每一个学期,也就是说在每个学期,学生们都要在PO-PBL的引导下进行学习。在项目的准备方面,根据生物医学工程作为交叉性学科的特点,项目题目不仅仅是针对一门课程而设立的,而是考虑到要综合利用到本学期学生所学习的所有相关课程,同时教师根据该学期所学课程难度进行项目难度的相关调整,最终,将所有教师提供的项目题目综合汇总,在学期初期供学生们自由选择。 1.2PO-PBL的实施过程 ①学生们根据教师提出的项目题目进行自由选择,组成4人左右的项目小组(Group),每小组获得一个小教室作为小组讨论的场所。在该学期内,组内成员要在学习理论课程的同时,完成相应的项目;②在完成项目的过程中,采取以组内讨论为主,教师指导为辅的原则。当学生们最初拿到题目时,组内成员对解决该项目所需基本观点自主分地为若干部分,每一部分由一名组员完成,完成结果以文档的形式体现,并且通过Dropbox等网络共享文档随时更新,使其他组员在第一时间即可了解最新进展。下一次组会时由组员对所负责的问题在组内进行讲解,这样,通过合作的方式,组内所有成员就可以掌握该项目所有方面的知识点;③在解决项目的过程中,组内成员要随时交换任务,以便组内每名成员对项目的所有领域都有所掌握;④在项目实施过程中,如果该小组认为已经完成了阶段任务或者需要教师的指导,小组将联系导师召开一个指导会议,教师通过与每名组员对话了解项目进展情况,并且给予一定的指导意见。 1.3PO-PBL的考核 在奥尔堡大学,PO-PBL作为每学期非常重要的科目,其考核也十分严格。PO-PBL的考核定在每学期期末,所有理论课程考试结束之后进行。考核主要分为4个方面:①对文档资料的考核。教师检查小组上交的文档资料,查看小组是否完成了该项目相关知识点的学习,是否及时准确地记录了实验过程等;②对小组陈述的考核。组内每一名成员都要准备一份幻灯片,展示自己在项目过程中对不同阶段任务的完成情况,教师根据学生的陈述为该组打分;③板报展示。学生以组为单位为所完成项目设计一个简单明了的板报,所有小组的板报一起展示,对全体学生与教师开放参观,同时可以向任何小组提出问题;④个人答辩。这一阶段类似于国内本科学生毕业答辩,教师会根据项目向学生进行提问,根据回答情况为每一名学生打分。 2PBL教学模式在我校生物医学工程的初步实践 2.1PBL实施的时间与项目的准备 我系在专业四年制中的第三年第一学期开展共60学时的项目实践课程,根据教学计划,这个时期学生们已经在本科阶段的第1~2年学习了一定的基础知识,如医学基础课程、高级编程语言、电子技术、计算机原理等课程,同时正在进行医用电子仪器、单片机原理等课程的学习,在解决项目问题上有了一定的理论基础。在项目准备方面,要求教师从科研或者与实际应用中选择难度适中、并且可以与学生已经学习过的、或正在学习的知识有衔接的题目,目的在于使学生通过项目实践,更多地感受如何运用已学知识解决实际项目问题。 2.2PBL的实施过程 PBL在我系的具体实施过程与奥尔堡大学相类似,都是以学生自主讨论完成为主,教师指导为辅助手段。不同的是我系在实施过程中,学生按着课程安排的时间定期与指导教师见面,进行项目进展情况的了解与指导,这样更有助于教师及时了解项目实施进展及动态,对学生起到良好的督促作用。 2.3PBL的考核 PBL的考核时间定在第三学年第一学期期末进行,在综合考虑了中国高等教育的特点后,我系将PBL的考核分为如下4个方面:①开题审查。在该阶段,每一组都随机选出一名学生代表该组进行开题陈述,教师主要针对小组提出的解决方案进行审查,评价方案的合理性,该同学得分代表小组得分;②中期检查。学生将到当日为止的工作成果以幻灯片或者实物形式呈现,教师检查其完成程度;③最终答辩。全组以陈述的方式进行,教师通过检查项目完成程度以及提问进行评价与评分;④综合性评价,即对实验记录、报告、海报情况进行评价。这4方面的平均得分将作为该小组的最终得分,分数最高的小组将获得一定的奖励。另外,对于项目完成创新性较好、结果完整的小组,教师将指导学生进行论文的写作,鼓励学生在方面进行初步尝试。 3生物医学工程PBL教学在我校与奥尔堡大学实施情况的比较 在亲身参与了奥尔堡大学与我系的PBL教学后,将生物医学工程PBL教学在我校和在奥尔堡大学的实施情况在几个方面作了一个简要的比较,综合比较情况。 4总结与讨论 生物医学工程是一门综合性学科,我系PBL教学与丹麦奥尔堡大学PBL教学设置总体思路相似,即PBL不是附属于某一门课程的教学方法,而是作为一门单独的项目实践课而存在,主要目的是培养学生利用所学知识综合解决问题以及团队合作的能力。相比普通医学学科中针对某一门课的PBL方式,我们认为这样的设置更加顺应生物医学工程的专业特点。参与了两所高校的PBL教学,一个最为显著的感受就是通过PBL课程,学生们在解决问题能力方面有很大的进步,尤其是当学生面对一个陌生的问题时,在了解问题、提出方法方面不需要教师进行过多的帮助,都可以自主完成。这一点尤为体现在毕业设计完成方面,相对于之前毕业但是未参与过PBL的学生,有过PBL体验的学生执行能力更强。值得提到的另一点,在奥尔堡大学,研究生一年级的学生在学习专业课程的同时也要参与到PBL中来,实施效果很好。目前为止我系进行项目实践课程的对象仅限为本科学生,在以后的发展过程中,也可以尝试进行研究生一年级的PBL项目实践课程,对研究生未来更好地完成科研项目起到推波助澜的作用。在参与比较PBL的过程中也发现,相对于我系学生,奥尔堡大学的学生对于PBL的适应似乎更迅速,解决问题更加积极主动,这可能与本系实施PBL时间尚短、PBL在学期内所占学时较少、国内学生课业相对更重有关。PBL教学在奥尔堡大学已经有40年的历史,其各个专业的PBL体系更为完整和成熟,在生物医学工程方面的PBL教学也非常具有代表性。我系将会继续每年派出1~2名师生亲身体现其实施情况,将其优秀经验转化为适合我国高等教育体系的有效经验,使两者有效融合,相信随着PBL在我系实施时间的增长、经验的增加,本专业的教学质量一定会有非常好的提升。 作者:苏娟 于璐 尹勇 常世杰 沙宪政 工作单位:中国医科大学生物医学工程教研室 生物医学工程论文:中美生物医学工程人才培养对比 1培养目标之比较 美国生物医学工程本科教育注重学生生物医学以及相关的工程学背景双方向的培养,使学生不仅在生物医学工程、生物医学科学及其相关领域内可以继续深造,同时能为在医学、管理和法律等方面继续谋求发展打下坚实基础[2]。通过分析约翰霍普金斯和凯斯西部保留地2个美国具有代表性的大学的学生毕业情况,发现在过去几年里约有2/3生物医学工程本科毕业生选择继续深造,研究方向涉及医学、生物学和工程学在内的各个领域。美国生物医学工程本科教育的培养目标集中在如何提高学生运用数学、物理学、工程学的原理去解决医学问题的能力,培养学生在相关研究领域的学习兴趣,筑牢学生在职业中的实践基础抑或拓展其未来继续深造的可能性,加强学生对职业操守与伦理责任的认识。我国生物医学工程本科教育的培养目标相比美国较具体,主要是以适应岗位需求导向为教育思路,注重培养学生的专业性,毕业生所从事的研究及工作领域相比之下较为局限,缺乏为毕业生后续发展奠基和能力塑造的前瞻性。中美生物医学工程本科教育培养目标出现如此的差异化,主要因为两国在生物医学工程领域发展的阶段、程度及背景上存在差距,这重点反映在教育理念上的不同:美国更加注重本科通识性教育和职业素质的培养,特别是学生可持续发展能力和产业服务技能的培养;中国仍然是以专业化的教育为主,更加注重培养学生在具体专业领域内从事具体工作的技能。 2师资队伍之比较 在美国高校的生物医学工程专业,不仅有负责课程性教学、专业化指导以及自身科研的本系导师,还拥有大量外系以及与研究所联合的教师。以霍普金斯大学为例,它的生物医学工程专业拥有100多名教师,但其本系的教师只有42名,其他均为外系教师,这些教师主要来自于药学院和工程学院。其学科背景更是丰富,涉及到电子学、材料学、数学及统计学、机械、化工等诸多方面,这种充分利用学科间的优势进行教学的模式,不仅丰富了生物医学工程专业,更为共同促进学科发展发挥了强大的推动作用[3]。随着近些年的发展,我国各高校的生物医学工程专业的师资水平有了显著提升。但与美国相比,在联合培养方面还有一定的欠缺,在与其他专业相关领域专家教授的联系方面做的还不够,各高校间的交流程度有待提升。 3课程设置之比较 美国高校的本科课程突出通识化、职业化,学制采用四年制,课程主要分为5个方面:(1)科学基本知识;(2)工程类优秀课程;(3)生物医学类优秀课程;(4)人文与社会科学;(5)工程类选修课程。其中工程类优秀课程类似于国内的专业基础课,而工程类选修课类似于专业课[4]。在4a本科教育中,第1a主要进行通才教育,学习基础知识;第2a学生可根据个人兴趣及就业取向选择主修专业,学校安排相关专业领域的教师帮助选修工程课程并进行科研实践研究指导;最后2a学生则主要进行某一传统工程领域及其生物应用方面的学习。美国生物医学工程本科教育以能力为导向,特别关注于知识背景领域的宽度以及课程与职业发展的密切性,重视人文、社会科学等方面的教育,为今后学生在职业选择上创造了广泛有利的发展条件。我国生物医学工程本科的课程设置则主要集中于影像设备和医学电子工程学这种更为专业化的课程上,基本上没有高校针对生物医学工程自身产业化的过程及其背景等相关知识进行认知性教育。相对于专业教育,在学生职业素养和人文素质方面的培养稍显不足。学生本人对专业课程的自主选择度不高,能够选择的专业课程有一定的局限性。由此可见,我国的生物医学工程本科教育课程设置更加突出技术性和专业性,学科之间的跨度不够,学科交叉性不足,很难实现学科间的共同促进和发展,导致能够帮助学生在未来的职业选择和发展中跨领域发展的可能性降低。各高校在教学科研方面的特长开展,联系实际不够紧密,过分强调专业型技术人才培养,一定程度上与当前知识快速更新的时代脱节。 4实验实践能力之比较 美国高校非常重视学生实验实践能力的培养。生物医学工程专业最早在美国发展,积累下了丰厚的科研基础力量,并且大多高校具备条件优越的实验室,且实验室资源十分充足,为学生科研实践能力的提升提供了优越的条件。例如,哥伦比亚大学和莱斯大学在生物医学工程本科教育中,实验室课程占很大比例;杜克大学重视培养该专业的学生在实验中解决实际问题的能力;弗吉尼亚大学生物医学工程专业的实验课程平均每周超过3h。由于我国生物医学工程专业发展时间相对较晚,目前各高校的专业实验室资源有限,并且对本科生不完全开放,实验条件相对落后,因而在课程设置中实验课比重相对较少。另外,在实践实验能力培养方面相比之下重视程度不高,设置的实验课多半是验证性实验等,缺乏创新性,不能充分调动学生的积极性,也不能发挥学生的主观能动性,因此学生的动手能力得不到充分有效的锻炼。据统计,我国许多高校本科生的实验课时不到总课时的1/6,较美国高校水平差距较大。 5对我国生物医学工程专业本科人才培养发展模式的启示 通过比较中美两国生物医学工程专业本科人才培养模式,发现了我国在该专业本科教育领域存在的不足。针对如何更好地开展生物医学工程本科人才培养,更好地发展我国生物医学工程教育,总结了以下感受与启示。(1)结合我国生物医学工程的发展趋势,确立适合我国生物医学工程发展现状的人才培养目标。目前,我国生物医学工程专业还处于发展的初期阶段,但伴随我国经济的持续发展、技术领域的更新进步,该专业将会进入到一个快速发展的时期。因此,我国生物医学工程本科教育应适当借鉴美国高校的培养模式,更加注重为研究生培养打下坚实基础,而本科阶段主要集中在理工基础知识的掌握以及生物学与医学背景的了解上,从而为学生下一阶段在某个研究领域的继续深造创造有利条件[5]。同时,我国生物医学工程本科教育还要注意与产业发展相结合,致力于培养既能推动科研发展又能满足产业化需求的高素质复合型人才,为该专业下阶段的跨越式发展进行力量储备。(2)根据学科发展的规律及特点,逐步实现我国高校师资队伍的有机整合。生物医学工程专业属于交叉学科,是理、工、医等多学科的交织融合。美国生物医学工程本科教育的教师很多都是各学科分支的领军人物,将他们整合在一起组成师资队伍顺应了学科发展规律,发展势头必然明显。随着我国生物医学工程专业的发展,目前国内也有一大批该领域的专家学者,他们在各自的研究领域都有着不菲的成绩,掌握着丰富的理论知识与科技前沿技术,对临床需求有着深刻的认识与理解。因此,各高校在师资队伍建设方面应当充分考虑生物医学工程专业的发展规律,真正理解交叉学科的内涵,一方面通过高校联合优势,集中解决各个分支专业的教学问题;另一方面,尽可能将该领域的专家融入到教育队伍当中,高效整合师资队伍,使其充分体现医工融合的特点,从而为学生提供优质的教学资源,使其真正领会医工结合的真谛与内涵,那么优秀的生物医学工程人才必将源源不断地被挖掘、培养出来。(3)筑牢学生人文素养基础,强化学生实践能力,课程体系设置应基于产业市场需求和科研发展。美国生物医学工程的本科课程尤其以专业课程设置突出其学科本身涉及面广的特点,同时注重学生人文素质的综合培养以及实验实践能力的有效锻炼,具有相当的灵活性,并且能够结合科研优势突显重点。我国开设生物医学工程的各高校应该充分借鉴学习这些经验做法,并结合各高校的实际情况,贴合自身的科研方向与优势,有针对性地指导学生进行科研实践,提升学生的实验实践能力。同时,要强化研究与产业的双方面发展,将市场需求纳入课程设置的考虑因素,并且融合学生自身的兴趣及未来就业形势等相关方面,灵活创新地设计课程,争取培养出具有特点鲜明的、发展方向广泛的、综合素质与竞争力强大的医工人才。 6结语 我国生物医学工程专业自20世纪70年代创建以来,其发展速度迅猛,学科定位、产业效益和发展前景越来越得到社会的认同和重视。但是,我们要在肯定自身成绩的同时善于发现问题,敢于查找不足。与美国相比,在生物医学工程本科教育方面我们还有很长的一段路要走,这个专业在中国的发展可谓任重道远。作为医工人,我们要继续努力,在各自的岗位上贡献力量,勇于挑起重担,敢于面对挑战,共同促进我国生物医学工程专业的发展水平走上新的台阶。 作者:董旭 张晓玲 工作单位:济南军区青岛第一疗养院器材科 生物医学工程论文:生物医学工程硕士培养方式 一、优化课程设置和教学内容 课程教学是工程硕士培养的重要环节,是知识再积累和知识更新的基础环节,在整个研究生培养过程中,是学校可控时间最长,影响最大的环节[3]。因此在课程设置和教学内容上,考虑工程硕士的特殊性,才能培养出高质量、特色鲜明的工程硕士。在进行生物医学工程硕士培养模式探索期间,我们通过对生物医学工程专业的工程硕士进行了问卷调查及现场调研,并对调查及调研结果进行总结分析,对课程设置和教学内容进行了优化。在课程设置上增设了实用设备类课程的讲解,针对工程硕士要求动手能力强等特点,加设了与医疗相关的设备维修理论及实践课程和相关实用性较强的应用类课程。同时,在教学内容上也进行了优化以医学院校为背景的生物医学工程领域工程硕士培养模式探索张鑫,曾碧新,黄敏,陈付毅(温州医学院,浙江温州325035)摘要:结合医学院校特点,探讨了以医学院校为背景的生物医学工程领域工程硕士培养模式的创新与优化,从培养目标、课程设置、教学内容、学位论文等方面进行了探索和优化,以不断完善和规范生物医学工程专业工程硕士的培养过程。关键词:生物医学工程;工程硕士;培养模式调整,主要表现为: 1.在讲解基本理论的基础上,增加如电子病历等热门话题的开放式教学模式探讨; 2.攻读工程硕士学位的学生已经具有一定的工作经验及在某一领域已经有一些独到见解,在教学内容上可以安排一些学生讲座,让学生针对自己所熟悉的领域与班级学生进行讲解与互动,从而扩大工程硕士在教学内容上的局限性; 3.在时间充裕的前提下可以尝试邀请相关医院及厂家的专家进行专题讲座,可以增加解决某一专业问题的针对性。 二、优化学位论文指导与评价体系 工程硕士学位论文是工程硕士培养的主要环节,也是最终环节。与工学硕士不同,生物医学工程领域工程硕士的选题应来源于医院及相关部门的实际需要或具有明确的生物医学工程背景,研究成果要有应用价值。因此,在学位论文指导方面可以实施由学校具有工程实践经验的教师与医院相关部门的技术人员联合指导,医、校双方导师发挥各自优势,共同指导。为制定更具实用性的论文指导与评价体系,我们调研了省内10余家附属医院和部分相关企事业单位的相关科室,了解附属医院及相关科室对人才的需求情况,根据相关部门及临床医生提出的意见进一步完善生物医学工程领域工程硕士的毕业论文制订及相关评价体系。在充分调研的基础上,制订了工程硕士论文学位论文质量参考标准,并在多家培养单位中应用,取得了较好的效果。 三、构建适合医学院校生物医学工程领域工程硕士培养的模式 生物医学工程的研究是电子技术、现代通讯技术、计算机技术、生物技术以及材料科学、数学、化学、物理学等新技术的飞速发展和研究的深入,由多学科的渗透与综合作用于传统医学领域而形成的一门新型的交叉的边缘学科。生物医学工程专业具有跨学科、交叉的学科特殊性,在培养模式方面会出现偏重于工科或医科的现象,没有真正体现出医学工程的多学科交叉的特点。那么如何更好地将理、工、医三者有机的结合在一起,使得培养出来的学生的知识结构和基本素质更加完善,这已成为我们在人才培养方面的一个突出问题。为了更好地构建适于医学院校生物医学工程领域工程硕士培养模式,应重视以下几个方面[4]: 1.以社会需求为导向专业设置及培养目标都以社会需求为导向,紧密结合生产和科技发展变化的需要,及时调整课程设置,不断更新课程内容和教学方法,使学生能够尽快地接受新技术与信息。 2.重视实际能力在教学过程中可以开展课程讨论会,重视学生实际操作能力,培养创造精神与创新意识。 3.师生共同参与课程设置课程目标由侧重传授知识转向培养探究能力,由片面增加学生认知成长转向兼顾学生情感发展,课程内容由静态的稳定划一走向动态的开放灵活,课程不再仅仅作为面向过去知识的载体,而更多地呈现为面向未来发展的过程;课程设计趋向更大的弹性,在必修课的基础上,增加了选修课的数量,多方位地开拓学生的知识面,激发学生的想象力和创造力。 鼓励学生积极参与课程设置与发展,通过学生在学习过程中的感受与需要,由学生和老师共同参与课程的设置与修改,而不仅仅是由学校单独制定,课程的组织不再限于学科界限而是面向跨学科和综合化的方向发展。培养模式的创新主要表现为: 1.由学校教师和医院临床医生共同承担教学任务,真正实现理、工、医的有机结合。 2.以培养复合型人才为目标,真正做到与实际相结合。针对医生在诊疗过程中对现有仪器设备的看法和改进意见以及病人的需要建立起一个良好的沟通环境。 3.引进先进的教学理念与方法。 四、结语 生物医学工程领域是一个典型的交叉科学技术领域。生物医学工程领域是生物医学信息、医学电子、医学影像技术、基因芯片、纳米技术、新材料等技术的学术研究和创新的基础。生物医学工程专业工程硕士的培养目标就是为医院及相关企事业单位培养复合型的高级技术人才。本文通过对生物医学工程领域工程硕士培养模式的探讨,包括从课程体系的建设、论文评价标体系优化等,不断完善培养模式。以医学院校为背景的生物医学工程专业工程硕士的培养工作既有优势也有局限性,具有创新性和实用性的培养模式还需要不断探索研究,希望能够不断探索出培养该工程领域高素质、创新型工程硕士人才的新实用模式。 生物医学工程论文:企业和医院融入生物医学工程专业人才培养机制与实践 摘要:立足于工学生物医学工程专业背景与人才培养要求,分别从参与专业建设、参与教学活动、提供实习场所、促进专业教师队伍建设和提供设备与资金支持等五个方面阐述企业和医院在生物医学工程专业人才培养过程中的作用。并提出充分发挥高校、医疗器械生产企业、医院的优势,进一步完善生物医学工程专业工程实践教学体系;充分考虑高校、医疗器械生产企业和医院的文化差异和价值取向,构建长期有效的人才培养合作机制。 关键词:生物医学工程;校企医合作;人才培养模式 生物医学工程是一门工程应用型专业,医院是该专业的服务对象,医疗器械生产企业是该专业服务医学诊断的途径。作为以人才培养为目标的高校,培养生物医学工程专业人才,必然需要依托与企业、医院之间的紧密合作。当然高校是生物医学工程专业人才培养的主要力量,也是责任方、组织方。高校在专业课程设置、教学过程的组织执行与监督以及学生质量的评价与监控等方面都应是生物医学工程专业人才培养的主场,这在很多文献中都有非常详细的讨论[1-7],本文主要分析与讨论生物医学工程学科内涵中所赋予责任的企业与医院在生物医学工程人才培养过程中的作用。 一、企业和医院在生物医学工程专业人才培养过程中起到非常重要的作用 1.参与生物医学工程专业建设,为专业建设提供导向。专业建设是人才培养的最重要工作[8,9]。生物医学工程专业建设只有得到企业或医院的认同与参与,才能确保在人才培养过程中始终围绕社会对该专业人才目标进行[10]。通过企业与医院的信息反馈,为生物医学工程专业建设提供依据与导向,避免课程体系、教学内容与社会的实际需求存在较大差距,学生毕业后无法适应专业岗位要求等现象。 生物医学工程是一门多学科高度交叉、高度融合的学科专业,其在各个学校的办学方向不尽相同,所牵涉到的企业也不一样,因此在生物医学工程专业建设中要紧紧围绕其办学方向,选择好合作办学的企业和医院。 企业与医院参与生物医学工程专业建设的形式多样。首先成立由高校、企业与医院相关专家共同组成的专业教学指导委员会,该委员会的作用与职能是确定以企业和医院相关岗位对人才需求为导向,以能力、知识为依据的专业人才培养方案。并定期召开委员会会议,高校及时了解企业的发展动向,医院的现实需求,为及时修正专业课程体系、教学内容、教学方式提供有力的依据。 2.参与生物医学工程专业教学活动,为专业教学提供支持。生物医学工程,作为一门工科专业,与企业生产实际、医学诊断与治疗技术发展相联系是至关重要的。企业和医院可以更新生物医学工程专业教学内容和教学方式,使得课程和教材内容与发展前沿同步更新。用企业经验和医院需求支持专业课程的充实与改革,培养学生先进的专业思维和创新意识。 与企业医院共建课程是校企、校医在教学上合作的形式之一。高校可以聘请企业、医院的技术专家到校为本科生开设专业课程,在教学内容上与生产实际,与医学问题直接发生联系。特别是对于工程性很强的课程,可以与企业或医院共建课程。另外,邀请相关高级技术人员到学校来讲学,为本科生讲授国内外相关技术的最新发展资讯,可以进一步拓展学生的专业知识。 3.提供生物医学工程实习场所,为提高学生专业实践能力提供条件。工程实践能力是生物医学工程专业本科生创新能力的重要内容之一。实习是学生工程实践能力提高的必经之路[11-13]。实习场所的选择、实习时间与形式上的保障、实习内容的组织都会影响实习的效果,也会影响学生工程实践能力的培养与提高。然后生物医学工程专业学生的实习,除了选择生产企业去实习外,还应到医院的相关科室实习。 生物医学工程专业应安排两次实习。一是在进入专业课程学习之前,安排一个专业认识实习。在这次实习中,既到生产企业参观产品生产线,了解企业的经营状况等,也到医院相关的科室了解医生对工程上的需求,参观医院里的设备,了解其原理、应用对象等。这次实习的主要目的就是要让学生了解在接下来的专业课程的学习的主要内容和服务对象,激发学生对专业课程的学习兴趣。二是在毕业之前安排生产实习。这次实习可以由学生自己的专业发展规划自由选择到生产企业去实习还是到医院去实习,切实提高学生的专业工程实践能力。 4.参与专业教师队伍建设,为提高专业教师教学能力提供帮助。教师是教学过程的主导者,是专业教学计划与活动的执行者,教师队伍质量的高低往往直接影响到本科教学质量的优劣[14-16]。对于生物医学工程专业的教师,其教学能力所涉及的面很宽泛,要求也更高。特别是青年教师教学经验不足,虽然在理论知识方面比较扎实,但在工程实践能力方面较弱,项目经验缺乏导致其教学能力的不足。企业和医院在专业教师队伍建设中可以发挥非常重要的作用。一是向高校提供兼职教师,专业工程实践相关的课程可以与企业或医院共建,聘请相关校外专家担任课程的任课老师,作为高校专业教师队伍的有效补充。二是通过科研合作、企业挂职锻炼等形式为生物医学工程专业教师提供工程实践能力锻炼的机会,逐步提高教师的教学能力,特别是在工程实践方面的教学能力。 5.提供资金与设备支持,增进学生的专业学习兴趣。企业相较高校,资金比较宽裕,拥有专业领域设备的生产线与研发环境。医院拥有充足的医学临床检查设备,这些设备一般都比较贵,如磁共振成像、CT成像等,高校一般都没有如此雄厚的资金来购买这些设备。而这些企业和医院所拥有的这些设备在生物医学工程专业教学与实践中非常重要。企业和医院能够支持生物医学工程专业教学,对于切实提高学生专业工程实践能力有着非常重要的意义。另外,有些企业为了提高知名度、回报社会等,常常通过捐助基金、设立奖学金等形式对高校生物医学工程专业建设与发展给予资金支持。 二、充分发挥高校、医疗器械生产企业、医院的优势,进一步完善生物医学工程专业工程实践教学体系 高校拥有大量的科研能力很强的师资队伍,具备承担国家、自治区重大科研项目的能力,在专业理论、科学试验和工程实践方面具备丰富的经验。是培养学生工程实践能力的主要力量,也是责任方。因此,高校应通过课程实验、课程设计等活动初步训练学生的工程实践能力,通过组织学生参加教师科研课题、大学生创新活动和科协等来提升强化工程实践能力。 医疗器械生产企业的优势是直接面向生产,拥有大量的工程技术人员,掌握着大量工程技术问题及其解决方案,可以为学生提供良好工程实践场所和技术指导等条件。企业可以通过指导实习、毕业论文、讲学以及参与制定培养方案等方式参与到学生的工程实践能力的培养活动中。 医院是生物医学工程学科的服务对象,其优势是掌握大量的医学诊断和治疗的医学问题,并拥有大量的医学设备和经验非常丰富的医生,可以为学生的工程实践能力的培养提供问题来源和实践对象。可以通过提供认识实习的场地、到高校讲学、指导毕业设计等形式融合到学生工程实践能力培养体系。 三、充分考虑高校、医疗器械生产企业和医院的文化差异和价值取向,构建长期有效的人才培养合作机制 高校与企业、医院之间的利益并不完全相同,为了找到校企医合作的利益共同点,三方应该从社会进步和企业发展战略的高度认识校企合作的长期效益。在校企医具有共同一致的合作理念和互惠互利的合作宗旨的前提下,共同对合作项目进行系统管理,在思路上要站得高、看得远,从学校和企业、医院发展的共同愿望出发,将各方关心的热点问题提升到战略的层面上沟通并统筹;在具体合作项目的操作上则要重心低,在具体的作业层面直接接触和开展工作,学校与企业、医院直接融合;在融合中开展多种形式的项目合作,形成良性循环的合作机制;建立全方位的校企医合作体系,实现校企医各方的资源共享与整合。 如图1所示,建立以科学研究为纽带、以人才输出为手段的高校、企业、医院之间的长期合作机制,为生物医学工程学生的工程培养提供良好的条件。科学研究是高校的三项职能之一,是提高人才培养质量的重要支撑;是企业提高产品质量,提升企业优秀竞争力的重要手段;也是医院提高医疗服务水平的关键手段。因此,在高校与相关企业和医院之间建立良好的科学研究合作关系,符合三者的价值取向。高校提升自己的科研能力和解决医疗器械关键优秀技术问题的能力,以与企业、医院保持良好的合作关系,可以为学生工程实践能力的培养提供良好的条件。 同时,对于企业和医院来说,提升竞争力或服务水平关键在于人才,高校与企业、医院联合起来可以培养高素质的技术人才,企业、医疗可以优先选择这些人才。同时,因为人才对相关企业或医院在就业之前就有一定的了解,在大学期间所学习的知识和能力在工作中可以用得上,相比其他人来说更快地进入工作状态,他们更愿意选择合作企业或医院,企业和医院也愿意接受。 在我们的教育实践中,已经成功建立了高校、企业与医院在人才培养方面合作的长效机制。6年来的实践表明,我校充分调动医疗器械生产企业和医院参与到生物医学工程教学活动的人才培养模式是成功的。这既得到了毕业生的欢迎,也受到企业和医院的青睐。我们将继续推进三者紧密合作,旨在为我国医疗器械行业培养切实可用的高端技术人才。 生物医学工程论文:生物医学工程专业创新人才培养策略 摘 要 生物医学工程专业作为一门新兴发展的交叉学科,对创新人才的培养提出更高的要求,需要从改革教学方式、课程体系、实践环节入手,加强学生的逻辑思维和非逻辑思维训练,加强综合素质培养和教育,增强课堂教学效果,注重实践环节的创新能力培养和锻炼,全面提高学生创新能力。 关键词 生物医学工程;创新人才;实验平台 1 前言 生物医学工程是一门新兴发展起来的交叉学科,为人类的健康做出了重要的贡献,培养能够迎接未来挑战的高素质的生物医学工程专业创新人才至关重要[1]。因此,生物医学工程专业以培养方向为引领,改革教学方式、课程结构、实践方法,培育顺应社会发展的、具备创新能力的应用型创新人才,是高等医学院校教育者需要重点研究的课题。 2 打破传统知识桎梏,注重学生创新思维方式的锻炼与培养 创造力是人类知识结构的最高表现形式,除智力这个重要组成因素,还包括独立的个性、广泛的兴趣、好奇心、自信心、坚韧的意志力、灵活的思维等。因此,只有在锻炼学生的逻辑思维的同时加强锻炼非逻辑思维,才能激发学生的创造力与创新精神。学生只有具备很强的非逻辑思维,才能突破思维定式,积极探索看似不相关的事物之间可能存在的内在关联。这样就有希望打破常规,发现那些别人无法想到的新事物和新规律,进而大胆地提出自己的新想法和新发现。 智力水平、学习动机是决定学生是否能做出创新成果的重要诱因,但并不是决定性的。非逻辑思维通常决定一个人能否做出创新成果,一些人智商高并且有较高创新欲望,但一直也没有创新成果,主要原因在于他们在非逻辑思维能力方面还比较欠缺。爱因斯坦在创造活动中更加相信直觉与灵感,他觉得一个人的超强想象力比具备丰富的知识更为关键。所以,创新能力培养的目标也因此发生本质变化,既要让学生学会发现问题、解决问题,又要锻炼学生遇到问题的思考方式和研究方法,特别是有效地锻炼他们的非逻辑思维。 3 优化课程教学模式,加强具有综合能力的应用型人才培育 课程是院校依据教育大纲所制定的教学内容,课程教学结构的优与劣,直接决定了综合素质人才的培养效果[2]。生物医学工程作为一门交叉学科,既要有明确定位并与其他学科有所区别,又要加大与其他学科彼此的渗透与融合,以生物医学工程专业自身的特点为优秀,拟定合理的培训目标,构建生物医学工程专业的特色专业体系,促使学生更好地发挥自身的优势与专长,为成为应用型、创新型专业人才做好充分准备。 为此,首要的是要压缩课堂教学的学时,给学生的个性发展留下足够的时间与空间,将学生置于创新活动的主导地位,鼓励他们按照兴趣与爱好学习,突破传统的教学方式,建立新的教与学的方式,引导启发他们主动学习和探索学习。在校内放宽转换专业的限制,让学生充分发挥自己的特长,允许学生跨学科、跨院(系)甚至跨校选课、辅修,攻读双学位。在建设生物医学工程课程体系时,要在充分调研论证的基础上,充分了解用人单位的人才需求,既要有一定的专业深度,也要有一定的专业广度,避免专业知识的职业化倾向。对学生适当加强人文学科知识的熏陶,增加一定量的文科类选修课,大力强化他们的文化素质,以改变过去存在的过弱的人文陶冶问题,充分锻炼学生的直觉思维和想象力。 对于生物医学工程的实验课,应尽量减少验证性的简单实验,增加一些较新的有创造性的实验,以利于培养学生的动手能力和一定的科研意识和创新能力。优化教学内容应注意拓宽专业基础课,淡化专业方向,减少重复内容,追求课程的独立性和完整性。 4 转变教学方法手段,强化学生的创造力和综合素质 当前,教育活动依然主要采取课堂教学的方式,是学生获取知识、提高综合能力的重要环节,教师的教学方式、方法和教学水平的好坏,主要由课堂教学效果来衡量。充分利用课堂教学有限的时间,启发学生掌握创新性学习和高效率获取新知识的方法是优秀内容。但是,部分教学工作者认为课堂教学只是知识的传递过程,而忽略了营造以学生为优秀的学习气氛。教师应该探索互动交流式的教学模式,将创新思维融入课堂教学中,学生不仅将知识继承,而且要在创新思维下将它们发扬光大。 采用讨论式、启发式、研究式的教学方式,将培养能力素质与传授知识方法相互结合起来。在课堂教学过程中,教师应该压缩理论授课时间,改变满堂灌的教学方法,多给学生一些自由发挥、自由探索的时间,这样对学生创新能力的培养是非常有益的。在课堂教学中,多采取引导式、互动式授课模式,让学生能够自由探索理论前沿,不断激发他们的创新意识。选择前沿的领域为学生设定研究的课题,发动学生利用所学的知识来分析和解决问题,进而使自己的创新意识和思维得到锻炼。在课堂授课活动中,教师与学生通过互动、交流来激发创新的火花。 5 加强社会实践教育,注重实践环节的创新能力培养和锻炼 创新实践与解决问题有着密不可分的联系,解决问题为创新实践提供基础,但不是所有的解决问题的过程都有创新的因素,而创新实践的过程一定能够解决一些问题。所以,既要加强实践知识的传授,又要加强实践环节的锻炼,尤其是对生物医学工程专业学生创新思维的锻炼起到十分重要的作用。 学生的创新精神与创造能力要靠大量的课外活动和社会实践去培养,从课堂获取的创造能力是远远不够的。因此应进行教学模式改革,侧重点放在实践教学上,提高学生动手能力,一方面通过实验将学习与研究、理论与实践结合起来,在实践中锤炼学生的科研能力和创新能力;另一方面通过实践锻炼、毕业设计和各类竞赛,培养学生创造力和实际动手能力。 实验平台是生物医学工程专业培养应用型技术人才的主要环境条件,是进行实践和探索的主要场所[3]。在实验课的课堂教学中,要引导并启发学生用心仔细地观察周围事物。细心的观察决定了开展创造的可能性,科学上的创新大都源于仔细地观察与发现。因此,教师要有意识培养学生仔细观察的能力,同时要倡导学生有目的地锻炼发现问题、解决问题的能力。创新实验要与理论教学相结合,在实验教学过程中要让学生在理论的指引下有所尝试、有所触动、有所发现。 通过实践锻炼、各类竞赛使学生将所学理论与实践锻炼相融合渗透,培养学生创新能力和科学的思维方式与方法。在企业实习的教学实践活动中,改变以往传统的教学理念,在生产实践中锻炼学生的发散思维和求知欲望,让学生互相学习、互相讨论,使学生克服单一的、片面的思维方式,扩展和增强他们的优化思维和创新思维,从而使他们具备勇于创新思考、善于突破常规的能力。毕业设计和各类竞赛的选题多数来自工程实际,在教师的指导下,让学生以“生物医学工程师”的身份去完成从课题的调研、设计、制作到调试以及修改处理的全过程,充分体验“生物医学工程师”应该具有什么样的知识和能力,使他们对“工程能力”的认识产生升华,以最终达到从训练到提高的目的。尽管有了校内实践教学基地,但组织学生到真实的工程环境进行校外实习仍是非常必要的,在工程环境中学生可以感受工程运作过程,明确自己的努力方向,同时参与解决实际工程技术问题是校内实习无法代替的。 6 结语 生物医学工程作为一门新兴的交叉学科,对创新人才培养也提出更高的要求,传统的创新教学模式已经无法满足创新人才的培养需求,需要结合高校自身特点,探索新的途径和方法,构建具有特色的创新人才培养策略。 生物医学工程论文:生物医学工程专业本科培养模式探索研究 摘 要 潍坊医学院生物医学工程专业自2012年开始招生,为提高生物医学工程专业办学质量,通过对生物医学工程专业本科培养过程中遇到的几个共性问题进行分析,提出加大宣传、加强课程体系建设、优化课程设置分配、打造双师型教学团队等几点建议,以期推动潍坊医学院特色名校建设并为社会培养优秀生物医学工程人才。 关键词 生物医学工程;实践实训基地;双师型教学团队 1 前言 潍坊医学院生物医学工程专业自2012年开始招生,至今已有4个年头,在借鉴国内其他院校本专业人才培养经验基础上,在学校专业委员会指导下,经反复论证,已修订了完整的生物医学工程培养方案(2014版)。由于目前尚无毕业生,培养方案中的很多方面依然在不断探索中。近期,潍坊医学院正在不断推进特色名校建设,生物医学工程专业应该以此为契机,结合学校资源优势,对培养方案进一步完善,逐步形成具有学校特色的生物医学工程培养模式,同时以适应特色名校建设发展的需要。 本文在前期大量调研基础上,对各高校专业培养方案进行认真分析和比较,结合生物医学工程专业社会现状,归纳总结出生物医学工程专业建设过程中存在的几个共性问题。最后,结合生物医学工程专业特点、时代背景、社会需求及潍坊医学院实际,提出几点建议,以期更好地服务于生物医学工程专业培养模式改革。 2 生物医学工程专业建设存在的共性问题 社会认知模糊 生物医学工程专业尽管在国外从20世纪50年代就已经开始发展,但在国内自20世纪70年代起才慢慢发展起来,与其他专业相比相对起步较晚。即便现在,社会对此专业依然普遍存在认识模糊、理解不深的现象。如学生报考志愿、用人单位招聘时,经常将生物医学工程专业与生物技术、生物工程或临床相关专业混淆[1],对学校招生、学生就业造成很大影响。 课程体系差异较大 到目前为止,据不完全统计,国内开设生物医学工程专业的学校已达127所,其中综合类和单科理工类占96所,单科医学类院校为31所。学校层次包括高等专科学校、普通高等院校、国家重点院校不等。综合分析发现,存在的主要问题是各高校课程设置大多依托本校现有的资源和师资,灵活性和随意性较大,很难做到从专业长期发展、时代需求角度出发[2-4]。具体情况说明见表1。这种现象不仅在国内院校存在,本专业世界排名前五的国外院校也有不同程度的体现,见表2。 课程学时分配不统一(课时) 对不同院校课程设置比较分析发现,各高校课程设置除在课程体系方面存在较大差异外,课程学时分配也有较大不同。结合王能河[5]等人的研究结果,举例如表3所示。 复合型师资力量缺乏 生物医学工程专业培养学生具有利用工程技术的手段和方法解决医学相关问题的能力,集中反映在生物医学信号检测和处理、医学成像仪器、生物医学新材料、康复工程、生物系统建模与仿真、远程医疗等相关领域。工程技术本身对知识储备、综合素质、工程经验的较高要求,加上新技术、新方法的不断更新,对生物医学工程教师授课提出较高的要求。而分析发现,目前各高校授课教师大部分缺少工程背景和工程实践经历,虽然在单科领域具有很深的造诣,但是对知识的综合应用能力比较薄弱,因此,授课过程中往往仅停留在对原理和技术讲授的层面,很难从工程原理和技术的角度建立与解决实际问题的联系。又由于一些新技术往往最先在企业推广,而授课教师若无参与企业工程研发等经历,就很难及时掌握这些新技术,授课知识陈旧,所授技术甚至早已被淘汰。除此以外,授课教师若无一定的工程背景,在指导学生实验实训环节,往往会停留在对所学理论的验证实验层面,很难设计和指导学生开展综合设计实验,严重影响学生的创新能力培养。 3 生物医学工程专业建设改革的几点建议 通过上面对生物医学工程专业存在的共性问题进行分析,笔者认为,潍坊医学院生物医学工程专业培养模式改革应该注意以下几个方面。 广泛宣传,提高认识 尽管我国生物医学工程专业存在起步较晚的客观事实,但造成目前该专业社会认知度模糊的主要原因可归结为以下几方面。 1)与其他专业相比,生物医学工程专业招生规模较小,大部分学校每学年只招收1~2个自然班,全国目前开设生物医学工程专业的院校共计127所[2]。每年生物医学工程毕业生除去继续深造,选择就业的不到5000人,他们毕业后又分布到全国各地,因此,人们接触该专业的人相对较少。 2)生物医学工程本身是一个交叉学科,加之各学校培养目标不同,即便都是生物医学工程专业,不同院校的学生毕业后从事的工作差异很大,人们往往会根据自己接触的生物医学工程人员从事的职业,简单地对生物医学工程进行评价,造成认识偏颇。针对以上两方面原因,建议学校和社会共同担负起宣传的责任。 首先,学校在招生前应充分做好专业介绍宣传工作,使学生在报考志愿前对该专业课程设置、培养目标、社会需求有一定的把握,学生根据自己的兴趣选择报考。这样一则可以避免入错行的尴尬,二则学生根据自己的兴趣报考入学后学习积极性高。 其次,入学后学校应尽早安排专业教师对学生进行更加详细的专业介绍,应结合本校生物医学工程培养方案,让学生对四年学业有一个宏观的把握,对部分课程设置进行简单说明,主要从课程设置的意义、该课程与后续课程的联系等角度展开。如此有利于学生从入学就开始对自己的学业建立很好的学习规划,也不至于因课程设置问题造成误解,避免后续学习对某些课程不重视的现象发生。 再次,通过学前教育,专业教师应建立学生学习本专业的自信心,增加学生自身对本专业的认知和认同感,消除学生因专业本身边缘学科的特点而产生被边缘化的想法,提高他们后期学习的积极性。 最后,社会和学校应共同承担起对外宣传的责任,提高用工单位对该专业的认知度,为学生就业提供保障。 加强课程体系建设 生物医学工程学最初是期望基于工程技术的手段,即利用工程学原理和方法,探索、发现和解决医学领域的问题,进而又发展到生物学的研究领域,所以它是医学、生物学与工程学乃至材料学相交叉的系统工程学科,学科呈现知识面广、创新性与实践性强等特点。 基于上述特点,生物医学工程课程设置要把握以下几个方面。 1)要想用工程的手段解决医学相关领域问题,必然要求学生具有一定的医学和生物学背景,同时具有扎实的工程基础,因此,课程设置必须要涵盖医学、生物学和工程学多个方面,通过课程学习使学生掌握丰富的基础知识和基本技能。 2)课程设置应体现专业覆盖知识面广的特点,但绝不是各课程的简单拼凑和堆叠,所设置的课程之间既应注意相互联系,又要有侧重。 3)由于生物医学工程所研究领域新技术、新成果、新材料、新理念和新发现的不断涌入,课程设置还应充分考虑对知识的补充和教材的更新,体现专业本身的“创新性”。 4)课程设置要充分依托学校资源优势和师资力量以突出专业特色,但优秀专业课开设必须遵循适应时展和社会需求的原则,决不能因学校师资和资源问题办成纯工学或纯医学专业。同时,优秀专业课设置还必须做到与培养方案中的培养目标保持一致,而所有课程设置均需在培养方案的指导下完成。 ⑤生物医学工程专业对工程能力的较高要求又决定了开设课程必须具备实践性强的特点,因此,课程设置时应重视实践、实训环节所占的比重。 综合看,课程设置总体原则把握可参考清华大学“厚基础、宽口径、强实践”的培养模式,即既重视专业基础课的学习,又鼓励不同院校专业课求同存异,同时注意加强实训实践环节。 优化课程设置分配 根据部级特色专业建设质量工程评估体系的要求,和四年制本科生物医学工程专业人才培养的实际需要,建议潍坊医学院课程总学时应控制在2600~2800。结合学校教学型院校的特点,建议把理论与实践课程的学时比例控制在1:0.35左右,其中专业课控制在1:0.45左右。 打造双师型教学团队 师资队伍建设是保证人才培养质量的基础,要培养应用型的工程人才,首先要求教师自身是工程型人才[6-7]。生物医学工程专业教师自己进行职业规划时,必须做到同时具有扎实的生物医学工程理论功底和丰富的工程实践经验。学校应通过鼓励生物医学工程专业教师定期到企业进修学习,参与企业技术研发,探索生物医学工程专业校企联合培养模式,积极拓宽实践实训基地等途径,提升教师的工程实践能力[8-9]。如此有利于: 1)将新的技术和方法带到教学中更新知识结构,开拓学生视野; 2)通过解决工程实际问题的经历,将理论知识与实际问题建立联系,解决理论授课枯燥难懂的尴尬; 3)将实际问题引入教学,鼓励学生思考,有利于推动学校PBL等一系列教学方法的改革; 4)指导学生开展综合实验,提高学生的实践动手能力和创新能力; 5)深度参与企业研发,提高学校科研水平。 最后,学校应该针对生物医学工程专业特点,给予专业教师必要的政策扶持与保障。 4 结语 生物医学工程专业是一个新兴产业、朝阳产业,生物医学工程的专业教育有利于为国家培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,推动国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略。因此,“十二五”规划中国家对生物医学工程涉及相关领域给予大力支持。潍坊医学院应紧抓时代机遇,认真分析其他院校办学过程中存在的问题,借鉴其办学成功经验,同时结合学校实际,深化改革,打造具有自身特色的生物医学工程品牌专业。
建筑设计及其理论论文:探讨图示思维的理论及其在建筑设计过程中的作用 【摘要】本文通过分析图示思维的理论,详细阐述了其主要理念并且总结在建筑设计中的具体思维作用,并且应用实例分析,说明运用图示思维的理论及其在建筑设计过程中的作用,充分的讲解建筑设计方法的思路,仔细描述了图示思维在实际建筑中的作用。 【关键词】图示思维;建筑设计;作用 图是建筑师的沟通灵魂,也可以说建筑师用来表达语言的方法。在建筑设计中,建筑师经常用草图进行构思记录,所以图示思维一直都受到了建筑师的重视,图示思维的表达方法在我国早期设计史中就出现了,经过大量的实践与尝试,并且通过科学性的分析方法使图示思维达到另一个新的水准,以下结合图示思维在建筑设计中的作用进行详细分析。 一、图示思维的概念及意义 1、概念 建筑师通常在创造过程中通常是这样的,信息搜集可以形成直观的对比,然后在脑海中针对建筑物的基本信息进行拼接组装,从而形成一个新的建筑体系。在进行各种图示处理时,中途会出现多种模糊的并且抽离的想法,虽然不能及时给设计初步阶段带来什么意义,但是可以以用某种形式记录下来,时刻带着笔和纸,遇到比较好的思维就立刻勾画出来。这种以草图的形式记录来就是图示思维的基本优秀。通常图示思维可以分成四个阶段来表示。 (1)客观表示:对事物存在的客观事实,即是建筑师在思维创作中对事物的搜集原理,也是最初累积信息的阶段。 (2)知觉表示:对客观存在的事物进行主观的反映后,也是建筑师在搜集资料时的主观分析和判定阶段。 (3)理性表示:对客观事物要进行详细的分析,结合建筑学的原理规律,在不同程度上进行客观的分析,形成新的建筑体系阶段。 (4)表达新型形象:将理性的建筑学词语表达出来,要利用抽象的思维进行转变阶段。总体来讲,图示思维过程总就是靠不确定的基础,从不断模糊中摸索到情绪,从保密到公开的过程,使建筑师的整体思维在草图中得以充分的展示,通俗易懂。同时还可以提高建筑师对建筑的整体有了更深入的了解。 2、意义 在建筑设计当中图示思维对设计人员来讲通常具有两个意义:①视觉冲击思考;②视觉交流方式。现代的建筑设计通常都讲究视觉给予的冲击,具有能够瞬间激发的特征和现象。视觉交流的意义中都包括对内或对外的交流,在建筑师进行初级阶段的设计时可以利用图示思维的草图进行自我交流。在交谈的当中,设计师可以通过纸、笔将藏在脑海中的残碎记忆在草图上进行勾画,然后反复的更改,循环次数越多,脑海中出现的创意就会越多。 二、图示思维在建筑设计过程中的作用 图示思维在建筑设计过程中的主要作用分成六种阶段:即是表现、抽离、手法、发现和检验以及鼓励六个阶段。 1、表现 图示思维的形象即是建筑设计的表现。手工绘制草图模型,在细节部分中的造型,是建筑设计中经常会出现的图示思维表现方法。其表现与设计是密切关联的,在建筑整个设计之前,需要从各个方面去进行勾画和交待,是不能缺少表现的。在建筑物创造之前,必须先用草图画出其大概的形象,要让规划师清楚的看到其具体内容,是否能够满足城市规划的需要,要让建筑师知道在设计时是否需要注意哪方面的施工技术要求等等。也可以说是,在使用大量的时间和资金之前要事先想到最后的结果和发展的程度。例如:在制作一个箱子时意味着容易,并且在操作当中也比较简单,但是,要想制造出一个金箱子就需要浪费大量的时间和能量,因此,在准备动工时,必须要做好箱子的设计图和制定出一个合理可行的施工方案。以图为主要思想,不仅能够准确了解最后的施工结果,还能有计划的使用人和材料的合理分配。当然,在设计草图时各个方面都是有局限性的,即使自身有着非凡的技巧经验,图纸也不能完全的取代建筑中的整体环境效果。但是,从另一方面来看,作为图示思维的草图一定要包含着建筑中出现的实际内容。 目前运用常见的手段有四种: ①制作模型。模型是为了能更好的对建筑设计方案进行更直观的分析,不仅可以帮助设计方案达到更加完美,其目的是为了能观察到周围的地理环境,可以给建筑师更加准确直接并且切实际的效果感觉,有些草图反应出的效果可能就是表面的,而模型可以之间反映出建筑的整体形象,其模型制作起来也是非常简单的。 ②计算机系统能够辅助设计方案。利用计算机来进行快速的做草图,可以直观的快捷全面性的反映出建筑外观的形体。 ③手工草图。把大脑中所想到的想法都用笔来画出阿里,从而制出一个比较简单的草图,通过研究分析综合探讨,逐步形成建筑设计的方案。它还可以更加形象的对图解进行分段分析。 2、抽象 将建筑设计制定出来的方案进行抽象化的理解,使建筑设计的图示思维转变成语言的形式表达出来,即是语言那一定会出现于语法相关的词语,切记,在进行建筑设计方案时要用统一的语言来标注,最图纸和建筑的本身否存在着一定的美感。要与各种装修材料的色彩和质量进行对比,最后确认方案。 3、手法 图示思维在对建筑设计中通常用以下几种手段处理:①敞开的形象,用不完整的草图进行下面方案设计构思,这种手段通常是建筑师思维比较敏捷的做法,其要确保图形在不受局限的情况下可以实施。②转化的形象,在不更改图示思维的条件下,通过对某种常见的物理进行分析并创造出全新的图案。③要在有调序的形象下,采取各种规律去分析并将其具有逻辑性的组合拓宽思路。 4、发现 通过对建筑物的周围进行客观的分析观察,并找出内部存在的规律为上升的科学依据。许多设计师在创作设计中会发现工作的要点,因此,发现是建筑师创作的重要作用。从图示思维中发现,可以寻找不同的灵感,从以往的建筑设计中也可以起到借鉴的作用,经过反复的比较和研究,从中寻找做好的设计方案。其中,对于比较相似的方法,是根据自然界内部的规律吸收灵感,运用到建筑设计当中。 5、检验 在建筑师对设计方案进行揣摩推敲的过程中,检验也可以用图示思维的方法技能型解说,从而使设计方案能够更加的明确清晰。建筑设计是一种创造性的应用,而图示思维恰好是实现创作的好方法。在建筑设计创造中需要注意的是理论方法和可行性的操作,同时,随着我国的时代科学不断的发展进步,在建筑设计实际施工当中可以不断的研究和改进,从而提高图示思维在建筑设计过程中的创作能力。 6、激励 草图经常是建筑师手中不可缺失的意象图,是激励因素可以使设计方案达到更具有吸引化。在一定程度上建筑师经过会受到附近或周围人或事物的影响,这些因素都会对设计师的草图发生改变,包括草图的整体风格和思路方向以及创新的思路都会出现不同。 三、总结 建筑师的主要任务就是为人们创造出更舒适的人居环境,为社会设计出更具有标注性的建筑物,要想创造出新型的空间就要有一些独特的思维和方法,图示思维在建筑设计过程中的作用是不可小看的,熟练的运用可以对建筑设计实践操作达到很大的帮助,因此,要不断的继续推广并发扬这个留下来的思维法宝,为日后在建筑设计方案中可以起到一定的思考价值。 建筑设计及其理论论文:浅谈后现代建筑理论及其对中国建筑设计的影响 摘 要:在二十世纪七十年代,后现代建筑热在西方建筑界中不断兴起,给世界建筑都造成了一定的影响,本文主要对后现代建筑产生的原因和一些局限性进行分析。在对我国的实际情况和文化传统进行充分的考虑的情况下,更好的理解后现代建筑的精神,进而更好的促进我国建筑行业的快速发展。 关键词:后现代建筑理论;中国建筑;影响 引 言 随着时代的不断发展,建筑形式也在不同的变化着,但是在历史上有很长的一段时间内,建筑的基本观念去没有多大的变化。世界建筑观念是在工业革命之后才开始发生比较明显的变化,现代建筑就随之产生。新的技术和新的材料是现代建筑建造的主要依靠,比如水泥和钢筋在现代建筑中的运用,很大程度上改变了人们对传统材料的依赖。但是随着城市的快速发展,人们不断的提高了对城市规划的要求,对城市的功能进行了划分,对人们的生活和交流起到了一定的影响,于是后现代主义理论在建筑中应运而生。 1 后现代建筑理论的产生 就现代建筑来讲,对材料和结构的准确性、单纯性、功能性都有所讲究,而到七十年代以后,人们追求的是建筑的多元化的无统一目标,因而建筑理论因此而产生,建筑的意义开始被来自不同的建筑家、理论家从美学角度、政治角度、伦理学角度、语言学角度、现象学角度进行讨论。那些曾经仅仅受到形式、功能、经济三方面制约的时代已经不复存在了,多学科的建筑理论的时代到来了。在后结构主义理论的影响下,后现代主义建筑理论改变对对象、主体的研究,而逐渐的加大了对建筑的规范、过程的重视,认为建筑不是单独的存在的,而是和社会环境、各种复杂的社会因素密切相连的。 2 后现代建筑本身的一些局限性 2.1 过度强调建筑的装饰性 设计师在对后现代建筑进行设计的过程中,过度的强调建筑的装饰性,产生这个问题的原因是:建筑师对古典主义进行折中处理以及过度融入通俗文化。这些运用具有比较强的装饰性,这能够让更多的人欣悦接受,但也会造成一些分无所适从。现代建筑能够快速的发展最主要原因便不在于其装饰,而在于建筑的实用性,然而后现代建筑太过注重装饰,随之时间的流逝这必然会遭到大量的反对。 2.2 装饰细节和既定符号的使用,容易过时 在建筑的装饰中,最容易体现时代特征的就是建筑的装饰细节以及一些既定的符号,就建筑而言,若是建筑装饰的时代特征过于明显,随着时间的延长将会很容易过时,就会被时代的潮流给掩盖。当今社会,随之经济、科技的快速发展,人们都趋向于追求时髦,而真正被人们关注的是那些经典的建筑,这些建筑具有较少的装饰符号,没有明显的时代特征,这也在很大程度上导致了后现代建筑的衰落,其优点也是其致命的弱点。 2.3 过度的滥用通俗文化符号以及历史符号 后现代建筑在建设的过程中,通过建筑的形式和装饰就可以分出高低,在那个时代这足以满足人们心理上的需求,但是随着时代的发展,人们的社会心理也在不断的发生变化,然而后现代建筑却没有随着时代的改变而变化,设计时依然采用古老的手法,折中通俗文化符号和历史符号的使用,对那些比较珍惜古典文化的人很难接受,于是后现代建筑的衰退是理所当然的。 2.4 商业过度推广 当形成国际式风格以后,建筑发展和商业推广密不可分,建筑商业为了更大程度的吸引客户,获取利润,其必须有自己的风格。然而那些前卫特征非常明显的建筑通常不适合进行商业的推广,然而后现代建筑却遭到过度的推广,其建筑风格寿命大大饿缩短,到了上个世纪八十年代后,很少于建筑商再对后现代建筑风格进行推广了,他们认为这种风格已经远远的落后于时代的潮流,直至被淘汰。 3 后现代建筑理论对中国建筑设计的影响 3.1 后现代建筑理论对我国复古主义的影响 后现代建筑设计的一个典型的特征就是对历史与复古主义的追求,这同样也是后现代建筑反对现代建筑的一种最有力的表现形式。后现代建筑为了到达视觉上的观赏效果主张采用装饰的手法,进而满足现代社会人们丰富的心理需求,而不仅仅只追求单调的功能主义。后现代建筑最为关注的就是现代建筑在设计上全然抛弃“古典主义”,后现代建筑不追求纯粹的复古主义,而是将不同时代历史文化背景下的素材以及设计中的一些细节和手法,作为一种隐含的方式,采用折衷主义的处理手法,开创了历史和复古主义新的发展阶段。后现代建筑设计中包含的历史和复古主义风格,极大的体现了对传统和现代的包容性,这里不但包括了传统文化,而且现行通俗的文化也包含在内。 3.2 后现代建筑的符号拼贴对我国建筑的影响 将人们非常熟悉的一些传统构件通过将其变形、抽象和裂解称为符号拼贴,然后将这些具有象征意义和典型意义传统符号在建筑设计中加以拼贴运用,继而使新建筑和传统建筑在某种方式中有一定的联系。该手法和装饰点缀法最大的不同之处体现在此手法更强调对建筑抽象的提炼,以及在一定程度上符合人们的俗成习惯。近年来,该手法广泛的应用在传统商业街的重建中。 3.3 后现代建筑中对传统建筑设计深层含义的演绎 相对于传统建筑的研究,建筑形式势必向更深层次的建筑文化内核转变,试图从美学、哲学的某些内涵进行诠释。因此,在建设设计中通常选择若干给概念入手,发掘蕴藏在里面的传统文化的精髓,以作为现代建筑设计创新的突破口。如西安的阿房宫宾馆,再设计中就掘弃“仿形”而着重对“表质”的设计,以简洁的立面、夸张的尺度,表现出现代建筑的古朴、雄浑和粗放的西北文化的内在气质。下斜上直,使体现出古城的文化,又暗含出歇山屋顶之意;宽大舒展的裙房设计,很容易使人们联想到秦汉高台风,菱形饰块的反复出现,使建筑的地方性得到很大的体现,汉陶式样的人口门斗,不但蕴涵这传统文化的气质,而且还能表达时代的精神。传统的深层含义的演绎,通过都带有一定的象征和隐喻的特征,这是现代建筑设计创新的一个有效的途径。 4 在中国建筑行业中对后现代建筑设计的一些反思 当后现代建筑理论传入到中国以后,我国建筑设计出现了很多复古主义泛滥的现象,在进行建筑设计的过程中,会增添一些没有一点实际用途的小亭子,虽然这在一定程度上体现了设计师的创新,也在一定程度上改变了建筑单调的局面,但是这也引起了很大的消极作用,由于建筑师没有进行深入的理解,当其在进行设计的过程中,只是一味的迎合大众趣味,而缺乏一定的创新,滥用复古主义。很多建筑设计中,我们经常会见到一些用钢筋混凝土来模仿木头的本身,实际上这根本就不符合传统精神,长此以往,会对传统精神的研究和发挥带来非常不利的影响,因此在进行建设设计的过程中,在融合传统精神的时候,必须将传统理念和现代的观念进行完美的结合,深入的挖掘传统精神,发展中国特色的建筑才是我国建筑行业发展的正确道路。 5 结 语 虽然后现代建筑的优秀作品在世界范围内经常出现,但是对于我国来说,大多数所谓的“后现代建筑”都不是真正意思上的建筑而是在现代建筑上进行了一些表面的修饰而成的,并没有将后现代建筑的理念真正地将运用在建设设计中。因此,我们国家在发展建筑行业的时候,应该深入的挖掘传统文化,找出适合我国建筑的发展形式,将传统文化巧妙的融合到现代建设中,才能真正推动我国建筑行业的长远发展。 作者简介:童辉(1982-),男,2007年研究生毕业于合肥工业大学,从事建筑设计工作。 建筑设计及其理论论文:房屋建筑设计造价控制的理论方法及其应用研究 摘 要:房屋建筑工程项目具有投资大、周期长的特点,这将大大增加项目各环节的控制难度。设计阶段是提升项目的价值和工程造价控制的关键阶段,目前在工程造价控制中存在许多的问题,缺乏一套科学合理、简便易行的控制体系。造价控制作为一种技术与经济相结合的方法,在项目设计阶段可以发挥很大的效能,为企业节约成本,增加利润,优化管理,促进技术进步创造有利条件。 关键词:建筑设计;造价控制;理论方法;应用 引言 设计阶段的工程造价控制,是指设计单位采用一定的方法和措施,通过设计人员与造价人员密切配合,对建设项目的设计方案进行优化,依据批准的造价限额,将工程造价控制在合理的范围内,做到技术与经济的统一。设计阶段的工程造价控制对于实现项目建设的经济合理性极其重要,设计阶段造价控制的中心思想是事前控制,起到事半功倍地控制工程造价的作用。如何利用已有的理论和方法来解决房屋建筑设计阶段造价控制问题,具有理论和实际意义。 一、房屋建筑设计存在的造价控制问题 1、主管部门对建筑设计缺乏应有的监控 长期以来,形成了一种设计对业主负责,设计质量由设计单位自行把关的观念,主管部门对设计成果缺乏必要的考核与评价,有的仅靠图纸会审来发现一些简单问题,只有等出现了大的技术问题才来追究责任,而方案的经济性则问及更少。另外,对设计市场管理不够,越级、无证、挂靠设计时有发生,从而导致设计质量下降,加之由于设计工作的特殊性,不同的项目有各自的特点,所以针对不同项目优化设计的成果缺乏明确的定性考核指标。 2、业主自身缺乏认识 目前,业主往往把投资的控制重心放在施工环节上,而对设计环节重视不够。其原因:一是对设计对投资影响的重要性认识不够,只看到搞施工招标,投标价要低于标底价、施工单位要让利等,殊不知设计方案的优化会带来更大的节约;二是无法很好地选择设计单位,因为在设计前业主不知道谁能优化到什么程度。有些项目设计虽通过招投标,但此时方案不细,概算粗略,很难来综合评定;三是业主由于专业知识上的限制,对设计方案难以从优化扰的角度提出要求或疑义;四是有些业主经济实力雄厚扰,项目建设赶时髦,求新颖,根本不提优化要求;五是有些业主自身对工程应具备的功能要求及应达到的目标不明确,随意性大,要求出图时间紧,又压低设计收费,从而也影响了优化设计的开展。 3、建筑造价与设计单位利益联系不紧 由于目前的设计经营往往凭的是关系,缺乏公平竞争,所以设计单位的重心不在技术水平的提高上,设计只要保证不出大的质量问题,方案的好坏、造价的高低,关系不大,使优化设计失去压力。由于现在的设计收费是按面积或按造价的比例计取,几乎跟投资的节约和设计质量的优劣无关,导致对设计方案不认真进行经济分析,而是追求高标准,或为保险起见,随意加大安全系数,造成投资浪费。 4、建筑设计机制不合理 优化设计的运行需有良好的机制作为保证。而目前的状况,一是缺乏公平的设计市场竞争机制,设计招标未能得到推广和深化,地方、行业、部门保护严重;二是价格机制扭曲,优化不能优价;三是法律法规机制薄弱。 二、房屋建筑设计中造价控制的理论方法研究 1、基于系统工程原理,构建了房屋建筑设计造价控制系统的三维结构。 按照系统的时间维、逻辑维和知识维,对房屋建筑设计造价控制系统的各阶段的造价控制原理与方法进行了探讨,提出了基于造价控制的限额设计思路与系统的方法过程。应用项目WBS方法,对房屋建筑设计造价以示例方式进行了系统分解性探讨,根据房屋建筑设计阶段及其程序规定提出了房屋建筑设计造价控制的系统流程及其相应的控制方法。 2、基于房屋建筑设计造价控制的系统流程,分析了房屋建筑设计阶段造价控制的因素。 根据有关规定,探讨了评价设计经济合理性的评价指标体系,分析了层次分析法在方案设计评价指标权重确定中的应用、模糊综合评判法在综合评判设计方案中的作用以及价值工程法在方案优选与优化中的应用。在方案设计阶段,运用层次分析法和模糊综合评判法可以解决项目的使用性、美观性、安全性等的量化以及多指标比较下的优劣排序。在初步设计阶段,通过运用价值工程法对初步设计方案进行整体优化,可以使项目的功能结构更加合理。在施工图设计阶段,通过运用WBS费用分解,结合价值工程法,将设计限额总值分配到各组成部分,可以形成成本与功能水平的匹配。 三、房屋建筑设计造价控制方法应用的研究 1、建筑工程项目决策阶段的风险分析 由于影响建筑工程项目投资决策的因素较多,这些影响因素便促使了项目决策风险环境的形成。因此在项目决策阶段,决策者对于风险的态度是十分重要的,但在实际工程的项目决策技术里却经常忽略这一点。决策者不得不从大量可选方案中确定选择哪一个,而每一个方案都可能带来事先无法预知的结果,这种情况就是风险环境。不同的决策者在同一种风险环境下会做出不同的决策。有些决策者是天生的风险喜好者,愿意承担更多的风险以期获得较高的收益。另一类人决策者则是风险中立者,除非计算出来的预期收益与风险相匹配,否则不会去承担风险。而还有一些决策者则是风险厌恶者,宁愿放弃可能的较高收益也不愿承担一点风险。 总体来说,我们都有各自的喜好,这种喜好可分为两大类。第一种是对某事的直接喜好,例如当房地产商在两个房地产投资项目中进行选择时,他选择A而不是B是因为房地产商对建设写字楼非常熟悉,对于他来说,房地产项目A在操作盈利方面更为可靠。第二种则为一种用态度表示的喜好,一个房地产商可能希望经营风险降低,因此他在其拥有的土地上开发建设了5幢住宅,这种情况下,他有90%的可能盈利200万元,相对应的他放弃了在该地块开发建设2幢办公楼,在后一种情况下他有60%的可能盈利400万元,但同时也有40%可能亏损200万元。实际生活中,绝大多数投资决策都或多或少的涉及上述两种因素。任何决策理论都需要满足直接喜好与风险态度的要求。 实际上,个人或组织所面临的风险可以通过概率分布来对所遇到的风险情况进行量度。比较成熟的效用理论在过去的几十年被决策者广泛使用。因此采用效用理论进行投资决策阶段的造价控制,能够在项目造价的高低成为决策者必须面临的风险时,可以通过利用效用理论控制项目造价,帮助决策者规避风险。 2、效用理论的基本概念期望效用是对个体在风险环境下对每项政策的隐含价值或喜好的一种量度,这种量度通过价值来表现出来,这个价值与每项政策的收益亏损值相联系,以表明这些收益和亏损值对决策者的效用。效用值也可用来度量不涉及金钱的结果,例如名声、品牌、社会效应等。在工程项目造价控制中,收益和金钱是主要考虑的因素,因此在此仅研究收益涉及金钱的情况。效用值应是保持不变的,以反映决策者的喜好,并必须遵守下列规定: 2.1 决策者对某种结果越满意,其效用值就越高。例如,没有任何风险赢取50万元比同样情况下赢取5万元的效用值高。 2.2 效用值结果具有传递性。例如决策者在结果A和B中喜欢结果A,在结果B和C中喜欢B,那么结果A优于结果C。 2.3 如果两种结果对决策者是一样的,那么它们的效用值相同。 结束语 建筑工程设计阶段的造价控制对于整个项目造价控制的作用至关重要,由于设计阶段影响造价的因素较多,因此对造价的控制应根据业主及项目的各种因素综合考虑,而不应该将造价控制孤立起来,只有这样才能对项目有准确的把握和定位,进行最适合的投资决策。因此大力提倡在设计阶段中应用科学的造价控制方法,对于提高建筑产品价值,培育和形成企业的优秀竞争力,促进国民经济和社会可持续发展,具有重要的影响和作用。 建筑设计及其理论论文:房屋建筑设计造价控制的理论方法及其应用研究 摘要:房屋建筑工程是一项复杂的过程,必须用科学的工程造价来才能有效的提高效益。这就需要我们不断积累、总结经验,及时学习行业内的先进造价管理理念和方法。这样才能实现房屋建筑造价的合理性,最终提高企业自身的竞争力。鉴于此,本文主要介绍了房屋建筑设计造价控制的理论方法及其应用研究,仅供参考。 关键词:房屋建筑;造价控制;控制方法 一、房屋建筑设计阶段采用工程造价的重要性 1、采用工程造价可以提高资金利用率和投资的控制效率 设计阶段的工程造价是基于设计概核算完成的,经过核算可以剖析整个项目的各个部分,合理的分配资金在项目各个组成部分,调整资金在整个项目的运转,充分发挥资金的功用,让出资成本运用更加合理。进行核算剖析之后就可以把握出项目的要点,做出各个项目的出资份额,充分进步出资的利用率和控制率。 2、增加控制的主动性 随着工程造价管理的成熟,工程造价的控制和管理重在事前控制,即增强控制的主动性,这样才能够非常好的完成投资方针,使工程造价的实践值在合理的范围内,有利于完成公司的利润最大化的目的。假如公司的实践值与方针值脱离的话,就需求对发生区别的缘由进行及时的剖析,这样才能确保工程造价控制的牢靠性。在实际的建筑施工中,实际上单个项目都具有单件性的特色,这就决议了咱们需求可以及时发现区别,运用必要的方法对其进行消除,关于解决问题来说,也起不到一劳永逸的作用,为了可以完成这个目的,咱们需求在建筑规划阶段进行细致的研讨剖析,拟定一个固定的规范,经过拟定规范咱们就能更快捷的对整个进程进行合理的监督和控制,发现了区别也能经过规范化的规划来进行补偿,这样就会使规划愈加经济愈加牢靠。 二、当前工程造价在房屋建设中存在的主要问题 在工程造价预算和编制过程中,任何工作都有着至关重要的作用,需要我们认真对待。这就要求工程造价人员必须具备很强的专业知识和相关的业务素养,这些是保证投资控制的基本前提。在工程施工中,特别是有关经济责任未能得到很好落实的情况下,特别是在目前阶段,建筑工程中的相关经济责任未充分落实,这就造成相关人员没有项目整体以及相关的逻辑思维结构。这种设计认识准备的不充分,很难造就有科学的造价金额标准.从而,资金标准的随意性很强,上下波动很大,最终影响到工程造价的决策.最终对工程进度造成更大影响.还会因为准备工作不够,没有必要的图纸,造成后续工作中很多工作的失误。直接损害了施工企业的利益,造成财务浪费。其实质是给房屋正常的施工造价造成很多不必要的负面影响。当前,我国的房屋建筑工程施工造价管理过多的是强调预算和结算两方面的工作。全盘统筹规划工作不到位,具有很大的局限性。房屋建筑工程在施工造价方面的重要问题就是:在工程造价设计环节上未能进行充分的分析以及相应的管理工作。所以,我们的施工企业在整个承接项目施工中,要将相关的分析、管理和控制工作得到很好的贯穿.真正做到对工程的前期控制与现场管控和完工后的反馈工作控制,最终实现有效的管控工作。 三、房屋建筑设计造价成本控制理论探讨 1、总平面设计 总平面设计是指整个建筑的平面布置和调配,它包含建筑施工方位、占地面积、土地利用状况、运输的道路、主要是建筑物与公用设施的衔接、水、电、气等外部施工条件,这些都会影响建筑物的成本。比方,占地的方位既会影响征地的费用,场地土开挖与回填的合理调配,也会影响施工中运输的成本。 目前我们正在设计的准东商业街项目就是由于场地原土情况太差,挖方填方量也很大,如果不能用原土回填,重新找戈壁土仅仅在这方面的造价就很高了,所以我们采取了下部用原土,地基上部更换戈壁料的方式减去了一部分造价。 1.1功能设计 建筑设计要能满足其功能需求,因此,不同的房屋建筑对设计、建筑材料等要求都不一样,恰到好处的针对功能进行设计,才有有效的对成本进行控制。 1.2平面设计 平面设计越简单,它的造价就越低,建筑物周长越大,单位面积的造价越低,但是复杂的平面设计会影响室外施工、排水工程、屋面工程等其它工程的施工难度,会使成本增加,通常来说,建筑物周长与建筑面积的比值越低,成本越低。 建筑概念设计中框架结构合理地布置柱网对造价也是一个影响很大的指标。柱距太大或者太小都会造成造价的偏差,所以设计中要用合理实用的柱网为优秀,以总体效益为出发点,从而使设计真正实现安全适用与经济合理地完美结合。 1.3面积使用 建筑物的建筑面积、交通联系的部分与结构、围护分隔构件也会影响施工的整个面积,建筑物面积越大,那么单位面积的成本就降低,这是由于面积越大,建筑物外的周长、围护结构也都会增加, 2、竖向设计 2.1建筑层高 在达到建筑功能的情况且建筑面积不变的情况下,建筑物越高,费用越高,影响建筑层高造价的一般是外墙、内墙、墙体等材料与施工,建筑层数越高,与墙体有关的粉刷、装修的成本增高,供暖空间需求增多,卫生设备增多、管道施工难度加大、楼梯费用、电梯费用都将影响造价成本,经过统计,层高每降低10厘米,工层造价降低1-3%,墙体的资料也将削减10%。 2.2建筑层数 尽管建筑层高会使造价成本上升,然后建筑层数越多,那么建筑面积需求运用的空间费用越低,因此,在规划平面方案不变的前提下,层数越多,成本则越低,然而当层数过多时,建筑即将改动构造方式,成本造价也会得到改动。建筑物越多,楼梯及电梯的成本也随之添加,保护成本随之添加,而采暖费用却下降。整体来说,只要控制一定的楼层规模,楼数越多造价越低。 3、建筑结构 3.1建筑标准 建筑标准是指对支承建筑的安全性、稳定性、适应性与漂亮程度进行的计划与组织,它包含墙体的承重构造、骨架构造与空间构造系统,因为构造规划不一样,所需求运用的建筑材料不一样、力学特征也不一样,因而,在对建筑进行规划时,要让构造与整栋建筑规划、功用需求等进行对比,达到最既满意建筑的功用需求、又满意建筑的施工规划,同时又能经过合理的构造对成本进行控制。 3.2建筑材料 在建筑规范不变的情况下,对建筑资料的运用,也能影响成本的控制,比方运用稀缺的资料,或许品牌资料都会使成本上升,墙面的涂料、墙纸也都影响成本的控制,因而,要根据实际情况,让建筑资料既能满意规划的需求,又能控制成本。 四、工程造价在房屋建筑设计中的应用效果 1、使建筑物设计更加简单 相对来说,形状越规则,面积越小,造价也相应的就比较低。当建筑物的外型所需求的平面时候多,形状又不规矩的情况时,其所需求的资料费用、人工费用、工期等都会相应的进步,这样关于工程来说是一笔不小的开支,所以工程控制就会对这样的建筑物设计在经济的可行性方面进行否决,这即是工程造价在房子建筑设计中的使用作用。 2、优化建筑的高度 建筑物的高度越高,其所包括的楼层数越多其所需求的工程造价也就越大,可是单位面积的费用相对就降低了,依照工程造价的控制来说,这需求依据详细的状况来进行详细的剖析,不能一概而论,咱们需求对这个建筑的位置、交通等一系列杂乱的要素做出均衡剖析。假如是在昌盛的城市中间的话,那么相对来说高层建筑就更有利,因为这个当地的地价比较高,太低的楼层单位面积的建筑所承担的费用就要高,在这种状况下,依据造价的控制理论来说是不合理的。而关于那些地价不是很贵的当地来说,假如也缔造高层的话,一是高层的技术需求更高,加固成本也越大,缔造高层就等所以加大了单位面积建筑的成本,这样也是不科学的,所以工程造价在必定程度上对建筑的高度起着很大的影响。 3、能够促进各种先进技术的应用 工程造价控制的目的即是为了可以完成经济效益的最大化,可以确保出资目的完成,可是这就需求对建筑材料进行挑选,当咱们在挑选建筑材料的时分,一些新技术通常伴随着很大的科技含量,其虽然在报价上有一些贵,可是其在原料、运用年限、运送等方面的优势通常比以往的那些商品具有更大的优势,归纳其总成本咱们就会发现其实运用一些新技术的商品关于整体的工程造价而言是非常有利的,这实际上即是工程造价在建筑设计中发挥作用的方式。 结束语 建筑设计是一项系统、全面的工作,在设计工作中,常常会发生各种问题,因此,要求设计人员要有扎实的理论基础与认真负责的工作态度,同时要有创新的思维,大胆根据实际情况对建筑进行灵活的设计,才能对成本进行有效的控制。 作者简介: 顾小丽(1985-),女,新疆昌吉州奇台县人,中国市政工程西北设计研究院有限公司新疆分院从事建筑设计工作。 建筑设计及其理论论文:有关建筑设计及其外部空间关系的几种理论观点探讨 摘要:随着社会经济的发展,建筑业空前繁荣。向人们提供优美的外部空间是历史的必然,但是,现阶段建筑设计单位在建筑设计与外部空间关系处理方面还存在一定的问题。因此,建筑设计单位需要深入研究典型建筑设计与外部空间关系理论,对其进行科学合理运用,进而提高建筑设计水平,使得建筑设计更加符合人们实际建筑需求。本文就建筑设计及其外部空间关系的几种理论观点进行了研究探讨。 关键词:建筑设计;外部空间;理论;探讨 引言 建筑设计是现阶段城市化建设的重要组成部分,要想保证建筑质量,得到广大人民的认可和支持,就需要建筑设计人员采用现代化的建筑理念,对建筑设计及其外部空间的关系进行综合评估,以便于制定科学合理的建筑计划。通过对建筑设计及其外部空间关系相关理论的研究,建筑设计人员可以体会到传统与现代建筑的差别,运用专业知识进行合理改造,为人们的生产生活营造一个安全舒适的生活环境。 一、建筑现象学 城市在历史进程中扮演着重要的角色,从古代到现代的发展变化,让城市塑造出了居民的种种意识以及生活需要,如社交活动、生活习惯、居住环境、材料资源、文化习俗、历史传统以及地方和民族的思想观点与意识形态,这样下来,城市形成一种特有的文化氛围和精神内涵。因此,在城市建筑设计的过程中,设计师要力争将城市的文化内涵在建筑中得到体现,用自身的设计经验和先进意识,把隐藏在建筑实体背后的文化价值挖掘出来,只有这样才能在建筑空间的组成上刻上城市生活的烙印,让人们的思想、理念及情感得到发挥空间。在建筑外部空间的设计中,建筑现象学不仅关注建筑的实体构造,还要结合建筑的文化内涵与精神作用,将其与生活环境相联系,体现场所精神。场所这一术语将自然环境与人造环境有机结合为一个整体,不仅包括实体建筑,还具有一定的精神内涵。如何让建筑的外部空间同内部空间都具备一定的场所精神,是建筑作品好坏的关键因素。 二、行为建筑学 行为建筑学主要是研究人们的行为规律的,通过研究人的行为规律,将建筑环境与人的行为相结合,从而研究出一套完整的符合人们行为规律的建筑设计理念与方法,从而更好的满足人们的建筑实际需求。行为建筑学研究建筑设计人员要科学合理的处理建筑设计与人们的空间行为,更多的考虑到人们的行为规范与规律,这样才可以更好的符合人们的实际行为需求,满足人们社会文化习惯需要。为了进一步达到这个效果,行为建筑学要求建筑设计更加的体现出建筑的功能与私密性,更多的追求个人空间以及领域感。为了提高行为建筑学的科学以及合理性,需涉及认知地图的概念。认知地图主要指的是人们在实际的城市建筑空间中的认知能力,它与城市布局以及城市建筑空间密切相关。认知地图的出发点在于人们心理状态,满足人们实际心理需求,处理好建筑设计及其外部空间的关系,使其更加的符合人们的行为规律。 三、建筑类型学 任何建筑形式的规律都不能脱离历史而存在,它必然能够在原先的建筑形体和城市建设中得到体现。而建筑类型学作为城市形态研究过程中重要理论依据,需要相关建筑设计人员充分考虑到建筑类型与城市环境之间的关系,在现有的方法上加以改进,才能研究出更加科学合理的城市形态。 在建筑类型学理论中,任何建筑形式的法则都有历史上产生的建筑形式理念,建筑法则只能存在于原先的建筑体系以及城市构造之中,建筑类型学从根本上揭示了建筑的统一性和变化性之间的相互关系,其内容主要有类型选择、类型处理、类型与城市形态的关系三大部分。类型选择就是建筑设计人员创造和设计的过程,类型处理是对已有的建筑模型进行详细改造,并且挑选合适的模型进行下一步建设;从类型与城市形态之间的关系来说,城市作为建筑集合的场所,也是新建筑形式的发源地,建筑构成了城市的片段区域,是城市的有机组成部分。城市中存在的现实建筑物包含了人类生活需要的含义以及价值理念,城市是建筑的集合体,并且蕴含着一定的文化价值和建筑意义。城市作为一种在时间和场所上都与人类生活紧密结合的形态,体现着人文主义价值观;类型的选择和处理方面,最终要达到城市形态的良好延续,城市发展的最终形态是建筑以及建筑组群,要想处理好建筑和建筑组群之间的关系,就要通过类型与形态的研究来完成。 四、新陈代谢与共生论 新陈代谢与共生论将生物学的进化论和再生论植人到建筑设计中,力争做到技术、自然、人类三者协调发展。这一理论的提出,为建筑与环境的和谐关系建设提供了理论依据。新陈代谢与共生论采用发展的观点来看待问题,认为城市和建筑是随着时代而不断变化的,提议在城市建设中引入时间概念,并且设置相应周期,以生物学作为该观念的基础,将城市和建筑视为有组织的形体。该理论重视关系而不是实体自身,着重体现建筑的整体性,并且强调历史性以及共时性。 新时代是信息化高速发展的时代,信息的传递以及生物科学技术在生产生活中发挥着重要的作用。“共生理论”具有以下儿种发展空间:历史与现实的共生、传统理念与新科技的共生、局部与全体的共生、人类与环境的共生、文化差异共生、个例与群体地共生等等。 五、生态建筑学 生态建筑学与其他以上的建筑学理论类型不用,它更多的是关注建筑所在环境以及气候,将生态学理念深入到建筑空间设计当中,从而使得建筑空间变为高品质的空间。尤其是近几年来,人们的生态意识以及环境保护意识越来越强烈,通过技术上的进步,人们可以满足自身生活环境系统的改善,尊重自然、尊重环境,考虑到社会、环境与文化、生态之间的重要关系。生态建筑学的出现,就是建立在对于建筑生态以及城市环境的基础之上,处理好建筑规划与环境保护之间的复杂关系,进而提高人类的生活品味,改善人们的生活居住环境。对于生态建筑学的的理解与研究,最为著名的是建筑理论研究专家麦克哈格,他要求在实际的建筑设计中,使用再生材料、保护资源平衡、做到建筑材料的使用科学化,保证建筑环境的生态化。 六、新城市主义 随着经济的不断发展,道路建设以及城市化进程也在有序进行,旧时的城市中心逐步退出历史舞台。针对类似情况,恢复旧市中心的优秀功能,进而恢复旧城市的面貌是建筑设计人员面临的一大难题。新城市主义致力于恢复旧城区的面貌和功能,用现代化建筑理念进行改造,使之符合现代化的审美观念以及新时代的发展要求,同时要保留旧建筑的尺度以及城市和建筑之间的和谐关系。通过新城市主义下的改造活动,城市得以重新回到人们的生活中,成为人们工作生活的中心地带。对于旧城市的改造,建筑设计人员要在原有建筑的基础上进行适当新建和修饰,保留其传统构造,还要为其注入新时展的标志。新城市主义这一理念对于现阶段的建筑设计工程有着极大的参考家住,为相关设计人员处理城市发展问题以及建筑和城市相互关系提供了全新的理论支持,是一项全新的发展模式。 结束语 综上所述,建筑与其外部空间作为人类与自然环境相互作用的产物,是一种带有人类特色的空间。在人类生产生活与自然环境的联系中,建筑与其外部空间起到了极其重要的作用。因此,工作人员必须在建筑设计过程中全面地思考,努力提高建筑质量。通过对建筑设计及其外部空间的关系进行分析,从而设法建设出一种独特的生物圈空间,让人类的生产生活与自然环境之间的关系更加和谐。 建筑设计及其理论论文:注重建筑设计及其外部空间关系的相关理论观点研究 摘要:在建筑设计的过程中,外部空间作为人造环境的重要组成部分,要将二者建立起密切的联系。本文针对建筑设计及其外部空间有关理论进行研究,有助于建筑设计拥有更大的发展空间。 关键词:建筑设计;外部空间;理论建筑与其外部空间是人类与自然环境相互作用的产物,是一种带有人类特色的空间。在人类生产生活与自然环境的联系中,建筑与其外部空间起到了极其重要的作用。分析建筑设计及其外部空间的关系,就是要设法建设出一种独特的生物圈空间,让人类的生产生活与自然环境之间的关系更加和谐。下面介绍几种有关建筑设计及其外部空间关系的理论,促进我们在建筑设计过程中可以更加全面地思考,努力提高建筑质量。 1建筑现象学 城市在历史进程中扮演着重要的角色,从古代到现代的发展变化,让城市塑造出了居民的种种意识以及生活需要,如社交活动、生活习惯、居住环境、材料资源、文化习俗、历史传统以及地方和民族的思想观点与意识形态,这样下来,城市形成一种特有的文化氛围和精神内涵。因此,在城市建筑设计的过程中,关设计师要力争将城市的文化内涵在建筑中得到体现,用自身的设计经验和先进意识,把隐藏在建筑实体背后的文化价值挖掘出来,只有这样才能在建筑空间的组成上刻上城市生活的烙印,让人们的思想、理念及情感得到发挥空间。在建筑外部空间的设计中,建筑现象学不仅关注建筑的实体构造,还要结合建筑的文化内涵与精神作用,将其与生活环境相联系,体现场所精神。从广义上来说,建筑现象学运用现象学的方法,研究人与环境之间的关系,因此也被称为场所现象学或人居环境现象学;从狭义上来说,建筑现象学是由挪威建筑理论家舒尔茨提出的一种建筑理论。舒尔茨把建筑现象作为环境现象的反映形式,而环境现象则包括三方面内容:自然环境、人造环境和场所。舒尔茨建筑现象学将“场所精神”定为其理论优秀。场所这一术语将自然环境与人造环境有机结合为一个整体,不仅包括实体建筑,还具有一定的精神内涵。场所的精神内涵相比空间和特征而言,有着更为深远的精神意义,如何让建筑的外部空间同内部空间都具备一定的场所精神,是建筑作品好坏的关键因素。场所精神是历史发展的产物,并且也有着广阔的发展空间,尊重和延续场所精神是我们需要做的,但同时注意不能照搬原有的结构及思路,要将历史文化与现实生活进行综合性设计,既可以体现历史价值,也符合现代城市设计理念。 2行为建筑学 行为建筑学作为一种研究人类活动与建筑环境之间关系的学科,其目的是建立一套科学合理的设计程序以及符合时代要求的建筑设计方法,从而适应不同时期人们的活动行为规律。只有在建筑设计的过程中充分考虑到空间行为与建筑设计的关系,结合城市规划建设理念,才能满足人们生活需要,同时符合社会文化习惯。在建筑设计中,要努力培养认知地图的能力和私人空间的构造意识,以及掌握领域感和个人空间的协调方式。认知地图的能力是指人们在城市生活中对周边环境的认知能力,建筑设计与城市构造会影响到人们对于方位以及空间环境的认知能力,建筑设计人员可以根据心理学相关理论,在建筑设计的过程中采用认知地图的分析手法,并深入群众中展开调查,了解人们的认知水平后,建立起合理的城市构造框架。人们对环境产生的意识由三部分构成:识别性、结构和意义,识别性是指环境中的建筑实体在其背景中具有图的性质,结构是指建筑物在空间上的彼此联系,意义则是指实体或者空间的本源性质。影响建筑与城市识别性强弱的三个因素有:形式、显著性、意义。私密性、个人空间、领域感是现代生活的基本要求,建筑设计师要努力在建筑设计中体现这些观点,才能促进建筑事业的长久发展。 3建筑类型学 在历史发展的过程中,一些建筑形式也随之产生。任何建筑形式的规律都不能脱离历史而存在,它必然能够在原先的建筑形体和城市建设中得到体现。建筑类型学理论中,任何建筑形式的法则都有历史上产生的建筑形式理念,建筑法则只能存在于原先的建筑体系以及城市构造之中,建筑类型学从根本上揭示了建筑的统一性和变化性之间的相互关系,其内容主要有三大部分:类型选择、类型处理、类型与城市形态的关系。类型选择就是建筑设计人员创造和设计的过程,类型处理是对已有的建筑模型进行详细改造,并且挑选合适的模型进行下一步建设。从类型与城市形态之间的关系来说,城市作为建筑集合的场所,也是新建筑形式的发源地,建筑构成了城市的片段区域,是城市的有机组成部分。许多建筑设计大师认为,城市本身就是一种类型,是一个建筑类型层次的终端所在。城市中存在的现实建筑物包含了人类生活需要的含义以及价值理念,城市是建筑的集合体,并且蕴含着一定的文化价值和建筑意义。城市作为一种在时间和场所上都与人类生活紧密结合的形态,体现着人文主义价值观。类型的选择和处理方面,最终要达到城市形态的良好延续,城市发展的最终形态是建筑以及建筑组群,要想处理好建筑和建筑组群之间的关系,就要通过类型与形态的研究来完成。因此,建筑类型学是城市形态研究过程中重要理论依据,相关建筑设计人员要充分考虑到建筑类型与城市环境之间的关系,在现有的方法上加以改进,研究出更加科学合理的城市形态。 4新陈代谢与共生论 新陈代谢与共生论的提出,为建筑与环境的和谐关系建设提供了理论依据,该理论将生物学的进化论和再生论植入到建筑设计中,力争做到技术、自然、人类三者协调发展。新陈代谢与共生论采用发展的观点来看待问题,而不是把城市和建筑看得一成不变,认为城市和建筑是随着时代而不断变化的,提议在城市建设中引入时间概念,并且设置相应周期,以生物学作为该观念的基础,将城市和建筑视为有组织的形体。该理论重视关系而不是实体自身,着重体现建筑的整体性,并且强调历史性以及共时性。历时性是指过去、现在和将来的共存关系,共时性是融合不同文化的共生关系。相关建筑学家还在此基础上提出了更多理论,比如过渡空间、模糊性、矛盾心理以及多价性理论,为实现“共生城市”的建造目标提供了重要的理论支持。“共生城市”是体现生命原理的一种城市观和建筑观,其涉及的理念有:新陈代谢、循环发展、信息化、生态学、可持续发展等。新时代是信息化高速发展的时代,信息的传递以及生物科学技术在生产生活中发挥着重要的作用。“共生理论”具有以下几种发展空间:历史与现实的共生、传统理念与新科技的共生、局部与全体的共生、人类与环境的共生、文化差异共生、个例与群体地共生等等。 5生态建筑学 将生态理念植入到建筑外部空间设计中,可以使建筑设计更加科学合理。将环境和气候因素掺杂到建筑设计过程中,可以优化建筑空间构造,给人们带来更舒心的环境。随着现代科技的飞速发展,人们对生活质量的要求也在逐渐提高,建筑设计人员必须努力提高自身专业知识,结合现实生活的生态观念,主动寻求突破和创新。在尊重自然环境的基础上,站在整体布局的角度上看待生态环境、社会文化以及人文关怀的相互发展和共存,既要强调整体的合理性,也要注意局部的独特性以及不可分割性。生态建筑学以生态学原理为理论基础,旨在发现更完善的建筑理念以及方法,将建筑与周边环境的关系处理得更加融洽,实现自然、经济、社会的统筹发展。对于建筑和环境这两个重要因素,生态建筑学提出了相应原则:整体有序和循环再生。在整体构造上,建筑设计人员需要综合自然环境和建筑的不同特点,进行仔细的分析与整合,制定出详细的建筑规划;同时,建筑设计人员要怀着循环再生的理念,对于建筑材料的挑选和使用要进行系统规划,以保护资源利用的平衡模式,尽量使用可再生、有循环利用价值的建筑材料,为生态环境建设贡献一分力量。 6新城市主义 随着经济的不断发展,道路建设以及城市化进程也在有序进行,旧时的城市中心逐步退出历史舞台。针对类似情况,恢复旧市中心的优秀功能,进而恢复旧城市的面貌是建筑设计人员面临的一大难题。新城市主义致力于恢复旧城区的面貌和功能,用现代化建筑理念进行改造,使之符合现代化的审美观念以及新时代的发展要求,同时要保留旧建筑的尺度以及城市和建筑之间的和谐关系。通过新城市主义下的改造活动,城市得以重新回到人们的生活中,成为人们工作生活的中心地带。对于旧城市的改造,建筑设计人员要在原有建筑的基础上进行适当新建和修饰,保留其传统构造,还要为其注入新时展的标志。新城市主义这一理念对于现阶段的建筑设计工程有着极大的参考家住,为相关设计人员处理城市发展问题以及建筑和城市相互关系提供了全新的理论支持,是一项全新的发展模式。 7结束语 建筑设计是现阶段城市化建设的重要组成部分,要想保证建筑质量,得到广大人民的认可和支持,就需要建筑设计人员采用现代化的建筑理念,对建筑设计及其外部空间的关系进行综合评估,以便于制定科学合理的建筑计划。通过对建筑设计及其外部空间关系相关理论的研究,建筑设计人员可以体会到传统与现代建筑的差别,运用专业知识进行合理改造,为人们的生产生活营造一个安全舒心的场所,为新时代的城市建设保驾护航。 建筑设计及其理论论文:浅谈立体主义对建筑设计及其理论的影响 摘要: 20世纪的西方,最具有代表性的艺术运动是立体主义。它是1908 年起源于法国的一个绘画和雕塑运动流派。20世纪现代主义建筑风格的一个重要特征就是立体主义。它对建筑设计及其理论影响巨大。本文将回望立体主义的产生和演变。将其和建筑美学联系,分析它对建筑设计及其理论产生的影响。了解了立体主义对于当今建筑设计及其理论的意义。 关键词:立体主义;建筑建筑设计;理论;影响意义 0.引言:立体主义是富有思想和观念的艺术流派。立体主义最重要的是追求一种几何形体的美, 追求排列组合所产生的美感,它自身的发展和对建筑设计的发展都是具有很大的影响意义。 1.立体主义的产生与演变 从19世纪末叶到20世纪初,一场来势凶猛,影响广大,思想深邃的突变席卷西方文化,在视角方面进行了革命,形成了新的内容和形式。可见其波涛汹涌,但是它的背后是绝对的反对权威和传统遗旧。不难看出一时间人们的种种传统艺术都发生了翻天覆地的变化,艺术形式受到巨大影响,可以说是从主旨想法,创作手法、表达方式多个方面影响建筑设计和它的理论产生。立体主义的产生,是一个酝酿的过程,是一个很长时间的经历与突破。光学和色彩学对绘画在内的造型艺术的观念和技术的发展起着有力的推动作用,主要是在19世纪的理论和研究成果。 光和色是法国印象主义画家所传达的媒介,它描绘了客观事物在主观上的变现形式与动态,使得以后美术技法的革新与观念的发生转变,而且成为了西方绘画史上一个特殊的艺术流派。进入20世纪以来,西方的画坛出现了各种各样活跃的场面,在迅速变革的工业社会中,如何革新形式是艺术家们主要关注的问题,他们想要表达出当时人们内心的心理变化以及情绪起落。分析立体主义、综合立体主义、后期立体主义是立体主义运动的三个阶段。1912 年之前的分析立体主义是第一个阶段。根据对塞尚的绘画结构进行的理性分析的传统,他们通过多空间与物象的分解与重构,组成他们想要地那种绘画性的空间和形体结构。1912年以后, 立体主义运动进入综合立体主义的第二阶段。用报纸、墙纸、木纹纸等等一些材料来拼接成不同的形状。以基本元素开始,而不是以现实物象为起点,来将主观的现实转化为客观的物象。立体绘画的主义标志就是这种拼贴的艺术语言。1913 年,立体派的发展出现了新的趋势。其中,俄耳甫斯主义以其抽象化结构以及对色彩效果的强调, 而与立体派的主流趋向拉开了距离。 2.立体主义与建筑设计的发展 说起立体主义对建筑设计及其理论的影响用“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”来形容再生动不过了。犹如春风作用于梨花,设计师们打开了心灵的枷锁,冲破了内心的陈旧。在美术、雕塑、建筑、装饰、陈设、视觉艺术和电影等艺术上,立体主义起了很大的作用与影响。在某种程度上立体主义也影响了城市建设 。杜桑的巴黎秋季沙龙中设计的建筑立面,体现立体主义的造型化,把平常的方锥体、菱形、直线、斜线和斜面这些简单的立体图形,构造于这个尺寸足够的模型中。同时,在捷克一些新时期的家具业有了多种类型的斜面和尖角。这种模糊抽象的装饰,主要包含了立体主义的主旨,但是与建筑物本社没有产生实际操作意义上的联系。但是这种矫揉造作也是加快立体主义在建筑物实际性的步子。在上诉例子中可以观察到立体主义也是把简单几何立体美表达出来的形式。把它的潜在价值发挥出来,引发人们对于美得认识的新浪潮,从而让立体主义建筑受到大家的热烈欢迎。在具体的建筑物设计中可以分析出,一些重新建构和综合加工的特点。因此很多国家也努力让这一发展更加理性化。把简单几何立体的组合体统整理,突出它的规律性、表现性。研究的过程中,把荷兰风格派的运动,俄国构成派的运动都拉入了研究例子,特别注意德国设计教育中心- 包豪斯设计学院,1919年由建筑师格罗皮乌斯创立包豪斯设计学院,他希望是艺术与科技的结合, 让建筑的美学更实用。20世纪初立体主义的几何组合, 给建筑很大的影响, 打乱本身形态, 再重新组合几何立体图案是立体主义的特点。而包豪斯设计学院也实践了这一重大特点。迪索的新校区是现代建筑设计中的标志性范例,它将立体主义充分显现,首先以校区功能性作为主导,再开始对这些有功能的立体组合空间加以外观设计,是依靠功能确定其外观设计。设计中多使用不规则层次,多角度、多方向、多渠道。这样形成一种简单抽象但是生动的外观。窗户的玻璃和几何秩序是新建筑最特色的地方, 对于空间的加工设计有着其妙笔生花的功能。这些建筑成为了一种无声音但是十分标志的宣言。德国的第三世界纪念碑是一种构成派的建筑,表达的也是对其的追求,它很大程度上是借鉴了立体主义的创作方式,但是也讲未来主义纳入其中。20世纪初立体主义和未来主义思想都是收到了尼采的影响,他们有区别但是也互相影响、学习、共同进步。 立体主义深远的影响 在建筑设计和它的理论中,立体主义影响最深的是理性立体化,和追求纯粹主题的脚步。1918年勒. 柯布西耶与画家奥占方一起发表了一则立体主义的宣言,立体主义不是一个光鲜的饰品,而是要被系统性,操作化,达到理性的立体。这一理论实际就是立体主义的又一深化层次,主旨是需要注重立体主义的框架,遗弃复杂繁琐的细节,让建筑设计回复到原始简单的几何图构建。20世纪的现代风建筑中建筑的造型体现住了立体主义的风范,这是该时期的标志性特点。由此可以理解为立体主义为现代建筑还有其设计等诸多方面提供了奠基石。20世纪时抽象和非抽象绘画流派带动了立体主义新的构图和雕塑运动。对于传统的表现手法, 立体主义无疑带来了很多重大的启示: 完全不同于真实可观世界中的物质,它仅独立于自己。画家蒙德里安也受立体主义得影响, 尽力简化他的绘画,将绘画线条简化为垂直和水平线, 创造操作性原型。 柯布西耶提出了著名的机器美学理论,这一论断主要是在他的著作走向新建筑中体现出来的,房屋只是人们居住的机器。他的系列建筑作品都体现了建筑物的造型立体主义化,这对整个西方的建筑产生了深深的影响。 毕加索提过,立体主义是一种理智游戏的结果。虽然它只是绘画上的一种画风,但是在建筑机器设计中产生了革命性的作用。几代的建筑设计师作品都有着其影子,这些也成为了建筑设计的经典之作,给现代以很好的原型,吸引着跟多爱慕者去发现和研究。这种理论在现代建筑设计和理论中崛起,他本身也得到了完善和进步。不同的时期都有着不同类型的理性立体化范例,观察出立体主义的建筑。在20世纪80年代的时候,进一步完善和加固立体主义的意义,解构主义的发展了构成派, 也深化了其影响。在莱因哈特大楼模型中可以看到解构主义的迅速进步,这是彼得 艾森曼在1995年为德国柏林的马克斯设计的。对其研究,不难发现解构主义是立体的延伸和新时代产物,虽然有着两者在形式等方面有着诸多的相似处,但是解构主义不是立体主义的盗版。又上诉观点,壮大的立体主义运动已经是过去式,但是在当代它对于建筑设计及其理论的影响还是长久存在的。 总结 立体主义运动早已散去, 认真分析和整理之后,可以观察到立体主义艺术对现代建筑的产生和发展所起的推动性。建筑设计和其理论也在其相互借鉴中受到启发追求更多的发展。 建筑设计及其理论论文:建筑设计及其外部空间关系的理论观点分析 摘要:建筑外部空间是指建筑与周围环境,城市街道之间存在的空间,它是建筑与建筑,建筑与街道或城市之间的中间领域,是一个有秩序的人造环境。随道社会主义物质文明与精神文明的提高,人们对建筑外部空间也有了更高的要求。对建筑师也有了更高的要求。使技术、自然、人三者和谐地发展。 关键词:建筑设计外部空间设计 传统的中国建筑是封闭式的,是一种筑高墙,围大院的建筑,它的外部空间是冷漠的,对建筑的外部空间没有足够的重视,而在美国,最初是由一位风景建筑师奥姆斯特德在1858年提出了“风景建筑学”的概念,他使浪漫的英国风景园林与城市生活相结合,对建筑的外部环境质量的提高作出了有益的贡献,把园林扩大到了城市环境。近年来我国对建筑外部空间环境的设计也越来越重视。功能与分区建筑外部空间作为开放的空间,具有一定的功能要求。 一、功能分区 建筑外部空间按功能分为人的领域,及除人之外包括交通工具的领域。而要获得舒适的人的逗留空间,就需要以限定空间的手法创造一定的封闭感,如芦原义信所谓的积极空间。利用标高的变化及墙的运用均可以得到不同程度的封闭感。同时,作为外部空间,它不同于内部空间,它应该具有开敞,流动的特点,意念空间的设计也是限定区域的重要手段。例如美国的福特希乐学院的外部空间设计,建筑师采取了独特的空间布局,强调了不同的功能分区:(1)边界区即与邻近土地相连的界区;(2)停车场道路系统区;(3)步行区;(4)建筑群中的开敞空间;(5)小区庭院。 二、规模与尺度 建筑外部空间的规模与尺度受城市规划,日照及不同的生活习惯所影响。其尺度的不同给人以不同的感受。建筑师应该利用这种尺度的差异来创造不同的建筑外部空间形态。也可以弥补原有空间的先天不足。 三、空间分类 建筑外部空间按使用性质分,大致可分为以下几类: 1、休憩型 这种类型的外部空间以小区内住宅群中的外部空间为多,一般规模较小,尺度也较小。 2、活动型 这种类型的外部空间一般规模较大,能容纳多人活动,其形式以下沉式广场与抬起式台地居多。如合肥市的明珠广场,其为下沉式广场。而北京天坛的园丘却是抬起式的园台。不同的围合给人以不同的感受。 3、穿越型 城市干道边的建筑及一些大型的观演、体育建筑常有穿越型的外部空间,或者是城市里的步行通道或步行商业街。如合肥市的淮河路步行商业街和花园街,其间点缀绿化、小品等,即可穿越,也可休息,也可活动,可以说是多功能的外部空间了。 四、建筑外部空间设计手法的运用 注重空间行为及建筑设计的关系,城市规划及建筑设计在一定程度上考虑空间行为的规律,才能符合人们生活和社会文化习惯的需要。为了在设计中达到这一目的,通常应注意认知地图的功能和私密性、领域感和个人空间的处理等两方面因素。 为了获得宜人、丰富的外部空间,仅仅一种手法是不够的,需要多种手法的综合运用。根据不同的建筑以及不同的环境需要综合运用不同的手法。 1、层次与序列 要创造有秩序而丰富的外部空间,就要考虑空间的层次。而对于运用空间就要有空间导向,就要有序列,有高潮和过渡。外部空间的序列通常表现为“开门见山”和“曲径通幽”两种。 2、建筑尺度的处理 建筑作为外部环境的主体其本身的尺度必须有适应人体尺度的过渡。正如芦原义信所提的第二次质感一样。建筑本身需要以一个较大的尺度去适应其所处的大环境,又要以一个较小的尺度去满足其本身的外部环境。建筑物应该具有多层次的尺度关系。随着人们生态环境意识的提高和技术手段的进步,人类已能主动地创造高层次的人类生活环境生态系统,尊重环境的自然属性,并整体地考虑生态、社会、文化等环境及其相互关系。 3、空间的延伸和渗透 内外空间及外部空间的相互延伸及渗透是空间的连续和相互作用造成的时空的连续。如中国古典园林中的借景与对景都是空间的延伸和渗透手法的运用。 4、其他 在建筑外部环境运用中,小品及雕塑的运用常常能起到画龙点睛的作用。如贝聿铭先生设计的美国国家美术馆东馆门前的雕塑。有时,雕塑或小品往往就是环境的主题。如合肥市和平广场上的主题雕塑等等。任何建筑形式的法则都不能脱离历史上产生的建筑形式而存在,它只能存在于原先的建筑、城市形态之中。每座城市在漫长的发展过程中,积淀了城市居民的种种意志和行为要求,如社会礼仪、生活习俗、自然条件、材料资源、文化背景、历史传统、技术特长乃至地方和民族的思想、情感、意识等,从而形成了自己特有的文化、精神内涵,因此建筑外部空间的形成要体现这种内在的文化涵义,建筑师应当把握隐藏于建筑形象背后的文化涵义,只有如此才能在建筑环境构成上确切地反映出人们的思想、意志和情感。 五、结语 随道社会经济的发展,建筑业空前的繁荣高速公路、卫星城市、高速公共运输系统的发展而产生的“非城市化主义”浪潮,导致城市越来越庞大,原来的旧市中心逐步荒废,在这种情况下,要求恢复旧市中心的功能,恢复旧城市的面貌、重新给予人们以真正的城市生活品质和内容,新城市主义的主要内容就是恢复旧的城市面貌和功能,以现代需求改造旧城市市中心的精华部分,使之具有符合当代人需求的新功能。向人们提供优美的外部空间是历史的必然,它不同于历史上的私家园林,它是归还给人们属于自己的诗意空间和栖息之所。同时,作为一名建筑师,对于建筑外部空间的重视也应象对建筑内部空间一样,让人们能感受到内外一致的贴切关怀。 建筑设计及其理论论文:注重建筑设计及其外部空间关系的几种理论观点分析 摘要:建筑的外部空间是人造环境重要的组成部分,本文着重分析建筑设计及其外部空间关系的几种典型的理论特点,有助于我们对建筑设计问题的深入思考,使建筑设计过程更具条理性和系统性。 关键词:建筑设计; 外部空间; 环境 建筑与其所形成的外部空间是人类与自然环境相互作用过程中产生的一个人类特有的生物圈,在联系人类生产生活与原生自然环境的纽带方面发挥重大作用,建筑设计与其外部空间关系的分析就是创造这种特有生物圈意义的空间技术,本文着重分析建筑设计及其外部空间关系的几种典型的理论特点,有助于我们对建筑设计问题的深入思考,使建筑设计过程更具条理性和系统性。 1建筑现象学 每座城市在漫长的发展过程中,积淀了城市居民的种种意志和行为要求,如社会礼仪、生活习俗、自然条件、材料资源、文化背景、历史传统、技术特长乃至地方和民族的思想、情感、意识等,从而形成了自己特有的文化、精神内涵,因此建筑外部空间的形成要体现这种内在的文化涵义,建筑师应当把握隐藏于建筑形象背后的文化涵义,只有如此才能在建筑环境构成上确切地反映出人们的思想、意志和情感。在研究外部空间的意义方面,建筑现象学(Architecture Phenomenology )不仅重视建筑的物质属性,而且重视建筑的文化与精神作用,重视生活环境的场所精神。广义的建筑现象学是指运用现象学方法,对人与环境关系所进行的研究,也被称为场所现象学或人居环境现象学。狭义的建筑现象学是指由挪威建筑理论家舒尔茨(Christian Norberg-Schulz)所创立的一种建筑理论。[1]舒尔茨认为建筑现象是环境现象的反映,而环境现象应该包括自然环境、人造环境、场所三个方面。“场所精神”(Spirit of place)是舒尔茨建筑现象学的优秀。场所这个环境术语意味着由自然环境和人造环境组成的有意义的整体。场所不仅具有物质形体,而且还蕴含着精神上的意义,场所的精神比空间和特征有着更为广泛和深刻的意义,建筑的外部空间与内部空间形式是否能获得有意义的场所精神,是建筑作品成败的关键之一。场所精神是在历史中形成和发展的,因此尊重和保持场所精神并不意味着固守和重复原有的具体结构和特征,而是一种对历史的积极参与,这是场所精神的根本意义。 2行为建筑学 在体现人们活动行为规律方面,行为建筑学(Behavioral Architecture)是研究人类行为与建筑环境关系的学科,目的在于建立一套符合行为规律的科学设计程序及理性的建筑设计方法。注重空间行为及建筑设计的关系,城市规划及建筑设计在一定程度上考虑空间行为的规律,才能符合人们生活和社会文化习惯的需要。为了在设计中达到这一目的,通常应注意认知地图的功能和私密性、领域感和个人空间的处理等两方面因素。认知地图是指人们在城市空间环境中的认知能力,建筑与城市布局的特点直接影响着人们的认知程度,运用认知地图的分析方法是根据认知心理学的理论,通过对城市居民的调查而建立起建筑与城市设计的参考框架。凯文・林奇也系统地提出了认知地图的内容与功能,人们对环境的意向由三部分组成:识别性、结构和意义,识别性是指环境中的实体在背景中的关系中具有图的性质,结构指物体在空间上的相互联系,意义指实体或空间的本质,林奇的主要研究集中在前两部分。D・阿波利亚斯(1969年)也曾提出关于建筑与城市识别性强弱的三个因素:即形式、显著性、意义。私密性、个人空间、领域感是人类社会的普遍要求,行为科学的主要贡献之一就是使越来越多的建筑师关心上述行为特征,并产生了世界性影响。 3建筑类型学 任何建筑形式的法则都不能脱离历史上产生的建筑形式而存在,它只能存在于原先的建筑、城市形态之中。建筑类型学(Typology of Architecture)认为,任何建筑形式的法则都不能脱离历史上产生的建筑形式而存在,它只能存在于原先的建筑、城市形态之中,建筑类型学从根本上解释建筑的统一性与变化性相结合的规律,类型学研究的重点主要有三方面:即类型选择(创造的过程就是类型选择的过程)、类型处理(对已选取的类型进行几何简化)、类型与城市形态的关系。从类型与城市形态关系看,罗西把城市当作建筑集合的场所和新形式产生的根本,建筑则构成城市的片断,成为城市的有机部分。他认为城市本身就是一个类型,一个建筑类型层次的终端形式。他曾说:“应建立起建筑的类型,以确定城市形态结构”、“城市中存在的现实形态凝聚了人类生存所具有的含义和特性,城市是他的聚合体、融合着意义和实体。城市是在时间、场所中与人类特定生活紧密相关的形态。其中包含着历史,它是人类文化观念在形式上的表现。”[2]类型的选择和处理的最终目的是要以类型的处理取得城市形态的延续,城市的最终形态是建筑和建筑组群,而建筑和建筑组群之间的关系则要由类型与形态的研究来联系,所以类型学是城市形态研究的重要手段,它能通过研究建筑类型与城市环境的关系,探索城市形态学的科学方法论。 4新陈代谢与共生论 在建筑与环境和谐相处方面,黑川纪章的新陈代谢论将生物学的进化论和再生过程引入城市设计和建筑设计,使技术、自然、人三者和谐地发展。新陈代谢论共同特征是发展的观点,反对把城市和建筑看成固定的、自然进化的观点,认为城市和建筑不是静止的,而是像生物新陈代谢那样的动态过程,认为建筑如同科技发展循环不止,主张在城市和建筑中引进时间因素,明确各个要素的周期,在周期长的因素上装置可动的、周期短的因素,她们以生物学说作为其技术观念的基础,把建筑和城市看作在时间和空间上都是开放的系统。就像有生命组织一样。并强调重视关系胜过重视实体本身,不仅强调整体性,而且部分、子系统、亚文化的存在与自主,还强调历时性(过去、现在、将来的共生)和共时性(不同文化的共生)。黑川纪章还在其基础上发展了过渡空间、模糊性、矛盾心理和多价性理论,并逐渐将其思想发展为更成熟的“共生城市”理论,“共生城市”理论,是基于“生命原理”的一种城市观和建筑观,涉及的重要概念有新陈代谢、循环、信息、生态学、可持续发展、共生(Symbiosis)和遗传基因(Gene)。[3]他认为21世纪是生命原理时代,在生命时代担当主角的是信息传递、生物技术、基因工程和其他隐形技术。“共生理论”包含许多不同的范畴:历史与现在的共生、传统与最新技术的共生、部分与整体的共生、自然与人的共生、不同文化的共生、地域性与普遍性的共生、建筑与环境的共生等。 5生态建筑学 建筑外部空间设计中生态观念的引入不仅使建筑设计综合考虑环境和气候因素,也使建筑转化为高品质空间成为可能。随着人们生态环境意识的提高和技术手段的进步,人类已能主动地创造高层次的人类生活环境生态系统,尊重环境的自然属性,并整体地考虑生态、社会、文化等环境及其相互关系,强调设计每一局部、每一层次同各级环境整体的不少分割性,生态建筑学(Arcology)就是在这一形式下产生的,探讨立足于生态学原理上的建筑规划设计理论和方法,为的是处理好建筑与环境的复杂关系,其任务是改善人类聚居环境,目标是创造自然、经济、社会的综合效益。其有关于建筑与环境主要内容为确立生态平衡观点及两个原则:整体有序和循环再生原则。麦克哈格(Ian L.MCHarg)所著《设计结合自然》一书表明生态学和建筑学经各自的发展走向结合,在更高层次上给建筑及规划设计带来了新的思想、注入了新的活力。此外上世纪90年代,美国建筑界的环境意识越来越强烈,产生了强调建筑应该具有包含自然环境生态功能的所谓“环境派”,比较典型和突出的环境派建筑设计集团是美国的“赛特(Site)设计事务所”,还有一些西方建筑家在设计上提倡使用资源最丰富的木材,以保护资源平衡,主张使用再生材料、循环使用的材料,特别是金属材料和玻璃材料,拒绝使用很难自然分解的塑料建筑材料,以保证生态环境的净化。美国建筑家彼得・福布斯(Peter Fordes)等人就是这个流派的代表,这批人也是环境派的重要组成部分之一,具有越来越大的影响。 6新城市主义 自从50年代以来,随着高速公路、卫星城市、高速公共运输系统的发展而产生的“非城市化主义”浪潮,导致城市越来越庞大,原来的旧市中心逐步荒废,在这种情况下,要求恢复旧市中心的功能,恢复旧城市的面貌、重新给予人们以真正的城市生活品质和内容,新城市主义(New Urbanism)的主要内容就是恢复旧的城市面貌和功能,以现代需求改造旧城市市中心的精华部分,使之具有符合当代人需求的新功能,但是要保持旧的面貌、旧城市的尺度、城市和建筑之间的关系。使城市重新成为人们集中居住、工作和生活的中心,建筑设计的方式是基本不进行新建,而采用在旧建筑基础上的重建、改建、修饰的方法、保留旧建筑、旧城市的完整面貌,并赋予它新的功能内容。新城市主义对于未来的城市发展模式及建筑与城市环境的关系问题提供了一个新的、成功的模式。
高中生物实验教学研究:高中生物实验教学问题及对策 高中生物是一门依赖实验操作、所有的知识学习都来源于实验的学科,所以,为了促进我国高中生更好地掌握生物知识,各个学校应当重视生物实验教学,并对学生的高中生物实验进行有效指导。教师在实际的生物实验教学中应采取科学、合理、有效的方法,尽量规避高中生物实验教学存在的问题,增强生物教学效果,为促进学生学习高中生物打下坚实的基础。 一、高中生物实验教学存在的问题 (一)课时不足,分配不均 相对于初中而言,高中的课业安排比较紧凑,科目之间、章节之间、教学测试部分之间都存在着或多或少的分配不均问题,生物也是如此。如何在有限的课堂时间内完成课程改革要求的教学目标,同时还要符合素质教育的要求,是一件令老师甚至令学校头疼的一个问题。在新课程改革的环境下,生物教学实验的标准和内容在不断增加,而生物教学的课时却依然未变,这会导致教师只重视理论讲解,忽视实践操作。考试大纲规定的实验操作每一个都是考试的重点,在有限的时间范围内完成规定的目标对每一个生物老师都是一个难题。因此,课时不足是高中生物实验教学的主要问题之一。 (二)实验教学模式不科学 尽管我国的高中生物实验教学经过了很多年的改革,虽说其教学模式已经迈向科学化,正在不断进步,但是仍然受传统教学观念的影响,这导致在高中生物教学中存在着模式不可续、落后、低端的现象。如高中生物实验课程中,学生不是在老师讲解的基础上根据自己的理解和观点进行生物实验操作,而是通过老师的引导一步一步地按照老师的意思进行操作。虽然这种实验操作可以减少学生出现错误问题,但是这样重复性的操作会使学生完全丧失自主性,使学生对生物实验操作没有积极性,学生在实验中创新能力没有得到有效的提高。 (三)教师缺少对生物实验教学的研究 在我国的高中教学中,生物实验教学长期被忽视,这导致教师对生物实验教学缺乏研究。教师对如何组织生物实验教学、对实验教学的研究不足,导致学生不可能通过实验操作更好地理解生物知识。对于探究性试验而言,教师应当有较高的实验教导能力和技能,而在这方面教师的能力显得捉襟见肘。在新课程的实施过程中,生物教师工作量比较大,实验过程前,教师很少抽出时间提前练习实验,所以对实验过程中出现的问题预测不足。 (四)缺乏对学生动手能力的培养 在高中生物教学中,培养学生较强的动手能力也是培养学生形成生物学习兴趣的重要举措。在高中生物教学中,有很多知识可以由学生自主完成,但是在高中教学中,教师为了赶进度,缩短学生的自主学习时间,原本学生可以自主完成的实验被老师一步一步引导的实验所代替,这使得学生对生物实验丧失乐趣,从而对高中生物的学习失去兴趣。 二、高中生物实验教学对策 (一)联系生活实践,科学实验教学 作为一门基础学科,高中生物知识是和生活息息相关的,所以,教师在教学高中生物时可以在知识点中间加一些生活的实际案例,以吸引学生的注意力,让学生把兴趣放到实践中去。如“基因突变”“细胞癌变”等实例,其中畸形儿就是基因突变导致的,而咸菜、烧烤等物质就是引发细胞癌变的元凶。教师对生活中案例的讲解既可以让学生通过书本的知识联系实际,又能让学生加深学习的印象。在教学过程中,教师应当以生活中的实际案例结合书本知识让学生完成对知识的理解,使学生对生物知识产生兴趣。 (二)增加实验教学课程,满足实验 教学时间并加大资金投入力度在高中生物教学过程中,教师在教课的过程中完全是按照学校制定的课程表进行的,教师不可能把讲解理论知识的时间留给学生进行实验教学,这造成了学生实验教学时间过短现象的出现。学校应当专门制定出一个时间段,用这个时间段开展生物实验教学,加强生物实验教学,使学生和教师能全心全意地投入到生物实验教学中,从而满足实验教学的要求,使学生可以加深对知识的记忆。学校的领导可以合理地安排学校的流动资金,以更好地完善学校的生物实验设施,社会和国家也应当对高中进行一定的扶持,其客服资金缺乏的障碍,为学生的实验教学的开展提供奠定基础。 (三)改变实验教学模式和评价方式 传统的生物实验教学应当进行一定本质性的改变。传统的生物实验教学使学生处于被动的地位,从实验设计和操作到研究结论,学生并没有参与其中,会导致学生对生物实验的兴趣不高。生物实验教学模式的转变首先要从学生做起,加强学生对生物实验的参与度,让学生参与到生物实验的设计环节中去。如在细胞的观察过程中,生物组织的糖类、脂肪、蛋白质等试验都需要实验器材精准,学生参与其中可以训练基本功,提高基本素质。高中生物实验教学也要改变评价方式。之前的评价方式看中的是实验进行的次数,而新的评价方式应当注重实验过程中的每个细节、实验能力,同时也要通过客观的角度对实验的准确性进行更高的评价。我国生物实验教学存在着许多需要改进的问题,教师要肯下功夫、愿意投入大量时间精力,用心揣摩,以有效提高教学效率,提高学生的自主能力,使学生的整体综合素质提高。 作者:王立艳 单位:河北省巨鹿县第二中学 高中生物实验教学研究:高中生物实验教学新模式研究 摘要:生物学是一门以实验为基础的自然科学。在新课程背景下的高中生物实验教学中,可以把部分实验设计成研究性课题,让学生进行探究,效果更佳。通过十年的教学经验,结合生物实验教学的特点和学生能力的培养,生物科学素养的形成,以植物向性运动的实验设计为例,探索出把生物学实验巧设成研究性课题的有效性教学。课题研究可采用实验研究法,按照课题研究的程序实施,即准备阶段、实施阶段和结题阶段。并分别对这三个阶段的任务作了部署,为生物实验教学提供参考。 关键词:生物实验教学;研究性学习;研究性课题 据新课改后高考趋势来看,生物题量并不多,但是生物实验题年年都涉及,分值也较高,重在考查学生的实验探究能力和学生的生物科学素养的形成,为此,教师应该重视生物实验教学。常见的生物实验有探究性实验和验证性实验,在这两类实验教学中,教师都可以把研究性学习的特点、方法和过程运用起来,特别是探究性实验更为突出。研究性学习是学生在教师的指导下,从自然、社会和生活中选择和确定课题进行研究,并在研究过程中主动地获取知识、应用知识并解决问题的学习活动。在生物实验教学中,可以把某些实验设计成一个课题让学生分组研究,从而更好地培养学生的实践能力和创新精神,以及学生生物科学素养的形成。 1.准备阶段 准备阶段即问题情景阶段,对于植物向性运动的实验设计这个实验与高中生物中的其它实验在时间限制上有所不同,很多实验可以在一课时内完成,而此实验在一课时之内或更多课时都不能完成的,教师最好把此实验转变成一个课题,让学生成立生物课题兴趣活动小组,对这个实验展开研究。 1.1成立生物课题兴趣活动小组 新课标教学下,要求学生重点掌握植物向光性及向地性实验设计,还可以设子课题。为此,教师可以安排学生自由组合成课题小组。在成立课题小组时,要根据学生的兴趣进行组合,三至六人一个课题小组。这样,每个班就有多个课题小组,分别研究这两个实验。笔者所教的班级学生就是按这个方法成立的课题小组,便于每组中的各个成员都能够相互配合,不会半途而废。 1.2选择并确定课题 根据学生成立的课题小组,每组自行选择并确定好课题,每个班至少有两个不同的课题:一是植物向光性实验设计,二是植物向地性实验设计。尽可能地鼓励学生设立子课题进行研究。 1.3查找资料 研究性学习是一个开放的学习过程,在学习中,要培养学生围绕研究的课题主动地查找、收集、加工和利用信息的能力。教师应指导学生查找有关的资料、文献、书籍等,教学生查找资料的方法并制作资料卡初步处理资料、查找资料,可以了解国内外研究现状,取得的进展,遇到的问题,能否开题。 1.4填写开题报告书 学生已经确定了课题,查找了资料,但是还有其它的条件必须具备,如实验材料、器材、药品等,有了这些条件,此课题是否能长期实施下去,值得学生思考。所以教师应该指导学生填写开题报告书,制定研究计划、实施方案、成果预期等。经指导教师审阅后,如果条件具备,则进行开题报告会;如果不具有可行性,则教师要帮助学生寻找不具备的器材、材料等,让每组的课题都能实施。 1.5撰写准备阶段阶段性总结 在准备阶段学生完成了成立课题小组、选择和确定课题、初步查找资料和填写开题报告书等任务,教师应该要求学生写出这一阶段的阶段性总结,从而使学生体会此阶段的感受与阶段性成果。 2.实施阶段 实施阶段即实践体验阶段,在确定需要研究解决的问题以后,学生要进入具体解决问题的阶段,通过亲身参与研究探索、体验形成一定的观念、态度,掌握一定的研究方法。实施阶段占用的时间比准备阶段和结题阶段的时间要长,是课题式研究的主要环节。 2.1指导学生实验材料的选取 教师在研究性学习中起指导作用,教师应指导学生选取合适的材料,如植物幼苗(玉米、小麦等),刚萌发并已长出幼根的蚕豆种子或玉米种子等,分别为植物向光性和向地性实验设计的材料。当然,鼓励学生尝试用其它材料做此课题,通过实验对照,探索出影响植物向光性和向地性的外界因素和内部因素,使实验结论更具有说服力。 2.2指导学生的实验步骤 本实验不一定在实验室做,可以在家中或其它合适的地方做,教师在此过程中起指导作用,学生遇到了什么疑问或者每天观察到的现象,要作好记录,最后由组长与老师和其他同学交谈,分析讨论产生某现象的原因。研究性学习要求教学中要改变教师的教学方式和学生的学习方式,为学生构建开放的学习环境,提供多渠道获取知识,并将学到的知识应用于实践的机会,促进他们形成积极的学习态度和良好的学习策略,培养创新精神和实践能力。教师不能先告诉结果,要由学生自己去探索、体验得到结果,学生要对观察到的现象、结果作好详细的记录。实验过程直接影响到实验结果,教师应作为学生学习的组织者和指导者,指导学生做此实验。其实,在此过程中就无形的建立起了新型的师生关系,学生也体会到了科学家探索真理的艰辛。在探究过程中学生的生物科学素养是自然感知的,不是教师传授的,这正是现代教育中提倡对学生优秀素养的培养的要求所在。 2.3初步的交流 不同课题小组得出结果后,要进行初步的交流。讨论、思考产生不同现象的原因,比如植物向光性实验设计和观察这个课题,如果材料完全相同,但实验结果有所不同,可能就是外界条件控制得不一样,如单侧光照射或密闭黑暗盒子是否控制得严密等等,出现这些问题,学生应该交流,找出失败原因。常言道:“失败是成功之母”,教师应该给学生信心,重复实验,直到成功。学生通过在小组内或小组间充分交流,学会认识客观事物,认真对待他人意见和建议,正确地认识自我,并逐步丰富个人的研究成果,培养科学精神与科学态度。学生通过科学的研究方法,经过教师的精心指导,经过初步的交流,得出结果。 2.4撰写实施阶段阶段性总结和中期汇报 实施阶段是课题研究的主要阶段,也是中心环节。此阶段学生完成了收集资料、实验材料的选取和实验实施步骤等任务,教师应该要求学生对此阶段作阶段性总结和研究中期汇报。通过总结,学生懂得科学家们探索真理的艰辛、实事求是的科学态度及科学的研究方法;通过中期汇报,指导教师也能充分了解学生对课题研究的进展、遇到的困难和下一步的计划。 3.结题阶段 结题阶段即表达交流阶段,是研究性学习的最后一个阶段,也是一个必要的阶段。在这一个阶段,学生要将对可统一研究的所有资料、实验过程记录和实验结果等数据,进行整理、总结、提炼,形成书面材料,撰写出课题研究结题报告。 3.1成果的展现 成果的展现形式具有多样化,经过学生做完此实验后,以课题组为单位,可以撰写实验报告,撰写科研小论文,也可以展现实验设计方案与装置等。在此阶段还可以开辩论赛,学生通过辩论、交流分享研究成果,在交流中,学生会懂得欣赏和发现他人的优点,学会客观地分析和辩论地思考问题。有的课题组可能会得出错误的结果,教师应该鼓励学生、帮助学生找出实验失败的原因,并纠正错误。虽然结果错了,但是在此研究过程中,学生同样获得了很多知识,研究性学习特别注重过程的体验,关注学生在过程中学习,在过程中成长。 3.2心得体会 结题后,教师最好再安排学生写一篇研究过程的心得体会,与学生做朋友。教师去了解学生的想法,有什么样的成果或建议,对合适的建议教师应该采纳。只有这样,教师才能更了解学生,教师作好教学反思,从而为高中生物学实验带来一定的参考性和指导性,使教学效果更加完美。通过此课题,原本是一节课或多节课都完成不了的实验,却把它设计成学生课题来研究,大大提高了生物实验教学的实效性。除此之外,还有其它实验如《甲状腺激素对蝌蚪变态和发育的影响》、《探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度》、《设计并制作生态瓶》、《果酒和果醋的制作》等也可以用此方法教学。教师把“三维”教学目标带进了生物实验教学课堂,展现了良好的教学效果。在研究过程中,学生体验了生物科学家们探索真理的过程,学生具有一定的收集、分析和利用信息的能力,学生学会了团结、分享与合作精神,树立起了一定的科学态度和科学道德,提高了学生的创新能力和实践能力。 作者:万显发 单位:铜仁市民族中学 高中生物实验教学研究:高中生物探究性实验教学方法 随着素质教育的不断深入,课堂教育教学改革持续推进,高中生物教学也要积极改进和创新教学方法,以期不断提高高中生物教学的质量。笔者经过实践与探索,认为探究性的教学方法能够让学生积极主动地去学习生物知识,将生物教材中的验证性实验转变为探究性的实验,可以满足学生的实际需求。通过探究性实验教学能够使学生的实验操作技能得到提升,也能够使学生的探究能力得到提高,形成科学的学习态度,保证生物研究性学习目标的顺利实现。本文拟就高中生物探究性实验教学方法进行分析和研究。 一、做好高中生物实验准备,丰富学生的生物知识 笔者认为,在高中生物教学中,实验教学是比较重要的内容之一,在生物实验教学时,为了提高实验效果,教师一般应在实验前都做好相应的准备工作,在教师的指导下,学生完成生物实验操作。但是目前的现实情况是,在一些课堂教学中,在学生实验准备方面还很少受到关注和重视。其实在学生学习新知识前,是有必要为学生提供一些他们熟悉的材料,并让学生对这些材料进行学习和熟悉,通过人为的方式将材料中的一些与新知识有关的内容纳入到学生的认知结构中,从而使学生能够更好的了解利用这些知识。高中生物实验教学也应使如此,在组织学生进行探究性实验时,在有些工作上教师不能完全替代学生,也要为学生提供自主操作和学习的平台,教师只是学生学习的引导者和组织者,以平等的身份参与到生物实验研究中,不能用自己的思路和想法左右学生,使实验达到既定的结果。需要坚持学生在生物实验中的主体地位,为学生提供更多的信息与资源,启发学生,引导学生,让学生产生疑问,提出疑问,并积极探究和创新,强化学生的思考能力,使学生在探究性的生物实验中发挥自己的智慧与能力。实验前,教师应为学生提供有价值的信息,比如在进行“可溶性还原糖的鉴定实验”时,教师就可以先组织学生查阅资料,并思考问题,诸如可溶性还原糖主要有哪些?可以使用哪些试剂鉴定可溶性还原糖?使用什么样的实验材料才能够获得更明显的结果。学生在实验材料搜集以及准备的过程中能够获得更多的知识,并且对于探究性实验的开展也是极为有利的。 二、重视探究性实验方法,提升其有效性 一般情况下,探究实验的方式就是准备、实验、总结、深化等过程,准备环节,教师需要有意识、有目的的诱导学生,让学生能够明确认识探究的目的以及途径,实验过程中,教师需要指导学生明确观测的方法,对实验的原因进行分析,把握好时机诱导学生,使其认真思考。如果在探究性实验中,教师能够把握好时机,创设带有疑问的情境,就能够达到良好的效果。比如在进行“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”的实验时,学生使用花生、白萝卜和大豆进行实验,经过检测发现花生中含有脂肪,白萝卜中含有还原糖,大豆中含有蛋白质。这种实验比较简单,而且成功率比较高,因此教师就可以在实验中提出问题,为什么只选择这三种材料进行实验,可以用其他材料代替吗?让学生尝试思考使用其他材料代替实验,并验证结果。然后在引导学生思考,生物组织中只是含有一种物质吗?比如花生中只含有脂肪吗?还有没有其他物质?这样学生就会意识到生物组织中不只含有一种物质,然后进行实验探究。通过这种方式,让学生自己进行思考,教师只是实验的组织者,让学生自由思考,深入探究,从而提高其探究意识能力。 三、注重学生的参与性,认真分析实验结果 在传统的生物实验教学中,教师只注重实验的结论,对实验过程基本是忽视的,这种教学方式无法将学生的智慧能力展现出来。应组织学生进行科学、实事求是的实验,让学生在实验过程中积极探究和明白创新、协作等精神,能够积极参与到问题的探究与解决中。生物实验教学中,教师要注重学生的实验过程,了解学生在实验过程中遇到的问题,并进行科学的分析,才能够更好地分析实验的结果。总之,探究性实验教学没有固定的教学形式,但是对于学生学习能力、探究意识以及创新精神的培养都是极为有利的。高中生物教师应提高对探究性实验教学方法的重视,积极开展探究性实验,大力激发学生对生物学习的兴趣,不断地促进学生的全面发展。 作者:孟庆华 单位:松原市第二高级中学 高中生物实验教学研究:高中生物实验教学的策略 摘要:实验是生物学形成和发展的基础,实验教学在中学生物学教学中有着举足轻重的作用,是教学过程中重要的组成部分。传统教学中生物实验教学长期以被认为是理论教学的补充,从属于理论教学。随着新课程的推进,高中生物课程中加大了实验教学的比重,力图通过实验教学激发学生的学习兴趣,培养学生的各种能力和科学态度。就优化高中生物实验教学的策略进行探讨。 关键词:高中生物;实验教学;策略探讨 实验教学是生物教学中不可替代的组成部分,通过实验来探究生物的规律,不仅能帮助学生理解和掌握生物学知识,而且还能培养学生的创新思维、观察能力、实验操作能力以及分析解决生物学问题能力,实验教学是达成高中生物教学目标的有效途径。新课程增加了教材中实验所占的比重,突出了实验教学重要地位,将发展学生的科学探究能力和增强学生的生物学实验的基本技能列入了具体目标。而且从理科综合测试的发展趋势来看,实验试题着重于考查学生设计和完成实验的能力。可以说优化高中生物实验教学,不但有利于学生掌握知识和技能,而且是生物教学发展的需要,更是培养新时期人才的要求。本文结合教学中对高中生物实验教学进行优化的尝试,提出以下几点建议。 一、教师要转变教学观念,提高自身素质 传统的教学模式中,学生在实验教学过程中往往都是受教师支配进行操作,属于被动的接受,不能体现实验探究性的目的,对学生能力的培养和素质的提高更无从谈起。因此教师要积极转变观念,从思想意识上充分认识到实验探究对培养学生能力,实现新课程目标的重要性,才能真正改变实验教学的现状。由于新教材加大了实验教学的比重,增加了许多实验和实习的内容,这就要求生物教师必须加强学习,提高自身素质,除了具备较强的实验操作和一定的实验教学管理能力之外,还要有较强的实验创新意识,以适应新的教学要求。教师首先要对实验探究要有积极态度,坚定的信念,执着的精神,同时要善于学习和积累,不断提高自身素质和实验探究教学的能力。 二、完善实验教学设施 当前很多学校实验设备难以适应新的教学要求,实验教学受到场地、器材和设备的制约,导致学生无法通过生物实验教学理解和掌握教学内容,生物实验教学难以达到新课标的要求。学校及有关部门应对实验教学有足够的认识,根据新课标的要求,投入一定的经费配备必要的实验设备、器材等,支持实验教学的开展。另一方面教师也应刻克服困难,充分利用一些优势资源,充分发挥自己的创造力,利用现有实验条件,合理改进实验,完成教学目标。 三、优化高中生物实验教学过程 根据学生实验目标的不同可以将高中生物实验教学分为技能性实验、验证性实验以及探究性实验。教师要对具体的实验教学进行分析,根据不同的实验类型做好实验教学设计和规划,引导学生开展有效的实验教学。1.技能性实验以训练学生操作技能为主,目的是要通过实验让学生掌握仪器的规范使用,和生物实验基本操作技能。这种实验主要通过增加训练量来提高教学效果,孰能生巧,通过训练让学生了解实验中的一些常识,学会规范使用器材。2.验证性实验以检验已知的事实、概念或原理的真实性为目的所进行的实验过程,能有效培养学生掌握一定的知识和技能。可以通过优化教师指导以及将验证性实验改成探究性实验的策略优化验证实验教学。教师根据教材内容和学生经认知进行有针对性的指导,可以先让学生初步尝试,教师再根据尝试中出现的问题进行示范讲解,然后让学生再次尝试,直至基本掌握操作要领。另外就是尽可能的将验证性实验转换为探究式实验,从实验原理的角度和实验过程的角度将验证性实验改进设计为探究性实验。3.探究性实验是以实验者在不知晓实验结果的前提下,通过用实验来验证自己的质疑和假设,同归分析和思考最终归纳总结得出结论,形成科学概念的过程。实验探究法的一般模式是:问题诱导-产生质疑-大胆假设-实验验证-思考分析-归纳总结。探究式实验教学是教师发挥其主导作用和学生的主体作用,让学生通过一系列的自主探究实验,主动的掌握认识和解决问题的方法,通过研究客观事物发展的起因和事物内部的联系,发现其中的规律,最终形成对概念的认知。探究性实验中教师要设置有效的问题情境,引发学生产生质疑,将学生注意力吸引到教学内容上,然后让学生对质疑进行大胆的猜想和假设,并针对假设设计实验进行验证,在得到验证的成果之后进行思考和分析,最终归纳总是得出结论。例如探索蔗糖溶液质量浓度与植物细胞发生质壁分离和分离现象的关系,预测植物细胞细胞液的浓度等实验都可以用探究式实验进行验证。学生在探究过程中收集和分析得到的信息,并对信息进行加工和处理,有助于培养学生的各种能力和综合素质。 四、改进高中生物实验教学的评价体系 教学过程中的有效评价是不可缺少的,评价是教师了解教学过程、激励学生学习的重要手段。生物实验教学需要建立科学合理的评价体系,对实验过程与实验结果进行科学合理的评价,有助于优化实验教学,提高教学质量。在实际教学中,教师对学生充分肯定和理解才能让学生保持长久的学习兴趣,从而主动参与到生物实验教学的探究中去。优化高中生物实验教学对于高中学生来说,是提高生物教学质量的有效途径。伴随着新课改的不断深入,对生物教师也提出了更高的要求,要通过加强学习,提高自身的业务水平,认真钻研新教材,不断优化和改进高中生物实验教学有效性,提高教学质量。 作者:马衍红 单位:山东省泰安第一中学 高中生物实验教学研究:高中生物实验教学问题与对策 摘要:现阶段我国的教学改革有了进一步深化,在这一教学改革过程中,加强高中生物实验教学模式优化就显得尤为重要。高中生物实验教学是对学生的实践能力和理论结合的重要培养,所以要能在这一方面的教学中能得到充分重视。基于此,本文主要就高中生物实践教学的价值体现和存在的问题进行详细分析,然后结合实际对高中生物实验教学的优化策略进行探究,通过此次对高中生物实验教学的理论研究,希望对学生的学习实践能力加强有所裨益。 关键词:高中生物;实验教学;问题 一、引言 新课程标准的进一步实施下,也对高中的生物教学提出了更高的要求。以往的教学模式就不能有效适应当前的教学发展要求。现实的高中实验教学与国家新课程标准相去甚远,没有更高层面审视新课程标准,没有达到提高学生科学创新思维的目的,高中生物教学实验教学是对学生理论知识学习的验证,以及对学生实践操作能力培养的重要方法。在当前教学中还有着多方面的问题有待解决,加强对高中生物实验教学的理论研究对实际的教学发展就有着实质性意义。 二、高中生物实验教学的价值体现与问题分析 1.高中生物实验教学价值体现分析。高中生物教学中的实验教学是学生学习的重点,但也是教学的难点。由于实验需要的场所以及器材等都需要资金进行支持,一些学校由于资金的问题,就不能有效满足实际的教学需求,所以在实验教学方面就存在诸多问题。加强对高中生物实验教学,有着诸多的积极作用发挥,对学生的实践能力培养有着积极促进作用。学生在高中的生物学习过程中,有的一些生物知识点必须要通过实验教学才能得到解决的。学生在高中生物学习中的创新思维还不够,而在实验过程中,学生对实验操作的方法以及理论知识的运用等都能够起到综合应用的作用,让学生能够融会贯通,在创新思维上得到加强。并且在生物实验教学过程中,也能有效保障教学的质量和效率得到有效提升[1]。2.高中生物实验教学存在的问题分析。首先,教育主管部门问题。从当前我国高中的生物实验教学的现状来看,还有诸多方面存在着问题有待解决,这些问题主要体现在对新课程教学的理念没有重返全面的认识。新课程改革是对传统教学模式的突破,是对素质教学目标的追求,让学生掌握课堂的主体性发展地位。但在高中生物实验教学过程中,一些老师对新课程改革的一些要求等没有得到充分详细的了解,在教学理念上也相对比较模糊,这样就很难将实验教学的模式得到创新发展。再者,教师方面问题。高中生物实验教学中,在实验教学的理念上没有和时代教育的发展要求相契合。新课程教学对学生的创新思维以及实践能力的培养等比较重视,但是收到传统教学教学思想观念的影响,一些教师在实际的生物实验教学中,还没有将教学观念及时的转变。在具体的实验教学中,只是简单的进行操作让学生观看,学生的动手实践机会比较少。另外,学校方面的问题。高中生物实验教学中的实验教学条件没有得到满足。一些学校在实验的场地以及相关的器材仪器等方面都没有得到完善具备,就造成了实验中需求的器材等比较缺乏,这就造成了生物实验不能有效开封站[2]。还有是实验员自身的专业知识水平不高,在一些实验课程的准备工作做好,工作中缺乏有效管理,工作效率不高,而且实验教学本身繁琐,这就对生物教学的进一步发展有着很大的影响。除此之外,高中生物实验教学中的课时不足以及教学的模式没有科学化等问题也比较突出。在实验课程的模式上比较单一化,没有个性化的指导,学生对相关的实验也不感兴趣,老师在实验教学中的态度有待端正,这些方面的问题对学生的实验实践能力以及创新思维的发展都有着很大的影响,所以要充分重视这些层面的问题,并要找到应对的策略加以解决。 三、高中生物实验教学优化策略探究 基于以上问题笔者结合实际对高中生物实验教学的问题解决进行了策略探究,如下:第一,对高中生物实验教学进行优化要从多方面进行考虑,首先要能从实验教学的观念上进行转变,对生物实验教学的重视度要能得到有效加强。将高中生物实验室的教学成效进行有效提高,生物教学中,有诸多方面的内容都是需要进行实验才能解决的,所以要能在实验教学方面能够充分重视[3]。第二,高中生物实验教学中要将理论和实践两者得到有机结合。在思想观念上得到了转变之后,就比较有利于下一步的教学计划实施,也就是在教材的基础上,将理论和实践教学的结合能够紧密化,充分重视实验教学的理论知识运用。这样才能有利于培养学生的创新思维。高中的生物实验教学不管是必修的教材还是选修的教材,都要能够进行精心的设计,让学生的生物知识得到有效的运用,通过实验教学来加以呈现。第三,对高中生物实验教学要将生活和理论相结合,生物实验课程是和生活实际有着密切关系的,所以在进行实验教学过程中,就要将其和生活得到紧密联系,这样就能引发学生的共鸣,在知识的理解上就比较方便化。可以将生活中的一些生活实例在实验教学中进行融入,让学生对实验的价值作用以及重要性能够有充分的认识,并能够在相关实验教学下,认识到生物知识学习的重要性[4]。第四,对高中生物实验教学的模式创新要充分重视,并要在教学评价的方式上能得到充分重视,只有如此才能保障生物实验课程教学改革的进一步深化。 四、结语 总而言之,对高中生物实验教学过程中,要充分重视和学生的实际相结合,在实验过程中要注重学生个性发展,让学生的学习积极主动性在课堂教学中得到充分展示,这样才有利于学生的全面素质培养发展。通过高中生物实验教学提高了教师实验教学能力,提高了学生科学创新思维,提高学生综合素质。此次主要从高中生物实验教学的价值体现和现状进行了分析,并对教学的策略进行了探究,希望有助于实际教学发展。 作者:孙超
环境工程论文:企业绿色化环境工程论文 1环境工程概述 “环境工程”当属企业发展的一种战略形势,每个公司在寻求新发展的时候都会集思广益,找寻各种新思想,新计划。而这些计划是否得以实施,很关键的地方就在于它是否与时俱进。21世纪最重要的就是“环境工程”。而环境工程也将是企业战略中讨论的重中之重。各个企业通过各种渠道,建立一个绿色企业价值链接,实现企业产品在整个周期中的绿色运作。实现可持续发展的绿色企业模式,这将非常可观。 2环境工程技术的主要内容 环境工程技术的发展在每家企业呈现的方式不尽相同,由于地理区域,人文环境的不同对环境工程内容的划分也就不一样了。根据学者专家的分析与评估,一般将环境工程的内容分为以下三大类: 2.1废水、废气、废物垃圾的处理 可以说,这是环境工程当中最重要的一环。环境污染是我国现代企业最头疼的问题,而且我国现代企业的环境污染治理处于起步阶段,存在很多的不足。各大企业绞尽脑汁,寻求多种方法,排污止水。这一内容将是众多企业发展绿色经济的战略目标之一。 2.2被污染环境的检测与评估 环境污染的检测与评估包括很多内容,比如说,“大气污染物的检测与评估、水体污染的生物监测与评估、化学诱变物的检测”等等,这些都属于污染检测的范畴。污染检测一般需要专业人士以及专业机器进行操作。 2.3污染环境的综合治理 这是环境工程的目的所在,随着世界经济的迅速发展,环境污染对人类生存环境造成一定程度的危害,环境污染也成为制约企业经济发展的重大障碍之一,所以污染治理迫在眉睫。值得欣慰的是,我国相继出台一系列的环境污染治理措施。希望在不久的将来,人类将继续拥有一个美丽的蓝天。 3企业发展的现状分析 经济的迅速发展给企业带来福利的同时也带来了或多或少的麻烦。比如说,中国各行各业的发展竞争日益加剧,随着企业收支的不平衡各种竞争手段相继出现,进行恶性竞争的公司也大有人在。这在一定程度上就加重了环境污染。还有就是部分企业的创新能力相对较弱,公司的发展依然延续旧的发展模式,在经济发展的大洪流中无法跟上时代的脚步,注定会被淘汰。公司没有创新能力,在一定程度上与可运作资金有关,近年来,由于金融危机的影响,使得部分企业面临倒闭,能够生存下来的大多也都捉襟见肘,更不用提创新了。所以,企业发展有一个新的方向、新的理念至关重要,抓住时代的契机,顺应时代的发展,就会有另一番新的景象。21世纪,人们最看重的就是“环境”,环境污染,环境治理是人们最关心的问题,各个企业抓住这一趋势,扭转企业战略,迎头赶上,相信在不久的将来就会有很大的进步。 4环境工程在企业发展中的作用 4.1环境工程缓解企业运作压力 众多企业在运作的过程中会产生或多或少的产品垃圾,这些都需要企业进行全权负责。这就直接导致企业会支出一部分的资金进行污染治理,这项污染治理的资金包括前期治理污染的资源消耗,解决污染的消耗,保护被污染环境的消耗等等。据统计,企业关于环境维护与治理的成本将近占总成本的一半。自从企业引进环境工程技术以后,只需建立一个完善的环境工程技术系统,就能降低由环境污染所造成的一系列问题。 4.2顺应时展,建立循环利用的企业资源 由上可知,企业相继引入了一个完善的环境工程技术系统,这项技术最大的优点就是实现资源的回收再利用。因为在企业发展的过程中会产生大量的废物、废气、废水。通过环境工程中的综合治理环节,就可将这些废弃物“变废为宝”,并运用具有高科技含量的环境污染治理技术,使企业的生产垃圾在最后排出的时候是零污染,变成可回收利用的企业资源。这样在一定程度上就节约了企业的支出成本,对企业经济的发展有很大的促进作用。 5结语 据不完全统计,企业发展中运用环境工程技术的占半数以上,说明环境工程在企业发展中的运用越来越频繁,环境工程不仅给企业带来了明显的收益也为实际环境的发展做出了卓越的贡献。环境工程对企业发展的作用毋庸置疑,随着国家各项条例的实施,各大企业进行相应的调整,将这项意义非凡的工程一直进行下去。 作者:姚东晓 崔玉宝 单位:栾川县环境保护局 环境工程论文:优秀团队建设视域下的环境工程论文 一、以课程群建设为优秀组建教学团队 环境工程专业每隔4年修订一次培养方案,2012版培养方案中学科基础课程有流体力学、环境工程原理、环境工程微生物学、工程制图与CAD基础、工程力学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理,共13门课程53学分。专业必修课程有环境监测、大气污染控制工程、水污染控制工程、固体废物处理与处置、环境物理性污染与控制、环境质量评价,6门课程15.5学分。专业选修课程有排水管网、给水工程、传热传质学、城市规划等,16门课程29学分。实践教学环节有6周的认识、生产、毕业实习,环境监测、环境工程2门实验、泵站、大气污染控制、水污染控制、固体废物处理、排水管网、给水工程、环评7门课程设计、毕业设计等,共17门课程45.5学分。2012版培养方案较2008版减少了30学分,总的特点是“三重”,即重基础、重实践、重专业方向,力争让学生具备大学生基本素质和自我学习能力,专业上突出按方向培养,系统深入掌握水、气、固、环境管理规划某一个方向知识。环境工程专业逐渐组建大气污染控制、水污染控制、固体废物处理和环境规划管理4个方向的教学团队,承担相应方向的课程群建设,开展教学改革和科学研究。 二、教学团队带头人和骨干教师遴选 教学团队带头人作为团队的“领头羊”,引领着教学改革和科学研究方向,是教学团队的优秀和灵魂。教学团队带头人除具备较高的学术造诣、创新性学术思想和良好的组织协调能力外,还应长期坚持在本科教学第一线,致力于课程建设,具备目光远大、胸襟开阔、善于沟通、甘于奉献等人格魅力,以学术精神、学术水平带动和影响团队成员参与团队的各项建设,促进学术成果的教学转化,吸引并带动一批有创新能力和突出发展潜力的中青年教学骨干,组建合理的教学梯队。教学团队成员除年龄和职称结构合理外,也需考虑基础知识、专业知识、实验设计实践环节、科学研究和工程应用等多方面人才互补。骨干教师遴选以本专业教师为主,但需跨学科、跨专业、跨院系,甚至跨地域吸收引进优秀骨干成员。团队人员数量以8~15人为宜,其中包含3~5位校外专家顾问。团队梯队人员结构既注重基础和专业结合,也注重校内、外联合、基础理论研究和工程应用结合。 三、开展课程群教学改革 (一)课程群建设规划 精品课程建设在新一轮高校教学改革中具有带动主要课程群建设与改革、推动品牌专业立项与建设、开创院校办学特色等重要功能。教学团队以精品课程的建设目标和要求编制课程群建设规划,明确和制定课程群建设目标和任务,以及建设的具体措施与对策。精品课程有院级精品课程→校级精品课程→省级精品课程→部级精品课程4级建设梯度。水污染控制工程和大气污染控制工程已评为省级精品课程,这两个教学团队力争将省级精品课程建设为部级精品课程,同时以省级精品课程的建设目标带动环境工程微生物、环境工程原理、环境监测等重点课程申报校级精品课程。 (二)教学内容和教材 教学团队要理清不同课程在课程群系统中的逻辑关系,针对学生培养目标,规范基础课程、专业骨干课程和选修课程之间的教学内容分配、衔接等,突出重点,避免内容重复,统筹考虑各课程的学时、开课时间、实践环节内容与课时分配。抓好归属课程教学大纲执行与落实,规范归属课程讲义与教案,加强课程教学课件等方面建设,将该学科最新研究成果及时补入教学内容,定期修订与完善各门课程大纲内容、范围和要求。同时,对每门课程教学所选用的课堂教学、实验、课程设计、实习指导教材进行论证。教材建设是教学团队建设的一个很好载体,教材是教师和学生之间的媒介,是联系师生的纽带,也是教师合理利用教学资源、整理教学思路的突破点。现在高校使用的教材或多或少存在着内容陈旧、缺乏创新等问题,应尽量选用最新的“十一五”、“十二五”部级规划教材和面向21世纪高校教材。对教材的选用既要考虑国内、外最新先进科技成果,又要考虑教材质量。另外,要积极组织力量主编或参编省部级以上教材,自编特色教材。总之,使教学内容紧跟科学文化以及经济社会发展步伐,做到与时俱进。 (三)教学方法和手段 教学团队建设中突出创新意识和团队进取精神。教学团队除了改革教学外,在教学模式和教学方法等方面也要进行积极改革和创新,将一些好的教学研究成果运用到本科教学,形成特色。比如,可以采用六步教学法、课堂讨论法、启发式教学法、案例教学法、直观教学法、比较教学法等进行课堂教学的不断尝试与探索。也可采用多媒体教学、实验教学、课程设计、双语教学、仿真教学、视频教学、网络教学、现场实训结合的“八结合”教学方法和手段,丰富教学内容,提升教学质量。 (四)科研和教学互补 教学团队及科研团队是伴随着高校的发展而产生的,两者密切联系、相互包容和依存。教学团队主要是针对本科教学提出的,是以提高教学质量、促进教学改革为主要任务,通过团队建设促进高质量人才培养;科研团队,侧重于以项目为依托,探索新知识、开发新成果等,目的是为学科发展提供创新成果和高层次人才。在教学型院校,教团团队应融合科研团队的作用和功能,高校教师既是知识的传播者,也是知识的创造者。优秀的教学团队建设应当与科研工作紧密结合;定期讨论本团队方向的前沿科学问题,申报科研项目;搭建实验平台,开展科学研究,实现科研反哺教学。 (五)教学团队管理和绩效考评制度 教学团队作为一个整体,为实现既定目标和任务,必须建立明确管理和绩效考评制度。例如,团队成员分工合作制度,集中研讨制度,中、青年教师继续教育培训制度等。在评价教学团队时,应坚持集体业绩评价为主,个体业绩评价为辅原则,评价内容有精品课程、教学名师、教材建设、教学成果、教学效果、实验平台、实习基地、课程设计改革、培养学生质量、科研课题、科研成果等多方面内容。在评价方法上,既采纳同行专家评价,又要重视学生评价。在评价环节上,既注重团队建设终期结果评价,又注重建设过程阶段性评价。在评价导向上,将团队成员个人业绩与团队业绩相结合,建立以团队为导向的长效激励机制,提高团队的持久力和执行力。 作者:陈莉荣 姜庆宏 王哲 李玉梅 孙鹏 单位:内蒙古科技大学 能源与环境学院 环境工程论文:应用型人才培养环境工程论文 一、创新计划项目的目标 “部级大学生创新创业训练计划”是在“大学生创新性实验计划”实施5年基础上启动的,其目标是通过该计划项目的实施,促进高校教育思想观念转变,推动人才培养模式改革,强化训练学生的创新创业能力,从而增强学生的创新能力和以此为基础的创业能力,最终培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。根据最新文件精神,创新计划包含创业训练项目、创新训练项目和创业实践项目三种类型,每一项目类型有其着重的培养目标。例如创新训练项目,要求本科生在导师指导下,以个人或团队的形式自主完成某一创新性研究项目,包括从选题、资料收集、前期准备和项目实施,到撰写研究报告、成果(学术)交流等各环节。侧重培养学生的文献查阅能力、实际操作能力、总结交流能力和团队协作能力,同时激发学生科研兴趣。 二、创新计划项目的实施及其对环境工程应用型人才培养的作用 (一)创新计划项目课题的选择 创新计划课题的选择对于激发学生科研兴趣、调动学生的积极性有重要作用,一个恰当的选题是学生综合素质获得全面锻炼和提高的基础。对于本科生来讲,其具有最为旺盛的学习精力、最为活跃的思维,也具有广泛的知识涉猎兴趣。因此,作为本科生创新计划项目的课题首先必须要有创新性,而不是课堂或书本知识的简单重复。创新性即要求课题必须具有创新点,可以是研究内容上的新颖,也可以是研究方法或分析测试方法上的创新。其次是创新计划项目选题难易程度要适宜。太简单而容易完成的选题起不到锻炼学生能力的目的,或是学生的能力只能得到部分锻炼。太难的选题有可能使学生产生畏难的情绪,同时也会产生因经费不足而造成课题无法继续开展的风险。目前的观点是以实际的科研项目作为创新计划的选题可以达到比较好的效果。以安徽工程大学环境工程专业2012年度获批的部级创新计划项目为例,全部6个课题都来源于教师正在承担或即将完成的实际科研项目。这样做的好处是,首先创新性可以得到保障。其次,可以根据创新计划团队的实际把既有的项目内容分拆给他们自主完成。同时,实际项目既有的团队能够给创新计划项目团队以很好的带动和指导作用,可以保证项目的顺利实施。 (二)创新计划项目实施过程应注意的问题 1.要明确指导教师的角色和作用 本科生参与创新计划项目的全程均在相关老师的指导下完成,包括选题、文献阅读(研究综述)、项目具体实施、分析总结及论文的撰写等,因此教师的作用尤为重要。只有在经验丰富的教师的精心指导下,本科生参与创新计划项目才能取得较好的效果和获得较高水平的成果。环境工程是一门实践性很强的学科,在解决有关环境问题的时候从业者的经验往往能够起到关键性的作用。因此在创新计划的实施过程中,不仅要求指导教师很好地利用专业知识理论,同时也需要他们充分利用丰富的实践累积,用以引导学生开展独立思路和创新性的实践。针对“掺粉煤灰多孔混凝土联合人工湿地治理酸性工业废水研究”项目而言,就要求指导教师从多孔混凝土的制备及其在污水处理方面的应用,结合目前人工湿地在处理酸性水方面的优势和不足以及实际应用中的常见问题开展理论介绍,激发学生的探索欲望。 2.要确保学生独立自主地开展项目 对于创新计划项目而言学生是主体,因此必须确保其开展项目的独立自主性,充分发挥他们的主观能动作用。与其他学科项目类似,环境工程课题随着开展的深入,面临的问题会越来越多。再以“掺粉煤灰多孔混凝土联合人工湿地治理酸性工业废水研究”项目为例,在项目开始时学生对于多孔混凝土的制备、人工湿地的构建以及酸性工业废水水质的调研都比较积极,在相关文献的阅读基础上可以较为顺利地开展,此时问题不大。一旦进入到实施阶段,诸如添加了粉煤灰的多孔混凝土其最佳配比如何确定,在实验室条件下如何构建人工湿地,针对酸性废水选择什么填料和植物等问题就会陆续出现。这个时候就要求指导老师一方面开展积极引导,使学生不失继续开展项目的信心。另一方面更为重要的是要激发学生自己的主观能动作用,进行创新性思考来解决面临的问题。不可出现教师直接提供方案甚至代劳的现象,否则将与创新计划的初衷相悖。 3.要督促学生及时分析、解决问题并总结成果 本科生创新计划项目多来源于教师的实际项目,项目本身就要求针对项目进程进行及时的分析和成果总结。对于本科生计划项目的实施过程及时分析和总结成果,一方面能让参与的学生及其团队全面掌握课题开展的具体情况,了解项目进一步实施的困难点和关键点。同时在分析问题的过程中有利于促进学术交流,活跃课题组的学术氛围。在解决问题的过程中锻炼学生解决实际问题的能力,包括获取有用信息的能力、动手操作能力、团队协作能力。另一方面,科研成果的及时总结,尤其是以论文的形式出来,这将极大提升本科生的自信心。同时本科生也可以将相关成果作为自己独立的研究成果参与各类竞赛,比如同济大学等举办的全国环境友好科技竞赛等,这对学生继续深造和就业均有一定的帮助。 (三)创新创业计划项目的考核 根据教育部有关大学生创新计划项目的通知(教高函[2012]5号)精神,创新计划验收材料为项目的总结报告,也可以附相应的设计、专利或论文作为补充。作者认为这仅是大学生创新计划项目验收的基本要求,对于高校来讲,具体到环境工程专业其验收标准应贯穿于整个创新计划实施过程。比如学生在项目实施过程中的态度、认真程度,学生是否按照事实规律来进行试验和数据的分析整理,以及学生对项目难点和关键点的把握程度等都可以作为考核的内容。最后验收时的答辩环节也是必不可少的,通过答辩,考查学生对问题的分析和表达能力,以及对课题的实际掌握程度。 三、结语 大学生创新计划项目是新形势下为培养“适应创新型国家建设需要的高水平创新人才”而设立的部级本科教学质量工程。高水平的创新人才应当具备扎实的专业技能、良好的创新能力、沟通能力和团结协作的精神,同时也具有对于问题的分析、解决和总结的能力。安徽工程大学环境工程专业于2008年建立了专门用于本科生综合实验和创新性课题的开放性实验室,这对于培养学生的综合素质起到了积极的作用。就当前而言,应结合大学生创新计划项目的实施,从环境工程专业实际出发,进一步促进环境工程应用型人才的培养。 作者:徐大勇 陈平 单位:安徽工程大学生物与化学工程学院 环境工程论文:建筑工程与环境工程论文 1实训建设现状 实训是高职教育中一个最重要的教学环节,实训基地是实现人才培养目标的支撑之一。建筑与环境工程学院成立于2009年,伴随着建筑行业迅猛发展的大好形势,学生数量逐年大幅增加,师资队伍不断壮大,教学设施不断完善。然而,因前期规划性较弱、建设不力、投入不够、管理不科学等原因,导致学院的实训室建设严重滞后,且没有一个清晰的建设方案或者发展规划可以遵循,成为专业快速发展的绊脚石。经过几年的发展,学院实训建设得到了突飞猛进的发展,建成了工种实训基地、工程测量实训室、软件实训室、识图绘图实训室等,实体检测实训室和建筑材料检测实训室也已初步建成,具体情况如下。1)工程测量实训室。工程测量实训室主要服务于工程测量专业、建筑工程技术专业和工程造价专业的测量相关课程的实训教学,主体为一个存放各种测量仪器设备的库房,建筑面积约133.1m2。目前可供教学使用的仪器有:水准仪、经纬仪、全站仪、超站仪、激光扫平仪、激光垂准仪、静态GPS、GPS(CORS)基准站、GPS接收机等,目前已基本完备并投入使用多年。2)软件实训室。软件实训室主体为一个计算机机房,建筑面积约为225m2。目前拥有计算机100台,软件有autoCAD,清华斯维尔计量计价软件、三维图形算量软件、钢筋算量、安装工程预算软件、招标投标模拟软件等,能够满足工程造价专业造价软件的实训教学。目前已建设完备并投入使用几年。3)工种实训基地。学院工种实训基地建筑面积约为1177m2,工种类别有架子工、模板工、钢筋工、砌筑工、抹灰工、材料检测等。(1)钢筋工:钢筋弯曲机、钢筋切断机、调直切断机、钢筋压力电渣竖焊机、钢筋气压对焊机、钢筋套筒挤压连接机、直螺纹滚丝机、交流弧焊机等各一台。(2)混凝土:混凝土搅拌机、立式砂浆搅拌机,水泥胶砂搅拌机、水泥净浆搅拌机等。(3)材料检测:电热鼓风恒温干燥箱、震击式标准振筛机、电子台秤、沸煮箱(水泥安定性)、水泥恒温恒湿标准养护箱、水泥胶砂试体成型振实台、水泥细度负压筛析仪、水泥电动抗折试验机、电子天平等。除此之外,还有模板、扣件式钢管脚手架、砌筑工、抹灰工等多种工具。4)实体检测实训室。实体检测实训室建筑面积约为138m2,现有设备有钢筋位置测定仪、钢筋扫描仪、楼板测厚仪、手持测距仪、混凝土回弹仪、砂浆回弹仪、裂纹测宽仪、混凝土钻孔取芯机等。目前部分设备还尚未投入使用,模拟实体尚未建设。5)制图实训室。识图与制图实训室面积约为135m2,设备包括制图桌、椅、书柜、书架、图板、丁字尺等绘图工具,已基本建设完备并投入使用多年。 2实训建设存在的问题 由于学院实训建设年限较短,基础过于薄弱,至今实训建设还存在许多不足和尚未建设的空白。目前在实训建设中迫切需要解决的问题有如下几点。1)施工工种实训基地现能进行的实训教学仅有砌筑抹灰工种、钢筋绑扎工、模板工和架子工四个工种,且这些工种依托的必要设备设施不够完备、建设不够科学。已有设备如钢筋套筒挤压连接机、取芯钻孔机、直螺纹滚丝机、交流弧焊机、钢筋压力电渣竖焊机和钢筋气压对焊机等2年前已经购买、但种种原因却没有验收安装、闲置已久。并且,在实训现场各种材料堆放凌乱、管理无序,造成了巨大的资源和空间浪费。接下来如何有效利用现有设备,进行工种实训基地的功能分区建设和文化内涵建设成为需解决的重要问题。2)材料检测实训室和实体检测实训室尚未真正成立。目前学院就材料检测实训已经购买了沸煮箱(水泥安定性)、水泥恒温恒湿标准养护箱、水泥胶砂试体成型振实台、水泥细度负压筛析仪、水泥电动抗折试验机、电子天平、电热鼓风恒温干燥箱、震击式标准振筛机等设备。实体检测实训室主要购买了实体检测相关设备,如钢筋位置测定仪、钢筋扫描仪、楼板测厚仪、手持测距仪和回弹仪等。上述设备现均陈列于库房内,尚未安装使用。材料检测实训室和实体检测实训室分别建在哪里、现有设备数量上够不够、装置上完备与否是在建设之前必须要解决的问题。3)需要成立力学实训室和建筑设备实训室。力学实训主要用于钢筋拉伸性能及本构关系测定、混凝土抗压性能测定、低碳钢拉伸、扭转演示实验,材料弹性模量、剪切模量的测定等。目前学院力学实训室的建设还没有起步,完全不能满足教学需要,需要尽快购买相关设备建立起来并投入运行。为满足人才培养和专业建设需要,需新建建筑设备实训室,购买给排水、消防、电气等方面的仪器设备,以进行给排水系统原理认识、给水系统综合控制、排水系统综合控制、嵌入式系统认识及操作、给排水系统故障设置及排除、消防报警单点处理操作、火灾通讯系统的操作、消防紧急照明的操作等。4)已建实训室缺乏规范管理制度,未建实训室缺乏清晰的规划方案。各实训室分别设在哪里(该实训对实训室有无特殊要求,如有些实训设备要求实训室必须有坚实的地基和基础),相互之间如何布置(既要避免互相干扰、又希望能资源共享),建设的具体顺序以及如何有效应用已有设备并合理新增设备等都是在实训建设中应该明确的问题。5)校外实训亟待拓展。目前除有几个造价咨询公司提供工程造价专业毕业生顶岗实习岗位外,学院尚没有真正意义上的“校企合作”单位,这对建筑技术专业和工程测量专业的发展极为不利。积极开拓固定合作企业,探索“订单式”培养方式,为学院学生寻找校外实习和就业的出路,是学院必须要尽快解决的一个问题。 3解决对策 1)深度分析校内实训建设中存在的各种问题及产生原因,包括管理较为混乱的施工工种实训基地、只购买了部分仪器设备的建筑材料检测实训室和实体检测实训室、还完全未开展的力学实训室、甚至建设较为完备的建筑测量实训室等环节,思考能快速拓展校外实训的对策,并开展详尽的调研工作。2)针对上述问题,对实训室建设优秀的校内院系(如机械学院、车辆工程学院等)和兄弟院校进行访问学习,邀请行业专家开展座谈会并参与实训室建设方案的制定,从统筹规划、资源共享的角度,制定出考虑长远发展、空间上分布合理、时间上建设有序的校内实训建设方案。制定方案需考虑如何有效利用有限的场地资源、如何避免实训场地的相互干扰(如机械设备噪声)、如何充分利用已有器械、设备等资源而不致浪费等实际问题。3)在院系大力支持的基础上,积极寻求学校甚至市级财政支持,逐步实施建设方案,循序渐进的推进校内实训建设。优先建设人才培养、学科发展急需的实训室(如建筑材料检测、实体检测实训室)和完善已有的实训室(如改善现有工种实训条件、增加工种实训种类、加强实训现场管理),接着新建增强专业实力的实训室(如力学实训室、建筑设备实训室等)。4)在院领导的支持下,积极访问建筑施工、造价咨询、招投标、工程测量、工程监理等相关企业,提出双方共赢的合作方案,寻求长期稳定的“校企合作”。 4结语 由于建筑与环境工程学院成立较晚,实训发展时间较短,早期规划仓促等原因,现存在实训基地功能分区和文化内涵建设较弱、实训管理制度不完善、力学实训室和建筑设备实训室等亟待建设等问题。对此,提出了在充分调研和论证的基础上,制定可行的实训建设方案,并依方案逐步实施的解决对策。 作者:张欣 单位:重庆工业职业技术学院 环境工程论文:适应性环境工程论文 一、环境适应性的基础定义 环境适应性是在有效的环境存储寿命周期内进行设计、运输、存储和整合,在预定期限内进行预应力作用,完善全套的应用功能,防止造成不可逆的损失。环境适应性是通过实验和管理,确定其本省的定量指标,确定环境适应设备产品,在寿命周期内进行预定功能分析。产品对环境的适应能力包括产品可以承受的环境参数变化,充分认识装备设计、研制、材料上存在的问题,及时改善有效改善环境的质量方法,提高环境适应能力。 二、环境工程管理中的问题 1.科学技术应用系统不合理。 缺少环境工程的科学管理,没有全面的观测,造成整体环境目标因素指标无法有效的制定,在实际发展过程中,环境指标规范不严格,环境工程相关管理机构、资金、职责、方法、检查手段都不能有效的配合实际施工保护过程,无法实现环境科学保护管理发展。 2.环保管理技术人员不足。 环境工程因为没有政府的充分认识,广大人民群众对于环境保护问题上没有科学的认识,各大院校没有对环境工程设置专业人才培养计划,因此在后续人才培养上会出现断档的问题。对于在岗的职员没有良好地技术提升机会,无法及时更新环境工程管理方案,提高有效的专业化科学管理。 3.环保管理意识闭塞,造成环保资源浪费。 因环境工程管理缺乏一定的消息同步性,造成环境保护管理部门、实验室、网站无法实时同步,环境工程没有得到有效的意识,直接造成环境工程的危机问题。环境保护工程的专业化管理较多,而规范性的系统管理不合理,实际的环保管理模式不符合实际操作,无法实现有效的环保效果。 三、加强环保工程的管理 1.加强环保意识、确保资金储备。 加深主动环保管理意识,逐步认识我国社会发展条件下,可以实现的环境工程保护细则。加强环境保护观念的有效更新,以小见大,确保环境工程方法的有效落实。大力提高资金投资管理力度,确定环保工程服务于人民,提高人民生活水平的标准。 2.与环境治理需求相互结合。 充分分析现行的环境管理体系,提高环境保护规范标准,在合理的规范标准下,提升城市规范标准,确保城市企业发展的有效治理标准,实现定期考核体系标准管理,以有效的环境综合治理办法,实现综合环境的快速保护。 3.建立环境工程法律法规。 根据环境工程的管理条例,对环境工程管理进行试验分析,确定有效的环境考核管理办法,实地考核,充分利用现有的环境资源,认识当地的环境文化水平,逐步提升环境工程的可操作应用效果。逐步提升环境工程管理人员的工作效率,结合环境工程保护标准,制定有效的检查考核评审标准。在环境工程保护执行过程中,记录相关不力影响决策文件,以方便后期环境工程管理部门的分析和管理。 4.加强环境工程管理人才的培养。 根据我国的国情,分析提高各专业学科与环境工程管理之间的关系,有针对的对环境工程管理人才进行培养,逐步加深专业技术培养发展能力,从而有效的提升人才技术水平,从而适应现有的社会市场需求和发展。组织开展环境工程培训管理,重视环境保护管理人才的有效引导,实现规范化和正规化的综合人才管理,逐步提升环境工程管理人才的工作能力和基本素质水平。 四、完善环境工程管理体系的有效措施 1.扩展环境保护体系。 在现有的环境工程保护管理制度下,逐步提升环境保护体系内容,以合理有效的制度提升环境保护制度标准,征求民众的心声,对不完善的制度标准进行修正和管理,废除各类陈旧环保功能管理制度,提升环境工程管理体系的有效结合。严格控制高污染源项目的处理,及时清理污染物,严格进行监督管理。加深政府监督管理体系的执行力度,对各个部门、各个行业之间进行组织环保工程活动,宣传有效地政府监管环保工程的开展,依据法律法规标准,按照政策要求,实现综合的环境工程的有效治理。 2.改造环保工程管理体系。 采用直接控制和间接控制相结合的方法,对环境工程管理体系中的运行步骤进行分析,通过政府直接下属部门组织开展环境直接保护,通过部门传达环保任务,对各个下属企业进行监管,实现间接的政府统筹管理。环境工程管理中运行和实施是极其重要的一个步骤。只有通过快速、高效的品质运转,环境工程管理才可能得到有效的秩序规范,有序的秩序可以实现整体管理的有序效果。组建良好的环境工程管理机构,采油有效地技术措施,对各个环境工程管理环境进行规范管理,制定合理的制度标准,确保整体制度的完整,从而逐步提升环境工程的技术水平,提高环境工程人员的有效技术规范,确保环境工程管理的有效性。 五、结语 综上所述,环境工程管理是一项长期的重要工作,对于我国的经济社会的发展的各方面都有重要的影响。合理的重视环境工程管理工作,对各个相关管理部门进行有效的技术指标分析,加深环境工程管理中各个程序的规划管理,提升环境工程项目中后期环境维护的宣传,确保环境工程管理的合理有效性。 作者:孙健 单位:哈尔滨平义龙江环保治水有限责任公司 环境工程论文:农机化新技术环境工程论文 1农作物秸秆的综合利用 农作物的秸秆是人们将农作物的果实及有用的部分取走后所留下来的,它们是农作物的大部分组成,农作物秸秆若不处理将影响下次农作物的生长。原始处理方法是将秸秆在田间焚烧,这样既能处理掉它们又能为下年留下肥料。但是,焚烧所带来的环境问题也很严重,焚烧所带来的烟尘污染,以及焚烧秸秆时释放出的二氧化碳及有毒有害气体对大气污染甚是严重。因此,农作物秸秆的合理处理与利用十分重要,我们要使其变废为宝,并对环境没有危害。据联合国环境规划署(UNEP)报道,世界上种植的各种谷物每年可提供秸秆17亿t,其中大部分未加工利用。我国的各类农作物秸秆资源十分丰富,其中稻草为2.3亿t,玉米秆为2.2亿t,豆类和秋杂粮作物秸秆为1.0亿t,花生和薯类藤蔓、甜菜叶等为1.0亿t。一般情况下,作物秸秆中碳占绝大部分,其次为钾、硅、氮、钙、镁、磷、硫等元素。秸秆的有机成分以纤维素、半纤维素为主,其次为木质素、蛋白质、氨基酸、树脂、单宁等。 2我国农业秸秆利用现状及存在的问题 秸秆利用的方式很多,当前我国主要是秸秆还田利用、饲料化处理和作为工业生产原料三种。秸秆还田利用是主要利用方法之一,1993年我国秸秆粉碎还田的面积达到491万hm2。秸秆还田对农田有着增产效果,对农田生态环境也有影响。秸秆还田对土壤有效硅和活性有机质有着影响。对保墒和控制田间温度、湿度、抑制杂草生长都有很大作用。但秸秆还田还存在着诸多的问题,有待我们的解决。 3农用塑料的综合利用 农业塑料在我国的使用主要是指农业地膜和农业用棚膜。自1979年爆发号称“白色革命”的塑料使用开始,随之而来的“白色污染”也严重危害着人类,因此对于农业塑料我们要进行综合利用。农业塑料残留农田后有着严重不良的影响,它不易腐烂,难于消解,因此散落在土地里会造成永久性污染。对于废地膜的回收及加工利用可以很好的抑制白色污染的蔓延,可以通过不同时间进行回收,使得回收更彻底。废膜回收加工利用是地膜新技术带来的新产业,原料充足,产品销路广,经济效益高,大有发展前途,为农民发家致富开辟了一条渠道。因此,废膜回收,加工利用,一举数得,大有发展潜力,前景广阔。 4结语 农机化新技术与环境工程密不可分这已是不争的事实。未来的农业机械必定是无污染,而且,对于农业生产中所产生的环境污染我们还要拿出措施来解决。农业是人类生存之本,因此,我们要将其列在首位。也正因为农业在全世界的广泛生产,所以它所造成的污染也是非常严重的。像全球变暖虽然大多是由于工业生产所造成的,但是原始的农业生产也有着一部分责任。因此,未来的农业机械要承担其保护环境的这份责任。我们期待,农机化新技术的发展必定使我们未来的农业生产更加有益于人类,不是仅仅眼前的,而是长远的,相信农机化新技术的发展前途必定一片光明。 作者:张亮 单位:哈尔滨市阿城区松峰山镇农业技术综合服务中心 环境工程论文:实验教学改革环境工程论文 1环境工程专业实验教学现状分析 哈尔滨商业大学环境工程专业成立于2002年,同年成立了环境工程实验室,根据环境工程专业人才培养方案要求,在水污染控制工程、环境工程原理、环境监测、给水处理等课程开设了实验课。水污染控制实验包括颗粒自由沉淀、曝气充氧实验、SBR法(序列间歇式活性污泥法)处理生活污水实验、完全混合式活性污泥法实验、塔式生物滤池实验、加压溶气气浮实验、离子交换软化除碱和除盐实验、生物转盘实验等;环境工程原理实验包括柏努力实验、管路流体阻力实验、离心泵实验、非均相物系的分离实验、液-液热交换实验等;环境监测实验包括水中氨氮的测定、生化需氧量的测定、阴离子表面活性剂的测定、污水中油的测定、化学需氧量的测定、水中SS(固体悬浮物浓度)及浊度测定、废水中酚类的测定、空气中NOx的测定实验等。给水处理实验包括间歇式活性炭吸附实验、过滤及反冲洗实验、混凝实验等。环境工程实验教学开展工作存在着实验综合性强,实验前期准备工作量大,仪器设备调试难度较大,但针对性强,面较窄,只适应本专业的培养要求等特点,由于环境工程实验室是初次建立,无论是实验教师、实验员都存在着教学经验不足等客观情况,总结近年来的环境工程实验教学工作,还存在以下几点不足: (1)实验教学内容亟需更新。实验教学内容多年没有变化,有些实验延续近十年不变,不能体现本专业最新研究领域的变化,实验内容多为验证性实验,综合性、设计性实验较少。 (2)实验教学方法陈旧。传统的实验教学方法主要是依靠实验教师提前调试好实验设备,配好实验药品,任课教师在实验课时讲解实验原理、实验内容及注意事项,学生则按照实验讲义上的内容按部就班的逐项做实验,记录数据,缺少主动思考的过程。大部分学生只是进行了实验操作,不理解也不思考实验过程的真正意义,不能与理论课程的相关内容联系起来,只是机械性的操作。 (3)部分实验时间不能固定。部分随理论课进行的实验课程没有独立周实验,只能利用学生的课余时间。由于学生的理论课时多,部分实验只能安排在周末时间进行,不能完全调动学生的实验积极性。 (4)实验成绩考核机制不完善。目前的实验报告成绩主要有课前预习、实验数据记录、结果与讨论等构成,部分学生在实验过程中只注重实验现象记录,不重视实验前预习,而且对实验结果的讨论分析也只是流于形式。由于没有安排专门的实验课考试,实验分组时由于多名学生一组,在实验中往往会出现部分学生动手少的现象。教师在给实验成绩时也只依据实验记录对一组学生进行评定,实验分数还不能完全体现每名学生的实验能力,学生实验操作技能的高低从课程考核中也不能得到完全反映,因此,部分学生做实验的积极性还有待提高。 2实验教学内容的优化思路 目前实验教学的传统模式主要有两种:一是实验课随理论课程同步开展,一般是在理论课程开设几周之后开设该门课程相应的实验课,这种模式的优点是通过实验课与理论课穿插,能够增强对理论内容的掌握,学生的实验更加有目的性;二是在全部理论课结课后,集中统一开设综合性实验课程。这种模式的优点是能够集中有效的开展实验课程,集中教学使实验教学更为紧凑,结构更为合理。缺点是理论课与实验课间隔时间过长,不利于学生对所学知识的系统消化。基于两种模式的优缺点,应该从环境工程实验课程整体布局的高度,全面统筹安排环境专业每一个实验,将实验室资源有效整合,合理安排学生实验课程时间,以达到最佳的实验效果。 (1)修订实验教学大纲,更新实验教学内容。配合学校培养方案的修订,积极组织相关实验教师修订实验教学大纲,要求在新的教学大纲中更多的加入综合性、设计性实验课程内容,注重培养学生的动手能力和实际解决问题的能力。对不合理的实验教学内容及时进行更改,为实验教学的提高奠定基础。 (2)优化实验教学内容,发挥学生的主观能动性。按照环境工程专业的特点,明确学生应该具备的理论知识和实验技能,对基础实验、专业基础实验和专业实验三个不同层次的实验教学类型进行统一规划。使学生在基础实验中掌握基本技能操作;在专业基础实验中,从实验设备的调试、试剂的配制让学生全程参与,加强学生对实验的深入了解,不只是简单重复实验操作;在专业实验中增加综合性、设计性实验,实验项目多与实际生产相结合,让学生能够所学为所用,为以后的岗位工作打下扎实基础。 (3)在专业教学实验中实行开放性教学。为了更好的实行开放性实验教学,我校环境工程专业已设立了水污染综合控制实验、给水处理实验、环境监测综合实验等开放性专业实验室,给学生提供了一个开放的实验环境。具体体现在时间开放:即在固定时间内,让学生自行安排选择所做实验内容,师生及学生间可以有充分时间进行实验交流,真正以学生为主体,自主实验,指导教师起主导、辅导和监督管理作用。内容开放:即实验内容、实验方式不受限制,并尽可能让学生自己设计实验路线。 (4)改进考核方式,增强学生参与实验课的兴趣。采用实验课成绩与期末卷面成绩相结合的方式,而不仅仅将实验成绩放入到平时成绩中考核。在实验课报告中实验教师设计多个实验中会遇到的问题,让学生带着这些问题再做实验,在实验过程中找到答案,增强学生进行实验的兴趣。在期末试卷中,专门增加实验题题型,多设创新性实验题目,激发学生主动进行实验的动力。 (5)增加现代化教学手段,共享与交流学生资源。在实验课上课之前,教师可以给学生提出问题,让学生利用网络及查找相关文献等方式寻找答案。教师和学生都可以将相关资料上传,供师生之间交流。通过这种方式,使教学不拘泥于传统方式,拉近师生之间的距离,激发学生对学习的兴趣,体现现代化教学在实验课中的作用。 (6)将教师科研课题、大学生创新课题纳入到实验课程体系中。将实验方法和手段的改革与现代教育技术有机结合,将科研课题及大学生创新课题与实验教学内容有机结合,努力将现代教育技术和模式,科研方法运用于实验教学过程中,培养学生的综合创新能力和实践能力。 3结语 重视实践教学环节,发挥实践教学作用,是大学培养创新性人才不可缺少的重要部分,也是大学持续稳定发展的必要条件。以培养适应市场经济体制条件下的高素质环境工程专业人才为目标,通过近年的探索与努力,我校环境工程专业毕业学生在工作岗位中的动手能力得到了用人单位的认可。对专业实验教学改革的探索还在继续,我们将继续总结在实验教学改革中的经验,不断改善学校环境专业实验教学条件,加强对学生动手能力的培养,为培养高素质环境工程人才而努力。 作者:徐忠 赵丹 李俊生 黄丽坤 车春波 李健 单位:哈尔滨商业大学食品工程学院 环境工程论文:实施装备环境工程论文 一、环境工程的实施 1.加强环境工程策划承制方应在方案阶段开展环境工程策划,制定环境工程工作计划,并在后期不断地完善和调整。在工作计划中全面规划装备研制、生产和使用各阶段的环境工作,在各种资源上加以保证,明确分阶段的环境工程工作评审,与研制阶段性评审相结合。在计划执行方面加以监督和控制。承制方应建立运行环境信息管理系统,并与型号故障报告、分析及纠正措施(FRACAS)系统相结合。装备环境信息管理系统作为装备全寿命周期的环境备忘录,全面、真实地记录产品研制、生产和使用过程中的环境信息,为本型号装备的环境适应性设计、试验与评价提供充分的支持,也为相似型号产品的设计与改进提供借鉴。本所装备研制生产故障数据表明,因供方产品环境适应性问题导致的故障占装备故障总数的70%以上。因此,在日益增加的、未研制过军品的单位参与装备研制生产配套的情况下,对供方严格地监督与控制尤显重要。承制方应在研制前期与相关供方沟通产品的实际使用要求,对供方产品提出明确的环境定量要求及监督控制办法,包括验收准则等。对环境试验或者服役使用中发现的供方产品故障,应会同其一起进行原因分析与纠正措施的制定、验证工作。 2.收集环境数据,开展装备实际使用环境研究分析环境分析应以环境数据为基础,在目前我国环境数据技术相对落后的情况下,更应提高对该工作的重视程度。确定寿命期环境剖面与编制使用环境文件是环境分析工作的起点与难点,订购方需在承制方的协助下完成。在可以从现有的数据库、模型或者仿真中获取有关数据的情况下,还应对数据质量和数据量进行分析和判断,以确定其可用性、有效性和可信度;当无法从数据库或其他数据源收集到足够可用的数据时,则应制定并实施使用环境数据实测计划,以获取使用环境数据类型及量值。订购方和承制方应实事求是、高度重视使用环境研究分析工作,消除环境适应性需求模糊等问题,为环境工程的实施提供准确的需求信息。有效地开展环境适应性设计和预计分析一旦形成了明确、定量的环境适应性需求,就应该严格纳入环境设计阶段。环境适应性设计准则应根据产品特点、环境数据,以及相关标准、手册和工程经验制定。环境设计以环境适应性设计准则为基础,并根据不同的环境对装备不同的破坏机理和影响,选择耐环境能力强的材料、元器件和工艺,以提高装备对预设环境的抵抗能力,或者考虑采取减缓其所在局部环境的严酷度等措施。环境设计完成后,应通过自然环境适应性和平台环境适应性分析和预计技术(包括环境仿真),分析和预计装备对未来自然和平台环境的适应性,通过分析和预计找出产品耐环境水平和薄弱环节,影响、改进设计,从而减少实物试验的反复,节省研制成本。 3.重视研制试验,合理考核试验,开展自然环境、使用环境试验在型号产品的研制过程中,承制方应尽早地开展环境研制试验,将产品设计缺陷激发为故障,尽早地发现不足并加以改进。不少承制单位对装备初样阶段的环境研制试验重视不够,导致环境适应性问题在最后的鉴定阶段甚至使用中暴露出来,解决起来需要付出更大的代价。对于装备的环境考核试验,应根据GJB150的要求,依据实际的环境参数,对环境考核试验进行裁剪,合理地设置考核应力种类、参数,尽可能地保证装备按照真实的环境进行试验考核。避免某种忽视实际的环境参数,一律按照最严酷条件进行试验的情况,提高装备的费效比和使用寿命。环境试验大纲的剪裁工作应充分地结合环境分析,明确装备的环境适应性要求,并通过评审等形式确定。自然环境试验是环境工程的一项基础性工作,是装备材料、元器件和构件等耐腐蚀能力信息的重要来源,能为设计人员改进设计提供充分的依据。使用环境试验是产品在其使用平台上,处于真实的使用环境、负载和接口的情况下进行的,是一种最真实的环境试验。承制方应提前策划,拟制使用环境试验大纲,会同使用方一起实施,及时地收集装备的使用数据,为真实地评价装备的实际环境适应性,以及后续装备的环境适应性改进设计提供准确的输入。 二、结论 综合上述分析,得到以下基本结论:目前海用装备环境适应性问题较突出,是影响装备研制生产和战备完好性、使用可靠性的重要因素之一。解决目前装备的环境适应性问题,仅靠“头痛医头”的方式,被动地解决出现的问题是不行的,必须在装备全寿命周期实施环境工程,才能提高装备的“本质环境适应性”。要实施装备环境工程,必须按GJB4239的要求,从环境工程策划入手,狠抓环境数据收集分析、环境适应性设计分析和预计,尽早地开展环境研制试验、合理地进行环境考核试验;同时,通过开展自然环境试验、使用环境试验获得宝贵数据,为现役装备改进和后续装备环境工程策划与实施提供可靠的输入。 作者:裴嵩单位:中船重工集团公司第七二三研究所 环境工程论文:专业实践教学环境工程论文 一、环境工程专业实践教学必要性 实践教学是巩固和加深对理论认识的有效途径,是培养具有创新能力和创新精神的高素质人才的重要环节,是理论联系实际、培养学生实际动手和操作能力的重要平台。加强实践教学已经成为我国高等教育发展的必然潮流。高等学校的实验和实践环节是培养学生创新精神和创新能力最重要的场所。充分意识到实践教学在人才培养过程中的重要分量,针对环境工程专业特点,加强环境工程专业实践教学环节,在实践中培养学生的创新能力,已经成为新世纪人才培养和教育改革的要求。环境工程学科作为一门实践性很强的综合性学科,它主要是充分运用物理、化学、生物、生态、水文地质、法律、经济等多种学科的知识,综合系统的研究人类与环境相互作用及其控制和调整途径,用工程手段防治和解决有关环境污染问题。我国环境工程教育始于20世纪70年代末,随着国家对环保的重视,开设环境工程专业的高校占比由1977年的0.8%上升至2004年的37.9%。到2004年,设置环境工程专业的国内高校已达到247个。每年这些高校为国家输送了大量的环境专业人才。但是,众所周知,环境专业就业前景一直不是很理想,就业率一直低于兄弟专业给水排水工程,其原因可能和环境工程的实践教学不足有关。无论从环境工程的专业特点还是从当前环境专业学生的就业率,笔者认为在环境工程的教学过程中强化实践教学环节是必要且必须的,同时教研工作者还要不断更新实践教学的内容和形式。 二、开展环境工程实践教学的原则 实用型原则开展环境工程专业实践教学,要和专业岗位的要求相一致,与专业岗位发展密切相关。以此为原则构建一个层次清楚、分工具体的实践教学体系。如实验、实训教学平台可按照基础实验技能平台、专业岗位技能实训平台、专业岗位实践平台三大步进行设置。混合型原则混合型原则主要是指专业与实践指导教师的混合、理论和实践教学的混合、实验室与教室的混合等方面,淡化理论与实践教学、专业与实践指导教师、实验室与教室的界限,打破原来按学科设置实验室的传统布局,重新整合实践教学设施,形成一体化混合实践教学模式。 三、环境工程专业实践教学的方法探讨 1.在理论课教学当中紧密联系实际问题调动学生学习的积极性和主动性是有效提高教学效果的重要因素。课堂上,仅仅讲授一些理论知识,很难激发所有学生的学习兴趣,但如果在理论讲学过程中,能和实践知识很好的结合起来,就有可能达到事半功倍的效果。比如,笔者在讲授《环境工程概预算》这门课时,由于一开始只注重理论教学,给学生机械的灌输一些理论知识,就发现在课堂上很多学生注意力不集中;后来我通过课后的问卷调查发现,很多概念学生搞不明白,因此听起来也就没有兴趣。我这才恍然大悟,该门课程实践性较强,和实际问题结合起来讲授效果才会更好。因此,在随后的课程里,我举了大量的工程实例结合基本概念进行讲解,学生的学习兴趣和积极性果然有大幅度提高。 2.强化学生基本实验技能的培养笔者认为,为了学生更好的消化在课堂上学习的理论知识,应当强化学生实验课程的力度,能够有条件开设实验的课程都要安排专门的实验学时。针对实验教学,老师要合理安排实验内容,并在实验之前要求每个学生掌握实验原理和意义,而不是学生实验课上机械的动动手,走走形式。在实验课上,老师应加强和学生得互动性,多给学生提一些问题让学生思考,学生能够独立完成的实验尽量由学生亲自动手完成。这样通过一次实验课程既锻炼了学生的实验技能,又让学生在实际操作过程中加深了对理论知识的理解。 3.实践性教学环节应与实际工程或科研项目相结合环境工程专业的课程设计、毕业实习、毕业设计(论文)等实践性教学环节,有条件可以与教师的实际工程或科研项目相结合,那将比单纯的凭空想象的设计产生更好的教学效果。教师的科研项目或工程项目一般都含有环境工程技术新发展的成分,相关的实验研究、工程设计、设备调试都可以结合本科生的教学工作来实施。产学研相结合,让学生参与到实际的工程或科研项目中,学生将受益匪浅。比如,“大学生创新计划”就是一个很好的产学研相结合的成功范例。 四、结语 开展环境工程专业实践教学,一方面可以推动环境工程专业学科建设,另一方面可以培养和提高学生的综合素质。而如何为学生提供科学合理的实践教学体系,需要教研工作者长期关注和投入,任课教师更要结合社会实际需求、教学改革及课程建设要求等方面,不断健全环境工程专业实践教学体系。 作者:张彬谷晋川梅自良冯栩魏春梅单位:西华大学食品与生物工程学院 环境工程论文:民族院校环境工程论文 一、民族院校环境工程专业学生工程实践能力提升对策 第一,转变教育理念:理论和实践并重。各民族院校应该注重能力培养,着力提高环境工程专业学生的实践能力和创新能力。要把环境工程专业学生培养成多能的复合型人才,既要有过硬的基础知识,又要有较强的工程实践能力。不但要强调理论学习,而且还要强调工程实践能力的培养。第二,加强工程实践基地的建设。实践时间短、实践基地建设困难、实践经费少、实践基地难找等等因素是环境工程专业学生工程实践效果不理想的直接原因,要解决这些棘手的问题,最主要的就是要建立稳定的实践基地。首先,要加强校内各实验室的建设。校内实验室的实践过程是培养学生实践能力一个最基本的环节。目前,一些民族高校实验室建设和管理经费不足,导致实验室的软件、硬件建设都跟不学生扩招速度,因此民族院校必须要加大投入,为学生提供最基本的实训场所。其次,要加强校内实践基地的建设。校内实习基地是大学生进行真实情景模拟的场所,是向社会实践过渡的桥梁,民族院校应该尽可能多地建立一些校办工厂、工程训练中心等作为校内实践场地。例如我校环境工程专业建立了中小企业共性技术工业废水处理及回用研发推广中心、重金属废水处理工程技术中心,不仅为学生提供了工程实践锻炼场地,同时加快了学校教学科研成果的转化,促进产学研的发展。再次,要加强校外实践基地的建设,校外基地是提高大学生工程实践能力最重要途径。第三,建立和完善学生工程实践能力的考核体系。要强化工程实践能力的培养,就必须将各实践教学环节的各个要素作为考评指标来建立一个综合评价体系,由此来评价学生的工程实践能力。具体来说,环境工程专业学生工程实践能力的多元评价因子,包括以下内容:基本实践教学、校内实践教学和校外实践教学基本实践教学主要包括基础实验和专业实验。基础实验主要有分析化学、仪器分析、无机化学、有机化学、物理化学实验。专业实验有环境工程原理实验、环境化学实验、环境监测实验、水污染控制工程实验、大气污染控制实验、固体废弃物处理处置、环境微生物实验、环境物理污染控制实验以及环境工程CAD绘图上机实习。校内实践教学包括课程设计、毕业(论文)设计、课外实践活动,校外实践教学包括认识实习、金工实习、生产实习、毕业实习、社会实践。将上述三大类中的各个评价因子纳入环境工程专业学生工程实践能力综合评价体系,最终评定学生的工程实践能力成绩,工程实践综合成绩与学生的评优、评先和推免挂钩,激发学生的积极性,来提高环境工程专业学生的工程实践能力。 二、学校在环境工程专业学生工程实践能力培养方面的做法 学校在环境工程专业学生工程实践能力培养方面做了探索,将培养模式、培养目标、课程体系、师资队伍、实践条件(校内外)、企业学习资源等有机的融为一体,并融入到整个培养过程中。主要在以下五个方面做了探索:学制:采用“3+1”人才培养模式:其中3由两部分组成:两年的基础能力培养,即自然科学基础课程学习和在第三年配备专业导师,学习专业课,进行一年的专业能力培养;1是指一年的企业工程实践能力培养,即学生在武汉水务集团排水发展有限公司、武汉森泰环保工程有限公司等企业进行学习,深入开展工程实践活动,参与企业技术创新。战略:实施SEI(科学、工程和创新)三种教育一体化的人才培养战略。高度重视学生培养质量,构建学生自我评价、教师评价、用人单位评价和行业评价多元综合评价体系。结合“民族院校”和“环境工程”专业自身特点,以环保产业的人才需求为出发点,不断优化工程实践能力培养目标,来提高学校环境工程专业毕业学生的就业优秀竞争力。分流:在培养教学环节上,采取“多途径、多规格”的动态,与美国加州大学、意大利罗马大学等高校合作,通过“普通班+国际化教学实验班”的结合,通过多种途径选拔学生进入,也实行淘汰机制进行分流。优秀学生在毕业后推荐到国外高校继续深造或合作企业工作,以激发学生的积极性。模块:构建了基于MSET(数学、科学、工程和技术)一体化的知识模块和基于DSTS(设计、模拟、测试、管理)一体化的能力模块,EPCM(工程、采购、建设、管理)一体化的实践模块。所有课程的培养均按模块化进行设置,学生课程包括通识课程、学科基础课程和专业课程三大模块。学生根据自己兴趣爱好选择某一课程模块修读一定的学分。工程实践作为一门应用实践类课程,学生可以通过科技竞赛获奖、参与科研创新、参与企业实践等多种方法获得相应学分,只要修满规定学分即可毕业,这充分调动了学生学习的积极性。特色:以工业水处理为特色,注重优秀课程的建设。进一步强化《水污染控制工程》专业课程的建设,建设方向要充分反映环保行业主流技术与前言方向。通过重金属废水处理工程技术中心和中小企业共性技术工业废水处理及回用研发推广中心两个校内基地的建设,科研带动教学,将科研成果转化为工程实践能力培养的教学资源,体现学校环境工程专业以“工业水处理”为优秀的学科特色。 三、结语 民族院校主要以少数民族学生为主,环境工程专业学生的工程实践能力与发达地区学生相比还有一定的差距,而环境工程专业又是一门应用型、技术性和实践性很强学科,因此,民族院校应该结合自身办学特点,把培养学生工程实践能力放在突出的位置,将工程实践能力的培养与教学内容、教学手段、教学方法相统一,逐步完善了实践教学体系。 作者:陈绍华杜冬云孙杰单位:中南民族大学化学与材料科学学院 环境工程论文:课程建设环境工程论文 一、多媒体课件及课程网站的建设 通过增加多媒体课件,让学生主动搜集材料,与教师课件形成互动,双方讨论较多,由此实现课程建设上的良性循环。其次,环境工程微生物学相关课程网站的建设是今后课程建设的必要性工作。目前已经进入信息化时代,教师的理论仅是一种必要性辅助和参考,学生才是主体。网站建设工作不能一蹴而就,必须在学生之中展开调查,并且结合学校情况展开,是一项长期课程建设工作。 二、课堂教学环节的建设 在环境工程微生物学的课程建设中,我们还需在课堂教学环节的建设上努力,一方面减少课堂中的各种废话,另一方面加强实际案例分析,让课堂教学犹如实际工作一样,告别之前的枯燥、无聊。在课堂教学环节建设中,可首先进行课程章节编排,不要完全按照教材指示做,而应根据学生学习能力和之前知识掌握决定。之后,在具体教学工作中,必须保证实际案例的大量分析。例如,介绍微生物营养类型时讲述自养微生物与异养微生物的特点,并引申出炼油厂废水处理工艺顺序,将微生物营养代谢特点与相应工艺流程结合起来。又如讲解微生物的鉴别培养基内容时,以大肠菌群检测操作视频为例,不仅使学生掌握鉴别培养基的组成及鉴别原理,而且了解水质检测的基本操作。最后,应引导学生主动学习,形成自己的知识脉络和应用能力。 三、实践教学环节的建设 面对社会对环境工程微生物学类型人才的需求,实践工作中的培养已经成为课程建设的必要环节。本文认为,在环境工程微生物学课程建设中还应该增加实践教学环节。目前,国家在教育方面的投入力度较大,校方可与一些环境工程微生物学的企业相互联系,带领学生参观企业内部或者一些产品制作,让学生了解自己的知识运用方向和研究方向,在实习过程中学生能找到符合自己的职位,对今后人才培养具有较大积极意义。因此,实践教学环节建设应在日后课程建设中当做重点对待,且不应贸然地联系企业或者实习单位,应在充分调查研究后决定,减少学习阻力。本文对环境工程微生物学课程建设展开讨论,从现有课程看,环境工程微生物学与过去相比有了较大改变,学生在学习过程中虽然增加了一些挑战,但更愿意用自己的所学所用应对挑战,完善自身的知识体系。同时,相关院校还成立了环境工程微生物学课程建设小组,不断研究与分析,如何才能促使该课程更丰富,该举措具有较大的积极意义。相信日后环境工程微生物学在课程建设及实践方面,能够获得更大的教学成果和更多的人才。 作者:王锦瑞单位:上海市环境学校 环境工程论文:学生实践动手能力环境工程论文 一、提高环境工程专业学生实践动手能力的途径及方法 1.推进教学模式改革,以案例、问题、项目为中心组织教学 近年来,我校环境工程专业根据专业培养目标,积极探寻教学模式改革,采用案例型教学及前沿学术动态研究型教学两种方法相结合,培养学生的实践能力和创新能力。各专业任课教师均具有较强的专业实践能力,比如针对“环境评价”这门课,在授课中教师将枯燥的理论和实际应用有机结合起来,让学生对理论知识有形象直观的认识。比如在讲授“建设项目分类管理”时,教师会选用一些实际项目的基本概况让学生通过查阅国家分类管理名录,判断各项目属环境影响报告书还是报告表、登记表,让学生学会如何应用理论知识。此外,主讲教师还从近年来完成的环境评价项目中挑选一些有代表性的案例纳入课堂教学内容,让学生提前查阅项目的生产状况、生产工艺,在课堂上先让学生对污染物的产生节点、污染物的处理及排放等情况进行讲解,然后主讲教师进行点评及修正。教师将实际环境评价案例与理论教学紧密结合,将枯燥的理论文字转化为实际应用。此外,针对部分具有科研性质的理论授课内容,教师则布置学生查阅与授课内容相关的前沿科研文献,让学生利用学校图书馆及网络查阅国内外期刊网、国家环境保护相关网站和其他专业技术网站等进行知识归纳和总结整理,形成自己的观点和想法,有效培养和提高了学生查阅文献、分析问题和解决问题的能力。同时,针对和实际应用密切相关的课程,聘请在企业工作的工程师进入课堂,讲授和实践工程相关的专业课程。以工程师作为教师可进入课堂,也是切合了我国对“卓越工程师计划”中对学生培养的要求,同时也为学生带来更多实际应用中本专业的问题,以及先进的设备、方法,也使得学生在课堂中充分了解了企业的需求和变化,进一步提升自身课堂知识的实际应用能力。 2.优化环境工程专业课程设置 针对目前环境工程专业人才培养过程中存在的问题,进一步适应社会需求,以培养学生工程实践和创新能力为指导,促进学生多元发展,在专业基础课程和专业课程的课堂讲授、课堂实验、课程设计、基础及专业课程的综合大实验以及毕业设计中,涵盖了环境污染治理工程设计、环境污染监测、环境规划与评价等基础理论和工程实践知识体系。环境污染治理工程设计在原有水、气、固三大方面课程的基础上,增设了“特种废水处理技术”、“工程项目管理”、“环境工程施工技术”、“给水工程”等选修课程,同时增加了环境工程课程设计的内容和课时,由原来的1个综合的课程设计调整为4个和课程直接相关的课程设计,这样可以使学生在课程理论学习和实践设计中进一步完善自身的污染治理工程设计能力、实践能力和施工能力。 3.依托各种竞赛,培养学生创新实践动手能力 探索和实践是人类发现和认识新事物以及新规律的重要手段。而如何使学生能够自发的去探索和实践是培养学生创新型实践动手能力的关键问题。考虑到此问题,我校积极开展各种科技竞赛的宣传,鼓励学生广泛参与,以此来带动学生的积极性,使学生能够自主地进入实验室进行探索和实践。同时我校还为学生的创新活动提供了“科创基金”。学生根据自己的兴趣爱好,在老师的指导下组成5~7人左右的科创小组,自己选择研究项目的题目,自己设计研究方案,撰写项目申请报告,并向立项评审组作申请答辩,阐明此研究项目的重要性、可行性和创新点等问题。项目批准后可获得基金资助,在导师指导下,在相应实验室内完成项目研究,并向评审小组作结题答辩,提交结题报告。针对学生的各种科技创新实验,环境工程专业的所有实验室给学生提供了良好的科研创新环境和条件,由于地点和设备的限制,专业教学实验室采用分时段使用的原则,在非专业教学时间,通过需要实验室学生的申请,可对学生全天候开放,真正锻炼了学生的实践动手能力和创新能力。 4.拓展学生视野的多样性实习实训模式 在各工科类高校中,实习、实训都是一种有悠久传统的培养学生实践能力的教学模式。实习、实训为学生创造了实际工作环境,是他们将所学知识应用于实践,适应社会,提高综合实践能力的重要环节。首先,安排学生在学习完专业基础课后、学习专业课之前,先到污水处理厂、湿地、植物园和环保设备实验室等单位进行认识实习,先了解周边典型的环境状况,以及污染物处理等情况和处理工艺、面临的难题,将现状和问题带回来,在专业科的教授中有针对性地对这些问题进行讲解探讨,教师和同学一起提出一些合理化建议和技术改进措施,使学生必须面对实际问题,不能纸上谈兵。其次,还充分利用学校现有的教学资源和良好的环境资源,对部分课程的实习内容进行了拓展,对本地区的海洋、河道和部分区域的水、土壤和大气进行环境评价,学生按照提供的原始资料,自行确定取样断面,采集样品并进行分析监测,然后利用系统分析的方法完成评价要求,撰写评价报告,这一举措让学生非常完整地经历了环境评价的所有过程,对提高学生的综合能力大有裨益。 二、基于“3+1”培养模式的毕业设计(论文)运作模式 “3+1”的培养模式是我校特有的人才培养模式,此培养模式中“3”是指将原本需要在四年时间内完成的课程学习时间安排在三年的时间完成,而“1”是指在大学第四年的时间里,没有课程的安排,整年的时间主要以毕业设计(论文)为主。这样的培养模式可以充分发挥大四学年的利用效率,也可以因材施教,更好地培养学生的实践动手能力。①科学选择毕业设计(论文)题目,充分利用“1”的时间。选题是否合理、是否科学是做好毕业设计的前提。指导教师根据自己的科研前沿内容和实际生产的需求,提出和解决实际问题相关的毕业题目,然后,学生结合自己的兴趣和以后的工作预期进行题目的选题。在“1”的期间内,学生可以充分调研和题目相关的企业、工厂,并利用学校和社会的各种资源完成毕业设计(论文)。②利用校外资源,研学结合的模式。由于我校特殊的“3+1”人才培养模式,我校大四学生在毕业设计期间,时间较充分,可以灵活应用。为了充分发挥我校“3+1”培养模式的优点,同时结合环境工程专业特点,积极寻找可以合作的校外资源,如北京大学环境学院、秦皇岛第一污水厂、秦皇岛第六污水厂、深圳职业技术学院、中国环境科学研究院固体废物污染控制研究所等。将学生的毕业设计题目和校外毕业实习综合一体,可以使学生在提前接触到环境工程专业工作的实质的同时,也完成了自己的毕业论文。 三、总结 综上所述,对于环境工程专业学生实践动手能力的培养,仍然需要充分发挥教师、学生两方面的积极性,加强师生互动,增加学生参与各种科研、实验的机会,努力提高环境工程专业学生的实践动手能力。 作者:李娜周秀艳吴明松王玉恒赵喆杨柏林单位:东北大学秦皇岛分校 环境工程论文:污水处理城市环境工程论文 一环境工程的概述 所谓环境工程,简而言之就是指有关保护环境方面的一些科学技术。详细的来说,就是为了在发展经济的同时能够避免环境污染并能够提高环境质量的相关举措。环境工程所涉及的学科领域较为广泛,它不仅包括最基本的生态学,还包括环境医学、环境物理学、环境化学等等,此外,环境工程建设内容也较为复杂,难以掌握。环境工程建设是近些年来出现在城市化建设过程中的新兴科学技术,在很多方面的研究还并不成熟,只见雏形。就当前而言,这种科学技术的应用主要表现在污水处理、固体废弃物处理、大气污染处理以及城市绿化建设等。就我个人而言,我认为环境工程建设解决了当前城市发展中几个基本而且主要的问题,同时也是城市发展所面临急需解决的问题。不可否认的是,城市建设与城市环境工程建设不可分割,当然城市环境的优劣也与我们自身利益密切相关这也是毋庸置疑的。因此,我们必须要把环境工程建设作为城市建设的前提条件,使城市建设与环境工程建设紧密结合,要在保护环境的基础上促进城市各方面的发展。 二城市环境工程建设面临的难点问题 1城市的污水没有得到及时处理问题 城市生活的污水主要有三个来源:生活污水、工业废水和城市径流污水。城市环境工程建设当中,污水的处理是一个很重要的方面,但是,目前存在的问题主要是污水处理实施比较落后,在每个区域建设当中存在着很大的不平衡性。污水处理不及时,污水的回收率差,没有进行集中处理等等。这些都是城市环境工程建设面临的重大问题。 2城市生活垃圾没有进行无公害的处理 在城市环境工程建设当中,对城市生活垃圾的处理还停留在传统的做法上,或者采用运输到郊区进行掩埋的办法或者是进行焚烧处理而已。这种办法存在着投资大、运转成本高,同时垃圾中的有用资源也会被烧毁,加上,现有国内焚烧厂运行均比较困难。没有进行生活垃圾的无公害处理是城市环境工程建设的一个相当严重的问题。 3城市园林绿化建设相对落后 园林建设在城市环境工程建设当中有着很重要的作用,不仅能够降低城市的噪声和空气污染,还能够改善城市的居住环境,提升居住品质。但是在我国的城市建设当中,对城市的园林绿化建设重视不够,片面地强调加大商品房和高档住宅的建设,导致很多城市布局紧密,没有足够的绿化空间。我国城市的园林绿化和发达国家之间存在着很大的差距,在各地的城市发展当中,建设水平也不一致。总体上看,城市园林绿化建设相对落后于城市的高速建设发展,将会严重限制未来城市的进步。 三城市环境工程建设难点的应对措施 1提高对环境工程建设的认识,加强宣传和监督 城市环境工程建设不是城市建设部门自家的事情,而是和广大的市民联系在一起的。为了能够最大限度地调动社会上的力量,参与到城市环境工程建设当中去,不仅要求相关的建设工作者提高对环境工程建设的认识,还要加大对环境工程建设的宣传,号召社会力量结合起来,进行必要的监督。让广大的市民对环境工程建设有所了解,提出对环境工程建设的意见,加快城市环境工程的建设步伐。 2鼓励社会多元化的投资,强化环境工程建设的体制建设 城市环境工程是一项耗资比较大的工程,在发展当中不仅要求政府提供必要的财力支持,还鼓励社会上多元的投资力量参与到其中来。建立起必要的环境引导机制,加强宣传,加大政府对这些参与者的奖励和维持,调动他们的建设积极性,推动整个城市环境建设的发展。 3充分发挥政府的管理职能,做好协调工作 对环境工程项目的规划、土地、立项、环评、贷款等前期工作中遇到的问题及时解决。加大对有关部门的管理考核。在进行一项环境建设工程的过程当中,需要结合环境的评估,对该项目进行引导和监督。在建设的开始就做好环境保护工作,避免城市建设和环境保护不相协调的情况。 4加大技术的发展 推进城市的污水处理和垃圾处理。城市的污水处理和垃圾处理是两个重点的工作,需要有一定的技术支持。要对污水处理企业的垃圾处理部门进行监督管理,督促他们运用比较合理的方式,进行污水和垃圾的处理。还要求出台相关的政策措施,一方面对这些企业进行保护,一方面需要有相应的优惠政策的鼓励,让他们能够积极主动地采用比较先进的技术,进行开发、生产、推广、应用绿色建筑技术和产品。运用高新科技,是城市环境工程建设当中的一个重要方面,也是环境工程建设收到效果的重要保证。 四结束语 城市发展是整个国家经济快速发展的根本,而城市环境工程建设又是城市得以健康发展的基础,城市环境工程建设不仅关乎国家经济发展的前提,也与我们自身利益密切相关,由此看来,城市环境工程建设尤为重要。然而,为了使环境工程建设得到良好发展,政府在给予大力支持的同时,每个公民都应树立较强的环保意识,为环境工程建设贡献自己的一份微薄之力。总而言之,言而总之,要在当今各国竞争日益激烈的国际大形势下促进我国经济的又好又快发展,我们必须要搞好城市环境工程建设,在此基础上大力发展经济,真正做到坚持科学发展观,走可持续发展道路,实现生态发展。 作者:曲进单位:辽宁碧海环境保护工程监理有限公司 环境工程论文:翻转课堂环境工程论文 一翻转课堂在环境工程物探课程中应用的意义 环境工程物探是地球探测与信息技术和应用地球物理专业都会开设的一门专业基础课,它涉及浅层地球物理勘探的多种方法,包括地震勘探、电法勘探、声波法探测和探地雷达探测等。是针对深度在0-200m范围内的地下介质的结构和性质开展地球物理探测的一门课程。由于本课程所涉及的探测方法多达五到七种,在有限的学习时间内,教师除了要让学生理解各种方法的原理、了解各类勘探的依据外,还要让学生掌握仪器设备的操作方法和探测数据的处理解释流程,并完成实践能力的锻炼,这对于课堂教学模式而言,是一个很难完成的任务。传统的课堂教学模式,学生只能被动地接受理论和实践中所涉及的各类知识,在课程短、内容多的教学条件下,学生获取知识像“放电影”的过程一样,被动地“观赏”了一遍,结果导致课程结束后,很多学生甚至连各种仪器最基本的连接和设置都没有学会,理论知识也会因为内容较多而产生混淆模糊,教学效果并不理想。针对这些问题,本文将通过引入翻转课堂的教学模式,以学生为主体来培养其理论学习的主动性,锻炼其实践过程中的可行性,最终达到符合环境工程物探这门课程的学习要求和教学目标。 二翻转课堂在环境工程物探课程中的应用 尝试本研究结合实际情况,在环境工程物探课程中的“探地雷达实验课”上,采用翻转课堂教学模式进行了初步的尝试。探地雷达是一种常用的浅层地球物理探测方法,依靠向地下发射高频脉冲电磁波并接收反射回波达到探测目的,具有无损、连续、高精度的探测特点。目前已经广泛应用于公路铁路检测、地埋管线探测、浅层水文地质环境调查等领域。探地雷达实验课需要预先设置探测内容,设计探测方案,完成仪器操作并处理分析数据,最后给出探测结果,这一整套过程具有环境工程物探这门课程中其他方法实验课的典型性。因此,选择该方法实验课进行翻转课堂教学,也具备该课程的代表性。 1翻转课堂的教学设计探 地雷达实验课通常的实施环境为学校内具有已知地埋管线的校园道路上方,学生在学习了雷达理论知识和探测原理的基础上,根据所学的仪器操作步骤和探测设计原理,对埋地管线开展探测,达到探明其位置和埋深的目的。该实验课的教学目标是验证学生的理论学习情况,并锻炼学生的实际操作能力。在该实验课开展前,学生在前期的课程中主要学习到的是探地雷达的原理和构造,以及仪器的结构和功能,并没有亲自开展过探测设计和仪器操作。在课堂上有限的时间内,学生通过被动的学习这些知识,很难形成一整套工作方案,导致实际探测效果不理想。此外,在实验课中学生往往只对实验仪器本身感兴趣,忽略了重要的探测设计步骤,这又会导致增加了操作的盲目性,从而达不到预期的探测效果。本文为解决上述问题,按照翻转课堂的教学理念进行了以下课程设计:在实验课开始前,学生依据教师制作的视频和手册等学习内容进行理论学习;实验课上,教师将学生进行分组,并将大多数时间交给学生独立操作,仅留20分钟进行总结和讨论;然后,学生以小组形式完成探测实验报告。最后,教师通过对学生提交的报告对本次教学进行评估,以邮件的形式纠正学生在实验中出现的问题。 2翻转课堂的教学过程 根据上述的教学设计,本研究对该课程的探地雷达实验课完成了以下的教学过程:一,在实验课开始前,教师将相关的探地雷达理论知识和勘探设计依据,使用视频录制软件制作成基于PPT(PowerPoint)的教学视频,提前一周发给学生,使学生有学习准备时间,能够充分掌握知识。二,同样在实验课开始前,教师将依据课程所使用的中国矿业大学(北京)自主研发的GR(Geol-ogyRadar)探地雷达系统、GR软件处理系统,和本次实验课的探测目标,编制仪器操作手册和软件使用说明。这部分内容是将围绕地埋管线进行的探地雷达采集参数设置、测线布置原则和数据处理流程编制成册,让学生结合理论知识预先熟悉工作流程,并思考工作步骤中的细节。三,在授课过程中,首先对学生进行以10人为单位的分组,充分发挥“翻转”理念,以学生为主导让各小组自由安排探测中的各项任务。在各组分别开始探测工作的过程中,教师首先规定本次探测的总时间,并不主动干预他们的独立工作进程,仅在发生容易导致仪器损坏的操作或其他严重错误时才主动介入,其余时间仅接受学生的提问和咨询。四,课时的最后20分钟,教师对各组的探测过程和结果进行点评,并提出让学生思考的问题和探测报告的要求。五,课程结束后一周内,学生将报告以邮件形式发给教师作为教学的评价依据,教师也将通过邮件点评报告中的问题和学生的思考,并对探测过程和探测成果进行总结评分。 3翻转课堂的实施效果 通过上述翻转课堂教学在探地雷达实验课程中的实施,发现将理论和操作过程的学习放在课外,学生可以有充分的时间学习预备知识,并讨论设计课堂上的探测方案。这样,学生大多可以在课堂时间内较独立地完成一整套的探测工作,节约了课堂时间的同时,也克服了探测目标的不明确性和仪器操作的盲目性。这种以主动学习来解决问题的教学方法,对于理论学习和操作实践的教学效果明显好于单纯的教师讲解。绝大多数学生都会为了达到实验课上的管线位置探测目标而思考、准备。并且在分组条件下,学生更能够集思广益,通过相互提醒、沟通的方式,思考小组其他成员的思路,弥补自身方案设计上的不足,最终每个小组所开展的实验、方法都很合理、完善。而课堂时间中最后20分钟的教师点评,又非常好地确保实验课教学效果,即使大多数同学都出现的小错误,也可以在这个环节里被及时纠正。最后,通过布置学生撰写实验报告,达到了一个完整探测过程的拟真化,让学生切实感觉到自己在做一项工作,增强了他们的信心,也激发了他们的兴趣。而教师则可以根据这份报告对学生知识的掌握情况进行判断和评价。电子邮件的交流则针对报告中的错误或问题,给学生又增加一次纠正或改进的学习机会。因此,翻转课堂的实施,提高了学生在实际操作上的信心,增加了学生对学习的兴趣,同时也让他们体会到使用专业知识解决实际问题的成就感,提高了他们对专业学习的兴趣和自觉性。另外,也锻炼了学生之间的交流和沟通能力。 三结语 本研究通过在环境工程物探教学中实施翻转课堂理念,根据在这一理念下的教学设计、教学过程和教学效果的分析,发现该方法在环境工程物探课程的探地雷达实验课中能充分发挥学生的主导性,提使学生获得了学习的主动权,提高了学生的实际操作能力,有利于提升教学效果。但是,翻转课堂中教师的工作任务较普通教学方式增加较多,除了花费大量时间设计课程、制作教学视频和教学资料外,组织课堂讨论、答疑解惑、评估和反馈等现场教学工作也比单一的讲述更加繁重。不过也正是由于教师付出了更多,才使得学生在课堂的有限时间内获得了更多的锻炼和适应机会,并对知识的掌握更加牢固。因此,翻转课堂理念在环境工程物探专业的教学中是可行的,适合进一步推广和应用。 作者:崔凡单位:中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室 环境工程论文:微生物环境工程论文 1微生物对污染物的特性及降解 1.1微生物的特性 微生物具有繁殖速度、数量庞大、个体小、代谢能力强、容易突变等特点,和其他的生物相比较,微生物适应环境的能力更强。当外界环境发生变化时,例如存在新的化合物时,一些微生物能逐渐改变或者适应环境的变换,微生物能根据环境的变化,突变成新的群体,或者产生新的功能,适应环境的变化,微生物的这种特性使得它们成为降解环境的污染物主要部分。 1.2微生物降解 微生物能将生物外源性物质转换成毒性比较小,或者容易被其他微生物降解的化合物,例如降解转化杀虫剂DDT等。微生物对生物外源性物质的转化形式主要有脱卤(如DDT脱氯)、还原(如还原生物外源性物质的硝基)、水合反应(如有机氰的水合反映)等几种情况。洗涤剂化合物可以分为阳离子、阴离子、非离子、两极电解质等四种情况,随着洗涤剂的大量使用,排入环境中的洗涤剂越来越多,但洗涤剂造成的环境污染没有增加,经过研究表明,主要是由黄单胞菌、诺卡氏菌等微生物在防治洗涤剂引起的环境污染。微生物不仅能转化生物外源性物质,还能将这些物质分解掉,逐步将大分子化合物变小,有的物质则可以被彻底的降解为CO2、H2O等无毒无害化合物。 2微生物在废弃物处理中的应用 对于不同的环境污染问题和不同的环境污染类型,有不同的处理方法,总的来说,可以分为化学法、物理法、生物法等三大类,在进行处理污染物时,可以单独使用某种方法,也能几种方法结合使用。由于化学法和物理法的投资比较大、成本比较高,并且存在二次污染的现象,因此,常使用生物法进行处理。生物法是指利用系统中的生物,尤其是微生物,来转化、降解污染物,达到污染物处理的目的,生物法具有污染物处理速度快、效率高、消耗低、成本低、无二次污染等优点,在环境处理中有十分广泛的应用。 2.1城市垃圾生物处理技术 固体废弃物的处理方法有很多种,例如堆肥、填埋、焚烧、发电等,垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物进行自然发酵,这种方法的处理时间比较长,并且处理量比较小;垃圾填埋需要花费很长的时间,并且还会占用大量的土地,同时填埋的垃圾还有可能污染地下水源;而垃圾焚烧会产生大量的废气,引起二次污染,同时还有可能引起火灾隐患;因此,较好的垃圾处理方法是垃圾发电。随着科技的不断发展,新的城市垃圾生物处理技术逐渐被研发出来,这只给技术是先经过筛选,将可以回收的资源进行回收,然后加入具有特定功能的微生物进行厌氧发酵或者好氧发酵,并收集发酵过程中产生的沼气。充分发酵后的垃圾能当做肥料,用于农业生产中,这种处理方法的处理量,能自动控制发酵过程,并且发酵形成的肥料质量可以得到保证。 2.2污水生物处理技术 污水的处理方法也可以分为化学法、物理法、生物法三种,目前,在进行污水处理时,经常会使用生物法或者生物法与其他方法相结合的形式进行污水处理。根据污水处理系统中微生物的状况可以将生物法分成生物膜法、活性污泥法、悬浮细胞法等几种情况,其中活性污泥法在城市污水处理中应用最广泛;而生物膜法的效率是最好的,在一些特殊行业的废水处理中比较常见。 3微生物对环境修复的作用 3.1生物修复 对于污染严重的环境,是不能利用垃圾处理或者废水处理的方法进行修复的,近年来,环境治理的专业人士研究出一种能治理大面积环境污染的技术,也就是生物修复技术。生物修复技术也可以称为生态恢复技术,这种技术是利用处理系统中的微生物的代谢活动,将污染现场的污染物浓度降低、转化、降解,将这些污染物转化为无害化物质或者元素,生物修复技术可以分为环境条件修饰和讲解污染物两种情况,目前,生物修复技术主要用于农田农药污染和石油污染中。 3.2生物杀虫剂 在进行农业生产时,采用化学农药很容易形成污染物富集的现象,而采用生物农药则能有效地避免这种现象出现。目前,生产运用最多的生物农药是由苏云金芽孢杆菌生产的BT生物杀虫剂,这种杀虫剂中含有有毒蛋白质,昆虫吞食后会中毒死亡,同时这种杀虫剂的主体是苏云金芽孢杆菌,不会对环境产生危害。BT生物杀虫剂是一种高效、安全的生物杀虫剂,能有效地防治农作物害虫,同时还能杀灭蚊虫,因此,在进行农业生产时,可以采用生物杀虫剂,从而有效地缓解环境污染的现象,促进环境修复。 4总结 随着生态环境的恶劣,人们的环保意识越来越强,对环境治理要求也越来越高,在进行环境治理过程中,传统的化学法、物理法往往会产生二次污染,而生物法能快速、高效的处理各种污染物,因此,在环境治工程中,要根据实际情况,选用的合理生物法,从而有效地提高环境治理质量。 作者:宋静佳单位:吉林市昌邑区环境保护局 环境工程论文:混凝沉降法教学环境工程论文 1混凝沉降法对水处理实验室废水处理的效果 某水处理实验室废水的混凝处理,废水CODCr为520mg/L,实验处理数据如表1。由表1可知,随着PAC、PFS用量的增多,COD越来越低,CODCr去除率越来越大,PAC的CODCr去除率达到53.6%,PFS的CODCr去除率高达62.5%,混凝沉降效果非常好。 2环境工程实验课程改革 2.1混凝沉降实验教学思路的改革“以点扩面,理论与实践相结合”的教学思路的确定,理论是实践的先驱,是实践的引路者,实践又是理论的验证,没有好的理论指导,实践就毫无意义,没有良好的操作,理论力不从心。只有把混凝沉降理论与实践相结合起来,将混凝沉降理论教学与实践教学按一定比例分配好,同时混凝沉降实践实验可根据学生兴趣去设定实验方案,达到学有所用,学有所获的效果。以往混凝沉降教学思路就是老师填鸭式讲学,学生积极性不高。学生在理论部分也没有主动的去吸取知识,在实践中也是按着已给好的条件进行操作,禁锢了学生的思维,无法让他们的思维得到充分发散。可根据老师给出的点知识:混凝沉降题材方向和目的,学生根据查找资料运用理论知识自行设计方案,老师进一步修改后确定可行性,学生大胆实践并做总结,这样不仅巩固了专业知识,同时大大提高了运用知识的能力,也提高了实践操作的能力,使学生的综合素质得到提升。 2.2混凝沉降实验教学内容的改革混凝法是化学处理废水较常用的方法,混凝作用是通过混凝剂的添加来改变胶体颗粒表面的性质,让均匀的胶体颗粒凝聚成大块颗粒沉淀(或上浮)。目前高校中混凝沉降处理废水授课理论知识繁多,部分课程有所重叠,无法做到课堂资源利用最大化,也无法更好的调动学生的学习兴趣,为提高学习效率,可组建课外兴趣小组,将不同的废水进行分类,选出其中典型的代表典型行业废水:资源加工业废水、产品加工业废水及垃圾渗滤液废水等常见工业废水进行详细解剖,实验之前要求各组做一个实验前的准备工作并做一个专题报告,展开工作后相互交流并学习,完成工作后写出心得以供参考。让所有学生结合自己所做研究拓展到其他领域,可跟自己兴趣对其他研究进行进一步探索,整体把握整个废水处理方法。通过分组讨论探索,不仅开阔了学生的知识面,让学生了解环境污染中水污染近况,同时也培养了学生的观察和环境污染保护意识,让学生在专业学习中联系生活,在生活运用专业知识,增强废水能力、让生活更加环保。 2.3混凝沉降实验教学方法的改革“注重学思结合。倡导点题启发式、处理探究式、问题讨论式、教学参与式,帮助学生自主学习。充分发挥学生的兴趣爱好,使之成为善思考、实干、敢于创新的实用性人才。”是混凝沉降实验教学改革的新思路,为了培养全面型水处理方面絮凝沉降的专业人才,需在教学方法上进行改进。为使水资源健康、绿色可循环发展,更能主动面对未来水资源匮乏的情况下,教育部在对环境科学工程专业评审时提出了更高的要求。根据混凝沉降方法处理废水的混凝电性中和、吸附、吸附架桥、卷扫絮凝等作用机理,运用投影仪放映物理和化学交错相连混凝聚集动画、图片过程,激发学生兴趣,从而引导学生在创作新作品的同时,学到更扎实的废水混凝沉降的处理知识,除了混凝剂本身的种类、特性、用量影响外,外界环境的温度、酸碱度、搅拌强度、时间和水中杂质组分等也直接影响混凝的效果,也可作为学生研究的题材。 2.4混凝沉降实验教学成效的改革环境科学就业的主流方向废水处理来讲,如何使学到的混凝沉降知识得到认可,如何使老师的混凝沉降实验教学效果更好,需要加强学生与老师之间的交流。首先,在混凝沉降实验教学过程中,提供更多的平台让学生能直接或者间接对老师的教学效果进行评价,随时听取学生的建议并加以考虑,打破以往的教学模式。其次,老师对学生吸取知识和运用知识进行评价和引导,老师采取教学讨论的形式分析并运用知识解析案例,同时对学生的建议进行引导性改进。最后,考核的形式也越来越多样化,主要是卷面成绩和平时成绩,平时成绩又包括作业,出勤率,实验操作等,也可根据学生公开小论文演讲进行打分参评。 3结语 关于提高高校本科教学质量,本论文初步讨论了环境工程的混凝沉降法处理废水,混凝沉降法处理废水不仅需要扎实的废水处理专业知识,同时还需要解决实际问题的能力,加强混凝沉降实践操作。混凝沉降教学思路方面,对叠合知识部分进行筛选,系统但又有针对的教学,激发学生积极性;混凝沉降教学内容,选取当前时下最热门的话题,进行调研,讲解,分组讨论等方式让学生不只是沉浸在理论知识的海洋中;在混凝沉降教学方式上,充分利用新科技带来的优势,在多媒体教学内容上多下功夫,在教学软件上吸引学生的注意力,共同探讨,制作更多优秀的作品;混凝沉降教学成效的改变中共同作用教学成效的评价,体现公平,公正的教育理念。总之,在学习专业知识的同时,不断加强团队合作能力和工程实践,努力成为高质量废水混凝处理技术人才。 作者:张永利周衍波吴云影单位:韩山师范学院化学系 环境工程论文:现代城市环境工程论文 一、现代城市工程建设的基本特点 (一)“高、多、大”是城市工程建设发展的一大趋势城市化是人类社会具有现代城市特征之演化的历史过程,它涉及到人口职业的转变、产业结构的转变以及土地和地域空间的变化,而这些转变和变化又存在着一定的内在联系,从发达国家的城市化进程中,我们能够看出,首先是农村人口大量向城市聚集,城市人口密度猛增,而涌入城市的乡村人口迫于生计就要另谋职业,与此同时还会引发城市生产与住房的紧张,进而导致地价上涨,迫使建筑物开始向高空发展,以美国为例,美国是全世界高层建筑数量最多的国家,据相关资料统计,高度在160m~200m的建筑已经超过了100幢。近年来,我国的城市化进程正在加快,城市工程建设越来越频繁,高层建筑越来越越多,且呈现出建设速度快、数量多、体型复杂、总高度增大的特点,“高、多、大”已经成为城市建筑发展的一大趋势,而高层建筑的施工对周围地质环境的影响也非常大。 (二)发展城市地下空间是城市工程建设发展的另一大趋势进入本世纪后,为了解决大城市中公共设施过密化的问题,日本、美国以及欧洲主要发达国家开始将一些公共设施转向地下,大力发展城市地下空间,城市地下建筑已经向更广泛的方向发展。发展城市地下空间是现代城市工程建设发展的必然趋势,日本更是将地下开发上升为国策,提出了开发地下,将国土扩大10倍的设想。我国对地下空间利用的时间可以追溯到上个世纪60年代,即大量的人防工程建设,近年来,随着城市化进程的加快,也加大了对地下空间资源的开发和利用,以城市地下交通为例,我国已经走在了世界前列,但是大规模的地下工程建设,对地质环境也造成了不同程度的影响。 二、现代城市建设所引发的环境工程地质问题 (一)地表工程建设造成的环境工程地质问题随着城市人口的不断增加,大力建设高层建筑以及开发地下空间仍很难缓解城市用地紧张的局面,平原地区的城市建设便开始占用农业用地,山区城市建设便开始向山坡开发土地,由此引发的水土流失、软土地基、边坡失稳等问题时有发生,而水土流失、边坡失稳等问题又会继续破坏环境,所引发的后果甚至会危机后代。 (二)地下工程设施造成的环境工程地质问题发展城市地下空间是城市工程建设发展的一大趋势,但是大规模的地下工程建设对地质环境也造成了很多不利的影响,如地面变形、地下水流场改变、洞室围岩失稳、生态环境恶化等。地下工程设施造成的最常见的环境工程地质问题就是地面变形,最为典型的就是日本东京地铁施工引发的地面塌陷事件,这对我国当前的地下交通建设无疑起到了警示作用。 (三)水资源开发造成的环境工程地质问题我国水资源总量居世界第6位,但人均水量却是世界人均水量的1/4,属于典型的贫水国家,全国缺水的城市已经超过2/3,水资源的日益短缺严重限制了我国的经济发展,很多城市,如上海、宁波、天津、太原等,都因超采地下水,造成了地面沉降、塌陷等环境工程地质问题,以上海为例,累计沉降量已达2.63m,据不完全统计,全国范围内因超采地下水而引起的地面塌陷已有800多处。(四)固体废弃物堆放造成的环境工程地质问题随着城市工业的不断发展,人口的不断增加,产生的人工废弃物也越来越多,固体废弃物堆放造成的环境工程地质问题也越来越突出。以城市生活垃圾为例,我国城市生活垃圾的总量正在以每年8%~10%的速度增长,这个增速无疑是对我国GDP增速的一个巨大讽刺(我国GDP曾长期以8%的增速创造了世界经济发展的奇迹),目前,我国已经有超过一半的城市被生活垃圾的所包围。固体废弃物堆放不适宜,就会造成很多环境工程地质问题,如影响地表土壤性质、污染地下水系统等。 三、对现代城市环境工程地质问题的研究 (一)现代城市环境工程地质研究的关键技术现代城市工程建设引发的环境工程地质问题越来越多且日益严重,目前,现代城市环境工程地质技术研究已经成为城市地学研究的一项重要内容,现代城市环境工程地质研究的关键技术主要有预测工程地质环境质量的技术、评价工程地质环境质量的技术、改造工程地质环境质量的技术、以及计算和制图技术等。环境工程地质学研究的主要内容就是预测人类工程建设对环境的影响,当前,现代城市环境工程地质问题越来越严重,对其进行预测已经成为地学研究中的一项关键性工作,加强预测工作,能够更好地掌握城市工程地质环境质量的变化趋势。一些大的工程在选址和规划之前都要对工程地质环境质量进行评价,如三峡工程和南水北调工程。环境工程地质技术在防治工程地质环境污染、抑制工程地质环境恶化等方面已经取得了一定的进展,其应用前景十分广阔,环境工程地质技术的应用能够更好地发挥地址工作的主观能动性。 (二)现代城市环境工程地质研究的主要方向就目前的发展现状和发展形势来看,今后现代城市环境工程地质研究的主要方向体现在四个方面,其一,必须尽快建立城市工程环境质量数据库,随着计算机应用技术的不断发展,工程地址数据库以及制图技术已经受到国外众多研究者的重视,在工程地址数据库系统的基础上,应尽快建立起城市工程环境质量数据库,这是今后现代城市环境工程地质研究的主要方向之一;其二,应重视对城市三维空间的工程地质环境质量的预测和评价工作,形成一个多层次、多目标、多因素的预测和评价体系,更好地揭示人类工程建设对环境的影响程度;其三,应加强对城市工程环境质量相关理论以及标度方法的研究,使环境工程地质学取得突破性的进展和跨越式的发展;其四,应注重对城市工程建设与工程地质环境质量调控系统的协调发展理论的研究,探索出一条城市工程建设与工程地质环境协调发展的道路。 通过对现代城市工程建设的基本特点以及城市建设所引发的环境工程地质问题的分析,我们发现,城市环境工程地质研究与传统工程地质研究存在明显的不同,城市环境工程地质研究的内容更具针对性,研究方法更具综合性,研究成果更具预测性,现阶段,对现代城市环境工程地质研究的关键技术和主要方向进行讨论,具有重要的现实意义。 作者:张丹丹单位:琼州学院三亚校区 环境工程论文:综合设计性实验教学环境工程论文 1综合设计性实验实施过程 1.1综合设计性实验题目的选择选题是综合设计性实验能否顺利开展的前提。设计内容的选择受到多方面因素的影响。首先,高校的实验教学场所、仪器设备和实验教学经费等都有一定的限制,好的想法、好的题目,没有实验仪器设备和经费的支持是难以实施的。所以,设计实验的选题,既要有科学性、新颖性,还要符合高校实验室的实验条件[3]。其次,实验内容应具有一定的深度与广度。一个较好的设计性实验题目应具有知识的综合性和内容的探索性,学生在实验实施阶段能够带着问题主动从各知识点中建立相互联系,全面理解理论知识和灵活应用验证性实验技术。但同时需要考虑任务难度大、周期太长的设计性实验容易挫伤学生学习的热情,分散学生的注意力,不利于实验教学的实施。基于以上两方面的原因,我校环境工程专业学生开设的设计性实验题目围绕着水体中微生物的检测、高效功能菌的分离和筛选两个主题开展。该实验教学开设在大三上学期,位于环境监测、环境工程微生物学及微生物验证性实验之后,学生已经掌握了环境样品的采集、前处理等基本操作以及环境工程微生物学的理论知识及实验基本技能,足以保证设计性实验的开展。 1.2任务的布置及方案的制定实验指导教师在设计实验实施前三周对实验任务进行布置,学生依据个人兴趣围绕着水体中微生物的检测和高效功能菌的分离筛选两个主题自主选择。如水体中微生物的检测,允许学生选择自己感兴趣的水体作为研究对象,如对宿舍、教室、图书馆等学生生活学习的区域进行生活饮用水的微生物学测定,监测大肠菌群总数和细菌菌落总数,依照国家标准对该生活饮用水进行评价,也可以选择学校周边的一些河、湖、库(如玛纳斯河、蘑菇湖水库、北湖等)水体作为研究的对象,进行实验、分析及评价。高效功能菌的筛选是环境污染治理领域的关键环节,林下土壤中分离筛选纤维素高效降解菌,印染厂生产废水中高效降解偶氮染料菌的分离与筛选等都是学生期望通过微生物的处理手段资源化有机废弃物或降解有毒有害物质的设计思路。设计实验研究对象与学生的生活、生产密切相关,有利于充分调动了学生的积极性,掌握学科的发展前沿。通过查阅文献并与教师进行相应的沟通,每位同学在设计实验开展前一周上交设计方案,避免了有些同学在实验过程中常常将自己定位于“旁观者”的地位,做到每位同学在实验实施前都是“心中有数”。设计方案包括实验目的、实验材料、实验步骤、实验预期结果等。指导教师对设计方案进行汇总和分类,将设计方案相近的学生分为一组,同时要考虑学生能力的差异、性别的差异,每组3~4人,指定组长,组员们再次对整组的设计方案进行调整,进一步的完善和合理化,最终方案由指导教师审定后方能进行。 1.3设计性实验的实施设计实验的实施阶段,按照设计方案,各小组学生自己动手采集及预处理样品,自己配制所需试剂及培养基,自己观察分析实验结果,自己确定实验具体时间,教师只是从总体上把握实验进程,不过多干预实验,做教学过程的组织者、协调者和服务者。为保证实验的实施,做到实验室全天开发,有实验指导教师、实验员教师及学生班委轮流负责。教师“教”的地位的弱化并不等于将学生置于无人管理状态,教师应对实验中存在的普遍问题进行集中指导,对各小组的个别问题进行分散指导 。与此同时,教师通过对各实验小组实验记录的检查加强实验过程管理。要求学生每天实验时,必须做好详细的实验记录,包括实验时间,实验人员姓名,实验具体内容,使用仪器设备及设定的参数,仪器状态、出现的实验现象以及可能出现的原因、实验数据等,不仅能清楚的掌握实验进展,了解每位学生的实验情况,还能让学生养成良好的实验记录习惯。微生物实验丰富多彩,建议学生运用影像技术对微生物的形态、生长情况、采样地点、处理结果等进行拍照,不仅生动形象地保留了原始记录,更增强了学生的成就感。 1.4实验报告的撰写及实验成绩的评定实验部分整体结束后要求学生认真撰写实验报告。报告内容包括两部分,一部分是对实验数据和结果进行整理、归纳、统计和分析,并与预期结果进行对比;还有很重要的一部分内容是每位同学需要对实验中的重点难点及关键环节进行总结,对实验中的不足之处提出改进措施或建议。实验报告的撰写不仅提高了学生的数据处理能力,而且也培养了学生思考问题和解决问题的能力。实验成绩的评定围绕整个实验的全过程,占课程总成绩的30%,主要包括实验方案的制定20%、实验实施过程中承担的任务及表现30%、实验记录10%、实验报告40%等,注重实验过程和结果分析,而不是仅以是否达到预期实验结果来给定成绩。 2教学效果 学生在实验结束后反映花费在综合设计性实验上的时间和精力远超出他们之前的想象,但收获颇多。首先在实验技能上更加的娴熟,操作上更加的规范;其次,在实验实施过程中真正的实现了通过自己的思维加工将多门课程的知识有机的联系起来;再有,学生自行完成了一次提出问题、发现问题、分析问题以及解决问题的能力锻炼,也是对自我能力剖析、认识和肯定的一个过程。良好的教学效果在学生的本科毕业论文环节中也有所呈现。学生在开题报告的展示、论文主旨的把握、实验操作能力及数据处理等方面普遍表现良好,毕业论文指导教师普遍反映学生的动手能力及分析解决问题的能力有很大程度的提高。同时,有更多的学生期望在专业方面有进一步深造的机会,我校2010级环境工程专业毕业生中硕士研究生录取比率较往届有很大的提高,而且报考及录取院校大多是国内知名环境相关院校。 3教学思考 综合设计性实验对学生来说是实验设计,而对指导教师而言是教学设计,是对学生的挑战,同样对教师也是挑战。设计性实验的教学过程比验证性实验更长,教学内容更丰富、更复杂,教学方法与组织形式更加多样化,这就更需要教师精心安排和组织整个教学过程,否则,设计性实验很有可能成了走过场,达不到预期的目的。 首先,指导老师应有很强的事业心和责任感。在设计实验的过程中,教师要综合考虑实验室空间及设备、学生、周边环境等因素选择合适的设计题目,对学生设计的实验方案进行整理分类,了解学生的基本情况来合理分组,特别是学生往往只能利用课余时间来完成实验,只要学生做实验,实验室就要有教师,准确把握学生实验的进展情况、每位学生的表现及试验中普遍存在的问题,对实验现象进行解答,并对实验结果进行科学的评价。每一个环节都需要教师花费大量的时间和精力,远超过验证性实验,所以就需要指导教师充分发挥奉献精神。当然,也需要学校相关政策的支持。我校近些年一直非常重视教学质量及教学改革,也制定了相关的政策。教师可以申报相关教学改革项目予以资助,并对教学效果良好的教改项目还会给予表彰,这都极大的促进了教学改革的进行。其次,教师要有足够的专业素养。对半开发式的设计性实验,学生的实验方案、内容及涉及的实验方法和仪器等都具有多样化,这就要求教师在专业素养上有较高的造诣。不能凭空否定一个实验方案,也不能任由学生的设计方案随意进行。 指导教师从实验任务的提出开始,在实验的实施、实验结果及报告的撰写等各环节中,始终在自己头脑里有一个清晰的理论脉络,有若干套可行的设计方案、实验中可能出现的结果、产生的原因及解决的办法等。教师具备这些素养才能保证综合设计性实验的顺利展开,达到预期的教学目的。再有,教师要有把握好“指导者”的度。对于设计性实验,贯彻启发性原则是教学的根本。对学生设计的实验方案,提供一些启发性的意见,避免意见具体化,否则学生很容易产生依赖心理,一旦试验中出现问题,就希望从老师这里得到答案。教师不要包揽一切,放手让学生去做,但也不能由着学生去做,充分发挥好指导者的作用。 综合设计性实验各个试验环节中都有可能出现失败,经过几次失败后,有些学生会灰心丧气,有些会否定自己,甚至对专业信念产生动摇,这时候就要求指导教师对学生进行心理上的疏导,鼓励学生,同时客观的评价学生在实验过程中表现突出的方面以及需要强化的部分。环境工程微生物学综合设计性实验的开设取得了一定的效果,但也存在一些问题。如微生物学设计性实验是一个连续性的周期较长的实验操作过程,部分学生由于时间安排上不够完善,对实验进度及结果造成了一定的影响;部分学生在实验开始之初能够较好的参与实验,随着时间的延长,积极性和热情有所降低;实验报告撰写过程中同组同学内容抄袭情况任然存在等。如何使微生物学实验教学更加适应高等教育人才培养的要求,我们还需要进一步的探索和实践。 作者:易丽娟童延斌李姗蔓单位:石河子大学化学化工学院 环境工程论文:高校环境化学教改下的环境工程论文 1教学过程中出现的几个典型问题 在教学过程中,学生纷纷反映该科目学习内容多,各章知识联系性不强,学习起来比较困难。这些现象除了跟科目知识点涵盖广,抽象理论概念多的学科特点有关外,以下几个因素也不容忽视: (1)学生的化学基础相对薄弱。虽然学生学习过普通化学且部分学生修过有机化学,整体说来学生对化学相关知识掌握依旧不多,知识储备不够,学习重视度也不高; (2)科目课时安排相对较少。由于课程知识点杂多,如果仅仅是重点讲述部分知识内容,容易破坏科目的整体性和系统性; (3)缺乏实际应用的案例。课堂上基本原理知识阐述过多,和现实案例及实际环节关联较少,讲解容易枯燥无味。针对上述几个反映普遍的问题,我们和学生充分交流后针对教学方法进行了相应调整,在补充相关的化学基础知识,改善加强知识点的复习和梳理,以及在相关章节添加生动案例等方面进行了有益尝试并取得不错的教学效果。 2教学方法改进的几个方面 2.1补充化学相关基础知识在学院制定的培养计划中,环境化学科目开设时间为大三第一学期,在此之前大部分学生已经修读过普通化学和有机化学,具备了一定的化学基础知识。但由于培养计划对化学科目的课时分配相对较少,同时环境专业的学生对学习化学的重要性认识不够,学生的化学基础比较薄弱,给授课的顺利进行造成了一定的困难。为了让学生能听明白,理解清楚,在某些章节我们适当补充相关的基础知识,这种做法获得学生的广泛认可。我们采用的教材是由2006年高教出版社发行,戴树桂教授编著的环境化学。其中大气环境化学章节中提及自由基的稳定性,我们相应补充了键的解离能和共轭、诱导作用以及空间位阻与键稳定性的关系,引导学生从以上几个方面综合理解相应自由基的稳定性。谈到自由基的活性时,我们把有机化学中讲过的烷烃卤代自由基反应与之关联,学生学习新知识的同时回忆学过的内容,这样接受起来更为容易。在讲到多环芳烃的结构和性质时,我们及时帮助学生回忆了有机化学科目中对芳烃芳香性的介绍,其电子结构特点以及和化合物结构稳定性的关系,这样学生就能更好理解多环芳烃的在环境中的稳定性,迁移和转化的特点。同时我们要求学生在相应章节对水污染控制工程、大气污染控制工程、环境毒理学,固体废弃物的处理处置等科目进行对照学习,相互印证,既加强学生对相关知识点的记忆,同时也能让学生从化学的角度深层次去理解环境问题出现的原因。 2.2总体把握教学内容,充分利用课堂时间培养计划中分配给环境化学48学时,在较短时间内完成八章内容,这对学生和老师都是一种挑战。我们在正式开讲前,先给学生大致剖析了一下该科目的主要脉络,便于学生了解科目的重点章节。第一章绪论,主要阐述环境问题的出现导致环境化学的诞生以及环境当中主要污染物的类别,环境效应和迁移转化。从第二章到第四章分别谈及污染物进入大气,水和土壤后的赋存状态,迁移转化等内容。第五章涉及污染物历经上述三个圈层后进入生物体以及在生物体内的运动过程及毒性。第六章主要是一些具体的典型污染物在环境各圈层中的转归。第七章重点介绍受污染环境的几种具体修复技术。而最后一章则是绿色化学的基本原理与应用。通过分析,学生大致了解了本课程的知识结构和脉络特点,有利于学生在学习开始初步建立一个关联体系。随着教师授课工作的开展,学生可以把相应知识点置于关联体系中,最后形成该科目的完整知识体系。另外针对科目课时较少而内容丰富的特点,我们要求学生必须做到课前预习和课后复习,简单的和常识性内容仅做概述,和其他科目有交叉的章节如第二、三和五章,我们侧重讲述和化学相关的内容,其他部分以课堂提问或作业的方式让学生自己学习。这样既节省了时间,也督促学生针对相应的交叉科目如大气污染控制工程等自主进行对照学习,增强了学生的自学能力;提高课时利用率的同时,也提高了学生学习的主动性和积极性。另外,我们设置“每课一个小结,每章一个总结”,便于学生及时复习课堂学到的知识点。 2.3补充真实典型案例,充实教学内容环境化学中基础理论和基本原理阐述较多,学生学习起来容易觉得枯燥乏味。引入环境中的真实典型案例,充实教材教学内容,可以有效激发学生的学习兴趣,增强学生利用化学知识分析研究实际环境问题中有关污染物存在,化学特性及控制原理的能力。通过介绍11种农药“喂养的豆角”,可爆炸的西瓜以及一系列生活中有毒的食品(毒馒头,毒油条,瘦肉精,辣椒中的苏丹红,毒木耳等等),到富含有机物的工业废水排放,挥发性有机物充斥室内外环境,以及最近出现的“雾霾”现象和人们高度重视的PM2.5等,让学生认识到学习环境化学的重要性。在大气污染物的迁移章节,介绍马斯河谷烟雾事件,多诺拉烟雾事件,印度博帕尔事件,切尔诺贝利的核泄漏事件以及洛杉矶和伦敦烟雾事件,使学生把大气中污染物扩散及对环境的影响和书本知识结合起来,充分理解大气污染物扩散的各种影响因素及相应的处理措施和方案。另外我们也选择在适当的章节中插入一些和环境保护相关的小故事来调节课堂的气氛。比如在讲到典型农药在土壤中的迁移转化时,介绍完有机氯农药后,穿插了瑞士化学家米勒和滴滴涕以及德国科学家哈伯和毒气的故事。这些历史上真实出现过的血淋淋的事件,深深震撼了在座学生。课后学生纷纷上网查阅相关事件进行讨论,同时也反馈了一些其他的案例供参考。通过真实典型案例的介绍和小故事的穿插,提高了学生对环境化学学习的重视程度,有效调动了学生的学习兴趣和积极性,教学效果和教学质量有显著提高。另外我们会在课余时间或答疑时间和学生充分沟通,鼓励学生对该课程授课内容和方式提出建议,及时了解他们的想法和实际学习情况也对教学质量的改善大有裨益。 3结论 采取上述改进措施后,沉闷的课堂气氛开始变得活跃,学生的学习积极性和主动性有了明显提高,教学效果和教学质量也得到显著改善。但是目前我们对环境化学教学内容和教学方法的研究远远不够,需要持之以恒的学习和探索,尽力为学生构建良好的传授环境和平台,这样才能取得更好的教学效果。 作者:常飞单位:上海理工大学环境与建筑学院 环境工程论文:工程评估下的环境工程论文 1开展环境工程评估工作 环境工程评估工作的开展主要是按照一定的工作程序进行,下面我简单对环境工程的评估工作程序加以介绍。 1.1受理受理工作主要是受理相关的对环境产生的影响的评估文件、环境污染治理工程设计文件或者是验收资料,填写相应环境工程评估申请表。在这个过程中,需要认真受理所评估的文件资料,给出准确的评估回复。 1.2组织专家评审按照相关环境工程评估审核规定,选择相关环境评估项目的专家组成专业的评估小组,在评审时,由专家小组讨论,最终给出相关的评审意见。 1.3出具评估意见在专家小组给予相关的评审意见以后,需要按照有关的法律法规规定,进行评审意见的审核,将评审意见逐层递交,等待审核通过。 1.4发送评估文件经过意见审批以后,收集相关的小组评审意见、相关的信息资料等作为环保主管行政部门审批的依据及时送往环保行政主管部门。 2环境工程评估开展的重要措施 2.1加强业务培训在环境工程评估工作开展的过程中,需要相关业务部门对于参与评估工作的技术人员进行相应的业务培训,比如定期地参加国家、省市级举办的评估培训,评估参与人员不断地提高自己的评估业务能力,加强对当地环境保护、环境污染实际情况的了解,提高评审的准确性。 2.2完善组织结构在不断地发展过程中,需要对原有的综合管理部门、建设项目评估部门、污染治理项目评估部门等进一步完善其财务、档案资料体系的组织结构构建。 2.3扩大评估专家库要想在发展过程中,不断地扩大评估专家库,那么就需要不断地加强对我国相关环境保护评估工作建设事业的支持,通过对原有的评估专家人员加强再培训和教育,同时加强对相关从业人员的扩招和管理,不断地扩大评估专家库。 2.4建立项目退回制度在环境工程评估工作开展过程中,需要按照国家有关的法律法规、技术指导原则等一些重要的项目做好实地考察,确保其是按照提送的项目计划中开展相应的工作,对于不符合规定和条件的建设项目,必须严格进行筛选,进行项目退回。 2.5建立有效地考核制度对于环境工程项目评估的持证单位必须要建立完善的考核制度,对需要审查的环境影响评价报告表、大纲等有专家根据具体的考核制度给予评分,出具相关意见,对于不符合规定的持证单位工作内容和管理制度提出意见,进一步加强对环境工程项目评估的持证单位的考核和管理。 2.6增强服务意识在进行环境工程项目评估工作开展过程中,环境工程项目评估的持证单位作为评估单位,必须要增强和提高其服务意识,仔细地听取被评审单位的意见和想法建议,从而在工作过程中不断地改进自己的服务内容,确保工作的高效率开展。 2.7坚持与时俱进在环境工程评估工作开展过程中,需要不断地突破目前的经济体积和束缚,在评估工作开展过程中需要进行大胆地创新和改革,加强在评估过程中的创新意识,在工作过程中,不要为了评估而评估,需要结合实际情况,进行制度改革和创新,从而切实做好环境评估和保护工作。 2.8坚持客观、公正、公平的评估原则在开展环境工程评估工作过程中,需要坚持公正、公平的评估原则。评价单位和评估小组在进行相关的建设项目评估过程中,一定要充分考虑到其对社会发展和环境保护等方面带来的影响,对于其积极的影响和消极的影响进行充分的列示,对其项目建设的带来了影响一定要进行综合考察,在评估过程中,评估单位、评估小组甚至是评估个人都必须要保证客观、公平、公正的态度,积极有效地开展环境工程评估工作。 3结语 新的市场环境和发展条件下,环境工程评估工作的开展作为能够有效改善经济发展模式和环境保护的重要举措,在发展过程中应该得到支持和肯定,在环境工程评估工作的开展过程中需要加强对评估队伍的建设,坚持与时俱进,建立相关的法律法规制度,不断地增强其自身的服务意识,从而确保环境工程评估工作的有效开展。 作者:邱新涛李鹏单位:栾川县环境保护局
农业种植生物技术研究:探讨农业种植中生物技术的推广及应用 摘要:文章主要从以下三个方面,对农业种植中生物技术的推广及应用进行了简单探讨。 关键词:农业种植;生物技术;推广应用 随着科学技术的发展,生物技术也得到了不断地进步,生物技术在农业种植中的应用和推广,实现了我国农业的可持续发展。 1 农业种植中生物技术的推广及应用-转基因技术 转基因技术,简单来讲,就是在生物体外对DNA分子进行人工剪切、拼接,对基因进行改造和重新组合,再导入生物体内使导入的基因得以表达。其中,其优秀技术就是提取目的基因——将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来,从而达到最终目的。其中还有一个关键的环节就是对多细胞生物的检测,将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体,检测这些个体是否摄入目的基因,摄入的基因是否表达(是否表现出相应的性状)。淘汰无变化的个体,保留有相应变化的个体进一步培养、研究。 在当前的农业生产中,转基因技术是目前应用最为广泛的一种生物技术。转基因技术的应用,对农业种植的育种有着极为重要的作用和意义,其可以将某一种作物的优良基因转移到另一种完全不具亲缘关系的作物品种当中,使得作物产量和质量得到提高。 目前被较广泛提取使用的植物目的基因主要有:苏云金杆菌抗虫基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。例:用棉铃饲喂棉铃虫,如虫吃后不出现中毒症状,说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达,如虫吃后中毒死亡,则说明摄入了抗虫基因并得到表达。 因此,通过转基因技术的应用,使得农作物的品种得到改良,目前,随着科学技术和生物技术的发展,其应用也不断呈现广泛应用的趋势。首先,目前,转基因植物的种植规模在不断地扩大,根据相关数据分析,目前采用转基因技术种植面积已经达到了全球耕地面积的16%。 此外,还有杂交育种技术的应用。简单来讲,就是在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合,在形成配子时成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。其也是一种极为常见的生物种植技术,杂交育种技术与转基因技术相比,其操作方式更为简单,而且这种技术的推广时间也比较早,目前,对于杂交技术的应用已经有了丰富的经验,这些技术的应用都使得农业种植的难度降低。 2 农业种植中生物技术的推广及应用-组织培养技术 在农业种植中,对于组织培养技术的应用,其主要是建立细胞的全能性的基础之上的,通过人工的诱导,保证植物组织在无菌状态下进行良好的发育,最终发育成为完整植株的一种生物技术。组织培养技术的利用,不仅可以增加植物繁殖的速度,而且更为重要的是能够在有限的时间内,培育出更多优良的植物品种。此外,利用组织培养技术,可以有效地防止病毒对作物幼苗的侵害,保证种苗无病毒,促进良种经济作物的快速推广。在应用组织培养技术要注意以下几点:首先,要保证在植物组织培养中温度、光照、湿度等各种环境条件,培养基组成、pH值、渗透压等各种化学环境条件,使得能够有效地促进组织培养育苗的生长和发育。另外,在进行初代培养外植体的时候,对于褐变做好处理。褐变,主要就是指外植体在接种后,其表面开始褐变,有时甚至会使整个培养基褐变的现象。它的出现是由于植物组织中的多酚氧化酶被激活,而使细胞的代谢发生变化所致。在褐变过程中,会产生醌类物质,它们多呈棕褐色,当扩散到培养基后,就会抑制其他酶的活性,从而影响所接种外植体的培养。所以一定要加强对这个环节的处理。第三,关于植物组织的初代培养。初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系。即接种某种外植体后,最初的几代培养。在初代培养时,用诱导或分化培养基,即培养基中含有较多的细胞分裂素和少量的生长素。初代培养建立的无性繁殖系包括:茎梢、芽丛、胚状体和原球茎等。 3 农业种植中生物技术的推广及应用-采用生物技术制作生物农药 生物农药,简单来讲,就是利用生物新陈代谢的产物,将其作为制作农药制品的有效成分,改变传统形式通过化学手段制作农药的方法,即可以起到良好的保护环境的作用,另外,还可以达到良好的使用效果,更加重要的是提高了植株的耐药性,所以,利用生物技术制作农药具有深远的影响。 在基因工程药品的生产中,许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产。因此,我们可以将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。例如:转黄瓜抗青枯病基因的甜椒、转鱼抗寒基因的番茄、转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯、不会引起过敏的转基因大豆等等。 因此,生物农药技术,避免了对环境造成的污染,利于农业的可持续发展。 4 总结 总而言之,生物技术已经在农业中得到了广泛的推广和应用,有效地改善我国目前的农业现状,提高了农作物抵抗能力,提高农业产量,积极推进我国农业的发展,实现了农业的可持续发展。 作者简介:王登波(1978-),男,汉族,山东济南人,济南市长清区文昌办事处农业技术推广站助理农技师,研究方向:农业技术推广。 农业种植生物技术研究:农业种植中生物技术的推广及应用 摘 要:随着农业科学技术的发展,生物技术也得到了不断进步,生物技术在农业种植中的应用,实现了我国农业的可持续发展。生物技术已经在农业中得到了广泛的推广,极大地改善了我国目前的农业现状,积极推进我国农业的发展。 关键词:农业种植 生物技术 推广 应用 农业种植中的生物技术是一门对生物体进行改造和利用的技术,在农业种植中,生物技术对生物机体以及细胞利用先进的生物工程原理,对生物体进行的改造,从而促进农业的生产。农业种植中利用生物技术可提高农作物的产量,增加农作物的抗虫病性,改善农作物的质量,对促进我国农业发展起到了重要的作用。 一.生物技术在农业种植中的运用与作用 农业种植中的生物技术就是转基因技术,就是在生物体外对DNA分子进行人工剪切与拼接,对基因进行改造和重新组合,再导入生物体内的基因得以表达。其优秀技术就是提取目的基因,是将供体生物的细胞内提取出来,从而达到最终目的。 其中一个关键的环节就是对多细胞生物的检测,就是将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体,检测个体是否摄入目的基因,摄入的基因是否已表达。进而再淘汰无变化的个体,保留有相应变化的个体来进一步培养。 通过转基因技术在农业上的应用,会使得农作物的品种得到改良,现在随着生物技术的发展,其应用也不断呈现广泛的趋势。我们知道转基因植物的种植规模在不断扩大,目前耕地面积的大部分都在采用转基因技术种植技术。 在当前的农业生产中,转基因技术是最为广泛的一种生物技术。转基因技术的应用,对农业种植有着极为重要的作用,其可将一种作物的优良基因转移到另一种的作物品种当中,使得农作物产量与质量得到提高。 除此外还有杂交育种技术的应用,其所为杂交育种技术就是在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,使其不相融合,在形成配子时,成对的遗传因子会发生分离,分离后的遗传因子进入不同的配子中,随配子遗传给下一代。这也是一种十分常见的生物种植技术,其操作方式比较简单,且这种技术的推广时间比较早,我们对杂交技术的应用已经有了丰富的经验,这些生物技术的应用都使得农业种植的难度降低。 农业种植现代化过程中,怎样把高新技术同传统农业技术结合起来,走出一条符合中国特色的农业现代化道路,是我国农业科技工作者的任务,特别是在我们有限的耕地与人口不断增长的条件下,离开科学技术是不可能生产出足够的农产品来维持中国人口的温饱。 生物技术就是一项我国发展生态农业的领先技术,是被有关专家称为农业史上的第三次革命。生物技术可广泛用于种养业、林业与环境治理,维护人们的身体保健。它具有增产、除病等作用,是生产绿色有机食品不可缺少的新技术。通过生物技术在农业上的的综合使用,可以全面改善农作物生态环境以及农作物对各类营养成分的吸收能力,还有农作物自身对各种病害的抗病性能力,杀灭或抑制各种病害的滋生,降低或清除土壤环境中各类化学药物残留。 二.农业种植中生物技术的组织培养技术 组织培养技术在农业中的利用,不仅可以增加植物生长的速度,而且能够在有限的时间内,培育出更好的优良品种。利用组织培养技术,可以有效地防止病毒对作物农作物的侵害,保证植物种苗无病毒,促进良种经济作物的快速发展。 在现在农业种植中,对于组织培养技术的应用,其主要是建立在细胞的全能性的基础之上,是通过人工的诱导,保证植物组织在无菌状态下进行良好的发育,最终成为完整的一种生物技术。 在应用组织培养技术要注意保证在培养基组成、pH值、渗透压等各种化学环境条件,及植物组织培养中温度、光照以及湿度等各种环境条件,使得能够有效地促进组织培养育苗的生长和发育。当组织培养技术扩散到培养基后,就会抑制其他酶的活性,从而影响所接种外植体的培养。所以一定要加强对这个环节的处理。关于初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系,即接种某种外植体后,最初的几代培养。要用诱导或分化的培养基,就是培养基中含有较多的细胞分裂素与少量的生长素。 三.农业种植中生物技术制作生物农药 生物农药是农业种植中生物技术的一部分,它的形成,简单来说,就是利用生物的新陈代谢,将它作为制作农药制品的有效成分,通过化学手段制作农药的方法,可以起到达到良好的使用效果,还可以良好的保护环境的作用,更加重要的是提高了植株的耐药性,可见利用生物技术制作农药,在具农业种植中有着深远的影响。 在农业生产中,很多药品的生产就是从生物组织中提取的。但大都受材料来源限制,致使其产量有限,价格也是非常的昂贵。而微生物生长的迅速比较快,容易被控制,适于大规模工业化的生产。所以我们可将生物合成相应药物成分的基因,最后导入微生物细胞内,使其产生相应的药物,这样不仅能够解决产量问题,也能降低生产的成本。避免了对环境造成的污染,同时也利于农业的可持续发展。 结语: 农业种植中的生物技术已经成为农民种植中不可缺少的法宝,大部分农民都开始使用,生物技术越来越受到欢迎。此后我们还会加大生物技术推广,加大资金的投入,加强科技宣传的力度,使广大农民都能应用生物技术种植无污染的农作物,促进农业增产与增收。 (作者单位:044000山西省运城市农业委员会) 农业种植生物技术研究:探讨生物技术在农业种植中的推广和应用 摘要:对生物体的改造技术和对生物体利用的技术被统称为生物技术,生物技术不仅用于生物方面,并且在农业种植中得到了推广和应用。在农业领域中通过对生物技术的运用,如杂交水稻技术、生物固氮技术、生物农药技术等,提高农业产量,节约农药成本,减少农业污染。本文将大致谈论生物技术在农业种植中的推广和应用。 关键词:生物技术;应用;推广;农业种植 在科学技术发展的促动下,生物技术也在不断的发展、扩张,生物技术普遍运用在农业生产中,促进了农业的发展。同时,生物技术比较难以应用,所以发展和推广都进行的比较缓慢。近年来,科学家更深入的对生物科技进行了研究和应用,让生物技术更多的运用到现实的生活当中,例如:转基因技术等等,所以必须加大生物技术在农业种植中的应用和推广。 1 生物技术在农业种植中的重要性 作为人口大国,我国对农业产品的中产量需求很大,近几年来,生物技术逐渐的发展起来,并应用在农业中,在没有污染自然生态的情况下,粮食的问题得到了合理的解决。生物科技有投资小、产量多、高回报的特点,并且能合理利用资源,减少资源浪费,减少环境的污染。生物科技不仅能拓展农业发展,减少可利用能源的浪费,还能使产量得到提高,实现社会经济的可持续发展。 2 生物技术在农业种植中的应用 (1)通过生物技术,提高农产品的产量。人口多,人均占地面积小,粮食少,是阻碍经济发展的几个主要因素,袁隆平杂交水稻研究的成功大大的提高了水稻的产值。这正是生物技术的合理运用。 (2)运用生物技术,提升农产品质量。人们生活水平的不断提高,使居民对食品的质量、营养等方面有了较高的要求,生物技术的运用,极大提升了产品的质量,例如:“转基因技术”,通过对产品基因的改造与组合,使其和另外的生物体相结合,提高植物的蛋白质成分,增强植物抗病虫能力,提高产品的质量。 (3)生物农药方面的运用。农作物产量受多方面的影响,如:气候、土壤等,其中病虫害的危害是一重要因素,传统化学农药的大量使用,不仅使农产品本身受到危害,更加破坏了环境,生物农药是利用生物的新陈代谢等等通过提取制成的农药,和传统农药相比,生物农药种类较多,农户选择类别较大。生物农药在制作的过程中,减少了化学成分,在使用中,对植物和环境都起到了保护作用。传统农药是通过生物组织生产出的药品,农药的材料受到范围的限制,这使传统农药价格较高,生物农药避开了这种弊端,生物农药有生长快、范围广等等,与传统农药相比也大大降低了生产的成本。 (4)通过生物技术提高了农作物的抗病性和抗虫性。在我国,除了水稻等极少数农作物的产量高以外,大部分农作物产量底下,其中很大原因就是我国农作物抗病性和抗虫性差。农作物抗虫性和抗病性差不仅仅影响农作物的产量,甚至可能导致农作物的死亡。要想提高我国农作物的产量就必须提高农作物的抗病性和抗虫性。生物技术的引入,给解决这种难题带来了契机,如利用马铃薯自身分泌的一种蛋白物质来抵抗科伦那多甲虫对其的伤害。长期利用生物技术防虫害,可以使农作物产生一定的抗虫性和抗病性,这也会减少传统农药的使用。 (5)通过生物技术来提高农作物的抗金属性。当今社会,经济发展中工业经济所占的比重很大,而工业发展离不开对金属的利用。由于对金属的广泛运用,使得金属微粒无处不在,甚至于我们呼吸的空气中也含有这些金属微粒。有些重金属本身是有毒性的,它们被植物所吸收后,生长产生的农作物产品中就会带有这些重金属元素,这就会给食用者带来身体上的危害。土壤中也会含有大量对人体有害的重金属元素,由于这些土壤一直生长着农作物,所以这些土壤中的重金属不易移除。如今,通过生物技术,提高了农作物自身的重金属抗性,含有重金属元素的土壤,在经过改良后农作物的循环种植,重金属被逐步移除。 3 对生物技术在农业领域前景的展望 3.1 利用农作物的光合作用进行生物利用的研究 光合作用是指植物通过对光源的利用,达到植物产量的增收。在生物技术方面,就是要通过对光合作用的深入研究,提高植物光合作用率,从而在农业领域大展拳脚。 3.2 生物固氮技术 传统的化肥虽然能起到一定的养料作用,但是也对农作物及土壤有着很大的伤害。氮肥是对农作物使用最广泛的一种化肥,传统的氮肥基本上都是化学肥料,伤害土壤和农作物本身。利用生物技术进行生物固氮,提高了氮的使用效率,降低了氮肥的成本。 3.3 通过对农作物生物反应器的研究,提高农作物产量 目前,对于菌类的生物反应器的掌握难度较大,技术要求比较高,成本也相对较高。但是植物农作物的反应器就相对容易掌握,便于管理,对操作技术要求低。合理利用农作物的生物反应器,必将会取得不凡的成就。 4 加强对农业生物技术的推广和宣传 目前农业生物技术还没有被广泛的应用,这就应该加大推广力度,丰富宣传手段。农业生物技术如果被全面的推广应用,必将成为农业史上又一次伟大的革命,它必将引领农业生产潮流。政府应该加大农业生物技术扶持,加强宣传投入。 5 总结 综上所述,利用农业生物技术,提高了农作物的抗虫性、抗病性和抗金属性,这不仅提升了农产品的质量,增加了农产品的产值,还大大保护了生态环境,减少了污染,节约了资源。就目前来看,生物技术在农业领域还有着长远而美好的前景。 农业种植生物技术研究:浅谈农业种植中生物技术的应用 摘 要:生物技术在农业种植中的运用有转基因技术、组织培养技术、生物农药等。今后应该加强生物技术的研究,推动技术发展和创新,使其在农业种植中得到更好的运用。将生物技术运用到农业种植中具有重要的现实意义,它能够充分利用资源,提高产品质量,有利于实现农业的可持续发展。 关键词:生物技术;农业种植;运用;转基因技术;生物农药 引言 随着科学技术的发展和相关研究工作的进一步深入,生物技术也在不断的发展和进步,并在农业种植领域得到推广和运用。 本文分析了生物技术在农业种植中运用的意义,指出了在农业种植中的具体运用,并对将来在农业种植领域更好的运用生物技术做出了展望,希望能够引起人们对这一问题的进一步重视,能够对农业种植领域更好的运用生物技术提供借鉴和指导。 一、生物技术在农业种植中运用的意义 生物技术是最近几年发展起来的高尖技术,具有投资小、产量多、回报率高的特点,将其运用到农业种植领域具有重要的作用。 它不仅能够降低在农业种植领域的投入,还能够提高农产品产量,与使用一般技术相比而言,农业种植中采用生物技术的回报率更高。同时,还能够实现对自然资源的有效利用,避免出现资源浪费现象,避免对周围环境带来不利影响,有利于农业的可持续发展。总之,在农业种植领域运用生物技术,不仅能够改善当前农业生产的面貌,还能够提高农业产量,有利于实现农业的可持续发展。 二、生物技术在农业种植中的运用 随着生物技术的发展和进步,逐渐被运用到农业种植领域,目前,在农业种植中运用的生物技术主要包括以下几种: 1.转基因技术 转基因技术是对基因进行改造和重新组合,然后再导入到生物体内,其优秀技术是提取目的基因。在当前农业种植领域,转基因技术是运用得最为广泛的一种生物技术,对农业种植具有重要的作用,它能够将某一作物的优良基因转移到另一种作物当中,进而提高农产品质量和产量。当前,在农业种植领域,经常被提取使用的植物目的基因有苏云金杆菌抗虫基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。这些基因具有良好的性能,通过提取使用,更好的促进农作物的生长,提高产量和产品质量。 总之,在农业种植领域,通过利用转基因技术,能够能够改良农作物的品种,提高农作物的产品质量,取得良好的经济社会效益。 伴随着科学技术的进步和科研工作的不断深入,转基因技术也会取得新的发展,在农业种植的应用范围也必将扩大,将在农业种植中发挥更大的作用。 调查显示,目前转基因类植物的种植面积在不断的扩大,有调查研究指出,目前在全球所有的农业种植当中,采用转基因技术的种植面积已经达到了全球耕地面积的 16%,并且种植面积呈进一步扩大趋势。 此外,在农业种植领域,还有一项技术值得提及的,那就是杂交育种技术。 该技术是一项极为常见的生物种植技术,与转基因技术相比而言,其操作更为简单,并且该技术的推广也更早,在农业种植实践中已经取得良好的效果。 目前,在农业种植中杂交技术已经取得了丰富的经验,相信随着研究的深入和技术的进步,该技术会取得更大的进展,会在农业种植当中发挥更大的作用。 2.组织培养技术 组织培养技术的运用,主要是建立在细胞全能性的基础上,通过人工诱导的方式,使植物组织在无菌状态下能够良好发育,最终发育成为完整的植株。在农业种植中,通过利用组织培养技术,具有以下几个方面的显著特点,它不仅能够使得植物繁殖的速度加快,还能够在有限的时间内,培育出更多的优良植物品种。 还能够有效的防止病毒对作物幼苗的侵害,保证种苗无病毒,进而有利于推广良种经济作物的种植。所以,今后在农业种植中值得进一步推广和运用,为了达到更好的运用效果,在农业种植的时候,需要注意以下几个问题:在植物组织培育中,要保证适宜的温度、光照、温度等条件,培养基组成、PH 值、渗透压等化学条件也应该满足条件, 为组织培养创造良好的条件,另外,在进行初代培养外植体的时候,要做好褐变处理工作。有时候外植体接种后,表面会出现褐变现象,这种现象的出现会影响整个外植体的培养,因此,必须做好处理工作,保证组织培养的质量。 3.生物农药的制作 生物农药也是伴随着生物技术的运用而出现的,它是利用生物新陈代谢的产物,作为农药制品的有效成分,改变传统的通过化学手段制作农药的方法,既能够达到杀虫保护农作物的目的,还避免对周围环境造成损害,有利于环境保护。 此外,生物农药的运用,还具有良好的使用效果,能够提高植株的耐药性。 因此,在农药的制作上,采用生物技术具有良好的效果,对农业种植的影响也是深远的。 在基因工程药品当中,许多药品是从生物组织中提取材料生产的。 但是材料提取困难,因而药品的价格也比较昂贵。而微生物能够迅速生长,并且容易控制,适用于大规模工业化生产。 因此,在生物制药实践中,可以将生物合成相应药物成分的基因导入到微生物细胞当中,使其产生相应的药物,这样不仅能够解决材料来源困难的问题,还能够进行大规模生产,有利于降低生产成本。 三、生物技术在农业种植中运用的展望 在农业种植领域,运用生物技术的优势是十分明显的,但其带来的负面影响也不容忽视。其负面影响主要表现为生物技术存在潜在的安全危险性。 由于受到科研水平和人类认识能力的限制,目前人类还没有完全掌握基因技术,将生物技术运用到农业种植存在着一定的危险性,转基因技术可能会对环境造成破坏,可能会影响到生物物种的多样性。此外,转基因还可能会影响到食品安全,对人类的健康潜在一定的危害。 今后在生物技术的研究中, 应该进一步加强技术攻关,例如,进行光合作用的应用研究,加强生物固氮技术、植物的生物反应器等技术的研究,突破现阶段生物技术发展存在的制约因素,促进生物技术在农业种植当中得到更好的运用。 四、结束语 总而言之, 在农业种植中运用生物技术的重要作用是不言而喻的。 今后在实际工作中,应该加强生物技术研究,进行相关试验,使其在农业种植中得到更好的运用,推动农业的可持续发展。 农业种植生物技术研究:浅议生物技术在农业种植中的推广与应用 【摘要】随着科学技术的发展和相关研究工作的进一步深入,生物技术也在不断地发展和进步,并在农业种植领域得到推广和运用。本文分析了生物技术在农业种植中运用的意义,指出了在农业种植中的具体运用,并对将来在农业种植领域更好地运用生 物技术做出了展望,希望能够引起人们对这一问题的进一步重视,能够对农业种植领域更好地运用生物技术提供借鉴和指导。 【关键词】生物技术 农业种植 运用 生物技术,就是针对生物机体或生物部分器官、组织以及细胞利用先进的生物工程原理,对生物体进行改造,从而促进人类所需产品的生产。生物技术是一门对生物体进行改造和利用的技术,生物技术涉及到生物学、生物化学、遗传学、细胞学等学科知识,对于人类发展具有极高的研究价值。生物技术在农业种植 中的应用,能够有效提升农作物产量,促进农作物产品质量的改善,对于我国农业发展具有非常大的帮助作用。 一、生物技术在农业种植中运用的意义 (一)促进了我国农作物产量的提升。由于我国人口数量较大,土地耕种面积不足,使得粮食产量问题成为制约我国经济发展的重要因素。随着我国生物技术的发展和利用,有效促进了我 国农作物产量问题,改善了我国农村居民的经济收入状况,促进 了我国市场经济的快速发展。目前,我国生物技术在水稻种植领域的应用效果最为明显,实现了水稻产业的倍数增长,有效地提升了我国水稻年产量,缓解了我国粮食压力,加快了我国农业生 产力的提升速度 。 (二)促进了我国农产品质量的提升。随着我国市场经济的快速发展,我国城市居民的生活质量水平也得到了显著的提升,居民消费观念的不断转变,使得居民消费方向由数量消费逐渐演变为质量消费,强调农业产品数量的同时,更加强调农业产品的营养价值和食用安全性。生物技术在农业种植领域的利用,有效提升了我国农产品综合质量,解决了我国农业产品优质和高产的矛盾,提高了我国农产品的市场竞争力。 (三)促进了我国农作物的抗虫性和抗病性。病虫害影响农作物产量的重要因素是病虫害问题,造成了农作物产量的快速下降,造成了农作物的大量死亡,因此,提高我国农业作物产量,促进我国农业产业发展的重要工作便是对病虫害问题的解决。通过先进的生物技术,我国部分转基因作物已经成功具有良好抗虫性和抗药性,确保了我国农作物产量的稳步提升。如新型转基因马铃薯的成功研制,使得马铃薯作物在受到马铃薯甲虫的侵害时,能够自身分泌水晶蛋白这一物质, 从而对甲虫进行毒害,避免病虫害问题对作物产量的影响。同时,农作物抗虫性和抗药性的提升,有效地降低了农药及杀虫剂的用量,降低了农药和杀虫剂残留物对农产品质量的影响,降低了农药和杀虫剂对水资源的污染, 提高农产品产量的同时,确保了环境保护 工作的有效开展。 (四)促进了农作物对土壤养分的利用效率。农作物的生产离不开养分的有效供给,作物缺少必要的生长元素,就会造成作物生长效率的降低,导致农作物产量的降低。为确保农作物产量,氮、磷、钾肥的使用在农业生产过程中是必不可少的,就相关数据显示,农作物种植过程中作物能源的来源 50%依靠肥料。由于肥料的过度使用,导致温度气体的大量排放,加剧了地球温室效应。同时,农业生产过程中肥料的大肆应用,是导致水体富营养化的罪魁祸首。生物技术的应用,有效提升了农作物对土壤养分 的利用效率,降低了农作物对肥料的依赖,从而有效降低了种植过程中肥料的使用,降低了肥料对环境的危害。如部分转基因作物,能够通过根部相关结果加强对营养元素的固定和收集,提高了对土壤养分的应用,促进了植物的快速生长。同时,通过对特定真菌的研究和应用,加速了种植区域内土壤养分的生成,提高 了土壤中养分含量,有效减少了对人造肥料的应用,减少了人造肥料对环境的破坏。 二、生物技术在农业种植中的运用 随着生物技术的发展和进步,逐渐被运用到农业种植领域, 目前在农业种植中运用的生物技术主要包括以下几种: (一)转基因技术。 转基因技术是对基因进行改造和重新组合,然后再导入到生物体内,其优秀技术是提取目的基因。在当前农业种植领域,转基因技术是运用得最为广泛的一种生物技术,对农业种植具有重要的作用,它能够将某一作物的优良基因转移到另一种作物当中,进而提高农产品质量和产量。当前,在农业种植领域,经常被提取使用的植物目的基因有苏云金杆菌抗虫基因、种子贮藏蛋白基 因、植物抗病基因等。这些基因具有良好的性能,通过提取使用更好的促进农作物的生长,提高产量和产品质量。总之,在农业种植领域,通过利用转基因技术,能够改良农作物的品种,提高农作物的产品质量,取得良好的经济社会效益。伴随着科学技术的进步和科研工作的不断深入,转基因技术也会取得新的发展。在农业种植的应用范围也必将扩大,将在农业种植中发挥更大的作用。调查显示,目前转基因类植物的种植面积在不断的扩大,有调查研究指出,目前在全球所有的农业种植当中,采用转基因技术的种植面积已经达到了全球耕地面积的16%, 并且种植面积呈进一步扩大趋势。此外,在农业种植领域,还有一项技术值得提及的,那就是杂交育种技术该技术是一项极为常见的生物种植技术,与转基因技术相比而言,其操作更为简单,并且该技术的推广也更早,在农业种植实践中已经取得良好的效果。目前,在农业种植中杂交技术已经取得了丰富的经验,相信随着研究的深入和技术的进步,该技术会取得更大的进展,会在农业种植当中发挥更大的作用。 (二)组织培养技术。 组织培养技术的运用,主要是建立在细胞全能性的基础上, 通过人工诱导的方式,使植物组织在无菌状态能够良好发育,最终发育成为完整的植株。在农业种植中,通过利用组织培养技术,具有以下几个方面的显著特点:它不仅能够使得植物繁殖的速度加快,还能够在有限的时间内,培育出更多的优良植物品种。还能够有效地防止病毒对作物幼苗的侵害,保证种苗无病毒,进而有利于推广良种经济作物的种植。所以,今后在农业种植中值得进一步推广和运用,为了达到更好的运用效果,在农业种植的时候,需要注意以下几个问题:在植物组织培育中,要保证适宜的温度、光照、温度等条件, 培养基组成、PH值、渗透压等化学条件也应该满足条件,为组织培养创造良好的条件。另外,在进行初代培养外植体的时候。要做好褐变处理工作。有时候外植体接种后,表面会出现褐变现象,这种现象的出现会影响整个外植体的培养,因此,必须做好处理工作,保证组织培养的质量。 (三)生物农药的制作。 生物农药也是伴随着生物技术的运用而出现的,它是利用生物新陈代谢的产物。作为农药制品的有效成分,改变传统的通过化学手段制作农药的方法,既能够达到杀虫保护农作物的目的,还避免对周围环境造成损害,有利于环境保护。此外,生物农药的运用,还具有良好的使用效果,能够提高植株的耐药性。因此, 在农药的制作上,采用生物技术具有良好的效果,对农业种植的影响也是深远的。在基因工程药品当中,许多药品是从生物组织中提取材料生产的,但是材料提取困难,因而药品的价格也比较昂贵。而微生物能够迅速生长,并且容易控制,适用于大规模工业化生产。因此,在生物制药实践中,可以将生物合成相应药物成分的基因导入到微生物细胞当中,使其产生相应的药物,这样不仅能够解决材料来源困难的问题,还能够进行大规模生产,有利于降低生产成本。总而言之,在农业种植中运用生物技术的重要作用是不言而喻的。今后在实际工作中,应该加强生物技术研究,进行相关试验,使其在农业种植中得到更好的运用,推动农业的可持续发展 。
国外建筑论文:国外建筑安全管理体系研究论文 摘要:通过学习德国、英国的建筑安全生产管理体系并对比我国的建筑安全生产管理体系,可知我国现有的安全生产管理体制和具体做法与西方国家的职业安全与健康的现状相比差距仍然较大。因此,要提高我国建筑企业的安全管理水平,必须建立全新的建筑安全生产管理体系。 关键词:建筑;安全管理体系;职业安全 1国外发达国家建筑安全管理体系 对于一些发达国家来说,他们在建筑安全管理方面做的比较好。特别是德国、英国以法律法规确立的安全生产管理体系,作为安全生产管理工作的基础,注重强化政府监督职能,并充分发挥行业协会协调的中间作用,通过企业自治自律,达到以人为本,促进工人自觉维护生产安全的目标。 (1)德国的建筑安全管理体系 a.德国建筑安全管理的基本机构。德国建筑安全管理的基本模式立法、监督和执行三部分。德国政府设联邦社会与劳动部,下设劳动保护委员会,各州、地(市)均有其分支机构。联邦和州有立法、监督的双重权力,行业联合会及其相关的组织(如安全工程师协会、安全联盟等也具备监督的作用)。企业的责任就是自觉、严格地执行法律、法规和行业要求。 b.行业联合会。行业联合会属非政府、非盈利机构,与政府机构共同监督企业对各项法律法规的执行情况。德国建筑工伤保险协会就是现有的35个行业协会之一。法律规定:每个企业和员工都必须是某个行业联合会的会员,并要根据工资额度和工作的风险度交纳会费。会费除用于预防工伤事故与职业病及咨询、行业规程编制和监督外,还用于保险。在德国,企业发生工伤事故的调查处理由行业联合会组织。在对事故进行原因分析的基础上,由行业联合会处理理赔等相关事务,并形成调查报告提交劳动保护委员会。此报告也是劳动保护委员会修订相关法律法规的依据。这种做法的优点是:行业联合会成员以行业专家的身份组织、参与事故调查,有利于公平、公正、公开处理行业内的事故,政府也摆脱了事故牵涉的各种事务纠缠。 c.安全工程师协会。安全工程师协会是民间组织,由各行业的安全专家和管理人员参加。协会的主要功能是:与国家相关部门共同制定安全法规和标准,对上岗的安全工程师进行专业培训,组织完成或协调企业的安全工程项目,进行国内外的技术交流等。安全工程师应了解行业的安全状态,熟悉掌握法律法规和相关制度,具备事故处理等方面的理论和实践经验。在企业中主要提供咨询,并根据掌握的现场情况提交安全状况报告,但无权停止员工的工作,且无处理事故的义务。 d.企业员工的培训。在德国,所有员工必须与雇主签订含有安全生产内容的合同。员工有权知道作业的安全规程和使用个体防护用品等相关知识,同时遵守事故预防的制度。企业必须对作业时的员工的安全健康负责,并提供装备、规程,采取确保作业安全和健康所必需的措施。员工的培训、教育,既是企业的责任,也是所有员工的权利。德国的安全生产监管人员认为:知识就是安全。如果员工认识到具体的风险,避开的机会就高得多;如果员工看到了潜在的危险,就会更好地防护自己。员工必须经常地自觉接受安全生产的培训和自觉安全行为的教育。员工就作业环境中的安全生产情况每年至少进行一次书面报告,并向企业提出建议。 (2)英国的建筑安全管理体系 a.建筑安全管理的基本模式。英国设有健康安全委员会(HSC),该委员会负责制定条例,并就有关安全健康状况向政府报告,它是介于政府与行业之间的组织,是政府与企业之间的联系枢纽。委员会的人员由政府指定,但必须有一定的行业人员参加,现由12人组成。委员会下设健康安全执行局(HSE),是执行条例、监督企业的健康安全体系的职能部门,现有3500人,全部为公务员,其中1/3的人员为安全督察员,2/3为制定方针、规程等工作人员。 b.英国建筑安全管理的法规体系。英国在1974年至1999年颁布和修订多部法律规定雇主具有保证雇员在健康、安全的环境中工作的责任,明确了雇主和雇员之间的关系和责任。 c.安全与健康监察。英国的安全与健康的监察主要由安全与健康执行局执行,在全国设有很多分支机构。安全调查员根据所颁布的法律,对每个工程项目进行建筑安全监督工作,包括发出强制执行命令和诉讼。 d.工会及行业协会组织。在英国,工会、行业协会等其他组织约有750人,不同程度的参加政府的有关健康安全组织。这些组织经常派人与国家监察员一起到现场进行检查、监督,对发现的问题立即纠正,体现“以人为本”的思想。 e.企业对安全健康的管理。企业的安全健康管理遵循的是法律法规和开工前完成的、经业主批准的安全与健康计划书。一般来讲企业应根据工程项目的大小和国家的法律法规制定安全与健康方案。在英国一般25人以上的工地就要成立安全委员会,负责工地的安全与健康的日常管理事务。同时要设立安全与健康培训和教育基地,包括用房、设施、资料等配备、购置,收集、安全信息,上岗前的教育、班前教育、进入工地的教育等。英国政府要求企业须尽量通过技术、设备来代替人工操作,以减少危险源。 2我国在建筑安全管理中取得的成就 (1)法律法规体系 1998年《中华人民共和国建筑法》的颁布实施,奠定了建筑安全管理工作的法律体系基础,把法律意识、法制观念引入建筑行业。到2002年我国颁布了多项法律法规用以规范和明确生产经营单位的安全生产。初步形成了安全生产管理的标准规范体系。 (2)安全生产管理体制 1993年国发(1993)50号文件《国务院关于加强安全生产工作的通知》中,明确了我国实行“企业负责、行业管理、国家监察、劳动者遵章守纪”的安全生产管理体制。 (3)安全文明施工 1991年,建设部发出通知,在全国四级以上施工企业所属的施工工地开展安全达标活动,把工程建设安全事故控制的重点放在了施工现场,对施工全过程进行安全监督管理。这是建国以来建筑业企业第一次全面、系统地组织开展施工全过程的安全管理工作。改善了现场作业人员的生活环境和工作条件同时使安全管理的实施得到加强,减少了事故发生的可能性。 (4)应用相关科研成果进行建筑安全管理 建设工程安全生产的科学技术研究和先进技术的推广应用推进了施工企业安全生产的科学管理,极大地减少了安全事故的发生。 3结论 综观西方国家的职业安全与健康的现状,我国现有的安全生产管理体制和具体做法与之相比差距仍然较大。因此,我国的安全生产、劳动卫生监督管理工作,有必要从以下几个方面予以加强: (1)政府应进一步明确安全生产、劳动卫生管理与监督的义务和职责。政府职能部门应强化监督职能,弱化管理职能,将大量的日常管理工作,交由行业协会和企业去办。 (2)应进一步完善社会中介、行业协会组织,完善注册安全工程师管理制度,以充分发挥行业部门或组织的咨询、服务、管理等中介职能。 (3)国家应制定强有力的政策法规,由业主设立专门的安全生产费用,做到专款专用,来保证工程项目安全生产的费用投入,从而避免建筑市场恶性竞争导致安全生产防护费用不能保证的问题。 (4)应尽快完善全社会的伤亡事故保险制度,用经济杠杆来提高全社会的安全生产意识。 (5)应全面提高全社会安全生产意识。同时政府与一些相关组织要制定明确的规定,并通过必要的强制性手段加强职工的教育和培训。 国外建筑论文:国外绿色建筑评价分析论文 建筑作为人工环境,它对生态环境的是多层次多方面的。其中具有明确生态环保目标和手段的建筑,可以称之为绿色建筑。绿色建筑的概念是当前全球化可持续战略在建筑领域的具体体现,由于地域,观念和技术等方面的差异,国内外对绿色建筑还缺乏统一约定义,就技术层面而言,绿色建筑应考虑以下关键:能源、排放物、水的使用、土地的使用,对地区生态的影响和室内空气质量等同时还应考虑与之相应的建筑的功能性以及建筑美学意义。 绿色建筑的实践毫无疑问是一项高度复杂的系统工程,不仅需要建筑师具有生态环保的理念,并采取相应的设计,还需要管理层、业主都具有较强的环保意识。这种多层次合作关系的介入,需要在望个过程中确立明确的评价及认证系统,以定量的方式检测建筑设计生态目标达到的效果,用一定量指标来衡量其所达到的预期环境性能实现的程度。评价系统不仅指导检验绿色建筑实践,同时也为建筑市场提供制约和规范。促使在设计,运行、管理和维护过程中更多考虑环境因素。引导建筑向节能、环保、健康舒适,讲求效益的轨道发展。 近10多年来,世界一些发达国家相继推出了各自不同的建筑环境评价方法、其中英、美、加等国所实施的比较成功的绿色建筑评价体系,值得借鉴。 一、英国建筑组织环境评价法(BREEAM) 英国建筑研究组织环境评价法是由英国建统研究组织(BRE)和一些私人部门的研究者最早1990年共同制定的。目的是为绿色建筑实践提供权威性的指导以期减少建筑对全球和地区环境的负面影响。从1990年至今,BREEAM已经发行了 2/91版新建超市及超级商场 、 5/93版新建建筑和非食品零售店 , 环境标准3/95版新建住宅 以及 BREEAM‘98新建和现有办公建筑>等多个版本并己对英国的新建办公建筑市场中25%到30%的建筑进行了评估,成为各国类似评估手册中的成功范例, BREEAM‘98是为建筑所有者,设计者和使用者设计的评价体系,以评判建筑在其整个寿命周期中,包含从建筑设计开始阶段的选址、设计、施工,使用直至最终报废拆除所有阶段的环境性能,通过对一系列的环境问题,包括建筑对全球、区域、场地和室内环境的影响进行评价,BREEAM最终给予建筑环境标志认证。其评价方法概括如下: 首先,BREEAM认为根据建筑项目所处的阶段不同,评价的相应也不同。评估的内容包括3个方面:建筑性能、设计建造和运行管理。其中:处于设计阶段、新建成阶段和整修建成阶段的建筑,从建筑性能,设计建造两方面评价,BREEAM等级和环境性能指数;属于被使用的现有建筑,或是属于正在被评估的环境管理项目的一部分,从建筑性能、管理和运行两方面评价,计算BREEAM等级和环境性能指数;属于闲置的现有建筑,或只需对结构和相关服务设施进行捡查的建筑,对建筑性能进行评价并计算环境性能指数,无需计算BREEAM等级。 其次,评价条目包括9大方面:管理——总体的政策和规程;健康和舒适——室内和室外环境;能源——能耗和CO2排放;运输——有关场地规划和运输时CO2的排放;水——消耗和渗漏问题;原材料——原料选择及对环境的作用;土地使用——绿地和褐地使用;地区生态——场地的生态价值;污染——(除CO2外的)空气和水污染。每一条目下分若干子条目,各对应不同的得分点,分别从建筑性能,或是设计与建造,或是管理与运行这3个方面对建筑进行评价,满足要求即可得到相应的分数。 最后,合计建筑性能方面的得分点,得出建筑性能分(BPS),合计设计与建造,管理与运行两大项各自的总分,根据建筑项目用处时间段的不同,计算BPS+设计与建造分或BPS+管理与运行分,得出BREEAM等级的总分;另外由BPS值根据换算表换算出建筑的环境性能指数[EPI],最终,建筑的环境性能以直观的量化分数给出,根据分值BRE规定了有关BREEAM评价结果的4个等级:合格,良好,优良,优异。同时规定了每个等级下设计与建造、管理与运行的最低限分值。 自1990年首次实施以来,BREEAM系统得到不断的完善和扩展,可操作饺大大提高。基本适应了市场化的要求,至2000年已经评估了超过500个建筑项目。它成为各国类似研究领域的成果典范,受其影响启发,加拿大和澳大利亚出版了各自的BREEAM系统,香港特区政府也颁布了类似的HK-BEAM评价系统。 二、绿色建筑桃战2000(GBC2000) 绿色建筑挑战(GreenBuildingChallenge)是由加拿大资源部(NaturalResourcesCanada)发起并领导。至2000年10月有19个国家参与制定约一种评价方法,用以评价建筑的环境性能。它的发展已经历了两个阶段:最初的两年包括了14个国家的参与,于1998年10月在加拿大温哥华召开“绿色建筑挑战98”国际会议,之后的两年更多的国家加入,成果GBC2000在2000年10月荷兰马斯持里赫特召开的国际可持续建筑会议(InternationalSB2000)上得到介绍。绿色建筑挑战目的是发展一套统一的性能参数指标,建立全球化的绿色建筑性能评价标准和认证系统,使有用的建筑性能信息可以在国家之间交换,最终使不同地区和国家之间的绿色建筑实例具有可比性。在全球化趋势日益显著的今天,这项工作具有深远的意义。 GBC2000评估范围包括新建和改建翻新建筑,评估手册共有4卷,包括总论,办公建筑,学校建筑,集合住宅。评估目的是对建筑在设计及完工后的环境性能予以评价,评价的标准共分8个部分:第一部分,环境的可持续发展指标,这是基准的性能量度标准,用于GBC2000不同国家的被研究建筑间的比较;第二部分,资源消耗,建筑的自然资源消耗问题;第三部分,环境负荷,建筑在建造、运行和拆除时的排放物,对自然环境造成的压力,以及对周国环境的潜在影响;第四部分,室内空气质量,影响建筑使用者健康和舒适度的问题;第五部分,可维护性,研究提高建筑的适应性、机动性、可操作性和可维护性能;第六部分,经济性,所研究建筑在全寿命期间的成本额;第七部分,运行管理,建筑项目管理与运行的实践,以期确保建筑运行时可以发挥其最大性能;第八部分,术语表,各部分下部有自己的分项和更为具体的标准。 GBC2000采用定性和定量的评价依据结合的,其评价操作系统称为GBTool,这是一套可以被调整适合不同国家,地区和建筑类型特征的软件系统。评价体系的结构适用于不同层次的评估,所对应的标准是根据每个参与国家或地区各自不同的条例规范制定的同时也可被扩展运用为设计指导。GBTool也采用的是评分制。 三、美国能源及环境设计先导计划(LEED) 美国绿色建筑委员会(USGBC)在1995年提出了一套能源及环境设计先导计划(LEED,LeadershipInEnergy EnvironmentDesign)在2000年3月更新了它的2.0版本。这是美国绿色建筑委员会为满足美国建筑市场对绿色建筑评定的要求,提高建筑环境和特性而制定的一套评定标准。 (能源及环境设计先导计划评定系统2.0)LEED2.0通过6方面对建筑项目进行绿色评估。包括:可持续的场地设计、有效利用水资源、能源与环境、材料与资源、室内环境质量和革新设计。在每一大方面。USGBC都提出了前提要求,目的和相关的技术指导。如对可持续的场地设计,基本要求是必须对建筑腐蚀物和沉淀物进行控制,目的是控制腐蚀物对水和空气质量的负面。在每一方面内,具体包含了若干个得分点,项目按各具体方面达到的要求,评出相应的积分,各得分点都包含目的,要求和相关技术指导3项。如有效利用水资源这一方面,有节水规划,废水回收技术和节约用水3个得分点,如果建筑项目满足节水规划下两点要求号可得2分。积分累加得出总评分,由此建筑绿色特性便可以用量化的方式表达出来,其中,合理的建筑选址约占总评分的22%,有效利用水资源占8%,能源与环境占27%,材料和资源占27%,室内环境质量占23%,根据最后得分的高低,建筑项目可分为LEED2.0认证通过,银奖认证,金奖认证,白金认证由低到高4个等级。截至2001年9月,全美已经有13个建筑项目通过了LEED2.0认证,超过200个项目登记申请认证。 LEED2.0评定系统总体而言是一套比较完善的评价体系,与前两个评价体系相比结构简单,考虑的也少些,虽然操作程序较为简易,但具有缺乏权衡系统的机制约束的缺陷。 上述各国的评价体系的时间,技术水平,操作理念等状况各不相同,但是我们还是能从它们的评价体系成果中发现一些共同点: (1)共同的立足点和目标。各国的评价都是在明确的可持续原则指导下进行的,基本都可以实现以下目标:为提供一直普遍的标准,指导绿色建筑的决策与选择;通过标准的建立,可以提高公众的环保产品和环保标准意识,提倡与鼓励好的绿色建筑设计;而且刺激提高了绿色建筑的市场效益,推动其在市场范围的实践;另外由于评价体系提供了可考核的方法和框架,使得政府制定有关绿色建筑的政新和规范更为方便。 (2)共同的关注点。各国的评价体系都有明确清晰的分类和组织体系,可以将指导目标(建筑的可持续发展)和评价标准联系起来,而且都有—定数目的包括定性和定量的关键问题可供。这些问题体现了各国对绿色建筑实践的技术和文化层面的思考和研究。评价体系中都还包括一定数量的具体指导因素(如对可回收物的收集)或综合性指导因素(如对绿色动力和能源的使用),为评价进程提供更清晰的指示。 (3)开放性和专业性。各国的评价体系评价的数据和方法都向公众公开,任何人都可以了解使用,笔者便是从因特网上得到了各国的完整的评估手册。数据和方法的开放性并不意味着评估过程的简单,各国对评估的进程都有严格的专业要求。评估是由相关部门给与专业认证的评估人执行的。如BREEAM的评估是由持有BRE执照的专业人士进行,而LEED的评估则要求所评估的项目组中至少有—位主要参与人员通过LEED专业认证。 (4)都在不断地更新和发展。绿色建筑系统是复杂并且不断发展的,因而评价应当是可重复的、可适应的,对变化和不确定性能做出及时反应。各国在制定自己的评价体系时都充分考虑到了这一点:BREEAM对办公建筑分册分别于1993年和1998年进行了两次修改;LEED评价系统要求每5年便要更新升级一个版本,LEED3.0预计在2005年;GBTool的版本已发展到了GBC2002阶段,GBTool的版本也在不断更新。 许多国家都在绿色建筑评价领域进行看自己的研究工作,成果包括:荷兰的ECOQuantum,德国的ECO-PRO,法国的EQUER等,各自都有不同的特点,由于受到知识和技术的制约,各国对于建筑和环境的关系认识还不完全,评价体系也存在着一些局限性。概括而言包括:一是某些评价因素的简单化,毫无疑问,建筑的生态评估是一个高度复杂的系统工程,特别是许多社会和文化方面的因素难以对其确定评价指标,量化更是不易,目前的一些评价单从技术的角度入手,回避了此类问题。二是标准权衡的问题。即对于可以量化的指标对其评分的分值占总分值的比例是否与其对建筑的影响相符。尽管BREEAM,GBC等系统已经使用有关机构制定出的权衡系统系数,但对这一问题还要进行审慎的研究工作。此外,还有如何运用评价结果提高改善建筑性能,评价的约束机制等问题需要考虑。 我国的绿色建筑的建设还处于初期研究阶段,缺乏实践经验,许多相关的技术研究领域还是空白,近年来,有关部门围绕着建筑节约能源和减少污染颁布了一些单项的技术法规,不久前,建设部委员会已组织了有关专家,制定出版了一直比较客观的绿色生态住宅评价体系——《生态住宅技术评估手册》,其指标体系主要了美国能源及环境设计先导计划(LEED2.0),同时融合我国《国家康居示范工程建设技术要点》等法规的有关内容。这是我国第一部生态住宅评估标准,是我国在此方面研究上正式走出的第一步,当然,绿色建筑评估是一个跨学科的、综合性的研究课题,为进一步建立我国完整的绿色建筑评价体系及评估方法,我们还需要售鉴国外的先进经验,进行更加深人有效的探索。 国外建筑论文:国外建筑节能与保温材料论文 面对着全球能源的日益紧张,世界各国特别是欧美发达国家对节能技术给予了充分的重视。近30年来,各国在建筑设计和施工、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多的工作,不但节省了大量的能源,取得了可观的经济效益,同时改善了环境,降低了对大气臭氧层的破坏。而我国的建筑节能工作在90年代初才刚刚启动,因此,国外建筑节能和保温材料的发展,对我们这方面的工作很朋借鉴作用。现将国外建筑节能与保温材料在建筑节能上的利用用一简单介绍: 国外建筑节能标准的制定和取得的社会效益 自70年生全球性的能源危机后,世界各国政府对能源的利用情况进毯子全面的实事求事的分析,诊断建筑能耗是一个重要的组成部分,一致认为必须对建筑设计制定节能标准,并提出法规予以执行。于是各国纷纷建立了自己的建筑节能标准。 美国在1975年第一次颁布了ASHRAE(美国采暖、制冷及空调工程协会)标准90-75“新建筑物设计节能”。以此为基础,1977年12月官方正式颁布了“新建筑物结构中的节能法规”,并在45个州内收到很明显的节能效果。美国国家能源局、标准局及全国建筑法规和标准大会,不断地在建筑节能设计等方面提出新的内容,每五年便对ASHRAE标准进行一次修订。 日本住宅金融公库,早在1979年颁布了住宅建筑保温隔热标准,规定了建筑部分热阻,并对所用的各种保温材料规定了最小的限度。 国外一些发达国家早在70年代末就已经开始了建筑节能的工作,强制建筑业在新建建筑中执行节能标准,因而已慑得了巨大的成效,整个国家的建筑有耗大幅度下降。如丹麦1985年比1972年采暖面积增加了30%,但采暖能建筑能耗却减少了318万吨标准煤,采暖能耗占全国总能耗的比重,也由39%下降为28%;美国自从制定和一部节能标准至今,仅计到2011年,在此基础上又驸节约430亿美元。由此可见,国外的建筑节能法规30多年来取得了多么显著的社会效益和经济效益。国外保温材料与保温技术在建筑中的应用保温材料在墙体及围护结构中的应用: 建筑材料合肥市建筑保温材料是实现建筑节能的最基本的条件,各国在建筑中采用了大量的新型建材和保温材料。实心砖已普遍被空心砌块和多孔砖所替代,在空心砌块的墙体中,为了提高墙体的保温性能,隔断在砌块之间形成的空心通道的气流,还要各空隙中填加膨胀珍珠岩、散状玻璃棉或散状矿物棉等松散填充绝热保温材料。 在建筑物的围护结构中,不论是商用建筑还是民用建筑,一部采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料。墙体的保温基本上有三种形式:保温、外保温和夹心保温。居民建筑的墙体结构基本旧最外面一层为木质或塑料质的墙板,然后是一层硬质的泡沫塑料,里面就是墙的标准主休、木框结构等。另外一种典型墙的结构是在空心砌块或空心砌筑好的墙体的空腔中,填充密实,同样能起到很好的保温作用。 保温材料在屋顶上的应用 国外的民用建筑屋顶一般采用尖顶的较多,在尖顶的阁楼空间紧接屋顶的下面都装有供空气流通的通道,既能解决空气的流通,又可起到一定的保温隔热作用。同时在天花板的上面,一般都要铺设玻璃棉或矿物棉毡、垫,或在此空间直接吹入松散的保温棉,有的直接吊装由玻离棉或岩棉等保温材料和装饰贴面复合而成的天花板。 保温材料在地面中的应用 国外大部分建筑都有地上室和地下空间,居住和活动空间的地板并不是直接暴露在外界环境中,这就为生活空间的保温创造了有力条件。但是如果地下室和地下空间不是采暖空间时,尤其是在冬季,仍会有相当多的热量,通过一楼的地板传出。因此,在建筑物的一楼地板下面,仍然需要填充高密度的保温材料,同时,在地下室的混凝土地坪和地基与土壤之间铺设一定厚度的刚性和半刚性保温材料。 国外建筑论文:国外建筑设计师产品规范管理论文 建筑设计师在建材产品工程市场推广过程中起着一定的作用,本文将分析并阐述发达国家设计师如何介入产品规范的设计与推广 一.什么是规范(Specification) 规范是指对应用于建筑工程的材料、设备、固定装置的文字性描述和使用目的阐明。再恰当一些讲,规范是指详细描述指定使用建筑材料与装置的构成、安装施工和完工要求。 与详细的施工图纸配合,规范显示了指定使用的建筑材料是如何被应用的。 规范也可以指建筑设计师和工程师对承包商的施工要求;所有在建筑上应用的材料的性能要求和质量定义;使用这些材料在建筑上所要达到的目的的可靠保证。对建筑承包商而言,规范也是他们在投标时确定材料费用和人工费用的基础。最后,规范也是业主和承包商之间有法律效应的承包合同的一部分。 二.谁写规范 由于规范对传达设计师和工程师要求和目的起着关键的作用,并且会从法律上保证完成这些要求和目的,所以写出的规范必须精确、清楚、完整并能反映建筑意图。所以说,规范一般是由有经验的设计师和工程师撰写,并且在任何情况下受到负责注册设计师和认证工程师监督。规范也可能由外部的咨询专家撰写(如结构、材料、机械、电气工程师等),他们与负责项目的注册设计师和认证工程师关系密切,并且受到他们的监督。 对规范撰写者作用的一个注解 因为规范经常需要由设计师事务所的合伙人和负责人准备,现行约有1/4的事务所有规范撰写人,这些人中的8/10本身就是注册设计师或工程师。在很多情况下,这些写规范的人都与材料生产商代表有直接联系。 这些规范撰写者对挑选材料具有很大的影响力,他们的作用就是将设计师的愿望以“规范”的形式付诸文件,所以讲真正“规范”产品的不是规范撰写者,而是设计师。 “设计”先行于“规范”,设计理念的方向决定了材料规范。 三.规范的主要形式有那些 有五种主要的规范形式 1.排他性或单一品牌产品规范 这种类型的规范声明只有规范上写明的产品(包括品牌、商标名、制造商)才能被接受,通常讲,这类产品比较特殊。对材料供应商来讲,这类规范一旦写上去就等于完成销售了。 举例:内墙涂料,选用某某制造商产品,某某型号系列(色号某某)。 2.多种品牌产品规范 这是最常见的规范类型,名单上列二家或更多家产品(包括品牌、商标名、制造商),这些产品都符合规范者的需求。对这种类型的规范而言,所有列明的产品都有同等机会被用在项目上。 举例:吸音砖:等级A,某某材料制作,表面预涂白色涂料,丁字对接,某某尺寸,某某、某某制造商产品 3.同等要求产品规范 在规范上写明一家或几家品牌,但同时写明,其他品牌产品只要被证明与上述列明品牌产品符合同等要求,也能被使用。 举例:防水剂:某某品牌产品或被证明符合要求的其他品牌产品。 4.开放性或同类型产品规范 产品按照一种类型的属性来描写,包括产品描述、性能等级、尺寸、颜色、符合那种规范或国家、政府标准(如ASTM标准)。当对类型产品标准的关注超过品牌、商标名、制造商等因素时、会使用这种形式的规范。 举例:波纹镀锌高拉伸力钢:E级,波纹镀锌高拉伸力钢材,表面涂覆,镀锌符合ASTM某某标准,具体型号及重量按设计要求由供应商推荐。 5.性能规范 同上述第四种规范相似,指明材料必须遵守某种性能标准,承包商必须寻找到符合这种性能标准的材料。必须注意,在这种规范上不会出现品牌名字。 四.每一种类型规范的使用比例 设计师和工程师喜欢写明产品品牌的规范,因为这种规范锁定了品牌、阻碍了在项目后续施工阶段替换产品的企图。据市场研究,各种类型规范的比例是:排他性或单一品牌产品规范4%,同等要求产品规范6%,多种品牌产品规范57%。以上规范都有指定品牌,总计67%,开放性及性能规范占33%。 五.被“规范”的重要性 设计师和工程师对新建筑产生最初的“购买影响”,他们负责对所有大型住宅建筑和非住宅建筑超出90%的部分进行规范。这种购买影响通过图纸发挥出来,这些图纸决定建筑是怎样被建造、被规范的。建筑由什么材料建造,怎样安装设备。 所以,要想占领新建筑市场,就必须使产品被“设计”与“规范”。 六.规范的效力 当规范写明品牌时,它们的效力非常高。有研究表明,当规范写明品牌时,最终有87%的品牌产品最终投入工程使用,剩余少数变化,也是由于设计师和工程师自己在投标和施工阶段因某种原因改变。 当情况是同等要求产品规范时,与上一种规范相比,就有了可操作余地。承包商有权寻求替代产品,有很多原因让他们这么做,但主要的原因有三种: 2他可以寻找到更便宜的产品; 2指明品牌的产品无法按时按地交付; 2替代产品施工更方便。 由于大多数承包商都会承诺在施工完毕一年内,会对由于材料与施工原因对建筑造成的损伤进行保修,所以他们由理由关心采购指定品牌产品的费用及合同中有关争议、诉讼解决的条件。 另外,也必须注意到,由于分包商施工产品的经验很丰富,所以有时候从保证质量出发,他们也会向设计师提出更换产品。 尽管承包商有很多理由要求更改材料,但他们必须在设计师规范的条件下进行。他们首先必须递交“同等效力”的证明,然后获得设计师的书面批准。 在设计师批准更改规范之前,由于他对原来被规范产品的美学效果、功能、经济性很有信心,所以他会在价格、供货方式、施工方便性方面对新老产品作一个认识上的平衡。 七.设计师怎样改变规范 当设计师和工程师准备接受改变规范或替换材料,他们有几种方式指示出来,下面举例说明: 1.材料批准—只要是在规划和规范中选定了某种品牌的材料,这也意味着设计所希望达到的目的和质量要求已经确定了。所以,承包商必须认识到,假如他想用其他材料,他必须得到设计师的批准,以证明他用的材料在质量和适应性上与原来材料一致。承包商必须在工期前25%时段之前提出更换请求,并且要在60天内和在订货前得到批准。 2.被指定材料的品牌、商标、供应商及说明书的内容是供应或投标合同的基础,除非双方另行约定。当规范中列了两个或更多个品牌材料的时候,承包商有权自由挑选。当承包商试图用规范外的材料替代时,他首先必须申明,写明替代品和替代可能发生的承包金额差别,并且最终被批准。 当承包商提出的材料变更请求需要结构上改变或对建筑物或设备进行更改,则承包商必须递交(待批准)图纸以表明这种改变或更改是必须的,在上述图纸被批准前,更改工作不能进行。 由于承包商提出变更材料(经批准)所引起的额外费用,全部由承包商承担,业主不用承担。这些费用包括可能对结构的改变、设备的变更、以及为了变更材料需要额外画的图纸、添置的设备。 假如,承包商经批准后,使用的替代材料或施工方法比原来规范节约费用,则多出来的钱要归还业主。 3.“或者等同”条款:意味着承包商的建议必须以这里规范的材料为基础。 4.当在合同中出现“或者等同”或“或者等同经设计师批准”字样,并不意味着替代材料、设备、施工方法自然就“等同”了,除非在投标前,针对本项目,确实经设计师批准。设计师具有最终决定权。 5.设计师拥有选择权,他接受或拒绝更换材料不需要有更多的考虑。或者设计师会提议承包商拿出一些标准,这些标准可以证明替代产品与原规范产品具有等同效力。设计师会判定这些标准,并且会要求承包商拿出符合这些标准的数据,被接受的标准包括外观和性能上的要求。这些检测数据应在设计师批准或选择的实验室进行,费用由承包商决定。 6.当规范上写明商标名、供应商时,除非有设计师的书面批准,否则,不允许有更改。 国外建筑论文:钢结构国外建筑应用 中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%~25%,而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本,该项指标均已超过50%。在我国,钢在建筑中主要用于建筑钢结构,钢筋混凝土用钢筋,钢绞线,钢丝,门窗等,而其中钢结构用钢只占10%左右,在我国一亿吨的钢产量中,真正用于钢结构的也就200~300万吨。 根据美国金属建筑行业分布的一些数据,美国金属建筑行业的发展和市场的基本情况是:在20世纪50、60、70、80和90年代,以百万美元计的年销售额/以万吨计的年加工量分别为150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190.从中可以看出,美国的建筑用金属年销售额增长很快,估计目前已经超过25亿美元,年加工量也已经达到200万吨以上。 低层、多层建筑钢结构和轻钢结构 美国金属建筑的主要市场分布:工业(生产用厂房、仓库及辅助设施等)、商业(商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等)、社区(私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆、教堂等)、综合等方面,分别占到46%、31%、14%和9%的份额。 在美国,低层建筑中采用钢结构是很普遍的。所谓低层建筑是指层高低于18m,层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等,其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%。 轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面,以薄壁型钢作檩条和圈梁,以焊接“h”型截面物做主梁,现场用螺栓或焊接拼接的门式钢架为主要结构的一种建筑,再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系,即轻钢结构体系。这种体系由工厂制作,现场按要求拼装形成。具有自重轻,建设周期短,适应性强,外表美观,造价低,易维护等特点。由于自重轻,也降低了基础的造价。国外轻钢结构厂商如butler、bhp、abc等都已经进入了中国市场。 高层及超高层钢结构 由于人类文化生活不断提高,对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻,强度高,施工快等独特优点,因此对高层、大跨度,尤其是超高层、超大跨度,采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高,最大的结构采用的都是钢结构,而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。世界上目前已经建成的几个纯钢结构建筑为目前世界上最高的超高层建筑。它们是: 1931年建成的102层、高381m的美国纽约帝国大厦;1969年建成的110层、高417m的美国纽约世界贸易中心(南北两座);1970年建成的110层、高443m的美国芝加哥西尔斯大厦;1996年建成的高450m的马来西亚双塔石油大厦等。 巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系,它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能,是一种很有发展的结构。 大跨度钢结构 大跨度或较大跨度大多采用钢结构,当然也有用“膜”完成的,但充气膜由于一些缺点近年来很少用,张力膜则也需要钢索和钢杆的支撑。 大跨度钢结构多用于多功能体育场馆、会议展览中心、博览馆、候机厅、飞机库等。最早跨度最大的平板网架是上世纪60年代美国洛衫矶加里福尼亚大学体育馆(91m×122m正放四角锥)。最大的双层网壳是上世纪70年代在美国建造的休斯敦宇宙穹顶(astrodome,直径196m)及新奥尔良超级穹顶(superdome,直径207m)。上世纪90年代在日本名古屋又兴建了当今世界上最大跨度的单层网壳,建筑直径229.6m,结构直径187.2m,采用三向网格,节点为能承受轴力和弯矩的刚性节点。世界上最大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆亚特兰大体育馆(拟椭圆形平面,186m×235m),采用的是张拉整体体系的屋盖,主要由索、杆、膜组成,是当今最有发展前途的一种新型空间结构。1993年日本建成的福冈体育馆,直径222m,是当今最大的开合钢结构屋顶,而使1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶(skydome,直径203m)降为世界第二跨度最大的开合结构。超过300m的屋盖结构全部使用钢板和型钢组成,并不是最优方案,近年来研究较为成功的是杂交(混合)结构,即杆、索、膜混合使用。 最为典型的例子是世纪之交的千年穹顶(themilleniumdome),该馆位于英国伦敦泰晤士河南岸格林尼治,是当今世界跨度最大的屋盖,穹顶酷像飞碟,直径320m.当然,从理论角度讲,跨度再大的结构也是有可能实现的,在现实当中能否实现还有待于深入研究,但在桥梁方面,1000m左右跨度已经实现,世界上跨度最大的斜拉索桥为日本的多多罗大桥(全长为890m);最大的悬索桥为日本的名石大桥(1991m),公路铁路两用最大跨度桥为香港的青马大桥(悬索桥1377m)。世界最早的双曲抛物面悬索屋盖是著名的美国雷里竞技馆。 另外,历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。如1972年德国慕尼黑(覆盖7.48万m2体育场的索网建筑群),1976年加拿大蒙特利尔,1980年莫斯科,1984年美国洛杉矶,1988年韩国汉城(120m直径体操馆及93m直径击剑馆都是索穹顶),1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆(128m),1996年美国亚特兰大乔治亚穹顶(186m×235m索穹顶),2000年澳大利亚悉尼主体育场(11万人,两个220m×70m的双曲抛物面网壳)。 机场和机库都属于大跨度结构,在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库( 一、二期1万人,两个220m×70m的双曲抛物面网壳)。 机场和机库都属于大跨度结构,在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库( 一、二期)应是规模比较大的工程。而我国近年来建成的首都机库(2-153m×90m)采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架,其跨度规模之大,在国际上是数一数二的。机场的钢结构屋盖由于建筑上的要求比较高,更是绚丽多彩。香港机场、马来西亚机场都采用大面积单体网壳形式。 目前,国际上以及我国都在流行一种波浪形曲面,树状支承以及直接交汇的相贯节点的立体桁架体系。看起来雄壮而美观。我国深圳机场、首都机场、上海浦东机场就是典型的例子。 国外建筑论文:国外建筑钢结构应用 摘要摘要:目前,国内高层钢结构钢材几乎都从国外进口,工程总承包由国外承担,制造和安装则由国内廉价劳动力承包,这种局面应从速扭转,因为这和我国产钢大国的地位很不相当。大跨度钢结构钢材不象高层钢结构那样突出,但设计方案(包括建筑和结构)经常国外中标,这种局面和中心强调建立我们自己的科技创新体系的号召相距甚远,应该引起我国建筑界的关注,是水平低还是其它原因,值得我们深思。 摘要:钢结构国外建筑 1建筑用钢占总钢产量的比重 近数十年来,前苏联、美国、日本三个国家一直是世界上钢产量居前三位的国家,其钢产量轮流位居世界第一位。因此,这几个国家的建筑钢结构建设事业蓬勃发展。而在同一时期,我国在这方面的发展则比较缓慢,水平也相对落后。近几年来,随着我国改革开放政策的实行和推进,我国的经济建设工作取得了突飞猛进的进展。在此期间,我国的钢产量一跃成为世界第一位。1996年,我国钢产量首次突破亿吨大关;1998年我国钢产量已达11434万t,而且每年增产300万t.钢产量的增长为发展我国建筑钢结构建设事业创造了极好的时机。但目前,我国和发达国家相比在许多方面还存在着明显的差距,因此,为了推动我国建筑钢结构的进一步发展和应用,我们急需了解国外建筑钢结构的应用概况。 中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%~25%,而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本,该项指标均已超过50%.在我国,钢在建筑中主要用于建筑用钢结构,钢筋混凝土用钢筋,钢绞线,钢丝,门窗等,而其中钢结构用钢只占10%左右,在我国一亿吨的钢产量中,真正用于钢结构上的也就200~300万吨。 根据1998年中期美国金属建筑行业分布的一些数据,美国金属建筑行业的发展和市场的基本情况是摘要:在20世纪50、60、70、80和90年代,以百万美元计的年销售额/以万吨计的年加工量分别为150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190,如以50年代为例相应的增长倍数分别达到1、2/22、8/37、10/57和15/6.3倍。从中可以看出,美国的建筑用金属年销售额增长很快,估计目前已经超过25亿美元,年加工量也已经达到200万吨以上。 2低层、多层建筑钢结构和轻钢结构 美国金属建筑的主要市场分布摘要:工业(生产用厂房、仓库及辅助设施等)、商业(商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等)、社区(私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆、教堂等)、综合等方面,分别占到46%、31%、14%和9%的份额。 在美国,低层建筑中采用钢结构还是很普遍的。美国钢结构学会和金属房屋制造协会(AISC和MBMA)联合编制了低层建筑的设计指南。所谓低层建筑是指层高低于18m,层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等,其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%. 轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面,以薄壁型钢作檩条和圈梁,以焊接“H”型截面做主和梁,现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要结构的一种建筑,再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系,即轻钢结构体系。这种体系由工厂制作,现场按要求拼装形成。具有自重轻,建设周期短,适应性强,外表美观,造价低,易维护等特征。由于自重轻,也降低了基础的造价。国外轻钢结构厂商如Butler、BHP、ABC等都已经进入了中国市场,我国企业应奋起直追,创造条件积极发展我国自己的轻钢结构体系,以适应今后我国建筑钢结构不断发展的要求。 3高层及超高层钢结构 由于人类文化生活不断提高,对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻,强度高,施工快等独特优点,因此对高层、大跨度,尤其是超高层、超大跨度,采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高,最大的结构采用的都是钢结构,而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。世界上目前已经建成的几个纯钢结构建筑为目前世界上最高的超高层建筑,它们是摘要: 1931年建成的102层、高381m的美国纽约帝国大厦(1969年以前一直是最高的); 1969年建成的110层、高417m的美国纽约世界贸易中心(南北两座); 1970年建成的110层、高443m的美国芝加哥西尔斯大厦; 1996年建成的高450m的马来西亚双塔石油大厦(KLCC,号称目前世界最高,但美国的西尔斯大厦有异议); 我国于1997年建成的上海金茂大厦为95层,建筑高度421m,结构高度395m,也跻身于世界最高行列。假如上海浦东环球金融中心大厦(95层460m)建成,则堪称世界最高,实为我国一大光荣。深圳赛格广场大厦70层、高279m,为世界上最高的全部采用钢管混凝土的超高层建筑,这又是我国的一大光荣。 巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系,它是为了满足非凡功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能,是一种很有发展的结构。如日本千叶县43层、高180m的NEC大楼,该建筑内部布置大开口和大空间庭院,其巨型结构是由四根巨型结构柱和四个巨型的空间桁架梁组成的巨型空间桁架体系。经分析,这种体系具有极强的抗推刚度。另一例是德国法兰克福1997年建成的商业银行新大楼,63层、高298.74m,也是欧洲最高的一栋超高层建筑。该建筑平面为边长60m的等边三角形,其结构体系是以三角形顶点的三个独立框筒为“巨型柱”,通过八层楼高的钢框架为“巨型梁”连接而围成的巨型筒体系,具有极好的整体效应和抗推刚度,其中“巨响梁”产生了巨大的“螺旋箍”效应。第三例是日本拟建的动力智能大厦(DIB-200),高800m,地上200层,地下7层,总建筑面积150万m2,由12个巨型单元体组成。每个单元体是一个直径50m、高50层(200m)的框筒柱,1~100层设4个柱,101~150层设3个柱,151~200层设1个柱,每50层设置一道巨型梁。结构上设有主动控制系统,进一步削弱地震反应。香港汇丰银行也属于一巨型钢结构大厦,是诺尔曼。福尔特设计的。 4大跨度钢结构 大跨度或较大跨度大都采用钢结构,当然也有用“膜”完成的,但充气膜由于一些缺点近年来很少用,张力膜则也需要钢索和钢杆的支撑。 大跨度钢结构多用于多功能体育场馆,会议展览中心,博览馆,候机厅,飞机库等。最早跨度最大的平板网架是60年代美国洛衫矶加里福尼亚大学体育馆91m×122m(正放四角锥)。最大的双层网壳是70年代也是在美国建造的休斯敦宇宙穹顶(Astrodome,直径196m)及新奥尔良超级穹顶(Superdome,直径207m)。90年代在日本名古屋又兴建了当今世界上最大跨度的单层网壳,建筑直径229.6m,结构直径187.2m,采用三向网格,节点为能承受轴力和弯矩的刚性节点。世界上最大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆棗亚特兰大体育馆(拟椭圆形平面,186m×235m),采用的是张拉整体体系的屋盖,主要由索、杆、膜组成,是当今最有发展前途的一种新型空间结构。1993年日本建成的福冈体育馆,直径222m,是当今最大的开合钢结构屋顶,而使1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶(Skydome,直径203m),降为世界第二跨度最大的开合结构。超过300m的屋盖结构全部使用钢板和型钢组成,并不是最优方案,近年来探究较为成功的是杂交(混合)结构,即杆、索、膜混合使用。最为典型的例子就是千禧之年世纪之交的千年穹顶(TheMilleniumDome),1997年6月开始拟建,仅用一年时间施工,1998年6月举行升顶仪式,该馆位于英国伦敦泰晤士河南岸格林尼治,是当今世界跨度最大的屋盖,穹顶酷像飞碟,直径320m.穹顶由12根包括10m支座在内的高100m桅杆塔柱(柱本身90m)通过总长度70km的钢缆绳悬挂起来的,桅杆塔柱布置在直径200m圆周上。穹顶网格由72根成对径向索和7根环向索做成。穹顶高50m,中间设有中心索桁架和70m直径环,上覆盖144块双层巨幅白色涂以特福隆(Teflon)的玻璃纤维布。工程总面积8万m2,总预算7.58亿英镑。馆内将以“标新立异时代”为主题举行展览会以迎接21世纪的到来。馆内设有“人体探秘”、“时光课堂”、“金融之窗”、“地球奇迹”、“展望未来”等12个展区。当然,从理论角度讲,跨度再大的结构也是有可能实现的,为此,日本、美国学者和探究单位都在进行探究。如1959年富勒曾提出建造一个直径3.22km的短程线网壳,覆盖纽约市第23-59号街区,网壳重8万t.日本巴组铁工所曾提出跨度200m、500m及1000m网壳蓝图,其中500m为全天候多功能体育娱乐活动厅,1000m为创造理想未来城市,体现工作、居住、娱乐一体化的丰富日常生活环境。虽然这种设想在现实当中能否实现还有待于深入探究,但在桥梁方面,1000m左右跨度已经实现,世界上跨度最大的斜拉索桥为日本的多多罗大桥全长为890m;最大的悬索桥为日本的名石大桥(1991m),公路铁路两用最大跨度桥为香港的青马大桥(悬索桥1377m)。世界最早的双曲抛物面悬索屋盖是闻名的美国雷里竞技馆。另外历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。如1972年德国慕尼黑(覆盖7.48万m2体育场的索网建筑群),1976年加拿大蒙特利尔,1980年莫斯科,1984年美国洛杉矶,1988年韩国汉城(120m直径体操馆及93m直径击剑馆都是索穹顶),1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆(128m),1996年美国亚特兰大乔治亚穹顶(186m×235m索穹顶)。2000年澳大利亚悉尼主体育场(11万人,两个220m×70m的双曲抛物面网壳)。机场和机库都属于大跨度结构,在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库( 一、二期)应是规模比较大的工程。而我国近年来建成的首都机库(2-153m×90m)采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架,其跨度规模之大,在国际上是数一数二的,这是我国在钢结构方面的又一大殊荣。机场的钢结构屋盖由于建筑上的要求比较高,更是绚丽多彩。香港机场、马来西亚机场都采用大面积单体网壳形式。目前,国际上以及我国都在流行一种波浪形曲面,树状支承以及直接交汇的相贯节点的立体桁架体系。看起来雄壮而美观。我国深圳机场、首都机场、上海浦东机场就是典型的例子。 5我国建筑钢结构的前景和差距 从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验看,建筑业即将成为钢材应用的主要市场。而目前我国和之相比还有差距。因此我国的高层建筑钢材到目前为止还都从国外进口,非凡是大于50mm的厚钢板,国产产品的Z向性能尚达不到要求。国外不仅钢板厚度较大,而且可以满足各种性能要求。如日本已经能够生产的100mm的厚钢板,具有以下类型摘要: ①有高强度低预热型(以前预热75℃,现在预热50℃)的厚钢板590N/mm2级(HT590级); ②抗地震的厚钢板,主要有低屈服比高强度钢材(HT590~HT780级)和低屈服点钢板,这种钢材日本重点生产,用于次要结构上,当地震时这种材料先屈服,保证主要结构减少地震损失; ③防火厚钢板。有400N/mm2及490N/mm2,当其在600℃时屈服强度还能达到常温下的2/3; ④装饰用的奥氏体不锈钢板及铁素体不锈钢板(沿海用,优于前者)。 目前,国内高层钢结构钢材几乎都从国外进口,工程总承包由国外承担,制造和安装则由国内廉价劳动力承包,这种局面应从速扭转,因为这和我国产钢大国的地位很不相当。大跨度钢结构钢材不象高层钢结构那样突出,但设计方案(包括建筑和结构)经常国外中标,这种局面和中心强调建立我们自己的科技创新体系的号召相距甚远,应该引起我国建筑界的关注,是水平低还是其它原因,值得我们深思。 国外建筑论文:国外建筑节能面面观 自上个世纪70年代出现能源危机、环境恶化促使人们越来越重视节能和环保以来,建筑业也面临着如何改变传统观念,改进建筑技术,开发节能、环保新型建筑材料的问题。 首先,如何节能?节能体现在众多方面,它包括采用新型建筑材料以达到节能的目的,还包括在建筑材料生产加工以及运输等过程中节约能源。其次,如何环保?建筑材料对环境的影响不但体现在建筑材料的加工方面,而且还体现在原材料开采和废料处理过程中。 近30年来,世界各国在建筑设计和施工、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能法规的规定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多工作,不但节省了大量能源,取得了可观的经济效益,同时改善了环境,降低了对大气臭氧层的破坏。 本文将介绍几个在建筑节能上做出突出贡献的国家,看看他们是怎样处理建筑与节能的关系。 美国建筑节能 美国是经济技术高度发达的国家,建筑业、钢铁工业和汽车工业长期被称为经济的“三大支柱”, 建筑业是美国经济的支柱之一,建筑耗能在美国能源消耗中也占重要比例。据统计,近年来美国住房每年消耗能源折合约3500亿美元。 美国的建筑有其独特性。美国人口即将突破3亿,人均住房面积近60平方米,居世界首位。美国一般家庭都拥有一栋3层以下,配套较为齐全、面积在160平方米以上的独立房屋。热水、暖气、空调设备齐全,供暖、空调全部是分户设置,电力、煤气、燃油等能源是家庭日常开销的一个主要部分。节能联系到家庭的支出,所以建筑节能是一个非常市场化的指标。 政府进行建筑节能的手段主要是制定行业和产品标准、开发和推荐能源新技术等。10余年间,美国共出台了10多个政策或计划来推动节能。2003年出台的《能源部能源战略计划》更是把“提高能源利用率”上升到“能源安全战略”的高度。 为鼓励使用节能设备和购买节能建筑,美国对新建节能建筑实施减税政策,凡在IECC标准基础上节能30%以上和50%以上的新建建筑,每套房可以分别减免税1000美元和2000美元;美国各州政府还根据当地的实际情况,分别制定了地方节能产品税收减免政策。 美国能源部提出“建筑技术计划”,对房屋建筑的供暖、供冷热源、输送渠道及实现方式都考虑比较完善。能源部还支持美国绿色建筑协会推行以节能为主旨的《绿色建筑评估体系》,目前是世界各国建筑环保评估标准中最完善、最有影响力的。美国环保局的“能源之星”计划,还对有利于节能的建筑材料授予“能源之星”标准。 就以建设一幢住宅为例,节能涉及了墙体的隔热层、门窗玻璃、屋顶与地下室的隔热性、通风空调管道的气密性和隔热性,以及热水器和热水管道的保温效率等。美国能源部“建筑技术计划”就从每个细节出发,详细解释了该如何才能做到节能,并推荐使用符合“能源之星”节能标准的建筑材料,在细节上做得非常完善。 此外,美国能源部下属的劳伦斯・伯克利研究所重点研究住宅节能技术,并和一些州政府合作建设“节能样板房”予以示范。比如能源部和佛罗里达州合作建设的“零能耗住宅”、“太阳能住宅”等,通过利用佛罗里达地区充足的太阳能和建筑节能措施,让住宅不再需要使用外来能源。有些州还用财政补贴的方式支持节能效率高的住宅建筑。 如果单从技术角度看,美国住宅的主要形式是2-3层的单体小楼,两层轻质纤维板中间夹上绝热材料就构成了墙体,施工也只要简单拼装,其技术含量并不高,需要解决的问题也不复杂,但是,美国在住房建筑节能方面做的不少工作,特别是政府机构做好服务工作,充分运用市场工具,让公众感受到节能对自身的好处,从而自己做出选择,这是许多国家可以借鉴的。 加拿大建筑节能 加拿大的建筑节能除了有一整套法律、法规予以保证外,在建筑设计和施工过程中还采用了一系列高新材料和技术。他们对不同层次的房屋采取了不同的节能技术。他们把新材料、新技术结合在一起,将高质量的混凝土、新型的保温材料进行有机的结合,使住房的环境得到改善。墙体一般采用阻燃性发泡聚苯乙烯、玻璃棉或岩棉等保温材料同其他墙体复合而成。加拿大的房屋大多数是木框架、填充墙的形式。这些木框架墙体中间都加有120~150mm左右厚的聚乙烯泡沫塑料,一、二层的住宅结构主要以木质蒙皮板和泡沫塑料夹层结合而成,其性能优异,且能有效地利用和节省各种资源。 在门窗的保温方面,加拿大做得非常严谨,窗多是双层的,也有三层的。根据业主的要求有的中间填充氩气,也有的在窗与边框之间装有双腔的橡皮密封条,其保温性能更佳。 德国建筑节能 德国能源匮乏,石油几乎100%进口,天然气80%进口。节约能源和保护环境是德国政府开发利用能源的一贯政策。 德国《能源节约法》(EnEV)于2002年2月生效,它取代了以往的《供暖保护法》和《供暖设备法》,制定了新建建筑的能耗新标准,规范了锅炉等供暖设备的节能技术指标和建筑材料的保暖性能等。按照新法规,建筑的允许能耗要比2002年前的能耗水平下降30%左右。 德国建筑保温节能技术新规范的一大特点,是从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗和屋顶)的最低保温隔热指标,转化为控制建筑物的实际能耗。建筑的总能耗包括供暖、通风和热水供应。德国新法规规定,新建建筑必须出具采暖需要能量、建筑能耗优秀值和建筑热损失计算结果,特别是建筑结构热损失计算结果。建筑能耗总量只有满足其对应的节能标准才被允许开工。 在新的法规中,建筑安装工作的质量也成为一个比以前重要的参数,建筑技术包括对建筑密封性的要求也在新的节能建筑法规中予以规范。消费者在购买住宅时,建筑开发商必须出具一份“能源消耗证明”。该证明清楚地列出了该住宅每年的能耗,提高了建筑的能耗透明度。自1995年开始,德国法律就要求新建筑必须说明其能耗状况。2002年以前只有供热系统的能耗被要求在能耗证明书中加以说明,随着新的建筑节能法规EnEV的实施,需要说明的主要能耗指标范围也随之扩大。 德国还有大批老建筑,没有采用新型保温技术措施,新法规鼓励企业和个人对老建筑进行现代化的节能技术改造,并实行强制报废措施。例如,新法规规定,2006年年底前,在1978年10月1日前安装的约200万个采暖锅炉必须报废,由新型节能锅炉取代。在政府的推动下,天然气和太阳能等清洁能源、可再生能源近年来在住宅供暖市场上得到越来越普遍的应用。 在法定技术规范的基础上,德国政府还推出了各项节能资助项目,以促进法规的落实和普及。2000年成立的德国能源局,主要工作包括房屋供暖和保温、节电装置和照明、太阳能发电、风能等可再生能源及电热耦合装置的应用。为方便公众,德国能源局开设了免费电话服务中心,解答人们在节能方面碰到的问题。德国联邦消费者中心联合会及其下属的各州分支机构也提供有关节能的信息和咨询服务。 比利时建筑节能 比利时的建筑业比较发达,在建筑节能方面也走得比较靠前。不少建筑公司建楼时,除了使用加厚外墙保温层、利用“断桥”式窗框、使用中间充惰性气体的中空玻璃等欧洲比较普及的技术外,在利用太阳能、采集雨水、中水循环等方面也做得很精心。 在布鲁塞尔的很多地方都有节能建筑,楼顶装了太阳能吸热板、雨水收集装置和冷热空气交换器。太阳能装置为楼里的住户提供免费热水,同时部分解决取暖问题。由于布鲁塞尔地区下雨较多,雨水回收容量很大,雨水收集装置可为大楼的消防喷淋设施与花草浇灌储水;冷热空气交换装置则可充分利用屋内的废弃热能加热吸进来的新鲜空气,为屋内不断补充温度适宜的新风;还有厚厚的墙体隔热装置等。在对大楼进行一番合理“装点”后,能耗降低了50%。 英国建筑节能 英国的建筑节能工作开始于石油危机的1976年。由于英国寒冷多雨,气候多变,其节能标准要求比较高。 英国政府历来十分重视建筑节能的设计工作,除制定最低节能标准外,还采取了税收杠杆政策限制用能,对新建项目进行设计节能审查及施工抽查,确保工程符合节能要求。与此同时,政府还提出统一的设备能耗分级标准,并拨款资助建筑节能咨询机构为设计、施工单位和业主提供咨询服务等一系列的政策和经济措施。 日本建筑节能 日本人从房子建造开始就充分考虑到墙壁、地板的隔热性能,怎样设计窗户的数量、大小和位置才能最大限度地利用自然光,如何使房屋通风良好等。日本人喜欢在院子里种一些植物,如果是种树,他们会选择落叶树,这样夏季枝叶繁茂可遮阴,冬季树叶落尽,阳光就可以登堂入室,植物发挥了天然空调的作用。 此外,日本家庭在有效利用排放的热量方面也各有绝招。比如,有的家庭自己用天然气发电,在此过程中排放的热量被用于加热暖气管内的循环水;一些家庭把洗澡的热水过滤后用水泵抽入洗衣机再利用等等。 本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。 国外建筑论文:浅谈国外对建筑管道中机会致病菌的研究 摘要:近年来,建筑给水管道中经常检出一类具有共同特征的机会致病菌,特别是在建筑热水系统中,随着集中热水供应系统在大型公共建筑和民用住宅中越来越广泛的应用,机会致病菌对人类健康产生的威胁不容忽视。这一问题已得到世界各国学者越来越的广泛关注并相继开展了相关研究,而目前我国这方面的研究较少。通过对国外相关领域研究的先进成果和最新进展综合分析与讨论,更全面的掌握建筑管道环境适宜机会致病菌存活繁殖的原因,重视此类问题产生的公共性影响,引起人们对建筑管道中新兴机会致病菌的重视,同时探讨抑制此类致病菌滋生的可行措施。 0 引言 生活饮用水水质安全与人类生命健康息息相关,经过水厂一系列水处理工艺后得到的生活饮用水,水质要求符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)的相关规定,可以满足人们对饮用水的使用要求。然而,近年来在建筑管道中出现了一类机会致病菌,繁殖于建筑管道(特别是热水系统)中较难去除,以气溶胶为载体传播,会导致用水者在日常生活用水过程中感染患病。 长久以来,人们一直把大肠杆菌作为饮用水中主要的微生物风险的指示项进行消毒,但美国疾病预防控制中心(USCDC)2008年提出[1],相比从水处理厂中流出的传统粪便传播致病菌,建筑管道中生长和繁衍的微生物(特别是嗜肺军团菌)传播导致疾病爆发发病率更高。目前国外已有大量研究证实,很多由机会致病菌引起的感染与自来水有关。需要注意的是,这类致病菌的致死率正在逐年提高,仅嗜肺军团菌的致死率已从5%增长至80%[2,3],如果此类致病菌在建筑给水系统中爆发传播,后果将难以控制。 1 建筑管道机会致病菌简介 建筑管道中的机会致病菌(Opportunistic Premise Plumbing Pathogens,简称OPPPs)属于新兴的研究领域,国外对OPPPs的研究相对有限。因可参考的数据资料较少、缺少统一规范的检测方法、无OPPPs的致病限值、对OPPPs与建筑管道环境间关系没有全面了解等原因,使人们目前无法有效控制减少OPPPs。 1.1 OPPPs的种类 建筑管道机会致病菌是一类可通过水传播导致人体感染的致病菌,对建筑管道环境有良好的适应能力,能在建筑物内的管道系统中存活、繁殖。国外目前公认且研究较多的建筑管道机会致病菌包括嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)、鸟分枝杆菌(Mycobacterium avium)和其它非结核分枝杆菌(NTM),以及铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa又称绿脓杆菌),此外还有甲基杆菌属(Methylobacterium spp.)、鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)和棘阿米巴属(Acanthamoeba spp.)等,未来可能发现更多新的OPPPs。 1.2 OPPPs的危害 老年人、儿童以及免疫缺陷人群是主要的易感人群(见表1),感染途径分为社区获得性感染和医院获得性感染。由于OPPPs的多重抗药性,一种菌属的致病菌株多样化,对不同抗生素敏感度的差异,患病后治疗难度较大,甚至会危及生命,现少有特异性的抗菌药物能治愈。 近期发表的一项研究表明美国军团菌的发病率约13,000例/年,非结核分枝杆菌在2004-2007年期间发病率16,000例/年[4]。在美国因感染造成的年度经济损失非常高,军团菌超过4.3亿美金/年,非结核分枝杆菌感染也已达4.25亿美金/年[4]。随着OPPPs疾病率的不断攀升和由此带来的巨额经济损失,国外非常重视对这类致病菌的研究。 2 国外对OPPPs的研究 2.1 OPPPs的共同特征 美国弗吉尼亚理工大学Joseph O. Falkinham,III教授等人,提出OPPPs能建筑管道环境中存活的共同特征[1,6,7],包括:抗消毒剂、易于附着管壁形成生物膜、存活并生长在有吞噬作用的、非寄生的阿米巴中、在低氧浓度下生长、在低水平有机碳浓度下生长的能力、耐高温和耐抗生素等。这些共同的特征使OPPPs能在有消毒剂、水流停滞低氧的管道环境中生长繁殖,大部分OPPPs在达到较高温度时才会出现生长抑制(例如,军团菌 46℃,分枝杆菌 53℃),这也是它们能够在建筑热水系统中繁殖活跃的原因之一。大多数机会致病菌是抗阿米巴微生物(amoebae-resisting microorganisms,简称ARM),它们能够存活在阿米巴体内,从而削弱了消毒剂产生的影响。 2.2 建筑管道环境对OPPPs的影响 建筑管道较高的比表面积、间歇性的水流停滞、较低浓度的剩余消毒剂和热循环等特征,促进了OPPPs在管道中繁殖生长[6,7]。建筑管道表面积与体积比数值较高,有助于生物膜的形成,而生物膜为OPPPs提供了栖息场所;间歇水流停滞,低消毒剂余量和热循环为OPPPs提供了适宜的生长环境。OPPPs在不同管材上的附着程度有明显的不同[8],鸟分枝杆菌在不锈钢上附着程度最高,在玻璃上附着程度最低,而铜管对嗜肺军团菌的繁殖有一定的抑制作用。综合OPPPs的共同特征以和建筑管道的特点可知,这些致病微生物以近乎理想的生存状态在建筑管道环境中滋生。 相比自来水系统,OPPPs在建筑热水系统中滋生的问题更加突出。热水系统中,饮用水加热后其水质发生了变化,如更适宜OPPPs生长的水温、水化学特性的改变、剩余消毒剂减少,热水系统热循环效果的差异、停滞的水流等等,使OPPPs更容易在热水系统中存活繁殖,在使用热水时(特别是淋浴过程中),因吸入含有OPPPs的气溶胶导致感染。 综合OPPPs的特征和建筑管道的特点可知,这些致病微生物以近乎理想的生存状态在给水管网和建筑管道环境中滋生。 2.3 OPPPs的存在状态 美国在约40%的住宅样本中鉴定出了可检出水平的嗜肺军团菌[9],调研的住宅和建筑物中淋浴喷头中70%的生物膜样本含有分枝杆菌属,而且其中30%含有鸟分枝杆菌[10]。国外的研究经表明[1],从住宅、公寓、医院和办公楼等房屋建筑管道中完全根除此类机会致病菌几乎是不可能的。 为了节约能源和资源再利用,实现可持续发展,绿色建筑中设置了绿色水系统。水在长距离的管道内停留时间过长,太阳能加热水温升高较慢或热量利用不充分,城市热网、热泵加热不能将水温加热至较高的温度[5],都增高了微生物生长繁殖的风险,给OPPPs提供了滋生的条件。 为了保证公共健康、减少细菌的传播,避免人们在用水过程中直接接触水龙头,电子感应式水龙头已普遍使用于公共场所中,但在电子感应式水龙头已有大量检出机会致病菌的情况(军团菌和铜绿假单胞菌),其滋生原因尚不明确,很可能是受较低的流速、适宜的温度和感应式水龙头中使用的构件材质(电磁阀与出水口之间的管段通常采用橡胶或聚氯乙烯)等因素的影响。 澳大利亚对一组使用不同消毒剂的市政管道进行全年监测对比[12],发现水中军团菌和分枝杆菌数量随管道距离的增加并无明显变化,但都在末端用水点处大量滋生。此外,家庭给水过滤装置对含氯消毒剂的去除,也为致病菌的滋生提供了更有利的生存环境。 2.4 OPPPs的检测 一般微生物检测可通过传统的实验室来培养,但一些OPPPs处于活的、不可培养(a viable, but nonculturable,简称VBNC)状态,例如铜绿假单胞菌和嗜肺军团菌。细胞在这种状态下是活的,但无法在培养基上形成菌落,最后导致检测结果出现偏差。目前的分子杂交技术多为定性结果,而q-PCR(定量聚合酶链反应)检测技术虽然能够定量检测,但无法鉴别细菌的死活,且检测成本较高。目前已出现军团菌的现场快速检测方法(巢式PCR和荧光PCR法等),但仍需进一步验证这一方法的可行性。 3 国外将OPPPs列入水质标准并制定研究计划 3.1 美国OPPPs研究计划 为了更全面有效地解决由OPPPs带来的健康威胁,降低公众感染的风险,美国水研究基金会(Water Research Foundation)多次组织专家学者进行讨论[5],于2012年5月了包含20项研究计划的征求意见建议书(RFPs)(表2),从微生物传染病学(EPI)、检测方法(METH)、微生物生态学(ECOL)、工程控制(ENG)四个重要领域展开研究。 美国推进这一计划需做大量实验,目前大多数研究仍处于起步阶段,因此,还有待深入的探索和研究。 3.2 已列入水质标准的OPPPs 世界卫生组织(WHO)和美国已把军团菌和分枝杆菌列入了《饮用水水质准则》和《国家饮用水水质标准》中,并把浊度作为微生物指标中的一项,见表3。 4 减少OPPPs的措施 研究表明,升高水温、保持一定剂量的剩余消毒剂、提高水中氧的含量、降低浊度等方法可有效减少水中OPPPs的数量。 4.1 高温消毒 高温消毒是一种不向水中添加其他物质的消毒方法,可通过提高循环热水温度、提高热水器出水温度、降低热水输送时间达到目的,一般需要将水温升高至60-70℃(军团菌生长抑制温度 46℃,分枝杆菌 53℃),但同时存在烫伤和能源浪费问题,国外因沐浴烫伤致死的案例也有发生,特别是儿童和老年人;同时如果将温度升高至60℃以上,会因快速结垢和腐蚀损害管道系统。高温灭菌后系统可能会出现OPPPs再次增殖,因高温杀菌后的细菌死体可能会为再次生长提供营养物质。因此,特别是在医院、幼儿园和养老院等特殊场所应采取防烫伤措施,严格控制出水温度。 4.2 消毒剂消毒 水厂水处理主要是针对大肠杆菌等致病微生物进行消毒处理,经过水厂消毒处理后这些致病菌已经低于标准限值。OPPPs耐消毒剂,提高消毒剂浓度可能会杀灭其他与之竞争关系的微生物,提供更理想的生存环境,产生消毒剂副产物并存在水的嗅味问题;UV消毒有可能会导致微生物突变,OPPPs能够存活于阿米巴中,削弱了消毒作用。更重要的是,OPPPs滋生在市政给水管网和建筑给水管道中,并随着管道距离的增加而增殖(特别是在末端用水点处),因此应在建筑管道中保持一定剂量的剩余消毒剂,对OPPPs的滋生起到抑制作用。 4.3 提高水中含氧量溶解氧并降低浊度 一些OPPPs在低浓度溶解氧条件下生长速率高,在水中氧浓度较高时生长反而受到抑制,因此适当提高水中氧浓度很有必要。浊度是影响OPPPs的另一项重要因素,OPPPs易附着生成生物膜,如[6]降低浊度可有效减少鸟分枝杆菌的数量。 4.4 其他措施 在改善水中理化条件的同时,还应结合其他有效方法共同实施。如[1]冲刷管道减少管壁上附着的生物膜;拆除水龙头上的节水充气装置,减少致病菌与空气的接触;更换不易产生气溶胶的淋浴花洒,对淋浴花洒进行定期更换或清洗消毒(包括带有软管的手提式淋浴喷头),在水龙头和淋浴花洒上安装微生物过滤器。在工程设计过程中,应不断优化管道系统设,增强热水循环效果,减少布置不合理的滞水或死水区,在管道末端采取环路安装措施,以增强热水系统的循环效果,同时优化管材的选择,选择不易生成生物膜的管材等;并在医院等存在高危感染风险的公共场所使用肘式水龙头;加强给水系统的日常监管,定期进行水质监测,发现异常及时进行处理。 以上方法各有优缺点,单一的措施很难有效的抑制水中OPPPs的增殖。应综合建筑的特点、管道的条件以及用户的用水规律、物业管理维护水平等条件,建立危害分析的临界控制点(Hazard Analysis Critical Control Point,简称HACCP),对管道系统的关键节点进行监控,通过多种措施有效减少OPPPs。 5 结语 近年来,在我国建筑内的给水末端已多次检测出这类机会致病菌,但并未引起足够重视。随着我国人口老龄化加速和人群免疫力普遍下降的现状,饮用水水质微生物安全问题亟待解决。目前研究还存在许多研究盲区和不足之处,例如与OPPPs关联的水质指标研究不全面(如溶解氧、TOC和水中的氢等),感染患病资料的缺乏及不断出现新兴的致病菌,控制OPPPs手段的局限等等。这些问题带来的挑战,有待进一步深入探索。因此,有必要大力开展OPPPs研究,给百姓带来安全和健康的生活用水环境。 国外建筑论文:我国与国外古建筑群研究保护比较浅析 [摘要]古建筑群是我国历史文物中的重要组成部分,作为不可移动文物,具有丰富的历史价值,对其进行妥善保护刻不容缓。本文阐述了中国古建筑群的保护现状、原则、理论和现行机制,国外古建筑群的保护原则和方式方法,通过对比分析,以期为我国古建筑保护工作提供借鉴。 [关键词]古建筑群;建筑史;古建筑保护 一、研究背景、定义和价值 (一)研究背景 中国的古建筑群,不但具有悠久的历史,而且以其独特的中式风格和丰富的历史信息,在世界建筑史上占有重要地位,有着极高的艺术成就和学术价值。中国古建筑群和其他一切历史文物一样,其价值在于它的历史遗留性,不可能再生产再建造性,一经损毁就无法挽回。因此,保护我国的古建筑群已成为刻不容缓的大事。 (二)古建筑群定义 狭义的古建筑群定义仅指古建筑群现存的本体。但随着我国对古建筑群不断深入的研究和了解,广义的古建筑群不仅涵盖了古建筑群本身,还延伸到古建筑的内部装潢、周边环境和考古环境。 (三)古建筑群的价值 其一,历史价值。古建筑群的存在是让当代的人们可以更好地去感受人类生活的历史痕迹。作为不可移动文物,古建筑群是历史最好的证明,在某种程度上还可以补充历史、修正历史,甚至自身就是一部实物历史。对于研究建筑史的学者而言,古建筑群就是直接的实物历史例证。因为每一座古建筑群都是在当时特有的历史条件下产生的,所反映的就是其所在时代的社会生产、生活方式以及科学技术水平、工匠工艺技巧、艺术审美风格、风俗习惯等。因此,中国的古建筑群就是中国建筑史最好的例证。 其二,科学价值。古建筑群同其他物质文化遗产一样,是社会不同的发展阶段遗存下的实物例证。因此,从对古建筑群的研究中也能看出同一时期其他的科学工艺发展情况和工匠艺人所达到的水平。我国许多的古建筑群本体中就蕴含着当时匠人传承下的科技成果。至今,于我们还有着重大的研究价值。例如位于山西省朔州市应县城西北佛宫寺内的释迦塔,全称为佛宫寺释迦塔,俗称为应县木塔,始建于辽清宁二年(1056),至金明昌六年(1195)增建修缮完毕,是中国目前现存最高和最古的一座纯木构塔式结构建筑。应县木塔塔高为67.31米,底层直径为30.27米,横剖面呈平面八角形,全塔共耗红松3000多立方米,重量约2600多吨。通塔为纯木结构无铆无钉,塔内至今供奉着两颗释迦牟尼佛牙舍利子。该塔与意大利比萨斜塔、巴黎埃菲尔铁塔并称“世界三大奇塔”,同时也反映了辽代的数学、工程力学、物理学等学科的发展高度。 其三,艺术价值。中国的古建筑群在艺术和技术上都达到了极高的水平,在世界建筑史上有着极其辉煌而璀璨的成就。它们是古代人民劳动智慧的结晶,展现了极高审美标准和工艺水平。中国的古建筑群在地势布局、用工材料、施工流程、室内装潢等方面,都蕴含着几千年来无数工匠们在长期实践中代代相传的工匠精神。 二、我国古建筑群保护的现状及进展 我国目前正处于独特的发展转型时期,虽然,存有大量的各时期和富有地方特色的古建筑群,但是对古建筑群的保护还未形成完善的理念和体系,处于萌芽发展状态。 在古建筑群保护工作中,一个相当关键的问题就在于维持修缮保护的资金机制。从当前情况来看,我国的古建筑群保护的每一项保护资金都是来自于国家财政以及各级省市政府的财政拨款。此外,有部分地方政府为了能够让政府的财政压力得以缓解,将古建筑群作为旅游景区,以此来收取门票获得收入,并通过旅游收入的资金来为古建筑群的日常保养提供资金支持。 部分纳入国家文物保护名单内的古建筑群能得到国家的财政拨款。这一类古建筑群的保护资金需要以各级省市的经济情况作为依据,例如西安、苏州、杭州、北京这些经济较为发达并且古建筑群也较多的地区,政府每年设有专项的财政资金进行修缮保护;而一些经济欠发达地区对古建筑群保护的重视程度就较低,可用于古建筑群修缮保护的资金也较少。还有部分现在还没有纳入国家文物保护单位名单的古建筑群,则不能够得到国家财政的支持。 从行政上来看,在全国各市基本都设立有相对应的古建筑群保护单位,专门负责对本市范围之内的古建筑群保护。同时,文物古建单位还会受到省级文物古建保护部门的领导与管辖,各省级文物古建保护单位对本省内的全部古建筑群负责。 三、国外古建筑群保护经验 (一)合理有效的保护资金机制 古建筑群的保护及其修缮维护需要有大量持续性的资金作为支持。因此,在资金投入的体制上需要设置起一个时间较长、具有可持续性的维持机制。在西方很多发达国家,不仅依靠政府的财政拨款来维持古建筑群的日常保养工作,还依赖于社会资金的广泛参与。 法国的大部分古建筑群由家族传承并可进行买卖交易。因此,古建筑群的保护资金主要来源于古建筑群的拥有者自筹和政府拨款,其中六成来源于古建筑群的拥有者,四成来源于国家政府; 德国的古建筑群保护资金主要源于德意志联邦政府、各区的州政府和社区。德意志联邦政府除了对国家保护的古建筑群进行财政拨款外,还利用财政手段,如税费减免等方式来鼓励企业和个人积极参与到古建筑群保护的行列中,各区州政府利用等事业资金维护古建筑群的日常保养。 而在英国,国家财政拨款是古建筑群修缮保护资金的主要来源。除此之外,非政府组织NGO的团体慈善以及个人捐助也是资金的重要来源。 (二)完整悠久的保护思想体系 在罗马帝国的利奥王朝时期,罗马皇帝利奥一世胡约安里安就曾专门下过一道命令,要求对古罗马城进行保护。在这道命令之中还指出了古罗马的这些建筑物都是给公众所使用的,并且指出了这些建筑物是为了让公众拥有娱乐的场所所建造出来的。在此100年之后,1462年时,教皇二世也下令不准任何人对古建筑群遗址进行破坏,并提出了惩罚措施。从此之后意大利逐步形成了系统性的城市古建筑群保护历程。 由此可见,意大利的古建筑群保护精神具有深厚的历史背景。在意大利,有着运行机制各异、种类丰富的古建筑群保护机构,从最初的单一制政府全权保护模式到各类机构交错保护模式,也是经过了谨慎的研究和反复的实践才得以建立保护机制的。具体而言,在意大利主要是由中央政府的文化遗产部负责对古建筑群修缮保护机构的管理,并在各个市设立了相对应的下级保护机构,市政府所设立的相关保护部门所负责的就是全市范围中的古建筑群的管理与日常保养。 德国的古建筑群根据其所在地和种类保护分别由三类部门分别管理。较大型的城市,在本市设立相应的古建保护部门,负责对本市的古建筑群保护管理;较小型的城市,则是城市所在地的州政府所设立的文物古建保护部门负责对州之内的古建筑群进行统一管理;此外,分散于各地的城堡以及教堂则是有专门的古建保护部门负责进行管理。同时,租用古建筑群的单位及个人本着“谁租用谁保护”的原则对古建筑群负有相应的责任和义务。最后,政府还会聘请不附属于任何机构以及组织部门的专家团队,专门针对古建筑群向相关的保护部门提出各种专业的保养与修缮建议。 在法国,所有的古建筑群通过分级制进行保护:第一级为国家文物保护古建筑,约有6万余处;第二级为地区文物保护古建筑,约有2.4万余处。不同级别的古建筑群对应着不同级别的保护管理办法。 英国的古建筑群保护不是按照行政区进行划分管理的,而是从古建筑群的保护级别以及具体的需求出发进行划分的,主要分为遗址古迹、在册建筑、保护区与历史古城几个领域。 在英国,遗址古迹与我国的全国重点文物保护单位大致相当,然而英国的古建筑群遗址通常不会再成为单位的办公场所。遗址古迹的保护及其日常保养由文化传媒部门负责,对于可能影响到遗址古迹的活动均需专门向该部门报告,通过审批方可进行。仅英格兰一区,遗址古迹就有2万余处。 英国的在册建筑则是因为这些建筑有着相当特殊的历史价值与历史信息而被列入保护名单中。实际上,在册建筑因为情势变迁,经过非常严谨的审批手续,是可以被调整的。仅英格兰地区就有在册建筑37万余处。其中,根据其历史价值又分为三种保护等级,分别对应着不同的保护管理方法。 第一级为具有特殊历史意义和重大历史价值的古建筑群。此类古建筑群数量极其稀缺,约占册2.5%,是在任何情况下都禁止变更的。 第二级是为指具有重要历史意义的古建筑群。此类古建筑群数量稀缺,约占册5.5%,非遇特殊情况不得拆毁。 第三级为具有历史意义值得保护的古建筑群。此类古建筑群数量庞大,约占册92%,可通过灵活多变的形式进行保护。 当前,仅在英格兰地区就有9000多个保护区。但是在英国的古建筑群保护系统中,对于历史古城这个概念并不是很强调,所以在英格兰地区只有约克、巴斯、切斯特、契切斯特四座历史古城。 (三)科学严谨的保护理念 1964年,从事历史文物建筑工作的建筑师和技术员国际会议第二次会议产生的《威尼斯宪章》,全称为《保护文物建筑及历史地段的国际宪章》,奠定了古建筑群保护的基本理论,肯定了历史文物建筑的重要价值和作用,将历史文物建筑视为人类的共同遗产和宝贵的历史见证。《威尼斯宪章》具体分成六个部分,分别是定义、宗旨、保护、修复、发掘、出版。 国外建筑论文:建筑施工企业国外项目设备配置与现场管理探讨 【摘 要】伴随着近年来日趋激烈的国内建筑市场竞争,许多建筑施工企业施工盈利水平越来越低,经营难度越来越大,纷纷进军海外建筑市场。为实现工程项目的效益最大化,要求项目部要全面进行精细化核算,降低工程成本,施工设备管理是其中一项重点工作。本文将在总结亚洲和非洲施工经验的基础上,结合海外的施工环境及其特点,就如何进行设备合理配置和加强施工设备的使用管理,充分发挥设备资产的效能进行探讨。 【关键词】建筑施工;设备配置;现场管理;配件管理 目前,越来越多的中国建筑施工企业走出国门,进军海外市场,以期获得更多更大的生存空间。但大多数企业能够进入的市场是基础设施比较薄弱、工业相对落后、资源匮乏的欠发达地区,比如亚洲、非洲的某些国家,这些国家的自然条件、宗教、政治环境和文化背景都与我国有很大差别,如何因地制宜地从实际出发,合理利用当地资源,创造更大的经济效益是每个海外施工企业必须研究的课题。在工程施工的全过程中,有很多部门的工作影响着项目的工期和效益,其中机械设备的配置和管理工作就是不可忽视的一个方面。 工程项目启动以后,很快就面临一个重要的问题,那就是机械设备的配置与管理,这些对将来施工工期和经济效益都会有非常大的影响,更为重要的是如果在这个过程中由于工作组织不合理、考察论证不细产生的失误,大部分是无法弥补和挽回的。因而此项工作对于对海外工程项目的成败起着至关重要的作用,应该予以高度重视。笔者根据近年在肯尼亚、阿尔及利亚、沙特、南苏丹等国家的设备管理实践和工作体会,谈一下个人对设备配置和管理方面的看法,与同行们商榷。 一、如何做好国外项目的设备配置 工程项目准备阶段开始,项目部所有人员一定要对项目所在国家的政治、经济、文化、风俗习惯、自然环境、宗教等做全面的了解,还要认真研究工程合同中有关设备的强制条款,并对当地设备供应市场的成熟程度、配件供应市场及设备租赁市场做实地深入调查,在充分考虑工期、安全等前提下,做出综合判断及经济分析比较,制定出详细的设备配置清单,着重要标明设备的来源是国内购买还是当地采购,新购买、现有设备调剂还是当地租用等事项。根据工期和工序安排,明确各种设备的进场时间。 施工项目在选择设备时,要做到技术性能先进,安全可靠,设备状况稳定,经济合理,能满足施工工艺要求。设备配置工作应该按照“满足要求、经济合理、数量充盈、易于维护”的总原则进行,尽量有一点富余储备。在海外施工与国内组织不同,国内的材料、设备、劳动力市场都已经十分成熟,甚至一个电话即可随叫随到。而国外市场尤其是非洲某些国家的市场,大部分是卖方市场,社会资源不丰富甚至是贫乏,设备租赁市场不发达,租赁价格昂贵,合同履约意识淡薄,若事先考虑不足将会对施工带来很多的困难,影响工期和施工进度,从而加大生产成本,影响项目的最终效益。 设备在国内采购时尽量采用公开招标的形式,一般海外工程项目对设备的需求量较大、资金相对充裕,对生产厂家来讲是打开海外市场、创造销售业绩的好时机,因此对于需方有较大的价格谈判空间,可以大大降低设备的采购成本。商务谈判时,设备的技术培训和售后服务是一个重要环节,合同中要对双方的义务有明确详细的划分,关键设备需要厂家配备技术人员派驻现场指导安装、调试和试运时,要明确对技术人员的技术等级要求。按照常规做法,设备购置费一般是分期付款,除了订金以外,集港后付一部分,最好预留一部分质保金。 不管是国内购买还是当地采购的设备,一定要选择高可靠性、维修方便、适应当地独特的气候条件、配件供应有保证的品牌。尽量选用同一厂家或者配件通用性高的产品,即使不是同一厂家的设备,其主要部件如发动机、变速箱、轮胎和主要电气元件等应尽量考虑可互换性,为将来的配件储备和维修保养提供方便。 对设备配置做经济比较分析时,设备的国内采购成本除了设备合同价以外,还要将设备运抵施工现场所发生的包括厂家至港口运输费、装卸费、仓储费、关税、报关费、海运和保费以及到港后的清关费、运抵现场的运费等各项费用计算在内。值得注意的是从国内采购工程运输车辆类机械时,要事先弄清施工所在国家当地车辆的方向盘是左置还是右置,有针对性地进行选择,否则会有很多隐患。 二、如何做好国外项目设备的现场管理 项目运行的过程中,如何最大限度地发挥设备的效能,有效地提高设备完好率和利用率,是事关项目顺利与否的首要因素,因此设备的现场管理是项目日常管理工作中的重要一环。为解决设备使用过程中的矛盾,项目要由一个专职的副经理负责协调,设立专职设备管理员具体负责日常工作。有人说,企业的领导对设备管理的认识水平有多高,设备管理的水平就有多高,这话也是有一定的道理的,因此项目领导要对此项工作给予高度重视。设备操作人员必须持证上岗,大型重点或者关键生产设备尽量安排国内工人操作,数量比较多、对操作技能要求不是很高的设备可雇佣当地工人操作,但必须由项目员工负责现场管理。坚决杜绝“双无”现象,即无证上岗或有证无培训上岗。 设备投产前,必须进行试运和磨合,做好相关记录,作为设备档案的一部分妥善保存。有些机械管理人员由于国外的手册是英文或者法文的,没有仔细阅读新购设备的用户手册,就想当然地凭经验安装和试运,对设备造成潜在的危害,这是要不得的。投入使用后,要安排专人定期对设备进行巡回检查,根据运转时间按计划进行例行保养,要制定和完善相关制度,强调班前班后的检查和保养,奖勤罚懒。 在国际承包项目中,一般要配备经验丰富的机械修理师负责设备维修管理,需要配合的机修人员可以在当地雇佣,合格的维修人员是做好设备管理的前提。项目部要有完善严格的设备管理规定并认真地履行,这是做好设备管理工作的保证。在制定相关制度时,应充分考虑实际可行性和易操作性,管理流程应该简明流畅,避免产生管理真空地带,同时要与生产施工管理组织结构相吻合。把机械设备的使用管理的责任落实到具体人员的身上,也就是把人与机的关系相对固定下来,有了使用管理制度,就能增强操作人员爱护机械的责任心,调动他们的积极性,有利于操作人员熟悉机械设备特性,熟练掌握技术,合理使用机械设备。 设备的使用应具备适宜的工作条件,如道路、工作面布置、装卸位置、动力供应、照明设施等,这些均应经过周密布置和安排。实际操作中实行机长负责制是比较可行的经验做法,所有设备人员要保持相对稳定。新设备从试运转开始,就要必须将技术文件、构造性能和安全操作规程向有关人员进行交底,同时全过程中要不间断地加强操作人员的技能、职责和安全教育培训。 机械设备的正常运行是离不开维护和保养的。保养工作要紧紧抓住清洁、紧固、润滑、调整、防腐的十字作业方针,对于关键设备要实行特级维护,管、用、修三结合,加强设备状态监测,对使用频率高、易损坏、出故障的设备,应加强跟踪诊断,由事后修理转为事前的视情修理,做好设备故障预测,及时发现问题,及早采取措施,提前检修,以确保设备的使用完好和正常运行。 三、如何做好国外项目的设备配件管理 海外施工过程中,设备配件必须有一定的储备,购买设备的同时,还须考虑到施工地特殊的地理气候等因素给设备带来的影响,应要求供应商根据施工地的特殊性提供工期内设备正常使用所需要的易损件、常用件有针对性的建议清单,一并采购。比如在非州国家施工,大多数国家气温都非常高,塑料材料、橡胶密封件和轮胎等老化比较快;电机等容易因高温过热烧坏;当地劳工操作技能不高,离合器、变速箱、底盘等损坏情况比较多;有些地区有沙尘天气,各种滤芯寿命缩短;在潮湿多雨的地区,设备电器对防潮有较高的要求,做好设备防腐工作也会有效提高使用寿命等等。因此设备的配件要有充足的储备,保证在工期内设备的需求。满足技术要求的前提下,在当地有销售网点和服务站的设备厂家应该优先选用。 设备配件的采购要有前瞻性,特别是三滤和易损件要有一定的富余量。根据有可能出现的故障,提前考虑,要给国内后勤保障部门留出足够的采购和运输的时间,而且计划中要标明设备名称、生产厂家、零件图号等,这样才能保证现场的使用。配件要分门别类的摆放,标示要清楚,定期进行盘点库存,加强配件的管理也是降本增效的有效途径。 国际承包工程中,设备管理水平直接影响或者决定项目的经济效益,只有扎扎实实地做好设备配置、使用、维护、修理和配件管理等全过程的管理工作,才能充分发挥设备的最大效能,进而通过设备为国外施工项目创造出更大的效益。 国外建筑论文:国外建筑质量监督管理做法之思考 【摘要】近几年,我国国民经济快速发展,建筑项目数量不断增加的同时,其规模也在不断扩张。在此背景下,建筑工程质量问题必将牵涉到更多的方面,受到越来越多的人关注。本文在对国外几个建筑质量监督比较严格的国家的做法进行分析的基础上,总结了它们的可取之处,希望为我国建筑质量监督管理提供一定的借鉴。 【关键词】 建筑质量;监督;管理;启示 近几年,不断爆发的建筑质量问题越来越多地受到了人们的关注,建筑质量出问题,不但会导致投资方和建设方直接受到经济损失,严重的还会给本地居民的生命和财产安全带来损害。所以,在建筑过程中,必须严抓建筑工程质量关,这是一件和国民生命财产安全息息相关的大事。[ ]审视国外几个国家在建筑质量监督管理方面的做法,它们为各自的建筑质量监督管理作出了不少的努力,为它们各自的建筑质量提供了极大的保障。这些对我国建筑质量监督保障都是非常有益的。所以,我国想要提高建筑质量监督管理的强度,为我国的建筑质量提供最后一道安全屏障,应该积极地吸纳这些国家的精华之处。 一、德国,设置专业的检验机构 德国对新建工程的质量检验是由专人、专业的机构负责的。德国培养有专业的检验工程师,他们接受各州政府建筑主管单位的托付,对刚刚建设完成的工程和建筑结构有极大改变工程的质量负责检验。德国的检验工程师要求是非常严格的,他们必须获得专业的工程师资质,顺利通过各州自行组织的严格的考核。同时,他们还需要有十年以上的同岗位或者相似的工作经验,从事过专业的工程承包,年龄在35岁之上。这些条件是缺一不可的。目前,整个德国取得检验工程师资格的只有700多人,人数是非常稀少的。[ ]此外,除了专门的检验人员之外,德国还专门设置了检验和监管机构。这些机构包含建筑监管联合会和坚定技术组织,其中包含为数不少的专家。此一机构除了可以承担建筑技术检验之外,还能够进行设备和技术方面的检验。检验坚定工作人员之间的关系并不是上下级关系,而是伙伴关系,他们要根据本地的法律条文检验建筑是不是符合保暖和除噪方面的要求。 无论是检验人员还是监督机构,他们的地位都是独立的,他们不附属于业主和承包房任何一方,这是意义重大的。对于业主来说,他们可以给出比较中肯的质量鉴定,业主可以少承担因为建筑质量问题而带来的损害。对于房地产商,这些独立检验人和监督机构给出的检验合格证明可以为他们交付房屋提供凭证。而对于工程承包房,这些人员和机构给出的检验证明,一方面可以证明他们的建筑质量,另一方面可以适当房屋质量不高而带来的更多损失。 二、法国:与时俱进的专业法规 法国在很早之前就推出了《建筑法》,对法国的建筑质量监督管理提供法律依据。当前,经过几十年的发展,法国的这部法律几经修改,紧跟法国局势的变化。当前,这部法律规定已经相对完善,开发商已经很难有法律漏洞可以钻。比如,法国《建筑法》中有这样的条款,房屋主人或者建筑方必须在对房屋的结构做出重大改变或者是房屋建设之前,必须把房屋的相关信息递交给本地房屋管辖事务处申请开工证。专业人员支出,此办事处是法国房屋质量管理的第一个关口,在一定程度上决定了建筑的合理性和合法性。此外,《建筑法》中还有这样的条文,规划部门在回复申请的时候,必须首先确定好工程周边的军队、医院、学校等各种公共部门的具体位置。这样,就可以尽可能减少不科学建筑的出现。同时,这些建筑的审批时间也是长短不一的,比如一般的居民住宅需要2―4个月的审批,而工厂性质的建筑,则需要半年的公示时间。此外,建筑工程审批完成之后,其建筑施工就必须严格按照图纸规定进行施工,假如施工方擅自修改施工图纸,不按照原有施工图纸施工,施工方将受到最少2.3万欧元的罚款。[ ] 此外,法国的《建筑法》中还有这样的规定:城市规划部门在审批建筑申请材料的时候,除了自身对建筑资料的审批之外,还要在申请建筑的位置进行明示,用告示牌之类的标志标明建设的方位和内容,接受群众的监督。在进行审核的周期内,建筑范围内的居民可以向有关部门提出自己的建议,甚至有权要求建筑方停止本次工程的施工。这样一来,有了来自政府和民众两方面的监督,法律基本上就不会存在不合理建筑。在建筑建好之后,就不会因为设计不合理而频繁出现拆拆建建的情况,工程建好之后,通常都会有较长的使用年限。 三、英国:强调建筑保温 英国天然气公司做过这样一份调查,调查结果显示,英国在五个世纪之前建好的建筑其保温性和现代建筑比较起来,仍占据比较明显的优势。五个世纪前,英国建筑墙体每小时流失的暖空气为10个平方米,而近期建造的仿建筑,其此数值则上升到15.1个立方米。这也就意味着,英国近期的建筑消耗的能源增加,和汽车消耗排放的二氧化碳总量比较起来,英国每户住宅排放出来的二氧化碳的总量比一辆汽车排放的二氧化碳的总量还要多。英国政府宣称,每年为了处理房屋排放出来的这些二氧化碳需要支付50亿英镑的费用。这是一笔极大的浪费。为此,英国政府提出声明,建筑方在交房的时候,必须提交一份专门声明,确保房屋的气密性符合一定的标准。 四、对我国的启示 对上面的德国、法国和英国三个国家的建筑质量管理做法进行分析不难发现,他们在质量监督管理方面都有着各自的优势:德国的严密的监督制度,大大减少了因为建筑质量问题给建筑各权益方和人民群众带来的人身和财产安全带来的损害。法国与时俱进的法律法规体系,大大降低了不合理建筑出现的几率,避免投资方和建筑方遭受过多的无妄损失。而英国在能源方面的重视,使用节能的方式来降低房屋建设成本和维护成本,这些经验都是比较宝贵的。 我国在建筑质量监督管理过程中,还存在着不少的问题导致我国的建筑损失不断增加。比如建筑之前位置设计不合理,导致我国频繁出现刚建好就拆的现象,这无论对国家还是建筑方来说,都是一个不小的损失。此外,在新兴材料的选用方面,由于各种原因的影响,我国建筑工程中使用各种新型节能环保材料的项目并不是很多。从长远的眼光来看,这些都将需要一步步的慢慢改进。 为此,我国必须积极吸收外国建筑质量监督管理过程中的优秀经验,博采众家之长,加大对建筑工程申请的审核力度,多听取当地居民的意见和建议,综合考察建筑地原有配套设置的相关情况,避免不合理建筑的出现。同时,积极采用新能源、新材料,增加节能建筑的占有率,多建设绿色能源建筑,减少建筑对不可再生资源的浪费,以及对环境造成的污染。减少建筑污染的存在,不但能改善环境的质量,也能尽可能增加建筑对资源的利用率。加大对建筑工程的验收审查力度,避免不合格工程的入市,在建筑入市前给居民提供最后一道保障,减少居民生命财产的建筑安全隐患。此外,为建筑质量监督审核提供严格的法律依据,增加对违法现象的审查和惩罚力度,引起建筑各方的警示。 国外建筑论文:参考国外建筑施工管理先进经验的对比和启示 摘 要:建筑施工管理是建筑行业公司日常工作的优秀组成部分。建筑施工管理是一项综合性的管理工作,包括工程监理、资本预算和施工进度安排等内容。纵观国内建筑施工管理工作现状,我们会发现始终存在这样或那样的问题与不足。对此,本文在分析现状的基础上,希望能总结国外同行有用的经验,为进一步推动我国建筑施工管理工作的进展做出贡献。 关键词:建设工程;国外经验;监督管理 一、国外欧美发达国家建筑施工管理的先进经验与具体做法分析 1、国外的建筑施工管理非常重视工程担保工作 在欧美发达国家,由法律规定明确所有参与当地建筑施工及其管理的有关企业,都必须经由担保公司设立专项担保基金,然后将这笔钱打入工程施工的专项账户以保证不被其他人挪用。同时,施工单位所在开户银行在工程开工前还必须为这家公司出具资产审查报告,以保证公司的财力雄厚。同时,施工单位开工后还有与保险公司签约,让保险公司对建筑施工过程中可能发生的各种经济纠纷、生产事故等承担可能发生的经济损失。这样一来,欧美发达国家通过将银行、保险公司、担保公司等金融产业链上的各单位与施工企业进行捆绑,在最大程度上降低了施工建筑风险发生的可能性,为建筑施工管理工作的正常开展提供了强有力的基础与支持,以确保施工工作不会受到外界因素,尤其是经济因素的影响,更杜绝了类似于我国经常看到的农民工跳楼讨薪等现象的发生。 2、国外普遍实施建筑施工管理准入体系 我国房地产市场发展这么多年来,房产建筑质量问题广受社会大众的诟病。而欧美发达国家的房地产建筑质量始终秉持高标准、严要求的原则,其本质区别是在于他们普遍对承建商实施全面施工管理体系。首先,欧美国家对于参与承建的建筑商的资质提出了很高的要求,一般而言要具体考察承建商的公司建筑情况、注册资本数量、企业银行信用记录、企业历史项目承接情况以及其他同行对这家公司的评价。这样一来,就能有效的建立承包者的准入门槛,进而减少行业可能出现的乱象,规范施工管理过程参与者的行为。 3、国外普遍强化政府部门的建筑施工管理监控职能 政府部门是社会行为和规范的制定者、监督者和执行者。欧美发达国家的建筑主管部门普遍都在市场化运营的大框架下,成立了管理监督机构。同时随着科学技术的发展,信息化为提高政府管理效率和透明度、更好地服务于建筑业提供了重要手段。全球化交通的形成、全球性市场的开拓和全球信息的沟通,加速了建筑市场的国际化,发达国家积极促进建筑行业信息化的进程,尽最大可能为本国建筑行业各个层次提供国际、国内必要的信息网络服务,努力通过政府管理信息化来提高政府管理的效率和透明度,进而带动和促进建筑管理行业的信息化的进程,有效提高管理的效率 4、国外利用教育培训提升施工管理人员素质 建设工程质量监督管理是建筑行业公司在日常经营过程中的一个重要分支,也是建筑现场管理的优秀组成部分。建设工程质量监督管理是一个综合性的管理工作,包括工程监理、资本预算和施工进度安排等内容。以上内容涉及面广泛,还经常涉及到建筑、力学、机械工程、施工管理、财务预算等多学科的交叉内容,因此对从业人员的知识体系和综合素质提出了非常高的要求。基于以上原因,国外建筑施工企业非常重视对施工人员的专业知识培训,强制人员在一年内要参加数次的讲座与培训会,并组织后续的考试,没有通过考核的人员不能颁发相关证书,甚至可能被取消从业资格。 二、对做好我国建筑施工管理的对策和建议 1、完善建筑施工预算管理体制 俗话说的好,凡事预则立不预则废,一个完善的建筑施工管理过程要建筑预算管理机制的配合。建筑施工的预算工作不仅需要确保全面性,将所有与预算相关的活动,统统纳入管理机制中,还需要对预算的编制和执行过程进行全面监督管理,利用现代建筑信息管理手段,确保预算编制的顺利执行。建筑预算管理工作是一项十分重要的管理工作,必须通过一定的创新措施才能够管理好这项工作,因此可以在管理体制中加入一些奖励和惩罚制度,对于员工在建筑预算管理中做出重要贡献或者革新了管理手段的行为,施工企业应该给予相应的奖励,达到激励的目的。同时,我们在管理中还要适当增加惩罚措施,以保证管理制度的推行。 2、改善施工企业建筑施工管理人员的综合素质 对于企业管理人员而言,要结合企业的发展实际以及市场的变化情况,及时转变思想,提升自身的素质,强化决策能力和决策水平,充分认识到建筑施工管理的重要性,加强对于建筑施工管理人员的培训工作,确保建筑施工管理的顺利展开。另外,各企业要加大对建筑施工管理人员的奖励,通过年度工作评比,对表现优异的人员进行表彰并给予物质方面的鼓励,以激发他们从事建筑施工工作的积极性。最后,还要对有关建筑施工管理人员进行培训,以提高他们的专业技能,让他们能够掌握最新的建筑施工管理知识,跟上时展的脚步,提高建筑施工工作的效率。 3、加大财政投入,提高对建筑施工管理工作的重视程度 由于传统观念作祟,很多地方政府的建设部门对建筑施工管理工作都非常不重视。具体表现在地方政府和上级主管部门对施工企业建筑施工工作的财政补助不足,同时也没有设立相关工作专项经费。因此,各施工企业要争取在每年的办公支出中安排足够的经费用于购置用于建筑施工工作的各种设备,改变过去落后的管理观念,通过科技手段提高建筑施工管理的效率。与此同时要加大自查力度,对于建筑施工中的一些问题要及时发现,立即弥补。 三、结语 经过数十年的发展,我国的建筑与房地产行业迎来了巨大的发展,取得了举世瞩目的成绩。当前,我们的建筑施工行业发展正处在一个新的起点上,面临着全新的机遇与挑战。纵观国内建筑施工管理工作现状,我们会发现始终存在这样或那样的问题与不足。对此,本文在分析现状的基础上,希望能总结国外同行有用的经验,为进一步推动我国建筑施工管理工作的进展。 国外建筑论文:国外施工企业在中国的绿色建筑项目风险评估 摘 要 全球经济的快速发展,伴随而来的是环境的快速恶化和能源的进一步枯竭,全球环境问题的治理势在必行!建筑业作为资源与能源消耗的重要产业,建筑中的节能减排,备受社会关注,而绿色建筑是将可持续发展理念引入建筑领域的结果,其发展成为我国乃至世界城镇化建设道路上的必然选择。但由于绿色建筑的特殊性,其建造比普通建筑具有更大的风险,而我国绿色建筑发展还处于初级阶段,因此对项目的风险评估显得尤为重要。 本文在绿色建筑的大课题之下,着重针对国外施工企业在中国的跨国项目中的风险评估进行探讨研究。在阐述绿色建筑与风险管理的相关概念,以及对比了国内外绿色建筑的发展历程和现状发展态势的基础上,采用文献综述、专家商磋和数学建模相结合的研究方法,评估对企业影响较大的重要风险因素。希望能激发更多对相关课题和领域的探索,又能够为跨国项目中的企业提供一些风险评估的相关参考。 关键词 国外施工企业 绿色建筑 风险评估 层次分析法 一、前言 (一)研究背景及意义 在全球城市化发展的高速进程下,随着经济发展而产生的全球性影响的环境问题日益突出,人类开始关注自身的生存环境状况,并进行深刻反思:以大量消耗自然资源和能源为特征的粗放式的传统经济发展模式,忽视自然资源的限制,以牺牲环境为代价换取高速的经济发展,遭到众多的质疑?在此背景下,“可持续发展”、“节能减排”、“低碳经济”等论点被相继提出。 中国能源整体消费状况显示,建筑业、工业、交通三大高能耗领域占碳排放总量的90%以上。其中建筑业几乎占到50%,远高于运输业和工业领域。据住建部预测,受我国的快速城市化进程的影响,2005到2020年的15年间,中国的城市建筑新增面积将达到150-200亿m2。[1]基于建筑业高能耗、高排放的特点,以及当前建筑业的发展前景,建造、推广绿色建筑成为当今经济快速发展的大背景下的必然要求。它能够缓解建筑业发展与节约资源、保护环境的矛盾,是将可持续发展理念引入建筑领域的结果。 随着全球经济一体化进程的加快,一些发达国家的跨国公司纷纷登陆中国,带来成功的建造经验,促进绿色建筑领域的管理机制和体系完善,进一步增强和推动我国绿色建筑的发展。依据我国的国情,必须对绿色建筑项目进行正确评估,当然在项目的建设过程中会遇到种种未能及时预见的阻碍,影响绿色建筑项目的顺利建造。本文意在对比国内外的绿色建筑发展情况,对国外企业在中国的绿色建筑项目的风险识别与评估提出一些看法建议,督促施工企业能够对中国的绿色建筑有更加准确的风险评估,并尽快转换角色,投入到中国城市建设的浪潮之中。 (二)国内外相关研究 1.绿色建筑的相关研究。 国外对绿色建筑领域的探索和研究起步较早,可追溯至20世纪60年代。美籍意大利建筑师保罗・索勒瑞提出了“生态建筑学”的新理念;1969年美国风景建筑师麦克哈格在《设计结合自然》一书,提出人、建筑、自然和社会应协调发展并探索了建造生态建筑的有效途径与设计方案,它标志着生态建筑理论的确立。 上世纪90年代之后,绿色建筑理论研究开始走入正轨。1993年国际建筑师协会第18次大会发表《芝加哥宣言》,号召全世界建筑师把环境和社会的可持续性列入建筑师职业及其责任的优秀内容;1999年国际建筑师协会第二十届世界建筑师大会的《北京宪章》,明确要求将可持续发展作为建筑师、工程师在新世纪中的工作准则。[2]目前,国外对绿色建筑的研究主要集中在绿色建筑的规划设计、成本节约、技术科研、市场推广等诸多方面。 我国对绿色建筑的研究起步较晚,绿色建筑的概念于上世纪90年代才开始引入我国。1996年,我国在“九五”发展计划中正式将“绿色建筑体系”作为重点研究;建设部于2001年正式启动关于绿色建筑的研究;2002年底,国家科技部立项,清华大学、中国建筑科学研究院等对绿色奥运建筑标准和评估体系进行研究,推出《绿色奥运建筑评估体系GOBAS(Green Olympic Building Assessment System)》;2004年设立的“全国绿色建筑创新奖”,标志着我国真正地进入绿色建筑的推广阶段。 2006年3月,建设部《绿色建筑评价标准》;同年10月,建设部和科技部共同颁布《绿色建筑技术导则》。此后,相继出台一系列规范,逐步完善适合于中国国情的绿色建筑评价标准体系。 目前,国内对绿色建筑的研究还停留在绿色建筑的内涵、相关政策和评价标准等问题上,相对于国外的研究方向,国内的绿色建筑研究还有相当多的领域有待进一步的探索与完善。 2.风险管理的相关研究。 国外关于企业风险管理的研究,最早可追溯到第一次世界大战以后,由美国学者布莱克及蒙顿率先建立一个指标体系,对企业内部的包括互相不信任的行为、员工间的冲突行为等各种可能引起风险的行为进行研究。“风险管理”一词是在美国学者格拉尔的调查报告《风险管理,成本控制的新阶段》(1952年)中被首次提出。1955至1964年间,现代学术性和职业化的风险管理正式诞生,风险管理也逐渐成为一门独立学科。 1984年,Tyebjee Brun率先在定性阐述评价准则的基础上,运用问卷调查和因素分析法得出美国第一个风险投资项目评价模型。此后,许多学者通过专家访谈和问卷调查等方法,为建设项目成功识别、规避许多具有重大影响力的不安风险因素。 在风险管理方面,我国研究起步依然较国际晚,对于风险问题的研究是始于风险决策。80年代初,周士富教授首次在论文中提出使用“风险”一词。1987年,清华大学郭仲伟教授的《风险分析与决策》一书的出版,标志着我国风险管理研究的开始,其理论体系的确立,为后续学者、专家的进一步研究提供了坚实的理论依据,风险管理日趋受到学术界的广泛重视和研究。 二、绿色建筑风险管理概念 (一)绿色建筑 1.绿色建筑的定义与内涵。 《大且绿――走向21世纪的可持续性建筑》一书,将绿色建筑定义为:通过节约资源和关注使用者的健康,把对环境的影响减少到最低程度的建筑,其特点是有舒适和优美的环境。[3]我国颁布的《绿色建筑评价标准》(GB 50378)则明确定义绿色建筑:在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。[4] “绿色”概念即3R 概念:①减少环境污染(Reducing environment pollution);②减少资源消耗(Reducing resource use);③减少能源消耗(Reducing energy source use)。绿色建筑区别于普通建筑的内涵,即保证建筑物的性能、质量、寿命、成本,兼顾建筑物本身的坚固、实用、美观要求的同时,又要求建筑物本身及其建造过程具有高资源利用率、低能耗、污染少等特点。这是“可持续发展”理论在建筑领域内的延伸,综合考虑经济、社会、自然、生态环境等多方面的可持续发展问题。绿色建筑的基础思想是以人为本,极力提倡人、自然、建筑三者的和谐发展,为人们创造健康、舒适的生活空间。 2.绿色建筑的特点。 绿色建筑的概念贯穿全寿命周期,具有周期长、成本高、阶段工作复杂等特点。区别于一般建筑主要在施工以及使用阶段需考虑其社会影响,绿色建筑从项目的决策、规划设计,到施工、运营,再到项目的回收利用,这整个寿命周期都与人类、自然和社会有密切关系,不可避免地在建造中应投入更多的人力和物力。 绿色建筑的建造对绿色技术有较大依赖,必须有先进的绿色技术提供支撑,其最终的效益良莠不齐,也由权威的评价体系进行鉴定检验,区别于普通的建筑项目建造。可引入绿色专项咨询机构,由绿色专项咨询工程师负责绿色目标方面的监理实施。 绿色建筑收益主要来源于建筑后期使用中的成本节约,以及不可估量的环境效益与社会效益。伯克利实验室的研究表明绿色设计可带来的财政收益――节省能源、促进就业以及国内生产力增益――在建筑物的有效生命期内(50年)大概每年每平方英尺可节省50至70美元,这将是兴建绿色建筑所需额外费用的10倍。[5]随着科技的进步,绿色建筑的建造成本正与普通建筑逐步拉近,绿色建筑的未来价值潜力无限。 (二)风险 风险是指发生某种损失的不确定性,包含两层含义:一是可能存在的经济损失种类不确定;二是这种损失是否存在是不确定的。 风险具有客观性、突发性、多变性和无形性等,总是客观存在于工程项目活动的各个方面、各个环节,其不确定性给风险的防范增加多重难度。风险一旦发生,所造成的损失又是事先难以准确估量的,不可轻易忽视。加之,绿色建筑在理论及其应用实践上,未形成成熟的建造体系。全生命周期来看,从前期的规划决策到最终的资源回收,环节越多,不可控因素也就越复杂,其风险相对普通建筑要大得多、难的多,风险识别评估环节要引起足够的重视。 风险管理就是最大限度地降低风险带来的损失和破坏,努力防范、减少、转移和分散风险,最终实现消除或减少风险的存在,顺利实现工程项目的目标。美国系统工程研究所把风险管理的过程主要分为:风险识别、风险分析、风险计划、风险跟踪、风险控制、风险管理沟通。本文着重风险的分析评估方法。项目风险评价的方法一般分为定性、定量分析,较为常用的评价方法有:决策树法、层次分析法、模糊数学法、蒙特卡罗模拟法等等。 三、绿色建筑行业概况 (一)国外绿色建筑行业发展 自20世纪70年代能源危机发生以后,各国纷纷开始重视推动降低能源消耗的决策。在推动绿色建筑发展的过程中,各国普遍采取的措施概括起来主要有三个方面:制定节能的法律法规、制定绿色建筑评价标准,及推行经济激励政策。列举美、英、日三国关于发展绿色建筑的普遍做法。 1.美国。 美国大部分州目前执行的绿色建筑评价标准是《能源与环境设计先导(LEED,Leadership in Energy and Environmental Design)》,由美国绿色建筑协会(USGBC)建立并推广至今。世界各国的各类建筑环保评估、绿色建筑评估以及建筑可持续性评估标准中LEED是目前被认为是最完善、最有影响力的评估标准。LEED强调建筑在整体、综合性能方面达到建筑的绿色化要求,很少设置硬性指标,各指标间可通过调整形成相互补充,它考虑各地的实际差异。[6]其评估体系大框架由五大方面构成:可持续建筑场址、水资源利用、建筑节能与大气、资源与材料、室内空气质量;将通过评估的建筑分为铂金级、金级、银级和认证级四个认证等级。由于采用的是第三方认证机制,增加了这一体系的信誉度和权威性。 美国除出台相关强制性的法律以外,也强调自愿性的项目。比如,美国在1998年启动的“能源之星”项目,激励节约能源方面做出的贡献。它作为一种节能的认证标识,包括建筑物的节能和运行管理两个方面。“能源之星”解决了消费者与开发商间的信息不对等,帮助消费者更好地认识绿色建筑。 2.英国。 英国作为较早发展绿色建筑的国家之一,其推广手段是以强制性为主。《建筑研究组织环境评价法(BREEAM,Building Research Establishment Environmental Assessment Method)》作为全球首个绿色建筑评价标准,由英国建筑研究中心(BRE)于1990年提出。BREEAM采取“因地制宜、平衡效益”的优秀理念,它是全球唯一兼具“国际化”和“本地化”特色的绿色建筑评估体系。[6]BREEAM涉及9个方面的内容:管理、健康和舒适、能源、交通、水、材料、土地利用含生态、垃圾、污染,由至少要有两位注册评估师对绿色建筑项目出具评估报告,并根据总体综合打分和评级(通过、良好、优秀、优异或杰出)。 3.日本。 2002年,日本国内由政府、企业和学者联合成立的“建筑物综合环境评价研究委员会”,创建亚洲第一部绿色建筑评价标准《建筑物综合环境性能评估体系(CASBEE,Comprehensive Assessment System for Building Enviromental Efficiency)》。改评价体系以各种用途、规模的建筑物作为评价对象,试图评价建筑物在限定的环境性能下,通过措施降低环境负荷的效果。分为“建筑环境性能、质量”与“建筑环境负荷的减少”两个主要部分,采用5分评价制,满足最低要求评为1分,达到一般水平评为3分。 与“能源之星”相类似的,日本政府施行了环保积分政策。两者都是自愿性政策,不同之处在于:“能源之星”是针对节能产品与建筑的标识,而住宅环保积分是在民众修建改造环保住宅时获得,积分可用于兑换购买券,是一项激励民众消费的政策。 (二)国内绿色建筑行业发展 国内目前并没有形成像LEED这样完善的绿色建筑评估体系,绿色建筑评估主要依据的是建设部的《绿色建筑评价标准》GB50378-2006。该标准用于评价住宅建筑和公共建筑,包括以下六大指标:节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、运营管理(住宅建筑)/全生命周期综合性能(公共建筑)。其中具体指标由控制项、一般项和优选项三部分构成,将绿色建筑划分为三个等级。 “绿色奥运建筑评估体系”,是我国学者首次提出的绿色建筑评估体系。这套体系对绿色建筑进行全程监督管理,涉及项目招标、设计、施工、调试及运行管理等环节,并分别从环境、能源、水资源、材料、室内环境等方面进行详细评估。但这一体系仅针对奥运建筑进行评估,还不能推广至所有类型绿色建筑。 实际的运行中对法律标准解读因人而异,名为达标的绿色建筑实则不能完全达到绿色节能减排效益的建筑难免存在。绿色建筑不能够准确评估,缺少政策保障,在极大程度上增加了项目建设的风险。除此之外,有关政府和部门还未出台一些对开发商和消费者行之有效的激励政策。 (三)国内外行情对比 国内绿色建筑发展仍处在一个摸索前进的阶段,目前实行的法律法规从数量、涵盖范围看急缺广度,且完整性、系统性看更缺深度。这一国情给中国绿色建筑建造项目的实施带来不可忽视的风险,对于刚刚进军中国市场的外国企业来说,还不能够掌握中国的市场,一时难以实现由原本外国建造背景下的认知向中国市场大环境下的绿色建筑行情认识的大转弯。 由于具有中国特色的绿色建筑评估体系尚未被提出,目前国内绿色建筑认证仍较多的采用美国的LEED认证体系。虽然国内绿色建筑起步较晚,但年均的认证建筑增长数量还是不容小觑的。据美国绿色建筑委员会(USGBC)官方网站公布的数据显示,截至2014年4月,中国大陆通过美国认证注册的项目总数已达到个1638个,累计9622万平方米,去年增长数在除美国的海外国家之中位列第二。[7] 中国大陆与其他国家地区对比,我们不难发现中国绿色建筑市场蕴含的巨大潜力,而这一庞大的市场将在世界范围内产生极大的吸引力,促使世界各国的优秀绿色建筑建造企业来中国进行投资建设。再看时间上的纵向发展,近十多年中,中国大陆地区绿色建筑注册认证数呈现指数级增长的态势。绿色建筑在中国的行情不仅仅是前景展现,关键论证了其续航力十足。随着中国市场的不断扩大,在接下来相当长的一段时间内,会有越来越多的跨国企业吸引到这一领域中来。 四、绿色建筑项目风险清单 绿色建筑除了一般项目所具有的普通风险因素以外,还有着特殊的绿色风险因素。本文主要是针对国外施工企业承包商的角度,探讨绿色建筑项目相关的风险因素评估方法。 (一)项目建设阶段风险因素 提出影响承包商在绿色建筑项目建设过程中可能存在的重要风险。根据本文关于绿色建筑以及风险管理相关概念的阐述,以及对于国内外绿色建筑行业概况对比,针对国外施工企业的特殊条件,对一些可能被忽略的重要因素进行强调。 本文将着重分析承包商的风险与外部风险,按风险内容分成:政治法律风险、经济风险和自然风险。万欣、秦旋在其《基于实证研究的绿色建筑项目风险识别与评估》[8]一文中通过专家访谈,识别出影响我国绿色建筑项目的62项风险因素构建风险清单。通过数据处理与分析等手段得出风险重要性排名前15的关键因素。文中与承包商有关重要风险如:承包商管理能力差、缺乏有绿色施工经验的技术人员和管理人员、法律、法规不完善等等,不仅适用于普通绿色建筑项目中的承包商,也同样适用于外国的施工企业。这些因素与两者分别的关联性差异也不尽相同,将被纳入清单之中。 诸如“缺乏与设计单位沟通、配合”风险,虽对普通企业的影响不大,但国外施工企业的施工模式、管理模式不同于国内的企业,不能和各相关方顺利沟通、配合,将可能对绿色建筑的项目建设带来极大的负面风险。综合考虑将其纳入到风险清单。 绿色建筑具有周期长、成本高、阶段工作复杂等特点,对企业自身的资金储备与周转提出了更高的要求,将“资金风险”列风险清单之中。同时增加“绿色建筑专项咨询工程师”相关的风险等未涉及的风险因素。 自然风险的适用范围较广,包括绿色建筑项目与其他的普通建筑项目。因此,这类风险在本文中将不予讨论,突出针对外企与绿色建筑项目分析可能存在的风险因素为主。 (二)项目风险清单的制定 提出风险清单,将以此进行风险评价模型的构建,采用层次分析法进行评估。本文综合三种类型共13个风险因素建立评价模型。三大类型为:管理技术风险因素、政策法律风险因素和经济市场风险因素。 管理技术风险包含有7个风险因素:绿色施工技术和现场管理能力有限、成本估计偏差、工期风险、安全风险、缺少绿色建筑专项咨询工程师等经验人员、对业主的绿色要求理解偏差、与设计单位/分包商/监理单位协调不到位。 政策法律风险包含3个风险因素:法律法规不完善、政策变化、缺乏绿色建筑保障制度。 经济市场风险包含3个风险因素:外汇风险、企业资金风险、建材、设备价格风险。 五、绿色建筑开发项目的风险评价模型 (一)层次分析法概述 层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP),最早诞生于20世纪70年代初,由美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂提出的。先后被应用于多方面研究领域,成为现今重要的决策分析方法之一。层次分析法将与决策有较大关联的元素分解成目标、准则、方案等具体层次,属于定性分析与定量分析相结合的一种决策方法,广泛运用于多目标、多准则、多要素、多层次的非结构化的复杂决策的问题。 层次分析法基本原理。层次分析法把研究问题所含的要素进行分组,每一组为一个层次,按照:最高层(目标层)、若干中间层(准则层)、最低层(措施层)的次序排列起来。 2.专家信访确定风险因素相对重要程度标度。 考虑到问卷调查法的调查结果具有较好的普遍性,对于调查对象的身份及其权威性难以把控。为避免各种偏差数据影响到最终调查结果的准确性,故在此处改用专家信访的方式,缩小调查对象人群分布,提高权威性。 六、风险防范的对策建议 一般项目的风险管理应对措施主要有:风险规避、风险防范、风险转移和风险自留四种方法,而这些方法同样适用于绿色建筑项目的风险管理。 (一)管理技术风险的对策建议 企业在管理与技术上的风险是众多风险之中相对重要的风险类型。对这一类型的风险防范要求企业应重视与绿色建筑相关经验人员的聘用和专业培养,提升企业整体业务水平。或是可以采用风险转移的方式,在具体的绿色建筑项目中,与有资质的绿色建筑专项咨询公司协作,指导项目中与绿色施工技术相关的建造工艺。企业还应注意对工程质量的标准、工程款结算的方式和时间、工程量清单等的核实进度,对施工成本应进行详细认真的核算,避免陷于被动。 (二)政策法律风险的对策建议 外国企业刚接触中国绿色建筑项目时,就应对国家现行的法律法规政策、绿色建筑的评价体系,以及未来的发展方向有总体上把握。在合同签订与管理过程中,应注意核实相关的法律法规政策。绿色建筑项目建设周期较长,企业应关注政府政策决策的变化情况,及时采取相应的风险防范措施。 (三)经济市场风险的对策建议 由于工程项目风险中存在着不少不可控风险,可通过合理利用一些金融工具,即通过增加承担项目风险的相关利益人,实现降低工程项目中单位个体风险的目的来分解风险、降低风险;在资金储备等方面,应充分考虑各种市场价格等因素的波动,提前预留出必要备用的资金,从容应对突如其来的风险与损失。 七、结论 1.通过对绿色建筑发展的研究背景及意义,说明绿色建筑发展的重要性和研究的必要性。针对国内外绿色建筑发展与行情的对比,总结出我国绿色建筑还有待进一步的发展与研究。 2.结合绿色建筑特色,通过层次分析法的应用,将影响国外施工企业在中国绿色建筑项目中的风险因素进行分层次的权重赋值,计算其最终权重,得出影响外国企业在中国绿色建筑项目中的三项关键影响因素:“绿色施工技术和现场管理能力有限”、“缺少绿色建筑专项咨询工程师等经验人员”和“企业资金风险”。 3.在风险因素评估的基础上,对风险的防范提出一些对策与建议,希望企业在绿色建筑项目中重视风险的规避,保障绿色建筑项目的顺利建造。 国外建筑论文:国外建筑节能设计对我国的启示 摘要:我们探讨发达国家设计理念与产业化发展策略,将对正确引导我国节能建筑设计与开发,贯彻建筑节能规范的方针,促进建筑的持续健康发展有着积极的意义。 关 键 词:建筑 节能 借鉴 发展 中国建筑节能与模式创新,是指通过建筑节能模式的创新来实现“节能省地型”建筑的推广应用。实践中,高速城镇化和能源危机要求我们必须大力推行建筑节能,这是我国经济社会发展所面临的形势、任务、机遇和挑战所决定的。 我国推行建筑节能的紧迫性主要有以下几点 (一)高速城镇化是建筑节能最大的挑战和发展机遇 (二)建筑能耗占社会能耗的比重快速增长 (三)“十一五”期间及今后建筑节能任务非常繁重 我国人均能耗比较少,但是人口基数大、增长快,已经引起全球关注。比如二氧化碳排放量,按照2004年的数据,美国是世界上二氧化碳排放第一大国,但美国拒绝在《京都协定书》上签字,所以美国成为全球众矢之的。美国人口只有3亿,人均消耗量却很大,而中国虽然人均能耗只是美国的1/13,但由于人口基数比较大,如果像美国一样去消耗能源,比美国总能耗还要高出5倍,那就意味着需要三个地球才能支撑中国的能源消耗。正因为如此,党中央提出了对外和平崛起,对内走资源节约型、环境友好型的道路。 一、日本集合住宅节能设计的经验与特色 作为世界上几个最发达的国家,日本不仅在城市建设和节能环保方面有着先进的经验,在小户型精细设计上也积累了大量成果。为此,对日本集合住宅有着较深了解的几位专家学者日前汇聚一堂,探讨关于日本集合住宅节能设计与产业化发展现状,并结合我国的住宅发展情况,共同研究如何借鉴日本集合住宅发展经验,促进我国人居环境的快速发展。 中国建筑设计研究院研究员、日本大阪市立大学人居环境学博士王宝刚介绍了日本集合住宅的发展历史,他认为,在日本集合住宅的发展历程中,他们的住宅形式始终比较合理,住宅的所有形式也很合理,还有就是住宅的规模比较合理。日本的住宅建设有最低标准、平均标准、诱导标准,最低标准就是居住面积40平米左右,平均标准按照日本均衡发展是76平米左右。最低标准可以保证住户过上健康的生活,平均标准可以达到良好的生活,诱导标准就是82.5平米,可以保证住户过上质量较高的生活。 日本的集合住宅发展已经有很长历史了,他们在发展过程中有不少经验值得我们借鉴、学习。清华大学建筑学院教授、中国城市规划住宅委员会委员、日本建筑学会会员周燕珉介绍说,日本也是一个人多地少的国家,所以在做住宅方面,他们非常注意精打细算。例如,日本住宅的开间与我国比较来看,日本是比较小的,一般是6~8米,正面的南向面宽都不是很大,他们经常采用外廊式设计,这样既可以节地,也可以减少电梯的使用、节约能源。 日本户型的总面积相对我国来讲一直偏小,他们在户型设计和室内空间利用方面是精打细算的。周燕珉说,一般88~90多平方米面积已经可以分成三到四室了,日本的主卧室也通常都不大,一般在12~13平方米左右,起居和餐厅是合起来的,没有分成两厅,就是一厅,因为现代生活中,三口人是家庭的主要结构,并不是每天都有接待客人这样的大型活动,起居并不需要很大。 二、借鉴日本集合住宅发展经验 通过对日本集合住宅的研究,北方交大土木建筑工程学院建筑系副教授姜忆南认为,我国的住宅设计首先要求设计师在设计的观念上要有所转变,并尽快将这种转变反映到设计上面去,以此来引导市场的正确消费观念。 中国房地产及住宅研究会人居环境委员会副主任委员兼专家组组长开彦认为,日本的集合住宅发展模式可以作为我国目前住宅发展的楷模,如果我们可以和日本各相关部门建立一种联系,可以使我国的工程师和各方面的人才能够通过这样的沟通来熟悉日本集合住宅的发展情况,从而优化我国的住宅建设模式,推动我国人居环境的良性发展。他简单总结了日本集合住宅建设中几个值得我国借鉴的特点。 第一,日本实行了住宅性能认定保证制度。他们特别强调住宅各种各样的性能,包括耐久性、安全性、环境性、居住性等,要求每个住宅都按照一定标准去建设、设计、管理,如果达不到这些要求,不仅无法享受各种优惠,还会受到一些惩罚。 第二,日本的住宅节能主要是从部品方面来完善的,部品具备了各种各样的性能要求,实行了一个住宅优良部品的保证制度,这个优良部品制度是市场化供应的,是完全集成化的产品,性能好、效率高,所以质量非常高,产品有部品保障制度,节能效果是非常完美的。 第三,日本设立了很多专门的科研机构和设计机构,特别注重生活实态的调查,针对不同人群的生活实态,了解他们有什么要求,有什么生活的习惯,有什么经常性的要求,针对这些需求来进行住宅设计。这种住宅设计提倡的是一种生活方式,把人的生活行为通过设计者创造的空间、提供的条件来进行提升,从而提高人们的生活质量。 三、比利时节能环保推动建筑业 当记者向比利时专家请教当今建筑材料的最新发展趋势时,专家们几乎众口一声地回答说:节能、环保。这是新型建筑材料的发展趋势,也是保证建筑业持续发展的金科玉律。比利时国家建筑科学技术研究中心专家让・德斯米特尔说,建筑业是消耗资源和原材料的大户,也是制造废料、对环境产生直接影响的重要行业。自上个世纪70年代出现能源危机,以及环境恶化促使人们越来越重视节能和环保以来,建筑业也面临着如何改变传统观念,改进建筑技术,开发节能、环保新型建筑材料的问题。 首先,如何节能?节能体现在众多方面,它包括采用新型建筑材料以达到节能的目的,还包括在建筑材料生产加工以及运输等过程中节约能源。其次,如何环保?建筑材料对环境的影响不但体现在建筑材料的加工方面,而且还体现在原材料开采和废料处理过程中。据这位专家介绍,为减少建筑垃圾,荷兰、丹麦和比利时等欧洲国家目前正在进行提高建筑废料回收率的项目研究,如研发以可回收原材料代替传统原材料的新型建筑材料。如今,某些示范项目的建筑废料回收率已经达到75%。 此外,环保还包括减少建筑材料对空气、水源和自然环境的污染等。对此,荷兰、英国等一些国家还鼓励建筑材料企业申请使用无污染建筑材料标志,允许在生产、使用材料和废料处理过程中无污染的企业在产品说明或包装上使用环保建筑材料标志等。但在比利时,由于费用等问题,这一活动还没能得到推广。 四、德国利用技术降低建筑耗能 德国能源匮乏.石油几乎100%进口,天然气80%进口。节约能源和保护环境是德国政府开发利用能源的一贯政策。由于纬度较高,德国冬季较长,建筑供暖耗能成为德国政府着力解决的一个关键领域。多年来,政府通过制定和改进建筑保温技术规范等措施,不断发 掘建筑节能的潜力。 德国《能源节约法》于2002年2月生效,它取代了以往的《供暖保护法》和《供暖设备法》,制定了新建建筑的能耗新标准,规范了锅炉等供暖设备的节能技术指标和建筑材料的保暖性能等。按照新法规,建筑的允许能耗要比2002年前的能耗水平下降30%左右。而早在1978年,德国就修改过一次建筑节能标准,使得其后的建筑能耗比1978年前的老建筑减少了60%以上。 德国建筑保温节能技术新规范的一大特点,是从控制单项建筑维护结构(如外墙、外窗和屋顶)的最低保温隔热指标,转化为控制建筑物的实际能耗。建筑的总能耗包括供暖、通风和热水供应。新法规规定。新建建筑必须出具采暖需要能量、建筑能耗优秀值和建筑热损失计算结果,特别是建筑结构热损失计算结果。新建建筑只有满足新的节能标准才能上马。消费者在购买住宅时,建筑开发商必须出具一份"能源消耗证明"。证明清楚列出了该住宅每年的能耗,提高了建筑的能源透明度,维护了消费者的利益。 德国还有大批老建筑,没有采用新型保温技术措施,其节能潜力巨大。为此,新法规鼓励企业和个人对老建筑进行现代化的节能技术改造,并实行强制报废措施。例如,新法规规定,2006年年底前。在1978年lO月1日前安装的约200万个采暖锅炉必须报废,由新型节能锅炉取代。在政府的推动下,天然气和太阳能等清洁能源、可再生能源近年来在住宅供暖市场上得到越来越普遍的应用。 国外一些先进经验,我们当然应该充分借鉴,这样可以大大缩短我们的发展时间,可以节约大量的探索成本,但是,无论是多么先进的经验,我们也不能原封不动拿来。国外的开发模式是否适合我国的国情,还是有探讨的必要。我们一定要结合我国的国情,要了解我国消费者的真实需求,建设出我们自己的特色节能建筑,真正满足我国人民的生活要求,从而快速提升我国的建筑节能环境质量。
育种论文:家庭教育种种矛盾解决论文 有一位教育工作者说:“矛盾的家庭与矛盾的孩子,这个问题在今天应引起每个家庭及教育工作者的高度重视。如今家长在言教、身教等方面所表现出来的种种矛盾化的教育,极容易把孩子培养成多重人格。孩子们在成长中承受着许多矛盾的人生观、价值观的教化,必将搅乱他们的幼嫩的心智。” 的确,怎样面对这些矛盾,正确处理这些矛盾,是值得我们认真思考的。 在做人上,现在的孩子处在“言教”与“身教”的矛盾中。 “言传身教”是中国几千年的传统教育的永恒命题。“其身正,不令而行;其身不正,虽令不从”。孔子的这种“身教胜于言教”的教育法则,在几千年后却被我们给扭曲了。许多家长一边给孩子讲“粒粒皆辛苦”,一边却随手扔掉不合口味的食品;一边结孩子讲“孔融让梨”,一边却争先恐后地挤车抢座;一边让孩子尊重父母,一边自己却不尽瞻养父母的职责和义务;一边给孩子讲“好好学习,天天向上”的大道理,一边自己却一年也不摸书本,甚至沉溺于扑克麻将桌上;一边要求孩子“自己的事自己做”,一边却又帮孩子打扫教室卫生,恨不得连劳动课都要替孩子上;一边告诫孩子要好好听老师的话,一边却又背后对老师评头论足,甚至破口漫骂……诸如此类的矛盾行为,比比皆是。 这种充满矛盾的家庭教育。让不明世事的小孩确实感到为难,他们无所适从。他们往往学家长样子,一面从学校接受文化知识教育,另一方面从家长身上仿效“说一套,做一套”的圆滑世故的处世哲学。因此,人们很形象地总结出“5-1=0”,即学校苦口婆心的5天教育,被家庭、社会的一天教育所抵消。 在生活上,今天的孩子处在“穷教”与“富教”的矛盾中。 改革开放,使一部分人首先富裕起来,人们的物质生活水平的明显改善,使人们有能力为子女提供最好的生活条件。计划生育政策的结果是独生子女的剧增,使人们从情感上愿意为其奉献一切。现今的很大一部分家长在其成长过程中,都曾承受过物质上的匮乏,他们今天不想再让自己的子女遭受自己童年的困境。于是“再穷不能穷教育。再苦不能苦孩子”的教育口号率先在每个家庭中得到了充分体现。家里水果、点心、高级饮料、高档食品之类的东西,应有尽有,以满足子女的生活需要。同时,他们又要求子女生活节俭,不要光顾吃而不学习,埋怨子女好吃懒做。一年四季衣服花样翻新,甚至每天可以不重样,什么服装名牌新潮,就给买什么,另一方面却又希望子女要多把心思放在学习上,常常又拿伟人的俭朴生活来教育他们,讲授“新三年,旧三年,缝缝补补又三年”的陈年旧理,家贫出孝子,执绔出富家的千年古训,成了许多人街头巷尾闲谈的至理名言,而一旦涉及具体问题,则往往又是另一番表现。 很难想象,在这种矛盾家教中长大的孩子,会形成何等的生活质量观。我们并不是吝啬鬼,也并不绝对反对改善孩子的生活,但必须适可而止。在生活上对子女要有所节制,那样才有利于孩子的健康成长,因为“现在的孩子仿佛天天都过年,因而他们已无法尝到真正过年时的甜蜜。”“现在的孩子得到什么都很容易,因而他无法理解‘简朴’和‘珍惜,的含义。”从小的范围看,我们的这种教育方式只能让孩子成长为一个个身宽体胖的“胖墩儿”,却无法让他们成为一个能够真正承担社会责任的“巨人”。从大的范围讲,这样培养出来的社会极端利己主义者,将是人类社会的一大灾难:很难设想一个人人都只知“索取”和“享乐”的社会,会是怎样一种情境。 在亲子关系上,今天的孩子处在“溺爱”与“叛逆”的矛盾中。 目前在我国青少年中普遍存在长期困扰着教育工作者的许多问题,诸如厌学、逃学、吸烟以及团伙违法、犯罪等不良行为,乃至近期屡屡发生的骇人听闻的青少年自杀、杀人等事件,均与家庭中的不良亲子关系有关。少年时期,国外有学者称之为“亲子关系危机期”,对孩子的影响极大,不仅有可能会影响孩子的一生,并且对提高整个民族的素质都有十分深远的影响,天津市教育科学研究院孟育群教授对亲子关系进行了10年的研究,她的调查表明:绝大部分受测试家庭亲子关系都存在不同程度的问题,其中最严重的问题是对孩子的期望值过高,父与母人数分别达70%和80%,过分溺爱的父与母人数分别达到40%和60%。许多家长对子女的要求,几乎有求必应,可换来的结果是,子女不尊重父母,不理解父母,甚至走入极端,对父母操起了罪恶的屠刀。对此,家长应该认真检讨、反省自己的教育理念和方式,其实孩子的许多毛病都是我们自己教出来的。 良好的亲子关系是家庭教育的基础,更是孩子健康人格生长的土壤。父母不仅是孩子的监护人,更是孩子的家庭教育者,在亲子关系中起主导作用,其中,父亲的作用更大。据研究,父亲在儿童少年社会化过程中的作用日渐增强,具有母亲不可替代的作用。然而,我国目前许多家庭中,由于传统家庭分工格局、观念和错误的教管方式,以及现代社会角色分工,导致父亲“谈出”家庭教育,这对子女的成长是极其不利的,应该引起社会的重视。在教育方式上,现在的孩子处在“放纵”与“专横”的矛盾中。 市场经济的建立,带来社会的巨大变化,导致了许多人思想上的是非模糊,许多家长在教育子女问题上也出现了一些偏差。有的家长在孩子破坏公物、在公共场合撒野、无故凌辱同学等不良行径发生时,睁一只眼,闭一只眼,不闻不问。有的家长为了弥补孩子的“胆小”个性。竟毫不掩饰地要求孩子对其他同学要“以牙还牙”,“该出手时就出手”,不要伯。有的家长自以为是,总认为孩子很小,孩子身上的许多缺点都被看成了一种天真的表现,对其缺点错误听之任之,不加任何管束。 父为子纲的封建思想在今天的许多家长头脑中、仍占有主导地位,在家庭教育问题上表现得更为突出,无论是“学富五车”的读书人,还是“目不识丁”的大老粗,很多人都将自己摆在了家庭的绝对权威的地位。孩子一不小心弄坏了家里的一件小东西,家长会大发雷霍。一次考试失误,家长会毫不留情,痛骂斥责。孩子如果在外闯了祸,那可更不得了,一顿臭骂自然少不了,拳脚相加也会接踵而至。50%的家长都会凭借自己的家长“权威”,去过分干涉孩子的生活,如私拆子女的信件、偷看日记等。在许多家长眼中,孩子永远都只是自己的附属品,残留着“孩子是私有财产”的封建宗教法制观念,他们不愿意或不善于让孩子取得和自己的平等地位,不懂得尊重孩子的权利和人格。 在教育内容上,现在的孩子处在“重智”与“轻德”的矛盾中。 由于应试教育的影响,人们都对考试成绩特别关心,将目光一直盯在学生的考试分数上。到学校,家长首先看的是学生考试的成绩,问的是子女在班上的成绩排名;子女放学回家,家长首先检查的是学生的作业,辅导的是学生的课外练习;人们很少,甚至根本不涉及学生的思想品德问题。因为在他们看来,品德问题似乎没有什么问题,或者不需要像学习那样值得重视。“唯上大学才是人才”的人才观,“重智轻德”的教育观,让年幼无知的孩子失去了最佳的人格教育期,使许多孩子在“心理断乳期”、“人格成长危险期”中迷失了人生的航向,导致了许多恶性事件的发生。这些结我们的教训难道还不够多吗? 在个性发展上,现在的孩子处在“发展”与“限制”的矛盾中。 现代社会竞争激烈,人们切实感到人才的重要。家长渴望孩子成才,却对成就什么样的才及怎样成才,缺少科学的把握。于是人们完全凭着自己的兴趣爱好或主观的愿望,为子女制订了“宏伟”的发展计划,有的认为音乐时髦,就强迫孩子练习钢琴,参加五花八门的音乐培训班,有的认为美术市场看好,就为孩子购买画板和颜料;有的认为跳舞对孩子有用,就陪孩子练功,有人认为理科前途好,就便逼着孩子去学理科……。如果家长的这种选择,符合孩子的志趣,那当然是好事。可事实却是许多家长的“发展”计划违背孩子志越,这种“发展”实际上是“限制”了孩子的发展。许多孩子为了家长的决定,有的放弃了心爱的体育而埋头于书山题海,被迫“一心只读圣贤书”;有的很爱好文学,却被家长逼进了理科的海洋。他们都含泪告别了自己的兴趣,这不能不说是我们家长的过错。因此,国家总督学柳斌曾痛心疾首地指出:孩子为了观察蚯蚓而挨家长一巴辈,我觉得这一巴掌,很可能就打掉了一个未来的科学家。 矛盾的家教绝非仅仅上述几种,还有许多。问题不仅如此,更可怕的是我们许多人还未真正认识到这种矛盾家教的严重后果。家庭教育作为教育双翼中的一翼,其作用不可忽视。从小的方面讲,矛盾的家教会影响孩子的学校教育效果;大的方面讲,会影响孩子的人格成长,更严重的是关系到社会整体素质的提高,制约国家和民族的发展。我们必须面对它,认真地思考它,从而寻找出解决它的办法来。当然,说起来这又是一个工程,不是家庭教育本身的问题,要全社会都来重视它才行。可是,作为孩子的父母,家庭教育的主角,还是应该首先从自己做起吧! 育种论文:水蜜桃育种信息管理论文 1需求分析 1.1条码制作 1.1.1条码生成 条码内容具有唯一性,包含品种编号、种植位置、流水号等信息,在桃树定植后选择品种、种植基地与田块、垄行号、定植数量等后批量生成。同一位置原则上只能存在一个定植条码,但允许通过嫁接、补种在相同位置上补充新条码。 1.1.2条码打印 数据中心PC端连接控制专业条码打印机制作条码,可在条码生成时批量打印,也可在观察记录中多选打印。条码选用防水防晒抗撕标签材料,树脂碳带打印保证条码内容经久不褪色或模糊。标签在不同位置打上相同标识内容的QR二维码和Code128一维码,可兼容不同手持终端。条码打印后可塑封或直接悬挂在主枝上大约离地面1~1.2m处,便于手持机扫描记录及田间桃树修建及管理。 1.2信息采集 1.2.1育种观察性状记录 水蜜桃考种记录字段达70多个,为了准确清晰地给每个条码记录这些信息,系统支持字段进行分组管理与显示,通过预定义字段信息采集方式(多项选择、日期选择、输入等),并对性状选择值提供一对一的模式图描述,使其在数据中心PC端和手持智能终端上快捷展示记录。育种图像、录音等媒体信息可在手持终端上现场拍摄录制后同步至数据中心,也可直接在PC端选择媒体文件记录。 1.2.2生产日志信息记录 以日志形式记录水蜜桃生产种植过程中各项农事操作,内容包含时间、基地田块、负责人、具体事项等,可针对多个水蜜桃种植基地镇或集中产区进行规范化统一登记管理,形成完善的水蜜桃生产质量安全追溯信息平台。 1.3信息查询 基于性状字段分组记录机制,育种信息查询支持一个或多个性状字段进行组合搜索,快速显示符合某些具体性状的条码,并可整合基地田块、资源名称、时间范围、条码等进行高级查询。信息查询结果可根据用户所选字段或全部字段导出到相应Excel文件中,便于其他分析利用。质量安全追溯信息则通过微信扫描商品二维条码,查询相关品种选育信息、育种单位、生产种植信息等。 2系统设计与实现 2.1系统架构 系统基于上位机与下位机分布式协同工作方式开发,上位机为运行于一般PC机的数据中心,负责初始化基地田块、资源品种、育种条码等基础数据,收集和存储水蜜桃育种与生产全过程文本、数字、图像、语音等多形式的可追溯信息;下位机为运行WindowMobile等智能操作系统的手持终端,每个终端具有唯一标识,基于上位机预置的数据框架通过扫码条码关联记录各类性状信息,并通过有线连接数据中心上传汇总图文信息。一个上位机可分配管理多个下位机采集的育种信息,即育种人员可多人同时使用多个手持终端分工考种,并保证数据统一标准采集入库。整体系统设计层次鲜明,数据对接融洽,实际操作性好。 2.2数据库设计 从数据功能角度划分,系统包括基础配置信息、育种过程信息、生产日志信息等三类数据。为便于后期数据库同步与备份,系统按“一库六表”的形式设计数据库,即系统配置表config、性状字段表field-Table、育种资源表variety、基地表base、田块表field、观察记录表record、生产日志表log。当上下位机数据同步更新时,系统只需根据所选同步内容进行数据表的清空与批量插入操作。 2.3系统实现 系统程序在MicrosoftVisualStudio2012中基于C#开发实现,数据库采用MicrosoftAccess2008与Sqlite2.0,实现了上、下位机的各类功能。 3结束语 水蜜桃育种与质量追溯信息管理系统的研究与构建,不仅有利于新品种选育性状数据智能化输入和系统化管理,而且通过管理系统功能延伸,能有效实现对水蜜桃生产过程的全程监控和质量追溯,对促进水蜜桃产业的转型升级与可持续发展具有重要意义。 作者:张小斌 吴大军 陈妙金 孙奇男 单位:浙江省农业科学院数字农业研究所 奉化市水蜜桃研究所 育种论文:玉米育种生物技术论文 一、基因工程育种技术途径 例如植物的抗虫、抗病、抗倒、高产、优质等都可以通过转基因技术得以改变。尤其是现代的高科技技术蓬勃发展,转基因技术有着发展的良好环境,相对于其它育种途径,转基因技术可以培育出更多更好的植物品种。另外,所培育的新品种有很好地适用外界环境的能力,能突破不同植株的差异化,使得植株的性能大幅度提高。1983年研究成功后,转基因作物从1996年的170万公顷直接增长至2003年的6770万公顷,有5大洲18个国家的700万户农户种植,其中转基因大豆已占全部大豆种植的55%,玉米占11%,棉花占21%,油菜占16%。当前,玉米的遗传工程研究大多数体现在以下三个方面:一是培育抗病虫害的转基因玉米;二是培育抗除草剂的转基因玉米;三是培育抗旱抗涝、抗寒等转基因玉米。一般来说,玉米转基因技术主要有:载体转化技术指的是玉米通过农杆菌质粒介导的转化系统进行基因的转换。DNA直接导入转化技术包括基因枪法、PEG法、电击法、超声波法等。种质转化技术包括花粉管通道法、子房注射法等。 二、分子标记辅助育种技术途径 分子标记技术在我国的发展尤其迅速,被大范围的应用到玉米自交系的遗传多样性分析当中,对于玉米群体优劣的划分、玉米的抗病抗逆性能、玉米雄性不育系等多方面的研究有着非常重要的意义。另外,在深入进行玉米遗传多样性的研究上,可以为玉米种质资源收集、亲本的选择、玉米种类的划分、基因组建等多方面提供必要的技术和数据支持。与此同时,分子标记技术的应用,可以帮助基因在改善玉米的杂种优势预测方面的科研工作有所突破,避免由于玉米的先天遗传方面的不足带来的低产效应,给玉米的品种的培育提供了更为优质的品种资源。在实际的玉米自交系遗传变异研究中,分子标记可以更好地进行杂种优势群的划分。相对于玉米自交系纯度,分子标记育种技术的方法可以更为精确、简单易操作,保证玉米自交系纯度质量。指纹图谱是分子标记技术在玉米育种上的显著应用,可以通过指纹图谱建立植物品种的汇总。同时,分子标记技术可以更为精确的区分先天遗传差异较小的植株,使得培育的技术更为精确,并且分子技术培育被广泛应用于植物新品种保护领域。目前,我国在玉米新品种保护方面也已经取得不小的成就,逐步建立起自交系和杂交种的DNA指纹图谱数据库。数据库的好处是更为方便鉴定植物基因类型,尤其是一些并未有被记录在指纹图谱中的品种分类。作为结果,分子标记技术可以为更好地监测玉米育种群体的遗传多样性提供必要的数据支持,也为育种专家如何选择优质的杂交组合提供理论依据。 三、结语 综上所述,生物技术的应用与发展为玉米育种带来了新的生机与活力,通过生物技术的应用可以培育出更优质的玉米品种,对玉米常规育种技术来说是很好的补充。同时,生物技术在玉米育种中的应用势必会带来育种水平的提高和突破,能协调好常规育种同生物技术两者的相互关系。只有两者相互结合,相辅相成,才能促进玉米育种在原有的基础上培育出更多的品种。这就要求一定要实现常规育种和生物技术的统一,拓宽玉米育种的新途径,为我国的农业生产奠定坚实的基础。 作者:刘敏 育种论文:生物科技在菘蓝育种的运用探究 本文作者:程春松1,2彭代银1黄和平1郭友平1作者单位:1安徽中医学院药学院2中国中医科学院中药研究所 基本检测技术的应用 现代生物检测技术在药用植物的基源鉴定研究、转基因育种等各方面都有着广泛的应用,在菘蓝的育种研究PCR及RT-PCR技术、SouthernBlot分析、RAPD技术在外源基因检测、抗性基因的检测中取得了良好的效果。 1PCR及RT-PCR技术:1985年,KaryMul-lis发明了PCR技术,引用到药用植物育种研究中,可以通过分离植物基因来鉴定中药中的目的基因以及DNA指纹图谱研究。许铁峰等[11]为了验证外源基因是否转入植物细胞内,对抗生素抗性植株进行了PCR检测,对转基因菘蓝利用农杆菌介导外源半夏凝集素基因进行RT-PCR分析,由于PCR只能证明在转基因植株体内存在外源目的基因片段,而不能完全确定外源目的基因片段已整合进植物基因组,且PCR可能存在假阳性结果,因此通常配合采用SouthernBlot分析验证。 2RAPD与扩增片断长度多态性技术:1990年代提出RAPD技术,该技术现已广泛地应用于生物的品种鉴定、系谱分析及进化关系的研究[16]。陈桂平等[12]选取同一个无性系植株及其亲本进行RAPD分析,得出结果无性系植株的遗传背景一致性很好,但也发生了DNA水平的变异。这项工作为进一步分离抗性基因和培育抗病品种打下基础。相对于RAPD技术,AFLP技术与之相类似,它是一项新的分子标记技术,能检测10倍的轨迹,并且可以检测任何DNA。 染色体研究技术的应用 药用植物染色体研究是分子生物学的基础研究,主要是包括总DNA的提取、染色体制片技术、核型研究以及其结构分析。 1菘蓝总DNA的提取:核酸样品质量将直接关系到实验的成败,所得的DNA应达到满足试验要求的量和纯度。陈桂平等[12]运用的菘蓝总DNA提取方法是采用改良的十二烷基磺酸钠微量提取法提取DNA。丁如贤等[10]采用改良十六烷基三甲基溴化胺法提取总DNA。CTAB是阳离子去污剂,可以很好地去除多糖,因此对于植物DNA的提取具有较高的广谱性,而SDS是阴离子去污剂,对多糖含量高的植物样品效果比较差。 2染色体制片技术:菘蓝染色体很小,因此,在测量长臂和短臂时,难以确定长、短臂的分界线,只有制作染色体分散、染色体分开,而着丝粒未分开的染色体标本,并把染色体相片尽量放大,才能较准确地确定着丝点的位置,使数据可靠[17]。杨飞等[18]在大麦、玉米染色体研究中多采用去壁低渗火焰干燥压片法,该方法简单易行,适合植物染色体制片。 3核型研究:核型是指染色体组在有丝分裂中期的表型,是染色体数目、大小、形态特征的总和。核型研究就是在对染色体进行测量计算的基础上,进行分组、排队、配对,并进行形态分析的过程。杨飞等的报道[18]表明:菘蓝的核型公式为2n=2x=14=10m(2SAT)+4sm,菘蓝核型的对称等级为2A,是一种比较对称的核型。鹿萍[17]报道二倍体染色体数为14条,核型公式为2n=2x=14=14m,四倍体染色体数为28条,核型公式为4n=4x=28=28m。以上研究基本确定了菘蓝染色体的数目、大小及形态特征。 4染色体分析:随着分子细胞遗传学技术的进步,荧光原位杂交技术被广泛应用于染色体识别和分析[19]。45SrDNA和5SrDNA是编码核糖体rRNA的基因,参与构建核糖体,已被作为十字花科核型进化分析及比较基因组学研究的重要细胞学标记[20]。杨飞等[18]为了深入研究菘蓝的分子细胞学特征,以45SrDNA、5SrDNA和端粒序列为探针,对菘蓝有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交实验,建立菘蓝荧光染色体核型。为菘蓝分子细胞遗传图谱的构建提供了必要依据。 组织培养技术 组织培养技术是药用植物育种过程中一项基本技术。客绍英等[21]以菘蓝幼叶为外植体,对其诱导培养过程中细胞启动、脱分化、组织分化和器官(芽和根)发生,进行了石蜡切片观察和分析。李连华等[22]以菘蓝愈伤组织为试验材料,分析比较了不同培养基对菘蓝愈伤组织增殖和分化的影响。此外张胜珍等[23]用纤维素酶和离析酶的混合酶液提取菘蓝无菌苗幼叶原生质体,他们探索了菘蓝原生质体分离和纯化的条件,为菘蓝的细胞工程育种做出了有效的探索。 育种论文:国内葡萄育种探究 本文作者:陶然1,2王晨1,2房经贵1,2上官凌飞1,2冷翔鹏1,2张彦苹1,2作者单位:1南京农业大学园艺学院2江苏省果树品种改良与种苗繁育工程中心 葡萄育种情况分析 迄今,我国葡萄育种途径方法主要是实生选种、杂交育种、芽变选种、人工诱变育种等(图2)。其中杂交育种是最为常用也是最为成功的育种手段,在我国育成的优良品种中有68%来源于杂交育种。 1实生选种 国内古老葡萄品种和地方品种,如无核白、牛奶、龙眼、和田红、木拉格等,都是来自天然授粉的种子。在我国育成的品种中,实生选育的品种占10%。巨峰系葡萄品种多属于自交结实类型,较易获得变异的实生后代[7]。在广泛栽培的葡萄品种中,有较多是通过巨峰系实生选育的品种,它们既保持了巨峰品种的优良特性,又变异产生了不同成熟期、不同果皮颜色的葡萄品种[8-9]。 2杂交育种 随着遗传育种理论的发展,我国育种工作者根据育种目标有目的地选择选配杂交亲本,广泛开展了葡萄杂交育种工作。据统计,我国运用杂交方法已成功育出73个优良葡萄品种,以鲜食品种最多,共54个品种,占所有优良鲜食品种的61%;酿酒品种15个,占所有优良酿酒品种的88.2%;育成的3个砧木品种、3个制汁品种和制干、制罐品种也都是利用杂交方法选育而成的。可见,杂交育种是我国葡萄育种中极为成功的方法,这些育成的品种性状优良,不乏广泛栽培品种。如我国早期育成的鲜食品种早玛瑙、凤凰51号、紫珍香等,近年来通过审定的酿酒品种如左优红、北冰红、北红等酿造的酒质好,抗病、抗寒性强。 3芽变选种 通过芽变获得的葡萄品种往往保持了亲本的综合优良性状,并且使亲本的个别不良性状得到了修缮。我国利用该方法培育出22个优良品种,占育成品种总数的20%。例如奥林匹亚芽变中选育出的户太8号,其保持了亲本早熟、鲜食品质好、耐旱性强的优良性状,并且其抗病性、果粒大小均匀性、不裂果等特性都超过了亲本[10]。 4人工诱变育种 迄今,葡萄诱变育种多是采用化学诱变方法。人工选择的优良葡萄亲本经过诱变处理后,产生两种变化:一是植株倍性发生变化,二是葡萄的个别基因发生突变,这都加速丰富了葡萄新种质。陈俊等[11]1991年就开始以瑰宝种子为试材,进行了秋水仙素诱导试验,3年共获得了253份多倍体材料,有效平均诱变率高达10%以上;后来又将二倍体瑰宝分别与二倍体早玫瑰、秋红的杂交种子用秋水仙素进行诱变处理,筛选出了优质四倍体新品种早黑宝和秋黑宝,其大粒、浓香味甜的性状深受消费者和种植者青睐[12-13]。孙绍宾[14]、罗耀武[15]、卢炳芝[16]等采用秋水仙素诱变也获得了四倍体葡萄新品系。吴伟民等[17]用秋水仙素处理金星无核葡萄,获得了短节间突变体3-2D-05,这一突变体的获得有望为葡萄的设施栽培提供短枝型新品种。 5生物技术育种 传统有性育种把许多优良性状在较短时期内集中在一个葡萄品种上非常困难,需要先进的技术和配套的学科理论达到培育出抗逆、抗病、高产、质优的葡萄新品种的目的[18-19]。20世纪70年展起来的现代生物技术给植物品种的改良带来了一场革命,如今,生物技术的发展和应用已渗透到葡萄遗传育种的各个领域。基于细胞组织培养的胚挽救技术[20],使无核品种作母本杂交培育三倍体无核新品种、克服远缘杂交障碍成为现实[21-22]。我国在运用该技术方面取得了重要成果,上海市农业科学院林木果树研究所将二倍体品种作母本同四倍体品种杂交,杂交胚经离体胚挽救培养,成功培育出沪培1号和沪培2号这两个优良新品种[23-24],从而推动了南方无核葡萄的栽培。DNA分子标记是目前发展最为迅速的一类遗传标记,在葡萄遗传育种方面,随着分子标记技术的不断完善和发展,DNA分子标记已在葡萄品种鉴定[25]、遗传多样性和亲缘关系分析[9]、遗传图谱构建[26-28]、重要性状分子标记辅助选择[29-31]等方面得到了广泛的应用,这将大大提高人们对葡萄遗传分析的准确性和选育种的效率,加速葡萄育种进程。在葡萄遗传改良中,转基因技术克服了工作量大、随机性高等不足,能快速且有目的地对目标优良性状进行修饰,使其具备或富集所需的目的基因,因而近些年来逐渐成为了葡萄育种研究的热点。经过育种学家们的多年努力,利用转基因技术进行育种现已取得了很大进展,不但在许多葡萄栽培品种、杂种及砧木品种中成功地建立了再生体系[32-33],转入的基因也由过去的报告基因扩展到抗病虫和抗毒素等基因[34-36]。我国应用生物技术起步较晚,但随着果树分子生物学和生物技术的发展,我国科研人员不断开展深入研究,技术不断成熟,将有助于加快葡萄育种进程,推进更多葡萄新品种的育成。 重要葡萄品种亲本来源类型及育种效果评价 1重要葡萄品种亲本来源和利用 我国葡萄育成品种的亲本材料主要包括国外引进品种、我国自主选育品种、我国野生葡萄资源和我国古老的栽培品种。这些育成品种的亲本最初来源多是经杂交育成,亲本由杂交而来的品种数占到了育成品种总数的85%以上。另外,在常用亲本材料参与育种方面,采用杂交育种方法育成品种数最多,占育种总数的77.8%,而实生、芽变、诱变方法运用较少(表2)。在我国育成的优良品种中,以玫瑰香、巨峰和莎巴珍珠3个品种做亲本材料的利用率居前3位,直接利用它们做亲本或其衍生品种做亲本育成的品种数分别占育成品种总数的35.2%、22%、20.4%。玫瑰香具有浓郁的玫瑰香味,在培育鲜食和酿酒葡萄品种中利用其做亲本可获得浓香型的葡萄新品种[37];巨峰具四倍体大粒、适应性强等优良性状,可培育大粒鲜食品种[8];莎巴珍珠是极早熟品种之一,将其作为育种的亲本材料可实现早熟和无核葡萄品种的选育[38]。这3个品种以优良的特性和优异的品质不但在生产上较为广泛栽培,而且为我国培育出了较多的优良新品种(系),成为了我国葡萄育种的骨干亲本。在早期培育的含有这3个骨干亲本血缘的衍生品种中,有的又作为新育种计划的直接亲本,如沈阳玫瑰、香妃、京亚、京早晶、紫珍香、郑州早红等,使葡萄品种不断改良发展,骨干亲本也不断丰富。同时,这从另一方面也反映了我国葡萄品种遗传基础比较贫乏,较为单一的骨干亲本又会导致葡萄品种遗传多样性的日益耗失。 2抗性材料的利用 我国富有野生葡萄资源,它们是抗寒、抗病育种的优良亲本材料,如山葡萄、毛葡萄、蘡薁葡萄和华东葡萄[39-40]。以这4种野生葡萄作为亲本材料,利用山葡萄种内杂交选育出双丰和双红,利用山葡萄、毛葡萄、蘡薁葡萄、华东葡萄分别与欧亚种杂交获得的北醇、凌优、北丰、华佳8号等13个葡萄品种分别应用在酿酒、制汁和砧木上,抗病性和抗寒性均强。在抗虫方面,我国首先利用了原产于美国的具强抗根瘤蚜和根结线虫特性的野生河岸葡萄,利用含有其血缘的材料做亲本杂交,成功选育出了抗砧3号和抗砧5号。我国对野生葡萄资源抗根瘤蚜和根结线虫的研究还刚刚起步,张化阁等[41]研究发现我国野生燕山葡萄高抗根瘤蚜,今后可作为抗根瘤蚜砧木的重要种质资源。 3品种结构及应用情况 葡萄品种按用途分类,主要分为鲜食、酿酒、制汁、砧木、制干、制罐等六大类。在我国经审定、鉴定的108个葡萄品种中,鲜食品种88个,酿酒品种17个,制汁品种8个,砧木品种3个。鲜食葡萄在我国育种历史较长,每个年代育种比重都在增长,20世纪90年代达到高峰(见图1)。中国科学院植物研究所育成的京亚、京秀、京玉、京优、京早晶5个早熟鲜食葡萄品种在全国21个省、直辖市、自治区累计栽培面积曾达49373hm2[42]。其中京早晶的品质和外观优于新疆无核白,是鲜食、制干、制罐的良种,在新疆栽培面积较大。20世纪80年代兴起的“巨峰热”带动了葡萄产业的发展,我国选育的巨峰系葡萄品种瑰香怡、夕阳红、醉金香、无核早红等在南北方也得到了推广,奠定了我国栽培欧美杂交种鲜食葡萄的基础。随着鲜食葡萄栽培的多元化,我国培育的凤凰51号、紫珍香、红双味、爱神玫瑰、京秀、巨玫瑰等23个品种和京香玉、京翠、紫地球等12个品种分别成为促成栽培和避雨栽培的理想品种,这既延长了葡萄鲜果供应期,保证了葡萄成熟期果实的品质,又使我国南方主栽欧美杂种,成功推动了欧亚种葡萄的栽培。我国早期培育的北醇、北玫、北红等抗寒酿酒品种,在冬季-25℃低温下均无需下架埋土防寒,且其酒质、出汁率、产量、扦插成活率均优于亲本山葡萄,受到了酒厂和栽培者的欢迎。其中北醇既抗寒又耐湿、抗病,推广总面积曾达到6600hm2[2]。近些年西欧酒用品种受到酒厂和栽培者的青睐,如着色香、芽变品种户太九号和户太十号等。由于人们生活水平不断提高,对葡萄汁的需求加大,近几年来北丰、北紫、北香专用制汁品种为我国有机葡萄汁的生产开辟出一条可靠途径。我国葡萄生产长期以来以品种自根系繁殖为主,葡萄砧木研究起步较晚,致使生产中选用的葡萄砧木品种多为从国外引进,缺乏我国自主选育的优良砧木品种[43-44]。华佳8号是藤稔葡萄理想的砧木品种,它的育成首次向南方提供了实用价值的砧木;由于国外品种的频繁引进,不可避免地将根瘤蚜、根结线虫也一同引入国内,这使得我国育种者加大了对培育抗根瘤蚜和根结线虫的重视,新品种抗砧3号和抗砧5号填补了我国自主培育多抗砧木品种的空白。近年来我国育成葡萄新品种的速度逐渐加快,但育成的可在全国范围内推广甚至取代国外引进品种的优良品种仍很少,致使我国葡萄品种与国外品种相比尚缺乏竞争力。 总结与展望 回顾我国葡萄品种的育种历程,我国育种工作者已经付出了很多努力,选育研究单位也由过去的几个国家(或地方)科研院所扩大到了有育种能力的企业、高校或个人,选育出的品种也受到了广大果农和销售商的欢迎,这对我国葡萄生产发挥了积极的推动作用。今后在应用不同的育种方法进行葡萄品种选育时,应加大对我国葡萄品种资源的开发利用,对国外葡萄品种有选择地加以利用,尽可能地丰富我国的葡萄品种遗传基础,培育出商品性状突出、适应多种育种需求的优良葡萄新品种。与此同时,我们也可以看到,很多表现优良的葡萄品种虽经过了严格的鉴定、审定程序,达到了推广的条件,却得不到充分的推广利用,被国外引进的新品种所取代,渐渐沦为地方品种甚至被淘汰。造成这种问题的关键在于我国培育品种的综合性状还难以与国外优秀的葡萄品种相媲美。因此培育拥有我国自主产权的葡萄品种还有很长的路要走。同时,加大对我国自主选育品种的保护意识,加强对自主选育品种的宣传力度,也是目前我们需要做的工作。值得我们期待的是,随着葡萄基因组测序的完成,越来越多的葡萄基因的结构、功能和调节机理被阐明[45-46],葡萄遗传育种将会得到进一步的发展,应用生物技术将会成为葡萄育种的重要途径之一。 育种论文:猕猴桃育种生物技术论文 1基因枪法 该方法是一种将外源DNA包被在金粉或钨粉微粒表面,在高压作用下轰击受体细胞或组织而达到稳定转化的方法[16]。Qiu等[62]报道了利用基因枪法成功将CaMV35S转录DHN1基因导入到美味猕猴桃悬浮细胞中。在猕猴桃遗传转化中,也有利用PEG介导法的成功报道,朱道圩等[63]成功的利用该方法将绿色荧光蛋白基因(GFP)转入到了软枣猕猴桃原生质体中。成功获得转基因植株的一个基本条件是选择的植物细胞类型或者外植体可区分整个植株。研究表明,幼叶、叶柄和茎尖组织已被成功用于猕猴桃转化中。一般情况下选择的外植体越幼嫩更容易获得再生植株,而Han等[51]在软枣猕猴桃研究中发现,如果选择太幼嫩的外植体,农杆菌共培养后会出现坏死和褐变现象。因此,有研究者提出要保持猕猴桃外植体在农杆菌共培养条件下的活性和耐性,每3-4周进行体外继代培养必不可少[60]。MS基础培养基也被成功的用于猕猴桃愈伤组织诱导和植株再生[28]。植物生长激素和细胞分裂素的使用主要取决于外植体材料。例如,Fraser等[54]研究发现在中华猕猴桃组织再生中,加入0.1mg/L的噻苯隆(TDZ)和10mg/L的激动素再生效果要明显优于其他细胞分裂素。Wang等[60]研究发现在加入了2mg/L玉米素和3mg/L的BAP培养基中,可以获得更高的毛花猕猴桃再生芽。Kim等[47]利用包含0.001mg/L2,4-D和0.1mg/L玉米素的1/2MS培养基获得了美味猕猴桃再生芽。 2猕猴桃育种进展及其方法 2.1猕猴桃育种主要进展 据统计,截止到2013年,全球猕猴桃面积约为17万hm2,产量242.80万t(数据引自第八届国际猕猴桃会议资料)。从1978-2013年,我国猕猴桃种植面积从不足1hm2增加到了11万hm2,截止到2013年我国猕猴桃年产量达到约123.63万t。这些数据说明由于育种家的多年努力,猕猴桃主产国的栽培面积和产量在继续提高。我国猕猴桃育种取得的新进展主要表现在2个方面:(1)主栽区育成一批优良的新品种,实现了国外品种长期主导我国猕猴桃产业的局面。根据相关文献统计,主要美味猕猴桃品种有(陕西)秦美、(湖南)米良1号、(湖北)金魁、(江苏)徐香、(贵州)贵长、(陕西)翠香、(河南)华美2号、(陕西)金香、金硕(湖北)、(湖北)鄂猕猴桃4号(、河南)中猕1号(、安徽)皖翠(、陕西)秦翠(、四川)川猕1号、川猕2号(、河南)蜜宝1号。主要中华猕猴桃品种有(湖北)金桃、(四川)红阳、(陕西)华优、(湖北)金艳、(湖南)翠玉、(湖南)丰悦、(江西)早鲜、(江西)魁蜜、(江西)金丰、(湖南)楚红(、湖北)武植3号、(四川)金什1号(、湖北)金怡、(湖北)鄂猕猴桃3号、(湖北)金早、(湖北)鄂猕猴桃3号(、湖北)金阳1号、金农1号及(四川)川猕3号和川猕4号。主要雄性授粉品种有(新西兰)汤姆利、(新西兰)马图阿、(湖北)磨山4号及(湖北)超红。其他种猕猴桃品种有:毛花猕猴桃品种‘华特’、软枣猕猴桃新品种‘宝贝星’(四川)、黑蕊猕猴桃新品种‘红宝石星’(河南)和大籽猕猴桃新品种‘金铃’(湖北)。在我国大面积栽培的国外品种有海沃德(新西兰)、布鲁诺(新西兰)、Hort16A(新西兰)[1,64,65]。自1978年以来我国选育出了近100多个猕猴桃优良品种(品系),实际上大面积推广栽培的品种很少。截止到2011年,栽培面积占到全国5%的品种仅有红阳、徐香、秦美和金魁4个[1]。总体来说,大面积推广栽培的品种主要表现是产量和品质较高,而最突出的特点是生态适应性广。(2)育种目标趋于多元化发展。例如,传统的猕猴桃以绿肉果实为主,近年来黄肉和红肉猕猴桃逐渐受到消费者青睐,用中华猕猴桃和毛花猕猴桃杂交育成的黄肉品种‘金艳’已经成功进入欧洲和南美市场;另外,也培育了供观赏的品种,如‘江山娇’和‘满天星’[66]。猕猴桃育种中还存在许多较为突出的问题。总体上可以概括为:育种单位多,组织形式不合理,缺乏有效协作和必要的合作,材料和信息交流不畅通,严重影响了我国猕猴桃大品种和产业的发展水平。具体表现在以下几个方面:一是育种方法和品种单一。目前我国育成的这100多个新品种(系)中,约有95%以上的品种是通过野生、实生选优方法育成的;另外,这些品种中基本上以美味猕猴桃和中华猕猴桃为主,涉及到其他猕猴桃种的很少。二是生物技术应用慢,针对特定性状的分子标记很少,分子标记的开发与猕猴桃育种目标结合不紧密,尚未建立起为育种服务的生物技术平台,标记辅助选择育种技术没有真正在新品种培育中发挥作用。三是新品种审定应进一步规范化。近30多年来全国共育成审定品种数量很多,但大多数品种基本上都是处于“昙花一现”的困窘,真正能够在生产上推广栽培的品种寥寥无几;另外,这些审定的品种中对抗病性(特别是抗溃疡病)等基本上都缺乏鉴定结果,直接影响了品种的推广寿命。 2.2育种方法和育种路线浅析 现有的猕猴桃育种方法主要有:野生选优、实生选优、芽变选种、杂交育种和渐渗育种等[1]。现阶段,我国猕猴桃育种仍然以野生选优和实生选优为主,利用这些方法培育出的品种为推动猕猴桃产业发展作出了巨大的贡献,如秦美、金魁和金桃等;通过实生选优培育的品种有海沃德、红阳、徐香和华优等;也有经过种间杂交育成的品种,如金艳[64]。野生和实生选优存在育种周期长,同时是建立在大量野生资源收集基础上的。因此,如何将野生和实生选优与分子生物学技术结合起来,加速育种进程和定向性是急需解决的一个问题。另外,种间杂交在猕猴桃育种中应用也较多,该方法可以将感兴趣的野生物种农艺性状通过杂交转育到栽培品种中[67,68]。目前已有许多猕猴桃实现了种间杂交育种,主要包括中华猕猴桃、软枣猕猴桃、黑蕊猕猴桃、大籽猕猴桃(A.macrosperma)和狗枣猕猴桃等[36,38,67-75]。某些物种杂交后代虽然由于受精障碍无法获得可育种子,但在猕猴桃种间杂交中已成功获得了一些优良性状,如实现了红色和黄色果肉、高含量VC、绿色和无毛果皮、高含量的可溶性固形物、花结构和颜色[67,68,70,71]。例如,Hirsch等[36]配置了4个种间杂交组合:狗枣猕猴桃×中华猕猴桃、葛枣猕猴桃×对萼猕猴桃、软枣猕猴桃×葛枣猕猴桃、狗枣猕猴桃×美味猕猴桃,流式细胞分析检测结果表明在这些物种间存在广泛的种间可杂交性。近年来,利用体外染色体加倍技术进行育种的研究也有报道。如Wu等[37]利用秋水仙素离体加倍中华猕猴桃染色体进行育种,这是首次成功的将秋水仙素用于猕猴桃多倍体诱导育种研究中,结果表明加倍效率主要受体外培养基和秋水仙素浓度的相互作用。Wu等[76]报道了自然四倍体和人工诱导四倍体中华猕猴桃染色体减数分裂中的配对行为,指出二倍体种质资源可用于四倍体猕猴桃育种中。也有利用其他方法培育新品种的报道,如Mavromatis等[19]从猕猴桃品种“海沃德”中利用系统的孢子体选择方法选育出了一个新品种。合理科学的育种理论和方法对指导猕猴桃育种工作具有重要的意义。基于现阶段相关研究进展,我国猕猴桃的育种方法可以分为:传统育种和现代育种。(1)传统育种即选择具有特定性状的杂交亲本进行人工杂交育种以培育具有某种新性状的优良品种或者经过野生选优和实生选优培育新品种,如Atkinson等[77]对毛花猕猴桃利于剥皮的这一特性进行了分析,并将其用于常规杂交育种实践中;(2)现代育种,也可称为快速育种技术,主要是利用现代生物技术进行标记辅助选择育种,并借助生物统计学进行亲本、后代的有效选择和评价基因型和环境相互作用的影响,如黄宏文[1]提出的猕猴桃基因渐渗育种就是现代育种技术的一个范例。如在自然资源不具优势的新西兰和意大利等猕猴桃主产国,其新品种选育大多采用了大量的人工杂交设计育种程序和分子标记辅助选择育种[1]。例如,Gill等[8]利用RAPD分子标记开发了用于猕猴桃性别决定鉴定的序列特异性扩增区(Sequence-characterizedamplifiedregion,SCAR)标记,这些标记可以用于猕猴桃标记辅助育种选择中,如对杂交后代在苗期剔除雄株,当作为授粉树时用于选择雄株,或者用于确定种植群体的一个合理的雌雄子代比率。从育种路线上可以分为:抗逆育种、品质育种和砧木选择育种等。(1)抗逆育种具体包括抗病、抗旱、抗寒和抗热等育种;(2)品质育种主要包括果实大小和形状、果面毛被、果肉颜色、果实质地、果实风味和营养成分等。基于以上育种方法体系,适应于我国猕猴桃产业发展的育种策略和育种目标可以概括描述为:“以猕猴桃野生种质资源收集和评价为中心,通过传统育种和现代分子生物学技术相结合的方法,培育满足消费者和市场需求的具有新性状的优良品种为目标”。在具体育种实践中可考虑利用的现代技术包括:染色体重组调控、细胞选择、原生质体融合、倍性操作和胚胎培养等(www.plantandfood.co.nz)。此外,新一代测序技术如转录组测序和SLAF-seq技术对分子生物学的研究发挥了巨大的作用,我国猕猴桃野生资源丰富,利用新一代测序技术进行各种优异资源开发,建立大规模的基因组数据库,可加速育种进程,为培育转基因新品种提供丰富的基因资源[78,79]。 3展望 猕猴桃因其富含丰富的营养,已成为人们青睐的水果。而优质的猕猴桃新品种是实现其高品质的保证。因此,针对重要性状的多目标育种应是今后相当长时期内猕猴桃产业发展亟需解决的重要任务。 3.1加强我国野生猕猴桃种质资源的收集、鉴定、评价和利用 野生种质资源中包含着丰富的优异基因,是一个巨大的天然“基因库”,也是新品种选育的主要材料来源。目前主栽的猕猴桃品种基本上都是利用野生资源选育的,如海沃德和秦美。猕猴桃野生种质资源可以考虑从以下几个方面着手开展工作:一是加强野外资源调查工作。野生种质资源调查应是育种工作者坚持的一项常规性工作,当前更多的青年研究者热衷于从事实验室和分子研究工作,而往往忽视了野生资源的收集与利用;二是加强开展野生资源多目标评价筛选和优异基因的发掘。对野生资源的利用不能仅仅局限于品种选育方面,如在以往的抗逆性资源筛选和转基因研究中,选择的研究材料多集中在栽培品种中,将抗逆资源筛选和抗逆基因发掘的重点放在野生植物上更为可行,因为这方面的抗逆资源更为丰富、抗性更强,而且与栽培品种相比,这类野生植株存活需求是第一位的,产量品质是第二位的,生态生理效益在先,只要生存下来,就有机会实现其栽培经济目标。具体来说,在猕猴桃研究中,可从野生资源中鉴定筛选抗旱、抗寒砧木,利用抗猕猴桃溃疡病材料进行抗性基因发掘,为培育转基因品种奠定夯实的材料基础。 3.2加强猕猴桃特异资源的种质创新 通过植物基因工程、种间杂交、胚挽救和花药培养等方法可以实现新种质创新。特别是以猕猴桃野生近缘种为供体,与栽培品种杂交,同时利用“高代回交法”,可以将近缘种中的优异目标基因快速转移到栽培种中。目前,猕猴桃分子研究的目标性状多集中在果实风味、香味、成熟和颜色上;另外,由于溃疡病的大面积爆发,近年来在猕猴桃溃疡病方面的研究也越来越多,而对抗逆性状的研究相对较少。另外,猕猴桃雄性授粉品种特异资源的培育也是一个研究重点,利用野生资源进行雄性品种选育需要注意几个问题:一是选择树体健壮,花量大,花母枝开花数量多,每朵花含有的花粉粒多,花粉发芽率高,花期长的资源;二是选择多种倍性的雄株,以保证与雌性品种的配套,并开展多种雄花与栽培品种的花粉直感效应研究,为生产上栽培品种提供最优的配套雄株;三是在筛选猕猴桃主栽品种专用授粉雄株的基础上,开发花粉加工专用设备组装形成生产线,建设花粉生产工厂。如本单位已经研制出了猕猴桃雄株花粉加工专用设备、制定了花粉生产工艺、生产技术标准、辅助授粉器,该项目成果已在生产中进行了广泛的推广应用。 3.3加强基因组学技术在猕猴桃育种中的应用 生物技术育种取得的系列研究进展,特别是中华猕猴桃‘红阳’基因组测序成果的发表,为实现分子标记辅助选择和不同猕猴桃种质资源有利性状的基因渗入培育新品种奠定了基础,加速了猕猴桃分子育种的进程,给猕猴桃育种提供了新的发展机遇。在猕猴桃基因组学育种实践中,建议可考虑以下几方面工作:(1)功能标记是可用于育种工作的一种理想标记,功能标记的开发是以克隆基因序列、标记与特定性状的关系为前提的,该标记可用于亲本鉴定、育种后代材料的基因检测以及分离世代抗病性和品质性状的选择;(2)利用基因标记开展聚合育种,如聚合抗溃疡病或褐斑病的基因,以增加品种的多抗性和持久性;(3)利用流式细胞仪开展倍性育种,利用不同倍性亲本杂交可以提高结实率,不同杂交组合的杂交亲和性与亲本的基因型有关,特别是母本的基因型,因此在杂交后代进行倍性鉴定开展早期定向选择育种是非常有意义的。 3.4加强猕猴桃生态学研究 生态学是一个广义的概念,而猕猴桃生态学属于相对狭义的范畴,其可以描述为野生猕猴桃种质资源赖以生存的自然生态环境,以及猕猴桃栽培品种适生的气候和土壤等生态环境因子共同构成的一个综合体。随着猕猴桃品种的多样化发展,对新培育品种的生态适应性提出了更高的要求;另一方面,随着全球气候的变暖,水涝灾害时有发生,加上水肥的使用不合理,进一步阻碍了猕猴桃产业的快速发展。因此,提高猕猴桃果园水肥利用效率,实现在现有面积上通过改变果园微生态环境提高其生物学产量是一个亟需研究解决的新课题。相比于苹果等大宗果树而言,猕猴桃科学研究起步相对较晚,研究深度也较浅。今后可考虑从以下6个方面全面、系统、科学的加强猕猴桃基础研究:(1)种质资源和分类:如野生猕猴桃资源调查及其在杂交育种中的应用、特异资源的遗传多样性和种群遗传结构、多倍性遗传多样性及在品种保护中的利用;(2)营养和生理:如微量元素等喷施对猕猴桃品质的影响、土壤障碍因子对果树产量的影响、果实软熟期果皮形态特征变化、淀粉累积和糖分代谢特征;(3)遗传和育种:倍性遗传与多倍体育种、远缘杂交育种选育目标性状新品种、修剪方法对果树光合和果实特征的影响;(4)采后生物学:如外源激素(乙烯和臭氧)对猕猴桃果实储藏期及其蛋白质组的影响;(5)抗虫和抗病:如猕猴桃抗溃疡病、根腐病和病虫害控制;(6)生产、管理和市场:春季修剪时间对猕猴桃产量和质量的影响;溃疡病对猕猴桃企业的影响。 作者:井赵斌 雷玉山 李永武 单位:陕西省农村科技开发中心 陕西省西安猕猴桃试验站 陕西省汉中猕猴桃研究所 育种论文:农作物育种的特性及办法透析 作者:陈春燕 唐莎 李晓 单位:四川省农业科学院农业信息与农村经济研究所 农作物育种科技查新技巧 查新委托查新人员要向委托方详细了解课题情况,讨论理解项目主题,形成科学技术要点和查新点,密切配合用户填写查新委托书,并提交育种背景材料、选育品种突出的性能指标、关键育种技术等有关技术资料,弄清委托查新项目的真正内涵。文献检索对委托项目进行概念分析,选定正确的关键词,构造检索式,制定合理的检索策略。确定检索范围,包括数据库的选择和检索年限的确定,在查新实践中,外文数据库主要选择Agris和CABI农业专业数据库,中文数据库主要选用中国知网、万方数据库、重庆维普数据库、中国专利数据库和国家成果数据库等;此外,经常利用百度、学术谷歌等搜索引擎工具,必要时还采取手工补充检索与查新项目相关内容的现刊和文件等纸质版资料,以防漏检。检索年限一般从委托之日起前推10、15年以上。检索结果过多或过少时,须调整检索策略,重新检索,保证检索项目尽可能查全、查准。对比分析针对查新项目列出的各项指标,与不同地区高产、稳产、优质、高效品种进行比较,筛选出密切相关文献和相关文献,密切相关文献要获取全文,相关文献则取其摘要。由于农作物育种的地域性,除了比较不同地域的相关文献外,还需与同一地区的常用品种进行比较。与此同时,充分利用四川省农业科学院专家学者资源,对某些育种关键技术和指标的确定展开咨询,获取相关领域专家的智力支持。撰写报告以检出的相关文献为背景,客观、公正、准确、清晰地列出所查项目与同类项目之间的异同点和新颖性,撰写查新报告结论。通常情况下,作物育种查新项目主要包括品种的适宜性、育种方法、植物学特征、籽粒品质、抗病性及产量等内容。在出具正式查新报告之前,必须先将初步结论与委托方商讨,以达成共识。修改时要慎重,如果原报告确有重要遗漏或者表达不当,可给予补充和修改,不宜随意增加特点,不用或慎用评价语。审核归档查新报告初稿完成后,由查新审核员对项目进行审核,包括审核项目的查新点、检索策略、相关文献和查新结论等内容,查新审核员由具有副研究员以上职称的专家承担。经查新审核员审核通过的项目方可出具正式查新报告。与委托方完成查新项目交接后,还须建立查新档案,便于查询、总结和积累科技查新经验,以提高查新质量和工作效率。 科技查新对农作物育种的积极作用 在从事查新实践中,笔者始终面向农业科研、教育、企业的科技人员,为四川省农业科学院及其他农业高校、科研部门及农业企业的科研立项、成果鉴定和奖项申报等提供服务,内容涉及农业、畜牧、林业、食品加工、生物技术等各个领域[6],其中农作物育种相关的科技查新占查新总量的35%左右。笔者出具的多数查新报告,得到了省科技厅有关部门的高度评价和科研部门有关专家的肯定,也得到了用户的好评。科技查新有助于农作物育种技术创新科技的本质是创新,科技情报信息是技术创新的关键,而科技查新是技术创新获得科技情报资源的重要途径。利用科技查新获取的信息可以避免信息闭塞造成重复开发和防止因技术上难以逾越的困难而导致创新的失败。此外,按照国家规定申报部级或省(部)级科研奖励、科技计划、新产品开发计划、技术引进、基金项目、科研立项、成果的鉴定、验收、评估、转化等都必须先行开展科技查新。因此,农作物育种项目进行科技查新在作物新品种的研发创新活动中起到了极大的推进作用。科技查新为项目选题和研究方向提供保障立项查新是科学研究的前期工作,只有通过立项查新,才能对项目选题的好坏和新颖性做到心中有数,保证课题申报的命中率,确保课题研究的新颖性[7]。立项查新的重点是帮助科研人员掌握国内外同专业相关情况、背景、依据、深度、可行性、技术路线、方法、价值、水平,避免低水平重复研究,从而提高科研人员文献情报的存储量,正确选题,而且有助于集中人力、物力创新关键技术,敏锐地把握当今科学技术发展的前沿趋势[8]。“十一五”期间,笔者所属课题组承担了四川省农作物育种相关立项查新数十项。从所受理课题来看,率为20%左右,这些重复课题大多来自市、县一级农作物育种科研人员的申报课题。通过立项查新后,及时否决了一部分低水平重复课题,使科研人员迅速调整研究方向,避免了科研项目盲目投资、重复浪费现象的发生。此外,通过立项查新对所检出的相同题目课题进行深入的剖析,逐一分析课题内容、对所采用的育种方法、手段,甚至对具体试验步骤都一一进行对照,将发现的一些具有研究价值和社会效益的查新结果及时与申请人沟通,帮助申请者全面了解课题的研究状况,明确课题发展前沿与趋势,有利于研究者对课题方向做出正确的取舍。科技查新为成果质量提供客观评判依据目前,我国科技成果的鉴定、评估、验收、奖励、转化等主要是采取专家组评审的形式,而专家评审主要是依据专家本人的专业知识、实践经验以及所了解的专业信息,对被评对象的创造性、先进性、新颖性、实用性等作出评价[8]。但个人所掌握的知识毕竟有限,再加上难免的人为因素,结果可能导致成果鉴定或是科技奖励评审结果有较大偏颇。科技查新只列述客观存在于文献中的事实和数据,不作任何主观推论和评述的特点,正好弥补了专家在鉴定、评审中的不足,使鉴定评审手段更具有科学性、公正性[5]。“十一五”期间,笔者所属课题组共完成了农作物育种相关的科技查新151项,其中包括农作物品种114项、畜牧品种18项、育种新技术19项。通过科技查新服务,协助各研究单位完成成果鉴定106项,其中“骨干亲本蜀恢527及重穗型杂交稻的选育与应用”、“高产、稳产、优质小麦品种川麦107及其慢条锈性研究”、“水稻耐热、高配合力籼粳交恢复系泸恢17的创制与应用”等项目获得国家科技进步二等奖;“K型杂交稻的选育与推广”、“高配合力优质多抗耐密玉米自交系698-3选育与应用等”14个项目获得四川省科技进步一等奖。科技查新为科研人员提供针对性的文献情报任何一项科学研究都不是凭空臆想出来,总是要在总结吸取前人科学成果的基础上,经过潜心研究取得的[9]。科技查新对文献资源有针对性地大量搜集、整理、提炼,对于研究者扩展视野,借鉴最新成果,深化研究进展、提高科研效率具有不可估量的作用[9]。查新人员通过利用Agris、CABI、CNKI、万方、维普等国内外主要的农业数据库和大量的藏书,为科技工作者和企业提供针对性的文献情报检索服务,为科研生产管理人员提供最新国内外信息,大大节省了科技人员盲目查找文献所花费的时间和精力。科研人员在立项前,通过查新咨询,可以了解所选课题在国内外是否属重复研究;在相关方面,前人做了哪些工作、已达到何种水平、有哪些问题还没有解决、发展前景等全面针对性的情报。“十一五”期间,课题组帮助四川农作物育种相关单位和科研工作者收集文献情报信息14项,使其在极短的时间内实现对海量信息资源的搜集处理工作,对文献资源进行充分利用。 结语 农作物育种查新工作质量直接影响农业科学决策及农业科研人员科研劳动成果的定位,技术性、专业性很强。不论是管理层还是查新工作者或是活跃在科技战线上广大科技人员,都应始终牢记“创新”的武器和手段就是科技情报查新。查新人员要积极依托现代高科技手段,积极瞄准农业科技最前沿,辅助科技人员开拓创新,用勤劳和智慧开创未来,勇攀科技高峰。 育种论文:玉米全苗育种技术探究论文 摘要:从整地质量、种子质量、种子处理、施肥、播种、播后管理等方面总结了玉米全苗播种技术,以供玉米种植户参考。 关键词:玉米;全苗;播种技术 单位面积的玉米穗数是玉米产量的构成因素之一,要保证单位面积的玉米穗数,首先必须保证单位面积玉米苗的株数。因此,要抓好生产过程中的每一个生产环节,确保玉米一次播种全苗以获得丰产。 1把好整地质量关 玉米对整地的要求是:耕深、耕到、耙碎、耙平,达到上虚下实,保墒良好;同时耕整地要及时。选用大、中或小型拖拉机配套的铧式犁、耙、镇压器、旋耕机等,基本上都能满足玉米整地作业的要求。整地作业尽量在秋季前茬收获后进行,避免春天动土。春天动土不仅熟化时间短,且春季气温上升快,风多风大跑墒严重,影响播种出苗。如播前遇雨,也可浅耕并及时耙耢保墒,趁墒播种。 2把好种子质量关 从种子商店选购回的优良品种一定要做好发芽试验,发芽率低于种子包装袋或袋内标签标识时要及时退换。一般要求发芽率达到90%以上,如低于90%要酌情增加播种量。对于采用精量点播技术播种的,种子的发芽率一般要求在96%以上。由于种子是用机械筛选,目前筛选所用的机械还没有达到对种子优劣有识别能力。因此,播种前一定要对种子进行人工筛选和粒选,除去霉坏、破碎、混杂及遭受病虫危害的籽粒,以保证播下的种子有较高的质量。 3把好种子处理关 晒种在粒选后播种前进行。晒种能促进种子后熟,降低含水量,增强种子的生命力和发芽能力,提高种子发芽率,并可减少病虫危害,以达到苗全、苗齐、苗壮的目的。方法是选晴天把种子摊在干燥向阳的地上或席布上,种子铺晒的厚度为2~3cm,并要经常翻动种子,晒匀、晒到,做到白天晾晒晚上收回,连续晾晒2~3d。播种前几小时或前1~2d要用种衣剂对种子进行包衣,针对当地不同的病虫害发生程度有选择地使用种衣剂的类型。种子进行包衣处理时既要拌匀,也不要在阳光下曝晒晾干。种子包衣时不能过量使用药剂或降低药量,过量使用种衣剂会影响作物种子的发芽及出苗,药量减少又会降低对病虫的防治效果。因此,使用种衣剂进行种子包衣处理时一定要按使用说明标明的剂量进行。 4把好施肥技术关 目前农业生产上的施肥方法主要采用“一炮轰”(一次性免追施肥)和底肥加追肥2种施肥模式。无论采用哪种施肥方法,都必须做到种肥隔离,坚决杜绝种肥同床,尤其机械播种采用一次性免追肥的施肥方法,由于化肥施肥量过大,种肥隔离必须达到12~15cm,以防止烧种、烧苗。农家肥一定要发酵腐熟后使用,防止田间发酵烧苗和把病虫草害带入田间。 5把好播种关 玉米的播种期主要根据温度、墒情和品种的特性来确定。生产上,温度通常以土壤表层5~10cm深处稳定在8~10℃开始播种为宜。玉米种子发芽需要吸收占种子绝对干重的48%~50%的水分,即播种深度的土壤水分达到田间持水量的60%~70%才能满足玉米种子发芽出苗的需要。东北的气候特点是十年九春旱,所以要适时抢墒播种。如果播种时旱情严重,一定要采用坐水抗旱播种,绝不能等雨下种,避免因播种时间延后使玉米的生育期推迟造成玉米贪青。目前播种大多采用机械播种或手动式扎眼器播种。播种深度要适宜,播种过深,幼苗生长细弱;播种过浅,春风一抽很容易造成种子落干或芽干。尤其近年来为了实现农业的节本增效,精量点播技术在农业生产上大面积推广应用,更要把好播种质量关,根据土壤墒情掌握播种深度,给种子生长发育创造最适宜的生长环境条件,确保苗全、苗齐、苗壮。 6把好播后管理关 播后搞好镇压在保证玉米全苗的生产过程中也是至关重要的。镇压时应该掌握适度,一定要根据耕地的土质和播时的土壤墒情而定,土质黏重的要适当晚镇压,以免因镇压影响幼苗的出土,如果播种后土壤较疏松要及时镇压,防止通风跑墒。玉米田在应用除草剂化学锄草时,也会因为除草剂的使用不合理而影响苗全苗壮。为了保证除草效果,农民在使用除草剂时往往加大用药剂量,致使玉米幼芽在未出土前受到药害,不出土或出土时整株叶片扭卷在一起成为“大鞭子苗”,受害轻的植株通过生长慢慢恢复,或通过人工辅助措施后期可以成为正常植株;受害严重的无法恢复只能成为无效植株。因此,一定要按药剂的使用说明使用除草剂,以免造成不必要的减产损失。 育种论文:生物育种产业技术创新论文 1联盟的成立和建设情况 1.1联盟的成立和发展目标在新形势下,合肥种业人提出了“抢占创新高地,打造‘种业之都’”的口号。在合肥市科技局的支持下,安徽安徽荃银高科种业股份有限公司种业股份有限公司、安徽农业大学、安徽省农业科学院等16家单位于2013年1月发起成立了发起筹备成立了“合肥市生物育种产业技术创新战略联盟”。推进我市生物育种产业到2015年产值突破200亿元,将合肥打造成为“基础研究有突破、商业化育种有特色、产业化有规模”的中国“种业之都”。目前,联盟共吸纳了合肥市辖区38家有一定规模的从事生物育种产业的企事业单位参加,包括科研机构3家、高校1家、省级以上农业产业化龙头企业9家、基金1家,企业是组成战略联盟的主体[12]。成立一年多来,除常规的理事会以及日常交流的活动,联盟开展了联盟成立大会、合肥市农作物生物育种南繁会议等在国内有影响力的活动,为合肥抢占生物育种创新高地做出了努力。 1.2联盟的建设情况借助知名专家智力优势,为产业发展指明方向。联盟成立以来,专家委员会积极献言献策,帮助成员单位解疑答惑。联盟也聘请院士、知名专家等面向成员单位开展技术指导和学术培训。2013年5月19日,邀请国家知识产权局邹吉承博士为联盟内成员作“专利申请文件的撰写与审查意见的答复”的报告。2013年8月7日,在联盟成立大会上,邀请谢华安院士做育种报告会。2014年11月10日邀请美国密西西比州立大学廖圣法博士作畜禽研发报告。利用现有研发平台,向联盟内成员提供服务。联盟各成员单位性质不同,发展方向有差别,进入行业时间有先后,致使个成员间的研发平台层次不均。基于联盟框架内,各成员单位间充分利用其他单位的重点实验室、工程中心、海外实验室等优势研发平台,开展分子技术,以及品质、病害检测等方面的服务工作。以品种示范和学术交流,带动产业进步。联盟组织以品种示范,以及相关学术交流为桥梁,促进成员内单位互相进步,拓展产业发展空间。其中,2014年2月28日在三亚主办的”合肥市农作物生物育种南繁工作成果展示暨产业研讨会”,参观考察了中国农业科学院作物所、中国水稻研究所等单位及联盟成员单位的科研育种基地和品种展示田。2013年12月9日在广东湛江市安徽江淮园艺种业股份有限公司试验基地召开合肥南瓜育种成果展示会。开展联合技术攻关、资源共享,解决共性问题。联盟内各单位互补性强,通过联盟为纽带,进行联合攻关,解决制约行业发展的共性关键问题。同时,建立了联盟工作群,各成员间在企业发展思路、育种技术、企业上市等方面的交流,加强了品种、科研平台之间的合作。通过联盟成员单位之间的合作,成功申报了2015年科技部政府援外项目、2015年安徽省科技攻关项目和2014国家发改委生物育种能力建设滚动项目等。为市政府提供政策决策支持。联盟定位为“产业的服务者,政府的智囊团”,在积极促进产业升级的同时,为政府的提供决策依据。积极筹划建设皖江农业生物育种研究院;为合肥市《关于深化种业体制改革加快种业发展的实施意见》提供建议;撰写了《合肥市生物育种产业发展现状与对策》等报告。另外,近几年还承办部分国内有影响力的活动。如2013年9月2日-4日的“水稻产业技术发展报告会暨两系杂交中稻现场考察会”和2014年9月10日的“安徽张海银种业基金会促进奖颁奖暨荃银高科新品种展示考察汇报会”。承接农业部认定的国家品种审定绿色通道“南方稻区企业区试联合体”。联盟成员单位紧密合作成功申报“安徽畜禽产业共性技术研究院”。安徽农业大学动物科技学院与安徽温氏畜牧有限公司、合肥立华畜禽有限公司、安徽安泰种猪育种有限公司和安徽长风农牧科技有限公司共同申报。 2主要工作成效 2.1产业科技水平得到提升联盟成员单位包揽了安徽省和合肥市近几年的科技进步一等奖。特别是自联盟成立以来,更是取得了较为突出的成绩。安徽省农科院水稻研究所参与的“两系法杂交水稻技术研究与应用”获2013国家科技进步特等奖(排名第四);2014年安徽省科技进步一等奖的3个农业类项目,均为联盟内单位获评,分别为安徽省农科院水稻所完成的“转基因作物风险防控技术研究与应用”项目,安徽农业大学主持的“沿淮低洼地农作物减灾增效关键技术及产品研发与应用”项目和“国审黄羽肉鸡新品种(配套系)的培育及应用”项目。在2013年合肥市科技进步奖评审中,安徽华韵生物科技有限公司和安徽江淮园艺种业股份有限公司分别荣获一、二等奖。 2.2促进产业快速发展科技是中小企业发展的优秀。在经济下行形势下,联盟内企业营业收入仍有较大的增长。2013年,联盟内23家农作物种业企业营业收入近30亿元,较上年度增幅达11%;9家畜禽种业企业营业收入达20亿元。也正是在这种发展势头的促进下,国家发改委、农业部和财政部拨付专项资金3240万元,支持联盟内企业进行生物育种能力建设。同时,联盟单位安徽皖垦种业股份有限公司的IPO工作已招股说明书,如进展顺利能成为全国第九家种业上市公司。安徽江淮园艺种业股份有限公司正在筹备新三板挂牌工作,预计至2015年初,能够正式挂牌。 3相关建议 3.1设立生物育种专项,解决行业共性问题。利用项目资金、科技金融、风险投资等手段引导成员单位优势互补,针对行业共性的问题进行联合攻关。参照国家产业技术创新联盟凝练重大项目为抓手,设立专项。 3.2新品种后补助,促进科技成果转化。针对品种审定、植物新品种权保护,进行研发费用后补助,带动行业多出成果出好成果,促进成果转化。针对国审品种补贴100万元,省审补贴30万元,非主要农作物鉴定补贴5万元,植物新品种权保护授权补贴2万元。 3.3深化科技成果使用处置和收益管理。制定相关政策,在联盟内进行试点。通过体制机制创新,切实释放科研人员创新创造活力。推行市级科研单位科研成果确权制度,鼓励科研人员到企业中兼职。 3.4进一步加强对联盟的建设支持。合肥市生物育种产业技术创新战略联盟是在市科技局大力支持下成立的,联盟开展以“产业的服务者,政府的智囊团”为宗旨的一系列活动,得到了市领导和有关部门的认可。下一步联盟希望在做好本职等工作同时,通过探索联盟工作机制、拓宽产业链等方面入手,进一步增加联盟工作内涵。希望科技局能继续支持联盟的发展,共同探索出一条合肥特色的种业发展之路。 3.5扎实做好自身发展工作。合肥种业有坚实的基础,也有自身特色。但要引领全国,甚至在国际上有影响力,一方面需要政府创造良好的发展环境,另一方面更需各理事单位努力,实现自身的长足发展。打铁还需自身硬。本联盟各理事单位承诺将在合法合规的前提下,开展好生产经营工作,为合肥种业做出自己的贡献。 作者:方玉邹宝德张从合单位:安徽荃银高科种业股份有限公司/农业部杂交稻新品种创制重点实验室合肥市科学技术局 育种论文:作物育种学实践教学论文 1农学专业作物育种实践教学中存在的问题 自从1999年大学本科开始扩招之后,学生就业方式由原来分配转为双向择业,因此用人单位对学生的要求越来越高,这就使得高校既要让学生抓握夯实的理论知识又要具有很强的动手实践能力、分析解决问题能力和创新能力。然而,长期以来,作物育种学实践教学受季节、学时以及实验条件的限制,不能系统地开设相关实验项目,大部分都是以教师为中心,安排几个较为简单验证性实验,学生按照教师设计好的实验步骤进行,学生被动地接受知识,这导致学生主动学习能力较差。长期在这种教学模式下,往往忽略了学生积极思维和创新意识,不利于学生自主学习能力的培养。尽管经过了理论、实验、实习等教学环节,学生对育种的基本原理和方法还是处于混沌状态,不能很好地将育种理论与实际工作中的主要育种途径和育种全过程相结合。针对这一现状,该校作物育种课题组根据多年教学经验对实验和实习部分做以改革,以期望对提高教学质量,培养学生的创新能力起到推动的作用。 2实践教学思考与改革 该校作物育种学是三年级第二学期开设的课程,这时学生已基本参与了各自的科研课题,因此课程、科研、社会三种形式有机结合,有利于将学生学习的理论与实际有机结合。另外,对育种理论的分析可知,杂交育种、杂种优势利用、转基因育种、分子标记辅助育种等4条育种途径基本概括了主要的育种原理和方法,是普遍应用、成效显著并代表未来发展的育种途径。前两者一般称为传统育种,后两者一般称为分子育种,后两者建立在前两者的基础上。实践教学应该围绕以上4条育种途径安排。 2.1实验课程与农时挂钩,培养学生动手能力 根据学生的特点,结合教材内容,用一些学生感兴趣、能够亲身体验的方法指出教学的重点,同时与传统教学方法相结合,灵活运用,以获取最佳教学效果的方法。因此我们建立了作物试验材料标本园为学生提供一个可以亲身体验、实践的环境,来培养学生解决实际问题的能力。在标本园里,从春季准备材料、春播、生长期田间管理、性状调查以及秋季收获都由学生完成,这样增强了学生对农事操作的系统认识,同时还熟悉了各种作物的生物学特性以及生长变化规律。例如,在标本园可以使学生更生动、更直观地了解水稻和玉米的父母本特征特性、父母本花期预测方法、父母本花器构造和开花习性等,从而将课堂理论知识与实践有机结合。另外,由于受到季节或天气变化的限制,作物育种学的一些实践教学内容常常错过作物开花的最佳时期,为弥补这一被动局面,我们录制并制作了大豆、玉米、小麦、水稻等作物花期以及自交杂交育种技术视频,理论教学过程中运用多媒体辅助手段让学生形象地观察各种作物繁殖方式,抓握各作物自交杂交育种技术。 2.2创造实习基地,开展育种教学实习 该校具有鲜明的农垦特色,所以我们在院里领导帮助下与校外两个农垦分局共10个农场合作。根据农事现状,安排为期4周的农场实习。在农场学生亲自动手实践,调查分析当前农场各种作物的种植结构,以及了解当前国内品种和国外品种的种植比例,分析我国农业面临的困难与问题,这样学生在实习过程中不但将育种理论知识和方法有机结合起来,同时还培养了学生思考问题分析问题的能力。此外,为提高该校学生就业市场的竞争力,我们还与几个大的国内育种公司合作,建立企业实习基地,为学生提供更多的实习机会,加深理论知识的理解,同时也培养了学生适应社会的能力。 2.3组织学生进入课题组,培养学生探索知识的兴趣 作物育种学实验所用实验材料常常是由上一年准备出来的,这期间如果天气变化较大不但影响农业生产,还会使我们实验材料前期准备可能受到阻碍,从而直接影响相关实验课的开设。另外,一个育种程序需要几年时间连续完成,简单地靠实验员是不可能实现的。因此,组织学生进入课题组参与导师科研,以科研促教学,才能很好地解决以上问题。我们学院有省级重点学科、农业部“大豆作物改良中心”、农产品加工质量监督检验测试中心、校级和省级教育厅重点实验室,以及科研用地一千多亩,这为我们实践教学提供丰富的实验材料。同时科研导师结合自己的研究方向,利用科研材料为学生讲解实验,让学生系统的理解育种理论。 2.4生物技术与传统育种理论相结合,全面提高学生实践能力 随着生命科学的迅猛发展,生物技术在作物育种中极大地被应用这样大背景下,实验内容必须要进行必要的更新补充。因此,为提高学生对当前育种手段、技术的认识,我们结合校、院实验室建设,在原有实验项目基础上增加了SSR分子标记技术在杂种优势利用中的应用。开设分子标记辅助选择育种实验将生物技术知识与传统育种理论有机联系起来,这样既避免重复训练,又在有限的时间内使学生全面掌握知识。 2.5完善实验考核制度 实验教学在一定程度上可以做为检验课堂理论教学效果的重要手段。为加深巩固学生所学理论知识,提高学生动手能力,我们对原来的考核制度进行了改革。实验成绩包括平时成绩和期末考核两部分,成绩各占50%。其中平时成绩包括出勤、实验课堂表现、实验报告和实验课提问回答情况。实验期末考核以笔试方式,譬如让学生回答各种作物的开花习性、花器官构造、自交和杂交技术要点等。 3结束语 通过对作物育种学实验实习的教学改革,很好地激发了学生学习的主动性和积极性,使学生将理论知识与实践技能有机的结合起来,创新意识和能力也得到较好的锻炼和培养,学生的专业素质水平得到全面提高。 作者:孙丽芳 王霞 高树仁 金光辉 单位:黑龙江八一农垦大学农学院 育种论文:小麦统一供种对育种的影响论文 摘要:在当前国家小麦执行良种补贴政策下,从育种的角度分析小麦良种补贴对小麦育种的积极作用和不利影响。针对这些情况提出解决的建议,以供参考。 关键词:统一供种;小麦育种;品种权;影响 良种补贴是国家帮助农民增加收入的重要举措,为了搞好良种补贴,各地各部门都采取了积极的措施落实良种补贴政策。为了充分发挥良种补贴对粮食生产的促进作用,许多地区采取了统一供种操作方式。 我国小麦统一供种政策自2003年至今已进行了5年。5年来,累计推广面积达2133万公顷,在小麦增加产量和品种改良上起到了举足轻重的作用,但也正由于统一供种推广面积大,用种数量多,在给种子公司(企业)、育种单位等部门带来积极作用的同时也产生了一些不利影响。笔者以育种工作者的身份,通过对市场的调查和分析,就小麦统一供种对小麦育种工作的影响进行分析。 1统一供种对育种工作的积极意义 1.1提高农户购种积极性,体现育种价值 在政府良种补贴款的支持下,许多农户改变了以前自留种的习惯,积极购买种植产量高、表现好的优良品种,扩大了种植面积,增加了市场份额。这些优良品种给农民带来了丰厚的经济回报,为农民增收、社会增效起重大作用,充分体现出育种工作的真正意义和价值。 1.2净化种业市场,指明育种工作方向 随着《中华人民共和国种子法》的颁布与实施和种子市场的开放,每年通过审定品种繁多,市场上流通的各种农作物种子不计其数,竞争十分激烈。由于市场体制的不健全,在市场竞争中,许多表现优良的品种往往由于缺乏推广资金、推广平台差等原因而得不到有效推广;反而一些种业集团(大公司)借助其资金雄厚、销售队伍强,在高利润的刺激下,将那些已经过时的、表现平平的、被淘汰的品种,甚至是一些假冒伪劣的种子通过改头换面,变成了市场上“佼佼者”大肆推广,坑农害农,给社会和农民造成了严重损失。统一供种从源头抓起,所供品种是由诸多专家组成评审团通过考察、审议等许多环节才确定的。这些品种不论在表现、产量、品质等各个方面都十分突出,是市场需要和认可的。这一举措严重地打击了那些以次充好滥竽充数的做法,有效地净化了种子市场,使种子市场竞争有序、良性发展。这一措施一方面净化了种业市场,另一方面也告诉我们什么样的品种是农民所想,什么样的品种适合市场需求,什么样的品种才能成为市场主角,同时也给育种工作指明了目标和方向,使其有的放矢,育出更多、更好的新品种,为我国农业发展作出更大贡献。 1.3价格保护,促进科技创新和知识产权保护 从众多小麦品种中选出一定数量的优良品种作为统一供种用种。这些品种相当一部分是受植物新品种权保护的。政府在圈定价格时执行了保护品种保护价政策,较一般品种高0.20元/kg左右,各地因品种而异。这极大地促进了育种工作者对科技的创新和知识产权的保护工作,采用多种手段搞创新。对新审定的优良品种及时申请新品种保护,保护了知识产权,保护了育种者利益。 2统一供种工作中存在的问题 2.1干扰市场,挫伤育种工作积极性 随着国家小麦良种补贴政策的进一步深化,各地统一供种面积不断扩大,有些省份已达到甚至突破当地小麦耕种面积的2/3以上,通过市场运作的小麦种数量十分有限。在按市场规律运作的今天,政府的这种行为已带有改革开放前的计划经济影子,从某种意义上讲违背了市场运作规律,不利于种业市场发展。一个表现优良新审定的品种在市场推广过程中可能因政府的“计划”,不规范的市场运作而失去市场份额和价值。对育种工作来说,不能尽早发挥品种给农户带来的增产增效作用,就意味着品种失去了原有价值,严重挫伤育种工作积极性。 2.2新品种被冷落,阻碍新品种推广和技术创新农业部门一般选择数量多、价格便宜的老品种作为统一供种用种,因为价格低,很多地方甚至把市场上已经淘汰的品种又重新拾起来,这种做法实际上是保护了落后的品种,妨碍了新品种的推广。一些小麦品种刚通过审定,虽然质量好但因价位高得不到政府部门的支持,不能进入统一供种项目,市场流通份额小,加之小麦属常规作物,新品种、新技术保护期限短,育种工作者的利益得不到保障,技术创新意识受到严重影响。 2.3保护品种保护价执行力度差,削弱了育种工作者的知识产权保护意识 政府的统一供种有一部分是受过植物新品种保护的品种。众所周知,在通常情况下,保护品种在价格方面高于市场上一般品种,以体现保护品种价值。但近几年许多地方在统一供种招标价格上一味控制和降低价格,各品种在价格上没有大差别。由于保护品种执行保护价格的政策得不到有效落实,品种保护和不保护都一样,损害了育种者的经济利益,在一定程度上消弱育种工作者对知识产权的保护意识。 3建议 3.1淘汰老品种,选用优良新品种 统一供种和国家良种补贴政策的根本是提高农民收入,增加社会效益,选用老品种不符合这一根本出发点,不能提高农民收入和社会效益,还影响着新品种、新技术的推广。优良新品种是高科技农业的载体,是向农民传播农业成果的种子,是促进农民增收的保障,故选用优良新品种是发展好农村经济的主要目标之一。 3.2完善价格体制,尊重知识产权 在统一供种招标竞价过程中,要保护育种人(单位)的利益,要充分体现知识产权的价值。尊重知识产权区分好一般品种和保护品种的不同,实行一个品种一个价,不断完善价格机制,实现知识产权应有价值。 3.3以市场为导向,确定育种目标 育种成果最终要走向市场、进入农户。要以市场为导向,根据市场的需求确定育种工作的目标,不能盲目地搞育种。市场需求什么,农户需要什么,育种工作就做什么,这是市场运作的不变规律。 统一供种给育种工作带来了机会,使育种成果能得以迅速推广,实现育种工作和成果的价值,同时统一供种也给育种工作带来了挑战。在当前政策下怎样搞好育种工作,怎样使我们的成果能迅速进入市场,使育种成果给农户增收、社会增效发挥应有作用都值得我们深深地思考。 育种论文:果树三倍体育种研究论文 摘要:本文综述了果树三倍体的研究进展:果树三倍体育种的途径主要包括利用对自然变异的选择获得三倍体、利用有性杂交来培育三倍体、利用胚乳培养获得三倍体和利用原生质融合培育三倍体;对三倍体的鉴定主要从形态特征、解剖结构、生理生化特性和染色体数目等方面来考虑,同时对今后果树三倍体育种的研究方向进行了展望。 关键词:果树三倍体育种 多培体现象是高等生物最普遍的特点之一。据统计,在果树中,多培体类型分属于20科、35属,400余种。果树多倍体一般具有生长旺盛、果实大且少籽或无籽、产量高、适应性和抗逆性强等特点,且能够利用无性繁殖的方式固定其优良性状,使之保持稳定而不分离,在生产上长期利用。三倍体生物与其他多倍体相比,其营养生长通常是最好的。一般说来,三倍体具有两大基本特征:由体细胞增大所引起的巨大性和由减数分裂过程紊乱造成的不育性,再加上多种不同生物类型和品种的三倍体所具有的特殊可贵性状,常引起育种工作者的关注,已经成为果树育种工作的重要组成部分,形成了对三倍体选育多样化的特色。鉴于此,对果树三倍体的特性、目前果树三倍体育种的主要途径、鉴定方法以及三倍体育种中应注意的问题进行分析和总结,以期为三倍体育种的进一步研究提供基础资料。 1果树三倍体的特性 1.1生物学性状 三倍体果树由于染色体组成多于二倍体,在形态上一般表现为巨大性,细胞体积增大,枝条变粗,叶片变宽变厚、叶色浓绿,叶绿体数目增加,气孔变大但密度下降,花粉粒增大,果大、少籽或无籽,可食率高,如三倍体无籽香蕉,三倍体葡萄红标无核、夏黑,三倍体黄盖梨、大叶雪梨等。但是部分器官的巨型并不导致整个植株的巨型化,有的三倍体果树表现为生长缓慢,树体较小,节间变短,如柑桔三倍体前期生长弱,叶片厚而圆。另外,大多数的三倍体对外界环境条件具有较强的适应性,有抗旱、抗病、抗寒等特性。 1.2育性的变化 多倍体植株的能育性一般较原植物降低,一方面是由于染色体在减数分裂中的配对容易发生紊乱,另一方面是由于花粉粒巨型化导致受孕率低、结实率低。而大多数三倍体花粉是完全不育,因此三倍体果树栽培品种大多需要配植一定比例的二倍体授粉树,当然一些具有无融合生殖的果树例外。 2果树三倍体的选育途径 2.1从自然突变中选育三倍体 目前市场上常见的三倍体果树品种中,有许多是从自然突变选育出来的。虽然自然突变发生的频率很低,但这些突变形成的天然多倍体,成为直接发掘并利用其进行育种的丰富的自然源泉。 2.1.1从果树的实生苗中选育三倍体。果树在生长过程中,由于温度骤变等自然胁迫而引起体细胞或生殖细胞发生突变,可自然产生多倍体,生殖细胞突变的结果是产生了2n配子,从而产生了三倍体、四倍体或更高倍性的种子。目前已从柑橘、枇杷等种子选育出了三倍体植株。 2.1.2从果树芽变中选育三倍体。芽变是体细胞突变的一种。突变发生在芽的分生组织细胞中,当芽萌发长成枝条,并在性状上与品种类型不同而被人们发现时,即为芽变。芽变又分为基因突变和染色体变异,其中有少数三倍体枝条的产生,如山楂品种大金星、伏里红、西丰伏和赞皇大枣等均系芽变三倍体。 2.1.3从扇形嵌合体果实中分离三倍体。果树的果实和种子均由L-II层衍生而来,因此有假说认为:当果实外观出现多倍体特征时,变异所在的扇区相对应的种子也应该出现同类型的倍性变异。Bowman等发现在甜橙、葡萄柚、桔柚和橘橙中出现扇形嵌合体的频率为0.009%~0.271%,并通过培养扇形突变(表现巨型)对应区的种子或退化胚珠获得一些四倍体。从扇形嵌合体果实中分离多倍体的方法简单易行,是获得多倍体的有效途径。但扇形果实的突变频率很低,并且要大量从田间观察收集,易受环境和实验条件的制约。虽然目前还没有通过培养扇形突变发现三倍体突变,但此法不失为三倍体选育的一条途径。 2.2通过有性杂交培育三倍体 利用有性杂交进行三倍体选育,最常用的方法是二倍体与四倍体间的杂交,目前三倍体育种大都采用这种方法;也有利用未减数2n配子进行三倍体育种,但2n配子的自然发生频率较低,因此利用2n配子进行三倍体育种存在一定困难。近年来有不少关于提高2n花粉比率的研究报道。 2.2.1利用二倍体与四倍体杂交选育三倍体。二倍体与四倍体的杂交目前仍是获得三倍体的最有效途径,市场上的三倍体葡萄、苹果、柑橘等,如京早晶、红标无核葡萄,路奥、北斗、新金冠苹果等均系杂交产生。研究表明用四倍体作母本,二倍体作父本时,容易得到发育完全的种子,其中约有30%是三倍体;相反,用二倍体作母本,则正常的单倍性雌配子受精产生的三倍体胚几乎全部退化,有时不能产生种子或极少产生种子。因此在通过有性杂交培育三倍体时,要注意父、母本的选择。对于发育不完全的三倍体合子胚,可以结合胚培养技术进行抢救。另外在柑橘二倍体与二倍体杂交中也发现有三倍体产生。 2.2.2利用未减数配子进行三倍体育种。2n配子在自然界广泛存在,植物2n配子在育种方面具有许多优越性:通过2n配子提高后代倍性,可避免体细胞加倍等无性多倍化使杂种育性和生活力降低的缺陷;克服远缘杂交不亲和性和胚乳平衡数障碍;2n配子在传递杂合性和上位性方面有特殊价值;利用2n配子在二倍体水平上杂交可获得三倍体或四倍体。三倍体在许多果树上可获得无核品种,同时还能通过无性繁殖长期保存和利用。迄今为止,许多果树上均发现有2n配子存在,但利用2n配子进行多倍体育种的研究报道较少,这主要是因为2n配子的自然发生频率一般都比较低的缘故。据有关研究报道,苹果的2n花粉发生频率为0.014%~1.71%,葡萄的2n花粉发生频率为0.015%~5.85%。提高2n配子的发生频率是利用2n配子进行多倍体育种的关键,另外,由于2n雄配子在育种中的利用较雌配子更为简便,因此,近年来有许多关于提高2n花粉比率的报道。2.3体-配融合培育同源或异源三倍体 自1972年Carlson建立第一个体细胞杂种植株以来,原生质体育种迅速发展起来,在短短四十多年的时间里,就建立起了一套完整的体细胞杂交体系。原生质体融合技术最为诱人之处就是可以用来产生体细胞杂种和体-配杂种,它能克服有性杂交不亲和,性器官败育和珠心胚干扰等常规育种途径所不能解决的问题,扩大了远缘杂交的范围,开辟了育种的新途径。体-配融合是原生质体融合的一种,利用原生质体融合技术将体细胞的原生质体2x和配子的原生质体1x进行融合,产生一个三倍体细胞,进而形成三倍体植株。目前通过原生质体融合已经成功的培育出一些果树的体细胞杂种植株,体-配融合尚处于研究阶段。 2.4胚乳培养 被子植物胚乳是双受精产物之一,胚乳由3个单倍体核融合而成的,其中1个来自雄配子体,2个来自雌配子体,因此胚乳是天然的三倍体组织,具有双亲的遗传成分,对育种后代性状有一定的预见性。而且胚乳同样具有一般细胞的全能性,通过胚乳细胞的培养可获得三倍体植株。胚乳离体培养比2x与4x杂交获得三倍体快得多。目前已经获得了枇杷、杨桃、葡萄、柿子、西番莲、猕猴桃、柑橘、枣等的胚乳植株。这些胚乳植株有的未能成功移栽大田,有的通过微芽嫁接移栽土壤中生长。但从开始果树胚乳培养至今,应用于生产的却很少。据分析,其中的原因有二:其一,移栽成活困难,与二倍体砧木不亲和;其二,胚乳培养植株的染色体数目不稳定,常含有二倍体及非整倍体,有的在自然移栽生长过程中退化成二倍体。 3三倍体植株的鉴定 植物多倍体的判别和鉴定方法从原理上是依据其外在和内在的特征特性衍生而来的。一般而言,可以以形态外形观察为基础,组织化学、叶绿体计数为辅助、细胞学观察染色体数来确定,切忌以个别特征为依据妄言断之。目前最常见的鉴定方法有:形态鉴定法,细胞学鉴定法,染色体计数法;此外还有利用原位杂交技术如FISH、GISH以及RAPD、RFU技术等进行植株倍性鉴定。对于三倍体来说最直接有效的鉴定方法为染色体记数法,通过检测分生旺盛的器官、组织的染色体数来进行鉴定,它是最直接、也是最准确的鉴定方法。它不但能区别倍性而且还能鉴定是整倍性或非整倍性的变异。因染色体制片技术早已成熟,故切实可行。 4三倍体育种中存在的问题及展望 三倍体果树品种的选育,在一定程度上丰富了果树种质资源,拓宽了果树品种选育的途径,取得了丰硕的成果,但是果树三倍体育种也存在一些各式各样的问题,综合目前果树三倍体育种的研究现状,笔者认为果树三倍体育种中应注意以下几个问题: 4.1重视三倍体新种质的保存 在三倍体的育种过程中存在着移栽困难、砧木不亲和以及三倍体丛生芽不生根等问题。对这些种质,管理不当就会造成种质资源的丢失,可利用组织培养结合低温保存的手段,来保存这些材料的茎尖、茎段、愈伤以及原生质体等,以便将来进一步的研究。 4.2重视三倍体新种质其他特性的发掘 目前三倍体育种的目标主要选育是大果、无籽、风味好的品种,而忽略了对其他特性的挖掘。我们可以在对其进行目标性状鉴定的过程中,同时进行其他特性的检测,如矮化、抗旱、抗病、抗寒等,以便作为新的种质资源加以利用。 4.3对现有的三倍体材料作进一步的研究 目前果树的三倍体研究取得了一些进展,也培育了一些三倍体果树品种,并成功推向市场,但对三倍体的无籽机理尚未完全搞清楚。在今后的研究中可以结合基因工程等高新技术,从分子水平来研究无籽的内在机理。另外,在多倍体包括三倍体的种植过程中,有时会出现倍性的退化问题,即多倍体材料种植一段时间后又退化成了二倍体,这些机理目前尚不清楚,需要进一步深入研究。 4.4加快三倍体果树品种的选育进程 从培育出一个三倍体植株到最终完成对该植株的检测,往往要耗费几年甚至十多年的时间,浪费了许多宝贵的时间。如何缩短育种年限是今后果树三倍体育种应该注意的问题。 育种论文:果树三倍体育种管理论文 论文关键词:果树三倍体育种 论文摘要:本文综述了果树三倍体的研究进展:果树三倍体育种的途径主要包括利用对自然变异的选择获得三倍体、利用有性杂交来培育三倍体、利用胚乳培养获得三倍体和利用原生质融合培育三倍体;对三倍体的鉴定主要从形态特征、解剖结构、生理生化特性和染色体数目等方面来考虑,同时对今后果树三倍体育种的研究方向进行了展望。 多培体现象是高等生物最普遍的特点之一。据统计,在果树中,多培体类型分属于20科、35属,400余种。果树多倍体一般具有生长旺盛、果实大且少籽或无籽、产量高、适应性和抗逆性强等特点,且能够利用无性繁殖的方式固定其优良性状,使之保持稳定而不分离,在生产上长期利用。三倍体生物与其他多倍体相比,其营养生长通常是最好的。一般说来,三倍体具有两大基本特征:由体细胞增大所引起的巨大性和由减数分裂过程紊乱造成的不育性,再加上多种不同生物类型和品种的三倍体所具有的特殊可贵性状,常引起育种工作者的关注,已经成为果树育种工作的重要组成部分,形成了对三倍体选育多样化的特色。鉴于此,对果树三倍体的特性、目前果树三倍体育种的主要途径、鉴定方法以及三倍体育种中应注意的问题进行分析和总结,以期为三倍体育种的进一步研究提供基础资料。 1果树三倍体的特性 1.1生物学性状 三倍体果树由于染色体组成多于二倍体,在形态上一般表现为巨大性,细胞体积增大,枝条变粗,叶片变宽变厚、叶色浓绿,叶绿体数目增加,气孔变大但密度下降,花粉粒增大,果大、少籽或无籽,可食率高,如三倍体无籽香蕉,三倍体葡萄红标无核、夏黑,三倍体黄盖梨、大叶雪梨等。但是部分器官的巨型并不导致整个植株的巨型化,有的三倍体果树表现为生长缓慢,树体较小,节间变短,如柑桔三倍体前期生长弱,叶片厚而圆。另外,大多数的三倍体对外界环境条件具有较强的适应性,有抗旱、抗病、抗寒等特性。 1.2育性的变化 多倍体植株的能育性一般较原植物降低,一方面是由于染色体在减数分裂中的配对容易发生紊乱,另一方面是由于花粉粒巨型化导致受孕率低、结实率低。而大多数三倍体花粉是完全不育,因此三倍体果树栽培品种大多需要配植一定比例的二倍体授粉树,当然一些具有无融合生殖的果树例外。 2果树三倍体的选育途径 2.1从自然突变中选育三倍体 目前市场上常见的三倍体果树品种中,有许多是从自然突变选育出来的。虽然自然突变发生的频率很低,但这些突变形成的天然多倍体,成为直接发掘并利用其进行育种的丰富的自然源泉。 2.1.1从果树的实生苗中选育三倍体。果树在生长过程中,由于温度骤变等自然胁迫而引起体细胞或生殖细胞发生突变,可自然产生多倍体,生殖细胞突变的结果是产生了2n配子,从而产生了三倍体、四倍体或更高倍性的种子。目前已从柑橘、枇杷等种子选育出了三倍体植株。 2.1.2从果树芽变中选育三倍体。芽变是体细胞突变的一种。突变发生在芽的分生组织细胞中,当芽萌发长成枝条,并在性状上与品种类型不同而被人们发现时,即为芽变。芽变又分为基因突变和染色体变异,其中有少数三倍体枝条的产生,如山楂品种大金星、伏里红、西丰伏和赞皇大枣等均系芽变三倍体。 2.1.3从扇形嵌合体果实中分离三倍体。果树的果实和种子均由L-II层衍生而来,因此有假说认为:当果实外观出现多倍体特征时,变异所在的扇区相对应的种子也应该出现同类型的倍性变异。Bowman等发现在甜橙、葡萄柚、桔柚和橘橙中出现扇形嵌合体的频率为0.009%~0.271%,并通过培养扇形突变(表现巨型)对应区的种子或退化胚珠获得一些四倍体。从扇形嵌合体果实中分离多倍体的方法简单易行,是获得多倍体的有效途径。但扇形果实的突变频率很低,并且要大量从田间观察收集,易受环境和实验条件的制约。虽然目前还没有通过培养扇形突变发现三倍体突变,但此法不失为三倍体选育的一条途径。 2.2通过有性杂交培育三倍体 利用有性杂交进行三倍体选育,最常用的方法是二倍体与四倍体间的杂交,目前三倍体育种大都采用这种方法;也有利用未减数2n配子进行三倍体育种,但2n配子的自然发生频率较低,因此利用2n配子进行三倍体育种存在一定困难。近年来有不少关于提高2n花粉比率的研究报道。 2.2.1利用二倍体与四倍体杂交选育三倍体。二倍体与四倍体的杂交目前仍是获得三倍体的最有效途径,市场上的三倍体葡萄、苹果、柑橘等,如京早晶、红标无核葡萄,路奥、北斗、新金冠苹果等均系杂交产生。研究表明用四倍体作母本,二倍体作父本时,容易得到发育完全的种子,其中约有30%是三倍体;相反,用二倍体作母本,则正常的单倍性雌配子受精产生的三倍体胚几乎全部退化,有时不能产生种子或极少产生种子。因此在通过有性杂交培育三倍体时,要注意父、母本的选择。对于发育不完全的三倍体合子胚,可以结合胚培养技术进行抢救。另外在柑橘二倍体与二倍体杂交中也发现有三倍体产生。 2.2.2利用未减数配子进行三倍体育种。2n配子在自然界广泛存在,植物2n配子在育种方面具有许多优越性:通过2n配子提高后代倍性,可避免体细胞加倍等无性多倍化使杂种育性和生活力降低的缺陷;克服远缘杂交不亲和性和胚乳平衡数障碍;2n配子在传递杂合性和上位性方面有特殊价值;利用2n配子在二倍体水平上杂交可获得三倍体或四倍体。三倍体在许多果树上可获得无核品种,同时还能通过无性繁殖长期保存和利用。迄今为止,许多果树上均发现有2n配子存在,但利用2n配子进行多倍体育种的研究报道较少,这主要是因为2n配子的自然发生频率一般都比较低的缘故。据有关研究报道,苹果的2n花粉发生频率为0.014%~1.71%,葡萄的2n花粉发生频率为0.015%~5.85%。提高2n配子的发生频率是利用2n配子进行多倍体育种的关键,另外,由于2n雄配子在育种中的利用较雌配子更为简便,因此,近年来有许多关于提高2n花粉比率的报道。 2.3体-配融合培育同源或异源三倍体 自1972年Carlson建立第一个体细胞杂种植株以来,原生质体育种迅速发展起来,在短短四十多年的时间里,就建立起了一套完整的体细胞杂交体系。原生质体融合技术最为诱人之处就是可以用来产生体细胞杂种和体-配杂种,它能克服有性杂交不亲和,性器官败育和珠心胚干扰等常规育种途径所不能解决的问题,扩大了远缘杂交的范围,开辟了育种的新途径。体-配融合是原生质体融合的一种,利用原生质体融合技术将体细胞的原生质体2x和配子的原生质体1x进行融合,产生一个三倍体细胞,进而形成三倍体植株。目前通过原生质体融合已经成功的培育出一些果树的体细胞杂种植株,体-配融合尚处于研究阶段。 2.4胚乳培养 被子植物胚乳是双受精产物之一,胚乳由3个单倍体核融合而成的,其中1个来自雄配子体,2个来自雌配子体,因此胚乳是天然的三倍体组织,具有双亲的遗传成分,对育种后代性状有一定的预见性。而且胚乳同样具有一般细胞的全能性,通过胚乳细胞的培养可获得三倍体植株。胚乳离体培养比2x与4x杂交获得三倍体快得多。目前已经获得了枇杷、杨桃、葡萄、柿子、西番莲、猕猴桃、柑橘、枣等的胚乳植株。这些胚乳植株有的未能成功移栽大田,有的通过微芽嫁接移栽土壤中生长。但从开始果树胚乳培养至今,应用于生产的却很少。据分析,其中的原因有二:其一,移栽成活困难,与二倍体砧木不亲和;其二,胚乳培养植株的染色体数目不稳定,常含有二倍体及非整倍体,有的在自然移栽生长过程中退化成二倍体。 3三倍体植株的鉴定 植物多倍体的判别和鉴定方法从原理上是依据其外在和内在的特征特性衍生而来的。一般而言,可以以形态外形观察为基础,组织化学、叶绿体计数为辅助、细胞学观察染色体数来确定,切忌以个别特征为依据妄言断之。目前最常见的鉴定方法有:形态鉴定法,细胞学鉴定法,染色体计数法;此外还有利用原位杂交技术如FISH、GISH以及RAPD、RFU技术等进行植株倍性鉴定。对于三倍体来说最直接有效的鉴定方法为染色体记数法,通过检测分生旺盛的器官、组织的染色体数来进行鉴定,它是最直接、也是最准确的鉴定方法。它不但能区别倍性而且还能鉴定是整倍性或非整倍性的变异。因染色体制片技术早已成熟,故切实可行。 4三倍体育种中存在的问题及展望 三倍体果树品种的选育,在一定程度上丰富了果树种质资源,拓宽了果树品种选育的途径,取得了丰硕的成果,但是果树三倍体育种也存在一些各式各样的问题,综合目前果树三倍体育种的研究现状,笔者认为果树三倍体育种中应注意以下几个问题: 4.1重视三倍体新种质的保存 在三倍体的育种过程中存在着移栽困难、砧木不亲和以及三倍体丛生芽不生根等问题。对这些种质,管理不当就会造成种质资源的丢失,可利用组织培养结合低温保存的手段,来保存这些材料的茎尖、茎段、愈伤以及原生质体等,以便将来进一步的研究。 4.2重视三倍体新种质其他特性的发掘 目前三倍体育种的目标主要选育是大果、无籽、风味好的品种,而忽略了对其他特性的挖掘。我们可以在对其进行目标性状鉴定的过程中,同时进行其他特性的检测,如矮化、抗旱、抗病、抗寒等,以便作为新的种质资源加以利用。 4.3对现有的三倍体材料作进一步的研究 目前果树的三倍体研究取得了一些进展,也培育了一些三倍体果树品种,并成功推向市场,但对三倍体的无籽机理尚未完全搞清楚。在今后的研究中可以结合基因工程等高新技术,从分子水平来研究无籽的内在机理。另外,在多倍体包括三倍体的种植过程中,有时会出现倍性的退化问题,即多倍体材料种植一段时间后又退化成了二倍体,这些机理目前尚不清楚,需要进一步深入研究。 4.4加快三倍体果树品种的选育进程 从培育出一个三倍体植株到最终完成对该植株的检测,往往要耗费几年甚至十多年的时间,浪费了许多宝贵的时间。如何缩短育种年限是今后果树三倍体育种应该注意的问题。 育种论文:小麦育种影响管理论文 论文关键词统一供种;小麦育种;品种权;影响 论文摘要在当前国家小麦执行良种补贴政策下,从育种的角度分析小麦良种补贴对小麦育种的积极作用和不利影响。针对这些情况提出解决的建议,以供参考。 良种补贴是国家帮助农民增加收入的重要举措,为了搞好良种补贴,各地各部门都采取了积极的措施落实良种补贴政策。为了充分发挥良种补贴对粮食生产的促进作用,许多地区采取了统一供种操作方式。 我国小麦统一供种政策自2003年至今已进行了5年。5年来,累计推广面积达2133万公顷,在小麦增加产量和品种改良上起到了举足轻重的作用,但也正由于统一供种推广面积大,用种数量多,在给种子公司(企业)、育种单位等部门带来积极作用的同时也产生了一些不利影响。笔者以育种工作者的身份,通过对市场的调查和分析,就小麦统一供种对小麦育种工作的影响进行分析。 1统一供种对育种工作的积极意义 1.1提高农户购种积极性,体现育种价值 在政府良种补贴款的支持下,许多农户改变了以前自留种的习惯,积极购买种植产量高、表现好的优良品种,扩大了种植面积,增加了市场份额。这些优良品种给农民带来了丰厚的经济回报,为农民增收、社会增效起重大作用,充分体现出育种工作的真正意义和价值。 1.2净化种业市场,指明育种工作方向 随着《中华人民共和国种子法》的颁布与实施和种子市场的开放,每年通过审定品种繁多,市场上流通的各种农作物种子不计其数,竞争十分激烈。由于市场体制的不健全,在市场竞争中,许多表现优良的品种往往由于缺乏推广资金、推广平台差等原因而得不到有效推广;反而一些种业集团(大公司)借助其资金雄厚、销售队伍强,在高利润的刺激下,将那些已经过时的、表现平平的、被淘汰的品种,甚至是一些假冒伪劣的种子通过改头换面,变成了市场上“佼佼者”大肆推广,坑农害农,给社会和农民造成了严重损失。统一供种从源头抓起,所供品种是由诸多专家组成评审团通过考察、审议等许多环节才确定的。这些品种不论在表现、产量、品质等各个方面都十分突出,是市场需要和认可的。这一举措严重地打击了那些以次充好滥竽充数的做法,有效地净化了种子市场,使种子市场竞争有序、良性发展。这一措施一方面净化了种业市场,另一方面也告诉我们什么样的品种是农民所想,什么样的品种适合市场需求,什么样的品种才能成为市场主角,同时也给育种工作指明了目标和方向,使其有的放矢,育出更多、更好的新品种,为我国农业发展作出更大贡献。 1.3价格保护,促进科技创新和知识产权保护 从众多小麦品种中选出一定数量的优良品种作为统一供种用种。这些品种相当一部分是受植物新品种权保护的。政府在圈定价格时执行了保护品种保护价政策,较一般品种高0.20元/kg左右,各地因品种而异。这极大地促进了育种工作者对科技的创新和知识产权的保护工作,采用多种手段搞创新。对新审定的优良品种及时申请新品种保护,保护了知识产权,保护了育种者利益。 2统一供种工作中存在的问题 2.1干扰市场,挫伤育种工作积极性 随着国家小麦良种补贴政策的进一步深化,各地统一供种面积不断扩大,有些省份已达到甚至突破当地小麦耕种面积的2/3以上,通过市场运作的小麦种数量十分有限。在按市场规律运作的今天,政府的这种行为已带有改革开放前的计划经济影子,从某种意义上讲违背了市场运作规律,不利于种业市场发展。一个表现优良新审定的品种在市场推广过程中可能因政府的“计划”,不规范的市场运作而失去市场份额和价值。对育种工作来说,不能尽早发挥品种给农户带来的增产增效作用,就意味着品种失去了原有价值,严重挫伤育种工作积极性。 2.2新品种被冷落,阻碍新品种推广和技术创新 农业部门一般选择数量多、价格便宜的老品种作为统一供种用种,因为价格低,很多地方甚至把市场上已经淘汰的品种又重新拾起来,这种做法实际上是保护了落后的品种,妨碍了新品种的推广。一些小麦品种刚通过审定,虽然质量好但因价位高得不到政府部门的支持,不能进入统一供种项目,市场流通份额小,加之小麦属常规作物,新品种、新技术保护期限短,育种工作者的利益得不到保障,技术创新意识受到严重影响。 2.3保护品种保护价执行力度差,削弱了育种工作者的知识产权保护意识 政府的统一供种有一部分是受过植物新品种保护的品种。众所周知,在通常情况下,保护品种在价格方面高于市场上一般品种,以体现保护品种价值。但近几年许多地方在统一供种招标价格上一味控制和降低价格,各品种在价格上没有大差别。由于保护品种执行保护价格的政策得不到有效落实,品种保护和不保护都一样,损害了育种者的经济利益,在一定程度上消弱育种工作者对知识产权的保护意识。 3建议 3.1淘汰老品种,选用优良新品种 统一供种和国家良种补贴政策的根本是提高农民收入,增加社会效益,选用老品种不符合这一根本出发点,不能提高农民收入和社会效益,还影响着新品种、新技术的推广。优良新品种是高科技农业的载体,是向农民传播农业成果的种子,是促进农民增收的保障,故选用优良新品种是发展好农村经济的主要目标之一。 3.2完善价格体制,尊重知识产权 在统一供种招标竞价过程中,要保护育种人(单位)的利益,要充分体现知识产权的价值。尊重知识产权区分好一般品种和保护品种的不同,实行一个品种一个价,不断完善价格机制,实现知识产权应有价值。 3.3以市场为导向,确定育种目标 育种成果最终要走向市场、进入农户。要以市场为导向,根据市场的需求确定育种工作的目标,不能盲目地搞育种。市场需求什么,农户需要什么,育种工作就做什么,这是市场运作的不变规律。 统一供种给育种工作带来了机会,使育种成果能得以迅速推广,实现育种工作和成果的价值,同时统一供种也给育种工作带来了挑战。在当前政策下怎样搞好育种工作,怎样使我们的成果能迅速进入市场,使育种成果给农户增收、社会增效发挥应有作用都值得我们深深地思考。 育种论文:小麦育种影响分析论文 论文关键词统一供种;小麦育种;品种权;影响 论文摘要在当前国家小麦执行良种补贴政策下,从育种的角度分析小麦良种补贴对小麦育种的积极作用和不利影响。针对这些情况提出解决的建议,以供参考。 良种补贴是国家帮助农民增加收入的重要举措,为了搞好良种补贴,各地各部门都采取了积极的措施落实良种补贴政策。为了充分发挥良种补贴对粮食生产的促进作用,许多地区采取了统一供种操作方式。 我国小麦统一供种政策自2003年至今已进行了5年。5年来,累计推广面积达2133万公顷,在小麦增加产量和品种改良上起到了举足轻重的作用,但也正由于统一供种推广面积大,用种数量多,在给种子公司(企业)、育种单位等部门带来积极作用的同时也产生了一些不利影响。笔者以育种工作者的身份,通过对市场的调查和分析,就小麦统一供种对小麦育种工作的影响进行分析。 1统一供种对育种工作的积极意义 1.1提高农户购种积极性,体现育种价值 在政府良种补贴款的支持下,许多农户改变了以前自留种的习惯,积极购买种植产量高、表现好的优良品种,扩大了种植面积,增加了市场份额。这些优良品种给农民带来了丰厚的经济回报,为农民增收、社会增效起重大作用,充分体现出育种工作的真正意义和价值。 1.2净化种业市场,指明育种工作方向 随着《中华人民共和国种子法》的颁布与实施和种子市场的开放,每年通过审定品种繁多,市场上流通的各种农作物种子不计其数,竞争十分激烈。由于市场体制的不健全,在市场竞争中,许多表现优良的品种往往由于缺乏推广资金、推广平台差等原因而得不到有效推广;反而一些种业集团(大公司)借助其资金雄厚、销售队伍强,在高利润的刺激下,将那些已经过时的、表现平平的、被淘汰的品种,甚至是一些假冒伪劣的种子通过改头换面,变成了市场上“佼佼者”大肆推广,坑农害农,给社会和农民造成了严重损失。统一供种从源头抓起,所供品种是由诸多专家组成评审团通过考察、审议等许多环节才确定的。这些品种不论在表现、产量、品质等各个方面都十分突出,是市场需要和认可的。这一举措严重地打击了那些以次充好滥竽充数的做法,有效地净化了种子市场,使种子市场竞争有序、良性发展。这一措施一方面净化了种业市场,另一方面也告诉我们什么样的品种是农民所想,什么样的品种适合市场需求,什么样的品种才能成为市场主角,同时也给育种工作指明了目标和方向,使其有的放矢,育出更多、更好的新品种,为我国农业发展作出更大贡献。 1.3价格保护,促进科技创新和知识产权保护 从众多小麦品种中选出一定数量的优良品种作为统一供种用种。这些品种相当一部分是受植物新品种权保护的。政府在圈定价格时执行了保护品种保护价政策,较一般品种高0.20元/kg左右,各地因品种而异。这极大地促进了育种工作者对科技的创新和知识产权的保护工作,采用多种手段搞创新。对新审定的优良品种及时申请新品种保护,保护了知识产权,保护了育种者利益。 2统一供种工作中存在的问题 2.1干扰市场,挫伤育种工作积极性 随着国家小麦良种补贴政策的进一步深化,各地统一供种面积不断扩大,有些省份已达到甚至突破当地小麦耕种面积的2/3以上,通过市场运作的小麦种数量十分有限。在按市场规律运作的今天,政府的这种行为已带有改革开放前的计划经济影子,从某种意义上讲违背了市场运作规律,不利于种业市场发展。一个表现优良新审定的品种在市场推广过程中可能因政府的“计划”,不规范的市场运作而失去市场份额和价值。对育种工作来说,不能尽早发挥品种给农户带来的增产增效作用,就意味着品种失去了原有价值,严重挫伤育种工作积极性。 2.2新品种被冷落,阻碍新品种推广和技术创新 农业部门一般选择数量多、价格便宜的老品种作为统一供种用种,因为价格低,很多地方甚至把市场上已经淘汰的品种又重新拾起来,这种做法实际上是保护了落后的品种,妨碍了新品种的推广。一些小麦品种刚通过审定,虽然质量好但因价位高得不到政府部门的支持,不能进入统一供种项目,市场流通份额小,加之小麦属常规作物,新品种、新技术保护期限短,育种工作者的利益得不到保障,技术创新意识受到严重影响。 2.3保护品种保护价执行力度差,削弱了育种工作者的知识产权保护意识 政府的统一供种有一部分是受过植物新品种保护的品种。众所周知,在通常情况下,保护品种在价格方面高于市场上一般品种,以体现保护品种价值。但近几年许多地方在统一供种招标价格上一味控制和降低价格,各品种在价格上没有大差别。由于保护品种执行保护价格的政策得不到有效落实,品种保护和不保护都一样,损害了育种者的经济利益,在一定程度上消弱育种工作者对知识产权的保护意识。 3建议 3.1淘汰老品种,选用优良新品种 统一供种和国家良种补贴政策的根本是提高农民收入,增加社会效益,选用老品种不符合这一根本出发点,不能提高农民收入和社会效益,还影响着新品种、新技术的推广。优良新品种是高科技农业的载体,是向农民传播农业成果的种子,是促进农民增收的保障,故选用优良新品种是发展好农村经济的主要目标之一。 3.2完善价格体制,尊重知识产权 在统一供种招标竞价过程中,要保护育种人(单位)的利益,要充分体现知识产权的价值。尊重知识产权区分好一般品种和保护品种的不同,实行一个品种一个价,不断完善价格机制,实现知识产权应有价值。 3.3以市场为导向,确定育种目标 育种成果最终要走向市场、进入农户。要以市场为导向,根据市场的需求确定育种工作的目标,不能盲目地搞育种。市场需求什么,农户需要什么,育种工作就做什么,这是市场运作的不变规律。 统一供种给育种工作带来了机会,使育种成果能得以迅速推广,实现育种工作和成果的价值,同时统一供种也给育种工作带来了挑战。在当前政策下怎样搞好育种工作,怎样使我们的成果能迅速进入市场,使育种成果给农户增收、社会增效发挥应有作用都值得我们深深地思考。
改革开放以后,我国经济加速发展,人们的生活质量也在不断改善,人们对现代建筑设计提出了更高要求,不仅建筑质量要符合相关标准,其功能也要更为齐全,且在建筑艺术形态上也有着更新的要求。仿生学作为一门相对独立的学科,随着社会的进步其相关技术日趋成熟,将其与艺术设计融合起来,能够更好的提升建筑美感,凸显时代风格。 1仿生学的含义 仿生学主要研究的是生物体的工作原理、功能以及结构特征等内容,属于一种边缘性科学。在现今工业快速发展中,通过仿生学的应用,能够更好的进行技术创新,实现设备仪器的改良与优化,有效的改善生产质量和效率,增强我国的综合竞争实力。将仿生学应用到设计领域中,能够更好的开拓人们视野,增强设计作品的生命力,尤其在建筑设计领域中的应用,能够将生物自身的结构、性能等特征引入其中,完善整体建筑的美观性、功能性和实用性,并减少资源的过度浪费,实现建筑设计的优化改革。 2仿生学与建筑设计的关系 仿生学同建筑设计之间是相辅相成,共同依存的关系。仿生学主要研究生物的一些体征、结构等内容,将这些特征应用到建筑设计中,能够起到丰富和促进建筑设计发展的作用。同时仿生学具有一定的生命体征,能够为建筑设计带来新的活力,进而在满足建筑基本要求的前提下,更好的提升其美学效果,优化建筑整体设计风格,符合时展特征。在近几年的发展中,一些城市的商业街建筑开始将仿生学应用其中,其不仅在外观上能够带给人较大的视觉冲击,在结构造型上,也能够给人们一种耳目一新的感觉,提升整体的审美层次。另外,在建筑设计中应用仿生学概念,还能够为仿生学的发展提供一个更好的平台和方向,实现人、自然和社会三者之间的共同发展,为和谐社会的建设提供帮助。随着社会节奏的加快,人们的生活压力也逐渐增大,对于建筑的要求也更加趋向于同自然之间的连接方面,以缓解发展本身的压力。而通过仿生学的应用,则能够有效的实现这一目标,进而为仿生建筑的进步提供充足动力。 3建筑设计中仿生学的应用 3.1建筑形式仿生 现代建筑形式不再仅局限于对美学的表达,也更加追求对现代城市发展趋势的阐述。通过仿生学的应用能够为设计者们提供更多的创作灵感,丰富设计内容,在赋予建筑以灵魂的基础上,给人们不同的视觉享受。从设计手法上来看,目前建筑形式中的仿生学类型,其实际主要可以分为以下两种:1)象形仿生设计。这种仿生设计方法对自然界的生物体外观进行艺术加工,并将加工后的元素应用于现代建筑设计中。例如,北京的鸟巢体育场就是将自然界的鸟巢直接应用到现实中的典型例子;或者美国芝加哥的玛丽娜城大厦,也是将自然界中玉米的形象应用其中,被人们誉为玉米楼。该类型仿生设计的优势在于:一方面能够加强建筑空间布局的灵活性,另一方面也丰富了建筑的造型设计,2)抽象仿生设计。抽象仿生设计是在确保建筑外形设计的基础上,赋予建筑更深层次的内涵。可以说这些设计风格是将当地的文化风俗同建筑设计紧密的融合在了一起,进一步凸显了城市的文化。例如,美国的自由女神像,就是直接利用人体艺术形态展现人们对自由、和平的向往;希腊的多利克柱式建筑集中展现了男性阳刚之美,爱奥尼克柱式建筑则体现了女性的阴柔之韵。 3.2建筑结构仿生 建筑结构仿生设计的应用能够为建筑设计提供更加多变、合理、有效的结构形式,为建筑空间布局和设计提供更多有利条件。现阶段的建筑仿生发展中,建筑结构仿生设计主要有六种形式,分别为筒体结构、螺旋结构、悬索结构、网架结构、壳体结构和膜结构。以下就将对悬索、壳体以及膜结构予以简要分析。1)悬索结构。这种结构主要应用柔性拉索承受建筑荷载,常用材料有钢丝绳、钢丝束和钢索等,这些材料具有共同的特点,其受拉性较强,故而也可采用其他性能类似的材料。这种结构在体育馆、厂房和桥梁的建设之中应用较为广泛,如生米大桥等。通过拉索自身力学特征的发挥,可以承受桥梁所受到的所有荷载,以此保证桥梁的稳定性。而这一理念的设计灵感则来源于自然界中的蛛丝和藤条。2)壳体结构。壳体结构的灵感主要来源于自然界中蛋壳和贝壳等物质形态,由于这类材料具有壁薄、张力好等特征,在外力的作用下,能够更好的将外力沿着不同方向进行分解,减少破损等问题的出现。将其应用在建筑设计中,能够更好的提高建筑的整体性能和美观度。例如,悉尼歌剧院,一个半径在75m左右的球面上就有近13个壳体群,这不仅带给人们不一样的视觉感受,还更好的提高了建筑的实用价值。同时,通过这些蛋壳和贝壳类材料的建筑造型,还可大大增强建筑的独特性,更好的凸显建筑的仿生设计。3)膜结构。由于自然界中存在较多的膜结构,如细胞膜、肥皂泡沫等,而这些膜结构在外力的作用下,能够形成一种胀压模式,保护自身结构的稳定性。将其应用在仿生建筑设计中,能够更好的将外力予以化解,将力均匀的呈现在结构表面上。同时由于膜结构自身的重量较轻,使用的材料也较少,能够有效降低其对地基的压力,保证空间结构的质量。如北京水立方游泳馆就是膜结构的代表性建筑。 3.3建筑功能仿生 建筑功能仿生主要是对自然界中生物的功能原理进行研究,并将其应用在实际建筑中。例如,竹子是一种空心的植物形态,其自身的功能不仅仅是承受自身荷载的一种承重“构件”,也是运输养分的“管道”,竹子的这种结构功能在筒体结构形式的建筑中应用相对广泛。建筑功能仿生以自然界生物功能研究为基础,科学地将原理应用于现代建筑设计中,如竹子是一种空心植物,竹子本身是能够承重的构件,同时其也是运送养料的主要路径。竹子的这种结构特点在建筑设计当中也有着较为广泛的应用。与建筑结构仿生相比,建筑功能仿生起步晚,在仿生建筑设计方面还不够完善,不过随着社会发展以及人们生活质量的提升,其在建筑设计中也将得到更好的应用,而这对增强建筑功能性以及满足人们对物质文化的需求有着显著意义。例如,法国孚日山区朗香教堂的设计,其屋顶的设计灵感主要来源于蟹壳,通过降屋顶的设计,使屋顶像蟹壳一样向上弯曲,让薄材料自身的力学张力和坚韧性能得到延展,提升整个屋顶的效果。同时,该教堂的平面是通过对人耳的模拟来实现的,象征着上帝可以倾听信徒的祈祷,该类型的设计结构可为人们营造一种神秘高贵的氛围。 3.4建筑材料仿生 在建筑行业快速发展的今天,建筑材料也得到了一定的进步。建筑材料仿生是通过对自然界中生物躯体结构以及物质形态的仿照,研究出的新型建筑材料,从而实现建筑节能效果。比如,通过对蚁穴等建筑形态的研究,创造出的加气混凝土、泡沫混凝土等材料,将其应用在建筑墙体施工中,不仅能够有效减轻隔墙自重,还起到了良好的保温隔热、降低噪声污染的作用;而将这类材料应用在梁板结构施工中,除了可以减轻结构自重外,还可以减少混凝土的用量,实现资源节约的目的,减少成本支出。此外,将自然界中的纤维素类物质应用在建筑材料设计中,能够创造出更多的高分子材料。这主要是由于纤维素自身具有较高的强度、质量轻、塑性韧性较好等特征,通过加工后,能够使建筑材料具有较高的耐火和耐用性,有效提高建筑质量。例如,美国研制了一种玻璃纤维瓦,其结构材料是由有机纤维玻璃薄垫物构成的,故而有较好的耐用性及耐火性。 4 结语 将仿生学应用在建筑设计中,不仅可以为建筑设计提供更多的灵感和素材,还能充分展现建筑的美学效果,赋予建筑更多的内涵,促进建筑、人与自然之间的有效融合,从而实现城市的发展以及文化的传承。虽然目前仿生学的应用还处在初级阶段,不过相信在未来的发展中,其将会成为建筑设计的主流趋势,为实现节能化、智能化、生态化的建筑目标贡献力量。 参考文献: [1]鲍轶.论仿生学在建筑中的应用[J].建筑工程技术与设计,2016(13):89-93. [2]苏若溪,李昌盛.建筑设计中仿生构思法初探[J].门窗,2017(3):102-103. [3]赵敏.建筑设计中绿色建筑设计理念应用之研究[J].居业,2018(10):201-202. [4]陈卉佼.陈卉佼建筑设计作品选[J].武汉理工大学学报(社会科学版),2012(4):14-16. [5]邓玲霞,钟晖.基于创新角度思考建筑设计的发展[J].大众文艺,2018(20):213-215. 作者:段少飞 单位:山西中方森特建筑工程设计研究院
期刊收录:北大期刊(中国人文社会科学期刊) CA 化学文摘(美) JST 日本科学技术振兴机构数据库(日) Pж(AJ) 文摘杂志(俄) EI 工程索引(美) CSCD 中国科学引文数据库来源期刊(含扩展版) 统计源期刊(中国科技论文优秀期刊) 知网收录(中) 维普收录(中) 万方收录(中) 国家图书馆馆藏 上海图书馆馆藏 SA 科学文摘(英)
生物工程论文:依托科研课题探索和实践生物工程专业本科毕业设计(论文)教学 摘要:在分析造成生物工程专业本科毕业设计(论文)质量不断下滑原因的基础上,探索了依托科研课题教学本科毕业设计(论文)实践环节,从科研团队、论文选题、学术报告和评价体系四个方面进行改革和实践,以期为生物工程专业本科毕业设计(论文)教学改革提供一定参考。 03 一、前言 毕业设计(论文)是高校本科教学的一个重要实践性教学环节[1,2]。对学生而言,是理论与实践相结合的学习阶段,可以培养和锻炼应用专业知识解决实际问题的能力,培养科技文献查阅与科技论文撰写能力,以及培养良好的职业素养和严谨求实的工作作风。对学校而言,是提升本科教学质量的主要抓手,也是检验能否向社会输送合格人才的重要标准。 生物技术是解决21世纪人类面临的资源、能源、环境、人口与健康等问题的重要手段之一,因此,生物技术产业已成为世界各国特别是大国经济社会发展战略的重点[3]。为了适应生物技术产业迅速发展对人才的需求,我国教育部在1998年高等院校学科调整时增设了生物工程本科专业[3,4]。目前,高等学校的生物工程专业已成为最为重要的专业之一,它是培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才[5,6]。生物工程专业是以工为主、以理为辅、工理管相结合的复合型专业,具有很强的实践性,因此做好该专业的毕业设计(论文)实践环节,对提高教学效果和人才培养质量具有重要意义。然而,目前高校毕业设计(论文)的质量整体上出现了下滑的趋势,主要表现在:(1)师生比例偏低,指导老师无法利用有限的精力和时间高效指导毕业设计(论文);(2)选题盲目,课题研究内容陈旧,缺乏创新性,有的还脱离生产实际;(3)毕业论文的写作水平差,学生缺乏科技论文写作训练,论文写作格式与文献引用缺乏规范;(4)评价体系不完善。学生们在毕业设计(论文)阶段的表现是良莠不齐的,但最终毕业时获得的文凭却并无二致且本科毕业率几乎一直都是100%,极大地挫伤了学生的学习积极性和主动性。因此,为了提高毕业设计(论文)质量,如何改革并完善现有的毕业设计(论文)教学模式已成为高校教育者讨论的热点之一。 从2010年开始,我们进行了依托省部级以上纵向科研课题教学本科生毕业设计(论文)的探索和实践,让学生在毕业设计(论文)的教学实践环节参与到导师的在研课题中。本文以ε-聚赖氨酸高效生物合成和产业化实施项目为例,就相关的探索和实践进行了总结。 二、依托科研课题教学本科毕业设计(论文) 1.形成合理的科研团队。目前,高等院校本科毕业设计(论文)的教学方式多采用导师制。然而,导师制是一种精英教育的教学模式,其实质上是一位导师和一个学生之间面对面的、高度个人之间的接触和交流[7]。这种形式的制度是依靠学生对教师的低比率,它是一种高成本的制度。随着高等教育大众化的来临,高校办学规模的扩大,生师比持续升高,办学资源日益紧张,高成本原始形态的导师制已难以为继,它对师生比例的要求无疑增加了导师的教学负担。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),学生在选题后就进入到导师的课题组中,与研究生统一学习和交流,建立一个由导师、研究生和本科生(1∶5∶3)构成的梯度研究团队。在这个团队中,导师对本科生、研究生的研究方向和内容进行统一安排和规划,对项目研究的关键科学问题进行分解和归纳,形成一个个独立且相关联的子课题。然后,本科生自主选择一个具体子课题进行研究。团队中研究生协助导师对本科生进行实验技能、实验设备和方法等方面的培训和指导。这样,以科研课题为基础,通过科研团队各成员的分工和合作,一方面减轻导师的工作量,使导师能够高效利用有限的精力和时间,达到事半功倍的效果。在教学过程中,避免了以往导师对指导内容不明确,对“如何导”、“导什么”等缺乏清晰的认识等问题。另一方面,传统的一个导师和一个学生的面对面的交流,转变成本科生与具有一定科研基础的研究生,特别是博士生进行高度个人的接触和交流,有效地缩短了本科生的适应期,极大地提高了其积极性和主动性。 2.选择合适的论文题目。毕业设计(论文)的选题显著影响毕业论文的质量,若选题过于陈旧或是假题目,研究内容与实际的研究和生产严重脱节,则论文的价值低或意义不大。学生仅为了学分和毕业而进行毕业设计(论文),会严重挫伤学生的积极性和主动性,不利于其创新能力的培养,实践能力和综合素质也得不到锻炼和提高。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),让学生参与到导师的在研课题中,做到真题真做,使得学生产生浓厚的兴趣,不仅能够提高其主观能动性,还能极大地激发其创造性。另一方面,由于毕业设计(论文)教学内容与导师的科学研究具有极高的关联度,导师能够充分利用自身的专业知识和学术能力使学生“站在巨人的肩膀上”,让他们参与到本专业某领域前沿的相关研究,实现提高毕业论文质量的目的。比如,针对江苏省产学研前瞻性联合研究项目“新型生物食品防腐剂ε-聚赖氨酸高效提取关键技术与集成化研究”这一课题,要求学生尝试各种先进分离提取方法,发现和比较这些提取方法之间的优劣性和互补性,最终提出一种可行的分离提取工艺路线,并进行实验验证和评价。此外,由于生物工程专业的毕业设计(论文)选题有两种形式,即试验性题目和设计性题目,为了能够兼顾学生的特长以及与学生将来从事的工作,对学生进行分流,充分发挥其特长,激发学习兴趣,保持个性。尽可能让学生品尝到成功的喜悦,并巧妙地加以引导利用,帮助学生实现“参与―成功―参与”的良性循环,使学生持续保持自主参与学习的动机。在ε-聚赖氨酸分离提取新工艺开发的课题中,鼓励学生尝试自己感兴趣和认可的分离提取方法,在对该方法进行充分实验和评估后,将其整合到原有分离提取技术路线中,并考察该提取方法的加入对最终产品质量和收率的影响。如果试验结果是积极的,则尝试让学生对新技术路线进行工厂工程设计,为实现新工艺或新技术规模化和工业化提供一定参考和依据。 3.开设学术报告会议。科研成果汇报和科研论文的撰写是展示科研工作者成绩的有效途径。这一过程,并不是单纯的工作总结,而是进行科学研究的基本训练,是提高分析问题、归纳问题和解决问题的重要环节。然而,本科生在毕业设计(论文)教学环节之前,本科教学中没有开设关于科研成果汇报、论文写作等课程,学生缺乏一定的科研基础知识和实践机会。因此,学生在总结科研成果,撰写毕业论文的时候往往存在以下问题:(1)学术道德观念淡薄,论文有明显的拼凑,更有甚者直接从网上抄袭;(2)缺乏专业化和学术化语言描述实验方法和结果,措辞不严谨、论文层次不分明,图表说明不合理;(3)论文格式不规范,特别是论文的参考文献、中英文摘要、图表等。这些问题是导致毕业论文质量下降的一个重要原因。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),在教学实践中,导师要求本科生也参与到课题组的各种科研活动,包括读书报告会、月底课题组汇报、中期汇报和专题讨论等各种学术报告会议。在读书报告会中,要求学生阅读、分析和归纳1~2篇与课题研究相关且是近期发表的高影响因子的SCI论文,以PPT的形式解释论文的研究内容、创新点以及对自身课题的启发,并要求本科生、研究生和导师一起讨论分析。在课题月底工作汇报、学期汇报的会议上,要求学生以PPT形式对一个月或一学期的研究内容和结果进行总结和分析,导师和学生一起讨论分析,并依据实验结果安排下一步工作计划。此外,课题组不定期组织专题报告,由导师或高年级的博士研究生对某一专题进行学术报告,报告选题有“如何写好毕业论文”,“生物工程学科常用科研软件的使用”,“发表高水平SCI论文的心得体会”等等。通过这些学术报告会议,使得本科生在文献阅读能力,课题研究的总结、汇报和论文写作等多方面得到系统训练和提高。 4.构建合理的评价体系。毕业设计(论文)教学环节,从选题、实施到论文定稿,历经约8个月甚至更长的时间,学生投入大量的时间和精力。因此,毕业设计(论文)质量的合理评价,建立奖惩制度,可以使学生产生公平感和信任感,对学生职业道德能力和素养的培养具有积极的推动作用。目前,本科毕业设计论文质量评估中分为指导教师评审、评阅老师评审和答辩评审三个环节。由于在毕业设计(论文)教学环节,学生与导师(指导教师)有更多的接触和交流,导师对学生的态度、能力和创新性等方面有更全面的了解和掌握。因此,指导教师评审成绩往往占总成绩的60%以上。课题组在严格执行校教务处规定的毕业设计(论文)指导和管理规范的基础上,利用模糊评价的方法[8],构建一套合理、科学和客观的指导教师评价体系,见表1,从学生的学习态度、学习能力和创新性三个方面定量地分析学生在毕业设计(论文)实践环节的表现,保证毕业设计(论文)成绩评定的客观、公正。 三、结束语 毕业设计(论文)是高校本科教学的最后一个实践性教学环节,是提高学生综合能力和素质的重要步骤,也是评价高校教学质量的重要指标之一。笔者针对本科毕业设计(论文)教学过程中暴露出的问题,剖析了造成毕业设计(论文)质量不断下滑原因的基础上,探索并实践了依托科研课题教学本科毕业设计(论文)的方法,通过形成科研团队、选择合适题目、开设学术报告和构建合理评价指标四个手段来提高毕业设计(论文)的质量,取得了一定的成效,已毕业学生的就业单位均反馈学生具有较强的科研能力、实践能力和创新能力,较高的职业道德能力和水平,得到了社会的初步认可。然而,在教学改革和探索的过程,发现仍有一些问题,如毕业论文(设计)题目的难度选择,毕业论文(设计)教学与学生考研和找工作的时间冲突等,这些问题尚需在实践中不断改进与完善。 生物工程论文:微生物工程本科毕业论文的教学改革 【摘 要】本文介绍了微生物工程本科毕业论文教学的特点及进行改革的必要性,并从学生选题、教师指导、论文考核及质量评价等方面对微生物工程本科毕业论文的教学改革进行了探讨。 【关键词】微生物工程 本科毕业论文 教学改革 微生物工程学科主要是从生产需要出发,研究微生物的生命及其代谢途径,以及人为控制微生物代谢的规律性,从而利用微生物转化生产所需产品,该学科实用性较强。掌握扎实而广泛的基础知识和熟练的微生物操作技能,可以在相关科研和生产活动中得心应手。因此,如何培养微生物工程领域适应新时代需求的创造性人才,是摆在从事相关教学和科学研究的教师面前不容忽视的问题。微生物工程毕业论文是考查学生微生物专业知识和基本实验操作技能的一个综合性的学术性论文,其实践教学对提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。同时,毕业论文的质量也是衡量教学水平、学生毕业与学位资格认证的重要依据。因此,严格教学管理,确保毕业论文的质量,是微生物工程学科相关院系目前亟待解决的重要问题。 尽管微生物工程本科毕业论文对于教师和学生都是一个重要的实践教学环节,但目前仍存在一些问题:(1)毕业论文选题不当。有的导师在拟定参考选题时,没有投入充分的精力进行认真考虑和精心设计,从而导致很多学生的论文选题不当。(2)毕业论文教学过程疏于管理,毕业论文的监管力度不够,重结果、轻过程现象严重。(3)学生对待毕业论文的态度不够端正。有部分学生对撰写毕业论文的重视程度不够,许多人不理解毕业论文写作的意义,还有学生认为毕业论文与就业没有太大关系,没有投入充足的时间参与科研活动和论文写作,导致毕业论文质量欠佳,存在着论文观点不明、论证不清和缺乏规范等问题。(4)教师对学生毕业论文的重视程度不够。有的教师对指导毕业论文流于形式,对学生要求不严。还有部分教师本身承担许多研究工作和社会工作,时间和精力有限,指导学生过多,也影响了毕业论文的质量。 对于大多数学生来说,本科毕业论文环节是他们实现所学专业知识由理论到实践的初次跨越,因此,整个教学实践要循序渐进、系统有序地进行。 一 改革学生被动的选题方式 采取指导教师定题和学生自主选题相结合,学生与指导教师双向选择的方式。指导教师根据自己的教学和科研项目,结合教学、科研、生产等专业特点设置若干难易适度、大小适中的开放课题供学生选择,指导教师同时公布指导方向相关信息,包括承担研究课题及历届论文课题信息。学生在规定的时间和选题范围内选择自己最感兴趣的课题,学生与选择的指导教师沟通,指导教师指出一个方向并指导学生进行文献检索,了解研究动向,找到研究切入点,最终确定课题,并加入到指导教师所承担的科研课题研究中,与研究生和博士生的科研工作相结合,独立研究。 二 对学生进行正规、系统的科研训练,培养学生的科学素养 指导老师根据学生的选题及时下达毕业论文任务书,其内容包括:毕业论文的题目、应阅读或翻译的文献资料、毕业论文的要点及毕业论文的进程安排。对文献综述、论文实验记录、论文研究项目及内容、外文翻译篇数或字数及毕业论文字数等指标提出明确的要求,以便学生明确毕业论文要做的工作,做到心中有数,早做准备。在毕业论文教学环节,开设讲座,邀请有关的教学管理专家及教学水平、科研水平俱佳的教授,为毕业生举办有关科研选题、科学研究与资料收集、毕业论文撰写与答辩的专门座谈和专题学术报告。同时,指导教师组织小组成员听取并讨论学生以多媒体形式呈现的汇报,汇报内容包括文献综述、研究进展、论文初稿等。参加成员就相关内容提出质疑并共同探讨,指导教师就完成论文过程中出现的问题给予深入细致的讲解和解答,并从观点、材料、结构、语言、格式等方面对毕业论文进行指导。小组其他成员也能从中接受新的信息,形成双向思想交流,起到举一反三、触类旁通的作用。学生根据大家的意见修订实验设计,进行论文修改和补充,最后形成一篇质量较优的论文。通过此过程培养学生独立思考和自主研究的能力,提高其逻辑思维能力和口头及书面语言表达能力,使学生毕业后能快速适应生产和科研的需要。 三 改革考核方式和内容 建立毕业论文质量评价机制,统一毕业论文的评分标准,力争公平、公正、严格。考核包括前期和中期考核,答辩也包括预答辩和正式答辩。考评内容包括平时表现、科研态度、动手能力、分析及解决问题的能力。 成立毕业论文答辩委员会和答辩小组。学生答辩前,指导教师要先对所指导的毕业论文写出评语,并预评成绩,同时请具有论文指导资质的相关专业教师进行评阅。根据指导教师和评阅教师的评审成绩决定是否有资格参加答辩。进入答辩程序的毕业论文,由各专业答辩小组以公开方式进行答辩,同时做好答辩记录。答辩时对幻灯片制作水平、语言表达能力、对问题的分析和解答能力等进行综合打分。学生终评成绩等级由答辩委员会确定,综合指导教师、评阅教师、答辩小组三方评审结果,按3∶2∶5的比例评定论文成绩,以保证毕业论文成绩评定的公平公正,对具有实际应用和参考价值的论文优先评优。 四 组织开展毕业论文的检查工作 学生毕业论文的选题确定后,根据具体情况,在学生毕业论文完成过程中要进行多次检查。具体分为:(1)毕业论文前期检查。确保题目申报、论文计划任务书、选题工作等落实到位。(2)毕业论文中期检查。重点检查毕业论文工作的进度问题。(3)建立毕业论文质量评价机制。答辩结束时,进行毕业论文抽查工作,随机抽检部分毕业论文,组织专家对选题质量、格式规范、论文质量及成绩评定等进行检查评议。 五 重视分析及总结工作 毕业论文工作结束后,认真整理、分析和总结整个毕业论文过程,并进行数据汇总分析和评优工作,编印优秀毕业论文集。推荐优秀毕业论文,并给予奖励。优秀毕业论文汇编成集,存入学院资料室,为今后学生写作毕业论文提供借鉴,也为进一步改进毕业论文工作提供宝贵的经验。 毕业论文教学是培养学生实践能力和创新精神的重要途径,微生物工程是一门实践性很强的学科,与其他专业相比,更强调能力培养,强调实验和操作技能的训练。实验研究具有较强的设计性及连贯性,系统的实验操作包括从菌株的筛选与分离、培养基制备等开始,中游阶段主要内容包括种子扩大培养、发酵、发酵过程参数控制等,下游阶段内容主要是对产物的分离纯化等。微生物工程毕业论文教学实践强调动手能力,突出创新能力,不仅要求具有宽厚而系统的生物学及相关学科的基础理论和基本知识,还要具有系列基本操作技能。因此,该教学实践环节相当于学生踏入社会前的一次工作演练,强调学生科研素养的系统培养和综合实力的提升。在毕业论文教学实践过程中,如果学生接受了系统的科学研究思维和实验训练,将更好地适应当今生物制品等行业出现的新变化和新要求,进而满足经济建设和市场需求。 生物工程论文:生物工程专业"学科交叉、产学研结合"多元化毕业设计(论文)模式的改革与实践研究 【摘要】从教学改革的角度出发,探讨了毕业设计(论文)这一教学环节的重要性;采用多元化毕业设计(论文)模式进行个性化培养,建立和完善了独具特色的多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地和实效显著的校内工程训练基地,对校内指导教师进行工程实际能力再培训,建立具有可操作性多元化毕业设计(论文)新模式的质量保证和评价体系。结果表明,以上改革和实践是提高学生综合素质、独立工作能力以及创新创业精神的重要途径。 【关键词】生物工程毕业设计(论文)多元化 本科生毕业设计(论文)是工科高等院校教学计划中最后也是最重要的教学环节,占用一个学期,达大学教育阶段的八分之一。这一教学环节能培养学生查阅文献资料、使用各种工具书、应用计算机、外文翻译、工程设计与科技论文写作等方面的能力,提高学生的调研能力、实践能力、动手能力、社交能力,同时通过毕业答辩培养和强化学生的材料组织能力、讲演与口头表达能力、反应敏捷能力。东北电力大学生物工程专业的教师经过多年的教研总结出:这些培养目标仅靠在校园里苦读书本、纸上谈兵是根本不可能实现的,要提高毕业设计(论文)的质量,提高学生的综合素质,增加学生就业的机会,只有到社会实践中去,走学科交叉、产学研合作办学之路。 一、改革的措施 1.采用多元化毕业设计(论文)模式进行个性化培养 将参与毕业设计(论文)的学生分为考取研究生进一步深造型、签约就业型和自主创业型三类。根据不同类型学生特点,进行个性化培养,指导教师有针对性开题,学生根据自己的特长并结合自己的毕业去向选择合适的毕业设计(论文)题目;也可以让学生根据自己的兴趣提出新颖创新的毕业设计(论文)题目,由专业教师把关审题;也可支持学生到就业单位或实习实训基地做毕业设计(论文),可使学生受到正规的科技开发训练,熟悉未来工作单位的环境和要求,提前完成由学生向工程技术人员的角色转换;支持学生参与大学生"综合性、设计性、研究性、自主开放型"实验项目的研究,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛,为日后的就业、创业和研究生学习打下良好的基础;支持考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究。这些措施能极大地激发学习的积极性,对增强我校学生的社会竞争力具有非常重要的意义。 2.建立和完善独具特色的多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地 积极探索与企业联合开展科学研究、产品开发、共建研究等产、学、研合作模式,企业借学校人力资源进行研发工作,学校利用企业条件培养人才,互利互惠,建设一批工程实践基地,形成长期稳定的合作关系;学生作为生力军,直接参与工艺设计、产品研制、科技开发工作,锻炼了学生的工程能力,形成了特色。我校地处各大类企业门类齐全的东北老工业基地的吉林省,有优越的校企联合优势和校企合作传统,同时,各企业中的工程技术人员和管理人员很多是我专业的毕业生,因此可依托本地建立多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地,在培养一批校外兼职指导教师同时,也解决了教学设施和工程训练场地不足及到企业实习只能以参观形式进行的困难,为学生工程能力的培养提供了有力的硬件支撑和保障。 3.建立和完善实效显著的校内工程训练基地 利用校内资源条件,发挥学科优势,依托我院学生科技园、应用化学特色专业、省水处理实验中心组建了培养学生工程能力的校内工程训练基地,为毕业设计(论文)的顺利进行提供了有力保障。 4.对校内指导教师进行工程实际能力再培训,增强题目的工程实用性 近几年,我专业引进了一批青年教师,他们的学历高、综合素质高,但没有工厂企业工作的经历,缺乏深入的工程背景。因此,每年安排青年教师在学生到单位进行毕业设计(论文)过程中也下到企业锻炼,亲身体验工程实际和生产管理运行过程,积累工程经验,既可提高他们的理论教学水平和科学研究水平,同时,也能提高毕业设计(论文)的指导水平。 5.建立可操作性强的质量保证和评价体系 针对不同方式的毕业设计(论文)情况,制定相应的工作计划要求及联合指导协议书等教学文件,以保证毕业设计(论文)的有序进行。为考核学生的培养效果,制定了学生毕业设计(论文)质量评价内容和指标体系,提出了评价的操作及过程控制方法。在毕业设计(论文)中实行10~15%的末位复审制,保证了毕业设计(论文)的质量。 二、改革的可行性 "学科交叉、产学研结合"毕业设计(论文)新模式的研究与实践是一种有益的尝试,它是教师的一种自觉需求,教师既可以寻找科研立项课题,也可为企事业单位解决一些实际问题;同时在为社会服务的过程中,学习生产新技术,反过来又促进教育质量的提高,最终为教师提供了一个施展才华的更加广阔的空间,有利于高校双师型师资队伍的形成。 这种模式也是学生渴望的,学以致用,用才是学习的终极目标。一方面考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究,激发学习的积极性,也提高了我专业研究生的综合素质;同时有计划地指导学生在毕业设计(论文)过程中申请校级、市级、省级乃至全国的自主创新科研项目,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛。另一方面企事业单位委托的课题具有很强的实用性,学生真题真做感兴趣,更易激发他们的创新潜能,培养合作和团队精神,提高综合素质;同时,企业在这个过程中也能了解到学生的真实情况,及时与优秀学生签订就业协议,在一定程度上防范人才流失,增加了引进人才的可靠性,节省了培训费用。 通过这种模式的实践有效地缓解了我们专业实验资源不足的问题,充分利用企业或科研院所的实验设备作为学生毕业设计(论文)实验的有益补充,能有效地缓解学校因扩招而造成的资源紧缺的状况,提高了企业与科研院所实验设备的使用价值。 三、结束语 这种新模式的研究与实践有利于造就优秀的应用型本科人才,可全面提高我专业的教学质量,是我专业教学改革的方向,符合高等教育综合化的发展趋势。 生物工程论文:湖南省高校生物工程专业本科毕业论文(设计)抽查有感 摘 要: 作者通过对湖南省19所高校的普通全日制生物工程专业毕业论文(设计)的抽查,总结了目前存在于各院校毕业论文(设计)中的主要问题,并对这些问题提出了相应的改进建议,为进一步提高全省乃至全国高校生物工程本科毕业论文(设计)整体质量提供了新思路。 关键词: 湖南省高校 生物工程专业 本科毕业论文(设计) 改进建议 为了促进高等学校加强教学管理,重视毕业论文(设计)指导,提高教学质量,湖南省教育厅高等教育处2010年底组织了对全省普通高校2010届本科毕业生毕业论文(设计)的抽查工作,抽查对象包括来自湖南省19所高校(含二级学院)的普通全日制生物工程专业。我作为评审专家之一,参加了这次毕业论文(设计)的抽查工作。从各高校提交的10名学生的毕业论文(设计)原件和反映教师对论文写作的指导及评阅、评分等情况的相关材料,以及学校关于毕业论文(设计)教学环节的相关规定等各方面总体来看,各高校对学生的毕业环节工作非常重视,对毕业论文(设计)都制定了较为完整的工作手册或规范要求,毕业生文档材料齐全,成绩评定基本合理;部分学校还有详细的指导老师指导记录;有的学校除毕业论文正式稿以外,还留有教师批改痕迹的修改稿;有的学校还备有学生毕业论文(设计)的光盘电子稿;中南大学的送检材料中甚至有英文撰写的毕业论文,等等。但是,通过抽查也发现了一些在今后工作中需要认真加以解决的问题,对此我进行了一定的总结,并且提出了一些改进建议,供同行参考。 1?郾湖南省高校生物工程专业本科毕业论文(设计)文档中存在的主要问题 1.1毕业论文(设计)的选题方面 生物工程专业隶属工科办学专业,属于以工为主、以理为辅、工理管结合的复合型专业,培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。因此,学校应该安排一定比例的生物工程专业学生开展毕业设计工作,然而,在检查中我们发现19所学校中仅有中南大学等3所提交的材料中显示有进行毕业设计的学生。同时,生物工程专业在办学的学科定位上,应该既有别于生物科学专业,又不同于生物技术专业。然而,在提交的毕业论文中,我们发现部分地方院校存在对上述3个专业定位认识不清的现象,论文选题除了存在过于简单的一般性问题以外,甚至存在脱离生物工程专业培养要求的原则性问题,例如某校学生的毕业论文内容竟然是教学实验室保存的蛙类标本的比较研究,又如某校学生的毕业论文内容是关于该校学生膳食结构的问卷调查分析,等等。 1.2指导老师对毕业论文(设计)指导工作方面 上述毕业论文选题方面存在的一些问题与指导老师的素质及工作态度有着直接的关系。指导老师应当在学生开展毕业环节工作的整个过程中都对学生起到重要的引导和教育作用。一些地方院校教师由于承担的各类科研项目少,科研和教学经费不足,再加上招生规模大,未能做到一人一题,某高校甚至出现了同一名教师指导的三名学生同题的现象,更为恶劣的是三名学生论文中仅有的一张凝胶电泳实验结果图也是相同的。指导老师对学生毕业论文(设计)的指导不仅仅体现在选题方面,还体现在对学生开展毕业论文(设计)工作的全程监控方面。尽管有些学校非常重视学生毕业环节的质量监控,专门绘制了教师指导学生的记录表格,要求教师对于每次的指导情况进行包括时间、地点、内容等方面的详细记录,但是,从材料中我们也发现存在少数教师在毕业论文(设计)前期和中期对学生无指导、在毕业答辩前突击多次指导的现象,实际上没有实现对学生毕业环节全程指导和监控。 1.3学生毕业论文(设计)的质量方面 学生毕业论文(设计)的质量,是本次抽查的重点之一。学生是做好毕业论文(设计)工作的主体,因此学生对待毕业环节的态度是影响毕业设计(论文)质量的决定性因素。虽然各高校对于毕业设计(论文)的内容及规范都有具体要求,但是在抽查的毕业论文(设计)材料中仍然存在一些不合学校规范的地方,除了前面提到的论文选题不恰当以外,还有论文中研究背景介绍(即综述部分)篇幅大而正文部分篇幅小、内容空洞、存在东拼西凑的现象、论文字数未能达到学校规定的要求、设计图纸绘制及标注不规范等问题。 1.4毕业论文(设计)的成绩评定方面 毕业论文(设计)答辩与成绩评定是毕业论文(设计)工作的一个重要环节,各院校均制定了一套评定标准,并且大多数院校都实行指导老师评阅、评阅老师审阅和论文(设计)答辩三重打分评定,一般采用五级记分制(优、良、中、及格和不及格),成绩要求呈正态分布,优秀比例一般控制在10%―15%。但是,在抽查中我们发现各高校评分普遍存在偏高的现象。另外,在评语撰写方面,许多学校的评语均采用通用性语句对学生毕业论文(设计)完成过程、论文撰写质量及答辩效果等方面进行描述,如该生实验工作积极主动、论文书写规范、答辩中回答问题思路清晰等,缺乏对学生具体工作的个性化评价。 2?郾改进毕业论文(设计)工作的建议 2.1加强毕业论文(设计)的选题工作 选题是开展本科毕业设计(论文)工作的第一个重要环节。原则上,选题应避免过大或过小、过易或过难。学生进入毕业环节前,各院校应根据生物工程专业人才培养的要求、教学实验室规模及师资队伍情况,确定分别开展毕业论文和毕业设计的学生人数,公开征集专业教师甚至学生自己的论文(设计)题目并进行认真审查和可行性分析。然后将获得批准的题目及相关指导老师情况向学生公布,让学生根据自己将来的发展方向选择要做的题目及相关指导老师,并在师生双向选择的基础上进行适当微调。这样既可以避免选题不符合生物工程专业培养目标的情况发生,又可以兼顾学生的兴趣和志向,保证毕业设计(论文)后续工作的顺利开展。 2.2加强指导老师队伍的建设 指导老师在本科毕业论文(设计)工作中的作用是多方面的,其中包括选题和拟定毕业设计任务书、对学生开展毕业论文(设计)工作进行指导和监督、对学生撰写的毕业论文(设计)材料进行修改及成绩评定等,因此,对指导老师的综合素质要求是比较高的。指导老师对学生毕业论文(设计)质量的影响存在主客观因素。客观因素是部分院校的生物工程专业师资队伍结构不合理,缺乏具有工程方面知识背景的教师,造成无法开展毕业设计,只能开展毕业论文工作。主观因素则是有些指导老师对本科毕业论文(设计)不够重视,认为在短短几个月时间里学生做不出什么成果,不愿意花费精力对本科生进行认真指导。因此,各院校一方面应当根据自身师资队伍结构现状,适当引进能够指导毕业设计的工程技术人才,适应生物工程专业本科生的培养要求,另一方面应当强化制度管理,明确指导老师的职责,杜绝毕业环节教学事故的发生,同时制定适当的奖励措施,调动指导老师的积极性。 2.3引导学生正确对待毕业论文(设计)工作 毕业论文(设计)一般都安排在大学四年的最后一个学期,不仅时间较短,而且往往受到学生考研复试、求职应聘等诸多因素的影响。从抽查的结果来看,大多数学生都能以端正的学习态度对待毕业论文(设计)工作,但也有一定数量的学生对毕业论文(设计)不够重视或不太负责任。指导老师应当加强对学生的教育和引导,提高学生对于毕业论文(设计)的主观能动性,使他们意识到本科毕业论文(设计)可能是他们当中的大多数人走上工作岗位前最后一项标志性作业,也是对自己四年所学知识进行总结和提高的一次难得机会。另外,还应当鼓励学生到生物工程相关企业或者科研院所完成毕业论文(设计)工作,通过真题真做,促进学生学以致用,增强他们的事业心和成就感,同时也为学生开辟就业的绿色通道。 2.4完善成绩评定机制 毕业论文(设计)的成绩评定应当做到全面、客观、公开和公正,一般应由以下三部分组成,即指导老师从学生开展毕业工作中的表现等方面给予的考核成绩,论文(设计)评阅教师从学生的毕业论文(设计)材料的撰写质量方面给予的书面材料成绩,以及答辩委员会教师对学生毕业现场答辩表现给予的打分成绩。只有这样,才能从众多毕业论文(设计)中评定出真正优秀的代表作品,在使应届毕业生心悦诚服的同时,对于下一届毕业生以积极的态度面对即将到来的毕业环节也有辐射示范作用。另外,教师在撰写评审意见时应当注意:既然学生的毕业论文(设计)是一人一题,毕业答辩时回答的问题也各有不同,对学生的评语当然应该具有针对性,切忌使用过多俗话、套话等没有实质性内容的通用性语句,这也是对学生历经数月完成毕业论文(设计)工作的一种尊重与肯定。 3?郾结语 湖南省许多高校的生物工程专业属于新办专业,都处于积累办学经验的起步阶段,正因如此,湖南省教育厅高等教育处选择了生物工程专业作为2010年的重点抽查对象,对毕业论文(设计)开展了抽查工作。虽然评审专家的评审意见已由省教育厅高等教育处反馈给了各高校,但我觉得毕业环节当中发现的这些问题可能具有普遍性,因此将参加抽查工作的心得体会撰写成文,供国内其他兄弟院校生物工程专业的教学同行参考,希望共同促进我国生物工程专业人才培养质量的提高,满足新时期的生物工程产业对人才的需求。 基金资助:教育部新世纪人才项目NCET-07-0869和中南大学教改项目-中大教字(2006)137号―20。 生物工程论文:乳酸菌生物工程技术论文 1乳品发酵项目中的生物工程技术运用分析 1.1细菌素 乳酸菌的细菌素本质为蛋白质,可以当作防腐剂容易被胃酶讲解,拥有相对较好的理化与抑菌特点。当前,nisin与microgard已经运用在乳食产品防腐剂中。nisin作为乳酸乳球菌亚种的一项分泌肽,大量的革兰氏阳性菌与少量的革兰氏阴性菌具备一定的抑制作用。在上世纪中期nisin主要用在对芽孢生长菌成长的控制与有效延长乳制品等的货架期。目前,FDA已经通过有关部门批准可以运用在融化干酪相关抗菌剂。除去当作食品的防腐剂之外,nisin可以当作医疗制剂运用在牛乳房炎的治疗中。另外,microgard还是一种具备抑制性的革兰氏阴性菌与真菌细菌素,可是其不能抑制革兰氏的阳性菌。例如美国的1%microgard溶液普遍运用在保存乡村干酪。同时microgard能够有效控制瑞士干酪皮的出现的腐败问题。运用定点突变的作用,例如蛋白质相关生物工程技术能够有效拓宽细菌素相关狭窄的抑菌普。现阶段,已能够克隆与测序nisin形成的相关基因,可以实现定位在质拉或是染色体DNA中编码等的克隆与测序。大量细菌素基因可以定位于接合质粒或是转座子上,比较便于基因转移至其他相关微生物。 1.2促进干酪成熟 干酪的成熟期相对较长,冷藏与库存的费用也比较高。对此,促进干酪的成熟已经成为干酪研究的主要内容。促进干酪成熟以往的手段主要是在其添加蛋白酶和肽酶以及脂肪酶等。目前,通常是在干酪中添加酶类和经过基因工程技术修饰之后的如霉菌促进干酪的成熟。许多学者都重点研究基因工程技术的乳酸菌修饰,能够加速干酪的成熟,拥有相对良好的抗噬菌体能力。充分运用蛋白质的分解阴性等促进干酪的成熟。另外,乳糖代谢之后的阴性乳酸菌能够以高密度进入干酪的凝乳当中,促进干酪的成熟。相对较强的蛋白质分解能够有效加速苦味肽进一步生成。对此,蛋白质所分解的阴性菌体和一般菌株混合运用可以有效促进干酪的成熟。 2生物工程技术的育种手段 2.1原生质体融合 原生质体的融合技术作为创建杂合微生物的主要工具,其能够把相对较好的菌株形状有效结合在相同的菌株中,在乳酸菌的育种方面有着深远意义。在原生质体的融合过程中,可以先运用酶除去两个亲体的细胞壁,从而是使菌体细胞可以在高渗的环境当中释放原生质体,同时在高渗环境下实现混合,然后通过聚乙二醇的促进,可以实现两种原生质体的凝集从而有效融合,获取异核体或是重组子。充分运用杂合菌能够有效提升发酵制品特性或是发展新型产品。另外,原生质体的融合技术可以建立高蛋白质的表达水平相关突变体的主要方式。 2.2电穿孔法 在重组DNA技术快速发展形势下,当代微生物研究人员可以相对精确的变化乳酸菌的生理特性,从而为乳品的发酵项目提供较好的菌株。对此,一定要具备合理、安全、科学的细菌转换手段。近些年来,具备良好发展前景的转换手段就是电穿孔法。在上世纪,Harlander第一次报道了乳酸乳球菌的乳酸亚种的有关电转化,该转化率能够和原生质体融合的转化率相比。另外Chassy与Flickinger也报道了干酪的乳杆菌有关干酪亚种电转化。当前成功完成电转化的乳酸菌有多种,例如嗜酸乳杆菌和乳酸乳球菌的乳油亚种等。通过研究表明各种菌株之间也能够完成电转化。其和原生质体的融合技术相比较而言具有一定优势。 2.3基因的送递系统 在乳酸菌的转化系统快速发展影响下,建立基因的传递系统成为了必然趋势。载体主要可以分成试验用载体与食品级载体两大种类。充分考虑到食品的安全性与稳定性,食品级的载体不能利用抗生素的抗性基因当作选择性的标记。因此,食品在集体的选取一定要在食品级GRAS的菌中分离出选取性标记。在进行记载时所运用的乳酸菌标记主要有nisin的抗性基因合和胸苷酸合成的酶基因。另外,乳酸菌中所编码的细菌素产生和糖类运用或是免疫性基因可以满足食品级基因相关传递系统的选择性标记要求。 3结语 近些年来,乳酸菌的生物工程技术取得相对较大的进步。经过分析乳酸菌相关生物化学的代谢途径,制定与纯化生物基因的转移与递送系统,明确基础的表达与分析信号。深入研究定位和分离基因以及序列。现阶段,乳酸菌的生物工程技术从原来的乳球菌研究慢慢扩展到乳杆菌与双歧杆菌的研究。另外在乳酸菌的生物工程技术进一步研究下,乳品发酵项目必然会步入到一个崭新的时代。而在该时代下可以为消费者提供更加安全与可口、可靠的健康发酵乳制品。 作者:王莉 单位:包头轻工职业技术学院 生物工程论文:生物工程环境保护论文 1生物工程技术减少污染物排放 在生产流程中,为了减少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,例如,在农业领域使用生物农药无毒、安全、无污染等;利用生物质能源能极大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化学反应,使生产过程能源、原料的消耗降低;综上所述,生物工程技术对于生态环境保护意义重大。 2生物工程在环境监测的应用 环境保护工作中的一个重要环节就是监测环境污染,应用化学仪器分析以及生物监测是环境监测的重要方法。可以利用基因工程技术改造过的微生物、指示生物、生物芯片技术、生物传感器技术、分子生物学等技术监测环境污染。近年来,环境监测也可以通过研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、酶联免疫吸附技术(ELISA)、核酸探针、生物传感器、生物荧光方法等生物高新技术。土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测可以通过PCR技术完成。水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,以及大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度分析都可以用生物传感技术测定。今后,由于其快速、灵敏、特异性强的特性,生物工程技术将在环境监测中广泛应用。 3生物工程在废水处理中的应用 需要一个由多种方法组成的多层次处理系统将废水中所含的多种污染物质处理。预处理多为物理方法,化学方法容易产生二次污染;利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质,这种方法就是利用生物工程措施在废水净化中的应用。固定化微生物技术。利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,这种技术应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。生物反应器技术。在活性污泥中加入固定载和流动载体,以及好氧和厌氧固定膜的反应器,极大的增加了反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的发挥。此法处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。生物强化处理技术。通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的浓度,增强对难降解有机物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。在水污染治理中的应用主要有:治理高浓度有机废水;有毒、有害难降解污染物的治理;脱氮除磷等。 4应用生物工程技术处理固体废弃 物固体垃圾处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。焚烧、填埋等常规处理方式不能从根本上解决污染问题,污泥直接焚烧的热值过低,还要治理有害气体、粉尘污染,污泥焚烧的一次性投资和运行成本过高,采用现代生物技术处理这些有机物,把有机废弃物发酵成为有机肥或营养土去肥沃土地,再把植物变成食物,这是适应大自然自身规律的一种处理和循环利用方式。生物工程技术在消除白色污染方面意义重大,主要表现为:(1)通过基因工程技术可筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物中,使他们共同发挥各自的功能和作用,迅速将塑料等白色污染物降解。 5应用生物工程治理大气污染废气 的生物处理和空气净化是一种利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点。 6应用生物工程治理土壤污染土壤污染 主要包括重金属污染、农药残留、土壤板结等。我国土壤重金属污染物主要来源于工业废渣、污水灌溉、生活垃圾等。重金属是土壤污染的重要污染源,不易降解,且危害人体健康。重金属污染土壤生物修复技术包括植物修复和微生物修复。微生物修复的主要原理是用基因工程技术改造微生物、动物和植物等生物的功能,将重金属吸附或转化为无毒产物。另外,农业生产中,土壤之中有80%以上的农药会残留,主要污染物质是其中的磷、氯代烃等。运用现代微生物技术可以将这些有害物质分解为H2O和CO2等无毒无害或毒性较小的其他物质,不会对环境造成破坏。 作者:陈磊单位:长江大学生命科学学院 生物工程论文:犬胫骨修复手术生物工程论文 随着我国宠物犬饲养量的剧增,临床需要手术治疗的病例也不断增多。在进行犬的各种类型的手术麻醉时经常会遇到麻醉深度的问题。麻醉深度过浅,一方面会使犬遭受痛苦,同时会影响犬的手术进程和愈合的效果。如果麻醉深度过深,较轻者需要进行抢救,影响手术的开展,严重者可导致犬的死亡,对犬主人造成一定的经济损失和心理伤害。因此,手术的成功关键是正确选用麻醉效果恰当、副作用低、安全范围广的麻醉药。就注射用药而言,单用一种麻醉药往往难以满足临床麻醉的需要,临床上常常使用复方麻醉剂,以达到理想的麻醉效果。笔者通过对6例犬胫骨缺损手术过程以及麻醉配合、麻醉深度的把握及麻醉后的监护等方面进行了总结,以期为临床应用提供参考。 1术前准备 1.1手术室准备 (1)手术室消毒:手术室在手术前1d进行全面的消毒,可用喷雾消毒和紫外线照射等消毒方式。 (2)手术室设备准备:术前检查呼吸机、电源、吸引器、心电监护仪和高频电刀等设备,使之处于正常工作状态。 1.2手术器械物品准备 生物工程骨、常规骨科下肢器械、电钻、锯片、电动摆锯、线锯、橡皮止血带、血管显微器械、无损伤血管缝线(5/0、6/0Prolene)、钛夹(中、小)、无菌巾等。 1.3手术药品准备 麻醉类药物:阿托品、速眠新、盐酸氯胺酮、3%戊巴比妥钠等;消炎类药物:氨苄青霉素等;抢救类药物:肾上腺素、尼可刹米、东莨菪碱等;消毒药物:碘酒、酒精及生理盐水等。 2麻醉方法 2.1麻醉前给药 麻醉前肌注0.5mg阿托品,阿托品能抑制唾液和呼吸道腺体的分泌,减少麻醉过程中支气管粘液分泌和解除麻醉药物导致的平滑肌痉挛,在麻醉前注射阿托品可保持呼吸道通畅并能减少呕吐。 2.2麻醉给药 称重,将犬固定好,再按照0.2mL/kg体重肌肉注射速眠新和盐酸氯胺酮相配合的复合麻醉药,将术部用剃毛刀清理并消毒后送至手术室。创建有效的静脉通道,静脉注射时采取留置头皮针外加三通装置的方法,在静脉输液同时可自由追加麻醉药3%戊巴比妥钠。 2.3术中的麻醉配合 麻醉术者在术中必须密切观察犬的睫毛反射、呼吸次数、呼吸频率、肌松度等各项体征反应,以便及时适量地追加麻醉药。一般来说,经速眠新和盐酸氯胺酮配制的复合麻醉药在首次麻醉30~40min后,就应该静脉追加3%戊巴比妥钠0.08~0.1mL/kg的用量,之后再维持30~40min。在静脉追加过程中必须要观察犬的各项体征以便控制静脉追加的速度和麻醉的深度。 3犬胫骨生物工程骨修复手术 将犬麻醉后,平卧,将患肢置于上侧。加压固定,用碘酊、酒精消毒手术部位,按常规铺单。将患部逐层切开直至暴露术野。在骨折胫骨前后切取留在犬胫侧的深筋膜瓣和游离长隐血管束,并尽可能多携带筋膜组织,保护好,以备后用。自骨折胫骨前后切开、游离骨膜,把所有骨折碎片取走,切除骨膜及远、近断端骨膜,钢板螺钉固定于胫骨外侧,远、近端各固定1枚螺钉,中间孔正对骨缺损处。将隐血管束通过侧槽植入已准备好的生物工程骨中空管内,深筋膜瓣环抱后,填充于缺损处。血管入、出口处的骨断端皮质要制成缺口,并用软组织覆盖,以避免血管直接与骨面接触。观察血管通血情况。逐层闭合切口,松开止血带,观察手术部位有无明显渗血现象,确定止血完全后包扎。于15d后再做另一侧胫骨生物工程骨修复手术。同时,术中要严格止血,适量补液,同时在术中用160万IU青霉素加在100mL生理盐水中静滴。术后连续6d每天肌注氨苄青霉素80万IU/次,以控制手术伤口的感染,手术后不需要制动、换药和拆线,同时要适当给患犬添加营养物质,提高患犬的机体抵抗力。 4结论 笔者对6只犬进行胫骨生物工程骨修复手术,这6例病犬均患严重粉碎性胫骨骨折,手术均用复合麻醉。手术时间是90~120min,手术中犬的呼吸脉搏平稳,采用氯胺酮和速眠新配合的复合麻醉剂能维持麻醉时间30~50min,故采用置留头皮针和三通配置以便输液和追加麻醉药(3%戊巴比妥钠),控制麻醉维持时间。本手术所采用的这种复合麻醉剂效果显著。因此,采用速眠新和盐酸氯胺酮作复合麻醉剂,再用3%戊巴比妥钠维持麻醉时间,此法适合犬类胫骨生物工程骨修复手术的麻醉。6只犬的胫骨生物工程骨修复手术均成功,经术后护理均康复出院。随访一年患肢活动自由能平稳负重且跑动自如。应用于犬手术的全身麻醉药种类很多,但目前尚没有一种麻醉药物可满足理想麻醉的要求,临床上多采用复合麻醉。复合麻醉可发挥每种麻醉药物的优点,减少单一药物的剂量和单一药物毒副作用,同时可以减少使用单一麻醉药物时出现麻醉过深以及长时间、大剂量使用单一麻醉药物对机体可能带来的诸多不利因素,增强了麻醉的可控性与安全度,提高了麻醉效果,在保护患犬的同时,达到了更好的手术预期效果。在术后给予抗菌素控制手术伤口的感染,同时适当添加营养来提高犬的机体抵抗力。 作者:欧阳志良 王肇基 万志伟 黄润标 单位:广东省东莞市农业技术服务中心 生物工程论文:生物工程专业教学改革论文 一、地方院校转型及专业教学改革需要遵循的原则 1.相应的学科应该与学校转型相适应 在进行学院转型和专业教学改革的过程中,需要遵循重要原则是相应的学科与学校转型相适应,首先各个专业教学的改革要与学校转型的程度相一致,只有这样具体的专业调整才能够和学校相适应,有效地借助于院校的优势进行专业教学的改革。另外,学科的发展和改革离不开学校转型的帮助,只有遵循学校转型的规划和方向,才可以实现有效的学科规划。总而言之,两方面都是息息相关、相辅相成的,只有两者积极配合,才能够实现有效的教学改革和教学实践。 2.学生特点与专业改革相融合 在进行教学转型和教学改革过程中,还要能够实现学生特点和专业改革的融合。因为学生是教学的主体,无论是专业教学还是院校的转型,学生永远是这些活动的中心。如果学生无法适应这些教学的改革,无论改革理念有多么先进,这些改革注定是要失败的。所以,在进行教学改革和教学转型时,必须要实现学生与教学的一致,实现学生能力、学生特点与教学理念、教学改革的相统一,只有如此,才能让后续的工作按照既定的方向和目标进行下去。 二、生物工程专业在教学转型过程中存在的问题 1.学科定位、专业设置不够合理 生物工程专业在教学过程中出现的一个突出问题是学科定位、专业设置不够合理,这阻碍了教学的进步。地方院校生命科学院设置的生物工程专业的课程设置、学生数量、就业状况、存在的问题,课程比例不协调,一般课程和专业课程的比重不够和谐,往往容易造成专业课程稀少,一般课程较多的现象,不利于学生专业能力的提高;学生数量不稳定,每年的招生计划不够稳定,这必然不利于对人才的培养;在就业上,由于学生素质、教学质量、教学体系的不够完善,使得就业也成为了一大问题。 2.教学理论与实践矛盾突出 在教学中出现的另外一个问题是教学理论与教学实践的严重脱节。教学与实践脱节、教师与实践脱节、课程设置与实践脱节等现象的产生,使教学秩序混乱,理论化过于严重,实践性很差,这必然不利于学生本身的成长。可见,理论和实践的突出矛盾是影响教学改革的突出因素。 3.教师考核方式不灵活阻碍教学转型 教师的考核方式不灵活也阻碍了教学改革及院校的转型。在很多的考核中,考核方式单一模式化,这在很大程度上影响了教师主动性的发挥和创造力的培养,抑制了教师的活力和激情。目前对教师的主要考核方式还停留在对单纯的课堂讲授、教案等纯理论上的考核,在教师职称的评定方面也是唯科研项目和是好,所谓教学成绩的评定也是纯纸面上的指标。单一的考核方式让很多教师不得不去为了应付相应的“政策”做一些无用功,很少有自己的精力和时间去研究教学,无法和学生展开深入探讨和分析,这对于教学实践和教学改革是相当不利的,只有加速教学改革,深入院校的教学转型,才能够不断地提高教学质量,为国家和社会培养出更多优秀人才。 4.学生的综合能力无法满足教学改革的需要 学生的综合能力无法满足教学改革的需要是一些院校转型过程中面临的重要问题。由于学生是所有教学活动的主要力量,学生的参与是教学活动的根本。学生缺乏能动性和动手能力与创造力等问题严重影响到了教学的改革。如果学生的综合素质无法满足教学改革的条件,那么所有的教学转型和教学改革将不能得到深入开展和实践。我们要清楚地看到,学生缺乏能动性和创造力的根本原因所在,归根结底是我们的教学体系、制度存在不少问题。所谓“一代新人赶旧人”,我们要始终相信学生的潜力是客观存在的,关键是看培养机构有没给他们提供发挥潜能的机会与平台。因此,要想实践生物工程专业教学改革和院校的有机转型,就必须首先提高学生的主观能动性和动手能力,提高他们的潜在素质,提高他们的根本实力,适应教学改革。 三、如何实现地方院校生物工程专业教学的改革及转型 1.学校加强顶层设计,从整体上把握改革方向 实现生物工程专业教学的改革和院校教学转型,首先要站在学校的立场加强顶层设计,从整体上把握教学改革的方向。广泛听取学生、教师、和社会需求的呼声,在管理制度,对教师考核晋级,对学生学习效果的考核方式、培养与就业模式等方面做出制度性的改变。改变传统、落后的教学形式和管理制度,站在人性化的立场进行分析,结合时代的要求和素质教育改革的根本需要来确定改革的方向,科学、理性地把握改革目标,力求实现成功的教育转型。 2.彻底改变课程设置与教学模式 要彻底改变原有的,不合理的课程设置方式和教学模式,调整理论课和实践课的比例,不断地强化素质教育,特别是对生物工程专业来说,要逐步改变重理论课、轻实验课,重闭卷理论考试轻动手操作、设计能力,重课堂轻社会实践等种种弊端。建议大学学习全程开展理论占三分之一、实验课三分之一、工程实习三分之一的时间分配的教学模式,不断强化实践课的学习,在这个过程中不断地增强学生的动手能力和实际操作能力,提高他们的创新能力和思维能力,只有这样才能够让学生在以后的人生走得更远。 3.加快师资结构与教师队伍的转型 加速师资结构的调整和教师队伍的转型,首先要考虑不断地聘请科研一线、生产一线、管理一线资深人员进课堂讲课,培养理论实践结合型教师队伍;其次,加强对在编教师的引导和时间能力的培训,尤其是对年轻教师的引导和培训,他们充满激情与活力,精力充沛,干劲十足,要鼓励他们多下企业,沉到生产一线,打造一批精干的实践与理论结合型教师队伍。这首先需要学校从对教师的评价制度方面进行引导,这样才能真正凑效。对于那些多年来一直以理论教学为主的老师,应该让他们继续开展理论教学活动,因为要改变他们往往较为困难。对于年轻的教师来说,要加强对他们的重点培训,让他们在懂理论的基础之上增强自己的实践能力和动手能力,不断地提高他们自身的素质。只有这样,他们在教学中才能够做到游刃有余,为学生进行有效指导,从而提高学生的学习效果,促使他们进步和成长。 4.学校加强学生实践基地建设 生物工程专业对学生的动手能力和实践能力都有很高的要求,因此,要想增强学生的实践能力,可以加强学生实践基地的建设来实现。就学校而言,可以与社会上的企业进行合作,让学生有地方实习,有机会练手,或者可以定期组织学生到相关的单位进行学习和锻炼,不断地强化学生的实践能力。不仅如此,学校也可以增设实验室,给予学生充足的课外空间,给他们足够的实践机会进行学习和锻炼。总而言之,只有加强学生的实践能力,才能够从根本上促进他们成长,为他们以后的工作打下良好的基础。 5.改革对教师的评价方式 教师是教学活动的中坚力量和灵魂所在,要改变传统错误的教师评价方式,尤其要改革职称评审中重课题、论文和课堂教学的纯理论式的评价方式,从评价机制上激发教师转型的积极性。这势必存在一定的困难,因为职称评定是省一级行政部门主管制定政策,单靠学校很困难。所以很多问题可以探讨,但实施很难。另外,教师也要提升个人的内在自觉,不断地强化他们的软实力,塑造高贵的灵魂和较高的社会责任感,增强个人的责任意识和奉献精神。总之,要善于从多方面来加强对于教师的培养,不断地进行师资的整顿和教育,只有这样才能够促使教学以更加积极健康的姿态成长,培养更多优秀的人才,为国家和社会贡献自己的力量。 四、结语 总体而言,地方院校教学的转型不仅仅是国家对教育的整体统筹,更是素质教育的深入开展和践行。目前我国地方院校的专业教育确实存在着不少的问题,例如学科定位和课程设置不够合理,教学理论与实践矛盾重重,教学考核方式过于落后,学生本身能力不足等。要改变这些问题,就需要不断地调整专业课程的设置,从整体上把握改革方向,加强师资队伍建设,改变传统的教学评价方式,强化学生的课程实践教学,从各个维度来加速专业教学的转型,促进专业教学质量的提高. 作者:唐青海 单位:南阳师范学院 生物工程论文:生物工程与生物技术论文 一、专业基础课 专业基础课的设置体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程(见表1)。然而从科学到技术的差异很小,仅增加了工程基础课4学分(约11%),应为技术基础课,且应明确例举。从技术到工程的专业基础课要求有了明确的变化,按课程类别从科学到工程变化率近50%。学分的控制宜统一,且应规定生物技术专业的专业基础课最低学分要求中技术基础课学分应达20%以上,生物工程专业的专业基础课最低学分要求中工程基础课学分应达40%以上。且可给出典型的工程类专业基础课名录,如机械零件、电子电工基础等课程。另外生物工程专业基础课将《机械设计基础》列为可有可无的选修会造成该专业工程基础的严重缺陷,且应在生物工程专业的专业选修课中保留生物技术专业的细胞工程、酶工程等选修课(见表1)。 二、专业课 专业课的设置也体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程(见表1),从科学到技术的专业课调整率达30%,而从技术到工程的专业课虽然有较大变化,但所列举的课程多为非典型的工科专业课(如基因工程、细胞工程、蛋白质工程),回避了典型的工科专业课如氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。学分的增加也不尽合理,三个相近专业,不论理科还是工科,学分基本要求应尽可能一致。向上浮动及在各选修课程间适当调整则是各校应有一定的自主权。另外生物工程是典型的工艺类专业,专业必修课缺工艺类专业应有的分析检测课也会给工艺过程及产品研发和生产中的质检质监和质控及产品安全留下隐患,故建议3+X模式中3应包含专业分析、X应例举氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。 三、实习及毕业实践环节 生物科学和生物技术的实习及毕业实践环节完全一致(见表1),未能体现从科学到技术的差异特点以及生物技术可授农学或林学学位的特色。毕业设计是工科工艺类专业最为特色的实践环节,但在许多学校以“毕业设计(论文)”的形式出现,实际实施则只做毕业论文,没有毕业设计,使毕业设计名存实亡,致使许多学校生物工程专业的毕业生根本就不知道何谓毕业设计,许多学生甚至把毕业论文当作毕业设计。建议明确生物工程专业的“毕业设计”为必修环节,可以设计论文二者兼顾,至于是“大设计小论文”还是“大论文小设计”可依各校情况而定,唯有如此,生物工程专业才能名符其实。 四、师资要求 师资的最低要求在规范中描述不尽一致,应加以统一。且应规定专业课的师资要求,因为能承担专业课的老师一般能胜任专业基础课,而能承担专业基础课的老师则不一定能胜任专业课。这在工科尤其如此。故除规定学历职称要求外,应规定专业要求,即“本科为相应或相关专业”的师资应大于专业师资总数的50%。 五、其他 近年由于社会办学、企业办学、校企合作、产学研合作、网络教学、数字图书资料等多元化和多样化的办学形式和方式的发展,统一实践等硬件条件形式较为困难,而且也不符合时代要求。建议教室(专用或生均面积)、专业课实验室(面积及专用设备)、图书资料数据库量设定为刚性要求,研究所(室)或技术中心、实习基地规模和数量等宜设定为柔性、选择性或特色要求。 作者:陈朝银 赵声兰 单位:昆明理工大学 云南中医学院 生物工程论文:发酵生物工程技术论文 1材料与方法 1.1材料及仪器原材料:红糁、汾酒大曲、FJ-5酵母菌(生香酵母)。仪器设备:Agilent7890N气相色谱仪,美国Agilent公司;UV-5200紫外分光光度计,上海精密仪器有限公司;ENLOG-TMEX-T自动温度记录钮扣系统;傅立叶近红外光谱仪InfraxactLab。 1.2酵母菌培养基活化培养基:黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、琼脂1.8g、自然pH值。富集培养基:黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。 1.3分析方法总酯测定:按GB/T10345—2007方法进行。乙酸乙酯测定:利用Agilent7890N气相色谱仪进行检测。色谱条件:进样口温度230℃,载气He(99.999%);恒流1.0mL/min,分流比50:1,进样量1uL;程序升温,初始温度60℃,保持1min,以5℃/min升至155℃,再以3℃/min升至180℃,保持10min。感官品评:按照标准感官分析方法GB10345-2007进行。 1.4实验步骤在公司同一个实验班组上进行,以保证实验过程当中工艺操作的一致性。实验分4组实验进行,以正常大生产为对照。实验组间除了FJ-5菌液(OD值为1.6~1.8,620nm处测定)用量不同外,其它因素全部相同。各组实验配料、堆积时间、堆积规格等参数结果见表1。每个实验组分别连续重复实验5d,其他未涉及工艺参数参照汾酒传统工艺执行。 2结果与分析 2.1发酵品温变化规律白酒酿造过程酒醅品温变化规律或是紊乱能够直接反映材料发酵情况是否正常。而发酵材料当中酵母菌、细菌等功能微生物有序代谢、有序放热正是酒醅品温有规律变化的一种内在驱动。从图1中各实验组品温的变化来看,堆积过程中,实验4组的最高品温变化可达到36℃,超过了酵母菌最适宜的生长温度。而实验1、实验2、实验3三组在堆积过程当中的最高品温并未超过33℃。而且实验3组的最高堆积品温要比实验1和实验2组高出2℃~3℃。分析可能实验3的酵母菌强化剂量与材料堆积规格的匹配对于提供酵母菌适宜的生长代谢温度较其他3个实验组更加合理所致。发酵进入地缸以后,除实验4组明显没有遵循汾酒发酵“前缓、中挺、后缓落”的品温变化规律外,其它实验组均与正常大生产酒醅表现出相似的品温变化趋势。而且由于实验组材料有前期堆积富集微生物的过程,所以整体上来说实验组特别是实验1和实验3组材料的顶火时间要比正常大生产要长2~3d。 2.2堆积发酵过程中酵母菌数量分析材料堆积过程中一方面可以提供酒醅本身携带的酵母菌一个有氧环境,使其进行数量的大量繁殖;另一方面,通过堆积,也可网罗一部分空气当中的酵母菌[9]。通过微生物平板培养计数,结果如图2所示。图2结果表明,实验4组由于堆积过程当中堆积温度超出了酵母菌最适宜的生长温度,导致在堆积过程当中,其酵母菌数量最高仅达4.15×106cfu/g,远远低于实验1、实验2、实验3组中酵母菌的数量。其中,实验3组当中酵母菌富集效果最好,达到了3.72×108cfu/g,结合图1中的品温情况,说明要保证后期发酵材料的较高的顶火温度和较长的顶火时间,前期的堆积过程必须控制好堆积温度,堆积温度最好不要超过酵母菌等微生物的最适生长温度。 2.3在制品(15对时)酒度、出酒数量对比清香型白酒酿造过程当中,7~15对时这个阶段,是酒精发酵的主要阶段,15对时之后,随着酒醅中酒度、酸度的积累,对大多数酵母菌生长代谢造成负面影响,一般酒醅中酒精含量变化不是很大。所以15对时的酒精度可代表酒醅发酵过程当中整体酒精生成量的多寡。图3中数据可以看到,实验组15对时酒精度均低于正常大生产。通过t检验显著性分析,其中实验1、实验2、实验3组分别与正常大生产15对时酒度在0.05水平下p值(0.23、0.45、0.28)均>0.05,差异性不显著。而实验4组酒醅15对时酒度与正常大生产显著性分析p值(0.03)<0.05,差异性显著。分析实验1、实验2、实验3组酒醅15对时酒精度略低于正常大生产的原因在于实验组在堆积过程中散失了部分水分有直接关系。而实验4组酒醅产酒精量较少可能是由堆积过程中过高的堆积温度杀死了一部分产醇酵母菌所引起的[10]。出酒数量方面,各实验组最终出酒数量多寡基本与15对时酒精度的对比情况一致,结果见图4。 2.4原酒总酯、乙酯/乳酯比值及感官品评结果 2.4.1原酒总酯、乙酯/乳酯比值结果分析原酒中总酯含量的高低在很大程度上决定了酒液放香特点是否良好,此外,汾酒中乙酯与乳酯的比例对于保证清香风格有重要作用。目前清香白酒的生产实践表明,适当提高乙酯与乳酯的比例对于酒体品质的改善有十分积极的作用。从图5中数据可以看到,4个实验组中实验3组所产原酒总酯含量最高,可达8.3g/L,比正常大生产的4.7g/L高出76.6%。而实验1和实验2组总酯含量相当,分别是7.3g/L和7.5g/L。其中,实验4组在四个实验组中总酯含量最低,但比正常大生产也高出19.1%。这说明堆积发酵结合生物工程技术强化生香酵母的方法是一种切实可行的提高汾酒总酯含量的方法。从图6中各实验组及对照组乙酯/乳酯的比值数据可以看到,通过实验组乙酯与乳酯的比值均有不同程度的提高,其中实验3所产乙酯/乳酯比例提高最多,高达1.5。 2.4.2实验组感官品评分析根据1.3方法对各实验酒样进行品评,结果见表7。结合表7描述,可以看到实验原酒普遍较正常大生产原酒表现出更明显的苹果香,清香风格典型。而且实验3所产原酒经品评放香、口感均比较理想。 3结论 3.1经中试实验可知,采用将3‰的FJ-5酵母菌液强化到正常汾酒配料当中,堆积发酵2d之后再进行入缸发酵的方法可较大程度地提高汾酒的总酯含量,提高幅度高达76.6%,能够很好地保证和提升汾酒品质。 3.2通过堆积发酵结合生物工程技术强化发酵体系中生香酵母数量的方法可在一定程度上提高汾酒中乙酯/乳酯的比值,最高可提高至1.5,在提高总酯的同时,实现了“增乙降乳”的目的,可大大地提升了汾酒的放香和口感。 3.3通过实验发现,由于大多数生香酵母具有好氧繁殖、厌氧代谢的特点,通过人工强化结合堆积自然网罗微生物的方法大大地丰富了汾酒发酵体系当中生香酵母的数量,进而为发酵后期提高汾酒总酯含量和产品品质打下基础。 3.4该研究在堆积时间的选择上没有进行梯度实验,堆积时间长短对于汾酒总酯含量的影响还有待进一步研究。 3.5堆积过程中吡嗪、嘧啶等杂环化合物的含量及对酒体的影响还有待进一步研究。 作者:王晓勇单位:山西杏花村汾酒厂股份有限公司 生物工程论文:实践教学生物工程论文 1加强实践教学,培养学生创新思维 构建了以实验教学和课程设计为基础,实习和实训为优秀,社会实践和科研创新活动相结合的实践教学新体系.理工并重,产、学、研有机结合,全面提高学生的创新能力和实践应用能力. 1.1改革实验课程体系,构建新的实验教学方式受重理论、轻实践传统教学思想影响,实验教学以教师为主导,学生没有真正融入教学过程.对此,建立了以学生为主体的实验教学方式,采用启发式和引导式教学,培养学生问题意识,形成积极的思维方式,促使学生有目的、自主地进行实验操作,在实践中寻找解决问题的方法,提高实验技能.将多媒体引入实验教学,使整个教学过程更加直观、具体.1.1.1加大综合性、设计性实验比例传统实验教学中以简单的验证性实验为主,内容分散、陈旧.综合性、设计性实验开出率低,不利于学生综合能力的提高.为此,加大涉及多学科、多因素的综合性实验,以及由学生自行设计实验方案的设计性实验,减少验证性实验,促进学生知识、能力和素质的全面提高.如生物工程专业设置的“DNA的重组、转化及筛选”综合性实验,全面综合了从目的基因获得、重组、转化及筛选的整个DNA重组技术的原理和操作.此外,开设的生物技术大实验,综合了天然药化、生化工程等实验课程,解决了专业实验课程内容重复、衔接不当等问题.设计性实验是对综合性实验的进一步提升,强调自主性,为学生提供了更大的发挥空间.为进一步提高实验综合性,实施了模块化实验教学.结合生物工程产业发展趋势,整合多门实验课,将实验分为三大模块:以产品的提取、分离为主的生化工程模块,以微生物发酵为主的发酵工艺模块及以DNA重组及表达为主的基因工程模块.减少了实验门数,强化知识的衔接和融合,全面促进了学生综合能力的提高.1.1.2构建多层次、立体化的开放性实验教学改革传统的实验教学方式,构建开放性实验教学模式是提高学生实践动手能力和综合应用知识能力的重要途径.开放性实验教学是以能力培养为优秀,以学生为主体,变被动学习为主动学习,提高学生综合素质的一种教学体系.其教学模式包括时间开放和空间开放(实验室场所,资源开放),也包含开放式的实验教学方式.实行分层次开放性实验教学,将实验内容分为基础型、提高型和研究创新型,循序渐进地提高学生全面素质. 1.2加强实践教学,加大实训、实习基地建设 生物工程专业是为实际生产服务,其特点是实践应用性强.实验室教学具有其局限性,它与实际生产存在较大距离.因此,培养工程实践人才,应加强实践教学环节,建设良好的实习和实训基地.以社会和市场需求为导向,以专业技能训练为主要目标,构建了面向生产实际的,集技能实训、工艺设计、产品研发于一体的任务驱动式综合化实践教学体系.为解决实践教学基地不足的问题,与多家企业、工厂建立合作关系,成立多个校外实践基地.校企合作是使学生接触生产实际的有效途径,克服了传统办学模式中人才培养与社会需要相脱节的现象.学生通过深入生产一线,熟练大型设备操作,掌握基本生产流程,增强了工程意识,提高了实践应用能力和创新能力.因此,应进一步实行校企联合,通过结合企业最新研究及发展方向,确定专业技术课程和技能实训模块,使教学更具实践性,培养学生理论知识转化为实际生产力的意识和能力.此外,校企共建技术中心共同研究开发课题,加速了科技成果的产业化,促进了学校与企业共同发展,推动了区域经济建设. 1.3实行双师型教学 建立“双师型”师资队伍.聘请企业高级技术人才作为兼职教师,激励教师到企业学习,建立高素质的教学师资队伍.使学生了解企业运行机制,巩固理论知识,提高工程素质. 2将科研引入教学,培养学生创新能力 科研带动了生物工程行业的发展,没有科研就没有创新.培养学生创新能力的关键是使学生掌握科学研究的思想和方法.教不研则枯,科研融入教学,有利于及时地将新技术、新知识注入实验教学,培养学生积极主动的探索精神,激发创新思维. 2.1引入科研课题 将教师的科研课题引入实验课或毕业论文的选题中.教师给定实验的目的与要求,由学生根据实际条件,查阅文献并制定实验方案,由指导教师核定后实施. 2.2建立创新实验室,设立专项科研基金 建立本科创新实验室,为学生的研究设想提供理想的平台,充分调动了学生的自主性,培养学生的创新思维.通过设置大学生创新项目基金,为创新实验提供经费支持.该项目由学生自主申请、组织开展课题研究.对于结题及取得良好成果的采取记学分、奖励等措施,激发学生积极性.这种探索性科学研究,培养了学生分析与综合、抽象概括、归纳演绎等科学的思维方法,提高了学生创新能力,已有一些成果在高水平的科学杂志上发表. 2.3实行大学生导师制 从低年级开始,由学生根据自己的兴趣,选择导师及研究方向.通过加入教师的课题,在导师指导下开展实验研究,培养学生的科学精神和科学素养.导师制为学生提供宝贵的智力资源,学生可以自由地与高层次的科研人员进行学习交流,实现了因材施教,有利于学生积极性的提高及个性发挥.科研训练环节作为高层次实验教学环节,是实现培养创新型人才目标与定位不可缺少的途径.由科研一线教师担任指导老师,对学生进行科研训练,提高学生的科研能力,是创新型人才培养的一个特色. 2.4开放科研实验室 高校科研实验室是高校科学研究、学术交流和产品研发的重要场所,是科研成果和创新思想的重要产地.为充分利用科研实验室的资源优势,对其实施开放,将科研实验室融入本科教学,构建科研与教学有机结合的创新人才培养模式.资源生物重点实验室开放以来,激发了学生创新能力,提高了学生操作技能,使学生形成了良好的科研素质.此外,深化教学管理制度的改革,优化教学过程控制,是提高教学效果的保障.为此,建立了以能力考核为优秀,多元化的、全面的考核评价体系.加强过程考核,使学生注重平时的学习和实验操作.把学生的发展情况作为衡量教学成果的主要标准、突出创新和应用能力的评价,全面考核学生的综合素质. 3结语 科研融入教学,产、学、研合作教学,理论与实践紧密结合,实现科研实验室向教学实验室转变,强化科研对教学的反哺,是生物工程专业人才培养模式的主要特色及优势.通过校企合作,加强认识实习、生产实习等实践环节,加大实践教学基地建设,培养了学生适应工业化生产高新技术的不断更新及社会生产结构变化的能力,他们的创新能力、工程意识及工程能力普遍提高,知识、能力和素质得到全面发展. 作者:张晓娟陈文强霍科科赵辉单位:陕西理工学院生物学院 生物工程论文:基于化工原理的生物工程论文 1多媒体教学与传统教学相结合,生产实习和实验结合,提高教学效果 化工原理课程需要重点论述单元操作的基本原理和计算方法,其中包含许多公式的推导和计算。教师充分利用网络资源,制作多媒体课件进行启发式教学,将抽象的原理以小视频、Flash动画等形式展示给学生,提高教学效率,增强教学效果;使学生在教室中就了解到工厂产品的生产流程和设备。如第二章流体输送机械中,使用动画或者Flash影片播放各种输送机械的工作过程,如离心泵、往复泵等,第四章传热中列管式换热器使用三维动画生动地展示其工作原理,使学生直观的理解。我们从之前的教学经验发现,单纯采用PowerPoint课件进行讲解,公式在屏幕上显示直观感觉“乱”,造成学生视觉上的疲劳,而且许多学生往往还没有反应过来,页面就已经翻过去了,学生会感到枯燥无味,造成多数学生不爱听,失去学习化工原理的兴趣。此部分内容教师需要借助板书,手写推导,随写随看,诱导学生进入动态思维过程,调动学生学习的能动性,从而让学生跟着教师的思路走。此外,课堂上理论知识的讲解,只能让学生对化工原理涉及的单元操作和设备简单的理论了解。安排学生进入化工厂参观实习及实验操作,结合工厂工程师的讲解,增加学生的感性认识,使知识转化为实践,使学生对化工原理的知识掌握不再是“纸上谈兵”。 2重视预习,调动学生主动学习积极性 化工原理课程是综合运用数学、物理、化学、计算技术等基础知识,分析解决化工类生产过程中各种物理操作问题的技术基础课[3]。课程学习相对于其他科目难理解、难推导、难掌握,从以往的教学经验发现,部分学生对这门课程存在抵触、害怕的情绪,使得学习和讲授过程相对较难,互动较少,学习效果差。在第一堂课的授课过程中消除学生对本门课程的害怕抵触情绪,之后的教学中教师提前布置预习任务,学生在课下主动学习,熟悉课堂内容,查阅资料[4]。课堂上以回答问题和分组讨论的形式检查预习情况,发现学生难理解的内容,再对其进行详细讲解和分析,使学生将课程内容理解掌握,提高学习效率。这种方式改变了传统的学习方式,使学生从被动的接收内容转变为主动学习知识,充分发挥学生的主观能动性,并培养了自学能力。对于流体输送机械、沉降与过滤、传热、精馏塔、干燥几章内容,涉及到设备的结构与操作原理,采用以学生自学、查阅资料为主,自己制作多媒体课件,课堂上以讲课的形式展示自己的自学成果,使学生真正成为课堂学习的主体[5]。 3习题课的重要性 课后习题是对课堂内容的应用和巩固,每个重要知识点结束后,布置相关的习题,使学生在解题过程中加深对基本原理的理解与掌握。如布置第一章中流体流动中流体静力学方程式、伯努利方程式的应用题,让学生课下完成。下次讲课之前,用10-15分钟时间进行习题的解答,由学生解答习题思路,在讲台上板书讲解,其余同学对其思路进行讨论,这样可以发挥学生的主动性,积极参与到课堂上。如果课时允许,可以设置专门的习题课,对习题进行集中讲解和讨论,加深学生对基本概念和方法、基本工艺计算的理解,从而巩固课程的理论知识。综上所述,结合化工原理课程和生物工程的专业特点,我们通过不懈的努力,优化教学内容,改进教学方法,调动学生学习的积极性,我们围绕新的课程要求积极改进教学方法,提高教学质量,以培养学生综合素质为目标,培养学生创新能力为重点,为培养具有工程概念的生命科学人才打下了坚实的基础。 作者:杜晓娜关海燕周晨妍单位:新乡医学院三全学院生命科学技术学院发酵工程教研室新乡医学院生命科学技术学院 生物工程论文:实践教学的生物工程论文 1在考核评价上 突出学生学习能力、综合实践动手能力的评价,采用口试、答辩和解决实际问题等形式,考核评价学生的学习效果。鉴于实践课程内容的复杂性、实践时间的长期性,专业将过程考核应用于成绩考核当中,不再以最终的成绩确定学生的实践动手能力,而将同学的准备情况、实践态度、思考过程及难易度、实验结果等都纳入到实践教学考核体系当中。学生既是被考核对象,又是考核监督对象,提高了学生的参与热情。 2专业优秀技能提升训练体系 2.1专业基本技能培训体系结合专业人才培养方案,已制定实践教学培训计划和专业技能基础体系,以培养学生的专业基本技能。相关实践教学课程包括:一是基础技能:生物化学、分子生物学、微生物学、细胞生物学、基因工程、免疫学、化工原理等;二是生物工艺过程基本技能相关课程:工业发酵分析、淀粉分析与检验、变性淀粉、发酵工程、发酵设备等。 2.2科研训练提升专业基本技能培训体系塑造了学生最基本的专业技能,为提高专业技能,生物工程专业在实践教学过程中制定了相应的“研究式”实践教学模式,即将学生融入教师的相应课题研究中,利用课余时间,进行课题研究。 2.3社会实践锻造生物工业过程实习主要包括:酶工程实习、化工原理实习及生物工艺学实习。是生物工程专业实践性教学中一个极其重要的环节。本实践环节在前述实践教学基础上,通过构建学生自主实习、校内外双导师制、厂校双重考核等实践教育模式,让学生进入生物工程公司每一个操作工段。通过这一环节的实践学习,让学生更加深刻理解生物工程工艺流程,加深了对理论知识的理解与掌握,专业技能和素养在工业环境中得到进一步提升,同时提高了学生的工程意识和工程能力以及创新能力。 2.4大学生科技创新培养计划科技创新计划就是利用科研工作助推本科生创新能力的提升,由学校及指导教师提供研究费用及实验条件,同学通过申请、答辩的方式进行优选,使学生在掌握专业技能基础上,培养和提升创新能力。如:同学们参与了“一种秸秆生物质的制备技术研究”及“蜂花粉系列产品的研制”等科研工作,通过实践检验研究思路的合理性,使科研课题设计能力、组织实施能力、科研素养和创新能力得到进一步培养和提高。 作者:王刚郭明珠陈欢刘娟史云婷孙旸陈光单位:吉林农业大学生命科学学院长春职业技术学院信息分院 生物工程论文:面向区域经济的生物工程论文 一、培养面向区域经济和产业发展的生物工程高层次人才的必要性 区域产业是指在某一特定区域内,生产同类商品或提供同种服务的所有企业的集合,反映的主要是产业空间布局状况以及由此所决定的区域间横向经济关系。生物工程相关产业涵盖医药、食品、检验、环保、农业等领域⑤,产业相关集群的形成对于促进地方经济建设,保障经济、社会、环境与人的协调发展意义重大。 1.生物工程相关产业在国民经济中的地位“十一五”以来,国务院批准了《促进生物产业加快发展的若干政策》和《生物产业发展“十一五”规划》,大力推进生物技术研发和创新成果产业化,生物产业产值以年均22.9%的速度增长。《国务院关于印发生物产业发展规划的通知》提出,到2015年,生物产业增加值占国内生产总值的比重将比2010年翻一番;到2020年,把生物产业发展成为国民经济支柱产业。《国家“十二五”科学和技术发展规划》和《国家“十二五”生物技术发展规划》明确提出将“研究预防和早期诊断关键技术,显著提高重大疾病诊断和防治能力”作为“人口与健康”重点领域的发展思路之一;将生物制药技术列为重大支持方向之一;将食品安全列为民生科技示范重点,食品安全检测产业将成为新型公益类重点资助领域。 2.吉林省生物工程相关产业发展现状“振兴东北老工业基地”、“长吉图开发开放先导区”、“长春市部级生物产业基地”等国家和地方的政策性投入,使吉林省生物工程领域产业的发展形成了比较优势,已拥有长春生物制品研究所、通化东宝等一批大中型生物医药企业集团和一大批中小型生物医药研发和制药企业,以及长春迪瑞、长春汇力、长春博德等体外诊断检测试剂和仪器生产企业。2012年,相关产业整体呈现快速、强劲的发展势头,全年医药产业实现销售产值1550亿元以上,同比增长34.7%⑥。吉林省工业发展“十二五”规划提出,在医药产业方面,将吉林省建设成为国内外具有重要影响的国家生物药基地、中药北药基地;在医疗仪器设备及器械方面,提升医疗器械行业发展水平,加快补齐医药产业发展短板,重点发展多功能激光治疗设备、临床检验分析仪器等医疗检验仪器。到2015年,全省医药工业总产值达到2000亿元,年均增长27%⑦。 3.吉林省生物工程相关产业高层次人才相对不足目前,吉林省生物技术制药产业发展迅速,但企业创新能力薄弱、仿制药比重较大;高端医学仪器设备、中端试剂和仪器一体化被国外垄断。原因之一是企业技术力量十分薄弱,缺少足够的优秀创新人才,造成优秀技术往往依赖引进,受制于人。生物工程产业是高技术产业,通过对相关产业调研发现:(1)生物产业飞速发展导致人才数量缺口加大;(2)产业创新能力提升导致高端人才匮乏;(3)国内外同行业的发展差距导致人才流失严重;(4)要突破国外技术壁垒需要生物医学与机电一体化人才;(5)高技术产业经济发展对人才实践能力的要求攀升。因此,吉林省生物工程相关产业创新能力的提升和持续健康发展需要大批高层次实践创新人才。《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》指出,重点培养生物产业高端创新型人才、产业链关键环节专业人才;鼓励企业与科研机构、高校联合建立生物技术人才培养基地;建立人才及人才团队在企业与科研院所之间流动的畅通渠道。目前,吉林省生物工程专业硕士学位授权单位仅3所,即吉林大学、吉林农业大学、中科院东北地理与农业生态研究所。3所招生单位为吉林省生物工程产业输送了优秀人才,但在生物、医学、光学、机电一体化人才培养方面尚不能满足我省生物工程相关产业发展对人才的需求。 二、长春理工大学对生物工程专业硕士学位研究生培养体系建设的探索 1.多学科交叉融合,凝练专业特色,明确人才培养目标定位长春理工大学坚持生物、医学、光学、机电等多学科交叉融合的办学特色,结合吉林省生物医药、食品安全检测工程产业等区域产业发展规划,形成了生物医学光机电一体化技术的生物工程优势学科。涵盖三个稳定的、特色鲜明的专业方向:(1)生物医学检验工程,以国产化及自主创新的生物医学检验试剂与配套光电检验仪器一体化技术为研发目标;(2)医药用生物反应器与监测设备工程,侧重基因重组药物的通用载体生物反应器构建与应用技术,以及细胞工厂配套光电显微光电监控设备的研发;(3)食品安全检测工程,侧重食品中雌激素类、毒素、农药残留等污染物快速检测试剂与配套光电检测仪器的研发。为吉林省医药、卫生、食品、商检等企事业单位培养具有创新能力的应用复合型高层次人才。 2.优化课程体系,构建双师型导师队伍,探索三对接人才培养模式整合教学与实践优势,按照专业方向的不同,采用分类培养的指导思想,突出知识背景交叉与能力培养并重的特色,设置了科学合理的课程体系,包括必修课(18学分)、公选课(10学分)、方向选修课(6学分)三个模块,模块间遵循“夯实基础-提高能力-强化应用”的培养规律。教学团队由企业专家、国外学者和校内教师组成,企业专家讲授实践性较强的课程,国外专家学者主讲学科前沿性讲座,突出实践与前沿的兼顾。采取集体培养与个人负责相结合的指导方式,构建双师型导师队伍。导师组由具有副教授以上职称或博士学位的校内教师,和具有高级专业技术职务或具有博士学位的合作单位专家组成。形成一支结构合理、学术思想活跃、教学科研与实践经验丰富的教学团队。以实际项目为主要载体,融通基础理论教学、前沿技术和实践教学,构建“学研用”三位一体的人才培养模式。学习方式分为全日制学习方式,学制2.5年;非全日制学习方式,学制3年。培养方式为校企(行)联合培养,对于全日制学生,1年在校理论学习,半年行(企)业顶岗实践,1年结合岗位实践内容完成毕业论文;对于非全日制学生,1年在校理论学习,半年企业顶岗实践,1.5年结合岗位实践内容完成毕业论文。实现了人才培养与合作单位、生源层次、业界需求的对接,学校和用人单位的无缝连接。 3.建立校企联盟,拓展实践教学基地,全面提升人才实践创新能力专业学位研究生培养的重点在于实践和创新能力的培养,企业和行业参与高校专业学位研究生教育是保证专业学位研究生教育质量的重要手段⑧。因此,通过校企合作和优势互补,建立工程实践基地,实现研究生联合培养,已成为提升工程硕士研究生实践能力的重中之重。长春理工大学与相关企业在联合攻关、学术交流、学生就业、本科生实习等方面进行合作的基础上,建立了生物工程专业硕士培养的校企联盟。目前,与长春生物制品所有限公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司等15家企事业单位签署了实践基地合作协议,形成了以吉林省为中心,辐射北京、上海等地的稳定的校外实践教学基地。此外,校内建设的与该学科直接相关的实践教学平台有生命科学基础实验中心,吉林省生物检测工程实验室和吉林省中药生物工程二级实验室2个省级重点实验室,2个学校参股的集生物医学光机电一体化研发与生产的高新技术企业。目前,已投入建设经费3000余万元。校内外实践基地的建设,为学生提供了充足的实践机会,使学生在读期间能参与企业生产、关键技术攻关和新产品研发,全面提升了人才的创新实践能力和就业竞争力。 4.“产学研”联动,以科研合作为纽带,保障学位论文的先进性与实用性“产学研”合作教育的本质特征是寻求高等教育自身规律与现实社会对人才需求之间矛盾的解决⑨。通过“产学研”合作教育,实现教学、科研、生产三结合,能更有效地提高办学水平和人才培养质量,克服高等教育脱离社会实践需要的倾向,增强其社会适应能力和生存能力⑩。自2000年以来,我校先后与中国药品生物制品检定所、中国食品检验检疫研究院、长春生物制品所有限公司、长春百克药业有限责任公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司、吉林省紫辰光电有限公司等多家企业,联合完成了部级、省级和横向科研项目17项,累积科研经费达2000余万元。以科研合作为纽带,将科研项目立项、研发推广过程与生物工程专业硕士培养相结合,形成了“产学研”联动模式,增进了学校与企业间的合作交流。学生毕业论文选题结合专业方向、校企联合攻关项目和企业实际需求,鼓励原始创新或集成创新。学生在校内和校外导师的共同指导下,掌握了扎实的专业理论基础和先进的实践技术手段,具备了综合运用科学理论和技术方法解决实际工程技术问题的能力,保障了学位论文的先进性与实用性。 5.加大政策性投入,科学规范管理,完善质量保障与监控系统长春理工大学“2020年教育事业发展规划”明确提出,按照“入主流,重交叉,创特色”的新兴学科发展思路,进一步完善学科体系,积极创造条件,将生物工程学科建设成硕士学位授权一级学科。经过十余年的建设和发展,在我校生物医学工程一级硕士学科的建设基础上,目前校内拥有了基础实践教学与工程化一体教学基地,配备了先进仪器设备及与该学科相关的图书资料。学校与行(企)业开展多种形式的合作办学,建设了国内行业一流国企、股份制公司、行业监督检验技术执法等校外基地15家,通过优势互补,共建共管,做好研究生招生、培养、实践实训及就业导向等工作。成立了由学校、学院、行(企)业专家构成的学位委员会,制定了《生物工程专业硕士合作培养协议》、《生物工程专业硕士管理规定》、《生物工程专业硕士培养方案》、《生物工程专业硕士学位论文规范》等文件,规范了生物工程专业硕士培养的实施过程,完善了考核评价体系,保障了学生、企业、学校三方的权益,为更好地建设校企联合培养基地营造了良好的环境和氛围。学校针对专业硕士学位研究生培养建立了完善的质量保障体系,实施全过程质量监控,将生物工程专业硕士研究生教育评估全面纳入研究生管理部门的日常工作,将生物工程专业学位点的建设,包括招生规模、合作基地、师资队伍、科研项目、成果专利、论文质量等纳入学科年度考核,积极开展学习与调研,引入行业评价,以评促建,确保了学科建设和人才培养的可持续发展。 作者:郝凤奇庞春颖宁春玉稽晓强金丽虹于源华单位:长春理工大学生命科学技术学院 生物工程论文:基于卓越计划的生物工程论文 一、改革目标 “卓越工程师培养计划”是适应我国工业化发展进程,培养和造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术人才的重要举措,是增强我国优秀竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必然选择[2]。实施“卓越工程师教育培养计划”,将进一步丰富我校的产学合作教育模式内涵,提升它的品牌效应。实施“卓越工程师教育培养计划”也将使我校的办学特色更为鲜明,两者是相互促进的。我们将紧紧抓住这次机遇,按照“卓越工程师”的要求,整体设计人才培养方案,科学制定培养“卓越工程师”的通用标准和行业标准,深入研究理论与实践课程教学大纲,强化校企实习实训基地建设,强化“双师型”师资队伍建设,建立相应的配套政策和建立质量保障体系,以最大的工作热情确保“卓越工程师教育培养计划”在我校实施成功。为此,我院按照学校要求积极组织实施“卓越工程师教育培养计划”的设计方案。为积极贯彻落实学校在人才培养和学科建设上“顶天立地”的战略目标,学院经过几年的不懈努力与探索,在人才培养模式、效果上大力进行创新。以培养高素质应用型创新人才为指导目标,产学研结合,走出了我院依托科研发展,教学科研良性互动,提升教育教学质量的新路子,在取得了显著的建设成就同时为实施“卓越工程师教育培养计划”奠定了坚实基础。 二、改革具体措施 1.坚持以教学为中心,科研促进教学。科研是大学活力的源泉,以科研促进教学是提高大学教学质量的重要途径[3]。科学研究不仅可以增强教学的深度、拓展教学的广度,而且可以更新教师知识结构、完善教师的知识体系,提高教学效果。高校教师既要从事教学,又要进行科研,要将二者有机结合,以科研促进教学。我院提出了以行业产业为导向的生物工程卓越工程师培养模式。在培养应用型创新人才的办学定位基础上,以教学为中心,根据经济社会发展需求和自身条件、发展潜力,继承办学传统,不断深化人才培养模式改革,明确了“坚持立足地方、依托地方、服务地方的办学方针,依托四川及成都市现代生物产业,坚持以生物产业发展对人才的需求为导向”的办学理念。我院坚持以现代产业发展对人才需求为导向,构建了以产学研战略联盟为平台,学科链、专业链对接产业链的办学模式。已在全院范围内努力营造了“产学合作、工学交替”的良好氛围。使“以教学为中心,科研促进教学”成为学院的共识和自觉行为。 2.强化培养学生的工程能力和创新能力。我们将具备一定专业知识并能运用所学知识完成工程项目的能力称为工程能力。就目前社会所需来看,我们的学生在这方面还存在着巨大的不足。因此,强化培养学生的工程能力有助于他们今后在走入工作岗位时更好地解决实际困难。例如,在实践环节方面,围绕学生的工程实践能力的提高,尽力运用校内外资源,为学生设置工程实践与锻炼环节。通过生产实习,帮助学生建立专业与工程的概念。大力培养学生的动手能力,尤其重视对学生实验技能的培养,越是基础的实验要求越严格越规范,做到让每一位学生都能带着严谨的态度操作每一个实验项目。强化创新能力是人才培养中的一个重要内容,是科技活动的灵魂。在科技活动中培养学生的创新能力至关重要[4]。鼓励教师在教学方法上做出一定的创新,通过与学生之间的互动,将创新思想引入课堂,激发学生的创新意识,从而启发学生的创新思维,最终树立起自己的创新观点。运用创新的教学模式,例如通过多媒体形式将世界最新科技引入课堂,组织一场针对最新科技的讨论,让学生像参与者一样体会整个项目的策划实施。 3.通过激发兴趣,培养学生综合素质和社会责任感。兴趣是学习最好的老师,一旦我们对某种事物产生了兴趣我们就会全身心投入进去,不断探索,不断求知。因此兴趣的培养是“卓越工程师教育培养计划”中的一项重要内容。为充分培养学生的兴趣,首先我们要先启发他们对事物的兴趣,老师可以通过在课堂教学时不断跟同学互动,增进学生对新知识的渴望,把他们引进门后鼓励他们参加各类科研知识讲座、参加科创活动,并在其中不断指导等。设置个性化实验室、简历实验室开放中和实验室竞赛等,着力培养浓厚的学习与研究兴趣,并促使学生进行“兴趣———行动”的转变[5]。 4.建立校企联含培养体。我校“卓越工程师培养计划”采用校企联合的培养,分校内学习和企业学习两个阶段,学制为4年,模式为“3+1”模式,即在校学习3年,在企业学习实践和毕业设计累计1年。注重培养学生的创新能力和动手能力,合理安排教学时间,通过改革教学方法和内容,尽量花较少的时间在教学内容上,让同学们在学校的前3年便能掌握所有的理论知识,而在最后1年安排学生进入企业实习。在这1年的时间中,主要通过企业指导学生解决完成各项在实际工作中面临的各种问题,并对企业中急需的课程做一次培训,提高学生的实践能力。对于毕业论文,通过让学生一边在企业实习,一边由学校指导完成,其中毕业论文的考核方式按企业占50%,考查毕业设计论文的实用性、经济性;学校占50%权重,考查理论深度、分析和解决问题的思路与能力[6]。为能更好地培养工程性人才,学校在选择合作企业时尽量选择具有一定规模、比较知名的企业,争取做到以产学研为纽带的实习、就业的校企合作的实践教学体系。“卓越计划”的实施要求高校加强对工程技术创新人才的培养,作为大学教育中的重要一环,唯有不断探究改进教学方法,才能实现“卓越计划”教学目标。我校为了实现“卓越计划”中制定的目标,在不断设计研究满足高校培养标准的改革同时不断深化课程改革保证卓越工程培养目标的实现,期望培养出更多适应形势发展、走向国际的创新型人才,同时也为其他高校的教学改革提供宝贵的经验。 作者:王跃华孙雁霞邱爱东江明殊许自强单位:成都大学生物产业学院四川师范大学生命科学院 生物工程论文:青年教师能力提升的生物工程论文 1学校的考核及晋升制度不完善 近年来随着社会对高校大学生提出的工程实践能力的需求越来越高,高校对大学生这方面的能力的培训也越来越受到重视,从而对教师就提出了更高的要求,学校也在探求培养具有较强工程实践能力的师资队伍的方法,比如送教师参加各种培训,但总体看来,效果不是太好,多数只是停留于形式,很多好的想法无法真正落到实处。主要是由于高校没有一套行之有效的针对高校教师实践能力培养的政策和保障机制。对于教师有无工程实践能力无考核评价的标准,在职称评定,教学评优,科研工作量考核等方面,未将这一项纳入目标考核,因此教师看中的是学校要求的指标,学校没有硬行规定的一般教师也不会重视,教师中普遍存在重理论、轻工程实践现象。同时学校对于工科教师工程实践能力的缺乏和提高,没有相应的奖惩机制,无法调动教师对于提高工程实践能力的积极性。另外,现在学校扩招之后,在校生的规模迅速扩大,师资严重不足,教学任务繁重,青年教师进校后就承担大量的教学任务,同时学校还有科研任务的考核,使得这些青年教师没有足够的时间和精力去提高工程实践能力,从而形成恶性循环。 2提高工程实践能力的方法探索 四川理工学院生物工程学院作为地方工科院校,培养的是具有工程专业技术人才,因此一直以来非常重视学生工程实践能力的培养,针对新进教师没有或缺乏工程实践能力的现状,积极采取措施,形成了一套行之有效的培养青年教师工程实践能力的方法,为培养卓越工程师提供了保障。 2.1企业挂职锻炼企业是最直接培养工程师的摇篮。选派教师到企业去挂职锻炼是提升工程实践能力最直接的方法。对于地方工科院校,为地方经济服务是我们这类高等院校的职能之一。我院与地方企业,比如泸州老窖股份有限公司、保宁醋有限公司等十余家企业有着长期的良好合作基础,学院的一些老教师也被聘为这些公司的顾问,因此通过这些途径,我们将青年教师有目的的选送到这些企业进行为期6-12个月的挂职锻炼,这些青年教师通过在这些企业做挂职锻炼,对企业的感性认识上升到理性认识,不仅仅是工程实践能力的提高,在管理水平等其他方面也得到了锻炼。 2.2岗前培训对于新进教师,在上岗之前进行相关的培训是提高教师素养必不可少的环节。对于工科院校,特别是在毕业环节中对于学生的毕业设计要求必须占有较大的比例。这就要求教师必须有工程实践经验才能去指导学生。因此我们首先组织新进教师到企业参观,同时还请有工程实践经验的老教师做相关的培训,并建立建立青年教师导师制,由学校内经验丰富的老教师来担任指导老师,定期对青年教师的教育教学实践等方面进行指导。 2.3指导校外实习对于工科学生到工厂实习是实践教学不可缺少的环节。对于新进教师由于来自不同的学校或不同的行业,因此对我校原有的一些实习基地不熟悉,对这些工厂的生产情况也不太了解。我们由有经验的老教师和新进教师组成校外实习指导小组来指导学生实习,一方面新进教师可以跟老教师学习如何带实习,另一方面老教师在给学生安排实习任务的时候其实也是在给新教师安排实习任务,让新教师在这些厂里面去深入学习,向工厂里工程实践经验丰富的师傅请教,提高自己的工程实践能力。 2.4指导课程设计、毕业设计课程设计及毕业设计是培养学生综合运用所学理论与技能分析解决实际问题的能力,全面、系统、严格地完成工程设计基本训练的重要实践教学环节,它不仅能提高学生能力,同时对教师的能力提升也是行之有效的途径。毕业设计的题目可以和教师的科研有机的融合,这样既锻炼了学生的工程实践能力,又督促教师对新的问题进行思考和再学习。对于常规的课程设计,我们也是采用“老带新”的方式,让没有工程经验的青年教师跟着老教师学习;对于毕业设计题目则主要采用和教师科研相结合的方式,近年来我们有80%的设计题目是源于教师的科研,很多教师的科研项目都是和学生共同完成的,这大大促进了教师和学生的科研积极性。 2.5指导实验通过动手做实验,教师才能了解本专业对于实践能力的要求,熟练掌握本专业所开设的实验。通过参与实践教学环节的指导,一方面可以发现自己存在的问题和具体专业实践能力的缺乏,及时学习提高,另一方面也可以发现学生在实际应用中通常可能存在的问题,以便在今后的教学中可以有针对性地强调和解决。新进教师对于以后是否会带实验课,学院都要求先到实验室实习,通过准备实验及动手实验,了解实验室有哪些仪器设备,这些仪器设备是如何进行操作和管理的,这样也有利于教师指导学生实验,同时也有利于教师在进行科学研究时能根据学校现有的条件来制订实验方案,有效的利用现有的资源来完成相关的研究课题,做到有的放矢。 2.6依托学术团队和研究平台、参与横向科研课题企业提出的研究课题一般是市场需求的、企业亟待解决的、多学科交叉的问题,具有较强的应用前景,在一定程度上代表着学科发展方向。如果青年教师参与到这些课题中就可以站在学术前沿,并且有学科知识渊博的资深专家学者和工程实践经验丰富的专业技术人员给予指导,有企业研发团队的支持,这些完全可以促使青年教师不断优化自己的知识结构、能力结构,不断拓宽学术视野,将理论性与应用性、学科的单一性与交叉性、学术研究的严谨性与实际工作的灵活性融会贯通,提升自己的科研能力,锻炼自己的实践能力,积累工程实践经验。生物工程学院于2012年专门成立了科研团队,要求科研团队中必须有合理的人员结构,青年教师要加入到团队中,在团队中得到成长,同时充分发挥老教师的引领及指导作用。同时生物工程学院还拥有“酿酒与生物技术四川省重点实验室”,“国家固态酿造工程中心”等重点科研平台,依托重点科研平台,搭建了适合生物工程专业教师进行工程训练与创新培养的科研与教学平台,这都使得教师的工程实践能力得到了极大的提高。 2.7参与行业的会议交流、短期培训通过参加生物工程行业各个专业委员会的会议以及有关的短期培训,有利于教师获取最新的市场动态信息;了解行业生产中遇到的问题及相关的解决方法以及可能存在的解决方法;同时了解市场上新产品利益特征;近年来我们选派了青年教师参加了“生物技术工业高峰论坛”、“全国及省调味品行业协会工作会”、“乳酸菌与健康国际会议”等,教师在这些培训中获益匪浅。 2.8选派到企业做博士后依托企业博士后工作站,让青年教师深入生产一线,发挥专业特长,有针对性地主持产品研发、从事科研攻关,把理论知识和具体的生产实践需求相结合,这要更能有效的锻炼教师的工程实践能力。泸州老窖股份有限公司、剑南春股份有限公司这些和我们学院具有良好合作基础的企业都有博士后工作站,我们鼓励青年教师到这些工作站去工作,现已有2名博士从站里出来并在工作岗位上发挥重要的作用,我们还将继续派出更多的博士到企业去做博士后,为我们以后的工程师摇篮提供有力的师资保障。 2.9参与实验室建设近年来学校对我院的工程实践教学方面的投入资金不断地加大了,相继建成了“食品与发酵工程实验教学中心”、“天然产物提取实验室”、“果酒酿造中试车间”、“清酒酿造实验室”、“调味品酿造实验室”等相关专业教学与研究中心,同时学校还在建设二期工程,进一步加大实验场地及设备的投入。在这些教学与研究中心的建设过程中,我们邀请青年教师积极参与验室整体规划,仪器的调研、采购和安装及调试等。一方面在实验室建设过程中教师更了解实验室的设置、仪器的性能,另一方面在实验教学过程中能给学生透彻地讲解,也利于开设新的实验项目。同时通过辛勤劳动的付出,他们更能懂得珍惜和爱护这些设备,使设备能充分发挥其作用。 2.10指导大学生课外科技活动课外科技创新活动是培养学生科技创新精神和科技创新能力的重要载体,是实现科技创新教育目标的重要方式。当前我国有大量面对高校大学生开展的课外科技活动,在高校的“第二课堂”中占有重要的比例比如挑战杯,国家、省和学校的大学生创新基金,这些都要求指导教师要有较高的教学水平、科研创新能力,这样才能引导学生研究问题、帮助学生解决创新活动中遇到的问题的能力。同时在指导学生进行课外科技活动中能进一步完善自身知识结构,改进思维方式,研究新情况,解决新问题,指导教师的教学水平和实践能力的提高也有极大的促进作用。近六年来,获学校审批大学生课外科技活动项目110余项(其中泸州老窖科研奖学金项目共立项29项),共发表学术论文142篇,有30多人次在校内获奖,推荐的优秀成果参加全省和全国的“挑战杯比赛”,有5个项目25人次获奖。生物技术与工程协会荣获第四届“全国高校优秀社团”荣誉称号。这都极大了锻炼了教师的工程实践能力。 3结语 在充满挑战与机遇的21世纪,工科院校肩负着为社会输送高质量工程技术人才这一历史使命,因此必须根据自身的特点,打造符合工程教育人才培养特色的年轻师资队伍,提高工科院校整体办学水平。四川理工学院生物工程近年来的这些做法虽然在一定程度上提高了青年教师的工程实践能力,但不是所有青年教师都有机会经过各个环节的锻炼,这也就造就了一些工程实践能力的欠缺,同时由于学校考核机制的影响,这对培养青年教师工程能力意识有极大的影响,因此教师工程实践能力的培养还任重而道远。 作者:邓静张静赵兴秀吴华昌单位:四川理工学院生物工程学院 生物工程论文:骨缺损修复生物工程论文 自体和异体骨移植技术不同程度的修复了骨缺损,仍达不到最理想的修复层次,目前研究最热门的是骨组织工程联合前沿的生物材料和细胞生物学技术试图达到理想层次骨修复,将损失减少到最小。 1组织工程修复骨缺损进展 骨组织工程可追溯到urist[10]1965年报道的用DBM(骨形态发生蛋白)诱导间充质细胞形成进而分化为成骨细胞。直到1987年在美国纽约的学术会议上才正式提出组织工程学定义,其目的和意义是在细胞水平和分子水平构建具有生命力的细胞生物材料复合体,从形态、结构和功能上对缺损或功能障碍的组织、器官进行永久性地置换及替代,实现组织器官的形成及再生。组织工程学的不断创新使骨缺损的研究有了突破,使得骨移植后有骨生成、骨诱导、骨重建、骨修复作用。目前,骨组织工程学有不同的复合形式,生物材料复合成骨细胞和生长因子则是近年来的研究热点。近年来骨组织工程所用的生物材料也是多种多样,各具特点,与骨组织工程、基因工程联合应用研究越来越多,可以做到互补。如陶瓷材料的生物力学性能和骨诱导不足可以被转基因处理的细胞分泌生长因子所弥补,生物材料可增加骨传导和稳固性,提供适宜的环境促进细胞增殖与分化[11]。Dupont等[12]用合成支架涂层联合腺病毒承载的BMP-2用于修复骨缺损,结果显示复合生物材料脱细胞移植有良好的骨诱导能力。生物陶瓷独特的多孔结构模拟骨松质可以加速缺损部位的血管化有利于运输营养,加上生物材料本身不同程度的可溶性和降解性,可有不同时间段的吸收后骨重建。目前,研究最多的陶瓷材料是多孔性的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA),它同生物玻璃都属于活性生物陶瓷。由于HA的强度并不高,多用于强度较低的骨缺损修复,如颌面部外伤缺损。珊瑚是HA的代表,近年来仅作为填充物应用于临床,而忽视了其可作为生物工程支架和载体的作用[13]。另外一种广泛应用的是β-磷酸三钙(β-TCP),其最大的优势是植入机体后生物相容性好,所以也称为生物吸收性材料,局部反应和全身毒性反应都比较少见,降解的速度也较HA较快(主要与TPC的表面结构,晶体类型与比例,孔隙率和临床科研的动物有关)。孔隙率是75%的TPC是最好的骨替代材料,但同样是因为强度不够,而只能用于不负重骨部位[14]。磷酸钙陶瓷在体内的代谢途径目前认为是粒子而不是离子,所以长时间聚集可能会造成淋巴结增生。磷酸钙骨水泥可用作复合材料成分之一,承担组织工程中载体作用,显示出在细胞保护、增殖、碱性磷酸酶与骨胶原生成等方面的良好效果[15]。通过向磷酸钙陶瓷中添加相应增强韧性的材料而形成的TPC复合材料已经成为研究热点之一,伴随着纳米技术的引入,该种材料的学术研究和市场都会有广阔的前景。复合生物材料用于骨组织工程也能表现一定的作用。高分子聚合物可赋予骨基质各种理化和力学特性,可分为天然聚合物如纤维蛋白、甲壳素及其衍生物和合成聚合物如乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)。骨胶原(Collagen)是骨细胞外基质成分,可以促进钙沉积,血管内向性生长及生长因子锚定,促进骨愈合,是良好的细胞、药物、基因、蛋白支架,也常作为黏合剂与具备骨传导能力的载体,如羟基磷灰石或磷酸三钙等合用发挥各组分的优势。王浩等[16]将鼠间充质干细胞种植在骨胶原-羟基磷灰石-硫酸软骨素复合材料上,并在体外培养增殖,再将该复合物植入大鼠肌肉内。结果显示该复合材料的三维微孔结构可促进细胞向内生长,其在大鼠肌肉内逐步降解的同时伴有新骨形成,提示该复合物在细胞附着与诱导分化上有着良好表现。目前用于骨组织工程的目的细胞有:成骨细胞(胚胎骨或新生骨、骨膜)、软骨细胞、骨髓基质干细胞(bonemarrowstemcells,BMSC)、人脐带间质干细胞(HUCMSCs)、脂肪干细胞(adiposederivedstemcells,ADSCs)、胚胎干细胞(embryonicstemcells,ESCs)、转基因细胞等,大多是自体细胞,它们能大量分泌生长因子且有多分化潜能,如将BMP基因转染软骨细胞后可促进Ⅱ型胶原、软骨寡聚蛋白等的分泌[17]。BMSC存在成体骨髓内,在一定的条件下可向骨、软骨、脂肪三系分化,培养扩增几亿倍仍可保存其分化潜能,也能长期稳定的表达外源性生长因子基因。Corn等[18]人用荧光成像的方法证实了间充质干细胞在移植后的修复作用。HUCMSCs的选择主要集中在足月新生儿,它的特异性抗原标记仍不明确,所以移植后的效果评价还停留在流式细胞术阶段。ESCs在表现其强大优势时也暴露其负面的遗传性,如携带致瘤基因,所以在未找到消除消极因素前可能会限制该细胞在临床上的应用。ADSCs体外培养易成活,免疫特性低,还具有刺激组织细胞分泌血管生长因子作用而被广泛认可,其发展也最有前景。成骨细胞因易老化等缺点而被淘汰。尽管伦理、干细胞界定、分离和增殖上仍有挑战,但干细胞在组织再生方面的临床价值值得探索。 2基因工程修复骨缺损进展 1973年开始,基因治疗已经不局限于遗传病的治疗,随着对生长因子基因的不断认识与克隆,人们想到将内源性生长因子稳定有效地表达在骨缺损部位用于骨愈合的治疗,尤其是在缺乏血管和神经的关节软骨缺损修复过程中应用更为必要。Sheyn等[19]将基因修饰的干细胞用于椎体骨修复的模拟实验结果显示骨缺损得到良好修复,弥补了外科手术的不足。治疗骨缺损基因工程所需要的目的基因主要是一些生长因子基因:骨形态生成蛋白(bonemorphogeneticprotein,BMP)、胰岛素样生长因子(IGF-1)、转化生长因子(TGF)、血管内皮生长因子(VEGF-A、B、E促进血管以出芽的方式生成,VEGF-C、D则促进淋巴管生成)、甲状旁腺素(PTH)等。目前,已经认识到骨缺损愈合的过程中是多种生长因子共同参与、协同作用,共同促进愈合。已经有实验证明多生长因子基因联合作用较单个基因在促进成骨时更有效[20-21]。研究最多的是BMP超家族的成员,它是骨修复生长的启动基因,诱导成骨细胞生成,对未分化的骨髓干细胞有促进增殖和分化的作用,对成熟的细胞无作用。同时能促进骨折部位的稳定[22],即使在炎症因子存在时也能显著诱导骨基质形成。BMP通过细胞膜上的Ⅰ型、Ⅱ型受体(都是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶超家族成员),在细胞外聚集并通过Smad将信号转入胞内,引发骨生成[23]。例如,将外源性BMP2基因转染从机体上分离出的靶细胞,进行体外培养,然后再转移到缺损部位进行骨诱导修复即体外转染途径,或者基因表达载体直接注入机体靶细胞促进修复即体内转染途径。转染BMP2基因常选用的载体有病毒载体如腺病毒(a-denovirus,Ad)和非病毒载体如pcDNA3、pBK-B2、pEGFP等。YossiGafni等[24]利用腺病毒载体转染大鼠的骨髓基质细胞,利用骨缺损处成骨反应时产生的放射线观察得到证实。Clements等[25]用载有碱性生长因子的质粒转染BMSC结果证明了非病毒载体的可行性。相比较而言体内转染途径在临床上更容易实施,因体内转染途径不仅能较好表达生长因子且能避免病毒传播和免疫反应的副作用[26]。只是在临床中会遇到这样的问题:注射到局部的BMP会被渗出的体液冲散而引来吞噬细胞且靶细胞的选择不容易控制,降低了生长因子的作用效率。目前采用超生介导的体内转染操作简单可指导临床应用,体外转染也有其明显优势,高效的细胞转导,操作简便,还可与骨组织工程结合来完成骨修复,将来源于自身组织的细胞复合组织工程载体,然后经过细胞生物反应体系培育,再转移到宿主能够减少生长因子被蛋白酶水解提高移植质量,如rhBMP-2联合胶原蛋白海绵载体,但BMP-2用量会是生理需要的1000倍,带来经济负担和不良反应如水肿、异位成骨等。于是,有人选用与BMP-2生物活性相似的生物活性肽P24来代替rhBMP-2,实验结果表明有明显的成骨效应[27]。需要注意的是,不是越多的生长因子表达就越好,如VEGF过度表达会引发骨重建环境的不稳定,增加骨降解[28]。载体承担传递基因的作用,要根据骨缺损的大小、位置等来选择合适的基因工程载体。病毒载体以腺病毒(Ad)应用最多,因为本身就具有致病性所以制备起来复杂,安全度低且有免疫反应(原因是病毒表面的抗原暴露在靶细胞的表面),但转染率高还能控制BMP的过量表达。有人用药物来阻止免疫反应从而减轻病毒载体的免疫损害,结果显示免疫抑制后靶细胞仍然可以表达目的基因进行骨诱导[29]。而非病毒载体虽然低毒、不会引发较强的免疫反应,也比较稳定可重复多次使用,但转染率相对较低。有文献报道生长因子表达的时间和量都是影响基因治疗的因素,所以新开发的慢病毒介导BMP2表达时间要长于Ad介导的表达时间[30]。基因转染的生化方法主要有磷酸钙介导的转染、二乙氨乙基聚糖介导的转染(DEAE)及脂质体介导的转染等。其中,由脂质双分子层组成环状封闭囊泡的脂质体多用,它与DNA形成脂类复合物,通过入胞方式使基因转入细胞。不同的脂质体也有不同特点,Lipofecamine对于一些难转染的细胞转染效率高,但细胞毒性较大;Fugene6细胞毒性小,转染效率高,操作简单,已经占了主导地位。当然,转染也有物理方法,包括电穿孔法和显微注射法,后者就是直接用微吸管吸取DNA液,在显微镜的帮助下,注射到目的细胞或者靶细胞的细胞核中,操作的技术要求较高。 3两种方法的联合应用 组织工程在骨缺损修复中虽然有前景,但目的细胞在体外培养时极易老化,从而丧失增殖和分化能力。所用目的细胞体外培养的需要量大,且必须加以诱导才能促使其向成骨细胞分化,而多次注射生长因子代价也会很高。基因工程虽然在骨诱导方面有很大的优势,但是体内转染途径的靶细胞不好定位,体外转染途径若是不联合骨组织工程,缺损部位的骨强度不够会影响近期支撑功能。目前采用基因工程联合骨组织工程可以有效防止细胞老化,并且能使细胞长期有效地表达生长因子,避免重复注射生长因子,而且基因工程所表达的是内源性的生长因子,生物活性比外源性的更强,更有利于干细胞向成骨细胞的分化,加速新生骨的形成,另外组织工程也可弥补基因工程骨传导不良的缺陷。大片移植骨时,即使是运用了各种有孔生物支架或是直接将内皮细胞和骨髓干细胞放在试管内培育,工程骨的血管生成与骨诱导同时有效仍然是个没有攻克的难题,难免会顾此失彼。最近有报道将RunxⅡ基因转染的脂肪干细胞联合血管束一同移植到骨缺损部位结果显示有良好的骨再生和血管形成能力[31],所以虽然两种工程看似是单独个体,却可以联合起来引领骨缺损的治疗方向。 4展望 综上所述,人类在骨缺损修复治疗上已经有新的突破,最近胸腺肽-β、整合素α5等[32-33]也被挖掘认为与骨再生有关,可见未来会有更多的积极因素被发现,只是不同的研究方法仍然存在需要解决的问题。很多成果都仅在动物模型上获得了成功,缺乏临床研究的实验数据。在生物陶瓷方面,第一,孔型结构有很多优势但也要知道这种结构会造成氧自由基、代谢物的四处扩散;第二,依照全身不同部位的骨骼特性,使陶瓷材料在制作加工的过程中,在结构、化学物质组成、性质都尽量的符合骨骼愈合过程中的变化,即让材料在移植之后能完成一种由无生命到有生命的蜕变过程,这种过程包括材料降解之后在体内的分布和代谢;第三,生物材料的脆性和疲劳性也是一个需要解决的问题。组织工程与基因工程所用的干细胞的成骨诱导作用,在3D结构支架上的加强和引导也是一个难题。目前,无论是组织工程、基因工程还是骨移植材料都没有一个具体的标准来衡量治疗的安全性和长期有效性,如基因转染的剂量控制标准、负面影响目的细胞增殖分化的生物因子量如白介素4等。有人研究用磁场和低能量脉冲超声波来治疗骨折不愈合和骨缺损[34],可能与DNA结合抑制因子(ihibitorofDNAbinding4,Id4)有关[35-37]但确切的机制还不清楚。即使有许多问题都还有待于解决,但是新技术的前景是无法估量的。所有的技术都不是孤立存在的,将各种方法联合起来应该是一种治疗方向。 作者:郭宜姣李文华单位:西藏民族学院医学院高原环境与疾病相关基因研究实验室生命科学基础实验室 生物工程论文:生物工程论文检查与控制 一、生物工程专业论文前期质量监控 1.指导教师监控机制 学生能否按规定的要求,保质保量地完成毕业论文任务,指导教师起到优秀监控作用。教师的知识结构、学术水平、教学经验、工作作风、工作责任心等,都对毕业论文指导效果发挥影响。指导教师应有曾经独立指导或协助指导过毕业论文工作经验,在以往指导毕业论文过程中认真负责、学生反映良好、毕业设计完成较好。生物工程专业属于理工科,除了有良好态度外,还要求指导教师有较高的科研素养。 2.选题监控机制 为了较好地开展毕业论文选题工作,在第七学期教师应该下达关于毕业论文选题的工作。学生可以结合教师的科研选题,学生确定后,指导教师介绍课题的基本要求,并提供一部分资料。学生自行选题,学生根据实际工作或者实习情况,对未来所从事的工作有明确想法,对未来工作有应用价值,可以进行这个方面的研究选择,但指导教师必须严格控制,学生必须写出提纲和内容摘要,明确研究目的方向。生物工程专业毕业生选题来源也无非这几个方向,对于重实验、重数据的专业来说,更是需要在选题的时候把控好方向。 3.开题监控机制 开题环节是做好毕业论文工作重要部分,督促学生完成好开题报告能够控制意外的发生。课题内容是否适合学生的能力,能够在规定时间完成,选题是否存在过大或者过窄,是否需要更换题目,通过审查开题报告内容发现研究路径和方法是否合理。论文结构是否恰当。这个环节做充足,能够减少重大失误,提醒学生在研究课题过程中应注意的问题和环节,对研究困难有一定预见性。生物工程的毕业生更是应该在这个环节做充分准备。 二、生物工程专业论文中期质量监控 重点监控毕业生参加毕业论文的态度、自觉性,时间与精力是否有保证等。由指导教师组织、安排,要求毕业学生汇报课题进展情况,回答指导教师提出的问题,对毕业论文中存在态度问题的学生及时进行批评、警告,及时指明努力方向,采取补救措施。任何专业都需要强调毕业生个体的努力,对于毕业生的学习风气应该常抓不懈。 三、毕业论文后期质量监控阶段 1.论文答辩前监控 院系检查学生是否按毕业论文要求完成所有工作,对学生成果验收和答辩资格审查,确定学生答辩资格。毕业论文成绩一般采用五级计分制:优秀、良好、中等、及格、不及格。指导教师、评阅教师对学生的论文进行评定。指导教师主要关注选题意义、材料选择及组织能力、结构框架、基础理论的运用及分析能力、论文的学术水平等;评阅教师主要关注选题意义、论文难度、结构、资料使用、论述、运用能力等方面,只有指导教师和评阅教师给出的成绩达到及格,才能进行答辩。 2.论文答辩过程监控机制 答辩分组进行,指导教师回避,互相答辩对方的学生。严格控制论文质量,要求学生突出自己的工作,时间一般为15分钟,由答辩教师根据具体研究提问关于研究相关情况,时间一般为10分钟。论文答辩的评分要素为:论文选题、论文难度与工作量、语言组织、回答问题的圆满程度、论文的思路、基础知识的运用、相关知识面、对论文所涉及问题的理解程度等方面。采用指导教师、评阅教师和答辩小组三级评分体系,其中指导教师、评阅教师、答辩委员会的评分求和权重分别为50%、20%、30%。总之,建立一套全面的毕业论文质控体系能最大限度地保证生物工程专业毕业生的教学水平。 作者:韩洪波刁毅万书权单位:攀枝花学院生物与化学工程学院
化学工程论文:工艺专业无机化学工程论文 一、采用开放性无机化学实验的优势 实验开放性是指将实验室为实验教学,相关设备可以向实验对象进行开放。在无机化学实验中,采用开放式实验方法,不仅能解决教学中出现的问题,更有助于激发学生的学习兴趣。以下将对开放性无机化学实验的优势进行系统的分析。 1.激发学生的学习兴趣通过实验的方法,可以引导学生深入到实践中来,实验教学能改进学生的思维方法,端正学生的学习态度,进而培养学生的创新能力。在教学过程中,教与学需要有机结合在一起,开放性教学能让学生认识到不同实验的操作方法,在实践中理解化学知识。 2.提升学生的实践能力实践能力是每个学生都必须掌握的,实验室开放不但能提升实验室的利用率,而且能充分调动学生学习的积极性和主动性,逐渐培养应用型人才。学生有更多的机会进入实验室,熟悉仪器操作规范,规划实验的操作,提升实验课的教学效果。 二、化学工程与工艺专业无机化学实验室开放的基本设置 化学工程与工艺专业对学生自主实验及独立学习的要求比较高,在实践中需要结合教材知识,重新审视自己学过的知识,在实践中强化对知识的理解。以下将对实验室开放的基本设置进行系统的分析。 1.制定科学合理的实验教学计划为了满足教学机制的需要,必须根据实际需要明确化学工程与工艺专业实验教学目标,根据教材内容拟定教学计划。必要时可以和化工类企业负责人共同商讨化学工程与工艺专业人才培养方案,让学生的知识和技能与社会需求接轨,让学生系统掌握化工专业实验的基本知识。在离心泵性能测试的学习中,可以将其和管道流体阻力及传热系数结合在一起,将三个实验进行整合,将3套装置串联起来,作为一个工艺流程进行思考。在实验过程中涉及到泵的启动、流量调节、管道阻塞及温度控制等方面,需要操作者掌握操作系数的调控方式,对仪表、阀门及管件的应用原理进行分析。在实验操作过程中,制定实际操作步骤确定下一步计划,加深单元操作在实际学习中地位作用的认识,进而锻炼学生解决实际问题的能力。 2.优化实验教学体系实验教学内容不是一成不变的,需要根据实际情况适应社会发展需要,及时更新和丰富实验教学的内容,必要时进行适当的改革。各项教学体系的制定,都需要以提升学生的综合实践能力为基本,构建以实验基本操作和技能为基础的综合性实践平台。在实验中学到《气体的制备、净化、干燥和收集》需要提前制定综合性方案。在操作过程中,需要明确反应物的状态及反映条件,在固体和固体反应时,需要及时进行加热。当固体和液体发生反应时,需要在常温情况下。收集装置主要有三种方法,分别是排水集气法、向上排空气法、向下排空气法。在实验操作过程中,可以以激发学生的创新能力为基础,让学生根据实验操作步骤和环节,运用自己学过的知识,理解实验教学的目的,自主进行设计,通过创新性训练,进而培养学生自主实验的能力和水平。 3.建立客观公正的实验教学评价体系实验教学是检验学生学习能力的关键,在化学工程与工艺专业无机化学实验教学中,当学生实验操作结束后,老师需要根据实际情况,进行适当的评价和总结。结合实验结果和学生操作水平,对学生的学习行为进行恰当的评估。在《二氧化碳相对分子质量的测定》实验教学中,需要选择合适的胶塞塞住干燥的雏形瓶的瓶口,在胶塞上做记号,称取重量后做好标记。将启普发生器导出的CO2装入锥形瓶的瓶底。待满后,缓慢的取出导气管。用胶塞做好标记,进行称量。此时体积公式为G2=容器质量+mco2,其次往锥形瓶中加满水,塞好瓶塞,记下温度T和大气压力值p。在操作过程中根据学生的实际表现,进行适当的表扬。实验课程是理论联系实际的操作环节,主要是通过实践操作掌握基本知识和基本技能,最终获得所学的实验知识和解决问题的能力。实验课证明每个实验项目都要达到整体教学的目的。实验课很难通过课程结束后的一次考试得出结果,需要多进行实验探究,建立科学、客观、公正合理的指标管理体系,严格按照指标管理体系进行操作。从学生的角度出发,根据学生的实验结果,对化学工程与工艺相关内容的了解度进行充分的概括。 三、结束语 开放性无机化学实验室作为化学工程与工艺专业实验的重要形式,能让学生在实践操作中充分了解该课程的魅力,增加学生主动学习知识、了解知识的能力。其次由于实验操作本身结论不完备性及相关条件的不完善性,都会对实验结果有所影响,因此在实践中,需要注重培养学生动手操作能力,让学生对实验操作感兴趣,在此基础上利用现有的校园资源,让学生共同投入到开放性试验中来,进而提升自身学习能力。 作者:古丽米热·巴吐西单位:新疆轻工职业技术学院 化学工程论文:教学改革能源化学工程论文 1优化教学内容 无机及分析化学不是无机化学、分析化学两门课程的叠加,教学内容丰富,概念和理论知识较多,各章节之间的独立性较强。因此合理安排教学内容,帮助学生转变学习方法及思维方式无疑是大一第一学期开设这门课的关键。在内容的安排上,前两章首先回顾高中的一些化学基础知识,并介绍了误差及数据处理,稀溶液的依数性和胶体溶液。然后,第三和四章主要介绍化学热力学、化学动力学及化学平衡,让学生掌握反应三要素:反应方向即吉布斯函数变,反应快慢即反应速率常数,反应限度即反应平衡常数。第五章主要介绍物质的结构,离子键及共价键理论和晶体结构。第六、七、八和九章分别介绍酸碱平衡、溶解沉淀平衡、氧化还原平衡和配位平衡及其对应滴定分析法,让学生掌握测试固体或溶液中某种元素含量的分析测定方法。最后,第十、十一和十二章主要介绍一些简单仪器分析法及原理,例如:第十章吸光光度法,不仅要介绍该方法的原理朗伯-比尔定律,还要介绍目视比色法、示差法和标准曲线法三种常用的吸光光度法分析法。内容上总体上是先讲理论原理,再介绍知识点,将理论原理融入生产实践中,使学生较快地掌握化学理论,再通过课堂上的一些练习题,使学生加深教学内容的记忆,知识更加系统。这样不仅可以将无机和分析化学知识点有机的融合,还可以将理论应用到生活实践中。在一学年的学习中,总共80学时,第一学期学习前六章共计48课时,第二学期学习后六章共计32课时。在教学过程中,应该精选教学内容,使学生掌握化学基础理论知识并具备较宽的知识面,为后续课程学习打下了扎实的基础。与此同时,教师要熟悉该课程的教材,根据学生的专业,合理制定教学大纲和教学培养方案,精炼教材的内容,对于中学已经学过的化学知识或者与专业联系较少的理论知识可以简略讲解。比如:第四章的化学反应速率和反应平衡,化学反应速率的定义,影响化学反应速率的因素以及化学平衡的移动;第八章氧化还原反应的定义,配平,得失电子,氧化剂和还原剂等概念知识。这些知识点中学都已经涉及过,教师在授课时只要简单介绍即可。对于能源化学工程专业而言,水煤浆的开发和利用是近年来的一个热点,也是煤炭清洁利用的重点。因此,对于第二章分散系的内容应该详细讲授,再介绍水煤浆分散系。 2激发学生兴趣 兴趣是最好的老师,要学好无机及分析化学,首先要激发学生的兴趣。第一,在无机及分析化学这门课的绪论课上,主要介绍化学的作用及学习方法。第二,阐明化学与人类生活之间密切联系,激发学生的学习。第三,无机及分析化学是化学、化工类相关专业的基础课,其作用无论是对以后的专业课学习还是将来从事工作都具有重要的意义。第四,在平时的课堂教学中,可以多讲一些贴近生活的例子,激发学生学习的兴趣。例如,在介绍影响化学反应速率的因素时,举例说明,夏天食物容易变质,我们可以将食物放进冰箱中保存,以防止变质。这是通过降低温度,达到降低食物变质的速率。汽车尾气CO和NO是严重的环境污染物,从热力学的角度讲,CO+NON2+CO2可以发生,但是遗憾的是,在通常状况下,该反应进行的非常之慢,以致不能有效地去除车道内的CO和NO。因此,有必要对化学反应的速率问题进行研究,必须考虑外界因素对反应速率的影响,由此可引出本节课要学习的内容。第五,在教学过程中,穿插介绍一些与知识点相关的科技发展新动态及前沿知识,以此调动学生学习的积极性。 3综合利用各种教学方法 现阶段的教学方法多种多样,而在实际教学中,各种教学方式应该相互结合、取长补短。根据我校无机及分析化学教学团队多年来教学中的经验,可以概括为以下几点:第一,增加课堂讨论。针对一些在学习过程中遇到的问题,教师应该指导学生搜集资料,进行课堂讨论。在讨论的过程中培养学生分析和解决问题的能力;第二,让学生走上讲台。让学生走上讲台不仅可以体验教师备课的准备过程,还可以锻炼学生的能力;第三,运用多媒体教学,可以使微观概念及理论形象化。例如,在物质结构基础这一章,学生一般较难理解,如果用多媒体课件和化学软件以动画的形式去展现,课程内容会更加形象、生动。这样的教学不仅有利于学生理解、记忆,还可以活跃课堂气氛。第四,对于公式推导,应该板书推理过程引导学生理解。在教学中应避免盲目使用多媒体教学,要将多媒体与其他教学手段结合起来,才会使学生理解公式的推导过程,并能较好的应用公式。 4培养学生能力 为了调动能源化学工程专业学生对无机及分析化学基础课程的兴趣,可以积极组织各类化学竞赛活动。我省有各类化学竞赛,例如:化学视频大赛,化学实验竞赛和趣味化学竞赛等。近年来,教育部门坚持开展部级、省部级大学生创新实验项目,有望培养大学生的创新能力,推动全民创新。此外,为了鼓励和培养大学生创新激情及能力,我们学校也开展了大学生创新实验项目。该项目均是由学生亲自撰写项目申请书,申请答辩ppt,中期考核表,结题报告和结题答辩ppt等资料。这不仅培养了学生创新能力,还为学生日后工作和学习培养科学合理的方法和实践能力提供了基础。 5适应专业要求 能源化学工程专业的技术性和实践性较强,在无机及分析化学的教学中,要把握专业的特殊要求,认真学习我校能源化学工程专业人才培养方案,深入研究教学大纲,充分了解无机及分析化学在整个专业课程体系中的作用,明确教学过程中的内容和重难点。例如,化学热力学和化学动力学章节的内容应该详细讲解。这部分内容对于能源化学工程专业的学生而言,可以更好地理解能源转化及利用过程中的一般规律,为高效、低碳环保使用能源奠定基础。 6结论 本文对我校能源化学工程专业的无极及分析化学课程在优化教学内容、激发学生兴趣、利用各种教学方法、培养学生能力以及适应专业要求方面教学环节进行了总结和探究。该研究将进一步提高无机及分析化学教学在培养学生创新能力的作用,达到改善教学质量及提高学生创新能力的目的,为培养能源化学工程专业创新型人才奠定基础。 作者:宫铭单位:西安科技大学化学与化工学院 化学工程论文:化学工程工艺专业英语网站建设论文 1化学工程与工艺专业英语网站建设存在的问题 化学工程与工艺专业英语网站建设主要是为了利用网络这一现代化平台来丰富扩展专业英语知识的学习并实现资源共享。但遗憾的是,从目前的网络资源来看,英语网站相当多,但涉及到化工专业英语知识的网站几乎没有,或者要从大量英语资料中查找自己所需要的那一点化工专业英语资料,往往工作量较大。 同时这些网站还存在如下几点问题:①导航不清晰;②与专业要求相比较,不够专业化;③形式和内容较多样性;④建设或者维护技术较复杂等问题。 2化学工程与工艺专业英语网站设计的原则 为解决上述主要问题,在化工类专业英语网站建设中必须坚持以下原则。 2.1导航清晰,信息全面由于化工专业英语网站建设的初衷在于资源共享,这就注定其内容形式繁多。为了与普通英语学习类网站区别开来,应根据化工专业学生对专业英语的需求来设计网站内容及功能,因此网站导航应简洁清晰。在进行网站全局设计时,可采用网状结构进行设计,而局部性知识模块可采用树状结构进行设计,并用导航条、菜单等形式突出各关键模块内容。 2.2专业化风格网站风格是指,网站页面设计上的视觉元素组合在一起的整体形象,展现给人的直观感受。“整体形象”包括站点的版面布局、浏览方式、交互性、内容价值等等。为体现网站的专业性,在风格采用上必须考虑化工课程的专业性。 2.3形式和内容统一性网站的建设是为了学习化工专业英语并达到学习资源共享的目的,而不单纯的只是简单的供给关系。因此,在一定形式的基础上,必须注重网站的内容以及功能,使网站的形式和内容相互统一。 2.4技术简单现在网络上较活跃的网站均是由专业化的技术人员完成,使得网站的综合风格越来越美观,功能越来越强大。但技术也越来越复杂。因此网站的维护对于普通的学生或者教师而言都存在一定难度。这种“技术”的要求不利于学生开发建立起适合自己需求的网站。所以要求技术简单化,这种简单化不是低级的代名词,而是指尽量摒弃不必要的一些网站设计,达到同等功能性的同时,尽可能多的人会使用的简单技术。 3网站设计思路 3.1课程网站模式的确定网站建设有动态和静态之分,两种模式各有优缺点,静态网站较易被检索到,但文件交互功能较弱,不支持数据库,网站后期维护管理工作量较大。动态网站则弥补上静态网站上述缺点,但其缺点是不易被检索到、总体而言,为了达到资源共享的目的,动态网站更适合。 3.2网站建设软件的确定制作网站的软件非常多,本文主要介绍Dream-weaver8这款软件,非常适合初学者,该软件可以实现建设网站所需要的所有功能。Dreamweaver8是美国Macromedia公司开发的集网页制作和管理网站于一体的一款面向大众的网页制作软件。相对于其他网页制作软件,Dreamweaver8提供了设计者和代码编写者两种布局。而我们的网站建设和管理者主要都是本专业的普通学生和教师。设计者的布局让初学者也可以通过相关书籍介绍和软件教学视频等达到网页制作的目的。 3.3课程网站内容的确定依据化学工程与工艺的专业性质,确立网站的内容。依据化学工程与工艺的专业性质,网站资料的收集方向必须紧密联系专业课程设置和学生课外学习,创新研究需要。因此,在资料收集之前,做了大量的问卷调查,调查对象主要是对专业英语最具需求的化工专业学生。调查数据显示,大约92%的学生都希望该类型网站能与所学专业和课程紧密联系。除了依据专业和学生需要,也考虑到资料收集的可行性和成本。综合分析,网站的内容应包含以下几个方面:英语学习、专业英语学习、留学英语。 ①英语学习内容可以细化分成四级、六级考试学习资料和一些英语学习技巧,如词汇、语法、语境培养等; ②专业英语学习可分为化工类课程英语视频资料、专业术语、英语科技文字撰写、专业英语科研资料等方面内容; ③留学英语可根据学生需要来分享一些学习应试技巧等资料。课程内容一方面体现化工类学生对英语学习的需求,另一方面可以给学生提供资料学习共享的网络平台。化学工程与工艺专业英语网站建设是针对化工专业学生需求所设立的,也是教学过程中的一项重大改革举措,网站建设的好坏直接影响其最终目标的实现,而网站建设也是一项综合能力的考察,只有通过不断的实践学习,才能使其不断的发展完善,才能真正实现化工类专业英语网站建设的初衷,发挥网络的作用,实现优质学习资源的共享。 作者:王艳刘申申朱菁盛杰李岚张征林单位:东南大学成贤学院 化学工程论文:工艺化学工程论文 一、化学工程与工艺原理的论述 化学工业特点延伸依据数理、化学内涵作为支撑媒介,进而深度联合工业经济基础条件进行窥测,将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合,进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成,其中化学反应作为生产流程的优秀内容,将为过程分析创设主动适应空间,将研究过程方向梳理完全;而化工热力学条件作为单元反应的理论基础,对于产品回收效率有着充分的界定要求,其将直接决定产品后期回收效率,对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此,在单元详细操作流程中,技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视,由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介,而化工产业在全新发展形态下需要落实优秀催化技术,就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究,争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述,这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。另一方面,合成化学作为既定学科的优秀要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。 二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析 传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。 三、结语 按照上述内容论述,随着我国经济事业的不断发展,有关化学工业整改工业也大面积扩张。为了积极改良化工产业归控形态,就必须联合工程实践环节进行有力疏导,争取将各类操作限制问题归控完毕,完成工程改造的历史任务,为后期产业可持续发展灌输全面适应活力。 作者:刘晓明单位:沈阳化工大学科亚学院 化学工程论文:材料化学工程论文 1材料化学工程的概述 材料化学工程是由化学工程学科和材料学科交叉渗透所形成的一门分支学科,其研究方向主要有两个:一是以新材料为基础,不断发展反应过程的反应技术,比如吸附过程、膜过程、催化过程等。该方向主要是通过材料的特征将其分离并进行反应,其目的是揭示材料微观结构中物质进行传递和反应机理,进而总结出适用于材料设计和反应过程优化的理论方法和工艺技术。二是在材料制备的过程中,用化学工程的理论方法解决所遇到的关键问题,比如如何运用微结构的性能关系来实现对材料微观结构和性能的控制,从而完成从材料制备到定向制备的转化。新材料的开发是材料化学工程发展的关键和先导,直接可以衡量出国家的材料化学发达与否,因此,开发新材料对于材料化学工程的发展至关重要。材料化学包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化学传感材料、电子材料、超硬材料、无机非金属材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,这些材料很大程度上丰富了材料化学工程的领域,对其发展做出重要贡献。 2新材料的开发 我国在新材料的开发领域取得了很多亮点,这些新材料的开发成为分离和反应过程的重要基石。一些研究所和大学正在开发一种非晶态的金催化材料,这种材料很有发展前途,因为它具有非常明显的催化特性,而且其催化活性还具有特殊的选择性,具有显著的催化活性和特殊的选择性。对这种材料进行流程综合和技术集成,可以有助于我国新型石油化工技术的构建。石油化工科学研究院也开发出一种新型的钛硅分子筛催化材料,这种材料具有定向氧化催化作用,可以实现“原子经济”,使“零排放”工艺成为可能,而且也具备工业化生产的可能性。而在新材料的分离技术方面,我国也取得了很大的进步,其中南京工业大学发展了以陶瓷膜材料为原料的新单元技术,同时加强了对集成单元技术的开发,这些研究不仅使我国陶瓷技术更加趋于成熟,而且还形成了陶瓷膜新产业,为我国带来巨大的社会和经济效益。 3材料化学工程技术的进展 材料化学主要是对产品微结构进行调控,其主要手段是在加工材料时,将化学方法引入进去,这样我们就可以通过宏观条件来调控产品的微观结构,从而为材料的加工和制备提供理论和技术指导。因此,化学工程技术的改进将直接促进材料化学工程的发展。我国在化学工程技术改进方面已经取得了非常大的进展。清华大学在碳纳米粉体材料的制备过程中,引入了传统的流化床技术,大大降低了生产成本,从而使此生产技术可以用于工业化生产,带来巨大的经济效益。北京化工大学则用超重力场技术来放大纳米材料生产过程中的形貌控制问题,这样就可以通过调节超重力场的强度来调节和改变产品的粒径,。通过这种方法,我国已经成功制备出碳酸钡、碳酸、碳酸锂、氢氧化铝和碳酸锶等纳米粉体,并且形成了工业化生产的技术体系,为我国带来巨大的经济效益。 4展望 材料化学工程作为一门交叉学科,不仅促进了材料工业的发展,而且也丰富了传统化学工程学科的内容,因此,具有非常重大的研究意义。我国材料化学工程的研究已经取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于领先水平。但是,材料化学工程中仍然有很多问题需要我们解决,因此,我们需要再接再厉,争取使材料化学工程的研究更加深入,使其更好地为人类服务。 5结语 材料化学工程在新材料的开发、材料技术的改进以及技术的工业化普及过程中都具有非常重要的作用,且有着非常大的研究价值,其研究前景十分广阔,已经成为国内外的研究热点之一。本文主要分析了材料化学的研究现状,并结合新材料的开发和技术制备两方面,阐述了我国取得的巨大进展和成就,希望可以看到更多研究成果的出现,以促进我国材料化学的发展,为我国创造更多的效益。 作者:刘玉琴单位:浑江区东兴街道办事处 化学工程论文:绿色节能化学工程论文 1.绿色化学工程工艺的开发 传统化学工程使用处理工艺对有毒污染物的处理滞后性较强,通常是在污染物产生之后再另外做针对性处理,不仅增加了处理成本,且治标不治本。比如传统工艺烟气除尘,虽然净化了气体,但是污染物直接转化为废渣废水,还需要另一道工序做清洁处理,无疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。绿色化学工艺的介入,可以直接在生产或排放阶段就完成清洁使命,通过化学反应达到预防、控制和消毒污染的目的。 化学原料是化学工程的源头,原料决定了生产流程和工艺的选择,绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染,同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源,实现深度开发利用,兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业革命。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。 在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例,生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍,作为一种强方热性反应,具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征,所以,催化反应中此反应并非最佳选择,生成物的不稳定也不利于提取最终产物,所以,为改善这种情况,使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来,不仅可以降低成本,节约资源,还能够降低分离产品的难度提升纯度,无疑实现了提升效益和减少污染的双赢,所以,绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中,催化剂对提升反应速率效果显著,所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一,不仅有利于工业的发展,对于推动化学分子深入研究也有助益,分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。 2.绿色化学工程工艺应用 分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径,对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程,使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大,尤其中国作为当前世界最大的工业国,“三废”问题十分突出,PM2.5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑,将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显著的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业,石油化工与煤炭除去提供能源之外,还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务,生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺,以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言,节能减排的实现途径主要以下几种:研发新科技、新工艺全过程控制污染;利用先进清洁工艺从源头控制污染;利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链;发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障,广泛应用于多个领域,就目前来说,主要以三种表现为主,分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。 绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成,像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程,现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中,所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶,酶与其他化学催化剂相比,具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势,对于当前化工领域而言,生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备,最早使用丙烯晴,在环城生物酶催化后,不仅能耗与成本大幅度减低,且反应完全无副产物,对工业生产而言有多重积极意义。 除此之外,绿色化工工艺还广泛应用于生产环境友好型产品领域,生活中有众多具体应用实例。比如空调制冷多使用氟利昂,会造成臭氧层空洞、紫外线增多、温度升高,目前正积极寻求替代品且朝着低能耗方向发展,无磷洗衣粉减少对河流水域污染和人体健康的危害,可降解塑造制品对土地、水源危害都将进一步减轻,清洁汽油的使用可对大气污染降低,以上种种尝试都说明了在生产环境友好型产品领域,绿色化工工艺所发挥的积极作用。尤其是近年来无污染汽油的研发与应用,像低硫柴油、乙醇、二甲醚等,不仅经济环保,发展前景好,且制备生产对自然资源的消耗、对环境的危害都不断降低,证实了绿色工程化工应用的优越性。 3.总结 综上所述,绿色工程化工作为建设资源节约型社会、实现可持续发展目标的关键,对生产生活益处多多,应当积极鼓励绿色化工介入工农业生产,以贯彻节能减排目标。 作者:田胜龙单位:江汉大学化学与环境工程学院 化学工程论文:工艺性化学工程论文 一、化学工程与工艺原理的论述 1.化学工艺任务特性研究依据化学工程与工艺流程进行科学审视,涉及细化的工艺任务主要是应用专业理论和人员技能标准进行同步开发、设计的,因为科学工程的大力支持,使得单位人员基础操作活动越来越正规,基本能够依据企业生产流程进行优化模拟训练,将节点更新指标落到实处。关于这部分学科研究领域众多,工艺专业需要人员充分掌握应用理念前提下,结合各自行业实际管理状况进行创新领域开创,进而形成独具特色的专业归控体系。 2.化学工业特点延伸依据数理、化学内涵作为支撑媒介,进而深度联合工业经济基础条件进行窥测,将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合,进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成,其中化学反应作为生产流程的优秀内容,将为过程分析创设主动适应空间,将研究过程方向梳理完全;而化工热力学条件作为单元反应的理论基础,对于产品回收效率有着充分的界定要求,其将直接决定产品后期回收效率,对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此,在单元详细操作流程中,技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视,由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介,而化工产业在全新发展形态下需要落实优秀催化技术,就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究,争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述,这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。 另一方面,合成化学作为既定学科的优秀要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。 二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析 传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。 三、结语 按照上述内容论述,随着我国经济事业的不断发展,有关化学工业整改工业也大面积扩张。为了积极改良化工产业归控形态,就必须联合工程实践环节进行有力疏导,争取将各类操作限制问题归控完毕,完成工程改造的历史任务,为后期产业可持续发展灌输全面适应活力。 作者:刘晓明单位:沈阳化工大学科亚学院 化学工程论文:课堂演示实验实践化学工程论文 1.对化学工程课堂演示实验的认识 在化学课程中,课堂演示实验是大家所熟悉的常用教学手段。化学工程是研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。化学工程的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别是在放大中的效应,以解决关于过程开发、装置设计和操作的理论和方法等问题。它以物理学、化学和数学的原理为基础,广泛应用各种实验手段,与化学工艺相配合,去解决工业生产问题。化学工程是一门基础工程学科,它虽发源于近代化学工业,但经过与各种科学理论和先进技术相结合,业已形成了独具一格的科学体系。近来化学工程虽日趋理论化和数字化,但它仍然是一门切合实际又饶有兴趣的学科。可是对于缺乏实际知识的青年在校学生来说,初次接触这门课程时,往往反而觉得该课程比数理课程还难以捉摸,大学低年级学生更觉困惑。在进行化学工程启蒙教学时,不仅需要按学科自身的逻辑进行严谨的数理演绎,还需要运用一些生动直观的教学手段,为初学者铺平入门之路。因此,在化工课程中,课堂演示实验的地位和作用,显得尤为重要。在教学过程中强化演示实验,训练学生的研究性思维,培养学生观察实验现象、研究实验规律、理解事物本质的能力。 2.强化化学工程课堂演示实验 在当今多媒体教学盛兴的时代,课堂演示实验仍然是一种不可缺少的教学手段。其根本原因,是它具有较强的真实感。这种特性对于科学实验尤为重要。多媒体教学手段虽有很多优点,但屏幕上显示的形象,毕竟与现实的事物或现象有差异,如果不与生活中已经熟悉的对象相比较,就难以感知事物的真实形象。因此,学生还要进一步开动脑筋,去再现视频形象与真实事物或现象之间那些缺少了的环节。课堂演示实验可以直接感知真实的形象,这正是它同多媒体教学手段相比,所具有的突出特点之一。但实验装置或模拟实验设备与工业规模的化工设备相比毕竟有所不同,还需要实物教具、幻灯片、电视录像或是电影等手段来补充。这正好说明,不可能存在一种在任何条件下都适用的,尽善尽美的教学手段和教学方法,而是根据学科性质、教学内容和教学环境等具体条件,选择采用,或者多种手段配合使用,以各展其长。课堂演示实验与实验室教学实验,各有其不同的目的。如上所述,课堂演示实验是课堂教学的一种手段,旨在提高课堂教学的效率。实验室的实验教学则是教学过程的一个重要环节,或可作为一门独立开设的课程,其主要目的是让学生初步掌握一些有关化学工程的实验研究方法和实验技术,培养学生从事科学实验的实践能力。因此,两者对于实验装置的要求,以及实验的能容和方法都有所不同。对于学生来讲,某些实验训练价值不大的项目,例如雷诺实验、流体阻力测定、流体机械能转换实验等这一类实验,作为课堂演示实验是必要的,而作为实验室教学的意义就不是很大。对于既有作为演示实验的必要,又有实验训练价值的某些实验项目,在实验内容和方法上,应尽可能使两者在小型化的基础上结合起来。在设计时,尽量考虑到教学实验的需要,以提高实验设备的利用率。自然,课堂演示实验与实验室教学实验的目的要求不同,期望所有装置都能通用也是不现实的。 3.化学工程演示实验需要注意的几个问题 化学工程演示实验最大的特点是工程实践性。它不同于化学类实验课程,实验对象从烧瓶、酒精灯、玻璃棒变为实际生产的模型设备,具有显著地工程实践性,而学生的实践经验往往非常匮乏,这就要求教师把握化工实验的特点,注重研究性教学模式,在课堂演示实验中采取教师为主导,学生为主体的形式,尽量让所有学生都参与演示课程,并且尽可能的引用一些与实际生产紧密联系的工程问题进行演示。在演示过程中,教师要鼓励学生积极主动思考,勇于提出自己观点,敢于创新。课堂演示实验是一种很好的教学手段,这种手段的合理运用,则是一种教学艺术。如果运用得法,与教学内容配合紧密,视听结合得巧妙,就一定能发挥它应有的效能,否则就会事倍功半。化学工程的课堂演示实验,能否达到提高课堂教学效率的目的,演示实验装置的性能也尤为重要。为此,在实验装置方面至少要达到如下一些基本要求:①实验装置应尽可能做到小型化和仪器化;②演示实验装置尽可能做到直观、生动、形象;③演示实验装置应做到稳定、快速、准确、合乎科学;④演示装置需尽最大努力消除噪音和其他污染。此外,在实验物系的选择上,也需综合考虑原料价格、气味、毒性等要求,一般以空气、水等价廉易得且环保原料为佳。课堂教学中演示实验侧重点不同,大致可分为:①展示现象,该类演示实验通过学生观察实验,了解现象,进而验证并巩固所学知识;②展现概念,该类演示实验通过化抽象为具体,从而实现抽象概念直观化、具体化;③获得规律,该类演示实验通过显现的结果,通过观察分析并进一步归纳演绎从而得出其中的规律。这就需要教师准备多套课堂演示实验,从而根据情况有选择的开展相应课堂演示实验工作。 4.结语 通过初步的教学实践,所采取的措施较好的实现了课程的教学目的,显著提高了绝大多数学生的学习兴趣与热情,调动了学生学习积极性,同时培养了学生观察能力与思维能力,有效提高了本课程的教学质量。化学工程理论课与课堂演示实验相结合是一项长期而艰巨的任务,教师只有通过长期不懈的钻研,针对课程的特点,在教学实践中不断积累和总结经验,才能真正充分提高课堂教学的水平与质量。 作者:许立信 叶明富 伊廷锋 陈启厚 雷智平 万梅秀 单位:安徽工业大学 湖南人文科技学院 化学工程论文:计算机化学工程论文 1计算机在化学工程中的应用 1.1建立数学模型 工程上的计算是以函数,尤其是数值函数为基础的。所谓数值函数就是说在函数的定义域中每一点x就可得位移的f{x}值,此值成为f在x处的值。例如,如何表示空气的cp{T,P}函数?我们可以利用计算机,输入程序,就会得到很精确的结果。除了上述问题,还有很多化学工程的数据处理的过程模拟,如:非线性方程求解、线性方程组的迭代求解、常微分方程数值解、偏微分方程数值解等等,都是先建立一个数学模型,然后带入计算机,最终得出一系列结果的。 1.2Office软件在化学工程中的应用 随着计算机的普及,越来越多的人把原本纸上的工作转移到计算机中去了。化学工程学科需要处理大批文档工作。譬如,化工论文的书写、化工文献的编辑、化工产品的说明,这些文档中常常会有大量的图表、公式、特殊符号,会话费人们大量的精力和时间,进而影响新信息的及时传播。有了Office中的Word软件,处理上述问题就方便多了。Word软件能够比较轻松地输入各种文档,还可以对文档进行多种编辑处理。编辑化工论文时经常用到的功能如: (1)改变字体大小。 (2)随意设定版面。 (3)利绘图工具绘制实验流程图,并修改。 (4)利用公式编辑器编辑数学公式及化学反应式。 (5)可插入表格及页码。 (6)复制和删除方便。Excel工具的强大的分析数据功能可以将数据进行统计,然后将其规律性地展示出来。在处理化工数据时,我们可以利用Excel工具进行求平均值、自编公式计算等。 1.3Origin在化学工程数据处理中的应用 Origin是具有较强功能的实验数据处理软件。可利用Origin进行图形生成,我们可以在软件中输入实验后得到的数据,通过软件得到实验数据曲线图。为利用Origin工具绘制的实验数据图。通过图形或曲线,可以清晰明了地把大数据展示给他人,并从中发现数据之间的规律,以便更好地进行实验。 2结语 在了解化学工程的基本认识后,再通过计算机Office、Origin、AutoCAD软件在化学工程中的实际应用,可以使读者概括地了解计算机在化学工程中的应用。 作者:尹小社 单位:中蓝连海设计研究院 化学工程论文:化学工程工业节能论文 1绿色化学工程与工艺 通过调查可以发现,我国传统的化工业在生产过程中所产生的废弃物以及生产工艺都会对我国的环境以及能源造成大量的污染和消耗,而且想要对其进行处理和加工有是十分不容易的一件事。而从整体上来看,化工生产之所以会对环境造成影响,其中的主要因素在于其在生产过程中对于化学原材料的选择。绿色化学工程及工艺在投入到实际应用过程中所遵循的原理便是以及绿色生产、清洁生产为基本原则来进行,而该种生产方式对防治化学生产所带来的环境污染和能源消耗问题都有着十分明显的成效[2]。绿色化学工程和工艺在投入到化学工业生产的过程中基本采用的都是不具有危害性的化学原料作为其产品的生产主要原料,也就是说,绿色化学工程和工艺是在化学工业的生产之初便对环境污染问题进行了相应的预防。 2绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 当前,绿色化学工程和工艺在我国各类化学工业的生产过程中应用的都十分广泛,并且对我国化学工业生产的节能减排起到了良好的促进作用,这些作用主要体现在以下两个方面。首先,绿色化学工程及工艺中涉及到的生物技术对我国化学工业生产中所涉及到的废弃物排放起到了一定的净化作用。这里所提到的生物化工技术指的是在生物的体内存在一种具有高效催化功能的生物酶,这种生物酶又可以称之为催化酶。这种从生物体内提取出的催化酶具有非常好的催化功能,将其应用于生物的催化过程中,其不但可以利用自身具有的超强的专一性来促进生物酶反应的总体效率,与此通知其还可以提升总体的反应质量。与此同时,绿色化学工程及工艺还将这种生物技术引入到了化学工程的生产过程中,其通过将自然界中的可再生资源用生物技术转化成化学原料的方式来进行最终的化学生产,这样的做法不但使自然能源的消耗得到了减少,同时还使化学工业生产中的能源反应效率得到了相应的提高,继而从根本上减少了化学工业生产中废弃物以及污染物的排放数量。其次,绿色化学工程及工艺中还会涉及到清洁生产技术的应用,该项技术可以说是一个绝对的绿色生产技术,其可以对化学工业生产中所需要用到的化学原料进行绿色处理(无毒、无害、无废弃),故其在能够增加化学院材料使用效率的同时,还从根本上提高了化学工业生产的总体质量。与此同时,其还可以将化学生产中所排放出的污染物和废弃物进行处理,使其变成有机物质或能够供人们生活的沼气资源,继而使化学工业生产的绿色生产得以实现。 3结语 综上所述,本文通过研究可以发现,当前我国所提出并实施的绿色化学工程与工艺在投入到化学工业生产的过程中主要采用的是无毒无害的经过加工以后的化学物品。而且其中所涉及到的节能减排绿色生产工艺在投入到生产的过程中,使用的也都是以清洁生产为最终目的科学生产技术。故其不但能够使化学工业生产在实际的生产过程中排出的污染物对于环境的破坏性得到大幅度减少,还可以使其生产出的产品与自然环境的生长形成互补,继而保证了我国社会环境的可持续发展。 作者:高勃妍 单位:哈尔滨石油学 化学工程论文:化学工程技术论文 1关于新型的反应技术研究 从广义的角度来看,所谓的分离强化首先就是要对设备进行不断的强化,然而在对生产的工艺进行强化,进而从整体上来说就是只要能够将设备变小以及能量转化效率提高的技术变为化学的分离技术强化的结果。这样做不仅仅能够更好的有利于可持续发展的理念,同时也是化学分离技术的发展趋势之一。但是,传统的化工分离技术主要是根据沸点的不同,把一些不同组成成分的物质进行分析,然而随着科学技术的不断发展以及对于该项工作的不断研究,进而得出该项技术具有着十分广阔的发展前景,但是在应用的过程中还是存在着很多的问题,主要是这项技术的研究对分子蒸馏的基础理论研究相对来说还是比较少,并且在理论方面也没有能够得到充分的说明。但是随着科学技术的不断发展,分解技术也得到了不断深入的研究,并且也取得了不错的效果,并且也渐渐的把信息技术引入到了分离技术的研究以及开发当中,进而在对热力学以及传递的性质进行的研究,对于分子模拟大大的提高了预测热力学的平衡等,因此在进行研究以及开发的过程中对于分离技术具有着十分深远的意义。 2在热传导过程中的研究进展以及方向 2.1关于微细尺度传热的研究 所谓的微细尺度主要是从空间尺度以及时间尺度微细的研究以及对传热学规律的研究,目前在传热学当中已经是成立了一个分支,并且其发展的前景也是十分的广阔。在物体的特征尺寸要大于载体离子的平均尺寸的时候,就是连续的介质便依然是成立的,然而因为尺度是微细的,并且以前的假设影响因素也将会随着发生着改变,进而将会导致流动以及传热的规律出现一定程度的改变。当前随着纳米以及微米的技术得到了不断的发展,并且已经是受到了人们十分广泛的关注,在很多的领域当中也都在是围绕着微细尺度传热学进行不断的研究,并且已经是在不少的领域当中取得了不错的成果,比如在微型热管以及高集成的电子设备当中。 2.2关于强化传热过程中的研究 对于这项研究主要是从改进换热器的设备方面进行入手的,其研究开始的目的主要是为了能够更好的提高传热的效率,同时也是为了能够改进设备的持续对外放热,对于这项研究的改进主要是包括了传热材料以及生产工艺的改进,同时将传统的设计进度优化等内容。 2.3关于传热的理论研究 在最近的几年来,该项工作的研究人员主要是在滴状冷凝在生产中的应用进行研究,但是一直到目前也没有能够得到实现。其主要的问题便是怎样的获得实现的滴状冷凝,以及如何的是冷凝的表面寿命得到延长。目前其主要的问题就是如何改变冷凝界面的性质,以及怎样才能够将冷凝应用到工业当中进行传染改造。在沸腾传热的过程中,其传热的方式不仅仅在机械以及石油化工行业当中得到了十分广泛的应用,同时也在航天行业当中得到了十分广泛的应用。长期以来人们也一直对于液体出现核态沸腾的主要原因进行着不断的研究。 3结语 目前我国依然是处在社会主义初级的发展阶段,并且不断增加的物质文化需要并不能够得到有效的工艺,并且也将会面领着一些的问题,因此必须要不断的对其进行完善。在我国化学工程当中必须要不断的对人才进行培养,并且要不断的进行创新,以此来希望能够在不久的将来使我国的化学工程学科能够达到国际先进的水平。 作者:陈苗 单位:江西铜业集团(德兴)实业有限公司 化学工程论文:集成实验化学工程论文 1实验材料、仪器和试剂 1.1实验试剂 乳酸发酵菌种:植物乳杆菌;发酵液500mL;电极室用水:0.3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(阴极室和阳极室各500mL);酸室和碱室为蒸馏水。发酵培养基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸钠2g、柠檬酸二胺2g、吐温-801g、磷酸氢二钾2g、七水硫酸镁0.2g、一水硫酸锰0.05g。 1.2实验仪器 恒温振荡器、高压蒸汽灭菌锅、发酵罐、干燥箱、电子天平、pH计、生物传感分析仪、分光光度计、冰柜。其他常规实验器皿:烧杯、量筒、玻璃棒、酒精灯、接种环、培养皿、移液管等。直流稳压电源;明道式电渗析膜堆一套,外配容量为1000mL的烧杯5只,硅胶管(约0.5m)10根;小型潜水泵5个。通过发酵罐控制主机箱上的蠕动泵,将双极膜电渗析的碱液隔室与发酵罐进行连接。为了降低发酵罐中染杂菌的风险,必须对连接的管子进行灭菌操作。发酵罐内由pH计进行实时监测,当pH低于设定值时,由蠕动泵自动将双极膜电渗析的碱液隔室中的碱液泵入发酵罐进行调节。由于软管内是强碱环境,故碱液室与发酵罐之间的连接管不需要进行灭菌操作。 2实验步骤 2.1双极膜电渗析的准备 (1)组装膜堆:按“阳极板—隔板—双极膜—隔板—阴膜—隔板—阳膜—隔板—双极膜—阴极板”顺序组装膜堆,用长螺杆钉压紧膜堆。为了确保装置的严密性,应使隔板之间的垫圈厚度不超过垫圈槽,并使双极膜的阳膜侧朝向阴极板。此外,在用螺钉压紧装置时,应注意均匀用力,以防止装置变形甚至断裂。 (2)连接设备:在隔板出口分别连接出水管和进水管。将进水管与外置烧杯中的潜水泵出口连接,将出水管的出口端连接到烧杯中,以确保循环通路畅通。 (3)注入料液和电极水:在盐室中注入料液,在极室中注入电极水,在酸室和碱室中注入蒸馏水,此过程应保证料液淹没潜水泵。对于双极膜电渗析,应在实验结束后将各个隔室、烧杯和潜水泵内的料液或电解质溶液清洗干净。若长期不用,应将装置拆卸还原,并确保各组件干燥和清洁。 2.2发酵过程的准备 (1)种子培养基的培养:配制一定量的种子培养基,并在高压蒸汽灭菌锅中灭菌。灭菌条件为:121℃,20min。待培养基冷却至室温后,取新鲜斜面菌种,接入种子培养基中,在转速为150r/min的摇床中培养24h,温度恒定在37℃。 (2)发酵罐灭菌:将配制好的发酵培养基加入到发酵罐中,此处应注意体积不能超过发酵罐总体积的2/3。然后将发酵罐和培养基一起放入灭菌锅中进行灭菌。 (3)火焰接种法:先用医用酒精擦拭接种口;在火圈中加入酒精,点燃后套在接种口上;关小空气进气阀,调节进风,降低罐压,打开接种口盖;在火焰范围内打开种子培养基的瓶塞,在火焰上烧灼几秒钟后,迅速将种子液倒入发酵罐中;在火焰上烧灼接种口盖子数秒后,迅速盖好接种口盖,关闭空气进气阀。 (4)发酵培养:接种结束后,对发酵培养过程的各项参数进行设定,开始培养。发酵过程中要打开冷凝器水阀。具体操作参数:转速为150r/min;温度为37℃;pH为6.7。 2.3发酵罐与双极膜电渗析集成操作过程的监测 在集成操作过程中,要对发酵罐和双极膜电渗析同时进行监测,防止任一方出现问题导致集成操作失败。发酵过程: ①通过发酵罐的主机控制发酵的pH条件、溶氧浓度和实验温度。每1h记录pH、温度和溶氧浓度,通过数据判断发酵过程是否正常; ②每4h测量残余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量,以判断细菌的生长情况和乳酸的生成情况。双极膜电渗析过程: ①双极膜电渗析过程调整稳压电源的电压和电流值来控制实验条件,每1h记录电压、电流。 ②每4h测量酸室中的乳酸浓度、碱室浓度和碱室碱液体积。 3分析方法 3.1葡萄糖和乳酸的测量 在发酵过程中,要间断地取样进行监测。发酵液中含有有机酸盐、无机盐、菌丝体、蛋白质、脂肪和糖类等。双极膜电渗析过程的料液是经过超滤和脱色之后的发酵液,主要成分为有机酸盐(主要为乳酸盐)和无机盐类物质。实验中使用生物传感分析仪获得葡萄糖和乳酸含量。 3.2生物量的测量 在发酵过程中,要及时监测乳酸菌的生长情况。取样后,用0.3mol/L的稀盐酸溶液稀释,目的是消除一些沉淀性盐的影响。在波长为600nm处,测量吸光度。对于产酸量(Na)、产碱量(Nb)以及它们各自的电流效率(ηa和ηb),可根据下面的公式计算 4实验注意事项 (1)发酵实验结束后,需要完成乳酸发酵液的初步提取工作。应及时向发酵罐中加入NaHCO3,使pH升高到10左右。同时升高温度至90℃,使菌体和其他悬浮物下沉。发酵原液澄清后,将上清液收集到塑料桶中,放入冰柜中保存并用于下一步的提纯。对澄清后的沉淀物集中进行处理。 (2)在利用发酵罐控制主机进行发酵液pH调节时,要控制碱液的添加速度,以使碱液与发酵液充分混合反应,并确保发酵液的pH不被调节得过高而影响微生物生长。 (3)如果装置发生泄漏,应尽快压紧装置;如果情况得不到改善,应拆卸装置、查找原因(或更换垫圈、或增加垫圈厚度等)。在实验完毕后,应将隔室、烧杯和潜水泵内的料液或电解质溶液清洗干净。若长期不用,应拆卸还原装置,并确保各组件干燥和清洁。 作者:冯红艳 徐铜文 王晓林 杨伟华 单位:中国科学技术大学化学实验教学中心 化学工程论文:多维实践平台建设化学工程论文 一、多维创新实践平台建设的内容和目标 (一)建设内容 一是多维创新实践平台硬件建设。针对能源化学工程专业的特点,对已有的校外生产实习基地进行巩固和规范,实现专业和企业的有机衔接;开拓新的生产实习基地,丰富和加强学生实践环节;优化实验室资源分配和管理机制,增加公共和专业实验室的开放数量和时间;引导和加强专业教师研究室和企业的产学研合作,促进校企产学研中心的有序高效运行,增进校企的紧密联系。二是多维创新实践平台硬件建设运作机制的建设。以校企产学研中心为桥梁,学校和企业签署共同建设协议,确定双方的责任和义务,成立协调办公室,实现实验室、教师研究室和企业的协调互助,加强和完善学生实践环节,增强学生对企业生产的了解和行业发展的认识,提高学生应用专业知识的能力。 (二)建设目标 通过多维创新实践平台的建设,造就一支结构合理高水平的教学科研队伍,利用区域优势和学科优势,进一步加强多种形式的协作,满足具有鲜明特色的专业人才创新能力培养需要。通过多维创新实践平台的有效运作,增加实践教学比重,改革实践教学内容,完善实践教学条件,切实提高能源化学工程专业大学生的应用创新能力。通过多维创新实践平台的建设,培养新形势下的优秀本科生,促使其更快、更好地适应社会需要。 二、多维实践平台建设的实施方案 对学生的多维创新实践能力的培养应该是在专业教师的指导下进行的,目的是充分激发学生的自主学习能力,培养学生的创新能力,让学生真正掌握理论知识,并且可以运用自己所学知识解决实际问题。以此来落实以学生为中心的教学理念,实现课内课外相结合,教学与实践相结合的教学目标。 (一)对教师研究室的建设加以完善 可以根据每个教师的专长和研究方向,来建设尖子教师研究室,并且对考核目标作出明确规定,支持本科生“进团队、进课题”,积极参与教师的教学与科研活动,增进教师研究室和企业的交流,实现教研相长。 (二)强化校内实验室建设和管理 把突破口瞄准建设综合实验室,综合考虑教学内容、课程设计、生产实习的全面配套改革,提升实验室教师的专业水平,发挥学生的自主性,完善生产实习环节。主要是巩固原有生产实习基地,开拓新的实习基地;采用灵活多样的指导方式,充分考虑学生的个体差异,有针对性地选择实习教师和实习场所;强化校企产学研中心的作用,促进学科发展。设计完善的多维实践创新平台运作机制,满足其发展和提升的需求,更好地服务于科技创新。 (三)加强教师团队建设 坚持“以人为本”、“服务广大师生”的指导思想,构建服务化的、人性化的、可持续发展的新理念,调动教师积极性,保障高素质人才的培养,全面推进教育教学改革。 三、结语 安徽理工大学能源化学工程专业学生创新能力的多维创新实践平台建设是立足安徽良好的能源产业背景,紧扣产业需求,结合学科特色提出的,其实施将会促成校内实践环节、校外实践环节和校企产学研三个实践环节的协作和相长,实现学生、学校、企业共同获益,切实培养大学生的创新能力。同时,也为其他相关学科开展大学生创新能力培养工作提供借鉴,共同建设创新型国家. 作者:陈秀 来永斌 陈明功 张洪流 化学工程论文:卓越工程师教育化学工程论文 1教学资源建设是卓越计划得以实施的关键问题 教学资源建设是有中国特色卓越工程师教育培养计划实现的关键问题,也是长期以来中国卓越工程师教育培养计划实施的重点和难点问题。我国教学资源建设仍然存在总量不足、分布不均、共享困难、不能有效服务专业设置、课程建设、顶岗实习和学生就业等诸方面的不足。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确要求把加快教育信息化进程作为推动教育改革发展的保障措施。卓越计划结合自身规律开发数字化资源,加强以优质视频、教学素材、特色专题为主要内容的专业教学资源库建设,有利于推动卓越计划相关专业建设、课程改革和教学方法手段的不断创新,并直接关系到卓越计划培养出来的人才质量。同时,《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见(教高(2012)4号)》提出“通过多种方式整合校园资源,优化办学空间,提高办学效益,确保高校办学条件不低于国家基本标准。因此,建立开放灵活的教育资源共享平台、提高资源建设的规范性和利用效率、降低建设成本和促进优质教育资源的普及和共享已成为亟待解决的重要问题。 2卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的思路 卓越工程师背景下的化学工程与工艺专业需要根据行业对化工工程师知识、素质和能力的要求,确定相关课程和实践教学环节,将涉及工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力培养、企业以及工程项目管理知识的课程纳入培养方案中,增加工程教育相关课程,因此,必须按照新的人才培养方案,以教材建设和精品课程建设为手段,改革教学内容,加强教材建设,自主编写和完善系列专业教材,使教学内容充分反映新世纪化工实际生产和化工行业可持续发展的新要求。总体建设思路如下: 2.1构建“新体系” 构建以培养工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力为目标的实践教学新体系。按照基本技能层、知识应用能力与工程实践能力层、创新能力与工程综合能力层等“三层次”,循序渐进地培养学生的工程综合能力和创新能力。在基本技能层,主要通过课程实验、上机操作等实践环节加深对理论课程基本概念、基础知识和基本理论的理解和基本技能的培养;在知识应用能力与工程实践能力层,主要通过课程设计、专业实习、社会实践等环节实现对学生知识应用能力的培养;在创新能力与工程综合能力层,主要通过化工企业轮岗实习、化工企业项目设计与研究、毕业设计(论文)、大学生“挑战杯”竞赛、大学生科技创新活动、产学研合作开发等方式实现对学生的工程综合能力与创新能力的培养。 2.2突出“厚基础” 本专业卓越工程师教育专业培养方案课程设置分为通识教育,专业基础课和专业课三大模块。通识教育包括数学与自然科学、人文与社会科学、体育、素质教育公共选修课等,其课程学时占总学时的47.7%,课程学分占总学分的47.5%;专业基础课包括相关学科基础课和专业基础课,其课程学时占总学时的34.9%,课程学分占总学分的34.3%;专业课包括基本专业课和专业方向课,其课程学时占总学时的17.4%,课程学分占总学分的18.2%。突出了卓越工程师培养的厚基础,为卓越工程师的培养奠定坚实的基础。 2.3强化“宽口径” 本专业卓越工程师教育专业培养方案设置了精细化工、能源化工和生物化工三个专业方向课程模块。其中,精细化工方向课程模块开设了精细化学品化学、精细化工工艺学、精细化工过程与设备、精细化工及分离实验等课程;能源化工方向课程模块中开设了煤化学、煤化工工艺学、洁净煤技术、煤化工实验等课程;生物化工方向课程模块中开设了工业微生物学、生物化工工艺学、生化分离技术、生物化工实验等课程。强化了卓越工程师培养的宽口径,以满足大化工行业对工程技术人才的要求。 2.4体现“重创新” 教材建设也是教学资源建设不可缺少的内容。在化学工程与工艺专业的专业基础课和专业课教材的选用上,以“加强基础、精选内容、有所创新、有利教学”为原则,尽量选用国家规划教材或者比较权威的高水平教材。同时,组织教师立项编写或参编高质量教材,如普通高等教育国家规划教材或精品教材;自编配套辅导教材和讲义,制作和充实各类声像教学资料,积极开发具有专业特色的CAI课件,录制网络教学视频。重点开展精品课程建设,争取获得1门部级精品课程、2~3门省级精品课程、4~5门校级精品课程,通过改革与建设,不断提高教育质量和人才培养质量,努力培养学生的创新精神和实践能力,打造出有扎实理论功底、掌握化工专门技能、有很强事业心和吃苦耐劳精神的应用型专业人才,以满足现代化工业发展对化工专业高素质人才的需求。我们将不断完善卓越背景下化学工程与工艺专业的教学资源建设,确保学校教学质量不断提高,确保专业建设项目绩效。 3卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设存在的困难 卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的内容相当丰富,在实际操作过程中需要突破重重难关,其中最为突出的有校企合作、人才需求的个性化和多样化以及师资队伍建设三个方面。 3.1校企合作是首先要解决的问题 近年来,我院不断探索和完善校企合作的长效运行机制,努力通过各种渠道与企业沟通,先后在多家大中型企业设立了教学实习基地并成立了一个工程实训中心,为学生营造了在企业进行实践学习的良好机会。但有些企业为了兼顾安全生产、产品质量和生产效益,不能为学生提供在相应的技术岗位上动手操作的机会,这样一来学生的动手能力就得不到真正的锻炼。 3.2人才需求的个性化和多样化 不同的公司对技术应用型人才的需求均存在差异,如同样是培养化学工程与工艺卓越工程师,有些公司需要学生具有精细化工或生物化工方面的知识,而有些公司则需要学生具有能源化工方面的知识。因此,我们必须有的放矢地进行化学工程与工艺专业卓越工程师教学资源的建设,以满足不同公司对技术应用型人才的多样化需求。 3.3师资队伍的建设 化学工程与工艺专业卓越工程师培养必须摆脱传统的大学生培养模式,为了实现卓越工程师的培养目标和落实卓越工程师的培养标准,形成具有良好的学缘结构、知识结构和以中青年为主体的双师结构教学团队是顺利、高效进行教学资源建设的必要条件。而要改变目前师资水平不足,知识结构单一和学缘结构不合理的现状将是一个长期而艰巨的过程。 4结论 本文详细分析了卓越工程师背景下化学工程与工艺专业教学资源建设的必要性,阐述了构建“新体系”、突出“厚基础”、强化“宽口径”和体现“重创新”的教学资源建设思路,并探索了教学资源建设中存在的校企合作、人才需求的个性化和多样性及师资队伍的建设三个突出问题。这对化学工程与工艺专业卓越工程师培养的顺利进行具有很好的指导意义,并可为其它专业卓越工程师的培养提供参考意见。 作者:刘和秀 申少华 胡忠于 李爱玲 黄念东 郑柏树 曾坚贤 单位:湖南科技大学化学化工学院 化学工程论文:程模拟系统教学化学工程论文 1在化工原理教学中的应用 化工原理系列课程包括:理论课、实验课、生产或仿真实习和课程设计四个环节。其中化工单元操作过程设计方法、操作原理及其计算是理论课程教学的重要内容,而迅速准确地进行工程计算是课程设计的基础,所以组织好化工原理理论课程教学是落实化工原理整体教学的关键。目前,化工原理主要授课内容:流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离和固体流态化、传热、精馏、吸收、萃取、干燥等单元的基本概念、原理和工程计算方法,而通用过程模拟软件中几乎包括所有常见的化工单元基本模块,在讲课过程中,教师可以在讲授基本原理后,使用软件中的相关计算模块对其工作特性进行模拟展示。东南大学化学化工学院肖国民、李浩扬等,利用Fluent、Aspenplus软件应用于讲授和解决“三传”问题。其中利用Fluent软件,对固定床反应器进行动量模拟,结合反应动力学模型和对流传热模型等,研究反应器内一氧化碳与硝酸二乙酯偶联反应,从而获得反应器内速度、温度和各物质浓度的分布情况,模拟结果与实验数据吻合良好。这一过程给学生清晰的展示了:不仅固定床反应器内部的“三传”均和反应的进行程度相辅相成,而且若想准确计算、设计或优化一个单元操作过程,实验情况与计算模拟必须相互反馈,相得益彰。利用Aspenplus软件对二苯基甲烷二异氰酸酯换热器进行设计和工程开发,与传统的换热器设计计算方法相比,结果具有可靠性高、计算用时少、绘图快、和各专业集成效应强等优势。通过对甲醇—水精馏过程模拟,说明该软件可用于质量传递方面的计算。教学实践证明,该方法不仅可以全面反映塔内物料组成、质量分布状况等工艺计算结果,而且还可通过系统内置板式塔或填料塔的各种塔内件参数,得到塔结构详细设计,另外学生还可以通过改变模拟计算条件,综合考察各因素对分离效果的影响,便于教学。中国石油大学(华东)化学工程学院刘相、王兰娟利用软件:Mathcad、Aspenplus和AutoCAD与传统的课程设计相结合的教学方式,简化繁琐的计算过程,强化学生的工程意识和制图规范,使化工原理课程设计逐步走入规范化轨道。中国石油大学(华东)化学工程学院孙兰义,张月明等,选择烯烃分离装置作为研究对象应用于化工原理课程设计教学之中,利用Aspenplus、ProII获得了最佳回流比、理论板数等重要数据,计算机教学的引入为化工原理课程设计教学注入了新的活力。江苏技术师范学院化学与环境工程学院张春勇,郑纯智等利用Aspenplus软件在流体流动和输送机械、传热、精馏、吸收与脱吸中应用,在教学过程中使学生看到的都是工程实例,充分践行了理论联系实际这一教学原则。嘉兴学院生物与化学工程学院韦晓燕,谭军等,山东科技大学化学与环境工程学院张治山、高军[21]等将Aspenplus过程模拟系统有目、有步骤地应用于化工原理系列课程教学,通过单元模型操作型问题、实际案例分析和课程设计三个阶段的训练,使学生加深对化工单元设计的理解,达到培养“知识”+“能力”型人才的目的。另外,北京石油化工学院化学工程系葛明兰,李翠清等和安阳大学化工系李安林,张换平等将ChemCAD软件应用与化工课程设计和简捷精馏模型,青海大学化工学院李晓昆,张宏等将ECSS软件应用在板式精馏塔工艺计算中。华南理工大学化学与化工学院郑秀玉,李琼还将过程模拟系统应用于化工仿真实习教学的改革与实践当中,取得了宝贵的教学经验。实际工程问题的解决方案通常是多方面因素综合,且呈非线性关系作用的结果,解答需要经过多次运算与讨论分析。如操作型计算,尽管与设计型应用的原理是一样的,但是因为思考问题的角度不同,使得此类问题复杂、灵活,综合条件的选择计算不是一次完成,而是需要多次试算,反复迭代,加之公式复杂,计算步骤繁多,计算量很大。模拟软件的应用是解决这类问题行之有效的捷径,既帮助学生加深了对各化工单元的认识与理解,又培养了他们解决实际工程问题的能力。 2在化学反应工程、分离工程教学中的应用 化学反应工程和化工分离工程皆为化学工程与工艺专业本科生必修的专业基础课程。其主要研究内容的共性为过程开发、工艺设计以及实际生产操作过程中遇到的工程问题。在化工生产过程中,化学反应是生产的优秀,而分离过程则是其前的原料净化和其后的产品精制,一般来说分离装置的费用占总投资的70%以上。过程模拟系统中,基本上包含了教学过程中所包含的各式反应器模型,另外系统还集成了用户自定义模块,用户可根据实际需求二次开发反应器模块子程序。而对于化工分离过程的模拟无论是从可模拟介质的种类和塔器的形式上,还是从模拟结果的精度上,都堪称化工模拟技术发展的代表。如:在AspenPlus中用于模拟所有类型的多级汽-液、液-液平衡为例,其计算分为简捷、严格法两种。简捷法计算单元模块库有三类:简捷法精馏设计、简捷法精馏核算和石油简捷蒸馏。严格法计算单元模块库有六类:严格精馏、复杂塔严格精馏、石油严格蒸馏、基于质量传递速率蒸馏、严格间歇蒸馏和严格液-液萃取,每一类单元模块库中又有多个以进料、加热器(冷凝器)和侧线物流等不同组合形式,如:严格精馏不仅可用于两相(汽-液)计算,还可用于三相(汽-液-液)计算,即可模拟:普通蒸馏、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精馏、平衡和反应比例控制蒸馏等工艺过程,而石油严格蒸馏库中就有近50种形式可选,所以过程模拟系统不仅可以满足化工分离工程课程主要内容的需要,而且对其后继石化、炼化等工艺课程,也有较大的帮助。天津科技大学王彦飞,朱亮等采用教学内容与AspenPlus软件相结合以提高教学质量,讨论环氧丙烷水解绝热连续搅拌釜式反应器模型的多解性,在课堂上非常快速直观的让学生清楚了解多定态现象以及产生的原因,有助于学生对反应过程的理解,并通过软件使用可以回答,“如果改变某些条件,那么对于结果有哪些影响?”这样的问题。南京化工职业技术学院化工系戴斌,徐宏利用化工过程模拟系统ChemCAD二次开发工具,在SO2转化反应器的工艺设计上,通过使用VBA语言编程,实现有复杂反应动力学方程的反应器工艺设计。变换不同的SO2转化工艺条件,计算得到与之对应的反应器体积,从而为装置技改、去瓶颈和优化提供依据。上海应用技术学院吴锡慧,郁平等对化学反应工程教学改革和实践,在实验中引入AspenPlus软件强化计算机应用,提高了学生们的设计和综合分析能力。该软件也正被学生用在大学生化工设计竞赛、毕业设计和科技创新等环节。天津大学化工学院李士雨,齐向娟给出了应用ChemCAD模拟软件更新分离过程教学内容的初步方案包括:分离过程热力学、自由度分析的原理和方法、单级平衡和多级平衡模拟计算等。得出:无论从国内外化工分离过程教学内容的更新趋势上看,还是从工业界对分离过程教学内容需求的变化上看,在分离过程教学内容中增加计算机模拟分析方法是大势所趋。华东理工大学化工学院李伟,朱家文等采用模拟软件ProII在化工分离习题课上,同时改变热力学方法、闪蒸条件、压力等,完成不同条件下的多种闪蒸计算。进行丙烯精制塔精确计算可对塔操作参数进行多方案计算和比较,实现整体优化;通过调节操作参数实现产品的纯度和塔的能耗比较,在其之间建立量化概念,这对于思考许多分离基本问题是十分有益的。江苏石油化工学院朱建军、林西平等利用AspenPlus软件对醋酸与乙醇催化反应精馏塔进行模拟,回流比、进料组成、进料位置等对醋酸与乙醇收率的影响进行了分析,结果表明:运用AspenPlus软件可以有效、快捷、方便地模拟脂化反应精馏过程,结果可靠,精度高。江汉大学化学与环境工程学院吴宇琼将AspenPlus软件引入分离工程课程及实验教学中。通过演示软件操作录像、学习模拟经典实例等方法,使学生迅速掌握并使用软件,借此求解泡、露点及塔板数等。广西大学化学化工学院秦祖赠,葛利等利用ProII对膨胀器的气体加工装置进行模拟,福建农林大学材料工程学院卢泽湘,范立维等利用AspenPlus对甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反应精馏工艺进行模拟,并进行教学演示和讲解。着重在混合物热力学性质的计算、多组分平衡分离过程计算上,真正做到了“严格计算”。同时指出软件对化工热力学、化工设计等课程的学习也会有较大的帮助,连续三年化工专业本科生对过程模拟系统的学习兴趣调查中“,学习兴趣强烈”的分别占到总人数:72.8%、83.2%、86.8%。将过程模拟系统应用于化学反应工程教学,避免了大量计算公式推导、复杂数值计算等问题,可以在少用课时的情况下,尽量全面地展示化学反应工程的优秀内容。多组分多平衡级分离的严格计算,是设计分离设备和优化操作过程的必要计算手段,也是化工分离工程教学的主要内容。使用过程模拟系统,在进行MESH方程推导及基本算法介绍的同时,使得塔的精确计算和将热力学中相对独立的知识运用到具体的分离过程中,解决其工程实际问题成为可能,并且可以对塔的操作参数、分离要求和设备投资、运行费用等问题进行分析计算,极大地提高了学习的深度与广度,使学生更加主动积极,综合分析和解决实际工程问题的能力明显提高。 3结语 通过对以上课程的学习及过程模拟系统的应用,为接下来学好化工过程合成与分析创造了条件,为化工设计打下了基础,同时这两门课程对过程模拟系统的应用又是不可或缺的。由此可见,过程模拟系统是化学工程与工艺专业优秀知识点有机综合、相互贯通而成的产物,是新时期培养具有过程科学和工程知识背景的计算机应用人才的利器。在高等教育日趋大众化,呈现多样性的今天,强调优秀知识点在专业规范上的统一性特征,是最终形成专业特色多样性的前提和保证,而在教学中推广应用过程模拟系统无疑是这一特征的具体体现。 作者:李晓昆 张宏 闫志强 汤强 张鹏宇 单位:青海大学
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生物学论文:免疫学基础与病原生物学临床医学论文 一、中西医结合临床医学专业《免疫学基础与病原生物学》的教学现状 通过对国内中医药院校中西医结合临床医学专业和相关专业《免疫学基础与病原生物学》课程的教学情况调查,我们发现在本课程的理论教学和实践教学方面存在诸多问题。一是由于中医院校学生要学习的科目多,学校教务部门在课程安排和设置上倾向于以中医学科和中药学科为主,而《免疫学基础与病原生物学》作为一门西医基础课,往往不能引起学校和学生的足够重视,加之在一些中医院校,很多专业都是将这门课作为考查课或选修课,因而不少同学都认为学习这门课程对以后的临床实践用处不大,因而学生学习本课程的积极性和主动性普遍不高;二是中医院校内西医基础课的课时数普遍不足,对于《免疫学基础与病原生物学》课程,大部分中医院校的中西医结合专业都只安排了60~72学时的教学学时(其中理论教学60~64学时,试验教学8~12学时),部分专业(如护理学专业)仅安排了48学时,而在西医院校中,临床医学专业和相关的临床专业都将本课程拆分为《医学免疫学》、《医学微生物学》和《人体寄生虫学》等这三门课程,往往安排的180~210教学学时。从学时安排上来看,中医院校《免疫学基础与病原生物学》课时数的严重不足使得本课程的理论教学和实践教学往往不能充分展开,而《免疫学基础与病原生物学》又是一门实践性非常强的课程,与临床医学各课程的联系紧密,因而是基础医学与临床医学的桥梁学科。本课程中医学免疫学、医学微生物学以及人体寄生虫的理论和基本技能在疾病诊断、预防和治疗方面往往需要大量的实验教学才能得到理解和掌握。然而在本门课程的实验教学学时安排方面,中医院校由于受课时安排不足的限制,往往仅仅安排12~16学时的实践教学,与西医院校安排的60~80学时的实践教学相比,仅为其五分之一,这使得本门课程的实践教学环节严重受限,极大地影响了学生对医学免疫学与病原生物学知识的理解和全面掌握。然而,期望像西医院校那样大规模增加《免疫学基础与病原生物学》教学的课时也不现实,这对于中医药院校的学生而言势必会大大增加他们的学习压力。因而要在较少的实验学时安排下提高《免疫学基础与病原生物学》的教学效果,对《免疫学基础与病原生物学》课程的教学改革就势在必行。 二、中西医结合临床医学专业《免疫学基础与病原生物学》教学改革的反思 1.确定课程定位,强化教学理念。 随着社会对高素质中西医结合临床医学专业人才需求的增加,《免疫学基础与病原生物学》的课程功能应从原有的知识定位向着知识、技能和创新并重的定位转变。 2.加强教材建设,优化教学内容。 教材是学校教育的经典,是课堂教学的范本。以中西医结合专业培养目标为导向,重新构建教材体系、优化教学内容,重新编写和出版供中西医结合临床医学专业教学使用的教材。 3.加强师资队伍建设,提高教师综合素质。 高素质的中西医结合临床医生工作人员除应具备扎实的专业知识和专业技能外,还应有健全的人格和良好的人文素质。 4.基于综合性和创新性试验,加强学生实践操作技能和创新意识培养。 目前医学院校开展的实验多为验证性实验,即由老师设计好,由学生按一定的程序实施让学生直接观察,由此来验证课堂所学理论。这种传统的、单一模仿式的实验教学,难以激发学生对实践课的学习兴趣及创造热情,缺乏开拓创新意识和创新能力,忽视了学生学习的主动性和积极性。国内大多数中医药院校开设的《免疫学基础与病原生物学》实践教学多是以验证性实验为主,而我校目前开设的《免疫学基础与病原生物学》实践教学也是如此。如:玻片凝集试验、补体溶血反应、病原微生物形态与结构观察、细菌代谢产物的鉴定等,而综合性实验和设计性实验开出率低;有些实验内容简单,实验方法落后,已经不能够适合于临床和科研应用,如:单向琼脂扩散法、双向琼脂扩散法。因而,改革实践教学的内容和教学方式意义重大。目前,综合性实验和设计性实验在实验教学改革、培养具备创新意识和创新能力人才方面应用广泛。所谓综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识,让学生综合运用所学专业知识而完成的复合性实验。综合性实验所涉及理论知识多,解决问题的能力不像验证性实验那样单一,要求的是要有综合能力。因而,对学生的要求比较高,学生不仅要掌握本课程的相关理论知识和实践技能,而且还要熟悉其他相关课程的知识,这有助于学生将学过的知识体系紧密联系起来,让学生在实验过程中综合运用各种知识来达到实验既定的目的和要求,变学生的被动学习为主动学习,极大地促进实验教学的效果。每次实验教师抽取一个小组对当前实验进展情况进行汇报,提出所遇到的问题,学生一起讨论给出解决方案。通过小组式教学能有效地促进学生之间的交流,加深对知识的理解,拓宽思路,达到更好的教学效果。在设计性实验过程中,学生要选择使用的实验材料,要自己配好试剂,实验的仪器要调整,操作、记录、结果分析等均由自己独立完成,其中每一步骤对学生来说都是全新的,充满挑战,容易调动学生的积极性和主动性。学生通过设计性实验的完成,不仅提高了查阅文献的能力,而且学到了传统教学中不做或由教师代做的许多实验方面的技能,对学生的动手能力和分析解决问题的能力会有很大的提高。设计性实验能使学生养成独立的分析、动手、反思、创新的精神,对培养科学研究的能力和应用型能力有很重要的作用。 三、结语 基于中医药院校《免疫学基础与病原生物学》课程教学的现状,我们未来拟将综合性实验和设计性实验的实践教学模式引入本课程试验教学,通过改进实验内容、改变实验考核方式等一系列改革,探索其在提高中西医结合临床医学专业《免疫学基础与病原生物学》教学效果方面的作用,为培养具有创新意识和创新能力的中医药合格人才提供思路和借鉴。 作者:杨胜辉 黄政德 刘平安 卢芳国 赖娟 高强 单位:湖南中医药大学 生物学论文:环境工程微生物学课程改革论文 1.层次一体化的教学内容 环境工程微生物学实验是环境工程微生物学理论知识的实验技能培养课。实验课程与理论教学二者相结合,相辅相成,在掌握理论知识的前提下,亲自动手实验,这样一来对所学的知识有了更深的理解。实验项目分为验证性、综合性、创新性等3种类型,验证性实验是课程的基础。为了使实验教学内容具有先进性与系统性,对教学内容进行重组织,让学生在从验证性实验到综合性实验再到创新性实验的过程中,慢慢提高,一点点加深内容,具备独立设计实验的能力。三种实验项目中验证性实验是必要的,它能使学生加深对知识的理解。仅仅对知识有理解性是不行的,必须要培养学生创新精神。综合性实验是几个实验的有机组合,对学生提出了更高更深层次的要求。因此,在实验教学改革中,将几个实验结合起来,将基本操作能力与实验有机结起来,有利于增强实验技能的系统性。 2.层次一体化的课程教学方法 在进行实验前,认真对实验所涉及到的设计方案、实验所会用到的具体步骤以及最后的实验结果探讨等细节步骤进行全面的分析,建立起一个崭新的教学方法。在教学中,把学生放在主体地位,采用教师和学生共同配合的方法,转变教师在教学过程中角色,让老师不再是知识的枯燥讲解者,而是学生们学习方向的引导者,对于具有创新性的实验项目,老师都应提前设计好教学方案,主动引导学生去搜集相关资料,根据资料中有用的信息来进行合理的实验,慢慢的,这种教学方案就能将学生的被动转变成主动,大大提升了教学的质量和进度,同时也锻炼了学生们的自主学习性和与老师的合作意识。 3.层次一体化的课程考核办法 在课程改革实施后,制定一系列的关于学生个人的动手操作技能和创新思维的考核办法,通过这些方法,对学生个人的具体方面进行全面、细致的综合评价,让学生对自身的动身实践能力、创新思维能力、辨析能力有一个更加清楚的认识。以往对学生成绩进行考核都是通过日常出勤率、平时表现、实验报告三个方面来进行的,然而改革后,则将启用平时成绩、专业操作技能、研究报告、实验结果的判定和答辩这些环节来对学生进行综合、真实、客观的反映,在专业操作技能方面,增加接种技术和微生物分离技术等专业性较强的实验项目,并现场对学生进行一一指导,让学生在实践中不断提高自己的专业技能水平,增强学生学习的积极性,达到考核改革方法的真实目的。实验报告并不是简单的数据堆砌,而是为了让学生们在实践中把自己遇到的实际问题是如何解决的进行一个详细的分析,使学生们在遇到任何问题时,都应通过具体的步骤来进行解决,让学生将其落实到书面材料上,老师可以根据其对所遇到的问题的理解程度进行合理的评分。对于有考研兴趣的同学,可以提交科研实验报告或在相关期刊上刊登自己所写的学术报告,让更多志同道合的朋友一起分享。环境工程微生物学实验在应用了“层次一体化”的教学新模式后,逐渐形成并完善了验证性到综合性再到创新性的一个循序渐进的实验层次模式,实现了课前指导到课上监督再到课后讨论的教学新方法,强化了学生在技能,考勤等方面的考核办法,改革的新模式,从很多方面得到体现,提高了教学水平,满足了学生的求学欲望,充分调动起学生的学习精神和积极性。为了更好的进行实验,应对器材数量进行有效的扩充,让更多的学生能同时进行实验,再也不用多人共用一台设备,大大提高了学习的进度。 4.结语 环境微生物学因其具有很强的实践性与应用性,在环境工程的范围中占据着不可磨灭的地位,在整个教学系统过程中,要格外注意,所有的教学方案必须要结合学生的实际情况进行,既要让学生充分掌握此课程的基础知识,还要培养学生们对该课程的深厚兴趣,让他们能在快乐中获得知识,在教学中,更应该加大现场实验的比重,培养和锻炼学生们对新事物的探索精神和实践动手能力,从而达到学以致用的效果,让学生对知识有了更深刻的理解。 作者:王锦瑞 单位:上海市环境学校 生物学论文:中医院校分子生物学课程改革论文 1调查结果与分析 1.1选课学生的分子生物学背景知识: 对选课学生的分子生物学背景知识的调研发现:在选课人群中,90.7%的学生缺乏分子生物学的理论背景知识(31.40%学生没有了解,59.30%的学生了解不多),仅有不足10%的学生对分子生物学理论知识比较了解或进行过系统学习,见表1。这就要求我们在讲解分子生物学技术之前,需要介绍必须具备的分子生物学基本理论知识。大于50%的学生从未接触过分子生物学技术,有过动手操作经验的仅为16.28%。提示我们的实验教学要循序渐进,给学生充分的操作时间与足够的训练。如果能对选课人群在开课前进行初步的调研,根据其分子生物学知识背景分组授课,有望达到更好的教学效果。 1.2课程设计与安排: 我们对学生选修本门课程的动机与预期学习目标进行了调查,结果见表3。研究表明,77%的学生以掌握实验技术作为学习本门课程的主要目标,体现出对于本课程实用性的一致要求。进一步深入分析研究生科研对分子生物学技术的共性需求,对提升本课程的实用性具有重要意义。同时,突出实验的可操作性,增加学生动手机会、提高操作水平也是本课程的改革需要重点考虑的内容。与选课学生的预期目标对应,多数的学生希望增加动手操作的机会,72.09%的学生希望实验准备工作主要由学生完成,15.12%的学生希望全部的实验准备均由学生完成,体现了学生希望掌握分子生物学实验技术全流程的急迫性。对于教学模式,以“科研设计-实施”为优秀的教学方式更加受到学生的青睐,80%以上的学生认为比较感兴趣这种授课方式。 2讨论与建议 分子生物学技术已经广泛应用于中医药各个研究领域。掌握分子生物学技术业已成为我校研究生的迫切需求,选修分子生物学实验是其掌握基本实验操作、提高科研素养的重要途径之一。根据本次调查的结果,我们认为分子生物学实验课程可以重点进行以下几方面的改革,以进一步满足研究生学习与科研的需求。 2.1补充基础理论知识: 本校的研究生生源背景多样,但以中医药相关专业为主。在本科阶段接受的训练中,关于分子生物学的基础理论接触相对较少。如果实验课程的教学仅仅讲授实验操作步骤,难以使学生理解实验原理、实验操作步骤的意义,也难以让学生具备科学分析实验结果、改进实验步骤的能力。因此,在实验课教学中,在讲授实验原理、步骤方法等常规内容外,还必须深入浅出介绍实验技术涉及的分子生物学基础理论知识,弥补其原有知识结构的不足。根据学生分子生物学背景知识层次不齐的特点,可以尝试通过课前调研、分班授课提高教学效果。 2.2增加动手操作机会: 由于实验样本和教学课时有限,一方面部分学生只是参观别人做实验,并未亲自动手;另一方面,教师完成了大量的实验准备工作,学生只是参与了“正式”的实验过程。但是,作为研究生应用分子生物学技术独立从事科研活动,实验的准备、实施、数据分析整理的全过程都必须亲自完成。为了提高教学效果,提高研究生动手能力,建议研究生参与分子生物学实验的全过程(包括实验准备及善后),并建议研究生每人可以独立完成1个样品的全程分析。 2.3锻炼科研设计能力: 如果规范的实验操作是获得可靠数据的保障,那么合理的实验设计则是获得有意义科研数据的前提。在实验课教学中渗透科研设计的理念与方法,同样是实验课程教学的重要组成部分。而教师引导下的学生科研选题设计、实验操作方案细化可以作为实验课程教学的重要补充,以锻炼和提高研究生科研设计能力。探索以研究生自主选题为优秀的分子生物学实验课程教学模式,将是未来分子生物学实验课程改革的重要方向。 3结语 总之,本次调研为研究生分子生物学实验课程的改革提供了依据,为进一步通过实验课程教学提升我校研究生运用分子生物学技术开展科研工作水平奠定了基础。 作者:郭淑贞 李丽娜 张前 华茜 单位:北京中医药大学基础医学院 生物学论文:社会主义优秀价值观生物学科论文 1生物学科课程价值观教育的内涵 生物科学是研究生命现象和生命活动规律的一门科学,它也是农林、医药卫生、环境保护及其他有关应用科学的基础。人教版初中生物学教材“致同学们”中指出:“对人类来说,生物学的确太重要了!现代农业离不开它,医药卫生离不开它,环境保护离不开它,生物技术产业离不开它……经济和社会的发展,人类文明的进步,个人生活质量的提高,都与生物学的发展息息相关”。人本身是生命体,人类生活在自然环境中,正是由于生物学课程的课程性质和研究对象,决定了其课程价值观教育的特点和重要性。生物课程价值观教育主要是教育学生正确地对生物和自然界进行价值判断。人教版《新课程实验教材精粹选评(生物卷)》认为,生物的价值主要包括生物的物质价值、审美价值、科学研究价值与生态价值。优秀价值观承载着一个民族、一个国家的精神追求,是最持久、最深层的力量。学科价值观只是优秀价值观的部分体现,学科价值观教育需要在优秀价值观的统领下开展。社会主义优秀价值观在生物学科的培育和践行可以体现在更广阔的范围,生物学课程除了生物价值教育以外,还有可持续发展意识的教育、社会责任感的教育、科学精神和科学价值观教育、科学思维与科学思维习惯教育、科学哲学教育、自然哲学教育、技术哲学教育、科学审美教育、科学人文精神教育等许多方面。 2教材的价值观教育资源 人教版初中生物学教材中隐含了很多学科价值观教育的资源。例如,第八单元的题目是“健康地生活”,在该单元里,教材通过安排学生亲身参与解读药物说明书、调查当地常见的传染病、设计旅行小药箱、模拟练习急救等活动,培养学生防病治病和救助他人的能力;通过资料分析、调查和实验等探究活动,倡导珍爱自己和他人的生命,保持健康生活方式,引导学生认识人们在日常生活中所遵循的各种行为习惯,如青春期卫生、饮食、起居、日常生活安排、娱乐和参与社会活动等,都与健康有着密切的联系。健康生活和珍爱生命是分不开的,珍爱生命还意味着学生应该认同每个生命都是平等的观点。不仅珍惜自己的生命,合理营养、预防疾病、拒绝、积极锻炼身体;还要关爱他人,尊老爱幼,平等对待残障人士;还要自觉爱护生物,从自身做起,爱护环境,减少资源浪费,倡导低碳生活,坚持可持续发展,充分体现人文关怀。初中生物学教材把人、绿色植物和其他生物全部放在生物圈这样一个大环境中去研究、描述,突出了生物与环境是统一的整体的思想,并指出“生物与环境的相互作用造就了今天欣欣向荣的生物圈”,引导学生认同生物与环境相互作用,“生物圈是一个统一的整体,是地球上最大的生态系统,是所有生物的共同家园,以及保护生物圈,人人有责”等观念。通过“拟定保护当地生态环境的计划”,直接提出了每位公民在保护生态环境方面应尽的责任,处处体现了生态文明的重要性。高中生物学教材中有很多有关生物技术的内容,例如发酵技术、转基因技术、克隆技术等,生物学教师通过积极组织学生参与各种竞赛和综合实践活动,开展校本课程的研究,可以引导学生有机融入和不断加强社会主义优秀价值观教育的体验与实践。生物学教材中大量的文字、图片、活动,无不体现出生命美、生命科学的美,陶冶着学生的科学审美观。生物学科的内容体系也传达着生命的系统及其层次,以及科学实验、探究的重要性。 3体现价值观教育的教学和评价 生物学实验是最能体现科学的实事求是精神的活动。在实验教学中,教师对实验的态度可以为学生树立价值观教育的楷模。对于定量实验,如果不按照量的要求操作,就可能无法出现预期的实验结果;对于定性实验,由于各种实验条件的改变,也可能出现失败。因此规范、客观地开展实验是最能激发学生积极思考、大胆求证的活动。教师通过引导学生尊重实验数据和实验结果,可以培养学生大胆质疑、改革创新、敬业、诚信的品质。同时,实验的开展和对实验材料的使用和处理又可以充分培养学生保护生物多样性的情感。例如,初中教材在实验的提示中提出在学生完成实验后,鼠妇、蚯蚓等实验动物都要放回它们适应的生活环境中;在实验“观察小鱼尾鳍内血液的流动”过程中要求学生用浸湿的棉絮包裹小鱼,以便小鱼生存,实验结束后要求将小鱼放回鱼缸。学生通过学习教材内容和动手参与实验,在不知不觉中就培养出了热爱自然、尊重生命的意识。随着科学技术的发展,社会分工越来越细,一个人所能掌握的知识和担负的工作往往是沧海一粟、冰山一角,社会越来越需要能够与人合作的人才。生物学科是实验学科,教材安排了大量的实验、探究活动,在活动过程中,自然而然就产生合作学习的必要,如果教师再加以正面引导,学生就会表现出更加积极的情绪,采取主动的行为,形成一种良好的研究氛围,让每位学生都感受研究和合作的乐趣。生物学课程目标包括知识、能力、情感态度与价值观三个方面,教学评价需要兼顾这三方面的目标,而情感态度价值观和能力目标的评价对学科价值观教育尤为重要。让教师、学生、同伴、家长等多主体参与,可以使评价成为多主体共同参与和协商的活动,可以使参与者在沟通和协商中共同成长,这与合作学习有着异曲同工的作用。践行社会主义优秀价值观教育的重点是进课堂。生物学教师在充分认识价值观教育的重要性后,可以充分发挥课堂主渠道和教育评价的作用,在课堂上教、在测试中考、在评价中评。例如,在区域统一命制的质量监测试题中增加与培育社会主义优秀价值观相关的试题,在区域教研的研讨课、公开课评价标准中,增加体现培育社会主义优秀价值观的标准要求。通过多方面的渗透,学生的学科价值观和优秀价值观将会得到很好的培养。 作者:刘艳红 单位:广州市萝岗区教育科研与发展中心 生物学论文:课堂教学模式下生物学科论文 一、学生提问能力的培养具有重要意义 (一)有利于提高学生自信心学生 在学习生物学知识的过程中,通过发现问题并且提出问题然后思考问题这一思维过程,可以有效提高学生对生物学科的学习兴趣,在通过思考得出正确结论之后,教师通过适当的鼓励会使得学生树立对生物学科学习的自信心,有效激发学生学习生物学科的学习兴趣。 (二)有利于掌握学生学习程度 在生物学教学过程中,教师要密切关注学生提问的质量和数量,通过这一过程可以掌握学生对教师所讲授知识的掌握程度。教师通过对学生课堂掌握知识的程度来改进教学,及时对教学进度进行适当的调整,客观地评价教学效果,对于提高生物学科的教学质量具有非常好的帮助作用。 (三)有利于学生参与到课堂教学中来 学生在生物学教学中积极提问,能够反映出教学的重点和难点,因此,教师要积极引导学生主动参与到教学活动中来,激发学生学习生物学科的积极性和主动性,引导学生在提问过程中积极思考和探索生物学科知识,做到举一反三,不断提高课堂教学效率,提高学生学习生物学科的动力。 (四)有利于学生对知识的交流和掌握 教师注意观察学生提出的问题,对于一些难度较大的问题或者具有普遍意义的问题,教师可以引导学生在课堂上进行讨论和交流,通过学生之间的探讨得出正确的答案。在这个过程中教师要把握知识扩展程度,适当地对学生进行引导,培养学生之间相互交流和合作的精神。 二、如何在生物教学中培养和提高学生提问能力 (一)尊重学生的个性和特点教师 在教学过程中要善于观察和发现学生的个性,对于没有勇气提问的学生,教师要鼓励学生大胆发言,提出自己的问题;对于学生缺乏自信心,不确定自己问题的学生,教师要帮助学生树立自信,通过正确的回答坚定学生的信心;对于找不出问题或者不知道如何表达自己问题的学生,教师要耐心地引导学生,让学生整理自己的思路,根据自己的思路发现问题并且提出问题。对于一些喜欢标新立异的学生,教师要鼓励他们进行更进一步的思维,更加深入地思考问题,然后提出自己的问题与同学们一起沟通和交流。 (二)营造良好的教学环境和师生关系 学生的思维只有在轻松和相对自由的环境下才能够展开,因此,教师在教学过程中要为学生创造一个能够发挥自己丰富想象空间的轻松、愉快的教学环境。让学生投入到学习中去,沉下心来思考问题,不断对教学内容提出自己的问题和想法。同时,教师还要将自己置身于学生之中,不能将自己凌驾于学生之上,保持平等的师生关系,充分发挥学生的想象力,引导学生对问题进行正确的思考,让学生自主学习,真正成为学习的主体和主人,提出问题,将教学引至深入。 (三)鼓励学生树立质疑的学习态度学生要创新 要学会提问,要学会独立思考,首先要有质疑的学习态度。学生只有具备了质疑的学习态度和学习精神,才能够深入思考问题并且发现问题,进而提出问题。所以,教师在教学过程中,要不断培养学生的质疑精神,打破传统的已经得出的结论,在“为什么”中不断形成自己的思维,通过问题的提出发现学习的兴趣。对于学生提出的问题和得出的结论,教师要及时给予恰当的表扬和鼓励,让学生在获得自信心和肯定之后继续对问题进行思考。 (四)为学生提供提出问题的环境 有研究表明,中学生物教师在教学过程中,有意识地为学生创设特定的环境能够帮助学生活跃思维,调动学生思考问题和提出问题的欲望。在这个过程中,教师要适当把握和控制节奏,使这些特定的环境与学生知识结构相关联,能够吸引并且有利于大多数学生的思维扩展。同时,在学生提出问题之后,教师还要引导学生将问题进一步思考然后提出新的问题。 (五)合理安排学生提问 时间和教学节奏对于学生的提问,教师要把握节奏,合理安排。教师通过特设的环境和突出的问题引导学生对相关课程内容进行思考,然后引导学生进入到新的课程内容之中。或者教师也可以将学生提问安排到课程结束之前的几分钟或者十几分钟之内,让学生对本节课所学内容进行思考,根据本节课所讲授的内容提出自己的想法和疑惑。这种情况下,学生提出的问题一般都具有一定的针对性,能够反应教师的教学质量和课堂教学效率。 三、总结 综上所述,只有教师在生物学教学过程中积极引导学生提出问题,才能够充分调动学生学习的积极性和主动性。为学生提供良好的提问环境,不断鼓励学生树立质疑的态度和学习精神,尊重学生的个性并且建立良好的师生关系。 作者:王树岭单位:河北省衡水市第二中学 生物学论文:高效课堂生物学科论文 一、生物学科高效课堂的影响因素 1.课堂教学价值取向对生物学科高效课堂的影响 从目前教育发展的趋势来看,高考改革与课程改革是同步进行的,在某些方面它们是相辅相成的关系。从近几年的高考生物试题来看,以科学素养考查为主要目标的试题,诸如实验设计与分析,信息的获取、处理、转换与表达等类型的试题,已成为高考的主要题型,因此,在教学过程中,以学生素养提高为优秀任务的教学,同样可以有效提高学生的应试能力和水平。在课堂教学中,教师不仅要揭示知识间的内在联系,还要留出时间让学生分析思考其原理(科学),探讨其应用(社会),这样不仅能很好地体现当前教学改革中对科学、技术、社会的关注,使学生掌握学习相关内容的方法与途径,还能使学生形成解决问题的方法与策略。这对于培养应试能力也是十分有效的。因此,生物学科高效课堂的构建需要处理好全面发展学生素养与提高学生应试能力的关系。 2.教学方法对生物学科高效课堂的影响 生物学科课堂教学方法有很多,如讨论法、自学辅导法、探究法等,近年来随着新课程改革的进行,探究性学习、小组合作学习、自主学习等多种新的教学方法更加广泛地出现在生物课堂教学中,这对生物学科高效课堂的建立起到了积极的推动作用。但是,每种教学方法都有优点和缺点,都能有效地解决某些问题,而不能解决另一些问题,每种方法都可能会有助于达到某种目的,却妨碍达到另一些目的。因此,要建立生物学科高效课堂,就必须实现教学方法的优化与组合。比如要启发学生思维、培养学生能力、引导学生形成科学思想和方法时,可以使用引导发现法;要调动学生学习主动性,要进行多向信息交流,可以使用讨论法;对于较简单的学习内容,可以使用自学辅导法;在以知识接受为主要目标的课堂上,应该使用讲解法。但是,学生是学习的主体,不论采用什么教学方法,都应该有学生积极主动地参与。这种参与应以思维的参与为优秀标准。某些研究课看似热闹非凡,学生个个参与,但学生只是一种形式上的参与,思维活动停留在浅层次上,这样的课堂教学是不会有效的。反之,有些课堂学生看似没有太多形式上的参与,但却在积极地进行思考,这样的教学是高效的。因此,生物学科高效课堂的构建需要多种教学方法的优化和组合。 3.教学手段对生物学科高效课堂的影响 对一些经典试题一开始便进行讲解,对于学生的理解来说无疑是高效的,但学生同时也就失去了抽象思维的过程,失去了发现错误的机会。对于实验性的内容,如果一开始就将其操作过程及结果进行清晰的展示,学生的实验就会成为照方抓药,对实验结果的观察就成了一种形式,这对实验的顺利完成无疑是十分有帮助的,但学生失去了在实验过程中进行尝试,在观察结果中进行真伪辨别的机会。因此,生物学科高效课堂的构建需要使用合理的教学手段。 二、构建生物学科高效课堂的教研 课题要构建生物学科高效课堂,教研组的作用之一是组织生物教师开展高效课堂的教学科研,使生物教师掌握有生物学科教学特色的、行之有效的教学方法。如我们学校生物教研组在2013~2017年五年发展规划中的教学研究活动,包括10项教研课题。 1.在高中生物教学中提高学生生物科学素养的策略。 2.以导学案为载体的高中生物教学模式。 3.如何构建师生互动的生物课堂。 4.高中生物学教学中如何利用“最近发展区”。 5.高二生物的有效备考。 6.高考生物复习课有效性的课堂教学策略。 7.合理应用记忆规律,有效提高复习效率。 8.从反思中收获课堂教学的有效性。 9.提高生物试卷讲评课实效性的策略。 10.高中生物学教学中问题情境的创设。 三、教研组在构建生物学科高效课堂中的作用 教研组在构建生物学科高效课堂中的作用主要是开展针对生物学科高效课堂的教学科研活动,通过教学科研来研究影响高效课堂的各种因素,并形成课堂教学模型。教研组在教学研究中的职责主要是:在教研活动前预设目标,在实践时把握方向,在过程中落实任务,先思考后行动,先制定方案,再完善细节,最重要的是每一阶段都要进行总结。具体做法应该是:首先提出教研课题,放手让教师个体进行教学实践和经验总结,再集中全组教师的集体智慧,采用多角度、多层次的教研手段,将经验上升为规范,为今后教学的实施提供指导。如我组在新课改实践活动就形成了生物学科高效课堂的教学规范:《南山中学生物教研组教师新课程教学流程》。构建生物学科高效课堂是一个没有终点的科研课题,教研组在其中的主要作用是提供教学科研的思路,发挥教师团队的集体智慧,使生物学科高效课堂模型化。 作者:向继胜单位:四川省绵阳南山中学 生物学论文:生命教育生物学科论文 一、生命教育的内涵 生命教育是一种全人的教育,它包含对生命的关注,同时也包含对生存能力的培养和生命价值的提升。它重视对人的心灵的熏陶,重视对人的完整精神世界的构建,重视对人的健全人格的养成,是一种有着浓重哲学根基、蕴涵人生大智慧的教育。而生命教育的目的就是要让学生要认识到生命的重要,感恩生命的美好,唤醒学生的生命意识,提高学生的生命质量提升学生的精神世界。 二、高中生物学科 教学结合生命教育的优势生物学它是一门研究生命现象、生命活动规律及其与环境关系的科学学科。在生物教学活动中,人既是教学活动的主体又是客体。当人作为教学研究的客体时,我们将其放在了众多生物中,以此来探究其生命活动规律、生物演化关系以及它与地球自然环境的密切联系。而与此同时生命教育本身就是以生命规律为基础,从生命的视角来探寻人与自然、人与人、人与自身之间的关系来审视生命的整体性和人这一生物发展的主体性作用。为了提高受教育者的生命质量和提升其幸福指数,我们可以从人的生命成长发展规律和社会需求等方面来实施教育。同样,生物学科教学融入生命教育即是在学科教学过程中将生命教育的主要内容融入其中,通过生物学科课程的具体教学活动来实施生命教育。因此,结合两者的特点发现生命教育的目标可以在生物教学中实现。 三、高中生物教学中融入生命教育的途径和方式 1.结合教材内容 对学生进行生命教育高中生物课程是一门将科学知识与生命教育融为一体的学科。仔细研究生物教,深入挖掘生命教育素材,就能将教授生物知识与生命教育有机结合起来。在《受精作用和早期胚胎发育》教学中,教师可介绍形成受精卵的艰难历程,男子一次可排出2亿5千万个精子,可是进入输卵管的不到20个,经过精卵细胞识别、精子附着于卵膜,最终精卵细胞核融合完成受精的只有一个精子。让学生体会到生命形成的艰难,能够受精的精子都是经过精挑细选,是最强壮的那个。引导学生认识到自己是父母的第一,是父母的骄傲。从而增强自信,尊重自己。教师讲述受精卵发育需要经过母亲要经过十月怀胎,期间为新生命提供营养,保证新生命的安全等。至今在体外只能实现受精作用和早期胚胎体外培养,尚无从受精卵到新生儿的全体外培养技术。就是由于母体的环境实在难以模拟,无法替代。所谓试管婴儿也是在试管中发育至囊胚,必须移植入母体子宫。让学生体会母爱的伟大,从而能孝敬父母,珍惜自己的生命,尊重他人的生命。 2.结合实验课 对学生进行生命教育。学生在进入实验室前就要进行实验室安全守则教育,学会在实验室遇到突发情况时进行自救。进入实验室后,如在《检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质》的实验中,在徒手切片花生子叶时小心刀片划伤,在使用本尼迪特试剂沸水浴加热小心烫伤,在使用双缩脲A液NaOH时,当心溅出腐蚀。在《提取和分离叶绿体色素》实验使用层析液乙醚时,要在试管上加塞子,防止乙醚挥发影响自己和他人。通过这些安全教育,加强学生的安全意识,更加珍惜自己的生命。 3.结合科学史 对学生进行生命教育。近200年来,生物学科有了长足的发展,这与科学家的不断实验,刻苦专研分不开的。通过介绍生物学科发展史中的经典案例,让学生了解生物学科的发展历程的同时,也让学生体会到众多科学工作者为生物科学的发展做出了毕生的贡献。如:美国生物学家沃森和英国物理学家克里克在剑桥大学卡文迪什实验室默契配合,锲而不舍的研究DNA分子结构,最终在威尔金斯、卡加夫等人的研究成果和他人合作的前提下,最终获得了成功,发现了DNA分子的双螺旋结构;在生长素的发现过程中,从达尔文父子对植物向光性研究,到温特发现植物向光弯曲是由于某种化学物质的分布不均,再到郭葛发现生长素的化学本质是吲哚乙酸。经历了几代科学家的不懈努力。科学家们为了自己喜爱的事业奋斗一生,这需要怎样的生命价值观?这些有助于学生养成良好的科学态度和科学精神,进而领悟生命的更高层次。 四、总结 综上所述,学校和高中生物教师应充分认识到高中生物教学融入生命教育的紧迫性和必要性,加快生命教育和高中生物教学多途径,多方式的结合,把生命教育真正落实到教学实践中去。 作者:陈斌单位:浙江省绍兴市柯桥区鲁迅中学柯桥校区 生物学论文:学生课程资源生物学科论文 一、让学生成为课程资源的开发整合者 生物世界是絢丽多彩的,因此,生物课程资源无疑也是丰富的,可以说是衣食住行、生产生活等无所不在。诚然,教材编者、教研人员和任课教师责无旁贷应该依据“课程标准”有意识、有目的地开发和利用好各种课程资源,但是,如果发挥学生的主体优势,让学生参与到课程资源的有效整合开发,必将对学生个性品质与创新精神的发展产生奇特的作用。如在学习“花的结构”一课时,笔者曾发现一个怪现?象:教师和学生都用鲜花实物标本学习了花的结构,课堂气氛也相当活跃,但课堂检测的反馈显示,学生对结构知识点的掌握并没有预想的那么好,特别是将桃花换成百合花后,学生更是错误百出。教师细心回顾课堂后“发现了症结所在:学生带到课堂上来的都是很容易买到的康乃馨(虽然颜色有异),导致学生缺少对不同种类花朵的观察、比较与解剖,所以学习效果不佳。由此启示教师应该研究解决一系列与生物教学计划相关的问题。如,生物教材所涉及的各种植物有哪些是可以通过校园种植解决的?哪些可移栽?其他标本如何解决?校园小池塘可养殖哪些生物?如何分工?这样一来,一个班的学生就可能观察到十几种花,在动手解剖时就能轻松掌握本课的知识重点。又如在学习《没有细胞结构的微小生物——病毒》一课时,很多学生都对课文提到的“病毒能帮助完成转基因过程”这一点非常感兴趣,少部分学生还能讲出一点小知识,但仔细追究发现,大多数都只停留在对“转基因”这个名词本身的记忆印象上,而对概念的内涵却知之甚少。于是我提议全班学生围绕“转基因技术”“基因治疗”分组查找相关资料,下一课时进行小组比赛,看谁找得又多又好。结果,每个小组都能找到一些新奇有趣的资料,大家都听得津津有味。可见,合理地开发利用课堂生成性资源加以深化整合,有利于提高教学的有效性。自此,大部分学生都开始养成自觉收集学习资料的习惯,每当学习某些内容需要举例说明时,通常都能有不少学生能帮上忙。教师鼓励学生自己寻找合适的学习素材,丰富了课堂的教学资源,既开阔了学生的视野,又拓宽了他们的学习领域。 二、让学生成为情境问题的主动思考者 思维能力是考查学生科学素养高低的重要标志。培养学生的思维能力,教师的重要任务之一就是要善于创设问题情境和创造性地发现问题,用问题激发学生的探索欲望和思考空间。例如,在学习“遗传物质存在于细胞核中”时,选用学生都熟悉和喜欢的节目《爸爸去哪儿》中的明星父子(父女)的图片并提问:为什么他们长得如此相像?由此引发学生积极的思考和热烈的讨论。这时,教师便可进一步提出:那么决定子女相似于父母的遗传信息存在于细胞的什么部位呢?通过设置悬念,触发主动思考,激发学生的好奇心理和探求情趣,促使他们迫不及待地想继续探索,由此顺理成章?地引导学生主动参与阅读、理解课文。顺势结合课文中提供的相关图文资料信息,提问:“你知道克隆是怎么回事吗?克隆羊多莉是怎么产生的?请观看影片《小羊多莉的身世》。”学生带着问题观看视频,对分析解决“细胞核是遗传信息库”这个难点问题有很大的帮助,而且直观的影像让学生清楚了遗传物质存在于细胞核中,使学生对整个克隆过程有了更深刻的理解,也催生着学生更深人的思考。接着教师拓展提问:“你们对争议比较多的克隆人这一事件有哪些看法?请各小组收集有关信息,阐明你们的观点。”各小组学生在积极准备了一个星期后,将各自的观点带到了课堂上,争相发表自己的观点,展示支持的证据,下课时大家还意犹未尽,我为他们能够收集到如此丰富的资料而感到惊奇,这说明了学生们对周围热点问题的关心。在这个过程中教师并没有发表任何见解,也无需告诉他们什么是对什么是错,也不要求他们有一个最终的标准答案或者掌握什么新的知识,教学应该重在学习过程,重在知识技能的应用,重在亲自参与探索性实践活动,获得感悟和体验,而不是仅仅接受别人传授的经验。 三、总结 总之,教学中教师应适时大胆增删某些所谓逻辑性很强的知识体系,把自主学习和思考的时间还给学生,遵循学生的认知发展规律和学生的实际情况,设计出适合学生的教学活动,通过这些活动使学生收集和组织材料的能力、思维能力、展现表达能力都得到锻炼提升,从而让学生更喜欢上生物课。 作者:顾学明单位:江苏省海门市东洲中学) 生物学论文:生物学实验教学生物化学论文 1整合的缺点 (1)实验室无法满足分子生物学实验教学需要 分子生物学实验技术已经成为生命科学领域中的通用技术,是学生将来进行医学科学研究的必备手段。而现行化学分析实验室硬件水平无法满足分子生物学实验教学要求。 (2)实验室与教研室的分离严重制约 生物化学与分子生物学学科的建设和发展。生物化学与分子生物学学科为海南省重点学科,又为我校硕士点建设支撑学科,我校从2014年开始承担硕士研究生生物化学与分子生物学的理论教学和实验教学工作。同时,由于目前我校缺少科研实验室,教学实验室同时也作为教师科研场所。教研室与实验室的长期分离,极大地制约了教师的科研工作,不少教师的课题研究需要到校外实验室进行,这与未来生物化学与分子生物学学科在学校中的教学角色不匹配。 (3)生物化学实验教学改革难以开展 目前生物化学实验与其他3门实验课程整合为一门化学分析实验课程,课程负责人为化学分析实验室负责人,课程规划、实验室规划都由课程负责人负责实施。然而化学分析实验课程中的生物化学实验教学仍由生物化学与分子生物学教研室教师负责教学。每次课程大纲修订、实验教学项目更改都需要由课程负责人跨院系召开不同教研室教师会议,难以实现多部门协调。部分生物化学实验内容严重落后,学生毕业后真正能用到的知识不多。而如果由授课教师进行教学改革设计、实验项目更新,又很难得到实验室的支持。例如近年来被认为在实验教学中有效的综合性实验和设计性实验,目前在生物化学实验教学中尚未开展。 (4)实验室规划及设备更新受到严重影响 由于实验室规划和设备更新都由课程负责人提出并执行,因而难免受到负责人本身专业背景的影响。近10年来,生物化学实验教学所需仪器仅对分光光度计进行了更换,而分子生物学实验教学所需设备没有添置和更新。 (5)实验室教学辅助人员的培养受到严重影响 由于实验室目前隶属于药学院,因而生物化学实验员无法参加生物化学与分子生物学教研室的集体备课以及教学任务、科研课题的承担,严重影响实验员的职称评定和专业能力提高。 (6)成为急诊医学等新办专业评估的“硬伤” 新办专业首届学生毕业前,教育厅组织相关专业人员进行评估。而近年来新办专业评估时对医学院校没有独立生物化学实验室提出较多质疑,这会影响学生科研能力的培养。 (7)教学实验室在课余向本科生开放受到影响 尽管学校提倡开放实验室,促进大学生创新实验开展。但实验室的开放需要实验教学人员和工作人员配合,因而目前进行的大学生生物化学创新实验并没有在化学分析实验室进行。 (8)教研室和实验室工作协调困难 由于教研室与实验室隶属不同部门,涉及的跨院(系)实验室较多,而学校规定教职工奖金津贴由各院(系)独立核算,这些都使得教研室和实验室之间工作协调困难。 2结语 鉴于生物化学实验室与教研室分离的利弊,以及生物化学与分子生物学学科在教学与科研工作中的重要地位,笔者建议,在医学院校成立独立的生物化学与分子生物学实验室,或将生物化学与分子生物学教研室合并为同一单位,建立独立的生物化学与分子生物学实验教学平台。这样不仅有利于教学改革工作顺利进行,而且对于急诊医学等新办专业评估的顺利通过也有重要意义,同时对于学科发展及相关学科科研水平的提高均具有推动作用。 作者:李崇奇肖曼蔡望伟单位:海南医学院 生物学论文:生物学实验室环境问题论文 一、实验室污染的特点 一般生物学实验室常见的废弃物主要包括以下几类: (1)生物材料。常用的生物活性实验材料包括动植物组织、细胞和微生物。特别是实验用细菌常常在抗生素等药物存在的情况下也能正常生长。如果处理不当将对周围环境、河流及水域造成污染和威胁。生物学实验常以小白鼠、鸡、兔等动物为实验材料。实验过程中这些实验动物一般要通过接种疫苗或病菌、药物等不同处理,实验完成后,动物尸体或被解剖的动物器官如不及时进行妥善处置就有可能造成病菌或疾病的传播。 (2)有毒化学材料。溴化乙锭等染料、焦碳酸二乙酯、丙烯酰胺、双丙烯酰胺、考马斯亮蓝、固定液、显影液、重金属、氰化物、是生物实验中最主要的有毒和剧毒物品,这类物品不仅对人毒性高、危险性强,而且对环境的危害和影响极大。除此之外,废弃的酸、碱溶液、有机溶剂、凝胶电泳、培养基、洗脱液等实验废弃物也是不可忽视的内容。 (3)实验器械与耗材。其中塑料制品主要指各种吸头、吸管、离心管、注射器、手套、培养皿及包装等。玻璃制品包括各种培养皿、试管、吸管、玻片、盖片、常用容器、过滤器皿等,易损易碎。上述用品是生物学实验室日常必需品,直接接触各类试剂和实验材料,是有毒有害物质和病源物的传播载体,并可能造成人体的直接机械伤害诱发感染。由以上可知,生物学实验室污染物的种类复杂、毒性大、可蓄积会使污染一旦发生进入生物链后很难清除。调查中我们发现,实验室有的废液被直接排入下水道,大部分的固体废弃物未经处理,包括固体化学试剂、生物样品及致癌物、实验器械与耗材会被直接倒入垃圾堆。大部分的学生并没有自我或保护他人意识,带实验手套甚至实验中的实验材料进出生活区,使这些地方受到污染,对师生及工作人员的身体造成潜在威胁。 二、问题分析 对于生物学实验室污染物来讲,由于其成分复杂、少量、难于集中处理、成本高,很好的处理需要大量的人力、物力、财力投入,直接限制了处理的难度。对学生来讲,我们国家学生一般是从初中开始接触生物化学实验,绝大多数的同学在中学时期就知道实验过程中会有废弃物或有毒有害物质产生,所以避免实验室污染主要还是靠学生的责任感、强烈的实验意识以及良好的实验习惯。对老师来说,在指导学生实验的过程中,往往强调对学生观察能力、基本操作能力、提出问题、分析问题、解决问题能力的培养,但是实验正规操作以及实验习惯往往不作为评价学生实验能力的标准,是典型的“唯结果论者”,所以对实验过程中所产生的“三废”(废液、废水、废渣)很少进行处理。这也是导致学生对其视而不见的一个重要原因。还有一个重要问题,就是“有法不依”。关于实验室废弃物处理指南等很多章程条例已经存在,但是老师和学生们很少严格按照其规定实施,我们认为,这也与缺乏相应的监督部门有关。 三、解决方法 分类集中处理污染物。由于废弃物种类不同、性质各异,为减少交叉与重叠污染以及可能的直接机械伤害,不同废弃物应该分类储存。可以按照废水、废气、固体废物分为三类,也可物理污染物、化学污染物、生物性污染物分为三类,甚至有更细的分类,尽量减少回收的成本。然后按照不同种类的处理要求进行集中处理,减少处理成本。树立绿色化学这种新的教学理念,以人为本,充分发挥教师和学生的主观能动性。提高学生认识,在教学和实验过程中对新进入实验室的本科生、研究生和相关研究人员进行多层次的、灵活多样的岗位培训,明确地教导学生遵守规则,规范操作,培养良好的职业素质和习惯,最终进行规范化考核,只有考核通过的才允许进行实验。可以在课程中考虑开设实验安全专题,提高大家的实验室安全意识和自觉性,并且也作为评价的一个指标。作为指导学生的教师,也必须端正认识,树立可持续发展的战略思想。教师的行为将影响一代乃至几代人的行为,应站在对时代负责的高度认识这一问题的严重性。也可以定期对其进行考核。建立专门机构进行监督与管理。实验室安全管理工作能否到位,不是取决于制度是否存在,而主要取决于所制定的各种管理制度是否落实,“否则只是一纸空文”。要落实管理制度就必须有专门机构、固定人员负责宣传、定期检查与监督。 作者:魏华单位:宝鸡职业技术学院 生物学论文:发散思维生物学科论文 一、生物学科 生物这门课程与我们的日常生活紧密相连,很多事物都可以从现实生活中找到,学生通过生物这门课,可以认识到自然界中的各种生物,对他们的生长习性有更多的认识。从而能更好服务于平时的生活,这是一门与人类日常生活有紧密联系的学科。 (一)提高学生认识生物学科的前提 传统生物知识的获得,都是通过教师讲课获得的。在课堂上,教师通过生物书和学生进行学习、互动,是一个启发学生发展的地方。新课改后,课堂不再是只传授知识的课堂,而是引导学生去发现知识的课堂。另外,我们要关注学生的生活、心理,在自己的时间和空间范围内,让学生假设问题情境,从而进行自主探索。 (二)教学准备是关键 1.了解学生。首先,为了很好地选择和实施课堂教学方法,要了解学生的生活环境、心理状况,以及学生熟悉的生物环境。其次,要备学生知道的生物基础知识。2.运用科学的教学方法激发学生学习生物的兴趣。学生对生物的学习,很大程度上,跟教师有关系,一个幽默风趣的教师,可以唤起学生的学习兴趣,也会激发学生学习的欲望。所以,在课堂上,要对学生进行引导,让他们根据教师提出的问题,去思考,调动学生的学习主动性,不断提高对生物的学习乐趣。3.生物课堂要贴近学生生活。我们在讲课本内容时,把与现实生活结合起来。教师可以通过多媒体展示与生活相关的图片,让学生通过这些图片,进行思考,联系生物知识,解释出现的现象,学以致用。学生的学习兴趣得到激发。让学生在课堂中做自己的主人,学生自行安排自己的时间,发挥主观能动性。4.生物课堂多样化。根据生物学科本身的特点,它是和人们的生产、生活、实践联系比较紧密的学科。因此,我们组织学生去野外观察、学习来促进生物课堂教学的成功。 二、发散思维在生物教学中的运用———光合作用 由于学生具有好奇心和求知的欲望,这就促进学习、思考。根据这一特点,我们生物教师可以充分利用教学资源,即地图,包括地图册、生物挂图、生物插图等,还可以用幻灯片、电视、录相、多媒体等多种形式。下面我们以光合作用这一节课进行具体的分析。植物有一项很重要的功能,即光合作用。对于这个概念的理解,教师要进行讲解,让学生明白,人有没有光合作用,光合作用是植物在白天进行的一种能量转化,即二氧化碳和水在光照的条件下,在叶绿体中进行反应,最后生成氧气和有机物的过程。这一过程中,光合作用产生了氧气,可以供给人和动物的呼吸,教师引导学生思考,晚上能不能把很多植物房子屋子里面呢?学生通过思考,晚上植物没有光合作用,主要是呼吸作用,那么呼吸作用就要吸收氧气,与人争夺氧气。所以,在晚上,最好将植物放在室外。而光合作用的一组探索性实验能否成功,则是教学中突出重点和突破难点的关键。 (一)先学后教的方法 教师在讲这一节的内容时候,可以让学生以小组为单位,进行资料的搜集、整理,等上课的时候,让中学生以小组的形式,进行代表发言,将你们搜集到的知识讲给其他同学听,其他组内针对这一组同学的汇报,提出自己的质疑,教师写到黑板上,分条进行解释。最后利用多媒体展示光合作用的发现过程。这样,可以让学生在主动探究过程中,体会最后获得真理的感动。通过多媒体动画,教师展示“光合作用需要二氧化碳”和“光合作用产生氧气”两个演示实验,让学生更加深刻的明白了原理。同时,让学生分组进行有关光合作用的一组探索性实验,学生通过自己做实验,更加明白了实验的重要性,通过实验,可以得出真理性的知识结论,从而学会了光合作用这节课的主要内容。然后,教师在通过一些相关的练习题,将学会这部分内容。总之,通过学生自己做实验去探究,这样对光合作用的概念有了更深刻的理解,同时培养了他们认识问题,主动探究的能力,还有对创新能力的思维的培养也起到了很重要的作用,启发学生运用知识来说明或解决实际问题,在分析和说明问题过程中领悟光合作用在生物界乃至整个自然界中的重要意义。不断提高学生的自身的各方面的能力,更好地为学习新的内容做好铺垫。 (二)学生逆向思维能力的训练 1.通过例题示范,克服思维定势。在做练习题的过程中,教师要给学生举一些与生活相关的实际事情,这样,学生在面对自己在日常生活中就能遇到的事情时,就会觉得很熟悉,理解起来也很容易,从而打开学生逆向思维的能力,引导他们对问题的思考方式的转变,防止固定在一种思维上去思考问题,这样就造成了思维定势了。2.活跃逆向思维的思路,一题多变。对一些习题,改变某些条件,或把原因和结果对调,以及把知道的和不知的对调,来训练学生的逆向思维。这样做,可以活跃学生逆向思维的训。3.正逆双向思维的联结,正逆互用。针对某个问题,教师可以先引导学生利用正向思维的方式去思考,如果解决不了,那么就要换个角度去思考问题了,这时候,可以用逆向思维进行思考,如果能思考出来,证明思考方法正确。总而言之,在学生创造性思维上的培养,其中,发散思维是一种创造性思维形式。而逆向思维存在于发散性思维范围内,在生物教学中,需要培养学生的发散思维。 作者:王延梅单位:河北省张家口市宣化第一中学 生物学论文:课程资源生物学科论文 ―、让学生成为教材实验的亲身实践者 实验是初中生物教材的重要内容,是获取知识和实践创新的重要手段。它具有现象明显、说服力强的特点,是文字表述的重要辅助,在教学中有着独特的价值。离开了实验,生物学的概念、原理及规律就如同空中楼阁。作为以实验为基础的学科,苏科版生物学新教材非常注重对学生进行实验技能的培养,通过观察和实验,不仅可以使学生加深和掌握生物学事实性知识,而且还非常有利于培养学生的学习兴趣。因此,即使在课时紧张的情况下,也应尽量让学生多动手多实践,而绝不能把实验做在黑板上、讲在嘴巴里。首先要重视教材里的实验课。如在“蚯蚓在什么样的物体表面爬得最快”的探究实验中,鼓励学生自己去寻找不同的材料,自己去亲身实验探究。课堂上有的学生将蚯蚓放在光滑的玻璃面上,有的放在包装盒纸板上,有的放在软软的海绵上,更有甚者将蚯蚓浸放在水里。通过观察比较,直观得出结论:姐卿在粗糙的硬纸板上爬得最快。理由是蚯蚓的运动须依靠刚毛的协助,只有在粗糙的表面才爬得快。实践证明:初中学生对实验有着天然的好奇心和浓厚兴趣,他们乐于动手,热衷探索,教师只要做好组织引导,巧妙引导,让学生大胆实践,学生就能通过自由自在的探究享受到成功的乐趣。其次要充分利用教材中的探究性实验,引导学生进行丰富多彩的“研究性学习”。当然这绝不是让学生上网搜、直接抄、随意编,而应该组织学生真正参加实践活动,以学生感兴趣的生物学问题为研究主题,以个人或小组活动方式进行专题研究。通过学生的自主性、探索性的合作学习,使学生主动获取有关生物体结构、功能及进化方面的知识。如生物学与地理等学科相结合,可以为学生设计探索生物多样性与环境保护、植被破坏与水土流失、乱伐森林与沙尘暴肆虐的关系,以及环境污染与人类疾病发生的关系等课题,从而建立起师生平等民主、教学相长的教学关系,有效提髙学生分析问题、解决问题的能力,彰显生物学科价值。 二、让学生成为课程资源的开发整合者 生物世界是絢丽多彩的,因此,生物课程资源无疑也是丰富的,可以说是衣食住行、生产生活等无所不在。诚然,教材编者、教研人员和任课教师责无旁贷应该依据“课程标准”有意识、有目的地开发和利用好各种课程资源,但是,如果发挥学生的主体优势,让学生参与到课程资源的有效整合开发,必将对学生个性品质与创新精神的发展产生奇特的作用。如在学习“花的结构”一课时,笔者曾发现一个怪现象:教师和学生都用鲜花实物标本学习了花的结构,课堂气氛也相当活跃,但课堂检测的反馈显示,学生对结构知识点的掌握并没有预想的那么好,特别是将桃花换成百合花后,学生更是错误百出。教师细心回顾课堂后发现了症结所在:学生带到课堂上来的都是很容易买到的康乃馨(虽然颜色有异),导致学生缺少对不同种类花朵的观察、比较与解剖,所以学习效果不佳。由此启示教师应该研究解决一系列与生物教学计划相关的问题。如,生物教材所涉及的各种植物有哪些是可以通过校园种植解决的?哪些可移栽?其他标本如何解决?校园小池塘可养殖哪些生物?如何分工?这样一来,一个班的学生就可能观察到十几种花,在动手解剖时就能轻松掌握本课的知识重点。又如在学习《没有细胞结构的微小生物——病毒》一课时,很多学生都对课文提到的“病毒能帮助完成转基因过程”这一点非常感兴趣,少部分学生还能讲出一点小知识,但仔细追究发现,大多数都只停留在对“转基因”这个名词本身的记忆印象上,而对概念的内涵却知之甚少。于是我提议全班学生围绕“转基因技术”“基因治疗”分组查找相关资料,下一课时进行小组比赛,看谁找得又多又好。结果,每个小组都能找到一些新奇有趣的资料,大家都听得津津有味。可见,合理地开发利用课堂生成性资源加以深化整合,有利于提高教学的有效性。自此,大部分学生都开始养成自觉收集学习资料的习惯,每当学习某些内容需要举例说明时,通常都能有不少学生能帮上忙。教师鼓励学生自己寻找合适的学习素材,丰富了课堂的教学资源,既开阔了学生的视野,又拓宽了他们的学习领域。 三、让学生成为情境问题的主动思考者 思维能力是考查学生科学素养高低的重要标志。培养学生的思维能力,教师的重要任务之一就是要善于创设问题情境和创造性地发现问题,用问题激发学生的探索欲望和思考空间。例如,在学习“遗传物质存在于细胞核中”时,选用学生都熟悉和喜欢的节目《爸爸去哪儿》中的明星父子(父女)的图片并提问:为什么他们长得如此相像?由此引发学生积极的思考和热烈的讨论。这时,教师便可进一步提出:那么决定子女相似于父母的遗传信息存在于细胞的什么部位呢?通过设置悬念,触发主动思考,激发学生的好奇心理和探求情趣,促使他们迫不及待地想继续探索,由此顺理成章地引导学生主动参与阅读、理解课文。顺势结合课文中提供的相关图文资料信息,提问:“你知道克隆是怎么回事吗?克隆羊多莉是怎么产生的?请观看影片《小羊多莉的身世》。”学生带着问题观看视频,对分析解决“细胞核是遗传信息库”这个难点问题有很大的帮助,而且直观的影像让学生清楚了遗传物质存在于细胞核中,使学生对整个克隆过程有了更深刻的理解,也催生着学生更深人的思考。接着教师拓展提问:“你们对争议比较多的克隆人这一事件有哪些看法?请各小组收集有关信息,阐明你们的观点。”各小组学生在积极准备了一个星期后,将各自的观点带到了课堂上,争相发表自己的观点,展示支持的证据,下课时大家还意犹未尽,我为他们能够收集到如此丰富的资料而感到惊奇,这说明了学生们对周围热点问题的关心。在这个过程中教师并没有发表任何见解,也无需告诉他们什么是对什么是错,也不要求他们有一个最终的标准答案或者掌握什么新的知识,教学应该重在学习过程,重在知识技能的应用,重在亲自参与探索性实践活动,获得感悟和体验,而不是仅仅接受别人传授的经验。 四、总结 总之,教学中教师应适时大胆增删某些所谓逻辑性很强的知识体系,把自主学习和思考的时间还给学生,遵循学生的认知发展规律和学生的实际情况,设计出适合学生的教学活动,通过这些活动使学生收集和组织材料的能力、思维能力、展现表达能力都得到锻炼提升,从而让学生更喜欢上生物课。 作者:顾学明单位:江苏省海门市东洲中学 生物学论文:网站生物学科论文 一网站素材的处理网页中视频的处理 视频是网页组成的重要元素之一,它能够形象地表现各种生物现象,让学生通过仔细地观察,从而揭示出各种生命的奥秘。详细页面中的视频素材应首先进行合理的编辑,截取掉无关或者重复的部分,保留关键内容和优秀部分,让学生在短时间内掌握各种关键性知识,避免在枯燥的等待中浪费掉宝贵的学习时间。另外,长时间的观看很容易消磨学生的耐性,因而失去对学习的兴趣。在选取和编辑视频的时候,最好要带有声音效果,这样使学生更能集中注意力,同时便于理解和掌握知识的要点,切中中心题意。编辑视频的软件很多,如会声会影、Premiere等都是很好的视频编辑软件。网页中图片的处理图片能够形象地表现出生物的外部特征,因此在拍摄或选取图片的时候要采取慎重的态度,不能应付了事。拍摄时,一定要选取合适的角度以便能够充分地表现出生物的外部特征;选取图片的时候也要考虑到这一因素。如果找到或拍摄的图片素材不理想,也可以利用图形编辑软件进行技术处理,以达到完美的技术效果。有时候某种场景变换太快,很难捕捉到恰当的动作,这时可以使用录像的形式采集信息,采集完毕之后再利用截图工具将播放过程中精彩的镜头截取下来。当然为了保证画面的清晰度,要注意先将录像设置成高清视频,也就是较大的文件,以保证图片放大时的清晰效果。在网页中处理图片素材的时候要注意大图和小图的搭配使用。小图是为了读者在众多图片素材中迅速选取,也是为了提高浏览网页的速度;大图是读者确定好图片素材之后,双击小图便会展开的图片。大图文件较大,画面清晰,更适合读者下载使用,缺点是文件打开速度较慢,浪费读者时间;小图文件小,占据的空间小,因而打开的速度较快,方便浏览。二者搭配使用,互相取长补短,解决了图片打开和存储的难题。 二网站的规划与设计 教师在设计网站的时候要充分考虑到面对的读者是学生,一切要为学生服务。网站的宗旨是能够使学生快速地查看他们感兴趣的生物学知识。文字要简明扼要,图文并茂,能够激发起学生学习生物的兴趣。网站的设计既要便于教师分门别类地进行系统授课,又能针对某一章节进行深入拓展。这样的网站设计就能够很好地为教师教学和学生自学服务。同时在网站上要设计一些专题讨论区,用以组织一些师生就在学习过程中遇到的难题进行讨论,使网站能够切实地为教学服务。学科网站既可以作为一个独立网站存在,也可以嵌入到或链接到学校的网站之中。这样就可以节省服务器的存储空间,方便用户在不同学科间浏览。 三网站首页的设计 网站首页的制作非常关键,它能够在第一时间抓住读者的心理,让读者产生耳目一新的感觉,让他们感到这个网站确实有一些实用性的东西,值得读下去。画面设计既要体现生物科学的丰富性,又要体现科学知识的严谨性。首页上的大图可以是一幅生机盎然的大森林的场景,上面是各种动物自然相处的状态。此时不管是以动画还是视频形式,都要以最精彩的画面进行展示。每一个崇尚自然的人都会心存探索大自然的奥秘的畅想,从而从这里产生畅游动物世界和植物世界的愿望,进而产生浓厚的学习兴趣。而且网站的导航栏的设计要新颖别致,比如动物乐园、植物大观园、微观大世界等。网站要提供一些著名的有关生物方面的文学类丛书,让学生通过阅读这些文图并茂的文学丛书,从优美的语言描述中、趣味的场景再现中,体味那些不为他们知晓的另类世界,从而更加深入地了解动植物的生活习性,在理性方面增强对于生命科学的认识。 四网站具体页面的设计 如果说首页是一本书的封面,那么内页就可以说是知识的海洋了。如何规划好这片海洋值得深入思考。笔者的设想是这样的:当点击首页中的导航栏题目,网页跳转到相应的内页时,映入读者眼帘的应该是一幅幅生动的精美画面,使人们立刻进入五彩缤纷的大自然中,这就是内页设计的精彩之处。内页所展示给人们的应该是能够打动人心的生动内容,让人遐思,让人畅想,能够有感而发。内页的组成应该有文字、图片、声音和视频,其中视频应该占主要的篇幅,而不仅仅是枯燥的文字说明。内页可以这样布局:分为上左右结构,上部是网站的总导航,下部左部分是总导航下的纲目内容提要,右部分是该提要的详细内容。详细内容的选择和编辑既要风趣幽默,又不失科学的严肃性。其中图片要能对文字起到辅助说明的作用,切忌胡乱拼凑,凌乱不清。在选图之前要尽可能先进行美化处理,力图做到最佳效果。 五网站功能区的设计 为了保证网站能够为广大师生喜爱,就要保证网站的开放与更新。让师生既成为读者,又能成为编辑。这就是说师生既能从网站上获取有益的学习资料,又能够作为网站的主人,随时将自己感到有意义的内容添加到其中,从而达到共享共建的良性状态。这种做法就好比百度文库和百度百科,能够达到学用相长的目的。网站的这项功能可以通过注册会员的形式实现。凡是注册成功的会员就有权向网站中添加自己感兴趣的信息内容,也可以同其他会员就自己添加内容进行共同探讨,以便得出相对全面的结论。当然,会员也能够从中探讨事物的多样性,而不是过分拘泥于某一表面现象,产生狭隘意识。 作者:刘士香单位:唐山市丰润区丰润镇中学 生物学论文:逆向思维生物学科论文 一、生物学科 教学准备是关键 1.了解学生。首先,为了很好地选择和实施课堂教学方法,要了解学生的生活环境、心理状况,以及学生熟悉的生物环境。其次,要备学生知道的生物基础知识。 2.运用科学的教学方法激发学生学习生物的兴趣。学生对生物的学习,很大程度上,跟教师有关系,一个幽默风趣的教师,可以唤起学生的学习兴趣,也会激发学生学习的欲望。所以,在课堂上,要对学生进行引导,让他们根据教师提出的问题,去思考,调动学生的学习主动性,不断提高对生物的学习乐趣。 3.生物课堂要贴近学生生活。我们在讲课本内容时,把与现实生活结合起来。教师可以通过多媒体展示与生活相关的图片,让学生通过这些图片,进行思考,联系生物知识,解释出现的现象,学以致用。学生的学习兴趣得到激发。让学生在课堂中做自己的主人,学生自行安排自己的时间,发挥主观能动性。 4.生物课堂多样化。根据生物学科本身的特点,它是和人们的生产、生活、实践联系比较紧密的学科。因此,我们组织学生去野外观察、学习来促进生物课堂教学的成功。 二、发散思维在生物教学中的运用 光合作用由于学生具有好奇心和求知的欲望,这就促进学习、思考。根据这一特点,我们生物教师可以充分利用教学资源,即地图,包括地图册、生物挂图、生物插图等,还可以用幻灯片、电视、录相、多媒体等多种形式。下面我们以光合作用这一节课进行具体的分析。植物有一项很重要的功能,即光合作用。对于这个概念的理解,教师要进行讲解,让学生明白,人有没有光合作用,光合作用是植物在白天进行的一种能量转化,即二氧化碳和水在光照的条件下,在叶绿体中进行反应,最后生成氧气和有机物的过程。这一过程中,光合作用产生了氧气,可以供给人和动物的呼吸,教师引导学生思考,晚上能不能把很多植物房子屋子里面呢?学生通过思考,晚上植物没有光合作用,主要是呼吸作用,那么呼吸作用就要吸收氧气,与人争夺氧气。所以,在晚上,最好将植物放在室外。而光合作用的一组探索性实验能否成功,则是教学中突出重点和突破难点的关键。 (一)先学后教的方法 教师在讲这一节的内容时候,可以让学生以小组为单位,进行资料的搜集、整理,等上课的时候,让中学生以小组的形式,进行代表发言,将你们搜集到的知识讲给其他同学听,其他组内针对这一组同学的汇报,提出自己的质疑,教师写到黑板上,分条进行解释。最后利用多媒体展示光合作用的发现过程。这样,可以让学生在主动探究过程中,体会最后获得真理的感动。通过多媒体动画,教师展示“光合作用需要二氧化碳”和“光合作用产生氧气”两个演示实验,让学生更加深刻的明白了原理。同时,让学生分组进行有关光合作用的一组探索性实验,学生通过自己做实验,更加明白了实验的重要性,通过实验,可以得出真理性的知识结论,从而学会了光合作用这节课的主要内容。然后,教师在通过一些相关的练习题,将学会这部分内容。总之,通过学生自己做实验去探究,这样对光合作用的概念有了更深刻的理解,同时培养了他们认识问题,主动探究的能力,还有对创新能力的思维的培养也起到了很重要的作用,启发学生运用知识来说明或解决实际问题,在分析和说明问题过程中领悟光合作用在生物界乃至整个自然界中的重要意义。不断提高学生的自身的各方面的能力,更好地为学习新的内容做好铺垫。 (二)学生逆向思维能力的训练 1.通过例题示范,克服思维定势。在做练习题的过程中,教师要给学生举一些与生活相关的实际事情,这样,学生在面对自己在日常生活中就能遇到的事情时,就会觉得很熟悉,理解起来也很容易,从而打开学生逆向思维的能力,引导他们对问题的思考方式的转变,防止固定在一种思维上去思考问题,这样就造成了思维定势了。 2.活跃逆向思维的思路,一题多变。对一些习题,改变某些条件,或把原因和结果对调,以及把知道的和不知的对调,来训练学生的逆向思维。这样做,可以活跃学生逆向思维的训。 3.正逆双向思维的联结,正逆互用。针对某个问题,教师可以先引导学生利用正向思维的方式去思考,如果解决不了,那么就要换个角度去思考问题了,这时候,可以用逆向思维进行思考,如果能思考出来,证明思考方法正确。总而言之,在学生创造性思维上的培养,其中,发散思维是一种创造性思维形式。而逆向思维存在于发散性思维范围内,在生物教学中,需要培养学生的发散思维。 作者:王延梅单位:河北省张家口市宣化第一中学 生物学论文:课堂教学生物学科论文 一、生物学科 1.了解学生 首先,为了很好地选择和实施课堂教学方法,要了解学生的生活环境、心理状况,以及学生熟悉的生物环境。其次,要备学生知道的生物基础知识。 2.运用科学的教学方法 激发学生学习生物的兴趣。学生对生物的学习,很大程度上,跟教师有关系,一个幽默风趣的教师,可以唤起学生的学习兴趣,也会激发学生学习的欲望。所以,在课堂上,要对学生进行引导,让他们根据教师提出的问题,去思考,调动学生的学习主动性,不断提高对生物的学习乐趣。 3.生物课堂要贴近学生生活 我们在讲课本内容时,把与现实生活结合起来。教师可以通过多媒体展示与生活相关的图片,让学生通过这些图片,进行思考,联系生物知识,解释出现的现象,学以致用。学生的学习兴趣得到激发。让学生在课堂中做自己的主人,学生自行安排自己的时间,发挥主观能动性。 4.生物课堂多样化 根据生物学科本身的特点,它是和人们的生产、生活、实践联系比较紧密的学科。因此,我们组织学生去野外观察、学习来促进生物课堂教学的成功。 二、发散思维在生物教学中的运用 光合作用由于学生具有好奇心和求知的欲望,这就促进学习、思考。根据这一特点,我们生物教师可以充分利用教学资源,即地图,包括地图册、生物挂图、生物插图等,还可以用幻灯片、电视、录相、多媒体等多种形式。下面我们以光合作用这一节课进行具体的分析。植物有一项很重要的功能,即光合作用。对于这个概念的理解,教师要进行讲解,让学生明白,人有没有光合作用,光合作用是植物在白天进行的一种能量转化,即二氧化碳和水在光照的条件下,在叶绿体中进行反应,最后生成氧气和有机物的过程。这一过程中,光合作用产生了氧气,可以供给人和动物的呼吸,教师引导学生思考,晚上能不能把很多植物房子屋子里面呢?学生通过思考,晚上植物没有光合作用,主要是呼吸作用,那么呼吸作用就要吸收氧气,与人争夺氧气。所以,在晚上,最好将植物放在室外。而光合作用的一组探索性实验能否成功,则是教学中突出重点和突破难点的关键。 (一)课堂教学先学后教的方法 教师在讲这一节的内容时候,可以让学生以小组为单位,进行资料的搜集、整理,等上课的时候,让中学生以小组的形式,进行代表发言,将你们搜集到的知识讲给其他同学听,其他组内针对这一组同学的汇报,提出自己的质疑,教师写到黑板上,分条进行解释。最后利用多媒体展示光合作用的发现过程。这样,可以让学生在主动探究过程中,体会最后获得真理的感动。通过多媒体动画,教师展示“光合作用需要二氧化碳”和“光合作用产生氧气”两个演示实验,让学生更加深刻的明白了原理。同时,让学生分组进行有关光合作用的一组探索性实验,学生通过自己做实验,更加明白了实验的重要性,通过实验,可以得出真理性的知识结论,从而学会了光合作用这节课的主要内容。然后,教师在通过一些相关的练习题,将学会这部分内容。总之,通过学生自己做实验去探究,这样对光合作用的概念有了更深刻的理解,同时培养了他们认识问题,主动探究的能力,还有对创新能力的思维的培养也起到了很重要的作用,启发学生运用知识来说明或解决实际问题,在分析和说明问题过程中领悟光合作用在生物界乃至整个自然界中的重要意义。不断提高学生的自身的各方面的能力,更好地为学习新的内容做好铺垫。 (二)学生逆向思维能力的训练 1.通过例题示范,克服思维定势。在做练习题的过程中,教师要给学生举一些与生活相关的实际事情,这样,学生在面对自己在日常生活中就能遇到的事情时,就会觉得很熟悉,理解起来也很容易,从而打开学生逆向思维的能力,引导他们对问题的思考方式的转变,防止固定在一种思维上去思考问题,这样就造成了思维定势了。 2.活跃逆向思维的思路,一题多变。对一些习题,改变某些条件,或把原因和结果对调,以及把知道的和不知的对调,来训练学生的逆向思维。这样做,可以活跃学生逆向思维的训。 3.正逆双向思维的联结,正逆互用。针对某个问题,教师可以先引导学生利用正向思维的方式去思考,如果解决不了,那么就要换个角度去思考问题了,这时候,可以用逆向思维进行思考,如果能思考出来,证明思考方法正确。总而言之,在学生创造性思维上的培养,其中,发散思维是一种创造性思维形式。而逆向思维存在于发散性思维范围内,在生物教学中,需要培养学生的发散思维。 作者:王延梅单位:河北省张家口市宣化第一中学
摘要:污水污泥因其数量巨大,处理难度较高,探究处理新工艺已显得十分迫切。为深入解决污泥处置与矿物肥料紧缺的问题,以污水污泥无害化处理改性有机矿物肥料的研究为引导,简述了有机矿物肥料在改善作物生长与减少营养物质在环境中的损失方面的极大潜力。通过回顾近些年矿物肥料的需求量、价格与时间的关系,分析污水污泥的处置方式与所含有机成分对提高土壤肥力的作用,表明污水污泥无害化改性生物碳基有机矿物质肥料在提高土壤肥力的效果方面具有极大的应用前景。通过总结和对比可预测将污泥中提取的有机矿物肥料经添加矿物元素后进行有效改良,并加入一定量的酸或碱进行灭菌后,可显示出比常规肥料更加高效的作物产量反应值,同时营养物质的缓慢释放效应显示出更加高效和持久的肥效释放能力。 关键词:污水污泥;有机矿物肥料;氮的吸收;生物利用率 随着全球人口数量的迅猛增长,无疑对农业和粮食生产的需求加剧,这也显示出对肥料投入的潜在依赖。目前世界对氮、磷和钾的需求量每年将增加1.4%、2.2%和2.6%,众所周知,磷作为一种不可再生资源,可能在未来50~130年内耗尽[1]。因此有必要最大限度地减少磷的损失,并将其转变为一个可循环利用的闭环路径。另一方面,城市化和工业化也加剧了污水污泥的产生,鉴于污泥对人类健康和环境污染的风险,它应该被妥善处理。据统计,2010年欧盟27国共产生了超过1100万吨干燥的固体污泥,预计到2030年,数量将达到近2500万吨[2]。目前常见的处理污泥的方式有:土壤处理、填埋和焚烧,在大多数条件下,使用污水污泥作为肥料似乎是最佳的方案。污水污泥作为提供植物生长所需的主要营养物质的宝贵来源,其固体部分中约有50%是有机物,这对土壤的物理、化学和生物特性有重大的改良作用。有机物可以改善土壤多孔性,增加水的保留和移动,一些有机物的某些成分在土壤聚集中起着重要的作用[3]。向土壤中添加有机物可促进物质的分解并建立起微生物平衡,另一方面,将生物固体直接回收到土地中会带来一些问题,例如包括重金属含量增加,可能长期聚集于植物体内,污泥的直接应用会给人类和环境带来风险[4]。尽管污水污泥中的营养物质含量相对较高,但宏观营养素的浓度并不足以满足作物的生长需求。此外,众多关于污水污泥的报道中[5-9]称在生物固体中出现的低氮磷比,导致土壤中的磷堆积,造成水体的富营养化。有机矿物肥料作为提升土壤肥力的关键,可减缓废物和副产品数量增加的问题,在不同的技术中,对于从生物固体中提取的有机矿物肥料(OMFs)可极大降低成本,经过消毒、灭菌和富集污水污泥,以便将其用于制备颗粒肥料。生物固体衍生的肥料生产方式通常是基于污水污泥中的营养物质与酸或碱之间的化学反应,在生产过程中加入酸或碱,在颗粒状的生物固体上涂抹尿素或直接将生物固体与尿素进行混合,亦或是将生物固体与干性添加剂(无机肥料)进行混合,便可获得逐渐释放养分的OMFs。研究表明,经过OMFs作用的土壤,其干物质含量增加,显示出有机物含量和氮的利用效率的极大提高[10]。所有这些都说明了生物固体衍生的OMFs在改善作物和减少营养物质在环境中的损失方面具有极大的潜力。 1目前的矿物肥料趋势 预计在未来的40年内,由于全球人口的增长,对粮食的需求量将增加60%以上,到2050年全球的人口将达到93亿。廉价原料的时代已成为过去时,农业和食品生产是造成自然资源枯竭的主要原因之一,自然资源的价格在1998年至2011年期间增长了300%以上[11]。资源的匮乏导致了投入和生产成本的增加、市场紧缩,这是由于需求的增长速度超过了生产能力的增长速度。对自然资源的有效和可持续利用可以确保粮食保障,肥沃的土壤是平衡商业规模生产农作物的关键。然而长期以来很少有农业土壤产生足够的营养成分来满足作物产量的需求,它们中的大多数更依赖于定期施用化肥。按照每年的增长率为1.8%计算,化肥总消费量将从2013年的1.83亿吨快速增长至2030年的4.05亿吨。根据统计,2009年中国作为全球化肥生产的领导者,占全球产量的33%,其他大量参与世界化肥生产的国家还包括美国(10%)、印度(9%)和俄罗斯(9%)[12]。商业化肥的生产需要大量的能源消耗,而化肥生产中使用的近75%的能源均来源于消耗天然气,因此天然气也成为氮肥生产中的主要投资之一,天然气价格的上涨将导致氨的成本升高[13]。另一方面,运输成本对化肥的价格也产生着巨大的影响,2014年,化肥价格指数将比2010年相比增加15%。在工业化前期的农业中,氮是制约产量最根本的营养元素。1909年,HABER-BOSCH从有机物中提取氨的方法被开发出来,伴随着氮的制备这个障碍被打破,全球合成氨的产量也从1950年的370万上升到2010年的约1.33亿。然而大约75%的氮总量被用于肥料生产,大约70%的甲烷被用于合成氨工业,这就导致了氮肥价格对天然气价格的高度依赖。预计未来氮肥消费的增长将来自亚洲,主要是中国、印度、印度尼西亚和巴基斯坦;拉丁美洲(巴西、阿根廷、哥伦比亚和墨西哥)、欧洲(乌克兰和俄罗斯)、北非(埃及和摩洛哥)和美国。近乎所有的磷肥都是由磷酸盐岩生产的,而磷酸盐岩也是一类有限的资源[14],开采用于化肥生产的磷酸盐岩始于19世纪,在此之前,农业是以应用动物磷基肥料,如鸟粪、粪便、骨头等为主。磷酸盐岩石通常是通过地面采矿技术开采出来的,其世界产生能力估计为每年1.65~1.95亿吨,这其中的80%的P2O5被用于肥料生产,令人遗憾的是磷酸盐储量并没有在全世界进行均匀分布,排名前12位的国家生产了全世界95%的磷矿石总量,美国、中国和摩洛哥目前生产的磷矿石占总产量的三分之二,在这些主要生产国中,摩洛哥的磷矿石储量占据世界总量的近40%[1]。对于钾元素来说,美国和中国拥有约20%的全球资源,钾存在于各种开采和制造的盐类中。钾的开采需要昂贵的采矿技术,由于钾矿深藏在地表之下,预计全球钾的储量比目前已知的存量还要多很多[15]。钾肥的主要生产商是加拿大,其次是白俄罗斯、俄罗斯和中国,钾肥消耗量的年增长率约为2.6%。自2000年以来,主要的磷肥和氮肥的价格不断升高,这主要与它们的生产成本增加有关,随着粮食产量的增加,农业将变得更加依赖于矿物肥料。目前人们越来越多地关注着营养物质的可用性和未来自然资源的匮乏性,伴随着传统肥料的不恰当应用,对环境造成了巨大的危害。从粮食安全的角度考虑,全球营养物质的循环必须要考虑到能源短缺,通过使用废物和副产品找到矿物肥料的替代品[16],将有助于实现农业和工业之间的平衡。 2污水污泥的特征 由于人口数量的增长、城市化和工业化的快速发展,污水的产生和污泥的数量显著增加。然而污水污泥的处理却未能很好地解决。几十年前,城市污水污泥被丢弃在海水中或作为肥料直接使用,后来其替代的利用方式逐渐出现,如焚烧或填埋被经常使用。1998年之后,为了有效保护环境,国际组织禁止在海上肆意处置污水污泥,同时由于高浓度的重金属含量,指令(86/278/EEC)对污水污泥在陆地上的应用也进行了限制。此后替代填埋和土地分散的方式是焚烧和好氧或厌氧消化[17]。污泥处置的新趋势,如汽化、热解、共燃和湿式氧化已逐渐出现,污水处理过程中产生的不溶性残留物,是在稳定化过程中产生。通常情况下,好氧消化在小型污水处理厂更有利可图,而厌氧消化则用于大型污水处理厂。在厌氧处理中,污水的特性取决于被处理污水的性质与处理技术,在厌氧条件下处理后的消化污泥显示出高含量的营养物质(主要是氮和磷),这些营养物质可以被利用作为一种潜在的肥料来源和土壤改良剂[18],许多科研人员报道了在农业中使用污水污泥的良好效果[19]。污水污泥在土壤中的应用可改善土壤的物理化学和生物特性,从而使植物更好地生长。城市污水污泥中的有机物含量通常高于干物质的50%,应用污水污泥形式的有机物可增加土壤聚合物的形成及稳定性,改善水的渗透,并增加土壤的总孔隙度,可增强微生物的活动、数量和生物量的产生。氮和磷作为植物的基本生长必需元素之一,污水污泥可成为其重要的来源。污水污泥中的总氮含量接近40~50kg/t,但只有一小部分的氮可被植物及时利用[20]。由于污水污泥的矿化作用,氮可被转化为一种可利用的形式。磷作为一种基本元素,在植物和动物的许多代谢反应中都需要它,将污水污泥添加到农业土壤中会使磷的含量从2~4mg/kg增加到114mg/kg,表明磷在修正土壤营养的效果中依旧十分重要[21]。然而,由于存在重金属、有毒化合物和微生物病原体,污水污泥在土壤中的应用受到严格的限制。重金属一般从工业中进入到下水道系统,主要来源于电镀、化学工业(有机和无机化合物的制造、制药业、染料和颜料制造)、金属加工工业,以及来自下水道系统的径流和腐蚀等[22]。目前有三种降低污水污泥中重金属含量的方法,第一种是控制重金属的个别来源排放,第二种是控制扩散源(使用无铅汽油、无铜自来水运输系统),第三种方法是清除污水污泥中的重金属含量。从污水污泥中去除重金属的过程包含四个步骤,通过改变pH和氧化还原电位来溶解重金属;分离包括金属在内的液体;重金属的化学沉淀和从滤液中去除重金属[23]。重金属在土壤中的积累可能会对谷物、蔬菜、水果和饲料作物的生长产生毒性影响,动物和人类食用这些产品后会对健康造成极大的危害。污水污泥中的重金属浓度取决于污水来源和污水污泥处理过程,控制金属化合物在土壤中流动性的最重要因素是金属化合物在土壤中流动时的pH,而土壤pH影响着矿物有机复合物和不溶性氢氧化物的沉淀和溶解。有机物污水污泥是土壤中微量金属的良好吸附介质,污水污泥中的可溶性有机物有两组交换位点:第一组结合Ca、Mg、Zn、Ni、Co、Mn、Cd和Fe;第二组结合Cu、Pb和H,用污水污泥处理的土壤中的金属含量有效增加。YESIL等人指出,在水稻生产中每公顷加入40吨的污水污泥会导致大约4、5、2和11倍的Cd、Cr、Ni和Pb含量增加,与未加入的土壤相比,Cd、Cr和Pb的累积量分别增加了4、5和11倍,大多数重金属在土壤中具有良好的流动性,并能在植物的根部积累[24]。根据RULKENS等人[25]的研究,污水污泥可以通过化学/热力方式作为能源生产的原料使用,有机物和有毒化合物的复杂氧化,这将是化学/热力过程的结果,重金属被固定在灰烬中,并可用于生产建筑材料。 3有机矿物质肥料 有机矿物质肥料可认为是通过混合、化学反应、造粒或将具有一种或多种主要营养成分的无机肥料与有机肥料和土壤改良剂混合、进行化学反应、造粒或溶于水而得到的肥料,因此,有机矿物质肥料可以由不同的有机和无机来源生产。AKANNI等人[26]报道,有机矿物质肥料是由城市垃圾、家禽和奶牛的粪便组成,与尿素和过磷酸钙相结合,可增加土壤中的有机物、N、P、K、Ca和Mg含量,经处理的作物在有机矿物质肥料的作用下,叶面积和谷粒产量都达到了较高值。当使用尿素配制的N:P:K(比例9:3:3)的有机矿物肥料处理水稻作物时,水稻的所有生长参数都有显著的影响。AYENI等[27]进行的研究也证实有机矿物质肥料可以提高土壤的肥力,根据实验研究,在有机矿物质肥料中加入少量的氮磷钾(15:15:15)可以提高营养物质的早期矿化。基于有机矿物肥料的生产需要大量的磷,而磷作为一种极其有限的资源,它的添加将会在很大程度上改良农艺、土壤的利用性。BELLO等人[28]发现,将岩石磷酸盐与农业废弃物堆肥会增加磷酸盐的溶解度,存在于有机物中的有机配位体与磷在相同的土壤中的吸附点,可增加磷的释放,提高了土壤中的释放率。根据学者的研究[29],向土壤中施用有机矿物对磷的吸附,可减少磷在生物中的转化,降低体积密度,增加总孔隙度,从而改善土壤的物理、化学和生物特性。在这项研究中,磷酸二铵和Sokoto岩石磷酸盐与不同的有机物来源(棕榈仁脱油饼、花生脱油饼和棕榈碎屑)结合在一起,并施用于土壤中;结果显示油棕榈的所有生长参数和营养含量都达到了最佳效果。矿物肥料处理土壤以提高产量作为一个有效的3解决方案,其中一个最重要的特点就是"缓释"效应。一种较理想的有机矿物质生物肥料(BIOFOM)是利用糖和酒精工业的废料生产的,固态颗粒有机矿物质肥料的生产过程包括混合滤饼、锅炉灰烬和烟尘、改良的醋渣与N、P和K的矿物源混合。CHARLESE等[30]比较了经不同处理方式后土壤的结果,分别用无机肥和有机肥作为两种独立的产品,与有机矿物质肥料进行土壤处理的结果相比较,结果表明有机矿物质肥的氮损失比有机肥少16.1%,这与其他宏观和微观营养素的损失相吻合。此研究实验是在温室中随机进行的,以甘蔗为植物试验,试验包括25次不同肥料的效果,包括对照(不施肥)和四个添加有机矿物质生物肥料的重复试验。50天后,采集植物样品并分析叶面面积、嫩枝和根的干重以及植物嫩枝中的宏观和微观营养素含量。该研究表明BIOFOM的施肥结果是增加了干物质产量的四倍,被测植物部分的N、P、K含量分别增加了6、7、8倍。有机矿物质肥料促进了作物产量的增加,改善了土壤的理化性质、阳离子交换能力和孔隙度,通过BIOFOM的处理使植物嫩枝中的磷积累量明显大于对照样品。另外,一部分的磷在使用45天后还可以应用,这证实了有机矿物质肥料具有缓慢的营养物质的释放能力。对于有机矿物质肥料的物理特性的信息,通过氮、磷、有机物类型和制造工艺之间的关系可预测其行为,同时还可以预测其对环境的影响。了解制造工艺之间的关系,就可以预测其在运输、储存和处理时的行为。物理性质还可以用来控制颗粒溶解的时间和速度,从而控制营养物质的扩散。通过试验验证有机物含量对有机矿物肥料的物理参数的影响最大[31],随着有机物含量的增加,总的孔隙率和抗拉强度也在增强,而如体积密度、颗粒密度和倾斜角等参数则随着有机物含量的增加而减少,抗拉强度取决于颗粒密度和自由水的含量。有机矿物质肥料的生产的一个重要标志是对污水污泥进行消毒。污水污泥的消毒,通常是通过添加碱化合物(石灰、窑粉、氢氧化钾、氢氧化钠)或酸(硫酸、磷酸或其混合物)来进行的。此外,这些制剂的加入将增加肥料产品中的营养成分,通常情况下在生产平衡的生物固体肥料时,需要添加无机肥料或其前驱物。较简单的技术是基于混合污水污泥,其特点是含水量不低于70%的污泥,与一些副产品混合,如石膏、水泥窑粉尘、石灰窑灰、熟石灰、燃煤锅炉的粉煤灰、煤炭废料作为矫正剂[32]。当污水污泥被转化的时候,通常要降低养分含量,为了更好地优化N:P:K的比例,可以添加钾肥、磷酸盐和液氨。实际中宏观营养素可以从尿素、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、磷酸一铵、氯化钾、钾等中去选择。在美国,处理废物的方法是将其转化为有价值的肥料,碱性氨气脉冲(AAP)工艺已被开发出来[33]。该AAP工艺是基于混合污水污泥的形态,以添加触媒材料、除臭碱剂进行氨化、酸化,并对获得的产品进行造粒。第一步可在犁式搅拌机的双轴螺旋桨磨机或其它强力搅拌机中进行,为了使混合物脱臭,可以使用二氧化氯、钾或铁酸钙。铁酸盐是一类十分强的氧化剂,它不仅可以氧化有机气味和胺类,也会分解蛋白质和其他有机分子。石灰窑粉作为一种碱剂被添加到反应器中,将导致pH上升到12或更高。接着是在混合物中添加9%的氨水,以进行消毒并增加氮气浓度,这样的pH和氨的存在导致了微生物的化学压力变化,以使它们对随后的酸化更加敏感。酸化发生在第二个混合器中,废弃的磷酸(65%的P2O5)被添加至混合物中,这个过程后pH降低到7以下,并导致铵的形成。最后加入造粒剂,如工业糖浆和专有的结合剂,以利于将混合物转化为球状的颗粒(2.0~3.5mm)。AAP过程的最后一步是肥料干燥和筛分,最终将获得成分为(N:P:K:S:Fe:有机物)比例为10:10:10:0:1:20的有机矿物肥料。专利[34]也报道了将液体污泥转化为具有高营养成分的颗粒肥料的技术,该技术的特点是污泥的消毒是在70℃的温度下加热进行的,接着将污泥送入静态混合器中。结果显示pH降低到2.0以下,可导致病原体的破坏,最后混合物被转移到搅拌罐中,在30分钟内进行混合,由于磷酸和石灰浆之间的反应,得到了磷酸三钙(85%)和磷酸二钙(15%)。该技术包括一个过滤步骤,可减少至少50%的水含量,在进行粉碎后,污泥饼被送入粉碎机,在那里与硫磺反应,得到的产品与回收的细粉一起被造粒,最终进行干燥与分类。过去广泛用于生产氮磷钾肥的管道交叉反应器,可用于处理废物并将其转化为颗粒状肥料。首先,将污水污泥与水进行混合,形成适合泵送的泥浆,接着浆液被转移到管道交叉反应器,在其中加入氨、硫磺和磷酸,由于发生中和过程,温度达到149℃,这导致了混合物的杀菌和除臭。造粒系统配备了一个氨气增压器,允许酸和碱之间的完全反应,在造粒机中喷洒上细小的回收颗粒,得到的颗粒被送入旋转干燥器中,接着被筛选成细料、产品和超大尺寸材料。粉末和大尺寸材料在工艺中被回收,在熔化过程中,钾肥可以被加入到造粒机中,通过上述方法获得了肥料成分为氮磷钾比是12:3:6的有机肥。在中国,新的生物固体衍生的有机矿物质肥料被开发出来,应用于草地和耕地作物,这种产品可以克服城市和农业生态系统之间的养分循环问题,OMFs以两种配方生产,N:P:K比例为15:4:4(OMF15)和10:4:4(OMF10)。生物固体被用作OMFs的核心,作为一种缓释营养源,添加尿素和钾肥是为了提高N和K的浓度,因为生物固体中的营养物质含量不足以满足作物生长的需要。与硝酸铵相比,尿素是一种廉价的氮源选择,并且与干燥的污水污泥混合时,爆炸的风险极低。由于在新的OMFs中不添加P,这使得生物固体中的N:P比例和营养物质的总体不平衡,这反过来又会导致土壤中P的堆积。而在蒸汽(95~100℃)的作用下,直径为3到6mm之间的生物固体被喷洒尿素,形成涂层。经过喷雾过程后,生物固体衍生的OMFs中重金属含量是很低的,这与生物固体中存在的磷形式和OMFs不能被植物吸收的情况相一致。ANTILLE等人[35]的现场研究也证实OMFs中的大部分P是不容易获得的,这或许与污水处理过程中使用的除磷技术有关。通常铁的盐类用于沉淀磷,因而可形成植物无法吸收的铁磷酸盐,经历了生物除磷的污水污泥,显示出比常规处理过程中的生物固体更低的磷植物利用率。KUMPIENE等[36]报道了铁-磷酸盐可以与土壤发生反应,优先形成Fe-氢氧化物,导致P可被植物吸收的形式释放。在田间研究中,人们发现土壤中矿物氮的最大增幅在OMFs处理的前30天时达到最大增幅,这可能与NH4+的快速释放有关。事实上,在施肥90天后,经OMFs处理的土壤矿物氮达到了与尿素处理的结果大致相同的数值,这证实了生物固体氮的缓慢释放。在OMFs处理120天后进行的土壤分析表明土壤有机氮的减少,这可归因于氮-固定化和气态的损失,也是反硝化过程的结果。气象因素和土壤类型也对氮的吸收有重要的影响,土壤中的有机物含量高,会促进更多的土壤矿物氮的数量产生[37]。生物固体和OMFs的应用增加了土壤中的有机物,这导致了微生物生物量的增加,生物固体和OMFs中大量的碳元素为微生物的增殖提供了所需的基质,它可以促进更大的固定化土壤微生物群落中的营养物质的固定化程度。用污水中提取的OMFs处理土壤污泥后,作物产量可大幅度提升,可使用从污水污泥中提取的OMFs用于提高谷物、油菜和豆类的性能。经消化后的干燥污水污泥颗粒(直径3~6mm)在一个旋转的鼓式混合器中用熔化的尿素喷洒,硫酸钾作为钾的来源,分别与OMFs一起直接添加到土壤中。作为田间研究的结果,养分释放特性和肥料配方表明,OMFs产品有可能进一步应用于农业,也扩大了OMFs产品应用于土壤中的潜力。OMFs的另一个优点是矿物成分通过与有机成分的结合与吸附得到保护,OMFs颗粒与尿素的包裹提供了快速释放的NH4+到土壤中。营养物质从生物固体中的释放较晚,由于有机氮的部分十分稳定,这就决定了和矿物肥料相比,有机肥料的效率更高,它能在短时间内发挥作用。经过发酵后的污水污泥和未经处理的污泥都可被用来生产有机矿物质肥料,灭菌和消毒未处理的污水污泥在添加氨或其他碱剂(CaO、Ca(OH)2、KOH、水泥窑粉)后,会引起pH的突然升高或降低,进而导致微生物压力的减少。然而这种技术包含更多的步骤,导致操作成本增加、且技术过程较复杂。在技术过程中发生的化学反应导致了钙的一氢和二氢磷酸盐或磷酸二钙的形成。矿物肥料被添加到污水中并形成均匀的肥料,将为植物提供固有的营养,在前期实施的过程中为植物提供现成的营养物质,而来自污水污泥的营养物质在有机物分解后的下一阶段可接续使用。这种缓释肥料比传统的肥料更加有效,并且可以减少对环境的营养损失。在大多数技术中[38],有机矿物质肥料是以颗粒状或粒状形式生产的,这有利于肥料的传输。现有技术的概述表明,污水污泥能作为二级原料进行处理,并可以成功地用于有机矿物肥料的生产,特别是对于小型污水处理厂而言,这是一个最佳的污水污泥处理方案。然而,由于来自不同污水处理厂的污水污泥会有不同的特性,因此每个污水处理厂应单独处理。重金属含量作为应用污水污泥生产肥料的一个重要问题,应选择适当比例的污水污泥和其他成分,以达到平衡的作用,满足实际生产的要求。 4结语与展望 污水污泥中含有大量的营养物质和有机物,它可以有效地被用于生产有机矿物肥料。由于未经处理的污水污泥含有高浓度的重金属和病原微生物,经不同的碱性化合物(石灰、氢氧化钾、氢氧化钠)或酸(硫酸、磷酸或其替代品)对污水污泥进行消毒和杀菌后可用于生产有机矿物肥料。有机矿物肥料的生产技术通常包括添加矿物肥料或其他废物(石膏、水泥窑粉、石灰窑粉)来作为N、P、K、Ca、Mg等的来源,可获得最佳N:P:K比例的平衡肥料,玄武岩碎屑和煤炭废料可被添加到污水污泥中,以便吸附重金属并将其转化为难溶的化合物。在经过消毒和改变产品成分之后,通常进行造粒和干燥,最终获得易于传播、运输和储存的有机矿物质肥料。可以预测渐进式释放的氮磷钾有机矿物肥料的效果可大幅度地提升作物的产量,在土壤中施用OMFs可以增加土壤中的有机物和土壤矿物氮,但它并不会对土壤中的重金属含量造成明显影响。用于生产肥料的有机固体可以降低污水污泥处理的成本和对矿物肥料的依赖,这是向循环经济政策迈出的注重环境友好和资源节约的重要一步,该技术偏重于环境友好和资源高效,通过重新使用和回收材料,进而形成一个闭合的使用系统。 参考文献: [3]张佳玲,方芳,董锦云,等.改性污泥质生物炭吸附污水中有机污染物的研究进展[J].环境化学,2021,40(10):3144-3157. [5]陈娇,安燕,王雪萌,等.污泥改性吸附材料制备及其在污水处理中的应用研究[J].应用化工,2022(003):51.[6]秦学,娄晓月,李再兴,等.城镇污水处理厂污泥资源化利用途径[J].煤炭与化工,2021,44(7):148-150. [7]谭艳霞,郭茵,李柏村,等.市政污泥复合有机废弃物堆肥的研究进展[J].当代化工研究,2021,3(1):98-100. [14]亢龙飞,王静,朱丽娜,等.不同形态磷酸盐及施用方式对石灰性土壤磷移动性和有效性的影响[J].植物营养与肥料学报,2020,26(07):1179-1187. [16]程蓉,廖祥文,舒荣波,等.利用硅酸盐细菌制备煤矸石矿物肥料[J].2022,6:110. [18]黄强.一种新型土壤改良剂的制备及性能研究[J].环境污染与防治,2022,44(01):55-60. [21]庄重,王琦琪,米子冬,等.含磷肥料在土壤-植物系统中修复重金属污染的作用[J].磷肥与复肥,2020,35(7):16-20. [22]师环环,潘羽杰,曾敏,等.雷州半岛地下水重金属来源解析及健康风险评价[J].环境科学,2021,42(9):4246-4256. 作者:李有文 查向浩 牛鸣光 丁志强 张玉才 单位:喀什大学化学与环境科学学院 新疆生物类固废资源化工程技术研究中心 喀什海关技术中心 喀什地区环境监测站
医学研究论文:实验室建设视野下的医学研究论文 1中医药转化医学研究的重要性、必要性和可行性 中医药实验室或研究平台要体现中医科研的特点,中医学发展经历了比较长的历史时期,形成了独特的中医药理论并有效指导临床,是一门典型的经验和实践医学,现今的医学发展需要我们从经验和实践医学向实证、循证医学发展,转化医学为我们提供了新思维和新途径。因此,在长期的经验和实践医学的基础上,中医药转化医学研究具备了从临床到基础研究的有力支撑条件。中医药实验室或研究平台建设遵循转化医学思维,也是立足国情、与时俱进的表现。我国天然药物资源丰富,千百年来就是我们用以防病治病的有力武器,中药理论具有鲜明特色,讲究平衡机体(纠正偏性)、系统调节;复方是主次分明(君臣佐使)的化学成分组合群;药物作用模式是多点-多点(系统-系统),运用转化医学,有助于阐明中药理论并获得国际的认可。例如,有关中药复方的一项转化研究表明,复方黄黛片用于治疗粒细胞白血病,其君臣佐使效用分明,其中的硫化砷是君药,促进癌蛋白的降解;丹参酮是臣药,阻滞癌细胞的增殖,此外,还诱导转运蛋白AQP9的表达促进硫化砷进入癌细胞起到使药作用;靛玉红也能诱导转运蛋白AQP9的表达起到佐药的作用。又如,由黄芩、白芍、甘草和大枣组成的黄芩汤,其提取物PHY906可以促进肠道细胞再生,减轻结肠癌化疗胃肠毒性而在美国得到认可,其成功之处在于运用转化医学思维,采用了植物组学质量控制(phytomicsqualitycontrol)的研究模式。 因此,转化医学的兴起,必将推动我国中药创新和国际化进程。我国实行的创新中药计划,就是通过借助和发展相关技术,多学科交叉对中药进行研究,在中药特色的临床疗效评价体系、临床有效复方的甄选和评价;复方的配伍关系,复方的药物质量控制,药效学和药动学以及安全性评价;化学成分组合群与人体的相互作用等方面进行阐明,使中药更好地服务于人类健康。转化医学为实现这一点提供了思路。转化医学强调基础和临床之间的沟通,根据临床需求,采用蛋白质组学、代谢组学、生物分子网络和信息学研究方法进行基础研究,将研究成果尽快应用于临床。转化医学是实现我国中药现代化的一条有效途径。2007和2008年,在北京协和医院举办了第一届和第二届转化医学研究国际研讨会,标志着转化医学研究在国内的启动。2009年,国内首家儿科转化医学研究所在上海交通大学医学院附属儿童医学中心成立。同年中南大学转化医学研究中心在湖南湘雅医院成立。此后,全国的一些医学院和研究所也陆续成立了转化医学研究部门。我国的转化医学研究尽管有了发展,但不容忽略的是,针对中医药转化医学研究的实验平台建设仍比较薄弱,体现在平台数量少、人才缺乏及流通障碍。有报道称中国中医科学院与江苏省中医药研究院合作搭建中医药转化医学研究平台,说明以新理念、新思维建设中医药科研平台受到了重视并跨出了实质性的一步。 2中医药转化医学研究实验室建设面临的突出问题 转化医学作为医学研究的思维和模式,引入中医药研究实验室建设需要转变观念,目前碰到的突出问题是转化医学人才引入和培养、实验室资源的整合利用问题。 2.1转化医学人才引入和培养问题 中医药研究实验室建设要有前沿意识。创新能力的提高源于创新思维和实践。中医药转化医学研究实验室以转化医学思维为指导,将基础研究成果转化于临床应用。具有转化医学思维的中医药研究人才和学术队伍的组建和培养面临一些值得注意的方面:第一,熟悉中医药理论和应用、具备转化医学教育背景的专业人才缺乏;第二,有关中医药转化医学研究课题相对较少,制约实验室人才的引入和培养。有课题支撑,实验室才能获得可持续性发展,而实验室的发展将会带动研究的深入,有利于吸引更多人才的加入或锻炼、储备一批研究人才,从而形成良性循环。 2.2实验室资源的整合利用问题 中医药转化医学研究实验室建设和其他类型实验室的建设都碰到一个共性的问题,就是资源优势得不到整合和共享,集中表现在科研活动重复性较多、科研设备分散、使用率低下、开放流畅度低、服务社会意识有待提高。中医药转化医学研究实验室还面临着如何将基础研究成果转化为促进临床医疗行为的应用成果,体现其实效性、应用性特点的问题。 3中医药转化医学研究实验室建设的策略和建议 针对中医药转化医学研究实验室建设面临的突出问题,提出以下一些设想和建议,以供讨论。 3.1人才引入、培训及流通 中医药转化医学研究实验室的建立和建设,对人才的要求是既要熟悉中医药基础理论,又要树立转化医学思想,需要掌握较高的现代医学实验技术,有丰富的实践操作能力,具备较高的科研综合素质,能作为转化医学研究的领头人。各个实验室可以根据自己的实际情况出发,提供经费资助设立转化医学研究项目或采取柔性引进方式以吸引高层次人才。高水平的实验室往往具有一个作风优良、素质较高的团队。除了领头人才,团队骨干科研素质的培养和提高也值得重视。由于现代科技手段的进步,科研设备和测试技术不断涌现,要跟上先进技术的发展步伐,对团队成员要进行经常性的培训。要不断完善培训制度,通过派出学习、委托培养或邀请同行举行培训班、专题讲座等方式,分期、分批进行培训,使实验室所有人员处在不断的学习过程之中,适应转化医学科研形势的发展。建立无障碍的人才流通制度。2003年全国人才工作会议提出要树立科学的人才观。人才流通作为其中的重要内容,其科学内涵得到了说明,创新了人才流通的观念,冲破传统意义上“人才固定、部门所有”的观念,提出“不求所有,但求所用”的原则,实现人才资源的最大利用率。各个中医药转化医学研究实验室基于推动中医药走出国门、发扬中医药的共同目标,可以考虑互相之间进行人才的合理、有效流动,建立长效机制,这可能需要一段时间的尝试。 3.2建立开放的中医药转化医学研究实验室 实验室的一个重要功能就是服务功能。随着我国对科研经费投入的增加,各种不同类型科研课题的增多,促进了实验室研究工作的进步。整合分散、效率低的实验室资源,使之形成集中、专业的实验室,适合不同类型课题的需要,这对于中医药转化医学研究实验室的生存和发展可能更具有现实意义。首先,要突出转化研究特色,选准实验室的研究方向,对实验室的仪器设备、实验技术、团队分工进行整合。其次,参考国内或国外的转化医学研究中心,设立若干个公共服务实验平台。这些平台既向本单位开放,也向外单位(如制药企业、医院、药用植物栽培基地等)开放。这样,这些平台通过整合后,变得更专业化,在为更多单位提供服务的过程中,密切了相互之间的联系,有可能在药物基础与应用研究、临床诊疗新方案、新药开发研制等方面获得研究思路和成果,为中医药转化医学研究实验室的更好发展打下基础。 4结语 中医药转化医学研究实验室的建立和建设是一项系统性工程,涉及到许多方面,除了上述的人才队伍建设、开放体系实验室建立内容之外,还包括管理机制、运作机制和交流机制等内容,需要在实践中不断地探索。 作者:唐汉庆单位:右江民族医学院 医学研究论文:医学研究生生涯规划现状分析论文 论文关键词:医学研究生生涯规划生涯教育生涯成熟调查 论文摘要:目的了解医学研究生生涯规划的现状和生涯教育的需求。方法问卷调查法。结果分析发现医学研究生生涯规划有如下特点:自我认知程度高;职业探索存在不足;个人调适有待提高,就业信心较为乐观;职业决策导师影响最大;生涯规划元认知较差,生涯教育需求大。经相关性分析发现:性别、年龄、考研身份都与生涯成熟相关。结论医学研究生存在很大的生涯教育需求。 生涯教育一词,由美国的马兰德于1971年提出[1]。职业生涯规划理论起始于20世纪60年代的美国,90年代中期传入我国[2]。生涯规划是指有系统的引导生涯选择,以展现个人的生涯自主和增进生涯适应[3]。在国内,生涯规划和生涯教育理念越来越受到关注。但是,医学研究生的生涯教育却一直处于被忽视的境地。 1研究方法 舒伯(Super)认为:生涯成熟是指人在既定的生涯发展阶段,对环境和机体需要的准备程度[4]。根据其生涯发展理论,把调查定为六个维度:自我认知、职业探索、个人调适、职业决策、生涯元认知、生涯教育需求等[5]。经试测、修改、专家审阅后,在上海交通大学医学院一年级硕士研究生中发放问卷400份,涵盖所有专业,回收有效问卷358份。数据分析采用SPSS14.0软件系统,量表采用4点量尺计分法,对调查内容是完全正向肯定的记4分,比较肯定的记3分,不太肯定的记2分,完全否定的记1分。经过分析,得出结果。 2调查结果分析 调查样本中男女生比例分别为44%和56%。最小年龄为20岁,最大年龄为46岁,平均年龄为25岁。 2.1自我认知程度高,职业探索存在不足 从图1中可以看出,医学研究生对自我的了解得分较高,相比较而言,对职业世界的探索略显不足,特别是对就业政策及法规的了解度更低。对职业探索的滞后客观上是由于一年级研究生在院本部而不是在医院学习,对以后主要的就业市场医院的了解途径受到限制;主观上由于还是一年级学生,对于就业市场的了解还没有到很迫切的程度,而同时管理部门也没有提供相应的途径帮助学生了解。对于法规、政策的淡漠说明医学研究生法律意识还不够强。 2.2个人调适有待提高,就业信心较为乐观 如表1所示,入学以来,研究生的专业学习兴趣还是很高的,学习压力总体比较居中,学习计划性和未来生活的规划处于水平位置,对于目前的学习状态,表示不满意的学生略占上风,但未来的就业信心还是比较乐观的,对未来的职业发展目标也比较清晰。对于医学院校来说,高度的专业性和较大的市场需求使在校学生对就业表示出一定的信心,而专业发展路径的定向性也使学生对未来的职业发展目标比较清晰。 2.3职业决策导师影响最大,性别影响就业得到认同 如图2所示,各种社会关系中,对于职业决策影响的重要性由高到低依次是导师、父母、恋人、朋友和同学。导师在学术上的地位、对本专业的了解、在本行业的人脉等因素都是导师影响力的重要来源。 对于“先就业后择业”观点的认同,得分为2.62,说明学生总体上对此观点还是认同的。对于“性别影响就业的认同度”得分高达2.85,目前的研究生大都经历过本科就业,因此对就业的现实情况有一定了解,就业过程中的男性性别优势也是一个不容回避的社会问题。 2.4生涯规划元认知较差,生涯教育需求大 如表2所示,学生们对“生涯规划的含义”认知程度不是太高,而另一方面,又认为生涯规划很重要。从表3中可以看出,对未来发展存在职业困惑的情况比较普遍,这给我们一个不小的警示:并非是读到研究生阶段的医学生就没有职业困惑了。有职业困惑愿意求助专业人士的学生和愿意参与职业生涯规划活动的学生很多,说明生涯教育与咨询存在很大的需求,也具有很大的现实意义。 3相关分析 经相关性分析发现,职业规划状况与研究生的个体属性,如年龄、考研身份、性别等都表现出相关性。(注:**Correlationissignificantatthe0.01level(2-tailed).*Correlationissignifi-cantatthe0.05level(2-tailed).) 3.1性别与生涯成熟相关 表4示,男性比女性在生涯规划的很多维度上表现出优越性。在生活规划、就业信息搜集、就业信心等方面优于女性。在遇到职业困惑时,女性比男性更愿意求助专业人士,女性也更愿意参与生涯规划活动,这说明男性即使碰到问题,也比女性更少愿意求助专业人士。 3.2年龄与生涯成熟度相关 如表5所示,年龄越大,对未来生活的规划、了解自我、职业探索、就业信心等方面都越好,对生涯规划元认知也更好,相应地,对未来的职业发展困惑就越少,生涯成熟度越高。 3.3考研身份与生涯成熟相关 如表6所示,按应届毕业生、待业考研、辞职考研、在职考研的顺序,对自我的认知、职业的探索和生活规划的程度呈递增的趋势。这表明,总体上越是有工作经验的学生,生涯成熟度越高。 4结论及建议 4.1研究生生涯教育应引起重视 在开放题中,有81位学生表达了希望开展生涯教育的意愿,其中有5位表示从来没有听说过生涯教育,表达了想了解的强烈愿望。有学生说,“希望多开展生涯规划的讲座和培训,因为即使读到硕士、博士阶段,很多人仍然还是迷茫的。”数据显示医学研究生对未来的就业,对自己的职业发展不乏困惑,因此,广泛开展医学研究生生涯教育和生涯辅导是非常必要的,应引起重视。 4.2生涯教育的内容要有针对性 开放题中,学生们对生涯教育的内容比较关注。有17位学生说“要有针对性,不能泛泛而谈。”多位学生建议要多提供往年的就业去向等信息,让低年级研究生对未来有更多了解;也有几位学生建议邀请医院、科研机构、公司等的职业人士来介绍各行业的情况。的确,医学研究生对职业探索的不足,在生涯教育中应给予更多的关注。 4.3生涯教育要采取丰富多彩的形式 不少学生建议采用生涯教育讲座的形式,有多位建议开展个别咨询,有2位学生建议把生涯教育作为选修课或必修课。在信息时代,生涯教育也应有更广泛的载体,这也是调查中学生们表达出的意见:有学生建议利用网络平台,可以考虑开通咨询热线等。生涯教育具有丰富的内容,同时需要有丰富的形式作为支撑。 4.4生涯教育应尽早实施,贯穿所有年级 有9位学生建议生涯教育要尽早开展,从学生一入校就开始。生涯发展是连续的、动态的、前后影响的,学生的生涯教育不是仅仅毕业生才需要的,生涯教育要实现全覆盖,贯穿所有年级。 4.5生涯教育应由专业的生涯教师实施 联合专业的咨询机构,提供更专业、更全面的咨询和辅导,这是几位学生所特别提出的。这部分原因可能是由于目前实施生涯教育的队伍还不够专业化,多是由思政教师、心理健康教师等进行,由于缺少生涯教育的专业背景,教育效果也难免受影响。 综上所述,医学研究生的生涯困惑并不少,生涯教育需求也很大。教育管理部门和教育者要充分认识到这一点,在医学研究生中及早开展行之有效的生涯教育。让我们呼唤:生涯教育的时代早日来临。 医学研究论文:慢性心力衰竭中医学研究论文 论文关键词:慢性心力衰竭;中医;CHF 论文摘要:阐述了现代医家对慢性心力衰竭病因病机的认识。本病本虚标实,以阳气虚衰为主,以瘀血水饮为标,虚实夹杂贯穿于发病始终;其治疗以辨证分型论治为主,并结合临床单方验方、中成药制剂等,临床疗效较好。今后的研究应利用现代科学技术,宏观与微观相结合,基础研究与临床研究并重。 慢性心力衰竭(CHF)通常指临床所称的充血性心力衰竭,是各种心脏疾病导致心功能不全的一种复杂的临床综合征。CHF是一种心室泵血能力下降,心排血量降低,不能满足肌体代谢需要的疾病[1]。其发病率、死亡率、病残率高,严重影响患者生命和生活质量。现已明确心室重构是慢性心力衰竭的基本发病机制,目前中西医药物治疗CHF研究的热点是心室重构。如何逆转、延缓心室重构是目前CHF治疗的主要目标,但仅处于初始阶段。近年来,随着基因组学,蛋白组学和系统生物学的迅猛进展,大量生物信息的不断涌现,确定心血管疾病的生物标志物已经成为一种迫切需求,目前正在不断地从定义到方法学上进行规范化。[2]寻求相应的疗效佳、副作用少的防治药物,指导心衰治疗,一直是新药研究的方向。 1中医古代文献整理 古老的中医文献对心衰的描述早有记载。《素问·逆调论》云“若心气虚衰,可见喘息持续不已”,“夫不得卧,卧则喘者,是水气之客也”,指出了阳气虚衰,水气射肺的征象。《素问·脉要精微论》云“细则气少,涩则心痛”,指出脉诊提示心衰以气虚、瘀血为病因。汉代张仲景在《内经》理论的基础上,进一步提出了与心衰有关的“支饮”与“心水”两个疾病的概念,如《金匮要略·痰饮篇》云“膈间之饮,其人喘闷、心下痞坚,面色黎黑”,《金匮要略·水气篇》云“心水者,其身重而少气,不得卧,烦而悸,其人阴肿”,指出阳虚水泛之征,并在伤寒论中创造性的提出真武汤、葶苈大枣泻肺汤等,至今仍是治疗心衰的主要方剂。《金匮要略·痰饮咳嗽篇》云“水停心下,甚者则悸,微者短气”,指出心衰病因是气虚痰饮。《伤寒明理论》指出心悸之由,“一者气虚,二者痰饮”。宋代赵佶《圣济总录·心脏门》中首提“心衰”病名,“心衰则健忘,心热则多汗,不足则胸腹协下与腰背引痛,惊悸恍惚,少颜色,舌体强”,《医参》中记载“主脉,爪甲不华,则心衰矣”以及《素问·痹论》云“心痹者,脉不通,烦则心下鼓,暴上气则喘”,指出了心衰的临床表现甚至病情猝然加重的可能。据中医理论“心主血脉”、“诸气皆属于肺”、“脾主运化”、“肾者水脏,主津液”,中医认为心衰的发生主要在于脏腑的虚损,病位在心,并与肺、脾、肾的功能紊乱有关,与气、血、水关系密切,[3]归属于心悸、咳喘、水肿、积聚等范畴。病理特点是本虚标实,心阳(气)虚为本,水停血瘀为标。病机认为是气虚血瘀、阳虚水泛、阴虚生热、聚湿成痰,从而出现心悸、短气、喘息动则尤甚、不能平卧、少寐、尿少浮肿、腹胀纳少、舌质淡或暗,苔薄白或黄腻。尽管近年来中医对病因病机的认识基本趋于一致,但仍各有侧重。[4]。 2临床应用概况 辨证论治始终是中医诊疗特色,尽管目前辨证各有千秋。辨证分型[5,6]主要有:①心肺气虚——益气养心——养心汤,生脉散,归脾汤加减。代表医家史载祥,许心如,成启予等。②气阴两虚——益气养阴——生脉散合炙甘草汤加减。代表医家:顾景琰等。③阳虚水泛——温阳利水——真武汤,苓桂术甘汤,五苓散加减。代表医家:陈鼎祺,邓铁涛,韩子江,廖家桢,马连珍,刑月朋,赵锡武,秦伯末等。④血瘀水阻——活血利水——桃红四物汤合五苓散,血府逐瘀汤加减。代表医家:汤益明,李介鸣,刘家骏等;⑤阳气虚脱——回阳救逆——参附龙牡汤,四逆汤加减。代表医家:柯雪帆,周次清,任继学等。同时还有张铭熙温阳利水活血方(炙附子10g,干姜10g,白术15g,猪苓15g,茯苓20g,葶苈子15g,川芎10g,延胡索15g,水蛭6g,炙甘草10g)每日1剂,水煎服,15天为1疗程,两组共2个疗程后判定疗效。结论:温阳利水活血法治疗慢性心力衰竭,可明显减轻症状,改善心功能,提高患者生活质量。曲营等运用生脉散为主方加味治疗气阴两虚型慢性充血性心力衰竭效果显著。李雪瑞,董飞侠以强心合剂基本方:红参6g(另炖),黄芪30g,熟附子10g(先煎),麦冬12g,五味子10g,葶苈子12g(包煎),北五加皮10g,泽泻15g,丹参30g,川芎12g,赤芍12g,炙甘草10g益气温阳、活血利水治疗CHF疗效满意。[7]赵金钟用强心合剂红参6g,麦冬15g,五味子10g,附子10g,北五加皮6g,葶苈子30g,车前子20g,茯苓12g,白术10g,丹参20g加减益气活血利水治疗CHF疗效满意。[8]陈晓虎,丁以艳,唐蜀华,蒋萌,洪建军强心合剂由黄芪、附子、丹参、葶苈子等药物组成益气温阳、活血利水佐以养阴的冶法治疗充血性心力衰竭取得一定的疗效。[9,10]几千年来,运用中医辨证分型治疗心衰的效果显著,于是许多学者进行了关于中药改善心功能机理的研究:①一是心气虚与心功能的研究。中医学认为“心主身之血脉”,心气是推动血脉运行的动力,与现代医学所说的心脏泵血功能一致。许多研究资料表明,心气虚患者的左心功能异常。用超声心动图对心气虚患者的左心功能研究发现,心气虚者的每搏输出量,每分排血量减少,射血分值,射血指数,左室心轴缩短百分率均值减少,与其他虚症比较,有高度显著性。②二是治疗研究。单味药的研究:葶苈子,附子,罗布麻根,福寿草,北五加皮等有类强心甙作用,可增强心肌收缩力,减慢心率;附子,黄芪,丹参,红花,当归,川芎,赤勺,回心草等可扩张血管,减轻心脏后负荷;黄芪,茯苓,猪苓,车前子,白术,泽泻,玉米须,益母草等具有利尿,降低心脏前负荷的作用。复方研究:生脉散经临床及实验研究证实,本方具有升压,强心及改善外周循环的作用,可使心脏收缩力增强和冠状动脉循环改善[11]。抗心衰I号:葶苈子30~50g,丹参15g,枳实15g。心衰合剂:葶苈子,桑白皮,车前子,生黄芪,太子参,丹参各30g,泽泻15g,麦冬15g,五味子10g,全当归10g。中成药研究:北五加片20mg,3d后改维持量10~20mg/d。丹参注射液,红花注射液,参麦注射液,生脉注射液均可增加冠脉流量,改善心肌供血,临床研究可改善心功能。 3研究现状及思考 一个世纪以来,对CHF机制的认识经历了不断深化和完善的过程[12,13]:上世纪40~60年代为心肾学说,认为心衰是心脏受损后搏出量或回心血量降低,即后向性和前向性衰竭学说,主要症状是水肿,首选药物为洋地黄类和利尿剂;上世纪70~80年代为血流动力学说,即前、后负荷学说,认为外周阻力增加是主要成因,故强调在强心、利尿的基础上使用血管扩张剂,以改善呼吸和四肢乏力;上世纪90年代以来为心室重塑学说,认为CHF发生、发展的基本机制是心室重塑(VentricularRemodelling)。心室重塑是由一系列复杂分子和细胞机制导致心肌结构、功能和表型的变化,是神经激素-细胞因子系统长期、慢性激活的结果。该系统包括肾上腺素能神经系统,主要是去甲肾上腺素(NE)水平升高;肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS),表现为血管紧张素II(AgII)和醛固酮(ALD)水平升高;致炎性细胞因子系统,表现为肿瘤坏死因子(TNF-a)、白介素(IL-6、IL-10、IL-18),以及一氧化氮合酶(NOS)水平升高;此外,抗利尿激素、钠尿肽类[主要是心钠素(ANP)、脑钠素(BNP)和C钠素(CNP)]以及内皮素(ET)等水平也显著升高。CHF病理生理的研究成果带来了药物治疗策略的根本转变。随着现代医学飞速发展,西医治疗CHF观念的根本性转变给中医药治疗CHF提出了挑战与机遇。洋地黄、利尿剂、血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)和β-受体阻滞剂是目前CHF患者常规治疗使用的4类药物,这些药物的作用已经在大规模临床试验中得到证实,使用中的主要问题是能否充分使用。王振涛等对wistar心衰模型大鼠注射活血注射液(由党参、黄芪1∶1组成),用放射免疫法测得模型组心肌局部RA、AngⅡ明显高于假手术组;活血、益气注射液可以降低心肌局部RA、AngⅡ活性,其作用是由于对心肌局部RA、AngⅡ的内分泌和旁分泌有明显抑制作用。提示活血、益气中药是通过调节内分泌系统活性而治疗心衰的机理。蔡辉等对实验性心衰模型大鼠采用放射性免疫法测得中药鹿角方口服液(由鹿角、补骨脂、淫羊藿、女贞子、沉香等组成)能使心肌Ang1I及血浆Ang1I水平较模型组下降,并与剂量呈正相关。说明中药对肾素-血管紧张素系统的调节作用已越来越被证实。张道亮研究显示保心合剂能调控心衰时大鼠神经内分泌水平,具有积极的治疗意义。徐伟建等选用Wistar大鼠,采用缩窄腹主动脉法制作心衰模型。随机分为空白组、模型组、保心合剂高/中/低剂量组、西药组、伪手术组,给药4周;用放免法观察保心合剂对心衰大鼠AngII、IL-6的影响。结果中药高、中剂量组及西药组与模型组AngII相比均有显著性差异,模型组与中药低剂量组无差异。刘革命等选择37例CHF患者给予康达心口服液治疗,治疗前后测定患者血浆中的PRA、AngII、ALD含量,同时设27例正常人为对照组。结果:CHF组与对照组比较:PRA、AngII、ALD均有明显升高,差异有显著性(P 0.001)。CHF患者在康达心口服液治疗前后其血浆PRA、AngⅡ、ALD有明显降低,差异有显著性(P 0.001)。结论:CHF患者肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)活性增高,康达心口服液对CHF患者RAAS有抑制作用。邹国辉,刘中勇等中药强心合剂(制附片10g,炙黄芪20g,桂枝10g,葶苈子20g,丹参20g,白芍20g,茯苓20g,泽兰10g,益母草15g,桃仁10g,北山楂20g,炙甘草6g)明显改善患者左心室的舒缩功能,延缓心室重构并且降低血浆BNP水平.是一种治疗CHF安全有效的中药制剂。综上所述,回顾慢性心力衰竭辨证治疗研究历史,得到的最重要启示是中医药多途径、多靶向、副作用小的特点治疗CHF疗效确切,但缺乏严格的大规模、多中心的临床研究和科研评价。21世纪心衰的发生率还将上升,对于心衰辨证治疗的标准化客观化和规范化的统一,超微层面的作用机理以及基因水平的研究,无论中医还是西医,都需要我们从更广更深的领域进行不懈地研究和探索。 医学研究论文:纳米材料应用于生物医学研究论文 摘要:目前应用于生物医学中的纳米材料的主要类型有纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料等。纳米材料在生物医学的许多方面都有广泛的应用前景。 关键词:纳米材料生物医学应用 1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性 1.1纳米碳材料 纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。 碳纳米管有独特的孔状结构[1],利用这一结构特性,将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放,使可控药物变为现实。此外,碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针(如观察蛋白质结构的AFM探针等)或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂,以低碳烃类化合物为碳源,氢气为载体,在873K~1473K的温度下生成,具有超常特性和良好的生物相溶性,在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳(简称DLC)是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物,可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜,具有优秀的生物相溶性,尤其是血液相溶性。资料报道,与其他材料相比,类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低,对白蛋白的吸附增强,血管内膜增生减少,因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。 1.2纳米高分子材料 纳米高分子材料,也称高分子纳米微粒或高分子超微粒,粒径尺度在1nm~1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能,可用于药物、基因传递和药物控释载体,以及免疫分析、介入性诊疗等方面。 1.3纳米复合材料 目前,研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径,并逐步向智能化方向发展,在光、热、磁、力、声[2]等方面具有奇异的特性,因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料,用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久[3]。研究表明,纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料[4]。此外,纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药,还可杀死癌细胞,有效抑制肿瘤生长,而对正常细胞组织丝毫无损,这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明,这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。 此外,在临床医学中,具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料,微乳液等等。 2纳米材料在生物医学应用中的前景 2.1用纳米材料进行细胞分离 利用纳米复合体性能稳定,一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后,人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中,使所需要的细胞很快分离出来。目前,生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析(如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器[5])。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者[6]。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞,实现癌症的早期诊断和治疗。 2.2用纳米材料进行细胞内部染色 比利时的DeMey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸(HAuCl4)水溶液中还原出来形成金纳米粒子,(粒径的尺寸范围是3nm~40nm),将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合,利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异,选择抗体种类,制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物,在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色(如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色),从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签,为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。 2.3纳米材料在医药方面的应用 2.3.1纳米粒子用作药物载体 一般来说,血液中红血球的大小为6000nm~9000nm,一般细菌的长度为2000nm~3000nm[7],引起人体发病的病毒尺寸为80nm~100nm,而纳米包覆体尺寸约30nm[8],细胞尺寸更大,因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明,作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。 磁性纳米颗粒作为药物载体,在外磁场的引导下集中于病患部位,进行定位病变治疗,利于提高药效,减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液,接上抗原或抗体,就能进行免疫学的间接凝聚实验,用于快速诊断[9]。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位,如子宫、阴道、口(颊、舌、齿)、上下呼吸道(鼻、肺)、肛门以及眼、耳等[10]。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉,并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸(PLA)制的微芯片为基础,能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统,并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子(NPs)在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。 2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料 Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌,添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。 2.3.3智能—靶向药物 在超临界高压下细胞会“变软”,而纳米生化材料微小易渗透,使医药家能改变细胞基因,因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹,在水中溶解后注入肿瘤部位,使癌细胞部位完全被磁场封闭,通电加热时温度达到47℃,慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功[11]。美国密歇根大学正在研制一种仅20nm的微型智能炸弹,能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞,甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。 2.4纳米材料用于介入性诊疗 日本科学家利用纳米材料,开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子,它可以同人或动物体内的物质反应产生光,研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光,经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态,初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性,可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值,并有助于糖尿病的诊断和治疗。 2.5纳米材料在人体组织方面的应用 纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛,除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。 目前,首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体,在大鼠实验中已取得初步成效,为基因治疗提供了一种更微观的新思路。 纳米生物学的设想,是在纳米尺度上应用生物学原理,发现新现象,研制可编程的分子机器人,也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容,第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体,这种纳米机器人可注入人体血管内,进行健康检查和疾病治疗(疏通脑血管中的血栓,清除心脏脂肪沉积物,吞噬病菌,杀死癌细胞,监视体内的病变等)[12];还可以用来进行人体器官的修复工作,比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA,或把正常的DNA安装在基因中,使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器(ROM)微型设备植入大脑中,与神经通路相连,可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置,可以用其吞噬病毒,杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机,是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。 瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人,目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段[13]。 纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域,尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用,临床医疗将变得节奏更快,效率更高,诊断检查更准确,治疗更有效。 医学研究论文:科学人生与灵魂医学研究论文 “非爱行为”符合灵魂医学soulmedicine理论中的人生三定律中的平衡稳定定律以及生存发展定律,按照人生三定律之平衡稳定定理,付出就应该得到回报,对当事人双方都能得到人生平衡,否则,任何一方都会不安的,这极有利于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等,目前心理学把“非爱行为”作为病态行为,显然大错特错了,将导致严重后果,人类正气不能上扬,邪气不能得到遏制,容易引起社会道德混乱,无益于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等。 从科学人生与灵魂医学soulmedicine角度解析“非爱行为” 科学人生与灵魂医学研究所李建民(仲实、水城居士) 内容提要:“非爱行为”符合灵魂医学soulmedicine理论中的人生三定律中的平衡稳定定律以及生存发展定律,按照人生三定律之平衡稳定定理,付出就应该得到回报,对当事人双方都能得到人生平衡,否则,任何一方都会不安的,这极有利于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等,目前心理学把“非爱行为”作为病态行为,显然大错特错了,将导致严重后果,人类正气不能上扬,邪气不能得到遏制,容易引起社会道德混乱,无益于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等。 我们知道心理学上有一种界定,说现代人的交往中,有一种行为叫做“非爱行为”。什么意思呢?就是以爱的名义对最亲近的人进行的非爱性掠夺。这种行为往往发生在夫妻之间,恋人之间,母子之间,父女之间,也就是世界上最亲近的人之间。譬如夫妻和恋人之间经常会出现这样的对话:“你看看,我就为了娶你,放弃了什么什么;我就为了这个家,才怎么怎么样,所以你必须要对我如何如何”不少母亲也经常会对孩子说:你看看,自从生了你以后,我工作也落后了,人也变老变丑了,我一切都牺牲了,都是为了你,你为什么不好好念书呢?另外老师也可代表国家对你说:国家培养了你,你又不好好学习,将来不能做大的贡献,你对得起国家吗? 总之,都可以说你——你既对不起任何人,又对不起自己,还对不起自己的民族、国家以及全人类等。 所有这些,都可以称为非爱行为,因为,它是以一种爱的名义所进行的一种强制性的控制,让他人按照自己的意愿去做。 这种行为难道不可取吗?若错,养儿防老如何解释,并且它符合人生三定律中的平衡稳定定律以及生存发展定律 按照人生三定律之平衡稳定定理,付出就应该得到回报,对当事人双方都能得到人生平衡,心理平衡,否则,违背了人生三定律,因此,任何一方都会不安的。 试想…… 这应该作为基本道德规范社会准则来推崇,不是吗,对外人“受人滴水之恩当以涌泉相报”,对亲人难道不更应该如此吗?极有利于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等,并且在法律层面也作了最底保障,不是吗,遗弃罪、虐待罪等,各国都有立法。 同样也符合人生生存和发展定律。 作为一个正常人这种行为不但很容易接受,而且还能不假思索的做到,更不存在对抗了。但对极少数人格、道德以及社会病态患者则存在不同程度的抵触情绪,这是很好理解的,并用相应信使干预诱导即可。 目前心理学把“非爱行为”作为病态行为,显然大错特错了,将导致严重后果,人类正气不能上扬,邪气不能得到遏制,容易引起社会道德混乱,无益于人类自身健康发育成长以及社会良性进步等。 从灵魂医学soulmedicine利己三定律科学高度进一步分析,前面讨论的都是生物利己三定律中的第一、第二层次水平,我们应该崇尚最高层次的完善人生完善自我境界,追求付出的快乐,避开奢求回报的烦恼,这种境界难道不是我们所追求的吗?可惜生物利己三定律决定了只有一部分人进入这一境界,然而生物适应与诱导学说又为我们指明了人们进入这一境界的可能性,概率学说又推出了进入这一境界的概率。哀哉、喜哉、了哉! 医学研究论文:医学研究论文标引用词的选择及组配 关键词:引用词 引言 绝大多数著名期刊在科技时,都要求对文献进行标引,其目的在于充分展示文献内容特征,有利于纳入检索系统,方便他人查找和利用。但由于文献标引本身具有一定的科学性、规律性和方法性,标引词的选择错误或标引组配不当,都会影响论文作用的发挥。因此,我们根据科技论文标引的一般规则,结合实践经验,简述医学科技论文标引中应把握的几个方面。 1主题分析与标引要点 1.1论文主题分析文献的主题分析,是标引工作的最初环节。所谓主题分析就是对每篇文献的内容和中心思想进行浓缩、提炼,以及剖析主题结构的过程。分析的正确与否将直接影响文献标引和检索的结果。文献的分析要立足于文献的检索,充分考虑用户的检索要求,分析选定对用户有实际意义的主题概念,不但要对分析的范围、深度应与文献内容保持一致,而且还要充分考虑到主题分析的全面性、专指性,最大限度地满足检索系统的要求,具体方法是:审读文献内容.要做到选词准确,充分展示文献的内外特征,必须对文献进行审读.审读文献通常依据文献的篇名、文摘、简介、前言、结论、参考材料以及文中的小标题、斜体字、黑体字、图表、数据等内容.切忌只根据文献的篇名或书名片断进行分析,这是因为有一部分文献的篇名或书名不能或不完全能概括出文献的内容,甚至有比拟、隐讳、反问、双关等方式.当然并不是所有文献都要抛开篇名或题目,某些专业杂志和专题论文的篇名或题名是经过认真推敲拟定的,也能代表文章的主要内容,可根据不同的文献内容加以选定. 1.2 定标引要点通过认真审读论文的各个部分应确立论文的标引要点,以便为精确选词做准备,其标引要点的内涵应限定在:①论文的论述重点.要在不同层次上拟定论文的检索者可能检到本篇论文的内容途径;②本篇论文提出什么新论点、新技术和新方法.所要标引的主题要领是文章中讨论的实质内容,不应以作者推测和设想为准;③从文献的学科和体裁来判断应使用什么样的主题标引原则和组配原则,是总论的、各论的、基础的、临床的、实验的,还是人文的、地理的、药物的等等,这些概念的关系怎样,是相关的、从属的、影响的,还是因果的、拮抗的等,文献中出现哪些特征和标识能充分反映出这篇论文的检索差别,从哪些方面要作主要标引,哪些要做次要标引,哪些不要标引。 2论文主题概念标引 2.1主要概念的标引主要概念的标引是针对文章的中心问题而提出的概念标引。主题是作者集中力量所要表达的主要思想,但作者所论述的东西并非都是主题。如:论文中所提到前人的研究,介绍性的说明,一时想法和背景等不是文章真正的研究对象。总的说来主要标引是文章论述的重点,是作者探讨的目的和对象,在医学领域中最常见的是:①医学各个学科或专业知识主要论述的课题;②某种实验研究的直接目的和结果;③临床疾病的预防、诊断、治疗等重要的手段、方法及创新;④一篇文章中篇幅占的较多的内容,⑤尽管篇幅不多,但材料新、有创见并为读者所关心,此外还包括词表和标引规则中规定应作为主要标引的概念. 2.2次要概念的标引次要概念的标引经常作为组配标引或副主题标引。一般作为次要标引的概念多为论文的非重点论点及概念、属于边缘性主题概念,主要包括为了某种研究目的所提供的载体、条件、方法和手段,比如:疾病的化学诱导、同位素标记、人工造瘘等治疗学提到的药物剂型、剂量、换药方式等;某些检索所要求的特征词,如:地名、时代、文献类型、语种、人类(性别、年龄)、动物(如大鼠、小鼠、狗、猫)等以及词表中规定应作为次要标引的词。 2.3非标引概念作为论文中出现的非标引概念主要是指那些论文中提到的常规技术,大家熟知但未加讨论的东西;如:一篇关于心脏病诊断的文章,提到了常规的心电描记术,在组织学和细胞学提到了常规显微镜应用等问题,其次是一些具有说明语字样的概念,如“抗肿瘤抗生素放线菌素D”,其“抗肿瘤抗生素”即为说明性概念,主要概念应是“放线菌素D”再就是文中未加讨论或不够成熟的某种概念,如一篇关于氨基酸的文章中,提到某种新的、未加证实的氨基酸;临床上构成一种变化不定的不明显的症状群,已能被主题或概念组配概括的无检索价值的概念,及词表里或标引规则中不作标引的概念,都不能作为主题词来标引。 3主题词的选择与组配 3.1论文主题词选择当论文标引概念确立以后,接下来便是选择主题词.选择主题词主要是为正确表达主题概念。一篇论文的情报内容,是否能选用一些恰当的主题词来准确全面地表达出来,这也是保证达到较高利用率的重要条件之一,而哪些语词是主题词,哪些语词不是主题词,哪一概念用哪一主题词(或哪几个主题词的组配)来表达,必须有非常明确的规定,不致造成混乱,使主题词系统保持较高的检索效率。这就要求使用主题词表,主题词表对主题词做了严格的规定。也就是讲,标引用词必须是词表中的正式主题词,并且书写形式应与词表中的表达形式完全一致;标引用词必须首先选用词表中最切合文献主题的专指词标引,一般不得选用其上位词或下位词标引。当词表中没有专指度相等的主题词时,则选用2个(有时也可能用3个)最直接的上位词或近义词、最相关的主题词标引。当用上位主题词或近义词标引也不合适时,可用一个自然语词附于上位主题词后作限定,或增补新词。 3.2论文主题词的组配在采用文献主题词法的文献标引过程中,绝大部分的主题都需使用组配方法来表达.组配是用两个或两个以上主题词组合起来表达一个文献主题,用主题词组配的方法来表达文献主题,可以控制词汇量,用少量有计划的选定主题词即能表达大量的文献主题概念,但如组配不当,会造成误差,降低论文的使用效率,因此,归纳医学文献最常用的难度较大的组配标引模式有以下几种:①当A疾病引起B疾病,A疾病之后组配/并发症,B疾病之后组配/病因学,并且致病因素常作为主要标引.组配模式:A疾病/并发症,B疾病/病因学.②当A疾病与B疾病同时存在,但并未指明相互间因果关系时,A、B两疾病之后都与/并发症组配.组配模式:A疾病/并发症,B疾病/并发症.例:眼弓形体病并发沙眼,标引:沙眼/并发症弓形体病,眼/并发症.③疾病状态下某器官组织及细胞的解剖结构,组配模式:疾病/病理学,器官(组织细胞)/病理学.这里与/病理学组配指的是与正常器官结构的不同,只阐明组织的不是疾病的同义语和代名词.④当实施某种治疗技术而产生的某种疾病时,组配模式:疾病/病因学,技术操作(物理作用剂)/副作用,例:剖腹产术引起膀胱阴道瘘,标引:膀胱阴道瘘/病因学;剖腹产/副作用.⑤某种疾病情况下从某器官分离出某种病原体组配模式:疾病/微生物学,器官/微生物学,病原体/分离与提纯.⑥某种疾病情况下,某器官对某药或化学物质的代谢:组配模式:疾病/代谢,器官/代谢,药物或化学物质/代谢,如甲状腺疾病病人肾的晚碘化作用,标引:甲状腺疾病/代谢,肾/代谢,碘/代谢,也就是说凡文章篇名中出现的结合、破坏、裂变、转变、降解、掺入、组合、调动、释放、储存传输、转化、利用、摄取、水解、氧化、去甲基化、脱羧化、烧化、酯化、羟化等字样均可标/代谢.⑦某疾病状态下某器官内某种化学物质的定性或定量分析:组配模式:疾病/代谢、器官/化学、药物或化学物质/分析.如肾性高血压患者肾脏中钠含量的测定,标引:肾性高血压/代谢、肾/化学、钠/分析. 总之,科技论文标引是刊物出版规范化和标准化所要求的,标引词选择的优劣,标引方式的正确与否直接关系到刊物质量的高低及论文生命力的强弱,诸如《Science》,《Nature》,《SCI》,《BA》,《CA》等大型刊物和检索体系都非常重视标引质量的提高,只有充分熟悉标引规律、掌握标引技巧,才能提高标引质量. 医学研究论文:医学研究及论文写作的基本方法 关键词:医学研究 论文的撰写 论文是研究工作的全面总结。反映了研究工作的过程、成果、价值、体现了研究者的学术水平。论文的撰写是研究者的自我提高的一个重要过程,它不但反映研究者对研究的选题、设计、实施、分析、结果、结论的思维能力,也反映了研究者的工作作风、理论水平、科学态度。 论文是科学宝库的源泉,也是信息交流的基本形式。之后,可传播学术成就,有价值的成果可广泛应用于实践,造福于民。在实践中会有新的发现,引起争鸣,从而推动科学事业不断向前发 1、论文的基本要求 ⑴论文应有科学性、创造性、实用性,关键是真实性。提出新观点、发现新规律、找出新方法。 ⑵论文应有明确的目的,以研究的客观实验或观察的材料或数据为依据,以这些实际材料进行准确的科学总结,得出正确结果。结果给予实事求是的评价,上升为理论,即论文的结论,达到研究的预期目的,论文才能结束。 ⑶论文应有文学性:论文应通顺易懂;内容简明、准确;阐述问题层次分明、重点突出;用词要规范标准;图表应清楚正确。总之论文的撰写是一个把研究的结果与目的溶在一起的思维过程,作者应具有一定的文学水平、表达能力、写作技巧,才能写出一篇较好的论文。 2、论文的格式 (一)前置部分 (1)、题目(2)、作者(3)、关键词(4)、摘要(5)、前言 (二)正文部分 (6)、材料与方法(7)、结果(8)、讨论(9)、结论(10)、致谢(11)、参考文摘 (三)外文部分 (12)、题目(13)、作者(14)、Keywords(关键词)(15)、Abstract(摘要) 上述为常见的格式,但各种杂志目的要求不同,而格式的前后次序、作者简介、文字多少、文献限量等也各有不同。投稿前应先看看该杂志征稿启事,并参考该杂志发表的论文,做到心中有数,有的放矢。此外,还可根据论文的内容,灵活地拟定。只要把观点说清楚,材料组织恰当,有利于论文所要回答的问题即可,如病例报告、病例分析在写观察的总结性结果时,可按下述格式撰写论文。 (1)、题目(2)、作者(3)、前言(4)、材料(对象)与方法(包括诊断依据、治疗方法)(5)、结果(6)、讨论(7)、参考文献 外文等看看所投的杂志要求与否来决定。 医学研究论文:医学研究生英文学术论文写作课堂的构建 伴随着我国医学研究领域不断加强的国际学术交流,以英语为工具语言的学术论文写作,已成为众多医学研究者在国际舞台上展示学术成果的必备要素。英文学术论文的写作已成为学生进行科学研究和交流的必备能力之一,对学生科研能力的提高和学术道路的发展具有着举足轻重的作用。但是,对于一直在重教学轻科研的传统培养模式下成长的医学研究生们米说,他们所具备的写作知识远不能满足现阶段从事科学研究和进行学术交流的需要,他们在英文论文写作方面的知识也仅仅是小学时学习的应用文写作知识,以及通过自己阅读文献的零星积累。因此,要完善医学研究生教育体制,培养出具有扎实专业知识、深厚学术素养、创新意识和能独立从事科研的高素质医学人才,英文学术论文写作能力的培养势在必行。 一、开设英文学术论文写作课的必要性 首先,这是医学研究生们的主观需要。根据笔者针对辽宁医学院100名研究生的问卷调查显示,98%的学生认为开设英文学术论文写作课非常必要。多数学生认为英文的学术论文写作是他们目前学业发展上的最大困难,并且学术论文写作能力的提高对于他们今后的学术和职业成长非常重要,他们非常希望能在老师的指导下系统地学习和练习学术英语写作。其次,这是完善我国研究生教育体制的需要。 长久以来,我国的医学研究生们一直处于传统的重教学轻科研的教育培养体制之下,这对于夯实学生的临床技能和诊疗能力确有非常显著的效果,但对于学生的创新意识和科研能力的培养与提高产生了诸多不利影响。在目前国际医学交流与合作日渐频繁及医学研究高度发达的当今社会,只能胜任本职工作而未能在专业领域有所建树的人才,势必缺乏竞争力。因此,培养学生的英文学术论文写作能力并进而提高学生的创新科研能力,是我国高层次人才培养的必备要素。 二、学术论文写作特点 学术论文不同于一般意义上的人物传记、故事、散文、报道、应用文等体裁,它拥有自己特殊的阅读对象,是在理论探讨的基础上,针对一定的问题,提出作者新认识、新观点、新想法的一种文体。学术论文具备以下几个特点: (一)科学性 学术论文要求作者在写作前必须掌握大量的相关资料和论据,在经过审慎周密的思考之后,通过科学严谨的论证方法,从客观实际出发得出客观而科学的结论。 (二)学术性 一篇成功的学术论文离不开其学术性的特点,要保证论文的学术性,作者可从以下几个渠道人手:1.提出新观点,即提出前人没有提出的新的观点,或针对某一已有理论的新的观察点和切入点;2.对某一理论进行补充或完善,即结合自己的研究实践,补充完善前人研究理论的适用性或特殊性;3.可以结合自己的理论基础和研究实践,完全质疑已有理论的普适价值或否定已有理论的主要论点,并提出自己的论点供其他人借鉴和检验;4.通过文献综述来全面总结前人的研究结果或研究方向与领域,丰富该研究领域的理论知识。 (三)创新性 创新性是任何科学研究存在的灵魂和生命,科学研究的意义就在于通过不断的理论探索和经验总结,提出新观点、创造新理论,使人类对自我和客观的认识不断趋于真实。因此,学术论文不能离开创新性,否则将失去一切价值。 三、英文学术论文写作课堂的构建 (一)以阅读启迪写作,创建读写一体教学模式 虽然学术论文写作不论是在词汇、语法、语篇结构,还是在逻辑表达等方面均与一般类型的写作有所不同,但任何一种写作都是而且必须是源于充分的阅读。阅读是解决写作来源和内容来源的主要途径。对于学术论文写作而言,这种写前阅读主要分为材料阅读( material reading)和批判性阅读( criticalreading)。材料阅读主要通过广泛阅读、听课、听讲座等形式米实现,目的在于完成论文资料的原始积累,完善作者的知识储备并明确写作方向和主要解决的问题。批判性阅读即我们常说的写作聚焦,即在前期材料阅读的基础之上,针对某一具体写作方向或问题,经过作者的仔细思考,通过对前人研究结果或理论的批判性吸收而初步形成自己的写作思路和写作观点。由此可见,材料阅读为批判性阅读提供基础,同时又通过批判性阅读获得提升与凝练,两者共同成为学术写作的基石。 (二)以小组活动开拓写作思路 小组合作学习是英语写作教学中重要的教学策略,它以建构主义理论的“最近发展区”理论和“支架”学习理论为基础,强调小组成员之间通过平等协助式的交流与活动,以完成共同任务为目标而进行的学习活动。小组合作学习有助于学生自主学习能力和学习主动性的提高。在写作任务中,学生通过小组学习不但能更好地完成任务,而且,小组成员之间的讨论也扩充了写作思路,锻炼了学生的逻辑思维能力和批判性思维能力。此外,及时而有效的同伴互评与反馈,也有益地补充了教师反馈的滞后性和局限性。 (三)以过程写作教学法保障对学生写作的全程指导与监控 过程教学法( Process Approach),顾名思义是将教学的重点放在写作的过程上。其理论基础是交际理论,强调写作的认知过程。在教学过程中,主要分写前、初稿、修改、反馈与评价、终稿等步骤。在写前阶段,教师通过以读带写的方式指导学生进行材料阅读,然后结合小组学习形式进行批判性阅读,并通过师生的交流和互动帮助学生形成写作思路和框架。初稿是学生将已经形成的思路付诸文字的过程,在这一阶段,教师需要及时给学生提供必要的帮助令其树立写作自信心。修改阶段依然以小组合作的方式,通过同伴评价的方式进行。在反馈与评价阶段,教师对学生经过同伴评价修改之后的文章进行综合点评,并给予建设性的指导意见,指导学生完成终稿。 (四)以延续性写作课堂建设保证写作课程开发的立体性和全面性 在我国现有的非专业大学英语的课堂教学中,很少有学校专门开设写作课,学生的写作练习经常被当做阅读教学的补充成分而存在,而且写作形式均是围绕国家英语四六级考试内容而展开。这种写作教学不但内容枯燥乏味,而且对于真正提高学生的写作能力收益不大。在此,笔者建议在本科阶段应适当开设针对非英语专业学生的基础写作课程,夯实学生的写作基础能力,在研究生阶段进一步开设专业学术写作课程,为学生的专业发展和学术成长保驾护航。唯有这样的延续性,写作课堂的建设才能从根本上改善我国目前高等教育中学生的写作现状,促进我国高等教学的不断完善和提高。 结语 建设针对医学研究生的英文学术论文写作课,不但对于提高学生本人的学术素养和科研能力有益,而且对于丰富和完善我国的研究生教育体制也有着重要的意义,希望研究生的学术写作课程的不断改进和提高,能成为我国研究生们走向国际学术舞台的坚实保障。 医学研究论文:论医学研究型论文资料的收集 关键词:医学研究;论文;研究资料;文献资料 研究型论文是指对基础性或应用性研究成果进行科学阐述、分析、总结,并得出创新性结论 的科技写作文体[1],是医学期刊中主要的论文类型。而资料是该类论文写作的物 质基础,要想写好研究性论文先得有资料,没有资料一切写作活动都无法进行。 一篇好的研究性论文首先需明确研究目的,制定研究方法,这样才能确定论 文的题目。当论文的题目确定后就应当认真、全面地考虑需要哪些资料才能客观、科学地说 明问题,使得出的结论站得住脚[2]。医学论文写作的材料是指为某一写作目的,从医学研 究、医疗实践或通过查阅医学资料等途径获得的一系列事实、数据以及说明这些事实、数据 的医学理论。这些资料对写好一篇研究性论文起到决定性作用。 1 医学研究方法 医学研究的方法有前瞻性研究和回顾性研究,前瞻性研究就是预先确定研究对象和研究方法 ,在这些条件下去做研究追踪,最后在原订计划的时间内评估,把符合原来设计方法的所有 患者都列入统计范围,全部研究结果都要表现出来。回顾性研究又叫病例对照研究,是以现 在确诊的患有某特定疾病的患者作为对象,以不患有该病但具有可比性的个体作为对照,通 过询问、实验室检查或复查病史,搜集既往各种可能的危险因素的暴露史,测量并比较病例 组与对照组中各因素的暴露比例,经统计学检验,若两组差别有意义,则可认为因素与疾病 之间存在着统计学上的关联。不管前瞻性研究或者回顾性研究均在进行临床观察的过程中收 集了大量的资料和数据,对这些数据需要进行科学的整理和处理,以便为分析判断,进行理 论概括做好准备。 2 医学研究资料的收集 对医学研究资料的准备工作,包括对材料的取舍和整理,对实验观察数据资料的分析处理,合理选用适当的图、表和照片等等。这部分工作有时在试验结果分析时已经完成,但仍需对 这部分临床观察的素材进行科学的加工。也就是数据要反复核对,保证准确无误。然后分类 列表分析,其中有些需要统计学处理,有些需要绘画。在整理资料、列表、绘图的过程中需 将所得资料完整记录下来。资料经过仔细整理、分析、解释,可以形成观点得出初步结论。 医学研究资料的收集方法有:①调查法:也就是医学工作人员进行现场调查研究,如摸 清疾病情况,分析发病规律,探索致病原因,了解环境污染,评价防治效果,研究生长期发 育等。在调查中一定要确定调查对象、调查项目,明确调查目的和指标,根据调查目的所预 期分析的指标确定对每个观察单位的调查项目。调查指标要具体、精选,尽量用客观的有特 异性的计量指标。②观察法:观察法是指从自然发生的现象中收集资料,它是医学研究 最基本方法之一,应用最多的为临床观察。临床观察需要临床医生系统、全面地观察和了解 人体的病理过程以及治疗效果等,记录事实和有关数据,为进一步分析与综合、归纳与演绎 等逻辑思维提供全面而系统的科学资料。③实验法:实验是取得精确的、典型的医学科 学材料的重要手段,它是从人为的发生于实验条件下的现象中索取资料。人体的生理现象和 病理现象有些可以观察到,有些则不能观察到,需要安排实验,人为地创造便于观察的条件 才能收集到所需要的科学条件。实验研究包括实验室研究、临床疗效观察以及小范围的现场 实验。实验研究必须根据实验的目的和条件,结合统计学要求针对实验的全过程,作出周密 和完善的设计,如果设计是周密和完善的可以在最短的时间内获得丰富而可靠的资料。实验 法所得的资料比其他方法更为准确明了和深刻。 3 医学文献资料的收集 医学研究中资料的取得不能全靠研究者的直接观察,因此在医学论文写作时就需要查阅大量 的医学文献资料。 虽然在课题研究或临床观察之前,已对有关资料和学术动态进行了收集 和分析,但是在撰写科研型论文时仍要查阅大量有关文献,以作为对已掌握的文献的补充。 一 篇好的研究性论文需要引用、选择最具代表性的文献资料[3],这样才能提高论文 的说服力 ,增强论文的可靠性。医学信息检索是一种可以提高研究效率的方法,研究者可以通过不同 的检索工具和检索途径以获得相关内容的可比性资料和可以统计的数据,据此可以把握学术 动态和研究热点[4]。有人作过统计,国内外多数科学工作者查阅文献的时间约占 整个科研 工作的三分之一,如果没有这些最新的参考文献,要想使论文达到新颖和独创性是不可能的 。由此可见,查阅收集文献在整个科研和写作过程中的重要性及必要性。收集资料的目的是 为撰写论文开拓思路,提供理论依据。因此在收集资料时应根据论文的需要,把与科研课题 有密切关系并要引用的资料做好卡片,注明文献的出处、作者、题目、杂志名称、卷、期、 页数、年代等。一般收集资料分三步法:①根据研究课题选择检索工具。②确定检索方法。 ③查阅原始文献。收集论文需要的文献资料应特别注意以下几方面的内容:①在方法上沿用 前人的,或在前人的基础上加以改进的。②在理论认识上支持本文观点的。③前人研究的结 论与自己文章所述不同,需要加以说明的。④前人对本文所研究的问题存在争议和正在探讨 的。将这些资料收集好后,编好序号,以备撰写文章时使用。 4 对资料进行综合分析 完成对研究资料和文献资料的收集,就需从中提炼观点,明确结果,提出结论。在上述准备工作完成以后,要根据有关文献资料和实验观察所得的资料,重新核对试 验设计中所包含的思想,运用辩证唯物主义的观点分析设计中哪些观点在理论上成立,而在 试验中得到证实;哪些观点在试验中没有得到证实或未完全证实,需要修改;哪些现象和指 标超出原来设想,而且可能有新的启示,需要进行新的分析。通过对研究资料的分析,提炼 出研究资料能说明的观点和能得到的结果,提出结论,使研究资料和理论认识充分结合起来 。也就是作者通过对资料的收集与整理等准备工作,使理论和实践达到充分的统一,从而提 高自己撰写医学研究性论文的水平。 总之,在撰写医学研究性论文中需注重资料的收集,对资料的收集要做到实事求是,博采众 材。要注重对研究资料和文献资料的收集提炼,才可能使论文在尽可能短的篇幅内以最明确 、最易理解的形式表达作者的研究过程和研究成果。 医学研究论文:老年临床医学研究论文 一、老年临床医学研究存在的问题及对策 老年个体之间的健康状况存在很大差异,影响因素也比较多,使得老年医学的临床研究仍存在以下方面的问题。 1.正常对照组的选择和影响指标的确定:设立正常对照组是医学临床科研中重要的环节,而老年人或多或少有伴随疾病,且往往多病集于一身,完全健康的老年人很难找到,故老年医学研究中正常对照人群的标准一般是指排除影响研究指标的疾病和相关因素的同质人群,而不是指任何组织器官的形态和机能都正常的人群。因此要根据课题研究的疾病性质,正确把控需剔除的相关影响因素的全面性,切实保证所选择正常人群的准确性,确保研究结果可靠。 2.数据统计方法的选择:由于老年人的年龄特点、衰老程度、疾病复杂程度、药物反应等方面的影响,个体间差异比其他任何年龄组都大,许多健康及疾病指标的参考值范围不同于成年人,因此对科研收集来的数据要进行统计学的处理,选择分层抽样方法较为合适。这种方法主要适用于个体间有明显差异的总体,每个个体被抽到的概率相等,可以按照年龄、性别、疾病等不同指标分层,再按一定比例从各层中抽出个体组成样本。显然这种情况增加了科研的工作量和难度。 3.科研结果定性的复杂性:老年人往往是多种疾病共存,而科研常以单一疾病为研究靶点,因此研究结果很难说明就是这种疾病的准确影响因素,而需要研究者广泛大量阅读相关文献,熟练掌握所要研究的指标对哪些疾病有影响,对哪些疾病无影响,从而设计出科学严谨的研究方案。到目前为止,对老年多种疾病共存的临床研究还是严重不足,今后应给予高度重视和鼓励。 4.老年临床医学研究的专门人才缺乏:目前很少有人愿意从事老年临床医学的研究,老年医学科研队伍力量薄弱,政府对老年医学临床研究课题立项少,经费投入不足,对老年临床医学的研究也没有引起足够的重视。对老年医学临床研究人才的培养要从政策和管理机制方面优先或倾斜,在这些方面政府及医院要尽快制定有吸引力的保障措施。 二、展望 关注老年人健康,让老年人有质量地生活是实现健康老龄化的主旋律,重视老年临床医学研究,提高对老年人常见慢性病的防治水平是关键。针对心脑血管病、肿瘤和糖尿病等慢性疾病还需要找到先进、安全的防治措施。随着世界医学和医疗技术的飞速发展,对老年人疾病的药物及非药物治疗研究也在逐步规范和完善,相信在政府、医院及公众的齐心协力下,会不断产生更加适合我国老年人的安全药物、有效的治疗方法和实用的疾病诊断指南,为老年人的健康、长寿谋福祉。 作者:何士大单位:首都医科大学宣武医院科研处北京市老年保健及疾病防治中心 医学研究论文:医学研究生人文素质教育评价论文 一、医学研究生综合素质的评价指标体系 (一)医学研究生人文素质教育评价体系基本内容 医学研究生人文素质教育评价由自身素质、学习研究素质和拓展性素质,依据这三个指标的内涵和外延的扩展范围,进一步确定分级指标,才可构成人文素质教育评价指标体系的基本内容,探索或实施有自身特色的医学研究生人文素质教育评价体系。其中自身素质指标应该包括在日常的思想政治、生活、工作中所体现的各种人文素质;学习研究素质指标应该包含在研究生开展的学习科研活动中所体现跟人文素质相关的创新能力、创造能力、推理能力等;拓展性素质应该包括医学研究生在日常的体育活动等拓展性的活动中体现出来的人文素质。 (二)医学研究生人文素质教育评价方法 从上面各具体指标可以看出,高校已经认识到医学研究生人文素质教育评价所要考虑的多方面的子因素,但各高校测评方法参差不齐,差别很大,高校还在沿用传统的定量的测评方法,把许多测评的内容量化。目前,高校运用最多的医学研究生人文素质教育评价的模式是“1+X+Y”模式,“1”指的是医学研究生在一学期所开设的所有关于人文素质提升的相关课程的成绩,“X”指关涉人文素质提升的各奖项的总数,“Y”是指其他跟人文素质相关活动的开展。 二、医学研究生人文素质的评价体系的实施 医学研究生人文素质的评价体系的实施首先需要在高校根据确立的教育指标评价体系的分项指标,组成由控制相关指标的相关职能部门人员构成的教育评价领导小组。负责评价体系指标的确立和宏观政策的制定;同时要成立具体的教育评价工作小组,由相关的人文素质课程教师、学生工作部门的领导、部分学生干部等,负责具体评价工作的组织和落实。 在教育评价工作中,一是要注意教育评价整体目标的设立、考评内容的确定以及具体考评办法的确立。二是要注意建立好评价标准。要根据不同的专业不同的学生特点,有针对性的开展人文素质评价,以利于通过标准的建立,提升其人文素质。要是要注重评价后的长期跟踪和及时教育。评价结果确定后,要与相关的研究生进修沟通,反馈相关的问题,让其及时改正,同时也进一步提升教育评价体系的完善。通过不断的努力,测评工作的作用在实践中也会更进一步地显示出来。 作者:黄梅崔丽静单位:吉林大学白求恩医学部 医学研究论文:骨骼肌运动医学研究论文 1骨骼肌BOLD成像研究 BOLD的概念由Kim等[1]于1990年首次提出,并迅速在人脑中应用,成为研究人脑功能的重要手段。BOLD成像依赖微循环中氧合血红蛋白和去氧血红蛋白比例的变化,去氧血红蛋白是顺磁性物质,而氧合血红蛋白是抗磁性物质,两种物质的磁特性不同,在局部形成MRI信号的改变,一般采用磁敏感序列,如T2*加权成像[2]。研究表明,大多数疾病都伴有微循环的改变,因此有理由相信BOLD成像同样能够应用于脑以外的组织和器官,比如骨骼肌。Lebon等[3]利用多回波链梯度回波技术,测量T2*值,把TE=0(SITE=0)时的信号强度作为测量血流灌注的标准,利用缺血和反应性充血来干扰肌肉内的氧合作用,结果表明,肌肉在缺血状态下,T2*值降低,一旦缺血状态解除,T2*有一个明显的上升峰,和同期肌肉血流灌注一致,这项实验有力地证明了肌肉中同样存在BOLD效应。在脑BOLD成像中,脑功能区的激活相对简单,肢体运动或认知改变都可以有效地激活相应的脑功能区。然而,肌肉的激活却有多种方式,如药物(如血管活性药物)、有氧运动等。Partovi等[4-5]研究大腿、小腿及前臂肌肉单次收缩后肌肉BOLD信号强度的改变,同时变换一些参数,如TR、扫描序列、场强及收缩力等,结果发现肌肉收缩引起的暂时性BOLD信号增加并不随着TR和扫描序列(GRE/SE)改变而改变,而随着肌肉收缩力以及场强的增加而增强。Towse等[6]研究静坐组和活动组志愿者骨骼肌单次快速收缩后的瞬时BOLD信号变化,结果发现活动组BOLD信号增加更明显,持续时间更久。 1.1BOLD信号的生理机制临床评估肌肉微血管结构经常依赖于有创的活检,BOLD成像提供了一种无创的对微血管结构敏感的方法,目前已被证明是一种有效方法。肌肉BOLD常用的激活方法主要有电刺激和运动。在一项电刺激(5Hz)小鼠肌肉的试验中,BOLD信号由于氧分压(PO2)的改变而发生显著性的变化。在另一项反应性充血试验中,BOLD信号与激光多普勒(LDF)经皮所测得的PO2(TcPO2)也呈较好的相关性。更多的研究表明在缺血的初始阶段,BOLD信号与TcPO2具有较好的相关性,呈现同样的下降特征,但在缺血的过程中LDF测得的PO2下降较快,出现这种现象的机制可能为缺血早期BOLD信号下降反映的是肌肉微循环血氧饱和度下降所导致的组织进行性去氧化过程。一些研究提示,肌红蛋白由于其内具有含铁血红素结构,同样对肌肉的BOLD信号具有一定的影响。在另一些研究中,肌肉单次收缩,由于暂时改变了组织中的血氧饱和度,同样会有相应的BOLD信号改变[9]。 1.2BOLD信号分析BOLD-MRI数据是典型的随时间变化的数据类型,传统的MRI数据处理方法可以用来处理BOLD数据。其在评估劳累型骨筋膜间室综合征微循环变化中得到了很好的应用。Mc-FaddenD等[10]利用3.0T小孔径MRI仪、采用正交发射—接受肢体射频线圈证实BOLD在无创评价劳累型骨筋膜间室综合征微循环方面非常有效。在这项研究中,BOLD成像序列采用GRE-EPI(α,700;TE/TR,35/250ms;FOV,24cm×24cm;矩阵64×64),采集时间12.8min,总共采集3072幅图像,平均每幅图像采集4秒钟。实验分两部分,先采集静息态BOLD信号,然后进行30min的高强度运动,再次采集BOLD信号。参考T1WI或T2WI图像测量相应部位(比目鱼肌、腓肠肌、胫骨前肌)的T2*值,然后把这种依时间变化的BOLD信号,按照生理频率(呼吸频率和心率)通过傅里叶转换成频率模式,结果反映心率(1.8Hz)和呼吸频率(0.7Hz)的波峰在比目鱼肌更容易被观察到,肌肉运动后,其峰值明显上升。而劳累型骨筋膜间室综合征的患者在胫骨前肌却观察不到这种波峰。劳累型骨筋膜间室综合征的胫骨前肌缺乏反映心率和呼吸频率的波峰,其机制与筋膜间隔压力升高,压迫、阻断血流有关。比目鱼肌在0.4Hz处观察到的波峰可能与微循环的氧合状态有关。劳累型骨筋膜间室综合征患者所有波峰均下降,提示氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的比值下降。现有的MRI评价组织微血容量主要是通过静脉快速团注钆对比剂动态增强扫描方法,但这种快速成像方法并不能动态观察这种依赖时间的微循环变化,BOLD则很好地解决了这个难题。影响BOLD信号改变的因素是多方面的,BOLD信号的解释不仅仅需要校准过程,而且需要考虑肌肉血容量、血管结构(包括微血管密度、平均毛细血管间隙等)以及场强方向等。事实上这些因素是很难完全满足的,因此BOLD在分析肌肉血氧含量方面被认为是相对或半定量[11]。 2ASL在骨骼肌中的应用 和其他组织器官一样,肌肉中一定量的血流灌注是维持细胞存活和细胞代谢的基本条件,正常情况下,肌肉静息状态下的血流灌注水平非常低,通常每分钟每100g组织只有几毫升[ml/(min/100g)]。骨骼肌肉运动后,其血流迅速增加,并快速达到一个稳定值以适应代谢的需求。目前观察肌肉血流灌注的MRI方法主要有两种,一种是动态增强MRI成像,主要依赖外源性MRI对比剂引起靶组织的信号变化,由于外源性的对比剂具有潜在的肾脏危害性,而且动态增强MRI成像不能在较短的时间内重复观察,从而限制了这种检测方法的应用。另外一种方法是ASL,ASL是一种全新的MRI技术,它无需注射外源性对比剂,能够无创观察微循环血流灌注情况。ASL常采用饱和脉冲或反转序列在兴趣区的上游对血液中内源性质子进行标记,然后在兴趣区采集信号。理论上讲,血流下降将导致自旋质子信号降低,相反,血流增加可以引起自旋质子信号增加。ASL具有天然的可重复性,它可以在较短时间内重复观察血流灌注变化。ASL脉冲序列主要有两种,连续式ASL(CASL)和脉冲式ASL(PASL)。临床最常用的PASL技术是流动敏感交互式反转恢复(flow-sensitivealternatinginversionrecovery,FAIR),FAIR相对于其他ASL技术的优点在于FAIR技术可以多层采集,并且不需要预先知道血流方向。但是FAIR技术对于血流通过时间较为敏感,血流通过时间即血流从标记层面到信号采集层面的通过时间,血流通过时间越快,FAIR信噪比越低。 FrankLR等首次报道了ASL在肌肉中的应用,在动态跖屈运动后,采用CASL序列观察小腿各组肌肉中的血流灌注。BossA等利用FAIR-TrueFISP序列评价前臂肌大运动量运动后的血流灌注情况,结果发现,FAIR技术相对于CASL技术,具有较高的信噪比,能够有效的减少磁化传递、动脉通过时间以及T1差异对灌注值的影响。运动中肌群相对于静止肌群,其血流灌注明显增加,血流灌注峰值可以达到221︰6±44.2ml/(min•100g),并可在运动结束后持续2min。WuWC等设计了一个经典的缺血—反应性充血模型,利用CASL技术观察了四肢肌肉在缺血—反应性充血过程中的血流灌注变化,结果发现小腿、足底以及前臂的肌肉血流灌注有显著差异,推测这种差异可能与肌群的肌纤维类型有关。相对于其他组织器官,肌肉在运动或受电刺激后,其血流灌注、微血管容量、微血管及组织含氧量变异很大,这些变化对BOLD信号影响大,因此BOLD信号解释尤为复杂。而ASL技术仅对灌注敏感,所以能够解释肌肉运动后复杂的BOLD信号。总之,骨骼肌的灌注变化快,而且变化范围大,ASL能够及时检测出骨骼肌灌注的变化,这是ASL优于其他技术之处。但是ASL信噪比低,运动可能产生伪影,使得ASL难以评价肌肉收缩时的血流灌注,未来随着技术的进步可能会解决这一难题,将使得ASL应用范围大大提高。 作者:程少容李峰赵林熊飞王鹰曾晓华单位:广州军区武汉总医院放射科 医学研究论文:中医院校运动医学研究论文 1运动医学硕士课程体系建设现状 1.1课程内容具有中医药优势我校运动医学高层次应用型人才的培养一开始就充分依托了中医药领域的优势资源,凸显“中西医结合,医体渗透”的专业特色,形成以系统学习中医理论体系为主,中医与西医、中医与体育相结合的具有中国特色的新型的运动医学体系。在课程设置中不仅有中医诊断学研究进展、养生本草、内经选读、体质学说与中医临床,在学术讲座和导师授课中也主要围绕中医药防治运动性病症(如中医药抗运动性疲劳、中医药防治女运动员三联征)、传统体育疗法(和中医养生)治疗慢性疾病等具有中医特色和中医优势的内容来进行。 1.2教学管理与考核规范而灵活教学管理由研究生院、学科教研室和导师组三级组成。培养方案和教学大纲由学科教研室制定初稿,由研究生院讨论审核通过;课程教学等方面的制度文件由研究生院统一制定实施;选课是在学科教研室和导师组的指导下(依据学生个体的不同情况)由学生(按照学校的相关规定)自主选择。专业必修课和限选课均为建设多年的课程,任课教师及所在教学团队均制定了规范的教学计划和教学大纲,一般采用闭卷考试,要求70分合格;而以专业基础课和专业课为主的选修课,授课形式和考核方式则具有灵活多样的特点,多采用写论文或专题作业等方式;学术讲座由研究生院统一安排,同时制定严格的规章制度,专人负责学术讲座的考勤和学分统计管理。 2运动医学硕士课程体系建设存在的问题 1949年新中国成立后,我国现代运动医学在体育运动兴起和临床医学进步的基础上,逐渐形成和发展起来。但是和临床医学“主流”二级学科如内科学、外科学相比,运动医学的发展还相对较慢。长期以来大多数医院都没有运动医学专科,医学院校发展运动医学缺乏基础,直到2008年北京奥运会和2010年广州亚运会,在中国体育事业飞速发展的带动下,运动医学及其专业人才培养才得到更好的重视和发展。而作为中医院校的新兴专业,运动医学硕士课程体系建设存在以下问题。 2.1运动类的专业课程较少课程体系中直接以“运动”命名的课程仅有运动营养学和运动医学研究进展两门,同时研究生院安排的统一讲座中也缺乏和运动医学直接相关的内容,其主要原因在于运动医学研究生人数较少、开课成本过高。运动医学专业人才不仅要把握医学理论和实践知识,还应该熟练掌握运动规律和医学的关系。因此,在开课成本过高和师资力量相对不足的情况下,如何合理的安排医学类与运动类的专业课程比例,是运动医学人才培养亟待解决的问题。 2.2课程内容相对陈旧运动医学硕士研究生课程内容应该强调运动医学学科前沿知识与技能,紧跟国际学科发展的最新成果,及时更新内容。但目前来说,不仅教材的内容陈旧,包括导师授课、学术讲座在内的教学内容也相对落后,其主要原因还是人力和物力投入不够,临床和学科发展本身结合不足。因此,如何把美国、德国、澳大利亚等运动医学学科发展较好的国家的最新研究成果引入研究生课程内容,如何把运动医学临床实践和课程结合起来,是问题的关键。 2.3教学平台相对单一医学教学平台一般包括课堂授课和临床实践两个部分,但鉴于运动医学是医学和体育相结合的一门学科,且国内运动医学发展和欧美国家还有一定距离,要使硕士生熟练掌握运动医学的知识和技能,单单靠广州中医药大学本身的课堂授课和附属医院的临床实践,是不能完全保障教学任务的完成及培养目标的实现。因此,如何切合体育事业和医疗事业发展形势,真正培养出满足就业市场需要的高层次应用型运动医学专业人才,拓宽教学平台非常重要。 3运动医学硕士课程体系建设的对策建议 随着世界范围内体育运动的不断发展,运动医学在医学研究上占据越来越重要的地位,如何培养出适应社会需要的高层次应用型运动医学专业人才是高等教育、研究生教育必须承担的责任。而中医院校具有丰富的运动医学教学资源,如何凸显中医药院校运动医学专业特色,办出具有中国特色的运动医学亦是时代的责任。针对目前运动医学硕士课程体系建设中存在的问题,提出以下对策建议。 3.1整合资源增设运动类课程中医骨伤科学是中医学的优势学科,广州中医药大学的中医骨伤科学是国家教育部及省重点学科,附属医院的中医骨伤科学是国家中医药管理局“十一五”重点专科建设项目,而且中医骨伤科学硕士研究生和博士研究生的培养也具有非常好的基础。针对开课成本较高、直接和“运动”相关的专业课较少的问题,应该打破学科和院系之间的壁垒,把骨(伤)科、外科和运动医学等多个学科及其师资力量整合起来,在专家论证的基础上,适当增设运动类课程(选修课),供运动医学、中医骨伤科学、中医外科学、外科学等专业的研究生选课。可以考虑增设的课程是中医骨伤科临床与基础研究、运动创伤研究进展。 3.2增加学科前沿进展内容或课程作为主管部门研究生院应该定期召集专家(尤其是有留学背景、长期国际交流的专家)对所设置的课程及其内容(主要是专业基础课和专业课)进行评估,将前沿学科的新知识、新理论和新技术吸收进课程内容,尤其要注意将现代生物医学实验新技术纳入到运动医学课程内容中。可以采用“送出去”和“请进来”相结合的方式,形成并有效执行专业基础课、专业课的任课教师定期访学和国外知名高校(和运动队)专家学者定开展学术讲座的制度,讲授和介绍运动医学学科或相关学科最前沿的知识、理论和技术。其中,“请进来”应该充分利用大学的区域优势,将港澳相关院校的专家定期邀请来进行讲学。 3.3逐步建立跨校选课上课制度目前,国内已经实现研究生跨校选课的地区包括湖南的中南大学、湖南大学、湖南师大和国防科大,上海市西南片的八所高校,而广州大学城高校本科生跨校选课、学分互认的制度正在推行。虽然具有相当的难度,在操作中也会遇到诸如经费、教学质量保证等许多问题,但跨校选课、学分互认、教师互聘,能有效降低教学成本,实现优势资源共享,广州大学城高校研究生跨校选课应该逐步建立。从运动医学硕士研究生教育和培养看,可以将华南师范大学、广州大学、华南理工大学体育学科的资源,和中山大学、广州中医药大学医学、中医学的资源进行整合,拓展教学平台,在专家论证的基础上,提出可供跨校选择的课程目录。 作者:冯毅翀许金叶汶希焦润艺荆纯祥赖秋媛潘华山单位:广州中医药大学 医学研究论文:中医药大学运动医学研究论文 1结果与分析 1.1教材评价学生对教材的总体评价呈满意状态,其中对基本理论和基本知识方面的评价较高,但在基本技能和中医特色两个方面,间于满意和不满意之间、仅偏向于满意。而从专业角度看,体育教育专业和康复治疗专业对教材的评价更高,针灸推拿专业和公选班学生对教材的评价则相对较低。通过访谈发现,包括针灸推拿专业在内的医药学专业学生对三基和中医特色的内涵界定更为严格,提出的要求更多,所以,对教材的评价和专业特点、知识结构与体系存在内在的联系。详见表3。 1.2教学内容和方法评价学生对教学内容和方法的总体评价呈满意状态,尤其在授课条理性、教学内容实用性和多媒体应用等三项评价较高,但在案例分析、实验操作和自主学习等三个环节评价相对较低,均间于满意和不满意之间、仅偏向于满意。从专业角度看,虽然案例分析、实验操作和自主学体评价较低,但体育教育专业对自主学习、康复治疗专业对案例分析和自主学习公选班学生对实验操作评价均为满意,通过访谈发现,作为必修课的体育教育和康复治疗专业在自主学习和案例分析方面因为要求更高、同时在课时与教学设计之间协调得更好,而公选班学生对实验操作的要求则更低;此外,体育教育学生对教学内容重点难点、针灸推拿学生对教学内容针对性、公选班学生对课程教学进度的评价均仅为偏向于满意,通过访谈发现,体育教学专业因为知识结构不同对教师重点难点把握提出了更高要求,针灸推拿学生认为教学内容中针对中医药(尤其是针灸)的内容偏少,公选班学生则认为课时较少、课程进度安排应该更斟酌。详见表4。 1.3教学效果评价学生对教学效果的总体评价呈满意状态,其中对综合能力提高、专业发展帮助和运动医学知识掌握等三方面的评价较高。但从专业角度看,体育教育学生对学习方法促进、针灸推拿学生对专业发展帮助、公选班学生对运动医学知识掌握的评价相对较低。通过访谈发现,体育教学学生认为运动医学和其他专业课相比相对特殊、且教学过程中相互联系有所欠缺,针灸推拿学生认为因为中医药和针灸的相关内容相对较少而对专业发展的帮助和预期相比还有差距,而公选班学生则认为由于课时偏少知识的系统完整性受到一定影响。详见表5。 2对策与建议 现代教育理念、教学方法的不断更新,我国中医药事业和体育事业的迅猛发展,又对运动医学课程教学提出了更高的要求。运动医学作为中医院校本科专业中开设较晚的课程,其教学过程各环节都有待加强。为保证并提高运动医学课程教学质量,促进运动医学学科专业建设,提出以下对策建议。 2.1加强师资队伍建设、优化专业结构师资队伍状况对高等医学教育质量和学术水平具有至关重要的影响,已为高等医学教育的实践所公认[3]。鉴于运动医学具有体育学和医学交叉学科的特点,以及中国运动医学还处于初步发展阶段、应该具有中医特色等客观情况[4],运动医学教学团队和学科专业人才队伍建设中,应该科学的综合的考虑年龄、职称、学历、学缘和交叉专业等因素。针对目前所存在的年龄、职称、学历和学缘较为合理,但专业结构和交叉专业融合并不理想的实际情况,应该采取措施,按照可持续发展的原则,为青年教师的成长创造良好的平台,课程与学科建设的重点应该以教师发展作为优秀内容,通过人才引进、继续教育、进修培训等多种渠道、多种方式加强运动医学师资队伍建设,弥补当前临床医学专业师资相对不足的问题,同时注重中医和西医、体育和医学的交叉融合。 2.2突出教材中医特色、增强基本技能方面内容教材建设是高校教学过程中非常重要的环节之一,医学院校历来都非常重视高水平教材的编写使用。目前国内面向本科生的运动医学教材主要有两本,一本是人民体育出版社出版、北京体育大学王安利主编,一本是人民卫生出版社出版、上海中医药大学褚立希主编,两本教材格局特色。但鉴于授课对象主要集中在体育和康复专业,中医方面的内容相对缺乏,且因为没有配套的实验技能操作方面的指导用书,在基本技能方面也存在一定欠缺。调查情况显示,教材较好的满足了体育和康复专业学生的教学需要,但对于针灸推拿及其他中医药学、中医药学相关交叉学科的学生来说,缺乏中医特色、缺乏基本操作技能指导,明显影响到了教材在更广阔范围内的使用。因此,至少应该通过自编讲义、配套用书编写、国外教材翻译等途径,弥补目前教材建设中存在的不足,在条件成熟之后,修订或重编教材,加大中医防治运动性病症和基本技能实操方面的内容,进一步满足中医院校学生的需要。 2.3适当引入PBL教学、强化实践教学与自主学习以问题为基础的学习(problembasedlearning,PBL)教学法,可以很好激发学生学习的兴趣,与传统教师讲授为主的“预习-听课-复习-考试”教学方法不同[6]。运动医学作为临床医学中的二级学科,应该在教学引入PBL教学法,但必须要注意学科专业的不同特点(包括知识结构、学生偏好)和课程性质(选修、必修)的不同要求,在适合的教学内容中合理引入,反对牵强、盲目的应用PBL教学方式。同时要依据学生及其专业的特点,强化实践教学和自主学习环节。尤其注意在对针灸推拿学和中医药学专业学生授课过程中,适当增加中医药(包括针灸)防治运动性病症的案例分析、实践操作、见习观摩等。此外,还应该根据班种的不同和学生知识结构的不同,把握好重点难点,灵活安排教学内容和教学进度,如体育专业学生医学知识相对欠缺、公选班学生专业来源较多,应该更具有针对性的开展教学活动。 作者:冯毅翀许金叶汶希焦润艺荆纯祥赖秋媛潘华山单位:广州中医药大学 医学研究论文:体育教学中运动医学研究论文 一、体育教学中融入运动医学教育辨析 对学校体育教学改革中融入运动医学教育的必要性、专业性、可行性进行了初步探讨。在测量心理结构的关键问题是结构的有效性,是否测试会测试他们生命那样去测试,是否基于测试的推论是有效的。心理结构的自我报道是命题的信息处理系统的产物,受到学生运动员的语言、背景和文化背景的影响,对于有效性和自我报告信息的可靠性上都有影响。关于自己任何明确的评估报告也很清晰。因此,被有意识的对这些报告的能力限制了。除了无法捕捉到的心理内容,自我报告对自我表达很敏感。自我表达是一个动机性的,有意识或无意识行动。应答模式来给以积极正面的描述,必须区分于由于暂时的效果或动机带来的短暂的反应偏差,主要的差别来自于这些影响的根源。短期但具体的模式和研究工具以及应答设置有关系。该模式通过各种情形和时间来不断地根植于个人。 自20世纪60年代以来,国际体育组织实施了一系列运动医学知识促进政策,将工作重心和大量资金投入到运动医学知识促进工作上,以达到运动医学知识促进政策的效果。 当前,国际体育组织已经认识到,实施较长周期的、基础性的运动医学知识促进工作和教育投资,才是相对高效与合理的,并能够根本解决体育教学过程中知识匮乏的根本途径。 运动医学知识促进问题应该汲取前车之鉴,以宣传教育为主,潜心下去做一些长期工作。在运动员教育实践过程中,必须反复强调运动医学知识促进效果,乃至运用个案宣讲形式,让学生们对生命和健康褒有敬畏之心。 另外,运动医学知识促进计划的不同影响能够扭曲反映到对这些数据的推论是无效的程度。来控制运动医学知识促进的影响理论已经被广泛地议论,加之从匿名到统计方法应用的补救措施。目前,运动医学知识促进计划正面临困难,试图排除运动医学知识促进的影响,研究者必须开发出新的体育教学改革解决方案。在未来的研究中,这些可能会导致通过领域和方法的独特组合。运动医学知识促进的影响是有限的,在对学生们的行为和社会认知的措施客观信息的背景下,这个工作的难度在于它需要在同一个人身上有相同的客观地信息。在最近完成的运动医学知识促进研究成果中,已经从综合学科研究法中取得了进步。 二、结语 世界运动医学专业组织强调必须适当学习日益增长的运动医学知识的必要性,或者吸引学生参与运动医学教育知识的过程中来,以此获得必要的运动损伤和体育锻炼的知识贮备。 作者:宋慎单位:江西司法警官职业学院 医学研究论文:癌症姑息医学研究论文 1结果 1.1研究内容比较将检出的文献按照研究内容人工分类、统计、排名、比较,结果见表3。国内外有关癌症姑息医学的研究均涉及这12个方面,但侧重点有所不同。国内外文献量排名第一的均为传统疗法(笔者将手术治疗、放射治疗、化学药物治疗、生物治疗统一归为传统疗法),但国内的比例高达82.54%,国外比例为68.73%。笔者将心理、生活质量、伦理、照护者的照护、患者需求5个方面的文献统一归类为人文心理关怀,结果国外在此方面的文献量占总文献量的10.76%,国内则只有1.87%。 1.2补充与替代疗法研究比较国内关于补充与替代疗法的文献占比为3.87%,文献量排名第3;国外的占比为3.51%,排名为第6。笔者参考相关专业书籍将补充与替代疗法方面的文献根据研究主题再次分类,并进行统计、比较,结果见表4。国外的研究涉及的疗法全面广泛,国内的研究则主要集中在中医药方面。 2讨论 2.1人文社会心理关怀的重要性2007-2013年癌症姑息医学国内外文献总量均缓慢增长,略有波动,波动年份与幅度一致。国内外有关癌症姑息医学的研究内容侧重点不同,国内关于临终关怀、姑息评估、照护者的照护、患者需求4个方面的文献量均为1-2篇,表明国内在这些方面的研究鲜少。在本研究中,国内关于临终关怀的文献量为1篇,原因可能是我国未将临终关怀整合入姑息医学,这也从一定程度上反映出我国姑息医学研究与实践的不全面性。“姑息疗法”与“临终关怀医疗”在主题树结构中同属“治疗学”下“病人医疗护理”,两者各为独立的主题词。国内外研究均以传统疗法研究为主,国内(82.54%)高于国外(68.73%),反映出国内癌症姑息医学研究的单一性。国内癌症姑息医学护理类文献量排名第2,反映出姑息医学在护理领域的先行性,且由于目前国内专业心理治疗师未介入姑息医疗,姑息医学中心理照护多由护士承担[1],关于模式介绍与讨论的文献不少也由护理人员撰写[2]。根据姑息医学的定义,姑息治疗除了提供必要的治疗,缓解不适症状,还包括对患者心理层面的关怀;为患者家庭提供系统支持;改善生活质量等。姑息治疗不仅关注患者各方面的需求,还关注患者家庭和卫生保健者的需求[3]。我国在这些方面的研究还有待加强。 2.2发扬国粹,拓宽研究内容补充与替代疗法基于一种理念:健康在心理、躯体和精神三者之间达到整体平衡后方可实现,其首要目标是使患者感觉舒适,并改善他们的生活质量。这些疗法除了缓解症状,还可以减轻常规疗法的副作用,有一些疗法还有直接抗肿瘤的作用[4]。国内关于补充与替代疗法的研究集中在草药,即中药方面。癌症姑息治疗在以人为本方面与中医的整体观标本理论不谋而合。目前已有很多临床实践验证了中医药在姑息医学中的作用及地位[5]。在康复理疗、体育锻炼、艺术疗法等其他领域,国内研究鲜有涉猎。随着姑息医学的进步发展和长期带癌生存患者(饱受癌症带来的痛苦和常规疗法带来的副作用)的增多,康复及其他补充与替代疗法为癌症患者和他们的家庭带来希望和福音[6]。我国在致力于中药在癌症姑息治疗方面研究的同时,也要拓宽中医其他方法及其他类别的补充与替代疗法在此领域的应用。 2.3加强对儿童、青少年人群的关注高龄人群患癌率高已是不争的事实。国内关于老年人的癌症姑息医学文献量占比高达7.74%。全方位的发展姑息医学,也是应对我国日益严重的人口老龄化的方法之一。但是近年来,儿童和青少年癌症的发病呈上升趋势。国外针对儿童青少年人群的文献逐年增加,且研究范围涉及治疗、人文心理关怀等各个方面。国内关于儿童青少年人群方面的研究则较少。开展针对儿童的癌症姑息医学研究,在我国有着独特的现实意义。计划生育政策的实施,使得我国多数家庭结构为“4+2+1”,孩子往往是整个家庭的优秀,儿童的患病、去世会给整个家庭造成巨大的冲击,引发诸多社会、心理问题。因此,对患儿家属的深切关怀与开导是儿童姑息关怀的重要部分。 3结论 姑息治疗是帮助癌症患者治疗疼痛及躯体、社会、心理等其他不适症状,从而改善面临致命疾病威胁的患者及其家属的生存质量的学科。姑息治疗医学的基本概念来源于肿瘤学,经过40余年的发展,姑息治疗已经迅速成为肿瘤综合治疗中的重要内容。我国对癌症姑息医学的研究已经取得了一些成就,但总体上还处于起步阶段,尚未成为一门独立的专业。就整个服务体系而言,服务模式和服务内容不完善、不统一。呼吁政府从政策、经济、教育等方面给予姑息医学研究足够支持,医学人员及相关专业人员应从多方面多维度加大研究力度,促使我国姑息医学既能本土化发展,又能紧跟国际先进潮流。 作者:张莉敏于浩单位:徐州医学院附属第三医院医务处南京医科大学流行病与卫生统计系
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植物学论文:观赏植物学生态旅游论文 一、观赏植物学在生态旅游专业的地位分析 观赏植物学是生态旅游专业的一门专业基础课,与植物学、生理学、树木学等课程关系密切。对于无上述基础的学生,若按传统教学方法,全面讲授观赏植物的分类、资源、园林应用等,很明显是不适用的。本课程教学目的是让学生能够认识旅游中常见的观赏植物并能讲解相关文化知识,所以课程的重点在于观赏植物本身的特殊性、多样性及相关的花文化。通过《观赏植物学》课程的学习,使学生能够了解常见观赏植物特征、观赏特性等基本知识;掌握观赏植物相关文化,为导游基础、景区规划等专业课程奠定坚实的理论和实践基础。 二、教学内容及教学方法的调整 (一)教学内容的调整 在该课程已有课程体系的基础上,对传统的课程体系进行有效的改造,弱化生物学相关理论的讲解,加强应用知识和相关文化知识的讲授,建立起适应生态旅游专业本身发展需要的课程体系。 1.课程框架体系的调整 传统的课程构架是按总论和各论讲解,各论是分科属讲述的,对种的特征和应用讲述较少,重点强调的是植物的科属特点。在课堂实践中发现,该教学法对于生态旅游专业学生来说,效果不好。根据生态旅游专业学生形象思维能力强,而生物学基础薄弱的特点,弱化了植物所属的科属及其特征,仅需学生掌握该种植物的主要特征及其观赏特性。 2.教学内容的改进 观赏植物学作为一门实践性较强的课程,既要重视基本理论的学习,又要提高学生的综合运用能力。对生态旅游专业学生而言,要培养学生认识和讲解能力,并以新颖有效的手段实现教学目标。在具体实践中,理论知识做到“适度”“够用”,仅用6学时进行深入浅出的介绍,点到为止。将剩余的大部分学时放到植物种类的教学中,主要给学生介绍旅游中常见的观赏植物的种类、特征及相关的文化知识,并结合实习,使学生能掌握北方常见的观赏植物上百种,学会讲解该植物。 (二)教学方法的改革 通过选择多种教学方法,激发学生的学习主观能动性,拓宽知识面,让学生能够更好地参与到教学当中来,提高学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,做到教学相长。 1.理论教学方面 (1)采用多媒体教学方式。多媒体教学中,通过形象的演示,加上教师深入浅出的讲解,学生会在不知不觉中学到知识。教师通过自己拍照、网络等方法积累教学材料,将图片、动画制作成精美的课件,学生可以很直观地看到植物的特殊性,对于形态特殊的观赏植物,一张图片就可以让学生深刻记忆,如黄栌、银杏等。 (2)利用启发式教学。观赏植物学不仅是自然科学,还有很深的文化内涵。在教学过程中,注重相关知识如诗词、典故、花语等的积累,使学生获取更多的信息。在课堂教学时,放一些植物图片,启发学生用专业的词汇去描述;采集相关的植物标本带到课堂,让学生更直观地理解。每次课利用5-10分钟让学生讲解观赏植物的趣事及见过的有特色的植物,使学生更好地掌握理论知识,并且可以提高自信心及语言表达能力。 2.实践教学方面 (1)注重实践教学。在实践教学中,实习3-4次,主要是常见树木和花卉的识别。秦皇岛市区各大景区有观赏植物上百种,从春天的迎春、玉兰,到夏天的荷花、合欢,到秋天的木槿、菊花,到冬天的腊梅等,再到四季常绿的松柏等。四季有景、四季有花,非常适合学生的实践教学。 (2)培养学生的综合归纳能力。要想让学生尽快掌握大量的树种识别知识,只有培养学生的兴趣,才能达到事半功倍的效果。让学生学会归纳,善于总结,在对比的同时,可以更好地认识植物。在实践教学中,除了观赏植物的识别外,还要注重学生对观赏植物的讲解能力,让学生对各类植物进行评价,调动学生学习的积极性。 (三)考核方法的改革 在成绩的考查方面采取:平时成绩(15%)+实习成绩(15%)+观赏植物的现场讲解(20%)+期末闭卷考试成绩(50%)。通过多年的实践检验,该考核方法设置合理,可以让学生明白学习的重点在哪里,激发学习热情和学习潜能,帮助学生全方位提高个人素质,保证最后成绩的科学性和有效性。 作者:鲁凤娟崔力拓单位:中国环境管理干部学院 植物学论文:药用植物学教学法论文 药用植物学是中药学、药学专业的一门专业基础课,其教学质量的高低,直接影响到其他专业课程如生药学、中药学、天然药物化学、中药鉴定学、中药化学等的学习质量。药用植物学在药学专业和中药学专业学生的知识结构中起着“桥梁”的作用。因此如何能够让学生学好药用植物学显得尤为重要,下面就药用植物学的教学谈谈自己的几点体会。 1认识绪论教学的重要性 俗话说“良好的开端是成功的一半”,教学和学习更是如此,每一个教师都有当学生的经验,回忆一下自己的学生时代,基本上每门课程,在前五六个学时之后就已经确定了这门课是划入“真心想学”的范围,还是归入“及格就好”的领域。由此可见,绪论的教学有多重要,但往往很多教师认为绪论中的内容和书中其他内容比较无关紧要,没有必要花心思去讲授。教师应该认识到课程绪论的重要性,认真备课,精心组织药用植物学绪论课的教学,让学生真正了解到该学科的发展历史、学习的内容、目的、方法。了解学科的发展历史能够提高学生的学习兴趣,提高知识面,了解学科的背景知识;了解学习的内容能够让学生对这门课程有一个整体、总体的认识;学习目的是应该重点讲解的部分,知道了学科的作用及重要性才能激发学生学习动力,主动地学习;教会学习方法是学好一门课的关键,授之于鱼,不如授之于渔,药用植物学有其特殊性,它是一门实践性很强的学科,应该教会学生如何理论联系实践,多利用身边大量现成的学习材料。总之,最重要的是能够通过绪论的教学激发学生学习药用植物学的兴趣和热情,并对药用植物学一见钟情。 2创造一个良好的校园学习环境 校园是进行药用植物学教学的一个重要并且方便的场所,大部分高校都有较大的绿化面积,可以建议学校在美化校园、绿化环境的同时,尽量栽种一些有利于教学的植物,特别是一些代表性的常见植物、具有药用价值的植物,并且给植物进行挂牌,标明植物的分类、名称、生活习性、特点、药用功效、药用部位等,让学生在平时的活动中便留下印象,在讲授到相关内容的时候教师及时的把“活体植物“介绍给学生,让学生有更加深刻、更加直观的认识,也为其他专业的学生开拓了视野,增加了知识面。当课程结束时,带着学生环校游,检验一下自己掌握了多少身边药用植物学的知识。 3采用灵活多变的理论教学方法药 用植物学本身的内容比较枯燥,记忆的内容较多,教师的任务在于将枯燥无味的描述性文字转化为生动绚丽的植物形象,让学生记住,记准[1]。当今多媒体设备、网络传媒及摄影技术飞速发展,已成为最重要的教学手段之一。通过网上搜索下载、购买植物图片光碟、自己拍摄制作图片等途径获得图片,用多媒体展示给学生,让学生对着图片和文字描述一起学习,能够取得很好的效果。著名教育学家陶行知认为:先生的责任不在教,而在教学,而在教学生学。根据笔者经验,让学生“教”比让学生“学”更加能够让学生印象深刻,甚至终生难忘。如当讲授到学生最难记忆的章节,把学生分成不同小组,各小组负责讲授不同部分知识点,最后以课堂小测试的形式检验各组教学效果,知识点平均得分高的说明教学质量高,则对该小组进行一定程度的表扬和鼓励。这能够大大调动学生的积极性,学生们自动自觉地课下充分准备、讨论,发挥集体的想象力和创造力去备课,尽最大努力让其他同学记住自己所负责的知识点,此时本组同学已经完全掌握了所负责的教学内容,而在别组同学讲授时,学生们更会本能地认真听讲,与本组的教学方法进行比较,此时别组同学所负责的知识点也很好地掌握了,最后,教师再进行归纳、总结、点评。这种教学方法常常能够得到意料之外的良好效果,年轻人思维活跃,具有创造性,还时常编出口诀和顺口溜帮助记忆。 4利用丰富多样的实践教学手段 实验课是一种直观的实践教学手段,在药用植物学的教学中占很重要的比例。实验课能够验证课堂讲授的理论内容并且加深印象,使知识具体化、形象化[2]。此外,药用植物学实验培训也是掌握药用植物学研究所必须的操作方法和技术的必要手段。在每次实验过程中,教师全程跟踪,随时解答学生提出的问题,及时纠正学生错误的操作方法及绘图方法等。每次实验课结束后,教师认真地评阅学生的实验报告,一一指出不足。在下一次的实验中集中进行总结和讲评,使学生能够通过实验掌握教学内容的重点,并培养学生的实际操作能力。参观标本馆,亲自动手制作标本也是实践教学手段之一,药用植物标本区的腊叶标本大多是按照恩格勒系统分类,有序地排列在标本柜中,分类方法与教材一致,对照课本进行观察学习,非常方便直观。我校新校区正在筹划建设200亩左右的药用植物园,届时将有3大区域,14个亚区的药用植物,完全满足教学需求,使药用植物学的教学完全摆脱枯燥的宣讲、纸上谈兵的教学形式,在授课时,完全有条件可以将干、鲜标本同时摆上讲台直观教学,或是直接让学生走进药用植物园,在现场进行教学[3]。此外,常规的不少于一周的野外实习更是巩固和加深课堂教学的重要环节,它对每个学生来说都是十分必要、十分期盼以及终生难忘的一次学习经历。我校地处秦岭脚下,离秦岭主峰太白山仅两三个小时车程,极大的方便了药用植物学的野外实习,优美的自然环境和丰富的植物资源,激发了学生们浓厚的学习兴趣,学习热情高涨,教学效果让人十分满意。 5建立合理的课程考核评价体系 药用植物学的成绩评定,与其他课程有所不同,不能单一的以理论考试成绩为准,应该增加实验实习成绩、实验技能掌握、平时考勤、野外实习表现、辨认原植物及标本能力考核等。这种考核评价体系很好的体现了药用植物学这门学科的实践性,也给学生更多的时间、精力和机会去熟悉药用植物,让学生从书中解脱出来,才能真正的对这门课产生兴趣,并学好这门课。 作者:杨倩 周暄宣 谢艳华 曹蔚 孙纪元 毕琳琳 汤海峰 王四旺 单位:中国人民解放军第四军医大学药学院天然药物学教研室 植物学论文:植物学实验教学改革论文 1植物学实验课现状 1.1准备不足 不少学生对实验课重视不够,课前没有充分预习理论知识,实验过程中不清楚实验内容.在显微镜下已经观察到却又不知道是什么结构的尴尬现象在植物学实验课上普遍存在.这类学生对于实验课很茫然,感觉无从下手,实验报告通常照抄教材上的内容. 1.2不愿参与 部分不愿动手操作的“看客式”学生常从事与实验无关的事情,如翻看手机或在实验室内走动等.当其他学生完成操作后立刻围拢过来凑热闹或直接抄录观察结果.这类学生可能会写出漂亮的实验报告,从而得到较高的实验成绩,但实际上没却有参与到实验中. 1.3考核方法不合理 当前多数教师以实验报告作为成绩评定的重要指标,而植物学实验报告主要以绘图的形式完成.这通常导致没有准备甚至没有动手参与实验的学生抄袭教材或其他学生的实验结果获取了较好的成绩,部分动手能力很强但绘图能力一般的学生反而实验成绩较差的现象.实验考核方法的不完善,难以全面、公正和客观地反映出学生的学习态度、参与性和真实水平. 1.4教学设备落后 植物学课程是传统学科,在学校得不到应有的重视,设备更新缓慢,几台老式显微镜作为主要实验仪器的现象在不少地方院校植物学实验室还普遍存在.由于植物学实验是学生接触的第一门专业实践课,陈旧的设备通常会导致学生对大学教育产生失落感,进而对实验课失去兴趣. 2植物学实验教学改革措施 2.1优化实验结构 植物学实验内容广、项目多,但课时有限,必须对传统的实验内容进行取舍.实验设置应按照“突出重点、压缩一般、删除重复、强化实验技能、加强综合性训练和设计性实验”的原则对内容进行改革,将单一性的验证性实验模式转变为验证性、技能性、综合性与设计性四个层次的实验教学模式.如在形态解剖学部分,压缩显微镜使用、细胞的基本结构及种子萌发等与中学重复的实验,突出根、茎、叶的结构观察,并在实验过程中训练学生的观察、绘图和徒手切片等实验技能.同时需加强对学生独立思考、有所创新的培养.如马铃薯淀粉粒的观察实验,通常是在马铃薯块茎上刮取少许汁液,做成涂片观察.有些学生将马铃薯条进行徒手切片,观察到每个细胞内分布有多个淀粉颗粒,这就加深了对淀粉粒是细胞内代谢产物的理解.在系统分类实验中关于植物科属特征,不拘泥于理论课的内容,可以根据当地植物的生长期有目的地将学生带到校园或郊区现场观察、总结.将实验课转移到实验室外,这样能够激发学生的兴趣,促进理论与实践的结合. 2.2建全实验流程 实验前,让学生复习理论课中的相关章节,预习实验教材,熟悉实验原理、方法和步骤,做到目的明确、原理清楚、做法明白.如在植物根的观察实验过程中,可以随机提问学生单子叶、双子叶根的初生结构特征及它们之间的差别等.教师根据学生预习报告的完成质量及回答情况,对实验预习环节给予评分.实验中按“提问——观察——记录——给分”的基本程序完成工作.如教师提出某种植物根初生结构是几原型、初生木质部导管发育有何特征等问题,要求学生观察,然后点名回答并根据回答情况再次提出相关问题,进一步抽查部分学生到电视显微镜上显示自己观察的装片,指明相关结构的位置.最后根据每位学生的表现打分.这种教学模式可以有效地减少课前不预习、课堂不参与的状况,促进学生融入学习中. 2.3完善考评体系 实验是一项复杂的表现性活动,与之相适应的应该是明确的评定标准,灵活的评定方式以及有效的评定结果.成绩评价标准充分体现学生钻研精神、动手能力与创新素质的差异,调动和发挥学生学习的积极性.在第一次实验课要向学生讲明考核制度和评分方法.合理的植物学实验考评体系应涵盖课前理论知识的预习准备、实验操作、发现与解决问题、实验报告和创新设计等内容.与理论课考试不同,植物学实验考核应注重学生每次实验的表现,在权重的分布上应侧重于平时成绩,最终实验成绩=平时成绩(60%)+期末考核成绩(40%).平时考核不是单纯看实验报告书写得好坏,而且要看学生的学习态度、实验操作技能、实验结果及对所出现结果的合理分析.平时成绩=考勤及课堂纪律(10%)+预习准备(8%)+实验操作(12%)+发现与解决问题(5%)+实验报告(15%)+创新设计(10%).期末考核成绩(40%)=实验操作(25%)+实验理论(15%).期末考核实验操作可以是传统式的,如观察给定的材料或装片,绘出相应的结构;也鼓励开放式的,如提供一定的实验材料,由学生自行设计实验步骤并完成报告,这类操作可以适当加分,激发学生的主动性和探索性.2.4更新实验设施植物学虽然是传统学科,但伴随着现代科技的发展,也应不断更新实验教具,有条件的应采用多媒体实验教学.在大学扩招、实验室超负荷的情况下,陈旧的实验器材影响实验的顺利进行和学生的学习兴趣.一些微观结构,无论教师如何描述,有些学生就是想不出它的形状结构,常常会感到枯燥无味.如果合理运用多媒体技术,学生就很容易理解,这样也有利于提高学习的积极性,取得事半功倍的效果.更重要的是加深学生对实验操作和多媒体教学设备的理解,提早引导学生学习教学技能,为将来做一个高素质的生物教师打好基础.快速涌现出来的先进的教学设备及实验平台,如数码显微交互教学系统打破了教学过程中学生的显微观察无法通过共有界面接受教师指导或相互讨论的局限,有效地实现了组织结构观察方面的互动教学.利用学生喜欢翻阅手机的习惯,建立植物学实验微信平台,上传每次实验涉及的显微图片,供学生预习和复习,同时还能根据浏览人数了解学生的参与情况. 3结束语 植物学实验是一项复杂的教学过程,对于学生而言,要在实验前做好必要的知识准备,实验中要认真操作和观察,实验后及时总结,这样才能真正学有所得.对于教师而言,要合理设置实验内容,科学地评价学生的实验成绩.对于学校管理部门而言,提高对传统学科的重视程度,适应现代化教学的步伐,更新实验设备,提升实验课的质量. 作者:王长宝 刘德财 王仲 张守平 张海军 单位:佳木斯大学 植物学论文:药用植物学教学分析论文 1改进传统实验教学方法,确保教学质量 1.1传统的实验教学 传统的药用植物学实验内容多为验证性实验,在实验教学中采取的教学方法一般是带教老师介绍实验目的、实验材料、实验内容和实验方法,然后由学生根据实验材料,按照实验内容、实验方法的描述验证学过的理论知识。虽然通过教师的讲解,学生对实验内容和方法己经有了较详细的了解,并在实验过程中对学生实验操作也有较详尽而规范的要求和不断的督导,但是学生因为缺少实验学习的能动性,在实验过程中大多敷衍了事、照本宣科,不去分析实验的机理,不去探讨实验中的问题,使实验教学的质量在教学活动中大打折扣。 1.2传统实验教学方法改进为了配合药用植物学的教学改革,对药用学实验课程的教学内容和方法要进行一些必要改革。在实验内容方面,可以把实验内容分为四部分,即基本实验技术;基础的验证性实验、综合性实验、探索性实验;在实验教学方法方面:对于不同的实验内容采取不同的教学方法,目的是让学生能积极主动的通过实验课的学习获取知识[2,3]。 1.2.1基本实验技术基本实验技术是指一些基本的实验技能,如显微镜的使用方法、临时装片的制作、生物绘图技术、显微化学方法以及实验室常用药品、试剂、染液等的配制,玻璃器皿的洗涤方法等等,这些基础性的实验技术,要求每一位学生都能熟练掌握,并在期末的实验考核中能有所反映。实验教学方法就采用传统的教师先讲授,然后学生进行验证的教学方法。 1.2.2基础的验证性实验以巩固课堂所学的理论知识为目的,通过药用植物学中的经典实验和观察性实验,使学生掌握基本的实验方法和培养学生的观察能力,如植物细胞的基本形态与结构观察;植物组织的主要类型及结构观察;植物营养器官和生殖器官的结构观察等实验。这些实验按传统的教学方法虽然有利于学生基础知识的巩固,但这种单一的教学模式不能调动学生进行积极的思维,实验课显得枯燥,没有生机和活力。 如果我们尝试把“验证性”实验转变为“探索性”的实验,就会有截然不同的教学效果。如在实验教学方法上,采取让学生在课前预习实验,上课时教师通过提问检查学生预习情况并对实验要点和实验注意事项简要提示,留出较多时间让学生自己动手观察,然后通过相互讨论来解决实验中出现的问题,最后由教师做总结。对有些实验的材料,除了教师准备的实验材料外,鼓励学生自己准备实验材料,如细胞、植物营养器官、生殖器官的观察、分类学上的实验都可以通过鼓励学生自己准备实验材料,提高学生学习积极性。同时在实验过程中,穿插徒手切片法、染色法、生物绘图法等基本实验技能的培养。 1.2.3综合性实验主要针对的是植物分类学的实验,以基本实验技术和基础的验证性实验的技能为基础,变实验室单一观察的方法为实验室与野外观察相结合的方法,把传统分类学实验设计为以比较解剖和野外资源调查为主的综合实验。比如,先通过学习让学生直观的认识不同类群的植物,总结各类植物的特征,然后带学生到野外进行对比和扩展实验,巩固理论知识。如对裸子植物、被子植物常见重要类群的特征和分布特点;校园常见物种的鉴定,检索表的编制;某一地区的药用植物资源的调查;珍惜濒危植物的调查等均可设计为综合实验。 通过综合性的实验,使学生既了解植物物种的多样性、植物资源的丰富性,又增强学生保护植被,保护生态环境的决心。 1.2.4探索性实验通过基本技能实验,基础实验和综合性实验的训练,学生已经具备了一定的植物学基础知识、操作和动手能力,可以根据学生的实际能力和实验室的具体情况确定几个研究方向,让学生自己查资料,自行设计实验方案,经教师检查修改后,利用野外实习和课外假日时间来完成实验的题目。通过探索性实验可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生创造力和科研能力,为学生完成毕业论文和将来的自我发展打下坚实的基础。 2重视野外实习,培养学生的观察能力[4~6] 2.1对生态环境的观察 任何生物的生存都必须依托于一定的环境,药用植物也不例外。野外实习首先要指导学生认识各种生态环境。指出各类生态环境的特点,尤其指出重点考查的药用植物的主要生态环境。 2.2对单株植物的观察在观察其形态后,要注重从植物的分类学特征上进行观察,观察植物的根、茎、叶、花、果实等器官。对于一些当地特产的药用植物要重点观察药用部分器官的形态特征。对于细部的观察可以在采集后整理标本时进行。 2.3培养学生的采集标本能力 2.3.1对采集标本的选择 药用植物的采集要特别注意其标本的典型性和完整性。所谓典型性是指所采标本要具有明显的分类特征,在同种植物中有较强的代表性。所谓完整性,是指整株标本的根、茎、叶、花、果俱全,尤其要采带花的,因为花是鉴定种类的主要依据。对于地下部分有突出特征的药用植物,如百合科、薯蓣科等,应注意采集这此植物的鳞茎、根茎等,它们也是鉴定物种的重要依据。遇到雌雄异株的植物,应分别采集雌、雄株。草木植物的茎生叶和基生叶不同时要注意采集基生叶,如茵陈、荠菜等。寄生植物采集时要把寄生全部或部分采下,并注明关系。 2.3.2采集的注意事项采集标本要注重质量,尽量减少野外采集的数量,对于植物的产地、生活环境、性状、花的颜色、采集日期等都要做详细记录,这对标本的鉴定和研究有很大帮助。一份没有记录的标本是没有科学价值的。 2.4培养学生的标本制作能力 2.4.1保证压制标本的质量 要指导学生做好药用植物标本,最初压制时,必须使标本舒展,叶片应有正面和反面两种叶子,为今后制作药用植物的腊叶标本做好准备。 2.4.2开展标本展评 在实习阶段,应组织学生随时进行采集制作标本的讲评话动,指导学生科学采集标本。野外实习结束后,可以进行以学生、小组或班级为单位的标本展评话动,调动学习的积极性。 2.4.3留存优秀标本把学生野外实习作为教学科研的一部分。教师应有针对性地采集、制作一批高质量药用植物标本,也可以选择学生制作精良的标本,充实学校的标本室和教学科研素材。 3建立自由开放型实验室,促进学生个性特长的发展 药用植物学的主要培教学目标是讲授药用植物学基础知识和基本技能等。它是一门实践性很强的学科,不通过反复实践是很难掌握的。实验教学和野外实习是在规定的时间内,在有限的课堂教授和实践时间内达不到掌握知识的目的。为此,根据培养实用型人才的目标,我们进行实验改革,提出了自由开放型实验室的教学理念,在药学专业药用植物学的实验教学中进行了初步尝试。 自由开放型实验室的含义:其一是指一个单元的实验内容在一段时间内向学生自由开放,学生可以利用课余时间进入实验室学习、实践,给学生提供学习时间和空间的自由;其二是给学生提供学习的自由,使学生学习的积极性、主动性和创造性得到充分发挥,学生可以自由选择实验项目、实验方法、实验材料,实施开放式探究,促使学生个性特长的发展。 自由开放型实验主要安排在课余时间进行,一般一个教学单元的内容向学生开放两个星期,指定一位教师或实验员在实验室值班。这段时间主要是让学生进行自由探究学习,教师一般不给予辅导,让学生自己去摸索、设计、操作、得出结果。但实验准备所需用的仪器、药材标本、试剂要有充分的余地,比教学目标要求所规定的内容尽可能多,让学生自由选择,为学生特长发展提供自由的空间[7,8]。 总之,从当今教学改革的发展趋势来看,学生实践能力的培养越来越受到重视。药用植物学试验教学、野外实习和自由开放型实验室的实施,有利于本门学科教学质量的提高和促进学生各种能力的发展,特别是学生实际操作动手能力和创新能力的培养,对学生学习后续课程乃至他们今后的发展均有促进作用。只有教会求学者会学,求学者能学,才能开拓,才能创新。 植物学论文:深化学生药用植物学技能锻炼 高职教育是与普通高等教育并列的一种新的高等教育类型,它与普通高等教育最大的区别是人才培养目标不同。高职教育的目标是培养生产、建设、管理、服务第一线的高等技术应用型人才,这类人才应掌握必要的理论知识和较强的实践技能[1,2]。对于理论教学的要求是“以应用为目的,以必需、够用为度”,更注重学生实际动手能力的培养。药用植物学是一门实践性很强的专业基础学科,其操作技能的掌握对学习后续课程生药学、中药学等至关重要[1]。如何培养学生的动手操作技能,需要不断地探究和实践。本文就如何在“练”字上下功夫,培养学生的药用植物学实践技能,谈谈我们的一些做法。 1以技能掌握为目的,开展理论教学 药用植物学是利用植物学中的形态、构造及分类学的知识和方法来研究药用植物的分类鉴定、药材鉴别,进而调查药用植物资源、整理中草药种类,包括形态、解剖和分类学三大部分[2,3]。药用植物学可为生药品质评价的研究奠定基础。生药品质评价所采用的四大鉴定方法,即分类学鉴定、性状鉴定、显微鉴定及理化鉴定,前3种方法所用到的理论及实践基础知识均渗透在药用植物学这门课程中,因此,药用植物学的教学效果直接影响学生对生药学课程的学习及鉴定中药的能力[4]。但目前学生在校时间短,课程的教学时数少,因此,更要加强理论教学与实践操作的结合。为此,笔者根据学生必须掌握后续课程的必备技能要求进行课堂理论教学。如针对生药学及我国药典中要求每味中药材都有显微鉴别,在药用植物学的教学中就重点让学生掌握相关的基础知识,如细胞、组织、根、茎、叶的构造等。由于教材的理论性较强,我们还对教材内容做出必要的修改。如学习植物细胞时,教材对植物细胞的显微和亚显微构造做了大篇幅的介绍;而细胞后含物内容所占的比例较小,但在生药鉴定的实际操作中,显微及粉末鉴别中涉及最多的内容却是细胞后含物。为此,我们在教学中对教材内容作了适当调整。如针对近60%的中药材(包括人参、大黄、天麻等)的鉴别都用到内含物中草酸钙结晶这一现象,在教学中除介绍草酸钙的形成、类型、作用等基本知识外,还结合有关研究资料对草酸钙结晶的药材组织(细胞)中的分布、鉴别特点等进行详尽介绍,以强化理论教学与实践操作的紧密结合,为学生能真正掌握中药鉴定方法奠定理论基础。 2“练”字当头,掌握必需的专业技能 药用植物学的专业技能基本功应包括三大部分,即植物的外部形态观察、植物器官的显微结构和药用植物种类的识别[4]。外部形态观察包括根、茎、叶、花、果实、种子六种植物器官的外部特征,对于这部分的教学,教师除充分利用各种教学媒体外,还利用实物教学,用新鲜的植物材料或制成的标本进行实物训练,可达到事半功倍的效果。利用新鲜植物教学时,教师应尽可能采集新鲜的、具代表性和典型性的标本,保持其自然体态。有些实物也可要求学生事先采集或收集,配合教师课堂教学。如在讲授叶的组成和形态时,要求学生先采集各种各样的叶、枝条,课堂上根据教学内容分别辨认叶形、叶脉、单叶、复叶、叶序等;在学习花时,要求学生收集各种类型的花,配合教师授课,在观察的基础上,用列表的形式判别其类型、特点等。另外,我们还要求学生采集和压制各种叶的形态、脉序、叶序、单叶和复叶,各种类型花的腊叶标本,并将好的作品进行展示,从而激发学生的学习兴趣。植物器官的显微结构是药用植物学的教学重点,在生药学的生药鉴定中,借助显微镜对生药材进行显微鉴定,是学生必须掌握的专业基本功。为使学生能真正掌握药用植物器官的显微鉴定方法,我们主要采取两种方法:一是利用多媒体教学,用数码相机把教学中需要的显微部分或解剖部分拍摄下来,配合课堂教学。如在讲解细胞后含物时,我们将马铃薯、半夏、浙贝中的淀粉粒,大黄、黄柏、半夏、地骨皮、射干中的结晶,都用照片展示出来,让学生直接观察。二是利用实验课把植物解剖与显微实验相结合,让学生对照显微镜下生动逼真的物像加以理解掌握;通过镜下观察,要求每位学生将观察到的物像描绘成较准确的显微结构图;经过反复观察、绘图,学生能透彻地理解各器官的内部组织构造和特征,从而真正掌握药材显微鉴定的专业技能。利用植物分类学知识识别当地常见的中草药是学生理论联系实际,真正掌握本学科技能的重要组成部分。由于涉及的科较多,而课时又相对较少。针对这种情况,可以把药用植物种类较多的科作为重点来讲,对于药用植物种类少的科,则要着重突出该科的特征,尤其是要抓住这些科最独特的特征来理解。如要求学生掌握豆科植物的关键识别特征:“花冠蝶形,二体雄蕊,子房上位,边缘胎座,荚果。”唇形科植物的特征“:茎四棱,叶对生,轮伞花序,唇形花冠,小坚果。”十字花科的特征:“十字花冠,四强雄蕊,角果。”在记住科的关键识别特征的基础上,带领学生走进标本室观察药用植物标本;走出课堂,实地观察野外自然生长的药用植物,通过标本的采集和制作等一系列实践活动,既巩固了理论知识,又掌握了必备的中草药鉴别技能。 3强化实验课上的“练” 实验课的训练是强化学生基本技能的主要手段。实验课的教学内容应紧密结合实际工作需要,对基本技能、基本知识的安排要有系统性[4],我们主要安排了以下5方面的实验教学内容(:1)光学显微镜的使用:学会使用和维护光学显微镜。(2)植物的细胞:会徒手制作横切片、粉末片等临时标本片,能辨认细胞的基本结构及其特化现象、细胞中的营养物质和晶体的形态、类型。(3)植物的组织:会辨认5种成熟组织的类型及维管束的组成、类型。(4)种子植物的器官:会识别六大器官的组成、形态、显微构造、类型及变态类型、叶序、花的组成、花和花序的主要类型、果实类型、种子形态结构、种皮特征。(5)各类生药:会识别植物重点科的特征;能辨认各常用生药标本;能对麻黄、大黄、黄连、肉桂、甘草、番泻叶、黄柏、苍术、红花、茯苓、五味子、半夏、金银花等进行显微鉴别。此外,我们还在实验中加强了学生绘图能力的培养,绘图能准确、形象生动地记载药用植物的结构和特征,具有文字记录无法替代的作用,是学习药用植物形态解剖时必须掌握的技能技巧,也是学习掌握生药显微鉴定技术的必备基本功之一。学生通过独立完成实验来验证所学的基本知识、基本理论,强化了自身基本技能,培养了动手操作能力、观察能力、识别能力和显微绘图能力,提高了综合素质。为让学生有更多的时间强化练习,我们除了在规定的实验学时外,还开放实验室为学生提供药材标本和实验材料,使学生有更多的机会接触药材,动手操作和练习,进一步提高了学生的综合实验能力。 4建立有效的评价体系,加强和巩固学科技能的“练” 有效的实践技能评价应具有诊断、强化、甄选、发展、教育、激励和赏识等功能,构建严格的实践技能评价体系能提高和巩固学科技能“练”的质量[1]。为此,药用植物学实践技能的评价应从学生实验技能、基本素质、创新能力等方面进行考核。通过综合评价,引导学生重视课程学习,自觉地强化训练实践操作能力。为此,我们先明确学生应掌握的实践技能的考核标准及所占学分比例,然后采取笔试、实验操作考核、标本制作和识别等手段进行评价。在加强阶段性考评的同时,将传统的闭卷考核与实验技能考核相结合。阶段性考评分为两部分:一是对每位学生进行约10分钟的知识点考核,主要考查学生对基本操作技能重要知识点的理解和掌握;二是进行平时的实验考评,主要是考查学生的操作技能。对每次的实验报告进行打分、评述,使学生掌握正规化的实验操作技能,培养学生正规的实验操作习惯和严谨、细致、科学的工作作风。期末考试采用理论笔试和实验考试两种形式。在笔试试卷中,把实践操作的知识点和重要的操作步骤以理论题的形式让学生解答;实验考试主要考查学生对实验技能和技巧的掌握,通过量化指标,了解学生独立完成实验操作的能力和科学态度。具体做法:设计一套药用植物学实验考试题,考试内容含盖形态学、解剖学和分类学等实验内容,从药用植物形态特征、显微结构的查找和确认到药用植物蜡叶标本的识别等。如让学生对一株植物根、茎、叶类型进行描述,考查学生对形态描述的知识和能力;让学生对几种植物所属科的主要特征进行描述,考查学生对植物分类的掌握程度。通过光学显微镜让学生用指针指出药用植物的细胞、组织或草酸钙晶体及石细胞等,考查学生对显微镜的操作熟练程度和植物解剖学的基础知识等。总之,以就业为导向,以能力为本位,强化药用植物学教学技能中的“练”,是职业教育中药用植物学教学的一项重要任务[1],只要我们行动起来,扎扎实实做好教学改革,必将实现职业教育的新跨越。 植物学论文:植物学野外实习创新及实践 植物学野外实习是植物学教学的一个重要环节,它不仅有利于学生验证和深刻理解植物学理论知识,而且为学生提供一个了解大自然、亲近大自然的机会,有利于培养学生从事野外科学研究的综合素质和科研创新能力。近几年,高等院校非常重视植物学野外实习的教学改革,在教学模式、教学方法、运行机制等方面[1-11]进行了尝试,也取得了较好的效果。论文总结了我校植物学野外实习教学改革的特色和举措,为进一步改进和提高植物学野外实习的效果提供参考。 1建设实习基地,改善实习条件 在2008年以前,我校植物学实习地点几乎每年都在改变,我们去过旅游区楼观台、秦岭浅山区西楼观和鹦鸽镇、太白山蒿坪自然保护区进行植物学实习,师生住过民房和军用营房,也住过简陋的旅馆,在实习过程中师生的生活和安全得不到较好的保障,实习质量也无法得到较好的提高。从2008年起,植物学教学实习固定在陕西宁陕县我校火地塘教学实习基地进行。学校投入大量资金建设火地塘教学实习基地,基地建有教师公寓、学生宿舍、学生浴室、多媒体教室、工作人员办公大楼、会议室、篮球场、羽毛球场、乒乓球场和可供500人用餐的餐厅,充分保障了实习期间教师和学生的生活条件和人身安全。西北农林科技大学火地塘教学实习基地位于秦岭南坡宁陕县境内,属于北亚热带气候。基地植物种类丰富,共有种子植物127科534属1187种,占秦岭种子植物科、属、种总数的80.4%、59.9%、38.0%,占中国种子植物科、属、种总数的37.6%、16.7%、4.4%。珍惜濒危植物有国家一级重点保护植物红豆杉,二级保护植物秦岭冷杉、连香树、水青树、短梗水曲柳、香果树、北五味子、银鹊树、秦岭沙参等。基地脊椎动物资源丰富,是秦岭野生动物遗传多样性丰富的区域之一。脊椎动物约300种,其中国家一级保护动物4种:羚羊、川金丝猴、豹和林麝,二级重点保护动物有:豺、黑熊、大灵猫、金猫、青鼬、水獭、斑羚等。基地每年接待我校学生实习2000多人次,外校学生实习300多人次,涉及植物学、动物学、树木学、森林生态学、林木育种学、森林昆虫学、森林病理学和土壤学等课程。近年来,接待国内外专家及学者150多人次,成为我校对外开展合作研究与学术交流的平台。 2创立以植物学实习为主的生物学综合实习 植物的生长发育与其生活环境密切相关,既受环境条件制约又影响周围环境。与植物生长、分布密切相关的环境因素有:1)气候条件,包括光照、温度、水分、风力。2)土壤条件,包括土壤结构、土壤有机质、无机质、理化性质和土壤微生物。3)生物因子,包括动物和微生物。4)地形状况,地形本身对植物没有直接影响,是通过地形的变化影响气候因子、土壤因子,进而影响植物生长与分布。为了让学生在植物学实习的同时,全面了解植物及其生活环境的相互关系,培养学生从事野外科学研究的能力,提高学生野外科学研究的综合素质,我校从2008年起,改单纯的植物学实习为以植物学实习为主的生物学综合实习,实习时间从3天延长为6天,涉及的课程有植物学、动物学、气象学、土壤学和生态学。6天的生物学实习安排如下:单纯的植物学实习2天,动物学和植物学相结合的实习1天,气象学和植物学相结合的实习1天,土壤学、生态学和植物学相结合的实习1天,复习、考试、写实习报告1天。实习基地可供选择的实习路线有8条,每班每天可选择不同的实习路线,在每一条线路上都可遇见新的植物和动物种类以及新的生态环境,极大地激发了学生们对生物学实习的兴趣,加强了生物学各学科之间的相互联系,提高了实习的效果。生物学综合实习各门课程的实习内容如表1。 3采用多样化的教学方式,提高植物学实习质量 3.1利用数码相机教学,培养学生保护野生植物资源的意识 植物学是高等农林院校的基础课,涉及的专业广,人数较多。我校每年植物学实习涉及16个专业,54个班1600多人,实习基地植物资源破坏较严重,稀有植物种类恢复较困难,因此,在植物学实习过程中,培养学生保护野生植物资源的意识,减少采集,充分利用数码设备(数码相机、数码手机)拍摄各类植物标本,特别是濒危植物和稀有植物,通过数码照片认知、鉴定各类植物,并建立实习基地植物种类网站,实现资源共享,并将每年实习过程中发现的新的植物种类及时地添加在网站上,为今后的植物学教学和科学研究提供丰富的资料。 3.2野外现场教学,培养学生野外科学研究的综合素质 植物学野外实习的主要目的之一是让学生认知较多的植物种类,熟悉各类植物的生活环境,为今后从事植物学及其相关学科的研究打好坚实的基础。但从多年的植物学野外实习效果看,许多学生对本组采集的植物标本认知较好,形态特征描述清楚,认识的标本种类也比较多,但对生长状态下的植物认知较少,特别是对同一种植物,认识压制成的标本,却不认识生活状态下的植物,这与我们的实习目的相违背。为了改变这种现状,达到实习的真正目的,在教学过程中,我们改用了现场教学,现场考试的教学方法,使学生认知较多的生活状态下的植物。在实习基地,教师和学生居住地的周围,植物种类很多,而且常见的植物种类也很多。在实习过程中,对于首次遇到的植物,详细讲解其形态特征和识别要点,加深学生的记忆。当第二次遇到同种植物时,提问让学生回想,认知植物。当第三次、第四次再遇见同种植物时,学生们就很容易认识了。野外现场教学,大大激发了学生认知植物的兴趣,在饭后、空闲、休息时间,学生们自发几人一起,沿路认知生活状态下的植物,提高了植物学野外实习的效果。据了解,暑假期间,许多外省的科研人员和博士进入秦岭进行科学研究,寻找我校的学生当助手,对我校学生认知植物的能力很赞赏。 3.3通过植物标本采集、制作、鉴定过程,培养学生从事植物学研究的能力 植物学野外实习的另一重要目的是通过植物标本采集和制作,利用科、属检索表和地方植物志,让学生掌握对未知植物的鉴定步骤和鉴定方法,培养学生独立进行植物学野外科学研究的能力。为了培养学生鉴定植物种类的能力,我校先后投资复印《秦岭植物志》(总计五册)60多套,充分保证了学生实习用书。植物学野外实习最常用的教学方法是通过标本采集,让学生学会各类标本的采集方法、了解植物的生活环境、学会标本牌和记录本的记载方法;通过标本制作过程,让学生学会标本的整形和制作干标本的方法;通过科、属检索表和《秦岭植物志》的使用,让学生学会植物种类的鉴定方法;通过干标本的翻阅,让学生掌握各种植物的形态特征,熟记常见植物科、属、种名,并能正确识别。通过植物标本采集、制作、鉴定过程的严格训练,培养学生独立从事植物学研究的能力。 4改革考核内容和方式,提高学生综合素质 实习考核是野外实习必不可少的一个重要环节,它是实习效果的指挥棒,也是督促学生学习和掌握各项技能的动力。我校从2008年起将单纯的植物学实习改革为以植物学为主的,兼有动物学、气象学、土壤学和生态学的生物学综合实习,与此相应的考核内容也进行了改革。生物学综合实习成绩由以下几部分组成:植物学实习成绩占70%、动物学实习成绩占10%、气象学实习成绩占10%、土壤学实习成绩占5%、生态学实习成绩占5%。其中植物学实习考核内容和方式如下(表2)。生物学综合实习是一个重要的教学实践环节,由于其中的主要课程植物学是高等农业院校的一门基础课,参加实习的学生较多,为了保证生物学实习的顺利进行,每年在实习之前校主管领导和教务处都组织各学院、后勤处和实习基地领导召开实习动员会和协调会,确保每年的生物学综合实习圆满完成。 植物学论文:建立植物学课程自主学习模式运用 一、改变传统教学模式的意义 教学模式是教师在一定的教学理念指导下,针对教学实际情况和要求,为达到教学目标而选择的教学活动结构。在实际的教学工作中,仍然主要是采用“以教师为主导”的传统的教学模式,教师成了课堂的主角,绝大多数学生成为“灌输”的对象。这种落后的教学模式已成为影响大学教学质量提高的一个主要因素。曲静等在《论21世纪人类学习的新特征》中谈到21世纪学习的新特征即学习终身化,学习的自主化,学习的多元化和学习创新化。上世纪中叶,联合国教科文组织的报告《学会生存———教育世界的今天和明天》中指出:“我们今天把重点放在教育与学习过程的‘自学’原则上,而不是放在传统教育学的教学原则上。”新的教育精神使个人成为他自己文化进步的主人和创造者。显然,以“教师为主体”的教学模式已经不能再适应社会的发展需要,因此,有关学习模式的变革引起学科教育研究领域的重视,其中对于自主学习的研究尤为重视,有人甚至主张“培养自主学习者”是教育的根本目标(WaterHouse,1990)。而目前大学里强劲的科研导向又诱使教师们热衷于科研,渐渐淡忘了对自己教学的自觉反思,为此,如何改善传统的课堂讲授方式,通过多元化的教学方法提高教学水平和质量是每个教师应该思考的问题。 二、构建“植物学”课程自主学习教学模式 本教学模式以2008级生物技术专业的“植物学”课程为载体,以现代社会心理学、教学社会学、认知心理学、现代教育教学技术等为理论基础,以开发和利用课堂中人的关系为基点,以目标设计为先导,以全员互动合作作为基本动力,以班级授课为前导结构,以小组活动为基本教学形式,以团体成绩为评价标准,以标准参照评价为基本手段,以全面提高学生的学业成绩和改善班级内的社会心理气氛、形成学生良好的心理品质和社会技能为根本目标,实现短时、高效、低耗、愉快为基本品质的一系列教学活动的和谐与统一。同时,通过师生之间、生生之间的多向互动、平等对话和积极研讨等形式,最后完成相关的学习内容,从而提高学习者面对复杂教育情境的决策能力和行动能力。 (一)坚持以人为本的原则,为学生创设自主学习的心理环境,建立平等的师生关系 自主学习模式有两个必要前提,即学习者具备自主学习的能力和教育机制提供自主学习的空间(程晓堂,2000)。在大学校园常有“新生的迷茫”或“大一现象”。从高中到大学的一个转变,就是大学的学习方式与中学相比有着天壤之别,大学的学习对学生个体提出了更高的要求。在高中时期,应试教育主导着整个教学过程,学生唯一的目标是高考,学校的目标实质就是培养考试能手。为了在高考中取得理想成绩,他们每天的学习都是在紧紧围绕着老师的指挥棒下进行“考”、“练”、“背”模式间的循环,许多新生刚进人大学后不再看到象高中老师那样的指挥棒,便不知如何安排自己的学习,因此在这一时期,很多大学新生具有迷茫、困惑的心理问题。笔者所教学的植物学为大一专业基础课,因此,要改变教学模式,实现自主学习,首先得为学生创设自主学习的心理环境。在教学中,以学生为本,对学生的心理状况摸底,进行调整,在大一第一学期,主要还是以教师为主的引导教学,让他们适应大学植物学的学习,鼓励他们进行知识的发现与研究,如:拟定思考题,让学生通过图书馆或网络等方式进行查阅找到参考答案;在每章节结束后要求进行总结、比较和归纳;课堂上提问回答等教学方式,以表扬和鼓励为主,不进行对与错的评价,而是引导他们继续去找相关材料论证自己所有的观点,为他们提供最佳的学习氛围,以此树立他们的自尊心和积极性,培养自主学习的能力,建立平等的师生关系。 (二)改进教法,进行师生交流,引导学生自主学习 达尔文有一句格言,最有价值的知识是关于方法的知识。培养学生的自主能力还必须在教学过程中改进教学方法,让学生学会如何学习。“授之以鱼,不如授之以渔。”在大一学生基本适应一学期的植物学教学后的第二学期,进行教学模式的改革。进行以班级授课为前导结构,以学生为主体进行双向交流的教学方式。教师告知学生本学期的总体教学目标,指导学生根据自身条件和需要制订并完成具体学习目标,让学生先自学,对学习中遇到的问题学生可以通过查阅资料让学生自己解决。引导他们学会自己梳理知识的脉络,回忆所学的知识,找出知识间的联系,找出还存在什么不足。这样,教师在讲课过程中就可以做到有的放矢,把讲解的重点放在学生独立学习遇到的困难上,以及那些带共同性的问题。通过自学既培养了学生的自学能力,又锻炼了学生查阅、搜集资料的能力。 (三)以目标设计为先导,以小组活动为基本教学形式进行生生交流 在学生自学之后,拟定学习目标,把教学任务的大目标具体化为教学过程的小步子,一步紧跟一步,每一步各有重点,随着重点的转移而实现阶段性与连贯性的统一。根据教学内容,设计研讨主题。如植物学系统分类部分的有关植物演化的观点,有许多学者有不同意见,因此,让学生接受某一观点并不实际,所以都拟定成了研讨主题,并结合周围常见植物类型演化分析就让学生有了想象和创新的空间。教师如何创造性地设计教学,在设计时能不能给学生留下创新的空间,想象的空间,这是至关重要的,也是最难的。以小组活动为基本教学形式,进行小组间学生的相互交流。将教学对象划分为合作学习小组。成员的安排首先以便于学生分工、沟通、合作为标准;其次还应优化组合不同层次的学生;第三充分考虑学生意见。每组5-9人,每组1名组长由学生自荐产生。将设计的教学课题安排给小组,小组各成员根据确定的主题,进行分工合作,由学生个人通过查询资料,阅读、研究进行自主学习获得对问题的看法,然后由组长主持在小组内进行交流讨论,反复协商调整,归纳,可以达成智慧互动,充分体现学习中的协作互助精神,最后达成小组共识,形成书面结论,作为课堂交流的主要内容。为调动学生自主学习的积极性,让学生自动参与到自主学习活动中来,组长有责任和权力对小组成员的平时学习状况进行考评。 (四)进行课堂交流、质疑、相互研讨的教学过程 为实现自主学习教学模式,在课堂上,不再是以教师“教”为主,而是使课堂成为学生与学生之间、学生与教师之间进行协商、讨论、合作的场所。在个人自主学习的前提下,以小组学习为合作学习方式,以全员互动合作作为基本动力。在课堂上,让各小组推选学生在全班登台发言,展示学习效果。然后,鼓励学生相互提问、讨论、评论,重视学生的感受与体验;鼓励学生不要满足已有的结论,不轻信教师和书本,敢于大胆质疑,鼓励他们独立的和多样性的思考,善于从不同角度,用不同方法,从不同的层次深度去观察、处理问题,并提出种种别出心裁的见解和主张,这样,课堂教学就打破了原来那种只有教师对学生单向传递的格局,实现教师与学生个体或群体之间的互动,既强调“教”与“学”的相互作用、相互影响,同时还形成了学生个体之间、群体之间的多向互动的格局,使生生之间也存在互动,不断交流信息,相互研讨、启发。这样,教学最终成为网络沟通式的、立体交叉式的双向互动的特点。每个学生都可以“不仅在认识世界,而且在认识自我”中获得“自我肯定的体验”,无疑能提高学习积极性。最后,在讨论中,力保把讨论引导到问题的解决上去,并引导出与论题相关的理论知识。同时为下一个教学内容提出新的学习目标。 四、自主学习课程考核的评价 合理有效的评价制度是自主及合作学习开展的保证,也是对自主合作学习开展的激励机制。评价是否公正、合理和有效决定了合作学习开展的程度。所以,建立一套切实可行的评价制度显得尤为重要。自主学习的评价采用多种形式:自评、互评、教师评价等形式。学生最终成绩构成由两部分构成:一是平时成绩,主要是小组内由组长建议成绩,小组成员自评互评成绩(可采用自评和他评的形式分别给自己和组内成员打分),课堂参与及交流,课堂测试,课外作业成绩按一定比例构成;二是期末考试成绩。为使学生能够更为牢靠的掌握基本理论知识,在期末仍然进行闭卷考试。总评成绩按照一定比例相加计算总分来评价。在成绩评价方面,教师不论以何种形式评价,应重视发挥评价的激励功能上,在评价内容上注重对学生在学习过程中所表现的情感、态度、能力和学习策略,学生掌握基础知识和学习内容的水平及表现出来的发展潜能等进行全面综合性的评价。另一方面,教师应力争做到评价的客观性,既对个体、又对小组;既对学习效果、又对合作过程进行全面衡量与客观评价。 五、教学效果 通过对生物技术2008级“植物学”课程的教学改革试点,期终考试通过率为100%,成绩为85分以上的达学生总人数的64%,为笔者教学以来的最好成绩。同时,对此教学改革的情况,请学生作了匿名评价,学生普遍认为这种以学生为主体的课堂教学改革是成功的,自主学习,同学间交流,合作完成课堂的交流的形式,使得教学生动,学习积极性增加,锻炼了学生查阅资料整理资料的能力,锻炼了胆识,学会了使用电脑,学会了怎么与同学合作等知识,达到了教学改革的目的。 六、值得思考的问题 教育具有复杂性,培养学生自主学习能力是需要一个长期的过程。自主学习的条件是学习者在学习目标、学习内容、学习方法、学习材料等方面进行自由选择的程度。实际上,这种自由选择程度的高低取决于主观认识和客观条件两个方面。同时,并非所有的学习者都愿意为自己的学习负主要责任。这里有态度和动机的原因,也有个性特征和个别偏爱的原因。现存的教育思想和教育模式也可能使学习者养成了依靠教师的学习习惯。解决主观认识的问题,一方面要进一步加强对自主学习理论和实践的研究,为教育机制的各个环节提供必要的理论依据。另一方面也要求教育机制的各个环节以及学习者本身在主观上进行观念的更新。在自主学习主观条件比较成熟的情况下,每个学习者的学习需求、活动方式、学习进度都可能不一样。满足这些不同的需求就必须首先提供丰富的学习材料和充足、灵活的学习场所。在植物学课程教学中所进行的自主学习模式探索,也只是在学校教育环境中创造一定的自主学习的空间,是课堂教学的必要补充,以期满足不同学习者的需要,激发学习动机,提高学习效果,培养自主学习的能力以便学习者离开学校以后能继续学习。 植物学论文:植物学实验教学的研究及创新 生物科学是一门实践性非常强的科学,而实验教学是体现其实践性的一个重要标志,也是培养人才的重要手段。通过植物学实验教学,学生对书本上的基本原理、基础知识有了进一步理解和运用,使抽象的知识变得可观、可感。另外,实验过程中存在一些不可测性,通过一些新问题的发现,可以大大提高学生的积极主动性,更重要的是能够培养学生实验操作能力,观察、发现问题能力与解决问题能力,严谨的学风和创新能力。从而为今后的教育教学和开展相关研究奠定坚实基础[1]。然而,传统的植物学实验几乎全为验证性实验,通常都是教师介绍实验内容和方法,然后学生进行实验以验证学过的理论知识,严重制约了学生实践能力和创新能力的培养[2]。长期以往,必然使得在全国高校教学工作会议上提出的本科教育由过去的以“知识传授、专业教育”为主,转变为以“素质教育、能力培养”为主的教育思想成为一句空话[3]。近年来国内外关于植物学与植物学实验教学的探索与改革已经体现出良好的势头,大家都认识到了改革已经迫在眉睫,并且取得了一定的成果[4-7]。 1传统植物学实验教学存在的问题 1.1植物学实验教学内容单一、方法较为简单、学生学习较为被动 传统的实验教学内容多为验证性实验,其比例高达90%以上,缺乏探索性与综合性实验。实验教学的程序一般是按照“学生预习、教师讲解、学生操作、完成报告、教师批阅报告”的模式进行。由于上课讲解的过程中已经交代了所要看的、所要画的、所要掌握的内容,因此学生学习比较被动。主要表现在以下几个方面:1)学生按照书本上的程序,按部就班,缺乏自己的思考,有时候连自己要做的步骤都不能理解。2)过分依赖永久切片和教学挂图。特别是在解剖部分,教师已经安排了徒手切片,但是学生急于完成报告,很大一部分人就按照挂图临摹,并不理解自己所画结构的特点,挂图怎么样就怎么画,整个课堂变成了素描练习。3)部分同学虽然做了徒手切片,但是不能深入思考操作过程中出现的与课本描述不一的现象,缺乏耐心,转而靠永久切片和挂图,草草了事。如果不进行调整,势必会导致学生过分依赖教师和教材,缺乏主动性。容易使学生形成思维定势,不能很好培养学生观察、分析、解决问题的能力,更达不到探索、创新能力培养的目的[8]。 1.2实验条件有待改进 我校植物学实验开课历史悠久,具备了一定的实验所需的配套设施,能满足基本实验的开设。但是,也存在一些亟待改进的地方:1)显微设备有待进一步更新,植物学实验不管是解剖部分还是系统部分,显微设备室是必不可少的。配置较先进的显微镜是开展植物学实验教学的保证。因此,应积极引进较为先进的实验设备。2)多媒体设备的优势没有得到发挥,要倡导多媒体技术在实验中的应用,弥补抽象的课堂讲解,提高学习的效率和效果。3)一些设备闲置多年,有待充分利用。比如切片机的使用,可以结合学生的兴趣和毕业论文达到物尽其用。 1.3考核方式需进一步细化 目前,植物学实验是一门独立的课程,考核方式主要由实验报告和期末测验2部分组成。这种考核方式有一定的局限性,学生为写实验报告而上实验课,不重视课堂上动手实践能力的锻炼,对着挂图和切片照葫芦画瓢,往往是实验成绩高,而实际操作水平不一定强,甚至不会操作。 2以学生为优秀,积极进行植物学实验教学的探索和改革 2.1重组实验内容,培养学生的动手能力 将植物学实验分为验证性实验、综合性实验和设计性实验3种类型。其中,验证性实验应该定位于那些最基本、最能代表学科特点的实验方法和技术,如显微镜的结构及其使用;徒手切片的制作等[6]。在验证性实验得到训练的基础上,我们增加了综合性实验开展的比例,达到20%左右。综合性实验具有内容多、难度大的特点,教师只提供基本的实验方法,学生在研讨、查阅资料的基础上,概括出基本的实验环节和实验方案。比如在传统的验证性实验“植物茎的结构观察”中,我们将其设置为综合性实验“植物茎比较解剖观察”,让学生自己取采集不同生境或不同类别植物进行解剖,然后总结出茎结构与其所属系统地位的对立统一关系。又如,植物系统部分的实验,我们针对检索表进行设置,要求学生自行采集不同科属植物15种以上,然后解剖观察和比较,依据观察到的性状编制检索表。以上2个例子可以清楚地看到,学生在整个过程中处于主导地位,极大地提高了学生的兴趣与动手能力。 2.2构建以学生为中心的实验体系,让学生成为主体 在整个实验过程中努力营造学生积极参与、教学民主的氛围。我们通过以下几个方面的来积极开展:1)学生准备部分实验材料,在实验前一周将实验过程中所需要的材料,特别是植物材料告诉同学们,让他们自己采集准备。比如在“花形态结构的观察”这个实验中,可以完全让学生自己去校园内外采集,不同的学生采集不同类型的花,其丰富程度得到很大的提高,学生印象也更深。2)实验课中教师主要解释实验目的和注意事项,实验操作则由学生独立进行。在学生进行实验的过程中,老师重点指导学生观察与发现问题的方法、分析与解释问题的方法[1]。3)处理好永久切片与挂图的使用顺序。要进行徒手切片的实验,首先由学生自己切片、绘图。接着,我们再出示挂图和永久切片进行总结。最后,由学生自己总结,对自己所绘制的结构进行修正和评价。 2.3利用好植物标本室,进一步开放实验室 目前植物标本馆的利用率非常低,针对上述情况,借助植物实习的平台,让学生自己采集、压制、制作标本。平时,鼓励大家经常制作标本,将一些比较特殊和珍惜的植物保存下来。通过标本馆的利用,特别是植物标本的制作,极大地提高了学生对植物分类的兴趣,使学生比较熟练地掌握植物一些重要科、属、种的识别特征,标本的采集制作技术,积累一些野外工作的经验,培养学生独立工作的能力[9]。同时,定期开放实验室,为一些对植物解剖和微观形态观察比较感兴趣的学生提供便捷。 2.4积极推进实验考核方法的改革和探索 要想公正客观、真实有效地评价学生的实验态度及能力,考核内容必须兼顾实验教学内容的各个环节。植物学实验课考核内容应包括平时操作能力、观察能力、制片技术,期末的综合能力的测验等方面的考核,同时进行宏观、微观相结合的考核[10]。平时成绩的考核应该渗透到各个方面,比如实验预习、实验态度、实验操作水平、实验报告等。实验预习情况通过课堂回答提问加以评判。实验态度和实验操作技能设置相应的实验操作技能考核表来进行,对于不足的地方要当场纠正,使其养成良好的习惯。实验报告是一个作品型测验,植物学实验中涉及大量的绘图,因此对于实验报告的评阅要考虑美观和实事求是两个方面。综合考虑其是否根据挂图、装片或自己徒手切片,比例是否合适,是否具有科学性。我们提倡以自己徒手切片为基础,实事求是地画出自己看到的结构。期末成绩的考核以学生独立完成一个综合性实验的形式进行。比如在平时实验中已经分别涉及到了单子叶和双子叶植物的根、茎、叶等结构的观察。对于期末考核,可综合单子叶和双子叶植物的根或茎的结构进行观察、绘图,总结其结构的异同。可以让学生们自己找材料设计实验,在实验过程中,利用考核表对学生的操作、态度、绘图、总结分析等进行综合评价。最后按一定的比例计入总成绩。只有通过多方面的考核相结合才能公正评价一个学生的实验成绩。 3成果及展望 通过实验内容的重组、实验重心的转移、实验手段的多样化以及考核方式的改革,特别是期末考试以综合实验的形式进行,很大程度上提高了学生的参与度。以学生为中心的实验教学模式提高了学生的学习积极性、学生的动手能力、资料收集能力、实验设计能力等,实验课课堂趋于多样化,氛围更加热烈。近年来,学生相继完成关于植物区系的毕业论文,一些学生对植物学及实验表现出了很高的热情。今后,将进一步借助教师科研的平台,鼓励学生参与研究。积极开发校园植物教育功能,如校园植物数字化,制作“丽水学院校园植物图谱”等。利用好园林基地科普教育功能,为学生的取材等提供一些帮助。通过上述途径必将进一步丰富植物学实验的内容,有利于实验教学改革的不断深入。 植物学论文:黄连的民族植物学意义思索 黄连(CoptischinensisFranch.)是我国传统中药黄连的原植物之一,药材商品名为味连,具有清热燥湿、泻火解毒的功能[1]。黄连始载于《神农本草经》,列为上品。《本草纲目》中记载:“其根连珠而色黄,故名。”自古以来即认为四川为黄连主产地,《名医别录》记载:“黄连生巫阳及蜀郡大山,二月八月采。”而巫阳及蜀郡均指四川[2]。四川方志所见黄连产区与历代本草书中的记载大致相符,历史上味连道地产区有石柱、巫溪、城口、利川等地,其中尤以石柱黄连最为著名,素以栽培历史悠久、种植规模大、产量甲全国、品质优良而闻名于世,在黄连行业一直具有很高的地位,对国内外黄连市场有巨大影响[3]。 石柱土家族自治县(以下简称石柱县)是以古代巴人为主体与其他民族融合而成的土家族栖息地之一,民间利用黄连的历史相当悠久。在长期的实践过程中,积累了丰富的可持续利用黄连的传统知识和经验,具有鲜明的地方民族特色,并形成了内涵丰富的黄连文化,成为当地民族传统文化的一部分。由于人类对石柱黄连的依赖程度较高,消费数量巨大,人工栽培较早,其前途受外来主流文化的影响较大,相关传统知识面临着流失的危险。近年来,本课题组对石柱黄连种植的地方性生态知识进行了研究[4-7]。本文基于已有的工作基础,结合历史文献资料和最新调查结果,从民族植物学的观点介绍石柱黄连的历史变迁和现代研究,总结石柱土家族在长期实践过程中积累的管理和利用黄连的传统知识与经验,揭示石柱黄连的地方民族特点以及正面临的问题,旨在为石柱黄连资源可持续利用和产业可持续发展提供科学依据。 1研究方法 运用民族植物学的原理与方法[8],收集研究对象的历史、文化和地理背景资料;选择研究地点;通过调查和访谈收集相关资料;分析和整理。课题组于2007年8月至2010年3月先后数次深入石柱县黄水、枫木、悦崃、冷水等乡镇进行实地考察,重点详细调查了黄水镇的青杠坪村和大风堡村、枫木乡的枫木村。调查时采用了参与式调查方法,吸收了当地人的参与。访谈时运用了“5W”提问法,访谈对象包括石柱县农业局和林业局、有关乡镇、企业的领导和工作人员,各村组干部、连农和普通村民。收集背景资料时,查阅了《石砫厅志》、《补辑石砫厅新志》、《石砫厅乡土志》、《石柱县志》以及农业、林业统计资料,了解黄连栽培历史和产业现状。 2结果与分析 2.1石柱黄连产地的基本情况 2.1.1石柱黄连产区 随着石柱县黄连产业的发展,其产区数量和面积不断扩大,但主产区仍集中在老产区。据《石砫厅乡土志》和《石柱县志》记载,石柱大规模人工栽培黄连始于元末明初,明、清时期石柱黄连主产于黄水镇和枫木乡。民国期间,以黄水镇为中心,东至双河,南至中坝场,西至古城坝,北至黎家坝、古桑坪等区域内栽培特别多。新中国建立后,黄连产区扩展到马武坝、下路、大歇等区。目前,石柱黄连产区包括黄水镇、枫木乡、冷水乡、悦崃镇、石家乡、沙子镇等26个乡镇,占全县乡镇总数的81%。全县产连区(中山和山原)总面积19.15万hm2,占幅员面积的63.57%,分布在26个乡镇的80个村和居委会。全县宜连土地面积5.03万hm2,其中最适宜种植黄连的土地面积2.87万hm2。宜连地主要分布于黄水山原和七曜山中山区,海拔一般在1000~1800m。 2.1.2石柱黄连产区的自然条件 石柱县地处重庆东部边缘山区,山场广阔、土地肥沃、植被繁茂、雨量充沛、气候冷凉、日照少、无霜期短,具有黄连生长的最佳生态环境,尤以东北部的自然环境更为适宜。黄连主产区的年平均气温为10.4℃,7月平均温度20.1℃,1月平均温度0.4℃,年总积温3419.6℃左右。年降水量1372.6mm,7月降水量208.4mm,1月降水量仅22.3mm。相对湿度为80%~85%。年日照时数为1140h。无霜期为188~210d。土壤以黄棕壤和紫色土为主,呈微酸性至酸性,是栽培黄连的最适土壤。耕层土壤腐殖质较厚,氮磷钾含量较高。植被以栎类阔叶林、松杉针叶林、针阔叶混交林和竹木混交林为主。 2.1.3石柱黄连产区的民族特点 石柱县是一个以土家族为主的多民族聚居地区,主要有土家族、汉族、苗族、维吾尔族、蒙古族等29个民族。2009年,全县人口53.92万,少数民族人口占总人口的72.3%,土家族人口占总人口的半数以上。在石柱黄连中心产区,土家族人口占总人口的79.8%。据《石柱县志》记载,明、清及其以前,石柱居民的来源有五:一是古巴人的遗裔;二是历代战争中落业石柱的官兵;三是元末明初由楚迁石的居民;四是明末清初避乱来石柱定居居民;五是清初移民来石柱定居的。清末至民国二十五年(1936年)间,重庆、万县、涪陵、丰都、忠县、汉口、江西等地也不断有人涌入今黄水、枫木、石家、东木坪、洋洞一带定居,租山雇工种植黄连,兼营购销贩运。因此,现住人口中,有相当部分人的祖先是从外地迁居于此,并与土著巴人后裔相互融合,形成了以土家族为主的多民族分布现状格局。当地土著民族受外来文化的影响较大,没有完全保持其原始的本民族特色。 2.2石柱黄连的历史变迁 2.2.1种植历史 石柱黄连的利用历史十分悠久。据《石柱县志》记载,唐天宝元年(公元742年),石柱曾“上贡黄连十斤,木药子百粒”。北宋地理总志《太平寰宇记》载:“忠州领五县:临江、丰都、垫江、南宾、桂溪,土产苦药子、黄连……”。时州领五县,唯南宾县(今石柱)产黄连。《石柱县志》又载“石柱人工栽培黄连约始于元末明初。明初,石柱黄水坝、双河口一带农户即以种植黄连养家糊口。明代中期,黄连的栽培加工技术已日臻完善。明代后期,石柱黄水坝场已成为黄连集散地,重庆、万县、武汉、江西等地药商纷至沓来。”《石砫厅志》记载“药味广产,黄连尤多,估客往来,络绎不绝,然皆土人所畜。历三五岁出地,至数岁者为久,贩之四方。亦曰川连,用入药,不敌山连之十一。山连则几绝矣。”《补辑石砫厅新志》记载“黄连产最多,性与雅连相埒。”《石砫厅乡土志》亦记述“黄连为厅境大利,薮产黄水、双河口等处。”新中国成立后,在国家的扶持下,对石柱黄连的科学研究逐步开展,促进了石柱黄连的大发展。1954年,石柱黄连被定为国药和一类农副产品。1958年,石柱县成立了全国最大的也是惟一的国营黄连农场(今重庆石柱黄连有限公司),专业从事黄连生产。1991年,国家农业部在石柱建立优质黄连商品基地。2004年,石柱黄连获得国家地理标志产品保护和中药材GAP认证。 2.2.2历代产量 石柱黄连历代产量现在已经无法一一查清,近现代的记录也残缺不全。据《石柱县志》记载,清光绪年间年产量已达50t,民国十五年至二十二年(1926~1933年)最高年产量达200t。其后年产量变化较大,民国三十八年(1949年)产连77.5t。新中国成立后,黄连生产得以恢复和发展。1955年黄连产量达141.5t。后因国家实行粮食统购统销,要求连农粮食自给,黄连产量有所下降。党的十一届三中全会后,黄连生产成为石柱县的支柱产业之一。1985年,全县在地黄连达2000hm2,产量达350t。现今,石柱县常年在地黄连约3300hm2,产量1800t,约占全国黄连市场份额的60%。 2.2.3商贸历史 石柱黄连历来为药商争相经营之俏品。据《石柱县志》记载,清顺治元年(公元1644年),江西平城县药商熊来成迁居石柱西沱,开办“熊恒泰药号”收购黄连,顺长江销往外地。民国时期,外埠来石柱经营黄连者已不计其数,每年购销量占产量的近90%,或销于湖南、广东、浙江,或经柳州、广州、吴淞口转销香港、南洋、印度和日本。新中国建立后,1954年,黄连实行统购统销。计划经济时期,石柱县每年按总产量20%的比例加工出口黄连,其余由国家调拨以供应全国。1987年,国家工商局批准在石柱县黄水镇建立了第一个黄连专业市场。目前,该市场的黄连年成交量已占全国的90%。 2.2.4经济地位 黄连是石柱县的支柱产业之一,是数万农户赖以生存的物质基础。县内黄水、枫木一带从古至今流传着“大塘(地名)代二沟(地名),三年两不收,若不种黄连,老命都要丢”的歌谣。目前,除重庆石柱黄连有限公司700多名职工专业种植黄连外,全县还有3万多农户计10万人口种植黄连。近年来,全县黄连总产值占农业生产总产值的20%左右。 2.3石柱黄连的种质资源 2.3.1黄连品种 石柱黄连品种多样,种质资源十分丰富。《石砫厅乡土志》记载“黄连叶作细棱,形如芫荽,头分数种,有鸡爪、味连、金钩之别。”说明石柱土家族对黄连品种早已有所认识。调查中,土家族连农告诉我们,当地种植的黄连主要有鸡爪连、黄腊心连、哑连和小叶连等混合品种。至于如何区别黄连品种,当地连农没有形成共识。大家公认黄腊心连是一种优质高产的新品种,值得选育,其叶片中部颜色淡黄,植株较其他品种高,而且根茎粗壮,产量比普通鸡爪连高30%左右;哑连产量最低,根茎分支少且质轻。陈红等[9]应用计算机图像分析系统对石柱黄连叶片形态特征作了定量分析,结果显示石柱黄连在叶形和叶色两种形态学特征上均有显著差异,并根据叶片形态变异规律和分化特点,将石柱黄连划分为3个形态类群。也有根据叶形和质地将黄连种质资源分为纸花叶型、大叶型、革细叶型、细叶型、花叶型、纸叶型和革花叶型等类型[10]。 2.3.2遗传多样性 陈大霞等[11-13]应用RAPD、IS-SR和SRAP技术分析了来自石柱各产区及其他地区栽培黄连的遗传多样性和群体遗传关系,结果表明,栽培黄连的遗传多样性水平较低,种质间的亲缘关系较近,遗传背景较为单一。除栽培品种外,石柱黄连产区也有野生黄连的分布,但由于长期采挖导致资源日趋枯竭。张春平等[14]应用ISSR技术分析了重庆地区野生黄连的遗传多样性,结果显示野生黄连物种水平上具有较高的遗传多样性。 2.4石柱黄连的栽培加工与管理 石柱土家族在漫长的黄连种植史中,积累和总结出了一套极具利用价值、传承久远的黄连传统文化,涵盖采种育苗、搭棚栽连、田间管理、起连加工等黄连栽培加工与管理全过程,具有鲜明的地方民族特色。同时,在漫长的历史变迁中,石柱与外界交流比较频繁,石柱土家族黄连文化也受到外来主流文化和其他产区黄连文化的影响,尤其是与邻近黄连产区有着密切的联系。 2.4.1采种育苗石柱黄连的生产周期长,从采种育苗、移栽管理至收获,前后一般持续7年。 1)采种。石柱土家族连农在栽培实践中发现,黄连移栽后从第二年开始就有部分植株开花,故他们根据移栽后开花结实的时间不同命名黄连种子。栽后第二年种子称为“暴生”种子,第三年种子称为“试花”种子,第四、五年种子称为“红山”和“老红山”种子。当地连农认为,“暴生”种子质差量少,多不采收;“试花”种子只是在缺种时采用;“红山”或“老红山”种子量大质优,应大量采收。采种时将果实连同果柄一起剪下。采收时间为每年立夏前后的晴天。 2)种子保存。当地连农早已认识到黄连种子的休眠特性,采回的种子需在低温环境贮藏5~6个月,如将种子晾干贮藏,就会丧失萌发力。连农将种子采回后,于室内通风阴凉处摊放2~3d,待果实开裂后拍打出种子,簸去杂质,扬去瘪子,或用清水选种,去掉瘪子和果壳。经处理的种子立即按照1∶3比例与湿沙混匀贮藏,以防干燥和霉变。贮藏种子的主要做法是:首先在荫蔽的林下挖一浅床,床的上部高、下部低,床内铲修成瓦背形,床内下部挖一条通沟,以利水分散发。其次在床内先铺一层湿沙,后铺种子,种子厚度以3~5cm为宜。在种子上再铺一层湿沙,然后铺一层腐殖质壤土。最后用一层塑料薄膜遮盖,在薄膜上还可撒一层树叶、枯草等植物枝叶。此外,在床的四周要掏好引水沟,以防床内积水。在种子量少时,当地连农也常将拌有湿沙的种子装入木箱内置于林下山洞,或用陶瓷坛子和木桶等贮藏。 3)育苗。石柱土家族连农在长期的栽培实践中,总结出了两种育苗方式。一是毛林粗放育苗,即在阴坡杂木林中选择腐殖层深厚的区域,除去杂草灌木,搭建简易苗棚,直接将种子撒于表层细土,待次年春天即可发芽。二是精细育苗,选择腐殖质丰富、排水良好的轮作地作苗圃地,经搭棚、整地、开厢作畦、施足基肥后,于每年秋季播种,每公顷用种37.5~45.0kg。当地连农认为,两种育苗方式各有优劣。毛林粗放育苗成本低,操作简便,但出苗少,一般每公顷仅30万~45万株。精细育苗费时多,成本高,但出苗多,每公顷达300万株以上。连农告诉笔者,现今当地的黄连育苗因技术性强,逐渐由湖北利川或石柱本地的专人完成,然后在黄连市场上交易连苗,仅有少数连农自己采种育苗。 4)连苗管理。黄连播种后,苗地管理工作主要有:一是扫除落叶,即在立春前后除去苗地中的落叶,以便黄连出芽;二是去除杂草,即在黄连幼苗长出2片真叶后,开始去除苗地杂草,每年4~5次;三是追施肥料,即在出苗当年的清明和立秋前后的晴天除草后各施肥1次,用农家有机肥或尿素等化肥提苗;四是培土保苗,即在黄连出苗半年左右播撒细腐殖土,入冬时再加施1次。 2.4.2搭棚栽连黄连属于半阴性植物,有“前期喜阴,后期需光”的特性。石柱土家族连农移栽黄连时,一般要搭建连棚。 1)搭建连棚。一般在每年冬季砍山搭棚。砍山是在选好的连地上“砍脚阴”,即将树木杂草齐地面砍断,就地取材选取棚桩、棚盖及棚内材料,如果材料不足则需另砍树木搭棚。搭棚时先将棚桩下端削尖,上端砍成碗口状;打下棚桩后,依次安上檩子、横杆等,并用树枝和竹材盖棚。土家族连农多在晴天将棚内外的腐殖质土集中起来,除去杂草树根,并收集枯枝落叶焚烧熏土,做成堆肥;然后翻挖、平整棚内土地,去除杂物,以棚桩为中心,纵向开厢理沟,撒上熏成的堆肥。 2)移栽黄连。石柱土家族连农对不同生长时期的连苗有不同的称呼。当年播种并移栽的连苗称为“一年青”,因其植株细嫩,一般多不移栽;把春分前后移栽的上年连苗叫做“老叶子”,由于此时黄连只长叶子不长根,故连农一般也较少移栽;小满前后是移栽黄连“登苗”的最佳时期,这时黄连只长根须不长叶子;连农也在处暑前后移栽“秋排”连苗。调查发现,黄水镇青杠坪的连农大多按照6~7cm的窝距移栽,每公顷产量为3750kg左右。 2.4.3田间管理黄连生长期较长,又处在高海拔山区,管理难度较大。田间管理主要包括补苗除草、追肥培土、连棚管理和病虫防治等方面。 1)补苗除草。石柱黄连多种植在深山腹地,极易受到自然侵害,故在黄连移栽后需要及时补苗,确保黄连的种植密度。黄连的生产周期长,田间除草是黄连管理的重要内容。从黄连移栽至起连前,每年除草2~3次。为确保黄连产量,连农有时每年除草可达4~5次。在移栽后的前2年,因黄连植株较小,无法完全遮住连地,杂草较多,需要及时除掉,并用竹撬松土。移栽后第四、五年,田间杂草相对较少,可以适当减少除草次数。 2)追肥培土。黄连需要有良好的田间管理,及时追施肥料。黄水镇青杠坪和大风堡的连农认为,黄连是向上生长的植物,根须不向下“钻”,所以必须撒“灰”,即把收集来的含有养分的泥土均匀地撒在黄连上,每年至少1次。他们认为,“灰”撒到的位置,就是黄连生长到的位置,如果不撒“灰”,黄连就不生长。连农的一般做法是:黄连移栽后7d以内,就用腐熟碎细的干牛羊粪施“刀口肥”,能使连苗存活后快速生长。然后当年秋天再施肥1次,其后每年的春季和秋季各施1次追肥。当地连农倾向于用传统的农家肥,过去用牛羊粪等作黄连肥料时,黄连每公顷产量一般在5250kg左右,现改用化肥后,其产量大多在3750kg左右。 3)连棚管理。黄连移栽后,连农及时用竹子或树枝做成的篱笆将连地围起来,并根据黄连生长期的不同,及时调整连棚的遮阴度。当地连农的一般做法是:每年春天和下雪之前修补连棚,确保连棚的遮阴度,而移栽后5年的黄连面临采收,故于立秋后拆棚晾晒。黄水镇和枫木乡的连农介绍,移栽1年的黄连娇嫩,对遮阴度要求高,一般在70%左右。黄连生长发育过程中,其抗日照能力逐渐增强,连棚管理可以逐步有所放缓,以降低劳动强度和生产成本。 4)病虫防治。黄连生长在潮湿阴暗的连棚内,易孳生霉菌。连农反映较多的病害主要有白粉病、白绢病等。黄连白粉病发生较普遍,连农称为“冬瓜粉”,患病的黄连叶片先有冬瓜灰状的白粉,然后逐渐枯死。白绢病是近几年较为严重的病害,发病时产生大量的红色或黄色颗粒,连农称之为“红蛋”或“黄蛋”,发病后,患病黄连叶片呈现紫褐色或橙黄色,根茎腐烂,植株死亡。对于上述病害,当地连农过去大都无法防治,现在一般喷洒多菌灵、粉锈宁等农药防治。悦崃镇黄连产区流传着“一穷二白三红四黑五光地”的农事谚语,是对黄连“矮化症”病程病征的精辟概括。黄连的虫害主要有蛴螬、蝼蛄、地老虎和粘虫等,连农多用敌敌畏、呋喃丹等农药防治。此外,连地周围树林中的老鼠也为害黄连,经常蚕食黄连的叶片和根茎,连农多人工捕杀或药剂毒杀。受国家有关部门的严格监控和检测,以及石柱黄连国家标准的约束,连农大多选择高效、低毒的药剂防治黄连病虫害。 5)摘除花薹。据石柱县黄水镇黄连农场试验,摘花薹处理比不摘花薹处理平均增产12.3%。因此,对于非采种植株,应在早春抽薹时及时摘除其花薹。 2.4.4起连加工石柱土家族连农在移栽黄连后,经过5年严格的田间管理,通过适时采收和复杂的加工流程便能制出高品质的黄连成品。 1)起连。当地连农一般在黄连移栽第五年的立冬后到次年立春前采收黄连,用特制的铁抓子从连地里刨出黄连,以专用大剪刀把叶片和须根去掉,得到鲜连“砣子”,用背篼等工具运输回家以待烘炕。 2)炕连。当地连农多在自家房屋附近建有长4m、高2m、宽约1.4m的黄连炕灶,连农在灶上面铺上铁板或铁条做成的炕簾,用以摊放黄连。其烘炕加工黄连的工序有三:一是“毛炕”,即把采收回来的鲜黄连“砣子”,倒在炕灶上,用柴火烘炕,直至附着其上的大部分泥土脱落和水气炕干为止。烘炕时,用木锨不时翻动黄连,以免黄连被烤糊而影响品相。二是“细炕”,即把毛炕过的黄连按照“砣子”的大小和干湿程度进行拣选,然后分批再炕至完全干燥。三是“打槽”,即把炕干的黄连趁热倒进竹制槽笼,通过人力晃动槽笼,依靠黄连相互撞击以去除其须根、芽苞鳞片、残留叶柄和泥土等。最后除去杂质和异物,得到黄连统货。 2.5石柱黄连种植的负效应调适 石柱黄连是当地的支柱产业之一,是黄连产区群众的生计来源,对世居当地的连农影响深远。随着黄连产区规模的不断扩大,黄连种植的一些生态问题也逐渐显现出来。毁林辟地、砍树搭棚、刮腐殖土等造成森林资源破坏、水土流失和土壤贫瘠。石柱土家族人民为谋求更长远的发展,不仅依靠种植黄连来发展壮大,而且在生产实践中,采取了一些有效措施来维持生态平衡。 2.5.1连树套种即种植黄连时就大量植树。当地连农积极采取种植黄连和植树造林相结合的办法,尽力修复黄连种植造成的植被破坏。他们总结多年种植黄连的经验,概括为“栽连必栽树,起连还山,永续轮作”,维护生态平衡的意识深入人心。具体操作是,移栽连苗时,就在连棚每个木桩旁栽种一棵小树苗,连农简称为“一桩一树”,5年后黄连收获时,树苗已长成小乔木。收获黄连后,掀掉连棚,树木也就成林了,还林效果非常明显。黄连地里套种的树木常用生长迅速的柳杉,也有套种梨树或“三木”药材,以提高种植效益。 2.5.2延长黄连种植周期黄连移栽后的生长周期一般为5~7年,若3年后就起连采收,不计连地轮休时间,则15年应种5轮;若5年后采收,则15年只种3轮。两相比较,15年内黄连产量基本持平,而后者少砍伐树木2次。现在当地连农经济条件好转,他们也尽量不提前采收,以减少对森林资源的消耗。 2.5.3熟土种连即利用过去种植黄连的土地种植黄连。为了尽量避免新开辟山林种植黄连,当地连农采收黄连后,或将连地撂荒,或轮作土豆、玉米等,待3~5年后,又在原垦地种植黄连。因有上轮黄连5~7年的生长期,加上3~5年的轮休期,连地里种植的柳杉已长大,可以用来搭建连棚。 2.5.4改革黄连种植模式当地连农为了更好地保护森林植被,已采用“免砍搭棚”、“林下栽连”等技术。免砍搭棚是用水泥桩代替传统木制棚桩,用遮光率为70%~75%的遮阳网代替传统树叶连棚,这样可持续利用10~20年。林下栽连是根据黄连的生物学特性,选择郁闭度较大的自然林或人工林地种植黄连,这种模式能够保留林中一些有价值的乔灌木,在黄连收获后,森林植被能更快地恢复。石柱土家族连农的这些生态举措,反映了他们对自身和自然、现实与未来的深刻认识,是对民族繁衍生息智慧的总结与发扬。在千百年的历史传承中,当地土家族连农不断总结经验,形成了一系列适应当地社会生态变迁的黄连种植技术。 2.6石柱黄连的民族文化价值 黄连种植是石柱黄连产区历代人民主要的农业生计模式,黄连种植和加工成为其日常生活的重要内容,当地人民把黄连视为生活的来源、生命的依靠和精神的归宿,这种传统的生计策略已成为当地民族文化不可分割的部分。黄连不仅影响了当地民族传统文化的产生和形成,在一定程度上成为了传统文化的载体。 2.6.1种植文化石柱土家族人民对黄连种植加工和管理有着深刻的认识,其中不乏精辟的思想和见解。如对黄连种子的认识有“暴生”、“试花”、“红山”和“老红山”之别;连苗有“一年青”、“老叶子”、“登苗”和“秋排”之分;对刚采回的黄连称为“砣子”;将黄连加工工序概括为“毛炕”、“细炕”和“打槽”。种植经验有“栽连必栽树,起连还山,永续轮作”等。病害防治有“一穷二白三红四黑五光地”之说。此外,种植加工黄连除常见的农具外,还有一些特制的工具,如铁抓、篾刀、剪刀、竹撬、炕灶、木锨、槽笼等。这些知识显示了土家族人民的生产智慧和技能,对其民族的生存与壮大具有十分重要的意义。 2.6.2医药文化黄连周身是宝,除根状茎作为传统中药材入药治病外,其叶片、须根甚至花薹也含有少量的小檗碱、黄连碱、药根碱等生物碱,都可以治疗疾病。石柱黄连产区群众常服用黄连浸泡的药水治疗发热高烧、疮毒、肿毒、牙痛等病症,方法是将黄连根茎洗净,晒干后保存备用,使用时直接用开水浸泡。也可将黄连根茎研磨成粉,用开水送服,治疗腹泻。石柱县沙子镇黄连产区群众利用黄连治疗蜜蜂病害,效果好。近年来,当地群众利用黄连、黄芩、黄柏、栀子、银花和连翘为组分的黄连解毒汤,用于生猪的安全过夏;以黄连须根、叶片等副产物为主要成分的中草药试剂成功治愈长毛兔多种疾病。 2.6.3饮食文化石柱黄连产区群众利用黄连幼嫩花薹,开发了独具特色的黄连菜肴。黄连花薹煎鸡蛋:取鸡蛋1个,黄连花薹25g,将鲜黄连花薹切成3~5mm的短节,与鸡蛋调匀,加适量食盐,倒入油锅内煎熟即可食用。凉拌连薹:先将鲜黄连花薹汆水,滤水后切成短节,拌和适量的食盐、酱油、味精和辣椒油等即可食用。这些黄连菜肴具有明显的保健养身作用。吃黄连菜肴已成为当地民族民俗旅游一系列活动不可或缺的一部分。当地群众都有利用黄连自制饮料的习惯,常直接取少量干燥的根状茎、须根或干花于开水中浸泡代茶水用,虽然味苦,却能起到清热解毒的作用。近年来,石柱黄连花薹保健袋泡茶、黄连花茶保健品等也陆续上市。 2.6.4民俗文化石柱土家族人民传承有不少以黄连为优秀的民间文化,有民间传说、碑文、歌谣、顺口溜、谚语、歇后语、雕塑等。一是传说,石柱县流传着关于黄连名称来历的美丽传说[9]。二是碑文,黄水镇青杠坪郭氏合葬墓上的《墓序文》有“她比黄连苦十分”的文字,以黄连喻苦,饱含歌颂母亲德行之意。在土家族人民看来,黄连味苦,种连人辛苦,种连人抚育子女更艰苦。三是歌谣,石柱县流传着“世上只有黄连苦,我比黄连苦十分……”等歌谣,也道出了当地种连人劳动的艰辛,他们普遍认为黄连从采种育苗至加工销售要经历72道工序,种黄连比黄连更苦。四是顺口溜,如“栽连必栽树,起连还山,永续轮作”等。五是谚语,如农事谚语有“一穷二白三红四黑五光地”;生活谚语常用的有“人人都说黄连苦,黄连却是药中灵”、“黄连苦,贫穷更苦”、“黄连苦,种连更苦”等。六是歇后语,如“野猪拱黄连———自讨苦吃”等。七是雕塑,石柱土家族人民在黄水镇街心花园建有黄连雕塑,显示出浓郁的黄连文化气息。 3结论与建议 石柱土家族人民利用黄连的历史悠久;土家族传统文化对环境的认知方式,当地人对黄连及其他自然资源的利用途径,以及对这些资源的保护实践是石柱黄连得以传承发展的内在因素;现代科技和市场经济为石柱黄连的发展注入了新的动力和活力,成为影响其发展前途的外部因素。分析认为,正确认识黄连种植与生态环境保护之间的关系,努力挖掘、传承和利用土家族黄连传统知识,大力开展科学研究是石柱黄连资源可持续利用和产业可持续发展的基本途径。 1)正确认识黄连种植与生态环境保护之间的关系,促进黄连生产可持续健康发展。适宜的自然生态环境条件是石柱黄连长盛不衰的物质基础。随着黄连种植规模的不断扩大,黄连种植在为当地人民带来经济利益的同时,也带来了不少负面效应。因此要坚持“稳定面积,提高单产,林连并举,起连还林”的方针,逐步改变以破坏资源环境为代价的黄连生产发展模式,促进黄连生产可持续健康发展。一是加强黄连种植的宏观调控,合理布局,支持在最适宜的土地上种植黄连,不鼓励在一般的宜连地上种植黄连,禁止在非宜连土地上种植黄连,避免盲目跟风,稳定种植面积;二是各产连乡镇、企业应严格按照石柱黄连地理标志产品国家标准和GAP种植基地建设要求规范黄连生产,走集约化生产的发展道路,精耕细作,提高黄连单产量;三是改革种植模式,大力推广免砍搭棚、林下栽连等技术,在发展黄连生产的同时,保护森林资源。 2)努力挖掘、传承和利用土家族黄连传统知识,促进黄连资源可持续利用。石柱土家族原住民世代积累传承的黄连传统知识是石柱黄连长盛不衰的根本保证。随着社会的不断变迁,外来文化的巨大冲击和先进技术的逐步引进,相关传统知识面临着流失的危险。因此,应深入挖掘、整理民间有关黄连栽培、加工、利用知识,弘扬土家族黄连传统文化精髓,为黄连资源可持续利用开创新的方法和途径。 3)大力开展科学研究,提高黄连综合利用效益。石柱黄连在新时期能够稳步发展是与国家、企业和科研院所对黄连栽培技术研究的重视分不开的。但一直以来,石柱黄连产业的发展主要集中在栽培方面,对于黄连资源的深加工极少,产品附加值很低,没有给当地人民带来更大经济收益。因此,应充分发挥石柱黄连地理标志产品优势,开展石柱黄连综合利用研究,整合企业、科研院所资源,进行科研开发和产品设计,实现黄连及其副产物的深精加工,提升石柱黄连产业的综合社会经济效益。 4)加强石柱黄连种质资源的保护与利用,大力培育优良品种。石柱黄连种质资源丰富,但品种混杂,至今没有统一的分类标准,栽培选种随意性很大。试验研究显示,黄连栽培品种遗传多样性低,而野生资源遗传多样性较高。因此,在黄连种质资源的保护上,不但要保存黄连地方品种、特色品种,而且还要保护野生种质资源,为进一步选育优质黄连品种提供遗传基础。今后应加大力度充分利用这些资源,培育优良品种,不断提高石柱黄连的产量、质量和抗病虫害能力,实现黄连种质资源的可持续利用。 植物学论文:观赏植物学的教学创新思索 《观赏植物学》教学既是一个知识传授的过程,又是一种实践性很强的活动。如何把理论知识应用于实践,是《观赏植物学》实践教学的关键环节。而实践环节教学质量的优劣,将会直接影响课程的整体学习效果,间接影响学生的专业知识结构及就业竞争力。为提高《观赏植物学》的实践教学效果,使学生在实践中直接感受和操作观赏植物的应用过程,扩大知识的实用范围,提高适应园林美化活动的综合素质,本文拟从分析现阶段《观赏植物学》实践教学的教学理念、教学方法及存在的问题出发,结合笔者多年的实践教学经验,提出相应的实践教学改革措施。《观赏植物学》实践教学现状 (一)《观赏植物学》实践教学的理念 《观赏植物学》是森林游憩专业的重要专业基础课,通过本课程的学习,力图使学生了解观赏植物在旅游园林中的重要作用,掌握其植物学的基本知识和主要特性,了解常见园林树木和花卉,并能正确应用于旅游景区中,为日后工作中迅速适应岗位需要,成为合格的森林资源游憩开发专门人才打好基础。其中,正确灵活地把观赏植物应用于旅游园林中是本门课程的精髓,亦是重要的实践环节,本环节的实践教学紧紧围绕现代旅游业的发展和现代景区的实际需求,以重点讲授和训练观赏植物的实际应用技术和方法为理念,积极培养适应旅游业发展需要、胜任旅游景区建设与管理第一线需要的高级应用型人才。 (二)《观赏植物学》实践教学的方法 各高校办学条件、办学风格和使用的教材不同,造成了《观赏植物学》实践内容不甚相同。但总的来说,在专业实践环节建设中,有加强实验室建设的,有加强实习基地开发的,有加强与旅游单位、园林单位、园林苗木公司等合作开展广泛实习的,有加强实际案例应用解析的,有加强参与项目研发的,还有加强学生自主实践的。虽然实践内容千差万别,但总的实践教学目标是一致的,即各高校凭借自身的学科优势和办学条件,最大限度地提高实践教学水平,扩大学生的知识视野和实际操作技能。 (三)《观赏植物学》实践教学中存在的问题 实践教学教材缺乏,实验实习不成系统至今为止,全国范围内虽然出版了几个版本的《观赏植物学》教材,但与其同步的《观赏植物学》实践教材未见正式出版。目前的实践教学材料,一般是由各高校的代课教师根据理论教学内容及实验实习条件自己编写,所编写的实验实习指导书虽然能暂时满足实验实习需要,但从长期来看,自编材料由于缺乏系统的实验实习知识结构,达不到专业水平,致使学生实验实习知识片段化,难以形成系统有序的知识结构,严重影响了整个实践教学的效果。教师及实践教学资源不足由于近年来高校扩招,学生越来越多,而师资却无明显的增加,师生比例下降。特别是在野外实习中,教师在讲解观赏植物的形态特征及观赏价值时,由于学生过多,难以全部接触各类观赏植物,影响了对观赏植物细节的观察,再加上离教师较远的学生听不清讲解,很大程度上削弱了学生的学习兴趣和积极性。另外,许多地方高校办学经费紧张,实验实习经费不足,导致现代化的实践教学设备添置及实验实习基地建设落后,往往实验实习内容跟不上理论教学新知识步伐,严重影响了实践教学成效。观赏植物种类繁多,难记易忘我国地域辽阔,气候类型多样,地形条件复杂,孕育着丰富的野生观赏植物种质资源。据统计,现有高等植物30000多种,其中著名的观赏植物达3000多种。 如何识记这3000多种观赏植物的形态特征、生态习性、观赏特性及应用形式,是一个很大的难题。一般情况下,学生很难记住这么多的观赏植物名字,即使名字记住了,对于相近的观赏植物,也会经常混淆。加之,随着人们经济生活及园艺育种水平的提高,观赏植物新种类、新品种层出不穷,观赏植物的数量不断增加,更使学生无法承载这么大的信息量。观赏植物生命律动,季节局限实践教学观赏植物是活的有机体,它们会随着季节、日照、环境、时间长短的变化而发生不同的物候季相变化。物候季相不同,观赏植物的观赏效果亦不同。而在实践教学中,实习教学一般情况下为一周,无论这一周实习放在什么时节,实会错过其他季节的观赏植物的观赏效果。这一点也说明了《观赏植物学》具备动态性、实践性和技能性等特点。这些特点提示我们常规的实践教学设计必须围绕这些特点进行改革。学生缺少实战机会目前的实践教学,一般都是从某一地方出发,教师逐一讲解每种观赏植物的特征、习性、观赏特性和应用,学生则不停地记,有些学生则根本没有动笔。在这种“填鸭式”教学模式下,学生只是被动地去接受知识,死记硬背,没有发挥自己想象力思考如何应用这些观赏植物,更没有主动地设计观赏植物的合理配置。 这种实践教学模式下,只会教出眼高手低的学生。实践教学改革实践 (一)实践教学内容改革 补充课程新知识关注与《观赏植物学》相关的科研新成果、新技术,及时将其纳入教学内容,然后设计相应的实验或实习内容,如增加观赏植物新种类、新品种的识别与应用、无土栽培技术等,使教学和实践紧跟行业发展的趋势。优化整合教学内容在森林游憩专业课程设计上,有些学校同时开设《观赏植物学》、《植物学》、《花卉学》、《园林树木学》等相关课程,而这些课程存在一定的交叉内容,所以在实践教学内容组织上切忌重复实践,以免浪费时间。有些学校为了丰富其他专业知识,仅开设了《观赏植物学》,那么在实践教学内容组织上,应补充相关课程的实践内容,以充实《观赏植物学》的实践内容。合理安排实践内容顺序观赏植物是活的有机体,它们具有不同的物候周期,在不同物候周期,其观赏效果各异。所以在安排实践教学内容时,要灵活地根据观赏植物的物候周期变化合理安排实践教学内容。如观花植物蔷薇科、十字花科植物多在春天开花,实践则可安排在春天;彩叶观赏植物槭树科、大戟科植物多在秋天出现彩叶,实践安排在秋天最合适。 (二)实践教学途径改革 知识归纳,分类实习根据理论教学内容,合理归纳实践教学内容,分模块进行实习。如按观赏植物的观赏部位可进行观花、观叶、观果、观茎干、观芽五类实习;按观赏植物的园林用途可进行行道树类、孤散植类、垂直绿化类、绿篱类、造型类及树桩盆景类、草坪地被类、花坛花境类7类实习;按观赏植物的综合分类可进行针叶型树类、棕榈型树类、竹类、阔叶型树类、藤蔓类、草本花卉类6类实习。这样分模块实习,有助于学生对知识的记忆。借助网络平台,交流学习传统课堂教学和野外实践是《观赏植物学》教学中的重要手段,而近年来由于计算机网络技术的迅猛发展,网络学习平台日益成为《观赏植物学》重要的教学手段。通过网络可以创建观赏植物学习兴趣QQ群,方便不同个体、不同地域及不同院校人员对观赏植物的交流学习,不仅可以扩大知识面,还可以结交更多同行专家。借助网络还可以访问有关观赏植物网站,如PPBC中国植物图像库、CVH植物图像库、中国自然标本馆、景观天下论坛等网站。这些网站中存储有大量的彩色植物图片,对于没有见过实物或不认识的观赏植物,可以通过植物名称查询或地名查询,以提高观赏植物的识别及应用能力。实施案例教学,提高实训能力案例教学法是由哈佛大学法学院院长兰德尔1870年创造的。案例教学法的应用,可以使学生在有限的时间内获取更多的信息,减少信息在大脑中从形象到抽象再由抽象到形象的加工转换过程,使教师的讲授变得形象简单,学生记忆更加方便。在培养学生关于观赏植物配置和应用能力方面最适宜案例教学。首先在课堂教学中,教师利用多媒体列举一个植物配置实例与学生交流,讨论其方案的优劣,然后在进行野外观赏植物识别时,布置植物配置作业,要求学生查阅相关资料及实地考察,利用绘图软件设计合理的植物配置效果图,最后全班展示设计图,相互交流,提出问题并共通寻找解决问题方案。这样,不仅可以调动学生的学习积极性,还可以提高学生对观赏植物的实际应用能力。重视校内实习,加强校外实习基地建设校园内的观赏植物或苗圃就在我们身边,习以为常,学生实习时总提不起精神。其实,校内实习是观赏植物学实践的基础,只有夯实基础,才能学有所成。建立校外实习基地,可以弥补校内教学资源的不足,丰富实践教学内容,使学生有机会接触学科的实际应用形式。聘实践部门人员参与实践教学实践部门人员,包括植物园、花木苗圃、园林公司等的相关实践人员,应聘请他们参与实践教学。授课内容围绕观赏植物学相关知识,并结合外聘人员的实践知识进行讲解。这样能较好地提高学生学习兴趣,并能培养学生的理论与实践结合能力。 (三)实践考核体系改革 传统的实践考核体系一般包括实习报告和出勤两项内容,实习报告多相互抄袭,很难评价每个学生真实实践能力。要想更有效、更准确地评价学生的实践能力,完善实践考核体系是关键。经过近几年实践教学总结及参考其他教学单位的考核指标,笔者将《观赏植物学》的实践成绩分为5个指标去考核:a.以组(5人一组)为单位考核调查观赏植物资源的能力(10分);b.识别和鉴定观赏植物的能力(10分);c.观赏植物配置设计图(10分);d.撰写实习报告(60分);e学习态度、实习纪律(10分)。(四)实践教学改革效果实践教学改革经过在2009级、2010级森林游憩专业实行,学生普遍反映较好,取得了一定的实践效果。(1)进行知识归纳,分类实习,学生易学易记,知识系统化。(2)进行网络平台交流学习,森林游憩专业2009级、2010级各班已建立各自的观赏植物学习交流QQ群。(3)实施案例实践教学,克服了学生眼高手低的缺点,增强了学生的实践操作能力。(4)重视校内实践教学,培养了学生重视基础知识的积累;加强校外实习基地建设,扩大了学生的知识视野。(5)聘请植物园和苗圃实践技术人员参与实践教学,学生学习兴趣明显提高。 植物学论文:植物学野外实习教学革新及实施 植物学野外实习是高等学校生物类专业实践教学中的重要环节,在巩固学生所学理论知识、培养学生基本技能、野外生存合作精神及环境意识等方面都具有重要意义。它不仅是验证和巩固理论教学成果、实现理论教学与实践活动有机结合,也是扩大和丰富学生知识范围、培养学生应用所学知识解决实际问题能力、了解植物与环境之间密切关系等的重要环节,同时也应该成为培养学生热爱自然、保护环境、珍惜资源、团结合作等思想意识和进行爱国主义教育的重要途径[1]。 然而,由于客观与主观的诸多原因,许多高等院校的“植物学”野外实习教学现状堪忧,在实习教学中存在的问题也具有普遍性,集中表现在:师资力量薄弱、教学观念落后和教学缺乏规范性等几个方面[2]。特别是野外实习教学方法比较单一,大多是沿袭了传统的做法,即学生跟着指导老师到选定地点,然后沿着一定的路线在指导老师的讲解下认识植物,并对符合要求的植物对象进行标本采集、制作和鉴定,在结束时进行考试。这种方法是以教师为主体,多表现为老师“满山灌”和学生反复问、老师重复答[3]。这样的教学方法不但不能激发学生的自主学习热情和创新能力培养,而且教学效果也很难令人满意。为了改变这种现状,近年来,笔者特别注重对野外实习教学方法进行有益探索与实践,从灌输式实习转向互动式实习,由教师全程指导式实习向教师辅导与学生独力能力培养相结合式实习过渡,将讲述法、比较法、自学法、直观法、综合法、启发式、讨论式、探究式、专题式、多媒体课件、自制录像片放映等多种教学方法进行综合应用,在推进素质教育,促进学生全面发展,提高教育质量等方面取得了显著效果。在此仅例举4种教学效果比较显著的方法供同行参考。 一、自主学习分组讨论法 此方法是在指导老师的引导下,以学生自主学习为主,在小组充分讨论、分析的基础上,把个人自学、小组交流讨论、教师指点等有机地结合在一起,最后进行归纳总结的方法。自主学习分组讨论法倡导学生探究学习,合作研究,不仅能激发学生参与学习、乐于学习的兴趣和动机,而且能满足学生的求知欲、成功欲和表现欲,促进学生自主学习能力和创新精神的培养。首先,教师会把很多有关植物实习的内容纳入到单独开设的植物学实验中,这样做不仅丰富了综合性和探索性实验内容,更是为野外实习做好了前期准备工作。同样在理论课教学计划安排上,凡涉及野外实习的理论,都在实习前讲授完。教师可在植物分类实验课中讲解有关实习的基础知识,如植物标本的采集和压制、检索表等工具书的使用、相关科技文献的检索和论文的撰写方式与格式要求等,培养学生熟练运用检索表能力和科技论文的撰写方法。其次,针对野外实习,教师尽可能提前一个月布置预实习内容,使学生有充分的时间进行自主学习,分组讨论,积累与野外实习相关的论文图片等资料。学生8人一组,以小组为单位建立本组人员所认植物档案(包括植物名录、植物介绍、识别特征及图片等)。要求学生每人要积累200~250种植物的原始材料,实习基地一般在哈尔滨帽儿山或大庆校园附近。由组长负责组织充分讨论,之后由小组整理出一份植物目录,并制作一份电子文档或图文并茂的ppt提交给老师。再次,预实习过程中,老师会指导学生如何利用互联网资源、图书馆植物图谱、图鉴、植物名录、植物志等工具书及植物图片信息数据库等网址文献资源,如《中国高等植物科属检索表》、《中国高等植物图鉴》、《中国植物志》等。通过学生实习前的预习、自主学习和分组讨论,真正激发了学生的学习热情,加强了学生对实习地点植物的知识与资料储备,为提高实习效果提供了保证。 二、启发式教学法 根据“植物学”野外实习教学方式开放性、教学内容复杂性及植物种类多样性的特点,笔者采用了以指导老师适当的提示和启发为特征的启发式教学法并将其贯穿于植物实习始终。此法促使学生主动参与教学过程,突出学生的主体地位,有利于学生实践能力和创新能力的培养。教师先对所观察的植物做一些必要的提示,指导学生亲身体验这些特征的认识过程,通过观其叶花果的形态、表皮附属物、用手揉嗅气味、撕裂是否有乳汁、甚至口尝微量等方法进行自主观察,启发学生将自身体验到的结果与所学过的理论联系起来,把植物的形态特征与科的识别要点联系起来,由学生自己确定被观察植物的科、属,再通过查阅《黑龙江植物检索表》,正确鉴定出植物的种名。如:观察白花碎米荠、垂果南芥时,提示学生先观察其外部特征,从而发现它们叶片互生、花白色、十字形花冠、四强雄蕊、长角果,有了这些特征,学生就能很自然地确定他们属于十字花科;再如:观察白屈菜、荷青花时,先提示学生观察撕裂的茎叶是否有有色乳汁,再观察其叶是否互生、羽状全裂、聚伞花序、花瓣四枚、鲜黄色、蒴果,有了这些特征,学生很快就联想到了罂粟科,再通过检索表的查询,全株含血红色汁液的是荷青花,全株含黄色汁液的是白屈菜。通过这种教学,教授学生观察、用术语描述植物的基本方法,培养学生利用工具书鉴定植物的基本技能。 三、研究性教学法 研究性教学法是指学生在教师的指导下选定研究专题,用科学研究的方式,主动地获取知识、应用知识、解决问题的教学模式。这种模式对于激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识与适应能力具有积极的作用。研究性教学方法中,教师的主要工作首先是设计“问题”,然后是激发学生去思考、设计、总结和报告,工作由学生自主自觉完成。学生以学习小组为单位从教师提供的源于实际的问题入手,通过查阅相关资料,设计和调整工作计划,组织讨论会,最后以书面报告和口头报告的形式完成工作任务。我们在植物实习中减少验证性实习内容的做法,充分体现研究性实习的特点。研究性实习是充分重视科学问题的答案的不明确性、不确定性和未知性。在不提倡具体的科学的答案的前提下,由学生通过植物学的思维过程来探索寻求出科学问题的答案而进行的实习,从而使学生在对科学产生兴趣的基础上形成科学的思维方式,并有助于学生科研能力的提高。在每小组都有研究题目的前提下由小组同学根据研究计划和预实习期所查阅的文献资料,采集相关的数据资料(特征纪要、分布、环境特点、种群特征、优势地位及一些具体数字资料),为实习后期实习报告和论文的撰写积累素材。在这一过程中学生们既锻炼了野外调查的能力,又取得了可信的科研成果。 根据实习基地的基本情况,由教师和学生一起设计一些感兴趣的专题供选择,如可以具体设计如下专题:“校园绿化设计”、“校园行道树调查与鉴定挂牌”、“社区杂草种类及消长的情况调查”、“家乡植被种类的调查”、“珍稀植物和药用植物资源调查、保护、开发、利用”、“生物园区的设计”、“帽儿山实习基地植被类型调查”、“帽儿山实习基地植物区系研究”“帽儿山实习基地珍惜濒危植物群落生态研究”、“帽儿山有毒植物资源调查”、“帽儿山蜜源植物资源调查”、“帽儿山药用植物资源调查”等。通过教师引导,实习小组自己设计实验方案、提出问题,并找出解决问题的办法,从而使学生尽早接触到科研信息、提高科研素质。学生选定了题目后,在实习过程中热情高涨、采集主动、观察认真仔细、查阅资料积极主动、提出的问题具有一定层次和高度。这些专题大大激发了学生们的学习热情并培养了他们的创新能力,也为以后毕业论文的设计积累了宝贵的素材和经验。 四、多媒体网络教学法 野外实习时间短、内容繁多,使其很难达到理想的实习效果。在这种情况下,应用现代教学技术改进实习教学方法,调动学生积极性,让学生独立自主学习,成为提高野外实习教学效果的重要途径。为方便学生的自主性学习,充分发挥网络的传播优势,笔者完成了“植物学实验实习网络教学系统的研究”课题。该课题获得2009年黑龙江省高等学校教学成果二等奖,并在实习教学中推广应用。该网络教学系统内容包括实习教学文件和实习教学课件,学生可以在线浏览和下载,对实习的目的、内容、安排及实习成绩评定的方式等内容有足够的了解,并最终完成实习任务。我们建立了实习地植物图片资源库,包括密山老校区实习地植物图片、大庆新校区校园植物图片、大庆地区常见植物图片、尚志市帽儿山实习基地常见植物主要识别特征图片,并加入科名、种名、典型特征的文字说明,供学生查询和浏览。同时制作了典型科种植物视频教学片50多个,供学生在网上进行点播。通过全面调动学生的视觉、听觉等感官,达到学生亲临现场实习的效果;通过回放来巩固学过的知识和实习技能。教师通过网址链接的形式将工具书、有关文献及其他相关网站的资源作为植物学实习资源给学生,大大提高了教学效果。 多媒体网络教学法,不仅在时间与空间上延伸了传统的植物实习方法,更为学生和教师提供了一个新的实习空间和交流空间,且十分有利于学生独立地进行实习前的预习和实习后的巩固,促进学生进行自主学习,进而显著地提高实习教学效果。网络教学有利于提高学生主动获取知识的能力,增强学生利用教学资源和网上资源的能力,培养学生自主学习、独立发现问题、解决问题,提高创新思维的能力。 植物学论文:植物学课堂教学原则及模式创新 1植物学课程教学中面临的挑战 植物学是一门重要的基础课程,加强植物学教学内容与方法改革,进一步提高教学质量至关重要[1]。随着生命科学的飞速发展,植物学课程面临着学科地位、教学理念、教学内容等许多方面的冲击: ①由于分子生物学等微观学科的飞速崛起,使学生的学习兴趣发生了转移,许多学生对遗传学等与现代生物技术较为接近的学科更加热衷,这关系到本学科的生存空间和进一步发展; ②随着新兴学科的涌现,为了拓宽学生的知识面,提高学生素质,学生所要学的课程越来越多,植物学课程的学时缩短已经成为现实。如果只满足于过去那粉笔加黑板,PPT课件加讲解,课本加笔记的教学模式,则不可能在较少的学时内系统地完成教学大纲所要求的内容; ③由于新兴学科的冲击和学时的减少,国家、地方及学校在教学与科研的投入上也多倾向于前沿和热点学科,植物学学科的发展规模和建设速度受到了一定的限制,植物学的教学更是有过之而无不及[2]。 2国内外课堂教学评价原则和方法比较 2.1国内课堂教学评价的现状 在课堂教学评价方面:还是以总结性的评价为主,而对形成性的评价重视不够,主要表现在两个方面: ①在平时的评价中只看学生的成绩变化,而对情感领域,学习技能等方面的变化不能作出相应的评价; ②只注重教学结果的评价,不重视教师施教过程中教学行为的评价[3]。 2.2国外课堂教学评价的现状 西方发达国家课堂教学评价已经从静态地评价结果转向了动态地评价整个过程。经确定,他们在开展课堂教学评价时,坚持评教与评学相结合的原则,“评教”是为了教师提高教学质量,“评学”以改建教学方案,而目前主要以评学为重点。现行的美国课堂教学评价制度,更多地强调形成性评价,既注重对教学绩效的检定,又强调对教师教学过程的评价,其主要表现在注重动态评价,关注学习过程,淡化学习结果,以促进学生的全面发展为目的[3]。 3在植物学课堂评价原则中考查的重点 3.1课内课外相结合原则 (1)第二课堂教学。应重视学生第二课堂学术科技活动的开展,让学生在第二课堂中参与到与生产实践相关的植物课题研究中来,让他们通过参加课题的研究,亲自探求并解决生产上的实际问题,把植物学课程中需要记忆的抽象内容变得具体化,许多理论知识在实践中能更容易理解,许多技术也是在实践中得以更好的掌握,这样,挖掘学生的学习潜力,提高学生的科研技能,培养学生的创新素质[5]。 (2)野外实践教学。野外实践是植物学教学的重要环节,是学生亲近自然、认识植物的第一课。植物标本的采集、压制、制作及利用工具书进行标本鉴定等操作程序,通过训练学生使用数码相机和GPS获取植物野外信息到规范采集制作、鉴定标本的一整套操作规程,充分调动了学生学习的积极性,使学生更全面地掌握获取野生植物各种信息的方法,实现培养和提高学生实践能力的目标。从内容上充实、细节上到位,考核上科学合理,尽量使学生在实践中获得更多的知识[6]。 (3)植物学实习。植物学实习改革方案设计应顺应社会对人才需要的发展。在课堂教学过程中应了解新研究领域,学会启发学生对植物课程甚至后续课程的学习兴趣。为提高植物学教学效果,要向广泛收集和信息具有区域性特色的方向发展,给学生展现有开放性、前瞻性的植物界,要让学生走进自然、亲近自然、了解自然和植物,促使其可以自发地、积极主动地观察自然、开发及利用植物,为社会发展贡献力量[6]。 3.2充分利用现代教育技术原则 随着植物学科的发展,课程信息量在不断地增加,而课时在逐渐地压缩[6]。在这一背景下,采用传统的教学方式已无法完成课程内容的传授。另外,植物学课程教学内容涉及到大量的解剖与分类图片,依靠现场临时板书手绘难以实现。因此,在教学中积极制作多媒体课件进行授课,突破时空的限制。这样一方面大幅增加了课堂教学的信息量,另一方面使得抽象的教学内容直观化、形象化,学生很容易接受。同时加强网络建设,充分利用网络教学资源,对课堂教学内容进行有益地补充,学生可以通过网络进行单元自测,掌握学习状况。一方面,利用多媒体辅助教学;另一方面,丰富植物学教学资源库[6]。 3.3在理论教学中创造探究式学习环境原则 在教学过程中,学生学习的主动性往往成为影响教学效果的最重要的因素,在理论教学中针对如何让学生主动学习的问题,我们把教师的角色由单纯的知识传授者逐渐转变为学生学习环境的设计者和学习的引导者。在理论教学中,我们通过教学内容的调整、教学方法的改革和教学手段的改进让学生成为学习的主体[5]。在内容讲解之前可以提出相关问题,让学生思考,带着问题上课可以使学生听课注意力更为集中,针对性更强;或者在讲解过程中适时提出问题,让学生根据已学过的相关学科的知识加以回答,培养其思维能力和综合能力。借助这种方法,可以增加师生互动,活跃课堂气氛,提高学生的学习积极性,使之养成勤于思考的习惯[1]。 4植物学课堂教学评价方法 4.1院校专家组质量评价 院校专家组成员由校内学术造诣较深,具有丰富教学经验或教学管理经验,教学效果好,作风正派,办事公道,在校内享有一定威望的教师组成,主要通过听课、评课从教学态度、教学方法、教学手段、教学效果等方面对教师的课堂教学进行检查和评价。专家组成员平时听课一律不事先打招呼,针对课堂教学的各个环节都制定了统一的量化考核标准,采取当堂打分,用去掉最高和最低分得出的平均分值作为专家质量评定的结果。实践证明这种专家型民主量化的评估方式,有效克服了个人偏好、个人感情及人际关系等因素的影响,使评估结论更具有公正性和权威性[4]。 4.2教研室同行之间的质量评价 教研室同行之间由于所教课程相同或相近,相处时间长,相互之间最了解,因此同行之间的质量评价最真实。同行之间,在相互听课,共同开展教学研究的基础上进行评价,达到了取长补短,互相促进,共同进步,共同提高的目的[4]。教研室同行之间主要从教学态度、执行教学大纲、认真备课、教学水平、教研和科研水平、知识更新能力、教学纪律、教学工作量、同行间相互学习协作和参加教研活动等方面进行评价。采用无记名填写评价表的方法进行评价,并取平均分值作为同行之间质量评定的结果[4]。 4.3学生的质量评价 教师教学工作的对象是学生,学生既是教师教学工作的直接受益者,又是教师教学水平高低、教学成果的体现者,可以说学生的满意度在一定程度上是衡量教师教学质量高低的一个重要方面。学生对老师的教学态度、教学方法、教学能力、教学效果、教学纪律、师德水准等了解最详细,感受最深刻,也最有发言权,因此,学生对教师教学工作的质量评价,在整个评价中起着主导作用[4]。 植物学论文:自主学习在植物学中教育运用 植物学是综合性大学、师范院校生物类专业及农林医等院校相关专业的专业基础课程,植物学也是一门实践性较强的学科,该课程的教学内容包括理论讲授、实验和实习三部分。理论课主要内容包括形态解剖和系统分类两部分,前者主要介绍植物的个体发育中的细胞、组织和器官水平上的形态结构的建成过程和发育规律,后者介绍不同类群植物的基本特征、演化规律和被子植物分类。该课程在大学一年级开设,是学生对所学专业产生兴趣并树立专业志向的入门课程[1]。 该课程具有知识点繁多、内容抽象的特点,学生普遍感到不易理解、难记忆、缺乏趣味性。在植物学教学工作中,仍然主要采用“以教师为中心”的传统的教学模式,教师是权威,是知识的源泉,课堂活动的主宰;学生只是被动地接受教师填鸭式送来的知识,只能死记硬背他们还没理解的知识,在考试时把记忆中的内容“拷贝”出来[2]。教师的教学思想中忽视了对学生如何学习和获取知识的考虑,忽视了对学生终身学习能力和运用知识能力的培养。然而,当代大学生作为21世纪的社会人才,他们必须不断进行知识更新才能适应社会的发展和需要,这就要求他们不仅要掌握现有的知识,还必须具备获取新知识、分析问题和解决问题的能力;掌握所学知识的内在联系以及与其它相关学科的关系;挖掘和发展个人潜能;培养良好的团队协作精神,这样才能够真正地融入社会,解决实际问题[3-4]。显然,以“教师为中心”的教学模式已经不能适应社会发展的需要。 21世纪学习的新特征即学习终身化、学习的自主化、学习的多元化和学习创新化[5]。联合国教科文组织在《学会生存———教育世界的今天和明天》的报告中指出:“我们今天把重点放在教育与学习过程的‘自学’原则上,而不是放在传统教育学的教学原则上。”[6]甚至有人主张“培养自主学习者”是教育的根本目标[6]。因此,教学模式的变革引起教育研究领域的重视,其中对于自主学习的研究尤为重视。自主学习是现代教育的显著特征,是大学学习的突出特点[7]。自主学习教学模式是以教师为中心转变为以学生为中心,教师在课堂上的主导地位向指导地位转变,着重关注学生如何学习知识、运用知识,特别是学生认知发展的教学观念[8]。如果建立了以学生为中心的教学观念,还必须针对课程特点采用具体的方法和措施,才会使学生转变学习方式,即形成主动的、深层次的终身学习方式[9]。那么,针对植物学理论课程的特点、开设的对象和课程内容,教师应该如何使学生由被动转变为主动的学习方式呢? 1精心设计导入环节,创设自主学习情境 德国教育学家芭斯多惠曾经说过:“教学的艺术不在于传授本领(知识),而在于激励、唤醒、鼓舞学生去学习。”心理学家布鲁纳也认为,学习是一个主动的过程,学生的内因才是获取知识的关键,它是鼓舞和推动学生探求新知识的巨大力量[10]。只要学生“乐”而学之,就会主动地、自觉地参与到课堂及课外的学习中来。在每个人的内心,都渴望自己是一个发现者和探索者,情境创设正是为了满足学生的心理探索需求。学习情境是与学生所学习的内容相适应的、包含问题的生活事件。因此,在教学过程中,教师通过有意识地创设生动又贴近学生实际生活的情境,引导学生关注情境、分析情境,从而激发起学生探究的欲望,使学生由被动接受转变为主动获取,实现自主探索性学习。在学生融入情境后,适时地提出与当前学习主题密切相关的问题,作为学生学习的中心内容。因此,要改变教学模式,实现自主学习,首先应为学生创设自主学习情境。如在讲授“植物的营养器官”的内容时,教师可以提前2~3个星期把学生分成若干个小组,让每个小组根据自己的兴趣选择不同植物种类的种子,种到花盆里,学生自行管理,管理过程中遇到的问题可随时与教师沟通。在课堂上讲授该章内容时,教师首先利用多媒体展现一幅幅色彩斑斓、形象生动的植物画面,随后展示城市园林的迷人景致,以此来感染学生,激活学生的思维,并适时提出问题让学生回答,并让各组在课堂上展示他们自己培养的植物,并进一步提出问题“就我们培养的植物来说,它们具有什么作用呢?种子是如何形成幼苗的?这些幼苗包括几部分?”,从而引出该部分的学习内容。学生对自己培养的植物会有很深的感情,这样能有效激发出他们的学习欲望,从而有利于自主学习模式的顺利进行。 2以问题为导向,设计自主学习内容,促进师生、学生之间的交流 学起于思,思起于疑。思维永远是从问题开始的。因此,自主学习模式必须建立在“问题互动”的平台上,设计出科学、富有思维性的问题。以设计问题为主线,通过教师与学生相互交流、相互作用、相互影响,实现师生、学生互动,在互动中发现、设计和解决问题。这些活动会在课堂内外掀起一个又一个新的认识“冲突”,促进学生自主探索学习[6]。教师在该过程中不再是传统教学模式下的单纯传授者,而是靠设计问题启迪学生去积极探索的导演者,是学生自主解决问题的指导者。为此,教师应认真钻研教材,挖掘教材,借创设的问题情境,把教学内容设计成一系列的具有探究性的问题。如在学习“植物的营养器官———根”一节的内容时,通过创设情境,引出“植物的营养器官”一章的内容,然后教师提出问题“这些幼苗是如何生长的呢?”,从而引入到本节的内容。 然后,让每组学生拔出一棵植物幼苗,让学生分别指出主根、侧根在哪个位置,从而引出根的类型,教师一边展示幼苗,一边讲解根系的定义,并让学生区分出幼苗属主根系或须根系。接着提出问题“这些根系有何作用呢?”让学生联系实际进行思考、回答。接着提问“大家培养的植物根会不会一天天的伸长呢?”学生回答后再提问“那么它们是如何伸长的呢?”从而引出本节课的第三部分内容“根尖的分区”,先给学生2min思考问题的时间,再找学生回答。接着教师一边指着幼苗的根毛区,一边设疑“密被根毛的区域又叫成熟区,那么成熟区的结构由几部分构成?如何可以观察到它的内部结构?”由此,就引出了根的初生生长和初生结构。学习过初生结构的内容后,教师再次拿出幼苗来问大家“根的上部和下部是否一样粗细呢?”待学生回答后,教师再问“为什么上部的根会比下部的根粗呢?”于是引出根的次生生长和次生结构。针对每个疑问,可以采用先让学生回答,教师再结合多媒体进行总结和补充的方法进行教学。学生在问题的引导下,通过自学、质疑、探究来强化已知和理解新知,从而达到掌握新知识的目的。这样,通过师生交流不仅可以充分调动学生学习的积极性和主观能动性,增强学生独立发现问题、思考问题和解决问题的能力,而且对于增强学生创新思维、参与意识和自我获取知识能力的训练也有着积极的意义。 除了教师设计问题,学生有什么疑问也可以随时提出来和老师以及同学共同讨论解决。另外,教师还可以选择某些较简单的内容让学生来讲,使学生真正的参与到每堂课的教学活动中,这不仅可以营造出一种既严肃又活跃,既紧张又协调的教学氛围,使学生在良好的环境中轻松学习。而且在与学生进行互动和交流的过程中,使学生感觉到自己并不是被动地,甚至被迫地听取老师的授课内容,而是自己积极主动地去获取知识。同时,教师也可以通过与学生的互动,及时发现学生对知识的理解和掌握的情况,了解学生对所授内容是否感兴趣,从而有的放矢地调整自己的教学速度和教学内容的侧重点。 主要内容讲解结束以后,教师设计互动任务,促进学生在课堂上或课下进行交流和讨论,巩固和运用本节知识点。比如在教师讲解完“植物的营养器官———根”和“植物的营养器官———茎”的内容后,设疑“比较双子叶植物根与茎的初生结构有何异同”,再用多媒体展示根与茎的解剖结构图片进行对比,让学生进行充分的讨论,再让学生指出异同点,最后由教师进行全面总结。为了让学生灵活运用知识点,可以设疑“为了使小麦高产,针对其根部该采取何种管理措施?”让学生分组在课下讨论,每组抽出1~2名学生下次上课时进行汇报讲解。 3先实践后理论,促使学生主动探索 先实践后理论,即把理论课堂搬到实验室或实习基地,采用先观察后归纳的方式进行教学。此法系美国心理学家和教育学家布鲁纳所倡导的[11],他认为:让学生通过发现去学习的方法是一种在教师指导下,以培养创造性思维为目标,以学科基本结构为内容,以发现为步骤的方法。这是一种强调学生自主积极获取知识的学习方式,就是通过学生亲自观察、实验、思考,直接获取知识,从实践中总结经验、发现规律,从而掌握应有的知识技能的一种教学方法。这种教学方式使学生由以往的被动接受变为主动探索,由知识积累变为知识运用,使学生接受已知并探索未知,并以探索未知为主。通过学生亲历思考和探究的过程,不仅使学生获取了知识,还使学生掌握了获取知识的方法,提高了解决问题的能力。让学生带着问题去实验,也改变了学生实验课上兴趣不浓、积极性不高的现状。如可以利用这种方法来学习“植物的营养器官———茎”的内容,此时,理论课堂上“植物的营养器官———根”的内容已经讲解结束,实验课上光学显微镜的构造及使用、植物细胞的基本结构、植物组织等基础性的实验也已经进行,学生掌握了一定的实验技术与方法,从而,具备了运用该方法进行主动学习的条件。在实验课堂上,将学生划分为合作学习小组,每组4~5人,让学生自己采集植物的幼茎,利用徒手切片法或用切片机制成临时装片,观察植物茎的初生结构,植物的老茎制成临时装片比较困难,可以用实验室保存的永久装片来观察其结构特点。实验过程中遇到的问题及时与指导教师沟通。实验结束后,让每组学生选出代表,利用本组的切片和多媒体,向老师和全班同学总结并讲解茎的结构,最后教师再进行补充和总结。 同样,在讲解植物的系统分类部分的内容时也可以采用这种方式,如在学习植物的基本类群(藻类植物、菌类植物、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物)和被子植物的分科时,先把学生带到野外,让他们直观认识不同类群或不同科、属的一些植物,由学生自己来总结各类群和各个科植物的特征,然后由老师进行总结、归纳和对比,最后再让学生到自然界进行对比和扩展。通过这样的改革,使一向被认为传统、枯燥的植物学变得充满了生机和活力,并且学生对植物学的学习兴趣空前高涨,有的同学称“我们对认识植物达到了疯狂的地步”,这样的学习收到了事半功倍的效果。 4教师应不断提高自身素质,以适应自主学习教学模式 在自主学习模式中,学生的学习过程并不是学习者自发能够完成的,它需要教师的引导和支持[12]。教师的角色发生了巨大的变化,教师不再仅仅是传统教学模式下知识的传授者,更是教学资源的组织设计者、自主学习的指导者以及信息资源的提供者。但是教师引导学习者自主学习并不意味着教师的作用被削弱了,而是更多元化了,要求更高了。作为教学资源的组织设计者,教师要结合学生的实际情况,确定教学目标和任务,组织教学内容,选择教学方法和手段,使学生成为课堂活动的主体。教师负责组织设计教学资源,为学生营造良好的学习氛围,积极引导学生参与到课堂活动中来,为学习者的自主化学习、个性化学习、多元化学习创造条件。教师作为指导者,在自主学习中必须指导学生根据自身的实际情况和需求制定适当的学习目标,培养学生自我计划、自我调控、自我评价等认知能力,提高学生自主学习意识的能力,引导他们高效地利用植物学习资源,从而提高自主学习的能力,促进植物学综合运用能力的提高。作为信息资源的提供者意味着教师要给予学生多方面的支持,这样的支持不仅在课堂上,更是体现在学生利用一切物质资源和学习资源进行学习的方方面面。由此可见,自主学习模式对教师提出了很大的挑战。在这一模式中,教师除了熟知传统植物学教学内容、学科发展前沿知识和掌握教学方法外,还要增强实践能力、灵活运用知识的能力等。此外,还要时刻关注学习者内在的学习心理,了解学习过程,帮助学习者尽可能多地承担起自主学习的责任。因此,在自主学习教学模式的实施中,教师要牢固树立终身学习的观念,不断地学习植物学领域的新知识,开发教学理论,积极反思自己的教学行为,不断提高自身素质,才能在理论和实践上更好地指导和引导学生实现自主学习。 自主学习教学模式在2010级园艺专业的植物学课程中进行实践,取得了较好的效果。把该专业的学生分成两组进行对比研究,第一组27名学生主要以“教师为中心”的传统教学模式进行教学,第二组30名学生以“学生为中心”的自主学习教学模式进行教学,结果证明第二组教学效果明显优于第一组。两组学生期终考试采用同一份试卷,但第二组比第一组考试通过率高出15%。针对各组所采用的教学方式让学生作匿名评价,第二组学生对植物学课程的喜爱程度及授课方式的满意度明显高于第一组,第二组学生普遍认为自主学习教学模式极大地提高了他们学习植物学的积极性和主观能动性,而且掌握了获取知识的方法,终身学习、创新思维和解决问题的能力。同时,自主教学模式的应用又促进了教师自身素质的提高,二者相辅相承,大大提高了教学效果。当然,改变传统的教学模式,对教师和学生来说都是一个严峻的挑战,不可能一蹴而就,需要师生不断地探索和努力。 植物学论文:地方性本科院校植物学课程体系改革的设想 植物学是综合院校、师范院校和农林院校生物学专业、植物学专业和植物生产类专业(农学、植保、园艺、园林、食品和草业等)大学一年级的基础课,是学生对所学专业产生兴趣并树立专业志向的入门课程。长期以来,植物学课程体系是由植物形态解剖、植物系统分类和植物学实验构成。随着生命科学的迅猛发展,新技术的应用,交叉学科的互相渗透,生物学研究已由描述性研究发展成为实验性学科。宏观生物世界不断向生物多样性、资源保护和利用发展,微观生物世界逐渐向揭示变异、发育和行为的本质以及改造物种的方向发展。而且随着知识经济时代的到来,科学技术的进步和发展,综合素质已成为衡量人才的重要标准。植物学课程面临着学科地位、教学理念、教学内容等许多方面的冲击。[1]要适应21世纪经济与社会发展对人才培养提出的新要求,就必须更新传统的教育观念,深入进行教学改革。而课程改革是教育改革的优秀环节,是教育改革深化的标志。 一、目前植物学教学中存在的主要问题 1.实验教学依附于理论教学,学生动手能力培养未落到实处。 目前,在植物学教学中,一般采用先理论后实验的教学模式,理论教学充分发挥了教师的主导作用,却忽视了学生的主体作用[2]。以课堂为阵地,以大纲为依据,以教材为中心,以教学计划为指导,重视了系统理论知识的传授,注重课时计划的完成。实验教学则依附于理论教学,但理论教学与实验教学缺乏统筹安排,两者的目标和分工也不明确,既有重复,又有脱节、遗漏的现象。有的实验内容过于简单、粗糙,验证性实验的比重偏多,忽视了学生能力的培养,尚未开设综合性、设计性、研究性的实验。实验方法一般以“灌入式”为主,每次实验都有统一的实验指导,统一的操作方法,统一的模式和要求。这种机械的操作和模仿,使学生处于被动地位,对做过的实验印象不深,实验的收效甚微,难以提高学生的能力。[3]在教学大纲、教学计划等指导性文件中,对实验教学部分如何培养能力没有明确具体的要求和培养措施,专业教学计划中也没有充分反映出来,学生能力的培养也未能落实到教学计划、教学大纲和整个教学活动过程中去。 2.植物标本室未能充分发挥作用 系统完整的标本,无论对教学、科研,以及资源调查、环境保护等方面,都有非常重要的作用。因此,标本室作为植物标本的采集、制作、鉴定、分类单位,应该在培养学生的标本采集、制作、鉴定、分类能力,及野生植物开发利用能力、资源调查、环境保护等方面发挥作用。但是目前我们的植物标本室,仅为教学提供部分植物标本,只发挥了标本贮藏室的作用。 3.植物学教学没有为地方经济建设服务 地方政府根据本地特色制定相应的区域经济发展规划,这就需要很多各具特色的专业人才。植物学课程教学本来较容易体现地方特色,扩大学生在地方特色植物和经济、药用植物方面的知识,通过强化植物学野外实习,增强学生在植物资源调查、保护、开发、利用等方面的实际工作能力,为地方经济建设培养人才。但目前培养的学生,在植物学知识的综合运用、动手能力等方面根本不能适应当前社会的发展对具有植物资源保护、开发、利用能力人才的需求。 4.植物学教学内容没有反映出学科发展的趋势 21世纪植物科学发展的趋势将突出地表现在以下3个方面[4]:一是不仅植物科学的各个分支学科间相互渗透与交叉,学科间的界限逐渐淡化,而且植物科学与化学、数学、物理等自然科学各门类,乃至社会科学的相互交流、学习,在技术、观念、思维上都得到新启发,大大促进了植物科学的发展。二是与应用有关的植物科学领域发展迅速,植物科学的研究将会更加密切地与解决人类面临的粮食、能源、环境、生物多样性保护等重大实际问题紧密联系在一起。三是分子生物学带动了植物科学的发展,而目前植物学教材未能反映出上述学科发展趋势。 二、植物学课程体系改革的基本原则 现代课程理论认为,无论何种模式的课程,课程目标的确立、课程的设计、课程的实施、管理和评价,都必须处理好以下几个关系:分科与综合、统一与多样、选修与必修、学科内与学科外的关系。植物学课程体系设置及教学改革在处理这些关系时,应坚持“四个统一”的原则。[5] 1.分科与综合的统一 植物学是一门专业性很强的学科,这是分科教学的基础。这里有两层含义:一是植物学作为一门学科,有它自己独立的研究领域、研究对象,它需要独特的研究方法对它进行研究,这是植物学与其他学科分科的基础。二是植物学科内部也发生着学科分化,产生了许多分支学科,如果不对此进行深入研究,则很难掌握植物学的全貌。另外,不同专业对植物学知识的需求和依赖是有区别的,生物工程专业植物学课程不同于生物科学、生物教育以及植物生产类专业。但同时,由于学科间的交叉融合愈益明显,体现着综合化的发展趋势,科学技术上的许多重大突破,得益于交叉科学的发展。因此,植物学课程改革和教学也应体现这种趋势。 2.统一性与多样性的统一 对国家的课程开发而言,要制定课程的统一标准,在课程标准指导下,实现教材多样化。在课程管理上,国家允许学校在一定范围内开发课程。对学校来说,实现统一性与多样性的统一,就是一方面保证国家课程标准的有效实行,一方面根据当地实际情况,开发适合当地条件的课程,因地制宜地搞好教学。在植物学科上这个特点更为突出,全国各地的植被特点、生态环境多种多样。因此,全国统编的植物学教材不可能适应全国各院校的教学需要,所以,编写适合当地生态环境的植物学教材,是植物学课程改革的重要内容。 3.选修与必修的统一 必修课是某学科所必需掌握的基本内容,而选修课是为了开阔学生视野,满足学生多方面兴趣或在某一方面深入学习的需要而开设的。目前,植物学在课程设置上基本都是必修课,执行国家统一的课程标准,与当地的生产、生活联系不紧密,学生普遍感到植物学枯燥,因此,适当开设一些学生喜欢的选修课或讲座,兼顾学术性与趣味性,不仅可以解决植物学课时紧张的矛盾,还可以提高学生学习植物学的兴趣。 4.学科内与学科外的统一 长期以来,人们只注重学科课程对学生的教育意义,而忽视学科课程以外的活动等的教育意义。植物学是一门实践性很强的学科,真正学好植物学,课堂学习只是一部分,教学实习和经常地用植物学知识观察周围的植物生态环境对于掌握植物学知识具有重要作用。因此,植物学课程及教学改革要在搞好学科课程设置和课堂教学的基础上,设计、组织好教学实习,培养学生观察周围植物生态环境的方法和习惯。 三、植物学课程体系改革的几点设想 1.根据专业构建植物学课程体系 我院生命科学系目前有生物工程、生物科学和园林三个专业,但随着学校的发展,生命科学系拟申报新的专业。因此,在植物学课程体系改革规划上应有前瞻性。将原有的单一植物学教学,拓展为两个类别的教学内容,既能使各专业都能掌握最基本的植物学知识,又照顾不同专业的特点。两个类别的植物学课程分别为:专业基础课类的开设《植物学》、《植物生物学》、《植物生理学》;专业课类的开设《植物分类学》、《园林植物学》、《药用植物学》等。涉及的专业有生物工程、园林、生物科学、生物制药等四个专业。随着专业的增加,只需增开专业课。这其中,以生物科学的本科生的《植物学》课程为主干,建立理论课与实验课两个教学系列,将原有的植物学课程划分为植物学和植物学实验两门课。植物实验课单列,并且将每次课2学时改为3~4学时连续进行,提高实验课质量。 2.增设选修课和专题讲座 由于课时的限制,植物学的许多内容不可能都进入必修课内容,因此,还需开设一定数量的选修课,选修课的开设应根据两个方面,一是根据学科发展,以确保选修课的整体水平;二是根据学生的兴趣,以达到满足个性化培养的要求。但两者应有机结合。 3.加强教材建设,贯彻课程改革思想。 教材是课程的载体,课程改革的思想要在教材上有所体现。长期以来,我们的植物学课程教材都是使用华东师范大学陆时万等主编的《植物学》。该教材的优点是涉及面广,内容丰富。但由于我国国土辽阔,各地气候差异大,东西南北的植物种类均有极大差别,因此使用全国统编教材,针对性不强,实用性欠佳。有必要在今后的教学改革实践中编写适合本地区情况的教材及实验指导用书。 4.建立植物学野外实习基地 植物学野外实习是植物学理论知识与自然界密切结合的重要手段。通过野外实习教学,使学生学习本学科的基本研究方法,应用植物学知识完成调查研究任务。选择一个良好的实习基地是搞好植物学野外实习的前提和基础。应选择交通较方便、植物种类较丰富、有条件解决大量人员食宿的地方作为野外实习基地,进行植物学野外实践教学。 植物学论文:多种教学方法在《药用植物学》课程中的应用 【摘 要】本文论述了多种教学方法应用于高职教育《药用植物学》专业课程中,提出了课堂教学中集合运用教学手段的具体构建方法及相应的操作方案,并针对这一方案提出了具体的实施方法。结合这一模式的实施过程所涉及的具体问题进行了讨论,极大提高了课程教学质量。 【关键词】主体性;药用植物学 0 前言 药用植物学定位为制药专业的专业基础课,主要任务是运用植物学知识和方法研究药用植物形态结构和分类的一门应用型学科。本课程涉及面广、知识点较多、内容抽象、实践性强,是中药学、制剂学的课程的基础课程,基于以上特点,在教学中采用多种教学方法手段整合运用的方法,激发学生的兴趣,增强就业竞争力。药用植物学的教学模式随着现代教育,已远不能满足高职人才培养的要求,教学质量难以提高。因此,本课程改革应突出主体性教育理念,突出基础知识与实践能力的培养。构建新的药用植物学课程教学模式,不仅使学生掌握药用植物学的基本理论知识,更培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。 1 工作任务教学模式在《药用植物学》课程中的应用 1.1 建立全新的任务驱动式教学模式 基于工作过程的课程教学模式是学生在教师的帮助下,紧紧围绕着典型任务活动,在强烈的问题解决的动机下,通过主动应用学习资源,自主进行探索和协作学习,让学生亲历完整的工作过程,集“教、学、做、反思”于一体的教学活动。 根据高职高专培养要求及课程培养目标和课程特点,选取制药企业真实工作任务,合理安排学习进度,将课程内容整合如下: ①药用植物器官识别:六个任务即根、茎、叶、花、果实 ②药用植物显微结构识别:五个任务即分生组织,薄壁组织,保护组织,机械组织,输导组织及分泌组织 ③药用植物种类识别:七个任务即藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类、裸子植物、被子植物 ④药用植物野外实习 改革后的药用植物学课程体系特色为理论与工作任务有机结合,课堂与实验场所合二为一,学生学习目标更加明确。 1.2 网络平台学习模式 网络课程是通过网络表现的某一课程的教学内容及实施教学活动的总和,它包括两个组成部分:按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境。根据教育资源建设技术规范和药用植物学的课程特点,我们将本课程设置为几大模块:课程导读、课程精讲、作业相关、自测练习。其总体模块如下: 课程网站:课程导入、授课视频、作业及练习、自我检测 课程导入:教学设计(课程内容、教学资源、知识拓展) 作业、检测:理论自测、药用植物鉴别 网络的智能化和多媒体化特点使网络平台成为了学生学习的阵地,通过构建药用植物学的网络教学平台,培养学生应用现代教育技术手段进行药用植物学知识学习的同时,改变了传统的教学模式,增加了学生的兴趣,提高了教学质量。 1.3 MOOC慕课教学 借鉴 MOOC“以学生为中心”的教学理念和设计思路,进一步丰富课程在线教学资源,完善课程教学视频,形成丰富、多样的在线教学资源库,从而促进慕课平台与教学资源库的建设,实现本校药用植物学课程优质教学资源的全面共享,促进本专业学生在线自主学习创造条件和提供保障。 教师将教学内容上传至 MOOC 课程的网络在线教学平台,并设定时间为学习课程做好准备。慕课的在线教学内容应包括教学视频、教学课件、思考与作业、随堂测验、课堂讨论、单元测验等内容。考虑学生在线学习的特点,合理划分在线教学单元,按照每周一期的进度设计教学单元内容,合理安排教学进度,定时教学内容,课程持续时间为10周,每周在线教学4学时。为了促进学生的在线参与以及学习效果的掌握,药用植物学MOOC 课程将改变传统的课程考核方式,建立多样化的考核形式,MOOC 课程设置有8次平时单元测验占50%;课程在线讨论占总成绩的 10%;MOOC 课程共设置有5平时单元作业占总成绩的40% ,学生需要按时完成相应的单元作业等,教师要及时检查学生在线参与课程的情况,提高药用植物学MOOC课程网络在线教学质量。 1.4 建立融“教、学、做” 为一体的新型教学方法 野外实习实训是药用植物学课程教学的重要组成部分,培养学生解决与植物有关的实际问题能力的重要实践环节。在教学实践中我们将理论与实验课程有机结合,实验室、中药标本馆、药草园都是我们的课堂,避免了理论课与实验课程内容的重复,减少时间、资源上的浪费。对原有的实验内容和体系进行了优化,重组和更新的教学内容超过50%。野外实习内容主要包括野外药用植物调查方法;植物的鉴别技术;药用植物种类调查及标本采集;植物标本的制作等。实训之前把学生编制成若干组,要求学生在野外实习中有重点地收集材料,根据查阅的文献资料,撰写实验报告并进行交流。 我们要通过野外实习实训,培养了学生野外工作的经验和独立工作的能力,促使学生会使用植物分类工具书,锻炼学生调查研究、解决实际问题能力的培养,同时达到与各专业后续课程密切衔接的目的。我们还构建了实验课教学平台,建设适应药用植物课程体系的标准教学实验室,具有光学显微镜、数码显微摄像多媒体投影仪演示系统和先进的显微互动教学系统,辅设中药标本室、切片室,药用植物园,为培养高质量的学生提供了先进的实验条件。 2 总结 改革后的教学模式如下: 工作任务驱动――任务导向,项目教学 网络教学平台――教案、课程视频、专业链接 “慕课”课程――课程学习、单元自测、效果考核 野外实习――实践技能 目前,高等职业教育提倡课堂与实习地点的一体化;积极推动工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的教学模式;药用植物学教学体系在实践过程中不断改进和发展,运转正常,取得显著成效。多媒体教学课件的内容不断充实,质量不断提高,教师、学生植物显微特征观察在多媒体中同步进行,大大提高了学生学习的效率和兴趣。改变了过去学生单独在显微镜下找不到,找不准,浪费时间的弊端。 药用植物学教学体系各种改革措施有效地激发了学生的学习自觉性,提高了学生动手能力,分析问题和解决问题的能力,增强了学生的学习兴趣,制药专业12级学生学平均成绩比改革前的11级学生平均成绩高8.42分,且在下一学期的中药学基础、药物制剂学课程的学习中也体现出了明显的进步与成绩的提高。相信在我们的努力下《药用植物学》教学体系会更加完善,更加具有鲜明的高职教育。 植物学论文:普洱端午药市植物的民族植物学研究 【摘要】普洱地区广为流传着在五月五端午期间采食草药的传统习俗,本文通过药市植物调查,同时结合文献查阅、野外考察等方法,系统开展了端午药市植物的民族植物学研究,阐述了药市植物种类、来源、用药部位、用药方法、功效等,以期为保护当地食药文化以及合理利用当地药用植物资源提供参考。 【关键词】普洱;端午药市;药用民族植物学 普洱是云南“动植物王国”的缩影和全国生物多样性最丰富的地区之一,全区植物资源丰富,据《云南药用植物名录》、《云南民族药志》以及《云南重要天然药物》统计,普洱境内分布药用植物791种,占云南省药用植物总种数的3876%[1-2]。普洱地区广为流传着在五月五端午期间采食草药的传统习俗,笔者通过药市植物调查,同时结合文献查阅、野外考察等方法,系统研究了当地端午药市植物种类、来源、用药部位、用药方法、功效等,以期为保护当地食药文化以及合理利用当地药用植物资源提供参考。 1普洱概况 普洱(22°02′~24°50′N,99°09′~102°19′E)地处北回归线附近,平均海拔为1428m,区内河流分属于澜沧江、红河、怒江三大水系,植被类型主要有北热带季节雨林、亚热带常绿阔叶林、针阔混交林、针叶林、高山矮林。气候属于热带季风气候,具有高温、高湿、多雨、静风的特点,年均温197℃,年均降雨量1353mm [3-4]。 2结果与分析 21药用植物种类端午药市交易的药用植物种类丰富,本次调查共记录到药用植物65种,隶属35科60属,其中真菌2种,苔藓植物1种,蕨类植物2种,种子植物60种。对药用植物所隶属的科、属统计表明,含1种的有26科,含2种的有3科,含3种以上的有6科,其中菊科(Asteraceae)有9属9种,为此次调查药市植物的优势科,其次为百合科(Lliaceae)和伞形科(Apiaceae),均有6属7种,萝科(Asclepiadaceae)有4属4种,天南星科(Araceae)有2属3种,茜草科(Rubiaceae)有2属3种;优势属为菖蒲属(Acorus)、天门冬属(Asparagus)、茜草属(Rubia)、茴芹属(Pimpinella)、仙茅属(Curculigo)。总体来说,药用植物种类在科、属分布上是相对分散的,反应了药市植物种类组成的丰富性。 从植物生活型看,草本植物最多,有51种,占药市植物种类的78%。乔木类植物有余甘子(Phyllanthus emblica Linn)、木蝴蝶(Oroxylum indicum (L) Kurz)、三桠苦(Evodia lepta (Spreng)Merr),灌木有荷包山桂花(Polygala arillata Buch-Ham)、W桐(Clerodendrum japonicum (Thunb) Sweet)、密蒙花(Buddleja officinalis Maxim),木质藤本有南山藤(Dregea volubilis (L f) Benth ex Hook f)、须药藤(Stelmatocrypton khasianum (Benth) H Baill)、傣百解(Marsdenia tenacissima (Roxb) Wight et Arn)等。从植物生境看,此次调查到的药用植物有27种主要生长在海拔较高的山地林下或山谷阴湿密林中,有31种主要见于林缘山坡、田边路旁、溪边或村寨附近杂木林中,另有7种植物为当地常见的栽培植物,如红葱(Eleutherine plicata Herb)、紫茉莉(Mirabilis jalapa L)、茴香(Foeniculum vulgare Mill)等。当地百姓对药用植物利用的程度和范围较广,对野生分布和栽培药材均有一定的利用。 22药用部位植物药用部位从全草、根、茎、叶、花、果实、种子,进一步细化到树皮、花蕾、块茎、鳞茎等,从总体看,以植物地下部位(含地下根、根状茎、块根、地下鳞茎等)利用程度最高,有44种药用植物,占药市总调查植物的68%,其次为全草/全株药用,有17种,占药市总调查植物的26%,其它药用部位还有树皮、种子、叶、藤茎、干燥果穗、花序、花、花蕾、果实等,可见当地传统用药经验和知识较为丰富,展现出植物体-植物器官-植物组织的空间层次性。 23用药方法当地对端午药市植物以炖食煮汤为主,如药材土当归、佩兰、百合、牛蒡根、小红蒜、鸡肚子根、茴香根等,其功效也不一而足、各具特点。当地传统经验认为,端午时节的草药,根叶肥壮茂盛,药力大,疗效好,而这一天根据自己的身体状况,通过食药草、吸药气,可达到预防疾病的目的,一年之中能少生病或不生病,正所谓“五月五,换肠肚”,所谓“换肠肚”,即将数种功效不同的草药配以鸡或猪蹄烹煮食用,以达调养身体、健胃补气、防病治病之目的,是当地颇具民族特色的食药文化。其它药用方法还包括:泡水饮用(如药材金银花),泡酒服用(如药材小棕根、草威灵),内服煎汤(如药材白花蛇舌草、傣百解),外用鲜品敷患处(如药材W桐根、毛大丁草、车前草)等。 24功效此次调查到的药用植物按功效有清热类、祛湿类、补虚类、止血类、化血化瘀类、化痰止咳平喘类等,其中清热类和祛湿类药用植物较多,清热类药材如夏枯草、白花蛇舌草、金银花、小红蒜等,祛湿类药物如马蹄根、徐长卿、鸡肚子根、茴香根等。清热解毒和祛风湿药物较多,恰好与端午节正值春夏之交、气候多变、闷热潮湿的环境特点相一致。此外,须值得注意的是药市出售的有些植物具有一定的毒性,如药材黄药子以黄独(Dioscorea bulbifera Linn)的块茎入药,具有凉血止血、消肿解毒、化痰散结的功效,用于甲状腺肿大、淋巴结结核、咽喉肿痛、吐血、咯血、百日咳、癌肿,外用治疮疖[5],但此品具有一定的毒性,需在当地熟悉药性的草医指导下使用。 25混用药材由于药市药材来源广泛,在采集、交易和使用过程中容易出现混乱,同物异名或同名异物的现象较为普遍。对于混用与替用药材,民间常认为其功效与正品相同。如药材麦冬,其植物来源较为混乱,老百姓见到沿阶草属植物(Ophiopogon sp),凡是下面有点小块根,就当麦冬用,其中出现频率较高的是间型沿阶草(O intermedius)。而据《中国药典》,麦冬正品的基源植物为百合科植物麦冬(沿阶草,O japonicus D Don)的干燥块根[6]。混用品与正品功效是否一致,是否可将该属其它种作为麦冬的替用品,仍需从药效成分和功效方面加以分析、验证,类似的混用替用现象还有药材土当归、一窝鸡等。 3小结 普洱由于气候温和、雨量充沛,境内石山、土岭、河谷草木盛发,是我国西南地区中草药材的重要产地之一。唐代医学家孙思邈在《备急千金要方》中指出:“夫为医者,当须先洞晓疾源,知其所犯,以食治之,食疗不愈,然后命药”,将食疗列为医治疾病诸法之首,而在普洱当地广为流传的端午药市,即为此食药文化的传承。端午节上市的药材品种繁多,以当地新鲜草药为主,普洱端午药市既是当地丰富药材资源的展销会,也是当地传统医药知识和经验的交流平台,更是传播发扬民族传统医药文化和端午民俗文化的舞台。 植物学论文:应用创新型人才培养环境下植物学课程建设与实践 摘 要:植物学是一门农业和生命科学应用的基础学科。该文从理论教学、实验教学和实习教学等方面,探讨了应用型创新人才培养环境下植物学课程建设的经验。 关键词:应用创新性人才培养;植物学;课程建设 随着科技进步和经济发展,中国社会在对优质产品和先进技术的需求已从模仿学习阶段进入了自我创新时代。这就意味着培养适应创新型国家建设需要、适应产业发展需求的高素质应用型高级专门人才的迫切性[1]。人才的培养重点在大学期间的熏陶,这就需要加大力度培养学生的创新意识和创新思维,提高学生的科技创新能力及团队协作能力。植物学是生命科学、农学、园林园艺等专业的基础学科。随着生命科学研究地不断发展和深入、农业发展现状的变化和出现的新问题、园林园艺面临的新挑战,对植物学的教学进行改革创新、与时俱进已迫在眉睫[2]。2015年10月召开的两会提出“十三五”期间是中国农业发展的关键时期。随着我国放开二胎政策,我国的人口极值又进一步上升,对我国的粮食安全问题提出了新的挑战。另外,资源过度开采、过量施肥导致土地盐碱化等问题让保障粮食安全面临严峻挑战。如何应对解决新时代环境面临的农业科学问题,需要具有自主创新精神和能力的研究学者团队的共同努力。培养大学生创新能力、动手能力、分析解决问题能力是培养创新应用型人才的必要措施。植物学教学也是实验和实践性很强的一门课程,进行植物学课程建设改革是适应当下应用创新社会环境必然之举。本文从植物学理论教学、实验教学及实习教学3个方面提出了优化和改革方案,以期为我国农业和生命科学发展,培养应用创新型人才提供参考。 1 优化教学内容与方法,突出创新性 1.1 修改教学大纲,突出与时俱进的教学重点 随着现代生物科学的深入发展和各学科之间更加密切的交叉渗透,使植物学这门必修的基础课程传授的内容范围要求越来越广[3]。另外,由于名校工程建设增加了很多新课,植物学的课时也逐年缩减,以往的教学模式很难满足现代的教学要求。因此,修改教学大纲,突出与现代社会需求密切联系的教学内容,重点讲解能辅助其他学科发展的交叉内容变得尤为重要。植物学是研究植物的形态结构、分类、生长发育与生殖规律以及植物和外界环境之间的辩证关系的一门科学[4]。比如可以重点讲解植物的形态结构与外界环境之间的适应关系,在盐逆境下,植物的根的凯式带等显微结构、茎的微管运输系统、叶的腺毛、盐囊泡等特定结构在适应这种盐环境生存下去的结构特点。通过类似这样的教学内容的修订,把讲授的内容与生产、生活联系起来,可以让学生很好的通过解决问题的方式去学习植物学的结构等基础知识,并为以后应对农业科学问题打下良好的理论基础。 1.2 改进教学方式,激发学生自主、创新思维“教学有法,教无定法”。在教学过程中可以选择灵活多边的教学模式来激发学生的自主创新思维,并能让他们在高度压缩的课时里实现知识吸收的最大化。首先,可以利用先进的教学技术提高学生掌握学习信息的容量。如近年来,越来越多的教育部门、高校和教育研究机构认识到微课在教育教学中的重要性,形成了一股设计开发和应用研究微课的热潮。一线的教师们可以在课堂教学中应用新技术教学工具制作以“学生为中心”适合学生自主学习的微课,达到激发学生学习动机以提升教学质量。这就需要教师们了解微课、慕课、翻转课堂之间的时空关系进行转型思考,掌握新概念多媒体快捷技术体系、学习理念及方法论。其次,教学方式要抓住学生的心理和兴趣,让他们主动的进行创造性思索。教育家赞可夫说过:“教学法一旦触及学生的情绪和意志领域,触及学生的精神需要,这种教学法就能发挥高效作用。”如在讲根茎这两章时,可以通过比较的方式让学生自己去分析两者结构的差异,并通过课后的查阅资料写根茎作为功能器官适应各自环境的结构合理性,通过调研的方式让他们掌握根茎的结构特征。在讲花果的时候,可以带常见的大家感兴趣的实物到课堂进行现场讲解。同时在讲课过程中要把讲授的内容通过提问的方式与实际生产生活联系起来引起学生的思考,如为什么“树怕剥皮猪怕壮”?“连理枝是如何形成的”等营造良好的创造性思维的课堂环境,这就要求教师要突破教材,不断吸收和积累新的信息和专业知识,保证学生创新学习氛围的持续。 2 强化实验教学设计,突出应用性 2.1 实验教学培养学生解决问题能力 实验教学应以探索和解决实际科研问题的方式呈现给学生,从而培养他们独立思考、综合分析、动手操作和自主创新的能力[5]。学生的实验设计可与老师的研究课题结合起来,探讨研究课题需要解决的某个问题,如生活在沿海滩涂地上西伯利亚蓼的叶表面腺毛是如何转变成盐腺来适应其生活的环境的?可以以解决此问题为实验内容,要求学生自主的去思索从哪方面去做实验可以解决这个研究问题,查阅关于腺毛和盐腺发育结构特点的文献,确定实验方案,主动去学习操作的方法,如显微镜的使用、零时装片和石蜡装片的制作,对观察的结果进行分析和讨论,最后教师可以对比不同学生之间的解决问题的思路和结果,做出详细的分析给同学们解答,整个实验过程培养了学生科研思维和素养、激发了学生的创新能力和解决科研问题的能力。学生的实验设计也可以与地方特色结合起来,如山东沿海盐碱地较多,如何进行盐碱地的改良,可以让学生做实地植物调研和采样分析,并通过自己的实验和理解提出合理的解决方案,最后老师对每组学生实验结果进行一一评价分析,最终达到提高他们解决实际问题的能力。 2.2 “产、学、研”协同创新 实验教学设计可以由“封闭式”变为“开放式”。实验教学不仅仅在实验室,可以引导学生去实习基地,如学校的苹果、梨的实验基地,小麦、水稻的栽培基地,烟草、茶的育苗基地、番茄、黄瓜的嫁接基地等去了解和掌握植物的生长发育特点和结构差异,给学生提供个性发展的实验设计,让学生的兴趣与生产应用相结合,有利于学生创新思维和能力的激活。也可以引领学生去植物技术相关的企业,让他们理解植物学在实际生产应用中的作用,知识如何可以转化为生产力的内涵,促进他们自主学习理论知识的积极性,最终培养学生产、学、研相结合的协同思维方式和创新创业训练。 3 完善实习基础建设,提高学习成效 3.1 创建良好的实习基地 植物学实习是植物学教学的重要部分,通过实习加强巩固学生对植物学理论基础知识的掌握[6]。建立完善的学生实习基地是提高实习成效的有力保证[7]。青岛农业大学坐落于靠渤海的崂山脉附近,崂山山势险峻、地形复杂,气候差异明显,植物种类丰富多样,是很好的实习选择地。本教研室已开发出3条可行的实习路线,分别为棉花村、三标山、二龙山实习基地。此3个基地的植被类型和科属已做过详细调研和备注,每种植物的结构特性也做了详细记录,同时开发了适宜的休息站和认知停留点,保障了学生深入山林切实认知植物结构特征和特点的有效性,同时保障了学生外出实习的安全性。另外,青岛农业大学校园环境优美,园林绿化植物丰富,学生每天生活在其中,是很好的实习基地。组织学生为身边的植株挂牌,标明科属种和用途,经常组织学生对校园的植物进行调研起到了很好的实习效果,也激发了学生主动学习和创新的能力。 3.2 建立完整的网络资源 如今的社会是网络信息化时代,学生对知识的需求和认知也都偏向于利用网络资源获取,比如微信、微博、百度、优酷以及一些专门的知识学习网站,而不是去图书馆翻阅厚厚的书籍或者拎着叠叠笔记。因此,老师可以建立完整的网络学习资源,比如建立植物学显微结构分享微信群,经常在群里分享些有趣的关于植物的小故事,或者漂亮的植物微观显微图,让大家一起欣赏和参与讨论。另外,老师们可以根据自己丰富的知识制作些专题视频分享给学生,让学生深入学习些感兴趣的植物学方面的知识。其次,可以通过学校或国家资助申请建立网络植物标本库,供学生自行查阅和学习。 3.3 创造丰富的学术氛围 在教学过程中结合教学内容,不定期的邀请在植物生物工程、植物分类学、药用植物开发等方面有一定知名度的专家来给学生做学术报告,或者举办“博士、教授论坛”。通过多种形式营造浓厚的学术氛围,让学生了解最新科学技术的发展动态并激励他们进一步学习的兴趣,进而激发他们思索创新的潜能。另外,可以开展些竞赛巩固他们对知识的吸收,如我们植物学课题组每年都会在学校范围内举办一场“植物认知大赛”,设定详细的竞赛规则和奖励措施,激发学生对认知植物特征的兴趣。其次,可以鼓励学生以申请主持研究课题的形式进行独立的科学研究,如鼓励学生积极申报“大学生科技创新项目”,得到学校资助后,通过查阅文献、计划实验方案、实际动手操作、分析结果数据、撰写结题报告和论文这一系列的科研训练,在很大程度上培养了学生的创新意识和创新思维,提高了学生的科技创新能力及团队协作能力,为培养适应创新型国家建设需要、适应产业发展需求的高素质应用型高级专门人才打下基础。 4 结语 应用创新型人才是快速发展的农业和生命科学行业的迫切需求。植物学作为多学科交叉的基础学科,要求教师具有丰富的专业知识,与时俱进的学术领悟和培养优秀学生的热情。在植物学教学过程中,优化创新性的教学内容和方法、强化应用性的实验教学设计、完善实习基础建设是提高学生植物学学习积极性,激发他们的创新思维,锻炼他们解决问题能力,培养适应创新型国家建设和产业需要人才的可行之举。 植物学论文:高等农业院校植物学科的创新文化建设 摘要:创新文化是有益于促进创新活动开展的思维方式、主体意识和价值观念及行为准则等的综合体,具有首创性、开放性和包容性的特质。积极推进高等农业院校植物学科的创新文化建设,树立植物学科的创新文化观念,强化创新思维方式,正确引导学生群体价值取向,提升其开拓进取的主体意识,强化植物学科创新文化的行为准则与奖惩措施,塑造创新人格,对于显著提升学生创新素质和能力具有决定性的作用和意义。 关键词:高等农业院校;植物学科;创新文化;创新素质和能力 创新不仅是科学技术的灵魂,也是一个民族进步的灵魂,具有创新能力的人才是一个民族灵魂的重要载体[1,2]。在现今知识经济高度信息化的时代,知识已经成为经济发展的第一生产要素。因此,与其说当今社会的竞争主要是人才的竞争,不如说是人的创造力的竞争。随着科技、经济发展和信息的高度发达与社会进步,全球各国竞争的重心必将聚焦于高层次创新人才。高等教育的优秀在于对创新人才的培养,高等农业院校作为培养“面向‘三农’,服务社会”人才和知识创新的基地,必须把具有创新素质和创新能力人才的培养置于最突出的地位。植物学科作为湖南农业大学的专业基础学科,其人才培养对象包括植物生产类、生命科学类和环境科学类等30多个相关专业的本科生与研究生。作为高层次与多层次的受教育者,其学习的专业性和自主性等决定了创新能力培养的重要性,需要其在学会学习的基础上更好地发挥创新和创造能力。而开放、多元的植物学科创新文化,可为全面培养大学生的创新素质、显著提升其创新能力提供良好的软件支撑和文化环境。 一、创新文化的内涵 创新文化是在科技活动中产生的与整体价值准则相关的群众创新精神及物质形式的总和,由人的行为、行为模式及指导行为的模式、行为结果和象征性“符号”等基本要素及相应的基本内容构成[3]。创新文化是一种勇于提出新思想、新观点,鼓励探索未知,激励创造发明与革新的务实文化,是有利于促进创新活动开展的思维方式、价值观念、行为准则和社会环境的综合体。创新文化在精神追求和基本价值上鼓励创新主体(个人、群体或团体)开展创新活动,并在创新活动中实现其最大价值。创新文化是一种有利于科学发展和社会进步的价值观,对社会制度有很大的指导作用。创新文化能优化创新环境,有利于激发创新潜能、催生创新灵感、保持创新活力。 创新文化是一种鼓励创新的精神文化,创新文化的本质特征是首创性,其表现特点是多元性和开放性,鲜明的扬弃性使得创新文化对科技的进步与社会的前进产生着积极的推动力。“学校的创新环境搞好了,对整个高等教育系统及整个社会也会产生重要影响”[4]。因此,一旦创新文化潜移默化孕育升华形成一种学科文化之后,学科、高校以及国家未来的创新发展,也就获得了自发性的永久动力。创新型国家建设催生学科创新文化,而这种创新文化应是既能与国民需求相匹配、与民族文化紧密联系,包容多元文化因子,同时又能推动原始创新、持续创新与整体创新的文化。 二、建设高等农业院校植物学科创新文化的必要性 创新文化是一种消除了偏见与无知,尊重植根于团队合作的个体学术自由,营造百家争鸣、和谐开放的良好氛围的文化形态,是有一种利于开展创新活动的氛围[3]。植物学科隶属生物学一级学科下的二级学科,湖南农业大学植物学学科是传统优势学科之一,是由我国著名植物生理学家胡笃敬教授于1951年创办的,自“七五”以来一直是湖南省重点建设学科。学科于1981年获得了硕士学位授予权,1986年经国务院批准而获博士学位授予权,是全国第二批、湖南省第一批获得博士学位授予权学科。湖南农业大学是农业部与湖南省共建省属重点高校,而作为高等农业院校中的植物学科,其创新型人才培养工作具有明显的特殊性和重要性[5],既关乎植物学专业硕士、博士研究生等专业型高级创新人才的培养,又牵涉到生命科学类、植物生产类和环境科学类等30多个相关本科专业的创新型复合人才的培养。因此,在新的形势下进一步发挥传统学科培养人才的优势,大力推进植物学科创新文化建设势在必行;建设开放包容、积极向上的植物学科创新文化,全面提高大学生的创新素质与创新能力,对于社会主义新农村快速、和谐与可持续发展,对于我国在2050年左右赶上或超过世界发达国家,建设成具有高度物质文明和高度精神文明的社会主义现代化强国具有重要战略意义。 三、高等农业院校植物学科的创新文化建设要素 高等农业院校植物学科的创新文化是指在特定时期内植物学科本身所具有的价值观念、知识体系及其植物学科成员特有的精神风貌、行为准则和相应行为的总和,是在高等农业院校特定的社会关系条件下植物学科成员共同参加高等教育与科学技术等方面创新活动的产物和结果,它反映当前知识经济与高度信息化时代该社会关系条件下植物学科的群体共同特征。植物学科的创新文化是一种亚文化,关涉到植物学科的质量提升与可持续发展,其建设包括以下几个方面的要素。 1.树立植物学科创新文化观念,强化创新思维方式。当前高层次人才竞争日趋激烈,社会需求与日剧增。重点发展高等教育,致力于培养创新人才已成为社会的共识。美国自80年代以来,在创新型人才培养方面,尤其注重强化高层次人才的创新意识培养,大力推进教育模式的多元化和多样化,重视课程学习的改革与创新,强调和规范学生参与实际科研工作,将学校教育与人的全面发展相结合,培养了大批创新人才,为世界各国的教育事业树立了一种新的理念。我国香港地区高等教育推行招生制度灵活化、教育类型多样化、行政管理高效化、教育国际化的教育模式,也走出了自己的特色之路。但是,我国内地高等学校的发展仍存在着较大的区域性差异。由于历史原因,长期以来的计划经济模式造成高等教育过分追求形式的统一,导致课程老化、高等教育与社会经济发展和科技进步脱节的不良局面。当前,我国高校仍存在教师以课堂讲授为主、不注重学生思维方法与能力培养,而学生之间缺乏学术交流、学生创新能力差等诸多问题。因此,必须转变并创新教育理念,高校要突出创新素质和创新能力的培养,首先要转变某些旧的教育思想和观念,树立相应的新的教育思想和观念[6,7]。生命科学是21世纪的带头学科,它对促进全球经济发展和社会进步正发挥着极其重要的作用。培养21世纪具有国际竞争力的高素质植物学专业人才,首先要改变因循守旧的思想观念,树立植物学科创新文化观念,强化创新思维方式,这已成为当今包括在植物学在内的生物科学教育的迫切任务和目标。 2.正确引导植物学科的群体价值取向,提升开拓进取的主体意识。群体价值取向是指一定群体(主体)基于自身的价值观在面对或处理各种利益、矛盾、冲突、关系时所持的价值态度、基本价值立场以及所表现出来的基本价值取向。其突出作用在于决定、支配群体(主体)的价值选择。来自不同背景的植物学科及相关专业的学生与学生,学生与社会之间在互动过程中形成了学科的研究生群体和本科生群体,他们是在老师的指导下进行研究性学习与科学研究的群体,也是高校中最富有创新性的群体。以这些群体为主体形成了为自身和社会所认同的群体文化,该群体文化包括思维方式、文化观念、主体意识、价值取向及行为准则等,而其群体自身的特点决定了该群体文化具有批判性、相对独立性和创新性等特点。因此,必须正确、积极引导植物学科的群体价值取向,激发学生的学习兴趣和求知欲,激励他们树立不断探索求异、开拓进取、自信敬业的主体意识,营造浓厚的创新气氛,开发创造性思维,培养学生严谨的治学态度、不畏困难勇于探索的坚强毅力、积极的科研协作及奉献精神,规范和制约植物学科学生在学术、情感、生活等方面的交往活动,充分调动学科每一个人员的积极性和主动性。 3.强化植物学科创新文化的行为准则与奖惩措施,以良好的文化环境塑造创新人格。植物学科创新文化的行为准则是指在创新活动中个人和群体的行为所服从的约束条件,是学科成员作为主体在众多价值事物中选择具有最大正向价值效应的事物并拒绝具有最大负向价值效应的事物的实际过程。在植物学科创新文化建设过程中,必须倡导和践行社会主义优秀价值观,诚信守法,恪守学术道德行为规范,严格执行奖惩措施,奖罚分明,做到自觉抵制弄虚作假、不严不实行为。而良好的创新文化环境在创新人格的形成过程中发挥了目标导向、激励凝聚和软约束的关键性作用,对师生的价值取向、思维方式、道德情感、学术风气和人格塑造有着无形的感化与无声的浸染。因此,必须适应植物学科自身发展变化,建立一个更加开放地能够促进学科之间、领域之间的交流、重组和互动的新机制,彻底放弃狭隘的学科类属观念,创造出一个更加开放、包容、和谐的创新文化环境,开启现代性的思维和智慧,让植物学科师生在不同学科学术背景、学术思想的科学研究间思想碰撞,迸发出创新的火花。学术自由是大学的不可或缺的灵魂,正是弥漫于中外一流大学校园的浓厚活跃学术氛围,激励了大学生的创新欲望与创新冲动;同时,应给予大学生宽松的学习与科研环境,鼓励他们用自己的思考方式解决问题,促进大学生的个性化发展和科研创新。良好的学科创新文化,是创新教育的源动力,在创新人才培养中具有培养创新思维、提升创新技能、塑造创新人格和营造创新环境的功能[8]。 四、植物学科的创新文化建设措施及其对学生创新素质和能力的提升作用 植物学科的创新文化建设既要着力于培养对象创新素质的培养与开发,又必须保证其相应的创新能力的持续发展,做到“创新文化育人”。创新素质是创新能力产生与发展的基础,而创新能力则可包含科研创新能力与解决问题两方面的能力。科研创新能力是进行研究和发明创造的能力;而解决问题的能力即采用新策略、灵活适应社会,良好地解决实际工作问题[9]。湖南农业大学植物学科的创新文化建设包括以下6个方面的建设措施。 1.科学构建新型的人才培养方案,加强农业院校植物学科人才的个性化培养。湖南农业大学植物学科在系统分析国外高校创新人才的发展过程与培养现状,以及我国高等农业教育的现状、创新人才培养的条件与当前新农村建设新形势的基础上,探索并实践了以创新素质和创新能力培养为优秀的高等农业院校植物学科创新人才“六强”培养模式,即“以面向三农和服务社会为宗旨,强化培养目标定位;以优秀团队和杰出人才为主导,强化师资队伍建设;以规划教材和精品课程为载体,强化知识结构更新;以重大课题和创新平台为依托,强化创新能力提升;以国际交流和学科交叉为抓手,强化竞争意识培养;以传帮带送和朴诚奋勉为底蕴,强化学科文化传承”[10]。通过营造一个宽松活跃的学术氛围和科研环境,尊重学生的研究兴趣和学术个性,唤醒学生的主体意识,培养其批判学习精神,强化植物学科人才的个性化培养,以激发其科研的创新和创造力。 2.采取有效措施大力加强教师梯队建设,不断提高学科科研水平与创新能力。高水平、高素质的师资队伍是高素质创新人才培养与学科创新文化建设的关键与优秀。植物学科采用有效措施强化教师培养,通过国家留学基金委国家公派项目或者与地方合作项目公派访问学者、同国内外高校与科研院所合作培养研究生、科研合作项目等多种途径,鼓励和积极推进植物学科教师国内访学进修和出国深造,稳步推进教师知识结构和学术水平的不断更新和优化;通过湖南农业大学的“1515”人才计划、“拔尖人才”计划等,大力强化了植物学科教师创新群体与梯队建设。同时,通过不同层次的人才计划包括教育部“长江学者”、国家“”、省“芙蓉学者”、“百人计划”与学校的“神农学者”等,引进国内外优质高水平师资。学科团队积极引导教师将自身发展与学科发展融为一体,使教师在集创造性与合作性于一体的教学、科研、工作和不断学习中实现自己个人的精神需求,并以优秀团队和杰出人才为主导,创造感情留人、事业留人的良好氛围,强化团队意识,建设一支年龄结构合理与专业知识精干的高水平师资队伍。而一支高素质并具有创新能力与精神的教师队伍,对大学生创新素质的培养和创新能力的发展起着巨大的感召作用和良好的示范作用,在其熏陶下,学生的创新精神和创新意识在了潜移默化中得到了增强,学科的科研水平与创新能力持续提升。 3.优化课程体系和结构、改革课堂讲授方式和方法,激发学生的创新意识和思维。近年来,植物学科根据当前实际情况和发展需要修订各课程教学大纲,从课程开设的种类与分布、学时分配、上课形式、考核方式等方面进行优化与综合设计,大力强化了精品课程、网络课程、SPOC(Small Private Online Course)、MOOC(Massive Open Online Courses)等新形式课程与平台建设,从创新性人才培养的高度,拆除了传统教育之间的壁垒,根据不同层次创新人才培养的需要开展灵活多样的课堂教学与在线网络教学。通过几年的探索与实践,主编或参编全国高等农林院校规划教材及其他教材等9部,完成了《植物学》、《植物生理学》和《植物生理学实验技术》等优秀课程的优质网络课程建设,目前正在全面建设《植物学》的校内SPOC课程与《植物生理学》的校内MOOC课程;2014年,由湖南农业大学彭克勤和夏石头两位老师主讲的《植物生理与人类生活》通过了教育部的严格评估,被评选为国家视频精品课程并上线“爱课程”网站。同时,植物学科鼓励教师在课堂上引导学生进行创新思维的谈讨,不断强化创新意识,启迪思维、训练能力,并积极探索与开展问题式教学、讨论式教学、翻转课程等形式多样的教学方式,将创新教育贯穿于学生培养的全过程,激发学生的创新意识和思维。 4.建立和完善高水平的学术讲座、专题讲座、专题讨论和学术沙龙等学术交流制度。高水平的学术交流是高校课堂教学的有益补充,具有陶冶情操活跃、拓宽视野、提高境界、活跃思维、培养健全人格的功能。师生在学术交流中可相互借鉴、丰富知识、完善自我。为此,植物学科紧跟国际前沿并结合自身特色,参与差异化竞争,广泛开展学术讲座、学术论坛、专题讲座、学术沙龙、学术讨论会等形式多样、内容丰富的国际、国内学术交流活动,建立和不断完善了植物学科的学术交流制度,取得了显著成效。近年来,植物学科先后主办国内学术会议8次、国际学术会议3次,总计参加国内与国际学术会议共238人次;在交流的过程中,研究生、本科生进行激烈的交锋与争鸣,有力地促进了学科交叉、文理融合,促进形成新的学科增长点;拓宽了学术视野与研究思路,激发了灵感,启迪了思维,碰撞出了思想的火花,提升了参与者的科研创新能力。近年来,湖南农业大学植物学科在植物生长物质测定方法学研究等方面取得了较多原创性成果,为包括清华大学、北京大学、南京大学和中科院植物所、遗传发育所等在内的数十所高校和科研院所提供了技术服务。 5.完善创新课题的设置与申报,构建新型合理的评价机制。创新能力与素质的培养离不开创新项目和平台的支撑。创新项目与平台是创新人才培养的助推剂,并为创新人才培养提供保障与支持,让大学生有施展才华的空间,为创新人才提供了学习锻炼与科研实践的机会。大学生的学习与科研若缺乏创新项目与平台支撑,容易缺乏资金、迷失方向而多走弯路,从而影响其学习科研与创新发明的效果。近年来,植物学科以国家“973”计划、“863”计划和3项国家自然科学基金重大研究计划的重点项目等重大项目为支撑,鼓励和支持本科生与研究生积极参与指导老师的科研攻关,建设和完善了学生创新课题、青年基金课题和重点实验室开放课题等的申报和评审制度;充分利用植物功能成分、利用国家工程技术研究中心、植物科学部级实验教学示范中心、作物种质创新与资源利用国家重点实验室培育基地、植物激素与生长发育湖南省重点实验室、植物资源利用湖南省协同创新中心等和湖南省植物生产类专业大学生创新训练中心等教学与科研平台,通过改革课题与平台的运行机制,实现教学与科研平台互通;通过设立创新课题和开放课题等,吸引、支持和激励学生进行创新性学习和研究,从而建立和运行以创新课题、科研项目和开放基金支撑创新能力培养的机制,并通过不断完善与创新人才培养、管理、监控等规章制度和评价机制,保障了植物学科人才创新能力和创新文化建设的可持续发展。 6.建立完善公平、公正和公开的竞争机制及奖罚分明的激励机制。竞争促进优势劣汰,激励创新,是社会进步的源泉,同时竞争也需要制度的保障与规范。建设植物学科的创新文化离不开完善学科制度的支撑和承载,因为特定学科环境是特定学科制度安排、塑造及设计的结果。对于创新文化建设而言,学科制度不仅能为创新主体构建一个公正、公平、和谐、稳定的运作环境与机制,而且能营造有益于创新文化成长与发展的良好土壤和环境。同时,对学科人员实行年终考评和平时考评相结合,表彰和鼓励先进、成绩和贡献,批评后进与不足,鞭策其不断改进,处罚违纪行为,对事不对人。在创新活动开展的整个过程中,有效的激励机制发挥了重要的作用,是植物学科创新的动力源泉,其最根本的目的是正确诱导植物学科创新主体的主动性与积极性,从而挖掘创新主体的创新潜能,鼓励他们敢于创新、勇于开拓。公平、公正和公开的竞争机制及奖罚分明的激励机制是植物学科创新文化建设顺利进行的良好基础和保障。 湖南农业大学植物学科通过几年的创新文化建设实践,显著提升了大学生的创新素质和能力。近年来,共获得研究生省级科研创新项目40多项,获各级学术科技奖140余项;大学生部级创新项目30多项、省级创新项目60多项、校级创新项目143项和院级创新项目122项。“研究生创新论坛”、“国际植物日”、“植物生理生化实验技能大赛”等系列素质拓展品牌,分别成为部级或省级素质拓展品牌,对湖南农业大学兄弟学科的人才培养起到了引领示范作用,学科和学校声誉持续提升,内涵式发展成效丰硕。据ESI最新的统计数据,自2014年湖南农业大学植物学科进入ESI世界排名前1%以来,学科世界排列名次持续上升。 植物学论文:慕课与微课背景下植物学课程建设的几点思考 摘 要:新媒体视角下传统的教学方式面临困境,将慕课与微课的相关元素与精品课建设有机结合,融入植物学课程建设:变一元教学方式变为多元互动教学方式;变限制性教学特点为无限性的教学方式;变不可复原的教学方式为可复原的教学方式,从而提高植物学教育教学质量。 关键词:慕课;微课;植物学;课程建设 植物学是高等院校生物专业的一门综合性专业基础课程,学生能否学好这门课程,不仅对他们大学阶段的专业课学习很重要,而且对他们将来从事植物相关的实践和科研工作有着很重要的意义。慕课与微课已经在国内外很多课程的教学中广泛应用,正越来越多地影响着传统教学模式的发展。因此,将微课与慕课的相关元素有机地结合在一起,融进植物学课程将成为植物学精品课程建设的一大趋势。 一、慕课与微课的内涵 慕课即MOOCs (massive open online course),指大规模开放式在线课程[1],是由美国哈佛大学和麻省理工学院成立的 EDX 所提供的免费的网络开放课程。它起源于发展多年的网络远程教育和视频课程。“慕课”是信息技术、网络技术与教育实践相融合的典型代表,它以兴趣为导向,只要有学习想法的,随时可以进来学,不分国籍,只需一个邮箱,就可注册参与,学习全过程在网上完成,且不受时空限制。 慕课的显著特点:一是广泛的开放性。随着宽带网络、智能手机和移动技术的迅速普及,为慕课受众提供了更多的学习机会,学习者无须缴纳任何费用,只要拥有一部能联网的终端,就可以按自己的需要和兴趣进行学习,时空和经费对人的学习需求的限制降到极小。二是灵活性。在慕课平台上,学生可以根据自己的不同兴趣、不同的学习准备情况、自己的时间需要安排学习,可以观看教学视频、完成并提交作业、讨论、参加测试。在线课程直面学生、市场的考量与选择,教学质量评估在自由选择的市场环境中变得简单而公正,学生用投票来评估教学质量变得通行无阻。三是优质教育资源的共享性。对于学习者而言,慕课让世界上每一个学生不用亲自到世界最顶尖大学就能共享其优秀的课程资源。 微课最早是由美国北爱荷华大学Leroy A.McGrew 教授于1993年提出的,他将课程设计成60秒,包括概念的引入、解释和生活实例。2008年由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师、学院在线服务经理David Penrose 提出新的微课理念。Penrose 认为在相应的作业和讨论的支持下,短时的知识脉冲能够与传统的长时间授课取得相同的效果[2]。胡铁生老师在 2011年对微课下了定义,“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求,以小视频为主要载体,反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源有机组合[3]。课堂教学视频是“微课”的优秀内容,与教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等构成了微课教学的过程元素,这些元素以一定的结构关系和呈现方式共同营造了一个半结构化、主题突出的资源单元应用“生态环境”[4]。 微课主要具有以下几个特点。一是体现在时间上:时间短,微课的时长一般在10分钟左右,这个时长完全符合人的注意力曲线,能使学生保持较高的注意力,从而提高学习质量和效率。二是体现在容量上:容量小,有利于突出课程的重点和难点,便于学习消化和吸收。三是体现学习方式上:更加灵活,学生只要有时间、能上网,随时随地可以学习,更加便利,而且可以重复学习。四是体现在学习情境方面:微课是以学生为中心,以学习任务本身为焦点的学习,是一个主题鲜明、类型多样、结构紧凑的“主题单元资源包”,能为学习者营造一个真实的“微教学情境”。 微课与慕课均使用了视频制作技术,在教学活动中均强调能够随时对所学知识点进行反复学习,没听明白的可以随时调节进度,借助于网络辅助教学,能使现今沉迷于网络的同学有效利用网络作为学习工具,并且能够及时与老师互动,所以微课和慕课符合现代教育中的兴趣引导观念。 二、将慕课与微课应用到植物学课程建设 植物学课程是高等院校开设的重要的基础课程,是植物生理学、生态学、遗传学、微生物学等后续专业课程的基础学科,课程体系相对完善、教学内容丰富。概念抽象、名词术语繁多、实践性强、实验材料有季节性、植物分布地域差异明显是植物学课程的显著特点。 2003年4月,国家教育部启动了高等学校精品课程建设计划,是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分。2010年已经建成部级精品课程3 700余门,期间省级精品课程和校级精品课程已逾万门。牡丹江师范学院植物学课程于2003年成为第一批校级精品课之一,十多年来,课程组成员一直致力于植物学课程的建设和改革工作,从最初的课程申报网站建设,2010年的“谷秋”平台建设至2013年的慕课平台建设和植物学野外实习网页的制作,无不倾注了课程负责人和成员的智慧和心血。在人人都有手机,随时都能上网的时代,如何以现代化的教学手段辅助教学、提高教学质量一直困扰着我们,植物学课程强调背诵的重要性,然而部分教学内容学生难于记忆;同时,部分课程注重对实践技能的传授,单纯的课堂教学难以达到让人满意的教学效果。随着“宽口径、厚基础”理念的深化,植物学课程的学时数逐渐被压缩,由最初的144学时缩减到现在的40学时,只比选修课多了10学时。课时少、教学任务重,教学效果不理想。慕课与微课技术的出现为丰富植物学教学内容、提高植物学教学效果、完善植物学课程建设创造了可能。 1.利用慕课与微课技术满足学生的学习需求 教师在传道、授业、解惑的过程中,最优秀的是能激发学生的学习兴趣,变“要我学习”为“我要学习”。面对抽象的概念、繁多的名词术语,学生很难提高学习植物学的兴趣,慕课为植物学课堂教学流程提供了改革动力,学生可以在课下浏览一些课程资源,如图片、科普小视频等,再到课堂内开展探讨、交流、分享;微课具有短小精悍的特点,学生将微课视频下载到电脑、手机等多媒体设备上,随时可以打开学习,在课下先行完成“听课”,既能提高学生的学习主动性,又实现了学习的个性化需求,激发学生对植物学学习的兴趣。 2.利用慕课与微课丰富植物学教学过程 要充分发挥好微课在植物学教学过程中的作用。通过梳理知识点、遴选好微课程知识点、制订视频拍摄计划、预拍摄、制作及后期整理工作流程,形成不同的专题课程单元,将制作的微课单元按教材的知识链串联起来就形成微课程体系,可以在课堂教学过程中,将难于理解的知识点以微课单元形式让学生学习讨论,学生也可以在课后回看、暂停、反复播放,夯实关键知识点,最终形成结构化的知识体系。利用慕课技术在课程中嵌入“小测验”,考查学生听课的效果,强化记忆;还可以使学生注意力保持集中,加入实时互动。实时互动是传统教学和精品课程所无法实现的,在传统课堂中,教师无法在课堂上间断性地、及时地解答学生的疑惑, 利用慕课视频的讨论功能让师生之间在学习过程中进行交流、互动,边学边问,相互促进,共同提高。 3.利用慕课与微课发掘植物学的优质资源 资源共享是慕课和微课最大优势,这不仅可以帮助学生提高学习兴趣和效率,也能让教师开阔视野、提高教学水平。可以足不出户就能聆听国内外顶级院校的名师授课,同时还可以和一流院校的名师、学者进行交流,这对于把握植物学学科前沿知识及解决植物学教学的重点难点无疑起到了帮助和支持的作用,同时还可以借鉴其他高校在植物学课程建设中的经验和做法,从而提高植物学教学质量。 三、运用慕课与微课时的注意事项 慕课与微课所彰显的特点和优势,为高等教育带来了新的发展机遇,但这种优势并不意味着它完全可以替代传统植物学课堂教学,所以在取舍上要有所考虑。慕课与微课在传授知识和发展智力上优势明显,但缺少情感体验、实践操作,学习者无法体会在校园才能感受到的氛围,无法达到老师和同学之间直接面对面互动交流所能激发出学生灵感的效果;慕课与微课只是一种教学的辅助手段,不能在植物学教学上全部依靠慕课与微课而完全放手,老师要课前做充分准备,在课程内容选择和微课设计上选择好知识点,在授课过程中掌控住课堂进度和走向,使慕课与微课真正能够为植物学教学服好务;慕课与微课在建设过程中需要投入经费、时间和精力,这些工作还要看学校和单位的实际情况,量力而行,如果和时间不充足,可以长期建设,逐步积累,阶段性实施,分期完善,尽量细化,保证质量。 将慕课与微课引入到植物学精品课程建设,结合植物学课程的特点,既解决了学时少、学生知识摄入深度不够、广度不足的问题,又能解决学生上课拍PPT,不记笔记的问题,使学生将更多的时间和精力投入到学习中,提高优质教学资源的使用效率,扬长避短,发挥教师引导作用,促进植物学教学质量。
绿色化工论文:绿色化学化工学的论文 1绿色化学化工的发展现状及优点 绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。 2绿色化学化工产品的发展研究 即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。 2.1加大宣传力度,转变生产方式 虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。 2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新 绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。 2.3重视人才培养 在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化 文秘站: 3结语 随着经济的发展,环境问题日益凸显,为了保护环境,维护生态平衡,各国都在致力于开发和研究新型能源。绿色化学化工行业是未来化工行业发展的主体方向,因此我国要抓住机遇,培养创新型人才,加大对绿色化工行业的投入,力争在未来的绿色化学化工行业中占有一席之地。 绿色化工论文:石油化工企业绿色节能技术论文 一、绿色环保技术在石油化工企业中的应用 1.化学反应的绿色化 化学反应的绿色化是指在相关的制备和反应过程中做到“零排放”。而传统意义上的“零排放”是指反应物经过催化作用以及一系列的反应完全转化成为所需的物质,从而实现百分之百的转化率。其实这样一种概念是十分难达到的,尽管已经有许多先进的技术和手段达到了近乎“零排放”的标准和要求,但想实现真正意义上的转化率为百分之百还是存在着困难的。近些年来随着相关学者的研究不断深入,许多新的技术也应运而生,将传统意义上的“零排放”转变了概念,意为在尽量满足较高的转化率的情况下,将得到的副产物也直接经过下一反应步骤并转化成为环境友好的物质进行排出或是进一步加以利用。这种新型的转化思想也将原本无用或是对环境存在着威胁和污染的物质“变废为宝”,让副产物成为能够被人们所利用的原料物质。这类技术的研发不仅仅是改善了环境污染的问题,还一定程度上节约了能源,可以称得上是真正的绿色环保、节约能源的技术手段。 2.产品的绿色化 之所以要强调化工产品的绿色化,是因为石油化工类的产品在我们的日常生活中实在是太普遍了,不得不承认的是石油化工类的产品的的确确改变了我们的生活,给生活带来许多方便和优越,但相对于这些有利之处来说,其对于我们生活环境的污染也是不容小觑的。比如,我们生活中最普遍的洗涤用品,过去我们常用的洗衣粉中都是含磷的,而这些含磷的洗衣粉在溶于水之后随着生活污水一同被排到江河湖海中,造成了赤潮,给自然环境与生态平衡带来了相当大的影响,因此,近些年来人们逐渐对此问题开始重视起来,研发了不含磷的洗涤剂,从根本上杜绝这种环境污染问题。同时,还有许多常见的石油化工类污染就每天在我们身边发生,比如汽车使用的汽油以及柴油。由于人们生活水平越来越高,对于汽油和柴油的需求量也越来越大。近些年来我国对于汽车能源的开发上也格外关注,低硫低碳、环境友好的配方和技术逐步成熟起来;另外,我国还在不断开发太阳能汽车、以及新能源汽车等等,另外,对于交通工具的能源上,我们国家还大力推崇使用电能的汽车。 二、节能技术在石油化工企业中的应用 最初,人们为了追求高效率的生产以及最大程度上提升经济效益,不断研发一些节能技术,而近些年来,由于能源枯竭的问题日益严重起来,有越来越多的专业人员和学者们都投身于节能技术的开发和研究,不仅仅是从经济利益角度出发,更重要的是能够节约能源,实现人类经济和自然的可持续发展。目前,在石油化工行业中较为常见的一种节能技术为变频调节技术。在石油化工企业中,耗费能源最大的就是电动机,包括泵类以及风机等等。因此,想实现石油化工企业的节能化应该从根本上减少电动机的耗能。而变频调节技术正是针对于电动机的一种有效的技能技术改革。变频调节技术的根本原理是通过控制方案与实际负荷相互之间的匹配,在控制的过程中实现阀门阻力的降低,从而提高系统的效率,以此来实现对于泵类以及风机的科学化、节能化控制。这种控制技术可以根据石油化工企业的生产过程中的实际需要,按照生产要求以及计算选型,并且全面参考产品方案的调整以及原料的调整,科学地控制各项指标和参数,降低企业的电能耗费以及设备磨损等等方面的耗费,实现成本上的节约以及能源上的节约,不论对于企业自身长远地发展还是对于能源方面的可持续发展都是具有着重要的意义和价值的。 三、结语 近些年来,随着环境污染的严重化以及能源枯竭的威胁,人们对于石油化工企业生产过程中的绿色节能技术也越来越重视。目前,针对生产过程中环境污染问题进行改善的方法有许多,包括对于原料的绿色化、反应过程的绿色化以及产品的绿色化等等,另外,对于石油化工企业能源的节约也有许多先进技术,本文以变频调节技术为例进行了简单的介绍,还有更多的发展空间等待着开发和研究。 作者:轩烨 赤俊祥 单位:天津普莱化工技术有限公司 绿色化工论文:化学工程工艺中绿色化工技术论文 1绿色化工技术 绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。 2绿色化工技术的开发 2.1原料的选用 绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。 2.2无毒害催化剂的选用 在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。 3绿色化工技术在化学工业中的应用 3.1清洁生产技术 清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。 3.2生物技术 生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。 3.3生产环境友好型产品 环境友好产品,指在产品的整个生命周期内对环境友好的产品,也称为环境无害化产品或低公害产品。它包括低毒涂料、节水、节能设备、生态纺织服装、无污染建筑装饰材料、可降解塑料包装材料、低排放污染物的汽车、摩托车、绿色食品、有机食品等。这些产品的生产工艺都要应用绿色化工技术,从而在生产过程中降低能耗、节约资源。总之,传统化工行业,为我们创造了丰富的物质基础和能源,但是化工产品在生产过程中的残余物,有毒有害物质等环境污染问题也日益显现。而今我国大力提倡开发绿色化工,并把它作为一项长期发展的基本国策,可见其对整个化工产业及环保事业的重要性。其中,绿色化工技术的开发和应用能大大的减少化工产品生产加工过程中的负面影响,从而真正实现绿色环保,节能减排等目的,是当今化学工业发展的重要环节。 作者:井博勋 单位:天津市化工设计院 绿色化工论文:绿色化学化工学论文 1绿色化学化工的发展现状及优点 绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。 2绿色化学化工产品的发展研究 即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。 2.1加大宣传力度,转变生产方式 虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。 2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新 绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。 2.3重视人才培养 在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化学化工的相关学科课程,供感兴趣的学生进行学习。化学化工产业应该制定严格的培训体系,对相关从业人员进行培训,从而保障这一新兴产业的可持续发展。 3结语 随着经济的发展,环境问题日益凸显,为了保护环境,维护生态平衡,各国都在致力于开发和研究新型能源。绿色化学化工行业是未来化工行业发展的主体方向,因此我国要抓住机遇,培养创新型人才,加大对绿色化工行业的投入,力争在未来的绿色化学化工行业中占有一席之地。 作者:王城 单位:哈尔滨师范大学化学化工学院 绿色化工论文:绿色理念下的化工技术论文 1校企联合在理论教学中的绿色化工教育 1.1开设“绿色化学”课程,邀请校外专家及技术人员进行专题讲座。 我校还聘请校外专家及企业技术人员进行专题讲座,介绍化工前沿性知识,回答学生的提问,与学生进行直面交流,学生的视野得到了开阔。如把模拟化学的数值运算与计算机化学的逻辑运算结合起来进行“分子的理性设计”,完全顺应目前倍受化学界重视和倡导的绿色化学的思想,使化学成为与生态环境协调发展的、更高境界的化学。在进行绿色化工工艺和技术的过程中,借助于量子化学计算的结果,可以更为精确地选择底物分子、催化剂、溶剂以及反应途径,这样可通过尽可能少的实验达到预期目标,大大减少了实验次数,从根本上减少了原料的消耗,对环境污染的排放也相应减少。再者反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。微波反应器、膜分离技术及膜催化集成反应器、超声波萃取传质等等前沿知识的介绍使学生对绿色化工、绿色分离、集成过程等概念有所了解,开阔了学生的思路,激发了学生的求知欲。 1.2重视案例教学,增强学生对绿色化工的感性认识。 专业授课教师通过案例中采用绿色工艺,实行清洁生产增强学生的感性认识。而且针对具体工艺流程中存在的问题及对不同工艺路线和流程的技术经济评价让学生了解该工艺的发展状况和绿色工艺的应用。如氢气是一种高效而无污染的理想能源,制取氢气的方法很多,有①电解法:2H2O2H2+O2;②甲烷转化法:CH4+H2OCO+3H2;③水煤气法:C+H2OCO+H2;④碳氢化合物热裂法:CH4C+2H2;⑤设法将太阳能聚焦产生高温使水分解:2H2O2H2+O2;⑥寻求高效催化剂使水分解产生氢气。在上述方法中第五种方法设法将太阳能聚焦产生高温使水分解是可行且有发展前途的方法。因为太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源,且该反应没有废弃物,不会对环境造成污染;第六种方法寻求高效催化剂使水分解产生氢气也是可行且有发展前途的方法。通过采用催化剂降低了反应活化能,提高了反应速率,降低了反应温度、操作压力,简化了流程。在大规模生产中,这种效应无论从环境影响方面还是从经济影响方面都是非常重要的。再比如,甲基丙烯酸甲酯是一种重要的化工原料,主要用作合成有机玻璃的单体,也用于制造其它树脂、塑料、涂料、黏合剂、润滑剂。其传统合成工艺为丙酮-氰醇法,即:甲基丙烯酸甲酯传统合成反应中使用剧毒原料氢氰酸,污染严重,设备腐蚀严重,而且合成路线长,原子利用率低。美国Shell公司开发的新路线不用剧毒物质,原料价格低,利用钯催化剂反应一步完成,产品收率高,原子利用率高,经济效益、环境效益均好。 1.3教学方法多样化,教学手段现代化。 绿色化学理念倡导教学方法多样化,教学手段现代化[3]。我校努力将现代教育方法融入课堂教学中,如幻灯片投影、多媒体教学课件、音频视频资料等等。化工教学中常常涉及到一些具体的工程设备、工艺流程、设备原理等,传统的教学方法是采用板书、挂图和实物微缩教具来进行讲解,只能演示设备静态,讲授过程枯燥,不生动。现利用现代教育方法集图、文、声、像和三维动画为一体的特性,提高学生学习兴趣及学习的积极性。并且课后教师积极引导学生充分利用网络资源和网络手段拓宽知识面,吸引学生主动求知。 2校企联合在实践教学中渗透绿色化工意识 2.1改进化学实验项目,多开展微型实验、串联实验。化学教师在设计实验内容时应强化绿色化学意识,并把注重环境保护的理念渗透到实验教学中[4,5],舍弃或减少毒性大、危险性大、对环境污染及三废后 处理困难的实验项目,尽可能多地选择低毒、污染小且后处理容易的实验项目,注重开设宣传绿色环保的实验项目[4]。如我们在有机化学实验中开设了从茶叶中提取咖啡碱、从元宝枫种壳中提取单宁等绿色技术实验,这些实验原料是天然的,提取溶剂是无毒的,并且可以回收利用,废渣无公害且可以用作肥料;如综合实验项目“从海带中提取海藻酸”,其传统方法是盐酸-甲醛提取法,我们改用木瓜蛋白酶作催化剂,超声波提取。这样不但大大缩短提取时间,提出率从30%提高到90%以上,而且工艺简单,无污染。微型化学实验的优越性主要表现在试剂与辅助材料用量、水电消耗量大大减少,从而降低实验成本,而且爆炸、燃烧、中毒等事故发生的可能性相应减少,提高了实验的安全性。又由于产生的“三废”量少,极大地减少了对环境的污染。如综合实验项目“海藻接枝丙烯腈制备高吸水性树脂的研究”,其所用单体丙烯腈不但价格贵,而且有毒,而采用微型实验后,不但经济而且减少了污染。串联实验是指通过调整实验顺序,使一个实验的产物成为下一个实验的原料。如双酚A的合成实验产品可作为环氧树脂实验的原料,乙酰苯胺实验的产品可作为磺胺类药物实验的原料。 2.2选用先进仪器和技术进行实验,利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验。 先进检测手段包括红外、紫外光谱,气相、液相色谱,电镜扫描,X-衍射等。选用较先进的实验仪器,不但减少了试剂用量,减轻了环境污染,同时也增加了实验操作难度,有利于培养学生严谨的科学态度、规范化的操作技能,有利于提高实验课的质量。如化工原理课程中的吸收实验,其测量气体吸收量的经典方法是酸碱滴定法,因此,实验气体往往只能选用氨气,致使实验过程产生大量废液并且实验环境恶劣。但改用气相色谱法测定气体吸收量后,实验气体可用CO2代替氨气,这既改善了实验环境,又使测量速度加快、测量精度大大提高,且使学生接触到先进环保的检测方法。一些常规、传统的化学实验消耗较多的试剂、药品和水,尤其是一些实验所用试剂药品较贵、有毒、有害或不安全,这时采用计算机多媒体系统进行实验仿真就很有意义,如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化等。采用计算机仿真实验既能使学生学会实验方法,又避免了对人体和环境造成的伤害[4,5]。 2.3利用大学生创新实验及毕业设计渗透绿色理念 大学生创新性实验及毕业设计旨在探索并建立以问题和课题为优秀的教学模式,激发大学生的创新思维和创新意识,逐渐掌握思考问题、解决问题的方法[6]。指导教师首先必须有强烈的绿色意识,在设计课题时多注重向学生渗透绿色理念。如课题“海藻农用节水剂的制备及性能研究”,海藻是可再生性资源,储量相当丰富,而且海藻类植物中含有丰富的微量元素、氨基酸、维生素、胡萝卜素、矿物质等,极易被植物吸收。用海藻制得的保水剂不但能锁住土壤中的水分,改良土壤,提高果蔬品质,而且该保水剂能被降解,对环境无污染。又如课题“Ag@AgCl-壳聚糖/OREC/TiO2微球光催化降解有机污染物的研究”,原料是可再生的,成本低、可降解,制备的复合膜对有机污染物有吸附及光催化降解协同作用,该研究在解决医药、食品、化工企业废水处理方面有重要意义。学生在这种课题研究方式中增长了知识,开阔了眼界,培养了绿色环境意识及环保理念。 2.4校企联合在学生见习、实习过程中渗透绿色理念 见习、实习环节使学生在掌握专业理论知识的基础上,进一步了解化工行业的实际生产过程,对现代化工生产企业的生产和管理模式有一个较为全面的认识,让理论知识和实际生产相结合,提升学生独立分析和解决化工生产实际问题的能力。见习、实习是学生迈向化工行业工作前的重要的锻炼[2]。因此,学校和企业积极联手,结合企业生产实际,对学生进行绿色化工教育。如学生在长庆石油公司实习时,亲身感受到清洁生产、绿色工艺带来的好处:该公司投建硫回收系统工艺用于废物处理,它既避免了废物直接排放对环境造成污染,又回收到硫磺,创造了巨大经济效益;学生在长庆石油公司及兴平化工厂还参观了污水生化处理工艺。污水生化处理是利用微生物的代谢作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的CO2、水以及富含有机物的生物污泥,多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。污水生化处理相对于化学处理废水降解污染物更彻底,运行费用较低,基本上不产生“二次污染”。企业技术人员也通过自已企业实施清洁生产后获得的利益向学生宣传绿色化工的重要性。如通过实施清洁生产促进企业整体素质的提高;降低产品成本,提高竞争能力;同时,企业的环境好、无污染、不扰民,使企业具有一个良好的社会形象,增加了消费者对企业产品的信任度;改善了职工的生产操作条件乃至生活环境,减轻了对职工身心健康的影响。 3结束语 绿色化工是降低传统化工所造成的环境污染的最有效手段,学生是未来化工行业的主力军,需要高校与企业联手加强对学生绿色化工意识的培养,这也是素质教育的一项重要内容,是培养学生对社会及未来责任感的一项重要举措。当然,我们的校企合作在不少方面也有不如人意的方面,如合作关系多停留在表层,还不够深入,合作关系脆弱、具有不对等性。总之,校企合作工作任重而道远,需要政府、企业、学校的不断探索和实践。只有大家共同努力,培养学生保护环境、实施绿色化工的意识,我国化工工业才能健康、稳定、可持续发展。 作者:杨连利黄怡张卫红单位:咸阳师范学院化学与化工学院 绿色化工论文:绿色环境化工教学研究 摘要:化工技术的进步,促进了人类经济及社会快速发展,但同时给环境造成了不可逆转的破坏。通过化学方法对环境治理的过程中,改善环境质量和保护人体健康等各个方面,化学虽然发挥重要作用,却不可避免地会产生二次污染.目前的环境化工教育如能在教学过程中倡导绿色环保理念,渗透环保教育,提高大家的环保意识,可以改善人类的环境质量和保护人体健康。做到全过程控制模式取代传统的终端污染控制模式,就可以从源头上减少污染,为环境保护和治理奠定扎实的基础。 关键词:环境化工;教育;绿色;全过程控制;终端污染控制;污染 化学工程技术在环境污染治理中的应用可称为环境化工。环境治理技术主要包括生物法和各种物理化学法,这些方法是基于化学工程的基本单元操作实现的,这些单元操作可称之为环境化工技术,是化学工程技术在环境污染治理中的应用[1-2]。如何在大学环境化工这门课程中,引导学生的绿色、环保意识并作为实践者及力行者推进环境化工教学的改革。我们需要从根本上解决化工与环境之间的冲突,即要经济发展,又不能以人类的健康、环境的污染、社会的发展为代价。我们将从以下四个方面来着手解决。 一、教学与实际相结合,在教学中培养学生的环保意识 大学阶段专业知识的学习非常重要,但树立正确有人生观及世界观是十分必要的。目前环境的污染已经十分严重,首先让学生明确化工生产的环保意识,可以逐步改变化工生产的落后思想,改变生产过程带来的污染。学生在毕业后会将自己所学的专业知识,运用到实际工作中,每一个学生都会为推动社会的进步、环境的改善进自己的绵薄之力,社会终将向越来越好的方向发展。在课程中引入典型案例。如酸雨的形成就是人类破坏环境的一个很好的例证。酸雨是指PH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质如二氧化硫及大量的氮硫化合物与下落过程中的雨雪相结合就形成了酸雨。酸雨的危害是有目共睹的[3-5],一是导致土壤的酸化,加速土壤中矿物质元素的流失,使土地变得贫瘠,大大影响森林及农作物的生长甚至造成树木及庄稼的枯死。二是酸雨会破坏建筑材料,作用于非金属建筑表面硬化造成水泥溶解,损坏建筑物及在建筑物表面形成黑壳。三是诱发植物病虫害,对农作物的收成造成大幅度的减产。四是对河流水质的污染,水质酸化,对人类饮用水造成不可逆转的破坏。对水生动物植物的生成造成破坏,减少及绝迹。五是酸雨通过污染人类必需的水、农作物及建筑,最终危害人类的身体健康。可让同学们寻找形成酸雨的来源,通过调查分析,得出最终的结论:一是工业生产过程中使用的燃料燃烧。二是某些有色金属的冶炼。三是化工生产。四是交通运输产生的汽车尾气中大量的氮氧化合物。五是居民生活用燃烧煤炭产生的二氧化硫。最后通过课堂讨论,如何在生产环节防止及减少二氧化硫的污染?这也是我们学习的最终目的。如何实现全过程污染控制而不是最终的污染处理。学生们提出了改进燃煤技术,对燃煤进行脱硫,或是将产生的二氧化硫制成硫酸。还有的同学提出了开发新能源,太阳能、风能、核能等代替污染重的传统能源。通过引导学生分析酸雨的危害、形成,最终总结了合理的环境治理方式,改变传统的书本知识的灌输,更好地激发学生的学习热情,提高学生的综合素养。 二、倡导化工生产的全过程控制模式取代传统的终端污染控制模式 环境化工本质上是在研究如何控制污染的化学机制和解决化学生产中的工艺技术的一门学科[6-7]。过去环境化工的关注点是终端污染的控制及治理的化学研究,目前也取得了一定的效果。但目前这种方法只能治标不能治本,只能对被污染的环境进行治理,减少污染物排放,但是没有从源头上解决污染的排放及产生环境污染的问题。随着人们对于环境、水资源、生存所需物资的无毒、无害、绿色、环保要求,对污染预防及清洁生产的认识也逐步提高。因此在化工生产过程中,如何实现全过程控件污染最少量的全过程生产控制模式,取代传统的生产过程中的终端污染控制模式。如何能做到污染全过程控制模式,首先需要优化生产工艺路线,在生产过程中的中间体尽量无毒无害、副产物尽量的少或是没有。其次对生产过程的副产物及排放物的再次循环及利用,这样做或许生产成本会大于过去传统终端污染控制模式,对于环境却是节约了大量的治理成本,还可以给人类一个适合子孙后代生存的干净空间。 三、环境化工教育与化学发展相合 环境化工的发展离不开化学的进步,目前化学的迅猛发展,是促使环境化工的需要不断更新知识,环境化工就是同具体环境相结合,以治理环境为己任[9]。研究并跟上化学知识的发展,是环境化工教学的重要任务。生物化学、分子生物学、生物无机化学、新型有机合成化学、检测领域的分析化学等都发展推动了化工的进步,同时也向敞开的环境带来未知的污染。学生们需要了解化学的发展,懂得新领域领理论,参与到本质的化学优秀内容,才能得以控制环境的治理。比如现在热门的分析检测领域,需要检测人们日常生活及工业产品的有毒有害物质,为人们的生活提供了安全保障。但是日常检测工作中却产生大量的废水、废气、废的有机试剂。如何能从源头掌控化学污染并与环境化工相结合?这就需要学生学习更多的基础理论知识,将化学与环境化工相互结合、相互交叉、相互促进。丰富环境化工学生的知识面,加强环境化工教学的深度是教育的意义所在。 四、教学与实践相结合 学习的最终目的是实践,以目前污染重的三废:废水、废气、固体废弃物为主要研究对象[10-11],让学生深入工厂实习。以全程控制代替最终治理为理念,进行调查如何改进工厂三废的治理。学生们提出了改进生产工艺,提高产率,减少副产物的产生,如何促使化工生产变成环境友好类生产。对于工业废水提出了按生产过程,在明确知道废水中所含物质后,探索合理的提纯方案,进行提纯处理,即可以净化水质,又可以变废为宝。对于废气,加入纯化装置,如可以循环利用,可以减少废气排放量。如不可以循环利用,必须要净化后放可排入大气。对于废渣,目前已形成了“一业为主,多种经营”,对于钢渣、硅锰渣、铬渣等目前有成熟利用技术,只要公司可以保证生产出的废渣不再次转移,进行多种经营,化生产废渣为下一生产过程的原料,真正做到了环境友好化生产。 五、结束语 环境化工的兴起和发展,为人类保护、改善环境提供了化学方面的依据[12]。通过教学时对学生环保意识的培养,用全过程控制模式取代传统的终遄污染控制模式,如能在生产中引入全程控制,对环境、人类的持久发展,必将起到长治久安的影响。 作者:李阳雪 邹晓新 秦传玉 邹东雷 董招君 单位:吉林大学地下水资源环境教育部重点实验室 吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室 绿色化工论文:化学工艺中的绿色化工技术分析 随着我国经济社会的快速发展,人们越来越关注环境保护问题,这也是制约我国经济发展中重要影响因素。在新时期的经济社会发展中,环境污染问题已经影响到人们的日常工作和生活,其中,化学工业中的污染问题尤为突出,应该引起各方面的关注。所以,化工领域中的绿色化工技术发展具有十分广阔的前景,应该在各个层面予以充分重视,以保障化工产业的长期稳定发展[1,2]。总体来看,通过利用绿色化工技术,能够改善传统化工产业中所引发的环境污染问题,这点对于人类社会的长期发展具有至关重要的作用。所以,应该结合新时期的技术发展需求,重视化工领域中的绿色化工技术的研究工作,特别是相对应的理论以及实践方面的工作。 1绿色化工技术概述 在化工领域中的绿色化工技术具有非常重要的作用,通过实施绿色化工技术,能有效保证化工生产对环境问题所造成的污染情况,希望能够进一步提升化工技术创新,通过合理的工艺技术的进步,有效控制化学原料中废弃物所带给环境的危害。所以,应该充分重视有毒的废弃物的排放问题,充分利用好废弃物资源回收技术,保证资源利用效率的进一步提升,根据规范标准,通过对污染物的排放严格控制,以充分发挥绿色化学工业技术的优势。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓 2.1化学催化剂选取 分析化工领域中的具体生产,化学催化剂则具有广泛的用处,也是化工领域中不可或缺的,能明显提升化工产生效率。与此同时,也不可避免会造成大量的有毒废弃物的排放,会造成周边环境的不可替代的危害情况存在。所以,在相应的绿色化工技术研发过程中,应该重点落实如何进行无毒无害化学催化剂的开发,并在此基础上,充分有效控制好各种有毒废弃物的排放工作[3,4]。另外,还应该结合项目的要求,做好催化剂的选取工作,一般情况下,首选毒性小、危害程度低的催化剂,保证化工工业的绿色发展。结合现阶段的化工产业发展趋势,针对无毒害催化剂研发已经取得一定的进展,比如,针对烷基化固相催化剂来说,这种无毒害的催化剂,并没有造成环境的实际污染问题,应该在合适的项目中进行推广应用。另外主要指出一点,针对无毒害化学催化剂的研发工作,应根据相关规定标准要求,严格控制好废弃物排放量,并重视排放的废弃物循环问题,进一步提升资源的有效利用率。 2.2化学原料选取 对于绿色化工技术中的化学原料部分,也应该引起足够的重视,并从根本的污染源方面进行严格控制,保证环境污染问题得到一定程度的解决。当前,绿色无污染化工原料的研发过程中,还存在一定的不足之处,依然会造成大量的污染物在生产中产生,出现一定的环境污染问题。所以,应该结合项目实际需求,尽量选择毒性小或者无毒的原材料,尽量不添加化学药剂。比如,比较好的材料包括天然农作物、天然植物等方面。随着化工工业的深入发展,应该从环保的角度考虑,尽可能放弃有毒害的材料的使用,而大力推广无污染、无毒害的原材料,从源头上尽量降低环境污染的问题,也有利于无毒害材料进一步推广使用。 2.3化学反应选择性深化 在研发绿色化工技术时,还应该重视化学反应选择性方面的问题,能提升化学生成物的提取的效率,使其能够符合相关的环境标准要求,进一步降低化工生产的成本,保证满足提升资源利用效率的预期要求。比如,我们经常把烃类选择性氧化物应用在石油化工领域中,主要是考虑到化学反应中极易氧化性的特征,这就会造成生成物存在严重的损害和浸染的可能。所以,应该进一步深化化学反应选择性的工作,避免出现损坏生成物的反应条件,从而符合化工绿色生产的要求,有效解决环境污染难题。 3化学工程工艺中的绿色化工技术应用 3.1清洁生产技术应用 应充分发挥清洁生产技术的优势,其不仅在废弃物处理、海水淡化以及冶金方面具有较为广泛的应用,由于不存在毒害反应,这样自然也没有污染物的产生。比如,具体的海水淡化处理中,利用此技术进行海水淡化,能够有效提炼出海水中的盐分或其他,能满足日常生活的需求,并且在整体的应用环节中,清洁生产技术并不会出现污染环境的问题,没有任何的潜在危害情况。 3.2生物技术的应用 针对生物化工技术的发展特点,利用生物技术的优势能够获得很好的效果。一般来说,膜化学技术具有较为广泛的应用范围,并获得良好的效果。利用生物技术,能充分利用好可再生资源,并将其转变为有价值的化学品。充分利用酶的成分的催化剂作用,能够保证反应速度的加快,控制选择得当则不会出现污染废弃物的问题,具有相对温和的特性,对于化工产业的发展具有重要意义。传统的化学生产中,原料大都选择动植物内部的有机原料,在逐步发展中,才逐渐使用了自然中的煤炭和石油等资源。 3.3环境友好型产品应用 考虑到人们日常生活中的环境问题,应充分重视环境对于人们生活的影响,所以,在各个方面对于环境有着更为苛刻的要求。对于环境友好型产品来说,则是在日益严重的环境污染背景下,提出有效控制措施。考虑到传统化石类的煤炭、石油等资源的应用,资源消耗中带给了大气的严重污染问题,引发人们身体健康的严重危害性,所以,应该积极开展新型环保产品的研发,这也是符合人们日益增强的环保意识的需求。比如,以酒精的生产为例,主要是利用天然甘蔗为主的原料,能够通过技术发展生成新型乙醇汽油,实现汽油替代,具有一定的应用范围。在越来越多实践应用中,环境友好型绿色产品能够有效降低环境污染所带来的难题。 4绿色化工技术展望 化学工业中的绿色化工技术具有重要意义,对于我国社会的可持续化发展功不可没,同时,绿色低碳科学理念也必将是未来化学工业发展的重要方面,这里结合当前的化学工业发展现状,针对未来绿色化工技术的发展,应着重分析以下几个方面的内容[5]:第一,通过直接转化技术,使得合成步骤的“原子经济”性有所提升。从实际的绿色角度来看,有机合同需要两步或者三步才能完成,如果能将其缩短为一步的原子经济反应,能充分体现出直接转化技术的优势。比如,在进行生产环氧丙烷的过程中,传统则是利用两步法的反映方式,在得到钛硅分子筛后,可以满足催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济新方法。诚然,在化工领域中,满足原子经济性的条件还比较困难,有些条件甚至还是不可能实现的,但是,应该不断优化,充分利用化学反应的集成,能利用好排出的废物,可将其作为另外反应的原料,满足封闭循环的要求,实现零排放的需求。第二,保证输入端能量和过程中能量的管理得到充分的重视,满足整体循环过程中的能量消耗最低原则。在节能减排的指导原则下,不断开发新技术和新工艺,替代传统的排放量大、能耗高的技术,充分利用好新型的热能、氢能以及太阳能资源,尽量减少碳排放。第三,保证输出端CO2的集中转化技术进一步提升。利用高效的催化材料,满足高效活化、定向转化CO2等技术的突破,通过电化学方法、光催化等手段,尽量实现工业生产中的CO2排放量最小的原则。 5结语 综上所述,化工生产中的有害物质会造成环境污染问题,对社会持续稳定发展造成严重影响。所以,应该重视绿色化工技术的研发,充分利用绿色化工技术的优势,实现环境污染问题得到有效控制,进一步综合性利用资源,有利于实现化工行业的进一步健康、和谐发展。 作者:郑小伟 单位:合肥铜冠国轩铜材有限公司 绿色化工论文:化学工程工艺与绿色化工技术要点 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。2.2选用绿色化学催化剂化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。2.3选择性强化化学反应化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。3.2应用生物技术生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。3.3应用环境友好型产品环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学 绿色化工论文:谈化学工程工艺中的绿色化工技术 前言 近年来我国经济高速发展的同时,严重的环境问题已经受到社会各界的重点关注。环境污染问题已经影响到人们的日产生活,其中化学行业带来的污染非常普遍,因此,需要发展化学工业中的可持续发展战略,强化绿色化工技术的运用。绿色化工技术的运用能够从根本上抵制化学行业能源消耗带来的污染问题,因此,对其探讨是非常必要的。 1绿色化工技术 绿色化工技术指的是在化学工业发展中运用化学工艺或者原理对化学方法进行改造,以此来减少化学技术中化学原料、化学废弃物或者有害化工产品对环境的危害和污染,尽量将化学过程中的废弃物进行二次利用,提升废弃物利用率的同时也减少排放量,促进化学工业的绿色和生态发展[1]。 2绿色化工技术在化学工程工艺中的开发 2.1化学原料的选用 绿色化工技术的开发过程中,化学原料的选用就非常重要,这能够从根本上解决污染问题。绿色、无害的化工原料在生产、排放的过程中也能产生较少的污染物。当前高科技发展下,已经生产处很多无毒无害或者较少毒害的原料、催化剂、各种溶剂供化学工业的发展使用,在化学工业生产中尽量选择这样的化学原料,比如是很多天然的植物,包括各种农作物或者野外农作物,还有很多生物,都是无害化学原料的最佳选择。在化学工业发展中,尽量使用这些物品代替,而且这些物品的成本通常比较低,来源广泛。 2.2化学催化剂的选用 化学工业发展中常常使用各种催化剂加速化学反应的速度,但是很多化学催化剂容易加重化学反应废弃物的排放量。现在绿色化工技术开发过程中重点关注的就是对无害化学催化剂的开发。同时,在化学催化剂的选用上,尽量用毒害较小的催化剂代替毒害大的催化剂,促进化学反应过程的绿色发展[2]。很多化学行业的研究人员正在大力开发烷基化固相催化剂,其没有毒害,期望这种催化剂能够早日被广泛运用。在无毒害化学催化剂开发过程中,注重其废弃物的排放量和循环使用率,最好能够提升其循环使用的过程。 2.3强化化学反应的选择性 在化学反应过程中,尽量提升化学反应的选择性,让化学生成物的提取和净化更加便捷,也能够有效地控制化学生产成本,减少能源消耗和废弃物的排放。比如在石油化学工业中经常进行的烃类选择性氧化,其反应的生成物极易发生氧化现象破坏生成物,因此,在化学反应中,会尽量避免使用这种反应。强化化学反应的选择性,能够提升化学生产过程的健康发展水平。 3绿色化工技术在化学工程工艺中的运用 3.1清洁生产技术的运用 清洁生产技术在包括冶金、印刷、垃圾处理、海水淡化、煤气化技术、发电技术等行业中已经被广泛运用,在其过程中没有毒害,而且没有污染物。多种行业中运用清洁生产技术已经有效地控制了废弃物和有毒物品的发生。比如在海水淡化过程中,运用清洁的化学方法对海水进行处理,其原料是海水,这是一种比较丰富的天然资源,产生的主要成分是淡水,整个过程中的生产技术对环境的污染非常小。 3.2生物技术的运用 生物技术在化学仿生学与生物化工中的运用集中在细胞、微生物、酶的范围内,其中酶、膜化学技术运用地非常广泛。生物技术可以讲很多可再生的资源在生产过程中转化成有用的化学品,比如自然界中存在的酶是非常普遍的一种催化剂,其在生产过程中没有污染物的生成和排放,而且反应的条件比较温和,受到化学行业的广泛利用。 3.3环境友好型产品生产过程的运用 当今社会环境污染问题非常严重,各行各业对环境友好型产品的生产与利用非常急切。从人们的实际生活来讲,运用绿色化工技术的目的就是能够生产处大量的环境友好型产品,这能够给人们的实际生活带来优势。环境污染问题严重影响到人们的生活质量,环境友好型产品的开发和利用能够避免产生环境污染问题。比如在生活中传统的汽油燃烧给大气带来污染,也影响人类的健康;各种产品中氟利昂破坏了大气中臭氧层,给人们的生活埋下安全隐患;很多塑料产品在人们生活中广泛利用,带来很多便捷之处,但是使用后形成垃圾不容易被分解。这些严重的污染问题急需被解决,这些带来污染的产品急需被取代。所以,随着技术的发展,可分解的塑料制品、清洁型汽油、新型燃料逐渐地被开发使用,人们的环保意识也在增强,现在已经有很多的研究用在环境友好型产品的开发上,比如在酒精的生产上,其原料已经变成了天然的甘蔗;利用较易提取的乙醇汽油取代原来的汽油,在汽车行业中被广泛运用。环境友好型产品受到大众喜爱的同时,应该提升开发技术,加大对其的开发利用,这是与人们的实际生活紧密联系的问题,需要社会各界齐心协力的支持[3]。 结论 化学工业为各行各业的生产和发展提供了宝贵的物质资料、能源要素,但是也为环境和人们的生活带来了严重的污染问题,因此,在其发展过程中,应该采用积极的措施有效地避免污染问题。化学工程工艺中绿色化工技术的运用和开发能够从根源上避免污染问题的发生,在今后的化学工业发展中应该大力地提倡和推广。 作者:其其格 单位:包九中高三 绿色化工论文:绿色技术在石油化工的应用 1应用绿色技术的必要性 1.1环境污染问题研究 石油化工生产中会产生大量的废水,不经处理直接排放容易引发生态失衡,环境污染也因此造成,社会发展速度加快后对化工产品需求量也逐渐增大,化工生产向空气中排放的污染气体是大气污染的主要因素,酸雨问题也频繁发生。全球范围内共同关注的环境问题包括臭氧层漏洞、水域污染等问题。酸雨一旦发生,造成的破坏是不可弥补的,植物受到腐蚀后会枯萎死亡,水体受污染动物饮用后也会受到影响。酸雨腐蚀性极强,发生区域要及时对建筑物表面清洗处理,将酸性综合,都则这种腐蚀性会破坏建筑物表面修筑材料,承载能力逐渐降低,或者出现材料损坏掉落的情况。臭氧层是一道天然保护屏障,出现空洞后紫外线会直接照射到地球表面,对动植物以及人类带来危害,高强度紫外线直接照射在人体皮肤表面容易引发皮肤癌,目前极地已经发现臭氧层漏洞,经过环保工作者的努力漏洞面积正在逐渐的减小。但仍需要各界人士的高度重视,避免污染问题进一步恶化。温室效应也是目前主要的环境污染问题,地表温度逐渐升高,造成两极冰川融化,陆地面积会因此减小。明确现存环境问题后应在化工生产技术上做出创新,引进绿色环保技术。 1.2绿色技术势在必行 石油化工生产环节会产生污染物质,直接排放能够引发环境污染,但废气物中含有大量生产所需的原料,直接排放还会造成原料浪费,生产成本增大。由此可见,应用绿色生产技术是势在必行的,化工企业长期发展必然要在工艺上做出进步,对排放物质进行检验,并制定有效的分离处理方案。传统废弃物处理技术只是统一的分离,将有机复合物提取出来,但再次利用的效率并不高,分离效果也不明显。绿色技术是在生产环节与排放处理环节共同进行的,从根源治理污染,效果显著,对生产工艺做出创新还能避免出现原料浪费现象。选择生产原料时也会使用新型材料,以此来代替传统污染严重的化工材料,实现环保目标。 2绿色技术在石油化工中的应用 2.1绿色化原料 2.1.1无毒原料。绿色生产技术中所选用原料要做到清洁无毒,随着生产工艺不断进步,传统生产工艺中使用的有毒物质已经被新型材料所代替,一氧化碳经过研究调制被应用在生产环节中,塑料制品是石油化工生产中最常使用到的原料。传统生产工艺中使用聚乙烯材料制作一次性饭盒,埋入土壤后不能降解,造成垃圾污染,新型生产技术使用玉米淀粉代替这种材料,埋入土壤经过三个月的时间可以降解,并且不会产生毒害物质。这正是无毒原料的典型应用案例。碳物质是各类工业生产中必备的成分,具有吸附性质,将这种原料与其他制膜材料相结合,在功能上会有明显进步。除固体废弃物之外,光、气体污染也要得到重视,结合环境容纳量对排放量做出计算。 2.1.2可再生原料。绿色技术提倡使用可再生能源,石油是宝贵的生产资源,再生时间漫长。因此在生产环节中将其规划为不可再生能源。将煤炭与石油作为主要化工生产原料,会增大生产成本,绿色技术得到落实后越来越多的生产企业使用水解葡萄糖代替原有材料。这种可再生材料具有良好的催化能力,能够满足化工生产中的元素反应需求。其他类型的可再生能源制作工艺也在逐渐完善,现已投入生产使用中。 2.2绿色化化学反应 化工生产与化学反应是分不开的,反应过程中释放出的气体很容易引发环境污染。绿色技术应用后针对化学反应生成物质做出研究。优化反应环节,以此来减少污染气体排放量。元素在反应不充分的情况下容易生成污染物质,因此添加高效的催化剂可以避免此类现象发生。2013年,我国二氧化氯的排放量达到全球第一位,已经超过了2,000吨大关。我国所排放的二氧化氯大都是石油化工生产中由于化学反应无法完全导致的。目前,有机原料生产中,乙烯、丙烯的聚合、乙烯直接氧化制环氧乙烷等反应都是利用原子经济反应开发的。这些化学反应与传统化学反应相比来说,使用了更加高效的催化剂,制造工艺先进,副产物少,环境污染小。 2.3绿色化催化剂、溶剂 2.3.1催化剂绿色化。在石油化工生产过中,三氟化硼、硫酸、三氯化氢等物质被普遍作为催化剂来使用。这些催化剂均含有剧毒,会对环境造成严重污染,威胁到人们的身体健康。经过长时间的研发,国外很多公司在利用乙烯、丙烯、苯烷基化生产乙苯、异丙苯的时候,已经率先使用Y型分子筛、ZSM-5分子筛等固体酸催化剂来代替有毒的三氢化铝、氢氟酸等催化剂,让生产乙苯、异丙苯等物质的过程做到了零废物排放。 2.3.2溶剂绿色化。当前溶剂绿色化最为活跃的研究领域即为超临界流体的开发与使用,尤其是超临界二氧化碳的应用。超临界二氧化碳即为温度与压力都在其临界点之上的二氧化碳流体。这种流体的物理性质十分珍贵,其具有液态溶剂的溶解度与黏度较低的特性,与气体特性相似。但是由于高度的可压缩性,其密度、溶解度、黏度等指标都可以通过压力来进行调节,并且无毒、无污染、经济实惠,具有其他有机溶剂不可替代的优势。因此,超临界二氧化碳已经被作为多种有机反应的溶剂被应用。 2.4绿色化产品 化工产品已经在人们的生活与工作中普及,化工产品的使用与人们的身体健康有着直接的联系。例如,现代化学建筑材料与装修材料中所含的高浓度甲醛等有害物质被释放到室内,往往导致人体中毒,甚至身亡。又例如,浓度过高的农药是导致食物中毒的重要原因之一。含磷洗衣粉中的磷是导致环境污染的重要物质。目前,国外已经成功开发可以用来保护大气臭氧层的氟氯烃的替代用品,以及可以防止白色污染的生物降解塑料等。国际上还在持续开发研制对环境更加友好的化工产品,例如THPS杀菌剂等。为了减少汽车尾气中的一氧化碳以及烃类产生的臭氧与光化学烟雾对大气的污染,新配方汽油问世,新配方汽油中对汽油的蒸汽压和苯、芳烃等物质的含量有严格的限制,而且汽油中还需要加入含氧化物。 3结论 在传统的石油化工行业发展过程中对生态环境造成了不可挽回的破坏,严重影响了人民群众的日常生活与工作。为了给人类营造健康、平衡的生态环境,我们必须高度重视生态环境,一改传统石油化工行业破坏生态环境的作风,减少石油化工行业产生的环境污染。而绿色技术在石油化工行业的应用就是改善生态环境,实现可持续发展的重要举措。在未来石油化工行业发展的过程中,绿色技术必将发挥其应有的作用,实现生态与经济的平衡发展。 作者:赵加龙 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 绿色化工论文:绿色环保视野下化工技术发展与应用 1绿色化工技术的概念 绿色化工通常指的是利用现代化工技术或方法,进而实现减少甚至消除危害到人类健康、污染生态环境以及威胁社区安全的物质,而这种技术又被称作绿色化工技术。绿色化工技术主要是以绿色化学知识为基础,进而实现从源头上尽可能地阻止污染环境的生产过程,故而,绿色化工技术现已成为发展环境友好型工艺、化工反应及产品的重要技术支撑。伴随着我国可持续发展理念的不断深入,当前,大力发展绿色化工技术已经成为我国化工企业在生产过程中的必然选择,随着绿色化工技术的不断发展,原子经济反应逐渐成为了绿色化工技术应用效果最为理想的重要方向。原子经济反应主要是指在将原料中的所有原子全部转变成产品的同时,实现不产生任何污染物及副产品的目的,真正意义上实现了化工企业生产的零污染排放,此外,在这一过程中也不需要使用传统化工技术中所使用的各种原料、催化剂或有毒溶剂等,最终也加快了环境友好型产品的出现。 2绿色化工技术的最新发展及应用情况研究 (1)原子经济反应技术。伴随着绿色环保理念的逐渐宣传和深入,当前传统的化工企业正面临着节能与减排的严峻考验。在经过了对化学同资源与环境间关系的反复分析和研究之后,催生出了原子经济反应。早在1991年,美国的托罗斯特教授就提出了原子经济反应的概念,但是其真正得到人们的广泛关注的研究是最近几年才开始的。经过几年的快速发展,其现已成为目前全球国际化学科研的前沿领域之一,并为21世纪化工技术的可持续发展奠定了坚实的基础。发展原子经济反应的根本目的就是要将过去“先污染,后治理”的化工技术生产路线转变成“从源头上消除污染”。当前,在美国原子经济反应得到了广泛的研究与应用,并将其作为美国化工领域新世纪化工绿色发展的主要方向之一。在我国,相关的科研单位或研究所,如中科院、自然科学基金委员会等也对原子经济反应进行了研究,并将其纳入了我国国家重大科研计划中;我国相关的院校等也相继组建了绿色化工技术的研究机构,这对加快推动我国原子经济反应等绿色化工技术的进一步发展与应用有着重要的现实意义。 (2)绿色化学技术。绿色化学技术也可以被称作可持续发展化学技术。当前,这种技术已经在全球化工领域的研发工作中占据了重要的位置,此外,世界各化工企业也纷纷在绿色化学技术中获得了巨大的潜在商机以及市场效益。要加快推动绿色化学技术的发展,除了要获得企业及科研单位、机构等的关注外,还要加快制定严格的环境法律法规,旨在防止潜在有害污染物或物质的生产及使用。如,当前欧盟就出台了REACH法规,其主要是对化学品的注册、评估、授权以及限制进行明确的规定,以确保在有害物质或污染物的零排放。目前,全世界范围内对节能以及可再生资源产品的需求越来越大,而各大化工企业也都相继将绿色化学技术作为产品研发的重要方向,并不断对绿色化学技术进行创新,进而不断加强绿色、可持续发展产品的研发。 (3)分子设计技术。要想从源头上将化工污染物进行控制,就必须在生产过程中选择科学的化学反应途径。在这之中,不仅需要考虑到对原材料的利用效率,而且还要考虑到理论上的生产效率。就原子经济反应来看,其能够实现原子转化率的100%,且能够确保废物、副产物或污染物等不会出现,真正意义上实现了零排放的目标。因此,这种反应对保护环境、节约资源是有很大帮助的。当前,国外不少发达国家早已实现了化工产品生产过程的零排放标准,而这也逐渐成为评价化工生产过程对环境带来潜在影响的重要标准。因此,利用当前比较流行的分子设计技术来进行绿色化工生产过程的辅助设计,能够对化工生产中不同生产流程中所产生的污染物质进行有效鉴别,进而确定最佳的生产路线,制定出一条经济、污染少、绿色、合理的化工生产流程,为化工生产工艺的进一步完善打好基础。 (4)未来发展。未来,要注重环境从治标到治本上的发展。在化学反应中减少废弃物的产生。并运用综合手段,做到让废弃物经过一系列的反应,产出有用的材料与产品。绿色化学工程已成为未来化学方向研究的重要目的之一。人们对环境的破坏造就了对绿色化工的研究,而提高资源的利用率,从根本上说,也就是绿色化学能够预防环境污染,并实现对其原子的转化,使废物及污染物能够得到有效处理。在未来化学工业中,环境友好型化工将成为其主要的发展方向;以无毒无害的化学原料为最基本的化学反应,也成为了未来绿色化工生产过程中采用的化学反应方式之一。如在过去,大多数的化工企业都使用煤、石油等作为生产原料,但未来可用有机化学产品代替。而在未来,能源的使用也主要是以开发新型能源,合理使用未开?能源为主,并要加大对可回收产品的循环利用,从而促进经济社会的转型,以保护化工资源;此外,还要利用环境友好型产品,如在汽油中加入甲基叔丁基醚,甲基叔戊基醚等含氧化合物,进而促进汽油的燃烧效率,实现尾气中二氧化碳等废气排放量的减少。伴随着绿色化学技术科研力度的不断加大,其发展与应用的广度与深度也得到了进一步的延伸与扩展。化学工业在生产中占着重要作用,在处理化学工业污染排放上,要站在可持续发展的角度上,并紧跟绿色化工技术的最新发展趋势,争取加快推动我国绿色化工行业的发展。 作者:陈琼 单位:开封大学 绿色化工论文:环境保护下绿色化工机械的应用 1绿色化工机械的集成化 需将先进技术、相关的管理综合到一体,信息、制造和管理技术进行融合,这一系列的集成能够将生产紧密联系到一起。绿色化工机械的网络化。网络发展,绿色化工机械必然无法离开网络。数字技术、通信技术之间的互相融合,推动了制造业整体化的发展,实现了资源的互补和共享。绿色化工机械的智能化。绿色化工机械的制造、生产中会有大量的信息产生,都需要进行合理的、科学的处理和解决。 2绿色化工机械与环境协调发展的有效对策 2.1绿色设计理念 绿色化工机械,须以“绿色设计”为引导方向,实现化工机械与环保两者之间的融合,学习各个行业的设计理念,投入当前的高科技运用,落实绿色化工机械中的技术、以及环保部分,同时还会涉及到经济部分,实现三者之间的融合,进而形成新型设计模式。与此同时,还应注重把控以下几点原则:首先,先进性技术应用;其次,化工机械、环境之间的协调性:最后,最高综合性效益。绿色化工机械设计根本目标——“达到同等、或更高生产效力前提之下,降低能源消耗,促进资源利用率,注重废弃物的循环使用和回收,提高废弃物的再利用,坚持环境保护,并以此为标准”。 2.2环保材料 环保意识在全社会范围内的不断增强,人们越来越多我们所生存的环境问题,生活中、工作中和生产中,环保材料的使用越来越广泛地被人们关注,并尝试探求新的先进的技术手段去创造,不断发掘新的信息。而目前,新型材料的被发掘、被使用,给绿色化工机械的运用带来了非常深远的影响。目前我们常见的一些环保材料有“易降解”、“生物降解”、“天然”及“易回收”的材料,除上述几种之外,一些没有办法回收,但是其废弃不会对环境造成任何污染的材料,也是非常热门的。化工机械的实际使用中,立足于达到同等生产效力,应尽量选取环保材料,以此来代替当前我们选用的污染性大的材料,减少浪费和污染。 2.3回收环节 绿色化工机械,其设计理念须坚持以“绿色”为基础,深入考察相关的环境影响因素,在设计和生产中,充分融入“节约”的意识,坚持保护环境和能源。尤其是对机械回收部分,要进行相关的研究,尽量实现高回收的合理设计,实现保护的目标,创造出更多的经济价值和环境价值。“手工分解”在目前的化工机械中,依然处于非常重要的地位,成为化工机械的主体,虽然说表面上看去,其回收率依然客观,但是环境保护的效果却差强人意。DFR——化工机械回收设计,指的是在化工机械的设计中,将材料回收、机械回收考虑到化工机械整体范围内,选取回收价值相对较高、处理简便的材料,实现资源再利用,以期达到“环保”目的。 2.4提升创新能力 “创新”,这个字眼各行各业都会有涉及,是当前这个信息化的社会发展必然要求。当前社会我们必须注重创新,尤其是绿色化工机械的创新。新时期的企业,想要时刻保持竞争力,须提高化工机械设计技术、生产制造技术、包装技术的先进性,实现知识创新以及技术的革新。最后,我们须注重国家政策制度,以不凡的决心和勇气,完成创新,实现完美的蜕变,为绿色化工机械与环境的和谐发展奠定扎实基础。 作者:邹德元 单位:内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司 绿色化工论文:绿色化学化工现状与发展 1绿色化学化工的基本原则 国际上对绿色化学化工有比较统一的原则,主要包括以下几方面:其一,在生产源头上防止废弃物的产生,而不是产生废弃物后再进行净化处理。其二,进行生产原料最大化利用的产品设计。其三,进行产品设计时,考虑生产效率,并减少生产原料和产品的毒性。其四,对于析出剂和溶剂等辅助产品,要尽量少用或不用,或尽量使用无害产品[2]。其五,尽量降低能量在生产过程中的损耗和其对环境的影响。其六,在考虑经济和技术的前提下,尽量选择可回收的加工材料作生产原料。其七,尽量避免在生产过程中产生不需要的化学衍生物。其八,选择更符合化学计量的催化剂。其九,化学产品在使用结束后可以进一步分解成为无毒无害的降解产物。其十,研究并发展化学化工的生产过程,做到在危险物形成前对其进行检测和控制。 2绿色化学化工的发展趋势 2.1绿色化工产品设计提高绿色化工设计的积极性,在绿色化工产品设计过程中,应遵循以下设计原则,即:全生命周期设计、降低原料和能量消耗设计、再循环和再使用设计、利用计算机技术设计等。 2.2绿色化原料及新型原料平台基于本研究所述原材料选择的原则,一些新型的原料平台在化工生产中越来越受到瞩目,如以石油化学工业中的低碳烷烃、甲醇和合成气、废旧塑料以及生物质等作为原料平台。此外,对于传统原料合成中有毒、有害、有刺激的原料的绿色化工艺也得到了广泛的研究。 2.3新型反应技术开发传统有机合成反应中有毒试剂和溶剂的绿色替代物成为新型技术的发展方向。另外,反应与相关技术(如生物技术、分离技术、纳米技术等)的结合为开发新型反应路径提供了发展空间。 2.4催化剂制备的绿色化和新型催化技术目前的研究大多关注使用新型的催化剂改变原有的化学反应过程,而对催化剂制备时的绿化问题很少关注。因此,对可回收并能反复使用的固体催化剂的研究,即如何在分子水平上构筑活性和选择性均能达到高水平的固体催化剂的研究成为今后发展的重要课题。此外,酶催化剂和仿生催化剂等的研究也成为未来的发展方向。 2.5溶剂的绿色化及绿色溶剂利用无毒无害的溶剂来代替挥发性的有机化合物溶剂是目前绿色化学的重要研究方向。此外,目前的研究还关注溶剂的闭环循环、以水做溶剂或无溶剂系统的开发等方面。 2.6新型分离技术对于新型的分离技术普遍关注超临界流体萃取、分子蒸馏、生物分子和大分子的分离等方面,如何采用新型的分离技术同时又降低成本也将是未来的发展方向。 2.7计算化学与绿色化学化工相结合为了减少实验次数及原料消耗,同时又能精准地选择底物分子、催化剂、溶剂和反应途径等,可以借助量子化学计算来实现,从而达到绿色化工工艺和技术的目标。此外,还可借助计算机技术,模拟研究原料、反应器设计、经济和商业模型等,以降低生产成本。本文来自于《黑龙江科学》杂志。黑龙江科学杂志简介详见 3结语 在全球经济飞速发展的今天,生态环境的恶化也越来越严重,为了保护人类赖以生存的家园,世界各国都将开发新能源和可持续发展作为发展的重点。绿色化学化工的出现缓解了化工对环境污染的问题,但是由于绿色化学化工的发展历史还很短,发展的速度又非常快,所涉及的范围也很广泛,因此,本研究论述的并不全面,绿色化学化工工作者应积极投入到这一学科中,促进学科的发展,为保护生态环境做出应有的贡献。 作者:陈晓隆 单位:哈尔滨师范大学化学化工学院 绿色化工论文:绿色石油化工工艺综述 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的优秀内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个优秀内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 作者:韩英杰 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 绿色化工论文:煤企发展绿色煤化工之构思 1绿色煤化工发展中存在的问题 绿色煤化工理念虽然先进,但其中涉及问题繁多,因此实施起来并不是一件容易的事,还存在很多问题。理念和技术问题无论生产企业还是设计院,尚存在对企业发展与节能减排的关系认识不够,重工艺、轻节能减排的老观念。而且传统对能量只从数量上认识,缺乏质量意识,致使在转换、利用、回收过程中效率很低,除无谓损耗外,缺乏在损耗和投资之间权衡的意识以及技术经济优化的意识,靠经验难以达到项目设计方案优化。再是,由于条件的局限,设计中对能量的利用多是分散,孤立考虑的,缺乏系统的观念,也未采用能量综合优化的设计思想,观念和技术。我国缺乏绿色煤化工方面的节能减排导则、标准,增加了企业在具体操作时的难度。设计环节问题在企业方面,有时急于上工程,项目可行性研究看重工艺,轻视能量优化,设计阶段只委托设计院做装置设计,缺乏与全局节能优化的观念;在设计院方面,由于体制和观念的因素,往往在经费和人力保障不够的情况下,急于赶任务,对节能及能量系统优化考虑不够。目前,国家已经意识到这点,现要求年综合能耗2000吨标准煤以上的项目必须编制独立的节能专篇,进行节能评估和审查。节能减排管理弱化发展绿色煤化工是一项系统工程,需要从全局规划的角度对新建、扩产、基建等项目考虑节能减排的职能。节能减排不仅仅是科技、生产、技术或任何一个单独部门的问题,也是牵涉整个企业所有部门,从设计,运行到控制各个层面系统性,全局性的重要工作,目前缺乏系统性的管理和激励机制。绿色煤化工评价体系不健全由于缺乏科学系统的绿色煤化工评价体系,宏观调控上缺乏有效的行政手段,给执行带来了较大困难。对于绿色煤化工还没有系统科学的制度来给以促进、评价及管理,不能以确定的标准来衡量企业的绿色煤化工水平高低。 2绿色煤化工发展的思考 2.1增强绿色煤化工理念 企业负责人要牢固树立“节能减排是煤化工企业生存的生命线”这一理念。增强煤化工管理人员及现场操作人员对绿色煤化工的理解和认同,从思想上提高对能源节约、环境保护的认识,对绿色煤化工和可持续发展理念的认识,真正将绿色煤化工落在实处。坚决取缔先发展、后治理的传统方式和理念,而应通过开源节流、提高资源利用效率,创新体制机制,推行循环经济模式。 2.2源头节能减排 在可研、能评、环评及设计报告中,均应充分考虑节能、节水与环境保护等方案措施。选用先进工艺技术、采购高效节能设备、实施环保“三同时”,作为项目建设期必须坚持的基本原则。主要耗能设备的采购都应经过节能效果评价,杜绝使用国家已明令淘汰的高耗能设备。在运行阶段初期,对整个用能系统进行能量平衡测试,对重点耗能装置与设备进行检测,对污染物源及排放情况进行调查。并以此为依据,制定能耗与环保考核指标,指导操作运行人员优化运行方案,使生产装置在安全、经济、节能、环保的模式下运行。 2.3加强节能减排管理 发展绿色煤化工是一项系统工程,不仅仅是节能环保、科技、生产、技术或任何一个单独部门的问题,而是牵涉整个企业所有部门,是系统性、全局性的重要工作,应借鉴先进企业的成功实践,制定有关促进绿色煤化工的管理制度、建立健全节能减排管理体系和有效的激励机制。增加企业自主实施绿色煤化工的主动性。建立明确的赏罚机制,对达到标准的企业予以奖励,激发绿色煤化工建设的积极性和主动性。 2.4建立绿色煤化工评价体系 建立和完善评价体系是促进绿色煤化工实施和发展的关键之一。绿色煤化工评价体系应保持较强的客观性,因为评价方法主观性太多,会影响人们对其客观性的信心,从而影响评价体系在实践中的推广应用。此外,评价体系还应该有较强的可操作性。在实践操作中,如果评价系统过于复杂,不易操作,不能方便地被采用,也就不能称之为最佳的评价方法。目前,中煤集团正在积极研究该项工作,不仅可以为集团内部企业的绿色评价提供依据,届时也可以为整个煤化工行业提供参考,促使煤化工项目的设计、管理和能源利用等环节,更多地考虑节能、环境因素,引导煤化工绿色发展。 2.5加强绿色煤化工技术研究 与国外相比,中煤集团在绿色煤化工关键技术研发方面还有较大差距,具有自主知识产权的工艺和设备更是缺乏。建立和完善绿色煤化工技术体系是目前亟待解决的问题。 3结语 绿色煤化工在“绿色中煤”发展中占重要地位,是中煤集团可持续发展的必然要求。但绿色煤化工是一个系统工程,涉及到多个专业和各个方面,在实践层面存在的很多问题有待专业人员进一步深入研究,并逐步加以解决;只有这样才能使中煤集团绿色煤化工产业实现经济效益、生态环保效益和社会效益的共同发展。 作者:李保玉 何绪文 单位:中国矿业大学 中国中煤能源集团有限公司 绿色化工论文:探究绿色化工的进展及展望 1.绿色化工技术的现状 美国在20个世纪90年代将污染防治的问题提出,并在基本国策中添加了防止污染这一项,相继有污染防止法案出台,并在90年代中期国家环境技术战略向公众宣布。在几年之内,根据绿色化学研究性问题,美国化学会成立了专门讨论会等一系列相应的措施,并设立了一系列与绿色化工、环保相关的奖项,如总统绿色化学挑战奖等。显示出了美国对绿色化学的重视程度。国内在国外的绿色环保化学进行得轰轰烈烈时,经过院士的多次讨论,最终确定了“绿色化学与技术”作为最后的议题,中国科学院化学部也授权同意议题。讨论会“工业生产中绿色化学与技术”于1996年首先召开,《绿色化学与技术研讨会学术报告汇编》也在同一时间出版。“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”科研项目,也是中国具有代表性意义的基础项目,通过自然科学基金和中石油化工公司共同资助,于1997年启动。20世纪末在合肥,首次国际绿色化学高级论坛展开活动;并有杂志积极响应大会精神支持大会工作,如《化学进展》。还相继出版了“绿色化学与技术”专题报告等。在21世纪,我国不断的有可持续绿色化工议题被提上日程,这一领域有无数的研究者参加研究,进行交流学习,也取得了骄人的成绩。 2.绿色化工的技术动态 简单来说绿色化工技术就是通过对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除能够污染环境的物质,实现废物零排放,并建立友好环境。摒弃粗放的化工生产模式是化工企业的全新出路,即绿色化工,用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。增加节水措施,提高谁的重复利用率等。通过对先进技术的应用,使环保型产品被研究出来,实现清洁生产,使三废排放量得到最大限度的降低。落后的生产工业要被逐步淘汰;使原材料消耗降低;通过提高化工废水处理设备质量、使设备成套化,来使得到化工环保产业技术和装备水平提高。“化学的绿色化”已被美国化学界列为迈向21世纪化学进展的主要方向之一,绿色化工也在一定程度上涉及到化学方面,例如化学的有机合成、生物化学、分析化学催化等。酿造、制药、造纸、印染等行业在滚动修订“九五”发展规划时,在规划中应逐步补充进绿色化学与技术的内容,我国国家科技部组织应该为此做详细的调研。使“九五”基础研究规划中含有绿色化学与技术研究工作,并在同一时间内将科研工作安排恰当。以国家自然科学基金委员会与中国石化总公司联合支持开展了“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”重大基础研究项目为例,这是一种把导向性基础研究与技术创新相结合较好的组织形式。 3.绿色化工的研究方向 对清洁硝化和还原技术展开研究,主要以污染问题严重的重要染料的关键生产过程为主要研究对象,如红色基RG、红色基G等。清洁新工艺研究的开展、开发与工业化应用,使传统硝化与存在于硝基还原工艺中的重污染问题得到减少甚至消除,在技术方面支撑我国染料合成化学工业的可持续发展,向传统硝化和清洁化生产硝基还原工艺作出示范。环境友好性的催化技术,使以化学催化和生物催化在内的环境友好性催化技术为主要内容的研究与开发得到开展,与一些重要性药物关键中间体的生产相结合,使一些重要药物中间体在生产过程中的产生的重污染问题得到减少或消除,使拥有自主知识产权的环境友好手性催化技术得到发展,使手性技术国家工程研究中心得到建立,使我国手性技术的产业化得到不断发展,为以手性药物的发展为代表的我国药物合成工业做出贡献。清洁催化氧化新技术的研发,开展新工艺研究,主要方向为空气、氧气或双氧水为清洁氧化剂,发展新的体系与新的工艺,主要内容为:以空气、氧气或双氧水为氧化剂的清洁催化氧化,使传统工艺中的重污染问题得到解决,使以此为基础的系列精细化学品和药物合成的清洁化生产新工艺的应用得到良好的影响。对绿色化学农药的创制研究,使以绿色新农药创制为主要方向的筛选平台得到建立,使中科院化学口研究所的潜力得到充分的发挥,使具有自主知识产权的农药先导化合物得到开发,大力发展新农药品种的开发,以具有明确应用对象和开发前景的新化合物为优先选择。 4.结语 综上所述,高效、节能、环保是绿色化学可持续发展将发展的主要方向,今后我们工作的主要方向为无毒、无害原料和溶剂的采用,从源头上消除污染的绿色化学过程,我们子孙后代必将受益于绿色可持续的化学工业。随着人民群众对于绿色化工的概念变得越来越清晰,绿色化学的概念也越来越深入人心,绿色化工的价值正在逐渐体现,所以绿色化工生产的产品自然是人民群众的优先选择,无绿色意识,或意识不强的产品会被逐渐淘汰。绿色化工拥有广大的前景,不论是从经济性和环保性,还是人文性角度都值得被推广,绿色化工已然成为发展的重要方向。 作者:郭鑫 单位:大庆职业学院化学工程系 绿色化工论文:课堂教导与绿色化工意识训练探索 重视案例教学,增强学生对绿色化工的感性认识采用绿色工艺、实行清洁生产是当代化工的发展趋势和必然选择。为增强学生的感性认识,授课中引入经典案例配合理论方面的讲解,会达到事半功倍的教学效果。为了表达方便,本文以环氧丙烷的生产工艺为例,对传统工艺和绿色工艺进行阐述。环氧丙烷(PropyleneOxide,简称PO),是除了聚丙烯和丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物,是重要的基础有机化工原料。环氧丙烷主要用于聚醚多元醇的生产,其次用于非离子表面活性剂、碳酸丙烯酯和丙二醇的生产。此外,环氧丙烷的衍生物产品有近百种,是精细化工产品的重要原料,广泛应用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。目前,世界上生产环氧丙烷的主要工业化方法为氯醇法、共氧化法和过氧化氢直接氧化法。(1)氯醇法氯醇法历史悠久,工业化已有60多年,代表企业为美国陶氏化学(DowChemical)公司。采用传统的石灰(氢氧化钙)工艺,反应方程式如下:(式略)氯醇法采用传统的石灰(氢氧化钙)工艺,该工艺需消耗大量高能耗的氯气、石灰原料和水资源,产生大量废水和废渣,且每生产1吨环氧丙烷可产生40~50吨含氯化物的皂化废水和2吨以上的废渣。含氯化物的皂化废水具有温度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和悬浮物含量高的五高特点,难以处理。该工艺生产过程中产生的次氯酸对设备的腐蚀也比较严重。针对这些问题,美国陶氏化学(DowChemica1)公司对传统的石灰(氢氧化钙)工艺进行了改进,采用NaOH代替石灰进行皂化反应,将生成的NaCl水溶液返回氯碱装置电解制氯气,基本无含盐废水排放。目前,氯醇法的生产能力占世界总生产能力的44%,我国生产环氧丙烷的方法是最经典的氯醇法。(2)共氧化法共氧化法又称哈康法,根据原料和联产产品,可分为异丁烷共氧化法(PO/TBA法)和乙苯共氧化法(PO/SM法)。2003年5月,日本住友(Sumitomo)化学公司开发了异丙苯氧化法(CHP法)。共氧化法的反应方程式如下[3](式略)在共氧化法生产环氧丙烷过程中,联产物量很大。因为联产物叔丁醇、异丁烯和苯乙烯有广泛的应用,售价也高,因此PO/TBA法和PO/SM法得以广泛应用。CHP法因其环氧化选择性高(对丙烯而言选择性大于95%,对过氧化氢异丙苯而言大于90%。)过氧化氢异丙苯比过氧化氢乙苯容易生产,且可用一部分来生产苯酚和丙酮,联产物二甲基苯甲醇脱水后可制得α-甲基苯乙烯,因此也具有良好的工业前景。目前世界采用PO/TBA法生产的环氧丙烷占总产量的18%,采用PO/SM法生产的环氧丙烷占总产量的34%,采用CHP法生产的环氧丙烷占总产量的2.5%[4]。(3)过氧化氢直接氧化法(HPPO法)由过氧化氢(双氧水)催化氧化丙烯制环氧丙烷的新工艺,生产过程中只生成环氧丙烷和水,其化学反应方程式为:(式略)由于HPPO法存在H2O2的运输问题,意大利的Clerici等[5]提出将丙烯环氧化过程与蒽醌制H2O2过程结合,以甲醇水溶液为萃取剂代替原有的水萃取剂,将H2O2直接萃取后进入环氧丙烷的反应器,极大地降低了生产的成本。该工艺在经济、环境和技术方面具有独特的优势,是今后新建PO装置主要采用的生产工艺。 基础知识和科学前沿相结合化学工艺学所涉及的内容是相同的,一般包括原料的选择和预处理,生产方法的选择及方法原理,设备的选择,结构和操作,催化剂的选择和使用,操作条件的影响和选定,流程组织,生产控制,产品规格和副产物的分离与利用,能量的回收和利用,对不同工艺路线和流程的技术经济评价等问题。在教学过程中,我们强调用基础知识解决实际问题。如针对甲烷蒸汽转化制合成气流程中温度和压力的确定问题,我们从化学平衡出发,通过甲烷蒸汽转化过程中主副反应的热力学数据分析,得到高温和低压对平衡有利。但从工程角度考虑,适当提高压力对传热有利。为了加快传热速率,工程上采用加压的方式(3.0MPa),从动力学角度看,反应初期增加系统压力有利于加快反应速率。但到了反应后期,反应接衡时,加压会降低反应速率,对平衡有不利影响,因此更需要提高温度来补偿。在3.0MPa、1000℃的条件下使甲烷的干基含量降至0.3%,会严重地影响反应管的寿命。如何解决这一实际问题,依据热力学和动力学分析,结合反应设备,我们引出甲烷水蒸汽转化过程中采用二段转化炉的工艺流程,并进一步说明采用管间加热的一段转化炉,最高温度(出口处)控制在800℃,出口残余甲烷的干基含量为10%。采用管内加热的二段转化炉,氧与转化气中甲烷燃烧放热,温度升至1000℃,二段出口处甲烷的干基含量降至0.3%,这样既讲解了工艺流程,又加深了学生对工艺条件确立依据的理解。另外,我们还在课堂上针对具体工艺流程中存在的问题,及不同工艺路线和流程的技术经济评价等问题进行分析,通过追踪文献,让学生了解该工艺的发展势态和绿色工艺的应用。随着现代化工新技术、新设备、新材料的不断出现,适当补充和更新部分教学内容,将膜分离技术、超声波促进萃取传质、新工业催化剂材料等前沿知识渗透在工艺流程的某个环节中,不但扩大了课堂的信息量,又开阔了学生的思路。培养当代工程教育的教育理念20世纪以来,学科在分工越来越细、研究越来越专业化的同时,交叉渗透和综合化趋势也越来越明显。学科发展的特点和趋势要求教育模式进行相应的调整,就化学工艺学中流程的组织和设计而言,它应该是一种多元价值综合交叉的教育。传统的工艺学流程设计没有反映学科交叉的综合特点,存在严重不足。本科生在设计工艺流程时习惯于模仿性设计而不是创新性设计,技术上重点偏重于工艺研究而弱于结构-功能的设计研究,在设计模式上囿于刚性设计,一个设备对应一种工艺和一种定型产品。更重要的是,工艺流程设计和组织只局限在技术层面,工科学生不懂得成本、经营、管理,更缺少人文修养。针对这种情况,本科生教学过程中,应鼓励学生向其他专业的教师和本科生学习,以弥补学生在化工设备、化工过程自动化和优化控制、生态科学、经济学和社会学等学科的不足,提高学生的综合性思维、创造能力与创新设计能力。当代工程教育的基本思想是以人、自然、社会协调统一与可持续发展为基础的人类福利价值创造[6]。依托地方资源优势所上的化工项目,不是单纯地以增加当地的GDP为目的,而是在利用优势资源的同时,要遵循生态活动的规律,在更高的社会生活水平上重塑生态活动的方式,使社会、经济、生态和谐共处、可持续发展。我们必须在本科生教育阶段,就要树立和培养学生的可持续发展观念,应该把化工项目的建设理解为生态循环系统之中的生态社会现象,化工项目工艺流程的组织,生产控制,产品规格和副产物的分离与利用,能量的回收和利用,废物的排放,都不能以影响生态环境为代价。 绿色化工是对传统化工的一种挑战。实施绿色化工教育,教师必须有强烈的绿色意识。这项工作需要教师在化学工艺学课堂教学准备中多下功夫,吃透教材,利用自己的言行去感染学生,然后结合具体案例将绿色化工的知识巧妙而生动地渗透到教学过程的某些环节中,这样学生在学知识的过程中,就自然地产生了保护环境、实施绿色化工的意识。勿庸质疑,学生是未来我国化工行业的主力军,针对他们加强绿色化工的教育,提高他们的综合素质,就意味着我国化工工业走进了可持续发展行列。 作者:李常艳 单位:内蒙古大学化学化工学院 绿色化工论文:探求绿色化工实现路径及政策措施 节约资源保护环境是我们的基本国策。面对日趋强化的资源环境约束和能源越加紧张的形势下,必须增强危机意识,树立绿色、低碳发展理念,化学工业发展必需走低碳之路。 1化学工业必须低碳发展 “十二五”时期是全面建设小康社会的关键时期,是我国工业化、城镇化加快发展的重要阶段。化学工业是基础原材料工业,对加快建设我国工业化、城镇化具有十分重要的作用。化学工业是对能源依赖度很高的行业,许多产品是以能源为原料,如氮肥、乙烯等。节能降耗、低碳生产,是提高产品市场竞争能力,提高企业经济效益的重要措施;是保护环境的重要手段。可以说节能降耗,低碳发展是关系企业走可持续发展道路的大问题,说的更严重点是关系企业生死存亡的大问题。(1)我国当前正处于加速推进工业化和城镇化阶段,今后相当长一段时间内,能源消费和温室气体排放势必持续增长,能源供应问题和环境压力会更加突出。(2)化学工业是对能源依赖度很高的行业,因为能源既是燃料、动力,又是原料,做原料的能源占40%以上。因此,能源消耗量很大。2009年消费能源2.5亿吨标准煤(终端消费),占全国工业能耗的12%;近十年能源需求量平均以7.7%速度递增。“十二五”期间化学工业发展速度虽然要减缓,但是化学工业是基础原材料工业和支农产品(化肥等),“十二五”期间还是要较快增长,因此,能源需求量将进一步增加;(3)能源成本在产品成本中占的比重大,高耗能产品的能源成本占60%~75%;一般产品占30%左右;能耗低的产品能源成本也在10%左右。能源供应不足,价格上涨,产品能耗高,降低产品成本,提高产品竞争能力,提高经济效益,是十分重要的;(4)目前化学工业的单位工业增加值能耗较高;化工产品单位能耗比国际先进水平高10%~25%,节能潜力较大,需要采取节能、低碳技术,提高能源利用效率,实现节能减排;(5)化学工业低碳发展,是国家的要求,也是化学工业加快转变经济发展方式的需要和社会责任。国家要求,坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为经济发展方式的重要着力点;也是化学工业改变传统经济发展方式的需要。今后,我国国内的市场化进程将继续全面深化和推进,能源和化工的原料成本将趋于提高,盈利空间受到压缩;另外国内的财税、金融、环保、投资、土地等政策环境也将会有新的较大变化,有些则会对行业提出更高的要求,这些问题的解决,都需要经济发展方式转变,走低碳发展之路。同时,节能减排,降低温室气体排放强度,推广低碳技术,积极应对气候变化,也是化工企业的责任。 2化工行业低碳发展的主要途径 我认为主要有四条途径:(1)节能。提高能源利用率,降低能源消耗,这是当前低碳发展的主要途径;(2)结构调整。化学工业结构调整是多层面的,有:内部行业结构、产品结构、技术装备结构、组织结构、原料结构、能源结构、企业资产结构等。应选择对能源消耗影响大,而且近期可以能实现的,如内部行业结构、产品结构、技术装备结构、组织结构等。原料结构和能源结构的就比较困难;(3)使用含碳低和不含碳的能源。用天然气做燃料,和用煤的相比就是低碳,用新能源,如太阳能、风能、水能也是低碳;(4)发展循环经济。从产业革命以来,人类随着社会经济的发展,便开始大量开采能源及其它资源、大量生产产品、消费大量资源和能源,同时产生大量“废物”。 20世纪末以来,能源、资源与环境污染问题突现出来,如何提高资源利用率,“废物”再利用,保护环境,实现可持续发展发展,摆到人类社会面前。循环经济是建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式,把经济活动按照自然生态系统的模式,组成资源开发—产品生产—资源再生(废物利用)的物质循环流动过程。一言以蔽之,循环经济就是资源(能源)节约经济,“废物”再利用经济。当前来讲,可以说节能是实现低碳发展的关键,没有节能,就不能实现低碳发展。 3实现低碳发展应采取的政策措施 推动低碳发展有三大推动力:一是政策、法规和领导重视的推动力;二是低碳技术的推动力;三是广大职工参与的推动力。 (1)发挥政府引导作用,制定管理、财政、税务、技术、人力资源等方面有利促进低碳发展的政策。 (2)制定有关低碳发展规划和有关标准。特别是单位产品能耗标准。比如说:合成氨生产,采用不同的能源做原料能耗差距很大,煤的比天然气的高60%,比油的高20%以上。天然气是低碳的,由于油、气资源不足,改煤为原料是高碳的,但是,需要上煤头的,那新上煤头合成氨的能耗必须达到国内或国际先进水平。原有生产的企业,也要节能降耗,也要有较高要求的标准。本人认为的几个化工产品的限额标准,是非常宽松的,几乎所有的企业都能达到,这不利于进一步节能降耗。 (3)制定行业低碳行动计划,构建低碳产业体系,选择低碳发展路径。 (4)研究提出行业低碳发展技术路线,加大高能效、低碳排放的技术研发和推广应用。 (5)提高各级领导和广大职工的低碳发展意识,学习低碳发展知识,落实到实际工作和生活中。 (6)采取措施解决低碳发展存在的三大障碍,即:“认识障碍”、“技术障碍”和“融资障碍”。 (7)建立行业低碳基金。基金是国民经济中特定用途的资金或物资。在当前以加快转变经济发展方式为主线,倡导低碳发展的形势下,建立行业低碳基金是十分必要和有可能的。 (8)产业和产品的结构调整要与实际相结合。调整化工行业的产业或产品结构以及地方化工产业结构,必须与实际相结合。全国目前化工的产业结构,是经过近60年的发展形成的,也是全国各省、市、区分工的结果。有的产业、产品在加速推进工业化和城镇化阶段,特别是基础原材料,如烧碱、纯碱、电石、硫酸、合成氨等是在年年增加的,不能只依赖产品的结构调整。因为这些产品是工业化所必须的。不可想象,全国都搞精细化工。各地方也不能放弃本地的优势,产煤大省就是搞煤化工,产天然气的搞天然气化工,产盐的搞盐化工。 我认为搞低碳研究、搞气候变化研究,发展低碳经济,不能人云亦云,而是要提出体现我国国情或行业、地方的实际情况,体现发展阶段的政策方针、方法、技术措施。不能教条理解低碳发展,重要的是树立低碳发展理念,在实际工作中抓好节能减排,加快开发低碳产品、低碳技术、低碳能源,使化学工业走低碳发展之路。
农业设施论文:防虫网用于设施农业论文 一、秸秆反应堆技术的正确应用 1、打孔通气 定植后在距植株15厘米处打孔,可以在每行的两株之间,也可以根据不同的株行距视情况而定。用14号钢钎子,孔深以穿透秸秆为准。为防止打孔时往孔内流土堵孔,可提前向需打孔的土台上淋水,待土能定住型后,再打孔,孔就不堵了。注意2—3浇水后要补打孔,以防水将孔堵上。打孔位置与上次错开。 2、注意事项 (1)开沟宽一定要宽于定植行宽。 (2)铺完玉米秸杆要喷施尿素水。 (3)秸秆上面覆土要到达25cm厚。 (4)定植前要浇透水让秸秆沉实。 (5)定植后一定要打孔。 二、防虫网配套物理杀虫技术的正确应用 蔬菜防虫网是以防虫网构建的人工隔离屏障。色板诱杀技术是利用昆虫对颜色的趋性来诱杀农业害虫的一种物理防治技术,可诱杀白粉虱、蚜虫、蓟马等小型害虫,与化学防治相比具有使用简单、绿色环保等优点。黏虫色板与防虫网综合利用能达到控制害虫数量,减少病害发生的目的。 1、根据蔬菜特性选用适宜的防虫网 蔬菜生产以选用14—40目的网为宜。在能有效防蔬菜上形体最小的主要害虫—蚜虫的前提下,目数应越小越好,以利通风。将防虫网覆盖在大棚通风口,或直接将防虫网覆盖在棚架上,全棚覆盖前进行土壤消毒和化学除草,目的是杀死残留在土壤中的病毒和害虫,阻断害虫的传播途径。防虫网四周要用土压实防治害虫潜入产卵。随时检查防虫网破损情况,及时堵住漏洞和缝隙。 2、防虫网投入较高,提倡多茬使用 在田间使用结束后,应及时收压,洗净,吹干,卷好,再次使用时应检查破损情况,及时缝补漏洞和缝隙。 3、色板种类 目前色板主要有两种:即黄板和蓝板,黄板可诱杀蚜虫、白粉虱、斑潜蝇、部分蓟马等害虫的成虫,而蓝板目前仅用来诱杀蓟马。 4、使用方法 采用细线(铁丝)悬挂,棋盘式分布或条状分布,密度以每亩20—25块为宜,高度以高出生长点5—10厘米为宜,当色板黏虫胶失去黏性时随时更换。 5、注意事项 (1)色板最好在害虫发生前期或初期,害虫数量极少时使用诱杀效果好,虫口密度容易控制,可以有效预防害虫传播的病毒病。害虫数量较大时使用效果不佳。所以在栽植前使用防虫网,并对整个温室进行熏蒸消毒,杀灭室内菌虫源,才能更好的发挥黏虫板的作用。 (2)使用色板期间最好随着蔬菜生长不断升高高度,使色板始终高于蔬菜生长点,便于诱捕害虫。 (3)保证色板在田间的设置密度,害虫的飞翔能力是有限的,是通过多次飞翔到达色板被诱杀的,色板太少害虫不能到达就诱捕不到. 作者:张玉华 农业设施论文:设施农业发展论文 1设施农业发展存在的问题 1.1缺乏技术指导,设施农业发展的专业性不足 设施农业具有较高的技术含量,它集成了生物、环境控制、信息与管理等技术,通过创造一个适于作物生命活动的环境,使作物得以优化生长和发育,满足市场需求。而现实中,从事设施农业的主要是农业外资金到农业领域的投资,或者是一些当地的种田能手,他们对设施农业的专业知识知之不多,迫切需要进行技术指导。国外就有不少从事设施农业规划、设计、施工与教育培训的机构,而国内这样的单位和机构较少,层次也不高。因为缺乏专业的技术指导,现实中的设施农业距离真正的设施农业的要求和规范还有一段距离,如不同农产品品种种植对大棚的选择,不同农产品对不同类型大棚和温室的适应性,大棚与温室材料的选择对农产品品质的影响,以及设施农业内部生产物流系统的建立等。总体而言,目前的设施农业还处于初级阶段,无论是技术还是管理还比较粗放,迫切需要进行专业技术指导。 1.2配套产业发展不足,产业链没有形成 设施农业的发展是一个系统工程,以荷兰、以色列等国家为代表,其明显的特征是设施结构多样化、生产管理自动化、生产操作机械化、生产方式集约化,既涉及内部系统,如水、肥、光等的控制系统和生产物流系统,也涉及整体生产过程,包括种子形成、种苗培育、生长控制、产品收获与销售等环节[3]。而目前设施农业生产的前后段及其相关产业的产业链不够完善,设施农业所需要的种苗培育不足,没有形成规模,缺乏科技含量,与设施农业配套的农业机械产业与设施农业需要的温室控制的材料产业也没有形成,使得设施农业的机械化程度不足,温室等环境控制目标难以达到相应的要求;同时,针对设施农业的冷链仓储产业、肥料产业等都还没有形成体系,产业链还没有形成,影响了设施农业效应的发挥。 1.3人力资源缺乏,相关技术应用困难 设施农业的发展具有一定的技术和管理要求,需要懂技术和管理的人员进行生产和管理,国外设施农业生产单位一般都具有相关的专业技术人员,从事相应的专业性工作,如番茄培育过程中的肥、水控制,果实的采摘、储存及销售等。而我国从事农业生产的能人个体仅仅是经验居多,不少从事设施农业的投资者,仅仅是投资者,自身不熟悉农业技术与管理,其拥有的技术人员十分有限,甚至完全没有。另外,农业高校培养的农业人才数量有限,且这些农业人才中的不少人也不愿意服务农业,短期内难以满足设施农业对人才的需要。人力资源的缺乏给设施农业的发展及其技术应用与创新造成了很大的困难,现实中虽有些技术,但缺乏引进和应用技术的人力资源基础。 1.4生产与销售的物流理念缺乏,影响了设施农业的质量与效益 农产品的质量是农业生产的优秀内容,而效益是农业得以可持续发展的重要因素。农产品的质量和效益与农产品的生产和销售密切相关,农产品的质量需要通过控制农产品的生产过程,实现生产过程的质量目标,同时,农产品易腐变质,需要控制运输与销售环节,实现销售过程的质量控制。生产过程质量目标可以通过设施农业实现,销售过程的质量需要销售物流的理念加以控制。效益的实现既需要生产成本的降低,需要设施农业实现农产品的高附加值和高土地产出率和生产率,也需要销售物流成本及其损耗的降低,更需要质量的保证,以实现设施农业的农产品附加值。但设施农业生产者生产物流和销售物流的精益意识还不强,生产过程粗放,技术含量不高,品质与质量难以保证,部分产品与传统生产方式生产的产品没有差别,甚至因为设施的原因,使得品质发生了不好的变化,难以获得市场附加值。同时,储存与运输也比较粗放,仍然按照传统方式运输和配送,缺乏冷库储存、冷链车运输等环节的配套,损耗与传统方式差距不大,难以实现设施农业的高附加值、高生产率的目标,收益受到影响。 1.5相关的经营与销售模式创新不足,不能满足设施农业的发展需要 由于设施农业的生产需要借助于一定的设备和技术创造适合农作物生长的环境,因此与传统农业生产相比,投入相应增加。投入的增加需要通过收益的增加来补偿,而收益的增加来源于2个方面,一是价格的增加,二是产量的增加。价格的增加要依赖高附加值,产量的增加需要更高的土地产出率和生产率。无论是价格还是产量都要通过农产品的经营和销售才能实现。要实现高附加值的目标,就要通过经营管理生产出市场需要的有机和绿色农产品,并形成与设施农业生产相一致的市场销售渠道与模式。目前的农产品销售,包含了经纪人、农贸市场、批发市场、超市等环节,超市曾成为设施农业对应的销售渠道,但由于种种原因,超市的设施农产品销售没能发挥应有的作用,甚至出现超市农贸市场化了,超市所卖的农产品不新鲜、品质也不够好的现象普遍存在,影响了超市对相应农产品客户的吸引力。总之,设施农业的发展需要土地规模经营和创新销售模式的对接。 2设施农业发展存在问题的原因分析 设施农业发展需要一定的客观条件和产业基础以及科学规划,现实中问题的存在有多种原因,主要包括以下几个方面。 2.1发展目标存在偏差,农业自身发展规律重视不够 不少地区的设施农业发展,源于旅游观光和地方农业示范推广的政绩工程的需要,还有些是农业外资金所推动形成,缺乏立足于农业发展本身的科学规划。一方面,不少地区通过大规模的大棚种植,主要是为了形成旅游农业景观,满足体验休闲的需要。另一方面,由于国家对地产市场的进一步调控,部分资金转向农业,不少地区招商引资的内容中增加了农业的内容。虽然设施农业投入利润率不高,但可以获得国家的相关补贴,使得利润率相对比较稳定,对农业外投资者还有一定的吸引力,所以不少农业外资金进入了设施农业,但他们对设施农业生产、管理及其技术的运用研究不够。从这些角度而言,设施农业的起步,不完全是依据农业本身发展的客观规律进行的,发展目标存在一定的偏差,立足设施农业的科学规划重视不够。 2.2非农资金进入农业准备不够充分,对农业生产的特殊性了解不足 由于农业外资金进入及政府的推动,设施农业发展速度较快,但发展所需的技术储备不足,影响了设施农业发展的专业性、技术性和可持续性。同时,由于传统农业生产的土地经营规模比较小,利润率不高,从事传统农业生产的农户,很难积累资金进行设施农业的投资与生产。设施农业发展的资金主要还是农业外资金的进入,不少是来自于从事第二产业和房地产业并已获得一定资金积累的人,转到农业领域投资。相对而言,这些投资具有一般商业投资特性,缺乏设施农业发展的积累和渐进过程,相应的技术积累和技术支持也不够,因此,设施农业发展的科学性、专业性和规范性就显得不够。 2.3完全市场化的收益不稳定,配套产业形成的市场驱动力有限 由于设施农业发展的时间不长,政府推动的色彩浓厚,设施农业发展需要的配套产业没有跟上,另外,设施农业本身的生产与效益情况也影响了配套产业的发展。国家有鼓励设施农业投资的补贴政策,但没有设施农业配套产业发展的优惠政策。在设施农业发展的初步阶段,设施农业本身利润率难以保证的情况下,从事配套产业的收益率也受到影响。因此,市场上与设施农业发展配套的产业发展缓慢,配套产业的产业链没有形成,包括设施农业用种子、材料、设施等产业。目前,从事设施农业材料研究的机构和企业就比较少,比如对塑料大棚材料的研究、适合不同农产品生长的采光材料的研究等。 2.4相对于其他领域的生活、工作条件差异,设施农业对人才的吸引力比较缺乏 相关专业人才数量不足,不能满足基层设施农业生产单位发展的需要,综合性设施农业人才就更加缺乏。设施农业所需人才的形成,主要有2个途径,一是高校培养,二是社会教育机构培训。而最终从事设施农业领域的人才数量和质量还决定于设施农业的吸引力。如果设施农业工作条件好、待遇高,将会形成一定的吸引力,推动高校报考相关农业专业的学生人数的增加,毕业从事这一领域的人员也将增加,也会有更多的人员会通过培训进入这一领域并成为设施农业发展的人力资源。而现实中,设施农业的发展还需要靠政府的补贴支持,在农村工作的社会地位、待遇和工作条件等还不能形成相应的吸引力。在高校农业人才培养数量有限的情况下,还有不少人才不愿意服务农业。因此,除部分投资者和种田能手外,难以满足设施农业发展的需要,特别是综合性人才更加缺乏,短期内难以改变。 2.5设施农产品附加值实现有限,导致生产与销售物流等前后产业链延伸动力不足 受传统农业生产方式和销售模式的影响,设施农业的投资者和生产者对设施农业农产品的附加值的实现途径研究不够,加上农产品价格的波动和收益的不确定性,设施农业生产者在不能保证收益的情况下,缺乏进行生产物流和销售物流设备和技术投资的积极性。事实上,生产物流与销售物流设备和技术的应用不足会影响农产品的质量与品质,进而影响设施农业农产品的附加值,影响到设施农业的效益,最后会影响设施农业的可持续发展。目前,设施农业的生产物流和销售物流设备与技术还不够系统与完善,还缺乏一定的产业基础,相关设备的价格也较高,在目前的设施农业的利润空间下,生产物流和销售物流的设备与技术应用还不具有投资的吸引力,将会影响到设施农业的生产物流和销售物流的理念形成与技术应用。 2.6销售和经营模式创新不足,反向制约了设施农业生产方式的持续发展 设施农业生产方式的变革,必然带来经营模式和市场销售模式的变革,否则设施农业的相应目标就难以实现。但受农产品传统消费市场与消费特征的影响,目前的农产品销售模式创新不足。现实中,一方面是消费者对农产品的消费比较关注安全,但又不愿意接受高价格,另一方面,设施农业及规模化农业生产总量还不够,农产品市场波动比较大,价格不稳定,目前还没有形成相对比较完善的销售模式和渠道,以保证设施农业在高土地产出率和高生产率的情况下,通过销售模式的创新实现其附加值及效益。部分设施农业单位采用宅配的方式,面向高端消费者,实现了产品的附加值,但也是少数企业的少量行为,还需要进一步创新和拓展。 3设施农业发展的对策建议 设施农业的发展需要根据现代农业发展的需要,遵循农业发展的自身规律,创新经营和销售模式,发展配套产业,推动设施农业的发展。 3.1尊重规律,明确目标,科学规划 设施农业是现代农业发展的重要内容,地方政府不能仅仅以招商引资、休闲旅游甚至政绩工程为目标,应该依据农业发展的客观规律,以设施农业的高附加值、高生产率为目标,科学规划、专业发展,提高设施农业产品的数量、品种和品质,充分发挥设施农业应有的作用,满足社会多元化、多样性的需求。 3.2改善条件和环境,吸引人才,强化产学研合作 政府和相关部门应该制定设施农业发展的相应标准,加强对设施农业的指导和规范,推动产学研合作,鼓励新技术的运用,逐步改善农业人才的工作条件和生活环境,激励高校和科研机构的技术人员参与设施农业的规划、设计和生产,既要吸引资金又要吸引人才,提高设施农业发展的专业性、技术性和科学性。 3.3完善政策,驱动配套产业发展,实现产业链协同效益 调整设施农业的补贴范围,制定相应的产业政策,鼓励配套产业的形成与发展,逐渐吸引更多的企业为设施农业服务,如在种子、设施农业机械、设施农业运用的新材料和新品种等相关领域,不断丰富配套产业,逐渐形成相对完善的产业链。 3.4加强培训与教育,提高人才数量与质量,满足发展需要 高校要调整相关专业培养方案,培养适应设施农业发展需要的人才;要通过相应的教育活动,加强大学生服务农业意识的培养,鼓励更多的大学生参与到设施农业发展中去。另外,政府要扶持和支持设施农业人才的培训,创新合乎设施农业发展需要的人才培训机制和模式,鼓励相应的教育培训机构,从事设施农业人才的教育培训,提高从事设施农业技术人员的数量和质量。 3.5加强技术开发与应用,提高农产品质量,实现附加值 对设施农业生产过程控制的科学研究,特别是设施农业生产过程对农产品质量影响的研究,如设施生产可能形成的病虫害、设施生产造成的产品品质的变化等,保证农产品的质量和安全;充分运用物流理念和物流技术,保证设施农业的产品安全,降低农产品的损耗,提高设施农业的生产与销售的协调程度,保证农产品的可持续性和有效供给,提高设施农业生产的高效率和高品质,实现设施农业产品的附加值和高效益。 3.6推动销售模式创新,获取协同效益,实现设施农业的可持续发展 创新设施农业的农产品经营与销售模式,形成依托于设施农业生产模式的经营与销售模式。改变传统的销售模式,缩短中间环节,完善销售渠道和宅配、超市零售等的模式,通过消费者的细分,实现设施农业产品的品牌附加值、文化附加值、技术附加值等附加值,保证设施农业的农产品销售目标的实现。 作者:张兆同 单位:南京农业大学工学院 农业设施论文:物联网技术用于设施农业论文 1设施农业物联网技术发展趋势 21世纪是信息化科技飞速发展时期,我国农业正处于这个关键的时期,农业物联网的发展为推动传统产业改造升级提供了巨大的动力,随着互联网技术的成熟和普及,要想使“电脑上种地”的愿望可以实现,就必须加快网络信息化技术发展的步伐,为现代设施农业发展提供必要的基础。 1.1传感器种类繁多,功能相近,将向细化 其发功能的方向发展目前,应用的传感器产品都能够达到对环境监测的目的,并能够形成简单的系统,但是功能不完整,扩展性和升级能力相对较差,性价比不高,没有取得较好的推广效果。无线传感器技术的发展使农业传感器将朝着微型化、低功耗、高可靠性的方向发展,能否降低构建传感器网络的成本,降低传感器的功耗,延长传感器网络的生命周期是传感器网络能否在农业中得到广泛应用的关键。同时,发展可靠性高的更为先进的身份识别技术以及设施与机械化技术的功能定位,引进精准农业技术、智能化技术、物联网技术等高新技术,提高设施农业机械化、自动化、信息化水平。 1.2网络传输管理系统建设滞后,无线通信 技术将获广泛应用设施农业物联网技术需要一个稳定性、经济性和通用性上均衡发展的管理系统或管理平台,设施农业综合管理系统大多还处于试验研究阶段,价格昂贵,真正能够大面积推广的产品还很少。此外,如何提高传感器网络的可靠性也将是研究的重心。现有无线传感器网络空间范围查询处理算法能量消耗较大,且当节点失效时查询处理过程易被中断,无法返回查询结果。wifi技术因其组网灵活、易维护、易拓展和丰富的配套设备等优势将在设施农业中得到更广泛的应用;同时,通过对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集,自动控制指定设备。同时在设施现场布置摄像头等监控设备,用户通过电脑或G4手机实时采集视频信号,收集设施内生长环境数据进行分析,从而达到远程控制智能调节指定设备,为作物生长信息实现自动监测、自动控制和智能化管理提供科学依据。 1.3人才匮乏,技术不完善,应用推广范围较小 农业物联网的建设需要国家鼓励和加大对物联网的物资投资和人才投资,给予资金技术支持;需要国家加强农业物联网专门人才的培养,提高他们的创新能力以及应用能力;需要专业的设施农业物联网技术服务。各物联网设备开发企业,围绕这个平台和标准,开发相应的配套产品设备,不再投入大量精力开发基础的软硬件,可以节省人力、物力,增加设施农业物联网技术的产品种类,加快设施农业物联网综合技术的推广应用。 2结语 设施农业物联网技术作为多种学科技术的综合应用,融合了现代的传感技术、自动化、智能化通讯技术、计算机技术以及植物科学等多种技术,通过物联网技术的应用,把所有的技术联系在一起,从而达到对农作物生长进行精细化管理,有效降低农业成本,提高农业生产效率,加强环境保护,促进农业发展的信息化、标准化、智能化。 作者:李娅娜 单位:扬州商务高等职业学院 农业设施论文:发展现代设施农业论文 一、现代设施农业的多重效应 发展冬季大棚保护地生产对习惯于传统农业生产方式的广大农民来说是一种新生事物,因为冬季大棚保护地生产需要对水、肥、土测试,对温度、湿度进行准确地控制,为了生产出安全优质的产品还需要对不利的环境因素进行修复,精确地控制好肥、水、药施用量,这些都需要学习和摸索。当农户开始进行大棚生产的时候,他们就有了学习现代生产技术的主动性和积极性。 二、现代设施农业发展制约因素分析 发展现代设施农业的好处是显而易见的,但为什么在辽宁省的大部分地区农民仍缺乏发展设施农业的主动性和积极性呢?通过调研发现,现实中仍存在着诸多制约因素。 1.资金不足 设施农业最大特点就是前期需要进行基本生产设施的购建,如建一个100米×12米的塑料薄膜大棚,总投资需6万-8万元,虽然前期投资用2-3年就能收回,但对于农户来说仍然存在资金不足和担心失败可能造成的损失。 2.生产技术运用能力欠佳 习惯于传统农业生产方式的农民,大多数不掌握塑料薄膜大棚反季节农产品生产的技术要领,现实中对生产技术的普及和推广的服务体系尚未健全,农民因此而缺乏信心和勇气。 3.基础设施配套不够完善 设施农业需要有现代基础设施的配套方能进行生产。如电源、水源、采光、保温、放风、滴灌、防虫、防病等都需具备相应设备和配套的设施。农民对上述设施的采购、安装、调试、使用都是新生事物,靠农户自己很难完成,需要聘请专业人员来实施,因此农户有畏难情绪。 4.劳动力老化 改革开放30多年来,伴随着城市代进程,大批的农村青壮年劳动力离乡进城打工,农业劳动力中50%的人成为城市人口,留在农村务农的劳动力大多50岁以上,农业劳动力老龄化的问题十分明显。老龄化的农业劳动力群体对新技术、新事物的接受和运用能力相对较弱。 5.产品销售市场开发不畅 冬季反季节生产的农产品需要有与之配套的营运体系作支持,需要有农超对接的营销渠道,有保温运输车和长途运输的物流服务体系。当前这种直接服务于设施农业的服务体系还有待于建立与完善。 三、推进现代设施农业发展的对策 1.实施政府支持的产业政策 针对农民前期投资资金缺乏的实际困难,各级政府应出台支持政策,如补贴政策、低息贷款政策,保险政策。中国近10年来实施的粮食生产补贴政策,支持价格政策等对保障粮食安全起到了积极作用。为了保障“舌尖上的安全”,对冬季反季节农产品生产实施支持政策具有重要意义。荷兰的温室农业在1983至1992的发展中,政府实行了补贴政策,从事温室生产的农户均可获得温室建设投资50%的政府资助。 2.构建科研、教育和推广体系 知识和科技是农业创新的手段,现代设施农业的发展和普及需要构建农业知识和科技服务体系。包括科研、教育和推广体系。科研机构主要是各级农业院所,要发挥科研人员研制和培育优质种苗和无公害栽培的技术优势,为农户提供服务;大专院校主要是通过建立产学研一体化的教学和科研体系为农户提供技术指导;并积极支持和引导大中专院校特别是农业院校的毕业生到农村创业,经营农业产业。各级政府和各级农业技术推广机构要为农户提供设施配套资金和技术服务,组织实施现代设施农业应用技术人才的培养计划,把提高农民素质,培养造就新型农民队伍作为检验基层干部能力和政绩的重要指标。只有当农业知识和科技服务体系不断完善时,现代设施农业的发展和普及才能真正落到实处,农民的生产积极性才能得到有效的保护。 3.积极推进集约化、规模化、专业化生产 现代设施农业要求走集约化、规模化和专业化路。集约化生产需要集中投入资金用于基础设施建设,形成立体式的全天候的温度、湿度、光照、水肥的调控体系,以确保农作物的安全高效生产。规模化是实现产业化经营的条件,实现规模化生产要从扶持专业户入手,以点带面,走互助互利、合资合力、合伙合作的新型农业合作社的道路。专业化生产是提高劳动生产率的重要途径,现代设施农业是以保护地为生产单元,每一个大棚自成体系,每一种农作物无论是蔬菜、瓜果,还是花卉各有其生长特性,对生产条件的要求有所差异,农民对技术的掌控也有一定的难度,因此每个大棚种植一种农作物,实现专业化生产将是最好的选择。 4.严把反季节农产品生产的质量关和安全关 2014年中央一号文件中指出“要把农产品质量安全作为转变农业发展方式、加快现代农业建设的关键环节,用最严谨的标准、最严格的监督、最严厉的处罚、最严肃的问责,确保广大人民群众“舌尖上的安全”。大棚反季节生产要发挥人为可控性较强的特点,严格控制化肥和农药的使用,运用腐熟的农家肥作底肥,用深井中性纯净水和有机液体肥进行滴灌,用物理和生物技术防病防虫,做到无污染、无公害、无激素,形成从大棚生产到餐桌全过程的严管、严控,确保大棚反季节农产品生产的安全,营造一个让民众放心的农产品供给体系。 作者:李桂荣 王婷睿 单位:大连民族学院经济管理学院 农业设施论文:温湿度监测系统用于设施农业论文 1系统设计 1.1基于ARM的嵌入式控制器 嵌入式控制器一般是由ARM9处理器、SDRAM、FLASH、电源及复位模块、人机接口LCD触摸屏及相关电路组成。笔者选用的S3C2440处理器,是SAMSUNG公司开发的一款基于ARM9内核的微处理器。S3C2440是基于ARM920T内核,0.13UmComs标准单元和存储单元复合体。它的特点是功耗低、简单、稳定、功能强大、性价比相对高,并且还具有丰富的扩展功能接口,便于构建电路,如图3所示。嵌入式控制器作为数据信息收集处理的主节点,通过SPI总线与ZigBee模块通信,用于和无线传感器节点进行数据传输,该ZigBee模块作为ZigBee网络协调器负责整个网络的组建和给加入节点分配地址;嵌入式控制器通过UART串口与GPRS模块通信,用于接入Internet网络实现数据上传web服务器,同时可以接入GSM网络,实现手机信息收发功能。在传感器节点发来的数据存在温湿度异常时,启动报警信号。嵌入式控制器上植入linux操作系统、驱动程序和监控程序,系统启动后依次加载各种驱动程序,并运行监控程序, 1.2基于Internet的远程在线客户访问服务平台 数据管理级远程综合服务平台基于B/S(Browser/Sever),形成所谓前端Browser浏览器、中间层应用程序(Application)、后端数据库(Database)的3层3-Tier结构。主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,用户工作界面是通过www浏览器来实现。实现不同的用户,从各自的所在地点,以各自的接入方式(比如Internet/Intranet,LAN,WAN等)访问和操作共同的数据库。从而简化客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的工作量,节省了用户的总体成本,同时它还能有效地保护数据平台嵌入式控制器软件结构图和管理访问权限,服务器数据库也很安全。 2温湿度监控系统在设施温室的应用 2.1设施蔬菜温室中温湿度监控设备的应用 所选温室为天津应用广泛的温室之一,覆盖范围广,此设备是一套集温湿度为一体的无线网络监控设备,有着监控点分布广泛、实时收发数据的特点,用户可根据自身需要设定收发间隔,可广泛应用在大棚生产、温室生产、特殊环境监测等。即使遇到恶劣天气,信号收发功能也能清楚地接收监控设备的信号,实用性和适用性都符合天津现阶段的要求,在农户应用中口碑很好,而且设备占用空间小,在温室本来就有限的面积内,有着良好的空间优势。操作简单,只要简单培训,农户就可以上手,不需要专业的知识背景,界面人性化设计,可语音报数,提供良好的服务功能。 2.2设施食用菌温室中温湿度监控设备的应用 天津市北辰区下河头食用菌种植专业合作社是以工业化厂房为标准规模的大型食用菌种植基地,主要以生产白灵菇为主,其他食用菌为辅,现占地面积3.3hm2,共建5个大型的工厂化车间。在已开发的温湿度监控器基础上可以增加光照和二氧化碳传感器,实现温室内温度、湿度、光照、二氧化碳、氧气的实时数据在远程电脑端显示,实现温室环境因子监控的阈值报警功能,实现3个温室的统一监测管理平台等实用功能的专业性管理系统。可有效地节约管理资源,提高业务产能,规避操作风险。 3小结与讨论 笔者设计了适用于温室大棚的温湿度监测系统,能够采集大棚中任意位置的温湿度参数,并实时将数据上传到web服务器数据库中;无线传感器节点预留传感器接口,可以接插相应的传感器实现更大范围参数的监测。Web服务器提供用户可以通过Internet网随时查询温室大棚各个参数信息,用户也可以通过手机短信获取温室大棚中的参数信息,实现在任何时刻任何地点对大棚的数据监测。后期将对大棚中参数调节控制方法进行研究,采用增加温度、湿度调节等相关技术,实现农作物的自然催长环境。 作者:王建春 李凤菊 于伟军 张雪飞 单位:天津市农业科学院信息研究所 中国铁通集团有限公司天津分公司 农业设施论文:赤峰市松山区发展设施农业论文 1赤峰市松山区设施农业发展的现状和特点 经过20多年的发展,赤峰市松山区设施农业取得了一定成绩.一是政府重视,群众认识高.党委政府组织干部深入各村组发动群众,提高对发展设施农业的认识,调动了群众的积极性;二是不断扩大规模.每年规划新建园区,有些地区成立农民专业合作社,负责园区建设、生产的管理,园区设计标准比较高,包括道路交通.并规划了建设园区管理办公、物流园等用地;三是各级政府积极扶持.每年财政扶持新建园区的水电路配套,支持现代农业项目,各乡镇也制定相应政策;四是提高建设标准,提高技术服务.为保证松山区设施农业建设质量,政府相关部门组织技术人员完善日光温室的建设标准,在抗压、防寒方面做进一步改进,增强温室抵御灾害的性能.同时确定经验丰富的技术人员专门负责设施农业的规划、设计、建设等技术指导和培训工作,确保建设质量. 2赤峰市松山区设施农业发展存在的不足 赤峰市松山区设施农业虽然经历了较长时间发展,取得了一定的成效,但由于传统农区范围广大,设施农业发展的比例仍显太小.全区耕地面积194万亩,到2012年底,松山区设施农业发展到23万亩,占耕地面积的11.86%.同时,由于多种因素的制约,设施农业的发展仍存在一些不足. 2.1资金仍显短缺,贷款难度较大,各级财政扶持资金规模较小 由于农村经济发展相对落后,农民收入低,自筹能力差,用于棚室建设的自有资金非常有限,加之财政补助资金较少,申请贷款难度大、利息高,仍然制约设施农业的发展. 2.2技术力量薄弱,科技投入不足,服务不到位 发展设施农业,科技是强有力的支撑.设施农业每年都有一定增加,而技术指导的人员不足,虽然一些地区聘请了农民技术员,但不能满足发展的需要.很多地区农民还不能有效掌握养殖和种植技术,仍以传统人工劳作为主,效率低,收入微薄,致富进程缓慢. 2.3设施规模小,水平低 设施农业发展缺乏整体规划,没有形成一定规模.有些地区温室结构简易,土地利用率低,保温、采光效果不好.温室大棚不通电、不通水、道路不畅等问题依然存在,使设施农业产品不能及时向外输送,影响了设施农业持久稳定发展. 2.4市场建设滞后,流通不畅,专业合作社发展滞后 政府虽然扶持建设了一些产地批发市场,但与设施农业发展的需要还有很大的差距.专业合作组织不规范,农民经纪人缺乏有效地组织管理.另外,现有设施农业产品单调,贮藏、保鲜、深加工等环节薄弱,缺乏知名品牌,市场竞争能力不强,对设施农业的纵深发展缺乏足够认识,地区间发展不平衡. 3赤峰市松山区进一步发展设施农业的主要对策 针对赤峰市松山区设施农业发展过程中存在的不足,应进一步开拓思路,集思广益,因地制宜,借鉴先进发达地区经验,使设施农业持续、健康地发展. 3.1进一步加大对发展设施农业的支持力度 设施农业要得到持续、健康和规模发展,就要进一步加大各级政府对发展设施农业政策和资金的扶持.制定优惠政策,扶持设施农业项目,加大资金扶持力度,实行专款专用.充分利用各地综合自然条件,设计切实可行的设施农业发展目标,最大程度地使设施农业规模化发展,整体提高农牧民增产增收水平. 3.2增加科技投入力度 用战略发展的眼光,依靠科学技术来支撑设施农业的长期稳定发展,研究新技术,新材料,提高科技种植技术水平.通过聘请和培训更新专业技术人员的知识,提高服务技能,创新服务手段,各级农业部门和科技人员及时解决农民在建设和生产中的实际问题. 3.3支持市场建设和产品检验检测体系建设 加强市场建设和产品销售方面的建设,新建、扩建和改造产地批发市场.在销售网络建设上,建设赤峰市松山区周边市场及国内市场.加强信息收集,拓宽流通领域.建立产品检验检测中心和检测点,确保农产品质量安全,实行绿色通道制度,使设施农业产品流通顺畅. 3.4建立机制,实行奖励制度 政府拿出一定资金,对设施农业建设取得重大成绩的乡镇、先进单位和先进个人进行重奖,鼓励培育地方名牌名品.如安庆镇甜瓜、太平地镇葡萄、夏家店乡食用菌、穆家营子镇硬果番茄、城子乡甜椒等.实行奖励政策,以鼓励先进,鞭策后进.带动设施农业进一步向规模化、持久化、健康化发展,最大程度地使赤峰市松山区农牧民尽快走上富裕之路。 作者:郭丽 单位:赤峰学院资源与环境科学学院 农业设施论文:市区发展设施农业论文 1.发展初期 从20世纪80年代中期到1995年,在农业部门的指导下,在农业综合开发和金融部门的支持下,赤峰市政府通过不断学习外地经验,引进先进的建造技术和栽培技术,在城市周边和农业综合开发项目区,建设日光温室和大棚,到1995年设施农业面积为0.079万hm2。 2.引导发展期 在1996年,赤峰市委、赤峰市政府成立了菜篮子工作办公室,主抓蔬菜生产,并逐步开始发展以日光温室蔬菜为重点的设施农业建设,每年以0.067万hm2的速度发展,到2003年底,全市设施农业已经发展到0.68万hm2。与此同时,赤峰市宁城县政府在1996年提出“远学寿光、近学凌源、扎扎实实苦干5年发展到0.33万hm2”的口号,发展保护地蔬菜0.33万hm2,走在了全市设施蔬菜发展的前列,但当时建造的科技含量比较低,土打墙体,保温性能较差,冬季只能生产耐寒类的蔬菜。种植茬次主要是早春温室喜温类蔬菜(黄瓜、西红柿)和越冬温室耐寒类蔬菜(韭菜、芹菜)。尽管如此,种植户的效益还是很可观的。由于种植效益的拉动,部分制种户开始转向商品椒生产,到目前为止,松山区城子乡已形成了近千公顷规模的商品椒生产基地。 内蒙古自治区党委书记储波于2003年来赤峰市调研时强调指出,赤峰市农业发展要想办法变被动抗旱为主动防灾。当年11月份,市委常委会研究2014年第5期(总第154期)(GeneralSerialNo.154)No.5Sept.2014农业研究与应用AGRICULTURALRESEARCHANDAPPLICATION57决定到“十一五”期末,发展设施农业4万hm2,把设施农业作为主动防灾的重要措施来抓,从此,赤峰市的设施农业进入快速发展期。2.4高速发展期2007年,赤峰市大部分地区从3月初到7月上旬基本没有有效降雨,全市140万hm2耕地,46.67万hm2没有播种或播种后未出苗。内蒙古自治区党委书记储波和主席杨晶等主要领导于7月16日前来视察,赤峰市委、市政府做了关于将每年0.4万hm2设施农业的建设目标提高到0.67万hm2,到2010年达到4.67万hm2,到2015年达到6.67万hm2的工作汇报,得到储波书记的充分肯定和鼓励。杨晶主席在讲话中承诺,把每年支持赤峰市设施农业的1000万元资金额度提高到5000万元,连续支持4年,这样,赤峰市和旗县区财政每年配套5000万元,赤峰市的设施农业进入了高速发展期。“十一五”时期,赤峰市设施农业发展取得长足进步,实现历史性突破,“十二五”时期,赤峰市政府将继续坚持以每年0.67万hm2的速度推进设施农业建设,并对老化旧棚进行改造,全力打造绿色、有机蔬菜基地,大力发展设施蔬菜和露地蔬菜,扩大蔬菜生产规模。 3赤峰市发展设施农业的优势 随着社会的发展,人民的经济收入和生活水品不断提高,人们不但注重蔬菜的种植面积和产量,更要求高的栽培技术水平,设施农业作为生产种类多、品质优,并能周年均衡供应蔬菜产品的新兴产业迅速发展壮大,成为促进农村经济发展、增加农民收入的胜利军,经济效益和社会效益十分显著。赤峰市拥有发展设施农业的有利条件。 3.1自然气候和地理条件 3.1.1光照充足 赤峰市地处北纬41°17′~45°24′,年日照时数为2700~3100h。夏季日照时数可长达12~14h,日照百分率多数地区为65%~70%,特别是冬春季节,阴雪天气很少,阳光充足,是赤峰得天独厚的优越条件,非常适宜温室生产。 3.1.2土地资源丰富、水资源短缺赤峰市地貌属山地丘陵区,中低山和丘陵约占土地总面积的73.3%。全市耕地面积103.33万hm2,农业是赤峰市的基础产业,农业人口比内蒙古自治区各盟市平均人口高15.5%。山坡丘陵地区粮食产量不稳,靠天收,有时甚至无法耕种,如果配套水电,在山坡地建日光温室,变坡耕地为高效农业,是增加农民收入的捷径。 3.2地理位置和区位优势 赤峰市位于蒙、冀、辽三省交界处,区位优势明显,交通条件便利。它居于东北、华北两大经济区之间,是连接关内外的重要通道。赤峰市境内有8条国省公路干线与市外相通,最近几年又修建了赤通高速、赤大高速、省际大通道、赤朝高速和赤承高速,交通四通八达,为产品的运输提供了方便条件。 3.3生产环境 赤峰市南部的7个旗县区均没有重工业,没有废气、废水、废渣的排除,属无三废污染区,适合发展设施农业。只要在生产过程中严格按无公害蔬菜生产标准执行,就完全可以实现无公害蔬菜生产,为创造无公害品牌提供了最基本的条件。 3.4市场条件 赤峰市拟建设蒙东最大的蔬菜生产销售集散地。南部地区以宁城县、松山区为中心,北部以翁牛特旗为中心继续大力推进设施农业发展,同时,在城镇近郊区生态环境条件良好、周边无污染源、交通便利、土层深厚肥沃、排灌便利的地块,逐渐形成蔬菜生产标准园区,到2015年,赤峰市设施蔬菜总面积达到6.67万hm2,全市蔬菜产量达到800万t以上。 4赤峰市发展设施农业的重要性 近年来,设施农业成为赤峰市农牧业经济发展的一大亮点,在农业人口比重大的赤峰市大力发展设施农业,意义重大。 4.1能有效规避自然灾害 从赤峰气象灾害特点分析,发展设施农业能有效规避自然灾害。赤峰市气象灾害频繁,如干旱、低温、霜冻、大风、寒潮、暴雨、冰雹、白灾、冷雨等,有的年年发生,有的几年交替出现。其中干旱是影响农业生产最主要的灾害,几乎是“十年九旱”,农业生产得不到保障。通过发展设施农业,人工建造保护农作物生长的生态环境,可有效规避多种自然灾害,增强农业生产的稳定性,对于确保农民收入的提高具有非常重要的意义。 4.2是发展现代农业建设新农村的重要举措 从发展现代农业、建设社会主义新农村的角度分析,发展设施农业是一项重要措施。设施农业通过汇集土地、资金、技术和劳动力,形成了以资金、技术和劳动力密集为主要特征的集约高效性产业。这不仅成为吸纳农民就业的重要载体,也成为农民增收致富的重要途径,还可有效地增强农业综合生产能力,促进农业产业结构的调整,是社会主义新农村建设的产业支撑。到2015年,预计赤峰市50%的农村劳动力将参与到设施农业这项产业。 4.3是解决就业、调整农业产业结构的良好途径 从充分利用农村剩余劳动力资源、增加农民的收入分析,发展设施农业是解决就业、调整农业产业结构的良好途径。赤峰市总人口460万,其中农牧业人口340万。多以大田作物种植、粗放式经营为主。每年只有4个多月从事生产劳动,随着农业机械的广泛普及应用,越来越多的农民仅仅有短暂数月从事农事劳作,其余时间闲暇无事,收入很低。设施农业属劳动密集型、高效型产业,能有效地解决了剩余劳力就业和大幅度提高农民收益。4.4是发展地方经济的良好动力从产业化经营水平稳步提升,农畜产品质量安全水平不断提高考虑,发展设施农业是顺应地方经济发展的良好动力。赤峰市龙头企业规模不断扩大,全市拥有部级龙头企业4家,内蒙古自治区级龙头企业43家,市级龙头企业57家;全市年销售收入百万元以上的农牧业产业化加工企业达到726家,年交易额500万元以上的农牧业产业化流通企业达到148家,入驻年销售收入百万元以上加工企业98家;产业化种养基地快速发展,市级以上龙头企业自建种植基地2.6万hm2,初步形成扶龙头、建基地、带农户的产业化发展格局;产业化组织大量涌现,发展各类农牧民专业合作经济组织2661个,产业化经营带动农牧户达64万户,占全市农牧户总数的67%;全市建设无公害蔬菜生产示范园区6处,无公害蔬菜标准化生产基地6.50万hm2,无公害蔬菜总产量达到32.21亿kg。有11家企业45个产品有效使用绿色食品标志,12家企业67个产品获得有机食品证书,并成功打造了3个中国驰名商标,18个内蒙古自治区著名商标和60个赤峰知名商标,有5个农产品获地理标志登记保护。建议赤峰市政府充分发挥农业生产和市场调教作用,利用赤峰市发展设施农业的相关优势和现有的设施建设基础,创新模式,扩建规模,引导设施农业向规模化、标准化、品牌化、园区化方向发展,实现赤峰市设施农业的健康、稳定和可持续发展。 作者:曹磊 孙德欣 白晓雷 张晓荣 张晓梅 单位:赤峰市农牧科学研究院 农业设施论文:机械发展设施农业论文 1设施农业发展现状 在这几年设施农业发展中,江北区因地制宜、科学规划,加大了设施大棚项目建设的补贴,近5年补贴的设施大棚项目资金超过1000万元。各类现场会、培训会全面多样,有效地提升了农民建设设施大棚的热情。 2存在的主要问题 2.1设施结构简易 科技水平提高空间大主要表现为设施结构简易,大棚面积占全区耕地面积不到15%,大棚中80%以上是简易大棚,环境控制能力差,生产管理很大程度上还依靠经验,与标准化生产管理的要求还相差甚远。 2.2设施规模偏小 经营效益有待进一步提高近年来,土地约束性不断增强,发展起来的设施农业大多分散零星,全区66.7hm2以上规模经营只有2家,13.3~66.7hm2规模经营不足20家,相比于其他县(市、区),人才和资本的集聚度不够,难以形成规模优势,产业化发展和经营效益提高受到制约。 2.3配套机具缺少 机械化发展缺乏方向设施农业机械的配套水平不高,机械化作业水平低,除部分小型耕种机械近两年大面积推广外,其他配套机具推广应用起步晚,有些机具研制还是空白。机械化水平低是制约设施农业机械化、自动化、智能化发展的“瓶颈”。 2.4专业人才缺乏 运行管理水平有待进一步提高设施农业是多种技术在农业生产中的综合应用,其运作管理对生产者提出了较高要求,从环境运作的合理控制、先进新型农机具的操作等方面来看,江北区设施农业的运行管理水平与高产、优质、安全、高效的要求还有很大的差距,运行管理水平亟待提高。 3“十二五”期间江北区设施农业发展的对策 3.1树立目标 江北区地处城郊,设施农业发展有其独特的地缘优势,设施农业生产需向设施结构标准化、温室建设大型化、作业管理机械化、环境监测自动化等方向跨越式发展。可以根据当地的自然条件、栽培制度、资源情况等因素,设计出适合本地条件,能充分利用现有资源环境优势的一种至数种标准型温室,温室大棚建设逐渐向大型化发展,建筑构件由工厂进行专业化配套生产,大型日光温室内部温度稳定,日温差小,便于机械化作业,相对造价低;耕整地、育苗、嫁接、移栽、节水灌溉和施肥、植保及卷帘等环节,都需用机械作业,提高生产效率,发挥科技支撑农业发展的最大潜能;推广并应用温室环境监测系统,自动监测不同时间或不同条件下的温度、湿度及光照,用人工或机械定时、定量地进行调节,保证设施环境中达到最适合作物生长发育的条件。调研后发现,全区潜在需建设的设施大棚、玻璃温室基地有25个左右,其中:葡萄等水果基地占12个,蝴蝶兰、兰花等花卉基地5个,铁皮枫斗、红豆杉等苗木基地4个,甲鱼、娃娃鱼等水产养殖基地4个。 3.2加大扶持 (1)增加设施农业配套补助 完善设施农业补贴配套,在国家、市补贴基础上,对设施大棚、玻璃温室建设成本配套补助比例达50%,其中区级配套20%以内。耕整地、育苗、嫁接、移栽、节水灌溉和施肥、植保及卷帘等设施配套农业机械,区级补贴资金按照国家、市补贴总额上浮10%~15%。 (2)扩大设施农业保险范围 建立设施农业补贴与农业保险捆绑机制。补贴总额在50万元以上的设施项目,2年内必须参加农业保险,从第3年开始,区级财政每年配套补助50%的设施保险金额。 (3)开展设施农业示范评比活动 从设施农业的经营效益、运营管理、维修保养等方面制定合理的评比标准,聘请专家组对申请的设施农业示范基地进行评定,计划每年评比示范基地1个、示范点3个,适当补助;对连续2年评比达到示范点及以上的设施主体,区级财政再额外给予30%的农业保险投保额。 (4)建立设施农业“带头人”奖励机制 每年按照区级设施农业建设要求,以街道(镇)农机管理人员、村干部为主体,评比出2~3个设施农业建设“带头人”,每人给予适当的奖励。 3.3规范管理设施 农业管理归口不一,宁波市绝大部分存在多头管理现象,农业设施的建设和技术管理依附于各个部门,没有明确归属,造成设施农业发展规划思路不清晰,技术管理不统一,扶持政策落实不一致,工作合力难以形成。应探索成立设施装备建设办公室,由农机牵头,农业、林业、水产、畜牧等部门相配合,对设施农业进行统一管理。打造设施农业示范基地和示范点,按照“设计合理、技术先进、效益上佳”的原则,建立若干不同地区、类型、规模和技术内容的示范型温室大棚,通过基地的示范、辐射,带动设施推广应用。 3.4信息引导目前 有的农户还习惯于传统条件下的农业耕种模式,对先进的设施农业的前景、效益持怀疑态度,投入信心不足;有的虽然有发展愿望,但对动辄投资上万的设施建设心存顾虑,同时也缺乏必要的生产技术和管理经验,对种植养殖业的前景把握不住。为此,要通过新闻媒体宣传、现场演示、技术培训等多种途径,以基地示范为先导,以具体事例为依据,进一步宣传设施农业发展政策和大棚应用技术。 作者:赵海军 罗建国 单位:宁波市江北区农林水利局 农业设施论文:园艺产业可持续发展设施农业论文 1园艺工程对我国设施农业发展的影响 1.1使得设施农业结构调整更为完善 在传统的农业生产结构中,农业生产中主要是根据季节来进行播种,受气候影响比较大。园艺工程的运用大大改善了这种窘境,园艺工程的运用中主要有运用温室大棚技术以及相关的配套设施,不仅为园艺产品的生长提供了合适的温度及充足的养料,而且使农产品的种类也大大增加,极大地促进了农业的发展。 1.2能够节约土地等稀有资源 随着我国经济的发展,城市化进程也逐步加快,城市居民的消费需求也日益多样化。在追求经济发展的同时,也要注重生态环境的保护,发展设施农业园艺工程能够充分利用土地资源,利用有限的土地资源生产出更多种类的产品,从而实现可持续发展。 1.3使得农业的发展扩产增效 设施农业园艺工程的开展是我国农业现代化发展的必然趋势,这项工程的开展能够形成一定的模式,从而能够充分发挥农作物潜能,实现我国农产品产量的升级,能够促进我国农业生产的现代化。 1.4能够保证园艺产业与农业的有效融合发展 在我国的农业生产发展过程中,离不开现代的科学技术的支持。发展设施农业园艺工程能够在一定程度上培养出高产、优质的产品,主要是市场发展为目标,充分利用科学技术,为满足生产发展的多样化需求,开展各项工程,例如种子的种植以及环境设施控制等工程。 2设施农业园艺工程现状 2.1没有形成规模化发展 在我国的设施农业园艺工程中,一般多采用塑料大棚的方式进行生产,虽然在一定程度上能够起到保温的作用,但是很难对农业植物进行加温,因而这种生产方式没有形成一定的规模。 2.2科技含量不高 发展设施农业园艺工程中,栽培技术一般采用的是传统的方式,缺少现代的科学技术的应用,没有进行一定的量化,也无法满足园艺发展的正常需求,因而科技含量不高。 2.3生产的雷同性和盲目性较高 对于我国的园艺工程的发展并没有因地制宜,没有结合当地的实际情况来进行,一般都是采用高科技示范园区来进行区域化发展,因而具有一定的雷同性,对园艺工程的科学化概念缺乏一定的理解。 3破解设施农业园艺工程中问题的策略 3.1因地制宜,支持优良品种生产 设施农业园艺工程的因地制宜要注意两点:一是要根据农业生产的地域选择种植,根据该地域独特的地形地貌,以及气候条件选择合适的专业化区域进行农业生产;二是因地制宜还要求选择合适的生产品种,该品种适应该地区各方面生产要求,在保证生产的前提下从而提高产品的产量。 3.2发展特色设施农业园艺 对于我国设施农业园艺工程的发展来说,一是需要园艺管理者结合我国国情进行生产,大力培育具有特色的农业产品,建立健全我国农业发展体系;二是需要政府对农业生产提供大力支持与服务,确保农业规范发展。 3.3加大科技投入 近年来国家加大力度提高我国科技的发展,科学技术是第一生产力,而设施农业园艺工程作为一项相关的科学研究工作,更应该加以重视。解决我国的设施农业园艺工程中出现的问题,要积极组织专业的团队进行科研成果的探讨,同时要将深入调查的结果与当地的农业生产结合起来。 3.4尽量克服生产的盲目性 随着设施农业园艺工程建设的不断发展,出现的问题也不断增多。一是设施园艺事业出现盲目性,造成了引进设备不能很好地适用于当地的农业生产,要求管理者能深入调查发展;二是市场信息传递不及时,导致农业生产各方面生产信息传递偏差,从而难以提高产品生产质量,这就要求市场能够及时传递。 3.5注重设施园艺工程的人才培养 设施园艺工程是我国农业发展中的一个重要组成部分,随着我国对农业技术方面重视程度的不断增加,设施园艺工程的发展也不断地进步。然而,与发达国家相比,我国的设施园艺工程的发展还有一定的差距,科学技术方面的竞争,归根结底是人才的竞争,因而当前设施园艺工程中的主要任务是要注重人才的培养,加强设施园艺方面知识的培训,从而保证农业发展更加科学与专业化。 4结语 总的来说,园艺工程是现代农业技术人员应该研究和注意的问题,它对农业的现代化发展起到非常重要的作用对农业的健康持续发展能起到很好地推动作用。 作者:韦军斌 单位:凯里市龙场镇农业服务中心 农业设施论文:采取激励方法的设施农业论文 1存在的问题 1)温室弃管、小区闲置、土地租金滞缴、经营效益低下、银信部门贷款无法回收等直接现实问题十分突出 间接问题是承包者交不上土地租金、拖欠农民工工资引发的上访;乡镇财政支付的巨额土地租金问题;乡镇干部顶替借贷问题、部分小区缺水问题,部分水管路施工质量问题等。 2)缺少有干劲的农户或真正干点事业的大户,缺少有较高素质农民工 当前比较先进的温室技术,我们都已经应用80%以上,生产技术已经成熟,但缺少真正把设施农业当作一项产业,脚踏实地、勤恳劳作的人。农民懒惰性较强,年轻人眼里根本没有“农”字,不想从事设施农业。凡是农户自家独立经营的温室,自己都管理的很好,效益平均都在350~400元/m,因为那是自己的事,是一家人的主要经济来源。经营大户(面积都在3000m以上),由于靠雇佣人员经营,效益并不理想。因雇佣者按天或按月取酬,从上班熬到下班完事,技术人员让我干啥,我就干啥,他们不是为了多出效益,而是少干活,多挣钱。 3)大多数经营大户老板自己缺少技术,无法真正指导生产 设施农业是资金、技术、劳动密集型产业。大户老板自己没有生产技术,无法安排生产,无法指导生产,只靠雇佣的一些技术人员指导,顾此失彼。我经常深入小区指导,告诉农户白天干活,晚上看书(白天干活实践,晚上学习理论),用学到的理论指导实践。一个生产周期下来,生产要点完全掌握,下一个生产周期再细化每个环节。1~2年完全掌握了生产技术。 4)大户再生产资金严重不足 每个小区的经营大户,投入的资金(包括补贴资金、贷款)大多数用于温室建设、土地租金、贷款利息等。有的设施大户一大茬或两茬下来除去各种费用、地租所剩无几,无法按时偿还贷款及利息,再生产资金严重不足。 2发展建议及对策 1)对于因再生产资金不足(不拖欠地租、雇工工资的、政府免地租)弃管闲置小区,建议通过更换承包人、整体出售或分租形式,让想干的或有劳动能力但生活较贫困的农户经营;对因灾害造成棚体坍塌(无资金恢复)弃管闲置小区,建议上级给予解决资金;对因套取补贴、贷款(具诈骗性质的)而弃管闲置的小区,建议坚决收回或复垦。 2)建议采取扶贫开发方式,由乡镇政府利用扶贫开发资金将弃管闲置温室修缮后承包给贫困户或通过资金扶持贫困户自己修缮,由贫困农户经营并承担土地资金。 3)建议采取激励机制(贴息、免息、贷款延期等)对经营不善的龙头企业或大户将温室转租或承包、出售给当地农户经营。 4)建议国家惠农补贴资金向设施农业倾斜。 5)建议集中力量培植扶持一批有优势、有特色、前景好的设施生产骨干龙头企业和生产大户,发挥其对产业的带动作用。 作者:刘向辉 单位:建平县马场镇农业服务站 农业设施论文:设施农业机械论文 1设施农业机械的主要类型 1.1耕作机械 设施农业耕作机械是针对大棚或温室等特殊环境的专业装备。耕作机械由于作业环境特殊,会出现小型化和多功能等特点,设施农业耕作机械会提高大棚和温室的耕作效率,并且能够实现大面积耕作,是设施农业机械中基础型装备。 1.2灌溉与施肥机械 温室和大棚在农作物种植过程中如果采用传统的灌溉与施肥方式,将会造成效率下降、工作量提高、水资源浪费严重、肥力保持困难等问题,严重影响设施农业的生产。设施农业灌溉机械可以采用喷灌、滴灌、微灌等设备,实现效率提升和水资源的节约;设施农业施肥机械可以根据农作物需要,采用机械化的方式对农作物进行恰当好处的施肥,有利于实现肥力的保持,进而控制设施农业的成本。 1.3加温设备 北方冬季必须采用加温设备来实现对大棚和温室温度的提高和保持,传统的水暖和火龙加热成本高、能效低,不利于设施农业的生产。当前,设施农业机械行业设计和生产出燃煤热风设备。该设备通过低损耗的热能交换,大幅度提升热工效率,提高大棚和温室内的温度,达到对设施农业成本的有效控制,在确保设施农业经济效益的同时,有利于设施农业加温设备的大面积推广。 1.4烟雾机械 烟雾机械可以提高温室和大棚内的湿度,并且可以利用静电作用实现常温的烟雾弥散,其优点在于能够形成弥散均匀空气胶体,在添加适宜的农药后可以利用烟雾机械达到对温室和大棚内部病虫害的防治效果。 2设施农业机械的现状与不足 当前我国设施农业机械行业已经取得了巨大的成就,设施农业机械从无到有,具备了适应设施农业发展和农业机械市场进步的能力,并且已经形成了一系列的技术标准,指导着设施农业机械行业向更为深入而广阔的领域发展。同时,设施农业机械产业也已经初具规模,并正在发展与壮大,为设施农业的不断进步提供机械和科技方面的支撑。但设施农业机械行业也应该看到存在的不足,与发达国家相比设施农业机械行业整体发展水平还很低,加工工艺落后,新技术、新材料的开发应用不足,设施农业机械生产效率低等问题依然存在,这不利于设施农业机械产业的发展。 3设施农业机械的发展趋势 3.1设施农业机械的小型化 当前设施农业机械行业应该主要开发以电力为动力的小型多功能作业主机及配套机具,能完成深耕、悬耕、中耕、除草、施肥、起垄、灌溉等作业,适合一家一户使用,也可多家轮流使用。 3.2植保机械的研发 设施农业机械研究应该针对日光温室、单栋大棚和小型连栋温室进行植保机械研发。主要开发喷药机械、施肥机械、小型采摘及运输机械。 3.3苗木移植机械的研发 移栽是设施农业的重点,当前应该主要进行苗木移栽机器人或机械手的开发,这可以实现工厂化育苗温室内高效率地苗木移植,并可以提高移植的成活率。 3.4新能源应用研发 风能、太阳能是新型的绿色能源,设施农业机械产业应该利用技术与装备的研发,将风能、太阳能转化为电能,从而节省大量能源。 4结语 综上所述,设施农业机械是当前实现农业现代化的重点设备,要从设计、生产和使用等环节展开对设施农业机械的应用型研讨,对于设施农业机械的发展现状和存在问题做到全面掌握,使设施农业机械存在的技术、设计问题得以有效地解决,并形成对设施农业机械发展方向的有效把握,为设施农业机械自动化和现代化目标的实现提供一个稳定的技术、装备和体系上的基础,让设施农业机械更能发挥出对农业发展的价值。 作者:郝晓玲 李明金 吴家安 张成亮 崔波 单位:哈尔滨市农业科学院 农业设施论文:地区农机化拓展诌议 作者:吴红军 刘成宝 单位:康平县海洲乡农机站 康平县农机推广站 实施设施农业机械化的效益分析 推广部门非常重视设施农业机械所带来的经济效益。为此,县农机局专门抽调人员对两家子乡、郝官屯镇、西关乡、方家镇等乡镇的设施农业大棚进行调查。调查结果显示,大棚的迅猛发展为农业机械化的推广提供了条件,而设施农业机械化的应用对作物的增产增效具有重要作用。1)减轻劳动强度,降低成本,提高收益。用人工揭放百米大棚的草帘需要2h以上的时间,而用自动卷帘机操作仅需12min,可节约2h的时间,这也意味着大棚可以增加2h的光照时间,进而可使大棚温度提高3~5℃,保证设施农产品提前上市5~7d,每棚可增加收入1500元左右。另外,与人工相比,使用微耕机耕翻可节约17.5h/次,节省开支38元。2)有效提高应对自然灾害的能力。大棚自动卷帘机能大大提高卷帘速度,可以有效预防严酷气候对农作物的突然侵害,降低自然灾害的风险。2010年12月和2011年1月,康平县遭遇了五十年一遇的大风降温天气,但安装了自动卷帘机的大棚无一受损。3)加快设施农业产业化、规模化发展。人工管理大棚的劳动强度大,尽管经济效益良好,但仍不可避免地制约了设施农业的集约化、规模化发展。使用自动卷帘机、微型耕作机等设施农业机械后,每户可以轻松地管理5个大棚,促进了设施农业规模化、产业化的发展。 康平县设施农业机械化发展中存在的问题 设施农业带来的可观效益使康平县的设施农业发展迅猛,但全县的自动卷帘机仅有1500套,不到温室总棚数的20%,缺口较大。机械化发展程度不均衡。由于部分机械价格过高、群众对机械化的看法和认识程度不一等原因,设施农业机械的推广主要集中在起步较早的西关乡、方家镇、两家子乡等乡镇,其他乡镇发展缓慢。机械操作培训相对滞后。部分群众缺乏操作知识,因使用不当造成机械损坏和人员伤亡的现象时有发生。机械化整体水平低,没有形成系列化配套的设施农业机械。目前,全县需要小型园田耕作机(微耕机)、卷帘机、温室加热器、温室滴灌设备、种子催芽机、机械通风装置、烟雾机、臭氧灭菌机和育苗机等多种设备,而目前主要推广使用的仅为卷帘机和微耕机,二氧化碳增施机和臭氧灭菌机尚在推广示范阶段,育苗机等还没有引进。设施农业先期投资较大。一些群众有意从事设施农业产业开发,但由于缺少启动资金和购机能力,只能望机兴叹。 加快康平县设施农业机械化发展的建议 成立县设施农业机械科技攻关领导小组,在抓好现有机械推广的基础上,结合农民生产的多样化需求,充分整合县农机系统的科研人员力量,依托先进生产企业,加大先进适用、高效节能农机的研发、推广力度,做到群众需要什么,就研发推广什么,促使更多的农机产品服务于设施农业。加强示范区建设。在提升现有示范区建设水平的基础上,根据不同地区、不同农民的需求,争取更多的中央、省、市示范项目,建设更多的设施农业机械化示范点,组织好机械装备的选型、试验、熟化工作,使其在先进设施、机具、技术的推广应用中发挥示范带动作用。加大招商引资力度。根据康平县农民对设施农业机械化的需求日益增长的情况,农机部门要坚持以农机补贴政策为杠杆,以“百日千名干部大招商”为契机,采取“外引内联”的办法,加强与机械生产厂家、经销企业的联系,积极引进客商来康平县发展。同时,鼓励农业机械制造和销售企业通过兼并、重组的办法联合起来,打造产业“航母”,提高市场竞争力。另外,要加大争取资金和项目的力度。积极争取农机具购置补贴,提高设施农业机械的补贴比例,让农民群众在购置农机方面得到更多实惠。加强与金融信贷机构的联系沟通,开展农业机械购置抵押贷款业务,提高农民购机、用机的积极性。加强部门间的协调配合。相关职能部门应互相配合,形成以农机部门为推广主体,设施农业、农技、金融和乡镇密切配合的长效联动运行机制,切实抓好设施农业机械的推广工作,为农业现代化建设增添新亮点,为农民增收做出新贡献。 农业设施论文:循环设施农业发展论文 1设施农业秸秆增温主要技术与装备 秸秆热风炉是近年来新发展起来的设施农业增温关键装备。其中以山西农机新技术服务中心研制的5LJS型秸秆热风炉最具有代表性。该设备以各种农作物秸秆为燃料,通过高效燃烧,在引风机的作用下,加热后的洁净空气被输送至温室内,加热温室内空气,提升温室整体温度,达到作物生长的需求温度,促进作物增产增收。该设备外形设计成传统的圆柱形,结合秸秆的物理特性,内部采用多级复式换热结构以及双配风燃烧结构,使得燃烧充分,换热效率达到87%以上。整机热输出功率设计成57kW,满足一个标准亩的加温需求。5LJS型秸秆热风炉具有以下几个优点:利用农村废弃秸秆替代价格高昂的煤气油电,降低了用户的使用成本;利用直接加热空气进行能量传递,替代传统的水暖、气暖加热方式中昂贵笨重的管路及散热器件;利用适宜秸秆燃烧的燃烧方式和炉膛结构,满足秸秆的高效燃烧;利用高效安全的换热结构和装置,提高炉体的整机热效率;利用调温器输出的热风应在不损失功率的前提条件下实现功能可调,实现了日光温室的低成本高性能增温保温,成为目前燃油、燃气、燃煤等加热装置的替代产品,最终使该产品成为我国设施农业发展的关键装备。应用5LJS型秸秆热风炉的经济效益、社会效益较为显著。应用该设备可日加温约4~6h,平均温升6℃~9℃,室内温度可达15℃~23℃。每座日光温室每年可节约燃料费2400~4000元,增产30%,增加作物经济收入6000元。同时实现每1hm2秸秆增收900元,提高了农业产出率,实现了农业资源的循环利用。 2设施农业秸秆反应堆增温增肥增产技术 2.1秸秆生物反应堆技术原理及分类 秸秆生物反应堆技术是近年来逐步发展起来的一项微生物有机栽培理论和技术。利用秸秆在微生物菌种、净化剂等的作用下,定向转化成植物生长所需的二氧化碳、热量、抗病孢子、酶、有机养料和无机养料,进而实现作物高产、优质和有机生产。以山东省秸秆生物工程技术研究中心为代表的秸秆生物反应堆的设备主要有内置式、外置式、内外结合式3种。内置式反应堆的原理是将秸秆开沟埋入地下,通过缓慢发酵分解,改善土壤理化性状,释放二氧化碳,并提高地温;适宜的时间是秋季、冬季和早春。外置式反应堆原理是将秸秆集中堆放发酵,产生大量的连续不断的二氧化碳、抗病生物孢子和具有丰富营养的浸出液,通过管道将发酵反应产生的二氧化碳、浸出液和反应堆残渣供给作物生长需要,促进作物增产提质;适宜时间是早春、夏季和晚秋。 2.2秸秆生物反应堆技术操作要领以内置式反应堆为例,其建设步骤及技术要点为秸秆预处理、开沟铺秸秆、接种菌种、覆土浇水、整垄、打孔和定植。 2.2.1秸秆预处理菌种用量90~120kg/hm2。将菌种和麦麸按1∶20配料,拌匀后加水,干湿度以用手握住滴水为准,避光透气发酵,堆积厚度15cm左右,4~5h后可以使用。如果当天使用不完,应放于室内或阴凉处,降温防热,第2天可继续使用,一般存放时间不宜超过3天。秸秆用量75000~90000kg/hm2。 2.2.2开沟铺秸秆开宽度为60cm或80cm,深度为20~25cm,长度与行长相等的矩形沟槽,开挖土壤按等量分放沟两边。开沟完毕后,在沟内铺放农作物秸秆。依据下整上碎结构原则,底部铺放整秸秆,上部放碎软秸秆。厚度为25~30cm,在沟的两头分别露出10~15cm秸秆茬,以便氧气进入。 2.2.3撒菌种覆土打孔每沟用处理后的菌种6kg,均匀撒在秸秆上,并用锨轻拍1遍,使菌种与秸秆均匀接触。将沟两边的土回填于秸秆上,覆土厚度为20~25cm,形成种植垄,并将垄面整平。浇水以湿透秸秆为宜,隔3~4天后,将垄面找平,秸秆上面的土层厚度应保持在20cm左右。在垄上用12#~14#钢筋(一般长度为80~100cm,并在顶端焊接一个T型把)打3行孔,行距25~30cm,孔距20cm,孔深以穿透秸秆层为准,以利氧气进入、促进秸秆发酵。 2.3秸秆反应堆技术要点及效益 技术要点:①“三足”,即秸秆用量要足、菌种用量要足、第1次浇水要足。②“一露”,即内置沟两端秸秆要露出头10cm。③“三不宜”,即开沟不宜过深、覆土不宜过厚、打孔不宜过晚。技术效益主要表现为:秸秆生物反应堆技术可使地温提高2℃~6℃,农作物提前上市4~10天,病虫害程度明显降低,有机改良土壤显著提高,二氧化碳含量提高2~4倍,增产20%~30%,增收超过40%,真正是一项节本增效的循环农业新技术。 3设施农业秸秆沼气增温增肥增产技术 3.1秸秆沼气原理及工艺 秸秆沼气技术是在传统畜禽粪便沼气技术上发展起来的一项新兴秸秆高效利用技术,是利用微生物菌在厌氧条件下使秸秆分解产生沼气以及含有丰富营养值的沼液与沼渣的过程。它与上述秸秆生物反应堆技术的相同点是针对于秸秆的微生物反应;不同点是秸秆生物反应堆是好氧反应,而秸秆沼气是厌氧反应。山西农机新技术服务中心研究的秸秆沼气技术有2项技术创新。一是采用空气压力输料装置、沼液高压射流压浮技术、秸秆水解液化、交替式酸化等预处理工艺和太阳能互补增温技术;二是采用虚拟参数化控制管理平台,解决了秸秆预处理、秸秆大浓度、大颗粒输送、复合交替式酸化厌氧发酵新工艺以及参数化管理等问题,使秸秆沼气技术成为当前农村生态建设、循环设施农业发展、秸秆资源规模化利用的关键产品。本套设备由秸秆堆沤发酵单元、一级水酸化单元、复合厌氧酸调节单元暨空气正负上料输料单元、厌氧发酵单元以及沼气贮气输气、沼渣沼液处理单元和沼气燃烧单元组成。其中沼气燃烧单元内置于设施温室大棚中,沼气燃烧时产生二氧化碳作为气肥提供给农作物,促进其生长,同时沼气燃烧时散发的热量能够提升温室内的温度。沼渣沼液经过好氧处理后作为作物生长的有机肥撒施与温室内,实现了秸秆的完全利用。据统计,长期施用沼肥的土壤有机质含量为2.17%、全氮量为0.08%、密度为1.189g/cm3、孔隙度为55%,与施用无机肥的土壤相比,有机质、全氮、孔隙度分别增加0.8%、0.018%、6.3%,密度则下降0.199g/cm3。 3.2秸秆沼气技术要求及效益 3.2.1秸秆沼气技术要求①对秸秆进行预处理,严防有农药等化学品混入。②严格监控秸秆厌氧发酵的反应过程,提高秸秆的产气率。③在沼渣、沼液入池前,要对其进行好氧处理,提高作物的吸收率。④沼气的燃烧需严格控制,以提高设施农业生产的安全性。 3.2.2秸秆沼气设备技术效益秸秆沼气燃烧技术可使地温显著提高3℃~7℃,农作物提前5~12天上市,病虫害程度明显降低,有机改良土壤显著提高,二氧化碳含量提高4~6倍,增产20%~30%,增收超过40%,真正是一项节本增效的循环农业新技术。 4加快推进秸秆综合利用技术在建设循环设施农业中应用的建议 将现代循环设施农业与秸秆综合利用技术结合起来,是符合可持续发展的一种战略模式,对于实现农业循环经济,建设资源节约型、环境友好型社会,具有十分重要的意义。 4.1统一认识提高新技术新装备与设施农业的协同发展大力开展循环设施农业产业发展的宣传力度,统一并提高广大人民群众对新技术新装备的认识以及接受能力,夯实循环设施农业发展基础,引导社会各界共同参与循环设施农业新技术新装备的推广应用。 4.2形成多元化投入机制多方投入资金加大对秸秆综合利用的财政补贴支持,是推进秸秆综合利用快速发展的关键。在各级财政补贴农民购买农机的同时,广泛吸纳社会资金和民间资本投入,以加大对秸秆综合利用和循环设施农业经济发展的资金支持。 4.3搞好试验示范大力推进秸秆综合利用新技术产业化积极开展秸秆的综合利用新技术开发与研究,以点带面开展新技术新装备的试验示范,逐步形成促进循环设施农业发展的秸秆利用技术新体系,建立自觉节约和利用秸秆资源和保护环境的机制。 4.4因地制宜推广适用的设施农业配套技术与设备重点组织开发和示范推广有普遍推广意义的设施农业配套技术与机械设备,提供必需的技术服务和市场信息。示范推广的秸秆综合利用新技术,要让农民学得会、用得起、有效益,从而推动现代设施农业与秸秆综合利用技术协调发展。 作者:王曦单位:山西农机新技术服务中心 农业设施论文:设施农业中农业机械论文 1设施农业 所谓设施农业,是在遵循自然条件的基础上,可以对作物所处的环境进行控制,通过工程技术和人工技术,改变自然提供的光温条件和降水条件,为动植物的生长提供最优环境,使动植物全天生长,增加生长时间,缩短生长周期,实现动植物高效生产的先进农业生产方式。我国是人口大国,人均耕地面积仅占世界人均面积40%,因此,发展设施农业是解决我国因人多地少而导致粮食问题的重要办法。21世纪以来,我国的设施农业面积占世界总面积85%以上。设施农业的优秀设施是环境安全型温室、环境安全性菇房、环境安全型畜禽舍,其关键技术是最大限度利用吸收太阳能的覆盖材料。当前我国设施农业有95%以上采用聚烯烃大棚,这样能够将太阳光中无用的光波转化成光合作用所需要的光波,合理控制温室大棚的温差,调节大棚温度,适宜动植物生长,在高温季节能够降温防止苔藓类植物生长,寒冷季节能够增温保暖,也能够达到防尘作用。设施农业有两个农业种类,一是设施园艺,二是设施养殖。设施园艺又称为设施栽培,指在生长季节或者地区不适合种植园艺作物的土地,利用连栋温室、塑料大棚、养殖棚等设施,人为控制农作物生长环境,用于培育高产优质的花卉、蔬菜、水果等园艺作物。该园艺培养的农作物绿色无污染,是人类最健康的食用品。当前食品问题层出不穷,人们对当前食品安全问题十分重视,这就使环境安全型温室成为生产无毒园艺作物的优秀设施,是今后设施农业发展的重点工程。 2农业机械 在种植业、畜牧业和农产品、乳畜业初级加工过程中,使用的各种机械就是农业机械,也就是指用于农业、渔业、林业、畜牧业生产加工的所有机械都是农业机械。因此,农业机械包括动力机械、农田机械、种植机械、耕作土地机械、施肥机械、灌溉农田机械、农产品运输机械等。农业上推广使用农业机械能够提高农业生产力,增加作物产量,发展农业经济。 3分析设施农业中农业机械化的应用 3.1大棚卷帘机 大棚卷帘机又称卷帘机,是温室大棚实现保温作用的“保温被”,实现大棚草帘自动卷放的机械设备。卷帘机根据动力来源分为电动卷帘机和手动卷帘机,根据安置大棚位置分为前式卷帘机和后式卷帘机。在设施农业中常用电动前(后)卷帘机,由于卷帘机选用五轴全钢壳,提高了其抗磨性,延长了使用寿命。卷帘机应用于设施农业极大推动了农业机械化的发展,同时,为设施农业提供全自动控制管理温度的设备,为动植物提供最优环境。伴随着大棚卷帘机的广泛使用,也出现因操作卷帘机不当的意外事故,为此国家农机推广中心推广宣传遥控式卷帘机,避免发生意外事故。 3.2温控设备 动植物生产和生长阶段需要适宜的温度,设备农业中可以通过大棚卷帘机、开窗机械以及覆盖层来控制温度。但在冬季严寒夏季酷暑的北方地区,需要采用温控设备协调其他设备控制大棚温度。在实际农业生产中多采用提高温度的设施,尤其是在北方,设施农业广泛使用温控设备,利用温控技术,全自动调温。 3.3大棚湿度控制器 温湿度控制器可以检测环境的湿度,调节环境湿度值。使用该系统用户通过操作装置,设置一定的湿度值,并在操作装置上以数字的形式显示测量的温度值和设定的温度值。当检测到湿度值高于上限设定的湿度值,会自动开启排风循环扇以此降低室内的湿度,使湿度恢复到设定的湿度值。如果湿度低于设定的湿度值系统将自动开启湿机增加,以此温室的湿度,直到室内湿度值达到设定的湿度值。 3.4农业运输机械 农业生产过程中,农业运输的工作量占总工作量较大比重,因此提高农业运输工作效率可以提高农业生产率。农业生产中需要运输物料和成品,由于其种类繁多、数量巨大、形状不一,这就要求运输机械有特殊的结构和功能。例如:农作物秸秆、动物饲料、地表草被等这些物体的共同特征是质量轻、体积大且形状不一,该类物料可以采用小型运输车,每吨载重量占用装载溶积为4m3-6m3。相比该类物料,质量较重和体积较小的水泥、土料、化肥等选用每吨载重量占用装载容积为0.5m3-0.8m3。在运输中需要根据运输物品特点决定运输机械。 4结语 设施农业实现农业现代化,农业机械在设施农业中能够提高生产量,集中管理,环保节能,增加农业经济,弥补传统农业的不足,成为今后农业发展重点项目。 作者:徐少强单位:辽宁省昌图县八面城镇农业技术综合服务站 农业设施论文:设施农业土壤生态环境论文 1.设施农业土壤生态环境存在的问题 1.1土壤物理性质变差 设施农业土壤在经过种植一段时间后,土壤的团粒结构被破坏,土壤容重变小,熟化程度不断提高,但同时土壤中的非活性孔隙比例降低,因此土壤容易出现板结现象,透气性和透水性均在不同程度上降低,并且随着种植年限的增加这样的问题也在不断加剧。 1.2土壤化学性质变差 设施农业对于化肥的大量使用使得土壤化学性质不断变差,主要体现在以下几个方面:第一,土壤酸化严重。氮肥的大量使用以及土壤化肥利用率低下等问题使得大量未被吸收的肥料进入到土壤中,导致土壤中硝酸盐含量大幅增加,土壤pH值呈现下降趋势,即土壤的酸性特征越来越明显,在种植季节由于农作物的吸收使得土壤pH值得以在一定范围内得到增加,但在轮作间隙土壤pH值又明显降低,从总体上来说,随着设施农业种植期限的不断增加,土壤酸化的程度就越严重。第二,土壤养分失衡现象日益明显。设施农业土壤中的有机质、全氮、磷的含量较高,但中量和微量元素相对缺乏,因此表现为养分极度失衡。不利于农作物的生长。不同弄作为对土壤养分的需求不同,然而由于农民对于土壤科学施肥的认识程度不足,导致氮肥、磷肥的施入量很大,而钾肥的量却很小,在一些对钾肥需求较高的农作物种植过程中就会出现氮肥和磷肥的大量富集,这种养分失衡的现象对农作物的生理产生不利影响。第三,土壤次生盐渍化严重。设施农业土壤由于长期处于覆盖状态,土壤与外界环境接触较少,缺少雨水的淋溶作用,与露天土壤相比,其蒸发程度较高,再加上人工施肥过程中大量肥料未被吸收进入到土壤中,使得土壤中盐分浓度不断增高,并且随着使用年限的增加次生盐渍化程度越来越高。 1.3土壤中有害微生物数量增加 设施农业的土壤的环境温度较高、湿度较大,给各种微生物的繁殖提供了良好的环境,由于农民对土壤缺乏科学的管理,例如消毒不及时、病害隔离消除不当等使得土壤中的有害细菌、真菌得以大量繁殖,通过土壤的传播使得很多植株被感染,影响农作物的质量和产量。 2.改善设施农业土壤生态环境的相关对策 2.1加强农业综合调控 2.1.1科学轮作 在同一片土壤上将不同生长习性的农作物进行轮作,可以使土壤中的养分在轮作过程中被充分、平衡吸收,因此有利于保证土壤养分的均衡。例如,可以实行粮食作物与蔬菜的轮作方式,使土壤中的氮、磷、钾等大量元素被充分利用,降低其在土壤中的富集,亦可实行水旱轮作,利用水的稀释作用平衡土壤的酸碱度,促进土壤中微生物群落的调节,降低土传病害的发生几率。 2.1.2合理施肥 杜绝盲目施肥,在对土壤施肥之前首先要对土壤进行化验,根据土壤自身成分特点以及所栽培农作物的生长习性选择所施肥料的品种,并且要以农家肥等有机肥料为主,无机肥料为辅,提高微肥的施用量,增加土壤中有机物质的含量,并且尽可能降低土壤中无机盐的含量,在满足农作物生长需要的前提下提高农作物的抗逆能力。另外还要对施肥方法进行改良,应当秉承少量多次的原则,并综合多种施肥方式,如底肥、口肥和叶面肥等,促进肥料被农作物利用的效率,减少其在土壤中的积累。 2.1.3合理灌溉 当前设施农业土壤中水分的迁移方向主要为地下向地表的移动,缺少雨水的淋溶,为此,应当对设施农业实施合理的灌溉,通过人工的灌溉过程使土壤表层的水分增加,改善土壤水循环,并且有利于稀释和带走土壤中多余的盐分,尤其对于次生盐渍化严重的设施农业土壤来说,灌溉时要力求浇透,以提升效果。在轮作间隙或农闲时,可将覆盖物去掉,充分利用自然雨水的冲刷来改善土壤的生态环境。 2.2工程措施 2.2.1土壤改良 在设施农业土壤经历长时间使用后,为改善土壤酸化问题和降低土壤有害微生物的数量,可采取有效措施对土壤进行改良。例如,可通过向土壤中施入生石灰等弱碱性改良剂的方式中和土壤中的酸性物质,使土壤pH值趋于平衡,再者,可通过低温冷冻、高温消毒、药剂熏蒸等方式对土壤进行消毒处理,对有害微生物进行有效杀灭。 2.2.2埋设暗管 在地表以下40-60cm的深度分层埋设暗管,在浇水后土壤中的盐分随着土壤的毛细孔洞进入到暗管中,随着水流不断排出,达到降低土壤盐分富集的效果。据研究表明,通过埋设暗管的方式可以达到80%的多余盐分排出,因此能有效保证土壤的生态环境处于良好状态。 2.2.3换填客土 在设施农业生产中,不可避免地有一些土壤次生盐渍化严重而导致无法种植或不适宜继续使用的情况,此时可以采用客土交换原土的方式对土壤进行改良,土层交换厚度根据原土的状况不同一般可为5-15cm。 3.结束语 综上所述,为促进我国设施农业的可持续发展,解决我国设施农业土壤生态环境存在的问题已经迫在眉睫,在实际工作中可根据当前设施农业土壤的状况制定科学、合理的对策,促进我国设施农业又快又好的发展。 作者:鲍金凤单位:大庆市大同区大同镇人民政府