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无机化学论文:对药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的思考 生物无机化学是由无机化学、生物化学、临床化学和医学交叉融合而发展起来的一门新型边缘学科,在分子水平甚至量子水平上,研究和阐明生物体内生物大分子配体与无机元素有关的各种相互作用的学科[1]。它包括两个主要部分:一是研究生物体中天然存在的无机元素,二是把金属引入生物体系中作为探针和药物。 1 药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的重要性 在我国很多医药院校的药学专业中,药学教育的模式一直是化学模式。由于,无机化学的理论学习中要求记忆的东西很多,较枯燥,导致了很大一部分同学在学不到一半的时候就放松了学习,明显影响学习效果。如果能够在教学过程中有意识地引进一些生物无机化学的新知识、研究的前沿和热点问题,及相关的人文科学知识,将大大提高药学专业学生的学习无机化学的兴趣,为提高其综合素质和培养其创新能力提供坚实的基础。在我国的一些院校的化学系开设了生物无机化学的选修课程。但是对于药学专业进行生物无机化学教学受到学制短、化学课课时少及化学和生物化学基础知识差等客观条件的限制。为解决这个问题,可以在学习无机化学的过程中有意识地渗透一些生物无机化学方面的知识,以达到提高学生的学习兴趣等的效果。 2 在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的内容 在药学专业使用的无机化学教材中,隐含着丰富的生物无机化学教育内容[2](图1),教师要有计划地把这些知识渗透到教学过程中去,使学生在学习无机化学知识的同时,获得更多与药学相关的知识。因此在备课时,教师需要熟读教材,找准无机学化各章节中渗透生物无机化学知识的结合点。 2.1 绪论部分 无机化学是一门理论性较强、较抽象的课程。在绪论课时,教师适当的渗透一些无机药物方面的知识(表1),将对提高学生学习无机化学的兴趣起到事半功倍的效果。 2.2常见非金属元素及其化合物 非金属元素的生物无机化学的内容相对偏少,但也还是存在足够的可讲的知识点。如,三位科学家由于发现一氧化氮作为人体中一种重要的信号分子而于1998年获得诺贝尔医学奖。一氧化氮是第一个被发现的参与细胞信号转导的气体信号分子。一氧化氮是随血液存在于人体各处,只要有血液的地方就有一氧化氮的存在。一氧化氮参与的生命活动非常广泛,在神经、免疫、呼吸等系统中发挥着重要作用。人的机体内有很多信号系统,它们可以调节全身的血管网络,一氧化氮可以使微循环畅通,保证含氧血运送到人体各组织和器官当中,让人体血压保持在适当水平。人体内生成的一氧化氮自由基,可以穿透任何细胞,到达任何组织,使信息从人体某一部分,传至其他部分,行使着传输信号的功能。这样使血管扩张,帮助控制血液流向人体的各个部位,以起到保持血管清洁、预防中风、维持正常血压的作用,有效减轻心脏负担,从而达到预防心脏病的效果。这就是一氧化氮作为信号分子的作用。 2.3 常见金属及其化合物 人们对于微量元素的作用远不如对维生素那样熟悉。然而,微量元素对于生命的作用要比维生素重要得多,生物体本身无法制造出它所需要的微量元素。所以,缺乏微量元素就成为一个十分严重的问题。现代研究表明,生物体内必需的微量化元素至少有十六七种。而人体内有1/4~1/3的酶需要金属离子参与才能发挥催功能,这些金属离子包括Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mg2+、Ca2+等。人们逐渐认识到生命活动无不与金属离子有着千丝万缕的关系,即没有金属离子就没有生命。缺乏这些元素,生物体就要发生各种病变。人体的许多疾病,包括一些地方流行病,往往与微量元素的缺乏或过量有关(表2)。 2.4 配位化合物 在现代医学中无机药物的使用已经非常普遍。从生物必需元素到有益元素甚至放射元素都在医学上占有一席之地,而且涉及多种疾病的诊断和治疗。有些具有治疗作用的金属因其毒性大、刺激性强、难吸收等特点而不能直接在临床上应用,若把它们变成配合物就能在一定程度上增强药效同时降低其毒性[3-5]。由于形成金属有机络合物提高了化合物的脂溶性,有利于提高其吸收效率,有利于药物分子选择性地进入体内的一定位置。 本部分可以重点地介绍治疗药物如铂类抗肿瘤药物和铋类抗溃疡药物[6-7],诊断药物如核磁共振造影剂、放射诊断药物以及中药研发方面遇到的实际问题。 2.4.1 铂类配合物作为抗癌药物的应用 20世纪70年代以来,铂配合物抗癌功能的研究在国内外引起了极大的重视[8-10]。铂配合物的抗癌活性是基于其对癌细胞的毒性[8]。现已确定具有顺式结构的均显示抑瘤活性,其中顺式二氯·二胺合铂,简称顺铂抗癌活性最高。它不仅能强烈抑制实验动物肿瘤,而且对人体生殖泌尿系统、头颈部及其他软组织的恶性肿瘤有显着疗效,与其他抗癌药联合使用时具有明显的协同作用。目前,我国已生产“顺铂”供应市场。由于“顺铂”尚有缓解期短、毒性较大、水溶性较小等缺点,经过化学家们的不懈努力,现已制出了与顺铂抗癌活性相近而毒副作用较小的第二代、第三代抗癌金属配合物药物[11]。 2.4.2 钆类配合物作为核磁共振造景剂的应用 核磁共振造影技术已成为当今临床诊断中最为有力和安全的检测手段之一。它对疾病的诊断是通过使用外来的顺磁试剂或造影剂而使得正常组织和疾病组织的1H(主要是水)的共振信号产生差别。核磁共振造影剂使得质子的弛豫时间缩短,从而达到改善组织成像的效果。多数的核磁造影剂均为Gd(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)离子,因为它们具有最多的未成对电子和较长的电子自旋弛豫时间。目前临床诊断使用的化合物主要有四种,全部是三价钆的配合物。据统计,世界上大约每年要进行500万次核磁共振诊断,而其中20%必须使用造影剂,造影剂研究及应用的重要性不言而喻。 2.4.3 络合作用与中药的研发 在天然药物研究开发过程中,往往药物的粗提物具有明显的生理活性,但是随着纯度的提高,其药理活性逐渐下降,甚至消失。究其原因,可能是由于除去了微量元素等无机成分。由于中药中含有微量金属元素和氨基酸、皂苷类、黄酮类、多糖类、生物碱等有机组分。而这些有机组分含有多个配位原子,能与微量金属元素通过多种键合作用形成各种复杂的配合物。它们具有较高的稳定性,这对于药物在体内的生物化学作用具有重要的意义,使之表现出长效、低毒和药性温和。 实际上,中药的药理作用是中药中的有机组分和无机组分的共同表现,它们的络合物往往表现出较强的药理活性。例如,博来霉素最早由链霉属真菌中以铜配合物的形式提取出来,只有人 们改变了发酵条件得到了一系列类似物。博来霉素作为抗生素类抗肿瘤药物在头颈癌、卵巢癌等的临床治疗中广泛应用。研究发现,博来霉素需要有金属离子才能产生活性,铁、钴、锰、铜等离子的存在使得博来霉素能够对DNA进行裂解。目前较公认的机制是:博来霉素首先与金属离子如Fe3+结合,金属离子结合的博来霉素发生构型的变化,然后与活化分子氧生成活化态,后者对DNA进行切割并阻止其复制。 3 在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学的途径 3.1 制订计划 在无机化学教学中渗透生物无机化学教育,必须有周密的计划,这一方面是为了在有限的时间内完成教学任务,另一方面也避免了盲目性和随意性。制订计划力求全、准确、具体、可行。 3.2 注重渗透方法 摈弃“满堂灌”的教学方法,开展启发式、自学式和讨论式教学。在课堂上注重以多媒体授课的优势,充分发挥学生在教学中的主体作用和教师的主导作用,讲重点、难点,给出一些专题,课后学生广泛查阅文献,根据自己的兴趣,写出相关小综述,课程结束时,在课堂上做专题发言,互相交流,共同提高。这样,在学生不仅学到了知识,更重要的是培养了他们自己获取知识、分析问题与综合问题及表达能力。 3.2.1 讲授法 讲授法是目前教师采取的主要方法之一,也是最传统的教学方法。在化学教学过程中,渗透生物无机化学教育就是在讲授无机化学基本知识的同时,把与之相关的药学及生物学相关的知识传授给学生。 3.2.2多媒体课件展示法 利用多媒体课件,向学生展示生物无机化学相关的知识。在课件的制作上,采用图、文、表并茂的方式并尽可能地增加动画效果,以增强教学内容的趣味性,更好地激发学生学习生物无机化学课程的积极性。如,讲解叶绿素的结构及其在生物的光合作用中的作用时。通过生动形象的动画效果,让学生形象地感受生命中的化学过程。 3.2.3 学生分组讨论法 鉴于药学专业无机化学课时少的实际情况。要求学生结合教材内容,通过查上网收集资料等形式,广泛涉猎与无机化学相关的药学和生物学资料,如顺铂类抗癌药物的发现及发展过程、重铬酸钾等重金属污染及其可能导致的疾病等,并在每次课堂讲授结束之前,预留10 min,引导学生思考和讨论,或者由学生提出他们没有弄懂或尚未理解的问题大家一起研究解决。这旨在激发学生的学习兴趣,培养学生参与讨论的意识,为今后的工作打下良好的基础。 综上所述,在药学专业无机化学教学中渗透生物无机化学教学除了上述几个方面外,还需要学校领导的积极支持和老师、学生的密切配合,重视师资培训及通过教材编写使无机化学教材中具有很多的生物无机化学方面的知识介绍等方面的工作,才能取得应有的效果。 无机化学论文:医药院校无机化学教材建设之构思 (一)纸版教材的建设 纸版教材包括主教材和学习指导书。纸版教材是教学的优秀,是教学中最重要的教具,是保证课堂教学质量的重要因素。我们的主教材采用中国中医药出版社出版,由黑龙江中医药大学无机化学教研室贾桂芝教授担任主编的普通高等教育“十一五”国家规划教材《无机化学》。该教材的编写理念是突出中医药院校学科专业的特点,强调其应用性以及与中药学相关专业的关系,力求做到既向学生传授专业知识,又给学生展现中药知识的背景,体现出中医药学科的特色,以激发学生学习的积极性。经过5年的教学实践,教师们积累了丰富的教学经验,该教材在使用中根据学生和教师的建议和意见,进行过多次修改,重新出版后已经进入“十二五”国家规划教材的遴选行列。为使学生在学时少、教学进度快的情况下仍可达到“知识面宽,信息量大”的教学要求,我们配合主教材专门编写了《无机化学学习指导与习题集》,为学生剖析知识点和典型问题,并结合课程的难点和重点为学生提供相应的习题来加深理解。 (二)网络辅助教材的建设 随着计算机和网络的日益普及,各高校几乎都建立了自己的校园网络,计算机中心、网络中心可以随时向学生提供上网服务。此外在教学楼、图书馆以及学生宿舍内部都有网络接口,这些条件使无机化学课程网络教材建设成为可能。因此我们借助校园网络,运用数据库、媒体制作工具、网页制作工具建立了黑龙江中医药大学无机化学精品课程网站[4],全面实施了网络辅助教学。网站主要设立了以下四个板块。 1.教学文件。包括授课教师简介、课程简介、教学大纲、教学日历,介绍课程基本要求、考试方法、教学计划及进度安排、学习重点内容、学习方法等,方便学生随时了解授课教师、教学要求和进程,促进学生提前制订学习计划,建立正确的方法和计划,有的放矢,促进学习效率的提高。 2.教学资源。为学生提供必要的学习资源。主要介绍为学生指定的课程参考书,教师自行研制的电子课件,无机实验基本操作录像、同步习题练习、教学内容背景知识介绍等。在学校教改资金的资助下及专业人员的帮助下,课程组制作了实用、内容丰富的电子课件。课件内容在教学重点和难点内容上尽量采用动画、视听、图片等[,!]内容,学生可以随时下载电子课件,有利于学生对课堂教学内容提前预习、课后复习,为学生提供了主动学习的条件。课堂教学内容背景知识介绍可以拓展学生的视野,使学生充分了解知识的来龙去脉。教学资源板块可以充分调动学生的积极性,让学生主动参与教学活动,使学生由被动灌输式的学习转变为主动学习。 3.交流论坛和留言板(无机化学BBS):我们利用目前非常成熟的论坛架设技术[5],建立了师生交流论坛。交流论坛可以使师生交流突破时间和空间的限制,教师既可以同步与学生在线答疑,也可以异步(留言答疑)为学生解惑。当学生遇到问题,可以首先在论坛上寻找相关的答疑过程帖子,如果没有相关问题的解答,即可新的问题与教师交流互动,大大提高了答疑的效率,减轻了教师的负担。与此同时,学生可以通过论坛对教师的教学过程提出意见,教师可以通过交流论坛及时得到学生对教学效果的反馈,及时调整和改进教学。我们在辅助教学网站的应用过程中惊喜地发现,交流论坛不仅是师生之间交流,同时也是学生之间进行交流的网站。一些问题通过学生之间的探讨就得以解决,促进了学生自主学习的能力,也营造了学生自主学习的氛围。 4.学科前沿。该板块将本学科一些最前沿的知识介绍给学生,利于培养学生对前沿知识的敏感性,拓宽学生的视野,关注技术进步和技术前沿对实际生活的影响,从而增强学生对无机化学的学习兴趣,激发学生的创新热情。网络技术的迅猛发展使网络教学得到越来越广泛的应用。网络教学模式突破了传统教学中人数及地点的限制,将传统课堂教学的以教师的“教”为中心,转变为以学生的“学”为重点,促使了学生内因作用的发挥,使他们从被动地接受知识转变为主动地获取知识,符合人类认知的发展规律。我们的网络辅助教学实践表明,教学网站是一项十分受学生欢迎的第二课堂活动,是纸板教材的补充与延伸。既能使学生全面了解无机化学的教学,也能使部分学有余力的学生掌握更多的知识,教学网站为教师和学生提供一个资料丰富、方便快捷、无时空限制的互动窗口。在建设无机化学精品课的过程中,课程组在立体化教材体系的建设上进行了有益的尝试,并取得了一定的成效。在立体化教材体系建设的实践中我们充分体会到,立体化教材体系可为师生提供一个综合性的教学环境,促进教学由以教为中心向以学为中心转变,促进学生由被动接受向自主探究学习转变,可以大大提升教学水平。立体化教材的建设是教学改革的必然趋势,也是现代教育技术发展的必然结果。立体化教材的建设工作已成为教学改革和精品课建设深入发展的强大推动力。 无机化学论文:对无机化学实验中碱式碳酸铜的制备方法探讨 碱式碳酸铜又名孔雀石,其形状为细小颗粒的绿色粉末。相对密度为3.8525,折光率为1.655、1.875、1.909,加热至220℃时分解,是一种名贵的矿物宝石。它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质,又称铜锈。碱式碳酸铜可用来制造信号弹、烟火、油漆颜料、杀虫剂、解毒剂、固体荧光粉激活剂等,也用于种子处理及作杀菌剂等。在无机盐工业中用于制备各种铜化合物,在有机工业中用作有机合成催化剂,在电镀铜锡合金工业中用作铜的添加剂。 常见的制备方法主要有四种:(1)由Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O反应制备;(2)由Na2CO3溶液跟CuSO4溶液反应制备;(3)由NaHCO3跟CuSO4·5H2O反应制备;(4)由Cu(NO3)2跟Na2CO3反应制备。根据我校的现有实验室条件和设备,我们一般选择第二种方法制取碱式碳酸铜。 通过碱式碳酸铜制备条件的探求和生成物颜色、状态的分析,研究反应物的合理配料比并确定制备反应合适的温度条件,以培养独立设计实验的能力。碱式碳酸铜的制备实验是面向化学专业大一学生开设的一个典型的设计性实验,不仅要保证实验质量,还要让学生掌握独立进行实验设计的方法。《大学化学实验》一书中的碱式碳酸铜制备的实验,采用硫酸铜和碳酸钠溶液进行复分解反应制备碱式碳酸铜,由于反应过程中,条件较难控制, 副反应多, 反应现象差异性不明显,所以学生在优化条件选择时出现较多的判断失误,仅通过颜色及反应速度的快慢是很难准确得出结论的,因此,笔者对本实验进行改进,以达到最佳的反应效果。 一、实验制备方法 1.实验仪器及药品 药品:CuSO4·5H2O(固体),Na2CO3(固体)。 仪器:带标号的试管8个;烧杯(250mL)8个;容量瓶(250mL)2个;25mL移液管2个; 电子天平;恒温水浴锅;抽滤瓶;蒸发皿;布式漏斗(非真空);烘箱;试管架;吸耳球。 2.实验原理 碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3为天然孔雀石的主要成分,呈暗绿色或淡蓝绿色,俗称孔雀绿,在水中的溶解度很小,溶于酸,新制备的试样在沸水中很易分解。加热至200℃即分解。为了适于碱式碳酸铜的生成和分离。根据碱式碳酸铜的性质和铜盐的性质,选用硫酸铜溶液和碳酸钠溶液。在反应过程中,反应温度、反应物浓度及反应物配比对反应物均有影响。 3. 实验过程 分别按合适比例取CuSO4溶液和 Na2CO3溶液各若干毫升, 加热到合适温度后, 将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液, 记录沉淀的颜色和体积变化。沉淀下沉后, 洗涤沉淀数次, 抽滤, 并用少量冷蒸馏水洗涤沉淀至无 SO42-为止, 抽干, 置烘箱中烘干, 称量, 计算产率。 4.反应溶液的配置 配置0.5mol·L-1的CuSO4溶液和0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液各250mL。称取固体药品硫酸铜31.2110g和碳酸钠13.2488g,分别倒入两个250mL的烧杯中,用100mL蒸馏水溶解,再转入250mL容量瓶中,配成250mL溶液,静置,备用。 二、结果与讨论 1.反应物合适配比探求 取四个已编号的试管,均加入2.0mL的0.5mol·L-1的CuSO4溶液,再分别取0.5mol·L-1Na2CO3溶液1.6mL、2.0mL、2.4mL及2.8mL,依次加入另外四个编号的试管中。将八个试管放在75℃恒温水浴中加热,几分钟后,依次将CuSO4溶液分别倒入Na2CO3溶液中,振荡试管,比较各试管沉淀生成的速度、沉淀的数量及颜色。实验结果如下表1所示: 通过对比,我们发现反应的最佳配比为1∶1,产率可以达到94.16%。 2.反应温度的探求 在三个试管中,各加入2.0mL0.5mol·L-1CuSO4溶液,另取三个试管,各加入由上述实验得到的合适用量的0.5mol·L-1Na2CO3溶液。从这两个试管中各取一个,将它们分别置于室温25℃、50℃、75℃、100℃的恒温水浴中,数分钟后将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液中,振荡并观察现象,由实验结果确定制备反应的合适温度。实验结果如下表2所示: 经过对比,我们发现反应的最佳温度为75℃,产率可以达到94.12%。 3.碱式碳酸铜制备的最佳设计 取60 mL 0.5 mol·L-1CuSO4溶液和60 mL 0.5 mol·L-1Na2CO3溶液分别放在75℃的恒温水浴锅中,几分钟后取出,将CuSO4溶液倒入Na2CO3溶液中,充分振荡待沉淀完全后,用蒸馏水洗涤沉淀数次,直到沉淀中不含SO42-为止,抽干。将所得产品在烘箱中烘干2h,待冷至室温后称量,并计算产率。实验结果如下表3所示: 此实验温度探究最佳反应物配比:Na2CO3∶ CuSO4=1∶1,最佳温度为75℃,在85℃下烘干2h,反应温度不能过高,如果温度高于75℃,产生褐色的CuO。若将Na2CO3溶液倒入CuSO4溶液中,不能充分反应,沉淀不彻底。沉淀完全后要反复清洗沉淀,然用pH试纸测试滤液中的pH值,pH=7左右确保将沉淀SO42-除完,如果有残留的SO42-,干燥时会有黑色物质产生。干燥时温度不易过高,否则会将Cu2(OH)2CO3分解。 三、本实验注意事项 1.反应最佳温度应为75℃,超过后会有褐色沉淀产生,在恒温时需要不停搅拌。 2.沉淀要洗涤干净,滤液中pH=7左右SO42-除完。 3.沉淀应在85℃时烘干2h以上,温度过高Cu2(OH)2CO3会受热分解。 4.若反应后不能观察到暗绿色或淡蓝色沉淀产生,可将反应物保持原样(不可将滤液滤去),静置l~2天,再作观察。 5.反应过程中不可将Na2CO3溶液倒入CuSO4溶液中,应用反滴法。 6.本次实验用布式漏斗(非真空)。 无机化学论文:医药无机化学开展开放性实验的探索与实践 [摘要]探索医药无机化学开展开放性实验,通过调节师生主被动关系、开放实验项目、设计多种实验方案和手段,引导实验心理等实践措施,培养创新型人才。 [关键词]医药无机化学 开放性实验 探索与实践 为了培养学生的创新实践能力,推动素质教育的深入开展,我校鼓励教师利用现有的师资、仪器设备等资源,以生动、有趣、创新的项目,吸引学生参加开放性实验。 针对我校的专业设计特点,作者尝试将“药用氢氧化铝悬浊液的制备和检验”引入开放性实验,取得了很好的效果。通过实践研究,探索出开展特色开放性实验的一些方法和措施。 一、突破传统实验教材的束缚,结合学生的专业特点,开放实验项目 与生产、生活及学生的专业相结合,可增强开放性实验项目的趣味性、新颖性、实践性和创造性,有利于提高学生的观察能力、思维能力、实验研究能力以及解决问题的能力等。为了寻找合适的实验项目,我们鼓动学生一方面广泛查阅资料,另一方面仔细留意平时接触到的与药品有关的一些无机化合物。最终选定“药用氢氧化铝悬浊液的制备和检验”。这个实验项目很适合本校专业特点,具有很强的实用性。氢氧化铝是简单无机化合物,其制备方法和化学性质学生都比较熟悉,但用于胃药的氢氧化铝要求是胶状的悬浊液,药品与工业品的质量标准有很大的不同,如何制备符合药用的产品,很值得学生通过实验去探索。 二、指导学生广泛查阅资料,设计多种实验方案,做好预习 查阅资料可提高学生提出、分析、解决问题和寻找知识的能力,同时也可促使学生掌握利用图书馆和计算机网络查阅专业文献的方法和技巧。通过查阅资料可设计多种实验方案,能够训练学生的创新思维,也为学生能在同一实验中体验独创性,增强开放性实验的多样性和研究性。由于有关药用氢氧化铝制备的文献都是专利,在我校图书馆无从查取时,指导教师建议翻阅一些无机化学教材,了解了普通氢氧化铝的制备方法,然后再根据此药品的特征是胶体,查阅相关胶体制备、胶体提纯及药品检验等书籍,学生们最后设计了四种药用氢氧化铝的制备方案及其相应的提纯及杂质检验方案,并做好了预习报告及其它实验准备工作。 三、鼓励学生自主选择和配制药品 药品的选择和配制是独立完成化学实验的第一步,也是实验成败的关键步骤之一。因此,我们要求学生必须学会自主选择和配制各种浓度的试剂。通过掌握溶液配制的各个环节及试剂保存、标签制作等实验技巧,让学生全面掌握了实验的全过程,提高化学实验的综合素质,养成严谨的科学作风,懂得爱惜药品,还让他们学会用实践探索的方法追求科学真理。在此次实验中,学生熟悉了电子天平、恒温磁力搅拌器等仪器的使用,了解了加速固体溶解的各种措施,掌握了不同精确浓度的溶液的配制方法,并经过多次实验尝试摸索出了各反应试剂的恰当浓度。 四、鼓励学生采用不同的实验手段,尝试不同的实验仪器 在实际科学研究中,我们常因受具体的实验资源的限制,需选择不同的实验仪器和不同的实验手段,或需根据具体的实验要求对实验仪器进行改造。训练学生在同一实验中,采用不同的实验手段,使用不同的实验仪器,可让其掌握不同仪器的使用方法,了解它们的优劣之处,能根据具体的实验情况,充分利用手头的资源进行科学实验研究。在此次实验中,为了达到在碱液逐滴加入时反应液保持在约60℃下被充分搅拌的实验要求,一些实验小组使用恒温电动搅拌器;一些用恒温水浴锅和玻璃棒;另一些则采用最简陋的装置,使用盛水的大烧杯、电炉和玻璃棒,教师指导学生将采用不同实验手段制得的产品进行比较,评出此实验的最佳使用仪器及其最佳工作状态。 五、引导学生正确的实验心理,制造快乐的实验气氛 学生在进行探索性的开放性实验时,由于没有成熟的实验方案可依照,没有教师的详细讲解,自身的理论知识和实验经验不足等因素,会遇到比平时实验更多的困惑,甚至会出现实验彻底失败的情况,常缺乏对实验失败的心理准备,所以指导教师需及时进行心理引导,引导学生用“塞翁失马,焉知祸福”的辨证思想从看似失败的实验得出一些宝贵的经验或异常的发现,培养他们坚忍不拔的科学探索精神,鼓励学生将消极情绪转移到积极的探索热情中去。实验成功时,教师要“趁火打劫”将他们暂时的喜悦转化为对该学科及该学科实验的浓厚兴趣。指导教师引导学生正确的实验心理,是全体学生快乐地进行开放性实验的保障。 六、引入团结协作机制和竞赛机制 在开放性实验中,适当地引入一些竞赛机制,如小组竞赛、个人竞赛等方式,设计一些竞赛内容,包括实验操作、实验设计、产品质量、创新思维等,能大大地激发学生的实验热情。小组竞赛的方式既能培养学生的独立操作能力,又能培养他们的团结协作精神;个人竞赛的方式能充分施展学生的个人聪明才智,使每一位学生都能在开放性实验中找到表现的机会,同时还能培养学生互相欣赏的习惯。在本次实验中,为了能在小组竞赛中取胜,同学们自主选出小组长统筹工作,进行成员分工协作,没有出现平时实验的一人动手其他人袖手旁观的现象,还涌现出几个实验做得特别十分出色的学生。 七、组织召开实验总结会议 认真做好实验总结工作是完满完成科学实验研究的必需环节。在这次实验结束后,每个小组先内部进行讨论,总结本次实验中的成败,对实验结果进行自我评价,标出自身的特色,提出新的实验构想,然后在实验总结会议上进行汇报讨论,最后教师对本次实验进行总结和评价,提出新的期望,或提出下一步实验构想。还指导学生按照研究论文的标准做开放性实验报告,内容侧重于实验的设计、问题分析、实验方法、数据分析、实验结论、小 组讨论、新的实验设想等。通过实验总结会议,学生提升了对实验的认识。 八、调节师生的主被动教学关系 在开放性实验中,教师成为旁观者和引导者,学生才是真正的主体。学生的主动角色,表现在主动申请参加实验,查阅资料,联系教师,尝试各种实验操作方法,充分利用手头的药品仪器,及时调整实验方案,分工协作,组织讨论,提出新的实验构想等。教师不再像传统实验中那样准备、设计、讲解及监督实验,而是顾问和导师的角色,负责答疑解惑,引导学生克服实验心理障碍,引入激励机制及加强实验安全教育等。 以上的方法和措施的实施,充分展现了开放性实验的优势,发挥了学生的创造性、主动性,提高了他们对无机化学实验的兴趣,培养了他们实事求是和坚忍不拔的科研探索精神。我们倡导在高校大力加强开放性实验的实践和研究,培养自主创新人才。 无机化学论文:对于高职无机化学教学改革的几点思考 无机化学是高等职业院校化工、环境和医药等专业中的一门重要的专业基础课,也是这些专业学生所要接触的第一门专业基础课和专业必修课,无机化学的教学将为后续的专业基础课和专业课的教学和学习奠定基础。因此无机化学在相关专业的整个教学中占有举足轻重的地位,对于培养符合社会发展需要的高级技术人才具有重要的意义。但是长期以来,由于种种原因在高职无机化学的教学中一直延续着一些比较传统的教学模式,这些教学模式使得教学呆板、学生缺乏学习的主动性和积极性。要想改变这一现状就必须对高职的无机化学教学进行改革。本文作者结合自己的教学实践,探讨了无机化学教学改革的几点思考和做法。 1.对教材内容删繁就简,增添新知,构建符合高职学生职业发展的教学内容 无机化学发展到今天,其内容面广点深,绝不是在短时间内就可以掌握的,也不可能在有限的学时内完成这一任务,这就要求我们在教学内容上采取少而精的原则,突出重点难点。高职教育的特点也决定了高职院校化学教学要根据职业发展需要选择教学内容,以培养学生能力为根本出发点,以有利于学生应用能力的培养,适应职业岗位的要求为最终目的。因此,精选教学内容就显得尤为重要。如可以删去理论性较强但以后其他课程还会重点讲解的“化学热力学”内容,删去重复中学教材的内容如“化学反应速度和化学平衡”中的相关内容,对于简单而又必须了解和掌握的知识,留给学生自学;同时增加无机物在环境、材料、能源和信息等领域中的应用,以拓宽学生的知识面。对于化学基本原理中的一些较复杂、难于理解的问题,如对称性、晶胞、键能、活化能,教师在教学中可以采取“点到为止”的处理方法,即以满足讲授元素化学的需要为原则,更深层次的内容留给后续课程去解决,而不把难于讲授、难于接受的注释和说明推给课堂。 2.注重加强学生的能力培养,增强学生学习的积极性和主动性,培养学生的创新精神 高等职业院校是以培养符合社会发展需要的高级技术人才为目的,随着社会的发展,社会对高级技术人才的要求也越来越高,要在具有一定的专业知识的基础上,具有多方面的能力,如动手能力、思维能力、创造能力、观察能力和发展能力等,尤其要具有创新精神,因此在整个教学中必须始终注重加强学生的能力培养,加强学生学习的积极性主动性,教会学生如何学习,培养学生的创新精神和创新能力。 如在无机化学教学中,有相当一部分内容缺乏趣味性,学起来枯燥,对这些内容就要求我们有意识的创设悬念,使学习产生一种探求问题奥妙所在的神秘感,从而引起学生的兴趣。例如,在讲原电池时,引入一个有趣的故事:格林太太有两颗假牙,一颗是金牙,象征着她的财富;另一颗是铜牙,是后来一次车祸中撞掉的。但是自从镶上铜牙,格林太太就觉得头晕,不舒服。去医院检查又查不出病因。同学们,你们知道是什么原因吗?继而用动画的形式引出原电池装置。原来是金牙和铜牙组成了原电池,形成电流使得格林太太不舒服,而后引出电极电势的概念。又如在计算化学反应标准摩尔焓变、标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯函数变时,都利用了黑斯定律,求/!/解的方法也相同,因此教师在讲授时重点讲解标准摩尔焓变的计算,让学生自我完成并将讲解标准摩尔熵变和标准摩尔吉布斯函数变计算的内容,加深学生对黑斯定律、状态函数的理解,教师则重点强调计算过程中的一些注意事项。通过这一方法,不仅使学生加深了对所学知识的理解、运用能力,同时也培养了学生的语言表达能力和分析、思维能力。另外,教师可将最新的本领域的研究成果以论文报告的形式给同学作介绍或者对于一些章节给学生布置一些相关的题目,学生可以根据自己的兴趣和爱好查阅文献资料,进行小专题实验研究和小论文的设计。这样既可以扩大学生的视野,也有助于学生分析问题、解决问题能力的提高,培养应用能力。而应用能力的培养是实现创新能力与实践能力的重要途径。 3.多媒体教学方法与传统方法相结合,提高教学质量 运用现代教育技术、多媒体课件进行教学,由于多媒体集文字、图表、动画、声音于一体,可以刺激学生感官系统,调动学生学习积极性和主动性,可以拓宽教学内容,增大教学容量,提高教学进度。如在讲授晶体结构时,我们利用晶体结构教具模型,使学生更容易理解各晶型结构的特点。再如在讲授杂化轨道、原子轨道空间伸展方向等时,我们利用多媒体课件进行讲解,直观简洁,学生容易理解,取得了较好的教学效果。同时,我们建设了无机化学教学网站,吸引了学生进行网上无机化学学习,使网络上的在线学习、在线测试与在线答疑成了学生的第二课堂,极大地调动了学生学习的积极性和主动性。 但是,考虑到使用多媒体课件授课速度过快,部分学生的思维速度跟不上,某些无机化学内容单纯用课件讲课效果较差等问题,我们在使用现代教育技术的同时辅助于传统教学手段。对于内容比较简单的章节,如氢和稀有气体、金属通论、p区金属等内容,采用“学生自学,教师概括总结”或“讨论课”的形式进行。对公式推导、计算举例仍然应用板书、讲解的传统方式进行教学,获得了良好的收效。因此,在无机化学教学过程中,注重多媒体教学方法与传统方法相结合,会收到事半功倍的教学效果。 4.加强自学指导,培养学生的自学能力 二十一世纪,科技飞速发展,给知识更新提出了更高的要求,“掌握探求真理的方法比获得真理更加重要”已成共识。为此,在教学过程中一定要加强对学生学习能力的培养。无机化学的教学,由于在教材上涉及面较广,而在课时分配上又不可能像中学一样做到面面俱到,这样就容易出现教不胜教的局面。指导学生自学,不仅是无机化学教学活动的必要手段,而且对高职学生在大学阶段甚至将来整个的学习过程,都有着积极的作用。因此,教学生自学的方法,使他们尝试到“发现”的乐趣,体会到自己学习能力上质的飞跃就显得尤为重要。 在中 学阶段,对于大部分学生而言,其学习主要是依赖老师的课堂讲授,学生的自学能力普遍较差。所以针对大学新生的无机化学教学,如何做到培养他们的自学能力,应做到心中有数、从无到有、循序渐进,在适当的时候提出自学要求。例如:在讲授氢化还原平衡及电化学基础一章内容时,由于化学电源及电解内容不但与化学基础知识关系密切,而且与日常生活有关,所以,我们除了讲授大纲要求的内容外,对于趣味较浓、但不属于讲授大纲要求的内容,要求学生课外自学,然后让学生在课堂上讲述他们所学到的知识、理解的内容。通过这种方式,不但可以让老师了解学生自学能力的高低,而且也是让学生明白,自学是大学学习的一种基本方法和能力,从而扫清学生的自学障碍,提高他们的自学信心。 另外,教师应适时对学生进行自学指导,根据学生的实际情况和教材特点,灵活选择指导重点,有时应偏重于激发兴趣,创设情景,有时则偏重于学法指导,对于难度较大的章节,还应加强学习线索或难点指导,以减少学生的自学障碍。例如:在讲授原子结构一章内容时,首先给出讨论这部分内容的思路:由氢原子光谱实验现象入手,讨论氢原子核外电子的运动规律,得到原子能级、波函数、几率密度、电子云等基本概念,用来讨论和理解多电子原子中电子运动规律,得到多电子原子能级、核外电子排布,用来揭示元素周期律。有了研究这个问题的思路,学生听课时,就会有主动性,看参考书时,就会有计划、有目的、有具体内容、有程序地进行自学。 无机化学论文:试析高职药学专业无机化学校本教材的编写规则 [论文摘要]文章结合校本教材的编写经验,谈药学专业无机化学校本教材的编写规则,即依据专业课和岗位的需求,筛选教材内容;依据认知规律和学生的实际情况,对教材内容进行组织、编排,使校本教材具有实用、灵活的特点。 [论文关键词]药学专业 无机化学 校本教材 编写 规则 我国高职教育的发展与发达国家相比起步较晚,但近几年由于国家和社会的高度重视和大力支持,其发展速度迅猛,应运而生的高职教材建设也得到了快速发展,几年内出版了大量高职教材,其中不乏高质量的好教材。职业技术教育主要是为区域经济的发展培养人才,但由于各地区经济发展方向的差异,对人才的专业需求不同,技能侧重不同,要求掌握程度也不同,因此在教学中很难做到统一标准。为更好地服务于本地区医药企业的发展,通辽职业学院化工学院无机教研室根据教学实践探索,编写出对外服务于企业的需求与发展、对内适应于学生具体情况的高职药学专业的无机化学校本教材。 一、药学专业无机化学校本教材编写的思路 教育部曾就高职教材的建设问题明确提出,高职理论课应该“以应用为目的,以必需、够用为度”。因此,在校本教材的编写过程中,应该注重理论与实践的联系,突出职业能力的培养,弱化其理论性,教材内容的知识点应明确具体,充分体现高职教育教学的特点,体现以学生为主体的教学理念。从本质上讲,所有课程的体系都是对教材内容的筛选、组织、实施的体系。无机化学是药学专业的基础课,任务是为学生学习药学专业课做准备,为学生将来的就业服务,为学生的后续教育打基础。因此,在无机化学校本教材的编写过程中,教专业课需要的基础知识,教就业岗位需要从业者掌握的知识和能力。从专业角度出发,以相应的职业资格标准为导向,吸纳新知识、新技术、新方法,打破传统学科体系的束缚,围绕必需的知识点组织、编排教学内容。从学生客观实际情况出发,根据学生的知识基础和接受能力,以科学有效的方法和手段实施教学。 二、成立长期相对稳定的校本教材编写组 药学无机化学为学生学习药学专业课做准备,为学生将来的就业服务,在成立校本教材编写组时,吸纳专业课教师和医药企业专家参与,编写组成员以承担药学无机化学课程教学的教师为主,由承担药物化学、药物分析、药剂学、药理学等课程教学的教师和药厂的行家共同组成。编写组成员在教材编写过程中,负责教材内容的制定、编写、试用、跟踪、反馈、修正直至定稿。 三、药学专业无机化学校本教材编写的细则 1.依据岗位和专业课的需要筛选教材的知识点。高职药学无机化学教材内容的确定程序是由药企的专家提供其需要的岗位培养目标,根据培养目标制定课程设置、专业课的教学内容,最后由承担药学无机化学课程教学的教师决定无机化学课程的教学知识点。药学专业课包括药物化学、药物分析、药剂学、药理学等,无机化学是专业课的基础,为其他专业课打基础,其知识点决定于专业课。根据专业课内容的具体需要,确定无机化学课程必须包括原子、分子结构;溶液、胶体溶液及表面现象、化学反应速率和化学平衡、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化和还原和配位化合物等内容。这是进行专业课教学的前提和基础,必须坚持“实用为准”的原则,在编写过程中要弱化理论,打破传统学科体系的束缚,注重专业课的实用性,即根据专业课的需要,在教材内容的取舍上做到所选知识点是必需的、实用的。 2.知识点明确具体、重点突出、够用为度。围绕所选择的每一个知识点组织、编排教学内容,突出重点,目标明确、具体。重点就是专业课所需要的具体内容,目标就是专业课要求学生掌握的水准。这是一章中的优秀内容,也是最终教学目标,其余内容均为其服务。优秀内容是一章的教学重点,要精讲细讲,深入剖析,使学生牢固掌握,并达到灵活运用的目的,其深度以专业课够用为准,其广度以专业课及学生将来的继续教育够用为度。如酸碱平衡一章,其优秀内容是缓冲溶液,包括缓冲溶液的作用原理、配制,属重点剖析的范围,要使学生在学习中运用自如。其中关于弱电解质溶液的pH计算,只推导出一元弱酸、弱碱pH的计算公式,在后续课程及后续教育中即已够用,对教材中出现的公式,如缓冲溶液的pH计算、稀溶液的依数性中的P=KbB 、Tb=KbbB 、Tf=KfbB 等,只要求学生掌握公式的使用,对其理论推导不做要求。根据专业课的需要在教材的深度和广度方面,力争做到深浅适中、宽广适度、简明适用。 3.调整难易梯度,符合学生认知规律。在每一章的知识体系中,内容均以优秀内容为中心主线进行展开,包括的内容均为优秀内容必须用到的,为最终教学目标做铺垫、做准备,并完成最终教学目标的任务。整章内容的安排、组织,要自成体系,每课节之间形成有机整体,并呈现出先易后难的自然梯度,符合学生的认知规律。如酸碱平衡一章教材的先后顺序是酸碱质子理论、水的离解平衡、溶液的酸碱性和pH、一元弱酸、弱碱溶液pH近似计算、酸碱指示剂、缓冲溶液,教材内容从前到后,难度呈逐渐上升趋势。每一章的教学内容均以高中化学教材内容为起点,甚至以初中化学的内容为起点,使教学起点尽可能低,内容简单扼要,便于学生接受。 4.增加应用性、激发学生学习化学的兴趣。教材的每一章知识体系,要根据其内容适当补充医药学方面的应用或意义,如在渗透压部分增加了与医药有关的渗透浓度、等渗、高渗和低渗溶液、晶体渗透压、胶体渗透压及其应用。在缓冲溶液的选择和配制及缓冲溶液在医药学上的意义中增加了实验室配制缓冲溶液的常用简便方法,介绍了人体血液中的主要缓冲系等。通过对实际应用的学习和了解,使学生充分认识到无机化学在医药学中是有的放矢的,激发学生学习化学的兴趣。 5.以人才的可持续发展为原则,培养学生的自学能力。考虑到现代产业结构的变化和生产者流动性的增强,要求就业者不断继续学习和回归教育,具备扎实的基础素质、较大的可塑性和较强的适应性;同时,还要兼顾到专业技术发展变化对理论知识的需求,以及毕业生职业岗位转换的客观要求,在教材的处理上要注重对学生学习能力和学习方法的培养。如元素知识在药学的专业课中很少用到,类似这样的内容,要进行筛选、整理,并作为选学或自学内容,保证学生在知识上不存在缺陷,又培养了学生的自学能力。如此,全部元素知识在教材中只用了两个专题:金属元素和非金属元素,使教材既突出了无机化学在药学中的实用性,又为学生在技能培养方面具有可持续发展打下了基础。 四、校本教材编写的注意事项及特点 1.教材的内容准确、规范、具有时代性。从教材总体来讲,其内容大致分为两部分:一部分是理论基础,侧重于化学专业;另一部分是药学专业和岗位应用,两部分内容是紧密联系不可分割的;但其各自的倾向不同,侧重点不同,如在溶液的组成方面,常用物质的量浓度用cB表示,但在渗透内容中又引入了渗透浓度cos,二者的表示方式、计算方法、常用单位类似,甚至有时得出的数值也相同,但却是意义不同的两个概念。因此,在教材的编写中应遵循双重规则,即化学专业的规则和药学专业和岗位工作中的常用规则。但无论哪一部分内容都应确保语言文字使用的正确、流畅,名词概念的准确和严密,专业术语的规范;还要吸纳一些与药学有关的最新发展成果,在继承传统的基础上反映前沿,确保教材内容的严谨、规范、准确,又赋予时代气息。 2.灵活性和实用性。以“必需、够用”为原则组织编写的校本教材,其内容相对来讲较少,但针对性较强,编写是针对在校学生毕业后的就业方向,主要是为区域性经济服务。当地方产业布局发生变化,或学校服务区域发生变化时,可根据学生就业方向的改变,及时调整校本教材的内容,因此校本教材每次印刷量都不是很大,以便随情况的变化和需要的不同及时调整。可以说校本教材的最大特点就是灵活、实用。 无机化学论文:浅谈当代无机化学研究前沿与进展 【论文关键词】:无机化学; 研究前沿; 研究进展 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述: 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面: (一) 极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 (二) 软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。 (三) 缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此,可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 (四) 计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。 国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础上, 应用神经网络系统并结合基因算法、退火、Mon te2Carlo 优化计算等建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型, 并进一步建立定向合成的专家决策系统。 (五) 组合化学 组合化学是利用组合论的思想和理论, 将构建单元通过有机/无机合成或化学法修饰, 产生分子多样性的群体(库) , 并进行优化选择的科学。组合化学用于合成肽组合库, 也称组合合成、组合库和自动合成法。组合方法同时用n 个单元与另外一组n′个单元反应, 得到所有组合的混合物, 即n+ n′个构建单元产生n×n′批产物。 (六) 理想合成 理想合成是从易得的起始物开始, 经过一步简单、安全、环境友好、反应快速、100% 产率获得目标产物。趋近理想合成策略之一是开发一步合成反应,如富勒烯及相关高级结构的合成, 从易得的石墨出发, 只需一步反应即得到目标产物, 产率44%。趋近理想合成策略之二为单元操作。相对复杂的分子, 如药物、天然产物的合成, 需要多步反应完成。在自然界里, 生物采取多级合成的策略, 在众多酶的作用下, 用前一步催化反应的产物作为后续反应的起始物, 直至目的产物的生成。 (七) 仿生合成 仿生合成无论从理论还是从应用上都将具有非常诱人的前景。无机合成与制备化学在生物矿化、有机/无机纳米复合、无机分子向生物分子转化等研究领域发挥重要作用。用一般常规方法难于进行的非常复杂的合成如何利用生物合成将其变为高效、有序、自动进行的合成。例如生物体对血红素的合成可以从最简单的酪氨酸经过一系列酶的作用很容易地合成出结构极为复杂的血红素。因此,仿生合成将成为21 世纪合成化学中的前沿领域。 二、我国无机化学研究最新进展 近几年我国无机化学基础研究取得突出进展,成果累累,主要在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩: (1) 中科大钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作的基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度下制备了一序列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280度下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上。 (2) 吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机-有机纳米复合材料,M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在这两个化合物中,PO4四面体和VO4三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。 (3) 南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机有机杂化多维结构,他们改性了光学活性的天然有机药物(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分消旋 2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达 98?以上的三维多孔类沸石。 (4) 中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿,吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作引起国内外同行的广泛重视。他们成功地合成纳米金属分子笼(nanometer-sized metallomolecular cage),还成功的构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n,其中孔洞的大小近一纳米。在金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构的研究成果斐然。设计合成了一些金属纳米线,金属-非金属纳米线和金属有机纳米板。 (5) 北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6](M=Fe3+,Co3+),bpym(2,2'-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O,24个原子形成的二维拓扑结构。 (6) 清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管,有关研究成果在美国化学会志上(J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管,铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。 面对生命科学、材料科学、信息科学等其他学科迅速发展的挑战和人类对认识和改造自然提出的新要求,化学在不断地创造出新的物质和品种来满足人民的物质文化生活,造福国家,造福人类。当前,资源的有效开发利用、环境保护与治理、社会和经济的可持续发展、人口与健康和人类安全、高新材料的开发和应用等向我国的科学工作者提出一系列重大的挑战性难题,迫切需要化学家在更高层次上进行化学的基础研究和应用研究,发现和创造出新的理论、方法和手段,并从学科自身发展和为国家目标服务两个方面不断提出新的思路和战略设想,以适应21世纪科学发展的需求。 无机化学论文:基于建构主义学习理论的支架型无机化学双语教学模式 论文关键词:建构主义 学习理论 无机化学 双语教学 论文摘要:建构主义是当代最为流行的学习理论。本文介绍了建构主义的基本思想,提出了基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学摸式。 0引言 近二十年以来,把学生作为知识灌输对象的行为主义学习理论,已经让位于把学生看作信息加工主体的认知学习理论。随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深人,近年来,认知学习理论的一个重要分支—建构主义学习理论在西方逐渐流行。建构主义(co口蛇ru比vis功)也译作结构主义,其理论非常丰富,但其优秀用一句话就可以概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。 1建构主义学习理论的主要教学思想 1.1学习观及学习环境的设计 建构主义的学习观是建立在其独特的知识观基础上的。它批判行为主义的把知识当成定论、当成真理的做法,认为世界是客观实在的,但是对世界的理解和意义赋予都取决于每个个体自己;知识并不是对现实的纯粹客观的反映,也不是对客观现实的准确表征,它只是一种解释、一种假设,并不是问题的最终答案,它必将随着人们认识程度的深人而不断变革、升华和改写,出现新的解释和假设;知识不是万能的,而是需要针对具体问题的情景对原有知识进行再加工和再创造;知识不可能以实体的形式存在于具体个体之外,对知识的真正理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的。 为了真正实施建构主义的学习活动,建构主义特别强调学习环境的设计。建构主义的学习环境可理解为是一种支持学习者进行建构性学习的各种学习资源的组合。理想的学习环境应当包括情景、协作、交流和意义建构四个部分。建构主义认为,学习环境中的情景必须有利于学习者对所学内容的意义建构;协作,应该贯穿于整个学习活动过程中;交流是协作过程中最基本的方式或环节;意义建构是教学过程中的最终目标。 1.2师生的角色定位 1.2.1学生观 建构主义强调,学习者并不是空着脑袋进人学习情景中的。所以教学不能无视学生的已有知识经验,不能简单地从外部“填灌”,而是应当把学生原有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中,生长新的知识经验。教师与学生,学生与学生之间需要共同针对某些问题进行探索,并在探索过程中相互交流和质疑,了解彼此的想法。 1.2.2教师观 (1)教师是学生建构知识的忠实支持者。教师应该给学生提供复杂的真实问题。他们不仅必须开发或发现这些问题,而且必须认识到复杂问题可能有多种答案,鼓励学生提出问题解决的多种观点。教师必须创设良好的学习环境,让学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。 (2)教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者。要激发学生的学习兴趣,引导和保持学生的学习动机。通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索,帮助学生建构当前所学知识的愈义。为使学生对知识愈义的建构更为有效,教师应尽可能地组织和引导协作学习,展开讨论和交流。 1.3教学棋式与教学方法 建构主义学习理论所倡导的教学模式可概括为:以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情景、协作、交流等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。 在建构主义的教学模式下,目前已开发出的比较成熟的教学方法主要有以下几种: (1)支架式教学(Scaffolding Instruction )。它是为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架,这种框架中的概念是为引导学习者对问题的进一步理解所设计的,为此,要把复杂的学习任务加以分解,以便于把学习者的理解逐步引向深人。它有以下几个环节:搭脚手架(围绕学习主题,按维果茨基的“最邻近发展区”的要求建立概念框架)—进人情景—独立探索—协作学习—效果评价)。 (2)锚式教学(Anchored Instruction )。这种教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。建构主义认为,学习者要想完成对所学知识的意义建构,即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及事物间联系的深刻理解,最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受和体验(即通过获取直接经验来学习,正如船舶抛锚了,船员必须亲自下到海里去游泳),而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。它有这样几个环节:创设情景—确定问题—自主学习—协作学习—效果评价。 (3)随机进人教学(Random Access Instruction )。由于事物的复杂性和问题的多面性,要做到对事物内在性质和事物之间相互联系的全面了解和掌握,即真正达到对所学知识的全面而深刻的意义建构是很困难的,往往从不同的角度考虑可以得出不同的理解。为克服这方面的弊病,在教学中就要注意对同一教学内容,要在不同的时间、不同的情境下、为不同的教学目的、用不同的方式加以呈现。因此,多次进人的结果,绝不仅仅是对同一知识内容的简单重复和巩固,而是使学习者获得对事物全貌的理解与认识上的飞跃。随机进人教学主要包括以下几个环节:呈现基本情境—随机进人学习—思维发展训练—小组协作学习—学习效果评价。 2基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学模式 如何保证双语教学的顺利实施?如何处理教学质量与额定课时的尖锐矛盾?笔者认为,建构主义教学模式和教学方法是我们的重要法宝。我们认为,在化学知识的英文表达上,教学的重点应该是阅读和写作,其次才是听和说。因此,我们利用宝贵的课堂时间解决化学专业术语英语表达的听和说问题,再引导学生在课内课外认真阅读英文化学教材并训练专业英文写作。下面仅以“原子结构与元素周期律”一章及其中的“多电子原子”一节为例,介绍如何采用建构主义理念下的“支架式教学模式”,引导学生以已有的知识经验背景为前提主动建构化学的双语知识。 (1)胳脚手架:围绕当前的学习主题,按“最邻近发展区”的要求建立概念框架(见图1、图2)。让学生沿着这些知识脚手架,通过自主学习,获得对知识的理解和掌握。 (2)进人情景:我们预先编写好上述概念框架式的无机化学英文精要资料,在课堂上把无机化学的系统知识用中文讲透,并用英文板书出授课提纲和化学专业术语,根据学习内容将学生引人问题情景,激励学生课中、课后自主学习。 (3)独立探索:在给定学生专业英文资料的基础上,教师引导学生根据课堂中及中文教材上掌握的化学背景知识,借助于词典独立探索化学知识的英语表达方法,在探索的过程中教师要适时提示和帮助学生沿着概念框架逐步攀升。 (4)协作学习:相互讨论、交流学习。通过讨论、交流,学生可以集思广益、博采众长;可以发现自己的错误和不足;可以在共享集体思维成果的基础上达到对当前所学知识的比较全面、正确的理解,最终达到对知识的意义建构。 (5)澈果评价:这是对所学知识的意义建构情况作出评价。可用英文布置和完成作业,用英文命题考试的方式来评价、检查、督促和巩固学生学科知识的双语学习,推动双语教学的进行。 经过几年的无机化学双语教学,我们有多方面的收获: 直接、显明的收获是师生在掌握学科知识、能力的同时,掌握了英文专业词汇和提高了英语水平。隐性的、更深层次的收获,一是可以及时吸收国外先进的教学理念和教学方式,学到新的教学思想。二是系统、长期的课程双语教学将为硕士研究生的培养奠定良好的专业英语基础。三是作为一种确立的教育体制,持之以恒的课程双语教学必将促进国民英语水平的全方位提高,从而提升我们与国际社会的合作交流水平,增强我们的国际竞争能力。 无机化学论文:浅谈无机化学教学中“知识网络图”的构建与运用 论文关键词:无机化学;知识结构网络图;网络教学法 论文摘要:介绍无机化学教学中在钻研教材、理顺知识点之间的逻辑关系的基础上,构建“知识结构网络图”.并应用“知识结构网络图”在新课、复习课、小结课等各个环节中进行教学. 1.问题的提出 无机化学是高等师范院校化学系的一门重要的专业基础课,但其内容繁杂、知识点多,如果仅满足于照本宣科,则只能教给学生一大堆散乱的结论,学生难以掌握,而且容易遗忘.正如美国著名心理学家布鲁纳所说:“获得知识,如果役有完满的结构把它联在一起,那是一种多半会被遗忘的知识,一串不连贯的论据在记忆中仅有短促得可怜的寿命.”因此,无机化学的传统教学方法必须加以改革. 笔者认为,在无机化学教学中,应重点讲知识主线、解答问题的思路、学习方法以及知识点之间的联系.基于上述思想,笔者在教学中采用了“网络教学法”,其关键是构建“知识结构网络图”. 2.“知识结构网络图”的构建 2.1钻研教材,理顺知识点间的关系是构建“知识结构网络图”的基础 无机化学是以元素周期律、热力学、动力学、近代物质结构理论、平衡理论以及基础电化学等为指导,以现代实验技术为手段来研究元素及其化合物(碳氢化合物除外)的合成、性质、结构及其相互联系等的科学.它所研究的范围广,其知识容量大,且相互关系错综复杂.但通过仔细钻研、分析教材后发现:无机化学既有纵向的推导衍变关系,又有横向的对比关系.如,原子结构一章,可理出如下衍变关系:为了解释元素相互化合的质量关系的基本定律,建立了道尔顿原子论,确立了原子是组成物质的最小微粒的观点,然而,阴极射线和电子的发现,又打破了原子不可再分的观点.带核原子模型,进一步成功地解释了α一粒子散射实验,从而解决了原子的组成问题,但却不能解释氢光谱以及原子结构和氢光谱的关系.后来玻尔理论解决了这个问题并指出了原子的能量是量子化的.德布罗意提出电子等实物微粒也具有波粒二象性,并随后为电子衍射实验所证实,从而解决了玻尔理论的局限性.最后发展到用“波函数”描述核外电子运动状态,用“几率径向分布和电子云”表示波函数,进而派生出单电子体系、多电子体系、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等横向联系. 2,2“知识结构网络图”的构建 在深人钻研教材、理清知识点间的纵横关系的基础上,使所研究的诸多问题形成知识网络,建立起“知识结构网络图”.如,原子结构一章.通过对这一章的知识内容重新加工、整理和组织,可以建立如图1所示的“知识结构网络图”. 2.3“知识结构网络图”的特点 “知识结构网络图”有主线清楚、逻辑性强、联系紧密等特点.现以图1分析如下: 2.3.1主线清楚.图1是以道尔顿原子论、玻尔理论、波粒二象性、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等为主线,按知识的逻辑关系,分层次渐进深人,构成整张“知识结构网络图”. 2.3.2逻辑性强.主线知识与分支知识间的箭号,既体现因果关系,又体现派生关系.如玻尔理论与分支中的氢光谱及多电子原子的精细结构体现因果关系;波函数与几率径向分布、电子云体现派生关系.这样,在各知识点中应用不同层次的原理,既注重内容的阶梯性,又注重概念和理论在不同层面上的回归和在渐进分化基础上的融合贯通.同时体现各知识点之间的前后呼应与相对独立性. 2.3.3联系紧密.图1体现了各知识点间的逻辑衍变关系.前面的讨论为后边的探索作铺垫,后面的研究在解决前面提出的问题的同时,又提出新的问题.如波函数,是基于经典物理力学方法不能描述电子的波粒二象性提出的,为了对核外电子的运动状态能进行形象化的描述,派生出了几率的径向分布和电子云等内容,而波函数的讨论又为后面将要研究的四个量子数和多电子原子的结构等内容作了铺垫. 3“知识结构网络图”在教学中的应用 在无机化学教学中,应用“知识结构网络图”既可用于讲授新课,也可用于复习课和知识小结课的教学. 3.1在新课教学中的应用 在新课教学中采用网络教学,使所传授的知识不再是单一的知识点,形成了纵向、横向联系的知识链和知识块.例如,铬族元素一节的教学,在分析铬原子的价电子层结构(3d54S1)的基础上,推导出铬的常见氧化态(+ = 3 \* ROMAN III,+ = 6 \* ROMAN VI),介绍三价铬和六价铬的几种存在形式,并板书给出图2所示的相互转化关系.其次再对各种离子的颜色、氧化还原性、在不同介质中的存在形式等进行详细讲述,最后让学生将相互转化的反应方程式写出来.从而使教材中的一些零散的知识、单个的反应形成整体的知识结构网络,使学生抓住事物的本质联系,起到触类旁通的作用. 3.2在复习课教学中的应用 在复习课的教学中,采用网络教学,不但能强化知识的记忆,更能使零乱的知识系统化、网络化,使之成为有机的整体.同时,在系统化、网络化的过程中,能进一步加深学生对知识的理解,培养学生对比联系、综合归纳的能力.例如、在配位化合物一章复习课的教学中、首先引导学生找出配合物的基本概念、空间构型、结构以及配合平衡等四大主线知识.其次,引导学生逐一回忆每一主线知识所派生出的分支知识,并采用边讲述边板书的方法,与学生一道建立如图3所示的“网络结构图”.然后,针对每一主线知识,给出一至二道课堂练习题,进行强化练习.髻如,针对空间构型这一主线,要求学生指出〔Fe(CN)6]3一和〔FeF6 ] 3一配离子的成键情况、空间构型以及它们谁是内轨型配离子、谁是外轨型配离子.最后要求学生采用联想法,将各主线与分支知识所涉及的内容,在头脑里象放电影似地重现一遍.课后布置适量练习题,达到“授人以渔”的目的. 3.3在小结教学中的应用 讲授完一章后,及时总结,理出本章知识脉络及各知识点的逻辑衍变关系,将其串成线、分成块,从而建立起知识网络图,例如,讲授完氧族元素一章后,首先给出氧和硫及其重要化合物的网络图(见图4),将本章知识小结归类.然后要求学生既要注意各化合物间的纵向关系(如残S,S,SO2,SO3,Na2SO4等物质间的推导衍变关系),又要注意它们间的横向关系(如SO3 , H2SO4 . NaHSO4. Na2SO4间的关系),以及物质间的对比关系(如H2SO4,NH4HSO4, (NH4)2S2Os等),还要注意物质间的网络关系(如H2S, H2SO4 , NaHSO4 , Na2SO4 . NazSO3. Na2S等).同时,注意它们相互间转化的条件.最后要求学生一一写出相互转化的化学反应方程式,以便学生加强记忆,形成自己的知识体系. 4结论 教学实践证明:采用“网络教学法”,能减少教学时数,提高教学效率.有利于培养学生的钻研精神,提高逻辑思维能力、归纳总结能力和创新能力以及文字表达能力. 无机化学论文:关于就业导向下的中医药院校无机化学教学设想 论文关键词:就业导向;中医药;传统与创新;无机化学;教学设想 论文摘要:就业导向驱动是市场经济对教育的必然要求。市场经济下的化学教学已不同于以往计划经济下的化学教学。在中医药院校的无机化学教学中,重视传统教学方法的继承与发挥,努力探索利用现代化手段进行创新,结合专业激发学生学习兴趣,提高学习能力,提高综合素质,有利于培养智慧型应用人才。 当前我国高等教育正处于由精英型教育向大众化教育、由应试型教育向素质能力培养型教育转轨的时期,这是我国高教事业的重大变革。为了适应这一新形势,中医药院校教育必须改革,而教学改革是教育改革中的一项重要内容。目前,大多数中医药院校的无机化学教学,无论从教材结构、教学手段,还是从与专业结合的角度来看,都与满足教育转轨的需要、适应学生就业的需求有较大差距,无法满足学生学以致用、举一反三的实际需要。无机化学是中药学、药学等相关专业学生人校的第一门重要基础课。 它不仅为后续有机化学、分析化学、物理化学等相关课程提供必备的思维方法和综合运用能力,还担负着使学生尽快适应大学的教育模式和学习方法的重要任务。上好无机化学课,对中医药学生从高中的应试教育向大学的素质教育转化起到特殊作用。 一、重视绪论课,激发学习热情 良好的开端,是成功的一半。无机化学绪论课的主要内容,通常是从介绍化学研究对象,到无机化学研究对象、发展前景、与中医药的关系,再到无机化学的学习要求和学习方法。讲课时,可突出以下几个方面。 1.无机化学是化学学科的基础和母体。我国国务院学位委员会规定无机化学为化学学科所属的七个二级学科之首,其余依次是核化学和放射化学、分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学和环境化学。 2.强调无机化学与药学的关系。某些无机物质作为矿物药,是中药的重要组成部分。我国地域辽阔,矿物药种类繁多,应用矿物药治病历史悠久。《中药大辞典》、《全国中草药汇编》等专著也有矿物药记载。目前在新药开发中,以无机物为主的制剂也大量出现。研究金属元素和药物的关系,研究在生物体内由于这些元素的失衡所引起的各种疾病和治疗这些疾病的药物以及治疗手段,即药物无机化学,是近十多年来十分活跃的一个领域,可以认为是生物无机化学的一个分支。另外,最近的研究表明,在抗癌化合物的任意筛选中,从无机化合物中发现活性物质的概率要比在有机化合物中大25倍。 3.提出“做人”的道理,落实“育人”的目的。韩愈认为:“师者,所以传道、授业、解惑也。”世界著名的牛津大学和剑桥大学都以培养有“教养”的人为目标。他们认为培养学生有“教养”,比具有高深学识更为重要,教育的成果“不是书面是人”。作为入学第一门基础课的任课教师,当然有义务向学生进行一次“做人”的道德思想教育。 曾经两度获得诺贝尔奖的居里夫人在法国发现了新元素,毅然选择自己的祖国波兰来命名它为“钋”(Pdandium);我国化学专家侯德榜,早年留美,1920年获得哥伦比亚大学研究院化学工程博士。1921年毅然回国,面对国际制碱托拉斯对我国碱业的垄断,决心振兴民族化学工业。他不辞劳苦,潜心研究,首先提出了联合制碱法,被公认为侯氏制碱法,为我国制碱业做出了辉煌的贡献③。适时对学生进行一些诸如此类的爱国主义思想教育,能激励学生为振兴我国的中医药事业而学习的热情。 二、重视学习能力的培养与训练 对于刚从高中升人大学的新生,多习惯于原来的学习方法,并以中学的教学模式要求教师。而实际上,大学课程内容多,信息量大,授课进度快,课堂复习辅导时间少,但自习课相对增多。因此,新生可能会出现两种不良现象:一是放松学习,利用自习课、晚上时间来弥补高中阶段因紧张应试而失去的玩乐时间;二是找不到适合自己的学习方法,被老师拖着疲惫地向前赶进度。为了避免这些现象,教师必须给予正确的引导。 1.重视课前预习,提高学习能力。先告诉学生每章的重点、难点,课堂讲授大约几学时,讲授的基本内容,让学生心中有数。每次提前下发预习内容,给学生布置明确、具体、带有启发性的阅读提纲,或设置一系列阅读思考题,帮助他们把握重点,了解难点,预先了解知识的脉络体系。 2.课后归纳,启发思考。每章内容学习完之后,要求学生先自 己归纳总结本章所学内容。归纳总结可以按照事物求同的某种属性,运用求同思维去进行;也可以根据事物本质加以概括,使知识更加简约,更加精练,更加便于理解和记忆。譬如理论部分可用条理式,比较式。如在“弱酸弱碱电离”、“缓冲溶液”、“沉淀平衡”中都提到了“同离子效应”的概念,有无类似之处;在“分子结构”一章中,提到了多种化学键理论,可比较这些理论提m的先后顺序,各自的优缺点,更适用于解决那一类问题;在“酸碱平衡”一章中公式很多,它们在使用时各有什么局限性;等等。在进行这样比较、归纳、总结后,可将前后知识梳理清晰。在此基础上可启发学生独立思考融会贯通。 三、尊重传统,结合中医药特点,活跃教学气氛,启迪智慧 诺贝尔奖获得者杨振宁先生在比较了中美的教学方法后指出④:中国的传统教学方法重视演绎、推理,其结果就是按部就班,严谨认真,基础好,但创新精神不足;而美国的教学方法中归纳、综合和分析相互渗透,虽不够严谨,但其效果是独立思考和创新精神强。双螺旋结构是1953年由一位青年生物学家沃森和另一位青年物理学家克里克提出的,但他们的研究方法应该讲是模仿化学家鲍林的。鲍林依靠他在结构化学方面的优势,从原子之间的立体化学关系,氢键的配置,采用拼搭模型的手段,就将一螺旋的结构“猜”了出来。教学中训练学生从大量的知识堆积中找出共性,上升到理性认识的思维方法,不仅能提高学习效率,更能培养学生分析问题、解决问题的能力。通过这种教学方式,开发了学生学习的各种潜能(分析、理解、记忆、想象等),达到了素质教育的目标。 无机化学的特点是知识繁杂,有人戏称无机化学为“无理化学”。如果教师不注意调整教学方式,一本教材,一支粉笔,面无表情讲完一本书,学生也只会死气沉沉,心不在焉地听完一本书。教师与学生感情上没有沟通,教与学配合不紧密,学生对这一学科的学习就不会有太大的热情。爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师。”学生对某一学科有强烈的兴趣时,就会产生积极的探索精神,从而提高学习的自觉性和学习效率。 1.理论与实际相结合,激发学生的学习热情。如介绍无机化 合物在中药方剂中的应用时,可治流行性乙型脑炎的“白虎汤”:生石膏50g,知母18g,甘草6g,粳米9g。方中君药生石膏[c.so·H20]味辛甘,性大寒,善能清热,并能止渴除烦。治疗暑湿的“六一散”:滑石18g,甘草3g。方中君药滑石[Mm(Si,O.。)(0H)】能清tl,解暑热,渗湿利小便。暑湿证兼tl,悸怔忡,失眠多梦者,用六一散加辰砂,灯心汤调服,即“益元散”。用于清热开窍,豁痰解毒的“安宫牛黄丸”:牛黄、郁金、黄连、朱砂、山栀、雄黄、黄芩各一两,水牛角浓缩粉一两,冰片、麝香各二钱五分,珍珠五钱,金箔衣。方中牛黄味苦而凉,能清心解毒,熄风定惊,豁痰开窍与麝香共为君药;佐以朱砂【Hgs】、珍珠[CaCO,】镇心'安神,以除烦躁不安;雄黄【As2S2】助牛黄以豁痰解毒;用金箔【Au】为衣,亦是取其重镇安神之效⑥。这些例子学生很有兴趣,也紧密联系了无机化学与中医药的关系。 2.利用课堂演示实验,增强教学互动性。如讲配合物一章时,用演示实验就可很好地导人配合物的定义,取得更好的效果。另外有很多元素性质部分的验证实验因学时有限,学生不能在实验室做,对于其中重要的、经典的实验,可在课堂上演示,并请学生毛遂自荐上台示范。示范时一方面要先分析实验现象;另一方面为了观察到是否发生了反应,就要体现出是否有现象变化,那么加试剂的先后顺序也应事先琢磨好。这样学生不仅掌握了书本知识,在实际操作中锻炼了动手能力,提高了分析能力,也使课堂气氛更活跃,提高了学生的学习兴趣。 3.探究教学方法,教学相长。教师在课堂上仪表端庄,和颜悦色,精神饱满,思维敏捷,幽默机智,则课堂气氛活跃,师生关系融洽。教师还应创造机会让学生发问,加强课堂教学的双向交流,做到教学相长,师生互动。对于学生提出或回答的问题给予肯定,保护其积极性。多给予学生表扬,多用激励性和指导性语言来激发学生的上进性、自尊心。学生喜欢这样的化学老师,对化学学科也会产生一种亲切感,即所谓“亲其师,信其道”。 四、鼓励创新,利用现代化手段激励学生学以致用。 进入2l世纪以来,以多媒体技术和网络技术为优秀的信息技术正以超H{人们想象的速度向前发展,并进入到社会的各个领域和环节。在这种情况下,教育也在信息技术的强烈冲击下.在教学目标、教育内容、教学手段等方面产生重要改变。多媒体教学,因将各种声、光、电等媒体素材组织起来,触动了学生的感官,更能加强教学效果,激发学习兴趣。教师可将多媒体组合教育方式和利用多媒体计算机个别交互学习方式结合到传统教学方式中。借助课件制作软件及自己的教学经验,教师可自己设计制作教学课件、电子录像、电子教案等以丰富教学资源。也可将教学重点、难点、习题等内容在学校的局域网上,学生对不懂的问题可通过网络交流平台寻求老师或同学的帮助,或对共同的疑难展开讨论。这样,让网络技术介入学生课后的学习和实践活动,可以使学生的学习进行得更为完善和全面。 综上所述,在无机化学教学中,除了要教给学生基本知识,还应教会学生学习方法,锻炼学生的各种综合能力,提高学生的综合素质,为培养新世纪的中医药高素质人才而教书、而育人。 无机化学论文:关于师专《无机化学》教材中《电离平衡》一章内容编排的探讨 论文关健词:盐类水解溶液 酸碱性计算 酸碱质子理论 教材编排 论文摘要:将《电解质溶液与电离平衡》一章中酸碱理论的内容提到盆类水解的前面介绍,统一了盐类水解与溶液酸碱性的公式,并与后续课程《分析化学》中酸碱滴定部分的内容前后一致,保持了连贯性. 在无机化学中,有关电离平衡的知识占有极其重要的地位,因为大部分无机反应都是在水溶液中进行的,而且弱电解质的电离平衡、沉淀一溶解平衡是《无机化学》及后续课程《分析化学》所涉及的四大平衡中两类重要的平衡.笔者翻阅过很多版本的《无机化学》,对庞锡涛老师主编的师专《无机化学》教材中《电解质溶液与电离平衡》一章有关内容的编排,笔者作如下探讨。 1.教材中电解质溶液和与高平衡一t的内容编排 当介绍完电解质溶液、弱电解质的电离平衡及缓冲溶沼后,教材接着介绍盐类的水解,然后介绍沉淀溶解平衡,最后才介绍酸碱理论。 1.1.盐类的水解部分介绍了四种类型盐类的水解 它们分别为:(I)一元弱酸强碱盐的水解:(2)一元弱碱强酸盐的水解:(3)一元弱酸弱碱盐的水解:(4)多元弱酸强碱盐的水解。对于水解后溶液的酸碱性的计算均由水解方程式求出水解常数;再根据水解平衡来计算溶液中,上述四种类型盐类水解后溶液中时分别为: 1.2.酸碱理论部分重点介绍了酸碱的质子理论在酸碱质子理论下,重新定义了:凡能给出质子的物质都叫做酸,凡能接受质子的物质都叫做碱。酸给出质子后转变为相应的碱,喊接受质子后又转变为相应的酸,即酸启质子+碱,这种存在共扼互变关系的酸和碱称为共扼酸碱对。酸碱质子理论扩大了酸碱的范围。同时酸碱反应的范围也随之扩大,如水溶液中的电离反应、中和反应、水解反应等都统一归属于酸碱反应. 2.电解质溶液和电离平衡内容编排之我见 2.1把酸碱理论的内容提到盐类水解之前 从上得知,按庞锡涛老师的教材编排体系,得出的盐类水解后溶液中的计算公式形式较复杂,记忆及使用都有些不便,尤其是本章内容、公式较多,给学生的学习带来了较大的负担.为此,我在多年的教学中均未按本书顺序依次介绍给学生,而是在介绍完第一节电解质溶液、第二节弱电解质的电离平衡、第三节缓冲溶液之后,接着介绍第六节酸碱理论,重点学习酸碱的质子理论,这里的酸、碱强度也可用来定量、衡量,且补充介绍互为共辘关系的一对共扼酸碱对的与标之间有如下关系: 以此类推。 3.教材内容,新编排后的优点 3.1.将盐类水解与酸碱电离的计算公式统一起来了 只要是酸碱质子理论定义下的酸,则 要是酸碱质子理论定义下的碱,则多元酸或碱主要考虑一级电离只不过是,若式中的不能直接查表而得,而共扼的喊(或酸) 可查表而得时,要利用共扼酸胶对的与称的关系来求,即 (具体见2.1.).这样学生只要会求酸碱溶液的[H+]或[OH-],盐类水解后所得的溶液的[H+]或万[OH-]计算也就迎刃而解了.统一了公式,简化了计算,方便了使用。 3.2.有利于今后的学习 调整以后的计算公式与后续课程《分析化学》中《酸碱滴定》一章中溶液酸喊度的计算公式一致,加强了教材的连贯性。对《分析化学》教学而言,可减少《酸碱滴定》一章的教学内容,又可节省课时;对学生而言,为他们学习《酸喊滴定》一章打下基础,同时又可提高学习效率,减轻学习负担。经调查,绝大部分同学认为教材内容这样编排比原来的教材编排好,有利于减轻他们的学习负担;也有利于《分析比学》的学习。 无机化学论文:试论高职《无机化学实验》课程项目化教学探讨 论文关键词: 高职 《无机化学实验》 项目化教学 创新能力 论文摘 要: 《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化学化工类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。《无机化学实验》课程推行项目化教学能提高学生的质量,符合社会经济发展对高职学生的要求。本文针对传统教学的弊端,对《无机化学实验》课程实施项目化教学进行了探讨。 《无机化学实验》是一门高等职业技术学院化学化工类专业必修的以实验操作为主的专业基础课程。传统无机化学实验课程的教学方式一般是先介绍实验目的、实验原理、实验仪器和药品,然后介绍实验步骤,学生只需要按照实验内容完成实验、处理实验数据,最后完成实验报告。这种教学模式以教师为中心,学生处于被动地位,他们无需动脑,只需机械地按要求和操作步骤进行实验。这样的教学方式不仅无法激发学生的学习热情,学习效果差,而且使学生养成了“按部就班”的习惯,失去了主动学习和培养创新精神的机会。传统教学模式培养的高职毕业生不能满足社会经济发展的要求,这也使很多高职学生毕业时找不到对口的工作,甚至找不到工作的重要原因。教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教育部[2006]16号文件)中明确指出:当前高职教育要“大力推行工学结合、校企合作,以就业为导向、职业能力培养为主线,改革人才培养模式”,培养“大量高素质技能型专门人才”。在这一精神的指导下,《无机化学实验》课程的教学模式应该顺应社会发展的需求,积极进行项目化教学的探索和实践。 1.项目化教学特征 所谓“项目化教学”是从职业的实际出发,选择典型事例作为教学的主题,以实践为导向,教师为主导,学生为主体,教师和学生通过共同实施一个完整的项目,并共同评价项目工作成果而进行的教学活动。在“项目化教学”过程中,学生在教师的主持下能够自觉、自由地选择自己感兴趣的内容和展示形式,为学生创新能力的发展提供了有效的途径。 2.项目化教学的实施流程 项目化教学是一种“行为导向”教学法,其实施流程如下: 2.1项目确定 在项目化教学中,选择合适的项目非常重要。所选项目既要包含无机化学的基本知识和基本实验技能,又要密切联系日常生活或当地化工行业的生产实际。这样才能调动学生探究问题的积极性,使学生在项目情境下提高协作能力、人际交往能力和职业能力。例如:“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目中的研究对象“高锰酸钾”,它既是实验室常用的氧化剂,在工业上又能用作消毒剂、漂白剂,还在医学上用于消毒、洗胃,与学习生活联系比较紧密,学生才会有比较浓厚的兴趣。 2.2项目开发 项目确定后,教师根据学生的性别、技能水平等将全班学生分成多个小组,每个小组人数最好3至5人。然后对项目进行细化,使之分解成一系列的任务,并分配给各个小组,要求学生团结协作,充分利用图书馆和网络资源收集所需要的资料,小组内部讨论、整理后做成幻灯片,每个小组派一名同学向全班同学展示、汇报。例如“设计实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”这一项目可分解成以下四个任务:任务1.设计“验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性”的方案;任务2.配制标准溶液,包括高锰酸钾溶液和所需的酸碱溶液;任务3.用实验验证高锰酸钾在不同介质中的氧化性;任务4.根据实验完成实验报告。 2.3项目方案制定 资料准备充分后每个小组就开始制订完成任务的方案,各组派代表利用幻灯片向同学们展示制订的方案,然后在老师的引导下大家一起讨论,对初步方案进行修改和完善,使方案具有科学性、可行性、经济性和环保性,最终师生共同归纳总结讨论结果制订出实施方案。如在2.2中所提到的任务1中,大家首先就要花较多的时间讨论、选择出合适的还原剂、酸和碱,并确定出合适的高锰酸钾、酸和碱的浓度。在讨论在这一过程中,教师应对学生进行一定的指导和引导,使学生既能学到专业知识提高专业技能,又能提高团结合作能力和口头表达能力。 2.4项目实施 实施项目是项目化教学的关键阶段,所以每位小组成员都要严格按照实施方案执行,积极利用无机化学实验室的实训条件开展实验项目。在具体的实施过程中,学生会遇到这样那样的问题,教师则要适当的指导,让学生多思考,独立地完成实验项目。这种项目实施方式,不仅可以培养学生的集体意识,而且能够提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。 2.5项目评价 学生完成实验项目后,应及时进行考核、评价和总结。项目考核标准可参照相应专业的职业资格标准,项目考核和评价以设计的初步方案、实验操作、实验习惯、团队协作能力、实验原始记录、实验数据分析与处理、实验报告、项目总结等为依据。考核和评价成绩公布后,要展开小组讨论,让学生及时找出在整个项目完成过程中存在的问题与不足,以便在下一项目时不断地改进和完善。这种考核评价机制不仅可以激励学生,提高教学质量,而且能有效提高学生的应职应岗能力,同时积极推进“双证书”制。 3.项目化教学的体会 这种“项目引领,任务驱动”的教学方法能将无机化学的理论知识和实验操作有机地结合在一起,使教师、学生真正地做到“教学相长”,学生的理论基础不断扎实,实验技能不断提高。我们不能否认项目化教学有着传统教学不可比拟的优势,但是也应认识到以下几个问题。 3.1教师的素质须不断提高 项目的确定既要基于书本的教学内容,又要联系化工生产实际,既不能太简单,又不能太难。这就要求教师不仅要熟悉书本知识,精于实验操作,而且要了解目前化工行业相应职业岗位的要求。因此,项目化教学对教师提出了很高的要求。如果教师没有深厚的理论功底、较强的实验技能、丰富的专业知识、周密的准备和一定的生产实践经历,就将无法应对项目化教学过程中学生遇到和提出的诸多问题。 3.2学习资源须不断完善 在项目开发和方案制定时,教材已不能满足学生的需要,他们将借助于更多的书籍和网络资源。所以学院需重视图书馆建设,增加图书馆的藏书量,并不断整合互联网资源,构建较完善的教学平台,为师生提供良好的学习环境。 3.3实验教学条件须进一步改善 良好的实验条件是提高实验教学水平的重要保证。为保障项目实施能顺利进行并达到预期目标,实验室应配备足够数量的实验仪器和设备,让每个学生都有充分动手的机会,提高他们独立操作的能力。 总之,无机化学实验课程的项目化教学提高了学生的质量,符合当前化工行业对化学化工类高职人才的需求,所以教师应积极推行项目化教学,为企业为社会输送更多、更优秀的专业人才,使无机实验教学与社会经济发展形成良性互动。 无机化学论文:浅谈当代无机化学研究前沿与进展 【论文关键词】:无机化学; 研究前沿; 研究进展 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述: 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面: (一) 极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 (二) 软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”, 正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究领域中占有一席之地。 (三) 缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此,可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 (四) 计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。 国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础上, 应用神经网络系统并结合基因算法、退火、Mon te2Carlo 优化计算等建立有关的合成反应数学模型与能量分布模型, 并进一步建立定向合成的专家决策系统。 (五) 组合化学 组合化学是利用组合论的思想和理论, 将构建单元通过有机/无机合成或化学法修饰, 产生分子多样性的群体(库) , 并进行优化选择的科学。组合化学用于合成肽组合库, 也称组合合成、组合库和自动合成法。组合方法同时用n 个单元与另外一组n′个单元反应, 得到所有组合的混合物, 即n+ n′个构建单元产生n×n′批产物。 (六) 理想合成 理想合成是从易得的起始物开始, 经过一步简单、安全、环境友好、反应快速、100% 产率获得目标产物。趋近理想合成策略之一是开发一步合成反应,如富勒烯及相关高级结构的合成, 从易得的石墨出发, 只需一步反应即得到目标产物, 产率44%。趋近理想合成策略之二为单元操作。相对复杂的分子, 如药物、天然产物的合成, 需要多步反应完成。在自然界里, 生物采取多级合成的策略, 在众多酶的作用下, 用前一步催化反应的产物作为后续反应的起始物, 直至目的产物的生成。 (七) 仿生合成 仿生合成无论从理论还是从应用上都将具有非常诱人的前景。无机合成与制备化学在生物矿化、有机/无机纳米复合、无机分子向生物分子转化等研究领域发挥重要作用。用一般常规方法难于进行的非常复杂的合成如何利用生物合成将其变为高效、有序、自动进行的合成。例如生物体对血红素的合成可以从最简单的酪氨酸经过一系列酶的作用很容易地合成出结构极为复杂的血红素。因此,仿生合成将成为21 世纪合成化学中的前沿领域。 二、我国无机化学研究最新进展 近几年我国无机化学基础研究取得突出进展,成果累累,主要在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩: (1) 中科大钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作的基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度下制备了一序列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280度下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上。 (2) 吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机-有机纳米复合材料,M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4(M=Co;Ni)。在这两个化合物中,PO4四面体和VO4三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。 (3) 南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机有机杂化多维结构,他们改性了光学活性的天然有机药物(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分消旋 2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达 98?以上的三维多孔类沸石。 (4) 中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿,吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作引起国内外同行的广泛重视。他们成功地合成纳米金属分子笼(nanometer-sized metallomolecular cage),还成功的构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}.4(dmso)2H2O]n,其中孔洞的大小近一纳米。在金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构的研究成果斐然。设计合成了一些金属纳米线,金属-非金属纳米线和金属有机纳米板。 (5) 北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6](M=Fe3+,Co3+),bpym(2,2'-bipyrimidine)和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]。3H2O,24个原子形成的二维拓扑结构。 (6) 清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管,有关研究成果在美国化学会志上(J.Am.Chem.Soc.123(40),9904-9905,2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管,铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。 面对生命科学、材料科学、信息科学等其他学科迅速发展的挑战和人类对认识和改造自然提出的新要求,化学在不断地创造出新的物质和品种来满足人民的物质文化生活,造福国家,造福人类。当前,资源的有效开发利用、环境保护与治理、社会和经济的可持续发展、人口与健康和人类安全、高新材料的开发和应用等向我国的科学工作者提出一系列重大的挑战性难题,迫切需要化学家在更高层次上进行化学的基础研究和应用研究,发现和创造出新的理论、方法和手段,并从学科自身发展和为国家目标服务两个方面不断提出新的思路和战略设想,以适应21世纪科学发展的需求。 无机化学论文:基于建构主义学习理论的支架型无机化学双语教学模式 论文关键词:建构主义 学习理论 无机化学 双语教学 论文摘要:建构主义是当代最为流行的学习理论。本文介绍了建构主义的基本思想,提出了基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学摸式。 0引言 近二十年以来,把学生作为知识灌输对象的行为主义学习理论,已经让位于把学生看作信息加工主体的认知学习理论。随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深人,近年来,认知学习理论的一个重要分支—建构主义学习理论在西方逐渐流行。建构主义(co口蛇ru比vis功)也译作结构主义,其理论非常丰富,但其优秀用一句话就可以概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。 1建构主义学习理论的主要教学思想 1.1学习观及学习环境的设计 建构主义的学习观是建立在其独特的知识观基础上的。它批判行为主义的把知识当成定论、当成真理的做法,认为世界是客观实在的,但是对世界的理解和意义赋予都取决于每个个体自己;知识并不是对现实的纯粹客观的反映,也不是对客观现实的准确表征,它只是一种解释、一种假设,并不是问题的最终答案,它必将随着人们认识程度的深人而不断变革、升华和改写,出现新的解释和假设;知识不是万能的,而是需要针对具体问题的情景对原有知识进行再加工和再创造;知识不可能以实体的形式存在于具体个体之外,对知识的真正理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的。 为了真正实施建构主义的学习活动,建构主义特别强调学习环境的设计。建构主义的学习环境可理解为是一种支持学习者进行建构性学习的各种学习资源的组合。理想的学习环境应当包括情景、协作、交流和意义建构四个部分。建构主义认为,学习环境中的情景必须有利于学习者对所学内容的意义建构;协作,应该贯穿于整个学习活动过程中;交流是协作过程中最基本的方式或环节;意义建构是教学过程中的最终目标。 1.2师生的角色定位 1.2.1学生观 建构主义强调,学习者并不是空着脑袋进人学习情景中的。所以教学不能无视学生的已有知识经验,不能简单地从外部“填灌”,而是应当把学生原有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中,生长新的知识经验。教师与学生,学生与学生之间需要共同针对某些问题进行探索,并在探索过程中相互交流和质疑,了解彼此的想法。 1.2.2教师观 (1)教师是学生建构知识的忠实支持者。教师应该给学生提供复杂的真实问题。他们不仅必须开发或发现这些问题,而且必须认识到复杂问题可能有多种答案,鼓励学生提出问题解决的多种观点。教师必须创设良好的学习环境,让学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。 (2)教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者。要激发学生的学习兴趣,引导和保持学生的学习动机。通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索,帮助学生建构当前所学知识的愈义。为使学生对知识愈义的建构更为有效,教师应尽可能地组织和引导协作学习,展开讨论和交流。 1.3教学棋式与教学方法 建构主义学习理论所倡导的教学模式可概括为:以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情景、协作、交流等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。 在建构主义的教学模式下,目前已开发出的比较成熟的教学方法主要有以下几种: (1)支架式教学(Scaffolding Instruction )。它是为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架,这种框架中的概念是为引导学习者对问题的进一步理解所设计的,为此,要把复杂的学习任务加以分解,以便于把学习者的理解逐步引向深人。它有以下几个环节:搭脚手架(围绕学习主题,按维果茨基的“最邻近发展区”的要求建立概念框架)—进人情景—独立探索—协作学习—效果评价)。 (2)锚式教学(Anchored Instruction )。这种教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。建构主义认为,学习者要想完成对所学知识的意义建构,即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及事物间联系的深刻理解,最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受和体验(即通过获取直接经验来学习,正如船舶抛锚了,船员必须亲自下到海里去游泳),而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。它有这样几个环节:创设情景—确定问题—自主学习—协作学习—效果评价。 (3)随机进人教学(Random Access Instruction )。由于事物的复杂性和问题的多面性,要做到对事物内在性质和事物之间相互联系的全面了解和掌握,即真正达到对所学知识的全面而深刻的意义建构是很困难的,往往从不同的角度考虑可以得出不同的理解。为克服这方面的弊病,在教学中就要注意对同一教学内容,要在不同的时间、不同的情境下、为不同的教学目的、用不同的方式加以呈现。因此,多次进人的结果,绝不仅仅是对同一知识内容的简单重复和巩固,而是使学习者获得对事物全貌的理解与认识上的飞跃。随机进人教学主要包括以下几个环节:呈现基本情境—随机进人学习—思维发展训练—小组协作学习—学习效果评价。 2基于建构主义学习理论的支架式无机化学双语教学模式 如何保证双语教学的顺利实施?如何处理教学质量与额定课时的尖锐矛盾?笔者认为,建构主义教学模式和教学方法是我们的重要法宝。我们认为,在化学知识的英文表达上,教学的重点应该是阅读和写作,其次才是听和说。因此,我们利用宝贵的课堂时间解决化学专业术语英语表达的听和说问题,再引导学生在课内课外认真阅读英文化学教材并训练专业英文写作。下面仅以“原子结构与元素周期律”一章及其中的“多电子原子”一节为例,介绍如何采用建构主义理念下的“支架式教学模式”,引导学生以已有的知识经验背景为前提主动建构化学的双语知识。 (1)胳脚手架:围绕当前的学习主题,按“最邻近发展区”的要求建立概念框架(见图1、图2)。让学生沿着这些知识脚手架,通过自主学习,获得对知识的理解和掌握。 (2)进人情景:我们预先编写好上述概念框架式的无机化学英文精要资料,在课堂上把无机化学的系统知识用中文讲透,并用英文板书出授课提纲和化学专业术语,根据学习内容将学生引人问题情景,激励学生课中、课后自主学习。 (3)独立探索:在给定学生专业英文资料的基础上,教师引导学生根据课堂中及中文教材上掌握的化学背景知识,借助于词典独立探索化学知识的英语表达方法,在探索的过程中教师要适时提示和帮助学生沿着概念框架逐步攀升。 (4)协作学习:相互讨论、交流学习。通过讨论、交流,学生可以集思广益、博采众长;可以发现自己的错误和不足;可以在共享集体思维成果的基础上达到对当前所学知识的比较全面、正确的理解,最终达到对知识的意义建构。 (5)澈果评价:这是对所学知识的意义建构情况作出评价。可用英文布置和完成作业,用英文命题考试的方式来评价、检查、督促和巩固学生学科知识的双语学习,推动双语教学的进行。 经过几年的无机化学双语教学,我们有多方面的收获: 直接、显明的收获是师生在掌握学科知识、能力的同时,掌握了英文专业词汇和提高了英语水平。隐性的、更深层次的收获,一是可以及时吸收国外先进的教学理念和教学方式,学到新的教学思想。二是系统、长期的课程双语教学将为硕士研究生的培养奠定良好的专业英语基础。三是作为一种确立的教育体制,持之以恒的课程双语教学必将促进国民英语水平的全方位提高,从而提升我们与国际社会的合作交流水平,增强我们的国际竞争能力。 无机化学论文:浅谈无机化学教学中“知识网络图”的构建与运用 论文关键词:无机化学;知识结构网络图;网络教学法 论文摘要:介绍无机化学教学中在钻研教材、理顺知识点之间的逻辑关系的基础上,构建“知识结构网络图”.并应用“知识结构网络图”在新课、复习课、小结课等各个环节中进行教学. 1.问题的提出 无机化学是高等师范院校化学系的一门重要的专业基础课,但其内容繁杂、知识点多,如果仅满足于照本宣科,则只能教给学生一大堆散乱的结论,学生难以掌握,而且容易遗忘.正如美国著名心理学家布鲁纳所说:“获得知识,如果役有完满的结构把它联在一起,那是一种多半会被遗忘的知识,一串不连贯的论据在记忆中仅有短促得可怜的寿命.”因此,无机化学的传统教学方法必须加以改革. 笔者认为,在无机化学教学中,应重点讲知识主线、解答问题的思路、学习方法以及知识点之间的联系.基于上述思想,笔者在教学中采用了“网络教学法”,其关键是构建“知识结构网络图”. 2.“知识结构网络图”的构建 2.1钻研教材,理顺知识点间的关系是构建“知识结构网络图”的基础 无机化学是以元素周期律、热力学、动力学、近代物质结构理论、平衡理论以及基础电化学等为指导,以现代实验技术为手段来研究元素及其化合物(碳氢化合物除外)的合成、性质、结构及其相互联系等的科学.它所研究的范围广,其知识容量大,且相互关系错综复杂.但通过仔细钻研、分析教材后发现:无机化学既有纵向的推导衍变关系,又有横向的对比关系.如,原子结构一章,可理出如下衍变关系:为了解释元素相互化合的质量关系的基本定律,建立了道尔顿原子论,确立了原子是组成物质的最小微粒的观点,然而,阴极射线和电子的发现,又打破了原子不可再分的观点.带核原子模型,进一步成功地解释了α一粒子散射实验,从而解决了原子的组成问题,但却不能解释氢光谱以及原子结构和氢光谱的关系.后来玻尔理论解决了这个问题并指出了原子的能量是量子化的.德布罗意提出电子等实物微粒也具有波粒二象性,并随后为电子衍射实验所证实,从而解决了玻尔理论的局限性.最后发展到用“波函数”描述核外电子运动状态,用“几率径向分布和电子云”表示波函数,进而派生出单电子体系、多电子体系、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等横向联系. 2,2“知识结构网络图”的构建 在深人钻研教材、理清知识点间的纵横关系的基础上,使所研究的诸多问题形成知识网络,建立起“知识结构网络图”.如,原子结构一章.通过对这一章的知识内容重新加工、整理和组织,可以建立如图1所示的“知识结构网络图”. 2.3“知识结构网络图”的特点 “知识结构网络图”有主线清楚、逻辑性强、联系紧密等特点.现以图1分析如下: 2.3.1主线清楚.图1是以道尔顿原子论、玻尔理论、波粒二象性、核外电子排布、元素周期律与周期表、元素性质周期性递变等为主线,按知识的逻辑关系,分层次渐进深人,构成整张“知识结构网络图”. 2.3.2逻辑性强.主线知识与分支知识间的箭号,既体现因果关系,又体现派生关系.如玻尔理论与分支中的氢光谱及多电子原子的精细结构体现因果关系;波函数与几率径向分布、电子云体现派生关系.这样,在各知识点中应用不同层次的原理,既注重内容的阶梯性,又注重概念和理论在不同层面上的回归和在渐进分化基础上的融合贯通.同时体现各知识点之间的前后呼应与相对独立性. 2.3.3联系紧密.图1体现了各知识点间的逻辑衍变关系.前面的讨论为后边的探索作铺垫,后面的研究在解决前面提出的问题的同时,又提出新的问题.如波函数,是基于经典物理力学方法不能描述电子的波粒二象性提出的,为了对核外电子的运动状态能进行形象化的描述,派生出了几率的径向分布和电子云等内容,而波函数的讨论又为后面将要研究的四个量子数和多电子原子的结构等内容作了铺垫. 3“知识结构网络图”在教学中的应用 在无机化学教学中,应用“知识结构网络图”既可用于讲授新课,也可用于复习课和知识小结课的教学. 3.1在新课教学中的应用 在新课教学中采用网络教学,使所传授的知识不再是单一的知识点,形成了纵向、横向联系的知识链和知识块.例如,铬族元素一节的教学,在分析铬原子的价电子层结构(3d54S1)的基础上,推导出铬的常见氧化态(+ = 3 \* ROMAN III,+ = 6 \* ROMAN VI),介绍三价铬和六价铬的几种存在形式,并板书给出图2所示的相互转化关系.其次再对各种离子的颜色、氧化还原性、在不同介质中的存在形式等进行详细讲述,最后让学生将相互转化的反应方程式写出来.从而使教材中的一些零散的知识、单个的反应形成整体的知识结构网络,使学生抓住事物的本质联系,起到触类旁通的作用. 3.2在复习课教学中的应用 在复习课的教学中,采用网络教学,不但能强化知识的记忆,更能使零乱的知识系统化、网络化,使之成为有机的整体.同时,在系统化、网络化的过程中,能进一步加深学生对知识的理解,培养学生对比联系、综合归纳的能力.例如、在配位化合物一章复习课的教学中、首先引导学生找出配合物的基本概念、空间构型、结构以及配合平衡等四大主线知识.其次,引导学生逐一回忆每一主线知识所派生出的分支知识,并采用边讲述边板书的方法,与学生一道建立如图3所示的“网络结构图”.然后,针对每一主线知识,给出一至二道课堂练习题,进行强化练习.髻如,针对空间构型这一主线,要求学生指出〔Fe(CN)6]3一和〔FeF6 ] 3一配离子的成键情况、空间构型以及它们谁是内轨型配离子、谁是外轨型配离子.最后要求学生采用联想法,将各主线与分支知识所涉及的内容,在头脑里象放电影似地重现一遍.课后布置适量练习题,达到“授人以渔”的目的. 3.3在小结教学中的应用 讲授完一章后,及时总结,理出本章知识脉络及各知识点的逻辑衍变关系,将其串成线、分成块,从而建立起知识网络图,例如,讲授完氧族元素一章后,首先给出氧和硫及其重要化合物的网络图(见图4),将本章知识小结归类.然后要求学生既要注意各化合物间的纵向关系(如残S,S,SO2,SO3,Na2SO4等物质间的推导衍变关系),又要注意它们间的横向关系(如SO3 , H2SO4 . NaHSO4. Na2SO4间的关系),以及物质间的对比关系(如H2SO4,NH4HSO4, (NH4)2S2Os等),还要注意物质间的网络关系(如H2S, H2SO4 , NaHSO4 , Na2SO4 . NazSO3. Na2S等).同时,注意它们相互间转化的条件.最后要求学生一一写出相互转化的化学反应方程式,以便学生加强记忆,形成自己的知识体系. 4结论 教学实践证明:采用“网络教学法”,能减少教学时数,提高教学效率.有利于培养学生的钻研精神,提高逻辑思维能力、归纳总结能力和创新能力以及文字表达能力. 无机化学论文:高职无机化学教学论文 1明确课程培养目标,优化教学内容 无机化学是学生入学后的首门专业基础课,其内容覆盖面较广,且内容的绝大部分与中学化学内容相关,它的开设是为了更好地实现中学化学与较高级专业化学的衔接,为后续课程的学习打下基础,依据高职教育“必需、够用”的原则,笔者认为其主要培养目标应使学生着重掌握有关化学的基本知识和基本理论,注重理论联系实际,提高其实践技能以及独立思考、探索、创新的能力.我校现采用的全国高职“十一五”部级规划教材《无机化学》在内容上可分为两大部分,一是基本原理和基础知识部分,内容主要有化学反应速率和化学平衡、电解质溶液和离子平衡、原子结构和元素周期律、分子结构和晶体结构、氧化和还原反应等知识;二是元素化合物部分,主要介绍常见元素及其化合物的性质.这些教学内容对于不同的高职专业要有不同的要求和侧重,合理的高职无机化学课程教学体系在内容上应以“必需、够用、实用”为原则,着重突出基础理论知识的应用和学生实践、创新能力的培养.结合考虑高职课程要求的有限学时,这就要求教学内容贯彻少而精的原则,突出重点、难点. 如针对我校的应用化工技术专业,我们通过教学研究和大讨论对基础理论教学内容进行了整合,去掉一些单纯理论推导,保留了最基本的、基础的、原则的内容.对于无机化学中“原子结构和元素周期律”、“分子结构和晶体结构”这些难度较大,而在工厂、企业等实际应用中用途不大的内容知识,适度减少了其部分教学内容,着重讲授了化学反应速率和化学平衡及其应用.在教学中笔者十分重视本学科的研究现状、发展方向、研究方法和研究成果等,会在学习有关内容时,及时将最新研究成果和最新技术吸收进来,使教学内容具有前瞻性和启迪性,如在讲解配合物相关知识时,会向学生介绍配合物在光、电、磁学以及吸附分离等方面的应用及发展前景,在讲解“元素及化合物”的相关内容时,会向学生介绍有关重金属污染、微量元素与人体健康的相关知识,这样既可以增加课堂的新颖性、趣味性,又有利于培养学生对化学的学习和探究兴趣. 2更新教学方法和教学手段,提高教学效果 教学方法和手段的更新是课程改革的难点.要积极开展教学研究,探索教学规律,重视学生的主体地位,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性.教学过程中我们采用了多种教学方法,如启发式、讨论式、探究式等教学方法,用以不断激发学生的学习兴趣,同时有效地避免了“满堂灌”,给学生留有一定思维的空间、自学的空间.如在讲解完杂化轨道理论和价层电子对互斥理论时,采用了讨论式教学,在将两种理论的主要内容学习完后,以相关习题作为依据,让学生分组讨论两种理论的联系与区别、二者的优点与不足,学生们发言后,教师再作总结,这样做不但有利于帮助学生更好地理解教学内容,也充分调动了学生学习的主观能动性和学习效率.将优秀的、传统的教学方法与现代化的教学方法相结合,积极推进多媒体辅助教学.无机化学的教学内容既涉及晦涩、难懂的理论知识,又涉及琐碎、繁多的元素化合物知识,开发计算机辅助教学,制作相应CAI课件,可将教学内容形象化、直观化,增加教学容量,大大提高教学效率.如在无机化学课程课堂教学中,经常涉及分子和原子模型平面和立体图形等,可通过FLASH动画的形式进行展示,可使微观的现象得以生动地描述,图文并茂,动静结合,将抽象的行为形象化,便于学生轻松掌握原本非常抽象的理论.为便于学生自主学习,我们还可以充分利用网络技术,将课程的教学大纲、教案、课件、习题、参考书籍等教学资料上网,实现优质教学资源共享,为学生创造一个好的、开放性的学习环境. 3注重实验教学,理论联系实际 无机化学是一门实验科学,通过直观的实验现象能帮助学生很好地理解和掌握无机化学的基本理论和基础知识,有助于学生理论与实践相结合.因此,我们在讲授理论的同时开设实验课,加强实践内容,强化实践环节,注重实践操作与综合能力的培养.在实验内容的选择方面,强调实验的基本操作,如选择溶解、蒸发、结晶、溶液的配制、试剂的取用等实验,不断强化学生的基本操作训练;同时,减少验证性实验,增加制备性、综合性实验.如删减了实验教材中元素锡、铅、锑、铋、银和汞等的性质实验,增加了硝酸钾的制备与提纯、三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备等制备性、综合性实验,特别是三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备实验是以废铁屑为原料制备硫酸亚铁铵,然后再制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾并进行草酸根离子及铁离子含量测定实验的(该综合性实验含3个实验,共9学时),这样就逐步形成了一套由浅入深、循序渐进、重在应用的实验教学模式,进一步强化培养了学生独立思考、解决问题的能力,以及动手能力,启迪了他们的创造思维.结果表明,具有较好的教学效果. 4科学设定考核方法 考核是教学过程的一个重要环节,其目的是为了检验学生学习的成效,评估教师教学水平与教学效果.科学、有效的考核方法有助于教师更好地做出正确评估.目前我校无机化学理论课和实验课考试成绩均由平时成绩和期末考试成绩两部分组成,平时成绩占30%,期末考试成绩占70%.对于无机化学理论课,平时成绩可通过课堂提问、平时作业、撰写小论文、无机化学知识竞赛成绩、章节测试成绩、出勤等几方面的考查给出成绩;对于实验课,则可通过对预习报告、出勤情况、实验纪律、实验操作、实验报告等方面的考查,综合求出平时成绩.理论课的期末考试以笔试为主,内容强调无机化学的基础理论知识;而实验课的考试以实际操作为主.实验课考试前,我们将考试所需的仪器和试剂置于实验台上,由学生随机抽取内容不同的考题,要求学生根据不同考题,运用所学知识在已有的仪器和试剂中选择所需仪器和试剂,在规定时间内设计出相应的实验方案,并根据方案进行现场操作.监考老师根据实际操作现场打分,这样的考核可更科学、真实地反映学生的知识应用能力和实验动手能力. 5总结 总之,只有不断更新教学理念,优化教学内容,更新教学方法和教学手段,注重实践教学,合理设定考核模式,才能更好地加强高职无机化学课程的教学改革与建设,使得教师的教学更加有效,学生的学习更加高效,学生的能力不断加强和提高. 作者:宋连卿 王宇婷 单位:河南教育学院化学与环境学院 无机化学论文:无机化学实验医学检验论文 1强化操作训练培养实验技能 医学检验技术是一门实验技术学科,培养学生具有较强的实验技能是医学检验技术专业学生的培养目标。实验技能的培养与化学实验的教学密切相关,学生整个化学实验过程中操作规范化的熟练程度可以反映其操作技能的高低,也是实验结果准确性的根本保证。操作技能包含顺利完成整个实验的各种能力,如:动手操作能力、观察判断能力、归纳总结能力、沟通协作能力、统筹思维能力、独立分析解决问题能力和创新能力等等。操作技能各种能力的总和就是实验技能。因此,操作技能是实验技能的基础,实验技能如何发展有赖于操作技能的提高。所以,无机化学实验教学中必须突出专业特点,紧扣培养具备工作实际能力的高素质技术应用型专门人才的目标,加强无机化学实验教学,强化操作技能训练,在此基础上再进一步培养实验技能。 2淡化学科观念强化服务意识 医学检验技术专业培养的毕业生与地方经济和医学检验相关产业发展相适应,面向医疗卫生机构一线岗位从事临床检验技术、实验室技术等方面的工作。即便是工作岗位具有先进的检验设备,医学检验人员也必须具备较强的实践操作能力,如分析仪器的校正,常用试剂的配制等,更何况农村医疗卫生机构检验设备未必都大型、先进。因此,培养的学生必须具有职业素质高、基础知识扎实、操作能力强、适应性强等特色。无机化学课程的教学必须根据学生就业岗位的需要,淡化学科意识,服务于专业课程,为学生的职业拓展提供平台,体现“以生为本”,着眼于学生人文精神和理科素养的提高,紧贴于专业培养目标的要求,服务于学生整体专业素质的培养。为此,鉴于无机化学课时少(总学时32),教材版本变换频繁,内容不统一的现状,漯河医学高等专科学校化学教研室根据各系部专业培养目标的要求,合理制定课程标准,讨论优选实验内容,开发校本实验教材《分析测试实验指导》,各专业构建新的实验教学新体系。如,漯河医学高等专科学校医学检验技术专业目前选用的《无机化学》教材是由人民卫生出版社出版、牛秀明主编的全国高职高专“十二五”规划教材,但教材中的实验部分缺少化学实验的基本知识,如实验室管理、实验室安全、常用仪器简介、化学实验基本操作规程及实验数据记录和实验报告书写等等相关规范内容,如果忽略此部分内容的学习,对医学检验专业的学生来讲,强化操作技能,培养实验技能,为后续课程的学习奠定基础,基础课为专业课和未来工作的需要服务,就成了空洞的目标。因此,我们适度增加了这些内容的教学,同时增加缓冲溶液的配制与性质实验,注意与生化检验课进行衔接;并将化学实验与医学检验专业的卫生检验员资格证书考核结合起来安排实验内容。按照校内自编教材增加此部分内容后,收到了良好的教学效果。 3掌握学生基础合理安排教学措施 开课之初,对新生进行问卷调查,对学生的化学基础摸底。招生时的文理兼收,入校后的大班学习,造成了同班学生文理基础差异显著,部分学生连常见的玻璃仪器都不能辨认,实验无法同步完成,为解决文科学生理科知识的相对薄弱、理解和接受化学知识的相对困难、动手实验能力稍差等问题,在上课学时少,教学任务重的情况下,鼓励和帮助文科学生做好实验,安排实验小组时采取文理生混合编组的方法,互补学习;严把实验制度关,如,一对一帮扶制度、独立操作制度、实验前预习制度、课堂提问讨论制度、实验后反思总结制度、书写实验报告制度、实验教学督导制度等等。这些举措较好地培养了学生的实验技能。 4创新教学方法丰富教学手段 多年的教学经验发现,传统的实验课教学方法存在弊端,尽管实验前教师将实验目标、实验原理、实验内容及步骤、实验用品及操作方法、有关实验注意事项等内容全部详细讲解,一部分学生仍然不知从何做起,尤其是文科学生,学生自己实验时需要指导教师分别重复讲解实验内容,这样既浪费时间又影响实验效率。为此,要求学生课前必须预习实验内容及实验相关知识,并写出实验预习报告,对实验关键内容及注意事项进行思考并提出问题。在实验教学时合理安排讲授时间与实验操作时间,实验课开始时,讲解实验目标、实验原理、实验内容,并在讲解时与学生之间进行互动讨论,以便鼓励学生按照实验原理对实验操作步骤询问“为什么”。待学生认领清点仪器后,再组织学生一起讲解实验操作步骤、示范性演示仪器使用方法,强调实验中的注意事项。实验完成后,要求学生对整个实验过程进行总结和分析,总结实验成功的经验,分析讨论实验中存在的问题,反思和纠正实验中的不足,通过学生自己来全面充实完善实验报告内容。这种做法减少了学生操作过程中的错误,增加了正确使用仪器的机会,同时也促进学生改变了对待实验的态度,提高了学生实验操作的自信,也对今后的实验提供借鉴和帮助。对于规范的基本实验操作、一些需要观察实验现象的实验操作、较复杂的实验操作、危险性较大的实验操作,教师实验前采用多媒体教学技术的方法,放大实验现象,提高实验能见度;提供模拟的实验环境,熟练掌握实验操作规范和操作技能;既保证了学生实验操作的正确性、规范性和安全性,又有利于增加学生实验的自信心,激发他们动手的欲望。培养了学生严格遵守技术操作规程的工作作风和相互协作、大胆工作的能力。 5贯穿绿色化学理念增强学生环保意识 无机化学实验用到的化学药品较多,在不影响实验效果的前提下,尽量减少试剂用量,增加微型实验,使无机化学实验绿色化;尽量减少和替代刺激性或有毒试剂的使用,主动地减少和消除实验室的化学污染,体现绿色化学原则;要求学生将在实验过程中产生的废液、废渣和剩余少量物品等,都分别统一收集到实验室制定的废液回收桶和废渣回收杯中,实验完毕统一处理。废气通过实验室通风装置压出。这样,既避免了“三废”对环境产生的污染,又让学生在实验的点点滴滴中接受环保教育,爱护环境,珍爱生命。在化学实验教学中培养学生保护环境的意识和责任。 6创新实验评价方法重视综合素养提高 为客观、公正、公平地评价学生的实验成绩,培养学生规范的实验操作技能,培养学生养成良好的工作习惯,在教学过程中采用对学生进行实验考核的办法评价学生的实验。实验考核采取过程考核(50%)、阶段性考核(30%)和综合性考核(20%)相结合的办法,过程考核主要侧重于学生的平时实验表现,如,出勤情况、实验态度、实验报告等内容;阶段性考核重点考核学生的基本操作技能,在规定的实验时间和过程中考学生基本操作的正确性和规范性,独立完成实验操作的能力,由实验现场表现和实验报告成绩两部分组成;综合性考核则侧重于考核学生的基本素养和综合能力,如,实验小组在实验过程中的团队协作意识、相互配合能力、创新能力和解决问题能力等等。实验课成绩单独按百分计,然后以本学科总成绩的30%折合计算,计入学生本学科总成绩。改革实验考核方法的体会是,通过关注实验过程,加强了对学生进行基本操作技能的严格训练,通过采取分解细化操作要点,演示模拟亲自动手的方法,让学生对实验提高了兴趣,增加了参与实验的主动性,学生能够从简单到复杂、由单一到综合,逐步练习训练,基本上具备了实验室技术人员的素质,后续专业课教师对涉及的相关学生操作评价反馈良好。化学对于医学生来讲尤为重要,医务工作者需要为化学在人类健康中发挥更大作用的明天做好准备。经过教学方法和教学过程的改革,教会学生用化学中的观点来分析事物的可能性、可行性等分析能力,使学生的学习态度由被动转变为主动;通过用化学家的缜密逻辑思维、求实创新精神和实验中百折不挠的意志,去感染学生。让学生的创新能力和科学思维的方法以及综合能力和素质都得以不断提高。 作者:张静 陈俊林 单位:河南省漯河医学高等专科学校基础医学部 无机化学论文:无机化学成绩评价课堂管理论文 1近年来我校无机化学实验教学存在的问题 我们化学化工学院自学校升本以来相继建成了四个工科专业,教师中年龄在40岁以下的占75%以上。前几年多数年轻教师每学期承担了三门以上课程的教学工作,教学任务过重,导致备课时间不够充分,课堂上批改作业或实验报告、甚至离开实验室的情况时有发生。因此很容易把无机化学实验等课程上成“走过场”,疏于对学生的管理,导致课堂上学生做实验流于形式,教学目标难以达到。在学生实验成绩评价方面问题也很突出,主要是以实验报告书写内容来评分。由于实验课堂考察不到位,导致实验操作评分出现很大的盲区。另外,由于我校升本以来连续扩大招生数量,出现了生源参差不齐、质量下降等问题。部分学生基础较弱,加上对未来出路感到茫然,学习自主性不高。以上两种情况使得无机化学实验的教学效果大打折扣,难以实现培养目标。在这样的背景下,我们通过对无机化学实验教学的不断思考,近两年来对无机化学实验课堂管理与学生成绩评价进行了初步的改革探索,取得了一定的效果。 2无机化学实验教学改革文献综述 我们通过文献检索,了解到近年来很多教师对无机化学实验教学提出了改革意见和做法,如林秋月等对计算机辅助无机化学实验教学进行了研究,提出了利用音像动画代替课堂演示、采用多媒体课件进行实验教学等措施。白丽娟等认为,在培养学生基本操作技能和科学素养的基础上,培养学生的创新精神和创新能力。她提出改革后的考核内容以无机化学实验的基本知识、基本操作、应用能力和创新能力为主,采用平时考核和期终考核相结合的办法:平时考核包括预习、操作、实验素养与习惯、实验速度、实验结果、实验报告和实验创新;期终考核包括笔试、实验操作及实验小论文。殷平等提出课内课外加强师生互动、实施辅助教学手段、开放实验室、充实无机化学实验教学中的科研内容、努力提升无机化学实验教学条件等方面就无机化学实验教学改革进行了探索研究。李向清等从大学无机化学实验的基础性、无机化学实验的综合性和研究性、无机化学实验的环保性教育、无机化学实验的微型化等方面提出了改革意见,具体措施比如:安排一些简单无机化合物的合成和提纯实验,以训练学生动手能力;每节新课改为先预习、再实验、后总结的做法;每次实验结束最好能留有一定的时间以便教师和学生之间互相交流;适当增加一定量难度适中、有一定趣味性和应用性的综合实验技能训练内容,等。石振武等对工科无机化学课程实验教学提出了以下改革措施:抓好实验前预习报告培养学生自学能力,要求学生以自己的语言完成预习报告;加强学生实验操作过程的管理和考核,以实验操作是否得当正确、操作是否熟练、用时长短、实验记录的结果是否准确、仪器是否干净、实验台是否整洁等几方面作为实验操作成绩评定的基本依据;完善实验记录的方法和评定,要求学生根据实验的内容制定恰当的实验现象和结果的记录表并进行忠实详细地填写,并将该实验记录表经指导教师签字确认后黏贴在实验报告中。王霞等将ProblemBasedLearning教学法引入无机化学实验课程教学,强调学生在学习中的自主性,由学生提出问题、查阅资料、分组讨论、设计方案、动手实验、观察现象、测定数据、最后总结反思。她们并以实验“硫酸亚铁铵的制备”为例初步探讨该教学法在无机化学实验教学中的应用。关于成绩评价研究也有一些,但发表时间较早,如:杨秀清等提出无机化学实验成绩由六个部分组成,其中预习20分,实验纪律10分,实验操作20分,实验记录10分,卫生整理10分,实验报告30分。并对各部分分值提出了具体操作要求。姜润田等认为应该将开设的每个实验的成绩取平均,再乘以70%作为本门课的平时成绩;期末成绩以综合性实验考核为准,占30%;把平时和期末两块成绩加起来即为本门课的总成绩。开放性实验属选修性质,考核合格即可。 3无机化学实验教学课堂管理方面的改革探索 3.1设计问题提问,加强对学生预习情况的检查 学生在实验课前对即将要做的实验是否有整体全面的认识,是否掌握了基本知识和相关原理,是否对一些具体的细节进行过认真的思考,直接关系到其做实验的效果,甚至是成败。如何提高学生预习的积极性呢?我们做了如下改革:将以前上课刚开始一段时间的讲解改变成现在的提问。课前我们尽量做到把实验中所有的细节设计成问题,有必答题和抢答题等多种形式,然后上课时就设计的问题提问学生,并把他们回答的结果简要记录下来,留待课后打分给成绩时参考,或者当堂直接给出成绩,这个成绩将作为总评成绩的一部分。该部分成绩在最后的总评中所占的比例应事先向学生公布。设计问题的总数最好能覆盖大部分或全部同学。回答的结果要及时点评,给出正确答案,以便在接下来的实验中为学生提供正确的指导。由于回答问题的好坏直接牵涉到最后该门课的总评成绩,因此容易引起学生的重视,客观上起到了提高学生课前预习积极性的效果。另外,还要提出一些有探究性的问题,让学生在实验中去发现和总结。比如在《氧化还原反应》实验中,反应物相对量的不同会影响某些反应最终的实验现象和结果,可以就此设计问题。 3.2课堂上不断巡视,加强对学生实验操作过程的监督 在学生进入实验操作环节以后,教师不要像以前那样只顾做自己的事情,而是要加强对学生实验过程的考察。我们采取了以下做法:教师在课堂上认真巡视每位同学做实验的过程,并做好相关记录。这样做有三个目的:一是要及时掌握每位同学实验开展的情况,防止有的小组中个别同学不做实验、依靠别人,这种情况会时有发生,应及时提醒;二是要及时发现个别同学的错误操作,并给予当场纠正,对较严重的具有普遍性的问题要同时提醒全班同学加以防范;三是要注意发现操作非常认真规范的同学,适当给予表扬。另外在巡视的过程中也要及时解决学生遇到的困难,比如有学生某个知识点忘记了,要及时给予解答;有的同学仪器损坏了,要及时为其更换,也就是说教师这时候还要为学生做好服务工作。课堂考察的结果也要给出相应的分数,并确定其在总评成绩中的比例。 3.3对实验数据和产品拍照留存,加强对学生实验结果的考察 在以往的学生实验课上,我们发现有学生不够认真,没有做出实验结果就草草收场。由于当时不注意对学生实验结果的考察,对这种现象未在实验总评成绩中体现。我们对此进行了认真的思考,提出了以下改革措施:对每一位学生的实验结果进行取证,包括对实验数据原始记录和实验产品进行拍照,并对实验数据的合理性进行检查。将检查记录的结果打出成绩,并将该成绩作为总评成绩构成的一部分。我们发现,这种做法大大提高了学生做实验的认真程度。当然对实验失败的同学,我们的做法是鼓励其重新做一遍,以获得较好的实验结果。 3.4及时交流,提高学生对本次实验的再认识 等到大部分学生做完实验以后,可以考虑开始一边继续前面的工作,一边与学生进行交流,其目的主要是考察本次学生实验的整体情况,了解哪些地方比较成功,哪些地方容易失败,并督促学生进行反思,同时也为自己下一次设计问题提供素材。另外,时间允许的话,可以让做的好的同学向大家介绍经验,主要说出他在课前对哪些关键点做了深入的思考,做实验时注意了哪些方面?等等。也让做的不好甚至失败的同学分析自己本次实验没做好的原因,以免后面的同学重蹈覆辙。比如在做“硫酸亚铁铵的制备”实验时,有的同学得到的产物量多且结晶性好,而有的同学所得产品量少且呈面糊状,甚至有少数同学产品发黄,这就应要求学生结合具体情况进行分析。 4无机化学实验教学学生成绩评价方面的改革探索 4.1根据出勤情况对每位学生进行评价判分 一般来说,学生除了生病或有重要的事情才请假外,都会正常出勤的。在我们所带的三届学生无机化学实验课堂上,缺勤情况比较少见,但迟到现象比较多,也有少量学生会早退,即实验未完成或实验台没整理好就离开了实验室。因此,我们认为出勤成绩应考虑到对迟到和早退现象的处理,我们采取了如下做法:对迟到和早退现象进行酌情扣分,并按一定比例将其体现在总评成绩中。 4.2根据预习情况对每位学生进行评价判分 学生预习情况主要包括预习报告完成情况和课堂上回答问题情况。学生预习实验报告不能直接抄袭书本,应采用自己的语言书写,内容应包含新使用仪器设备的原理、使用步骤和注意事项,以及对实验课本中思考题的解答,等。由于无机化学实验大部分为验证性实验,实验思考题的解答可以通过课前查阅资料来解决。我们根据学生预习实验报告的书写情况和课堂回答问题的情况给出合理的分数,并确定其在总评成绩中的比例。 4.3根据课堂巡视情况对每位学生进行评价判分 以往对学生实验成绩的评价未充分考虑学生在实验过程中的表现,现在我们要根据上述课堂管理中课堂巡视的结果,给出学生相对公平的操作分,当然这一点做起来还是比较困难的,需要事先合理设计出给分点或扣分点。我们的做法是先设定一个基本分,然后再根据每位学生做实验过程中的表现,对操作准确到位的情况加上一定的分数,而对操作不当或出现错误的情况减去一定的分数,并将该部分分数按一定比例体现在总评成绩中。 4.4根据实验报告书写内容对每位学生进行评价判分 实验报告书写的内容,应包括实验目的、实验原理、仪器药品材料、实验步骤、实验结果与讨论以及课本中思考题解答等部分。一份质量高的实验报告应是内容丰富、数据翔实、实验结果准确、分析合理和有提出问题,等。这里需要注意的是,要将实验报告中实验结果与讨论部分的实验数据和产品与上述拍摄的学生实验数据记录和产品进行比对,以杜绝学生实验数据造假或抄袭的情况。我们根据实验报告书写情况给出合理的分数,并确定其在总评成绩中的比例。 作者:陈龙 亓昭鹏 关婷婷 黄良芳 王溪溪 单位:黄山学院化学化工学院 无机化学论文:无机化学医学检验论文 1介绍化学的研究对象及无机化学课程内容 首先介绍化学的定义,不同的教材对化学的定义有着不同的表述,笔者采用的定义是:化学是一门在原子、分子、离子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的学科。然后从“原子、分子、离子层次”、“物质”、“组成”、“结构”、“性质”、“变化规律”几个方面逐字逐句解释其内涵和联系。强调“物质的组成、结构决定性质,性质反映组成和结构,性质决定用途”这一辩证关系和基础理论对化学及相关课程学习的普遍指导意义,这一规律对于单质、无机物和有机物普遍适用。之后,介绍化学的四大分支,使学生对化学类后续课程有一个初步了解。其中,无机化学的研究对象是所有的化学元素和它们的无机化合物。无机化学课程内容主要包含两大结构(原子结构与周期系、分子结构)、四大平衡(电离平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配合平衡)、元素化学。同时介绍各章节分配的理论课时及其实验课时,让学生对所学内容及重点章节做到心中有数。最后,教师可以对化学发展史和无机化学的研究趋向做简单介绍,激发学生的求知欲和探索欲,也可留出时间让学生自学。 2化学与医学及检验学的联系 作为医学生,首先让学生了解化学与医学的联系。历史上,化学家很早就努力为医治疾病制造药物(如麻醉药、抗生素药物等),为医学和人类文明做出了贡献。现代医学的主要任务是研究人体中生理、心理和病理现象的规律,从而寻求预防、诊断和治疗疾病的有效方法,以保障人类健康。显然,医学的研究对象是人体,而人体包含着由八十多种元素构成的上万种化学物质,这些物质间发生着复杂的化学反应,人体的一切生理现象(如消化、吸收、排泄、循环等)都是这些复杂化学变化的外在体现。此外,人体内元素含量与人体健康息息相关,人体必需元素的缺乏和过量都会导致人体化学平衡失调,进而导致多种疾病(如缺钙会导致佝偻病、缺铁会导致贫血、氟过量会导致氟骨症)。最后,治疗疾病要依靠药物,而药物本身也是化学物质,其药理作用与其化学结构和化学性质密切相关。药典中有很多无机药物如碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化铝、氯化铵等,可举例让学生了解。下面介绍化学与检验专业的联系。由于大一新生刚入校,还没接触检验专业课,教师可简单介绍一下检验专业:医学检验是运用现代物理、化学的方法和手段进行医学诊断的一门学科,主要研究如何通过实验室技术、医疗仪器设备为临床诊断、治疗提供依据。该学科要求使用各种光电仪器及化学试剂完成实验分析,所以偏重理科,要求有较好的化学基础。接下来让学生了解经过检验得到准确结果是治疗疾病的首要及关键步骤,激发学生学习检验专业的热情。然后结合具体例子,如临床检验常运用化学原理和方法测定血、尿、胃液等生物标本中某些成分的含量,以帮助正确诊断疾病,来说明检验专业学生打好化学基础的重要性。这部分最后可选择播放高分子化学家周其凤的《化学是你,化学是我》一歌来活跃课堂气氛。歌词中的“化学究竟是什么,化学就是你,化学就是我”,“父母生下的你我,是化学过程的结果,你我的消化系统,是化学过程的场所”,“记忆和思维活动,要借化学过程来描摹”,“即便你我的身心健康,也是化学密码解锁“这几句形象地说明了化学与人体的紧密联系。 3进一步强调无机化学课程的重要性,引导学生掌握其学习方法 首先,向学生介绍无机化学在化学类后续课程及检验专业课程中的基础地位,进一步强调无机化学课程的重要性。既然无机化学对于检验专业如此重要,怎样有效地进行学习呢?对于大一新生来说,他们的学习方式延续了高中的特点,过于依赖教师讲授,所以绪论课有必要教会学生主动学习,具体来说:第一要进行课前预习,了解本节课的重点和难点,这样在课堂学习中才能做到有的放矢;第二要专心听课,记好课堂笔记。这是因为大学教材中很多内容设计得过于庞杂,不易分清主次,而课堂笔记是教师讲授内容的精简和概括,其重要性不言而喻,必要时学生需要在课后复习的基础上进一步整理笔记。第三要求学生课后及时复习,独立完成课后作业。第四,学生学有余力,可以适当阅读课外参考书(教师介绍几种参考书)。以上是大学课程的一般学习方法,就无机化学课程本身而言,还有其自身特点,如元素化学部分知识杂多繁难,学生不容易抓到要领,教师应再次强调“物质结构决定物质性质,物质性质决定物质用途”这一理论的指导意义,让学生学习这部分时在理解的基础上进行记忆、归纳,才能化零为整,化繁为简。又如在学习几大平衡时,引导学生体会化学平衡中所蕴含的哲学思想。最后,教师还要强调无机化学实验的重要性,无机化学实验教学大纲中规定的实验操作规范和训练要求,是检验专业学生今后从事检验领域必备的基本技能。无机化学实验课程中,要求学生做到“预习实验,弄懂原理,准确操作,真实记录,及时总结”。进一步来说,临床检验中,检验者基本操作规范与否,直接影响检验结果的准确性。所以,检验专业学生要重视实验操作的规范性,从无机化学实验开始养成良好的实验操作习惯。 作者:丁素君 张会芬 单位:漯河医学高等专科学校 无机化学论文:无机化学实验教学改革综述 一、优化无机化学实验的教学内容 1.综合实验 综合实验的目标便是培养学生发现并解决问题的能力。教师可以通过精选如硫酸亚铁铵的制备等具有代表性的综合性实验内容,在验证化学教材中一些基础理论知识的同时,充分锻炼学生实验动手能力。与此同时,教师还可将一些小型的设计性实验安排进具体的实验内容中,例如,教师可以让学生自己设计出一套完整的实验方案,用以验证氯化铵固体在经过受热分解后,出现在试管壁上的白色物质仍然为氯化铵。通过此种方法不但可以改变学生只依照教材步骤、不动脑筋的实验操作模式,同时还能充分激发学生的求知欲,有效提高学生综合运用知识的能力。 2.研究性实验 设计研究性实验综合了无机化学、有机化学及物理化学等各学科中重要的实验技术及方法,其目标为全面培养学生的创新思维和科学意识。教师在开设实验时,应当尽可能选择涉及到前沿领域的课题。为充分提高实验室的使用率,教师可以适当将无级化学实验与其他实验进行整合,例如,结合电离平衡、铵盐中氮含量的测定及自来水硬度的测定等方法,教师可以安排对生活污水的水质分析及评价的设计实验,使学生独立设计实验方案、实施操作、分析结果等,对学生进行全面综合性的训练,从而充分培养其创新能力。 二、改进无机化学实验的教学方法 在无机化学实验教学中,必做内容及设计实验为其重要的两个教学内容。教师在对必做内容进行试验教学时,可以采用多媒体等现代化教学手段,使复杂的化学实验原理形象化、具体化,为学生对知识的理解、记忆创造有利条件。例如,教师在讲授滤纸与试纸的使用方法时,可以让学生观看相关的教学录像,随后教师进行适当的示范,并提出问题让学生解答或进行操作,并就其中的不足之处进行指出和分析,引起其他同学的注意。此外,教师在实验课程开始前,可以先向学生提出问题,让其对本次实验的原理、方法及步骤进行简单的概述,并及时纠正回答中的不足或错误的地方。对于学生在实验过程中遇到的问题,教师应当以启发学生为主,让其根据所学的知识和理论进行分析,增强学生对关键实验步骤中涉及到的问题的理解与分析能力。通过采取师生互动的教学方法,从而有效激发学生的学习兴趣。设计实验指的是教师在学生已经具备一定化学知识理论的基础上对其进行综合训练的一种实验操作。在开展设计实验时,教师可以让学生运用已掌握的基础理论及实验操作方法,并进行自主查阅资料、设计方案。在与教师讨论分析后,学生将实验独立完成。通过教师指导、学生独立完成实验操作的教学方式,可以充分调动学生的主动性,激发其潜力,极大程度上促进学生实践能力及创新能力的有效提高。 三、结语 综上可知,化学实验教学对学生的动手能力及创新意识均有着极大的促进作用。为充分提高化学实验教学质量,培养知识储备与操作技能全面发展的人才,教师应当优化无机化学实验的教学内容,改进教学方法,实现无机化学实验教学的深入改革与进步。 作者:唐凯凯 单位:邵阳学院生物与化学工程系
农业设施论文:防虫网用于设施农业论文 一、秸秆反应堆技术的正确应用 1、打孔通气 定植后在距植株15厘米处打孔,可以在每行的两株之间,也可以根据不同的株行距视情况而定。用14号钢钎子,孔深以穿透秸秆为准。为防止打孔时往孔内流土堵孔,可提前向需打孔的土台上淋水,待土能定住型后,再打孔,孔就不堵了。注意2—3浇水后要补打孔,以防水将孔堵上。打孔位置与上次错开。 2、注意事项 (1)开沟宽一定要宽于定植行宽。 (2)铺完玉米秸杆要喷施尿素水。 (3)秸秆上面覆土要到达25cm厚。 (4)定植前要浇透水让秸秆沉实。 (5)定植后一定要打孔。 二、防虫网配套物理杀虫技术的正确应用 蔬菜防虫网是以防虫网构建的人工隔离屏障。色板诱杀技术是利用昆虫对颜色的趋性来诱杀农业害虫的一种物理防治技术,可诱杀白粉虱、蚜虫、蓟马等小型害虫,与化学防治相比具有使用简单、绿色环保等优点。黏虫色板与防虫网综合利用能达到控制害虫数量,减少病害发生的目的。 1、根据蔬菜特性选用适宜的防虫网 蔬菜生产以选用14—40目的网为宜。在能有效防蔬菜上形体最小的主要害虫—蚜虫的前提下,目数应越小越好,以利通风。将防虫网覆盖在大棚通风口,或直接将防虫网覆盖在棚架上,全棚覆盖前进行土壤消毒和化学除草,目的是杀死残留在土壤中的病毒和害虫,阻断害虫的传播途径。防虫网四周要用土压实防治害虫潜入产卵。随时检查防虫网破损情况,及时堵住漏洞和缝隙。 2、防虫网投入较高,提倡多茬使用 在田间使用结束后,应及时收压,洗净,吹干,卷好,再次使用时应检查破损情况,及时缝补漏洞和缝隙。 3、色板种类 目前色板主要有两种:即黄板和蓝板,黄板可诱杀蚜虫、白粉虱、斑潜蝇、部分蓟马等害虫的成虫,而蓝板目前仅用来诱杀蓟马。 4、使用方法 采用细线(铁丝)悬挂,棋盘式分布或条状分布,密度以每亩20—25块为宜,高度以高出生长点5—10厘米为宜,当色板黏虫胶失去黏性时随时更换。 5、注意事项 (1)色板最好在害虫发生前期或初期,害虫数量极少时使用诱杀效果好,虫口密度容易控制,可以有效预防害虫传播的病毒病。害虫数量较大时使用效果不佳。所以在栽植前使用防虫网,并对整个温室进行熏蒸消毒,杀灭室内菌虫源,才能更好的发挥黏虫板的作用。 (2)使用色板期间最好随着蔬菜生长不断升高高度,使色板始终高于蔬菜生长点,便于诱捕害虫。 (3)保证色板在田间的设置密度,害虫的飞翔能力是有限的,是通过多次飞翔到达色板被诱杀的,色板太少害虫不能到达就诱捕不到. 作者:张玉华 农业设施论文:设施农业发展论文 1设施农业发展存在的问题 1.1缺乏技术指导,设施农业发展的专业性不足 设施农业具有较高的技术含量,它集成了生物、环境控制、信息与管理等技术,通过创造一个适于作物生命活动的环境,使作物得以优化生长和发育,满足市场需求。而现实中,从事设施农业的主要是农业外资金到农业领域的投资,或者是一些当地的种田能手,他们对设施农业的专业知识知之不多,迫切需要进行技术指导。国外就有不少从事设施农业规划、设计、施工与教育培训的机构,而国内这样的单位和机构较少,层次也不高。因为缺乏专业的技术指导,现实中的设施农业距离真正的设施农业的要求和规范还有一段距离,如不同农产品品种种植对大棚的选择,不同农产品对不同类型大棚和温室的适应性,大棚与温室材料的选择对农产品品质的影响,以及设施农业内部生产物流系统的建立等。总体而言,目前的设施农业还处于初级阶段,无论是技术还是管理还比较粗放,迫切需要进行专业技术指导。 1.2配套产业发展不足,产业链没有形成 设施农业的发展是一个系统工程,以荷兰、以色列等国家为代表,其明显的特征是设施结构多样化、生产管理自动化、生产操作机械化、生产方式集约化,既涉及内部系统,如水、肥、光等的控制系统和生产物流系统,也涉及整体生产过程,包括种子形成、种苗培育、生长控制、产品收获与销售等环节[3]。而目前设施农业生产的前后段及其相关产业的产业链不够完善,设施农业所需要的种苗培育不足,没有形成规模,缺乏科技含量,与设施农业配套的农业机械产业与设施农业需要的温室控制的材料产业也没有形成,使得设施农业的机械化程度不足,温室等环境控制目标难以达到相应的要求;同时,针对设施农业的冷链仓储产业、肥料产业等都还没有形成体系,产业链还没有形成,影响了设施农业效应的发挥。 1.3人力资源缺乏,相关技术应用困难 设施农业的发展具有一定的技术和管理要求,需要懂技术和管理的人员进行生产和管理,国外设施农业生产单位一般都具有相关的专业技术人员,从事相应的专业性工作,如番茄培育过程中的肥、水控制,果实的采摘、储存及销售等。而我国从事农业生产的能人个体仅仅是经验居多,不少从事设施农业的投资者,仅仅是投资者,自身不熟悉农业技术与管理,其拥有的技术人员十分有限,甚至完全没有。另外,农业高校培养的农业人才数量有限,且这些农业人才中的不少人也不愿意服务农业,短期内难以满足设施农业对人才的需要。人力资源的缺乏给设施农业的发展及其技术应用与创新造成了很大的困难,现实中虽有些技术,但缺乏引进和应用技术的人力资源基础。 1.4生产与销售的物流理念缺乏,影响了设施农业的质量与效益 农产品的质量是农业生产的优秀内容,而效益是农业得以可持续发展的重要因素。农产品的质量和效益与农产品的生产和销售密切相关,农产品的质量需要通过控制农产品的生产过程,实现生产过程的质量目标,同时,农产品易腐变质,需要控制运输与销售环节,实现销售过程的质量控制。生产过程质量目标可以通过设施农业实现,销售过程的质量需要销售物流的理念加以控制。效益的实现既需要生产成本的降低,需要设施农业实现农产品的高附加值和高土地产出率和生产率,也需要销售物流成本及其损耗的降低,更需要质量的保证,以实现设施农业的农产品附加值。但设施农业生产者生产物流和销售物流的精益意识还不强,生产过程粗放,技术含量不高,品质与质量难以保证,部分产品与传统生产方式生产的产品没有差别,甚至因为设施的原因,使得品质发生了不好的变化,难以获得市场附加值。同时,储存与运输也比较粗放,仍然按照传统方式运输和配送,缺乏冷库储存、冷链车运输等环节的配套,损耗与传统方式差距不大,难以实现设施农业的高附加值、高生产率的目标,收益受到影响。 1.5相关的经营与销售模式创新不足,不能满足设施农业的发展需要 由于设施农业的生产需要借助于一定的设备和技术创造适合农作物生长的环境,因此与传统农业生产相比,投入相应增加。投入的增加需要通过收益的增加来补偿,而收益的增加来源于2个方面,一是价格的增加,二是产量的增加。价格的增加要依赖高附加值,产量的增加需要更高的土地产出率和生产率。无论是价格还是产量都要通过农产品的经营和销售才能实现。要实现高附加值的目标,就要通过经营管理生产出市场需要的有机和绿色农产品,并形成与设施农业生产相一致的市场销售渠道与模式。目前的农产品销售,包含了经纪人、农贸市场、批发市场、超市等环节,超市曾成为设施农业对应的销售渠道,但由于种种原因,超市的设施农产品销售没能发挥应有的作用,甚至出现超市农贸市场化了,超市所卖的农产品不新鲜、品质也不够好的现象普遍存在,影响了超市对相应农产品客户的吸引力。总之,设施农业的发展需要土地规模经营和创新销售模式的对接。 2设施农业发展存在问题的原因分析 设施农业发展需要一定的客观条件和产业基础以及科学规划,现实中问题的存在有多种原因,主要包括以下几个方面。 2.1发展目标存在偏差,农业自身发展规律重视不够 不少地区的设施农业发展,源于旅游观光和地方农业示范推广的政绩工程的需要,还有些是农业外资金所推动形成,缺乏立足于农业发展本身的科学规划。一方面,不少地区通过大规模的大棚种植,主要是为了形成旅游农业景观,满足体验休闲的需要。另一方面,由于国家对地产市场的进一步调控,部分资金转向农业,不少地区招商引资的内容中增加了农业的内容。虽然设施农业投入利润率不高,但可以获得国家的相关补贴,使得利润率相对比较稳定,对农业外投资者还有一定的吸引力,所以不少农业外资金进入了设施农业,但他们对设施农业生产、管理及其技术的运用研究不够。从这些角度而言,设施农业的起步,不完全是依据农业本身发展的客观规律进行的,发展目标存在一定的偏差,立足设施农业的科学规划重视不够。 2.2非农资金进入农业准备不够充分,对农业生产的特殊性了解不足 由于农业外资金进入及政府的推动,设施农业发展速度较快,但发展所需的技术储备不足,影响了设施农业发展的专业性、技术性和可持续性。同时,由于传统农业生产的土地经营规模比较小,利润率不高,从事传统农业生产的农户,很难积累资金进行设施农业的投资与生产。设施农业发展的资金主要还是农业外资金的进入,不少是来自于从事第二产业和房地产业并已获得一定资金积累的人,转到农业领域投资。相对而言,这些投资具有一般商业投资特性,缺乏设施农业发展的积累和渐进过程,相应的技术积累和技术支持也不够,因此,设施农业发展的科学性、专业性和规范性就显得不够。 2.3完全市场化的收益不稳定,配套产业形成的市场驱动力有限 由于设施农业发展的时间不长,政府推动的色彩浓厚,设施农业发展需要的配套产业没有跟上,另外,设施农业本身的生产与效益情况也影响了配套产业的发展。国家有鼓励设施农业投资的补贴政策,但没有设施农业配套产业发展的优惠政策。在设施农业发展的初步阶段,设施农业本身利润率难以保证的情况下,从事配套产业的收益率也受到影响。因此,市场上与设施农业发展配套的产业发展缓慢,配套产业的产业链没有形成,包括设施农业用种子、材料、设施等产业。目前,从事设施农业材料研究的机构和企业就比较少,比如对塑料大棚材料的研究、适合不同农产品生长的采光材料的研究等。 2.4相对于其他领域的生活、工作条件差异,设施农业对人才的吸引力比较缺乏 相关专业人才数量不足,不能满足基层设施农业生产单位发展的需要,综合性设施农业人才就更加缺乏。设施农业所需人才的形成,主要有2个途径,一是高校培养,二是社会教育机构培训。而最终从事设施农业领域的人才数量和质量还决定于设施农业的吸引力。如果设施农业工作条件好、待遇高,将会形成一定的吸引力,推动高校报考相关农业专业的学生人数的增加,毕业从事这一领域的人员也将增加,也会有更多的人员会通过培训进入这一领域并成为设施农业发展的人力资源。而现实中,设施农业的发展还需要靠政府的补贴支持,在农村工作的社会地位、待遇和工作条件等还不能形成相应的吸引力。在高校农业人才培养数量有限的情况下,还有不少人才不愿意服务农业。因此,除部分投资者和种田能手外,难以满足设施农业发展的需要,特别是综合性人才更加缺乏,短期内难以改变。 2.5设施农产品附加值实现有限,导致生产与销售物流等前后产业链延伸动力不足 受传统农业生产方式和销售模式的影响,设施农业的投资者和生产者对设施农业农产品的附加值的实现途径研究不够,加上农产品价格的波动和收益的不确定性,设施农业生产者在不能保证收益的情况下,缺乏进行生产物流和销售物流设备和技术投资的积极性。事实上,生产物流与销售物流设备和技术的应用不足会影响农产品的质量与品质,进而影响设施农业农产品的附加值,影响到设施农业的效益,最后会影响设施农业的可持续发展。目前,设施农业的生产物流和销售物流设备与技术还不够系统与完善,还缺乏一定的产业基础,相关设备的价格也较高,在目前的设施农业的利润空间下,生产物流和销售物流的设备与技术应用还不具有投资的吸引力,将会影响到设施农业的生产物流和销售物流的理念形成与技术应用。 2.6销售和经营模式创新不足,反向制约了设施农业生产方式的持续发展 设施农业生产方式的变革,必然带来经营模式和市场销售模式的变革,否则设施农业的相应目标就难以实现。但受农产品传统消费市场与消费特征的影响,目前的农产品销售模式创新不足。现实中,一方面是消费者对农产品的消费比较关注安全,但又不愿意接受高价格,另一方面,设施农业及规模化农业生产总量还不够,农产品市场波动比较大,价格不稳定,目前还没有形成相对比较完善的销售模式和渠道,以保证设施农业在高土地产出率和高生产率的情况下,通过销售模式的创新实现其附加值及效益。部分设施农业单位采用宅配的方式,面向高端消费者,实现了产品的附加值,但也是少数企业的少量行为,还需要进一步创新和拓展。 3设施农业发展的对策建议 设施农业的发展需要根据现代农业发展的需要,遵循农业发展的自身规律,创新经营和销售模式,发展配套产业,推动设施农业的发展。 3.1尊重规律,明确目标,科学规划 设施农业是现代农业发展的重要内容,地方政府不能仅仅以招商引资、休闲旅游甚至政绩工程为目标,应该依据农业发展的客观规律,以设施农业的高附加值、高生产率为目标,科学规划、专业发展,提高设施农业产品的数量、品种和品质,充分发挥设施农业应有的作用,满足社会多元化、多样性的需求。 3.2改善条件和环境,吸引人才,强化产学研合作 政府和相关部门应该制定设施农业发展的相应标准,加强对设施农业的指导和规范,推动产学研合作,鼓励新技术的运用,逐步改善农业人才的工作条件和生活环境,激励高校和科研机构的技术人员参与设施农业的规划、设计和生产,既要吸引资金又要吸引人才,提高设施农业发展的专业性、技术性和科学性。 3.3完善政策,驱动配套产业发展,实现产业链协同效益 调整设施农业的补贴范围,制定相应的产业政策,鼓励配套产业的形成与发展,逐渐吸引更多的企业为设施农业服务,如在种子、设施农业机械、设施农业运用的新材料和新品种等相关领域,不断丰富配套产业,逐渐形成相对完善的产业链。 3.4加强培训与教育,提高人才数量与质量,满足发展需要 高校要调整相关专业培养方案,培养适应设施农业发展需要的人才;要通过相应的教育活动,加强大学生服务农业意识的培养,鼓励更多的大学生参与到设施农业发展中去。另外,政府要扶持和支持设施农业人才的培训,创新合乎设施农业发展需要的人才培训机制和模式,鼓励相应的教育培训机构,从事设施农业人才的教育培训,提高从事设施农业技术人员的数量和质量。 3.5加强技术开发与应用,提高农产品质量,实现附加值 对设施农业生产过程控制的科学研究,特别是设施农业生产过程对农产品质量影响的研究,如设施生产可能形成的病虫害、设施生产造成的产品品质的变化等,保证农产品的质量和安全;充分运用物流理念和物流技术,保证设施农业的产品安全,降低农产品的损耗,提高设施农业的生产与销售的协调程度,保证农产品的可持续性和有效供给,提高设施农业生产的高效率和高品质,实现设施农业产品的附加值和高效益。 3.6推动销售模式创新,获取协同效益,实现设施农业的可持续发展 创新设施农业的农产品经营与销售模式,形成依托于设施农业生产模式的经营与销售模式。改变传统的销售模式,缩短中间环节,完善销售渠道和宅配、超市零售等的模式,通过消费者的细分,实现设施农业产品的品牌附加值、文化附加值、技术附加值等附加值,保证设施农业的农产品销售目标的实现。 作者:张兆同 单位:南京农业大学工学院 农业设施论文:物联网技术用于设施农业论文 1设施农业物联网技术发展趋势 21世纪是信息化科技飞速发展时期,我国农业正处于这个关键的时期,农业物联网的发展为推动传统产业改造升级提供了巨大的动力,随着互联网技术的成熟和普及,要想使“电脑上种地”的愿望可以实现,就必须加快网络信息化技术发展的步伐,为现代设施农业发展提供必要的基础。 1.1传感器种类繁多,功能相近,将向细化 其发功能的方向发展目前,应用的传感器产品都能够达到对环境监测的目的,并能够形成简单的系统,但是功能不完整,扩展性和升级能力相对较差,性价比不高,没有取得较好的推广效果。无线传感器技术的发展使农业传感器将朝着微型化、低功耗、高可靠性的方向发展,能否降低构建传感器网络的成本,降低传感器的功耗,延长传感器网络的生命周期是传感器网络能否在农业中得到广泛应用的关键。同时,发展可靠性高的更为先进的身份识别技术以及设施与机械化技术的功能定位,引进精准农业技术、智能化技术、物联网技术等高新技术,提高设施农业机械化、自动化、信息化水平。 1.2网络传输管理系统建设滞后,无线通信 技术将获广泛应用设施农业物联网技术需要一个稳定性、经济性和通用性上均衡发展的管理系统或管理平台,设施农业综合管理系统大多还处于试验研究阶段,价格昂贵,真正能够大面积推广的产品还很少。此外,如何提高传感器网络的可靠性也将是研究的重心。现有无线传感器网络空间范围查询处理算法能量消耗较大,且当节点失效时查询处理过程易被中断,无法返回查询结果。wifi技术因其组网灵活、易维护、易拓展和丰富的配套设备等优势将在设施农业中得到更广泛的应用;同时,通过对农作物温室内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数进行实时采集,自动控制指定设备。同时在设施现场布置摄像头等监控设备,用户通过电脑或G4手机实时采集视频信号,收集设施内生长环境数据进行分析,从而达到远程控制智能调节指定设备,为作物生长信息实现自动监测、自动控制和智能化管理提供科学依据。 1.3人才匮乏,技术不完善,应用推广范围较小 农业物联网的建设需要国家鼓励和加大对物联网的物资投资和人才投资,给予资金技术支持;需要国家加强农业物联网专门人才的培养,提高他们的创新能力以及应用能力;需要专业的设施农业物联网技术服务。各物联网设备开发企业,围绕这个平台和标准,开发相应的配套产品设备,不再投入大量精力开发基础的软硬件,可以节省人力、物力,增加设施农业物联网技术的产品种类,加快设施农业物联网综合技术的推广应用。 2结语 设施农业物联网技术作为多种学科技术的综合应用,融合了现代的传感技术、自动化、智能化通讯技术、计算机技术以及植物科学等多种技术,通过物联网技术的应用,把所有的技术联系在一起,从而达到对农作物生长进行精细化管理,有效降低农业成本,提高农业生产效率,加强环境保护,促进农业发展的信息化、标准化、智能化。 作者:李娅娜 单位:扬州商务高等职业学院 农业设施论文:发展现代设施农业论文 一、现代设施农业的多重效应 发展冬季大棚保护地生产对习惯于传统农业生产方式的广大农民来说是一种新生事物,因为冬季大棚保护地生产需要对水、肥、土测试,对温度、湿度进行准确地控制,为了生产出安全优质的产品还需要对不利的环境因素进行修复,精确地控制好肥、水、药施用量,这些都需要学习和摸索。当农户开始进行大棚生产的时候,他们就有了学习现代生产技术的主动性和积极性。 二、现代设施农业发展制约因素分析 发展现代设施农业的好处是显而易见的,但为什么在辽宁省的大部分地区农民仍缺乏发展设施农业的主动性和积极性呢?通过调研发现,现实中仍存在着诸多制约因素。 1.资金不足 设施农业最大特点就是前期需要进行基本生产设施的购建,如建一个100米×12米的塑料薄膜大棚,总投资需6万-8万元,虽然前期投资用2-3年就能收回,但对于农户来说仍然存在资金不足和担心失败可能造成的损失。 2.生产技术运用能力欠佳 习惯于传统农业生产方式的农民,大多数不掌握塑料薄膜大棚反季节农产品生产的技术要领,现实中对生产技术的普及和推广的服务体系尚未健全,农民因此而缺乏信心和勇气。 3.基础设施配套不够完善 设施农业需要有现代基础设施的配套方能进行生产。如电源、水源、采光、保温、放风、滴灌、防虫、防病等都需具备相应设备和配套的设施。农民对上述设施的采购、安装、调试、使用都是新生事物,靠农户自己很难完成,需要聘请专业人员来实施,因此农户有畏难情绪。 4.劳动力老化 改革开放30多年来,伴随着城市代进程,大批的农村青壮年劳动力离乡进城打工,农业劳动力中50%的人成为城市人口,留在农村务农的劳动力大多50岁以上,农业劳动力老龄化的问题十分明显。老龄化的农业劳动力群体对新技术、新事物的接受和运用能力相对较弱。 5.产品销售市场开发不畅 冬季反季节生产的农产品需要有与之配套的营运体系作支持,需要有农超对接的营销渠道,有保温运输车和长途运输的物流服务体系。当前这种直接服务于设施农业的服务体系还有待于建立与完善。 三、推进现代设施农业发展的对策 1.实施政府支持的产业政策 针对农民前期投资资金缺乏的实际困难,各级政府应出台支持政策,如补贴政策、低息贷款政策,保险政策。中国近10年来实施的粮食生产补贴政策,支持价格政策等对保障粮食安全起到了积极作用。为了保障“舌尖上的安全”,对冬季反季节农产品生产实施支持政策具有重要意义。荷兰的温室农业在1983至1992的发展中,政府实行了补贴政策,从事温室生产的农户均可获得温室建设投资50%的政府资助。 2.构建科研、教育和推广体系 知识和科技是农业创新的手段,现代设施农业的发展和普及需要构建农业知识和科技服务体系。包括科研、教育和推广体系。科研机构主要是各级农业院所,要发挥科研人员研制和培育优质种苗和无公害栽培的技术优势,为农户提供服务;大专院校主要是通过建立产学研一体化的教学和科研体系为农户提供技术指导;并积极支持和引导大中专院校特别是农业院校的毕业生到农村创业,经营农业产业。各级政府和各级农业技术推广机构要为农户提供设施配套资金和技术服务,组织实施现代设施农业应用技术人才的培养计划,把提高农民素质,培养造就新型农民队伍作为检验基层干部能力和政绩的重要指标。只有当农业知识和科技服务体系不断完善时,现代设施农业的发展和普及才能真正落到实处,农民的生产积极性才能得到有效的保护。 3.积极推进集约化、规模化、专业化生产 现代设施农业要求走集约化、规模化和专业化路。集约化生产需要集中投入资金用于基础设施建设,形成立体式的全天候的温度、湿度、光照、水肥的调控体系,以确保农作物的安全高效生产。规模化是实现产业化经营的条件,实现规模化生产要从扶持专业户入手,以点带面,走互助互利、合资合力、合伙合作的新型农业合作社的道路。专业化生产是提高劳动生产率的重要途径,现代设施农业是以保护地为生产单元,每一个大棚自成体系,每一种农作物无论是蔬菜、瓜果,还是花卉各有其生长特性,对生产条件的要求有所差异,农民对技术的掌控也有一定的难度,因此每个大棚种植一种农作物,实现专业化生产将是最好的选择。 4.严把反季节农产品生产的质量关和安全关 2014年中央一号文件中指出“要把农产品质量安全作为转变农业发展方式、加快现代农业建设的关键环节,用最严谨的标准、最严格的监督、最严厉的处罚、最严肃的问责,确保广大人民群众“舌尖上的安全”。大棚反季节生产要发挥人为可控性较强的特点,严格控制化肥和农药的使用,运用腐熟的农家肥作底肥,用深井中性纯净水和有机液体肥进行滴灌,用物理和生物技术防病防虫,做到无污染、无公害、无激素,形成从大棚生产到餐桌全过程的严管、严控,确保大棚反季节农产品生产的安全,营造一个让民众放心的农产品供给体系。 作者:李桂荣 王婷睿 单位:大连民族学院经济管理学院 农业设施论文:温湿度监测系统用于设施农业论文 1系统设计 1.1基于ARM的嵌入式控制器 嵌入式控制器一般是由ARM9处理器、SDRAM、FLASH、电源及复位模块、人机接口LCD触摸屏及相关外围电路组成。笔者选用的S3C2440处理器,是SAMSUNG公司开发的一款基于ARM9内核的微处理器。S3C2440是基于ARM920T内核,0.13UmComs标准单元和存储单元复合体。它的特点是功耗低、简单、稳定、功能强大、性价比相对高,并且还具有丰富的扩展功能接口,便于构建外围电路,如图3所示。嵌入式控制器作为数据信息收集处理的主节点,通过SPI总线与ZigBee模块通信,用于和无线传感器节点进行数据传输,该ZigBee模块作为ZigBee网络协调器负责整个网络的组建和给加入节点分配地址;嵌入式控制器通过UART串口与GPRS模块通信,用于接入Internet网络实现数据上传web服务器,同时可以接入GSM网络,实现手机信息收发功能。在传感器节点发来的数据存在温湿度异常时,启动报警信号。嵌入式控制器上植入linux操作系统、驱动程序和监控程序,系统启动后依次加载各种驱动程序,并运行监控程序, 1.2基于Internet的远程在线客户访问服务平台 数据管理级远程综合服务平台基于B/S(Browser/Sever),形成所谓前端Browser浏览器、中间层应用程序(Application)、后端数据库(Database)的3层3-Tier结构。主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,用户工作界面是通过www浏览器来实现。实现不同的用户,从各自的所在地点,以各自的接入方式(比如Internet/Intranet,LAN,WAN等)访问和操作共同的数据库。从而简化客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的工作量,节省了用户的总体成本,同时它还能有效地保护数据平台嵌入式控制器软件结构图和管理访问权限,服务器数据库也很安全。 2温湿度监控系统在设施温室的应用 2.1设施蔬菜温室中温湿度监控设备的应用 所选温室为天津应用广泛的温室之一,覆盖范围广,此设备是一套集温湿度为一体的无线网络监控设备,有着监控点分布广泛、实时收发数据的特点,用户可根据自身需要设定收发间隔,可广泛应用在大棚生产、温室生产、特殊环境监测等。即使遇到恶劣天气,信号收发功能也能清楚地接收监控设备的信号,实用性和适用性都符合天津现阶段的要求,在农户应用中口碑很好,而且设备占用空间小,在温室本来就有限的面积内,有着良好的空间优势。操作简单,只要简单培训,农户就可以上手,不需要专业的知识背景,界面人性化设计,可语音报数,提供良好的服务功能。 2.2设施食用菌温室中温湿度监控设备的应用 天津市北辰区下河头食用菌种植专业合作社是以工业化厂房为标准规模的大型食用菌种植基地,主要以生产白灵菇为主,其他食用菌为辅,现占地面积3.3hm2,共建5个大型的工厂化车间。在已开发的温湿度监控器基础上可以增加光照和二氧化碳传感器,实现温室内温度、湿度、光照、二氧化碳、氧气的实时数据在远程电脑端显示,实现温室环境因子监控的阈值报警功能,实现3个温室的统一监测管理平台等实用功能的专业性管理系统。可有效地节约管理资源,提高业务产能,规避操作风险。 3小结与讨论 笔者设计了适用于温室大棚的温湿度监测系统,能够采集大棚中任意位置的温湿度参数,并实时将数据上传到web服务器数据库中;无线传感器节点预留传感器接口,可以接插相应的传感器实现更大范围参数的监测。Web服务器提供用户可以通过Internet网随时查询温室大棚各个参数信息,用户也可以通过手机短信获取温室大棚中的参数信息,实现在任何时刻任何地点对大棚的数据监测。后期将对大棚中参数调节控制方法进行研究,采用增加温度、湿度调节等相关技术,实现农作物的自然催长环境。 作者:王建春 李凤菊 于伟军 张雪飞 单位:天津市农业科学院信息研究所 中国铁通集团有限公司天津分公司 农业设施论文:赤峰市松山区发展设施农业论文 1赤峰市松山区设施农业发展的现状和特点 经过20多年的发展,赤峰市松山区设施农业取得了一定成绩.一是政府重视,群众认识高.党委政府组织干部深入各村组发动群众,提高对发展设施农业的认识,调动了群众的积极性;二是不断扩大规模.每年规划新建园区,有些地区成立农民专业合作社,负责园区建设、生产的管理,园区设计标准比较高,包括道路交通.并规划了建设园区管理办公、物流园等用地;三是各级政府积极扶持.每年财政扶持新建园区的水电路配套,支持现代农业项目,各乡镇也制定相应政策;四是提高建设标准,提高技术服务.为保证松山区设施农业建设质量,政府相关部门组织技术人员完善日光温室的建设标准,在抗压、防寒方面做进一步改进,增强温室抵御灾害的性能.同时确定经验丰富的技术人员专门负责设施农业的规划、设计、建设等技术指导和培训工作,确保建设质量. 2赤峰市松山区设施农业发展存在的不足 赤峰市松山区设施农业虽然经历了较长时间发展,取得了一定的成效,但由于传统农区范围广大,设施农业发展的比例仍显太小.全区耕地面积194万亩,到2012年底,松山区设施农业发展到23万亩,占耕地面积的11.86%.同时,由于多种因素的制约,设施农业的发展仍存在一些不足. 2.1资金仍显短缺,贷款难度较大,各级财政扶持资金规模较小 由于农村经济发展相对落后,农民收入低,自筹能力差,用于棚室建设的自有资金非常有限,加之财政补助资金较少,申请贷款难度大、利息高,仍然制约设施农业的发展. 2.2技术力量薄弱,科技投入不足,服务不到位 发展设施农业,科技是强有力的支撑.设施农业每年都有一定增加,而技术指导的人员不足,虽然一些地区聘请了农民技术员,但不能满足发展的需要.很多地区农民还不能有效掌握养殖和种植技术,仍以传统人工劳作为主,效率低,收入微薄,致富进程缓慢. 2.3设施规模小,水平低 设施农业发展缺乏整体规划,没有形成一定规模.有些地区温室结构简易,土地利用率低,保温、采光效果不好.温室大棚不通电、不通水、道路不畅等问题依然存在,使设施农业产品不能及时向外输送,影响了设施农业持久稳定发展. 2.4市场建设滞后,流通不畅,专业合作社发展滞后 政府虽然扶持建设了一些产地批发市场,但与设施农业发展的需要还有很大的差距.专业合作组织不规范,农民经纪人缺乏有效地组织管理.另外,现有设施农业产品单调,贮藏、保鲜、深加工等环节薄弱,缺乏知名品牌,市场竞争能力不强,对设施农业的纵深发展缺乏足够认识,地区间发展不平衡. 3赤峰市松山区进一步发展设施农业的主要对策 针对赤峰市松山区设施农业发展过程中存在的不足,应进一步开拓思路,集思广益,因地制宜,借鉴先进发达地区经验,使设施农业持续、健康地发展. 3.1进一步加大对发展设施农业的支持力度 设施农业要得到持续、健康和规模发展,就要进一步加大各级政府对发展设施农业政策和资金的扶持.制定优惠政策,扶持设施农业项目,加大资金扶持力度,实行专款专用.充分利用各地综合自然条件,设计切实可行的设施农业发展目标,最大程度地使设施农业规模化发展,整体提高农牧民增产增收水平. 3.2增加科技投入力度 用战略发展的眼光,依靠科学技术来支撑设施农业的长期稳定发展,研究新技术,新材料,提高科技种植技术水平.通过聘请和培训更新专业技术人员的知识,提高服务技能,创新服务手段,各级农业部门和科技人员及时解决农民在建设和生产中的实际问题. 3.3支持市场建设和产品检验检测体系建设 加强市场建设和产品销售方面的建设,新建、扩建和改造产地批发市场.在销售网络建设上,建设赤峰市松山区周边市场及国内市场.加强信息收集,拓宽流通领域.建立产品检验检测中心和检测点,确保农产品质量安全,实行绿色通道制度,使设施农业产品流通顺畅. 3.4建立机制,实行奖励制度 政府拿出一定资金,对设施农业建设取得重大成绩的乡镇、先进单位和先进个人进行重奖,鼓励培育地方名牌名品.如安庆镇甜瓜、太平地镇葡萄、夏家店乡食用菌、穆家营子镇硬果番茄、城子乡甜椒等.实行奖励政策,以鼓励先进,鞭策后进.带动设施农业进一步向规模化、持久化、健康化发展,最大程度地使赤峰市松山区农牧民尽快走上富裕之路。 作者:郭丽 单位:赤峰学院资源与环境科学学院 农业设施论文:市区发展设施农业论文 1.发展初期 从20世纪80年代中期到1995年,在农业部门的指导下,在农业综合开发和金融部门的支持下,赤峰市政府通过不断学习外地经验,引进先进的建造技术和栽培技术,在城市周边和农业综合开发项目区,建设日光温室和大棚,到1995年设施农业面积为0.079万hm2。 2.引导发展期 在1996年,赤峰市委、赤峰市政府成立了菜篮子工作办公室,主抓蔬菜生产,并逐步开始发展以日光温室蔬菜为重点的设施农业建设,每年以0.067万hm2的速度发展,到2003年底,全市设施农业已经发展到0.68万hm2。与此同时,赤峰市宁城县政府在1996年提出“远学寿光、近学凌源、扎扎实实苦干5年发展到0.33万hm2”的口号,发展保护地蔬菜0.33万hm2,走在了全市设施蔬菜发展的前列,但当时建造的科技含量比较低,土打墙体,保温性能较差,冬季只能生产耐寒类的蔬菜。种植茬次主要是早春温室喜温类蔬菜(黄瓜、西红柿)和越冬温室耐寒类蔬菜(韭菜、芹菜)。尽管如此,种植户的效益还是很可观的。由于种植效益的拉动,部分制种户开始转向商品椒生产,到目前为止,松山区城子乡已形成了近千公顷规模的商品椒生产基地。 内蒙古自治区党委书记储波于2003年来赤峰市调研时强调指出,赤峰市农业发展要想办法变被动抗旱为主动防灾。当年11月份,市委常委会研究2014年第5期(总第154期)(GeneralSerialNo.154)No.5Sept.2014农业研究与应用AGRICULTURALRESEARCHANDAPPLICATION57决定到“十一五”期末,发展设施农业4万hm2,把设施农业作为主动防灾的重要措施来抓,从此,赤峰市的设施农业进入快速发展期。2.4高速发展期2007年,赤峰市大部分地区从3月初到7月上旬基本没有有效降雨,全市140万hm2耕地,46.67万hm2没有播种或播种后未出苗。内蒙古自治区党委书记储波和主席杨晶等主要领导于7月16日前来视察,赤峰市委、市政府做了关于将每年0.4万hm2设施农业的建设目标提高到0.67万hm2,到2010年达到4.67万hm2,到2015年达到6.67万hm2的工作汇报,得到储波书记的充分肯定和鼓励。杨晶主席在讲话中承诺,把每年支持赤峰市设施农业的1000万元资金额度提高到5000万元,连续支持4年,这样,赤峰市和旗县区财政每年配套5000万元,赤峰市的设施农业进入了高速发展期。“十一五”时期,赤峰市设施农业发展取得长足进步,实现历史性突破,“十二五”时期,赤峰市政府将继续坚持以每年0.67万hm2的速度推进设施农业建设,并对老化旧棚进行改造,全力打造绿色、有机蔬菜基地,大力发展设施蔬菜和露地蔬菜,扩大蔬菜生产规模。 3赤峰市发展设施农业的优势 随着社会的发展,人民的经济收入和生活水品不断提高,人们不但注重蔬菜的种植面积和产量,更要求高的栽培技术水平,设施农业作为生产种类多、品质优,并能周年均衡供应蔬菜产品的新兴产业迅速发展壮大,成为促进农村经济发展、增加农民收入的胜利军,经济效益和社会效益十分显著。赤峰市拥有发展设施农业的有利条件。 3.1自然气候和地理条件 3.1.1光照充足 赤峰市地处北纬41°17′~45°24′,年日照时数为2700~3100h。夏季日照时数可长达12~14h,日照百分率多数地区为65%~70%,特别是冬春季节,阴雪天气很少,阳光充足,是赤峰得天独厚的优越条件,非常适宜温室生产。 3.1.2土地资源丰富、水资源短缺赤峰市地貌属山地丘陵区,中低山和丘陵约占土地总面积的73.3%。全市耕地面积103.33万hm2,农业是赤峰市的基础产业,农业人口比内蒙古自治区各盟市平均人口高15.5%。山坡丘陵地区粮食产量不稳,靠天收,有时甚至无法耕种,如果配套水电,在山坡地建日光温室,变坡耕地为高效农业,是增加农民收入的捷径。 3.2地理位置和区位优势 赤峰市位于蒙、冀、辽三省交界处,区位优势明显,交通条件便利。它居于东北、华北两大经济区之间,是连接关内外的重要通道。赤峰市境内有8条国省公路干线与市外相通,最近几年又修建了赤通高速、赤大高速、省际大通道、赤朝高速和赤承高速,交通四通八达,为产品的运输提供了方便条件。 3.3生产环境 赤峰市南部的7个旗县区均没有重工业,没有废气、废水、废渣的排除,属无三废污染区,适合发展设施农业。只要在生产过程中严格按无公害蔬菜生产标准执行,就完全可以实现无公害蔬菜生产,为创造无公害品牌提供了最基本的条件。 3.4市场条件 赤峰市拟建设蒙东最大的蔬菜生产销售集散地。南部地区以宁城县、松山区为中心,北部以翁牛特旗为中心继续大力推进设施农业发展,同时,在城镇近郊区生态环境条件良好、周边无污染源、交通便利、土层深厚肥沃、排灌便利的地块,逐渐形成蔬菜生产标准园区,到2015年,赤峰市设施蔬菜总面积达到6.67万hm2,全市蔬菜产量达到800万t以上。 4赤峰市发展设施农业的重要性 近年来,设施农业成为赤峰市农牧业经济发展的一大亮点,在农业人口比重大的赤峰市大力发展设施农业,意义重大。 4.1能有效规避自然灾害 从赤峰气象灾害特点分析,发展设施农业能有效规避自然灾害。赤峰市气象灾害频繁,如干旱、低温、霜冻、大风、寒潮、暴雨、冰雹、白灾、冷雨等,有的年年发生,有的几年交替出现。其中干旱是影响农业生产最主要的灾害,几乎是“十年九旱”,农业生产得不到保障。通过发展设施农业,人工建造保护农作物生长的生态环境,可有效规避多种自然灾害,增强农业生产的稳定性,对于确保农民收入的提高具有非常重要的意义。 4.2是发展现代农业建设新农村的重要举措 从发展现代农业、建设社会主义新农村的角度分析,发展设施农业是一项重要措施。设施农业通过汇集土地、资金、技术和劳动力,形成了以资金、技术和劳动力密集为主要特征的集约高效性产业。这不仅成为吸纳农民就业的重要载体,也成为农民增收致富的重要途径,还可有效地增强农业综合生产能力,促进农业产业结构的调整,是社会主义新农村建设的产业支撑。到2015年,预计赤峰市50%的农村劳动力将参与到设施农业这项产业。 4.3是解决就业、调整农业产业结构的良好途径 从充分利用农村剩余劳动力资源、增加农民的收入分析,发展设施农业是解决就业、调整农业产业结构的良好途径。赤峰市总人口460万,其中农牧业人口340万。多以大田作物种植、粗放式经营为主。每年只有4个多月从事生产劳动,随着农业机械的广泛普及应用,越来越多的农民仅仅有短暂数月从事农事劳作,其余时间闲暇无事,收入很低。设施农业属劳动密集型、高效型产业,能有效地解决了剩余劳力就业和大幅度提高农民收益。4.4是发展地方经济的良好动力从产业化经营水平稳步提升,农畜产品质量安全水平不断提高考虑,发展设施农业是顺应地方经济发展的良好动力。赤峰市龙头企业规模不断扩大,全市拥有部级龙头企业4家,内蒙古自治区级龙头企业43家,市级龙头企业57家;全市年销售收入百万元以上的农牧业产业化加工企业达到726家,年交易额500万元以上的农牧业产业化流通企业达到148家,入驻年销售收入百万元以上加工企业98家;产业化种养基地快速发展,市级以上龙头企业自建种植基地2.6万hm2,初步形成扶龙头、建基地、带农户的产业化发展格局;产业化组织大量涌现,发展各类农牧民专业合作经济组织2661个,产业化经营带动农牧户达64万户,占全市农牧户总数的67%;全市建设无公害蔬菜生产示范园区6处,无公害蔬菜标准化生产基地6.50万hm2,无公害蔬菜总产量达到32.21亿kg。有11家企业45个产品有效使用绿色食品标志,12家企业67个产品获得有机食品证书,并成功打造了3个中国驰名商标,18个内蒙古自治区著名商标和60个赤峰知名商标,有5个农产品获地理标志登记保护。建议赤峰市政府充分发挥农业生产和市场调教作用,利用赤峰市发展设施农业的相关优势和现有的设施建设基础,创新模式,扩建规模,引导设施农业向规模化、标准化、品牌化、园区化方向发展,实现赤峰市设施农业的健康、稳定和可持续发展。 作者:曹磊 孙德欣 白晓雷 张晓荣 张晓梅 单位:赤峰市农牧科学研究院 农业设施论文:机械发展设施农业论文 1设施农业发展现状 在这几年设施农业发展中,江北区因地制宜、科学规划,加大了设施大棚项目建设的补贴,近5年补贴的设施大棚项目资金超过1000万元。各类现场会、培训会全面多样,有效地提升了农民建设设施大棚的热情。 2存在的主要问题 2.1设施结构简易 科技水平提高空间大主要表现为设施结构简易,大棚面积占全区耕地面积不到15%,大棚中80%以上是简易大棚,环境控制能力差,生产管理很大程度上还依靠经验,与标准化生产管理的要求还相差甚远。 2.2设施规模偏小 经营效益有待进一步提高近年来,土地约束性不断增强,发展起来的设施农业大多分散零星,全区66.7hm2以上规模经营只有2家,13.3~66.7hm2规模经营不足20家,相比于其他县(市、区),人才和资本的集聚度不够,难以形成规模优势,产业化发展和经营效益提高受到制约。 2.3配套机具缺少 机械化发展缺乏方向设施农业机械的配套水平不高,机械化作业水平低,除部分小型耕种机械近两年大面积推广外,其他配套机具推广应用起步晚,有些机具研制还是空白。机械化水平低是制约设施农业机械化、自动化、智能化发展的“瓶颈”。 2.4专业人才缺乏 运行管理水平有待进一步提高设施农业是多种技术在农业生产中的综合应用,其运作管理对生产者提出了较高要求,从环境运作的合理控制、先进新型农机具的操作等方面来看,江北区设施农业的运行管理水平与高产、优质、安全、高效的要求还有很大的差距,运行管理水平亟待提高。 3“十二五”期间江北区设施农业发展的对策 3.1树立目标 江北区地处城郊,设施农业发展有其独特的地缘优势,设施农业生产需向设施结构标准化、温室建设大型化、作业管理机械化、环境监测自动化等方向跨越式发展。可以根据当地的自然条件、栽培制度、资源情况等因素,设计出适合本地条件,能充分利用现有资源环境优势的一种至数种标准型温室,温室大棚建设逐渐向大型化发展,建筑构件由工厂进行专业化配套生产,大型日光温室内部温度稳定,日温差小,便于机械化作业,相对造价低;耕整地、育苗、嫁接、移栽、节水灌溉和施肥、植保及卷帘等环节,都需用机械作业,提高生产效率,发挥科技支撑农业发展的最大潜能;推广并应用温室环境监测系统,自动监测不同时间或不同条件下的温度、湿度及光照,用人工或机械定时、定量地进行调节,保证设施环境中达到最适合作物生长发育的条件。调研后发现,全区潜在需建设的设施大棚、玻璃温室基地有25个左右,其中:葡萄等水果基地占12个,蝴蝶兰、兰花等花卉基地5个,铁皮枫斗、红豆杉等苗木基地4个,甲鱼、娃娃鱼等水产养殖基地4个。 3.2加大扶持 (1)增加设施农业配套补助 完善设施农业补贴配套,在国家、市补贴基础上,对设施大棚、玻璃温室建设成本配套补助比例达50%,其中区级配套20%以内。耕整地、育苗、嫁接、移栽、节水灌溉和施肥、植保及卷帘等设施配套农业机械,区级补贴资金按照国家、市补贴总额上浮10%~15%。 (2)扩大设施农业保险范围 建立设施农业补贴与农业保险捆绑机制。补贴总额在50万元以上的设施项目,2年内必须参加农业保险,从第3年开始,区级财政每年配套补助50%的设施保险金额。 (3)开展设施农业示范评比活动 从设施农业的经营效益、运营管理、维修保养等方面制定合理的评比标准,聘请专家组对申请的设施农业示范基地进行评定,计划每年评比示范基地1个、示范点3个,适当补助;对连续2年评比达到示范点及以上的设施主体,区级财政再额外给予30%的农业保险投保额。 (4)建立设施农业“带头人”奖励机制 每年按照区级设施农业建设要求,以街道(镇)农机管理人员、村干部为主体,评比出2~3个设施农业建设“带头人”,每人给予适当的奖励。 3.3规范管理设施 农业管理归口不一,宁波市绝大部分存在多头管理现象,农业设施的建设和技术管理依附于各个部门,没有明确归属,造成设施农业发展规划思路不清晰,技术管理不统一,扶持政策落实不一致,工作合力难以形成。应探索成立设施装备建设办公室,由农机牵头,农业、林业、水产、畜牧等部门相配合,对设施农业进行统一管理。打造设施农业示范基地和示范点,按照“设计合理、技术先进、效益上佳”的原则,建立若干不同地区、类型、规模和技术内容的示范型温室大棚,通过基地的示范、辐射,带动设施推广应用。 3.4信息引导目前 有的农户还习惯于传统条件下的农业耕种模式,对先进的设施农业的前景、效益持怀疑态度,投入信心不足;有的虽然有发展愿望,但对动辄投资上万的设施建设心存顾虑,同时也缺乏必要的生产技术和管理经验,对种植养殖业的前景把握不住。为此,要通过新闻媒体宣传、现场演示、技术培训等多种途径,以基地示范为先导,以具体事例为依据,进一步宣传设施农业发展政策和大棚应用技术。 作者:赵海军 罗建国 单位:宁波市江北区农林水利局 农业设施论文:园艺产业可持续发展设施农业论文 1园艺工程对我国设施农业发展的影响 1.1使得设施农业结构调整更为完善 在传统的农业生产结构中,农业生产中主要是根据季节来进行播种,受气候影响比较大。园艺工程的运用大大改善了这种窘境,园艺工程的运用中主要有运用温室大棚技术以及相关的配套设施,不仅为园艺产品的生长提供了合适的温度及充足的养料,而且使农产品的种类也大大增加,极大地促进了农业的发展。 1.2能够节约土地等稀有资源 随着我国经济的发展,城市化进程也逐步加快,城市居民的消费需求也日益多样化。在追求经济发展的同时,也要注重生态环境的保护,发展设施农业园艺工程能够充分利用土地资源,利用有限的土地资源生产出更多种类的产品,从而实现可持续发展。 1.3使得农业的发展扩产增效 设施农业园艺工程的开展是我国农业现代化发展的必然趋势,这项工程的开展能够形成一定的模式,从而能够充分发挥农作物潜能,实现我国农产品产量的升级,能够促进我国农业生产的现代化。 1.4能够保证园艺产业与农业的有效融合发展 在我国的农业生产发展过程中,离不开现代的科学技术的支持。发展设施农业园艺工程能够在一定程度上培养出高产、优质的产品,主要是市场发展为目标,充分利用科学技术,为满足生产发展的多样化需求,开展各项工程,例如种子的种植以及环境设施控制等工程。 2设施农业园艺工程现状 2.1没有形成规模化发展 在我国的设施农业园艺工程中,一般多采用塑料大棚的方式进行生产,虽然在一定程度上能够起到保温的作用,但是很难对农业植物进行加温,因而这种生产方式没有形成一定的规模。 2.2科技含量不高 发展设施农业园艺工程中,栽培技术一般采用的是传统的方式,缺少现代的科学技术的应用,没有进行一定的量化,也无法满足园艺发展的正常需求,因而科技含量不高。 2.3生产的雷同性和盲目性较高 对于我国的园艺工程的发展并没有因地制宜,没有结合当地的实际情况来进行,一般都是采用高科技示范园区来进行区域化发展,因而具有一定的雷同性,对园艺工程的科学化概念缺乏一定的理解。 3破解设施农业园艺工程中问题的策略 3.1因地制宜,支持优良品种生产 设施农业园艺工程的因地制宜要注意两点:一是要根据农业生产的地域选择种植,根据该地域独特的地形地貌,以及气候条件选择合适的专业化区域进行农业生产;二是因地制宜还要求选择合适的生产品种,该品种适应该地区各方面生产要求,在保证生产的前提下从而提高产品的产量。 3.2发展特色设施农业园艺 对于我国设施农业园艺工程的发展来说,一是需要园艺管理者结合我国国情进行生产,大力培育具有特色的农业产品,建立健全我国农业发展体系;二是需要政府对农业生产提供大力支持与服务,确保农业规范发展。 3.3加大科技投入 近年来国家加大力度提高我国科技的发展,科学技术是第一生产力,而设施农业园艺工程作为一项相关的科学研究工作,更应该加以重视。解决我国的设施农业园艺工程中出现的问题,要积极组织专业的团队进行科研成果的探讨,同时要将深入调查的结果与当地的农业生产结合起来。 3.4尽量克服生产的盲目性 随着设施农业园艺工程建设的不断发展,出现的问题也不断增多。一是设施园艺事业出现盲目性,造成了引进设备不能很好地适用于当地的农业生产,要求管理者能深入调查发展;二是市场信息传递不及时,导致农业生产各方面生产信息传递偏差,从而难以提高产品生产质量,这就要求市场能够及时传递。 3.5注重设施园艺工程的人才培养 设施园艺工程是我国农业发展中的一个重要组成部分,随着我国对农业技术方面重视程度的不断增加,设施园艺工程的发展也不断地进步。然而,与发达国家相比,我国的设施园艺工程的发展还有一定的差距,科学技术方面的竞争,归根结底是人才的竞争,因而当前设施园艺工程中的主要任务是要注重人才的培养,加强设施园艺方面知识的培训,从而保证农业发展更加科学与专业化。 4结语 总的来说,园艺工程是现代农业技术人员应该研究和注意的问题,它对农业的现代化发展起到非常重要的作用对农业的健康持续发展能起到很好地推动作用。 作者:韦军斌 单位:凯里市龙场镇农业服务中心 农业设施论文:采取激励方法的设施农业论文 1存在的问题 1)温室弃管、小区闲置、土地租金滞缴、经营效益低下、银信部门贷款无法回收等直接现实问题十分突出 间接问题是承包者交不上土地租金、拖欠农民工工资引发的上访;乡镇财政支付的巨额土地租金问题;乡镇干部顶替借贷问题、部分小区缺水问题,部分水管路施工质量问题等。 2)缺少有干劲的农户或真正干点事业的大户,缺少有较高素质农民工 当前比较先进的温室技术,我们都已经应用80%以上,生产技术已经成熟,但缺少真正把设施农业当作一项产业,脚踏实地、勤恳劳作的人。农民懒惰性较强,年轻人眼里根本没有“农”字,不想从事设施农业。凡是农户自家独立经营的温室,自己都管理的很好,效益平均都在350~400元/m,因为那是自己的事,是一家人的主要经济来源。经营大户(面积都在3000m以上),由于靠雇佣人员经营,效益并不理想。因雇佣者按天或按月取酬,从上班熬到下班完事,技术人员让我干啥,我就干啥,他们不是为了多出效益,而是少干活,多挣钱。 3)大多数经营大户老板自己缺少技术,无法真正指导生产 设施农业是资金、技术、劳动密集型产业。大户老板自己没有生产技术,无法安排生产,无法指导生产,只靠雇佣的一些技术人员指导,顾此失彼。我经常深入小区指导,告诉农户白天干活,晚上看书(白天干活实践,晚上学习理论),用学到的理论指导实践。一个生产周期下来,生产要点完全掌握,下一个生产周期再细化每个环节。1~2年完全掌握了生产技术。 4)大户再生产资金严重不足 每个小区的经营大户,投入的资金(包括补贴资金、贷款)大多数用于温室建设、土地租金、贷款利息等。有的设施大户一大茬或两茬下来除去各种费用、地租所剩无几,无法按时偿还贷款及利息,再生产资金严重不足。 2发展建议及对策 1)对于因再生产资金不足(不拖欠地租、雇工工资的、政府免地租)弃管闲置小区,建议通过更换承包人、整体出售或分租形式,让想干的或有劳动能力但生活较贫困的农户经营;对因灾害造成棚体坍塌(无资金恢复)弃管闲置小区,建议上级给予解决资金;对因套取补贴、贷款(具诈骗性质的)而弃管闲置的小区,建议坚决收回或复垦。 2)建议采取扶贫开发方式,由乡镇政府利用扶贫开发资金将弃管闲置温室修缮后承包给贫困户或通过资金扶持贫困户自己修缮,由贫困农户经营并承担土地资金。 3)建议采取激励机制(贴息、免息、贷款延期等)对经营不善的龙头企业或大户将温室转租或承包、出售给当地农户经营。 4)建议国家惠农补贴资金向设施农业倾斜。 5)建议集中力量培植扶持一批有优势、有特色、前景好的设施生产骨干龙头企业和生产大户,发挥其对产业的带动作用。 作者:刘向辉 单位:建平县马场镇农业服务站 农业设施论文:设施农业机械论文 1设施农业机械的主要类型 1.1耕作机械 设施农业耕作机械是针对大棚或温室等特殊环境的专业装备。耕作机械由于作业环境特殊,会出现小型化和多功能等特点,设施农业耕作机械会提高大棚和温室的耕作效率,并且能够实现大面积耕作,是设施农业机械中基础型装备。 1.2灌溉与施肥机械 温室和大棚在农作物种植过程中如果采用传统的灌溉与施肥方式,将会造成效率下降、工作量提高、水资源浪费严重、肥力保持困难等问题,严重影响设施农业的生产。设施农业灌溉机械可以采用喷灌、滴灌、微灌等设备,实现效率提升和水资源的节约;设施农业施肥机械可以根据农作物需要,采用机械化的方式对农作物进行恰当好处的施肥,有利于实现肥力的保持,进而控制设施农业的成本。 1.3加温设备 北方冬季必须采用加温设备来实现对大棚和温室温度的提高和保持,传统的水暖和火龙加热成本高、能效低,不利于设施农业的生产。当前,设施农业机械行业设计和生产出燃煤热风设备。该设备通过低损耗的热能交换,大幅度提升热工效率,提高大棚和温室内的温度,达到对设施农业成本的有效控制,在确保设施农业经济效益的同时,有利于设施农业加温设备的大面积推广。 1.4烟雾机械 烟雾机械可以提高温室和大棚内的湿度,并且可以利用静电作用实现常温的烟雾弥散,其优点在于能够形成弥散均匀空气胶体,在添加适宜的农药后可以利用烟雾机械达到对温室和大棚内部病虫害的防治效果。 2设施农业机械的现状与不足 当前我国设施农业机械行业已经取得了巨大的成就,设施农业机械从无到有,具备了适应设施农业发展和农业机械市场进步的能力,并且已经形成了一系列的技术标准,指导着设施农业机械行业向更为深入而广阔的领域发展。同时,设施农业机械产业也已经初具规模,并正在发展与壮大,为设施农业的不断进步提供机械和科技方面的支撑。但设施农业机械行业也应该看到存在的不足,与发达国家相比设施农业机械行业整体发展水平还很低,加工工艺落后,新技术、新材料的开发应用不足,设施农业机械生产效率低等问题依然存在,这不利于设施农业机械产业的发展。 3设施农业机械的发展趋势 3.1设施农业机械的小型化 当前设施农业机械行业应该主要开发以电力为动力的小型多功能作业主机及配套机具,能完成深耕、悬耕、中耕、除草、施肥、起垄、灌溉等作业,适合一家一户使用,也可多家轮流使用。 3.2植保机械的研发 设施农业机械研究应该针对日光温室、单栋大棚和小型连栋温室进行植保机械研发。主要开发喷药机械、施肥机械、小型采摘及运输机械。 3.3苗木移植机械的研发 移栽是设施农业的重点,当前应该主要进行苗木移栽机器人或机械手的开发,这可以实现工厂化育苗温室内高效率地苗木移植,并可以提高移植的成活率。 3.4新能源应用研发 风能、太阳能是新型的绿色能源,设施农业机械产业应该利用技术与装备的研发,将风能、太阳能转化为电能,从而节省大量能源。 4结语 综上所述,设施农业机械是当前实现农业现代化的重点设备,要从设计、生产和使用等环节展开对设施农业机械的应用型研讨,对于设施农业机械的发展现状和存在问题做到全面掌握,使设施农业机械存在的技术、设计问题得以有效地解决,并形成对设施农业机械发展方向的有效把握,为设施农业机械自动化和现代化目标的实现提供一个稳定的技术、装备和体系上的基础,让设施农业机械更能发挥出对农业发展的价值。 作者:郝晓玲 李明金 吴家安 张成亮 崔波 单位:哈尔滨市农业科学院 农业设施论文:地区农机化拓展诌议 作者:吴红军 刘成宝 单位:康平县海洲乡农机站 康平县农机推广站 实施设施农业机械化的效益分析 推广部门非常重视设施农业机械所带来的经济效益。为此,县农机局专门抽调人员对两家子乡、郝官屯镇、西关乡、方家镇等乡镇的设施农业大棚进行调查。调查结果显示,大棚的迅猛发展为农业机械化的推广提供了条件,而设施农业机械化的应用对作物的增产增效具有重要作用。1)减轻劳动强度,降低成本,提高收益。用人工揭放百米大棚的草帘需要2h以上的时间,而用自动卷帘机操作仅需12min,可节约2h的时间,这也意味着大棚可以增加2h的光照时间,进而可使大棚温度提高3~5℃,保证设施农产品提前上市5~7d,每棚可增加收入1500元左右。另外,与人工相比,使用微耕机耕翻可节约17.5h/次,节省开支38元。2)有效提高应对自然灾害的能力。大棚自动卷帘机能大大提高卷帘速度,可以有效预防严酷气候对农作物的突然侵害,降低自然灾害的风险。2010年12月和2011年1月,康平县遭遇了五十年一遇的大风降温天气,但安装了自动卷帘机的大棚无一受损。3)加快设施农业产业化、规模化发展。人工管理大棚的劳动强度大,尽管经济效益良好,但仍不可避免地制约了设施农业的集约化、规模化发展。使用自动卷帘机、微型耕作机等设施农业机械后,每户可以轻松地管理5个大棚,促进了设施农业规模化、产业化的发展。 康平县设施农业机械化发展中存在的问题 设施农业带来的可观效益使康平县的设施农业发展迅猛,但全县的自动卷帘机仅有1500套,不到温室总棚数的20%,缺口较大。机械化发展程度不均衡。由于部分机械价格过高、群众对机械化的看法和认识程度不一等原因,设施农业机械的推广主要集中在起步较早的西关乡、方家镇、两家子乡等乡镇,其他乡镇发展缓慢。机械操作培训相对滞后。部分群众缺乏操作知识,因使用不当造成机械损坏和人员伤亡的现象时有发生。机械化整体水平低,没有形成系列化配套的设施农业机械。目前,全县需要小型园田耕作机(微耕机)、卷帘机、温室加热器、温室滴灌设备、种子催芽机、机械通风装置、烟雾机、臭氧灭菌机和育苗机等多种设备,而目前主要推广使用的仅为卷帘机和微耕机,二氧化碳增施机和臭氧灭菌机尚在推广示范阶段,育苗机等还没有引进。设施农业先期投资较大。一些群众有意从事设施农业产业开发,但由于缺少启动资金和购机能力,只能望机兴叹。 加快康平县设施农业机械化发展的建议 成立县设施农业机械科技攻关领导小组,在抓好现有机械推广的基础上,结合农民生产的多样化需求,充分整合县农机系统的科研人员力量,依托先进生产企业,加大先进适用、高效节能农机的研发、推广力度,做到群众需要什么,就研发推广什么,促使更多的农机产品服务于设施农业。加强示范区建设。在提升现有示范区建设水平的基础上,根据不同地区、不同农民的需求,争取更多的中央、省、市示范项目,建设更多的设施农业机械化示范点,组织好机械装备的选型、试验、熟化工作,使其在先进设施、机具、技术的推广应用中发挥示范带动作用。加大招商引资力度。根据康平县农民对设施农业机械化的需求日益增长的情况,农机部门要坚持以农机补贴政策为杠杆,以“百日千名干部大招商”为契机,采取“外引内联”的办法,加强与机械生产厂家、经销企业的联系,积极引进客商来康平县发展。同时,鼓励农业机械制造和销售企业通过兼并、重组的办法联合起来,打造产业“航母”,提高市场竞争力。另外,要加大争取资金和项目的力度。积极争取农机具购置补贴,提高设施农业机械的补贴比例,让农民群众在购置农机方面得到更多实惠。加强与金融信贷机构的联系沟通,开展农业机械购置抵押贷款业务,提高农民购机、用机的积极性。加强部门间的协调配合。相关职能部门应互相配合,形成以农机部门为推广主体,设施农业、农技、金融和乡镇密切配合的长效联动运行机制,切实抓好设施农业机械的推广工作,为农业现代化建设增添新亮点,为农民增收做出新贡献。 农业设施论文:循环设施农业发展论文 1设施农业秸秆增温主要技术与装备 秸秆热风炉是近年来新发展起来的设施农业增温关键装备。其中以山西农机新技术服务中心研制的5LJS型秸秆热风炉最具有代表性。该设备以各种农作物秸秆为燃料,通过高效燃烧,在引风机的作用下,加热后的洁净空气被输送至温室内,加热温室内空气,提升温室整体温度,达到作物生长的需求温度,促进作物增产增收。该设备外形设计成传统的圆柱形,结合秸秆的物理特性,内部采用多级复式换热结构以及双配风燃烧结构,使得燃烧充分,换热效率达到87%以上。整机热输出功率设计成57kW,满足一个标准亩的加温需求。5LJS型秸秆热风炉具有以下几个优点:利用农村废弃秸秆替代价格高昂的煤气油电,降低了用户的使用成本;利用直接加热空气进行能量传递,替代传统的水暖、气暖加热方式中昂贵笨重的管路及散热器件;利用适宜秸秆燃烧的燃烧方式和炉膛结构,满足秸秆的高效燃烧;利用高效安全的换热结构和装置,提高炉体的整机热效率;利用调温器输出的热风应在不损失功率的前提条件下实现功能可调,实现了日光温室的低成本高性能增温保温,成为目前燃油、燃气、燃煤等加热装置的替代产品,最终使该产品成为我国设施农业发展的关键装备。应用5LJS型秸秆热风炉的经济效益、社会效益较为显著。应用该设备可日加温约4~6h,平均温升6℃~9℃,室内温度可达15℃~23℃。每座日光温室每年可节约燃料费2400~4000元,增产30%,增加作物经济收入6000元。同时实现每1hm2秸秆增收900元,提高了农业产出率,实现了农业资源的循环利用。 2设施农业秸秆反应堆增温增肥增产技术 2.1秸秆生物反应堆技术原理及分类 秸秆生物反应堆技术是近年来逐步发展起来的一项微生物有机栽培理论和技术。利用秸秆在微生物菌种、净化剂等的作用下,定向转化成植物生长所需的二氧化碳、热量、抗病孢子、酶、有机养料和无机养料,进而实现作物高产、优质和有机生产。以山东省秸秆生物工程技术研究中心为代表的秸秆生物反应堆的设备主要有内置式、外置式、内外结合式3种。内置式反应堆的原理是将秸秆开沟埋入地下,通过缓慢发酵分解,改善土壤理化性状,释放二氧化碳,并提高地温;适宜的时间是秋季、冬季和早春。外置式反应堆原理是将秸秆集中堆放发酵,产生大量的连续不断的二氧化碳、抗病生物孢子和具有丰富营养的浸出液,通过管道将发酵反应产生的二氧化碳、浸出液和反应堆残渣供给作物生长需要,促进作物增产提质;适宜时间是早春、夏季和晚秋。 2.2秸秆生物反应堆技术操作要领以内置式反应堆为例,其建设步骤及技术要点为秸秆预处理、开沟铺秸秆、接种菌种、覆土浇水、整垄、打孔和定植。 2.2.1秸秆预处理菌种用量90~120kg/hm2。将菌种和麦麸按1∶20配料,拌匀后加水,干湿度以用手握住滴水为准,避光透气发酵,堆积厚度15cm左右,4~5h后可以使用。如果当天使用不完,应放于室内或阴凉处,降温防热,第2天可继续使用,一般存放时间不宜超过3天。秸秆用量75000~90000kg/hm2。 2.2.2开沟铺秸秆开宽度为60cm或80cm,深度为20~25cm,长度与行长相等的矩形沟槽,开挖土壤按等量分放沟两边。开沟完毕后,在沟内铺放农作物秸秆。依据下整上碎结构原则,底部铺放整秸秆,上部放碎软秸秆。厚度为25~30cm,在沟的两头分别露出10~15cm秸秆茬,以便氧气进入。 2.2.3撒菌种覆土打孔每沟用处理后的菌种6kg,均匀撒在秸秆上,并用锨轻拍1遍,使菌种与秸秆均匀接触。将沟两边的土回填于秸秆上,覆土厚度为20~25cm,形成种植垄,并将垄面整平。浇水以湿透秸秆为宜,隔3~4天后,将垄面找平,秸秆上面的土层厚度应保持在20cm左右。在垄上用12#~14#钢筋(一般长度为80~100cm,并在顶端焊接一个T型把)打3行孔,行距25~30cm,孔距20cm,孔深以穿透秸秆层为准,以利氧气进入、促进秸秆发酵。 2.3秸秆反应堆技术要点及效益 技术要点:①“三足”,即秸秆用量要足、菌种用量要足、第1次浇水要足。②“一露”,即内置沟两端秸秆要露出头10cm。③“三不宜”,即开沟不宜过深、覆土不宜过厚、打孔不宜过晚。技术效益主要表现为:秸秆生物反应堆技术可使地温提高2℃~6℃,农作物提前上市4~10天,病虫害程度明显降低,有机改良土壤显著提高,二氧化碳含量提高2~4倍,增产20%~30%,增收超过40%,真正是一项节本增效的循环农业新技术。 3设施农业秸秆沼气增温增肥增产技术 3.1秸秆沼气原理及工艺 秸秆沼气技术是在传统畜禽粪便沼气技术上发展起来的一项新兴秸秆高效利用技术,是利用微生物菌在厌氧条件下使秸秆分解产生沼气以及含有丰富营养值的沼液与沼渣的过程。它与上述秸秆生物反应堆技术的相同点是针对于秸秆的微生物反应;不同点是秸秆生物反应堆是好氧反应,而秸秆沼气是厌氧反应。山西农机新技术服务中心研究的秸秆沼气技术有2项技术创新。一是采用空气压力输料装置、沼液高压射流压浮技术、秸秆水解液化、交替式酸化等预处理工艺和太阳能互补增温技术;二是采用虚拟参数化控制管理平台,解决了秸秆预处理、秸秆大浓度、大颗粒输送、复合交替式酸化厌氧发酵新工艺以及参数化管理等问题,使秸秆沼气技术成为当前农村生态建设、循环设施农业发展、秸秆资源规模化利用的关键产品。本套设备由秸秆堆沤发酵单元、一级水酸化单元、复合厌氧酸调节单元暨空气正负上料输料单元、厌氧发酵单元以及沼气贮气输气、沼渣沼液处理单元和沼气燃烧单元组成。其中沼气燃烧单元内置于设施温室大棚中,沼气燃烧时产生二氧化碳作为气肥提供给农作物,促进其生长,同时沼气燃烧时散发的热量能够提升温室内的温度。沼渣沼液经过好氧处理后作为作物生长的有机肥撒施与温室内,实现了秸秆的完全利用。据统计,长期施用沼肥的土壤有机质含量为2.17%、全氮量为0.08%、密度为1.189g/cm3、孔隙度为55%,与施用无机肥的土壤相比,有机质、全氮、孔隙度分别增加0.8%、0.018%、6.3%,密度则下降0.199g/cm3。 3.2秸秆沼气技术要求及效益 3.2.1秸秆沼气技术要求①对秸秆进行预处理,严防有农药等化学品混入。②严格监控秸秆厌氧发酵的反应过程,提高秸秆的产气率。③在沼渣、沼液入池前,要对其进行好氧处理,提高作物的吸收率。④沼气的燃烧需严格控制,以提高设施农业生产的安全性。 3.2.2秸秆沼气设备技术效益秸秆沼气燃烧技术可使地温显著提高3℃~7℃,农作物提前5~12天上市,病虫害程度明显降低,有机改良土壤显著提高,二氧化碳含量提高4~6倍,增产20%~30%,增收超过40%,真正是一项节本增效的循环农业新技术。 4加快推进秸秆综合利用技术在建设循环设施农业中应用的建议 将现代循环设施农业与秸秆综合利用技术结合起来,是符合可持续发展的一种战略模式,对于实现农业循环经济,建设资源节约型、环境友好型社会,具有十分重要的意义。 4.1统一认识提高新技术新装备与设施农业的协同发展大力开展循环设施农业产业发展的宣传力度,统一并提高广大人民群众对新技术新装备的认识以及接受能力,夯实循环设施农业发展基础,引导社会各界共同参与循环设施农业新技术新装备的推广应用。 4.2形成多元化投入机制多方投入资金加大对秸秆综合利用的财政补贴支持,是推进秸秆综合利用快速发展的关键。在各级财政补贴农民购买农机的同时,广泛吸纳社会资金和民间资本投入,以加大对秸秆综合利用和循环设施农业经济发展的资金支持。 4.3搞好试验示范大力推进秸秆综合利用新技术产业化积极开展秸秆的综合利用新技术开发与研究,以点带面开展新技术新装备的试验示范,逐步形成促进循环设施农业发展的秸秆利用技术新体系,建立自觉节约和利用秸秆资源和保护环境的机制。 4.4因地制宜推广适用的设施农业配套技术与设备重点组织开发和示范推广有普遍推广意义的设施农业配套技术与机械设备,提供必需的技术服务和市场信息。示范推广的秸秆综合利用新技术,要让农民学得会、用得起、有效益,从而推动现代设施农业与秸秆综合利用技术协调发展。 作者:王曦单位:山西农机新技术服务中心 农业设施论文:设施农业中农业机械论文 1设施农业 所谓设施农业,是在遵循自然条件的基础上,可以对作物所处的环境进行控制,通过工程技术和人工技术,改变自然提供的光温条件和降水条件,为动植物的生长提供最优环境,使动植物全天生长,增加生长时间,缩短生长周期,实现动植物高效生产的先进农业生产方式。我国是人口大国,人均耕地面积仅占世界人均面积40%,因此,发展设施农业是解决我国因人多地少而导致粮食问题的重要办法。21世纪以来,我国的设施农业面积占世界总面积85%以上。设施农业的优秀设施是环境安全型温室、环境安全性菇房、环境安全型畜禽舍,其关键技术是最大限度利用吸收太阳能的覆盖材料。当前我国设施农业有95%以上采用聚烯烃大棚,这样能够将太阳光中无用的光波转化成光合作用所需要的光波,合理控制温室大棚的温差,调节大棚温度,适宜动植物生长,在高温季节能够降温防止苔藓类植物生长,寒冷季节能够增温保暖,也能够达到防尘作用。设施农业有两个农业种类,一是设施园艺,二是设施养殖。设施园艺又称为设施栽培,指在生长季节或者地区不适合种植园艺作物的土地,利用连栋温室、塑料大棚、养殖棚等设施,人为控制农作物生长环境,用于培育高产优质的花卉、蔬菜、水果等园艺作物。该园艺培养的农作物绿色无污染,是人类最健康的食用品。当前食品问题层出不穷,人们对当前食品安全问题十分重视,这就使环境安全型温室成为生产无毒园艺作物的优秀设施,是今后设施农业发展的重点工程。 2农业机械 在种植业、畜牧业和农产品、乳畜业初级加工过程中,使用的各种机械就是农业机械,也就是指用于农业、渔业、林业、畜牧业生产加工的所有机械都是农业机械。因此,农业机械包括动力机械、农田机械、种植机械、耕作土地机械、施肥机械、灌溉农田机械、农产品运输机械等。农业上推广使用农业机械能够提高农业生产力,增加作物产量,发展农业经济。 3分析设施农业中农业机械化的应用 3.1大棚卷帘机 大棚卷帘机又称卷帘机,是温室大棚实现保温作用的“保温被”,实现大棚草帘自动卷放的机械设备。卷帘机根据动力来源分为电动卷帘机和手动卷帘机,根据安置大棚位置分为前式卷帘机和后式卷帘机。在设施农业中常用电动前(后)卷帘机,由于卷帘机选用五轴全钢壳,提高了其抗磨性,延长了使用寿命。卷帘机应用于设施农业极大推动了农业机械化的发展,同时,为设施农业提供全自动控制管理温度的设备,为动植物提供最优环境。伴随着大棚卷帘机的广泛使用,也出现因操作卷帘机不当的意外事故,为此国家农机推广中心推广宣传遥控式卷帘机,避免发生意外事故。 3.2温控设备 动植物生产和生长阶段需要适宜的温度,设备农业中可以通过大棚卷帘机、开窗机械以及覆盖层来控制温度。但在冬季严寒夏季酷暑的北方地区,需要采用温控设备协调其他设备控制大棚温度。在实际农业生产中多采用提高温度的设施,尤其是在北方,设施农业广泛使用温控设备,利用温控技术,全自动调温。 3.3大棚湿度控制器 温湿度控制器可以检测环境的湿度,调节环境湿度值。使用该系统用户通过操作装置,设置一定的湿度值,并在操作装置上以数字的形式显示测量的温度值和设定的温度值。当检测到湿度值高于上限设定的湿度值,会自动开启排风循环扇以此降低室内的湿度,使湿度恢复到设定的湿度值。如果湿度低于设定的湿度值系统将自动开启湿机增加,以此温室的湿度,直到室内湿度值达到设定的湿度值。 3.4农业运输机械 农业生产过程中,农业运输的工作量占总工作量较大比重,因此提高农业运输工作效率可以提高农业生产率。农业生产中需要运输物料和成品,由于其种类繁多、数量巨大、形状不一,这就要求运输机械有特殊的结构和功能。例如:农作物秸秆、动物饲料、地表草被等这些物体的共同特征是质量轻、体积大且形状不一,该类物料可以采用小型运输车,每吨载重量占用装载溶积为4m3-6m3。相比该类物料,质量较重和体积较小的水泥、土料、化肥等选用每吨载重量占用装载容积为0.5m3-0.8m3。在运输中需要根据运输物品特点决定运输机械。 4结语 设施农业实现农业现代化,农业机械在设施农业中能够提高生产量,集中管理,环保节能,增加农业经济,弥补传统农业的不足,成为今后农业发展重点项目。 作者:徐少强单位:辽宁省昌图县八面城镇农业技术综合服务站 农业设施论文:设施农业土壤生态环境论文 1.设施农业土壤生态环境存在的问题 1.1土壤物理性质变差 设施农业土壤在经过种植一段时间后,土壤的团粒结构被破坏,土壤容重变小,熟化程度不断提高,但同时土壤中的非活性孔隙比例降低,因此土壤容易出现板结现象,透气性和透水性均在不同程度上降低,并且随着种植年限的增加这样的问题也在不断加剧。 1.2土壤化学性质变差 设施农业对于化肥的大量使用使得土壤化学性质不断变差,主要体现在以下几个方面:第一,土壤酸化严重。氮肥的大量使用以及土壤化肥利用率低下等问题使得大量未被吸收的肥料进入到土壤中,导致土壤中硝酸盐含量大幅增加,土壤pH值呈现下降趋势,即土壤的酸性特征越来越明显,在种植季节由于农作物的吸收使得土壤pH值得以在一定范围内得到增加,但在轮作间隙土壤pH值又明显降低,从总体上来说,随着设施农业种植期限的不断增加,土壤酸化的程度就越严重。第二,土壤养分失衡现象日益明显。设施农业土壤中的有机质、全氮、磷的含量较高,但中量和微量元素相对缺乏,因此表现为养分极度失衡。不利于农作物的生长。不同弄作为对土壤养分的需求不同,然而由于农民对于土壤科学施肥的认识程度不足,导致氮肥、磷肥的施入量很大,而钾肥的量却很小,在一些对钾肥需求较高的农作物种植过程中就会出现氮肥和磷肥的大量富集,这种养分失衡的现象对农作物的生理产生不利影响。第三,土壤次生盐渍化严重。设施农业土壤由于长期处于覆盖状态,土壤与外界环境接触较少,缺少雨水的淋溶作用,与露天土壤相比,其蒸发程度较高,再加上人工施肥过程中大量肥料未被吸收进入到土壤中,使得土壤中盐分浓度不断增高,并且随着使用年限的增加次生盐渍化程度越来越高。 1.3土壤中有害微生物数量增加 设施农业的土壤的环境温度较高、湿度较大,给各种微生物的繁殖提供了良好的环境,由于农民对土壤缺乏科学的管理,例如消毒不及时、病害隔离消除不当等使得土壤中的有害细菌、真菌得以大量繁殖,通过土壤的传播使得很多植株被感染,影响农作物的质量和产量。 2.改善设施农业土壤生态环境的相关对策 2.1加强农业综合调控 2.1.1科学轮作 在同一片土壤上将不同生长习性的农作物进行轮作,可以使土壤中的养分在轮作过程中被充分、平衡吸收,因此有利于保证土壤养分的均衡。例如,可以实行粮食作物与蔬菜的轮作方式,使土壤中的氮、磷、钾等大量元素被充分利用,降低其在土壤中的富集,亦可实行水旱轮作,利用水的稀释作用平衡土壤的酸碱度,促进土壤中微生物群落的调节,降低土传病害的发生几率。 2.1.2合理施肥 杜绝盲目施肥,在对土壤施肥之前首先要对土壤进行化验,根据土壤自身成分特点以及所栽培农作物的生长习性选择所施肥料的品种,并且要以农家肥等有机肥料为主,无机肥料为辅,提高微肥的施用量,增加土壤中有机物质的含量,并且尽可能降低土壤中无机盐的含量,在满足农作物生长需要的前提下提高农作物的抗逆能力。另外还要对施肥方法进行改良,应当秉承少量多次的原则,并综合多种施肥方式,如底肥、口肥和叶面肥等,促进肥料被农作物利用的效率,减少其在土壤中的积累。 2.1.3合理灌溉 当前设施农业土壤中水分的迁移方向主要为地下向地表的移动,缺少雨水的淋溶,为此,应当对设施农业实施合理的灌溉,通过人工的灌溉过程使土壤表层的水分增加,改善土壤水循环,并且有利于稀释和带走土壤中多余的盐分,尤其对于次生盐渍化严重的设施农业土壤来说,灌溉时要力求浇透,以提升效果。在轮作间隙或农闲时,可将覆盖物去掉,充分利用自然雨水的冲刷来改善土壤的生态环境。 2.2工程措施 2.2.1土壤改良 在设施农业土壤经历长时间使用后,为改善土壤酸化问题和降低土壤有害微生物的数量,可采取有效措施对土壤进行改良。例如,可通过向土壤中施入生石灰等弱碱性改良剂的方式中和土壤中的酸性物质,使土壤pH值趋于平衡,再者,可通过低温冷冻、高温消毒、药剂熏蒸等方式对土壤进行消毒处理,对有害微生物进行有效杀灭。 2.2.2埋设暗管 在地表以下40-60cm的深度分层埋设暗管,在浇水后土壤中的盐分随着土壤的毛细孔洞进入到暗管中,随着水流不断排出,达到降低土壤盐分富集的效果。据研究表明,通过埋设暗管的方式可以达到80%的多余盐分排出,因此能有效保证土壤的生态环境处于良好状态。 2.2.3换填客土 在设施农业生产中,不可避免地有一些土壤次生盐渍化严重而导致无法种植或不适宜继续使用的情况,此时可以采用客土交换原土的方式对土壤进行改良,土层交换厚度根据原土的状况不同一般可为5-15cm。 3.结束语 综上所述,为促进我国设施农业的可持续发展,解决我国设施农业土壤生态环境存在的问题已经迫在眉睫,在实际工作中可根据当前设施农业土壤的状况制定科学、合理的对策,促进我国设施农业又快又好的发展。 作者:鲍金凤单位:大庆市大同区大同镇人民政府
绿色化工论文:绿色化学化工学的论文 1绿色化学化工的发展现状及优点 绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。 2绿色化学化工产品的发展研究 即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。 2.1加大宣传力度,转变生产方式 虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。 2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新 绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。 2.3重视人才培养 在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化 文秘站: 3结语 随着经济的发展,环境问题日益凸显,为了保护环境,维护生态平衡,各国都在致力于开发和研究新型能源。绿色化学化工行业是未来化工行业发展的主体方向,因此我国要抓住机遇,培养创新型人才,加大对绿色化工行业的投入,力争在未来的绿色化学化工行业中占有一席之地。 绿色化工论文:石油化工企业绿色节能技术论文 一、绿色环保技术在石油化工企业中的应用 1.化学反应的绿色化 化学反应的绿色化是指在相关的制备和反应过程中做到“零排放”。而传统意义上的“零排放”是指反应物经过催化作用以及一系列的反应完全转化成为所需的物质,从而实现百分之百的转化率。其实这样一种概念是十分难达到的,尽管已经有许多先进的技术和手段达到了近乎“零排放”的标准和要求,但想实现真正意义上的转化率为百分之百还是存在着困难的。近些年来随着相关学者的研究不断深入,许多新的技术也应运而生,将传统意义上的“零排放”转变了概念,意为在尽量满足较高的转化率的情况下,将得到的副产物也直接经过下一反应步骤并转化成为环境友好的物质进行排出或是进一步加以利用。这种新型的转化思想也将原本无用或是对环境存在着威胁和污染的物质“变废为宝”,让副产物成为能够被人们所利用的原料物质。这类技术的研发不仅仅是改善了环境污染的问题,还一定程度上节约了能源,可以称得上是真正的绿色环保、节约能源的技术手段。 2.产品的绿色化 之所以要强调化工产品的绿色化,是因为石油化工类的产品在我们的日常生活中实在是太普遍了,不得不承认的是石油化工类的产品的的确确改变了我们的生活,给生活带来许多方便和优越,但相对于这些有利之处来说,其对于我们生活环境的污染也是不容小觑的。比如,我们生活中最普遍的洗涤用品,过去我们常用的洗衣粉中都是含磷的,而这些含磷的洗衣粉在溶于水之后随着生活污水一同被排到江河湖海中,造成了赤潮,给自然环境与生态平衡带来了相当大的影响,因此,近些年来人们逐渐对此问题开始重视起来,研发了不含磷的洗涤剂,从根本上杜绝这种环境污染问题。同时,还有许多常见的石油化工类污染就每天在我们身边发生,比如汽车使用的汽油以及柴油。由于人们生活水平越来越高,对于汽油和柴油的需求量也越来越大。近些年来我国对于汽车能源的开发上也格外关注,低硫低碳、环境友好的配方和技术逐步成熟起来;另外,我国还在不断开发太阳能汽车、以及新能源汽车等等,另外,对于交通工具的能源上,我们国家还大力推崇使用电能的汽车。 二、节能技术在石油化工企业中的应用 最初,人们为了追求高效率的生产以及最大程度上提升经济效益,不断研发一些节能技术,而近些年来,由于能源枯竭的问题日益严重起来,有越来越多的专业人员和学者们都投身于节能技术的开发和研究,不仅仅是从经济利益角度出发,更重要的是能够节约能源,实现人类经济和自然的可持续发展。目前,在石油化工行业中较为常见的一种节能技术为变频调节技术。在石油化工企业中,耗费能源最大的就是电动机,包括泵类以及风机等等。因此,想实现石油化工企业的节能化应该从根本上减少电动机的耗能。而变频调节技术正是针对于电动机的一种有效的技能技术改革。变频调节技术的根本原理是通过控制方案与实际负荷相互之间的匹配,在控制的过程中实现阀门阻力的降低,从而提高系统的效率,以此来实现对于泵类以及风机的科学化、节能化控制。这种控制技术可以根据石油化工企业的生产过程中的实际需要,按照生产要求以及计算选型,并且全面参考产品方案的调整以及原料的调整,科学地控制各项指标和参数,降低企业的电能耗费以及设备磨损等等方面的耗费,实现成本上的节约以及能源上的节约,不论对于企业自身长远地发展还是对于能源方面的可持续发展都是具有着重要的意义和价值的。 三、结语 近些年来,随着环境污染的严重化以及能源枯竭的威胁,人们对于石油化工企业生产过程中的绿色节能技术也越来越重视。目前,针对生产过程中环境污染问题进行改善的方法有许多,包括对于原料的绿色化、反应过程的绿色化以及产品的绿色化等等,另外,对于石油化工企业能源的节约也有许多先进技术,本文以变频调节技术为例进行了简单的介绍,还有更多的发展空间等待着开发和研究。 作者:轩烨 赤俊祥 单位:天津普莱化工技术有限公司 绿色化工论文:化学工程工艺中绿色化工技术论文 1绿色化工技术 绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。 2绿色化工技术的开发 2.1原料的选用 绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。 2.2无毒害催化剂的选用 在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。 3绿色化工技术在化学工业中的应用 3.1清洁生产技术 清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。 3.2生物技术 生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。 3.3生产环境友好型产品 环境友好产品,指在产品的整个生命周期内对环境友好的产品,也称为环境无害化产品或低公害产品。它包括低毒涂料、节水、节能设备、生态纺织服装、无污染建筑装饰材料、可降解塑料包装材料、低排放污染物的汽车、摩托车、绿色食品、有机食品等。这些产品的生产工艺都要应用绿色化工技术,从而在生产过程中降低能耗、节约资源。总之,传统化工行业,为我们创造了丰富的物质基础和能源,但是化工产品在生产过程中的残余物,有毒有害物质等环境污染问题也日益显现。而今我国大力提倡开发绿色化工,并把它作为一项长期发展的基本国策,可见其对整个化工产业及环保事业的重要性。其中,绿色化工技术的开发和应用能大大的减少化工产品生产加工过程中的负面影响,从而真正实现绿色环保,节能减排等目的,是当今化学工业发展的重要环节。 作者:井博勋 单位:天津市化工设计院 绿色化工论文:绿色化学化工学论文 1绿色化学化工的发展现状及优点 绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。 2绿色化学化工产品的发展研究 即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。 2.1加大宣传力度,转变生产方式 虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。 2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新 绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。 2.3重视人才培养 在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化学化工的相关学科课程,供感兴趣的学生进行学习。化学化工产业应该制定严格的培训体系,对相关从业人员进行培训,从而保障这一新兴产业的可持续发展。 3结语 随着经济的发展,环境问题日益凸显,为了保护环境,维护生态平衡,各国都在致力于开发和研究新型能源。绿色化学化工行业是未来化工行业发展的主体方向,因此我国要抓住机遇,培养创新型人才,加大对绿色化工行业的投入,力争在未来的绿色化学化工行业中占有一席之地。 作者:王城 单位:哈尔滨师范大学化学化工学院 绿色化工论文:绿色理念下的化工技术论文 1校企联合在理论教学中的绿色化工教育 1.1开设“绿色化学”课程,邀请校外专家及技术人员进行专题讲座。 我校还聘请校外专家及企业技术人员进行专题讲座,介绍化工前沿性知识,回答学生的提问,与学生进行直面交流,学生的视野得到了开阔。如把模拟化学的数值运算与计算机化学的逻辑运算结合起来进行“分子的理性设计”,完全顺应目前倍受化学界重视和倡导的绿色化学的思想,使化学成为与生态环境协调发展的、更高境界的化学。在进行绿色化工工艺和技术的过程中,借助于量子化学计算的结果,可以更为精确地选择底物分子、催化剂、溶剂以及反应途径,这样可通过尽可能少的实验达到预期目标,大大减少了实验次数,从根本上减少了原料的消耗,对环境污染的排放也相应减少。再者反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。微波反应器、膜分离技术及膜催化集成反应器、超声波萃取传质等等前沿知识的介绍使学生对绿色化工、绿色分离、集成过程等概念有所了解,开阔了学生的思路,激发了学生的求知欲。 1.2重视案例教学,增强学生对绿色化工的感性认识。 专业授课教师通过案例中采用绿色工艺,实行清洁生产增强学生的感性认识。而且针对具体工艺流程中存在的问题及对不同工艺路线和流程的技术经济评价让学生了解该工艺的发展状况和绿色工艺的应用。如氢气是一种高效而无污染的理想能源,制取氢气的方法很多,有①电解法:2H2O2H2+O2;②甲烷转化法:CH4+H2OCO+3H2;③水煤气法:C+H2OCO+H2;④碳氢化合物热裂法:CH4C+2H2;⑤设法将太阳能聚焦产生高温使水分解:2H2O2H2+O2;⑥寻求高效催化剂使水分解产生氢气。在上述方法中第五种方法设法将太阳能聚焦产生高温使水分解是可行且有发展前途的方法。因为太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源,且该反应没有废弃物,不会对环境造成污染;第六种方法寻求高效催化剂使水分解产生氢气也是可行且有发展前途的方法。通过采用催化剂降低了反应活化能,提高了反应速率,降低了反应温度、操作压力,简化了流程。在大规模生产中,这种效应无论从环境影响方面还是从经济影响方面都是非常重要的。再比如,甲基丙烯酸甲酯是一种重要的化工原料,主要用作合成有机玻璃的单体,也用于制造其它树脂、塑料、涂料、黏合剂、润滑剂。其传统合成工艺为丙酮-氰醇法,即:甲基丙烯酸甲酯传统合成反应中使用剧毒原料氢氰酸,污染严重,设备腐蚀严重,而且合成路线长,原子利用率低。美国Shell公司开发的新路线不用剧毒物质,原料价格低,利用钯催化剂反应一步完成,产品收率高,原子利用率高,经济效益、环境效益均好。 1.3教学方法多样化,教学手段现代化。 绿色化学理念倡导教学方法多样化,教学手段现代化[3]。我校努力将现代教育方法融入课堂教学中,如幻灯片投影、多媒体教学课件、音频视频资料等等。化工教学中常常涉及到一些具体的工程设备、工艺流程、设备原理等,传统的教学方法是采用板书、挂图和实物微缩教具来进行讲解,只能演示设备静态,讲授过程枯燥,不生动。现利用现代教育方法集图、文、声、像和三维动画为一体的特性,提高学生学习兴趣及学习的积极性。并且课后教师积极引导学生充分利用网络资源和网络手段拓宽知识面,吸引学生主动求知。 2校企联合在实践教学中渗透绿色化工意识 2.1改进化学实验项目,多开展微型实验、串联实验。化学教师在设计实验内容时应强化绿色化学意识,并把注重环境保护的理念渗透到实验教学中[4,5],舍弃或减少毒性大、危险性大、对环境污染及三废后 处理困难的实验项目,尽可能多地选择低毒、污染小且后处理容易的实验项目,注重开设宣传绿色环保的实验项目[4]。如我们在有机化学实验中开设了从茶叶中提取咖啡碱、从元宝枫种壳中提取单宁等绿色技术实验,这些实验原料是天然的,提取溶剂是无毒的,并且可以回收利用,废渣无公害且可以用作肥料;如综合实验项目“从海带中提取海藻酸”,其传统方法是盐酸-甲醛提取法,我们改用木瓜蛋白酶作催化剂,超声波提取。这样不但大大缩短提取时间,提出率从30%提高到90%以上,而且工艺简单,无污染。微型化学实验的优越性主要表现在试剂与辅助材料用量、水电消耗量大大减少,从而降低实验成本,而且爆炸、燃烧、中毒等事故发生的可能性相应减少,提高了实验的安全性。又由于产生的“三废”量少,极大地减少了对环境的污染。如综合实验项目“海藻接枝丙烯腈制备高吸水性树脂的研究”,其所用单体丙烯腈不但价格贵,而且有毒,而采用微型实验后,不但经济而且减少了污染。串联实验是指通过调整实验顺序,使一个实验的产物成为下一个实验的原料。如双酚A的合成实验产品可作为环氧树脂实验的原料,乙酰苯胺实验的产品可作为磺胺类药物实验的原料。 2.2选用先进仪器和技术进行实验,利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验。 先进检测手段包括红外、紫外光谱,气相、液相色谱,电镜扫描,X-衍射等。选用较先进的实验仪器,不但减少了试剂用量,减轻了环境污染,同时也增加了实验操作难度,有利于培养学生严谨的科学态度、规范化的操作技能,有利于提高实验课的质量。如化工原理课程中的吸收实验,其测量气体吸收量的经典方法是酸碱滴定法,因此,实验气体往往只能选用氨气,致使实验过程产生大量废液并且实验环境恶劣。但改用气相色谱法测定气体吸收量后,实验气体可用CO2代替氨气,这既改善了实验环境,又使测量速度加快、测量精度大大提高,且使学生接触到先进环保的检测方法。一些常规、传统的化学实验消耗较多的试剂、药品和水,尤其是一些实验所用试剂药品较贵、有毒、有害或不安全,这时采用计算机多媒体系统进行实验仿真就很有意义,如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化等。采用计算机仿真实验既能使学生学会实验方法,又避免了对人体和环境造成的伤害[4,5]。 2.3利用大学生创新实验及毕业设计渗透绿色理念 大学生创新性实验及毕业设计旨在探索并建立以问题和课题为优秀的教学模式,激发大学生的创新思维和创新意识,逐渐掌握思考问题、解决问题的方法[6]。指导教师首先必须有强烈的绿色意识,在设计课题时多注重向学生渗透绿色理念。如课题“海藻农用节水剂的制备及性能研究”,海藻是可再生性资源,储量相当丰富,而且海藻类植物中含有丰富的微量元素、氨基酸、维生素、胡萝卜素、矿物质等,极易被植物吸收。用海藻制得的保水剂不但能锁住土壤中的水分,改良土壤,提高果蔬品质,而且该保水剂能被降解,对环境无污染。又如课题“Ag@AgCl-壳聚糖/OREC/TiO2微球光催化降解有机污染物的研究”,原料是可再生的,成本低、可降解,制备的复合膜对有机污染物有吸附及光催化降解协同作用,该研究在解决医药、食品、化工企业废水处理方面有重要意义。学生在这种课题研究方式中增长了知识,开阔了眼界,培养了绿色环境意识及环保理念。 2.4校企联合在学生见习、实习过程中渗透绿色理念 见习、实习环节使学生在掌握专业理论知识的基础上,进一步了解化工行业的实际生产过程,对现代化工生产企业的生产和管理模式有一个较为全面的认识,让理论知识和实际生产相结合,提升学生独立分析和解决化工生产实际问题的能力。见习、实习是学生迈向化工行业工作前的重要的锻炼[2]。因此,学校和企业积极联手,结合企业生产实际,对学生进行绿色化工教育。如学生在长庆石油公司实习时,亲身感受到清洁生产、绿色工艺带来的好处:该公司投建硫回收系统工艺用于废物处理,它既避免了废物直接排放对环境造成污染,又回收到硫磺,创造了巨大经济效益;学生在长庆石油公司及兴平化工厂还参观了污水生化处理工艺。污水生化处理是利用微生物的代谢作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的CO2、水以及富含有机物的生物污泥,多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。污水生化处理相对于化学处理废水降解污染物更彻底,运行费用较低,基本上不产生“二次污染”。企业技术人员也通过自已企业实施清洁生产后获得的利益向学生宣传绿色化工的重要性。如通过实施清洁生产促进企业整体素质的提高;降低产品成本,提高竞争能力;同时,企业的环境好、无污染、不扰民,使企业具有一个良好的社会形象,增加了消费者对企业产品的信任度;改善了职工的生产操作条件乃至生活环境,减轻了对职工身心健康的影响。 3结束语 绿色化工是降低传统化工所造成的环境污染的最有效手段,学生是未来化工行业的主力军,需要高校与企业联手加强对学生绿色化工意识的培养,这也是素质教育的一项重要内容,是培养学生对社会及未来责任感的一项重要举措。当然,我们的校企合作在不少方面也有不如人意的方面,如合作关系多停留在表层,还不够深入,合作关系脆弱、具有不对等性。总之,校企合作工作任重而道远,需要政府、企业、学校的不断探索和实践。只有大家共同努力,培养学生保护环境、实施绿色化工的意识,我国化工工业才能健康、稳定、可持续发展。 作者:杨连利黄怡张卫红单位:咸阳师范学院化学与化工学院 绿色化工论文:绿色环境化工教学研究 摘要:化工技术的进步,促进了人类经济及社会快速发展,但同时给环境造成了不可逆转的破坏。通过化学方法对环境治理的过程中,改善环境质量和保护人体健康等各个方面,化学虽然发挥重要作用,却不可避免地会产生二次污染.目前的环境化工教育如能在教学过程中倡导绿色环保理念,渗透环保教育,提高大家的环保意识,可以改善人类的环境质量和保护人体健康。做到全过程控制模式取代传统的终端污染控制模式,就可以从源头上减少污染,为环境保护和治理奠定扎实的基础。 关键词:环境化工;教育;绿色;全过程控制;终端污染控制;污染 化学工程技术在环境污染治理中的应用可称为环境化工。环境治理技术主要包括生物法和各种物理化学法,这些方法是基于化学工程的基本单元操作实现的,这些单元操作可称之为环境化工技术,是化学工程技术在环境污染治理中的应用[1-2]。如何在大学环境化工这门课程中,引导学生的绿色、环保意识并作为实践者及力行者推进环境化工教学的改革。我们需要从根本上解决化工与环境之间的冲突,即要经济发展,又不能以人类的健康、环境的污染、社会的发展为代价。我们将从以下四个方面来着手解决。 一、教学与实际相结合,在教学中培养学生的环保意识 大学阶段专业知识的学习非常重要,但树立正确有人生观及世界观是十分必要的。目前环境的污染已经十分严重,首先让学生明确化工生产的环保意识,可以逐步改变化工生产的落后思想,改变生产过程带来的污染。学生在毕业后会将自己所学的专业知识,运用到实际工作中,每一个学生都会为推动社会的进步、环境的改善进自己的绵薄之力,社会终将向越来越好的方向发展。在课程中引入典型案例。如酸雨的形成就是人类破坏环境的一个很好的例证。酸雨是指PH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质如二氧化硫及大量的氮硫化合物与下落过程中的雨雪相结合就形成了酸雨。酸雨的危害是有目共睹的[3-5],一是导致土壤的酸化,加速土壤中矿物质元素的流失,使土地变得贫瘠,大大影响森林及农作物的生长甚至造成树木及庄稼的枯死。二是酸雨会破坏建筑材料,作用于非金属建筑表面硬化造成水泥溶解,损坏建筑物及在建筑物表面形成黑壳。三是诱发植物病虫害,对农作物的收成造成大幅度的减产。四是对河流水质的污染,水质酸化,对人类饮用水造成不可逆转的破坏。对水生动物植物的生成造成破坏,减少及绝迹。五是酸雨通过污染人类必需的水、农作物及建筑,最终危害人类的身体健康。可让同学们寻找形成酸雨的来源,通过调查分析,得出最终的结论:一是工业生产过程中使用的燃料燃烧。二是某些有色金属的冶炼。三是化工生产。四是交通运输产生的汽车尾气中大量的氮氧化合物。五是居民生活用燃烧煤炭产生的二氧化硫。最后通过课堂讨论,如何在生产环节防止及减少二氧化硫的污染?这也是我们学习的最终目的。如何实现全过程污染控制而不是最终的污染处理。学生们提出了改进燃煤技术,对燃煤进行脱硫,或是将产生的二氧化硫制成硫酸。还有的同学提出了开发新能源,太阳能、风能、核能等代替污染重的传统能源。通过引导学生分析酸雨的危害、形成,最终总结了合理的环境治理方式,改变传统的书本知识的灌输,更好地激发学生的学习热情,提高学生的综合素养。 二、倡导化工生产的全过程控制模式取代传统的终端污染控制模式 环境化工本质上是在研究如何控制污染的化学机制和解决化学生产中的工艺技术的一门学科[6-7]。过去环境化工的关注点是终端污染的控制及治理的化学研究,目前也取得了一定的效果。但目前这种方法只能治标不能治本,只能对被污染的环境进行治理,减少污染物排放,但是没有从源头上解决污染的排放及产生环境污染的问题。随着人们对于环境、水资源、生存所需物资的无毒、无害、绿色、环保要求,对污染预防及清洁生产的认识也逐步提高。因此在化工生产过程中,如何实现全过程控件污染最少量的全过程生产控制模式,取代传统的生产过程中的终端污染控制模式。如何能做到污染全过程控制模式,首先需要优化生产工艺路线,在生产过程中的中间体尽量无毒无害、副产物尽量的少或是没有。其次对生产过程的副产物及排放物的再次循环及利用,这样做或许生产成本会大于过去传统终端污染控制模式,对于环境却是节约了大量的治理成本,还可以给人类一个适合子孙后代生存的干净空间。 三、环境化工教育与化学发展相合 环境化工的发展离不开化学的进步,目前化学的迅猛发展,是促使环境化工的需要不断更新知识,环境化工就是同具体环境相结合,以治理环境为己任[9]。研究并跟上化学知识的发展,是环境化工教学的重要任务。生物化学、分子生物学、生物无机化学、新型有机合成化学、检测领域的分析化学等都发展推动了化工的进步,同时也向敞开的环境带来未知的污染。学生们需要了解化学的发展,懂得新领域领理论,参与到本质的化学优秀内容,才能得以控制环境的治理。比如现在热门的分析检测领域,需要检测人们日常生活及工业产品的有毒有害物质,为人们的生活提供了安全保障。但是日常检测工作中却产生大量的废水、废气、废的有机试剂。如何能从源头掌控化学污染并与环境化工相结合?这就需要学生学习更多的基础理论知识,将化学与环境化工相互结合、相互交叉、相互促进。丰富环境化工学生的知识面,加强环境化工教学的深度是教育的意义所在。 四、教学与实践相结合 学习的最终目的是实践,以目前污染重的三废:废水、废气、固体废弃物为主要研究对象[10-11],让学生深入工厂实习。以全程控制代替最终治理为理念,进行调查如何改进工厂三废的治理。学生们提出了改进生产工艺,提高产率,减少副产物的产生,如何促使化工生产变成环境友好类生产。对于工业废水提出了按生产过程,在明确知道废水中所含物质后,探索合理的提纯方案,进行提纯处理,即可以净化水质,又可以变废为宝。对于废气,加入纯化装置,如可以循环利用,可以减少废气排放量。如不可以循环利用,必须要净化后放可排入大气。对于废渣,目前已形成了“一业为主,多种经营”,对于钢渣、硅锰渣、铬渣等目前有成熟利用技术,只要公司可以保证生产出的废渣不再次转移,进行多种经营,化生产废渣为下一生产过程的原料,真正做到了环境友好化生产。 五、结束语 环境化工的兴起和发展,为人类保护、改善环境提供了化学方面的依据[12]。通过教学时对学生环保意识的培养,用全过程控制模式取代传统的终遄污染控制模式,如能在生产中引入全程控制,对环境、人类的持久发展,必将起到长治久安的影响。 作者:李阳雪 邹晓新 秦传玉 邹东雷 董招君 单位:吉林大学地下水资源环境教育部重点实验室 吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室 绿色化工论文:化学工艺中的绿色化工技术分析 随着我国经济社会的快速发展,人们越来越关注环境保护问题,这也是制约我国经济发展中重要影响因素。在新时期的经济社会发展中,环境污染问题已经影响到人们的日常工作和生活,其中,化学工业中的污染问题尤为突出,应该引起各方面的关注。所以,化工领域中的绿色化工技术发展具有十分广阔的前景,应该在各个层面予以充分重视,以保障化工产业的长期稳定发展[1,2]。总体来看,通过利用绿色化工技术,能够改善传统化工产业中所引发的环境污染问题,这点对于人类社会的长期发展具有至关重要的作用。所以,应该结合新时期的技术发展需求,重视化工领域中的绿色化工技术的研究工作,特别是相对应的理论以及实践方面的工作。 1绿色化工技术概述 在化工领域中的绿色化工技术具有非常重要的作用,通过实施绿色化工技术,能有效保证化工生产对环境问题所造成的污染情况,希望能够进一步提升化工技术创新,通过合理的工艺技术的进步,有效控制化学原料中废弃物所带给环境的危害。所以,应该充分重视有毒的废弃物的排放问题,充分利用好废弃物资源回收技术,保证资源利用效率的进一步提升,根据规范标准,通过对污染物的排放严格控制,以充分发挥绿色化学工业技术的优势。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓 2.1化学催化剂选取 分析化工领域中的具体生产,化学催化剂则具有广泛的用处,也是化工领域中不可或缺的,能明显提升化工产生效率。与此同时,也不可避免会造成大量的有毒废弃物的排放,会造成周边环境的不可替代的危害情况存在。所以,在相应的绿色化工技术研发过程中,应该重点落实如何进行无毒无害化学催化剂的开发,并在此基础上,充分有效控制好各种有毒废弃物的排放工作[3,4]。另外,还应该结合项目的要求,做好催化剂的选取工作,一般情况下,首选毒性小、危害程度低的催化剂,保证化工工业的绿色发展。结合现阶段的化工产业发展趋势,针对无毒害催化剂研发已经取得一定的进展,比如,针对烷基化固相催化剂来说,这种无毒害的催化剂,并没有造成环境的实际污染问题,应该在合适的项目中进行推广应用。另外主要指出一点,针对无毒害化学催化剂的研发工作,应根据相关规定标准要求,严格控制好废弃物排放量,并重视排放的废弃物循环问题,进一步提升资源的有效利用率。 2.2化学原料选取 对于绿色化工技术中的化学原料部分,也应该引起足够的重视,并从根本的污染源方面进行严格控制,保证环境污染问题得到一定程度的解决。当前,绿色无污染化工原料的研发过程中,还存在一定的不足之处,依然会造成大量的污染物在生产中产生,出现一定的环境污染问题。所以,应该结合项目实际需求,尽量选择毒性小或者无毒的原材料,尽量不添加化学药剂。比如,比较好的材料包括天然农作物、天然植物等方面。随着化工工业的深入发展,应该从环保的角度考虑,尽可能放弃有毒害的材料的使用,而大力推广无污染、无毒害的原材料,从源头上尽量降低环境污染的问题,也有利于无毒害材料进一步推广使用。 2.3化学反应选择性深化 在研发绿色化工技术时,还应该重视化学反应选择性方面的问题,能提升化学生成物的提取的效率,使其能够符合相关的环境标准要求,进一步降低化工生产的成本,保证满足提升资源利用效率的预期要求。比如,我们经常把烃类选择性氧化物应用在石油化工领域中,主要是考虑到化学反应中极易氧化性的特征,这就会造成生成物存在严重的损害和浸染的可能。所以,应该进一步深化化学反应选择性的工作,避免出现损坏生成物的反应条件,从而符合化工绿色生产的要求,有效解决环境污染难题。 3化学工程工艺中的绿色化工技术应用 3.1清洁生产技术应用 应充分发挥清洁生产技术的优势,其不仅在废弃物处理、海水淡化以及冶金方面具有较为广泛的应用,由于不存在毒害反应,这样自然也没有污染物的产生。比如,具体的海水淡化处理中,利用此技术进行海水淡化,能够有效提炼出海水中的盐分或其他,能满足日常生活的需求,并且在整体的应用环节中,清洁生产技术并不会出现污染环境的问题,没有任何的潜在危害情况。 3.2生物技术的应用 针对生物化工技术的发展特点,利用生物技术的优势能够获得很好的效果。一般来说,膜化学技术具有较为广泛的应用范围,并获得良好的效果。利用生物技术,能充分利用好可再生资源,并将其转变为有价值的化学品。充分利用酶的成分的催化剂作用,能够保证反应速度的加快,控制选择得当则不会出现污染废弃物的问题,具有相对温和的特性,对于化工产业的发展具有重要意义。传统的化学生产中,原料大都选择动植物内部的有机原料,在逐步发展中,才逐渐使用了自然中的煤炭和石油等资源。 3.3环境友好型产品应用 考虑到人们日常生活中的环境问题,应充分重视环境对于人们生活的影响,所以,在各个方面对于环境有着更为苛刻的要求。对于环境友好型产品来说,则是在日益严重的环境污染背景下,提出有效控制措施。考虑到传统化石类的煤炭、石油等资源的应用,资源消耗中带给了大气的严重污染问题,引发人们身体健康的严重危害性,所以,应该积极开展新型环保产品的研发,这也是符合人们日益增强的环保意识的需求。比如,以酒精的生产为例,主要是利用天然甘蔗为主的原料,能够通过技术发展生成新型乙醇汽油,实现汽油替代,具有一定的应用范围。在越来越多实践应用中,环境友好型绿色产品能够有效降低环境污染所带来的难题。 4绿色化工技术展望 化学工业中的绿色化工技术具有重要意义,对于我国社会的可持续化发展功不可没,同时,绿色低碳科学理念也必将是未来化学工业发展的重要方面,这里结合当前的化学工业发展现状,针对未来绿色化工技术的发展,应着重分析以下几个方面的内容[5]:第一,通过直接转化技术,使得合成步骤的“原子经济”性有所提升。从实际的绿色角度来看,有机合同需要两步或者三步才能完成,如果能将其缩短为一步的原子经济反应,能充分体现出直接转化技术的优势。比如,在进行生产环氧丙烷的过程中,传统则是利用两步法的反映方式,在得到钛硅分子筛后,可以满足催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济新方法。诚然,在化工领域中,满足原子经济性的条件还比较困难,有些条件甚至还是不可能实现的,但是,应该不断优化,充分利用化学反应的集成,能利用好排出的废物,可将其作为另外反应的原料,满足封闭循环的要求,实现零排放的需求。第二,保证输入端能量和过程中能量的管理得到充分的重视,满足整体循环过程中的能量消耗最低原则。在节能减排的指导原则下,不断开发新技术和新工艺,替代传统的排放量大、能耗高的技术,充分利用好新型的热能、氢能以及太阳能资源,尽量减少碳排放。第三,保证输出端CO2的集中转化技术进一步提升。利用高效的催化材料,满足高效活化、定向转化CO2等技术的突破,通过电化学方法、光催化等手段,尽量实现工业生产中的CO2排放量最小的原则。 5结语 综上所述,化工生产中的有害物质会造成环境污染问题,对社会持续稳定发展造成严重影响。所以,应该重视绿色化工技术的研发,充分利用绿色化工技术的优势,实现环境污染问题得到有效控制,进一步综合性利用资源,有利于实现化工行业的进一步健康、和谐发展。 作者:郑小伟 单位:合肥铜冠国轩铜材有限公司 绿色化工论文:化学工程工艺与绿色化工技术要点 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。2.2选用绿色化学催化剂化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。2.3选择性强化化学反应化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。3.2应用生物技术生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。3.3应用环境友好型产品环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学 绿色化工论文:谈化学工程工艺中的绿色化工技术 前言 近年来我国经济高速发展的同时,严重的环境问题已经受到社会各界的重点关注。环境污染问题已经影响到人们的日产生活,其中化学行业带来的污染非常普遍,因此,需要发展化学工业中的可持续发展战略,强化绿色化工技术的运用。绿色化工技术的运用能够从根本上抵制化学行业能源消耗带来的污染问题,因此,对其探讨是非常必要的。 1绿色化工技术 绿色化工技术指的是在化学工业发展中运用化学工艺或者原理对化学方法进行改造,以此来减少化学技术中化学原料、化学废弃物或者有害化工产品对环境的危害和污染,尽量将化学过程中的废弃物进行二次利用,提升废弃物利用率的同时也减少排放量,促进化学工业的绿色和生态发展[1]。 2绿色化工技术在化学工程工艺中的开发 2.1化学原料的选用 绿色化工技术的开发过程中,化学原料的选用就非常重要,这能够从根本上解决污染问题。绿色、无害的化工原料在生产、排放的过程中也能产生较少的污染物。当前高科技发展下,已经生产处很多无毒无害或者较少毒害的原料、催化剂、各种溶剂供化学工业的发展使用,在化学工业生产中尽量选择这样的化学原料,比如是很多天然的植物,包括各种农作物或者野外农作物,还有很多生物,都是无害化学原料的最佳选择。在化学工业发展中,尽量使用这些物品代替,而且这些物品的成本通常比较低,来源广泛。 2.2化学催化剂的选用 化学工业发展中常常使用各种催化剂加速化学反应的速度,但是很多化学催化剂容易加重化学反应废弃物的排放量。现在绿色化工技术开发过程中重点关注的就是对无害化学催化剂的开发。同时,在化学催化剂的选用上,尽量用毒害较小的催化剂代替毒害大的催化剂,促进化学反应过程的绿色发展[2]。很多化学行业的研究人员正在大力开发烷基化固相催化剂,其没有毒害,期望这种催化剂能够早日被广泛运用。在无毒害化学催化剂开发过程中,注重其废弃物的排放量和循环使用率,最好能够提升其循环使用的过程。 2.3强化化学反应的选择性 在化学反应过程中,尽量提升化学反应的选择性,让化学生成物的提取和净化更加便捷,也能够有效地控制化学生产成本,减少能源消耗和废弃物的排放。比如在石油化学工业中经常进行的烃类选择性氧化,其反应的生成物极易发生氧化现象破坏生成物,因此,在化学反应中,会尽量避免使用这种反应。强化化学反应的选择性,能够提升化学生产过程的健康发展水平。 3绿色化工技术在化学工程工艺中的运用 3.1清洁生产技术的运用 清洁生产技术在包括冶金、印刷、垃圾处理、海水淡化、煤气化技术、发电技术等行业中已经被广泛运用,在其过程中没有毒害,而且没有污染物。多种行业中运用清洁生产技术已经有效地控制了废弃物和有毒物品的发生。比如在海水淡化过程中,运用清洁的化学方法对海水进行处理,其原料是海水,这是一种比较丰富的天然资源,产生的主要成分是淡水,整个过程中的生产技术对环境的污染非常小。 3.2生物技术的运用 生物技术在化学仿生学与生物化工中的运用集中在细胞、微生物、酶的范围内,其中酶、膜化学技术运用地非常广泛。生物技术可以讲很多可再生的资源在生产过程中转化成有用的化学品,比如自然界中存在的酶是非常普遍的一种催化剂,其在生产过程中没有污染物的生成和排放,而且反应的条件比较温和,受到化学行业的广泛利用。 3.3环境友好型产品生产过程的运用 当今社会环境污染问题非常严重,各行各业对环境友好型产品的生产与利用非常急切。从人们的实际生活来讲,运用绿色化工技术的目的就是能够生产处大量的环境友好型产品,这能够给人们的实际生活带来优势。环境污染问题严重影响到人们的生活质量,环境友好型产品的开发和利用能够避免产生环境污染问题。比如在生活中传统的汽油燃烧给大气带来污染,也影响人类的健康;各种产品中氟利昂破坏了大气中臭氧层,给人们的生活埋下安全隐患;很多塑料产品在人们生活中广泛利用,带来很多便捷之处,但是使用后形成垃圾不容易被分解。这些严重的污染问题急需被解决,这些带来污染的产品急需被取代。所以,随着技术的发展,可分解的塑料制品、清洁型汽油、新型燃料逐渐地被开发使用,人们的环保意识也在增强,现在已经有很多的研究用在环境友好型产品的开发上,比如在酒精的生产上,其原料已经变成了天然的甘蔗;利用较易提取的乙醇汽油取代原来的汽油,在汽车行业中被广泛运用。环境友好型产品受到大众喜爱的同时,应该提升开发技术,加大对其的开发利用,这是与人们的实际生活紧密联系的问题,需要社会各界齐心协力的支持[3]。 结论 化学工业为各行各业的生产和发展提供了宝贵的物质资料、能源要素,但是也为环境和人们的生活带来了严重的污染问题,因此,在其发展过程中,应该采用积极的措施有效地避免污染问题。化学工程工艺中绿色化工技术的运用和开发能够从根源上避免污染问题的发生,在今后的化学工业发展中应该大力地提倡和推广。 作者:其其格 单位:包九中高三 绿色化工论文:绿色技术在石油化工的应用 1应用绿色技术的必要性 1.1环境污染问题研究 石油化工生产中会产生大量的废水,不经处理直接排放容易引发生态失衡,环境污染也因此造成,社会发展速度加快后对化工产品需求量也逐渐增大,化工生产向空气中排放的污染气体是大气污染的主要因素,酸雨问题也频繁发生。全球范围内共同关注的环境问题包括臭氧层漏洞、水域污染等问题。酸雨一旦发生,造成的破坏是不可弥补的,植物受到腐蚀后会枯萎死亡,水体受污染动物饮用后也会受到影响。酸雨腐蚀性极强,发生区域要及时对建筑物表面清洗处理,将酸性综合,都则这种腐蚀性会破坏建筑物表面修筑材料,承载能力逐渐降低,或者出现材料损坏掉落的情况。臭氧层是一道天然保护屏障,出现空洞后紫外线会直接照射到地球表面,对动植物以及人类带来危害,高强度紫外线直接照射在人体皮肤表面容易引发皮肤癌,目前极地已经发现臭氧层漏洞,经过环保工作者的努力漏洞面积正在逐渐的减小。但仍需要各界人士的高度重视,避免污染问题进一步恶化。温室效应也是目前主要的环境污染问题,地表温度逐渐升高,造成两极冰川融化,陆地面积会因此减小。明确现存环境问题后应在化工生产技术上做出创新,引进绿色环保技术。 1.2绿色技术势在必行 石油化工生产环节会产生污染物质,直接排放能够引发环境污染,但废气物中含有大量生产所需的原料,直接排放还会造成原料浪费,生产成本增大。由此可见,应用绿色生产技术是势在必行的,化工企业长期发展必然要在工艺上做出进步,对排放物质进行检验,并制定有效的分离处理方案。传统废弃物处理技术只是统一的分离,将有机复合物提取出来,但再次利用的效率并不高,分离效果也不明显。绿色技术是在生产环节与排放处理环节共同进行的,从根源治理污染,效果显著,对生产工艺做出创新还能避免出现原料浪费现象。选择生产原料时也会使用新型材料,以此来代替传统污染严重的化工材料,实现环保目标。 2绿色技术在石油化工中的应用 2.1绿色化原料 2.1.1无毒原料。绿色生产技术中所选用原料要做到清洁无毒,随着生产工艺不断进步,传统生产工艺中使用的有毒物质已经被新型材料所代替,一氧化碳经过研究调制被应用在生产环节中,塑料制品是石油化工生产中最常使用到的原料。传统生产工艺中使用聚乙烯材料制作一次性饭盒,埋入土壤后不能降解,造成垃圾污染,新型生产技术使用玉米淀粉代替这种材料,埋入土壤经过三个月的时间可以降解,并且不会产生毒害物质。这正是无毒原料的典型应用案例。碳物质是各类工业生产中必备的成分,具有吸附性质,将这种原料与其他制膜材料相结合,在功能上会有明显进步。除固体废弃物之外,光、气体污染也要得到重视,结合环境容纳量对排放量做出计算。 2.1.2可再生原料。绿色技术提倡使用可再生能源,石油是宝贵的生产资源,再生时间漫长。因此在生产环节中将其规划为不可再生能源。将煤炭与石油作为主要化工生产原料,会增大生产成本,绿色技术得到落实后越来越多的生产企业使用水解葡萄糖代替原有材料。这种可再生材料具有良好的催化能力,能够满足化工生产中的元素反应需求。其他类型的可再生能源制作工艺也在逐渐完善,现已投入生产使用中。 2.2绿色化化学反应 化工生产与化学反应是分不开的,反应过程中释放出的气体很容易引发环境污染。绿色技术应用后针对化学反应生成物质做出研究。优化反应环节,以此来减少污染气体排放量。元素在反应不充分的情况下容易生成污染物质,因此添加高效的催化剂可以避免此类现象发生。2013年,我国二氧化氯的排放量达到全球第一位,已经超过了2,000吨大关。我国所排放的二氧化氯大都是石油化工生产中由于化学反应无法完全导致的。目前,有机原料生产中,乙烯、丙烯的聚合、乙烯直接氧化制环氧乙烷等反应都是利用原子经济反应开发的。这些化学反应与传统化学反应相比来说,使用了更加高效的催化剂,制造工艺先进,副产物少,环境污染小。 2.3绿色化催化剂、溶剂 2.3.1催化剂绿色化。在石油化工生产过中,三氟化硼、硫酸、三氯化氢等物质被普遍作为催化剂来使用。这些催化剂均含有剧毒,会对环境造成严重污染,威胁到人们的身体健康。经过长时间的研发,国外很多公司在利用乙烯、丙烯、苯烷基化生产乙苯、异丙苯的时候,已经率先使用Y型分子筛、ZSM-5分子筛等固体酸催化剂来代替有毒的三氢化铝、氢氟酸等催化剂,让生产乙苯、异丙苯等物质的过程做到了零废物排放。 2.3.2溶剂绿色化。当前溶剂绿色化最为活跃的研究领域即为超临界流体的开发与使用,尤其是超临界二氧化碳的应用。超临界二氧化碳即为温度与压力都在其临界点之上的二氧化碳流体。这种流体的物理性质十分珍贵,其具有液态溶剂的溶解度与黏度较低的特性,与气体特性相似。但是由于高度的可压缩性,其密度、溶解度、黏度等指标都可以通过压力来进行调节,并且无毒、无污染、经济实惠,具有其他有机溶剂不可替代的优势。因此,超临界二氧化碳已经被作为多种有机反应的溶剂被应用。 2.4绿色化产品 化工产品已经在人们的生活与工作中普及,化工产品的使用与人们的身体健康有着直接的联系。例如,现代化学建筑材料与装修材料中所含的高浓度甲醛等有害物质被释放到室内,往往导致人体中毒,甚至身亡。又例如,浓度过高的农药是导致食物中毒的重要原因之一。含磷洗衣粉中的磷是导致环境污染的重要物质。目前,国外已经成功开发可以用来保护大气臭氧层的氟氯烃的替代用品,以及可以防止白色污染的生物降解塑料等。国际上还在持续开发研制对环境更加友好的化工产品,例如THPS杀菌剂等。为了减少汽车尾气中的一氧化碳以及烃类产生的臭氧与光化学烟雾对大气的污染,新配方汽油问世,新配方汽油中对汽油的蒸汽压和苯、芳烃等物质的含量有严格的限制,而且汽油中还需要加入含氧化物。 3结论 在传统的石油化工行业发展过程中对生态环境造成了不可挽回的破坏,严重影响了人民群众的日常生活与工作。为了给人类营造健康、平衡的生态环境,我们必须高度重视生态环境,一改传统石油化工行业破坏生态环境的作风,减少石油化工行业产生的环境污染。而绿色技术在石油化工行业的应用就是改善生态环境,实现可持续发展的重要举措。在未来石油化工行业发展的过程中,绿色技术必将发挥其应有的作用,实现生态与经济的平衡发展。 作者:赵加龙 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 绿色化工论文:绿色环保视野下化工技术发展与应用 1绿色化工技术的概念 绿色化工通常指的是利用现代化工技术或方法,进而实现减少甚至消除危害到人类健康、污染生态环境以及威胁社区安全的物质,而这种技术又被称作绿色化工技术。绿色化工技术主要是以绿色化学知识为基础,进而实现从源头上尽可能地阻止污染环境的生产过程,故而,绿色化工技术现已成为发展环境友好型工艺、化工反应及产品的重要技术支撑。伴随着我国可持续发展理念的不断深入,当前,大力发展绿色化工技术已经成为我国化工企业在生产过程中的必然选择,随着绿色化工技术的不断发展,原子经济反应逐渐成为了绿色化工技术应用效果最为理想的重要方向。原子经济反应主要是指在将原料中的所有原子全部转变成产品的同时,实现不产生任何污染物及副产品的目的,真正意义上实现了化工企业生产的零污染排放,此外,在这一过程中也不需要使用传统化工技术中所使用的各种原料、催化剂或有毒溶剂等,最终也加快了环境友好型产品的出现。 2绿色化工技术的最新发展及应用情况研究 (1)原子经济反应技术。伴随着绿色环保理念的逐渐宣传和深入,当前传统的化工企业正面临着节能与减排的严峻考验。在经过了对化学同资源与环境间关系的反复分析和研究之后,催生出了原子经济反应。早在1991年,美国的托罗斯特教授就提出了原子经济反应的概念,但是其真正得到人们的广泛关注的研究是最近几年才开始的。经过几年的快速发展,其现已成为目前全球国际化学科研的前沿领域之一,并为21世纪化工技术的可持续发展奠定了坚实的基础。发展原子经济反应的根本目的就是要将过去“先污染,后治理”的化工技术生产路线转变成“从源头上消除污染”。当前,在美国原子经济反应得到了广泛的研究与应用,并将其作为美国化工领域新世纪化工绿色发展的主要方向之一。在我国,相关的科研单位或研究所,如中科院、自然科学基金委员会等也对原子经济反应进行了研究,并将其纳入了我国国家重大科研计划中;我国相关的院校等也相继组建了绿色化工技术的研究机构,这对加快推动我国原子经济反应等绿色化工技术的进一步发展与应用有着重要的现实意义。 (2)绿色化学技术。绿色化学技术也可以被称作可持续发展化学技术。当前,这种技术已经在全球化工领域的研发工作中占据了重要的位置,此外,世界各化工企业也纷纷在绿色化学技术中获得了巨大的潜在商机以及市场效益。要加快推动绿色化学技术的发展,除了要获得企业及科研单位、机构等的关注外,还要加快制定严格的环境法律法规,旨在防止潜在有害污染物或物质的生产及使用。如,当前欧盟就出台了REACH法规,其主要是对化学品的注册、评估、授权以及限制进行明确的规定,以确保在有害物质或污染物的零排放。目前,全世界范围内对节能以及可再生资源产品的需求越来越大,而各大化工企业也都相继将绿色化学技术作为产品研发的重要方向,并不断对绿色化学技术进行创新,进而不断加强绿色、可持续发展产品的研发。 (3)分子设计技术。要想从源头上将化工污染物进行控制,就必须在生产过程中选择科学的化学反应途径。在这之中,不仅需要考虑到对原材料的利用效率,而且还要考虑到理论上的生产效率。就原子经济反应来看,其能够实现原子转化率的100%,且能够确保废物、副产物或污染物等不会出现,真正意义上实现了零排放的目标。因此,这种反应对保护环境、节约资源是有很大帮助的。当前,国外不少发达国家早已实现了化工产品生产过程的零排放标准,而这也逐渐成为评价化工生产过程对环境带来潜在影响的重要标准。因此,利用当前比较流行的分子设计技术来进行绿色化工生产过程的辅助设计,能够对化工生产中不同生产流程中所产生的污染物质进行有效鉴别,进而确定最佳的生产路线,制定出一条经济、污染少、绿色、合理的化工生产流程,为化工生产工艺的进一步完善打好基础。 (4)未来发展。未来,要注重环境从治标到治本上的发展。在化学反应中减少废弃物的产生。并运用综合手段,做到让废弃物经过一系列的反应,产出有用的材料与产品。绿色化学工程已成为未来化学方向研究的重要目的之一。人们对环境的破坏造就了对绿色化工的研究,而提高资源的利用率,从根本上说,也就是绿色化学能够预防环境污染,并实现对其原子的转化,使废物及污染物能够得到有效处理。在未来化学工业中,环境友好型化工将成为其主要的发展方向;以无毒无害的化学原料为最基本的化学反应,也成为了未来绿色化工生产过程中采用的化学反应方式之一。如在过去,大多数的化工企业都使用煤、石油等作为生产原料,但未来可用有机化学产品代替。而在未来,能源的使用也主要是以开发新型能源,合理使用未开?能源为主,并要加大对可回收产品的循环利用,从而促进经济社会的转型,以保护化工资源;此外,还要利用环境友好型产品,如在汽油中加入甲基叔丁基醚,甲基叔戊基醚等含氧化合物,进而促进汽油的燃烧效率,实现尾气中二氧化碳等废气排放量的减少。伴随着绿色化学技术科研力度的不断加大,其发展与应用的广度与深度也得到了进一步的延伸与扩展。化学工业在生产中占着重要作用,在处理化学工业污染排放上,要站在可持续发展的角度上,并紧跟绿色化工技术的最新发展趋势,争取加快推动我国绿色化工行业的发展。 作者:陈琼 单位:开封大学 绿色化工论文:环境保护下绿色化工机械的应用 1绿色化工机械的集成化 需将先进技术、相关的管理综合到一体,信息、制造和管理技术进行融合,这一系列的集成能够将生产紧密联系到一起。绿色化工机械的网络化。网络发展,绿色化工机械必然无法离开网络。数字技术、通信技术之间的互相融合,推动了制造业整体化的发展,实现了资源的互补和共享。绿色化工机械的智能化。绿色化工机械的制造、生产中会有大量的信息产生,都需要进行合理的、科学的处理和解决。 2绿色化工机械与环境协调发展的有效对策 2.1绿色设计理念 绿色化工机械,须以“绿色设计”为引导方向,实现化工机械与环保两者之间的融合,学习各个行业的设计理念,投入当前的高科技运用,落实绿色化工机械中的技术、以及环保部分,同时还会涉及到经济部分,实现三者之间的融合,进而形成新型设计模式。与此同时,还应注重把控以下几点原则:首先,先进性技术应用;其次,化工机械、环境之间的协调性:最后,最高综合性效益。绿色化工机械设计根本目标——“达到同等、或更高生产效力前提之下,降低能源消耗,促进资源利用率,注重废弃物的循环使用和回收,提高废弃物的再利用,坚持环境保护,并以此为标准”。 2.2环保材料 环保意识在全社会范围内的不断增强,人们越来越多我们所生存的环境问题,生活中、工作中和生产中,环保材料的使用越来越广泛地被人们关注,并尝试探求新的先进的技术手段去创造,不断发掘新的信息。而目前,新型材料的被发掘、被使用,给绿色化工机械的运用带来了非常深远的影响。目前我们常见的一些环保材料有“易降解”、“生物降解”、“天然”及“易回收”的材料,除上述几种之外,一些没有办法回收,但是其废弃不会对环境造成任何污染的材料,也是非常热门的。化工机械的实际使用中,立足于达到同等生产效力,应尽量选取环保材料,以此来代替当前我们选用的污染性大的材料,减少浪费和污染。 2.3回收环节 绿色化工机械,其设计理念须坚持以“绿色”为基础,深入考察相关的环境影响因素,在设计和生产中,充分融入“节约”的意识,坚持保护环境和能源。尤其是对机械回收部分,要进行相关的研究,尽量实现高回收的合理设计,实现保护的目标,创造出更多的经济价值和环境价值。“手工分解”在目前的化工机械中,依然处于非常重要的地位,成为化工机械的主体,虽然说表面上看去,其回收率依然客观,但是环境保护的效果却差强人意。DFR——化工机械回收设计,指的是在化工机械的设计中,将材料回收、机械回收考虑到化工机械整体范围内,选取回收价值相对较高、处理简便的材料,实现资源再利用,以期达到“环保”目的。 2.4提升创新能力 “创新”,这个字眼各行各业都会有涉及,是当前这个信息化的社会发展必然要求。当前社会我们必须注重创新,尤其是绿色化工机械的创新。新时期的企业,想要时刻保持竞争力,须提高化工机械设计技术、生产制造技术、包装技术的先进性,实现知识创新以及技术的革新。最后,我们须注重国家政策制度,以不凡的决心和勇气,完成创新,实现完美的蜕变,为绿色化工机械与环境的和谐发展奠定扎实基础。 作者:邹德元 单位:内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司 绿色化工论文:绿色化学化工现状与发展 1绿色化学化工的基本原则 国际上对绿色化学化工有比较统一的原则,主要包括以下几方面:其一,在生产源头上防止废弃物的产生,而不是产生废弃物后再进行净化处理。其二,进行生产原料最大化利用的产品设计。其三,进行产品设计时,考虑生产效率,并减少生产原料和产品的毒性。其四,对于析出剂和溶剂等辅助产品,要尽量少用或不用,或尽量使用无害产品[2]。其五,尽量降低能量在生产过程中的损耗和其对环境的影响。其六,在考虑经济和技术的前提下,尽量选择可回收的加工材料作生产原料。其七,尽量避免在生产过程中产生不需要的化学衍生物。其八,选择更符合化学计量的催化剂。其九,化学产品在使用结束后可以进一步分解成为无毒无害的降解产物。其十,研究并发展化学化工的生产过程,做到在危险物形成前对其进行检测和控制。 2绿色化学化工的发展趋势 2.1绿色化工产品设计提高绿色化工设计的积极性,在绿色化工产品设计过程中,应遵循以下设计原则,即:全生命周期设计、降低原料和能量消耗设计、再循环和再使用设计、利用计算机技术设计等。 2.2绿色化原料及新型原料平台基于本研究所述原材料选择的原则,一些新型的原料平台在化工生产中越来越受到瞩目,如以石油化学工业中的低碳烷烃、甲醇和合成气、废旧塑料以及生物质等作为原料平台。此外,对于传统原料合成中有毒、有害、有刺激的原料的绿色化工艺也得到了广泛的研究。 2.3新型反应技术开发传统有机合成反应中有毒试剂和溶剂的绿色替代物成为新型技术的发展方向。另外,反应与相关技术(如生物技术、分离技术、纳米技术等)的结合为开发新型反应路径提供了发展空间。 2.4催化剂制备的绿色化和新型催化技术目前的研究大多关注使用新型的催化剂改变原有的化学反应过程,而对催化剂制备时的绿化问题很少关注。因此,对可回收并能反复使用的固体催化剂的研究,即如何在分子水平上构筑活性和选择性均能达到高水平的固体催化剂的研究成为今后发展的重要课题。此外,酶催化剂和仿生催化剂等的研究也成为未来的发展方向。 2.5溶剂的绿色化及绿色溶剂利用无毒无害的溶剂来代替挥发性的有机化合物溶剂是目前绿色化学的重要研究方向。此外,目前的研究还关注溶剂的闭环循环、以水做溶剂或无溶剂系统的开发等方面。 2.6新型分离技术对于新型的分离技术普遍关注超临界流体萃取、分子蒸馏、生物分子和大分子的分离等方面,如何采用新型的分离技术同时又降低成本也将是未来的发展方向。 2.7计算化学与绿色化学化工相结合为了减少实验次数及原料消耗,同时又能精准地选择底物分子、催化剂、溶剂和反应途径等,可以借助量子化学计算来实现,从而达到绿色化工工艺和技术的目标。此外,还可借助计算机技术,模拟研究原料、反应器设计、经济和商业模型等,以降低生产成本。本文来自于《黑龙江科学》杂志。黑龙江科学杂志简介详见 3结语 在全球经济飞速发展的今天,生态环境的恶化也越来越严重,为了保护人类赖以生存的家园,世界各国都将开发新能源和可持续发展作为发展的重点。绿色化学化工的出现缓解了化工对环境污染的问题,但是由于绿色化学化工的发展历史还很短,发展的速度又非常快,所涉及的范围也很广泛,因此,本研究论述的并不全面,绿色化学化工工作者应积极投入到这一学科中,促进学科的发展,为保护生态环境做出应有的贡献。 作者:陈晓隆 单位:哈尔滨师范大学化学化工学院 绿色化工论文:绿色石油化工工艺综述 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的优秀内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个优秀内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 作者:韩英杰 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 绿色化工论文:煤企发展绿色煤化工之构思 1绿色煤化工发展中存在的问题 绿色煤化工理念虽然先进,但其中涉及问题繁多,因此实施起来并不是一件容易的事,还存在很多问题。理念和技术问题无论生产企业还是设计院,尚存在对企业发展与节能减排的关系认识不够,重工艺、轻节能减排的老观念。而且传统对能量只从数量上认识,缺乏质量意识,致使在转换、利用、回收过程中效率很低,除无谓损耗外,缺乏在损耗和投资之间权衡的意识以及技术经济优化的意识,靠经验难以达到项目设计方案优化。再是,由于条件的局限,设计中对能量的利用多是分散,孤立考虑的,缺乏系统的观念,也未采用能量综合优化的设计思想,观念和技术。我国缺乏绿色煤化工方面的节能减排导则、标准,增加了企业在具体操作时的难度。设计环节问题在企业方面,有时急于上工程,项目可行性研究看重工艺,轻视能量优化,设计阶段只委托设计院做装置设计,缺乏与全局节能优化的观念;在设计院方面,由于体制和观念的因素,往往在经费和人力保障不够的情况下,急于赶任务,对节能及能量系统优化考虑不够。目前,国家已经意识到这点,现要求年综合能耗2000吨标准煤以上的项目必须编制独立的节能专篇,进行节能评估和审查。节能减排管理弱化发展绿色煤化工是一项系统工程,需要从全局规划的角度对新建、扩产、基建等项目考虑节能减排的职能。节能减排不仅仅是科技、生产、技术或任何一个单独部门的问题,也是牵涉整个企业所有部门,从设计,运行到控制各个层面系统性,全局性的重要工作,目前缺乏系统性的管理和激励机制。绿色煤化工评价体系不健全由于缺乏科学系统的绿色煤化工评价体系,宏观调控上缺乏有效的行政手段,给执行带来了较大困难。对于绿色煤化工还没有系统科学的制度来给以促进、评价及管理,不能以确定的标准来衡量企业的绿色煤化工水平高低。 2绿色煤化工发展的思考 2.1增强绿色煤化工理念 企业负责人要牢固树立“节能减排是煤化工企业生存的生命线”这一理念。增强煤化工管理人员及现场操作人员对绿色煤化工的理解和认同,从思想上提高对能源节约、环境保护的认识,对绿色煤化工和可持续发展理念的认识,真正将绿色煤化工落在实处。坚决取缔先发展、后治理的传统方式和理念,而应通过开源节流、提高资源利用效率,创新体制机制,推行循环经济模式。 2.2源头节能减排 在可研、能评、环评及设计报告中,均应充分考虑节能、节水与环境保护等方案措施。选用先进工艺技术、采购高效节能设备、实施环保“三同时”,作为项目建设期必须坚持的基本原则。主要耗能设备的采购都应经过节能效果评价,杜绝使用国家已明令淘汰的高耗能设备。在运行阶段初期,对整个用能系统进行能量平衡测试,对重点耗能装置与设备进行检测,对污染物源及排放情况进行调查。并以此为依据,制定能耗与环保考核指标,指导操作运行人员优化运行方案,使生产装置在安全、经济、节能、环保的模式下运行。 2.3加强节能减排管理 发展绿色煤化工是一项系统工程,不仅仅是节能环保、科技、生产、技术或任何一个单独部门的问题,而是牵涉整个企业所有部门,是系统性、全局性的重要工作,应借鉴先进企业的成功实践,制定有关促进绿色煤化工的管理制度、建立健全节能减排管理体系和有效的激励机制。增加企业自主实施绿色煤化工的主动性。建立明确的赏罚机制,对达到标准的企业予以奖励,激发绿色煤化工建设的积极性和主动性。 2.4建立绿色煤化工评价体系 建立和完善评价体系是促进绿色煤化工实施和发展的关键之一。绿色煤化工评价体系应保持较强的客观性,因为评价方法主观性太多,会影响人们对其客观性的信心,从而影响评价体系在实践中的推广应用。此外,评价体系还应该有较强的可操作性。在实践操作中,如果评价系统过于复杂,不易操作,不能方便地被采用,也就不能称之为最佳的评价方法。目前,中煤集团正在积极研究该项工作,不仅可以为集团内部企业的绿色评价提供依据,届时也可以为整个煤化工行业提供参考,促使煤化工项目的设计、管理和能源利用等环节,更多地考虑节能、环境因素,引导煤化工绿色发展。 2.5加强绿色煤化工技术研究 与国外相比,中煤集团在绿色煤化工关键技术研发方面还有较大差距,具有自主知识产权的工艺和设备更是缺乏。建立和完善绿色煤化工技术体系是目前亟待解决的问题。 3结语 绿色煤化工在“绿色中煤”发展中占重要地位,是中煤集团可持续发展的必然要求。但绿色煤化工是一个系统工程,涉及到多个专业和各个方面,在实践层面存在的很多问题有待专业人员进一步深入研究,并逐步加以解决;只有这样才能使中煤集团绿色煤化工产业实现经济效益、生态环保效益和社会效益的共同发展。 作者:李保玉 何绪文 单位:中国矿业大学 中国中煤能源集团有限公司 绿色化工论文:探究绿色化工的进展及展望 1.绿色化工技术的现状 美国在20个世纪90年代将污染防治的问题提出,并在基本国策中添加了防止污染这一项,相继有污染防止法案出台,并在90年代中期国家环境技术战略向公众宣布。在几年之内,根据绿色化学研究性问题,美国化学会成立了专门讨论会等一系列相应的措施,并设立了一系列与绿色化工、环保相关的奖项,如总统绿色化学挑战奖等。显示出了美国对绿色化学的重视程度。国内在国外的绿色环保化学进行得轰轰烈烈时,经过院士的多次讨论,最终确定了“绿色化学与技术”作为最后的议题,中国科学院化学部也授权同意议题。讨论会“工业生产中绿色化学与技术”于1996年首先召开,《绿色化学与技术研讨会学术报告汇编》也在同一时间出版。“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”科研项目,也是中国具有代表性意义的基础项目,通过自然科学基金和中石油化工公司共同资助,于1997年启动。20世纪末在合肥,首次国际绿色化学高级论坛展开活动;并有杂志积极响应大会精神支持大会工作,如《化学进展》。还相继出版了“绿色化学与技术”专题报告等。在21世纪,我国不断的有可持续绿色化工议题被提上日程,这一领域有无数的研究者参加研究,进行交流学习,也取得了骄人的成绩。 2.绿色化工的技术动态 简单来说绿色化工技术就是通过对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除能够污染环境的物质,实现废物零排放,并建立友好环境。摒弃粗放的化工生产模式是化工企业的全新出路,即绿色化工,用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。增加节水措施,提高谁的重复利用率等。通过对先进技术的应用,使环保型产品被研究出来,实现清洁生产,使三废排放量得到最大限度的降低。落后的生产工业要被逐步淘汰;使原材料消耗降低;通过提高化工废水处理设备质量、使设备成套化,来使得到化工环保产业技术和装备水平提高。“化学的绿色化”已被美国化学界列为迈向21世纪化学进展的主要方向之一,绿色化工也在一定程度上涉及到化学方面,例如化学的有机合成、生物化学、分析化学催化等。酿造、制药、造纸、印染等行业在滚动修订“九五”发展规划时,在规划中应逐步补充进绿色化学与技术的内容,我国国家科技部组织应该为此做详细的调研。使“九五”基础研究规划中含有绿色化学与技术研究工作,并在同一时间内将科研工作安排恰当。以国家自然科学基金委员会与中国石化总公司联合支持开展了“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”重大基础研究项目为例,这是一种把导向性基础研究与技术创新相结合较好的组织形式。 3.绿色化工的研究方向 对清洁硝化和还原技术展开研究,主要以污染问题严重的重要染料的关键生产过程为主要研究对象,如红色基RG、红色基G等。清洁新工艺研究的开展、开发与工业化应用,使传统硝化与存在于硝基还原工艺中的重污染问题得到减少甚至消除,在技术方面支撑我国染料合成化学工业的可持续发展,向传统硝化和清洁化生产硝基还原工艺作出示范。环境友好性的催化技术,使以化学催化和生物催化在内的环境友好性催化技术为主要内容的研究与开发得到开展,与一些重要性药物关键中间体的生产相结合,使一些重要药物中间体在生产过程中的产生的重污染问题得到减少或消除,使拥有自主知识产权的环境友好手性催化技术得到发展,使手性技术国家工程研究中心得到建立,使我国手性技术的产业化得到不断发展,为以手性药物的发展为代表的我国药物合成工业做出贡献。清洁催化氧化新技术的研发,开展新工艺研究,主要方向为空气、氧气或双氧水为清洁氧化剂,发展新的体系与新的工艺,主要内容为:以空气、氧气或双氧水为氧化剂的清洁催化氧化,使传统工艺中的重污染问题得到解决,使以此为基础的系列精细化学品和药物合成的清洁化生产新工艺的应用得到良好的影响。对绿色化学农药的创制研究,使以绿色新农药创制为主要方向的筛选平台得到建立,使中科院化学口研究所的潜力得到充分的发挥,使具有自主知识产权的农药先导化合物得到开发,大力发展新农药品种的开发,以具有明确应用对象和开发前景的新化合物为优先选择。 4.结语 综上所述,高效、节能、环保是绿色化学可持续发展将发展的主要方向,今后我们工作的主要方向为无毒、无害原料和溶剂的采用,从源头上消除污染的绿色化学过程,我们子孙后代必将受益于绿色可持续的化学工业。随着人民群众对于绿色化工的概念变得越来越清晰,绿色化学的概念也越来越深入人心,绿色化工的价值正在逐渐体现,所以绿色化工生产的产品自然是人民群众的优先选择,无绿色意识,或意识不强的产品会被逐渐淘汰。绿色化工拥有广大的前景,不论是从经济性和环保性,还是人文性角度都值得被推广,绿色化工已然成为发展的重要方向。 作者:郭鑫 单位:大庆职业学院化学工程系 绿色化工论文:课堂教导与绿色化工意识训练探索 重视案例教学,增强学生对绿色化工的感性认识采用绿色工艺、实行清洁生产是当代化工的发展趋势和必然选择。为增强学生的感性认识,授课中引入经典案例配合理论方面的讲解,会达到事半功倍的教学效果。为了表达方便,本文以环氧丙烷的生产工艺为例,对传统工艺和绿色工艺进行阐述。环氧丙烷(PropyleneOxide,简称PO),是除了聚丙烯和丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物,是重要的基础有机化工原料。环氧丙烷主要用于聚醚多元醇的生产,其次用于非离子表面活性剂、碳酸丙烯酯和丙二醇的生产。此外,环氧丙烷的衍生物产品有近百种,是精细化工产品的重要原料,广泛应用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。目前,世界上生产环氧丙烷的主要工业化方法为氯醇法、共氧化法和过氧化氢直接氧化法。(1)氯醇法氯醇法历史悠久,工业化已有60多年,代表企业为美国陶氏化学(DowChemical)公司。采用传统的石灰(氢氧化钙)工艺,反应方程式如下:(式略)氯醇法采用传统的石灰(氢氧化钙)工艺,该工艺需消耗大量高能耗的氯气、石灰原料和水资源,产生大量废水和废渣,且每生产1吨环氧丙烷可产生40~50吨含氯化物的皂化废水和2吨以上的废渣。含氯化物的皂化废水具有温度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和悬浮物含量高的五高特点,难以处理。该工艺生产过程中产生的次氯酸对设备的腐蚀也比较严重。针对这些问题,美国陶氏化学(DowChemica1)公司对传统的石灰(氢氧化钙)工艺进行了改进,采用NaOH代替石灰进行皂化反应,将生成的NaCl水溶液返回氯碱装置电解制氯气,基本无含盐废水排放。目前,氯醇法的生产能力占世界总生产能力的44%,我国生产环氧丙烷的方法是最经典的氯醇法。(2)共氧化法共氧化法又称哈康法,根据原料和联产产品,可分为异丁烷共氧化法(PO/TBA法)和乙苯共氧化法(PO/SM法)。2003年5月,日本住友(Sumitomo)化学公司开发了异丙苯氧化法(CHP法)。共氧化法的反应方程式如下[3](式略)在共氧化法生产环氧丙烷过程中,联产物量很大。因为联产物叔丁醇、异丁烯和苯乙烯有广泛的应用,售价也高,因此PO/TBA法和PO/SM法得以广泛应用。CHP法因其环氧化选择性高(对丙烯而言选择性大于95%,对过氧化氢异丙苯而言大于90%。)过氧化氢异丙苯比过氧化氢乙苯容易生产,且可用一部分来生产苯酚和丙酮,联产物二甲基苯甲醇脱水后可制得α-甲基苯乙烯,因此也具有良好的工业前景。目前世界采用PO/TBA法生产的环氧丙烷占总产量的18%,采用PO/SM法生产的环氧丙烷占总产量的34%,采用CHP法生产的环氧丙烷占总产量的2.5%[4]。(3)过氧化氢直接氧化法(HPPO法)由过氧化氢(双氧水)催化氧化丙烯制环氧丙烷的新工艺,生产过程中只生成环氧丙烷和水,其化学反应方程式为:(式略)由于HPPO法存在H2O2的运输问题,意大利的Clerici等[5]提出将丙烯环氧化过程与蒽醌制H2O2过程结合,以甲醇水溶液为萃取剂代替原有的水萃取剂,将H2O2直接萃取后进入环氧丙烷的反应器,极大地降低了生产的成本。该工艺在经济、环境和技术方面具有独特的优势,是今后新建PO装置主要采用的生产工艺。 基础知识和科学前沿相结合化学工艺学所涉及的内容是相同的,一般包括原料的选择和预处理,生产方法的选择及方法原理,设备的选择,结构和操作,催化剂的选择和使用,操作条件的影响和选定,流程组织,生产控制,产品规格和副产物的分离与利用,能量的回收和利用,对不同工艺路线和流程的技术经济评价等问题。在教学过程中,我们强调用基础知识解决实际问题。如针对甲烷蒸汽转化制合成气流程中温度和压力的确定问题,我们从化学平衡出发,通过甲烷蒸汽转化过程中主副反应的热力学数据分析,得到高温和低压对平衡有利。但从工程角度考虑,适当提高压力对传热有利。为了加快传热速率,工程上采用加压的方式(3.0MPa),从动力学角度看,反应初期增加系统压力有利于加快反应速率。但到了反应后期,反应接衡时,加压会降低反应速率,对平衡有不利影响,因此更需要提高温度来补偿。在3.0MPa、1000℃的条件下使甲烷的干基含量降至0.3%,会严重地影响反应管的寿命。如何解决这一实际问题,依据热力学和动力学分析,结合反应设备,我们引出甲烷水蒸汽转化过程中采用二段转化炉的工艺流程,并进一步说明采用管间加热的一段转化炉,最高温度(出口处)控制在800℃,出口残余甲烷的干基含量为10%。采用管内加热的二段转化炉,氧与转化气中甲烷燃烧放热,温度升至1000℃,二段出口处甲烷的干基含量降至0.3%,这样既讲解了工艺流程,又加深了学生对工艺条件确立依据的理解。另外,我们还在课堂上针对具体工艺流程中存在的问题,及不同工艺路线和流程的技术经济评价等问题进行分析,通过追踪文献,让学生了解该工艺的发展势态和绿色工艺的应用。随着现代化工新技术、新设备、新材料的不断出现,适当补充和更新部分教学内容,将膜分离技术、超声波促进萃取传质、新工业催化剂材料等前沿知识渗透在工艺流程的某个环节中,不但扩大了课堂的信息量,又开阔了学生的思路。培养当代工程教育的教育理念20世纪以来,学科在分工越来越细、研究越来越专业化的同时,交叉渗透和综合化趋势也越来越明显。学科发展的特点和趋势要求教育模式进行相应的调整,就化学工艺学中流程的组织和设计而言,它应该是一种多元价值综合交叉的教育。传统的工艺学流程设计没有反映学科交叉的综合特点,存在严重不足。本科生在设计工艺流程时习惯于模仿性设计而不是创新性设计,技术上重点偏重于工艺研究而弱于结构-功能的设计研究,在设计模式上囿于刚性设计,一个设备对应一种工艺和一种定型产品。更重要的是,工艺流程设计和组织只局限在技术层面,工科学生不懂得成本、经营、管理,更缺少人文修养。针对这种情况,本科生教学过程中,应鼓励学生向其他专业的教师和本科生学习,以弥补学生在化工设备、化工过程自动化和优化控制、生态科学、经济学和社会学等学科的不足,提高学生的综合性思维、创造能力与创新设计能力。当代工程教育的基本思想是以人、自然、社会协调统一与可持续发展为基础的人类福利价值创造[6]。依托地方资源优势所上的化工项目,不是单纯地以增加当地的GDP为目的,而是在利用优势资源的同时,要遵循生态活动的规律,在更高的社会生活水平上重塑生态活动的方式,使社会、经济、生态和谐共处、可持续发展。我们必须在本科生教育阶段,就要树立和培养学生的可持续发展观念,应该把化工项目的建设理解为生态循环系统之中的生态社会现象,化工项目工艺流程的组织,生产控制,产品规格和副产物的分离与利用,能量的回收和利用,废物的排放,都不能以影响生态环境为代价。 绿色化工是对传统化工的一种挑战。实施绿色化工教育,教师必须有强烈的绿色意识。这项工作需要教师在化学工艺学课堂教学准备中多下功夫,吃透教材,利用自己的言行去感染学生,然后结合具体案例将绿色化工的知识巧妙而生动地渗透到教学过程的某些环节中,这样学生在学知识的过程中,就自然地产生了保护环境、实施绿色化工的意识。勿庸质疑,学生是未来我国化工行业的主力军,针对他们加强绿色化工的教育,提高他们的综合素质,就意味着我国化工工业走进了可持续发展行列。 作者:李常艳 单位:内蒙古大学化学化工学院 绿色化工论文:探求绿色化工实现路径及政策措施 节约资源保护环境是我们的基本国策。面对日趋强化的资源环境约束和能源越加紧张的形势下,必须增强危机意识,树立绿色、低碳发展理念,化学工业发展必需走低碳之路。 1化学工业必须低碳发展 “十二五”时期是全面建设小康社会的关键时期,是我国工业化、城镇化加快发展的重要阶段。化学工业是基础原材料工业,对加快建设我国工业化、城镇化具有十分重要的作用。化学工业是对能源依赖度很高的行业,许多产品是以能源为原料,如氮肥、乙烯等。节能降耗、低碳生产,是提高产品市场竞争能力,提高企业经济效益的重要措施;是保护环境的重要手段。可以说节能降耗,低碳发展是关系企业走可持续发展道路的大问题,说的更严重点是关系企业生死存亡的大问题。(1)我国当前正处于加速推进工业化和城镇化阶段,今后相当长一段时间内,能源消费和温室气体排放势必持续增长,能源供应问题和环境压力会更加突出。(2)化学工业是对能源依赖度很高的行业,因为能源既是燃料、动力,又是原料,做原料的能源占40%以上。因此,能源消耗量很大。2009年消费能源2.5亿吨标准煤(终端消费),占全国工业能耗的12%;近十年能源需求量平均以7.7%速度递增。“十二五”期间化学工业发展速度虽然要减缓,但是化学工业是基础原材料工业和支农产品(化肥等),“十二五”期间还是要较快增长,因此,能源需求量将进一步增加;(3)能源成本在产品成本中占的比重大,高耗能产品的能源成本占60%~75%;一般产品占30%左右;能耗低的产品能源成本也在10%左右。能源供应不足,价格上涨,产品能耗高,降低产品成本,提高产品竞争能力,提高经济效益,是十分重要的;(4)目前化学工业的单位工业增加值能耗较高;化工产品单位能耗比国际先进水平高10%~25%,节能潜力较大,需要采取节能、低碳技术,提高能源利用效率,实现节能减排;(5)化学工业低碳发展,是国家的要求,也是化学工业加快转变经济发展方式的需要和社会责任。国家要求,坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为经济发展方式的重要着力点;也是化学工业改变传统经济发展方式的需要。今后,我国国内的市场化进程将继续全面深化和推进,能源和化工的原料成本将趋于提高,盈利空间受到压缩;另外国内的财税、金融、环保、投资、土地等政策环境也将会有新的较大变化,有些则会对行业提出更高的要求,这些问题的解决,都需要经济发展方式转变,走低碳发展之路。同时,节能减排,降低温室气体排放强度,推广低碳技术,积极应对气候变化,也是化工企业的责任。 2化工行业低碳发展的主要途径 我认为主要有四条途径:(1)节能。提高能源利用率,降低能源消耗,这是当前低碳发展的主要途径;(2)结构调整。化学工业结构调整是多层面的,有:内部行业结构、产品结构、技术装备结构、组织结构、原料结构、能源结构、企业资产结构等。应选择对能源消耗影响大,而且近期可以能实现的,如内部行业结构、产品结构、技术装备结构、组织结构等。原料结构和能源结构的就比较困难;(3)使用含碳低和不含碳的能源。用天然气做燃料,和用煤的相比就是低碳,用新能源,如太阳能、风能、水能也是低碳;(4)发展循环经济。从产业革命以来,人类随着社会经济的发展,便开始大量开采能源及其它资源、大量生产产品、消费大量资源和能源,同时产生大量“废物”。 20世纪末以来,能源、资源与环境污染问题突现出来,如何提高资源利用率,“废物”再利用,保护环境,实现可持续发展发展,摆到人类社会面前。循环经济是建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式,把经济活动按照自然生态系统的模式,组成资源开发—产品生产—资源再生(废物利用)的物质循环流动过程。一言以蔽之,循环经济就是资源(能源)节约经济,“废物”再利用经济。当前来讲,可以说节能是实现低碳发展的关键,没有节能,就不能实现低碳发展。 3实现低碳发展应采取的政策措施 推动低碳发展有三大推动力:一是政策、法规和领导重视的推动力;二是低碳技术的推动力;三是广大职工参与的推动力。 (1)发挥政府引导作用,制定管理、财政、税务、技术、人力资源等方面有利促进低碳发展的政策。 (2)制定有关低碳发展规划和有关标准。特别是单位产品能耗标准。比如说:合成氨生产,采用不同的能源做原料能耗差距很大,煤的比天然气的高60%,比油的高20%以上。天然气是低碳的,由于油、气资源不足,改煤为原料是高碳的,但是,需要上煤头的,那新上煤头合成氨的能耗必须达到国内或国际先进水平。原有生产的企业,也要节能降耗,也要有较高要求的标准。本人认为的几个化工产品的限额标准,是非常宽松的,几乎所有的企业都能达到,这不利于进一步节能降耗。 (3)制定行业低碳行动计划,构建低碳产业体系,选择低碳发展路径。 (4)研究提出行业低碳发展技术路线,加大高能效、低碳排放的技术研发和推广应用。 (5)提高各级领导和广大职工的低碳发展意识,学习低碳发展知识,落实到实际工作和生活中。 (6)采取措施解决低碳发展存在的三大障碍,即:“认识障碍”、“技术障碍”和“融资障碍”。 (7)建立行业低碳基金。基金是国民经济中特定用途的资金或物资。在当前以加快转变经济发展方式为主线,倡导低碳发展的形势下,建立行业低碳基金是十分必要和有可能的。 (8)产业和产品的结构调整要与实际相结合。调整化工行业的产业或产品结构以及地方化工产业结构,必须与实际相结合。全国目前化工的产业结构,是经过近60年的发展形成的,也是全国各省、市、区分工的结果。有的产业、产品在加速推进工业化和城镇化阶段,特别是基础原材料,如烧碱、纯碱、电石、硫酸、合成氨等是在年年增加的,不能只依赖产品的结构调整。因为这些产品是工业化所必须的。不可想象,全国都搞精细化工。各地方也不能放弃本地的优势,产煤大省就是搞煤化工,产天然气的搞天然气化工,产盐的搞盐化工。 我认为搞低碳研究、搞气候变化研究,发展低碳经济,不能人云亦云,而是要提出体现我国国情或行业、地方的实际情况,体现发展阶段的政策方针、方法、技术措施。不能教条理解低碳发展,重要的是树立低碳发展理念,在实际工作中抓好节能减排,加快开发低碳产品、低碳技术、低碳能源,使化学工业走低碳发展之路。
生物技术专业论文:医学院校生物技术专业临床医学论文 1医学院校生物技术专业开设临床医学课程的必要性 在医学院校生物技术专业开设临床医学课程,有着迫切需要和实际意义。我校生物技术专业自招生之初就开设了临床医学课程。生物技术专业有了临床医学的指引,人才培养基础更加扎实,方向更加明确。同时,具有一定临床医学知识的生物医学人才,能够更好地将自身优势辐射到传统医学专业上,为临床医学的发展提供新视野,开拓新思路,注入新的活力。医学生物技术已经在临床医学的发展中发挥了革命性的作用,如基因工程药物和疫苗、单抗导向药物、人工血液代用品等已广泛应用于癌症、传染性疾病和一些遗传性疾病治疗。同时,许多临床新问题、老难题,也越来越多地依赖于生物技术的发展,相关疾病的基因定位、组织工程、干细胞研究方面也都取得了重要成果。显然,医学院校生物技术专业开设临床医学课程既是生物技术学科发展的需要,也是临床医学发展的需要。 2医学院校生物技术专业临床医学教学现状和问题 2.1课程体系和教学内容完全照搬临床医学专业本科教育 课程体系和教学内容是培养目标的直接反映,是培养人才素质、提高教学质量的优秀环节。生物技术专业临床医学课程体系和教学内容,应该紧贴生物技术专业实际需求,有针对性地进行设置。然而,目前大部分医学院校生物技术专业临床医学课程体系和教学内容完全照搬临床医学专业本科教育,将内科、外科、专科教学内容按照病因、临床表现、病理、诊断、治疗、预防等毫无取舍地灌输给学生,呈现教师教学无特色、无重点、无思路,学生学习无方向、无兴趣的状态。这与学科设置初衷和社会人才需求脱节,不能培养学生的自主学习能力及创新能力,没有达到预期效果。 2.2课程目标不明确,考核要求不严格 目前大多数医学院校对生物技术专业临床医学教学不够重视,没有真正意识到临床医学对该专业学生今后发展的重要意义。医学院校生物技术专业临床医学课程目标应该是:使学生具有一定临床思维,了解临床医学前沿和需要,并能在医学发展和临床需求中找到生物技术的落脚点、发力点,运用所掌握的生物技术理论知识和技能,从事相关领域的科学研究、技术开发,最终为医学问题的解决开辟新思路、提供新方法。但是目前医学院校对于生物技术专业临床医学课程目标认识比较模糊,在教学过程中需要学生掌握哪些内容、掌握到什么程度没有一个明确的标准。考核过程较为敷衍,甚至没有考核,使临床医学课程开设存在“鸡肋化”的危险。 3医学院校生物技术专业临床医学教学内容 医学院校生物技术专业人才培养,在强调基本素质共性的基础上,应该有不同的培养类型和专业方向。医学生物技术专业临床医学教学内容必须体现职业生涯发展目标,尊重学生多样性选择。目前的教学内容和课程体系不能完全符合专业发展和人才培养需要,不能完全适应现代医学发展需要,不能完全考虑到多样化、个性化、专业化,因此有必要对医学院校生物技术专业临床医学教学内容进行改革。 3.1紧贴实际,重点突出 临床医学是医学生物技术的出发点和落脚点,在课程设置上除了要整体介绍临床医学概况外,重点是要筛选出能够体现生物技术学科发展价值以及与生物技术知识有交集的内容,体现出医学生物技术特色和资源优势,如临床诊断的新方法,基因诊断、基因治疗技术在肿瘤及其他疾病中的应用等;而疾病的临床表现、物理诊断及常规治疗方法等内容应该淡化。这样才会贴近生物技术专业实际,更好地激发学生学习热情,避免浪费学生有限的精力。 3.2以临床问题为向导,以临床难点为突破 医学生物技术发展动力就是临床问题。医学生物技术的发展已为我们解决了一个又一个医学难题,开辟了新思路,提供了新方法,已有很多成熟的、新兴的生物技术应用于临床实践。因此,应将目前临床上亟待解决的问题和需要突破的难点贯穿在教学中,引起学生的思考和学习兴趣,从而更好地把生物技术和临床医学结合起来。 3.3着眼前沿,广泛涉猎 生物技术专业临床医学教学内容需要不断更新和发展。临床医学的最前沿往往与生物技术的发展密不可分,因此要把临床医学中最新的焦点和热点引入教学中,让学生体会医学生物技术对现代医学发展的重要性,增强荣誉感和使命感。同时,临床医学不断进展的案例也是很好的教学事例,让学生了解前辈们是如何发现问题、分析问题、解决问题,并推动医学科学向前发展的。但也要照顾到医学发展的冷门分支,给学生拾遗补缺的机会,在大家忽视的老问题上做出新文章。 4医学院校生物技术专业临床医学教学模式 生物技术专业临床医学教学模式应该有别于临床医学专业,要更加突出多样性、灵活性和自主性,最大限度调动学生积极性,将课程的作用发挥到最大化。 4.1课堂教学与课外教学相结合,选修和必修相结合 压缩课堂教学时数,将教学主战场放在课外,把更多的时间交给学生进行自主学习。增加选修课数量,鼓励学生选择自己感兴趣的方向进行探索。生物技术专业将来不从事临床医疗工作,对临床医学知识的学习应该是有重点和有取舍的,这个选择权不应掌握在教师手中,而应留给学生。让学生在课外通过文献查阅、学术会议、网络交流等多种形式,学习对未来职业发展有帮助的医学知识。 4.2大师进讲堂,将导师范围扩展至临床学科 师资队伍建设是实践教学体系改革的关键。目前生物技术专业临床医学师资结构中,中级职称教师比例偏高,真正的大师偏少。应该把临床医学的“大腕”请进讲堂,因为生物技术专业的导师往往更重视具体的新技术、新方法,而对临床医学前沿需求知之甚少,缺少宏观思路和顶层设计。这些可由临床导师很好地补充,他们扎根临床数十年,对疾病的发生发展、治疗的难点要点有更全面、深入的认识。要鼓励学生参与到临床导师的科研课题及科技创新活动中,使其不仅对原有理论知识和技术有更清晰的认识,还锻炼了临床科研思维能力;使学生能更准确地把握现代医学发展的脉搏,找到自己感兴趣、能钻研、有出路的研究方向,对未来职业发展进行合理的规划。 4.3启发为主,传授为辅 生物技术专业学生将来主要从事科研工作,应该是临床医生的益友良师。其临床医学教学不应以传授方式为主,而应采取引导、启发的方式,加入讨论及案例教学,让学生自己思考问题,用专业特长来分析问题、解决问题。强化学生创新思维和综合能力培养,在教学环节中启发学生自主学习和自由学习。在教学方法和教学手段改革中,坚持理论联系实际、基础联系临床的教学理念,强调教学过程的“四结合”:密切结合科研,密切结合临床,密切结合实践,密切结合新进展。 4.4考核评价与教学目的相统一 考核指标的科学性、合理性是教学目标能否实现的关键。长期以来,各医学院校生物技术专业临床医学课程多采用以试卷考试为主的考核评价体系,无法体现该专业注重分析、注重实践和注重创新的特点,不利于学生创新意识和实践能力的培养。对于生物技术专业而言,临床医学课程考核应采用多种方式,如讨论、综述撰写、案例分析、参加和完成导师科研课题等,考核内容应重思维、轻内容,重分析、轻解决。这将有利于提高学生学习兴趣,激发创新思维。总之,医学科学是一门传统的学科,生物技术是一门新兴的学科,在生物技术专业开设临床医学课程,是在传统学科与新兴学科之间架起了互相沟通的桥梁,高质量的临床医学教学必将推动生物技术专业学生整体水平的提升。两者有机结合,将有利于培养接地气、思路清晰、视野开阔、能力出众的医学生物技术专业人才。 作者:黄罡 刘轶永 邢茂迎 邱福建 张潇海 单位:第二军医大学第三附属医院 生物技术专业论文:生物技术专业遗传学教课论述 1教学内容精选与优化。 遗传学因为是基础学科,所以有一部分内容是属于其他学科交叉内容,那么在这些内容的教学方面可以将其进行精选,挑重点讲述,而对于遗传学中较难理解的教学内容,则选择优化教学方法,在授课的表述方面进行改进。也要注意补充一些遗传学最新发展的内容,让同学们了解遗传学的发展动向,激发学生的学习兴趣。同学们将会对自己所学习的方向有一定的认识,为今后选择个人研究方向奠定基础。 2多种授课方式相结合。 2.1多媒体教学与传统板书教学相结合。目前很多课程都倾向于多媒体教学,多媒体教学有着形式灵活多变,直观形象的有点,但是展示信息时常常速度过快让学生很难抓住重点,复习也很困难。而传统的板书教学虽然展示的信息量小,但却具有条理性,学生容易抓住要点。所以我们必须将传统的板书教学与多媒体教学结合起来,让这两种方法互相弥补。 2.2适当的采用PBL教学方法。对于教师来说,在基础学科上使用PBL教学方法是有着一定的难度的。特别是具有大量推理计算工作的遗传学教学。但是对于某些章节来说还是可以尝试采用PBL教学方法。比如在讲解生物进化章节的时候,完全可以先给学生一个有关进化的例子,再让学生回顾前几章所学的知识来提出自己的想法。这样可以提高学生对于遗传学学习的兴趣,有能够培养他们用遗传学的思想来思考问题,进一步检验了学生的学习情况。 3加强实验教学的改革。 3.1增加综合性试验比例。目前高校所开展的学生实验基本上都是验证性实验,都是老师先做好了,再讲给学生听,学生根据老师所讲的再做,其结果是每个人的结论都相同。这些验证性的实验项目过多,实验结果在未做之前就已经知道,学生做与不做都已经知道了实验的结果,实验过程不能调动学生的积极性、创造性,不利于学生的思考和发现。因此,我们在保留经典的验证性实验的基础上,增开了设计性、综合性实验。由老师指定一个实验课题,由学生自己去设计实验方案,充分调动学生们自己的主观能动性,同时教师在某些环节上进行指导,这样可以提高学生兴趣,培养学生独立分析问题与解决问题的能力。 3.2与其他学科一起开设实验教学。遗传学实验除了经典遗传学实验项目和细胞学实验项目外还设计到分子生物学实验。由于分子生物学也是生物技术专业的必修科目,所以在设计实验方面可以综合设计。这样避免了开课的重复性,又能够让学生掌握技术,提高学生对科学研究的兴趣。 4改变考核方式,采用多种指标评价学生。 目前,在长沙医学院采取的多为上机考试,考试内容死板无法很好的反映出学生的水平。所以为了更客观地反映学生的学习情况,除了上机考试外,还应参考学生的实验课情况、PBL教学过程中讨论的成绩。最好能让学生提出一些感兴趣的遗传学相关小课题,让同学们自己去查资料,以PPT的形式进行讲述,然后由老师打分,这样可以从多个方面来评价学生学习遗传学的能力,并且还能够提早培育他们阅读科研论文的兴趣与能力。 总之,遗传学这门学科一直都在不断的发展,所以遗传学的教学改革也要适应学科的发展需要。这就不仅要求教师要不断地掌握接受遗传学的最新知识,不断地改革遗传学的教学方法以适应学科发展的需要,同时也要求学生能够更多的参与到教学改革中来,和教师一起促进遗传学的教学进步。 作者:龚琳单位:长沙医学院 生物技术专业论文:生物技术专业教学的探究 1知识和技能的处理方法 1.1理论内容结合生物制品生产与检测课程理论知识结构,其处理方法主要有三类。第一,采用搭档拼图法、旋转木马等新颖的方法,让学生互为老师,教师在旁边协助。第二,通过分析具体任务,发现并学习相关知识,并用学习到的知识指导具体任务的完成,最终强化沉淀知识。第三,借助任务的“失败”使学生主动“求助”知识。 1.2生产过程性内容一般做法是发给学生相关材料(一般是几篇论文),由学生总结出大致的生产流程,写出实验方案,并画出思维导图;然后各组进行宣讲,最后结合所有组的观点,总结出较为完善可行的生产方案,并最终获得产品。这样学生的学习能力、社会能力都得到提高,更关键的是提高了学习兴趣。 1.3检测过程性内容这部分内容多采用角色扮演的教学方法,把学生分成负责不同项目的检测组,对各组的产品都进行检测,然后进行检测内容的循环,按照一定的评价方案评选出最佳者,并给予特殊的奖励。 2课堂的把控 2.1课堂气氛的营造(1)分组环节。对于不同的教学内容,为保持学生之间新鲜感,每次均重新分组。分组原则是灵活机动、参与性强,每次的分组方式都让学生意想不到,比如:电话号码、衣服颜色、剪刀石头布等,只要教师能想到的方法都可以采用。只是这个过程教师一定要把控,因为学生很容易陶醉其中而忘了具体的学习任务,耽误教学进程,影响教学效果。(2)学习结果的评判环节。对学习任务的学习结果的评判,是促进学生学习积极性的良机。笔者的做法主要是让学生集体去观摩或学习项目完成效果最好的组别或个人,并给予当众的表扬或奖励。让小组学生或个人感受到学习给他们带来的荣耀和喜悦,以此调动学生的学习积极性。 2.2出勤不出工学生的管理在具体的学习任务完成过程中,个别学生玩手机或聊天现象严重,不愿意动手操作,对此笔者通常的做法是让学生给同组的其他成员拍摄或录制他们的实验操作过程,进而实现如下目的:一是不愿意动手操作练习的学生有事可做,不再影响教学秩序;二是这些学生拍摄或录制实验过程中,虽然没有亲自操作,但至少进行了观摩,不至于对整个学习任务一无所知;第三,这些拍摄或录制的材料可以用于后续的关于任务完成过程中存在的问题的分析和讨论,以便查找问题并解决问题。 2.3迟到学生的管理进入冬季,学生的迟到现象比较严重。笔者原始的做法是采用考勤,并扣除平常成绩等措施,但收效甚微。在一次教学工作会上,学习并采纳了生物技术及应用系迟全勃副主任的做法:对于迟到的学生,先回答教师提出的问题,如果回答上来的,自己找地方坐下听课,回答不上来的,给他指定第一排的座位听课,并在课堂中,时常提问他。试用后效果显著。 2.4上课手机响及玩手机学生的管理上课手机响及玩手机现象是目前课堂上普遍存在的问题,也是令教师头疼的问题。笔者的做法是先给自己立“规矩”:只要在上课期间笔者的手机发出响声,笔者当场摔毁之,说到做到。教师以身作则,大多学生都会自觉效仿,截至目前,效果良好。而对于偶尔的“违反者”,笔者多会以体力劳动的形式“惩罚”之。 3小结 教学有法、教无定法、贵在得法,每个教师都有自己的风格和特点,只要心中有“爱”:爱职业、爱讲台、爱学生,以身作则,就能找到适合自己的方法,适合自己的方法就是最好的方法。 作者:杨新建迟全勃段素云王伟青田锦单位:北京农业职业学院 生物技术专业论文:小议生物技术专业考核体系构建 大庆师范学院在生物技术专业人才培养方案中,在四年的学习中学生需完成的总学时数为2650学时,其中实践教学包括实验课、专业实习、毕业设计的学时数为680学时,占总学时数的25.7%,达到了教育部对理工农医类本科专业实践教学学时数不少于25%的标准,经过高比例实践训练的学生,在实验技能考核中均有良好表现,毕业生在就业岗位上更是得到了用人单位的青睐。 一、凝练基本实验技能,夯实学生的技能储备 生物技术专业开设的基础专业课程包括植物生物学、动物生物学、生物化学、微生物学、细胞生物学、分子生物学、免疫学等,同时开设相应的实验课程,并保证实验课的学时比例占理论学时的40%以上。我们按照学生科研、考研、工作的需求,将每门实验课的教学目的都改为以训练实验技能为主,并且在每个实验中至少要训练一项实验技能,尽量避免重复训练同一技能,浪费实验课的学时。植物生物学实验开设12个实验,训练的实验技能包括:显微镜的使用技术、徒手切片的制作、临时装片的制作、永久装片的观察、生物显微鉴定法、低等植物的培养技能和常用仪器的使用技能;动物生物学实验开设10个实验,训练的实验技能包括:解剖镜的使用、动物宏观标本的制作、动物内外结构的解剖与识别、鸟类数量调查的基本方法和动物种群增长规律的分析技术;生物化学实验开设12个实验,训练的实验技能包括:紫外分光光度计的使用、高速及超速离心技术、纸层析技术、醋酸纤维薄膜电泳技术、凯氏定氮法的使用、多糖的分离及定量技术、酶活力的测定技术;微生物学实验开设18个实验,主要训练的实验技能包括:油镜的使用、无菌操作技术、培养基的配制、超净台的使用、革兰氏染色技术、芽孢及荚膜染色技术、微生物大小的测定与计数、平板菌落计数法、微生物的分离与纯化、特性微生物的驯化以及细菌的生理生化鉴定技术;细胞生物学实验开设8个实验,训练的主要实验技能包括:细胞器的分离与观察技术、细胞融合技术、细胞骨架的观察技术、细胞内大分子的观察技术以及细胞培养技术;遗传学实验开设8个实验,训练的实验技能包括:果蝇的杂交技术、植物杂交技术、染色体制片技术、遗传诱变技术、核型分析技术;分子生物学实验开设5个实验,主要训练的技能包括:微量移液器的使用、琼脂糖凝胶电泳技术、聚丙烯酰胺凝胶电泳技术、核酸的分离纯化技术、凝胶成像及分析技术、转化技术、DN段的琼脂糖凝胶回收技术和PCR技术。这些技能都是生物技术专业学生需要掌握的基本技能,必须给予大量的时间和精力强化锻炼,才能使学生掌握得更扎实,为综合利用打下坚实的基础。 二、紧密联系生产实践,拓宽学生的应用技能 为了增强学生综合实验设计的能力,使学生能够灵活掌握和应用所学实验技能,生物技术专业的学生还将在第六学期进行生物技术实验技能训练课程的学习,主要以小组为单位,以小课题的形式,将微生物学、分子生物学、生物化学、细胞生物学以及免疫学的实验技能综合体现在整体的实验设计中,学生的设计思路经过指导教师的修正和完善后,以学生为主体进行试验,时间由学生自行安排,指导教师陪同指导,最后完成一篇微型论文作为考核形式。经过2年的实践,学生的动手能力和动脑的能力有了明显的提高,尤其是有考研意向的学生,在复试时实验技能的大量训练给他们带来的好处都有深切的体会。我院针对企业的需求,增设了微生物工程实验,主要训练与发酵工艺相关的实验技能,包括:发酵过程工艺控制技术、固定化细胞的制备技术、发酵产物的分离提取技术、小型发酵罐的灭菌与使用技能、旋转蒸发仪的使用技术、发酵液的预处理以及发酵液的浓缩和结晶技术,并保证学生每学期至少进入工厂见习1~2次。同时开设企业家讲堂,邀请本地及外地知名的生物产业企业家,走进学生的课堂,为学生讲解企业的发展、经营、生产流程,介绍企业文化等,使学生更加明确自己的就业方向及工作环境,而更有针对性地学习,增强了学习兴趣,提高了学习效率。 三、多方面综合考量,建立合理的考核体系 实验课的考核是实验教学中的重要环节,是评估学生综合素质的重要手段。建立科学合理的实验教学考核体系,对深化实验教学改革,提高实验教学质量,培养学生实践能力和创新精神具有重要的指导意义。我院生物技术专业的实验课均为独立设课,因此,我们也建立了相对应的考核体系,对学生实验技能的掌握情况、学习过程中形成的科学态度、创新能力、团结协作能力等进行综合评价。科学态度主要指学生在学习过程中的综合表现,包括出勤、学习态度、仪器使用的规范程度和劳动习惯。出勤由老师记录,旷课、迟到或早退均做扣分处理。学习态度为实验课过程中指导教师和实验员共同观察,从学生听课的认真程度、回答问题的正确性及理解程度等方面进行综合评定,学生实际操作过程中如有违规操作、不良的劳动习惯都根据具体情况酌情减分。实验报告模块主要考核学生对实验过程的总结能力、解决问题的能力以及数据处理与分析的能力,实验报告中的实验数据或实验现象必须真实可靠,并对失误之处有所反思。理论考核模块主要是督促学生手脑并用,学会操作的同时,一定要理解为什么这么做、原理是什么,以达到举一反三。这部分的考核形式为闭卷考试,对试卷中实验原理或实验过程给予文字性描述,指导老师根据评分标准给出得分。操作考核主要针对学生的动手能力,在实验课结束后公布操作考试的题目,每门实验课程根据所训练的实验技能设计考题,由学生公开抽签并现场直接操作,过于复杂的过程可用语言叙述代替,教师根据操作步骤的采分点给分,最后将四个模块的成绩按比例整合,即作为一门实验课的最终成绩。生物技术实验技能训练课程的考核侧重点有所不同,主要倾向于对学生实验设计能力、创新能力、团结协作能力和解决问题能力的考核。学生在正式进入实验室上课之前,要组成2~4人的小组提交实验设计方案,由指导教师评价其科学性、可行性以及创新性;实验过程中指导教师和实验员还要观察学生的操作表现,小组成员之间的团结协作情况;最终学生的成果是一篇微型论文,指导教师对论文的结构、内容、数据、分析等进行评价,综合前面的表现,给出最终成绩。 四、结束语 整套的实验技能训练方案以及考核体系已在2008级和2009级生物技术本科专业全面实行,通过对2008级毕业生就业单位或就读研究生的学校进行调查走访,我校的学生都能够得到较高的评价,尤其是动手能力,能够很快适应新的工作和学习环境,并且对新技术的接受能力也很强,这些能力比对2007级及之前的毕业生的反馈意见有所提高。学生自己也深有体会,能够学以致用是他们个人价值和社会价值的最大体现。今后我们仍要努力将生物技术专业实验技能训练方案与考核体系进一步完善,丰富实验技能的种类,鼓励学生自主科研,参加学科竞赛,从而使学生的实践能力更加全面综合,成为生物技术行业的领军人才。 作者:曲丽娜胡敏卞立红单位:大庆师范学院生命科学学院 生物技术专业论文:园艺生物技术专业创设及综述 在农业生产中,园艺业是一个栽培集约化、附加值高、经济效益和生态效益兼优的产业。其在农业中的比重总是伴随着社会经济的现代化进程而不断提高,在美国、日本、荷兰、以色列等发达国家园艺业占种植业的比重都超过50%,我国广东省在这方面的比重接近70%。园艺植物是生物技术研究和应用的最好材料,广东不仅是中国园艺生产面积最大、产值最高的省份,也是生物技术在园艺中应用最普遍的省份。香蕉、番木瓜、菠萝、兰花、龙血树属、马蹄莲属、花烛属、观赏凤梨、桉树等许多重要的园艺植物都已普遍采用组织培养工厂化育苗,生产的园艺植物组培苗在全国种苗市场中占有绝对优势。园艺产业的迅速发展迫切需要培养一批既懂园艺又懂生物技术的新型人才,以促进园艺生物技术研究和应用。园艺学专业是一个传统的专业,涉及园艺植物(果树、蔬菜、观赏植物等)的种质资源、生长发育规律、繁殖、栽培、育种、贮藏、加工、病虫及造园等多个方面,培养的学生知识面广而不专,不能满足迅速发展的园艺生物技术新产业的需求。为适应园艺学科的发展和园艺生产的需求,华南农业大学于2002年着手组建了由园艺生物技术所和园艺生物技术系组成的园艺植物生物技术教学工作平台,2003年在国内率先招收了园艺生物技术方向的本科生,在培养园艺学和生物技术学新型复合人才方面进行了有益的探索,创建了一个完整的园艺生物技术本科人才培养体系。 一、通过所系融合构建园艺生物技术教学平台,促进教学与科研的有机结合 (一)整合资源,为培养人才提供良好的实验研究条件园艺学一级学科下包括的果树、蔬菜、花卉、茶学、园艺产品采后学等二级学科(或方向)都涉及生物技术。由于学科划分及管理方面的原因,从事品种改良以及采后生理学的教师、设备等被分散在5个不同系中,不利于园艺生物技术的发展。2002年,华南农业大学整合园艺学科中与生物技术有关的人员和仪器设备,构建了园艺生物技术教学与实验实习平台———园艺生物技术研究所。该所为校级研究所,下设分子生物学与基因工程室、细胞工程育种研究室和脱毒与快繁室等3个研究室(或实验室),主要为科研和培养研究生提供实验条件。园艺生物技术研究所的人员全部来自园艺学院各系,其中教授8人。 (二)教学与科研结合,努力提高本科生的实验技能和研究能力2003年,根据园艺学科及华南地区园艺产业发展的需要,园艺学院创设了园艺生物技术方向本科专业,并开始招生。为方便教学管理,在园艺生物技术研究所的基础上又组建园艺生物技术系,园艺生物技术研究所与园艺生物技术系联合办公,人员及设备统筹使用。园艺生物技术研究所主要精力放在科研和研究生培养,园艺生物技术系则侧重于本科生教学和培养上,两者做到既有分工又有协作,相互支持。通过所系融合,使教学和科研资源得到合理配置,改善了不同层次学生的实验条件,不仅大幅度提高了园艺生物技术平台的使用效率,也大幅度提高了学生的生物技术实验技能和研究能力,同时还促进了科研水平的提升。 (三)充分发挥平台优势,承担教学和科研任务园艺生物技术平台的教师近年来承担了2项“863”课题、15项国家自然科学基金课题和50多项省部级课题。以果树、蔬菜、花卉和茶树等园艺植物为材料,开展了分子标记、基因分离和克隆、转基因、基因功能鉴定、细胞工程、种苗脱毒与快繁及采后分子生物学等多方面的研究工作,成绩显著;同时还承担了多项学校教育教学研究课题,为本院和外院学生开设20多门课程。 (四)加强硬件建设,为新专业方向的学生提供可靠的实验教学保障生物技术专业培养的学生必需经过严格的技术训练,如果没有相应的实验条件,创建园艺生物技术专业将成为空谈。生物技术专业的实验设备相对比较昂贵,仅靠教学经费不可能满足仪器购置的需要。因此,必须通过科研带动学科建设,利用国家重点学科建设、广东省211工程建设和重点学科建设、本科优教评估和人才引进等项目,多方筹措资金。有了良好的实验条件、配套的管理制度,可以使教学科研相互促进,为新专业方向的学生提供可靠的实验教学保障。 二、制定科学的课程方案 园艺生物技术专业根据现代生物技术的特点,结合园艺专业的发展趋势,制定了“园艺+生物技术”的复合模块培养方案。园艺,是本专业的立足点,要“站稳”,但不应该花费太多的学时。我们压缩了原有园艺专业课中的“各论部分”的课时,保留园艺学的优秀课程园艺概论、园艺植物分类学、园艺植物育种学和园艺植物栽培学等,形成“园艺模块”。生物技术模块则开设园艺植物生物技术、植物细胞工程、植物基因工程原理与技术、农业生物技术等专业主干课,另外还设置了一些选修课,形成全新的课程方案。 三、建立和完善园艺生物技术学科及其理论体系 由于园艺生物技术是园艺学的一个新兴领域和学科分支,从园艺生物技术所成立之初起,就特别重视学科建设和园艺生物技术理论体系的建立。2002年,华南农业大学生物技术研究所编著了《园艺植物生物技术》一书作为研究生校内教材使用。由于该教材学术体系较系统、理论较严谨、体例统一、内容新颖和能充分反应园艺植物特点等因素,于2005年被教育部遴选为“研究生教学用书”,由高等教育出版社出版发行,成为国内首次公开出版的《园艺植物生物技术》研究生教材[1]。2007年又主编出版了“国家十一五部级规划教材”《园艺植物生物技术》和《园艺植物生物技术实验指导》等本科生教材[2-3]。 四、创新实验室管理机制,实行全面开放和资源共享 从园艺生物技术研究所与园艺生物技术系成立之初起,所系实验室就按照开放型教学研究实验室的模式进行运作,建立和不断完善实验室管理制度,对本科生、研究生实行完全的开放管理,在教学、科研和人才培养方面都取得了显著的成效,大力促进了学科、专业之间的交流、综合与渗透,加强了横向联系和合作,提高了平台的知名度和影响力。 五、紧密结合园艺植物生产实际,培养园艺学和生物技术复合型人才 1998年教育部调整专业设置前,园艺学下设有果树学、蔬菜学、花卉学、茶学等专业,这些专业的毕业生专业面太窄,就业困难。1998年专业设置调整后,一般不再按二级学科设置专业,而是将果树学、蔬菜学、花卉学合并为大口径的园艺专业。专业口径的改变,大大扩宽了学生的知识面,克服了专业面太窄的弊端;然而,新的问题又凸显出来:学生很难全面了解和掌握本专业的优秀技术体系,博而不精、“果、菜、花什么都懂一点,什么都做不成”。因此,培养园艺学和生物技术复合型的新型人才,应该使学生在了解园艺作物种质资源丰富、常用无性繁殖、集约栽培、经济效益高、可保鲜增值等共同特性的基础上,探索生物技术如何更深入地介入园艺植物的快繁、种类鉴别、种质创新和采后处理等方面。这样培养出来的学生将是掌握园艺作物基本特征、具有生物技术应用特长的新型人才。为此,教师通过主持承担国家、省部级课题,以果树、蔬菜、花卉和茶树等园艺植物为材料,带领学生开展分子标记分析、分子遗传图谱构建、基因分离和克隆、转基因、基因功能鉴定、生殖细胞工程及采后分子生物学等多方面的研究工作,使学生直接进入学科前沿。同时,应强调园艺生物技术的应用性,除了完善院内实验平台,还应建立稳定的校外实践教学基地,安排生物技术方向的学生去这些实验基地进行生产实习。学生利用这些机会体验到了利用离体培养技术大规模工厂化培育园艺植物种苗的过程,而且还能理论联系实际,解决生产中的一些问题;同时也对企业经营管理、市场情况、员工生活等方面有了更直接了解,为今后就业和创业打下了基础。华南农业大学根据园艺学科发展的需要,对园艺专业进行了改造,创建了园艺生物技术本科生专业方向,突破了原有按学科、专业、学系设置实验室的封闭模式,促进了学科、专业之间的融合与渗透,建立起园艺生物技术教学工作平台。通过制定教学计划和组织编写教材,形成完整的园艺生物技术教学体系;通过调动教师和实验人员的积极性,实现了人员、仪器设备、经费等方面的合理配置,使有限的仪器设备发挥最大的效益,为培养人才提供良好的实验研究条件;加强实践教学环节,使学生直接参与园艺生物技术科研和生产实际,为改造和提升传统专业、培养高质量的园艺学和生物技术复合型新型人才进行了有益的探索。 生物技术专业论文:生物技术专业科技创新团队的构建及培养 摘要:大学生科技创新团队的构建与培养是高校培养创新型人才的重要环节,对提高大学生的综合素养起着积极作用。生物技术是一门实践性很强的学科,因此,在生物技术专业中开展大学生科技创新团队的构建与培养显得尤为重要。本文着重阐述了青海师范大学生物技术专业大学生科技创新团队建设的现状及实践效果,以期为高校大学生科技创新团队的建设提供有益的参考。 关键词:科技创新团队;生物技术专业;构建;培养 提高自主创新能力,建设创新型国家,是我们国家今后发展战略的优秀和提高综合国力的关键。而要实现这一目标,关键是要靠大量具有自主创新能力的人才,高等院校无疑是培养这类人才的主阵地。但从近年来看,大规模扩招对高等院校人才培养质量提出了严峻挑战,加之我国大学生受传统教育模式的影响,不同程度地存在自主学习意识和创新意识不强甚至缺乏等不足。因此,如何鼓励和引导在校大学生进行科技创新活动是当前我国高校提高人才培养质量的关键。生物技术专业是一个实践性很强的新兴专业,在医药学、农牧学、园林学、环境科学、食品科学等领域都有广泛应用。工作岗位青睐于具有一定科技创新能力的优秀人才,这就迫使生物技术专业学生在校期间除了应该掌握扎实的专业理论知识外,还要有较强的团队协作意识和实践能力。为了加强学生创新实践能力的培养,青海师范大学生命与地理科学学院生物技术专业的培养计划除了在相关理论和实验教学环节中要求对学生进行创新意识、创新精神和创新能力培养外,还专门在大学二年级学完专业基础课程后,结合专业实践教学,鼓励和引导学生以组团形式积极参与老师的科研课题或自主申报各类科技创新项目。笔者作为大学生科技创新指导教师之一,全方位地参与了大学生科技创新团队的组建和培养工作,颇有一些体会,本文就谈谈青海师范大学生命与地理科学学院生物技术专业大学生科技创新团队的构建和初步培养实践效果。 一、大学生科技创新团队的构建 (一)科技兴趣小组 生物技术专业的学生,因为志趣相投而组建成科技小组,在业余时间进行科技创新活动。如海洋兴趣小组,曾经得到了教育部、国家海洋局、共青团中央的大力支持,每年展开海洋知识竞赛等活动;插花花艺兴趣小组得到了青海省花卉协会的大力支持,多次主办了省、校级大学生插花花艺比赛,参与了2013年第八届中国花卉博览会室内插花花艺比赛和2014年青岛世界园艺博览会国际(室内)比赛,均取得了较好成绩。此外,还有环保兴趣小组、网络兴趣小组。在这些科技兴趣小组中,既没有老师的严格监管,也没有绝对的学术权威,唯有的是成员共同的兴趣和爱好和自由平等的氛围,这是团队可持续发展的主要优势,在提高大学生科技文化素养和增强科技创新能力方面发挥了重要的作用。 (二)科技创新社团 本着“共同缔造校园文化,携手保护自然环境”的服务宗旨和“让我们的‘蓝眼睛’,蓝色而不再忧伤,美丽而不失和谐”的服务理念,我院于2002年9月成立了大学生“蓝眼睛”协会。该社团以国家实施青藏高原生态保护的相关文件精神为指导,结合青海省生态环境现状,立足于服务青海省“生态立省,绿色发展”战略,致力于“青海湖湿地保护”、“母亲河保护”、“野生动物保护”等各项公益环保活动,用大学生饱满的热情,成为新时代的“绿色生力军”。经过十多年的风雨拼搏,现已成为国内高校知名学生社团,曾先后被评为“全国保护母亲河行动先进集体”、“全国高校优秀学生社团”、“中国未成年人生态道德教育先进单位”、“省级优秀学生社团”、“省级优秀社会实践服务团”、“青海省保护野生动物先进社团”等。 (三)科技项目团队 青海师范大学自2012年实行大学生科技创新项目制度以来,生物技术专业的学生积极组团申报项目。截止目前,已成功申报了近30项科技创新项目,其中“药用植物独一味的植物组织培养”获第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖,“一种大小鼠固体制剂的灌胃器”获青海省2015年“挑战杯”大学生课外学术科技作品二等奖,“湟水河水质分析与检测”项目于2012年获共青团中央资助10万元,这是我校获共青团中央资助的首例大学生科技创新项目。此外,学院以生物技术专业老师的科研项目为平台,鼓励和引导学生积极参与老师的科研项目;同时,也鼓励每个老师围绕科研项目组建学生科技创新团队,团队成员主要涵盖研究生、高年级大学生。充分利用老师的科研项目平台和研究生及高年级学生的“传帮带”作用,构建可持续发展的大学生科技项目团队。这些团队的构建有力促进了学生课外科技活动的蓬勃发展。 (四)校企所合作团队 以育人为本,教学、科研、社会服务协调发展是当今高校的发展方向。近3年来,学院在“校企所共育”人才培养模式的大框架下,以服务为宗旨,以就业为导向,以互利共赢为目的,与青海清华博众生物技术有限公司、中科院西北高原生物研究所等十余家企业及研究所签订了合作协议,依托企业、研究所资源优势,实现优势互补,为学生实践创新能力的培养搭建了良好的平台。围绕企业或研究所的特定研发项目“,教师+学生”组成技术团队进入企业、研究所,帮助其提高产出效益。此外,学院正在与西宁市城南某社区协商筹建“教学—科研—社区”三位一体的科创团队,如果该团队能成功组建,则会进一步提升生物技术专业大学生科技创新团队的服务功能。 二、大学生科技创新团队的培养 (一)实施导师制 为了拓展学生的视野,激发学生科技创新的意识与热情,学院经常邀请校内外知名教授、专家以及专业负责人进行不定期的讲座,介绍生物技术的发展历史、研究现状以及发展趋势。除此之外,学院还专门设立本科生科创导师制,对学院副高级以上职称的教师实行了本科生科创导师聘任制度,每5年为一聘期,导师的指导工作纳入年终工作量量化考核中,激发了导师的积极性。在科创活动中,实行“本科生———导师”双向选择制,导师可以选择学生,组成科创团队,参与自己的科研项目或指导学生申请科创项目,从专业思想引导、科学作风养成、科学技术训练等方面对学生进行有针对性的教育培养;学生也可以根据自己的兴趣,选择科创导师,主动参与导师的科研项目或在导师的点拨下自主申报科创课题。自2013年学院实行科创导师制以来,在短短的两年时间里,先后有20余名教师担任本科生科创导师,100多名学生直接参与导师科研项目,30余人在导师指导下自主申请了校级大学生科技创新项目。 (二)制定科学合理的团队目标 团队目标是团队成员共同努力的方向,它能使团队成员在心理上彼此认同,产生一体感,增强集体意识,从而产生团队精神。学院根据大学生科技创新活动的特点,在导师和学生工作组老师的共同指导下,结合学生的知识结构、兴趣和能力等,制定能鼓舞人心的切实奋斗目标,并把目标具体分解给每位团队成员,使每位团队成员都清楚自己应承担的任务和工作,并迸发出行动的力量,最大限度地为团队目标而努力。 (三)提供基本物质保障和资金支持 生物技术是实践性很强的专业,培养生物技术专业的大学生科技创新能力必须以一定的物质和资金为保障。学院通过以下途径以尽量满足大学生科创所需物质和资金:开放实验室。学院目前有青藏高原环境与资源教育部重点实验室、青藏高原动植物资源省级重点实验室、青海省湿地生态系统省级重点实验室、青藏高原中韩野生花卉资源研究所和青海省生命与地理科学学院实验教学中心,大部分实验室实行开放制度,大学生科技创新团队可以随时进行使用。依托青海教育厅、青海师范大学的大学生科技创新基金。大学生科创团队成功申报科创项目后,获得相应经费资助。学院引入了各种类型的创新基金,如设立校企合作基金。导师科研项目经费资助。近3年来,学院生物技术专业大学生科创团队已获各类资助达20多万。 (四)建立规范的管理制度和有效的激励机制 规范的管理制度、有效的激励机制是科创团队维系的内在动力。大学生科技创新活动是否要立项,如何资助,如何考核,怎样奖惩等一系列事宜都要有规范的管理制度,这样才能使其有条不紊、可持续地发展下去。学院在学校有关规定的基础上,结合学院实际情况,对相关规定进行了细化,有效促进了大学生科创团队的良性发展。此外,学校、学院设置了良好的奖励机制,既有团队奖也有个人奖,既有精神奖励也有物质奖励,譬如:学院将参与科创团队的成员按其贡献大小,在年终操行评定中加一定分值;获得科创奖励的同学优先推荐攻读免试硕士研究生;的按照论文级别的不同给予不同的奖金等。这些举措极大地提升了大学生参与科研团队的积极性和竞争性,使我院本科生科技创新研究项目申报与获批的数量每年位居学校前列,获奖人次也逐年增加。截至目前,已有近30个本科生科技创新项目获得学校资助,有12篇生物技术专业本科生参与发表的研究论文。 作者:王慧春 王文颖 杜军华 单位:青海师范大学 生物技术专业论文:医学院校生物科学与生物技术专业生物信息学教学探索与改革 (蚌埠医学院 1.生物科学系生物技术教研室;2.生物化学与分子生物学教研室,安徽 蚌埠 233400) 摘要:为培养医学院校生物科学和生物技术专业学生的生物信息学基础知识的掌握和软件的应用能力,结合近年该课程的教育教学改革实践,不断探索科学完善的教学体系和教学模式。从教学内容、教学方式和实践能力培养等几个方面进行了探索与实践。使学生在生物大数据时代,具备初步的生物信息学分析技能和实践操作能力。 关键词:生物信息学;生物科学;生物技术;教学模式改革 一、开设生物信息学课程的必要性 生物信息学学科发展迅速,不断与其他学科相互渗透,而医学院校生物科学和生物技术专业的学生主要从事生命科学相关的研发和技术,涉及生物、医药、食品、环境、农业等领域。掌握生物信息学这门工具,为今后走上工作岗位,提供新的研究手段和途径是十分必要的。因此,在医学院校部分专业(如生物科学,生物技术等)开设生物信息学必选课程具有重要意义。 二、目前存在的问题 1.教学内容陈旧和教学资源缺乏。我国高等院校开设生物信息学时间相对较晚,在教材选择中首先调研了其他院校和目前出版的教材内容情况。发现大部分生物信息学教材都包括生物大分子(核酸和蛋白质)的信息资源,基因组分析信息资源,数据库搜索软件,核酸序列分析和多序列比对等软件的优秀内容,除了共性的章节外,不同的教材内容和重点各不相同。但是生物信息学发展迅速,除了基础内容外,大部分内容都在快速地更新,比如引物设计软件的使用等。而目前,生物信息学教学资源较匮乏,完善的生物信息学课程的教学大纲、教案、教学视频、多媒体课件和习题等教学资源稀少。 2.课程内容与教学课时不匹配,教学进程安排不够合理。首先,由于生物信息学是一门多学科交叉的综合性学科,生物信息学课程学习前需要理解和掌握一些生命科学相关知识背景,如基因组学、蛋白质组学、生物化学、分子生物学和遗传学等,深刻理解一些生物学基本概念,如基因序列、蛋白质序列、非编码区、启动子等,并初步了解一些重要的生物学数据库。因此,讲解透彻该门课程需要教师在课堂上花费一定的时间介绍相关背景知识。然而由于医学院校学生课程门类众多,客观条件决定无法为生物信息学安排足够多的课时。目前我校教学大纲规定的授课仅为20学时,学时少与教学内容多的矛盾就显得非常突出。教师需要在有限的教学时数下灌输大量内容,因此无法深入讲解每个章节的内容,增加了学生学习的难度,降低了教学质量。 其次,教学进程安排不够合理。以我校生物技术专业学生为例,本科二年级第一学期学习生物信息学课程。此阶段学生虽然学习了一年多的专业基础理论知识,但是专业基础知识较为薄弱,同时实验设计等相关实践较少,缺乏对实验细节的理解与实验设计的整体把握。而生物信息学课程是一门实践性学科,所以有必要在生物信息学课程的教学中渗透实验设计的理念,课程学习中灵活运用专业基础知识,达到学生的专业基础知识与生物信息学的知识与不脱节,从而激发学生学习热情。 3.教学模式单一,理论与实践教学脱节。对于医学院校生物科学和生物技术专业的学生,本课程培养的主要目标是:如何在现有数据库中查找想要的信息,如何通过在线程序或利用现有的分析软件,处理相关数据,解决生物学问题。学生需要通过亲身实践,才能熟练掌握生物信息学的数据库、分析方法、软件。但是很多医学院校教学条件有限,没有相应的计算机实训室,配套软件也相对匮乏,教师在授课过程中根据课件照本宣科,并不能结合具体实例边讲解边示范操作,同时,多数高校开设的生物信息学课程以理论教学为主,缺乏实践教学课时。然而,生物信息学的学习,如数据库的检索与使用、序列比对分析软件的应用、引物设计软件的应用等都需要学生在实践课中进行验证或操作,理论知识与实践环节脱节严重,从而影响了学生对课程的理解和掌握。 三、生物信息学教学模式改革探索 1.修改理论教学大纲,精选教学内容。由于生物信息学内容繁多,应针对不同专业特点精心挑选授课内容,在有限的课时中让学生学到最基本且重要的生物信息学理论知识。目前我们选用的是浙江大学出版社第一版的生物信息学,结合生物科学和生物技术两个专业的特点,本教学团队编写了教学大纲,对教材内容进行了更新和优化,将重点集中于应用性较强的生物信息学实践分析技能和离线单机版生物信息学软件的使用上,具体内容包括核酸及蛋白序列数据库、序列的相似性搜索、序列比对、系统进化树的构建以及蛋白质的结构与预测和引物设计等基本内容。同时考虑生物信息学学科的前沿性和交叉性,我们又增加了蛋白质组学和非编码RNA,基因芯片、qPCR、深度测序等操作原理及流程预测等内容。为了适应生物信息学快速发展的要求,扩大学生的知识面,推荐了包括DavidW .Mount编写的《Bioinformatics Sequence and Genome Analysis》和国家“十一五”规划教材李霞主编的生物信息学等几种不同类型的参考教材供同学课外阅读。 2.创新教学方式,推行灵活多样的教学模式。生物信息学的课程学习和软件使用与网络的使用紧密相关,一方面,为克服学生多,无法使每位学生实时进行电脑操作的弊端,我们利用能够接收无线网络信号的设备,实现上课时教室内有网络,这样在授课过程中就可以实时在线带领学生进行生物信息学分析,如稻菘獠檠、序列提交过程、蛋白质结构域分析、蛋白理化性质及结构预测等重要内容,通过实时演示连贯教学内容,让学生得到了更加直观的实践体验,加深了对各种分析方法的学习和理解[1]。另一方面,由于课程学时(仅20学时)的限制,学生们不可能完全依赖课堂时间很好的掌握该课程,除了采取集中授课方式之外,本团队利用搭建的“分子生物学”省级精品资源共享课程网络平台,开辟了“生物信息学”专栏,提供相关文献、相关分析软件及其使用步骤等信息;并聘请校内外相关领域专家开展专题讲座,组织相关领域青年教师开展专题研讨等形式,从而加深学生对课程内容的理解。 3.紧密联系科研,开展基于实践的问题式教学。针对生物信息学课程的特点,打破应试考核方式,本教学团队注重理论结合实践的问题式教学方式引导。一方面,各专业课程中增加实践教学课程比例,根据生命科学的发展,不断充实实践教学内容,增加综合性、设计性实验,从而将生物信息学技术渗入日常教学环节中;另一方面,面向全校招募相关领域青年教师,鼓励并指导学生参与青年教师科研项目,并积极申报部级和省级大学生科研项目。目前创新性实验和探索性实验全面覆盖生物科学和生物技术专业全体学生,学生在解决科研问题时逐步学会运用生物信息学知识,如文献查阅、目的基因序列的获取、基因序列的分析方法等,提高了学生生物信息学知识和技术的实践能力和理论理解力。 四、结语 生物信息学是生命科学领域研究的重要的工具和载体[2],针对生物信息学课程的特点,医学院校生物信息课程的改革可进一步加强理论教学的系统性、规范性和针对性,提高学生对生物信息学知识的应用能力。在课程体系建设基础上,大胆尝试新的教学方法和手段,突出医学特色,培养适用于现代精准医疗的创新型生物学专业人才。 生物技术专业论文:地方高师院校生物技术专业分子生物学实验改革初探 摘要:生物技术是一个实践性很强的专业,本文针对地方高师院校生物技术专业分子生物学实验教学中存在的问题进行了总结,并结合山西师范大学生命科学学院生物技术专业的办学特点,从提高实验技能训练、教学方法、考核体系等方面进行探讨,提高学生的实践操作能力和创新创业精神,以满足生物技术迅猛发展的需求。 关键词:高师院校;生物技术;分子生物学 分子生物学是一门由遗传学、生物化学等学科交叉形成的综合学科。为了使地方性师范院校的生物技术专业的分子生物学实验更有效,提高学生的实验动手能力,实施实验课程的改革非常迫切。 一、生物技术专业分子生物学实验教学现状 近年来,分子生物学在人类社会不断进步中已有了很大的发展。但就生物技术这个专业而言,教学改革的力度还不是很大,作为地方师范类高校在分子生物学教学过程中仍存在如下的问题: 1.入学新生在生物基础知识方面特别是实验技能方面的差异性较大。分子生物学实验对操作者有很强的专业技术要求。在高中阶段,不同地方高中在人力、条件、政策导向等方面的差异导致了高中学生在生物基础知识方面特别是实验技能方面出现明显的分化。有的地方高中,对学生基础知识和实验技能较为重视,鼓励学生积极参与国家生物方面各项技能竞赛。有着这种学习背景的学生在大学面对分子生物学,有着浓厚的学习兴趣。此外,这些学生动手能力很强,积极参与并配合教学改革,对创新实验有着浓厚的兴趣。相反,对没有任何实验背景的学生,他们对于实验教学改革不关心,对创新实验兴趣不高。 2.学生参与机会较少。随着教育改革的不断深入,实验课程也逐渐被重视,学生作为学习主体的地位得到广泛认同和落实,学生的动手能力不断得到提高。“一言堂”和“八股文”式的实验讲授模式被逐渐取代。但是,一些冠以“活动式”、“多媒体”、“创新式”等新型教学方式的实验课堂教学改革,本质上仍沿用传统的“填鸭式”教学方法,实验报告仍然沿用“八股文”式的书写方式,实验结果仍然需要标准答案。这种情形下,大部分仍旧是教师演示,学生动手较少,使学生感到缺少生机。 另外,学生动手少的原因可能和硬件条件有限也有很大关系,一人一台PCR仪显然在很多地方高师院校是空中楼阁,在这种条件下,很多实验就成了演示实验,学生只能观摩学习。 3.课程的时间安排上,也同样存在一些问题。地方性高师院校生物技术专业所修学分较多,课程设置相对较紧,而分子生物学实验课程耗时长,过程比较烦琐,平均每次实验都要在3―4小时,甚至更长,所以学生的时间安排大多放在晚上来进行,相对时间安排有些不当。 同时,实验课时设置也不是十分合理,每个实验均按2个课时处理,对分子生物学一些实验,尤其是综合性、设计性实验来说,显然时间是不够的,这样紧凑的时间,发挥学生的主动性、积极性就大大打了折扣。 二、生物技术专业分子生物学实验教学改进措施 生物技术专业分子生物学实验教学改革是一项系统的改革,我国绝大部分高校还处于摸索和实践阶。在实际教学过程,我们结合在课程改革方面取得的一些经验,针对实验过程中出现的问题,对现阶段生物学实验教学改革提出如下措施: 1.加强生物技术专业分子生物学实验技能训练。(1)根据教学内容合理设计实验。为有效解决地方性高师院校生物技术专业本科的分子生物学实验课程所存在的问题。避免实验课程与基因工程、遗传学等实验课程重复,我们根据首先应分子生物学的理论知识,选取重难点,在这些内容的基础上,设计针对生物技术专业的系统实验,来增加学生学习的积极性,提高学生的动手能力,提高教学质量。(2)小组上课、小组考核。学生应进行小组的划分。在小组的基础上,让学生自己完成药品准备、培养基制备等过程,让学生理解和明白实验的原理和完成实验的关键点,做到充分让学生自己动手,加强学生“三基”培养。这样一个全过程综合了微量可调取液器、旋涡振荡器、高压灭菌锅、PCR仪、台式高速离心机及微量离心机的使用、微波炉、电泳槽和电泳仪、凝胶成像仪等仪器设备的操作和溶液制备。(3)增加综合性实验。通过综合性、设计性实验不仅调动起学生学习的主动性和积极性,而且可以培养学生的科学创新精神和实际动手能力,有利于学生个性的发展和素质的提高。此外,指导老师课前认真备课,做好预备实验,明确每个实验的重点和难点,对实验的基本技术、操作要领和注意事项要重点讲解,对关键技术环节和操作要进行示范,使学生做到规范操作,达到提高学生“基本知识、基本理论、基本技能”能力的目的。 2.结合生物技术专业特色优化教学方法。目前,分子生物学实验指导书中的实验内容大都是验证性的,学生按照实验指导书按部就班地操作,实验报告按固定格式填写,极大地限制了学生的能力培养。因此我们在教学方法方面注重动手实操,提前预设实验,激发学生的兴趣,提高教学效果。(1)根据学生爱好,提前预设实验。结合高效课改模式,每次基础课结束前,我们在班级做个统计,让同学根据自己爱好,选择实验。根据统计结果,我们预设几个小的实验。同时,每次实验前要求每位学生进行预习,对实验进行初步了解,实验前对实验中的一些主要内容和一些容易出错的问题进行探讨研究,并记录回答问题情况,便于以后给成绩时作参考。(2)动手操作为主,讲解为辅。实验前根据实验内容进行不同程度的讲解,主要解释实验中出现的关键概念,使学生明确实验目的。同r利用实验间隙对个别同学进行单独辅导,尽量使学生在课堂上产生的疑惑在课堂上解决。这样不仅调动了学生的学习主动性,还培养了学生的独立思维和判断性思维能力。重视实验原理、方法步骤和注意事项的讲解,用简单的比喻来加强学生对抽象理论的理解,做到通俗易懂。对于仪器台套数有限、指导教师少、学生人数多等突出问题,减少每组开课人数可有效缓解众多学生与有限的教学资源之间的矛盾,提高教学质量。 3.对生物技术特色专业,完善实验考核体系。实验教学考核是客观评价学生所掌握的理论和技能的重要手段,也是提高实验教学质量的有效措施。为更好地体现“公平、公正”,逐步改变以传统的实验报告为主的考核模式,不断探索和完善实验考核体系。(1)针对生物技术专业特点我们建立了一套较为完善的实验成绩考核体系。针对平时成绩制定了课堂表现积极性成绩、实验报告成绩、实验结果的考核标准,不仅体现了教师的责任感,还激发了学生的学习热情,调动了学生学习的积极性,提高了实验教学质量。目前,我们的考查方式为:课堂表现积极性成绩(占50%)、实验报告成绩(占15%)、实验结果(占35%)。其中实验报告不再是传统的实验目的、实验原理、仪器试剂、步骤等内容的简单书写,要求学生将综合性实验的实验报告以科研论文的模式进行书写,充分锻炼学生的科技写作能力,为毕业论文的写作打下坚实基础。(2)增加学生互评,提高学生团队意识。2015年结合分子生物课程改革的经验,在实验课程改革中,我们开展了小组教学的方式。1个小组5―7个人,完全按照全国大学生系列科技学术竞赛的流程管理考核学生。实验的题目、方法、结果等都是小组集体完成,最后的考核完全按照大学生挑战杯的答辩方式进行。经过该方式的尝试,我们的实验课改革已经初见成效。 生物技术专业论文:民族高校生物技术专业学生综合能力培养的探索与实践 摘要:针对目前生物技术专业学生存在无法满足人才需求的状况,通过分析高校教育自身原因基础上,提出了在课堂教育的基础上,加强实践教学教育、社会教育、创新教育及素质教育,以提高生物技术专业学生综合能力的教学改革思想。以提高综合能力为导向的教育改革,是高校教育的目标,也是实现人才培养与就业“零距离”的根本途径。结合目前我校现有的统一规格教育模式,进行了分析,提出了以培养学生综合能力的教学改革思路,实践证明该教学改革对提升生物技术专业的水平,提高本专业学生的综合能力均有很好的效果。 关键词:生物技术专业;综合能力;培养 生物技术作为面向21世纪前沿的科学与技术,必将成为带动相关产业迅猛发展新型技术,生物经济也定将成为21世纪新的经济增长点。目前全国范围内已有数十所高等院校设置了生物技术专业,也培养了许多掌握了生物技术基础知识和基本技能的专业人才。然而,随着科学技术的快速发展,生物技术的发展也发生了日新月异的变化,随之导致的社会对人才的需求也发生了巨大的变化。在传统的课程体系、培养方案、教学模式、教学实习方案等条件下培养出来的生物技术专业人才已无法满足社会对生物技术人才的需求,加之生物技术专业开设时间不长,均属于新兴专业,还需从教学的各个环节不断的进行完善与改革。以培养出符合当前形势下社会对生物技术专业高端人才的需求。 一、培养方案的改革创新与学生综合能力提高的必然联系 培养方案是所有高校根据上级教育部门的精神,结合本校自身的实际情况,有针对性制定的人才培养方案及课程体系,是人才培养的模式的理论基础,各大高校制定的培养方案既能体现教学过程的共性与个性,又能体现教学的统一性与多样性的特点,并作为的教学任务的重要导向,包括理论教学体系与实验教学体系,共同构成专业课程体系,这也是当前教育改革活动的重点所在。其中课程体系又是人才培养的体现和保证。所以培养方案应适时进行更新改革,使学生能够更好地适应社会。现有的培养方案更多是为了学生能够顺利毕业而制定的,因而导致现有毕业生的专业水平较差,适应社会能力较弱,缺少创新能力。生物技术产业发展的特点要求生物技术及应用专业的在校教育,要不断调整,才能适应新的社会需求。要将生物技术专业办出特色,所培养的学生综合能力强,更符合社会需求,就需要根据社会需求,随时调整教学方向和课程体系。 一方面要适时修订理论教学体系,拓展专业方向;理论是实践的基础,服务于实践。过去生物技术专业培养方案的培养的学生毕业方向主要以考研为主,其次是一些生物制品公司,培养目标是培养具备生物科学与技术基本理论、基础知识和基本技能的专业人才。随着我国经济社会的快速发展及地方经济发展的需求,我校生物技术专业的理论课程体系已逐渐由原来的基础理论课程、专业基础理论课程以及专业理论课程老三样纵向教学,转向打破学科界限,纵横结合的理论教学体系,开设一些相关专业的专业理论课程,如植物生物技术、食品生物技术、发酵工程等课程,以培养具备“宽口径、复合型”的生物技术专业高端人才。 在课程设置上尽量增加有助于创新、就业、实践等综合能力提高的课程,如生物技术专业就业指导、生物技术综合技能培训、综合素质教学等,以保证生物技术专业毕业生综合能力得到大大提高,更具有竞争性。 二、改革实验教学,培养学生综合能力的探索与研究 实验教学是高校教学体系中的一部分,对于提高大学生的综合素质、培养学生的实践能力以及创新精神均有着特殊的作用。生物技术专业作为一门实验性比较强的专业,实践能力的培养与提高,对培养适应社会需求的综合能力强的高端人才十分重要。我国著名的物理学家冯端院长说过“实验室”是现代大学的心脏。现代实验教学成果告诉我们,高校实验教学在培养创新型人才及实践型人才方面有着十分重要的作用。目前高校教育还普遍存在着以“重理论、轻实践”、“重知识传授、轻能力培养”的思想,严重影响了高校的实践教学、学生综合能力以及创新能力的培养。目前绝大多数高校的实验课的开设还主要以围绕服务理论教学的验证性实验为主,在很大程度上缺少用于培养应用型以及创新型人才的实验教学内容,也只能是一种灌输式教学。本人通过对研究生的实验教学进行了尝试性研究发现,正确引导学生进行独立的实验,对学生独立能力、探索能力、创新能力的培养十分重要。作为一名导师,在指导研究生科学研究的过程中,当学生遇到问题时,教师不应一股脑的将解决方法全部道出,而应给学生本人留出一定的思考空间,通过适当引导,使学生通过独立思考找到解决问题的途径。通过这样的过程,一方面增强了学生的自信心,另一方面学生的独立思考、动手以及创新等综合能力也得到了很好的培养与增强。 并建立开放式的实验教学运行机制。有必要打破传统的定时定点的实验教学模式,实验室应全方位的面向学生开放,每位学生可以根据自己的时间、兴趣随时到实验室实验或学习,使得实验室在时间和空间上具有更高的`活性,一方面可以为学生提供全方位、多领域的思考问题和创新研究的机会,同时也大大提高了实验室及内部仪器设备的利用率。本着以学生为实验主体,处于积极主动的地位,由学生自主设计实验方案,分析实验结果及数据,教师辅导相结合的模式,对学生创新能力的锻炼起到重要的作用。 三、增加与社会接触的机会,进一步提高综合素质 目前高校学生所面临的最为严重的问题,就是在校期间缺少与社会近距离接触的机会,尤其对于民族院校,由于受到民族文化、语言以及习俗的限制与束缚,使学生对社会热点的关注以及接触的范围更加局限。民族高校大学生具有鲜明的代表性,能够代表少数民族的特色,所以民族高校学生综合能力的培养十分关键。近几年的调查发现,在高校中部分在假期经常参与社会实践,勤工俭学的学生在为人处事、接受新鲜事物、实践能力等方面均略高一筹。因此我们可以通过学校与企业联合培养、寒暑假社会实践、夏令营、学术活动等社会活动,为学生提供更多的与社会接触的机会,使学生能够在学校与社会的交替变换中得到综合锻炼,不断提高学生的素质与思想境界,这与实践能力的提高是相辅相成的,以便提早做好适应社会的需求与发展准备。 民族高校大W生具有鲜明的代表性,我们通过修订人才培养方案,开展教学内容与课程体系改革,因材施教,按生物技术专业应用方向细分培养,形成专业独特的培养特色和人才素质表征,培养出更适合于生产、科研开发或社会产业需求的综合实践能力强的专业人才,拓宽毕业生就业渠道,最终增强毕业生在社会上的竞争力。 生物技术专业论文:地方型本科高校生物技术专业人才培养模式探讨 摘要:地方型本科高校生物技术专业的主要目标是为地方生物产业培养应用型、技术型和复合型高级专门人才,培养的毕业生大多到本地区的生物技术企业生产一线从事技术工作。因此,地方型高校生物技术专业在制定人才培养方案时一定要注意立足地方实际的原则,根据地方区域经济的实际需求来优化理论教学内容,通过实验教学、生产实习、毕业论文等环节着重提升学生的实验技能和创新思维。 关键词:生物技术专业;地方型本科高校;人才培养模式 进入21世纪,生物产业迅猛发展,已成为增长最快的经济领域,涌现出大量生物产业成果,表明生物产业能够在环境、健康、能源和粮食等重大问题的解决中发挥不可替代的作用。国内外都高度重视生物产业的发展,纷纷制定中长期发展规划,加大投入,试图占领生物技术领域的各块高地。我国在“十一五”期间就把生物产业作为重点发展的领域,将生物产业列入战略性新兴产业;“十二五”期间制定了《“十二五”生物技术发展规划》,全面推进生物产业的快速发展。“十二五”以来,我国生物产业复合增长率达15%以上,2015年产业规模超过3.5万亿元。最近,发改委印发《“十三五”生物产业发展规(2016-2020)》,提出到2020年,我国生物产业规模达到8至10万亿元,生物产业增加值占GDP的比重超过4%,成为国民经济的主导产业。生物产业的迅猛发展,对生物技术专业人才的需求量也在逐年上升。 生物技术是一门多学科交叉融合、理论与实践并重的新型综合性学科,具有很强的实践性和应用性,在国家经济社会发展中的地位和作用日益突出。由于生物技术专业涉及的领域非常广泛,任何一个高校都不可能培养面面俱到、行行精通的生物技术人才,特别是对于一些新建地方本科院校,由于师资力量、办学经验以及生源质量等方面的限制,其人才培养模式与那些“211”、“985”等高水平大学相比有很大的不同[1]。地方型本科高校的生物技术专业在办学中一定要结合自身优势,办出特色,本文就地方型本科高校生物技术专业人才培养中存在的一些问题及改进措施进行探讨,以期为这些高校生物技术专业的发展提供新思路。 一、认清学校办学定位,明确人才培养目标 按高等教育人才培养目标定位划分,高等学校培养的人才主要有三种类型:重点大学培养的是以学术为主的研究型人才、普通本科院校培养的是以开发性和应用性为主的应用型人才、高职类院校培养是以技能为主的应用型人才。作为地方型本科高校,其主要目的是为地方行业培养各类应用型、技术型和复合型高级专门人才,培养的毕业生大多到企业、公司等生产一线从事技术工作。地方型本科高校在确定生物技术专业人才培养目标时,首先应认清自身的办学定位,制定符合学校及地方经济实际的人才培养方案。因此,地方型本科高校生物技术专业在制定人才培养方案时一定要注意立足地方实际的原则,在人才培养目标及模式上也要避开与“211”、“985”等重点大学撞车,而是需要寻找新的突破口[2]。笔者认为,这个突破口可以从两个方面来确定:一是办学实际,审视自身在多年办学中形成的特色是什么;二是要参考地方经济需求,因为地方型本科高校的生源大多都来源于学校驻地附近,学生的就业也大多会选择在学校驻地周边,因此培养地方经济发展所需要的生物技术人才尤为重要。 二、基于全面发展和重点突出相结合的原则,优化理论教学内容 生物技术专业涉及领域非常广泛,包括与国民经济息息相关的诸多产业,如农业、能源、环保、化工、医药、卫生、食品等。生物技术专业包含的理论课程非常多,包括专业基础课程(如高等数学、普通物理学、无机及分析化学、有机化学等)、专业课程(包括植物学、动物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、微生物学、分子生物学、基因工程、细胞工程等),以及专业选修的课程(如生物统计学、生物信息学、免疫学等)等。生物技术专业总共可以开设的课程达70余门,这些课程有些内容相互交叉融合,有些课程自成体系,这么多课程在开设与否及学时安排上不可能同等对待。所以,每个高校必须根据自己的师资现状及人才培养目标,对这些课程进行有重点的教学。对于内容有交叉的课程,需要统筹梳理,进行理论教学内容的优化,精简生物技术专业的课程体系,突出重点课程。 三、强化实验课程,提高学生的动手能力和创新思维 实践能力培养对生物技术专业应用型人才培养质量来说至关重要。实践能力主要是通过实验、专业实践及生产实习来进行培养的。生物技术专业的实验课程大体可分为三种类型:一是“验证性”实验,主要是一些基础课的实验。二是“理论+技能性”实验,这些实验课程既能够验证知识,又锻炼学生的实验技能,主要是一些专业课的实验。三是“开放性”实验,是学生在掌握一定相关知识的基础上,运用已学的实验方法、自行设计实验方案,并在开放实验室独立完成,自主分析实验数据并做出相应结论,在整个实验过程中指导教师对学生只进行宏观地指导监督。“开放性”实验可以让学生主动开拓知识面,灵活运用和归纳知识,培养学生的创新思维和创新能力,对于提高学生的综合素质具有不可替代的作用。但限于经费、设备及师资力量,地方型本科院校中“开放性”实验开设较少。在生物技术人才培养中,应加大“开放性”实验的投入,改善开放实验室条件,强化“开放性”教学。同时,在实验项目的选择、教学模式等环节进行改革,提高实验教学效果,使学生能够通过实验课程真正地领会知识,掌握实验技能。 四、保障实习环节,零距离接触企业生产 实习是高校实践教学的重要组成部分,对于以培养应用型人才为主要目标的地方型高校来说,实习环节尤其重要。虽然各个高校都建有一定数量的校内外实习基地,但学生的生产实习仍面临一系列的困难。首先,校内实习基地不健全,有些实习基地专业对口性较差,难以真正起到作用。其次,已建的校外实习基地多数流于形式,虽然签有实习协议,但并没有真正执行。甚至有些学校把实习环节全部交给学生,让学生通过个人途径自行联系实习。第三,大多数学校还没有建立完善的实习考核机制,没有跟踪学生的实习过程,仅仅依靠学生的实习鉴定表就授予学分。因此,在地方型高校生物技术专业的改革发展中,切实保障实习环节的真正施行是一个重中之重。笔者认为可以从下几个方面入手:(1)通过加强校企合作来促进实习基地建设。可以聘请企业人员给学生介绍企业生产问题,与企业合作开展科技攻关、员工培训等,增强学校与企业的互动,建立良性合作关系。(2)强化实习过程管理,增强带队老师的责任感,督促学生自始至终完成实习过程。(3)建全实习考核机制,采用结果考核与过程考核相结合的原则,全面真实地考核学生在企业所学到的技能。(4)有计划地培训或引进双师型教师,完善双师型教师队伍。 五、严把论文选题,保证毕业论文质量 毕业论文是高等院校教学计划最后的也是最重要的教学环节,是本科教育人才培养计划中的重要组成部分,与本专业的人才培养质量直接相关。毕业论文在选题类型上大体可分为三种类型,即科研型、生产型和综述型。科研型论文是指论文内容主要侧重于理论研究;生产型论文是指论文内容主要侧重于实际生产应用,包括在实验室中研发、小试,或者是学生参与到一些企业的科研项目中;而综述型论文是指学生利用网络、数据库等搜集某一领域的研究现状,梳理概括,并对该领域的下一步发展提出一些展望或建议。从地方型高校的办学定位及培养目标来看,生产型论文尤其是参与企业科研的类型是最适合学生的类型,而在实际中,这一类型的论文开设很少,相反,有很大比例的学生毕业论文是综述型的,这与学校的培养目标是不相符合的[3]。因此,学校应在提高毕业论文质量上下大功夫,创造条件提高生产型论文的比例,这对于培养生物技术专业人才的应用性和实用性极其重要。发展生物技术产业已提升到国家科技重点发展的战略高度,地方型本科高校生物技术专业就是为生物技术产业的发展培养主力军和实际生产者的。地方型本科高校应以适应地方经济发展需求为目标,制定适合的生物技术专业人才培养模式。在理论教学上要以学生就业及学生自身的未来发展为导向,把握主要内容,取舍有度。通过实验教学、生产实习及毕业论文等环节,着重培养学生的实验技能和创新思维。同时,应该创造条件,让学生多走进企业,了解企业的管理模式和生产方式,还要加强对学生的就业指导,引导学生树立正确的择业观和成才观。 生物技术专业论文:生物技术专业多学科综合实验教学改革研究 [摘 要]目前生物技术专业实践教学面临诸多问题。学科综合实践教学模式主要体现在实验教学内容、教学方式和考核方式这几方面。结果表明,改革大大激发了学生的学习热情,使学生能更好地掌握实验理论知识和实验操作技能,提高了学生综合分析、解决实验问题的能力,有助于培养综合型、创新型人才。 [关键词]生物技术;综合实验;教学改革 知识经济时代下,创新能力是个人和社会发展的关键。随着社会对创新型人才的需求逐步增加,培养创新型人才成为目前高等教育的重中之重。高等院校在实践教学过程中,应当着重培养学生的创新型思维能力和探索能力,增强学生解决实际问题的能力,以培养创新型人才。现如今,各学科之间的联系日益紧密,与生命科学相关的交叉学科、边缘学科发展迅速。生命科学类课程具有较强的实践性,开设实践教学课程对培养学生的动手实操能力、创新能力和综合能力具有极其重要的意义。 但是随着近年来高校的不断扩招,教育资源不足以及教育模式单一化的弊端日益突显出来。当前高校的实践教学模式已经无法达到培养创新型人才的要求。提高学生的实践能力和创新思维是当前实践教学改革的重要内容。目前开展的实验课仅仅是作为课堂教学的辅助内容和手段,虽然这可以与课堂的理论教学相衔接,但其弊端也很明显,其弊端主要体现在以下几个方面。第一,课程内容单一,课程安排的验证性实验以教科书中的理论为主,往往忽略各学科之间的联系,缺乏系统性、综合性、连贯性,对学生创新思维能力的培养不利。第二,传统的实验教学,让学生只会“照葫芦画瓢”,学生完全是被动地进行实验,只会按部就班地依据实验指导书上的实验目的、实验原理、实验步骤等来进行实验。这种如同按方抓药般进行的实验让学生缺乏发现问题、分析问题及解决问题等技能的锻炼,会影响到学生的学习兴趣、对学生的培养效率和学生全面素质的提高,学生潜在的自主学习能力和创新能力得不到充分的发挥。第三,实验内容重复老套,各门实验课程在实验课上自成体系,各课程实验性质和内容相似。第四,学生数量多,课程安排时间紧张,实验仪器设备、师资、实验空间、经费等教学资源配置无法充分利用。可见,面对当前实践教学的不足,实验教学改革势在必行。实践教学课程由开始的单一封闭的验证性实验逐步朝着多元开放的综合性实验和设计性实验方向转变,但是如何使各学科间紧密衔接,利用与之相关的交叉学科和关联学科,优化实践教学体系,在原基础上建立更具开放性的管理模式,这已经成为实践教学改革的重要目标之一。 开放性多学科综合实践课程应聚焦于创新型人才的培养。针对当前实践教学课程中综合性实验突显出来的问题,应打破实践教学原有的局限性,建立具有开放性的实验管理模式,提高实践教学的质量,优化教学资源配置,在专业实践教学的过程中培养学生独立自主的学习能力和创新能力,对开放性多学科综合实践教学理论进行更为深入地探讨,建立新型实践教学模式。 一、实验教学改革措施 (一)教学基地和师资队伍的完善 一方面,专业实验室应当整合各项实践教学资源,完善实验室的实验仪器设备,将实验室综合研究功能提升到一个新的层次。另一方面,教学经验丰富的教师可以教学团队的形式参与到实践教学中来,以科研小组的形式开展实践教学工作,监督指导实践教学的设计及实践,打造更具凝聚力的实践教学团队。 (二)实践教学课程的设置 传统的生命科学实践教学课程内容随着各学科理论知识的不断发展及科研技术的不断成熟已经逐步自成体系,但是这也使得各项实验资源的利用及其优化配置受到一定程度的影响,这给学生实验技术及创新能力的提高带来了一定的负面效果。在生命科学多学科实践教学改革中,应以分子生物学、与基因工程相关课程的实验为主,穿插综合运用生物信息学、微生物学、生物化学等课程的知识,将科学理论知识与科研实H操作相结合,遵循实验内容由易到难的原则,循序渐进地设置验证性实验、综合性实验以及创新性实验三者相结合的实验课程体系。此外,还应将各学科的知识整合到实践教学中,以培养全面、综合型人才。 1.验证性实验课程的设置 与传统的实践教学不同,验证性实验已逐步成为学生基本技能培训的主要形式。验证性实验课主要是在学生学习理论知识的同时相应地安排一些基础性实验,其主要开设在大二阶段。其是想让学生通过实验达到巩固课堂科学理论知识的目的,并使学生熟悉各类常规实验仪器设备的科学操作,掌握科研活动的基本实验技能。同时,也应当鼓励学生养成课前预习、熟悉实验流程的学习习惯,并在实验过程中培养学生及时准确地记录相关实验数据、对结果进行独立思考和分析及规范撰写实验报告等能力,为学生后期相关课程的学习夯实基础。 2.综合性实验课程设置 综合性实验课程是在验证性实验的基础上开展的一门对众多科学理论知识及科研技巧进一步学习、理解、掌握的课程。综合性实验课程的学习涉及各科理论知识,需要综合运用各类实验技能。综合性实验课程作为一个熔炉能将科学理论知识和具体的实践操作熔铸在一起,使两者之间的联系更为紧密,使学生能够更全面地吸收消化所学的知识。学生在连贯的实验过程中通过自己主动查阅相关资料,并在教师的监督指导下独立完成实验的设计和实验操作。在整个综合性实验课程中,导师只是扮演监督指导的角色,而学生才是自主独立地通过具体实践教学解决实际问题的主体。这能培养学生自主学习、独立分析问题和解决问题的能力。 3.创新性实验课程设置 创新性实验课程是在验证性及综合性实验课程的基础上开展起来的,它具有一定的挑战性,对于培养学生的科研能力及创新能力意义重大。在创新性实验课程中,导师为学生规划实验选题范围,由学生自主选题并组成科研小组,学生独立自主地查阅参考文献,设计实验方案,以 PPT的形式交流探讨并验证方案的可行性,进而确定课题的研究方案,开展实验。在实验开展中,小组成员积极参与课题的选择、设计、实操等过程,导师则从旁监督指导,为学生答疑解难,实验结果及分析以实验报告的形式提交。通过创新性实验课程的学习,学生的主观能动性和发散性思维得以发挥,独立自主的学习能力得到培养,学生的团队协作能力得以提高,科研小组的凝聚力得以增强,这为今后学生参与科研活动打下了坚实的基础。 生物技术专业论文:关于生物技术专业产学研一体化人才培养模式创新 摘要:高校培养生物技术产学研一体化人才模式,是地方农业院校人才培养的必然趋势,同时也是生物技术研究成果转化的一种特殊形式。利用产学研一体化人才培养模式,不仅可以促使地方农业院校在生物技术专业改善教学质量、优化教学品质,更可以提升生物技术专业学生的综合能力。 关键词:生物技术 地方农业院校 产学研一体化 培养模式 产学研一体化人才培养模式即教育、生产、研究三位一体的培养模式。产学研一体化是地方农业院校培养生物技术专业人才的创新模式,是集学校、学生与用人单位三方之力,共同解决人才培养弊病的重要方式。 一、产学研一体化培养模式的必要性 产学研一体化是生物技术专业的必要培养模式。生物技术专业是以现代生命科学为基础,结合其他基础科学的科学原理,采用先进的科学技术手段,按照预先的设计,改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的的学科,其专业培养目标在于为生物研究与生产领域培养应用型人才。[1]生物技术的专业性质决定了该专业学生必须具备较高的专业素质,较强的动手能力与实践能力,同时还要具备创新性。因此,其培养方式不应套用生物学理论类专业的培养模式,而是应该立足于实践,着眼于技术,有针对性地对学生进行培养与训练,产学研一体化的培养模式成为首选。 产学研一体化是地方农业院校的必要培养模式。对于地方院校来说,教育教学资源有限、科研力量薄弱成为人才培养的制约条件。通过产学研一体化,可以借助社会与用人单位的资源与力量,减轻学校的压力。加强与用人单位的联系与互动,不但能在人才培养阶段受益,更可以为人才输出与科技成果转化增加机会,可谓是一举多得。[2] 产学研一体化是以学生为本的培养模式。在专业理论课程中引入实践机会,不但可以增加学生的学习兴趣,同时可以在应用中增强理论学习效果。 产学研一体化是解决用人单位人才困境的重要方式。用人单位与大专院校的交流沟通,有助于增强院校专业设置的针对性,为人才的定向培养提供导向,同时可以使用人单位在降低人力资源成本的同时增加人才储备并降低员工培训时间。 二、生物技术专业产学研一体化的具体方案 (一)理论课程多级化 生物技术专业的理论课程通常只分专业课和非专业课,这样的专业设置方式过于突兀,会给教师和学生一种专业课重要而非专业课不重要的心里暗示,而很多与生产相关的课程,如工程制图、质量控制等属于非专业课,十分不利于人才培养。根据产学研一体化的人才培养模式,可以将生物技术专业的理论课程设置为多个层级,以从理论到实践的方向命名。(表1) 改变课程设置的同时也需要改善教学方法,更多的运用如模型、多媒体等教学手段,让基础理论更加直观、生动;增加实验课的比重,让理论知识“学以致用”;同时尽可能地创造机会带领学生到企业与科研单位参观考察,增加学生对于知识转化产值的感官体验。 (二)实践课程灵活化 在培养方案中增加实践课程设置,即教师提出多个课题,学生根据兴趣选择方向进行小组研究。在此过程中,锻炼学生独立思考、解决问题与团队协作的能力。在理论教学的同时引入实践教学有助于增强学生的研究能力,培养其科研独立性与创新性。并且实践课程不同于实验课,实验课所涉及的均为验证性内容,实验过程明确,实验结果单一,目的是为了锻炼学生的动手能力、提高实验技巧;而实践教学的重点在于对问题的理解与实验方案的制订。 (三)实习安排合理化 实习阶段是产学研一体化培养模式中优势较为突出的部分。通过产学研一体化,学校可以改变过去“生拉硬拽”的实习安排模式,而是成为桥梁,向学生传递用人单位的需要,向用人单位反映学生的诉求。 (四)评价标准多元化 产学研一体化培养模式的灵活性与多元性,决定了其评价标准必须多元化。在以考试与考核成绩为主的基础上,引入多重等级评定与多方评价制度,避免单一标准与一言堂带来的不利影响。 三、结语 产学研一体化是地方农业院校生物技术专业人才培养的重要模式,不但能够加强三方交流,打破信息壁垒,让三方切实受益,并且有助于节约人力资源,促进社会发展。 生物技术专业论文:浅谈生物技术专业分子生物学实验准备工作 摘 要:分子生物学是生物技术专业的必修课,分子生物学实验课是将理论转化为实践的桥梁,而实验准备是这座桥的支柱, 做好充分的实验准备是上好实验课的前提。该文从如何做好实验准备进行思考,有望为教学质量的提高提供更好的参考。 关键词:生物技术专业 分子生物学 实验准备 分子生物W是一门理论与技术并重的学科,特别是对于生物技术专业的学生来说。在分子生物学教学中实验教学占有举足轻重的地位[1],学生每次实验能否成功,以及对相关知识的掌握程度,主要与课堂教与学有关,但实验准备也是一个重要影响的因素。我们在多年从事《分子生物学实验》的准备过程中逐步认识到实验准备的重要性,做好实验准备工作,这对提升教学质量和提高学生的创新意识和学习主动性具有重要作用[2]。笔者站在教辅工作者的位置上,对如何做好实验准备也有一些自己的看法和理解。 1 分子生物学实验准备的重要性 充分的实验准备是实验能够顺利高效进行的保障,通过预实验能够提前发现问题,对实验设计方案进行改进和调整,同时,让学生参与预实验,有利于调动学生的积极性,增强学生对理论知识的掌握,提升学生的操作能力,使他们养成良好的科研态度和习惯。实验准备不仅让学生受益,相关教师也能在此过程中站在学生的角度思考实验,从而提升教学水平,提高教学质量。 2 怎样做好分子生物学实验准备工作 实验材料的准备是否充分与完善,直接影响到实验的进程和效果[3];而详细周全的实验计划能确保实验顺利高效的进行;认真做好预实验可以保证实验材料准备充分及实验方案的可行性;良好的实验室环境和秩序也是实验得以顺利开展的保障;实验准备教师能够熟练掌握相关操作技术,提升自身理论水平和业务能力对实验教学质量的提升也具有重要作用。 2.1 实验材料的准备 分子生物学实验材料的准备工作中,制定详细周密的计划是十分必要的。根据实验内容计划,实验材料应提前清点,如有缺少应及时补充齐全,实验仪器如有损坏应及时维修或购置。根据分子生物学实验的连贯性特点,准备材料的品种和数量要保证整个实验流程所需,例如质粒DNA的提取与鉴定、质粒DNA的转化、质粒DNA的酶切等,对于这些实验必须做好每一步实验的准备工作,否则将影响整个实验的结果。有些物品需要提前几天准备,切不可按常规的只在实验前1 d准备,否则影响整个实验进程。除了一些药品和耗材以外,对于一些有特殊要求的实验材料,包括培养基的制备(LB培养基)、高压灭菌、玻璃器皿的清洗等,应该严格按照要求准备。 2.2 预实验模拟学生实验过程 生物技术专业学生要求理论与实践并重,在学好理论课的基础上,对实验课的要求也提高,让学生参与预实验有利于培养学生的独立操作能力和实践能力。学生刚接触分子生物学的实验时,常常出现一些失误,主要表现为样品取错、样品混淆、样品意外丢失、加错试剂、实验顺序颠倒、看错实验条件等等。因此,认真严格地做好预实验,是提高实验教学质量的保障,学生参与预实验不仅能够降低学生实验的盲从性,而且学生可以提前发现问题,对正式的实验能够得心应手。实验员也可以通过预实验对实验准备的试剂药品用量进行提前评估,对实验仪器设备进行调试,在预实验中发现的问题,可以及时反馈给任课教师,从而在课堂中对学生进行有针对性的指导,实现高质量高效率的教学。 2.3 加强实验室管理工作 实验能顺利高效进行的基本保障是良好的实验室环境和秩序[4]。因此,我们应该从以下几个方面做好工作。 保障实验室安全。包括生物安全、药品安全和操作规程的安全。对人体有害的菌种、细胞、挥发性药品应妥善保存,学生实验过程中戴手套口罩防护,避免进入口腔鼻腔,应向学生交代清楚有毒有害试剂及特殊试剂的保管和处理原则,避免实验过程中打翻药品等事件的发生。 管理实验材料。确保实验正常开展,实验材料需要及时补给和更新,实验员应列出详细实验材料清单,课前和课后让每组同学按清单一一清点,确保材料齐全,不影响下次实验。让学生参与管理,不仅可以减轻实验员的工作量,提高工作效率,而且可以增强学生的责任感和对实验更清晰的认识。如有实验过程中损坏的材料,正常损毁的登记好补齐;由于学生操作不当或故意损毁的,登记入册要求学生照价赔偿。 维护实验仪器。实验员做好仪器使用辅导工作,避免因学生盲目操作而造成的仪器损害。若仪器出现故障,应及时请专业维修人员进行检修,不能让学生强行进行操作。实验结束后实验员记录仪器使用情况,对相关仪器进行维护。 规范要求学生。实验前,要求学生了解实验室管理规范,必须对实验的目的、原理、方法、预期结果有明确的认识,认识本次实验所涉及的药品特性,特别是对人体有害、易燃易爆易挥发特殊保存的药品,熟知仪器的操作规范;实验过程中,要求学生认真实验,规范操作,如实记录;实验结束后,要求学生恢复台面、地面的整洁卫生,安排专门的值日生负责实验教室的卫生。 2.4 提高自身专业素质 随着实验课程占据越来越重要的位置,实验员既是技术人员,又是管理员同时也是实验教学教师之一,做好实验员的工作至关重要,应从以下几个方面提升自身的专业素质。 锤炼精湛的实验技术。实验员的基本工作是进行实验前的物品准备和预实验,实验中的技术辅助指导,实验后的清洗整理以及日常仪器设备的维护等管理工作[5]。实验员想要更好地完成工作,就需在储备一定理论知识的前提下,重点抓实验技能,而技能的提高不是一日之功,需要经过刻苦训练反复实践。可以通过参加仪器设备的培训,到兄弟院校参观学习,开展实验室内部的互教互学等这一系列的措施,掌握多门专业实验操作技术,使实验技术人员的专业素质得到显著提高。 培养良好的组织管理能力。实验室管理是高校实验室建设的重要组成部分,实验室的日常管理是实验技术人员的一项主要任务[5]。它包括实验室安全管理、实验材料仪器的管理及对实验教师和学生的组织协调管理。这就要求实验员掌握现代科学管理知识,按照科学管理原则,强化实验室的科学管理[6]。实验室管理水平的提升对于提高仪器设备利用率,提高教学质量,培养合格人才等具有重要作用。 适量进行教学和科研工作。实验员的工作范围不仅仅是实验准备,同时还兼有实验教师和科学研究人员之职。实验员利用自身得天独厚的条件,在教学上,向任课教师学习并承担一部分教学工作,在科研上,利用现有实验室优越的条件进行科学研究,包括实验条件和实验技术的优化研究,立足于本门学科的基础探索,带领学生完成创新性实验及毕业论文设计等。实验技术人员通过多方面的培养锻炼,努力成为综合素质高的综合性人才。 3 结语 通过实验技术人员精心的课前准备、课中指导、课后管理的一整套实验教学服务体系,相信本校的生物技术专业的本科生能够在实验中积极思考,增强动手能力,成为综合素质强、有创新精神的生物技术高级人才。 生物技术专业论文:生物技术专业分子生物学课程教学改革探索 摘 要 分子生物学是生物技术专业学生必修的一门重要基础课程。由于分子生物学理论知识更新快,实验技术发展快,加之内容较为抽象,可从合理利用教学方法、提倡分组讨论,开展小班教学、利用网络资源,提升自主学习能力、建立形成性评价体系、以及优化实验教学体系等方面进行教学改革,以提高生物技术专业分子生物学的教学效果,培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型生物技术专业人才。 关键词 生物技术 分子生物学 教学改革 生物技术专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,具有良好科学素养及创业精神,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在科研机构、高等学院和相关企业等单位中从事科学研究、教学、管理及商业服务的高级专门人才。 分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质及其规律的的科学,主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是21世纪最具活力的生命科学之一。[1]目前,分子生物学是生物技术专业学生一门重要的专业必修课。因此,确定合理、科学的教学改革方案,优化、重组教学内容,精心设计教学方法和教学手段,对保证生物技术专业分子生物学课程教学质量具有重要意义。[2] 1 分子生物学教学现状 (1)分子生物学是生物技术专业的一门主要课程,教学单位往往会根据教师上课需求以及市场需求来选择教材,然而,却有可能忽略了对学生的接受能力以及理解程度的考虑。部分分子生物学教材内容高深莫测、专业词汇多且与实际联系不够紧密,造成学生在学习过程中困难重重,严重降低了学生对该学科学习的积极性。 (2)教学条件限制。在分子生物学课堂中,使用多媒体设备等教学手段对提高学生的学习积极性以及学习效果有明显的促进作用。然而,部分教学单位由于教育资源分布不均匀,难以利用先进的教学手段。 (3)分子生物学课程所涉及的知识c以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受。 (4)理论知识更新快,实验技术发展快。分子生物学作为生命科学的前沿学科,其发展日新月异,这也对教学提出了更高的要求。授课老师需及时接纳最新知识,充分备课。 2 分子生物学教学改革的主要措施 2.1 PBL教学法的合理运用 PBL(problem-based learning,问题式学习)教学法于1969 年由美国Barrows教授创立,并引入高等教育,很快在高校中广泛应用。是一种以问题为导向,以学生为中心的教学方法。其主要流程是:老师提出问题,学生作为主体进行分组讨论,学生解决问题。[3]在PBL教学过程中,学生是主体,老师则主要起到辅导的作用。分子生物学课程内容复杂,用传统的教学方式不易调动学生的学习积极性,而且课堂效率不高。在课堂中适当引入PBL教学法,可改善教师唱独角戏,学生被动接受的状况。 在进行PBL教学前的备课过程中,任课老师应查阅大量的文献,充分考虑在讨论案例过程中可能出现的问题,内容涉及分子生物学以及其他学科如生物化学、细胞生物学等。在课堂上,教师应寓教于乐,充分调动学生积极性,控制好课堂节奏,同时应根据教学大纲的安排,强调学习过程中应掌握的知识要点。[4] 在分子生物学的教学过程中,PBL教学可分为四个阶段:(1)提出问题。开展PBL教学的时间不宜在课程开始的阶段,而应在课程中后期,学生具有一定的分子生物学基础后再开展。PBL教学讨论的主要题目应该是分子生物学教学过程中的重点或者难点,并且结合生活实际的讨论内容。教师在这个过程中是组织者的身份。(2)人员组成。为调动学生参与的积极性,同时考虑到团队的高效性,将每个班级分成4~6组,每组包括4~6 名同学。分组结束后,要求各组成员选拔出该组的组长并选定拟解决的问题,然后进行人员的分工,明确每个成员应完成的内容和时间节点。老师负责全程把控,掌握教学的整体节奏与进展,及时了解各组的情况,包括进程、主要观点、存在问题、后续进展等。鼓励各组结合自己的研究、思考提出自己的想法。对成效较好的小组,给予肯定和表扬;对存在问题较多或进展较慢的小组有针对性的指导,帮助小组找到解决问题的优秀路径。(3)成果展示。学生展示自己的研究成果,并开展充分讨论。主讲老师在学生讨论完毕后,对学生的成果、讨论的主题、各组的亮点、学生关注点较集中或争议较大的问题、学生未掌握到的知识点、研究时未关注的部分、下一步学习或研究中需要改进的研究方法进行总结、归纳,并提出改进意见。[5](4)考核评分。考核评分是对PBL学生成果的集中体现,评分体系主要包括三部分:一是课件制作,占比30%,评价标准主要是内容正确、重点突出、课件美观、清晰易懂,能综合运用图片、音频、视频、动画等表达自己的观点;二是课件展示,占比40%,准备充分、逻辑正确、条理分明、落落大分,能清晰的阐述自己的研究成果、观点等;三是课堂讨论:占比30%,主动思考,积极参与,能够抛出富有启发意义的论点,回答问题时中肯全面。 2.2 提倡分组讨论,开展小班教学 在讨论课开始前2周,老师将要讨论的内容告知学生。以小组为单位进行学习,各小组成员间可以进行分工协作,分头寻找资料、讨论并汇总;课堂上以小组形式提出问题,介绍小组观点、结论,老师也会对该小组的汇报进行点评;课后以小组为单位进行复习,增强学习效果。小组学习活动的意义既体现个人的价值和责任,更强调成员间彼此赋予信心和力量,通过体验团队的智慧和协作,培养了学生间可贵的团队合作精神。 分子生物学的课堂提倡小班教学。一方面,可以增加师生间互动的频率。由于分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受,这就增加了学生学习该课程的难度。小班教学有助于老师关注每一个学生对相关知识的把握;另一方面,小班教学易于实施多种教学形式,灵活掌握教学要求和进度,便于及时调整教学内容。 2.3 利用网络资源,提升自主学习能力 自主学习强调的学生作为知识的主动构造者自己进行学习的意愿和能力,反映了教学向个性化、创新化、自主化、多元化过渡的趋势。分子生物学作为前沿科学,信息量大、更新快,要积极利用互联网信息资源,提升学生学习和借鉴优秀研究成果、自主学习的能力。教师要由照着教材讲变成开放式、启发式教学,最大限度调动学生学习的积极性、思考的主动性、课堂的参与性。鼓励学生自主学习,主动去学习和研究当前科研的最前沿知识,在研究的过程中敢于提出自己不同的看法,培养学生探索创新精神。[6]让学生由被动受教变成自主学习,主动参与到课堂学习中,形成教学工作“教”与“学”相辅相成、相互促进。教师要积极拓展教学内容的外延,主动介绍国内外优秀的生物网站、资源库、期刊、论坛等,鼓励学生积极开展课外阅读,丰富学科专业知识、前沿信息、专业词汇等知识,激发学生探索新知识的热情,也不断培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力。[7] 2.4 建立形成性评价体系 “形成性评价”的概念是由斯克里文 1967 年所著《评价方法论》 中首先提出来的,与传统的“终结性评价”不同,它是对学生的学习过程进行的评价,旨在确认学生的潜力,改进和发展学生的学习。因此,形成性评价方式更能体现出学生的学习效果。[8]分子生物学课程的目的在于培养学生形成良好的分子生物学学习习惯和实验习惯,提高他们的科学素养和创新能力。期中或期末考试不能全面真实地反映出学生的真实学习情况,采取形成性评价的方式显得更加科学和必要。具体如下:一是平时成绩,占课程总成绩60%,包括课堂考勤,占总成绩5%、课堂作业,占总成绩10%、课堂提问,占总成绩5%、PBL讨论会,占总成绩10%、实验考评,占总成绩30%。二是期末考试,占课程总成绩40%。由于形成性评价是强调过程的评价方式,引导学生重视平时的学习情况,大大减少了学生考前突击的可能,也更能真实地反映出学生的真实水平。 2.5 优化实验教学体系 分子生物学实验技术是生物技术专业学生必须掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被广泛应用于生命科学的研究当中。[9]通过对学生实验技能的培养,一方面有利于将理论教学与实践教学相结合,丰富教学内容,提升教学的实践性、实用性、综合性,便于学生理解和掌握;另一方面,在提升学生综合素质、学习兴趣、创新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此,增加分子生物学实验学时数,开展综合实验也是课程改进的一个重要方向。在实验教学中,教师要结合分子生物学快速发展的特点,选取与教学内容相适应的操作性、设计性实验,并做好不同实验之间的关联与衔接,建立实验的逻辑体系。一是分组分工,辅助实验老师提前做好实验准备工,并提前观察、发现问题及时记录。二是教师针对前期准备工作中发现的问题有针对性的阐述,并对实验流程、操作方法、各环节中注意事进行讲解与演示,指导学生开展实验。三是讲解与演示结束后,学生动手实验,教师应注意注意观察过程和细节,对共性问题,要及时统一纠正,对个别同学的个性问题,要个别指导。既确保操作的准确性、严谨性,也要保证实验质量,通过实验检验教学情况。 3 结语 生物技术专业应用人才培养是一个综合性、系统性的工程,涉及到教育环节的方方面面。课程教学是其重要的一环,分子生物学课程教师要积极发挥作用,不断提升专业能力、教学能力,教学理念与时俱进、教学手段丰富灵活,激发学生学习的主动性、创造性,提升学习内容掌握能力及应用效果,为国家培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型人才。
化学工程工艺中绿色化工技术探讨:化学工程工艺中绿色化工技术要点研究 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料 化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。 2.2选用绿色化学催化剂 化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。 2.3选择性强化化学反应 化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术 清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。 3.2应用生物技术 生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。 3.3应用环境友好型产品 环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:化学工程工艺中绿色化工技术论文 1绿色化工技术 绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。 2绿色化工技术的开发 2.1原料的选用 绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。 2.2无毒害催化剂的选用 在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。 3绿色化工技术在化学工业中的应用 3.1清洁生产技术 清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。 3.2生物技术 生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。 3.3生产环境友好型产品 环境友好产品,指在产品的整个生命周期内对环境友好的产品,也称为环境无害化产品或低公害产品。它包括低毒涂料、节水、节能设备、生态纺织服装、无污染建筑装饰材料、可降解塑料包装材料、低排放污染物的汽车、摩托车、绿色食品、有机食品等。这些产品的生产工艺都要应用绿色化工技术,从而在生产过程中降低能耗、节约资源。总之,传统化工行业,为我们创造了丰富的物质基础和能源,但是化工产品在生产过程中的残余物,有毒有害物质等环境污染问题也日益显现。而今我国大力提倡开发绿色化工,并把它作为一项长期发展的基本国策,可见其对整个化工产业及环保事业的重要性。其中,绿色化工技术的开发和应用能大大的减少化工产品生产加工过程中的负面影响,从而真正实现绿色环保,节能减排等目的,是当今化学工业发展的重要环节。 作者:井博勋 单位:天津市化工设计院 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:谈化学工程工艺中的绿色化工技术 前言 近年来我国经济高速发展的同时,严重的环境问题已经受到社会各界的重点关注。环境污染问题已经影响到人们的日产生活,其中化学行业带来的污染非常普遍,因此,需要发展化学工业中的可持续发展战略,强化绿色化工技术的运用。绿色化工技术的运用能够从根本上抵制化学行业能源消耗带来的污染问题,因此,对其探讨是非常必要的。 1绿色化工技术 绿色化工技术指的是在化学工业发展中运用化学工艺或者原理对化学方法进行改造,以此来减少化学技术中化学原料、化学废弃物或者有害化工产品对环境的危害和污染,尽量将化学过程中的废弃物进行二次利用,提升废弃物利用率的同时也减少排放量,促进化学工业的绿色和生态发展[1]。 2绿色化工技术在化学工程工艺中的开发 2.1化学原料的选用 绿色化工技术的开发过程中,化学原料的选用就非常重要,这能够从根本上解决污染问题。绿色、无害的化工原料在生产、排放的过程中也能产生较少的污染物。当前高科技发展下,已经生产处很多无毒无害或者较少毒害的原料、催化剂、各种溶剂供化学工业的发展使用,在化学工业生产中尽量选择这样的化学原料,比如是很多天然的植物,包括各种农作物或者野外农作物,还有很多生物,都是无害化学原料的最佳选择。在化学工业发展中,尽量使用这些物品代替,而且这些物品的成本通常比较低,来源广泛。 2.2化学催化剂的选用 化学工业发展中常常使用各种催化剂加速化学反应的速度,但是很多化学催化剂容易加重化学反应废弃物的排放量。现在绿色化工技术开发过程中重点关注的就是对无害化学催化剂的开发。同时,在化学催化剂的选用上,尽量用毒害较小的催化剂代替毒害大的催化剂,促进化学反应过程的绿色发展[2]。很多化学行业的研究人员正在大力开发烷基化固相催化剂,其没有毒害,期望这种催化剂能够早日被广泛运用。在无毒害化学催化剂开发过程中,注重其废弃物的排放量和循环使用率,最好能够提升其循环使用的过程。 2.3强化化学反应的选择性 在化学反应过程中,尽量提升化学反应的选择性,让化学生成物的提取和净化更加便捷,也能够有效地控制化学生产成本,减少能源消耗和废弃物的排放。比如在石油化学工业中经常进行的烃类选择性氧化,其反应的生成物极易发生氧化现象破坏生成物,因此,在化学反应中,会尽量避免使用这种反应。强化化学反应的选择性,能够提升化学生产过程的健康发展水平。 3绿色化工技术在化学工程工艺中的运用 3.1清洁生产技术的运用 清洁生产技术在包括冶金、印刷、垃圾处理、海水淡化、煤气化技术、发电技术等行业中已经被广泛运用,在其过程中没有毒害,而且没有污染物。多种行业中运用清洁生产技术已经有效地控制了废弃物和有毒物品的发生。比如在海水淡化过程中,运用清洁的化学方法对海水进行处理,其原料是海水,这是一种比较丰富的天然资源,产生的主要成分是淡水,整个过程中的生产技术对环境的污染非常小。 3.2生物技术的运用 生物技术在化学仿生学与生物化工中的运用集中在细胞、微生物、酶的范围内,其中酶、膜化学技术运用地非常广泛。生物技术可以讲很多可再生的资源在生产过程中转化成有用的化学品,比如自然界中存在的酶是非常普遍的一种催化剂,其在生产过程中没有污染物的生成和排放,而且反应的条件比较温和,受到化学行业的广泛利用。 3.3环境友好型产品生产过程的运用 当今社会环境污染问题非常严重,各行各业对环境友好型产品的生产与利用非常急切。从人们的实际生活来讲,运用绿色化工技术的目的就是能够生产处大量的环境友好型产品,这能够给人们的实际生活带来优势。环境污染问题严重影响到人们的生活质量,环境友好型产品的开发和利用能够避免产生环境污染问题。比如在生活中传统的汽油燃烧给大气带来污染,也影响人类的健康;各种产品中氟利昂破坏了大气中臭氧层,给人们的生活埋下安全隐患;很多塑料产品在人们生活中广泛利用,带来很多便捷之处,但是使用后形成垃圾不容易被分解。这些严重的污染问题急需被解决,这些带来污染的产品急需被取代。所以,随着技术的发展,可分解的塑料制品、清洁型汽油、新型燃料逐渐地被开发使用,人们的环保意识也在增强,现在已经有很多的研究用在环境友好型产品的开发上,比如在酒精的生产上,其原料已经变成了天然的甘蔗;利用较易提取的乙醇汽油取代原来的汽油,在汽车行业中被广泛运用。环境友好型产品受到大众喜爱的同时,应该提升开发技术,加大对其的开发利用,这是与人们的实际生活紧密联系的问题,需要社会各界齐心协力的支持[3]。 结论 化学工业为各行各业的生产和发展提供了宝贵的物质资料、能源要素,但是也为环境和人们的生活带来了严重的污染问题,因此,在其发展过程中,应该采用积极的措施有效地避免污染问题。化学工程工艺中绿色化工技术的运用和开发能够从根源上避免污染问题的发生,在今后的化学工业发展中应该大力地提倡和推广。 作者:其其格 单位:包九中高三 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:化学工程工艺中绿色化工技术的应用 摘要:化工行业对环境造成的危害难以想象,已成为当下非常紧迫的重大课题,针对环境的巨大破坏,将绿色化工技术应用到化学工程工艺中十分重要,既能从根源上解决环境污染的问题,又能实现社会健康、和谐、持续发展。本文阐述了绿色化工技术的开拓情况及其在实际中的应用状况,对绿色化工技术深化探究,达到改观化工生产的目的。 关键词:化学工程;工艺;绿色化工技术;应用 在我国经济飞速发展的条件下,环境问题呈现出了可怕的形势,环境污染问题已慢慢的浸透到人们的日常生产生活中,而化学工业中的污染对环境造成的危害十分突出,是需要迫切解决的问题,因此,化学工程工艺中绿色化工技术的应用价值更为显著,具有长远的影响,不仅对环境污染问题进行改善,更对化学工业健康持续发展起着不可估量的作用。 1绿色化工技术阐述 绿色化工技术在化学工业生产过程中充当的角色十分突出,绿色化工技术应用的主要目的是控制化学工业生产对环境所产生的污染,期望通过对化学工业生产方法的革新和改良,来控制化学技术中化学原料和废弃物给环境所带来的污染和潜在的危害,因此,一定要减少排放有毒的废弃物,将废弃物资源回收利用做好,使资源利用率得到充分高效的提高,对污染物的排放实行有效的限制,把绿色化学工业的健康持续发展作为前进的方向。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓 (1)化学原料选取化学原料作为绿色化工技术开拓中的基础,能从根源上使污染源得到很好的控制,进而缓解环境污染问题。对于绿色无污染化工原料并不是最佳的原料选取,其依然存在着缺陷,在生产的过程中依旧会产生污染物,给环境造成污染。因此,在生产中最好选用无毒的或是毒害相对少的原材料,不添加化学药剂的,比如,天然植物、天然农作物都是较好的材料选择。随着化学工业的兴盛,应该舍弃有毒害的材料,而选用无污染、无毒害的原材料,这样,才能在达到环境保护标准的条件下,使原材料成本减少,材料来源得到充分扩展。(2)化学催化剂选取化学工业在具体的生产过程中,往往会习惯性地运用化学催化剂加速化学反应,对化学工业生产效率的提升具有明显的效果,但是,同时也会有大量的有毒废弃物排放出来,给周围环境造成潜在的危害。因此,在面对具体的绿色化工技术开发时,应将焦点聚集在无毒无害化学催化剂研发上,以此为优秀,使有毒废弃物排放量得到有效控制。另外,需要重视化学催化剂的选取要点,把无毒害或是毒害甚小的化学催化剂作为首选,从而接近工业绿色发展。在现阶段的化学工业中,众多研究人员在对无毒害催化剂研发方面的成绩令人们醒目,对烷基化固相催化剂倾向关注,它是一种无毒害,甚至不会对环境造成污染的化学催化剂,非常适合大力扩展应用。在此,需要强调说明的是,关于无毒害化学催化剂的研发,必须控制废弃物排放量严格符合规定要求,重视排放的废弃物循环使用这一点,使资源利用率有良好的改观。(3)化学反应选择性深化绿色化工技术具体钻研过程中,需要偏重深化化学反应选择性,进而达到加倍有效地实现化学生成物的提取,在确保符合减少环境污染标准要求的情况下,还可以使化学工业生产成本得到有效降低,更进一步改进资源利用效率。比如,在石油化学工业中,通常会运用烃类选择性氧化物,因为其化学反应极其易于发生氧化,在生成物产生方面存在着严峻的损坏与浸染。对此,针对化学反应选择性深化这一点,必须把防止产生损坏生成物的反应作为重点关注,进而使化学工业沿着绿色生产发展,消除对环境污染的潜在危害。 3化学工程工艺中的绿色化工技术应用 (1)清洁生产技术应用清洁生产技术的优点非常独到,不仅在冶金、海水淡化、废弃物处理等范畴被普遍的应用,而且也不会出现任何毒害反应,更不会产生任何的污染物。比如,在海水淡化中,通过清洁生产技术针对海水实行淡化处理,把海水里面的盐分和其他物质提炼出来,转化为日常生产生活中需要的水资源,所有环节中应用的清洁生产技术对环境不会造成污染,不会存在潜在的危害。(2)生物技术的应用生物技术通常在生物化工中比较充分的展示其优势,在实际操作应用中膜化学技术应用比较普遍,其效果最佳。通过生物技术把很多可再生资源转化成有价值的化学品,比如,酶成分,是一种比较普遍存在与环境中的化学催化剂,在化学反应过程能够充分发挥其作用,加快反应速度,而且不会出现污染废弃物,其反应特点相对温和,在化学行业中使用意义相当深远。而在以前的化学生产过程中,通常是把动植物内部的有机原料作为原料,以后改用自然环境条件下的石油和煤炭。(3)环境友好型产品应用环境与人们的日常生活紧密相关,拥有良好的环境十分的重要,因此,对环境的要求越来越严格,对环境的注重程度也越来越高,而环境友好型产品是针对控制环境污染问题而研发的一种摒除以往污染严重的产品。传统汽油,在日常生活中使用相当普遍,传统汽油燃烧,不仅给大气带来严重的污染,更会对人们身体健康造成危害,对此,需要开发新型产品取代这种情况,环保型汽油和新型燃料和能源等迅速出现,人们的环保意识在不断的增强。比如,酒精的生产,其原料以天然甘蔗为主,以新型乙醇汽油代替原来的汽油,在实际中应用非常普遍。环境友好型绿色产品,在具体的实际应用中对减缓环境污染起着至关重要作用。 4结语 总而言之,在化工生产过程中产生的有害物质给环境造成了危害,导致污染问题日趋严重,使社会健康和谐持续发展受到了严重的限制。因此,发展绿色化工,将绿色化工技术恰到好处的应用到化学工程工艺中,不仅能高效控制环境污染,更能对资源的合理利用起到关键作用,进而促使化工行业朝着健康和谐的方向发展。 作者:赖锦杰 单位:广东新华粤石化股份有限公司 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:化学工程工艺与绿色化工技术要点 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。2.2选用绿色化学催化剂化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。2.3选择性强化化学反应化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。3.2应用生物技术生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。3.3应用环境友好型产品环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学
专业导论课程论文:环境工程专业导论课程改革设想 摘要:环境工程专业导论作为环境工程专业的入门课,在我校开设已经有十多年的时间,通过该课程的学习,环境工程专业的学生可以掌握环境科学的基本概念和原理、当前世界所面临的主要环境问题、主要污染物的来源及基本的处理处置方法等,为进一步学习打下了基础。多来的教学经验和社会发展现状及其生源变化,指导我们对该课程在职业素养、学习素养和工程素养及知识结构等方面进行了教学内容、教学方法革新,以便培养对专业有兴趣、能创新和适应就业环境的新一代大学生。 关键词:环境工程专业导论;环境科学与工程;教学出口 环境工程专业导论在我专业已经开设10多年了,目的是对刚进大学的大学生进行专业引导。开课之初,学习该专业的学生知识结构偏窄,关于环境问题及其造成的原理知之甚少的,故本课程的内容涉及到环境学原理、环境物理学、环境化学和环境生物学等自然科学,环境伦理、环境法学、环境管理、环境经济等社会科学,清洁生产、环境污染物治理和环境监测等环境工程技术科学等。通过该课程的教学,环境科学与工程的学生可以掌握环境科学的基本概念和原理、当前世界所面临的主要环境问题、主要污染物的来源及基本的处理处置方法等,为进一步学习打下了基础。随着环境基础知识的深入人心,环境工程专业导论课程内容也随着更新。最近几年,社会迅速发展,对人才的需求越来越高,书呆子式学生不适合社会需求,故新入学大学生需要对自己所读的学科和专业应有深刻的理解和认识,对自己所处的校园环境和面对的教师、同学应持正确态度,如何在正确的学习目标、学习方法、学习评价指导下安排自己学习计划和达到应具备的标准,如何防止和克服在学习过程中可能出现的各种不良因素,以上诸多内容都是学生在大学学习过程中必将面临且正确解决的问题。为此,低年级学生开设一门比较系统、综合的有关大学学习的指导和专业内容介绍有关的课程势在必行,亦即对专业导论课程进行内容和教学方法改革。 一、“环境工程学导论”课程的教学内容改革 环境科学是一个多学科的庞大体系组成的新兴学科,在现阶段,环境科学主要是运用自然科学和社会科学的有关学科的理论、技术和方法来研究环境问题,形成与其有关的学科相互渗透、交叉的许多分支学科。随着环境问题越来越突出,环境保护与各行业之间的密切关系越来越受到重视,世界各国纷纷推行源头控制、绿色化学等清洁生产工艺。我国许多大学都设置了环保课程,而我校开设环境学导论教学课程也有10年多的时间。教学内容上,从最初的环境科普教育,引申到环境学原理教育,从环境学原理教育,扩展到污染控制技术发展战略和趋势教育。从环境科学内容发展到环境工程素养教学,教学内容亦即随着环境学科的发展及时改革教学内容,以满足工程学科学生对专业的足够了解。与之同时,大学教育特别是环境教育的目标越来越清晰化,课程内容还应该包裹以下内容: (1)环境工程专业教育发展(国际专业教育发展、国内专业教育发展特别强调本专业特色与发展、师资介绍、学科地位);(2)专业教学计划与课程体系(高等教育与培养目标、专业教学活动、培养体系与专业课程);(3)专业方向与专业内容(管理方向、水控、固废处理与处置、大气污染控制和环境监测方向);(4)专业活动与专业资源(专业学术组织、专业学术刊物、专业学术会议和专业网站资源);(5)专业学习与职业成长(专业学习、素质教育、职业规划、专业执业资格考试和综合讨论)。 通过上述内容的教授,要帮助学生理解培养目标,帮助学生了解专业要求,帮助学生增强工程意识,同时指导学生在职业方面的规划与发展,最终提高学生的综合素质,以适应社会对本专业毕业生的要求。环境工程教育是对人的一种环境工程素质教育。本课程的教学主要在以下几个方面做改革: 1.强调基本原理和方法,拓宽知识面。为了更好地满足“面向21世纪人才培养方案”关于培养“厚基础、宽专业、能力强、素质高”的专业人才的要求,授课中应该继续加强基本原理与方法的讲授,同时对不同的授课对象侧重点应有所不同。由于环境学的内容变化快,每年的授课中将增加较多的新内容,拓宽知识面,以适应社会的发展和变化。 2.较大篇幅地介绍该学科的新发展,体现内容的先进性。由于本课程的内容在不断变化,而且不同行业环境问题各不相同,各行业是环境问题出现不同,有其特殊性,绿色化学和清洁生产工艺等及时在教材中得到反映,同时有关“三废”治理主要针对化学工艺生产中产生的“三废”,内容上比较新颖,学生学习有其必要性。 3.完善纺织特色教育:重点进行纺织行业介绍,讲述有关的环境问题,引起学生兴趣,提高学生对本专业深入细致学习与研究的基础。 4.工程素养兴趣引导。指出科学与工程区别与联系,强调工程对环境问题解决的重要性,教导学生怎样打好工程基础。 二、新教学大纲重点内容 对旧环境工程专业导论大纲中简单内容、高中已经学的部分如生物环境有关内容删除,对学生通过自学可以得到的知识安排自学如人口与环境关系等,可以简单讲解的就少讲。把节省出的时间一部分用于讲解环境工程专业需要的知识基础和攻克特点,一部分用于讲解专业培养目标、专业计划、专业课程体系、学生的专业规划。总之,通过教学改革,把环境工程专业导论作为知识青年献身环境工程专业的起点,激发一部分学生真正投入到环境事业中去。 三、教学方法的改革 采取多种教学方式,调动学生学习的主动性。教学过程是一种教师与学生们的互动的过程,让学生们参与到教与学的过程中,才能使他们提高学习的兴趣和乐趣。因此,除了从图书馆获得的辅助书籍和期刊作为课外补充材料外,同时在课堂上利用新闻媒介包括网络资源进行学习来普及环境保护知识,增强环境意识,逐步形成良好的环境道德风尚。 1.案例式教学。我们在教学实践中,时刻注意用案例教学,让学生有身临其境之感,使学生在听“故事”、看“故事”中轻松愉快地掌握知识点。如在讲授温室效应时,给同学播放《难以忽视的真相》,在讲水气声渣污染状况和污染控制时播放清华大学制作的《环境保护与可持续发展可持续发展》、我校研发的污染控制工程项目录像。并结合实际,进行环境评价分析或交流讨论,让学生始终保持着兴奋状态,在院士和专家的谆谆教导中成长。 2.互动式教学。为了增加与学生间的互动,活跃课堂气氛,在教学实践中,我们采取下列做法:提前布置下次课的授课内容,并将内容分成若干知识点,学生分成若干小组。将事先准备好的、围绕授课知识点的有关专题发给各个小组,要求各小组利用各种途径查阅相关资料,制作电子课件,每次课抽一两个小组上台就自己小组的专题作报告。为增加授课趣味性,我们在授课中经常插播与授课内容密切相关的视频材料。 3.实践式教学。我们鼓励学生在课外亲自动手搜集相关科学资料,就某个问题展开讨论,大胆阐述自己的思想。并结合最新环保条例及规定、法律法规等讲述,推荐环境相关网站及书籍,解读《寂静的春天》等经典书籍。对经常报道的环境问题进行启发式引导,在解决和寻找解决实际环境问题的过程中提高学生对专业的兴趣。 4.多媒体教学。我们以多媒体为手段制作的电子教案,克服了传统教学很不直观的缺点,“声情并茂”地给学生以听觉、视觉冲击,既增大了信息量,也最大限度地激活了学生的思维,吸引了学生的注意力,提高了他们的学习效率。尤其在播放环境污染状况的图片时,更体现了电子教案的直观性,激发了学生的环保意识。利用兰迪教授的最后一次演讲教育学生怎样通向成功的殿堂。 总之,我们在教学的过程中应理顺教师和学生的“双主体”关系,充分采用启发式教学、提问式教学、案例式教学、解剖式教学、实践式教学等教学手段。在讲授基本方法的同时穿插最新研究动态和发展趋势,培养学生的学习兴趣。 专业导论课程论文:环境科学专业“地球科学导论”课程创新实践教学体系的构建 [摘要]环境科学专业“地球科学导论”课程针对该专业的特点和对课程的教学要求,结合新生入学和高校实验室的实际,通过对课程内容的把握和学生特点的深入分析,确定了授课的原则目前,我国140多所高校已建立了超过200余个环境科学本科专业,专业教学计划日臻完善,课堂教学内容逐渐向科学化、合理化迈进。[1] [2] 海南大学“地球科学导论”作为环境科学专业的基础课,安排于大一的第一个学期讲授,3个学分,共68学时,其中理论讲授56学时(第7-21周),实践教学12学时(第10-13周)。按照教育教学改革的要求,根据学校和教研组的实际情况,在深入分析课程特点和学生背景的基础上,结合以往的授课情况,借鉴国内外著名院校的先进经验,对实践教学环节的安排与设计等进行了多次讨论、修改和补充,形成了一整套行之有效的创新实践教学模式。 一、课程特点和受众情况分析 “地球科学导论”有着鲜明的特点:一方面,内容极为丰富,涉及领域众多,天文、地理、生物几乎无所不包,充分适应了当今以地球为研究对象的各学科间的相互渗透、相互促进的发展趋势。[3]但同时,又存在过多的理论,特别是一些较为艰深的假说、学说等,对抽象思维要求较高,加深了理解的难度。 本门课程的教授对象是环境科学本科专业的大一新生,按照教学计划,在入学之初,军训刚一结束就开始授课。一方面,作为刚进入大学校门的新生,受多年应试教育的影响,缺乏相关地理、气象学基础,接受相关理论有一定难度。另一方面,作为“90后”的年轻人,对于高新技术、社会热点有着本能的兴趣,而对于过多的概念、理论,易产生抵触情绪,同时,又缺乏必要的地球科学实验技能,这些都是实践教学体系中应特别注意的问题。 二、实践教学原则 根据“地球科学导论”的课程特点和受众对象的具体情况,我们确定了实践教学的以下授课原则:第一是系统性原则,通过实践教学,特别是实习课程的精心设计,将各学科、各章节的知识有机地组成一个整体,并注意在逻辑结构和知识基础上的前后衔接,严格强调系统性和逻辑性;第二是实践性原则,强调与实践的关联性,安排一些与时代脉搏共通的内容,诸如社会主义新农村建设、可再生能源等社会舆论关注的焦点,让学生感觉到“地球科学导论”并非只是一些晦涩难懂的理论,而与自己的日常生活息息相关,并启迪学生将相关知识应用到日常生活中;第三是先进性原则,将基础知识与当前国内外学术热点、学术前沿紧密联系在一起,并融科学性、趣味性于一体,以激励学生的热情和科学探索精神;第四是可操作性原则,由于学生缺乏深厚的地球科学背景和实验技能,故在安排实验时,尽可能利用一些常用、简易的地球科学仪器和设备,让学生从基础的实验技能入手,培养勤于动手、积极思考、严谨求实的科研作风。 三、创新实践教学体系的构建 (一)课程实习设计 实习教学环节在环境科学课程教学体系中有着重要而独特的作用。[4]根据大一新生入校不久,对环境科学专业的认识还比较模糊,同时处于从高中-大学学习生活的过渡期,面对丰富而紧张的大学生活无所适从的现状,结合“地球科学导论”的理论教学内容,将课程实习定位为环境科学专业进行的初次系统的认识性实习,即“综合环境实习”,其意义在于使大一新生结合所学课程内容,有一次接触环境、认识环境问题的机会,除增加对本课程的理解,激发专业热情外,还可为后续的专业课和高年级的生产实习奠定基础。[5] 1. “热带典型生态工程的原理与实践”――美万生态村考察 目的是使学生亲身体验在课堂上所学的地球科学导论(生态工程部分)的基本理论、方法和技术在我国新农村建设中的具体应用,进一步理解和掌握相关理论,同时也有助于开阔学生的视野,培养其对专业的兴趣,激发其创新思维。主要内容是由教师及当地技术人员实地讲解,并与参观海南典型文明生态村相结合。本次实践教学要求学生了解农林生态工程的基本原理、方法和技术,深入理解“山顶种树,山腰种胶,平地种果,水面养鸭,水底养鱼”等模式的环境生态学原理;对常用生态农业技术,如沼气、太阳能利用等有初步的了解,并对海南生态文明村的进一步建设提出建议。 2. “热带典型生态系统的结构与功能”――野外实习考察 实习路线是由海南大学苗圃-果园-植物园-热带牧草种植资源圃-国家热带农业高新科技园区,通过步行,沿途可仔细观察农田、森林、草地等各类典型生态系统的结构和功能,并可实地讲解溪流、集水区、湖泊等地球科学的相关概念。通过本次实习,学生对理论知识有了一个直观的认识,加深了理解,效果良好。 (二)实验课程设计 考虑到地球科学导论的课程进度和大一新生的实际情况,实验教学环节分为两个方面:其一是代表学科前沿且操作简便的先进地球科学仪器的原理和操作,以“卫星定位系统(GPS)的原理与应用”为例。其二是注重对经典环境生态仪器的运用,以及基本实验设计、动手能力和初步的统计分析技能的培养,这部分以“不同生态系统不同深度土壤含水率的测定(铝盒法)”为例。 1. “卫星定位系统(GPS)的原理与应用”――现代设备的使用 通过课堂理论讲解、图片展示和资料片播放,使学生了解卫星定位系统(GPS)的原理、系统组成、应用领域、使用精度、局限条件以及在环境科学中的应用。同时,通过操作示范和野外实践,要求学生熟练掌握GPS的基本操作技巧。在实验中分别选择与学生日常学习生活密切相关的实验楼、课室、宿舍、食堂、植物园、云月湖,测定其地理坐标,描绘运动轨迹,并分别选择林内、空地、大楼前进行GPS测定,比较其地理坐标以及信号强弱。在本实验中除在理论层面GPS的一般知识外,还着重介绍了最新的发展动态:我国北极星系统的研制和进展及其背景,让学生在社会、经济、国防层面更为广阔的背景下对学科的发展和应用加深理解。 2. “生态系统不同深度土壤含水率的测定(铝盒法)” ――经典仪器的应用 通过课堂理论讲解、实验室操作示范,使学生了解土壤含水率的概念、用途,掌握土壤含水率的测定方法,掌握土壤取样的技巧以及烘箱、天平的使用方法,培养初步的科研能力、实验操作能力和严谨的科研精神。主要仪器包括烘箱、铝盒、天平等常用地球科学仪器设备。 要求学生掌握土壤含水率的定义和意义,说明土壤含水率的测定方法有哪些,并简述其优缺点,分别测定不同生态系统(农田、草坪、橡胶林)、不同深度(0-5cm; 10-15cm; 20-40cm)以及不同坡位(上坡、下坡、中坡)土壤的含水率,要求学生分析生态系统不同层次、不同坡位土壤含水率的差别,说明其原因。同时,根据测定的情况,说明土壤含水率的测定过程中应该注意的问题。在实验讲评过程中,教师综合各小组的研究结果,作出图表进行分析,就学生自己的实验作为案例,生动形象地说明实验设计的基本方法和技巧,取得了较为满意的教学效果。 四、结语 当前关于实践教学的研究,往往着重于整个专业实践教学体系或毕业实习等单一实践环节,而对某一具体课程的实践教学体系则缺乏深入的研究。我们在“地球科学导论”的实践教学中,力图准确把握课程特点,深入分析学生知识背景、心理状况等特点,因地制宜,有针对性地安排了综合环境实习和实验课,各环节之间目的明确,紧密衔接,形成了一个有机的创新实践教学体系,并在具体应用中收到了良好的效果。教育教学改革是个系统的工程,这里仅仅是一个探索,希望能对相关学科、相近课程提供一个参考,以起到抛砖引玉的作用。 专业导论课程论文:浅谈电子信息工程专业导论课程 摘 要 文章依据上海电机学院电子信息工程专业的培养计划,针对电子信息工程专业导论课程的教学目的,说明了目前该课程主要教学内容的选取原则,阐述了教学中采用的基本方法。并根据近三年的教学实践,给出了几点进一步提高教学效果的建议。 关键词 电子信息工程 专业导论 教学内容 教学方法 教学效果 中图分类号:G424 文献标识码:A 中学毕业考入大学是人生中一个非常重要的转折点,许多方面将发生质变。学生在学校的教学管理模式、学校生活的安排、学习方法的改变,具体课程的学习,对专业的了解、大学生涯的规划等诸多方面需要有效的指导,以便顺利有效地进行大学阶段的学习。在上海电机学院电子信息工程专业的培养计划中,自2010级开始已经将专业导论列入专业基础必修课程。专业导论课程是针对入校新生开展专业认知教育的一个重要环节,使学生在进入专业学习之前,对电子信息科学与技术的主要学科有一个全局性的了解,主要介绍电子信息工程专业的优秀思想、基本理念、专业范围及主要研究方向和就业领域,以帮助学生了解专业教学计划中安排的各类课程和对后续的专业学习有初步的全面认识,为新生的专业学习和发展提供认知和心理上的准备,增强学习的针对性和主动性,引领学生步入该专业的大学学习阶段。 1 教学内容的选取 作为“导论”,它的任务不是具体地为学生讲授电子信息科学与技术领域的某些概念和知识,而是要高瞻远瞩地引导学生理解:什么是电子信息科学与技术?它的基本知识结构是什么?电子信息科学技术与其他相关科学技术的关系是什么?信息科学技术对经济发展和社会进步具有什么作用?它的未来发展前景是什么?怎样才能学好信息科学技术?这些正是信息类专业大学新生首先面临的问题,也是他们离开中学进入大学之后最为关切的问题。 由于电子信息工程的知识体系是一个较为庞大的体系,各院校常根据自己的特点选择适合自己学校的课程内容进行教学。我校的电子信息工程专业导论课程主要介绍电子信息科学与技术各学科发展的历史、现状和趋势,电子信息技术各领域的应用和辉煌成就,让新生了解该学科的优秀思想、基本理念、专业范围及主要研究方向和就业领域,为新生的专业发展提供认知和心理上的准备。在教学内容的选取和安排上主要考虑:注意介绍应用;着重介绍基本概念、技术发展历程、当前的技术状况和今后的发展走向,通俗易懂;注意介绍电子信息科学与技术中的重大发明、发明的背景和发明者的相关资料。 具体教学内容包括:课程概述(介绍课程的基本情况、学习要求、学习方法等,帮助学生学好本门课程)、消息数字化及应用(了解文字、语音和图像的数字化技术,知道这些技术在通信、计算机、家用电子设备和电视系统中的应用)、电磁波及应用(了解电磁波的概念和应用领域,以及与相关大学课程和电子设备系统的联系)、信息与通信工程(了解通信技术与通信网,建立电子信息类专业课程之间的联系,提高后续课程学习的针对性)、计算机科学与技术(对计算机系统有一个整体的初步了解,为后续学习计算机相关课程奠定基础)、互联网与物联网(了解计算机网络的基本概念、计算机网络的发展过程及特点,物联网的概念和基本构成)、自动化与控制科学(了解自动控制的应用领域,学习自动控制和自动控制系统的基本概念,了解自动控制发展过程和自动控制系统分类)、光电信息技术(了解光电信息技术中的激光技术、光纤通信、自由空间光通信、激光雷达和光信息处理等方面的内容)。以及专业培养计划介绍及讨论(了解电子信息工程专业的培养计划,在了解公共基础课、专业基础课、专业课等之间区别和联系的基础上,指导学生制订专业学习规划等)。 2 教学方法及教学实践 2010、2011、2012年作者分别为10级、11级、12级三个年级8个班讲授了专业导论课程。在教学过程中,进一步感到专业导论是一门非常必要且重要的专业基础课。许多学生在高考填报志愿时,对电子信息工程专业知之甚少,入学后很是迷茫。如何讲好电子信息工程专业导论这门课,作者在教学实践中是逐渐摸索和体会的。在授课中采用教师讲授、指导学生自学、学生分组学习之后在全班做PPT报告、教师课堂讲评补充、课堂讨论、播放视频短片等多种教学模式,使学生了解了电子信息科学与技术各学科发展的历史、现状和趋势,电子信息工程专业的内涵和外延,激发学生对本专业的兴趣;通过专业导论课程的教学,学生也了解了本专业的培养计划、课程设置、专业主干课程等内容,有利于学生规划大学四年的学习。在考核方式上,注重学生平时课堂上的表现,做好课堂讨论、提问、回答问题等情况的记录,期末考核采取撰写学习报告的形式,教师给出学习报告的基本要求:简述电子信息科学与技术的主要学科领域;简述电子信息科学与技术同产业及社会的联系;简述电子信息科学与技术对社会发展的重大贡献;简述本课程中你最感兴趣的内容;提出一个本课程中你目前还不懂但想弄懂的问题;谈谈学习本课程的收获和体会;简单规划4年的专业学习计划。题目自拟,字数不少于2000字;提前准备,最后一次课上手写提交。 这样,初步让学生感受到大学的多种教学考核方式,激发学生的学习兴趣、提高教学效果。从近三年的期末学习报告来看,有不少题目拟得非常好。 3 教学建议 作者根据近三年电子信息工程专业导论的教学实践,感到无论教学内容、教学方法、还是教学手段、考核要求等诸多方面还是有许多有待完善、改进和提高的。首先在教学内容上,应采用最新版本的相关教材,并及时补充最新的科技成果、更新最新的数据,如给学生介绍我国的北斗卫星导航系统,每年讲授时这项科技成果都有新的进展,都发射了新的卫星;同时可以给学生多介绍推荐一些参考书,甚至一些好的网站、文章、视频,也动员学生搜集共享;其次在教学方法和手段上,应加强教学互动,可以带一些电子器件,如二极管、三极管、电阻、电容、集成电路等实物到课堂上,并适当带领学生到相关实验室参观,认识示波器、电源、万用表、频谱分析仪等常用电子仪器,以提高学生的对本专业的感性认识。在考核上,应加强平时对学生的要求,可以让学生预习下一章内容,写出主要内容提纲,或提出一些问题,完成情况课作为平时成绩的一部分,期末考查也可以结合学习报告让学生分组做PPT来介绍一些内容。这样不仅有利于调动学生学习的主动性,同时也有助于教师更多地了解学生、指导学生。 4 结论 专业导论课程是一门时效性很强的课程,内容要不断更新,且内容宽泛,要求教师具有本学科专业扎实的基础、广博的知识、开阔的眼界,具有把握学科专业的优秀、跟踪学科专业的发展的综合能力,教师要具有较好的教学科研基础,才有可能讲授好本课程,虽然课时不多,但容量大,教师每年都要花大量时间备课。此外,讲好本门课,需要本课程的教学积累,通过上一届的教学可以了解和掌握学生在专业方面的需求、学生在哪些章节的学习上感到困难、学生的主要兴趣点在哪里、如何引导学生进入本专业的学习等等,为提高下一届的教学效果提供必要的参考。 专业导论课程论文:地方院校工科专业《专业导论》课程教学与实践改革 摘 要:大学新生入学教育以及专业引导在对新生的角色转变和专业认识有重要作用已有共识。针对地方院校工科专业的办学定位以及生源情况,我们在新生入学第一学期开展了《专业导论》课程,探索如何合理安排课程教学内容,如何选择合适的教学方式达到引导学生认识专业,热爱专业的目的。 关键词:专业导论 职业规划 改革 目前,在大学高等教育中,人们对大学新生入学教育以及专业引导在对大学新生的角色转变和专业认识有重要作用已有共识[1~3]。但具体如何开展新生教育,特别是如何有效的引导大学生了解所学专业,包括这个专业是什么、学什么、干什么等问题,激发大学生对专业学习的兴趣,许多高校还在积极的探索之中[4]。 笔者所在广州大学是一所具有鲜明特色的地方型高校,所属的物理与电子工程学院电子信息系包括电子信息科学与技术与光信息科学与技术两个专业。根据学院历史发展与专业建设情况,两个专业的培养定位均是以培养工程应用型人才为目标。另外,我们的生源是广东省第二批本科院校中录取分数比较高的生源。从以往的经验看,除了小部分专业调剂的新生开始可能会对目前专业学习有点抵触心理,大部分新生对专业学习还是充满了期待。但当第一学年课程学习下来,有些同学对所学基础课程与专业的联系有困惑;也有些同学因为刚进入大学放松了,导致一些基础课程没学好,从而产生消极心理;还有一些同学对专业将来的发展前景不清楚,又受到社会上浮躁氛围的影响,觉得大学毕业后没有出人头地的机会等等。在与其他学院同事以及其他学校的同行交流过程中,发现这些实际情况不仅存在我们学院,目前不少地方院校的工科专业都会存在。在2012年之前,我们对新生开展的专业引导教育主要就是通过一次讲座的形式,由专业负责人详细给学生阐述我们这个专业情况,然后通过与学生互动的方式来被动的回答学生的疑问。但由于学生刚入学时还处于新奇状态中,对这些内容的关注和理解都还不够,因此,基本上也没有留下什么印记,新鲜感一过,很快陷入学习动力不足、厌学等情形之中。经过这些年的情况来看,这种形式的专业引导效果并不是很好。为此,我们电子信息系在2012级新生入学第一学期开设《专业导论》这门新的课程,课程为1学分,16学时。我们的目标是通过此课程的安排,新生能够了解专业情况、巩固专业思想、热爱专业学习、增强学好专业信心。那么如何开展好《专业导论》课程解决上述问题便是我们探索的内容。下面结合我们光信息科学与技术专业《专业导论》课程谈谈我们在教学内容、教学方式等方面的改革探索的一些经验。 专业导论教学改革方案如下所述。 1 第一讲:专业是什么(2学时) 虽然现在社会信息化程度相对于十几年前已非常高,但在与新生交流过程中,我们发现大学新生中绝大多数学生对自己所选专业并不了解,有些学生也只是零碎的听说一些关于专业的消息,没有系统的认识。所以他们来到大学里面,迷茫是最大的感受。为此,我们专业导论的第一讲便是安排专业负责人以讲座的形式给新生讲解专业建立与发展的背景、专业的培养计划与目标、专业的发展方向等问题。这些内容与资料我们都是放在学院网站上,学生在课后可以自己主动的去了解和学习。在这一过程中,我们发现学生比较关心的是专业课程的安排。因为刚入学时,他们迷惑的是为什么学习的都是数学、物理等等基础课,没有专业课。当他们看了后续课程的设置,结合我们阐述了后续课程与基础课之间的关联,学生这时就不会对基础课的学习放松。另外,我们有特色一点是在这一讲中安排了毕业生代表发言环节。我们邀请了一位保研的学生(也可以考虑一位考上名校研究生的学生),还邀请了一位走向工作岗位的同学。让他们给师弟师妹们讲述自己大学的学习经历。两位学生都讲述了自己在大学生活学习中注意的重点,为以后的发展打下基础。这个环节特别受到学生的欢迎,讲座结束后不少学生留下来和师兄师姐交流。通过这一讲,学生对专业概况有了一个整体的认识,但认识还不是很深刻、具体;对专业发展有了不同发展方向的认识,但如何结合自己的情况选择发展方向,选择方向后如何实现自己的目标等等问题还是心中的疑问。 2 第二讲:专业发展方向(4学时) 在这一讲里面我们安排了专业主干课程的任课教师给学生讲解专业课程的具体情况,详细阐述每门专业课程的工程应用背景,让学生明白这些课程的学习的对以后从事相关工作的重要性。除了阐述这些内容,我们也特别强调基础课和专业课这两类课程的相互关系。由于新生的对专业的认识还不深刻,他们认识不到基础课程与专业课程之间密切联系,觉得学习这些基础课程用处不大,从而影响到后面专业课程的学习。例如,我们系的光信息科学与技术专业,部分学生在《大学物理》课程学习时不认真,对课程中的振动与波等概念没弄清楚,这样就直接导致后面对光的波动特性难以理解,这样对基于光波动性的工程应用的原理和方案就根本理解不了。 在这一讲中,学生对基于专业课的工程应用实例特别感兴趣,特别是介绍社会知名大型企业的相关专业产品。例如,介绍光纤通信课程时,我们介绍了华为、中兴、烽火通信等公司的相关产品,这对激发学生的学习积极性有比较好的效果。 另外考虑到有部分同学将来会选择继续深造,我们也简单介绍在专业方向领域科研水平较高的科研院所,为学生提供将来选择考研学校提供参考。 3 第三讲:企业需求与职业规划(2学时) 邀请企业工程师来校做报告是我们一直以来开展的工作,不过之前主要是一种学术性、技术性较强的交流活动。而在新生《专业导论》课程这一讲中,我们邀请专业相关企业负责人以讲座的形式与学生交流,交流关于企业需求的专业人才应具备的专业技能情况,特别是以职业规划为导向,引导学生主动学习,主动思考,树立目标主动设计自己的大学四年生活。 我们希望通过这样的安排,能够让学生早一点了解到现在社会分工的情况,特别是专业领域相关的职业岗位分工。以此引导学生在大学的学习过程中,结合自身情况,树立目标,努力奋斗。通过实际的教学情况来看,学生对企业的兴趣还是非常浓厚。一直以来都是学习的书本知识,不知道实际中有何用处,如何应用。在这一讲中,很多学生主动的做着笔记,记录本专业的相关产业情况,企业分类情况,企业职位分工等等。 4 第四讲:专业技能的培养(4学时) 在这一讲中,我们主要向学生展示了如何培养其专业技能。首先是学习方法上,面对大学阶段和高中阶段截然不同的学习方法,特别是对于一些自制能力差、自主学习意识差的学生,很难及时适应和转变过来,很难找到适合自己的有效学习方法。大学课程课上的内容多、信息量大,学生也不可能在课堂上记住所有的内容,这就要求学生在课堂上认真听讲,记好笔记,利用课余时间进行自主学习,消化课堂所学知识,特别要强调自主学习的重要性。另外,除了学习开设的课程外,鼓励学生开展课外科技实践活动,包括参加大学生竞赛活动、教师科研活动等等。这一讲的形式除了以讲座的形式同学生讲授外,我们也安排了参观专业实验室与课外创新实践基地,通过参观实践进一步坚定新生的专业学习信心。 5 第五讲:参观专业相关企业或产业展会(4学时) 我们《专业导论》最后一次安排的是见习内容。见习是专业教育的一个重要环节,许多高校把见习这个环节放在高年级的同学中。我们尝试着让没有经过专业学习和训练的新生参加见习。这个阶段的见习过程是无法激发学生把所学的知识和实际应用联系在一起,但我们考虑学生对企业,对实际应用的兴趣比较浓厚,前面通过学校课堂讲述的内容还是很难给新生留下深刻影响,所以通过直接的实地观察了解,加深学生对未来工作的认识,早日树立职业目标、人生目标,并为之奋斗。 我们也认识到学生处于刚刚入学时的新奇状态中,通过有限的几次教学,学生对很多内容理解可能还不深入。为此,我们在课程结束后仍然保持着不定期的跟踪辅导。我们探索的制度是设置导生制。我们通过选拔高年级的优秀学生作为新生班的导生,帮助新生顺利适应新大学生活和学习。通过实践发现,师兄师姐的榜样作用对新生影响非常大。许多情况下,他们都是同师兄师姐了解本专业的情况,了解课程情况,了解如何选择学生社团等等。 6 结语 我们通过专题、讲座、互动交流、参观的形式组织教学,在教学内容上主要是让学生了解所学专业,专业发展方向,企业对专业技能的需求以及我们如何培养其专业技能。另外,我们也通过这门课程积极的引导学生适应大学的生活与学习,引导学生早日树立学习目标,规划好自己的职业与未来。现在,通过《专业导论》课程的开设,可以感受到学生对专业学习的态度比较积极,学习的自信心和自豪感也有明显的提升。正如文献[2]作者说“如果把读大学比做是一次长时间的旅游的话,那么开设专业导论课的作用就好比是一张导游图。”我们正是基于这个目的积极探索如何在教学内容与教学形式开设《专业导论》课,引导新生顺利的开展新的旅程。 专业导论课程论文:大学一年级专业导论课程教学探索与实践 摘 要:进入二十一世纪以来,高等教育已经从精英教育逐渐转变为大众教育。高等学校如何面对有思想、有主见、兴趣导向强但也着眼实际的当代大学生,调动其学习积极性,引导其了解并热爱所学专业、做好大学成长规划及职业生涯规划并实施,安心学习,逐渐提高自主学习能力,有计划地进行自我培养,是值得思考和研究的一个课题。大学一年级开设的专业导论课即是引导大学生走入专业领域系统的向导,在大学生学习和成长过程中,具有不可替代的作用[1]。 关键词:高等教育 专业导论课 教学 在我国高校,学生入学时即向某个专业报到注册。在大学里,一般而言,随着“你是哪个专业的?”“我是XX专业的。”这样的信息强化和对自己专业的逐步深入了解以及对自己专业信心的增强,绝大多数学生都会产生专业归属感。专业自信心和专业归属感的建立是大学生能够在本专业学有所成的一个关键因素。大学一年级无疑是建立专业自信心和专业归属感的重要阶段。对刚从中学迈进大学校门、对专业了解极少的大一新生来说,专业导论课作为大一课程体系中唯一与专业直接相关的课程,其在课程体系中的位置显得尤为重要。 笔者自2010起连续三年担任了特种能源工程与烟火技术专业导论课程的教学任务,对这一特殊的小学分课程(共1学分,每个学期0.5学分,两个学共期授课16学时)的教学设计与实施进行了探索和实践。 一、专业导论课的定位及认识 在教学之初首先对专业导论这门课程有一个清楚的定位。一般而言,专业导论课是面向新生开设的导论性质的专业启蒙课程。所谓“导论”,笔者倾向于将其理解为:“导”为“引导”,“论”为“讨论”,旨在引导学生展开对本专业的讨论,从而开始了解本专业和相关专业、开始踏入本专业及相关专业领域。因此,这门课程的教学内容和教学设计以此为指导展开。 二、专业导论课的内容安排 专业导论课是一门引导学生了解并进入本专业领域系统的入门课程,因此,其内容一般包括如下几个方面: 系统地介绍专业背景和特点、本专业人才培养方案的课程体系及相互关系、基本专业知识、相关技术现状及发展趋势、社会对本专业的需求、专业延伸及交叉学科、本科专业与研究生学科的对接关系等,以及大学成长规划和职业生涯规划的内容。 三、专业导论课的教学设计与实施 基于专业导论课的教学内容安排和大一学生的学情,在专业导论课的教学设计中采用了多种形式,包括:课堂讲述、主题调研报告、学研小组、专业论坛、专家讲座、开放专业实验等。 首先,在大一新生的专业导论课上,学生会非常期待一场系统的、宽博的、具体的专业相关内容介绍,他们急切地想要了解自己所在的专业、要学什么、要做什么、及将来的发展前景。因此,系统地讲述专业相关内容是专业导论极其重要的第一堂课。在讲述中引用实例,加入调查性的提问引起讨论,以活跃课堂气氛并激发学生思考某些问题。另外,专家讲座是一个有益的补充。有专长、有成就的本学科领域内的专家一定程度上代表着专业的被认可度,会带来一种榜样的力量。更多的专业相关知识和问题,在讲述了基本的基础知识的基础上,则引导学生自己通过多种途径去调研,就这一环节,始终围绕一个“导”字,设计了专业论坛、专业主题调研、小组报告、学研小组等形式,引导学生开展自主性的专业相关主题调研、引导学生进行小组合作并培养团队精神、引导学生面对问题时学会多种途径去解疑释惑,促使学生“自己动手,丰衣足食”,培养学生自主学习、思考问题和解决问题的能力以及团队合作的能力。在这一环节中,很明显,大多数同学表现出了极高的热情,引起了浓厚的讨论气氛。另外,一些学生对专业实验具有很大的兴趣,因此接受这些学生进入专业实验室,尝试基础性的专业实验,获得实践体验。实践表明,这些在大一时就积极参与实验的学生在后来参加大学生科技创新训练项目和创新实践比赛中都表现出了优势。 按照课程教学要求,专业导论课中必须开设大学成长规划和职业生涯规划的内容。在这一部分中,鼓励学生设计并展示自己的大学成长规划和职业生涯规划并展开讨论,引导学生审视自己的人生理想、职业理想,“不积跬步,无以至千里”,进行大学成长规划和职业生涯规划并实施之,逐步成长。这一点,从学生的反馈来看,还需要在之后的每一学期进行督导。 四、专业导论课的课程考核 基于专业导论课的特殊性,笔者在特种能源工程与烟火技术专业导论课的课程考核安排中综合了以下几种形式,包括:学生自己出题作答+小论文+报告、小论文+小组报告、读书笔记+小论文+小组报告等形式,灵活而严格。在这一环节,更重要的是体现了学生学习的态度、做事的态度、以及学习的能力。 事实上,很难在短时间内去获得一门课程的教学效果或作用,只能尽最大可能地有意识地潜移默化,引起某种注意、某种自我期望。专业导论课程所起到的作用需要后续课程体系在教学过程中进一步施加影响并强化。 专业导论课程论文:工商管理专业导论课程教学心得分享 [摘 要]近几年来,专业导论课作为独特的课程形式陆续走进各高校课堂。在课程教材和资源还普遍缺乏的情况下如何教授好工商管理专业导论课是一个值得关注的话题。应从工商管理专业导论课程的主要教学内容、教学方法和成绩考核等三方面进行教学改革,讲授内容要重点突出,形式多样,最好请一些企业管理人士现场说法。应以启发式教育为主,从身边或最近发生的一些社会问题、企业现象引发问题讨论,引出教学重点内容。广泛搜集资料与学生共享,激发学生的学习兴趣。注意教师的身体力行与以身作则。 [关键词]专业导论课 工商管理专业导论 教学内容 教学方法 成绩评定 在当前的教育背景下,大学生进入大学以后普遍面临着专业学习的迷茫与困惑,导致缺乏学习目标与动力。在经过几年的多门专业基础课和专业课程的学习以后,不少学生依然对所学方向及其未来发展定位缺乏清晰、完整与系统的认识。在这种背景下,专业导论课陆续走进了高校的课堂。起初,专业导论课程被部分高校视为“一种全新而有效的大学新生教育方法”,[1]后来,很多高校将专业导论课作为专业基础课而更加重视。有教师对于专业导论课的开设情况展开了调查,调查的结论是学生对于该课程的开设是持非常支持的态度的,反应是很热烈的。[2]从笔者主讲工商管理专业导论课两年的情况看,学生对于该课程的期待是非常高的,对于教师的要求也是非常高的。然而,要讲好这门课所需的教材、教研成果等还比较缺乏。因此,笔者总结自己的一些教学心得,期望能够抛砖引玉,引起同行对于专业导论,特别是工商管理专业导论课教学的重视。 一、工商管理专业导论课程的主要教学内容 专业导论课程的地位决定了其主要授课内容。笔者经过广泛查阅资料与调研,将工商管理专业导论课的内容确定为四个大方面:一是关于专业的一般性知识,主要包括专业设置、专业所属学科门类、专业发展历史等与专业相关的一般性知识;二是专业的主要课程设置,包括专业基础课、专业方向课、专业选修课、专业实习实践等及其之间的关系、年度教学安排与学校所提供的实践条件与特色;三是专业的就业与择业问题,包括专业最近几年就业的大体状况、主要就业领域与职业大类、主要职业的市场需求特点与晋升通道、本科毕业后继续深造的主要通道介绍等;四是专业人才的主要素质能力构成、要求与专业学习方法等。通过上述四个方面内容的教学,可以帮助学生比较清楚地认识工商管理专业是干什么的、有什么前景、为什么要设置这些课程、哪些课程是本校的专业特色、市场对于专业人才的主要能力素质要求是什么,以及学生该如何在大学四年里安排好自己的目标等。 在还没有开始专业导论课之前,学院每一年都得花很多时间来零散地处理和解答学生对于专业课程及其前景的质疑。学生们最大的问题与担心是“工商管理专业课程泛而不精,虚而不实,我学来有什么用?未来我拿什么去就业?进入社会以后我能够干什么?怎样去干?”等。通过专业导论课程的学习之后,类似的质疑明显减少了很多,学生们普遍认识到了该专业存在的市场价值和自己未来的主要努力目标。 二、工商管理专业导论课程的主要教学方法 工商管理专业导论课程在我校是放在大一年级上学期开课,16个课时,每周安排2节课,共连续安排8周。伴随着互联网成长起来的“90后”一代,在经历了应试教育的折磨,进入大学以后,对于教师的教学方法、方式要求越来越高。如果教师不能够有效的传授知识,调动课程的气氛,激发他们的学习兴趣,那他们就会上课睡觉、玩手机或干些与课程不相关的事情。专业导论是学生进入大学以后的第一门专业课,如果讲得不好,不仅影响该课程的学习,更影响到学生的专业信心和后续的课程学习,甚至四年的大学生活,因此需要教师多下工夫。 第一,讲授内容要重点突出,形式多样,最好请一些企业管理人士现场说法。笔者的具体做法是:专业的一般知识、课程体系、部分就业择业内容都是由自己讲解,大概共讲解12节。其他内容聘请外校人员来进行讲座互动,安排2次,共4节课。一场讲座是请本地一位企业家或中层以上的管理工作者来做,另一场是请本校本专业毕业的几位从事管理工作的毕业生来与学生们进行圆桌交流。企业人士与师兄师姐们进入课堂,更能够带来一些真实信息,特别是关于企业对于人才的要求,更能够说得具体、全面。那些毕业学生既十分熟悉大学校园,又有社会工作经历,他们的话学生们觉得更加真实可信,更具有亲和力和影响力。而且,毕业生自身的工作单位与能力素质展现本身也具有良好的榜样效应。 第二,以启发式教育为主,从身边或最近发生的一些社会问题、企业现象引发问题讨论,引出教学重点内容。当代大学生思维活跃,见多识广,资讯搜集能力强,特别熟悉或关注企业品牌、产品和企业发展中的一些重要新闻。所以,尽管他们只是大一新生,但是他们的一些表现令人惊讶。因此,每一个重要内容最好都是从启发式提问开始。如在讲到专业课程及其之间的联系时,先问学生:“一个企业要在市场中生存,它往往会碰到哪些问题?为什么?”从学生的思考与回答中,引出《管理学原理》、《税收》、《企业战略》、《人力资源管理》、《物流与供应链管理》、《经济法》、《财务管理》、《会计学》、《统计学》等课程,这样学生就好理解了。 第三,广泛搜集资料与学生共享,激发学生的学习兴趣。笔者长期搜集一些与课程内容相关的经典文章复印给学生阅读,下载一些比较经典的与工商管理或学生就业相关的视频在课间播放。如将《职来职往》等节目的视频剪辑播放给学生看,非常受到学生们的欢迎。再介绍一些工商管理的经典书籍、企业家传记、相关电影等给学生,并请一些学生来共建资料共享平台,这样学生们的学习兴趣就更加浓厚了。 第四,注意教师的身体力行与以身作则。90后大学生的审美能力在不断增强,对于教师的PPT,甚至是教师的整体着装形象等都有自己的看法与集体评价。教师的以身作则和身体力行也成为影响他们学习的一个重要因素。因此,教授不仅要注意自身形象,还要注意将PPT做得美观大方,简洁漂亮,有自己的特点。 第五,充分鼓励学生利用答疑时间与教师展开深入交流。大一新生从以应试为主的中学学习环境进入到以自主性为主的大学学习环境以后往往很不适应。在这个过渡阶段,更需要任课教师的热心帮助与扶持。专业导论课本来就是一门具有承上启下作用的课程,在学生的学习适应阶段发挥着独特作用。教师应该积极鼓励学生充分利用答疑时间,以个人或小组的形式与教师开展深入交流,开启学生自主探究性学习的大门。 三、成绩考核与评定办法 该课程通常就考查课,但根据教学管理部门的要求,也要给出充分的平时成绩和期末成绩的依据。笔者将平时成绩与期末成绩定为各50%。平时成绩包括出勤、课程论文阅读、课程表现和课后的资料分享等环节;期末进行开卷考试,让学生回答几个大问题,主要考核他们的专业认知能力和对未来的专业学习目标与主要措施的认识程度。 总的来说,专业导论课很有开设的必要,但是要上好这门课,帮助学生完成大一的过渡阶段和对于专业的基本全面认识,并在此基础上建立大学四年的学习目标是非常不容易的。需要更多的优秀教师关注该课程,献智献慧,共同谱写新篇章。 专业导论课程论文:大气科学(水文气象)专业水文气象导论和水文学原理课程建设研究 摘 要: 大气科学(水文气象)专业是一个新生的本科专业,本文以南京信息工程大学水文气象学院大气科学(水文气象)专业为例,介绍了该专业水文气象导论和水文学原理课程开设的必要性;鉴于目前尚未有正式出版的《水文气象导论》书籍可供参考,初步构建了水文气象导论课程的知识体系;建议在水文学原理课程的讲解中,以问题带动好奇,以好奇带动求知,并给出了各章节的主线问题;最后建议在每次课快结束时留出10分钟,进行Q-A环节。 关键词: 大气科学(水文气象)专业 水文气象导论 水文学原理 课程建设 近年来,全球各地出现了很多极端水文气象事件和破纪录事件,包括欧洲和俄罗斯的热浪、美国的卡特里娜(Katrina)飓风、缅甸的纳尔吉斯(Nargis)热带气旋、巴基斯坦的水灾和亚马逊盆地、澳洲及东非的旱灾,以及我国的泥石流和山体滑坡[1]。为解决洪涝、干旱、台风、山洪、泥石流等种种极端水文气象事件,拥有“气象人才”摇篮美誉的南京信息工程大学凭借在大气科学方面的雄厚实力,于2011年9月率先成立了大气科学(水文气象)本科专业,并开始招生,成为我国首家培养大气科学(水文气象)专业本科生的高校,同时也是目前我国唯一具有大气科学(水文气象)专业的高校。大气科学(水文气象)专业的成立,在国内外引起了广泛的关注。现本专业有3届本科生,总人数160人。 课程建设是教学建设的基本内容、教学质量的中心环节,是落实教学计划、提高教学质量、实现培养目标的奠基性工程。对于年轻的大气科学(水文气象)专业来说,迫切需要开展课程建设并完善研究。本文就大气科学(水文气象)专业水文气象导论和水文学原理课程建设和完善等方面,提出了一些思路和观点与各位同仁共同探讨。 1.水文气象导论课程的建设和完善 1.1课程设置的必要性 刚进大学的新生对所学专业及就业去向普遍感到比较迷茫和困惑,如果在学习基础课程阶段不及时引导,则会使学生学习动力不足,学习起来甚为被动,产生消极情绪,甚至可能会直接导致4年大学生活缺乏规划,得过且过。因此在大学一年级上学期开设专业导论课,甚为重要。它可以帮助学生了解所学专业的背景和基本概念,熟悉专业知识链的构成,掌握大学时期的学习方法,从而激发学生的学生兴趣[2]。水文气象导论是大气科学(水文气象)专业的入门课程,它是一门面向大学新生、引导学生了解大气科学(水文气象)专业的入门课程,是解决新生对未来大学生活疑问与困惑的课程。水文气象导论的开设,对大气科学(水文气象)专业的大学新生起着启蒙和指导作用,它在整个专业教学体系中占据着举足轻重的位置。 1.2课程知识体系的构建及授课方式探讨 水文气象导论课程主要回答学生对大气科学(水文气象)专业最关心的三个问题:大气科学(水文气象)专业是干什么的、学什么的和做什么的。其最终目的是让学生意识到:(1)大气科学(水文气象)专业是“最好的”;(2)大气科学(水文气象)专业很有用。以问题激发兴趣,以兴趣唤起求知欲,以求知欲带动学习,在一个个具体的水文气象问题案例中引发思索。 目前尚未有正式出版的《水文气象导论》书籍可以直接借鉴。构建水文气象导论课程知识体系时,首先,应通过一个个具体水文气象极端事件案例及前沿信息,使学生深有感触,通过分析和关键问题的延展式探讨,启发学生思索和了解大气科学(水文气象)专业是干什么的及为什么要学气科学(水文气象)专业,即使学生意识到作为大气科学(水文气象)专业学生的无比光荣的使命;其次,通过讲述水文气象学的发展简史,引申亟须解决的问题是什么,让学生了解为什么气象和水文相结合往往有助于更好地解决一些工程建设和实际生产课题,并对大气科学(水文气象)专业的科学研究方法有一个初步了解。在此节的讲述过程中,除了讲述水文气象学科发展过程中的重要发现和重要人物及当时的自然和社会背景之外,还应当重点剖析在这个发展过程中,科学思维所起到的重要作用。以本学科的重大发现激励学生,以学科奠基人的故事吸引学生,以科学家对待实验的态度引导学生,从而使学生树立科学的世界观、人生观和价值观;接下来以现在亟须解决的问题为引子,让学生积极主动地查阅文献,相互探讨教学方法,从而刺激学生求知欲与探索欲,达到训练思维的目的,培养学生初步的科研能力;最后在探讨结果的基础上,总结大气科学(水文气象)专业所需要学习的知识,使学生对本专业整体框架有一个了解。 2.水文学原理课程的建设和完善 2.1课程设置的必要性 大气科学(水文气象)专业主要的研究方向是水循环要素监测、精细降水预报、可能最大降水、防洪设计标准和水文气象集合预报和流量概率预报。水文学原理主要阐述水文现象的成因和机理,通常涵盖的主要内容有水文循环过程、蒸发及下渗过程与机理、土壤水形与运移、洪水波运动、产汇流机理等[3]。水文学原理具有鲜明的专业特征和基础特征,是大气科学(水文气象)专业的基础课程之一,考虑到本课程对学生前期知识体系的要求(此课程需要开设在高等数学、大学物理、水力学等先行课程之后),目前将其安排在大学二年级下学期开设。水文学原理起着联系基础课和专业课之间的桥梁作用,为专业课的学习奠定必要的基础。如果不打好该基础,不能牢固掌握灵活应用它,学生就无法学好工程水文学、水文气象集合预报等相关课程,因此,水文学原理在整个大气科学(水文气象)专业课程中起着承上启下的作用,在大气科学(水文气象)专业人才培养中占有重要的地位和作用。 2.2课程知识体系的构建及授课方式的探讨 目前南京信息工程大学大气科学(水文气象)专业所使用的水文学原理的教材是芮孝芳教授著的,中国水利水电科学出版社出版的《水文学原理》。该教材章节内容丰富、涉及知识广,难度相对较高。在教学计划中,本课程计划学时只有48学时,而水文学原理具有理论性较强的特点,仅仅从理论上进行分析和灌输,会使整个课程显得枯燥、乏味。水文学原理课程的特点,决定了在教学过程中,应当重视实践教学环节,采用提问及互动探讨授课法等多元化的教学方法;加上学时的限制,则要求教师除了认真钻研、精心备课外,还有一个重要的环节,就是准确构建本课程知识体系。 大气科学(水文气象)专业是一个新生的专业,构建水文学原理课程知识体系时,不能直接照抄照搬,复制克隆其他相关专业的课程知识体系,应根据自身专业的特点,敢于突破,搭建具有本专业特色的知识体系。譬如第九章地下水流、第十章地表水流第八节湖水运动、第十四章冰雪水文和第十五章水质及河流生态环境章节可以不做讲解;第八章产流机制和第十二章流域产流都是产流部分,可并做一章讲解;第十章地表水流和第十一章洪水演算也可并做一章讲解;鉴于天气学原理、雷达气象学、卫星气象学的开设,第四章降水第二节降水类型及影响因素,第五节雷达测雨可简单带过。“教学的艺术不在于传授本领而在于激励、唤醒、鼓舞”[4]。在每章的讲解中,以问题为先导,带动好奇,然后以好奇带动求知,各章节主线问题见表1所示。 表1 水文学原理课程章节主线问题 3.结语 针对大气科学(水文气象)专业学生,本文给出了水文气象导论和水文学原理课程建设和完善的一些建议。另外,建议教师可以尝试每次快结束时课预留10分钟做Q-A环节(questions and answer)。大部分美国教授讲课,每讲完一个问题,教授就要问“Any questions”?有问题立即解决。在我国则不能照搬,但Q-A环节的增加对学生和教师都有很大益处。“石本无火,相撞方显灵光。水本无华,相荡方显涟漪”。 通讯作者:张小娜 ‘专业导论课程论文:基于CDIO理念统计学专业导论课程的教学方法改革与探索 摘要: 基于CDIO教育理念的专业教改实践,以统计学专业导论课的教学实践为例,在教学中,围绕CDIO理念要求具备的能力和素质,探讨以教学理念,理论教学方法,学生能力培养和考核评分标准的改革方法和具体措施,以期对统计学专业导论课的未来发展制定一个详细的规划。 0 引言 CDIO是以产品研发到产品运行的生命周期为载体,包含了产品的构思、设计、实施和运行,是近年来形成的一种先进的国际工程教育理念与教育模式,它能让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来进行学习[1]。 CDIO工程教育理念继承和发展了西方国家20多年来工程教育的理念,系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准,它的培养大纲将毕业生的能力划分为基础知识、个人能力、人际团队能力和系统能力四个层面[2]。自2005年CDIO引入我国高校以 来,有超过30多所高校在高等教育中引入了CDIO工程教育理念,涵盖了机械、建筑、化工、计算机等工科类专业以及财经、外语等文科类专业。 统计学专业导论课是为刚踏入大学校门的统计学专业的新生开设的专业导论课。课程分为认知教学与实践教学两个部分,认知教学部分是为帮助刚刚进大学校门的大学生对所选的统计学专业进行解读,主要讲授统计学专业是什么、为什么学习统计学专业、学什么样的专业内容、怎么学(学习方法指导)、做什么(就业规划)等方面的一系列问题。通过这部分学习,使学生初步了解一个从事统计数据分析的专业人员的任务和职责,以及如何应用学科知识来完成这些任务;实践教学部分,学生以团队形式通过简单的统计专业方面案例学习和分析,使学生了解统计分析的初步方法和程序,并获得包括个人和人际交往能力、知识和职业态度方面的训练。在教学过程中引导学生对该专业基本原理的了解与初步实践,并加以灵活应用。因此,CDIO工程教育理念中强调主动学习能力、动手能力、逻辑思维能力以及团队合作与沟通能力等的培养[3],在统计学专业导论课教学中都能得到贯彻。 1 基于CDIO理念的统计学专业导论课开设的重要性 专业教育的目的不仅仅是知识传授、能力培养、品德养成,更重要的还是要培养训练学生的思维方式与思维能力[4]。说到底,统计学专业导论课开设,除了完成一些表面目标外,还能培养学生具有“从宏观到微观、从总体到局部”的思维能力,提高学生整体素质这一内在目标,为学生将来进入社会奠定良好的基础。 而CDIO工程教育理念从学生的整体素质入手,强调对学生的学习目标、综合性学习经验、主动学习能力的提高,培养学生“做中学”的能力[5]。在统计学专业导论课教学中引入CDIO的理念进行教与学,将会对培养学生的“做中学”能力、创新能力、运用知识以及解决问题的能力,乃至终生学习能力、团队工作能力方面起着极其重要的作用。而就统计学专业导论课目前教学的情况和效果看,还不能适应培养高素质的学生这一要求。 这是因为目前国内高校真正开设统计学专业导论课的并不多。究其原因:一是对统计学专业导论课的教学没有引起足够的重视,认为该课程涉及的专业知识不多,可有可无;二是无系统的理论对该课程进行指导,也没有一套完备的方案加以实施;三是目前以教师为中心的传统教学模式已经不能适应大学教学发展的需要。以教师为中心的传统教学模式不仅不能激发学生的求知欲和参与教学活动的热情,反而使学生的创造性难以发挥,独立自主学习能力难以培养,造成学生对教师和课堂的过分依赖。因此,这些都是统计学专业导论课教学改革中一个亟待关注与解决的重大课题。 所以,将CDIO理念引入统计学专业导论课的教学 中,一方面不仅有利于大学生了解本专业、掌握学习方法,同时使学生在学习的过程中认识到基本知识的掌握和一般能力的培养是不够的,还需要具备较强的数据获取、分析、挖掘等实际操作能力和较强的创新能力;另一方面为统计学专业导论课的开设作出了理论指导。 2 基于CDIO理念的统计学专业导论课教学方法的创新方案 广东白云学院自2010年起,开始深入研究CDIO工程教育思想,并逐步将其引入各门课程,包括电子信息工程、艺术与建筑、计算机及财经等相关科目,“统计学专业(经济统计方向)”的导论课在融入了CDIO的思想后,极大地激发了学生对本专业的热爱,调动了他们对专业课程的浓厚兴趣,解决了传统专业导论课所面临的诸多问题。 2.1 及时树立新教学观念是统计学专业导论课教学改革的先导 CDIO工程教育理念充分尊重学生在教学过程中的主体地位,强调在传授学术知识的同时,还应充分培养学生的终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。在此理念下,学生不再是知识的被动接受者,而是知识的主动建构者;教师从以前的传授知识为主变为以指导学生自主学习为主,让学生以主动、实践、联系的方式学习。为此,CDIO工程教育理念更新了现有的教育思想和教学观念,在教学过程中是以人为本、以学生个性和能力发展为前提、以学生实践综合能力的提高为目标的新教学观[6]。 为了适应以上教学观念的转变,在统计学专业导论课的教学过程中,应注重人文精神熏陶,建立平等、宽容、和谐的师生关系,赏识、期待和鼓励学生大胆探索、敢于质疑,进而使培养的专业型人才具有优秀的职业道德、正直的人品和高度的责任感;并且通过本课程的学习,使学生不仅对统计学专业初步轮廓有充分的理解,而且能找出使自己感兴趣的方向,并具有向该方向进行探索创新、团队精神和语言沟通的能力。 2.2 确定CDIO理念教学目标是统计学专业导论课改革的理论指引 CDIO教学大纲综合为三大能力目标:专业能力、素质能力和运用能力,这为制定统计学专业导论课的教学目标指引了方向。“统计学专业(经济统计方向)”的导论课,教学目标是在学生心中建立数据调查、分析在社会中的工作和贡献的框架,由此培养对统计数据的敏感性,激发学生对统计专业兴趣和学习的主动性。其专业能力包含学生对所学专业理论知识、方法结构及课程体系的理解能力。素质能力体现学生在自主学习、团队协作及口头表述方面的能力。运用能力培养学生利用专业知识在企业和社会环境下构思、设计、实施、运行系统的综合能力。 因此,通过本课程的学习,引导“统计学专业(经济统计方向)”的学生了解有关学科、专业和研究方向的产生、发展、基本内容和最新进展,介绍专业教学计划的内容、统计软件初步应用和大学学习基本方法,为学生了解本专业、深入学习本专业的知识打下必要的基础。 2.3 科学安排教学内容和学时改革的重点 具有CDIO工程教育理念的统计学专业导论课内容一般应涵盖高等教育学、统计学专业与学科知识、统计学行业发展趋势分析、大学生学习方法论和统计学项目初步模拟等。基于以上指导思想与原则,笔者编制了统计学专业导论课程内容和学时建议方案,详见表1。 表1显示了作为高校新生入门级、定位于专业必修课的统计学专业导论课设计思路:该课程共开设了32学时,其中认知教学和实践教学各占了一半学时,以每周2学时来说,共开课16周,设计学分为2。该课程的授课方式以讲座形式为主,附以考察、讨论、实践等方式,因此,需要组织专门的师资力量编写统计学专业导论讲义。 2.4 项目设计是学生主动学习能力的培养 CDIO人才培养模式提倡以能力培养为目标,而通过项目设计将整个课程体系系统地、有机地结合起来,有利于CDIO人才培养模式进行,有助于学生的“做中学”,两者融合在一起,形成一个整体。比如通过对统计学学科的学习,引发了统计数据,而数据的获取可以来支撑专业导论课的项目设计,并以此为基石开发出数据调查、整理、分析和挖掘等子项目,使学生可以体会到“做中学”的乐趣,培养了学生的主动学习能力,激发了学生对专业的热爱。 2.5 团队协作是学生组织沟通与协调能力的培养 团队协作不仅是CDIO非常强调的能力,也是现在企业看重的能力指标。在统计学专业导论课教学中培养学生的组织沟通与协调能力,是通过项目设计来实现的。比如采用小组合作相结合的方式,让学生选定感兴趣的项目,通过调查获得数据、分析数据、揭露问题等一系列过程,培养学生动手实践、合作研究、协作开发的数据分析处理能力,为专业技能训练提供基础。这样在项目设计中进行团队协作、角色扮演,让学习过程成为一个培养科研能力的探索过程,最后让科研成果成为可以与他人共享的集体智慧。 2.6 考试的改革是当务之急 传统的考试形式和评分标准一般是平时成绩与卷面成绩比例为四六开或三七开,这与以转变观念为先导、以能力和素质考核为中心的CDIO工程教育模式考试理念相违背,因此,有必要对传统的考试形式和评分标准进行改变。统计学专业导论课课程应着重考核学生的能力和衡量学生学习的主动性,主要包括学生学习心得体会、自学笔记、项目参与和发挥作用情况,学习心得体会、自学笔记由教师评定成绩各占30%;项目参与和发挥作用情况由团队民主评定,成绩占40%。这样做的好处在于更注重考核学生学习过程中的表现情况,彻底改变存在的只会考试而不会做事的高分低能的现象,有利于促进学生积极主动学习,培养其创新能力。 3 结论与展望 要教好统计学专业导论课这门具有实践性的入门课程,结合CDIO教育理念,需要我们从根本上转变传统观念,改革该课程的教学内容、教学模式和考核要求,及时总结出成功经验或失败原因,探索出适合统计学专业导论课的教学方法,得出优化该课程的改革方案,从而使该课程的教学体系更加系统、教学改革更具科学性。可以预见,在不远的将来,会出现一大批优秀的统计学专业导论课教师、一系列具有CDIO教育理念特色的统计学专业导论教材和教学资源。 专业导论课程论文:高职金融专业《期货市场导论》课程实践教学改革探讨 [摘要]高职金融专业课程设置中,期货市场导论是一门集理论、实务与技能为一体的综合性课程,其中实践教学是极为重要的一环,是培养高素质技术应用型人才的重要途径和手段。本文在分析期货市场导论课程特点及实践教学改革的必要性之后,提出了改革实践教学环节的措施。 [关键词]期货市场导论;课程特点;实践教学;改革措施 期货市场是我国金融市场的重要组成部分,期货价格变动对大宗商品现货价格走势影响极大。行业对从业人员的职业素养要求极高,必须掌握期货市场理论和期货投资技巧,具备敏锐判断价格走势的能力,并拥有良好的心理素质。实践教学属于期货市场导论课程中理论与实践教学结合最紧密的一环,这部分知识在教学中组织的是否科学,直接影响到学生所学知识的掌握,同时也是关系到教师在授课中是否能采用学生喜闻乐见的教学手段,实现理论教学与实践教学的有机结合,增加学生在期货市场的实战经验,提升职业技能的关键,更关系到是否真正落实了高职教育的目标——即培养与市场“零距离”的技术应用型人才的关键。所以只有科学设置实践教学环节,学校才可培养出实践能力强、适应期货市场需求的高素质技术应用型人才。 1期货市场导论课程构架 期货市场导论课程从大类上可分两部分:理论知识与实践知识。其中纯理论知识包括:①期货市场概述、市场功能、组织结构、期货品种;②期货市场交易制度和流程;③期货投资基金和风险管理办法等;学生通过这部分知识的学习能掌握期货市场的基本特征、功能和原理,了解期货市场投资基金管理原则和风险控制办法。 实践教学环节主要有:①期货交易流程。该部分是让学生具体了解期货市场管理规则、基本业务;②技术分析方法和指标理论。通过教学学生可掌握期货市场的交易技术与技巧,熟练应用技术分析方法。其中实践教学的落实是培养与市场“零距离”的高素质从业人员之所在。 2重视期货市场导论课程实践教学改革的必要性 2.1高职教育人才培养目标要求必须进行实践教学改革 高职教育的办学性质属于职业类教育。《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》指出“高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分,培养拥护党的基本路线,适应生产、建设、管理、服务第一线需要的,德、智、体、美等方面全面发展的高等技术应用性专门人才。”可见,高职教育的人才培养目标是培养高素质的技能型和应用型人才,而实践教学环节正是实现此目标的重要途径。因此,对于高职金融专业中的期货市场导论课程的实践教学必须高度重视。 2.2期货市场导论课程特点要求进行实践教学环节的改革 期货市场导论是一门集理论、实务、技能于一体的综合性课程。如果单纯依靠理论教学学生很难理解期货市场的抽象理论,无法感受期货市场中资本的风起云涌及期货、现货市场的关系,无法体验到国内外期货市场的高度关联及影响。只有设置科学、合理的实践教学内容,有充分的教学时间保障,让学生进行具体的实际操作,才能改变学生对期货市场导论知识掌握时的刻板僵化现象,让学生对期货投资有真实的了解和感悟,实现这门课程理论与实践相结合的教学目标。我们在长期教学中体会到有必要进一步对期货市场导论课程实践教学环节进行改革,以提升学生掌握市场动态及技术应用的能力。 2.3期货公司对从业人员实务操作能力的重视要求进行期货市场导论课程的实践教学改革 据有关调查显示,期货公司非常注重员工的实践能力和动手能力,而文凭排到第三位。这表明用人单位更重视实际操作能力。因此,在培养方案设计中应坚持以用人单位的需求为导向,对实践教学环节进行科学合理的安排,将学生的专业素质和实践能力培养作为重点,使学生掌握用人单位目标岗位所需的操作技能,以促进就业。 3期货市场导论课程实践教学的改革措施 以往受应试教育影响,学生掌握知识一般都以教师所授知识为中心达到期末考试通过为目的,结果是所学与所用严重脱节,与高职教育目标相矛盾,所以要加大实践教学环节的改革力度。 3.1加大模拟教学比重,培养和提升学生市场分析和实战操作能力 随着我国市场经济发展,对高校培养的人才需求已不仅仅是使其所学知识、技能的多少,而更注重于其是否具有一定的实践能力。所以在教学组织中,可结合期货市场对人才专业素质的要求及期货从业人员资格考试的知识结构,有重点的将技术分析与实践操作课时量增大。使学生在实战中全面了解和掌握影响国内外期货市场价格变动因素,如:各国经济发展现状、金融政策变动,基金投资方向变化,现货市场供求状态,仓储数量变动,天气变化等影响因素。促使学生自觉学习和把握相关基本面和技术面的分析方法,达到主观上要求增加实战教学的要求。 3.2进一步深化实践教学改革,合理设置期货市场导论课程的实践教学体系 期货市场导论课程实践教学体系是面向期货市场就业岗位为逻辑线确定的课程体系,要基于期货行业工作过程,以岗位工作任务所需的相关专业知识与必要技能为依据设计。 包括:期货投资咨询、操作软件应用、交易流程操作、技术分析等,通过工作过程与情境设计相结合的方式使学生掌握客户开发服务,期货交易、投资咨询等岗位的相关知识,以提升专业技能应用能力。 3.3改革实践教学方式——实现多样化教学 针对高职金融专业学生特点,在课堂教学中应充分运用形式多样的实践性教学方式,增强学生对期货市场理论知识的认识,提高学生市场分析能力和技术运用能力。 (1)直观演示。在课堂教学中,可以利用多媒体教学系统,通过图像文件或视频文件将期货市场历史大事件、期货价格走势K线图等相关内容直观演示给学生。比如,在介绍期货市场行情时可利用金仕达、博易大师、世华财讯等行情软件在屏幕上演示,使学生对期货价格变动及指标分析有所了解;利用模拟操作软件的运用让学生熟悉经纪公司工作流程和期货价格变动情况;也可以将学生带到期货交易所、经纪公司参观,了解目标岗位的任务及工作流程,让学生获得直观认识。 (2)案例分析。在教学中引入与课程内容紧密相关的期货市场案例,进行案例教学。比如,在讲授关于期货市场风险管理时,可引入“327”国债,亚洲、美国金融危机等国内外经典风险案例进行深入讲解,使学生充分认识产生风险的原因及控制重要性。运用案例分析时应注意几点:①案例要有代表性,实践性强、深入浅出并与时俱进,符合期货机构的实际业务流程和内容,符合社会经济和金融业的发展现状及趋势。这样才能激发学生的学习兴趣。②通过提问、讨论等方式进行案例分析。案例分析一定要注意互动和交流,以教师为主导、学生为主体,进行启发式教学,通过提问和小组讨论等方式,调动学生分析问题和解决问题的积极性。③可请专家学者来学校做专题讲座,对金融市场的事件有针对性的分析讲解,帮助学生加深理解和认识。 (3)情景练习。对于行业中的初级管理岗位、客服咨询岗位、市场开发岗位的专业技能教学,可在课堂上充分运用情景练习,让学生在角色扮演中完成经纪业务。比如,在讲授经纪人业务的内容时,可让学生分别扮演期货公司业务员和客户,演练客户开发过程,让学生在情景练习中学会开发客户的方法与技巧、学会应用心理学,社交礼仪等知识。 (4)合理设计期货市场导论实践课程的考核评价。期货市场导论实践课程考核评价的目的是有效地促进学生对期货岗位工作任务的掌握。在考核体系设置中,注重个人与团队合作、课堂提问、实践操作、案例分析等考核方式的综合运用。如:集体讨论发言的质量,分析作业中个人观点的阐述,参与集体活动的出勤情况,模拟期货交易的成绩和笔试成绩等。这有利于促使学生自觉观察期货市场每一天的价格动态,及时掌握国际、国内市场信息,自觉将学到的理论、实践知识应用于市场分析中,随时调整投资组合以创造更高利润。这一过程既是学生学习的主动性、参与性和灵活应用知识的提高过程,也能改变传统考核办法,从最终考核改变成学习全过程的考核。 (5)加大力度建设校外实习基地。校外实习基地是高职金融专业学生进行实践的重要场所。通过校外实习基地实习,学生能接触社会,亲身融入期货市场活动中,对之前所学的期货理论以及校内模拟实践的知识进行实际运用。这有助于学生增强对实际期货业务和工作流程的认识,拓宽知识面,提高实际操作能力,还能让学生了解自己与期货行业要求之间的差距,明确今后努力的方向。另外,通过在基地的实习,学生能更好地学会如何为人处世,增加工作经验和社交能力,建立良好的人际关系,也有利于就业。因此,应加大力度建设校外实习基地,以提高实践教学质量。 (6)加强实践教学师资队伍的建设。师资队伍的建设是完成教学的重要保障。如果没有一支优秀的实践教学师资队伍,即使有好的培养方案和一流的实验设备,也无法培养出优秀的技能型和应用型人才。因此,学校要加强金融专业实践教学师资队伍的建设,建设一支既精通专业理论知识又熟悉金融实务的高素质“双师型”师资队伍,确保期货市场导论实践教学改革的效果。 专业导论课程论文:基于职业导向的《模具专业导论》课程资源库的建设与实践 摘要:本文介绍了基于职业导向的《模具专业导论》课程资源库的建设背景和建设思路,并就课程资源库的建设内容、课程资源进行了详细的介绍。本课程资源库的建设与使用将对教师的教学研究、学生和社会学者的自主学习起到很大的促进作用。 关键词:职业导向;课程资源库;建设思路;建设内容;资源组成 一、课程资源库建设的背景 建立共享性模具设计与制造专业教学资源库是落实《教育部、财政部关于实施国家示范性高等职业院校建设计划加快高等职业教育改革与发展的意见》(教高[2006]14号)精神,提高专业人才培养质量,提升高职教育专业的社会服务能力的需要。《模具专业导论》课程资源库作为模具设计与制造专业资源库的一个子库,其主要作用是让学生对模具技术以及技能型模具人才的职业生涯有一个初步认识,对大学三年的学习生活有一个整体的规划。本团队作为这个子项目的负责单位,对基于职业导向的《模具专业导论》课程资源库进行了开发和建设。 二、基于职业导向的《模具专业导论》课程资源库的建设思路 《模具专业导论》是模具设计与制造专业的一门专业技术课程,是模具设计与制造专业大学生进入大学以后接触的第一门重要的专业课程。其作用在于使学生基本掌握模具概念及模具技术范畴,引导学生认识将来自己可能从事的职业岗位与岗位任职要求,培养专业认同感与学习兴趣。根据本课程的特点,《模具专业导论》课程教学资源库建设团队设计了以下基于职业导向的《模具专业导论》课程资源库的建设思路。 1.结合本专业的职业岗位和培养方案重组课程内容。根据本专业的职业岗位和培养方案,组织和整合课程内容,使学生能通过这门课程的学习,认识模具全貌,了解模具职业岗位要求,对大学三年的学习有科学的计划,减少学习的盲目性。 2.按照“纵横双线式”组织网站内容。课程网站的横向主线是《模具专业导论》课程的导学顺序,也就是课程资源组的规定资源,纵向主线融合了产业、行业、企业、职业和实践五个关键因素。 3.开发特色资源激发学生专业学习兴趣。结合课程内容开发视频、动画等特色资源,增加学习的趣味性,激发学生的专业学习兴趣。 4.校企共同开发资源对学生起到职业导向作用。以就业为导向,和企业共同开发资源,引导学生认知企业环境和本专业的职业岗位,对模具设计与制造专业的学生能起到极大的职业导向作用,使其树立职业意识,形成科学的职业态度。 5.课内教学资源与课外自学资源相结合。项目组在开发、建设课程资源时,不仅建设了适合课堂教学的资源,还建设了大量适合学生课外自学的资源,如模具专业常用专利文献、模具专业常用大型网络数据库、模具专业常用网络站点相关链接等。 三、基于职业导向的《模具专业导论》课程资源库的建设内容 1.基于职业导向的《模具专业导论》课程资源库的整体设计。模具设计与制造专业资源库建设团队以市场需求为逻辑起点,以职业岗位群职责—任务—工作流程的分析为依据,对本专业资源库进行了顶层设计。按照顶层设计,《模具专业导论》为第一门专业课程,安排在第一学年的第一学期。《模具专业导论》教学资源库建设成员深入论证调研,在行业企业专家和课程专家的全程指导下,针对高职模具设计与制造专业面向职业岗位要求,结合本专业的专业课程体系和人才培养方案,课程资源库建设团队对基于职业导向的《模具专业导论》课程资源库做了整体设计,本课程资源库按照“纵横双线式”组织课程资源,横向主线按照本课程的导学顺序组织,即课程资源库的规定资源,包括课程设置、课程标准、教学指南、课程负责人“说课程”、课程教学、实验实训、特色资源、数字化教学、教学团队等模块;纵向主线是按照专业概论、行业纵横、企业对接、职业规划的认知顺序组织的。本课程资源库坚持了融合产业、行业、企业、职业和实践五个关键因素的理念,对学生起到极大的职业导向的作用。 2.《模具专业导论》课程内容组织与创新。按照惯常的模式,《模具专业导论》课程教学的基本思路可以概括为六个字:是什么—学什么,即主要是要解决本专业中涉及的模具基本技术和本专业的教学计划,为以后的专业课程学习做一个简单引导,现在本专业使用的教材也大多是讲述模具技术的基本知识。其实,高等职业教育要求我们在教学过程中融入产业、行业、企业、职业和实践五个要素,这就要求我们对《模具专业导论》课程的教学做一个比较大胆的改革,重新组织课程内容,并对传统的授课方法进行改革。课程内容上,除了要讲解模具技术的基本知识外,还要对模具企业及环境、模具专业面向的职业岗位群、本专业的人才培养方案等有个全面的认知,这些内容经过有机的统和、融合,形成职业导向型《模具专业导论》课程内容,激发专业学习欲望,形成高素质技术技能型模具人才的职业意识。基于职业导向的《模具专业导论》课程分设五个学习情境,分别是模具认知、模具设计与制造方法认知、模具企业环境认知、模具企业面向的职业岗位群认知、模具设计与制造专业的培养认知。课程教学方法上,根据新的教学理念和素质教育的要求,结合自己的研究探索,采用教师集中讲解、小组工作、现场教学等教学方法,使教学过程生动、形象、直观,并强化学生的沟通与合作能力,养成良好的团队精神。本课程30学时,安排3次企业参观,1次主题演讲,多次科技小论文和PPT作品展示。 3.基于职业导向的《模具专业导论》课程资源库的素材资源组成。本课程资源库建设时,按照整体设计先确定本课程的教学标准和教学指南,然后进行学习情境设计、学习单元设计及其相关资源的搜集和开发。本课程资源库开发中学习情境和学习单元的开发和教学设计是重点,与之相关的常规资源和特色资源也是本课程资源库的最大组成部分。本课程资源库建设团队通过自主开发、和企业共同开发、通过数据商购买、网络收集等多种途径对素材资源进行开发和建设。电子教案和教学课件由项目负责人和有经验的教师自主开发;模具的应用、模具企业文化等视频、图片与企业和电视台共同开发(此类资源是本资源库的亮点特色资源);行业纵横、企业对接等相关资料由行业、企业专家和课题组成员共同开发;职业规划、学生作品等资源由师生共同开发;除此之外,资源库建设成员还搜集、购买了大量网络资源。 本课程资源库建设团队将依据系统设计、共建共享、边建边用的原则继续对资源进行修改完善。本课程资源库设有教师入口、学生入口和社会学者入口,分别对应于不同的资源检索途径,不同的学习者可以通过网络平台实现对资源的检索、浏览、下载适合他们不同特点的资源进行学习。基于职业导向的《模具专业导论》课程资源库的建设与使用将对教师的教学研究、学生和社会学者的自主学习起到很大的促进作用。 作者简介:原红玲(1971-),女,河南省新乡人,硕士,副教授,从事模具设计和制造方面的教学、研究工作。 专业导论课程论文:电子信息类“专业导论”课程教学模式探索 摘要:在大类培养体制下,对电子信息类“专业导论”课程的教学模式开展研究和探索。教学实践表明,该课程对于学生认识专业、激发学习专业课的兴趣、指导学生规划未来等具有良好的导向作用。加强“专业导论”课程的教学研究,改进教学模式和教学方法,对提高教学效果以及专业人才培养质量具有重要的实际意义。 关键词:大类模式;电子信息类“专业导论”课程;教学模式 作者简介:李锋(1970-),男,陕西商洛人,江苏科技大学电子信息学院,副教授;田雨波(1971-),男,满族,辽宁铁岭人,江苏科技大学电子信息学院,教授。(江苏 镇江 212003) 基金项目:本文系江苏省高校优势学科建设工程项目的研究成果。 作为社会信息化的支撑和依托,电子信息技术及相关产业迎来了高速发展的21世纪,并以前所未有的速度全方位地向社会的各个领域渗透。相应地,电子信息相关学科知识领域更新与增长越来越快,与其他学科之间的交叉与融合越来越紧密。伴随着学科发展方向不断分化、细化的同时,电子信息各学科、专业或方向之间的交叉基础知识更加多,专业界限越来越模糊。与此同时,市场经济对人才的需求呈现变化快、多元化的趋势。在这种形势下,实现“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的人才培养目标已成为高校教育教学改革的热点和共识。大类培养模式提倡按大类招生,实施厚基础、宽口径的通识教育,在此基础上进行分流培养,学生结合自身兴趣特点做出合理的选择。事实说明,大类培养利于提高办学效益,优化教学资源,促进学科之间的交叉和渗透,实现更广泛的通才教育,满足市场经济的发展及社会生活多元化对人才的需求。 一、开设“专业导论”课程的意义和目标 在大类培养模式下,学生在大一、大二期间主要是学习公共课和大类基础课,大三期间学习技术基础课和部分专业课,大四期间学习专业课程和接受综合实践训练。但是在专业人才培养实践中发现,尽管大类培养适应了学科专业发展趋势和市场需求,但要更好地发挥大类培养的优势,还必须加强大类学习到专业培养之间的衔接,否则将直接影响培养目标的实现。 1.开设“专业导论”课程的意义 在大类培养阶段,本科低年级学生对电子信息学科、专业缺乏整体认识,不了解自己的专业方向,不了解专业课程设置,不了解专业课程与基础通识课程的关系;在思想上准备不足,不知为何要学习这些课程,不知道这些课程对于专业学习和未来所从事的工作的作用,没有自己的专业目标和努力方向,缺少明晰的学业规划,甚至有不少高年级学生到了选择专业方向的时候对自己的专业都不甚了解。针对大学一、二年级学生展开的问卷调查及座谈会结果表明,在开设专业导论课程之前学生普遍存在迷茫情绪,找不到发展方向,不能心平气和、扎扎实实地学习,甚至出现了所谓“大一放松,大二打工,大三租房,大四求生”的情况。 大学阶段是青年人渴望自主成长的时期,抓好大类教育与专业教育的衔接可以缩短他们对大学生活的适应期,引导大学生做好学业规划,为实现培养目标、提升培养质量打下坚实的基础。“专业导论”作为专业启蒙课程,将学科专业教育、思想教育、就业教育等融为一体,旨在帮助学生认识就读的学科与专业,加深对所学专业的感情,激发学习本专业的兴趣和学习动力,掌握正确的学习方法,为后续课程做铺垫;同时引导学生做好学业规划,选择适合自己的发展方向。 2.“专业导论”课程的目标 在这种情况下,选择在第二学年下学期和第三学年的上学期开设“专业导论”课程——电子信息技术导论更加符合教学实际。该课程的目标是:介绍电子信息技术的基本概念、学科知识体系、技术发展历程、当前的技术状况及发展走向、前沿领域,激发学生学习专业课程的兴趣,激发部分学生对某些研究领域的兴趣;介绍本专业的专业培养目标、培养要求、专业特色、课程设置、进度安排、实践环节等;对学生进行学习方法指导,指导学生做好学涯规划和人生职业规划。 二、“专业导论”教学模式探索 由于“专业导论”课程的特殊性,为使该课程教学效果更加明显,应从课程安排、教学内容、任课教师、考核方式等方面入手,探索合适的教学模式。 1.课程安排 在大类培养机制下,大学一年级学生在专业方面接触的主要是大类基础课,对专业的认识比较肤浅,对于专业领域的知识理解能力非常有限。大学二年级开始,学生通过各种途径对专业的认识不断深化,了解专业的愿望也更加强烈。到了大学三年级,学生对自己所学专业的某个领域已经有了较为深入的了解,但还存在着一定的片面性和盲目性,不知道如何进行职业规划及选择自己的发展方向。因此,学校选择在大学二年级下学期初和大学三年级上学期初各开设16学时的“专业导论”课程。 2.教学内容 在大学二年级下学期初,针对即将进入专业学习的学生,着重介绍专业特色、专业课程及专业知识体系、实践环节;介绍电子信息技术的基本概念、专业技术发展历程、当前的技术状况及发展走向、前沿研究课题等;介绍电子信息产业的主要领域及与学科之间的关系,电子信息产业在国民经济中的重要地位,强调电子信息产业是国民经济战略性、基础性、先导性支柱产业,让学生对自己所选专业产生认同感,激发学习专业课程的兴趣。 在大学三年级上学期,分若干模块介绍信息科学的各个学科各分支的研究内容及发展动态,如:电磁场与无线技术模块,通信技术与通信网模块,计算机技术、互联网技术与信息安全模块,微电子、集成电路及其应用模块,控制科学与工程模块,数字信号处理、图像、语音处理模块,光电信息技术等。介绍各模块所涉及的知识领域基本框架,与其他学科之间的关系等,使学生初步体会信息科学所涉及的领域范畴,相关的基础理论、基本技术和方法,达到拓展学生视野、激发学习兴趣的目的。 3.任课教师安排 为达到预期教学效果,采用课程教学小组的形式安排任课教师。小组长为课程的总负责教师,由主管教学的副院长或系主任担任,小组成员为专业骨干教师,根据每个教师的专长负责不同的模块。小组长负责介绍课程总体概况,包括主要学科领域、技术、产业、前沿课题等,突出介绍电子信息产业的战略性、基础性、先导性作用;其他任课教师分别向学生介绍各模块的基本理论、技术及发展动态等。课程教学小组经常针对专业导论课进行教学经验、教学内容、方式、方法及教学效果等方面的交流、探讨和研究。 4.课程考核 课程考核由课程组长负责,采用作业小论文+课程大论文的形式。每位教师根据自己负责的模块拟出若干题目让学生选择,最后课程组长综合各任课教师的评分给出本课程的总成绩。 作业小论文:若干题目自选,如电子信息技术可分为哪些产业,电子信息技术与国民经济及工业信息化之间的关系,电子信息技术各个学科与产业之间的联系,感兴趣的产业或领域,某领域的发展现状,大学期间专业学习与能力培养之间的关系等。 课程大论文:要求学生在学习完专业导论的基础上,通过调研对大学的专业学习及今后的发展进行规划,形成课程学习报告。包括各自特长和爱好是什么,自己的学习习惯、喜欢的职业,该领域当前的社会需求是什么,本科阶段应培养的能力有哪些,大学剩下的时间准备做哪些事情,毕业后的发展规划是什么,准备采取哪些措施去实施你的计划等。 三、对“专业导论”课程教学效果的思考 通过学生座谈会和问卷等形式对本课程教学效果进行了调查,结果表明,在本课程之前,很多学生都存在对所学专业不了解、学习动力不足等问题。这部分学生不知道如何规划大学期间的专业学习,对学业生涯定位模糊,对基础课不重视。以电子信息工程专业为例,该专业2009级学生在开课之前认为自己了解该专业的仅占14.3%,了解一点的占50.8%,认为自己对专业学科领域及相关产业了解的仅占9.5%,认为自己有明确专业爱好的仅占8%左右,不少学生渴望对专业有更深入的了解。经过课程学习之后,有70%左右的学生对自己大学阶段学习及今后专业发展提出了较为明确的规划。教学座谈会反馈结果表明学生和学生管理部门也对该课程持肯定态度。 由于“专业导论”课程的开设时间较短,在教学过程中还存在不少问题,如教学形式较为单一、与工程实际联系偏少、部分学生对课程的重视程度不够、教学时间安排不尽合理等。为进一步提高教学效果,针对存在的问题提出以下建议: 1.课程时间安排 “专业导论”作为大类招生专业的专业先导课程,具有教育和引导的多重功能,在低年级开设更有利于学生尽早了解专业,建立对专业的认同感,并尽早确立今后继续深造所要涉及的发展方向,减少专业上迷茫、学习精力分散等情况的发生;在中高年级开设有利于学生深入了解学科不同分支,并结合自身爱好特长对学业和今后发展方向做出合理规划。因此建议将“专业导论”课程的两部分内容分别安排在低年级和中高年级开设。 2.改革教学内容 密切跟踪学科发展,充分发挥不同研究方向教师的优势,充分把握学科及其分支的发展动态,把本学科最新的发展情况介绍给学生,帮助学生从不同角度了解专业内容及发展方向,并适当结合学校特色,构建特色化的教学内容。 3.重视条件建设,注重多种教学方法相结合 条件建设是课程建设的重要保证。进一步加强该课程的建设,包括教材、多媒体课件的制作、网络教学环境的建设;积极利用实验室、企业等条件开展实践教学;努力实现专题教学、多媒体教学、网络教学、实践教学等有机结合。 四、结语 在大类培养体制下,电子信息类“专业导论”课程在整个专业的课程体系中具有承上启下的重要作用。加强“专业导论”课程的教学研究,不断改进教学模式,充分发挥其引领、规划和导向作用,指导学生认识专业、规划未来,对提高教学质量乃至专业人才培养质量都具有重要的实际意义。 专业导论课程论文:基于能力导向的《物流专业导论》课程改革的研究与实践 摘要:物流管理概论这门课程具有理论性强、知识点琐碎、系统性差的特点。基于此,建议将其改名为《物流专业导论》,贯彻“行动导向、任务驱动”的改革理念,对教学内容、教学方法、考核评价等方面进行全方位改革,以期激发学生的学习兴趣,提高学生的动手操作能力和团队合作意识。 关键词:物流;导论;教学;改革 前言 物流是服务性质的行业,追求的是客户的满意度,而其贯穿物资流通的所有环节,就第三方物流而言,有运输、仓储,配送,流通加工、包装等等,任何一个环节出了问题,都会影响到物流服务质量,降低客户满意度,所以对物流从业人员,尤其是营运经理来讲,他们必须对物流的整体流程有全面的把握,才能发现问题,从而找到解决办法。《物流管理概论》是本专业的入门基础课,其教学一直沿用传统教学模式,以教师讲,学生听为主,教学内容多且杂,与学生工作实际联系不够紧密。现在将其更名为《物流专业导论》,既是为了使上述情况得以根本改观,也是全面贯彻执行“以工作过程为导向的课程开发”的教改思路与“行动导向、任务驱动”的职教改革理念。本课程通过改革,按照面向工作过程的原则构建课程框架和课程体系,按照知识、岗位、技能、实际应用等为主线设计教学内容,充分结合学生的特质,最大限度地调动起学生的积极性,激发学生学习物流管理的兴趣,使学生正确把握物流的基本概念和物流管理的基本方法,对物流学有一个比较全面的认识,并为进一步深入学习物流科学理论打下基础。帮助学生今后在学习其他专业课程以及实际工作中更加得心应手,最终满足物流公司对人才素质的需求。 一、研究的主要内容 研究的主要内容是根据实际情况重组教学内容,改革教学模式。 (一)课程开发原则与教学内容选取 为了贯彻新时期高职教育“以就业为目标,以能力为导向,以任务为具体实施方法”的教学理念,根据行业相关工作岗位能力要求,我们将原来一学期48学时的课时量缩减为l周,课程与实训紧密结合,简明扼要,不易让学生感觉枯燥冗长,结合了高职院校物流管理专业的培养目标和人才培养类型及层次,确立了应用技术型人才培养的“针对性、适应性”,充分体现以“工作流程”为导向,与现代物流行业的人才需求贴近。 (二)教学方法改革 1.课堂讲授与网络教学结合 通过课堂上教师讲授,学生能够学到基本的课程理论知识与方法,为今后的实际运用打下坚实的基础,同时为学生进一步学习指导方向。在教师的讲授中,学生的思维围绕着教师的思维,教师带动学生开阔思维,寻找解决问题最有效的方法,不断激发学生的潜能。同时我们开发了立体化的物流信息网站,实现了在线答疑和考试系统,建立了网络教学课程,包括录像、课件、教学资料、参考书等资源。 2.问题驱动法 针对物流基础知识点多的课程难点,全面采用“问题驱动”教学方法,以问题为中心,解决教学难点,精心设计每一堂课的教学过程,通过“业务案例一引入问题一围绕问题提出知识点一解决方案一总结提高”,激发学生学习兴趣,培养学生对理论知识的理解与应用能力。 3.项目式实践教学 采用多种形式的实践方法,除了参观物流企业、邀请行业专家来校讲座等形式,使课堂教学与社会实践活动有机结合起来.还特别设计了几个序列化综合实训项目来组织教学,使学生在做中学、学中做,边做边学,充分挖掘学生的创造潜能,提高学生职业方法能力和职业社会能力。比如在情境一,物流基础知识准备中,我们让学生分组查找国内外著名物流企业的资料,并上台逐一演示。在情境二中,让学生进行企业调研,完成调研报告。 4.案例导学方法 改变纯讲授的传统做法,采用启发式教学。案例导学就是通过对现实生活中与教学内容密切相关的典型事例的描述,引导学生在案例设置的情境中独立思考,并在对案例分析、探讨并解决具体问题的过程中获得启迪,这既是针对这门课程内在实践性需求而开设的必要环节,又是让学生扩大视野、丰富经验、提升能力的有效补充。本课程设有丰富的、典型的、动态更新的案例库,能够充分调动学生学习的积极性。且选取的绝大部分案例都是来源于企业真实事件,能够吸引学生,具有针对性和代表性。 (三)考核评价方式 本课程采取过程与结果并重的评价与考核机制,主要包括以下几个方面: 1.平时表现(30%)。主要体现为学生的出勤、课堂练习发言是否积极等; 2.阶段实训(40%)。在每一学习情境结束均有分组实训项目; 3.最终考核(30%)。主要体现为调研报告和视频分析比赛结果。 二、本项目的特色、意义及推广价值 (一)本项目的特色 第一,本项目注重培养和提高学生综合素质,课程要实现的能力目标多元化,包括专业能力、方法能力、社会能力、个人能力。 第二,案例引入、情景模拟、项目驱动等教学方法贯穿教学全程,建立了以学生为主体,教师为主导的开放教学系统,教学资源也更为丰富。 第三,建立了“成航物流信息网”,为学生提供教学课件、学习指导、学习资源等拓展学习资料,为学生课后学习、网上辅导提供了一个绝好平台。 (二)本项目的意义 为进一步加快学院教学改革,全面推进学院示范专业建设,提升学院在示范院校建设中的地位,学院制定了“以工作过程为导向的课程开发”,贯彻“行动导向”的职业教育改革思想,本课程打破传统学科框架,根据能力培养目标设计四个学习情境,形成物流管理应用性的工作过程系统化结构,采用“教、学、做”的一体化教学,突出能力培养,即“能力为主,知识为辅,知识为能力服务。” 该项教育科研拟从教学思想和教育观念的转变为先导,通过改革教学内容、改进教学方法、教学手段和考核方式,进一步优化本课程结构,全面培养学生创新思维和实践应用能力。从根本上保证本课程在培养学生能力和综合素质等方面发挥最重要的基础性作用,并希望为完善物流管理专业学生的培养方式和基本途径,提供理论的依据和教学实践的素材。 (三)本项目的推广价值 本项目关注学生可持续发展,培养学生综合能力,根据对物流管理人员的职业分析确定的该职业应具备的各种综合能力和专项能力,进而开发教学大纲,组织教学内容和教材、课程设计、学习环境以及课程评价体系等内容。在课程改革过程中,我们尊重学生的人格,关注个体差异,满足不同学生的学习需要,创设能引导学生主动参与的教育环境,激发学生的学习积极性,培养学生掌握和运用知识的态度和能力,使每个学生都能得到充分的发展。教学强调均衡性、合作性、选择性和共创性,我们努力优化课堂教学组织形式,强化课堂教学的主体参与意识,创设有利于学生主动参与和体验的教学环境,引导学生质疑、探究,张扬个性,自我发展,实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的全面落实,使所有学生都能体验成功的喜悦,就上述而言,本项目具有一定的推广价值。 三、本项目研究中的突破点或创新点 1.打破传统,创新课程内容。将《物流管理概论》改名为《物流专业导论》,课程课时量减少一半,既像课程,又似实训,简明扼要,不易让学生感觉枯燥冗长,结合了高职院校物流管理专业的培养目标和人才培养类型及层次,确立了应用技术型人才培养的“针对性、适应性”,充分体现以“工作流程”为导向,与现代物流行业的人才需求贴近。 2.本项目致力学生综合素质。课程目标多元化。不论是知识传授,还是实训操作均注重对学生综合能力的培养,培养学生的专业能力、方法能力、社会能力和个人能力。 3.校企合作实体化。本专业目前与成都将近二十家物流企业建立了校企合作关系,有非常丰富的校外实习基地资源。本课程的实训项目之一就是在教师安排下,到具有代表性的物流企业参观以及邀请企业专家来校讲座,通过形象生动的实物展示和实地调研理论联系实际。 结束语 为期两年多的课题研究结束了,目前,《物流专业导论》已在物流专业三个年级共八个班完成授课,约400名学生进行了改革后的课程学习,效果良好。在研究实施过程中,我们发现职业教育的课程改革研究的范围很大,而值得深入探索的问题很多,我们的课题研究仅限于物流管理专业的领域,而我们目前的研究成果对职业技术院校学生培养模式仅仅是初步的。今后,我们要在学院领导的带领下,进一步探索职业技术院校学生培养模式的途径和方法,不断提升我院教学质量,为我国职业技术院校的发展做出应有的贡献。 专业导论课程论文:浅谈非生物类专业《生命科学导论》课程的教学实践 摘要:《生命科学导论》是非生物类专业学生生命科学素质教育的优秀课程,本文阐述了在非生物类专业学生开展《生命科学导论》课程的重要性,并从教学内容、教材等方面对《生命科学导论》课程的教学实践进行了介绍。 关键词:非生物类专业;生命科学导论;教学改革 联合国教科文组织21世纪教育委员会报告强调教育必须是完整的教育,只有完整的教育才能培养更多具有完善知识结构、满足科学创新、符合社会发展需要的高素质人才[1]。生命科学教育是素质教育的重要方面,2005年教育部高校生物科学与工程教学指导委员会制定了非生物学类专业生物学基础课程教学基本要求,建议非生物类专业学生生物学普及教育的优秀课程为《生命科学导论》课程[2]。但是,生命科学的研究内容涉及面宽,对教与学都是一种挑战,如何在教学组织、教学体系优化和教学过程综合化等方面开展《生命科学导论》课程教学是目前教育领域内面临的主要难点。因此,作者对非生物类专业学生生命科学素质教育进行了一定的探索与研究,结合几年来对非生物类专业学生进行《生命科学导论》讲授的体会和感受,谈几点认识。 一、开设《生命科学导论》课程的重要性 《生命科学导论》是面向高校非生物类专业学生的一门综合性教育课程,旨在促进大学生不断提高对现代生命科技的认识,激起对生命科学热点问题的兴趣,加深对科学交叉、渗透、融合的理解,激发探索和创造激情,树立正确的自然观、世界观和价值观,增强社会责任感和社会适应能力。随着生命科学的发展,《生命科学导论》课程开设是非生物类专业人才培养的重要内容,逐步改变着高校基础教学的结构体系。2002年国家教育部专门发文件积极促进非生物学专业本科生生物教学的实施,要求具有“国家生命科学与技术人才培养基地”的高校必须面对全校非生物学专业本科生开设《生命科学导论》课程,以培养交叉学科的研究人才,促进学生将专业知识与生命科学知识结合,产生新思路,开拓新领域,也为了提高本科生的综合素质,增强学生的健康与环保意识[3,4]。所以,对非生物类专业学生开设《生命科学导论》课程具有积极的意义。 目前,全国很多院校对非生物类专业学生开设了《生命科学导论》课程相关的生物学素质教育课程[3,5-7],课程性质多样化,在教学计划实施中充分体现了非生物类专业教学的特色。我校结合实际情况也对非生物类专业学生开设了《生命科学导论》课程,制订了具体的教学要求,使学生掌握生命科学与技术的基本常识、了解该学科的主要领域和进展,培养学生具备基本的生命科学素养。 二、教学内容的改革 鉴于非生物类专业学生的基础层次参差不齐,不同专业的学生对生物学知识的需求也不尽相同[4,8,9],我们对教学内容进行了精选、整合,针对不同专业的学生设计了不同的教学内容。面向文科学生时,采用讲座形式组织教学内容,主要以生命科学的热点问题和发展方向为主,结合介绍基础知识,使学生获得必要的现代生命科学基础知识,了解现代生命科学的新发展及其与人文科学交叉的趋势,帮助学生树立正确的现代生命科学观,参与社会发展的决策。面向理工科学生时,教学内容侧重学科交叉意识的培养,采用系统讲授、部分自学的教学方式,以生命科学系统知识为主线,同时介绍生命科学领域内的最新进展,使学生理解、认识一些生命现象和过程,启迪学生的跨学科创新思维。 另外,学生对部分教学内容缺乏兴趣,如分类、形态、结构等生物学专业知识,因此提倡一些“开放性”内容由学生自学,激发学生思考与自学。同时,在教学过程中也应加强教学实践环节,如组织学生参观生物标本馆、生物园地等基地,以开拓学生视野,加深学生对理论知识的理解。 三、立体化教材的建设 根据多年的教学实践及其他高校相关方面的经验,编写了适合非生物类专业学生的教材《现代生命科学导论》。主要包括生命的物质基础、生命的新陈代谢、细胞与细胞工程、生物体内的信号和传递、人体的防御系统、遗传及其分子基础、丰富多彩的生命世界、生物与环境、生物技术的发展与伦理问题等内容,从不同角度对生命科学进行全面、系统的介绍,体现了知识的系统性和科学性。 本教材具有以下特点:(1)考虑到非生物学类专业学生的生物学基础较浅,内容编排由浅入深,力求形象生动、通俗易懂,可启发学生思维,开阔思路。(2)从适合非生物专业文、理工类学生的教学理念与教学目标出发,选择以生命基本特征为主线,以生命活动的重要方面为主题,综合性地介绍生命本质,同时以生命科学的热点理论、应用和问题为切入点,采取专题综述、论证、探究等多种形式,在不同层次上启发学生自主探索的兴趣和开展深入思考。(3)在各章节内容后附上思考练习题,便于学生巩固知识,加深理解。 四、多元化的考试方式 考试是测评学生掌握知识能力的必要手段之一,好的考试方式不仅能够客观全面地评价学生,且有助于提高教学效果。因此,我们增加了过程评价和发展性评价等多元化学生成绩评定方法,以利于促使学生注重自身整体能力和综合素质的培养提高[2]。通常采用平时考核(如专题演讲报告、课堂讨论和考勤等)、撰写课程论文和期末理论考试相结合的方式,不但评价了学生参与教学活动的态度、完成作业的质量,又考查了学生对知识的了解和掌握程度,同时多元化的考试方式也增加了学生的学习兴趣,减轻了学生的思想压力,且避免了少数学生平时不学习,通过考前突击准备获得较高分数,导致课程成绩不合理的情况发生[10]。 总之,为了提高非生物类专业学生的生命科学素质,在非生物类专业开设《生命科学导论》课程是新时期高等教育发展的需要,是历史的必然。我们在改革、优化教学内容、教学方式等基础上,建立了本校非生物类专业《生命科学导论》课程的教学体系,以期完善学生的知识结构、培养科学的思维能力,使学生发现学科间的交叉点,为今后的跨学科学习、研究奠定基础,从而促进科学研究更好、更快的发展。 作者简介:段红英(1977-),女,河南平舆人,博士,副教授,从事生物学教学和科研。 专业导论课程论文:基于CDIO理念的市场营销专业导论课程教学改革研究与实践 [摘 要] 文章基于CDIO理念,对广东白云学院的市场营销专业导论课程建设提出重构的想法,以此来推动市场营销专业人才培养更加的科学、合理,以更好地为社会服务做出应有的贡献。 [关键词] CDIO;市场营销;专业导论 CDIO代表构思(conceive)、设计(design)、实施(implement)、运行(operate),它是现代工业产品从构思、研发、制造、运行乃至终结废弃的全生产过程,是麻省理工学院和几所瑞典大学在瓦伦堡基金会的资助下,经过4年的跨国研究和探索后于2004年提出的一个工程教育理念,并成立了国际CDIO工程教育合作组织。目前已有来自25个国家和地区的50所成员高校参与CDIO工程教育改革的探索与实施。CDIO工程教育改革的基本思想是,以能够领导现代工业产品、过程或系统开发的现代工程师所需要具备的知识、能力和素质为目标,以现代工程实际为背景环境,采用相互联系、相互支撑的课程体系培养学生,并让学生在现代学习和实践环境中取得丰富的设计-制作和主动学习的经验,促进学生知识、能力和素质的一体化成长。 目前,我国高等学校中大多数专业没有开设专业导论课程,这种情况常常导致许多学生在大学学习过程中表现为只知课本知识点,不见专业全貌的现象。其主要原因是一些高校对专业导论课的重要作用认识不到位以及相应的制度政策引导不够。开设专业导论课对帮助大学生尽早了解所学专业性质、培养专业兴趣、掌握专业学习方法、规划自身发展具有重要的导航作用。高等学校应该在更新教育观念、加强教学管理、集中优势师资、编写特色教材等环节着手进行改革,全面推进专业导论课的开设,切实提高人才培养质量。影响专业教育质量的因素很多,诸如人才培养方案、师资与设备、生源质量、教风学风、实习基地等等,其中人才培养方案中课程的设置无疑是其最根本的问题,而在课程中设置学科概论或专业导论课则是非常必要的。 专业导论课的应用研究在国外多集中在工程教育类,在国内多集中在工科、理科等学科教育范围,而对于文经管性质的本科专业和课程则关注和研究得较少。因此,本研究以市场营销专业为出发点,对《市场营销专业导论》的教学模式进行研究在目前属于较有创新性的分析和研究。 改革开放以来,特别是近几年来,我国高等教育得到了长足进步,招生规模扩大、教育经费总投入增加、教学设施改善、学科建设投入加大、国际交流合作增加。但从总体上看,我国的高等教育特别是工程教育与经济发展的需要还显得很不适应。我国工程教育模式迄今仍偏重于学科知识传授,在实践能力、创新能力的教育和训练方面还存在许多缺陷。在实践中改革、建立和完善符合中国特色的面向全球化的工程教育体系已迫在眉睫。 随着我国经济社会的迅速发展,高等教育已经从精英教育转变为大众教育。高等学校如何面对有思想、有主见、凭兴趣做事的新一代大学生,调动其学习积极性,引导其热爱所学专业、安心学习,是值得思考的一个课题。专业导论课是引导学生走入专业知识殿堂的向导,在大学生学习过程中具有不可替代的作用。高等教育,尤其是应用型本科教育是培养中高级专业人才的重要基地,肩负着向各行各业培养合格技能型人才的使命。根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)》的指导,为适应社会、市场需求,提高学生的就业竞争力。广东白云学院坚持“质量至上”的科学发展观,深入推进质量工程建设和人才培养模式改革,实行高职“2+1”和本科“3+1”人才培养模式,取得了较大成功。学院响应教育部的“卓越工程师培养计划”,大胆借鉴国内外先进的办学理念和经验,全面启动了基于CDIO理念的应用型本科人才培养模式,以此增强应用型本科的办学活力。 而在CDIO教学理念中专业导论课的开设是其中重要的一项教学内容和环节。 《专业导论》课程是为刚刚进入大学的新生特别开设的专业引导课。该课程简明扼要地介绍了专业发展基本情况(过去、现在和未来)、专业课程设置、专业人才培养目标以及关于专业学习的基本要求等,使学生对专业发展的历史与现状有一个比较清晰的认识,为大学专业学习打好基础。《专业导论》课程的基本要求是,通过本课程的教学使学生认识专业的性质、特点,以及当前专业对所培养人才的要求,了解专业发展方向、培养目标、教学内容和就业及上升通道,树立正确的专业思想和学习观,确立学习目标和掌握学习方法,为今后的专业学习打下良好的思想和方法基础。 大学一年级新生处于重要的转折期,如何改变学生被动学习的定式,培养其自主学习能力;如何激发学生科学研究、探索的兴趣,培养其初步的应用创新能力;如何让学生学会运用市场营销专业材料、撰写论文及表达成果的能力;如何提高学生对市场营销专业的总体认识和未来就业前景的规划,是教学过程中迫切需要解决的关键问题。这也是本项目研究和探索的聚焦点。 抓好新生入学后的“早期教育”可以引导大学生的学习和生活,缩短他们对大学生活的适应期。专业导论课是将专业教育、思想教育、就业教育等融为一体的课程,进行专业导论课教学是一种有效的“早期教育”手段。市场营销专业是广东白云学院的重点发展专业,主要课程有管理学、微观经济学、宏观经济学、市场营销、消费者行为学、统计学、会计学、经济法、市场调查、财务管理、国际市场营销、管理信息系统。市场营销专业的培养目标是:培养德、智、体、美全面发展的,面向珠江三角洲和广东地区经济社会建设事业第一线,从事商品销售、营销管理以及商务策划领域工作,具有市场营销专业基本知识、基本理论和较强实践能力的高级应用型专门人才。 广东白云学院为应用型本科大学,强调地方服务和区域特色,目前该课程在学院内已经开设。而该课程的建设与实施效果,直接影响到本专业学生后续课程的学习以及专业素养的培养。为适应该院CDIO教学改革的发展趋势,建设《市场营销专业导论》课程具有重要的理论意义和现实意义。《市场营销专业导论》是市场营销专业的必修课。市场营销是一门新兴的交叉学科。本课程主要讲述市场营销的基本思想和研究方法以及基本内容和理论框架、市场营销的学科性质、市场营销的基本概念、理论基础及市场营销的分类、特点,并能够合理运用。《市场营销专业导论》是市场营销专业必修课程,是本专业低年级的入门导入课程。通过该课程的教学,培养学生的市场营销意识,了解市场营销的基本内涵,掌握市场营销的基本领域和职业取向,为专业学习和后续课程的学习提供一个专业基础。让学生初步形成良好的专业素养,在态度上养成良好的市场营销意识,并产生对市场营销领域和学科的认同感,并在一定程度上掌握今后专业学习的方向和良好的学习目标,为个人专业的职业发展提供导向。 《市场营销专业导论》是市场营销专业的前导性课程,因此, 本项目不再拘泥于对工科类课程的专业导论课教学研究,而是结合广东白云学院的特色,从一个更新的角度和视野对广东白云学院市场营销专业的专业导论课进行分析研究。研究角度的创新,从理论上突破了为理论而理论的研究模式,突破了原有关于专业导论课教学研究定位在理工科类教育的局限,扩展到关于文经管类教育中专业导论课的研究,研究范围和角度有了创新;研究方法和设计的创新,本项目在实践上提升到了一定的高度,通过对市场营销专业导论课程的建设、《市场营销专业导论》课程教学模式设计进行实际调查、结合学院现状和特色来进行研究,使得本研究更具执行性和操作性;研究应用价值的创新,本项目从实战的角度提出了广东白云学院市场营销专业开设《市场营销专业导论》课程的教学内容和安排,并融入了多元化、整合化的研究策略,这在以往的研究中很少提到,本研究具有学院特色和实际应用的价值;拓展广东白云学院对于专业导论课程的研究,从而为推动广东白云学院高等应用教育的改革和发展提供启发意义,贯彻学院CDIO教育教学改革的方针政策。 该项研究着眼于广东白云学院市场营销专业的教学现状,结合市场营销专业的人才培养方案和教学的具体特点,对《市场营销专业导论》课程的建设和教学模式进行分析研究。专业导论开在本专业所有专业课之前,其目的就是要在学习专业课之前对本专业有一个大概的了解,为以后专业课的学习做好准备。专业导论主要分析市场营销与其他企业经营活动的区别及其重要性,市场营销活动产生的历史条件;说明本专业教学计划的设计思想;向学生交待市场营销专业的课程结构;提出本专业的学习方法和在学习中应该注意各类问题;展望市场营销专业在实践中的应用前景和就业前景。通过本课程的建设和教学研究,使学生认识本专业学习的重要性,从而使学生积极主动地学好本专业,进而为广东白云学院市场营销专业建设和实施《市场营销专业导论》课程提供理论和实践的借鉴,为广东白云学院的CDIO教学改革做出应有的贡献。 专业导论课程论文:“材料化学专业导论”课程教学质量保障系统初探 摘要:材料化学专业导论是针对材料化学(绿色电子材料)专业一年级新生开设的专业启蒙课程。在教学实践中,从课程目标、课程实施、课程管理和课程评价四方面建立了课程教学质量保障系统,由系主任和两位教授共同组成课程教学团队施教。教学内容包括专业发展简史、专业状况、培养方案、课程体系、行业现状和专业就业领域等。通过学生评教、督导和同行评议进行学校内部质量保障。 关键词:专业导论;质量保障系统;教学实践;材料化学 一、引言 随着对大学新生开设专业导论课的背景、价值和目的日益充分的探讨,越来越多的学校开始重视专业导论课程的设立,任课教师也提出了许多教学改革方法和措施。专业导论课主要对本专业性质、学习内容、学习方法、课程设置及未来就业前景和领域进行介绍,目的是培养学生专业思想和兴趣,引导正确的学习方法,规划四年学习计划和未来就业。专业导论课程的授课质量将会影响本科生大学四年的学习质量,甚至外延到学生的职业生涯。课程教学质量是学校教学水平的具体体现,是教学评估的重要指标,建立课程教学质量保障体系是必要的。 材料化学专业(绿色电子材料方向)是教育部批准2009年开始招生的新专业。上海第二工业大学(以下简称“我校”)基于电子产品制造绿色化和从源头上解决废弃电子产品环境污染问题的行业背景,根据国家环境保护政策和企业需求开设了本专业。材料化学专业(绿色电子材料方向)培养掌握电子信息制造基础知识、材料化学专业知识和电子废弃物资源化技术,从事绿色电子材料设计与制备的专业技术人才,满足微电子及光电子材料与器件制造、电子原辅材料制备、电子废弃物处理等高新技术和环保产业需求。在新专业的培养方案中,大学一年级第一学期开设了“材料化学专业导论”课程。对于新专业建设,应当始终把教育评估的质量观贯穿于教学活动的每个环节。从2009年开始,我校制订和完善了教学大纲、教学进程表;自编了讲义,并制作多媒体课件;在教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了探索,从课程目标、课程实施、课程管理和课程评价四方面初步建立了“材料化学专业导论”课程教学质量保障系统。 二、课程目标 材料化学专业导论课是大一新生最早接触到的一门和专业相关的必修课程,1学分,16学时。建立清晰、准确的课程目标是保证教学质量的首要前提。课程教学必须解答新生心中的三大困惑,即这个专业是“干什么”的?要“学什么”?毕业后自己能“做什么”?学生学完之后将对材料化学专业(绿色电子材料方向)有全面的了解,包括本专业在社会发展中与国民经济中的地位与作用;本专业涉及的科学技术研究内容与发展趋势;本专业的教学培养计划及课程设置;本专业学生的知识结构、能力结构与素质要求。从而使学生更明确大学四年学习目标与内容,掌握正确的学习方法,了解就业方向与领域。 三、课程实施 1.课程教学内容 材料化学专业导论课程教学内容涉及专业知识、思想教育、职业创业教育等方面的内容,要实现教育和教学双重目标。通过三部分材料化学专业知识的讲解,使学生首先了解这个专业是“干什么”的。第一部分从什么是材料、材料的分类、材料的用途、新材料入手,让学生有一个从感性到理性的认识过程;第二部分包括一级学科材料科学与工程的内容以及学科专业发展过程;第三部分先介绍传统的材料化学专业涵盖的内容,在材料化学专业框架下讲解材料化学专业(绿色电子材料方向)的设置背景、研究范畴、专业特点等。电子信息产业的迅猛发展带来的电子废弃物对环境的污染问题日益严重,欧盟相继出台了WEEE指令、RoHS指令来应对,电子废弃物的资源化以及电子产品的绿色设计与制造是解决问题的主要技术和方法,本专业的特点就是培养掌握这方面专业知识和技能的应用性人才。为了使学生更深入理解本专业在社会发展和国民经济中的重要性以及开设本专业的意义,在这一部分增加了电子材料概述、电子辅料概述,无公害电子制造技术的发展趋势三个模块的内容。 针对学生希望知道在我校这个专业能“学什么”,课程重点介绍了本专业培养方案,讲述专业学习的课程体系,也增加了本专业学生所能参加的技能考试所需的知识点。培养方案包括本专业对学生的基本要求、毕业生应获得的知识和能力、修学年限、毕业与学位的授予、四年课程安排和学分要求。对专业主干课程要学习的主要内容作一概括。针对公共课、专业基础课、专业课和实践课不同课程的特点,介绍学习这些课程的基本方法。材料化学专业(绿色电子材料方向)有着全新的课程体系,以四大化学(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学)课程为基础,材料化学、材料物理、高分子材料、胶体与界面化学等课程为主,增开了电子信息材料、印制电路技术、电子化学品(电子原辅材料)、封装技术与材料等专业课,让学生较全面地了解电子信息产业和产业链;增加了废弃物资源化技术、电子产品和电子化学品中有毒有害物质和毒理学的专业必修课和选修课,让学生了解电子产品和电子化学品中有毒有害物质及其危害,以及资源化技术。增加了纳米材料、薄膜材料制备技术的专业课和绿色电子材料设计的实验课,让学生了解和掌握电子原辅材料绿色设计和制造技术与制备方法。增加的这些课程与材料化学专业的材料制备/合成、组成,结构、测试,表征、性能,应用的专业课程相互衔接,形成了独特的知识体系。 对于学生毕业后能“做什么”的问题,从几个方面来讲授。第一是材料类人才的现状和需求;第二是已开设环境工程(电子废弃物方向)专业、相关材料类专业的学校以及研究所的简介;第三,结合我校开设的职业生涯规划以及自主创业教育,为本专业学生明晰就业方向,树立正确的择业和就业观。 材料化学导论课程中还设计了专题讲座,包括欧盟WEEE指令、欧盟RoHS指令、PCB与绿色生产,通过听取专题报告学生对本专业进行更深层次的了解。 2.课程教学方法与手段 根据材料化学专业导论课的特点分析和教学内容可以看出本课程的教学难度并不大,因此在教学方法上可以实现多层次、多样化,避免单纯枯燥的讲解。在专题讲座中,邀请有经验的企业技术骨干作1~2个报告;以学生为中心,学生体验式教学,学生课后通过各种途径来查阅相关资料,并在课堂上相互交流成果,比如调研电子原辅材料企业、查找开设材料化学专业的学校等;实践环节方面安排学生参观我校的学生实验室以及各研究课题组的专业实验室,激发学生对科研的感觉。 利用多媒体课件与板书相结合的教学手段,教师通过精讲的方式促进学生对重点概念的理解。在课堂上采用讨论教学法,拟定能引起学生兴趣的、有启发性的讨论题目,结合学生课后自己查阅的资料开展讨论。在考核方式上采用期末考试与小论文相结合的方式进行。 四、课程管理与评价 1.课程管理 课程质量不仅受静态的课程资源要素的影响,也与课程管理对课程活动进程中的动态控制有关。材料化学专业导论课程教学质量保障系统包括教师工作的规范管理、学生学习的规范管理和施教过程规范管理。成立了材料化学专业导论课程教学团队,上好导论课不仅需要统观专业教学体系,还应通晓专业应用领域,同时还要对专业就业市场有一定的了解,因此,任课教师团队由系主任和两位教授组成。任课教师严格按照教学大纲制定教学进程表。教学大纲中明确了这门课程的性质与任务、课程基本要求、课程内容、教学时数分配,考核方式,教材。教学进程表是严格按照教学大纲分配一学期内16学时课程,每周1个课时的上课内容。所有相关本课程的教学文件每学期进行归档,由教务部门统一管理。学生学习规范包括有学习条件、学习任务、学习要求,有课后作业,接受诚信教育。教师在施教过程中必须遵守学校的一切教学管理规定。 2.课程评价 材料化学专业导论课程的教学评价包括学生评教,督导和同行评议。学生评教和督导听课由学校层面组织,并将结果反馈到学院;同行评议是由学院组织其他教师听课,结果由学院的学术委员会反馈给授课教师。此外,授课教师在课程学习期中和期末运用课堂调查了解学生的学习情况,以此构成今后改进教学的基础。 五、结语 从学生提交的学习报告及其它反馈意见看出,材料化学专业导论课程的成功开设,稳定了新生初期迷茫的专业思想动态,提高了学习后续课程的热情,为他们以后的学习指明了方向。在课程教学实践中,笔者体会到,上好材料化学专业导论课是提高专业教学质量的开始。
绿色化学论文:绿色化学高中化学教育论文 一、绿色化学 我国是人口超级大国,同时也是资源丰富的国家。社会经济的高速发展,必然带来资源的高消耗,人口数量的不断提升,人们所能占有的资源也是屈指可数。我们可以清楚的看到,摆在我国面前最大矛盾就是:通过对生态环境的“牺牲”来换取经济的“腾飞”,还是更好的限制人均资源的消耗来保护目前的生态环境,最大限度的降低破坏。工业在我国占据了举足轻重的作用,关系到整个国民经济的发展,而其中我们所熟悉的化学工业为其他行业持续不断的提供更多的科学服务和产品支持。但是,我们不得不面对在追求经济高速发展的同时,整个大自然也受到了空前破坏的问题。生态失去平衡和环境受到严重污染制约了经济的发展,也影响了人类的日常生活、健康,不断加深社会各个领域的矛盾,出现更多的问题。面对这种现状就必须让我们通过改变研究模式来改变生产模式,将“绿色化学”的理念融入到化学工业中,将能从源头控制和防范污染。绿化化学无疑是“无害”为基础的环境化学,通过化学的先进技术和手段更大限度的消除或者降低有害于人类健康、生态环境的原料、产物、副产品、催化剂、溶剂等生产和使用。绿色化学的优秀理念是倡导不要使用有害、有毒的物质,更加不能产生过量的废弃物,不合理的处理废弃物。这是一门从源头加强防范和控制污染的化学,或者说这是一个更有层次的化学理念。从绿色化学的定义上我们就能看出它是以可持续发展为目标而产生的理念。绿色化学理念引导人们更加重视环境。早在1996年美国就以“总统绿色化学挑战奖”作为美国绿色化学挑战计划中的主要内容,通过这个奖项的设立,其目的是为了鼓励人们敢于探索绿色化学,积极使用和推行绿色化学的科研成果。在上个世纪90年代我国的主要力量还放在经济发展上,也在1996年举行过以“工业生产中绿色化学与技术”为主题的研讨会,通过这个小小的研讨会也体现了我国对环境保护的重视,对绿色化学工业成果研究和开发。后来的一年,在香山会议上宣布了我国以“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”为主题的研讨工作机构。从这些资料来看我们在进行高校化学教育的过程中,需要将这些思想体现出来,做到更好的借鉴。 二、绿色化学理念在高中化学教育中作用的研究 绿色化学理念在化学教育中有助于培养辩证统一的良好思想绿色化学以全新的方式颠覆了“先污染再治理”的思想,需要从源头抓起,才能避免污染和破坏,是一门以源头为基础进行治理的无害化学。而且要特别强调了,对绿色化学全新理念的推出并不是要全部否定传统的化学,而是以客观为基础,坚持唯物主义的观点,将传统化学的精华发挥的淋漓尽致,将对人类健康和生存环境有危害的因素消除,这才能更加突出绿色化学的优秀理念。 绿色化学理念有利于加强学生更加爱护生命最近几年,根据资料显示,我国食物中毒人数已经达到了4万人,而且这个数据只是所有发生事件中的一小部分。经过分析导致人们食物中毒的主要原因有:过量农药杀虫、剧毒残留等等。在高中化学教材中涉及到了部分农药,例如我们非常熟悉的DDT、六六六、有机磷农药等等,根据目前农业的快速发展,以实现绿色产物为目的,全方面的对农药进行评价。例如:六六六和DDT具有很高杀虫性的同时,也会严重的污染其环境,而且具有很高的毒性,对人类与牲畜都的健康具有很大的威胁。而这些具有危害性的农药正逐渐被植物生长调节剂与以内源性的昆虫激素等具有生态意义的农药所替代。这类新型的农药不但高效、而且不会污染环境,降低了毒性不会危害到人类和牲畜的健康。最大限度的避免了因为农药的滥用而出现大量鱼类、益鸟益虫的死亡的现象。为学生举出绿色化学具体教育实例,从而加强学生保护环境的意识,积极主动的去倡导和爱护我们生存的环境。绿色化学理念有利于培养正确的发展观 高中化学教育工作者要树立可持续发展的先进观念,将绿色化学的理念渗透到整个化学教育过程中去。在进行课堂教学的时候要重视对绿色化学原则进行体现,将绿色化学的相关知识做到更好的渗透。让学生知道在发展的同时不能以牺牲环境作为代价,地球上的能源和物质都是有限的,要善于应用和珍惜。例如:学习“烯烃与溴的亲电加成”相关知识时,以往基的烯烃与溴的加成反应逐渐连结吸电子所取代,在麦克尔受体的作用下烯烃在阳光引发下与溴进行自由基的加成反应。而这里的能源绿色化就体现在对太阳辐射能的直接利用,它为解决目前化学能源的污染性、有限性以及温室效应等能源问题开辟了更多的出路。通过以上绿色化学的实际例子进行教育,让学生明白和关心生态环境、珍惜能源等问题,逐渐加强学生的社会责任感。绿色化学理念有利于培养学生的创新意识绿色化学理念是对传统化学一次全新的改革。可以通过以化学理论课为基础,融入绿色化学理念培养创新意识,并得到实践和强化。例如:在高中有机化学教材中,介绍浓硫作为酸催化剂的时候,只介绍了酯化反应。但是浓硫酸作为催化剂的时候存在诸多问题:对设备进行腐蚀、产生大量的无机盐废弃物、收率低等。这样可以对学生进行引导从多个角度来提升产物收率的方法。学生进行资料手机和查阅提出了一些方案:一是用高效催化剂替代,可以用杂多酸、固体超强酸、无机路易斯酸等;二是建议使用绿色溶剂:三是用微型实验进行替代。从实际情况出发,鼓励学生敢于亲自动手操作进行验证,这样开拓了学生的研究,培养了学生的绿色化学意识,激发学生的创新精神。 绿色化学理念有利于培养适应经济发展的新型人才绿色化学的主要特点是通过对原子经济性反应的研究、选用净化原料、采用无害无毒的溶剂和催化剂等。让企业用于治理污染的费用集中用于研发绿色新成品,抓源头,将污染扼杀在摇篮中,这样才能让企业和社会呈现“双赢”的居民啊。在高中有机化学中,有很多的这类的教学重点,例如对氧化进行选择性反映,教材中通常会介绍使用大剂量的强氧化剂,如K2Cr2O7,但是在工业生产实际情况中采用的是催化氧化,如H2O2,O3也是氧化剂,用来进行催化反映是非常合适的,可以更好的进行清洁,而且产率极高,没有出现“三废”的现状。通过这些实际绿色教育实例,学生能明白,先进的科学技术具有市场竞争力。化学是一门长盛不衰的科学,它始终走在各个学科的前沿。绿色化学理念在高校化学教育中具有非常重要的意义。在化学以及相关专业学生的培养过程中不断渗透绿色化学理念的教育,才能加强学生爱护环境的意识,激发学生热爱化学的兴趣,提升创新能力。而且在一定程度上培养了高校学生的适应社会的能力。 作者:彭秀丽 单位:漳州师范学院 绿色化学论文:绿色化教学化学教育论文 1绿色化学概念 绿色化学是在环境友好化学的基础上发展起来的,它的优秀内容主要是讲在化学实验过程中,利用化学技术,尽量减少或者完全不使用有毒试剂和减少或避免有害物质的产生。绿色化学概念于20世纪90年代提出,它不同于传统化学,是以环境保护意识为指导,尽量避免污染环境的化学。绿色化学有以下特点: (1)反应原料绿色化;即化学反应的原料为毒性低且可再生物质。 (2)化学反应绿色化;充分提高原子的利用率,减小副反应的发生。 (3)催化剂的绿色化;催化剂为无害的,如生物酶等。 (4)溶剂的绿色化;目前实验室采用的溶剂大多数有毒、易挥发、易燃烧,应该用对环境无污染的溶剂,如水,超临界流体等。 (5)产品的绿色化;化学反应所得到的产物必须为绿色产品,对环境不造成污染。 2实验过程中绿色化学的实施 绿色化学是“防”,环境保护是“治”,绿色化学是从根源上杜绝污染源。按照Anasta和Warner提出绿色化学12条原则和从化学品出发的5R原则:拒用(reject)危害品,减少(reduce)用量,循环利用(reuse),回收再利用(recycle),再生利用(regenerate),基于原子的最大化利用,采用以下方案来保证绿色化学的实行: (1)设计符合绿色化学标准的实验 教师应精心设计对环境无污染的环保型实验来指导学生,如蒸馏、沸点和熔点的测定。 (2)按绿色化标准对现有实验进行改进 根据绿色化学的特点,教师可在下面几个方面进行修改:减少实验试剂的用量(采用半微量或微量实验);选择绿色催化剂;选择绿色溶剂;改进反应方法,尽量减少反应步骤;引进新的实验技术如微波辐射加热技术和计算机模拟技术等。 (3)对实验室的“三废”进行回收和处理 由于实验产生的大量有毒有害物质,实验室应制定相对应的回收处理方法,对实验室的“三废”进行回收和处理,减少化学实验对环境的污染。 (4)实验项目连续化 传统的化学实验多为“孤立型”实验,而实验过程中得到的产品需要进行处理,这样不仅造成了实验试剂的浪费,还对环境造成了不必要的污染。因此在设计实验项目时尽可能把各个单一的实验尽量联系起来,实现实验的连续化。此外培养学生的绿色化学理念也十分的重要,加强学生的环保意识,同时还加强对学生的实验室安全教育。可从下面几个方面对学生进行绿色化教育:(1)学校多开展关于绿色化学的专题讲座,树立学生的绿色化学观念。(2)在课堂上对学生进行绿色化学教育,培养学生的环保意识(3)在实验项目设计和具体实验教学中体现绿色化学理念。 3结论 采用上述措施,增强了师生的环保意识,减少化学实验室的“三废”和有毒害物质的排放,降低了化学实验对环境的污染,节约了实验室实验试剂的费用,保障了实验室和环境的安全,培养了学生的创新能力。绿色化学是一种以可持续发展为目的的理念,在有机化学教学中,贯彻绿色化学教学思想尤为重要。只有在学习过程中培养学生良好的环境保护意识,才能真正实现绿色化教学,所以绿色化学教育已然成为广大教育工作者十分关心的问题。 作者:彭东明 刘艳飞 帅海涛 李玲 王福东 阳华 卢茂芳 单位:有机化学实验中绿色化学教育的研究 绿色化学论文:化学工程工艺中绿色化工技术论文 1绿色化工技术 绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。 2绿色化工技术的开发 2.1原料的选用 绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。 2.2无毒害催化剂的选用 在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。 3绿色化工技术在化学工业中的应用 3.1清洁生产技术 清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。 3.2生物技术 生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。 3.3生产环境友好型产品 环境友好产品,指在产品的整个生命周期内对环境友好的产品,也称为环境无害化产品或低公害产品。它包括低毒涂料、节水、节能设备、生态纺织服装、无污染建筑装饰材料、可降解塑料包装材料、低排放污染物的汽车、摩托车、绿色食品、有机食品等。这些产品的生产工艺都要应用绿色化工技术,从而在生产过程中降低能耗、节约资源。总之,传统化工行业,为我们创造了丰富的物质基础和能源,但是化工产品在生产过程中的残余物,有毒有害物质等环境污染问题也日益显现。而今我国大力提倡开发绿色化工,并把它作为一项长期发展的基本国策,可见其对整个化工产业及环保事业的重要性。其中,绿色化工技术的开发和应用能大大的减少化工产品生产加工过程中的负面影响,从而真正实现绿色环保,节能减排等目的,是当今化学工业发展的重要环节。 作者:井博勋 单位:天津市化工设计院 绿色化学论文:绿色化学理念的初中化学论文 一、选择化学试剂遵守绿色化学 化学试剂是化学课堂的基本元素,是学生认识自然的小缩影.有些化学药品或试剂会带了一定的污染,教师可以组织学生展开讨论,利用化学知识分析药品的性质,结合“绿色实验”的原则,来选择污染小、可循环使用的化学试剂,使学生处处见了绿色.例如在学习“氧气的制备”时,教师就可以组织学生对“氧气的制法”进行讨论,让学生认真的分析高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰、双氧水和二氧化锰这三种制取氧气的方法,从中选择简单合理的方法来,这个问题有效的激发了学生的主动性.学生很快的进入了讨论的环节,纷纷的说出自己方法的优点,教师鼓励学生之间的相互比较、自评和互评,使得学生在相互的讨论中,认识到自己思考上的不足,借用其他学生的优势来突破自己的思维,讨论进行的非常激烈.最终,学生利用列表的方式,将这三种方法的有缺点进行对比,得到这样的结论:使用高锰酸钾和氯酸钾这样两种方法制取氧气,都最后都得到了混合物,且较难做分离处理;而使用双氧水来制取氧气,不仅操作简单,而且二氧化锰很容易的就可以回收.通过学生的积极讨论对比,学生深入的理解了制取氧气的三种方法,在选择的基础上渗透了;绿色化学的理念,从小小的试剂选择上建立了学生的节俭意识,同时也激发了学生有没有更好的制取氧气方法的探索,诱导了学生向更好、更科学的高峰迈进. 二、改进实验装置创新绿色化学 演示实验或学生实验用到的试剂量都比较少,有时会忽略污染物质对空气的排放和污染.教师就要抓住实验当中的这一点,和学生一起探索更好的实验器具、步骤,来改进实验的装置,从而使学生的绿色化学落在实处、落在具体的实验中,感觉绿色环保就在我们身边.例如在学习“一氧化碳还原氧化铜”的实验时,由于一氧化碳的排放有毒,而且操作时间也比较长、现象不是很明显,教师就可以组织学生积极思考,设置环保、快捷的实验,在教师的引导和提示下,学生设计了如下实验:在一个底部有少量澄清石灰水的烧瓶中,充满一氧化碳,并用橡皮塞盖住,橡皮塞的上面插入一根较粗的呈螺旋状的铜丝.首先将铜丝拿出在酒精灯上将红色的铜丝表面灼烧成黑色的氧化铜,然后迅速的将生成黑色氧化铜的一端顺着橡皮塞插入烧瓶中,大家会很明显的看到黑色的氧化铜变为了红色的单质铜.最后轻轻的振动烧瓶,底部澄清的石灰水变浑浊.实验进行的非常顺利,现象明显、所用的时间短,学生兴奋的鼓起掌来.通过实验的改进,激发了学生的兴趣,避免了有毒气体对环境的危害,也给学生上了一堂生动的绿色环保的课,使学生充分的意识到只要我们肯思考、勤动脑,就一定能够找出更好、更高效的方法来保护我们的环境,提高了学生的动脑意识,整个课堂取得了非常满意的效果. 三、结合实际问题应用绿色化学 化学来源于生活,最终还要应用于生活,帮助我们和大自然和谐相处、互助互利.在教学中,教师可以充分的利用化学与生活的紧密联系,利用第二课堂让学生多接触生活中的化学,培养学生的绿色化学理念的意识,用自己化学知识来解决生活中的问题,领悟绿色化学的魅力.例如在“世界环境保护日”之前,让学生收集相绿色化学的资料,组织一次“环境保护、从我做起”的宣传活动,学生的积极性很好,分别从网络、书籍、报刊上查找相关的知识和新闻,了解到了二氧化碳对环境造成的“温室效应”;有毒气体的泄露给人们来到的危害,震惊的“博帕尔事件”造成了几千人的丧生;废气的排放造成危害健康的雾霾天气;著名的“日本水俣病事件”,激发了学生对水资源的保护.等等许多相关环境的资料和鲜活的事实面前,学生被深深的触动了,学生自发的准备了环保的宣传手册,指导和建议人们如何保护我们的环境:拒绝使用塑料袋,拒绝使用一次性的筷子,少开一天车少排一点废气,倡导人们使用无公害的、节能的产品,倡导人们保护自己的环境,爱护树木,做种一棵树、多留一片绿.通过学生的这次活动,使学生感受到保护环境需要从我做起、从小事做起,保护环境是每个人的事情,学生充分的意识到了这一点,使得绿色信念渗透到了学生的行为中去,整个活动学生的积极性很高,环保意识也大为增强.绿色化学的倡导给学生的学习带来了一股清新的空气,体现了人与自然关系的转变.广大的教师只要秉着绿色化学的理念,在教学、器材和实验中渗透绿色化学,就可以帮助学生从小树立环保意识,在改造自然的同时尊重自然、保护自然,从而为自己、为大家、为整个自然创造一个和谐健康的大环境,还世界一片绿色的天空. 作者:陈淼 单位:江苏省无锡市阳山中学 绿色化学论文:绿色化学化工学论文 1绿色化学化工的发展现状及优点 绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。 2绿色化学化工产品的发展研究 即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。 2.1加大宣传力度,转变生产方式 虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。 2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新 绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。 2.3重视人才培养 在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化学化工的相关学科课程,供感兴趣的学生进行学习。化学化工产业应该制定严格的培训体系,对相关从业人员进行培训,从而保障这一新兴产业的可持续发展。 3结语 随着经济的发展,环境问题日益凸显,为了保护环境,维护生态平衡,各国都在致力于开发和研究新型能源。绿色化学化工行业是未来化工行业发展的主体方向,因此我国要抓住机遇,培养创新型人才,加大对绿色化工行业的投入,力争在未来的绿色化学化工行业中占有一席之地。 作者:王城 单位:哈尔滨师范大学化学化工学院 绿色化学论文:高中绿色化学教育论文 一、倡导高中生绿色化学教育 在传统的化学教育中,要求培养学生的社会责任感和创新精神。但是在课程标准改革后的绿色化学教育中,对绿色化学的学习提出了更高的要求。例如在进行化学实验时,要求学生在形成绿色化学观念的同时,还要加强实验的安全意识,树立良好的绿色思想,形成环境保护意识[2]。这些绿色化学观念在传统的化学教育中是没有的。随着新课改的提出,绿色化学这一概念也随着正式出台,在高中课堂中,对学生进行绿色化学指导培养学生的环保意识,是目前主要的教学目标,同时也标志着绿色化学教育正式在高中课堂中启动。 二、在高中课堂进行绿色化学教育 高中化学课堂是开展绿色化学的主要基地,是培养学生环保意识的摇篮。根据新课程标准改革编写的新化学教材,其内容包含了大量的绿色化学知识,并且充分体现了绿色化学观念,使之在高中化学课堂中可以充分利用。新课改中除了要对学生进行绿色化学知识的灌输外,还要对学生进行绿色化学的思想教育。教师可以通过实验让学生意识到资源的可循环利用,以及对环境污染问题的治理。此外还可以在教学中,多增加学生讨论的环节。例如在讨论如何减少大气污染物时,在涉及到的污染问题对学生进行重点的讲解,让学生体会化学对于环境保护的重要意义。还有在介绍全球气候变暖问题时,还可以重点介绍二氧化碳作为一种绿色的化学溶剂所带来的影响。要在对学生进行化学教学时努力挖掘绿色化学思想,在教学过程中适当的培养学生的绿色观念[3]。 三、深化绿色化学教育 在绿色化学课程标准被正是提出之后,高考对绿色化学的考察内容明显增多了。通过统计表明,体现绿色化学思想的内容多数体现在命题样式的多样化上面。例如燃料电池的使用,利用的正是绿色化学的高效、环保的原理,新型能源的开发,体现了可再生资源的绿色化学思想,近几年来,以新型能源作为主体的试题出现率都比较高。另外关于废气的减排处理与回收利用问题,也是近几年来我国绿色化学的主要研究对象。从固体废料中回收镁正是考察了学生对物质分离知识的掌握程度,这些都是体现了绿色化学的废气减排的实验理念。 四、培养高中生环保意识 响应新课改的要求,也就是现代科学化学的发展要求,在不同的实验教学活动中对学生进行化学思想教育,培养学生的可持续发展意识,将化学的可操作性发挥到最大,也是对学生进行绿色化学教育的最明显途径。高中化学强调的不止是增强学生的科学素养,在进行化学的实验操作的过程中,还要重视实验方案的设计,在整个设计的过程中贯彻落实绿色化学的思想观念。根据高中化学实验的固定模式,可以将实验进行绿色化设计[4]。化学实验的绿色化设计要具有明显的绿色环保特点,既要减少化学污染,又要有良好的安全性。对于一些实验成本较高且危险性较大的实验,可以考虑通过多媒体的手段呈现在学生面前,这种实验模式在一定程度上真正做到了无毒无害低成本,与真正意义上的绿色化学相吻合。这种做法虽然存在很大优势,但是不能取代真正的实际操作,因为这种做法不能为学生提供基本的技能训练,与提高学生综合素质的宗旨相违背。此外,通过对实验中剩余实验材料的回收利用,可以对学生进行尾气处理的知识教学,学习怎样防止大气污染。通过以上的种种做法,可以使实验教学渗入到绿色化学教学课堂中,这种做法也是培养学生学习环保知识的最佳时机。 五、结语 绿色化学教育是新课程标准改革下的新课题,化学在高考中占据着重要的部分,同时也对高中的化学课堂起着向导作用,高中教育对于绿色化学的重视已经成为课堂上不可或缺的一部分。现在的高中化学教学应该有效的结合绿色化学的新理念,将绿色化学的思想渗透于课堂上的各个环节中去,增强学生对绿色化学的重视,提高学生保护环境的意识,最终实现可持续发展战略的新要求。 作者:徐启还 单位:龙港第二高级中学 绿色化学论文:高中绿色化学教育论文 1.在课堂教学中渗透绿色化学教育。 高中化学课堂教学是渗透绿色化学教育的主渠道,教师要积极创造绿色化学教学条件,构建绿色化学知识体系,不断充实化学课本内容,培养学生的环境保护意识。在介绍化学史时,教师可从正反两方面渗透绿色化学思想教育。讲解放射性元素时,教师要对居里夫妇的精神及坚决反战的人格表示钦佩,但也要就海湾战争中使用贫铀弹对环境造成的危害提出批评。介绍环境问题时,教师可着重于介绍20世纪发生的公害事件,指明工业及传统化学是造成公害的主要原因,使学生明确绿色化学是解决环境问题的重要途径。通过在课堂教学中渗透绿色化学思想教育,激发起学生学习化学知识的兴趣,不断强化学生的环保意识、绿色意识。 2.在实验教学中渗透绿色化学教育。 在高中化学实验教学中,应最大限度地实现实验的绿色化,引导学生树立绿色化学思想和环境保护意识,具体教学策略如下:(1)改进化学实验。首先,采用无毒原料、溶剂、催化剂进行化学实验。例如,做完银镜反应后,可将清洗试管的硝酸替换为三氯化铁溶液,避免产生二氧化氮有害气体;在萃取碘单质实验中,可将四氯化碳替换为二氯甲烷作为萃取剂,消除刺激性气味,保证室内空气质量;在乙烯的制备实验中,可将硫酸替换为氧化铝作为催化剂,避免浓硫酸造成污染;其次,优化化学实验方法。又如,在海带碘元素的检验实验中,可将灼烧提取法改进为煮沸提取法,简化实验操作程序,缩短实验时间,减少因灼烧造成的室内空气污染;再次,改进化学实验装置。再如,利用密闭的装置减少实验敞开操作,可将注射器作为密闭的反应容器,进行铜和稀硝酸生成一氧化氮、二氧化硫制备与性质等实验,将污染物消除在密闭装置内。(2)开展微型化学实验。在高中化学实验中,可在保证实验教学效果的前提下进行微型化学实验,以达到降低实验成本、提高环保效益的目的。微型化学实验多采用点滴板、小试管、井穴板、多用滴管等微型化仪器,使用最小化的试剂用量,一般液体用量不超过1mL,甚至一些现象明显的定性实验可在试纸或滤纸上完成,如碘显色反应、溴水褪色、苯酚的检验、验证盐类溶液酸碱性等实验。(3)“三废”的绿色化处理。在高中化学实验中,要及时对必须使用的有毒、有害化学品和生成的污染物进行绿色化处理,从源头处控制“三废”对环境造成的污染。在废气处理过程中,可采用封闭的实验操作方法,减少有害废气的产生量,并对废气进行有效处理或用气囊收集。在废液处理中,可利用中和反应处理含酸碱的废液,使溶液pH值达到6.5~8.5之后再排放;也可用碳酸盐沉淀法、硫化物沉淀法等方法沉淀、分离含有重金属离子的废液。在废渣处理中,可回收一些化学实验中剩余或产生的金属进行再利用,如铜与硝酸反应剩余的铜片、银镜反应生成的银等。对于不能综合利用的固体生成物则要进行无毒化处理。(4)利用多媒体教学技术。在高中化学实验中,教师可利用现代多媒体教学技术辅助实验教学,尤其对于危险系数大、污染严重的实验而言,可通过电脑模拟、实验录像等对实验过程进行演示,实现废弃物的“零排放”。同时,教师也可利用多媒体教学技术模拟错误的实验操作,将不良的实验后果形象地展示给学生,让学生认清实验操作不规范带来的严重后果,以及实验室“三废”对环境造成的恶劣影响,加深学生对绿色化学的认识。 3.在课外实践中渗透绿色化学教育。 在高中化学教育中,教师要积极组织课外实践活动,让学生体验和感知传统化学对环境造成的严重危害,认清利用化学手段进行末端污染治理的局限性,引导学生关注绿色化学,理解绿色化学的重要意义。教师可根据化学教学内容,组织形式多样的课外实践活动,如实地调查、环保知识竞赛、探究性学习、文献研究等。在实地调查中,教师可带领学生参观污水处理厂、化工厂、无公害蔬菜生产基地、生态农业示范区等,对当地水资源、空气质量、环境污染情况进行调查;在探究性学习中,教师可开设相关课题,组织学生进行课题研究,如研究生物催化剂的优点、研究高效低毒农药等,培养学生实践能力和创新能力,达到课题研究的预设目标;在文献研究中,既可让学生利用图书馆馆藏资源和互联网资源,收集有关绿色化学和环境保护的文献资料,也可邀请有关专家学者来校进行讲座,使学生获取最新的科研信息。通过开展多样化的课外实践活动,促使学生更加关注绿色化学,能够运用已学的化学知识分析和解决生活中遇到的问题。 总而言之,随着绿色化学理念在高中化学课程标准中的渗透,绿色化学教育已经成为高中化学教育的重要组成部分,对化学教师提出了新的要求。为此,高中化学教师必须强化绿色化学意识,在课堂教学中融入绿色化学理论,最大限度地实现化学实验绿色化,并积极组织课外绿色化学实践活动,从而确保高中绿色化学教育目标的实现。 作者:魏华姬单位:福建省沙县第一中学 绿色化学论文:绿色化学工程论文 一、绿色化学工程与工艺的开发 (一)提高化学反应的选择性在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。 (二)使用无毒无害催化原料随着化学工业发展速度的不断加快,将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中,可有效加快反应速度,缩短法宁时间。所以,在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前,我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制,化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善,分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的应用可有效提高化学反应效率,降低能源消耗量,同时也可减少环境污染。 二、绿色化学工程与工艺对化学工业节能产生的促进作用 目前,在各工业产业的生产过程中均已广泛应用到绿色化学工程与工艺。该工程中具有的应用性能不仅可有效改善化工产业发展过程中存在的资源浪费和环境污染问题,同时还可有效促进化工生产的结构不断得到优化。绿色化学工程与工艺在化工产业中的应用主要表现在如下几点。 (一)清洁生产技术的应用清洁生产技术是一种具有较高价值的绿色技术,该种技术主要是通过对化工原料进行无害、无毒、无废处理,实现原料利用率得到提高,进而促进化学工程的生产质量得到提高。在清洁技术中,应用最为普遍的技术分别为脱硝和脱硫两种技术。应用该两种技术对存在较为严重的污染的化学废物、生活垃圾等进行绿色处理,经过相关技术的处理后,生活垃圾可有效转化为沼气。应用自然发电技术来代替传统发电技术。太阳能、风能的开发和应用是清洁生产技术飞速发展的重要标志。在生物工程中合理应用清洁生产技术,可有效促进细胞及基因工程的发展效果得到显著提高。在辐射加工中应用清洁生产技术,可促进催化剂的作用得到显著提高。 (二)与生物技术相互结合的应用在生物技术领域中,其技术范畴具体包含细胞、微生物、基因、酶等多种技术。其在各化工生产中的应用主要包含有生物化工合化学仿生学两个方面的内容。在生物体内,生物酶作为催化剂存在,其具有显著的专一性和高效性,在生物合成的每个过程中均无法脱离酶的作用。在绿色化学工程与工艺中对生物技术进行合理应用,通过相关技术处理,可使再生资源转化为相应的化学品。早期所应用的有机化合物原料大部分是直接源自动物和植物,后来才逐渐发展为将煤炭、石油作为原材料使用。在绿色化学工程与工艺中,通常情况下均是应用工业酶或存在于自然界中的酶作为催化剂。将酶与通常应用的化学催化剂进行比较,酶在应用过程中的优点主要表现为无污染、产物性质好、反应条件温和等。例如通常情况下均是应用丙烯腈进行丙烯酰胺制备,当使用酶作为催化剂后,能耗消耗量大大降低,反应具有彻底性,并且在反应过程中无任何副产物产生。 (三)生产环境友好型产品绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品,如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中,人们的购买的产品均为绿色产品,不仅有效保证了人们身体健康,同时也可促进社会健康、和谐发展。因此,在化工生产过程中,如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥,可有效降低生态环境的染污,促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展,对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。 三、结束语 在绿色化学工程与工艺中,应用无毒、无害的物质作为原材料,使用节能减排的生产工艺,应用清洁生产的技术,可有效降低化学工业生产过程中能源消耗,减轻生态环境污染,促进人与社会和谐发展、产品与生态互补得以实现。因此,对绿色化学工程与工艺进行开发和研究是对当代化学工业的发展产生严重影响的主要因素之一,是促进化学工业可持续发展的重要前提条件。 作者:李世英单位:内蒙古蒙西建设集团有限公司钢结构分公司 绿色化学论文:绿色化学教育论文 1教师没有明确的绿色化学教育设计和目标 由于应试教育思想的根深蒂固,老师对于化学的教育目标是提高升学率,老师对学生的教育完全是停留在化学知识的教育层面上,而且,由于老师的教育方式方式或许陈旧和刻板,在课堂上只是一味的给学生传导化学理论知识,而不注重培养他们正确的价值观,也不去锻炼他们的实践能力,使得学生成为化学知识的被动接受者,他们没有很多自己动手设计并独立完成化学实验的机会和能力,也更不会去自己动手去实践绿色化学实验,更加不会关联到绿色化学于环境保护的重大意义。此外,目前,在很多师范院校,对学生的考核还只是停留在以理论知识为主的层面上,考核也不会涉及到有关化学科学的人文素养和环境素养,所以在教育中,对学生的应试教育和培养学生应考能力已成为一种很难改变的教育思想,虽然有关教学方案已经几经修订完善,但是老师重视理论,轻视实践的思想还是无法改变。 2提升我国绿色化学教育的措施 2.1改变老师化学教育的观念要想推行绿色化学的教育思想,首先必须改变老师的对于化学的教学观念,只有老师重视起来绿色化学的的教育,才有可能去引导学生加强绿色化学的思想意识。首先,学校应该对老师进行定期培训,让老师能够认识到绿色化学的重要性,并且培训老师实施绿色化学教育时应该侧重的点和有效实施绿色化学的措施,并且,学校也可以派遣有资历的老师去典型的学校进行沟通交流,学习人家绿色化学的有效方案,来更好的完善自己的教学理念和方案。老师自己也应该积极的去改变自己的教学观念,自己设定一套能够有效发展绿色化学教育的教学方案,并且明确自己的教学目标,以更好的开展绿色化学的教育工作。 2.2在化学教育的过程中给学生渗透绿色化学的知识教师在化学教育的过程中应该时不时的给学生渗透绿色化学的知识,首先,老师应该增加实验实践在化学教学中的比重,有些化学知识是必须通过实验实践学生才能够深刻的理解,通过实验,可以直观的观察到实验现象,这样很容易的就可以了解一些物质的性质,否则只靠干巴巴的说教,学生是不能够将这些知识理解透彻的。然后,在进行实验时,老师应该精心设计实验,尽量让实验方法精密,有些实验会产生有害气体,这时老师就应该让学生学会如何去除去这些有害气体,以免其散发到空气中去造成污染;而在生成某些产物的时候,有的方法会产生有害物质,而有的方法就不会产生,这时老师应该引导学生学会用最无害的方法去制产物;除此之外,老师要学会高效的整合实验,我们在验证某一物质的多种性质时,往往用数个单一的实验去验证,这样既耗时耗力,又浪费反应物,所以老师可以有效的将这些单一的实验进行有机组合,让反应物能够被高效的反应利用,从而发到绿色化学得目的,等等,这些都是绿色化学的例子,老师可以有效用这些绿色化学实验的例子,向学生渗透绿色化学的思想理念,让学生能够深切体会到绿色化学的重要性,进而深化认识到保护环境的保护环境的重要性,从而积极参与到保护环境的行列中去。 2.3适当的对化学教材进行改革或许是新课程得改革没有完全渗入到师范院校中,部分师范院校的化学教材的内容太过陈旧,所以,师范院校应该适当的对其化学教材进行改革,尽可能多的将绿色化学的思想融入到化学教材中去,让学生从根本上就可以接触到绿色化学的思想理念。 3结语 总之,在化学教育的过程中,老师应该充分利用教材中的绿色化学的知识模块,尽量给学生设置实践化学实验的机会,让学生能够自己切身的体验绿色化学的理念,同时,老师应该精心设计实验过程,想学生渗透绿色化学的思想,让学生能够真正领悟到绿色化学的积极意义,能够主动意识到绿色化学对于保护环境的重要性,从而积极参与到保护环境的行动中去。 作者:胡金陵单位:江西省吉安师范学校 绿色化学论文:化学工业节能与绿色化学工程论文 1绿色化学工程与工艺的发展 在我们以前普通的化学反应来看,对于反应后的副产物的处理是相当困难的,并且如果想处理,其治理成本是相当的高,所以以前那种普通的反应无法从根本上剔除化学工业中所带来的一系列危害。而我们所提到的绿色化学工程,就从根本上解决了上述问题。 1.1选择有益材料对于化学反应来说,最重要的还是选料的环节,它的好与坏直接影响着化学反应是否友好是否有益。有效的防范,以达到在过程以及结果的一种良性局面。 1.2采用高效高选择性的反应原料对于化学工业来说,化学反应是决定化学工业生产过程中生产成本和生产难度、充分利用化学资源等各方面的重要性因素。可以降低工业生产的成本,而且能够提高产物纯度,减少无效反应产物的排放,节约化学资源,在化学工业中,有机物的反应复杂,研究机制不确定,所以选择合适的反应原料,不断提高工业技术是对化学工业的发展有着重要的意义。 1.3使用绿色无公害的反应催化剂催化剂作为化学反应中能改变反应速率的的物质,在化学工业中应用广泛,绿色化学就是研究生产高效高质量的化学反应,不产生任何有害物质,无效产物可以做到循环利用,无公害。这项生产技术就是高度依赖化学反应过程中的催化剂,不断创新,不断推动绿色化学产业的发展,相关机构已经着手研究这些优良的催化剂. 2寻找高效绿色的化学催化剂对提升工业生产水平的作用 2.1化学工业中绿色化学的应用绿色化学的优秀就是要利用化学原理从源头消除污染,做到完全无公害无污染,因此它又被称为清洁化学,应用范围广泛,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科。工业中化学反应发生的条件一般都是高温高压,在反应过程中,只有适宜的温度和压力才能使用现代化学工业的技术,另外加上绿色化学的高效催化剂,这项工程才得以不断发展。例如上文提到的低维材料碳纳米管,催化裂解反应中有很大的化学功效。 2.2化学工业中绿色化学和现代生物结合的应用。讲到了催化剂,这就涉及到另外的技术性学科生物技术。生物技术的就是高科技与高端专业知识结合的产物,学科内又分为细胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化学产业中主要应用于生物化学。在化学工业生产过程中,选取有机的生物材料,主要是动植物的原料,另外也会采用他们经过上千年演变的产物—地下的煤炭等。催化剂主要由人工催化剂和自然催化剂,分别由人工合成以及采用天然动植物的生物酶。这样能够满足现代化学工业发展的需要,同时也能切合可持续发展的指导思想,节约能源,维持现在生态平衡的状态,推动化学工业发展。 3结语 可持续发展在当今社会显得越来越重要,因此化学工业生产中也要遵循这个指导性思想,采用选择性高的原材料,节能减排,利用高新化学催化剂,最大程度的减少污染物排放,不断增高有效产物纯度,在资源有限的前提下,保护生态环境,维护现有的生态平衡。绿色化学在整个化学工业的发展中,有着实质性的意义,高新技术性产物催化剂的使用能改变现有产业结构和传统的生产过程,加速化学工业发展。 作者:乔昱单位:青岛科技大学化工学院 绿色化学论文:绿色化学实验论文 一、培养环保理念,倡导绿色化学 绿色化学是世界科学可持续发展的需要,自1995年,由中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题以来,我国的绿色化学也逐渐活跃起来。近几年,随着环境污染的日益加剧,生态环境的不断恶化,人们越来越关注污染问题,绿色化学观点的提出,让许多与化学息息相关的行业都积极响应。面对学术界绿色环保的方兴未艾,作为化学教育工作者,除了具有扎实的基础知识以外,还应将环境污染、保护、治理等作为自己的研究方向。将绿色化学的理念根植于心,牢固树立可持续发展的观念,“计利当计天下利,求名应求万世名”,正确处理可持续发展和绿色环保的关系,将绿色化学的十二条原则始终贯穿于化学教学实验全过程之中,从一点一滴入手,培养并传播绿色化学的理念,绿色化学强调的是原子经济性,即在获取新物质的化学原料中,充分利用每个原料原子,实现“零排放”,既充分利用资源,又从根本上解决污染物排放问题,让这种理念时刻伴随学生,随着知识的积累而得到传承和发展。在传授学生知识的同时,还要引导学生正确认识科技发展的负面性:若保护不好环境,发展也会受到严重制约。在课堂上,教师可以提出关注较为广泛的问题进行讨论,比如:40年代初期发生在美国洛杉矶市的“化学烟雾事件”。光化学烟雾是大量碳氢化合物和挥发性有机物在阳光作用下,与空气中其他成分起化学作用而产生的。这种烟雾中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂。在1952年12月的一次光化学烟雾事件中,洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人。由此引出我国社会关注度较高的问题——雾霾的成因。光化学烟雾主要为气态污染物,而雾霾则是大气颗粒物,然而光化学烟雾最终生成大量的臭氧,增加大气的氧化性,这导致大气中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐渐凝结成颗粒物,从而增加PM2.5的浓度。也就是说,光化学烟雾可能成为雾霾的来源之一。因为这种讨论与我们每个人生活都息息相关,积极指导学生开展与化学相关的绿色环保行动,这既有利于知识的巩固,又能增强学生的环保意识,使学生明白,我们生活的地球处处需要保护环境。 二、尝试探索创新,推广绿色实验 众所周知,很多化学知识都是以化学实验引入并且加以验证的,实验是化学教学中的重中之重,如果能在基层教学过程中,大力推广绿色实验,势必会将绿色化学贯穿整个教学。传统化学实验所使用的实验药品,以及伴随实验所产生的各种废弃物,不但对环境造成污染,对师生的健康或多或少都会有一些影响。因此,在教学实验中,教师应严格把关,Anastas和Warner提出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。 1.防止废弃物的产生,比先产生后治理要重要; 2.合成方法应设计尽可能将所有起始物嵌入到最终产物中去; 3.只要可能,合成反应应设计成反应中使用和生产的物质对人体和环境无毒或毒性很小; 4.设计的化学产品应在保证其应有功能的同时尽量使其无毒或毒性很小; 5.尽量不用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等),当不得已使用时,也应使用无毒物质; 6.能量消耗应是越少越好,应能为环境和经济方面所认可,合成方法应在常温、常压下实施; 7.只要技术上和经济上是可行的,尽量选择可再生的原料; 8.应尽量避免不必要的派生过程; 9.尽量使用具有催化选择性的试剂; 10.化学产品中的设计应保留其功能,减少其毒性,当完成自身功能后不再滞留于环境中,使之降解为无毒的物质; 11.需要开发实时、跟踪监控的分析方法,预先监控有毒物质的形成; 12.化学物质及其在化工过程使用中的物态,应选择潜在化学随机事故(包括气体泄露、爆炸和着火)最小的,等等。从以上论点可以总结出,化学实验绿色化的内容包括:化学试剂、溶剂和催化剂的绿色化,尽量选择低毒和可再生资源,溶剂尽量选择水溶剂,避免采用有毒有害和挥发性溶剂,催化剂应首选采用无毒害、无腐蚀的物质;实验剂量绿色化,在保证完成化学反应的情况下,尽量使用最小剂量的试剂、溶剂和催化剂;对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,确保污染程度降到最低。 三、激发探究精神,完善绿色化学 (一)开展微型化学实验 微型化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。近年来,在我国化学实验教学改革领域中,微型化学实验蓬勃发展,引起国内化学教育界极大关注。目前微型化学实验开展到分析化学、物理化学、医用化学和高分子化学实验的微型化探索,并取得了骄人的成绩,逐渐形成了具有中国特色的微型化学实验特点:微型仪器价格低廉且配套比较完整,在国际上具有很强的竞争力。此外,微型化学实验与传统实验相比,具有明显的绿色环保、节约药品和节省时间的特点。微型化学实验的优势已经在教学中呈现出来,受到了广大师生的欢迎。目前,国内已有800余所大、中院校开始采用微型化学实验。 (二)探究精神在绿色化学实验中的应用 化学是一门以实验为基础的自然学科,翻开化学的历史,从火的发现到陶器的发明,从兵器的锻造到白酒的酿造,都离不开科学探究,只要学生用科学探究的方式学习和研究化学,就一定能加强对科学本质的认识、提高科学素养,且在知识与技能,过程与方法等方面获得较大提升。可见,化学实验是进行科学探索的重要途径之一。探究化学实验的绿色化有以下几个重要的特点,首先就是以实验为基础,将环保理念贯穿始终,以试验为依托,分步骤实现绿色化;其次,在探究性试验时,教师以“变废为宝”“节约减排”等作为指导思想,引导学生独立进行试验、观察现象、分析结果,通过实验设置的优劣,进行绿色化,无害化处理等;再次,教师要牢牢抓住实验探究是针对问题来开展的一系列活动这一本质,有针对性地提出问题,在对问题探究的过程中,不仅要求学生具备一定的逻辑思维能力,还要求学生具有一定的想象力,敢于大胆地猜想、假设,甚至是质疑。这对于培养学生的创新精神和实践能力有重要的作用。另外,教师提供必要和及时的指导也显得尤为重要,在探究性试验中,教师是学生学习的引导者和支持者。探究实验成功与否,教师的科学引导、有效操作、深刻总结等方面,具有决定性的作用。所以,教师要在探究性实验中纵览全局,对细节的把握要丝丝入扣,对学生在探究阶段的引导要耐心、细致和科学。绿色化学是从维护生态环境角度出发,用低毒无害的绿色实验,逐渐代替易污染的传统化学实验。是化学发展的必然规律,实现这一目标的途径很多,如选择具有高的原子经济潜力的化学反应类型,达到不排放或少排放有害物质;控制实验步骤,防止污染发生;改变实验合成线路,实现“原子经济性”;建立无苯、无铅实验室,等等。综上所述,实验绿色化是化学发展的良好趋势,他不仅减少实验本身对环境的污染,也减少了对参与实验的师生健康的危害,通过对实验绿色化的不断推陈出新,化学教育事业的明日必将灿烂辉煌。 作者:刘晶晶单位:铁岭师范高等专科学校 绿色化学论文:绿色理念下化学实验论文 一、应用多媒体进行仿真化学实验 科技水平的不断提升加速了信息技术在教学中的广泛应用,在化学教学的过程中,教师可以采用多媒体等先进的科学技术手段,加强学生的绿色理念学习。在我们的现实生活中,可能会因为环境因素、实验器材制约问题等使一些实验无法进行,面对这种情况,化学教师可以通过课前在网络上查找一些仿真的绿色化学实验视频、录像等内容,以直观而生动的形式为学生呈现化学实验的过程,将传统的教学方法与先进的多媒体教学模式相结合,一边播放视频,一边为学生讲解实验的注意细节和实验的重点等内容,加强学生对实验的认识。例如在沪教版九年级第六章《溶解的现象》这一课的实验过程中,教师可以利用多媒体等信息技术手段进行实验指导。教师可以在课前设计一些PPT或者使用化学模拟实验软件,在电脑中,模拟高锰酸钾晶体放入500毫升的烧杯中,然后注入300毫升水并搅拌过后,会产生的化学效果,使学生没有通过实验,也能够直观的感受化学的变化和魅力。 二、应用先进的微型化学实验方法 微型化学实验方法是一种新型的化学实验方法,在国内外众多的化学教学中被广泛的应用,并取得了良好的效果。微型化学实验方法主要是在化学试验的过程中,使用的微型的化学仪器和装置进行实验,并且实验所使用的化学试剂用量严格控制在百分之一到百分之十之间,从而有效的减少实验废弃物和污染物质。这种微型化学实验方式在化学实验中植入绿色理念的重要表现,不仅减少了污染物质和资源浪费,同时也能够培养学生形成良好的绿色思维意识,推动化学实验教学的不断深入开展,充分提升学生的化学水平,达到保护环境、减少污染,科学教学的目的。例如在对沪教版九年级第8章《食物中的有机化合物》这篇课文的实验过程中,教师可以充分利用微型化学实验方法指导学生进行实验。在实验的过程中,在不影响实验效果的基础上,可以尽量使用较少的淀粉、蔗糖等材料,放到酒精灯上进行加热实验,根据物体燃烧的颜色变化判断食物中的有机化合物。 三、科学处理化学实验的废弃物品 在化学实验中,除了要指导学生树立良好的绿色观念,进行绿色实验之外,教师还要加强提升学生对化学实验废弃物品的科学处理能力。在化学实验过后,会产生大量的废弃物品或者化学试剂,教师要加强学生对这些物品或者试剂的客观认识,禁止学生对化学物品随意丢弃,根据物品或者试剂的种类、腐蚀性、有害性进行针对性处理,对于可以反复使用的物品要将其进行保留,放置于预定好的容器中并加以标注,以便于循环利用,最大程度的减少对环境的污染,倡导绿色、可持续的化学实验观念。化学是当前我国教学中一项重要的学科,社会的发展和人民思想素质的不断提升加速了在化学教学中绿色理念的应用。紧跟时代脉搏,在化学实验教学中灌输绿色理念,有利于培养学生树立节约、绿色的思想观念,为我国建造可持续发展的生态型社会奠定良好的基础。 作者:施捷单位:江苏省淮安市文通中学 绿色化学论文:构建绿色实验课堂的高中化学论文 一、严格规范实验操作 化学实验是一门高度严谨的科学活动,在实验过程中,任何一个微小的差错,轻则造成污染加大,重则会发生安全事故。因此,说到绿色化学实验的开展,首先要从最基础的实验操作技能入手。在化学实验中,教师要教给学生规范的操作方式,从实验前药品、实验器具的检查,到实验装置的安装、药品的称量、试剂的取用,再到最后的实验废弃物的处理,每一个环节都要严格按照实验操作守则的规定,这样既可以节约不必要的药品、试剂、能源的耗费,又能够在实验过程中减少污染物的排放。例如,在开始前,要认真检查制备气体装置的密闭性是否合格,以避免在实验操作中由于气体泄漏而造成的污染和对人体的危害;在实验过程中,需要闻气体的时候,不能太用力去吸气;选择容器的时候,不能选择敞开的容器口等等。这样,在实验中的每个环节都按规操作,就可以最大限度的减少安全事故的发生,确保把污染可能降到最低。 二、尽量选择对环境污染小的反应物 在发生化学反应的过程中,释放一些污染环境的物质有时不可避免,这个时候,我们只能采取“两害取其轻”的方式,尽量选择一些对环境污染比较小的反应物。例如,氯气的制取实验,按照传统的方式,氯气产生的量很大,即使教师用装置把氯气收集起来,但最终还是会释放出去,难以从根本上解决问题。有没有什么方法能够让污染量尽量减少一些呢?如今,很多教师尝试着用医用高锰酸钾片,也就是我们常说的PP片与浓盐酸发生反应来制取氯气,由于PP片的密度很高,即使浸泡几个小时以后,PP片也不会完全溶解,这样作为固体的PP片与浓盐酸发生反应的接触面要远远小于液体与液体的接触面,从而导致反应的强度要明显减弱,而产生的氯气量也会大大减小,使得实验过程变得相对来说更加环保。由此可见,选择恰当的反应物,是实现绿色实验的有效手段。 三、积极推广微型实验 微型实验在世界上一些发达国家的发展已经比较成熟了,而在我国,微型实验还处于一个起步阶段。所谓微型实验,不仅是在化学实验中简单的减少试剂、药品的用量,而是包括微量药品、微型实验仪器在内的一系列微型化条件下开展的实验活动。在微型条件下,运用远远低于常规用量的药品开展化学实验,不仅可以降低实验成本,同时,反应生成物的量也会大大减小,这样自然提升了实验的绿色性。当然,与常规实验相比,微型实验的反应现象往往不够明显,这就给学生的实验观察带来了一定的难度。为了解决这个问题,教师可以利用投影仪等工具对实验现象进行放大处理,这样就可以解决实验可观性的问题了。 四、努力在实验中做到废物利用 循环利用是环保理念中一个十分重要的方法和理念。在化学实验中,除了想办法减少污染物的排放,努力做到废物的循环利用也是实现绿色课堂的一个重要途径。例如,在银镜反应中生成的银,通过Ag和稀HNO3进行加热反应可以得到AgNO3,这样就可以用于下一次的实验。除此以外,在我们身边,随处可见的一些废旧物品,经过简单的加工改造,也可以变成化学实验器具,例如,我们可以用一次性针筒来替代量筒,也可以用随处可见的塑料吸管来代替移液管等,利用这些废旧物品自制实验仪器,不仅体现了环保思维,同时,这种随处可见、随处可用的自制仪器还可以增加实验的机会和实验的便利性,并且学生在自制仪器的过程中,还能培养一定的动手实践能力,可以说,是一个一举多得的有效之举。 五、妥善处理实验废弃物 化学实验本身的性质就决定了无论采用什么手段,一些实验都会不可避免的产生一定的污染,这时候,如何妥善地处理这些实验废弃物就显得格外重要了。教师在开展实验教学的时候,一定要让学生养成正确处理实验废弃物的习惯和能力。在对实验废液进行处理的时候,一定要让学生按照要求把废液倒入专门的废酸槽或者废碱槽,对于一些不能直接排放的废液,可以采取一定的手段进行处理,如搁置一段时间,或者进行一些化学反应处理,然后再进行排放。对于实验废气,在实验过程中要注意对尾气的收集,在实验结束后再对尾气进行吸收或者回收。绿色化学是人类与自然和谐相处的化学科学,是未来化学学科乃至人类本身可持续发展的必然要求。因此,努力减少化学实验污染,推进化学实验的绿色化设计是我们每个化学教师都应当重视的问题。作为教师,我们要努力把绿色化学理念自始至终地贯彻于化学实验教学的各个环节,让学生在化学课堂上养成环保意识,形成环保能力。 作者:郭德明单位:江苏省扬州市邗江区瓜洲中学 绿色化学论文:绿色化学教学下的化学实验论文 一、转变观念,将绿色化学的理念引入化学实验教学 化学是一门实践性很强的学科,化学实验教学又是化学教学过程中的重要环节,实验教学对学生科学思维、动手能力、创新意识的培养起着重要的作用。但绝大多数化学实验不可避免地对环境造成了污染。[4]以大学无机化学实验教学为例,使用到的化学药品有100多种。其中不乏各种毒性较大的物质:如钡盐、铅盐、镉盐、铬盐等各种金属盐类;硫化氢、氯气、二氧化氮、二氧化硫等有刺激性或有毒气体;四氯化碳、乙醚、丙酮等各种有机溶剂。[5]因此,对传统化学实验进行绿色化改革,全面推行绿色化学实验乃大势所趋。绿色化学实验是以绿色化学为指导思想,用预防化学污染的新思想和新技术,对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法。它的具体内涵体现在使用化学品遵循的“5R”原则上:[6-9]1.Reduction—减量(减少试剂用量,提高转化率,可减少“三废”排放量);2.Reuse—重复使用(催化剂、载体等,应有重复使用的设计,可降低成本、减少废弃物);3.Recycling—回收使用(回收未反应的原料、副产物、催化剂、稳定剂等非反应试剂);4.Regeneration—再生利用(变废为宝,是节省资源,减少污染的有效途径);5.Rejection一拒用(拒绝使用无法回收、无法替代的毒副作用、污染作用明显的原料,是杜绝污染的最根本方法)。具体来说,就是化学试剂、化学反应、途径、产物、剂量等等的绿色化。 二、改革教学内容和手段,将绿色化学的理念 渗透入实验过程作为高校化学教师,应不断地改进实验教材和教学内容,将绿色化学的理念融入到化学实验教学中,培养具有绿色化学意识的化学人才,实现化学实验的绿色化。主要的改进手段有以下几点。 (一)反应试剂绿色化 不管是无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验还是物理化学实验,都多多少少要使用到有毒有害的反应试剂。反应试剂的调整对实验绿色化进程意义重大。如无机元素化学实验中将鉴定Br-、I-时使用的氯水改为双氧水,既可以省去制备氯气的烦琐操作,避免氯气、氯水对环境及健康造成的不良影响,又可以让学生灵活运用学过的知识。[10]有机化学实验中“苯乙酮的制备”要用大量苯,此实验可用生理毒性比苯小得多的甲苯代替”;[11]传统的“己二酸的制备”实验,现有有机化学实验教材是以环己醇为原料、用硝酸作为氧化剂的传统工艺,硝酸是危险、有强腐蚀性的物质,副产的NO会破坏臭氧层,而且该反应为强放热反应,极易飞速升温而失控。“己二酸的制备”可以采用绿色合成工艺,即以环己烯为原料,以H2O2为氧化剂合成己二酸,该工艺以绿色氧化剂H2O2代替HNO3,反应条件温和,易于控制。[12] (二)常量实验微量化、半微量化 尽管很多实验经过改进以后,所用原料毒性很小或基本无毒,但排放量大了仍会造成污染。应此,实验的微量化和半微量化不仅是减少试剂用量的简单问题,也是走绿色化学之路的必然选择。自从20世纪80年代美国科学家在基础有机化学的微型制备实验研究中取得成功后,微型化学实验的探究与应用就成为一种趋势。微型化学实验是以尽可能少的反应物质来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然其试剂用量一般只是常规实验用量的1/10乃至更少,但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。采用微型化学实验技术,可以大大减少试剂用量、缩短实验时间、降低环境污染,也有利于强化学生的动手操作能力,培养学生的创新思维和环保意识。[5]如在无机性质实验中,对不用加热和不需要沉淀分离的实验,改在点滴板上进行,试剂用量可减低到原来的1/2~1/5。有机实验中的如乙酸乙酯的制备、从茶叶中提取咖啡因等实验改成半微量实验后产品产率和质量仍能得到一定保证。[11] (三)实验模式循环化 传统实验是“原料—产物—废弃物”的单向线性系统,特征是原料的高消耗性以及产物对人和环境的高污染性,随着资源的短缺甚至枯竭,人类生存环境的不断恶化,这种传统实验模式正在受到前所未有的挑战,人们越来越清楚地认识到它的种种缺陷和不足。“循环实验”的根本在于“循环”两字———充分利用实验产物,绿色化处理实验废物。循环实验模式一般有两种:[13]1.原料—产物(原料)—产物(无毒、低毒废物);例如:乙酰水杨酸的制备~提纯—含量分析(酸碱滴定法)。本实验的反应物为乙酸酐和水杨酸,常温条件下生成乙酰水杨酸,在下一轮乙酰水杨酸的提纯及含量测定实验中作为样品使用。2.原料—产物(原料)—产物—原料。例如:以配位连续滴定法测定混合液中的Bi3+和Pb2+离子,是分析化学实验教学中的一个重要实验内容。按照传统的试验方法,供学生测定的混合试液几乎都是由分析纯的硝酸盐试剂配制而成。以前在学生完成分析实验之后,含有Bi3+和Pb2+废液也就随下水管排掉。这些废液如不回收,既污染环境又浪费资源。在该实验过程中,如以硫化钠为沉淀剂处理含Bi3+和Pb2+的废液,则Bi3+和Pb2+均以硫化物沉淀的形式回收,然后用稀硝酸加以溶解,并通过硝酸用量的控制,使再生后试液的酸度恰为滴定所需的pH值,这样就可供学生在实验中反复使用。 (四)实验技术(仪器)更合理化 在物理化学实验中,U型管水银压力计和贝克曼温度计使用频率曾经很高。但这两种仪表都含有汞,容易造成实验室汞污染。可将U型管水银压力计改换为压力传感器,不仅能达到无汞的目的,而且还使压力测量读数更准、更快;传统的贝克曼温度计也可换为“SWC-Ⅱ型数字贝克曼温度计”,既省时又安全,效果也很好。[15]而在有机化学实验中,微波辐射法的运用也为实验绿色化开辟了一条新的道路。与常规加热法相比,微波辐射促进合成方法可以显著地节能,提高反应速率,缩短反应时间,减少污染,且能实现一些常规方法难以实现的反应。微型实验、小量一半微量实验可以据以有选择地改造为微波化学实验。微波化学反应直接或间接地减少了环境污染。作为一种新技术,应大力研究和推广,使之形成新的实验体系。 (五)计算机和多媒体技术帮助实现实验绿色化 利用计算机多媒体技术对化学实验进行辅助教学是近年来新兴起来的一种实验教学手段。化学实验属于消耗性实验,常规的、传统的化学实验不可避免地会消耗许多药品和大量的水资源。计算机辅助教学模拟化学实验(仿真实验)是一种化学试剂和仪器装置“零投入”和“废弃物零排放”的特殊实验方式,特别适合于演示实验。我们利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真,用文字、声音、图像、动画的效果,让学生在计算机屏幕上所做实验达到身临其境的感受,如在直观的情景中“实验”。如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化、胶体的电泳、硫化氢的性质与制取等。学生可以反复地操作练习,重现实验内容和实验现象,观察实验的现象变化。实验软件本身就带有较高的趣味性和游戏性,既可以大大提高学生对实验课的学习兴趣,充分调动学生的积极性和主动性,又可以减少环境污染和实验危险。 三、培养学生环保意识,妥善处理实验室“三废”[18,19] 在实验教学中,教师必须适时灌输绿色化学思想,让学生充分理解和接纳绿色化学知识;教导学生依据“5R”原则来考虑和解决化学实验中出现的污染问题,做到实验药品的减量化、循环或回收再利用,选择污染少、装置简单、产物易分离、安全性高的实验方法,在无法避免使用或产生有毒有害物质时,必须采取有效的保护和消害处理措施;引导学生观察和认识生活、生产中的绿色化学现象,巩固和加深绿色化学知识。同时,实验室要积极创造条件,对实验后的“三废”进行无害化处理。如无机实验室首先要对废液收集桶中的各种酸碱和金属溶液进行预处理,有针对性地加入一些中和剂和沉淀剂。预处理后的废液可通过专用管道排到指定处作无害化处理。有机实验室更应对各种废液分类收集后处理。玻璃废渣、废瓶、或有毒废渣集中存放后可由学校统一收集处理。实验室内应装有通风橱、排风机等,有条件的还可安装正压送风系统。正压送风系统采用从天花板送风口压入新鲜空气,可以把实验室中的烟雾从门、窗或是实验室墙角专用的出风口中压出,能更有效的处理实验过程中产生的烟雾。 作者:殷馨王海文工作单位:华东理工大学化学与分子工程学院化学实验教学中心 绿色化学论文:绿色化学的现状及发展前景论文 当今,化学的发展非常迅速。在20世纪发现和人工合成的化合物的种类是2285万多种,是此之前发现的所有化合物总数的41倍强。但“化学家太谦虚”,20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。 一、化学所面临的挑战 1.1化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没 化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(centralscience)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaidscience)而不受重视。 1.2化学正被各种各样的环境污染问题所困扰 化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。 二、绿色化学是应对挑战的必然 科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。 2.1绿色化学的概念 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。 2.2绿色化学的产生及其背景 当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。 2.3绿色化学的优秀内容 原子经济性是绿色化学的优秀内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是: 原子利用率=(预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100% 如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。 三、绿色化学的发展前景 3.1反应原料的绿色化即反应原料符合5R原则。 3.2原子经济性反应在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。 3.3高效合成法不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。 3.4.提高反应的选择性———定向合成如不对称合成。 3.5.环境友好催化剂例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。 3.6.物理方法促进化学反应如微波引发和促进DielsAlder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。 3.7.酶促有机化学反应酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。 3.8溶剂化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。 3.9.计算机辅助绿色化学设计和模拟在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。 3.10环境友好产品如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。 绿色化学论文:绿色化学研究论文 摘要建立绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点出发,重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标转向治本。为此,工业、农业、日常生活等采用无毒、无害并可循环使用的物料,化学反应的绿色化,是从“本”治理环境污染的重要途径。 关键词绿色化学环境保护生物技术 人类正面临有史以来最严重的环境危机,由于人口急剧的增加,资源的消耗日益扩大,人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少,人口与资源的矛盾越来越尖锐;环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时,在生产活动中不断排放出大量有毒物质,化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理,已开始从治标,即从末端治理污染转向治本,即开发清洁工业技术,消减污染源头,生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。 绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质,但是在许多场合中却既未有效地利用资源,又产生大量排放物,造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学,它的主要特点是“原子经济性”,即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”,因此既可以充分利用资源,又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝,可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起,它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。 1采用无毒、无害并可循环使用的新物料 1.1原料选择 工业化的发展为人类提供了许多新物料,它们在不断改善人类物质生活的同时,也带来大量生活废物,使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平,又不破坏环境,我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。 以塑料为例,据统计,到1989年美国在包装上使用的塑料就超过55.43亿kg(20世纪90年代数量进一步上升),打开包装后即被抛弃,这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题:掩埋它们将永久留在土地里中;焚烧它们会放出剧毒。 我国也大量使用塑料包装,而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜,造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料,目前国际上已有一些成功的方法,例如:光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目,已取得一些进展。 1.2溶剂的选择 大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品,而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质,分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中,有机溶剂是最常用的反应介质,这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此,在无溶剂存在下进行的有机反应,用水作反应介质,以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。 1.2.1固相反应 固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应,有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。 1.2.2以水为溶剂的反应 由于大多数有机化合物在水中的溶解性差,而且许多试剂在水中会分解,因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性,因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”,价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的,有时可提高反应速率和选择性,更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。 水相有机合成在有机金属类反应,水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中,开发利用以水作溶剂是大有可为的。 1.2.3超临界流体作为有机溶剂 超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体,是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中,最活跃的研究项目是开发超临界流体(SCF),特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点(31.10℃,7477.79KPa)以上的CO2流体。它通常具有流体的密度,因而有常规常态溶剂的溶解度;在相同条件下,它又具有气体的粘度,因而又具有很高的传质速度。而且,由于具有很大的可压缩性,流体的密度,溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。 1.3催化剂的选择 许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂,这些液体酸催化剂的共同缺点是:对设备腐蚀严重,对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境,多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手,大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟,这种催化剂选择性高,乙苯收率超过99.6%,而且催化剂寿命长。 2化学反应的绿色化 为了节约资源和减少污染,合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面,一是选择性(化学、区域、非对映体和对映体选择性),另一个就是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物,理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物,不产生副产物或废弃物,实现废物的“零排放”。为此,化学化工工作者在设计合成路线时,要减少“中转”、增加“直快”、“特快”,更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子,减少中间产物的形成,少用或不用保护基或离去基,避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多,在些不作赘述。 3生物技术的应用 生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分,生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一,它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发,它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程,其产品常常又具有特殊性能。因此,生物技术的研究和应用倍受青睐。 绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学,从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响,而且将为我国的企业与国际接轨创造条件。 绿色化学论文:绿色化学实验研究论文 摘要:化学教学创新教育模式中,关键的一环是必须尽可能让学生在课堂上边学边做实验。绿色化学实验是化学教学中实施创新教育的重要内容和必要保证。 关键词:创新教育绿色化学实验 1999年6月13日颁布的《****中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中明确指出:实施素质教育是“以培养学生的创新精神和实践能力为重点”。化学创新教育是对学生实施素质教育的重要组成部分之一。 1化学教学中创新教育模式的研究 化学是一门以实验为基础的学科,在化学教学中,要把培养学生的创新精神和实践能力作为素质教育的重点,就要改革“填鸭式”的化学教学模式,积极实行启发式和讨论式教学,激发学生独立思考和创新的意识,切实提高教学质量。要让学生感受、理解化学知识产生和发展的过程,培养学生的科学精神和创新思维习惯,重视培养学生收集信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力。 培养学生的创新精神,必须遵循思维科学的规律。人的大脑两半球基本上是以不同的方式进行思维的[1],左脑倾向于对抽象材料(概念、数字、理论)形成概念、作出判断、用推理的方式进行抽象思维;右脑则通过对形象材料、表象的加工改造进行形象思维。一个人的思维分为三种:抽象(逻辑)思维、形象(直觉)思维和灵感(顿悟)思维。创造思维是思维的最高形式,创造活动是通过抽象思维和形象思维协同进行的。通过对创造过程四个阶段的研究结果说明,形象思维在创新过程中,起着关键的作用[2]。所以,我国著名科学家钱学森说[3]:“我建议把形象思维作为思维科学的突破口。” 可是在教学理论上,由于“左脑优势”理论的长期影响,多年来化学教学一直偏重于运用左脑的功能,而忽视了右脑的开发。长期以来在化学教学中对操作性知识,主要是由老师“代劳”(演示实验),理论知识是由课本和老师先入为主地描述给学生,这对右脑的开发和真正学好化学是无太大价值的,从而使化学教学失去了在对学生实施素质教育系统中别的学科不可替代的特殊作用。 在化学教学中实施素质教育,就要根据化学的学科特点,有意识的开发学生右脑智力,把两种思维有机地结合起来,这样才会使教育思想、教育方法、和教学过程发生深刻的变化。 化学教学的创新教育模式[4]中,关键的一环是必须尽可能让学生在课堂上边学边做实验。在教师引导下,学生自己做未知的实验(而不是由老师进行演示实验),强烈的好奇心和丰富多彩的实验现象,能激发学生认真地进行实验操作,仔细地观察实验现象,深入地分析和探索实验现象的本质。在这种生动活泼的启发式和讨论式教学中,大量的实验表象在学生的右脑里积累,能促进学生形象思维能力的发展;积极主动地对化学实验现象本质进行探索,能促使学生左脑抽象思维能力的提高。这种左右脑协调发展,创新思维能力得到提高[5],实践能力得到增强的化学课堂教学,是我们在实施素质教育过程中要探索的化学教学创新教育模式的重要组成部分。 2绿色化学实验是实施化学教学创新教育模式的重要保证 绿色化学(Greenchemistry)是一门从源头上阻止污染的化学[6],是可持续发展战略在化学领域里的体现。它是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质的使用和产生。把绿色化学思想贯穿在化学教学的全过程中,一方面是为了从小培养有强烈环保意识的人,另一方面绿色化学实验本身就是化学教学中实施创新教育的重要内容和必要保证。 让学生在课堂上边学边做实验,应该具备以下基本条件: (1)有适合于学生在课堂上操作的小型、便携、易掌握、能快捷装配的实验仪器; (2)取药品方便,实验安全,试剂用量少,产生的废液少,几乎没有毒气污染。 我们研制的“大学中学通用化成套微型化学实验仪器”为学生在课堂上边学边做实验提供了硬件实验设备。学生手提实验箱进入课堂,在没有通风设备并且坐得满满的课堂里边学边做实验,重要的问题之一,就是学习过程几乎得在没有毒气污染的环境中进行。所以,对绿色化学实验的研究,就成为我们在实施化学创新教育过程中必须认真研究的问题。 2.1绿色化学实验的研究 化学教学中绿色化学实验的研究,涉及到实验指导思想、实验内容选择、实验仪器研制、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等实验各方面绿色化的研究。目前我们主要在以下方面进行了初步的研究与教学实践: (1)研究新的绿色的化学实验:根据化学教学需要,发现、设计或选择没有污染和安全的实验取代那些污染严重或危险性大的实验。 (2)深入对微型化学实验的研究:在能获取所需化学实验信息的前提下,采用“尽可能少剂量实验”,以减少或消除实验废物。 其中,加强对无毒气污染实验的研究是绿色化学实验研究的一个重点,因为,消除了有毒气体的污染就是消除了基础化学实验中最大的污染源。我们在采用微型化学实验进行“化学教育中的创新教育模式”实验班的教学实践中,对绿色化学实验问题进行了初步的研究与实践,营造了较为良好的课堂实验教学环境。 2.2绿色化学实验研究实例 不同浓度的HNO3与Cu的反应,是证实不同浓度的HNO3氧化性不同的典型实验,在高中和大学的化学实验里都有。实验中,浓烈的有刺激气味的NO2毒气,弥漫在实验场所,严重地影响着师生的身体健康。为了能保留这一典型实验,又不污染环境,我们进行了无毒气污染的Cu与HNO3反应实验研究,并在贵阳清华中学高一年级57人的实验班中进行了教学实践检验。 绿色化学论文:化学教学绿色管理论文 绿色化学是新世纪化学发展的方向和议题。世界各国都在进行绿色化学的研究,并注重绿色化学的发展与教育。绿色化学是人类和自然和谐的化学,是面向新世纪提出的化学新概念,同时它也为化学教育教学提出了新的课题。在我国,化学工作者虽然做了大量与绿色化学要求相一致的工作,但绿色化学研究刚刚起步,绿色化学具有何种现代内涵,对人类社会发展有何种意义,仍不完全为广大化学工作者所了解。很显然,作为化学教育工作者,特别是中学化学教育工作者,如何面对绿色化学新概念、新思想、新要求,在实际教学中,结合当前素质教育,把绿色化学教育贯穿于中学化学教学的全过程之中,是一个新的研究课题。本文旨在通过绿色化学现代内涵的介绍,从绿色化学角度分析现行教材,提出中学化学教育教学新设想。 一、绿色化学的现代内涵 绿色化学(GreenChemistry)概念从一提出来,就明确了它的目标,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和零污染,具体内涵体现在五“R”上。 1、减量一Raduction“减量”是从省资源、少污染角度提出的,包括二层意思:(1)减少资源用量,在保证产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率,减少损失率;(2)减少“三废”排放量,主要是减少废气、废水及废渣(副产物)排放量,特别是排放废水量必须降低到一定标准以下。在我国的台湾,连实验室废水排放都制定有严格的标准。 2、重复使用一Reuse重复使用不仅是降低成本的需要,也是减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。 3、回收一Recycling回收可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求,回收包括:回收未反应的原料,回收副产物(含“三废”),回收助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。化学工业产生中的循环操作程序就是一种常见的回收方式。 4、再生一Regeneration再生是变废为宝、节省资源能源、减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在它设计的开始,就应考虑到有关原材料的再生利用,特别高分子材料的再生显得尤为重要。 5、拒用一Rejection拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的药品原料,拒绝在化学反应过程中使用。在学术界日益重视的绿色化学现代内涵已得到理解,绿色化学概念在工业上也已日渐得到认可,但它的概念与内涵在教学中也应得到贯彻,它的应用在实验中也应得到推广。特别是中学化学教育教学,面对的是接受启蒙化学教育的中学生,贯彻绿色化学内涵,推广绿色化学成果显得尤为重要。 二、现行中学化学教材的绿色化学观绿色化学,对我国广大化学工作者、化学教育工作者来说,或许还是一个新概念,但他们所从事的环境保护、环境教育工作,微型化学实验研究和用品开发工作,都做到了与绿色化学要求的高度一致,甚至在现行中学化学教材中也充分体现了绿色化学观。 1.建立了与绿色化学相一致的概念现行初高中化学教材从不同角度建立了与绿色化学内涵相一致的基本概念。从环境保护角度介绍了环境污染、三废、大气污染物、酸雨、温室效应(选学)等概念,在介绍概念的同时还分析了有关污染的成因和污染物的主要来源及危害。从减量、减废的角度介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念。 2.工业化学渗透了绿色化学观点中学化学教材中的工业化学内容虽然较为分散也不系统,但都不例外地合理渗透了绿色化学观点,这些观点主要体现在:(1)为了省资源、提高转化率和原料利用率,在工业合成氨、氨氧化制硝酸、接触法制硫酸、侯氏制碱法等工艺流程中都采取了循环操作(氧化);(2)为了防止或减少环境污染的发生,氨氧化制硝酸、接触法制硫酸工艺中都设立了尾气处理装置,并介绍了尾气回收的方法及回收物的利用;(3)为了防止催化剂中毒,使催化剂重复使用,合成氨、氨氧化制硝酸、接触法制硫酸都要求对原料气、炉气进行净化。另外,教材还介绍了电镀工业中采取无氰电镀,乙炔制乙醛中使用非汞催化剂的原因。 3.实验内容充分体现了绿色化学原理在中学化学课本的编制和修订过程中,有关实验内容安排也充分体现了绿色化学原理:(1)对常见实验的固液试剂的取用给出了限量要求;(2)在教材修订时删除了有一定危险或危害的硫化氢和苯磺酸制备实验;(3)介绍了闻气体的方法;(4)强调了实验中常见的事故避免、应急处理等;(4)介绍了特殊试剂的保存和使用原则及方法;(6)在新编初中化学课本中引入了减量、减废的微型化学实验;(7)NO、NO2等有危害的制备实验只安排在实验室中进行;(8)在氯化氢、氯气等制备实验中强调了尾气的处理办法。 4.有关物质的内容编排中,考虑到了绿色化学因素课本在有关元素化合物、有机化合物的内容编排中从绿色化学角度有重点地介绍了有毒物质的性质、使用、保存等:(1)介绍了氯气、硫化氢、氟气、氟化氢、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、剧毒物质的毒性及使用方法,甚至用黑体字写出加以强调;(2)在选学内容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗涤剂的功与过介绍等。三、绿色化学与中学化学教育教学现代社会生活、经济发展呼唤绿色化学,绿色化学的新观点、新思想也需要及时向社会传播,中学化学教育工作者理当承担起这个义务与责任。 如何在中学化学教育教学的过程中体现绿色化学思想,在潜移默化中对学生进行绿色化学观点的教育呢? 1.在素质教育中体现绿色化学思想素质教育是全面的教育,中学化学教育也应是围绕全民族素质的提高进行的教育。在素质教育中体现绿色化学思想,既是传播绿色化学观点的需要,也是培养学生对社会、对将来的责任感的需要,更是培养创新精神的需要。(1)绿色化学与环境教育化工产品生产和化学实验产生的废水、废气和废渣都会对环境造成不容忽视的污染,这就需要在中学化学教育教学过程中进行环境教育,而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。在实施环境教育过程中,一方面要向学生阐明绿色化学的观点、要求,使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感;另一方面,结合绿色化学要求,教给学生防治污染的重要方法——减量、减废、回收、再生和拒用等。(2)绿色化学与创造性教育培养学生创新精神是素质教育的灵魂,绿色化学对化工生产,化学实验提出的新要求,无疑对学生进行创造性教育将起到积极的作用:首先,“减量、减废”的实验要求,可激发学生传统化学实验进行改革,培养学生创造能力;其次,“省资源、零污染”的化工生产要求,可鼓励学生对化学课本中的化工生产工艺流程进行质疑,培养学生创造性思维。 2.在实验教学中贯彻绿色化学观点,实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。因此,为了适应绿色化学新要求,中学化学实验必须进行改革。笔者认为: (1)要大力推行微型实验,即要对常见实验仪器进行微缩,对常用试剂要给出限量,实验中除了可使用已研制成功的井穴板等微型仪器,还可以把容量瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。在微型化带来实验现象不明显时,可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。 (2)要努力改革实验方式,即要努力减少实验对玻璃仪器的依赖性。有些颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行,如指示剂与酸或碱作用实验、Fe3+的显色实验等,有些定性实验可放在滤纸上完成,如电解饱和食盐水,检验醛基存在等。 (3)要设法删改有关实验,现行化学课本中有些实验仍有危险性,需要进行删改:考虑到硝基苯及苯的毒性,硝基苯、溴苯制备实验可以删去;考虑到NO、NO2、SO2的毒性,在NO与NO2制备、Cu与浓硫酸反应、C与浓硫酸和浓硝酸反应等实验中可以连接尾气装置;考虑到安全性,对H2和O2、Cl2与H2等的爆鸣实验可以进行改进。 绿色化学论文:绿色化学管理论文 绿色化学是新世纪化学发展的方向和议题。世界各国都在进行绿色化学的研究,并注重绿色化学的发展与教育。绿色化学是人类和自然和谐的化学,是面向新世纪提出的化学新概念,同时它也为化学教育教学提出了新的课题。在我国,化学工作者虽然做了大量与绿色化学要求相一致的工作,但绿色化学研究刚刚起步,绿色化学具有何种现代内涵,对人类社会发展有何种意义,仍不完全为广大化学工作者所了解。很显然,作为化学教育工作者,特别是中学化学教育工作者,如何面对绿色化学新概念、新思想、新要求,在实际教学中,结合当前素质教育,把绿色化学教育贯穿于中学化学教学的全过程之中,是一个新的研究课题。本文旨在通过绿色化学现代内涵的介绍,从绿色化学角度分析现行教材,提出中学化学教育教学新设想。 一、绿色化学的现代内涵 绿色化学(GreenChemistry)概念从一提出来,就明确了它的目标,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。它的过程为零排放和零污染,具体内涵体现在五“R”上。 1、减量一Raduction“减量”是从省资源、少污染角度提出的,包括二层意思:(1)减少资源用量,在保证产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率,减少损失率;(2)减少“三废”排放量,主要是减少废气、废水及废渣(副产物)排放量,特别是排放废水量必须降低到一定标准以下。在我国的台湾,连实验室废水排放都制定有严格的标准。 2、重复使用一Reuse重复使用不仅是降低成本的需要,也是减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。 3、回收一Recycling回收可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求,回收包括:回收未反应的原料,回收副产物(含“三废”),回收助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。化学工业产生中的循环操作程序就是一种常见的回收方式。 4、再生一Regeneration再生是变废为宝、节省资源能源、减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在它设计的开始,就应考虑到有关原材料的再生利用,特别高分子材料的再生显得尤为重要。 5、拒用一Rejection拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的药品原料,拒绝在化学反应过程中使用。在学术界日益重视的绿色化学现代内涵已得到理解,绿色化学概念在工业上也已日渐得到认可,但它的概念与内涵在教学中也应得到贯彻,它的应用在实验中也应得到推广。特别是中学化学教育教学,面对的是接受启蒙化学教育的中学生,贯彻绿色化学内涵,推广绿色化学成果显得尤为重要。 二、现行中学化学教材的绿色化学观 绿色化学,对我国广大化学工作者、化学教育工作者来说,或许还是一个新概念,但他们所从事的环境保护、环境教育工作,微型化学实验研究和用品开发工作,都做到了与绿色化学要求的高度一致,甚至在现行中学化学教材中也充分体现了绿色化学观。 1.建立了与绿色化学相一致的概念现行初高中化学教材从不同角度建立了与绿色化学内涵相一致的基本概念。从环境保护角度介绍了环境污染、三废、大气污染物、酸雨、温室效应(选学)等概念,在介绍概念的同时还分析了有关污染的成因和污染物的主要来源及危害。从减量、减废的角度介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念。 2.工业化学渗透了绿色化学观点中学化学教材中的工业化学内容虽然较为分散也不系统,但都不例外地合理渗透了绿色化学观点,这些观点主要体现在:(1)为了省资源、提高转化率和原料利用率,在工业合成氨、氨氧化制硝酸、接触法制硫酸、侯氏制碱法等工艺流程中都采取了循环操作(氧化);(2)为了防止或减少环境污染的发生,氨氧化制硝酸、接触法制硫酸工艺中都设立了尾气处理装置,并介绍了尾气回收的方法及回收物的利用;(3)为了防止催化剂中毒,使催化剂重复使用,合成氨、氨氧化制硝酸、接触法制硫酸都要求对原料气、炉气进行净化。另外,教材还介绍了电镀工业中采取无氰电镀,乙炔制乙醛中使用非汞催化剂的原因。 3.实验内容充分体现了绿色化学原理在中学化学课本的编制和修订过程中,有关实验内容安排也充分体现了绿色化学原理:(1)对常见实验的固液试剂的取用给出了限量要求;(2)在教材修订时删除了有一定危险或危害的硫化氢和苯磺酸制备实验;(3)介绍了闻气体的方法;(4)强调了实验中常见的事故避免、应急处理等;(4)介绍了特殊试剂的保存和使用原则及方法;(6)在新编初中化学课本中引入了减量、减废的微型化学实验;(7)NO、NO2等有危害的制备实验只安排在实验室中进行;(8)在氯化氢、氯气等制备实验中强调了尾气的处理办法。 4.有关物质的内容编排中,考虑到了绿色化学因素课本在有关元素化合物、有机化合物的内容编排中从绿色化学角度有重点地介绍了有毒物质的性质、使用、保存等:(1)介绍了氯气、硫化氢、氟气、氟化氢、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、剧毒物质的毒性及使用方法,甚至用黑体字写出加以强调;(2)在选学内容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗涤剂的功与过介绍等。三、绿色化学与中学化学教育教学现代社会生活、经济发展呼唤绿色化学,绿色化学的新观点、新思想也需要及时向社会传播,中学化学教育工作者理当承担起这个义务与责任。 如何在中学化学教育教学的过程中体现绿色化学思想,在潜移默化中对学生进行绿色化学观点的教育呢? 1.在素质教育中体现绿色化学思想素质教育是全面的教育,中学化学教育也应是围绕全民族素质的提高进行的教育。在素质教育中体现绿色化学思想,既是传播绿色化学观点的需要,也是培养学生对社会、对将来的责任感的需要,更是培养创新精神的需要。(1)绿色化学与环境教育化工产品生产和化学实验产生的废水、废气和废渣都会对环境造成不容忽视的污染,这就需要在中学化学教育教学过程中进行环境教育,而绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。在实施环境教育过程中,一方面要向学生阐明绿色化学的观点、要求,使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感;另一方面,结合绿色化学要求,教给学生防治污染的重要方法——减量、减废、回收、再生和拒用等。(2)绿色化学与创造性教育培养学生创新精神是素质教育的灵魂,绿色化学对化工生产,化学实验提出的新要求,无疑对学生进行创造性教育将起到积极的作用:首先,“减量、减废”的实验要求,可激发学生传统化学实验进行改革,培养学生创造能力;其次,“省资源、零污染”的化工生产要求,可鼓励学生对化学课本中的化工生产工艺流程进行质疑,培养学生创造性思维。 2.在实验教学中贯彻绿色化学观点,实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。因此,为了适应绿色化学新要求,中学化学实验必须进行改革。笔者认为: (1)要大力推行微型实验,即要对常见实验仪器进行微缩,对常用试剂要给出限量,实验中除了可使用已研制成功的井穴板等微型仪器,还可以把容量瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。在微型化带来实验现象不明显时,可借助现代化辅助教学手段把实验结果放大。 (2)要努力改革实验方式,即要努力减少实验对玻璃仪器的依赖性。有些颜色变化明显的定性实验可放在点滴板中进行,如指示剂与酸或碱作用实验、Fe3+的显色实验等,有些定性实验可放在滤纸上完成,如电解饱和食盐水,检验醛基存在等。 (3)要设法删改有关实验,现行化学课本中有些实验仍有危险性,需要进行删改:考虑到硝基苯及苯的毒性,硝基苯、溴苯制备实验可以删去;考虑到NO、NO2、SO2的毒性,在NO与NO2制备、Cu与浓硫酸反应、C与浓硫酸和浓硝酸反应等实验中可以连接尾气装置;考虑到安全性,对H2和O2、Cl2与H2等的爆鸣实验可以进行改进。
预处理论文:后肢远程预处理对心交感神经损伤与心肌缺血再灌注的影响 【摘要】 目的:后肢远程缺血预处理对急性心肌缺血再灌注与心交感神经损伤影响的实验研究。方法:20只雄性新西兰大白兔随机被均分成两组:对照组及远程缺血预处理(ripc)组。两组均制作心肌缺血模型。ripc组在心肌缺血前行双后肢短暂缺血预处理2次(充气式压力止血带环扎双后肢?窝上1/3,压力26.6 kpa,每次10min,间隔10min),最后一次后肢缺血预处理后再灌注60min制作急性心肌缺血模型。其方法为:冠状动脉左前降支完全闭塞45min,于松开结扎圈再灌注2、4 h时,分别以131碘-间位碘代苄胍(131i-mibg)、99m锝-甲氧基异丁基异腈(99mtc-mibi)双核素作放射自显影,其后以美蓝、氯化四唑(ttc)作组织染色,分别确定心肌危险梗塞灶与实际梗塞灶。结果:再灌注4h后,预处理组危险梗塞灶与实际梗塞灶均小于对照组(p 0.01)。131i-mibg及99mtc-mibi自显影在同一区域摄取存在差异性,两组131i-mibg显影缺损面积(40.8±3.2)%,均显著比99mtc-mibi显影缺损及实际梗塞灶大(p 0.05)。结论:远程预处理能有效阻断心肌缺血再灌注对交感神经损伤的作用;利用交感神经显影剂mibg显影能客观监测心肌梗塞病变范围和程度,评价远程预处理的心肌保护效应。 【关键词】 缺血预处理,心肌;心肌再灌注损伤;交感神经系统;放射性核素显像 心肌梗塞后,血浆内儿茶酚胺瞬间升高,梗塞病灶与非梗塞区内去甲肾上腺素(ne)有不同程度耗竭,交感神经活性与分布发生变化,心交感神经元突触信号传导受阻,容易导致心律失常等并发症。近年来,有不少学者证实,肢体[1]、腹腔动脉[2]、肠[3]等器官的短暂缺血可以减轻随后发生的心肌缺血再灌注损伤,由此提出了“远程缺血预处理(remote ischemic preconditioning,ripc)”的概念,为缺血预处理临床应用带来了希望。本实验拟以活体兔为实验对象,经双下肢缺血预处理诱导缺血耐受,通过结扎冠状动脉左前降支,建立急性心肌梗塞动物模型,利用心肌灌注显影剂99m锝-甲氧基异丁基异腈(99mtc-mibi)及交感神经受体显影剂131碘-间位碘代苄胍(131i-mibg)进行双核素放射自显影,根据显影结果,结合美蓝、氯化四唑(ttc)染色,选择感兴趣区,通过软件分析,定量测定并比较131i-mibg与99mtc-mibi在同一部位摄取比率,探讨远程预处理对心肌缺血再灌注与交感神经损伤的保护作用,进一步明确该预处理方法的作用机制。 1 资料与方法 1.1 实验动物雄性新西兰大白兔20只,体重(3.5±0.4)kg,由本院临床医学实验研究所提供。 1.2 试剂 131i-mibg(特异活度2030.5mbq/mmol)购自北京401核能原子研究所,放化纯98%。99mtc-mibi(特异性活度33150.2 mbq / mmol),购自广东希埃核药学公司,放化纯99.1%。磷酸盐缓冲液(pbs 10g/l),ttc(2,3-triphenyl tetrazolium chloride,sigma公司)。 1.3 主要仪器storm860标准磷屏(分子动力公司,美国),奥林帕斯光学显微镜及数码相机(日本),leica-cm1900恒温冰冻切片机(leica,德国),jeol-jem-100sx透射电镜(jeol,日本),uthscsa imagetool(it)3.0面积分析软件及adobe photoshop 6.0公用软件。 1.4 建立预处理模型20只雄性新西兰大白兔,随机均分成对照组及远程缺血预处理(ripc)组(每组各10只)。两组在制作心肌缺血前90min经耳缘静脉给予戊巴比妥钠30mg/kg麻醉;远程缺血预处理组在静脉给予戊巴比妥钠麻醉后,行双后肢短暂缺血2次(充气式压力止血带环扎双后肢?窝上1/3,压力26.6kpa,每次10min,间隔10min)。实验中肛门留置温度计(509监护仪,american),使用恒温箱控制体温在36.5℃~37.5℃,以排除温度对实验结果的影响。 1.5 心肌缺血模型a、b两组均制作心肌缺血模型。b组最后一次预处理后60min,依据fukuchi k等方法[4]制作心肌缺血模型。心肌缺血模型制作方法:沿胸骨左侧第5肋间隙开胸(不破坏胸膜)靠近冠状动脉左前降支近端游离冠脉约1.0cm,5/0无创缝合线穿过动脉,套管法(图1)结扎45min,松开结扎圈2h,形成心肌缺血再灌注损伤模型。术中及时、合理追加麻醉药,确保手术顺利进行且不抑制呼吸。 1.6 双核素示踪药物给药方法心肌缺血再灌注2h,将活度为13.875mbq的131i-mibg,沿耳缘静脉注入,2h后再将活度为175mbq的99mtc-mibi注入同一静脉。15min后结扎动脉,将2.0ml美蓝,直视下注入左心室,3min后用过量100g/l氯化钾处死动物,迅速摘除心脏,以0℃ 10g/l pbs冲洗附着在心脏表面血迹,冰冻切片包埋剂(oct)包埋心脏,-80℃冰箱速冻备用。实验流程见图2。 1.7 病理检查沿心尖向基底部短轴连续切片,厚约5mm并观察切面颜色。随后放置在恒温37℃含10g/l ttc的10 g/l pbs(ph=7.4)中孵育20min,行ttc染色。组织染色后放入40g/l甲醛溶液中浸泡24h。注入美蓝后,阻塞部位因血运受阻导致美蓝染色缺损,定义为危险梗塞灶[5],经ttc染色而出现苍白区,定义为实际梗塞灶。利用图像分析仪image?tool(it)3.0,对两种染色差异性进行分析后转化为相应的数据(%)。对照组〖4〗心肌缺血 注:a,b,c,d各时间点分别注入131碘-间位碘代苄胍,99m锝-甲氧基异丁基异腈,美蓝,氯化钾。 1.8 心脏切片放射自显影操作及处理 取oct包埋冻存的心脏,恒温-20℃下,沿心尖向基底部连续切片,每切30次收集一次厚度为20μm的切片,作为自显影样本;或5μm切片作h-e染色,按i-gawa等[6]的方法,稍加修改进行双核素放射自显影。将20μm切片放在预冷清洁透明的胶片上并烘干,平铺在磷屏上,4℃曝光10h,磷屏扫描成像,根据显影结果,结合染色组织差异,选择感兴趣区,利用imagetool(it)3.0分析软件,定量测定显影相素间灰度差异值,定量分析显影区99mtc的分布。以清屏器处理磷屏并放置3d,待切片及残留在磷屏表面的99mtc完全衰变,再将同一显影切片放置在磷屏上曝光4d,按上述处理程序,获得131i-mibg自显影。由于99mtc半衰期为6.02h,而131i为8.04d,后者核素半衰期为前者数十倍,两者之间自显影图像影响不足1%,根据yoshioka等[7]系列实验可以忽略不计。 1.9 统计学处理用spss10.0统计软件对所得的数据进行分析,数据用均数±标准差(±s)表示,不同组别间采用完全随机配对性t检验或单因素方差分析,p 0.05为差异有显著性。 2 结 果 使用adobe photoshop6.0图片编辑器及image?tool(it)3.0软件,将131i-mibg、99mtc-mibi自显影与大体组织染色进行数据转化。结果见表1。 2.1 美蓝、ttc染色结果对照组经美蓝染色,其危险梗塞灶缺损比值为(36.4±2.2)%,高于预处理组(p 0.01),其比例约38%。同样,对照组经ttc染色,实际梗塞灶为(33.6±2.4)%,高于预处理组(p 0.01),其比例约45%。 2.2 体外131i-mibg与99mtc-mibi放射自显影量化分析结果 2.2.1 131i-mibg自显影结果:同预处理组比较,对照组mibg自显影缺损度远大于预处理组(p 0.01)。预处理组mibg缺损比率超过了美蓝缺损度,两者之间比率为(28.7±2.3)%∶(23.2±1.8)%(p 0.01)。 2.2.2 99mtc-mibi自显影结果:99mtc-mibi自显影缺损度,对照组缺损度较大,与预处理组比较具有显著性差异(p 0.01),与同组ttc染色总体差异性不显著(p 0.05)。 2.2.3 131i-mibg与99mtc-mibi显影结果对比:比较131i-mibg与99mtc-mibi显影相对应区域:mibg显影缺损度均大于mibi(p 0.01)。详见表1。 表1 两组急性心肌梗塞区量化结果(n=10, 2.3 131碘-间位碘代苄胍40.8±3.2 28.7±2.3 99m锝-甲氧基异丁基异腈34.3±2.7##18.6±2.2 ## 注:与对照组比较p 0.01;与131碘-间位碘代苄胍显影缺损度比较##p 0.01;与美蓝染色比较p 0.05,p 0.01。 3 讨 论 1986年,murry等[8]首先发现心肌反复短暂缺血可以限制随后较长时间心肌梗塞的范围,因此提出了心肌缺血预适应的概念,即心肌能从短暂的缺血中产生内源性保护作用,对随后较长时间缺血具有保护作用。随后的研究表明,缺血预处理是机体的一种内源性保护机制[9]。1993年,przyklenk[10]等首次报道在狗的心脏缺血模型中,当给予一个血管区域缺血预处理后,可使远离该区域的心脏组织产生缺血耐受,这一发现,促使研究者思考缺血预处理效应是否存在组织器官交叉保护现象这一问题?随后的研究结果支持了这一假设。gho等[11]证实肾脏缺血预处理可诱导心脏缺血耐受,oxman等[12]发现给与大鼠下肢10min的短暂缺血,可对随后的心肌缺血产生保护作用,人们称此现象为远程预处理(remote preconditioning,rpc):即给予远离缺血部位的组织或器官短暂缺血,可对缺血部位产生保护作用。诱导缺血耐受,为缺血预处理的操作性和临床应用提供了新的思路。 既往研究表明[13],心肌梗塞后,心交感神经兴奋性增强,早期能导致心律失常等多种并发症。由于去甲肾上腺素(ne)类似物间-碘苄胍(mibg),为假性神经递质,在心脏特异性传导体系中,被神经原摄取、储存、释放与ne基本一致,随心肌血运至交感神经末梢,与特异性转运蛋白结合,聚集在交感神经元节后神经节,而与磷苯二酚-0-甲基转移酶及单胺氧化酶受体配体结合传递信号,但不能进入细胞参与氧化代谢。利用mibg这一特性,经核素标记作为受体显影示踪剂。1988年minardo等[14]首先将mibg用于研究狗的心肌梗塞病动物模型,分别用药物损伤心交感神经或结扎冠状动脉左前降支,建立狗心肌梗塞模型,同时应用123i-mibg和201te进行显影对照,并用电生理学方法检测相应区域,发现梗塞部位交感神经损伤的分布与实际梗塞灶之间,具有显著不匹配性,123i-mibg显影缺损始终大于201te。同年,sisson等[15]用该模型,获得相似结果。就预处理而言,目前国内外文献尚未有以放射性核素显影研究远程预处理对心肌保护作用的报道,另外研究表明远程预处理的保护效应具有全身效应,其保护作用与神经、体液因素具有显著的关系[16],且需要相关的触发机制[17]。因此,本实验选择131i-mibg、99mtc-mibi双示踪自显影,研究远程预处理对心肌缺血再灌注损伤对交感神经损伤的影响,结果表明:在远程预处理组中,mibg缺损度明显比对照组缺损度小,且两组中mibg缺损度均大于mibi所显示的缺损度,表明急性心肌缺血再灌注损伤与交感神经损伤具有密切的关系,该预处理模式对心肌缺血再灌注时交感神经损伤具有保护作用。既往研究证实,缺血预处理在不同种属动物中能减少心肌梗塞面积75% 左右[18],另有研究表明心肌梗塞模型中,肢体缺血预处理诱导的保护效应可减少心肌梗塞的面积达50%左右[19],本研究结果与文献报道的结果基本一致,从核医学的角度进一步证明了远程预处理对心肌的保护作用,其保护作用与减轻交感神经的损伤具有密切关系。 研究显示,123i-mibg与99mtc-tetrofosmin双示踪spect显影,交感神经损伤主要表现在急性期,而远期显影规律性较差[20]。在狗心肌梗塞再灌注模型急性心肌梗塞时,交感神经损伤范围比实际梗塞灶早而且广泛,尤其在梗塞病变发生几小时内最明显[21]。由于缺血预处理具有早期效应和延迟效应两个时间窗[22],为便于研究和观察,本实验选择早期效应进行研究。实验观察到心肌梗塞早期,利用双核素示踪放射自显影,显示出心交感神经损伤度远超过实际梗塞灶。其机制可能为发生梗塞导致区域性供血障碍,引起神经突触前结构损害,反射性激活交感神经末梢,血管持续痉挛,交感神经进一步损伤,神经末梢内atp大量耗竭,由于神经末梢对atp的依赖性远超过心肌细胞对atp的依赖,利用mibg显影就出现区域性结构改变,从而使交感神经颗粒超微结构的损害程度明显比心肌细胞损害程度重。 上述实验结果表明远程预处理对缺血心肌的保护作用与抑制交感神经的损伤具有密切关系,其它保护机制可能与增强心肌细胞对缺血缺氧的耐受[23,24],促进缺血再灌注后心功能的恢复[25,26],抑制缺血再灌注心肌细胞的凋亡[27,28],减少缺血再灌注后心律失常的发生,以及降钙素基因相关肽的表达[29~31]等有密切关系。当然,其具体的作用机制以及各机制间共同的作用途径尚需进一步研究。 预处理论文:大鼠肝细胞低氧预处理后蛋白质分子的二维电泳实验研究 【摘要】 目的 利用二维电泳技术对大鼠肝细胞蛋白进行分离,以进一步探讨低氧预处理保护肝细胞的机制。方法 将原代培养的肝细胞分成对照组和低氧预处理组,用固相化ph梯度等电聚焦的二维聚丙烯酰胺凝胶电泳技术展示并比较两组细胞表达的所有蛋白质,银染法显示两组细胞差异表达的蛋白质分子。结果 两组肝细胞的蛋白质图谱分别可分辨出约260个蛋白点,绝大多数蛋白点在位置、大小和形状上几乎一致。对照组和预处理组间有11个明显差异的蛋白点,初步确定其等电点和分子量。其中5个蛋白质点仅在对照组中表达,而在预处理组中未出现;6个蛋白质点在预处理组中表达,而在对照组中未出现。结论 二维电泳可以对肝细胞蛋白进行较精确的分离;低氧预处理引起肝细胞蛋白质分子的改变,在预处理组中新增加的蛋白质分子可能与细胞耐受低氧有关。 【关键词】 肝细胞;低氧预处理;二维蛋白电泳;大鼠 低氧预处理能提高肝细胞对低氧的耐受性,减轻再灌氧损伤,然而,我们仍不清楚低氧预处理后肝细胞内各种细胞因子的变化[1]。我们利用基因芯片技术研究低氧预处理后肝细胞基因表达谱的变化,发现低氧预处理对肝细胞的保护作用可能通过多个途径来实现[2]。因此,我们运用蛋白组分析技术,以获得正常肝细胞和低氧预处理后肝细胞的蛋白电泳图谱,并加以分析,以发现与低氧预处理相关的蛋白质分子,为今后从蛋白质水平上进一步研究低氧预处理保护肝细胞的机制打下基础。 1 材料与方法 1.1 实验材料 粗制iv型胶原酶、碘代乙酰胺和temed(美国sigma公司);95%n2-5%co2混合气体和95%o2-5%co2混合气体(上海比欧西气体公司);尿素、甘氨酸和二硫苏糖醇(dtt)(美国biobasic公司);chaps、pharmalyte3-10、ipg 缓冲液,覆盖油和预制ipg胶条(ph 3~10,线性)(瑞典amersham pharmacia公司);tris、十二烷基磺酸钠(sds)和过硫酸铵(美国amresco公司);二维电泳蛋白标准品(美国bio-rad公司)。 queue2711三气培养箱(美国parkersburg公司);multiphor ii electrophoresis system(瑞典amersham pharmacia公司);proteantm ii垂直电泳槽和pdquesttm 2-d图像分析软件(美国bio-rad公司)。 雄性sprague-dawley大鼠10只,由中国科学院上海实验动物中心提供,质量为200~250 g,标准条件饲养。 2.1 实验方法 2.1.1 大鼠肝细胞的分离、纯化和培养 参照seglen[3]的方法,并略作改进,即大鼠肝脏活体原位灌注,消化成熟后切下并撕碎肝脏,肝组织悬液经100目钢网过滤,滤液50 g离心2 min,将沉淀混悬于50 ml pbs中,50 g离心2 min,弃上清,反复3次,最后将沉淀混悬于rpmi-1640培养基,调整细胞密度为5.0×105/ml,接种于75 cm2细胞培养瓶,每瓶15 ml,在queue三气培养箱内(95%o2-5%co2,37℃)培养24 h,使肝细胞达到稳定状态。 2.1.2 肝细胞分组和处理 rpmi-1640细胞培养液在三气培养箱内分别和95%n2-5%co2混合气体及95%o2-5%co2混合气体达到平衡,形成无氧培养液和富氧培养液。肝细胞培养24 h后,分成二组:①对照组(control group):更换富氧培养液,95%o2-5%co2三气培养箱内,37℃,孵育170 min;②预处理组(preconditioning group):更换无氧培养液,95%n2-5%co2混合气体迅速灌入培养瓶,使瓶内充满95%n2-5%co2混合气体,封住瓶口,37℃,孵育10 min后,更换富氧培养液,95%o2-5%co2混合气体灌入培养瓶,95%o2-5%co2三气培养箱内,37℃,孵育160 min。 2.1.3 样品的准备 用trizol试剂分别提取对照组和预处理组细胞的总蛋白(按说明书操作),1%sds溶解后,加入至少5倍体积的裂解液(8m尿素、4% chaps、2% pharmalyte3-10和1% dtt,去离子水配制),分装,-70℃冻存备用。用bradford法测定样品液中蛋白质的浓度。为了确定待测样品在二维电泳图谱中的等电点和分子量,便于定量分析,在样品中加入已知等电点和分子量的二维电泳标准蛋白作为内标,与样品作同步电泳测定蛋白等电点和分子量。标准蛋白的等电点和分子量详见说明书。 2.1.4 第一向等电聚焦(isoelectric focusing,ief) 将ipg胶条(ph 3~10,线性,13 cm)置于水化槽,取上述两种蛋白质样品各100 μg,分别加入水化液(8m尿素、2% chaps、1% dtt和0.002%溴酚兰,去离子水配制)至终体积达250 μl,混匀后加到槽内水化ipg胶条,并过夜。ipg胶条完全水化后,在如下条件中进行一维等电聚焦分离:第一步500 v,1 h;第二步3 500 v,7 h,总聚焦时间25 000 vh。 2.1.5 ipg胶条的平衡 等电聚焦结束后取出ipg胶条,放在平衡缓冲液i中(0.05m tris-hcl,ph8.8、6m尿素、30%甘油、2% sds和1% dtt,去离子水配制),平衡15 min,然后移入平衡缓冲液ii中(4%碘乙酰胺代替dtt,余同前),平衡15 min。 2.1.6 第二向sds电泳 用垂直板电泳槽,根据 说明书进行操作,配制12.5% sds-page分离胶 18 cm×16 cm×0.1 cm两块。平衡结束后,取出ipg胶条,放在分离胶的上缘,并用0.5%低熔点琼脂糖封盖以固定ipg胶条,电泳槽中加sds电泳缓冲液,15℃,恒流40 ma(20 ma/胶),电泳约5 h,指示剂抵达底边时终止电泳。 2.1.7 检测蛋白质点采用银染法 ①10%乙酸和40%甲醇混合溶液固定两次,每次15 min;②30%甲醇、0.2%硫代硫酸钠和6.8%乙酸钠混合溶液敏化30 min;③双蒸水漂洗3次;④0.25%硝酸银溶液染色20 min;⑤双蒸水漂洗2次;⑥2.5%碳酸钠和1∶2500甲醛混合溶液显色;⑦1.46% edta溶液终止。 每一块银染后的凝胶经透射式激光扫描仪(600 bpi分辨率)扫描后,所得图谱借助2-d图像分析软件pdquest7.0分析蛋白质二维电泳图谱,进行蛋白质斑点检测和配比,找出差异明显的蛋白点,并把这些差异表达的蛋白质分为2类:a类,预处理组肝细胞中表达而对照组中无表达;b类,对照组肝细胞中表达而预处理中无表达。根据标准蛋白质分子指示的位置及线性ph梯度,测出差异蛋白质的等电点和分子量。 3 结果 3.1 细胞分离和培养 肝细胞平均得率为(1.6±0.3)×108/肝,活力(93.63±2.7)%,纯度95%以上。 3.2 二维蛋白电泳的分辨率和重复性 每种样品的二维电泳重复4次,在预处理组和对照组中各选取4张蛋白图谱,应用pdquest软件进行图像分析,分别可分辨出约260个蛋白点,即可分辨出同样数量种类的蛋白质(见图1和图2)。图1a选取的是预处理组肝细胞蛋白的电泳扫描图,图1b为重复进行的电泳扫描图。结果表明,同种蛋白样品经重复进行的电泳扫描图谱蛋白斑点匹配率约为95%,绝大部分蛋白都能较好地重叠,重复性较好,分辨率较高。 3.3 对照组和预处理组肝细胞蛋白质的二维电泳图谱比较 图2和图3为本实验建立的具有代表性的对照组和预处理组肝细胞蛋白二维电泳图。图2为参考图谱,图3蛋白斑点与之比较,根据斑点的位置、大小、形状等参数,图像分析软件自动将不同图谱中的相同蛋白点匹配,不能匹配的差异点可自动标出。检测显示,两组肝细胞的蛋白质图谱中绝大多数蛋白点在位置、大小和形状上几乎一致。通过比较,我们发现了11个有明显差异的蛋白点(见表1)。 4 讨论 二维蛋白电泳技术是当前分离组织、细胞蛋白最有效的分离手段。蛋白质组研究的主要手段是二维蛋白电泳、计算机图像分析和蛋白质鉴定技术。二维电泳是前提,其分离效果直接影响图像分析和鉴定。在处理样品时应该尽量设法使样品中所有的蛋白溶解,为了获得高分辨率,还必需加入还原剂如dtt来还原所有的二硫键,或者加入尿素使蛋白质复合物完全变为多肽链[4]。本实验采用瑞典amersham pharmacia公司的multiphor ii电泳系统和ipg胶条进行等电聚焦,将样品直接加入水化溶液,一方面节省了水化溶液,提高样品溶解性;另一方面避免了样品杯的使用,从而避免在胶面某一点加样所致蛋白质沉淀产生,简化操作程序,提高样品量、分辨率和重复性,获得较好的图像效果。 在低氧预处理保护肝细胞或缺血预处理保护肝脏机制研究中,目前还主要停留在基因水平,在蛋白水平上少见。本实验中,我们采用ph 3~10宽ph范围二维电泳对大鼠肝细胞的全蛋白质进行等电聚焦,sds-page凝胶面积为130 mm(160 mm,厚度为1 mm,所分离的蛋白斑点为260个左右,通过对正常肝细胞和预处理后肝细胞的蛋白电泳图谱进行分析,找出有明显差异的蛋白质点。 低氧预处理或缺血预处理的保护机制十分复杂,可能和细胞内一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase,nos)水平提高,合成大量no有关[5-6];也可能和各种蛋白激酶(protein kinase,pk)激活有关,如蛋白激酶c(protein kinase c,pkc)、核转录因子кb(nuclear factor kappa b,nf-кb)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,mapk)等[7-9],这些因子都能提高组织器官抗损伤能力。从基因水平筛选抗损伤基因,是当今研究的一个重要方法,但由于蛋白质是细胞生命活动及其功能的主要执行者,不同的蛋白质分子承担着不同的功能,因此,直接从蛋白质水平比较和筛选与抗损伤相关的蛋白质分子具有更重要价值。 原代培养的肝细胞经低氧预处理后明显耐受长期低氧造成的损伤,表明细胞内的某些基因或蛋白表达升高或降低。我们发现的这11个差异蛋白点中,有6个蛋白点(3,4,5,6,7,10)在预处理组中表达,而对照组中未出现,提示这些蛋白质的表达可能与细胞耐受低氧有关。另外,与对照组相比,预处理组中有5个蛋白点(1,2,8,9,11)未出现,这些消失的蛋白质在损伤和抗损伤机制中究竟起什么作用,有待于进一步研究。 通过二维蛋白电泳技术,我们获得多个较纯的蛋白点,随后可以利用蛋白质鉴定技术,比如质谱技术或定量差异分析技术来获得每个蛋白或多肽的分子量或序列,然后在数据库中进行搜索[10-11],推断出是何种蛋白和肽或未知蛋白和肽。 当然,我们应用此方法并未展示出肝细胞全部蛋白质,虽然银染方法非常灵敏,但其灵敏度也有一定限度,因而还有许多蛋白质未检测出。另外,我们使用了ph 3~10的ipg胶条,而ph 3、ph 10的蛋白质未包括在内。第二向sds-page仅展示出分子量在14 000~100 000范围内的蛋白质,而 14 000, 100 000的蛋白质分子未包括在内,且在此研究的图谱中有一些蛋白质点重叠在一起无法分辨,尤其在高分子量区。如果充分显现出肝细胞的蛋白质,可能会发现更多有价值的蛋白质分子。 图1显示了预处理组肝细胞蛋白的2张电泳图谱,说明主要的高丰度蛋白斑点的重复性尚可,而其他的低丰度蛋白的重复性尚待提高,其可能的原因如下:①所选样品的初始状态,样品处理的重复性,试剂的批号和灌胶均匀与否,直接影响斑点位置的重复性。②染色过程中凝胶染色时间的长短和终止时间长短影响蛋白的定量和凝胶中斑点的大小,对位置变异也有影响。③在图像扫描中,所选取的凝胶的像素影响位置变异。因此迫切需要自动二维电泳仪的出现。 本实验建立二维电泳分离肝细胞蛋白质的方法,比较对照组和预处理组肝细胞蛋白质在二维电泳图谱中的差异,为研究这些分子在低氧预处理预防低氧再灌氧损伤机制中的地位和作用以及它们的结构和功能提供了实验基础。 预处理论文:二氮嗪恢复缺血预处理对老年大鼠心肌的保护作用 二氮嗪恢复缺血预处理对老年大鼠心肌的保护作用 【关键词】 老年;缺血预适应;一氧化氮;二氮嗪 【摘要】 目的 探讨二氮嗪(dz)对经缺血预适应(ipc)后的老年大鼠缺血再灌注(i/r)心肌的影响及可能机制。方法 取老年和青年wistar大鼠,建立离体心脏langendorff灌注模型,分7组(每组8只):青年对照组、青年i/r组、青年ipc组、老年对照组、老年i/r组、老年ipc组、老年dz组。对照组全心灌流90 min。i/r组心脏灌流30 min后,缺血30 min,再复灌30 min。ipc组灌流10 min,经2次缺血5 min再灌注5 min后,缺血30 min,再复灌30 min。dz组灌流10 min,给予含dz(100 μmol/l)的k?h液灌注20 min,余同ipc组。比较各组复灌30 min后心排血量(co)、左室发展压 (lvdp)、左室内压最大上升和下降速率 (±dp/dtmax) 的恢复率;检测缺血前及复灌30min后冠脉流出液中肌酸激酶 (ck) 活性及一氧化氮(no)含量和心肌中丙二醛 (mda)、超氧化物歧化酶 (sod) 的含量。结果 青年大鼠中,ipc组与i/r组比较,ck生成明显减少,no含量明显增加,mda含量明显降低,sod含量明显增加,co、lvdp、+dp/dtmax、?dp/dtmax恢复率明显增加(p 0.01)。而在老年大鼠中,ipc组与i/r组比较上述指标无明显统计学差异(p 0.05),dz组与i/r组比较有明显统计学差异 (p 0.05或p 0.01)。结论 ipc对老年大鼠i/r心肌保护作用减弱,其机制可能与no信号通路表达受抑制有关,dz可恢复ipc对老年大鼠i/r心肌保护作用。 【关键词】 老年;缺血预适应;一氧化氮;二氮嗪 murry等〔1〕首次提出心肌缺血预适应(ipc)的观点,其对心肌的保护作用是迄今为止最强的机体内源性保护机制。但目前ipc对于老年大鼠心肌的作用如何观点不一致〔2〕,临床上也缺乏合理、有效的保护,所以该领域的研究具有十分重要的理论和临床意义。本文前期研究〔3〕表明,二氮嗪(dz)预处理可以产生与ipc近似的心肌保护作用;ipc对老年大鼠心肌保护作用减弱〔4〕。而dz对老年大鼠心肌的影响尚不清楚。本研究通过离体大鼠心脏灌注模型,给予dz干预措施,探讨dz干预对老年大鼠经ipc后心肌的影响,以探讨老年大鼠ipc作用减弱的机制。 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 药品与试剂 dz(军事医学科学院北京赛德维康医药研究院惠赠)。肌酸激酶 (ck)试剂盒 (beckman),一氧化氮(no)试剂盒、丙二醛(mda)和超氧化物歧化酶(sod)测定试剂盒 (南京建成生物工程研究所)。其余试剂均为国产分析纯。心功能检测采用biopac 16导生理记录仪(cbi?8000,usa)。全自动生化分析仪 (beckman)。 1.1.2 建立离体心脏langendorff灌注模型 麻醉采用腹腔内注射戊巴比妥 (5 mg/kg),开胸前5min腹腔注射肝素500 u/kg,开胸后迅速取出心脏,置于4℃改良krebs?henseleit (k?h) 液中洗净血液,迅速转移、固定于langendorff灌流装置。结扎双侧肺静脉,以改良k?h液行常规恒压 (80 mmhg) 灌流。改良k?h 液成分 (mmol/l ):氯化钠118.0、氯化钾14.7、磷酸钾1.2、硫酸镁1.2、碳酸氢钠25.0、氯化钙1.25、葡萄糖10.0,ph 7.3~7.4,以95% o2~5% co2饱和,维持灌流液温度37℃。缺血再灌注(i/r)组心脏平衡灌流30 min后,缺血30 min,再复灌30 min。ipc组心脏平衡灌流10 min,经2次缺血5 min再灌注5 min后,缺血30 min,再复灌30 min。dz组心脏平衡灌流10 min,给予含dz(100 μmol/l)的k?h液灌注20 min,余同ipc组。对照组全心灌流90 min,不做任何处理。 1.2 方法 1.2.1 实验动物及分组 wistar大鼠56只(购自中国医科大学实验动物中心),其中21~23月龄(老年鼠)24只和4~5月龄(青年鼠)32只。分为7组(每组8只):青年对照组、青年i/r组、青年ipc组、老年对照组、老年i/r组、老年ipc组、老年dz组。 1.2.2 左心功能恢复率 切开左心耳,将充水乳胶囊由此插入至左心室,囊内压力经特氟纶管传递至压力传感器,通过压力换能器输入biopac 16导生理记录仪。记录缺血前的左室发展压 (lvdp)、左室内压最大上升和下降速率(±dp/dtmax),主动脉流量 (af) 和冠脉流量 (cf) 分别通过收集主动脉和冠脉流出液来获得,并计算心排血量 (co=af+cf) 作为正常对照,复灌30min后再次记录以上指标,并与心脏缺血前值进行比较。心功能恢复率以复灌后相对应缺血前对照值的百分率表示,即变化的百分率(%) = 复灌后值/缺血前值×100%。 1.2.3 冠脉流出液ck活性 取缺氧前和复灌30 min后的冠脉流出液,12 h内用全自动生化分析仪测定ck的活性,按使用说明书操作。 1.2.4 冠脉流出液no含量 采用硝酸还原酶法。应用721型分光光度计于波长530 nm处测量上清吸光度,据吸光度大小计算no含量,结果用每克匀浆蛋白中μmol数(μmol/gprot)表示。 1.2.5 心肌组织中mda、sod含量 取0.5 g心室肌制成10%组织匀浆,mda采用硫代巴比妥酸比色法,sod采用黄嘌呤氧化酶法,具体操作步骤按mda 和sod 测试盒说明书进行。 1.3 统计学分析 应用spss13.0统计软件,计数资料用率表示;计量资料数据以x±s表示,组间比较用方差分析。 2 结 果 2.1 左心功能恢复率 各组缺血前基础值经方差分析无显著性差异(p 0.05)。在青年大鼠中,ipc组的co、lvdp、+dp/dtmax、?dp/dtmax恢复率均优于i/r组,两组比较有显著性差异(p 0.01)。在老年大鼠中,ipc组与i/r组比较,左心功能恢复率无显著性差异(p 0.05),而dz组与i/r组比较有显著性差异(p 0.01)。见表1。 2.2 冠脉流出液ck活性的变化 各组缺血前基础值经方差分析无统计学差异(p 0.05)。青年大鼠中,ipc组ck活性与i/r组比较明显降低(p 0.01)。在老年大鼠中,ipc组与i/r组ck活性比较无明显降低(p 0.05),而dz组与i/r组比较有显著性差异(p 0.01)。见表2。 2.3 冠脉流出液no含量变化 青年大鼠中,ipc组与i/r组比较,no含量明显增加(p 0.01)。在老年大鼠中,ipc组与i/r组比较no含量无明显增加(p 0.05),而dz组与i/r组比较,no含量明显增加(p 0.01)。见表2。 2.4 心肌组织中mda、sod含量的变化 青年大鼠中,ipc组与i/r组比较,mda活性明显降低、sod含量明显增加(p 0.01)。在老年大鼠中,ipc组与i/r组比较无明显变化(p 0.05),而dz组与i/r组比较,mda活性明显降低(p 0.05)、sod含量明显增加(p 0.01)。见表2。表1 左心功能恢复率表2 冠脉流出液中ck活性和心肌组织中mda、sod含量 3 讨 论 心肌i/r的重要机制是氧自由基损伤和钙超载学说,i/r发生后,氧自由基的产生与抗氧化系统失去动态平衡,氧自由基清除系统受到损伤,sod等活性下降,细胞内钙超负荷以致细胞膜受损,氧自由基生成增多,而氧自由基具有很强的氧化能力,可使膜脂质过氧化产物mda产生增加,加重细胞损伤、心肌细胞肿胀、线粒体产能障碍〔5〕。心肌组织中mda升高,sod活性下降常用来衡量细胞损伤的程度。本研究结果显示:ipc使青年大鼠经i/r后的心肌损伤明显减轻,表现为冠脉流出液ck生成明显减少,心肌组织mda含量明显降低,sod含量明显增加,左心功能恢复率明显增加。而在老年大鼠中,ipc未使i/r后的心肌损伤减轻,而dz干预使i/r后的老年大鼠心肌损伤减轻。提示ipc对青年大鼠有抗再灌注损伤作用,可以降低心肌酶活性,改善再灌注期间的心功能,促进心功能的恢复,还能提高清除氧自由基的能力,减少脂质过氧化物的形成,从而抑制氧自由基介导的心肌细胞损害减轻缺血再灌注损伤;而同等条件的ipc对老年大鼠i/r心肌无明显的保护作用,dz可以恢复ipc对老年大鼠i/r心肌的保护作用。 本研究还观察到青年大鼠中,ipc组与i/r组比较,no含量明显增加。在老年大鼠中,ipc组与i/r组比较no含量无明显增加,而dz组与i/r组比较,no含量明显增加。no作为重要的信号分子,参与了心肌肥大、心肌细胞凋亡、i/r以及ipc等过程,在调节心脏功能中起重要作用〔6〕。因此推测ipc对老年大鼠i/r心肌保护作用减弱,其机制可能与no信号通路表达受抑制有关,缺血前给予dz干预可能激活no信号通路,继而恢复ipc对老年大鼠i/r心肌的保护作用。 预处理论文:七氟醚预处理与后处理对大鼠肾下腹主动脉缺血 【摘要】 目的 本次试验目的旨在在sd大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注模型上,研究七氟醚预处理与后处理对肾下腹主动脉缺血再灌注致心肌损伤的保护作用。方法 健康sd大鼠40只,随机分为四组,每组10只。第一组为空白组(sham),第二组为缺血再灌注组(i/r),阻断肾下腹主动脉2h,再灌注3h,第三组为七氟醚预处理组(i/r+pre),阻断肾下腹主动脉之前吸入2%的七氟醚30min,第四组为七氟醚后处理组(i/r+post),再灌注期间吸入2%的七氟醚。所有试验sd大鼠均用2%戊巴比妥钠麻醉,固定在加热毯上以保持体温恒定。实验结束后分别测定心腔内血清ldh的含量;心脏组织中sod的活性、mda的含量;光镜下观察各组病理形态学变化。结果 sod活性:i/r+pre组和i/r+post组与sham组或i/r组相比明显升高,i/r+post组与i/r+pre组相比明显升高;mda含量:i/r+pre组和i/r+post组与i/r组相比明显降低,i/r+post组与i/r+pre组相比明显降低,i/r组与sham组相比明显升高;ldh含量:i/r组、i/r+pre组、i/r+post组与sham组相比明显升高,但i/r+pre组、i/r+post组与i/r组相比明显降低;i/r+post组与i/r+pre组相比明显降低。光镜下观察,sham组形态基本正常,i/r组损伤最重,i/r+post组较i/r+pre组减轻。结论 大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注可导致心肌细胞损伤;七氟醚预处理和后处理对大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注致心肌细胞损伤具有保护作用,后处理比预处理保护效应相对来说更好。可能涉及的机制:抑制脂质过氧反应及增强机体抗氧化能力,维持心肌细胞超微结构的相对稳定性。 【关键词】 七氟醚 预处理 后处理 缺血再灌注 心肌损伤 严重创伤、感染、休克以及重大手术等可引起心、脑、肺等重要组织器官的缺血损伤,尽早恢复血供是减轻缺血组织损伤最根本的措施,但随着缺血组织器官的血流再灌注反而加重其功能代谢及组织结构的损伤,即缺血再灌注损伤。同时也发现非心脏组织器官缺血后恢复灌注时可引起心肌形态和功能的损伤。研究表明,利用药物(包括吸入麻醉药)可产生对心肌缺血再灌注损伤的保护作用[1]。研究也表明七氟醚对心肌、脑、肾脏等重要器官的缺血再灌注损伤具有明显的保护作用。但是,七氟醚对非心脏组织器官缺血再灌注导致的心肌损伤的保护作用的研究尚未报道,于是设计本次实验,通过大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注模型,观察七氟醚对远隔部位缺血再灌注引起的心肌损伤是否具有保护作用及可能机制,预处理与后处理的效果是否有差别,现报告如下。 1 资料与方法 1.1试验动物的选择 健康的sd大鼠40只,体重300~350克,由湖南省长沙市开福区东创实验动物科技服务部提供。置于相对清洁、恒温环境中,于标准饲料喂养,自由饮水。 1.2肾下腹主动脉缺血再灌注模型的建立 所有的动物腹腔注射2%的戊巴比妥钠50mg/kg麻醉,起效后迅速固定并放置加热毯维持正常体温。常规备皮、消毒铺单,颈部正中切口气管切开,选择合适口径气管导管给予插管。动物呼吸机控制呼吸,潮气量10ml/kg,吸/呼比值1∶1,呼气末正压5cmh2o,fio2=1.0,呼吸频率40~60次/分,并根据气体分析仪结果维持paco2在35~45mmhg之间。右侧颈总动脉穿刺置管连接压力传感器维持血流动力学平稳。尾静脉开放静脉输液通路,以0.9%的nacl(6ml/kg/h)补偿由于手术或其他原因蒸发或者丢失的液体。维库溴铵0.6mg/kg/h经微量注射泵持续输注维持麻醉。上述操作成功以后,用盐水纱布覆盖颈部切口,开腹,暴露肾下腹主动脉,用玻璃分针分离肾下腹主动脉,分离成功后用无创动脉血管夹阻断肾下腹主动脉,阻断部位以下动脉搏动消失表示阻断成功,2小时后开放,再灌注3小时,实验结束时从心腔抽血4-5ml,3000r/min离心15分钟,取血清液分装于-70摄氏度冷冻保存待测;然后从颈总动脉放血处死大鼠,立即打开胸腔留取心脏组织标本(每只大鼠的心尖部位)。光镜标本取材后立即放入10%福尔马林溶液中固定送检,部分存于冷冻管-70摄氏度冷冻保存待测。所有标本的取材均取自不同大鼠的相同部位以便结果更具有可比性。 1.3实验动物分组 健康sd大鼠40只,随机分为四组,每组10只,所有实验动物前期操作相同。分组如下: 空白组(sham):不经过任何处理,2h后关腹,观察3h处死; 缺血再灌注组(i/r):阻断肾下腹主动脉2h,再灌注3h后处死; 七氟醚预处理组(i/r+pre):预先吸入2%的七氟醚30min,洗脱5min,然后阻断肾下腹主动脉2h,再灌注3h后处死; 七氟醚后处理组(i/r+post):阻断肾下腹主动脉2h,开放的同时吸入2%的七氟醚3h。 1.4检测指标 乳酸脱氢酶(ldh)的含量、心脏组织超氧化物歧化酶(sod)的活性、丙二醛(mda)的含量、组织病理形态学。 1.5统计学处理 所获实验数据用均数±标准差(x-±s)表示,应用spss13.0统计软件处理,采用anova及snk-q检验。p 0.05时有统计学意义。 2 结果 2.1四组健康的sd大鼠性别、年龄、体重的差异无统计学意义。 2.2各组sod活性、mda含量、ldh含量 sod活性:i/r+pre组、i/r+post组与sham组或i/r组相比,p 0.01;i/r+post组与i/r+pre组相比,p 0.05。 mda含量:i/r+pre组、i/r+post组与i/r组相比,p 0.05;i/r+post组与i/r+pre组相比,p 0.01;i/r组与sham组相比,p 0.01。 ldh含量:i/r组、i/r+pre组、i/r+post组与sham组相比,p 0.01;i/r+pre组、i/r+post组与i/r组相比,p 0.01;i/r+post组与i/r+pre组相比,p 0.01。 2.3组织病理形态学观察 光镜观察下i/r组、i/r+pre组、i/r+post组的心肌细胞均有不同程度的肿胀,排列紊乱,但i/r+pre组、i/r+post组的光镜观察结果比i/r组的心肌细胞肿胀明显减轻,尤以第i/r+post组为好。 3 讨论 近几年提出的一种抗心肌缺血再灌注损伤的新方法,即在非心脏组织器官缺血后全面恢复灌注前短暂多次预再灌、停灌处理,可以起到保护心肌细胞的作用,张文忠等认为肾脏缺血后处理能减少心肌酶的释放[2],其具有可预知性和可控制性的特点,且操作简单方便,临床可用于可能产生再灌注损伤疾病的治疗和心脏外科手术等,故其具有更直接的临床应用价值。 研究表明吸入麻醉药具有药物预适应效应,七氟醚对心肌保护作用的预处理和后处理有相关研究。七氟醚是一种新型吸入麻醉气体,其具有血气分配系数小,麻醉诱导迅速,苏醒较快,对循环、呼吸、肝肾功能影响小的特点,七氟醚能降低心肌耗氧量而不减少心肌血流,同时还有扩张冠状动脉的作用。 非心脏组织器官的缺血再灌注可引起其他重要器官的损伤是麻醉领域中一个非常常见的现象。其中心脏作为全身重要的器官受到广泛的关注。其可能引起心肌损伤的主要机制有:①过度的炎症反应和微血管损伤。②氧自由基的大量产生。③钙超载。 七氟醚对非心脏组织器官缺血再灌注引起心肌细胞损伤是否具有保护作用研究尚未报道。本研究是通过肾下腹主动脉缺血再灌注模型,模型来源于r.kalb等研究,经再灌注前及再灌注后吸入七氟醚来观察心肌的损伤作用,从而研究远隔组织器官缺血预处理和后处理的心肌保护作用及可能机制。 超氧化物岐化酶(sod)对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用,此酶能清除超氧阴离子自由基(o-2),保护细胞免受损伤,sod活性的高低间接反映了机体清除氧自由基的能力,活性越高清除能力越强;丙二醛(mda)是由氧自由基攻击细胞膜引起脂质过氧化而形成的脂质过氧化物,其含量常反映机体内脂质过氧化的程度,间接地反映出细胞损伤的程度,含量越高细胞损伤越严重。研究sod活性结果提示七氟醚对肾下腹主动脉缺血再灌注致心肌损伤具有保护作用,且后处理的保护作用更强。 心肌细胞受损时,引起心肌组织酶(如乳酸脱氢酶ldh)的释放,反映心肌细胞超微结构完整性的破坏,研究ldh含量结果说明肾下腹主动脉缺血再灌注时,心肌组织受损,但经过七氟醚预处理和后处理后,心肌细胞超微结构完整性的破坏减轻,进一步提示七氟醚对肾下腹主动脉缺血再灌注致心肌损伤具有保护作用,且后处理的保护作用更强。 心肌组织结构的改变是反映心肌细胞损伤最直接的指标,心肌缺血30~40min后心肌细胞可发生缺血性损害。光镜下观察可见正常心肌细胞严重肿胀,界限不清,排列紊乱,并见中性粒细胞及红细胞浸润等损伤现象。本研究提示了经七氟醚预处理和后处理后,对于由肾下腹主动脉缺血再灌注所致的心肌组织结构的破坏得到改善好转,心肌细胞损伤减轻。 综上所述发现,大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注可导致心肌细胞损伤,且七氟醚预处理和后处理均对大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注致心肌细胞损伤具有保护作用,后处理比预处理保护效应相对来说更好,可能机制是通过抑制脂质过氧反应及增强机体抗氧化能力,维持心肌细胞超微结构的相对稳定性而实现的。这对临床实际工作具有重要意义,在严重创伤、感染、休克、重大手术等引起循环容量严重减少的情况下,心肌损伤是可预见的,主动应用具有药物性保护效应的药物(如七氟醚),可有效地对抗非心脏组织器官缺血再灌注导致的心肌细胞损伤,为临床实践提供一种理论依据。 预处理论文:激活K阿片受体与远程预处理诱导心肌缺血耐受的作用 【摘要】 目的:比较k阿片受体激动剂u50488h预处理与远程预处理诱导心肌缺血耐受对心肌梗塞(mi)范围与心肌酶的影响。方法:32只雄性新西兰大白兔随机分成四组(各组8例):对照组、u50488h组、远程缺血预处理(rpc)组和选择性k阿片受体阻断剂(nor-bni)+u50488h组。对照组心肌缺血前1.5h静脉给予戊巴比妥钠30mg/kg;rpc组在心肌缺血前1.5h静脉给予戊巴比妥钠30mg/kg麻醉动物后,行双后肢短暂缺血预处理2次(充气式压力止血带环扎双后肢?窝上1/3,压力26.6kpa,每次10min,间隔10min);u50488h组在心肌缺血前105min静脉注射u50488h1.5mg/kg,余同rpc组;nor-bni+u50488h组在预处理前15min给予nor-bni 2mg/kg,余同u50488h组。各组最后制作急性心肌缺血模型:冠状动脉左前降支完全闭塞45min,松开结扎圈再灌注2h。依据美蓝、ttc组织染色,观察各实验组mi质量比、肌钙蛋白t、心肌酶的变化。结果:u50488h可模拟rpc对心肌的保护作用,较对照组明显减少心肌缺血-再灌注损伤所致的mi[(0.15±0.11)g∶(0.29±0.11)g],肌钙蛋白t[冠脉阻闭45 min(3.86±1.19)ng/ml∶(9.16±2.82)ng/ml],心肌酶的含量,p均 0.01。该作用可被选择性k阿片受体阻断剂nor-bni所阻断。结论:rpc诱导心肌缺血耐受与k阿片受体激活具有密切关系,激活k阿片受体是rpc诱导心肌缺血耐受的机制之一。 【关键词】 缺血预处理;心肌缺血;肌钙蛋白t 缺血心肌再灌注时,由于氧自由基生成增加、酸中毒以及钙超载等因素,均可导致心肌缺血再灌注损伤。心肌缺血预处理则可产生心脏保护作用,但其不可操作性使不能被外科医师接受。远程预处理克服了心肌缺血预处理的不可操作性,为临床应用带来了希望,但其作用机制尚不完全清楚。目前已证实,心脏可自分泌或旁分泌内源性阿片肽,并通过作用于心肌上的阿片受体来调节心脏功能,在抗心肌缺血-再灌注损伤过程中发挥着十分重要的作用[1]。与心脏功能密切相关的阿片受体中k阿片受体占据着主导地位,在心肌缺血-再灌注损伤过程中发挥着直接或间接的保护作用,该作用与k受体激活后产生的负性肌力、负性频率、负性变传导以及激活后明显的扩血管作用有关[2],我们推测k阿片受体激活极有可能是远程预处理诱导心肌缺血耐受的机制之一。因此,本实验拟以活体兔为实验对象,经双下肢缺血预处理诱导缺血耐受,通过结扎冠状动脉左前降支,建立急性心肌梗塞(ami)模型,利用k阿片受体激动剂u50488h对其进行研究,通过观察心肌缺血-再灌注损伤时对兔mi范围和血浆肌酸磷酸激酶(ck)、乳酸脱氢酶(ldh)和肌钙蛋白t(ctnt)的影响,探讨其对心肌保护的相关机制。 1 资料与方法 1.1 分组及预处理模型 雄性新西兰大白兔32只,体重(2.5±0.4)kg,分为4组,每组8只:①对照组心肌缺血前90min经耳缘静脉给予戊巴比妥钠30 mg/kg-1;②缺血预处理组在心肌缺血前90min经耳缘静脉给予戊巴比妥钠30mg/kg,麻醉后行双后肢短暂缺血2次(充气式压力止血带环扎双后肢?窝上1/3,压力26.6kpa,每次10min,间隔10min);③u50488h组,在心肌缺血前105min静脉给予u50488h 1.5mg/kg,余同对照组;④nor-bni+u50488h组,在预处理前15min给予选择性k阿片受体阻断剂nor-bni(2mg/kg),余同u50488h组。实验中肛门留置温度计(509监护仪,美国),使用恒温箱控制体温在36.5~37.5℃,以排除温度对实验结果的影响。 1.2 心肌缺血模型 最后一次预处理后60min,依据fukuchi k等方法[3]制作心肌缺血模型:沿胸骨左侧第5肋间隙开胸(不破坏胸膜)靠近冠状动脉左前降支近端游离约1.0cm,5/0无创缝合线穿过动脉,套管法(图1,实验流程见图2)结扎45min,松开结扎圈2h,形成心肌缺血再灌注损伤模型。以左室前臂发绀及心电图st段抬高为模型成功标准。术中适时、按需追加麻醉药,常规吸氧,确保手术顺利进行且不抑制呼吸。 1.3 心肌肌钙蛋白t 分别于预处理前、冠脉阻闭前、冠脉阻闭后45min、缺血再灌注后1h、2h分别采集血液2.5 ml,以等量胶体溶液或3倍晶体液静脉注射,维持血流动力学稳定。所采集血液肝素抗凝,以4000r/min离心5min,取血清装入ependaf小管,低温保存,采用酶免疫测定化学发光法((elecsys 2010;roche, basel, switzerland)测定ctnt,可探测浓度为0.01ng/ml,大于0.1ng/ml表示有明显的心肌损伤。 1.4 心肌酶检测 分别于预处理前、冠脉阻闭前、冠脉阻闭后45min、缺血再灌注后1h、2h分别采集血液,静置后离心,分离血清进行检测。检测ck用速率法,ldh用免疫抑制法。 试剂为长征豪迈公司产品,在日立7150全自动系列生化分析仪上检测。所有操作均严格按照产品说明书进行。 1.5 心肌梗塞(mi)范围检测 心肌缺血再灌注2h后,戊巴比妥钠30mg/kg麻醉下,将2.0ml美蓝,直视下注入左心室,3min后用过量100g/l氯化钾处死动物,迅速摘除心脏,以0℃ 10g/l磷酸盐缓冲液(pbs)冲洗附着在心脏表面血迹,冰冻切片包埋(oct)液包埋心脏,-80℃冰箱速冻备用。沿心尖向基底部短轴连续切片,厚约5mm并观察切面颜色,随后放置在恒温37℃含10g/l氯化四唑(ttc)的10g/l pbs(ph=7.4)中孵育20min,行ttc染色,观察mi的范围。其中未发生心肌缺血的部分被美蓝染色,呈现蓝色;发生缺血但是未mi的区域被ttc染色,呈现红色;而mi的心肌部分不能被ttc染色,呈现出苍白色。在显微镜下,用刀片将实验动物左心室心肌各区分开,电子天平称重,计算左心室、缺血区质量,mi区与全心重量比以及mi区与心肌缺血区的重量比。 1.6 统计学方法 采用spss10.0统计软件包分析数据。计量资料以均数±标准差(±s)表示,组间均数比较采用方差分析,两组间比较采用最小显著差值法(lsd)检验。p 0.05为差异有显著性。 2 结 果 2.1 心肌肌钙蛋白t的变化 实验组和对照组术前肌钙蛋白t(ctnt)含量均少于0.20ng/ml,rpc、u50488h预处理组在冠脉阻闭后45min的ctnt(3.66±1.09)ng/ml,(3.86±1.19)ng/ml,显著低对于对照组(9.16±2.82)ng/ml(p 0.01),该趋势持续至本实验末期。各时间点两组比较亦具有明显的差异。对照组与u50488h组比较无显著差异。见表1。 表1 各实验组不同时间点肌钙蛋白t(ctnt)的变化 (略) 注: nor-bni:选择性k阿片受体阻断剂。与对照组比较p 0.01。下表同。 2.2 心肌梗塞范围的变化 取下心脏,剔除血管和脂肪等非心肌组织,生理盐水冲洗,洗净心腔积血,吸去水分,测量全心质量、心室质量。计算mi区心肌湿重占心室及全心湿质量的百分比。结果表明在给予心肌缺血45min,再灌注2h后,对照组出现明显的心肌缺血以及mi现象,而u50488h组与rpc组mi范围明显缩小(p 0.01);但nor-bni+u50488h组与对照组比较无显著性差异(p 0.05),见表2。表2 各组心梗塞(mi)百分比相关数据 (略)注:nor-bni+u50488h组与对照组比较无显著差异。 2.3 对ck和ldh水平的影响 rpc预处理组与u50488h组在冠脉阻闭后45min血浆ck和ldh 的含量远低于对照组水平(p 0.05),nor-bni+u50488h组和对照组血浆中ck和ldh的 含量比较无显著差异(p 0.05),见表3。表3 各实验组不同时间点心肌酶的变化(略)注:与对照组比较p 0.05。 3 讨 论 本研究表明k阿片受体激动剂u50488h能模拟rpc诱导的心肌保护效应,且其保护效应可被k阿片受体抑制剂nor-bni阻断,通过观察mi质量大小、心肌酶以及ctnt等指标差异的变化,表明激活k阿片受体是rpc诱导心肌缺血耐受的机制之一。 1986年,murry等[4]首先发现心肌反复短暂缺血可限制随后较长时间mi的范围,并能减缓atp衰竭的速率。缺血预处理(ischemic preconditioning,ipc)对心脏的保护作用可分为一个经典的,持续30min到2h急性期和急性期过后12~24h重新出现的延迟期,这一期有可能持续长达12h,因此提出了心肌缺血预适应的概念,即心肌能从短暂的缺血中产生内源性保护作用,对随后较长时间缺血具有保护作用。随后的研究表明,ipc是机体的一种内源性保护机制[5],具有器官普遍性。1993年,przyklenk[6]等首次报道在狗的心脏缺血模型中,当给予一个血管区域缺血预处理后,可使远离该区域的心脏组织产生缺血耐受,这一发现,促使研究者思考ipc效应是否存在组织器官交叉保护现象?随后的研究结果支持这一假设。gho等[7]证实肾脏缺血预处理可诱导心脏缺血耐受,oxman等[8]发现给与大鼠下肢10min的短暂缺血,可对随后的心肌缺血产生保护作用,人们称此现象为远程预处理(remote preconditioning, rpc):即给予远离缺血部位的组织或器官短暂缺血,可对缺血部位产生保护作用,诱导缺血耐受,为ipc的不可操作性和临床应用提供了新的思路。 我们立足于本实验结果,并结合既往的研究,对rpc和u50488h组在预处理效应中的作用和相互关系分析如下:既往我们利用双核素示踪放射自显影,显示出心交感神经损伤度远超过实际梗死灶。其机制可能为发生梗死导致区域性供血障碍,引起神经突触前结构损害,反射性激活交感神经末梢,血管持续痉挛,交感神经进一步损伤,神经末梢内atp大量耗竭。由于神经末梢对atp的依赖性远超过心肌细胞对atp的依赖,利用间位碘代苄胍(mibg)显影就出现区域性结构改变,从而使交感神经颗粒超微结构的损害程度明显比心肌细胞损害程度重,表明rpc对缺血心肌的保护作用与抑制交感神经的损伤具有密切关系[9]。另外,我们通过手术研究发现,rpc介导的下肢缺血再灌注损伤所诱导的缺血耐受,对缺血心肌具有保护作用[10],这是通过减少心肌肌钙蛋白和心肌酶系的释放而体现。由于激活k阿片受体可产生明显的负性肌力、负性频率和负性传导作用,并且具有明确的扩血管作用,我们推测这与抑制交感神经的损伤具有密切的关系。本研究结果表明,心肌缺血同时给予k阿片受体选择性激动剂u50488h可通过激活k阿片受体产生缺血-再灌注损伤保护作用,这种保护作用与rpc产生的保护作用相似,而在预处理前给予给予k阿片受体特异性阻断剂nor-bni后,其对缺血心肌的保护作用消失,表现为缺血、梗死质量的差异,心肌酶及ctnt水平的变化。这一结果强烈提示k阿片受体激活在心肌缺血-再灌注过程中对心肌缺血具有的保护作用,是rpc诱导心肌缺血耐受的机制之一。 ck及ck-mb是目前早期诊断心肌缺血和损伤程度及评价预后的敏感性指标,其升高的程度与心肌损伤的程度正相关。监测心肌酶谱的变化对判断心肌缺血性损伤程度以及评价心肌保护作用具有重要意义[11,12]。ctnt是唯一特异存在于心肌细胞中的一种小分子单链多肽物质,与其他组织无交叉抗原性,对心肌细胞缺血、缺氧、变性、坏死等具有高度特异性,是目前最具有特异性的心肌标志物之一,灵敏度和特异度优于其它酶,能准确评估心肌损伤程度,可用于心肌损伤和保护效果的判断[13]。美国心脏病学会关于非st段升高ami患者处理的修正指南中,ctn检测已被用作心梗诊断和预测的基本标准之一[14]。因此对心肌损伤时相关的心肌酶活性及ctnt的测定,对判断心肌损伤程度和评估预后具有重要的指导意义[15]。 本研究还发现:预先给予u50488h处理后,血浆中ck和ldh的含量和心肌损伤的标志物ctnt较对照组明显降低,提示预先给予u50488h能有效地减轻心肌细胞损害,从另一角度说明激活k阿片受体是rpc发挥心肌保护作用的机制之一。 预处理论文:表面预处理对建筑钢材防腐性能的影响分析 摘要: 镀层是建筑结构用钢材防腐的表面处理方法中的常用操作方式之一,镀层的各项参数对钢结构防腐性能存在不同程度的影响。现对钢结构用钢q235b进行了电沉积镀镍、电沉积镀镍铜合金,并进行了乙酸盐雾试验和电化学腐蚀试验和分析。实验结果表明:表面镀层有效提高了建筑钢结构的抗腐蚀性能,且复合镀层较单一镀层的抗腐蚀效果更好;电沉积制备的表面镀层能使钢结构经过10天乙酸盐雾腐蚀后,其质量损失率降低了87.16%;腐蚀电位正移78.45%。 0 引言 无论是暴露于海洋环境或是工业大气中的钢结构,腐蚀的问题都相当突出,由此引起的经济损失和对人身安全的威胁十分严重,因此,采取有效的防腐措施,以减少这种腐蚀造成的损失极为重要。表面镀层与钢材表面间的良好附着力是保证表面镀层有效防护寿命的前提,表面镀层的附着力与许多因素有关,其中镀层前表面处理的质量是决定表面镀层附着力的最主要因素。人们在建筑钢结构抗腐蚀性问题的解决过程中,尝试了包括自身材料变化、表面处理等多种方法,在一定程度上提高了建筑钢结构的抗腐蚀性,但离人们的希望值还较远,还需要人们不断的研究和突破[1-3]。本文以建筑钢结构用q235b为研究对象,并在其表面制备不同的镀层,通过中性盐雾腐蚀和碱液电化学腐蚀试验,研究表面镀层对建筑钢结构抗腐蚀性的影响。 1 试验材料与方法 1.1 试样制备 以市场购买的建筑钢结构用q235b钢为试样,试样的化学成分在q8型直读光谱仪和hw2000型红外硫磷分析仪中进行检测。化学成分测试结果为:c含量为0.189wt%、mn含量为1.362wt%、si含量为0.316wt%、s含量为0.027wt%、p含量为0.031wt%。试样成分符合技术要求。 未制备表面镀层的q235b试样记为1号样。制备了表面镀层的试样分别为2号样、3号样和4号样,它们的表面镀层制备方法,如表1所示。表面镀层的具体制备过程如下所述:首先对2号和3号样进行脱脂处理,脱脂剂的成分为35g/磷酸三钠、35g/l碳酸钠、5g/l碳酸氢钠和30g/l氢氧化钠;脱脂温度为60℃±2℃;接着将试样放入30℃盐酸(浓度为25%)中活化60s以除去试样表面的钝化膜。然后分别进行电沉积镀镍、电沉积镀镍铜合金的表面处理。其中,电沉积镀镍的主要工艺参数,如表2所示。电沉积镀镍铜合金的主要工艺参数,如表3所示。 1.2 抗腐蚀性测试 未经表面处理的建筑钢结构用q235b钢1号样,以及经过电沉积法制备表面镀层的2号样~4号样,其抗腐蚀性分别通过乙酸盐雾试验(aass试验)、电化学腐蚀试验进行测试。 aass试验:试样的aass试验,在yws-250型盐雾腐蚀试验箱中进行。试验溶液为添加了适量冰乙酸的氯化钠水溶液,氯化钠的浓度为50g/l±5g/l的,试验箱中收集液的ph值在3.1~3.3之间,试验温度为35℃±2℃,试验时间为10天。试验前,在110℃烘箱中将试样烘干至恒重,并将其放置在真空干燥箱中冷却至室温后迅速称重,并记录试样的质量。试验的具体方法,按 中华人民共和国国家标准gb/t 10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验标准》进行[4],每天取出试样,称量记录试样的质量损失。试样表面盐雾腐蚀产物的清除,按照中华人民共和国国家标准gb/t 16545-1996《金属和合金的腐蚀 腐蚀试样上腐蚀产物的清除》进行[5],然后用无水乙醇将试样清洗三遍,并吹干至恒重后再称重、记录和计算试样的质量损失率。同时,采用mx-6r型金相显微镜观察试样表面并拍照。 电化学腐蚀试验:试样的电化学腐蚀试验,采用lk98b型微机电化学分析系统进行测试。测试采用三电极体系,其中选择铂黑电极为辅助电极、甘汞电极为参比电极、q235b钢试样制备的电极为工作电极;电解液为6mol/l的氢氧化钾溶液,测试温度为25℃±1℃、塔菲尔曲线扫描速度为0.002v/s。制作工作电极时,需要将塔菲尔曲线测试面磨平、抛光;然后将铜线焊在测试面以外的另一面上,用石蜡密封好除测试面以外的所有面。为了除去试样的表面氧化物,试样测试前先进行-1.2v恒电位极化180s。 2 试验结果及讨论 2.1 aass试验结果及讨论 未经表面处理的建筑钢结构用q235b钢1号样,以及经过电沉积法制备表面镀层的2号样~4号样,经过10天aass试验后,试样的质量损失率变化情况,如图1所示;各试样腐蚀后的表面形貌,如图2-图5所示。 从图1可知,未经表面处理的建筑钢结构用q235b钢(1号样)在aass试验过程中,其质量损失最严重;当乙酸盐雾腐蚀240h后,试样的质量损失率达到14.8%。当q235b钢试样经过电沉积制备表面镀层后,在乙酸盐雾腐蚀环境中的质量损失率显著下降。其中,表面电沉积镀镍的2号样在240h后的质量损失率降为9.7%;表面电沉积镀镍铜合金的3号样降为5.6%;质量损失率下降幅度最大的是表面电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的4号样从14.8%降为1.9%,下降了87.16%。表面电沉积镀镍和镀镍铜合金,能明显改善q235b建筑钢结构的耐乙酸盐雾腐蚀性能。这主要是因为金属镍具有很强的钝化能力,在建筑钢结构表面能迅速生成一层极薄的钝化膜,从而使得表面电沉积镀镍层能使q235b建筑钢结构有效抵抗乙酸盐雾腐蚀介质的侵蚀,提高钢结构的抗腐蚀性能。而镍铜合金表面镀层较之单一的镀镍层,其表面钝化膜抵御腐蚀介质的能力更强,能更好的改善q235b建筑钢结构表面镀层的抗腐蚀能力,从而更有效的提高建筑钢结构在乙酸盐雾环境下的抗腐蚀能力。电沉积镀镍后再进行电沉积镍铜合金,能使表面镀层更加致密,其抗乙酸盐雾腐蚀性能更强,能更好的延长建筑钢结构的使用寿命。 从图2~图5可以看出,未经表面处理的q235b建筑钢结构1号样,腐蚀现象最为严重,试样表面出现大片腐蚀坑和大量分散的腐蚀点。相比而言,经过电沉积获得表面镀层的钢结构试样,其腐蚀现象明显减弱。钢结构试样的腐蚀程度从大到小依次是:1号样 2号样 3号样 4号样。经过电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金处理的钢结构试样腐蚀程度最轻,试样表面仅出现了少量的腐蚀点。再次证明,电沉积表面镀层能有效改善q235b建筑钢结构在乙酸盐雾环境下的抗腐蚀能力。从提高建筑钢结构抗腐蚀性能的角度出发,电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金是制备建筑钢结构表面镀层的较优方法。 2.2 电化学腐蚀试验结果及讨论 未经表面处理的建筑钢结构用q235b钢1号样,以及经过电沉积法制备表面镀层的2号样~4号样,经过电化学腐蚀试验后,试样的塔菲尔曲线(25℃±1℃、扫描速度为0.002v/s),如图6所示。从图6可知,通过电沉积在钢结构表面制备镀层后,钢结构试样的腐蚀电位正移。其中电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金处理的钢结构试样,其正移幅度最大,从-1.16v正移至-0.25v,正移了78.45%。众所周知,腐蚀电位正移,材料的抗腐蚀性能提高。所以,从电化学腐蚀试验结果也可以看出,表面镀层的制备有利于提高建筑钢结构的抗腐蚀性能,且电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的复合处理较单一镀层的抗腐蚀效果更为明显。 3 结论 ①电沉积镀镍、电沉积镀镍铜合金,均能有效改善q235b建筑钢结构的抗腐蚀性能;且电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的复合处理较单一镀层的抗腐蚀效果更好。②与未进行表面处理的q235b建筑钢结构相比,电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的钢结构,经过10天乙酸盐雾腐蚀后,其质量损失率从14.8%降为1.9%,下降了87.16%。③与未进行表面处理的q235b建筑钢结构相比,电沉 积制备的表面镀层能使钢结构试样的腐蚀电位正移;其中电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金处理的钢结构试样,其正移幅度最大,从-1.16v正移至-0.25v,正移了78.45%。 预处理论文:东北园水厂预处理工艺的应用 【摘 要】东北园水厂水源水由水库水和沂河水组成,总体水质良好,但由于受季节性或突发性事件的影响,有时会出现有机物含量和色度较高、产生异味难以去除等情况。采用常规处理工艺已不能满足人们和新国标对饮用水水质不断提高的要求,水厂通过增加预处理工艺,对原水进行适当的预处理可有效解决以上问题,从而达到进一步提高和稳定出厂水水质的目的。 【关键词】饮用水;预处理;二氧化氯预氯化;粉末活性炭吸附; 高锰酸钾预氧化 引言 随着我国经济的快速发展,环境问题已成为全社会广泛关注的重大问题,特别是我国的水环境状况不容乐观。目前我国大多数水厂仍以常规处理工艺为主,对去除水中有机物、藻类和色、嗅、味等效果不理想,而各种污染物又使水厂的混凝剂消耗量加大,过滤周期缩短,过高的加氯使致癌、致突变物增加。为解决常规工艺对微污染水处理的不足,采用预处理工艺,对水厂工艺改造是一种简便易行、经济有效的去污染手段。 一、二氧化氯预氯化 二氧化氯预氯化是给水处理中去除色、嗅、味和有机物的有效方法之一。其主要特点是可氧化去除水中有机物而不产生三卤甲烷(thms)等有害副产物。 (一)应用中需注意解决的问题 1.根据原水的水质,确定合理、经济的投加量。二氧化氯作为氧化剂时,投加量变化较大,应控制二氧化氯残余氧化剂总量(clo2+clo2-+clo3-) 1.0mg/l,使对人体健康不致有影响。 2.根据水厂现有生产工艺,确定合适、合理的投加点。 3.应用中精确制备二氧化氯的问题。氯酸钠和盐酸必须按一定比例投加,否则将产生有损健康的反应副产物。 4.设备或系统的自动化控制。实现自动化操作,同水厂原有自动化控制系统相匹配,并且根据水质变化情况自动追踪调整,以满足稳定出厂水水质的目的。 5.原料保管问题。氯酸钠与金属撞击易发生爆炸,盐酸具有挥发性和腐蚀性,应妥善保管。 6.复合型二氧化氯发生器的产物二氧化氯和氯均为有毒物质,应加强对操作人员的安全和健康防护。 (二)小结 研究应用表明:二氧化氯预氯化可有效解决有机物、藻类、腐败植物和酚类化合物等产生的色、嗅、味问题,可氧化去除铁、锰、硫化物、氰化物和亚硝酸盐以及许多有机物,并且不产生三卤甲烷(thms) 、卤乙酸(haas)、氯酚等副产物,较好的改善了出厂水水质。 二、粉末活性炭吸附 粉末活性炭吸附的主要特点是设备投资省,吸附速度快,对短期及突发性水质污染适应能力强。 (一)应用中需注意解决的问题 1.根据原水的水质,确定粉末活性炭的炭种。不同厂家、原料和工艺条件下生产的活性炭,其吸附性能和吸附能力大小均不相同,所以选择何种活性炭应根据原水水质进行试验后确定。 2.根据原水的水质,确定合理、经济的投加量。投加量的确定应根据出厂水水质目标值和运行成本综合考虑。 3.综合考虑水厂其他生产工艺,确定合适、合理的投加点及投加方式,以解决粉末活性炭与混凝剂吸附竞争的矛盾。试验证明,投加混凝剂30秒后投加粉末活性炭处理效果最好。 4.应用中精确制备和定量投加粉末活性炭的问题。这不仅关系到处理效果,也与制水成本密切相关。 5.设备或系统的自动化控制。 6.应用中粉尘飞扬的污染和劳动强度大问题。采用负压配制投加方式进行投加,基本解决了粉尘污染的问题。 (二)小结 研究应用表明:粉末活性炭吸附作为一种水质改善手段,只要正确解决技术使用上的炭种选择、投加量、投加点和投加方式等问题,可较好地提高出厂水水质,特别是对有机物和色、嗅、味等水质指标的改善。 三、高锰酸钾预氧化 高锰酸钾预氧化技术是给水处理中去除原水中色、嗅、味和有机物的有效方法。使用高锰酸钾处理微污染水具有见效快、投资少、占地面积小的优点。 (一)应用中需注意解决的问题 1.根据水厂的实际水质情况,确定合理、经济的投加量。高锰酸钾处理具有水系特异性,为使处理效果最佳,应先对高锰酸钾进行烧杯搅拌试验,了解高锰酸钾的处理效果,初步确定其用量。 2.根据水厂现有的生产工艺,确定合适、合理的投加点及投加方式,以解决高锰酸钾与混凝剂之间的不利影响。 3.应用中精 制备和定量投加高锰酸钾的问题。 4.设备及系统的自动化控制。 5.投加高锰酸钾后,反应池和沉淀池排泥水的化学组成发生了改变,尤其是二氧化锰含量增高,要对污泥处理和安全排放作相应的调整。 (二)小结 研究应用表明,kmno4具有较强的除污、助凝作用,可取代预氯化;在同等条件下,投加kmno4混凝后比单纯在水体投加混凝剂,浊度去除率提高10%以上,耗氧量去除率提高约10%,并可节约矾15%左右。其强氧化性有效的去除了水中的有机物和藻类等,在提高混凝效果的同时,较好的去除了水中的色、嗅、味,能明显改善藻类高发期的生产状况。 另外,高锰酸钾复合药剂(cp)得到了越来越多的应用,研究应用表明其处理效果优于单独使用高锰酸钾。该工艺适应不同污染和不同温度水体,尤其是对业内公认最难处理的低温低浊微污染水体等方面具有较好的处理效果。 四、高锰酸钾与粉末活性炭联合投加工艺 当原水污染相对较重,采用高锰酸钾预氧化不能取得理想效果时,可应用高锰酸钾与粉末活性炭联用的工艺。 (一)应用中需注意解决的问题 该工艺应用中需注意解决的主要问题是药剂投加量和投加点的确定。 (二)小结 研究应用表明,高锰酸钾作为强氧化剂,降解有机物,抑制藻类生长,随着投加量的增加和接触时间的延长,效果较理想。粉末活性炭对水中的小分子有机物有很好的吸附作用,有利于净水过程中去除色、嗅、味。两者组合同时用于常规净水工艺流程,使之协同作用,效果更加显著。高锰酸钾与粉末活性炭联合投加工艺对降解有机物,提高去色、嗅、味能力,效果明显。同时这一组合工艺,对浊度的降低、矾耗的节约也较显著。 五、总结 近年来,我国供水事业取得了很大发展。但很多新工艺、新技术投资巨大、运行成本高、管理复杂,目前在经济或其他条件不允许的情况下,投加药剂作为处理微污染水的措施,也不失为一种好的处理方法。东北园水厂在常规处理工艺的基础上,通过增加预处理工艺,根据原水水质变化情况,对生产工艺进行及时、适当调整,达到了进一步提高和稳定出厂水水质的目的和效果。 (一)工艺选择与调整。一般情况下,原水微污染时,采用二氧化氯预氯化或粉末活性炭吸附预处理;原水轻度污染时,采用高锰酸钾(或高锰酸钾复合药剂)预氧化处理;原水污染相对较重时,采用高锰酸钾(或高锰酸钾复合药剂)与粉末活性炭联合投加工艺。 (二)积累数据和经验。在生产运行中,根据实验数据和计算机记录的资料,注意积累数据和经验,确定合适的药剂投加量和投加点,实现节能降耗的同时,进一步提高出厂水水质。 (三)注意事项。 1.二氧化氯作为氧化剂使用时,投加量变化较大,当滤前预处理和滤后消毒均采用二氧化氯时,如果残余氧化剂总量(clo2+clo2-+clo3-) 1.0mg/l,应避免同时使用二氧化氯。否则,需采取相应措施控制亚氯酸盐含量,如在常规混凝前投加亚铁盐。 2.二氧化氯预氯化可减少滤后水消毒剂的投加。 3.处理有机污染原水时,应避免使用液氯进行预氯化。否则将产生三卤甲烷(thms) 、卤乙酸(haas)、氯酚等副产物,并且不能解决色、嗅、味等问题。 4.对于受有机物污染的水源,采用二氧化氯作为滤前预氧化剂,把形成氯消毒有害副产物的前致物预先去除,氯消毒仍是安全、经济、有效的消毒方法。 (四)其他方面。 1.水源地保护和水源水质治理。为保证出厂水水质和水量,会同有关部门做好水源水质的治理工作和水源地水质的保护工作。这是一项长期而艰巨的工作,如果沂河水源能稳定达到生活饮用水地表水源ⅱ类水体标准,将结束临沂城水质型缺水的局面,这对于临沂市区供水的安全性和经济性具有重大意义。 2.环境保护。由于各种药剂的投加,反应池、沉淀池排泥水和滤池反冲洗水的处理应作适当调整。 六、结束语 随着人们对饮用水水质要求的日益提高和新的《国家生活饮用水卫生标准》(gb5749-2006)的实施,对给水处理工艺提出了更高的要求。水质标准的制定是要使居民饮用和生活用水的水质确保终身安全。这对供水工作者既是压力和挑战,又是动力与机遇。 对于供水行业,这无疑增加了负担,加重了责任,但也同时给供水行业提供了改善水质,采用先进净水 工艺和技术的机遇。我们供水人应以此为契机,解放思想,开拓创新,为进一步改善供水水质做出贡献。 预处理论文:含毒有机废水生物处理前的预处理 大量的资料表明,我国 目前 及今后相当长一段时间内的环境 问题 主要是水环境问题,水环境问题又主要是有机废水的污染问题。因此,有机废水的治理是环保工作中极其重要的一面。 有机废水无害化处理的首选 方法 是生物处理。这是由生物处理所具有的处理的相对彻底性( 无二次污染或二次污染较小)以及运行费用低廉等优点决定的。 根据有机废水处理方面的特性可以将其划分为以下3类:①废水中的有机物易于生物降解,同时废水中的毒物含量很少。这类废水主要是生活污水和来自以农牧产品为原料的 工业 废水等; ②废水中的有机物易于生物降解,同时废水中的毒物含量较多。这类废水主要来自印染、制革废水等;③废水中所含的有机物难于生物降解(生物降解速度极其缓慢),同时,废水中毒物可能较多、亦可能较少。这类废水主要来自造纸、制药废水等。 第①类废水可直接进行生物处理。第③类废水较为复杂,此处不作讨论。本文主要对第② 类废水中的毒物作用机制及应对措施加以讨论。 1、毒物及其作用机制 废水中凡是能延缓或完全抑制微生物生长的化学物质,统称为有毒有害物质,简称毒物。这些毒物,从化学性质上来分可划分为有机物和无机物两大类。从处理的角度又可划分为能被生物处理段去除、转化的物质(如h2s、苯酚等,或称非稳定性毒物)和不能被生物处理段去除、转化的物质(如nacl、汞、铜等,或称稳定性毒物)两大类。 毒物对微生物的作用机制主要有如下方式: (1)损伤细胞结构成分和细胞外膜。如:70%浓度的乙醇能使蛋白凝固达到杀菌作用;酚、甲酚、表面活性剂作用于细胞外膜,破坏细胞膜的半透性。 (2)损伤酶和重要代谢过程。一些重金属(铜、银、汞等)对酶有潜在的毒害作用,甚至在非常低的浓度下也起作用。这些重金属的盐类和有机化合物能与酶的-sh基结合,并改变这些蛋白质的三级和四级结构。 (3)竞争性抑制作用。当废水中存在一种化学结构与代谢物质相类似的有机物时便会发生。因为二者都能在酶的活性中心与酶相结合,它们的竞争将抑制中间产物的形成,使酶的催化反应速率降低。 (4)对细胞成分合成过程的抑制作用。当某些化学物质的结构类似于细胞成分的结构时,它们便会被细胞吸收并同化,结果是合成无功能的辅酶或导致生长停止。这种作用最典型的例子便是磺胺酸。 (5)抗生素对核酸的抑制作用。不少抗生素能专一地抑制原核生物的蛋白质合成,如链霉素会抑制氨基酸正确结合于多肽上。 (6)抗生素对核酸的抑制作用。如丝裂霉系c会选择性地阻止dna的合成,从而抑制微生物的生长。 (7)对细胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通过干扰细胞壁的合成从而达到抑制微生物生长的效果。 2、菌种承受毒物的能力及菌种驯化法 需说明的是,微生物中存在不少能耐受常用代谢毒物的菌株,有的甚至能利用它们作为能源。化学物质对微生物的抑制作用与其浓度有直接关系,并随微生物的驯化而发生变化,经过驯化的微生物对有毒物质的适应能力将逐步加强。微生物这种巨大的适应性(变异性)是由它们的小体积决定的。如一个微球细胞仅具有约100 000个蛋白质分子所能容纳的空间,如此小的体积决定了那些近期用不着的酶是不能储备的,许多分解代谢酶类只有当存在合适的基质时才会产生。在某些条件下这类可诱导的酶可占蛋白质总含量的10%.正是微生物的这种变异性,才使生物法处理含毒有机废水成为可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的(此时的浓度叫极限允许浓度),正是这种极限又要求含毒物有机废水在生物处理前需要一定的预处理。 前已说过,微生物由于其体积的细小,而具有巨大的适应性(变异)。因此可以采用人工改变微生物生活环境的方法进行诱导变异,让微生物直接适应原水中毒物浓度或提高微生物对毒物的去除能力。这种方法对稳定性毒物及非稳定性毒物均适用,是处理含毒有机废水的一种基本方法。 在城市生活污水处理厂中,当进水中酚的浓度突然增加到50 mg/l时,便会对生物处理系统产生巨大的破坏作用。严重时,会导致全系统的崩溃。可是,某焦化厂采用适应性变异的方法对菌种进行驯化即菌种驯化法,使微生物内的酶逐步适应了这种毒物的大量存在,便将这种毒物当成其底物而加以分解吸收。实际运行表明,进水中酚的平均浓度为117.5 mg/l时,酚的去除率高达99.6%. 含酚废水处理是应对一种不稳定性毒物的例子,当毒物很稳定时,亦可采用这种驯化方法以提高微生物对毒物的承受能力。但须注意,这种毒物的浓度必须满足最终出水排放标准或另外采取其它措施加以控制。 3、预处理方法 前已说过,驯化是生物处理法中应对毒物的一种基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的,毒物浓度超过极限允许浓度时就需要一定的预处理。目前,预处理法主要有稀释法、转化法和分离法。 3.1 稀释法 污水中的毒物之所以成为毒物,是与其浓度有关的。当其浓度超过某一极限允许浓度时,毒物就成为毒物;在极限允许浓度以下时,毒物就不表现出毒性甚至成为营养。当废水中毒物浓度超过生物处理的极限允许浓度时,为保证生物处理的正常进行,可采用简单的稀释法,将废水中毒物浓度降低到极限浓度以下。 根据废水中毒物的稳定或非稳定性质,结合实际情况,可采取3种不同的稀释法:污水稀释法,处理出水稀释法,清水稀释法。 (1)污水稀释法。不同的污水中所含的物质不同,将它们混合起来,彼此稀释,可将毒物浓度降低到极限允许浓度以下,这便是污水稀释法。它最简单、最 经济 ,是首选 方法 ,不论毒物的性质是稳定或非稳定均适用。少量的 工业 废水混入大量的城市污水中,几乎所有的毒物浓度都会被降低到极限允许浓度以下。但是,少量的工业废水彼此间混合后,毒物浓度仍有可能在极限允许浓度以上,仍需继续采取其它措施。 污水稀释法除了上面所说的不同单位所排废水之间的大稀释外,还有同一工厂不同车间所排废水之间的小稀释。比如,制革工厂中,脱毛工段所排的灰碱废水中s2-的浓度高达1 000 mg/l以上,但脱毛工段所排的灰碱废水只占全厂总排水量的5%左右,只要建一较大的调节池(停留时间hrt一般在12 h左右),不同工段所排废水在此搅拌混合后,总出水中s2-的浓度便可降低到100 mg/l以下。这对后续处理非常有利。 (2)处理出水稀释法。这种方法只适用于废水中的毒物为非稳定这一单一情况。处理出水稀释法又有两种:①曝气池池型采用完全混合式;②处理出水回流稀释法。出于经济方面的考虑,方法①应是首选。 实例:制革废水中s2-的存在对生物处理具有极大的危害,生物处理的极限允许浓度为30 mg/l.制革废水经调节池调节稀释后,进入曝气池时s2-仍然在50 mg/l 以上。以前,许多设计单位主张采用分隔处理,即先把灰碱废水单独进行脱s预处理,把进水中的s2-降低到30 mg/l以下,再进行综合处理。有经验表明,可采用处理出水稀释法来消除s2-对生物处理的 影响 ,不需要进行分隔处理,而直接进行综合处理。东南大学设计的南京制革厂废水处理站,采用的处理流程为调节池初沉池生物处理,生物处理采用的是氧化沟,该氧化沟沟宽6 m,有效水深3 m,沟内水流平均流速0.4 m/s,做如下两个假定:①废水进入氧化沟后经过1周的循环,其中的s2-经曝气氧化后全被去除(被氧化成单体硫或硫代硫酸盐);②废水一进入氧化沟后,横向扩散很好,横断面上各点水质完全相同。按s2- 的极限允许浓度30 mg/l进行 计算 , 理论 上可得该氧化沟进水s2-的最大允许浓度为 7776 mg/l.从30 mg/l到7776 mg/l可以看出稀释法的巨大作用。当然,在实际运行中①,②两条假定不可能完全做到,故实际进水最大允许浓度远远不能达到7776 mg /l.根据该厂长达12年的稳定运行经验表明,在调节池出水s2-不超过100 mg/l 的情况下,s2-对氧化沟的稳定运行是完全没有影响的,而且氧化沟出水s2-始终在排放标准1 mg/l以下。这是稀释法成功 应用 的一个例子。 (3)清水稀释法。这种方法只有在废水中的毒物为稳定性毒物,不能采用处理出水稀释,工厂内部及其附近又没有其它废水可以用来稀释它,而且这种毒物又不能采用分离法或转化法去除时才能使用。这是由于①这种方法的不经济性。采用清水稀释本身就要花费大量的水费;原水采用大量的清水稀释后,处理投资和运行费都要增加。②随着环境管理的加强,已由浓度排放控制过渡到排放总量控制。 实例:南京某石化公司化工二厂废水处理站,进水cod为6 000 mg/l,但同时含有cacl 250 000 mg/l,如此高的盐度将会极大地抑制生物处理的正常运行,所以在生物处理之前必须对盐加以适当处理。考虑到生物处理对cacl2无去除或转化作用,其它的分离或转化方法又不经济,该厂地处郊区,附近无其它工厂或本厂的另类废水可利用来稀释,故设计单位与甲方商量后采用了清水稀释法,即将原水加清水稀释10倍,将cacl2浓度降为5 000 mg/l后,再进行深井曝气法处理,取得了满意的效果。 3.2 转化法 化学物质只有在特定的情况下才会表现毒性,比如,硝基苯毒性较大,转化为苯胺后,毒性就大为降低。cr6+的毒性很大,可是被还原为cr3+后,毒性就大为降低。所以,可以通过化学方法,将有机废水中的毒物转化为无毒或毒性较低的物质,以保证生物处理的正常进行。这种方法对稳定性毒物或非稳定性毒物均适用。采用这种方法一定要注意两个 问题 :①转化后,稳定性毒物的浓度必须在生物处理极限允许浓度以下,非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行;②最终出水中,毒物浓度也应满足排放标准。 实例:化工废水中的硝基苯是一种毒性较大,可生化性较差的物质。直接对它进行生物处理,由于毒物负荷的限制,使得生化曝气池的bod负荷极低,效率不高。故绝大多数工程在废水进入曝气池之前进行预处理,用化学法(比如亚铁还原)将硝基苯转化为苯胺,苯胺与硝基苯相比,其毒性大为降低,而且可生化性大幅提高,使曝气池bod负荷大大提高。 3.3 分离法 利用分离的手段,将废水中的毒物转移到气相或固相中去,以保证废水生物处理的正常运转,这便是分离法的原理。此法对稳定性或非稳定性毒物均适用。采用这种方法时应注意如下几点:①分离后,废水中稳定性毒物浓度必须在生物处理的极限允许浓度之下,非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行;②必须保证最终出水各项指项(包括毒物)达到国家排放标准;③转移到气相或固相的毒物必须进行妥善处理,不允许出现二次污染。 实例:制革废水中s2-是一种毒物,我们可以向废水中投加fe2+使之形成fes沉淀去除,出水可以直接进行生物处理而不受s2-的影响,沉淀的fes可以送去制砖或进行填埋处理;亦可以向废水中加酸,将废水中的s2-形成h2s吹脱到空气中去,用naoh吸收后形成na2s再回用于制革生产。 4、结语 为保证生物处理的正常进行,可采用的消除毒物影响的措施是很多的,如何从繁多的方法措施中选择一个最佳方案,是一个全系统优化课题。优化的原则是:①废水中各项指标(包括毒物)必须达到国家排放标准;②必须保证生物处理的正常运行;③在此基础上,应努力追求工艺流程简单、投资省、运行费用低、无二次污染以及管理方便。 实例一:制革工厂中,灰碱废水中含有大量的s2-.为消除s2-的影响,可采用的措施有如下几条:①采用分隔处理,向废水中投加mnso4,曝气,将废水中的s2- 氧化成单体硫或硫代硫酸盐;②采用分隔处理,向废水中投加fe2+,使之形成fes沉淀而去除;③采用分隔处理,向废水中投加酸,使之形成h2s,再用naoh吸收;④综合处理,向废水中投加mnso4,曝气,将废水中的s2-氧化成单体硫或硫代硫酸盐;⑤综合处理,向废水中投加fe2+,使之形成fes沉淀而去除;⑥其它方法。在这么多的方法中,东南大学经过多年的探索,最终 总结 出一条最佳工艺方案:不进行分隔处理,直接进行综合处理,调节池的hrt延长到12 h,搅拌混合后,可将废水中的s2-降低到100 mg/l以下,初沉后,曝气池采用完全混和型的氧化沟,可直接消除s2-的影响并将其去除。国内数十项此类工程的实际运行经验表明:这套综合措施是完全可行的。 实例二:南京某炼油厂某股废水中,cod为3000 mg/l,nh3-n 200 mg/l,s2-150 mg/l.s2-的浓度已经超过生物处理的极限允许浓度,故在进行生物处理之前必须先解决好s2-的问题。在确定废水处理工艺流程.这种方法就本段来看是完全可行的,但因该废水中hn3-n浓度较高,必须采用a/o法进行处理,被氧化过的s进入a/o段后,处理池中的厌氧环境又会将s还原为s2-,其毒性又恢复释放出来,必将破坏生物处理的正常运行。故采用这种方法从全流程上来看是不行的。最终选定的方案是采用投加fe盐沉淀去除的方法。 预处理论文:心脏缺血预处理与后处理的临床应用 【摘要】 心脏缺血是临床中一种比较严重的疾病,其中,心脏缺血的预处理和后处理能够有效的提高患者心肌缺血的耐受力,并减少其心肌梗死的面积,同时能够有效的促进患者的左心室收缩功能的恢复。本文对心脏缺血的预处理和后处理的临床作用和主要的作用机制以及影响的因素进行全面的综述。 【关键词】 心脏缺血;缺血预处理;缺血后处理 随着生活水平的不断提高,心血管疾病的发生逐渐的升高。心脏缺血是临床中比较常见的一种疾病,在现代医学中认为该病主要是由于冠状动脉粥样硬化而引起的不同程度的心肌缺氧缺血。临床上常常表现为胸骨后阵发性的疼痛,有时还出现有四肢冰冷等症状,多数的患者是在劳累或者兴奋之后容易复发,而且每次的发作时间也比较短,但是在休息之后其症状缓解。该病严重的影响患者的身体健康和生活质量。临床上对于心血管疾病的治疗过程中一般很容易出现不可避免的血液循环的损害情况发生,因此,有效的预防缺血再灌注的损伤对患者预后具有重要的意义。 1 心脏缺血处理的临床应用 11 心脏缺血预处理 对于心脏缺血的预处理操作方法主要将供应于患者靶部位的动脉血管进行完全或者部分钳夹,并造成缺血。在持续一段时间之后,将钳夹去除使患者的血供恢复,反复的进行上述操作5次。根据walsh等[1]对心脏缺血的预处理临床资料进行分析,缺血预处理能够有效的降低术后室性心律失常的发生率情况,而且对患者的心脏起到一定的保护作用。对于缺血的预处理在临床上还具有一定的局限性,主要表现:①对于缺血预处理需要在缺血再灌注损伤的前提下进行实施,对于一些急性和突发性的心血管情况,一般缺血损伤比较难以预测。②缺血的预处对心肌的本身也具有一定的影响,主要是由于预处理是一种具有创性的操作,在手术的操作中延长了整个手术的时间。③对于缺血的预处理次数和频率目前还是无统一的标准规范,常常缺乏一定科学性的证据。④对于缺血的预处理需要进行钳夹动脉的处理,由于多次的操作很容易造成动脉粥样的斑块脱落情况出现,从而导致血栓栓塞的情况出现。虽然临床上采取心脏缺血的预处理,但是尚无规范性的操作标准。 12 心脏缺血后处理 根据zhao等[2]的临床研究分析,对于心脏缺血的后处理主要具有以下几个优点:①能够有效地减少缺血后的心肌梗死面积情况。②可以减少再灌注中而引发的细胞凋亡情况和再灌注性心律失常的情况发生。③对患者的左心室收缩功能恢复情况具有促进的作用。其中,缺血后处理的作用效果一般与患者缺血结束到后处理的开始时间有关,同时与每次的处理时间以及次数也具有一定的关系。在进行缺血后处理过程中操作时间过长很容易出现病情的加重,而且多次的操作还会引起血管痉挛的情况发生。若处理的时间过短同样达不到对心脏保护的效果,而且还有可能进一步引起缺血损伤情况出现。因此,控制好后处理的时间和次数是确保患者治疗的最佳条件,但是临床上对于最佳后处理的措施目前尚无统一的规范与标准。此外,临床上对于缺血后处理和缺血预处理是否具有协调的效果也存在一定的争议。因此,还需要临床上进一步的试验观察。 2 心脏缺血预处理与后处理作用机制 对于心脏缺血预处理与后处理的主要作用机制主要是促使类阿片样的物质和腺苷以及缓激肽等激素的有效释放,从而激活患者体内细胞膜表面上的g蛋白偶联受体,使得灌注损伤的营救激酶被激活,从而有效的抑制了细胞凋亡。同时对线粒体产生atp也起到促进的作用,并抑制线粒体膜的通透性转运孔道的开放,而细胞超极化缩短了整个动作电位的时程,耗氧量也减少[3]。 3 影响心脏缺血处理的常见因素 临床上对于心脏缺血处理过程中的影响因素主要分为三个方面[4]:①年龄。在心脏缺血处理过程中,高龄患者由于身体的各项机能的下降,尤其是对心血管系统调节,而且在临床上多数的研究表明,高龄患者在进行缺血的预处理与后处理过程中对患者的心肌保护能力下降。②慢性疾病。根据资料显示,在进行心脏缺血处理过程中容易受到一些慢性疾病的干扰,尤其是糖尿病和肥胖以及高脂血症与高血压等。这些慢性疾病在很多的程度上限制了心脏缺血预处理与后处理的应用效果。③药物和环境的共同作用。临床上一些治疗药物对患者心脏缺血的预处与 处理具有一定的干扰,常常表现为处理的信号转导通路受到干扰。常见的干扰药物有β受体阻滞剂和非甾体抗炎药等。同时,环境因素也对患者心脏缺血的预处与后处理具有一定的干扰,常见的干扰因子有吸入性颗粒和乙醇以及吸烟等,这种干扰因子对患者的腺苷受体功能与内皮细胞均有一定的影响。 4 展望 随着今年来人们对心脏缺血预处理和后处理的不断研究,其中缺血处理分子生物学逐渐地在清晰,而且有效的促进了药物性的缺血预处理和后处理的临床应用效果。临床上对于心脏缺血的预处理和后处理的临床应用效果主要依据患者心肌梗死减少的面积进行衡量。而在临床试验中,主要依据处理后患者心肌酶谱释放情况进行评价[5]。总体上看,对于心脏缺血的预处理和后处理的临床应用效果还需要进一步的完善,从而提高临床中的实用性。此外,临床上对于心脏缺血预处理和后处理的操作目前尚无标准化的规范,而且使得临床结果也存在一定的差异,从而降低临床试验中的可比性。因此,在日后的心脏缺血预处理和后处理的工作中还需要我们进一步的完善和规范操作,从而为临床上提供更有力的证据。 预处理论文:浅谈路基工程施工的病害及预处理措施 摘 要:目前,我国公路发展,特别是高等级公路的发展迅猛,路面的舒适、平坦已日益为人们所注重。路基是公路的重要组成部分,是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受由路面传来的荷载,应有足够的强度、稳定性和耐久性。路基的强度与稳定性,受水、温度、土质等客观因素影响,同时也受行车荷载的作用,路基设计、施工方法及养护方法是否正确等人为因素制约。作为公路主体工程的路基,公路路基综合稳定技术的研究,研制出了一大批用于路基工程的新材料、新型工程机械。新技术、新方法得到了充分的开发和引进,以及为这些新技术服务的各类专业化施工公司运用而生,专业化施工公司的建立和发展,为路基工程专项施工奠定了基础。 关键词:道路桥梁;路基施工技术;新施工工艺;通病;防治措施 中图分类号:u41 文献标识码:a 1 施工具体步骤和施工后强度观测记录 1.1 挖台阶 1.1.1 沿路堑纵向将高度分成不大的层次依次开挖。 1.1.2 在挖掘的过程中,测量人员及时按照图纸要求把边坡开挖线放好,并根据挖掘的深度指挥调整开挖线,利用机械一次做好边坡减少人工的做坡量。 1.1.3 采用18t振动压路机振压8遍。 1.1.4 检测碾压后的压实度,达到设计要求(压实度 90%)。 1.2 抛石扩宽路基 1.3 砌筑挡土墙 在此施工结束后,采用符合填筑要求的土方进行分层分段填筑。 1.3.1 按规定厚度进行摊铺,用推土机进行摊铺虚铺系数为1.2-1.3。 1.3.2 平地机整平,由路中开始向道路两侧推进,如此往返三次,路基横坡要求2%,为利于排水加大到3%-4%。 1.3.3 路基碾压,在压实前实测一下填料的实际含水量,在土壤的实际含水量在最佳含水量的正负2%-5%进行碾压,碾压后的强度经检测达到设计要求。此施工结束后,我们对弯沉进行了测量,由测量结果知:施工的结果达到了要求,说明以上的施工方案强度是绝对可以得到保证的。 2 路基施工的问题 2.1 路基填筑使用了不适宜的材料 公路路基施工规范规定,在通常情况下,不能被压实到规定的密实度和不能形成稳定填方的材料不能用于路基填筑。但是,由于施工单位没有在路线公路用地范围内作现场清理;其次,施工单位在路基填筑材料方面控制不严,使用了不适宜材料从而造成路基下沉或塌方,以致影响路基直到路面硷砼板破坏。 2.2 软基处理不当 软土地基,通常情况下指地基承载力达不到其上面的构造物要求的承载力,或虽在建筑物施工时能达到要求,但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因,使得地基失稳,造成构造物沉降过大或不均匀沉降以致彻底破坏建筑物的不良地基。软土地基包括淤泥、淤泥质粘土、亚粘土、亚沙土组成的地基。在工程施工中,松散沙土、冲填土、杂填土、湿陷性黄土及其他高压缩性土构成的特殊地基,虽不属于软土范畴,但处理不当时也会给予构造物带来严重的不良后果。 2.3 路基土石方填筑方面的问题 2.3.1 施工过程中出现的问题 ①施工单位未严格按规范要求的每层填料松铺厚度控制,有时填料的松铺厚度达60~80cm,这样路基填方的密实度很难达到规范要求的低限值。 ②路基填筑的有效宽度和超宽填筑不够,有的部分在路基填筑完成时,才发现填筑宽度不够,为达到路基的有效宽度,施工单位往往没有按规范要求挖台阶分层填筑压实至路基要求的宽度,而是将一些松散的土倾倒在边坡上;用人工摊铺拍实;这样补上来的路基部分远未达到密实度的要求,造成路基滑坡、层层冲涮。 ③路基填筑每层的填料未用平地机或其它平整仇械进行整平或整平效果不好,使低凹的地方达不到密实度要求且大量积水。 ④路基施工过程中没有按要求做成一定的横坡度;路基施工临时排水系统未做或不畅通,从而使大量的积水渗入下层路基、严重影响路基质量。 ⑤路基石方或土石混合料填筑时,石头块径过大,使填石路堤或填土石混合料路堤密实度达不到规范的要求。由于以上施工方面的原因,对路基的稳定性造成一走的影响,直到影响路面硷板。 2.3.2 路基防护的预防处治措施 路基的修筑改变了地层的天然平衡状态,以及路基暴露在空间,不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀 ,因此需要进行各种类型的防护。 预防处治措施: (1)设计方面: ①做好地质勘探调查对路线经过的地形、地貌、水文地质条件进行详细探查,尤其要对特殊路基段提供详细的设计资料,地表不良路段,设计可考虑换土或掺白灰、水泥及铺设土工布等措施。 ②确保路基最小填筑高度路基最小填筑高度必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性,按照路基设计规范要求,根据土基干湿类型及毛细水位高度,确保路基最小填筑高度,当路基填筑高度受限制而不能达到规范规定时,则应采取相应的处治措施。 ③明确路基填料质量标准要求在各级公路工程施工图设计中,必须明确不同填高内路基填料的cbr值(最小强度)及最大粒径要求。种植土、腐殖土、淤泥冻土及强膨胀土等劣质土严禁直接用于填筑路基。砾(角砾)类土应优先选作路床填料,土质较差的细粒土可填于路堤底部。 ④完善路基综合排水设计县级以上公路工程设计中,必须遵循因地制宜,整体规划,综合考虑的原则进行路基纵、横向排水设计,避免造成路基两侧长期积水浸泡路基,使路基承载力下降面发生沉降变形。在村屯路段必须设置排水边沟,平坡路段边沟须设有纵坡,确保排水通畅。 ⑤确保路基边坡稳定性高填、深挖路基的边坡应根据填料种类、边坡高度和工程地质条件等规范确定,高填路堤必须进行路基稳定性验算。填方边坡过高时,可考虑在边坡中部加置边坡平台。 ⑥积极采用路基综合防护形式积极推行植物防护与硬防护相结合的综合防护形式,在比较稳定的土质边坡采用种草、铺设草皮、植树等植物防护措施。岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎(砾)石土的挖方边坡以及受水流侵蚀,植物不易生长的填方边坡可采用护面墙、砌石等工程防护措施,沿河路基、受冰侵害和冲刷路段采用挡土墙、砌石护坡、石笼抛石等直接防护措施。 (2)施工方面: ①做好施工组织设计,合理安排施工段的先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,对高填方段应优先安排施工,在施工中以施工组织设计为龙头,根据施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,是保证高填方路基施工质量的重要环节。 ②做好施工前的准备工作,开工前要认真审阅设计文件,详细了解各段的填、挖情况,地质情况,填、挖土质和调配情况,对重要地段要作重点勘察,进一步核对设计资料,发现设计文件中有误及时上报业主,妥善处理。 ③认真清除地表土不良土质,加强地基压实处理,地表植被、树根、垃圾、不良土质(盐渍土,膨胀土等)必须予以清除,同时应加大地表的压实密度,采用大吨位振动压路机处置。 ④填筑路基前,首先,必须疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、粘土等细粒土,在干燥状态下(最佳含水量)结构比较强,有较强承载能力,一旦受水浸泡,将易形成翻浆或路基沉降,因此做好路基施工前排水畅通尤为重要,工程监理和施工质量自检人员应认真监督;其次,要严格选取路基填料用土。路基填料确定前,需进行土质分析、cbr值、标准击实等试验,对于种植土、腐殖土、淤泥、强膨胀土等劣质土和cbr值、最大粒径不能满足规范要求的材料,不能用于路基填筑;再则,路基填筑前还要根据设计进行施工放样,建立半永久性的临时水准点和坐标点并做好记录。路基坡脚放样一定要准确,确保路基宽度满足设计要求。 ⑤填石路基与鸡爪形地段路基施工,可利用重型夯实设备进行强夯处理,或将土工隔栅(土布)水平分层布置在填石路堤内,防止或减缓细料在填料空隙中的流动。 ⑥路基施工必须分层填筑,分层碾压,严禁路改工程中滚填,一般路段压实度不得大于30cm,构造物两侧(桥涵头处理)松铺厚度不得大于20cm。不同性质的土不能混填,同一种土填筑厚度不能小于50cm(两层)。路基填筑须全幅填筑,一次到位,严禁帮宽。碾压过程中,要控制好含水量,压实度达到规范要求后,方可进行后续施工,压实度检测每层2000m2(不足2000m2按2000m2计)不少于4点。根据不同填土类型和压实厚度,选择好压实设备,对于砂砾土振动压路机具有滚压和振动双重作用,效果较好。 ⑦路堑施工要保证排水畅通,对上坡施工时,应注意确保坡体的稳定性,避免欠挖或超挖现象发生。石方爆破 尽量采用中小炮,光面爆破的方法,避免大规模爆破形成松散面积过大,坡体失稳,机械开挖时,边坡应配以平地机或人工修整。路床顶面如有超挖,应清除松方并采用透水性材料进行回填,并认真碾压,压实度按路床项目标准进行控制。 ⑧路基施工中,按照设计要求首先做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,以保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态。路基顶面做成2%~4%横坡,以便于表面水及时排出。 ⑨路基土石方施工时或完工后,应及时进行路基防护工程施工和养生。各类防护与加固应在稳定的基础或坡体施工。 (3)软土地基处理:近年来,随着高速公路和一级公路的建设的迅速发展,针对软土地基,在防止路堤失稳定、沉降观测控制、软土地基处理技术等方面取得了显著成果。对处理的软土地基用沉降速率作为铺筑路面时间的沉降控制方法控制,使得在软土地基上一次建成高级路面(而不是前期铺筑过渡路面)的关键技术问题得到了解决。 (4)黄土陷穴处理:黄土陷穴是黄土地区路基施工常见的病害。黄土陷穴处理范围,应视具体情况而定,宜在路基填方或挖方边坡外,上侧50m,下侧10-20m。若陷穴倾向路基,虽在50m以外,仍应作适当处理。对串珠状陷穴应彻底进行处治。处理时,采用灌砂、灌浆、开挖回填等措施,开挖的方法可以采用导洞、竖井和明挖等。 ①灌砂法适用小而直的陷穴,以干砂灌实整个洞穴。 ②灌浆法适用于洞身不大,但洞壁起伏曲折较大,并离路基中线较远的小陷穴,施工时先将陷穴出口用草袋装土堵塞,再在陷穴顶部每隔4-5m打钻孔作为灌浆孔,待灌好的土浆或水泥浆凝固收缩后,再在各孔作补充灌浆,一般需要重复2-3次。 ③开挖回填夯实适用于各种形状的陷穴,填料一般用就地黄土分层夯实。 ④导洞和竖井适用较大、较深的洞穴,由洞内向外逐步回填夯实,在回填前,应将穴内虚土和杂物彻底清除干净。当接近地面0.5m时,应用老黄土或新黄土,加10%的石灰拌匀回填夯实。 ⑤处理好的陷穴,其上层表面均应用石灰与土比例为三比七的石灰土填筑夯实或铺填老黄土等不透水材料加以改善。石灰土厚度应按设计严格执行。如原设计末要求时,其厚度不宜小于30cm。并将流向陷穴的附近地面水引离,防止形成地表积水或水流集中产生冲刷。 结语 以上对路基填筑中存在质量问题与处治方法的关系进行了理论和实践上的初步探讨,对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,路基施工中压实度、沉降、边坡土流失是完全可以避免的。路基的施工,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此,要消灭路基施工中存在的质量问题,提高投资效益,需要设计、施工、管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这一问题一定会得到解决。 预处理论文:超声波结合稀碱预处理甘薯渣的乙醇发酵制备 超声波结合稀碱预处理甘薯渣的乙醇发酵制备 随着人类社会的发展进步,全球范围内能源紧张和环境污染问题日益受到重视。从长远看,被广泛应用的化石燃料(包括石油、煤和天然气)正逐步走向枯竭,发展非粮益农的替代能源是当前全球面临的重大科研课题。甘蔗渣含有蔗糖,美国和巴西合作用甘蔗渣做乙醇[1-3],获得成功。甘薯渣也含有淀粉,中国民间已有成熟的甘薯渣造酒工艺。中国大部分地区,尤其红土壤地区的山坡地适合种甘薯。在缺粮年代甘薯曾是农民的半年粮,种植面积很广。在丰衣足食的当代,尤其经济较发达地区,甘薯被少量本文由论文联盟//收集整理用作粮食,主要用来喂猪,经济效益不高。农民改种芝麻、黄豆、棉花等农作物,导致适合种甘薯的大量山坡地抛荒。甘薯叶、藤、根都是喂猪的好饲料,甘薯种植面积缩小是导致猪饲料涨价的原因之一。在鄂东地区开展上述课题研究,有助于武汉市生态示范型城市圈的建设,对于建立具有中国特色的生态能源生产基地有着重大的战略意义[4]。 甘薯渣含淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、粗蛋白、粗脂肪和灰分等。降解纤维素效果最好的是纤维素酶。纤维素酶是一类能够将纤维素降解为葡萄糖的多组分酶系的总称,它们协同作用,将纤维素降解为寡糖和纤维二糖,最终水解为葡萄糖[5,6]。当采用纤维素酶水解甘薯渣制造乙醇[7-10]时,纤维素酶必须接触吸附到纤维素底物才能使反应进行,因此,纤维素对纤维素酶的可及性是决定水解速度的关键因素。纤维素的结晶结构以及表面状态、多组分结构、木质素对纤维素的保护作用以及纤维素被半纤维素覆盖等结构与化学成分的因素致使甘薯渣难以水解。因此,必须经过预处理使纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构,降低聚合度[11-13]。 生料酿酒是微生物利用生淀粉直接进行生长、繁殖及代谢的过程[14,15]。生料酿酒工艺与传统发酵酒精工艺比较,具有节约能源、操作简便和出酒率高等特点[16]。利用甘薯渣中大量的淀粉生产酒精、优化发酵工艺参数,不仅可以提高甘薯深加工产品的附加值,延长产业链,而且可以缓解环境污染问题。通过超声波和超声波结合酸碱预处理木质纤维素[17-19]后,再在生料酵母的作用下发酵生产乙醇。为此,对甘薯渣超声波预处理和超声波结合酸碱预处理生料发酵生产乙醇的工艺进行了研究。 1 材料与方法 1.1 材料 甘薯渣来源于湖北省武穴市荷叶村,当年产;生料酿酒酵母由江西省南昌市星火高新技术研究所生产;纤维素酶产生菌由经济林木种质改良与资源综合利用湖北省重点实验室选育得到;氢氧化钠由广州化学试剂厂生产;硫酸由常州市科丰化学试剂厂生产。 1.2 方法 研究做了4种情况的对比试验。 传统方法(空白对照试验)[20]:将干甘薯渣粉碎,过0.40 mm筛,取50 g甘薯渣粉,加入固液质量比1∶15的去离子水,混合均匀。加35 iu/g的纤维素酶,按0.75%的接种量接入生料酿酒酵母。在无菌条件下放入恒温培养箱内,于30 ℃发酵7 d。 超声波结合稀酸预处理甘薯渣发酵制备乙醇工艺:将干甘薯渣粉碎,过0.40 mm筛,取50 g甘薯渣粉,加入固液质量比1∶15的去离子水,混合均匀。再分别在500 ml烧杯中加入150 ml的不同体积分数的稀硫酸,超声波功率为250 w,处理时间为30 min。处理后滤干,用去离子水洗涤残渣至中性,加35 iu/g的纤维素酶,按0.75%的接种量接入生料酿酒酵母,加入冷水,在500 ml三角瓶中混合均匀。无菌条件下放入恒温培养箱内,30 ℃发酵7 d。 2 结果与分析 2.1 固液质量比对乙醇产率的影响 2.2 超声波处理时间对乙醇产率的影响 2.3 超声波功率对乙醇产率的影响 2.4 酵母菌接种量对乙醇产 率的影响 2.6 超声波结合稀碱预处理中naoh浓度对乙醇产率的影响 2.7 4种工艺的比较结果 试验结果表明,最佳的因素水平组合为超声波功率250 w,固液质量比1∶15,超声波处理时间30 min。在此条件下对预处理后甘薯渣发酵制乙醇,乙醇产率为20.5%,比未经任何预处理的乙醇产率提高9%以上,这表明用超声波预处理发酵制乙醇的效果不是很好,在超声波处理最佳因素水平下结合稀酸预处理,当稀硫酸的体积分数为0.5%时,效果最好。超声波结合稀酸预处理时乙醇的产率为20.8%,要高于单独的超声波预处理,比未经任何预处理的乙醇产率提高了10.6%。超声波结合稀碱预处理,与未进行超声波处理的稀碱预处理相比较,超声波能有效增加naoh与半纤维素的反应性,也能增加其与木质素的反应性。当naoh的浓度为10 g/l时效果最好,所得的乙醇产率最高。预处理后的结果表明,超声波结合稀碱预处理可有效提高naoh对薯渣的处理效果。超声波结合稀碱预处理的乙醇产率为22.4%,与传统工艺相比,乙醇产率提高了19%。由以上试验结果可知,利用超声波对薯渣进行预处理,乙醇产率提高了9%;超声波结合稀酸预处理,乙醇产率提高了10.6%;超声波结合稀碱预处理,乙醇产率提高了19%。横向比较,超声波结合稀碱预处理的效果最好。 3 结论 预处理论文:印染废水处理中的预处理 纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水之一,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法,而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质,去除悬浮物及可直接沉降的杂质,调节废水水质及水量、降低废水温度等,提高废水处理的整体效果,确保整个处理系统的稳定性,因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。 目前用于印染废水处理中的预处理工艺主要有:格栅、筛网、沉砂、调节水量及水质、降温等工艺组成。根据不同的印染废水水质采取不同的预处理手段,去除一部分污染物,改善废水水质提高后续处理单元的处理效果。 1.格栅、筛网 由于印染废水中含有大量的布毛、线头、纤维屑等细小的悬浮物,如梭织布的退煮漂废水、牛仔漂洗废水等均含有大量的细小纤维悬浮物,混合印染废水中往往还含有许多的比较大悬浮物质,这些物质会对水泵造成损害对主体处理造成影响,因此在进入泵及主体构筑物之前对其进行拦截,设置格栅拦截较大悬浮物,设置筛网拦截细小悬浮物。 a、格栅 格栅一般用在水量大且水质比较复杂的综合印染废水处理中,如万吨级以上的纺织印染工业园区的废水处理中,因为此种废水水量大,且悬浮物颗粒较大,设置格栅能够有效拦截较大的悬浮物,处理能力高,不易堵塞,针对印染废水的特点我公司在工程实践中不设置粗格栅,一般只选用细格栅,栅缝间隙通常采用1-5mm.格栅机主要有回转式机械格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机、反切式旋转细格栅机等,我公司常用的主要有反切式旋转细格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机等。 b、筛网 筛网通常应用在水量相对较小、废水中含有大量的细小悬浮物如:布毛、线头等,同时还可以去除大颗粒的浮石渣,对悬浮物及大颗粒物质的去除率可达到90%以上。工程实践表明,筛网间隙一般为30-60目,安装形式采用固定式安装,安装角度为30-45°,安装角度不易过大,过大则造成过水负荷降低,使处理能力降低同时也增加了部分投资,过小则易造成筛网堵塞,加大了清渣难度,影响处理效果。 2.沉砂 印染废水中的漂洗废水(如牛仔漂洗废水)中含有大量的泥砂物质如浮石渣,如果不对其废水进行沉砂处理,往往会造成后续构筑物的大量积砂,减少了后续处理构筑物的池溶,降低了水力停留时间,使水力特性不能满足设计要求,严重的影响了废水的处理效果,尤其会对水泵造成磨损,降低水泵的使用寿命,增加运行成本。因此在某些印染废水处理中设置沉砂处理是非常有必要的,沉砂池一般可分为:平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。我公司应用最多的是平流沉砂池,主要是由于牛仔漂洗废水中的浮石渣表面不含大量的有机物,因此没有必要采用曝气沉池或旋流沉砂池,采用平流沉砂池操作简单,运行管理方便。 在沉砂池设计的过程中,对漂洗废水的水质特性进行了充分分析,考虑到泥砂颗粒细小的特点,沉砂池可分成二—— 三级沉砂,这样能够使泥砂颗粒按级数进行逐步沉降,最终达到去除泥砂的目的,总停留可设计为1.5个小时,排砂方式有重力排砂和机械排砂,可根据工程的实际情况确定排砂方式。 3.调节 由于纺织印染工业其特有的生产过程,造成了废水排放的间断性和多变性,使排出的废水的水质及水量在一日内,甚至每班内都有很大的变化,因此要求对废水进行进行调节,均衡水质,使其能够均匀进入后续处理单元,提高处理效果。印染废水的调节主要分为:水量调节和水质调节。 废水处理设备及构筑物都是按一定的水量标准设计的,要求均匀进水,特别对生物处理系统更为重要,为了保证后续处理系统的正常运行,在废水进入处理系统之前,预先调节水量,使处理系统满足设计要求。 印染废水中有机污染物高、色度深、碱性和ph值变化大、水质变化剧烈,因此对废水水质进行调节是非常必要的,尤其是废水的ph值。在废水进入生物处理之前,将ph调整为6-10,以便满足废水生物处理的要求。 实践证明,根据印染废水的水量、水质不同,调节池的停留时间也各不相同,当处理水量比较小时,停留时间可选大些,当处理水量比较大时,停留时间可根据具体情况选小些,一般为4-10个小时。 对于某些印染废水,为了使调节池有一定的去除效率及增加废水的均匀性,特别是当废水中含有比较多的还原性物质时,可考虑在调节池内增加预曝气装置,可有效改善废水的水质特性。如牛仔布经线的浆染废水中含有大量的硫化物(300-500mg/l),对废水进行预曝气可使部分s-氧化。 4.降温 印染废水的水温大多比较高(浆纱印染废水除外),如针织布的漂染、针织线的浆染废水水温为40-45℃,毛绒、毛线的漂染废水水温为40-50℃,梭织布的退煮废水水温为40-50℃等,当水温过高时,会导致废水生化处理系统无法正常运行,直接影响污水达标排放,因此必须考虑对高温废水进行降温处理,然后,再使降温后的废水进入生化处理系统,以便达到生化处理的水温要求,保证整个处理系统的正常运行,同时,废水中的热能也是一种可再利用的资源。 对废水进行降温的方法通常采用热交换的方式进行降温冷却,不同温度的工艺废水经混合后,进入热交换器进行降温处理,一般将水温控制在42℃以下,利于生物的生长,提高处理效果。 冷却水可使用新鲜的工艺用水,这样就利用了一部分热能对生产工艺用水进行预热,从而,一方面降低了废水的水温,另一方面提高了生产工艺用水的水温,节约了加热新鲜工艺用水的蒸汽,达到节约生产成本的目的。换热方案可考虑采用多台换热器并联使用的设计方案,可保证换热系统的正常使用,换热器可分为板式换热器、管式换热器等,我公司使用最广泛的是高效板式换热器。 总之,印染废水是一种水量大、色度高、组分复杂、水质变动范围大、温度高的难处理有机废水,通过大量的工程实践证明,印染废水的综合治理工艺路线中废水的预处理工艺是非常重要的,它关系到整个系统的稳定运行和达标排放,同时也涉及到运行成本的高低,废水进行预处理后可大大改善废水水质,有利于印染废水进行进一步处理,最终达到去除污染物之目的。因此预处理工艺在印染废水处理中是必不可少的关键技术之一。
化学工程与技术论文:探究目前化学工程技术的发展情况与优化措施 1引言 化学工程技术是一个复杂的工程性学科,它是采用一系列科学研究方法对化学过程进行深入研究的物理或者化学过程,它还包括对原有设备的优化和改进以及对新技术的研究。它以化学为指导思想,将科学理论和工程实际结合在一起,它包括有机化学、无机化学、以及石油化工等领域。化学工程是国民经济建设中的重要工程,它大大推动了社会进步的步伐,同时化学工程也与高精尖技术联系密切,目前化学工程技术正朝着连续化、集约化、高效化、精细化和自动化方向发展。化学工程技术不仅和工业产生联系密切,它和日常生活也有大的关系,因此对化学工程技术进行探索和研究具有十分重要的意义。对化学工程技术的发展进行研究不仅有利于吸收国内外最新的技术成果,还有利于改进生产设备,提高生产效率。 2新型化学工程技术的研究 2.1绿色化学技术 绿色化学技术是指采用对高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染,并且有利于环境保护的绿色化学技术。它的理念是在化学反应的过程中采用化学的技术和方法减少或者消除人类健康有害、对生态环境产生不良影响的化学原料或者溶剂等。绿色化学不同于传统的环境保护技术,它是从源头上来消除污染的,因此很彻底。它的优秀是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。近年来,随着环境污染的加剧和能源的日益枯竭,环境保护已经得到世界各国的重视,我国也在“十二五”规划中也明确提出了环境保护的要求,因此绿色化学技术必将有广阔的发展空间。 2.2超临界化学技术 超临界液体是指当温度和压力处在临界点时,物体会处于一种介于气体和液体之间的特殊状态,这时物体有气体和液体的双重性质。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用,尤其是在医药工业领域更有广阔的应用空间。目前,超临界液体的各种性质已经显示出巨大的魅力,发展前景十分诱人。而超临界的化学技术就是与超临界液体相关的化学技术,化学界已经将超临界水氧化法成功的应用到了环境保护的领域。目前,超临界化学技术还处于发展阶段,很多技术还不够成熟。 2.3新的分离技术 在化学工业中常常运用物理法和化学法对化学物质进行分离,例如,利用物质的沸点将不同的物质从分离塔中分离出来,另外还可以根据物质化学性质的不同对其进行分离。这些都是传统的分离方法,这些方法技术比较简单,操作起来也比较简单,但是这些分离方法的效率比较低,分离过程也比较慢,越来越不能满足未来化学工业发展的需要。随着信息技术的不断发展,化学工业中的分离技术也不断的完善,将信息技术和传统的化学技术相结合就形成新的分离技术。例如,在传统的半透膜分离技术中加入了一些新的控制方法,这种新型的分离技术大大加快了分离的速度和效率。 2.4与计算机技术相结合的化学技术 化学技术在发展时遇到了大量的数据计算和数据采集的问题,用传统的方法对这些数据进行处理势必会严重影响化学技术的发展。随着计算技术的发展,化学技术中采用了大量的计算机处理技术使得数据的计算和处理变的非常快捷,在提高效率的同时还节省了大量的物力和财力。计算机技术的在化学中的应用主要体现在在流体力学和数值传热学上,它主要采用数值模拟法进行研究,这种方法需要大量的数据和大量的实验作为支撑,然后利用计算机对数据进行计算和分析,并将数据直观的表示出现。这种方法节约了大量的时间,同时也大大减少了研究人员的工作量,提高了工作效率。总之,与计算机技术相结合的化学技术一定是未来的一个发展方向。 3化学工程技术发展的优化措施 化学工程技术近年来取得了巨大的发展和进步,但是随着时代的发展和进步,传统的化学工程技术也有很多不适合化学产业发展的地方,所以在化学工程技术发展过程中要采取以下几种优化措施: 3.1加强化学工程基础应用的研究 化学工程技术在发展时除了要紧跟科技发展的前沿外,还要对必要的基础应用展开研究。众所周知,基础应用研究投资大,研发时间长,短期内很难看到经济效益,但是从长远出发为了化学工程技术的可持续发展必须加强基础应用研究。另外,在引进外来先进技术时要注意消化吸收其中的基础技术,做好自己的技术储备工作。 3.2利用化学工程技术对现有的化学流程和工艺进行改造 在化学工业中,我们长期都是引进外国的产生工艺和生产线,缺乏独立开发自己生产线的能力。因此,以后我们在引用外国先进技术时要注意消化吸收他们的先进技术,并在此基础上形成自己优秀技术。另外,要充分利用过程模拟技术对现有的生产设备进行仔细的分析,找出其中的关键问题所在,根据实际生产的需要对现有的生产线进行改造。 3.3加强高校、研究所和企业之间的联系 高校和研究所搞的项目的和技术往往偏向于理论和研究,实际应用的项目不多,而在企业中往往都是实际的应用项目,但是这些项目缺精确的理论指导。这样就在高校、研究所和企业之间发生了脱节现象,以后必须要加强他们之间的联系,可以根据实际情况在三者之间建立一个有效的合作机制。将企业中的更多的实际课题拿到高校和研究所去做,这样既解决了企业项目理论性不足的问题,也解决了高校和研究所项目过于偏向理论的问题。目前,很多高校和企业都签署了合作协议,建立了校企合作制度,这极大的促进了化学工程技术的发展。所以,只有加强这三者之间的合作和交流才能更好的促进化学工程技术的发展。 3.4加强绿色化学技术的研究 当今世界面临的环境问题日益增多,目前我国也已经意识到了这个问题,明确提出了保护环境,减少能源消耗的目标。而传统的化学工业作为污染的主要来源更要加强技术技术改造,减少对环境的污染。所以,加强绿色化学技术的研究已经变得刻不容缓。它的发展对我们保护环境减少污染有非常重要的意义。 3.5做好人才工程的建设 21世纪国际社会的竞争实质上就是以科技实力为基础的综合国力的竞争 ,谁在科技上遥遥领先谁就掌握了国民经济发展制高点。而科技的竞争归根到底还是人才的竞争,人才是科技发展的根本动力。而化学工程技术的发展也需要大批的优秀人才作为支撑,因此,我们要加强化学工程的高等教育,以培养出更多的优秀的化学工程人才。另外,还要提高化学工程人员的待遇,稳定化学工程研究队伍,加强国际和国内的学术交流活动。最后还要鼓励创新精神,创新是科技发展的灵魂,做好创新工作也是化学工程技术发展中很重要的一个环节。目前化学工程技术正处于飞速发展的时期,随着化学工业过程技术开发力度的加大,化学工程技术必将以全新的面貌和辉煌的成就呈现在大家面前。 4结束语 现在的化学工程技术与以前传统的化学技术已经有很大的区别,它在发展的过程中采用了很多的新技术,例如绿色化学技术、超临界化学技术、新的分离技术、计算机技术等等。我国的化学工程技术近年来发展很快,取得了很大的成就,很多技术达到了国际先进水平,但是在一些关键领域还比较落后。因此,我们还要调动各种积极因素,采取各种措施促进我国化学工程技术的发展,并且促进我国国民经济的发展。 化学工程与技术论文:化学工程与技术学生创新力的培养 一、国内外化学工程与技术学科研究生创新能力研究现状 近年来,国内外着名高校均对提高研究生创新能力开展了研究。复旦大学张建林针对创新能力的不同类型和创新能力难以提升的原因,探讨了创新能力培养机制改革问题。[3]万军民借鉴美国培养研究生的经验,分析了我国高校研究生创新能力培养的影响因素,构建了我国高校协作式研究生创新能力的培养体系。[4]美国耶鲁大学在培养学生的创新性教育方面注重学生的独立思考,鼓励学生具有批判性思维,学会解决问题。剑桥大学在办学理念上强调理性训练和人格塑造,注重原创性研究,反对教育的功利主义;培养过程中注重“议”“写”环节的训练;校园氛围上重视文化融合与思想交流。柏林自由大学建立以集群发展中心、研究生中心和国际交流中心为优秀的创新型联系网络,三个中心都鼓励创新性研究,加强与外国学者和科学家的合作,培养创新型学术人才。哈佛大学注重教育的个性化,通过个性化的教育培养创造型人才所必备的创造性人格;麻省理工学院等则注重在启发式教学、跨学科学习、开放自主培养等方面为研究生创新能力的培养建立独具特色的培养模式。日本的研究生教育提倡学生独立学习,导师的作用体现在对学生的引导及为其创造宽松的研究环境方面,并且在指导过程中使学生逐渐学会自主学习,在自由民主的学术氛围中激发学生的创造力。[4]针对化学工程与技术学科研究生教育,探索研究生培养制度创新和模式创新,形成有利于化学工程与技术学科研究生创新能力培养的机制和模式,是我国化学工程与技术高层次专门人才和创新型人才培养的需要。 二、加强化学工程与技术学科研究生创新能力培养的实施 (一)加强研究生导师队伍建设,是培养研究生创新能力的前提 在以“创新和服务”为主题的第三届中外大学校长论坛上,来自全球的140多位校长普遍认为:教师是创新型大学的基础。加强化学工程与技术学科研究生能力的培养,研究生导师首先需要以培养创新型人才为己任,在人才培养中真正发挥“导”的作用,这就要求研究生导师自觉提高专业水平和专业素养。只有导师具备扎实的专业功底和广阔的学术视角,能够站在化学工程与技术学科发展的前沿,关注社会发展对学科发展和人才培养的新要求,才能真正引导学生在科研工作的过程中创新性思维,激发学生科研的兴趣,营造有利于学生独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境和氛围。据有关统计,诺贝尔奖显示出明显的“集中性”特征,全世界约4%的科研机构占了22%的诺贝尔奖的获奖份额。如德国马普学会有17个获奖者,英国贝尔实验室有11个获奖者,日本东京大学有10位获奖者,英国卡文迪许实验室有7位获奖者。另一方面,诺贝尔奖获得者具有“传承性”。如1909年德国的奥斯特瓦尔德,他的学生能斯脱,能斯脱的学生米里肯,米里肯的学生安德森,安德森的学生格拉塞都是诺贝尔奖获得者。诺贝尔奖获得的集中性和传承性说明,科研的创新一方面需要一种好的氛围,另一方面导师处于科学前沿至关重要。我校化学工程与技术学科研究生的科研成果显示,研究生在国际化学工程与技术领域前三位期刊上发表的优秀论文,60%以上出自同一科研团队。这些数据表明,导师能够把握学术前沿,并能及时将学生们带入前沿,在学科前沿从事自己的科学研究,是培养研究生创新能力的前提。若研究生导师自身道德修养、探索创新能力、对专业知识的精通和把握难以发挥楷模和导向作用,则培养有创新能力的研究生就是一句空话。 (二)打造针对化学工程与技术学科专业特点的研究生立体化创新性培养平台,是培养研究生创新能力的重要条件 为研究生学术工作搭建交流的立体化平台,开拓研究视野,是培养研究生的创新能力的重要保障。我校化学工程泰山学者实验室针对化学工程与技术学科研究生的专业特点,为研究生学术交流搭建了包括研究生学术报告轮讲平台、国内外学术会议平台、校企合作工程化实施平台在内的立体化平台,积极拓展教育研究和创新能力培养的环境。研究生学术报告轮讲平台包括研究生每月一次的学术专题汇报,报告内容可以是自己的科研内容,也可以是对当今世界最新的研究进展的追踪;一年一度的齐鲁研究生学术论坛-化学与化工技术发展分论坛则是整个齐鲁大地化学工程与技术研究生的华山论剑;每月一期的研究生论坛则是邀请外校、外国的教师以及学术名流来校开展专题讲座;鼓励研究生参加化学工程与技术领域各种国际或国内的学会和年会;根据项目合作与人才培养需要,直接从具有科研创新实力和先进生产能力企业聘请高级研究人员任教,把最先进的应用技术传授给学生,并不定期地带学生走进大型化工企业学习,强化工程能力的培养。上述立体化研究生创新平台建设,一方面使学生能够把握各自领域和相关领域的最新进展,拓宽研究生的研究视野,挖掘研究生的学习潜力和研究能力,为研究生创新能力的培养提供了学术平台保障。 (三)结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节 培养化学工程与技术学科研究生的创新能力,研究生的选题首先必须符合本学科的发展规律及趋势。只有符合本学科的发展规律与趋势,课题才具有研究的可行性和研究的持续性。其次,课题的选择应符合国家和社会发展需求和趋势,脱离社会发展需求和趋势的学术研究和学术前沿,缺乏生命之源。再者,课题的 选取应契合本人兴趣,有了兴趣,学生对课题的研究才会有内在的动力。导师给学生自由,允许提出不同观点与问题,也是培养研究生创新能力的一个重要环节。最后,课题的选取不能脱离现有研究环境与条件。如果研究生所在实验室没有相应的设备及资料条件,题目再好,也无法开展相关研究。针对上述原则,我校化学工程泰山学者实验室针对新能源开发、二氧化碳减排、烟气除尘、污水处理等国家和社会发展的重大需求,引导研究生在流态化工程和颗粒学技术开展研究,包括大型多射流流化床的流型转变规律、流化床生物燃料电池、新型膜流化床、硼氢化钠水解制氢以及化学链燃烧等研究方向,并取得了创新性研究成果。例如,学生将传统的流化床反应器与微生物燃料电池相结合,提出流化床微生物燃料电池新型反应器,在处理高浓度有机废水的同时实现电能的回收。该研究方向申请两项中国发明专利,其中一项已获授权,并在国内外着名期刊上发表研究论文6篇,获得一项山东省研究生科技创新成果三等奖。再如,学生将二氧化碳化学链燃烧技术与煤气化技术相结合,开发煤炭/化学链载氧体气化技术,该技术可在煤气化同时实现二氧化碳的捕集,减少二氧化碳排放。目前已经在该领域申请国家发明专利6项,其中两项已获授权。研究生在国内外着名期刊14篇。由此可见,结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节。 (四)规范过程培养是培养化学工程与技术研究生创新能力的关键 规范化学工程与技术研究生的过程培养,按照瞄准学科前沿选择课题-批判式阅读文献-发现研究方向-实验、思考、结论指导实验、得出新的结论-知识创新的培养模式,实施过程管理。从研究生的综述报告到科学选题指导,教师都为研究生创新能力的培养把握了基本方向,定期组织研究团队的教师和所有研究生进行课题讨论汇报,开展阶段性研究工作总结、创新性结论、遇到的困难和下一步的计划的研究讨论,为研究生创新能力的培养提供了实时追踪和指导。研究生论坛、各种年会和专家报告,为研究生科研视野的拓展和创新性思维的培养提供了平台。实时总结科研成果,撰写科技论文和发明专利,在科研总结和论文的写作中深入思考和发现问题,是研究生提升科研水平的关键步骤。总之,在研究生培养过程中,培养研究生提出或理解化学工程与技术学科领域新概念,用数学语言描述化学工程与技术学科领域新问题或规律的能力,根据工程技术科学特点设计实验装置能力、应用测试技术能力、根据实验现象归纳分析规律的能力等,规范研究生培养过程的全程管理,是培养化学工程与技术研究生研究生创新能力的关键。三年来,我校化学工程泰山学者实验室两度获得山东省研究生创新成果二等奖、三等奖,申请11项国家发明专利,6名硕士生学位论文获优秀硕士论文,2名博士生学位论文获优秀博士论文,1名博士研究生获得山东省优秀博士学位论文。(本文作者:王许云、岳学海、郭庆杰 单位:青岛科技大学化工学院) 化学工程与技术论文:化学工程与工艺的新兴技术 1化学工程与工艺的新兴技术 1.1绿色化学工程 绿色化学这个词汇已被人们所熟知。绿色化学是通过化学工程与工艺实现的。研究化学工程与工艺不仅能够使人们获得最大的利益,而且减少消耗资源和环境的污染。许多国内外的公司运用化学工程与工艺,研发符合公司要求的绿色产品。化学工程与工艺促进了化学的发展。运用化学工程与化学工艺能够减少催化剂等有害的原料的使用。绿色化学的技术就是在源头上阻止环境污染的产生,从根本上杜绝产生环境污染,并且回收再利用一些废弃物品。 1.2分离工程 物质在一些重力、压力还有温度和电的影响下,通过外力的作用,将物质自发的从无序转变成有序的过程被称为分离工程。化学工程与化学工艺的分离工程是一个消耗能量的过程,分离工程是化学工程与化学工艺研究的重点之一。目前使用最多的分离工程方法就是蒸馏法,虽然我国在蒸馏分离法方面的研究已经有深厚的理论依据和实践经验,但是蒸馏分离方法在蒸馏速度方面需要进一步改善。除了改进蒸馏速度外,还要采用最先进的蒸馏设备,采用新型的材料才会获取更好的经济效益。采用新型的吸收剂不仅能够影响蒸馏时间的长短,而且能够提高蒸馏吸收的效率。膜分离技术因其具有节能、高效、易于清理等特点,成为现如今比较流行的分离技术,备受各个国家的科学家关注。膜分离的吸附分离法在气体干燥、废水等污染物的处理等方面得到了广泛的运用。膜分离重点开发新型吸附剂和实现膜的高效的使用寿命,但是膜分离存在着膜的污染和防治。 1.3SupereriticalFluid,SCF(超临界流体) 超临界流体是一种具有液体和气体的性质的一种流体,在温度和压力临界点之上的无气体液体的相界面。这项技术广泛应用在化工、食品加工、生物医药工程中。对质量和工艺的要求较高。开发超临界流体有着广泛的发展前景,并且会为企业带来丰富的发展利润。近几年来,超临界水氧化法在环境治疗保护方面的研究较多,但是在化学工程与工艺方面的研究较少,现如今处于研究试验期。 2结语 化学工程与工艺的发展不仅影响着现代社会的发展,而且有助于环境友好型社会的构建。当前世界面临着资源和能源的短缺,社会经济的发展不能以牺牲环境为代价,这就需要化学工程与化学工艺共同发展,满足我国资源节约和环境保护的需要。化学工程与工艺的行业领域需要积极配合国家提出的可持续发展战略。转变可持续发展的概念。重视化学工程与工艺发展的环保性,转变传统的化学工程与工艺,减少环境的污染,积极开发新能源,走环境友好型道路。 作者:陶春荣 单位:山东润昌工程设计有限公司新疆分公司 化学工程与技术论文:化学工程工艺与绿色化工技术要点 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。2.2选用绿色化学催化剂化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。2.3选择性强化化学反应化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。3.2应用生物技术生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。3.3应用环境友好型产品环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学 化学工程与技术论文:化学工程技术的热点与发展趋势 1化学工程技术的几个热点 1.1绿色化学成为本世纪最大的热点在过去的几十年里,人类社会一直在追求高效率的发展经济水平,不惜一切代价的发展本国的经济。然而随着经济的发展,越来越多的问题也开始出现。正如马克思所说的:“大自然开始报复人类”。过去由于人们不同的利用科学技术来挖掘自然资源,同时大量化学物品的使用使得地球的环境问题和资源问题都日益突出。绿色化学将从一开始就把污染扼杀在摇篮里,让污染不复存在。这几年来绿色化学逐渐流行起来,如何在化学领域实现绿色的发展也成为所有化学家都致力于研究的一个热点。 1.2分离技术分离技术也是目前化学工程领域的一大研究热点。过去,传统的化学分离技术是利用不同物质的沸点不一样,从而进行物质分离。随着科学技术的发展,许多化学家研究出一些新的分离技术。然而这些技术还停留在实践方面没有能够形成系统的理论。随着技术的不断发展,分离技术得到了大幅度的提升,化学家可以利用软件对分离过程进行模拟和控制,因此就大大的提高了研究的效率和适用性。 1.3热力学定律的应用热力学定律也成为了研究的热点,热学研究现在已经发展成为独立的一门枝干,具有良好的发展前景,目前,纳米技术的发展已经取得了举世瞩目的成就,因此从微小尺度来研究化学热定律也成为一个热点,并且这一领域的研究已经取得了一系列颇有水平的成就。谈到化学工程技术的热点就不能忽略超临界化学反应,超临界是指液体的P、T都在临界值以上,此时物质处于液体和气体两种状态。目前,这种研究技术还刚刚起步,还有很大的发展前景,也值得我们不断关注。 2发展趋势分析 2.1计算机辅助化进一步深入21世纪是一个信息化的时代,计算机对于各种研究来说都成为了必不可少的辅助工具。计算机技术的利用使得过去很多的化学计算问题和分析问题都得到了完美的解决,同时也大大的节省了效率、提高的研究的准确性。在化学工程中广泛的使用计算机技术,是化学工程领域一个重要的发展趋势,广大的化学研究者应该不断的加强对计算机技术的学习,从而推动化学工程的发展。 2.2系统性、整体性加逐渐明了系统论一直以来也是非常重要的工具。化学领域的发展同样离不开系统论,过去许多化学技术都是单独的进行分析研究,这就导致每个环节得不到很好的匹配。目前整体性、系统性已经成为化学工程领域的发展趋势,利用系统的方法对化学工程进行研究可以使得非常复杂的问题变得简单化、整体化。 综上所述,随着科学技术的不断发展,化学领域的发展也处于一片生机盎然的趋势。深入研究化学工程技术领域的热点与发展趋势可以帮助我们更好的深入研究化学技术,不断的对传统的化学技术进行修正、调整,使其朝着有利于发展的趋势前进。 作者:刘威 单位:江汉大学化学与环境工程学院 化学工程与技术论文:化学工程与技术实验课程构建探索 在研究生阶段,有些导师只注重与学生研究课题相关的实验技能,而忽视对学生实验能力的全面培养,使很多研究生的实验技能不全面,实验过程中思维狭窄,综合分析能力较弱,这样的同学毕业后在新的研究领域很难快速适应。应用化学专业作为一门实验性很强的学科,研究生能否早出好成果,不仅决定于其科研思路,也取决于学生实验技术的熟练程度。因此,通过高等化学工程与技术实验课程建设,学校重视对应用化学专业研究生进行综合实验技能、分析问题、解决问题能力的培养,使学生的实验能力与理论水平相匹配,对提高应用化学学科研究生的论文质量和社会竞争能力具有重要意义。 一、课程特点与要求 以往,一般高校应用化学专业的研究生教学以理论课为主,缺乏实验教学,这不利于学生实验技能的培养。另外,传统的实验教学模式将实验局限在二级学科范围内,人为地割断了学科之间内在的联系,事实上难以适应对研究生实验思维和技能培养的要求,也不符合学科综合发展和学科交叉渗透对人才培养的要求。在全国工科院校积极探索“卓越工程师”培养模式的背景下,如何提高工科研究生培养质量,建立符合工科研究生特点的实验教学体系,成为全国高校特别是工科院校思考的重要问题。在这样的背景下,我们提出在高等化学工程与技术实验课程内容的设置方面,考虑到不同学科的要求,淡化专业界限,既要充分考虑与本科实验的衔接,又要在实验内容、方法和手段上具有与研究生培养要求相一致的专业水准和技术内涵。体现由简单到复杂、由被动模仿到主动设计及综合运用的特点,强调知识的融合,反映学科交叉。为了能在较短的学时内使该课程对应用化学不同层次研究生的培养起到积极的作用,我们在课程内容设置方面,将化学合成实验、化工原理实验、香料香精制备和调香实验有机结合,打破了以往分专业、分课程的做法。开设的实验课中,既有覆盖面宽的基础实验,也有专业性较强的实验,还有前沿性实验和富有启迪思维的实验技术专题讲座等,构建了富有特色的适合应用化学类研究生的实验教学体系,以提高研究生实验动手能力、运用实验解决化学、化工实际问题的能力。 二、实验内容设置 在高等化学工程与技术实验课程的内容设置上我们尽量选择覆盖化学、化工学科群的实验,如香料化合物的合成和表征、调香、膜分离材料的合成和表征、大环配体的合成与表征、多釜串联设计等。根据学生的情况及学时的要求,本门课程的教学内容主要包括:概述、基本实验、常规性实验、专业性实验、设计性实验、自主性实验和大型仪器的讲座与培训等。教学遵循体系完整、重点突出、实用性强、与现代研究手段和方法相结合的原则,力求在有限的学时中取得令人满意的教学效果。 (一)基础性实验 本部分实验主要是训练学生的基本操作技能。学生在充分预习、了解实验基本原理的前提下,独立操作,老师及时指出学生实验中出现的问题。目的是使一些基本操作能力较差的研究生获得实践机会,迅速掌握一些重要、常见的基本操作。实验设计坚持由浅入深、循序渐进的原则,强调“宽口径、厚基础”,以此为其他层次的实验打下坚实的基础。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (二)专业性实验 专业实验坚持以培养实验能力为主的原则选择实验内容。不同研究方向的实验教学内容强调“前瞻性、创新性”。学生须根据专业特色完成若干个具有专业特色的综合实验训练,如水热/溶剂热制备、简单香料化合物合成、膜分离实验流程设计等。教师从查阅相关文献、具体实验原理的确定、实验方案的设计、实验条件的控制对比等方面引导学生进行实验,锻炼学生独立实验、分析问题和解决问题的能力。由于实验学时的限制,研究生不可能也没有必要把开设的所有实验全做一遍。因此,每位学生结合自己的研究方向,可选择不同的实验,以锻炼在相关研究领域的动手、分析问题能力。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (三)设计性实验 本部分实验主旨是开发学生的探索精神和创新能力,用典型性的研究成果进行实验教学。如我们计划开设具有特定香味化合物的合成和调香、共轭大环配合物的合成等实验内容,使研究生了解和掌握现代最先进的技术思想、现代科技发展中具有代表性的重要研究方法。教师的主要工作是设计具有研究性的或探索性的问题,然后激励学生去思考、设计、实验和总结。在整个实验过程中,学生要独立完成查阅文献、设计实验方案、完成实验及实验结果分析的全过程,养成独立思考、独立解决问题、独立工作的良好习惯。为了达到较好的教学效果,实验前的讲解以提问和探讨的方式进行,要求学生在实验时先将实验过程及注意事项口头叙述一遍,以督促其在实验前自觉预习,在实验过程中做到心中有数,不手忙脚乱。实验结束时,教师与学生一起探讨,以激发学生的学习兴趣。设计性实验使得研究生在综合运用课程所学内容的基础上,进一步获得了较强的综合实验能力及解决实际问题的能力。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (四)自主性实验 由于研究生受到学习年限的限制,因此尽早让他们熟悉与自己相关的课题内容是非常必要的。我们计划留有1/5的学时设计与论文或科研任务相结合的实验(具有较强的综合性),要求研究生进入自己导师的实验室,从事辅助或参与导师的科研工作,以激发学习热情,进一步培养解决实际问题的能力。导师可以结合自己的科研课题给学生布置一个小课题,引导学生有计划地完成;要求学生自主规划、实验,导师对学生实验的整体状况进行督导,以使学生尽快融入导师的课题中,在论文实验过程中少走弯路,取得更好的成果。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (五)大型仪器讲座和培训 随着现代科技的不断发展,科技创新的水平越来越依赖于大量、复杂的实验技术手段和各种大型、精密仪器设备。由于多数生源来自于其他高校的相关专业,很多学生没有接触过如X-射线衍射、扫描电镜、红外等大型仪器设备,因而他们在硕士论文期间实验结果的测试和分析中障碍重重。针对这一现状,我们提出了如下的措施:1.开展相关仪器使用的讲座,请经验丰富的教师集中讲解仪器的工作原理、操作规程、注意事项等,并督促实验室技术人员引导学生进行规范化操作,在学生做好充分准备的前提下,方允许学生上机操作。2.学生须将测试内容和自己的课题相结合,能正确地进行相关的数据处理与结果分析,做到学有所用。这不仅大大缩短了研究生进入课题实验的工作适应期,也能提高他们的科研能力。3.经过严格的选拔考核后,一部分操作能力强的研究生可以被吸纳为大型仪器的协管员,以使研究生能有机会实际操作并熟练掌控一些大型仪器设备,为以后在课题研究中熟练使用这些大型仪器打下坚实的基础,也提高了他们的就业竞争力。本部分实验内容约占总学时的1/5。 三、实验教学过程 (一)教学方式、方法 由于授课对象和培养目标不同,所以研究生的实验教学和本科生的实验教学方式、方法应该有所区别。针对高等化学工程与技术实验课程的教学,我们提出了如下几点建议:1.采用交互式教学模式向学生介绍实验技术的原理、难点和技巧,特别是本科阶段未学习过的、对研究生课题研究极为重要的一些操作技术。交互式训练有助于学生发现实验中所需要面临的难点,确定实际有效的解决方法,是一种更有效的实验操作教学方法。2.每位任课教师围绕实验课程建设的指导思想和主要规划,制定自己的教学方案。3.建立课程负责人定期听课、教师定期互相听课的制度,以利互相学习,互相督促,共同提高教学水平。4.采用多媒体教学手段。研究生学位论文28研究生高等化学工程与技术实验课程建设初探以大量的科研实验为基础,而实验理论与具体实验操作之间往往存在着巨大差异,研究生从基础理论学习的课堂到进入实验室进行实验操作,往往会感到难以适从。为了弥补传统实验教学视野狭窄的不足,缓解实验经费与研究生人数之间的矛盾,使应用化学专业的研究生能尽快掌握一些常用的基础实验技术,我们提出在研究生的高等化学工程与技术实验课程的教学过程中采用多媒体教学。 (二)学生实验习惯的培养 1.培养严谨的科学作风研究生作为高层次专门人才的预备队,严谨、求实的科学作风是他们应该必备的一种品质。比如在实验过程中注意观察,发现实验现象与预想的现象有较大出入时,多方面查找原因,及时讨论实验过程中出现的现象和实验结果,讨论实验方法的优劣等都是研究生所应该养成的科研习惯。原始实验记录对研究生理顺科研思路、寻找科学规律和完成工作总结等都有着非常重要的意义。[1]从实验开始阶段,研究生就应做到规范地记录实验现象和实验结果。对于那些不尊重事实,涂改数据和拼凑结论的同学,导师要及时予以批评教育,从而保证研究生树立良好的科研作风,获得可靠的实验结果。2.卫生习惯实验过程中要督促学生做好试剂的回收工作,不随意丢弃滤纸、火柴梗、废玻璃等杂物,有效减少环境污染和着火爆炸等危险事故的隐患,使学生在实验过程中不断提高环保意识,养成良好的卫生习惯。 (三)教学评价体系 实验的教与学两方面建立相应的激励与评价制度,将会促进实验教学与研究生实验能力的提高。学校可以从教学内容、教学方式、教学管理、教学评价等方面建立相应的实验教学管理与考核制度,以此来激励教师在实验教学上的投入。在学生学习方面,学校应建立学生成绩和学分相结合的评价方法。学生实验成绩的评定主要依据学生在实验课中的实际表现。如学生是否按时进行实验,进入实验室前对实验内容是否有充分的预习,实验过程中是否以积极的态度投入了,实验结束时是否清洗和整理实验用品,是否真实记录实验情况并及时总结等。 四、研究生实验室建设 建立专门的研究生教学实验室,为研究生实验教学提供更加全面、系统的环境,形成教学科研有机结合得更为完善的实践能力培养体系,是当前研究生教育发展的迫切需求。[2,3]我们希望按大学科或大专业建立开放性实验室,供研究生进行实验,有步骤、分批次地开放实验室。实验室不仅要对本专业的师生开放,也对跨专业、跨学科、跨院系的师生开放,让研究生在自由、开放的研究环境中选择实验和接受专业指导。同时,这种手段也有利于加强学科之间的协作和交流,实现实验条件的真正共享。 五、师资队伍建设 实验教师队伍的水平和能力,在整个实验体系运行中起决定性的作用。学校必须建设一支结构合理、人员精干、专兼结合的实验教师队伍,使他们在培养研究生的实验与创新能力方面发挥主导作用。为了充分发挥高水平教师在实验教学中的优势,学校有关部门应该制定一系列有利于提高实验教学质量、保障实验教学运行和改善实验教学整体环境的相关政策,鼓励教学和科研经验丰富、责任心强的教师参与到实验教学中来,充分发挥他们的科研优势,这更有利于将若干较成熟的研究成果融入课堂教学,使学生了解学科的最新发展动向,增强创新意识,提高研究生实验教学质量,培养学生综合的实验能力。[4] 六、实验保障体系建设 学校有关部门应该对应用化学专业研究生实验学分提出更加明确的要求,建立实验课程管理系统,从制度上保障研究生重视实验课程。实验指导老师应重视课程教学的每个环节,包括实验方案把关、实验过程指导、实验结果验收等,突出实验教学的地位和作用。研究生可以通过系统,选择实验课程和实验时间,通过实验操作过程、实验报告及综合考试等环节的考核,取得相应的学分。 七、结语 实验技能的高低与应用化学专业研究生的培养质量息息相关。结构合理的实验内容和规范的实验技能训练,对培养研究生自我创新意识、从事科学研究的能力和就业竞争能力有着非常重要的作用。探索适合应用化学专业研究生特点的实验教学体系将是一项长期的任务。)只有不断加强研究生实验课程的改革与建设,改善研究生实验教学的条件,完善各种实验教学评价与激励机制,才能培养出大批高素质的应用化学专业人才。 作者:李向清穆劲康诗钊秦利霞易封萍陈桂娥单位:上海应用技术学院化学与环境学院 化学工程与技术论文:化学工程与技术学生创新力的培养 一、国内外化学工程与技术学科研究生创新能力研究现状 近年来,国内外著名高校均对提高研究生创新能力开展了研究。复旦大学张建林针对创新能力的不同类型和创新能力难以提升的原因,探讨了创新能力培养机制改革问题。[3]万军民借鉴美国培养研究生的经验,分析了我国高校研究生创新能力培养的影响因素,构建了我国高校协作式研究生创新能力的培养体系。[4]美国耶鲁大学在培养学生的创新性教育方面注重学生的独立思考,鼓励学生具有批判性思维,学会解决问题。剑桥大学在办学理念上强调理性训练和人格塑造,注重原创性研究,反对教育的功利主义;培养过程中注重“议”“写”环节的训练;校园氛围上重视文化融合与思想交流。柏林自由大学建立以集群发展中心、研究生中心和国际交流中心为优秀的创新型联系网络,三个中心都鼓励创新性研究,加强与外国学者和科学家的合作,培养创新型学术人才。哈佛大学注重教育的个性化,通过个性化的教育培养创造型人才所必备的创造性人格;麻省理工学院等则注重在启发式教学、跨学科学习、开放自主培养等方面为研究生创新能力的培养建立独具特色的培养模式。日本的研究生教育提倡学生独立学习,导师的作用体现在对学生的引导及为其创造宽松的研究环境方面,并且在指导过程中使学生逐渐学会自主学习,在自由民主的学术氛围中激发学生的创造力。[4]针对化学工程与技术学科研究生教育,探索研究生培养制度创新和模式创新,形成有利于化学工程与技术学科研究生创新能力培养的机制和模式,是我国化学工程与技术高层次专门人才和创新型人才培养的需要。 二、加强化学工程与技术学科研究生创新能力培养的实施 (一)加强研究生导师队伍建设,是培养研究生创新能力的前提 在以“创新和服务”为主题的第三届中外大学校长论坛上,来自全球的140多位校长普遍认为:教师是创新型大学的基础。加强化学工程与技术学科研究生能力的培养,研究生导师首先需要以培养创新型人才为己任,在人才培养中真正发挥“导”的作用,这就要求研究生导师自觉提高专业水平和专业素养。只有导师具备扎实的专业功底和广阔的学术视角,能够站在化学工程与技术学科发展的前沿,关注社会发展对学科发展和人才培养的新要求,才能真正引导学生在科研工作的过程中创新性思维,激发学生科研的兴趣,营造有利于学生独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境和氛围。据有关统计,诺贝尔奖显示出明显的“集中性”特征,全世界约4%的科研机构占了22%的诺贝尔奖的获奖份额。如德国马普学会有17个获奖者,英国贝尔实验室有11个获奖者,日本东京大学有10位获奖者,英国卡文迪许实验室有7位获奖者。另一方面,诺贝尔奖获得者具有“传承性”。如1909年德国的奥斯特瓦尔德,他的学生能斯脱,能斯脱的学生米里肯,米里肯的学生安德森,安德森的学生格拉塞都是诺贝尔奖获得者。诺贝尔奖获得的集中性和传承性说明,科研的创新一方面需要一种好的氛围,另一方面导师处于科学前沿至关重要。我校化学工程与技术学科研究生的科研成果显示,研究生在国际化学工程与技术领域前三位期刊上发表的优秀论文,60%以上出自同一科研团队。这些数据表明,导师能够把握学术前沿,并能及时将学生们带入前沿,在学科前沿从事自己的科学研究,是培养研究生创新能力的前提。若研究生导师自身道德修养、探索创新能力、对专业知识的精通和把握难以发挥楷模和导向作用,则培养有创新能力的研究生就是一句空话。 (二)打造针对化学工程与技术学科专业特点的研究生立体化创新性培养平台,是培养研究生创新能力的重要条件 为研究生学术工作搭建交流的立体化平台,开拓研究视野,是培养研究生的创新能力的重要保障。我校化学工程泰山学者实验室针对化学工程与技术学科研究生的专业特点,为研究生学术交流搭建了包括研究生学术报告轮讲平台、国内外学术会议平台、校企合作工程化实施平台在内的立体化平台,积极拓展教育研究和创新能力培养的环境。研究生学术报告轮讲平台包括研究生每月一次的学术专题汇报,报告内容可以是自己的科研内容,也可以是对当今世界最新的研究进展的追踪;一年一度的齐鲁研究生学术论坛-化学与化工技术发展分论坛则是整个齐鲁大地化学工程与技术研究生的华山论剑;每月一期的研究生论坛则是邀请外校、外国的教师以及学术名流来校开展专题讲座;鼓励研究生参加化学工程与技术领域各种国际或国内的学会和年会;根据项目合作与人才培养需要,直接从具有科研创新实力和先进生产能力企业聘请高级研究人员任教,把最先进的应用技术传授给学生,并不定期地带学生走进大型化工企业学习,强化工程能力的培养。上述立体化研究生创新平台建设,一方面使学生能够把握各自领域和相关领域的最新进展,拓宽研究生的研究视野,挖掘研究生的学习潜力和研究能力,为研究生创新能力的培养提供了学术平台保障。 (三)结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节 培养化学工程与技术学科研究生的创新能力,研究生的选题首先必须符合本学科的发展规律及趋势。只有符合本学科的发展规律与趋势,课题才具有研究的可行性和研究的持续性。其次,课题的选择应符合国家和社会发展需求和趋势,脱离社会发展需求和趋势的学术研究和学术前沿,缺乏生命之源。再者,课题的选取应契合本人兴趣,有了兴趣,学生对课题的研究才会有内在的动力。导师给学生自由,允许提出不同观点与问题,也是培养研究生创新能力的一个重要环节。最后,课题的选取不能脱离现有研究环境与条件。如果研究生所在实验室没有相应的设备及资料条件,题目再好,也无法开展相关研究。针对上述原则,我校化学工程泰山学者实验室针对新能源开发、二氧化碳减排、烟气除尘、污水处理等国家和社会发展的重大需求,引导研究生在流态化工程和颗粒学技术开展研究,包括大型多射流流化床的流型转变规律、流化床生物燃料电池、新型膜流化床、硼氢化钠水解制氢以及化学链燃烧等研究方向,并取得了创新性研究成果。例如,学生将传统的流化床反应器与微生物燃料电池相结合,提出流化床微生物燃料电池新型反应器,在处理高浓度有机废水的同时实现电能的回收。该研究方向申请两项中国发明专利,其中一项已获授权,并在国内外著名期刊上发表研究论文6篇,获得一项山东省研究生科技创新成果三等奖。再如,学生将二氧化碳化学链燃烧技术与煤气化技术相结合,开发煤炭/化学链载氧体气化技术,该技术可在煤气化同时实现二氧化碳的捕集,减少二氧化碳排放。目前已经在该领域申请国家发明专利6项,其中两项已获授权。研究生在国内外著名期刊14篇。由此可见,结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节。 (四)规范过程培养是培养化学工程与技术研究生创新能力的关键 规范化学工程与技术研究生的过程培养,按照瞄准学科前沿选择课题-批判式阅读文献-发现研究方向-实验、思考、结论指导实验、得出新的结论-知识创新的培养模式,实施过程管理。从研究生的综述报告到科学选题指导,教师都为研究生创新能力的培养把握了基本方向,定期组织研究团队的教师和所有研究生进行课题讨论汇报,开展阶段性研究工作总结、创新性结论、遇到的困难和下一步的计划的研究讨论,为研究生创新能力的培养提供了实时追踪和指导。研究生论坛、各种年会和专家报告,为研究生科研视野的拓展和创新性思维的培养提供了平台。实时总结科研成果,撰写科技论文和发明专利,在科研总结和论文的写作中深入思考和发现问题,是研究生提升科研水平的关键步骤。总之,在研究生培养过程中,培养研究生提出或理解化学工程与技术学科领域新概念,用数学语言描述化学工程与技术学科领域新问题或规律的能力,根据工程技术科学特点设计实验装置能力、应用测试技术能力、根据实验现象归纳分析规律的能力等,规范研究生培养过程的全程管理,是培养化学工程与技术研究生研究生创新能力的关键。三年来,我校化学工程泰山学者实验室两度获得山东省研究生创新成果二等奖、三等奖,申请11项国家发明专利,6名硕士生学位论文获优秀硕士论文,2名博士生学位论文获优秀博士论文,1名博士研究生获得山东省优秀博士学位论文。(本文作者:王许云、岳学海、郭庆杰单位:青岛科技大学化工学院) 化学工程与技术论文:浅析化学工程技术的应用问题探究与思考 摘要:在科技高速发展的今天, 我国科学技术水平的进步,自动化技术的应用在各行各业中逐步扩散起来,比如化学工程技术在化学生产中的应用也逐渐受到人们的关注,化学工程行业关系着人们的日常生活,影响着其他行业的发展,所以对在化学生产过程中的应用进行研究探析,是十分有必要的实时话题。 关键词:工程技术;化学反应;应用技术 化学工程技术是一门主要研究化工生产过程中研究和开发以及过程装置的设计、制造和管理的综合性技术。化学工程技术在化学生产中的应用已涉及到各行各业,化学工程技术的发展对于强化化工生产过程,提高产品质量,降低原料和能量消耗,对于企业的技术改造以及新技术的开发起着重要作用。 1.新型反应技术的研究 1.1 超临界化学反应技术。超临界液体是指在温度和压力都处于临界点之上时,此时状态处于液体和气体之间,具有这两种状态的双重性质。这种状态的流体不仅在化学工业、生物化工、食品工业有广泛的应用,而且还在医药工业等领域应用很广泛,已经显示出巨大的魅力,极具发展前景。近年来,化学界将超临界水氧化法应用到保护环境的领域,但是都处于初级发展阶段,很不成熟。 1.2 绿色化学反应技术。绿色化学是指对环境不会造成污染的,有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采取化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程,因此很彻底,这主要包含原子经济性和高选择性的反应,生产出对环境有利的材料,并且回收废物循环利用的一门科学技术。 1.3 新的分离技术。从广义上看,分离强化首先是对设备的强化,随后对生产工艺进行强化,整体来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果,这样不仅有利于实现可持续发展,同时也是化工分离技术的重要技术与主要趋势之一。然而,古老的化工分离技术原理:利用沸点的不同,将不同的组分从分离塔里分离出来。随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术,具有广阔的发展前景,但是这些在应用中同样也存在着很多问题,此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少,没有在理论上充分说明和指导,对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术和科学的不断进步和发展,分离技术也随之得到改善,取得了长足的进步,逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上,例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面,这些都是信息技术发生功效的主要分离技术,再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。对分子的设计加速了可以加速分离,因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义。信息技术的引进对于分离过程的深入产生了重要的作用,而且还能提高工作效率。 2.传热过程中一些新的研究进展和方向 2.1 微细尺度传热学研究进展。微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律,现在传热学中已经自成一个分支,发展前景广阔。当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立,但是由于尺度的微细,原来的假设的影响因素也会相对的发生变化,这就导致了流动和传入规律发生着变化。目前,微米、纳米科学已经取得长足的进步,受到人们的广泛关注,诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的。其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果。 2.2 强化传热过程的研究进展。这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手,提高传热的效率,并想办法改进设备使其持续对外放热,这种改进包含发明新的传热材料和改进生产工艺,将过去的设计进行优化等方法。 2.3 传热理论研究进展。近年来,传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用,但至今仍未能很好的实现,主要问题是如何获得实现滴状冷凝,并且使其冷凝表面寿命延长。改变冷凝界面的性质,将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一。沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用,而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着。长期以来,人们都在对液体发生核态沸腾的主要原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究。由于沸腾的现象是复杂和多变的,这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量。到现在为止,加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响,这一问题是最需要得到解决的,也是研究的重点所在,对沸腾传热进行计算大都采取机理模型,这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低,而且需要大量的实验做基础,所以目前应用的范围较窄,目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式,因此我们有另辟蹊径,从新的角度来探究和研究问题,从基本理论出发,提出新的理论与计算方法或研究出新的模型,将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量,这将成为今后研究的重中之重。 3.促进化学工程技术发展的对策 3.1 着眼全局提高化学工程技术水平。化学工程科学近年来的发展趋势已经明显地呈现与多学科交叉的现象,要进一步促进化学工程技术的进步,就要从全局出发综合考虑与化学工程交叉的各个领域的情况。要统筹考虑各个领域的运用,做好整体的规划,协调各项科学的开发利用。并且统筹现有领域的同时积极开拓新的研究领域,使各个学科领域相互促进,最后实现共同发展。 3.2 提高化学工程机械设备研究水平。机械设备是提高一项技术必须具备的,先进的机械设备能为更高水平的技术研究硬件支持。但是相对而言,目前化学工程技术方面的机械设备还比较落后,应该加强研究力度,向世界化学工程技术研究的机械水平靠近。有了这些高科技水平的机械设备,在化学工程技术领域赶超世界水平指日可待。 3.3 做好化学工程技术的教育工作。任何一项技术的发展都不能离开高水平的人才,所以要促进化学工程技术进一步发展需要加强化学工程领域的教育培训工作。不仅需要培养化学工程技术方面的知识,与其相关的学科的教育与培训也要加强。不仅仅培训理论知识,更要加强学生的实践能力,为化学工程技术的发展储备人才。 3.4 积极开拓化学工程技术的应用市场。当今化学工程技术的应用领域已经很广泛,但是如果想要进一步的发展还要积极研究开发新的工艺、新的产品,寻找新的市场。市场是产品开发的动力,有了市场的需求才会带动产品的生产,也就会促进技术水平的提高。 化学工程与技术论文:化学工程技术的热点问题与发展趋势 摘要:随着科学技术的不断向前发展,我国对化学工程技术的研究也不断深入。本文就化学工程领域中一些热点的发展趋势以及相关的技术研究进程,对超临界点化学的反应技术以及分离和传热过程等相关领域进行了分析和研究,认为其研究的重点是在于过程、设备以及研究对象的研究方法。随着研究领域的不断前进和革新,化学工程技术领域的发展将融合多学科,以节约资源注重环境的保护为方向。 关键词:化学工程技术;研究热点;发展趋势 化学工程是一门将一系列化学有关的知识进行深研究的化学或物理过程的知识学科,它还包括对原有化学设备进行改革,以化学思想为基础将理论和实际工程知识糅合。具体工作可包括研发新产品、设计、模拟、操作实验来强化装备等硬件设施。化学工程领域包括范围广泛,其中有机化学、无机化学、石油化工等领域,因此化学工程是国民经济建设从而推动社会进步重要的工程领域。目前化学工程技术的发展方向是逐渐趋向连续化、集约化、自动化、高效化和自动化、精密化。由于化学工程技术被广泛运用到生活领域所以对其的研究是十分有必要的。 1 化学工程技术的新热点 1.1化学超临界反应技术 超临界的化学反应技术是指反应过程中的温度和压力都在临界点之上,这样的状态往往是液体和气体之间。这样形式的存在被广泛运用到生物化工、食品、医药等领域,已经显示出很好的效益,发展前景很好,但近年来的探究和发展阶段仍处于初级,待进一步深入研究。 1.2绿色化学研究技术 绿色化学由于能够有效避免对环境的污染,近年来备受推崇。绿色化学就是指利用化学反应技术来充分利用资源、减少污染物的产生来起到对环境的保护。比如,它可以对产生污染物的相关溶剂和废料进行处理,利用原子技术或高选择性的化学反应生产处对环境有利的产品,这不仅能够增加经济效益而且带来可观的社会效益。 1.3分离技术的新研究 首先,分离技术强调对生产设备的强化,其次是生产技术。总结来说就是将设备更新,将生产率提高的技术都属于化学分离技术的结果。古老的分离技术方法是利用各种材料沸点不同将其分离然后做研究。随着科学技术的发展和各领域研究合作分工改变为分离技术新发展提供了广阔的前景。比如近年来,在力学的传递以及多相流方面,采用信息技术发生分离,还有分子的模拟就很大的提高了预测热力学平衡的水平,对分子的人为设计加速了分离等等。因此进一步研究高效的分离技术有着深远的意义。 2 传热过程新的研究发展方向 2.1传热学中细微尺度的研究进展 细微尺度是指从时间尺度和空间尺度进行更细微的研究的热学范畴,如今它在热学中已经形成了一个分支,具有广阔的发展前景。当一个物体的尺寸远大于其载体时,这样的情况会存在,但是由于尺寸的更加细微,原来的假设影响因素也会发生相应变化。目前纳米技术已经取得显著的成绩,很多领域都是围绕传热学中的细微尺度技术进行研究的,近年来取得了高集成电路、多空介质流等新成果,产生了巨大的经济效益。 2.2传热设备的研究进展 近些年来,利用翘片来强化传热,管外的翘片强化传热原理包括有前缘效应和非稳定性扰动以及减薄边界层等几种。常用的片是冲缝片和百叶窗。将来对此的研究应该将分布参数和场地模拟相结合,来优化传热装置结构的参数,实现管翘式的传热针设计。 2.3与计算机技术的相结合 计算机技术的不断进步是化学中大量的技术问题能够得到有效的解决。同时节约了大量的人力物力财力,也增加了数据和相关机械的精密度。计算机的主要贡献表现在计算流体力学、数值传热力学、采用计算机技术进行统计、计算有利于将数据更直观的表现出来,表现形式更加多样,能够有效分析大量实验数据。 2.4与材料科学和信息工程相结合 科学的进步和新技术的研究涌现就为化学工程的研究提出了新的机遇。如何形成优质的服务体系和完整地理论作为研发支撑成为化学工程面临的问题。所以它必将进入一个新的发展阶段,在发展中应注重与多学科的交叉,更多的研究应该包括信息和化学应用、生物与化学以及能源环境与化学相结合的学科,这都为化学工程的发展提供了新的研究方向。由于信息技术不断深入各个行业,为此通过信息技术可以将大量的信息收集、整理进行数据统计分析,得出的结论可以为化学工程发展研究提供新的方向。 3结语 综上所述,伴随科学技术的发展,专业人员对化学工程研究已经从单一走向研究领域与多学科相结合的多元化方向发展,随着时代的需要,科学技术的发展,新的发展热点的出现,化学工程的发展方向也是多元化的。化学工程技术多元的发展给社会带来的也将是全新的面貌,推动整个社会向前的步伐。 作者简介:刘玉琴,本科学历,白山市浑江区东兴街道办事处,工程师,研究方向:化学工程。 化学工程与技术论文:探究目前化学工程技术的发展情况与优化措施 摘要:随着经济的发展和科技的进步,我国的化学工程技术也到了迅速的发展,我国的化学工程技术虽然起步比较晚,但是发展很快,我们现在的生活已经离不开各种化工产品,化学技术的发展给我们的生产和生活带来了极大的便利。目前,我国的化学工程技术虽然发展很快,但是还存在着技术创新不够,发展粗放,对环境不友好等问题。本文着重探讨目前我国的化学工程技术的发展情况并提出一些相关的优化措施。 关键词:化学工程;发展情况;措施 1引言 化学工程技术是一个复杂的工程性学科,它是采用一系列科学研究方法对化学过程进行深入研究的物理或者化学过程,它还包括对原有设备的优化和改进以及对新技术的研究。它以化学为指导思想,将科学理论和工程实际结合在一起,它包括有机化学、无机化学、以及石油化工等领域。化学工程是国民经济建设中的重要工程,它大大推动了社会进步的步伐,同时化学工程也与高精尖技术联系密切,目前化学工程技术正朝着连续化、集约化、高效化、精细化和自动化方向发展。化学工程技术不仅和工业产生联系密切,它和日常生活也有大的关系,因此对化学工程技术进行探索和研究具有十分重要的意义。对化学工程技术的发展进行研究不仅有利于吸收国内外最新的技术成果,还有利于改进生产设备,提高生产效率。 2新型化学工程技术的研究 2.1绿色化学技术 绿色化学技术是指采用对高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染,并且有利于环境保护的绿色化学技术。它的理念是在化学反应的过程中采用化学的技术和方法减少或者消除人类健康有害、对生态环境产生不良影响的化学原料或者溶剂等。绿色化学不同于传统的环境保护技术,它是从源头上来消除污染的,因此很彻底。它的优秀是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。近年来,随着环境污染的加剧和能源的日益枯竭,环境保护已经得到世界各国的重视,我国也在“十二五”规划中也明确提出了环境保护的要求,因此绿色化学技术必将有广阔的发展空间。 2.2超临界化学技术 超临界液体是指当温度和压力处在临界点时,物体会处于一种介于气体和液体之间的特殊状态,这时物体有气体和液体的双重性质。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用,尤其是在医药工业领域更有广阔的应用空间。目前,超临界液体的各种性质已经显示出巨大的魅力,发展前景十分诱人。而超临界的化学技术就是与超临界液体相关的化学技术,化学界已经将超临界水氧化法成功的应用到了环境保护的领域。目前,超临界化学技术还处于发展阶段,很多技术还不够成熟。 2.3新的分离技术 在化学工业中常常运用物理法和化学法对化学物质进行分离,例如,利用物质的沸点将不同的物质从分离塔中分离出来,另外还可以根据物质化学性质的不同对其进行分离。这些都是传统的分离方法,这些方法技术比较简单,操作起来也比较简单,但是这些分离方法的效率比较低,分离过程也比较慢,越来越不能满足未来化学工业发展的需要。随着信息技术的不断发展,化学工业中的分离技术也不断的完善,将信息技术和传统的化学技术相结合就形成新的分离技术。例如,在传统的半透膜分离技术中加入了一些新的控制方法,这种新型的分离技术大大加快了分离的速度和效率。 2.4与计算机技术相结合的化学技术 化学技术在发展时遇到了大量的数据计算和数据采集的问题,用传统的方法对这些数据进行处理势必会严重影响化学技术的发展。随着计算技术的发展,化学技术中采用了大量的计算机处理技术使得数据的计算和处理变的非常快捷,在提高效率的同时还节省了大量的物力和财力。计算机技术的在化学中的应用主要体现在在流体力学和数值传热学上,它主要采用数值模拟法进行研究,这种方法需要大量的数据和大量的实验作为支撑,然后利用计算机对数据进行计算和分析,并将数据直观的表示出现。这种方法节约了大量的时间,同时也大大减少了研究人员的工作量,提高了工作效率。总之,与计算机技术相结合的化学技术一定是未来的一个发展方向。 3化学工程技术发展的优化措施 化学工程技术近年来取得了巨大的发展和进步,但是随着时代的发展和进步,传统的化学工程技术也有很多不适合化学产业发展的地方,所以在化学工程技术发展过程中要采取以下几种优化措施: 3.1加强化学工程基础应用的研究 化学工程技术在发展时除了要紧跟科技发展的前沿外,还要对必要的基础应用展开研究。众所周知,基础应用研究投资大,研发时间长,短期内很难看到经济效益,但是从长远出发为了化学工程技术的可持续发展必须加强基础应用研究。另外,在引进外来先进技术时要注意消化吸收其中的基础技术,做好自己的技术储备工作。 3.2利用化学工程技术对现有的化学流程和工艺进行改造 在化学工业中,我们长期都是引进外国的产生工艺和生产线,缺乏独立开发自己生产线的能力。因此,以后我们在引用外国先进技术时要注意消化吸收他们的先进技术,并在此基础上形成自己优秀技术。另外,要充分利用过程模拟技术对现有的生产设备进行仔细的分析,找出其中的关键问题所在,根据实际生产的需要对现有的生产线进行改造。 3.3加强高校、研究所和企业之间的联系 高校和研究所搞的项目的和技术往往偏向于理论和研究,实际应用的项目不多,而在企业中往往都是实际的应用项目,但是这些项目缺精确的理论指导。这样就在高校、研究所和企业之间发生了脱节现象,以后必须要加强他们之间的联系,可以根据实际情况在三者之间建立一个有效的合作机制。将企业中的更多的实际课题拿到高校和研究所去做,这样既解决了企业项目理论性不足的问题,也解决了高校和研究所项目过于偏向理论的问题。目前,很多高校和企业都签署了合作协议,建立了校企合作制度,这极大的促进了化学工程技术的发展。所以,只有加强这三者之间的合作和交流才能更好的促进化学工程技术的发展。 3.4加强绿色化学技术的研究 当今世界面临的环境问题日益增多,目前我国也已经意识到了这个问题,明确提出了保护环境,减少能源消耗的目标。而传统的化学工业作为污染的主要来源更要加强技术技术改造,减少对环境的污染。所以,加强绿色化学技术的研究已经变得刻不容缓。它的发展对我们保护环境减少污染有非常重要的意义。 3.5做好人才工程的建设 21世纪国际社会的竞争实质上就是以科技实力为基础的综合国力的竞争,谁在科技上遥遥领先谁就掌握了国民经济发展制高点。而科技的竞争归根到底还是人才的竞争,人才是科技发展的根本动力。而化学工程技术的发展也需要大批的优秀人才作为支撑,因此,我们要加强化学工程的高等教育,以培养出更多的优秀的化学工程人才。另外,还要提高化学工程人员的待遇,稳定化学工程研究队伍,加强国际和国内的学术交流活动。最后还要鼓励创新精神,创新是科技发展的灵魂,做好创新工作也是化学工程技术发展中很重要的一个环节。目前化学工程技术正处于飞速发展的时期,随着化学工业过程技术开发力度的加大,化学工程技术必将以全新的面貌和辉煌的成就呈现在大家面前。 4结束语 现在的化学工程技术与以前传统的化学技术已经有很大的区别,它在发展的过程中采用了很多的新技术,例如绿色化学技术、超临界化学技术、新的分离技术、计算机技术等等。我国的化学工程技术近年来发展很快,取得了很大的成就,很多技术达到了国际先进水平,但是在一些关键领域还比较落后。因此,我们还要调动各种积极因素,采取各种措施促进我国化学工程技术的发展,并且促进我国国民经济的发展。 化学工程与技术论文:化学工程技术论文 1关于新型的反应技术研究 从广义的角度来看,所谓的分离强化首先就是要对设备进行不断的强化,然而在对生产的工艺进行强化,进而从整体上来说就是只要能够将设备变小以及能量转化效率提高的技术变为化学的分离技术强化的结果。这样做不仅仅能够更好的有利于可持续发展的理念,同时也是化学分离技术的发展趋势之一。但是,传统的化工分离技术主要是根据沸点的不同,把一些不同组成成分的物质进行分析,然而随着科学技术的不断发展以及对于该项工作的不断研究,进而得出该项技术具有着十分广阔的发展前景,但是在应用的过程中还是存在着很多的问题,主要是这项技术的研究对分子蒸馏的基础理论研究相对来说还是比较少,并且在理论方面也没有能够得到充分的说明。但是随着科学技术的不断发展,分解技术也得到了不断深入的研究,并且也取得了不错的效果,并且也渐渐的把信息技术引入到了分离技术的研究以及开发当中,进而在对热力学以及传递的性质进行的研究,对于分子模拟大大的提高了预测热力学的平衡等,因此在进行研究以及开发的过程中对于分离技术具有着十分深远的意义。 2在热传导过程中的研究进展以及方向 2.1关于微细尺度传热的研究 所谓的微细尺度主要是从空间尺度以及时间尺度微细的研究以及对传热学规律的研究,目前在传热学当中已经是成立了一个分支,并且其发展的前景也是十分的广阔。在物体的特征尺寸要大于载体离子的平均尺寸的时候,就是连续的介质便依然是成立的,然而因为尺度是微细的,并且以前的假设影响因素也将会随着发生着改变,进而将会导致流动以及传热的规律出现一定程度的改变。当前随着纳米以及微米的技术得到了不断的发展,并且已经是受到了人们十分广泛的关注,在很多的领域当中也都在是围绕着微细尺度传热学进行不断的研究,并且已经是在不少的领域当中取得了不错的成果,比如在微型热管以及高集成的电子设备当中。 2.2关于强化传热过程中的研究 对于这项研究主要是从改进换热器的设备方面进行入手的,其研究开始的目的主要是为了能够更好的提高传热的效率,同时也是为了能够改进设备的持续对外放热,对于这项研究的改进主要是包括了传热材料以及生产工艺的改进,同时将传统的设计进度优化等内容。 2.3关于传热的理论研究 在最近的几年来,该项工作的研究人员主要是在滴状冷凝在生产中的应用进行研究,但是一直到目前也没有能够得到实现。其主要的问题便是怎样的获得实现的滴状冷凝,以及如何的是冷凝的表面寿命得到延长。目前其主要的问题就是如何改变冷凝界面的性质,以及怎样才能够将冷凝应用到工业当中进行传染改造。在沸腾传热的过程中,其传热的方式不仅仅在机械以及石油化工行业当中得到了十分广泛的应用,同时也在航天行业当中得到了十分广泛的应用。长期以来人们也一直对于液体出现核态沸腾的主要原因进行着不断的研究。 3结语 目前我国依然是处在社会主义初级的发展阶段,并且不断增加的物质文化需要并不能够得到有效的工艺,并且也将会面领着一些的问题,因此必须要不断的对其进行完善。在我国化学工程当中必须要不断的对人才进行培养,并且要不断的进行创新,以此来希望能够在不久的将来使我国的化学工程学科能够达到国际先进的水平。 作者:陈苗 单位:江西铜业集团(德兴)实业有限公司 化学工程与技术论文:化学工程技术问题探究 1化学工程技术的技术理念与优秀优势分析 化学工程技术简称化工技术,在化学生产领域中有着非常重要的地位。利用化学反应理论技术基础,进行大规模的化学工程生产,从而生产满足化学领域需求的产品。在农业方面,化学工程技术就起到了非常重要的作用。农作物的农药,化肥等都是化学生产的产品。这些产品对于人们的生产与生活都有着非常重要的联系。因此化学工厂成为了市场化学产品的主要生产基地,而化学工程技术也成为了化学生产的技术基础。那么,对于化学工程技术而言,其有着哪些优秀优势呢?化学工程技术的技术理念又是什么呢? 1.1化学工程技术的技术理念分析 化学工程技术是基于化学反应以及化学元素等理论基础进行的大规模的生产性技术,利用先进的设备与反应环境,实现对某种产品的大量批量生产,以此来满足人们对于化学产品的需求。在化学工程技术中,理论基础是必不可少的,但是,在生产的过程中,反应设备等的建筑也非常重要。因此反应设备也有可能是反应物质,因此为了能够追求最高的生产效率,满足人们的生产需求,化学工程技术在技术完善性方面做了非常大改进。在废物处理方面,也有了完善的体制,从而减少了因为化学生产而对环境方面造成的伤害。 1.2化学工程技术的优秀优势分析 化学工程技术以化学反应以及化学元素理论为基础,通过大规模的化学反应来生产市场所需的化学产品。由于在自然界中,很多化学产品不是自然形成的,即便在自然界中存在,其存量也无法满足需求。因此,为了能够满足人们对于某些化学产品的使用。就可以通过化工生产,来进行批量的生产,保证足够的供应。因此,对于化学工程技术而言,其技术优秀可以概括为以下几个方面:第一,完善的技术理论基础;化学反应原理,原子守恒等化学理论技术,成为了化学工程技术的完善的理论基础体系。如果在生产的过程中,对于某一种元素物质产品需求量较大,那么就可以通过化学技术进行实现。例如,在现代社会中,为了能够呼吸到新鲜的空气,很多人开始喜欢吸收纯氧。那么,就可以利用化学理论进行纯净氧气的生成,从而满足人们的需求,当然,这也在一定程度上实现了市场的拓展。第二,高效的生产效率,化学工程技术为化学产品的生产奠定了强大的技术基础,为了满足市场的需求,化学工程技术在高产出,以及高效率等方面做出了非常大的改进,在原料提取以及生产加工的流程方面也有了十足的进步。因此,在技术优势方面,满足了市场化的生产模式。通过化学工程技术的引入,让化学生产领域实现了模式化,一体化以及车间化的生产模式,不仅仅实现了高效的化学生产,更在一定程度上实现了成本压缩等。总之,化学工程技术的优秀优势非常明显,对于市场的发展而言,也有着推动性的作用。 2绿色化工技术在化学生产中的应用 虽然在化学生产领域中,化学工程技术起到了非常重要的作用,也让人们的需求得以满足。但是,由于化学生产过程中,容易产生大量的污染物质或者是废弃物质,在传统的化学生产以及化学工程技术中,并没有完善合理的治理措施。甚至在一些化学工厂中,这些污染物或者废弃物是直接进行无处理排放的。长期以往,对于环境造成的伤害是非常大的。近年来,我国的雾霾以及化学烟雾,癌症村等现象的出现,也就在一定程度上说明了化学生产中出现的问题。因此,为了能够保证化学生产的良性发展,也是为了能够符合当前节能环保技术的理念。绿色化学工程技术开始得以研发,并逐步应用到化学生产领域,从而从根本上改变了化学工程技术的面貌。绿色化学与绿色化学工程技术,是代表未来化学生产的方向性理念。在化学生产的过程中,建立完善的生产体系,尤其是在反应的过程中,杜绝传统的为了结果而不惜代价的生产方式,采用绿色型与节约型的生产方式,在技术方面,也需要不断进行技术改革,尤其是废物处理技术中的一些设计中,要充分体现绿色化学的特点,并能够做到真正意义上的节能减排,废物有效处理。总之,化学生产领域中,绿色化学的理念一定要深入其中,绿色化学工程技术的研发也应该继续,生产需要满足市场,也同样要保证环境的安全。 3结语 本文通过对化学工程技术的优秀技术与理念研究,对于化学工程技术有了深入的认识,虽然在生产效率与成果方面,化学工程技术可以实现较大的飞跃,但是在环境保护以及环保方面,传统的化学工程技术依然会对环境造成较大的影响。因此,为了能够在保证生产效率的同时,更加合理的使用与发展化学工程技术是目前的重点研究项目。因此,绿色化学工程技术也得以产生,并且在化学生产过程中的应用更加广泛,更加高效,也符合未来化学生产的发展,化学生产的后期处理,是需要企业管理人员给予高度重视的。大力推动绿色化学工程技术的创新,不仅仅可以保证化学生产的高效性,也为整个行业的良性发展奠定了基础。 作者:侯海霞 柯杨 王胜壁 单位:安顺学院 贵州省教育厅功能材料与资源化学特色重点实验室 化学工程与技术论文:化学生产中化学工程技术的应用 摘要:随着我国科学技术的不断发展,化学工程技术在化学生产中的应用越来越广泛。化学工程技术作为化学生产中重要的一项技术,不仅能够有效的节约在化学生产中所需要的时间,而且还能够提高化学工程的生产效率。因此,本文通过对化学工程技术的技术概念进行了阐述后,又详细的介绍了超临界流体技术、传热技术以及绿色化学反应技术在化学生产中的应用,并且分析了现如今的化学工程技术存在的问题,同时提出了相应的对策,从而使得化学工程技术在化学生产中能够有更好的发展。 关键词:化学工程技术;化学生产;应用;分析 在我国,科学技术一直是我们的一项重要的生产技术,随着科技的快速发展,在化学生产过程中也开始广泛的采用化工技术。化学工程技术主要是一项研究化学生产过程中需要采用的相关技术,其主要目的是对化学工程产品进行开发、设计、制造和管理。由于化学工程技术能够有效的提高产品的质量,同时也能够提升化学生产中的工作效率,因此我们对化学工程技术有了更广泛的关注,并不断的将其拓展到化学生产中的各个领域,使得化学工程技术能够发展的更好,进而不断的推进我国的经济发展和科技发展,使我们的生活条件更加优越。 1化学工程技术的技术概念阐述 现如今,化学产品已经成为了人们生活中非常常见的物品,例如药物、食品和日用品,还有农业药物和工厂生产所需的原料等等。因此化学工程技术变成为了一项炙手可热的技术,不断的受到人们的关注。化学工程技术是根据化学理论基础与相关的技术相结合的一项应用于化学生产中的技术,利用化学设备,通过一系列的化学反应进行产品的大量生产。在化学生产的过程中,化学的反应物和设备对于工程的技术要求是非常高的,而化学工程技术的优势就在于能够满足化学反应的要求,进而提高了化学产品的质量。除此之外,化学工程技术还有一项更大的优势就是对废物的处理,这项技术能够尽可能不对环境造成很大的影响,正符合我国当前对生产的要求。 2化学工程技术在化学生产中的应用 2.1超临界流体技术在化学生产中的应用 超临界流体技术主要的内容是,控制一定的温度和压力,使得需要的流体处于液体与气体中间的状态。这种流体的特点集合了气液的优点,它的粘度低与气体相似,它的密度很高与液体相似,这就导致它的扩散能力很强,介于气体和液体之间。同时它还拥有很强的溶解能力和压缩能力。将这种技术应用于化学生产中,通过控制温度与压力,得到超临界流体,利用其拥有的优势来达到节省能耗的目的。现如今,我们将这种技术应用于更过多领域,比如,高分子材料、复合材料、有机物材料和无机物材料。 2.2传热技术在化学生产中的应用 化学工程之中的传热技术主要是分为两方面,一方面是微细尺度传热技术,另一方面是强化传热过程。首先微细尺度传热,是以热对流、热传导、热辐射为主要的内容,从空间尺度和时间尺度微细进行讨论和研究的一项传热技术。这项技术在微米、纳米科学中得到了广泛的应用,并取得了不错的成绩,因此人们更加关注它在化学生产中的应用。强化传热过程,主要的重点是通过调试换热器设备,不断改进生产过程中的传热系数,使其能够有能力不断的对外放热。为了强化传热过程,就要增加冷热流体间的温差,这就必须通过改变换热的面积来提高传热系数,从而来提高传热的效率,使得在化学生产的过程节能减耗。 2.3绿色化学反应技术在化学生产中的应用 通常化学生产的产品一般对我们生活有一些影响的,因此我们就需要采用绿色化学反应来防止化学生产的过程中对环境造成污染,这是从源头来解决污染问题的技术方法。绿色化学只得就是通过使用化学的技术与方法,结合相关的知识来解决化学对人们和环境造成的危害。主要要求就是,化学生产过程中用到的试剂、催化剂、反应原料,和反应完成后的产物与副产物都必须对人类和环境无危害,同时也要保证绿色环保。例如,采用绿色无毒的原料方面,可以将石油原料装换成生物原料。像是在化学产品尼龙的生产过程中,原先采用的是含苯的石油化工原料,我们将可以其原料改换成生物原料,一样也可以制成尼龙,不仅保护了环境,而且也保护了人体收到伤害。除此之外,这项技术在绿色食品生产中也起到了很大的作用,绿色食物是对人体很有益的,在其生产过程中一般禁止使用化学药剂,这样不仅减少了对人体的伤害,同时也减少了对环境的影响。然而生产绿色食品的代价就是成本高,为了可以降低成本又能够有质量,我们可以将化学技术与生物技术相结合,开发基因技术,提高并促进农作物的产量和质量,生物技术与化学反应技术相结合可以在以下过程中充分的利用。 3现今化学工程技术存在的问题 3.1化学工程技术需要进一步的提高 现如今,我国的化学工程技术应用的领域非常更广泛,但是仍存在一些不足。滴状冷凝在工业上的应用仍然不能有很好的表现,因为在获得滴状冷凝后,冷凝的液滴不能够被长久的保存,所以,我们应该在这问题上有进一步的研究,从而来解决这个问题。使得我国的化学工程技术能够有更好的发展,人们能够有更好的生活条件。 3.2化学工程技术的人才匮乏 在化学工程中存在的另一个严重的问题就是技术人才问题,只有用化学专业技术强的人才,才能够更好的提高化学生产的质量。而我国现在就存在这样的问题,化学领域的工作人员的普遍的技术能力和专业能力不强,主要是由于我国的教育体制问题,当代的大学生理论要点掌握很好,但实际操作方面却严重的匮乏,这就导致技术型人才的缺乏,从而影响了化学工程技术的进步。 4对化学工程技术的发展提出对策 4.1不断提升化学工程技术 随着我国的科技不断的发展,化学工程技术也会越来越进步,我们应该不断的更新技术,以此来适应社会科技的发展。应该在巩固传统的化学技术的同时不断的添加新型技术,并抛弃不利的部分,从而实现化学工程技术有更好的发展。 4.2培养化学技术人才 人才的重要性是我们有目共睹的,化学技术人才对于化学工程的发展有着至关重要的作用。因此为了化学工程技术能够有更好的发展,我们重点培养化学技术人才,化学生产企业可以通过与相关专业的院校进行合作,让专业对口的大学生能够有机会到生产工厂进行相关的实习操作,从而来培养理论知识牢固并且有一定的操作能力的技术人才来工作。 5结语 化学工程技术在化学生产过程中的应用广泛,它不仅促进了社会经济的发展,更是提高了人们的生活水平,通过技术和人才的不断涌进,我国的化学工程技术会有更好的发展。 作者:桂腾刚 单位:云南巨星安全技术有限公司 化学工程与技术论文:绿色化学工程技术的应用分析 摘要:结合在化学工程生产中使用绿色化学工程的意义,探讨绿色化学工程技术在化学工程中的应用。 关键词:绿色化学工程技术;意义;应用 近几年来,随着化工技术的不断发展,化学工程取得了重要的进步,但与此同时也产生了很严重的环境污染问题,进而使得化学学科的发展受到了一定的限制作用。为了很好地改善污染的问题,越来越多的人开始采用绿色化学工程技术,绿色化学工程技术的应用不仅减少了温室气体的排放,更有利于生态环境的优化,最重要的是,很好地推动了我国经济的发展与进步。由此可见,探讨绿色化学工程技术应用的具有重要意义[1]。 1应用绿色化学工程技术的意义 1.1有效减少温室气体的排放 近几年来,随着国民经济条件的改善,越来越多的人都拥有了私家车,马路上车的数量越来越多,车辆增加,车尾气的排放量自然增加,空气污染变得严重,进而产生了大量的温室气体,导致气候变暖、冰川融化,还会引发臭氧空洞,造成气候异常,进而使得我国的生活环境变得越来越差。而近几年来,绿色化学科技的一项重点研究内容就是将对生态环境没有污染的一些能源转化为可利用的资源。如太阳能、风能、生物能以及地热等。首先,这些新能源的使用可以节省现有的能源的消耗,其次,这些能源的使用可以减轻一定的费用,最重要的是,可以减少空气中温室气体的排放,进而起到保护环境的作用[2]。 1.2推动国民经济的可持续发展 经济的发展是无限的,但是自然资源是有限的。倘若一味地开采以及使用自然资源,那么便会出现自然资源匮乏的现象,“物以稀为贵”,自然资源枯竭,资源的价格自然会上涨,导致经济的发展受到一定的抑制作用。另外,随着化工污染的加剧,化工产业的发展也逐渐受到了影响,且部分产业的进出口也受到影响,进而导致国民经济得不到提升,发展受到抑制。 2绿色化学工程技术的应用探讨 2.1在海水淡化的过程中应用绿色化学工程 水是人类社会活动的起源,也是人类生活的基本,没有水,人类将很难生存,由此可见,水对于人类的生存的重要性,但是近几年来,随着工业污染的加重以及农业生产的发展,我国的水资源呈现严重匮乏的现象,为了得到很多的水资源,我们开始采取淡化海水的措施,而绿色化学工程技术在淡化海水的过程中扮演了很重要的角色。所谓的淡化海水,主要指的就是去除海水中的盐水,得到淡水,传统的环境下,很多人采用通过酸碱换去除盐水,得到淡水的方法,这种方法虽然也可以实现海水的淡化,但是同样会带来另一种污染,进而使得环境污染情况加剧[3]。 2.2绿色化学工程技术在涂料生产中的应用 在中国,除了汽车尾气的排放会严重污染空气以外,涂料的制作也会产生很多污染,进而给环境带来一定的影响。另外,在制作涂料的过程中,也会产生很多的废料,这些废料流入水中,一样会给水带来污染,且这些水一旦被人们所使用,将会引发很严重的后果,轻者产生健康问题,重者可能直接引发癌症。绿色科技逐渐应用于许多工厂进行开发绿色产品。通过对工艺设备进行改造和优化,降低VOC,优化配置、清洁生产、使得污染最大限度降低。随着无机矿物涂料、固体涂料、乳胶漆等绿色涂料的诞生,涂料生产正向着科技含量高、无毒无污染、产品更优的方向发展[4]。 3结束语 综上所述,我们可以发现,绿色化学工程技术的使用不仅可以降低空气中温室气体的排放,还可以促进经济的提升,希望在与之对应的一系列的生产措施的建议下,无论是海水的淡化还是涂料的生产都能够得到有效地改变,降低对环境的污染,提升对于绿色化学工程技术的有效利用,促进我国化学工程技术的可持续发展。 作者:郝怡森 郭继录 施林峰 单位:沈阳理工大学 化学工程与技术论文:化学工程技术在化学生产中的应用 摘要:在科技的推动下,化学工程技术应用范围不断扩展。作为化学生产中的重要技术类型,化学工程技术的应用下,有效节约化学生产时间,提升化学生产的效率。也就是说,化学工程技术的发展为化学生产带来了巨大的推动。本文介绍了化学工程技术在化学生产中的应用价值,系统探讨了化学工程技术在化学生产中的几种具体应用。 关键词:化学工程技术;化学生产;应用 在化学生产中,涉及较多类型的化学工程技术,同时,随着工程技术的不断创新,为推动化学生产的顺利进行提供保障,尤其是在提升化学生产效率方面效果突出,满足更加多样化的要求,彰显化学工程技术的应用价值,极具发展潜力。 1对化学工程技术概念的阐述 化学工程技术结合化学理论与相关技术,实现与化学生产的结合。在化学设备的应用下,借助化学反应,生产大量化学产品。在化学生产过程中,对工程技术影响较大的因素是化学反应物与设备,化学工程技术的优势就是满足化学反应的要求,切实提升化学产品的质量。另外,化学工程技术对于废物处理具有突出作用,降低对环境的不良影响,与当前社会生产的要求相契合。 2全面分析化学生产中化学工程技术的应用价值 对于化学工程技术而言,就是化学技术,具有广泛的应用范围,主要是发挥各种不同化学元素的性能以及化学反应,实现对生产流程的有效构建,切实提升化学生产效率,增强其自身价值,不断提升化学生产水平。 2.1拥有完善的技术理论 立足化学工程技术的应用,其突出特点是具有健全和完善的技术理论系统,这也是化学工程技术得以发挥价值的重要前提。通过对其应用理论进行分析,涉及各类化学物质的具体特性以及物质之间的反应,将其应用在化学生产中,发挥指导性的作用,充分发挥其作用和价值。 2.2切实提升化学生产效率 将化学工程技术应用在化学生产中,有利于生产效率的提升。这种结果主要借助化学工程技术的升级和创新来实现,对化学生产模式进行优化,反馈生产流程,有效提升化学生产效率和水平,在根本上加快化学生产以及行业的发展。 2.3化学生产类型更具丰富化与多元化 随着社会的不断发展,化学生产的产品更更加多样化,为了更好地适应社会需求,增加化学产品的类型,需要发挥化学工程技术的作用,立足其基本原理,深入分析各种化学反应,重视实理论到实践,提升化学生产的多元化程度,丰富产品类型,满足整个社会的实际需求。 3系统介绍化学工程技术在化学生产中的应用 3.1对绿色化学工程技术应用的介绍 立足当前化学工程技术在化学生产中的应用状态,要积极推广绿色化学工程技术。具体讲,立足化学原材料的选择以及化学反应,进行有效控制,选择绿色、环保和无污染的化学物质,有效降低污染程度。一旦化学生产中产生污染,要采取更加科学的处理方式,应用绿化手段,切实提升生产绿色化效果。另外,对于绿色化学技术的应用,实现对化学生产垃圾的合理回收,提升回收率,促使整个过程更加高效,避免浪费现象的发生。 3.2对新型分离技术的介绍 分离技术在化学生产中的应用较多,主要是针对有分离提纯要求的物质。运用化学工程技术,对分离技术进行优化。新型分离技术的应用,能够满足当前分离方式和效率的需求,发挥信息技术的优势,实现化学生产的高效性。 3.3对超临界化学反应技术的介绍 对于超临界化学反应技术,主要是发挥超临界流通的作用,充当媒介,参与化学生产,降低整个化学生产过程中的粘度,提升扩散系数,生产效率得到提升,极具推广价值。 3.4对传热技术在化学生产中应用的介绍 对于化学工程中的传热技术,主要分为两个层面,即细尺度传热技术和强化传热过程。在细尺度传热中,主要内容是以热对流、热传导以及热辐射,立足空间和时间的尺度进行传热技术的探讨。这一技术主要应用领域为纳米和微米,成果显著,在化学生产中的应用备受关注。强化传热的重点是进行调试换热器设备,对传热系数进行不断改进,保证实现更好地对外传热。对于传热过程的强化,促使冷热流体之间的温差被扩大,借助换热面积来提升传热系数,促使传热效率得以大幅增强,满足化学生节能的需求。 4如何推推动化学工程技术的发展 4.1注重技术更新 随着科技的发展,化学工程技术处于不断更新和发展中,因此,要在对传统化学工程技术进行优化的同时,积极研发新技术,拓宽技术领域。 4.2重视化学技术人才的培养 化学技术人才的培养对于化学工程技术的发展意义重大。为此,为了更好地发展化学工程技术,要重视人才培养,开展校企合作,扩展理论知识的同时,提升实践操作能力。 5结语 综上,立足生产效率和成果,化学工程技术在化学生产中的应用极具价值,尤其是绿色化学工程技术、分离技术以及超临界化学反应技术中,意义重大。为此,要合理应用化学工程技术,重视人才培养,强化理论知识的扩展以及实践能力的增强,在根本上更好地发挥化学工程技术在化学生产中的作用,实现二者有效融合,推动其共同进步。 作者:祝诗萌 单位:荆楚理工学院 化学工程与技术论文:化学生产中化学工程技术的应用 摘要:化学工程技术是一种用于研究化学产品的管理、制造、设计和开发的综合性技术,在化学生产中通过应用各种化学工程技术,可以有效提高化学生产质量和生产效率,加强化学工程技术在化学生产中的应用研究,推动化学生产行业的快速发展。本文分析了化学生产中化学工程技术的应用,阐述了化学工程技术在化学生产中的应用发展建议,以供参考。 关键词:化学工程技术;化学生产;有效应用 化学工业一直是推动我国国民经济发展的支柱产业,在化学生产中通过不断创新和优化化学工程技术,降低能源和原材料消耗,保障产品质量,提高化学生产效率,所以化学工程技术在化学生产中的应用具有非常重要的现实意义,在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究,进一步提高化学生产效益。 1化学生产中化学工程技术的应用 1.1超临界流体技术 超临界流体是一种处于气态和液体之间状态、压力和温度都位于临界点周围的液体,其具有液体和气体的双重特性,具有气体的压缩性和高扩散能力,又具有液体的良好溶解能力,其粘度几乎等于气体,密度几乎等于液体,其扩散性能处于气体和液体之间。在化学生产中运用超临界流体技术,运用超临界流体的特性,改变化学反应特征,优化传热系数和传质系数,合理控制压力和温度,可以有效降低化学生产的能耗。另外,超临界液体技术在加工无机物材料、复合材料、高分子材料中发挥着重要作用,最常见的技术方法包括以下几种:其一,抗溶剂法,在制备超临界流体有机物和爆炸性物质时主要应用抗溶剂法;其二,压缩抗溶剂法,这种方法主要用于加工微球类或者微孔类物质,在聚合物和药物分子共沉中应用广泛,技术方法比较简单成熟;其三,快速膨胀法,用于制备固体颗粒状化学产品。超临界技术不仅应用在材料制备方面,而且还被广泛地莹莹在化学分析中,例如,色谱技术和超临界技术的相互结合,和气象色谱相比,这种色谱研究方法更加准确、高效,并且超临界液体色谱比液相色谱更加准确。 1.2传热技术 近年来,相关研究人员对于强化传热和微细尺度传热的研究越来越多,在传热学中微细尺度传热是一个独立的专业学科,其主要探索和研究时间尺度、空间尺度的传热学规律,重点包含微重力传热传质、相变传热、热辐射、热传导。对流传热等内容。当前,我国的传热技术研究主要是集中在数值模拟、实验研究和机理研究三方面。在化学生产中应用传热技术,可以通过改进和优化换热器设备,有效提升换热的持续放热能力和传热效率,从而提高化学生产水平。并且微细尺度传热和强化传热技术在微型热管、集成电子设备、微米、纳米等领域中应用广泛,相关技术成果已经比较成熟,对于化学工业应加强传热技术和化学生产的配合研究,充分发挥传热技术的应用优势,有效提高化学生产效率。 1.3绿色化学反应技术 在绿色食品生产中绿色化学反应技术发挥着非常重要的作用,当前我国积极倡导可持续发展和节能减排理念,人们的绿色生态环保意识越来越高,绿色食品主要是指绿色没有受到污染侵害的食品,这种食品最主要的特点是营养价值高、品质优良、卫生安全指标高,是未来发展过程中的新兴产业。绿色食品加工生产过程中对于化肥和农药的使用量有着严格限制,而且还需要提高农作物产量,保障食品营养价值,降低成本,所以绿色产品生产经常面临量和质的矛盾。现代化生物化学通过充分利用基因工程技术和绿色化学反应技术,保障食品安全,增加农作物产量,确保食品营养。具体应用如下:其一,在农作物生长过程中,运用生物化学技术,减少污染农作物和污染环境的氮肥使用量,运用固氨来替代氮肥,通过应用生物化学技术,不需要施加氮肥,也可以保障农作物的正常生长发育,不仅节约了种植成本,而且有效提高了农作物的质量和产量;其二,当农作物出现病虫害时,运用生物化学技术,特别是基因工程技术,在主要农作物上转移各种病虫害基因,减少化学杀虫剂使用量,提高农作物产量,提高抗病虫害能力。 2化学工程技术在化学生产中的应用发展建议 2.1培养化学技术人才 化学技术人员对于推动化学工程技术的发展有着重要意义,因此我国应重视化学技术人才的培养,不仅要加强理论知识学习,还应强化钻研创新精神,积累丰富的实践经验,全面提高化学工程技术科研水平和综合素质。 2.2进一步提高化学工程技术水平 我国化学工程技术面临着滴状冷凝的难题,在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究,重点解决这个问题,推动传热技术在航空航天、石油化工、动力、机械等领域的应用,进一步提高化学工程技术水平。 3结语 在化学生产中应用化学工程技术有助于促进化学工业的快速发展,应积极优化各种化学工程技术应用,培养大量化学工程技术人才,提高经济效益和社会效益。 作者:于振永 单位:唐山中浩化工有限公司 化学工程与技术论文:化学工程技术在化学生产中的应用 摘要:化学工程技术是现代化最具影响力的技术手段之一,它有助于满足人们日益增高的需求,更好的融入资本市场,实现多种技术的结合。近年来,化学工程技术出现了新的变革,在生产中的作用也愈加凸显。本文就结合我国化学工程技术的优秀理念和技术形式,讨论它的实际应用与推广,从而为人们提供重要的参考。 关键词:化学工程技术;化学生产;应用发展 化学工程技术又被称为化工技术,在化学应用与研究领域占据着十分重要的地位,通过科学的技术使用能够大规模的进行化工生产,并与农业、工业等行业结合起来,使其向纵深方向发展。当然,在实际应用领域,化学工程技术的优势还无法凸显出来,无法实现大规模的应用。本文就结合我国化学工程技术的使用状况和技术发展趋势,做好研究与讨论,促进技术的合理推广。 1新型化学工程技术的研究与应用 1.1超临界化学反应技术 所谓的超临界液体,是当温度与压力都处于临界点状态时,物体状态介于液体与气体之间的一种形式,它具有双重性质。它不仅能够应用在化学工业、食品工业与生物技术之中,还能够在医学领域推广开来,彰显出巨大的魅力和发展前景。目前,我国有关超临界化学反应技术的应用还不够广泛,环境保护等领域都没有应用到超临界水氧化方法,技术发展的不够成熟。 1.2新的分离技术 新分离技术是化学工程技术在生产中应用的主要方法,从广义上来说,分离能够对设备起到强化作用,使设备的体积减小,转化能量,对可持续发展做出贡献。然而,传统的分离技术还不够先进,只是利用沸点不同的原来,将组分之间的不同分离开来。由于技术水平的提高和现代化化学工艺的进步,这种固有的技术方式明显不适应生产需求,无法突出应用的广阔前景。针对这样的现象,化学工程技术必须加入信息技术的作用优势,将热力学、多相流等方法都纳入其中,加速分离效率,提升工作效率。 1.3绿色化学反应技术 绿色化学是一种环保的技术手段,它不会造成环境的污染,能够更好的白虎环境化学工程。简单来说,这种化学工程技术需要利用新的原理,消除对人体有伤害的原料与溶剂,从源头消除化学污染,彻底的摆脱不良生产技术。另外,绿色化学还包含原子经济与高选择的特性,生产出对环境有利的材料,做到循环生产。 2传热过程中新的研究方向 第一,微细尺度传热学进展。从时间与空间两个尺度展开微细探讨,找到传热学的规律被成为微细尺度,它的发展前景非常广阔,高集成电子设备、微型热管以及多空介质都利用该原理取得了丰硕的成果。第二,强化传热过程的进展。坚持改进换热器的形式是传热过程研究的主要方向,它有助于提升传热的效率,保证设备持续的对外进行放热。这种技术手段包括很多新发明,与传热材料、生产工艺息息相关,可以优化过去的设计。第三,传热理论的进展。致力于滴状冷凝在工业生产上的应用是目前传热研究者一直都研究的领域,但是其中的很多不足逐渐暴露了出来,如何获得与实现滴状冷凝,并延长它的使用时间,就成为了问题需要解决的关键。对此,必须改变冷凝界面的性质,在工业中应用滴状冷凝技术。现如今,人们都在研究发生核态沸腾的原因,希望开展深入的研究。只是具体的计算方法还存一些不足,加热器表面会受到水沸腾时产生的气泡的影响,理论的研究还缺乏大量的实验基础,沸腾传热计算公式也不够准确。对此,研究者必须从新的角度探究问题,提出新的计算方法,将数学原理集中应用起来。 3化学工程学科未来发展的动态 化学工程技术及其生产应用随着技术的创新不断涌现,通过技术的推广更是得到了普及。与此同时,它也带来了巨大的问题,如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务,并不断形成新的、完整的理论,就成为了科学研究需要关注的焦点。针对这样的现象,学科的研究必须关注新的动态,注重学科之间的交叉与区别,对各类材料中包含的信息进行探索,分析它与化学、生物化学以及环境化学和能源化学的关系,为化学工程提供新的发展方向,促进化学生产能力的提高,实现技术的大范围推广。 结束语 总而言之,随着社会现代化建设的迅猛发展以及科学技术的推广和应用化学工程技术在化学生产中的重要性不言而喻。它不仅有助于提高化学生产的质量和效率,还有利于为生产工程创造良好的环境,坚持环保理念。本文通过对化学工程技术优秀理念的研究,能够帮助我们分析出目前化学生产应用存在的不足。对此,生产工作必须加强后期处理,坚持创新,推动绿色化学工程的发展,从而为全行业的进步奠定坚实的基础。 作者:翟兴吾 单位:福建天辰耀隆新材料有限公司
食品包装论文:诙谐性食品包装设计论文 一、在日本食品包装中的运用方式 在人类五种的感官中视觉占60%,所以更多时候,人们在购买行为的过程中仅仅靠眼睛所看到的产品外包装就会产生购买冲动。在日本食品包装中的艺术设计手法运用方式有以下四种: 1.比喻的艺术 在日本富士山俱乐部曲奇礼盒的包装设计中,设计者运用比喻的手法,将产品的包装做成富士山的造型,加以卡通形象表现。产品包装显得更加有趣生动,吸引消费者的眼球。 2.夸张的艺术 在日本MIJIglabo巧克力的包装设计中,设计者采用了夸张的表现手法,在其外包装上不仅强烈地突出了企业品牌的名称,并且大大强调了此款产品的特点,有效的将产品的特色传递给消费者。 3.拟人的艺术 在日本NEWEST歌舞伎舞妓包装糖衣巧克力豆包装设计中,通过透明的外包装可以清晰看见里面的小包装,是各种日本代表性人图案,如歌舞伎、歌妓、力士、相扑等,从外包装看过去正好分别是人物的脑袋和身子,很是逼真。即达到了宣传日本传统文化的效果,并且这种诙谐性的设计带给人们带来视觉上的享受。 4.仿生的艺术 在日本荣太楼樱花果冻布丁包装设计中,设计选用了樱花的颜色和外形,使布丁看起来仿若一朵栩栩如生的樱花盛开。 二、诙谐性设计在包装中的必要性 1.树立了企业形象 现代社会中商业的竞争十分激烈,市场的品牌不胜枚举,很多时候各企业在推出各自的产品质量上难分秋色,品牌之间的竞争唯有从产品的“外貌”入手。大多时候消费者是不能直接看到产品本身的,只能从产品包装所传达的信息来探究内容的真实性,并由此选择自己更喜爱的包装来锁定产品。消费者在购买的过程中同时也能享受到消费商品包装设计上带来的愉悦感,如此美妙的体会过程,得以给人留下深刻印象,使企业的形象在消费者心中更完满,也为人们再次消费打下良好基础。 2.满足了消费者的心理需求 产品的包装设计以满足人类的需求为优秀,以丰富的文化内涵为基础,使用比喻、夸张、拟人、仿生的艺术表达形式和行色的视觉要素代替语言文字更能传递设计理念,感染大众。在现代越来越快的生活和枯燥的、烦闷的工作中,诙谐性设计包装强烈刺激到消费者的视觉神经系统,引起消费者的共鸣,缓解压力。不仅在产品的质量上满足了消费者对生活中物质的需求,也满足了消费者对精神层次的需求。 三、总结 随着我们物质生活的充裕与传播技术的迅速发展,消费社会和信息时代地逐渐步入人类的生活中,包装设计也在传播企业文化理念、满足消费者心理需求、促成消费购买的过程中起到了十分重要的作用。诙谐性的包装设计,既创造了有趣的视觉要素刺激消费者的感官,并能缓解消费者在繁忙的工作和生活中精神上压力。好的包装设计不仅要满足对于产品的实用性功能,更需要深入了解消费者的精神需求。 作者:夏薇 李鸿祥 单位:江西科技师范大学 食品包装论文:航空食品包装设计论文 1我国航空食品包装设计现存的问题 1.1视觉审美的纰漏 作为服务性质的航空食品业来说,其食品包装要求除了能服务于旅客,为旅客带来生理尺度方面的舒适外,还要求能表达美。视觉审美愉悦的设计,能增进旅客的食欲,让旅客感到舒心,得到心理满足。而我国的航空食品包装缺乏视觉审美的统一性与和谐性,其原因主要有以下两个方面。一方面,由于航空公司本身并不生产食品,提供给旅客的每份食物都是由不同的厂家提供再组合而成,品牌杂乱,旅客打开外包装,里面的食品小包五花八门,品牌不一,色彩凌乱,缺乏视觉统一的完整形象。另一方面,不少生产厂家的设计缺乏应有的视觉审美效果,视觉元素组合不协调,不能让旅客见到食品时产生愉悦感,从而影响食欲。 1.2低碳与生态观念的缺失 现代包装设计是在多元文化与新技术、新材料的影响下,倡导绿色、安全、生态、低碳的可持续发展设计理念。但我国一些航空配餐公司为了节约成本、追求利润的最大化,选用不符合食品安全等级的塑料包装和印刷鲜艳的纸包装。他们在包装生命周期的过程中没有考虑到食品安全、环境保护等问题,忽略了社会与生态的和谐发展,欠缺对消费者健康安全的考虑,这与当今包装向低碳与生态方向发展的趋势和理念是相违背的,也是航空食品业亟待解决的严峻问题。 2航空食品的使用特性分析 作为体现服务水准的航空食品,其包装设计更应遵循人本设计理念,充分照顾乘客的使用需求,以航空食品使用的特殊性作为设计的前提,妥善解决目前存在的问题,也就是充分考虑即时性、便利性和就餐环境的特殊性3个使用特性。 2.1即时性 整个航空食品从供应到使用流程均体现了“即时”的特性:首先,采购回来的食品材料必须在72h内生产以保证其新鲜程度;其次,制作好的热食与冷食要及时进行冷却、包装和冷藏,一般包装完毕到冷藏的时间不得超过2h;再次,食品从冷库到装机的时间应控制在1h内,而送到乘客手中必须控制在6h内。除此之外,航空食品的包装期一般为24h,这样才能保证产品的质量,避免食源性疾病的产生。 2.2便利性 随着航空公司服务层次的提高,航空餐的种类越来越丰富。由于机舱环境的限制和飞行状态的特殊,飞机上不能设置厨房和使用明火,面对丰富繁杂的食品,航空配餐公司大多提前将食物做好,在飞机上用烤箱进行二次加热后送到旅客手中,简单快速的加工制作和配送流程,使旅客不需要像在餐厅进食一样长时间等待,食用方便快捷。 2.3就餐环境的特殊性 高空环境因素对人体的综合影响决定了就餐环境的特殊性。首先,乘客餐食的选择被限定在航空公司指定的类别范围内,用餐时段不可选择且用餐时受机舱范围限制不得随意离开座位,空间狭小;其次,乘客在高空高速环境中用餐,受到加速度、高空缺氧、快速升降和异常体位等环境与作业因素的影响,还经常会出现颠簸的状况,造成乘客紧张和疲劳,不方便进食,致使其难有较佳的食欲。 3航空食品包装的人本设计方式 基于航空食品食用的特殊性,其包装设计更应建立在人机工程学的理论基础上,结合视觉审美的规律,照顾乘客的生理和心理需求,根据飞机上各种餐食特点及旅客的就餐方式,在结构和视觉上体现出人性化设计,具体表现如下。 3.1功能舒适的结构设计 舒适的造型设计,源于设计师对消费对象操作部位尺寸、动作行为方式的了解以及对消费者使用包装的生理和心理的照顾。功能舒适的结构设计能更好地照顾乘客的就餐方式,方便乘客安全舒适地食用。设计时包装的造型要简洁大方,过度追求形态美会导致旅客产生不稳定感;包装容器不要过大或过重,避免其产生的外力致使旅客用起来不方便;在包装的使用方面,还应掌握旅客的持握度,设计一些让旅客开启时方便、使用时手感舒适的结构。例如意大利一家冷冻食品的包装不仅解决了飞机上使用烤箱加热的难题,还方便了乘客开启使用。设计师在纸盒包装的一侧设计了两个可按压的折痕口,,在加热之前将折痕口按下,可保证加热过程中包装内外的气压平衡;在纸盒包装中部设计有易撕口,旅客只要顺着指示标志撕开,便可轻松取出食品食用,不用担心食物弄脏衣物。 3.2照顾特殊人群的差异化设计 特殊人群主要包括老人、孕妇、儿童、病患和残障人士。他们由于身体特点或缺陷,在飞机上进餐比正常人更加不便,而目前飞机上的食品包装基本上都是针对正常人设计的,较少从特殊人群的角度考虑他们的需求。具有差异化的航空食品包装设计,正是对人本理念的最好诠释。从特殊人群使用特点出发,有针对性地量身设计,做到航空食品包装不仅有面向普通人群的包装,也有少量面向特殊人群的专用包装。例如,在设计儿童餐的包装时,包装大小要符合儿童的手掌大小,这样才能方便他们拿握,包装容量不要过大,以免造成食物和包装材料的双重浪费;进入人类大脑的信息约有85%来自眼睛,外观的设计应满足儿童群体的审美情趣,采用趣味的图形和香甜味觉感知的色彩,使食品更易引起儿童的兴趣与食欲。专门针对患有糖尿病乘客的低糖餐食,可在这类包装上以醒目的文字注明低糖等字样,以便提醒他们放心食用。针对手部动作有障碍的老人和残疾人,应使包装上有更多的防滑设计,操作更便捷舒适,开启力度更小,并设计可吸食的包装方式取代传统的刀、叉等不便于老年人和残障人士食用的餐具。 3.3包装的情感化导入 设计应认识到人与物之间的情感关系,将情感因素贯穿于设计的始末,只有这样,才能实现产品实用与美观的平衡。包装作为产品的一部分,在设计时可适当地将快乐元素运用于设计中,把愉悦情绪传递给旅客,照顾到人的心理需求。例如,新颖独特、构思别致、视觉流畅的造型,装潢美观、有文化品位的外观,洁净、亲切、高雅的材质,可靠、安全、舒适的功能设计等,都能带给乘客愉悦的情感享受,这样不仅能够提升旅客对航空公司的印象,也能满足旅客的审美和精神文化需求,在包装的细节上照顾旅客的心情,让旅客体会到“此美食只因天上有”的美妙感觉。 3.4包装材料的科学运用 包装材料的科学运用主要是指包装材料的安全选择,以及运用包装材料为包装内容物提供更加便捷、舒适的附加功能和保护功能。 3.4.1包装材料的安全选择 针对食品包装安全,无论是消费者还是学术界,关注最多的话题集中在包装材料的安全性方面。目前,用于航空食品的包装材料主要以复合材料和纸质材料为主。复合材料是航空食品包装材料中种类最多、应用最广的一种软包装材料,它的组成材料主要为塑料薄膜、铝箔、黏合剂及油墨。其优点是对食物具有一定的保鲜、保温作用,其缺点是材料内部残留的有毒有害化学污染物的迁移与溶出量不符合食品包装材料的要求,对人体健康造成一定损害。纸质材料价格低廉、防护性能较好且不易污染内容物,可再次回收利用,是比较理想的航空食品包装材料。在未来,保鲜、安全功能将成为航空食品包装材料开发的重点,因此,航空公司要对航空食品包装材料的安全性有更高的要求,为乘客在特殊的空间环境里提供更高的安全保障,杜绝食品安全隐患。 3.4.2具有特殊功能的材料运用 在包装中通过加入具有附加功能的材料,可以为乘客提供方便,并能减轻乘务员的配餐工作量,提高配餐效率。例如,自热米饭率先运用了具有附加功能的材料,其包装盒内装有一份水和一个发热包,在食用之前将外包装撕开,拉动拉绳,水和发热包就能自动混合升温至150℃以上将米饭加温或者烧熟。它的发热源主要是发热包,整个发热过程无任何污染,而且成本低廉,没有任何安全隐患,不仅能减少烹调的工作量,还能保证食品的营养与即食的方便性和新鲜度。在航空食品包装中运用先进的材料来创造新的就餐方式,可以为航空公司和旅客带来便利,这同样是从人本角度来考虑包装的新形式的一个方面。 4结语 将人本理念融入到航空食品包装中,在设计中更多地考虑人性化的因素,把人的需求作为设计的出发点,探讨航空食品包装的新形式,并与企业服务宗旨结合起来,才能更加体现出航空公司对旅客的关怀,给旅客带来轻松愉快、亲切温馨、品质独特、功能舒适以及其他意想不到的身心体验。 作者:文泽卉 黎英 单位:湖南工业大学 食品包装论文:食品包装机械产品展示设计论文 一、食品包装机械的展示设计 食品包装机械作为一种专业性很强的特殊产品,其展示形式有限,但作为一种产品,其在展示上有共通之处。例如大型食品包装机械展会和公司陈列。无论是展会,还是内部陈列,网络静态或者是动态图片的展示,都需要有针对性的设计和最贴合产品本身特性的展示。随着食品包装机械产品种类和展示要求的不断变化,展示本身的要求也更多样和更苛刻,包装机械展示设计便应运而生。随着相关食品企业的观看体验需求的上升,包装机械生产企业必须提高自我表达能力,从而提升企业参加市场竞争的能力。 二、食品包装机械展示设计的价值与意义 (一)提升生产企业自身水准 食品包装机械产品的种类繁多,功能不同,因而在对其进行展示设计时,首先必须对展示的主体以及空间布置、表达形式、展示时间等有所了解,对于浏览公司网页的体验需求的研究有所涉及,将其作为展示设计的基础和重要前提。食品包装机械产品本身是一类复杂的产品,包括不同的产品线与复杂的功能模块,因而即便是公司内部工作人员,对于自身产品也无法做到全面了解,从而丧失了产品展示设计的基础,不利于销售。因此,为了更好地实现产品展示设计,就必须要求员工主动的去了解自家产品,同时好的产品展示又能帮助员工更全面的了解自家产品,从而实现一个双向的良性互动,进而逐步提高产品本身和展示的设计水平,最终达到促销和推广企业形象的目的。展示设计涉及企业多个部门,从市场与销售部门对消费者的市场调研以及对于产品的竞品分析,获悉消费者期望,从而制定展示策略;从市场部门获悉的数据又能成为网络及展会展示平台的数据来源,从而帮助设计部门了解展示所需的设计表达意向;而展会现场则需要人事部门的人员调动以及财务部门对于相关资金花费的核算与统筹等。因此,在展示设计流程中的相互合作能够有效的加深各部门间的联系,促进沟通,为企业良性运转和和谐的内部环境的建立带来强有力的动力。 (二)利于企业的形象推广与发展 1.帮助完善企业的销售途径和网络及市场占有率 食品包装机械生产商在对自身产品进行展示设计的过程中,如何吸引消费者眼球,从而签下订单,销售产品,获取利润,这对企业来说很重要。食品包装机械其功能和形态结构、体量大小的复杂性决定了其高昂的售价,一旦出现销售不利的情况,导致资金链断裂,对于企业整体的发展来说是十分危险。因此,针对不同的消费者,在已确立的展销区域,随着展示的进行形成一个销售网络,并随着网络的壮大,逐渐完善整个企业的销售网络。以生产速溶咖啡的条装生产线为例,其展示对象是速溶咖啡生产企业,其对包装生产效率及机器的操作难易度更为关注,其主要活动范围也是机械装备大型展销会。因此针对这类消费者,展示整个条装咖啡的完整动态生产流程来体现自身产品的可靠性与实用性,同时配以详细讲解以及相关宣传彩页和企业文化礼品,来加深人们对于该品牌的认知程度,从而实现企业品牌价值推广,建立长久有效的销售网络。随着展示技术的发展,网络展示也成为了企业表达自身的一个重要途径。食品包装机械生产商可以依据产品的特性,通过网络展示技术搭建网络展示平台,以多维度的展示方式去增加产品与消费者的互动,满足多种人群的观看体验需求,以此来加深其理解,从而达到吸引消费者的目的。同时,网络展示平台与电子商务相结合,颠覆传统机械产品的销售路径,建立全新销售网络,营造更好的销售氛围,完善企业的销售途径和网络。多维度的展示平台、途径与方式使食品包装机械的功能特点得以完美展示,在增加产品的曝光率的同时,也带来产品销售业绩的提升。这主要体现在两个方面:(1)就展销会来说,优秀独特的展示流程可以促进产品的潜在的购买洽谈意向的增长,从而促进最终的交易量;(2)大型展会有助于宣传企业文化特色和品牌,以此来加深消费者的品牌记忆,促进产品的远期销售愿景。 2.节约企业的宣传成本 企业想要获得良好的销售业绩,除了自身产品的优良品质之外,相关的产品宣传也是必不可少的。传统电视广告、网络的宣传、市场策划等并不能保证其达到传达效果,无法立即获取消费者的信任。食品包装机械的独特性更是造成了其在宣传过程中的需要采用更为直观的方式以迅速聚集消费者对于企业和产品的信赖,通过消费者在展会现场对产品的近距离接触,建立对企业的信赖,这对企业的销售业绩和品牌推广无疑是最有效的方式。同时,交互式的网络展示以更有趣的方式帮助用户理解产品的功能和运作方式,加强购买意向。这些良好的展示设计都可以克服传统的宣传方式带来的不足,并且减少宣传成本。 三、结语 无论是从时展趋势来看,还是从食品包装机械生产商品牌推广需求来看,都需毫不犹豫的加强产品展示设计的力度与投入。同时,在时代技术迅猛发展这一有利条件下,充分听取消费者的体验需求,大力倡导网络展示平台建设,对于企业来说也是未来发展必经阶段。因此,加强产品展示设计的力度,为未来企业的长远发展提供强有力的保障,这对于企业的发展具有重要的价值和意义。 作者:李强 李世国 单位:江南大学设计学院 食品包装论文:传统色彩食品包装设计论文 1.传统色彩在包装设计中的应用 1.1传统色彩在塑料包装中的应用 墨分五色——南方黑芝麻糊的视觉记忆。黑色在中国传统色彩中承担着非常重要的角色。老子曰:“玄之又玄,众妙之门。”玄即黑色,它包含了各种颜色。“墨分五色(焦、浓、重、淡、清)”学说在中国的积淀悠久。其学说也体现了中国传统色彩理论中“惜墨如金”的细腻与敏感的人文特点。黑芝麻糊作为中国传统食品,它本身的色泽亦偏向墨色,所以南方品牌在做相应的包装销售宣传时更注重从视觉与情感上采用渐次的黑色设计方法紧紧抓住消费者。其包装上呈现了四个不同深浅层次黑色的特点:第一层次,整体包装的视觉中心位置,是黑芝麻糊的品牌名称,这是在整体中黑色浓度最高的部分。为了让其凸显,使消费者第一眼便能识别,采用整个包装中最暗的黑色来体现,少面积的黄、绿色有秩序地穿插其中,为消费者提供必要信息;第二层次,包装设计上方小插图,这张小图牵引的是南方黑芝麻糊在1991年投放在电视媒介的经典电视广告,其形象及广告语“一股浓香,一缕温暖”在当时的社会引起强烈的反响。此则广告陈述的是一个小男孩难敌黑芝麻糊的诱惑,而片中整体怀旧的色调,在暗夜中升起的缕缕暖烟,唤起了对于传统文化的视觉记忆,这与后期南方芝麻糊在产品包装的墨色与褐色的怀旧色系搭配运用上相一致。黑色在黑芝麻糊的设计中引起了消费者情感共鸣,使得低调的南方品牌直至今日,品牌影响力依旧强大,成为消费者选择同类产品时无可争议的第一品牌;第三层次以产品的客观图像,墨人的黑芝麻糊与白色的瓷碗采用弱次于第一与第二层次的设计方法放置于视觉中心稍偏下位置;第四层次,其底色特别营造的斑驳墨色略搀入褐色,从整体上烘托并增强其怀旧情怀。黑芝麻糊的包装采用塑料材质,塑料材质有较好的耐腐蚀、耐潮防漏的特点,对产品有较好的保护作用。除此以外,塑料制品上良好的印刷效果真实还原了色彩本身,使包装中细腻且多层次的黑色得以呈现。 1.2传统色彩在纸包装中的应用 随类赋彩——洽洽瓜子的味觉色彩。“随类赋彩”出自南齐谢赫的《古画品录》,是其倡导的六法之一。随类即“随物”,解释为与所画之物相似。同时谢赫的“随物”亦不等同西方绘画一样注重物体及光影效果的色彩客观还原,它要求艺术家在观察客观物象的同时要适当把主观态度渗透其中。传统食品“洽洽”瓜子的口味众多,而企业就用与其口味相对匹配的颜色进行区分。如凉茶瓜子,配合“冰着吃”的广告宣传,包装上采用国画颜料中的石清颜色。石清在中国画中属于“石色”即矿物质颜料,不透明,其略带粉质感的颜色在其他口味的包装中显得分外清凉;香瓜子,红色来代表最畅销口味的香瓜子;赭石以其纯度较浅的颜色特点,来代表具有醇香浓密口感的奶香瓜子;深绿透明水色象征新鲜的生瓜子。在注重色彩设计的同时,洽洽瓜子的综合视觉整合中巧妙的运用颜色与材质的叠加,营造了一种模仿旧时的暗哑色泽来形成怀旧特色。而瓜子这类的普通消费品用带暗哑色泽的偏黄纸质的选择运用也正好符合了产品自身的价值,同时也表达了对触感的注重。“洽洽”瓜子从其拟声词的命名就可以看出,此产品非常注重亲和力的表达,其销售策略深深扎根在中国的城乡市场。在整体设计(如字体、竖向排版、插图等)中同时配合色彩进行设计,使整体包装更具亲和力。 1.3传统色彩在金属包装中的应用 喜庆节庆专用色——王老吉凉茶的红黄搭配。随着凉茶“王老吉”渐入大家的视线,红色与黄色的典型中国喜庆节庆类传统配色,在现代众多的图文信息中给人耳目一新的感觉。赤在现在国际中的说法又被称之为“中国红”,红色在中国的受重视程度之高,使其足以成为中国的一个象征色。无论是在民间还是在皇家,红色被广泛应用在节庆、婚嫁等喜事中。王老吉配合着这样的一个中式品牌名而做的红黄搭配的传统包装是再合适不过的。中国的红色被细分成很多种:水红、胭脂红、杏红和藕荷色等等,王老吉应用的红色即是赤色,在整体中占主要的色面积;黄色又分藤黄、橙黄、鹅黄等,王老吉应用的黄色为橙黄,作为其辅助色穿插其中,排版上配合以竖排的文字,映衬了传统氛围。王老吉凉茶在包装上选用了金属类易拉罐材质,除了最基本的方便运输和存储外,也使得其色泽有了更亮丽的呈现,增加喜庆气氛。同时随着王老吉准确的市场定位与成功的商业运作,王老吉广泛应用在婚宴庆典及日常生活中。使这一具有传统色彩设计的凉茶饮料发挥了强大的生命力,并一跃成为中国饮料界的龙头老大。 2.传统色彩设计的方法 2009年一位德国教授来我校授课,在指导我们的作品时指出:为什么不用那些最醒目的三原色?这个问题的提出正是说明了此教授不了解中国传统色彩的症结所在。随着中国经济与实力的迅猛发展,中国大众越来越自信的审视自己的传统文化,在这样一个良好的时代契机中,中国企业与中国设计师们需更好的使用及发展中国的传统色彩,使世界从色彩文化的角度关注中国,可以依据如下三个原则。其一,对于传统元素本身的深层次挖掘,善于运用色彩象征。传统色彩的运用,不仅要学习其表面的华丽,更要注重在历史与发展中对其进行深层次的探索与挖掘,巧妙运用色彩象征,以做更好的应用与发展。其二,注重综合视觉整合,使传统元素符合现代人的审美,如材质变化,同时搭配以适当的排版。这使得设计符合现代人的视觉习惯,不脱离现代设计。在中国传统设计中为了体现商品的不同作用与价值,会区分地以陶、瓷、漆、丝绸等包装材质映衬色泽的呈现;而且任何一种色彩都不是以独立的方式存在,它在包装中还会与文字、插图等形式进行综合运用,因此在设计中需使各种元素在版面中协调使用,将传统色彩与材质的结合,使其发挥出别样的韵味与特色。最后,传统色彩与大众可以产生互动或者发生情感交流。面对货架上形形色色的食品,色彩比形体更具有先声夺人的艺术魅力。人们对于色彩,一般具有“物理-文化-心理”的反映模式。文化作为中介,更强调色彩设计与购买者和企业文化的认知感;色彩又作为媒介传递其共同认知感。如王老吉的红色与购买者的喜庆心理以及企业的喜庆销售文化相吻合,这种色彩设计更容易拉近民众与企业销售策略的认同感。根植于中国文化的传统色彩与企业销售策略的结合有利于紧紧抓住中国消费者心理。 3.结论 食品包装是与大众最密切相关的媒介之一。随着社会的发展、科技的创新和消费者审美的提高,设计师需要将现代色彩与时俱进同本土文化一脉相承。在食品包装设计中充分体现出非物质文化因素,将是食品包装设计发展的趋势之一,也是现代设计师必须考虑的问题之一。而作为其中非常重要的色彩设计来说,更需结合理论与象征,进而探索受中国大众接受并喜爱的带有传统色彩与韵味的现代中国设计。根植于传统文化土壤中,依据自身产品的特性,运用传统色彩理论与色彩象征等方法,将食品包装中的传统色彩与材质、版式、文字和插图相结合,进而探索与企业销售策略具有共同认知感的现代设计。 作者:陆菁 刘渊 张晓婷 单位:江南大学数字媒体学院 食品包装论文:传统文化元素中食品包装设计论文 1包装设计的地位与意义 将传统文化运用在包装设计中,既可以很好的传达商品信息,又可以在视觉感官上给人带来美的享受,同时,促进了民族文化的继承与发扬。因此,将传统文化与现代包装设计相融合,是包装设计发展的有效途径。传统文化元素在食品包装设计中的运用,为食品包装设计业的发展注入了新的活力。 2食品包装设计的类别 2.1传统食品包装设计 传统包装来自于自然,是自然的产物,体现了自然美。粽子包装,采用植物叶与麻绳作为包装材料,自然、环保。酒的包装,主要采用的包装材料为陶器,体现着包装形式的发展以及这一时期的历史文化。随着社会的发展与经济技术的提高,包装设计的表现形式发生着重大变化,传统包装设计仍被运用在现代生活中。传统包装绿色环保,亲近自然,具有一定的审美价值,深受人们的喜爱。如福建竹笋皮包装的茶叶,就是运用竹笋皮来制作茶叶的包装,即体现了茶叶的环保性,又拉近了商品与消费者的距离。丝绸,作为一种传统包裹物的形式,也为现代包装设计的发展与创新提供了动力。如河南安阳殷墟出土的青玉戈、铜钺上就留有丝织物的印痕。 2.2现代食品包装设计 食品包装设计体现着一个时代的科学技术水平、生活水平、文化水平和设计水平。由于包装材料与包装机能的不断演进,人们对于包装的质量要求越来越高,对于包装的样式要求也越来越多。在这样一个经济与物质快速发展的社会里,食品包装受到现代消费、现代文化传播、现代时代精神等方面的影响,从而使其发展更趋于合理化与人性化。现代包装设计随着时代的发展已由原本的重视功能性、合理性转到重视情感与人性化等方面。将传统文化元素与包装设计结合,就体现了商品人性化的这一特征。 3安阳传统文化 3.1文峰塔文化 文峰塔位于彰德府文庙东北方,在安阳古城西北隅。它之所以叫“文峰塔”,是因为它象征当地的“文风”。塔高38.65米,周长为40米。由于塔身上大下小这一特点,所以在整体形式上呈伞状,这样的塔在国内极为罕见。 3.2甲骨殷商文化 殷商是我国历史上第二个朝代,安阳殷墟则是商代后期都城遗址,其是中国历史上第一个文献可考、并为考古学和甲骨文所证实的都城遗址,2006年7月13日,被列入《世界遗产名录》。殷墟记载了商朝这一历史文化,这里出土了大量的青铜器、玉器与甲骨。甲骨文是我国已发现的古代文字中时代最早、体系较为完整的文字,其内容涉及天文、历法、气象、农业、家族、疾病、宗教等方面,是研究商代社会历史文化的重要资料。 3.3文字博物馆 文字博物馆位于河南省安阳市,建筑面积为34500平方米,主体馆高32.5米。其建筑采用殷商时期的图案,展现殷商宫殿“四阿重屋”的建筑效果,其建筑错落雅致,体现了人文与自然高度和谐的哲学内涵。 4安阳传统文化元素在食品包装设计中的运用 图案代表了包装设计的整体形象,它的造型及色调都是与主题相切合的。图案运用准确,便可以直接传达商品的主要信息,吸引消费者从而促进销售。安阳作为我国八大古都之一,有其独特的文化特征。甲骨殷商文化使得安阳这个不起眼的小城市走出了中国,走向了世界。将甲骨殷商文化与食品包装设计融合在一起,可以提高食品的知名度从而促进销售。从殷商文化中提取一些代表性元素,如司母戊鼎、玉猪龙、玉雁、甲骨等元素,运用一些表现手法将他们转化为图形,并运用在食品包装设计的版面设计中,达到增强商品文化气息,拉近消费者与商品之间距离的目的。 5传统文化在包装设计中运用的意义 传统文化体现着一个地区的地域、历史、民族文化,而这种传统文化是需要我们继承与发扬的。包装本来就是一种文化,一种传播媒介,将传统文化元素与现代包装设计巧妙地结合,既可以为包装设计注入新的活力,又可以使得传统文化以简便的方式传播下去;传统文化在包装设计中的运用,满足了人类的审美需求,使得商品更具亲和力。 作者:罗良晋 张少杰 单位:郑州工业应用技术学院 食品包装论文:老年保健食品包装设计论文 一、对于市场上老年保健食品包装现状调查分析 我国到2009年60岁以上老年人口总数已达到了1.67亿,占到总人口12.5%。预计到2030年,中国的老年人口比例将与美国持平,达到24%。而部分经济比较发达的地区,从20世纪90年代初起就开始进入老年型了,由于世界人口趋向老年化发展和老年消费群的不断增长,发达国家都纷纷对老年功能食品进行了专门的研发,虽然我国目前在老年保健食品方面还做得远远不够,不过这也预示着我国老年保健食品的市场潜力无限。针对市场上老年保健食品的功能种类与销售情况,逐步透析出老年保健食品的消费特点为:第一,节俭型消费,对于老年人基本经济来源主要由社会养老供给、家庭积累、子女奉养等形式。调查中老年人在同样的价格下68.8%的人青睐拥有更多功能且价格实惠的保健食品。第二,情感型消费,由于现代的家庭结构决定着老年人一般多属于独居类型,子女不在身边,对家人有很浓的依赖情绪,情感寄托比较单一,情感宣泄比较局限,所以,需要满足情感需求。第三,生理型消费,随着年龄的增长,感知系统也逐渐退化,衰老的生理可以影响自身情绪、免疫力等,为了及时调整自身情况,一般会选择保健食品来提高身体素质与机能,增加身体的免疫功能,调节自身的生理变化、延缓衰老。而且大多数的老年消费者认为“是药三分毒”,所以针对自身的情况会选用保健这样的食品进行调节自身生理情况,不会选择吃药来进行治疗。第四,保守型消费,老年的消费观非常成熟,对于消费显得非常谨慎,属于理性消费,权衡利弊,特别注重保健食品的质量。 二、设计元素在老年保健食品包装设计中的影响 1、色彩元素在老年保健食品包装设计中的影响 老年人的视觉辨析能力不断弱化,对于文字的识别能力降低,色彩具有表象性和情感暗示等特征,能够与老年消费者产生共鸣。运用色彩的冷暖变化规律,可以表现老年保健食品的特性;运用色彩明暗变化规律,可以使老年消费者购买时心情愉悦;运用色彩搭配规律,可以突出产品,刺激购买欲望。 2、图形元素在老年保健食品包装设计中的影响 老年人对于图形有着独特的喜爱,产生别具一格的视觉感受,首先客观描述图形可以很直观的了解到购买的商品,以便于老年人的辨析,视觉冲击可以带动消费;其次情景图形,一些联想情景图形可以产生借景生情的效果,使怀旧的消费者产生共鸣。 3、造型元素在老年保健食品包装设计中的影响 目前市场上最常见的就是老年保健包装造型主要以桶盖型和套盒型居多,这样的造型缺乏创新,造型是包装设计的触觉与视觉的结合,提倡创新又具有人性化造型,造型设计细节要考虑到老年人的开启能力同时要具有很强的方便性,包装造型具有独特的风格。 4、文字元素在老年保健食品包装设计中的影响 文字元素在保健食品中的作用主要是标识和阐释,能够清晰的说明保健食品的功能效果,也是老年人关心的设计部分,文字设计、排版都影响着对其的理解。重要的文字说明一定要字体简洁、大方、易懂,便于理解和查看。不易花哨、繁杂、字号过小等。 5、材料元素在老年保健食品包装设计中的影响 对于现代包装设计中触觉体验也是包装设计师考虑的重点之一,材料元素的运用对于包装整体的感知觉有着不可替代的作用,材料的机理疏密、大小、薄厚、轻重等都对于包装审美产生意味的效果。好的包装材料运用恰当能够让人爱不释手同时也会产生二次消费的作用,对于保健食品包装当然安全自然也是首选,选用一些天然的包装材料不仅可以让老年购买后眼前一亮同时也有一定的收藏作用,同时天然的包装材料与设计功能完美结合,会让消费者感受到大自然的气息和产生无以伦比的幸福和回归感。 作者:张岩岩于博单位:吉林农业科技学院 食品包装论文:传统色彩食品包装设计论文 1.传统色彩在包装设计中的应用 1.1传统色彩在塑料包装中的应用墨分五色——南方黑芝麻糊的视觉记忆。黑色在中国传统色彩中承担着非常重要的角色。老子曰:“玄之又玄,众妙之门。”玄即黑色,它包含了各种颜色。“墨分五色(焦、浓、重、淡、清)”学说在中国的积淀悠久。其学说也体现了中国传统色彩理论中“惜墨如金”的细腻与敏感的人文特点。黑芝麻糊作为中国传统食品,它本身的色泽亦偏向墨色,所以南方品牌在做相应的包装销售宣传时更注重从视觉与情感上采用渐次的黑色设计方法紧紧抓住消费者。其包装上呈现了四个不同深浅层次黑色的特点:第一层次,整体包装的视觉中心位置,是黑芝麻糊的品牌名称,这是在整体中黑色浓度最高的部分。为了让其凸显,使消费者第一眼便能识别,采用整个包装中最暗的黑色来体现,少面积的黄、绿色有秩序地穿插其中,为消费者提供必要信息;第二层次,包装设计上方小插图,这张小图牵引的是南方黑芝麻糊在1991年投放在电视媒介的经典电视广告,其形象及广告语“一股浓香,一缕温暖”在当时的社会引起强烈的反响。此则广告陈述的是一个小男孩难敌黑芝麻糊的诱惑,而片中整体怀旧的色调,在暗夜中升起的缕缕暖烟,唤起了对于传统文化的视觉记忆,这与后期南方芝麻糊在产品包装的墨色与褐色的怀旧色系搭配运用上相一致。黑色在黑芝麻糊的设计中引起了消费者情感共鸣,使得低调的南方品牌直至今日,品牌影响力依旧强大,成为消费者选择同类产品时无可争议的第一品牌;第三层次以产品的客观图像,墨人的黑芝麻糊与白色的瓷碗采用弱次于第一与第二层次的设计方法放置于视觉中心稍偏下位置;第四层次,其底色特别营造的斑驳墨色略搀入褐色,从整体上烘托并增强其怀旧情怀。黑芝麻糊的包装采用塑料材质,塑料材质有较好的耐腐蚀、耐潮防漏的特点,对产品有较好的保护作用。除此以外,塑料制品上良好的印刷效果真实还原了色彩本身,使包装中细腻且多层次的黑色得以呈现。 1.2传统色彩在纸包装中的应用随类赋彩——洽洽瓜子的味觉色彩。“随类赋彩”出自南齐谢赫的《古画品录》,是其倡导的六法之一。随类即“随物”,解释为与所画之物相似。同时谢赫的“随物”亦不等同西方绘画一样注重物体及光影效果的色彩客观还原,它要求艺术家在观察客观物象的同时要适当把主观态度渗透其中。传统食品“洽洽”瓜子的口味众多,而企业就用与其口味相对匹配的颜色进行区分。如凉茶瓜子,配合“冰着吃”的广告宣传,包装上采用国画颜料中的石清颜色。石清在中国画中属于“石色”即矿物质颜料,不透明,其略带粉质感的颜色在其他口味的包装中显得分外清凉;香瓜子,红色来代表最畅销口味的香瓜子;赭石以其纯度较浅的颜色特点,来代表具有醇香浓密口感的奶香瓜子;深绿透明水色象征新鲜的生瓜子。在注重色彩设计的同时,洽洽瓜子的综合视觉整合中巧妙的运用颜色与材质的叠加,营造了一种模仿旧时的暗哑色泽来形成怀旧特色。而瓜子这类的普通消费品用带暗哑色泽的偏黄纸质的选择运用也正好符合了产品自身的价值,同时也表达了对触感的注重。“洽洽”瓜子从其拟声词的命名就可以看出,此产品非常注重亲和力的表达,其销售策略深深扎根在中国的城乡市场。在整体设计(如字体、竖向排版、插图等)中同时配合色彩进行设计,使整体包装更具亲和力。 1.3传统色彩在金属包装中的应用喜庆节庆专用色——王老吉凉茶的红黄搭配。随着凉茶“王老吉”渐入大家的视线,红色与黄色的典型中国喜庆节庆类传统配色,在现代众多的图文信息中给人耳目一新的感觉。赤在现在国际中的说法又被称之为“中国红”,红色在中国的受重视程度之高,使其足以成为中国的一个象征色。无论是在民间还是在皇家,红色被广泛应用在节庆、婚嫁等喜事中。如图3所示,王老吉配合着这样的一个中式品牌名而做的红黄搭配的传统包装是再合适不过的。中国的红色被细分成很多种:水红、胭脂红、杏红和藕荷色等等,王老吉应用的红色即是赤色,在整体中占主要的色面积;黄色又分藤黄、橙黄、鹅黄等,王老吉应用的黄色为橙黄,作为其辅助色穿插其中,排版上配合以竖排的文字,映衬了传统氛围。王老吉凉茶在包装上选用了金属类易拉罐材质,除了最基本的方便运输和存储外,也使得其色泽有了更亮丽的呈现,增加喜庆气氛。同时随着王老吉准确的市场定位与成功的商业运作,王老吉广泛应用在婚宴庆典及日常生活中。使这一具有传统色彩设计的凉茶饮料发挥了强大的生命力,并一跃成为中国饮料界的龙头老大。 2.传统色彩设计的方法 2009年一位德国教授来我校授课,在指导我们的作品时指出:为什么不用那些最醒目的三原色?这个问题的提出正是说明了此教授不了解中国传统色彩的症结所在。随着中国经济与实力的迅猛发展,中国大众越来越自信的审视自己的传统文化,在这样一个良好的时代契机中,中国企业与中国设计师们需更好的使用及发展中国的传统色彩,使世界从色彩文化的角度关注中国,可以依据如下三个原则。其一,对于传统元素本身的深层次挖掘,善于运用色彩象征。传统色彩的运用,不仅要学习其表面的华丽,更要注重在历史与发展中对其进行深层次的探索与挖掘,巧妙运用色彩象征,以做更好的应用与发展。其二,注重综合视觉整合,使传统元素符合现代人的审美,如材质变化,同时搭配以适当的排版。这使得设计符合现代人的视觉习惯,不脱离现代设计。在中国传统设计中为了体现商品的不同作用与价值,会区分地以陶、瓷、漆、丝绸等包装材质映衬色泽的呈现;而且任何一种色彩都不是以独立的方式存在,它在包装中还会与文字、插图等形式进行综合运用,因此在设计中需使各种元素在版面中协调使用,将传统色彩与材质的结合,使其发挥出别样的韵味与特色。最后,传统色彩与大众可以产生互动或者发生情感交流。面对货架上形形色色的食品,色彩比形体更具有先声夺人的艺术魅力。人们对于色彩,一般具有“物理-文化-心理”的反映模式。文化作为中介,更强调色彩设计与购买者和企业文化的认知感;色彩又作为媒介传递其共同认知感。如王老吉的红色与购买者的喜庆心理以及企业的喜庆销售文化相吻合,这种色彩设计更容易拉近民众与企业销售策略的认同感。根植于中国文化的传统色彩与企业销售策略的结合有利于紧紧抓住中国消费者心理。 3.结论 食品包装是与大众最密切相关的媒介之一。随着社会的发展、科技的创新和消费者审美的提高,设计师需要将现代色彩与时俱进同本土文化一脉相承。在食品包装设计中充分体现出非物质文化因素,将是食品包装设计发展的趋势之一,也是现代设计师必须考虑的问题之一。而作为其中非常重要的色彩设计来说,更需结合理论与象征,进而探索受中国大众接受并喜爱的带有传统色彩与韵味的现代中国设计。根植于传统文化土壤中,依据自身产品的特性,运用传统色彩理论与色彩象征等方法,将食品包装中的传统色彩与材质、版式、文字和插图相结合,进而探索与企业销售策略具有共同认知感的现代设计。 作者:陆菁刘渊张晓婷单位:江南大学数字媒体学院 食品包装论文:食品包装材料食品安全论文 1我国食品包装材料的安全现状和问题分析 1.1食品包装材料的生产过程不规范 相关数据表明,我国当前已经有六千余家企业专门从事食品包装材料的生产工作,小型企业占据着相当大的比例。拿塑料袋的生产来说,在全国范围内百分之九十的企业都是小型企业,而且企业从业人员的专业素质偏低、技术水平相对落后等问题明显。此外,由于缺乏规范化的管理,有部分生产企业为了降低生产成本获取更大的经济利益,采用劣质的原材料,在生产过程中通过加入各类添加剂来掩盖由原材料所引起的产品质量问题。 1.2食品包装材料安全的监督管理力度不够 我国虽然有很多专门的法律法规对食品包装材料的生产经营,进行管理约束,但是由于食品安全管理机制与政府职能划分之间不协调等因素的限制,当前的法律体系并不能够得到深入贯彻的执行。在食品包装材料的生产企业当中,没有高效的行业准则和管理体系,很多类型的食品包装材料依然没能实行市场准入制度,这无疑会在一定程度上对食品安全造成一定的影响。 1.3食品包装材料的质检标准不够完善 由于生产能力在内的多种因素的影响,当前国内在食品包装材料方面的管理工作还不够全面,市场上流通的一部分食品包装材料的检测项目不够完善,这在很大程度上制约了行业的健康快速发展。在食品包装材料中,用到的很多成分和产品没有专业的质检标准,导致包装材料中的有毒有害成分得不到有效的控制。众所周知,在复合包装材料的生产过程中,会大量的使用油墨和胶粘剂,但是目前相关管理部门仍然没有制定明确的卫生标准和产品质检标准。随着社会生产力的不断发展,未来会有更多新型的食品包装材料进入市场,这就要求我国政府的相关部门加大工作力度,加快完善各项标准的制定、更新工作,为食品包装材料的质量安全提供制度保障。 2食品包装材料安全的预防措施分析 2.1建立健全食品包装材料的相关法规,加强行政执法力度 由于起步较晚,我国当前的食品包装材料的相关标准和西方发达国家还存在一定的差距,我们需要建立健全食品包装材料的相关法规,并且加大监督管理力度。对于违法犯罪的行为要严厉打击,政府内部应该设置高效有力的监督管理系统,明确各部门的职责,以此加强行政执法力度。 2.2加强食品包装材料的检测手段 当前,食品包装材料的检测手段主要分为感官检测和仪器检测两种。感官检测就是通过人体的认知器官对食品包装材料进行一定的检测,借助感官检测能够方便快捷的发现外包装是否存在破损、异味等问题;同时,还能够对包装上的标签、商标的合法性进行检测。但是,受人体感官能力的限制,食品包装材料当中还是会存在很多像有毒害物质残留、重金属含量等的问题,这通过感官检测是不能够发现的,这时就需要借助仪器检测进行质量检测。 2.3消费者应该加强对食品包装材料的安全认识 除了政府部门和厂商以外,消费者本身也要对食品包装材料的安全性有一定的认识,在购买食品的时候,首先要检查外包装是否存在破损或污迹。但是,对于重金属含量等安全隐患,就需要政府部门加强包装安全教育活动,借助媒体的力量对食品包装材料的安全知识、食品营养价值等知识开展广泛的宣传,从而提升广大消费者的安全意识和隐患识别能力,将食品包装材料所对人体造成的危害降到最低。 3食品包装材料的发展趋势 随着人们生活水平的不断提高,人们会更加注重生活质量,对于食品包装材料的安全性要求也会随之不断提高。可以预见的是,在未来食品包装材料的发展将会更加注重低碳环保,而且整个包装材料的使用循环系统也会更加合理,对环境的次生污染也会降到最低。而且,未来的食品包装材料在安全的前提之下,肯定会更加注重发展其多功能化,这样某一种食品包装材料的应用范围,就会得到扩展,从而在客观上节约资源,增加经济效益。 4结论与建议 很大程度上,食品是不能够离开食品包装而存在的,食品包装也为人们提供了很大的便利,但是包装材料的安全状况也不容忽视,毕竟由于包装材料和食品有着直接的接触。所以包装材料会在一定程度上对人们的身体健康产生影响。另外,食品包装材料还会对生态环境产生威胁,科研人员也要加深研究力度,加快研发新型环保的食品包装材料。与此同时,政府部门应该尽快建立健全的食品包装材料安全的检测体系,完善相关法律法规,加强消费者的安全意识,促进社会的稳定和谐。 作者:钟鸽 陈慧 单位:平舆县质量技术监督检验测试中心 食品包装论文:秀色可餐食品包装设计论文 一、商业插画在食品包装中的运用 在当下的图像和信息时代的包围下,商品如果没有在第一时间吸引消费者,那么它将被冷落到角落,一个没有吸引力的食品包装,同样不会被消费者接受。商业插画的独特语言和表现手法可以让食品包装从大众视线中脱颖而出,拖住消费者的脚步,从而引发深层次的情感体验和沟通。商业插画在食品包装设计中对于情感营造和意境美的氛围表现有着强有力的营造。商业插画在食品包装设计中可以通过视觉语言和情感表达来实现品牌形象的差异化,能够实现市场竞争的关键。插画表现手法可以让消费者感受到更加细腻的人性化体验;商业插画能够为品牌注入生命力,有助于品牌延伸和发展,实现产品差异化和个性化特征,插画成为一种标志,有利于品牌推广。在食品包装设计中,一般包括色彩、文字、图形和造型元素,当插画作为一种图形出现并占主要面积时,是构成包装视觉形象主体的关键要素。插画作为图形可以通过色彩、面积、形状等来烘托整体的产品氛围,实现秀色可餐;通过视觉引起嗅觉和味觉等体验,从而让消费者实现消费。最重要的是,插画设计中的审美性和感染力可以让消费者在使用过程中获得心理上的精神体验。食品包装设计中插画的运用主要通过包装中的“主人”即内容物的信息诉求和食品的定位等来进行设计的,好比是一个“舞台”,表现方式也是多种多样,亦写实亦抽象,亦幽默诙谐亦理性深长;更为重要的是展现完毕,消费者购买后,还需要指导消费者如何使用包装和使用过后的处理包装,影响消费者的观念及行为,从而塑造绿色食品品牌形象的表达,注入品牌生命力,推动经济发展。 二、商业插画如何让食品包装“秀色可餐” (一)“色”与食品包装设计 “色”不仅仅是指华丽的外表,更应该恰当的体现食品的诉求色彩,并结合图像生动地说明商品的主要特性,帮助消费者更好的了解商品,通过插画的艺术形式,更好地诠释食品商品的口感、选材、功效、历史渊源等特性。在食品包装设计中,色彩是最具有竞争力的“武器”之一,也是插画设计中重要的组成元素之一,也是成为一个品牌的指代符号,传递信息和易于识别;同时食品包装设计中的插画色彩具有先声夺人的功效,带动消费者的嗅觉、味觉和触觉等激发消费者产生联想和情感,加深品牌度和企业认知度,为品牌注入生命力。插画形式与色彩针对不同消费人群用色也不一样,还要受到民族、信仰、年龄、习俗、兴趣爱好、消费层次、生活经验等的影响,因此针对不同层次的消费人群需要“异色”的食品包装设计;如针对青少年人群的食品包装,在插画色彩上可以运用比较鲜艳、纯净的颜色来表现食品。不同的消费人群,不同插画,不同的颜色、产生不同的包装设计,却有一个共同的目标,那就是食品包装都具有“美味”的特性,并且让消费者垂帘三尺的效果。设计师要通过包装中的插画设计让消费者感受到绿色、有机、新鲜、美味等视觉感受让消费者产生美好的味觉暗示。在食品包装设计中,设计师还可以运用插画中的色彩对比来实现产品的整体心理感受,面积对比、轻重对比、色相对比、明度对比、冷暖对比等来控制包装画面的色彩力量。做到秀色可餐就需要做到形与色的协调,质与色统一。 (二)“形”与食品包装设计 食品包装结构造型设计与包装插画的结合主要研究的是客观对象外部结构形式与装潢表现形式的整合关系,也就是插画设计中的表现形式与食品包装设计中的造型是被包含与包含的关系。食品包装设计中的造型首先打动人的是“形式”,也就是商品的包装造型,同样可以吸引消费者的眼球。插画设计中的形式,较多的是几何性构图形状、抽象化构图形状、装饰性表现手法、漫画表现手法等。“秀色可餐”食品包装中的色与形是相统一的,形是色的载体,同时色传达情感的造型,通过形态独特和新颖,传达有趣图形颜色。在包装插画的“形”设计上,不同的创作方式会给消费者带来不同的视觉享受,在插画设计中进行图形创意是非常重要的手段,让画面更加具有感染力和艺术表现力。设计师可以根据食品本身的特征来进行艺术创作,设计出幽默和有趣的插画图形来吸引客户,因此,消费者也增加了生活上的情趣,这类包装不甚梅举如在俄罗斯面食品牌“彼得晚宴”的包装设计中,设计师很好地将食品——面条,与意大利厨师的形象,插画与写实图形相结合,厨师半椭圆的肚子高高挺起,风趣可爱,中间用食品中的不同种类相结合;通过插画有趣的结合,让消费者眼前一亮。 (三)趣味性与食品包装设计 趣味性的食品包装,主要是从消费者的情感出发,运用巧妙的构思,新颖的图形和别致的造型等就可以让食品包装具有幽默感和生动性。在食品包装设计中的趣味性,通过插画的艺术表现形式来呈现,体现在插画的形与色的结合,图形与产品的结合、包装版式设计与文字的结合、包装结构与材料的结合等方面。可以是视觉上图形的趣味性和色彩上的趣味性,还可以是触觉上原始材料的趣味性,主题内容上的趣味性和动觉趣味性设计等,动觉趣味性是指具有动感设计的包装,也就是互动性较强的包装。如Krc Ko系列休闲食品包装设计,在图形上与色彩上都充满了趣味性。写实摄影的爆米花插画与一系列卡通插画图形中的各种动作生动有趣的相结合,相得益彰。在文字上才用诙谐自由的字母,让文字与图形、色彩统一在整体风格当中。文字编排上采用图文结合的方式,让图片更加的生动,文字更加深刻,画面更具视觉张力;图与文的有效结合形成最佳的诉求,并让视觉更加的具有条理性。让平淡变得新奇,表现夸张,色彩鲜明。 (四)故事性与食品包装设计 插画的故事性表现是指用超过一幅图的结构来讲诉一个视觉故事的方式。而在食品包装设计中,运用故事性也是系列化包装的一种表现形式。在一些儿童产品中,经常运用童话故事内容融入在包装设计中,来表现故事延续性。在一些食品包装设计品牌中,同样需要故事性,不仅可以传递品牌文化,更能增加产品的附加值,利用故事性的信息传达商品特性,有利于品牌的延伸和发展;食品包装设计中运用故事性手法,不仅是内容上的故事性,品牌上的故事性,更加是包装设计系列化产品中的重要表现形式;不同规格、不同内容和不同体积容量等的同类商品,可以采用相同的造型、故事、图案、色彩来形成包装的系列感;统一中求变化,可以增加消费者的注意力,强调整体设计和食品的整体面貌,压到其他食品包装的冲击力,突出强调视觉上的系列优点。 三、结语 商业插画的表现形式丰富了食品包装设计的多样性与差异性,为食品包装设计注入了新的文化内涵,满足了视觉感官的同时,展现了情感作用,让消费者在购买产品的同时满足了精神感官。这对于琳琅满目的商品而言,商业插画可以让食品包装更加的具有艺术魅力。对于销售市场而言,在有限的空间发挥最大的视觉感染力,做到秀色可餐的食品包装,可以让商品在销售区域中创造注意力经济价值,让品牌形成个性化和差异化的需求;在插画艺术和产品包装设计之间,需要需找一个合适的平衡点,这个平衡点是实现商品秀色可餐的平衡点,这需要设计者在商业环境下的不断努力和超越。 作者:杨静 单位:福建农林大学艺术学院园林学院 食品包装论文:高职食品包装技术论文 一、改革教学内容 根据重庆第二师范学院高职食品营养与检测专业的培养目标和专业课程设置情况,食品包装技术课程作为专业限选课,课时安排只有36学时。在如此少的课时安排下,要将食品包装技术课程的全部教学内容都讲授,会存在着讲授内容重点不突出的问题,无法体现本门课程的特色,教学质量也无法提高。鉴于此,通过对国内其他高校食品本科专业食品包装学、高职专业食品包装技术课程的教学情况了解的基础上,针对我校食品营养与检测专业的特点对本门课程的教学内容进行了有针对性的调整,将食品包装材料及包装容器、食品包装的技术要求、常用食品包装技术作为重点,把专用食品包装技术、食品包装实例、食品包装标准与法规作为了解和补充。但是,在讲授重点章节的时候,也要重点突出。例如:在食品包装材料及包装容器这一章,重要目的在于让学生掌握如何为食品选择适当的包装材料,为了让学生更好地掌握知识,需对本章内容进行调整优化。因此,在教学内容上更多的侧重于包装材料的性能、特点和应用范围,并在授课时进行详细讲解,对于本章中包装容器的内容则仅作简略介绍,其中对常见食品的典型包装容器作简要介绍,而对于包装容器的尺寸、制作则在课堂上不作讲授,让学生课后自学。通过这样的调整来提高教学质量,激发学生的学习兴趣,为将来从事食品质量管理、食品检验及质量监管等工作打下良好的基础。此外,随着食品包装技术的不断发展,在教学内容上做到紧跟技术发展步伐,与时俱进。 二、探索有效的教学方法和手段 在食品包装技术的教学过程中,如何使学生理解抽象的食品包装材料知识及食品包装技术在实际中的应用,是课堂教学中的难点。笔者探索地将以下几种教学方法和手段创新性地应用到课堂教学活动中,提高了教学质量。 1.教学道具、多媒体辅助教学 为了使课堂讲授生动活泼,提高学生的学习兴趣,所有教学内容均提前准备相应的教学道具、图片、视频、动画等多媒体资源。例如:在讲授食品包装材料时,通过前几年的教学了解到学生对各类包装材料,特别是塑料包装材料中不同类型的包装材料之间的差异非常模糊,因此,在授课前不仅在多媒体课件中准备相应的图片,还准备相应塑料包装材料的实物教学道具,如PE、LDPE、HDPE、LLDPE、PP、PET等,让学生通过对实物教学道具的观察去比较,以便更直观地理解不同包装材料之间的差异。再如,在讲授袋装工艺时,为了帮助学生理解不同的袋装工艺,除了应用传统的多媒体教学手段外,还辅以相应的视频、动画教学资料,使抽象的袋装工艺能够简单、形象地展示给学生。通过这样课堂教学方法的改革,使得抽象的知识具体化、形象化,让学生能够完全地理解和掌握,同时,学生对于这种教学方法的效果普遍反映很好。 2.模拟实践教学 理论联系实际实践教学工作是高校教育教学工作中非常重要的一个模块,是培养大学生创新精神、专业技能和实践能力的关键环节,是学生步入工作岗位的前期演练过程。由于本门课程教学时数有限,不能安排实践教学,而食品包装技术课程具有实践性强的特点,因此,在教学工作中采用模拟实践的方式进行对学生动手能力的培养,根据课程教学进度,适时布置模拟实践教学要求。例如:让学生选择一种食品,为其设计并制作包装,虽然受条件所限,所制作的食品包装为模拟物,但是学生必须用文字描述所采用的食品、包装材料名称、包装方法和手段等信息。在模拟实践中,学生以团队的形式完成资料查询、包装设计和制作、产品及包装信息撰写等任务,然后在课堂上对自己的产品进行答辩。教师对在答辩中出现的问题及时引导,并在答辩后进行点评和总结。通过这样的方式,首先,可以增加本门课程的趣味性,提高学习兴趣和主动性;其次,有助于学生将书本上的理论知识与实践有机结合,提高学生的专业综合应用能力;再次,可以培养学生的语言表达和思辨能力,有助于其综合素质的提高。食品包装技术是一门综合性、应用性强的课程,在模拟实践制作食品包装的过程中,学生需要将食品化学、食品营养学、食品加工技术概论、食品微生物学等其他专业课程的知识综合应用,精心设计,才能很好的完成任务,以实现从理论到实践的过渡。对于帮助学生理解本门课程的理论知识和实际应用是非常有利的,能够很好地提高教学效果。 3.研讨式教学 研讨式教学法是在教师引导下,学生围绕某一中心议题先单独探索,再以集体形式探讨,各抒己见,互相启发,弄清问题,达成共识,理解并掌握知识的一种教学法。该教学方法可以培养学生的查阅资料能力及分析、应用资料的能力、团队合作能力、语言表达和总结能力,思考问题的能力以及提高学生创新思维的能力。能够调动学生在课堂上的积极性,充分体现以学生为主导的培养学生综合能力为主的课堂。针对食品包装技术课程实践性、综合性较强的特点,笔者选择本门课程中一些关键的知识点与实际应用相结合的论题进行,如“食品包装的现状及发展趋势”、“典型食品的包装技术应用”等,要求学生查阅相关文献资料,提出对综述文章的格式、写作方法、内容结构等的要求。在学生完成资料查询和综述撰写后,在课堂上让学生阐述自己的观点,并展开讨论,在讨论中要观察和记录学生的表现,并对讨论中出现的问题进行及时的引导,通过这样的讨论提高学生的专业知识,同时培养学生的思辨能力。在学生阐述和讨论完后,进行点评和总结,对学生提出的有价值的观点进行充分的肯定,鼓励学生进行思考性和创新性的学习。通过这样的研讨式教学,一方面可以培养学生的思辨能力,提高其对专业知识的掌握,另一方面可以为今后其他专业课程的学习以及学术论文的写作打下基础。 三、完善课程考核评价体系 教学改革的目的是最大限度地提高学生获取知识的能力和创新思考的能力,促进学生的可持续发展。成绩考核是教学过程的一个重要环节,任何教学活动都要进行成绩考核,但成绩考核不是目的,只是实现教学目的的一种手段,运用得好,就可以多方面调动学生学习的主动性和积极性,使学生保持学习动力,达到教书育人、提高教学质量的目的。因此,笔者对食品包装技术课程的考核进行了改进。改革期末考试方式。期终考试是指在本门课程内容全部讲完之后进行的闭卷考试,这是最主要的考核方式。它可以促使学生全面系统地进行复习,使所学的知识能融会贯通,系统完整。传统的期末考试几乎决定了一学期的成绩。所以,每到期末,学生都会搞突击复习,比平时努力很多倍。由于是死记硬背,导致考试过后就忘,这不是教和学的初衷;再者,也不能正确评价学生对食品包装技术课程知识的掌握和应用情况。经过探索式的研究,将期末考试改革为开卷考试方式,试卷内容涵盖本门课程所有的知识点,并且注重知识的实践性应用,重点考察学生对知识掌握的灵活性和实践应用的熟练性。提高平时成绩比例,由占总评成绩的30%~40%提高到50%,平时成绩从上课出勤、课堂表现、参与回答问题和课堂讨论、课程作业质量等方面进行考核;降低期末考试成绩比例,由占总评成绩的70%-60%降低至50%。 四、结语 综上所述,提高教学质量和培养学生能力是教学研究的一个永恒的课题,食品包装技术作为专业限选课,教学效果的好坏直接影响到后续专业课程的学习及学生专业素质的提升。因此,在教学过程中要体现教师为主导,学生为主体的“以人为本”的教育思想和理念,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性,增强学生的创新思维能力,提高学生学习的兴趣和动力。 作者:周雅琳 单位:重庆第二师范学院生物与化学工程系 食品包装论文:食品包装生态设计论文 1食品包装生态设计要求 食品包装生态设计的一般要求有:能源(资源)消耗量及回收与再利用的可行性、污染物排放量(如空气、水、土壤污染物排放及固体废弃物等排放)以及废弃物的产生量等方面的定性要求。食品包装生态设计的特殊要求除有EUP强调的能效要求(以能源投入/绩效产出作为计算单位,其具体指标需要根据具体的食品包装用统计方法确定)外,还应有对食品包装最重要的食品安全限制性指标,主要有食品包装材料中铅、汞、镉及六价铬等四大重金属的最高浓度限值应小于100mg/kg(100ppm);污染物从与食品接触的包装材料或容器向食品或食品模拟物中的总迁移极限要求不得超过60mg/kg(对容器可换算为10mg/dm2);应采用水性环保油墨,其中二苯甲酮和四甲基二苯甲酮的含量不得大于600µg/kg,等等。 2食品包装生态设计体系 食品包装生态设计的实施过程可以简单概括为“工具—技术—方法”三步。首先利用生态设计工具(生命周期评价)及其相应的软硬件平台,对食品包装生命周期各个阶段的环境影响(资源、能源消耗和污染物排放都会对环境和人类健康产生影响)进行分析;在此基础上,利用生态设计技术(生命周期评价技术、原材料选用技术等),按照一定方法(程序)实施生态设计。由此构建食品包装生态设计实施体系,见图1,包括软硬件平台(工具)系统、技术支撑(技术)系统和设计程序(方法)系统三大系统。 2.1食品包装生态设计软硬件平台软硬件平台系统是实施生态设计过程的基础,食品包装生产企业应构建起相应的生态设计软硬件平台系统[17],包括生态化设计管控措施、绿色材料供应链、生态化并行设计平台、LCA软件和生命周期管理制度等系统的建立。 2.1.1生态化设计管控措施系统企业为了改进产品的生态特性和降低产品成本,确保其符合具体的食品包装生态设计实施要求,应根据EUP指令的一致性评估要求,选择1种自我评估模式建立食品包装生产企业的生态设计管控措施系统。EUP指令的自我评估模式有“内部设计控制”和“环境管理体系”2种[7],企业可以任选择1种进行自我评估,以提交相关技术文件和检测结果来验证其一致性评估的真实性。欧盟要求企业主要采用自我评估的方式进行合格评定,根据其产品生态设计实施措施,对产品进行合格评定后加附CE(CONFORMITEEUROPEENNE)标签,则制造商就具有了进入欧洲市场的护照,而被认为符合EUP的生态设计要求。给产品加附CE标志是制造商或其授权代表的自觉行为,具有一系列步骤及多种合格评定程序模式。另外,也可以参照欧盟EC/1980/2000法规的《生态标签授予计划》。内部设计控制是企业(或授权代表)自检和自我申明的评定方式,是企业自我申明其产品满足生态设计要求相关条款的过程。这一过程首先是食品包装生产企业须建立食品包装生态档案(即产品清单数据)[1]。可针对生态设计要求,根据正常的使用条件以及设计用途,对食品包装产品在其整个生命周期内对环境的影响进行评估(优先考虑通过设计可以得到显著改善的因素),并建立相应的生态档案。生态档案的建立是一个庞大的工程,但也是生态化设计管控措施系统建立的关键。这对于我国食品包装企业来讲,也是实施生态设计最为困难的环节。通过生态诊断(即环境影响评价)确定其在整个生命周期过程对环境及安全卫生造成较大不利影响的因素,即确定生态设计的一般和特殊要求的参数,再根据确认的设计参数,在设计源头采取所有必要的措施,确保其生产的产品符合相应的生态设计要求,并提供技术文件证明通过了一致性评估。通过ISO14000认证是实行生态设计、生产生态产品的最基本保证,因而也可通过建立环境管理体系,确保企业具有生产符合EUP指令要求的生态产品的能力。 2.1.2生态化并行设计平台系统按照源头设计的生态设计内涵,食品包装企业必须构建满足生态设计要求的并行设计平台系统,将产品生命周期全过程的环境影响因素集成一体系统考虑,达到实施生态设计必须的人员集成、信息集成和过程集成[19],从而建立产品寿命周期中各个阶段性能的继承和约束关系以及产品各个方面属性间的关系,以追求产品在生命周期全过程中其性能最优。传统串行设计无法从设计源头控制产品在整个生命周期中对环境造成的影响,不能在设计源头一并考虑产品整个生命周期所有环境影响因素[7],不能尽早发现问题并采取所有必要措施提高产品的生态特性。 2.1.3绿色材料供应链系统食品包装有毒有害物质残留主要来源于包装材料,建立和完善绿色材料供应链系统对是实施食品包装生态设计的重要措施。实施食品包装生态设计的源头措施就是限制使用存在有害物质的原材料。近年来,我国为应对欧盟相关绿色壁垒,已建立起有关产品的绿色材料供应链,进行产品的生态设计必须以上游企业原材料的生态设计为前提,只有密切与上游企业合作关系,才能真正实施食品包装的生态设计。 2.1.4LCA软件及生命周期管理制度系统生态设计是面向全生命周期寻求减少对能源、资源的消耗和对环境的影响,需在设计阶段对食品包装生命周期全过程对能源、资源与环境的影响进行评估,以便于在设计源头找到资源环境性能最佳的设计方案。因此,LCA(lifecycleassessment)既是进行产品生态设计的重要工具(方法),也是进行生态设计的重要原则[7]。为了实现设计环境性能优良的生态产品的生态设计目标,必须运用LCA软件系统,将食品包装整个生命周期过程视为一个生态系统过程,对所有可能的环境及其安全卫生影响因素进行分析,进行系统输入与产出的综合平衡,从而寻求减少影响的方案应用于产品设计之中。LCA软件系统的建设,一方面需要引进如Boustead4.2、SimaproVer.4.0等LCA的商用软件,或自行开发LCA软件;另一方面需要建立起产品清单分析数据库,供LCA影响评价使用[20]。另外,实施生态设计企业还应建立内部的生命周期管理制度[15],对产品生命周期各阶段、生产的各环节加强管理。例如,应建立企业内部设计、原材料采购和营销等部门的紧密合作关系制度,为实施食品包装生态设计提供保障。 2.2食品包装生态设计程序 实施食品包装生态设计须满足食品包装的生态设计要求,传统食品包装设计主要考虑经济参数的设计,因而对食品包装生态设计来讲,仅是前期的产品初步设计,还需要进一步进行生态参数设计,从而设计出对环境友好又能满足功能要求的食品包装产品。食品包装生态设计的基本程序有5步,见图1。包括[9,15]根据经济参数进行初步设计,除了考虑产品的有关标准、法规及生产、成本和使用等因素外,还应按生态和卫生原则选用原材料和进行相应的结构、工艺等设计;分析生态参数建立生态档案;根据生态档案进行生态诊断及设计开发;依据生态设计的一般及特殊要求对开发方案进行再次评价、再次改进设计,直到满足生态设计要求;利用绿色成本核算技术进行绿色成本分析并评估产品的环境绩效。 2.3食品包装生态设计相关技术 实施生态设计必须利用相关的支撑技术进行生态特性评价、原材料选择、结构设计和卫生安全设计等设计开发[21]。 2.3.1生命周期评价技术根据国际环境毒物学和化学学会权威性定义,生命周期评价(LifeCycleAssessment,LCA)是一种通过对能源、原材料消耗及废物排放的鉴定及量化来评估一个产品、过程或活动对环境带来的负担的客观方法[22]。生命周期评价被ISO14000列为子系统之一,是评价从原材料采集开始,直至再循环和最终废物处置整个生命周期阶段有关的环境影响的工具,能够进行科学全面的量化计算,作为一种重要的环境分析方法对产品环境性能评价具有权威性,因而也是实施食品包装生态设计的关键支撑技术之一。LCA能对产品生命周期每个阶段的投入及排放对环境的影响进行评价,寻找出污染最严重的阶段及其生态设计参数,为设计和改进产品提供依据。目标和范围界定、数据清单分析、影响评价和结果解释等4部分组成了LCA的技术框架[19],为了避免运用LCA技术评价时的计算量大,应注意评价范围的界定、准确采集投入及排放数据和设计或选择好评价软件。 2.3.2生态材料选用技术食品包装是个系统工程,材料是基础,其生态设计强调选择生态包装材料。生态包装材料的选用原则是生态性、经济性和必要功能性的综合效益最大原则,应在保证产品功能和技术要求的前提下,综合比较,择优选择。对于食品包装材料的生态性应重点考虑:一是满足安全卫生要求。这也是生态包装材料的首要要求,有毒有害的材料及添加物应尽力避免选择或替代,或考虑材料中毒性物质的稳定性并采取措施解决其迁移和释放问题。目前食品包装材料的主体仍是塑料软包装材料(复合材料),另外包括纸、金属、玻璃和陶瓷等,其成分含量在包装的整个生命周期过程中必须满足不对人体造成危害的要求,有毒有害物质均需严格控制在限量范围内。例如,挥发性有机物(VOC)的浓度总量,铅、镉、汞和六价铬,以及氯乙烯单体、多氯联苯、偶氮等。即应满足食品包装生态设计相关特殊要求的规定。二是满足轻量化(减量化)要求[23-24]。轻量化(减量化)是实施生态设计的重要途径,能降低对资源和能源消耗并减少废弃物排放。为此,在保证实现功能和技术要求的前提下,应利用生态包装材料,以减少污染排放、资源(能源)消耗少和便于回收利用;应解决好产品与包装的合理定位,过度包装对生态无益;应采用自然、无害和节省能的材料来满足食品包装产品功能的需要;应选择科技含量高的复合材料替代传统包装材料,如采用纸塑复合材料和无菌包装技术包装如牛奶、果汁饮料等食品,其生态特性和保持食品的风味和质量方面都优于传统包装材料。三是满足可再生或可回收要求(不破坏生态和可持续原则[25]。生态设计注重不破坏生态和可持续发展,避免使用不可再生或需很长时间才能恢复的原材料;为方便回收利用,原材料尽量品种相同及可再循环。目前纸塑料复合的包装材料在食品包装中应用较多,但纸塑复合材料不易回收处理;倡导使用再循环的材料[6],降低新材料用量。 2.3.3生态结构设计技术食品包装结构设计关系包装必要功能的实现以及包装材料的用量和包装废弃后的回收等问题,对其资源环境效益有直接影响。生态结构设计技术面向节约能源(资源)的生态设计目的,是实施食品包装生态设计的重要支撑技术。(1)减量化(减少化)设计[26]。计算机技术的广泛运用为包装设计的合理化及包装整体的减量、轻型化提供了良好的技术支持。食品包装生态设计应根据食品所需要的保护性等必要功能要求进行减量化(减少化)设计(包括容器形状、结构形式、尺寸、封合方式等),尽量减少多余功能,避免过分包装和欺骗性包装,以节省材料、节约运输空间和减少废弃物的产生。欧洲包装业按照欧盟“包装与包装废弃物指令(94/62/EC)”对消费者可以接受且相对安全的最小包装质量和体积实施减量化,每年减少了50万t材料的用量[5]。食品包装在减量化(减少)设计上,可以通过去除多余功能,根据不同消费者的利益诉求设计包装体量或限制1次用量(如以1周消费为单位的包装体量)等实现包装产品的减量化,注重对包装废弃物的回收再用、再生或降解进行设计;采用轻质材料,减轻产品质量;通过减少异形结构等达到节约资源(能源)的目的,异形结构的包装在用料及印刷、印后加工等后加工方面对资源(能源)消耗更多。确需进行异形设计,也可通过尽量减少折叠线、面的数量,减少壁板等来减轻用料、印刷以及印后加工等的负荷[27]。另外,从印刷及后加工角度,分体包装盒结构设计一般会增加制版费用,后加工裁切也将增加工序,既造成了浪费,也增加了成本。采用盒体一体成型设计(如锁底式、摇盖式、姐妹式纸盒设计等),纸盒可以折叠起来,能够节约后加工、堆码、运输和储存等费用[28]。例如,在牛奶、饮料和水果等包装纸箱中,采用一体成型结构设计在印刷、堆码和销售等方面都有好处。(2)色彩适量化设计。采取简约化、“简而美”的色彩适量化装潢设计,避免有害原料成分、生产过程以及废弃物对环境造成的污染,以及有害成分向食品的迁移。包装印刷中使用的油墨、黏合剂等材料很多都含有有机溶剂等有毒有害物质,通过渗透、迁移而污染食品。统计显示[27],目前国内还没有可食用油墨,纸质食品包装材料都具有可渗透性,色彩种类越多,油墨印刷面积越大,更容易地转移到食品中而造成污染,直接对人体健康造成伤害。在食品包装生态设计中,应运用色彩适量化设计措施,避免过分装潢,减少油墨材料等的有毒有害物质对人体健康造成的潜在危害。可以在以下方面考虑色彩适量化设计[29]:一是尽量避免多色印刷设计,多采用单色或双色印刷,以节约资源、能源,降低成本,提高食品包装的环境性能;二是充分利用食品包装材料本身的色彩及文理条件,用局部色彩设计方案,适量化设计装潢图案、标识和品牌名称等必要元素,以减少油墨的使用量;三是尽力减少油墨与内装食物的接触,根据不同的情况(如即食性食品包装、包装与人的口部直接接触位置等)可以不设计色彩,或尽量减少用色。(3)节能化设计。节约能源是EUP指令的优秀,减量化和可回收设计等可降低资源和能源的消耗,但更直接有效的方法是提高食品包装材料的生态特性。由于食品行业的发展,我国食品包装行业已经成为能源消费的大户,“碳足迹”的踪影贯穿食品包装材料生产到消费的全过程,“低碳包装”成为食品包装发展的必然方向。为减少CO2和有害物质排放,应选用清洁、可再生的资源(能源),同时采用各种节能技术,开展节能设计,发展节能低碳包装。天然材料的开发使用是低碳化食品包装材料的重要发展途径[30],目前在食品包装中,塑料日益成为不可缺少的材料而得到飞速发展,特别是软性的食品(药品)用复合材料发展最快。近年来,用于食品包装的塑料量占了塑料总产量的1/4左右,塑料包装产量平均年递增11%[31]。但目前大量石油基塑料对资源(能源)的消耗和造成的环境污染日益严重,且引起的食品安全问题突出。为了减少CO2等温室气体排放和保护不可再生的石油资源、减少消耗,非石油基塑料已成为目前研发的热点。利用植物秸秆等为原料得到的非石油基塑料(生物基塑料),可降低30%~50%的石油资源消耗,实现数亿吨CO2的净减排。降解型生物基塑料主要包括微生物合成、天然合成和化学合成3类,其中,化学合成的聚乳酸(PLA)由玉米、木薯、甘蔗等天然材料经微生物发酵方法得到乳酸,再经过化学合成而形成,是规模化生产最早和目前产量最大、应用最广、价格最低的合成降解塑料。聚乳酸(PLA)比聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等塑料材料的优点更突出,是最具发展潜力的新型包装材料,目前国内PLA的大型生产商产能达1万t/a[33],在食品包装领域,全降解型食品包装材料代替非降解食品包装材料在不久的将来即可实现。另外,非降解型生物基塑料虽无法降解,但其减少了不可再生资源的消耗和CO2的排放。 2.3.4卫生安全设计技术食品包装的卫生安全是指食品包装的原材料及其加工过程中使用的辅助材料(油墨、黏合剂等)中不应含有对人体有害的物质。食品包装卫生设计,一是原材料安全无毒和无挥发性物质产生,具有稳定的组织成分。应使食品的特性与材料的性能相适应,以及食品的保护条件与材料的适用条件相适应;掌握添加剂等成分向食品迁移的情况,以及食品中某些组分向包装容器渗透、被吸附等情况在流通过程中对食品的影响,以确保在包装工艺实施过程中不会产生与食品成分发生化学反应的物质和化学成分。食品包装材料中有害物质潜在的迁移值应满足总迁移和特定迁移极限的规定;二是原材料在贮藏和转移的过程中不会因气候和正常环境因素的变化而发生化学变化。被包装食品的生物、化学、物理学特性及其敏感因素(光线、氧气、温度、微生物及物理、机械力学等)决定着包装材料及包装工艺技术的选择;三是应选择环保型的油墨、黏合剂及涂料等辅助材料。美国严禁在食品包装上使用有机溶剂型油墨,而以水基型油墨取代;四是注重应用新型食品包装材料及技术。目前,一些特殊功能材料和技术成为包装材料和技术的研发重点,如防光污染包装材料、可食性包装材料、化学污染及重金属消除包装技术和纳米包装材料等在国内外已有所突破。 2.3.5清洁生产工艺技术清洁生产已经受到世界各国的高度重视,我国已将清洁生产相关内容作为重点列入了国家“十二五发展规划纲要”之中,食品包装相对于其他产品包装更需要实行清洁生产。食品包装生态设计应采用节省原材料和能源、不使用有毒原材料、减少“三废”排放等清洁生产工艺技术。实施清洁生产首先是节约能源、降低消耗,即用最少的资源投入来取得最大的经济效益。一方面应以最少的包装材料满足包装必要的功能。如简化图案设计突出功能要求,印刷工序就可以减少颜色数和墨层的厚度,节约油墨消耗;另一方面应通过提高食品包装生产设备的精度或操作人员的技术熟练程度等,以提高材料的利用率和保证产品质量,达到节约资源和减少损耗的目的。另外,应实施食品包装生产企业相关认证,这也是实现“清洁生产,节能降耗”的有效途径。实施清洁生产关键在于清洁的生产工艺过程,应通过对生产工艺流程的审计,选定最佳方案[9]。 2.3.6绿色成本核算技术食品包装生态设计通过前述生命周期评价、原材料选用和结构设计等技术提高了其产品及其制造设计方案的生态技术性能,还需要进一步进行绿色成本(效益)分析,实现生态效益与经济效益的综合平衡。绿色成本核算就是在传统成本项目基础上考虑资源环境得失后的核算[36]。联合国环境与综合经济核算体系提出,绿色成本核算应考虑资源耗减、环境保护支出和环境退化成本等3个变量。具体来看,就是在进行传统项目核算的基础上,还应核算能源资源节约等的收益,回收材料的收益,污染减少带来的生态成本节约的收益,以及材料再生、废弃处置的环保支出等。绿色成本核算可以运用基于作业的成本分析(activity-basedcosting,ABC)等方法,在综合分析食品包装生命周期全过程的成本与收益基础上,建立成本核算与评估模型,最终从经济上选择效益最佳的生态设计方案。 3结语 欧盟EUP指令将促进产品生态设计主流理念的形成,也将掀起新的绿色环保设计浪潮。基于EPU指令实施食品包装生态设计,成为最大限度提高其生态特性最为有效的方法,能从源头破解食品包装的绿色环保安全问题。为了尽早适应产品生态设计理念及构建良好生态环境和食品安全卫生的迫切需要,应研究实施食品包装生态设计。追求生态效率最高是实施生态设计的优秀内容,需将生态参数引入食品包装设计阶段,从传统包装向生态包装发展。食品包装生态设计需把握全生命周期设计、源头设计、生态参数设计、节约能源(资源)设计和生态包装材料设计等5方面的设计内涵,并从系统角度寻求食品包装经济与生态性能平衡,力求生态效率最高。生态设计要求是实现EUP指令目标的重要保证和实施产品生态设计的设计标准。应主要从食品包装生命周期全过程中对环境及人类健康的影响要素制定定性的一般要求;从食品包装的能效及材料(含印刷油墨与粘结剂等)的有毒有害成分及其迁移、碳排放等制定定量的特殊要求。按照“工具—技术—方法”的思路,构建由软硬件平台系统、技术支撑系统和设计程序(方法)系统三大系统组成的食品包装生态设计体系。食品包装生态设计体系的研究与构建,是企业实施食品包装生态设计的前提和基础,对于通过生态设计提高食品包装的生态特性,应对欧盟新绿色壁垒,适应生态设计主流理念的发展要求,和谐我国生态环境与食品安全具有理论和实践意义。 作者:杨祖彬戴宏民曾莉红单位:重庆工商大学机械工程学院重庆工商大学图书馆 食品包装论文:当今食物包装设计的意志乞求 作者:单晓彤单位:广州大学美术与设计学院 食品包装设计中精神诉求的作用 食品包装作品是个有形有体的“物”,是具体的、可感受的实体,这些“形”与“体”又可抽象为点、线、面的基本要素,并以其基本要素及之间的相互关联,展现出丰富多彩的表情面貌。 食品包装设计过去的研究多注重造型的设计,多注重表现食欲及食品卫生的设计,产品是物化了的人,包装设计中形态所塑造的精神情调必然作用和影响着消费者,重视食品包装设计中精神诉求的作用是当代的趋势。设计师的精神、思想感情总会流露出某种痕迹,只不过这种痕迹有一些流露得比较强烈、明显,而有一些比较柔弱、隐晦罢了。包装设计的过程与规律,决定了其既要重视情感表达,却不能直接表白、具象反映。 通过组合变化,使造型达到个性化的表现,令人们在审视中识别、品味,这些最常见的造型要素在变幻中演化为一种新时代意识下的造型语言。如以色列成套可外带的餐饮包装(图1),体现出其充满前卫与活力的精神基调,不拘泥于传统形式。这套造型有不少装饰方案,采用具有亚洲特点的风格装饰,形成一种变化的、活跃的和无拘无束的情态。它特有的节奏、比例、文字、色彩、造型等,都与现代社会的快节奏吻合。 食品包装中精神面貌的体现亦可比作艺术中“意境”创造,是包装设计师对包装的造型、色彩、材质、文字等设计元素重新集成与组合,在这个再创造过程中将设计师个人的思想观念融会贯通其中,以某种方式凝固在产品包装的内外结构之中。食品包装设计单纯讲究“功能”或片面追求“形式”,而放弃对精神情调的塑造是不可取的。包装设计的精神情调塑造以其特定的功能与结构予以显现,它终究是人根据理念意志所产生的“物”,并以“创造更合理、健康、更科学的新的生活方式”为目标,所以设计师的重视与研究就显得尤为重要。 包装设计中精神诉求的切入点 在食品包装设计中强化精神诉求特征,可以使其在宣传和销售中增加多方面的优势。食品包装设计中精神诉求的体现主要有以下的切入点: 1.包装交互设计的友好性诉求 现在消费者在琳琅满目的食品市场中,一般都会自然而然地选择容易和自己友好交互的包装产品,因为具有友好交互的食品包装设计总是很迅速地与消费者构建起感情,具有友好交互的包装设计首先应该具备优秀的视觉传达性能,让消费者在选择的第一时间就能理解其使用方式,即通过设计创造容易让用户接受的、合理的包装信息而配置的形态。 其次,包装结构交互设计要达到友好性的精神诉求,就必须给消费者以准确的提示性,令人在使用的过程中能够通过其形式明确后续的拆卸方式与路径次序。即通过结构暗示该包装功能的使用方式,并通过层次穿插、造型形态、色彩引导、文字说明以及肌理材质等结构因素暗喻人们的精神感观,提示包装功能的使用方式,达到友好交互。 第三,在使用的交互过程中具有趣味性和愉悦性,并带给消费者以科技感与艺术性,这种交互作用令消费者体验到一种满足感的精神诉求。具有友好交互的食品包装设计使消费者获得愉悦的情态。在使用过程中消费者因布局意外新颖,或开合层次易用,或给人以拆取的激动,或色彩和形式的呼应,激发消费者的兴趣,通过探究并达到目的的快感。 图2─图4所示为以竹材为材料所作的饮品包装,竹材质地纯粹、纹理清晰、手感亲柔,作为瓶类饮品包装,极大地提升了产品包装的艺术设计品质,竹材品质自然、柔和、舒适的风格彰显出亲切友好的材质魅力。同时该包装设计巧妙地利用了竹材筒状、中空、壁厚的特性,用一节竹节筒状的自然形态作为瓶类饮品底部承载体,通过插接方式二片弧形的竹片分别从两侧夹住瓶类,再用一节中空的圆竹节作为顶部的紧固插件巧妙地完成整个包装构造。其交互设计的友好性得到了较大的表现,其结构让消费者有准确的引导提示,在后续的拆装方式与程序带给消费者趣味性和愉悦性,交互设计使友好性的精神诉求得以发挥。 包装设计利用肌理创造丰富的形态,并使人的肌肤对之具有良好的触觉,给消费者较之其他感觉留下更深刻强烈的情感,让消费者通过产品的形态性接触,敏感地领略现代优质产品的品味与质地。通过包装的交互设计不会让使用者感到麻烦、复杂而发生畏惧或产生怨言,相反会使消费者在开启时感到乐趣,体验到现代设计带来的某种启迪与意外惊喜,并明确其功能性,令消费者注意、满足、回味而喜爱它。 2.食品包装设计的安全感诉求 食品包装设计最重要的是体现安全感。食品包装设计体现安全感,是来自设计传达所带给消费者健康、卫生的感觉,由某种让人相信、放心、可以依赖等方面的设计元素组合集成所表现达到的。食品包装的安全感是某种感觉与心理,是消费者对品牌、造型、色彩以及文字说明等设计的信任或怀疑的现象预感,表现在对包装设计的确定性和可控感。是否能产生安全感,来自多方面的因素,有主观的和客观的。 要让对方产生安全感,首先要做的是在造型与色彩方面能够体现出来,例如多采用明亮的纯正的色彩,多选用圆润亲和的造型导出人的感受效果,并将这种感受向大脑输送,从而唤起视觉、触觉体验的感受激情。并使包装主体与消费者之间形成一种积极的情感信任关系,就是让人们相信产品,即产生“亲和性”。它体现出人与包装之间所形成的一种情感互动关系,“亲和”、“宜人”本身就有可以放心、依赖的精神情态的一种表现。这种安全感诉求也是食品包装设计师所必须追寻的结果,是对形式更自觉的创造。 当食品包装设计体现出包装严密性、标准与规范性时会“在物质上,精神上和文化上臻于健康”。 安全感主要以强调包装的人性化设计,即为消费者营造一种精神和物质需求间相互信任的依赖关系。“安全”体现出顾客对包装需求的信任、关爱和呵护等,“健康”体现为包装设计的科学、适度、合理。包装设计的亲和性是提升安全感所不可缺少的重要因素。设计中注重“亲”与“和”的统一,人与物的亲近与和谐,可以把那些相互独立、有着不同要求的单一个体凝聚成具有相近属性,并彼此认同、相互理解的统一整体。如“福贵满堂”的月饼包装(图5),以中华传统绘画风格与民间亲和祝福风俗相结合,通过现代烫金印刷工艺技术,追寻一种民间世代积淀的“福贵式”华丽与热闹的精神情态,它反映特定的生活方式与价值观。依赖视觉形态的暗示,人们头脑中积淀下的对传统古典文化的特殊审美被激发出来。富有明亮的纯正的色彩,圆润亲和的造型的包装设计,以潜在的健康心理现象暗示安全感,诱发消费者产生特定的心理满足感。 食品包装设计的亲和性特点成为现代包装中实现安全感精神诉求的主要手法特征之一。同时亲和性设计又必须符合不断变化的消费时代特征,促进消费者产生一种健康、安全的精神感受。 结语 包装的精神诉求是设计师有意识地通过造型语言探讨与消费者的互动沟通,以提升设计的境界。正如美国著名的美学家、哲学家和文艺评论家苏珊•朗格在评论某产品时所说的:任何作品,如果它是美的,就必须是富有表现性的。它所表现的东西不是关于另外一些事物的概念,而是某种情感的概念。 通过设计,让包装这个有形有体的“物”,反映给人最基本的感受或性格倾向。设计是一个时代文化与经济的索引。任何一个时代的特别感情,都会诱导出与这些精神情调相融洽、相合拍、相一致的形式。可以肯定地说,食品包装设计也不例外。 食品包装论文:食品包装设计论文 一、现代食品包装新概念 自从有了人类社会,食品包装就与之相随。早在原始社会,人们为储存食物和水,用泥才烧制的各种陶器、用兽皮缝制的袋子、用藤条编制筐子等都是最早的食品包装原形。现代的食品包装是指采用适当的包装材料、容器和包装技术,把食品包裹起来,以使食品在运输和贮藏过程中保持其价值和原有状态。食品包装是以食品为优秀的系统工程,它涉及到食品科学、食品包装材料、包装容器、包装技术、标准法则及质量控制等一系列问题,它是一门综合性的应用科学。 食品作为我们日常生活中的特殊商品,其营养与卫生极其重要,但又非常容易变质,所以食品包装的主要目的是必须保证食品作为商品在贮运和流通过程中的卫生质量及品质和风味。食品包装作为产品的附加物而成为商品的组成部分,和商品是不可分割的,在现代市场策略中占据了显著的地位。同时,作为市场竞争的主要手段,能提高商品的附加值,它已成为企业营销战略的重要组成部分,它在超市中起到了无声售货员的作用。食品包装的形象直接反映品牌及企业形象,它为创名牌和树立良好的企业形象起着至关重要的作用。在市场竞争中,它是企业与消费者之间的桥梁。 二、新的生活方式与现代消费观念大大丰富了现代食品包装 现代社会生活离不开包装,包装的发展也深刻地改变不口影响着现代社会生活。现代食品包装设计受到现代新产品、现代消费、行销竞争的发展和现代传播文化、时代精神的影响。首先,是现代产品的品种、品质、品位都有了不断的发展,出现了许许多多新型的产品,食品日趋向系列、方便、安全、休闲及有益身心健康,形式也日趋轻、短、小。在国外,有些大型超市的商品品种都在十万种以上。产品的不断发展,对包装设计提出了相应的新课题,促使人们不断去研究开发。其次,是消费观念的转变和日趋成熟,消费能力的提高,使每一个消费者都有了独立的消费意识,对消费市场不再盲从,具有独立享受生活的能力。消费观念是直接受文化思想和消费教育影响的,时代的发展带来了今天大众消费生活的新需求。人们的文化水平、价值观念已产生了新的变化,尤其是作为社会主要消费群体的中青年,在物质和精神两方面具有多样性和多变性的消费需求,从物质到精神,文化性的软消费在不断提升,日益成为一种发展趋势,现在我们已进入了新的消费时代。现代人除了一般日常的消费外,更多地追求“旅游消费”、“休闲消费”、“保健消费”、“礼品消费”等。人们在食品上更加讲究质量、情趣和品位,在吃的同时,又能得到一种精神享受。大量的营养食品、方便食品、速冻冷藏食品、保健食品、绿色食品及各种中、西快餐的不断涌现,给今天生活在快节奏的都市青年及上班族们带来了无尽的方便和实惠。另外,大量的国外食品的引进,充实丰富了国内市场,同时也给我们包装设计师提出了新的课题,那就是要更加重视设计,使商品结构更加合理,使人们能充分享受高科技带来的舒适和方便。 三、现代科学技术的发展进一步提升了现代食品包装的层次 1.现代工艺的发展 每一次新的改革,都是高科技的进步成果。不断追求更高更新的科技含量,使食品包装上一个新的台阶。 高科技、高智能的生产设施,将不断推动包装工艺的发展,新的工艺流程、自动化、电脑一体化的应用会给食品包装提供更多、更新的设计构想。现代新型高超的印刷、制版技术给包装的各个环节提供了实现完美效果的保证,艺术与科学技术结合的更加紧密,彼此相互作用,相互制约。科技的突破,对现代食品包装起着重要的作用,作为设计师要能熟悉新工艺、新技术,并能充分利用新技术带来的成果为现代食品包装服务,运用电脑设计手段,追求更加精致、完美,并具有文化内涵的包装设计。 2.现代材料的发展 包装材料是指用于制造包装容器和构成产品包装的材料的总称。它的种类包括木材、纸、纸板、玻璃、金属、塑料、纤维织物及各种辅助包装材料。它的基本性能是保护性、安全性、加工适应性、便利性和商品性,还包括资源特性、经济性及可回收利用性。食品包装是系统工程,包装材料是基础。 随着社会科技的发展,各种新型的材料不断诞生并被利用,包装材料从天然发展到合成,从单一发展到复合,材料的互相渗透已成为世界性的发展趋势和必然。它代表的是一个新时代的文化信息,一种新生力量在生活中的体现,使得现代食品包装的行列里又增添了新的家族,使包装文化的美感具有了时代感、流行性和普及性。一种新材料的出现,会使一种包装形式具有鲜明的时代标记,如金属箔包装,被认为是高品位、高品质具有时代感特征的包装材料,所以,新型的一些休闲小食品都采用这种包装材料。 新材料的开发,不仅有更高的科技含量,更加科学合理、安全可靠,也更加注重有益健康和无害,更加追求材料的细腻、光滑、柔韧、富有特色和肌理,也充分考虑环保、再利用等方面的因素,有些材料能摹仿自然材料的特性,替代传统材料的作用,并能达到包装食品的最佳效果。 作为一名现代设计师,要掌握新材料的特性,并能准确地把握各种材料的美感,巧妙地应用这些材料,使包装达到出奇制胜的效果。四、现代设计思想的发展使现代食品包装设计有了新的空间 时代的发展使得现代设计思想早已发展到不局限于艺术设计思想的发展。广泛开拓设计思维,确立现代化包装设计的正确理念,树立符合时代需求的设计思想和符合现代人的审美观、价值观和消费观。现代科学的新发现,边缘学科的介入,人类对自身价值和周围生态环境的认识,文化思潮、心理学、人生观、世界观的影响,早已超出了预想的范围,设计者要充分发挥、利用发散的思维,走在时代的前沿,寻找独特的设计风格,把握时代美感,对未来的市场具有前瞻性和判断力。 1.现代食品包装与环境保护 随着认类受教育面的不断扩大,对环境的保护也将从包装事业开始起步,降低成本,重复使用,减少污染,可持续发展,将成为21世纪我们必须面对的重要课题。 资源的消耗和环境保护已成为全球生态的两大热点问题,而现代包装与它们密切相关,包装制造所用的材料大量地消耗着自然的资源;在包装生产的过程中,一些不能分解的有毒物质会造成对环境的污染;数量巨大的包装废弃物也是造成环境的重要污染源,这些因素助长了自然界的恶性循环。地球资源是有限的,不是取之不尽,用之不完的,每一种物质的形成都需要漫长的时间,森林的大量采伐已严重破坏地球的气候和生态平衡。包装业对资源的需求量巨大,所以我们作为一名包装设计师来说,要身体力行,从我做起,在设计包装时,力求精而少,合理简洁,防止过分包装和夸张包装。目前,市场上有些包装盒越做越大,而里面盛装的内容物却很小,这不仅浪费了资源,而且给消费者造成一种被欺骗的感觉。在设计时,尽量应用高科技的复合材料以替代玻璃、金属等材料,如牛奶、果汁饮料类包装采用纸塑复合材料和无菌包装技术,大量节省了包装能源成本,同时,又较好地保持了食品的风味和质量,并赋于了它时代的美感。 在我们生活的环境中,塑料造成的白色污染到处可见,我们城市将会被塑料等包装废弃物所包围。所以,面对这严峻的事实,我们应尽量在设训食品包装时,解决好产品和包装的合理定位,避免华而不实的包装,尽量采用高性能包装材料和高新包装技术,在保证商品质量的同时,尽量减少包装用料和提高重复使用率,降低综合包装成本,注重生态环境保护,使产品包装与人及环境建立一种共生的和谐关系,不断开发可控生物降解、光降解及水溶性的包装材料,在推出新型包装材料的同时,同步推出其回收再利用的技术,把包装对生态环境的破坏降低到最低的程度。 2.建立绿色包装系统已成为我们共同的课题 在大力推广绿色食品即无污染、安全、优质、营养类食品的同时,绿色包装的新概念也不断地被人们所重视,它是指有利于人类生存环境的包装,有利于环境保护和资源保护的包装。研究和开发绿色包装是社会发展的必然趋势,也是未来包装市场的竞争热点。 绿色包装的技术系统,应该解决包装在使用前后的整个过程中对生态环境的破坏问题,研究和寻找理想的绿色包装技术,对不同的商品要开发研究相应的绿色包装制品和方法。倡导绿色包装的实际意义,在于促使建立和完善包装资源的回收和再生系统,使包装废弃物得到充分利用,大大减少对生态环境的污染和破坏,减少对自然资源的消耗,使人类的生存环境更安全、更舒适。 今天,人们在追求反朴归真、回归自然的设计风格。从自然出发,顺从自然发展的规律,开发自然之美。在视觉上、感情上引导人们回归自然,呼吸自然的空气,充分发掘出自然中的本质的美,并能在包装设计中充分体现出来。 总之,要设计出优秀的食品包装,必须首先树立超前的设计思想,以人为本,强调包装的关键是准确、快速地传达信息。必须充分利用现代科技成果,善于运用新材料、新工艺,开创多功能的新结构、新形态、新装潢,以适应现代新的生活方式和生活需要。 二十一世纪是网络的社会,是信息知识经济时代,我们必须把食品包装设计作为一个系统来对待,使人们生活得更好,消费得最少,即以少的消费得到好的享受。设计已不仅仅是一个单纯的产品、包装,更多的是服务、交流,设计由硬向软的转变,由有形的设计向无形的转变,设计的面也更宽更广了。WTO的进入与国际贸易的接轨,是我们今后设计的方向,强调以人为本,使人们从物质的欲望中摆脱出来,多一点自由的选择,强调为人服务及可持续发展的宗旨。 在我们日常生活中,食品与我们人类的关系是最为密切的,而与之相伴的食品包装早已进入了千家万户。今天,无论是走进商店、超市,还是走进我们的家庭,处处可见设计精美、实用、方便的食品包装。不可想象,如果没有包装,食品将如何被送到我们每个消费者手中。随着人们消费水平和科学技术水平的日益提高,新产品的不断开发,对食品包装的要求也越来越高。 食品包装的迅猛发展既丰富了人们的生活,也逐渐改变了人们的生活方式。同时,食品包装也是最能体现各个时代科学水平、生活水平、设计水平和文化背景的。越是发达的国家,商品的包装率越高,它是衡量一个国家经济发展水平的一面镜子。改革开放后,我国食品包装业发展迅速,已成为国民经济的重要产业。同时,它也是高技术、高智能的产业领域。随着时代的发展,人们对食品及包装的质量要求越来越高,样式越来越多,技术性也越来越强,这给我们从事包装设计的人员提出了更高、更新的要求,这也是时展的必然所在。 食品包装论文:现代食品包装设计研究论文 在我们日常生活中,食品与我们人类的关系是最为密切的,而与之相伴的食品包装早已进入了千家万户。今天,无论是走进商店、超市,还是走进我们的家庭,处处可见设计精美、实用、方便的食品包装。不可想象,如果没有包装,食品将如何被送到我们每个消费者手中。随着人们消费水平和科学技术水平的日益提高,新产品的不断开发,对食品包装的要求也越来越高。 食品包装的迅猛发展既丰富了人们的生活,也逐渐改变了人们的生活方式。同时,食品包装也是最能体现各个时代科学水平、生活水平、设计水平和文化背景的。越是发达的国家,商品的包装率越高,它是衡量一个国家经济发展水平的一面镜子。改革开放后,我国食品包装业发展迅速,已成为国民经济的重要产业。同时,它也是高技术、高智能的产业领域。随着时代的发展,人们对食品及包装的质量要求越来越高,样式越来越多,技术性也越来越强,这给我们从事包装设计的人员提出了更高、更新的要求,这也是时展的必然所在。 一、现代食品包装新概念 自从有了人类社会,食品包装就与之相随。早在原始社会,人们为储存食物和水,用泥才烧制的各种陶器、用兽皮缝制的袋子、用藤条编制筐子等都是最早的食品包装原形。现代的食品包装是指采用适当的包装材料、容器和包装技术,把食品包裹起来,以使食品在运输和贮藏过程中保持其价值和原有状态。食品包装是以食品为优秀的系统工程,它涉及到食品科学、食品包装材料、包装容器、包装技术、标准法则及质量控制等一系列问题,它是一门综合性的应用科学。 食品作为我们日常生活中的特殊商品,其营养与卫生极其重要,但又非常容易变质,所以食品包装的主要目的是必须保证食品作为商品在贮运和流通过程中的卫生质量及品质和风味。食品包装作为产品的附加物而成为商品的组成部分,和商品是不可分割的,在现代市场策略中占据了显著的地位。同时,作为市场竞争的主要手段,能提高商品的附加值,它已成为企业营销战略的重要组成部分,它在超市中起到了无声售货员的作用。食品包装的形象直接反映品牌及企业形象,它为创名牌和树立良好的企业形象起着至关重要的作用。在市场竞争中,它是企业与消费者之间的桥梁。 二、新的生活方式与现代消费观念大大丰富了现代食品包装 现代社会生活离不开包装,包装的发展也深刻地改变不口影响着现代社会生活。现代食品包装设计受到现代新产品、现代消费、行销竞争的发展和现代传播文化、时代精神的影响。首先,是现代产品的品种、品质、品位都有了不断的发展,出现了许许多多新型的产品,食品日趋向系列、方便、安全、休闲及有益身心健康,形式也日趋轻、短、小。在国外,有些大型超市的商品品种都在十万种以上。产品的不断发展,对包装设计提出了相应的新课题,促使人们不断去研究开发。其次,是消费观念的转变和日趋成熟,消费能力的提高,使每一个消费者都有了独立的消费意识,对消费市场不再盲从,具有独立享受生活的能力。消费观念是直接受文化思想和消费教育影响的,时代的发展带来了今天大众消费生活的新需求。人们的文化水平、价值观念已产生了新的变化,尤其是作为社会主要消费群体的中青年,在物质和精神两方面具有多样性和多变性的消费需求,从物质到精神,文化性的软消费在不断提升,日益成为一种发展趋势,现在我们已进入了新的消费时代。现代人除了一般日常的消费外,更多地追求“旅游消费”、“休闲消费”、“保健消费”、“礼品消费”等。人们在食品上更加讲究质量、情趣和品位,在吃的同时,又能得到一种精神享受。大量的营养食品、方便食品、速冻冷藏食品、保健食品、绿色食品及各种中、西快餐的不断涌现,给今天生活在快节奏的都市青年及上班族们带来了无尽的方便和实惠。另外,大量的国外食品的引进,充实丰富了国内市场,同时也给我们包装设计师提出了新的课题,那就是要更加重视设计,使商品结构更加合理,使人们能充分享受高科技带来的舒适和方便。 三、现代科学技术的发展进一步提升了现代食品包装的层次 1.现代工艺的发展 每一次新的改革,都是高科技的进步成果。不断追求更高更新的科技含量,使食品包装上一个新的台阶。 高科技、高智能的生产设施,将不断推动包装工艺的发展,新的工艺流程、自动化、电脑一体化的应用会给食品包装提供更多、更新的设计构想。现代新型高超的印刷、制版技术给包装的各个环节提供了实现完美效果的保证,艺术与科学技术结合的更加紧密,彼此相互作用,相互制约。科技的突破,对现代食品包装起着重要的作用,作为设计师要能熟悉新工艺、新技术,并能充分利用新技术带来的成果为现代食品包装服务,运用电脑设计手段,追求更加精致、完美,并具有文化内涵的包装设计。 2.现代材料的发展 包装材料是指用于制造包装容器和构成产品包装的材料的总称。它的种类包括木材、纸、纸板、玻璃、金属、塑料、纤维织物及各种辅助包装材料。它的基本性能是保护性、安全性、加工适应性、便利性和商品性,还包括资源特性、经济性及可回收利用性。食品包装是系统工程,包装材料是基础。 随着社会科技的发展,各种新型的材料不断诞生并被利用,包装材料从天然发展到合成,从单一发展到复合,材料的互相渗透已成为世界性的发展趋势和必然。它代表的是一个新时代的文化信息,一种新生力量在生活中的体现,使得现代食品包装的行列里又增添了新的家族,使包装文化的美感具有了时代感、流行性和普及性。一种新材料的出现,会使一种包装形式具有鲜明的时代标记,如金属箔包装,被认为是高品位、高品质具有时代感特征的包装材料,所以,新型的一些休闲小食品都采用这种包装材料。 新材料的开发,不仅有更高的科技含量,更加科学合理、安全可靠,也更加注重有益健康和无害,更加追求材料的细腻、光滑、柔韧、富有特色和肌理,也充分考虑环保、再利用等方面的因素,有些材料能摹仿自然材料的特性,替代传统材料的作用,并能达到包装食品的最佳效果。 作为一名现代设计师,要掌握新材料的特性,并能准确地把握各种材料的美感,巧妙地应用这些材料,使包装达到出奇制胜的效果。四、现代设计思想的发展使现代食品包装设计有了新的空间 时代的发展使得现代设计思想早已发展到不局限于艺术设计思想的发展。广泛开拓设计思维,确立现代化包装设计的正确理念,树立符合时代需求的设计思想和符合现代人的审美观、价值观和消费观。现代科学的新发现,边缘学科的介入,人类对自身价值和周围生态环境的认识,文化思潮、心理学、人生观、世界观的影响,早已超出了预想的范围,设计者要充分发挥、利用发散的思维,走在时代的前沿,寻找独特的设计风格,把握时代美感,对未来的市场具有前瞻性和判断力。 1.现代食品包装与环境保护 随着认类受教育面的不断扩大,对环境的保护也将从包装事业开始起步,降低成本,重复使用,减少污染,可持续发展,将成为21世纪我们必须面对的重要课题。 资源的消耗和环境保护已成为全球生态的两大热点问题,而现代包装与它们密切相关,包装制造所用的材料大量地消耗着自然的资源;在包装生产的过程中,一些不能分解的有毒物质会造成对环境的污染;数量巨大的包装废弃物也是造成环境的重要污染源,这些因素助长了自然界的恶性循环。地球资源是有限的,不是取之不尽,用之不完的,每一种物质的形成都需要漫长的时间,森林的大量采伐已严重破坏地球的气候和生态平衡。包装业对资源的需求量巨大,所以我们作为一名包装设计师来说,要身体力行,从我做起,在设计包装时,力求精而少,合理简洁,防止过分包装和夸张包装。目前,市场上有些包装盒越做越大,而里面盛装的内容物却很小,这不仅浪费了资源,而且给消费者造成一种被欺骗的感觉。在设计时,尽量应用高科技的复合材料以替代玻璃、金属等材料,如牛奶、果汁饮料类包装采用纸塑复合材料和无菌包装技术,大量节省了包装能源成本,同时,又较好地保持了食品的风味和质量,并赋于了它时代的美感。 在我们生活的环境中,塑料造成的白色污染到处可见,我们城市将会被塑料等包装废弃物所包围。所以,面对这严峻的事实,我们应尽量在设训食品包装时,解决好产品和包装的合理定位,避免华而不实的包装,尽量采用高性能包装材料和高新包装技术,在保证商品质量的同时,尽量减少包装用料和提高重复使用率,降低综合包装成本,注重生态环境保护,使产品包装与人及环境建立一种共生的和谐关系,不断开发可控生物降解、光降解及水溶性的包装材料,在推出新型包装材料的同时,同步推出其回收再利用的技术,把包装对生态环境的破坏降低到最低的程度。 2.建立绿色包装系统已成为我们共同的课题 在大力推广绿色食品即无污染、安全、优质、营养类食品的同时,绿色包装的新概念也不断地被人们所重视,它是指有利于人类生存环境的包装,有利于环境保护和资源保护的包装。研究和开发绿色包装是社会发展的必然趋势,也是未来包装市场的竞争热点。 绿色包装的技术系统,应该解决包装在使用前后的整个过程中对生态环境的破坏问题,研究和寻找理想的绿色包装技术,对不同的商品要开发研究相应的绿色包装制品和方法。倡导绿色包装的实际意义,在于促使建立和完善包装资源的回收和再生系统,使包装废弃物得到充分利用,大大减少对生态环境的污染和破坏,减少对自然资源的消耗,使人类的生存环境更安全、更舒适。 今天,人们在追求反朴归真、回归自然的设计风格。从自然出发,顺从自然发展的规律,开发自然之美。在视觉上、感情上引导人们回归自然,呼吸自然的空气,充分发掘出自然中的本质的美,并能在包装设计中充分体现出来。 总之,要设计出优秀的食品包装,必须首先树立超前的设计思想,以人为本,强调包装的关键是准确、快速地传达信息。必须充分利用现代科技成果,善于运用新材料、新工艺,开创多功能的新结构、新形态、新装潢,以适应现代新的生活方式和生活需要。 二十一世纪是网络的社会,是信息知识经济时代,我们必须把食品包装设计作为一个系统来对待,使人们生活得更好,消费得最少,即以少的消费得到好的享受。设计已不仅仅是一个单纯的产品、包装,更多的是服务、交流,设计由硬向软的转变,由有形的设计向无形的转变,设计的面也更宽更广了。WTO的进入与国际贸易的接轨,是我们今后设计的方向,强调以人为本,使人们从物质的欲望中摆脱出来,多一点自由的选择,强调为人服务及可持续发展的宗旨。 食品包装论文:婴幼儿食品包装研究论文 论文关键词:婴幼儿包装材料安全性 论文摘要:本文主要论述是婴幼儿食品包装材料的安全性问题。通过结合婴幼儿生理心理发育的特点,分别从包装材料的化学特性、物理特性两方面进行了详细的分析,对婴幼儿食品包装材料的安全性做了系统全面的说明,论证了婴幼儿食品包装安全性的重要性和必要性,并提出了如何做到安全性设计的建议。 随着社会的发展,科技的进步,越来越多的新型材料应用于包装材料中。新材料的发明和应用是一把双刃剑,一方面有效降低了企业成本,美化包装;另一方面因为对新型材料的不熟悉,且缺乏相对应的实用管理条例,会引起不可预知的安全性问题,而这种安全性问题如果出现在婴幼儿食品包装中,就有可能引发严重的伤害事件。这与婴幼儿早期阶段认识事物的方式有很大关系。 由于婴儿早期的感知觉比成人迟缓很多,视力以及听力发育不完全,所以婴幼儿早期对事物的认识主要源自于触觉。婴儿认识某样事物的时候,通常是通过将其嘴唇和舌头贴附在物体表面来感知新鲜事物的。在用唇舌感受了事物的表面材质以及温度后,然后他们才将物体移开进行下一步观察。然后随着年龄的成长,这种探索性的嘴咬方式逐渐由手细致抚摸探索事物的方式代替。于是有人将触觉称为婴儿认识世界的方式。但是这样以唇舌触摸认识世界的方式,会使病菌轻易进入婴幼儿的口内,侵袭婴幼儿脆弱的免疫力系统,引起婴幼儿生理健康等一系列问题。 因此,婴幼儿食品包装的材料选择尤为关键。一种适合的材料的选择,应该“身兼二职”,一方面应该具有稳定的化学特性,无毒无害;另一方面应该具有良好的物理特性,抗挤压防变形,保证密封性,能有效防止食品的腐烂变质。 1.婴幼儿食品包装材料的化学特性与安全性 婴幼儿食品包装材料的化学特性上存在的主要问题有两点:一是包装材料本身含有有害金属和化学成分,且这种成分会逐步向食品中迁移;二是包装材料上的附着物,如油墨以及其他印刷辅料会对食品造成污染。 近年来大量被应用的塑料制品包装,因其简易便携,化学稳定性好,耐油性高,并且轻巧美观,而赢得众商家的青睐。可是近年来我国一项对塑料制品等食品包装的样品抽检调查显示,其总体合格率仅为50—60%。造成这种局面的原因是,塑料本身是一种高分子聚合物,单体经过聚合后性质相对稳定,但某些没有发生反应的单体是有毒性的。而且某些厂家为了改善塑料性能,在制作过程中加入了增塑剂、热稳定剂以及抗静电剂等辅助加工助剂。这些辅助加工助剂以及未聚合的部分有毒单体,会随着时间和温度的变化,向所包装食品中迁移。另外某些厂家为了降低生产成本,使用回收的破旧塑料来加工成食品包装使用,旧塑料在高温融化重塑的状态下,含有的各种添加剂以及加工助剂都遇热分解,产生有毒的化学成份,而破旧塑料本身也粘附不可预知的有毒成分,对人体健康的伤害更大。通常不适宜应用为食品包装的塑料制品是聚氯乙烯。而聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等不加辅助加工助剂的塑料制品,由于其无毒卫生,常常被应用于食品的包装。 由于包装材料上附着物而引起的婴幼儿健康问题,也成了值得研究的方面。纸质包装也是婴幼儿食品包装中应用比较广泛的包装材料,而看似卫生的纸包装,却因为其身上的附着物而具有着潜在的危机。在某些地方仍然使用报纸直接包裹零食。而报纸上的油墨含大量铅等有毒物质,并且易溶于油。一旦直接接触食品,这种有毒物质便会向食品中发生迁移,导致污染食品,油炸食品污染更加严重。 色彩艳丽的彩纸,在存放过程中,由于互相捆绑,印刷在食品包装外部的彩色油墨不可避免会沾染到接触食品的内侧纸,彩色油墨中存在的有害物质便附着在食品中,造成潜在隐患。因此,包装纸中彩色油墨所用的涂料也应受到严格的卫生监督和检验,尽量使用可食用性装饰材料,减少婴幼儿食品中包装中的安全隐患。 2.婴幼儿食品包装材料的物理特性与安全性 包装材料的物理特性的安全性,是指包装的强度和韧度要能够经得住挤压,不易变形,密封效果好,能防止食品的腐坏变质。良好的密封性会保证内在食品不腐烂变质,防震缓冲性会避免易碎易爆的材料会对婴幼儿造成伤害。 密封性的好坏,直接关系到食品是否新鲜、安全、可以食用。铝箔是一种能够用于储存和冷藏的、密封性极好的材料,同时具有柔韧性以及金属硬度的优点。一张薄到只有6μm左右的铝箔纸,就可以有效地阻隔光和水分以及氧气,而且可以根据不同的需要,改变铝箔的特性来改变它的形态。许多食品包装选择用铝箔材料,就是因为铝箔透光性差,可避免食物或饮料在阳光照射下变质,且不易起化学反应。铝箔也常常被制作成密封的真空袋。食品包装材料除了应具有良好的密封性以外,材料的延展性和韧性也很重要。材料良好的延展性和韧性,可以减轻包装在运输过程中因撞击而产生的震动,产生缓冲作用,避免因外包装碎裂而对内在食品产生的污染以及损坏。例如金属锡做成的镀锡铁皮,就具有柔韧性好、延展性高、不易腐蚀等特点。婴幼儿食品包装中,很多都是采用镀锡铁皮材料制成,比如糖果、饼干盒以及罐头盒之类。镀锡铁皮有延展性,可以很轻易地做成不同形态的包装,满足食品包装需要;其良好的韧性,又可以有效防止冲撞挤压时产生的巨大压力,不会轻易破碎断裂,具有缓冲作用。 另外,在婴幼儿食品包装材料的选择上,应尽量避免选择沉重易碎的玻璃和陶瓷制品。玻璃器皿因为其洁净卫生、密封性好、成本低等优点,在世界各国被广泛应用,然而在婴幼儿食品包装中却是个特例。由于婴幼儿发育迟缓,肢体弱小且力气不大,外表光滑且较为沉重的玻璃器皿容易脱手,一旦破碎或损坏,锋利的碎片极易被自我保护意识差的婴幼儿触摸或者误食。此外,玻璃包装在突然遇冷或遇热时,容易产生气压差,导致瓶体爆裂,这样的安全隐患对于婴幼儿来说是相当危险的。虽然有些玻璃瓶在使用时,为了改变其强度和刚度,加入了纳米技术,使玻璃材料具有较强的韧性和延展性,较普通玻璃比不那么容易破碎。但是对于婴幼儿来讲,玩耍时强力的磕碰依然会使玻璃瓶碎裂,危险性依然存在。所以,需要瓶装的果汁和牛奶类食品,可以考虑换成新型纸盒包装或者塑料瓶装。 综上所述,安全健康的婴幼儿食品包装材料不仅要求材料有稳定的化学特性,还要求包装材料有良好的物理特性,因此,设计者在婴幼儿食品包装设计时,需要多方面了解和考虑材料的化学、物理特性,考虑婴幼儿在使用时可能发生各种情况,只有这样,才能使设计出来的包装合理安全,令人信赖。
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小学科学论文:生活化小学科学论文 一、教学贴近学生生活,让生活真正融入科学课堂 1.采用贴近生活的材料进行科学实验 教师在进行科学实验的时候,尽可能使用学生生活中经常接触的材料,比如直尺、易拉罐、可乐瓶、橡皮泥等,这样可以使实验贴近生活,学生更容易接受。比如在做“热胀冷缩”的科学实验时,教师可以用牛奶的玻璃瓶和透明塑料吸管代替实验室的玻璃烧瓶和玻璃管;在学习“声音的产生”一课时,用学生学习用的塑料直尺代替实验室的音叉,在实验的过程中,学生会自己开动脑筋想办法使直尺发出声音来。用贴近生活的材料进行科学实验,不仅能达到相同的实验效果,而且使学生不局限于实验室的科学器材,在课余时间也能利用生活化的材料进行科学探索。 2.营造贴近生活的氛围进行科学讨论 传统的课堂教学环境过于注重学习的功能,从而忽视了温馨快乐、友好融洽的学习氛围对小学生的影响。模拟生活化的课堂教学环境能使学生在轻松愉快的场景中自由地交流学习观点,使学生能更好地表达自己的感情。对学习“生理与健康”一课时,虽然该课的学习内容与学生的日常生活关系密切,但是小学生并不在意和参与家庭事务,因此很少有学生了解食物的营养知识。根据对学生以往的大概了解,教师可以在课前布置任务,让学生根据自己一周所吃的食物,设计一份最佳食谱。等正式上课后,将学生分组为一个个小家庭对自己准备的食谱展开讨论,然后其他成员可以大胆表达出对食谱的不同意见。学生在下面能自由交流、畅所欲言,表达自己的观点。通过大家共同讨论研究出成果后,孩子们对食物与人体关系一定会有更深入的了解,还能鼓励学生在生活中主动去了解这些生活常识。 二、小学科学生活化教学的策略 1.选择生活化的内容导入新课,使学生在不自觉中学习科学 良好的开端是成功的一半,所以课堂刚开始的导入部分对整堂课的教学很重要。教师在导入的过程中既要激发学生学习的兴趣,还要注意与新课内容相联系,让学生在不知不觉中进入新课内容的学习,学生也会意识到生活中充满了科学知识。比如在学习“哪杯水更热”这一课时,教师可以这样安排:课一开始就准备两杯水,要求一样多但温差比较小,探讨有什么不同?再用手触碰杯子外壁,感觉有什么差别?仔细体会能否发现两杯水的不同之处?通过以上问题,使学生经过自身眼睛看、手摸、体会、比较和总结,最终得出结论。会有部分学生觉得第一杯水温度略高,也会有部分学生觉得第二杯水的温度略高,从而引发争论,这时候要寻找解决问题的方法。教师在这个适当的时候可以提出问题,问学生有什么方法判断哪杯水的温度稍微高一些。此时,学生一下子从迷惑状态转移到寻找问题的方法中来。有的同学说用手仔细摸,有的同学说喝一口感觉一下再做比较,还有的同学说直接拿温度计测量等等,这时候同学会仔细比较各种方法,发现对方方法的不足,例如用手摸不精确,喝一口也难以分辨,只有用温度计测量才是最客观正确的。最后学生意见统一,决定使用温度计的测量结果来判定哪杯水温度相对较高。通过这一学习过程,学生认识到借助科学仪器地测量能够得到科学准确的答案。在这个过程中,之所以将两杯水的温差设置得比较小,是为了创造学生为不同意见争执的情境,使学生在问题的答案中产生分歧,从而寻找解决问题的方法,这样一来,可以激发学生探索问题的兴趣,引导学生自己研究问题,提高学生解决问题的能力。 2.选择生活化的内容探究新课,使教学氛围轻松愉快 生活化内容的课程导入无非是给新知识的探究学习做铺垫,课程的重点还是在新课知识的学习。如何使新课知识的学习变得轻松愉快是教师努力的方向,这就需要教师通过生活化的教学内容,让学生更容易地在生活中发现科学。比如“阳光下的影子”这一课的重点内容是研究影子的产生条件,教师要是只在室内讲课,学生很难理解这些抽象的概念。因此,应该把课堂安排在室外进行,在课程开始之前,给学生布置一个任务,在课程结束后写一篇关于影子的总结,回答的内容可以有:(1)何种条件下可以发现自己的影子。(2)如何改变影子的方向。(3)影子是否可以藏起来。(4)如何变化自己的影子。(5)是否能踩到别人的影子等等。了解任务后,教师带领全班学生来到室外的操场上。在开放式的教学环境下,学生比较放松,还可以进行互相探讨交流。通过这种轻松愉快的教学方式,教师不用太多的讲述,学生在玩耍的同时可以学到新的知识,提高自身探索问题的能力。以这种方式进行科学探索,相比课堂教学既轻松愉快,还能给学生更深刻的印象。 3.选择生活化的内容巩固知识,使科学文化学以致用 小学科学教学的目的是让学生在生活化的内容中学习科学知识,并将学到的科学知识运用到实际生活中解决现实问题,达到学以致用的目的。在对知识的巩固过程中,鼓励学生发挥想象,对知识的运用能够举一反三,联想本课的知识内容在现实中的其他运用,从而真正掌握所学知识,能够灵活运用。比如在学习完了“物体的沉浮规律”这一课后,教师在对课程内容的复习巩固过程中提出一个现实的问题:通过本课知识内容的学习,大家知道钢铁丢入水中会往下沉,可钢铁制成的轮船却能漂浮于水面。提出这个疑问后,教师可以用橡皮泥替代钢铁,捏一个小船模型放入水中,用相同的道理帮助学生思考这个问题,从而在解决问题的同时,加深学生对知识的理解。 4.选择生活化的内容开展课外活动,使科学与生活和谐统一 “科学”这个词在很多小学生眼里都觉得有距离感,觉得与自己的生活遥不可及。事实上,科学来源于生活,在日常的学习与生活中是通俗易见的。因此,要让学生贴近生活,放开其手脚,鼓励学生到生活中去体验科学,探索科学。对于小学生来说,应该通过“玩”的方式引导学生探索基础的科学知识。科学课程要由狭隘封闭的课堂回归到课堂以外,这包含两层意思:一是课程内容要贴近实际生活;二是教学形式要突破课堂,走出课堂,接近生活。在平时,经常性地根据教材内容组织各种各样的活动,比如组织学生做些小制作、小发明等,让孩子们在玩的过程中开发思维能力,挖掘其内在潜力。 三、结语 生活是最好的老师,小学科学教学的学习处于学生学习科学知识的启蒙阶段,是最具开发潜力的时期,教师要通过不断地实践去完善教学模式,培养小学生对科学的广泛兴趣,让学生能够全面发展。小学科学生活化教学将有利于提升教学质量,激发学生自主探索科学的好奇心,并根据自己所掌握的科学知识运用到现实生活中解决问题,真正意义上实现学有所用。 作者:钱俭锋 单位:江苏省太仓市陆渡中心小学 小学科学论文:优质微课程中小学科学论文 一、选题体现先进的科学思想,实现动手动脑做实科学 科学微课程选题应体现先进的科学课改思想,利于学生动手动脑做科学,能关注学生的生活经验和身心发展的特点,能激发学生的学习兴趣,体现以科学探究为优秀,引领学生亲历科学探究的全过程,在真刀真枪搞研究中学会探究,在观察中学会观察,在实验中学会实验,在动手操作中提高学生的能力,在思考中增加智慧。同时,选题应紧扣教学重点与难点,体现选题的必要性和实用价值,主要针对科学知识点、探究问题、实验活动等环节进行精炼讲授、情境分析、科学推理、问题答疑等教学选题。尽量“小(微)而精”,建议围绕某个具体的点,而不是抽象、宽泛的面,也可以将微小的知识点整合成知识串,体现学习资源的创生,丰富与完善教材学习内容。微课是在微视频的基础上发展而来的。就知识点的选择来说,也不能局限于一个知识点,一个知识点可以设计若干个微视频。这些微视频的层次和难度是不同的,有的针对学习困难的学生,可以增加一些铺垫,设计比较小的台阶,让学生够得着;有的针对程度好的学生,可以拓展一些内容,增加思维含量,让学生得到最大程度的发展和提高。还可以征集学生的问题和难题,让学生出题,教师来制作微课程;也可以从学生的作业、测试中发现学生的易混淆点、难点和普遍性的问题设计微课程;还可以对学生进行前测,根据前测情况设计微课程。例如就《奇妙的失重》微课程而言,就不是一个知识点,衍生出重力、万有引力等多个知识点。知识点应体现出相关性,如果就一个知识点讲一个知识点,就可能割裂了知识之间的完整性和逻辑合理性。 二、满足学习科学个性化需求,激发学生学习科学的兴趣 科学优质微课程应基于小学生的特点,满足学生学习科学的个性化需求,关照学生的科学前概念,能激发学生的学习兴趣。小学生的特点很鲜明,爱动,爱玩,喜欢操作,爱做实验,喜欢新鲜刺激,富有想象力,具有很强的好奇心,爱刨根问底,但是由于探究经验的缺乏,注意力不持久,其动手破坏多,观察现象少;汇报有关和无关现象多,动脑思考少;得出结论不靠现象,更喜欢靠直觉、经验,经常有稀奇古怪的想法冒出来,且与观察实验本身没有任何联系。在微课程中,对讲授内容进行合理的教学设计,是保持有意注意的适宜方法。受时间限制,教师在教学设计时要掌握好教学的节奏,消除与课堂无关的干扰;授课过程可以采用启发式教学,贴近生活的问题会进一步激发学生的兴趣;授课过程中经常提出问题,是及时提醒学生保持有意注意的好方法。满足小学生学习特点的富有趣味的科学微课程不能是纯粹的知识讲解,而应该像动画片一样充满童真童趣,富有游戏的元素和视觉的冲击力,给学生书本上看不到的惊奇的发现。具体应该做到:综合运用讲授、解题、答疑、实验、故事、活动等多样化的教学形式,构思新颖,人机互动性强;富有挑战性,运用奖赏手段,奖励学习币换学习用品;具有故事性,增强童话色彩;恰当运用权威作用,让教师的头像出镜;运用卡通作为引导,增强趣味性;加强观察、实验、制作等内容,给予学生更多的动手机会;采取任务驱动,提高观察实验制作的目的性;增加提示成分,引导他们动手又动脑;教学内容的组织与编排,要符合学生的认知逻辑规律;教学过程深入浅出,形象生动,精彩有趣,启发引导性强,有利于提升学生学习积极主动性。唯有如此,方能真正实现为学生提供个性化成长服务。微课程设计是否符合学生的要求和水平,还需要学生来评判,让学生提出修改建议。微视频并非只讲授,不思考,而要提示学生暂停视频进行思考,写出自己的想法,然后与后面的教师讲解相对照。 三、紧扣教学重点与难点问题,解决教学中的瓶颈问题 小学科学优质微课程的内容应紧扣教学重点与难点问题,过程主线清晰、重点突出,逻辑性强,明了易懂,能够解决教学中的瓶颈问题。小学科学教学中,有很多内容是比较抽象的,这就需要借助技术手段,利用视频、动画、课件、录像、录屏等手段,将内隐变外显,将抽象变形象,将呆板变活泼,将静态变动态,将快放变慢镜,让时光停滞,让时间倒流,让科学史再现,让设想变现实。同时,应该做到教学内容的科学正确,系统严谨,不出现任何科学性错误,有效解决实际教学问题,促进学生思维的提升、能力的提高。比如,《导管和筛管的认识》微课程的设计,能让不容易观察的变得容易观察。《植物的蒸腾作用》让长期观察的结果通过微课程显性化呈现。 四、高品质的设计与制作技术,发挥技术优化教学优势 小学科学优质微课程应富有技术含量,应围绕教学或学习中的常见、典型、有代表的问题或内容进行针对性设计,要能够有效解决教与学过程中的重点、难点、疑点等问题。结构方面具有一定的独立性、完整性、针对性与层次性,包括微课视频、微课录制过程中使用到的微教案、微课件等辅助扩展资料。微课程视频时长一般不超过10分钟,视频画质清晰、图像稳定、声音清楚(无杂音)、声音与画面同步;内容方面,要突出重点,注重实效,形象直观、层次分明;简单明了,教学辅助效果好;语言方面,要声音洪亮、有节奏感,语言富有感染力。录制技术方面,录制方法与工具可以自由组合,如用手写板、电子白板、黑板、白纸、PPT、Pad、录屏软件、手机、DV摄像机、数码相机等制作。 五、任务驱动贯穿探究全过程,实现自主高效学习策略 小学科学优质微课程不仅设计精美,信息简约,同时还有个突出的特征就是任务驱动贯穿探究全过程,能实现学生自主高效学习的策略。科学课是一门实践性很强的课程,需要准备很多观察、实验和制作材料等。未雨绸缪,就等开讲,心中有数,静心听讲,那就等于提前进入了学习状态。由于看微课程是一种自主学习行为,是课前预习、课中学习、课后补习的一种学习方式,需要的是主动,重要的是坚持,弥补的是不足。因此,科学教师有必要在设计与制作科学微课程的过程中设置阶梯式问题和学生学习任务单,帮助学生带着问题进入学习状态,有的放矢地参与科学探究体验活动,避免随意性,增强针对性,引领学生观看微课程之前反思自己的学习基础、知识储备、技能水平,找到不理解的问题,做好充分的准备后观看微课程视频。基于上面的思考,设计与制作微课程应注意课前使用的以预习为主,课中使用的应体现精讲,课后使用的微课程应体现拓展与延伸。小学科学优质微课程往往有一份高质量的学习任务单。学生学习任务单成为学生与微课程之间的沟通桥梁和任务驱动按钮,可以让学生在任务驱动的过程中达成学习目标,使自主学习成为高效学习策略,不仅仅帮助学生学习与内化知识,还帮助学生发展独立思考的能力。学习者可以随时暂停播放,积极思考问题,并在不理解的时候倒回去重播,一遍乃至数遍,直到达成学习目标为止。学习任务单作为探究脚手架,具有六大功能,一是资源共享功能,在《奇妙的失重现象》微课程任务单中,教师写道:“为了帮助你顺利完成探究任务,我建议你用好下面的学习资源:①视频资源:微课程《奇妙的失重现象》视频。②网络资源:失重百科”二是学法指导功能。如在《奇妙的失重现象》任务单中,教师提示学生:“在学习本微课程的过程中,希望你做到以下几点:①有条件乘坐电梯的使用台秤测量一下电梯极速下降时候的读数,并做好记录,分析其中蕴含的科学原理。②关于重力及失重的资料,网络和科技书刊中还有很多,希望你不局限于学习微课程,而是采取多样化的方法来丰富自己的认识,可以制作资料卡。③期待着你能在课堂上大胆地采用自己喜欢的方式(如展示思维导图、介绍实验发现等)介绍你的研究成果,让大家分享你的成功与喜悦。”三是任务驱动功能,指导学生按照一定的程序完成一系列学习任务。四是后续学习准备功能,指导学生根据后续学习内容做好前期准备。五是困惑反馈功能,让学生记录下学习中的困惑,教师在查阅学生学习任务单的过程中就可以动态把握学生的学习效果。六是评价提升功能,可以在任务单中设计相关评价量表,指引学生学会自我评价学习效果。 六、结语 总之,小学科学微课程的设计与制作必须要体现出科学学科的特点,从宏观与微观层面服务于学生的科学素养提升,否则将偏离科学课的学科任务,让科学沦为单纯知识学习的应试学科,或是科普教育类课程,或是偏重与单一方面的学科任务,错失小学生科学素养的最佳时机。因此,我们只有在厘清小学科学优质微课程的特征的基础上,在理论研究与实践研究并重的前提下,创新设计与制作优质的科学微课程,并在此过程中破解相关技术与设计难题,方能真正用技术改变教学,满足学生的个性化学习需求。 作者:范明刚 单位:山东省肥城市白云山小学 小学科学论文:信息技术与小学科学论文 一、现代信息技术与科学教学的整合,为科学教学提供了更广阔的教与学的空间 1.运用现代信息技术,诱发学习兴趣 兴趣是学习动机中最为现实的、最为活跃的因素,小学生对于知识接受的多少、能力提高的程度与兴趣至关重要。说教式、灌注式的教法会使学生感到枯燥无趣,产生厌倦心理。而用色彩鲜明、图文并茂的计算机辅助教学,可将教学活动变得生动活泼,易于激发学生的学习兴趣。例如:在教学《环境与我们》一单元时,教师首先利用课件展映一个笑容可掬的地球,世界各地风景秀丽,容光焕发的人们生活在绿色的家园中,随着工厂、人口、重工业的日益增加,地球上的水域环境遭到严重破坏,工厂、居民、医院等场所不断向河道内排放大量有害废水、废弃物和生活垃圾,河面上一片狼藉,只见大量的鱼儿、虾儿忍不住水“味”的窒息而死亡,不时见到几条鱼儿跳跃,从扭曲的嘴角发出轻微的呻吟声:“给我们一片清水吧,我已经坚持不住了。”教师抓住有利时机一转话锋:这说明了什么问题?同学们有何感想呢?自然地激起他们对破坏环境的不道德行为的憎恨和鄙视。他们一致表示:课后一定组成水污染调查小组,采访、记录我们周围水域的污染情况,形成书面调研材料,向执法部门反映,对后期综合治理情况进行追踪调查。这样,既激发了学生学习的兴趣、欲望和情绪,也能引导他们深入思维,积极探究。 2.运用现代信息技术,优化教学过程 小学科学实验教学,就学生而言是一个认识过程,其特点是无意识实验占主导地位,有意识实验还很不稳定。为此,可以借助现代信息技术手段有目的地创造一个良好的实验情境,强化目标,指导学生实验。 3.运用现代信息技术,增加真实感受 小学生的认知具有具体形象性、具体行动性和不稳定性的特点,他们的观察常常停留在那些显而易见的表面现象上,而忽视较隐蔽的本质特征。因此,在实际教学时引入信息技术手段,用以指导学生仔细观察,认识事物之间的各种联系,矫正错误的认识就显得尤为重要了。 4.运用现代信息技术,促进自主探究 由于受小学生身心发展规律和现有知识水平的限制,在小学科学课教学过程中一些抽象难懂的概念、世界物质等,单纯采取传统的教学手段难以达到理想的教学效果如何化难为易是优化科学课教学的一个重要课题突破难点的关键是采取恰当的方法,优化教学过程,化难为易。多媒体网络技术在课堂教学中的使用易使学生产生新奇感,唤起他们的注意,使其进入最佳的学习状态,在相对轻松的环境中学习事半功倍。在内容上可使抽象的概念变成有声有形的感性材料,变远为近、由此及彼,突破重点、难点,将使课堂教学中靠传统教学手段难以解决的问题迎刃而解。例如:在教学《宇宙》一单元时,笔者把授课地点改为计算机室,首先播映了一段宇航员乘宇宙飞船上太空和登月的录像,学生提出了一些有价值的问题:我国什么时候才可以登上月球?宇航员在月球上吃什么?月球上有什么矿物质等等。这时,学生控制不住自己的情感自主浏览相关的网站,自行寻找、解决提出的问题。随后,教师利用多媒体教学系统在大屏幕上展示学生收集的信息,同时为个别搜索有困难的学生进行指导。在网上探索的过程中,不断有学生离开座位跑来跑去看其他同学找到了哪些有关月球的新鲜知识,也不时有学生发出惊叹与交流声。 5.运用现代信息技术,提高思维能力 小学科学作为培养学生的发展意识及生态意识的学科,必须适应时代的要求,注重对问题的分析、归纳、判断、解释、预测等能力的培养。多媒体技术作为一种现代化教学手段更便于集中小学生的注意力,更好地启迪学生的智慧,让学生在自主学习中大胆创新,对于开发学生潜能将大有益处。例如:在教学《微小世界》一单元时,教师利用多媒体技术演示双凸透镜成像,当调节好物距与像距后,能出现一个清晰的物像。这时学生思维的闸门顿开,教师适时提出:如果蜡烛、透镜、白纸板的位置固定不变,换上凸度较大的透镜,蜡烛的倒像是否清晰呢?如不清晰,应怎么办?教师随机点拨,学生分小组讨论,分析思考,然后自主发言。总结时,再分析眼睛观看物体眼球是如何调节的,并演示近视眼、远视眼的形成原因等。这样,可以培养学生创造性、自主性的学习习惯和能力。 二、信息技术与小学科学课程整合应重视的问题 1.课程整合观念要新颖 不少教师仍然认为“在教学中使用了多媒体就是整合”,观念肤浅,为了整合而整合,为了使用而使用,忽视“课程本位”,重形式轻内容。要搞好信息技术与小学科学课程的有机整合,教师应以新课标为指导,解放思想,更新观念,树立正确的知识观、人才观、师生观。改变以“教师为中心”的教学模式,把整合置于以“探究式学习”为优秀的教学模式之中,充分调动学生的主体作用,更好地利用信息技术获取科学知识。同时,教师应加强学习,不断掌握信息技术的基础知识、方法技能,掌握教学课件制作、实验设计、活动设计的基本方法,搞清信息技术与课程整合的基本原理,提高运用信息技术进行科学教育的能力。 2.课程目标定位要准确 信息技术与科学课程的整合有一个度的问题,要切实把握好,否则就会偏离科学教学的重心,因此,在整合中,应根据科学课程教学的总目标,精心设计整合的内容,做到主次分明,整合精当。信息技术与科学课程的整合,并不只是针对科学教材中的具体知识,最重要的教学目的是培养学生的综合素质;不能以信息技术的演示功能代替所有功能,更不能认为整合就是教师运用信息技术的过程,而是教师激励学生运用信息技术亲历探索、获取知识的过程。在这一过程中既要有利于学生更好地掌握科学知识,获得相应的信息技术知识与技能,又要有利于培养学生的创新精神和践行能力。 3.课程资源认识要清楚 目前,在有些教学活动中,信息技术几乎成为教师的惟一资源,传统资源被忽视和抛弃。笔者认为,教具、学具、情景图的选用,能用真实的就不用虚拟的。信息技术不能替代参观考察,不能替代学生动手操作实践。还有很多方法可以提供学习资源(如挂图、图书馆等),要根据课程和学生选用恰当的学习资源,不能认为信息技术资源是惟一的资源和最好的资源。信息技术与小学科学教学整合,是提高教学效率的根本途径。整合是教学资源和教学要素的有机集合,是运用系统方法在教育学、心理学和教育技术学等教育理论和学习理论的指导下,协调教学系统中教师、学生、教育内容和教学媒体等教学诸元素的作用、联系和相互之间的影响,使整个教学系统保持协调一致,维持整体的过程或结果,产生聚集效应。把信息技术与学科教学进行整合,可以充分地利用现有资源,发挥设备的最大潜力,在有限的物质基础上,实施高质量和高效率的教育。当然,现代信息技术只能是辅助教师教学的一个工具,虽然能代替教师的一部分工作,但教师的主导作用仍不可忽视,况且,小学科学课程的动手实践性较强,好多内容不是完全可以用多媒体教学代替的。所以,这种教学形式要根据具体情况灵活地使用。 小学科学论文:课堂教学质量小学科学论文 一、激发学生的学习兴趣 (一)巧设导入,激发兴趣 导入是课堂教学的起始环节,是激发和保持学生好奇心、吸引他们注意力的有效手段之一,其重要性不言而喻。小学科学教学中,教师要重视导入的设计,通过猜谜语、讲故事等活动,给学生创设悬念,吸引他们的注意力,引发他们的好奇心,使他们积极、主动地进入到新课的学习中去。 (二)巧用实验,激发兴趣 实验是小学科学中必不可少的重要环节,不仅对于活跃课堂气氛、培养学生的观察能力和动手能力具有不可替代的作用,还能够有效激发学生的学习兴趣。因此,我们必须重视实验的开展,将实验与课本内容相结合,将书本中的一些抽象知识生动化、现实化与具体化,以激发学生的学习兴趣,让他们参与到实验的过程中更好地理解和掌握所学知识。 (三)积极评价,激发兴趣 积极评价,有利于激发学生的兴趣,引发学生的好奇与探索精神,使学生对科学始终保有愉快的情感体验。因此,教师要重视积极评价的运用,针对学生的回答,无论恰当与否,都应及时做出评价,给予他们一句充满赞扬话语一个充满鼓励的眼神、一个表扬的手势,从而打动学生,激发学生的学习兴趣,增强他们的自信心。 二、转变教师角色 要想真正提高小学科学教学质量,教师的角色就必须转变。传统教学中,教师一直占据课堂的主体位置,其角色是教书匠和讲解员,学生只能被动地接受知识,学习效果自然不可能好。而新课程改革倡导以学生为中心进行教学,在这种情况下,教师必须改变与学生间单纯的传递和接受关系,重新审视自己的角色,以适应新课程改革的需要。首先,教师要由知识的传授者变为学生学习的促进者。这是教师最明显、最直接、最富有时代性的角色特征,是教师角色特征中的优秀。其次,教师要由课堂组织者变为学生学习的引导者。这就要求教师以学生的身心发展和成长规律为出发点,捕捉和激发学生思维的火花和学习的灵感,挖掘学生发展的潜能,从而促进每个学生发展。再次,教师要由传统教学中的主角转为与学生一起学习的伙伴。小学科学教学中,教师不仅要做学生学习的导师、朋友,还要成为教与学的合作者、关怀学生成长的有心人。 三、合理运用多媒体教学手段 随着新课程改革的不断深入,以往仅靠一张嘴、一只粉笔、一本书的教学方式已经不能适应学生的需要。在这种情况下,多媒体教学手段应运而生,它集声音、图片、动画、文字于一体,能够突破时空和空间的限制,具有直观性强、容量大、传输速度快的特点,是传统教学手段无法比拟的。因此,在小学科学教学中,我们应重视多媒体教学手段的运用,将抽象的知识利用多媒体直观地呈现出来,化难为易,以让学生更好地理解和掌握。如在教学《火山》时,由于条件的限制,无法进行火山喷发的实验。我们可以利用多媒体课件播放火山喷发的资料片,隆隆的地鸣声、喷发时的撕裂声、火红的岩浆,那场面犹如让学生身临其境。接着利用电脑模拟地球构造,模拟岩浆的上升,使学生认识火山喷发是怎样形成的,需要怎样的条件。这样教学,不仅克服了空间障碍,丰富了学生的想象空间,还突破了重点、难点,实现了传统教学手段无法实现的教学过程。需要注意的是多媒体仅是一种辅助教学手段,并不能代替师生间的交流、教师的讲解,它也有许多缺点和不足,我们应根据教学内容,合理运用多媒体辅助教学,以最大程度地发挥其优势,为日常教学增光添彩,为培养学生的各种能力提供有利条件,提高小学科学课堂教学质量。 四、引导学生进行课外延伸 新课程标准指出:“教师不要把上下课当作教学的起点和终点,小学生探究科学的活动往往不是一节课所能完成的。”科学教育不能“以问题开始,以答案结束”,而要“以问题开始,以问题结束”。小学生天真、活泼,单靠课堂教学是满足不了学生的求知欲的,这样的教学是对学生的一种课堂束缚。因此,我们要重视课外拓展,根据教学内容,结合本地区特点,让学生在校园、家庭、大自然中去学科学。如在教学《月相变化》时,教师可在给学生确定了研究问题:“月相的变化是否有规律,有什么规律”后,让学生在课外认真观察,并将一月内观察到的月相变化做好记录。通过认真观察,学生得到了月相变化规律的答案:上半月由缺变圆,下半月由圆变缺,并明白了事物的一切变化都是有规律的,只要我们认真观察、探究、就能探索出它们的奥妙。这样,学生的科学意志、实践能力和探究能力都得到了培养。总之,课堂教学是一门极深学问,我们只有不断学习,不断探索,以新课程标准为指导,灵活运用多种教学方法,才能够提高小学科学教学质量,开创小学科学教学的新篇章。 作者:王丹 单位:河北省三河市第一小学 小学科学论文:课堂教学小学科学论文 一、小学科学在实现有效教学方面面临的困难 作为一门与小学生实际生活联系紧密的实践学科,小学科学教学内容涉及知识面广、教学内容繁多。小学科学作为整个科学教学的起点和小学科学研究的基础,承担着重大使命。在小学课程设置中,小学科学由于受传统教学理念影响且受应试教育的制约,因而在小学教学中的地位始终不能与小学语文、数学等这些“主科”相比,只能以“副科”身份居于小学教学序列中。小学科学在小学各门学科中的定位与科学这门学科的重要性存在矛盾,短时间内难以改观。另外,制约小学科学教学的另一个因素就是教学条件的制约。随着人们对小学科学教育教学的重视程度不断提高,教育教学的资金投入不断加大,但是小学科学教学需要大量教学实验器材,需要大量资金投入。可是由于现实问题,很多学校的实验器材和设备还很落后,实验器材的更新赶不上教学对器材的要求。这就导致教师在实施教学时总是捉襟见肘,很难保证小学科学实验教学圆满完成。小学科学实验器材投入不足现状已经严重制约小学科学发展,更不利于提高课堂教学效率。导致很多教师在科学教学过程中,对绝大多数知识教授只能停留在理论层面,而作为实验科学这样的教学是不能满足实际需要的。小学科学是一门以实验为基础的自然学科,小学科学的每一个概念的建立、每一个定律的发现,都是建立在实验研究的基础之上的。实验教学在小学科学中占据重要地位,小学科学教学的实施有赖于小学科学实验教学这一基础。实验教学不仅让孩子们亲自看到科学现象、懂得科学知识,更重要的是孩子们通过亲自参与实验研究懂得了知识形成过程、研究方式方法,从而形成了能力,而这种能力的成长更加重要。同时,大量有趣的实验教学也是孩子们对科学感兴趣的重要原因。孩子们对实验教学充满了期待,可是实际教学中孩子们很少接触和进行实验操作,导致孩子们失去学习兴趣和学习热情。小学科学教学需要激发和保持孩子们的学习兴趣,促进孩子们自主探究性学习。可见,实验器材的不足直接制约小学科学课堂教学效率和孩子们的学习状态。 二、如何实现小学科学有效教学 1.建立良好的师生关系,营造良好的课堂氛围。课堂教学氛围作为一种无形的课程教学资源对孩子们的学习起到重要作用。好的课堂氛围具有和谐、融洽的特点,能够为孩子们提供轻松的学习环境,孩子们摆脱了那种在老师威严下学习的压力,无疑会对强化课堂教学效果起到良好促进作用。课堂教学活动依赖于教师和孩子们之间的交流互动,教师和孩子们在课堂上交流合作是否充分直接影响课堂教学实际效果的强弱。要想让孩子们在课堂上主动积极地进行课堂交流必须以良好的师生关系和良好的课堂氛围为前提。这就要求教师平等对待每一个孩子们。改变传统教学中孩子们的被动接受状态。充分尊重每一个孩子们,发挥孩子们的主体作用,调动孩子们的学习积极性,变“要我学”为“我要学”。 2.引导学生掌握正确的学习方法,让他们学会学习。教师的“教”和孩子们的“学”是教学中的双向互动过程,孩子们的学习方法需要教师的引导和培养。我们要引导孩子们掌握正确的学习方法,让孩子们学会学习。小学科学教学中,教师要引导孩子们采用探究式学习方法开展学习。在这一过程中我们要做好引导工作,结合孩子们的学习实际和教学知识内容,通过教学问题和知识结构的合理设置,引导孩子们发现问题、思考问题、研究问题进而解决问题。 作者:赵桂华 单位:易县第一小学 小学科学论文:虚拟学习情境小学科学论文 一、新的小学教育体制改革更加注重新科技的运用 新的小学教育体制改革要求教师在教学过程中应该充分利用各种先进的科学技术,使得教学形式更加形象、有趣、新颖等,通过多媒体、动画等先进的科学技术手段,全面提升小学科学教学的质量和效果。 二、小学科学课虚拟学习情境设计的研究 小学科学课是通过对自然现象的研究和学习,让小学生初步了解一些简单基本的科学现象,掌握一定的科学知识,也培养小学生研究科学知识的学习方法的一门必修学科。对于小学科学课而言,不是所有的科学知识都适合设立虚拟的学习情境,而应该根据实际科学知识的项目以及教学实际情况来作出适合的选择。 (一)设立虚拟学习情境的优点 1.教学更加形象通过对小学生科学课设立适合的虚拟学习情境,能够将科学课所涉及的抽象的文字说明等变成更加直观的图像和声音等,能够使小学生产生强烈的好奇心和参与感,同时由于教学内容变成了更为形象具体的“实际”模型和情境,也能大大提升小学生的学习和接受的效果。2.教学更加方便由于小学科学课虚拟的教学情境能够充分运用各种先进的网络科学技术,这样在教学时间上就比较自由,教师可以根据实际需要随时进行相关的虚拟情境的教学,另外学生接受这种形式的教学也变得比较方便和自由,教师和学生之间的交流和互动更加自由和方便,从而大大提升了小学科学课的教学效果。3.教学更加经济安全采用虚拟教学情境的教学方法能够大大降低教学的成本。由于以往的科学课的课堂教学受到很多因素的影响,比如教学资源不够充分,季节性变化等等,常常会影响教学的进行,而采用虚拟学习情境的教学方法打破了这些不利条件的限制,能够随时随地进行教学工作,还能够因地制宜地进行重复操作等,使得教学成本得以有效降低。另外,采用虚拟学习情境的教学方法也更有利于安全教学,不会产生传统实验过程中可能出现的各种危险的情况。 (二)基本原则 设立小学科学课虚拟学习情境需要根据具体的教学目标、教学内容以及实际教学情况选择合适的虚拟情境。设计虚拟学习情境只是一种教学手段,它在设计时应该有一个明确的学习目标,整个虚拟情境应该是贯通成为一个整体,而不是相互独立。虚拟学习情境最重要的一个原则就是要具备一定的真实性,这也是虚拟教学情境能够取得良好教学目的的关键所在。另外,虚拟教学情境的设计还应该根据小学生的学习特点、认知能力等具备一定的趣味性,同时采取多种多样的教学方式。只有依照以上基本原则设计虚拟学习情境,才能真正达到其预期的目标和效果。 (三)方法步骤 要针对小学科学课设计出合理科学的虚拟学习情境,应该按照一定的方法和步骤进行合理地设计。1.分析教学目标和教学内容虚拟学习情境只是一种教学方法和手段,目的是为了让学生更好地掌握科学知识。因此虚拟学习情境设立之初,应该首先分析科学项目的教学目标,根据分析出的结果,确定教学的内容,了解教学过程中可能出现的难点和疑点,根据需要设立相适应的虚拟情境选择合适的教学方法。2.分析教学对象的整体特征由于小学科学课虚拟学习情境的教学对象为小学生,其学习接受和认知的能力有一定的局限性,在虚拟学习情境的设计过程中,应该充分了解小学生这一特点,保证虚拟学习情境的有效可行性。3.确立虚拟学习情境的类型在实际工作中,应该根据具体情况设计不同的相适宜的虚拟学习情境的类型。常见的虚拟学习类型有直观类的虚拟学习情境、问题类的虚拟学习情境、实验类的虚拟学习情境和体验类的虚拟学习情境。4.总结与完善在虚拟学习情境实施之后,应该及时总结分析虚拟情境学习的效果如何,并及时进行相关的改进和完善。为了改善我国目前小学课教学中的一些问题,应该积极组织小学科学课的虚拟学习情境教学,尽最大可能使学生能体验到相类似的情境,更好地理解和掌握科学课内容,从而全面综合地提高小学教学水平。 作者:代国权 单位:公主岭市黑林子镇中心小学校 小学科学论文:科学素养教育小学科学论文 一、分领域 八大领域分别是:(1)植物种植领域。让学生自己在学校的生态馆大棚中,去亲手种植蔬菜,体验蔬菜种植的过程,结合科学课观察植物生长的过程,培养亲近大自然的情感。(2)动物养殖领域。让学生在学校生态馆的动物培养池中,自己动手养殖金鱼、鲤鱼、蚕等动物,观察它们的成长过程,了解动物的成长历程,完善自己的知识链。(3)物理力学领域。让学生通过自己动手制作各种力学模型和游戏。如搓制纸绳,在科学课了解纸的植物纤维韧性的基础上,初步探索力学的奥秘,通过动手实践,实现一张报纸搓制的纸绳能拖动一百千克重物的目标。(4)化学实验领域。让学生利用活动课上的化学试验箱,了解500余个简单的化学实验,知道液体变颜色的奥秘,知道在铁上镀锌的方法,学会制作液体电池等等,争取设计出属于自己的实验,做出新的产品。(5)电学制作领域。让学生通过太阳能电池板的光电转化特性,制作各项利用太阳能的电子产品,如太阳能竞速小车、太阳能音乐贺卡等。在校外辅导员的大力协助下,我曾经辅导学生参与制作风光互补智能发电系统和全自动太阳能红绿灯的制作过程。(6)磁学利用领域。让学生利用磁铁同极相斥、异极相吸的特性,引导学生自己动脑,动手制作简单的科技作品,参加学校组织的各种科技比赛。如制作磁悬浮乒乓球、磁吸纽扣等。(7)木工设计领域。让学生利用学校木工活动室中的科技操作台,认识各种木工工具,亲手操作各种木工器械,动手制作承重木梁、框架等各类木工作品。(8)模型制作领域。让学生利用各种资源,通过学习简单的空气动力学原理,设计制作橡皮筋弹射式航空模型,体会航空模型的奥妙。通过这八大领域的动手探究,将科学课上所学的理论常识应用于动手实践中,既有了丰富的探究体验,又在动手制作、操作、竞赛中提升了自己的认知水平。 二、分学科 在小学阶段开设的各类学科中,进行各学科间的科学教育的渗透整合,达到学科教学和科学教育相辅相成、共同提升的目的。在学校开设的十余门课程中,积极挖掘教材中的科学因素,有机渗透科学理念,在注重学科差异性教学的基础上,适时根据教学内容用科学探究的方式方法,采用感知质疑的问题模式、动手操作模式、小组合作模式等,进行学科间科学教育的渗透整合。如在语文课上,我们采用科学课中常见的教学模式“感知——质疑——探索——延伸”。在初步感知课文的基础上,学生质疑或教师提出重点疑问,抓住实质的问题进行深入的研究探索,通过学生的积极互动以科学的研究态度积极地辨析,运用观察法、比较法、讨论法、实验法等进行实践,让学生到更广阔的科学天地里不断探寻、验证。如课文《新型玻璃》(你还能想象或设计怎样的玻璃)、《曹冲称象》(还有什么好办法?)、《乌鸦喝水》(还可怎样能喝到水?)、《跳水》(船长的办法最好吗?)、《詹天佑》(自己用泥土做一个隧道进行开凿,设计“人”字形铁路)、《捞铁牛》(你还有什么办法?)在科学课的教学中,充分利用各学科刻意培养的学生素养,提升科学课堂的教学水平。在各学科都在进行科学教育的渗透整合下,科学课的教学因此大受裨益,学生的科学素养大大提升。语文课让学生们练习了严谨的科学现象的描述能力,让学生们在科学实验之后能够用语文的标准来完成实验现象的描述,在进行植物种子的种植过程中,写出好的观察日记等;美术课渗透了科学教育的意识后,不仅提高了学生的绘画水平,使学生们在描绘科学实验的草图时更加准确,而且开发了科学思维,使学生们的想象力更丰富,能从多个角度完成图纸绘制,并用科学的语言加以解释。在各学科相互渗透整合的过程中,我们做到了学科教学和科学教育相辅相成、共同提升,学生的科学素养得到了提高,学生能在各学科中感受科学学习的乐趣,形成了爱科学、用科学的良好氛围。 三、分级别 组织学生参加各级各类科学领域的活动,以参观学习、竞赛的形式,在学习竞争中达到科学教育的目的。参观学习、参加竞赛,利用各级资源丰富学生的认知,参加各级比赛开阔自己的眼界,在交流中提高,真正达到站在科技发展的最前沿,关注最新的科技发现与发明成果。在学校内部,举行八大领域及活动场馆的展示活动,举行科学类型的竞赛活动,让这些活动成为常规活动。(1)平时举行的科技作品征集评选活动及多次科技实践节等活动,广大学生制作和撰写、绘制了大量的科技作品和科技小论文、科幻画、科技手抄报等等,展示各学科科学教育的整合成果。(2)依托节日活动,进行成果的集中展示和竞赛活动。例如学校每年的科普节、六一儿童节,组织科学成果展。八大活动领域中学生们平时的小发明、小制作;植物种植、动物养殖领域的成果,如芹菜、橘子、槟榔等植物,金鱼、蚕、蚕茧、蚕丝等动物领域的成果;进行科普知识竞赛、船模竞赛、木梁承重设计等比赛。通过这一系列的活动推出各类科学小明星,评选出优秀作品,用荣誉肯定学生的努力,用荣誉推动学生下一步的努力。走出学校,组织学生参加国家、省市举办的各种科学学习和科学竞赛活动,培养科学小明星,用“明星效应”带动更多的学生发展。我们连续多次组织学生参加青少年全国创新大赛、全国DI大赛,省级“争当小实验家”的科技实验竞赛、航海模型大赛,学生在这些活动中受益匪浅,在获得荣誉的同时,也充分调动了身边同学的研究积极性,产生了良好的人才带动效应。总之,随着小学科学开放性教育方法的研究,“三分”教育方法的逐步推进,学生们收获很多,科学素养得到了较好的培养。 作者:周涛 单位:山东省博兴县第一小学 小学科学论文:初中生物与小学科学论文 一、初中生物在教育目标方面比小学科学有更深层次的要求 在目标的要求达成的层次上有差异。在促使科学素养的形成和发展方面,小学科学课程侧重于培养学生对科学的兴趣和求知欲,体验科学活动的过程和方法,了解科学、技术与社会的相互关系;初中生物课程侧重于对科学的本质以及形成科学的态度和价值观的理解,理解科学、技术与社会的相互关系。在倡导探究性学习方面,小学科学课程提出科学学习要以探究为优秀,向学生提供充分的科学探究机会,使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中,体验学习科学的乐趣,增长科学探究能力;初中生物课程则力图引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,突出创新精神和实践能力的培养。可见这两门课程的关系,既是一种传承,又包含了发展,体现了相互相承、螺旋上升的特点。那么如何把握这些相同点和不同点,在策略上合理的衔接呢? 二、初中生物和小学科学在衔接方面的一些尝试 1.设计梯度合理的内容设计根据一些心理学研究成果表明,初中生比起小学生思维方面有了一定的发展,他们思维由形象思维逐渐发展到抽象思维,抽象的思维虽已有很大发展但经常需要具体的感性经验直接作支持,也就是说这一时期学生思维仍具有较大的具体性和形象性。因此,教学内容的设计应该根据初中生心理发育的特点,遵循以形象思维为主,从感性到理性,从形象逐步到抽象,从易到难,从部分到整体的递度合理的设计。例如,“尿的形成”这个知识点,我是这么设计的:我按照从宏观到微观的顺序,先组织学生由表及里的观察真实的猪肾脏,形成对肾脏真实完整的宏观认识,再由颜色启发学生猜测肾脏内部形态结构,在学生猜测的基础上,展示肾脏中肾单位显微结构,再将肾单位显微结构转换为模式图进入肾单位结构的小组合作学习,完成微观认识。最后利用一个组装游戏强化肾单位结构。完成肾单位结构教学,实现宏观到微观的认识过程。然后指导学生观察肾单位中两处毛细血管,根据学过的知识毛细血管利于物质交换,那么血液在流经这两处毛细血管时发生了怎样的变化,让学生带着问题小组合作分析表格资料,通过指导学生横向比较不同结构中液体成分,依次得出:肾小球和肾小囊内壁对血液有过滤作用及肾小管对原尿有重吸收作用的结论。在分析数据的同时,利用自制演示实验(带网眼的小盆过滤大小不同的豆子)帮助学生理解过滤的含义,再通过过滤动画明确血液过滤的成分,用数据原尿180尿液1.5的巨大差异凸显肾小管的重吸收功能,使抽象知识形象化、具体化,突破肾单位功能这一重难点,实现从结构到功能的认识过程。通过这样有梯度的内容设计,学生在循序渐进的学习过程中,不仅把课本当作传授生物学知识的载体,更通过对初中生物课本的学习,掌握学习的方法和方式,获得启迪和教益,提升学生的生物素质。 2.开展多种多样教学形式,激发、保持和巩固学生的生物兴趣如上文所说,因小学科学因其内容和目标等原因,故其教学活动多采用形式多样的各类游戏及趣味探究,而初中生物因为其知识的深度、广度、难度,知识的密度有很大增加;所以,课堂信息内容大,教学节奏快,同时比较重视学生知识技能的落实,也在有意渗透学习能力的提高。如何延续学生小学科学课中的兴趣,同时提高学生的生物科学素养、发展学生的能力,也是初中生物与小学科学衔接的一个问题。为了激发、保持、巩固学生的生物学兴趣,应当开展多样的教学形式。根据教学类型的不同,如初学、巩固和复习,选用不一样的方法,即使同一节课,也不能使用单一的教学方法,应该根据学生具体特点以及教学内容合理安排丰富多样的教学方法。在开展各种教学方法的同时,也要注意学生各种学习方法的指导。就这样,在各种教法和学法的相互配合中,学生有了更多学习的机会,获得各种层次的情感体验,建构知识,掌握解决问题的方法,从而自然参与到生物学习探索之中。 3.合理开展探究学习和接受学习,两者相互交替,有机结合初中生物知识内容比小学科学更为丰富、抽象、复杂。对学生的各种学习能力也有了更高的要求。故单纯的像小学科学课那样旨在培养学生浓厚学习兴趣的探究活动对初中生物课程来说并不完全适用。而应当将新课程倡导的探究学习和传统的接受学习有机结合起来,优势互补,使学生更好的发展。新课程标准,突出强调“以人为本”的教育价值观目标,意在培养学生“主动参与、乐于探究、交流与合作”的学习方式。但学生的探究式学习中应该有接受学习的成分。首先,探究是一个多系统的综合的过程。探究的整个过程都离不开应用知识和技能,在提出问题时,评价问题的价值和可探究性需要一定的知识;在作出猜想、假设时,需要根据已有的知识和经验;设计实验时,需要掌握相关的原理和方法;只有将证据与科学知识建立联系才能得出合理的解释;检验和评价探究的结果需要原理和理论。而这些知识和技能不可能都由直接探究获得。其次,初中生物知识系统性和原理性都比较强,而因为探究学习的特点,知识是需要学生自己在解决问题中去“发现”的,对于初中生物来说这种短时间内的“发现”常常带有很大的局限性,要形成对知识的理解,要认识探究所得知识与其他相关知识的内在联系,形成一定的知识结构,必须需要接受学习的意义建构过程。也就是说不是所有的初中生物课程内容都适合探究式学习。比如,我在“细胞分化形成不同的组织”这个知识点的处理上过程中,“细胞的分化”这个内容我用的是传统的接受式教学法,而“细胞分化形成各种组织”这个内容我利用“人体的四种组织分别具有什么功能?”为主题,引导学生小组合作对四种组织进行观察和探究。学生既掌握了知识,也培养了能力。以上是我工作中的一些肤浅的看法。初中生物学与小学科学有着密切的联系,要真正提高初中生物学教学的有效性,完成初中生物学教学所承担的各项任务,应该将两者相互融合,为学生科学素养的发展而作无缝对接。同时需要我们这些生物学老师从多方面提高自己的理论素养和业务素质,提高对生物教学活动科学性和艺术性认识。在不断探索发现解决初中生物学教学活动中所遇到的新情况、新问题,打造“有效”且“高效”课堂。 作者:卜祥秀 单位:大连市一二四中学 小学科学论文:小学科学之生物科学论文 一、完整的生物史观的初步建立 春秋战国以后古代生物学进入一个新的发展时期,《山海经》中就有了较为详细的动植物名称和形态的记录,并论及它们的用途。对药用动植物的研究是我国古代传统生物学的重要组成部分,宋代的《图经本草》就是全国性药用动植物的普查,不但有图谱,同时也著录了形态特征,代表了当时世界的最高水平,也表现了中国生物科学发展的实用性价值。第三,遗传学的萌芽。战国时期的《吕氏春秋•用民篇》中就有“夫种麦而得麦,种稷而得稷,人不怪也”,这说明古代已经有了对生物性状遗传稳定性的认识。中国古代哲学家王充的著作《论衡》中就提出了对物种遗传变异的明确论述,批判当时的迷信思想,2000多年前提出的“本种”的概念与18世纪分类学家林奈的“种”的概念相似。因此,现代生物学需要辩证地吸收和借鉴历史上各国的生物科学思想,并将现代科学推向前进。纵观历史的发展,科学史和科学思想的发展都是动态的过程,它随着时间的发展不断发生变化。而教材中向学生展示的是静态的、经过提炼的科学成果,其中略去了科学思想和理论的形成与产生的动态过程,学生往往会认为教科书上的结论与生俱来就是正确的,是亘古不变的永恒真理。同时,编写教材基本都参照西方国家的思路,用的例子或者史实大多是西方的,这易导致小学生对我国历史尤其是生物等自然科学、技术史缺乏了解和认识,造成他们更认同西方而不认同我国生物发展乃至科学发展的史实过程,形成不正确或者不完全的历史观。对小学生而言,情感态度和价值观的培养远比给他们远离生活的、纯学术的知识更为重要。要培养孩子健康地生活,并树立正确的人生观和价值观。如果在小学科学中引入一些我国古代科学史的内容,让学生从自己每天吃的粮食和身边可能发生的事情出发,了解我国原始社会就孕育和萌芽的生物学知识、栽培作物的悠久历史、丰富的生物多样性,充分认识中华传统科学思想对人类文明发展中的重要作用,让他们能树立自信、树立爱国精神,激发学生的爱国主义情感和民族自豪感。 二、责任感教育:伦理与遗产价值观的呈现 首先,人类在道义上有义务不去消失其他形式的生命。早在数千年前,生物学的科学知识已在我国孕育和萌芽,《诗经》中很生动地描述了当时的农业情况,并提到200种以上的动植物。这些在甲骨文和《诗经》中记载的动植物形态、分类和生态习性方面的丰富知识对于后人了解当时环境下的生物多样性有及其重要的价值。《科学标准(实验稿)》中要求学生:“能说出周围常见植物的名称,并对常见植物进行简单分类;了解当地的植物资源,能意识到植物与人类生活的密切关系”;“知道生活中常见的动物名称。能用不同的标准对动物进行分类;了解保护动物特别是保护濒危动物的重要性”。但今天的人类正明显地受到灭种的威胁,许多与人类一同生活在这个星球上的生物在科学还未能对他们加以描述之前就已经灭绝了。塑料制品铺天盖地,热带雨林正在被毁灭,珊瑚礁正在消失。目前的统计结果显示:我国的物种数量约占世界物种总数的10%左右,居世界第8位,北半球第1位。我国有高等植物约3000种(占世界总数的10.5%),哺乳动物约500种(占世界总数的11.9%),鱼类约2800种(占世界总数的13.1%)。让学生感受我国丰富的生物资源的同时更能激发其责任感和保护资源的意识,并从中领略中国古代科学思想的生物伦理学优秀价值。第二,根据代际公平的原则,我们有义务向孩子们交接我们所接收到的东西。生物是随着地球环境的演化而发生并发展的,一方面生物从环境中获取生活所必须的物质和能量,并且受各种环境因素的影响和制约;另一方面,生物在长期的进化过程中,对其生存的环境产生一定的适应性,并对环境的发展演化产生影响。生物与环境是互为依存、协同进化的。自有人类以来就产生环境问题,以狩猎和采集为主要生存手段的时期无疑对生态环境产生一定的破坏。人类文明即是在一定的生态环境中形成和发展的,为了使人类文明持续发展下去,必须保护人类文明赖以发展的生态环境,这已成为全人类的共同心声。保护生态环境、珍爱环境是为了人的生存,也是为人类文明的延续和发展。我国古代人们就认识到,要想利用环境就必须保护环境资源,合理开发,反对过渡利用。《史记•殷本纪》中有商汤爱鸟“网开三面”的故事,在捕猎鸟的时候让捕鸟人撤掉三面网,不进行破坏性的捕猎,这也是生态环境保护思想的萌芽。《荀子》明确提出生物与环境相互依存的关系:“川渊深,而鱼鳖归之,山林茂,而鸟兽归之……川渊枯,则龙鱼去之,山林险,则鸟兽去之”。让人们合理利用环境,利用生物资源的消长规律。充分合理的开发利用不但能获得利益而且不使资源枯竭。荀子是从治国安邦、发展经济的角度出发明确了保护资源的目标和要求。《吕氏春秋》中则有文字记载的法律条文规定,在“月令”中有详细的规定禁采的动植物。明确了保护生物资源的再生性,“竭泽而渔,岂不获得,而明年无鱼;焚薮而田,岂不获得,而明年无兽”。由于人口压力的不断增加,对环境资源破坏日趋严重,保护环境资源才逐渐为人们所关注。这些古代早期的环境资源保护思想对后世产生积极的影响。第三,生物多样性被赋予价值的准则,它是自然地、脆弱的,对人类和人类的延续是有意义的。生物多样性是生命系统的基本特征,既包括植物、动物、微生物,生物所拥有的基因,也包含生物与其生存环境形成的复杂的生态系统和生态过程,生物多样性表现为四个层次———遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。孩子们从小学阶段就要了解地球上存在不同的动物、植物,动植物的生存环境与其数量是相关的。建设社会主义生态文明就是生态环境和人类文明发展相融合,使中华文明永远持久延续,古代文明因生态环境而孕育发展,现代文明更要与生态环境相和谐。《科学标准(实验稿)》就要求在课程中探讨人与自然如何和谐相处,保持可持续发展:知道环境对生物生长、生活习性等多方面有影响;能认识到人类是自然的一部分,既依赖于环境,又影响环境,影响其他生物的生存。人教版《科学》六年级下册“探讨动物与环境的关系”用一张图片表示“草场上过度放牧会加快草场退化,甚至会破坏土壤结构,导致土壤沙化。”要让学生们了解:对生物扩张与进行控制的自创生倾向,少买一些袋装的塑料制品,少将一些矿物燃料用于交通运输中,少进行一些其他破坏环境的举动,地球就能逐渐可持续发展起来。 三、结语 小学科学课的课程性质中,科学探究及创新能力关系到学生学习其他学科和今后的发展,在其学科性质中具有很强的思想性。科学与人文的整合,正是传统经典与育人相结合的运行机制和理想境界。我国古代的科学思想家们具有丰厚的科技成果和思想,对其科学思想进行现代的转换与传递就是充分继承和发扬中国古代辉煌的科学文化,这些科学思想既体现在价值观,又有方法论和科学观以及渗透在各个层次上的概念、猜想与判断。传统文化的价值不仅体现在人文,自然科学对社会的影响将更为深远。《科学标准(实验稿)》指出:学生要了解人类活动对所在地区自然环境、生活条件以及社会变迁的影响;了解社会需求是推动科学技术发展的强大动力,科学技术在当代社会和经济发展中已成为一种重要的力量。如何把古代朴素的科学技术以及独特的科学思想融入到小学科学教育中,融入内容的选择、比例如何、教师该以何种方式向学生呈现,这都是今后研究中应该思考的。 作者:张玉平 单位:北京教育学院 小学科学论文:实验课程教学小学科学论文 一、巧设疑问,有效开展实验课程教学教学活动 新课标下,要求以培养学生的创新思维能力和探究能力为目标。由于学生思维能力的培养是从问题开始的。因此,在科学实验教学活动中,巧设实验疑问,引导学生积极探索、认真思考,并寻找事物之间的相互联系,对培养学生的创新思维能力具有十分重要的意义。在学习活动中,只有学生善于发现和提出问题,学生才能有效地找出解决此类问题的方法,并且巧设疑问既可以充分体现学生在科学实验教学活动中的主体作用,也可以帮助学生解决疑难问题。为此,教师在科学实验教学活动中要善于引导学生去发现问题、提出问题、分析问题和解决问题,即使学生提出的问题或见解有异议,教师也应不轻易给予否定。例如,教学《声音的传播》实验课时,当教师准备好水槽、音叉、水等实验器材后,要求学生完成实验操作,待每组学生完成实验后,让学生发表自己的见解,由于不同的学生有不同的看法,有的学生可能会说“:通过实验,发现音叉发出的声音很大。”由于小学生的年龄较小,好奇心比较强,有的学生可能会提问:“为什么这么远都能听到音叉敲击的声音?”通过学生的提问,教师引导学生进行问题的探讨,并得出结论,这样学生就可以深刻理解知识的含义。除此之外,在开展实验教学活动中,教师也应善于提出问题,根据学生的个性化特点及心理素质有针对性地设计问题,这对激发学生的学习兴趣有重要影响。在科学实验教学活动中,为了顺利开展实验教学活动,教师首先必须引导学生进行实验分组。在实验分组过程中,根据学生的认知水平及心理特点合理进行分组,不能将成绩优异或成绩较差的学生分在同一个小组,每个小组安排一个小组长,负责每个小组的学习任务安排及学习指导,同时选择的小组长要具有良好的协调能力及组织能力,小组分组要科学化、合理化,才能保证科学实验活动的顺利开展。 二、开展演示实验活动,培养学生的探究能力 对小学生来说,科学实验课程教学中的知识内容不便于直观理解,尤其是一些比较抽象的知识。因此,在开展科学实验教学活动之前,教师应做好实验的演示,在传授知识过程中,要一边演讲一边讲解,采用直观的教学工具将比较抽象的理论知识演示给学生,以达到潜移默化的教学效果。开展演示实验教学,既充分体现了教师的主导性,也充分体现了学生在教学中主体作用的发挥。例如,教学《光和影》一课时,为了使学生充分了解影子是怎么产生的,在教学活动中,教师可以演示各种各样的手影展现给学生看,让学生充分了解影子的三个特点(包括影子的大小与物体和光源之间的距离有关;影子随着光源位置的变化而变化;影子的形状与光源所照射的物体侧面的形状有关)。在演示过程中,应放慢演示的速度,给予学生充分的观察和思考时间,使学生深刻理解影子的产生原理,从而培养学生的探究能力。 三、课外活动延伸拓展 课外延伸活动是培养学生科学素养的重要途径,由于科学实验是与生活紧密联系的,为了有效激发学生的学习兴趣,培养学生的思维能力和探究能力,在教学活动中,教师应积极指导学生开展课外实验活动。然而,在开展课外实验活动时,为了促进课外实验活动的顺利开展,选择的课外实验内容应是简单易做的,通过一些简单的实验器材要求学生独立完成实验,既培养了学生的自主学习能力,也培养了学生的探究能力。例如,关于种子发芽实验,教师可以让学生在家里种一些植物,并要求学生每天观察植物的生长情况,并做好详细记录,最后将学生完成的实验成果进行课堂展示,教师和同学给予一定评价。在这样的教学活动中,既培养了学生的探究能力,也培养了学生自主学习的习惯。 作者:明鸿 单位:重庆市铜梁区侣俸镇小学 小学科学论文:信息技术小学科学论文 一、有效地降低了科学活动的客观局限性 信息技术的广泛应用,一方面,有效地降低了这些科学活动操作难度,减少了科学实验对材料的消耗;另一方面,也能够消除时间、空间和地域对科学实验的影响,使得学生借助于信息技术就能完成对事物的观察、数据的记录,对启发小学生的心智有积极影响。例如,在讲授《植物的生长变化》这一课时,由于小学生的认知能力有限,植物生长变化周期也比较长,如果仅利用课堂时间进行观察、记录不现实,而信息技术则能将植物的生长变化过程浓缩为短短几分钟,保证了学生参与并感悟自然生长变化的过程。 二、拓展了小学科学教学的内容 因此,通过信息技术来拓展科学教学的内容十分必要,首先,教师可以带领小学生感受网络科技所带来的便利,通过对网络信息的学习不仅能够扩充小学科学教学的课堂容量,也能丰富小学生的日常见识,从而对一些未知科学现象充满好奇;其次,信息技术也有利于科学教学的与时俱进,信息技术使科学教学变成一个动态过程,将一些最新鲜、最前沿的科学知识及时传递给学生,使科学教学变成一个充满了乐趣的知识阵地。 三、促使小学科学教学更加“有声有色” 信息技术以精美的画面、动听的声音等技术优势,使小学科学教学变得异彩纷呈,成为一场调动小学生各项感官的教学盛宴,以信息技术提高小学科学教学感染力,使教学更加“有声有色”,学生的学习也更加“有滋有味”。例如,教师在为小学生介绍叶子的相关知识时,可以通过包含各种叶子的动态视频和优美的背景音乐进行导入,让小学生感受各种形态的叶子之美的同时,能在那种舒适愉悦的氛围中进入学习状态,这对于提高科学教学能够起到事半功倍的效果。 四、有助于小学生搜集科学“证据” 学生在浏览网页来搜寻科学“证据”的过程中,首先需要对各种有关的信息、说法的真伪进行甄别,而质疑的过程也是思考的过程,可以培养他们严谨、端正的科学精神;其次在突出以学生为主体开展素质教育的今天,学生对感兴趣的知识进行自我探索、研究,能在自我思考中掌握科学知识的真谛,使所学科学知识得到真正的理解和掌握,这也是信息技术为小学科学教学带来的重要收获。 作者:高霞 单位:山东省淄博师专附属小学 小学科学论文:探究式教学法小学科学论文 一、探究式教学法在小学科学教学中的应用 通过对于现阶段小学科学教学工作的调查发现,其存在以下几方面的缺陷和不足:教师的引导性效能不能完全发挥;教学方式守旧,缺乏创新意识;过多重视理论灌输,忽视实践教学。上述提到的问题都不利于探究式教学工作的开展。因此,积极尝试以探究式教学理念去引导现阶段的小学科学课程教学,是很有必要的。然而,将探究式教学法运用到小学科学教学过程中去,不是一朝一夕能够完成的,更多情况下,需要从多个角度来入手。探究式教学法不仅仅可以使得小学科学教学课堂氛围变得更加活跃,而且还能够使得学生的积极性得到最大提高,要想发挥这样的效能,就应该注重以下几方面的工作: 1.以课程引导者的视角开展教学。探究式教学法在小学科学教学中的应用,要求教师抛开传统灌输式教育的理念,积极将课堂的主动权交给学生,教师更多情况下扮演好引导者就可以了。这不仅仅要求小学科学教师从思想意识上去调整,还需要掌握好课程引导的节奏,避免与学生的探究步伐出现了不一致的情况。为此,应该积极做好以下几方面的工作:其一,合理设置课程问题的难度,避免因为过难问题的设置给予小学生带来过大的压力;其二,积极在课程探究过程中,进行观察,抓住有效的引导时机和范围,带领学生慢慢去理解科学含义,科学规律,使得学生的思维跟随教学进度去进行,在此基础上达到教学目标;其三,积极改变科学是辅课的观念,同等看待科学课程的开展,对于公然占据科学课程时间的行为进行严格的惩罚,以便为小学科学课程的开展营造良好的环境。 2.注重教师综合素质的不断提升。探究式教学法,对于小学科学教师的素质要求更高,除了需要教师积极改变教学思维之外,还需要高度重视教师的素质提升。对此,我们应该积极做好以下几方面的工作:其一,学校应该积极组织小学科学教师进行探究式教学模式的学习和培训,使得其深刻理解探究式教学理念的含义,并且指导其积极尝试将其运用到小学科学教学过程中去;其二,扩展小学科学教师在职教育渠道的扩展,鼓励小学科学教师积极在探究式教学方面进行探索和尝试,融合教学资源,以最大化的营造探究式教学氛围;其三,鼓励教师积极针对于探究式教学的应用开展深入的探讨,构建完善的教学技巧交流平台,以保证教学经验和技巧的总结和归纳。 3.建立健全科学的评价考核体系。传统教学模式对于小学生科学素养的评定都是通过考试的方式来开展,往往忽视了小学学生科学学习态度,学习努力程度等因素,因此难以全面的反馈出小学生的科学学习情况,这对于进一步提升学生的科学素质是很不利的。对此,应该积极建立健全科学的评价考核体系,将探究式学习的情况纳入进去,以此去引导学生以更好的状态参与到实际的科学探究课程中去。另外,合理界定平时成绩,学习态度,探究学习能力,合作精神的比重,制定科学的评价考核体系,以便给予学生科学公正的评价,帮助学生去查缺补漏,并且以此为基础制定更加有针对性的科学教学方案。 4.营造良好的科学探究物质环境。以探究式教学法去开展小学科学教学工作,还需要具备良好的科学探究物质环境。在缺乏相应科学探究设备的环境下,其教学工作的效能自然难以达到理想的水平。对此,各个学校应该注重以下工作:其一,积极将小学科学教材,器具等设备的采购纳入到学校预算范围,不断夯实科学探究的教学物质基础;其二,注重科学器材和设备的维护和管理,保证最大化发挥其效能,避免因为缺乏保护而造成的使用率不高的问题;其三,注重利用校外资源,如植物园,动物园,博物馆,带领学生去了解真实的科学世界,使得学生的科学视角放到实际生活的范围中;其四,积极通过校园板报等方式去进行科学宣传和教育,开展全校范围内的科学实践活动,希望可以以这样的方式营造良好的科学教学环境。 二、结语 小学科学课程虽然仅仅是义务教育范围内的基础性课程,但是由于其初始性的特点,往往会成为影响后期学生科学素养和学习能力的重要因素。对此,小学科学教师应该正确认识科学启蒙教育的重要性,不断总结和归纳自身教学方面的缺陷,积极将探究式教学方法运用进去,引导学生在科学世界中去进行探索。 作者:宁静 单位:张家口市桥东区宝丰街小学 小学科学论文:自制教具与小学科学论文 一、自制教育对鼓励学生探究性学习铺设了道路 传统科学课程学习过程中总是以学生验证最终的实验结果为主,而新课程提出的要求是鼓励学生进行自主探究,这对学生自主研究、自主发现问题、自主解决问题有很好的促进作用。并培养了他们在课堂中自己动手进行实验研究的习惯。 二、能够提升学生的创造性和自主动手的积极性 在小学科学课堂上自制教具不仅能够提升学生们的创造性,还能够提升学生的积极性,让他们从过去的“要我做”转变为“我要做”,在小学科学课堂中,学生自制教具有利于培养学生的探究性思维,例如在研究水与油融合这一现象时,教师可以准备两个杯子,并准备两张扑克牌,让两个学生上台做实验,一个学生的杯子装满水,另一个杯子转入色拉油,并让学生将事先准备好的扑克牌盖在两个杯子的口上,然后将两个杯子的盖子想重合,并将扑克牌拿掉一点点,就会看到两个杯子里面的水融合了。这样进行实验不仅能够让学生对实验的结果感到诧异,分析其原因,从而培养创新型思维,还会让学生在以后的试验中都增强相应的动手能力。 三、自制教具在小学课堂的应用实践 1、发挥学生能动性,成立实验器材小组 根据班级中学生的学习兴趣、爱好等特点,发挥自身能动性,投入到实验器材准备工作中来。一方面为学生提供了动手的机会,一方面节约了教师的器材准备时间,提高了器材准备效率。例如,在进行讲授简单的电路一课时,需要为每一组学生准备一个已经串联好的电路,如果只是教师一个人完成,要浪费很多时间。学生组成的实验器材小组就可以发挥作用了,在教师的示范下,制作简单的电路,不仅帮助教师完全器材的准备,提前预习了新课,在制作器材中体会到科学的乐趣。 2、有效运用生活中的各种材料 小学科学的内容大都比较常见,比较普通,并且科学课堂的本质就来源于生活,小学课本的大部分教材内容都是生活中事物现象的积累,只要我们在生活中处处留意,将日常生活中的一些科学原料收集起来,例如“小图钉、磁铁”等,我们都能够运用这些生活原料制作适合科学课堂教学的一些经济、实用的小实验。例如,日常生活中的气球是一种非常常见、普通的物体,价格实惠、便宜,在小学科学课堂上,讲述空气时,就可以让学生用力对着气球吹气,可以看到,气球的体积逐渐变大,这时,教师可以在旁边对这一道理进阐述,同学们通过气球鼓起来的现象可以看出,空气无处不在,并且空气时具备一定的体积的,他能够占据很大的空间。在进行《水的浮力》教学时,笔者在课前准备好四个分别装有砂子、清水、盐水、空气的乒乓球。在课堂上将四个球同时放入盛有水的水槽中,结果学生看到有的球沉入水底,有的浮在水面,有的悬浮在水的上半部分,有的悬浮在水的下半部分。这种巧妙的设计,使学生在疑惑中自然的进入到问题的思考中。因此在实验器材的准备上要构思巧妙,不仅要立足课本教材,还要具有多元化,吸引学生眼球,诱发学生思考。 3、化无形为有形 小学生在考虑问题时比较片面,在很多理论知识上,学生的思维还不够完善,不能考虑深入、形象,就需要教师通过生活中的自制教育模型来对他们强化他们的理解,不过由于生活中的自制教具的部分缺点,就使得教学的效果不是非常明显,教学的结果也不是特别精确,让学生产生误解,或者让学生发现不了实验的变化,针对这些现象,就需要教师对这些现象进行正确、科学的改进,使其能够实现教学的最佳效果。例如,在小学科学课堂上,教师在讲述冷胀热缩现象时,可以让学生准备两根小铁丝与一个灯泡,在课堂上,将两个小铁丝与灯泡串联起来,两个小铁丝之间相互挨紧,但是不靠在一起,当通电时,铁丝就会通过“热胀冷缩”的原理逐渐变长,最后两铁丝相互接触,使得灯泡变亮,这个实验很简单,但是就会引发学生无限的遐想与思考,增强学生对知识的学习力度。 四、将电子元件结合起来,增加效果的真实性 在小学科学实验课堂上,总是会涉及到关于“电”的知识,电是无法进行触摸也无法用眼睛直接看见的物体,可以说电是危险的,在教学课堂上,让小学生正确的理解和区分导体与绝缘体是相当重要的,传统的教学方法就是让学生通过电路检测器来对这方法的实验进行研究并得出结果,不过对于内电阻较大的原材料,用这种方法进行验证时根本就不能够达到通电让灯泡发光的效果,由于这类型的实验结果得不到验证,就需要电子元件来对其进行辅助研究,增加其实验结果的真实性、严谨性等。总之,科学即生活,自制教具在小学课堂上的用途广泛,所发挥的作用是相当重要的,我们要正视自学教具的用途,并将其有效用于今后的课堂教学中来。 小学科学论文:情感教学下小学科学论文 一、创设学习科学的情景 1.用生动的小故事创设学习科学的情景。如:讲回声时,也可以介绍科学在线中“不是老天爷显灵是建筑师的杰作”激发学生的好奇心,同时也为讲回声设下伏笔。 2.用精彩的插图创设学习科学的情景。小学科学书中有很多插图,如:六年级科学中讲人体时,插图介绍人体的器官,及形象又有吸引力,五年级科学种,斜坡的道理,插图介绍的是几种上山的S形图,表述了科学的研究现象,包含一定的科学性和现实性,同时,把学生的思维从狭小的课堂引向广阔的光泽陆离的科学世界,学生由此在教师的引导下踏上学习探索的科学道路。 3.通过实验或问题创设科学情景。作为科学教育中的实验教学,其在教育中的地位和作用,抑或实验教学的教育价值,许多人至今并没有认识清楚。对大多数学生来说,学习科学是从记住书本上的一大堆陌生的符号、公式、定律开始的,然后,模仿、演练各种类型的练习题,直至把这些陌生的公式、定律、灵活运用到能正确解答各种习题为止。在整个学习科学中,实验等其他一些科学活动往往被忽视。这种现象,固然是教育思想或教育方法的反映但从本质上看,是与对科学及其本质的理解密切相关的。由于小学生的生活经验有限,不能选择合适的材料为自己的实验服务。所以,教师要给学生准备足够的实验材料。选择实验材料时既要考虑到实验的易操作性,又要突显实验的现象。如:在讲《声音是怎样产生的》这节课时,是基础实验,在实验过程中要重视对学生观察实验能力的培养,指导他们用手摸、用眼看、用耳听,综合运用各种感官,使学生亲身感受“声音的振动”,积累大量的感性知识。同时,还应引导学生讨论振动与产生声音的必然性,既有振动就会发出声音,没有声音就没有振动,使学生的思维得到发展。 4.通过组织参观讲座制作、兴趣小组等课外活动创设学习科学的情景。例如:在讲《观察植物的向光性》这节内容时,对于植物具有向光性的这一特征,学生或许已经具备一定的生活经验,例如路边石块下的小草弯曲着钻出石缝,阳台上花草倾斜着的生长状态等。 二、发展学生学习科学的情感 要掌握小学生心理发展的规律,针对不同学生的心里特征采用不同的对策,就能取得情感教学的主动权。 1.抓住小学生心里特点组织教学。小学生对科学有一种自然的新鲜感,一开始就要引起学生的注意和浓厚的兴趣。 2.针对优生、学困生的生理特点调动他们的学习科学的情感。使学生之间团结互助的情感气氛,为提高教学质量创设条件。在科学教育的课程中,情感教学占据了非常重要的地位和作用:教师的理解、兴趣、和喜好,要导致学生的理解、兴趣、和喜好,即发生情感共鸣与转移,这既是教学成功的关键,也是优质教学的重要标准。通过富有启发性的问题,或者用能有效地激起问题的事物或现象,使学生爱学、有兴趣学,因此,情感教学在科学课教学中有不容忽视的重要地位。 作者:刘美丽 单位:河北省大城县第三小学 小学科学论文:实验装备管理下小学科学论文 一、日常装备管理 结合我校实际情况配备了三个占地为90平方米的科学实验教室,及两个占地30平方米的准备室,并购置了较为完善的实验仪器及装备。那么,有了完善标准的实验器材配备,作为科学教师应如何合理运用和管理呢?仪器室和实验室做到整洁卫生,并制定一系列的安全制度和规章制度,做到管理、使用安全。实验仪器设备按标准全部入橱,分类存放,做到科学合理、取用方便。并设有专门存放化学物品和危险品的橱柜,在加锁的同时,贴上警示,确保在没有管理员的情况下,学生也能安全的使用实验室。作为实验室管理员,要定期检查仪器情况,及时清点实验器材数量,并记录使用情况,如有损坏现象,应及时处理,以保证下次实验的顺利进行。危险品专柜要做到勤检查,及时将存在隐患的物品清理,以确保每一个人的人身安全。在多余的橱柜中,可存放教师在教学中的自制教具和学生在课上课下及科技活动中制作的小发明、小创造等科技作品,充分展现教师及学生的个性,让实验室成为充满创造氛围的“科学主题乐园”,对培养创新精神来说具有特别重要的意义。 小学科学学科实验教学在推进素质教育和实现现代化教育中起着重要的作用,作为小学科学教师不仅要有不断更新专业知识的思想、努力学习先进的实验室管理、实施符合学生的创新型教学活动,逐步形成自己的教学风格;同时还要有无私奉献的精神,自觉提高业务能力,真正地推进实验管理的科学化、规范化。教学仪器按及各类装备,不仅要管理得有条有理,而且使用率要高,科学课上所涉及到的实验,尽可能的确保学生能亲自动手实验操作,使用过程中教师应全程参与指导,在确保学生安全顺利的进行实验的同时,尽量避免损坏现象出现。作为科学教师除了学会教材要求的各种操作方法以及简单的保养维护工作外,还要积极学习更多的学生可能感兴趣的实验操作,以此激发学生的科学学习探究热情。也只有搞好了设施设备的维护和管理,才能保证实验教学的正常开展。 二、进行开放式实验教学 科学实验室是学生科学学习的主要场所,其学科资源优势十分明显。然而在实际教学中,一般的实验室只是在学生上科学课时利用一下,导致实验室大量的学习资源使用效率极低。《小学科学课程标准》的基本理念中提出“科学课堂具有开放性”。作为科学教师,除了要做好教材中要求的演示实验和学生的分组实验外,还要积极创造条件向学生开放实验室,提高学生学习科学的主动性及探究欲望。观察和实验则是学生检验真理的途径,在短短的四十分钟课堂教学中,学生是没有办法真正感受并体会到探究的乐趣,此时我们应进行开放式教学,为学生提供充分而自由的时间和空间,让学生充分发挥创造性,利用多种方法进行实验研究,发展学生的多向性思维,挖掘学生的创造性思维。真正做到把课堂还给学生,充分给学生自由探究的时间,注重亲历科学探究过程。从提出问题到猜想,然后自己动手寻找证据进行验证、实验,经过思考之后得出结论,并把自己的认识用于解决实际问题。 例如在教学《沉与浮》一课时,给每个小组准备好工具箱,先让学生从工具箱中自由选择各种材料,然后及时提出问题:你认为哪些材料在水中会下沉?哪些会浮在水面上?这时学生畅所欲言。教师把学生的这些猜想和假设板书出来,并不急于把答案告诉学生,而是指导学生自己设计实验活动,在活动中得出结论,验证自己的猜想,发现新的问题,从而促进学生探究的创造性发展。可见,进行开放式实验教学能充分展示学生的创造能力。总之,我们应经常组织学生开展课外观察,实验、科技小制作等实践活动,让实验室成为学生开展各种科学探究活动的阵地,成为展示学生探究活动成果的舞台和发明创造的乐园。给予学生充足的活动时间,让学生在玩中学、学中玩,亲身经历科学探究的全过程,从中获得科学知识,体会科学探究的乐趣,感受科学就在我们身边。 三、创新教学----自制教具 小学科学教育的根本目标是培养学生的创新能力,这就需要给学生创设一个创新的环境。实验室是为观察实验活动而设置的特定场所,因此,实验室的环境设置应当具有科学的氛围,使学生一走进实验室就如同来到发明创造的圣地。让孩子们在一系列的实验探究活动中受到潜移默化的影响,真正学会观察,感受到科学创造就在身边。处于小学阶段的孩子模仿倾向十分强烈,并善于乐于模仿,课本中的一些实验,在实验室中无法取得符合的器材,那么不妨发挥一下教师的想象力,就地取材,设计教具。如:教师事先做好有科学依据的教具,呈现在课堂中,让学生模仿学做,在制作的过程中,学生们会发现一系列的问题,针对这些问题在进行探究,并得出科学概念,在不知不觉中,学生变掌握了概念,且不易忘记。 在科学实验教学中,教具以它的直观性在小学的实验教学中起着非常大的作用。通过教具的演示及学生亲自动手实验,就可以较好地激发学生实验研究的兴趣,使学生在观察实验中,通过实践操作、观察比较、归纳概括,提高自主获取知识的能力。这也是其它教学方法所难以达到的。小学科学实验教学中,我发现小学科学实验教具的配备还存在不足之处,还有就是配备的教具不理想,实验效果不明显。基于这种情况,我在教学中带领学生亲自动手,利用身边的材料制作出经济、实用、直观的教具,不仅锻炼了学生的动手能力,在合作中培养了学生的团队合作精神,同时又对教材进行了补充,取得了较好的实验效果。 通过师生共同动手制作教具,既锻炼了学生的实验、动手能力、又培养了学生爱科学、学科学的优秀品质,在开阔学生的眼界、活跃发散学生的思维的同时,也培养出了具有创新精神的学生,对推进新课改的深入开展有积极的推动作用,值得广大师生大力开展。 作为信息化时代的科学教师,要与时俱进,不断的提升自己的现代教育技术能力,并以丰富多彩的教学模式不断的吸引学生,创设一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境,让他们在轻松愉悦的环境中学习,继而喜欢上科学课。真正地改变了传统教育单调模式,使学生乐学落到实处,让学生感觉到科学就在我们身边,让他们从小就爱科学、学科学、用科学,全面提高学生的科学素养,让实验室处处充满科学创新的活力。为我们的教学改革注入新的活力。 作者:徐金金 单位:昆山市千灯镇炎武小学 小学科学论文:情境性小学科学论文 一、小学科学情境性试题教学存在的问题 根据相关的调查研究发现,目前,我国小学科学情境性试题教学在推广应用过程中存在着诸多突出的问题和矛盾,严重弱化了教学效果和质量。主要表现在以下几个方面:首先,试题设置的内容严重超出课程教学目标的要求,导致在教学实践中评价内容超标,造成小学生接受能力的下降,不但无法达到理想的教学目的,同时也损害了学生的学习积极性和兴趣。 其次,科学情境性问题设置存在凭空捏造或者仅仅是装饰点缀的作用。实践调查发现,目前,课堂教学中出现的科学情境性试题存在凭空捏造、肆意编写的问题,这种问题的存在导致学生学习进入误区,对科学的理解和认识被严重地扭曲。同时,科学的情境性试题没有发挥主导性作用,而仅仅起到装饰花边的作用,造成学生学习过程中无法区分侧重点,导致学习误区的出现。 最后,生活化的情境脱离生活实际。脱离生活实际的生活化的情境试题是没有任何意义的,在有些科学情境性试题中常常会出现个别试题与生活实际不符合,脱离学生的生活实际,造成学生在认识上的错误,导致试题教学目的和效果无法达到,学生出现厌学的情绪。 二、小学科学情境性试题教学的改善策略 1.严格把控评价内容的设置。在教学实践中,课程目标的设置、评价目标的设定以及评价内容的选取是相辅相成的,课程目标决定评价目标,评价目标同时影响评价内容,三者形成统一的整体。为此,在小学科学情境性试题编制过程中,应严格遵守科学的内在要求,将科学的概念、科学思想、科学的方法等内容与小学生的情感态度相互结合,让评价内容服务于课程标准,对评价内容中涵盖的知识掌握、科学探究能力、情感态度与价值观培养等内容进行合理的分配,让学生在试题的作答中感受到科学的魅力和乐趣,提高学生的学习兴趣。 2.问题情境的设置以生活实践为导向。严禁虚假情境在小学科学情境性试题中的出现。众所周知,学习是个体与环境的相互沟通过程,是适应环境后的结果。为此,试题中的问题必须以生活实践为导向,坚持反映真实的情境,杜绝凭空捏造和违反客观规律等现象发生。引导学生以科学的思维方式去观察问题、解决问题。此外,应重视情境问题的引导和教学作用,而不仅仅是花边修饰作用,情境问题的设置以生活实践为导向,以培养学生的科学思维方式、锻炼学生的动手操作能力和解决实际问题的能力为教学目的,推动问题情境对于实际问题的解决价值的普及,提高学生运用知识的能力。 3.重视问题情境与学生认知的联系。小学生处于学习的初级阶段,问题情境的设置可帮助激发学生的学习兴趣,培养学生的学习习惯,调动学生的学习主动性与积极性。过于陌生的问题情境,会造成小学生学习的紧张感,导致学生解决问题和分析问题能力的下降,影响学生长远的学习效果。因此,在问题情境设置过程中,可以借助图片、示意图、小故事等方式帮助问题的展开,从而与学生的认知能力搭建联系平台,推动学生对科学情境性试题的认知水平的提高,促进学生学习的兴趣。 作者:郭玉定单位:江苏省扬州市邗江区方巷镇中心小学 小学科学论文:基于课堂教学的小学科学论文 一、在实验过程中,实验的操作要具有科学规范性 教师在使用教材时,要科学、准确地把握课堂教学内容,充分体现“用教材教”而不是“教教材”的理念。同时也要培养学生的观察能力,让学生感受科学的奥妙观察是一种重要的科学研究方法,例如学习《溶解》单元“分离食盐与水的方法”一课,在给蒸发皿加热时使用石棉网是不妥当的。在化学中规定,可以直接加热的仪器;试管、蒸发皿、燃烧匙、坩埚等;可以加热但需要使用石棉网的仪器:烧杯、烧瓶等;不可以加热的仪器:量筒、集气瓶、漏斗、水槽等,这样才能对每课的教学做到有的放矢,抓住重点,提高效率。 二、科学教学的有效方法 科学探究的有效性是指通过探究活动使学生获得具体的进步或发展。在高效的小学科学教学活动中,小学生的科学思维得到有效调动,可以明白更多的科学道理。因此,我们在教学中,要注重提高教学的有效性。 (1)用全新的教学理念设计日常的教学行为。传统的课堂,就是一本教材、一块黑板、一支粉笔,有时候教师讲得口干舌燥,学生对于教师所讲的内容和书本上的知识完全没有兴趣,整个课堂没有生气。这些都不利于新课程改革下的科学教学,不利于促进教学效率的提升,因此,在现阶段的教学中,为了体现学生的学习主体地位,每一位科学教师都要确立每一位小学生都可以学习科学;让不同阶段的学生学习不同水平的科学;允许学生以不同的速度学习科学;从解决生活中的问题着手,激发学生对本课学习内容的好奇心和积极性,同时激发学生热爱大自然的思想感情,尽显科学课的有效教学。使科学课堂教学最大限度的有效化。 (2)积极探索有效的方法和策略,引导学生从发现问题到解决问题,使学生经历从感性认知到理性认知的过程,提高学习的效率。有效的科学课堂可以很好地调动学生的参与积极性,培养学生学习的乐趣。例如在《电和磁》的教学活动中,为了让学生对此产生兴趣,笔者让学生自己进行提问,这样也有利于学生对电和磁的转化的学习积极主动,进而让他们产生浓厚的兴趣去探究问题,并且提出相关的疑问;诸如电流通过导体时会在周围产生磁场?封闭的导体在磁场中作截割磁力线的运动会产生电流等,这些问题的提出,也为学生探究科学知识奠定了有效的学习基础。 以上几点教学,都有助于培养学生良好的学习习惯,同时在教学过程中也体现了以人为本的教育理念。教师在围绕这些培养内容,充分地利用课堂教学这一主渠道来训练学生的思维,训练的内容注意扩展到课外、家庭、社会。教师只有多渠道多途径并且坚持不懈地进行创新工作,才能培养出大批具有良好素质的有用人才。 作者:郭瑞芬单位:内蒙古卓资县河南小学 小学科学论文:学校信息技术与小学科学论文 一、物质科学内容,如何选择信息技术? 在需要数据分析的实验中,老师们可以借助信息技术强大的数据分析功能,汇总每一个小组的数据,并能进行快速的求平均。如在教学“形状和结构”单元中的《抵抗弯曲》一课时,首先要引导孩子们明确纸横梁承受的垫圈数量越多,表示它的抗弯曲能力越强;接着引出矛盾,横梁的抗弯曲能力有强有弱,这跟什么有关呢?孩子们根据生活经验猜测出:可能和横梁的宽度、厚度等因素有关;接着,每个小组要通过实验分别测试出不同宽度、不同厚度的纸横梁能承受多少垫圈。在统计每个小组的数据时,笔者采用了Excle电子表格的方式,每个小组自己上台填写测试到的数据后,直接运用公式求出了各组的平均值,数据的计算方式一目了然。 二、地球与宇宙中,如何选择信息技术? 而对于地球和宇宙的内容,对于孩子们来说,实在是太抽象了。像这样的内容,单凭老师们滔滔不绝的讲解,苍白而无任何的意义:再生动形象的语言,都无法把孩子们的视野拓展到浩瀚的宇宙空间中去!所以笔者认为,这样的内容,如果能借助信息技术这一强大的技术支持来进行教学,会是一个不错的选择。特别是一款“googleearth”软件,由于它整合了Google本地搜索、访问Keyhole的航天和卫星图片数据库,来实现来鸟瞰世界的功能,是一款实时更新的动态虚拟地球软件,它突破了时间和空间的限制,所提供的信息具有实时更新的特点,所以它给孩子们带来的都是最新的时代信息。 Googleearth软件将知识性、时代性、实用性和趣味性结合于一身,它模拟了地球、星空、火星、月球四个宇宙环境。“地球表面的地形”、“地球内部运动引起的地形变化”等内容能够借助软件中的“地球”环境进行,孩子们通过鼠标和键盘,弹指间就可了解世界各国的风土地貌:只要输入“地址”,按下“搜寻”,马上就可以放大所寻找的位置,3D地形立刻呈现在眼前。打开软件中的“月球”,不断放大,环形山清晰可见。“在星空中(一)(二)”,软件中的“星空”环境,即刻展现在孩子们面前的是浩瀚的星空、无边的宇宙和那神秘的星座,孩子们可以通过注解认识不同的星座……小学科学课程是一门具有活动性质的课程,我们要最大限度地将科学探究活动过程呈现在课程内容中,同时依靠信息技术,提高孩子们学习科学、探究科学的兴趣,解决他们学习中的难点,创设生动、互动、主动、灵动的科学课堂,不断提高每一位孩子的科学素养。 作者:宋敏芳单位:江苏省苏州工业园区跨塘实验小学 小学科学论文:合作学习运用下的小学科学论文 一、合作学习在小学科学课堂中的应用模式 1.合理分组。合理分组是我们保证学生学习积极性的必要前提,我们结合教学实际,总结出了以下几种合理的分组模式:一种是常规模式,这种模式的具体情况就是,教师要结合学生们的实际情况,将各类水平的学生进行合理的搭配,保证组内异质,但是组间同质,这种分配模式比较有利于良性的竞争,能够激发各个小组的合作动力。第二种是学习任务型的模式,这种模式要求教师要组织班级内不同能力和兴趣的学生对相同的内容进行科学化的合作学习,教师应该充分考虑到每一位学生的特质,让学生们自主尝试更适合自己的学习任务。第三种就是按学习方式划分的组合模式,这种组合里,学生们可以自由选择学习的方式和内容,可以自主选择想要探究主题,学生们会形成一种主动意识。 2.完善分工。在小组合作的学习模式中,教师要保证每一位学生的主体求知性,每一名学生都需要全面的发展,对于每一名学生的任务安排,教师可以采取轮换制,使学生们体会到每一个环节的乐趣与艰辛,这样不仅能够提升学生们的综合能力,还能够使同学们学会换位思考,促进了小组成员之间的相互理解,提高了合作学习的效率。 3.教师指导。教师在合作学习的模式中,要充分扮演好导师的角色,不仅要明确指导好小组学习的任务和操作的程序,还应该具体地安排小组合作的时间和形式,将小组学习的任务落实到每一个个体上面,保证小组学习的正常进行,以及学习的正确方向。 二、合作学习在小学科学课堂中的运用意义 1.激发学生兴趣。在科学课上实行合作学习,充分调动了学生们对于新鲜事物及信息的好奇心,激发了学生们集体合作,解决问题的热情和信心,全面应用了学生的学习兴趣。 2.促进目标完成。小学科学的学习本身就是一个探究的过程,合作学习实现了一种探究式的学习,学会们可以互相取长补短,实现了共同进步,更容易实现教学目标。 3.增强团队意识。团队意识是需要培养的,从小学科学课的合作学习中,学生们感受到了合作的好处和乐趣,在今后的学习生活中,学生们也会将这种团队意识继续发扬,使每个人都能得到全面的发展。 4.营造良好氛围。以合作的形式进行探索式的教学活动,每一个同学都有机会参与到学习当中,没有了硬性的规定,学生们充分表现自己,进而营造出了良好的学习氛围。在本次论文中,我们分析了合作学习在小学科学课堂中应用须注意的问题,总结了合作学习的基本过程和模式,阐述了应用合作学习的优势,希望能够使更多的教育界同仁关注到合作学习,进而更好地提高小学科学课的教学效果。 作者:吴婕单位:江苏省盐城市第一小学教育集团 小学科学论文:信息技术与小学科学论文 一、信息技术与小学科学整合的方法 1.将信息技术与教学内容整合现行的小学科学教材中,由于教材编写及时间和空间的限制,很难将具有时代特征、地域特性的教学素材和教学内容在教材中反映出来。例如,《火山和地震》、《能量的转化》、《水的变化和热的传递》,因其教学内容宏观而抽象,学生很难将其与实际生活联系起来。因此,在教学中教师可以借助信息技术,采用视频展示、模拟演示等多媒体技术来加以形象化、具体化,也可以鼓励学生借助网络平台,亲自去搜寻问题的答案以及合作交流心得。在这个过程中,学生不仅体会到科学的博大精深,更激发了探索科学奥秘的浓厚兴趣。 2.将信息技术与教学方式整合信息化整合小学科学教学,教师可有意识地让学生利用Google、百度等查找资料,或进行社会调查,同时还可以制作主题网站,让学生在网站内进行阅读学习、交流、讨论。这样不仅把学习科学知识由课内延伸到课外,开阔了学生的知识视野、丰富课余知识,还能培养学生自主探求知识的能力,提高搜集和处理信息的能力。 3.将信息技术与教学手段整合在信息技术环境下,教师应该利用做实验、闯关、做游戏、猜谜语、看图片、看视频、小制作等教学情境,形成多角度、多层次的信息刺激,从而强化感知、丰富想象,使科学课变得精彩纷呈。例如,在《电流》单元的学习中,电流是看不见、摸不着的。但如果利用计算机绘制生动、形象的电路图,学生就能够直观而透彻地观察,理解电路、电流等抽象的概念,并掌握电流及电路图的知识,从而突破教学难点。又如讲授《蚕》一课时,教师可以借助录像等展示蚕的生长过程,学生还可以用数码相机记录蚕一生各阶段的生长情况,然后制成PPT或电子相册,提高学习兴趣和效率。 4.将信息技术与探究性课题整合在时间跨度大的观察与实验探究活动中,信息技术对激发学生的参与热情与探究兴趣十分重要。例如,在《天气》单元的教学中,教师要求学生对天气变化进行一个月的持续观察,并记录有关风、云、雨、气温等要素的变化。这时,教师可以和学生一起,利用数码相机、摄像机等信息技术,将天气变化过程以照片或视频的形式记录下来,并利用计算机处理成图表、电子相册或图文并茂的网页,在个人网页、班级网页、学校网站等。这样既让学生展示了自己的探究发现,又让学生走进了网络,丰富的教学资源和个性化的学习方式相结合,课堂焕发了生机与活力,达到了寓教于乐的良好效果。 5.将信息技术与探究性活动作业整合依托网络环境,科学课不仅在内容上具有开放性,在作业上也具有了开放性。教师布置了探究实践活动作业,学生可以通过网络进行观察、实验、收集、整理、设计、制作等。有了网络,学生的作业情况以及课内外探索成果的展示也就从单纯的教师点评,转向全体师生之间的交流和点评。这样给学生提供了选择的机会和创新的空间,学生可以互相取长补短,分享他人取得的成功经验,激励自己的探索欲望。 二、结束语 要实现信息技术和小学科学的有效整合,必须从教学内容、教学方式和教学手段等方面统筹安排。不仅把信息技术作为辅助教或学的工具,更要利用自主探索、多重交互、合作学习、资源共享的学习环境,改变传统教学结构,合理地运用信息技术,将其作为促进学生自主学习和情感激励的工具,使学生的创新思维与实践能力在整合过程中得到有效锻炼。 作者:斯德琴单位:广东省深圳市宝安区坪洲小学
植物小论文:基于植物园作用的初中生物论文 1建立植物园的作用 1.1课堂实践,培养学生的自主探究能力科学是一门具有较强实践性的学科,它的学习过程需要通过学生的动手操作来辅助内化、理解.课堂中的理论知识需要在实践中得到验证.如果能建立一个具备生物多样性的植物园,让学生带着课堂教学中的问题,主动分析问题,自主探究,寻找答案,最终解决问题.它不仅能丰富教学形式,更能深化教学内容,优化科学课堂结构,提高学生的自主探究能力.因此,建立植物园非常有必要,它可以作为实验活动与课堂理论相结合的实践体. 1.2拓展实验,激发学生浓厚的学习兴趣观察和实验是初中科学教学的基础,它具有积累感性知识,激发学生思维,培养学习兴趣,训练操作技能等作用.虽然教师也意识到了实验的重要性,但是当面临缺乏大量的活体实验材料时不得不放弃.以往,学生的很多分组实验,就是因此而被教师演示实验所取代,甚至直接放弃实验.而植物园的存在,完全解决了实验取材问题,提高了初中生物实验开出率,激发了学生浓厚的学习兴趣. 1.3露天课堂,提高教学的生动性如果总是让学生呆在教室里,面对着黑板上课,学生的学习情绪难免会低落,会觉得枯燥乏味,因此偶尔换个环境,把课堂搬到植物园中,让学生徜徉在绿色世界中,呼吸着清新的空气,映入眼中的是一个个鲜活的实体例子,可以使学生放松心情,激发学生学习热情,同时使教学变得生动、活泼,有利于提高课堂效率. 2植物园的建设 场地选择:因地制宜,选取校内适合种植的闲置土地或屋顶空间,面积以不小于50m2为宜,要求阳光充足、浇灌方便.土壤以山坡土等富含有机质的土壤为佳,也可以自己调配.花盆、藤架、喷壶等工具配足.植物品种的选择:结合教材,选取和实验要求匹配的植物,以及一些具有代表性的、容易栽培的植物,以方便教学需要和有利于拓展学生视野、丰富课外知识.种植和管理:按季节和教学进度合理安排各种植物的种植和培养,充分发挥学生社团(兴趣小组)的积极性,由指导教师和学生共同参与种植和管理.植物园定期向全体学生开放参观,成果定期汇报交流. 3如何充分利用植物园对学生进行生物学教学 3.1课堂教学与植物园观察相结合例如,在讲“单子叶植物和双子叶植物”的特征和区分时,可以把学生带到植物园中,通过分组探究学习,让学生在观察、对比、讨论中了解单子叶植物和双子叶植物在根、茎、叶、花瓣、子叶等方面的区别,并能准确的区分.又如,在“种群—群落—生态系统”教学中,可以在植物园中让学生看一看,说一说,议一议,结合植物园中的各种植物及其环境,将三者的概念进行区分. 3.2就地取材,开展生物实验教学如华师大版八年级上第四章第一节《绿色植物的营养器官》中“观察叶片的气孔”的实验,我校学生在植物园中摘取书本中的选材———菠菜叶片,在显微镜下进行观察,发现无法获得清晰的结构图,学生将多种植物的叶片在显微镜下进行观察,最后发现鸭趾草和空心莲子草这两种植物叶片的气孔在显微镜下呈现非常明显.通过此实验,学生不仅观察和认识了气孔,而且使学生动手实践探究的能力得以提升.又如,在“叶脉书签的制作”实验中,我校学生在植物园中采摘茶花叶、桂花叶、樟树叶、红叶李叶进行实验,实验后,学生进行交流总结,有许多书本中未提到的意外发现,如:选材上,应选择质地较柔韧的叶片,角质层太厚(如桂花树叶)或者叶脉不够韧的都不适合;煮沸后不同的叶片会呈现不同的颜色,有些像茶花一样是棕色的,有些是黄绿色的;茶花的叶脉会很明显地分成2层……学生根据实验结果,还撰写了实验小论文. 3.3寓教于乐,给学生参与建立植物园的机会为了提高学生的动手实践能力,培养学生的科学思维方法,激发学生探究性学习的兴趣,我校开设了“打造更美植物园”这门校本课程,让学生设计如何完善植物园,选出最佳方案并让学生亲自动手栽培植物,然后认养植物,观察植物从种子萌发到开花、结果的全过程,体验劳动的艰辛与快乐,在进行种植、观察、记录和管理的同时,养成细心做事和持之以恒的好习惯,在科学实践中体会到动手参与的快乐. 4我校利用植物园进行教学取得的成果 通过师生的共同努力,我校在2012年建成了一个植物园,成功引种了近百种植物,还在屋顶上建了一个近40m2的屋顶花园,不仅美化了校园环境,更重要的是在此过程中开辟了第二课堂,把“德育培养、美学培养、劳动教育、环保教育”融入此活动中,对学生“团结合作,热爱劳动,关心环保,服务社会”美德的养成、“勤于实践,勇于创新”科学素质的培养和“崇尚自然,关注社会”课外生活常识的拓展等方面都产生了积极的意义.对比我校2009届学生和2012届学生对生物的学习情况(学校没有为2009届学生提供植物园),2012届学生在充分利用植物园配合教学之后,具有以下特点:(1)课堂上学生踊跃发言,课堂氛围活跃,学生能将生物学知识直接联系到具体实物上,从而更轻松地掌握生物学基础知识;(2)通过亲手栽培植物,观察植物的各个生长阶段,利用植物进行活体实验,学生掌握了更多的植物名称、种植养护方法等知识,表现出更强的探究欲望和创新精神,具备更强的独立实验能力;(3)学生更热爱大自然,亲近大自然,保护生物多样性、保护环境的意识更强烈.植物园从此成为了全校师生课余时间最愿意流连的地方. 总之,植物园是生物科学教学的好帮手,是对学生进行科学启蒙的最佳素材,它为课堂教学提供了丰富的、时效性极强的实物素材,既保证了课堂教学的质量,又为学生亲身实践提供了最佳场所,开拓了视野,丰富了课余生活,对他们的终身发展奠定了良好的基础.建议各校根据自己的实际条件积极开展植物园建设,它必将成为学校科学实践教育的重要阵地. 作者:吴海飞单位:北仑区泰河学校 植物小论文:植物生物学实验教学改革与实践 摘 要 植物生物学实验是生物专业本科生的一门主干必修专业基础实验课,具有不可替代的地位。加强植物生物学实验教学改革,培养应用型创新人才,是植物生物学课程的培养目标。通过改革教学内容、转变教学理念、改进教学手段、制定完善的考核制度,突出学生主体地位,提高学生积极性和创造性、实践技能与动手能力,取得良好的教学效果。 关键词 植物生物学实验;生物专业;教学改革 植物生物学实验是生物专业本科生的一门主干必修专业基础实验课,具有不可替代的地位。它既是生物学科类各门专业实验课的重要基础,也是一门实践性很强的学科,是生物类专业本科教学计划中的一个重要组成部分,更是培养学生科研、实践能力和综合素质的重要途径,也是实施素质教育的重要手段[1]。因此,它对学生分析问题和解决问题能力的培养,尤其对学生综合素质的提高和创新能力的培养具有独特的作用[2]。 为更好地提高植物生物学实验教学质量,吉林大学部级生物实验教学示范中心(简称“生物实验中心”)通过修订教学大纲、整合教学内容、转变教学理念、改进教学手段和制定完善的考核制度,激发学生学习热情和兴趣,提高学生学习积极性和创造性、实践技能与动手能力,取得良好的教学效果。 1 整合与优化实验内容 科学的实验教学体系、内容,应既有利于学生对知识、技能和方法的掌握,又有利于学生科学思维和创新能力的培养及综合素质的提高,是提高植物生物学教学质量的重要基础[3]。传统的植物生物学实验内容多为验证性实验,如植物组织和器官的结构观察、植物理化性质的测定等,其优点是能够及时巩固课堂知识,缺点是教学内容重复,不能活跃学生的思维。实验教学中采取的教学方法通常是教师介绍实验目的、实验材料、实验内容和实验方法,然后由学生根据实验材料,按照实验内容、实验方法的描述验证学过的理论知识。虽然通过教师的讲解,学生对实验内容和实验规范有了较详细的了解,实验教师在实验过程中也在不断地督导学生学习,但是多数学生因为缺少实验学习的积极性,在实验过程中大多敷衍了事,照本宣科地完成实验,不去分析实验的机理,不去探讨实验中的问题,使实验教学在教学活动中没有发挥其相应的辅助作用。 为了加强学生实践创新能力和科学思维的培养,生物实验中心借助新版实践教学大纲修订之机,进一步整合与优化实验教学内容,将实验课内容分为四部分:基本实验技术、验证性实验、综合性实验、设计性实验。同时设置选修实验供学生自行选择。 基本实验技术 植物生物学实验是吉林大学生命科学学院学生入学时第一门专业基础实验课程,课程涉及的基本实验技术训练对以后学习至关重要。显微镜技术、生物绘图技术是植物学实验里最重要的基本实验技术,也是生物学课程中常用的方法,要求学生必须熟练掌握。此外,还有其他的实验技术,如叶绿体色素提取技术、种子发芽率测定技术等可以分散安排在不同实验课中,让学生反复练习,直到熟练操作并在期末的实验考核中能有所反映。 基础的验证性实验 植物营养器官内部结构的观察和植物繁殖器官内部结构的观察等是植物生物学实验中较为经典的验证性实验。这两个实验主要要求学生掌握被子植物营养器官的各部分结构,了解花粉粒和胚囊的发育过程和种子的发育过程等。以植物生物学中的经典实验和观察性实验为主,使学生掌握基本的实验方法和培养学生的观察能力,巩固课堂所学的理论知识。 综合性实验 主要针对的是植物分类学的实验和植物生理学实验,以基本实验技术和基础的验证性实验的技能为基础,变实验室单一观察的方法为实验室与野外观察相结合的方法,把传统分类学实验设计为以室内观察和野外资源调查为主的综合实验,主要包括种子植物标本的采集、制作与保存,理化性质的测定等实验内容。以种子植物标本的采集、制作与保存为例,先通过理论讲授学习让学生直观地认识不同类群的植物,总结各类植物的特征,然后带学生到野外进行对照和采集,识别各种常见的种子植物,进而掌握标本的采集、制作和保存方法。 设计性实验 通过基本技能实验、基础实验和综合性实验的训练,学生已经具备一定的植物学基础知识、操作和动手能力。教师可以根据学生的实际能力和实验室的具体情况确定几个研究方向,让学生自己查资料,自行设计实验方案,经教师检查修改后,利用野外实习和课外假日时间来完成实验的题目。设计植物的无土栽培、环境因素对植物生长发育的影响两个设计性实验,学生任选其一。 1)植物的无土栽培实验:学生自己选择植物,用人工配制的营养液进行培养,并与对照组土壤培养的植物对比,比较无土栽培和常规方法对植物生长的影响。 2)环境因素对植物生长发育的影响实验:学生通过研究洗涤剂和重金属等污染物对植物生长的影响,探索环境污染对植物可能造成的危害。 通过这样的设计,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,引导学生的科研兴趣,训练学生的综合科研技能和协作能力。 2 改革实验教学方法 先进的实验教学理念和教学方法应该符合学生认知规律,有利于教学思想和教育理念的贯彻,有利于学生实验兴趣和实验积极性的调动,有利于学生科学思维和创新能力的培养。生物实验中心从2001年开始,逐渐探索先进的实验教学理念和科学的实验教学方法,如今已形成一套成熟稳定的实践教学新模式。 开设生物学实验原理与技术课程,实现学生从理论到实践的良好过渡 为了配合植物生物学的教学改革,植物生物学实验的教学内容分为生物学实验原理与技术课程植物学实验部分和植物生物学实验两门课程,两者有机结合在一起,相辅相成。生物学实验原理与技术课程是学生大学四年必修生物学专业实验课的理论讲授,共分为9个部分,每一部分都配在相应的实验课程之前两周进行讲授。主要为学生在实验课开始前对这门课程所有实验的基本原理与技术进行系统梳理,包括实验目的、实验原理、实验方法及注意事项等。植物生物学部分由植物学所有课程教师在实验课开展之前为学生对本门课程全部实验进行详细讲解和梳理,使学生实现从植物生物学课程到植物生物学实验的良好过渡。 基本技术提前培训,强化基本实验技能培养 为增进对学生兴趣的培养,给学生更加自主的选择机会,利用学校部级生物基础实验教学示范中心24小时开放的优势,植物生物学实验所用仪器设备采取提前培训。即在开课学期开学的前3周为基本仪器培训,学生课前通过教材进行预习,在课上由实验教师为学生专门讲解显微镜基本技术的基本原理、显微镜操作方法;讲解之后,学生进行课堂练习,并当堂进行操作考试。操作合格的学生由实验教师在仪器使用证上签字,学生方可用显微镜进行实验。 要求学生课前预习,加深学生对实验的理解 为加深学生对实验的理解,利用现代化教学手段,拓展学生视野,在开学前将植物生物学的实验项目、实验原理、实验步骤等相关信息挂在实验中心网上;同时建立植物生物学实验资源共享课程,将实验操作视频、PPT、相关网络资源等挂在爱课网、吉林大学课程中心等网站上,方便学生预习。为保证预习效果,上课开始前10分钟对学生预习情况进行课前小考并进行打分,计入实验课总成绩。教师在实验课开始后仅需要对实验要点和实验注意事项进行简要提示,留出较多时间让学生自己动手观察,然后通过相互讨论来解决实验中出现的问题,最后由教师做总结。 课后组织总结讨论,拓展学生知识面 在实验结束后统一进行实验讨论,学生将自己在实验中遇到的问题、发现的现象、设计实验的思路等实验相关问题及由此拓展的实验项目方面的问题跟教师进行交流,使学生对实验的全过程有了更深层次的理解与掌握,解决实验中遇到的问题,拓展学生的知识面。 3 改革实验成绩评定方法 科学、客观评定学生实验成绩,会引导学生知识、能力和素质协调发展,否则会挫伤学生的积极性[4]。为此,通过实验预习、实验设计、实验操作、实验报告和实验习惯等统筹评定学生实验成绩。植物生物学实验课通过多元实验考核方法,统筹考核实验过程与实验结果。成绩评定分配比例为:实验习惯占10%,实验预习占10%,实验操作占40%,实验报告占20%,设计创新性实验占20%。为加强学生良好实验习惯的培养,制定28条相关规定,学生违反一条减0.5~3分,累计扣除10分后,取消该门实验成绩,重修该门实验课程。历届毕业生在反馈意见中都反映实验教学对他们实验习惯的培养使他们终身受益。通过实验成绩评定方法改革,对学生知识、能力和素质协调发展起到导向作用。 4 植物生物学实验教学改革的效果 经过几年的改革与实践,植物生物学实验教学体系已形成自身鲜明的特色。在教学内容改革、教师教学理念转变和教学手段改进、实验实习、考试考核制度调整等方面均有所改革,取得显著成绩,获得良好的教学效果。植物生物学实验教学改革突出了学生的主体地位,多样化的实验教学形式激发了学生的学习热情和兴趣,提高了学生的学习积极性和创造性,使学生在实验中得以锤炼[5]。植物生物学实验考核体系的建立使学生在知识、能力和素质等方面均能得到锻炼,使之成为学生接触社会的载体和培养学生动手能力、提高实验技能和综合素质的良好平台。 植物小论文:果利大植物营养液对花生灾后复壮生长发育的影响 摘要 进行果利大植物营养液对花生灾后复壮生长发育的影响研究,结果表明:花生苗期灾前使用果利大植物营养液5 mL/L喷施2次,台风暴雨水淹过后花生苗生长发育与对照基本上无差别;解除水淹后花生苗喷施果利大植物营养液、赤霉素对花生植株生理生长差别不大。解除水淹后湛油75号喷施果利大营养液5 mL/L 3次比对照喷施赤霉素10 mL/L 3次产量增加27.90%;同样湛油62号喷施果利大营养液5 mL/L比对照喷施赤霉素10 mL/L产量增加27.13%。证明花生苗短期被迫水淹受灾后,及时排水并喷施果利大可以起到缓解水淹胁迫症,提高抗逆免疫力,提高花生苗抗逆生理适应力,达到灾后复壮保产稳产的目的。 关键词 果利大植物营养液;花生苗;灾后复壮;生长发育;影响 近年来,台风灾害成为全球沿海地区突发性自然灾害之首,台风次生暴雨、洪涝、海水倒灌导致农业生产严重减产绝收。政府加大农业投入和种植结构调整。选育抗病、抗逆性的作物优良品种。但是,随着全球气候变暖,热带风暴在数量、级别、受灾害面积上不断增大,造成的重大灾害时有发生。因此,为了降低台风对沿海地区生产生活的风险压力,必须提高人民群众自主抵御风灾的意识和能力,2012年受省科技厅资助,研究各种御台、避台、灾后自救、补救、复壮保产增产的技术,减轻台风灾害对人民生活的影响,不断提高农业生产抵御台风暴雨灾害的能力。笔者采用在台风前后分别喷施植物营养液果利大、植物生长素赤霉素,对台风暴雨水淹花生苗复壮保产的效果、探讨该方法对水淹后花生生理变化及产量的影响,寻求花生抗灾减灾复壮保产增产的依据和方法技术。 1 材料与方法 1.1 试验材料 重复放大试验,选在湛江市农业科学研究院花生良种基地进行。湛油62号[1]、湛油75号花生种子[1]由湛江市农业科学研究院提供,果利大植物营养液[2-3]由湛江南田龙肥料有限公司提供,赤霉素由江苏丰源生物有限公司生产。 1.2 试验设计 试验共设2个处理,分别为于台风前、后喷施果利大植物营养液(A)、植物生长素赤霉素(CK)。3次重复,小区面积666 m2。 1.3 试验实施 试验示范田分别播种湛油75号、湛油62号2个品种,播种子28.5万~31.5万粒/hm2,株行距20 cm×23 cm,每穴播2粒种子。定植前采用一次性全层施肥方法。同时播种,设标记。土壤及水肥管理条件相同。在灾前2015年9月12日苗期处理A、CK分别喷施果利大植物营养液5 mL/L、赤霉素10 mL/L各1次[2]。于2015年9月23日与第1次同量同时各喷施第2次。2015年10月2日受超强台风“彩虹”暴雨水淹没花生田。台风过后、全市停电,采用虹吸排水后,清理污泥杂物,同时冲清水洗去植株上泥土,处理A、CK各小区灾后立即分别喷施果利大植物营养液5 mL/L、赤霉素10 mL/L各1次。间隔10 d喷1次,连续喷施3次。台风过后调深沟,降低地下水位。表土稍干后中耕扶苗培土根施肥1次。随后常规管理。 1.4 调查内容与方法 水淹结束后采花生苗主茎叶片测定有关生理特性的变化影响。测定丙二醛含量(采用TBA法测定)[4]、测定叶绿素总含量[5]、收获时测定产量、籽仁品质性状[6],用软件对数据进行分析统计[3]。 2 结果与分析 2.1 花生苗期灾前喷施果利大植物营养液对水淹胁迫后生理特性的影响 2.1.1 花生苗期灾前喷施果利大植物营养液对水淹胁迫后叶片MDA含量的影响。植物叶片丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的主要产物之一。MDA可与细胞膜上的蛋白质和酶等结合,引起蛋白质分子内和分子间的交联,从而使酶失活,破坏生物膜的结构和功能,其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。从表1可以看出,湛油75号、湛油62号花生苗灾前喷施果利大植物营养液5 mL/L在受到台风强暴雨水淹后花生苗叶片各个采样本的丙二醛含量均为0.15 μmol/g。与对照喷施赤霉素10 mL/L(CK)水淹后花生苗的叶片MDA含量无差别。数据初步表明了灾前喷施果利大植物营养液5 mL/L、赤霉素10 mL/L各2次,水淹后花生苗叶片MDA含量相同,及时排水没有造成花生苗严重伤害。 2.1.2 花生苗期灾前喷施果利大对水淹胁迫后叶片质膜透性的影响。细胞质膜是细胞与外界环境交换信息的屏障,是细胞内生化反应的场所。不良环境会造成膜的伤害,细胞膜透性增加,电解质外渗,外渗的电解质引起溶液电导率的变化来反映细胞膜的伤害程度[4]。从表1可以看出,湛油75号、湛油62号花生苗灾前喷施果利大植物营养液5 mL/L 2次,花生苗在受到台风强暴雨水淹后各个采样叶片质膜透性均与CK差别不大。反映其水淹花生苗受到伤害程度较一致。 2.1.3 花生苗期灾前喷施果利大植物营养液对水淹胁迫下叶片脯氨酸和叶绿素总含量的影响。脯氨酸有很强的水合能力和很高的水势,蛋白质可借助脯氨酸束缚更多的水,防止淹水渗透胁迫下蛋白质的脱水变性,以维持正常的生命活动。水淹花生苗各个样本的脯氨酸含量差距不大,各个样本的叶绿素总含量比CK有所下降(表1),这说明喷施果利大植物营养液5 mL/L的湛油75号、湛油62号花生苗在受到台风强暴雨水淹后体内脯氨酸大量形成,起到渗透调节作用,抵抗外界的胁迫作用,提高了对水分胁迫的忍耐能力。 叶绿素含量与光合作用密切相关,在水淹胁迫后结合变得松弛,叶绿素遭到破坏,叶片中的叶绿素含量会降低[4-7]。从表1可以看出,灾前喷施果利大植物营养液5 mL/L的湛油75号、湛油62号花生苗在受到台风暴雨水淹后各个采样叶片的叶绿素含量平均值低于CK,但叶绿素含量均达到一定水平,与CK差异不太大。 2.2 花生苗灾后喷施果利大植物营养液对植株生长发育的影响 对水淹解除后2个品种的花生苗喷施果利大植物营养液5 mL/L收获期分别取植株各5株,烘干后测定叶片全N及可溶性总糖含量,结果表明,处理A与CK植株中的全N含量无显著影响,但植株中的可溶性糖含量比CK低。灾后喷施果利大植物营养液具有延缓哀老、延长生育期,从而利于植株体内的营养成分向花生籽仁中转运和充实(表2)。 2.3 花生苗灾后喷施果利大植物营养液对水淹后花生产量及产量构成因素的影响 花生荚果产量是考量花生苗受风灾水淹害胁迫后复壮、提高抗逆耐性强弱的最终反映。花生苗水淹解除后喷施果利大植物营养液5 mL/L小区产量幅度随着喷施次数增加而增加,湛油75号产量比CK增加27.90%,湛油62号产量比CK增加27.13%。花生仁籽粒有差异、出仁率影响不大(表3)。 湛油75号、湛油62号花生苗期,使用果利大植物营养液5 mL/L喷施1次,间隔10 d相同喷施第2次,解除淹水后2个品种花生苗喷施果利大植物营养液5 mL/L 3次比CK喷施赤霉素10 mL/L 3次收获花生1 kg果粒数减少,1 kg仁数减少,出仁率比CK高。说明喷施果利大植物营养液5 mL/L,荚果数较CK增加。果仁较CK重量有所增加。 3 结论与讨论 湛油75号、湛油62号花生苗期灾前使用湛江南田龙肥料有限公司生产果利大植物营养液5 mL/L喷施1次,间隔10 d等量喷施第2次,受台风暴雨水淹后花生苗叶片MDA、质膜透性、叶绿素总含量基本上无差别;灾后解除水淹花生苗即刻喷施果利大植物营养液5 mL/L 1次,间隔10 d喷施1次,共3次。同时喷施赤霉素10 mL/L间隔10 d喷施1次,共3次。结果表明,湛油75号、湛油62号花生苗不论喷施果利大植物营养液还是赤霉素收获期植株叶片总N含量、可溶性糖含量差别不大。湛油75号喷施果利大植物营养液5 mL/L 3次较对照喷施赤霉素10 mL/L 3次产量增加27.90%。湛油62号喷施果利大植物营养液5 mL/L 3次较对照喷施赤霉素10 mL/L 3次产量增加27.13%。收获花生1 kg果粒数减少,1 kg仁数减少,出仁率较对照喷施赤霉素提高;说明喷施果利大植物营养液5 mL/L,荚果数比对照喷施赤霉素增大,果仁比对照喷施赤霉素重量有所增加,有待今后进一步研究出油率。表明花生苗短期被迫水淹受灾后,及时解救并喷施果利大植物营养液和赤霉素可起到缓解淹水胁迫症,提高抗逆免疫力及花生苗抗逆生理适应力的作用。 喷施果利大植物营养液可以起到缓解逆境应答和迅速恢复正常生长的作用。苗生长过旺,可在始花后25~30 d,用15%多效唑粉剂300 g/hm2对水1 500 kg/hm2喷施控制株高。正常情况下,花生苗体内脯氨酸含量并不高,但遭受水淹胁迫时花生苗体内的脯氨酸含量会增加,反映受水淹胁迫后花生苗对水的忍耐及抵抗能力,用以维持正常的生命。本次试验各个样本的脯氨酸含量差距不大,叶绿素总含量较对照喷施赤霉素有所下降,这说明喷施果利大植物营养液花生苗在受到台风暴雨水淹后体内脯氨酸大量形成,提高对水分胁迫的忍耐能力。喷施果利大植物营养液花生苗叶片的叶绿素含量平均值低于对照喷施赤霉素,但叶绿素含量均达到一定水平,与对照喷施赤霉素有差异。正常条件下,叶绿素与叶绿体蛋白的结合紧密,水淹胁迫下它们之间的结合变得松弛,叶绿素遭到破坏,叶片中的叶绿素含量会降低[6-7],但叶绿素含量均达到一定水平。前期试验于2004年喷施果利大植物营养液的湛油75号参加省区试,干荚果平均产量4 587 kg/hm2,较对照品种汕油523增产5.21%,增产达极显著水平,果仁产量为3 151.95 kg/hm2,增产6.23%,增产达极显著水平。2005年喷施果利大植物营养液的湛油75号复试,干荚果平均产量4 139.85 kg/hm2,增产14.06%,增产达极显著水平,果仁产量为2 893.95 kg/hm2,增产19.54%,增产达极显著水平。试验结果表明,喷施果利大植物营养液在长达10年的应用研究中,不只是用于提高产量,改善品质。在逆境的胁迫下显示有较强的抵抗逆境生长作用,抗旱、抗寒、抗病应用试验证明:果利大植物营养液应用于农作物种植,安全无毒副作用,可以安全使用,同时可提高产量,改善品质,增加收益。近年来,因灾损失严重,河水泛滥,台风暴雨、引起的涝害对农作物的危害是毁灭性的。而且湿涝危害面积从南扩大到北,水淹农作物而造成的减产或者绝收对农业生产的影响巨大。国内这一领域研究较薄弱,因而深入研究涝渍对作物的影响具有重要的理论和实践意义。 植物小论文:三门江国家森林公园珍稀濒危植物资源调查 摘要 通过对三门江国家森林公园植物资源及生长适应性调查,发现该公园现有国家重点保护植物26种,共涉及22科,现存23种。园区内珍稀濒危植物大多能适应园区环境并开花结实,少数能天然更新。本文还结合园区珍稀濒危植物的现状和受到的威胁,提出了相应的保护对策。 关键词 珍稀濒危植物;资源调查;三门江国家森林公园 植物多样性是生物多样性的重要组成部分,是物种和自然群落持续生存的基础,不仅为人类提供了食品、医药、工业原料等直接经济价值,而且具有保持水土、调节气候等间接价值[1]。然而,随着人口增长和技术进步,对资源的需求也不断增加。过度的人类活动对植物遗传多样性构成重大威胁,造成大量珍稀物种消失,使其中的遗传信息丢失,且这种人为破坏加快了珍稀树种消失的速度。为了保护珍稀植物,对三门江国家森林公园进行了珍稀植物资源的调查。 1 调查地概况 三门江国家森林公园位于柳州市东郊(东经109°26′~110°48′;北纬24°10′~24°27′),1993年经原国家林业部批准建立,距柳州市中心6 km;海拔一般为200 m,最高海拔556 m;气候属中亚热带气候,年平均气温20.7 ℃,平均日照时数1 410 h,年总积温6 250 ℃,年平均降雨量1 450 mm;土壤以砂岩、砂页岩、硅质岩及泥页岩等发育的红壤为主,占90%以上,有少量石灰土。优越的自然条件使得三门江国家森林公园的植物资源较为丰富,形成了天然的植物基因库,据调查统计,三门江国家森林公园现有维管植物162科435属881种,其中珍稀濒危植物有22科26属26种。 2 调查方法 本次调查主要采取文献查询、资料整理、野外综合考察相结合的方式,采用《国家重点保护野生植物名录》[2]《中国植物红皮书》(第一册)[3]、《广西壮族自治区第一批重点保护野生植物名录》(桂政发〔2010〕17号)[4]的分级标准,对所调查的珍稀濒危保护植物资源现状进行评估。 3 结果与分析 3.1 园区主要珍稀濒危植物 经调查统计,三门江国家森林公园现存及前引有的部级重点保护植物共26种,其中部级保护植物18种,中国植物红皮书记载的植物17种,广西地方文件规定保护植物5种(表1)。26种珍稀濒危植物中,原生植物仅6种,其余20种都为人工栽培。 3.2 园区引入的珍稀濒危植物适应情况 三门江部级森林公园中26种珍稀濒危植物中,金毛狗、桫椤、樟树、红椿、白桂木、香果树为当地自然生长植物,在其适生环境中生长较好。如金毛狗常在杉木林下,成为主要草本植物;樟树在酸性土较肥沃地段成为常见种;红椿则主要分布于沟边等水肥条件较好的地段,常见高大乔木;白桂木、香果树则多为散生状,较为罕见;桫椤则仅分布于沟边等阴湿处。 三门江部级森林公园中珍稀濒危植物中的苏铁、莲、福建柏、水杉、金钱松、长叶竹柏、银杏、蝴蝶果等为传统园林植物,在当地生长较好,多能结实并繁殖苗木。但银杏在当地虽已引种40余年,树体生长良好,但尚未见结实。龙眼、荔枝、杜仲、喜树为重要经济树,在柳州有较大规模的栽培,但在森林公园内由于气候条件或局部环境条件的影响,生长较差。龙眼、荔枝虽可结实,但产量较低,特寒年份嫩梢常受冻;杜仲由于高温气候条件,生长较差,且蛀干害虫危害严重;喜树则由于栽植于疏林下,光照不足,生长差,逐渐死亡。 秃杉、南方红豆杉、鹅掌楸、油杉、格木、任豆、顶果木、降香黄檀等为近年来广西大力推广的造林树种,在三门江国家森林公园也有规模引种。秃杉、南方红豆杉为山地树种,喜温凉湿润环境,连续多年引种均失败。任豆为强阳性树种,引种时栽植于疏林下,生长势弱,栽植后翌年或第3年均死亡。鹅掌楸、油杉、格木、顶果木、降香黄檀则在森林公园内生长良好,顶果木五年生树高12.4 m,胸径16 cm;鹅掌楸十二年生,树高12 m,胸径15 cm,表现极为速生。油杉、格木、降香黄檀则为珍贵用材,在三门江国家森林公园内生长也较快,可作为普通造林树种规模发展。 4 三门江国家森林公园珍稀濒危植物保护措施 4.1 健全相关法律法规 首先,要完善野生植物资源保护法规体系,我国近年来颁布了环境和植物保护的相关法律和文件,但有关生物资源保护和利用的法规尚不完善;其次,要加强法制的宣传教育,通过普及有关植物资源管理的法律法规,提高群众保护野生植物特别是珍稀濒危植物的法制观念;再次,严格执行国家有关植物资源保护的条例和地方性法规,对破坏国家珍稀濒危保护植物的行为给予严厉打击[5]。 4.2 定期开展调查工作 定期对森林公园内的保护植物开展普查工作,特别是濒危的乔木种。要查明现状,了解园内珍稀濒危保护植物的种类、数量、生长环境等情况,从而采取相应的有效措施加以保护。 4.3 保护珍稀濒危保护植物 就地保护是对植物保护的最主要方法。针对三门江国家森林公园内珍稀濒危植物集中分布的区域,坚决不再开发新的旅游路线,对旅游路线之外的地带实行封山育林,避免人为破坏,使自然植被和生物多样性得到恢复和发展,从而有效改善其赖以生存的环境。迁地保护是植物保护的另一种方式,公园自建园开始规模引进区内外的濒危植物,观察生长发育情况,探索栽培技术[6]。 4.4 探索开发和利用途径 珍稀濒危植物普遍具有一定的利用价值。实际上多数濒危植物正是由于具有较高的经济价值而导致了人们的掠夺式开发,使其遭遇灭顶之灾[6]。因此,在保护、发展的前提下深入研究这些宝贵资源的开发利用途径,使之继续为人类做出贡献,即保护、发展的最终目的在于利用。通过合理开发利用,不仅能满足日益增长的市场需求,顺应人们“回归大自然”的潮流,推动生态旅游的市场,增强公园的经济活力,而且有利于促进公园更好地开展珍稀濒危植物的保护工作,提高工作者的积极性;探索园内珍稀濒危植物的生长发育规律,掌握其繁殖、栽培技术,通过人工栽植扩大其种群数量;充分利用园内丰富的资源条件,研究珍稀濒危植物的采集加工技术工艺,研制生产出符合市场需求的各类产品。 植物小论文:达拉特旗绿化植物类型及其病虫害种类调查分析 摘要 随着城市生态环境的建设发展,以及对城市绿化的重视,绿地养护成为一项十分重要的工作,其中植物病虫害防治是园林养护的一个重要环节。对达拉特旗绿化植物种类及其病虫害进行研究,以为绿地养护提供基础数据。 关键词 园林绿化;植物类型;病虫害;防治;内蒙古达拉特旗 达拉特旗位于内蒙古西南部,鄂尔多斯市北端,黄河南岸。地貌复杂,土壤质地多样,气候属于典型的温带大陆性气候,日照丰富,四季分明,无霜期短,降水稀少,蒸发量大[1]。 1 调查方法 采取随机抽样的调查方法[2-3],对达拉特旗交通道路主干道及道路俩侧绿化带、公园、居民绿化区及山体的绿化植物进行调查研究。 2 结果与分析 2.1 鄂尔多斯市达拉特旗园林绿化植物主要类型 经抽样调查统计得知,达拉特旗交通道路主干道及道路俩侧绿化带、公园及山体绿化植物有89种(含引进种和变种,下同),其中乔木53种,灌木23种,地被植物11种,藤本植物2种,以上植物所占比例分别为59.55%、25.84%、12.36%、2.25%(图1)。 2.1.1 乔木类树种。达拉特旗区域内的53种乔木,占绿化植物总数的59.55%。主要有河北杨、新疆杨、圆柏、油松、樟子松、山桃、山杏、云杉、垂柳、白榆、国槐、山桃、侧柏、桧柏、小叶杨、沙柳、旱柳、杜梨、火炬树、五角枫、皂荚、紫叶英、紫叶李等。其中,油松、樟子松、山桃、山杏多用于山体绿化,育苗栽培最多,分别占乔木树种的37.1%、24.2%、11.3%、7.4%(图2);桧柏、侧柏、新疆杨主要用于道路绿化,其他为公园或居民小区内景观植物。 2.1.2 灌木类树种。达拉特旗区域内的23种灌木,占总数的25.84%。主要有榆叶梅、珍珠梅、紫丁香、金叶榆、侧柏、沙地柏、桧柏、玫瑰、黄刺玫、红瑞木、卫矛、沙地柏、沙柳、柽柳、金银木、连翘、文冠果、紫叶小檗等。其中,侧柏、沙地柏、桧柏、玫瑰、黄刺玫多用于道路绿化。丁香、沙地柏、连翘所占比例较高,分别达到33.31%、23.25%、11.65%(图3)。 2.1.3 常见地被植物及藤本植物。有人工地被植物11种,占总数的12.36%。主要有景天、草坪、大花宣草、土麦冬、鸢尾、千屈菜,其中景天、草坪草所占比例较高,分别达52.43%、43.72%。藤本植物有常春藤、五叶地锦2种,占总数的1.26%。 2.2 区域内常见病虫害种类 2.2.1 常见植物病害。①油松针枯病。又名落叶病,松针感病后针叶由暗绿变为灰黄,后变红褐色脱落[4]。油松、樟子松等松树类物种易感染。②杨树烂皮病。植物感病后呈褐色水肿状病斑,皮层变软,或发生龟裂,病斑边缘呈黑褐色。病变后表皮易与木质部剥离[5]。该地区的杨树烂皮病主要为干腐型,发生在新疆杨、河北杨等植物主干及侧枝上。③桃缩叶病。该病主要危害叶片,严重时也危害花、幼果及新梢。病变表现为嫩叶刚伸出时就呈卷曲状,颜色发红,随着叶片开展,卷曲及皱缩程度会增加,全叶呈波纹状凹凸,甚至完全变形[6]。受害植物主要有山桃、山杏等。④白粉病。白粉病种类多,真菌的寄主杂,主要危害阔叶植物及草本植物,降低其观赏价值和光合作用[7-8]。该地区易感此病的植物有山桃、常春藤、卫矛等。 2.2.2 常见植物虫害。①天牛。主要为害木本植物,易感病植物为樟子松、油松、侧柏、桧柏、旱柳、垂柳、榆树、山桃、山杏等[7]。②蚜虫。俗称油旱,种类多,繁殖力强,寄主复杂,危害期长,气候干燥时容易出现该类虫害。③柳蓝叶甲。为害柳树的重要害虫,也为害杨树,尤其是柳苗受害最重[7-8]。④松梢螟。寄主以松科为主,幼虫钻蛀主梢,树冠呈扫帚状,严重影响树木生长。幼虫蛀食球果影响种子产量,也可蛀食幼树枝干,造成幼树死亡[7]。樟子松、油松为易感植物。⑤小蠹。对寄主的选择比较严格,为害极其隐蔽,直接取食树木的木质部,主要危害侧柏、桧柏、杉树等。⑥国槐小卷蛾。幼虫蛀食复叶基部、花穗及果荚(槐豆),叶片受害后萎蔫下垂,遇风脱落,树冠枝梢出现光秃枝[8],该地区国槐易感病。 3 结论 根据植物种类及其易发病虫害,从保障人类、园林植物和城市生态系统安全的角度出发,采取不同方法将预防与治理结合,控制病虫害,保护人及环境,达到最佳的防治效益。 植物小论文:苔藓植物对三种恶劣土壤环境的适应性研究 摘要:指出了苔藓植物结构简单,对土壤环境的变化反应敏感,是良好的生物指示植物。通过文献调查和采用室内模拟实验的方法,分析了苔藓植物对富含酸、碱和重金属三种恶劣土壤环境的适应性。结果表明:苔藓植物对恶劣土壤环境的适应性较差,但对三种恶劣土壤环境的适应性特征各不相同;比较而言,苔藓对酸性环境的耐受力最差,对重金属的富集能力和耐受力较差,但对碱性环境表现出一定的适应性。以上结果可为当地苔藓植物的多样性保护以及合理利用苔藓植物进行环境污染监测提供参考。 关键词:苔藓植物;恶劣土壤环境;适应性;酸性;碱性;重金属 1 引言 苔藓植物结构简单,是高等植物中最原始的陆生植物类群。我国有记载的苔藓植物有125科、572属,共约3460种[1],分布于从热带赤道到严寒极地的广阔空间,对维持全球生态系统的平衡发挥着重要作用。苔藓植物的生长及其矿质元素是否受生长基质的影响一直是一个争论的焦点。一种观点认为,苔藓植物生长受基质的影响小,苔藓植物中所含的元素来源于大气,因为苔藓植物没有根和维管束组织,组织不与地表接触,不能从基质中吸收营养[2,3]。另一种观点认为,生长基质对苔藓植物的生长和富集能力有显著影响,因此苔藓植物常用于指示寻找矿藏资源或作为一种生物修复手段用于吸收土壤中的重金属[4]。有关苔藓与环境适应性的研究多探讨苔藓对生态环境的指示作用,缺乏对苔藓植物的分布格局及相关环境条件的详细资料[5]。因此,要充分发挥苔藓植物的生态平衡效益,就有必要对苔藓植物的土壤环境适应性开展深入研究。 通过文献调查和取样观察试验法,在总结苔藓植物的生物反应性特征及其环境相关性研究现状的基础上,具体分析苔藓植物对富含酸、碱和重金属三种恶劣土壤环境的适应性。 2 研究方法 2.1 实验材料 实验与苔藓植物对酸的单项检测试验方法相同,取样时间和地点相同,两项实验同时开展[6]。所有苔藓植物样本均于2015年9月2日采集自宜昌市某居民生活小区的绿化地带阴凉潮湿的苔藓生长优势区。该小区属于城市住宅区,东面靠山,阴凉湿润,具有喜阴植物生长的良好条件,苔藓植物生长旺盛。所采苔藓主要为真藓,植物体密集丛生,灰绿色为主。将苔藓生物结皮及其生活的土壤基质一起整片取回,等份切成4块,每块的面积约为2 cm×3 cm。 实验仪器:①四个相同型号和尺寸的透明塑料杯,单个容量约为180 mL;②混合型酸,主要含有盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)和有机酸,总体浓度约为1 mol/L;③碱(Ca(OH)2),浓度约为0.5 mol/L;④重金属污染模拟物,主要使用废弃电池提取液和硫酸铜(CuSO4)混合液。重金属污染模拟物的总体浓度不予表示,用量总计为一节5号电池、5滴硫酸铜(CuSO4)和10 mL蒸馏水;⑤自来水。 2.2 实验方法 实验采取对照实验的方法,分为一个对照组和三个实验组。将四份苔藓的土壤基质样品除杂,主要是除去附着其上的非苔藓杂草。然后将四份带基质的苔藓分别置入四个塑料杯。第一杯(Cup1,简称C1)为对照组,在实验过程中添加适量蒸馏水,保持原样。其余三杯分次添加上述的混合型酸、碱和重金属污染模拟物,且塑料杯分别识别为C2、C3、C4。实验从2015年9月2日开始,至10月1日截止,持续30天,其中分别于9月2日,9月12日,9月22日三次添加完成。每次向C1添加适量蒸馏水,向C2添加3 mL酸液和3 mL水,向C3添加3 mL碱液和3 mL水,向C4添加重金属污染模拟物总量的1/3。 2.3 实验测定 采用观察测定和日记记录法,如实记录包含三种不同添加物的苔藓植物在不同阶段之间的变化。每次添加完成后,从当日开始,每日定时进行观察记录,比较对照组和实验组之间苔藓植物的差别,主要观察内容为苔藓植物及其土壤基质在形状、色泽等视觉性外观方面的变化,以判断苔藓植物对恶劣土壤环境的适应程度。 3 研究结果 由表1可知,与对照组苔藓植物相比,实验组的苔藓植物及其土壤基质在不同的恶劣环境下,颜色和形状均发生了不同程度的变化。 首先,对照组C1的苔藓植物在整个实验期间生长良好,保持嫩绿色,土壤基质保持原形,总体情况最好,表明了苔藓植物在正常土壤环境下的优秀适应力。其次,实验组C2在三次添加混合型酸的过程中,酸与土壤成分发生反应,均有少量刺激性气体产生,苔藓植株颜色和形态变化明显。9月2日第一次添加混合型酸的两日后(9月4日),真藓样品的植株全部变成枯黄色,濒临死亡。六日后(9月8日),苔藓生理形态完全消失,土壤与苔藓混为一体,整体呈土灰色。9月12日第二次添加混合酸后,与9月8日状态相比,无明显变化。9月22日第三次添加混合酸,后期观察结果显示无明显变化。再次,实验组C3于9月2日第一次添加碱溶液后,首日未发现明显异常。四日后,苔藓植株整体为绿色,生长良好,生理形态良好。但近土壤处泛黄白色,土壤表面覆盖有白色碳酸钙。9月12日第二次添加碱溶液后,苔藓植株上部为绿色,下部泛黄白色,生长良好,生理形态正常,土壤基质碳酸钙较为明显。第三次添加后,苔藓植株上部远离土壤处仍为绿色,生长良好,下部黄白色的比例增加,生理形态保持正常,但土壤基质碳酸钙厚度明显增厚。最后,实验组C4于9月2日第一次添加重金属溶液后,次日开始的随后五日内不断产生刺鼻的含土壤味道的锈味,苔藓植株开始萎黄,但土壤结构保持原形。第二次添加完成后,两日内苔藓植株大部分萎黄死亡,生理形态保持原形,土壤结构保持原形。第三次添加完成后,两日内苔藓及其附着土壤成为深黄色,植株全部死亡,但生理形态保持原形不变,土壤结构保持原形。至10月1日实验结束时,苔藓植株开始与土壤基质混合。 4 讨论和分析 实验表明,苔藓植物对酸、碱度和重金属的富集性和耐受性程度各不相同。 实验组C2的混合酸添加实验结果表明,真藓类苔藓植物对酸性土壤环境适应性极差。添加3 mL酸液到面积为6 cm2的苔藓土壤中,可在4 d内导致苔藓植物整体性完全死亡,说明苔藓植物对酸性环境反应极为敏感。研究人员进行人工模拟酸雨对苔藓植物生长的试验结果表明,pH3.0的酸雨会使大部分常见树附生苔藓死亡,但对其它种类的苔藓影响不大;pH4.5的酸雨若持续一年以上,可使80%以上的苔藓植物体死亡;喜酸性的苔藓种类,如实验用白发藓和曲柄藓,在pH3.0酸雨下一年后仍生长,但长势不佳[7]。此外,苔藓植物对酸沉降的反应较为敏感。对马尾松林下苔藓植物的调查发现,酸沉降会明显降低苔藓植物的物种多样性,使其结构更加简单。具体表现为经模拟酸沉降试验后,所选苔藓植物的平均厚度均呈下降趋势。形态及长势的恶化程度和苔藓植物体内光合色素总量也随喷洒酸雨pH值的下降而越趋严重[8]。在不受水分限制的湿润地区,树皮pH是影响苔藓生长的主要因素,酸度强的树皮不利于苔藓生长[9]。酸雨对苔藓植物的分布及其生理生态的影响已有大量报道,泉溪水体pH值的下降会引起苔藓植物物种多样性的下降,而较高浓度的O3会影响苔藓植物的光合作用,导致生长下降[10]。本实验的后续观察记录发现,C2的土壤基质在35 d后开始有新的苔藓植物萌芽,这说明苔藓植物具有一定改善生存环境基质的能力,这一结果有助于思考如何在恶劣土壤环境下充分发挥苔藓植物的“拓荒植物”功能,以帮助其它物种的安全进入。 实验组C3碱添加实验的苔藓在三个实验组样本中变化最小,表明真藓类苔藓植物对碱性土壤环境有一定的适应性。前人研究较少涉及苔藓植物对碱性物质的富集性或对碱性土壤的适应性研究,这证实了相对于酸性环境和重金属环境而言,苔藓植物与碱性环境相容性最大,且与碱性环境下其它生物的共生关系密切,有利于保持生态系统的健康与稳定。随着研究的不断深入,在许多极端环境下,可以考虑将苔藓植物作为土壤酸碱度的指示植物。比如,生长着白发藓、大金发藓的土壤是酸性的土壤,生长着墙藓、真藓的土壤是碱性土壤。苔藓植物多为外吸水型,且表面积与体积比例较大,导致大量的阳离子交换点和由于不发达的角质层而产生的对离子吸收很低的阻力,使苔藓能吸收大量的溶解于体表水中的碱性物质和矿质元素[11]。但是,苔藓植物的养分元素在配子体中的分布随年龄和植物体部位的不同而有所差异。所以,在自然土壤环境呈碱性的情况下,可能会产生较多限制苔藓植物生长的元素。但有关研究尚不足够,仅有研究表明石灰藓群落的生物量与土壤有效P含量呈正相关[12]。宜昌地区气候和土壤环境适宜苔藓植物生长,拥有较丰富的苔藓植物群落,本地区碱性土壤地貌也较为常见。苔藓植物尽管对碱性土壤环境适应性强,但是目前尚不清楚碱性环境下苔藓植物所吸收利用的养分元素如何与土壤进行循环交换,相关研究较少,应引起关注。 实验组C4重金属添加结果表明,真藓类苔藓植物对重金属污染土壤完全缺乏抗性机理。苔藓植物对重金属污染极为敏感,是种子植物敏感度的10倍,具有强大的生物指示作用,因而能作为监测空气污染程度的指示性植物。近年来由于工业废弃物和农药残留物中的重金属在自然界的流动和积累,致使重金属己经成为植物生长不可避免的环境因素。苔藓植物体内富集的重金属元素主要来源于空气和降水中,对于污染物的监测具有灵敏、精确和直接的特点,因此对重金属污染监测和金属矿识别鉴定具有重要的意义[13]。研究者对不同苔藓植物体内的重金属元素含量进行测定后发现,不同种类的苔藓植物对同一种重金属富集能力不同,同种苔藓植物对不同种类重金属富集能力也不相同。具体而言,苔藓植物能够指示的污染物,主要是二氧化硫(SO2)、氯化物、臭氧(O3)及一些重金属离子[14]。 5 结语 研究主要探讨苔藓植物对富含酸、碱和重金属三种恶劣土壤环境的适应性。结果表明,苔藓植物对恶劣土壤环境的适应性较差,但适应程度不同。苔藓植物对酸和重金属的富集能力和耐受力较差,但对碱性土壤环境耐受力较强。酸在土壤中的沉降会明显降低苔藓植物的物种存活性,使其结构更加简单,具体表现为经模拟混合型酸溶液沉降实验后,所选苔藓植物尽数死亡,土壤的平均厚度呈下降趋势。颜色及形态的变化程度说明了苔藓植物的恶劣土壤环境适应性逐渐降低。相对而言,苔藓植物及其土壤基质对碱性溶液具有一定的富集能力和耐受性。最后,在苔藓植物及其附着土壤中添加重金属溶液,将导致苔藓植株尽数死亡,并逐渐与土壤混合,因而重金属是影响苔藓植物生态系统安全的一类重要污染物质,它能直接或间接对苔藓植物造成危害。当今城市环境的酸雨和重金属污染负荷日益增加,迫切需要灵敏的指示生物来反映环境污染的变化,研究植被破坏和恢复过程中苔藓植物群落的演替,有利于预测植被和环境的变化发展方向。 研究属于苔藓植物的尝试性实验分析,实验样本小,种类单一,因此研究结论不具有普适性。此外,由于时间所限,对苔藓样本的观察期较短,观察结果可能会有一定的时限偏差。我们将在后续研究中进一步增加样本类别,并完善实验方法,在直观的观察实验法基础上辅以化学分析,或与野外调查相结合,从而得出更加科学合理的研究结论。 植物小论文:乌鲁木齐城市园林垂直绿化植物应用调查与分析 摘要:对乌鲁木齐市垂直绿化在植物材料的选择应用方面的现状进行了调查分析,在此基础上讨论并提出了开发利用本地乡土植物的对策措施与建议,旨在为乌鲁木齐城市园林垂直绿化材料的选择和合理配置应用提供借鉴,为垂直绿化乡土植物的进一步开发利用提供参考依据。 关键词:垂直绿化;攀援植物;选择与配置;乌鲁木齐 1 引言 垂直绿化(Vertical Greenery)是利用植物材料沿建筑物立面或其它构筑物表面攀扶、固定、贴植、垂吊形成的绿化,范围包括山体、护坡、花架、花格、栅栏、挡土墙、围墙、立柱及各类建筑设施的绿化[1]。充分利用垂直绿化植物是增加城市园林绿化面积、改善生态环境的重要途径。垂直绿化植物指包括攀缘植物和其他植物在内的适合于垂直面绿化栽植的所有植物。攀缘植物是垂直绿化的基础材料,作为城市园林绿化不可缺少的植物种类,对于城市绿化植物群落的完善具有不可替代的作用。我国攀援植物资源极为丰富,各地均有不少适于垂直绿化的种类,但在园林中应用的不足百种,绝大多数资源尚处于野生状态。新疆城市受自然因素的影响,在垂直绿化植物的选择上受到很大的影响,品种应用受到限制,一些本土的垂直绿化植物尚处于野生状态。因而进一步开发利用本地野生的攀援植物资源并将其应用于城市垂直绿化具有广阔的前景。 2 研究地自然概况 乌鲁木齐市位于中国西北、新疆中部、亚欧大陆腹地,地处北天山北麓、准噶尔盆地南缘,地处东经86°37′33″~88°58′24″,北纬42°45′32″~45°00′00″。全市面积14216 km2,其中建成区面积383.3 km2。远离海洋,气候干燥,属干旱中温带,冬季长、严寒,夏季短、炎热,春秋变化大,由于昼夜温差大,乌鲁木齐城区夏季平均气温为23 ℃,秋季温和怡人,冬季银装素裹,风采独具。辖区东以恰克马克塔格至大河沿一线与吐鲁番市接壤;西以头屯河与昌吉市为界;南以喀拉塔格-克孜勒伊接南山矿区,突出部分折向东南,沿未日洛克-阿拉沟以东与托克逊县相连,在夏泽格山脊线3以南与和硕县毗连;西南与和静县为邻;北部沿博格达山脊与吉木萨尔县、阜康市、米泉市分界。 3 研究方法 3.1 实地考察 通过对乌鲁木齐市区园林绿化现有栽培的垂直绿化植物进行实地调查并鉴定其种类,搜集有关乌鲁木齐垂直绿化植物的数据信息。调查范围包括乌鲁木齐市区内的主要公共绿地和单位、机关园林绿地。如植物园、红山公园、人民公园、南湖广场、水磨沟公园、儿童公园、新疆师范大学、新疆农业大学等。对所搜集的数据进行整理、分析和综合评价。 3.2 查阅文献资料 在实地调查的基础上,查阅相关文献资料,基于乌鲁木齐气候条件和自然条件,应用气候相似论原理对引种植物进行筛选,以确定具有园林观赏价值的垂直绿化植物资源。结合园林植物配置的需要,基于不同植物的观赏特性和应用范围,了解并总结分析新疆本地野生的垂直绿化植物资源,筛选出乌鲁木齐地区可利用攀缘植物资源。 4 结果与分析 4.1 新疆野生垂直绿化植物资源概况 新疆高等植物有近4000种(含栽培种),若筛选其中15%的种应用于城市绿化,其物种也可达到600余种[2]。但其中能用作垂直绿化植物的很少,主要分布在新疆各山区、山地丘陵区、干旱草原带和平原荒漠地区。新疆野生垂直绿化植物不同种类的观赏特性和园林用途各具特色,从总体来看,园林用途较为广泛,观赏特性各异,具有广阔的应用前景(表1)。 4.2 乌鲁木齐垂直绿化现状及存在的问题 通过对一些学校、公园、居住区、广场等地的绿化调查,发现乌鲁木齐市受地理环境的制约,能应用的城市园林绿化植物仅10种,其中应用较普遍的有五叶地锦、爬山虎、葡萄等。其它种类应用数量极少,而且分布仅限于局部地点。因此全市种类单调,景观效果单一。除此之外还发现垂直绿化在植物配置上单一区域一般采用同一种植物进行绿化,没能与其他植物互补,使得在景观上达不到四季有景,三季有花的效果。如单一种植地锦虽然在春夏可以看到绿叶,秋季可以看到红叶,但在冬季景观不容乐观(表2)。 4.3 乌鲁木齐的垂直绿化植物的园林应用 垂直绿化的形式很多,在选择植物材料时首先应当充分利用当地植物资源,这不仅因为从生态适应性而言,这些植物最适于本地生长,而且从园林艺术角度考虑,极易形成地方特色;其次要考虑攀援习性的不同即攀援能力的强弱、观赏特性的不同,以及被绿化物与植物材料的色彩、形态、质感的协调。考虑到单一种类观赏特性的缺陷,在垂直绿化中,应当尽可能利用不同种类之间的搭配以延长观赏期,创造出四季景观。如爬山虎在夏季和秋季景观秀美,尤其是秋季红叶甚为宜人,但冬季一片萧索[4]。 4.3.1 棚架式 棚架式绿化在园林中可单独使用,也可用作由室内到花园的类似建筑形式的过渡物,一般以观果遮荫为主要目的。卷须类和缠绕类的攀援植物均可使用,木质的如爬山虎、五叶地锦、金银花、葡萄、黑果悬钩、南蛇藤、毛茛科铁线莲属,草质的如啤酒花、观赏南瓜、观赏葫芦、牵牛花等。花格、花架、绿亭、绿门一类的绿化方式也属于棚架式的范畴,但在植物材料选择上应偏重于花色鲜艳、枝叶细小的种类,如粉绿铁线莲、甘青铁线莲、西伯利亚铁线莲、东方铁线莲、金银花、啤酒花等。地锦类的叶片大,秋叶红橙也适宜选用。蔓生种类用作棚架式时,前期应当注意设立支架、人工绑缚以帮助其攀附。 4.3.2 凉廊式 凉廊式绿化是以攀援植物覆盖长廊的顶部及侧方,从而形成绿廊或花廊、花洞。应选择生长旺盛、分枝力强、叶幕浓密或者花朵秀美的种类,一般多用木质的缠绕类和卷须类攀援植物。因为廊的侧方多有格架,不必急于将藤蔓引至廊顶,否则容易造成侧方空虚。在新疆可选用爬山虎、五叶地锦、金银花、粉绿铁线莲、甘青铁线莲、西伯利亚铁线莲、东方铁线莲、南蛇藤、蛇葡萄等落叶种类。 4.3.3 篱垣式 篱垣式主要用于矮墙、篱架、栏杆、铁丝网等处的绿化,以观花为主要目的。由于一般高度有限,对植物材料攀援能力的要求不太严格,几乎所有的攀援植物均可用于此类绿化,但不同的篱垣类型各有适宜材料。竹篱、铁丝网、小型栏杆的绿化以茎柔叶小的草本种类为宜,如牵牛花、打碗花、篱打碗花、毛茛科铁线莲等;普通的矮墙、钢架等可选植物更多,如蔓生类的野蔷薇、藤本月季、金银花和具吸盘或气生根的五叶地锦、爬山虎等。 4.3.4 附壁式 附壁式绿化只能选用吸附类攀援植物,可用于墙面、裸岩、桥梁、假山石、楼房等设施的绿化。较粗糙的表面可选择枝叶较粗大的种类如有吸盘的爬山虎、五叶地锦。岩石和假山石采用打碗花、篱打碗花、田旋花、光白英、南蛇藤等。 4.3.5 立柱式 随着城市建设的发展,立柱式绿化已经成为垂直绿化的重要内容之一,它的依附物主要为电线杆、路灯灯柱、高架路立柱、立交桥立柱等,所用的攀援植物应选用适应性强、抗污染并耐阴的种类。由于新疆自然地理条件的限制,这方面的应用效果并不好,立体式绿化也多是在一些交通路口、广场设置立体花坛。现在通过支架专门制成大型静物的形象:如大象、仙鹤、鼎、茶壶等,用攀援植物覆盖,在园林中可起到极好的点缀作用,尤其适于儿童活动区使用。 5 讨论 5.1 垂直绿化植物的观赏价值园林应用 垂直绿化植物大部分种类为攀缘匍匐植物,攀援的种类有很多,姿态也各种各样,他们所特有的形态、色彩、花香使植物更加具有美感和观赏价值。植物缠绕在树上、花架以及柱子上构成美丽的绿色走廊、空中绿荫等。有些藤本植物的茎比较细,风一吹尽显飘逸的风韵,藤本斑斓的花朵和怒放的鲜花以及奇异的果实向人们展示出大自然植物的美[5]。 5.1.1 “软化”作用 垂直绿化的攀附特性能随着物体外形的变化而变化,软化建筑物生硬的轮廓,不但与地面常规绿化相对应,而且能产生与城市绿化融为一体的效果。硬质景观与柔质景观配合既能丰富城市建筑群体的轮廓线,加强空间变化,还能突出景观的艺术效果、季相变化和增加层次感。 5.1.2 美化作用 运用各种攀缘植物搭建的棚架、回廊,编织厚密的绿篱,不仅可以遮盖城市景观视域中的不佳部分,还形成合理独立景观[6]。攀援植物与其他园林小品或建筑相结合,可起到渲染、烘托、协调园林小品与环境的作用,充分发挥植物的形态、色彩、季相景观[6]。 5.2 乌鲁木齐垂直绿化植物选择的原则 垂直绿化对植物的选择要求是比较严格的,在选择时首先应该考虑当地的植物资源,做到适地适树,这样不仅能提高植物的成活率,降低运输成本,而且更容易达到所需的园林景观效果[7]。要了解所选植物的生活习性、观赏价值及绿化物的实际情况,这三者协调与统一便是合理的。 在垂直绿化中,单一植物的观赏特性往往是存在缺陷的,所以在绿化当中尽可能的选用不同种类之间的绿化植物进行搭配使用以延长观赏期,使之在四季都有景可观。混合种植应该是现在园林垂直绿化中应该研究与提倡的方向[8]。 5.2.1 遵循“适地适树”的种植原则 在垂直绿化的园林景观设计中,应该充分考虑垂直绿化植物要求和适应能力,在不同的生境中所营造的垂直绿化植物景观,应有其地域性及自身的特色。如抗寒性、抗旱性、耐盐碱性以及耐冬季的极端低温和夏季的极端高温等,因此选择适合本地气候、环境条件的种类,以有利于景观的塑造和景观的可持续性。本土植物对当地的自然条件适应能力强,可迅速实现预期的景观效果,也更能体现地方的风土文化和特色。 5.2.2 遵循与绿地功能要求相适应的种植原则 城市绿地的功能和效益是多样的、综合的,绿化植物种植是为了实现城市绿地的多种功能服务。因此,在城市绿地实施绿化植物种植时,就要服从和适应于城市绿地的功能要求。所种植植物的生物学、生态学特性与其在城市绿化建设中的用途和应用方式相适合。同时,在绿地内进行乔、灌、草等多种植物品种复层结构的群落式种植,这是实现城市植物多样性最为有效的途径和措施[9]。 5.2.3 “生态相似性”的原则 根据植物的生物学、生态学特性,在同纬度地区的相同生态环境中选择植物进行选育工作,并进行种植试验,在时间积累和实际成果的基础上选育出合适的植物新品种,从而形成生机盎然的城市绿化新景观[10]。 5.2.4 “人与自然相和谐”的原则 “人与自然和谐发展”已成为21世纪人类共同的心声。因此,在城市绿化建设中引入植物新品种,实现植物多样性时,也就必须要有“人与自然相和谐”的绿化观念。因此,选用的绿化植物新品种应具有观赏及环境保护功能,能适应和满足现代人们日益增强的游赏的审美需求和希望亲近自然的心理需求[11]。 5.3 乌鲁木齐垂直绿化植物选择的建议 植物是城市绿化的主体,丰富多样的植物是合理构建城市绿地群落和提高绿地生态服务功能和景观功能的基础。合理开发利用植物资源,引进、繁育植物新品种,有利于丰富城市生物多样性,完善城市生态结构,促进生态城市建设,提高城市人与自然的和谐发展[1]。适合乌鲁木齐市垂直绿化的植物的种类比较多,目前主要的垂直绿化植物有五叶地锦、葡萄。有大量本土野生的藤蔓植物有待开发利用。 5.3.1 引进新品种,丰富垂直绿化植物 不同城市地区因地理位置、自然环境不同而适合生长不同的植物,而城市绿化中植物是不可或缺的,植物新品种的引进应用可以丰富城市植物资源库、提高生物多样性。保护和增加生物多样性是搞好城市垂直绿化建设的基础,对城市生态化建设具有不可替代的应用价值和实际意义。在引种的过程中,最好选用其他城市环境条件与乌鲁木齐市相似的物种,这样对提高垂直绿化植物成活率增加城市生态景观具有重要意义[12]。 5.3.2 加强对乡土植物的驯化 乌鲁木齐垂直绿化植物资源较丰富,绿化及观赏价值潜力很大,有待于我们去开发利用,为园林建设服务。根据新疆地区生态建设和城镇园林绿化不同需求,对有开发利用价值的种类进行引种驯化,推广和培育优良品种,满足不同生态建设及城市绿化需求。加强乡土植物的驯化,筛选适宜的植物品种。在乡土植物种质创新上,应以生态选育为基本手段,收集、整理和开发乡土木本植物天然变异类型,筛选优良种源或品种;同时保留观赏价值不高但抗逆性强的乡土品种,作为杂交育种的亲本、基因工程目的片段的供体等[8]。 5.3.3 发挥政策推动力作用 政府制订发展垂直绿化的地方性法规,提出鼓励发展垂直绿化的政策,使垂直绿化工作有法可依。城市建设和绿化行政主管部门编制出垂直绿化建设和养护技术规范,科学合理地监管垂直绿化;有关部门和单位以各种形式生动、内容具体的实例,宣传垂直绿化的重要意义,使之成为全民的共识,使垂直绿化的应用得以拓展。 6 结语 根据乌鲁木齐市园林中垂直绿化现状的调查,发现目前在园林垂直绿化上应用的植物仅有10种,常用的垂直绿化植物只有五叶地锦、葡萄、爬山虎3种,因此种类单调,景观效果单一。本文在实地调查的基础上,查阅相关文献、书籍、资料,发现乌鲁木齐可用的垂直绿化植物资源丰富,一些新疆观赏价值较高的乡土植物还未被开发利用,例如:西伯利亚铁线莲、粉绿铁线莲、光白英、戟叶鹅绒藤、打碗花、南蛇藤、野啤酒花等。合理的筛选驯化这些野生植物及引进其他城市环境条件与乌鲁木齐市相似的物种,开发利用植物资源,可以丰富垂直绿化种类,迅速提高绿化面积,增强城市景观效果。 随着城市的发展,建筑及道路用地和绿化用地之间的矛盾愈演愈烈,合理利用有效的植物资源进行垂直绿化是增加绿化面积、改善生态环境的重要途径。垂直绿化将会越来越受到人们的重视,垂直绿化植物资源也将得到进一步开发利用,也将丰富乌鲁木齐市园林植物的多样性。 植物小论文:基于园艺疗法的植物景观设计研究 摘要:以园艺疗法中的植物元素为切入点,对植物种类、色彩、芳香、质感等方面进行了研究,探讨了如何通过植物景观种植设计来表现园艺疗法,以期为日后园艺疗法在城市绿地中的应用提供理论基础。 关键词:园艺疗法;植物景观;中心绿地 1 引言 园艺疗法是对有必要在其身体以及精神方面进行改善的人们,利用植物栽培与园艺操作活动对其社会教育、心理、以及身体诸方面进行调整、更新的一种有效方法[1],通过与植物相关的活动达到促进体力、身心、精神恢复的 疗法,它是艺术和心理治疗相结合的一种治疗方式[2]。现代社会的工业发展致使环境恶劣,严重影响了人们身心健康。据调查显示,现代社会健康人群的比例仅占15%,大部分人群都处于亚健康状态[3],利用园艺疗法去治疗人的身心健康变得尤其重要。园艺疗法起源于17世纪末的英国,以治疗在第二次世界大战中受伤的军人而逐渐在各国发展起来,目前,以美国园艺疗法最为成熟。现代园艺疗法的治疗对象不仅限于病人,它强调参与活动的过程和意义,通过接触自然来缓解压力,使亚健康的人变得健康,使健康的人更健康[4]。园艺疗法的研究和应用在发达国家已趋于成熟并深入人心,而在中国还处于初级阶段[4],目前研究领域仅限于疗养院的景观设计,尚未在城市绿地中进行实践运用。 在深入研究园艺疗法的理论的基础上,对某居住区中心绿地植物景观进行创新设计,探讨了基于园艺疗法的景观功能分区,并详细阐述了各景区内植物的选择和配置原则,旨在通过合理的植物景观设计为居民提供具有园艺疗效的休憩场所,以舒缓情绪、调节身心健康。 2 园艺疗法的理论基础 园艺疗法项目中,五感刺激是园艺疗法的基础,园艺疗法是通过人的视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉而感知事物特征或性质的一种科学方法,具有很强的精神发特性,医学、神经学、社会学、心理学等都是研究园艺疗法必不可少的知识体系。园艺疗法是以园艺活动为媒介的,人们通过园艺劳动(如播种、施肥、浇水、修剪、松土等)和园艺交流(如交换栽培经验、分享收获成果、寻求合作等)参与互动,进行身体锻炼[5]。种植地的勘察,植物的选择、移植、栽培等管理,以及植物搭配都是需要了解并掌握的必须知识,作为园艺活动理论基础的植物学、生态学、土壤学以及与疗法场所相关的园林学、植物景观设计学等都对园艺疗法中植物景观设计具有重要的指导作用。 3 项目概况 小区位于武汉市江夏区,是某事业单位为其退休老职工所改建的居民楼,针对老年人性格特点,建立了以“减压舒缓”为主的园艺疗养花园,中心绿地花园位于小区中心,面积约1237.6 m2。 3.1 布局与构思 以“保留、改造、养生、和谐”为基本原则进行花园植物景观设计。花园围绕“森林浴”模式展开,在保留原有植被的基础上,对原有植物进行一定修剪、造型,并将“养生”的理念融入进去,通过植物给人带来的五感刺激,针对老年人的身体状态进行植物选择、配置和活动安排,“和谐”指植物景观设计遵循协调统一的原则和人通过园艺疗法达到内心与自然的平衡协调。 庭院以“两个中心,六个分区”为主要布局,将花园分别以“五感体验区”和“活动体验区”为主题进行植物种植设计,全局分为视觉疗养区、听觉疗养区、味觉疗养区、嗅觉疗养区、触觉疗养区和活动区等六大功能区(图1)。 3.2 功能分区 3.2.1 味觉治疗区 在入口处单独开辟一角种植可供采栽、食用的植物,如石榴、枸杞、柑橘、薄荷等,并设置相应的采栽小路,以免人们破坏植被景观;此外还应种植一些花叶兼美、高矮不一的植物,如合欢、栾树、枇杷、石楠、法国冬青等,既而丰富林冠线景观。此外,对于食用花果要尽量少用或避免使用农药,以免对人体产生不良反应。 3.2.2 视觉治疗区 研究证明观赏植物可以改善情绪、缓解压力并增强忍耐性,不同颜色的花或叶片对人的身心影响也不尽相同[2],视觉治疗区景观除了使用色彩丰富的植物外,应选择满足四季接替开花的植物,并将暖色调植物和冷色调植物交叉种植,带给人不同的心理感受。该区位于花园主入口附近,邻近中心广场,区内设有休息长廊和树池座椅,供人们休息、交流,视觉治疗区的植物选择见表1所示。 3.2.3 嗅觉治疗区 芳香疗法主要的作用机制是心理反应加上从植物芳香精油中提取的芳香分子作用于人体的交互作用得到疗效[6]。研究显示植物的芳香可以有效减缓紧张情绪,使人愉悦,并增进睡眠[7],不同香味、不同浓度的香花植物可以产生不同的嗅觉刺激,达到不同的治疗效果,若香味过于混杂浓重,则带给人晕眩,对健康不利。据调查,相比之下,老人更亲睐甜香型和清香型植物,因此嗅觉治疗区种植的香花植物主要以甜香型和清香型为主,如桂花、玉兰、月季、葱兰、盆栽米兰等。该区位于花园中部,以白色大理石为地下装饰,形成“桂花林”,树池种植地被葱兰,既在香味上形成协调,在叶形、大小、花色等方面形成强烈对比;四周用花池围绕成一封闭空间,花池里种植月季,并摆放盆栽米兰。 3.2.4 听觉治疗区 人对于环境的认知,85%来自于视觉,10%来自于听觉感官,视觉和听觉是人对外界感知的最主要器官[8]。树叶随风发出的瑟瑟声,花朵上蜂蝶的嗡嗡声,潺潺的流水声等对人心情平复、身体放松有明显的作用。该区用潺潺的流水声与郁郁葱葱的山石景观组合形成听觉景观。选用的植物多为常绿植物,如凤尾丝兰、桂花、碧桃、杨梅、杜英、苏铁、鸢尾、花叶蔓长春等植物,溪流尽头栽植一株鹅掌楸,与周围郁郁葱葱的植物景观形成鲜明对比。 3.2.5 触觉治疗区 植物的质感是指单株或群体植物直观的粗糙感和光滑感[9],让人们触摸不同质地的植物,可以刺激感觉器官,达到一定治疗效果。该区以老人和小孩活动为出发点,既要选择无毒、无刺并无奇异花、叶的植物,也要注意应以灌木和地被为主,方便人们触摸,如鸡爪槭、紫薇、山茶、太阳花、杜鹃、红千层等植物。将休息座椅设置在花丛中,让人们随时随地触摸植物,享受乐趣。 3.2.6 活动体验区 活动体验区主要包括活动健身区和栽培区。活动健身区以老年人、儿童活动为主,此区设置有羽毛球场和一系列健身器材,四周种植高大落叶乔木,并搭配灌木球和地被花卉,植物色彩以亮色为主,促进人的活动,如复羽叶栾树、枫香、紫荆、大叶黄杨、红继木等植物。栽培区安排的园艺活动是结合人的参与性设计的,在园艺操作过程中,人体的各个部位都得到了锻炼,尤其有助于改善老年人心血管系统的退化状况,减少常见的心血管疾病发生几率,是防止衰老的最好措施之一[10],人通过对植物进行播种、翻土、施肥、浇水、定植、收获等行为感受生命的意义,能唤醒人们对生命的热爱。栽培区固定在封闭的空间,利用绿篱将其与其它景区分隔,区内安排种植池和栽培工具,进行以栽培草本植物为主的园艺活动,如太阳花、茑萝、雏菊、风信子、金鸡菊等植物,通过培育而开花的植物可以供人带回家中,进一步感受园艺活动的价值。 4 结语 以某一居民区中心花园为例,以园艺疗法的构成要素和功能作用为出发点,从植物种类选择、色彩搭配、气味选择、质感处理以及与周围环境的关系等方面进行了具有园艺疗法功能的植物景观设计,确保中心花园达到保健、养生、美观的景观效果。 植物小论文:养多肉植物靠卖“萌”致富 编者按:多肉植物是目前很流行的绿化植物,又称多浆植物或多肉花卉,主要生长在沙漠、高山、戈壁、瓦砾、山崖中,全世界共有多肉植物1万余种。多肉植物的营养器官具有发达的薄壁组织,可以储藏大量水分,使其在外形上显得肥厚多汁或带粉。由于多肉植物叶子“小小的”“肉肉的”“萌萌的”,而且叶片颜色丰富,容易养护,时下深受人们的喜爱。 大学毕业的余亚民早在几年前就看到了多肉植物的商机,加之他自己也钟爱多肉植物。于是,在家人的支持下,2014年,他投资20万元建起了南昌第一家多肉植物花园,他的多肉植物生意做得越来越好。那么,他对于多肉植物有着怎样的养护经验以及在经营管理自己的公司上又有哪些独特的理念呢?带着这些问题,本刊记者走进了南昌朝夕多肉植物花园,采访了85后创业青年余亚民,相信他的创业经验对您的创业之路一定会有所启发! 记者:余总,是什么促使您走上种植多肉植物之路,并决定以此作为自己的事业来发展的呢?在创业期间,什么事是您特别难忘的? 余亚民:提到多肉植物,我觉得自己挺幸运的,因为促使我把多肉植物当作一个创业项目来发展在很大程度上是机缘巧合。在我心里一直有一个梦想――开一家属于自己的盆栽花卉店。因为广州花卉行业比较发达, 2010年9月我南下去了广州,虽然初心是奔着实现梦想而去的,但到了广州后我并没有从事花卉方面的工作,而是就职于某家食品公司做了一名普通的销售员。在这家公司工作的两年时间里,我自己虽然在生活理念、人际交往等方面得到了很大的提升,但是从未放弃最初的梦想,而且想把这个梦想变成现实的想法越来越强烈。我心想,要做盆栽花卉这一行,就得先进入这个行业积累经验,于是我决定辞职去寻找花卉行业相关的工作。一次机缘巧合,我应聘到了一个拥有200亩基地,专门从事多肉植物生产及批发的花卉公司做销售员。随着每天与多肉植物的接触,我越发喜爱多肉植物,也越看好它的前景。凭借在该公司积累的经验和资源,2014年元旦我离职回到南昌发展多肉植物。能与多肉植物结缘并以此作为自己的事业发展,我觉得自己特别幸运,同时也倍加珍惜这个机会。如果说创业期间让我最难忘的事情,那莫过于家人在我创业路上给予的无私帮助、无条件支持和理解了。 记者:余总,据了解,您的多肉植物花园是南昌的首家。请问:多肉植物好养护吗?在养护管理上主要应该注意什么呢? 余亚民:多肉植物,在管理上相对一般花卉来说是比较简单的。多肉植物表皮的特殊结构使其蒸腾量大大减少,失水明显比其他植物种类少,具有较强的抗旱、抗逆性,因此,多肉植物不需要经常浇水。不过大部分多肉植物喜欢阳光充足、通风良好的环境。此外,在养护上只要注意土壤、温度、水分等方面即可。具体注意事项如下:(1)土壤。建议潮土干种,而所谓的潮土就是指混合花土适当喷水后,手握成团、松开手轻轻一碰就散了的湿土。(2)温度。多肉植物的适宜生长温度为10~32℃,当低于10℃或高于32℃时,植株开始休眠。(3)水分。浇水没有特定的时间,一般半个月浇1次水。注意保持“干透、浇透”的浇水原则,先把根系养好再去控水。 记者:对于基地的选址您当初是如何考虑的呢?目前您的多肉植物大棚里有多少个品种,市场效益如何? 余亚民:我把基地选在江西省南昌市扬子州杨新路附近,主要是因为这里地处沿江位置,通风性好,温度相对会低一些,尤其是夏天,不会太热。此外,这里离南昌市老城区和新区都比较近,可以方便顾客前来选购。目前我们大棚有300多个品种,效益一年比一年好,两个大棚(总共面积为1亩)一般每月平均销售额为3万~6万元,旺季最高销售额一天曾达到5000元,现在平均每天可出售100盆左右。不过目前我们获得的收益很大一部分投在了多肉植物品种的拓展以及维持公司的运营上。 记者:市场上比较受欢迎的品种有哪些?不同品种的多肉植物价格相差大吗? 余亚民:多肉植物的形态多种多样,可以满足不同喜好的人的审美要求。目前市场上比较受欢迎的品种主要是景天科石莲花属、莲花掌属的植物,还有不少人喜欢番杏科的植物。比如吉娃娃、观音莲、玉露、雪莲、熊童子、山地玫瑰、桃蛋、奶酪、福娘、阿房宫、冰梅、布纹球等都是比较畅销的品种。现在兴起的由各种多肉“拼盘”而成的组合式多肉盆栽最受消费者的欢迎。很多顾客会选择喜欢的几个多肉植物品种让我现场帮他们组合,其中很多人一买都是七八盆,有的也帮朋友、同事买些。 多肉植物因品种不同,价格上差异也比较大,从几元到几千元,甚至几万元的品种都有。不过我们基地卖的多肉植物以平价的品种为主,每盆5~600元不等,价格是由市场来决定的。由于多肉植物的“萌态”很吸引人,所以喜爱多肉植物的人越来越多,其中也不乏愿意花高价购买者。尤其是一些消费者普遍喜爱的品种,当市场供应量不足时,价格就直线上升。当产量大了,供应趋于饱和后,其价格又不断下降,甚至有时会创历史新低。在这里要提醒广大从事多肉植物种植的朋友:切不可盲目跟风,建议想商业化种植的朋友先调研市场后再谨慎栽培。 记者:近年来,为什么多肉植物会越来越流行?多肉植物的主要消费群体是哪些?您的产品主要是零售还是批发? 余亚民:多肉植物的流行主要是受人们对绿植消费需求转型的影响。随着人们生活水平的不断上升,生活节奏也越来越快,人们都趋于购买一些干净整洁、容易养护的植物。而多肉植物就很好地迎合了人们这一心理,因为它们打理起来很容易,且具有较强的抗旱能力,不会因为人们短期无暇照顾而死亡,所以多肉植物又被称为“懒人植物”。加之多肉植物迷你精巧的造型作为家具的百搭摆设,非常惹人喜爱。很多顾客都专门买来放在办公室和家里,他们说看着这些“萌萌的”多肉植物可以缓解压力和疲劳,绿色清新的“小肉肉”给他们心旷神怡之感。此外,多肉植物特殊的景天酸代谢是很适合室内种植的。因为大部分多肉植物长期生长在干旱少水的环境中,为了应对白天高温的环境,它们就选择把主要的新陈代谢活动放在温度较低的夜晚来进行,这样不仅减少了水分的流失,而且可以吸收大量的二氧化碳,起到释放氧气、净化空气的作用。因此,它们可以营造健康良好的环境。 多肉植物因为外形小巧精致,叶片饱满可爱备受女生的欢迎,所以其主要消费群体为18~35岁的女性,而其中消费主力军是工作的白领女性。目前我们的产品零售和批发都做,但是以零售为主。销量好的时候,我们会经常去广东、福建、山东、上海等地的一些大型多肉植物生产基地外调一些品种。 记者:多肉植物最适合的繁殖方式是什么? 余亚民:多肉植物的繁殖方式一般有叶插和枝插两种,也有部分“肉友”喜欢自己人工授粉、播种。但是其中以枝插最为常见,它是一种快速简单而又容易保存母本基因的繁殖方式。枝插在多肉植物的繁殖中也叫“砍头”,是指利用枝条的一段作为插穗的扦插方法。枝插的时候最宜选择株型端正、叶片多而肥的健康植株。因为选择健康的主体,扦插成功率才能高。此外,由于多肉植物中很多种类的体内有白色汁液或无色黏液,这种汁液和黏液在植物受伤时可使伤口迅速结膜,既防止了体内水分散失又避免了病菌感染。因此,在栽培中人们利用这一特点,可以将一些截面积很大的球形、柱形多肉植物切顶扦插。 记者:据了解,您不光是线下卖多肉植物,线上也在卖,多肉植物适合在网上销售吗?在营销方式上,您有什么建议? 余亚民:多肉植物的根、茎、叶等营养器官能储存充足的水分,在脱土情况下可以保持数月的生命力,所以它们比较适合在网上销售。不过多肉植物在线上销售,邮寄时要注意其根部需完全脱土,根系需充分晾干,因为在植株有水分的情况下寄送很容易患黑腐病。但是,目前我们主要还是以实体店销售为主。 营销手段上,我们主要是微信营销、口碑营销。以老带新是主要的销售方式。不过,我认为任何营销模式都应建立在保证产品的质量上,诚信经营,做良心生意。还有就是用心,比如,在微店以及淘宝上销售多肉植物,就必须把照片拍得漂亮一些,为此我还专门研究了如何摆拍,不少顾客最初都是被我拍的精美照片所吸引的。 记者:余总,您下一步的目标是什么?对于想创业的年轻朋友您有什么想说的吗? 余亚民:下一步计划是继续扩展多肉植物花园,并把它打造成一个集生产、销售、休闲、娱乐于一体的综合性“花园”。这座“花园”可以给喜爱多肉植物的人们提供一个慢生活的休闲区域。人们可以在里面喝着咖啡或品着茶交流养护多肉植物的心得及经验,甚至延伸到交流思想。把“萌物”――多肉植物带来的快乐一直传递下去。对于想创业的年轻朋友,我认为最重要的一点就是要心怀梦想、脚踏实地、真诚待人、一步一个脚印,要始终相信“一份耕耘,一份收获”,有付出就会有回报。 植物小论文:浅谈园林建筑与园林植物的配置关系 摘 要:园林植物与园林建筑是园林组成的二要素,二者缺一不可,共同构成了园林效果。而园林建筑与园林植物是互相依附衬托、互相补充呼应的的,二者是的配置是自然美与人工美的结合,处理得当,可求得和谐一致。文章介绍了我国园林发展的历史及现状,并结合常见的园林形式介绍了园林中建筑与植物配置的相互作用及重要性。 关键词:景观;园林建筑;植物配置;环境协调 1 我国园林的发展历史及现状 随着时代的发展,园林已遍及我国大江南北,并且由最初的寥寥无几的专属人士所有发展到各城市社区均已配置。现如今,园林已经发展成为社会服务的一个不可或缺的角色,为广大的居民提供了休闲娱乐的场所,以及美的感受。同时,社会对园林的设计、组成与管理也有了更高的要求。从宏观层次来讲,当代园林不仅要符合可休闲放松的标准,还要有一定的内涵意义,更重要得是还要符合生态绿化、保护环境的目的。从微观层次来讲,园林的设计、组成、管理都需要符合当代要求,要突出园林的艺术气息。 2 园林建筑与植物配置的重要性 我国园林风格多样,无论是大气浓重的皇家园林、清高风雅的苏州园林,或是庄严稳重的纪念园林,还是富有生活气息的街头绿地、社区公园等,建筑与植物配置都是极其考究,始终贯穿如一的。因为设计中植物与建筑配置的优劣直接影响园林的整体质量,也直接决定园林植物绿化观赏效果和艺术水平的高低。在设计园林组成形式时要将建筑的大小、风格,门、窗、屋顶等元素,以及植物中花、草、树,高低、颜色都应考虑在内。只有因地制宜,充分利用既有的自然环境及气候特点,合理的设计、安排建筑与植物的组成形式, 才能使得建筑与山,水,花,木有机的结合组织,使得园林在总体上达到了建筑美与自然美的高度结合,相互融糅的境界。 3 各种园林中建筑与植物配置 3.1 皇家园林的植物配置 在我国近代史之前,统治阶级是权利的象征,有着至高无上、威严不可侵犯的形象特征。而皇家园林作为统治阶级的的一个所有物品,也不可避免的带有恢弘大气、尊严无比的特点。这些特点的具体表现不仅园林中建筑的形式以及植物品种、样式的选择,更重的是建筑与植物的搭配。皇家园林内建筑体型高大、布局严整,为了适应此类建筑,其院内植物也多选择四季常青、苍劲延年的树种来衬托,比如松柏被广泛应用借以表达帝王万古长青的寓意。花卉则多选用有着富贵之意的牡丹、长久之意的菊花、多子多裔之意的石榴等品种。 3.2 江南园林建筑的植物配置 江南园林以淡雅清高为主调,因此其建筑外貌也多采用白墙黑瓦,来大肆渲染其淡雅素净的色彩。而建筑组成多为隔层布置,来打造咫尺山林、以小见大,导出充满诗情画意的艺术效果。因此,其植物以有着高傲之意的竹、梅、荷为主。 3.3 寺观园林的建筑与植物配置 寺观园林布置较为简约却不简单,其神圣、目空一切的本意也可通过建筑与植物来体现出来。寺观园林建筑多以庙堂为主,各个殿堂建造多样,或者富丽堂皇以供拜赏,或者朴素简单以供礼佛。庄严肃穆气氛不言而喻,因此一般多用银杏、油松、圆柏、松等植物。 3.4 陵园园林的建筑与植物配置 陵园是用来缅怀革命先驱,具体有庄严、肃穆的特点。其建筑与植物的搭配多以整齐为效果,再配以松柏、银杏来衬托革命先驱铮铮不息的革命精神,白菊等白色花朵来象征革命烈士的流芳百世。 3.5 现代园林的建筑与植物配置 现在建筑样式多样灵活,因此可以选择多种树种,应根据具体的环境条件、功能和景观要求选择适当的树种,如白皮松、榆叶梅、圆柏、海棠、玉兰、银杏、国槐、法国梧桐、合欢、龙柏等植物,栽植方式也是多种多样的。 4 园林建筑与植物配置的相互作用 一方面,园林建筑本身也是园林景观之一,相对于园林的其他组成要素,园林建筑的轮廓、线条、色彩较为生硬、单一。而植物曲线以弯曲为主,因此,合理的选择植物品种来搭配园林建筑,可以减弱、软化园林建筑的生硬轮廓,增添园林建筑自然柔和的曲线之美。需要指出的是,虽然园林建筑与植物可以互相补充,但是要根据园林建筑的风格来确定选用何种形式的植物来互相衬托。此外,众所周知,建筑是凝固的艺术,而富有生机的植物恰如春天的温暖可以暖化建筑的冰冷,赋予建筑生命力,使其达到诗情画意般的效果。再者,建筑的组成形式较为单一,而植物尤其是盆卉花景可灵活移动,这样多样化的植物就会赋予建筑物错落有致、上下呼应的空间感觉,使园林建筑表达效果不再孤单。 另一方面,园林植物的生长是需要园林建筑的保护的。园林建筑可以在一定程度上为园林中的植物提供一个遮、挡、围的作用,可以减弱突如其来的风雨雪等恶劣天气对植物的破坏力度。园林植物呈现的是柔和的自然美,而建筑却以是以植物为依托,隐形于建筑之中,用其阳刚之美将植物的自然美提升到更高的境界。隐建筑物于山水之中,将自然美提升到更高的境界。 植物小论文:野生植物肾叶打碗花的生长特性及观赏价值 摘要:通过对秦皇岛市滨海地区野生盐生植物肾叶打碗花进行调查与分析,初步探索了肾叶打碗花的生长特性和经济价值,阐述了肾叶打碗花在园林绿化中的观赏应用价值,认为其在园林观赏方面具有很大的开发应用前景,并提出了在滨海地区园林应用上的建议。 关键词:肾叶打碗花;野生植物;生长特性;观赏价值;滨海地区;秦皇岛市 肾叶打碗花[Calystegia soldanella(L.) R. Brown]又称扶子苗、肾叶天剑、滨旋花,为旋花科(Convolvulaceae)打碗花属(Calystegia R.Br)多年生草本植物,多生长在辽宁、河北、山东、江苏、浙江、台湾等省的沿海地区,也广泛分布于欧洲、亚洲的温带地区及大洋洲海滨地带。肾叶打碗花耐盐碱、耐瘠薄,耐旱性很强,多见于海滨沙地或海岸岩石缝中[1],大多生长在距离海岸不远的海岸沙丘或海滩上,常年受海雾侵蚀,基本都是野生状态[2]。由于肾叶打碗花的茎具有匍匐性,覆盖性很强,因此具有很高的护滩抗风性能[3]。故而肾叶打碗花在滨海城市的园林应用中具有广阔的发展前景。 1 生物学特性 肾叶打碗花为多年生匍匐性草本植物。地下茎较粗,地上茎光滑或近光滑,平卧,不缠绕,有细棱或有时具狭翅。叶互生,肾形至近圆形,长1~2 cm,宽2~4 cm,先端圆形,有小凸尖,基部凹缺,边缘波状,叶柄长于叶片。花单生于叶腋,具花梗,花梗长于叶柄,有细棱,长2.5~5.0 cm;苞片卵圆形,紧包于花萼外,比萼片短,长0.8~1.5 cm,顶端圆或微凹,具小短尖;萼片近于等长,长1.2~1.6 cm,外萼片长圆形,内萼片卵形,具小尖头,5片,宿存;花冠漏斗状,直径3.5~4.5 cm,粉红色,冠檐微裂;雄蕊5枚,花丝基部扩大,无毛;子房2室,花柱细长,柱头2裂。蒴果卵圆状,长约1.6 cm。有种子4粒,黑褐色,长6~7 mm,表面无毛,亦无小疣[2,4-7]。 2 生态习性 肾叶打碗花喜欢温和湿润气候,也耐恶劣环境,适应沙质土壤,是我国温和气候区沿海地带盐碱土的指示植物[6]。肾叶打碗花是浅根性植物,根系集中在5 cm左右深度的土层,常生长在土壤酸碱度偏中性的粗沙砾地里,主要集中分布在北方沿海一带的砾石海滩上[2]。肾叶打碗花是一种卧地生长的草本植物,每年在4月上、中旬萌发,在秦皇岛市一般于6~8月开花、9月前后结实,主要借海潮传播种子繁殖后代;但是在秦皇岛市生长的肾叶打碗花大部分不结果,主要以根扩展繁殖[4]。肾叶打碗花总是作为沙质、沙砾质、砾石质土地的优势种或伴生种出现在海滨地带,在靠近海岸的花岗岩、片麻岩或片岩组成的砾石土上,特别是海水浪花经常可以到达的山坡上,有时以单一群落出现;作为伴生种常出现在单叶蔓荆(Vitex trifolia L. var. simplicifolia Cham.)灌草丛的海滩上,有时与生活力极强的砂钻苔草(Carex kobomugi Ohwi)组成海涂沙生草地群落,或与泌盐灌木柽柳(Tamarix chinensis Lour.)等植物组成不同的建群层片结构群落出现[8]。可是在距海岸稍远的沙土台地上,由于海水浪花不能经常到达这里,虽然可看到砂钻苔草、珊瑚菜(Glehnia littoralis F. Schmidt ex Miq.),但见不到肾叶打碗花的生长,这可能是由于肾叶打碗花根系太浅,不像砂钻苔草和珊瑚菜根系深,可从底层吸取盐分,而海水浪花又不能经常到达这里,使盐分供给不够所致[9]。所以它是一种近海沙滩地上的好盐植物,具有很高的护滩抗风性能。每到春末夏初,植株碧绿、喇叭状花粉红盛开,如绿带镶嵌在开阔的海岸带上,赋予滩涂草场以美丽的季相,为单调的海岸线凭添一番野趣[10]。 3 观赏价值 肾叶打碗花在每年的6~8月开花,花大、艳丽而且花期长,十分耐看;而它那亮绿的叶片呈小巧的肾形,叶脉明显,使之成为粉红色花朵最好的陪衬,因而整个植株的观赏价值较高。每到春末夏初,叶绿花红,赋予滩涂草场以美丽的季相。同时,肾叶打碗花具有耐盐、耐旱、耐瘠薄的特性,加上成蔓性、缠绕力强,可以引种到海边旅游区作为一种地被花卉加以应用[4,7,11]。如在盐碱地上将其作为岩石中的点缀,能充分展现海滨的原始气息;将其作为岩石园的造景植物也是一个不错的选择。 4 其他经济价值 4.1 饲用价值 肾叶打碗花叶片所含的蛋白质很丰富,灰分和脂肪含量也较高,钙和磷的比例接近于平衡。加上其茎蔓粗壮、茎叶脆嫩、叶片肥厚、纤维素含量少、气味纯正、适口性好、覆被性很强,为牛、马、驴、骡等多种家畜所喜食[6],据研究,肾叶打碗花在花期的茎叶鲜重比为1.0∶1.1,茎叶干物质重量比为1.00∶0.98,干叶重占茎叶干物质重量的49.00%,茎叶干物质达12.50%,整个生育期间茎叶干物质重量变率小,直到枯黄前期,其青饲价值也不减,青饲期长达150 d之久。晒干后是大家畜及兔、羊越冬的好饲料,放牧青饲或调制干草均为良好牧草[6],并且其生长快、产量高,具有一定的再生能力;花前期放牧或刈割,其再生草量可达第一次收草量的75%以上,初果期刈割,再生草量也可达花前产草量的一半,直到夏末秋初才逐渐失去再生能力[6]。肾叶打碗花营养期的叶面积指数可达1.45,在阳光充足、气温较高的夏季,光能利用率较高,生长快,生物量大,其单一群落的鲜茎叶产量可达52.5 t/hm2,这在土壤条件比较差的近海盐性沙滩地上是一种高产的植物[12]。 4.2 药用价值 肾叶打碗花还是一种很有发展潜力的中药资源,其全草及根状茎都可入药,性味微苦、温,具有祛风利湿、化痰止咳的功效,可用于咳嗽、肾炎水肿、风湿关节疼痛等病症[13,14]。为了充分挖掘该资源,有关单位应对其进行深入研究,变资源优势为经济效益和社会效益。 4.3 生态价值 肾叶打碗花除了具有观赏价值、饲用价值和药用价值外,还具有生态保护价值,是一种良好的滨海沙生植物。 4.3.1 保护沿海滩涂 可用于盐碱地绿化。由于肾叶打碗花茎蔓粗壮、生命力顽强、覆被性很强,耐盐碱、耐瘠薄、耐旱,能够抗高强度的海风,具有很高的护滩抗风性能[15]。所以在海滩上经过翻耕、整地、播种栽培,能很快形成植被[16],这样能防止水土流失,有利于盐碱环境的绿化与植被修复。 4.3.2 改良土壤 人工在沿海沙地补种肾叶打碗花,不仅可以美化海滩,还可以使盐碱荒地得到充分利用,增加土壤中氮、磷、钾及有机质和微生物的含量[15],从而改良沿海沙滩盐碱地的土质[17]。 5 肾叶打碗花在滨海地区园林应用上的建议 5.1 与岩石和假山配置 由于肾叶打碗花生性强健,适应能力强,可与海边的岩石或园林建筑里的假山相配,起到对岩石坚硬线条的软化、平衡作用[18];而且在海边盐碱地将其作为岩石中的点缀,可充分展现海滨环境的原始风貌[19]。 5.2 做盐碱地地被绿化材料 肾叶打碗花耐盐碱、耐干旱、耐瘠薄,绿化面积大,可粗放式管理,用作盐碱地地被绿化材料是不错的选择。肾叶打碗花在盐碱地绿化布局上可片植形成独立的块状模纹,而且娇美粉艳的花朵可形成自然美丽的花坪,达到色彩缤纷的渲染效果,体现出朴素的自然美感[20]。尤其是滨海沙滩前缘的绿化,其淡淡的粉红色花朵和嫩绿可爱的叶片可将海滩点缀的异常秀美,能形成如诗如画的植被景观[21]。 5.3 建立滨海野趣园 肾叶打碗花的适应性强,在粗放管理的野生植物景观中配置最为适宜。在滨海地区园林应用方面,尤其是滨海风景名胜区、自然保护区、疗养区、休养所等处,可布置、栽种大片的肾叶打碗花群落,为海边单一的自然色调凭添一番绚丽的野趣[22]。 植物小论文:前十字韧带重建中两种移植物的选择对临床效果的影响 [摘要] 目的 探讨自体、异体人工移植物重建膝关节前十字韧带(ACL)的临床效果。 方法 回顾性分析我院2004年4月~2010年2月收治入院的ACL断裂患者60例临床资料,将采用关节镜下自体骨-髌腱-骨(B-PT-B)重建ACL患者30例设为A组,将采用关节镜下异体B-PT-B重建ACL患者30例设为B组,两组手术方法相同。观察两组患者术后红细胞沉降、C反应蛋白及体温变化情况,并用KT-2000、BiodexIKDC、Tegner、Lysholm等方法评估手术效果及肌力恢复情况并进行对比分析。 结果 随访30~55个月,两组发热天数、术后第6天红细胞沉降率和C反应蛋白等比较差异均无统计学意义(均P 0.05);A组膝前痛21例(70.0%),明显高于B组13例(43.33%);髌股关节压痛B组为18例(60.0%),A组28例(93.33%),差异均有统计学意义(均P 0.05);两组患者IFDC评分、Lyshom评分、Tegner评分、大腿围度差值、KT-2000前移距离、Biodex等速肌力测试结果比较,差异均无统计学意义(均P 0.05)。 结论 自体和异体移植物在术后均需要经历再血管化和韧带化,使得移植物强度在术后早期不足。 [关键词] 前十字韧带;移植物;重建;选择;运动;生物力学 前十字韧带(anterior crueiate ligament,ACL)是维持膝关节稳定的重要韧带,主要限制胫骨的前移和旋转,在膝关节活动中起到重要的稳定和制导功能[1]。随着全民健身运动的普及,运动损伤日益增多,ACL损伤发生率不断增加。其治疗的方式多以手术韧带重建为主。但无论何种方法,恢复膝关节的正常功能和稳定性无疑是最重要的,所以移植物的选择成为了临床争论的焦点。笔者对2004年4月~2010年2月我院收治的60例采用两种移植物重建ACL断裂患者的临床资料进行分析,现报道如下: 1 资料与方法 1.1 一般资料 选择我院2004年4月~2010年2月收治的ACL断裂患者60例,其中男44例,女16例;年龄15~49岁,平均(28.6±4.5)岁;致伤原因:交通意外18例,运动性损伤33例,其他9例;受伤位置:左侧26例,右侧34例。根据移植物的不同分为两组,每组30例。将采用关节镜下自体骨-髌腱-骨(B-PT-B)重建ACL患者30例设为A组,其中男21例,女9例;年龄16~45岁,平均(27.5±6.1)岁。将采用关节镜下异体B-PT-B重建ACL患者设为B组,其中男23例,女7例,年龄15~49岁,平均(28.8±5.8)岁。本实验经医院伦理委员会审核批准,患者及家属知情并签写知情同意书。两组患者一般资料比较,差异无统计学意义(P 0.05)具有可比性。见表1。 1.2 手术方法 所有患者常规术前准备,于患者膝部中线纵行切口,抽取自体肌腱(临床常用肌腱为髌骨肌腱)抽取髌骨肌腱中段1/3部分(宽9 mm),连同肌腱两端一小段骨骼(1.5~2.0 cm长的圆形骨块)(图1)。抽取部分作为自体移植物替换受损的膝关节ACL,自体移植物取出后关闭切口。关节镜下观察膝盖内部情况及移植物(自体、异体)放置的正确位置,清除受伤的ACL,采用导针沿胫骨隧道插入股骨,位置在胫骨平台下方4~5 cm、胫骨结节外侧1~2 cm处,并依靠导针引导前十字韧带重建(图2)。在确认关节内出针位置良好后,空心钻顺导针出胫骨隧道,将移植物(自体或异体)一端固定在导针,自遂道穿入,放置在正确位置。应用特制螺钉固定移植物于股骨和胫骨上(图3),关节镜检建的移植物位置良好后,缝合手术切口,手术结束。 1.3 术后处理 用长腿石膏或支具固定下肢于伸直位6周,术后1周开始行关节被动活动器(CPM)被动关节锻炼,4周内在0°~90°范围活动,4~6周逐步恢复关节正常活动范围。6周后可去除支具保护,负重行走。3个月内不许跑步,6个月内不变向跑,1年后才能参加剧烈运动。 1.4 观察指标[2] 观察患者术后每天体温( 37.2℃为发热)、术后第6天红细胞沉降率及C反应蛋白变化情况,并随访IKDC、Lysholm、Tegner评分及疼痛情况,采用Lachman试验、前抽屉试验、轴移实验、关节活动度、患侧及健侧大腿围度差值。应用KT2000膝关节测量仪测量胫骨前移距离,评估膝关节的稳定性。采用Biodex等速肌力测试系统测量患膝在60°/s和120°/s伸屈的最大扭矩,并计算与患侧的百分比,评估股四头肌和N绳肌肌力恢复情况。 1.5 统计学方法 采用统计软件SPSS 17.0对实验数据进行分析,计量资料数据以均数±标准差(x±s)表示,两两比较采用t检验或非参数检验。计数资料以率表示,采用χ2检验。以P 0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 两组术后第6天红细胞沉降率和C反应蛋白比较 两组患者随访时间30~55个月,平均(35.8±6.2)个月,两组患者术后无感染、免疫排斥发生,两组发热天数、术后第6天红细胞沉降率和C反应蛋白等比较差异无统计学意义(P 0.05),见表2。 2.2 两组随防结果比较 两组Lachman试验试验阴性分别是B组19例(63.33%)和A组25(83.33%),1度阳性分别为10例(33.33%)和5例(16.67%),2度阳性分别为1例(3.34%)和0例。两组前抽屉试验阳性者各有1例。两组轴移试验阳性分别为B组3例(10.0%)和自体组5例(16.67%)。A组膝前痛21例(70.0%),明显高于B组13例(43.33%),髌股关节压痛方面B组为18例(60.0%),A组28例(93.33%),差异均有统计学意义(均P 0.05),可能与自体移植物导致损伤扩大有关。两组患者IFDC评分、Lyshom评分、Tegner评分、大腿围度差值、KT-2000前移距离、Biodex等速肌力测试结果比较均无统计学意义(P 0.05),见表3~5。 3 讨论 ACL断裂是相当常见的伤害(运动伤害、摩托车车祸和摔伤)。因其发生几率较大(运动伤害约为PCL伤害的10倍),所以为临床研究重点。近年来由于国人越来越强调运动的重要性,因此伴随而来的运动伤害也有增加的趋势。ACL断裂可引起膝关节不稳而影响运动功能,若治疗不当可发展为ACL缺失而导致膝关节进一步损伤,随着微创外科及膝关节镜技术的发展,膝关节ACL的重建有了新的发展,而关于移植物的选择却存在很多争论。 3.1 前十字韧带重建术选择 参与膝剪力、跳跃、扭转等活动的运动选手;活动力强而ACL撕裂即可修复的半月软骨撕裂的患者;活动力强而ACL撕裂且合并另一条主要韧带完全断裂(后十字韧带、内侧副韧带、外侧副韧带)的患者[3];关节不稳定影响患者日常生活。 3.2 手术治疗 ACL重建术的目标,在于保护膝关节免于反复性的伤害;使患者日常生活中膝关节保持稳定;给予运动员稳定的膝关节从事高风险运动,避免创伤后关节炎的产生。一般接受手术治疗的患者有下列特点:①膝关节不稳定或半月软骨须修补者;②想继续从事高难度的体育活动者;③不愿改变生活方式以适应膝关节不稳定者。 单纯的韧带缝合愈合较差,且愈合后有强度问题,因此目前手术的方法是取移植物作ACL重建术。移植体可分三类:自体移植物、异体移植物、合体移植物。目前广泛使用的是“骨-髌骨肌健-骨”自体移植物。因为两端均带骨,移植后植体两端是骨对骨的愈合,故愈合良好[4]。但其主要问题是有20%~25%的患者术后会发生前膝部疼痛。其次是用腿后肌健自体移植物,另外也可以用股四头肌肌健或异体移植肌健[5]。移植物两端的固定,可以用阻断式螺钉、特殊固定物或一般螺钉。ACL重建术后如果加上积极的康复训练,患者可以在6个月左右恢复正常的运动。 3.3 移植物选择 目前主要有三种:自体B-PT-B、自体四股N绳肌腱(G/ST)以及同种异体肌腱。各有优缺点,均有足够的初始强度,均取得满意的临床效果,但尽量选择用自体材料,避免疾病的传播。骨道的位置,也是手术成功的重要因素。胫骨骨道偏前则导致伸直受限及与股骨髁间窝顶撞击,而导致失败;太偏后则成“悬吊”韧带,不起作用。有学者主张较正常偏后2 mm,中心点位于外侧半月板游离缘延长线上,距后十字韧带约7 mm,稍偏内为佳。股骨骨道偏前则屈曲受限,被动屈曲则导致韧带撕裂而失败,所以股骨骨道尽量靠后,以距股骨后缘1~2 mm,2点(左)或10点(右)左右的位置为佳。牢固的初始固定强度也是手术成功的关键[6]。股骨端:B-PT-P一般采用界面螺钉固定,而G/ST多采用固定钮扣或穿针。胫骨端的固定:骨腱骨仍是界面螺钉为多,而G/ST则用界面螺钉加门钉或拴桩或Intrafix均能提供足够强度。固定角度倾向于伸直位或30°,固定时韧带张力并非越大越好,一般以80 N左右为宜。近年来ACL四骨道双束重建越来越受到重视。理论上,双束重建能更好地控制膝关节的旋转功能。在临床上,近期的结果尚有分歧,有报道差异无统计学意义,也有报道旋转控制功能改善,远期结果有待进一步研究。人工韧带远期效果有待提高,应慎重选择。对未成年患者,主张先保守,劝其改变活动水平,使用支具,加强肌肉锻炼,在骨成熟或接近成熟时行ACL重建。但对不愿意改变活动量、关节不稳、轴移试验阳性的年轻患者,保守治疗效果不好,应该考虑重建术。但如何避免骨骺损伤,目前争议很大。已经证实骨块或金属固定物跨越骨骺会导致骨骺闭合,因此手术方式有很大挑战性。关节外重建效果不好,减少或不损伤骨骺是一个尝试,可取得良好效果。 将髌腱或N绳肌腱下端保留,经过半月板前角和冠状韧带下方或骨槽进入关节,固定于过顶位置,或避开骨骺的沟槽内。也有学者将肌腱的腱性部分经过骨骺钻孔,固定于过顶位置,未见明显生长影响。骨孔大小目前尚有有争议,需尽量小,以6 mm左右为宜,但这些移植物是否随着生长和肥大,目前尚不清楚。肌腱重建固定后,愈合需要时间,一般认为骨骨愈合至少6周,腱骨愈合至少8周,异体肌腱再延迟2周。对髌腱移植物,最薄弱处是3周时移植物骨道交界面,6周时位于骨块的近侧;对N绳肌腱,最薄弱处是3周时移植物骨道交界面,6周时是骨道内的腱性部分。关节内肌腱的改造是从表面开始,3~5个月血运化完成,半年左右愈合完全。但对异体肌腱,有人观察约3年仍不完全。 3.4 并发症 自体髌韧带移植重建ACL术后膝关节相关并发症及其发病机制,有学者对患者进行了平均2年的随访研究发现:术后膝关节存在触发性或功能性疼痛,膝关节疼痛常位于髌股关节、髌骨下极、髌韧带供区及胫骨结节部位。部分患者术后患膝活动度有不同程度受限、髌韧带发生不同程度的短缩以及髌股关节间隙变窄。所以应用自体髌韧带移植重建ACL不仅应注意疼痛等并发症的发生,还应关注髌韧带供区及髌股关节并发症的发生,重视其发病的病理基础。髌韧带的1/3缺损可引起髌韧带短缩及髌股关节退变。目前用于前交叉韧带重建的移植物有自体材料(半腱半膜肌、股薄肌、骨-髌腱-骨)、异体韧带、人工韧带。术后可能发生的并发症的处理则是康复医生和治疗师应考虑的问题。 植物小论文:模拟酸雨及苔藓植物化感条件下紫苏种子萌发特性的研究 摘要:通过模拟酸雨胁迫及苔藓化感作用两种不同的生长环境,初步探讨了模拟酸雨及3种苔藓凤尾藓(Fissidens bryoides)、提灯藓(Mnium hornum)、缩叶藓(Ptychomitrium)种植水对紫苏(Perilla frutescens)种子萌发特性的影响。结果表明,pH为5.0及以上的低浓度模拟酸雨环境对紫苏种子的萌发及幼苗生长影响不大,但随着酸化程度的加深,对紫苏种子萌发的抑制作用明显增加,当pH降到1.0时种子不发芽。紫苏幼苗叶片POD活力随胁迫时间的延长呈先升后降的趋势。而叶片MDA含量除pH为5.0处理组与对照组相近外,其他胁迫浓度下均有显著增加,说明pH低于5.0紫苏幼苗生长受到较严重损害。在苔藓种植水培养环境中,与对照组相比,紫苏种子发芽率、发芽指数、活力指数均随苔藓植物种植水浓度的升高而升高,在浓度为100%时对种子萌发的促进效果最为显著。 关键词:紫苏(Perilla frutescens);种子萌发;生理指标;酸雨;化感作用 紫苏(Perilla frutescens)别名赤苏、红苏、红紫苏、香苏等,系唇形科紫苏属一年生草本植物,是我国传统的药食两用植物[1],目前各地均有栽培。紫苏全株均有很高的营养价值,其具有低糖、高纤维、高胡萝卜素等特点;在医疗保健方面,紫苏具有保护肝脏、降血脂、降血压、预防癌变、提高记忆力、抗过敏及抗微生物等功效,是卫生部首批颁布的60种“药食同源”品种之一,可以开发出多种保健食品,在医药和食品工业上具有广泛的用途[2]。随着紫苏相关研究的深入及产品市场的拓展,对紫苏的数量与质量要求越来越高。而种子往往被认为是植物生命周期的开始,幼苗的生长是天然更新过程中最敏感的阶段,受环境影响较大。研究表明,紫苏种子表面有较厚的蜡质层,种皮透水、透气性差,从而导致其休眠期较长、发芽率较低[3]。紫苏种植大多采用育苗移栽法生产,而当大面积栽培(如进行山坡荒地改造和生态恢复)时则需要撒播,发芽率很低。相关研究也指出,恶劣环境条件的胁迫会对植物种子萌发和幼苗生长造成很大的影响[4]。 随着工业的快速发展和矿物燃料消耗的增多,酸雨发生的频率越来越高,发生的范围也不断扩大。研究表明,酸雨对植物种子萌发和幼苗生长均会产生较大的影响[5,6]。而酸雨是否会对紫苏种子萌发及幼苗生长造成影响及其影响程度如何目前未见报道。在环境问题日益严峻的今天,苔藓植物作为一类对环境条件特别敏感的高等植物类群,对其生态功能的研究开始兴起[7]。苔藓植物在涵养水源、营养循环、环境指示、天然更新及次生代谢物积累等方面都发挥着不容忽视的作用[8];同时,其作为生态系统的主要地被植物,不仅在物理结构上对种子和幼苗产生影响,而且可能对种子萌发和幼苗的建成存在化感作用[9,10]。化感作用(Allelopathy)是指植物通过向环境释放次生化学物质而对邻近植物(包括微生物)的生长发育产生直接或间接的有害或有益影响。Steijlen等[11]发现赤茎藓(Pleurozium schreberi)对欧洲赤松种子萌发存在明显的抑制作用,且认为是一种化学影响。杜桂森等[12]用5种苔藓植物配子体的水提液分别培养5种作物种子,发现羊角藓(Herpetineuron toccoae)、山羽藓(Abietinella abietilla)、塔藓(Hylocomium splendens)和细叶金发藓(Polytrichum longisetum)对种子萌发均有不同的促进作用,而温带光萼苔(Porella platiphylla)则有不同程度的抑制作用。Equihua等[13]用苔藓浸提液和新鲜植物体对帚石楠(Calluna vulgaris)的种子进行了处理,发现没有化感作用。可见苔藓植物对种子萌发的影响作用不尽相同。目前,关于苔藓植物种植水对紫苏种子萌发的化感作用研究鲜有报道。本研究通过模拟两种不同的生长环境(酸雨胁迫及苔藓化感作用),初步探讨模拟酸雨及3种苔藓植物种植水对紫苏种子萌发特性的影响,为紫苏在不同环境下大面积栽培提供科学依据,对坡地利用及生态重建具有重要意义。 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 供试种子及苔藓 紫苏种子由湖北蕲春李时珍生物有限公司提供。新鲜凤尾藓(Fissidens bryoides)、提灯藓(Mnium hornum)及缩叶藓(Ptychomitrium)均采自湖北省黄冈市龙王山。 1.1.2 药品和化学试剂 愈创木酚,30%H2O2,三氯乙酸,硫代巴比妥酸(0.6%TBA)溶液,20 mmoL/L KH2PO4(pH 6.0),100 mmol/L磷酸缓冲液(pH 6.0),70%乙醇等。 1.1.3 主要仪器和设备 722型分光光度计;HH-2数显恒温水浴锅(常州国华电器有限公司生产);YP1201N型电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司);AB204-N型分析天平[梅特勒托利多仪器(上海)有限公司];飞鸽牌系列高速冷冻离心机;具塞试管、研钵、培养皿、滤纸等。 1.2 方法 1.2.1 模拟酸雨对紫苏种子萌发及幼苗生长的影响 挑选子粒饱满、大小一致的紫苏种子,用蒸馏水冲洗3遍后放入盛有30%H2O2的烧杯中消毒20 min,再用蒸馏水彻底冲洗。将种子分为6组,分别用pH为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0的模拟酸雨溶液和蒸馏水(对照)浸泡24 h,待种子充分吸水膨胀后将其整齐地排列在铺有2层滤纸的培养皿(直径12.5 cm)中,每皿50粒,每个浓度梯度重复3次。每粒种子之间留有均匀的间距,以保证与模拟酸雨溶液的良好接触;且生长空间应足够,以防止种子发霉后相互感染。将培养皿放入25 ℃培养箱中进行暗培养,每天喷淋1次上述6种溶液,液体喷淋量随紫苏幼苗的生长从5 mL到10 mL逐渐增加,共培养10 d。每天观察发芽种子的生长状况并进行发芽指标和生理指标的测定。 1.2.2 苔藓植物种植水对紫苏种子萌发的影响 1)苔藓植物种植水的制备。将野外采集的3种新鲜苔藓用自来水冲洗,去掉夹在其中的其他苔藓和杂质,再用蒸馏水冲洗干净,阴干后称重,取相同重量的苔藓分别置于3个盛有等量蒸馏水的培养皿中培养4 d。4 d后各培养皿中的液体即为相应的苔藓植物种植水。 2)种子发芽及处理。紫苏种子经消毒(70%乙醇中浸泡15 min,蒸馏水漂洗3次)后,挑选子粒饱满、大小相近的种子播种于铺有3层滤纸的培养皿(直径9 cm)中,每皿50粒。滤纸已滴加蒸馏水(对照)或不同浓度梯度(1%、10%、100%)的苔藓植物种植水8 mL,每个处理重复3次。25 ℃恒温条件下暗培养10 d。每天记录种子发芽数。发芽结束后,从每个重复中选出20个发芽较整齐且具有代表性的种子,用镊子将其胚根取下,测量胚根长,取其平均值[1]。 1.3 发芽指标和生理指标的测定 试验测定的紫苏种子发芽指标有发芽率、发芽指数及活力指数,各发芽指标的测定参照文献[1]的方法进行。生理指标有紫苏幼苗叶片过氧化物酶(POD)活力和丙二醛(MDA)含量。POD活力的测定采用愈创木酚比色法[1个酶活力单位(U)定义为每分钟每克样品OD470 nm的变化值];MDA含量的测定采用硫代巴比妥酸法[14]。采用SPSS 17.0统计软件和Excel 2003对试验数据进行处理并作图。 2 结果与分析 2.1 模拟酸雨胁迫对紫苏种子萌发及幼苗生长的影响 2.1.1 模拟酸雨胁迫对紫苏种子发芽率和发芽指数的影响 由表1可知,紫苏种子发芽率和发芽指数随着模拟酸雨溶液pH的下降而降低。当溶液pH为2.0时,在培养过程中出现了较严重的发霉及部分芽死亡现象,种子发芽率和发芽指数与对照相比差异极显著,其中发芽率仅为对照的57.1%;当溶液pH为1.0时,种子不发芽,可能是种子已经被高浓度模拟酸雨溶液杀死。Fan等[15]研究发现,模拟酸雨溶液pH 2.0可能是抑制种子萌发与幼苗生长的阈值,这与本研究结果一致。当溶液pH为5.0时,种子发芽率和发芽指数与对照无显著差异,表明溶液在该酸度下对种子萌发无影响。因此,种植环境pH 低于5.0不宜进行紫苏栽培。 2.1.2 模拟酸雨胁迫对紫苏幼苗叶片POD活力的影响 由图1可知,紫苏幼苗叶片POD活力随胁迫时间的延长总体上呈先上升后下降的趋势。胁迫初期3个处理组的POD活力都高于对照组,但在第十天时都逼近对照组,表明种子受酸雨胁迫后,机体启动应激修复机制,POD活力上升清除体内的活性氧,但随着处理时间的延长,种子积累过多的活性氧超过了其耐受能力,从而对植物本身产生了伤害,影响了生理代谢,导致POD活力下降[4]。 2.1.3 模拟酸雨胁迫对紫苏幼苗叶片MDA含量的影响 MDA是植物体内膜脂过氧化的产物,其含量的高低反映了细胞膜脂过氧化程度的大小,含量越高表明细胞膜脂过氧化程度越高,细胞膜结构完整性越差[4]。由图2可知,紫苏幼苗叶片MDA含量随着模拟酸雨溶液pH的降低而增加。在试验处理的10 d内,与对照组相比,除pH为5.0的处理组外,其他处理组紫苏幼苗叶片MDA含量明显增加,表明模拟酸雨溶液pH在4.0及以下时引起了不同程度的细胞膜损伤,其活性氧积累导致紫苏幼苗叶片不同程度的膜脂过氧化,且模拟酸雨溶液pH越低,膜脂过氧化程度越高。第四天时,pH为3.0的处理组紫苏幼苗叶片MDA含量约为对照的3倍。 2.2 苔藓植物种植水对紫苏种子萌发的影响 2.2.1 不同浓度苔藓植物种植水对紫苏种子发芽率的影响 由图3可知,与对照组相比,用不同浓度的3种苔藓植物种植水培养紫苏种子,种子发芽率都有不同程度的提高(1%浓度组除外),且随种植水浓度的升高而升高;在浓度为100%时最高,凤尾藓和提灯藓种植水处理组紫苏种子发芽率均达到90.5%,缩叶藓种植水处理组为89.3%。因此,本试验选取的3种苔藓植物对紫苏种子萌发均有一定的促进作用。由方差分析可知,相同苔藓植物种植水处理下,不同浓度种植水对紫苏种子萌发的促进作用差异不显著。 2.2.2 不同浓度苔藓植物种植水对紫苏种子发芽指数的影响 由图4可知,当用浓度为1%的苔藓植物种植水培养紫苏种子时,种子发芽指数与对照组相比基本没有变化,而浓度为10%和100%时种子发芽指数较对照组明显升高。其中,凤尾藓组和提灯藓组种植水浓度100%时,紫苏种子发芽指数均达到最大,缩叶藓组种植水浓度为10%和100%时,种子发芽指数相当。 2.2.3 不同浓度苔藓植物种植水对紫苏种子活力指数的影响 由图5可知,用不同浓度的3种苔藓植物种植水培养紫苏种子时,种子活力指数均高于对照组,且随着种植水浓度的升高而升高。当种植水浓度为100%时,紫苏种子活力指数均达到最大,但3种苔藓植物种植水对紫苏种子活力指数的影响程度不同。 2.2.4 不同种类苔藓植物种植水对紫苏种子发芽率的影响 由图6可知,与对照组相比,苔藓植物种植水浓度为1%时,3种苔藓植物种植水对紫苏种子萌发均没有影响。随着种植水浓度的升高,3种苔藓植物对紫苏种子萌发的促进作用逐渐增强,而不同种类苔藓对其促进作用程度不同:浓度为10%时,提灯藓种植水处理组的种子发芽率最高;种植水浓度为100%时,凤尾藓和提灯藓种植水处理组对种子萌发的促进作用最强,种子发芽率均最高,而缩叶藓种植水处理组的种子发芽率与10%浓度组相同。由方差分析可知,相同浓度种植水处理下,不同种类苔藓植物种植水对紫苏种子萌发的促进作用差异不显著。 3 小结与讨论 种子的萌发除了与自身因素如种子的生命力、成熟而完整的胚、充足的营养储备等有关以外,还与外界环境因素密切相关。本研究发现,随着模拟酸雨溶液pH的降低,紫苏种子的发芽率和发芽指数均显著下降,幼苗受胁迫程度加深;当模拟酸雨溶液pH下降到2.0及以下时,紫苏种子的发芽率大幅降低,且出现严重的发霉、死苗现象;pH为5.0的低浓度模拟酸雨环境适宜紫苏生长,这与马玉涛等[1]报道的紫苏种子萌发pH适宜范围(5.0~6.3)较窄的结果基本一致。紫苏叶片膜脂过氧化产物MDA含量均随着模拟酸雨溶液pH的降低而增加。在试验处理的10 d内,与对照组相比,除pH为5.0的处理组外,其他处理组紫苏叶片MDA含量均显著增加。因此,pH为5.0以下的模拟酸雨溶液对紫苏种子萌发及生长影响较大,可见紫苏对酸雨胁迫的耐受能力不强,在酸雨地区种植紫苏要考虑种植环境的酸碱度。 苔藓植物生境的多样性和对恶劣环境的适应性远远高于维管植物,同时多数苔藓植物都能产生丰富的次生代谢物质,且具有较强的生物活性[10]。由于苔藓种类、植物种子特性各不相同,苔藓的化感作用对不同植物种子萌发的影响作用也不同。目前关于苔藓植物对不同植物种子萌发的影响也有不少研究。在试验材料的选取上多是选用苔藓植物水提液[12],考虑到苔藓植物主要是通过其分泌物来影响其周围环境,因此本研究选用苔藓植物种植水,即培养过苔藓的液体。二者的内容物不同,前者的主要成分是苔藓的代谢物和苔藓的组成成分,而后者是苔藓植物的分泌物,较前者成分简单。从这方面来说,苔藓植物种植水更符合自然条件下苔藓在植物天然更新过程中发挥的作用。 本研究表明,凤尾藓、提灯藓、缩叶藓种植水对紫苏种子萌发均有不同程度的促进作用,且种植水浓度越高促进作用越明显。因此可以推断,在这3种苔藓的代谢物中的某种或几种化学物质能够打破紫苏种子的休眠,促进其萌发,至于到底是何种物质以及其具体的影响机理还需要进一步的研究。本研究为在苔藓生长的坡地进行大面积紫苏种子撒播提供了一定的理论支撑,至少对其早期的萌发有着积极的影响。而苔藓伴生的生境对紫苏幼苗生长及其成分的影响还有待继续深入研究。 植物小论文:吉林省抚松县野生动植物分布情况 摘要:本文通过大量的调查研究,查阅大量的资料,得出吉林省抚松县野生动植物分布情况。此文对于林业界同行具有一定的借鉴作用。 关键词:抚松县;野生动植物;分布情况 野生动植物资源是整个自然资源的一部分,为宝贵的天然财富,与人类生活有着极为密切的关系。它是生态系统中物质循环和能量转换较为活跃的环节,对保持生态平衡、促进物质循环、美化生活、提高人类精神文明起着重要作用。尤其一些珍贵稀有动植物又是大自然的历史遗产,因而具有保存自然种源和基因库的作用。 1 基本自然概况 抚松县地处长白山腹地,处于长白山前玄武岩台地,东邻长白山自然保护区,西隔头道松花江与靖宇相望,北以白山湖与桦甸为界,南与临江、江源接壤。全县总经营面积644524公顷,其中:有林地面积561392公顷,疏林地面积2573公顷,灌木林地面积2483公顷,未成林造林地面积3026公顷,活立木总蓄积7647万立方米,人均绿地面积25.52亩,人均活立木畜积231.73立方米,森林覆被率87.8%。 我县属北温带大陆性气候,四季分明,春秋两季气候多变,夏季短促而温暖雨量集中;冬季漫长寒冷,积雪较深,年平均温度6.1℃最高温度36.7℃,最低温度-44℃;无霜期130天左右;年平均降水量970毫米,多集中在七、八月份;冬季最大积雪厚度为1米左右,最大冻土厚度97毫米,年平均日照2387小时,海拔平均700-900米,分布着丰富的野生动植物资源。 2 野生动植物分布情况 2.1 针叶林动植物群 在海拔700-1500米之间,地貌是由玄武岩构成的倾斜高原,土壤以山地棕色泰加林土为主,气候冬季严寒多雪,夏季湿润凉爽,树种组成简单,以红松、云杉、冷杉及落叶松为主,阔叶树在林下零星分布,因而形成四季常青的针叶林带,主要分布有马鹿、狍子、野猪、高山鼠兔、松鼠、飞鼠、棕背鼠等耐寒和食性比较简单的种类。鸟类以黑啄木鸟、煤山雀及花尾楱鸡为主。 2.2 针阔叶混交林动物群 在海拔600-1200米之间,植被是以红松为主的针阔叶混交林。这里地势平缓,气候温和湿润,土壤为灰棕壤,主林层有红松、水曲柳、春榆、黄菠萝、赤杨、紫杉等树种,林下植物种类繁多,生长良好,植被层次明显,层外有软枣子、狗枣子、五味子、山葡萄等。由于植物种类繁多,生长茂盛,为野生动物提供了丰富的食物和隐蔽场所。主要分布的兽类有马鹿、梅花鹿、野猪、獾、青鼬、白鼬、豹猫、松鼠等。鸟类有大山雀、沼泽山雀、榛鸡、灰棕鸟、柳莺、黑琴鸟、长耳^、老鹰、雀鹰等。爬行类有腹蛇、极北奎等。两栖类有中国林蛙、爪鲵等。 2.3 阔叶杂林动植物群 一般在海拔1000米以下,气候温和湿润,降水量700-800毫米之间,土壤主要是灰棕壤,植被以天然次生林为主,多为幼龄林,较不稳定,有如下几种类型:在火烧迹地或采伐迹地上生长的杨、桦林;于土层深厚、排水良好的地段上生长的水、胡林,并有黄菠萝、槭、椴等树种伴生;还有次生蒙古栎林。三种主要类型中,唯数蒙古栎林最多。阔叶杂木林的主要林层不高,在人类活动频繁的地方,多为单层林,反之,多为复层,林下幼树灌木、草本植物较多,生长茂盛,多生长名贵中草药野山参、天麻、五味子、刺五加、龙胆草、穿龙骨、贝母、细辛、百合、黄花菜、羊胡草、黄芪、党参、黄连等。兽类有花鼠、林姬鼠、野猪、狗獾、狐、狍、狼、刺猬等。鸟类有红尾伯劳、白腹兰姬翁、冕柳莺、黑尾蜡嘴雀、黄鹂等,雉鸟、斑翅山鹑、鹌鹑、榛鸡、鸽子分布也不少。爬行类乌蛇、游蛇等。 2.4 河谷、草甸动植物群 在河谷和溪流沿岸,多生长柳、大青杨、赤杨等喜湿树种,有的散生或成疏林,有的成柳林,下面生长茂密苔草及禾本科等草本植物。春夏季节,草甸内鲜花盛开,成为绚丽多彩的五花草塘。 主要分布国家珍稀水生动物中华秋沙鸭、鸳鸯、斑嘴鸭、绿头鸭。两栖类有爪鲵、中国林蛙、中华大蟾蜍、游蛇类。鱼类有鲫鱼、泥鳅、鲢鱼、青鳞子等。 2.5 农田、居民点野生动植物群 在农田和居民点附近,人类活动极为频繁,动物种类也较少,兽类主要有小家鼠、褐家鼠、黄鼬、狐等。鸟类数量最多的是麻雀、家燕、灰脊翎、金翅雀等。 3 抚松县国家重点保护野生动植物分布情况 3.1 梅花鹿 栖息于混交林,山地草原和森林边缘附近,在茂密的大森林中或多岩石的地方较多。冬季多在山地的南坡低洼地或雪覆盖较少之处;春秋季在旷野少林的地方;夏季常在较密的林子里。晨昏在较开旷的田野,并常到有积水及潮湿的环境,有时迁移高山草原,以避暑和避蚊、蝇的侵扰。 3.2 长耳^ 栖息于低山地带、平原森林中,白天隐伏于树干道旁树枝上或林间空旷的草地间,很少活动,黄昏后飞出觅食,主要以啮齿动物为食,也兼食昆虫和小鸟。 3.3 花尾榛鸡 多栖息于下木及植物被繁茂的林间巢期起居在固定的森林地段,巢期以后,结成小群,作短距离季节游荡。主要以植物性食物为主,一窝产卵7-12枚。 3.4 鸳鸯 栖息于山地的河谷、湖泊、沼泽地带。性杂食,动物性主要以小鱼、小型软体动物及昆虫。植物性食物有山葡萄种子、木贼、稻谷及蓼科、十字花科、松科的种子。4月初迁来,9月末离去,约有半年时间,每窝产卵7-12枚,孵卵期28-29天。 3.5 红松、水曲柳、黄菠萝、怀槐 以上四种树种在我县分布较多,蓄积量高,整体林分组成在四成以上,天然红松以我县东北部居多,黄菠萝、怀槐在我县西南部分布较多,水曲柳在全县均有分布。 抚松县野生动植物资源丰富,不但是“东北三宝”的故乡,而且素有“立体资源宝库”之称。境内有野生动物3010种,野生植物1243种。由于近年来禁猎禁枪行动及野山参保护区的建立,野生动物种群数量激增,其中大型兽类主要有马鹿、梅花鹿、黑熊、野猪等;中小型兽类主要有狍子、麝、猞狸黄鼬等;还有众多的鸟类、鱼类及长白山林区特有的珍贵两栖动物林蛙;野生珍稀植物有有人参、日本对开蕨、天麻、北五味子、草苁蓉、红景天、木灵芝等;天然无公害山野菜有薇菜、广东菜、刺嫩芽、蕨菜、山芥菜、猴头蘑等;食用菌类有元蘑、榆黄蘑、猴头蘑、木耳、榛蘑等;浆果类有红松籽、弥猴桃、蓝淀果、越桔等。因此当前积极加以保护利用,全面禁止天然林采伐,努力实现人与自然的和谐相处,增加资金投入,是必要的也是紧迫的。 植物小论文:开展农业院校植物生理学课外学习活动,提高学生的综合能力 “植物生理学”等专业基础课具有理论性强、发展快和与生产联系紧密等特点,仅靠课堂教学难以满足复合型和创新型人才培养的需要。以课堂教育引导为起点,以课外主题活动为渠道,以团队合作为组织形式,在提高学生的学习积极性,培养学生的理论联系实践能力、团结协作能力、写作能力、口头表达能力和应变能力等方面进行了实践和探索。 植物生理学课外学习活动专业素质综合能力植物生理学是高等农业院校农学、植保、园艺、蔬菜、种子和生物技术等植物生产类专业的重要专业基础课程,与农作物高产优质抗逆生产、设施农业建设、生态环境保护、药用植物栽培和食品贮藏加工等领域密切相关,具有理论性强、发展快、知识点多、需要大量记忆、与生产联系紧密等特点。其教学质量直接影响到学生对后续专业课程的学习,在素质和能力的综合培养方面起重要作用。目前,在教学内容速增、学时紧缩的情况下,教师必须加强学生课外学习能力的培养,改革传统的考核模式,以满足人才培养的需要。 一、加强课外学习的必要性和紧迫性 课堂教学是传授知识培养能力的主要环节,但传统的课堂教学和考核模式难以圆满解决以下几个问题:第一,专业基础课的专业特性。目前,专业基础课教学现状基本上是不同专业授课内容基本相同,考试试题相同,与专业联系不够紧密,在教学过程中没有充分体现出专业基础课其“基础”与“专业”的桥梁作用。该教学和考核模式往往导致学生的专业学习目的和目标不够明确,不利于学生的学习兴趣、社会责任感和实践应用能力的培养。第二,学生创新能力的培养。对学生的学习评价主要依据是对课本理论知识的掌握程度,导致许多学生靠上课记笔记、考前背试题,临时突击就能过关甚至取得好成绩,主动学习和探究的精神不足,不能及时了解学科最新进展。第三,学生团队精神的培养。以个人为考核对象的传统考核模式,虽培养了学生独立学习思考的习惯,但不利于学生团队协助意识及能力的培养。第四,学生表达能力的培养。教学过程中往往是以教师为中心,“教师讲-学生听”的教学模式不利于学生组织能力、口头表达能力和应变能力的提高。为此,本文根据农业院校的专业特点,学科建设特色和地域农业经济特点,以课堂教育引导为起点,以课外主题活动为渠道,结合导师制,拓展学生的学习空间,在提高学生的学习兴趣和积极性、专业素质、社会责任感和使命感,培养学生理论联系实践能力和团结协作能力上进行了探索。 二、课外学习活动的主要形式 1.查文献撰写论文 生物科学如植物生理学学科发展迅猛,近年来在植物营养生理、抗逆生理、植物激素作用机理和细胞信号转导等领域的研究取得突破性进展,课本上的知识远不能使学生及时掌握植物生命活动的本质。为此,与课本知识体系――植物生理学的内容(主要分为4篇――代谢生理篇、信号转导篇、发育生理篇、逆境生理篇)相结合,在开课时就要求学生关注相关领域的研究报道,让学生自主选题,利用课余时间分工合作查阅相关领域的研究进展,撰写微型进展论文。如生物技术专业学生写的“ABA信号转导进展”和农学专业学生写的“玉米的抗旱栽培生理”,等等。该形式的课外学习活动能够培养学生的文献检索、电脑操作、分工合作、综合分析、归纳总结和写作能力。 2.多渠道收集相关信息 为了提高学生的学习兴趣,促使学生关注本专业知识与人们生活、农业生产和国家经济发展之间的联系,引导学生关注网络、书籍和新闻报道,开展信息收集活动。信息的主要内容包括:与植物生理学有关的研究进展和新闻报道;蕴含植物生理学知识的农谚或谚语;农业生产中急需解决的与植物生理学相关的问题;以植物生理学理论知识为基础的专业课程或专业技能;本专业教师的科研项目与植物生理学的联系,等等。如“滨海盐碱地棉花栽培技术体系”“植物生长调节剂不能代替农药肥料”“冬雪是麦被,春雪烂麦根”“雷雨发庄稼”“知名校友――玉米育种专家李登海”,等等。通过该活动激发其主动学习的积极性,培养学生的爱岗敬业精神,提高从事植物生产相关领域工作的热情。 3.接触实践团队合作演讲 目前,我国的大学生大多数是独生子女,协作能力较为欠缺,接触农业生产实践的机会较少。因此,根据专业基础课密切联系专业的特点,充分利用学校的教学科研基地,借助大部分学生来源于农村的优势,通过课外活动接触实践,了解我国农业现状,关注生产实践中蕴含的本专业的理论知识,最后以团队为单位进行演讲的形式展示合作的成果。如“设施农业与植物生理学”和“果园管理中的植物生理学知识”,等等。该活动促使了学生对专业知识的了解,培养学生的理论联系实践的意识、团结协作能力、口头表达能力和应变能力。 4.入实验室进行科研训练 生物学科是一门实验性学科,通过参与课外科研活动才能加深其对专业知识的理解,只有在科研过程中才能发现问题,培养其创新能力。于是,我们与本科生导师制结合,引导学生关注农业生产实践中存在的现象,提出问题,并设计实验解决问题。如“参与气孔运动调控的新组分-硫化氢”和“牡丹叶片早衰与活性氧代谢的关系”,等等。多名同学的研究成果被发表,其中2008级叶青同学的“H2O2介导H2S诱导的拟南芥气孔关闭”发表在《植物生理学报》上。该活动在促进学生科研思维能力和动手能力的培养、巩固知识、娴熟技能和培养创新能力等方面起着极其重要作用。 三、实施课外学习活动的成效 1.学生学习主动性和积极性显著提高 与生活和专业密切联系的课外活动,激发了学生的学习兴趣;同时学习过程考核所占比重的增大,在一定程度上克服学生考前死记硬背应付考试的不良倾向,学生自律能力提高,上课出勤率提高。促使学生养成上课认真听讲、课后关注本领域相关新闻,积极参加课外实践的习惯。 2.为教师的教学和科研提供了新活力 学生在课外活动中收集的信息和撰写的科研进展论文,也为任课教师补充课程内容,注入生机和活力提供了资料,有的甚至激发了科研新思路。如2011级生物技术的学生课外收集了121条谚语,近20首诗词,71条相关新闻。此外,个别学生在查阅文献时,发现了新的突破点,并进行了初步研究,为老师课题的申报提供了重要基础。 3.学生的理论联系实践能力有所增强 统计学生关心的植物生产类的相关问题和新闻结果显示,西南5省干旱、山东东营的盐碱地开发项目、高光能系列农膜和果树反光膜等技术的推广应用、农业基础设施建设、农业信息化和农业生产结构与成本等主题所占比例最高,说明学生更加关注本专业技术发展,对培养他们的爱岗敬业精神有极大的帮助,激发了学生从事本专业工作的热情。 4.基础课与专业课间之间的联系更紧密将“以植物生理学理论知识为基础的专业课程或专业技能”和“本专业教师的科研项目与植物生理学的联系”列入学生的信息收集范畴,归于课程成绩,同时增加了“本年度植物生理学理论在本专业领域的应用”附加题,在一定程度上,克服了低年级学生对专业的茫然感,促使学生早了解专业,调动了学习专业基础知识的积极性。 5.学生的表达能力和团队意识增强 学生以团队的形式进行调研和演讲,教师根据团队的整体表现(分工、合作和表达能力)赋予分值,让学生感受到了集体智慧的魅力。曾有个同学学习积极性很高,但没有与其他同学组队,个人下很大的功夫查阅了植物光合作用研究历史,收集了相关的图片,但只做了一部分。教师一方面对他的工作给予肯定,另一方面,指出他的协作意识不足,如果他和大家一起做就可以完成的更好。团队课外活动的开展使学生社会调查能力、交往能力、协作能力、口头表达和应变能力等综合能力得到培养,为他们今后参与工作面试(如应聘面试)奠定了良好的基础。 在课堂教学中恰当地引导和组织学生进行一系列的课外活动,收到了较好的效果,这是地方农业院校实现服务三农的人才培养目标,培养学生综合能力的有效途径。今后需要进一步探究植物生理学课外活动的组织形式和活动内容,同时探讨活动成绩在学生课程考核中的比例,以期更好地引导学生主动学习和探究问题,促进理论与实践的结合,提高人才培养质量。
生物技术进展论文:盐碱化草地恢复技术最新进展 II 生物技术 摘要:盐碱化土地的恢复和治理是人类共同面临的一个难题,解决草地盐碱化问题的根本途径在于恢复植被,改善土壤结构。生物改良技术具有物理、化学和水利改良技术所不具有的优势,如实用性、经济性和可操作性等。羊草、星星草、野大麦是目前进行植被重建时重点选择的品种。基因工程可提高植物的耐盐能力,受到越来越多的关注。 关键词:盐碱化草地;植被重建;生物改良技术 为本文通讯作者几十年来,国家和地方投入大量人力、物力和财力研究改造盐碱地,经历了从单项措施(20世纪50年代以农业改良措施为主、20世纪60年代以水利措施为主)到综合措施(20世纪70年代开始农、林、牧、水全面治理工作)、从小范围试验到大面积推广的过程,在土壤盐分的成因规律和特征、不同灌溉格局下的水盐运行机理、耐盐碱植物的筛选、盐碱地恢复与重建的技术措施等诸多方面,取得了新的进展和突破,收到了较好的治理效果。 1地表覆被 地表覆被可减缓或抑制水分与大气间直接交流,对表层土壤水分蒸发起到阻隔作用,明显减少土壤水分的蒸发,抑制盐分在地表积聚,防止土壤返盐,从而达到改良目的。地表覆盖物可以利用枯草层、作物秸秆等。 11枯草法 枯草混入土壤中,增加了土壤孔隙度,不断释放营养元素,改善了土壤结构和营养状况,使水盐运动发生改变,降低了土壤盐分。枯草在分解过程中释放出大量有机酸,起到了酸碱中和作用[1,2]。在枯草层实验区和光碱斑对照区内,播种了羊草和野大麦,播种量为75kg/hm2,播种时间为6月末。7月10日测得枯草层实验区羊草出苗数为66株/m2,野大麦出苗数为69株/m2;光碱斑对照区羊草出苗数为12株/m2,野大麦出苗数为16株/m2。枯草层实验区的羊草和野大麦出苗率分别为光碱斑对照区的46倍和43倍。到了9月20日枯草层实验区的羊草存留株数为17株/m2,野大麦为20株/m2;而光碱斑对照区的羊草仅存1株/m2,野大麦为3株/m2。有枯草层的羊草和野大麦的保留率分别为光碱斑的85倍和66倍[1]。维持枯草层是草地资源可持续发展和利用的必要条件之一。 12秸秆法 在裸碱地上扦插和平埋玉米秸秆,可以使土壤理化性质各项指标有所改善,土壤表层可溶性盐分明显下降,土壤有机质含量提高,土壤pH值降低。同时,秸秆可以有效地截留一定量的耐盐碱植物的种子,尤其是虎尾草种子[3]。吴泠等(2001)在约05hm2的裸碱斑上,把直径约2cm的玉米秸秆切成25cm长的片段,进行扦插和平埋处理。扦插的行距和列距均为40cm,扦插深度为5~10cm,秸秆的施用量为350g/m2;平埋处理行距为25cm,平埋深度为1~2cm,施用量为320g/m2。实验一年后,两种处理方式都取得了良好的改良效果,其中扦插处理比平埋处理的效果更好。扦插玉米秸秆可显著提高土壤种子库,改良区土壤种子数量为402 010±177 316粒/m2,次生光碱斑土壤种子库为1 010±3 116粒/m2,被截留的种子为植被恢复提供了种源。虎尾草能在玉米秸秆周围存活,每个玉米秸秆周围可生长319±212株,产量可达68 164±38 172g/m2 [3,4]。使用秸秆法,不需要购买大量化学药品和大规模的机械和人力投入,技术相对简单、成本较低[3]。 2植被重建 21羊草 羊草广布于我国东北和内蒙古的草原区,营养价值高、适口性强,同时耐寒、耐旱、耐盐碱、耐践踏,适于调制各种干草,是抗逆性最强、适应性最广的野生优良牧草之一。目前羊草已成为我国北方盐碱化草地改良的主要优良品种之一[2]。播种后羊草形成繁茂的单优群落,主要靠根茎进行营养繁殖,播种后2~3年内应禁止任何利用,以使羊草群体获得充分繁殖生息的时间,增加羊草与其他杂类草竞争的能力。羊草根茎主要分布在土层5~10cm深处,根茎纵横交错,其上又生长较多的细根,地表又被植被覆盖,使土壤深层盐碱不能上返,表层的盐碱还会被羊草的活动所中和或下移,形成新的表土层,植物群落得以稳定。 22星星草 星星草为典型盐生植物,在平原主要生长在碱湖周围和低湿的盐碱斑上,属C3植物。以星星草为优势形成的草地,分布广、数量多,可用于割草又可用于放牧,是盐碱化草地上优良的牧草之一。由于星星草分蘖多,生长郁闭,可以积累、保持土壤的腐殖质,特别是地下的须根系,改善碱土的物理结构,土壤有机质、全氮、全磷含量增加,土壤全钠、全钙、全镁含量不同程度降低,土壤含盐碱量下降,从而达到改良碱斑的作用[5]。种植星星草三年的地块,0~10cm土层的pH值由1078降至875[6]。3年后可作适度放牧利用,并可作为割草场。 23野大麦 野大麦营养价值高,适口性好,抗逆性较强,在pH值85~95的碱性土壤中生长良好,先后在吉林、内蒙古、河北、甘肃、新疆、青海等省区都有栽培。野大麦草丛茂密,叶量大,较长的营养枝上可达86~134片叶。播种第2年后,每年可刈割两次,第1次在6月下旬为宜,第2次在8月下旬为宜。如果刈割后有条件施肥灌水,可大幅度提高产量[2]。 3基因工程 近年来,植物耐盐基因工程研究越来越受到关注,一些与植物耐盐性有关的基因相继被克隆,不同程度地提高了转基因植物的耐盐能力。应用于植物基因工程的耐盐基因主要有:渗透保护性物质合成基因、与水分胁迫相关的功能蛋白编码基因、与信号传递和基因表达相关的调控基因、与细胞排毒抗氧化能力相关的酶基因等[7-9]。 4小结 盐碱化草地恢复是一项长期的、复杂的、系统的、涉及多学科的综合治理工程,也是一个循序渐进、逐步显效的过程,经过多年攻关,该领域研究已取得很大进展。物理、化学、水利等措施易受条件限制,成本高,难度大。相比之下,生物措施成本低、见效快、易推广,能从根本上解决草地盐碱化问题,是盐碱化草地恢复技术的发展方向[10]。在理论和方法创新的支持下,将会不断出现盐碱地恢复的新材料、新方法和新技术,实现草地生态系统的可持续发展。 生物技术进展论文:生物技术在含油废水处理中的应用研究进展 【摘要】本文对含油废水处理工艺中的生物处理技术进行了相关流程和方法的探究,并最终提出了生物深度处理技术这一发展趋势。 【关键词】含油废水;生物技术;过程;深度处理 一、生物处理技术的概况介绍与应用实例 (一)概述 生物处理技术处理含油废水指的是利用在微生物代谢作用下,将分散到水中的原油、有机污染物进行降解处理,使有机污染物质转化为稳定的无害物质,最终完全无机化。近来较普遍应用且相对成熟的生物处理工艺包括好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术两大类。顾名思义,所谓好氧生物处理技术,是指利用好氧微生物代谢作用处理含油废水的技术,按所选材料,分为活性污泥法、SBR法、生物膜法、氧化塘法、AB处理法等形式;而厌氧生物处理技术,则是利用厌氧微生物作用进行含油废水处理的技术,按处理设备,分为厌氧接触法、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧生物转盘等处理方法。这两类生物处理技术在有机物负荷、污泥产率,能耗、营养物需要量、应用范围,对水温适应性、启动时间以及处理效果各方面作用不同,相对来说,好氧生物技术在处理效果上较厌氧处理技术好,但两者各有其优缺点,单纯采用一种技术难以达到理想效果。因此,结合使用两种处理技术进行含有废水处理变得较为普遍,遵照分级处理程序,先采用厌氧技术进行初步处理,利用好氧工艺进行处理检验和再处理,以确定合理的技术过程。 (二)实例 学者对含油废水处理技术的综合研究表明,油田污水的处理方法很多,如物理法、化学法等,这两种方法都能够获得一定的处理效果,但存在较多劣势,前者成本高,后者由于投入了化学药剂极易产生二次污染。相比之下,生物处理技术的经济性、适用性最强,对于大规模污水处理收到较好效果。在国内许多油田得到应用,以下对应用该技术的油田及其废水处理工艺作基本介绍:1.胜利油田王家岗废水处理站,该站点建成投产于2002年,利用美国公司菌种,由油田自行设计完成占废水总量约为70%的含油废水处理工程。其技术处理过程为:含油废水—接收罐—两级大罐沉降—溶气浮选—混合池—接触氧化池—沉淀池—计量排放。该站经过生物处理技术的废水指标满足国家废水排放标准。2.大港油田东二废水处理站,该站用美国公司RBC菌种,借助容积为2700m3的接触氧化池每天处理上万立方的废水。其废水处理技术过程为:两级沉降—过滤—隔油—接触氧化池—缓冲池—氧化塘—排放。经处理后的废水符合国家要求排放标准。3.冀东油田高一联废水处理站;该站同样建成并投产于2002年,该工程采用石油大学技术每天实际处理的废水量约3600m3,仅小于设计处理能力400m3,其废水处理技术过程为:两级大罐沉降—过滤—缓冲罐—泵提升—冷却塔—均质池—厌氧池—中沉池—接触氧化池—二沉池—缓冲池—提升—排放。对外排水质的验收报告平均数据进行处理,表明废水排放符合国家标准。 二、含油废水生物处理技术方法 随着油田开采力度加大,采油技术也在不断发展,前后经历了天然能量动力、人工注水方式、改变注入水特性这三次采油变化。目前较普遍采用以人工注水方式保持地层压力,以及通过改变注入水的特性提高采油率的后两种采油方式。由于经电脱水、分离出来的“油田污水”成分复杂,除含原油以外,还溶有各种有害杂质,因此,选取生物处理技术对废水进行处理,方法有:1.曝气生物滤池组合工艺法,该方法是在微生物氧化分解作用,填料及生物膜的吸附阻留作用和食物链分级捕食作用以及反硝化作用下共同完成的。相比传统的活性污泥法,具有生物浓度、有机负荷高,占地面积小,过程简单,成本投入低,抗温性好,菌群组成合理,耐冲击性等优点。包括:1)膜生物反应器—曝气生物滤池法,它能够高效快速过滤超滤膜,同时有效降解高浓度活性污泥生物,且不借助二沉池和污泥回流系统,具有成本小、能耗低以及处理效果好等优点。2)超声气浮—BAF法,在羟基自由基氧化、气泡内高温热解和超临界水氧化三种因素作用下,利用声化学这一边缘科学,在大于20Hz的超声波条件下,提高化学反应速率,超声波有促进有机污染物降解和提高废水的可生化性的功能,但单独应用时去除废水中有毒物质的能力不高。3)A/O—BAF法,此方法模式是“隔油/气浮/二级生化”,处理效果不甚理想。2.氧化沟,氧化沟是在20世纪中期由荷兰开发的一种污水处理工艺,它是在传统活性污泥法的基础上进行改造生成的,污水和活性污泥的混合液可在沟渠形的曝气池中循环流动。其技术过程简单,处理效果良好,排放水达标。3.人工湿地,该方法处理污水最初是借助芦苇之类的人工湿地净化污水,去除其中大量有机和无机物。经过发展,演变为利用基质、微生物和植物,在生态系统的物理、化学和生物协调作用下,通过过滤、吸附、吸收和分解等一些列过程来净化废水,实现废水无害化处理目标。同时通过生物地球化学循环,有利于绿色植物生长。它在出水水质、营养物质去除能力、成本费用、技术含量、综合管理方便等方面具有明显优势。4.氧化塘,将各类微生物和藻类置于氧化塘中,发生氧化反应后,去除有机污染物,使其转变为无机物。研究表明,它对油、酚类有机物、硫化物等的去除效果都较好。5.特种菌类处理,在污水生物处理中,很多细菌具有特殊功能,这些菌类经过分离、培养后,对有机物处理有良好效果。 三、生物处理技术的主要问题及趋势 目前采用高效降解菌的生物深度处理技术在含油废水深度处理领域的研究已取得很大进展,但未来发展中仍存在以下问题,需要重视。体现在:1.由于含油废水所含有机物复杂、繁多的特性,需要结合各种方法,优化各步处理技术,再找出一套综合工艺,满足深度处理技术高效处理废水的要求。2.提高含油废水深度处理器中特殊菌的浓度与活性。在了解含油废水成分组成的基础上,分离、培养各筛选优势菌种,监测该菌的最佳降解条件。根据反馈信息,提高净化效率。3.基于生物工程技术的处理效果,创新技术。提高更有效处理含油废水的可能性。 国外处理采油废水的技术已经由单一利用一种方法转变为多种方法结合使用,出现了物理化学方法与生物技术综合运用,提高了废水处理效率和达标度。而国内多利用二次、三次采油工艺处理废水,相对较落后,不能达到理想的处理效果,为对油田中这种难降解含油废水进行处理,生物深度处理技术成为国内油田采油废水处理技术的发展趋势。 生物技术进展论文:现代生物技术在环境保护中的应用研究进展 摘要 介绍了我国生态环境现状,阐述了现代生物技术在治理环境污染应用方面的优点及其在环境保护中的应用情况,并对其应用前景进行了展望,以期促进现代生物技术在环境保护中的应用。 关键词 现代生物技术;环境保护;应用;前景 随着现代工业技术的迅速发展,我国国民经济社会总体发展速度较快,城市化进程的步伐也日益加快。在经济高速发展过程中,环境问题也随之而来。为了全面建设小康社会,保证国民健康,维护社会可持续、健康发展,必须采取有力措施进行环境保护。因此,积极利用现代生物技术、加强环境保护已经成为人民日益关注的课题。为了实现社会健康、持续发展,实现各类资源的永续利用,环保工作者的首要工作任务就是努力保护和提高环境质量。 1 我国生态环境现状 在我国过去几十年的经济快速发展中,由于片面重视经济GDP的高速发展而忽视了经济发展中的环境保护,导致目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施,但环境质量下降的趋势仍在继续。我国是世界上环境污染最为严重的国家之一,由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染,造成水体污染严重,无法利用。全国约300个城市工业生产和居民生活用水较为短缺,成为缺水城市,占全国600个城市中的50%;而农村这一情况更加严重,约有1亿人口和2亿头牲畜饮水困难。在广大农村,由于水体和土壤的严重污染,耕地利用效率大大降低,不仅减少了有效耕地面积,而且直接威胁居民身体健康,引发各类疾病[1]。目前的当务之急就是要尽快应用高新技术,综合治理和保护环境,从而有效控制环境污染,保持生物多样性和生态平衡。 2 现代生物技术在治理环境污染方面的优点 由于基因重组技术的发现和应用,一项以基因工程为优秀的现代生物技术迅速崛起,并成为高新产业革命的重要标志之一。现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程等一系列高新技术。环境生物技术是由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科,是应用生物圈的某部分使环境得以控制,或治理预定要进入生物圈的污染物的生物技术。这一技术在解决环境问题过程中显示出了独特的功能和显著的优越性,不仅充分体现出这项技术是一个纯生态的过程,且从根本上体现了可持续发展的战略思想。在环境的保护和污染治理中,环境生物技术与传统方法相比较,具有明显优势。生物转化技术可以真正实现清洁生产的目的,其充分利用生物过程减少生产中产生的污染,很大程度上代替了传统生产中的化学过程,更有利于实现无废生产,促进了生产工艺的生态化。现代生物技术的发展,尤其是酶工程、细胞工程、基因工程等,提高了生产效率,强化了环境生物处理过程,在工农业生产中应用这些技术,可以降低成本,其高专一性等特性为环境生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 3.1 环境监测与评价 近年来,国内外研究较多的是应用PCR技术生物芯片、生物传感器等生物高新技术进行环境监测。Niedrhauser等利用PCR技术检测了食品中的单核细胞生利斯特氏菌(易导致人类脑膜炎)。传统方法至少需10 d时间,应用PCR技术大大缩短了分析周期,对该菌种的分析只需数小时。刘永军等通过设计多种肠道病原细菌的通用引物,运用实时荧光定量PCR方法,实现了环境水体中肠道病原细菌的定量检测[2]。可以预见,PCR技术在检测水体、土壤等环境中的致病菌、指示菌及基因工程菌方面将发挥越来越重要的作用。 近年来,利用生物传感器监测环境中的污染物,日益为人们所青睐。目前,生物传感器具有使用方便、成本低、省时、易制作等优点,如甲烷生物传感器、氨生物传感器、乙醇生物传感器、亚硝酸盐生物传感器、BOD生物传感器等已达到商业化应用水平,在环境监测中的应用前景广阔[3]。 3.2 工业污水和生活废水的处理与净化 工业污水和生活废水中含有多种有毒物质,例如氰化物、酚类、有机汞、重金属、蛋白质、有机酸、醇、醛、有机磷等,这些污水和废水成分构成复杂,净化难度也较大。生物净化污水的常用方法为固定化酶和固定化细胞技术,也就是酶工程技术。国外已经有许多成功的应用经验,利用固定化酶和固定化细胞实现对工业污水和生活废水中无机金属、有机污染毒物的高效处理。例如德国,以共介结合法制成农药降解酶柱,将酶固定于硅珠及多孔玻璃上,从而实现对多种农药的降解,包括对硫磷等,去除率超过95%。而在我国,固定化细胞技术的应用也有了较大发展,主要用于降解合成洗涤剂中的表面活性剂,对于含100 mg/L废水,酶活性保存率和降解率均超过90%。 (1)废水好氧生物处理。活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术,它是利用某些微生物在生长繁殖过程中形成表面积较大的菌胶团来大量絮凝吸附废水中污染物,并在氧的作用下将这些物质同化为菌体本身组分。活性污泥有着很大的表面积,能够与混合液进行广泛接触,在较短的时间内,通过吸附作用,除去废水中大量的呈悬浮状态和肢体状态的有机污染物,使废水的BOD值大幅度下降。该方法不仅操作简单、方便,而且能使运行管理人员随时了解曝气池中活性污泥的浓度和泥质情况,从而掌握和控制整个工艺的运行参数,通过确定稳定的污泥沉降比值,从而达到高效污水处理的效果[4]。 (2)废水厌氧生物处理。厌氧生物处理又称厌氧消化,是在厌氧条件下由许多种微生物的共同作用,使有机物分解并形成甲烷和二氧化碳的过程。其过程包括水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。由于厌氧处理能量需求低,污泥产量低,能分解好氧生物所不能分解的微生物,因此这项技术也被广泛应用于当今废水处理方面,并达到了预期的效果。 3.3 污染土壤的生物修复 土壤污染也是较为严重的环境污染问题之一,其最主要表现形式是土壤板结沙化、重金属污染,导致土壤无法利用,威胁农业生产。利用生物修复技术治理土壤重金属污染,主要是通过酶促反应等生物作用,对土壤中的重金属进行固定,由于重金属元素的化学形态发生了改变,其移动性也相应降低,通过有针对性的生物对其吸收、代谢,可以削减土壤中重金属的含量,达到净化土壤和降低毒性的目的。其中应用最广的属低温微生物修复技术,重金属的低温微生物修复是利用低温微生物的生物活性,对重金属亲和吸附或转化为低重金属的污染程度。此外,污染土壤经过生物修复过程后还可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失等[5]。 3.4 白色污染的处理和消除 我国每年产生的塑料垃圾数量十分巨大,对环境的破坏程度也十分严重,城乡废弃塑料袋和农用地膜在土壤中几十年都不分解,是形成环境污染的主要污染物之一,利用现代生物技术广泛分离可以降解塑料的微生物群。对塑料制品中的主要成分聚酯分子结构进行破坏,从而消除污染物质。日本及德国已经开展了相关研究,利用细菌生产塑料,通过基因工程方法,对细菌生产聚合物的功能基因进行分离和重组,实现多功能塑料的高效生产。英国在这方面的应用已经实现了产业化,利用微生物生产的塑料深受消费者欢迎,尤其是受到生态环境保护者的青睐。在应用现代生物技术治理白色污染的同时还应大力推广可降解的塑料制品和地膜的应用和研发,从根本上解决白色污染。 3.5 化学农药污染的消除 据估计,我国每年大量使用农药后,仅有0.1%左右的农药可以作用于目标病虫,99.9%的农药则进入农业生态系统,并在食物链中不断传递、迁移,对长期生活在农业生态系统中的人类构成危害,同时也对大气、水源造成污染。为了解决这些问题,人们致力于研制安全有效的方法,也取得了相应的进展。一方面是利用微生物对农药的毒害残留成分进行降解,消除其不利影响。微生物通过其生化途径,分解农药成分,形成无害产物,如CO2和H2O,从而实现无副作用的农药污染治理。另一方面应全面推广生物农药,从源头上消除农药对环境的污染。生物农药,主要是利用某些特殊微生物或微生物的代谢产物所具有的杀虫、防病、促生功能。其有效功能成分完全存在和来源于自然生态系统,是一种来于自然、归于自然正常的物质循环方式,它的最大特点是极易被日光、植物或各种土壤微生物分解。因此,可以认为它们对自然生态环境安全、无污染。英国科学家利用一种叫绿僵菌的真菌杀灭蝗虫,已经取得良好效果。目前,国际上真菌杀虫剂的开发研究方兴未艾,发展迅速[6]。 3.6 微生物脱硫治理空气污染 煤炭直接燃用时将排放出大量的SO2等有害气体,造成大气污染,并由此引发酸雾、酸雨,破坏生态平衡,危害人类健康。据北京环保局计算,2010年北京市仅燃煤每年排入大气的SO2就高达26万t。生物学家利用微生物脱硫,把Fe2+ 变成Fe3+,把单体硫变成硫酸,取得了良好效果。如日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌,它是一种铁氧化细菌,能有效除去煤中的无机硫。目前,在美国和德国已建成2个实验室规模的连续生化脱硫试验装置。4个欧洲研究组织在意大利撒丁岛已建成一套工业规模的中试连续生化脱硫装置。这些研究已经取得了很大的进展,获得了许多有价值的数据,为朝着工程应用方向发展奠定了基础。微生物脱硫技术简单,成本低,更为重要的是符合“源头防治”的环保新理念,比“末端治理”(污染产生后再治理)效益高,是很有前途的大气污染治理方法[7]。 4 发展前景 我国是一个发展中大国,改革开发30余年来,我国经济总量已居世界第2位,但经济持续高速增长的同时也伴随着严重的物质资源过度滥用和生态环境的严重破坏。现代生物技术作为一种有效的环境污染治理措施,受到越来越多的关注,其在环境生物监测、污染治理、生物修复等方面都得到了广泛的应用,并取得了很好的经济效益和社会效益。更新环保理念,积极借鉴发达国家先进的现代生物技术,对适合我国国情的新技术要加以引进、消化、吸收、创新,大力发展现代生物技术,是我国推进循环经济、实施可持续发展战略的重要组成部分,也是实现全面建设小康社会的宏伟目标,推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展之路的重要技术保障。随着现代生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展为根本上解决环境保护问题 提供了无限的希望。现代生物技术的迅猛发展无疑将会推动环境保护理论及技术的日臻完善,为人类治理和保护环境提供更多可行、可用、有效的方法。 生物技术进展论文:环境保护工程中生物技术与重要进展分析 摘 要:随着全球范围内对环境保护的高度重视和越来越严厉的环境法,市场对环境生物技术的需求越来越广泛。同样,随着环境生物技术的进展和市场开拓,其应用已从单个的环境目标治理,发展为广泛应用于环境保护的各个方面。本文主要阐述了环境保护工程中环境生物技术的特点,并针对环境生物技术的重要进展进行分析论述,仅供参考。 关键词:环境保护;环境工程;生物技术 环境生物技术已不单纯是一种污染治理技术,而已开始影响到包括其他行业的产业政策,促进各工业部门逐步以生物过程替代传统的化工过程,如利用生物酶制剂在造纸行业中,进行生物漂白,减少甚至彻底替代化学漂白,并最终在造纸工业中实现完全的生物制浆和生物漂白,彻底解决严重污染我国水环境的造纸黑液问题,使许多污染行业的工业生产真正进入无污染的清洁生产的轨道。 1 环境生物技术的特点 生物是构成生态系统的要素,生态系统内物质循环主要是依靠生物过程来完成的。科技的发展也充分证明生物技术是环境保护的理想武器,这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显著优越性充分体现在它是一个纯生态过程,从根本上体现了可持续发展的战略思想。生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点,加之其技术开发所预示的广阔的市场前景,受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。 目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物,少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面,发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时,最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质,如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次转移,因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。大部分有机污染物适于作为底物,一些有机污染物经生物过程处理后可转化成沼气、酒精、生物蛋白等有用物质,因此,生物处理方法也常是有机废物资源化的首选技术。生物过程是以酶促反应为基础的,酶是一种活性蛋白,生物反应过程通常是在常温、常压下进行的,因而投资省、费用少、消耗低、效果好、过程稳定、操作简便,同时,它还可和其他技术结合使用。生物过程代替化学过程可以降低生产活动的污染水平,有利于实现工艺过程生态化或无废生产,真正实现清洁生产的目标。另外,生物技术的产品或副产品基本上都是可以较快生物降解的,且都可以作为一种营养源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化学药物、化石能源、人工合成物等,有助于把人类活动产生的环境污染降至最低程度,使经济发展进入可持续发展的轨道。利用环境生物技术可治理用其他方法难以处理的环境介质,即用生物修复技术净化环境,使受污染的宝贵资源如水资源、土壤等得以重新利用,同时还可进一步强化环境的自净能力。 2 环境生物技术的重要进展 环境污染不但影响了国民经济的可持续发展,甚至已威胁到人类的健康、智力乃至生存,因此全球各国近几年都在寻找新的途径和方法,以治理和解决环境污染问题。我国是一个发展中国家,经济水平和科技总体水平离国际发展水平仍有相当差距,这就要求我国在科技发展特别是环保高科技发展上,需跟踪国际前沿,与国际同步开发未来可能应用的高新技术。以下介绍几项已接近产业化的环境生物技术。 2.1 高硫煤微生物脱硫技术 我国是一个发展中国家,开发廉价的、操作简便的煤脱硫技术,将具有深远的经济和环境保护意义。与现有的物理、化学法相比,微生物洁净技术具有投资低、操作简便、反应条件温和、不产生新污染,并可和现有的物理洗煤过程相结合,脱除其中的灰分,而煤基本无损失,且可提高煤的燃值等优势。 煤的微生物洁净技术主要是脱硫、脱尘。煤炭中的硫分主要包括有机硫和无机硫、无机黄铁矿硫以及少量的硫酸盐硫。其中,有机硫分、黄铁矿硫FeS2较易去除,早期的研究主要利用一些自养菌在几天时间里将黄铁矿氧化分解成铁离子和硫酸,硫酸溶于水中而排出。虽然该方法脱硫效率较高,可去除90%的无机硫,使某些煤的含硫量降至1%以下,但处理的时间较长,并要求较大的反应器容积和较细的煤炭粒径。 为提高脱硫效率,近年来研究人员把选煤技术之一的浮选法和微生物处理相结合,即把煤粉碎成微粒与水混合,并将微生物加入溶液中,让微生物附着在黄铁矿表面,使其表面变成亲水性,能溶于水。在浮选中其难以附着在气泡上,下沉至底部,从而把煤和黄铁矿分开。由于它仅处理黄铁矿的表面,因此脱硫时间只需数分钟即可,从而大幅度缩短了处理时间,可脱除无机硫约70%。另外,该法在把煤中的黄铁矿脱硫时,灰分也可同时沉底,所以也具有脱去灰分的优点。目前,浮选法微生物脱硫已成为国际上洁净煤技术开发的热点。 2.2 造纸工业生物制浆和生物漂白技术 造纸工业中的制浆和漂白工序是污染物产生的主要工序。与化学法相比,虽然机械法制浆纸浆得率高,可节省大量林木资源,但能耗很大,成品纸强度等质量性能不如硫酸盐浆,因而限制了这项技术的发展。生物技术可以帮助解决这问题,其中以生物制浆与生物漂白为最具优势,采用生物制浆与生物漂白可以有效减少蒸煮黑液和漂白废液的产生。利用微生物与微生物酶类进行生物制浆与生物漂白具有很大的优势和潜力,因为微生物极易生长繁殖,酶催化反应具有高度专一性,反应条件温和,并且高效无污染。 木质素是造纸工业中有效利用纤维素的最大障碍。传统的化学漂白法是采用多段的氯/二氧化氯漂白及碱提取来去掉木质素,在废水中会有大量含氯的、致癌致畸的物质,如呋喃、二恶英等,造成严重的环境污染和生态破坏。将生物预漂白技术引入制浆造纸工业中,用木聚糖酶对纸浆进行预漂白,至今,用于生物预漂白的木聚糖酶已经经历了三代的发展。目前,对第三代木聚糖酶的研究与应用正进入高峰期,采用基因工程与蛋白质工程手段获得性质优良的耐热耐碱木聚糖酶已成为各相关实验室的研究热点,期望不久的将来重组酶会更有效地应用于漂白工艺中。未来生物制浆和生物漂白的技术突破将使造纸工业摆脱污染,实现清洁生产。 2.3 污染土壤的生物修复 人类的生产活动,当代工业的迅速发展,大量的人造化学物质排放入环境中,对资源和环境构成越来越严重的破坏。化石燃料的开采和使用,工业三废的排放,给我们赖以生存的环境造成难以估量的污染,不仅制约了经济的发展,而且影响到人类的健康和生存。 针对严重污染的土壤,我国尚未采取大规模的治理措施,仅在少数地区开展了治理,并以物理化学方法(如洗脱、吸附)为主,不仅投资成本高,而且也造成了二次污染。对全国范围的污染环境进行修复,若采用传统方法,即使考虑劳动力相对便宜的因素,其投资规模将仍然非常庞大,如采用生物修复技术,不仅其投资规模大为缩小,而且还没有二次污染。综上所述,环境污染的生物修复技术是我国今后治理环境污染必须发展的生物技术,更具有广阔的市场和发展前景。可预见,在21世纪,生物修复技术将成为我国生态环境保护领域最具有价值和最具有生命力的大面积污染的优选生物工程技术。 生物修复技术是80年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术,其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力,去除污染环境如土壤中的污染物,达到清除环境污染的目的。实践结果表明生物修复技术是可行的、有效的和优越的,此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。生物修复是采用诸如提高通气效率、补充营养,投加优良菌种、改善环境条件等办法来提高微生物的代谢作用和降解活性水平,以促进对污染物的降解速度,从而达到治理污染环境的目的。 结束语 目前,我国的环境生物技术处于刚刚起步阶段,该技术的进一步开发需要得到社会、同行及主管部门的广泛支持,大力开展以污染控制生物技术为主体的环境生物技术的研究,将大力推进生物技术在环境保护中的应用,并将通过生物高技术的发展带动整个环保科技的发展,解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题,并为环保市场提供高品质的环境保护高技术,应该充分认识到环境生物技术开发对我国环境保护和社会、经济发展的重大意义。 生物技术进展论文:分析现代生物技术的运用及进展趋势 随着农业革命、手工业革命、工业革命、商品国际化革命、信息产业化革命的推进,许多科学家们预言21世纪必将产生一次生物技术革命,而这一革命的主战场就是农业。现代生物技术可有效提高农作物产量、改善农作物的营养品质。因此,现代生物技术必然会成为未来农业发展的重要趋势。 1现代生物技术在农业领域的应用 1.1基因工程在农业领域的应用 基因工程即利用分子生物学和微生物学技术,设计好不同来源的基因顺序,在体外成功构建杂交DNA分子后导入受体细胞,使受体细胞表现出人们需要的表现型,产生出人们需要的物质。在农业领域应用基因工程技术,获得的农作物优质、高产、抗性强,还可获得畜、禽新品种及具有特殊作用的动、植物。例如,经过7年的努力攻关,2011年胜利突破了大面积示范(即6.67hm2示范)平均产量为13500kg/hm2的超级杂交稻第3期目标,达到了13899kg/hm2[1];运用转基因技术将相应的基因导入油菜中有望培育出转基因抗病油菜新品种[2];运用基因工程技术可将抗除草剂基因导入农作物中,使农作物能够不受除草剂的影响,目前已生产出多种抗除草剂作物品种,应用广泛[3]。 1.2细胞工程在农业领域的应用 细胞工程是指在体外培养细胞,以改变细胞某些生物学特性为目的将不同作物或动物进行细胞杂交,使植物或动物个体繁殖速度加快,以获得优良品种或新品种及某些具有特殊作用的物质的一门技术[4]。细胞工程技术在植物快速繁殖、植物新品种选育等方面发挥着重要作用。目前植物体细胞杂交应用较多,如可以将马铃薯细胞和番茄细胞进行杂交,可获得上结番茄下结马铃薯的“番茄马铃薯”;将豆科植物与向日葵进行细胞杂交,可培育出具有高营养价值的“向日豆”[5]。 1.3发酵工程在农业领域的应用 发酵工程即利用微生物具有的特殊作用生产出对人类生产有用的产品,或直接将微生物应用到工业生产过程的一门新的技术。发酵工程主要可应用在农业领域的2个方面,一是生产传统的发酵产品,如果酒、茯砖茶、食醋等;二是生产一些食品添加剂。如茯砖茶的制作过程中就运用到了发酵工程技术,通过调控渥堆时间、使用接种剂、发酵剂等方法可以改进茯砖茶的加工工艺,进而可生产出“金花”饱满、品质优良的茯砖茶。 1.4酶工程在农业领域的应用 酶工程,简单来说就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质。酶工程可应用在农业领域中的制酒、制酱等方面。例如,随着我国粮食的不断增产,一些地区出现了粗粮过剩的问题,需要解决粗粮的淀粉利用。解决办法之一是生产葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,难以在市场上应用。最有效的办法还是运用酶工程技术的手段,将葡萄糖转变为甜度大的果糖,果糖不仅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度还高50%以上。 2微生物肥料在农业领域的应用 2.1微生物肥料的特点 微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在农业生产中应用该种肥料可获得特定的肥料效应[6]。生物肥料的定义分为2个方面,从狭义上讲,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物发酵产生的,活性高。施入该种肥料能够产生活性物质,能够增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性质,使作物的生长环境变得更好,使作物生长更优、产量更高。从广义上讲,生物肥料泛指各种具有特定肥效的生物制剂,包括特定的活的生物体、生物体的代谢物或基质的转化物等,此种生物体不限定,既可以是微生物,也可以是动、植物组织和细胞[7-8]。 2.2生物肥料的应用优势 微生物肥料具有其他化肥和农药没有的优势,可有效改善土壤的理化性质,提高土壤肥力。目前微生物肥料已应用在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中,并发挥着极其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身无毒害作用,对环境几乎无污染;同时,施用量一般不大,在其生产过程中所消耗的能量也很少,因而可节约农民的施肥成本。此外,微生物肥料还可改善土壤的理化性质,减少土壤营养流失和富营养化的产生,实现土壤的可持续化利用。 2.3微生物肥料的应用前景 目前,微生物肥料在农业领域方面的应用已越来越广泛,也得到了农民以及社会的逐步认可。国内外都在积极发展绿色农业和绿色食品,微生物肥料作为一种保护生态环境、维护人类健康的理想肥料在农业生产中的应用必将越来越广泛、越来越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更稳定地发挥其生态作用是未来研究的方向[11-12]。 生物技术进展论文:现代生物技术在中药现代化中的应用进展 【摘要】 生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域,在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中发挥着极大的作用。 【关键词】 生物技术;中药现代化;应用;综述 中医药学是我国在自然科学领域最有特色的学科之一,中药现代化就是将传统中医药的优势和特色与现代科学技术相结合,把中药推向国际化。生物技术作为一种综合了生命科学与多种现代科学理论与研究手段的高技术,在21世纪将对生命科学的各个领域产生十分深远的影响。 1 生物技术在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中的应用 生产具有国际竞争力的现代中药,其前提是有高质量的中药原料。现代中药必须严格保证所用的药材原料无污染,农药残留和重金属含量在十分安全的范围内,药效物质基础的含量稳定、可靠并有严格的质量标准。我国中药资源达1.2万余种,这些中药材中部分涉及到珍稀濒危物种,因此对珍稀濒危中药材的挽救、保护与合理利用迫在眉睫。迁移珍稀濒危动、植物至饲养地和植物园是保存物种的重要方法,建立相应的基因库用于保存动植物的基因,考察物种的变异具有重要意义。 就中药材栽培而言,GAP的实施已成为业内共识。基因技术在这方面正在逐渐发挥重要作用,如中药材优良品种选育、道地性药材遗传特征分析、抗性基因的转基因药用植物等。 应用RAPD技术对南北苍术间的差异进行了分析,认为苍术的道地性是在遗传和生态两因素长期复杂作用下形成的遗传和化学成分有稳定差异的居群[1];李萍等将5srRNA基因间区序列的变异用于对金银花药材道地性的分析[2]。有报道用转基因植物可生产外源基因编码的产物(如a栝蒌素、干扰素等),随着表达效率的提高和受体植物范围的不断扩大,将有可能在传统中药材中加入有用的新遗传特性,增加植物的抗病能力等,这将为中药材的绿色栽培奠定良好的基础[3]。 2 细胞工程技术为中药人工资源的开发提供了有效途径 作为中药和天然药物发挥药效活性的物质基础,天然活性成分往往含量很低,而天然野生资源随着药物的开发利用储存量不断下降,其原料来源能否满足批量化生产的需求,是所有天然创新药物开发所面临的重大难题,也是高水平中药能否广泛应用并走向世界的瓶颈。因此,针对特定有效成分或组分生产的中药人工资源开发生产技术引起了研究者的极大关注。为合理利用其资源,可利用生物技术的方法和手段进行一些珍稀濒危品种的快速繁殖,研究其在自然或人工控制条件下个体更新的速率及规律等,如石斛试管苗的快速繁殖。 发酵工程利用生物细胞在人工条件下的快速增殖与次生代谢产物的产生,为人工资源的生产提供了技术平台。目前,以冬虫夏草菌发酵生产的菌丝体及产物已形成产业化规模,并有相应的下游产品畅销。 以微生物、植物、动物细胞为反应器,进行天然活性物质的生产和加工,也已引起研究者的极大兴趣,以此推动的天然产物的生物转化和生物合成研究与开发,在国内中药研究和开发中的作用正为更多的研究和生产部门所重视。许建峰[4]等利用高山红景天培养细胞生物转化外源酪醇生产红景天苷。紫杉醇作为一种作用机理独特的天然抗癌药物,自发现以来受到了人们的广泛重视,但其在植物红豆杉中的含量极低,而红豆杉生长缓慢,资源匮乏,因此严重限制了紫杉醇的进一步开发应用。为此,近年来各国科学家在寻找及扩大紫杉醇的药源途径上进行了大量的工作。甘烦远等对紫杉醇的研究进行了综述,通过两篇综述所反映出的研究内容可以看出为解决紫杉醇的资源问题。全世界的科学家分别从筛选高产红豆杉栽培品种、微生物生物合成、化学合成、生物合成途径探索、生物合成关键酶的发现及其基因表达等多途径进行资源研究,而这些研究中生物合成与生物转化技术起着极为重要的作用。 3 酶工程是中药活性成分生产追求的最佳技术手段之一 就疗效确切的单一天然活性成分而言,能够通过工业化生产获得天然结构复杂的单一产物是人们追求的目标,但天然化合物结构复杂,常有多个不对称碳原子,合成难度较大或合成条件苛刻;而酶工程为这类成分的获得提供了新的途径。如金东史等利用酶转化方法将人参中的主要皂苷成分转化成含量只有十万分之几的人参皂苷Rh2,并达到了月产30kg的生产规模[5]。 4 生物技术为提高中药品质评价水平提供了新的实验方法 中药材是中药研究开发的基础,基础的质量标准无法控制,以后的研究和开发均属无本之木,其质量标准的制定也就失去了意义。中药材的质量控制主要应包括两个方面的内容,一是品种的控制,主要是解决真伪的问题。其二中药材的有效物质是次生代谢产物,其积累主要与其合成关键酶的表达及表达量等有关。因此建立合理中药材的生产和质量评价体系将对中药现代化尤为重要。 基因分子标记技术在中药品质评价中的应用,使中药材鉴定的方法从传统的形态表征分析推进到对生物遗传物质的分析。在中药的分子鉴别研究中目前主要有以下一些方面:(1)基于PCR方法的DNA分子标记技术,如RAPD、AFLP等;(2)基于分子杂交的DNA分子标记技术,如RFLP;(3)基于DNA序列分析的分子标记技术,如DNA直接测序法、PCRRFLP法[6]。利用这些基因鉴别方法对了解和分析药用动(植)物的遗传特性、基因与药材产地、化合物积累的相关性等均具有重要意义。 5 生物技术为中药和天然药物新药研究与开发提供了新的工具和途径 中药新药的研发是中药现代化和国际化的关键,要研制符合国际标准规范的现代中药,应用现代先进的科学技术势在必行。 5.1 生物芯片为中药新药分子水平的机理研究提供依据:中药鉴定基因芯片,可以对中药材的产地、质量进行鉴定;可以搞清楚中药作用的分子机理,筛选出中药有效成分。 5.2 生物转化及生物组合化学为以天然活性成分为先导化合物发现新药提供了新的思路与方法:生物转化技术可以弥补化学合成的不足,1997年Khmelnitsky利用盐活化生物催化剂脂酶,成功地在有机相中进行了紫杉醇系列衍生物的生物合成。由此可见,生物转化技术在以天然活性成分为基础的创新药物研究与开发中具有重要的意义。 5.3 生物技术为天然微量活性成分的生产提供了新的技术平台:中药中微量高效成分的研制开发一直是困扰医药产业界的优秀问题,利用定向生物转化技术可将天然药物中的高含量成分转化成微量高活性成分,因此大大提高微量成分的含量,使其达到产业化的要求。如研究发现多种微生物能定向地将含量较高的喜树碱转化为10羟基喜树碱。丁家宜等利用人参毛状根成功地实现了对羟基苯醌生物合成天然熊果苷。 5.4 物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰:天然活性成分的研发中还有一个 难以解决的问题,即天然活性成分常常体内外药效学活性差异较大,其中一个重要因素是其在体内吸收不好,导致生物利用度太低。利用生物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰,对提高这类成分的生物利用度,进而实现产业开发具有重要意义。 综上所述,生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域,虽然大多数研究尚处于起步阶段,但其影响正在不断扩大,所显示出的潜在社会价值和经济效益也日益得到重视,生物技术将深入到中药新药研制的各个环节。正确利用现代生物技术合理地解决中医药现代科学研究和产业开发中的重要问题,必将有力地推动我国的中医药现代化和国际化进程,为加入WTO后的中国民族产业的国际竞争注入活力。 生物技术进展论文:现代生物技术的运用及进展趋势 随着农业革命、手工业革命、工业革命、商品国际化革命、信息产业化革命的推进,许多科学家们预言21世纪必将产生一次生物技术革命,而这一革命的主战场就是农业。现代生物技术可有效提高农作物产量、改善农作物的营养品质。因此,现代生物技术必然会成为未来农业发展的重要趋势。 1现代生物技术在农业领域的应用 1.1基因工程在农业领域的应用 基因工程即利用分子生物学和微生物学技术,设计好不同来源的基因顺序,在体外成功构建杂交DNA分子后导入受体细胞,使受体细胞表现出人们需要的表现型,产生出人们需要的物质。在农业领域应用基因工程技术,获得的农作物优质、高产、抗性强,还可获得畜、禽新品种及具有特殊作用的动、植物。例如,经过7年的努力攻关,2011年胜利突破了大面积示范(即6.67hm2示范)平均产量为13500kg/hm2的超级杂交稻第3期目标,达到了13899kg/hm2[1];运用转基因技术将相应的基因导入油菜中有望培育出转基因抗病油菜新品种[2];运用基因工程技术可将抗除草剂基因导入农作物中,使农作物能够不受除草剂的影响,目前已生产出多种抗除草剂作物品种,应用广泛[3]。 1.2细胞工程在农业领域的应用 细胞工程是指在体外培养细胞,以改变细胞某些生物学特性为目的将不同作物或动物进行细胞杂交,使植物或动物个体繁殖速度加快,以获得优良品种或新品种及某些具有特殊作用的物质的一门技术[4]。细胞工程技术在植物快速繁殖、植物新品种选育等方面发挥着重要作用。目前植物体细胞杂交应用较多,如可以将马铃薯细胞和番茄细胞进行杂交,可获得上结番茄下结马铃薯的“番茄马铃薯”;将豆科植物与向日葵进行细胞杂交,可培育出具有高营养价值的“向日豆”[5]。 1.3发酵工程在农业领域的应用 发酵工程即利用微生物具有的特殊作用生产出对人类生产有用的产品,或直接将微生物应用到工业生产过程的一门新的技术。发酵工程主要可应用在农业领域的2个方面,一是生产传统的发酵产品,如果酒、茯砖茶、食醋等;二是生产一些食品添加剂。如茯砖茶的制作过程中就运用到了发酵工程技术,通过调控渥堆时间、使用接种剂、发酵剂等方法可以改进茯砖茶的加工工艺,进而可生产出“金花”饱满、品质优良的茯砖茶。 1.4酶工程在农业领域的应用 酶工程,简单来说就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质。酶工程可应用在农业领域中的制酒、制酱等方面。例如,随着我国粮食的不断增产,一些地区出现了粗粮过剩的问题,需要解决粗粮的淀粉利用。解决办法之一是生产葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,难以在市场上应用。最有效的办法还是运用酶工程技术的手段,将葡萄糖转变为甜度大的果糖,果糖不仅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度还高50%以上。 2微生物肥料在农业领域的应用 2.1微生物肥料的特点 微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在农业生产中应用该种肥料可获得特定的肥料效应[6]。生物肥料的定义分为2个方面,从狭义上讲,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物发酵产生的,活性高。施入该种肥料能够产生活性物质,能够增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性质,使作物的生长环境变得更好,使作物生长更优、产量更高。从广义上讲,生物肥料泛指各种具有特定肥效的生物制剂,包括特定的活的生物体、生物体的代谢物或基质的转化物等,此种生物体不限定,既可以是微生物,也可以是动、植物组织和细胞[7-8]。 2.2生物肥料的应用优势 微生物肥料具有其他化肥和农药没有的优势,可有效改善土壤的理化性质,提高土壤肥力。目前微生物肥料已应用在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中,并发挥着极其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身无毒害作用,对环境几乎无污染;同时,施用量一般不大,在其生产过程中所消耗的能量也很少,因而可节约农民的施肥成本。此外,微生物肥料还可改善土壤的理化性质,减少土壤营养流失和富营养化的产生,实现土壤的可持续化利用。 2.3微生物肥料的应用前景 目前,微生物肥料在农业领域方面的应用已越来越广泛,也得到了农民以及社会的逐步认可。国内外都在积极发展绿色农业和绿色食品,微生物肥料作为一种保护生态环境、维护人类健康的理想肥料在农业生产中的应用必将越来越广泛、越来越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更稳定地发挥其生态作用是未来研究的方向[11-12]。 生物技术进展论文:小议植物生物技术的新进展及前景 在20世纪90年代,我国分子生物学家和育种学家合作,获得了具有自主知识产权的转基因抗虫棉花植株和相关专利,育成的众多品种已在全国各个棉区普遍种植。农业部在上世纪90年代,分别对转基因抗虫棉、转基因抗病番茄、甜椒等授予了安全证书,但后两者由于无明显商业价值,并未应用于生产。按照我国农业转基因生物安全管理条例,经过5个阶段严格的安全评价后,农业部于2009年11月向转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻华恢1号、转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻Bt汕优63在湖北省的生产应用,以及转植酸酶基因玉米BVLA430101在山东省生产应用发放了安全证书,但这些品种仍须通过品种审定方可进入种子销售市场。 作为植物生物技术发展较早的国家,美国自上世纪90年代以来,不断有新产品(品种)的研发,并经由美国农业部动植物检疫部门、环保局、食品药品管理局等生物技术产品监管机构根据产品对人类或动物食用、对环境安全影响的全面评价而确定能否进入市场。表2列出了1990—2012年美国已批准种植的转基因作物及所改造的性状。表中列出的10种植物中,马铃薯和番茄生物技术产品的研发主要在20世纪90年代,但由于应用价值不高,并未得到广泛应用;苜蓿、水稻等为较近期开发的产品。改造的性状已从早期单纯集中于耐除草剂(大豆、油菜)、抗虫(玉米、棉花)发展到通过基因改造与常规杂交等手段结合,同时改造多个性状,包括改良营养性状(如提高大豆、油菜种子油成分中不饱和脂肪酸含量,以改进油营养成分),提高对非生物胁迫抗性(如抗旱玉米的培育)等。而复合2种或3种性状的生物技术作物的种植面积有明显的增长,已有不少商用品种是既耐除草剂又抗虫的,近年来复合性状的范围更有所扩大,如,应用大豆遗传图谱定位和转基因技术结合,美国孟山都生物技术公司(简称孟山都)2009年推出了既耐除草剂又可增产7%~11%的大豆新品种RReady2Yield。 植物生物技术的新进展及前景 据联合国粮农组织估计,为保证全球人口增长的需求,在2005—2050年期间,全球食品生产的增加要达到70%。在增加农业产品的同时,还须面对减少资源耗用、满足消费者对健康食品需求等问题,这些都对植物育种提出了新的要求。作为当代育种重要手段之一的生物技术育种,近年来也把育种目标更多地转向高产、抗逆(非生物胁迫)、高品质等,即所谓第2代转基因育种。能合成类胡萝卜素的金稻米和抗旱玉米MON87460是其中2个成功的例子。 维生素A缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜软化,甚至与儿童腹泻等有关,估计全球有过亿儿童处于维生素A缺乏状态。2000年,瑞士和德国的科学家领导的团队在《Science》上发表了他们通过农杆菌介导转化法,把来自植物黄水仙和细菌的β-胡萝卜素合成途径相关酶基因———八氢番茄红素合成酶基因(PSY)、番茄红素脱氢酶基因(CRT1)、番茄红素环化酶基因(带转运肽),用3个质粒共转化水稻未成熟胚,潮霉素筛选,获得了种子胚乳为黄色、干种子中胡萝卜素质量分数为1?6μg/g的转基因水稻株系,开创了这一通过转基因赋予稻米新营养成分的新领域,因其黄色的胚乳而被命名为金稻米。然而,由于产生的胡萝卜素含量太低,缺乏实用上的意义。随后的数年,这2位科学家与先正达公司合作,从导入的基因、启动子来源、筛选标记以及载体的选择等方面,作了一系列的改变[2],如用以糖为筛选基础的标记代替了抗生素抗性的筛选系统,选用胚乳特异表达启动子、不同水稻品种用于转化等;而关键的突破来自PSY来源的改变,先正达公司的科学家经大量的比较、分析,发现导入来自玉米的PSY,可明显把转基因水稻干种子胚乳中胡萝卜素质量分数提高到最高可达36?7μg/g的水平,其中维生素A的前体β-胡萝卜素占80%以上,获得了GR1/GR2等株系。β-胡萝卜素被人吸收后,可经历酶解过程而转化为维生素A,按照美国国家科学院医学研究所推荐的儿童每天所需维生素A的摄入量,如以金稻米中胡萝卜素质量分数的保守估计为24μg/g计算,只需食用72g大米即可提供儿童每天维生素A需求的50%。成人的自愿食用试验结果表明,食用量为65~98g即可明显提高血液中维生素A的含量,可见大米中的β-胡萝卜素能有效地转化为维生素A。 金稻米的开发是学术机构(公共部门)和生物技术企业(私人部门)合作完成的,为保证其使用达到减少世界上贫困人口、特别是儿童中的维生素A缺乏症的研发目标,享有发明权和专利权的科学家和公司已达成协议,无偿授予发展中国家对相关品种的使用权。2005—2010年,通过一系列育种项目,这一性状已转育到世界各地多个地方品种中,近期已在国际水稻研究所和菲律宾水稻研究所完成田间试验,后者拟在2013年向菲律宾政府监管当局申报,争取2014年开始交给农民种植。 全球气候的异常变化、水资源的短缺使耐旱成为了一个重要的育种目标。孟山都的科学家发现把来自细菌的冷击蛋白CSP转入植物,能赋予受体对非生物胁迫的抵抗能力,如寒冷(拟南芥),冷、热和缺水(水稻),干旱(玉米)等。初步研究显示,CSP为一类RNA伴侣蛋白,存在于细菌和植物中,可能通过在转录和翻译中起作用而调节生物对胁迫的反应。鉴于美国中西部玉米种植区常有旱情,他们的进一步研究集中于玉米的抗旱性,在对多个基因和转化事件的表型和表达分析比较后,选定了产量、叶片生长、光合效率均表现良好的CspB?Zm事件1株系,并与生产品种配成3个杂交组合,进行控制给水条件下的田间试验,与非转基因对照比较,主要表现在籽粒数和带籽粒的穗数增加,平均可增产0?5t/hm2(10?5%);随后在美国中西部干旱地区田间种植,增产达0?75t/hm2(15%)。该品系内转入的目标基因CspB来自枯草芽孢杆菌,命名为MON87460,2010年12月美国食品药品监管局已承认该产品的食用安全评价,2011年12月美国农业部解除对其监管,成为全球第1个可供生产应用的抗旱转基因作物品种。其与常规品种杂交获得的杂交种Drought?GardHybrid已作为孟山都公司的重要新产品在美国推出,以图提高干旱地区的玉米产量稳定性,有利于农民及环境。 此外,通过不同途径的改变,以提高产量、抗逆性、品质等为目标的研究也有不少报道,如Kebeish等[6]用细菌的乙醇酸分解途径作为叶绿体光呼吸的旁路,把相关基因引入到拟南芥,以增加光合作用和生物量,发现转基因植株生物量增加、光呼吸作用减少、光合作用有所改进;Mao等、Baum等[8]利用近年迅速发展的RNA干涉(RNAi)技术,开发全新的抗虫作物品种培育途径。其中,中国科学院上海植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室陈晓亚院士领导的课题组发现,棉花的一种代谢物———棉酚可抑制棉铃虫幼虫的生长,他们从虫中肠分离了棉酚诱导表达的基因———细胞色素P450基因(CYP6AE14),研究了其在幼虫对棉酚耐受性中的关键作用;进一步根据CYP6AE14编码序列构建RNA干涉载体,转化植物(拟南芥、烟草),用这些表达特异双链RNA的叶子喂饲棉铃虫幼虫,其中肠CYP6AE14转录水平下降,生长缓慢,在饲料中加入棉酚后生长抑制大大增加;试验结果表明,植物介导CYP6AE14基因的RNA干涉可有效增大棉酚对棉铃虫的毒性。这一研究结果提出了通过植物表达双链RNA,喂饲昆虫可成为启动昆虫RNA干涉的新策略,未来可应用于昆虫研究和田间害虫的控制中。 第3代的生物技术育种常指用植物生产各种重组蛋白,包括药用蛋白、工业用蛋白,也有报道称之为“植物分子农业(Plantmolecularfarming,PMF)”,它包括了从植物种植(或细胞培养)、收获、运输、储藏到蛋白质抽提、纯化的下游过程。早在20世纪90年代初,当植物转基因技术日渐成熟时,由于转基因植物具有成本低、容易规模化、可避免人源和动物源病原物污染等优点,被认为可以作为生物药物生产的一个重要系统;早期的设想多是拟在植物果实中表达疫苗,通过食用即可赋予使用者对该种传染病的预防能力。1992年,首个植物生产重组蛋白的报道———美国德克萨斯州的科学家在植物成功表达乙型肝炎表面抗原的文章发表于美国科学院院刊(PNAS),随后,类似研究也申请获得美国专利。然而,由于蛋白表达量低、稳定性差、食用难以控制疫苗剂量等问题,这类疫苗从未达到商业生产、投放市场的水平。十多年后,美国陶氏农业科学公司于2006年初宣布,其应用烟草细胞悬浮培养系统生产的禽类新城疫病毒疫苗已得到美国农业部批准,为全球第1个获批使用的植物生产疫苗。表3总结了目前处于临床试验,或批准使用的植物生产药物,包括疫苗、抗体、治疗用蛋白和保健用蛋白。应用不同的植物生产体系,如瞬时表达系统等生产的、针对乙型肝炎、狂犬病、H5N1流感的疫苗已进入不同阶段的临床试验。由于植物病毒介导的瞬时表达系统可迅速、高量在植物中生产重组蛋白,在抗体生产中有较佳的应用前景,第1个获欧盟作为医学建议并被美国食品药品管理局(FDA)批准新药应用观察的植物生产抗体是美国植物生物技术公司的产品CaroRxTM,该产品用烟草生产,功效为保护牙齿免受细菌的侵害。抗体外的一些治疗用蛋白质,如Biolex治疗公司研制的用于治疗乙型和丙型肝炎的α-干扰素(商品名Locferon)已完成临床Ⅱ期试验,而Pro?talix生物治疗公司研制,用转基因胡萝卜细胞培养生产,用于高歇氏病治疗的人葡糖脑苷脂酶(prGCD)于2009年进入III期临床试验,取得良好结果。此外,把编码重组蛋白基因转化谷类作物,在其种子胚乳表达,作为保健型产品,也已有数个成功的例子,如美国Ventria公司用水稻生产的人乳铁蛋白、人溶菌酶等,已被批准作为精细化学产品投放市场。 用生物技术手段,在植物生产药物的发展中,所用的植物体系主要包括转基因植物细胞悬浮培养为基础的生物反应器;用农杆菌渗透或病毒感染植物组织而导入重组蛋白基因并在其内瞬时表达的体系;以及通过常规遗传转化获得稳定的、在特定部位(如籽粒的胚乳)高效表达目标基因的转基因株系等。这些体系各有其优缺点,如细胞培养体系的生产全过程均在室内可控条件下进行,生产系统和产品质量可达到医药工业的标准,且易于通过安全监管,但其生产成本高、可用细胞类型少、蛋白表达水平有待提高等问题仍有待解决;瞬时表达最大的优点是可在短时间内生产大量的急需产品,如疫苗等,但其运输、储存难度大;常规遗传转化获得的转基因籽粒易于运输、储存以及生产规模化,但也存在产品开发耗时长、田间生产受环境影响大以及对环境安全监管要求高等问题。 过去20年的历史已经证明了植物为基础的体系确实可以生产各种类型的人体蛋白,近年来处于领头地位的新药物开发已到达临床研究的后期阶段,即将进入市场。作为一个低成本、高产的生物药物生产系统,各国政府、各种基金会、企业公司纷纷投放资金支持相关研究,以取得领先地位。如欧盟的PharmaPlanta联盟,日本经济产业省Meti项目,美国的BlueAngel项目,巴西的PMP计划等。 植物生物技术发展的成果是生物科学研究、技术开发、商业性生产三者结合的结果。30年来,它已从实验室走到了大田,证明了在增加粮食和饲料生产中发挥的作用。随着生命科学的发展,大量新技术的出现,这一新的育种技术及其应用范围也在不断的改进中:在基因来源方面,更多的来源于植物自身的基因正在取代第1代转基因作物中的细菌来源或人工合成基因;在目标方面,更多转向产量乃至总生物量的增加,如在高二氧化碳强度的世界中,通过修饰Rubisco大单位,改变其热稳定活性,增加叶片中淀粉的合成,进而增加植物的生物量;在影响新产品的关键技术———外源基因导入方法方面,新一代的技术———TALEN,即转录激活因子样效应物核酸酶(Transcriptionactivator?likeeffectornucleases)已被证明可以在植物中定点引起高频率的基因敲除、插入和取代,可成为一个把外源DNA定点插入受体植物基因组的重要平台,该技术的实际应用,将能克服多年来各种方法引入的外源基因均为随机插入而致的不良效应,按设计获得所需的转基因产品;在应用的范围方面,生物技术的应用使植物已不仅为人类提供食品和饲料,还将提供药品、工业用品(如生物活性化合物)和能源产品,如增加可能的能源植物的生物量等,有助于减少人类对石化燃料的依赖。随着植物生物技术自身的发展和完善、日渐成熟的监管体系以及人们对这一新生事物认识的增加,其应用将逐步为公众所接受,以在新型的可持续发展农业中发挥更大的作用。#p#分页标题#e# 本文作者:梅曼彤 单位:广州华南农业大学生命科学学院 生物技术进展论文:医药生物技术研究与产业化进展 摘要:二十一世纪随着科学技术的进步,各国的综合实力与国际竞争力不断增强,先进的技术也使得医药生物产业实现了突破性的进展,成为了增强本国经济综合实力的重要方式之一,医药生物技术的产业化发展越来越呈现出势不可挡的姿态。本文简略分析了全球和我国医药生物技术所取得的进步,阐述了我国目前医药生物技术产业存在的问题,并在此基础上,探讨了相应的解决措施。 关键词:医药生物技术;产业化;措施 近年来,医药生物产业的飞速发展,为各行各业带来了较为广阔的发展空间,将生物技术应用于医药产业,不仅使得医药生物产业发展迅速,也使得其成为相对活跃的产业之一。虽然医药生物产业目前发展的态势良好,但仍然存在着大大小小的问题,需要我们去探索和解决,才能使得医药生物技术产业跨向一个更高的台阶。 1医药生物技术发展的总趋势 从全球医药生物技术发展的状况来看,生物技术在医药行业的运用,正在引发着医药产业的重大变革。在2000年,全球生物技术产业的销售额高达500多亿美元,而医药生物技术产业的销售额就占去了60%,实际上自90年代以后,全球生物技术药品的销售额以年均30%的速度增长着。 2我国医药生物技术产业的发展状况 我国的医药生物技术产业的发展,相较国外的发展情况而言起步相对较晚,但是随着国家在医药生物技术产业的支持力度的加大,使得医药生物技术产业有了较快的发展,缩短了与西方先进国家的差距,在全球医药生物技术产业中占有了一席之地。 3我国医药生物技术与产业发展所面临的问题 随着我国社会的不断向前发展,医药生物技术及其产业取得了很大的进步,但是其发展过程中,不断的涌现出了许多问题,如在医药生物技术领域的资金投入不足;生物医药产品的自主创新不足,产品的研发能力有限等问题,这些问题在很大程度上阻碍了我国医药生物技术及其产业的更好发展。 3.1自主研发产品能力有限,创新性不足 在我国现有的生物技术药物中,只有少数部分是自主研发,拥有产品的自主产权,而绝大部分则是依靠国外的医药生物技术进行产品的仿制,真正的自主创新其实很少,以至于出现药品研制上的重复,药品生产的过量等多种问题,再加上国内缺乏对医药生物技术知识产权保护的意识,使得部分的医药生物技术及产业的发展停滞不前,导致药品生产企业之间的竞争压力增大,企业的利润不断减少,严重的出现亏损现象,最终血本无归。有的药品生产商为了避免出现这种情况,选择企业着重于仿制药品的生产,因为仿制药品可以减少自主研发的资金投入,相对来说费用较少,而且盈利较快,风险也就相对较低,这种思想的循环使得我国的医药生物技术难以实现突破性的创新。 3.2医药生物技术的研究成果难以转化为医药产品 这些年经过医药生物技术研究方面专业人才的努力,我国的医药生物技术在研究方面较以前取得了很大的进展,但现实是很难将这种研究上的成果转化为医药产品。 3.3在医药生物技术及产业的投资不足 从我国在医药技术研究中的投入资金来看,是远少于国外在医药领域的资金投入的,这也是为什么我国的医药生物技术的研究难有创新性的发展。医药生物技术产业本就是高风险、高投资、高回报的产业,医药生物产业得不到充足的资金支持,势必会阻碍其研发过程的进展,从而影响我国医药生物技术产业的健康发展。 3.4我国医药企业规模相对较小,竞争力较弱 随着近些年我国医药生物技术产业的不断发展,涌现出了较多的生物制药企业,但是这些企业普遍的特点就是规模较小,经济实力较弱,自主研发新产品的能力较低,因此在医药行业的国际竞争中的竞争能力较差,抗风险能力弱,这显然对我国的医药生物技术产业的发展十分不利。 4解决我国医药生物技术及其产业发展问题的措施 随着经济、政治、文化、科技全球化趋势的不断增强,每个国家、各个行业都面临着机遇与挑战,对医药生物技术产业来说也不例外。在竞争如此激烈的大环境中,要加快我国医药生物技术的自主研究与产业发展,可以采取以下措施: 4.1端正态度,客观认识到我国医药生物技术的发展与世界先进国家的水平。 在摆正态度的同时,总结我国医药生物技术发展过程中的经验教训,同时加强与先进国家的交流,积极吸取、引进国外的先进医药生物技术,自主研发创新医药产品,形成我们自己的国际竞争优势。 4.2加大在医药生物技术产业的资金投入。 从医药生物技术产业的性质可以看出,想要实现我国医药生物技术及产业的发展,就需要我们集中人力、物力、财力,加大在医药生物技术产业的投入,有重点、有针对性的扶持医药生物技术项目,提高我们的医药生物技术水平。同时,还应该注重培养医药生物技术方面的专业人才,提高医药生物技术人才的专业素养,为我国医药生物技术的研究与发展注入新生力量。 4.3注重医药生物技术研究成果向产品的转化,实现上下游技术的完美衔接。 在加强医药生物技术的研究的同时,注重研究成果的转化,建立好高校的医药生物技术研究和药品生产企业的沟通、合作桥梁,实现双方的完美衔接。 5结语 综上所述,我国的医药生物技术的研究与产业发展取得了很大的进步,虽然在这一过程中仍有些许问题有待解决,但是我国医药生物技术产业的发展仍然势不可挡,相信在其未来的发展过程中,必将实现创新性飞跃。 作者:刘航 单位:沈阳师范大学 生物技术进展论文:现代生物技术应用进展分析 摘要:随着社会不断进步,科技日益发展,现代生物技术应运而生,被广泛应用到食品工业中,发挥着至关重要的作用,为其注入了新的活力,不断促进新时期食品工业向前发展。在现代生物技术作用下,提高了食品资源利用率,改良了食品的品质,食品包装实现了产业化,有效解决了食品工业生产中产生的环保与健康问题,不断促进食品工业走上健康持续发展的道路。 关键词:食品工业;现代生物技术;应用进展;分析 生物技术是一种对生命有机体进行加工改造、利用的重要技术,也是新时期国际上食品领域的最具前沿的关键性技术。随着经济日益发展,人们的生活水平日渐提高,对食品提出了更高的要求。而现代生物技术的应用有效解决了食品工业发展中存在的各种问题,满足了人们对食品的客观要求,不断推动食品这个极具发展潜力的新兴产业向前发展,能够更好地应对来自各方面的挑战,不断发展壮大,促进我国社会经济的持续发展。 1基因工程、细胞工程在食品加工业中的应用 在现代生物技术中,基因工程技术是其不可或缺的组成元素,是分子遗传学、工程技术作用下的产物,可以有效改良微生物、动物的基因,为食品工业提供多样化的动植物原材料,价格低廉的酶制剂,增加食品功能,不断促进新功能食品的开发。以改善食品原材料品质、加工性能为例,在食品加工过程中,动、植物都是重要的基本原料。在生产植物食品原材料方面,基因工程能够改良品种,促进新品种的开发,促使原材料增产,比如,耐除草剂植物。基因工程在一定程度上丰富了食品原料的种类,优化了食品资源的品质特性,大大增加了食用以及营养价值。比如,充分利用反义RNA技术,把不同类型的基因结构顺利转移到番茄植株上面,延缓了番茄的后熟、老化,具有更长的架货期,极大地提高了经济效益。此外,基因工程的应用促使谷类蛋白质中的氨基酸比例发生变化,提高了谷类物质的营养价值。就细胞工程而言,以细胞为基点,按照相关规定,有计划地改造生物的生产性能、遗传特性,来获取所需的新生物体、细胞成品的一种技术。在食品工业中,细胞工程的应用和细胞培养、细胞融合技术紧密相连。在植物细胞作用下,生产出各种功能性食品、食品添加剂,比如,天然香料。就我国而言,充分利用胡萝卜细胞,生产出大量的胡萝卜素,其繁殖速度相当快,周期也非常短,为实现工业化生产奠定坚实的基础,具有非常广阔的应用前景。 2酵工程在食品工业中的应用 2.1食品保鲜: 从某种角度来说,酵属于生物催化剂,具有多样化的特点,比如,较高的催化剂率,被广泛应用到食品工业中。在食品保鲜方面,生物酶发挥着不可替代的作用,要根据不同物质中酶的种类,选用适宜的生物酶,有效抑制食品中不利于保质的酶或者减慢其发展速度,实现食品保鲜。比如,在瓶装饮料中加入适量的葡萄糖氧化酶,能够有效吸取瓶隙存在的氧气,适当延长食品的保鲜期,避免食品坏掉,增加生产运营成本。对于溶菌酶来说,能够有效溶解革兰氏阳性菌,主要用于这些食品的保鲜,比如,干酪、水产品;而对于细胞壁溶解酶来说,能够在一定程度上避免一些微生物的大量繁殖,取代了有毒化学防腐剂的地位,食品具有非常好的保鲜贮藏效果。 2.2食品加工: 在酶工程作用下,传统食品工业发生了质的转变,比如,玉米在酶作用下实现液化、糖化等,能够生产大量的果葡萄浆,取代了蔗糖的地位,作为饮料、食品重要的甜味剂。就日本而言,推出了谷氨酞胺转胺酶,具有催化蛋白质分子的特点,转移分子内部的酞基,能够改变低档次面粉中的蛋白质,具有较好的口感,面食具有较好的弹性、持水能力。对于玉米面来说,它的口感比较粗糙,运营效益并不理想,在酶工程作用下,改良后的玉米面深受社会大众喜爱,具有很好的销量。 3发酵工程在食品工业中的应用 在食品领域中,发酵工程技术是应用最早的生物技术,在该技术作用下,能够有效改造传统发酵食品,不断加快现酵产品的研发,涉及到不同食品工业领域,比如,食品加工催化剂、饮料稳定剂。以“开发功能性食品”为例,在相关研究中,发现很多真菌中都含有多糖成分,比如,冬虫夏草、猴头菇,可以提升人体的免疫力,更好地抵抗各类疾病。更为重要的是,有些的真菌还具有较好的抗肿瘤能力、抗衰老作用。而这为发展功能性食品提供了关键性的原料。就传统生产方法来说,主要是依靠人工,采摘或者种植,但其规模大都比较小,产量较少极易受到各种客观条件的影响,无法满足社会市场的客观需求。在发酵条件下,可以实现真菌多糖的工业化连续生产,在增加产量的同时,还提高了真菌的质量,为更好地研制功能性食品做好了铺垫。 4结语 总而言之,在食品工业发展中,现代生物技术的应用发挥着不可替代的作用,其应用范围不断扩大。但在应用过程中,需要注重自主创新,加强国际科技合作,优化利用国外先进技术,寻求新的发展出路。而生物技术企业也需要意识到现代生物技术的重要性,不断增加产品的科技含量,扩大自身规模。以此,在促使现代生物技术优化利用的基础上,不断促进新时期食品加工业走上长远发展道路。 作者:陈家禄 单位:海南师范大学 生物技术进展论文:现代生物技术的运用及进展趋势 本文作者:王训博、熊路、黄海兵、王定兴、李昊旻、许永立 单位:湖南城市学院化学与环境工程学院、湖南农业大学生物科学与技术学院、湖南城市学院城市管理学院 随着农业革命、手工业革命、工业革命、商品国际化革命、信息产业化革命的推进,许多科学家们预言21世纪必将产生一次生物技术革命,而这一革命的主战场就是农业。现代生物技术可有效提高农作物产量、改善农作物的营养品质。因此,现代生物技术必然会成为未来农业发展的重要趋势。 1现代生物技术在农业领域的应用 1.1基因工程在农业领域的应用 基因工程即利用分子生物学和微生物学技术,设计好不同来源的基因顺序,在体外成功构建杂交DNA分子后导入受体细胞,使受体细胞表现出人们需要的表现型,产生出人们需要的物质。在农业领域应用基因工程技术,获得的农作物优质、高产、抗性强,还可获得畜、禽新品种及具有特殊作用的动、植物。例如,经过7年的努力攻关,2011年胜利突破了大面积示范(即6.67hm2示范)平均产量为13500kg/hm2的超级杂交稻第3期目标,达到了13899kg/hm2[1];运用转基因技术将相应的基因导入油菜中有望培育出转基因抗病油菜新品种[2];运用基因工程技术可将抗除草剂基因导入农作物中,使农作物能够不受除草剂的影响,目前已生产出多种抗除草剂作物品种,应用广泛[3]。 1.2细胞工程在农业领域的应用 细胞工程是指在体外培养细胞,以改变细胞某些生物学特性为目的将不同作物或动物进行细胞杂交,使植物或动物个体繁殖速度加快,以获得优良品种或新品种及某些具有特殊作用的物质的一门技术[4]。细胞工程技术在植物快速繁殖、植物新品种选育等方面发挥着重要作用。目前植物体细胞杂交应用较多,如可以将马铃薯细胞和番茄细胞进行杂交,可获得上结番茄下结马铃薯的“番茄马铃薯”;将豆科植物与向日葵进行细胞杂交,可培育出具有高营养价值的“向日豆”[5]。 1.3发酵工程在农业领域的应用 发酵工程即利用微生物具有的特殊作用生产出对人类生产有用的产品,或直接将微生物应用到工业生产过程的一门新的技术。发酵工程主要可应用在农业领域的2个方面,一是生产传统的发酵产品,如果酒、茯砖茶、食醋等;二是生产一些食品添加剂。如茯砖茶的制作过程中就运用到了发酵工程技术,通过调控渥堆时间、使用接种剂、发酵剂等方法可以改进茯砖茶的加工工艺,进而可生产出“金花”饱满、品质优良的茯砖茶。 1.4酶工程在农业领域的应用 酶工程,简单来说就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质。酶工程可应用在农业领域中的制酒、制酱等方面。例如,随着我国粮食的不断增产,一些地区出现了粗粮过剩的问题,需要解决粗粮的淀粉利用。解决办法之一是生产葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,难以在市场上应用。最有效的办法还是运用酶工程技术的手段,将葡萄糖转变为甜度大的果糖,果糖不仅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度还高50%以上。 2微生物肥料在农业领域的应用 2.1微生物肥料的特点 微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在农业生产中应用该种肥料可获得特定的肥料效应[6]。生物肥料的定义分为2个方面,从狭义上讲,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物发酵产生的,活性高。施入该种肥料能够产生活性物质,能够增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性质,使作物的生长环境变得更好,使作物生长更优、产量更高。从广义上讲,生物肥料泛指各种具有特定肥效的生物制剂,包括特定的活的生物体、生物体的代谢物或基质的转化物等,此种生物体不限定,既可以是微生物,也可以是动、植物组织和细胞[7-8]。 2.2生物肥料的应用优势 微生物肥料具有其他化肥和农药没有的优势,可有效改善土壤的理化性质,提高土壤肥力。目前微生物肥料已应用在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中,并发挥着极其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身无毒害作用,对环境几乎无污染;同时,施用量一般不大,在其生产过程中所消耗的能量也很少,因而可节约农民的施肥成本。此外,微生物肥料还可改善土壤的理化性质,减少土壤营养流失和富营养化的产生,实现土壤的可持续化利用。 2.3微生物肥料的应用前景 目前,微生物肥料在农业领域方面的应用已越来越广泛,也得到了农民以及社会的逐步认可。国内外都在积极发展绿色农业和绿色食品,微生物肥料作为一种保护生态环境、维护人类健康的理想肥料在农业生产中的应用必将越来越广泛、越来越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更稳定地发挥其生态作用是未来研究的方向[11-12]。 生物技术进展论文:生物技术生产甲硫氨酸研究进展 1甲硫氨酸生产国内外发展近况 甲硫氨酸是继谷氨酸之后产量第二大的氨基酸,2011年,针对动物饲料的甲硫氨酸市场年销售额约28.5亿美元,销量85万吨,年增长率5%。据不完全统计,2014年全球甲硫氨酸需求量约100万吨,呈逐年增长趋势。目前甲硫氨酸三大主要生产商为赢创(原德固赛)公司,安迪苏(原普朗克)公司和日本曹达(原孟山都)公司[6]。2006年,中国蓝星有限公司收购安迪苏子公司,并于2010年在江苏南京开始建厂,将最初年产能7万吨的计划翻倍至14万吨。该厂的建成投产将结束中国重要动物饲料添加剂完全依赖进口的局势。赢创公司2011年12月决议,在新加坡建立产能15万吨的甲硫氨酸加工厂,将在2014年第三季度投入生产。韩国杰希公司和法国阿科玛公司于2012年宣布将在东南亚建立产能8万吨的甲硫氨酸加工厂,该厂将采用全新的发酵-化学法联合生产线。德国巴斯夫公司虽然于2007年申请了发酵生产甲硫氨酸的专利,但至今仍不适用于商业生产。法国迈陀保利克公司和罗盖特公司合作致力于L-甲硫氨酸发酵产品的研发[6]。 2生物技术生产甲硫氨酸研究进展 2.1微生物发酵路线的相关研究 2.1.1甲硫氨酸生物合成途径的研究 为构建甲硫氨酸生产菌,首先需要了解甲硫氨酸的生物合成途径,其中最基本的氨基酸生产菌——大肠杆菌(Escherichiacoli)和谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)成为研究者关注的焦点。如图1,细菌中甲硫氨酸合成途径以天冬氨酸为起点,经天冬氨酸激酶(aspartokinase,AK)和高丝氨酸脱氢酶(homoserinedehydrogenase,HSD)两个限速酶催化,生成高丝氨酸,进而分别合成苏氨酸和甲硫氨酸。甲硫氨酸合成存在两个途径:巯基转移途径以胱硫醚为中间体,以半胱氨酸为硫源,而直接巯基化途径则可利用无机硫源。大肠杆菌只通过巯基转移途径合成甲硫氨酸,谷氨酸帮杆菌可同时利用两个途径。2002年Hwang等[14]在谷氨酸棒杆菌中发现了甲硫氨酸生物合成的直接巯基化途径,并对metY或metB进行突变,比较突变株生长参数。两种酶在序列上存在相似性,但微生物优先选择巯基转移途径。因此它们在进化上可能来自同一种酶,而MetY是长期进化过程中突变和自然选择的结果,存在受甲硫氨酸反馈抑制、与底物亲和性低的缺陷。2007年,该课题组[15]对MetB和MetY进行纯化,比较了二者的生化参数。发现MetB和MetY对O-乙酰高丝氨酸催化作用的Km值分别为3.9和6.4mmol/L,与之前的推测吻合。同时,MetY对硫化物离子的Km也过高,证明其与硫化物离子的结合也很微弱,温度和pH耐受性也较MetB差。至此,MetY存在的生理意义和利用价值尚不明晰。2006年,Krmer等[16]在对大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌甲硫氨酸代谢途径进行计算机模拟分析时发现,以甲硫醇为硫源时,NADPH的消耗减少,可使甲硫氨酸理论产量得到提高。以甲硫醇或其二聚体二甲基二硫为硫源的原理是将其-S-CH3基团完整地插入甲硫氨酸的R基而直接生成甲硫氨酸。这一理论在2010年被Bolten等[17]证实,并通过基因敲除和14C同位素示踪实验证明,催化这一反应的酶正是MetY。至此,MetY这一独特功能为该领域的研究提供了全新的线索。 2.1.2甲硫氨酸生产菌选育的相关研究 除发酵常用的谷氨酸棒杆菌和大肠杆菌之外,枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、百合棒杆菌(Corynebacteriumlilium)也常用作改造的出发菌株。2012年,Dike等[3]从不同土样中筛选出三株蜡样芽孢杆菌(Bacilluscereus)RS-16,DS-13,和AS-9,其中最优菌株RS-16经96h发酵产甲硫氨酸1.84mg/mL。但野生型菌株氨基酸的生物合成受到严格的代谢调控,一般不能满足大量生产氨基酸的需要。因此,需要人为打破微生物对甲硫氨酸生物合成的代谢调节。筛选抗结构类似物菌株和营养缺陷型菌株是最常用的育种方法。2003年,Kumar等[18]采用紫外和亚硝基胍诱变技术处理百合属棒杆菌,筛选获得M-128菌株,其甲硫氨酸产量为2.3g/L;2009年,闵伟红等[19-20]通过抗结构类似物的筛选获得北京棒杆菌(Corynebacteriumpekinense)突变株E31,其甲硫氨酸产量达1.479g/L。2011年,该课题组以E31为出发菌株,采用复合诱变和青霉素浓缩法筛选获得12株赖氨酸和苏氨酸双重营养缺陷型突变株,其中突变株GE37的甲硫氨酸产量达3.55g/L。这些传统的改造方法机理难以阐明,工作量大,但突变全面、有效。随着基因技术的发展,2007年,Park等[1]解除了苏氨酸对HSD的反馈抑制,同时敲除了thrB基因,阻止苏氨酸合成。分批发酵过程中甲硫氨酸产量达2.9g/L。2011年,Chen等[21]利用分子动力学模拟与统计耦合分析相结合鉴别出30个关键氨基酸残基,并证明这些残基的突变可在不同程度上解除大肠杆菌AKⅢ的反馈抑制。至此,对于两大限速酶的研究逐渐趋于半理性,能在代谢和进化水平上做出合理的解释,改造目标更明确。在菌种选育过程中,一些新发现也给研究人员以启示。2005年,Mampel等[22]对谷氨酸棒杆菌进行转座子诱变,得到7000个具有乙硫氨酸抗性的突变株,转座子插入位点为ORFNCgl2640,NCl2640失活会导致甲硫氨酸产量增加,证明该位点与L-甲硫氨酸合成途径中某种抑制的解除密切相关。其结构和具体功能有待科研工作者深入研究。2010年,Bolten等[17]发现了MetY的独特功能后,试图对MetY进行过表达以增加甲硫氨酸产量,结果MetY酶活力提高近30倍,但发酵液中并无甲硫氨酸,胞内甲硫氨酸产量也只提高2倍。胞内组分分析发现其底物O-乙酰高丝氨酸已完全耗尽。这说明半理性的单基因修饰难以保证整个代谢网络的平衡,以途径中各代谢物和酶的功能性质及代谢流分布信息为基础,更加理性化的多基因修饰成为下一阶段的研究目标。2002年BiranD发现大肠杆菌[23]中MetA极易被四种依赖ATP催化的蛋白酶水解,且该基因受热转录休克调控。2013年,Dike等[24]对根癌土壤杆菌中MetA进行表征时发现了相同的不稳定性和极端不耐热特性。这极有可能也是赖氨酸和苏氨酸易发酵生产,在同一途径下游的甲硫氨酸却一直难以实现发酵生产的重要原因。 2.1.3甲硫氨酸向胞外输出的研究 发酵法生产甲硫氨酸在合成水平上不易达到增产目标,即便细胞质内甲硫氨酸产量得到提高,释放至培养液中的量却极少。总结有以下两方面原因:①微生物自身调控严格,为趋利避害,甲硫氨酸在自然条件下不会过量积累,即使经改造的菌株,甲硫氨酸的产量与微生物细胞适应性之间的平衡也难把握。②即使细胞质内甲硫氨酸过量积累,但其输出体系不完善,产物被微生物自身再利用或直接伤害细胞。2005年,Trtschel等[25]在已经提高了胞内甲硫氨酸浓度的条件下,利用DNA微阵列技术识别出过量表达的膜蛋白基因brnF(编码BrnFE中较大的亚基),之前研究表明其与异亮氨酸输出体系有关。当BrnFE的合成被氯霉素关闭时,仍能观察到大量甲硫氨酸输出,只有极大提高氯霉素水平,其输出才会减弱。这说明甲硫氨酸输出体系不止一个,还存在不易被识别、但输出能力高的其它体系。发掘并扩增输出通道既可增加发酵液中甲硫氨酸产量,又能避免代谢物积累对微生物的损伤。 2.1.4发酵条件的相关研究 对于甲硫氨酸发酵,最特殊的培养基成分即硫和甲基。以谷氨酸棒杆菌为例,2006年,Krmer等[16]用计算机模拟了不同硫源在甲硫氨酸合成途径中的应用。以硫酸盐为硫源通过直接巯基化途径生成1mol甲硫氨酸消耗8molNADPH,巯基转移途径消耗9molNADPH,而以硫代硫酸盐为硫源,整个代谢过程只需要5.5molNADPH,以硫化物为硫源,NADPH消耗量仅为硫酸盐的一半。但PPP途径和TCA循环所能提供的NADPH是固定的,因此不同硫源的利用效率有待在实践中考证。硫与甲基来源的结合可以考虑比较硫代硫酸盐与甲酸盐、硫化物与甲酸盐及甲硫醇的利用情况。除了这两种关键组分,2014年,Anakwenze等[26]从发酵的油豆种子中分离出甲硫氨酸产量为1.89mg/ml的赤云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)EC1,对发酵总体积、接种量、碳源及氮源浓度、促生长物质均进行探索优化,最终赤云金芽孢杆菌EC1甲硫氨酸的产量可以达到3.18mg/mL。对于发酵工艺的探索一直是实际生产中的关键。Sharma等[27]研究了百合棒杆菌产甲硫氨酸中稀释速率与溶解氧对甲硫氨酸产量的影响。最终确定当稀释速率为0.16、溶氧为42%时,甲硫氨酸生产速率最大值为160mg/(L•h)。2012年,贾翠英等[28]研究了不同破壁方法对细菌甲硫氨酸产量的影响。结果表明,经碱破壁、溶菌酶破壁,超声波破壁、碱与超声波复合破壁、溶菌酶与超声波复合破壁后,甲硫氨酸产量分别提高10.9%、12%、18.3%、19.6%、22.2%。这种工艺可以将胞内甲硫氨酸释放出来,增加收率,复合破壁比单一破壁效果更显著。 2.2酶法生产路线的相关研究 2.2.1外消旋混合物拆分生产甲硫氨酸 酶法拆分又分为两种思路,传统的拆分是消除外消旋混合物中的D-甲硫氨酸,另一种路线将D型转化为L型,纯化的同时也增加了产量无疑是更理想的选择。2007年,Findrik等[29]利用原玻璃蝇节杆菌(Arthrobacterprotophormiae)中D-氨基酸氧化酶、过氧化氢酶、红球菌(Rhodococcus)中L-苯丙氨酸脱氢酶、博伊丁假丝酵母(Candidaboidinii)中甲酸脱氢酶串联实现D-甲硫氨酸向L-甲硫氨酸的完全转化。更具意义的是,D-氨基酸氧化酶和L-苯丙氨酸脱氢酶可以作用于不同的底物,因此,该体系也适用于其它D型氨基酸及某种氨基酸外消旋体向L型的转化合成。 2.2.2化合物酶解生产甲硫氨酸 2014年,Jin等[30]对大肠杆菌中经密码子优化的腈水解酶基因进行重新合成和表达,从而有效利用2-氨基-4-甲硫基丁腈水解生产甲硫氨酸。并在催化剂充足的情况下,以固定的底物/催化剂比值探索底物最佳浓度。该课题组也对在填充床反应器中利用固定化静息细胞生产甲硫氨酸进行了研究,结果显示固定化腈水解酶100h后活性仍大于80%,甲硫氨酸总回收率达97%。该项研究表明,重组腈水解酶应用于甲硫氨酸生产具有巨大潜力,酶在微生物体内的过表达与酶的固定化技术相结合可能实现产量突破。 2.3发酵与体外酶催化路线相结合 发酵法即以培养基组分为原料,利用微生物自身体内代谢反应,将低成本原料转化为高价值产品,是最经济环保的氨基酸生产方式。发酵法之所以至今无法应用于甲硫氨酸生产,关键在于其合成途径的每一步均受到严格地反馈抑制,经本课题组改造后的菌株GE37的甲硫氨酸发酵产量也仅为3.55g/L[20]。因此发酵法生产甲硫氨酸仍处于科研阶段。体外酶催化反应目前并没有一套完整的独立生产体系,而是作为化学生产方法的辅助手段,2000年之前即用于DL-同型半胱氨酸向L-甲硫氨酸的合成及DL-甲硫氨酸的分离[31]。近年的研究也多属于化学合成法的下游,目的是获得高纯度的L-甲硫氨酸。酶催化与发酵法相比,反应过程较短,反应体系及条件易灵活操控。因此,发酵与体外酶催化路线相结合可以回避微生物的部分反馈抑制,缩短发酵过程以得到产量较大的中间体,进而以此为底物合成L-甲硫氨酸。韩国杰希公司采用的发酵/化学法联合生产工艺即为两种路线结合的实例,并于2012年宣布在东南亚建立产能80000吨的甲硫氨酸加工厂。该路线以葡萄糖为基质,利用微生物发酵法生产琥珀酰高丝氨酸,随后用酶将这一中间产物转化成甲硫氨酸和琥珀酸。如图3所示,经计算,这种全新的发酵/化学法联合工艺生产的L-甲硫氨酸成本略高于化学合成法[6]。 3面临的问题及展望 3.1发酵法生产面临的问题和建议 甲硫氨酸与其他氨基酸相比至今难以实现发酵法生产,综合上文所述,总结了以下三个方面原因和建议: 3.1.1硫源的利用效率 甲硫氨酸与其他氨基酸最大的不同即对硫源的需求,而发酵法应用最普遍的硫源为硫酸盐,需消耗大量NADPH,但生物体能提供的NADPH有限;硫化物对NADPH需求量虽少,但因多有毒且稳定性差,不适用于培养基;硫代硫酸盐兼具氧化性与还原性,应该对其进行进一步选择和研究。甲硫醇作为硫和甲基的综合供体,可以缩短代谢途径并为最后一步提供更多甲基。因此,应该对硫代硫酸盐与甲硫醇或二甲基二硫的复合使用进行新的尝试。提高NADPH的供应量也是菌株改造的策略之一。 3.1.2代谢途径调控的改造硫和甲基的参与已经使代谢途径增长,而合成途径中涉及到诸多反馈抑制性酶,进一步削弱了代谢流。如何确定关键酶、发现酶的活性中心及抑制剂结合位点,并进一步识别关键残基成为一个艰巨的课题。通过半理性设计,本课题组已找出北京棒杆菌(Corynebacteriumpekinense)天冬氨酸激酶与抑制剂结合位点有直接或间接作用的所有关键氨基酸残基,并通过突变解除反馈抑制得到高活力菌株。2013年,李慧颖[32]得到突变体R169H,酶活较突变前提高2.3倍;同年,郭永玲[33]得到突变体T361N、A362I,酶活分别提高47.99倍、34.60倍;2014年,任军等[34]得到突变体G277K,酶活提高9.48倍;同年,朱运明等[35]得到突变体G377F,酶活提高9.3倍。此外,类似的单基因修饰研究缺少全面性和持续性,还应对改造前后的代谢流变化进行对比分析,尝试针对改造后的缺陷进行多基因修饰,继续对甲硫氨酸产量是否提高进行试验。较成功的理性设计在甲硫氨酸同族氨基酸——赖氨酸生产中有成功的先例。2013年,SKind等人[36]根据TCA循环和赖氨酸合成途径相关知识,通过敲除sucCD在琥珀酰辅酶A合成酶水平上有目的性地阻断TCA循环,使其与赖氨酸合成途径相结合,增加目的产物合成途径代谢流,产量提高60%。由于理性设计需要大量全面准确的生物学信息,直接针对代谢流的整合在甲硫氨酸研究领域还需要尝试和突破。 3.1.3关键酶在代谢过程中的稳定性 在大肠杆菌和根癌土壤杆菌中均证实了高丝氨酸酰基转移酶(homoserinetranssuccinylase,HTS)的不稳定性,这可能也是赖氨酸和苏氨酸易发酵生产,而同一途径下游的甲硫氨酸却一直难以实现发酵生产的重要原因。其极端不耐热和易被蛋白酶分解这两大特性,是发酵法面临的难题。对Biran等人发现的四种可能分解HTS的蛋白酶进行修饰,或与嗜热菌关键基因整合都是菌株改造可以尝试的方向。此外,甲硫氨酸向胞外输出的研究尚不成熟,可在菌株改造后,对胞内组分进行量化分析,以探索胞内甲硫氨酸产量最大时的条件,以及能分泌到胞外营养缺陷型菌种选育。 3.2酶法生产面临的问题和建议 酶法合成一般不作为单独的生产路线,传统的酶法是与石化生产路线相结合,以石化生产废弃物为原料,进行化学合成后,对外消旋混合物进行拆分以得到高纯度的L-甲硫氨酸,其中Findrik等人[29]将D型转化为L型的试验是更具意义的研究。韩国杰希公司首次采用发酵法与体外酶催化的联合生产工艺,先利用微生物发酵生产琥珀酰高丝氨酸,随后用酶法在微生物体外将这一中间产物转化成甲硫氨酸和琥珀酸。降低生产成本的同时减少污染。2010年,Bolten等人[17]对谷氨酸棒杆菌MetY进行过表达使酶活力大幅提高,但由于胞内底物耗尽,甲硫氨酸产量未仍不理想。参考杰希公司,可尝试由发酵法获得大量O-乙酰高丝氨酸,并利用过表达的酶在体外催化甲硫醇与O-乙酰高丝氨酸生成甲硫氨酸。目前,对酪氨酸、半胱氨酸和脯氨酸的生产,从蛋白中分离仍是最经济的方法。由于植物可以合成甲硫氨酸,因此通过酶解方法利用稻草等农作物的废弃物生产甲硫氨酸是最经济的模式。2015年,Sanders等[6]对这种方法的成本进行了核算,证明了其具有一定可行性。但该法不适用于获得高纯度的L-甲硫氨酸,因为产物组成复杂,分离纯化难度大。甲硫氨酸的生物技术生产与理论值之间的差距证明,此项研究具有广阔的进步空间,对微生物发酵、酶法分解等多方面的探索仍有待深入研究。随着现代生物技术的发展,利用生物技术生产甲硫氨酸仍将是科研工作者面临的重要课题。 作者:王隆洋 闵伟红 单位:吉林农业大学食品与工程学院 小麦和玉米深加工国家工程实验室 生物技术进展论文:生物技术进展探究 1种质资源的遗传多样性及鉴别 铁皮石斛苗期与石斛属有些品种在形态特征上有相似性,特别是涉及到种内遗传差异时,利用传统的鉴别方法往往不易区分。RAPD[12]、AFLP[13-14]、SSR[15]、ISSR[16-17]等分子标记技术目前被广泛用于铁皮石斛不同野生居群、不同栽培群体的遗传多样性及亲缘关系的研究。采用RAPD技术进行基因组DNA多态性分析,能从石斛属内26个种当中方便快捷地鉴别出铁皮石斛[12]。Ding等[18]利用SRAP标记分析铁皮石斛9个居群共84份材料的遗传多样性,并进行聚类分析,结果表明原位保存是保证铁皮石斛遗传多样性的首选方法;采用RAPD和ISSR分析9个铁皮石斛自然居群,表明居群间的遗传差异明显,具有丰富的遗传多样性,并且ISSR的多样性检测优于RAPD[19]。谢明璐等[15]利用开发的SSR标记成功对铁皮石斛种质纯度进行鉴定。金波等[20]将扩增获得的铁皮石斛特异RAPD分子标记片段,经克隆、测序,重新设计一对特异性引物转化成稳定的SCAR标记,能特异性地在铁皮石斛中扩增出300bp的片段,实现铁皮石斛的快速有效鉴定。Hou等[21]利用15个新的三核苷酸微卫星标记能够简便快捷地对铁皮石斛进行遗传多样性鉴定和分析。建立DNA指纹图谱,有利于鉴定和筛选铁皮石斛优良品种。虞泓等[22]用AFLP技术对石斛属内4个品种和1个外类群种进行基因组DNA多态性分析,构建了药用石斛的DNA分子指纹图谱。为更准确地进行铁皮石斛种质鉴定、遗传图谱构建、基因定位和遗传多样性的分析,赵瑞强等[23]采用正交设计和单因素相结合的方法构建和优化铁皮石斛SCoT-PCR反应体系,在32份铁皮石斛材料的遗传多样性验证中表现出良好的稳定性和重复性。基因芯片从遗传的角度鉴别铁皮石斛品种真伪,进一步推动了铁皮石斛的遗传分析和鉴别。Sze等[24]利用5SrDNA的基因间隔区的不同,建立了高通量鉴定商业石斛(枫斗石斛)的基因芯片,可以对铁皮石斛与其他种类的石斛进行有效区分。基因芯片与中药化学成分指纹图谱等的鉴定相结合,能确定铁皮石斛药用价值的优劣,发挥最佳作用[25]。 2组织培养 铁皮石斛种子自然状态下萌发率极低,利用组织培养进行铁皮石斛人工快繁是解决铁皮石斛野生资源短缺的有效途径,已有大量石斛组织培养条件的研究报道,目前铁皮石斛试管苗已进入商品化生产。2.1外植体铁皮石斛组织培养外植体来源广泛,一般采用野生铁皮石斛种子[26-29]、根尖[30-31]、茎段[32-34]、腋芽[35]等作为外植体。应用最早和最广泛的外植体是无菌种子,在离体培养条件下,种子萌发后形成原球茎,原球茎可以直接发育形成幼苗,也可以诱导原球茎产生大量愈伤组织,由愈伤组织再分化发育成幼苗[36-37]。唐桂香等[26]以成熟的铁皮石斛种子为材料,以1/2MS为基本培养基并添加20%马铃薯液,种胚萌发率达到79.35%,并能成功诱导出原球茎。杜刚等[27]以铁皮石斛种子为外植体,通过组织培养获得大量种苗。秦廷豪等[31]用铁皮石斛茎段、带顶芽的茎段和根蔸3类外植体在MS培养基上进行诱导培养,发现仅根蔸能诱导出原球茎。王丽萍等[32]和李泽生等[34]分别以MS和1/2MS为基本培养基,选用铁皮石斛幼嫩茎段为外植体能够高效诱导出原球茎。张红梅等[33]以铁皮石斛茎段为外植体材料,经历芽诱导、丛生芽增殖和生根培养3个阶段,获得大量的试管苗,芽诱导率达到86.7%。2.2基本培养基选择合适的培养基是组织培养最关键的一步,针对培养目的、培养途径、培养阶段的不同,所使用的培养基也不同。铁皮石斛组织培养采用的基本培养基包括MS,1/2MS,N6以及相应的改良培养基等[37]。最适培养基的选择主要根据不同外植体来源和不同生长阶段决定。以铁皮石斛种胚作为培养材料,研究发现未经改良的N6培养基对胚的萌发和生长最好,以茎尖作为培养材料,N6培养基诱导愈伤组织能力明显不如MS[38-39]。以铁皮石斛茎段为材料诱导丛生芽,1/2MS诱导的效果最好,生成的苗粗壮[40]。鲍腾飞等[41]的研究表明1/2MS最有利于铁皮石斛类原球茎的生长增殖。王春等[42]以1/2MS+1.0mg·L-1BA+0.5mg·L-1NAA培养基诱导铁皮石斛原球茎,诱导率达到58%。铁皮石斛不同生长阶段的最适培养基也有较大差异。1/2MS、MS和Kc等培养基都适合原球茎的增殖,而B5和1/2MS较适宜铁皮石斛的壮苗培养[43]。2.3培养条件除基本培养基之外,包括外源激素、附加物、蔗糖、pH值、温度和光照等培养条件对不同阶段铁皮石斛生长分化均有影响。铁皮石斛组织培养中常使用的外源激素主要是生长素类(如IAA、IBA、NAA)和细胞分裂素类(如BA、ZT和KT)[44]。苏钛等[45]的研究表明,BA相对于其他激素对铁皮石斛原球茎诱导效果最好,以2.0mg·L-1BA诱导率最高。洪森荣等[46]探讨6-BA和2,4-D对铁皮石斛原球茎增殖和分化的影响时发现,添加1mg·L-16-BA和0.1mg·L-12,4-D对原球茎增殖效果较好。唐桂香等[26]的研究表明,0.5mg·L-1NAA对铁皮石斛的生根效果最好。李璐等[47]比较了6-BA和TDZ对铁皮石斛花芽诱导的影响,结果表明,0.2mg·L-1TDZ最适宜诱导其开花。宋顺等[48]以MS为基本培养基,发现添加0.5mg·L-16-BA和1.5mg·L-1NAA最适合铁皮石斛原球茎诱导,其诱导率为95%;而添加1mg·L-16-BA和1mg·L-1NAA最适合原球茎增殖;添加5mg·L-16-BA+1mg·L-1NAA最适合原球茎分化,其分化率达80%;而在根诱导的培养基中添加1.5mg·L-1IBA+100g·L-1香蕉泥,其生根率能达到100%。一些有机添加物对铁皮石斛种子萌发、芽增殖、组培苗壮苗具有一定的促进作用,已报道的有马铃薯泥[49-50]、香蕉泥[49]、苹果汁[51]等,使用浓度一般在10%~20%。培养基的pH值、温度、光照强度和时间均对铁皮石斛生长有明显的影响。陈青青等[52]研究表明,pH对铁皮石斛的苗鲜重和生根率影响显著,以pH值5.4为宜,其原因可能是pH影响细胞的透性、代谢和培养物的生长与分化,在25℃、光照强度为1500lx时,最适宜铁皮石斛生长。鲍顺淑等[53]的研究表明,在人工光型密闭式植物工厂的可控环境条件下,在光照强度和CO2浓度一定时,光照时间控制在12h/d,铁皮石斛组培苗的净光合速率和叶绿素含量较高,干重和腋芽数增加较多,表现出良好的生长与繁殖能力。 3诱变育种 铁皮石斛生长相对缓慢,一般2~3年才能采收,对现有品种进行遗传改良,培育生长迅速、药用有效成分含量高的新品种是提高产量及质量的有效途径。诱变育种突变频率高,诱发变异较易稳定,可有效改良作物性状,缩短育种年限[54]。物理及化学诱变是常采用的方法,辐射诱变结合组织培养,能加速变异性状的稳定和新品种的育成。詹忠根等[55]利用137Csγ射线辐照铁皮石斛种胚原球茎,针对形态变异的试管苗,采用流式细胞分析DNA的倍性变化,结果发现大部分外部形态发生改变的植株其细胞内DNA的倍性发生了改变。洪萨丽等[56]利用60Co-γ辐照霍山石斛原球茎,研究诱变对石斛生长和生物碱积累的影响,结果表明适当剂量的60Co-γ辐照处理可促进POD、SOD、CAT和PAL酶活性,抑制PPO酶活性,从而能促进石斛原球茎生长,提高悬浮培养原球茎生物碱含量。张青华等[57]采用0.09%秋水仙碱处理24h诱导铁皮石斛丛生芽变异率达到48%,对叶、气孔、染色体的检测,证明变异芽为四倍体或嵌合体。2.5g·L-1植酸能促进石斛多糖的合成,还能促进石斛对碳、氮、磷的吸收[58]。太空诱变育种在中药材品种培育和改良中应用广泛,目前已有数十个审(认)定的中药材品种是通过太空诱变获得的。经航天诱变的仙斛1号铁皮石斛已经通过浙江省非主要农作物品种审定委员会认定。太空诱变技术在有效创造特异突变基因资源和培育作物新品种方面已经显示出重要的作用,成为空间生命科学研究的重要组成部分[59]。利用太空诱变培育突破性优良品种方面具有的独特优势,使今后获得更多优良铁皮石斛新品种成为可能。 4基因工程 4.1基因克隆铁皮石斛的药用有效成分为生物碱、石斛多糖等植物次生代谢产物,这些次生代谢产物需要经过复杂的代谢途径最终合成,并受代谢的关键酶与限速酶调控,如转移酶、合成酶、环化酶等。对关键酶基因进行克隆和分析,是研究铁皮石斛药用有效成分代谢途径及相关分子机制的重点,也是培养优质铁皮石斛新品种的基础。樊洪泓[60]克隆了石斛生物碱合成途径中的关键基因法呢基焦磷酸合酶基因(FPS)的片段,并进行序列分析。为研究铁皮石斛多糖合成与蔗糖合成酶活性关系及表达调控,孟衡玲等[61]成功克隆了铁皮石斛蔗糖合成酶基因(DOSS1)并对其表达分析。曾淑华等[62]对克隆的铁皮石斛磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(pepc)进行表达分析发现,pepc基因在F型铁皮石斛中的表达量为H型的5.55倍。植物凝集素如甘露糖结合凝集素与植物抗病虫害密切相关。铁皮石斛在自然条件下很少发生病虫害,为探究其病虫害抗性与兰科植物凝集素之间的内在关系,Chen等[63]提取铁皮石斛叶片的RNA,根据兰科植物凝集素保守序列区设计引物,通过RACE技术克隆得到全长768bp的铁皮石斛甘露糖结合凝集素基因(DOA),包含1个498bp的开放阅读框,其编码的165个氨基酸为凝集素前体。半定量RT-PCR分析表明,DOA基因是一个组成型表达基因,在根、茎、叶中均有表达,在茎中表达量最高,可能与铁皮石斛茎的病虫害抗性密切相关。铁皮石斛自然状态下种子萌发需要真菌共生,生长阶段也常伴有共生真菌。钙依赖蛋白激酶(calcium-dependentproteinkinases,CDPKs)以及促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)及其级联途径在从枝菌根、根瘤菌-宿主植物共生体系中起重要调控作用。张岗等[64-65]从小菇真菌(Mycenasp.)侵染的铁皮石斛根中分别克隆了一个受菌根真菌诱导的铁皮石斛钙依赖蛋白激酶基因(DoCPK1)和促分裂原活化蛋白激酶基因(DoMPK1),在小菇真菌侵染30d的石斛根中,DoCPK1和DoMPK1基因表达均显著上调,分别达到对照根中的5.16倍和7.91倍,表明DoCPK1和DoMPK1基因参与小菇真菌和铁皮石斛菌根早期互作,可能在该共生体系中起作用。4.2遗传转化目前,铁皮石斛的遗传转化最常用的方法是农杆菌介导法和基因枪法。根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)介导遗传转化关键时期为共培养阶段。Yu等[66]构建了含β-葡萄糖苷酸酶基因(GUS)的表达载体,以潮霉素磷酸转移酶基因(Hpt)筛选标记,将类原球茎与农杆菌在无抗生素的培养基上共培养3d,光照16h·d-1,再转移至添加50mg·L-1羧苄青霉素的培养基上继续培养3~4周,之后在含200mg·L-1卡拉霉素的培养基上选择培养6~8周得到转基因植株。GUS组织化学检测和Southern杂交证明GUS基因成功表达。基因枪法在石斛转基因中应用更多。Kuchnle等[67]采用微粒轰击法将Nos-NPTII基因和番木瓜病毒(PRV)外壳蛋白基因(CP)一起导入杂种石斛的原球茎。经过卡那霉素选择培养,PCR分析表明,13株抗性植株带有NosNPT基因,其中有1株带有PRVCP基因。Chia等[68]成功将荧光素酶基因(Luc)通过基因枪法导入石斛类原球茎并获得再生植株。Yu等[66]进一步发展了一个高频再生、高效而稳定表达的转化体系。以潮霉素磷酸转移酶基因HPT为筛选标记,50mg·L-1浓度下就能完全抑制非转化的杂种石斛原球茎生长。杨雪飞等[71]利用基因枪法将来源于大麦(HordeumvulgareL.)的抗旱耐盐基因lea3导入铁皮石斛的类原球茎中,经PPT筛选和生根壮苗培养获得转化植株。对转化植株进行除草剂PPT叶片涂抹检测和lea3基因的PCR检测,结果表明lea3基因已整合到6个株系7株铁皮石斛转化植株基因组中,转化频率为1.05%。与对照相比,获得的转lea3基因植株的耐盐胁迫能力明显增强。铁皮石斛转基因植株的遗传特性可以稳定表达,这为利用转基因技术进行铁皮石斛优良新品种培育奠定了基础。 5展望 铁皮石斛药用价值极高,但由于较长时期缺乏保护和发展,加上生态环境破坏,近年来野生资源数量急剧下降。铁皮石斛行业标准已于2012年制定,但是,宣传和贯彻落实力度不够,铁皮石斛产业和市场仍然比较混乱。不少研究者对铁皮石斛的遗传多样性进行分析,克隆铁皮石斛代谢途径中的一些关键基因,对其遗传转化技术作了探索,但分子生物学等基础研究整体相对滞后。今后应从以下几方面开展工作:首先,应该积极推进行业标准的贯彻落实。其次,加强种质资源保护和鉴定,建立种质资源的分子遗传图谱和可追溯的原始档案,为高产优质新品种选育提供理论依据。创新和优化组织培养技术,缩短培养周期,降低生产成本,建立标准化培养和生产技术体系,为其规模化生产奠定基础,从而解决资源短缺问题。此外,加强铁皮石斛的基础研究工作,发掘特异和优良基因资源,利用基因工程技术为育种提供新的途径,为铁皮石斛产业发展探求新的道路。 作者:张志勇 齐泽民 黄作喜 单位:内江师范学院生命科学学院 四川省高校特色农业资源研究与利用重点实验室 生物技术进展论文:生物技术在粮油食品工业的研究进展 【摘要】生物技术是科技时代迅速发展的产物,广泛的应用到人类生活的各个方面,对解决人类生活面临的食物、资源、健康等重大问题起着重要的作用。本文对现代生物技术在粮食生产、粮食储藏、粮油食品加工、粮油食品检测、粮油副产物利用和饲料工业等各方面的应用研究进展进行论述。 【关键词】生物技术 粮油食品工业 生物技术又可称之为生物工程,主要包括分子生物学、微生物学、细胞生物学、生理学、免疫学、系统生物学等多种学科,并和计算机、化学等学科内容相互渗透成为一个比较综合的学科,主要包括基因工程、细胞工程、酶工程等技术,其中基因工程是其主要的优秀技术,该种技术主要应用在农业、植物、医学、食品、动物等领域。应用现代生物技术可以按照人们的意愿创造出人们想要的物种,或者是具有全新的功能,或者是改造原有的功能使其更好的满足人们的需求。 一、生物技术在粮食生产中的应用 生物技术在粮食生产中的应用主要有以下几个方面:可以利用转基因技术获得产量更高,并有一定的抵御虫害的作物品种,获得营养价值更高的作物品种,此外,还可以利用细胞工程技术对植物进行无性繁殖,从而获得高产量的作物,利用生物技术可以制造出无毒生物农药从生产出更多的绿色产品。生物技术培育出的作物主要有三代,第一代是通过培育转基因作物可以提高农作物抗虫害的能力,目前种植面积比较多的是抗除草剂的农作物。第二代是通过转基因来提高农作物的营养价值为主要特征。第三代是通过转基因作物提高食品的免疫功能,即可以利用转基因的作物来生产一些具有新功能的食品以及药物。 二、生物技术在粮油加工中的应用 我国的粮油加工产品主要以初级产品为主,而在食品的精深加工方面比较落后,资源的深层次利用率比较低,而利用生物技术可以将产品原料加工成产品并实现产业化,通过对农产品的二次开发以此形成新的产品。利用生物技术可以快速的提高粮油加工的能力并提升水平,使我国的粮油加工生产能力能够得到跨越式的发展。 三、生物技术在食品加工中的应用 生物技术已经渗透到了食品加工的各个方面,利用基因工程可以有效的改良发酵工业中的微生物菌种,对食品加工原料进行改造,提高氨基酸在食品加工中的含量,此外,利用基因工程还可以改进其生产工艺,进一步提高食品的营养价值。利用蛋白质工程可以创造出人类需求的不同功能的蛋白质新产品,可以更改酶的特性。在食品工程中酶技术的应用比较成熟,在粮油食品加工中应用比较广泛的是酶制剂的应用,主要有酿造酶、蛋白酶、果品酶等。这些酶主要应用在果蔬加工,乳制品加工等方面。 四、生物技术与食品安全 生物技术在食品安全中的应用主要是转基因食品安全问题。任何物种在进化过程中都会经历自然选择或者是人工选择,他们能够幸存的物种都是这两种选择的结果,不过是自然选择还是人工选择其实质都是遗传变异选择,在物种进化中遗传是基础,变异一定会存在。任何物种都是在遗传的基础上经过进化发展而来的,对遗传变异进行人工选择就是常规育种,而转基因育种在本质上和常规育种并没有本质的区别,转基因的食品安全问题和其它新出现的技术一样,只是在人类科学进步进程中新出现的科学问题而已,应该对以抱有正确的态度,深入的对其进行研究和探讨。转基因技术作为发展最快的新技术,正对人们生活的各个方面产生巨大的影响。 五、生物技术与食品安全检测 食品安全越来越受到人们的关注,日常食品安全已成为人们生活的焦点,为了让人们吃到更为安全的食品,对食品安全检测技术的研究已经提上日程,而生物技术在食品安全检测中的应用,发挥了较大的推动作用,并取得了不错的效果。在当前的食品安全检测中比较广泛应用的生物技术有生物芯片、免疫技术等生物技术,通过这些生物技术的应用使得食品安全的检测更加方便快捷而且灵敏度也比较高,人们对食品安全也更加放心。 六、粮油深加工生物技术的进展 在粮油深加工方面,美国主要利用酶以及发酵工程来进行粮油资源的开发,同时还利用基因工程等生物技术来改良农作物的性能,改善农作物所含的营养价值。生物技术在粮油加工中的应用主要有以下几个方面,首先是利用生物技术进一步提高农作物的产量,并为农作物的生产寻找更好地的农业技术。通过新的生物技术的应用进一步改良农作物的品种,另外,还有利用农作物、农业废弃物和加工副产物生产工业制品,包括生物能源、生物材料等。 七、结语 生物技术在食品粮油领域,在食品生产、粮油食品加工以及副产品利用等方面都有重要的应用,随着基因组技术在农作物的成功实施以及深入开展,新一轮的农业技术革命将会展开。为此,要认识在粮油食品安全领域生物技术应用的重要性,并不断在粮油食品加工中引入生物技术,以更好的促进粮油食品加工行业的发展。 生物技术进展论文:环境保护工程中生物技术与重要进展 【摘要】随着环境保护工程的广泛展开,生物技术的应用已经拓展到各个方面,从单个环境目标治理,发展为全系统的广泛应用。本文主要阐述环境保护工程中生物技术的应用及重要进展进行论述。 【关键词】环境保护工程;生物技术;进展 1 环境保护与生物技术关系概述 环境保护的涉及面很广,包括空气质量、水资源保护、土地保护、森林保护等内容。由于人类对自然资源的过度开发和不合理利用,环境问题已经日益激化,生物技术作为一项有效的科技手段,对解决环境问题有着积极地作用。在当今资源保护过程中,生物技术已经占有主要的地位,生物净化技术的应用得到广泛认可。 生物技术方向潜力巨大,有很多领域都有新发现,继续挖掘生物技术的潜能,是未来环境治理的主流方法。生物技术的发展给环境保护带来了福音,但是生物技术的应用必须是严谨的,并遵守既定的原则,否则可能会再次对环境造成污染。随着人们生活节奏的不断加快,人们对于快捷方便的生活方式越来越依赖,但是经济发展不能以牺牲环境为代价,人类应该以高效率、低耗能、投入少的方式发展经济。生物技术能够成为经济发展的基本保障,深入研究生物技术,符合我国环境发展的国情。 2 环境生物技术的特点及现状 无数种生物构成了地球的生态系统,依靠这些生物完成了生态系统内的物质循环过程。环境生物技术产生就是利用了物质循环的原理,随着科技的发展生物技术被证明是环境保护的理想手段,这一技术的独特功能在解决环境问题过程中显示出无可比拟的优越性,这充分体现出它是一个纯生态的过程,符合我国可持续发展的战略思想。生物技术对处理环境污染具有很好地作用,同时具有速度快、成本低、效率高、消耗低等优点。因为生物技术来源于自然界中的生物,所以具有无二次污染、反应条件温等显著特点。环境生物技术明显的优势以及其广阔的市场前景,受到了世界各国的高度重视。 目前环境保护对生物技术的应用主要是微生物及其衍生物,少部分生物技术利用植物控制环境污染。目前生物技术是环境保护中应用最广泛、最为重要的技术,其在很多领域发挥作用。 3 环境生物技术的应用进展 3.1 在治理大气污染和改善空气质量中的应用 雾霾是2014年出现频率非常高的词,整个冬天它都纠缠着我国大部分城市,这样大规的雾霾天气说明我们的空气质量正在急速下滑,大气污染问题已经不容忽视,它已经严重影响人们的生活和身体健康。我国对治理大气污染、空气污染非常重视,生物技术已经应用在大气污染治理上。目前主要采用的方法有生物的吸附、生物的洗涤和生物的过滤等方法[2。生物技术虽然仍需要更大程度的提升,但与传统的废气治理方法相比,生物技术转化废气效果更加明显,而且节省时间,大大提高了工作效率。生物技术对能源的净化和转化更加安全可靠,经过处理的气体不会造成二次污染,甚至可以达到二次利用的效果。 3.2 在改善水体质量,治理水源污染中的作用 生物技术应用最为广泛的领域就是在改善水体质量方面,生物处理是目前水处理技术的重要手段,世界范围内大多都采用这一方法进行污水的处理。我国在污水处理上也会遵循这一趋势,不断研究发展并提升生物处理污水的能力。目前常见的水污染治理的生物技术有活性污泥法、生物膜处理法、稳定塘法、土地处理系统法和人工湿地处理系统法等[1]。生物技术应用突出表现在微生物水处理剂、废水处理、以及生物修复等方面。 3.3 在治理土地污染中的作用 我国针对土壤严重污染的问题,出台了较多政策进行治理。目前我国通常采用物理治理的方法解决土地污染,通过大面积的植树造林,保持水土,启动土壤森林净化循环的作用,避免发生大范围的水土污染和流失。其他物理化学方法以洗脱、吸附)为主 ,不仅投资成本高,而且极易造成二次污染[1]。我国作为农业大国,农业生产对土地的依附性很大,如果不注意土地污染问题的治理,后果不堪设想。但传统方法修复周期过长,治理速度远远不及污染速度,因此必须运用生物技术对土壤污染进行治理,同时保护土壤的有机成分,挽救每况愈下的土地。 3.4 生物技术的其他应用方向 生物转化过程是以酶为反应介质进行的,因为酶是一种活性蛋白,极易受到酸、碱及高温的破坏,所以生物反应的过程必须在常温、常压的环境下进行。生物反应的条件相对比较好达到,因而其投资少、耗能低、速度快好、效果好、操作简便、设备简单。 生物转化代替化学处理可以大大降低反应过程的污染水平,更有利于实现生态化生产或无废生产,从而实现清洁生产的目的。此外,生物反应的产品及副产品大多都是可以加快生物降解,有的甚至是下一次反应的催化剂,且反应产物大多可以作为其他生物的营养源加以利用。 4 结束语 随着经济的不断发展,我国环境问题日益凸显,环境问题亟待解决,现有的生物技术已经不能满足社会发展的需要,因此需要不断挖掘生物技术的潜力,环境治理和技术革新的探索之路还要继续走下去。未来生物技术的研究必须要考虑到经济发展的因素,实现经济发展与环境保护相统一,促进社会进步与环境保护的协调发展。 生物技术进展论文:有机废水处理中的环境生物技术及其进展 【摘 要】对于大多数的国家来说,有机质为主的水污染是水环境保护过程中的首要问题,有机质水污染形成的原因包括城市生活污水与工业、农业等有机废水的排放。生物环境技术成为了当前处理有机废水最主要的方法,主要是由于其效率高、能耗地、处理速度快、适用性好及安全性好等特点。本文主要介绍了生物环境技术中的好氧与厌氧处理工艺、人工池塘和湿地的方法与应用。 【关键词】有机废水;生物环境技术;综述 在世界五大环境问题中水资源方面的问题显得非常的突出与紧要。我国虽然是世界上的资源大国,有着非常丰富的地表水资源,但是我国由于人口众多的原因,人均淡水资源量达不到世界平均水平的四分之一。随着经济的发展和人口的增长,我国所面临的水质污染与水生态污染的问题越来越突出,这方面的问题制约着我国的经济建设和社会发展,威胁这人们的饮水安全与可持续发展。而在全球范围的水质与水生态污染中有机污染的影响最为严重,主要的有机废水来源包括城市生活污水及工业、农业、养殖业的废水排放。 1 生化处理技术 生化处理就是通过微生物来对有机废水中的有机污染物进行消化和分解,从这个过程中得到碳和能源。根据生化反应的不同可以将生化处理技术分为好氧与厌氧两种。好氧降解中,有机物质被完全分解为水和二氧化碳,降解比较彻底,效率也高,是生化处理技术的主要方法。厌氧降解中是改变有机物质的化学结构,反应需要的时间较长,但能够降低有机废水中有机物质的浓度,也能够降解一些难降解的有机物质,因此也有着重要的地位[1]。 1.1 好氧降解 1.1.1 活性污泥降解方法 这种方法属于好氧降解技术中最传统的,其中的活性污泥实际上是微生物生长于繁殖之后形成的絮凝体,这种物质有着非常强的吸附于分解有机物质的能力,而且自身的凝聚性较好。具体的方法就是在有机废水中曝气供氧来使微生物形成活性污泥,从而降解有机物质。 1.1.2 生物膜法 这种方法主要是在有机废水中添加微生物附着的介质来进行有机物质分解,微生物在介质表面不断地生长和繁殖就会形成膜,这些膜对污水进行净化。随着生物膜不断地分解有机物质,微生物会不断的生长,因此生物膜也会越来越厚,在着过过程中在生物膜的内部就会形成一种微生物生长的兼氧与厌氧的环境,因此生物膜法中其实也有着一部分厌氧降解的作用[2]。随着生物膜厚度的增加,达到一定程度之后会自动脱落成为污泥,介质的表面会重新生长微生物从而形成新的生物膜来净化污水。 1.2 厌氧降解技术 在酿酒、制酱等领域中,厌氧技术有着非常悠久的历史,但是直到1881年才得以在水环境保护中得到应用。随着技术不断的完善和使用范围的不断扩大,人们渐渐认识到了厌氧降解技术产能高、能耗小的优点,研发出了厌氧滤池、厌氧流化床、厌氧生物转盘等厌氧反应器。这些厌氧反应器都有着共同的特点:有机负荷比较大、反应时间有所缩短。近几年来,厌氧技术逐渐应用到了工业、农业、养殖业等高中低不同浓度的有机废水和城市生活污水的处理中。但是厌氧降解技术产出的水质不能够达到排放标准,“后处理”成为了技术最重要的缺陷。 2 生物自然净化技术 2.1 生物塘 在水中培植大量的生长快速的水生植物就形成了生物塘,这种方法主要是通过水生植物的吸收和收获来讲有机污水中的有机物质带走,从而达到净化水体的作用[3]。在生物塘中增加曝氧系统就会形成氧化塘,能够在生物塘中兼具好氧降解的功能。传统的生物塘存在面积大、处理时间长、出水不合格等缺陷,在不断地改进过程中总结出了解决这些缺陷的几点措施:高效水生植物的培育、实现生物塘综合处理等。 2.2 人工湿地 人工湿地发展的基础是污染灌溉,这种方法投资与能耗都非常低,而且还能够为农作物提供肥力。将污水经过一级和二级处理之后就用于灌溉系统。沼泽、泥潭与水域边缘地带等都属于湿地,水体、这种条件之下发育的土壤、适应这种环境的动植物就组成了整个的湿地环境。人工湿地就是指通过人工建造于湿地功能相似的系统,由于保护水资源与改善水生态环境。人工湿地包括表面流型、潜流型、垂直流型三种,其中垂直流型应用最为广泛。 3 环境生物技术的展望 生物环境技术不断发展的动力与目的都是提高污水处理效率、降低技术应用成本。难降解有机物质、高浓度有机废水和去氮除磷问题是当前有机污水治理的主要难点和方向,是环境生物技术的发展方向。 3.1 实现的工艺优化组合 不同的工艺通过优化组合就能够实现优势互补,是生物降解技术的一个重要的发展趋势。例如好氧降解与厌氧降解实现组合能够克服好氧负荷率小于去氮除磷效果差的缺点,克服厌氧处理时间较长与出水水质不高的缺点。 3.2 与其他技术相结合 环境生物技术的发展需要其他科学技术的配合,要将环境生物技术与其他的技术结合起来才能够提高处理的效果。高效生物技术与光、电的结合能够由于有毒有害难降解有机废水的处理,例如如光催化氧化-生物处理新技术、电化学高级氧化-高效生物处理技术等。环境生物技术不断地与计算机、电子信息等技术的结合,逐渐实现了环境生物技术的自动化与模块化。 3.3 难降解有机物质的处理 在微生物群体中占优势的与降解力较高的菌种都属于优势菌。可以通过自然筛选驯化、混合培养、细胞工程、基因工程等方式来培养优势菌种。这些优势高效菌种能够用来对难降解的有机物质进行处理,是现代环境生物技术的发展热点之一。 3.4 生物传感器 生物传感器能够实现自动连续监测,能够判断污染的发展趋势、探索污染物的转化与降解规律、检测污染物突变的原因、分析污染的来源等。生物传感器的研制对生物环境污染的监测有着积极地作用,使其更加的方便、快捷、灵敏、全面,而且还具有廉价、简单、快速等优点。 4 总结 水领域中应用的技术种类有很多种,每种技术都有各自的优点和适用的范围。环境生物技术主要是利用生物本身或者去其产物来对水污染进行治理,微生物和植物是生物主体,微生物主要是发挥降解功能来净化有机污水中的有机物质,而植物主要是通过吸收功能来实现治理有机污水。这种技术效率较高、投入较大、安全性好、适用范围广,应该在有机废水的处理过程中积极推广。 生物技术进展论文:环境保护工程中生物技术与重要进展 【摘 要】全球范围内的环境问题十分严峻,因此人们对环境保护的重视程度也逐渐提高。党的十八大对生态文明建设做了进一步部署,环境保护是我国建设和谐社会的重要内容。环境保护离不开科学技术的支持,而生物技术在其中起到举足轻重的作用。 【关键词】环境保护工程;生物技术;进展 随着环境保护工程的广泛展开,生物技术的应用已经拓展到各个方面,从单个环境目标治理,发展为全系统的广泛应用。本文主要阐述环境保护工程中生物技术的应用及重要进展进行论述。 1 环境保护与生物技术关系概述 环境保护的涉及面很广,包括空气质量、水资源保护、土地保护、森林保护等内容。由于人类对自然资源的过度开发和不合理利用,环境问题已经日益激化,生物技术作为一项有效的科技手段,对解决环境问题有着积极地作用。在当今资源保护过程中,生物技术已经占有主要的地位,生物净化技术的应用得到广泛认可。 我们享受着经济发展给生活所带来的舒适和方便,却忽视了环境对人类发出的警告。经济发展的代价是环境的严重破坏,随着环境破坏程度越来越严重,人们开始清醒的认识到环境必须要好好治理了。国人环境治理的意识正在不断的加深,生物技术得到了很好地发展,并应用到实际治理污染中[1]。虽然生物技术取得了一定的成绩,但仍然无法高效的解决环境污染问题。因此,我们对生物技术的研究还要继续深入,有效地实现研究成果和工程技术的结合,使之成为成熟的技术并推向市场。 生物技术方向潜力巨大,有很多领域都有新发现,继续挖掘生物技术的潜能,是未来环境治理的主流方法。生物技术的发展给环境保护带来了福音,但是生物技术的应用必须是严谨的,并遵守既定的原则,否则可能会再次对环境造成污染。随着人们生活节奏的不断加快,人们对于快捷方便的生活方式越来越依赖,但是经济发展不能以牺牲环境为代价,人类应该以高效率、低耗能、投入少的方式发展经济。生物技术能够成为经济发展的基本保障,深入研究生物技术,符合我国环境发展的国情。 2 环境生物技术的特点及现状 无数种生物构成了地球的生态系统,依靠这些生物完成了生态系统内的物质循环过程。环境生物技术产生就是利用了物质循环的原理,随着科技的发展生物技术被证明是环境保护的理想手段,这一技术的独特功能在解决环境问题过程中显示出无可比拟的优越性,这充分体现出它是一个纯生态的过程,符合我国可持续发展的战略思想。生物技术对处理环境污染具有很好地作用,同时具有速度快、成本低、效率高、消耗低等优点。因为生物技术来源于自然界中的生物,所以具有无二次污染、反应条件温等显著特点。环境生物技术明显的优势以及其广阔的市场前景,受到了世界各国的高度重视。 目前环境保护对生物技术的应用主要是微生物及其衍生物,少部分生物技术利用植物控制环境污染。目前生物技术是环境保护中应用最广泛、最为重要的技术,其在很多领域发挥作用。大气污染治理、水源污染控制、清洁可再生能源的开发、有毒有害物质降解、 废物资源化、污染环境修复、环境监测和重污染企业的清洁生产等各个方面都有生物技术的身影,并发挥着极其重要的作用[1]。使用环境生物技术处理环境污染物时,最终产物大部分是无毒害且稳定的物质,大部分有机污染物都转化为二氧化碳、水和氮气等。应用生物技术处理污染大多能一步到位,避免了污染物再次转移,因此它可以安全而彻底的消除污染。大部分有机污染物适可作为其他反应的底物,这些有机污染物经过生物转化后变成酒精、沼气、氨基酸、多肽等有用物质。生物转化的技术因此常常作为有机污染物资源化的首选技术。 3 环境生物技术的应用进展 3.1 在治理大气污染和改善空气质量中的应用 雾霾是2014年出现频率非常高的词,整个冬天它都纠缠着我国大部分城市,这样大规的雾霾天气说明我们的空气质量正在急速下滑,大气污染问题已经不容忽视,它已经严重影响人们的生活和身体健康。我国对治理大气污染、空气污染非常重视,生物技术已经应用在大气污染治理上。目前主要采用的方法有生物的吸附、生物的洗涤和生物的过滤等方法[2。生物技术虽然仍需要更大程度的提升,但与传统的废气治理方法相比,生物技术转化废气效果更加明显,而且节省时间,大大提高了工作效率。生物技术对能源的净化和转化更加安全可靠,经过处理的气体不会造成二次污染,甚至可以达到二次利用的效果。 3.2 在改善水体质量,治理水源污染中的作用 生物技术应用最为广泛的领域就是在改善水体质量方面,生物处理是目前水处理技术的重要手段,世界范围内大多都采用这一方法进行污水的处理。我国在污水处理上也会遵循这一趋势,不断研究发展并提升生物处理污水的能力。目前常见的水污染治理的生物技术有活性污泥法、生物膜处理法、稳定塘法、土地处理系统法和人工湿地处理系统法等[1]。生物技术应用突出表现在微生物水处理剂、废水处理、以及生物修复等方面。 3.3 在治理土地污染中的作用 我国针对土壤严重污染的问题,出台了较多政策进行治理。目前我国通常采用物理治理的方法解决土地污染,通过大面积的植树造林,保持水土,启动土壤森林净化循环的作用,避免发生大范围的水土污染和流失。其他物理化学方法以洗脱、吸附)为主 ,不仅投资成本高,而且极易造成二次污染[1]。我国作为农业大国,农业生产对土地的依附性很大,如果不注意土地污染问题的治理,后果不堪设想。但传统方法修复周期过长,治理速度远远不及污染速度,因此必须运用生物技术对土壤污染进行治理,同时保护土壤的有机成分,挽救每况愈下的土地。 3.4 生物技术的其他应用方向 生物转化过程是以酶为反应介质进行的,因为酶是一种活性蛋白,极易受到酸、碱及高温的破坏,所以生物反应的过程必须在常温、常压的环境下进行。生物反应的条件相对比较好达到,因而其投资少、耗能低、速度快好、效果好、操作简便、设备简单。 生物转化代替化学处理可以大大降低反应过程的污染水平,更有利于实现生态化生产或无废生产,从而实现清洁生产的目的。此外,生物反应的产品及副产品大多都是可以加快生物降解,有的甚至是下一次反应的催化剂,且反应产物大多可以作为其他生物的营养源加以利用。用生物反应产物代替一些化学药物、人工合成物、化石能源等,能把产生活动带来的环境污染降到最低,真正使经济发展遵循可持续发展的原理。应用生物技术还可以处理其他方法无法处理的环境问题,比如生物修复技术净化环境,能使受污染的珍贵资源如水资源、土地资源等恢复到健康的水平。 4 结束语 随着经济的不断发展,我国环境问题日益凸显,环境问题亟待解决,现有的生物技术已经不能满足社会发展的需要,因此需要不断挖掘生物技术的潜力,环境治理和技术革新的探索之路还要继续走下去。未来生物技术的研究必须要考虑到经济发展的因素,实现经济发展与环境保护相统一,促进社会进步与环境保护的协调发展。
农业企业论文:农业企业盈余管理论文 一、农业企业现状分析 农业上市公司的产品具有弱质性并且容易受到市场风险的影响,为了提高经营效益、降低风险,农业上市公司大都实行了不同程度的多元化发展模式。尽管采取了多元化发展模式,由于受到农业自身特点的限制,农业上市公司在发展过程中仍存在诸多问题,削弱了农业上市公司的竞争力与可持续发展能力。农业上市公司管理层理所当然会在其偏低的会计盈余上进行粉饰;或者为了获得政府补贴及税收减免等优惠政策,通过提高其会计盈余来进行盈余管理。 二、农业企业盈余管理动机 (一)内部动机 1、农业行业弱质性的特点。 农业对自然高度依赖,容易受到自然风险与市场风险的双重影响,加之基础薄弱,使得农业具有弱质性。尽管政府极其重视与支持农业的发展,投资周期长以及投资利润低下、多元经营决策失误、主营业务衰退等问题,使得农业企业整体业绩欠佳,因此农业企业的管理层为了提升业绩或者面对监管的压力有充足的理由进行盈余管理。因而,可以认为农业行业自身的弱质性特点在一定程度上导致了盈余管理的发生。 2、农业企业筹资困难。 农业企业筹资主要有内部筹资和外部筹资两种方式。内部筹资主要是利用自有资金。自有资金的持有数量主要取决于经营业绩,我国农业企业投资利润低,整体业绩表现欠佳,自由资金的利用程度是有限的。外部筹资主要是债务筹资,包括发行债券、股票或者银行借款等方式。不论是发行债券还是发行股票,我国相关法律都有相关规定,尤其是对净资产收益率有严格的限制。对于投资利润低、总体经营业绩欠佳的农业企业来说,外部筹资的难度也是显而易见的。因此,筹资困难是农业企业盈余管理的动机之一。 (二)外部动机 1、政府优惠政策的诱导。 农业作为国家的基础产业,不仅关乎老百姓的生存问题,还决定着二三产业的发展,因而中央和地方政府对农业的发展都给予高度支持,如:税收减免、出口贴息、财政补贴等。然而获得政府的支持是有条件的,根据国家农业综合开发办公室关于印发《关于2013年农业综合开发产业化经营财政补助项目申报评审工作的通知》,对经济林及设施农业种植、畜禽水产养殖基地项目,农产品加工项目,储藏保鲜、产地批发市场等流动设施项目实行财政补贴政策,扶持对象为对农民增收带动作用强的农业产业化龙头企业和农民专业合作社。为了获得政府补贴,农业企业必然会利用盈余管理来弥补企业自身不足之处。 2、相关法律法规的不健全。 在我国,公司进行上市必须遵循相关的规定,只有满足了各项规定的公司才能挂牌上市。具体要求包括:上市公司必须保持连续三年盈利,三年累计净利润超过3,000万,三年累计净经营性现金流量超过5,000万或累计营业收入超过3亿元,且无形资产与净资产比例不超过20%,过去3年的财务报告中无虚假记录。因此,上市公司有理由通过盈余管理操纵业绩以满足上市要求。农业企业也不可避免的为了能够上市而进行盈余管理。 三、结论和建议 农业企业由于自身产品的弱质性、易受市场风险和行业经营危机影响的特点导致其利润偏低,为了满足其筹资需求、为了获得政府政策支持等原因农业企业难免会进行盈余管理。为了大力发展农业,促进农业企业的持续发展与壮大,国家依然要加大对农业企业的支持力度,减少其为了上市、为了避免强制退市等原因进行盈余管理的行为;同时要拓宽政策支持的条件,不能只以企业经营利润与规模等因素决定是否享受政策支持;另外还要加强对农业企业的监督、管理力度等;国家还要建立、健全相关法律法规,为农业企业的发展提供法律保障。总之国家要从各个方面支持农业的发展,促进其日益壮大。 作者:裴杰 罗静 单位:河北农业大学商学院 河北工业职业技术学院 农业企业论文:农业企业会计核算论文 一、农业企业会计核算中存在的问题 (一)对于农业企业自身发展的新需要不能够适应 随着不断建立和完善的市场经济体制,当前我国的农业企业会计与计划经济时代相比发生了翻天覆地的变化。我国的农业企业的生产活动在这个计划经济时代只是按照计划的被动执行,由政府按照一定的价格对生产出来的农产品统一进行收购,而并不是直接进入市场流通。原本的农业企业会计核算制度在当前的市场经济条件下已经不能够对现代市场的要求满足,会计信息质量部高,不能够提供依据为企业的决策者进行工作决策。 (二)会计信息存在失真 各个行业的会计信息都会因各种可预料的或者不可预料的原因而存在着或多或少的失真的情况。而农业企业也是同样如此,农业企业导致会计失真都是由于其特殊的自身原因,一方面,自然环境很大程度上会对农业企业的生产过程造成影响,人类是难以对自然环境的变化进行预测的,由此则造成的了灾害性的自然条件非常容易对农业企业的生产过程造成影响,因此,很难准确的对农业生产活动进行计量和统计,由此而导致会计信息的失真。另一方面,家庭农场一般都是自己对相应的生产任务完成之后所剩余的农产品进行支配,对于家庭农场来说,农业企业的会计信息并没有任何实际作用,由此导致激励机制缺乏,从而使会计信息的失真进一步加剧。 二、对农业企业会计核算完善的总体思路 (一)在会计计量方面 对农业企业的会计计量方面我国现行的会计准则以及相应的会计制度都并没有进行专门的规定。但是通过我国企业会计制度能够看出,当前对对生物资产进行计量我国农业企业都是只能够采用历史成本法。因此,需要对农业企业的相关政策和标准进一步的完善。 (二)在会计确认方面 农业生产不仅是具备自己的一些特点,同时其紧密的与自然和经济联系着,这就决定了相比其他企业行业而言,农业企业的会计确认更加的复杂,特别是对生物资产的确认。国内目前并没有相关准则和制度规范来对生物资产进行确认,由此则给农业企业会计确认工作造成了很大的不便,因此对相应的会计确认体系进一步建立健全是十分必要的。在进行生物资产确认的部分制度的建立健全可以参照国际上相应的会计准则,同时需要与我国实际情况相结合,由此而制定农业会计核算制度,从而提供参考依据为会计确认。 (三)在会计记录方面 会计记录主要是针对会计账户的设置问题,农业企业会计核算中不仅仅需要对与其它行业具有共性的会计科目进行设置,同时还需要对反映农业特殊性的会计科目进行设置,主要包括:农产品、幼畜及育肥畜、应收家庭农场款、应付家庭农场款、生产性生物资产、种植业生产成本等。 (四)在会计报告与披露方面 目前,并没有相应的针对国内的农业企业会计信息披露方面的规定,这主要是由于我国并没有专门的农业会计准则以及会计核算方法。但是对于农业会计一些普通会计的披露政策也是同样适用的:提取资产减值的情况、流动资产以及非流动资产二者之间的区分以及折旧政策。相比其他行业而言,农业活动具有很大的差异性,因此,需要对农业活动的自身特点进行充分考虑后再对农业活动会计事项进行披露,而采用的披露方法不能够将普通经济活动的披露生搬硬套。由此,投资者才能够深刻了解农业企业的农业活动。 农业企业论文:农业企业风险论文 1初创期的风险分析与管理 提高企业优秀技术水平。通过购买专利使用权,“租用”其他企业技术,与高校等科研机构合作开发研究等方式,引入农业企业生产所需的技术。将引入的先进技术“内化”,即结合企业自身的资源、管理、流程等特点,研发适合企业发展的技术,将外来的技术内化为解决本企业实际问题的优秀技术。通过多种途径创建企业结构优化的专业技术队伍和技术服务队伍,以及相应的组织机构,从而显著提升研发水平,构建技术推广体系,加快农业技术转化率,加强农业技术的安全性。最后,从产品、组织、信息、内控管理等方面着手,抵御市场风险。提供优质特色主打产品及服务,打开市场。采用扁平式组织结构,增强企业组织经营应变性,实时调整企业组织结构,生产适销对路的产品,尽量减少市场风险;强化安全生产意识,严格技术操作规范,预防因产品不合格引起的市场风险;建立和健全企业购销信息服务体系,完善经济合同制度,农资及生产资料采购渠道规范化及多元化,充分利用与大企业的远期合同,减少销售风险。 2发展期的风险分析与管理 2.1发展期的风险分析 发展期的企业进一步扩张的趋势比较明显,然而农业类企业普遍股本偏小、盈利能力较弱,融资需求量增大,易导致资产负债率偏高,资金流动性差,进而增加企业的财务风险包括偿债风险、收益变动风险、投资风险等;多元化经营通常是发展期企业的扩张战略。不论是同心多元化经营还是水平多元化,都会给企业带来资源分散、精力分散及战线拉长、区域分割等多元化风险。良好的发展状态,容易引起当前的和潜在的竞争对手的注意。他们会通过低价倾销、垄断市场等手段阻挠企业的发展。加上行业的进入壁垒较低,生产技术及农业技术含量不高等原因,市场跟进者会增多,易导致客户资源、人力资源等流失,以及环境竞争风险与经营模式风险增大。所以在企业发展(成长)时期,比较突出的风险是财务风险、多元化经营风险、竞争风险。 2.2发展期的风险管理 第一,完善的财务管理系统,设置高效的财务组织机构,配备具有较高风险管理能力的财务人员。注重资金的使用效益,增强企业的还款能力;优化资本结构,适度负债,这个度既要满足综合资本成本最低也要满足企业价值最大化。以预提或者计提减值准备的方式建立财务风险基金,减少财务风险的发生对企业运营的冲击。提高资产周转率,盘活存量资产和闲置资产,加快资金的回收,提高负债的偿还能力。 第二,科学制定战略规划,准确定位新业务,降低多元化风险。农业类企业起步晚,资金、管理等基础较弱,可以选择同心多元化,并利用企业专业优势,整合企业资源,发挥企业潜在优势。最大限度利用各种政策优惠,尽量规避由政策变动所带来的行业风险。重视先进技术的开发,加大研发投入,制定合理的技术创新激励机制,以克服多元化经营的生产技术风险。引入战略机构投资者,缓解农业企业资金的短缺。建立完善的内控制度及公正的绩效考核机制,可采用平衡计分法进行考核,减少由多元化引起的管理风险。做强优势产业,整合劣势产业使之转化优势,有效规避多元化经营分散企业财力物力的风险。 第三,通过方案制定、技术升级与创新及项目投资等途径,充分应对竞争风险。对内建立竞争风险机制,包括预警机制、内控机制、保障机制,最大可能地减少竞争风险。加大研发投入,制定完备的竞争方案并加强评估,选取竞争收益最大的方案,或者竞争收益一定而风险相对较低的方案充分应对企业风险。发展其他产业是分散风险的有效途径,企业在保证主营业务顺利发展的前提下,进行项目投资,对外企业可以与其他企业进行战略联盟,可以在品牌、市场、销售渠道等方面进行深入合作,企业之间可以进行资源共享和优势互补。 3成熟期的风险分析与管理 3.1成熟期的风险分析 与其他企业类似,农业企业进入成熟期后组织风险较为明显,内部组织关系趋于复杂,组织系统逐渐钝化,已不能适应成熟期的形势发展。特别是家族企业,组织管理效率逐渐降低,创业者的垂直式和面面俱到式管理显得力不从心,内外利益分配与风险分摊的矛盾激化,内部制度执行效果较差,相互牵制能力较弱,由高度集权到过度分权,信息严重不对称,进而导致道德风险和较高的成本。成熟期企业的品牌已经建成并具有一定的市场影响,市场占有率较大。管理者通常会对品牌的关注度有所降低,企业只注重从品牌索取收益而松懈质量管理,加上外部竞争日益增强,使得企业品牌容易受到侵蚀,即存在品牌风险。 3.2成熟期的风险管理 第一,通过组织创新来有效抵御组织风险。组织创新可以分为两个阶段:创新的制定阶段和执行阶段。在创新制定阶段,分析企业环境,找出影响企业组织存在、发展和效率的因素,将这些因素纳入组织创新议程,制定组织创新方案并评估方案,选择方案;在执行阶段,实施效果评估、调整与变更并终结原有组织,以适应成熟期的农业企业发展。同时引入多样化的有效沟通渠道,充分利用现代信息技术,特别是网络技术低成本间接实现沟通与协同。第二,面对产品品牌的侵蚀,可以分别从顾客需求、产品功能、产品质量、产品安全等方面入手。紧跟市场,捕捉顾客多样化需求,融入产品的设计和生产当中,使得产品功能满足顾客需求。建立农产品绿色生态产业链,构建完全的质量标准及控制体系,使得产品质量处于全程监控中,保障产品的质量和安全。农业企业区域品牌是农业企业所处的区域内与农户、区域内相关机构等所共有的品牌。在巩固产品品牌和企业品牌的基础上,努力建设区域品牌。企业在生产过程中充分利用区域的资源优势,找到区域发展的突破口,培养消费者对区域农产品的差异性价值的认同感,保护企业商标权。 4衰退期的风险分析与管理 4.1衰退期的风险分析 处于衰退期的企业,市场占有率降低,忠诚客户减少,业绩下滑,产品销量急剧下降,产品价格下调,这个阶段市场风险比较突出;企业开工不足,资产大量闲置,企业资产损失较严重,资产减值风险明显。企业内部软硬件老化,适应市场能力减弱,抵御风险能力降低,内部管理机制失效,管理者创新激情减弱,干部腐败,员工流失等现象严重,企业管理风险也成为这个阶段主要风险。 4.2衰退期的风险管理 第一,企业应紧跟市场需求变动,加强与消费者沟通,迅速收集和处理市场信息,降低生产者与消费者信息的不对称性,适应客户需求,拓宽市场;加强与农户和专业合作社联系,帮助其提高组织化程度及抵抗风险的能力。构建专业化、规模化的运销渠道和物流配送,与农产品市场有机对接,增强与批发商、零售商的合作。打破区域阻隔,与各区域相关企业建立互利共赢的农产品生产、供求、价格、检测与预警体系;搭建宣传展示、旅游销售、产品研发、生产加工、经验交流、货源保障、网络推广及营销、网络商城、商渠道、品牌孵化、包装、仓储物流等平台,与市场实行有机接轨,增强企业整体的市场风险抵御能力。增加研发投入,利用技术创新带动企业转型,开辟新市场,尽快缩短企业衰退期进入新的生命周期。 第二,调整企业生产规模,剥离过多企业资产,加强对应收账款的回收力度等减少衰退期各种消极因素对资产的冲击。提升技术水平,挖掘企业生产资源,实现资产的最大化利用。严格资产管理,定期清产核资,实行管理人员负责制,明确资产管理职责。购买资产损失保险,减少资产实际发生而带来的损失。 第三,面对衰落期的管理风险,先从管理者入手,加强管理者自身素质修养的提高,增强企业凝聚力与激励力。管理者应扩大知识面,与技术研发人员深入沟通,使得企业创新组织更加科学。改革企业内部管理体制,建立人员、制度、机构三维监督体系,奖惩分明。决策层、管理层及实施层积极沟通,畅通企业管理信息渠道,减少管理者与实施者的信息不对称性。巩固优秀团队成员基础,调整战略目标,整合企业资源,为企业渡过衰退期提供智力支持和技术支撑。 作者:王延伟 单位:重庆邮电大学财务处 农业企业论文:农业企业信息化论文 一、农业企业信息化建设的含义及信息化建设项目特点 1.农业企业信息化项目技术复杂程度高。农业企业因为产品为种植作物,其生产经营受种苗、气候、天气、环境、土壤、降水、员工经验、管理经验、植物生长情况等方面的影响比较大,其信息化需求更难以把握,信息化建设项目管理的难度也比一般工业企业项目管理的难度更高。 2.员工信息技术程度低,导致项目实施难度高。如前所述,农业企业因受制于往前传统的种植和生产管理模式,具体的基层管理人员甚至子公司经理的信息化技能严重欠缺,且年龄偏大。知识转移的工作量困难较大,信息化技能培训的难度较高。 3.信息化建设项目员工参与度低。农业产业由于多年来的传统生产方式导致企业中存在一定的保守、对新事物接受程度低、接受速度慢等文化习惯,也导致企业员工在信息化建设项目中的参与意愿较低。 二、农业企业信息化建设进度影响因素分析 1.信息化项目内在因素对进度的影响。(1)因农业企业的生产特点,导致进度受影响。在实际操作中因需求分析受以下几方面的影响:①需求提出的局限性。由于负责人职位问题,很少能够熟知全局业务运作,所提出的需求的完整性因人而异。②需求描述的复杂性。需求的完整描述不仅面面俱到,内部的关联性很强,错综复杂。③需求审查的随意性。面对如此繁杂的需求分析与描述举行的需求评审,并不能对需求描述作深入细致的分析。(2)低估了信息系统开发项目实现的条件。低估信息系统开发项目实现的条件表现在低估技术难度‘低估协调复杂度、低估环境因素这样几个方面。 2.组织保障体系对进度的影响。(1)根本导向问题。在企业信息化建设项目开发和实施过程中,如果内部协调不力、没有形成合力,则最终很难完成信息化建设项目。这就必须要求项目管理组织必须明确工作基本准则和导向,在项目管理全过程都必需加以强调,否则,对项目管理的进度和成效将有极大的影响。(2)组织结构上的问题及其解决。作为项目管理的组织保证,项目组的组织机构对项目的成败起着关键作用,组织结构是项目管理的骨架,其功能是沟通信息、协调矛盾、控制进度、维持运转和指挥决策等。作为一个日常生产经营工作任务较重的农业企业,不可能成立项目式的项目管理组织,该项目的管理组织成员是由各部门抽调搭建成的,项目的项目组是矩阵式的组织构架,矩阵式组织构架既有项目组织注重项目的特点,而项目成员又是某一职能部门的成员,从而造成协调上的不利因素。 三、信息化建设项目进度控制的管理保障措施 1.农业企业必须做好业务流程的再造和完善。(1)流程重组的三个阶段:初始阶段、分析设计阶段及实施阶段。首先是项目的初始阶段。这时应明确项目的内涵及意义,并由项目团队将需要改进的流程与企业的经营结果如提高利润率、降低成本等直接联系起来,使企业认识到改进流程的意义。然后,正式进入流程的分析及设计阶段。先对现有流程进行分析,可采用头脑风暴法,列出现有流程中存在的问题。其次找出现状与理想之间的差距,并在其中架设桥梁。然后据此设计出流程的各个步骤及衡量的标准。最后,提出从现状转化到理想状态的实施计划。最后,是流程的实施阶段。设计完流程并非万事大吉,实施阶段是关键。在这一阶段,要先定义实施的组织结构,与相关部门及员工沟通,并提供培训。(2)在流程改造的过程中,有几点关键因素必须注意:一是必须有高级管理层的支持,二是最好是由相关部门的代表设计,而不是完全依靠外力,这样才能保证新流程容易被接受、可实施性强。 2.组织结构上的问题及其解决。(1)在企业内部必须明确信息化建设项目负责人与企业职能部门负责人的职责,确保项目负责人与职能部门负责人之间的权利平衡。在矩阵式项目组织结构中,项目组成员一般接受两方面的领导:项目组负责人和原所属部门负责人,一般情况下,成员对所属部门负责人的忠诚度更高,因此,必须明确项目组成员在项目组内部的汇报关系,这样有助于项目组成员对项目责任心的建立。(2)有效沟通和调节双方矛盾。为了确保项目在时间、资源、效能上的合理平衡,项目组负责人必须与相关职能部门负责人充分沟通,除了让职能部门负责人站在公司全局的高度上理解和认识企业信息化建设项目的重要性,项目组更必须帮助职能部门负责人充分了解项目各阶段所处的环境、工作任务、对资源的需求、项目进展等等,从而使职能部门对项目组和项目有充分的认识,了解项目的资源需求,从而帮助项目组的工作顺利进行。(3)确立项目管理工作的优先机制。在项目管理的实际工作中,随时都会遇到项目组和职能部门之间的矛盾,要注意到,不是所有的矛盾都是容易解决的,或者说不是所有矛盾都是可以通过沟通解决的。当两者的矛盾难以解决时,必须有一个机制来保证项目管理工作的优先性,这就从机制上确保了项目管理工作的优先性,从而保证项目管理工作的顺利进行。 四、结论 农业企业信息化建设项目,虽然有种种的困难和不利因素,但是只要从项目管理组织上重视,确保项目管理组织的合理性和有效性,以及项目管理机制的科学性,并根据农业企业信息化建设的项目特点,充分做好企业流程再造和项目需求分析,科学编制项目进度,就能最终保证农业企业信息化建设项目的进度和成效。 作者:孙淑君单位:浙江滕头园林股份有限公司 农业企业论文:农业企业履责分析及建议 本文作者:彭超1杨皓森2张照新1作者单位:1农业部农村经济研究中心2武汉大学 农业产业化龙头企业社会责任实践 1农业产业化龙头企业在保证农产品质量安全中的贡献 扶植农业产业化龙头企业发展以来,农业产业化龙头企业在保证农产品质量安全中发挥了重要的作用。2009年,894家国家农业产业重点龙头企业中已经有99.2%的企业建立了企业质量管理制度,90%的企业通过了ISO9000、HACCP等质量认证,69%的企业通过了有机食品、绿色食品或无公害农产品的认证。国家重点龙头企业用于质检、认证、检疫等与保障产品质量安全方面的支出非常多并且逐年增加,2009年支出总额已经达到50.43亿元。 2农业产业化龙头企业在保护资源环境方面的实践 近年来,农业产业化龙头企业着力控制面源污染,节约农业生产资源,为农业节能减排做出了很多贡献。2009年,“三废”排放达标的国家农业产业化重点龙头企业已经达到862家,合格率达到96.7%。很多企业通过了ISO1400环境管理体系认证,并花大力气进行农产品产量环境建设,还有部分企业积极发展循环经济,开展节能减排创新。如,好当家践行资源友好型发展、山下湖珍珠集团发展循环经济等。 3农业产业化龙头企业保障员工福利方面的贡献 农业产业化创造了大量就业岗位,为农民工提供了很多符合劳工标准的就业机会。2009年国家农业产业化重点龙头企业为社会提供的就业岗位超过270万个,聘用的季节性临时工68.09万人,其中大部分是农民工,临时工年平均工资为8190元,大大高于同期农村居民人均纯收入。很多企业还充分落实以人为本的发展理念,通过多种方式,为员工个人发展提供条件。如,吉林敖东“以人为本”保障员工就业福利,不仅为公司的持续发展奠定了坚实基础,而且同时保证员工实现自身价值。2.5农业产业化龙头企业在农村社区建设方面的努力近年来,很多农业产业化龙头企业以发展现代农业为契机,积极投身于新农村建设,通过产业带动、村企联动、投资推动、科技驱动、服务拉动和外向牵动等多种形式,实现强村富民、村企共赢,为农村经济社会又好又快发展做出了贡献。如,中粮(烟台)公司在烟台蓬莱开展农业产业化基地建设,并成立烟台南王山谷投资公司,联合烟台当地3个镇13村集体和1980户农民组成烟台南王山谷葡萄生产合作社,按照“公司+合作社+农户”的一体化经营模式,集中建设973.3hm2标准葡萄种植园,成为中粮长城高端葡萄酒的原料供应基地。 存在的问题 农业产业化龙头企业在自身不断发展的同时,还要履行带动农民增收致富、保证农产品质量安全、保护资源环境、保障劳工福利和参与社会公益事业等5大社会责任。然而,根据对目前农业产业化龙头企业社会责任报告情况的研究,农业产业化龙头企业社会责任披露意识不强。为了更好地反映农业产业化龙头企业的社会责任,笔者对在上海证券交易所和深圳证券交易所上市的国家农业产业化龙头企业的社会责任报告披露情况进行了研究,据调研数据统计,2007~2009年,在沪深两市上市的国家农业产业化龙头企业共78家,从中选取60家企业的社会责任报告,总的情况统计如下:2007年,只有两家农业产业化龙头企业社会责任报告。其中,能够意识到农业产业化龙头企业“带动农民增收”社会责任的企业仅有一家;能够意识到“保证农产品质量安全”社会责任的龙头企业还是只有一家。两家农业产业化龙头企业都能意识到“保护资源和环境”是龙头企业的社会责任,但没有一家龙头企业意识到“保障劳工福利”和“参与社会公益事业”是重要的社会责任。2008年是农业产业化龙头企业社会责任意识提高的一年。一方面,农业部强调农业产业化龙头企业负有更重大的社会责任;另一方面,2008年底,深圳证券交易所明确要求纳入“深证100指数”的上市公司按照《上市公司社会责任指引》的规定披露社会责任报告。与此同时,上海证券交易所也发出了《关于做好上市公司2008年履行社会责任的报告及内部控制自我评估报告披露工作的通知》。这一年,沪深两市社会责任报告的农业产业化龙头企业数量达到16家。其中,能够意识到农业产业化龙头企业“带动农民增收”社会责任的企业有9家,能够意识到“保证农产品质量安全”社会责任的龙头企业有15家,16家龙头企业都能意识到“保护资源和环境”是龙头企业的社会责任,仅5家企业意识到“保障劳工福利”是重要的社会责任,意识到“参与社会公益事业”的龙头企业数量达到4家。2009年,农业产业化龙头企业社会责任意识有所淡化。主要原因可能是缺乏相应的制度约束,有关上市公司企业社会责任报告的规定以鼓励为主,没有强制性要求。沪深两市社会责任报告的农业产业化龙头企业数量仍然是16家,其中能够意识到农业产业化龙头企业“带动农民增收”社会责任的企业有6家,能够意识到“保证农产品质量安全”社会责任的龙头企业有13家,有14家龙头企业能意识到“保护资源和环境”是龙头企业的社会责任,有3家企业意识到“保障企业员工福利”和“参与社会公益事业”是重要的社会责任,意识到“参与社会公益事业”的龙头企业数量为3家。 政策建议 数理经济学分析表明:企业在履行社会责任方面付出的努力,随着社会责任需求弹性的增加而增加,随着产品价格需求弹性的增加而减小。目前,中国农业产业化龙头企业社会责任披露意识不强,究其原因主要是:制度环境缺乏硬性约束,农业产业化龙头企业所处的市场结构的特殊性,决定了农业产业化龙头企业面临着一个竞争性很强的市场。实证研究结果还表明:市场制度建设可以增加履行社会责任的压力,为增强农业产业化龙头企业意识提供外部环境。加大对农业产业化龙头企业的扶植力度,可以增强龙头企业竞争力,为增强农业产业化龙头企业意识增加内在动力。此外,外向型企业社会责任披露意识较强,规模较大的农业产业化龙头企业也更倾向于企业社会责任报告。在大型农业产业化龙头企业和外向型农业产业化龙头企业中推行社会责任报告制度,可以作为推动企业社会责任报告披露制度的起点。根据研究成果提出如下政策建议:一是,加强社会责任方面的制度建设,扩大强制企业社会责任报告的范围,工作的起点可以从大型骨干龙头企业和外向型龙头企业开始;二是,继续加大对农业产业化龙头企业的扶持力度,增强农业产业化龙头企业的市场竞争力,促使农业产业化龙头企业自发地履行社会责任;三是,农业产业化负责部门应主导建立农业产业化龙头企业社会责任标准,为推动农业产业化龙头企业履行社会责任提供可供参考的标准;四是,外向型的农业产业化龙头企业在其产品出口遭遇外国社会责任标准提高负面影响的时候,应当在争取国内企业缓冲期的同时,组织国内企业积极提高自身履行企业社会责任的能力;五是,加强对公众舆论的引导,增强信息透明度,强化企业社会责任信息披露机制,促进消费者“用脚投票”,为农业产业化龙头企业履行社会责任提供来自市场的动力。 农业企业论文:农业企业化研究论文 摘要:早在20世纪70年代末期,我国理论界就开始了对农业企业化问题的研究。随着改革的深入及农业农村经济的不断发展,对农业企业化研究的内容不断拓展,也不断深入。 关键词:农业企业化;研究;综述 建国至20世纪70年代末,我国先后进行了、建立合作社、成立等一系列变革,理论研究也主要侧重于社会主义生产关系的建立与变革来展开,对农业企业化的研究尚属空白。改革开放以来,随着我国农村改革与发展的不断深化,对农业企业化问题的研究也时断时续地贯穿在改革与发展过程中。虽然研究大多是初步的,数量也不多,而且也没有引起理论界和政府部门的足够重视,但取得了一定研究成果。总体来看,对农业企业化问题的研究呈现出一定的阶段性,在不同阶段,研究背景、出发点、重点等也有所不同。 20世纪70年代末80年代初,我国开始推行家庭联产承包责任制,逐步确立农户生产经营的主体地位,但在推行过程中也伴随着理论上的探讨和争论。有人认为,应积极发展农工商联合企业。这种观点认为,农工商联合企业有利于促进生产,可以满足人民对农产品的需求,同时还可以大量吸收农村剩余劳动力以及为农业现代化积累资金,也有利于农业专业化、社会化以及发展商品经济等。发展的形式和渠道主要是以国营农场和为依托组建联合企业(肖毅为,1981)。这种研究大多立足于发展和社队企业的基础上,所以具有一定的时代烙印和局限性;也有人认为,在一些有条件的地区应发展家庭农场和新经济联合体。这种观点认为,家庭农场和新经济联合体具有自主性、灵活性、专业性、经济性等特点,对于发展商品生产、活跃农村经济、满足社会对农产品需要等具有重要作用,因此应作为农村发展的主要方向(许岢,1983;周德星,1983);还有人认为,实行家庭联产承包责任制是对体制的巨大改革,但这还不够,还必须引导农户走专业化的道路,发展专业化农业大户,以提高农业专业化、社会化水平。这种观点认为,农业大户经营和家庭承包经营在性质上完全一样,但可以避免小规模农户经营的缺陷,有利于农业专业化、社会化、规模化、集约化等,是生产力发展的必然趋势,所以应大力发展(孙仁,1983)。 20世纪80年代中期到90年代初期,农业经济增长创造了前所未有的奇迹,但小规模家庭经营的局限性也日益凸现出来。在这种背景下,农业微观经营主体的改造问题又成为理论界研究的重要议题。这一阶段对农业企业化问题的研究,不仅拓宽了研究范围,而且研究更加深入。主要集中在:(1)对小规模家庭经营的局限性进行了讨论。研究认为,家庭经营制度通过两权分离,调动了农民积极性,但形成的小规模农户经营格局,属于小生产的范畴,只能解决温饱问题,不足以塑造出一代商品生产者,不足以形成农业生产的优化规模,还需要以提高农业专业化、社会化、企业化为方向进一步探索完善的途径(罗伟雄,1986;王文彦,1988;宋伍生,1988;张锐,1989);(2)主张积极发展家庭农业企业。这种观点认为,家庭农业企业具有投资少、费用低、经营活、见效快、费用低等特点,是专业农户进一步发展的必然趋势。发展形式包括纯农户办型、农户和农户或农户和企业联合经营型等(杨雍哲,1986;苗九如,1985;张德山,1985);(3)提出了农业企业化发展思路。一些理论工作者研究认为,家庭承包经营制度的确立是我国的第一步改革,但形成的小规模农户经营具有较大的局限性,不利于农业专业化、商品化水平的提高以及农村商品经济的发展,因此还必须进行第二步改革,改革的根本途径就是在农村培育农业企业,实行农业企业化(张其才,1985;宋伍生,1988;张锐,1989);(4)主张发展合作经济与专业合作社。一些理论工作者研究认为,应发展不同于公社化时期形成并遗留下来的并非真正合作经济的真正合作经济,发展重点应是各种专业合作社(乔长勋,1987)。除此以外,一些理论工作者还对农业企业化的条件进行了研究,主要集中在农业规模经营和劳动力转移等方面。研究者认为农业企业化必然是规模化生产经营,而这又以大量农业剩余劳动力转移出农业为前提,所以,必须采取各种措施转移农业剩余劳动力(黄河清,1986;王代,1986)。 20世纪90年代中后期尤其本世纪初以来,我国市场经济体制正式确立并不断完善,同时,中国不仅面临如何进一步加快农业现代化进程的问题,而且还面临如何应对加入WTO后发达国家现代农业企业激烈竞争的问题。在这种背景下,农业微观经营组织改造问题再一次引起理论界的高度重视。一些理论工作者把农业企业化作为改造农业微观经营主体、实现农业现代化的有效途径,并取得一些研究成果。主要有:(1)关于农业企业化必要性的研究。主要有两个研究视角,一是从农业长远发展的战略高度论述农业企业化的必要性。认为农业企业化是改造传统农业、提高农业现代化水平的必由之路;二是从某个特定方面如提高农业科技水平、专业化和商品化水平等方面论述农业企业化的必要性(许志平,1993;王洪昌,1997;胡鞍钢,2001)。(2)关于农业企业化条件的研究。主要从两个方面展开,一是关于资金、土地、劳动力、企业家等农业企业化要素条件的研究。认为推行农业企业化需要具备一定的资金、土地、劳动力尤其是高素质劳动力和企业家等条件,创造这些条件是推行农业企业化首先要解决的问题;二是关于市场环境条件的研究。认为只有具备完善的市场经济体制及其机制,尤其是具备完善的土地使用权流转市场、资金市场以及劳动力和企业家市场,农业企业化才具有实行的可能性(李录堂,1998;胡鞍钢,2001)。(3)关于农业企业化模式的研究。这类研究有规范性研究,也有实证性研究,提出和归纳了一些农业企业化理论和实践模式。如陈彤(1995)提出了“农户经营企业化—农场制度—农业企业集团”三元结构模式、张杭(1995)提出了“农场化”模式、胡鞍钢(2001)提出了“农户联合经营”、“委托经营”、“合作经营”、“公司经营”等四种企业化模式等。(4)关于农业企业化制约因素及对策的研究。一些理论工作者研究认为,制约农业企业化的因素主要是土地流转缓慢、农业资金不足及来源有限、农业剩余劳动力过多、农业企业家匮乏及缺少来源等,应以促进土地流转为目的积极推进农村土地制度改革、改革农村金融组织并强化和完善政府投资机制、促进农业剩余劳动力向非农产业转移、采取多种形式多层次地选拔培育农业企业家等(胡鞍钢,2001;何劲,2002)。(5)关于工商企业进入农业领域的研究。一些理论工作者和研究机构通过对工商企业进入农业领域的实证研究后认为,工商企业进入农业领域可以把资金、工业管理理念与经验、技术与人才等引入农业,有利于农业产业化和现代化,因此,应制定相应政策给予引导、规范与扶持(农业部农村改革实验区办公室,1995)。 我国关于农业企业化问题的研究,以农业制度改革与发展实践需要为根据,进行了积极探索和创新,不断深化研究内容,拓展研究范围,取得了丰富的研究成果,但仍存在一些不足,比如,研究内容比较分散,还没有形成完整并具有严密逻辑体系的理论分析框架和系统性研究成果,从而使所提出的发展思路和具体对策建议也缺乏系统性,要么过于空泛,要么顾此失彼而难以付诸实践,要么只针对解决特定问题而难以解决全局问题。有关农业企业化模式的研究,实际上也大多是对实践发展形式的一般性描述,缺乏建立在我国现实基础上的规范性理论构想,所以难以形成推行农业企业化的整体性方案,降低了研究的实践价值。因此,在现有基础上,理论工作者还应进一步进行全面、深入地研究。 农业企业论文:农业企业化探究论文 摘要:早在20世纪70年代末期,我国理论界就开始了对农业企业化问题的研究。随着改革的深入及农业农村经济的不断发展,对农业企业化研究的内容不断拓展,也不断深入。 关键词:农业企业化;研究;综述 建国至20世纪70年代末,我国先后进行了、建立合作社、成立等一系列变革,理论研究也主要侧重于社会主义生产关系的建立与变革来展开,对农业企业化的研究尚属空白。改革开放以来,随着我国农村改革与发展的不断深化,对农业企业化问题的研究也时断时续地贯穿在改革与发展过程中。虽然研究大多是初步的,数量也不多,而且也没有引起理论界和政府部门的足够重视,但取得了一定研究成果。总体来看,对农业企业化问题的研究呈现出一定的阶段性,在不同阶段,研究背景、出发点、重点等也有所不同。 20世纪70年代末80年代初,我国开始推行家庭联产承包责任制,逐步确立农户生产经营的主体地位,但在推行过程中也伴随着理论上的探讨和争论。有人认为,应积极发展农工商联合企业。这种观点认为,农工商联合企业有利于促进生产,可以满足人民对农产品的需求,同时还可以大量吸收农村剩余劳动力以及为农业现代化积累资金,也有利于农业专业化、社会化以及发展商品经济等。发展的形式和渠道主要是以国营农场和为依托组建联合企业(肖毅为,1981)。这种研究大多立足于发展和社队企业的基础上,所以具有一定的时代烙印和局限性;也有人认为,在一些有条件的地区应发展家庭农场和新经济联合体。这种观点认为,家庭农场和新经济联合体具有自主性、灵活性、专业性、经济性等特点,对于发展商品生产、活跃农村经济、满足社会对农产品需要等具有重要作用,因此应作为农村发展的主要方向(许岢,1983;周德星,1983);还有人认为,实行家庭联产承包责任制是对体制的巨大改革,但这还不够,还必须引导农户走专业化的道路,发展专业化农业大户,以提高农业专业化、社会化水平。这种观点认为,农业大户经营和家庭承包经营在性质上完全一样,但可以避免小规模农户经营的缺陷,有利于农业专业化、社会化、规模化、集约化等,是生产力发展的必然趋势,所以应大力发展(孙仁,1983)。 20世纪80年代中期到90年代初期,农业经济增长创造了前所未有的奇迹,但小规模家庭经营的局限性也日益凸现出来。在这种背景下,农业微观经营主体的改造问题又成为理论界研究的重要议题。这一阶段对农业企业化问题的研究,不仅拓宽了研究范围,而且研究更加深入。主要集中在:(1)对小规模家庭经营的局限性进行了讨论。研究认为,家庭经营制度通过两权分离,调动了农民积极性,但形成的小规模农户经营格局,属于小生产的范畴,只能解决温饱问题,不足以塑造出一代商品生产者,不足以形成农业生产的优化规模,还需要以提高农业专业化、社会化、企业化为方向进一步探索完善的途径(罗伟雄,1986;王文彦,1988;宋伍生,1988;张锐,1989);(2)主张积极发展家庭农业企业。这种观点认为,家庭农业企业具有投资少、费用低、经营活、见效快、费用低等特点,是专业农户进一步发展的必然趋势。发展形式包括纯农户办型、农户和农户或农户和企业联合经营型等(杨雍哲,1986;苗九如,1985;张德山,1985);(3)提出了农业企业化发展思路。一些理论工作者研究认为,家庭承包经营制度的确立是我国的第一步改革,但形成的小规模农户经营具有较大的局限性,不利于农业专业化、商品化水平的提高以及农村商品经济的发展,因此还必须进行第二步改革,改革的根本途径就是在农村培育农业企业,实行农业企业化(张其才,1985;宋伍生,1988;张锐,1989);(4)主张发展合作经济与专业合作社。一些理论工作者研究认为,应发展不同于公社化时期形成并遗留下来的并非真正合作经济的真正合作经济,发展重点应是各种专业合作社(乔长勋,1987)。除此以外,一些理论工作者还对农业企业化的条件进行了研究,主要集中在农业规模经营和劳动力转移等方面。研究者认为农业企业化必然是规模化生产经营,而这又以大量农业剩余劳动力转移出农业为前提,所以,必须采取各种措施转移农业剩余劳动力(黄河清,1986;王代,1986)。 20世纪90年代中后期尤其本世纪初以来,我国市场经济体制正式确立并不断完善,同时,中国不仅面临如何进一步加快农业现代化进程的问题,而且还面临如何应对加入WTO后发达国家现代农业企业激烈竞争的问题。在这种背景下,农业微观经营组织改造问题再一次引起理论界的高度重视。一些理论工作者把农业企业化作为改造农业微观经营主体、实现农业现代化的有效途径,并取得一些研究成果。主要有:(1)关于农业企业化必要性的研究。主要有两个研究视角,一是从农业长远发展的战略高度论述农业企业化的必要性。认为农业企业化是改造传统农业、提高农业现代化水平的必由之路;二是从某个特定方面如提高农业科技水平、专业化和商品化水平等方面论述农业企业化的必要性(许志平,1993;王洪昌,1997;胡鞍钢,2001)。(2)关于农业企业化条件的研究。主要从两个方面展开,一是关于资金、土地、劳动力、企业家等农业企业化要素条件的研究。认为推行农业企业化需要具备一定的资金、土地、劳动力尤其是高素质劳动力和企业家等条件,创造这些条件是推行农业企业化首先要解决的问题;二是关于市场环境条件的研究。认为只有具备完善的市场经济体制及其机制,尤其是具备完善的土地使用权流转市场、资金市场以及劳动力和企业家市场,农业企业化才具有实行的可能性(李录堂,1998;胡鞍钢,2001)。(3)关于农业企业化模式的研究。这类研究有规范性研究,也有实证性研究,提出和归纳了一些农业企业化理论和实践模式。如陈彤(1995)提出了“农户经营企业化—农场制度—农业企业集团”三元结构模式、张杭(1995)提出了“农场化”模式、胡鞍钢(2001)提出了“农户联合经营”、“委托经营”、“合作经营”、“公司经营”等四种企业化模式等。(4)关于农业企业化制约因素及对策的研究。一些理论工作者研究认为,制约农业企业化的因素主要是土地流转缓慢、农业资金不足及来源有限、农业剩余劳动力过多、农业企业家匮乏及缺少来源等,应以促进土地流转为目的积极推进农村土地制度改革、改革农村金融组织并强化和完善政府投资机制、促进农业剩余劳动力向非农产业转移、采取多种形式多层次地选拔培育农业企业家等(胡鞍钢,2001;何劲,2002)。(5)关于工商企业进入农业领域的研究。一些理论工作者和研究机构通过对工商企业进入农业领域的实证研究后认为,工商企业进入农业领域可以把资金、工业管理理念与经验、技术与人才等引入农业,有利于农业产业化和现代化,因此,应制定相应政策给予引导、规范与扶持(农业部农村改革实验区办公室,1995)。 我国关于农业企业化问题的研究,以农业制度改革与发展实践需要为根据,进行了积极探索和创新,不断深化研究内容,拓展研究范围,取得了丰富的研究成果,但仍存在一些不足,比如,研究内容比较分散,还没有形成完整并具有严密逻辑体系的理论分析框架和系统性研究成果,从而使所提出的发展思路和具体对策建议也缺乏系统性,要么过于空泛,要么顾此失彼而难以付诸实践,要么只针对解决特定问题而难以解决全局问题。有关农业企业化模式的研究,实际上也大多是对实践发展形式的一般性描述,缺乏建立在我国现实基础上的规范性理论构想,所以难以形成推行农业企业化的整体性方案,降低了研究的实践价值。因此,在现有基础上,理论工作者还应进一步进行全面、深入地研究。 农业企业论文:农业企业会计制度论文 一、农业企业会计制度存在的问题 (一)无法与农业企业自身发展的需要相适应 从农业企业本身的角度来看,如今的农业企业已发生了很大变化。我国从计划经济向市场经济转轨的过渡时期,农业企业的生产活动一般按计划进行,收获粮食后由政府统一收购。农业企业并不直接向市场提供农产品。在目前完全市场经济的条件下,农业企业的经营管理体制、经营模式和经营活动范围均发生了巨大的变化,农业企业的会计核算仍然执行《农业企业会计制度》,不能满足会计信息使用者的需要,更不能保证农业企业会计核算资料的质量。并且外部环境也发生了重大变化,这都需要农业会计进行相应的调整。 (二)会计处理手段落后 农业是人们对动植物自身生长发育的自然再生长过程实施控制和强化的过程,是以取得更好的经济效益为前提的经济再生产过程,自然再生产过程和经济再生产过程相互交织构成了农业的根本特点。这一特点在某种程度上使农业生产经营组织及其会计核算较其他行业更为复杂。不同地区、不同农业企业的生产经营活动都有可能不同,这加大了农业会计处理的复杂性,具体表现为:一是农业会计的确认、计量、记录和报告的复杂性;二是农业生物资产的特点决定了农业成本核算的困难性;三是农业会计标准具有多重性。目前的农业会计处理手段难以满足复杂的农业会计业务需要。 (三)存在会计信息失真的问题 农业企业的生产活动受到自然条件的影响较大,人类无法预测和预防一些不利自然事项的发生,不能对农产品的生产全过程进行有效的控制和监督,因此无法保证农业生产活动的会计计量与计录的准确性,导致会计信息失真。此外,作为土地承包者的农户、家庭农场,在自主经营的模式下,完全可以自己占有、支配完成承包任务后的剩余部分,而反映农业生产活动会计信息的准确与失真对各承包户的利益并没有产生多大的利害关系,利益激励机制的缺乏进一步导致会计信息的失真。 (四)不能适应农业企业自身发展的新需要 从农业企业本身的角度来看,如今的农业企业与以前刚开始实行《农业企业会计制度》时相比,已发生了很大变化。那时我国还处于计划经济向市场经济转轨的过渡时期,农业企业的生产活动一般按计划进行,收获粮食后由政府统一收购,农业企业并不直接向市场提供农产品。在目前完全市场经济的条件下,农业企业的经营管理体制、经营模式和经营活动范围均发生了巨大的变化,农业企业的会计核算仍然执行《农业企业会计制度》,不能满足会计信息使用者的需要,更不能保证农业企业会计核算资料的质量。并且外部环境也发生了重大变化,这都需要农业会计进行相应的调整。 (五)企业管理者社会责任意识淡薄 随着经济的发展企业管理者社会责任意识淡薄问题随之出现,目前的农业企业社会责任所要求内容更为复杂多样,包括企业收益的社会贡献、对社会公益的责任、对人力资源的责任及对生态环境的责任、对产品和服务质量的责任等。由于农业会计内容的广泛性和复杂性,尤其是当这些事项没有进入市场,不以交易形式发生时,便要求企业在提供这些信息时采用各种不同的方式。农业企业管理者社会责任意识淡薄体现在服务客户、关爱员工、注重环保、回馈社会等具体的责任实践欠缺,农业企业社会责任管理是近年来兴起的理念,农业企业尚未将其落实到管理体系中去。责任管理要低于责任实践,说明农业企业社会责任落后于责任管理。 二、改善农业企业会计核算的总体思路与方案 (一)有针对性地制定会计确认标准 由于农业生产活动是自然再生产和经济再生产的结合,其许多特征又决定了农业企业会计确认的复杂性和差异,其中关于生物资产的确认尤为复杂。我国现行的会计准则和会计制度均未对生物资产的确认做出专门的规定,《国际会计准则第41号——农业》关于生物资产的确认规定,企业只有在以下情况下才能确认生物资产。第一,企业因过去的交易结果拥有或控制该资产;第二,与该资产相关的经济利益很可能流入企业;第三,该企业的公允价值或成本能可靠地计量。我国可以参照《国际会计准则第41号——农业》中关于生物资产的确认,针对具体的生物资产(种植业农作物资产、林业生物资产、畜牧业生物资产、渔业生物资产)制定不同的确认标准。 (二)在会计记录方面 会计记录主要涉及到会计账户的设置问题,在农业企业会计核算中除了需要设置与其它行业具有共性的会计科目以外,还应设置反映农业特殊性的会计科目。 (三)在会计报告与披露方面 现在尚未制订农业活动会计准则和农业会计核算办法,因此缺乏农业活动会计信息披露的规定,按照普通会计事项的披露政策。根据农业活动的特殊性,仅仅像对待普通的活动一样来报告披露农业活动会计事项是远远不够的,因此,为了减少会计信息的不对称,使投资者对农业活动有全面的了解,必须制订可行的农业活动的报告披露政策。 (四)加强企业管理者的社会责任意识 农业企业加强企业管理者的社会责任意识,需主动承担环境保护责任,推进环保技术的开发与普及。对这部分经营者来说,是要求他们对农业活动过程中的各种耗费和损失进行流水账式的记录和反映,以便为农业公司系统的会计核算提供翔实的原始资料。 (五)强化农业企业内部会计控制 强化农业企业内部会计控制是一项农业企业会计制度的改进措施,内部会计控制指导办法是我国较早的农场财会制度。该办法中确定了在作业区成立核算组,形成完整的场内成本核算制度。这些场内财会制度以建立小组、严格强化农业企业内部会计控制,例如:材料管理、成本计算、固定资产管理等方面,适应社会主义市场经济发展和我国加入WTO后改革开放新形势的要求,规范企业内部控制工作,积极做好执行《企业会计制度》的各项准备工作,建立健全企业内部会计控制制度,研究制定执行《企业会计制度》的工作计划安排。 作者:张晓琴 单位:湖北省黄冈职业技术学院 农业企业论文:农业企业精细化成本管理论文 1ERP环境下的农业企业精细化成本管理 与传统成本相比较ERP系统将销售系统、采购系统、存货系统、供应链以及总账系统集成在一个系统中,简化了信息在农业企业内部流动的程序,加速了信息在农业企业内部流动的速度,减少了因信息滞后带来的机会成本,将原本孤岛的信息逐级传递。ERP系统实现精细化成本管理,主要从规划阶段,物流,资金的管理三个模块来实现良好的成本管理,及其全方位管理操作。 1.1农业企业生产准备、计划的精细化 传统生产准备人为的主观意志作用比较强,对于市场的需求以及变化,都是听风则风,听雨则雨。没有准确的市场预测信息,也没有明确的生产计划。对于生产过程中需要的物料用量也没有准确的数据,而由于人工记账操作,库存数据也不能够得到及时的反映。这一系列的管理弊端,最终将导致存货的滞留和堆积,原材料供应不足生产被迫停工,产品不能满足市场多样性的需求,资金占用现象严重,人力物力资源得不到有效的配置等一系列问题。 1.1.1主生产计划的精细化。所谓“磨刀不误砍柴工”,计划是保证生产顺利进行的保证,只有做好了计划,农业企业才能有条不紊地进行。ERP系统接收到市场的销售预测信息、客户的订单以及其它信息后,首先由主管人员做出主生产计划,计划精确地包含了每一生产阶段的毛需求量。紧接着进行粗能力的权衡,确定出所需要关键工作中心的加工能力和设备的负荷能力,与实际的数据进行比对,进行初步的计划确认或调整,再与销售部门做出的销售计划进行比对以进一步确认和调整主生产计划,最后提交给有关管理部门,进行计划的确认,并在生产过程中进行不断地修正。 1.1.2物料需求计划精细化。ERP系统解决了需要什么、生产什么、怎么生产的问题,物料需求计划,即MRP详细记录了物料需求信息、物料清单、生产的工艺路线以及物料的可用量。例如要生产一台仪器,那么制造这台仪器所需要哪些物料,物料的需求量是多少,经过多少道加工工序,当前的库存量信息,都会在系统中记录,一旦某一个环节断层,系统会给出提示或者警告,而依据传统的生产方式任何一个环节跟不上生产节奏,农业企业内部都无法做出迅速的反应,造成人力物力财力的浪费。 1.1.3能力需求计划精细化。计划的最后一阶段是对能力需求的计划,即CRP。简单的来说它就是依据生产的每一阶段和工序的物料需求信息,精确地计算出需要投入的能力和设备的负荷数据,并根据实际情况对农业企业生产能力以及负荷情况做出调整,最后制定出CRP。运行时系统会根据CRP中加工产品的数量,所在的时间段,实际所需要占用的能力负荷,对比在系统内设定的标准能力负荷情况,生成能力需求报表。而传统的生产准备计划阶段,并不能够像ERP系统这样实施全面精细的计划,物料的需求、能力的负荷情况都不能得带及时反馈,生产过程中补充的信息也不能够及时更新信息。 1.2农业物流管理精细化的实现 1.2.1农业企业生产过程的精细化。随着市场不断的发展,产品的生产周期不断的缩短,对品种的需求多样性不断提高,产品的交货期不断缩短,对产品的质量要求不断提高。传统的生产管理已经越来越不能适应生产的需要,传统的生产车间管理没有进行明确地分批分类管理,对于生产所需的物料也得不到及时反馈,没有明确的进度安排,产品交货时间也没有明确统计,对每一项加工产品的工序也没有进行细致分工。对于插单的业务,农业企业也疲于应对,物料需求跟不上进度,生产能力也不足,农业企业往往需要拆东墙补西墙,而且传统的期间费用分配也不准确,分配的标准往往是根据人工或者机器的工时总数来定义,管理者无法获取准确的成本信息,无法做出具有竞争力的定价决策。ERP系统下,生产的整个过程是由MPS生成各个车间和工作中心的生产任务,下达产品生产指令,根据产品交货的到期进行产品的任务优先级的排序,对产品的整个生产周期都有明确的规划,确保产成品能够及时完工交货。为了提高生产效率,在ERP系统下每一项完工产品都有固定的工艺路线,物料需求也有明确的信息记录,能够保证产品有条不紊地进行生产,并且细化工序,将一项复杂的加工业务简单化、重复化、高效率化。半成品在车间的转移,原材料、配件的领用,生产加工进度的控制,各个时间段加工状态的信息,在产品的统计分配信息都被统计及时记录到了工作中心中,由工作中心生成报表进行统计和分析,并将信息及时传递给ERP系统下的其它有关子系统,管理人员根据信息进行生产调度,物料的补充等等;这些信息也是产成品成本计算和制造费用分配的主要依据,它定义了许多产品成本计算的相关公式,比如机器加工的工时和物料的用料比例,由成本动因推动费用的分配,期间费用能更加准确地分配给完工产品,统计数据显示在ERP系统的车间管理下制造成本下降了12%左右,停工待料减少了60%,产品延期交货下降了80%。因此走ERP精细化管理之路,是农业企业实现利益效益最大化的最佳选择。 1.2.2农业企业库存管理的精细化。库存管理的主要作用是维持销售产品的稳定,保证生产顺利地进行,在保证盈利的前提下,最大程度地降低农业企业的资金占用率,降低成本,增加投资。传统的制造业库存管理中,由于农业企业所属行业产品的复杂性,管理已经销售模式的局限性以及滞后性让原本就复杂的库存管理受到了许多非技术性的影响。统计与汇总指标的工作量巨大,库存信息不能够及时有效地反映给有关管理部门,严重制约了生产的顺利进行,甚至造成存货积压、资金严重占用的现象。ERP系统下的库存管理贯穿整个农业企业管理,覆盖范围广,利用数据库将存货的信息反映在一张统计表中,提供的登记出库入库的信息,存货的类别,提供下级编码标识,产品的批次,出入库时间、质量状况以及价格等,都被详细地计入在系统内,支持存货跟踪查询,能够即时反映库存的盘点数据,并对其它相关联的子系统提供实时数据,这是传统管理无法实现的。在发货的时候严格按照先入先出的顺序发货,降低了因存货变质、积压而增加的风险和机会成本。ERP下的管理模式改变了仓库保管员的劳动组织方式,对仓库可以按照产区分类,按照业务进行区分,细化了日常的管理业务。ERP系统对存货的控制方法也有许多种,如ABC法、零库存控制法、在途物资的管理方法等等,农业企业可以根据自己库存的复杂性进行方法的选择。对于入库管理根据生产和销售的需要发出需求,降低不必要的库存费用,降低资金的占用和存货毁损的风险;对于领料出库的业务,可以限制材料的数量,以防止因为任意领料而造成的不必要的浪费,引起成本增加,最终导致产品价格失去市场竞争力。统计数据表明在ERP库存系统管理下,库存下降了30%~50%使得库存资金投资减少了1.4~1.5倍,库存的周转率提高了50%,这些都是传统库存管理无法实现的,因此农业企业只有在ERP系统的精细化管理的平台上才能越走越远。 1.2.3农业企业采购管理的精细化。采购管理是对采购行为进行组织管理和控制的模块,采购工作主要是在合适的时间为生产部门提供生产所需要的合适的质量、价格、数量的原材料(或加工部件),以保证生产顺利正常进行。传统的采购管理存在许多的问题。首先,没有一个标准的体系管理供应商,致使采购信息总是不能及时下达到供应商;其次采购计划编制不准确,采购数量不足或采购不及时以及物料逾期未入库,车间的生产线只能被迫停产。生产制造过程中,插单的业务极为常见,物料计划人员无法快速评估其影响,信息传递慢,采购提前期长。无法及时下发采购信息。而且对于市场的价格走向也没有很好统计记录,主观判断采购存货的数量以及批次,致使采购成本高昂。ERP环境下的材料采购计划是由主生产计划生成,根据生产车间以及销售部门传递出的物料需求信息,然后下达到采购部门,并同时将信息传递到总账系统以及仓储部门,简化了信息传递的流程,极大增加了信息处理效率,据统计表明应用ERP系统实现采购管理的农业企业,采购提前期缩短了50%。ERP系统中建立了一套信息精确的客户资料,以及客户所能够提供的物料信息,一旦系统得到采购的命令就能及时将信息下达到供应商,逾期未收到的采购物资也能在系统中得到查询,发出催货通知,或者及时变更供应商降低生产线停工的风险。在生产制造的过程中一旦有插单的业务发生,计划部门也能够及时进行生产计划的修订,进行能力的评估,将物料需求信息及时传递到采购部门,及时进行物料的补充,保证生产的顺利进行,此外ERP系统还提供了物料需求的规格资料,保证入库产品的质量符合生产要求;系统还提供了比价的功能,能够让管理者迅速做出最优决策。 1.2.4农业企业销售管理的精细化。在一个农业企业的销售系统是农业企业生产的最终产品与外部市场的轮毂连接,是价值的生产是实现农业企业最关键的一步。其主要职能是以满足客户消费需要为前提,实现劳动价值到社会财富的转换。而传统的销售管理下,销售部门往往凭借个人主观经验进行报价,缺乏成本数据参考,无法获知准确的订单利润,没有稳定的销售市场和渠道,客商信息混乱,信用额度很难掌握,增加许多无形的财务风险。对于地区以及不同的客户报价策略在手工作业下工作量庞大,准确性也很难把握。销售人员很难追踪订单的采购状况、生产状况、入库状况,导致销售人员很难和客户沟通进度。逾期交货现象严重,信用等级下降,客户流失现象严重。ERP系统下的销售模块将销售任务细分成以下几个阶段,①根据预测信息和销售订单制定销售计划,并做出合理报价决策;②开辟可供销售市场,并对市场进行细分,建立确定的客商档案和长期可供稳定销售的销售渠道;③结合历史、目前、市场调研数据进行销售;④根据客户的订单信息,组织货源,下派生产命令,并组织仓库发货;⑤开出销售发票,并转交财务系统记账;⑥对已经销售的产品提供跟踪服务,进行信息反馈、分析,提出方案。根据应收系统的传递信息对客户进行信用评级,制定销售策略,发出催收货款的指令,而传统的销售管理无法及时对订单做出反应,也不会对销售进行售后的跟踪分析,不利于市场地位的稳固和简历长期稳定的销货渠道。 1.3农业企业资金流管理的精细化 资金是一个农业企业的血液,资金的运转是关乎到农业企业生死存亡的问题,传统的农业企业资金管理混乱,对于资金的预算、费用的支出很难控制,对于未来的资金流入流出也无法掌握,科目繁多,往来账目不清,管理人员工作量大。ERP系统下,当采购或者销售行为发生后,系统会根据采购订单、发票在应收和应付形同中生成相应应收账款和应付账款。为农业企业提供精确的未来资金的流入和流出情况,相关的票据还含有供应商以及客户的相关信息,能够准确地将每一笔收入以及费用与客商相联系。对每一笔零用基金进行分类管理,完善对银行账户的管理,能将收入或者支出与相应的票据相联系,实现收入与票据相匹配,对于外币也有专门的账户管理,能够及时地反映账户的资金信息,减少了人工管理不必要的麻烦。对于资金的预算和费用的支出都有严格的控制,大大降低了农业企业的资金占用率,使得农业企业的资金能够维持农业企业正常运转。 2农业企业ERP精细化管理存在的问题 2.1管理者对ERP认识程度低 ERP是一种先进的管理软件,而不是单一的数据储存软件,很多管理者思想仍然停留在只是单一的将财务信息化,而没有融入精细化管理思想,再加上国内实施ERP成功的也就只有联想、海尔、移动公司等一些大型的知名农业企业,因此很多中小型农业企业对实施ERP精细化也只是持有观望的态度。 2.2农业企业缺少精细化成本文化气氛 尽管许多农业企业引进了ERP系统实施精细化管理,但是农业企业没有注重对精细化的文化建设不够重视,有些制度建立得并不合理,甚至导致极少数个别员工出现抵制的情绪,而农业企业实施精细化管理的规章制度也形同虚设无法落实。 2.3ERP系统实施对人员要求较高 ERP成功实施对操作者、部门之间的协调配合程度的要求比较高,它要求不仅仅要懂得操作还要懂得原理,否则实施的过程中麻烦不断。而ERP系统的发展历程比较短,普及的程度也不够,许多管理者甚至没有ERP的概念,更谈不上操作和应用了。ERP将管理与技术融为一体,这要求操作者不仅仅是个管理者还要是个技术员,而且培养出这样的人才也需要花费大量的时间。 2.4农业企业基础管理制度规范性不够 科学的管理,要求农业企业标准化、规范化、精细化和个性化,是精细化管理实现的基础,基础设施管理制度不规范,它会影响到精细化管理的效率。 2.5实施ERP系统后期维护不足 许多农业企业在引进ERP后,前期没有制定计划和目标,导致后期发现团队实施能力不足,特别是在系统的二次开发上。农业企业生产发展是一个动态化的过程,仅靠一次完整实施而达到一劳永逸的效果是不太现实的,这又使得ERP后期发展滞留,最终导致农业企业摈弃实施。 3ERP精细化管理问题的对策 3.1管理者转变思想 ERP精细化管理要成功实施需要管理者有高度的思想上的觉悟,将管理不仅仅局限在传统农业企业运营上。管理者不仅要转变自己的思想同时还要培养整个农业企业的员工精细化的意识,只有各个部门协调一致,分工明确,才能使得精细化成本管理理念在农业企业中得到真正的应用。管理者需要将目标放长远,从各个方面实现精细化管理,才能带领农业企业在未来成长的路上越走越远。 3.2建立精细化成本管理农业企业文化 环境决定一个人的成长,同样农业企业文化氛围也是农业企业成长的决定性因素,只有建立起良好的农业企业文化氛围,农业企业才能在未来的路上越走越远。建立起农业企业精细化管理文化首先需要培养精细化成本管理的思想,现有理念才能应用到实践中。其次,要建立良好的激励机制,诸如物质奖励、精神鼓励、调动积极性和惩罚措施,让员工主动积极地参与到农业企业精细成本管理中,并在实践中不断进行改进和创新。 3.3加强对员工的后续教育 农业企业对实施ERP系统以及操作的关键人员,要在后期不断的进行教育和培训,以提高员工的整体素质,对于ERP这样先进的管理系统,随着时间的变更也会不断更新,只有不断学习才不会在操作和应用过程脱节,才不会造成资源浪费的现象。而且ERP运用需要熟练的技巧以及丰富的知识,只有全员的整体素质提高了才能使得ERP的管理发挥出最大的作用,从而降低管理成本。 3.4规范农业企业基础管理制度 农业企业的基础管理,是农业企业实施和管理的前提,只有坚实的基础,农业企业可以在未来发展的舞台上越走越远。农业企业首先需要加强农业企业原始信息核算的管理,提高原始数据的准确性;再次是优化农业企业的规章制度,优化农业企业生产流程,加强全面成本预算的管理。 3.5成立实施ERP精细化的项目组 要成功实施和应用ERP系统,光依赖软件公司从长期发展的角度来看,并不是一个明智的决定。只有在农业企业内部建立一个ERP执行和组织协调的ERP组织机构才能解决问题。在其领导之下,农业企业内的所有部门达成一致的目标,却又各司其职,通过定期组织会议培训,让农业企业内部各部门不仅能够了解ERP运行的情况,还能够站在各自部门的角度提出一些专业性的意见。经验一起分享,问题一起解决,只有这样才能够使得ERP系统运行起来,使得ERP精细化的管理成功地在农业企业内部实践,提升农业企业的综合竞争能力。 4小结 总之,ERP系统是农业企业实现精细化管理的最优策略,它对农业企业实施全方位的精细化进行管理,将生产工艺路线简单化重复化,解决了传统制造一手包揽的问题,降低了技术人员流失农业企业制造环节中断的风险,也提高了工作效率。对外进行的市场分析调查,客商档案的记录,弱化了市场风险,降低了农业企业的管理成本。ERP系统从全方位的精细业务,降低生产管理成本。 作者:慕云丽 单位:山东工商学院 农业企业论文:农业企业人力资源管理论文 1重视人才引进为企业建设添砖加瓦 无论企业还是机关事业单位,人才永远是一个团队能够不断创新、不断进步的有力保证。现代市场竞争机制下,一名具有高超业务水平、丰富管理经验、超前思想意识的人才对企业来说绝对是一笔巨大的财富,会对企业的发展产生极大的推动力。因此,作为现代农业企业,一定要重视引进人才,并知人善用,为其营造充分发挥自身能力的空间与平台,使其为企业发展贡献更多的力量。和计算机、互联网等高科技产业不同,农业作为典型的传统行业,走技术创新取得成功的企业很少见,这主要是因为社会对农业从业人员有所偏见,认为这是工作辛苦、前途暗淡的行业,从而导致很多有能力、有抱负年轻人不愿涉足相关行业。而如今,越来越多的案例充分证明农业是当前社会背景下最有发展前景的行业之一,终将会不断壮大。而对于已经成立了十几年、几十年到现在已经“垂垂老矣”的农业企业来说,一群思想意识超前、敢闯敢拼的青年员工队伍,绝对是一支“生力军”,他们的朝气与活力,必将为企业发展注入新的活力,成为企业“永葆生机”的骨干力量。 2注重员工培训提高员工队伍整体水平 除了采用“走出去、请进来”的方法组织员工外出参观学习或请行业专家到企业授课以外,还可与周边农业院校沟通协商,建立“校企合作”运营机制,高校为农业企业员工提供正规学历教育,企业为高校学生提供实习实训场地,双方互为扶持,合作共赢。同时,还应对员工进行企业文化教育,使得企业文化与经营理念深入到每一名员工的内心,树立员工自身荣誉感。 3激励与鞭策并存引导员工不断进步 每一名员工根据自身岗位特点或专业方向以书面形式拟定《个人职业生涯规划年度目标承诺书》,如考取相关证书、设定销售额度、开拓新兴市场、竞聘相关岗位等,同时由员工自己设立奖惩标准,达到目标时由企业给予一定奖励,未达到目标时由员工个人承担相应责罚。人力资源部门对员工所设奖惩标准进行审核,合理者给予通过,不合理者令其修改。然后将所有员工的承诺书统一或按部门贴在公示栏内,由大家监督执行情况;年底再由人力资源部门对员工本年度个人计划执行情况进行审核,给予相应奖励或责罚。以这种方式对员工进行激励与鞭策,奖,能对员工进步产生拉动力;惩,对员工懈怠起到鞭策作用;同时采用公示的方式对规划的执行进展进行监督,对员工的个人进步也能产生一种助力作用。在这样三股力的作用下,一定能对员工个人发展产生积极影响。 4实行竞聘上岗制度创造和谐宽松工作环境 对于农业企业的一些基层管理岗位,可由基层员工竞聘产生,由人力资源部门审核后进入试用期,试用期满后根据群众测评及整体表现进行评价,合格者正式录用,不合格者退位让贤。除特殊需要外(如引进行业专家等)对于高一级别的岗位同样参照此项原则进行竞聘上岗,对员工是一种激励,也保证管理者对本部门业务有一定的认识与见解。 5关心员工生活树立“以企为家”理念 员工在生活方面没有烦恼与压力,才能全身心地投入到工作中去,为农业企业创造更高的经济效益。因此,企业管理者要想方设法为员工创造良好的生活环境,解决相关问题。如为员工宿舍配备防暑、取暖设备;食堂伙食花样翻新;配备员工浴室、洗衣房;建设篮球场、台球室、乒乓球室、棋牌室等文娱设施;经常组织趣味竞赛等,为员工营造舒适的生活环境,使其感受到来自企业大家庭的温暖,感受到企业领导对基层工作人员的关怀。 农业企业论文:农业企业会计信息与内部会计控制论文 一、会计信息质量的不足 会计服务是会计信息独立性的重大体现,很多公司都会聘请相关的会计从业人员对公司的账目进行审计以及证明。我国对于会计服务行业也制定了相关的法律规定,并且在会计从业人员的考核方面也进行了非常严格的把关,这些政策都是为了使会计服务行业可以具有一定的独立性。但是在实际的生活当中,很多企业为了能在账务查验的过程中顺利过关,会私下给会计审查人员一些好处,在利益的驱使下,会计服务行业也改变了初衷,导致会计信息的独立性遭到了破坏。 二、会计控制与会计信息质量的联系 (一)会计控制的内涵 企业进行会计控制的目的就是为了企业在充分的利用各种资源的情况下,能够更好的对企业进行管理,从而达到企业所制定的目标。会计控制包含着内部会计控制、内部管理控制、内部审计控制三种情况。内部会计控制就是对企业内部进行有效的管理,并且可以及时准确的落实国家提出的相关规定。会计内部管理控制在各种行业中的运行模式是不一样的,这是因为各个行业进行不同的经营项目。这个定义其主体就是单位内部的控制,在此同时加入其它会计相关控制。农业企业作为一个区别于常规社会型企业的产业类型,其发展的基础就是种植以及养殖业等等,在运营过程中实施独立核算。同时,农业企业其内部的控制,也要将此做为开展工作的标尺,但是可能由于相关主体的差别,也开始不断出现形式上的变化。 (二)会计控制的目标 企业进行会计控制是为了企业在正常的运作过程中,其各项管理规定符合国家的法律法规的要求、企业资产的安全性、财务状况的透明性。会计信息就是以上各项因素的真实完整信息。通过对以上会计信息的内部控制,可以使企业的各项经营效率有明显的提高,并且为企业制定相关的发展战略提供相应的依据。企业会计控制有着众多的部分组成,其中占有主要地位的就是内部会计控制。这就表明,企业会计控制的目标与内部会计控制的是相同的。为了提高企业会计信息的质量,企业内部会计控制的体制也要进行相应的完善和提高。 (三)完善会计控制与会计信息质量的联系 会计控制发展经历较长的发展过程,它包括了会计内部控制过程中各个方面的牵制、会计与管理控制、内部控制结构和内部控制整体四个部分。在每个发展阶段,对于会计信息质量的高要求都是会计控制的重要标准。会计控制可以促进会计信息质量的提高,会计信息质量的好坏也是会计控制目标完成程度的直接影响。 三、改善会计控制、会计信息质量优秀内容 (一)改善控制环境和监督制度 在众多农业企业中,存在着诸多上市以及股份类型的公司,需要对这样的农业公司构建更为完善的管理结构,才能保证相关工作的有效开展。治理结构的完善可以表现为几个方面,例如董事会的决策、监理会的监督以及具体的运行机制等等。但是对于一些经济性的农业企业,需要根据自身发展情况构建治理结构,突出表现的是企业的决策权、经营权两者之间关系的有效处理,既要实现分离又要实现制衡。在这方面,江苏农垦集团有限公司有着很大的代表性,该集团建立于建国初期,当时的社会还是农业社会,对各项的经济项目管理还不是很完善,在多年的发展中,该集团对自身的会计控制以及会计信息质量进行改进,设立了一系列的管理监督制度,从而企业得到快速的发展。 (二)设立控制评价指标 在企业进行会计控制的过程中,可以设定一定的评价指标,这样体系的设立可以对企业的会计信息质量起到一定的控制作用。农业作为一种特殊的行业,在我国企业中会计控制方面所存在的问题也是相对特殊的。关于农业经济活动中,很大一部分都与自然情况有着一定的联系。首先农业生产活动中,影响其经济效益的重要因素就是自然因素,因为自然环境中的降水量、温度、虫害等都可以直接影响到农业的经济效益。其次就是由于农作物的生产周期不同,有的农作物从播种到收获可能需要3—5个月,时间更长的需要6—8个月。由于以上两方面的影响,农业企业就要根据自己的实际情况设定会计控制以及会计信息质量管理的指标,从而保证农业企业在运行的过程中可以实现自我调节。 (三)建立良好的沟通体系 对会计控制工作来说,良好的沟通体系是保证工作顺利开展的手段。通过建立政策手册、财务报告手册等使企业和农民、股东之间建立良好的信息沟通途径。这样就可以使企业在运行过程中,对像农作物、运输等各方面直接影响经济利益的因素的现状有着更好的掌握。一旦会计控制制度中发现会计信息的不合理以及错误出现,就可以及时的改变企业的相关政策论基于财务风险控制的四、结束语伴随我国经济的快速发展会计信息的质量在社会资源分配中占有着重要的地位。对于投资者来说,会计信息是影响其投资方向的参考条件,对于管理者来说会计信息是影响管理者商业决策的首要条件。在这种情况,需要会计控制对会计信息的高质量进行保证,从而使得相关的经济活动可以顺利的展开。这样就可以使得农业企业在当今的经济大潮中有足够发展空间。 作者:郑书胜 单位:江苏省农垦集团有限公司 农业企业论文:农业企业技术创新论文 广东温氏食品集团有限公司创立于1983年,最初由七户八人自愿入股,每股1000元,共集资8000元,牵头创办了勒竹畜牧联营公司。1986年鸡场租用榄根乡砖瓦窖,同时扶持榄根乡办的集体鸡场,此鸡场由何风林承包,他便成为“温氏”的第一个合作养户。同年7月温氏先董事长温北英先生制订了办场宗旨“造福员工、造福社会、科技兴场”。次年勒竹鸡场由内部自繁自育自销的养鸡体系,逐步向养鸡的社会化服务体系转移。这年底,勒竹鸡场已有合作养鸡专业户36户。1989年下半年,肉鸡市场深度疲软,养户的鸡卖不出好价钱。为了养户的利益,勒竹鸡场采取对养鸡农户保价回收肉鸡的措施,开创了运用综合效益促进产品流通的先河,首创了“公司+农户”的模式。上世纪90年代初,勒竹鸡场开始发行职工内部股票,共发行1万张,每张面额100元。并与华南农业大学动物科学系签订长期技术合作协议。1994年新年伊始,温氏集团与新兴县食品公司签订联合创办新兴食品联营养鸡公司。1997年底至1998年初的香港禽流感事件,使温氏集团亏损6000万元,但温氏集团各种鸡场连续三年获得广东省颁发的“无禽流感证”。香港禽流感风波之后,肇庆动植物检疫局注册登记出口肉鸡的唯一一家鸡场——勒竹鸡场,首批154笼2000只新兴优质黄鸡运抵香港。继3月15日后,温氏集团属下又有4家鸡场肉鸡出口。1999年元月28日,温氏集团被广东省政府命名为“农业龙头企业”,享受省政府有关政策支持,并获省“农业龙头企业奖励基金”。这是广东省首批20家农业龙头企业。进入21世纪后,温氏互联网站正式开通,标志着温氏集团进入了E时代。2001年6月23日,360头澳洲良种奶牛乘飞机抵广州,然后运往温氏鼎湖奶牛场检疫。这次引进的澳洲奶牛有176头是世界著名优质奶牛品种——娟姗牛。这批奶牛的引进,使温氏的奶牛存栏量达到1000多头。2006年1月9日上午,由华南农业大学、广东温氏食品集团等单位参加完成的“H5亚型禽流感灭活疫苗的研制及应用”项目,获国家科技进步一等奖。2008年,“温氏及图”商标被认定为中国驰名商标。真正成为一家以养鸡业、养猪业为主导、兼营生物制药和食品加工的多元化、跨行业、跨地区发展的现代大型畜牧企业集团,目前已在广东省等全国20个省(市、自治区)建成110多家一体化公司。纵观温氏集团的发展历程从开始到现在,我们不难看到,首先是将科学技术创新作为企业发展的重要理念,早在上世纪80年代就提出了“科技兴场”这样的口号,这种开拓意识是难能可贵的。同时在发展过程中的每一个阶段,都是以科技创新、科技联合等形式支撑着企业发展,如与华南农业大学动物科学系签订长期技术合作协议并协作完成了“H5亚型禽流感灭活疫苗的研制及应用”项目等。其发展经营理念也是始终走在了前列,如开创实行了集资入股,早在1986年就合作养殖并逐渐拓展,首创了“公司+农户”的模式等。作为农业龙头企业在技术创新机制的应用上也给了我们很多启示。 一、从温氏集团发展历程分析农业龙头企业技术创新的涵义及其意义 温氏集团从集资创办到实行股份制经营,从企业创办之初提出了“科技兴场”的经营理念到与农业大学实行长久的技术创新联合,我们可以看到:农业龙头企业依据了政府的产业政策和产业发展规划,来从事农产品加工,整个经营过程具有市场开拓能力,为农民提供了服务,成为带动农户发展商品生产的市场主体。温氏集团在推动农业结构的战略性调整、提升农业产业化经营层次和增强农业市场竞争力中成为促进农村经济发展的重要载体。温氏集团技术创新是以市场为导向,以提高市场竞争力为目标,研究、开发或引进新知识、新技术、新工艺,通过组织创新、管理创新和市场创新,不断改进生产方式和经营管理模式,提高产品质量,研究开发新的产品、提供新的服务占据市场,并实现市场价值的一系列技术经济活动。从温氏集团迅速发展中可以得到这样的启发:技术创新是企业经营者对生产要素、生产条件、生产组织进行重新组合,以适应效率更高,效能更好的新的生产体系,从而获得更大利润的过程,它包括创新或引进新的技术或工艺,采用新的管理方法与组织形式。是一种能够把握市场和技术机会,正确作出产品和工艺的创新决策,并顺利实施,最终成功占领市场的能力。加快技术创新步伐,依靠科技进步带动经济增长,是当今经济发展的大趋势,也是经济发展的必经之路。农业龙头企业技术创新有利于企业加强新产品的研究与开发,促进高新技术成果的产业化,不断提高产品的附加值,提高经济效益,形成个性化的市场竞争优势;有利于农业参与国际、国内的分工合作,进一步调整和优化农业产业结构,发展特色主导产业,提升农业产业化经营水平;有利于农业龙头企业走劳动密集型与科技密集型相结合的路子,提高科技成果的转化率,实现经济与科技的有效结合;有利于企业形成自己的知识产权,依靠有市场和高质量的产品求发展,以形成一个良性的发展机制。培育一批带动农户能力强的农业龙头企业,这是推动我市农业产业化经营和农业科技进步的关键环节。 二、温氏集团发展过程中反映我国农业龙头企业技术创新状况 在温氏集团推进农业产业化经营过程中,作为技术创新主体进行了有益的探索和实践。总的来说发展态势是好的,存在的问题也不容忽视。 一是农业龙头企业规模扩张很快,但效益偏低影响了企业技术创新的能力。 从1985年到1989年的短短4年时间,勒竹畜牧联营公司的产量和产值都增长了600%左右,年平均增长率60%以上。温氏集团在取得长足发展的同时,也面临着进一步发展壮大的瓶颈,从整个肉鸡生产过程来看,肉鸡育种、饲料营养、疾病防治这些关键环节都有很高的技术含量,由于肉鸡生产的特殊性决定了与公司签订合同的普通农户经营规模不可能太大,公司面临着巨大的技术风险。而我国自上世纪80年代国家作出加快发展农业龙头企业、推进农业产业化经营的决定后,全国农村经济发展上开始着力培育壮大农业龙头企业,起步虽然较迟,但扩张势头强劲。销售收入和利税呈递增态势,农业龙头企业规模的逐步扩大,涌现出一大批重点骨干农业龙头企业(如国家重点龙头企业欧诗漫集团公司),从而有效地拓展农产品的加工领域,提升了我国农业产业化的经营水平,但从主要经济效益指标分析,中小型企业销售利税率和净资产利润率以及经济效益水平明显低于独立核算的中小型企业。企业技术创新源于企业的经济效益,同时又促进企业的发展,企业整体经济效益不高,较大程度地影响了企业技术创新的能力。 二是农业龙头企业创新势头强劲,但能力不强影响了企业技术创新的效果。温氏集团尽管处于成长阶段,但企业经营者着眼于长远,具有较强的技术创新意识,视技术创新为企业的生命和发展的原动力,并在技术创新中不断发展壮大。上世纪90年代初,勒竹鸡场就与华南农业大学动物科学系签订长期技术合作协议。无独有偶,湖州荣凯生化有限公司1999年与农业部茶叶研究所开放实验室建立技术合作关系,从茶叶中提取天然抗氧化剂——茶多酚,产品广泛应用于食品、医药、化妆品等行业,公司生产的产品80%销往美国、瑞士、日本。67名企业职工中拥有技术人员12人,占18%。总资产1030万元的小企业2001年实现销售收入750万元,创利税166万元,人均创利税2.48万元。浙江新市油脂股份有限公司加大对油脂加工的科技攻关,生产工艺采用计算机程序控制,减少了煤耗,仅此一项降低了生产成本20%。长兴艾格生物有限公司开发出从鸡蛋中提取球蛋白,成为省级高新技术企业,但从总体上看,温氏集团与其他农业龙头企业同样在技术创新上受到了外部环境和经济实力的影响尚处于相对弱势阶段。一方面科技型企业家匮乏,捕捉技术信息的能力较弱;另一方面企业的职工队伍没有经过严格的大工业熏陶,没有经过系统的培训,职工队伍素质较低。据不完全统计:农业龙头企业采用新技术、新工艺、新设备的还不到7%,销售收入在1000万元以上农业龙头企业,中专以上文化程度的技术人员只有163名,平均每个企业还不到2人。农业龙头企业科技人员不足,从总体上削弱了农业龙头企业技术创新的能力。 三是农业龙头企业创新欲求强烈,但资本不足影响了企业技术创新的进展。温氏的发展壮大离不开先进科技的支持。作为集团创始人的温北英先生1986年就提出了科技兴场,一方面自己努力钻研,总结出养鸡36条,另一方面积极寻找科技合作对象。但温氏集团当时尚处于原始资本积累阶段,技术创新不只是单纯的技术概念,是经济与技术统一的,而且往往取决于一个企业的经济实力。由于受客观经济实力的限制,温氏集团引进、吸收、消化、开发新技术的困难较大,特别是金融体制改革以来,银行按商业银行模式运作,企业贷款难度增加,资金筹集的困难,影响了企业技术创新的信心和能力。企业技术创新由于本身经济实力的不足和固有的弱质性,这就决定了农业技术创新不可能完全市场化,必须依靠政府予以扶持或补贴。从温氏集团技术创新上分析,尽管与前几年相比,政府对企业的技术创新建立了一个相对宽松的外部环境,普遍重视营造一个良好的政策氛围,但政府引导和扶持企业进行技术创新的资金相对较少,据有关资料分析及测算,农业发达国家投入农业研究、开发的经费一般占国内生产总值的2%以上,而我国仅占国内生产总值的0.2%,尽管绝大部分农业龙头企业具有强烈的科技创新欲求,但苦于经费上的尴尬,只能将创新项目一拖再拖,严重影响到技术创新的进度。 三、农业技术创新体系与温氏集团技术创新机制不适应的原因分析 农业技术创新体系是在计划经济条件下形成的,在政府的直接管理下,为传统农业技术进步与促进农业的发展起着支撑作用。在市场经济条件下,与都市农业的发展已不相适应。这也就直接导致了温氏集团在开展技术创新的过程中不得不全面依靠自主的方式来完成,这样就直接导致了企业技术创新上获益期长,从这上面可以看出我国农业技术创新体系与温氏集团技术创新机制不适应的原因主要表现在: 一是研究开发主体布局不合理。现有的农业技术创新科研所职责不明确、重点不突出,研究内容时有交叉和低水平的重复;研究内容与生产实际时有脱节,不能满足现代高科技农业发展之需要;与上游研发机构和下游推广机构联系不紧密,成果转化效率不高,在农业中的显示度不高;研究机构与业务管理和技术推广部门职责不清,协作机制不健全,所站、所处、处站之间“争饭”的现象也普遍存在,造成资源的严重浪费。 二是基层技术推广体系力量薄弱,难以承担新技术普及推广及农民技术培训等职能。表现为,一是乡镇农技部门人员少,结构不合理,队伍不稳定,兼职化现象严重;二是县(区)以下推广部门缺乏基本的实验基地,推广手段落后;三是缺乏知识更新,知识老化,对现代效益农业知识知之甚少。推广部门与企业、协作组织的研发推广缺乏必要的联系。 三是民间技术力量薄弱。农业龙头企业、农民协作组织重生产流通,对农村企业技术创新的重视度不够,责任心不强,内部技术力量薄弱,对新技术的接受能力差,缺乏持续的技术支撑。 四是体制不顺,机制不活,创新的动力不足。研究推广体制不顺,大多为行政的附属,行政化倾向严重,外部市场机制尚未建立,内部分配、人员考核、人事等机制不活,竞争的氛围不足。 五是技术需求不旺。由于生产规模小,尽管农业企业具备科技创新的强烈欲求,但作为生产主体的农民处于传统生产习惯的影响,缺乏技术投人热情,同时由于农民自身科学文化素质低,接受能力弱,农业生产比较效益低,抗风险能力弱,导致生产者的技术需求不旺。 六是投入渠道单一,投入不足。目前农业技术创新以单纯的政府投入为主,尚未建立多元化投入机制,其投入少,难以满足农村企业尤其是农村龙头企业对于科技创新的需要。 七是宏观上市政府至今尚未制订农业技术发展规划,对技术创新的目标,激励机制等缺乏政策引导,导致研究目标不明确,重点不突出,一定程度上造成技术资源的浪费。 由于以上创新体系上的不完善,严重影响了农业技术创新能力。主要表现为创新的意识不强,动力不足,创新人才奇缺,创新成果贮备不足。同时由于我国农业生产的分散性使得农业生产单位相对来说规模较小,一般都是以农户为生产单位,农业生产具有一定的区域性,农业技术创新既受经济规律支配,也受生物规律支配,这也是导致农业龙头企业技术创新机制不顺畅的主要因素。 四、温氏集团成为农业技术创新主体的实现途径 技术创新是实现温氏集团高质量经济增长的有效途径。从实践看,农温氏集团技术创新是一项复杂的系统工程,涉及到方方面面,针对温氏集团的成功运营模式分析,温氏集团主要采用模仿创新、合作创新和自主创新等途径实现技术创新。 一是模仿创新。模仿创新是指企业通过学习、模仿率先创新者的创新思路和创新行为,吸取率先者成功的经验和失败的教训,引进购买和破译其优秀技术和技术秘密,并在此基础上改进和完善,进一步开发。温氏集团在工艺设计、质量控制、大批量生产管理、市场营销等创新链的中后期投入主要力量,生产出性能、质量、价格方面富有竞争力的产品,以此确立自己的竞争地位,获取了巨大的经济利益。模仿创新是一种十分普遍的行为,是温氏集团技术创新方式的有效选择,但温氏集团模仿创新不是在原有基础上的简单重复,而是在原有基础上不断改进新产品和新工艺,是技术嫁接与融合的过程。上世纪80年代末期,勒竹鸡场引进当时国内黄鸡最优良的品种882,通过引种接触到系统的先进养鸡技术,提高了种苗的生产技术,降低了生产成本。1991年,勒竹鸡场又引进世界优秀品种AA鸡,吸收到世界种鸡饲养的新技术。这时,勒竹鸡场也开始建立饲料分析室、疫病诊断实验室等,科学配合饲料日粮,及时准确监测与诊断疾病。通过新技术的引进与吸收,勒竹鸡场的领导者认识到技术在企业创造利润中的重要作用,更加渴望应用新技术,使产品形成了特色化、规模化、系列化生产,这就为我们在实现农业龙头企业实现技术创新上提供了一个很好的范例。 二是合作创新。合作创新是企业实现技术创新的一种重要方式,是企业与企业之间,企业与科研机构、大专院校之间的联合创新行为。合作创新通常以合作伙伴的共同利益为基础,以资源共享或优势互补为前提,有明确的合作目标、合作期限和合作规则,合作各方在技术创新的全过程或某些环节共同投入,共同参与,共享成果,共担风险。温氏集团于1992年底,以10%的技术股力邀华南农业大学畜牧系加盟勒竹鸡场,对企业作全面的技术支持。以华南农业大学加盟温氏为标志,温氏集团进入了技术发展阶段。华南农业大学畜牧系以技术入股加盟广东温氏集团后,派出了多位技术人员进驻集团,对生产技术作了全面的改进,并且在技术研究方向上对集团进行引导与把握,对温氏集团日后能跻身行业的前排起了关键作用。与此同时,温氏集团开始向社会广纳人才,相继有大批的大专生、本科生、研究生加盟集团,集团生产技术得到了长足的发展,每一个技术指标都基本可控,技术努力方向基本明确,生产成本大幅降低。合作创新很好地实现了优势互补,极大弥补了科技创新中的不足,能够使得企业实现科技创新的整个蜕变过程。 三是自主创新。自主创新是指企业通过自身的努力和探索产生技术,攻破技术难关,并在此基础上依靠自身的能力推动创新的后续环节,完成技术的商品化,获取商业利润,达到预期目标的创新活动。具有技术突破的内生性、技术与市场方面的率先性、知识和能力支持的持久性等特点。自主创新的优点,在于技术开发方面有利于企业形成较强的技术壁垒,这种技术壁垒可通过专利保护的形式而加以巩固,并从法律上确定自主创新的垄断地位,形成企业自主的知识产权。加大科技投入,实现企业自主创新是提高农业龙头企业技术开发能力、技术含量和整体竞争能力的保证。温氏集团的技术随着科研的大规模开展而进入良性的循环,集团建立了肉鸡试验场、肉猪试验场、种鸡试验场等先进实验设施也广泛使用。集团每年从销售值中提取一定比例的科研基金用于研究开发,促使技术快速进步。集团每项关键技术都由硕士或博士把握,不但能很好地维持正常的生产,还可针对自己的薄弱环节开展前沿性的研究工作。他们了解国内外先进的生产技术,在合适的时候引进使用。因此,广东温氏集团各项技术指标均居全国前列,如4亿只肉鸡成活率达96.5%,100多万头猪料肉比达2.4:1等,这些指标都与世界先进水平同步,成熟的技术保证了集团生产的连续稳定,总体生产成本为全国同行业最低,企业很具竞争力。 五、从温氏集团技术创新过程中得到的启示 从温氏集团开展技术创新的过程,我们可以发现,农业龙头企业要实现技术创新,不但要具备良好的外部环境,同企业内部经营管理制度、人才队伍建设、技术创新机制、技术联合力度和产品技术含量也是关系到企业技术创新的重要因素,由此,从温氏集团的技术创新上我们可以得到以下启示: 一是加大政策措施扶持力度,为农业龙头企业推进技术创新营造外部环境。各级政府要把大力发展农业龙头企业作为推进我市农业产业化经营,提高效益农业发展水平乃至实现农业和农村现代化的突破口和着力点,树立抓技术创新就是抓第一生产力的观念,切实加强领导。以技术创新为主线,加大组织措施和政策扶持的力度,充分发挥政府的组织优势。组织科技力量,针对影响农产品加工产业化发展的重大关键技术、共性技术开展立项论证和科技攻关,力争在短时间内开发出一批有自主知识产权、技术含量高、市场前景广阔的农产品加工技术与新产品。在市场经济条件下,农业龙头企业由于自身的特点和局限性,在市场竞争中往往处于不利地位,需要政府和社会各界给予特别的关注和必要的支持,用足用好各项优惠政策和配套措施,尽快形成符合实际和发展需要的政策支持体系,为农产品加工业的发展创造良好的外部环境。特别要从信贷、技术、信息和培训等方面,扶持一批科技创新能力强、市场前景广阔、经济效益显著的科技型农业龙头企业,实施扶优扶强战略。有针对性地加大对这部分农业龙头企业技改投入的力度,在企业技改投入上,可套用市政府扶持重点优势工业企业技术开发和技术创新的有关政策,从技改贴息、科技创新补助、减免有关税收等方面予以倾斜和扶持。以有效的制度和体制促进政府管理行为的规范,为农业龙头企业的加快发展营造高效有序的政策环境 二是加快建立现代企业制度,为农业龙头企业推进技术创新提供制度保障。按照“产权清晰、权责明确、政企分开、管理科学”的要求,加快现有农业龙头企业,尤其是规模型农业龙头企业的产权制度的改革,按照现代企业制度的要求,推进企业产权主体多元化的进程。根据《公司法》和农业龙头企业的实际,在调整股权结构,建立出资人制度,落实资产保值增值责任制,完善科学的治理结构,提高企业竞争力和活力等方面进行深化和完善,加快公司制改造的步伐。对上规模的农业龙头企业要努力使其成为具有规范化的公司财产组织形式,要积极探索股份制改造的有效途径和办法,对产权关联度强、产品协作关系紧密的农业龙头企业,通过企业之间相互换股、参股,将两家或多家农业龙头企业改造成为股份制企业,做大做强特色产业,发展壮大优势产品,从而形成一批具有特色产加销一条龙、贸工农一体化发展的农业产业链,促进农业产业化经营水平的不断提高。 三是加强企业人才引进培养,为农业龙头企业推进技术创新提供人力支撑。技术创新是一项开创性工程,技术创新的成功与否主要取决于人的因素,尊重知识、尊重人才,最大限度地发挥人的潜能,是企业技术创新的关键。加快人才培养的力度,把培养人才放在更加突出的位置。要加强对企业经营管理人才的培养,通过实施计算机应用能力和外语水平等级培训考核,举办大量“专升本”、大专证书班和研究生课程进修班,以及选送到高等院校培养深造,促进管理人员提高学历,提高素质。重视对企业技术骨干和员工的培训,有条件的企业可与大专院校联合开设职高班、专科班等,通过多种形式的职业技术培训,造就一代有文化、有知识、懂技术的新型产业工人,激发企业员工对技术创新的热情。大力引进人才,建立集聚人才的机制和环境。简化引进手续,加快职称、社保、分配等制度的改革以形成有利于吸引和集聚人才的良好氛围及政策环境;强化市场机制,主动出击招揽人才,加快人才市场建设,拓宽人才引进渠道。优化人才资源的配置,为农业龙头企业提供更多的优秀人才。加强农技队伍建设,搞活农技推广机制,推进农业科研体制改革。创新农技推广组织形式,逐步建立起适应市场经济要求,为发展效益农业和区域特色农业服务的农技推广体系。农技推广机构和农技人员要积极参与产业化经营,鼓励他们与农业龙头企业建立多种形式的技术服务,鼓励农业科研单位及人员,通过技术承包、技术入股、技术转让等形式参与农业龙头企业的经营,鼓励科研机构、科研人员举办科技型农业龙头企业、农业科研教育培训机构和农业科技开发公司,促进农业科研与生产、科研与市场的直接结合,加快农业科技转化为现实生产力。 四是建立企业技术创新体系,为农业龙头企业推进技术创新提供运营平台。当前,企业技术创新正面临着一个前所未有的良好氛围,要高度重视技术创新在经济发展中的重要作用。经济发展总是以技术的发展为前提,一项成功的技术必然会导致产品结构、产业结构、市场结构的变化,同时又牵动着新一轮更高层次的技术创新和产业升级,从而推进经济的快速增长。没有技术创新,就不可能有经济结构的调整,也就不可能有新的经济增长点。任何一个企业要想在竞争中处于不败之地,求得发展壮大,必须构筑自己的技术创新平台,但从目前情况看,农业龙头企业建立技术开发中心推进技术创新,完全依靠自身实力还难以做到。比较现实有效的途径是积极与大专院校、科研院所“联姻”,大力开展产学研联合,借助外力推进技术创新,不断提高参与市场竞争的实力。农业龙头企业与大专院校、科研院所开展产学研联合,要做好三个方面的工作:一要找准定位。项目不在大小,关键在找准一个与企业发展相适应的最佳对接点,企业应该实事求是地把握适合自己的合作项目,做到合作一个,成功一个,生产一个,实现企业与科研院所的互利双赢;二要提高合作水平。与大专院校、科研院所开展产学研联合,须向纵深方向发展,不断提高水平,鼓励更多的大专院校、科研院所以技术入股、科技成果折股的形式参与农业龙头企业的技术创新,实行技术和资本的有机结合,增强合作的原动力,实现“风险共担、利益共享”,真正结成产学研各个环节的利益共同体;三要营造合作环境。政府要主动热情服务,积极组织协调,为双方排忧解难,创造一个宽松的合作环境,同时要结合我市实际,认真贯彻落实各项扶持政策,切实加大对产学研项目带头人的奖励力度,充分调动经营者和科技人员的积极性。通过政策的鼓励,逐步形成技术创新是硬本领,加快发展是硬道理的良好氛围。 五是加大招商引资合作力度,为农业龙头企业推进技术创新提供广阔空间。把招商引资作为农产品加工业大发展、大提高的突破口来抓。紧紧抓住我国新一轮对内、对外开放的有利时机,把握当前国际资本流向的新特点,采取招商等多种形式吸引外商投资。要进行广泛调查研究,摸清农产品加工业的产业状况和加工水平,并根据加工企业现有合作意向和可能,将其确定为目标合作对象,然后通过招商机构或派出有很强推销能力的人员与外商直接接触,采取大小企业都欢迎的招商策略,在重视大型跨国公司的同时,要努力做好外资中小企业的工作。要保持政策的稳定性、连续性和可预见性,提高政策的透明度。在积极改善投资硬环境的同时,要切实下大力气改善社会环境和制度环境,建立一个稳定和开放的经济发展环境,引导农业龙头企业的快速、健康发展。 六是全面提高产品科技含量,为农业龙头企业推进技术创新提供品牌效应。占领市场、扩大市场份额,最关键、最根本的是要生产适销对路、价廉物美、深受消费者欢迎的产品,否则就会被市场淘汰,因此要加快实施农业龙头企业的产品名牌战略,把实施名牌战略作为农业龙头企业提高企业竞争力和产品知名度的着力点。以实施名牌产品为突破口,推动农业龙头企业技术创新步伐,全面提高产品的科技含量,从而带动产品质量的全面升级。政府有关部门和行业协会要联合起来,以产品的质量、技术和经济效益为依据每年组织确认一批“名牌产品”和一批“优质产品”,对确认市、省级以上名牌产品的企业,政府要给予一定的奖励,支持拥有名牌产品的企业上规模、上水平,扩大名牌产品的市场占有份额。各级政府的扶持奖励政策要向名牌产品倾斜,重点支持对产品进行质量和工艺的技术改进,提高名牌产品的技术含量和附加值,鼓励支持农业龙头企业依靠科技进步,开发出一批高技术、高档次、高附加值的产品,全面提高农业龙头企业的产品质量和科技含量。对粗制滥造产品的企业在经济上给予制裁,特别对假冒伪劣行为要给予严厉的打击,以保证名牌战略的顺利实施。 农业企业论文:农业企业账务处理及会计核算论文 一、科目设置 农业企业会计核算涉及的科目包括:(1)消耗性生物资产;(2)生产性生物资产;(3)生产性生物资产累计折旧;(4)农业生产成本;(5)农产品等。 二、生物资产 农业企业取得生物资产,按其用途分为,比如养鸡场孵出的雏鸡,准备用于饲养作肉鸡的,列入消耗性生物资产,准备饲养作蛋鸡的,列入生产性生物资产,准备直接出售的列入农产品。 (一)消耗性生物资产 1、购置和培育。借:消耗性生物资产,贷:银行存款、其他应付款、应付职工薪酬、原材料、累计折旧等。2、转群。借:消耗性生物资产、生产性生物资产累计折旧,贷:生产性生物资产。3、后续支出及分摊费用。借:消耗性生物资产,贷:银行存款、农业生产成本———共同费用。4、收获。借:农产品,贷:消耗性生物资产。5、直接出售。借:银行存款,贷:主营业务收入;同时,借:主营业务成本,贷:消耗性生物资产。 (二)生产性生物资产 1、购置。借:生产性生物资产、应交税金———应交增值税(进项税),贷:银行存款、其他应付款、应付职工薪酬、原材料、累计折旧等。2、自育。借:生产性生物资产———未成熟生产性生物资产,贷:银行存款、其他应付款、应付职工薪酬、原材料、累计折旧、应付利息等。3、转群。借:生产性生物资产———成熟生产性生物资产,贷:生产性生物资产———未成熟生产性生物资产。4、后续支出及折旧。借:生产性生物资产———未成熟生产性生物资产,贷:银行存款;借:管理费用(生产性生物资产发生管护、饲养费用等后续支出),贷:银行存款;借:农业生产成本,贷:生产性生物资产累计折旧。 三、长期资产与企业正常资产 购建或研发处理一致,通过“在建工程”、“研发支出”等科目归集,完成后转为固定资产或无形资产。 (一)外购固定资产,如外购设备。(员工培训费不得计入,应计入当期损益) 1、需要安装。借:在建工程、应交税费———应交增值税(进项税)(生产用动产),贷:银行存款、应付职工薪酬等;借:固定资产,贷:在建工程。2、企业购买固定资产的价款超过正常信用条件延期支付,实质具有融资性质的。借:固定资产(购买价款的现值)、未确认融资费用(实际支付价款与购买价款的现值差额),贷:长期应付款(实际支付价款);借:财务费用,贷:未确认融资费用(在信用期间内采用实际利率法摊销);借:长期应付款,贷:银行存款。 (二)自行建造固定资产,如建冷库、厂房等 1、自营方式建造。借:在建工程———某项目,贷:工程物资、应付职工薪酬、库存商品、应交税金(销项税)、原材料、应交税金(进项税额转出)、银行存款等;借:固定资产,贷:在建工程。2、出包方式建造(按合同具体条款支付工程款)。借:在建工程(建筑工程支出、安装工程支出等),贷:银行存款、预付账款;借:固定资产,贷:在建工程。 四、农业生产成本 (一)直接费用。借:农业生产成本,贷:原材料、银行存款、应付职工薪酬、累计折旧、生产性生物资产累计折旧等。 (二)间接费用。借:农业生产成本———共同费用,贷:原材料、银行存款、应付职工薪酬、累计折旧、生产性生物资产累计折旧等。期末,应按一定分配标准对共同费用进行分配。借:消耗性生物资产、生产性生物资产、农业生产成本———农产品,贷:农业生产成本———共同费用。 (三)结转(应在农产品验收入库时)。借:农产品,贷:农业生产成本———农产品。 五、农产品 (一)成本费用归集。借:农产品,贷:消耗性生产资产、农业生产成本———农产品。 (二)出售。借:银行存款,贷:主营业务收入;同时,借:主营业务成本,贷:农产品。 六、收到项目补助款 (一)与收益相关的政府补助1、补偿企业以后期间相关费用或损失的补助,如收到预拨款等。①取得时确认为递延收益:借:银行存款,贷:递延收益。②然后在其补偿的相关费用或损失发生并确认的期间计入当期损益。借:递延收益,贷:营业外收入。2、补偿企业已发生费用或损失的补助,取得时直接计入当期营业外收入。借:银行存款,贷:营业外收入。 (二)与资产相关的政府补助。企业取得与资产相关的政府补助,不能全额确认为当期收益,应当随着相关资产的使用逐渐计入以后各期的收益。1、取得时确认为递延收益;借:银行存款,贷:递延收益。2、自相关资产达到预定可使用状态时起在该资产使用寿命内平均分配计入营业外收入。借:递延收益,贷:营业外收入。3、相关资产在使用寿命结束时或结束前被出售、转让、报废或发生毁损的,应将尚未分配的递延收益余额一次性转入资产处置当期的损益。借:递延收益(尚未分配部分),贷:营业外收入。 (三)综合性项目的政府补助。需要将其分解为与资产相关的部分和与收益相关的部分,分别进行会计处理;难以区分的,将政府补助整体归类为与收益相关的政府补助,视情况不同计入当期损益,或者在项目期内分期确认为当期收益。 七、结语 总之,农业企业在我国城乡一体化和经济发展中发挥着日益重要的作用,而财务管理作为企业管理中的优秀构成部分,只有不断促进农业企业会计核算和账务处理规范,才能有利于企业长足进步,才能保证农业企业的可持续发展。 作者:张晓丽 单位:江苏省淮安市清浦区财政局 农业企业论文:农业企业文化建设论文 企业文化是企业的指导思想、经营理念和工作作风的集中体现。多年来,农业企业甘肃黄羊河农工商(集团)有限责任集团公司党委通过不断抓科技兴企战略、人才强企战略、诚信立企战略、品牌助企战略、文化塑企战略、项目带企战略、形象提升战略,为公司农业产业化发展提供了精神动力。 科技兴企——建立企业技术研发中心和现代农业示范区,大力推广农业先进技术;通过低产田改造、大条田建设等项目,使耕地面积增加15%;大力发展节水灌溉,目前已发展滴水灌溉5.41万亩,占耕地面积的74%,比传统灌漑方式节水约30%;兴办农机专业合作社,推广使用大型农机具,农业机械化水平大幅度提高;积极推广干播湿出、精量播种等农业技术改革措施,使农业现代化种植技术得到广泛应用;成立黄羊河肉羊养殖专业合作社,大力发展现代养殖业,多途径增加职工收入。 人才强企——利用薪酬留人、住房政策优惠、解决配偶工作等措施,留住人、用好人。近5年共引进专业技术人才140余名;采用脱产学习、观摩交流等多种形式,培训管理、业务人员及一线骨干员工1000余名;内部员工以岗位技能培训为主的轮训达到1万人次。人才作用的有效发挥,为公司农业产业化发展起到了重要的支撑作用。 诚信立企——公司党委每年都要组织开展诚信单位、诚信家庭农场星级评定活动,形成了“诚信评价、信息公示、信息采纳”的工作机制,“诚信为本”的价值理念逐步深入人心。 品牌助企——集团公司成立品牌发展战略管理委员会,由党委具体负责品牌战略实施方案的制定并组织实施。邀请专家做品牌管理培训,开展内部品牌战略研讨会;实行统一品牌战略,拓展注册门类,使“黄羊河”牌注册商标拓展到7类93种,函盖了企业所有产品;重视企业、基地和产品的认证工作,不断培育和打造名牌产品,提升“黄羊河”品牌的社会知名度、信誉度和忠诚度。五年来,“黄羊河”牌甜糯玉米、制种、蔬菜、果品等产品及相关企业,在质量管理认证及著名商标创建方面共获得各类认证及奖励达34项,获得各类国家授权专利12项。“黄羊河”商标先后被认定为甘肃省“著名商标”和“中国驰名商标”。 文化塑企——通过开展企业调研活动,起到了发现人才、凝聚人心、广开言路、建言献策的良好效果;以“元旦”、“五一”、“十一”、建场六十周年纪念日等节假日为平台,积极开展文体娱乐活动,充分满足了职工群众对丰富多彩、健康有益的文体生活的需求;发起以“多读书、读好书”为主题的读书比赛活动,调动了广大职工群众的看书积极性,促进了其对生产技术技能、思想道德修养的学习和提升;创办了黄羊河集团简报、网站,及时、广泛地向广大职工群众宣传国家政策、公司动态、生产技术和传播社会正能量,起到了服务群众、对外宣传的作用。 项目带企——共争取到各类惠农资金、国家政策性补贴、工农业发展扶持补贴资金、基础设施建设、环境建设等资金34017.6万元,为工农业发展水平的提升及企业在更高起点、更深层次、更深领域参与区域竞争奠定了坚实的基础。 形象提升——2012年开始,集团公司组织开展形象提升活动。利用项目资金,新建公租房38270平方米,对原有职工住宅进行“平改坡”和外墙保温处理;对10余个基层居民小区进行了以绿化、亮化、硬化、净化、美化为主的“五化”工程改造,改造完善了各营区水电暖等基础设施;建成88.4公里柏油路,基本实现了队队通柏油路的目标;利用日协贷款新建生态公益林13015亩,形成“三纵八横”防护林网,同时大力发展特色林果业9560亩,使企业林木覆盖率达到23.7%;狠抓环境综合治理,结合农业生产,严格控制农业投入品、高残留农药的使用,并及时清理废弃农药瓶、袋,回收废旧地膜和滴灌带;建立环境卫生综合治理检查、督促长效机制,保持机关营区及居民生活区环境干净敞亮。 通过抓好企业文化建设,有效地促进了黄羊河农业产业化发展。公司走出了一条“以市场为导向,加工为龙头,农业为基础”的农业产业化经营之路,形成了甜糯玉米、制种、蔬菜、果品、肉羊养殖等特色产业。企业主营业收入由2007年的1.3亿元增加到2013年的3.2亿元,年平均递增16.2%;职工人均收入由1.5万元增加到3.7万元,年平均递增16.2%;利税总额由500万元增加到2800万元,年平均递增33.3%,各项经济指标均创历史新高。公司先后被评为“部级精神文明建设先进单位”、全国首批151家农业产业化重点龙头企业之一、“全国无公害农产品示范基地”、“全国农垦现代农业示范农场”,近五年连续被甘肃省农垦集团评为“先进单位”,被地方党委、政府树为发展地方经济“功勋企业”。 作者:李大宏 王卫 刘凯军 单位:甘肃黄羊河农工商(集团)公司 农业企业论文:农业企业信息论文 一、农业企业信息化建设的含义及信息化建设项目特点 1.员工信息技术程度低,导致项目实施难度高。 如前所述,农业企业因受制于往前传统的种植和生产管理模式,具体的基层管理人员甚至子公司经理的信息化技能严重欠缺,且年龄偏大。知识转移的工作量困难较大,信息化技能培训的难度较高。 2.信息化建设项目员工参与度低。 农业产业由于多年来的传统生产方式导致企业中存在一定的保守、对新事物接受程度低、接受速度慢等文化习惯,也导致企业员工在信息化建设项目中的参与意愿较低。 二、农业企业信息化建设进度影响因素分析 1.信息化项目内在因素对进度的影响。 (1)因农业企业的生产特点,导致进度受影响。在实际操作中因需求分析受以下几方面的影响:①需求提出的局限性。由于负责人职位问题,很少能够熟知全局业务运作,所提出的需求的完整性因人而异。②需求描述的复杂性。需求的完整描述不仅面面俱到,内部的关联性很强,错综复杂。③需求审查的随意性。面对如此繁杂的需求分析与描述举行的需求评审,并不能对需求描述作深入细致的分析。(2)低估了信息系统开发项目实现的条件。低估信息系统开发项目实现的条件表现在低估技术难度‘低估协调复杂度、低估环境因素这样几个方面。 2.组织保障体系对进度的影响。 (1)根本导向问题。在企业信息化建设项目开发和实施过程中,如果内部协调不力、没有形成合力,则最终很难完成信息化建设项目。这就必须要求项目管理组织必须明确工作基本准则和导向,在项目管理全过程都必需加以强调,否则,对项目管理的进度和成效将有极大的影响。(2)组织结构上的问题及其解决。作为项目管理的组织保证,项目组的组织机构对项目的成败起着关键作用,组织结构是项目管理的骨架,其功能是沟通信息、协调矛盾、控制进度、维持运转和指挥决策等。作为一个日常生产经营工作任务较重的农业企业,不可能成立项目式的项目管理组织,该项目的管理组织成员是由各部门抽调搭建成的,项目的项目组是矩阵式的组织构架,矩阵式组织构架既有项目组织注重项目的特点,而项目成员又是某一职能部门的成员,从而造成协调上的不利因素。 三、信息化建设项目进度控制的管理保障措施 1.农业企业必须做好业务流程的再造和完善。 (1)流程重组的三个阶段:初始阶段、分析设计阶段及实施阶段。首先是项目的初始阶段。这时应明确项目的内涵及意义,并由项目团队将需要改进的流程与企业的经营结果如提高利润率、降低成本等直接联系起来,使企业认识到改进流程的意义。然后,正式进入流程的分析及设计阶段。先对现有流程进行分析,可采用头脑风暴法,列出现有流程中存在的问题。其次找出现状与理想之间的差距,并在其中架设桥梁。然后据此设计出流程的各个步骤及衡量的标准。最后,提出从现状转化到理想状态的实施计划。最后,是流程的实施阶段。设计完流程并非万事大吉,实施阶段是关键。在这一阶段,要先定义实施的组织结构,与相关部门及员工沟通,并提供培训。(2)在流程改造的过程中,有几点关键因素必须注意:一是必须有高级管理层的支持,二是最好是由相关部门的代表设计,而不是完全依靠外力,这样才能保证新流程容易被接受、可实施性强。 2.组织结构上的问题及其解决。 (1)在企业内部必须明确信息化建设项目负责人与企业职能部门负责人的职责,确保项目负责人与职能部门负责人之间的权利平衡。在矩阵式项目组织结构中,项目组成员一般接受两方面的领导:项目组负责人和原所属部门负责人,一般情况下,成员对所属部门负责人的忠诚度更高,因此,必须明确项目组成员在项目组内部的汇报关系,这样有助于项目组成员对项目责任心的建立。(2)有效沟通和调节双方矛盾。为了确保项目在时间、资源、效能上的合理平衡,项目组负责人必须与相关职能部门负责人充分沟通,除了让职能部门负责人站在公司全局的高度上理解和认识企业信息化建设项目的重要性,项目组更必须帮助职能部门负责人充分了解项目各阶段所处的环境、工作任务、对资源的需求、项目进展等等,从而使职能部门对项目组和项目有充分的认识,了解项目的资源需求,从而帮助项目组的工作顺利进行。(3)确立项目管理工作的优先机制。在项目管理的实际工作中,随时都会遇到项目组和职能部门之间的矛盾,要注意到,不是所有的矛盾都是容易解决的,或者说不是所有矛盾都是可以通过沟通解决的。当两者的矛盾难以解决时,必须有一个机制来保证项目管理工作的优先性,这就从机制上确保了项目管理工作的优先性,从而保证项目管理工作的顺利进行。 四、结论 农业企业信息化建设项目,虽然有种种的困难和不利因素,但是只要从项目管理组织上重视,确保项目管理组织的合理性和有效性,以及项目管理机制的科学性,并根据农业企业信息化建设的项目特点,充分做好企业流程再造和项目需求分析,科学编制项目进度,就能最终保证农业企业信息化建设项目的进度和成效。 作者:孙淑君单位:浙江滕头园林股份有限公司 农业企业论文:我国农业企业化研究论文 摘要:早在20世纪70年代末期,我国理论界就开始了对农业企业化问题的研究。随着改革的深入及农业农村经济的不断发展,对农业企业化研究的内容不断拓展,也不断深入。 关键词:农业企业化;研究;综述 建国至20世纪70年代末,我国先后进行了、建立合作社、成立等一系列变革,理论研究也主要侧重于社会主义生产关系的建立与变革来展开,对农业企业化的研究尚属空白。改革开放以来,随着我国农村改革与发展的不断深化,对农业企业化问题的研究也时断时续地贯穿在改革与发展过程中。虽然研究大多是初步的,数量也不多,而且也没有引起理论界和政府部门的足够重视,但取得了一定研究成果。总体来看,对农业企业化问题的研究呈现出一定的阶段性,在不同阶段,研究背景、出发点、重点等也有所不同。 20世纪70年代末80年代初,我国开始推行家庭联产承包责任制,逐步确立农户生产经营的主体地位,但在推行过程中也伴随着理论上的探讨和争论。有人认为,应积极发展农工商联合企业。这种观点认为,农工商联合企业有利于促进生产,可以满足人民对农产品的需求,同时还可以大量吸收农村剩余劳动力以及为农业现代化积累资金,也有利于农业专业化、社会化以及发展商品经济等。发展的形式和渠道主要是以国营农场和为依托组建联合企业(肖毅为,1981)。这种研究大多立足于发展和社队企业的基础上,所以具有一定的时代烙印和局限性;也有人认为,在一些有条件的地区应发展家庭农场和新经济联合体。这种观点认为,家庭农场和新经济联合体具有自主性、灵活性、专业性、经济性等特点,对于发展商品生产、活跃农村经济、满足社会对农产品需要等具有重要作用,因此应作为农村发展的主要方向(许岢,1983;周德星,1983);还有人认为,实行家庭联产承包责任制是对体制的巨大改革,但这还不够,还必须引导农户走专业化的道路,发展专业化农业大户,以提高农业专业化、社会化水平。这种观点认为,农业大户经营和家庭承包经营在性质上完全一样,但可以避免小规模农户经营的缺陷,有利于农业专业化、社会化、规模化、集约化等,是生产力发展的必然趋势,所以应大力发展(孙仁,1983)。 20世纪80年代中期到90年代初期,农业经济增长创造了前所未有的奇迹,但小规模家庭经营的局限性也日益凸现出来。在这种背景下,农业微观经营主体的改造问题又成为理论界研究的重要议题。这一阶段对农业企业化问题的研究,不仅拓宽了研究范围,而且研究更加深入。主要集中在:(1)对小规模家庭经营的局限性进行了讨论。研究认为,家庭经营制度通过两权分离,调动了农民积极性,但形成的小规模农户经营格局,属于小生产的范畴,只能解决温饱问题,不足以塑造出一代商品生产者,不足以形成农业生产的优化规模,还需要以提高农业专业化、社会化、企业化为方向进一步探索完善的途径(罗伟雄,1986;王文彦,1988;宋伍生,1988;张锐,1989);(2)主张积极发展家庭农业企业。这种观点认为,家庭农业企业具有投资少、费用低、经营活、见效快、费用低等特点,是专业农户进一步发展的必然趋势。发展形式包括纯农户办型、农户和农户或农户和企业联合经营型等(杨雍哲,1986;苗九如,1985;张德山,1985);(3)提出了农业企业化发展思路。一些理论工作者研究认为,家庭承包经营制度的确立是我国的第一步改革,但形成的小规模农户经营具有较大的局限性,不利于农业专业化、商品化水平的提高以及农村商品经济的发展,因此还必须进行第二步改革,改革的根本途径就是在农村培育农业企业,实行农业企业化(张其才,1985;宋伍生,1988;张锐,1989);(4)主张发展合作经济与专业合作社。一些理论工作者研究认为,应发展不同于公社化时期形成并遗留下来的并非真正合作经济的真正合作经济,发展重点应是各种专业合作社(乔长勋,1987)。除此以外,一些理论工作者还对农业企业化的条件进行了研究,主要集中在农业规模经营和劳动力转移等方面。研究者认为农业企业化必然是规模化生产经营,而这又以大量农业剩余劳动力转移出农业为前提,所以,必须采取各种措施转移农业剩余劳动力(黄河清,1986;王代,1986)。 20世纪90年代中后期尤其本世纪初以来,我国市场经济体制正式确立并不断完善,同时,中国不仅面临如何进一步加快农业现代化进程的问题,而且还面临如何应对加入WTO后发达国家现代农业企业激烈竞争的问题。在这种背景下,农业微观经营组织改造问题再一次引起理论界的高度重视。一些理论工作者把农业企业化作为改造农业微观经营主体、实现农业现代化的有效途径,并取得一些研究成果。主要有:(1)关于农业企业化必要性的研究。主要有两个研究视角,一是从农业长远发展的战略高度论述农业企业化的必要性。认为农业企业化是改造传统农业、提高农业现代化水平的必由之路;二是从某个特定方面如提高农业科技水平、专业化和商品化水平等方面论述农业企业化的必要性(许志平,1993;王昌,1997;胡鞍钢,2001)。(2)关于农业企业化条件的研究。主要从两个方面展开,一是关于资金、土地、劳动力、企业家等农业企业化要素条件的研究。认为推行农业企业化需要具备一定的资金、土地、劳动力尤其是高素质劳动力和企业家等条件,创造这些条件是推行农业企业化首先要解决的问题;二是关于市场环境条件的研究。认为只有具备完善的市场经济体制及其机制,尤其是具备完善的土地使用权流转市场、资金市场以及劳动力和企业家市场,农业企业化才具有实行的可能性(李录堂,1998;胡鞍钢,2001)。(3)关于农业企业化模式的研究。这类研究有规范性研究,也有实证性研究,提出和归纳了一些农业企业化理论和实践模式。如陈彤(1995)提出了“农户经营企业化—农场制度—农业企业集团”三元结构模式、张杭(1995)提出了“农场化”模式、胡鞍钢(2001)提出了“农户联合经营”、“委托经营”、“合作经营”、“公司经营”等四种企业化模式等。(4)关于农业企业化制约因素及对策的研究。一些理论工作者研究认为,制约农业企业化的因素主要是土地流转缓慢、农业资金不足及来源有限、农业剩余劳动力过多、农业企业家匮乏及缺少来源等,应以促进土地流转为目的积极推进农村土地制度改革、改革农村金融组织并强化和完善政府投资机制、促进农业剩余劳动力向非农产业转移、采取多种形式多层次地选拔培育农业企业家等(胡鞍钢,2001;何劲,2002)。(5)关于工商企业进入农业领域的研究。一些理论工作者和研究机构通过对工商企业进入农业领域的实证研究后认为,工商企业进入农业领域可以把资金、工业管理理念与经验、技术与人才等引入农业,有利于农业产业化和现代化,因此,应制定相应政策给予引导、规范与扶持(农业部农村改革实验区办公室,1995)。 我国关于农业企业化问题的研究,以农业制度改革与发展实践需要为根据,进行了积极探索和创新,不断深化研究内容,拓展研究范围,取得了丰富的研究成果,但仍存在一些不足,比如,研究内容比较分散,还没有形成完整并具有严密逻辑体系的理论分析框架和系统性研究成果,从而使所提出的发展思路和具体对策建议也缺乏系统性,要么过于空泛,要么顾此失彼而难以付诸实践,要么只针对解决特定问题而难以解决全局问题。有关农业企业化模式的研究,实际上也大多是对实践发展形式的一般性描述,缺乏建立在我国现实基础上的规范性理论构想,所以难以形成推行农业企业化的整体性方案,降低了研究的实践价值。因此,在现有基础上,理论工作者还应进一步进行全面、深入地研究。 农业企业论文:中国农业企业化发展探究论文 摘要:早在20世纪70年代末期,我国理论界就开始了对农业企业化问题的研究。随着改革的深入及农业农村经济的不断发展,对农业企业化研究的内容不断拓展,也不断深入。 关键词:农业企业化;研究;综述 建国至20世纪70年代末,我国先后进行了、建立合作社、成立等一系列变革,理论研究也主要侧重于社会主义生产关系的建立与变革来展开,对农业企业化的研究尚属空白。改革开放以来,随着我国农村改革与发展的不断深化,对农业企业化问题的研究也时断时续地贯穿在改革与发展过程中。虽然研究大多是初步的,数量也不多,而且也没有引起理论界和政府部门的足够重视,但取得了一定研究成果。 总体来看,对农业企业化问题的研究呈现出一定的阶段性,在不同阶段,研究背景、出发点、重点等也有所不同。 一、20世纪70年代末80年代初,我国开始推行家庭联产承包责任制,逐步确立农户生产经营的主体地位,但在推行过程中也伴随着理论上的探讨和争论。 有人认为,应积极发展农工商联合企业。这种观点认为,农工商联合企业有利于促进生产,可以满足人民对农产品的需求,同时还可以大量吸收农村剩余劳动力以及为农业现代化积累资金,也有利于农业专业化、社会化以及发展商品经济等。发展的形式和渠道主要是以国营农场和为依托组建联合企业(肖毅为,1981)。这种研究大多立足于发展和社队企业的基础上,所以具有一定的时代烙印和局限性;也有人认为,在一些有条件的地区应发展家庭农场和新经济联合体。这种观点认为,家庭农场和新经济联合体具有自主性、灵活性、专业性、经济性等特点,对于发展商品生产、活跃农村经济、满足社会对农产品需要等具有重要作用,因此应作为农村发展的主要方向(许岢,1983;周德星,1983);还有人认为,实行家庭联产承包责任制是对体制的巨大改革,但这还不够,还必须引导农户走专业化的道路,发展专业化农业大户,以提高农业专业化、社会化水平。这种观点认为,农业大户经营和家庭承包经营在性质上完全一样,但可以避免小规模农户经营的缺陷,有利于农业专业化、社会化、规模化、集约化等,是生产力发展的必然趋势,所以应大力发展(孙仁,1983)。 二、20世纪80年代中期到90年代初期,农业经济增长创造了前所未有的奇迹,但小规模家庭经营的局限性也日益凸现出来。 在这种背景下,农业微观经营主体的改造问题又成为理论界研究的重要议题。这一阶段对农业企业化问题的研究,不仅拓宽了研究范围,而且研究更加深入。主要集中在:(1)对小规模家庭经营的局限性进行了讨论。研究认为,家庭经营制度通过两权分离,调动了农民积极性,但形成的小规模农户经营格局,属于小生产的范畴,只能解决温饱问题,不足以塑造出一代商品生产者,不足以形成农业生产的优化规模,还需要以提高农业专业化、社会化、企业化为方向进一步探索完善的途径(罗伟雄,1986;王文彦,1988;宋伍生,1988;张锐,1989);(2)主张积极发展家庭农业企业。这种观点认为,家庭农业企业具有投资少、费用低、经营活、见效快、费用低等特点,是专业农户进一步发展的必然趋势。发展形式包括纯农户办型、农户和农户或农户和企业联合经营型等(杨雍哲,1986;苗九如,1985;张德山,1985);(3)提出了农业企业化发展思路。一些理论工作者研究认为,家庭承包经营制度的确立是我国的第一步改革,但形成的小规模农户经营具有较大的局限性,不利于农业专业化、商品化水平的提高以及农村商品经济的发展,因此还必须进行第二步改革,改革的根本途径就是在农村培育农业企业,实行农业企业化(张其才,1985;宋伍生,1988;张锐,1989);(4)主张发展合作经济与专业合作社。一些理论工作者研究认为,应发展不同于公社化时期形成并遗留下来的并非真正合作经济的真正合作经济,发展重点应是各种专业合作社(乔长勋,1987)。除此以外,一些理论工作者还对农业企业化的条件进行了研究,主要集中在农业规模经营和劳动力转移等方面。研究者认为农业企业化必然是规模化生产经营,而这又以大量农业剩余劳动力转移出农业为前提,所以,必须采取各种措施转移农业剩余劳动力(黄河清,1986;王代,1986)。 三、20世纪90年代中后期尤其本世纪初以来,我国市场经济体制正式确立并不断完善,同时,中国不仅面临如何进一步加快农业现代化进程的问题,而且还面临如何应对加入WTO后发达国家现代农业企业激烈竞争的问题。 在这种背景下,农业微观经营组织改造问题再一次引起理论界的高度重视。一些理论工作者把农业企业化作为改造农业微观经营主体、实现农业现代化的有效途径,并取得一些研究成果。主要有:(1)关于农业企业化必要性的研究。主要有两个研究视角,一是从农业长远发展的战略高度论述农业企业化的必要性。认为农业企业化是改造传统农业、提高农业现代化水平的必由之路;二是从某个特定方面如提高农业科技水平、专业化和商品化水平等方面论述农业企业化的必要性(许志平,1993;王洪昌,1997;胡鞍钢,2001)。(2)关于农业企业化条件的研究。主要从两个方面展开,一是关于资金、土地、劳动力、企业家等农业企业化要素条件的研究。认为推行农业企业化需要具备一定的资金、土地、劳动力尤其是高素质劳动力和企业家等条件,创造这些条件是推行农业企业化首先要解决的问题;二是关于市场环境条件的研究。认为只有具备完善的市场经济体制及其机制,尤其是具备完善的土地使用权流转市场、资金市场以及劳动力和企业家市场,农业企业化才具有实行的可能性(李录堂,1998;胡鞍钢,2001)。(3)关于农业企业化模式的研究。这类研究有规范性研究,也有实证性研究,提出和归纳了一些农业企业化理论和实践模式。如陈彤(1995)提出了“农户经营企业化—农场制度—农业企业集团”三元结构模式、张杭(1995)提出了“农场化”模式、胡鞍钢(2001)提出了“农户联合经营”、“委托经营”、“合作经营”、“公司经营”等四种企业化模式等。(4)关于农业企业化制约因素及对策的研究。一些理论工作者研究认为,制约农业企业化的因素主要是土地流转缓慢、农业资金不足及来源有限、农业剩余劳动力过多、农业企业家匮乏及缺少来源等,应以促进土地流转为目的积极推进农村土地制度改革、改革农村金融组织并强化和完善政府投资机制、促进农业剩余劳动力向非农产业转移、采取多种形式多层次地选拔培育农业企业家等(胡鞍钢,2001;何劲,2002)。(5)关于工商企业进入农业领域的研究。一些理论工作者和研究机构通过对工商企业进入农业领域的实证研究后认为,工商企业进入农业领域可以把资金、工业管理理念与经验、技术与人才等引入农业,有利于农业产业化和现代化,因此,应制定相应政策给予引导、规范与扶持(农业部农村改革实验区办公室,1995)。 我国关于农业企业化问题的研究,以农业制度改革与发展实践需要为根据,进行了积极探索和创新,不断深化研究内容,拓展研究范围,取得了丰富的研究成果,但仍存在一些不足,比如,研究内容比较分散,还没有形成完整并具有严密逻辑体系的理论分析框架和系统性研究成果,从而使所提出的发展思路和具体对策建议也缺乏系统性,要么过于空泛,要么顾此失彼而难以付诸实践,要么只针对解决特定问题而难以解决全局问题。有关农业企业化模式的研究,实际上也大多是对实践发展形式的一般性描述,缺乏建立在我国现实基础上的规范性理论构想,所以难以形成推行农业企业化的整体性方案,降低了研究的实践价值。因此,在现有基础上,理论工作者还应进一步进行全面、深入地研究。 农业企业论文:农业企业化问题研究综述论文 摘要:早在20世纪70年代末期,我国理论界就开始了对农业企业化问题的研究。随着改革的深入及农业农村经济的不断发展,对农业企业化研究的内容不断拓展,也不断深入。 关键词:农业企业化;研究;综述 建国至20世纪70年代末,我国先后进行了、建立合作社、成立等一系列变革,理论研究也主要侧重于社会主义生产关系的建立与变革来展开,对农业企业化的研究尚属空白。改革开放以来,随着我国农村改革与发展的不断深化,对农业企业化问题的研究也时断时续地贯穿在改革与发展过程中。虽然研究大多是初步的,数量也不多,而且也没有引起理论界和政府部门的足够重视,但取得了一定研究成果。总体来看,对农业企业化问题的研究呈现出一定的阶段性,在不同阶段,研究背景、出发点、重点等也有所不同。 20世纪70年代末80年代初,我国开始推行家庭联产承包责任制,逐步确立农户生产经营的主体地位,但在推行过程中也伴随着理论上的探讨和争论。有人认为,应积极发展农工商联合企业。这种观点认为,农工商联合企业有利于促进生产,可以满足人民对农产品的需求,同时还可以大量吸收农村剩余劳动力以及为农业现代化积累资金,也有利于农业专业化、社会化以及发展商品经济等。发展的形式和渠道主要是以国营农场和为依托组建联合企业(肖毅为,1981)。这种研究大多立足于发展和社队企业的基础上,所以具有一定的时代烙印和局限性;也有人认为,在一些有条件的地区应发展家庭农场和新经济联合体。这种观点认为,家庭农场和新经济联合体具有自主性、灵活性、专业性、经济性等特点,对于发展商品生产、活跃农村经济、满足社会对农产品需要等具有重要作用,因此应作为农村发展的主要方向(许岢,1983;周德星,1983);还有人认为,实行家庭联产承包责任制是对体制的巨大改革,但这还不够,还必须引导农户走专业化的道路,发展专业化农业大户,以提高农业专业化、社会化水平。这种观点认为,农业大户经营和家庭承包经营在性质上完全一样,但可以避免小规模农户经营的缺陷,有利于农业专业化、社会化、规模化、集约化等,是生产力发展的必然趋势,所以应大力发展(孙仁,1983)。 20世纪80年代中期到90年代初期,农业经济增长创造了前所未有的奇迹,但小规模家庭经营的局限性也日益凸现出来。在这种背景下,农业微观经营主体的改造问题又成为理论界研究的重要议题。这一阶段对农业企业化问题的研究,不仅拓宽了研究范围,而且研究更加深入。主要集中在:(1)对小规模家庭经营的局限性进行了讨论。研究认为,家庭经营制度通过两权分离,调动了农民积极性,但形成的小规模农户经营格局,属于小生产的范畴,只能解决温饱问题,不足以塑造出一代商品生产者,不足以形成农业生产的优化规模,还需要以提高农业专业化、社会化、企业化为方向进一步探索完善的途径(罗伟雄,1986;王文彦,1988;宋伍生,1988;张锐,1989);(2)主张积极发展家庭农业企业。这种观点认为,家庭农业企业具有投资少、费用低、经营活、见效快、费用低等特点,是专业农户进一步发展的必然趋势。发展形式包括纯农户办型、农户和农户或农户和企业联合经营型等(杨雍哲,1986;苗九如,1985;张德山,1985);(3)提出了农业企业化发展思路。一些理论工作者研究认为,家庭承包经营制度的确立是我国的第一步改革,但形成的小规模农户经营具有较大的局限性,不利于农业专业化、商品化水平的提高以及农村商品经济的发展,因此还必须进行第二步改革,改革的根本途径就是在农村培育农业企业,实行农业企业化(张其才,1985;宋伍生,1988;张锐,1989);(4)主张发展合作经济与专业合作社。一些理论工作者研究认为,应发展不同于公社化时期形成并遗留下来的并非真正合作经济的真正合作经济,发展重点应是各种专业合作社(乔长勋,1987)。除此以外,一些理论工作者还对农业企业化的条件进行了研究,主要集中在农业规模经营和劳动力转移等方面。研究者认为农业企业化必然是规模化生产经营,而这又以大量农业剩余劳动力转移出农业为前提,所以,必须采取各种措施转移农业剩余劳动力(黄河清,1986;王代,1986)。 20世纪90年代中后期尤其本世纪初以来,我国市场经济体制正式确立并不断完善,同时,中国不仅面临如何进一步加快农业现代化进程的问题,而且还面临如何应对加入WTO后发达国家现代农业企业激烈竞争的问题。在这种背景下,农业微观经营组织改造问题再一次引起理论界的高度重视。一些理论工作者把农业企业化作为改造农业微观经营主体、实现农业现代化的有效途径,并取得一些研究成果。主要有:(1)关于农业企业化必要性的研究。主要有两个研究视角,一是从农业长远发展的战略高度论述农业企业化的必要性。认为农业企业化是改造传统农业、提高农业现代化水平的必由之路;二是从某个特定方面如提高农业科技水平、专业化和商品化水平等方面论述农业企业化的必要性(许志平,1993;王洪昌,1997;胡鞍钢,2001)。(2)关于农业企业化条件的研究。主要从两个方面展开,一是关于资金、土地、劳动力、企业家等农业企业化要素条件的研究。认为推行农业企业化需要具备一定的资金、土地、劳动力尤其是高素质劳动力和企业家等条件,创造这些条件是推行农业企业化首先要解决的问题;二是关于市场环境条件的研究。认为只有具备完善的市场经济体制及其机制,尤其是具备完善的土地使用权流转市场、资金市场以及劳动力和企业家市场,农业企业化才具有实行的可能性(李录堂,1998;胡鞍钢,2001)。(3)关于农业企业化模式的研究。这类研究有规范性研究,也有实证性研究,提出和归纳了一些农业企业化理论和实践模式。如陈彤(1995)提出了“农户经营企业化—农场制度—农业企业集团”三元结构模式、张杭(1995)提出了“农场化”模式、胡鞍钢(2001)提出了“农户联合经营”、“委托经营”、“合作经营”、“公司经营”等四种企业化模式等。(4)关于农业企业化制约因素及对策的研究。一些理论工作者研究认为,制约农业企业化的因素主要是土地流转缓慢、农业资金不足及来源有限、农业剩余劳动力过多、农业企业家匮乏及缺少来源等,应以促进土地流转为目的积极推进农村土地制度改革、改革农村金融组织并强化和完善政府投资机制、促进农业剩余劳动力向非农产业转移、采取多种形式多层次地选拔培育农业企业家等(胡鞍钢,2001;何劲,2002)。(5)关于工商企业进入农业领域的研究。一些理论工作者和研究机构通过对工商企业进入农业领域的实证研究后认为,工商企业进入农业领域可以把资金、工业管理理念与经验、技术与人才等引入农业,有利于农业产业化和现代化,因此,应制定相应政策给予引导、规范与扶持(农业部农村改革实验区办公室,1995)。 我国关于农业企业化问题的研究,以农业制度改革与发展实践需要为根据,进行了积极探索和创新,不断深化研究内容,拓展研究范围,取得了丰富的研究成果,但仍存在一些不足,比如,研究内容比较分散,还没有形成完整并具有严密逻辑体系的理论分析框架和系统性研究成果,从而使所提出的发展思路和具体对策建议也缺乏系统性,要么过于空泛,要么顾此失彼而难以付诸实践,要么只针对解决特定问题而难以解决全局问题。有关农业企业化模式的研究,实际上也大多是对实践发展形式的一般性描述,缺乏建立在我国现实基础上的规范性理论构想,所以难以形成推行农业企业化的整体性方案,降低了研究的实践价值。因此,在现有基础上,理论工作者还应进一步进行全面、深入地研究。 农业企业论文:农业企业复式记账核算论文 编者按:本文主要从什么是借贷记账法;借贷记账法的基本内容及主要特点;借贷记账法在农业企业核算中应用;借贷记账法在农业企业核算应用中应注意的事项进行论述。其中,主要包括:东方国家的复式记账法、“月计岁会”是我国会计核算的写照、西方复式记账法与借贷记贷记账法、对外贸易的发展,造就一大批制造业大公司和对外贸易的大公司、地中海沿岸国家的意大利,成为复式记账法、借贷记账法的发源地、什么是借贷记账法、在账户中,用“借”和“贷”作为记账符号、以“有借必有贷,借贷必相等”作为记账规则、以“有借必有贷,借贷必相等”的记账规则进行试算平衡、可以设置和运用双重性质的账户、由上级主管部门投人资本金2万元,存人银行、必须清楚农业企业的会计科目(或称账户)的设置等。具体请详情见。 摘要:会计的记账方法很多,基本思想是复式记账。复式记账是对单式记账法而言。对每一项经济业务所引起的资金增减变化,必须按相等金额在两个或两个以上的账户中进行登记的一种记账方法。借货记账法是复式记账法的一种,在工业、建筑业、交通业、农业中,进行经济核算广泛应用,本文就借货记账法,在农业企业核算中应用,谈一谈看法,以求利于农业生产的健康有序的发展。 关键词:借货记账法经济核算农业 1.什么是借贷记账法 1.1东方国家的复式记账法 中国是东方国家的代表,拥有5000年的灿烂文明和文化,我国官厅会计在汉代就有文献记载,“月计岁会”是我国会计核算的写照。我国官厅会计也是复式记账,具体表现为中央政府财政收人总账与地方政府省、府、县财政收人的明细账,要在总额上相等,只是记账方法是“收付记账法”。而民间商号会计核算方法,在明、清时期,会计核算中“龙门账”,在盐商、票号等等商人会计核算中应用,记账方法,也是复式记账的“收付记账法”。 1.2西方复式记账法与借贷记贷记账法 (1)西方海洋新航路出现以后,西欧对外贸易空前发展,对外贸易的发展,造就一大批制造业大公司和对外贸易的大公司,比如:英国的东印度公司就是当时最著名的对外贸易公司,会计核算上采用复式记账法中的借贷记账法。 (2)地中海沿岸国家的意大利,成为复式记账法、借贷记账法的发源地。 自从迪亚士·达卡马·哥伦布·麦哲伦在巧世纪一16世纪相继开辟西欧通往世界的新航路以后,世界贸易空前扩大川,欧洲的对外贸易空前高涨,会计核算也应运而生,复式记账、借贷记账法产生,也在情理之中。 1494年在威尼斯出版的路卡·巴其阿勒的《算术·几何与比例的概要》〔幻,不仅是关于代数的最初印刷文献,而且其中设《计算与记录要论》这一章,论述复式记账。巴其阿勒的著作,是关于复式记账的最初印刷文献,为以后的复式记账法的普及做出了极大贡献。但巴其阿勒不是复式记账法的创始人。与此相比,作为记账、算账的方法,中世纪意大利威尼斯、热那亚、米兰的商人已经能够解决实际业务了,而借贷记账法是应用了复式记账原理,最早在意大利借贷商人及早期银行家们所使用。复式记账原理在西方一也是源远流长,人们给以高度评价,19世纪的数学家阿瑟·克里(Arthurcayley)说复式记账原则“像欧几里德比例理论一样,是绝对完整的”。歌德在《威廉·麦斯特的学习年代和漫游年代》一书中说,复式记账“是人类心灵中产生的最伟大的发明之一”。东方的中国也是世界上最早应用复式记账的国家之一,只是记账方法是收付记账法。比如:我国明清时期商业活动中的“龙门账”和“四脚账;是我国固有的复式记账方法。 (3)什么是借贷记账法? 所谓借贷记账法是以“借”和“贷”作为记账符号,以“有借必有贷,借贷必相等”为记账规则的一种复式记账方法。 2借贷记账法的基本内容及主要特点 2.1在账户中,用“借”和“贷”作为记账符号 借贷记账法以“借”和“贷”作为记账符号,把每个科目所属账户的账?都区分“借方”、“贷方”和“余额”三栏。借方在左,贷方在右,以反映资金的增减变化情况。 借贷记账法使用的“借”、“贷”二字,已同本来的字意(即“借主”、“贷主”)相脱节,演变成了一对单纯的记账符号,有其专门的含义。“猎”、“贷”的含义因账户性质不同而恰好相反。在资产类(成本类、费用类账户)中,“借”表示增加,“贷”表示减少;而在负债及所有者权益类(收益类账户)中,“借”表示减少,“贷”表示增力口。 2.2以“有借必有贷,借贷必相等”作为记账规则 根据复式记账原理,对每项经济业务都要以相等金额,同时在两个或两个以上相互联系的账户中进行登记。记账时,对每项经济业务必须用相等金额,一方面已人1个或几个有关账户的借方,另一方面记人1个或几个有关账户的贷方,记人借方贷户与贷方账户的数额必然相等,这就形成了借贷记账法的记账规则:“有借必有贷,借贷必相等”。 2.3以“有借必有贷,借贷必相等”的记账规则进行试算平衡 由于借贷记账法在处理每一笔经济业务时,都必须遵循“有借必有贷,借贷必相等”的记账规则,记账方向相反,金额相等。因此,在一定时期内(如1个月),所有账户的借贷发生额双方合计必然相等;所有账户的借方期末余额合计数与贷方期末余额计数也必然是相等的。其试算平衡公式是: 期初借方余额合计二期初贷方余额合计 本借方发生额合计=本期贷方发生额合计 期末借方余额合计=期末贷方余额合计 利用这种平衡关系,就可以检查各账户记录是否正确,以提高会计核算的质量。 2.4可以设置和运用双重性质的账户 在借贷记账法下,账户按经济性质一般分为资产、负债和所有者权益三类。但为了灵活地处理账务,也可以设置和运用,既可以是资产又可以是负债的双重性质的账户(共同性账户),如设置“待处理财产授意”等账户。双重账户(共同性账户),应根据他们期末余额方向来确定其性质,如果是借方余额,则资产类账户;如是贷方余额,则负债账户。 3借贷记账法在农业企业核算中应用 现举例说明农业企业的会计分录的编制: 例1某种植玉米农业企业20XX年6月份发生以下经济业务: (1)由上级主管部门投人资本金2万元,存人银行。 这项经济业务,使企业所有者权益账户“实收资本”增加2万元。同时,使资产账户“银行存款”也增加了2万元。两类账户同时增加。根据:“有借必有贷,借贷必相等”记账规则,编辑会计分录如下: 借:银行存款20,000.00 贷:实收资本20,000.00 (2)企业以银行存款1000元偿还银行短期借款。着笔经济业务,使企业负债账户“短期借款”减少1000()元,同时,使资产账户“银行存款”也减少1000元,两类账户同时减少。根据记账规则,编辑会计分录如下: 借:短期借款10,000.00 n贷:银行存款10,000.00 (3)企业以应付票据100()元,偿还应付账款。 这项经济业务,只涉及到负债账户。“使应付票据”增加,同时,使“应付账款”账户减少。根据记账规则,负债类账户有增有减,增减金额相等。编辑会计分录如下: 借:应付账款1000.00 贷:应付票据1000.00 (4)企业开转账支票一张,以银行存款5000元买玉米种子。 借:玉米种子5000.00 贷:银行存款5000.00 然后,将各项经济业务编制会计分录以后,即应记人有关账户,这个记账步骤通常为过账,内容略。 4借贷记账法在农业企业核算应用中应注意的事项 4.1必须清楚农业企业的会计科目(或称账户)的设置,与工业企业、商业企业的会计科目设置,是有很大的区别。工业企业、商业企业的会计科目设置,国家财政部有规范性规定,一般有规范工业企业会计科目表、商业企业会计科目表。而农业企业会计科目表,国家一般不作硬性规范性规定,只是参照工业会计科目表,根据农业生产实际,比较灵活的仿照执行。 4.2同样是“固定资产”会计科目,工业企业、商业企业、农业企业,核算内容上有很大区别。工业企业“固定资产”会计科目,核算内容上主要以机器、设备以及厂房、建筑物为主要对象,比重最大是机器、设备;而商业企业“固定资产”会计科目,核算内容上主要以厂房、建筑物、柜台为主要核算对象,一般要把交通工具—车辆,纳人固定资产核算范围;而农业企业“固定资产”会计科目核算内容上重点在农业机械和土地承包费用两大方面,一般以农业机械为主要核算对象。 4.3必须认识农业企业采用借贷记账法特殊性,结合农业实际情况,做好会计核算工作,其中,在企业利润,提存一部分奖励自生知识的种子研发资本金和为种子推广基金是十分重要的措施。 农业企业论文:我国农业企业风险治理论文 (一)自然环境风险 1.自然资源风险。自然资源风险可以理解为正常条件下的自然环境风险。农业企业生产的自然特性与其所占用资源的量、质和地理位置都密不可分,并在很大程度上直接决定了农业企业经营业绩的好坏。在数量方面,相关资源的短缺(如水资源和土地资源)会严重影响农业企业的生产营运。在质量方面,环境污染对资源质量所带来的不利影响会从根本上影响农业企业的效益。与此同时,资源的地理位置也直接决定了农业企业的营运成本高低。 2.自然灾害风险。自然灾害风险可以理解为异常条件下的自然环境风险。由于农业的生产特性,自然因素对农业的影响相比其他行业更为敏感和严重。我国是世界上两条巨灾多发地带(即北半球中纬度重灾带和太平洋重灾带)都涉及的国家,气候变化大,灾害种类多且发生频繁,这都给农业生产带来了巨大的损失。近年来,我国每年农田受灾面积达7亿亩以上,受灾农作物面积占农作物播种总面积的20%-35%,造成粮食损失200亿公斤(吴振宇,2005)。其中干旱、洪涝、冷灾、寒害是我国最主要的农业天气灾害(霍治国,2003)。据民政部公布的最新统计数字,截至2008年1月31日,我国2008年1月10号以来的低温雨雪冰冻灾害,共造成18个省份受灾,农作物受灾面积达727.08万公顷,因灾直接经济损失537.9亿元。自然灾害一方面会影响农业企业的产量,另一方面还会影响农业企业的产品质量,这都会增加农业企业的风险,造成农业企业效益不稳定。 (二)市场环境风险 1.政策体制风险。柯柄生(2001)指出,对于农业生产而言,一个主要的风险源于不稳定的政策环境。现阶段我国农业正处于转型时期,农业政策的稳定性较差。整体而言,农业政策的调整总是朝有利于农业经济发展的方向进行,但就个体而言,它不可能对每一个农业企业都有益。国家工业化政策使我国经济快速增长,然而农业经营规模却跟不上我国经济增长的平均速度。这一现象的背后是工业对农业在资金、技术等方面的回馈率较低(瞿翔、张俊飚,2006)。这一体制原因将使农业企业的可持续竞争力受到损害。 2.市场竞争风险。在一定的政策体制下,市场竞争主体行为的相互影响也将给农业企业带来风险。按照五力模型(波特,1997)的理论架构,对某一企业生产经营产生影响的市场主体可分为五类,分别是购买者、供应者、业内企业、潜在的进入者和替代品生产者,随后又有学者(Andrews.Grove,1986)在此基础上补充了第六种力量,即互补品生产者。对农业企业而言,购买者的产品需求的不确定性影响着企业的销售风险,而供应商因素则影响着农业企业的采购风险,这都需要农业企业关注供应链上下游的产品质量和供给周期问题。同时,潜在的进入者、替代品生产者、互补品生产者和业内企业则一起决定了农业企业所在行业内竞争关系的变化。 (三)企业内部风险 1.观念风险。一般而言,管理者忽视危机的征兆、不重视对风险的监测都是因为企业未能对不确定性做出恰当和及时的反应。目前我国大多数农业企业起步较晚,且以中小企业居多,普遍风险意识淡薄,对加强风险管理没有给予足够的重视。可以说,风险观念的落后是我国农业企业内部风险的重要组成部分。 2.技术风险。农业企业往往是新技术应用的载体,但新技术优化农业自然再生产过程是有条件的。农业企业生产对象(植物和动物)的状态是不稳定的,这决定了农业企业生产技术的一系列特点,包括生产对象的不稳定性、区域环境的适应性、操作者水平的差异性。此外,有些技术的应用还需要考虑农业企业产品消费者的安全,例如基因技术的应用等。即使采用的技术在这几个方面都没有问题,也还存在着新技术的推广和应用的风险。 3.管理风险。农业企业的管理风险可以分为三个层次:首先,在人员组织方面,农业企业生产人员的来源、生产和管理人员的素质以及技能都不易把握和提高,这使得农业企业难以优化和实施有效管理。其次,在生产经营方面,农业自然再生产的特点决定了农业企业生产的原辅料以有机的、生物的或化学物料为主,因此,运输、存藏和使用这些物料的工艺难度相应较大,这构成了农业企业生产营运方面的不稳定因素。最后,在财务运作方面,农业企业的资本结构、资产结构、财务信息的透明、财务人员的职业操守也都加大了农业企业的内部管理风险。 二、农业企业的风险管理整合框架 自1992年美国COSO(CommitteeofSponsoringOrganization)委员会《内部控制整合框架》(简称COSO报告)以来,该内部控制框架已经被世界上许多企业所采用,但理论界和实务界纷纷对内部控制框架提出一些改进建议,强调内部控制框架的建立应与企业的风险管理相结合。2004年9月COSO委员会以原《内部控制整合框架》为基础,并结合《萨班斯-奥克斯法案》(Satbanes-OxleyAct)的相关要求,颁布了《企业风险管理整合框架》(COSO-ERM)。在该报告中,COSO委员会提出了企业风险管理的八个要素,分别是内部环境、目标设定、事项识别、风险评估、风险应对、控制活动、信息与沟通和监控。笔者认为,农业企业可以立足于这八个要素,形成一个前后一贯、相互联系的风险管理整合框架以应对其面临的自然环境风险、市场环境风险和企业内部风险。 (一)内部环境 1.风险管理理念。企业的风险管理理念是一整套共同的信念和态度,它决定着企业成员在做事情时如何考虑风险,包括从战略的制定和执行到日常的活动。农业企业的风险管理不应该只重视技术层面的问题,更应该强调上下一贯的风险理念,这种理念实质上反映在管理活动中企业成员所做的每一件事情上,例如对供应商的选择和管理、对农业新技术的研发和推广、对自然灾害的预防和补救等。 2.权力和职责的分配。权力与职责的分配确定了企业内成员被授权和采取行动去处理问题和解决问题的模式。针对农业企业所面临风险的特性,企业应该有专门的部门或机构以及专门的流程承担风险识别和应对的职责,例如及时对行业政策的变化做出反应、密切关注竞争对手、潜在进入者和替代品生产者的实时动态等。相关权力和职责的划分要以充分的信息沟通为基础,以有效的监督为保障。 3.对胜任能力的要求。针对农业企业的人员组织问题,企业需要明确特定岗位的胜任能力和水平,并把这些要求转换成所需的知识和技能,从而使风险管理有着坚实的基础。这些必要的知识和技能取决于企业成员的基本素质、后续培训和经验积累。农业企业在明确了自身风险管理的能力要求后,应该进行相应的风险管理技能知识的培训,这需要覆盖从企业面临的外部环境到内部观念以及相关的技术和管理技能等各个方面的内容。有必要的话还需要从外部聘请风险管理专业人士。 (二)目标设定 目标设定是事项识别、风险评估和风险应对的前提。农业企业管理层应根据企业确定的任务或预期,制定企业的战略目标和经营目标,并在此基础之上确定对目标的实现有潜在影响的事项。企业的风险管理就是提供给管理者一个适当的程序,在这样一个过程当中,既能帮助制定企业的目标,又能够将目标与企业所面临的内外部风险以及日常的营运联系在一起,同时还要保证制定的目标与企业的风险偏好和对风险的容忍程度相一致。从这个意义上说,针对农业企业特别需要关注的因素包括自身对自然资源的占有情况,对自然灾害风险的容忍程度,对农业政策性变动的承受力大小,对市场竞争环境的适应能力以及对企业内部各风险因素的控制程度。 (三)事项识别 不确定性的存在使得企业的管理者需要对影响设定目标实现的事项进行识别。事项识别是风险评估和风险应对的基础。整体而言,农业企业在进行事项识别时应充分考虑影响自然环境风险、市场环境风险和企业内部风险的各个事项。农业企业生产的自然特性与其所占用资源的量、质和地理位置无疑是影响其自然资源风险的事项;企业所处区域的常见和偶发自然灾害则是影响自然灾害风险的事项;国家的农业产业政策、进出口政策、汇率政策等则是影响农业企业政策体制风险的事项;企业现存竞争对手的威胁、潜在进入者的威胁、替代品和互补品生产者的威胁以及买方的侃价能力和供方的侃价能力等事项则影响着企业市场竞争风险。 需要注意的是,这些影响农业企业风险状况的事项通常不是孤立的,一个事项可能引发另一个事项。在事项识别的过程中,农业企业应该明白事项彼此之间的关系,通过评估这种关系,才能确定采取恰当风险管理措施的方向。例如冰雪和洪涝等自然灾害会导致农业产量和质量下降,从而影响市场供求平衡,推动农产品价格的波动,这样一来,农业企业面临的自然灾害风险加大了其面临的市场竞争风险;与此同时,产品市场价格波动又会作用于政策制定,为平抑价格波动而进行的政策修订又可能会在一定程度上加大农业企业面临的政策体制风险。由此可见,农业企业对风险事项的识别需要具 有一定的前瞻性和系统性。 (四)风险评估 企业风险评估,即企业在事项识别的基础上,进一步分析风险发生的可能性和对目标实现的可能影响程度。风险发生的可能性是指某一特定事项发生的可能性,而影响则是指事项的发生将会给企业带来的影响。农业企业在进行风险评估的过程中,可以使用SWOT分析这一强大工具。农业企业可以从优势(Strength)、劣势(Weakness)、机会(Opportunities)和威胁(Threat)四个方面给自己进行定位,进行风险评估,进而从以下四大战略模块中确定一个适合自己的战略:一是优势机会(SO)战略,即发挥企业内部优势利用外部市场机会的战略,例如利用自身资源优势发展生态农业;二是弱点机会(WO)战略,即通过利用外部市场机会来弥补内部弱点,例如尽量享受农业优惠政策弥补自身技术和资金的不足;三是优势威胁(ST)战略,即利用本企业的优势回避或减轻外部威胁的影响,例如锻造产业链抵抗竞争威胁;四是弱点威胁(WT)战略,即减少企业内部弱点的同时回避外部环境的威胁,例如与优势企业进行合作经营等。 企业往往通过运用WO、ST或WT战略最终达致SO战略。当企业存在重大弱点时,它将努力克服这一弱点并尽量发挥自身的优势。当企业面临巨大威胁时,它将努力化解这些威胁以便集中精力利用机会。以“山东寿光蔬菜”优秀企业的发展为例进行研究发现,从20世纪80年代起步,经过20世纪90年代规模的扩张和品质结构的优化升级,到21世纪初已经初步锻造出一条以高品质蔬菜种植为优秀,向下衍生出蔬菜销售和加工配送企业,向上吸纳农药、化肥、种苗、竹竿和钢筋等生产资料企业的优势供应链,同时通过合作组织与农业研发机构合作,积极开展技术和管理创新及应用,并借助逐步建立起来的“寿光蔬菜”的品牌效应,吸引大量的海内外资金与技术,弥补自身农业发展资金的不足。由此可见,这些底子薄弱的蔬菜种植企业,通过上下游供应链的锻造、优势产业的互补以及相关产业政策的扶持,已经逐步将自身的弱点变成优势,外部的威胁转化为机会,并具备了强大的资源优势,牢牢掌握了市场先机,与此同时,企业通过这种战略性的风险评估模式,也使得其抗御风险的能力得到提高。 (五)风险应对 风险应对建立在深入的风险评估基础之上,为风险控制活动提供依据。农业企业应根据相关目标、企业风险偏好、风险可接受程度、风险发生的原因和风险重要性水平,结合实际情况确定适当的风险应对策略。风险应对策略可以分为规避风险、减少风险、共担风险和接受风险四类。针对没有超越自身风险容忍度的事项,农业企业可以采取风险接受策略,例如对一定的自然灾害风险的承受;而在迫不得已时,农业企业则采取规避风险策略,这主要是指撤出高风险领域。总体而言,农业企业最主要的风险应对策略主要是减少风险和共担风险。 减少风险和共担风险策略可以从战术和战略两个层面进行。在战术层面,农业企业可以采用订单农业、期货工具(包括天气期货)、保险(含产量保险和收入保险等)和控制财务杠杆等措施。。在战略层面上,农业企业可以采用多元化和产业链风险管理措施。多元化风险管理措施是指充分利用生产和加工相关程度较低的农业和农副产品以分散风险。通过进行投资组合,达到在相同期望收益情形下组合风险最小或相同组合风险情形下期望收益最大的目的。产业链风险管理措施是指通过将整个农业生产过程分为产前、产中和产后三个环节,将不同类型风险在整个链条中进行分解,通过明确不同环节的主要风险类型及其作用机制,寻求不同的风险管理方式,然后进行有效的风险组合管理,实现降低农业企业风险的目的。对农业企业而言,以上战术和战略两个层面的措施应该结合使用。 (六)控制活动 控制活动是保证风险应对方案得到正确执行的相关政策和程序,通常包括两个要素:确定应该制定什么政策和实现该政策的一系列程序。农业企业为确保风险应对策略的有效执行和落实,首先应该强化企业每一位成员的风险管理意识,使相关的风险管理控制活动成为其自发的选择,这需要对员工进行必要的技能培训,同时对各个岗位的权责进行划分。控制活动包含的措施和程序主要有:批准、授权、验证、协调、复核、定期盘点、记录核对、财产保护、职责分离、绩效考核等内容。在整合的风险管理框架中,这些控制活动应存在于农业企业的各个部分、各个层面和各个部门。因此,农业企业应明确界定各部门和岗位的目标、职责和权限,建立相应的授权、检查和逐级问责制度,确保其在授权范围内履行职能;同时设立完善的控制架构,制定各层级之间的控制程序,保证相关规章制度能够被有效执行。 (七)信息和沟通 对确保农业企业风险管理的效率和效果而言,信息和沟通具有不可替代的作用。农业企业应以一定的形式和时间间隔确认、捕捉和传递企业内外部的相关信息,在企业内进行全方位的沟通,以保证企业员工能够有效执行各自职责,为企业风险管理策略的实施提供保障。企业获取的原始资料数据和信息(如气候状况、农产品价格等)必须及时可靠,以确保有效地做出决策。企业的信息系统应该能够根据内外部环境变化做必要的调整,确保信息高效传递,支持决策制定,以适应不断变化的环境。 (八)监控 从管理的角度来讲,企业风险管理系统本身的运行也需要进行监控。对企业风险管理的监控是指评估风险管理要素的内容和执行质量。农业企业可以通过两种方式对风险管理进行监控,即持续监控和个别评估。持续监控活动包含在企业正常的、反复的经营活动中,在正常的业务经营过程中被实时地执行,并且动态地对变化的情况做出反应。而个别评估则直接关注企业风险管理的有效性,对重大问题给予关注。就农业企业而言,对自身所面临的自然环境、市场环境和企业内部各种风险都需要保持应有的谨慎,进行持续监控;而个别评估则在重大事件出现时启动,如极有可能发生自然灾害时或有关政策发生变迁的情况下。 三、小结 农业企业面临的自然环境风险、市场风险和企业内部风险相互之间密切关联,这使得孤立的风险管理方式作用有限。本文通过借鉴最新的COSO报告的八大风险管理要素,为农业企业的风险管理给出了一个前后一贯、相互联系的整合治理架构。它通过强调内部环境中的风险意识,在企业目标设定的基础上识别风险事项,通过SWOT分析评估自身风险并采取应对措施,而后将其融入日常控制活动,最后在充分的信息与沟通的基础上对整个风险控制系统实时监控。这样的风险管理整合治理架构能够为我国农业企业的风险管理水平提升提供有力的支持。
动物医学论文:以技能大赛教学动物医学论文 随着经济的快速发展和社会的不断进步,社会对高校所培养人才的知识结构、思维模式、创新意识等提出了更高的要求,而且对毕业生的工作适应能力也提出了更高的期待〔1〕:科技人才不仅要具备坚实的理论知识,同时还要有出色的科学实践能力;不仅需要基本技能,更需要的是综合的实践技能.因此,培养学生创新能力和实践能力是高等教育教学改革的一个重要方向和主要内容.以技能大赛为契机,加强实践能力训练,给学生创造更多的实践机会,建立和完善专业实践技能理论体系,是实现这一目标的重要手段. 1技能大赛的意义 1.1推进学生综合能力的提升 高等院校的技能大赛是增强学生实践动手能力、培养学生专业学习兴趣、激发学习热情、拓展学生专业知识的一个重要平台.通过技能大赛可以考察学生理论与实践结合的能力,考察学生的技能水平和应用所掌握的技能解决问题的能力,也考察学生身体素质和心理素质,是对学生综合能力和综合素质的一次测试,也是对团队协作精神的一次考验.经过大赛,学生可有效地将知识体系融会贯通,把握整个知识体系,寻找自身专业知识的不足之处,明确今后努力方向.通过这个平台,学生可以充分的展现自我、提高自我,促进自身发展,增强自信心,提高职业素质. 1.2促进教师专业素质的提高 学生在技能大赛中所展示的能力,从一定层面上也反映指导教师的理论水平和专业技能水平〔2〕.在技能竞赛准备过程中,教师首先必须熟知生产一线对本专业技术技能的需求,要不断更新知识,掌握国内外本学科实验领域的新技术、新方法及发展动态〔3〕,调整并充实自己的知识结构,提高基本职业素质和实践教学能力.这样,才能大胆创新、大胆探索,常规与现代科学的教学方法、手段相结合,强化实践教学,展示自我教学水平,对学生进行技能强化训练和知识补充的过程中,能够做到游刃有余.在参赛过程中,可检验教师自身的实践教学水平,能及时发现临床技能培养过程中的一些共性问题,为规范临床技能操作标准起到推动作用〔4〕.同时,通过比赛,教师也开阔视野,增长见识,寻找自己与同行之间的差距,发现自身的不足,相互切磋、相互学习,对自身的学习提出更高的要求,能够促进教师专业素质的提高. 1.3促进实践教学改革借鉴 技能大赛的规则,进一步规范教学要求,完善教学质量监控体系和教学评价体系,强化实践教学,引领课程内容和教学方法改革.教师在现有的实验、实训的条件下,增强实践教学内容的生产实用性与实践操作性,努力营造实用教学环境,将生产实践中的实际问题融入其中,从职业技能要求和行业对技能型人才需求的实际出发,赋予专业教学新的内涵,及时调整教学内容的侧重点,将行业要求融入专业教学中,使人才培养更具应用性、实用性.通过全国性技能大赛的比拼,教师可以博采他人之长,借鉴别人先进的教育理念和教学经验〔5〕,结合本地区实际情况,结合自身教学条件,拓展教学思路,对未来的教学设计与创新做出新的规划. 2我院技能大赛现状 2.1组织与管理 目前我院技能大赛还没有形成完善的组织与管理体系,只是每1~2年,学生办公室作为“科技文化节”活动的一项,举行课程实验技能比赛,学院教学管理机构和各教研室均未参加,参与的老师、学生均很少,投入的精力和财力也有限.还未参加过全国性技能大赛,没有把握大赛的定位和方向,没有受到学院有关部门的高度重视.没有充分利用全国性技能大赛这个重要平台,来展示我校的管理水平、师资力量、专业技能水平. 2.2校内技能竞赛状况 以往的校内技能大赛往往以某一课程为单位,知识赛点多是单一的一些基本技能,缺乏难度,各学科之间没有交叉和综合.而学生毕业后,在实践中往往用到的是专业综合技能,即需要多门课程基本技能的融会贯通,体现的是专业整体实践动手能力.在校期间,这种综合能力的培养机会很少,各学科之间存在断层现象,没有机会将其串并起来,实践教学整体水平没有得到提升.因此,学生进入工作岗位,不能马上进入工作状态,适应社会能力较差.如何改进现有的实践教学模式,给学生创造更多的实践机会,培养学生实践结合的动手能力和自主创新能力,提高专业技能,使之成为能够尽快适应生产一线各项工作的高级人才,是高等院校实践教学改革的一个重要目标. 3设想与建议 3.1完善组织与管理 为鼓励更多教师和学生参加校内外专业技能大赛,学院应制定“技能竞赛管理办法”,具体内容包括组织机构的建立及其职责、竞赛管理、奖励办法(包括学生、指导教师、集体表彰)、资金来源及管理等;建立稳定的大赛培训教师队伍,负责参赛选手的选拔、培训;争取学院、学校对技能大赛的支持力度,设专门的经费来保障参赛所需;每年要求指导老师上报大学生技能竞赛工作计划和立项申请,以此作为组织和参加校内外大赛的依据;形成规范的技能大赛组织体系,由学院统筹、教研室协调、教务办公室和学生办公室具体实施. 3.2竞赛内容体系建设 改变以往以单学科、单一实验项目为技能大赛内容的现象,组织各学科老师总结出本学科应该掌握的和生产实践中所需要的本学科实践技能,分门别类统计,要点串并、汇总形成可操作的“动物医学专业实践技能模块”,包括动物疾病实验室诊断模块、动物疾病临床诊断模块、动物疾病治疗技术模块、动物疾病防控技术模块〔6〕.该模块与实践教学目标体系有所不同,实践教学目标体系在日常教学中实施,而“动物医学专业实践技能模块”是将实践教学目标与不同用人单位对专业实践技能的要求和毕业生在工作中最常用、最适用、最需要的技能,集合而成.借助大赛形式,利用一定时间集中进行强化训练,能使学生对主要技能的操作、应用更加熟练.技能大赛将以生产一线直接顶岗实践综合技能为根本,设计参赛内容,考核学生专业综合实力.考虑不同年级所学课程不同,根据各模块内容,提炼出可操作、实践性强、考核学生能力的内容,建立动物医学专业技能大赛试题库.该试题库分为专业基本技能、专业综合技能两部分.专业基本技能包括动物的保定术;临床检查技术;尸体解剖技术;组织切片制作观察、血涂片的观察、显微镜的使用;病料的采取、保存及送检技术;细菌的分离、培养、标本片制备、染色、鉴定技术;血、尿、粪常规检查;常见寄生虫检查技术等等.该部分试题用于低年级学生大赛.专业综合技能包括细菌的药物敏感试验;常见疫病血清学快速诊断及畜禽免疫、抗体水平检测技术;不同动物的给药方法;各种穿刺术、冲洗术;公畜阉割术;动物助产手术;疝的外科处理;牛的瘤胃切开术;肠管吻合术;皱胃变位矫正术;畜禽舍消毒技术及病死动物尸体的无害化处理;动物隔离检疫、产地检疫、市场检疫、屠宰检疫;疫情报告、控制程序等〔7〕.该部分试题用于高年级学生大赛.试题库形成文本,分发给学生,为学生实践技能训练、学校实践技能大赛提供参考,为参加全国动物医学专业实践技能大赛做准备.即使无训练过程,学生通过学习,头脑中会形成一定的技能系统,在实践中也会做有所依,为毕业实习、走向生产一线奠定基础. 随着高等教育的快速发展,专业技能大赛日益受到关注,技能大赛的类型将不断拓展,规模也会不断扩大.要深刻认识我院技能大赛现状,改革现有实践教学内容和体系,抓住一切机会提高学生的动手能力和解决生产实际问题的能力,提高我院动物医学教学质量,培养社会急需的高级专业技术人才. 作者:东彦新 李景峰 单位:内蒙古民族大学动物科学技术学院 动物医学论文:常见畜禽疾病动物医学论文 1、猪常见的几种疾病 1.1猪瘟 猪瘟又叫“烂肠瘟”,由猪瘟病毒引起的传染病。常见的病状为:急性猪瘟较少见,往往不显现任何病状,突然死亡。常见的病型,初期体温升高至41℃以上时,软弱无力、背腰弓起、喜钻草窝、食欲不振或完全不食,喜饮凉水、眼结膜发红、有眼屎、大便先干后稀,时而干稀交替。随着病情的发展,在腹下、耳根、内股四肢的皮肤上出现红疹。在小猪常出现神经症状。一般经过7~10天或延至2~3周后死亡。在预防方面,定期注射猪瘟兔化弱毒疫苗,加强饲养管理和卫生工作,注意检查猪的健康情况。发现病猪时,除采取隔离、封锁、消毒等措施外,对受严重威胁的猪只,可进行紧急预防注射。目前无特效药,必须加强平时的预防工作。 1.2猪肺疫 猪肺疫又叫猪出血性败血病。由巴氏杆菌引起,传染力较猪瘟与猪丹毒小。病状为:流行性猪肺疫多发于5月份、9月份温暖的季节,急性的死亡快。病初期发高热至41℃以上时,呼吸急促困难。口鼻粘膜乌紫,咽喉部肿胀,常在数小时或1~2天内死亡。散发性猪肺疫,一年四季都可能发生。发病后体温在40℃~41℃之间,咳嗽、流鼻涕、呼吸用力、不愿多动。咽喉部轻微红肿或没有红肿。病的后期在皮肤上出现红紫斑,常经过1~2周死亡。在预防和治疗方面,除改善饲料管理外,要狠抓预防注射工作,定期注射氢氧化铝猪肺疫菌苗。治疗上,用青霉素注射(用法用量同猪丹毒),必要时加用链霉素,每日2次,每次0.5克(以百斤体重计),或磺胺噻唑(用法用量同猪丹毒)。 1.3猪气喘病 猪气喘病又叫猪病毒性肺炎,可由支原体或称霉浆体所引起。常见病状为:病初期即见咳嗽,先是短声连咳,逐渐变为痛咳,以早、晚及吃食、运动时较多。气喘多在病中期出现,严重时卧地作腹式呼吸如拉风箱状。猪体日渐消瘦,常常变为僵猪。在预防和治疗方面,采取综合性防治措施,加强饲料管理,母猪单栏、小猪按窝饲养,定棚定栏,不随便加以调动。注意观察及时发现和隔离病猪。调动猪只栏间用2%热烧碱水消毒后,冲洗干净,并空关3天以上,再调入猪只。配种采用人工授精,防止相互接触传染。治疗上主要通过机体内因,使病好转。在加强饲养管理的情况下,可选用下面的方法治疗:紫菀、苦参、葶苈、枇杷叶各2~3钱,煎煮20分钟,滤渣混入料中,连服5天;针灸疗法,主穴:苏气、耳中、肺俞、山根、尾尖;配穴:六脉、过梁、后三里、承浆,隔两日针灸一次,连续2~7次。或按体重每公斤每日颈部肌肉注射土霉素40毫克,连续注射3~5次。 1.4幼畜下痢 常见发生的幼畜下痢。一般病状为:粪便稀薄,先是粥状,后近水样,灰白或黄白色,有特别的腥气味。后期排粪常不能自主。身体瘦弱,毛粗乱,常造成失水、虚脱死亡。在预防和治疗方面,应做好畜舍的清洁干燥工作,定期用1%~2%烧碱水消毒,或用20%生石灰水刷栏舍。母畜生产后要多垫草,乳头经常保持清洁。天气变化时加强护理,防止幼畜及仔猪舐食粪尿污水。训练仔猪提早吃料,以促进胃肠早期发育。在治疗上,用白头翁、胡连、焦山楂、龙胆草各5钱,黄柏1两,加水500毫升,用小火熬至100毫升。仔猪每日2~3次,每次2~3毫升。牛犊每日2~3次,每次10~30毫升。还可以用山楂、陈皮、麦芽各2份,酒曲1份,炒后研细。每天服一次:仔猪0.1钱,牛犊0.5~1钱或是用磺胺胍1份、单宁蛋白2份、干酵母粉2份,混合为散剂,用时调成糊状。一日2~3次。仔猪每次3~5克,牛犊每次15~30克。 1.5畜禽的流行性感冒 由病毒或细菌混合感染的呼吸道传染病,其发病急,传播快,气候变化时发病较多。一般病状为:牛。眼发红,肿胀,呼吸困难,关节发炎,走路跛行,眼角、鼻孔流出浆液,发抖、咳嗽、不吃、不倒嚼,体温升到41℃以上;猪。体温升高、食量减少、甚至完全不吃,喜饮凉水、厌动,咳嗽、喷嚏频繁,鼻盘干燥,鼻流粘水,呼吸困难。在预防和治疗方面。流感多发季节,要注重天气变化,不使受寒、受暑。加强饲养卫生条件,发现本病要及时隔离治疗,多给饮水。在治疗上,牛。鲜紫苏全草1斤,葱一大把,共煎汁灌服,每天一次,连服三天;磺胺噻唑粉1两,重曹1两4钱,大黄末1两6钱,混合加水,一次灌服。内服退热冰片,很见效;猪。针灸:主穴(山根、尾尖、百会、肺俞、鼻梁),配穴(苏气、六脉、涌泉、肺门、玉堂、三里)。复方阿斯匹林或复方氨咖片2~3片,一日三次内服,也可肌肉注射安乃近2~4毫升。 2、牛急性臌胀 主要是吃食较多的容易发酵或变质霉烂的饲料,在胃内形成大量的气体。病状为:反刍(倒嚼)停止。背拱起,头常弯到腹部,腹部迅速胀大,左边最显著。呼吸困难,以至出现张口伸舌状态。急性的有发汗、惊恐、不安等症状。在预防和治疗方面,不要喂发霉的饲料。春季初次放牧,宜注意不使牛吃嫩草过多,尤其是豆科的草,或在放牧之前喂给少量干草,以免牛贪吃嫩草过多。喂完草料休息1~2小时,让它反刍后再使役,在使役后应该稍使休息,再喂草料。在治疗上:用烟丝4两,拌和豆油或其他植物油成小团,放于舌根上,让其吞下,或用大蒜苗头半斤,捣碎喂服,将牛拉到斜坡上,头向高处,把舌头拉出来,在舌根上抹点食油或盐,再把舌头放回去,然后再拉出来,抹些油或盐再放进去,这样反复进行,使肚内气体放出。将牛牵到宽敞处,牵着它慢慢走走,口中横放湿木棍(木棍可固定在头上),让牛舌头舔食,并用竹杠从它腹下伸过,两人两边拿住竹杠,在它腹下慢慢推压,帮助它排出粪便或气体,豆油或花生油1斤,妇女头发1两,先将油煮沸,再将头发放入油中化掉,冷却后给牛内服。用上述方法无效时,可用套管针插入胃内,使气体缓慢排出,部位在左饿窝部。 3、畜禽肺炎 主要由于受凉感冒、过劳、饲养管理不周或吸入刺激性气体引起。病状:体温上升或高低不定,厌食、口渴、眼半闭、头下垂、喜卧、常有咳嗽、呼吸急促、流鼻汁。在预防和治疗方面,注意环境卫生,搞好畜舍清洁。预防感冒和过劳。在治疗上:鲜枇杷叶(去毛)1斤,鲜金银花1斤,竹叶一大把,共煎汁,加童便1斤冲服,每天早晚各一次,连服三天。鲜金银花1斤,车前草1斤,枇杷叶(去毛)1斤,蜂窝1只,共煎汁,加蜂蜜4钱冲服;杏仁、地龙、白矾各一两,斗芩、双花、花粉、百合各8钱,浙贝母、大艽、知母、甘草各5钱,共研细末加蜂蜜5两为引,开水冲服(马);内服或注射磺胺噻唑,内服量按每斤体重0.025~0.05克,肌肉注射每斤体重为0.01~0.02克。一日2~3次。 4、胃卡他 主要是饲料调配不当,或吃下过多的发霉变质草料,误食有毒植物或霉菌也能引起本病。病状:食欲减少,喜吃不易消化及苦臭的饲料、食物。牛马喜舐冷冻物体或墙壁上的灰泥。马常打呵欠,眼结膜暗黄色;牛羊站立时拱背,毛粗乱,反刍减少,吐气恶臭;猪喜啃烂草污泥,呕吐,有舌苔,喜卧暗处。在预防方面,合理调制饲料,不喂发霉、腐烂的饲料。治疗上:猪。碘化钾4分~1钱,加适量水喂服;大蒜加烧酒5~15毫升或2~5克盐加2~5克龙胆末灌服;复方龙胆酊2克,碳酸氢钠5克,薄荷水8毫升制成散剂,分成4包,每天2包,加入饲料中喂给;牛、马。人工盐1两6钱,小茴香末8钱,大黄4钱,一次内服;龙胆草8钱,苦能7钱,煎服;食盐1两,小苏打2两,芒硝3两,内服。 5、牲畜烂蹄 病状:蹄肘肿胀,有不同程度的跛行,发热、疼痛,蹄底和蹄壳上缘和蹄缝里有裂口或烂伤,流臭脓和血水。预防方面,畜舍勤起勤垫,保持清洁、干燥,避免牲畜在低洼潮湿地区久留。治疗上,用温水把蹄子外表洗净,挖除里面的烂东西,用麻丝蘸松溜油放于蹄叉沟内包裹或洗净后,把热酒喷到蹄叉沟附近,再撒上些雄黄粉。每天一次。或用鱼石脂涂入患部;红升片6钱,白蜡5钱,冰片5钱,广丹5钱,研末涂在患部;马烂蹄,先将烂用刀子挖干净,用炼开的豆油(一次半两到一两),灌入烂蹄部位,敷上用猪油炒熟的烟末,再用洋铁板放在马蹄上,然后外边再装上蹄铁,一齐钉好,防止感染。一月一次,一般1~2次即愈。 6、牲畜生产中胎衣不下 主因是饲养管理不良,如母畜孕期中运动不足,过肥或过瘦等。病状为:摆尾弓腰,排粪困难。常由阴户中垂脱一部分胎膜排不出来。日久因胎衣腐败,阴户内有淡红色臭液流出,病畜常有全身中毒症状。在治疗上可用吊物法:把胎衣露出部分,用绳绑上一个小沙袋或草鞋、木棍等物(不可过重);灌水法:将大量的温开水加一点高锰酸钾灌入子宫内,鲜芡实叶1张,荷叶2张,陈小麦秆4两,同煎汁喂服,大向日葵蒲1只,小向日葵蒲2只,陈麦秆1斤,同煎汁,加红糖4~8两,黄酒0.5~1斤冲服。手取法:将指甲剪光磨平,消毒后涂油,顺阴道摸入子宫,慢慢把胎衣分开,用0.1%高锰酸钾水洗涤子宫。 7、羊痘 病状为:体温升高,脉搏、呼吸加快,眼结膜充血发炎,流鼻涕,减食无神。1~2天后在头、眼圈、鼻翼、唇周围、尾下、四肢内面、乳房、尾根及胸腹部皮肤上发生斑点,周围红肿,逐渐形成水泡。在预防方面,每年注射鸡胚化蛋白筋胶羊痘疫苗。治疗上,注射羊痘免疫血清20~50毫升;用醋水、盐水或2%白矾水洗涤;黄连2两,射干1两,地骨皮5钱,山栀、黄柏、柴胡各5钱,混合后加清水20斤,煎成7斤左右的棕红色液,用纱布或滤纸过滤2~3次(纱布先用开水浸过绞干),冷却后行皮下注射,每次10毫升,小羊每次5~7毫升,一般2~3次即愈。 8、鸡瘟 又叫鸡新城疫由鸡瘟病毒引起,是鸡传染病中最厉害的一种,死亡率高。病状为:最急性型,常不见任何症状,突然死亡。病的初期精神不好,不爱动,不吃食,眼半闭或全闭,尾翼下垂,拉黄绿色很臭的稀粪,口角流出粘液,冠变暗紫色,援摇头喘气;后期两腿麻痹,倒地不起,抽筋而死。在防治方面,目前尚无特效药,只有注射疫苗以后,才能保证鸡群不得此病(病初可试用刀豆根或南五味子根煎汤灌服)。 9、鸡霍乱 又叫鸡巴氏杆菌病,各种禽类都能感染,以7~9月发生最多。病状为:最急性型死亡极快,常见症状为不吃食、喜喝水、没精神、缩头、毛粗乱,鸡冠由苍白变紫黑色,拉黄绿或绿色粘稠带血的粪便,体温升高到43℃~44℃。在预防方面,保持鸡舍的清洁干燥,喂饲用具经常洗刷消毒,死鸡不可乱扔,不可吃肉,应埋入地下或烧掉。病鸡用过的鸡舍要严格消毒后才可使用。每年注射家禽霍乱菌苗一次。在治疗上,磺胺噻唑钠片,每只每次半片到一片,一天3次,连用3天,或20%磺胺噻唑钠针剂注射,每只1~2毫升,一天注射二次,共注3次;内服土霉素,每只每次0.02~0.05克,每隔3~4小时一次,连服2~3次;注射链霉素,每只每次用0.025~0.05克,一天2~3次肌肉注射;雷公藤、香附子等量研粉,一斤药加四两面粉,做成赤豆大丸子,大鸡每次服3~4丸。 作者:刘海峰 单位:镇赉县兽医院 动物医学论文:PCR技术应用于动物医学论文 1、AP-PCR的基本原理 AP-PCR基本原理与常规PCR类似,均为引物指导下的DNA扩增,同样包括变性、退火、延伸的基本步骤,其不同之处在于普通PCR使用的是序列特异性引物而AP-PCR过程中的引物是10个左右非特异性寡聚核苷酸链(随机引物)。AP-PCR之所以能进行是因为在反应过程中引物和模板并不需要完全的匹配,在较低的退火温度下,只要引物的一部分特别是3′端有3~4个以上碱基与模板(DNA或RNA反转录的cDNA)互补复性且方向正确,距离在一定长度范围内,在TaqDNA聚合酶的作用下就可扩增出一定长度的DN段,利用多个随机引物可使检测区域扩大至整个基因组(Babu等,2014)。扩增后的产物经琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,核酸染料或放射性自显影得到DNA指纹图谱,从而分析比较其多态性或进一步克隆分析(Babu等,2014)。 2、AP-PCR的技术方法和优缺点 2.1模板DNA提取和质量检测 模板DNA提取的方法有很多,应根据组织的不同和试验需要确定,但其基本的原理相同,都是通过酶或有机试剂裂解组织使核酸游离出来,然后通过有机溶剂或吸附柱纯化后提取。核酸的浓度和质量可通过UV分光光度计读取D260nm与D280nm的比值和1%琼脂糖凝胶电泳等检测来确定(Mohini等,2011)。目前已有很多商品化的核酸提取试剂盒可供选择,使用方便并可得到较高质量的模板(DNA或cDNA)。 2.2随机引物的选择 随机引物长度通常为10个碱基,GC的含量为60%~80%的寡聚核苷酸链,随机引物不仅核苷酸的排列顺序是随机的,而且所有引物的序列无直接相关性(韦莉萍,2001)。理论上,如果1条随机引物反应可产生x个独立的条带,那么a条随机引物同时参与反应就可得到xa2个条带,但多条引物同时参与反应会相应的增加结果的复杂性和不稳定性(Nandani等,2014)。随机引物虽然可用于所有物种,但并不是所有的随机引物扩增出来的结果都有意义,想要得到较为理想的结果仍需根据研究对象和研究目的进行引物的筛选和反应条件的优化,一般来说选择能产生中等复杂度的图谱的引物(Nandani等,2014)。 2.3AP-PCR扩增条件 AP-PCR也包括变性、退火、延伸的经典PCR过程。变性过程在94℃进行,一般来说预变性3~5min;退火温度在35~38℃,也可根据引物Tm值来确定,一般退火温度比引物Tm值低3~5℃;延伸温度在72℃,在此温度下Taq酶的合成效率约为2000bp/min(Kumari等,2013)。AP-PCR的试验条件、模板的质量和浓度及反应体系中Mg2+的浓度等都可能对扩增的结果产生影响,想要得到较为理想的试验结果,反应体系的优化和试验操作的标准化是非常重要的(Mohini等,2011;Kumari等,2013;Babu等,2014)。 2.4AP-PCR的优点 AP-PCR延续了PCR的效率高、灵敏度高、样品用量少等优点,同时又兼有自身的优点:①不同种类的生物样品即可使用通用的随机引物进行基因分析(Welsh等,1991);②可在对研究对象不了解的情况下进行基因多态性分析,从而对研究对象进行遗传分析和分类研究(Williams等,1990;Welsh等,1991);③对于研究对象DNA样品量有限的情况也适用(Nandani等,2014);④随机引物易获得,试验成本低,技术容易掌握,除此之外,可对AP-PCR产生的基因条带进行纯化和克隆,以便进一步分析(Ge等,2014)。 2.5AP-PCR的局限性 AP-PCR虽然具有很多独特的优势,但目前仍处于应用的探索阶段,其本身仍有局限性:①AP-PCR技术通常是对显性基因标记进行分析,这就意味着不能将纯合子与杂合子区别开(Babu等,2014);②由于无明确的目的序列,如果发生扩增条带的缺失就无法得知是什么原因导致的,不利于对扩增结果的分析(Kumari等,2013);③AP-PCR的结果分析需要专业的带谱分析知识,否则很难从结果中得到有意义的信息;④AP-PCR结果的重复性问题一直是限制其广泛应用的主要原因,由于其结果受DNA模板的质量、反应体系成分和反应条件的变化等因素的影响,其扩增产物的稳定性难以控制(Mohini等,2011);⑤AP-PCR结果通过凝胶电泳来观察,但迁移率相同的谱带的核苷酸同源型不明等情形易造成干扰,有时电泳迁移率相同的片段并非同源,这就给结果分析带来很多不确定性(Nandani等,2014)。 3、AP-PCR技术研究进展 3.1AP-PCR技术自身的优化 近年来,不断有研究者对AP-PCR技术进行改进和优化,使其更具可操作性、实用性和更广泛的应用领域。刘刚等(2004)对AP-PCR进行了优化,建立了多重随机引物PCR(M-RAPD)技术,M-RAPD通过使用3条组合的随机引物在较高的退火温度下对肺炎链球菌、粪肠球菌和大肠埃希菌耐药菌株等的染色体DNA进行扩增获得了稳定的种株特异性的DNA指纹图,其所提供的基因信息要远多于传统的RAPD技术。Xiong等(2012)对AP-PCR进行了反应程序优化和随机引物中G/(G+C)不同比例研究,结果表明,反应程序中从退火步骤到延伸步骤的时间延长,温度变化由3℃/s下降到0.3℃/s时,PCR产物条带明显增加,这可能是由于延长温度变化的时间可提高引物与模板结合的稳定性(Fu等,2000),在比较了随机引物中G/(G+C)不同比例的PCR产物后发现,当G/(G+C)比例在0.7时PCR产物的条带最多,也更适用于进行AP-PCR反应,因此反应程序的温度变化和随机引物中G/(G+C)的比例可能也是影响AP-PCR结果的重要因素。Zou等(2003)报道了利用两步AP-PCR方法在微量DNA样品中扩增未知序列DNA并进行克隆。第1步PCR利用29个核苷酸序列的引物进行扩增,Ran5-29(5′-GTTCTACACGAGTCACTGCA-GNNNNNNNTGGC-3′),这一随机引物包括21个已知核苷酸序列部分,7个随机核苷酸序列和1个3′端TGGC的卡子结构,在随机序列前6个核苷酸序列构成了1个PstⅠ位点,其中3′端卡子结构在退火时可与含有GCCA位点结合,保证了随机序列可与GCCA上游的序列匹配,3′端TGGC的卡子结构可使引物与模板的匹配数增加7~11个核苷酸,PstⅠ位点决定PCR产物的长度,并保留1个黏性末端,保证了克隆的顺利进行。第2步PCR使用可与Ran5-29相匹配的19个核苷酸的Fix5-29(5′-GTTCTACACGAGTCACTGC-3′)作为引物,获得的产物进行纯化、克隆分析。结果表明这种策略可检测临床样本DNA的最小量在1pg,克隆灵敏度达到100fg目的DNA模板。这种方法较普通AP-PCR灵敏度更高,适用于样本量极少的临床样品检测。Clem等(2007)在对比了AP-PCR方法的不同扩增策略,在此基础上建立一种快速有效的检测不明病原的多重随机RT-PCR方法。在对血液样本进行过滤后加入了DNase和RNase消化,利用宿主基因对DNase和RNase敏感而衣壳保护的病毒对其不敏感的特点,去除宿主自身基因的污染。其利用单一十聚核苷酸为引物,引物序列为(V8A2)5′-VVVVVVVVAA-3′,V=A、G或C,3′2个A提供了一个“lock”结构,引物中不含有胸腺嘧啶脱氧核苷酸(T)可避免发生引物二聚体,但这一结构不可避免的会影响引物与模板的结合。试验结果一旦监测到病毒的扩增产物即可通过鸟枪法克隆测序鉴定。这一方法对病毒的出现或重组进行快速监测和鉴定有很强的实用性,其检测灵敏度达到1000克隆/mL,应用这一技术成功从血液样品中检测并获得了3种独立病毒的部分序列。 3.2以AP-PCR为基础衍生的分子生物学技术 随着分子生物学技术的发展,单一的AP-PCR技术已不能满足研究的需要,因此为了克服AP-PCR的一些缺点在其基础上衍生出包括非序列依赖单引物PCR(SISPA)、简并核苷酸引物PCR(DOP-PCR)、DNA扩增指纹印记(DAF)、微卫星引物PCR(MP-PCR)等分子生物学技术。SISPA方法最早是由Reyes等(1991)建立起来的,其以AP-PCR为基础,非对称的单一引物与DNA模板的钝末端直接连接,随后经过若干循环的变性、退火和延伸后,模板的数量得到扩增,后经克隆、测序、分析得到基因序列。Breitbart等(2005)在SISPA的基础上建立了DNase-SISPA联用的方法,增加了样品过滤和DNA酶消化等步骤,成功的从人的血液临床样品中发现了新的病毒基因。Djikeng等(2008)在已有研究基础上进行了新的改进,在样品的处理中加入RNase酶以清除外源RNA的污染如核糖体RNAs。针对有polyA尾的病毒,在反转录过程中加入六聚核苷酸随机引物5′端加入一段病毒特异性引物序列,形成结合引物(FR26RV-N:5′-GCCGGAGCTCTGCAGATATC-NNNNNN-3′),同时加入连接polyT的引物(FR40RV-T:5′-GCCGGAGCTCTGCAGATATC-TTTTTTTTTTTTTTTTTTTT-3′)以增加对病毒基因3′端的覆盖率。这种在六聚体随机引物连接一保守序列即病毒特异性引物,可增加对病毒基因5′的捕获,从而使SISPA的成功率大大提高。DOP-PCR技术是在AP-PCR基础上建立起来,其引物(DOP-ORI-Xho)由22个核苷酸组成,3′和5′端的特异核苷酸序列和中间的6个核苷酸构成的随机引物组成(Telenius等,1992)。由于随机引物的简并性,每个反应包含着数以千对的引物。DOP-PCR的反应程序包含2个不同的部分,前5个循环引物的3′端至少有12个连续的核苷酸与模板DNA相结合,对引物和模板的匹配度要求不高,在随后的30~40个循环里,扩增错配的几率会逐渐降低。初始反应产物将成为模板,用相同的引物进行扩增,扩增产物通过克隆测序即可获得基因序列(韩焘等,2013)。Csaba等(2002)打破了DOP-PCR只用同一种引物的传统,尝试了5条新的可用于反应的引物,使反应时间由原来的7~8h缩短为2h,缩短了变性过程的时间,在取得理想结果的同时,减少了扩增酶的用量,提高了DOP-PCR的效率和实用性。DAF是一种改进的AP-PCR分析技术,与AP-PCR技术不同的是,DAF使用的引物浓度更高,长度更短(约5~8个碱基),在PCR反应上只包含2个温度的循环,省去了延伸的步骤,使用聚丙烯酰胺凝胶电泳,通过银染方法观察结果。DAF通常会产生非常复杂的带型,因此它所提供的谱带信息也比AP-PCR大得多(Caetano-Anolles等,1993)。Al-hag等(2007)应用DAF鉴定8株细胞系,研究结果表明,DAF可产生稳定的可供区分的PCR谱带。Ehsan等(2011)应用DAF技术对分离到的25株牛隐孢子虫进行亚型的鉴定,结果发现分离的25个虫株分属于为3个不同的亚型。MP-PCR是以AP-PCR为基础的分子标记技术。Ma等(1996)发现真核生物基因组中存在短串联重复序列,又称微卫星DNA或简单重复序列(simplesequencerepeats,SSR)。真核生物基因组中SSR的分布是随机的,大约每隔10~50kb就有1个SSR。SSR位点最常见是双核苷酸重复,即(CA)n和(TG)n,每个微卫星DNA的优秀序列结构相同,重复单位数目10~60个。MP-PCR的引物是与SSR位点互补的二聚或三聚核苷酸重复序列,如其引物序列可是(TA)10或(CGA)6,扩增的是SSR之间不同长度的DNA序列,将扩增产物进行凝胶电泳,根据分离片段的大小决定基因型并计算等位基因频率(Dawson等,2013)。MP-PCR克服了AP-PCR引物的不确定性,增加了PCR产物谱带的稳定性和针对性,该技术也已广泛应用于物种分子标记、基因图谱绘制和基因差异性分析等方面(Tian等,2014;Ding等,2014;Wei等,2014)。 3.3AP-PCR与其他分子生物学技术的联用 扩增片段长度多态性(AFLP)技术是将基因组DNA先用限制性内切酶切割,然后将双链接头连接到DN段的末端,接头序列和相邻的限制性位点序列,作为引物结合位点(Rikalainen,2013)。针对AP-PCR结果谱带核苷酸同源性无法确定的缺点,Tan等(2011)将AP-PCR与AFLP进行联用,利用2种方法各自的优势,在对可能含有未知病原的临床样品进行检测,以实验室确诊的登革1型病毒为阳性对照,首先用AP-PCR对有限的样品基因进行随机扩增,然后使用AFLP技术对进行扩增从而得到样品稳定的DNA多态性标记。此方法克服了AP-PCR的同源性不明问题,同时比单独使用的AFLP方法进行检测的灵敏度提高100倍,在临床样品的检测中有很大的实用价值。高通量的测序技术也被称为下一代的测序技术,其与AP-PCR技术的配合使用,让AP-PCR有了更广阔的应用前景。Hang等(2012)首先使用锚定随机引物P17N8(5′-GTTTCCCAGTAGGTCT-CNNNNNNNN-3′)进行RNA反转录,在通过锚定随机引物P17N8和P21(5′-CGCCGTTTCCCAG-TAGGTCTC-3′)同时进行AP-PCR扩增,再通过高通量的测序技术对PCR产物进行测序,对得到的基因序列进行拼接处理,从而得到了奥罗普切病毒和卡拉帕鲁病毒L片段完整基因序列。vanderHeij-den等(2012)利用序列非依赖性病毒基因片段扩增方法与Roche-454测序技术联用,成功的从患急性肝炎病犬的肝脏组织检测出犬Ⅰ型腺病毒基因,研究结果表明AP-PCR技术和下一代的测序技术联合使用的方法在获得病毒完整基因序列和检测病原等方面的实用性。 4、AP-PCR技术在动物医学中的应用 4.1在传染病流行病学和病原遗传学分类中的应用AP-PCR由于其独特的技术优势,在兽医传染病学和病原遗传学分类中已得到广泛应用。Leh-marn等(1992)用此技术对念珠菌属的分离菌进行分析,试验结果表明,同一菌种的不同菌型间呈现出DNA长度的多态性;此带型图在同一菌种的不同菌型间,其相似程度远大于不同种的菌株,这也说明每种菌的随机引物PCR带型极具特征性。Louie等(1996)用2种引物检查15株李斯特单核菌相关流行分离株和36株不相关流行分离株。经扩增后的带型分析,将其分为9个型,每个型中又分有不同的亚型。Zadoks等(2000)在牛乳样品中分离到23株金黄色葡萄球菌,经AP-PCR鉴定1~8株属于Ⅰ型菌,9~20株属于Ⅱ型菌,其余3株分别属于Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ型菌。Butler等(2001)应用该技术对3次牛霉形体暴发流行菌株进行了检测,结果表明,发生在其中2个养牛场的流行病原菌具有一致的指纹图,引而具有相同的感染来源,而在另一牛场分离的菌株间则显示了指纹图谱的显著异型性,说明它们具有多个感染来源。王雪敏等(2011)利用多组随机引物对副鸡禽杆菌10个国际标准株、血清C型疫苗株和4个国内分离株进行AP-PCR扩增,结果显示,所有菌株可分为11个谱型,聚为4类。划分的11个谱型可和现有分型方法中的不同亚型一一对应,提示这种方法可区分不同血清亚型。AP-PCR作为寄生虫遗传学分类鉴定的方法已得到广泛应用,克服了传统分类方法难以解决的问题。Macph-eson等(1993)应用AP-PCR技术区分来自不同宿主的7种艾美尔球虫,结果表明选择合适的引物可对7种球虫进行鉴别。张伟信等(2003)应用该技术对鸡柔嫩艾美耳球虫不同地理株的多态性研究,结果表明不同地理株间及同一地理株亲代与子代间均存在DNA多态性差异,其中不同地理株间种内变异程度较大,同一地理株子代与亲代间也发生遗传变异,但变异程度较小。 4.2在病原差异基因分析中的应用 AP-PCR技术进行RNA指纹图谱分析不仅能鉴定基因的表达差异,而且能显示低水平表达的基因差异。Nicho-las(2000)应用此方法鉴定了丝裂霉素C诱导下鼠伤寒沙门氏菌SOS调控基因表达的差异,结果表明,丝裂霉素C诱导后21条基因谱带出现表达水平的上调,其中20个基因片段对应的是可辨识的基因序列,15个基因序列与数据库中基因序列无同源性,被确定为新的表达序列,6个基因片段与SOS基因编码的调控蛋白有关。Diana等(2005)应用AP-PCR技术对苄硝唑作用下克氏锥虫基因表达差异多态性的研究,结果发现对苄硝唑敏感和对苄硝唑抵抗种群之间系统指纹图谱存在一定的差异,其中可能存在克氏锥虫对苄硝唑拥有抗性的表达机制,虽然抗性种群在苄硝唑作用下系统指纹图谱没有明显的变化,但敏感种群间的系统指纹图谱却有着明显的变化。AP-PCR技术为鉴定基因差异提供了一种快速有效的方法。 4.3在未知病原检测中的应用 病原微生物引起的动物疫病呈现出复杂性和非典型性等特征,普通的临床诊断方法很难确定病原的种类,这种情况下使用传统PCR方法检测临床样品的效率不高,而且存在漏检可能。AP-PCR技术提供了一个更为全面、快速和灵活的检测方法,对病原微生物进行全基因组的检测(姚四新等,2010)。Djikeng等(2008)使用DNase-SISPA技术在牛的血清中分离到牛鼻病毒基因。Clem等(2007)利用改进的AP-PCR方法,从血液样品中检测并获得了3种独立病毒的部分序列,即腺病毒17、卡萨奇病毒A7和呼吸道合包体病毒B。周斌等(2004)在研究鸭病毒性肝炎病毒时,发现其种毒可能受到污染,随后挑选4条随机引物对其进行反转录PCR扩增,共扩增出3条基因片段。克隆测序的结果表明,与禽腺病毒(鸡胚致死孤儿病毒)基因组部分序列同源性分别高达99.5%、99.6%和99.5%,从而确定了鸭病毒性肝炎病毒鸡胚尿囊液种毒受到禽腺病毒的污染。黄欣梅等(2011)采用DNase-SISPA对导致鸭、鹅产蛋下降的病原基因进行扩增,并在此基础上设计了1对特异性引物成功的扩增出新型鹅黄病毒JS804毒株基因。 5、小结 AP-PCR技术由于其简单、高效、实用等技术优势,已广泛应用于分子生物学的各个领域。未来,AP-PCR技术的发展可能朝着2个方向行进:①通过其本身的技术进步和完善,包括各种随机引物的开发、反应成分的优化和反应程序的标准化等措施,克服试验结果过度复杂和重复性差等问题;②通过与其他技术方法的联用,如与AFLP和新一代测序技术的配合使用,利用其技术优势,避开其缺点,拓宽应用领域。目前,AP-PCR技术已经成功应用于动物医学领域的相关研究,相信随着其技术的发展,应用潜力也将得到进一步的开发,必将成为动物医学研究中的重要方法之一。 作者:沈学怀 张丹俊 潘孝成 赵瑞宏 胡小苗 戴银 侯红艳 周学利 朱传民 单位:安徽省农业科学院畜牧兽医研究所 动物医学论文:教学改革下动物医学论文 一、改革的模式 1.基础性实验。动物生理学、动物病理生理学、动物药理学、动物毒理学实验内容共同的部分合并为基础性实验。2.经典性实验。四门课程实验不交叉无法替代的实验内容既较好的经典性实验部分保留,作为药理学经典性实验来完成。3.探索性实验。学生应用第一、二阶段学到的知识,按科研程序自主选择探索性的题目—独立用计算机设计—完成实验和论文。探索性实验具体模式是:(1)探索性实验由3~4名学生自由选题,组成实验小组。由查阅文献、设计实验和预试验、班内预答辩、正式实验、结果分析讨论和完成论文等步骤组成。特点是学生必须应用本课程第一、二阶段所学到的实验理论和操作方法,选择自己感兴趣的研究方向。通过校园信息网检索文献,了解目前的研究进展,查阅主要论文,提出问题。问题选定后,进行实验设计和预实验。预答辩由小组成员讲解其选题内容和预实验情况,进一步实验设计及预期结果;学生之间应用学到的知识进行提问和答辩;最后由指导教师小结,提出修改或完善的建议,确定选题。(2)正式实验一般用20~30课时时间,由学生自主组织,独立操作,经过重复探索直至获得结果,要分析讨论结果和写出论文。论文在班内答辩进行组间互相评分,最后修改上交教师评分和存档。(3)常见的问题和对策:由于自主选题,师生都会面临一些难题。①教师需要自我提高,逐步掌握相关学科的知识。在注重学生是学习的主体及有利于学生能力培养的原则下,对学生提出的各种问题有针对性地指导解决。②教师以提示和启发为主,肯定学生的合理设计和创新思维,注重引导和培养学生的思维和动手能力,而不是代替学生解决问题。③实验进行阶段,学生需要帮忙的事情很多,这时教师要果断地抓关键环节。比如,选题设计前简要举例介绍校园网络的应用和图书馆收藏杂志的查阅,教会学生如何迅速获得相关研究进展、实验设计实例及估算动物数量、试剂浓度等,使实验设计快速有据完成。④预实验结果是对设计的初步验证,对估计实验的可行性有非常重要的价值。教师在小组预答辩时注意综合文献和预实验结果的情况,考虑选题的难度是否适中;设计方案如何修改;预实验结果是否与理论预计相符;从培养学生的思维和动手能力出发,肯定其选题的优点,指出不足之处及提出修改的思路。⑤对正式实验中遇到的问题,同样采用“导而不教”,即解释问题,指导方向给学生思考、鼓励探索而不教给具体的解决途径的教学方法。要求学生实验时及时、客观观察和记录实验结果,对结果适时作出分析,评定实验的成败和确定进一步实验的方向。这样可使实验在重复中不断改进,学生的能力在实践中得到提高,平时积累的材料为完成论文写作奠定坚实的基础。⑥实验不单涉及实验设计、操作和指导等环节,还需要仪器、动物、试剂(药品)和实验场地。实验计划进行统计估算,上报实验管理部门,将仪器、动物、试剂准备好,及时维护和维修仪器,按计划备好常用试剂和营养液等。若一些试剂和实验装置无法事先准备和满足,则将实际情况通知学生及设法解决。以上所研内容为本科生毕业论文的设计提供了有效的基础、方法和途径。 二、改革的成效 经近几年的教改实践与探索,动物机能学实验课的框架结构已基本形成,理论体系亦已初步建立。并对本门课程的教学内容与教学方法改革作了有益的探索,建立了一套全面的学生成绩评估体系,对教学管理运作模式作了进一步的探索。该项教学改革收到了明显的成效。1.学生学习本门课程的积极性与主动性提高了。过去该四门课的实验课的成绩占该科总成绩的10%。因此学生对实验课不重视,上课的积极性不高。往往是少数人在动手实验,多数人旁观。这不利于对学生动手操作能力的培养。动物机能学实验课程创建以后,是一门必修课,独立开课,独立考核,充分调动学生学习的积极性与主动性。2.该项改革有利于动物科学与动物医学教学内容的互相交叉、互相渗透、互相融合。学生进行系列实验,内容由浅入深,使学生对动物机体在正常情况下、在致病因子或药物作用下所产生的机能变化进行连续的、动态的实验与观察,并对实验结果的分析从感性认识逐步提高到理性认识。经过反复实践,学生对实验操作及仪器的使用逐步熟练。3.由于资源共享,增强了学生的动手机会。过去分科教学,各科实验室与仪器均不足,因此每班实验分组较少,有些实验甚至全班示教。现在资源共享,我们的实验室与仪器设备较以前充裕得多了。4.开展探索性实验,培养了学生创新能力与综合素质。本门课程最后阶段是由学生自由组合、自选题目、在教师指导下进行探索性实验。学生应用生理学与病理知识进行药理学机理及其毒理学的探索性实践,掀起了整个年级学生到图书馆检索校园网动物科学与动物医学数据库、查阅文献资料的热潮,激发出学生探索生命奥秘的热情,使他们拓宽了视野,得到了锻炼,增长了知识,并有利于学生动手操作能力、科学思维能力与创新能力的提高。5.改革教学方法,以适应本门课程教学需要。该实验课目前独立开课,不与以上四门课同步上课。因此在教学方法上应作适当改变。我们采取少讲、多做、启发诱导、理论联系实际、基础与临床相结合等方式进行教学。实验前以提问方式让学生叙述实验原理、步骤及注意事项,教师则加以补充。尤其是要让学生明白本次实验设计原理及完成实验的关键点。接着指导仪器的操作规程,实验标本制作示范,其后放手让学生动手做实验。如果第一次实验做不成功,则再提供动物让学生重做。实验结束后,教师引导学生根据实验结果,进行分析推理,得出恰如其分的结论,而不是单纯地用理论去解析实验结果。教师主动把基础知识与临床实践联系在一起。例如在做“强心苷的作用”实验时,引导学生理解心力衰竭动物的症状、体征、诊断依据与治疗原则。使学生思路开阔、兴趣倍增。在学习基础课中学到一定的临床知识,让学生有了成就感。 作者:刘利 赵红梅 王洁 蔡行 纪美静 黄帅 单位:长江大学 动物科学学院 动物医学论文:实践能力下动物医学论文 一、大赛的赛事设置方案 大赛内容分为病原菌检查、鸡的病理剖检以及山羊瘤胃手术三个项目。其中,病原菌检查分为取病料抹片、瑞特氏染色、显微镜检查和镜检结果绘图;禽的病理检查分为外部、内部检查及尸体剖检记录;羊的腹腔手术分为手术前麻醉、保定等准备,术部处理、羊胃部分切开与探查、腹壁缝合等部分内容。 二、大赛的评分标准 大赛设立总裁判长1名,分组设置主裁判3(每组1名),裁判员30名(每组10名)。外科手术主要从手术前的准备(10分)、腹壁切开(10分)、瘤胃部分切开与探查(16分)、腹壁缝合(8分)、术后护理(1分)、动作的连贯性及无菌(5分)操作六个方面考查学生的实践动手能力;鸡的病理解剖主要从其外部检查(5分)、体腔剖开(8分)、内部检查(10分)、剖检记录(5分)、检后处理(2分)五个方面对学生动手能力的优劣做出评价;病原菌的检查着重从病料的采集(5分)、制片(2分)、染色镜检(11分)及结果报告(2分)来考量学生是否能做到了理论与实践的相结合。 三、裁判的评判及分析 裁判对各参赛队伍的比赛情况进行了全程观察并记录了各比赛环节所用时间,当场给予了现场量化评分。成绩评定依据是对参赛队伍现场操作的规范性、熟练程度和配合情况等进行综合考量。从各比赛环节所用时间来看其中外科手术环节最长用时为97′14″,最短用时33′46″,平均用时67′50″;鸡的病理解剖最长用时67′55″,最短用时21′10″,平均用时41′35″;病原菌的检查最长用时83′20″,最短用时12′20″,平均用时53′16″。总体最长用时223′31″,最短用时109′10″,平均用时170′36″。从各比赛环节得分情况来看其中外科手术环节最高得分45.17分,最低得分35.26分,平均得分40.67分;鸡的病理解剖最高得分27.18分,最低得分23.83分,平均得分26.01分;病原菌的检查最高得分18.93分,最低得分13.96分,平均得分17.55分;总分最高得分91.94分,最低得分75.80分,平均总分84.24分。完成比赛时间的长短可以看出选手对参赛内容的熟练程度与比赛得分成正相关。但一味地求快并不一定能获得比赛的最终胜利。比赛规则明确是在得分出现相同的情况下,再按完成比赛时间的先后来划定比赛名次。总体最长用时的队伍得分为81.05分,总体最短用时的队伍得分为90.13分。前者的比赛成绩处于参赛队伍得分的第三层次,后者比赛成绩处于参赛队伍得分的第一次层次。比赛最高得分为91.94分,用时135′51″,用时上处于短时间用时的第一层次,但非最短用时。裁判对参赛队伍的各比赛环节进行了全面考察,做出了客观公正的评价。病理解剖环节裁判指出了选手要注意剖解术式的规范、对病理现象只应做出客观描叙不宜直接下定论,解剖应注重系统性,对剖解对象应做全面真实仔细的观察,记录的结果要如实、规范、翔实。病原菌检查环节则应注意整个过程的无菌操作,标签填写应完整,显微镜操作应规范、生物的安全性操作应引起足够的重视,作图要清晰美观。外科手术基本环节应随时处在无菌状态,器械传递使用要规范,麻醉过程应进行监护,尽可能避免组织损伤,缝合对口要严密规整,注重控制手术速度不能只求快,消毒药及时彻底、强调动物福利。从学生比赛整体情况来看,某些学校由于当地所饲养的经济动物为某类动物居多,因此对小动物(鸡)或大动物(羊)接触较少,导致比赛中在病理解剖或外科手术环节中表现为操作不规范,欠熟练。在今后的教学活动中教师应跳出区域性,做到对南北方经济动物品种兼顾讲解,以利于学生拓宽毕业后的就业面。大赛裁判组对赛事总体评价为整体水平良好,无重大失误情况,但各参赛队伍之间的水平也存在着一定差别,个别参赛队伍水平还有待提高。 四、从技能大赛可以看出动物医学专业学生的实践动手能力 技能大赛的举办对高校动物医学专业学生实践动手能力的培养起到了促进作用,同时也考查了学生实践动手能力的水平。高质量的高等教育所培养的学生必须是适应社会需求,能解决在生产实际中所遇到的专业问题,解企业之所难,为企业的发展提供原动力的有一技之长高素质人才。通过大赛的主办可以考查学生的专业技能操作水,也可以在认真广泛地听取企业对学生培养的要求基础上,使竞赛内容联系生产实际。这样便可以通过定期举行的技能大赛,让教师在本科实践教学工作中有意识地引导学生树立“岗位练兵”思想,让学生在参与各种实践活动的过程中不断地提高自身实践动手能力。让技能大赛实现“检验实践教学成效、广泛促动学生勤动手、引领规范实践操作技能”的三种功能。在校内举行专业技能大赛既是对学生学习效果的展示,也是对专业实践教学效果检验的试金石。教师、学生和各级领导可通过单项看综合,越过个人看整体,并对受教学生、任课老师、教学过程等方面做出一个全方位评价。赛前以班级为单位、学生自主选拔赛手。学生通过赛事提高了实践技能、发现了自身缺点。而在随后的比赛进程中学生会悄悄产生比、学、赶、帮、超的学习氛围。因此,举办各种类型专业技能大赛应成为一种常态性的工作,也是对实践教学活动的有益补充。同时还需对指导老师、学生所取得的成绩给予一定的激励,在教师评定职称、学生考研等相关方面作为获得肯定的依据之一。只有这样才会吸引老师、学生都参与到竞赛中来,使技能大赛逐步步入规范、规模、常态的道路上来。 作者:苏建明 彭涛 程天印 薛立群 单位:湖南农业大学 动物医学院 动物医学论文:医学实习指导动物医学论文 1明确实习要求 在开展企业实习前应取得实习企业的支持与配合,就学生接纳人数、吃、住等方面进行沟通,做好实习前的各项准备工作。教研室至少在实习出发前3天组织学生召开实习动员会,就实习的意义、目的、要求、考核、安全等进行宣传动员,强调实习安全和注意事项。 2明确实习目标 2.1知识目标了解定期消毒制度的制订、免疫制度的制订、各阶段动物的饲养管理、兽药使用和保存管理、采血和收集粪便的方法、病料的采集和送检、尸体的无害化处理、饲料仓库防盗和防鼠防虫措施、国家对种畜禽病种的检测技术、环境保护措施。 2.2能力目标会正确进行免疫接种;会对动物进行临床检查;会对常见疾病进行临床诊疗;能熟练对动物进行保定;会正确保存兽药和使用兽药;能对死亡动物进行尸体剖检;能按要求进行病料的采集与送检;能参与动物常见疾病的防控;会进行重要疾病的检测;能对血、尿、粪进行常规检验;会动物进行产地检疫;会熟练对动物进行采血;能配制洗手消毒液、雾化液消毒液、消毒池消毒液;会对病死动物进行生物安全处理。 2.3素质目标培养规范意识和质量意识;培养吃苦耐劳、爱岗敬业精神;树立安全意识和环保意识;培养高度的责任心;具有良好的沟通能力和团队协作精神;具有一定的创新意识。 3明确指导教师的职责 3.1校内实习指导教师的职责(1)在实习准备阶段与企业兼职指导教师商定实习实施方案;(2)与企业兼职指导教师保持联系与沟通,检查实习开展情况;(3)解答学生实习过程中遇到的问题,指导学生撰写实习报告;(4)学生学生思想动态,适时进行思想教育工作;(5)收集学生实习过程中的典型材料和异常情况,书面向系部汇报实习异常情况和违纪情况;(6)会同企业兼职指导教师对学生的实习进行考勤和办理请假手续;(7)批改学生实习报告和上报实习成绩。 3.2企业兼职指导教师的职责(1)负责实施实习计划和方案,指导学生进行实践操作,对学生进行实习鉴定和评价;(2)对学生进行职业道德、厂(场)规厂(场)纪、劳动纪律、生产安全、自救自护和心理健康等方面的教育,对学生进行岗位技能培训,杜绝安全事故发生;(3)负责学生日常管理和教育,安排学生的住宿,为学生提供安全的住宿条件;(4)负责学生考勤、请假和外出管理工作,教育学生用水用电用气安全。(5)保持与学校指导教师联络和沟通,向学校指导教师反映实习情况,提出合理化的建议 4制定实习考核与评价方法 实习考核由校外指导教师(企业兼职教师)和学校专业指导教师共同考核。校外指导教师考核以《实习鉴定表》中的总评为准,纪律表现和考勤情况由校外指导教师和学校专业指导教师共同完成,学生实习报告由校内指导老师负责批改。基本内容包括校外指导教师对学生在实际工作中所表现出的综合专业素质的评价、学校专业指导教师对学生实习过程的综合表现和专业素质的评价、学生实习报告三个方面,原则上分别由校外指导教师和学校专业指导教师按百分制打分、最后由学校专业指导教师按以下比例折合,得出实践成绩,实习考核成绩按等级制和百分制记,分优秀、良好、及格、不及格。86-100分为优、76-85分为良、60(含)-75分为及格、60分以下为不合格。 5实习效果 经过企业实习的锻炼,学生的独立生活能力、与人相处的能力、职业素养和专业技能得到明显的提高,有些学生在实习过程中也逐渐明确了自己以后的发展方向。 6存在的问题 6.1企业难联系畜牧行业是个劳动密集型的行业,一般人认为不需要太多的技术就能把动物养好,还没意识到畜牧业对高素质高技能人才的迫切需求。在实习安排中,往往是学校主动联系企业,而企业很少主动联系学校,且企业接收学生实习的出发点不一,有的是碍于孰人情面才接收学生,有的是因为生产人员不足才收学生以维持生产,有点是想通过实习提前接触学生以便在招聘时取得先机,很少有企业把接收学生实习当成企业人员培养的一个组成部分。所以在安排学生实习时,往往是学校热而企业不热。 6.2实习点分散养殖企业有自身的特殊性,一个生产点的规模不会很大,所以一般只能接收5-10个,实习点很分散,这给实习安排和管理造成一定的困难。 6.3学生管理难学生在校遵守学校的规章制度,到了企业遵守的是企业的规章制度。学生刚到企业时不熟悉企业的规章制度,企业相应人员也不善于做学生管理工作,而辅导员、班主任和任课老师也无法远程有效地管理学生。这导致学生实习过程中纪律相对松散,更多是依靠个人的自我约束能力来坚持完成实习。 6.4执行实习内容难学生实习时应参与到企业的生产过程,但养殖企业有其自身的特殊性,有很大的防疫压力,所以企业一般不让学生百分百参与到整个生产过程,而只是让学生做一些喂料和打扫卫生等简单的工作,这在一定程度上挫伤学生的积极性,也影响到学生完成既定的实习计划。 作者:覃军 覃建基 梁珠民 陈桂先 单位:广西农业职业技术学院 动物医学论文:创新型人才培养的动物医学论文 1动物医学专业“3+1”创新型人才培养模式的构建 正是适应新形势对动物医学专业人才培养的新要求而进行的探索与实践,突出强调了教师在教学过程中的主导性和学生在学习过程中的主体性,强化教学效果,提高学习效率,培养高素质的创新型人才,构建了“3+1”创新型人才培养模式,即三年在学校专业知识学习和一年企业生产实践。校内三年教学以理论课为主,辅之以实验、课程实习等实践性教学。校外一年企业生产实践以上岗实习为主,同时结合生产实际选择毕业论文题目,并在学校与企业指导老师的共同指导下完成毕业论文,以此实现优势资源共享,构建教学、科研、生产、培训为一体的创新人才培养新模式。 2“3+1”创新型人才培养模式实施步骤 2.1成立动物医学专业教学指导委员会针对动物医学专业“3+1”创新型人才培养方案,2009年成立由龙岩学院领导及下属生命科学学院领导、相关高校和企业的主要领导共同组成的“动物医学专业教学指导委员会”。结合“预防兽医学省级教学团队”的建设,改革原有教学计划,适当压缩理论课时,部分实践教学在企业实习中完成,优化主要课程的标准体系,根据生产企业的需求和用人单位的建议,制定与生产实践、社会发展需要相结合的培养方案和课程体系。动物医学专业教学指导委员会对动物医学专业“3+1”创新型人才培养模式进行论证,并一致认为“3+1”创新型人才培养模式办学特色突出,有利于提高学生的综合素质和培养学生的创新精神。 2.2建立校外实践教学基地建设注重校外平台建设,充分利用校外资源的优势,加强与校外教学实践实习基地合作,提升校外合作教育基地的层次和联系紧密度。到目前为止,已有福建龙岩闽雄生物科技有限公司、广东汕头德兴种养实业有限公司和深圳瑞鹏宠物医疗服务连锁机构等20多家企业成为稳定的校外实践基地。同时,还与广东温氏食品集团有限公司、福建森宝食品集团股份有限公司、福建圣农发展股份有限公司等50多家省内外知名企业建立了产、学、研合作关系。这些企业单位雄厚的实力为我院动物医学专业的学生深入了解专业实际,加强实践环节的认识和训练提供了有效的教学平台,为“3+1”创新型人才培养模式的顺利开展创造了良好的条件和保障。 2.3增设龙岩学院动物医学研究所为校内实践基地考虑到部分学生要考研,为了更好复习功课,增设龙岩学院动物医学研究所为校内实践基地。考研前他们在校内实习,考研结束后再安排到校外实践基地实习。动物医学研究所自2002年成立以来,掌握闽西、闽南及周边省份的最新疫情动态,每年有700多例次的病例,为学生提供了难得的现场教学平台。通过该平台的现场教学,学生可以在学校跟着老师学习和掌握最新的疫病诊断,从临床症状、病理变化到实验室诊断的全过程,同时掌握最新疫病防治技术,为学生的实验提供新鲜而又丰富的实验材料,这对学生专业知识的巩固和提高有着极大的帮助。 2.4对部分课程进行优化改革动物医学专业实行“3+1”创新型人才培养模式,由于学生在校时间的缩短,所以部分课程必须进行改革。比如在家畜解剖学和组织胚胎学中,突出猪和禽的解剖胚胎,省略大家畜的内容,突出了地域性和特色。还有外科学和产科学,这两门课程有一些内容重叠,合并后,重新修订课程标准,这样可以节省理论课时,增加实践课时,增强学生的动手实践能力。兽医传染病学,改变原先的教学模式,现以动物医学研究所为平台,部分课程实行案例教学,在学生接触专业理论课后,可以依附动物医学研究所,根据教学内容进行相应的典型案例讨论。通过介绍案例的发生,以问题的形式进行讨论分析,循序渐进,从而提高了学生综合分析和处理临床病例的能力,使学生综合运用所学专业理论知识解决实际问题的能力得到了培养。另外,随着现代医学的发展,一些先进的疾病诊断开始应用到动物医学临床,课程设置中增加分子生物学、现代兽医诊断技术和动物行为学等新课程。为了充分利用现有教学资源,打通相近专业基础课程,开设了生命科学基础实验课程,达到了资源共享,创新性强。另外,为了更好把握动物医学专业的发展方向,进行“3+1”创新型人才培养模式的改革,2010年邀请福建农林大学动物科学学院专家和其它高校相关专业教授、专家作为评委,进行“3+1”教学计划和课程体系改革的可行性论证。 2.5实习安排及制定实习内容首先对学生根据实习志愿由实习单位负责人进行面试,择优录取后安排实习单位。整个实习分两个阶段进行。前半年以专业实习为主,后半年以专业轮岗实习为主,轮岗的基本原则是:不同实习单位之间相互轮岗,同时学生可以根据将来就业意愿,回原第一阶段实习单位进行就业实习。实习教学内容紧密围绕企业生产开展,主要包括各种养殖场、饲料厂、兽医院(宠物医院)、兽医站、动物医学研究所实习。根据动物医学专业需要掌握的知识要点,制定了实纲,要求学生掌握相应的实践内容。如到猪场实习,要熟识养猪的全过程并掌握常见猪病的防治方法;到养禽场实习,要熟识养禽生产的全过程并掌握常见禽病的防治方法;到宠物医院实习,要熟悉兽医院日常工作的内容及常用的临床技术;到检疫局(包括屠宰场)实习,了解肉品卫生检疫的工作流程及相关的方法;在动物医学研究所实习,熟练掌握动物医学专业的实验室常规技术并应用临床诊断工作。科学合理地安排好各个实践环节,目的在于促使学生更好地理论联系实际,培养他们分析问题、解决问题和独立工作的能力,提高他们的实际操作技能和对生产组织、生产管理的感知水平。 2.6召开实习经验交流会为了进一步加强实践基地与学院的联系,强化实践基地对学生实习方案的落实,增加校外实践基地对学院学生实习的认同,讨论和解决实习过程中存在的问题,完善“3+1”创新型人才培养方案,在实习第一阶段结束后,我们都要邀请各实践基地负责人和学生代表召开实习经验交流会。各实习基地的代表就基地建设与学生实习开展的情况进行了汇报交流,对实习基地建设的经验进行了分享,同时也对基地建设和学生实习过程存在的困难和问题进行了剖析。实习基地代表一致认为,建设教学实习基地接纳学生实习意义重大,是互利双赢的,它既是企业人才战略的迫切需要,也是企业与学校一道在共同为社会培养人才。 3“3+1”创新型人才培养模式实施成效 3.1巩固和加强学生的专业知识,提高学生的实践技能在“3+1”创新型人才培养的过程中,动物医学专业学生的实践教学学时数从改革前的一个学期增加到两个学期。以2013级动物医学专业培养方案为例,理论课时达1827学时,实验实践课时达1391学时,其中,在企业完成的专业实习课时为720学时(为期1年,以30周计),占总实验实践课时的51.8%。由于实践性教学环节的加强,增强了学生学习的针对性和积极性,建立了牢固的专业思想,形成了浓厚的专业兴趣,极大提高了学生的实践动手能力,熟练掌握多项专业知识与技能,为今后走向社会或继续深造都奠定了坚实的专业基础。 3.2提高教师理论教学和实践教学水平,培养“双师型”教师在推行新的“3+1”创新型人才培养模式后,教师必须亲自带队到生产实践一线指导学生实习,这就使中青年教师有了接触动物医学临床的机会,极大丰富了实践经验,为培养“双师型”教师,(既有从事教育工作理论水平能力,又有技师或工程师的实践技能)提供了良好的环境。同时,在生产实践中帮助企业解决实际问题,也是一个发现问题、激发科研灵感的过程,增强了中青年教师的科研创新意识和创新能力。另外,将收集的大量丰富的养殖场病例用于教学,丰富了教学素材,更形象更生动,提高了教学质量。 3.3大大提高就业率,增强了社会的影响力实施“3+1”创新型人才培养模式后,学生实践动手及解决问题能力的提高,大大增强了毕业生的就业能力。3年来共培养了198名毕业生,首次就业率保持在94%以上,用人单位反映,我们培养的学生具有五个方面的特色,一是安心基层、脚踏实地;二是专业实践能力强;三是创业能力强;四是适应能力强;五是综合素质高。动医专业考取研究生20人,考研率达10.1%,录取的院校有华南农业大学、福建农林大学、华南师范大学等,反映了毕业生适应面广、综合素质好、能力强。一些学生在企业发展迅速,有的仅一年多时间,就成为企业中层管理人才,得到就业单位的认可,为学校创造了良好的口碑,增强了学校在社会的影响力。 4结论 动物医学专业“3+1”创新型人才培养改革,打破现有的大学生完全在校学习的培养模式,极大增加了学生的学习积极性,丰富了教学手段,为学生提供了广阔的实训和就业平台,又为企业后备员工的储备和后备技术员的挑选提供了广泛的人选,实现了学校、学生和企业的三赢。项目改革了传统的兽医课程体系,压缩了部分课程,增加了一些新的课程体系,增强了学生的创新能力。项目的实施成效可以为不同层次的动物医学专业提供参考,具有很好的推广价值和意义。 作者:何玉琴 黄翠琴 林炜明 李焰 邱龙新 杨小燕 单位:龙岩学院 福建省预防兽医学与兽医生物技术重点实验室 福建省人畜寄生与病毒性疫病防控工程技术研究中心 动物医学论文:AMLC在动物医学论文结果的思索 近年来,学术不端问题日趋严重[1-2],给期刊编辑出版工作带来负面影响。虽然大多数编辑部采取了多种应对措施[3-4],取得了一定成效;但总的来看,这项工作费时费力,被动性强,有时甚至是在学术不端之后才发现这种违规行为。为了遏止学术不端行为,抑制学术浮躁之风,中国学术期刊(光盘版)电子杂志社和同方知网技术有限公司成功研制出科技期刊学术不端文献检测系统(AMLC),该系统检测速度快,抗干扰性强[5]。 笔者使用AMLC对《动物医学进展》2010年新收到稿件进行全面分析,从而了解到学术不端论文在动物医学稿件中存在的严重程度,掌握了学术不端论文的种种特征,在此基础上提出在利用AMLC对稿件的工作中应注意的事项。 1材料与方法 以《动物医学进展》杂志2010年来稿为对象,使用AMLC对这些稿件进行,文字复制比大于30%且不为同一作者或同一课题组的后续研究,这类论文被判为学术不端论文,应退稿。 2结果分析 《动物医学进展》编辑部2010年共收到来稿968篇。使用AMLC进行筛查,文字复制比大于30%且不为同一作者或同一课题组的后续研究,单篇文字复制比较大或有大段落复制的文章共163篇,占总收稿量的16.8%。通过对163篇学术不端论文进行分析、归纳和总结,得出以下结果。 1)学术不端问题存在于各种类型的稿件中。以往大多数责任编辑及审稿专家均认为综述论文中抄袭问题比较严重;但从检测结果看,在各种类型的稿件中均存在学术不端现象,其中文字复制比较大的为试验研究论文,主要存在于材料与方法、讨论部分,占学术不端论文的46%。其中最大段长2673字,最小段长为25字。其次是综述类论文,以段落抄袭较多,整体抄袭较少,在学术不端论文中占35.6%。兽医临床类论文中学术不端论文所占比例为14.1%,其他类型稿件中学术不端论文相对较少,为4.3%(表1)。 2)在不同学历与职称的作者中均存在学术不端现象。笔者一直认为抄袭和剽窃等问题只出现在那些学术水平较低的年轻作者身上,但检测结果并非如此:有47.2%学术不端论文作者学历为硕士,学历为博士的作者学术不端论文所占比例为8.6%。有55.8%学术不端论文作者具中级职称,有21.5%学术不端论文作者为副高,学历为正高级职称的作者中学术不端论文占4.9%(表1)。 3)学术不端论文作者的单位及出生年分布。在被检测的163篇学术不端论文中,作者单位为大学的占39.9%,专科院校的占12.3%,科研院所的占15.3%,基层单位的占32.5%。从作者年龄分布来看,20世纪70、80年代出生的作者的学术不端论文数量较多,分别占32.5%和44.2%,其次是20世纪50、60年代出生的,分别占8.0%和15.3%(表1)。 4)学术不端论文中不同文字复制比所占篇数。 在163篇学术不端论文中,文字复制比最低为31%,最高达96%,文字复制比在31%~59%的论文数量最多,为121篇,占总篇数的74.2%,文字复制比大于70%的论文数量相对较少,为24篇。说明在学术不端论文中整体抄袭相对较少,段落抄袭居多(表2)。 表1学术不端论文有关问题的分布 稿件类型研究论文文献综述临床资料其他综上所述,在《动物医学进展》来稿中,学术不端论文在不同学历、职称、年龄和单位中均有发生,各种类型稿件中均存在学术不端现象,尤其以作者为20世纪80年代以后出生、单位为大学、职称为中级、学历为硕士的试验研究性论文中存在的学术不端问题最为严重。这一结论与《动物医学进展》来稿中作者的实际分布情况相符[6],也与我国目前的研究生教育体制及职称评审制度情况相符[7-8]。一方面,《动物医学进展》近年所刊论文中,试验研究论文为期刊的主体部分,作者大多数为20世纪80年代以后出生的硕士研究生,所以AMLC检测结果中,这方面的论文学术不端现象所占比例最大;另一方面,近年来各大学不断扩招,带来研究生质量整体下降,研究生教育体制的不健全及职称、就业等方面的诸多弊端也是这方面产生学术不端问题严重的关键所在[9-11]。 3使用AMLC检测学术不端论文应注意的事项 1)对比库中相关学科应全面。随着科学技术的发展,各学科的分化越来越细,研究越来越深入,相近或相邻学科不断渗透,交叉学科越来越多;所以,对比库绝不能是单个学科,否则,交叉学科或边缘学科的论文就无法核查,会出现检测中的盲区。 2)重视自建对比库。在来稿登记中,题名相同或相近,或内容相近的文章很多,为了避免重复刊登,应自建对比库,把对各个学科不同研究方向经审核比较优秀的论文添加到本刊对比库中,使以后此类论文在没有创新点时及时退稿,从而避免同类文章重复刊登。对于与本刊相近的交叉学科的来稿,只要符合本刊办刊宗旨与栏目要求,也可添加到对比库中,以丰富对比库的内容。 3)对文字复制比大于30%的论文应进一步核查。 检测中发现,虽然有些论文的文字复制比较高,但属该作者学位论文的一部分,或者是该作者或该课题组的后续研究,这类论文能否刊用应认真审核后再下结论,不能简单地按照文字复制比大于30%而将其划入学术不端论文。试验研究论文中,对试验材料中的实验动物名称及产地、病料名称及采集方法、试验仪器、试剂名称及生产厂家等方面的适当重复应允许;方法中常用的统计或检测方法的部分重复也不应计入文字复制比。动物医学论文中,有些专业术语或病毒名称较长,如“猪繁殖与呼吸系统综合征病毒”等亦易发生重复;有些稿件中存在题名或层次标题重复,中、英文作者单位重复,部分参考文献重复,像这类种种重复也不应视为抄袭。由于AMLC无法识别图表,所以图表较多的论文常出现文字复制比偏高,对这类文章也应认真仔细核查后再下结论。总之,对于文字复制比大于30%的论文,应进一步核查和审读,不能一看到文字复制比较高就妄下结论。 4)AMLC存在漏检。一是不能检测专著,二是对于翻译其他语种的文献无法检测,三是不能检测图表和公式等;所以,一篇照抄书本内容平平无新意的论文,其文字复制比可能很低。对于那种把其他语种的论文翻译后归为己有的学术不端行为,AMLC也无法检测其文字复制比。对于图表、公式较多的论文,其文字复制比检测结果并不准确。鉴别这几类文章的方法只有靠编辑及审稿专家的专业知识水平,所以,科技期刊编辑的专业知识素养直接影响着对来稿鉴别的准确度。 4结束语 使用AMLC可快速、准确检测学术不端论文,它可作为编辑审稿的一个辅助性工具;但在实际使用中应认识到,稿件的情况比较复杂,要认真对待每一篇稿件,正确利用AMLC的检测结果。要知道,它只是一部“机器”,所产生的报告只能用作参考,而不能取代专家、主编和编辑在审稿过程中的主观能动性。 动物医学论文:实验动物化研究及生物医学论文 1实验宁乡猪生物学特性 1.1生长与繁殖特性 宁乡猪的繁殖期长,且繁育能力较强。公猪3月龄性成熟,5~6月龄可配种。母猪4月龄第一次发情,7~8月龄可配种,利用年限约8~10年。成年母猪的有效乳头可达12只以上,每胎产活仔数8~12头。 1.1.1种质特性朱吉等[1]发现宁乡猪经营养物质条件的改善及饲养科学的适应性变化,肢蹄卧系率降低92.2%,体尺体重性状和繁殖性状提高率分别达6.97%~27.67%、11.62%~17.44%,窝重提高率达26.91%~78.97%,特别是阉猪的生长速度和胴体性能明显提高。宁乡猪母猪日增重表现为前期低、中期高、后期下降的生长曲线,阉猪表现为前期高、中期低、后期回升的生长曲线,阉猪和母猪都具有生长肥育期日增重曲线的相似性。后备公猪的体重及体尺指标不及同龄母猪,主要是性成熟过早所致。 1.1.2肥育性能Rorz指出,改变日粮组成分与结构可以减少3.2%~62%的氮排出。宁乡猪与瘦肉型猪氮的消化利用能力存在差异,宁乡猪12.91%蛋白质日粮组具有较好的能氮平衡性。研究表明在宁乡猪生长肥育后期添加一定量的半胱胺可促进生长、提高胴体瘦肉率和改善猪肉品质。宁乡猪杂交组合具有较高的生长速度和胴体品质。宁乡猪生长肥育性能的可塑性较强,阉公猪的生长肥育性能优于母猪,优化饲粮是提高其肥育性能的基础。宁乡猪肥育期日增重与膘厚、肥育率呈正相关;胴体长与胴体宽、后腿重与腿臀围呈强正相关,与肥肉率呈弱正相关,与瘦肉率呈弱负相关;眼肌面积与瘦肉率呈弱负相关,而与肥肉率呈弱正相关。最近研究表明由于宁乡猪肥膘产量高,相对产值较低,所以55~85kg阶段是宁乡猪的最佳屠宰期。 1.1.3母猪营养需要研究表明宁乡猪母猪妊娠前期、妊娠后期和哺乳期能源分别为37%~39%、22%~24%和39%~41%,相应的日摄食标准消化能分别为18.9MJ、27.0MJ和45.5MJ,粗蛋白质分别为156g、242g、538g;提高母猪哺乳期采食量是节省能量、提高仔猪增重的重要途径,补饲青料可提高母猪的饲料利用率。近期研究表明14%以上的日粮蛋白水平有利于促进宁乡猪母猪的生长发育[7]。 1.2生理、生化指标研究表明宁乡猪白细胞总数、红细胞体积、淋巴细胞计数及血小板均低于三元猪;甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白与血清甲状腺素T3含量高于三元猪,血清甲状腺素T4和胰高血糖素含量下限值低于、上限值高于三元猪,血清葡萄糖含量低于三元猪可能与胰岛素含量高于、胰高血糖素低于三元猪有关。与近交系五指山小型猪、广西巴马猪和贵州小型猪等国内小型猪相比,宁乡猪的碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶、低密度脂蛋白-胆固醇和总胆固醇较高,而γ-谷氨酰转移酶、三酰甘油、肌酐和高密度脂蛋白-胆固醇较低;与杜洛克猪、长白猪、大约克夏猪等国外引进品种猪相比,宁乡猪的丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶明显较高,总胆固醇明显较低,γ-谷氨酰转移酶、总蛋白、白蛋白、尿素氮、葡萄糖相差不大[9]。郭洁平等[10]研究发现与长白猪相比,宁乡猪血清精氨酸、一氧化氮浓度较低,空肠前段和肝脏一氧化氮合成酶活性较高,肾脏中的一氧化氮合成酶活性最低,肠道和肝脏中N-乙酰谷氨酸合成酶mRNA表达水平最高。 1.3病理特性研究发现猪流感(H3)诱发宁乡猪高热病病理变化主要在呼吸器官,表现为气管、支气管充血,肺肿大,小叶间质增宽,肺尖叶有实质病变,肠胃出现卡他炎症、弥漫性出血。外来良种猪及其三元杂交、二元杂交生猪发病严重,死亡率高,宁乡猪及其与外来良种猪的杂交后病症状较轻,治疗也容易一些,有的生猪甚至不治而康复,死亡率也相对较低[12]。 1.4肉质性状宁乡猪肌纤维纤细,纹理间脂肪分布丰富均匀,肉质细嫩,肉味鲜美,是北京奥运会唯一指定猪肉产品。根据营养需要推荐饲养标准配制日粮,测定肌肉常规成分、氨基酸、脂肪酸和矿物元素,发现宁乡猪肌肉内脂肪为5.37%,风味氨基酸高达220.5%,必需氨基酸高达122.4%,油酸(18:1)51.0%,亚油酸(18:2)7.74%,不饱和脂肪酸59.6%,是与深海鱼油媲美的保健食品。宁乡猪和三元猪鲜味氨基酸、必需氨基酸和氨基酸总量差异不显著[1,13]。目前开展了宁乡猪与商品瘦肉型猪生长激素基因功能比较研究,王文策等选用了融合表达载体构建宁乡猪生长激素的原核表达质粒,成功构建重组原核表达质粒pET-GH。 1.5遗传学特性研究发现宁乡猪二、四、六月龄时体重变异系数均在16.28%以上,体长、胸围、腿臀围变异系数为5.66%~8.55%。宁乡猪的体长与胸围的遗传相关系数为0.43,表型相关系数为0.74,这与宁乡猪属于脂防型猪种、具有边长边肥的特点有关。宁乡猪头长、额宽、腿臀围、体高具有高遗传力,头长、额宽表型变量受环境偏差的影响较小。宁乡猪的乳头变异系数较小,产仔数、产活仔数、初生重、泌乳力、断奶重等性状的变异系数较大。宁乡猪毛色是品种特征和遗传稳定性的标志;与瘦肉量相关系数最高的是后腿重。研究发现TLR6基因片段MspI酶切位点的两种等位基因T/C的频率分别为0.186/0.814,TT基因型个体显著影响4月龄体质量性状,TT基因型4月龄体质量比CC型高25.92%;TT基因型个体显著影响45日龄体质量、6月龄体质量、体长和胸围性状,TT基因型45日龄体质量比CC型高12.46%,结果提示宁乡猪TLR6基因不同基因型对生长性状有着重要的影响,是宁乡猪育种应用中的一个潜在遗传标记。 2实验宁乡猪在生物医学研究领域中的应用 2.1实验宁乡猪应用于医学研究的优点研究显示灵长类、犬、猫等在动物实验研究中受到伦理限制,而猪被认为是研究人类疾病最合适的实验动物。既经济实用,又克服了同种器官的短缺。猪心血管系统的解剖、生理特征和对致动脉粥样硬化食物的反应与人类高度一致,成为心血管疾病研究的标准模型动物;猪肾脏的解剖和生理功能几乎是人类的复制品;猪也是皮肤和整形外科手术、皮肤烧伤等较理想的模型动物;小型猪还是皮肤黑色素瘤研究的首选实验动物。刚出生的或剖腹产得到的仔猪,是进行抗原抗体反应很好的模型动物,小型猪也是人类异种移植理想的组织、器官来源,可作为异种移植排斥反应的模型。 2.2实验宁乡猪在生物医学研究中的应用最近研究发现原代宁乡猪与其第一代仔猪13项血液生理指标如白细胞、红细胞、血红蛋白、红细胞积压及部分血液生化指标如总胆红素、尿素氮、总蛋白等有显著性差异,为宁乡猪实验动物化研究提供了参考数据。研究发现宁乡猪与人N-乙酰谷氨酸合成酶氨基酸序列同源性高达93.2%,与小鼠同源性达90.76%,为内源性精氨酸的营养调节提供一个新的途径。赵拴平等发现宁乡猪的总蛋白、三酰甘油、尿素氮、葡萄糖等血液生化指标都处于人参考值范围内,碱性磷酸酶、总胆固醇均高于人参考值范围。耿梅梅等还发现,门静脉灌注葡萄糖可使宁乡猪血糖短期升高,白蛋白、低密度脂蛋白及α-淀粉酶活性下降,经机体代谢,上述指标逐渐恢复,但尿素氮、高密度脂蛋白、碱性磷酸酶和乳酸脱氢酶的活性基本无变化。研究还发现宁乡猪与瘦肉型猪相比有不同的代谢,包括脂肪生成、脂质过氧化、能源利用和分区、蛋白质和氨基酸代谢、胃肠道微生物的发酵,肥胖宁乡猪可能是儿童肥胖研究的有用模型,也可能是研究动脉粥样硬化、糖尿病有利模型。宁乡猪完整线粒体基因组序列为有关遗传机制的进一步研究提供重要数据,但研究还表明宁乡猪可能不宜作为异种移植的适当供体。 3展望 目前,宁乡猪在生物生态学、遗传等方面研究取得了一些新进展,但生理、病理方面的机制还远没有阐明。今后应进一步开展宁乡猪生理、病理、生物生态学、遗传方面的研究;建立宁乡猪封闭繁殖群及近交系,为宁乡猪实验动物化做好准备,努力将宁乡猪开发为实验动物模型,为医学事业的发展作出贡献。 作者:肖国华王宗保单位:南华大学医学院南华大学药学与生物科学学院 动物医学论文:实验动物化的生物医学论文 1生长与繁殖特性 宁乡猪的繁殖期长,且繁育能力较强。公猪3月龄性成熟,5~6月龄可配种。母猪4月龄第一次发情,7~8月龄可配种,利用年限约8~10年。成年母猪的有效乳头可达12只以上,每胎产活仔数8~12头。 1.1种质特性朱吉等[1]发现宁乡猪经营养物质条件的改善及饲养科学的适应性变化,肢蹄卧系率降低92.2%,体尺体重性状和繁殖性状提高率分别达6.97%~27.67%、11.62%~17.44%,窝重提高率达26.91%~78.97%,特别是阉猪的生长速度和胴体性能明显提高。宁乡猪母猪日增重表现为前期低、中期高、后期下降的生长曲线,阉猪表现为前期高、中期低、后期回升的生长曲线,阉猪和母猪都具有生长肥育期日增重曲线的相似性。后备公猪的体重及体尺指标不及同龄母猪,主要是性成熟过早所致。 1.2肥育性能Rorz指出,改变日粮组成分与结构可以减少3.2%~62%的氮排出。宁乡猪与瘦肉型猪氮的消化利用能力存在差异,宁乡猪12.91%蛋白质日粮组具有较好的能氮平衡性。研究表明在宁乡猪生长肥育后期添加一定量的半胱胺可促进生长、提高胴体瘦肉率和改善猪肉品质。宁乡猪杂交组合具有较高的生长速度和胴体品质。宁乡猪生长肥育性能的可塑性较强,阉公猪的生长肥育性能优于母猪,优化饲粮是提高其肥育性能的基础。宁乡猪肥育期日增重与膘厚、肥育率呈正相关;胴体长与胴体宽、后腿重与腿臀围呈强正相关,与肥肉率呈弱正相关,与瘦肉率呈弱负相关;眼肌面积与瘦肉率呈弱负相关,而与肥肉率呈弱正相关。最近研究表明由于宁乡猪肥膘产量高,相对产值较低,所以55~85kg阶段是宁乡猪的最佳屠宰期。 1.3母猪营养需要研究表明宁乡猪母猪妊娠前期、妊娠后期和哺乳期能源分别为37%~39%、22%~24%和39%~41%,相应的日摄食标准消化能分别为18.9MJ、27.0MJ和45.5MJ,粗蛋白质分别为156g、242g、538g;提高母猪哺乳期采食量是节省能量、提高仔猪增重的重要途径,补饲青料可提高母猪的饲料利用率。近期研究表明14%以上的日粮蛋白水平有利于促进宁乡猪母猪的生长发育。 2生理、生化指标 研究表明宁乡猪白细胞总数、红细胞体积、淋巴细胞计数及血小板均低于三元猪;甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白与血清甲状腺素T3含量高于三元猪,血清甲状腺素T4和胰高血糖素含量下限值低于、上限值高于三元猪,血清葡萄糖含量低于三元猪可能与胰岛素含量高于、胰高血糖素低于三元猪有关。与近交系五指山小型猪、广西巴马猪和贵州小型猪等国内小型猪相比,宁乡猪的碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶、低密度脂蛋白-胆固醇和总胆固醇较高,而γ-谷氨酰转移酶、三酰甘油、肌酐和高密度脂蛋白-胆固醇较低;与杜洛克猪、长白猪、大约克夏猪等国外引进品种猪相比,宁乡猪的丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶明显较高,总胆固醇明显较低,γ-谷氨酰转移酶、总蛋白、白蛋白、尿素氮、葡萄糖相差不大[9]。郭洁平等[10]研究发现与长白猪相比,宁乡猪血清精氨酸、一氧化氮浓度较低,空肠前段和肝脏一氧化氮合成酶活性较高,肾脏中的一氧化氮合成酶活性最低,肠道和肝脏中N-乙酰谷氨酸合成酶mRNA表达水平最高。 3病理特性 研究发现猪流感(H3)诱发宁乡猪高热病病理变化主要在呼吸器官,表现为气管、支气管充血,肺肿大,小叶间质增宽,肺尖叶有实质病变,肠胃出现卡他炎症、弥漫性出血。外来良种猪及其三元杂交、二元杂交生猪发病严重,死亡率高,宁乡猪及其与外来良种猪的杂交后病症状较轻,治疗也容易一些,有的生猪甚至不治而康复,死亡率也相对较低。 4肉质性状 宁乡猪肌纤维纤细,纹理间脂肪分布丰富均匀,肉质细嫩,肉味鲜美,是北京奥运会唯一指定猪肉产品。根据营养需要推荐饲养标准配制日粮,测定肌肉常规成分、氨基酸、脂肪酸和矿物元素,发现宁乡猪肌肉内脂肪为5.37%,风味氨基酸高达220.5%,必需氨基酸高达122.4%,油酸(18:1)51.0%,亚油酸(18:2)7.74%,不饱和脂肪酸59.6%,是与深海鱼油媲美的保健食品。宁乡猪和三元猪鲜味氨基酸、必需氨基酸和氨基酸总量差异不显著。目前开展了宁乡猪与商品瘦肉型猪生长激素基因功能比较研究,王文策等选用了融合表达载体构建宁乡猪生长激素的原核表达质粒,成功构建重组原核表达质粒pET-GH。 5遗传学特性 研究发现宁乡猪二、四、六月龄时体重变异系数均在16.28%以上,体长、胸围、腿臀围变异系数为5.66%~8.55%。宁乡猪的体长与胸围的遗传相关系数为0.43,表型相关系数为0.74,这与宁乡猪属于脂防型猪种、具有边长边肥的特点有关。宁乡猪头长、额宽、腿臀围、体高具有高遗传力,头长、额宽表型变量受环境偏差的影响较小。宁乡猪的乳头变异系数较小,产仔数、产活仔数、初生重、泌乳力、断奶重等性状的变异系数较大。宁乡猪毛色是品种特征和遗传稳定性的标志;与瘦肉量相关系数最高的是后腿重。研究发现TLR6基因片段MspI酶切位点的两种等位基因T/C的频率分别为0.186/0.814,TT基因型个体显著影响4月龄体质量性状,TT基因型4月龄体质量比CC型高25.92%;TT基因型个体显著影响45日龄体质量、6月龄体质量、体长和胸围性状,TT基因型45日龄体质量比CC型高12.46%,结果提示宁乡猪TLR6基因不同基因型对生长性状有着重要的影响,是宁乡猪育种应用中的一个潜在遗传标记[15]。 6实验宁乡猪在生物医学研究领域中的应用 6.1实验宁乡猪应用于医学研究的优点研究显示灵长类、犬、猫等在动物实验研究中受到伦理限制,而猪被认为是研究人类疾病最合适的实验动物。既经济实用,又克服了同种器官的短缺。猪心血管系统的解剖、生理特征和对致动脉粥样硬化食物的反应与人类高度一致,成为心血管疾病研究的标准模型动物;猪肾脏的解剖和生理功能几乎是人类的复制品;猪也是皮肤和整形外科手术、皮肤烧伤等较理想的模型动物;小型猪还是皮肤黑色素瘤研究的首选实验动物。刚出生的或剖腹产得到的仔猪,是进行抗原抗体反应很好的模型动物,小型猪也是人类异种移植理想的组织、器官来源,可作为异种移植排斥反应的模型。 6.2实验宁乡猪在生物医学研究中的应用最近研究发现原代宁乡猪与其第一代仔猪13项血液生理指标如白细胞、红细胞、血红蛋白、红细胞积压及部分血液生化指标如总胆红素、尿素氮、总蛋白等有显著性差异,为宁乡猪实验动物化研究提供了参考数据。研究发现宁乡猪与人N-乙酰谷氨酸合成酶氨基酸序列同源性高达93.2%,与小鼠同源性达90.76%,为内源性精氨酸的营养调节提供一个新的途径。赵拴平等发现宁乡猪的总蛋白、三酰甘油、尿素氮、葡萄糖等血液生化指标都处于人参考值范围内,碱性磷酸酶、总胆固醇均高于人参考值范围。耿梅梅等还发现,门静脉灌注葡萄糖可使宁乡猪血糖短期升高,白蛋白、低密度脂蛋白及α-淀粉酶活性下降,经机体代谢,上述指标逐渐恢复,但尿素氮、高密度脂蛋白、碱性磷酸酶和乳酸脱氢酶的活性基本无变化。研究还发现宁乡猪与瘦肉型猪相比有不同的代谢,包括脂肪生成、脂质过氧化、能源利用和分区、蛋白质和氨基酸代谢、胃肠道微生物的发酵,肥胖宁乡猪可能是儿童肥胖研究的有用模型,也可能是研究动脉粥样硬化、糖尿病有利模型。宁乡猪完整线粒体基因组序列为有关遗传机制的进一步研究提供重要数据,但研究还表明宁乡猪可能不宜作为异种移植的适当供体。 7展望 目前,宁乡猪在生物生态学、遗传等方面研究取得了一些新进展,但生理、病理方面的机制还远没有阐明。今后应进一步开展宁乡猪生理、病理、生物生态学、遗传方面的研究;建立宁乡猪封闭繁殖群及近交系,为宁乡猪实验动物化做好准备,努力将宁乡猪开发为实验动物模型,为医学事业的发展作出贡献。 作者:肖国华王宗保单位:南华大学医学院南华大学药学与生物科学学院 动物医学论文:动物医学类免疫学教学改革初探 [摘要]动物医学类免疫学是目前生命科学中一门重要的基础学科,该学科具有内容丰富、抽象复杂,涉及面广,发展迅速等特点,总结近年来对免疫学教学改革的实践,通过对动物医学类免疫学教材的及时更新、免疫学实验课教学的改进和考核方式的改革等举措,使学生更好、更快地吸收免疫学的知识,更加积极主动地调动学生学习兴趣,促进了学生与最新的免疫学信息和知识的接轨。相信教学改革将激发学生学习的主动性和创新性,增强学生的实践能力和创新精神。 [关键词]动物医学;免疫学;教学改革 免疫学是生命科学及现代医学领域中的前沿学科,近几十年来发展迅猛,生物技术及新的实验技术方法的快速发展更是促进了免疫学基本理论新成果的不断涌现和免疫学的蓬勃发展,越来越多的疾病被认为与免疫有关并引起人们的广泛关注,免疫学的学习和研究也日益受到动物医学专业学生的重视。作为高等农业院校生命科学重要基础课之一的动物医学类免疫学,具有内容丰富、抽象复杂,涉及面广,发展迅速的特点。本着如何让学生更好地理解、掌握免疫学知识以适应将来的临床和科研工作的宗旨,笔者在动物医学类免疫学教学中进行了一些改革,多种教学方法统合运用,极大地调动了学生的学习热情和兴趣,提高了课程的教学水平,使学生更形象的理解知识,并学以致用。 一、精心设计、更新教学内容,提高教学效果 动物医学类免疫学系统性比较强,各个知识点比较抽象、深奥、难理解,在一定程度上造成了学生学习这门课程的困难。因此,要求教师在授课前精心设计教学内容,以学生相对容易接受的教学形式将各个章节的内容进行重组串联。教学内容的改革是教学改革的中心,免疫学知识点多,且学科发展迅速。特别是进入21世纪以来,随着科学技术的快速发展,给医学免疫学领域带了日新月异的变革,造成了现有的教科书很难跟得上其发展。以免疫学为例,免疫应答及其分子机理始终是免疫学研究的前沿性课题,近30年来对先天性免疫细胞和T、B淋巴细胞的抗原受体、抗原加工和递呈、免疫识别、免疫细胞活化以及信号转导进行了深入研究,迄今已发现和命名的淋巴细胞CD抗原分子超过了200余种,对其在机体免疫应答中的作用与作用机制正在深入研究。我们采取多媒体手段,将最新的研究内容和更新的科研创新点加入课堂讲述中,进一步丰富了课堂内容,保证免疫学教学内容的更新、与时俱进。 二、紧跟学科前沿,开拓学生视野,调动学生学习兴趣 及时准确地向学生讲述、传递动物医学类免疫学的新理论和新发现,保持免疫学教材的与时俱进,也是课程教学的重要组成部分。免疫学的知识点多,且发展迅速,教材的更新远落后于学科的发展,因此针对免疫学的重要章节,我们采取对最近几年发表的高水平SCI期刊文章进行归纳总结的方式,向学生讲解最新的研究进展,促进学生对知识点的纵向深入的理解掌握。如讲述天然免疫系统时,介绍近年来重要的热点领域———天然免疫的识别机制,介绍今年来新发现的其他类的一些同样发挥重要作用的模式识别受体,包括识别胞内细菌等感染的NLR和细胞内的病毒RNA识别受体RIG-1和MDA5,让学生意识到这些不同的天然免疫受体之间存在着交叉或者互补的信号转导通路。如讲述T细胞和细胞因子时,介绍最近发现的一类不同于Th1、Th2和调节性T细胞的CD4+T细胞亚群。向学生传授了这一类T细胞亚群的发现,完善了T细胞分化的途径,丰富了以往的Th1、Th2、Th3、Treg的T细胞亚群的种类,增进了学生对T淋巴细胞以及特异性免疫应答的进一步了解。及时跟踪免疫学的最新研究进展和研究热点,对教学内容进行及时的更新和补充,在很大程度上激发了学生的学习热情和注意力,从而大大提高了学生对免疫学课程的兴趣。 三、强化动物医学类免疫学实验课教学,注重实践及科研能力的培养 免疫学实验课所有的课前准备工作往往由学院的教辅人员提前做好预实验,同时协助准备实验所需要的各种试剂和实验材料。在实验课堂上,教师指导学生按照实验步骤完成实验,并通过观察实验结果上交实验报告。学生缺乏对整个实验流程的了解也就造成了主观上的被动,造成学生上实验课的积极性不高,不能从根本上提高学生的动手能力。在免疫学实验过程中,我们采取让学生加入实验的试剂配置和实验材料的准备工作中,在很大程度上增强了学生动手能力,同时提高了学生分析和解决问题的能力。与此同时,在符合实验室安全的前提下,免疫学实验室还鼓励学生通过查阅大量的实验进展,进行探索性实验设计,部分同学在探索性实验的前期研究结果基础上,获得了大学生创新创业训练计划项目资助。这些措施的实行大大激发了学生的学习热情,提高了对课程学习的主动性和创新性,使得学生具备了一定的科研设计能力,获得了一定的科研训练,有利于学生进一步的科研深造。 四、增强与其他专业课间的联系,提高学生创新思维 在教学过程中将学生已学的其他专业课程和免疫学紧密联系,让学生在学习的过程中逐步培养其逻辑思维能力,做到融会贯通。以兽医微生物学与免疫学为例,由于疫苗的广泛应用和新型药物的发展,一些以前严重危害人类健康的疾病已经被消灭或者发病率大大降低;与此同时,新的病原微生物如非典型性肺炎、手足口病、甲型H1N1流感和H7N9禽流感等不断出现,很多公共卫生事件都与免疫学有密切的联系。这就要求教师在教学过程中及时根据变化调整、更新授课内容,及时将新颖性和实效性的最新研究内容放入课程中,使学生所学的理论知识与临床实践紧密结合。2013年,H7N9禽流感疫情严重,本教研室针对疫情的发展,从免疫学的角度进行专题讲述,从流感病毒的历史、流行现状、临床症状和预防原则等多个方面进行了介绍,向学生传递了流感病毒是可防、可控和可治的,在很大程度上避免了学生产生恐慌心理。 五、改革考核方式,注重学生实践能力的培养 考试是为了对学生所学知识点进行全面梳理,融会贯通,评定学生掌握知识的有效手段,也是检验教学水平和了解教学情况的重要途径。在对教学内容和教学方式进行探索改革的基础上,我们制定了综合的考核评价体系,将课程考核的改革与免疫学的知识、平日的课程考核、期末考试和实验技能的考核结合起来,考核形式上采取笔试、开卷、闭卷、课堂提问和实验操作技能等多样的考核方式。开卷考试的方式在一定程度上相对客观的体现了学生对免疫学知识的实际掌握情况和综合运用所学知识的能力,促进了学生潜能的发挥。课堂提问问题的方式活跃了课堂气氛,在一定程度上促进了学生能够做到提前预习,提高了学生学习的自主性。实验操作技能的方式督促了学生学习,对培养学生实践动手能力起到了积极的推动作用,也提高了学生的创新能力。 六、结语 通过对动物医学类免疫学教材的及时更新,免疫学实验课教学的改进,免疫学与其他专业课间的联系的加强和考核方式的改革,使学生能更好、更快地吸收免疫学的知识,更全面地紧跟学科前沿,开拓了学生视野,调动了学生学习兴趣,促进了学生与最新的免疫学信息和知识的接轨。改革动物医学类免疫学教学,使之适应我国高等农林院校的专业性教学,使之适应现代化畜牧养殖业的需求,对提高高等农林院校的免疫学教学质量,提高当代大学生的实践能力和创新思维都有重要的作用。 作者:王承宝 张永第 穆杨 杜涛峰 张毫 单位:西北农林科技大学动物医学院 陕西省杨凌区职业技术教育中心 动物医学论文:动物医学化学教学初探 1根据专业培养目标,对化学教学内容进行适当调整,确立化学课教学目标 以往的化学课是按着化学知识的本身系统性和完整性进行教学的,往往出现过分学科化,不管学时多少和是否需要,都一味追求学科的理论的系统性和完整性,结果使理论教学偏深、偏多。随着高职教育的不断改革和创新,化学教学理念也应发生变化,教师如何把化学知识应用到专业课中去,是摆在我们面前的一个主要课题,为此我们首先根据动医专业不同课程对化学的需求出发,在抓教学质量的同时,进行化学教学为动医专业服务的教学改革,制定一个比较切合实际的培养目标,然后进行培养目标的层次分析,再对所学的化学知识内容进行适当的增减调整,确立化学教学目标,使专业培养目标与化学课教学目标有机联系起来。使知识目标、技能目标、态度目标与培养目标相一致,以保证专业培养目标的实现。克服以往单纯的学科内容的系统性和完整性的束缚。 2了解动医专业的教学内容,明确化学课与动医专业基础课及专业课的联系 化学教学同其它专业教学一样,都是为经济建设服务。现在高职院校培养的目标主要是面向基层培养实用型人才。因此,教学思想必须适应新形势,并在教学过程中实现这一转变。在教材内容选取上,既要考虑系统性,又要注重实用性。教师要对动医专业课及学生进行调查了解,根据相关专业基础课及专业课的要求和学生基础对教学内容进行适当的删补,使化学知识能为相关基础课及专业课的学习打下基础。 动医专业中的绝大多数课程与化学有着密切的联系。例如,生物体呼吸作用的机理;三大营养物质的代谢过程;维生素和激素在体内的作用基理的阐明;利用研究DNA的结构揭露遗传学的秘密;弄清兽药的作用机制,设计出高效、安全、价廉的实用疫苗、药品;动物疾病剖检过程中的细菌、病毒分析;血液化验;药理、药性检验等等都与化学知识密切相关,并且部分专业课程的整个教学过程中都贯穿着化学理论知识。做为基础课教师如果不了解专业课内容,不懂专业课对基础课教学的要求,那么基础课教学就不可能有针对性,做不到有的放矢,也就显示不出动医专业化学教学的特点了。所以化学教师应主动了解相关课程和专业课中的化学知识,自觉拓宽自己的知识面,认真学习相关专业知识,如《生物化学》、《动物遗传学》、《血液化学》、《动物病理学》、《兽医药理学》、《动物微生物学》、《动物营养与饲料》等等科学,这样教师在授课过程中就可以结合专业知识来讲授化学内容,做到胸怀全局,基础知识重点讲,与专业相关的内容详细讲,与专业无关的内容减略讲。使学生学习起来目的更加明确,避免学生提出“我们学化学有什么用途?”的疑问。 3注意在讲清化学基本知识的基础上,强调在动医专业上的应用 在传授化学基础知识前提下,讲清与动医专业课知识间的联系。如在《有机化学》醛的一章讲授中,在和学生讲授醛的结构、性质之后,介绍醛的重要化合物时,应联系《药理学》中防腐消毒药甲醛溶液,向学生介绍它的性质、作用,如甲醛在气态或溶液状态下,呈现强大的杀菌作用,能凝固蛋白质和溶解类脂,能与蛋白质的氨基酸结合而使蛋白质变性。对繁殖型的细菌、芽胞和病毒均有效。也可具体介绍其作用,如5%甲醛酒精溶液,可用于手术部位的消毒、甲醛气体可做小型无菌室内气体消毒剂、甲醛溶液内服可作为防腐止酵药,治疗肠膨胀。这样在整个教学过程中,激发了学生学习化学的兴趣,起到了为专业课服务的作用。 4用化学知识解决临床实际问题,激发学生学习化学的积极性 在课堂教学中教师应根据教学内容,结合动医专业特点,根据动医临床实例,设计化学理论与临床实践相结合的一些课题,用讲授、讨论、课外作业等多种教学形式对学生进行指导,使学生在学习与解答这些问题过程中,认识到化学理论在专业课中的重要性,激发学生学习化学的兴趣,从而使化学理论知识与动医专业课程有机结合。例如在综合性练习中,可以根据动医专业《动物疾病》课程中“猪的急性饱潲症”这一病例来对有关的化学知识进行综合性练习。具体步骤如下: 4.1病因 家畜采食生长在富含硝酸盐土壤上的植物后,由于硝酸盐在消化道内转变为亚硝酸盐而发生亚硝酸盐中毒。猪饲料的烂白菜、苋菜、南瓜藤等青饲料在煮后,较长时间慢慢冷却(在5小时以上或隔日大量饲喂),由于微生物的作用,使其中的硝酸盐还原成亚硝酸盐,猪食后引起中毒。有的虽然未焖煮,但因堆放不当,温度在20~40℃且有适当水分存在,经12~24小时也能产生大量硝酸盐,而引起中毒。 4.2毒理 亚硝酸离子能与血红蛋白作用,一个分子的亚硝酸可作用于二个分子的血红蛋白。亚硝酸盐能将血红蛋白的二价铁氧化成变性血红蛋白的三价铁,亚硝酸本身变为氧化氮(一氧化氮),因而血液失去了向组织携带氧的功能。经过一定时间,在二个还原酶系统的作用,变性血蛋白还能恢复为血红蛋白。在中毒时,一般是时间不允许这种生理的恢复,因而变性血红蛋白逐渐增加,出现中毒症状。 4.3解毒原理 用适当的还原剂如亚甲蓝和维生素C等使变性血红蛋白变为血红蛋白,以恢复其运氧的功能。 4.3.1通过上述病例可以向学生提出以下问题,并根据化学知识加以解释。 4.3.1.1指出上述病例整个过程中有关化学方面问题。 4.3.1.2为什么亚甲蓝不能与碘离子或高锰酸钾同时使用。 4.3.1.3通过化学方程式实现硝酸盐到亚硝酸盐的转变。 4.3.1.4解释亚甲蓝解毒原理。 5采用激励艺术,激发学生学习兴趣 教师走上讲坛,首先要能吸引住学生的注意力,引起学习兴趣,激发求知欲。教师要根据不同的讲课内容采用不同的教学方法,调动起学习的积极性。例如:在讲授渗透压之前,可以设置问题情景:“在专业课的临床实验中,进行静脉注射时,为什么有时用0.9%NaCI或5%的葡萄糖等渗溶液,有时用NaCI、葡萄糖的高渗溶液?在讲授缓冲溶液后,结合专业课向学生介绍动物血液的pH值及血液中的缓冲对,并让学生根据化学理论解释“家畜血液中的缓冲对的作用及缓冲原理。并可根据此问题引伸到下面问题:“在动物出现酸中毒时,为什么不能同时使用维生素C和NaHCO3两种药物来解毒?又如在讲授元素镁的重要化合物硫酸镁时,可将动医专业课程中《兽医药理学》中硫酸镁,在动物疾病治疗过程中不同的使用方式所产生的不同作用向学生进行介绍。如对消化道的作用:大剂量硫酸镁内服有泻下作用,小剂量则有健胃作用;对中枢神经系统的作用:肌肉注射或静脉注射时,能抑制中枢神经系统,明显地降低中枢神经系统的正常兴奋性。从而使学生在学习过程中把知识学活,做到触类旁通。 总之,在高职院校动物医学专业化学课教学中,应有自己的特色,重视内容的实用性与专业知识间的衔接,在教学中根据实际,有效地与专业知识相联系,充分调动学生学习化学的积极性,提高学生的学习兴趣和学习质量,为专业课程的学习打下良好的基础,取得事半功倍的效果。 动物医学论文:完善动物医学临床教学管理探讨 摘要:动物医学专业以培养合格的兽医师为根本目标临床教学是动物医学专业培养方案中的重要环节本文从培养方案制定动物医院建设教学方式改革和教师专业技能培养等方面进行讨论以完善动物医学临床教学管理提高动物医学专业教学质量 关键词:动物医学;临床教学;教学管理;教学质量 动物医学专业要求学生以成为兽医人才为目标本专业毕业生应是具有在兽医医疗兽医技术服务兽医教育等相关部门从事动物医疗检验检疫疫病防控等工作能力的专业人才[1]而临床教学正是动物医学专业培养方案中的重要环节动物医学专业是吉林大学的品牌特色专业和重点专业近年来根据用人单位的反馈情况来看动物医学专业学生毕业后的实践动手能力相对薄弱如何通过完善动物医学临床教学进而提高动物医学专业临床教学质量达到社会对动物医学专业人才的要求是目前面临的首要任务 1目前临床教学存在的问题 现阶段各高校动物医学专业的临床实践教学主要存在理论与实验实践脱节实践教学资源不足教学体系不规范和临床教师教学水平相对较低等几方面问题[2-3]吉林大学动物医学学院现阶段学生的临床医疗虽然能够达到100%集中实习的基本要求但由于学院临床教学动物医院规模小病例数相对较少临床医师数量少等一系列原因无法保障学生的临床医疗实践的需求而校外合作的动物医院由于距离管理经费和生物安全等一系列问题无法接纳大批学生进行临床教学和实习实践因此完善动物医学临床教学管理和提高动物医学专业教学质量是目前亟待解决的首要问题 2完善临床教学管理相关对策 2.1制定合理的人才培养方案 根据动物医学专业的培养目标要要要培养合格的兽医师制定合理的人才培养方案要求掌握基础兽医学预防兽医学和临床兽医学的基础理论和专业知识熟悉国家动物疫病防控人兽共患病动物源性食品安全动物及动物产品进出口检疫等有关方针政策和法规熟悉动物保护与福利的相关理论知识等掌握动物疾病诊断与治疗技术动物疫病与人兽共患病流行病学调查方法与防控技术动物及动物产品检疫技术兽药使用技术等根据以上人才培养的能力和知识要求制定了动物医学专业本科生培养方案主要临床课程实践性教学环节包括课程教学实验和临床实习2个部分主要临床兽医学专业教育课实验包括动物尸体剖检动物传染病学动物寄生虫学兽医内科学兽医外科学兽医外科手术学兽医产科学中兽医学兽医影像诊断技术及兽医临床诊断技术实验等可以看出制定培养方案的过程中临床类课程要求的实验学时比例增高着重于培养学生的动手能力和诊断能力实验教学学时占临床课程总学时的1/3以上在实习实践环节增加了临床兽医全科训练和临床兽医大实验临床实习要求必须在动物医院或大型动物饲养场的兽医部门完成主要集中于校内或校外合作的动物医院从而达到培养兽医师的目标 2.2加大建设力度 校内临床教学的动物医院是实践教学的重要实践基地为满足人才培养方案要求和学生实习实践的需求学校和学院应积极建设校内临床教学医院努力按照建成面积不小于1000m3至少配备10人以上的专职执业兽医师具备候诊诊疗处置化验检验取药手术等功能诊疗设施齐全设有动物住院部年门诊病例数与在校生数之比达到50颐1以上的临床教学医院的目标完善临床教学医院的规模设备和部门设置从而达到满足学生临床实验实习实践的需求符合兽医师的培养目标同时努力争取达到国内一流教学医院的标准面向国家重大动物疫病防控需求集动物医疗动物福利等教研一体的现代化教学基地在硬件设施上购置先进的仪器设备引进现代化的操作和诊疗技术是首要条件曰在管理机制上参照医院企业管理模式和国外动物医院的管理模式结合校内临床教学医院自身特色是必经之路 2.3改革教学模式 吉林大学动物医学专业为5年制本科教学采用野2+2+1冶的教学模式[4]根据这一教学模式针对动物医学专业本科的临床教学特点梳理临床实验和实习实践课程内容根据各类课程的具体要求采取野先理论后实验再临床冶的三段培养模式将系统的理论知识和基本的实验技能应用于临床实践有利于培养学生的综合能力和动手能力利用实时病例合理利用临床教学动物医院的教学条件针对门诊病例对学生进行现场实时病例分析讨论培养学生认症辩证的能力确立动物医学专业特色的校内校外实践方式一是校内实践通过确立实习制度和导师制度带领学生在校期间完成临床的常规技术训练课程实验综合大实验和医疗轮训等要求学生要在临床专业教师和执业兽医的指导下在动物医院的各科室进行轮转实习结束后提交实习报告或答辩二是校外实践即集中时间安排学生分批到校外合作实践基地进行临床和专业实习实践如动物疾控中心动物医院大型饲养场的兽医部门等进行疫病检测与防控医疗综合实习等实习完成后需要提交实习报告实习单位出具实习合格证明及反馈意见核算相应学分 2.4加强临床教师技能培训 鼓励教师参与教学研究和教学改革不断提高教学水平建议学校提供足够的职位保证临床教学团队的稳定和科学发展鼓励教师到国内外临床教学先进的高校或动物医院进修学习不断使教师的教育理念和教学方式得到转变完善临床教师的技术能力提高临床教师和兽医师的教学能力和水平健全教师教学能力培养体系和考评体系学院要求35岁以下的青年教师必须参加学校学院组织的野青年教师教学水平大赛冶或野中青年教师双语教学大赛冶曰临床兽医学系的新进青年教师需在临床教学医院进行医疗实习轮转3个月以上方可参与其他教学活动学院层面上也积极创造条件鼓励支持青年教师到国内外先进的动物医院兽药研发和动物疫病防控等部门的生产一线上进行实践锻炼鼓励科研成果转化应用于临床教学 作者:解胜男 王宏娟 贺文琦 单位:吉林大学动物医学学院 动物医学论文:动物医学门类课程教学改革分析 摘要:组织胚胎学课程作为动物医学专业的基础课程,实验课程对于理论课程的辅助作用非常重要,研究主要区别于传统的实验教学模式,从教师、学生、教学手段、考核方式等方面入手进行实验课程的改革。通过改革后,可以提高学生学习兴趣、参与度,同时对于组织胚胎学的组织结构能够有更加深入的了解。 关键词:动物医学;实验;课程;教学;改革;组织胚胎学 动物医学门类的实验课程与其他理科项目的实验课程不同,需要用到动物实体或标本。组织胚胎学是动物医学专业的重要专业基础课程,是主要的形态学课程之一,是动物解剖学的内化和延伸。在教学过程中,通常包含理论课程和实践课程两部分,通过理论课程的讲述使学生对每个器官组织的形态有所掌握,实验课程则是对理论课所学的内容进行消化和吸收。通常的实验课程都是作为理论课程的辅助,但组织胚胎学课程是一门实践性质很强的课程,实验课程对学生知识的掌握非常重要。同时组织胚胎学又是微观形态学科,多数的概念是从具体的组织形态和结构中抽象出来的,不太容易为学生所理解和接受,这就要求动物组织学的实验课程要有所设计,灵活教学,以增强学生对概念理解、特征性记忆和学生能力等学习效果。 1传统的组织胚胎学实验教学方式 传统的实验教学模式通常都是以教师为中心,强调教师的主导地位,以教师讲授为主,学生观察为辅,学生按照教师的要求进行实验课程的学习,在教师讲述完一堂课程的教学内容、教学要求后,由学生使用显微镜进行切片标本观察。这种教学方式是最为简单,也是最为常用的。但这种教学方法不能充分调动学生的热情和积极性,学生就像流水线一样,将教师要求观察的切片,通过观察后将所观察到的切片标本的大致结构在纸上进行绘图,绘图后将结果交给教师检查。在这种模式下,学生只是被动地按照教师的提示和实习指导书的内容完成和说明所观察到的标本,不能调动学生的主观能动性和学习热情,而教师对学生实验课程的掌握与否最终只是通过学生提交的绘图来判断,这种方法会导致教师根据学生的绘图情况进行错误的判断,对理论课程的理解是十分不利的。 2改革实验课程模式,加强实践能力培养 针对于传统的组织胚胎学实验教学方式的弊端,同时为了贴近近年来教育部对人才质量培养的各项要求和对人才培养质量不断提高的要求[1],本次实验课程教学改革紧紧围绕着如何提高学生的动手能力、实践能力的要求,实验教学方法改革内容包括如下几个方面。 2.1课程设置改革 组织胚胎学属于形态认知课程,理论教学和实践教学都很重要,像其他课程一样,理论课程学时多、实践课程学时少,对于课程的掌握是不利的,实践课程教学对提高整门课程的教学质量尤为重要;因此,从源头上课程设置方面就应入手,调整理论课程和实验课程的比例,大大提高实验课程的课时数是最有效的,正所谓“只要功夫深,铁杵磨成针”,调整实验课时数是最为合理有效的。 2.2从教师入手改革 教师对于课堂的重要性来说是毋庸置疑的。推进实验课程教学改革,首先要从教师入手。如何调动教师的积极性,发挥教师的主观能动意识,教师的主导作用对于课程改革来说,尤为重要。从教师入手,首先要求教师对于课程做到烂熟于心,并且要将这些知识通过多种多样的途径传播给学生,使学生能够接受并理解,产生浓厚的学习兴趣。学生产生兴趣后自然会根据自己的兴趣去学习,去挖掘,从而达到想要去掌握。其次,教师要对实验课程有计划,包括要求学生进行课前的预习,对理论课程进行理解,知道即将进行的标本观察是哪些内容?大体的形态结构是怎样的?有哪些特征性的结构?这些可以在上课时进行提问,从而知道学生是否进行预习和理论的理解程度如何。这样就避免在上课的时候要占用一部分学时对学生讲述实验课内容及如何进行操作,标本片子的主要形态结构是什么等等。学生主动掌握的肯定要比教师告诉的印象更深,且不会使学生产生依赖心理[2]。从教师入手,还要求在课堂上教师要对学生进行随堂指导,避免出现教师拿了一堆片子给学生,学生自己看不懂,找教师找不到的情况。另外,对学生指导,一定要体现指导的作用,而非自己代替学生操作,导致学生完全依赖教师,不重视实验,不能提高实验技能,更谈不上增强对理论知识的理解。从教师入手,要求实验教师要对学生进行严格要求。教师不严格要求,会造成学生不重视实验课程,认为实验课程可有可无,造成学生“重理论,轻实践”,抓好学生的思想转变是根本。 2.3从学生入手改革 教师课程准备得再充分,手段形式再多样,也需要有学生的配合。从学生入手,首先要从学生的思想入手,从学生的观念中彻底改变“重理论,轻实践”的思想。让学生了解组织胚胎学课程是一门实践性很强的课程,必须通过实验课程进行巩固,否则,空有理论不会知道具体的结构是什么样的。例如,在讲述“细胞膜”的结构时,常说“两暗夹一明”,如果不通过电镜观察,完全不明白这句话的意思是什么,由此学生可知晓实验课程对理论的辅助确实非常重要。让学生了解平时不学习、考试时突击的情况对于组织胚胎学课程是行不通的。只要学生思想上重视了,再加上教师的指导,多手段化教学,学生的动手操作自然就融入进课程教学了。 2.4多手段化教学改革 现在的学生真所谓是生活在信息大爆炸的时代,教师讲述的概念、知识准确与否,学生立刻就动手百度。再使用原始的上课方式势必没有新事物的使用让更加吸引学生。同时,组织胚胎学课程中存在大量的图片,需要让学生了解[3]。因此,在组织胚胎学的实验课程中有必要多使用现代化的技术手段。首先,随着计算机的普及,多媒体教学普遍被应用,这对于组织胚胎学来说是福音,教师不再需要使用投影或手绘来进行图片讲解,节省了大量时间。同时多媒体教学还可以使用声音、动画等手段来动态演示,有利于增强学生的理解和记忆。在实验课程中,使用了网络共享平台。给每个实验小组中配备一台电脑,同时,教师的电脑作为管理者平台,把每节实验课中所涉及到的普片制作成一个PPT,供学生共享,学生在上课的时候可以通过随时查阅幻灯片来找出所看切片的结构特点。建立微信群,把所有学生加入微信群中,教师在群内发一些组织图片,不告知学生是哪个组织的,由学生们根据理论知识、教科书以及网络,共同分析讨论组织图片的结构,必要时教师给出一些参考答案,最后得出结论,说出判断的结果及理由。这种讨论方式就不仅仅局限在课堂上,而是可以随时随地进行,现在的学生几乎是“机不离手”,且此种方法趣味性强,因此学生们参与度高,效果比较好。 2.5从考核方式上改革 传统的考核方式主要为单一报告形式进行实验课程考核,这种方式并不能完全反映学生真实的掌握情况;因此,考核方式必须改变。首先,改变实验课程及比例。实验课课程成绩所占比例改为占总成绩的40%,要学生充分了解及重视组织胚胎学的课程特点。实验课学不好,势必影响总体的成绩。其次,单一写报告,写好报告并不代表能取得好的成绩。教师的考核方式由教师看报告改为学生看切片,并描绘出切片的基本形态,采取一对一的考核方式。以口试和报告相结合的方式,来决定学生的实验课成绩。在此过程中教师能够了解学生的整体掌握情况,同时也能知道每位学生的掌握情况。虽然这样会增加教师批改作业的工作量,但会引起学生对实验课程的足够重视程度。同时,通过问卷调查,学生对此方式比较推崇,原因是避免了有的学生不掌握知识、抄袭别人的报告而取得比较高的分数。 3结语 综上所述,在组织胚胎学的教学过程中,根据这门课的课程性质,对于实验课程无论是教师还是学生都应该给予足够的重视。通过实验课程的学习,增强学生对理论课程的理解,进而提高学生的综合学习能力[4]。 作者:张立娜 肖向红 柴龙会 华彦 单位:东北林业大学野生动物资源学院 动物医学论文:生物医学动物实验研究 1实验设计 在开展生物医学研究时,研究者通过正确地运用统计学知识,可直接影响研究的质量。统计学设计的任务在于对研究的部署、实施,直到研究结果的解释进行系统的安排,力争做到以最少的人力、物力获得可靠的结论和信息。其目的在于确定某种处理是否会表现出某种特定的效应。在实验设计时应遵循惟一差异原则,即在进行两组比较时,两者之间仅有因处理因素不同而引起的差异,而其他实验条件相关的非处理因素都应保持等同。然而,处理组与对照组在反应上表现出的差别并不一定意味着是处理的结果。另有两种引起差别的可能性,即偏倚和偶然性。偏倚是指系统性差别,它不是因组间在处理上的不同所引起。生物医学实验中统计学设计和分析的目标就是消除潜在的偏倚,减少偶然性[2]。 1.1实验的偏倚和控制 偏倚是在研究中从设计到实验实施和结果分析的各环节存在一些人为的、有系统倾向的非随机误差,它不是由于抽样造成的,而是某种偏性使得实验结果偏离它的真值。从所选择的生物医学问题到研究方案的制订与实施、实验的完成过程、实验的分析与解释,乃至实验结果的发表,均可能存在各式各样的偏倚[2]。这种偏倚常常表现为系统误差。偏倚的大小取决于研究的方法和具体的实验条件。常见的偏倚主要有选择性偏倚、观察性偏倚和混杂性偏倚。必须认识实验过程的偏倚,从实验设计起直到整个研究过程结束均要加以控制。正确的实验设计可控制选择性的偏倚,事前人为控制和采取相应的措施可避免和减少观察性的偏倚。对于混杂性偏倚,可将重要的混杂因素在设计阶段进行分层随机设计,使混杂因素在组间分布均衡;在统计分析阶段将混杂因素作为分层因素或采用有协变量分析方法,以消除混杂因素的影响。只有有效地控制或消除偏倚,方可减少结果的假阳性或假阴性。 1.2减少偶然性的潜在影响 偶然性因素的作用可以减少,但不能完全排除。因为即使是在精心实施的研究中,接受同样处理的动物,其反应也不可能完全一样。适当的统计分析可使实验人员评估出现假阳性的概率,即根本不存在处理效应的情况下观察到差异的概率。这种概率越小,实验者发现真实效应的可能性就越大。为了更有把握地检测出真实效应,有必要减少偶然性的作用,并通过实验设计确保能在“噪声”之上识别真正的“信号”。 1.3实验设计的要素 要消除生物医学实验中潜在的偏倚,减少偶然性,就应对实验对象、处理因素和实验效应这三个实验设计要素,按照对照、重复、随机化和均衡四项原则进行周到的设计与控制[3]。1.3.1实验对象实验中处理因素所作用的对象称为实验对象。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验对象,一个完整的实验设计中所需实验对象的总数称为样本含量。生物医学试验中考虑动物实验对象时应关注以下几个方面:①动物种属的选择:选择实验动物的种属与品系时,尤其需要注意其背景反应的水平。为了将反应“信号”水平最大化,常常意味着应避免选择那些背景反应水平极低的动物种属或品系,但如果采用过度反应的动物种属或品系也同样会出现问题。动物物种选择中的其他问题,无论是实际问题(寿命、体型、易得性、对动物学特征的了解情况)或是理论问题(生化、生理或解剖结构与人的相似性),都需要从专业的角度认真加以考虑和权衡。②动物的数量:虽然从统计设计角度考虑可得出某项实验所需的动物数(样本含量),但所得出的数值往往很大。因此,虽然样本含量估计是保证结论可靠性(精度和检验效能)的前提,但基于实验的可操作性及经济原则方面的考虑,应结合统计学的计算结果与以往的生物医学研究经验予以确定。③动物的体重与年龄:为确保实验对象的同质性,实验中所使用的动物体重与年龄应尽可能相近;动物体重的标准差不应超出平均值的10%;啮齿类等小动物年龄相差不应超出1周,大动物年龄相差不应超出1个月。④动物的分层:为了准确检测一种处理因素引起的差别,各处理组在可能影响实验结果的其他非处理因素方面应尽可能具有同质性。当存在动物亚系间的差别时,有两种方法可得到更为准确的结论。一是在结果分析阶段将亚系作为一个“分层变量”处理,包括对两个亚系的结果进行单独分析,然后将结果综合,得出处理效应的总结论;二是将亚系作为实验设计的“区组因素”,这种情况下可使对照组与处理组中每个亚系动物数量相等。除以上所讨论的“亚系”之外,其他的非处理因素,如性别、窝别、体重段等也可作为分层变量进行局部控制,并据此进行分层随机化分组。1.3.2处理因素设计实验研究时,要明确研究中的处理因素和影响实验效应的非处理因素。研究者希望通过对研究设计进行有计划的安排,从而能科学地考察其效应大小的因素称为处理因素或实验因素;研究者往往忽略对评价实验因素作用大小有一定干扰的重要的非处理因素或非实验因素(如动物的窝别、体重等);其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。实验结果是处理因素和非处理因素共同作用而产生的实验效应,因此如何控制和排除非处理因素的干扰,正确显示处理的效应,是实验设计的基本任务。1.3.3实验效应实验效应是处理因素作用于受试对象的反应和结果,是反映实验因素作用强弱的标志,它通过观察指标(统计学常将指标称为变量)来体现。如果指标选择不当,未能准确反映处理因素的作用,获得的研究结果就缺乏科学性,因此选择好观察指标是关系整个研究成败的重要环节。指标的观察应避免带有偏性或偏倚,要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观(如尿液pH试纸读数值)或主观指标(行为测量、病理观察),一定要事先规定读取数值的严格标准,只有这样才能准确地分析实验结果,从而提高实验结果的可信度。 1.4实验设计的原则 为了防止结果的偏倚,保证实验结果的准确性和最大化的表达,在进行生物医学实验设计时必须遵循统计学设计的对照、重复、随机化和均衡四个基本原则。生物医学实验中对照组的设置必须具备三个条件:①对等原则,即惟一差别原则,除处理因素外,对照组具备与实验组对等的非处理因素。在相互比较的各组间,除了给予的处理因素不同外,其他方面应与实验组具有一致性,如相同的实验单位来源(动物种属、体重等)和相同的实验条件、操作方式和喂养环境等。②同步原则,对照组与实验组设立之后,在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设原则,任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往结果或其他研究资料作为本研究之对照。 1.5生物医学中常用的实验设计类型 如果需要在同一实验中同时评价几种不同的效应,实验者应该安排能区别各自效应差别的实验设计方法。生物医学中常用的实验设计有以下几项。1.5.1完全随机设计完全随机设计是生物医学动物实验中最为常用的一种实验设计方法,它是一种单因素有k个水平(k≥2)组的实验设计。即实验设计可设置一个对照或多个剂量组的实验方案。本设计保证每个实验动物都有相同机会接受任何一种处理,而不受实验人员主观倾向的影响。本设计应用了重复和随机化两个原则,因此能使实验结果受非处理因素的影响基本一致,真实反映出实验的处理效应。1.5.2随机区组设计随机化完全区组设计,简称随机区组设计,又称配伍组设计,是配对设计的扩展,它将几个条件相同的受试者划分在同一个区组或配伍组,然后再按随机的原则,将同一配伍组的受试者随机分配到各实验组。该设计方法的优点是每个区组内的k个实验单位有较好的同质性,比完全随机设计更容易察觉处理间的差别。这种方法须特别注意的是要求区组内实验单位数与处理数相同,实验结果中若有缺失值,统计分析将损失部分信息。1.5.3拉丁方设计拉丁方设计从横行和直列两个方向进行双重局部控制,使得横行和直列两向皆成区组,是比随机区组设计多一个区组因素的设计。在拉丁方设计中,每一行或每一列都成为一个完全区组,而每一处理在每一行或每一列都只出现一次,也就是说,在拉丁方设计中,实验处理数=横行区组数=直列区组数=实验处理的重复数。1.5.4析因设计析因实验设计又称全因子实验设计,属于多因素、多水平单效应的设计。它不仅可以检验每一因素各水平之间的效应差异,而且可以检验各因素之间的交互作用。交互作用是指一个因素不同水平间的效应差受另一因素的影响,包括协同交互作用和拮抗交互作用。析因实验主要用于分析交互作用,当因素及水平数过多时,所需的实验对象数、处理组数和实验次数大幅度增加,故一般采用较简单的析因实验。含有较多因素和水平的实验一般采用正交实验设计[5]。 2生物医学动物实验的描述统计学 2.1生物医学实验资料的类型 生物医学实验对实验对象(动物)进行干预后测定的观测指标通常有以下类型:①连续性数据:测定结果表现为有数字大小和单位的数据,统计上称定量资料,如生理、生化指标,体重值,器官重量等。②分类数据:测定结果表现为按某属性划分的定性类别,统计上称为定性资料,具体又可以分为二值资料、多值名义资料和多值有序资料。如某反应为出现或不出现,死亡或未死亡,有畸形或无畸形;病理损害的严重程度(无、轻度、中度、重度)等。 2.2统计描述指标 描述性统计学(或归纳统计学)是对样本观察/测量数据频率分布的定量研究,描述性统计的目的在于:①对测量值或观察值进行归纳浓缩,用统计量、统计图或统计表的形式表现;②估计总体分布的参数。2.2.1资料的整理与探索对于某一测量指标,一般应从文献资料中了解其分布类型。如果没有判断概率分布的理论基础,应重复以大样本测定,绘制样本的频数分布图(理论上样本量要大于100),并经统计学检验拟合其分布。2.2.2数据的描述统计量①连续性数据的频数分布:通过对样本资料编制频数分布表或做茎叶图,以确定资料分布的类型、频数分布的集中趋势和离散趋势、估计总体参数,也便于发现离群值。②中心位置的描述统计量:描述数据分布的集中趋势,常用指标为算术均数、中位数、众数、几何均数等。③离散程度的描述统计量:描述数据分布的离散趋势,常用指标为标准差和方差、极差和四分位数间距、变异系数和离散系数等。④统计学图表:统计图包括连续性数据分布的直方图、茎叶图,表示数据中心位置和离散程度的点杆图(做图时表示均数和标准差)和盒须图(做图时表示中位数、极差、四分位数间距),描述构成比数据资料的百分条图、饼图,描述经时变化趋势的线图,以及预测和检验分布类型的概率-概率图(P-P图)等[6]。统计表具有简单、明了、易于理解、便于比较的优点。编制统计表时原则上应当重点突出、层次分明、避免层次过多或结构混乱。一般的统计表应为三线表,表中只有横线,无竖线和斜线。统计表的标目应层次清楚,不宜过于复杂。 3生物医学动物实验的假设检验 生物医学动物实验中最常见的情况是给予不同受试物后进行组间比较,通过统计学中的假设检验,说明受试物的作用。假设检验时应注意以下问题。 3.1检验方法的选用依据 3.1.1资料的类型和变量的数目不同类型的资料(定量、定性)的组间比较应采用不同的统计检验方法。单变量、多变量的统计检验方法也各不相同。3.1.2实验设计类型应该根据实验设计的具体类型选择对应的统计检验方法,以便得到处理组效应的真实结论。3.1.3检验方法的前提条件选用假设检验方法前,应了解所分析的数据资料是否满足相应检验方法的前提条件,如t检验和方差分析等参数检验方法要求数据满足正态性和方差齐性,χ2检验要求样本含量大于40且理论频数大于5。 3.2正态性检验及拟合优度检验 统计学假设检验须判定样本的频数分布是否符合某一理论分布,如符合要求就可按此理论分布来进行统计学处理。对正态分布可采用正态性检验,其他分布可用拟合优度检验。通常可通过查阅文献,了解实验参数符合何种理论分布。 3.3方差齐性检验 连续性数据未达到参数法统计分析前提的第二种原因即为方差不齐。一般而言,数值愈大,其固有的变异性也愈大。例如,若某组动物的平均反应值为100,其数值范围可能为80~120;而另一组动物的平均反应值为300,其数值范围可能会扩大至240~360。解决方差不齐的措施是进行数据转换。若数据的标准差与平均值成正比,在统计分析前宜将数据转换为对数值之后再进行分析,据此,不仅数据的变异度与平均值大小无关,同时还可确保其更符合正态分布。若数据变异度增加幅度与平均值的关系不太明显,采用平方根转换则更易使数据的变异度与平均值大小无关。某些数据经对数或平方根转换后可能仍存在方差不齐,此时宜采用非参数检验。 3.4单侧检验与双侧检验 检验假设选择单侧检验或双侧检验,应事先根据专业知识做出选择。一般而言,若研究目的仅须了解是否存在组间差异、实验者无法预测组间变化的方向以及实验者希望获得正负两方面的结果时,应采用双侧检验。若事先可预测组间差异的变化方向,实验者仅对某一方面的重要性感兴趣,实验者仅希望了解与对照组差异或正或负一个方向,则应采用单侧检验。此外,剂量设计预试验中应采用双侧检验,正式试验在了解相关信息后可采用单侧检验。 3.5多重比较及多重性问题 生物医学实验经常在处理组和对照组之间做多个变量的比较。即使不存在真正的实验效应,也有可能纯粹由于偶然性而有一个或多个变量在5%检验水平出现显著性差别。除了上述均数多重比较导致Ⅰ类错误概率增加的多重性问题之外,其他的多重性问题还包括多次的中期分析、关注多个结局、亚组间的多重比较。处理多重性问题的原则包括:①预先计划进行多重比较;②限制比较的次数;③多重比较时采用更严格的界值标准;④多重比较具有生物学方面的依据。 3.6观察值或实验对象的独立性 许多统计检验方法要求比较的观察值或实验对象相互独立,如二项分布的率检验、t检验和方差分析等。但是,有的生物医学实验中观察单位并不独立。例如,生殖和发育研究中就存在窝效应:由于遗传因素、宫内的发育环境和药物的代谢环境相似,与异窝胎仔相比,同窝胎仔之间对毒性效应的反应概率趋于系统,即同窝内数据为聚集性数据,这就是一种常见的非独立数据。在统计学分析时,忽略数据的窝内相关性具有潜在的风险;因同窝母鼠所产k个胎仔的观察值存在共性,其所提供的信息不及k个独立的来自不同母鼠所产胎仔所提供的信息;窝内相关性愈大,其信息量愈少。聚集性数据的均数标准误小于独立的数据,因此,若基于观察值独立的统计分析方法,就会增加犯Ⅰ类错误的概率,即假阳性的风险增加,降低实验的有效性。 3.7历史对照数据的应用 某些情况下,尤其是在发生率较低的情况下,单项研究可能提示处理可影响肿瘤发生率,但无法得出明确的结论。可能想到的分析办法之一是将处理组的数据与来自其他研究的对照组动物相比较。虽然历史对照数据具有重要意义,但值得强调的是,众多原因可导致不同研究之间的变异度大于研究之内的变异度。动物来源、饲料及饲养条件,研究期限,研究中的动物死亡率、读片的病理学家等均可能影响最终的肿瘤发生率。故此,忽视这些差异,将处理组的肿瘤发生率与合并的对照组发生率相比较,可能得出严重错误的结果,并进而明显夸大统计显著性水平。Tarone[4]曾对历史对照组的比率数据分析进行过综述。 3.8假设检验的局限性 首先,假设检验中的P值并未提供有关处理诱发效应大小的直接信息。某一受试物可诱发一定量的、反应的增加,但增加的幅度是否具有统计显著性则取决于研究的规模和数据的变异性。在规模较小的研究中,有可能错失较大、重要的效应,尤其是在检测终点测量精度不高的情况下。相反,在规模较大的研究中,较小、非重要的效应则具有统计显著性。例如,D药与C药相比,降血压效应相差近30mmHg,但因为例数仅10例,假设检验未发现显著性差异(P=0.31);相反,B药与A药相比,降血压效应仅相差0.2mmHg,但因为例数达500例,假设检验却发现存在显著性差异(P 0.001)。由此可见,统计学显著性与效应大小无直接相关性。因此,愈来愈多的统计学家主张以处理组与对照组差异值的95%置信区间表述处理的效应。据此,若处理反应的增加值为10个单位(95%置信区间3~17单位),则该区间包含真实差异的几率为95%。若置信区间的下限大于零,则双侧检验的P值小于0.05。其次,假设检验无法消除实验设计或实施不当所带来的影响。虽然前述的分层分析等有助于发现真实的差异,但若实验设计存在偏倚,或实验实施过程中存在偏差或失误,假设检验方法一般也于事无补。因此,在生物医学实验过程中应注重对实验设计或实施过程进行严格的质量控制和质量保证措施,强化GLP规范意识。其三,对统计学分析本身的质量控制和质量保证也是确保研究质量的重要环节。所用统计分析软件包应经过充分的认证,以确保分析结果的准确、可靠性。数据的录入、核对和分析结果的报告与归档,均应制订并严格执行相关的标准操作规程。综上所述,在动物实验研究的多个环节,统计学中的相关理论和方法都能够发挥重要作用。统计学不仅可以保证结果的科学性和可靠性,在很多情况下也可以极大地提高研究效率,节约研究成本。在这里还必须强调,除了实验后期的数据分析以外,在实验方案的制定阶段也需要统计学人员的早期介入,这样有助于避免实验设计出现大的偏差和漏洞,有利于研究目标的顺利实现。 作者:吴立利a 谢英华b 柳伟伟c 工作单位:军事医学科学院a.科技部 b.生物工程研究所 c.研究生部 动物医学论文:基础医学动物教学启发 1注重动物福利 实验动物福利的实质就是善待实验动物,是在饲养管理和使用实验动物过程中,采取有效措施,使实验动物免遭不必要的伤害、使其不受到饥渴、惊恐、折磨、疾病和疼痛,保证动物能够实现自然行为,受到良好的管理与照料。我们在动物实验教学课程中,注重讲述实验动物福利,不断加入人文关怀的内容。实验动物福利内容主要涉及饲养管理过程与动物实验操作过程中的诸多方面。我国的实验动物福利工作起步较晚,对动物福利的认识更是滞后,到现在为止还没有一部成型的关于实验动物福利方面的法规。实验动物虽然不是人,但是它是生命。善待动物、关爱生命无疑是动物实验教学的重要内容。让动物在安逸的状态下生存,在无痛苦的状态下结束生命历程。我们在教学过程中采用动物实验中的事例、有关人和动物和谐相处的感人肺腑的一些影片,来培养学生关爱生命的情愫。在实验教学过程中,实验教师的行为会潜移默化影响到学生,严格要求教师的实验操作行为,带动学生做到不惊吓、虐待动物,尽量给它们创造良好的实验环境,选择最佳仁慈终点,对实验用后的动物实施安乐死等等,让学生从一接触实验动物,就养成爱护动物的良好习惯。 2加强学生的动手能力的培养 一些学生对实验动物学虽然有兴趣,但惧怕动物,不爱动手操作,这一点表现在女孩子尤为突出。这是由于在讲授理论阶段,我们的学生接触动物实验的机会比较少,为此我们将理论与实践课程相结合,并把常规动物实验技能作为授课的重点,在利用多媒体教学形象、生动的讲授的同时,加大学生的动手能力训练,给学生安排更多的实验操作课程,由专业老师给学生加强规范操作的实验指导,严格执行实验操作抽签考试制度,从而提高了学生动手操作能力,收到了良好的效果。 3强调动物实验中实验者的自身防护 首先,加强卫生管理和个人防护。实验操作过程中要求学生每次接触动物或者培养物,以及离开实验室之前,必须彻底洗手。学习操作过程中不可避免地接触动物、排泄物或感染性材料时,必须戴上手套、口罩、禁止用手触摸面部、鼻、眼、口部,禁止在实验室内进食、饮水、或存放食物。提醒学生实验期间应穿着白大衣,离开时必须脱下,定时消毒清洗。 其次,严格的实验动物选择及规范实验操作技术。近年来,有不少因动物选择或实验操作不当,导致学生甚至老师感染人畜共患病的事例发生,严重危害到实验者的人身安全。我们教学实验用小动物,如大鼠、小鼠、豚鼠以普及为SPF级动物进行实验,但是某些大动物如兔、狗、羊等都多为普通级甚至民间收取的动物。若由于条件有限,购买清洁级以下动物,引进后必须检疫,检查是否携带人兽共患病原,合格后才能引入动物实验室用于实验。实验操作过程中,选择合格实验动物的同时,规范动物实验操作方法,杜绝因实验动物携带病原体而使实验人员感染。 第三、搞好实验环境,正确处理“三废”。良好的实验环境对实验动物来说可以减少受感染的机会,提高实验处理的敏感性,而对于操作者,可以降低动物传染源的感染。动物实验产生的一切垃圾废物,处理前应对各类废弃物分类存放,并对其危害进行评估,确定处理方案。废气必须经过滤消毒后集中排放,含有致病菌的废液与固体物料和一般垃圾必须分开存放。例如动物尸体必须包装消毒后存入冷柜冰冻,定期焚烧深埋处理。其他废料应严格分开存放,存放时间不宜过长,防止病原细菌滋生,包装好以后由专人转交给专业的处理厂家进行无害化处理。 最后,及时治疗疾病。实验操作过程中尽量避免被动物攻击(咬伤或者抓伤),一旦被清洁级以下的实验动物攻击,尤其是啮齿类动物,或者是操作者的伤口接触了实验动物的排泄物,应马上处理伤口,挤出污染血液,消毒伤口。第一时间前往疾病控制部门注射相应疫苗(24h以内),发生疾病症状,应及时到传染病类医院作出明确诊断,及早治疗。切勿抱侥幸心理,延误治疗时间。实验动物学是一门综合性独立的新兴学科,是生命科学研究的基础和重要支撑条件[1],几乎所有的生命科学研究成果都离不开实验动物的贡献。因此,在实验动物学实验教学过程中注重动物福利意识的灌输、加强学生动手能力的培养、强调动物实验中实验者的自身防护等,为将来从事生命科学研究打下良好的基础。 动物医学论文:动物医学专业分子生物学教学改革研究 摘要:分子生物学是研究核酸,蛋白质等生物大分子的结构与功能,并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质,蛋白质与核酸之间的相互作用及其基因表达调控机理的学科。笔者结合近年来的分子生物学教学经验,就如何让动物医学专业本科生更好的理解和掌握分子生物学知识进行了简单探索。 关键词:分子生物学;多媒体教学;新兴疫苗技术 1由浅入深,充分利用学生已知信息引入分子生物学概念 对于绝大多数动物医学专业学生而言,分子生物学仍停留在“传说阶段”,听说过也大概了解,但其中具体涉及哪些内容仍不得而知,仍是一些“高大上”的理论内容。因此,如果将学生由门外汉引入分子生物学的世界至关重要,也是学好这门课的首要前提。由于专业限制,动物医学专业的学生视线多集中在各种动物疫病的诊断、防控等领域,因此对这方面的内容比较熟悉,比如疾病诊断中常用的ELISA检测及动物免疫疫苗等。以禽流感病毒为例,大家肯定都知道最近国内留下的H5N1及H7N9禽流感病毒,也知道养殖户需要打疫苗进行防范,那么这些疫苗是如何生产的呢?传统的疫苗生产基本围绕鸡胚扩繁病毒并灭活,而一些新兴的疫苗技术,如DNA疫苗、亚单位疫苗及反向遗传疫苗等势必引起学生的兴趣,这些都是我们分子生物学领域研究的内容,让学生认识到分子生物学知识的重要性。 2发挥多媒体教学优势 分子生物学课程中涉及大量的动物医学专业学生前所未闻的新鲜概念,如果单纯的依靠传统板书进行讲解很难取得满意的效果,因此多媒体教学势必发挥着重要作用。将一些看不见摸不着的晦涩理论知识,以生动形象的多媒体形式展示出来,使学生一目了然的明白我们究竟讲的是什么内容,具体的原理是什么,真正掌握分子生物学的精髓,才能将分子生物学知识应用于实际。如分子生物学中最常见的“PCR技术”,如果我们说这是“聚合酶链式反应”,学生必然一头雾水,其设计到引物、目的基因、扩增温度等等因素,单纯的讲解很难理解,这时我们可以通过视频的形式,将PCR反应的各种组分及反应步骤一一分解,势必起到事半功倍的效果。 3以最新科研进展充分调动学生积极性 我们知道分子生物学知识发展非常迅速,每天都有新的研究进展,因此课本上的知识永远无法跟踪到最新的科研进展。那么我们就可以通过多媒体形式将最新相关领域的研究进展引入教学,既能让学生了解研究前沿知识,深入理解掌握所学分子生物学知识的含义,更能激发学生的学习热情。比如前面讲到的“反向遗传疫苗”,这是几年来研究比较火热的一个方向,“反向”是相对于“正向”而言,“正向”指的是生物学的初始阶段是由表型到内部,即由蛋白到核酸的过程,而“反向”则是由核酸到蛋白质的研究过程,即通过改变核酸从而改变蛋白质表型,生产新型疫苗,比如中国农业科学院哈尔滨兽医研究所近年来做了大量研究,开发了一系列新型的反向遗传疫苗并应用于实际生产,这样会迅速抓住学生的学习兴奋点。 4比喻教学法,以通俗易懂的语言解答晦涩难懂的理论 利用恰当的比喻教学方法在解释一些晦涩难懂的理论知识时效果很好,能生动形象的让学生明白我们讲授的内容。比如在讲授蛋白质翻译过程时,从DNA转录为RNA并翻译为蛋白质,其中信使RNA(mRNA)、转移RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)是细胞质中参与蛋白质合成的三类主要的RNA,如何更好的理解这部分内容呢?我们可以将mRNA比喻为上司下达的一道命令,具体的碱基就是命令的具体内容;rRNA则是能帮助读懂这些命令的秘书,随后秘书将信息传代给具体执行操作的信号兵,也就是tRNA,这样三者配合完成从RNA到蛋白质的翻译过程。5理论联系实际,调动学生主动学习、思考的能力在学生掌握了一定的分子生物学理论基础上,恰当的做到理论联系实际,发挥学生主动思考能力,将有助于学生更好的理解理论知识。比如我们学习了PCR技术,知道这是一种针对遗传物质DNA的特异性扩增技术,那么具体有什么应用价值呢?这时我们可以引入病原检测方面的例子,让学生分析一下目前进出口检验检疫方面常见的手段有哪些?除了传统的ELISA检测,很多时候PCR技术都发挥了重要的作用,能针对某种特定病原菌的特征性基因设计引物,只要PCR技术检测出阳性结果就说明有这种病原菌,快速灵敏。这样能让学生更容易意识到分子生物学知识在实际中是如何应用的。分子生物学技术在当代动物医学领域发挥着越来越重要的作用,如何让非生物专业的动物医学学生更有效的掌握这门重要的基础知识仍存在许多难点,需不断总结实践提高,真正达到我们的教学目的。 作者:姜延龙 王春凤 杨桂莲 单位:吉林农业大学动物科技学院
生态类论文:人类新道德生态文明论文 一、破坏的生态环境使均衡食物来源逐渐残缺等于自杀 人的均衡食物十分重要。人所吃的包括了动物、植物(含水果)。归根到底,所有食物的组成元素都来源于土地。但是,自从二十世纪50年代起使用了化肥而不用人畜粪尿之后,人类主要食物来源的耕地便逐渐变质了。最显著的表面现象是,化肥、农药和工业污染不断增加了有毒元素,因其对人们健康的危害显而易见,所以也经常听到一些声讨之音。然而,笔者认为更加严重又极端隐蔽的祸害是,耕地里对人体新陈代谢所需要的有用元素,很多已经是逐渐减少了。虽然化肥、农药能使田螺、鱼虾立即毙命,但对于大块头的人来说还是不会立刻就怎么样。可是,深藏不露的暗箭才是人类真正自我灭绝的致命毒招哩!当然,耕地逐渐变质恶化的状况并非中国特有,应该是世界性的。但是,由于中国的人口比较密集,耕地恶化趋势就可能更快些了。请大家细想一下,人吃进去了健康所需要的11种宏量元素和十几种微量元素,排出了吸收不完和分解了坏死细胞所汇集而成的,几乎同样数量的各种元素(出汗另排走少量东西)。人吃了一辈子东西,到头来也还依然只有一具身躯,这就说明了吃进的和排出的在物质元素本质上是完全相同的。在二十世纪50年代之前,古代农夫都勤劳地将人畜粪尿作为肥料,当成宝贝一样,完完全全地归还给了耕地,所以生态平衡也就自然而然地维系了下来,几千年都一直保持着生态的良好状况。在那之后,却因“科技进步”反而逐渐将生态平衡的链条切断了。显然,这是人类缺少对于大自然规律的认识智慧所做出的无知和不文明行为。虽然人类自己以为是“科技进步”,但实际效果无异于制作冰毒等,所不同的只是化肥的祸害十分隐蔽而已。长此下去,实在是等于人类不断在为自己慢慢地深挖坟墓啊! 二、二十世纪50年代之后的生态平衡逐渐断裂的原因 二十世纪50年代至今正好已经60年了。在60年前的岭南水稻田里,到处是田螺、鱼虾、青蛙,那是原汁原味的生态平衡。从二十世纪50年代开始使用化肥之后,生态平衡的链条就逐渐断裂了。今天,农田里不仅再难以见到田螺、鱼虾、青蛙之类,而是土壤板结,害虫肆虐,农作物变种,必须不断更新品种才能有较好收成。为什么生态平衡的链条会断裂呢?怎么能归罪于化肥呢?我们先看看化肥使用前后的突变情况就可以明白和信服了。笔者从小经常跟随着自己的老农父亲到田里干活,直至解放后的合作化,自己便成为农活里手,样样能干,也知道了不少田间事。记得那是在六十年前,也正是在农村合作化的过程中,突然听说是新出了“肥田粉”啦!买一小点(可能一两斤吧)就可以像撒胡椒粉那样肥上一亩田,何必那么辛苦地肩挑粪肥水下田呢!唉!人就是天生有懒根,能舒舒服服过日子,谁会不要呢?化肥的效力也确实厉害,既保住了稻谷照样收成,又养懒了人,却把田螺、青蛙、小鱼、益虫……,一概灭绝。记得开头的一两年,凡是施过化肥的田就见不到田螺了,田里倒是多了许多空的螺壳。几年后,几乎所有田都不见田螺了,也没多少小鱼被晒死,又没多少田鸡可捕捉了。后来便是害虫肆虐,夜里到处挑灯捕虫还顶不住。当然啦!没了益虫,害虫不凶残才怪哩!于是呼,生产队全面喷洒了“敌敌畏”。再到后来,又听说普通农药都不灵了,便开始用了什么“1605”,据说是德国法西斯发明的。那东西很毒,自告奋勇去喷洒的人,大热天里也要全身长衣长裤,包头裹脸,干一天就可以得到好几个工分哩!上面已经讲了化肥的三大“功绩”:代替了粪尿肥,养了懒人,灭绝了鱼虾和益虫。可是,更加根本的是,土地都变质了,板结了,哪里还有什么腐殖质可言呢?以往收割早稻时,一脚踩下去就“咕咕”响,直挤出了很多气泡。现时的稻田里,脚踩下去,既无声息,也硬邦邦。从此,害虫越来越猖獗了,农药越用越多了,生态平衡的链条断裂了! 三、现代人的所作所为等于逐渐使自己毁灭 悲呀!养活健康人需要均衡的营养,要庄稼长出好果实也需要充足的多种物质元素嘛!几十年都只凭借着那么一点儿化肥,土壤里哪里还有那么齐全的有益元素呢?恐怕化肥的这个“功绩”才是最“伟大”的吧!虽然化肥、农药等对人体也确有些直接的毒害,但如果体质好,内脏功能好,身体就会自己解毒、排毒。可是,如果人得不到均衡的营养,找不到必须的物质元素去制造和替补躯体和各种器官的特殊细胞,躯体和器官功能就日益下降,哪里还有什么能力去解毒排毒和抗拒疾病呢?不病才怪哩!当然,只要氮、磷、钾三种化肥充足,稻米、小麦、番薯……,一切庄稼照样生长,也有收获。问题是想要地里长出怎样的食物,又要吃食物的人长成怎样的人。健康的人体需要11种宏量元素和十几种微量元素参与新陈代谢,天天要制造出各种新细胞去替补老死的旧细胞,每天都在消耗掉各种元素。目前的农业情况是,化肥含有氮、磷、钾三种元素;光合作用使作物生长,又从水和二氧化碳得到了氢、氧、碳三种元素。所以,作物能长期得到的就只有氮、磷、钾、氢、氧、碳6种元素,健康人体所需要的11种宏量元素中,还缺乏硫、钙、镁、钠、氯5种。至于其它的十几种微量元素,耕地里就更加逐渐难以找到了!耕地里整整有20种重要的人体组成元素在不断地减少!现代人只要求地里长庄稼,却不给地里全面补充各种元素。结果,同一个品种的稻米、番薯等粮食虽然一样有收获,却变得越来越不香,产量也可能越来越少,又越来越怕病虫害,农民称之为“变种”了;只用化肥所种出来的菜就既缺菜味又多苦涩;不施有机肥的水果,过些年后也“变种”了,连最久负盛名的广西沙田柚也会变得干瘦又不香甜;用单调的饲料喂养出来的农场鸡、猪,无论如何都比不上农家放养的鸡、猪的肉鲜嫩可口;不注意营养均衡的人,其健康也必定越来越差,各种疾病不请自来。似乎很健康的年轻夫妇想要孩子,却不知道怎么就生不出来,是不是基因也出问题了呢?不知道癌病患者怎么就越来越多……。这,就是当前生态平衡状况所导致呈现出来的现象。而且,这不是中国独有的现象,是世界普遍现象,是地球全人类绝种趋势所最初呈现出来的征兆。化肥、农药、工业污染,它们灭绝了小生物,虽然罪证确凿,其害处让人人都眼见心明。可是,对于维系人体健康的物质元素的逐渐缺失所造成的长远危害,人们却毫无感觉,连专家们都还在吹捧和感谢化肥所做出的“贡献”,可见软刀子杀人是何等隐蔽阴险啊!这才是让全人类逐渐断子绝孙的毒招哩!现代人的所作所为实际上就是在借助于大自然的屠刀不断地杀着人类自己的子孙后代。 四、大自然的地球生态规则的辩证机理 自然规律指整个宇宙大自然的运行法则,大自然对于地球生态环境又有具体守护的严厉规则。人类如果缺乏认识大自然的智慧,有意无意地破坏了地球生态环境,就违反了自然规律,是对大自然犯罪,就必然要遭受大自然的惩罚。有人误认为地面上的野生动植物就是生态环境,须知那些都只是大自然后期才请来的生态环境客体而已,人也是客体。生态环境不应该是只对人而言的,是对着地球上整个生物圈而言的,是生物最根本的共同的原始环境。土地、阳光、空气、水,四项合一就总称为地球上的生态环境,是一切生物存在的基础条件。地球表面上的土地,是大自然经过高温的锻造和亿万年的风雨淘洗出来的,是生成各种生物的基础,也是生物各个种群赖以安身生活的地方。所以,维持上述意义上的生态环境不受破坏,才能真正维持生态平衡。生态环境是生物圈所有各个种群的共有环境,任何种群有破坏行为,就会遭到大自然的惩罚。地球的诞生是宇宙自然规律在非生命领域的运行结果,地球上的生态平衡则是自然规律在生命领域的运作目标。大自然在地球上创造生态平衡的目的,是为了让应该生存的生物都自由繁殖。大自然给予地球生物各个种群内外之间的关系所制定的原则是:互相制约,和谐共处,共同维护生态环境。这既是大自然对地球生物圈的唯一要求,也是大自然对于地球生态环境的具体守护规则之一。大自然允许生物为生存而自私,却不允许有破坏生态环境的行为,如有违反,便通过客体间的“互相制约”原则相互惩罚。若互相制约还无法奏效,大自然会亲自动手,从肇事物种的生成材料,即从其身体的组成元素数量方面逐渐减少以实现惩罚,直至最后将其灭绝。这就是大自然维护生态环境的两条主要规则,是大自然自己历经亿万年才陶冶出来的,简单、严密,严厉。大自然制定生态规则,目标就是为了保护生态环境,让地球上的生物生气勃勃,呈现出一派繁茂平和的生态平衡景象。首规则是互相制约,可以俗称弱肉强食。生物各个种群之间,可以各自为了自己的生存而以其它生物作为食物来源,这是大自然给予所有生物的权利。为了生存,互相残杀无可厚非。但是,凡事不能过度,一切野生的动植物种群,你灭绝了它,可能其它种群就会反过来灭绝了你。公鸡怕蛇,蛇怕蜈蚣,蜈蚣怕鸡。三者同在,你看我,我看它,相安无事,谁也不敢乱动。若少了任何一个就不平衡了。益虫、害虫和人类之间,也含有互相制约关系的成分。生物种群之间,就是那么巧妙的互相制约着。人工饲养和种植倒是另一回事,那就是人类的文明行为了。人类正是从学会饲养和种植而开始走上文明道路的,不仅仅是会建造房子才算文明行为。至于在种群内部,互相制约规则当然也起作用。除了个体之间为了各自利益而争斗之外,某些动物当意识到自己繁殖得太多而食物不足时,母体还会预先毁掉部分幼体。人类的计划生育也是种群内部的互相制约行为。二规则主要是身体组成元素问题,可以俗称适者生存。此规则再配合其它的次要因素,如天气、气候、地壳突变、海洋灾难等,就可以令一些生物个体或种群被自然淘汰。这项规则的执行者是大自然自己。如果是大自然想要淘汰掉的,不管是动物还是植物,人类的某些个体想当好心人去极力保护也是枉然的,除非你代代相传的永远创造人工条件去苦心养护它。 五、近代人类不断破坏着生态环境,某些作为不如野生动物文明 野生动物没有破坏地面的生态环境,近代人却通过不断降低土地、空气、水的质量而不断破坏着生态环境,所以人类已经变得不如野生动物文明了,必然要受到大自然的惩罚。害虫虽然与人类为敌,也都没有破坏地面的生态环境。一切的野生动物吃了自然界的物质,那是大自然的慷慨赐予,是执行了大自然所制定的互相制约首规则。它们从地面上吃了多少东西,都会将原来的物质元素全数的拉撒出来归还给地面。野生动物在生命过程中所消耗的仅仅是转化的太阳能,地面物质元素丝毫没有因野生动物的存在而减少,所以它们完全没有破坏生态环境。同样,在二十世纪50年代之前,人类几千年的发展都只是为了自己过得更好而已,并没有破坏地面的生态环境,所以大自然都很慷慨地给予支持。人类吃掉了多少动物和植物,大自然都没意见,还让人类的文明程度越来越发展。可是近代的人类小聪明就越线越轨了,完全的利令智昏,违反了自然规律。那些现代化的自来水对着马桶一冲了事,你吃了地面上供给你的那么多的物质元素,就让其白白地流归大海,这还不缺德吗?这还不是连野生动物都不如吗?于是乎,大自然严厉地下发了惩罚令,立即把人类的文明曲线往下拨!害虫吃掉了庄稼,人类的癌病、传染病越来越多,暗中又逐渐减少了元素供给,令人类逐渐断子绝孙……,这一切都是大自然对人类惩罚的安排。你破坏生态环境越严重和越长久,就给你惩罚得越厉害。人们(特别是农民)都讨厌害虫是吗?它们可是大自然专门用于执行惩罚措施的忠实使者!害虫们丝毫都不破坏生态环境!佛教讲究报应,笔者不懂佛学,不知道其报应的执行机制如何。但是,在大自然科学这里,用“报应”这个词来解释大自然生态的严密规则实施过程,倒是十分贴切的。上面所述已经使大自然的报应机制历历在目,并非任何难以想象而见不到的天兵神将。 六、生态平衡断裂的长期后果不堪设想 中国农业生态平衡的开始断裂,已经60年过去了,再过60年、600年……,耕地里去哪里找回那么全面的各种宝贵的宏量元素和微量元素来供给庄稼吸收生长呢?其实,全世界都差不多在同一时期开始使用化肥,不良情况都不相上下。长此以往,地球上全人类的子孙后代还能活下去吗?再过千年、万年之后,恐龙灭绝的命运,难道就不会轮到了地球人类的头上来吗?到了那时,生育功能有障碍的人,恐怕就不是特殊情况,而是一般情况了,因此,说断子绝孙的结局并非是危言耸听!由于笔者先悟知了这层道理,便心情沉重,深感有责任唤醒众人和促成决策层重视。倘若我今日依然心安理得,认为自身已老,事情与己无关而继续养老休闲,那就少掉了一颗人心,连动物都不如了,完全失去了一辈子做人的意义。这就是我开通了公众微信号,天天播发《自然与人》书稿的原因。诚望众人都能对生态平衡问题引起足够重视。 七、面对生态平衡断裂的现状应该觉醒 中国梦!不仅需要很多高楼大夏和优美环境,也不仅需要物质丰富和百业兴旺,更需要食物安全,营养均衡,身体健康。中华民族在受尽了一两百年的屈辱和贫穷之后,能从一穷二白变成今日的丰衣足食,昂首阔步地挤到了世界队伍的前列,并且敢于有了自己的伟大梦想——中国梦,作为中国人是多么自豪!可是,2015-04-19,有一则微信消息暴露:“为期4天的第28届‘首尔国际食品产业大展’,15日在韩国高阳市KINTEX落下帷幕。占据60多个展位的中国展区连日来几乎无人问津,与周围的发达国家展区形成了鲜明的对比。中国展位几成‘无人区’”。如果这是真实的信息,那是多么令人遗憾哦!食品安全问题应该令国人用心重视了!中国梦,我们的梦,我们要做成功中国特色的梦,要充分发挥中国人的智慧,既让经济高速发展,又让生态环境逐渐恢复过来,让国人个个吃得放心,让中国食品样样绿色,享誉全球。随着生态平衡的恢复,除了农业可以照样丰收之外,还能附带消灭目前城市和乡村都粪尿横流,到处污染的肮脏境况,并且可以省去了大量的污水处理资金。因此,很希望国家决策人将农业的根本治理列入当前的重要国策之中。笔者虽然已经是古稀老迈,还可以,也愿意无偿地为国为民献计献策,让全国农业完全恢复生态平衡,领先世界。而且,当新的农肥工程启动之后,必定可以拉动国民经济更快地向前发展,挖掘出大量的新商机。 八、认识好大自然就是积德行为 人类以往之所以违反自然规律而破坏生态环境,或许只因缺乏对自然的认识而在无意中发生。至于在人类自己的种群之内,也要像有些动物那样互相残杀,甚至比动物还严重和残忍得多,那就是文明人类所明知故犯的野蛮行为了。大自然所制定的地球生物各种群内外的关系原则之中,既是互相制约,又要和谐共处嘛!不论是无意破坏环境,还是同类互相残杀,都是智慧欠缺的表现。欠缺智慧,就是缺乏对自然的认识能力。如果能充分认识自然本质的话,大自然赐予给你的是无限量的资源,何必争抢呢!人类只要能同心协力保护好生态环境并且和谐相处,不要把资源消耗在无端的种群内互斗之中,地球上的人口再翻倍也同样可以全部过得幸福美满。如果人类的智慧有足够大,人类文明是可以无限高度发展的。否则,人类文明曲线已经正在逐渐下滑了!子孙后代危着哩!只有充分认识自然规律,按照自然规律办事,才能使人类文明继续向新高度发展。当人类充分认识了大自然的本质规律之后,就能够借助于大自然的无穷动力和能源、资源,去做出伟大的发明创新,就能不断给予人类创建新文明和幸福生活。否则,如果违反自然规律,人类越聪明就有越多的破坏性发明创造,对生态环境的破坏就越严重,人类受到大自然的惩罚也就越厉害。那样下去,人类必然不可避免的逐渐走上了灭绝自己整个种群的道路。因此,可以这么说,认识好大自然就是积德行为。多一个人认识了大自然的本质,就多一份保护生态环境的正能量,也就是为大自然多积了一份德。这是在积大公德,不是在为你自己积小功德,意义不同。 九、中国应该竖起人类文明新道德的大旗 佛教是劝善,普度众生不准杀生;基督教认为上帝创造宇宙万物,安排人的命运;伊斯兰教认为真主是主宰命运的圣主。这些都是人类始祖创建出来劝人行善的方法。作为神教,在中国原创的是古人创建的道教,它尊道贵德,惩恶扬善。道教广泛地学了道学、仙学、神学、医学、巫术、数理、文学、天文、地理、阴阳五行。追求通过炼仙丹、食仙药、蓄内气、修功德,以求达到长生不老,得道成仙。他们在修道过程中不断认识与遵从自然规律。仔细想一想,无论那个教派,他们都不只是劝人行善,也包括与大自然和谐共处,努力维护生态环境。然而,面对人类道德的滑坡,面对大自然被破坏的严峻形势,我们不能只有善心和悲叹,不能善而无为。我们不要满足于对大自然的表面认识,应该更深一层地认识大自然的本质规律,充分了解人类的子孙后代正在遭受着大自然惩罚而逐渐走向灭绝的命运。中国道教的尊道贵德,惩恶扬善,值得弘扬;我们要配合中国古今各家的其它优秀品德修养,一起发扬光大,以提高国人的品德素质。自然规律,只能认识、利用、顺从,不可违抗。笔者认为,中国应该带头提倡人类文明新道德,配合新时代和新条件,群策群力创建起中国式的新道德规范。应该按照大自然的要求,在生物圈中认真执行互相制约,和谐共处,共同维护生态环境的原则,争取在给大自然行善积德中,为全世界先竖起典范。应该配合现代化建设,为整个人类文明的不断向上发展,为子孙后代的永远康泰幸福,努力积下第一层大公德。中国应该高高竖起人类文明新道德的大旗。中国的新善德必定会像青藏高原那样高高竖起,让全世界的人类都肃穆仰望,崇敬效法。 作者:李开乐 单位:广东省气象台退休高工 生态类论文:人类学视阈下生态美学论文 一、终极目标 生态美学之身体维度的“诗意地栖居”18世纪后期,蒸汽机成为工业革命的标志,人类逐渐用机械化生产替代了手工生产方式,极大地改变了人与世界之间的关系。工业化革命在给人类带来巨大生产效率的同时,也带来了生态环境的急速恶化。由机械化到自动化再到现代化,仅用了一个多世纪的时间,进程之快超出了人类自身的预期。日新月异的物质需求促使人类对生态环境进行加速掠夺,导致生态系统严重分化与断裂,严重威胁着人类社会的生存与发展。人类中心论不仅仅恶化了人所处的外在世界,人类的内在系统也处于一种不协调、不统一的状态。因为自工业化革命以来,人类社会的生产方式安排以资本为优秀,那些占有资本优势的群体不仅对“在世”自然环境进行疯狂掠夺与压榨,还对那些资本较少或无资本群体进行无情的残酷剥削与压迫。被剥削、被压迫群体的身体与灵魂发出了痛苦的呻吟,美在此遭到了扭曲,人类生活所追求的“诗意地栖居”的理想在此变成了幻想。1962年,生物学家莱切尔•卡逊在《寂静的春天》一书中提出了人类社会处于交叉路口的名言:“现在,我们正站在两条道路的交叉口上。这两条道路完全不一样……我们长期以来一直行驶的这条道路使人容易错认为是一条舒适的、平坦的超级公路,我们能在上面高速前进。实际上,在这条路的终点却有灾难等待着。这条路的另一条叉路———一条很少有人走的叉路———为我们提供了最后唯一的机会让我们保持我们的地球。”这里所讲“舒适的、平坦的超级公路”是人类不顾及生态环境追求物质无限增长所带来的灾难性后果,而另一条路指的是生态文明之路。当今世界,社会生态及自然环境的双重恶化,推进了生态美学之身体维度研究的理论进程,也提升了美学与文艺在人类生活中的作用。基于此,海德格尔等立足于人与自然关系中的平等游戏,提出由遮蔽躲闪走向澄明之境,真正实现人类生活的理想目标,即“诗意地栖居”。自20世纪50年代开始,我国创立了以实践为基础的生态美学,即实践美学,其理论依据是马克思主义的唯物实践存在论哲学。“存在决定意识,意识对存在具有反作用”、“物质资料生产是人类存在与发展的基础”、“实践是检验真理的唯一标准”等命题,奠定了实践美学产生与发展的坚实基础。实践美学作为我国美学发展的主流方向,长期指导着我国社会生活与经济发展的各个方面。马克思主义观的实践美学要求人们完整准确地理解这种美学观,孤立片面地理解与把握某一方面将会把人们引入错误的路线中去。事实上,马克思主义的实践美学观具有其强大的生命力和指导意义;但在实际运用中,片面强调人对世界的征服与改造作用,使人类生活与生态环境之间的和谐统一关系没有得到应有的尊重,致使“诗意地栖居”遭受了严重的破坏。长期以来,由于错误理解马克思主义的实践美学观,片面夸大了物质生产资料作为人类活动的唯一因素,人们未将其放在主客体和谐关系之中去理解、把握,使实践美学的优秀思想一直被误解为“服从与被服从”、“改造与被改造”的关系。人们一直把生产工具、技术革命提高到至高无上的地位,片面、孤立地强调利用先进的生产技术从生态环境中获取尽可能多的物质财富,人类生活与世界、主体与客体的二元统一性处于“取此舍彼”的状态,造成人类生活与生态环境的双重破坏。人们的实际行为与做法与其追求的终极目标“诗意地栖居”渐行渐远,理想演绎成了“水中月、镜中花”。实践美学具有一定的局限性,因此我们要用一种与时俱进的发展态度,充分吸收20世纪以来生态哲学发展的新成果,补充与完善马克思主义唯物实践论美学,形成具有强大生命力的现代生态哲学思想,为人类生活与世界的和谐美创造条件。具体说来,具有现代人类学立场的生态美学,将人类生活与生态环境之间的关系理解为一种相互包容、相互补充、相互发展的关系,而非“舍此取彼”的关系———人类生活中的世界是人类“在世”的直接写实,对人是一种“人的存在”关系;人非超越于世界的绝对意志或抽象精神,而是一种“内在于世界的存在”。所以,站在现代人类学立场上的生态美学,从根本上消除了主客体二元关系中那种抽象的对峙关系,将人类强调并付诸实践行动的对世界的占有关系、改造关系、利用关系,特别是掠夺关系,转变为人类与生态环境之间的一种互相尊重、相互融洽的和谐关系。主客体的二元关系在人类生活与活动中不分主次、浑然一体。惟有如此,现代生态美学之身体维度和谐美的本质才能真正彻底得到理解与贯彻。 二、现实选择 生态美学之身体维度路在何方“天人合一”的思维方式是中国民族独有的美学观。它在本质上没有西方哲学推崇的主体中心主义至上论,而是将人类作为生态系统内在循环的一个元素,人类与生态系统中的其他诸元素之间是一种平等、并列、守衡的关系。生态美学解决的是人类生活与世界的对立关系,搭建人与生态环境之间和谐、均等的关系平台,目的在于坚持生态系统的可持续发展道路。毫无疑问,这是一种理性选择。我国是一个幅员辽阔、人口众多的国家,生态环境承受能力有限,将经济增长作为现实抉择的终极目标,不可避免会出现资源浪费、环境恶化以及生态危机,不仅使经济增长目标难以为续,还会严重威胁人类自身的生存与安全。目前,我们不仅没有贯彻执行生态美学之身体维度的和谐性,反而将人类生活与世界置于高度紧张的对立与冲突之中———为了片面追求经济发展目标而不顾生态环境资源的客观有限性及不可再生性,疯狂向生态环境索取,将人及世界推向了危险的边缘。不仅如此,对生态环境的过度开发以及技术条件与管理能力方面的限制所造成的极其低下的利用效率,致使人与人之间、人与世界之间的生态系统失去了应有的和谐美,现实中的生活压力带来的身体恶化、疾病泛滥、精神迷失以及千疮百孔的生态环境毫无美的意境可言,其审美性质与审美价值逐渐消失,最终失去了赖以发展的“精神家园”。因此,我们必须彻底地解决人口、资源与环境之间的协调发展问题,切实将经济增长目标转变为以经济发展目标的内涵式道路。生态环境具有不以人的意志为转移的审美性质与审美价值。我们必须抛弃人类主体中心主义,尊重生态美与身体维度的统一和谐性,按照审美性质与审美价值观构建生态系统,最终使人类能够“诗意地栖居”。现实中,人类自我中心主义仅仅狭隘地关注人的主体利益与人的当下生存,这一思潮目前在我国具有广泛的社会基础。人与人之间为掠夺有限资源,造成了紧张的社会对立关系,应有的生态系统审美观已荡然不存。更为严重的倾向是主张人的灵与肉的分离,将身体与灵魂设定为“此岸与彼岸”的关系,割裂了精神与身体相互依存的事实关系,从而无法构建人与自然和谐统一的生态美学观。麻木的人们不惜破坏生态环境,这是对身处被污染环境中劳作的社会公众的身心摧残,导致了作为主体存在的人的审美情趣与审美感觉的丧失。现代生态美学要求我们必须改变这种现状,将身体的自然美、精神美与世界统一起来,逐步实现人类社会生活的自由与解放。 三、结语 生态美学的优秀思想与本质在于和谐。和谐不仅指生态环境中各个要素之间的和谐,也不仅是人类与世界的和谐,更是指人类与社会环境、人文环境之间的和谐统一。人类不能将希望获得的彻底自由解放完全寄托于外在的自然界,更不能希望从生态环境中寻求一种精神与物质方面的安慰与寄托。生态美学之身体维度的真正价值在于其体现出既是物质或技术的,又是超越物质或技术层面的体现人文关怀的理想情操和审美观。从这个意义上看,站在人类学立场上的生态美学体现了美学本质,从根本上根除了庸俗的物质至上的功利主义及其造成的灾难性后果。 作者:吴佩君单位:温州城市大学 生态类论文:人类物质生态环境论文 一、物质需要的无限扩展与生态问题 传统的观点认为,人的物质需要通过现实的物质生产就能够得到满足,可人的精神需要则除了精神生产的满足之外,还有精神本身、精神活动过程的满足,即精神满足包括生产性满足与非生产性满足。事实上,人的物质需要也包括生产性满足与非生产性满足,人的肉体并不仅仅是为了生产的,生产只是人的肉体活动的一个重要方面。同时,生产活动也并不一定只是为了产品的生成,它还包括人自己的内在活动性的实现与满足。精神需要是人作为有意识存在物自内而生且不断发展着的需要,是在人与物、人与人之间的联系中通过实践活动而形成的与思维、情感、认识、意志等因素相关联的一种渴望满足的心理状态。马克思认为,即使一些如“植物、动物、石头、空气、光等等”一类常见事物,在人那里不仅可以成为物质需要的对象,而且可能成为精神需要的对象。如果我们把物质生活理解为一种外在的生活,那么精神生活就是一种内在的生活。对于人来说,内在的精神生活才具有根本意义,不仅是因为这里天地最为广阔辽远,而且是因为在这里盛开着生命本质之花、体现着人全部生存的价值和生活的意义。为了满足人的精神需要,就要进行精神生产。广义的精神生产指一切精神现象的产生、创造及其过程,狭义的精神生产指高级意识形式的产生、创造及其过程。精神生产是一种生产性的精神劳动,以精神产品为其直接成果。精神产品以其包含的精神价值为本质特征而区别于物质生产,但它却必须以物质化形式去表现或存在。从社会分工的角度来看,真正的精神生产是物质生产发展过程中后来才分化出来的一种生产形式。马克思认为,物质劳动和精神劳动的分工才是人类真正意义上的分工,它极大地推动了人类文明的发展。精神劳动是以脑力劳动为主要内容的劳动形式,它为人类提供了大量的精神产品,这些产品成为人们的精神生活的消费对象。通过精神生产,人的精神需要不仅在生产过程中得到满足,同时也通过消费精神产品而得到满足。人的精神需要愈增强,精神生产的动力就越大,人的精神需要的满足程度就可能越高。当然,人的物质需要的满足也往往内含着相应的精神成分,满足了一定的物质需要也就同时满足了人们一定的精神需要。人们常常将人的物质需要等同于动物的物质需要,这是一种误解。因为人的物质需要自人的精神产生之时起就已经不再是单纯的物质需要了,而是掺和着精神要求的物质需要。人之需要的发展空间是由自己开拓的,人作为一种自由的、具有精神性的和不满足于现状的存在物,他必须不断地进行创造和寻求发展。人的自由创造精神不仅是人自身不断发展的内在动力,还是人的需要不断发展的内在动力。人虽然是物质与精神、自然与社会文化的综合体,但人一旦倚仗精神、依仗社会文化从自然中站立起来,他就越来越成为一个重心倾向于精神文化生活的存在者。人们对于精神文化的倚重依赖,使得自然界不能像当初那样直接地为人类提供必需品,人类要继续生存下去,就不得不进一步依靠精神、依靠社会文化来对自然材料进行改造和加工,使其符合自己的需要。人的这种自然需要的不断扩展其实是通过文化的参与而实现的,无论是需要种类的增加还是需要品格的升级,本质上都是由于其中之文化因素的发酵所致。所谓消费升级,表面上表现为物质产品、服务质量等方面的提升,实质上则是体现着人的消费心理、消费文化、消费精神的开放与不断满足。所以,人的精神、文化不仅打开了人的自然需要的界域,而且现实地参与构建着自然需要的内容,离开了人的精神文化,人的自然需要便立马回归锁定在它动物式的封闭范围之内。所以,人的精神不仅管理着人的精神需要的形式与内容,而且管理着人的物质需要的形式与内容,两种需要因共同的精神本质而相互贯通,人是自然与社会、物质与精神、肉体与灵魂的二重属性的统一。 人类物质需要和精神需要在一定意义上是相互贯通的,因为人本身就是物质性与精神性的有机统一。人的物质需要范围的拓展是由精神需要而引发的,人的认识能力的提高和思维方式的不断转变使人突破了其动物性自然规定界域,人成为一种新的面向对象、了解对象和把握对象的存在物;精神需要在使人成为对象的人的同时,也使对象成为人的对象。人的精神在打开他的总体自然存在疆域的同时,也打破了他的自然需要的限度,使得人的需要呈现出不断上升和无限扩展的态势。可见,一方面,正如人的精神的超越性使人打开了难以穷尽的欲望空间,使人不必像动物那样完全被锁定在自然需要的限度之内一样,也正是人的无限欲望对需要的不断流注,才使人的需要源源不断地发展,也正是人的需要的不断发展,才推动人类社会的不断进步。但另一方面,人越是成为精神的存在物,他就越想要突出和表现其自由本质,他就越是具有一种超越现实的内在发展冲动,这样的发展冲动为人之不安于现状和想要超越现实的诉求所表达。因此,他在推陈出新着自己的存在形式、自己的内在需要的时候,也意味着他在不断地发展和奔向那个遥遥无期的未来。在某种意义上可以认为,“发展”这一概念的产生,是基于人们对于争夺有限物质利益这一问题的理性思考。人与人之间利益的冲突始于需要对象的有限性和人对满足欲求的强烈渴望。人的精神与自由使人的需要变得无限,而无限的需要最终会指向无限的发展。人的无限的物质需要的满足、无限的发展造成了严重的生态问题,而人的精神需要的满足又加重了对环境的破坏和压力。历史上的无限发展论基于无限发展的可能性,发展出这样两种认识:一是认为自然资源是无限的;二是认为人类获取自然资源的手段是无限的。过去,人们总认为自然界作为一个无限广阔的资源宝库,我们可以从中获取各种生产和生活所需要的资料。同时,人们总是相信,个人的知识虽然有限,但人类作为一个整体却可以凭借其文化积淀而持续地认识自然和不断地生成新技术,从而为人类获取自然资源提供用之不尽的手段和工具。基于以下理由,无限发展的理论的两种认识都存在问题:首先,自然资源并不是无限的;其次,人类获取自然资源的手段方法也不是无限的。就第一个方面来看,自然资源是有限的。自然资源大致可分为两类,一类是不可再生性自然资源,另一类是可再生性自然资源。不可再生性自然资源作为一个既成历史的产物,它的总量是有限的,而可再生性自然资源的可再生性也只有在保证其再生周期不被破坏的前提下才能存在,即可再生资源并不等同于无限的资源。同样地,人类征服改造大自然的手段也不会是无限的。虽然人类征服改造自然的能力在不断提高,但这种能力相较于无限的自由仍然难以望其项背。所以,在无限的需求促成无限实践的条件下,会造成无限的生产与消费,而无限的生产与消费,就必然促成无限的发展,而正是这种超越了生态限度的无限的发展,才导致了当今人类对生态环境的巨大破坏。在资源枯竭、水土流失、环境污染和人口膨胀等一系列问题的影响之下,人类的生产生活环境江河日下,如果人类仍然不警醒,仍然不改变这种生产生活方式,最后必将走向自我毁灭。有人认为,人类完全可以依靠科学技术来解决无限发展所带来的问题,对此观点我们持否定态度。其实,正是人类包括科学技术在内的各种能力的总体的绝对有限性,才导致了当今严重的生态环境问题,也正因为人类无法从总体上把握自然对象存在、变化与发展的规律,而只能在一定的时空范围内、一定条件下通过已有的知识来把握自然对象,因此“人类对于自然的认知能力的展开过程只不过是一个基于既有知识系统不断地自我纠错的过程。”正如恩格斯所说:“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都会对我们进行报复。” 二、像人一样生活:需要与生态的内恰 人要像人一样生活,首先就必须理解什么是人,什么是人的本质。雅斯贝尔斯认为,我们应当认识人的真正存在、了解人的真正自由和理解人的真正本质。他进而认为,人的真正存在与自由,并不像现代社会中不断发展的各门关于人的科学那样,仅仅将人当作一种客体,通过各种层面的知识就能够被认识。我们认为,对人的认识必须从总体上进行把握。人是物质性与精神性的统一,由于人的物质性存在是有限的,而精神性存在可以无限,所以这种总体状态与人的需要是相互对应的。因此,人要像人一样生活,就意味着人必须成为一个物质需要有限而精神需要无限的存在者,换而言之,就是要在满足人之基本物质需要的条件下着力于其精神世界的开发,促进人的健康全面发展。但是过去的无限发展理论,却并没有受导于如此的认识,而是将人的物质需要从自然限度中释放之后,就让需求如脱缰的野马任其狂奔。人们沉醉于对物质利益永不停息的追求和满足之中,物质需要成为人们耗费精力而永无注满的无底深潭,使人们沉溺于无止境消费和无意义的生活。如前所述,无限发展带来的生态问题是严重的,而要摒弃无限发展主义,保护好生态环境,就必须使人回到人本身的本然规定之中,即成为一个物质需要有限、精神需要无限的存在者。而要如此,首先就得让人类习以为常的无限的物质需求“回归”到它的一定的应有限度之内,即必须对人的物质需要进行合理调控。那么如何进行调控?这是一个复杂问题,但其中的一个最基本的原则就是,人类物质需求必须符合自然生态的平衡发展,必须限定在自然能够提供相应需要的限度之内,人类物质需求应当是一种被调控的生态化的物质需求。要对人类的物质需求进行生态化调控,首当其冲的就是要培养人们物质需求的生态化意识。人们只想到其无限的物质需求应当不断地被满足,而很少考虑那些无限的物质需求本身是不是合理,更没有考虑到它们有没有符合生态要求,是不是具有内在的生态合理性。面对如今严峻的环境恶化形势,我们必须对自己的各种物质需求进行生态化考量,在考察它们是否具有生态合理性的基础上对其进行必要的调整。而要进行这种合理考量,就得有这样的意识准备:一是树立物质需求的生态有限意识。人类需求内含物质需要与精神需求,是二者构成的总和,我们能够说人的精神需求可以无限发展,而人的物质需要则不能无限发展,它必须受到限制。二是建立物质需求的生态有度意识。任何事物的存在和发展都有其内在节度,物质需求也是如此。物质需要须符合自然生态、社会生态和个体生态的内在节度,任何超出这些节度的物质需求,都可能对人类带来危害,都必须得到调整。三是确立物质需求的生态合理意识。物质需求的生态合理性包括需求本身的生态有利性、需求对环境的生态维护性以及对实现需求的条件可能性,从这三个方面对人的物质需要给予全面考量。那么,如何培养人之物质需求的生态化意识呢?在中国传统文化中,就有许多可借鉴的思想资源。中国传统文化中的寡欲思想对于控制我们过多的欲望,对于我们物质迷狂精神的生态化“整肃”是有积极意义的。孟子曰:“体有贵贱,有小大。无以小害大,无以贱害贵。养其小者为小人,养其大者为大人。”“养心莫善于寡欲。其为人也寡欲,虽有不存焉者,寡矣;其为人也多欲,虽有存焉者,寡矣。”《道德经》则云:“五色令人目盲,五音令人耳聋,五味令人口爽,驰骋畋猎令人心发狂,难得之货令人行妨。是以圣人为腹不为目,故去彼取此。”可见,无论是儒家还是道家,都认为寡欲可以养生、养性,而这种养生、养性原则因天人合一而完全内恰于生态要求。荀子则认为相对于总体上谈欲之多寡,不如谈欲本身的性质规定。他说:“凡语治而待去欲者,无以道欲而困于有欲者也。凡语治而待寡欲者,无以节欲而困于多欲者也。有欲无欲,异类也,生死也,非治乱也。欲之多寡,异类也,情之数也,非治乱也。……心之所可中理,则欲虽多,奚伤于治!……心之所可失理,则欲虽寡,奚止于乱!故治乱在于心之所可,亡于情之所欲。不求之其所在,而求之其所亡,虽曰我得之,失之矣。”他认为欲望本身的合理性非常重要,不合理的欲望多了容易扰乱社会秩序,合理欲望的增长则无伤于社会秩序。中国传统文化中的寡欲思想,其实主要是谈寡物质之欲,这当然有一定道理。但如果关涉到精神以及道德之欲,我们则认为不但不能减少,反而更应当增多。这是因为我们对精神对象的分享不仅有利于人们生存境界的提升,而且也不会造成其自身的减少,就更不会因此带来生态问题。那么如何开发人的精神领地、如何发展人的精神需求———即如何使人成为一个重心偏于精神的存在者呢?我们认为至少得注意两方面: 一方面是培养精神存在意识,另一方面是加重精神活动的实践比重。培养精神存在意识,首先得树立“人本质上是精神存在物”的信仰。19世纪德国哲学家奥伊肯提出,在我们的身上存在着一种独立的、内在的精神生命,它来自于宇宙的精神生命,是宇宙精神生命在我们身上的体现。这种精神生命不是自然进化的结果,不是可以遗传的本能,也不是可以在日常经验活动中可以得到的东西。它虽然十分内在和深刻,但我们却可以唤醒它,因为宇宙精神的显现与我们的精神追求过程是二而一的进程。他说:“精神的实现绝不是我们的自然禀赋,我们必须去赢得它。”而我们则认为,精神生命是世界存在的内在本质,精神生命充斥于整个宇宙之中,它既存在于我们的对象之中,也内含于我们每一个体的生命之中,人的精神与宇宙的精神是相互贯通的。人必须且只能以精神的方式与自然对象真正融为一体、化为一炉,从而实现自我精神本质与宇宙精神本质的统一,完整地将整个精神生命世界的博大、精深、圆满及永恒表现出来。人只有以精神的方式存在,他才会感觉到自身存在的力量,也才会升达于天人合一的最高人生境界。当然,人本质上以精神的方式存在并非意味着人要脱离现实生活,而是要在现实生活中表现精神本质。精神存在意识的生活践行,并不是将精神意识进行个体固化,而是促使精神存在意识在现实生活中得以实现。但是,我们同样认识到,在当今物质主义泛滥的情况下,践行精神存在意识是具有一定困难的。这就意味着我们必须对现有的生活方式进行扬弃,使人们从物质主义统领下的技术结构、社会结构和大众结构的桎梏下解脱出来。“技术进步的后果,就其关系到日常生活而言,在于形成了生活必需品的可靠供应。但是供应的方式使我们在这些必需品中得不到多少快乐……它们仅仅是物品,可以在我们注意到它们的片刻通过支付货币而获取”,技术结构使人框套在它的生产—消费环节上,人的精神按照它既定的步骤运转,自由因为被打上了物质机器的技术钢印而无法动弹。而社会的结构化统治,又使人被归结为既定社会位置的存在者。庞大的社会结构使人变成某种适应社会结构的单纯功能者,人们瞄准生活中的各种地位,以丧失品质、压抑个性的方式嵌入社会所规定的理想位置,人的存在精神被置换成社会存在的位置意识,而这样的社会位置却不过是走向物欲满足的暗道。同样,大众化统治也使人失去其内在的个体精神本质。“在群众中的人们看来生活是以享乐为目标的,而只在皮鞭的威吓下或在渴求面包或渴求更好的食品的驱动下才去工作。”同时,群众的影响使人不再是独立的自我。一方面个人不再是他自己鼓励的自我,而是作为一个群众中的成员。 另一方面个人也不再张扬其自处时的独立状态,而是将自我意识融化在群众意识之中。人被这些结构统治着,找不到自己的方位,不懂得自己的本质,看不清自己的真正需要,也不了解自己的存在意义。因此,人要成为一个真正的人,成为一个具有精神本质的存在者,就必须从这些结构中寻求自我解放。所谓解放,并不是要将这些技术、这些社会管理模式和大众化生活方式完全抛弃,而是要在一种更高的“精神统领的生存”视野中重新安排这些生活,使人的物质存在与精神存在被安放在它们应处的合理位置,从而使人过上一种真正像人的、属人的生活。人是人的创造者,人应当且必然过自己的生活。因此,生活的结构化只不过是人的生活自由展开的一个环节。马克思在《1844年经济学哲学手稿》中说:“已经生成的社会,创造着具有人的本质的这种全部丰富性的人,创造着具有丰富的、全面而深刻的感觉的人作为这个社会的恒久的现实。”人在哪里跌倒,人就会在哪里爬起。最终,结构化、模型化的生活方式必将被超越,它将成为人们走向精神性存在的一个可能在不远的将来布满蛛网的小小驿站。 作者:唐凯麟易岚单位:湖南师范大学 生态类论文:设计类大学生生态文明论文 1国内外研究动态 西方关于生态文明的学术流别主要包括人类中心主义和非人类中心主义。人类中心主义强调人是世界的中心,改造和保护自然界的目的是为了维护人的利益;非人类中心主义主张自然界是世界的中心,人应当服从和保护自然界。西方马克思主义既不赞成人类中心主义,也不赞成非人类中心主义,主张人与自然的协调统一。三是生态文明教育。国外生态文明教育主要包括两大类:一是社会生态文明教育,主要通过生态运动,如绿色运动、环保运动等对全体公民进行生态文明教育。二是学校生态文明教育,主要通过开设生态文明课程对学生进行生态文明教育,除了生态科学、环境工程等专业课之外,开设生态哲学、生态伦理学、生态美学等选修课程。 2设计类大学生生态文明素质培养的选题意义和研究价值 (1)选题意义。在当代世界,设计艺术已渗透于社会生活的各个领域,建设生态文明,必须推行生态设计。设计艺术类大学生将承担生态设计的历史重任,他们的生态文明素质如何,将直接影响生态设计乃至生态文明的发展。因此,该研究对于深化教育教学改革,全面提升设计类大学生生态文明素质,推动生态设计发展和“两型社会”建设,实现建设“美丽中国”的目标,具有重要的现实意义。 (2)研究价值。推行生态设计,关键在于建设一支具有生态文明素质的设计师队伍。设计艺术类大学生是生态设计的生力军和后备军。开展该课题研究,可以明确设计类大学生生态文明素质培养的目标和内涵,调查分析存在的问题及其原因,提出有效对策,建构适应于设计专业特点的大学生生态文明素质培养模式,不仅有利于丰富和创新大学生生态文明教育理论,而且有利于提高设计类大学生的生态文明素质,从而推动生态设计乃至生态文明的发展。 3设计类大学生生态文明素质培养的目标与研究内容 3.1研究目标及理论依据 (1)研究目标。构建设计类大学生生态文明素质培养模式,为提高设计类大学生生态文明素质的培养效果,推动生态设计乃至生态文明发展提供学理支撑和决策建议。 (2)理论依据。马克思主义生态文明理论是本研究的理论基础;中国传统生态文明思想是本研究的理论渊源;西方生态文明理论是本研究的理论借鉴。 3.2研究内容 (1)研究设计类大学生生态文明素质及其培养的内涵和特点。设计类大学生的生态文明素质,是指从事低碳设计、绿色设计和循环设计所必备的主观条件,包括生态文明观念、生态文明品质、生态设计能力等三个方面。设计类大学生生态文明素质培养,是指高校对设计类大学生进行生态文明观念教育、生态文明品质培育和生态设计能力培训的活动过程,具有实践性、综合性、时代性等特点。 (2)探讨构建设计类大学生生态文明素质培养模式的重要性和紧迫性。一是从发展生态设计的客观需要来探讨其重要性和紧迫性;二是从塑造生态设计师的内在要求来探讨其重要性和紧迫性;三是从深化高校设计专业教育教学体制改革的必然趋势探讨其重要性和紧迫性。 (3)调查分析我国设计艺术类大学生生态文明素质培养现状,特别是存在的问题及其原因。通过问卷调查和个别访谈,了解我国设计类大学生生态文明素质培养取得的成效和存在的突出问题,并深入分析产生问题的原因。 (4)构建设计类大学生生态文明素质培养新模式。该培养模式拟分为三大模块:一是生态文明观念教育模块。包括两类课程:生态文明专业课程和选修课程。在生态文明专业课程方面,主要开设低碳设计、绿色设计、循环设计等课程;在生态文明选修课程方面,主要开设生态文明科学、生态文明哲学、生态文明伦理学、生态文明美学等课程。二是生态文明品质养成模块,包括两个方面:生态文明的认知、情感、意志、信念等心理品质的养成;生态文明行为习惯的养成。三是生态文明能力培训模块,包括两类:专业实践训练和社会实践训练。并探讨三大模块之间的辩证统一关系,分析该培养模式的特点:即创新性、时代性和科学性等。 (5)提出优化设计类大学生生态文明素质培养环境的建议。首先,分析培养环境的构成要素,包括国家政策、新闻媒体、社会风气、家庭教育、校园生态文化等;其次,探讨培养环境对设计类大学生生态文明素质培养的影响;最后,从政府、社会、家庭、学校等多个层面提出优化环境的具体建议。 作者:周芬芬 单位:南华大学设计艺术学院 生态类论文:生态人类学与政治经济学论文 一、身体是全球化进程中资本积累的策略 哈维指出,全球化是资本主义的空间生产过程的一个新阶段。在全球化进程中,对身体的压制和利用是全球资本主义进行资本积累和资本循环的一个最基本的支点。因此,身体的政治经济学批判不但需要从身体本身出发,而且必须从工厂这个有限的空间规模提升到全球化的空间规模上。在马克思那里,资本与劳动之间的关系是理解资本主义生产方式的关键。资本与劳动之间的关系必然蕴含着资本与身体的关系,因为工人的身体是劳动力的物质载体。并且,马克思已经证明,工人在工作场所和消费领域这两个方面都受制于资本主义的资本积累和循环机制。所以,由于劳动力与身体的不可分割性,哈维认为:“资本通过作为可变资本的工人的身体进行循环,并因此而把工人的身体转变为资本循环本身的附属品。”②在交换和分配领域,工人不得不出卖劳动力的使用价值,换取资本家分配给他们一定的货币工资,从而获得自身生存所必需的商品的使用价值。不过,工人出卖劳动力的使用价值而取得的工资,远远低于劳动力所创造的商品价值,资本家因此而赚取利润。也就是说,工人的工资与资本家的利润之间是一种相互限制的对立关系。阶级斗争于是首先围绕工资而展开。工人的工资不但受到阶级斗争的影响,还受到其他各种复杂因素的影响。哈维指出,特别是在全球化时代,工人所面临的不利因素明显增多:跨国资本在全球的快速流动、跨国公司的灵活生产,以及“削减规模而产生的失业、对技能及技能报酬的再定义、劳动过程和专制性监督系统的强化、精细分工愈益专制化、移民的卷入(或者,换句话说,资本向替代性劳动资源的转移)以及不同的历史和文化条件下实现的不同身体实践和价值模式之间的强制的竞争性斗争,所有这些都促成了作为个人的劳动者的不平衡地理价值,对生活在可变资本循环之中的劳动者的身体所造成的明显的影响确实非常强大”[。无疑,这些不利因素不但对工人的竞争力、收入水平以及身体状况造成了很大的困扰,而且对阶级斗争构成了更严峻的压力。在生产领域,资本家既以绝对剩余价值生产的形式竭力利用工人的身体潜能,同时又最大程度地开辟在相对剩余价值生产上的利润空间。他们最拿手的办法是尽可能广泛地采取机器生产,把身体与机器结合在一起。机器既是对身体的生理极限的克服,又是对身体的控制和利用。马克思指出:“机器越推广,分工越细致,劳动量也就越增加,这或者是由于工作时间的延长,或者是由于在一定时间内所要求的劳动的增加,机器运转的加速,等等。” 所以,哈维认为,资本家的利润来源无非是两个方面:一是“作为机器延伸的身体”,二是“作为我们自己身体延伸的机器”。对身体而言,资本主义的生产体系是一种“塑形之火(form-givingfire)”,不断地生产出符合其需要的工人身体。资本主义生产体系对身体的“塑形”,造成了身体对资本主义生产体系的依赖以及身体的异化。“挤在工厂里的工人群众像士兵一样被组织起来。他们是产业军的普通士兵,受着各级军士和军官的层层监视”,“由于推广机器和分工,无产者的劳动已经失去了任何独立的性质,因而对工人也失去了任何吸引力。工人变成了机器的单纯的附属品”。在消费领域,工人通过消费而存活,资本家则通过工人的消费而得以进一步积累。马克思指出:“工人的个人消费,不论在工场、工厂等以内或以外,在劳动过程以内或以外进行,总是资本生产和再生产的一个要素……工人阶级的不断维持和再生产始终是资本再生产的条件。”所以,资产阶级热衷于引导、组织和动员人们的消费欲望。当工人的身体在消费形形色色的消费品的时候,身体则成为资本积累和循环过程中的消费对象,再度表现为资本的附属品。所以,哈维认为资本主义体系赚取利润、强化积累和消除危机的途径主要有两种:一是资本在地理空间层面上的延伸和扩展,二是资本对身体的控制和利用。这两种途径又是结合在一起的。也就是说,资本主义体系通过有意识地制造和控制社会消费,可以使资本在身体层面上得到不断的积累和循环。“新需求的产生,确定不同生活方式和消费习惯的全新生产线的开辟被当成避免危机和解决危机的一种重要手段而推行。” 目前,消费已经不再局限于局部的空间规模,全球性的消费市场业已形成,这种状况无疑强化了身体消费的广度与深度,也强化了资本对身体的控制和利用。哈维指出:“必须承认目前在工作场所,以及生产—消费过程中发生的每件事情,都以某种方式陷入了资本循环和积累。几乎我们现在吃喝穿戴、收听、观看和学习的每件东西,都以商品形式来到我们面前,而且由分工、产品利基的追求,以及体现资本主义信条的论述与意识形态的一般演化所塑造……在这种情况下,身体变成了‘积累的策略’,而且我们全都得在这种条件的符号底下生活。”[8]这也就是马克思所指出的:“工人仅仅为增殖资本而活着,只有在统治阶级的利益需要他活着的时候才活着。在资产阶级社会里,活的劳动只是增殖已经积累起来的劳动的一种手段。”需要强调的是,在全球化时代,身体作为资本积累的策略,早已突破工厂、地方或国家等局部规模,上升到全球规模。身体异化的普遍化,意味着身体解放不仅是局部空间的事情,更是全球空间的事情。 二、身体是全球联合斗争的原初起点 身体处于资本的罗网当中,这并不是说身体解放毫无可能。因为:其一,身体在作为资本积累的策略的同时,意味着“劳动身体是一个抵抗的场所”[5]112;其二,资本积累和资本循环过程包含着内在的矛盾,而处于生产、交换和消费等环节的身体则有可能从那个矛盾的孕育和内爆当中解脱出来。在交换领域,资本主义雇佣劳动制度的一个基本原则是,劳动者出卖的是劳动力而不是身体和身体权益。换言之,劳动者拥有人身自由,劳动者的身体权益是固有的权益。这一点是非常重要的。由此,只要资本主义生产方式对劳动者的身体和身体权益的侵犯与戕害在继续,那么身体斗争和身体解放政治将不可避免地持续下去。所以,“马克思认为,保存劳动者个人和身体在可变资本循环过程内的完整性和丰富性是劳动过程内外争论和阶级斗争得以发生的支点”[5]103。所以不难理解,工人与资本家之间的阶级斗争,一开始就表现为诸如“争取正常工作日”“争取最低生活工资”之类的事关工人的身体健康和生命存续的斗争。可以认为,法律、政治等层面的斗争在某种程度上是身体斗争的延续和升级。总之,身体自由原则是阶级斗争合法性的重要根据,争取和维护身体权益的斗争是阶级斗争的原初起点和重要组成部分。在生产领域,正如马克思所言,资本作为死劳动,为了实现资本增殖而不断地吮吸活劳动。“资本由于无限度地盲目追逐剩余劳动,像狼一般地贪求剩余劳动,不仅突破了工作日的道德极限,而且突破了工作日的纯粹身体的极限。” 因此,身体反抗与资本增殖是同一个过程。并且,“大工业的本性决定了劳动的变换、职能的更动和工人的全面流动。另一方面,大工业在它的资本主义形式上再生产出旧的分工及其固定化的专业”;这个“绝对的矛盾”,对劳动者的身体而言意味着灾难,时常以阶级斗争的形式得到宣泄!所以哈维说:“虽然不稳定性令人感到不安,有时是破坏性的,而且还总是难以应付,但它为劳动者提供了很多的颠覆和反抗机会。”在消费领域,一方面,资产阶级对消费进行管理,使劳动者停留于欲望层面,受制于欲望的满足,从而为产品营销创造良好的市场环境,并获得顺从;另一方面,工人并不会感到真正的满足,①并且,工人的消费倾向或消费方式并不总是像资本家所设想的那样是“合理的”,因为他们作为“活的”劳动者,在个性需要、情感结构、生活观念、家庭组织等方面都有所不同。所以,“工人如何个别地或集体地履行他们的消费者职责并进行生活方式选择,与资本力量如何试图抓住并指导那些选择朝着有利于可持续积累的理性消费方向发展,这两者之间就产生了斗争”。换言之,在消费异化与反异化的斗争中,争夺身体消费控制权的斗争则内在地蕴含于其中。综上所述,一方面是资本按照自己的需要对劳动者身体进行塑造、剥削和控制,另一方面是劳动者不屈不挠地为捍卫身体的完整性和尊严而战。结果,“人体是一个战场”。 哈维指出,全球化在很大程度上是资本的全球化,它同时意味着资本主义矛盾和危机的全球化,这为身体解放提供了契机。新自由主义的全球化是又一轮大规模的、猛烈的“剥夺式积累”的过程。②一方面,很多国家或地区的统治集团通过私有化、金融化、“危机管理与操纵”、再分配等手段,篡夺了巨大的财富;另一方面,同时也孕育和生产出了遍布世界各个角落的无产阶级,而阶级或区域之间的不平等在很多国家的国内以及国际上都“日益严重,情况惊人”。因此,“没有理由排除在未来一些年里有出现带着反新自由主义纲领的以工人为基础的政治的可能”。当前,全球范围内资本主义体系的所谓“创造性破坏”活动、不平等的世界经济-政治结构,以及层出不穷的各种矛盾所导致的不稳定局面,内在地包含着阶级斗争爆发的诸多潜在因素:人均工资增长率的下降、两极分化、金融危机、局部战争、生态恶化,等等。所以我们看到,对自由市场全球化的反抗热潮在不同的空间规模上时常发生。这为“联合的行动”准备了可供整合的资源和乘势而上的条件,超越地方化、形成合力的趋势不是没有可能。 同时,资产阶级为推行全球化而散播的各种文化-意识形态(自由、民主、人权、富足的生活、自我实现等观念),本质上是服务于资本主义体系的资本积累和循环及其政治统治与权力扩张的,但是这些观念也在资本主义体系的内部孕育了大量潜在的对抗性要求。也就是说,当亿万民众要求把那一套漂亮的虚伪说辞真正落到实处并为此而斗争的时候,就意味着播下了广泛的反对资本主义体系的种子并且生根发芽。③换言之,资产阶级的文化-意识形态可以被转变成为无产阶级的战斗口号,为联合的行动提供了思想文化上的支持。在这样一种可能的全球联合斗争的情形下,哈维强调指出,身体斗争与全球斗争是一体关联的。其一,世界范围亿万劳动者的身体,在全球资本主义体系中遭受了同样的异化的对待与塑造,异化作为一种普遍性附着于每一个身体之上。换言之,亿万劳动者对于身体的异化,完全是“感同身受”的。这种身体异化的处境和感受,是雇佣劳动者联合起来的基础和源泉。其二,就世界范围内处于各种形式的被剥削和被压迫状态的民众,其人数之多、分布之广、受苦受难程度之深重这个现实情形来看,身体异化的态势可以说既是个体性的,又是全球性的;因此,反身体异化的斗争是既关乎个体,又席卷全球。在这个意义上,虽然身体和全球化本身属于两个不同的空间规模:一个可以说是最微观的层面,另一个可以说是最宏观的层面;但是,在异化状态和反异化斗争这两个方面,它们却紧密地连接在一起了。综上所述,在全球化时代,斗争在继续,解放的潜流在涌动。哈维指出:“承认阶级斗争的起点在于劳动身体的特殊性,这是很重要的……强调阶级斗争的普遍性源于个人的特殊性,强调阶级政治学必须以富有意义的方式回到个人。所以,个人异化是政治学的一个重要起点,而且正是这种异化是必须要加以克服的……但那种异化只有通过集体斗争的方式才能够克服。那就意味着要建立一项超越时空的运动,来对抗资本积累的普遍和跨国特性。”[5]48也就是说,哈维接受并强调了马克思在《共产党宣言》当中所提出的“全世界无产者,联合起来”这个根本的解放战略,要求在世界范围内积极促成和发起“联合的行动”。他认,惟有通过联合的行动,才能从总体上摧毁资本主义体系,这是人类解放以及身体解放的一个必要步骤[12]。 三、身体解放的生态人类学根据 哈维认为,要实现身体解放,不仅需要借助于政治经济学批判,指明身体异化之困境,并推动联合行动之展开,以便于超越和替换资本主义体系,而且需要在身体当中寻找到解放政治以及身体解放的自身依据,也就是说,为解放政治以及身体解放寻找到一个源自于人本身的内在支撑。为此,他从人类的生物特质与环境之间的内在关联这个角度,试图为解放政治以及身体解放提供一个奠基意义上的生态人类学根据。哈维这方面的思想观点,是对马克思思想的继承和综合性的发挥。在《1844年经济学哲学手稿》中,马克思把人定位为类存在物。“人是类存在物,不仅因为人在实践上和理论上都把类———他自身的类以及其他物的类———当作自己的对象;而且因为———这只是同一种事物的另一种说法———人把自身当作现有的、有生命的类来对待,因为人把自身当作普遍的因而也是自由的存在物来对待。”[13]在《资本论》第1卷中,马克思指出了人的身体中“蕴藏着的潜力”,并且这种潜力的发挥受到人类意识的指引和控制。“最蹩脚的建筑师从一开始就比最灵巧的蜜蜂高明的地方就在于,房子实际地建成之前,已经在他的头脑中有它的结构了”。哈维认为,“类存在物”是人类的本质规定性,这个总体性的概念呈现了人际间的可通达性以及人与世界的关系网络。不过,由于资本主义体系所造成的异化之缘故,人作为类存在物而存在这一点并没有成为现实。①换言之,存在论意义上的“类存在物”仍然停留于认识论层面,只是作为填充“人类本质”或“人类潜能”的理论内容。这就需要充分发挥人的身体“蕴藏着的潜力”,能动地在自我实现的过程中达到类存在。 在哈维那里,人所“蕴藏着的潜力”包含和体现于人类的基本技能(见下文)之中。这些基本技能(包括人类的意识能力和想象力)敞开了人类改造世界、解放自身的无限希望,是重构世界形态、实现类存在的力量源泉。当然,也是身体解放的自身条件。所以,他接受了“类存在物”这个概念,并且把人的身体“蕴藏着的潜力”作为理论的立足点。为此,哈维依据美国著名社会生物学家爱德华•O•威尔逊的研究成果,把马克思的哲学思想从生态人类学层面加以说明。威尔逊指出:“[根据无数的例子,]可以得出一个非正式的生物进化法则,这个法则对于理解人类的状况很重要:如果设想有一种生命传感器可以识别环境中的任何信号,就一定有一个物种拥有这种传感器。……生物的能力只进化到使生物最大限度适应其所占据的生态灶的程度,而不会锦上添花。每一个物种,每一种蝴蝶、蝙蝠、鱼和灵长类,包括现代人种(Homosapiens),都占据着特定的生态灶。也就是说,每一个物种都生活在其自身所能感知的世界中。”[14]66-67简言之,每个物种的优势及其不足,是长期演化的结果,这使物种生活在它们各自的世界中,并与它们各自的世界相契合。就人类而言,“在地球上,我们只是一个物种,像其他任何物种一样被赋予了特殊的能力和力量,按照有利于我们自己生计和繁殖的方式来改变环境”。 由此,哈维认为,既然我们的能力与我们的生存状态之间原本就是内在地契合为一体的,那么我们可以根据物种目前所处的实际状况来总结和推导出它原本所具有的基本能力。也就是说,从人类的实际生存状态出发,考察并总结出人类的能力结构;进而,由我们的能力结构而领悟和推断人类在进化和发展过程中可以达到的某种合理的未来生存状态。最终,哈维把人类的基本技能归结为以下几个至关重要的方面:①生存竞争和斗争(经由自然选择,或者在人类历史中经由经济、政治和文化的选择,产生等级制和同质性);②环境适应和多样化(经由经济、政治或文化方面的增殖和创新而产生差异性);③协作、合作和互助(依赖交流和转化的能力,形成社会组织、制度安排和一致同意的政治-话语形式);④改造环境(将“自然”改装成与人类的需要广泛一致的人性化的自然,虽然常常也会产生一些无意识的后果);⑤安排空间秩序(与空间生产相伴的、出于特殊目的的流动和迁移,以及个人、集体和物种生命的物质支持系统在空间上结合起来的组织);⑥安排时间秩序(设置有助于生存的生物、社会和文化的“时钟”,以及为生物和社会目的而使用的、各种不同的时间秩序安排)。在哈维看来,人类的这些基本技能既是解释社会结构和社会面貌进化与发展的基本模型,更是一个指示灯,具有透视未来的作用。他认为,人的身体当中所蕴藏着的这些基本技能,既有其各自的特殊作用,又能够形成一种合力,导致复杂的局面和后果,一切都在于人类自身是如何使用和发挥这些基本技能的。也就是说,人类的命运在于人自身,源自进化经验的这些基本技能潜在地、开放性地为人类的各种新型的战略选择提供了可能。从马克思主义的立场和观点来看,我们有能力在重大时刻作出更为合理的和理想的选择———“创造马克思主义的历史-地理发展理论所设想的那种显著不同后果”。进言之,当人类身处资本主义体系的异化困境时,始终具有内在的潜力和自身条件,利用现实社会生活当中的各种可能契机和资源,开展联合的行动,超越和替换资本主义体系,促成替代性的理想社会。在这种理想社会中,人不再是异化的人,人的身体也不再是异化的身体。一言以蔽之,人成为真正的类存在物。 总之,在这些基本技能当中,哈维最为看重人类的改造世界的潜力。他的这个观点,实际上也是受到美国著名法学家罗伯特•昂格尔的启发。在昂格尔那里,人性观是其社会改造理论的基本构件:人性既有沿袭和积聚文化传统、本能习性以及生活惯例而固化的一面,同时又有善于想象、渴望改变、追求创新而变化的一面;正是人性中这种内在的革故鼎新的冲动才使得既定的社会体系存在着被不断地加以改造和修正的可能。只不过,昂格尔所说的“人性”被哈维改造成人的身体当中所固有的“潜力”。综上所述,哈维提出“类存在物”概念,阐明并总结出作为类存在物的我们所具有的“蕴藏着的潜力”或“基本技能”,其目的是为了把人类改变自身命运的解放潜能归结到人的身体之中,是为了对抗和摧毁资本主义体系。这样一来,身体不但是哈维构建解放政治的支点,而且身体解放具有内在的依据,具有自身的基础。 作者:钱厚诚单位:浙江理工大学马克思主义学院 生态类论文:人类追求生态系统整体效益论文 编者按:本文主要从引言;人类中心主义立场;非人类中心主义立场;环境整体主义观;结语进行论述。其中,主要包括:人类生活的环境是一个多向度、立体、完整的环境、环境伦理确有其特殊性、环境伦理学的产生和发展不过是伦理学对于日益严重的生态环境问题的理论回应、环境伦理自身的性质完全可以解答环境伦理的依据问题、非人类中心主义环境伦理学的意识优秀、非人类中心主义因缺乏对现实的细致关注而无力回应、“人与自然、人与社会、社会与自然”的存在构成了世界、整体主义的环境伦理学,是在方法论上超越以上几种思维方式、环境整体主义的价值观在很大程度上否定了已有的主体性把已有主体看作是自然系统中的“普通一员”、主张放弃首要次要之分等,具体请详见。 摘要:20世纪是人类科学取得巨大成就的时期,也是地球环境急剧恶化、环境危机全球化和日益严重的时期。本文通过环境整体主义道德哲学的优秀意识结构阐释人类追求的最高价值即是生态系统的整体利益,它既涵盖了整体主义的和谐发展论,又包括完整的环境正义观。 关键词:环境伦理人类中心主义非人类中心主义环境整体主义 1引言 人类生活的环境是一个多向度、立体、完整的环境,人类的道德生活也同样是立体式的、多向度的。因此,基于这种现实基础的环境伦理学必然是能够接纳和包容、超越和整合以人本主义立场和非人本主义立场构建的环境伦理学。把是否有利于维持和保护生态系统的完整、和谐、稳定、平衡和持续存在作为衡量和评判人类社会发展和生存方式的根本尺度和验证标准。这种伦理学具有明显的后现代性和深刻的实践意义。 2人类中心主义立场 与传统伦理学的研究对象相比较,环境伦理确有其特殊性,它在一定意义上也的确可以被看做是人与自然之间的伦理关系。但是,如果像人类中心主义那样,认为环境伦理学对环境伦理的探究和建构意味着伦理道德所适用的范围从人与人之间的关系扩展到了人与自然之间的关系,即认为环境伦理所调整的人与自然之间的关系完全超越于人与人之间关系的范围之外,夸大了环境伦理的特殊性,并从根本上误解了环境伦理的性质。环境伦理学的产生和发展不过是伦理学对于日益严重的生态环境问题的理论回应,其对环境伦理的探究和建构,是为了救治日益恶化的生态环境,克服和解决已对人类生存和发展构成严重威胁的环境问题。而生态环境成为问题,从表面上看是人与自然的关系出了问题,但从实质上看则是人与人的社会关系出了问题;环境问题就是人与人的社会关系上的问题,特别是人们之间的利益矛盾和冲突在人与自然关系上的表现。与此相应,环境伦理所调整的对象,从表面上看是人与自然之间的关系,而从实质上看则是人与人之间的关系,是以人与自然的关系的形式表现出来的人与人的关系,是被自然所中介了的人与人之间的关系…。因此,环境伦理学并没有完全超出传统伦理学的界域,其对环境伦理即人与自然之间的伦理关系的探究和建构也谈不上是对传统伦理学研究对象即人与人之间的伦理关系的扩展。 其实,环境伦理自身的性质完全可以解答环境伦理的依据问题。环境伦理的实质仍然属于人与人之间的伦理关系,只不过是一种以人与自然关系的形式表现出来的或以自然为中介的人与人之间的关系;环境伦理所确认的应是人们之间的道德义务和责任,只不过是在人们处理与自然的关系时才表现出对他人和后代人的道德义务和责任。环境伦理这种与传统伦理学研究对象本质上同一而表现形式相异的性质,本身就足以构成环境伦理得以可能的重要依据。 3非人类中心主义立场 非人类中心主义环境伦理学的意识优秀:确立人与自然环境之间的伦理关系,需由否定自然事物做工具价值评价的人类中心主义的价值观念,到认同自然事物的“内在价值”。然而,用“内在价值”说来阐释环境伦理得以可能的依据或把环境伦理得以可能的依据安放在自然事物的“内在价值”上是根本靠不住的。由非人类中心主义环境伦理学强调自然事物具有与人的利益和需要无关的所谓的“内在价值”是对价值概念的误用或滥用,到其对于承认自然事物的“内在价值”的特殊性的具体论证看,只要对非人类中心主义环境伦理主流论述稍做分析,我们就很难认同其结论。 事实上,随着由环境因素引发的社会不公正问题逐渐凸显,非人类中心主义因缺乏对现实的细致关注而无力回应,环境正义论开始取而代之。环境正义论反对人类中心主义和自然中心主义的抽象论争,认为生态破坏的根本原因并非哲学和世界观方面的问题,而是源于存在着特权等级制度和支配制度的社会结构模式。例如,美国学者哈丁的“救生艇”理论就是无视公平的利己主义方案,“严重地侵害了分配正义的原则,完全忽视了发展中国家人民的人权”。正是社会关系的不平等性和不正义性,才导致了人与自然关系的恶化,才塑成了一种试图主宰自然的价值观念。所以,解决环境问题的关键就在于通过重建社会正义秩序来实现环境权利与环境责任在人类之间的公正分配。环境正义诸理论看到了人类社会内部不同主体在环境问题上的差异性,表达了不同主体维护自身环境权利的要求。但是,环境正义论关注的焦点仅仅是人类的社会伦理,却忽视了自然对人类社会环境正义问题所具有的先在性和决定性意义。实际上,环境正义不仅仅应该是人与人之间的公正,同时更应是人与自然万物之间的公正。 4环境整体主义观 “人与自然、人与社会、社会与自然”的存在构成了世界,世界的本体既不是纯客观的自然,也不是脱离自然的人,而是一个“人与自然、人与社会、社会与自然”三位一体的具有生命的有机整体和生态系统。环境整体主义承认人类具有生存权,也不逾越生态承受能力,更不违背整个生态系统的发展规律。主张把人类的物质欲望、社会经济增长、对自然的改造利用限制在能为生态系统所承受的范围内J。环境整体主义反对长期存在的传统的主宰自然的“理性人”,强调具有生态伦理知识的“理性生态人”。人类发展经历与现实给予证明:以坚持人类利益至上为前提时,生态危机就势必不能避免;以坚持生态系统的整体利益为前提时,生态平衡才得以实现,进而才能实现全^类的利益。 在世界的生态系统和生态过程中,蕴含了自然、社会乃至精神性的存在,并得以具体表现。非人本主义预设了一个理想的自然,并一味地要求人去消极地适应,这不仅仅忽视了人与自然相互冲突的一面,并把人降低为生物,一笔勾销了人的社会性本质。这种人与自然机械论世界观强调绝对的主、客体,人与自然、思维和物质的分离和对立,而且认为只有自然是主体,自然以外的世界是客体,作为主体自然具有其自身价值。在这种世界观和价值观的指导下,“对‘反增长哲学’的欣赏表明他们根本无视处于现代化进程的发展中国家的现实,以至使环境伦理可能陷入‘伦理的不伦理性’的困境”。反之,片面的认为只有认识主体,在人类取得的大多数成就都以损害自然环境为代价,或者说以生命和自然的不可持续发展为代价,从而导致世界的不可持续发展,使人类陷入困境之中。 整体主义的环境伦理学,是在方法论上超越以上几种思维方式,确立整体主义的生态方式,科学的把握个体和整体的辩证关系最为关键。个体不仅包括当代人,同时也包括人类社会、自然的概念。而整体则对应包括后代人、自然、人类社会的概念。显然,在这种辩证关系中,传统的主客二分的思维方式就不适用了。近代工业文明的发展价值观,把经济增长看成是发展的终极目的和根本的价值取向,完全否认了自然界的“自然价值”,从而理直气壮地掠夺和挥霍自然资源、迅速加剧生态危机和环境危机。环境伦理学的研究要科学的把握个体和整体的辩证关系,就必须考察生态价值既地球上的任何物种和生物个体,在生存竞争当中都既实现着自身的生存利益,同时也创造着其他物种和生命个体的生存条件,在这个意义上说,物种和生命个体对其他物种和生命个体具有价值,对生态系统整体功能的完善也具有价值J。 环境整体主义的价值观在很大程度上否定了已有的主体性把已有主体看作是自然系统中的“普通一员”,并通过其相互间的辩证关系构成了系统的概念。从理论上说,它对于克服传统哲学价值观对人与自然关系的片面理解,否定整体与局部的关系具有积极的意义,立足于全面关系的可持续发展的和谐价值观的形成。从实践上说,它对于我们克服当今人类面I临的困境和危机、保护自然环境、维护生态平衡也具有十分积极的意义。主张放弃首要次要之分,以相互作用的观点主张放弃以什么为中心,世界没有中心,是多元的,是多元相互作用的世界。 5结语 社会发展是多维的、复杂的,包括一系列交复的进程,并且个个进程都影响制约,所以对待环境伦理问题,不能一叶障目,就事论事谈环境。笔者认为:人类应站在一个新的角度看待环境问题,环境伦理其实质是人类社会伦理关系的宿主,两者相容共生一起构成了整体的系统,我们只有抛弃传统的“对抗模式”、“绝对不相容”以及“割裂系统”的思维方式,在思想上把地球看作整体的系统,把公正、尊严、自由考量进去,通过对环境伦理学的后现代主义构建,不断否定现代社会发展所长期存在的意识形态,走出长期以来人类“非输即赢”的视角研究环境伦理,实现在探索构建和谐的道路上真正前进。中国共产党十七大将生态文明建设写人报告,表明中国的环境伦理将为建设生态文明服务,将在促进人们思维方式、价值观念转变的同时,促进生产、生活方式等方面的生态化转变。中国人民将在中国共产党的领导下,“用生态文明点燃人类新文明之光,以生态文明引领世界的未来。这是中华民族的伟大使命,是中华民族对人类的新贡献” 生态类论文:鹿类动物与生态环境论文 提要:本文对三至九世纪华北地区的鹿类种群及其分布情况略作考察,指出:此一时期,该地区仍分布有数量众多的梅花鹿、麝和獐,并尚有少量的麋栖息。与春秋以前的情况相比,鹿类的种群数量与分布区域明显减缩,特别是麋的减少最为显著;但与晚近时代相比,则仍称可观。鹿类种群数量与分布区域的变化,是当地生态环境及其变迁情况的综合反映,与人口密度、生产类型和活动强度密切相关。中古华北仍广泛分布有较大鹿类种群的事实,表明当时该地区的生态环境从总体上说仍属良好。 关键词:中古、华北、鹿、生态环境 近半个世纪以来,华北[1]生态环境的变迁逐渐引起了学术界的重视,一些学者从历史地理的角度,对本地区森林的分布与破坏、河流上中游的水土流失、下游河道变化以及平原地区湖泊淤废等一系列重要问题,展开了卓有成效的探讨,为这一地区的生态变迁史提供了良好的基础。迄止,关于先秦时代这一地区的野生动物种群及其分布的历史变化,考古学和动物学界已有一些学者作过甚有成绩的探讨,而对此后的情形虽有若干片断论说,但专门系统的研究则仍然缺乏[2]。 鹿类动物[3],是大型陆地野生食草动物的典型种类,也是重要的经济动物。在历史上,鹿类曾对华北居民的经济生活产生了非常重要的;反过来说,华北地区鹿类种群数量与分布区域的历史变化,乃是当地人类活动改变生态环境的直接后果之一,是这一地区生态环境变迁的重要历史表征。本文尽量汇集各类文献中的零碎记载,对中古即公元3—9世纪华北地区的鹿类动物及其分布情况作较为详细的考述,并对其所反映的若干生态史问题稍作推论,为开展对华北生态史的综合研究整理一点基础资料[4]。 一、中古以前华北的鹿类 为更好地说明鹿类动物与生态变迁的关系,我们先来追述一下中古以前的情况。 在农耕和畜牧出现之前,由于人口十分稀少,技术能力极其低下,采集、捕猎经济活动对环境的干扰还十分微弱,华北生态系统基本处于原始状态,各种野生动物的栖息环境尚未受到破坏。因此,远古时代这一地区分布着种类众多、数量巨大的大型野生动物,甚至还有犀、象等后来只分布于热带地区的动物活动[5]。其中,鹿类动物是一个最为庞大的家族,也是当地原始居民的主要捕猎对象和食物来源之一。新石器时代的华北虽然已有了原始的农业和畜牧业,但捕猎野生动物仍为当地居民谋取食物的主要方式之一,而鹿类动物仍是他们最重要的肉食来源。这一情况,已为大量考古实物资料所充分证明。 袁靖曾“比较全面地收集了目前所知的我国各个地区新石器时代的54个遗址或文化层中出土的动物骨骼资料,并对它们按家养动物和野生动物分别进行了统计和”。根据他的研究,这些遗址(年代约在距今10000年至4000年之间)中所出土的野生动物骨骼,主要集中在梅花鹿、麋鹿、獐等鹿科动物[6]。笔者据其文附表资料统计,属本文讨论范围内(袁文分列为黄河中上游地区和黄淮地区)的35个遗址或文化层所出土的野生动物骨骼中,鹿类骨骼的数量居于绝对多数[7],一些遗址所出土的鹿类骨骼数量很大,比如陕西临潼姜寨遗址一、二、四、五期文化层共出土有167具,白家遗址出土有218具;安徽濉溪石山子遗址出土数量更多达353具;山东泗水县尹家城遗址也出土有125具之多。这些事实说明,新石器时代鹿类动物在华北的分布十分普遍,并且种群数量之大应居于陆地大型野生动物之首。 到了商周时期,黄河中下游的农牧业已取得一定,但人口仍然稀少,土地开垦尚不甚广,包括鹿类在内的各种野生动物,仍有广袤的蒿莱丛林和辽阔的湖沼草泽可供栖息繁衍,因之彼时华北地区的各种鹿类种群数量众多,其中麋(即俗称的四不象)的数量最为庞大。 商代的情形,甲骨卜辞的记载可以说明。根据这些记载我们看到:在当时,捕猎野兽仍为重要的经济活动,卜辞中关于“麋擒”、“逐鹿”、“射鹿”、“获鹿”、“画鹿”、“获獐”之类的文字相当之多,可知鹿类仍是最重要的捕猎对象。据研究者统计,见于现有甲骨卜辞中的鹿类猎获数量,仅武丁时期就达2000头之多[8],每次捕猎常常所获甚丰,猎获的鹿类常在百头以上,其中有一次“获麋”的数量竟多达451头[9]!殷墟动物骨骸出土情况证实了甲骨卜辞记载的真实性。根据古生物学家的鉴定和统计,殷墟出土的野生哺乳动物骨骸,千数以上者有肿面猪、圣水牛和麋,獐和梅花鹿的数量也在百数以上[10]。这些无疑反映:当时安阳及其附近地区的鹿类种群数量众多,分布密度相当高。否则,以当时的狩猎技术条件,捕获如此众多的鹿类是不可想象的。 至西周初期,这种情况似乎仍无太大变化,《逸周书·世俘解》中有一条材料记载说: 武王狩(发生在武王伐纣之后不久,在殷都附近进行),禽虎二十有二,猫二,麋五千二百三十五,犀十有二,氂七百二十有一,熊百五十有一,罴百一十有八,豕三百五十有二,貉十有八,麈十有六,麝五十,麇三十,鹿三千五百有八[11]。 这可能是一次动用大批军队而进行的大规模围猎活动,一共猎获13种野兽计10235头,其中包括麋、麈(鹿群中之雄性头鹿)、麝、麇(即獐)和鹿(应主要为梅花鹿)等在内的鹿类动物8839头,占全部猎物数量的76.5%;而麋又占鹿类之中的大多数(超过59%)。尽管《逸周书》是否为信史,历来史家均有怀疑,这段文字所载是否确实也不得而知;但其所反映的情况,在相当程度上是合乎情理的[12]。 自西周至春秋时代,华北平川草泽地区仍有大量的麋鹿栖息繁衍,山丘林地中也是獐、鹿成群。《诗经》的记颂反映:当时许多地区仍有广阔的“町疃鹿场”[13],到处有“呦呦鹿鸣”,成群的鹿觅食徜徉于苹、蒿草丛之中[14];行人在林野发现死獐、鹿的现象时有发生[15]。其它文献也有相似的记载,如《史记》卷4《周本纪》有云:“麋鹿在牧,蜚鸿满野。”虽是一种比喻,但也反映了当时郊外多麋鹿的事实;在春秋时期,有些地方甚至仍然麋多成灾[16]。因此之故,在当时鹿类的遇见率仍相当高。据《春秋左传》“鲁宣公十二年”记载,在晋、楚邲之战(战场约在今河南郑州、荥阳一带)期间的某一日,参战士兵曾两次遇见了麋(一次有麋六头),且有捕获。这些事实说明,在当时,鹿类特别是麋鹿,仍是常见的动物。 但是,自战国以后,华北地区人口有了很大的增加,同时由于铁器和牛耕的逐步推广,耕垦技术能力大大提高,广袤的丛林草莱不断被垦辟为农田,这使得野生动物的栖息地不断缩小,鹿类的种群数量也不断减少。因此,虽然战国秦汉文献中仍不时有关于鹿类的记载,但鹿群的数量已远不能与以前相比。从文献所反映的情况来看,习惯于沼泽湿地的麋,在秦汉时代已少见踪迹;其它梅花鹿、獐等等,也逐渐由平原向山区退避。所以战国秦汉文献所显示的鹿类遇见与捕获概率已远低于春秋以前,东部平原地区则基本不见有捕猎鹿类的记载。这些正是战国以来华北地区的生态环境,由于农业的高度发展而发生了显著变化的反映。 不过,直到中古时代,华北地区的人口密度毕竟不象晚近时代那样高,生态环境破坏也不似近数个世纪这样严重。根据各类文献的记载,我们可以看到:当时本区域的许多地方,特别是在西部山区,仍有大面积的树木丛林;东部平原地区还有一些水面广阔的湖沼泽地[17]。这些都给大型野生动物保留了一定的栖息场所。因此,在中古时期,华北各地山岭丛林之中仍有成群的獐、梅花鹿、麝等鹿类动物活动;麋也并未绝迹,在河流和沼泽附近,偶尔还可见其踪迹。在历次战乱和人口锐减时期,比如魏晋北朝时期,由于土地荒芜,草莽复生,包括鹿类在内的各种野生动物,虽不及春秋以前那样数量众多,但较之两汉时期似乎有所增加。二、中古华北的主要鹿种及其分布 关于中古华北鹿类的直接记载虽然不少,但资料极为零碎,并且对于鹿类的种属时常记载模糊,叙述起来相当困难,更无法从统计学上作出数量说明。在此,我们仅根据有关资料,就主要鹿类种群及其分布情况作些描述。 根据现有资料,我们大体可以分辨出,当时这一地区的主要鹿类有梅花鹿、麝、獐和少量的麋。至于其它属种,则无法断定。 1、梅花鹿梅花鹿(学名C.Nippon),古文献中或作斑鹿,可能是中古华北分布最广的鹿种,大抵各地丘陵山区多树木丛林之处,都有梅花鹿的出没。它的分布区域,可以根据当时文献中关于白鹿的记载来加以推断。 动物学表明,所谓白鹿,不过是梅花鹿隐性白花基因的表现型,是一种罕见的变异现象,发生机率极小。因此,有白鹿出现的地区,必定有梅花鹿的生息,而且其种群数量还极有可能是相当大的[18]。 从很早的开始,古人就以白鹿出现为“祥瑞”,因帝王圣明仁德所感而至。《宋书》卷28《符瑞》中说:“白鹿,王者明惠及下则至。”因之,地方一旦发现有白鹿出现,必定要报知朝廷,捕捉到了以后都要上献皇帝,至晚从汉代开始,这已形成了一种惯例[19]。以白鹿出现为“祥瑞”的观念,是虚妄的;但史书关于白鹿出现的记载,一般来说是真实可信的。因为在大多数情况下,地方官员已将捕获的白鹿上献给了朝廷,所以史书才记载了下来。当然,也不能完全排除有谗谀之臣谎报的情况。因此,我们可以根据有关记载,推知当时梅花鹿的种群分布情况。 魏晋南北朝文献关于白鹿出现的记载,主要见于《宋书》和《魏书》。《宋书》卷28《符瑞》中所载,可确认属于本区者共11次,时间起于曹魏文帝黄初元年(公元220年)、终于刘宋后废帝元徽三年(公元475年)。其中言“献”者6次、言“见”者2次、言“闻”者3次。至于出现地点,该书称黄初元年有19个郡国上言白鹿出现,令人怀疑,(很可能是因其年曹丕废汉建魏、即位称帝,地方州县为了献媚,故而编造此种“祥瑞”上报,表示曹氏篡汉是“上应天命”。)其余10次,分别见于扶风雍县、天水西县、东莞莒县岣峨山、文乡县、谯郡蕲县、彭城县、徐州济阴县、雍州武建县、梁州和郁州;《魏书》卷112下《灵徵志》下所载,可确认在本区范围内者有22次,时间起自北魏道武帝天兴四年(公元401年),终于东魏孝静帝武定元年(公元543年),其称“献”、“获”或“送”者,共17次,称“见”者5次。除一次出现地点不详者,其余分别见于魏郡斥丘县、建兴郡、定州、乐陵、代郡倒刺山、相州、洛州、京师(平城)西苑、秦州(2次)、青州、司州(4次)、荆州[20]、平州、齐州、济州、徐州和兖州。 关于隋唐时期白鹿出现,《隋书》和两《唐书》没有集中的记载,《册府元龟》则记载有13次,其地点分别在华池之万寿原、骊山、麟州、沂州、九成宫之冷泉谷、济州、潞州、皇家禁苑(2次)、华山大罗东南峰驾鹤岭、皇家闲厩试马殿、亳州、同州沙苑监,以关中居多[21]。 根据上述记载可知:在中古华北,许多州郡都曾有白鹿出现,而以多丘陵山地的州郡较为频繁;处于黄淮海平原的诸州郡也时见报道。由于京畿附近常禁民间私猎,而皇家苑囿往往养有数量不小的鹿群,因此,白鹿较多出现于这些地方。这些事实说明,梅花鹿在当时这一地区曾有相当广泛的分布,在丘陵山地较多的地方和京畿附近,梅花鹿的种群数量较大,分布密度较高;东部平原地带也有不少分布。 2、麝中古华北的另一重要鹿种是麝(学名Moschusspp.)。在我国,麝有两种,即马麝(学名Moschuschrysogaster)和原麝(学名Moschusmoschiferus)。著名的香料——麝香,系麝的包皮腺分泌物,是一种具有强烈芳香气味的外激素,为世界三大动物香料之一(其它两种分别来自灵猫和河狸)。在中药学里,麝香是一种非常重要的药材。据现代药学研究,麝香对人的中枢神经有兴奋作用,能兴奋呼吸中枢和血管舒缩中枢,中医用于急热性病人的虚脱,中风昏迷和小儿惊厥等症,疗效显著。 因《大唐六典》、《通典》、《新唐书》和《元和郡县图志》等保存有较详备的唐代各地土贡麝和麝香的资料[22],故不需太费力气,我们就可以比较清楚地确定当时麝的主要分布区域。据《通典》记载,在唐代,麝香被制成颗粒,诸州上贡数量自10颗至30颗不等[23]。当时除华北州郡贡麝香外,南方各地特别是山南、剑南也大量土贡麝香,说明麝香在当时是一种大量需用的药用香料,颇疑与唐代上层、特别是皇室多患“风疾”有关(“风疾”将另文讨论)。至于直接贡麝,大约是供皇家苑囿豢养并取麝香之用。 根据《新唐书·地理志》的记载,唐代贡麝和麝香的州郡,属于本区(或部分属本区范围内)的有共有22郡,其中贡麝的有同州冯翊郡、庆州顺化郡、丹州咸宁郡、延州延安郡、灵州灵武郡、虢州弘农郡,贡麝香的有商州上洛郡、岚州楼烦郡、忻州定襄郡、代州雁门郡、妫州妫川郡、檀州密云郡、营州柳城郡、河州安昌郡、渭州陇西郡、兰州金城郡、阶州武都郡、洮州临洮郡、廓州宁塞郡、叠州合州郡、宕州怀道郡、甘州张掖郡。 一般说来,能上贡麝或麝香的地区,即有麝的栖息。由以上记载可知,唐代在燕山——太行山一线以西以北、青藏高原以东的许多州郡土贡麝香或者麝,甚至距长安不远的同州亦以麝香称贡,说明这些地区均有麝的活动栖息。但黄河下游州郡,则不见有贡麝香的记载,说明唐代麝在那些地方很少分布或没有分布。考虑到麝的生活习性特别是食性,东部地区可能一向不曾有过大群的麝。 3、獐獐,古文献亦称麇(学名Hydropotesinermis),也是中古华北的重要鹿种。相比较而言,獐不象梅花鹿具有较高的观赏价值并能够提供珍贵的鹿茸,亦不似麝是麝香的主要来源,因此它在古代的声望不及于后二者。不过,獐乃为当时重要的捕猎对象和重要的野味肉食来源,分布区域也相当广泛。在古代,獐的隐白基因表现型——白獐,也被视作一种吉祥物,史家谓:“白獐,王者刑罚理则至。”[24]即白獐的出现,是帝王施行刑罚平正公允、合乎法度的一种自然感应。因此,地方发现白獐出现都要报知朝廷;如果捕获白獐,也必定上献。我们从《宋书》、《魏书》及《册府元龟》中找到与本区有关的记载共27次。具体情况如下: 《宋书》卷28《符瑞》中载有17次,其中言“献”者12次、“见”4次、“闻”1次,时间起自曹魏文帝黄初元年(220年),终于刘宋明帝泰始五年(469年);除1处记载称19个郡国上言白獐出现不可靠(理由见上文)外,其余记载所涉及的地区有:琅邪、魏郡、义阳、汲郡、梁郡、汝阳武津、东莱黄县、马头(属豫州)、济阴、东莱曲城县、济北、南阳(3次)、北海都昌、汝阴楼烦; 《魏书》卷112下《灵徵志》记载有7次,6次言“献”、1次称“见”,时间起自北魏明帝永兴四年(412年),止于东魏孝静帝武定七年(549年),出现的地区分别是章安、怀州、豫州、华州、徐州(2次)和瀛州; 《册府元龟》卷24《帝王部·符瑞》三记有3次,2次言“见”、1次称“献”,分别为唐玄宗开元十二年(724年,豫州)、十五年(海州)和德宗贞元十二年(796年,许州)。 据以上记载可知,当时白獐基本出现于本地区的东部,太行山脉以西则很少见,这似乎表明当时獐主要分布在本区东部。这是由于史料记载缺失,抑或实际情况即如此,尚须进一步考证。从我们所搜集到的资料看,至少关中地区还栖息有一定数量的獐,例如唐文宗开成四年四月,“有獐出于太庙,获之。”[25]这或可认为是从禁苑中逃逸出来的,不能算作自然分布。但孙思勰也曾提到:岐州有上等的獐骨和獐髓,可以入贡[26]。不过,喜于溪河水际活动是獐的生活习性,只要其它条件具备,东部湿润多水区域更适合它的栖息。这样看来,当时本区东部獐的分布较多,故白獐出现亦以东部居多,似也合乎情理。 4、麋比较麻烦的是麋(学名Elaphurusdavidianus)。如前所言,在远古至于春秋时代,麋鹿曾是东部湖沼草泽地区的优势鹿种,种群数量十分庞大。但是,随着土地不断被垦辟,自战国秦汉以后,这一地区的麋鹿日益稀见,在诸鹿之中,其种群数量和分布区域减缩最为明显,以至一些学者曾认为:西汉以后麋已在这一地区绝迹。[27]虽然事实并非如此,但至晚近时代,麋不但在华北、甚至在整个中国都逐渐完全绝迹,清代晚期仅北京南郊皇家苑囿中尚有少数豢养,八国联国攻进北京后,竟被洗劫一空,致使中国麋种断绝。直到20世纪80年代,始由英国乌邦寺公园引返其种,现于江苏沿海地区辟有麋鹿饲养场。在中古时代,麋在华北地区的分布已经很少,不过并未绝迹,北魏道武帝天兴五年(402年)曾发生过一场天灾,史称“是岁天下牛死者十七八,麋、鹿亦多死。”[28]可见当时华北地区还有麋分布。因此,我们从一些零碎的资料中,尚可约略寻觅到麋在本区活动的踪迹。 首先,在华北北部边缘草原地带水源丰富之处,似乎还有些麋群活动。例如《魏书》卷28《古弼传》载:公元444年,魏帝复畋于山北,“大获麋鹿数千头,诏尚书发车牛五百乘以运之”。如文中“麋鹿”乃指麋一种,则那里的麋鹿种群仍甚不小;若是“麋、鹿”两种的合记,则当地至少也还有麋的活动。无独有偶,唐·张读《宣室志》卷8记载说:侨居雁门的林景玄“以骑射畋猎为己任”,“尝与其从数十辈驰健马,执弓矢兵杖,臂隼牵犬,俱猎于田野间,得麋、鹿、狐、兔甚多”,表明今山西北部地区尚有麋的存在。此外,位于陇右道廓州化城县东北七十里的扶延山中,也“多麋鹿”[29]。 内地亦见有麋的记载。如虢州、邓州、济源等地在唐代还有麋栖息。《新唐书》卷215《突厥》上云:“虢州负山多麇麋,有射猎之娱。”[30]同书卷162《吕元膺传》也说:“东畿西南通邓、虢,川谷旷深,多麋鹿……。”至于济源地区,初唐人王绩称其居住河、济之间时,“亲党之际,皆以山麋野鹿相畜。”[31]今山东高密、江苏洪泽湖一带,在唐代也有麋群栖息。前者见于《元和郡县图志》的明确记载[32],后者则在《千金翼方》有所反映[33]。 由此可见,直到唐代,华北一些地方尚有麋活动,只是其种群数量远不能与先秦以前相比,活动区域也极为有限,与同时代的梅花鹿、麝和獐相比,数量也要少得多。这自然是因为原先最适于麋生息的东部平原沼泽地带,此时已变为农耕的中心区域,各地湖沼草泽虽未至全部淤废,但可供麋栖身之处已经不甚广;虽然山区川谷溪涧也适于麋鹿生息,但毕竟不能容纳很大的种群。三、中古华北的猎鹿和鹿产品利用 以上根据各类的记载,对中古华北主要的鹿类种群及其分布情况进行了梳理,试图说明当时这一地区尚有种群数量相当可观的鹿类资源。为了进一步证实上述意见,以下再对中华北的猎鹿和鹿产品利用情况略作叙述。 中古文献关于华北地区猎鹿的记载甚为不少,不过主要集中在太行山——豫西山地以西地区。为方便起见,我们最好分区述说。 1、北部沿边地带华北北部沿边是草原地带或者毗邻草原,那里的野生动物资源较之内地远为丰富,故射猎活动亦比内地频繁。 文献反映,在北魏前期,都城平城以北地区、特别是今阴山一带,是鹿类及其它野兽栖息的渊薮,为获得充足的生活资源,当地居民经常性地进行大小规模的围猎活动,狩猎业甚至是北魏前期不可缺少的重要部分,大规模狩猎活动经常性地进行,魏王也常亲自出马。黎虎根据《魏书》统计:北魏前期5帝在位的85年间,共计出猎67次,平均每1年零3个月即出猎1次[34],每次围猎都是收获甚丰。如公元413年,北魏明帝拓拔嗣“西幸五原,较猎于骨罗山,获兽十万。”[35]鹿类动物乃是最重要的围捕对象;《魏书》卷4上《世祖太武帝纪》更称:“神麚四年(公元431年)冬十一月丙辰,北部敕勒莫弗库若于帅所部数万骑,驱鹿数百万,诣行在所,帝因而大狩以赐从者……。”虽然这一记载可能有较大夸张成分,但即使没有数百万而只有数十万,其场面也是极为壮观的;同书卷28《古弼传》又载:公元444年,魏帝复畋于山北,“大获麋鹿数千头,诏尚书发车牛五百乘以运之。”一次围猎活动能有如此大的鹿类捕获量,对于今人来说,是无法想象的,说明狩猎地区的鹿类种群数量十分庞大惊人。鄂尔多斯沙漠南部地区,也有大量鹿群活动,猎鹿活动也是经常性的。北周时期,宇文宪之子宇文贵年方十一年,“从宪猎于盐州(今陕西定边一带),一围中手射野马及鹿一十有五。”[36]也许这段记载有夸张成分,但如非当地有很大的野生动物种群,以一持弓小儿,在一次围猎中即能射得野马及鹿十余头,无异于天方夜谭,史书中也不能出现这样的记载。在幽州地区,鹿类动物也是重要的捕猎对象,当地甚至有人以驴子驮运鹿脯南下至沧州贩卖[37]。直到唐代,文献之中仍多记载北边地区的弋猎之事,比如张读《宣室志》卷8即记载有数事。其一云:振武军都将王含之母金氏“常驰健马,臂弓腰矢,入深山,取熊、鹿、狐、兔,杀获甚多。”又云:侨居雁门的林景玄“以骑射畋猎为己任”,“尝与其从数十辈驰健马,执弓矢兵杖,臂隼牵犬,俱猎于田野间,得麋、鹿、狐、兔甚多。”如此之类,不能俱引。正因为这些地区鹿类资源丰富,当地人们猎鹿活动频繁,唐代所在地区的诸州郡有多种鹿产品上贡朝廷,除上文所列麝香之外,灵州、蓟州贡有鹿角胶,胜州、麟州贡鹿角,会州贡有鹿舌、鹿尾等等。 2、关中地区关中地区的鹿类资源一向较为丰富,由于一些王朝曾在关中设置禁苑豢养鹿类,所以当地的鹿类有不少实际上处于半驯化状态。在唐代,关中地区的鹿类资源仍然相当丰富,卢纶《早春归周至旧居却寄耿拾遗湋李校书端》诗就曾提到周至一带“野日初晴麦垅分,竹园相接鹿成群”的景象[38];当时文献中甚至不时出现关于鹿类进入京城街市、太庙乃至直入皇宫殿门的记载,说明在隋唐时期的关中甚至长安城附近,鹿类的遇见率还相当高[39]。这可能因为当时国家对畿内百姓的捕猎颇多禁令,故鹿群可以相当自由地活动。尽管在当时民间猎鹿受到禁止,但皇帝和王公贵族则时常纵猎于荒郊旷野、射鹿娱乐,这些在当时的诗文中多有记颂,毋须具引。 3、秦岭东部—豫西山地隋唐,在秦岭东部——豫西熊耳山、伏牛山和崤山地区,即自洛阳往西南的邓、虢、商等州,都有很多鹿群分布,猎鹿活动亦相当频繁,史书记载颇多。例如唐初突厥可汗颉利归降后,常郁郁不乐,太宗为顺其物性,打算任命他做虢州刺史,因为“虢州负山多麇麋,有射猎之娱”[40];有时皇帝也带着大批人马前往这一地区狩猎射鹿,如《册府元龟》卷115《帝王部·搜狩》载:“(唐高宗)龙朔元年(661年)冬十月,狩于陆浑县;戊辰,较猎于韭山,上自射禽兽,获鹿及雉兔数十,令代官厨应烹之羊,尽放令长生焉。”直至中晚唐时期,邓、虢一带仍是鹿类众多,许多山民不事耕种,专以射猎为生,号称“山棚”,“山棚”常将猎获的鹿负载入市鬻卖[41]。商州地区的射麝活动,在唐诗中有不少咏颂,如张祜《寄题商洛王隐居》曾提到当地逸人野老“随风收野蜜,寻麝采生香”的隐居生活[42];有些村落乃因居民多事猎麝而被称为“采麝村”[43];由于朝廷土贡所迫,商州一带不少百姓直至垂白之年仍不能结束猎麝生涯,曹松在《商山》一诗中说:“垂白商于原下住,儿孙共死一身忙,木弓未得长离手,犹与官家射麝香”[44]。 4、太行山区南部太行山南部东西两侧在中古时期也曾是猎鹿的好去处。东侧的邺郡一带鹿类甚多,猎鹿之事时见记载。魏文帝曹丕与其族兄之子曹丹出猎,“终日获獐、鹿九,雉、兔三十(它书皆引作二十)。”[45]在当时的工具条件下,如果没有较大鹿群存在,以数人出猎一天即能猎获九头獐、鹿,是不可能的。实际上,曹魏时期,国家曾在这一地区设置了大型苑囿,禁止民间猎鹿,致使荥阳周围鹿群成灾,对农业生产造成了严重破坏,因此大臣高柔极力主张取消禁令,听民捕猎[46]。直到唐代中期,温县(今河南温县)人捕猎还可猎获到獐和鹿[47]。济源一带在唐代亦为猎鹿之所,637年唐太宗曾率队前往济源之山狩猎,所获之鹿被送往有司造脯醢以充荐享[48];裴休兄弟在济源时,曾有猎人以所获之鹿相赠[49]。至于其西侧诸州,也颇有猎鹿的记载,比如隋代皇帝就曾在汾阳宫附近(位于今阳曲)举行围猎,随猎的杨暕“大获麋鹿以献。”[50]再往南的潞州林虑山区,也是鹿类甚多,708年8月,唐中宗曾亲自“逐鹿于潞河”[51]。 在中古文献中,我们尚未找到关于黄河下游地区猎鹿的记载,虽然不能因此认为当地完全没有捕猎鹿类的活动,但与前述地区相比要少得多大概是可以肯定的。 猎鹿的目的是为了获得所需鹿类产品。鹿类动物遍身是宝,比如鹿茸、麝香、鹿角胶、鹿骨、鹿尾、鹿筋、鹿胎、鹿肾等等都是十分名贵的中药材,鹿皮可以加工制成各种服饰,而鹿肉则具有很高的滋补营养价值。在中古时代,鹿类产品已被广泛地开发利用,比较显著的是它们的药用,孙思邈的《千金方》、《千金翼方》,孟诜的《食疗本草》和苏恭等的《新修本草》,都十分强调鹿产品的医药价值,尤其是麝香非常广泛。不过,作为药材的鹿产品,流通区域较广,华北居民所用的未必即产自当地,故对此我们不作详述。但当地人所食用的鹿肉,则应为本地区所出产,文献中关于加工食用鹿肉的记载为数不少,从一个方面反映了当地鹿类资源的丰富程度。 北魏贾思勰在《齐民要术》卷8、卷9中记载有多种鹿肉加工,如以獐、鹿肉加工“五味脯”、“度夏白脯”、“甜脆脯”和“苞牃(以鹿头为原料)”等等。此外,在当时,獐、鹿肉还可以加工酿制成肉酱,该书卷8就对采用獐、鹿肉加工“肉酱”和“卒成肉酱”的方法进行了专门讨论。在《齐民要术》有关加工烹饪方法的记载中,獐、鹿肉出现的次数远超过除鱼之外的所有其它野生动物,如兔、野猪、熊、雁、鸧、凫、雉、鹌鹑等等,这说明在各种野味肉食中,贾思勰显然最为重视獐肉和鹿肉,也说明獐、鹿肉在当时是比较常见而易得的野味食料。直到晚唐五代时期,韩鄂在《四时纂要》中仍记载有用獐、鹿肉加工的“淡脯”、白脯和干腊肉的方法[52]。这两部关于农事和日常家庭生活的著作一再谈论鹿肉的加工食用,并与牛、羊、猪肉相提并论,表明鹿肉在当时并非太难得的野味。 关于唐代上层加工食用鹿肉之事,史书记载甚为不少。唐制规定:宫廷所需肉酱的加工事务,由光禄寺掌醢署负责,肉酱种类则是鹿、兔、羊、鱼等四醢[53]。在祭祀供品中,则有鹿脯、菁菹鹿醢、葵菹鹿醢等等鹿肉加工食品[54]。除了鹿肉酱之外,当时甚至还专用鹿尾作酱,安禄山就曾向唐玄宗进献过鹿尾酱[55]。在唐代,皇帝常以赐食表示对大臣的褒宠,其中鹿肉是常赐的肉食口味之一[56]。唐玄宗天宝时期,哥舒翰与安禄山、安思顺之间发生了矛盾,唐明皇想作和事佬,趁其三人来朝之机设宴招待他们,“诏尚食生击鹿,取血瀹肠为‘热洛何’以赐之。”[57]这些事例说明,在唐代上层社会的饮食中,鹿肉食品是相当常见之物。 百姓食用鹿肉的实例文献记载虽然不太多,但还是可以找到一些。比如《颜氏家训》载:北齐时,有人用数块獐肉招待女婿,而女婿竟认为岳父真是悭吝至极,因此非常愤恨以至举止失态[58],这说明獐肉在当时并不算是珍贵难得的美馔。隋唐之际的王梵志曾在《草屋足风尘》一诗中谈到:贫困人家食具不完,有客相过,仅能以“鹿脯三四条,石盐五六课(颗?)”相招待,也说明当时在某些地方鹿肉并非难得的珍味,所以贫穷人家也能存些鹿脯即干鹿肉[59]。颜真卿在生活穷困、妻子生病时,曾向李太保某乞讨过新好的鹿肉脯[60]。如此之类,不一一具引。 要之,在中古时期,华北不少地方捕猎鹿类的活动仍相当频繁,猎鹿活动发生的地域,以本区西北部为主,这也与当时西北部地区鹿类资源较丰富的情况基本相合。但东南部也有一些鹿类栖息,特别是在丘陵山地鹿类也还比较常见,何以这些地区不见有猎鹿的记载,尚待查证。同时,尽管中古华北鹿肉不如家养畜肉那样易得常食,但也远不象晚近时代这样稀罕,故当时文献之中还颇有一些关于鹿肉加工食用的记载,特别是指导日常生计的《齐民要术》和《四时纂要》等,都专门提到鹿肉加工方法,这从另一侧面证实当时华北地区尚存在较为丰富的鹿类资源。四、从鹿类推测中古华北生态状况 通过以上的叙述,我们对中古华北地区的鹿类种群及其分布情况,已经取得了一个大致的了解,只是我们对于不同鹿种的分布密度,尚无法作出具体判断。这一方面是由于鹿是移徙活动的,即使在当代,也很难就某个地区野生鹿类的分布密度获得一个精确的数据,通常只能采用标志重捕法,或者统计捕获率、遇见率等等,取得一些相对数值;另一方面更由于现存中古可供利用的相关数据实不足以作这方面的尝试。因此,我们只能就总体情况概略地说,当时华北仍有不少地方存在数量相当可观的鹿类。之所以作出这样的估计,一方面是由于当时文献有不少关于白鹿、白獐和贡麝、麝香及其它鹿产品的记载;另一方面,也因为在关于猎鹿活动的记载中,时而出现相当不小的捕获数字,而文献关于食用鹿肉的记载亦可为此提供佐证。隋唐文献不时记载有獐鹿进入长安城中、甚至闯到皇宫附近,我们可据以推测:当时长安附近、关中地区的鹿类种群数量甚为可观。 在界中,任何一种野生动物的生存和繁衍,都是与一定的生态环境,包括无机环境和生物环境相适应的。就生物环境而言,各种动物的分布范围、种群大小和密度高低,既取决于食物资源的分布及其丰富程度,同时在一定程度上也受到不同动物之间复杂的竞争、共生与捕食关系的;而所谓动物,则与人口密度、经济生产方式有着极为密切的关系。因此,动物种群数量的增长与减少,分布区域的扩大与缩小,绝对不是一种孤立的现象,而是对生态环境及其变化的综合反映。相应地,特定区域中动物、特别是某些典型动物的种群大小及其分布情况,也就成为判断该区域整体生态状况的重要指标。这就容许我们根据鹿类的情况,对中古华北的生态环境状况稍作推测。 首先,鹿类作为典型的食植(食草)动物和重要的经济动物,其分布范围与种群大小,既与森林、草地特别是其中可食林、草种类的分布与丰俭程度直接相关,更与人口密度、生产类型和经济活动强度(在农业主要是土地开发强度)有很大关系,人口增加、土地开发,以及相应发生的森林、草地的减少,必定会导致鹿类种群数量的下降和分布区域的缩小。从较长的时段来看,这种关系是比较清楚的。以《诗经》时代与中古相比较,前一时期人口尚少,华北还存在着广袤的森林和草场未遭砍伐开垦,鹿类喜食的植物如苹、蒿、芩之类仍很丰富,“畋猎”虽是一项重要的经济活动,但民俗与国法对野生动物的季节性保护还是相当严格的,所以其时华北地区还到处是“呦呦鹿鸣”的景象。但到了中古时期,森林植被状况已大不如《诗经》时代,与远古更无法相比,故鹿类的栖息范围及种群数量相应地也就小得多,曾经是鹿类优势种的麋鹿,种群数量更是明显减少。只是与晚近时代的情况相比,中古华北的鹿类资源仍可谓丰富。 仅就中古时期本区鹿类的种群数量与分布情况而言,其与自然生态和经济变化之间的相关性也有一定的显现。我们注意到:这一时期华北地区的鹿类资源,从分布区域来说,以西北山地高原区较为丰富,北部边缘地带因属草原或毗邻草原,其种群数量更是相当庞大;而文献关于其东南部鹿类的记载相对较少,且现有的记载亦大抵多在拥有山地丘陵的州郡。这些情况,毫无疑问与有关地区的农业开发强度较弱、林草地较多有关,可与森林、草原变迁的成果互相映证[61]。 进一步检核各类史书的相关记载还可发现:它们主要出自唐以前的文献,出自唐代文献的则较少。这似乎表明,中古时期华北地区的鹿类资源,存在着前丰后俭的情况。我们知道,魏晋北朝时期,北方地区长期处于战争动乱状态,人口密度一度下降到了相当低的水平,土地荒芜的情况十分严重,农业经济曾经相当低落。但这种令人慨叹的社会经济衰退,也带来了一个从生态的角度看来具有一定积极意义的后果:即自然生态环境的恢复,特别是草场和次生林的扩展。由于这种恢复和扩展,鹿类等野生动物获得了扩大其种群数量和栖息范围的机会。故此,魏晋北朝文献关于鹿类的记载、特别是关于白鹿与白獐出现的报告较多,涉及的地区也较广,连在汉、唐时期均曾是农业繁盛、人烟稠密的东南部地区,也分布有相当多的梅花鹿和獐。但是,随着这些地区的农业经济逐渐恢复并取得进一步,人口密度逐步提高,一度荒闲的林草地又被复垦为农田,丘陵山地的林木亦由于各种需求的扩大而大片地遭到砍伐,可供鹿类活动的空间再度渐趋减缩,其种群数量亦渐减少。如此一来,唐代文献关于鹿类的记载不如前一阶段多,乃在情理之中。反过来看,中古华北鹿类的种群数量、地理分布及其变化,亦正是对当时森林、草地盈缩变化的间接说明。 其次,野生动物资源的丰富性与多样性,是判断一个地区自然生态环境好坏的重要标准。鹿类作为动物界中的一个族类,虽不能完整地反映某个区域野生动物资源的丰富性与多样性,但仍可据之对动物种类多样性与资源丰富性作出某种推断。这是因为:其一、鹿类曾是华北最为重要的野生经济动物,自远古以来即是当地人们捕猎的首选目标,仍有较多鹿类可供捕猎,即意味着尚有众多其它可供捕猎的野生动物;其二、在各种高等食草动物中,鹿类是对生境、特别是林草地的要求比较严格的一类,鹿类的种群数量和地理分布对生态环境的改变反应比较灵敏,有较多鹿类存在,即意味着整个生态环境尚称良好,其它野生食草动物亦应较为丰富,至少在华北这样的自然环境下是如此;其三、鹿类动物是生态“食物链”中的一个组成部分,在“食物链”中,鹿及其它食草动物属于“一级消费者”,是大型食肉动物的捕食对象,数量众多的鹿类及其它食草动物存在,为食肉猛兽提供了食物条件,相应地,后者亦必定存在着一定的种群数量。 也许对当时文献关于猛兽的记载略加征引,有助于进一步阐明以上观点,并增进我们对中古华北野生动物资源的多样性、丰富性和整个生态环境状况的认识。 曹魏时期一位名叫高柔的大臣,针对朝廷禁止百姓在禁苑中捕鹿发表了一段非常耐人寻味的议论。据高柔称:由于国家禁止在苑囿一带捕猎,致使方圆千里之地,鹿群恣意繁衍,附近以耕稼为生的百姓深受其害。他非常忧虑地指出:当时“群鹿犯暴,残食生苗,处处为害,所伤不赀。民虽障防,力不能御。至如荥阳左右,周数百里,岁略不收,元元之命,实可矜伤。方今天下生财者甚少,而麋鹿之损者甚多。”[62]因此他主张放宽捕禁,允许百姓猎鹿。为了陈明利弊,他还特地作了如下的估算,称: ……今禁地广轮且千余里,臣下计无虑其中有虎大小六百头,狼有五百头,狐万头。使大虎一头三日食一鹿,一虎一岁百二十鹿,是为六百头虎一岁食七万二千头鹿也。使十狼日共食一鹿,是为五百头狼一岁共食万八千头鹿。鹿子始生,未能善走,使十狐一日共食一子,比至健走一月之间,是为万狐一月共食鹿子三万头也。大凡一岁所食十二万头。其雕鹗所害,臣置不计。以此推之,终无从得多,不如早取之为便也。 在这一估算中,他提到了鹿和以鹿为食的虎、狼、狐、雕鹗,其中鹿的数字特别大,一年中要被猛兽捕食掉的即可达十二万头;其它动物的数目也甚为不小:虎有600头,狼有500头,狐则多达10,000头。我们无法知晓这些数字是否是经调查所得,但可以肯定的是,即使其数字有很大的夸张,也并非完全是信口开河。高柔并不具备生态学知识,但他所举陈的捕食者与被捕食者的数量比例却是符合生态金字塔的。无论如何,至少,当时该地区栖息有数量可观的虎、狼和狐等食肉野兽这一点,是完全可信的。 中古其它文献的记载也证实高柔所言并非完全出于凭空捏造。例如,前秦苻生统治时期,“潼关以西,至于长安,虎狼为暴,昼则继道,夜则发屋,不食六畜,专务食人,凡杀七百余人……。”由于虎狼食人,造成当地“行路断绝”[63];北魏时期,要捕捉几只虎、豹,在离京城洛阳不远的郡县就可办到,例如魏庄帝为试验老虎是否在狮子面前伏首低头,曾“诏近山郡县捕虎以送”,距离洛阳以东和东北不远的“巩县、山阳并送二虎一豹”[64];《齐民要术》也反映,在北魏后期,虎、狼常对羊群造成威胁[65]。在唐代,华北地区仍常见猛虎出没。例如唐代宗时,关中的华州曾出现过“虎暴”[66];猛虎甚至还曾进入位于长安城内长寿坊的元载家庙![67]行者过客在旅途中遇见老虎的事情,在许州、沧州这些并不算特别僻远的地区也时有发生[68];定州的北平一带多猛虎亦载于正史[69]。除虎、狼之外,豹、熊在中古华北也时见踪迹,《新唐书·地理志》、《元和郡县志》等均记载岚州、蔚州、平州等地贡熊、豹皮及豹尾;盛唐时期在关中的户县一带仍可以捕猎到熊[70]。另一种大型食肉动物——狐,即使在京兆、汲郡这些号称人烟繁盛的地区亦有不少,时常有人大行捕猎,国家有时还向当地郡县征调狐皮[71]。 所有这些事实充分说明:中古时期的华北地区仍有不少大型食肉猛兽栖息活动。同鹿类动物一样,它们的栖息繁衍,也需以大面积的山林草地为前提。与鹿类动物所不同的是,它们处于更高的营养级,特别是虎、豹,乃处于食物链的顶端,它们的生存,必须有数以十、百倍的鹿类及其它食草动物的存在为基础,这是能量传递和转化的热力学第二定律所决定的。如果没有相当广袤的山林草地,没有包括鹿类在内的各种野生食草动物大量存在,这些大型食肉猛兽的栖息活动,是不能想象的。这一切,为今天认识中古华北的生态环境状况,包括野生动物资源和森林植被状况,提供了非常有价值的历史信息,也十分令人深思! 生态类论文:生态建筑材料的分类及应用 1生态建筑材料的概念及特点 任何物质的产生发展都有它本身的优势,相比于传统的建筑材料,生态建材的优点特征可归纳为:①原料选取的原则是废弃物(垃圾、废渣、废液等)优先,其次是使用天然资源;②生产技术上采用先进的节能减排清洁降污工艺技术;③产品在配置生产时,严格控制添加料的种类及用量,防止甲醛、卤化物等有害人体健康的物质超标;④产品设计除以不危害人体健康安全为前提外应该是多功能化的,如防雾、防火、抗菌、除臭、消声、调温度和湿度等,能有效避免温室效应及臭氧层破坏,其目的是在提高和改善人们生活环境以及生活质量的同时向与生态环境协调发展;⑤废弃过程中,无论是生态建筑装饰材料还是再生混凝土等生态建筑基础材料,产品均可循环回收利用,基本没有可污染环境的废弃物。 2生态建筑材料的分类及应用 生态建筑材料的分类方式有很多种,也囊括了很多包括天然建材、低荷能低污染建材、循环再生性建材以及功能性材料等。根据生态建材的性能可以分为:节约能源型、安全舒适型、保健型、特殊环境型以及利用废弃物环保型等。本文将通过以下几种重要的生态建筑材料予以说明。 2.1生态化学建筑材料 一般,土木工程中所需的混凝土、砌体等建筑材料均属于化学建筑材料,也属于高耗能部分。2010年我国在发展规划中提出了建筑节能的新标准,要求建筑节能不低于50%。所以发展节能型生态化学建筑材料成为落实建筑节能的关键和迫切要求。1)混凝土,属于传统的化学建筑材料,也是建筑材料中使用量最大的材料之一,其原料之一就是水泥。1996年,我国生产的70%以上用于墙体建设的水泥产自污染严重、效率低下而且高耗能的小水泥厂,而且生产每吨水泥将排放近1t的二氧化碳,是造成温室效应的重要因素之一。而今,我国决定将对其进行由一次性化、高浪费化转向生态化可循环化改进。相关方案有:商品混凝土取代现场搅拌混凝土,目前,美国、日本、中国都有推广使用,但成本较高,有待进一步研究;研发以及推广高性能混凝土,如高掺量粉煤灰混凝土,使用被活化的贝利特水泥或阿里尼特水泥替代传统水泥等;研发使用新型无毒高性能混凝土添加剂,有效防止室内的环境污染。2)砖砌体,也属于传统的建筑材料,传统红砖因为其抗压强度大、易吸水、砖墙和水泥砂浆结合较好而广泛应用于工程项目。但其生产原料及生产过程对自然环境的破坏相当严重。烧制红砖大量毁坏耕地,消耗煤炭。我国20世纪90年代开始限制使用,如今已禁止使用,随之代替的是以灰砂砖及多种轻质砌块为主的墙体材料采用,具有自重轻、保温隔热性能高、制作加工能耗较低、促进环保等优势。灰砂砖一般采用绝大部分的工业废料作为原料,通过蒸压养护、烧结等加工工序制作而成。煤炭发电厂的粉煤灰可制作成粉煤灰蒸压灰砂砖,利用尾矿废料作为原料可生产小型混凝土空心砌块等。加以利用工业废渣可减少自然环境污染,节省能源。 2.2生态木质建筑材料 木材作为一种天然生物建筑材料,在我国建筑文化历史上占有一席之地。与混凝土或钢材等其他建材相比,木材的单位质量承载力大很多,热传导性低、具有良好的电绝缘性,且其力学性质上特点显著,安全系数较高。研究证明,单位厚度的木材保温效果是混凝土的15倍,相比于用泡沫塑料或玻璃纤维保温,木材结构的保温性能将提高15%~70%。随着自然资源的过度开发,森林面积直线性减少,许多国家利用“劣材优用、节约代用”法(将速生的、小径的木材加工成性能良好的集成材)制出木质复合材,有效地落实了废弃物再利用原则。目前,生态木质建材已成为现代房屋建造装修的主要材料种类之一。 2.3生态陶瓷建筑材料 陶瓷建材主要以瓷砖、坐便器、浴池、洗脸台、自来水池等实物出现在装修市场中。表面上看陶瓷具有干净卫生,便于清洗,美观等优点,但其实陶瓷生产属于高污染、高耗能的过程。随着现代人们对环境安全无污染化、健康化的要求越来越多,节能化产品的需求也越来越受关注,具有安全认证和绿色健康标志的生态陶瓷成了未来陶瓷发展的方向及目标。抗菌陶瓷、按摩陶瓷、感光水龙头、防静电陶瓷等的陆续上市,证明了生产生态陶瓷建筑材料的必要性。 2.4生态玻璃建筑材料 建筑上,门窗往往离不开玻璃的搭配。随着科技的高速发展,真空玻璃、夹层玻璃、无反射玻璃、自洁净玻璃等环保玻璃陆续出现不仅能降低噪声污染、粉尘污染、光污染,同时起到保温和采光要求,而且能减少其他有害物质污染。废弃玻璃由于无法降解而长期存在于环境中,会对环境造成很大危害。目前,有人已利用废弃玻璃生产出装饰材料,如马赛克、微晶玻璃、泡沫玻璃等。 2.5竹质生态建筑材料 竹子与木质一样,因其刚劲、力争上游的特点广泛地应用于古代文人隐居房屋的建造和装饰中,而且一直延续至今天。不同于木质,竹子是一种速生植物资源,具有韧性好、耐磨损、强度大、纹理通直等多种优点。作为建材使用时,成本是木材或混凝土的一半左右。在“十五”国家科技攻关计划中,对竹建材的创新设计和加工的创新做出了相关改进和重点具体要求。重组竹板材料是竹材料利用现代竹材料复合重组技术合成的,不仅具有钢材的力学指标,甚至超过建筑木材的性能,在建筑材料领域得到重用,是一种新型的应用上具有广阔前景的生态建筑材料。 2.6纸质生态建筑材料 众所周知,纸是木材、纸浆等可再生原材料制成的。采用纸作为结构材料能减小建筑物的质量,使得施工速度加快,从而降低成本,而且最重要的是当建筑物被拆除时,纸结构可以重复再生利用。目前,世界上开始用纸材作为一种新型建筑材料搭建一些临时性或半临时性建筑,如2000年世博会上日本馆、1992年的瑞士纸塔等。 3生态建筑材料的发展意义 近几年,从雪灾到汶川大地震,从洪涝灾害到沙尘暴、玉树地震、西南大面积干旱等自然灾害的频繁出现,无不提醒着人们生态环境污染严重、保护环境的重要性。面对大自然的示警,传统建材生产不仅高消耗着能源和资源,也造成了严重的环境污染。具有绿色环保安全等标签的生态建筑材料日益得到社会的关注和人们的热捧。生态建筑材料是从原料选取到生产加工再到废弃再循环使用等各个环节严格要求把关,不仅做到了低耗能,低废气、废水、废渣的排放,将建筑材料对环境污染减到最小,而且满足了我国方针政策(可持续发展)的需要,使得发展与环境和谐统一。既满足着人们的健康、环保、长寿、安全等日常需求,又不妨碍后代人对资源能源环境的最大需求。 本文作者:李无为单位:铁道部工程管理中心 生态类论文:湖泊藻类群落结构与生态分布 藻类植物是湖泊生态系统中物理、化学、生物过程的基本实践者,作为湖泊食物网中的初级生产者,在水生态系统的研究中具有重要的意义。利用藻类植物作为生物监测、评价水质污染状况及富营养化水平,在国外已被广泛采用并卓有成效[1]; 目前,我国许多学者已开始利用藻类植物来监测评价湖泊、河流的污染状况[2-3]。大庆市地处松嫩平原中部( 45°23' ~ 47°28'N,123°45' ~ 125°47' E) ,是目前全国最大的石油生产基地和重要的石油化工基地,全市总面积 212. 19 万hm2。境内不仅具有丰富的石油资源,还有丰富的湖泊湿地资源,全市现有大小湖泊 284 个,素有“天然百湖之城”的美誉。但是,近年来,随着石油资源的大量开采和快速城市化过程加剧,境内湖泊水质污染现象严重,湖泊水面萎缩,水体富营养化日益加剧,生物多样性减少,严重破坏了湖泊生态系统。目前有关大庆湖泊藻类植物的相关研究在国内外报道较少。本研究尝试通过对大庆湖泊内夏季藻类植物群落结构、生态分布进行系统调查,利用藻类植物多样性指数对湖泊水体状况进行初步评价,为全面了解大庆境内城市湖泊水环境质量提供科学依据,同时为未来如何进行湖泊治理、水体保护和湖泊水资源合理开发提供基础资料和生物学依据。 1 材料与方法 1. 1 采样时间和采样点的设置 2010 年 6—8 月份,在大庆市域内选取以下 35个湖泊布设采样点: 月亮泡、北湖、黎明湖、乘风湖、北伊哈齐泡、东水源泡、西葫芦泡、群英西泡、万宝湖、兰德湖、碧绿湖、东葫芦泡、东风湖、明湖、陈家大院泡、董家泡、滨州湖、上游村南山西泡、北二十里泡、果午泡、冯围子泡、库里泡、他拉红泡、贴不贴泡水库、小龙虎泡、马圈泡、霍烧黑泡、喇嘛寺泡子、老江身泡、齐家泡、青肯泡、三永湖、鸭格蛋泡、靠山湖、大龙虎泡。根据以上湖泊水域面积、地形及周围环境差异,结合 GPS 定位,各湖泊采布设样点不等,共计布设 80 个采样点,每个采样点分别在 6 月中下旬和 7 月下中旬各采样一次,如图 1 所示。 1. 2 样品的采集、处理和鉴定 浮游藻类的定性采集用网孔直径为 64 μm 的25 号浮游生物网,在表层至 0. 5 m 深处以 20 ~ 30cm /s 的速度作“∞ ”形循回缓慢拖动约 1 ~ 3 min,滤出上清液,把带有一些沉淀的水样放入标本瓶中固定。浮游藻类的定量采样时在表层 0. 5 m 深处采集水样 1 L,用 4%福尔马林溶液固定后,沉淀、浓缩至30 mL,取 0. 1 mL 定量样品在浮游生物计数框内进行鉴定、计数、分析[4-5]。将定量样品摇匀后,用 0. 1 mL 的吸管迅速取样,在一种特定的浮游生物计数框( Palmer CountingCell) 内计数,选取 20 ~ 40 个视野,所用样品均重复鉴定 2 次,有效统计数值,并取平均数作为该片的生物数量。计算结果以藻类细胞密度,即单位体积内藻类细胞个体数表示,同时计算每一个样品的相对丰度。对于比较难判断的细胞数的群里,则任选 20个个体在高倍镜下观察,测出细胞数,取平均值。吸取定性的藻类样品,在 15×40 倍下直接观察鉴定。但硅藻鉴定种类时先计算总的硅藻细胞数,然后将部分样品酸处理,离心制片后,在 10×100 倍油镜下观察定种,并计算出各种硅藻细胞数的比例。标本的观察在 Olympus BH-2 显微镜下进行。藻类的鉴定主要依据中国淡水藻类志[6-8]。 1. 3 数据处理 用 SPSS11. 0 软件、Excel 对大庆市湖泊藻类植物群落 Shannon-Wiener 多样性指数( H') 、Pielou 均匀度指数( J) 、Margalef 指数( H) 进行计算[9]。Shannon-Wiener 多样性指数的表达式为:H' = ∑Si = 1PilnPi。式中: H'为物种多样性指数; S 为藻类植物属数; Pi为第 i 属的个体数( Ni) 与总个体数( N) 之比值。评价标准是: H'>3( 轻或无污染) ,H' =1-3( 中污染) ,H' = 0-1( 重污染) 。Pielou 均匀度指数的表达式为:J = H'lnS。式中: J 为均匀度指数; H'为 Shannon-Wiener 多样性指数; S 为藻类植物属数。Margalef 多样性指数的表达式为:H = ( S-1) / lnN。式中: H 为丰度; S 为藻类植物各类种类数; N 为藻类植物总频数。一般而言,在健康的生态环境下,种类丰度高; 在污染环境下,种类丰度降低。 2 结果与分析 2. 1 藻类植物组成 经鉴定,35 个湖泊内共发现藻类植物 5 门 203种,其中硅藻最多,为 79 种,占藻类总数 39%; 绿藻次之,为 76 种; 裸藻 32 种; 蓝藻 14 种; 隐藻最少,仅有 2 种,占藻类总数 0. 98%。常见种类有硅藻门的梅尼小环藻( Cyclotellameneghiniana) 、颗粒直链藻( Melosira granulate) 、直菱形藻( Nitzschia recta) 、隐头舟形藻( Navicula cryp-tocephala) ; 绿藻门的实球藻( Pandorina morum) 、四尾栅藻( Scenedesmus quadricauda) ; 裸藻门的梭形裸藻( Euglena acus) 、尖尾裸藻( Euglena oxyuris) 。 2. 2 藻类植物细胞密度 藻类的细胞密度是水生生态系统功能和水质评价的重要参数之一。通过对定量标本的计数统计,得到各湖泊藻类植物的细胞密度、优势种及其所占比例,计算结果见表 1。大庆市各湖泊藻类植物的细胞密度差别较大( P<0. 05) ,夏季平均细胞密度为 107. 04×106个•L-1,其中董家泡最高,平均细胞密度为 280. 5×106个•L-1; 由于水体中有机物质含量较高,虽然浮游植物种类较少,但细胞密度较大,主要种为耐污种如蓝藻门的小球藻; 东水源泡细胞密度最低,仅为 22×106个•L-1; 北二十里泡、库里泡等水体较开阔,受降水及水体流速的影响,细胞密度也不是很大,分别为: 107×106、115×106个•L-1。其余湖泊如北伊哈齐泡、兰德湖、碧绿湖、乘风湖、东葫芦泡、明湖、上游村南山西泡等湖泊的藻类植物细胞密度相近,虽表现出一定的差异性,但差别不大( P=1. 204>0. 05) 。 2. 3 湖泊藻类植物多样性分析与水质综合评价 物种多样性是群落组织独特的生物学特征,它决定着群落的功能和特点。研究区域湖泊藻类植物多样性指数分析结果见表 2。 2. 3. 1 湖泊藻类植物的 Margalef 多样性指数( H)分析据计算,目前调查的 35 个湖泊藻类植物的Margalef 指数( H) 变化范围在 0. 209 ~ 2. 195。由表2 可以看出,各湖泡之间 H 值差异较大,利用 H 值评价水质状况表现为: 北湖、北伊哈齐泡、东水源泡、西葫芦泡、群英西泡、东葫芦跑、陈家大院泡、上游村南山西泡、北二十里泡、库里泡、他拉红泡、贴不贴泡、小龙虎泡、马圈泡、霍烧黑泡、老江身泡、鸭格蛋泡、靠山湖泡 18 个湖泊水质为重污染,其余 17 个湖泡水质为中污染状态。 2. 3. 2 湖泊藻类植物的 Shannon-Wiener 多样性指数( H') 分析 从表 2 计算结果来看,大庆市 35 个湖泊藻类植物的 Margalef 多样性指数( H') 平均值为2. 35,Shan-non-Wiener 指数( H') 变化范围在 0. 584 ~ 3. 501,调查区域总体水质状况为 β-中污。其中北湖最低,H'为 0. 584,北二十里泡最高,H'为 3. 501。利用 H'值评价水质状况表现为: 黎明湖、万宝湖、碧绿湖为轻污染状态,北湖为重污染状态,其余湖泊为中污染状态。 2. 3. 3 湖泊藻类植物的 Pielou 均匀度指数( J) 分析 大庆市 35 个湖泊藻类植物的 Pielou 均匀度指数平均值为 0. 843,各湖泊之间的 J 值存在些微差异。如表 2 所示,变化范围在 0. 235 ~ 0. 960,其中北湖 J 值最小,老江身泡 J 值最大,表明老江身泡藻类植物的属间个体数分布较均匀。 2. 3. 4 多样性指数综合分析与水质综合评价 由于 Margalef 多样性指数结果一般只反映出属数变化趋势,与群落实际的多样性变化有所出入;Shannon-Wiener 多样性指数值是受样本量大小影响的,而且总是有偏低的倾向; Pielou 均匀度指数虽然能基本上反映群落的的多样性,但由于分辨率较低对分析结果也会有影响。因此,本研究对研究区域各湖泊藻类植物的多样性分析主要根据联合国教科文组织《浮游植物手册》的推荐[10],一般选择Margalef 多样性指数( H) 、Shannon -Wieaver 多样性指数( H') 和 Pielou 均匀度指数( J) 3 个指数对浮游植物多样性进行综合评价。从表 2 可以看出,Margalef 多样性指数( H) 和Shannon-Wieaver 多样性指数( H') 呈显著的正相关关系,两个指数在各湖泡的变化趋势表现出一致性。而 Pielou 均匀度指数( J) 与 Margalef 多样性指数( H) 和 Shannon-Wieaver 多样性指数( H') 间相关性不明显。因此本研究将主要采用 Margalef 多样性指数( H) 和 Shannon-Wieaver 多样性指数( H') 的对浮游植物多样性进行综合分析,结果如表 3 所示。可以看出,北湖、北伊哈齐泡、东水源泡、西葫芦泡、群英西泡、东葫芦泡、陈家大院、库里泡、他拉红、贴不贴泡、小龙虎泡、马圈泡、霍烧黑泡子、西葫芦泡、靠山湖、鸭格蛋泡 16 个湖泊藻类植物的 H 值反映为重污染,H'值反映为重污染,J 值均大于 0. 7。湖泊反映的各个多样性数值,综合表明这些湖泡水质状况较差,污染严重,物种多样性一般或不丰富。其它19 个湖泊藻类植物的 H 值反映为轻污染或中污染,H'值反映为中污染,J 值均低于 0. 7。综合分析来看,这些湖泊为中污染状态,物种多样性较为丰富,水质污染状况较好。 3 讨论和结论 通过对大庆市 35 个湖泊的藻类植物进行调查采样后,共鉴定出藻类植物 5 门 203 种,主要由硅藻、绿藻、蓝藻和隐藻组成,且硅藻>绿藻>蓝藻,据此,可以初步推断大庆市部分湖泊藻类植物的群落组成主要为硅藻—绿藻类型。营养型湖泊中常以甲藻、隐藻、硅藻类占优势,富营养型湖泊则常以绿藻、蓝藻类占优势。从藻类植物的种类组成和数量上来看,大庆市湖泊的硅藻植物在种类多度及细胞密度上远多于其他藻类,其次为绿藻和蓝藻,由此推断大庆市湖泊藻类植物的群落组成主要为硅藻—绿藻类型。这种类型可以很好地指示水体环境为中营养状态[11-12]。另外颗粒直链藻( Melosira granulata) 、模糊直链藻( Melosira ambigua) 以及梅尼小环藻( Cy-clotella meneghiniana) 不仅是研究区域的常见种,也是研究区域的优势种,均具有一定的耐盐性,能在富营养化水体中大量生长,因此可以把这些藻类作为整个研究区域的指示种[13]。在定量计数中,发现不同的湖泊藻类植物的细胞密度存在一定差异。大庆有“百湖之城”的美誉,全市有大小湖泊 250 多个,因其面积广阔,研究区域内的各个湖泊因面积大小、湖水深浅以及利用类型与程度不尽相同,在藻类植物的群落结构和细胞密度上也反映出了研究区域各个湖泊的特点。从大庆市 35 个湖泊夏季藻类植物多样性分析来看,发现 Margalef 多样性指数( H) 和 Shannon-Wieaver 多样性指数( H') 的分布趋于一致,呈正相关,而 Pielou 均匀度指数( J) 与 Margalef 多样性指数( H) 和 Shannon-Wieaver 多样性指数( H') 间相关性不明显。这主要是因为基于物种均匀程度和优势程度的指数的分辨率较小[14 ~15],不能将两个不同的藻类植物群落分辨出来,也就是说 Pielou 均匀度指数虽然能基本上反映群落的多样性,但其分辨率较低,不能很好地对不同样本进行比较。 根据藻类多样性指数对大庆市湖泊水体进行初步评价,结果显示,研究区域的水质处于中—重污染状态,并有富营养化的趋势。这主要与大庆 50 a 的石油开发和近 30 多 a 的城市开发建设有关,并与石油开发过程中产生的石油污染和城市生活污水及工业废水排入湖泊有关。本研究通过分析大庆市主要湖泊藻类植物群落结构与水环境质量的相互关系,为整个大庆市湖泊的水质现状评价及污染防治对策提供了参考依据。为了保护大庆市尤其是人为活动干扰较重区域的湖泊水质和水生生态系统,建议采取相应的措施改善和恢复湖泊区域的生态条件,制定科学合理的湖泊治理方案,并长期跟踪监测湖泊生态环境各项指标,避免湖泊生态环境的进一步恶化。 生态类论文:生态模范区藻类动态研究 本文作者:王丽卿、张 玮、范志锋、孟智奇、张瑞雷、李为星 单位: 上海海洋大学教育部水产种质资源发掘与利用重点实验室 附着藻类是水域生态系统因产水域水域中重要的初级生产者之一[1],它们既能为高等营养级提供能源[2],又能促进营养盐在水底区和水层区之间的转换和运输[3-4],对维持水域生态系统的稳定,具有非常重要的作用。为防治湖泊水体富营养化,国外对附着藻类开展了大量的生态学研究,内容涉及其与浮动植物的相互关系、水体营养盐循环、以及与沉水植物生长的相互关系等诸多方面[5-8]。然而,在湖泊富营养化异常严峻的中国,有关附着藻类的研究却相对较少[9-10];以上海淀山湖为例,对该湖的研究多偏重于浮游植物、沉水植物及水质理化因子的相互关系[11-13],而对附着藻类的研究仅在上世纪有极少数报道[14]。此外,关于附着藻类在不同水层中群落结构变化的研究,迄今为止,国内还未见报道。本文于2010年在淀山湖生态示范围隔区附近分4个水层对该水域附着藻类的种类组成、优势种、现存量(细胞密度)等生态学特征进行了研究,利用二因素方差分析(Two-wayAnalysisofVariance),从季节、水层两个角度对该水域附着藻类群落结构的多样性和时空动态进行了探讨,为利用附着藻类进行淀山湖富营养化防治和生态系统的恢复提供基础的生物监测数据。 1材料与方法 1.1实验区域概况淀山湖地处江苏、浙江、上海两省一市交界处,地理位置31°04′~21°12′N,120°53′~120°01′E,是太湖下游的一个吞吐性天然湖泊,面积63.8km2,平均水深2m。自1985年首次暴发大面积蓝藻水华后,不同规模和范围的蓝藻水华长期存在[12,15]。本文试验区域毗邻淀山湖湖南区马兰港,处于“淀山湖生态修复实验围隔综合示范区”外侧(图1)。根据刘鸿亮提出的中国淡水湖泊营养分类标准[16],实验期间实验水域水质总体处于富营养水平(表1)。 1.2采样和分析参考湖泊调查相关文献[14,17-18],并根据该水域平均透明度(0.5m),于2010年3月、6月、9月、12月在淀山湖生态示范区围隔外分4个水层(表层0.1m、透明度水层0.5m、2倍透明度水层1.0m和3倍透明度水层1.5m)进行附着藻类调查研究(图1)。以5cm×10cm的聚乙烯塑料板为附着基进行挂片,挂片分3个组别,每组挂片间隔15m,周期为15d。用尼龙刷将着生藻类刷下,用无藻水冲洗,记录刷液总体积,将刷液充分摇匀后,转移于50mL血清瓶中,立即加鲁哥氏碘液和4%福尔马林溶液固定,带回实验室参考文献对藻类进行分类鉴定[19-20]。1.3数据处理数据分析及作图分别采用SPSS18.0,Excel2003,。多样性指数(H′):式中,N为采样样品中所有藻类的总细胞数,S为每个附着基1cm2面积的藻类种类总数,Pi为第i种藻类的细胞数与样品中所有藻类总细胞数的比值;ni为第i种藻类的细胞数,fi为第i种藻类在各站位出现的频率,本文以优势度Y 0.02的藻类定为优势种[21]。 2结果与讨论 2.1附着藻类的种类组成共鉴定出附着藻类7门,50属,139种;硅藻、蓝藻、绿藻在淀山湖附着藻类群落结构组成中处于优势。硅藻门最多,为19属89种,占总种数的65%;绿藻门次之,占18%;蓝藻门占10%;其他种类较少,黄藻检出4种,裸藻检出2种,甲藻检出3种,隐藻仅1种。由文辉[14]于1993年与1997对淀山湖附着藻类进行了调查,共检出附着蓝藻7种,绿藻、硅藻各13种,裸藻、金藻、隐藻各2种;与该报道相比,本研究中未镜检到金藻,且在总种类数目上多出约100种。有研究表明,金藻的减少乃至消失是水体受到有机污染的反映[21];另有研究表明,湖泊水体在富营养化进程中,藻类的种类和生物量呈增加趋势[7];因此,可认为淀山湖湖南区水体中的营养物浓度远高于20世纪90年代。由图2可见,附着藻类种类组成在不同季节、不同水层分布不尽相同。春季共检出101种,夏季检出40种,秋季检出68种,冬季检出43种,表现为春季>秋季>冬季≈夏季;这可能因为冬季水温较低,不适宜藻类繁殖[18],而夏季水温较高,水体浮游植物密度较高,且夏季盛行风扰动水体易引起底泥再悬浮,影响了水体光照强度[23],对附着藻类的生长造成胁迫。所有门类中,硅藻出现率最高,在4个季节的不同水层均有检出;其次为蓝藻,除在夏、冬两季1.5m水层未检出外,其他均有检出;甲藻仅于春季0.1m和0.5m水层检出,裸藻少数种类在春季的0.1m水层、秋季的0.5m水层和冬季的0.1m水层检出;隐藻见于秋季的1.0m水层。春季0.1m水层种类最多,为82种;夏季和冬季也是0.1m水层最高,在1.5m水层种类最少(10种);秋季则在0.5m水层种类数最多。附着藻类的种类数从季节方面看,除秋季表现为:0.5m>0.1m>1.0m>1.5m外,其他3个季节均表现为:0.1m>0.5m>1.0m>1.5m;从水层方面而言,0.1m和1.0m水层表现为春季>秋季>夏季>冬季;0.5m和1.5m水层表现为春季>秋季>夏季=冬季;此外,春季硅藻种类数显著高于其他季节(P 0.05),且秋季0.5m水层高于0.1m。 2.2附着藻类细胞密度2010年淀山湖湖南生态示范区附着藻类细胞密度(3平行挂片平均密度)在不同季节不同水层的分布明显不同(图3)。春季附着藻类4个水层总密度为28.2×104cell•cm-2、夏季总密度为4.31×104cell•cm-2、秋季总密度为15.0×104cell•cm-2、冬季总密度为1.76×104cell•cm-2,春季显著高于夏、秋、冬3季(P 0.05),秋季显著高于夏、冬季。夏季细胞密度较低,主要是夏季风浪的扰动作用会使沉积物不断的悬浮和释放,造成水体透明度的降低[9];另外,夏季浮游植物密度较高(Chl-a为30μg•L-1)对光照进行了有效的阻截,进一步影响附着藻类生物量。春、夏、冬季附着藻类均在0.1m水层密度最高,1.5m水层最低;秋季附着藻类密度却在0.5m最高,为8.08×104cell•cm-2,其分布表现为0.5m 0.1m 1.0m 1.5m,这主要因为秋季实验期间降水较多,表层水流的扰动强烈,使得附着基上的藻细胞脱落,着生藻类不易建群[24]。春、冬两季,附着基上硅藻相对丰度较高,且随着水深的增加而增加(例:春季0.1m为65.35%,1.5m为93.22%),而夏、秋两季,却是蓝藻的相对丰度较高,同样表现为随着水深的增加而增加。这可能说明藻在高温季节繁殖快,适应性强,且适宜的水温对蓝藻的光照需求有一定的补偿作用;而硅藻则在低温季节有较强的竞争力,耐低光照的种类较多。0.1m水层四季平均密度为5.46×104cell•cm-2,0.5m水层为4.99×104cell•cm-2,1.0m水层为1.30×104cell•cm-2,1.5m水层为0.65×104cell•cm-2,这说明2倍和3倍透明度水深的生境附着藻类生长繁殖受抑制;从图3亦能看出,透明度水层深度内(P 0.5m)蓝藻峰值出现在秋季,而硅藻峰值出现在春季,这主要还是与水温相关。此外,研究还发现4水层藻类总密度与水体4季氮、磷含量之间并无显著相关性(P 0.05),这可能因为浅水湖泊湖盆浅、底泥厚,风力扰动大,易接纳地表径流和降水带来的外源营养,这样水质参数会在短时间内发生极大的变化,稳定性不强[25]。 2.3附着藻类多样性分析如图4所示,生态示范区附着藻类Shannon-weaver多样性指数(H′)在不同季节不同水层表现为:0.1m水层H′在4.32~2.68之间,春季 冬季 夏季 秋季;0.5m水层H′在3.79~3.06之间,春季 夏季 秋季 冬季;1.0m水层H′在3.65~2.16之间,春季 秋季 夏季 冬季;1.5m水层H′在3.52~1.29之间,春季 夏季 秋季 冬季。与杨红军黄浦江苏州河的研究结果相比,该水域附着藻类H′值明显高于其下游水体,说明该水域污染程度比下游轻[18]。方差分析显示,春季多样性指数显著高于其他3个季节(P 0.05),秋季和冬季亦呈显著差异(P 0.05),而夏季与秋、冬季差异不显著(P 0.05);1.5m水层多样性指数显著低于其他3水层(P 0.05),而其他各水层之间差异不显著(P 0.05)。但总体而言,4季中春季多样性最高,4水层中透明度水层(0.5m)多样性最高。说明淀山湖生态示范区在春季水温和光照条件最适合附着藻类生长,而在夏、秋季,因暴雨和盛行风的缘故,表层(0.1m)附着藻类受雨水冲刷和波浪扰动等因素的干扰较大,其多样性反而低于平均透明度水层(0.5m)。目前,利用附着藻类多样性指数进行水质评价已成为研究热点[18,26],但在这些研究中,人工附着基多设置在水体的表层,而表层水体是最易受环境干扰的水层,故本文建议,在布设人工附着基时,应参考水体实际的透明度,布设水深应距离水表一定距离,不低于透明度水深即可。 2.4附着藻类优势种2010年淀山湖生态示范区全年附着藻类优势种类分别为鞘丝藻(Lyngbyasp.)、湖泊鞘丝藻(Lyngbyalimnetic)、小毛枝藻(Phomaviolacea)、变异直链藻(Melosiravarians)、尖针杆藻(Sуnedraacus)和一种针杆藻(Synedrasp.)等6种;不同季节各个水层附着基上的优势种类有29种,以硅藻为主,蓝藻次之(表2)。淀山湖生态示范区附着藻类优势种群在同季节不同水层间或同水层不同季节间表现出一定规律的演替(表2)。同水层相邻两季或同季节相邻水层群落结构相似,随着时间间隔或水层间隔增加,相异性程度也随之增加。从水层角度而言,鞘丝藻和舟形藻为0.1m水层四季共同优势种;舟形藻为0.5m水层四季共同优势种;1.0m和1.5m水层未检出四季性共同优势种类;从季节角度而言,春季极微小环藻、变异直链藻和针杆藻为该季4个水层共同优势种;夏季舟形藻为4个水层共同优势种;秋季鞘丝藻为4个水层共同优势种。冬季变异直链藻、针杆藻为该季4个水层共同优势种,绿藻在该季4个水层都不占优势;小型黄丝藻仅在冬季0.5m占优势。光照对生物是一把“双刃剑”,光照过强会直接损害其原生质,过弱又不能满足生物体的基础代谢;藻类在进化过程中对光照产生了一系列的适应,很多类群都具有自己独特的光耐受限度[27];本文中极微小环藻、变异直链藻、简单舟形藻、肘状针杆藻、舟形藻和针杆藻为4个水层常见优势种类,可能说明这6种硅藻的光照生态幅相对较宽,生长不易受光照因子的制约;此外,Bennion认为[28],针杆藻属的许多种类的分布主要受湖水透光性的影响,而对水体营养浓度并不表现直接的响应;就本研究而言(表2),针杆藻表现为春冬优势度高,夏秋较低,这可能因为春冬季节温度低,浮游藻类密度低,降水和风力扰动较小,底泥再悬浮的情况少,故水体透光性较好,利于针杆藻生长,而夏秋季反之。另变异直链藻表现出与这种针杆藻相似的分布趋势,可能说明该种硅藻分布也是主要受水体光照影响,而非营养水平;此外,简单舟形藻和另一种舟形藻,却变现出与上述二者相反的趋势(表2),这是因为舟形藻属于运动型着生藻,喜生于悬浮高、水质变化快的环境。 3结论 (1)从种群分布而言,淀山湖生态示范区附着藻类以硅藻门最多,绿藻门和蓝藻门次之,金藻门未检出;春季表层种类最多;附着藻类种数目明显高于90年代淀山湖已有报道的数目,且其多样性指数明显高于其下游(黄浦江水体)。(2)从季节角度而言,淀山湖生态示范区附着藻类密度春季最高,秋季次之,而冬季最低。夏季气温高,但种类数和密度较低,与示范区浮游植物密度、夏季降雨和波浪扰动等有关。从水层角度而言,藻类密度随水体深度的增加而降低;透明度水层的密度与表层密度无显著差异,2倍和3倍透明度水深的生境不利于附着藻类生存,仅有低密度的硅藻存活。(3)附着性硅藻在春、冬两季相对丰度较高,且随着水深的增加而增加;而附着性蓝藻却在夏季表现为相同规律;小环藻属、舟形藻属、针杆藻属为四季性优势种群;而丝状蓝藻在夏、秋季占优势。(4)因表层水体较易受波浪、风场及降雨的影响,且透明度水层范围内、外水体的藻类密度差异显著,故建议在采集附着藻类的方法上,应注意人工附着基的布设深度:布设深度至少大于10cm,且不低于透明度水层为宜。 生态类论文:森林昆虫区及地理生态类型划分 作者:彭建文 单位:湖南省林科所 森林昆虫区划,是森林保护的一项基础工作,它对指导害虫防治,益虫利用,植物检疫,都具有十分重要的意义。本文是根据湖南省森林病虫普查标本,初步整理这份材料,以供科研、生产部门参考。昆虫的自然分布,受着气候、食物、地理环境等多种因子的限制,不同的纬度、海拔高度,分布着不同种的昆虫;植物的种类、分布,又是昆虫种群组成和分布的基础。因此,昆虫种群地理分布和气候、树种的分布有一定的相关性。湖南森林昆虫地理生态区系,按陆地昆虫界区系划分,归属于东洋地区的江南亚热带稻茶区。但由于我省地处云贵高原东延部分到江南丘陵和五岭山系北麓到江汉平原的过渡地区,全省呈三面环山,朝北开口的“马谛形”地貌,地势向北倾斜又西高于东,境内有高原、丘陵、高山、平原等不同区域类型。这种地貌特征在很大程度上改变了我省水、热、土等自然资源的地带性分配规律,形成我省自然条件的复杂性,故南北生物交迭,部分地区尚保存第四纪冰川期时代未经破坏的原始次生林区,全省有木本植物资源1750多种,形成森林资源的多样性及不同地区的明显差异性,构成昆虫种群复杂。据全省森林病虫普查标本分析,林虫区系多分属于东洋和古北两大区,并穿插有新北、澳大利亚、非洲、新热带等四个区系的少量共有种。 一、洞庭湖平原区 位于我省北部,包括华容、泪罗、湘阴、益阳、沉江、南县、安乡、汉寿、常德、临澄、岳阳市、益阳市、常德市,及桃源、临湘、岳阳的一部分。地势低平,土壤肥沃,耕地连片,周围丘、岗环绕,海拔大部分在50米以下,气候温湿,光热充足,春暖迟,秋寒早,年平均温1仪3一17.0℃,绝对低温达一招.1℃,7月份平均气温28.5一29.3℃,无霜期266~286天,年降雨量1200~1400毫米,为我省洞庭湖冲积平原,当北来寒风的入口处,属一山六水三分田的地区。林木多为落叶树种,夏绿林型,以农田防护林带为主,树种有池杉、水杉、臭椿、香椿、乌柏,旱柳、龙曲柳、喜树、槐树、桑树、榆树、苦谏、枫杨、欧美杨、美州黑杨、小叶杨等,与江汉平原、黄淮平原有着干丝万缕的联系;湖盆外缘低丘岗地,树种多为马尾松、杉、油茶、樟、枫香、栋等,与湘中丘陵接壤。森林昆虫多属古北区种,为东方区系种类所控制,既有西北利亚广布种传入,也有不少中亚细亚区系成员入侵,代表种有柳蝠蛾(Phassusexereseen。)、柳毒蛾(L己uCo批as成iei“)、杨毒蛾(L。ea-ndida)、杨扇舟蛾(Closle、aanaeho,-eta)、槐天蛾(Cianisdeuea王ion)、榆绿天蛾(Callambu飞少xtatarinovii)杨透翅蛾(paron‘henetabaoifo,mis)、榆黄叶卿(PJ::haltamaeulieollis)、光肩星天牛(Anoplophoraglabripenni。)朝鲜黑金龟(Holot:ichiaserobieulara)、大青叶蝉(Cicadeliaviridis)等。常发性害虫主要是天牛类、金龟子类。湖盆外的丘岗地带,有马尾松毛虫(Dendroli-musPunetatus),松梢螟(Dioryetri。splendidel里a)、粗鞘双条杉天牛(Sem么-notusbifa“eia、ussinoaus,e,),每年给林木造成不同程度的损失。该地区地势平坦,土地肥沃,适于杨树、池杉、水杉的生长,但随着林木的引进和扩大栽培,桑天牛(Aprionagermari)星天牛(Anoplophoraehinensis)、云斑天牛(Bataeer;horsfield)、光肩星天牛传布很快,有些地方植株被害率高达90%以上;杨透翅娥也随苗木调运传入,杨扇舟蛾已造成局部性灾害,大袋蛾(ccryp一to‘h创la,ariegata)在池杉、水杉上已为害成灾。今后森保工作的重点是加强杨树夭牛的防治工作,开展植物检疫,阻绝外来虫源的继续入侵,并及时控制已入侵害虫的扩散蔓延,积极清除当地虫源树种,设置隔离带,不断扩大生物防治。 二、湘东、湘中丘陵区 包括平江、浏阳、长沙、醚陵、株洲、湘潭、湘乡、双峰、茶陵、炊县、鄙县、衡东、衡山、衡阳、衡南、来阳、常宁、望城、宁乡、桃江、涟源、新邵、邵东、邵阳、武冈、祁东、祁阳、零陵、安仁、永兴、邵阳市、湘潭市、衡阳市、株洲市、长沙市以及隆回、洞口、新宁、东安的广大丘陵地区。为我国亚热带江南丘陵的典型地段,一般海拔300米左右,土壤以酸性红壤为主,包括部分紫色土,阳光强,气温高,土层膺薄干燥,春秋寒潮频繁,夏秋千旱明显,年平均温16.7一18.1℃,无霜期265一295天,年降雨量1400毫米左右。该区内人口稠密,交通方便,森林遭受长期破坏,植物群落结构简单,树种单纯,植被稀少,复被率低,水土流失严重。主要树种为马尾松、杉术,擦树、樟树、枫香、石栗、青岗、苦储、木一荷、一青拷、冬青、板栗、油茶、竹类等。灌丛久经砍挖已大量减少。森林昆虫属古北区向东洋区的过渡地带,东洋区系种群约占60%左右,主要成灾性的害虫多属东洋区系的广布种和我国的特有种,如马尾松毛虫、粗鞘双条杉天牛、油茶尺蝗(Bistonmargrata)、竹蝗(Ce;aCriskiangsu)、杉梢小卷峨(Pol丁e-hro。15eunninghamiaeo]a)、马尾松梢小卷蛾(Rhyaeioniadativa)、松梢螟,樟巢螟(Or七haga:ehatiua)、竹螟(Alg-edenia。oelesolis)、杉茸毒蛾(Da盯e-hiramelli)、华竹毒蛾(Pant。na抓nen-515)、竹缕舟蛾(Loodon,adispar)、竹斑蛾(Allobremeriaplurilin己ata)、擦木白轮纷(Aspidio、usoassafras)等。虫灾的特点是:松毛虫此起彼伏波动成灾;油茶尺镬、竹蝗周期性间歇成灾;竹斑蛾、华竹毒娥、杉茸毒蛾是偶发性害虫。暴发年树叶常被吃光。该地区丘陵交错,土层膺薄干燥,人口稠密,森林长期遭受破坏,疏残林较多,今后应尽快恢复森林植被,改造低产林分,进行封山育林,提高森林对害虫的自控能力,保护和引进天敌,维护自然生态平衡。在森林害虫防治方面,要加强松毛虫的预测预报,控制虫源基地,提高综合防治效益,探索生物防治新途径。 三、湘南南岭山区 位于我省南部,五岭山系北麓,包括桂东、汝城、资兴‘、郴县、宜章、桂阳、临武、嘉禾、新田、兰山、宁远、双牌、道县、江华、江永及安仁、永兴、常宁、零陵、祁阳县的部分山区。地形复杂,山峦重叠,夏无酷热,冬不严寒,是一个中亚热带向南亚热带过渡地带。土壤多为黄壤和黄棕壤。气候温和,热量丰富,年太阳总辐射量达110~115千卡/厘米2,大于looC年活动积温在5600一5800oC,是全省热量最丰富的地区,无霜期28。~310天,年平均气温18℃左右,1月份平均气温为亡~8℃,7月份气温在25~29℃之间.年降雨一量可达1800毫米,为我省多雨地区之一。山地面积大,约八山一水一分田。境内树木资源种类繁多,林下植被类型特别丰富,具有南国特色,除松、杉、油茶、油桐等主要用材林和经济林外,还有不少南亚热带树种,如长苞铁杉、华南铁杉、粤松、黄稠、多脉青岗,南岭拷、鹿角拷、厚壳桂、广东琼楠、香花木、赤按、广叶按、火力楠、琼楠、半枫荷、竹柏等,多为常绿阔叶林和针阔混交林。该区内昆虫种群以东洋区系为主,东洋区中,属华南乃至东南亚地区种类有海南大蟋蟀(B:aChyt,upesportentosus)、乌柏大蚕峨(A,tac二atlas)、山林原白蚁(Hodotomopsisoio::od,i)、竹直锥象(Cyrto,raeheluslongimanus)、梭舟蛾(Ne卜riavivideesCens)、皮舟蛾(Pydnotostaeea)、花夜峨(PaChy里。p-15dileetissima)、掌夜娥(TiraCola-ptagiata)、芒果天蛾(Compoogenep-anopus)、银杏大蚕蛾(Die子yoploeajaponiea)、台湾大弄蝶(Lsmenejoinaformosana)、峨绒蚊蝶(Preeisiphi,a)大尾凤蝶(Ago五auaehvooi。ov。leriei台湾长尾水青蛾(Aetiasoinensis)、脉凤蝶(Salaturogenutia),还有人工放养的紫胶虫(LaeCiferlac。a)等。区内除部分低庄纯马尾松林区马尾松毛虫成灾外,很少有大面积暴发成灾的害虫发生,造成局部性灾害的有杉天牛、栗实象鼻虫(Cureuliodavidi),栋实象鼻虫(Curculioarakawai)、栋黄掌舟蛾(phaleraassimilis);次生林区贝lj白蚁类及山林原白蚁为害严重,造成大量空心立木。该区山高坡陡,山地广阔,海拔相差悬殊,热量丰富,降水充沛,有利于用材林的发展,是我省最主要的天然阔叶林区,有很多特有珍贵用材树种,要注意保护,加强现有林的抚育管理,提高单位面积产量。森林病虫防治方面,除低丘区注意松毛虫防治外,要加强种实害虫、蛀干害虫的研究,加强木材检疫。区内天敌资源丰富,应注意开发利用。 四、雪峰山林区 本区以雪峰山为主体,包括城步、绥宁、通道、靖县、会同、芷江、黔阳、桃江、安化、新化、沉陵、淑浦、怀化、新晃的全部及常德、汉寿、桃源、益阳、宁乡、新化、慈利、大庸、辰溪、麻阳、东安、新宁、武岗、洞口、隆回的一部分山区。山高坡陡,地势复杂多样,主峰海拔1934.3米,是一个八山一水一分田的地区。气候多温多湿,年平均气温16℃左右,夏季7月平均26一28℃其中通道、会同一带是全省7月温度最低地区。年太阳总辐射量较少,大部分为100一105千卡/厘米,,山高雾多,日照时数少,一般只有1300一1550小时,比洞庭湖区少300多小时。年降雨量1300一142。毫米,是我省少雨地区之一,但因气温_低,云雾多,蒸发量小,故相对湿度比较i大。土壤以山地黄壤为主。林种树种较多,林相复杂,多为天然混交林,也有大面人工栽培的杉林,油茶林。天然林内植被详富,层次繁复,树龄不齐,现有森林蓄积量占全省总蓄积量的一半,是森林面积最大的一个林区,也是我省杉木的中心产区,主要生产树种有杉木、马尾松、擦树、楠竹、油桐、油茶、杨梅、漆树、板栗、锥栗等。森林昆虫以东洋区系为主,约占65%,常发性害虫有油茶毒蛾(E即r“ctisp“e-udeonspersa)、油茶果象(Cureulioehinensis)、松蛾(Dasyehiraaxuth-a)、松尺镬(Abraxassp)、擦木长足象(Aleidodesop),松针红蜡蛤(Ce,oplas-te。:ubeos)、中华松针盼(Setsoeoe:‘s。1nenoi。)、杉肤小蠢(Phloeosin。。aa七iel.is)、饱桐叶押(Baoipriono,5eh-inenois)、板栗瘦峰(]〕,y000smusk-宙iphilos)等。区内属松毛虫偶灾区,思茅松毛虫、马尾松毛虫混合发生,一般在时间上猖撅周期短,空间上间偏时间长。近年来竹蝗已传入,造成一定灾害。该地区山高雾多,森林复被率大,日照时数少,相对湿度大,有利于用材林的生长,要大力营造混交林,保护植被,促进自然生态平衡,创造不利于害虫猖撅而更有利于林木生长的环境,从根本上杜绝害虫的猖撅发生。当前要采取有效防治措施,及时控制竹蝗、松毒蛾的扩展,加强油茶毒蛾综合防治技术的研究。 五、湘西山原区 本区是云贵高原的东延地带,属山原地形,包括石门、慈利、大庸、永顺、桑植、保靖、古丈、花垣、龙山,吉首、凤凰、沪溪等县,麻阳、辰溪、临遭、澄县灼一部分,是一个‘七山一水二分田的地区,山峦起伏,沟谷深切,从地理位置看,处于北亚热带与中亚热带、东部季风气侯与内陆大陆性气候交替的过渡地带。土壤以山地黄壤为主,年平均温15.8一18.8℃,绝对最低温一名℃,年太阳总辐射量为92一102千卡/厘米“,日照时数大部分在1500小时以下,日平均气温 拍℃,积温为5000一530。℃,是全省光能资源热量条件最少的一个区。由于北部山岭的阻挡,冷空气对本区的影响较弱,形成冬暖夏凉的特点。本区云雾多,湿度大,雨量丰沛,年降雨量1400一1700毫米。区内动植物资源丰富,有些地方保存有一些在第四纪冰川未经破坏的原始林,主要生产树种有油桐、油茶、漆树、乌柏、板栗,杜仲,柏木、马尾松、香椿、梓树、樟树、楠木、桦树、锻树、马桑、叨里木、黄杉、华山松1鹅掌揪,光皮桦、光叶青岗等,‘是我省经济林集中产区,也是我省油桐的中心产区。由于该区林种树种气侯土类的变化,造成森林昆虫南北穿插、东西交混的地理分布类型,成灾性害虫有油桐尺蟆(Buzura川pPreS-。aria)、橙斑白条天牛(Batoce:adar-idis)、油茶果象、茶猜蛾(Paom曲补atestheae)、漆树叶押(Podont主alu-tea)、柏树毒蛾(Paroenoriafurva)、粉白金龟子(Cyphoehi协5in“ulanu“)等,是松毛虫历年来有虫不成灾的“无灾区”。但由于近年来森林遭受一严重破坏,生态平衡失调,在龙山、凤凰、、吉首、庐溪首次出现松毛虫暴发成灾,云南松毛虫(l)endrolim认51。,ipenn全s)也局部为害。该地区森林破坏严重,荒山荒地较多,自然灾害频繁,营林方面要加速造林绿化,开展封山育林,保护好现有森林资源,不断提高森林复盖率。森林害虫防治方面,要采取积极措施,迅速控制松毛虫蔓延,充实森保人员,健全森林病虫防治机构,加强对油桐、油茶、漆树病虫的防治工作,有计划地对八大公山、张家界、小溪、壶瓶山等原始林区进行昆虫资源考查,划出一定面积自然保护区,建立天敌资源的基因库。 生态类论文:公路边坡生态防护的分类管理及植被的选择 摘要: 本文分析了工程常用的边坡分类方法及其对应的植被配置,并且根据后期的养护管理将边坡分为精细管理型生态边坡、粗放管理型生态边坡和半粗放管理型生态边坡,同时对三种管理类型的边坡的植被配置进行了设计,为工程实践提供了一定的参考。 0 前言 随着近几十年来人们对资源、环境和生态问题的日益关注,生态防护技术已推广应用到废矿复垦、公路铁路护坡、噪音隔断、固体废弃物处理、大气环境保护、建筑工地美化、河道防冲刷、地面排水系统、水库大坝护岸、海岸抗风浪侵蚀、管道工程防护等各个工程领域。 边坡生态防护指应用系统生态学原理,在边坡植被建立后,对受损的公路边坡重建稳定的生产者、消费者与分解者,实现边坡生态学物质与能量自循环的一种防护措施[1]。 具体讲,生态技术护坡指单独使用植物或植物与非生命材料(矿料、砌石、圬工等)相结合的方式代替传统的纯工程防护,主要通过植物根系与土壤之间的附着力(深根的锚固作用和浅根的加筋作用)及根茎之间的相互缠绕作用来提高边坡的抗冲刷和侵蚀能力。不仅对边坡有防护和加固作用,而且也对公路沿线生态环境进行保护、恢复和改善[2]。 在英国95%的边坡破坏都发生在不到1.5m深的坡土范围内,在日本66%的边坡破坏发生于2m深的土坡面层范围,而一般乔灌木植被的垂直根、侧根和须根大都分布在2m深的边坡面层内[3]。在根系固土的同时,通过适当管理,帮助边坡维持一个适宜的湿度和水文环境,既能满足生态环境保护的要求又能达到护坡效果。 1 工程常用的边坡分类方法及生态防护 在实际工程中,为满足不同工程用途的需要,边坡设计形态多种多样,边坡的分类也有很多种方法。 ①按边坡的成因可分为天然边坡和人工边坡。 天然边坡是自然形成的山坡和江河湖海的岸坡,一般来说相对稳定。但是随着交通、水利、矿山、城镇等基础设施的建设,自然坡面的生态平衡正在被打破,开挖出大量的裸露岩土边坡。天然边坡的坡面生态环境的恢复和人工边坡生态环境的形成成为当前重要的工作内容,而重中之重就是植被的配置的问题。 ②按构成边坡坡体的岩土性质可分为土质边坡、岩质边坡和岩土混合边坡。 不同岩土性质的边坡,生态护坡的形式是不同的,植被的配置也不同,许多学者在该方面也进行了探讨。翟文光等分析了19种生态防护技术的工艺原理、技术特点、适用范围及景观效果进行分析和比较,给出生态防护中植物的选择和搭配方法[2]。陈洪凯等从植物群落演替过程和植物选择原则的角度,并根据岩质边坡、土石边坡和土质边坡3种不同岩性边坡与植物根系的作用特征,提出了合理的植物优化配置模式,得出岩质边坡以须根发达的草本植物为主,土质边坡以草灌型或草灌乔型为主,选择水平和垂直根系发达的品种,土石混合边坡应采用草灌型或草灌乔型的植物配置模式,以草本植物和苗期生长快、根系发达的灌木品种为主[4]。 ③按边坡的高度可分为一般边坡和高边坡。 藤本植物适合于比较高陡且凹凸不平的弱风化岩和中风化岩的生态修复;灌木的根系比较发达,适应性和抗逆性强,在土石边坡和强风化岩边坡增加灌木的应用,形成不同层次的生态护坡,既能提高边坡生态防护效果,又可增加景观层次。 2 公路边坡管理类型的分类及植被的配置 不管是天然边坡或人工边坡、土质边坡或岩质边坡或岩土混合边坡、一般边坡或高边坡,这些类型的边坡防护的后期管理方法是不一样的,边坡后期管理方法不同,会影响前期的护坡的设计、植被的配置等。根据边坡管理类型不同,将边坡分为粗放管理型边坡、半粗放管理型边坡和精细管理型边坡。 2.1 精细管理型生态边坡 在高速公路入口处、重要标志路段等一些景观要求较高的路段,生态防护边坡后期的养护管理要求较为精细,要定期修剪、浇水、施肥等,同时这样地段的边坡在边坡生态防护类型的选择上和植被配置方面要求较高。因此,在植被的配置方面,不仅要考虑植被的生态适应能力、固土效果,还需要重点考虑如何采用多种植被的搭配来提升景观效果,可以从以下几个方面着手考虑: ①结合草本、灌木、乔木、藤本植物多种类型植被,利用多种类型植被的根系增强固土效果,同时具有一定的层次感,提升景观效果。我国公路边坡生态防护中使用较多的草本植物有白三叶、地毯草、羊茅、节水草、狗牙根、二月兰、小冠花、黑麦草等;常使用的护坡灌木植物主要有沙棘、锦带花、迎春、胡枝子、紫穗槐、坡柳等;乔木类植物有山合欢、漆树、刺槐、油松等;藤本植物有爬山虎、常春藤、扶芳藤、葛藤等。 ②坚持植物生物学特性,组织营造多重景观。观赏植物根据其观赏特性可分为观花、观叶、观形、观果等植物。观花植物一般要求花朵繁盛、色彩鲜艳、花相整齐,如玉兰、大花紫薇、樱花、牡丹、山茶、夹竹桃、杜鹃等,花期集中,观赏效果极佳;观叶植物一般要求叶形奇特,叶色变化丰富,随季节变化呈现不同颜色,如棕榈、平婆、七叶树、羊蹄甲、鹅掌楸、银杏等叶面积较大或叶形奇特美观的树种;三角枫、乌桕、石楠、紫荆、栾树等彩色树种叶子颜色随季节变化而变化,达到四季有景可观、有花可赏的效果[5]。 ③突出地域特色,结合本土植被和当地的民俗文化,设计出具有地域特色的生态防护边坡造型和景观设计。 2.2 粗放管理型生态边坡 精细管理类型的边坡设计相对较为复杂,养护成本也相对较高,考虑成本因素,对于一些不太重要的路段的边坡设计,可以考虑采用一些耐粗放管理的植被进行生态护坡。耐粗放管理的植被主要是采用本土植被,生态适应能力较强,后期不需要精细养护的植被,例如海南地区可以采用牛筋草、弯叶画眉草、狗牙根、地毯草、含羞草等。 2.3 半粗放管理型生态边坡 半粗放管理类型生态边坡介于精细管理型和粗放管理型生态边坡之间的一种边坡养护管理类型。在植被配置、造型设计、后期养护等方面比精细管理型边坡要粗放,而比粗放管理型边坡要精细些。 3 结语 生态护坡技术应用越来越广泛,生态边坡的前期设计固然重要,但是边坡施工完成后对边坡植被的管理养护也是边坡设计中应该考虑的一个重要方面。后期的养护管理直接影响前期的设计,养护管理不一样,植被的选择也就不一样,本文将生态边坡的管理类型分为精细管理型、粗放管理型、半粗放管理型,分析了不同类型的植被配置,对工程实践有一定的参考意义。 生态类论文:人类发展生态学视角下的家园合作 摘 要:为了避免5+2=0式教育悲剧的出现,越来越多的家长和教师都认识到了家园合作的重要性。家园合作不仅仅是家长和幼儿园建立支持性的联系,还需要家庭、幼儿园、社区甚至是整个社会的共同参与才可以做好。本文从人类发展生态学的视角入手,探讨我们成人在构建与儿童密切相关的环境中应该注意的问题,并且试着找出在家园合作的过程中充分发掘儿童潜能的方法,通过家园合作可以更好的促进儿童身心的健康发展。 关键词:人类发展生态学;家园合作;启示 一、问题提出 苏联教育家苏霍姆林斯基认为,没有家庭教育的学校教育,和没有学校教育的家庭教育,都不可能完成培养人这一极其细微而复杂的任务。尤其是自1979年我国实行计划生育政策以来,独生子女家庭日益增多,许多家长都不能对这类“新型儿童”采取科学的教养态度。在这种困境下,幼儿园教师和家长之间的交流与合作就显得尤为重要。 我国政府和相关教育部门也非常重视幼儿园和家庭之间的合作共育。在2001年,教育部在颁发的《幼儿园教育指导纲要(试行)》中指出:“幼儿园应与家庭、社区密切合作”、“充分利用自然环境和社区的教育资源,扩展幼儿学习和生活的空间。幼儿园同时应为社区的早期教育提供服务”。 家园合作的目的在于充分利用家长资源,实现家园互动共育,促进幼儿素质的提高,这是家园合作的出发点和归宿。然而,在不同的理论视角下,幼儿园教师和家长对家园合作的态度和理解是不一样的,本文主要是从生态学取向探求我们成人在创设与儿童密切相关的环境中应该注意的问题,并且试着找出在家园合作的过程中充分发掘儿童潜能的正确途径。 二、人类发展生态学理论的主要内容 人类发展生态学是由尤・布朗芬布伦纳(Urie. Bronfenbrnner)提出的,他认为,“人类发展生态学研究的是发展着的个体与其直接生长于其中的变化着的环境之间的渐近的、双向的互动,而这个互动过程又受到个体不同的直接环境之间的相互联系的影响,并受到这些环境所处的文化背景的制约。” 人类发展生态学中的“生态”指的是有机体或个人正在经历着的,或者与个体有着直接或间接联系的环境。人类发展生态学中的“环境”指的是体验到的、对人发展产生影响或受人发展影响的“事件或条件”,不仅涉及任何在科学意义上环境的实体特征,还包括在环境中的儿童对这些特征的主观感受,而且各种不同层次、不同性质的环境相互交织在一起,构成了一个既具有中心,又向四处扩散的网络。布朗芬布伦纳将之称为生态环境(ecological environment)。其按与个体互动的频率及密切程度依次向外扩展成四级――微系统(microsystem)、中间系统(mesosystem)、外系统(exosystem)和宏观系统(macrosystem)。这些不同层次、不同性质的环境相互交织在一起,前者逐个地被包含在后者之中,形成了一种同心圆样式的结构。 微系统是指个体最直接接触到的环境,是发展着的人在具有特定物理和物质特征的情景中所体验到的活动、角色和人际关系的一种样式。包括家庭、学校、邻居和社区。中间系统是指由发展的人积极参与的两个或多个情景之间的相互关系,例如家庭与学校、学校与社区、家庭与同伴等。外系统是对儿童的发展只有间接而无直接的影响,包括了两个或两个以上环境之间的关系和发展过程,至少有一个环境不包括发展着的个体,但是会间接地影响个体存在的微环境。宏观系统是个体所处的整个社会组织、机构和文化背景,包括来自某种文化或者文化的价值观念、信仰和信念、历史及其变化、政治和经济、社会机构等,宏观系统是微系统、中间系统、外系统的联合建构,包括特定文化或者亚文化的特征、信仰、知识体系、物质资源、习惯、生活方式等。 各个系统是相互系、相互制约的,其中任何一个系统的变化都会波及到另外一个系统;儿童的发展过程是其不断地扩展对生态环境的认识的过程,从家庭到幼儿园再到社会;儿童的生态过渡对其发展具有举足轻重的作用。 三、人类发展生态学视角下的家园合作 1、充分利用微系统对幼儿进行教育 幼儿在微系统中发展的好坏直接影响到幼儿在其它层次系统中的发展。微系统是一些活动、角色以及人际关系的模式。 这里所指的活动是“具有自身动量的、正在进行的行为,被环境的参与者认为是有意义或有目的的行为。”人际关系是指在同一环境中,当活动的一方注意或参与到另一方的活动中,便发生了人际关系。而角色是对社会中占某一特定地位的人和与之有关的其他人所期望的一组活动和关系。他通常可以用一定社会文化中的地位加以描述,并按年龄、性别、职业和亲属关系等变量加以区分。在微系统中,活动、人际关系和角色之间是三位一体的关系。在平时,教师和家长都应该密切关注孩子的行为,适时的介入,帮助和引导孩子学会正确的处事原则和方法。家长和幼儿园老师在在平时要和幼儿多互动,满足儿童的角色期待,同时,也要注意与儿童互动时的情感交流,在互动中增进彼此感情。 如果我们的学前教育工作者能够按照人类发展生态学中的这些理论来指导我们的教育实践,就不会出现那些生态危机现象啦,例如僵化封闭的活动设计与组织规范;单项、线性的活动方式;儿童被动、受控制的生存方式;对幼儿生命与差异的漠视等。 2、加强中间系统的联系 环境的发展潜力将随着一个环境与其他环境之间存在的支持性联系的增多而提高。中间系统中各微观系统间的互动质量越高,促进儿童发展的可能性就越大。从某种意义上来说,幼儿在微系统发展效果的好坏会受到中间系统的影响。中间系统是家庭和幼儿园这两个微系统的交集,如果幼儿在家庭和幼儿园中学到的行为规范和道德准则等内容存在很大差异的话,那么幼儿在以后所表现出来的行为和心理肯定会非常矛盾,这种情况当然不是我们想看见的。 首先,作为教师要积极、耐心、细致的向家长传授科学的幼儿教育方法,定期汇报幼儿在班级上的情况。同时,也要了解每个幼儿的特点,以及他们在家庭中的表现和习惯等。当然,家长也是幼儿教育的重要参与者,家长对幼儿教育的重视程度,与教师的配合程度等等,都会影响幼儿教育的最终结果。 3、合理控制外系统的影响 外系统虽然没有直接影响到幼儿,但是他们却深深的影响着与幼儿朝夕相处的人,因此,外系统也不可避免的会对幼儿的日常生活和性格、价值观的形成产生一定的影响。 从家庭方面来说,家长的经济收入、社会地位、职业状况和文化水平,决定了父母所承担的角色、所从事的活动和所建立的人际关系,从而间接地影响了他们对待子女的态度,做为家长应当学会控制自己在幼儿面前的言行举止;从幼儿家庭所处的社区来说,社区内居民的文化水平、生活习惯以及对于幼儿教育的重视程度等方面,也会影响到幼儿的知识范围和交往水平等;从幼儿园方面来说,幼儿园的师资水平以及教师间的合作竞争氛围等都会影响教师的教学活动、教师对幼儿的态度以及儿童观及事业心等,作为幼儿教师不仅应该规范好自身行为,还应该向幼儿家长和社区宣传为幼儿营造良好心理环境的重要性。 4、重视宏观系统的作用 人类发展生态学认为,在整个文化或者亚文化及其所包含的较低层次的生态系统中,具体的各方面的表现可能差距很大,但是却具有内部的同源性。微系统、中间系统、外系统决定着人们的行为和发展的进程,而宏观系统决定着这三级生态系统的具体特征。因此,任何关于人的发展的研究都必须考察宏观系统的影响作用,换句话说,微系统、中间系统和外系统对人的行为和发展的影响,是在宏观系统这种广阔的背景下得以实现的。幼儿在家庭、幼儿园和社区中参与的各种活动都是要受当地的风俗习惯以及当地人的普遍价值观影响的,不仅仅是幼儿,每个人的活动都会受其所在的文化圈的影响,对幼儿的教育更应该重视价值观、文化观等层次的影响。 四、对家园合作的启示 1、要明确家园合作的目的 家园合作只是一种方法,是一种为了促进儿童身心发展而进行家园互动共育的方法。在家园合作的过程中,家庭和幼儿园都应该注意合作的有效性,即合作要能切实的促进儿童的发展,而不能本末倒置,去过分的追求家园合作的频次和形式等。无论是家长还是老师在创设环境时,首先,要考虑的是儿童在这种环境下是不是会获得发展,这种环境对儿童发展的促进作用到底有多大;其次,幼儿园老师要和家长统一步调,家庭要配合幼儿园开展的系列活动,家长也可以根据自己对儿童的期望引导儿童向某些特定的方向发展,补充集体教学的不足之处。家园合作是要指向幼儿的个别发展,指向各个幼儿发展的特殊方面。 2、要注意家园合作的有效性 如何才能保证家园合作的有效性?我觉得我们可以用“做细”和“做远”这两个词来回答这个问题。首先,“做细”指的就是要将家园合作中的每一个细节都要做好,不仅要确保家园合作的目的、内容、方式和方法等环节的科学性,还要确保儿童在家庭和幼儿园这两个微系统中都要获得发展。要使家园合作有效,就必须先确保儿童在家庭和幼儿园这两个微系统中都要获得发展,在此基础之上的家园合作共育才会更有意义。其次,“做远”就是要突破家园合作的限制,将眼光放长远,要注意到那些可能会对家园合作产生影响的潜在因素。比如,家长的文化背景和经济收入、幼儿园自身的教育资源等问题。虽说这些因素是客观存在的,单凭家庭和幼儿园的力量很难改变这些已有的现状,但是,这些客观存在确实会对家园合作以及儿童的发展产生影响。 3、要从宏观角度审视家园合作 生活在特定文化圈中的人们,其言行举止、衣食住行无不渗透着这种特定文化传统的影响,当然,家庭教育、幼儿园教育也无法规避这种文化的影响。家园合作不仅要在培养儿童能力等方面做到步调一致,在塑造儿童的人生观、价值观等方面更要做到统一。幼儿期是儿童价值观形成的萌芽期,此时儿童缺乏辨别好坏的能力,极易受一些错误思想的影响,加之我国正处于改革开放的转型期,各种鱼龙混杂的思想围绕在我们左右,作为成人,我们更应该重视对儿童文化、价值观等层面的教育。因此,家庭和幼儿园要重视对儿童进行集体主义价值观的培养,让儿童热爱集体,喜欢与人交流合作,多让儿童接触一些有教育意义的活动,让幼儿获得在集体中的快乐体验。 生态类论文:生态位理论在江西省师范类高校发展中的应用 0引言 高校可持续发展是高等教育研究优秀领域的主要内容之一。探讨高校的可持续发展,不仅关系高等教育未来出路,而且有利于高等教育质量的提高。高校是一个复杂的复合生态系统,呈现出动态的复杂性。生态位理论作为生态学的重要理论,在一定程度上能够清晰地反映高校这个复合生态系统的生存与发展状态。运用生态位理论来研究高校发展,具有重要的理论意义及实用价值。 1生态位理论及高校生态位理论 生态位是用来表示生物个体或种群生存所必需的或可被利用的各种生态因子或生态关系的集合。J.Grinell(1917,1924,1928)在研究加利福尼亚长尾鸣禽的生态关系时使用生态位术语并首先给予定义[1]。此后,诸多学者对生态位理论进行了深入研究。现在生态位理论的研究范围已应用到土地评价、农业生态、城市建设、高校管理[2-5]等领域。生态位理论认为,物种在生物群落中占有一定的地位,包括空间、功能及作用。某种物种的生态位越大,其占有资源与吸引资源的能力越强,其生存与发展的空间也越大,反之,其生存必然受到抑制。而各个物种之间存在着生态位重叠与竞争。 高校处在自然―社会―经济复合环境之中,其自然环境、政府环境、市场环境、高校之间的环境等区域环境均影响到高校的生存与发展。高校生态位可以表述为一所高校在区域环境中所表现出的地位、作用和功能,其提供给人们的或可被人们利用的各种因子的集合。它不仅是一所高校占地空间位置的反映,而是一所高校占有资源、服务社会的能力大小集合。 2高校生态位宽度的构建 生态位态势理论指出,即从个体到生物圈,无论自然还是社会中的生物单元都具有态和势两个方面的属性,态是生物单元的状态,是过去生长发育、学习、社会经济发展以及与环境相互作用积累的结果;势是生物单元对环境的现实影响力或支配力,如能量和物质变换的速率、生产力、增长率、经济增长率、占据新生境的能力。特定生态系统中某生物单元的生态位即该生物单元的态势与该生态系统中所研究的生物单元的态势总和的比值,体现了该生物单元的相对地位与作用[7]。依据一般生态位态势理论,高校生态位包含两个重要方面:一是高校的态(占地面积、在校学生数、、师资力量、毕业生服务社会能力等),即高校在特定时刻的状态,是过去发展积累的结果;二是高校的势(面积变化量、招生规模的扩大、毕业生就业能力变化量、引进高水平人才数目等),是高校在特定时间内对区域环境的现实影响力或支配力。态和势的有机结合综合体现了高校在区域环境中的相对地位和作用,即高校生态位的大小(宽度)。 3实例应用与分析 3.1 江西省师范类院校生态位计算 3.1.1 生态位因子的选择高校生态位由多种因子决定,但在研究时,不可能掌握高校生态位所有维数的具体特征和参数,根据实际情况和资源可获度,将其维数减少为若干个有效维数或某一维数进行生态位的测算。在本文中,选择了三类集中反映高校占有资源能力的指标来表示生态位。一是招生数(C1),直接反映出高校吸引、占有学生的能力;二是教职工数(C2),间接反映出高校占有教师资源及教学水平的高低;三是毕业生就业率(C3),直接反映毕业生市场竞争能力以及服务社会能力。 3.1.2 权重赋予本文通过熵权法客观赋权法来进行指标权重赋予,如表1。 3.1.3 计算高校生态位以江西省五所主要师范类高校为研究对象,根据江西省统计年鉴及五所高校的相关数据资料,计算2004、2006、2008年高校生态位。(表2) 3.2 计算结果分析从图1中可看出:①大部分院校生态位有所提高,表现出上升的趋势,但各学校进展不一。计算结果与近年来各高校发展的趋势大致吻合。其中,上升较明显的是南昌师范高等专科学校。该校在2003年升格为专科院校后,其办学规模、师资力量等方面有明显增强。②从平均生态位上看,江西师范大学生态位最高,其次为赣南师范学院、上饶师范学院、江西科技师范学院,南昌师范高等专科学校生态位最低。江西师范大学作为省直属高校,其建校时间久、办学水平高,故生态位最高;赣南师范学院升本时间早、在赣南地区影响力比较大,生态位排名第二;上饶师范学院几经周折,2004年方获得学士学位授予权;江西科技师范学院升格为本科院校时间较晚,但位于省会,区域优势较强,发展较快,增幅在五所院校中名列前茅;南昌师范高等专科学校是一所升格不久大专院校,教学资源、教育资源远远不及其他本科院校,生态位最低。 从计算结果中可以看出,随着近几年高等教育事业的发展,高校欣欣向荣,各所师范院校办学水平均有所提高;生态位宽度江西师范大学、赣南师范学院、上饶师范学院、江西科技师范学院、南昌师范高等专科学校逐渐递减。从现实状态来看,五所师范院校的培养方案、专业设置、课程设置具有较高的相似性,培养目标均定位于中小学教师,服务半径虽有不同,但随着就业制度的进一步改革,所有师范院校面对的市场均是全省乃至全国市场,此时存在生态位重叠,从而引发生态位竞争。在此情况下,高生态位的院校必会占用低生态位的资源(生源、师资、就业市场等)。如果低生态位院校不提高生态位宽度,最终面临的只能被兼并。而提高生态位宽度,不仅仅是从生源、师资、就业等方面入手,更关键的是生态位的错位发展。对于江西省师范类院校而言,错位发展战略是指充分认识自身特征,选择区别于其他院校的生态因子组合,凸显自身的优势学科和特色专业,实现生态因子的差异化,实现生态位的分离。 4结语 基于生态位研究度研究高校发展是高校研究的一个新角度,本文仅从三方面来考虑,指标选取较为单一,选取年份较短,分析较为简单,但其为研究高校可持续发展提供一些新的方法及思路。
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自然科学论文:高等教育自然科学教材特点 1.界面友好,便于自学 这可以从下述几个事实看出来: (1)全书分上、下两册出版,文字和示意图占了绝大多数,公式很少。即使有,只是列出一些公式,绝少公式推导。 (2)行文更显散文味。如第7章第3节讲述“水波”。文中开头是这样写的:“水波是很容易看到的,当你还是一个孩子的时候,你就在澡盆、湖和海里看到过水波了,毫无疑问,观看美丽而复杂的水波时,你一定体验到伟大的美的乐趣。现在我们希望享受理解它们的智慧的乐趣”。 (3)从日常生活中的现象入手,引导学生逐步迈人探求智慧的抽象的王国。例如,在讲解驻波这个物理概念时,该书描述怎样用一个矩形金鱼缸或某种容器来形成水驻波并观察之,最后采用数学语言进行描述。 教材如上述组织和行文,给大学生提供了尽可能多的从实际生活中观察问题、提出问题、分析问题、进而作第一步抽象(用数字语言)定量描述问题的训练和启发。这才是科学研究所本应遵循的认识路线,因实际生活中的问题既是科学研究的源头,又是科研为之服务的对象。如此编写大学低年级学生的教材,既能激发学生探求自然科学的强烈兴趣,又便于学生自学,有了探求钻研的兴趣,才有后续的艰苦科研的动力源泉。能够自学,就在一定程度上可以减少对教师授课的依赖性以及改变日积月累沉淀的思维定势和心理依赖,这样才能开启创新思维之门。 2.学以致用,激发学生探求智蔽的兴趣 例如,在第8章讲解光学的偏振概念时,则在课后补充了一个课外实验:“虹的偏振:它是偏振的吗?你可用花园水龙头中喷出的蒙蒙水雾来代替雨(做这个虹的实验)。”这样的课外实验其好处是明显的,既可以让学生真正掌握已学的书本知识,又可以从中发现新的问题,如是,则创新思维萌芽了。或许,更为重要的是,即便是对于自然科学一加一只能等于二,教材如此处理,也能启发学生从各个角度和路径去体会一加一等于二的真理性。这样做既有利于培养发散思维,有利于摆脱自然科学研究的思维单一性,也有利于创新。论文百事通 3.破解神话,培养学生坚持科学反对迷信的科学素养 例如,在第8章讲述光的偏振时,引述了下面一个传说:“九世纪的北欧海盗既没有罗盘也没有偏振片可供航海导航。晚上他们用恒星。白天,当太阳不被云层遮蔽时他们用太阳。(该传说前面还附有一个说明:在高纬度区如北极圈内,磁罗盘不再可靠了。太阳也很难用于航海,甚至在中午它也有可能低于地平线)。根据古代斯堪的纳维亚的传说,北欧的航海者采用的是不可思议的‘太阳石’,甚至当太阳被挡在云层后面时,也总是能够定出太阳的位置。这种太阳石是什么?长期以来是个谜”。接着作者介绍了一个10岁的小孩,如何在父亲的帮助下,破解了这个谜。问题到此还没有完结,著书者又进一步提出一个问题,“传说中不管天气怎样,太阳位置永远可以被不可思议的‘太阳石’所确定。你相信这种说法吗?”。 写到此处,笔者有些感触,应该说中国政府和国内出版同仁在坚持科学、反对迷信、反对伪科学方面做了不少努力和工作。但奇怪的是,居然会出现水变油的“发明创造”?该场闹剧牵涉范围之广也令人费解。或许国外同仁的做法能给我们一些启发。 4.提示惯性思维的误区 例如,((光缆》一书(福富秀雄编著?李先源等译.人民邮电出版社,1989年)在谈到光缆传输损耗时,“现在已经可以制作0.2dB/km的低损耗光纤,这一损耗值相当于能分辨100km远处的特体的大气透明度,即相当于从日本东京市看到富士山时的大气透明度。”国外教材一般在谈到一个抽象的概念时,总是想办法找到一个生活中的常识性知识以加深读者的理解,这似乎是他们的一个惯例。因此也就不难理解,在人类第一次试爆原子弹时,物理学家费米向空中洒一些纸片,就粗略知道原子弹的爆炸威力相当于多少吨常规TNT炸药。新晨 引述这个例子,笔者更想描述当时读到这段文字时的感触: (1)原来大气本身就是一个很好的光传播媒介,物像能传播那么远! (2)为什么中国古代的天文学家能够只凭肉眼就观察到许多天文现象。 (3)人类科技在进步在发展,但另一方面被污染的空气不但模糊了我们的视线,而且更为可怕的是形成了我们的惯性思维定势。 (4)为什么现代医生诊断疾病都越来越离不开仪器设备,有些本可以靠“望、闻、问、切”等传统手段就可诊断的小病,借助仪器设备却越弄越糊涂了。 乘坐过飞机的朋友可能会有这个体会:当飞机冲破云层,在蓝天白云之间飞行时,视野为之一新,心情为之一振。但愿读者诸君:即便在大多数情形下,天空上飘浮的是灰云,却不要错误地认为天空本来就是灰色的;而能够大胆地设想,或许其后面有一片无遮无挡的广阔的蓝天白云。 自然科学论文:性学习在自然科学教学中意义 【摘要】在初中自然科学教学中实施研究性学习,应结合实际,实施教育程序中要充分体现课题的开放性、实践性,注重实践与理论联系,充分发挥教师的角色作用。 【关键词】研究性学习自然科学教学 研究性学习是二十世纪八十年代逐渐兴起的一门全新的课程模式。其内涵是:学生在教师的指导下,以学生的自主性、探索性学习为基础,从学生的学习生活和社会生活中选择并确定专题进行研究,并在研究中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。从广义上讲,研究性学习是指学生主动探究的学习活动,是一种学习的理念、策略和方法,它适合于各学科的学习;从狭义上讲,作为一门独立的学科,在教学过程中以问题为载体,创设类似一种科学研究的情景和途径,让学生自己去感受,通过探究,主动地获得知识。其意义在于改变学生单纯地按教师传授知识为主的学习方式,为学生构建开放的学习环境,让学生通过亲身实践,从多种渠道获取知识,并将得到的知识加以综合应用于实践,使学生养成科学的学习态度和学习策略,掌握基本的科学方法,从而培养学生的创新精神、实践能力和终身学习能力。这种方式具有综合性、社会性和实践性等特点,需要通过较高水平的思维来学习,既强调理论知识又重视社会实践,最适合未来与现代化社会的需要。 1研究性学习实施的要求 1.1教师要转变观念发挥其应有作用 研究性学习是师生共同探索新知识的学习过程。在这一过程中,老师和学生的关系发生了新的变化,教师不再是知识的权威,而是学生的平等学习者、组织者、指导者,学生不再是被动接受,而是主动参与,带着各种疑问,怀揣各自兴趣,在教师的指导下彼此讨论学习,共同探索发现、解决问题。作为指导者,教师的作用应重新构建,教师要及时了解和帮助学生,有针对性地组织指导学生,了解学生在学习中的困难和对知识的需求,帮助他们树立信心,提高学习积极性,为学生提供信息,启发思路,补充知识,为学生创造良好的学习环境,引导学生质疑、探索和创新。同时研究性学习对教师也提出了严峻的挑战,随着研究性学习的不断深入,教师会失去对学生学习内容的垄断,且会使教师感到自身知识和能力的不足,再加上其他客观因素,将会使教师产生危机感,甚至会失去信心。因此,实施研究性学习,教师必须首先转变教育观念和教育行为,努力提高自身的综合素质,这是推行研究性学习的首要条件。 1.2课题的选择 选好课题是研究性学习活动成功开展的关键。课题的选择,既要符合教材的特点、学生的兴趣爱好和认知水平,又要考虑对学生的发展和能力培养,特别是创新精神和实践能力的培养,有利于学生思维的发展,为学生终身学习打下基础,同时还应考虑学校的研究条件。课题的选择难度应由浅入深,递进式发展,否则会影响学生的主动参与性,开始阶段由教师按学生的知识水平选择好课题,随着活动的不断深入,当学生的研究性学习达到一定层次时,应鼓励他们自主选题,使学生的主动性得到更大发挥.选题时应着重注意如下问题。 1.3课题的选择应具开放性 研究性学习强调以学生的自主性、探索性学习为基础,其内容来源于学生的学习生活和社会生活,立足于研究、解决学生所关心的一些社会问题或其他问题,涉及的范围广且要充分体现学生的主体性,要符合学生的年龄特点和认知水平。教师在整个过程中是参与者,是平等的学习者、指导者。研究的内容和形式要突破现有学科教学的封闭状态,在开放、主动、多元、合作的学习环境中进行研究性学习。对同一课题,由于个人的兴趣、经验和研究条件的不同,研究过程的设计、方法、手段、结果等都可能不同。这一切都有利于培养学生主动思考问题、探究发现问题、解决问题和交往合作的能力,为学生和教师的个性特长发挥提供了广阔的空间,从而形成一个开放的学习过程。自然科学教学中,可向学生开放实验室、图书室,深入社会调查,让他们自己设计、操作、完成实验,自己查阅资料,向社会选取研究素材。 1.4注重实践和理论的联系 研究性学习特别强调理论与社会、科学和生活实际的联系。初中自然科学本身来自于自然,研究自然界的形态、结构、性质和运动规律的学科,研究性学习方式适合自然科学教学,因此教师要引导学生关注现实生活,亲身参与社会实践活动,努力为学生参与社会活动提供可能条件。 2研究性学习的实施过程 2.1确定研究方案 学生在确定课题后,首先积极引导学生对课题进行认真分析,找出问题的所在,建立问题研究的基本框架,提出预期目标,进而组织学生通过查阅、访谈、请教专家等途径,有效地收集所需要的信息资料,并对资料进行分析、判断、归类,得出切实可行的研究方案。新晨 2.2进行探索研究 在探索性研究过程中,学生应根据个人或小组设计的研究方案和研究方法进行调查研究,调查中要仔细观察过程的每一个环节并作好调查记录,对涉及的问题进行认真的思考和分析,进而得出解决问题的思路或观点,形成初步的研究成果。 2.3进行交流、评价 学生在分别收集资料进行调查研究的基础上,把自己通过调查研究收集、整理的资料,以及初步研究的成果用书面材料或口头报告材料通过辩论会、研讨会、搞展板、编刊物等形式,在小组内或班集体上进行交流,发表各自的观点和见解,对研究成果进行评价,从而形成报告。通过实践、交流、研究,逐步培养学生科学研究的流程和方法,锻炼与他人进行交往合作的能力,学会客观地分析和辩证地思考问题,养成科学精神和科学态度,进而培养他们的创新思想和创新能力。 3结语 总之,研究性学习在自然科学教学中的运用,是符合课程改革发展的需要,响应了素质教学的要求。同时它更是一种学习理念的改变,这种改变会逐步融入学生的成长之中,是全面提高学生综合素质的必然选择。值得注意的是,研究性学习不同于传统的学科教学,它不必追求形式的完整性,只要达到探索的目的,能科学地解决问题就行。本文所论述的研究性学习,不是一蹴而就的,是一个逐步发展完善的过程,在这个过程中教师只有始终坚持学习探讨运用,才会真正起到学生学习观念的转变、教师教学能力的转变,最终为学生和教师的发展提供一个坚实的基础。 自然科学论文:自然科学地方文献资源内容 [摘要]地方文献资源是西部大开发中实现区域振兴赖以凭借的最具活力和最具潜力的信息支柱之一。西部地区的自然科学地方文献是西部地区自然知识和自然科学技术研究成果的主要载体,是地区文化战略资源的重要组成部分,但长期以来一直没有得到应有的重视。针对目前西部地区乃至我国自然科学地方文献资源研究和自然科学地方文献工作薄弱的状况,论述开展自然科学地方文献资源研究的理论意义与实践意义,并对研究的总体目标和主要内容进行探讨。 [关键词]西部地区自然科学地方文献研究意义研究内容 在20世纪末,我国政府作出了西部大开发的重大战略决策,这项宏伟的跨世纪工程,不仅关系西部地区的经济发展与社会进步,而且对于中华民族的伟大复兴具有重要意义。西部大开发,“资源”是不可或缺的重要因素。在信息社会和知识经济时代,“信息资源”尤为重要,而地方文献资源则是西部大开发中实现区域振兴赖以凭借的最具活力和潜力的信息支柱之一。 西部地区的自然科学地方文献是西部地区自然知识和自然科学技术研究成果的主要载体,是地方文献资源的重要组成部分。但是长期以来,不论从历史角度还是从现实角度看,无论在西部地区还是在全国范围,地方文献研究和地方文献工作还主要集中在人文社会科学方面。在地方文献研究领域,关于自然科学地方文献资源的专门性研究至今尚未有人问津,还没有真正纳入学术界的研究视野而得到普遍关注;在地方文献工作领域,自然科学地方文献资源挖掘整理和开发利用的力度、广度和深度非常有限,还没有完全纳入地方文献工作部门的重要议程而引起人们的足够重视。由于我国地方文献领域对自然科学地方文献资源的认识和重视不够,致使其理论研究薄弱,应用研究严重滞后,从而直接影响了自然科学地方文献资源的深入挖掘整理和广泛开发利用。这种现象的存在,既不符合地方文献学学科建设的客观规律,也不符合区域开发建设和地方文献工作自身发展的客观要求,而且严重制约了地方文献资源价值和功能的全面发挥。这是西部地区乃至我国地方文献资源研究和建设中的一个应该引起特别关注的重要问题。 1加强自然科学地方文献资源研究的重要意义 自然科学文献资源的挖掘整理和开发利用与科学技术的发展向来为我国国家领导所重视。早在1958年8月9日,总理在北戴河接见北京大学教授邓衍林时就指出:“图书馆为科学研究服务,除编印全国性的总书目外,还要根据科学家的需要,进一步把历史文献中的科学技术等重要资料,用最新最科学的方法,系统地迅速地整理出来,为国民经济建设服务。”1978年3月,邓小平同志在全国科学大会的开幕式上发表讲话指出:“四个现代化,关键是科学技术的现代化。没有现代科学技术,就不可能建设现代农业、现代工业、现代国防;科学技术是生产力,这是马克思主义历来的观点。”1988年,邓小平同志又进一步提出了“科学技术是第一生产力”的论断。地方文献资源是地区文化战略资源的重要组成部分,作为纵涉古今、横跨百科的综合性地方知识宝库,地方文献资源记录和反映的内容范围非常广泛。西部地区的地方文献资源中包含有极其丰富的自然科学文献,在西部大开发的伟大历史进程中,重视和加强自然科学地方文献资源的挖掘整理和开发利用研究,实现自然科学地方文献工作与西部地区开发实际的有机对接,进而有力地推动西部地区的科技进步和生产力发展,是地方文献领域面临的一项重大历史使命,具有重要的理论意义和实践意义。 2.1加强自然科学地方文献资源研究的理论意义 2.1.1完善地方文献学的学科体系建设目前,我国地方文献学的学科建设研究正处于方兴未艾的重要发展阶段。在2007年国家图书馆举办的第二届地方文献国际学术研讨会上,我国著名的地方文献专家来新夏先生发表了“地方文献学学科建设与人才培养”的重要演说,引起了与会代表的广泛关注。他提出了地方文献学“考究文献积存,辨识学术价值,力求经世致用”的学术宗旨,认为“地方文献目前已进展到可以建设专门学科的时机”①。 任何一门学科的建立都是以其研究对象的确立和学科体系的建构为内在要素和基本特征的,其研究对象是学科体系建构的逻辑基点,规定和制约着学科体系的内涵和边界。地方文献学是一门综合性质的学科,其学科建设的基础是由人文社会科学文献和自然科学文献共同构筑的庞大知识体系。地方文献学的研究对象包括各个学科的地方文献,其学科体系是由地方文献学这个主体学科和围绕这个主体学科的若干分支学科组成的学科群体。从学科构成看,自然科学地方文献资源不仅是地方文献学的主要研究对象之一,而且是构成地方文献资源的重要一翼。从学科分化的发展趋势看,未来的“自然科学地方文献学”与“人文社会科学地方文献学”,将分别是地方文献学“半分天下”的两个重要分支学科。截止目前,我国已经出版了一些地方文献专著,如《图书馆地方文献工作》(韩朴编著,文津出版社,1992年)、《图书馆地方文献工作》(金沛霖主编,北京图书馆出版社,2000年)、《地方文献研究与分论》(林天蔚著,北京图书馆出版社,2006年)、《中国西部地区地方文献资源论稿》(张利主编,内蒙古大学出版社,2007年)。2008年,骆伟编著的《地方文献学概论》由澳门文献信息学会出版,这是我国第一部以地方文献学命名的专著。但从总体看,这些著作关于自然科学地方文献资源的内容均不同程度地有所忽略和缺失。 忽视自然科学地方文献资源的研究,对地方文献学学科建设的综合性、系统性和完整性来说,无疑是一种严重缺憾。因此,针对地方文献学学科建设的薄弱环节,重视和加强自然科学地方文献资源的基础理论研究和应用研究,不仅可以为地方文献学的学科构建奠定坚实的基础,而且可以在理论上极大地丰富地方文献学的研究内容,对于完善地方文献学学科体系的建设具有重要的科学意义。 2.1.2促进地方自然科学的学术研究马克思说:“研究必须充分地占有材料,分析它的各种发展形式,探寻这些形式的内在联系。”孔子说:“夏礼吾能言之,杞不足征也;殷礼吾能言之,宋不足征也。文献不足故也。足,则吾能征之矣。”科学具有继承性,任何科学研究必须借助前人的研究成果,这是一个不争的事实,自然科学也概莫能外。 由于自然科学与人文社会科学的学科属性和研究对象不同,所以其研究方法亦有所不同。自然科学研究方法一般包括哲学方法、科学实验方法、数学方法、系统科学方法等,其中,运用科学实验方法是探索自然 ①来新夏地方文献学学科建设与人才培养//地方文献国际学术研讨会会务组地方文献国际学术研讨会论文集萧山:内部印界奥秘和创造发明的必由之路,也是自然科学研究的主要手段,但这并不表明自然科学研究可以忽视借助前人的研究成果和利用文献资料。牛顿说过:“如果说我比卡笛尔看得远一点,那是因为我站在巨人的肩膀上。”牛顿之所以被人们称为历史上最伟大的科学家,正是因为他在求知和研究过程中不断借鉴和修正前人的看法,使其达到更加完善的结果。我国古往今来的诸多自然科学研究成果也无一不是在参考利用前人研究成果的基础上才有所发现、有所发明和有所创新的。如我国传统的“中医学”,以阴阳五行作为理论基础,将人体看成是气、形、神的统一体,通过望、闻、问、切四诊合参的方法,探求病因、病性、病位、分析病机及人体内五脏六腑、经络关节、气血津液的变化、判断邪正消长,进而得出病名,归纳出证型,以辨证论治原则,制定“汗、吐、下、和、温、清、补、消”等治法,使用中药、针灸、推拿、按摩、拔罐、气功、食疗等多种治疗手段,使人体达到阴阳调和而康复。中医学萌生于原始社会,从现存最早的《黄帝内经》开始,通过几千年来历代中医学家不断地总结、借鉴和继承前人的研究成果,才逐渐形成今天具有独特理论风格和诊疗特点的医学体系。 开展自然科学的学术研究,必须了解前人已有的科学研究成果和凭借人类已掌握的各种实验和技术手段,这些主要通过研究过程中文献资料的调研和利用得以实现,其中包括研究选题调研、研究内容调研、研究方法调研、研究成果调研等。自然科学地方文献资源是一个地区自然科学知识和自然科学研究成果的总汇,充分利用自然科学地方文献资源,是了解和掌握地方自然状况与自然科学研究成果和研究动态的主要途径。加强自然科学地方文献资源挖掘整理和开发利用研究,不论对地区自然科学史的研究,还是对自然科学的基础理论和开发应用研究都起到重要的促进作用。 2.2加强自然科学地方文献资源研究的实践意义 2.2.1推动地方文献工作的全面深入发展系统深入地开展自然科学地方文献资源的研究,是全面提升地方文献工作水平的重要基石。众所周知,理论产生于实践,并用于指导实践。任何学科都有“学”和“术”之分,在地方文献领域,关于地方文献资源一系列基础理论和应用理论的研究为“学”;关于地方文献的收集、整理、保管、利用等有关的技术工作为“术”。无“术”即无“学”,无“学”则“术”很难有突破性进展,两者相辅相成,关系密不可分。地方文献学源于地方文献工作,地方文献工作是地方文献学术研究赖以开展的基础,地方文献的学术研究则是推进地方文献工作科学有序发展的根本动力。 我国的地方文献源远流长,地方文献工作由来已久。可以说,自从地方文献产生之后,即有与地方文献相关的工作产生,但把“地方文献工作”作为一个概念提出或作为一项专门工作来做,则为时很晚,且长期缺乏系统的理论指导。最初明确提出开展地方文献工作是在20世纪40年代,时任广东省图书馆馆长杜定友先生和国立西北图书馆馆长刘国钧先生,他们分别于1941年和1947年明确提出了地方文献工作在省级公共图书馆的地位、作用及工作内容,从而正式开拓了我国图书馆地方文献工作的处女地。1957年,杜定友先生撰写了《地方文献的搜集整理与利用》讲稿,就地方文献的基本理论和工作内容第一次作了全面论述,为我国的地方文献工作奠定了重要的理论基础。自上世纪80年代以来,伴随着地方文献工作的发展,我国地方文献的研究取得了一大批可喜的研究成果,对新时期地方文献工作的不断深入起到了积极的推动作用。但应该看到,目前在地方文献领域“重文轻理”和“厚古薄今”的现象普遍存在。从研究角度看,关于自然科学地方文献资源的学术研究成果非常稀见,其专门性和系统性的研究还没有开展;从工作角度看,无论在经费投入,还是在搜集整理和开发利用方面,自然科学地方文献工作在实践中还没有引起足够重视。 在西部大开发中,只有进一步加强自然科学地方文献资源的学术研究,才能更加有效地发挥学科理论指导工作实践的作用。深入开展自然科学地方文献资源的基础理论研究和应用研究,不但有利于规范自然科学地方文献的业务工作,促进自然科学地方文献资源的挖掘整理与开发利用,而且对于推动地方文献工作全方位的深入发展,从根本上全面提高地方文献的工作质量和服务水平,具有重要的实践指导意义。 2.2.2促进地方的经济发展和社会进步中国具有悠久的历史文明和许多重大的科学技术发明,世界上有不少创造发明的源头就在中国,这些在我国的历史典籍中都有翔实的记载,英国著名科学史家李约瑟把它称作是“绝对的金矿”。西部地区是我国古代文明的重要渊薮,其地方文献中蕴藏了丰富的自然科学信息资源,包括各地自然面貌的知识记录和古代的辉煌科学成就以及近现代的科学技术研究成果。 这些资源有的以专著形式出现,有的则广泛地分布和蕴涵于大量的各种类型和不同载体的地方文献之中,如书刊文献、方志文献、档案文献、文物文献、少数民族文献、网络资源等。这些文献和信息,不仅详尽地记录了从古至今西部地区各族人民进行长期生产斗争、科学实验的丰富实践经验和科学成就,而且客观地反映了西部地区自然环境、自然资源、科学技术等各个领域的历史发展和现实状况,在促进地方的经济发展和社会进步中具有不可估量的重要作用。如,据《白云鄂博矿区志人物传》记载,1927年,内蒙古白云鄂博铁矿的发现者,我国著名的地质学家、古生物学家,年仅28岁的丁道衡先生,随同瑞典著名地理学家斯文赫定等人赴中国大西北科学考察后写出的《绥远白云脑包铁矿报告》一文(见民国22年《地质汇报》第23号刊),在1950年新中国成立后政务院地质调查组赴白云鄂博矿区的考察中起到了重要的导示作用,如今的白云鄂博矿区已经成为占世界稀土储量90%的大型富矿,给地方经济发展创造了巨大的财富。 学术研究的终极目标在于“致用”,开展自然科学地方文献资源研究的根本目的是为了地方科学技术资源的有效开发和利用。自然科学地方文献资源是西部大开发中振兴地方经济、再造秀美山川、促进社会发展值得凭借的重要信息源,对于以区域振兴、科技强省(区、市)为主要目标的西部大开发的影响是不言而喻的。西部地区的振兴与发展主要取决于社会生产力的发展水平,既有赖于引进国内外的高新科学技术,同时也有赖于通过充分挖掘和利用自身本土化的自然资源,实现自然科学技术知识和研究成果与生产力的转换。因此,努力拓展地方文献资源基础理论研究和应用研究的新领域,不断加大西部地区自然科学地方文献资源整合揭示和开发利用的研究力度,对于西部地区的建设与发展将会产生重要的影响。 3西部地区自然科学地75-文献资源研究的目标和内容 自然科学地方文献资源的系统研究是一项十分艰巨的任务,其中涉及许多重大的理论和实践问题。准确把握西部地区自然科学的研究目标和研究内容,是促进自然科学地方文献资源全面深入研究的重要前提。针对西部地区与我国自然科学地方文献资源研究和工作的历史现状,当前西部地区自然科学地方文献资源研究的总体目标和主要内容应该是: 3.1总体目标 建立相对独立的自然科学地方文献资源研究体系,进一步丰富和完善地方文献学的研究内容,促进人们对自然科学地方文献资源的关注,推动地方文献研究和地方文献工作从侧重人文社会科学向人文社会科学和自然科学两者并重的方向转化。 对西部地区自然科学地方文献资源基本状况及挖掘整理和开发利用现状进行客观的分析、总结和评介,从加强地方文献资源整体化建设的目标出发,提出建议措施,为西部地区自然科学地方文献资源的挖掘整理和开发利用提供决策参考服务。 构建面向用户的西部地区自然科学地方文献资源挖掘整理和开发利用工作的知识技术体系,应用现代化的技术手段,从知识管理和集成角度推动西部地区自然科学地方文献工作的深入发展,更好地为西部大开发服务。 3.2主要内容 自然科学地方文献资源的概念、科学内涵及其价值与功能研究。自然科学地方文献资源的概念、科学内涵及其价值与功能是自然科学地方文献资源研究中最为重要的几个基础理论问题。但业界目前关于自然科学地方文献资源的确切概念和具体内涵尚没有比较精确的表述,关于自然科学地方文献资源独特价值与功能的研究亦未涉足。因此,应通过自然科学与地方文献概念和内涵的分析,对自然科学地方文献资源的概念及其内涵进行科学界定;同时,根据自然科学和地方文献资源的自身特质,结合西部大开发的实际,对其在区域振兴和促进地区经济发展、社会进步中的特殊价值、功能开展研究。 西部地区自然科学地方文献资源的特点、类型、分布研究。西部地区地域广袤、民族众多,自然环境、生产方式各具特色,自然科学地方文献资源名目繁多,数量庞大,分布广泛。应围绕西部地区的地域特征和民族特征,从文献的记录手段和载体形态、编撰方法和出版特点、语种等不同角度,从图书馆、档案馆、博物馆、科技馆、方志馆、专业科研机构及其它文献收藏单位等不同层面对其特点、类型和分布状况进行深层次的解析和研究,为自然科学地方文献资源的科学管理、挖掘整理和开发利用奠定基础。 西部地区自然科学地方文献资源基本状况及挖掘整理和开发利用现状研究。西部地区在自然科学地方文献资源挖掘整理和开发利用方面虽然做了一些工作,但深度、广度非常不够,与其潜在的实际价值相比差距很大。应通过实地考察和文献调研,认真梳理,对自然科学地方文献资源基本状况,对前人特别是建国以来西部地区自然科学地方文献资源挖掘整理和开发利用的现状,进行历史性的分析、总结和评价,进而结合今天文献信息资源建设和发展的趋势,从宏观和微观管理角度为国家和西部地区加强自然科学地方文献资源的管理和建设提供决策性参考意见。 西部地区自然科学地方文献资源的数字化集成和特色化建设研究。在当代信息环境下,加快自然科学地方文献资源的数字化建设,是实现资源整合集成和开发利用的重要途径,加强自然科学地方文献资源的特色化建设则是充分发挥地区自然科学资源优势的必要举措。应结合西部地区网络化、数字化建设的现状和发展前景,针对各系统文献收藏机构特色化建设的基础和条件,开展自然科学地方文献资源的数字化集成和特色化建设的探索性研究。 西部大开发中用户对自然科学地方文献资源的需求特点研究。实现自然科学地方文献资源的知识价值,最大限度地支持西部大开发中各种社会组织或个人的活动,是开展自然科学地方文献资源研究的基本目的。用户的信息需求是自然科学地方文献资源挖掘整理和开发利用的原动力,是影响构建其管理模式、运作机制和技术路线的重要因素。应针对西部大开发中用户对自然科学地方文献资源的实际需求,对用户的构成、用户的需求特征、需求规律及其未来的发展方向等开展研究,以真正建立面向用户的自然科学地方文献资源的收集整理和检索报导体系。新晨 西部地区自然科学地方文献资源挖掘整理和开发利用的管理运作机制、方法研究。构建科学合理的管理运作机制,设计切实可行的技术路线和方法,是西部地区自然科学地方文献资源挖掘整理和开发利用取得实效的重要保证。在认真分析总结以往工作经验和问题的基础上,应深入研究和探讨自然科学地方文献资源宏观管理和微观管理业务运作机制的构建、挖掘搜集的主要途径、集成整合的技术方法、开发利用的主要手段等。 西部地区自然科学地方文献资源保障体系及共享服务平台建设研究。加强自然科学地方文献资源保障体系及共享服务平台建设,有利于整合地方科技文献信息资源,优化资源配置,激活资源存量、带动资源增量,形成良性互动发展,有利于打破条块分割的局面,实现自然科学地方文献资源的共建、共知、共享。应就如何构建西部地区门类齐全、结构合理的自然科学地方文献资源保障体系和网络服务体系,如何形成以用户需求为导向、以自建数字资源为特色、以资源共享为优秀、以自然科学地方文献资源整合和集成为主线的基础平台和共建共享运行机制开展研究。 西部地区少数民族自然科学文献资源的挖掘整理和开发利用研究。少数民族文献是地方文献资源的重要的组成部分,西部地区是我国少数民族集中的地区,在全国55个少数民族中,有52个民族生活在西部地区。在浩如烟海的少数民族文献中(包括汉文文献和民族文字文献),蕴藏着大量的自然科学文献资源,如天文历法、医药医学等,都是颇具特色的一笔重要宝贵财富和民族文化遗产。开展少数民族自然科学文献资源的挖掘整理和开发利用现状、对策等问题研究,是西部地区自然科学地方文献研究不可或缺的重要内容。 4结语 自然科学是提高人类认识世界能力的源泉,是推动社会变革和发展的强大动力,是建立科学世界观的重要基础,对人类思想文明的进步起着巨大的推动作用。自然科学地方文献资源是一个地域积累和创造的自然科学知识理论的结晶,是记录、保存和传承地方科技成果和科技文明的载体。在西部大开发中,不断加强自然科学地方文献资源的挖掘整理和开发利用研究,必将对西部地区的经济振兴和社会发展,对西部地区的自然科学研究,对地方文献工作的发展,对我国地方文献学学科体系的建立和完善起到重要的促进作用。 自然科学论文:自然科学教学反思 教学反思是一种有益的教学思维活动和再学习方式,每一位优秀教师的成长都离不开教学反思。如果一个教师仅仅满足于获得经验而不对经验进行深入的思考,那么,即使是有“30年的教学经验,也许只是一年工作的30次重复”叶澜教授说:一个教师写一辈子教案难以成为名师,但如果写三年反思则有可能成为名师。“反思教学”就是教师自觉地把自己的课堂教学实践,来反思自己的教学行为,总结教学的得失与成败,对整个教学过程进行回顾、分析和审视,形成自我反思的意识和自我监控的能力,不断丰富自我素养,进一步充实自己,提升自我发展能力,优化教学,不断对自己的教育实践的有效补充活动。简单地说,教学反思就是研究自己如何教、如何学;别人如何教、如何学;如何在教中学、学中教的问题,为此,怎样进行教学反思呢?,我想应从以下几方面重点去进行。 一、写成功之处 写自己的教学机智。一节课结束后,回顾教学过程,体会学生学习的成功之处,教师总有得意之处:或启发得当,或例证精辟,或情境创设成功,或过渡语言生动,或“灵感”顿悟……,不论是哪方面的收获,经过不断地积累和归类整理,势必对提高自己的教学能力,形成自己的教学风格将大有益处。教师一定能从中受到启发,总结成功的经验,如能及时记录,可作为日后教学工作的借鉴,有助于不断改进教学方法,提高教学能力。课堂教学中,随着教学内容的展开,师生的思维发展及情感交流的融洽,往往会因为一些偶发事件而产生瞬间灵感,这些“智慧的火花”常常是不由自主、突然而至,若不及时利用课后反思去捕捉,便会因时过境迁而烟消云散,令人遗憾不已。 写学生创新和独到之处。在课堂教学过程中,学生是学习的主体,学生总会有“创新的灵感”在闪烁,教师应当充分肯定学生在课堂上迸发出的一些独特的见解、精彩的问答、创新的思维,这样不仅使学生的好方法、好思路得以推广,而且对学生也是一种赞赏和激励。同时,这些难能可贵的见解也是对课堂教学的补充与完善,可以拓宽教师的教学思路,提高教学水平。因此,将其记录下来,可以作为以后丰富教学的宝贵材料,供以后教学时参考使用,也可在此基础上不断地改进、完善、推陈出新,达到教学峰点。 二、记教学中的“失” “智者千虑,必有一失”。即使是成功的课堂教学也难免有疏漏失误之处,何况教学过程是教师和学生双边活动的过程,教学中难免会出现教材因素处理不当、偶发事件估计不足、课堂气氛调控不好等情况。所以我们只有及时、客观地予以记载,系统的回顾、梳理,并对其作深刻的反思、探究和剖析,并分析出问题原因,研究解决的方法,才能避免在以后的教学中重蹈覆辙。因此,课堂教学中有所得也必定会有所失,学生的性格各异,知识水平和理解能力参差不齐,教师的教学设计与实际教学过程总会有不相适应的地方,如教法的运用,知识的讲解,例题的选择,板书的设计,学生的反应等方面,课后都会觉得有不尽如人意之处。对于教学工作的不足,要反复思考,仔细琢磨,采取措施,及时补救。如课堂中问题情景的创设有没有给学生思考的空间?学习活动的组织是否有利于学生的自主学习?小组自主学习有没有流于形式?有没有关注身边的边缘生?学生学习的兴趣是否浓厚?教学行为是否达到教学目标?教学活动是否“沟通”和合作?是否创造性地使用了教材?教学过程是否存在着内伤?教学过程是否存在“伪探究”和做秀现象。通过侧重审视自己课堂教学的失误之处,找到针对问题的解决办法和教学新思路,才是解决问题的真正办法和对策。 三、写出“再教设计” 一节课下来或一天的教学任务完成后,我们应该静下心来细细想想:这节课呈现的教学内容是否符合学生的年龄特征和认识规律,总体设计是否恰当,教学环节安排是否合理,教学方法运用是否得当,学生思维能力与动手能力是否得到了富有成效的训练,教学手段的运用是否充分,重点、难点是否突出;今天我有哪些行为是正确的,教法上有哪些创新;知识点上有什么发现,组织教学方面有何新招;解题的诸多误区有无突破;哪些做得还不够好,哪些地方需要调整、改进;启迪是否得当;训练是否到位,学生的积极性是否调动起来了,学生学得是否愉快,我教得是否愉快,其成败得失的原因何在?还有什么困惑?等等。及时记下这些得失,并进行必要的归类与取舍,考虑一下再教这部分内容时应该如何做,写出“再教设计”,这样可以做到扬长避短、精益求精,把自己的教学水平提高到一个新的境界和高度。这样就为今后的教学提供了可资借鉴的经验。经过长期积累,我们必将获得一笔宝贵的教学财富。 四、养成反思习惯 教师的成长过程也就是不断反思、重构自己对教育教学理论与实践基本掌握的过程。让教师真正意识到并切身体验到反思对其专业发展的作用,对于督促教师自觉进行反思、养成良好的反思习惯具有重要意义。教师自身也应树立高度的责任感、培养持之以恒的精神、创造良好的反思氛围,养成自觉反思的好习惯。因此,教学反思应贯穿于教师的整个教学生涯,而不是某一阶段的特殊任务。不单单是教学经验、教训的总结,它是伴随整个教学过程的监控、分析和解决问题的活动。就一节课而言,教学反思应贯穿于整个教学过程,而不应只是课后才做的事。课前反思可以明确目标,加强自觉实践;课中反思可以调控教学,提高教学效益;课后反思可以使教学经验理论化,促进教师专业可持续发展。一句话,时时、是反思之时,处处、更是反思之地。可见养成习惯在反思中的作用是如此之大。 自然科学论文:性学习自然科学教学 研究性学习是二十世纪八十年代逐渐兴起的一门全新的课程模式。其内涵是:学生在教师的指导下,以学生的自主性、探索性学习为基础,从学生的学习生活和社会生活中选择并确定专题进行研究,并在研究中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。从广义上讲,研究性学习是指学生主动探究的学习活动,是一种学习的理念、策略和方法,它适合于各学科的学习;从狭义上讲,作为一门独立的学科,在教学过程中以问题为载体,创设类似一种科学研究的情景和途径,让学生自己去感受,通过探究,主动地获得知识。其意义在于改变学生单纯地按教师传授知识为主的学习方式,为学生构建开放的学习环境,让学生通过亲身实践,从多种渠道获取知识,并将得到的知识加以综合应用于实践,使学生养成科学的学习态度和学习策略,掌握基本的科学方法,从而培养学生的创新精神、实践能力和终身学习能力。这种方式具有综合性、社会性和实践性等特点,需要通过较高水平的思维来学习,既强调理论知识又重视社会实践,最适合未来与现代化社会的需要。 1研究性学习实施的要求 1.1教师要转变观念发挥其应有作用 研究性学习是师生共同探索新知识的学习过程。在这一过程中,老师和学生的关系发生了新的变化,教师不再是知识的权威,而是学生的平等学习者、组织者、指导者,学生不再是被动接受,而是主动参与,带着各种疑问,怀揣各自兴趣,在教师的指导下彼此讨论学习,共同探索发现、解决问题。作为指导者,教师的作用应重新构建,教师要及时了解和帮助学生,有针对性地组织指导学生,了解学生在学习中的困难和对知识的需求,帮助他们树立信心,提高学习积极性,为学生提供信息,启发思路,补充知识,为学生创造良好的学习环境,引导学生质疑、探索和创新。同时研究性学习对教师也提出了严峻的挑战,随着研究性学习的不断深入,教师会失去对学生学习内容的垄断,且会使教师感到自身知识和能力的不足,再加上其他客观因素,将会使教师产生危机感,甚至会失去信心。因此,实施研究性学习,教师必须首先转变教育观念和教育行为,努力提高自身的综合素质,这是推行研究性学习的首要条件。 1.2课题的选择 选好课题是研究性学习活动成功开展的关键。课题的选择,既要符合教材的特点、学生的兴趣爱好和认知水平,又要考虑对学生的发展和能力培养,特别是创新精神和实践能力的培养,有利于学生思维的发展,为学生终身学习打下基础,同时还应考虑学校的研究条件。课题的选择难度应由浅入深,递进式发展,否则会影响学生的主动参与性,开始阶段由教师按学生的知识水平选择好课题,随着活动的不断深入,当学生的研究性学习达到一定层次时,应鼓励他们自主选题,使学生的主动性得到更大发挥.选题时应着重注意如下问题。 1.3课题的选择应具开放性 研究性学习强调以学生的自主性、探索性学习为基础,其内容来源于学生的学习生活和社会生活,立足于研究、解决学生所关心的一些社会问题或其他问题,涉及的范围广且要充分体现学生的主体性,要符合学生的年龄特点和认知水平。教师在整个过程中是参与者,是平等的学习者、指导者。研究的内容和形式要突破现有学科教学的封闭状态,在开放、主动、多元、合作的学习环境中进行研究性学习。对同一课题,由于个人的兴趣、经验和研究条件的不同,研究过程的设计、方法、手段、结果等都可能不同。这一切都有利于培养学生主动思考问题、探究发现问题、解决问题和交往合作的能力,为学生和教师的个性特长发挥提供了广阔的空间,从而形成一个开放的学习过程。自然科学教学中,可向学生开放实验室、图书室,深入社会调查,让他们自己设计、操作、完成实验,自己查阅资料,向社会选取研究素材。 1.4注重实践和理论的联系 研究性学习特别强调理论与社会、科学和生活实际的联系。初中自然科学本身来自于自然,研究自然界的形态、结构、性质和运动规律的学科,研究性学习方式适合自然科学教学,因此教师要引导学生关注现实生活,亲身参与社会实践活动,努力为学生参与社会活动提供可能条件。 2研究性学习的实施过程 2.1确定研究方案 学生在确定课题后,首先积极引导学生对课题进行认真分析,找出问题的所在,建立问题研究的基本框架,提出预期目标,进而组织学生通过查阅、访谈、请教专家等途径,有效地收集所需要的信息资料,并对资料进行分析、判断、归类,得出切实可行的研究方案。 2.2进行探索研究 在探索性研究过程中,学生应根据个人或小组设计的研究方案和研究方法进行调查研究,调查中要仔细观察过程的每一个环节并作好调查记录,对涉及的问题进行认真的思考和分析,进而得出解决问题的思路或观点,形成初步的研究成果。 2.3进行交流、评价 学生在分别收集资料进行调查研究的基础上,把自己通过调查研究收集、整理的资料,以及初步研究的成果用书面材料或口头报告材料通过辩论会、研讨会、搞展板、编刊物等形式,在小组内或班集体上进行交流,发表各自的观点和见解,对研究成果进行评价,从而形成报告。通过实践、交流、研究,逐步培养学生科学研究的流程和方法,锻炼与他人进行交往合作的能力,学会客观地分析和辩证地思考问题,养成科学精神和科学态度,进而培养他们的创新思想和创新能力。 3结语 总之,研究性学习在自然科学教学中的运用,是符合课程改革发展的需要,响应了素质教学的要求。同时它更是一种学习理念的改变,这种改变会逐步融入学生的成长之中,是全面提高学生综合素质的必然选择。值得注意的是,研究性学习不同于传统的学科教学,它不必追求形式的完整性,只要达到探索的目的,能科学地解决问题就行。本文所论述的研究性学习,不是一蹴而就的,是一个逐步发展完善的过程,在这个过程中教师只有始终坚持学习探讨运用,才会真正起到学生学习观念的转变、教师教学能力的转变,最终为学生和教师的发展提供一个坚实的基础。 自然科学论文:性学习自然科学教学运用 研究性学习是二十世纪八十年代逐渐兴起的一门全新的课程模式。其内涵是:学生在教师的指导下,以学生的自主性、探索性学习为基础,从学生的学习生活和社会生活中选择并确定专题进行研究,并在研究中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。从广义上讲,研究性学习是指学生主动探究的学习活动,是一种学习的理念、策略和方法,它适合于各学科的学习;从狭义上讲,作为一门独立的学科,在教学过程中以问题为载体,创设类似一种科学研究的情景和途径,让学生自己去感受,通过探究,主动地获得知识。其意义在于改变学生单纯地按教师传授知识为主的学习方式,为学生构建开放的学习环境,让学生通过亲身实践,从多种渠道获取知识,并将得到的知识加以综合应用于实践,使学生养成科学的学习态度和学习策略,掌握基本的科学方法,从而培养学生的创新精神、实践能力和终身学习能力。这种方式具有综合性、社会性和实践性等特点,需要通过较高水平的思维来学习,既强调理论知识又重视社会实践,最适合未来与现代化社会的需要。 1研究性学习实施的要求 1.1教师要转变观念发挥其应有作用 研究性学习是师生共同探索新知识的学习过程。在这一过程中,老师和学生的关系发生了新的变化,教师不再是知识的权威,而是学生的平等学习者、组织者、指导者,学生不再是被动接受,而是主动参与,带着各种疑问,怀揣各自兴趣,在教师的指导下彼此讨论学习,共同探索发现、解决问题。作为指导者,教师的作用应重新构建,教师要及时了解和帮助学生,有针对性地组织指导学生,了解学生在学习中的困难和对知识的需求,帮助他们树立信心,提高学习积极性,为学生提供信息,启发思路,补充知识,为学生创造良好的学习环境,引导学生质疑、探索和创新。同时研究性学习对教师也提出了严峻的挑战,随着研究性学习的不断深入,教师会失去对学生学习内容的垄断,且会使教师感到自身知识和能力的不足,再加上其他客观因素,将会使教师产生危机感,甚至会失去信心。因此,实施研究性学习,教师必须首先转变教育观念和教育行为,努力提高自身的综合素质,这是推行研究性学习的首要条件。 1.2课题的选择 选好课题是研究性学习活动成功开展的关键。课题的选择,既要符合教材的特点、学生的兴趣爱好和认知水平,又要考虑对学生的发展和能力培养,特别是创新精神和实践能力的培养,有利于学生思维的发展,为学生终身学习打下基础,同时还应考虑学校的研究条件。课题的选择难度应由浅入深,递进式发展,否则会影响学生的主动参与性,开始阶段由教师按学生的知识水平选择好课题,随着活动的不断深入,当学生的研究性学习达到一定层次时,应鼓励他们自主选题,使学生的主动性得到更大发挥.选题时应着重注意如下问题。 1.3课题的选择应具开放性 研究性学习强调以学生的自主性、探索性学习为基础,其内容来源于学生的学习生活和社会生活,立足于研究、解决学生所关心的一些社会问题或其他问题,涉及的范围广且要充分体现学生的主体性,要符合学生的年龄特点和认知水平。教师在整个过程中是参与者,是平等的学习者、指导者。研究的内容和形式要突破现有学科教学的封闭状态,在开放、主动、多元、合作的学习环境中进行研究性学习。对同一课题,由于个人的兴趣、经验和研究条件的不同,研究过程的设计、方法、手段、结果等都可能不同。这一切都有利于培养学生主动思考问题、探究发现问题、解决问题和交往合作的能力,为学生和教师的个性特长发挥提供了广阔的空间,从而形成一个开放的学习过程。自然科学教学中,可向学生开放实验室、图书室,深入社会调查,让他们自己设计、操作、完成实验,自己查阅资料,向社会选取研究素材。 1.4注重实践和理论的联系 研究性学习特别强调理论与社会、科学和生活实际的联系。初中自然科学本身来自于自然,研究自然界的形态、结构、性质和运动规律的学科,研究性学习方式适合自然科学教学,因此教师要引导学生关注现实生活,亲身参与社会实践活动,努力为学生参与社会活动提供可能条件。 2研究性学习的实施过程 2.1确定研究方案 学生在确定课题后,首先积极引导学生对课题进行认真分析,找出问题的所在,建立问题研究的基本框架,提出预期目标,进而组织学生通过查阅、访谈、请教专家等途径,有效地收集所需要的信息资料,并对资料进行分析、判断、归类,得出切实可行的研究方案。 2.2进行探索研究 在探索性研究过程中,学生应根据个人或小组设计的研究方案和研究方法进行调查研究,调查中要仔细观察过程的每一个环节并作好调查记录,对涉及的问题进行认真的思考和分析,进而得出解决问题的思路或观点,形成初步的研究成果。 2.3进行交流、评价 学生在分别收集资料进行调查研究的基础上,把自己通过调查研究收集、整理的资料,以及初步研究的成果用书面材料或口头报告材料通过辩论会、研讨会、搞展板、编刊物等形式,在小组内或班集体上进行交流,发表各自的观点和见解,对研究成果进行评价,从而形成报告。通过实践、交流、研究,逐步培养学生科学研究的流程和方法,锻炼与他人进行交往合作的能力,学会客观地分析和辩证地思考问题,养成科学精神和科学态度,进而培养他们的创新思想和创新能力。 3结语 总之,研究性学习在自然科学教学中的运用,是符合课程改革发展的需要,响应了素质教学的要求。同时它更是一种学习理念的改变,这种改变会逐步融入学生的成长之中,是全面提高学生综合素质的必然选择。值得注意的是,研究性学习不同于传统的学科教学,它不必追求形式的完整性,只要达到探索的目的,能科学地解决问题就行。本文所论述的研究性学习,不是一蹴而就的,是一个逐步发展完善的过程,在这个过程中教师只有始终坚持学习探讨运用,才会真正起到学生学习观念的转变、教师教学能力的转变,最终为学生和教师的发展提供一个坚实的基础。 自然科学论文:经验主义对自然科学 摘要:经验主义是近现代科学和西方哲学的理论基础,正确理解经验主义对科学研究和人类认识世界都具有重要意义。本文介绍经验主义在哲学及科学史中的发展历程,在揭示其内涵的同时不断将内在矛盾和问题呈现出来,以便人类能正确认识经验主义在科学研究中的作用、性质以及产生的正负面影响,从而更好的为科学研究服务。 关键词:经验主义;原则;科学研究 经验主义被认为是实证科学基础,它主要包括感觉优先原则、经验的客观性原则和经验证实原则三个方面。感觉优先原则强调感官经验是一切认知活动的起点,拥有对认知活动、经验和理论的科学资格的裁判权;客观性的经验作为实证科学研究材料的经验,是通过严格筛选及加工后获得的;经验证实原则是根据实验对理论的真理性的判定原则,由此对整个科学研究定性。正是如此,科学家们在从事科学研究的过程中,曾一度将经验主义当成从事研究的“神兵利器”,虽然经验主义在科学研究的历史中曾发挥过重要作用,但纵观科学技术史,经验主义带有不可遮掩的片面性,给科学研究带来了重重阴霾,阻滞了科学研究的进程。 一、经验主义在科学史中的发展 1.经验主义与理性主义的发生、发展 在欧洲科学技术史和哲学史上一直交织着经验主义和理性主义的斗争,它们就认识的来源和内容等问题进行了长期的争论,进而成为欧洲哲学史上两个基本的认识论派别。在科学研究未形成前,经验主义和理性主义的思想倾向自古就有了,认识论一开始就包含着矛盾,它是经验的与超验的矛盾复合体。在古希腊早期,哲人们已经表现出了经验主义和理性主义两种倾向。随着哲学的发展,这两种倾向的对立便逐渐展开,赫拉克利特的经验主义色彩比较突出,毕达哥拉斯派的理性主义色彩比较突出,从普罗泰戈拉和苏格拉底开始产生了经验主义和理性主义的直接对立。亚里士多德等人虽看到了经验主义和理性主义各自的片面性,但也未能克服这种片面性,最终表现为亚里士多德在二者之间的摇摆不定。到了欧洲中世纪,经验主义和理性主义的对立在经院哲学中以唯名论和实在论的形式继续存在。从近代的自然科学发展来说,力学、数学和天文学较其他学科发达,这就使得人们在用科学和理性认识世界时,必须付诸于当时的自然科学。不过当时人们并没有把经验和理性有机结合起来,建立科学的认识论。一部分人注重力学的实验和经验归纳法,并使之绝对化,形成了近代的经验主义;另一部分人则注重数学的理性演绎法并也使之绝对化,形成了近代的理性主义。根据当时资产阶级建立资本主义制度的需要以及当时自然科学发展的状况,在资本主义发展到一定阶段后,经验主义和理性主义作为认识论上的两种比较典型的形式全面系统地展开论争。他们在对认识论的发展作出巨大贡献同时,也暴露出自身严重的局限性。可以说16—18世纪是欧洲哲学史上一部经验主义和理性主义既相互斗争又相互促进的矛盾发展史。正是这两个认识论派别的哲学论争,也相应引发了科学研究中的认识论以及方法论的斡旋,从这个层面来说,哲学史上的经验主义和理性主义之争也是科学研究史上思维与方法论的斗争。厘清经验主义在科学研究史的脉络,有利于提升自然科学研究的思维能力。 2.经验主义在自然科学研究中外延、内涵的伸缩 经验主义强调认识对象的客观性以及感觉优先原则。在培根那,经验论仅是一个认识论原则,它的意义在于确立不同于神学知识的科学知识的来源。宗教知识来自于天启,而科学知识则来自于人的感官经验。起初人们只是要求一个科学知识应该有其经验来源,后来这个要求就演变为判定一个理论是否是科学理论的标准,即如果一个命题没有相应的经验背景支持,那么它就不能算是一个科学理论。到了洛克的时代,人们开始用科学知识来解释宗教知识。随着实证科学的发展,经验论逐渐成为解释人类知识来源的唯一理论,“经验”也仅指人通过感官获得的经验。比如一个人说“看到”上帝或“感到”上帝就在他身边等相关经验,是不能被科学家承认的。科学会判定类似经验是人类感觉器官的异常活动的表征或是观念的非科学的排列组合而否定其合法性。在这种认识论原则下,上帝、灵魂这类东西就渐渐地丧失了实体地位。正是在这种情况下,经验论逐渐越过自己的疆域,获得判定存在者是否存在的特权。也就是说,经验主义在自然科学发展中作用与职能均悄然发生了变化,一些非经验的素材将不能被其认可、真正的科学知识被拒之门外,阻碍了人类探索与认识自然的进程。 (1)经验主义在科学研究中判定的是理论是否是“科学理论”的资格问题,而不涉及是真假问题。但在现实研究中,经验主义却往往能根据经验给与那些理论以真假判断,扩大了经验主义的适用范围。且论按照经验论原则,凡是没有感官经验基础或来源的理论都不能认作是科学理论,故而在这里“科学”一词也不能称的上是真正称得科学上的正确或真理,而只能指一种归属性,隶属实证科学范畴之内的理论。 (2)就事物的存在性来说,经验主义原本并不具有直接判定事物存在与否的能力,一个事物是否存在和人们对它们是否有感觉是不能等同的,却在研究中或是生活中具备了这种“神力”,它对事物存在性的判定资格源于人们凭着个人经验主义或者大众认可的日常的朴素经验对其的误用。但抽象的反对并不能阻止人们日常思维中的“惯性错误”,人们在无意识中,依然很自然地用经验之有无来判断事物之是否存在,听到“这个那个不存在”之类的武断判断。所有这类断言都是与科学精神是不相称的。通俗点说,经验主义者只有断定某物存在的能力,而不具备断定某物不存在的能力。 (3)经验主义中的原则作为一个理论判定原则实质上是个程序原则,它重点关注的是认识事物的方式、程序,只有通过特定认知路径获得的经验、理论才能被承认,这无疑是抹杀了其他非经验等路径获取知识的可能性,哄抬了经验主义在获取真理中的作用。这也就是所说的感觉优先原则:即只有经过感官经验确认的事物才能被接受为客观的存在,成为科学研究的合法对象;它要求感官经验在认识过程中或科学理论建构过程中具有绝对的否决权,甚至一个理论或一组经验如果没有得到其他人的感官的确认,它也不能成为“科学理论”加工的材料,进入科学领域。所以,感觉优先原则是个程序性的资格认定原则,仅仅针对一个知识产生的来源、路径进行判断。这就是经验主义影响下的科学精神和科学方法的必要组成。正是由于经验主义酿成的恶果,才有了爱因斯坦相对论的复杂坎坷的命运,导致中医的科学地位至今不能被完全承认的悲凉局面。经验主义在科学研究中外延内涵的膨胀,指定特制的科学路径,导致“只手遮天”的科学结果,其实已经悄然违背了自然科学研究的初衷。 二、经验主义对自然科学研究的种种责难 1.经验主义在科学研究中强调经验的绝对“客观性” 以感觉优先原则作为实证科学基础的经验主义并不盲从直接的感性经验,它对“经验”有着特殊的要求,即必须是客观的绝对的经验。所谓客观的经验就是“可公共感知的”的普遍经验。 (1)在科学材料的对象选择上,经验主义设置外在的壁垒,对其加以筛选。“可公共感知性”是指某一经验必须是所有的人都可能感知到的,它强调的是“可能性”而不是现实性。即如果某经验是某人用身体感官直接感知的,那么它必须是其他人用感官也同样能够直接感知的。否则,该经验就不能成为科学研究的材料。如神话中的牛鬼蛇神的经验历来都属于个别人的经验,是不可公共感知的,是非普遍的,所以,它不能被科学承认为合法的研究材料,不能进入科学领域。即所谓的“可公共感知的”,才能成为科学研究的合法材料。只有这样的经验才能满足实证科学研究所要求的“可重复性”要求,并且成为最受实证科学欢迎的加工材料。这就是在实证科学中经验主义对科学研究中材料的外围限制。事实上一些“非可公共感知性”的事物依然可以成为科学青睐的对象,只是没有得到应有的重视而已。(2)在自然科学研究领域,在科学材料的处理程序上,经验主义强行添置复杂筛选工序,对其进行取舍。经验主义认为一个具有普遍感知性的经验虽然获得进入科学领域的资格,但由于经验的相对性,它还必须被进一步处理,把和主体有关的因素都过滤之后才能成为科学研究的对象。可公共感知的经验必须依托具体主体的感官、凭借一定的感觉方式、依赖于主体的感觉能力。我们知道人的经验受人的身体和感官的状态、心理状态、观察视角等多种个体因素的影响,它导致人的经验具有“可变性”。在同一环境中,不同的人对于相同的物体的感觉会是变化不一的。如何使参差不齐的具体经验达到齐 一、使之能够相互交流、相会认可从而成为科学研究的“客观”材料呢?人们采取的方法主要通过对经验的非主体化或外在化处理实现的。通过设立一个外在于所有人的衡量尺度,比如人们用气压计来衡量对象或环境的气压大小,而不再使用和人体感觉有关的压抑和舒张这类主体性较强的概念。这种经验就不再是传统意义的经验,而演化成一组数据。这样的数据既摆脱了具体个体,又可以在不同的参照系之间换算。这样的“数据”才是真正客观的经验。相关仪器以及参照系的发明成了科学发展的最重要的条件和成果。这正是经验主义对科学探究中科研工序的第二层限制。数据固然重要,固然客观理性,但理性的处理与非理性的遐想,也是伟大的科学发现必不可少的。 (3)经验主义在自然科学研究中对科学或是经验主体的特殊处理。忽视特殊群体(如极少数感觉特别敏感的人、感觉特别迟钝的人)所获得的别人或非感官性感知能力获得的经验,假设人的感知能力相同,经验的来源、渠道相同。这实质上是把普通人的感官能力作为衡量一切人的感官能力的尺度。这样主体之间的差别以及个体的特殊性被抹平了。这也使主体的因素被从经验中抽出,从而也使经验成为“与主观主体无关的”成分。这是经验主义对经验主体第三层限制。所以,在近现代科学和哲学的主体必然是以普通人为基准的抽象的人,人们相互之间没有任何差别,仅仅像一符号,经验的主体因素被彻底抽象掉了。实证科学中盛行的经验主义通过对科学和经验主体的限制,使普通经验论上升为科学经验论:实证科学所研究的经验是可公共感知的、与任何主观因素无关的被抽象的数据及符号。看似客观,却在无形中丢失了“被遗忘的角落”中的科学以及科研中关于人自身的意义。 2.自然科学研究中,经验主义中诸原则的冲突与紊乱 作为一个判定原则,感觉优先原则不同于经验证实原则。经验证实原则是对理论或命题真理性的判定,并由此对整个研究的科学性做出判定;而感觉优先原则是对认识对象或认识材料的“科学”合法性或资格的判定,而不是“真理性”。在严格的经验证实原则下,一个理论如果它本身或其推论能够在实践或实验中获得经验证实,那么就可以确认它为科学研究,而不是伪科学等。比如爱因斯坦的相对论就不是建立在可公共感知的经验基础上的,他的“理想实验”是公然对感觉优先原则的否定。按照感觉优先原则它必然不能被科学所承认,因此它曾四处碰壁。随着现代科学提供相对论所使用的概念、公式的科学运用,以及后来相对论在各个领域实践的成功,它才慢慢得到学术界的普遍地接受。如果说人们基于感觉优先原则不能承认,人们却基于经验证实原则给予承认,相对论就只有在科学门外徘徊的份儿了。因此,经验证实原则和感觉优先原则并不总是一致的,在许多重大问题上存在着冲突与紊乱,影响科学研究中的定性和判断。 总之,作为实证科学基础的经验主义是科学经验主义,它表现为感觉优先原则、经验的“客观性”原则和经验证实原则三个方面。经验的客观性原则实质上是要求作为科学研究材料的经验因“可公共感知的”而成为科学的材料。感觉优先原则具有对科学研究材料和理论“科学合法性”的资格认证权时,不能认证其真理性,是程序认证,当遇到“非可公共感知的”类的材料或是客观性经验时,难免会出现混乱;当遇到感觉原则自身无法认可而又被经验证实原则结果认证为具有真理性的科学研究成果时候,这两种认证方式以及这三个原则并不总是一致的,在一些关键性的重大问题上几者之间存在着严重的冲突与紊乱,人们至今也没有找到协调几者冲突的最佳方法。这不能不说是经验主义在实证科学运用中的一个无法回避的亟待解决的问题。 三、对自然科学研究中经验主义的批判 列宁在《唯物主义和经验批判主义》中反对的经验批判主义,是以唯心地曲解“经验”这一概念为基础的。经验批判主义者把经验理解为与客实在无关的人类体验、人类感觉的总和,他们断言一切现象的基础是“世界的要素”或“经验要素”,每个物体都是“要素的复合”。马赫主义在现代资产阶级哲学中有各种不同的表现形式,而他们没有真正理解经验主义,没有意识到即使是经验主义在自然科学发展史中发挥了重要的作用。 自然科学并不全是经验归纳的结果,它迄今具有的不可靠性、可错性、局限性、片面性等缺陷,主要是经验主义的过错。自然科学的重担不能只让理性来背负,作为“大胆假设”,非理性也经常起到重要作用。新中国建立后,一无所有的旧中国,科学技术突飞猛进,获得辉煌的科学成果。但是我们必须面对中国科学研究中,旧的经验主义始终笼罩着科学精英,束缚着他们的思想,阻碍着重大理论的构成的现状。事实上,科学史上但凡卓越的发明家和科学家都离不开对经验主义、权威主义和教条主义等的强烈对抗。特别是对经验主义,恩格斯早在19世纪就进行了严厉批判。观察、实验若没有正确的思想指导,非但不能获得科学真理,甚至会使科学家对经验的盲目崇拜,误入感性知觉的歧途,最终走向真理的反面。然而迄今在科学研究中,许多科学家依然一味地信奉经验归纳,较少注重各种非理性方法的应用。其实早自本世纪初,爱因斯坦的相对论打破牛顿的绝对时空观之后,研究中的经验主义和归纳方法就开始受到抨击。英国的罗素把一些科学家好比自作聪明的“火鸡”,仅凭经验归纳,常得出荒谬透顶的结论。库恩认为科学主要来自科学家的灵感和顿悟;而费耶阿本德则径直走向非理性和认识论上的无政府主义,使经验主义在科学研究中越来越没有立足之地。由此在科学研究中一些典型的非常规的方法和思想势如破竹般地流行起来,并直接对传统的经验主义针锋相对。 传统经验归纳的给科学研究设置的重重障碍。科学史上,从培根起,直到实证主义和逻辑实证主义,都认为科学理论是经验归纳的结果。先是通过科学实验获取经验事实,后对经验材料进行分析、筛选和分类,进而对筛选材料进行逐级的抽象和综合,直至得出一般的科学理论。而所有这些认识都不能超越经验范围,经验成了人类认识的惟一来源和界限。这种经验归纳方法直到20世纪50年代,才受到波普尔以及历史主义学派彻底否定。特别是费耶阿本德直接把批判矛头指向科学哲学中影响最大的逻辑实证主义,认为正是在这里存在最严重的经验主义。在他看来,认识史上没有一成不变的知觉和事实,即对着同一幅图像,由于不同的理论背景、文化经历也会产生不同的知觉印象和经验事实。如古希腊的“地心说”事实,到近代就发生根本变化,同一“感官印象”变成完全相反的“日心说”事实。所以科学家的劳动都是作为一种在复杂社会和物质条件下的决心和行为的结果而变化着的。因此必须去除那些僵死的、无所不包的原则、术语、概念及解释。对于那些与旧的知觉、事实相对立的新的知觉、事实,必须采用新的术语、概念和范式。人们正是用广阔开放的感官和丰富旺盛的智力探索世界,且取得了令人惊异的发现。费耶阿本德因此极力主张“怎么都行”的多元方法论,旨在摧毁形而上学思维方式,敦促人们锐意创新和采纳生动活泼的思维方法。经验主义推崇的经验的、固定的科学研究范式定位亟待变通。历史主义学派否定科学的经验性,企图用格式塔心理学和集体心理主义完全取代科学实在论。在库恩看来,科学家认识的世界内容是由科学家的共同信念所约定。既然范式的改变,不表明是人们对同一世界认识的加深,而仅是科学家心理信念的波动,新旧范式之间也没有通约和比较的必要了。美国科学哲学家范•弗拉森也从建构论的角度,否定了经验知识的可靠性和真实性,认为科学实在论对理论术语所作的形而上学诠释,并不能保证构成的科学理论就是对实在世界的真实描述。好的理论不一定为真,经验的真实性并不是衡量真理的标准;科学的证实也只是限于经验,不能说明经验之外的问题。历史和现实告诉我们:“人们总是通过这样或那样的概念框架的‘透镜’来了解自然。这些概念框架以及嵌在框架之内的语言,可能给我们所认识的事物染上一种不可避免的‘色彩’”。经验的、固定的科学范式也失去了它亘古不变的重大作用,对它的定位亟待调整与变通。 四、小结 因此,在从事自然科学研究过程中,经验主义并非是追求真理、探究科学的唯一形式,不能仅立足于感性经验来否定某项发明创造或假说。在研究中,切忌因经验主义就错失一项重大的科学发现。经验的不可靠性,早就给人类早早的上了一课。在一个由人为设置的理想世界里,人们可以将某个在探索科学奥秘时,也只能从尊重自然界本身开始,而决非人类的智力所能够完全办到的。科学具有可错性,即使卓越的科学家在下结论的时候,也不应该武断地下断语。即使在人们自以为已经完全掌控了必然性的时候,要懂得一切必然性和规律性都是在“茫茫的”偶然性中为自己开辟道路的。自然科学的揭秘过程,要正视经验主义的存在与内涵,一个完整的科学研究,不仅只需要经验,更需要辩证思维、理性及非理性去综合推敲、把握,也需要那么一些特殊的顿悟和直觉,它在自然科学研究中,常常能起到画龙点睛的作用。 自然科学论文:中等师范物理与自然科学教学论文 一、风趣讲课,创设轻松的教学氛围 教师是物理及自然科学教学的主导者,教师的一言一语都会受到学生的关注。教师只有提高自身的语言运用能力,采取风趣的讲课方式,才能营造出良好的教学氛围,减少学生上课的紧张感,同时也可以提高教材讲解的效率。如在正式开始上课前,教师可以问学生:“同学们,从古至今有三个有名的苹果,你们知道是哪三个吗?”大多数学生都摇头,纷纷说不知道。教师趁机解释:“第一个苹果,被夏娃和亚当吃了;第二个苹果,砸在牛顿头上了;第三个苹果,就是苹果手机啊!我们现在没有苹果,但是可以看看牛顿被苹果砸了之后,为物理及自然科学做了什么贡献。”教师的讲话会让学生觉得很有趣,同时对物理及自然科学课堂也有了更多的期待。这时,教师就可以讲解教材内容了。教师风趣的讲课不仅可以创设轻松的教学氛围,而且可以增加学生对物理及自然科学的喜爱之情,这都有利于物理及自然科学教学的有效开展。 二、实验导入,激发学生的学习好奇心 好奇心能够驱使人们积极思考,通过努力获得答案,从而得到心理上的满足。因此,在中等师范物理及自然科学教学中,教师应把握学生的心理特点,通过实验导入激发学生的好奇心,引导学生努力思考和认真听课。如教师可以问学生:“同学们,不同物体下降时的速度一样吗?它们会同时落到地上吗?”学生一时难以肯定地回答教师的问题,于是教师就可以做一个实验,选取几种不同的物体在同一时间从相同的高度抛下,然后与学生一起观察实验结果。当实验结果与学生的认知发生冲突时,学生一定很想弄清楚原因,这时教师就可以引入教材内容,解决学生的疑问,帮助学生学习和理解教材内容。 三、鼓励学生自己动手,加强对课本知识的理解 物理及自然科学教学之所以让学生觉得很难,主要原因是学生缺乏实践,难以验证和深入地理解所学的知识。动手实践有利于学生巩固课本知识,也有助于学生在实践中发现问题、解决问题,从而加深他们对知识的理解。因此,在中等师范的物理及自然科学教学中,教师应当鼓励学生多自己动手。如在讲关于摩擦力的知识时,教师就可以鼓励学生动手,采用不同的物体做实验,通过自己的实践发现摩擦力的大小与什么有关,然后再根据教材内容的讲解验证自己的实验结果和猜想。亲自动手可以让学生充分参与到教学当中,不仅体现了学生的学习主体地位,而且发挥了学生的主观能动性。所以,在中等师范物理及自然科学的教学中,教师应多鼓励学生动手,从而提高学生学习的自信心,强化学生对教材内容的理解和掌握。 四、总结 中等师范物理及自然科学教学的有效开展,对学生知识的增长和能力的提高都有重要意义。因此,在物理及自然科学教学中,教师应当运用风趣的语言授课,积极导入实验,鼓励学生多动手,从而降低教学难度,激发学生的学习主动性,促使教学的有效开展。 作者:缪彦单位:江西省上饶师范 自然科学论文:自然科学公共管理论文 1前言 目前,进一步实现建设创新国家任务所需的我们中央地方各级政府都大力加强对科技管理。在那之前对政府科技管理研究中,我们发现,大部分的研究都是科学技术活动的角度出发,科研管理开始,然后过渡到科技管理的微观层面和宏观层面中国茶。这样的话,就很容易产生的科学理论的科学结果不够宽广的视野中看待政府科技管理的角度。我只是因为经济社会整体发展战略中的位置宏科技活动和科技管理活动很难实际操作过程中,一方面需要我们政府的科学技术管理作为政府管理社会问题的重要工作之一就是认识到政府科技管理工作的政府关系社会发展各方面的影响力、渗透力;另一方面,政府将科技项目管理的内容设置科学技术管理范围内采取的管理方法,反而更像管理服务功能的公共管理的角度,政府科技管理活动进行重新定位,明确政府的新技术管理方式和新的内容有很大的意义。 2公共管理视野下的政府科技管理活动 2.1政府管理的内涵 公共管理的视野就是公共事务的管理活动。公共事务的管理本身是在一定的时间范围内,在一定的共同成员范围内对所相关的公共事务进行一定的管理,这是一种社会化的事务,也是一个社会化的流程,具体来讲就是要体现为一定的社会生活共同体对群体内部的成员进行普遍的公共物品和公共服务的管理。公共事务的管理本身有以下几个方面的具体特征:社会性,也就是公共事务的管理活动所针对的对象是一定社会范围内的公众利益共同体,是公共范围内的事物需求的产物;动态性,也就是在不同的地域范围内,在不同的时间范围内,公共事务的服务范围也会有一定的差别,同样的公共服务活动再不同的时空范围内也会有不同的表现形式;层次性,也就是说根据公共事务本身与不同的利益共同体之间的利益关系是有相关关联性的,在纵向上所表现出来的就是可以在社区性的地域范围内进行公共服务和地方性的公共事务管理;具有一定的公共利益外在表现性,也就是说公共事务本身是与一定的公众利益相互关联的,而且其本身也是公众所追求的共同利益的产物。 2.2以科技管理活动以及政府的公共管理 目前,我国的科学技术不断发展,科学技术对社会的影响也越来越大。在这种情况下,可以说,政府的管理手段和方法改善的重要方式,还可以有效促进社会生产力的解放和发展,促进国民经济发展和不断提高的趋势。社会转型。这不仅能有效促进当前国防发展国民教育水平???还可以再提高国民整体素质。同时国家文明建设,例如工业建设、农业建设和国防建设事业等依赖性。科学技术的发展。我国的社会主义精神文明建设也依赖性。科学技术的发展。但是,科学技术本身有很强的无法控制的有效性,消费社会,社会的发展也为比较大时,这样做,政府作为公共服务提供主体,需要对科学技术进行日程管理,促进科学技术的进步有贡献的方向逐渐使得社会经济、政治和文化发展的事业中去。因此,渗透到各个方面的功能范围,政府管理的重要目标。所以科学技术管理都政府管理工作的重要内容。 3合理定位政府科学技术管理工作 3.1政府与市场之间的科技管理平衡 政府与企业本身是科技活动的投资主体,必须要分清楚政府在科技管理工作中有效接入的范围才能够更好的发展科技。我们在日常的管理工作中,可以从科技产品本身的属性角度区分两者之间的范围问题。科技产品本身可以划分为私人性的或者是公共产品型的。公共产品包含了基础性的,研究周期比较长,研究的收益比较小,研究的规模比较大的科技项目。所以,公共产品本身就是公共性投资产出的。在这个过程中就要求必须要进行公共决策和公共监督。政府在管理的过程中要表现出比较高的公正性和信息透明性。而反观私人产品,其本身是在科技领域的研究中为了能够使得企业获得更好的竞争优势的项目。这些项目主要包含了一些专利性的项目和专有性的技术。由于不同的科技研究项目的特点不同,针对的方向也不同。在这个过程中就有必要针对市场的力量和政府的力量,作出有效的划分和研究。政府不需要设计的范围,或者是政府可以涉及但是也可以不涉及的范围,都要交给市场去管理。这样的话才能够有效的保证科技发展的自由度,也能够有效的提高科技发展的速度。 3.2充分明确科技管理工作在政府公共管理工作中的地位 在之前的科技管理工作中,其地位往往被认为是一种类似于医疗卫生以及文化教育等的事业性质的分类。科学技术管理本身的社会事业管理的范畴。目前,随着科学技术研究和生产周期不断缩短科技活动的利益也越来越大的利益相关者也越来越多,而科学技术本身还不如区域内的融合活动更加强烈。科学技术已经在社会各领域不可缺少的部分。科学技术的发展,不仅为社会各部分???提供智力上并有效改善传统的运营及管理手段,提高了社会财富的积累速度,也进一步提高了人民的生活水平。一个国家的优秀竞争力的主要标志。科学技术不断地大范围,以便不不同农业科学技术、文化、卫生等领域独立性的综合发展领域的复杂系统,这种系统对传统的管理模式已经失去的管理效果。所以我们要明确科学技术管理在政府管理中的位置需要的话,政府的管理活动中,在宏观经济、财政等系统的综合管理系统,是一种单一行业的经营手段。然后各领域中有关政府机构设置,不断促进科学管理本部门技术发展的一个重要组成部分。产业角度和社会角度不断促进政府管理科学科技提高政府科技管理的效果。 作者:胡庆红单位:鹤岗市科学技术局 自然科学论文:小析自然科学基金管理系统的构建 1.建立单位信息及人员信息库。 在新管理系统中建立了一套完整的单位信息数据,包括单位性质、单位名称、联系部门、联系人、联系方式、地址等信息,以便基金管理机构对全省110多家各类单位,包括高校、科研机构、医院、企业等进行分类管理。同时建立了依托单位管理员和项目负责人信息库.依托单位管理员账号由系统管理员分配,并由各依托单位自行完善单位信息。项目负责人账号由项目申请者自行使用身份证号进行注册,保证了每个项目负责人账号的唯一性。依托单位管理员和系统管理员可以对项目申报人员所有的项目信息进行管理,避免同一项目重复申报。 2.建立专家信息库。 建立了一套专家信息库,包括专家所在省市、所在单位,出生年月等,并按照国家基金代码的标准,为每个专家设置三个学科代码,并增加了一项专家当前主要研究领域的信息。并且每年在邀请专家进行项目评审的时候,会要求专家对自己的信息,包括最近的研究方向和擅长的领域进行完善和更新。在专家评审过程中,尽量使评审项目的学科与专家擅长的研究领域一致,做到评审的公平。当前的专家信息库已经收集了全国20多个省市的1000多名专家信息。 3.实现项目全程在线管理。 系统将一个项目从申请到结题的阶段分为项目申报填写、项目申报依托单位审核通过(未通过)、项目申报管理机构审核通过(未通过)、项目评审、项目评审通过(未通过)、项目结题等20多个状态,项目在不同状态下都只能进行相对应的操作。3.1项目申报。项目负责人在进行项目申报时按照国家基金的代码进行分学科申报,这样在进行评审分组按照研究领域进行科学分组。申请人在项目申请时,基本信息由注册信息自动生成,申请人只需要填写项目书的正文部分,并上传证明材料,之后由系统合成完整的申报材料文档。3.2项目评审。评审专家根据分配的用户名进入系统,查看申报材料文档,根据不同类型项目的评审标准,按照评审要求对项目进行网上评审。3.3项目立项。项目在经过相应轮次的评审之后,系统会将项目根据评审结果排序。确定立项项目后,申报人可以进行项目计划任务书的在线填写。系统管理人员可以设置项目计划任务书中的约束内容,比如项目执行起止时间,项目经费等内容。申报人填写完成后,经过依托单位的审核推荐后,再由系统管理员审核。3.4项目实施。项目在执行过程中在线填写中期检查报告,以便管理机构了解其实施情况,根据项目实施情况,系统管理员可以对项目进行终止等操作。3.5项目结题。项目到期后,项目负责人在线填写结题报告,管理机构组织专家在线对项目结题情况进行评审,最后根据评审结果实现对项目执行情况进行等级评定,实现了项目从申报、立项、实施到结题的全程在线管理。 4.依托单位管理的完善。 新系统完善了依托单位的管理功能,依托单位可以对本单位人员和历史项目进行统一管理,从项目申报、立项、实施到结题全程管理。比如对本单位的申报项目进行审查,并可以对项目进行推荐或退回等操作,对项目的实施情况进行检查,对项目结题进行审核。 5.系统管理的完善。 5.1按照学科代码对项目进行分组并匹配专家。在进行项目评审时,系统管理员按照项目申报人填报的学科代码进行分组。一级学科代码决定大的学科分类,之后按照项目的二级和三级学科代码进行学科内的分组。并根据相关研究领域进行评审专家的匹配,并遵循是每一小组的专家来自不同省市的原则。5.2根据不同类型的项目设置不同的评审方式。根据不同申报类型的项目,系统管理员可以自行设置不同的评审方式,比如打分、评等级和投票等,解决了原有管理系统评审方式单一的问题。并可以根据实际情况,设置某些情况下评审意见为必填,以便专家对项目评价的书面意见,给项目管理部门提供参考。5.3建立信息统计功能。新的管理系统建立了信息统计模块,可以按照学科、依托单位等信息对所有申报项目和立项项目情况进行统计,方便管理部门从单位、学科等方面掌握申报情况。并可以从项目申报人及项目组成员的年龄、学历、职称等方面统计项目申报人和项目组成员的情况,为管理机构了解并分析项目承担人员的情况提供了依据。四、自然科学基金系统使用过程中的体会作为一个服务平台,新的省自然科学基金管理系统从最初的提出设计需求到实际投入运行,已经经历了近两年时间,在使用中不断听取用户的意见,针对用户普遍反应的问题,在一些细节方面进行了修改,尽量做到了为广大科研人员服务,在系统的可操作性、简洁性方面进行了完善。虽然在系统兼容性方面还存在一些问题,但尽量在技术条件许可的情况满足用户的需求。作为一个管理平台,新的省自然科学基金管理系统基于《安徽省自然科学基金管理办法》,从项目管理的角度考虑了系统总体结构的构建,并针对实际使用过程中发现的问题,对一些模块进行了优化,使项目管理更高效更规范。但是随着自然科学基金项目资助量的不断扩大,以及对项目管理要求的不断提高,自然科学基金管理系统还有更多需要改进的地方。比如对于新的研究领域和交叉学科如何确定评审小组,项目结题后若干年后的社会影响的跟踪与评价等,都是需要考虑和解决的问题。 作者:谢敏檀朝满黄进单位:安徽省科学技术情报研究所 自然科学论文:诠释自然科学的经验基础与解释学 摘要:经验与陈述的关系并非归纳或演绎的逻辑关系,因此科学的经验基础就构成一个难题。仅仅把科学看作命题体系的观点不能解决这个难题,同时经验主义的平台也不能提供任何通道。科学本质上是一种实践活动,惟有语用学和解释学的平台才能为这个难题提供解决方案。科学的实践性、公共性、主体间性、情境性为理解库恩的范式理论提供了线索:自然科学具有解释学的基础。劳斯进一步主张:自然科学本身就是解释学的事业,科学是不断重构的叙事。科学的解释学与客观主义形成对立,而这并不必然使科学滑入相对主义。伯恩斯坦提出了超越客观主义与相对主义的方案:解释学本身就为这种超越提供了资源,解释学循环恰恰对科学范式的开放性提出了要求。 关键词:经验基础语用学解释学叙事重构 一、经验与陈述的逻辑鸿沟 自然科学被公认为经验科学,但是,科学哲学家对“什么是经验”、“如何进行检验”等问题并没有统一的意见。波普尔把经验基础问题界定为“关于个别陈述的经验性质以及如何检验它们的问题”。([1],30)经验基础问题涉及经验(或观察)与基本陈述(或观察命题)的关系、陈述与陈述的关系这两个层面的问题,它构成科学哲学的基础性的问题。 逻辑经验主义预设了某种中性经验或者说无主体的经验以及描述这种经验的中性语言。逻辑经验主义处理经验与陈述的关系的典型方式是逻辑原子主义式的,基本经验或原子事实与基本陈述之间存在着一一对应的关系。以此为前提,它用形式逻辑的方式处理基本命题与理论命题的关系,提出其科学检验和科学划界的原则即证实原则,主张科学理论与基本命题之间存在着归纳证实的逻辑关系。作为其弱化形式的概率论仍然坚持中性经验和中性语言的设定。 波普尔对逻辑经验主义的批判集中于基本命题与理论命题的逻辑关系层面,他对归纳主义的证实原则的驳斥在逻辑上是无可反驳的:任何普遍的科学的理论命题都是不能由有限数量的观察命题得到证明的。经验与陈述的关系这一层面并非波普尔的主要关注点,但他对此也有所反思。他认识到经验与陈述之间并不存在类似于陈述之间的逻辑关系,经验与陈述之间存在着一个似乎不可跨越的鸿沟。经验并没有直接的证明作用,“陈述只能由陈述从逻辑上加以证明”。([1],31)“由于要求基本陈述和其它科学陈述具有客观性,我们将剥夺了我们自己本来希望把科学陈述的真理性还原为我们经验的任何逻辑手段。”([1],33-34)简言之,一切基本命题(或观察陈述)的真值是无法从经验上予以确证的,所谓科学的检验——基本命题对理论命题的证明或证伪——就丧失了原有的基础。 拉卡托斯在《科学研究纲领方法论》一书中对经验基础问题作了富有启发的分析。他指出,独断证伪主义是站不住脚的,因为它的基础包含两个错误的假设。第一个假设是:理论命题和观察命题之间有着自然的、心理的分界。第二个假设是:观察命题是由事实得到证明的,正确的。实际上这两个假设对逻辑经验主义同样有效。拉氏驳斥了这两个假设。他认为,观察命题与理论命题并非如通常所以为的那样直接来源于中性的、纯粹的经验,观察渗透着理论预期,观察命题以更高层次的理论为背景。针对第二个假设,拉氏指出,“观察”命题的真值是无法明确决定的,“任何事实命题都有不能由实验得到证明,命题只能由其它命题导出;不能由经验来证明陈述,‘就象不能用敲桌子来证明陈述一样’”。([2],21)他进而断言:“因而,我们既不能证明理论,也不能证伪理论。软的,未经证明的‘理论’同硬的,业经证明的‘经验基础’之间的分界是不存在的:一切关于科学的命题都是理论的,而且都是不可避免地可错的”。([2],22) 科学的可错论无疑为怀疑主义、非理性主义敞开了大门。那么,如何实现可错论与科学合理性的调和呢?约定主义的策略似乎不可避免。波普尔既承认科学理论的可错性,又试图坚持科学的批判理性。他必须决定如何把受检验的理论与不成问题的背景知识区分开来,背景知识中的理论将获得“观察的”地位,作为检验其它可怀疑理论的基础。波普尔强调背景知识在科学活动中的地位并承认其约定性:“批判永远不会从无开始。…讨论问题时我们总是承认(但愿只是暂时地)各种不成问题的东西,它们暂时为讨论这个问题而构成我称之为背景知识的东西。在我们看来,这种背景知识很少始终绝对不成问题的,它的任何一部分在任何时候都可能受到挑战”。([1],205)批判总以特定时空下的背景知识为前提,并保留着对这些背景知识提出上诉的权利。科学知识的增长就处于这种约定与批判的循环之中。但无论如何新理论总是以其真值不确定的理论为基础,因而这样建构的理论大厦归根结底是缺乏基础的。拉氏很幽默地表达了这种怀疑:“我们的方法论证伪主义者骄傲地拒斥了这种逃避主义:他敢于不减可错论之威,且又敢于以大胆的、冒险的约定主义政策毫无教条地避开了怀疑论。他完全知道所冒的危险,但他坚持人们必须在方法论证伪主义和非理性主义之间作出某种选择。他提出了一场几乎没有希望赢得的战争,但声称说参加这场游戏比放弃这场游戏还是要好些。…有人甚至会说,方法论证伪主义与独断证伪主义的不同就在于它是空讲可错论!”([2],41) 可错论、约定论和对背景知识的实用主义的强调都是由科学的经验基础问题导出的合理结论,是对科学的理解的一种进步。而波普尔之所以有“空讲可错论”之嫌疑,其根源在于他仅仅局限于陈述间的逻辑证明(或证伪)层面,而放弃了对经验与陈述的关系作出合理说明。鉴于经验与陈述之间的逻辑鸿沟,任何回避而不予解释的科学合理性理论都是空中楼阁。 那么,科学的经验基础问题究竟能否被解决呢?答案是;在经验主义的平台上该问题无法得到解决。经验主义的根本性难题在于,它导致了唯我论的困境。经验主义所谓的经验不过是个人化、私人化的经验,而这种经验并非是主体间有效的:我的经验不同于你的或他的经验,所谓的经验检验也就不是主体间有效的。因此,摆脱该困境必须引入主体间性以及语言的公共性。当我用私人语言说“这朵花是红的”的时候,别人无法理解“红的”代表着什么感觉;而当我用公共语言说出这句话,并得到大家的认可时,这句话才变得有意义、主体间有效了。因此,惟有在语言学、尤其是语用学的平台上经验基础的问题才能得到解决,或者说该问题不存在了。经验主义考查命题是否为“真”,而在新的平台上则考查命题是否“有效”。这涉及科学观念的根本性的转变:科学是一种实践活动,其主体不是单个的科学家而是科学共同体,科学理性也是情境性的。 二、逻辑鸿沟的弥合:作为实践活动的科学 正如阿佩尔所言,“在分析哲学的发展进程中,科学哲学的兴趣重点逐渐从句法学转移到语义学,进而转移到语用学。这已经不是什么秘密。”([3],108)语言哲学的语用学转向彻底地了转变了我们看待科学的方式,科学的实践性(活动性)、主体间性和情境性或者说局域性都能在语用学的平台上凸现出来。语用学把句法学与语义学纳入对语言的整体性的语用分析之中,分析对象由名词性的“语言”变成动词性的“言语”。“言语”是一种活动,奥斯汀说“说话就是做事”。把语言视为言语行为同把科学作为活动来理解是一致的,科学本质上是一种由技术兴趣引导的介入世界的活动而非静态的知识。维特根斯坦明确指出不存在私人语言,语言总是公共的。同样,科学语言和科学活动总是在共同体中发生并获得有效性,科学的主体不是单个的主体而是共同体。“真”为“有效”所取代,“有效”即主体间有效:在主体间得到一致认可。维氏的“语言游戏说”把语言、生活形式和世界理解视为一个整体,各个“语言游戏”只具有家族相似性而不可通约。科学本身就是一种语言游戏,它同时还是在更广阔的日常实践的语言游戏中展开的。科学的情境特征和局域性可由此得到说明。以此为背景库恩也就好理解了。 如果说前库恩时代科学哲学的主流把科学作为既成的知识来考察的话,那么库恩的范式理论则是把科学作为一种活动来考察的一座里程碑。他在《发现的逻辑还是研究的心理学》一文中表达了这种取向:“我们都关心获得知识的动态过程,更甚关心科学成品的逻辑结构”([4],265),“要分析科学知识的发展就必须考虑科学的实际活动方式”([4],267)。 库恩对经验基础问题有比较清醒的认识,并对波普尔的证伪逻辑提出了批评。他认为,波普尔所谓的认识逻辑名不副实,因为它只局限于陈述间的逻辑关系而忽略了对陈述与观察之关系的探讨。在波普尔看来,理论要成为科学的,只能通过观察陈述而被证伪,不能通过实际观察。库恩认为,这种逻辑的证伪并不能给认识逻辑提供基础,而认识逻辑的规则及其逻辑要求“已不单是意义的符号关系。它要求认识论家和科研工作者把理论所导出的句子不是同其他句子相联系,而是同实际观察或实验相联系。这就是卡尔爵士‘证伪’一词必然引来的后果,但怎样才能做到这一点,他却始终保持沉默。…当一种业已公认的理论不是面对实验陈述,而是面对实验本身时,逻辑在什么条件下才要求科学家放弃这种理论呢”?([4],280)库恩很清楚,波普尔不能、他自己也不能为观察与陈述提出一种通常意义上的逻辑,在这个层面上,逻辑是无效的。他阐明,“提这些问题目的是要表明逻辑尽管是科学探索有力的、最后总是不可缺少的工具,但人们也有某种可靠知识在形式上并不需要逻辑。同时我还要提示,逻辑证明的价值并不是为了逻辑本身,只是在条件需要而且需要到一定程度时才有。”([4],281)这乃是对科学理解中的逻辑迷信的破除。 那么库恩针对上述经验基础问题提出了什么样的解决方案呢?他指出:“我曾引进‘范式’这个词以强调科学研究依存于具体事例,它可以跨越理论内容同理论应用之间的鸿沟”。([4],281)库恩强调范式作为范例的意义,他认为,科学共同体承认的合乎范式的范例是具体的题解。“共有事例即以发挥一般都归之于共有规则的认识功能。事例发挥这种功能时,知识的发展不同于知识在规则支配下的发展。”([4],313)作为范例的科学范式是一种具体的题解活动,科学家通过一系列题解活动的示范和训练而习得他所在科学共同体中科学活动如何进行的知识。科学的语言、概念和理论在具体的题解活动中、具体的科学实践中被赋予意义、可理解性和可操作性。理论化离开了活动便无法理解。因此,经验与陈述的连结要在特定的具体的科学实践活动中去寻找,唯有参与特定科学共同体的科学游戏,才能理解经验与陈述在该科学范式中的特定连结。归根结底,经验与陈述的关系不是一种逻辑关系,而是一种非逻辑的活动关系;经验与陈述间的鸿沟是靠“活动”来跨越的,具体的实践活动是连结二者的中介。 库恩的范式理论既不是指向单个科学家的活动,也不是指向无主体的知识增长的逻辑,而是考查科学共同体的实际活动。范式可以粗略地等同于科学共同体。科学有主体,但既非先验主体也非自我封闭的经验主体,而是现实的科学共同体。科学知识的有效性以能否在科学共同体获得主体间的认可为基准。而对于赢得这种认可来说,经验证实或证伪是不充分的,论辩、说服、修辞、宣传、权威甚至权力都在现实的科学共同体中发挥着重要作用。科学共同体首先是交往共同体,它是科学得以可能的条件,其中进行的意义沟通和理解使得科学语言和活动获得特定的意义。阿佩尔指出,“自然科学家的实验共同体总是表现为一个指号共同体。而这种主题间性水平上的沟通决不能由某种客观科学的方法程序来取代,原因就在于这种沟通是客观科学之可能性的条件。”([3],71)“一个交往共同体的存在是一切在主体-客体维度中的知识的前提;这个共同体本身乃是对世界材料的客观描述和说明的主体间性元维度”。([3],73) 科学活动也是维特根斯坦意义上的“语言游戏”。语言游戏同特定的生活形式与世界理解相联系,科学范式之不可通约不过是语言游戏之不可通约的合理结论。科学的语言游戏植根于特定科学共同体的实践活动。不存在中性语言,语言与经验世界相互耦合于特定的实践活动或者说生活形式中。逻辑分析在这个层面上是无效的,对这种经验与称述之间关系的把握需要深入地考查并理解特定的科学实践活动乃至作为其背景的更为广泛的生活世界。语言与世界的这种耦合关系可以说明科学范式的不可通约性。“为什么理论之间或是语言之间的翻译如此困难?因为,正如经常议论到的,各种语言以不同的方式把世界说成各种样子,而且我们没有任何道路去接近一种中性的亚语言的转述工具。…学习一种语言或一门理论就是学习描述世界,该语言就是随着这个世界而起作用的”。([5],362) 科学家总是在某个科学共同体中从事科学活动,总是从属于某个范式。库恩的范式由形而上学信念、理论框架、选择问题及解决问题的标准构成,不同的范式中的科学家是在不同的世界中工作的。不同的范式构成不同的科学世界,其中的科学家面对着不同的经验问题和理论问题及其相互连结。因此,科学家的工作本质上也是解释工作,其从属的范式构成他解释、理解世界的前见。范式是历史地形成的,既有的,构成科学家置身于其中的情境(当然情境不局限于自主的科学共同体),科学理性也只有置于情境之中才能得到真实的理解。对库恩而言,不存在不依赖于特定的科学范式和文化的、所谓客观的事实的宇宙。实际上胡塞尔早就揭露过科学的客观主义假象,他认为关于表面上客观的、由事实构成的世界的知识,实际上先验地植根于前科学的世界之中。科学分析的可能的对象,是事先在我们原本的生活世界的现实中形成的。哈贝马斯指出:“胡塞尔正确地批判了客观主义的假象。这种假象用合乎规律的、结构化的事实的自在现象蒙蔽科学,掩盖这些事实的构造,从而使人们无法意识到认识和生活世界的利益是相互交织在一起的”。([6],123)世界如何呈现依赖于主体的特定的实践活动,依赖于主体所属的科学共同体和生活形式。 对科学活动的主体间维度、公共性、不可通约性、情境特征以及局域性的揭示,一幅新的科学形象浮现出来。科学的解释学维度昭然若揭。科学无本质。科学总是文化的、历史的产物,科学的形象并非静止的、普遍的。正如夏佩尔所言,“在科学中不存在任何神圣的、原则上免受修改或摈弃的东西:所谓事实是如此,理论、概念问题、方法、思维方式,甚至包含在一些所谓免疫的‘元科学’概念群中的‘科学’定义也如此”。([7],446)库恩赋予范式过强的约束性,然而,即使在同一范式中也存在着不同解释之间的竞争。用解释学来区分人文科学和自然科学还有意义吗? 三、作为解释学事业的自然科学 在伽达默尔那里,解释学经历了本体论转向,理解成为人之存在的基本状态,这样,解释和理解的普遍性得到了确认。自然科学同样是解释学的事业。后经验主义科学哲学以及科学的文化研究都揭示出了自然科学的解释学维度。“科学的知识也像一切知识一样,涉及对某人揭示(诉说)某事。科学探讨意义,这些意义就是体现在语言中的、在经验中修改和实现的,并在实验室的特定的实践中和科学文献及文化中传递的社会存在物。…科学有某种与其自己的(历史的)令人信服的判断和论据有关有历史空间或‘此时此地’。解释学哲学为把历史和文化重新引入自然科学哲学提供了哲学基础。”([8],9) 狄尔泰把解释学方法作为区分人文科学与自然科学的根据。查尔斯﹒泰勒(Charls.Tailor)继承了这种区分,他坚持:人文科学的研究对象是人的行为,而人的行为天然就是解释学的;自然科学的对象没有意义,对不同的文化是一样的,不依赖于人的解释,因而解释学在自然科学中是没有位置的。库恩的范式理论表明,自然这本大书并非没有意义。恰恰相反,具有不同范式的科学共同体以不同的方式理解和解释着自然界。在与泰勒的争论中,库恩表明了其解释学立场,“自然科学和人文科学一样,其中没有某套中立的,文化中立的范畴,自然对象或行动能由这套范畴来描述”。([9],21)“我的观点一直是如此:任何时期的自然科学家乃是基于一套概念,当代的实践者从他们最近的先辈那里继承下这套概念。这套概念是历史的产物,包含在文化中,当前的实践者通过训练进入这种文化;对于非共同体成员来说,仅仅通过历史学家和人类学家理解其它思维模式的解释学技艺是不能进入这种文化的。同时,我已作为特定时期的科学的解释学基础提到过它。你们可能注意到,它非常接近于我曾经所谓的范式。”([9],22) 库恩强调了自然科学的文化历史性,科学范式是与特定的文化和历史相联系的,一种范式就是在特定的文化和历史背景下对自然的一种解释。因此库恩反对泰勒对自然科学与人文科学所作的简单区分:自然科学中没有解释学的地位。他认为自然科学研究同样需要解释学的解释。不过,他仍然相信可以从解释学角度去区分这两种科学。他认为,范式更替确实意味着解释和理解自然的新方式,具备解释学的基础。然而,追求一种新解释并非促使这种转换的产生的研究者的自觉意愿。与之相反,新的解释却是人文科学游戏的自觉目标。因此,他坚持其早期的观点:自然科学区别于其它科学的地方在于,自然科学有支持常规的解题研究的范式,而人文科学不存在范式或常规科学时期。“自然科学尽管要求我所谓的解释学的基础,但他们本身不是解释学的事业。另一方面,人文科学通常如此,它们别无选择。”([9],23) 劳斯(Rouse)的解释学立场比库恩更为坚决和彻底。与泰勒相反对,在承认自然科学也是处于历史与文化中的需要解释的事业的立场上他与库恩是一致的。劳斯认为:库恩坚持,在遇到外来的、不熟悉的文化或本文时,存在着一种特征性的解释行动,而进入一种外来文化或本文的方式基本上不同于我们或多或少毫无问题地生活于一种文化(包括我们自己的科学文化)中的方式。劳斯不赞同这种观点,他认为即使在自己生活于其中的、熟悉的文化中仍然存在着竞争的意义解释问题。“传统是由对传统的不同解释的冲突构成的,这种冲突本身有着一个易受相互竞争的解释影响的历史。”([10],615)他认为,在库恩所谓的常规科学时期同样存在着经常的对范式的解释,常规科学的共享实践就包含着对实践的多元解释。劳斯在《科学的叙事重构》一文中指出,自然科学的历史演变总是伴随着科学的叙事重构。共享历史的科学共同体成员总是微妙地、竞争性地用不同的方式理解以往的科学研究并筹划自己的研究工作,都希望自己的叙事能为更多的共同体成员所接纳,从而主导共同体的研究方向并确定自己的研究地位。“科学研究是一种社会实践,研究者由此构造叙事情景,过去的研究通过这种叙事情景被理解和认同,而进一步研究的重要可能性被筹划。这个叙事领域展示了对该领域的连贯的、共享的理解和在不同的筹划、解释威胁下的不连贯之间的持续紧张。”([11],179)劳斯主张解释的普遍性,“以解释学循环为特征的解释,以及理解与自我理解的纠缠,并不划出一个行动或探究的特殊领域,而是使事物清楚的一个普遍特征”。([12],55)他坚持解释学并不构成区分然科学与人文科学的依据:“我主张,无论自然科学,还是人文科学都不能形成一个天然的类别。...所有的学科为一个内在发展历史以及与其它科学领域和社会实践的互动的历史所形成。...不同科学的成功实践总是已经并将继续避开方法论者所施加于其上的限制和类型学(typologies),这些方法论者提供一门科学为了成功必须如何的最新描述。”([12],56) 劳斯坚持科学本身是历史的偶然的产物,并将随着历史的进程而产生变化,科学没有不变的本质;他反对任何全球性的(global)、普遍化的科学合法化叙事,他坚持科学是局域性的(local),隶属于特定的文化传统和历史阶段;科学的可靠性并不依赖于全球合法化,科学的局域性并不削弱科学的可靠性。 自然科学的解释学反对自然科学的客观主义的理解,尽管这种客观主义的自我理解促进了近代科学的发展。不过,反对客观主义是否必然滑向相对主义?如何超越客观主义与相对主义?伯恩斯坦认为,解释学提供了超越客观主义与相对主义的途径。“伽达默尔提醒我们,在传统、历史和语言属于我们以前,我们便属于传统、历史和语言。我们无法摆脱效果历史的动力学力量,后者决定了我们将生成为什么。”([13],212)历史、传统和成见并非人类理性的限制,而是本质上理性有限的人进行理解和解释的前提。库恩的范式不可通约性并不意味着范式的绝对封闭和自主性,仅仅意味着不能把特定范式的标准强加于其它范式,因为不存在超越的标准。不可通约性恰恰要求开放性。对特定的文化、传统和科学范式的隶属恰构成理解其它文化、传统和科学范式的可能性条件,构成这种理解的本质特征的是解释学循环。因此,解释学追求的并非是封闭和自足,而是开放性和相互理解。而惟有在与古老本文、外来文化的遭遇中才能促进自我理解和自我超越。“科学共同体使用的理性和论证以社会实践为基础,并且指导科学活动的标准和规范从本质上说来是开放的。人们对于解释在科学活动的每个阶段的认识已经有所发展,并且在观察和理论之间的任一固定的分界上开始探询。” 自然科学论文:我国自然科学基础研究论文 现代自然科学研究在我国起步甚晚,1915年,一批年轻学者倡议成立中国科学社,发行《科学》杂志,是在这片土地上自主从事现代自然科学研究的开端。20世纪20年代,中华医学会的一些学术刊物问世。1928和1929年,先后成立了部级的中央研究院和北平研究院。1935年,国民党政府通过、建立了博士学位制度,但从未实行。 起步甚晚的自然科学研究工作又受到急功近利、科技混谈的政策影响,多次在似曾相识的压力下挣扎。其实,不同时期政策要求的相似性,跨越了意识形态和政权更迭的差异,反映了历史文化传统的沉重束缚。 1953年朝鲜停战之后,中国第一次有可能在较稳定的环境中全力从事经济建设,当时工业部门的研究力量几乎等于零,中国科学院的许多研究所为工业部门解决过大量实际问题,以物理研究所(50年代初曾经称为应用物理研究所)为例,它承担过的任务包括:为黑龙江阿城仪表厂解决铝镍钴永磁合金浇铸余料的再利用问题,为鞍山钢铁公司解决延长耐火材料寿命问题,为建筑部门研究加速水泥凝固的方法,为飞机制造工业研究铝合金相图,为电机业研制单取向和双取向硅钢片等等,这些工作多数都没有总结成学术论文,留下来的完整记录很少。前辈理论物理学家彭桓武为冶金提出的连续轧钢中的钢锭冷却速度,专门解决了一个热传导问题。这篇文章30多年以后才发表在庆祝周培源先生80寿辰的文集中,可算是一个特例。总之,当时科学工作者们投身思想改造和经济建设,并没有十分强调自然科学基础研究的意义。1956年制定的12年科学技术发展规划,也没有把基础研究置于特别地位。这是符合当时的国情、国力的。 在1956年1月的知识分子工作会议上说:“在过去几年中间,我国的各种工作都在开始,我们在目前需要和技术工作方面多投一些力量,而对于长远需要和理论工作方面注意得比较少,这是难免的,也是可以理解的。但是到了现在,如果我们还不及时地加强对于长远需要和理论工作的注意,那么,我们就要犯很大的错误。没有一定的理论科学的研究作基础,技术上就不可能有根本性质的进步和革新。但是理论力量的生长,总是要比技术力量的生长慢一些,而理论工作的效果一般也是间接的,不容易一下就看出来。正因为这样,有许多同志现在还有一种近视的倾向,他们不肯在科学研究方面拿出必要的力量,并且经常要求科学家给他们解决比较简单的技术应用和生产操作方面的问题。当然,理论决不可脱离实际,但是目前的主要倾向,却是对于理论研究的忽视。”曾是何等清醒啊!然而,此后46年间,近视的倾向、简单的要求,何曾稍减。从积极的方面回顾,三年(1957~1960年)中发生的许多事情,在外国人和后人看来,近乎荒唐,却也反映着我们对于工业化、现代化的强烈愿望。毕竟中国科学院的规模是在那些年代奠定的,电子学、半导体、自动化、计算机的发展是从那时开始的。 到20世纪60年代中期,经历了支持经济建设和国防建设的我国自然科学,确实到了应当作加大纵深的战备调整的时刻。然而,十年“”(1966~1976年)不仅耽误了时机,还对本来就很薄弱的自然科学基础研究进行了全面冲击。看一看这后面的“社会舆论”,是颇富教益的。我国理论物理研究在“”期间的经历,正好用以典型地说明传统的理论实践观的作用。理论物理研究可以粗略地划分为四个领域,粒子和场、原子核理论、凝聚态和统计物理、天体和引力。粒子物理研究由于主席1964年同坂田昌一谈话中所表现的重视以及与“一分为二”哲学命题的关系,得以保存队伍,并以70年代初杨振宁、李政道相继访华和1973年高能物理代表团访美为契机,有所复苏。核物理因为有国际背景和“核参数”任务的要求,基本维持原状,还得以在“工农兵大学生”中要求一定的培养数目。凝聚态和统计物理是四个领域中最接近实际的,却从哈尔滨到广州,全部解散改行。正是因为接近实际,自认为有发言权的批评家也多。中国科学院军代表向越南科委主任介绍物理所情况时说,“从前有一个理论研究室,理论脱离实际的典型,解散了!”与此成为鲜明对照,最为“好高骛远”、“不食人间烟火”的天体和引力理论,在此期间有所壮大。那原因却也是理论联系实际。我国一些优秀的数学家转入这一领域,对“军宣队”这是联系物理实际,他们仍然可以作一点现代微分几何,同时训练了一些年轻人。工厂技术员到车间当工人,实验物理工作者下厂做技术员,理论物理人员去做实验,数学家来搞理论物理。这发生在“弯曲时空”中的“平移”,使许多人联系了“实际”。 我国目前经济繁荣的背后,存在着不少深层次的问题,其中一部分就涉及到自然科学基础研究。完成人类基因组1%和水稻全基因组的测序,确是值得称道的成绩;同时也要清醒地看到,所用的自动测序机器全系舶来,还不必提及所用原理。研制出每秒万亿次以上浮点运算的大型并行处理系统,当然是重大科研成果;然而,也不要忘记关键芯片仍靠进口。技术引进,可以加速起步;然而,邯郸学步、履人后尘,总难以真正技超群雄,“领导世界新潮流”。只有浓厚、广泛而持续的基础研究才能孕育出异军突起的技术革命,建立起自己的支柱产业。像中国这样的大国,更不能靠别人的基础研究来实现自己的技术创新。 “基础研究要有国家目标”是堂皇而正确的提法,问题在于由谁来规定这个“国家目标”。一位年轻的管理干部曾对我说,你现在从事理论生命科学研究就是符合“国家目标”的。他不知道,我早在1985年在非线性科学和复杂性问题中干得正欢时,参加了中国科学院生物学部关于生物学发展战略的常委扩大会,此后就开始思考和准备向更为非线性、更为复杂的生命系统作战备进军。从1991年以来,我所在的研究组就不断学习生物学基本知识,全力以赴做生物问题,现在其实还没有入门。怎么能做到一旦“国家目标”下达,三年之内就出成果呢? “管理出效益”是搬到自然科学基础研究领域的另一种错误概念。生产企业、工程项目、技术攻关,理应加强管理。而不恰当的“管理”,正在妨碍我国自然科学基础研究的根本进步。应当撤销一批管理和评估机构,解放生产力。特别要让大批年轻有为的学者“沉”下去做事,而不是“浮”起来当“官”,去妨碍别人安心钻研。 科学管理部门忙于改组机构、评议课题,却很少对科学研究的支撑体系下功夫。仅以中国科学院图书馆为例,它的读者范围远远超出基础研究。1980年订阅原版期刊5377种,买原版书7245种。到1991年,原版期刊数量砍到1277种,购入原版书降到642种,几年间期刊平均订阅价上涨8.6倍,平均书价上涨14.4倍,而该馆图书经费只增加了82%。多少高等学校图书馆停书保刊,还越保越少。我国加入世界贸易组织,影印书刊全面停止,究竟增加了多少图书拨款以兹补偿?有些领导强调国际互联网上有大量在线期刊资料,却不提大多数有用信息乃有偿服务。全球同行中,很少有人像不少中国教授那样,不敢放手让学生上网,就是因为计算机网络收费不在高处统一解决,而是往下层层加码。学界多次呼吁,陋规至今未改。目前广泛存在于学术界中的浮躁情绪、泡沫科学乃至学术风气问题,在相当程度上是由急功近利的政策所引发的。一些管理科学技术事业的负责人士,总希望在自己的任期之内见到成绩;掌管经济预算的部门要听见金元宝落水的“响声”。自然科学基础研究要有队伍、有物质条件,还要有时间积累,才能“于无声处听惊雷”。共和国成立50多年了,从生孩子、抓教育做起,足以培育出两三代基础研究人才。提法不断更新,实质上总不敢在基础研究领域旗帜鲜明地放开步伐的科学政策,已经使我们浪费了太多的时间。 还应当指出,我国自然科学基础研究的许多方面,还未能摆脱一种半殖民地的心理状态。某些已经作了大教授的人士,开口闭口“我的老板”如何如何;还没有跳出原来所学课题,却学会了美国“老板”作风,经费多了花钱雇人为自己出文章。有些研究情况对内保密、对外开放,国内同行只能偶尔从国外访问者中了解一二。许多课题论证实际上也是引用外国已有的论据和“权威”言论。 我国在SCI收录的论文总数世界排名,已经由1995年的第十五位上升到2000年的第八位。然而,这里面有多少高影响力的文章呢?2000年,SCI的美国科学信息研究所做了一项统计。它把1981年到1998年发表的论文分为22个领域,每个领域内部比较,用计算机挑选出200篇“高影响论文”。扣除重复后,总计有76998篇文章入围。这些文章中213篇至少有一个作者的工作单位在中国大陆,占0.27%,即不到千分之三。有47篇论文的全部作者的工作单位都在中国大陆,占0.061%,即略高于万分之六。这些数字同论文总数呈尖锐对照。其实,大量发表低质量的论文乃是人力和物力的浪费,却给某些科技界领导带来良好的自我感觉。 现在各方面都在强调“原始创新”。原始创新从哪里来?科学家同工人、农民一样,每天都要老老实实地劳动。没有持续不断的刻苦钻研,何来创新灵感?从1960到1980年,我们曾一直强调要保证科技人员每周要有六分之五的业务时间。那是针对过多的政治运动和体力劳动。现在应当在新的意义下再次强调“六分之五”,把科学工作者从论证、检查、评估、考核等无休无止的非科学浩劫中解脱出来。我们这个国家,如果少一些不作研究的“研究员”,不讲课的“教授”,不从事科学的科学院“院士”,少一些把学生交给“保姆”而自己实际上不予过问的“博士生导师”,则科学幸甚! 科学和技术不是一回事。只抓技术,不促科学,是竭泽而渔。从科学到技术,从基础到应用,中间需要多少次接力、传递、反馈,有大量的中间环节。应用研究确实是我国目前情况下最需要大量人去做的事情。它决不可能由一个人、一个单位去“一竿子插到底”。只有重视和保护相对少数的基础研究,才能使从事基础到应用到产品的广大中间地带研究和开发的人们,专心致志地工作。几十年来的经验一再说明,凡是过分强调应用、冲击基础的时期(而这样的时期太多了)、首当其冲的正是最需要人的中间地带,而并不完全是纯基础研究。多数人转去谋求经济效益,少数人撤到更为基础的领域、或者滞留国外,最需要人的中间地带反而成为无人缺人地段,这是我们从建国以来的多次反复中总结出来的重要教训,希望在新的世纪,能做得好一些。 自然科学论文:我国自然科学基础研究论文 现代自然科学研究在我国起步甚晚,1915年,一批年轻学者倡议成立中国科学社,发行《科学》杂志,是在这片土地上自主从事现代自然科学研究的开端。20世纪20年代,中华医学会的一些学术刊物问世。1928和1929年,先后成立了部级的中央研究院和北平研究院。1935年,国民党政府通过、建立了博士学位制度,但从未实行。 起步甚晚的自然科学研究工作又受到急功近利、科技混谈的政策影响,多次在似曾相识的压力下挣扎。其实,不同时期政策要求的相似性,跨越了意识形态和政权更迭的差异,反映了历史文化传统的沉重束缚。 1953年朝鲜停战之后,中国第一次有可能在较稳定的环境中全力从事经济建设,当时工业部门的研究力量几乎等于零,中国科学院的许多研究所为工业部门解决过大量实际问题,以物理研究所(50年代初曾经称为应用物理研究所)为例,它承担过的任务包括:为黑龙江阿城仪表厂解决铝镍钴永磁合金浇铸余料的再利用问题,为鞍山钢铁公司解决延长耐火材料寿命问题,为建筑部门研究加速水泥凝固的方法,为飞机制造工业研究铝合金相图,为电机业研制单取向和双取向硅钢片等等,这些工作多数都没有总结成学术论文,留下来的完整记录很少。前辈理论物理学家彭桓武为冶金提出的连续轧钢中的钢锭冷却速度,专门解决了一个热传导问题。这篇文章30多年以后才发表在庆祝周培源先生80寿辰的文集中,可算是一个特例。总之,当时科学工作者们投身思想改造和经济建设,并没有十分强调自然科学基础研究的意义。1956年制定的12年科学技术发展规划,也没有把基础研究置于特别地位。这是符合当时的国情、国力的。 在1956年1月的知识分子工作会议上说:“在过去几年中间,我国的各种工作都在开始,我们在目前需要和技术工作方面多投一些力量,而对于长远需要和理论工作方面注意得比较少,这是难免的,也是可以理解的。但是到了现在,如果我们还不及时地加强对于长远需要和理论工作的注意,那么,我们就要犯很大的错误。没有一定的理论科学的研究作基础,技术上就不可能有根本性质的进步和革新。但是理论力量的生长,总是要比技术力量的生长慢一些,而理论工作的效果一般也是间接的,不容易一下就看出来。正因为这样,有许多同志现在还有一种近视的倾向,他们不肯在科学研究方面拿出必要的力量,并且经常要求科学家给他们解决比较简单的技术应用和生产操作方面的问题。当然,理论决不可脱离实际,但是目前的主要倾向,却是对于理论研究的忽视。”曾是何等清醒啊!然而,此后46年间,近视的倾向、简单的要求,何曾稍减。从积极的方面回顾,三年(1957~1960年)中发生的许多事情,在外国人和后人看来,近乎荒唐,却也反映着我们对于工业化、现代化的强烈愿望。毕竟中国科学院的规模是在那些年代奠定的,电子学、半导体、自动化、计算机的发展是从那时开始的。 到20世纪60年代中期,经历了支持经济建设和国防建设的我国自然科学,确实到了应当作加大纵深的战备调整的时刻。然而,十年“”(1966~1976年)不仅耽误了时机,还对本来就很薄弱的自然科学基础研究进行了全面冲击。看一看这后面的“社会舆论”,是颇富教益的。我国理论物理研究在“”期间的经历,正好用以典型地说明传统的理论实践观的作用。理论物理研究可以粗略地划分为四个领域,粒子和场、原子核理论、凝聚态和统计物理、天体和引力。粒子物理研究由于主席1964年同坂田昌一谈话中所表现的重视以及与“一分为二”哲学命题的关系,得以保存队伍,并以70年代初杨振宁、李政道相继访华和1973年高能物理代表团访美为契机,有所复苏。核物理因为有国际背景和“核参数”任务的要求,基本维持原状,还得以在“工农兵大学生”中要求一定的培养数目。凝聚态和统计物理是四个领域中最接近实际的,却从哈尔滨到广州,全部解散改行。正是因为接近实际,自认为有发言权的批评家也多。中国科学院军代表向越南科委主任介绍物理所情况时说,“从前有一个理论研究室,理论脱离实际的典型,解散了!”与此成为鲜明对照,最为“好高骛远”、“不食人间烟火”的天体和引力理论,在此期间有所壮大。那原因却也是理论联系实际。我国一些优秀的数学家转入这一领域,对“军宣队”这是联系物理实际,他们仍然可以作一点现代微分几何,同时训练了一些年轻人。工厂技术员到车间当工人,实验物理工作者下厂做技术员,理论物理人员去做实验,数学家来搞理论物理。这发生在“弯曲时空”中的“平移”,使许多人联系了“实际”。 我国目前经济繁荣的背后,存在着不少深层次的问题,其中一部分就涉及到自然科学基础研究。完成人类基因组1%和水稻全基因组的测序,确是值得称道的成绩;同时也要清醒地看到,所用的自动测序机器全系舶来,还不必提及所用原理。研制出每秒万亿次以上浮点运算的大型并行处理系统,当然是重大科研成果;然而,也不要忘记关键芯片仍靠进口。技术引进,可以加速起步;然而,邯郸学步、履人后尘,总难以真正技超群雄,“领导世界新潮流”。只有浓厚、广泛而持续的基础研究才能孕育出异军突起的技术革命,建立起自己的支柱产业。像中国这样的大国,更不能靠别人的基础研究来实现自己的技术创新。 “基础研究要有国家目标”是堂皇而正确的提法,问题在于由谁来规定这个“国家目标”。一位年轻的管理干部曾对我说,你现在从事理论生命科学研究就是符合“国家目标”的。他不知道,我早在1985年在非线性科学和复杂性问题中干得正欢时,参加了中国科学院生物学部关于生物学发展战略的常委扩大会,此后就开始思考和准备向更为非线性、更为复杂的生命系统作战备进军。从1991年以来,我所在的研究组就不断学习生物学基本知识,全力以赴做生物问题,现在其实还没有入门。怎么能做到一旦“国家目标”下达,三年之内就出成果呢? “管理出效益”是搬到自然科学基础研究领域的另一种错误概念。生产企业、工程项目、技术攻关,理应加强管理。而不恰当的“管理”,正在妨碍我国自然科学基础研究的根本进步。应当撤销一批管理和评估机构,解放生产力。特别要让大批年轻有为的学者“沉”下去做事,而不是“浮”起来当“官”,去妨碍别人安心钻研。 科学管理部门忙于改组机构、评议课题,却很少对科学研究的支撑体系下功夫。仅以中国科学院图书馆为例,它的读者范围远远超出基础研究。1980年订阅原版期刊5377种,买原版书7245种。到1991年,原版期刊数量砍到1277种,购入原版书降到642种,几年间期刊平均订阅价上涨8.6倍,平均书价上涨14.4倍,而该馆图书经费只增加了82%。多少高等学校图书馆停书保刊,还越保越少。我国加入世界贸易组织,影印书刊全面停止,究竟增加了多少图书拨款以兹补偿?有些领导强调国际互联网上有大量在线期刊资料,却不提大多数有用信息乃有偿服务。全球同行中,很少有人像不少中国教授那样,不敢放手让学生上网,就是因为计算机网络收费不在高处统一解决,而是往下层层加码。学界多次呼吁,陋规至今未改。目前广泛存在于学术界中的浮躁情绪、泡沫科学乃至学术风气问题,在相当程度上是由急功近利的政策所引发的。一些管理科学技术事业的负责人士,总希望在自己的任期之内见到成绩;掌管经济预算的部门要听见金元宝落水的“响声”。自然科学基础研究要有队伍、有物质条件,还要有时间积累,才能“于无声处听惊雷”。共和国成立50多年了,从生孩子、抓教育做起,足以培育出两三代基础研究人才。提法不断更新,实质上总不敢在基础研究领域旗帜鲜明地放开步伐的科学政策,已经使我们浪费了太多的时间。 还应当指出,我国自然科学基础研究的许多方面,还未能摆脱一种半殖民地的心理状态。某些已经作了大教授的人士,开口闭口“我的老板”如何如何;还没有跳出原来所学课题,却学会了美国“老板”作风,经费多了花钱雇人为自己出文章。有些研究情况对内保密、对外开放,国内同行只能偶尔从国外访问者中了解一二。许多课题论证实际上也是引用外国已有的论据和“权威”言论。 我国在SCI收录的论文总数世界排名,已经由1995年的第十五位上升到2000年的第八位。然而,这里面有多少高影响力的文章呢?2000年,SCI的美国科学信息研究所做了一项统计。它把1981年到1998年发表的论文分为22个领域,每个领域内部比较,用计算机挑选出200篇“高影响论文”。扣除重复后,总计有76998篇文章入围。这些文章中213篇至少有一个作者的工作单位在中国大陆,占0.27%,即不到千分之三。有47篇论文的全部作者的工作单位都在中国大陆,占0.061%,即略高于万分之六。这些数字同论文总数呈尖锐对照。其实,大量发表低质量的论文乃是人力和物力的浪费,却给某些科技界领导带来良好的自我感觉。 现在各方面都在强调“原始创新”。原始创新从哪里来?科学家同工人、农民一样,每天都要老老实实地劳动。没有持续不断的刻苦钻研,何来创新灵感?从1960到1980年,我们曾一直强调要保证科技人员每周要有六分之五的业务时间。那是针对过多的政治运动和体力劳动。现在应当在新的意义下再次强调“六分之五”,把科学工作者从论证、检查、评估、考核等无休无止的非科学浩劫中解脱出来。我们这个国家,如果少一些不作研究的“研究员”,不讲课的“教授”,不从事科学的科学院“院士”,少一些把学生交给“保姆”而自己实际上不予过问的“博士生导师”,则科学幸甚! 科学和技术不是一回事。只抓技术,不促科学,是竭泽而渔。从科学到技术,从基础到应用,中间需要多少次接力、传递、反馈,有大量的中间环节。应用研究确实是我国目前情况下最需要大量人去做的事情。它决不可能由一个人、一个单位去“一竿子插到底”。只有重视和保护相对少数的基础研究,才能使从事基础到应用到产品的广大中间地带研究和开发的人们,专心致志地工作。几十年来的经验一再说明,凡是过分强调应用、冲击基础的时期(而这样的时期太多了)、首当其冲的正是最需要人的中间地带,而并不完全是纯基础研究。多数人转去谋求经济效益,少数人撤到更为基础的领域、或者滞留国外,最需要人的中间地带反而成为无人缺人地段,这是我们从建国以来的多次反复中总结出来的重要教训,希望在新的世纪,能做得好一些。 自然科学论文:经验主义对自然科学研究的影响分析论文 摘要:经验主义是近现代科学和西方哲学的理论基础,正确理解经验主义对科学研究和人类认识世界都具有重要意义。本文介绍经验主义在哲学及科学史中的发展历程,在揭示其内涵的同时不断将内在矛盾和问题呈现出来,以便人类能正确认识经验主义在科学研究中的作用、性质以及产生的正负面影响,从而更好的为科学研究服务。 关键词:经验主义;原则;科学研究 经验主义被认为是实证科学基础,它主要包括感觉优先原则、经验的客观性原则和经验证实原则三个方面。感觉优先原则强调感官经验是一切认知活动的起点,拥有对认知活动、经验和理论的科学资格的裁判权;客观性的经验作为实证科学研究材料的经验,是通过严格筛选及加工后获得的;经验证实原则是根据实验对理论的真理性的判定原则,由此对整个科学研究定性。正是如此,科学家们在从事科学研究的过程中,曾一度将经验主义当成从事研究的“神兵利器”,虽然经验主义在科学研究的历史中曾发挥过重要作用,但纵观科学技术史,经验主义带有不可遮掩的片面性,给科学研究带来了重重阴霾,阻滞了科学研究的进程。 一、经验主义在科学史中的发展 1.经验主义与理性主义的发生、发展 在欧洲科学技术史和哲学史上一直交织着经验主义和理性主义的斗争,它们就认识的来源和内容等问题进行了长期的争论,进而成为欧洲哲学史上两个基本的认识论派别。在科学研究未形成前,经验主义和理性主义的思想倾向自古就有了,认识论一开始就包含着矛盾,它是经验的与超验的矛盾复合体。在古希腊早期,哲人们已经表现出了经验主义和理性主义两种倾向。随着哲学的发展,这两种倾向的对立便逐渐展开,赫拉克利特的经验主义色彩比较突出,毕达哥拉斯派的理性主义色彩比较突出,从普罗泰戈拉和苏格拉底开始产生了经验主义和理性主义的直接对立。亚里士多德等人虽看到了经验主义和理性主义各自的片面性,但也未能克服这种片面性,最终表现为亚里士多德在二者之间的摇摆不定。到了欧洲中世纪,经验主义和理性主义的对立在经院哲学中以唯名论和实在论的形式继续存在。从近代的自然科学发展来说,力学、数学和天文学较其他学科发达,这就使得人们在用科学和理性认识世界时,必须付诸于当时的自然科学。不过当时人们并没有把经验和理性有机结合起来,建立科学的认识论。一部分人注重力学的实验和经验归纳法,并使之绝对化,形成了近代的经验主义;另一部分人则注重数学的理性演绎法并也使之绝对化,形成了近代的理性主义。根据当时资产阶级建立资本主义制度的需要以及当时自然科学发展的状况,在资本主义发展到一定阶段后,经验主义和理性主义作为认识论上的两种比较典型的形式全面系统地展开论争。他们在对认识论的发展作出巨大贡献同时,也暴露出自身严重的局限性。可以说16—18世纪是欧洲哲学史上一部经验主义和理性主义既相互斗争又相互促进的矛盾发展史。正是这两个认识论派别的哲学论争,也相应引发了科学研究中的认识论以及方法论的斡旋,从这个层面来说,哲学史上的经验主义和理性主义之争也是科学研究史上思维与方法论的斗争。厘清经验主义在科学研究史的脉络,有利于提升自然科学研究的思维能力。 2.经验主义在自然科学研究中外延、内涵的伸缩 经验主义强调认识对象的客观性以及感觉优先原则。在培根那,经验论仅是一个认识论原则,它的意义在于确立不同于神学知识的科学知识的来源。宗教知识来自于天启,而科学知识则来自于人的感官经验。起初人们只是要求一个科学知识应该有其经验来源,后来这个要求就演变为判定一个理论是否是科学理论的标准,即如果一个命题没有相应的经验背景支持,那么它就不能算是一个科学理论。到了洛克的时代,人们开始用科学知识来解释宗教知识。随着实证科学的发展,经验论逐渐成为解释人类知识来源的唯一理论,“经验”也仅指人通过感官获得的经验。比如一个人说“看到”上帝或“感到”上帝就在他身边等相关经验,是不能被科学家承认的。科学会判定类似经验是人类感觉器官的异常活动的表征或是观念的非科学的排列组合而否定其合法性。在这种认识论原则下,上帝、灵魂这类东西就渐渐地丧失了实体地位。正是在这种情况下,经验论逐渐越过自己的疆域,获得判定存在者是否存在的特权。也就是说,经验主义在自然科学发展中作用与职能均悄然发生了变化,一些非经验的素材将不能被其认可、真正的科学知识被拒之门外,阻碍了人类探索与认识自然的进程。 (1)经验主义在科学研究中判定的是理论是否是“科学理论”的资格问题,而不涉及是真假问题。但在现实研究中,经验主义却往往能根据经验给与那些理论以真假判断,扩大了经验主义的适用范围。且论按照经验论原则,凡是没有感官经验基础或来源的理论都不能认作是科学理论,故而在这里“科学”一词也不能称的上是真正称得科学上的正确或真理,而只能指一种归属性,隶属实证科学范畴之内的理论。 (2)就事物的存在性来说,经验主义原本并不具有直接判定事物存在与否的能力,一个事物是否存在和人们对它们是否有感觉是不能等同的,却在研究中或是生活中具备了这种“神力”,它对事物存在性的判定资格源于人们凭着个人经验主义或者大众认可的日常的朴素经验对其的误用。但抽象的反对并不能阻止人们日常思维中的“惯性错误”,人们在无意识中,依然很自然地用经验之有无来判断事物之是否存在,听到“这个那个不存在”之类的武断判断。所有这类断言都是与科学精神是不相称的。通俗点说,经验主义者只有断定某物存在的能力,而不具备断定某物不存在的能力。 (3)经验主义中的原则作为一个理论判定原则实质上是个程序原则,它重点关注的是认识事物的方式、程序,只有通过特定认知路径获得的经验、理论才能被承认,这无疑是抹杀了其他非经验等路径获取知识的可能性,哄抬了经验主义在获取真理中的作用。这也就是所说的感觉优先原则:即只有经过感官经验确认的事物才能被接受为客观的存在,成为科学研究的合法对象;它要求感官经验在认识过程中或科学理论建构过程中具有绝对的否决权,甚至一个理论或一组经验如果没有得到其他人的感官的确认,它也不能成为“科学理论”加工的材料,进入科学领域。所以,感觉优先原则是个程序性的资格认定原则,仅仅针对一个知识产生的来源、路径进行判断。这就是经验主义影响下的科学精神和科学方法的必要组成。正是由于经验主义酿成的恶果,才有了爱因斯坦相对论的复杂坎坷的命运,导致中医的科学地位至今不能被完全承认的悲凉局面。经验主义在科学研究中外延内涵的膨胀,指定特制的科学路径,导致“只手遮天”的科学结果,其实已经悄然违背了自然科学研究的初衷。 二、经验主义对自然科学研究的种种责难 1.经验主义在科学研究中强调经验的绝对“客观性” 以感觉优先原则作为实证科学基础的经验主义并不盲从直接的感性经验,它对“经验”有着特殊的要求,即必须是客观的绝对的经验。所谓客观的经验就是“可公共感知的”的普遍经验。 (1)在科学材料的对象选择上,经验主义设置外在的壁垒,对其加以筛选。“可公共感知性”是指某一经验必须是所有的人都可能感知到的,它强调的是“可能性”而不是现实性。即如果某经验是某人用身体感官直接感知的,那么它必须是其他人用感官也同样能够直接感知的。否则,该经验就不能成为科学研究的材料。如神话中的牛鬼蛇神的经验历来都属于个别人的经验,是不可公共感知的,是非普遍的,所以,它不能被科学承认为合法的研究材料,不能进入科学领域。即所谓的“可公共感知的”,才能成为科学研究的合法材料。只有这样的经验才能满足实证科学研究所要求的“可重复性”要求,并且成为最受实证科学欢迎的加工材料。这就是在实证科学中经验主义对科学研究中材料的外围限制。事实上一些“非可公共感知性”的事物依然可以成为科学青睐的对象,只是没有得到应有的重视而已。(2)在自然科学研究领域,在科学材料的处理程序上,经验主义强行添置复杂筛选工序,对其进行取舍。经验主义认为一个具有普遍感知性的经验虽然获得进入科学领域的资格,但由于经验的相对性,它还必须被进一步处理,把和主体有关的因素都过滤之后才能成为科学研究的对象。可公共感知的经验必须依托具体主体的感官、凭借一定的感觉方式、依赖于主体的感觉能力。我们知道人的经验受人的身体和感官的状态、心理状态、观察视角等多种个体因素的影响,它导致人的经验具有“可变性”。在同一环境中,不同的人对于相同的物体的感觉会是变化不一的。如何使参差不齐的具体经验达到齐一、使之能够相互交流、相会认可从而成为科学研究的“客观”材料呢?人们采取的方法主要通过对经验的非主体化或外在化处理实现的。通过设立一个外在于所有人的衡量尺度,比如人们用气压计来衡量对象或环境的气压大小,而不再使用和人体感觉有关的压抑和舒张这类主体性较强的概念。这种经验就不再是传统意义的经验,而演化成一组数据。这样的数据既摆脱了具体个体,又可以在不同的参照系之间换算。这样的“数据”才是真正客观的经验。相关仪器以及参照系的发明成了科学发展的最重要的条件和成果。这正是经验主义对科学探究中科研工序的第二层限制。数据固然重要,固然客观理性,但理性的处理与非理性的遐想,也是伟大的科学发现必不可少的。 (3)经验主义在自然科学研究中对科学或是经验主体的特殊处理。忽视特殊群体(如极少数感觉特别敏感的人、感觉特别迟钝的人)所获得的别人或非感官性感知能力获得的经验,假设人的感知能力相同,经验的来源、渠道相同。这实质上是把普通人的感官能力作为衡量一切人的感官能力的尺度。这样主体之间的差别以及个体的特殊性被抹平了。这也使主体的因素被从经验中抽出,从而也使经验成为“与主观主体无关的”成分。这是经验主义对经验主体第三层限制。所以,在近现代科学和哲学的主体必然是以普通人为基准的抽象的人,人们相互之间没有任何差别,仅仅像一符号,经验的主体因素被彻底抽象掉了。实证科学中盛行的经验主义通过对科学和经验主体的限制,使普通经验论上升为科学经验论:实证科学所研究的经验是可公共感知的、与任何主观因素无关的被抽象的数据及符号。看似客观,却在无形中丢失了“被遗忘的角落”中的科学以及科研中关于人自身的意义。 2.自然科学研究中,经验主义中诸原则的冲突与紊乱 作为一个判定原则,感觉优先原则不同于经验证实原则。经验证实原则是对理论或命题真理性的判定,并由此对整个研究的科学性做出判定;而感觉优先原则是对认识对象或认识材料的“科学”合法性或资格的判定,而不是“真理性”。在严格的经验证实原则下,一个理论如果它本身或其推论能够在实践或实验中获得经验证实,那么就可以确认它为科学研究,而不是伪科学等。比如爱因斯坦的相对论就不是建立在可公共感知的经验基础上的,他的“理想实验”是公然对感觉优先原则的否定。按照感觉优先原则它必然不能被科学所承认,因此它曾四处碰壁。随着现代科学提供相对论所使用的概念、公式的科学运用,以及后来相对论在各个领域实践的成功,它才慢慢得到学术界的普遍地接受。如果说人们基于感觉优先原则不能承认,人们却基于经验证实原则给予承认,相对论就只有在科学门外徘徊的份儿了。因此,经验证实原则和感觉优先原则并不总是一致的,在许多重大问题上存在着冲突与紊乱,影响科学研究中的定性和判断。 总之,作为实证科学基础的经验主义是科学经验主义,它表现为感觉优先原则、经验的“客观性”原则和经验证实原则三个方面。经验的客观性原则实质上是要求作为科学研究材料的经验因“可公共感知的”而成为科学的材料。感觉优先原则具有对科学研究材料和理论“科学合法性”的资格认证权时,不能认证其真理性,是程序认证,当遇到“非可公共感知的”类的材料或是客观性经验时,难免会出现混乱;当遇到感觉原则自身无法认可而又被经验证实原则结果认证为具有真理性的科学研究成果时候,这两种认证方式以及这三个原则并不总是一致的,在一些关键性的重大问题上几者之间存在着严重的冲突与紊乱,人们至今也没有找到协调几者冲突的最佳方法。这不能不说是经验主义在实证科学运用中的一个无法回避的亟待解决的问题。 三、对自然科学研究中经验主义的批判 列宁在《唯物主义和经验批判主义》中反对的经验批判主义,是以唯心地曲解“经验”这一概念为基础的。经验批判主义者把经验理解为与客实在无关的人类体验、人类感觉的总和,他们断言一切现象的基础是“世界的要素”或“经验要素”,每个物体都是“要素的复合”。马赫主义在现代资产阶级哲学中有各种不同的表现形式,而他们没有真正理解经验主义,没有意识到即使是经验主义在自然科学发展史中发挥了重要的作用。 自然科学并不全是经验归纳的结果,它迄今具有的不可靠性、可错性、局限性、片面性等缺陷,主要是经验主义的过错。自然科学的重担不能只让理性来背负,作为“大胆假设”,非理性也经常起到重要作用。新中国建立后,一无所有的旧中国,科学技术突飞猛进,获得辉煌的科学成果。但是我们必须面对中国科学研究中,旧的经验主义始终笼罩着科学精英,束缚着他们的思想,阻碍着重大理论的构成的现状。事实上,科学史上但凡卓越的发明家和科学家都离不开对经验主义、权威主义和教条主义等的强烈对抗。特别是对经验主义,恩格斯早在19世纪就进行了严厉批判。观察、实验若没有正确的思想指导,非但不能获得科学真理,甚至会使科学家对经验的盲目崇拜,误入感性知觉的歧途,最终走向真理的反面。然而迄今在科学研究中,许多科学家依然一味地信奉经验归纳,较少注重各种非理性方法的应用。其实早自本世纪初,爱因斯坦的相对论打破牛顿的绝对时空观之后,研究中的经验主义和归纳方法就开始受到抨击。英国的罗素把一些科学家好比自作聪明的“火鸡”,仅凭经验归纳,常得出荒谬透顶的结论。库恩认为科学主要来自科学家的灵感和顿悟;而费耶阿本德则径直走向非理性和认识论上的无政府主义,使经验主义在科学研究中越来越没有立足之地。由此在科学研究中一些典型的非常规的方法和思想势如破竹般地流行起来,并直接对传统的经验主义针锋相对。 传统经验归纳的给科学研究设置的重重障碍。科学史上,从培根起,直到实证主义和逻辑实证主义,都认为科学理论是经验归纳的结果。先是通过科学实验获取经验事实,后对经验材料进行分析、筛选和分类,进而对筛选材料进行逐级的抽象和综合,直至得出一般的科学理论。而所有这些认识都不能超越经验范围,经验成了人类认识的惟一来源和界限。这种经验归纳方法直到20世纪50年代,才受到波普尔以及历史主义学派彻底否定。特别是费耶阿本德直接把批判矛头指向科学哲学中影响最大的逻辑实证主义,认为正是在这里存在最严重的经验主义。在他看来,认识史上没有一成不变的知觉和事实,即对着同一幅图像,由于不同的理论背景、文化经历也会产生不同的知觉印象和经验事实。如古希腊的“地心说”事实,到近代就发生根本变化,同一“感官印象”变成完全相反的“日心说”事实。所以科学家的劳动都是作为一种在复杂社会和物质条件下的决心和行为的结果而变化着的。因此必须去除那些僵死的、无所不包的原则、术语、概念及解释。对于那些与旧的知觉、事实相对立的新的知觉、事实,必须采用新的术语、概念和范式。人们正是用广阔开放的感官和丰富旺盛的智力探索世界,且取得了令人惊异的发现。费耶阿本德因此极力主张“怎么都行”的多元方法论,旨在摧毁形而上学思维方式,敦促人们锐意创新和采纳生动活泼的思维方法。 自然科学论文:新课标理念引导下的小学自然科学教学 摘 要:新课改推广要求基层教育工作者积极践行,结合自身的教学实际情况,不断创新与发展。潜下心来认真研究新课标的优秀观点,并结合自身教学实际情况灵活运用。结合自身的教学实践经验,从“现代教育技术”“综合实践活动”及“开发教学资源”三个方面入手,进行了初步的分析与探讨。 关键词:小学;自然科学;新课标;现代教育技术;综合实践活动;开发教学资源 新课改运动的普及与推广要求基层教育工作者积极践行、落实其大力倡导的先进教学观点以及理念,并要结合自身的教学实际情况,对所运用的理念进行不断创新与发展。这就奠定了各学科教师学习新课标理念、贯彻新课标理念、革新新课标理念的重要基调。笔者身为一线小学自然教师,在平时的教学活动中,对如何更有效地运用新课标所提倡的优秀教育理论,进行了认真的探索与实践,现结合具体的教学实践,将个人的一些认识与见解归纳、总结如下。 一、恰当、科学地运用现代教育技术 信息化是现代社会最鲜明的时代特征之一,在此背景下,各行业各领域都对现代信息技术进行了最充分的运用。教育界也不例外。《义务教育小学科学课程标准》更是在其教学基本理念中明确指出:“现代教育技术为教育教学开拓了更为广阔的天地,教师应当从所在地区的实际情况出发,在教学实践中充分运用现代教育技术。” 笔者认为,新课标之所以如此倡导,是因为现代教育技术在小学自然学科中的恰当运用,能有效拓宽学生的视野范围,充分调动学生的学习兴趣,能有效兼顾学生的学习差异。以下的教学实践便可以充分证明这一点。如,在教学“人的进化”这一内容时,笔者就利用现代教育技术,为学生出示了一组猫、狗、大猩猩等不同动物以及人的幻灯片,要求学生认真观察图片,并回答哪一动物与人的亲缘关系最近。通过观看图片,学生很快就能回答出:“大猩猩与人的亲缘关系最为接近。”在此基础上,笔者又通过图片对比的方式,比较了人与大猩猩外部特征的相似之处。例如,人与大猩猩都能直立行走、五官长相位置大致相同、都具有丰富的面部表情、都能灵活地用手拿东西等。借助现代教育技术,不仅有效扩充了课堂容量,大大开阔了学生的视野,而且更为重要的是,还使学生对于“人的进化”这一知识点具有更为浓厚的探究兴趣,而这很显然为他们在高涨的学习姿态下积极、主动地融入“人的进化”的具体学习活动之中奠定了良好的感情基础。由此,我们不难看出,现代教育技术在小学自然与科学教学中的科学运用具有良好的效果。 二、灵活组织丰富多彩的综合实践活动 现代素质教育理念提倡“学中做”“做中学”的观点,即鼓励学生在丰富的实践活动中夯实理论知识、提升实践技能。与此相适应,《义务教育科学课程标准》持有相类似的教育观点:“教师应用丰富多彩的活动充实教学过程,这些活动的开展既能使学生亲身体验科学发现、科学探究、科学创造的过程,同时更有利于学生在丰富多彩的综合实践活动中切实发展、提升自身的自然科学修养及综合素质。” 笔者认为,小学自然科学教师在践行这一先进教育观点时,应当从所教内容出发,从所教学生的兴趣爱好出发,精心选择那些与学生生活实际紧密相连、能充分诱发学生兴趣的活动,同时,又要与学习内容密切相关,这样才能确保综合实践活动的作用得到最大限度的发挥。 对此,笔者感受颇深。例如,在教学了“种子植物与非种子植物”这一节的相关知识点之后,笔者就将学习的阵地由课堂转移到了校园这一广阔的空间,要求学生利用校园内丰富的植物资源,在认真观察的基础上归纳、总结哪些植物是种子植物,哪些植物是非种子植物。 这一学习形式新颖别致,因此学生的参与热情格外高涨,他们全都自觉且积极地投入到了实践活动之中。在这一综合实践活动之中,学生既懂得了植物可分为种子植物和非种子植物纱罄啵同时,更是通过认真观察植物落在地上或者是长在树枝上的种子,对其属性进行了科学、正确的判断。例如,广泛分布在校园中的松树属于种子植物,而潮湿、阴凉处的苔藓则是非种子植物;除此之外,有些植物的种子是裸露在外的,像银杏、云杉等;而有些植物的种子外则有果皮包被着,像玉米、菜豆、向日葵等;有果皮包被的最大意义是能对植物的种子起到很好的保护作用,进而有益于其传播……如此,通过这一综合实践活动,一方面学生的自主探究意识及能力得到了显著的锻炼与发展,另一方面学生在综合实践活动中对植物类别进行划分的过程,更是他们回顾、复习课堂所学理论知识,进而建立完善知识结构体系的过程。该项教学实践案例充分证明了小学自然学科灵活组织综合实践活动一举多得的良好教学效益。 三、合理开发一切可用的教育教学资源 《义务教育科学课程标准》强调:“各地区、各学校之间存在着一定的差异,统一、划齐的要求显然并不符合实际情况。小学自然科学教师应当积极挖掘、合理运用一切可利用的教育教学资源。”笔者认为践行新课标这一理念的优势在于,能使得小学自然与科学教学变得更为契合所在地区、所在学校的实际情况,进而显著优化、改善最终的实际教学效果,学生的自然科学素养也能因此得到更好提升。 笔者自身的教学实践便可以充分证明这一观点。如,在教学“保护大气”这一知识点时,就要求学生利用课余时间,同父母一起,对平时生活中常见的大气保护标志、环境保护标志进行充分的搜集与整理,这一社会生活资源的开发与利用,既使得学生掌握了更多的环保标志,更使得他们深刻认识到保护大气、保护环境的必要性及重要意义,教学反响异常良好。又如,“土壤的成分”这一内容涉及“土壤的保护”这一知识点,在教学了相关的内容之后,笔者就要求学生在课下自由结合成学习小组,并以小组为单位,利用互联网络技术对土壤遭到破坏的原因、土壤遭到破坏后的严重后果以及有效保护土壤的措施方法等进行相关信息的搜集与整理。这一网络资源的充分利用,既有利于学生信息搜集、归纳能力、问题分析、问题解决能力等综合素质的切实进步与发展,同时,更能使得学生自觉树立起“保护赖以生存的土壤”这一端正的价值观念,而这恰恰正是“土壤的保护”这一知识点的教学追求所在。 一言以概之,小学自然与科学教师在教学实践活动中,应当多渠道、多途径地开发、利用一切可利用的课程教学资源,这对于优化小学自然与科学的实际教学效果、真正促进小学生自然科学素养的更好发展,起到举足轻重的作用。 总而言之,新课标的先进教育理念为小学自然学科正常组织教学指明了前进的道路与发展方向。对此,小学自然学科教师必须潜下心来,认真研究新课标的观点,并结合自身教学实际情况,对其进行最大限度的灵活运用。这既是迎合新课改历史发展趋势的客观要求,又是切实优化、提升小学自然学科教学效率与质量的客观要求,同时,更是促进小学生自然科学素养显著进步的客观要求。 自然科学论文:自然科学方法运用于历史研究的可能与限度 [摘要]在20世纪中史学走向现代的进程中,自然科学方法入史的命运几经沉浮环境史学是以研究历史上人与自然互动关系为鹄的新史学,从治史理念到研究内容,再到研究方法,均不啻为世纪之交中史学研究范式的一次重大革新,同时,环境史学的兴起为自然科学方法名正言顺地入史提供了可能。环境史是历史学的一个分支,由历史学的学科属性决定,自然科学方法入史在存在可能的同时又存在限度。 [关键词]环境史 自然科学方法 可能 限度 20世纪中史学由传统走向现代的一个重要标志即是跨学科研究方法的出现。正如有些学者所指出的那样,“中现代史学从一诞生起就与借鉴其他学科的方法处于同步并行的状态,而且随着时间越向前推移,中史学自觉接纳其他学科渗透的步履频率就变得越快,以致于在当代史学所采取的各类‘方法’中,我们已经很难辨别清楚什么是纯粹意义上的所谓‘史学方法’”。此处的“其他学科”,恐怕还多局限于社会科学的范畴,而谈到自然科学与历史研究的关系,毋庸讳言,即使暂且抛开历史学究竟是科学还是艺术这一庞大的理论命题,我们也不难看出,自然科学方法与历史研究确实存在许多不易融合的地方。因此,由中史学的传统特点、治史理念等诸多因素左右,自然科学方法人史的命运在20世纪可谓几经沉浮。 环境史学是以研究历史上人与自然互动关系为鹄的新史学,自从西方兴起到现在已近半个世纪,然而从其传人中到获得长足发展却不过是最近一二十年的事情。但是就在这短短的时间里,一批有志于环境史研究的学者在积极译介外环境史优秀成果的同时,又力图去构建中环境史研究的学科体系。环境史作为历史学的一个分支,一方面,其治史理念、研究对象和研究方法决定了自然科学方法在研究中要扮演重要的角色;另一方面,受制于历史学的学科属性,环境史研究在为自然科学方法人史提供可能的同时又存在限度。笔者将从环境史学的理论基础、研究方法和研究误区等三方面来探讨这种可能与限度。 一 环境史学的理论基础是生态学。生态学作为一个生物学意义上的概念,是由德生物学家恩斯特?海克尔于1866年首先提出的,大约在7年之后开始在英语世界传播,但是其真正“运用到对人的研究上,开始探讨自然、技术和社会之间的关联,从而获得超出自然科学范畴的现代意义”,则是距其产生近一个世纪之后的事情了。在这一时期的西方,人们开始积极运用生态学的逻辑去反思和拷问工业发展带来的日益凸显的生态危机。代表性作品即有蕾切尔?卡逊的《寂静的春天》以及罗马俱乐部的《增长的极限》等,与之相应。环保思潮迅速兴起。同样,我们说“职业历史学家一般都不能不受自己所处时代基本哲学思想和普遍思潮的影响,不管他是否意识到这一点,而且这种影响还总会反映在自己的研究方向上”,而该时期史学研究方向上的一个重要变化即是环境史学的兴起。 如今,最为我们耳熟能详的美两位环境史大家即是唐纳德,休斯和唐纳德?沃斯特,两位学者都不约而同地强调了生态学对于环境史研究的重要性。例如休斯在其三部著作《潘神的劳苦》、《世界环境史》和《地中海地区:一部环境史》中就一再强调生态分析作为环境史研究一个手段的重要性。在其新著《什么是环境史》一书中,休斯在(环境史)“与自然科学的关联”一节专门论述了生态学对于历史研究的重要启发意义。休斯认为:“人类文明不可能将其自身置于自然法则之外,即使那些拥有先进的技术文化的文明也做不到这一点。生态学将人类物种置于生命网络之中,仰赖它而活命、生存。你不能否认科学素养在原则上对于环境史的重要性:完全撇开显而易见的实际困难来说,这为环境史学家如何准备并不断训练指明了方向”。唐纳德,沃斯特同样也认为生态学对于环境史研究具有非常重要的意义。 当前,内从事环境史研究的学者在尝试环境史理论建构的过程中同样表达了对生态学的重视,并达成了以下两点共识:其一,生态学是环境史的理论基础,其二,生态学的分析方法是环境史研究的重要工具。 针对学者们普遍强调的生态学与环境史研究的密切关系问题,鲁奇、李恩军提出了质疑。他们坚持认为,生态学与环境史一样,都是重点研究人与周围环境之间关系的学科,应该是平行的关系,而不能构成一个作为另一个的基础关系,并表达了一定的担忧:“在逻辑上,如果生态学可以成为环境史学的学科基础,那么就会出现以下的现象,环境史学反过来也可以成为生态学的学科基础,也就是说它们可以互为基础,轻易划分学科之间的隶属关系,就可能导致学科分类之间的混乱,从而阻碍学科的健康发展”。应该说,两位学者的担忧在很大程度上与他们对环境史的学科定位是有关系的。鲁奇、李恩军认为,“环境史就是环境史,它可以作为一门独立的学科存在”,而不是把它列为历史学的分支,所以才会导致他们对学科隶属关系的轻易划分表示担忧。而在我们看来,环境史仍属历史学的范畴,我们并无意于将生态学作为学科基础,而是要充分地吸取生态学的理论方法来建构环境史的理论,正如上文所述,历史学家不可能不受到其所处时代的基本哲学思想和普遍思潮的影响,环境史生逢其时,我们借助生态学来进行理论建构和展开研究是完全合乎时宜与情理的。 当然谈到这里,不得不提的是,最近一二十年来,生态学理论的转型给环境史带来的挑战。包茂宏和高荣都撰文谈到了这一问题,包茂宏指出:“现在崛起的、更强调对观察者依赖的混沌生态学和生态学多元主义或许预示着‘旧生态学的死亡’,因为它的诸如生态系统、平衡、演替等基本概念都受到强烈质疑。以生态学为基础的环境史自然也必须对这种‘不科学’的指控作出有效回应”。高荣亦指出:“90年代以后,占据主流地位的则是生态混沌理论、盖娅理论等新的生态学思潮,它们强调自然的混乱与无序。依照这种观念,人类及其文明不必对环境问题负担全部责任。生态学思想的这种转变,使以之为基础的环境史学的批判锋芒在90年代以后明显弱化”。 如何应对这一挑战,即牵涉到一个如何对待自然科学方法人史的态度的问题。我们在前文已经指出,既不能把自然科学方法看作洪水猛兽,同时也不能指望通过其建构一套颠覆既往史学思维的研究范式,同样,在环境史研究中引进生态学的理论方法亦是如此。我们不能指望照搬其理论方法来进行研究。一方面,直接运用导源于生物学的现代生态学方法来研究具有文化属性的人肯定存在问题,另一方面,一旦赖以“存活”的理论方法出现纰漏,将直接导致研究结论大打折扣,在这一点上,我们能够看到的不仅是前车之鉴,眼下的生态学理论转型所带来的挑战即给我们上了生动的一课。所以,生态学的理论方法固然要有所借鉴,但是如何将这一理论方法内化为可以供我们进行环境史研究的理论才是我们应重点考虑的问题。 笔者注意到,王利华在早期关于生态史学思想框架的探讨中,即充分论述到了生态学理论对于生态史学理论建构的重要意义。该文在2009年收入《中环境史研究》第1辑时,作者在文末作了一段补 充,而正是这一段补充,使其整个理论建构至臻完善。王利华指出:“在观察社会历史问题方面。现有生态学理论方法的解释力仍然有所不足,对于现代生态学概念、术语和技术方法在社会历史研究中的适用程度,不能期望过高,更不能简单机械地套用,而应在认真选择其适用部分的基础上,努力构建符合中历史研究需要的新的理论方法体系。如果将人类社会简单类同于一般动物系统,而忽略它的特殊性和复杂性,所得出的结论将可能是十分荒谬可笑的”。伴随着对生态学理论的反思,王利华在最近的一篇文章中又反思了引介西方理论方法与建构中环境史学的关系。他指出:“外的理论源于其自身的学术文化传统和生态环境现实,未必尽皆适用于中。我们应当鼓起勇气自行开展理论探索。一面向西方同行学习,一面从生态学等相关学科中直接借取,重要的是根据本的实际和史学传统提出‘中的’环境史学命题,创建‘中的’环境史学理论方法体系,从而向世界提供‘中的’环境历史经验”。 因此,我们只有合理地引人生态学的方法,并将环境史的研究与中的实际和史学传统充分结合起来,才能够在生态学的理论转型中“守得住”,才能够“走得出”,在际史坛发出中声音。 二 谈到环境史的研究方法,首先必须明确环境史研究是一项跨学科的研究,环境史的跨学科问题,表现为跨社会科学和自然科学两个方面。在具体的研究和操作层面,社会科学的方法已无需多谈,而自然科学方法在环境史研究当中亦扮演着重要的角色。关于这一问题,许多学者都谈了自己的认识,且已经达成了如下几点共识:其一,环境史是一项跨学科的研究;其二,在环境史研究中需要大量地借鉴其他学科的已有成果;其三,一个环境史家应该具备复杂的知识结构,甚至是文理兼备;其四,环境史的跨学科研究存在相当的难度,在环境史的研究中应该开展多学科的对话与合作。 如何理解环境史的学科特点即被定性为跨学科的研究?如何看待自然科学方法在环境史具体研究中的必要性?如何克服跨学科研究中存在的难度?这是我们应该进一步思考的问题。 环境史之所以被定性为跨学科的研究,必须采用或者说无法回避自然科学的方法。在很大程度上是因为。较之以往的历史研究,环境史的治史理念和研究对象发生了变化,即“人类回归自然,自然进入历史”。首先,环境史既反对人类中心主义,又反对生态中心主义,所谓人类回归自然,也即在肯定人的社会属性的同时,又要充分地挖掘人的生物属性,“回归”即意味着人与自然二元对立局面的结束。其次,既往的历史研究,基本上都是人的历史,而环境史则倡导把自然纳入到历史进程的研究中去,这是史学研究视野的一次重大拓展。综合以上两点,我们不难看出,从事环境史研究,如果不能深入地理解自然法则和自然特性将是无法想象的事情,换句话说,也即我们必须在研究中引入自然科学的方法。 关于目前众多的学者所谈到的跨学科难度问题,依笔者看,多局限在理论探讨的层面。因为讨论者都是基于一个基本前提――环境史是跨学科研究,需要这样那样的方法。也就是说,这些意见,多是在理论预设的范畴之内,而不是从实际研究中提炼总结出来的。这些探讨当然在一定程度上有助于我们认识环境史研究的特点和复杂性,但是过分渲染则无益。一下子把环境史研究可能要跨越的数十种学科都一一列举出来,除了令人望而却步之外,其他收效恐怕不大。关于如何应对环境史的跨学科研究,王利华总结了一句话――“取百科之道术”,笔者赞同这一提法,因为它不仅道出了环境史研究的跨学科特点,更重要的是它彰显了环境史学者应具备的学术气度。我们不妨将之称为当前学术研究中的一种“拿来主义”,也即我们要勇于探索和尝试跨学科的研究方法,尤其是自然科学方法,只要我们能够明确地界定自己的研究主旨和研究对象,不要过分自信宽泛地“插足”到本不属于我们的领域,跨学科方法运用起来没有想象的那么难。例如早期何炳棣的《黄土与中农业的起源》一书,即综合运用了气候学、植物学、地质学、土壤学等自然科学方法,被认为是“中环境史研究者的必读之书”。再如刚出版不久的王建革的专著《传统社会末期华北的生态与社会》,运用生态史学的分析方法,对传统社会末期华北的乡村社会进行了较为全面的研究,较之以往的华北地域社会史的研究成果,该书以其崭新的理论视角,提出了许多富于启发性和建设性的观点,堪称一部生态史与地域史研究相结合的佳作。 当然,克服跨学科研究方法难度的另一个重要途径即是展开多学科对话与合作。这一点不少学者已经提及。此处,我们不妨以Mark Elvin的新著The Retreat of the Elephants:An Environmental History of China为例,包茂宏详细地评述了该书在开展多学科对话与合作方面所取得的成功经验:“此书在方法论上比较突出的表现在三个方面:即跨学科研究、比较研究和综合分析与案例研究相结合。……伊懋可受的虽然是历史学专业训练,但有足够的科学知识与专业科学家合作。例如与他合作研究杭州湾环境变迁的苏宁浒博士就是来自中西北地区的水利专家;与他合作研究结核病史的张宜霞博士就是曾在中结核病防治单位工作的实验微生物学家。他用现代遥感成像技术来研究古代中海岸线的变化,用现代人口学方法分析历史上人口的生育率和死亡率。由此可见,不同学科之间虽然存在差异而且随着学科分化越来越严重,但是这些差异和障碍并非绝对不可逾越,而是可以相互渗透的。交叉研究与固守一门得出的结论是不同的。” 因此,我们可以通过积极的探索学习优化知识结构或者通过多学科的对话与合作来突破跨学科的瓶颈。但是,依笔者所见,其实跨学科的方法选择,在一定程度上,还是取决于环境史学者的个人研究路径。对于一个环境史学者来说,要掌握所有庞杂的知识,显然是不可能的。我们应该根据个人研究路径来自觉地选择不同的方法,这些研究路径可以是水利史、农林史、气候史、历史地理等等。正如当前许多学者已经认识到的,“在一份由环境史学者整理的论著目录索引中,论著的作者远不止是环境史家,他们很可能是历史地理学家、农史学家、生物史家、人类学家、地质史家、考古学家、社会史家……”,所以我们应当在尊重研究局面多样化的前提下,突出个性与特点,遵循不同的研究路径来有意识地补充相关知识和方法。 至于跨学科的培养模式问题,沃斯特曾经说过:“自然科学与历史学的鸿沟确实很难跨越。只有具备深厚的生物学与自然科学学科背景的学者,才可能在将来写出第一流的环境史著作”,“就培养学生而言,我总是认为他们需要更广博的历史知识,因为他们要在历史系求职。我总是想让他们更多地接触自然科学,参与跨学科项目,尽管这不是很成功”。由此可见,跨学科的培养模式在操作层面还是存在诸多问题,但它确实是我们造就环境史人才的必由之路。在中,这个问题尤为棘手和迫切,因为长期以来文理分科的教育体制使得大多数学生在进入研究生阶段之后才凸显知识结构的极大缺陷,而“例如在法几乎就没有分别,历史学家必须把学习地理学作为自己所受教育的一部分”,所以“补课”的任务 可能就会稍轻一点。当前我的环境史人才培养工作任重道远,但是我们应当积极地去探索和实践,只有通过培养储备人才,才能完善研究梯队。从而实现构建中环境史研究体系的学术愿景。 三 从环境史的具体个案研究和历史书写方式等角度来看,自然科学方法人史的限度主要体现在两个方面,一是自然科学方法不可滥用,否则会大大增加研究结论的危险性;二是在历史书写的过程中,我们要将研究旨趣和行文表达自觉地规范到历史学的范畴之内,防止历史作品的历史感被抽空。 在历史研究中引入自然科学方法,运用必须得当,否则将会得出极其滑稽荒谬的结论,从而使得研究本身变得毫无意义,乃至酿成严重的恶果。 首先,自然科学方法、规律本身存在问题或研究者对其理解不够,如果引入历史研究,必然导致错误的结论。一方面,我们不能迷信自然科学方法,不加辨别即加以利用;另一方面,如果理解不够深入,把握不好运用的尺度。同样无助于研究。例如,冀朝鼎在研究时发现,竺可桢的干旱与否的统计与其水利工程兴修频繁与否的结论并不一致,他指出:“虽然气候的变动可能会影响到某些灌溉计划的效力,但并不是说就不需要灌溉了,因为即使雨量的平均值很大,也还存在一个年际间的雨量差异问题,同时土壤的自然属性也不会因之而改变。所以,气候的变动,最多只能看成是一个使问题的研究复杂化了的因素,而不会严重地影响到现今研究结论的主要方向”。这是一个非常精辟的解释,得益于冀对自己大规模梳理方志资料得出结论的信心,另外,气候学上年际间的雨量差异现象很好地解释了“不一致”的情况。这就启发我们,要更好地研究环境史,就必须对所运用的自然科学方法有一个深刻的理解。否则。即使自然科学方法入史不存在客观上的限度,我们也会在主观上给自己平添麻烦。 其次,史料本身存在问题或者误读史料,套用自然科学的方法,也必然导致错误的结论。在2010年《历史研究》组织的环境史笔谈中,钞晓鸿就环境史资料的解读给人留下了深刻的印象。他通过对比分析明清时期一些重要的环境史相关史料,指出:“关于环境的记录或隐或现于各种典籍之中,且质量参差不齐,有的含有作者的主观臆测与倾向,有的存在错谬与疏漏。在环境史研究中,既需要广泛阅读查找,又需要审慎鉴别分析,然后才能根据文献是否适用研究对象而决定是否加以利用”。㈣在这里需要说明的是,钞晓鸿所指出的史料问题绝不限于明清,而是存在于整个历史时期。因此,在史料的解读和利用方面一定要审慎。 再次,史料和方法都存在问题,结论自不待言。赵治乐在反思古气候研究中存在的问题时指出,关于古代中气候方面的研究成果颇丰,但方法上仍有不尽人意之处。梅花、柑橘等与人类行为密切相关的生物物种,被过分强调,而特殊小气候下的个别现象往往被放大为普遍规律。相反,对雨雪霜等物理现象关注不足。研究者经常有意无意地以冬季温度来代表全年温度,而忽略了其他三个季节;对史料的理解过于片面,在作气候对比时出现标准的游移变换,论据与结论之间缺乏严密的逻辑必然性,运用理论时亦有随心所欲之处。当然。我们说这些问题不一定是古气候研究领域所独有的,其他领域同样存在类似问题,必须引起我们高度的重视。 因此,只有正确地运用自然科学方法,并对史料进行正确的解读,才能得出正确的结论。 在历史书写的过程中我们还要考虑如何防止历史感被抽空。其一,环境史将“自然”纳入研究视野决不意味着对“人”的轻视,我们引进自然科学方法来帮助我们更好地理解自然的目的还是为了探求人类整个历史活动的本来面目。所以我们应当时刻把握好自然科学方法人史的限度,必须明确我们不是为了纯粹研究“自然史”。其二,一部优秀的历史作品要想让读者产生兴趣,生动的情节、优美的文字、精彩的论述都是不可或缺的要素,环境史著作同样如此。如果我们不加节制、一味地将自然科学的图表、公式、模型充斥全书,恐怕距离一部合格的历史学著作也很远。 关于环境史当中“人”的问题,王利华曾多次强调:“尽管环境史将众多自然事物和现象纳入研究范围,且过去几十年的工作是以此为主,但决不轻视对人的历史探讨,相反,它要比以往更加全面地讲述和诠释‘人类的故事’,只是讲述和诠释所采用的立场和方式与以往历史研究有着明显不同。如果将人类排除在外,环境史将失去灵魂”,“撇开人类生命活动来讨论环境的历史是没有意义的”。笔者完全赞同这些见解,也希望讲述历史上人与自然互动关系的故事能不断地涌现出来。 综上,我们以环境史为中心,探讨了自然科学方法人史的可能与限度问题。在跨学科研究已成为诸多学科发展趋势的今天,史学研究同样无可避免,我们在与社会科学的交叉中已经取得了诸多的成就,而自然科学方法入史还是一个有待继续检验和拓展的领域。综观当前环境史学界的研究成果,对这一问题的探讨还多局限在理论层面。如果不进行具体层面的研究,我们就永远无法对自身的研究设想作出检验,也只有当我们运用跨学科方法作出经得起考验的环境史成果时,我们再回过头来进行检讨和反思,最终才能够建构起中环境史的理论大观。
机电技术应用论文:应用专业发展机电技术论文 1.推进校企深度合作,实施工学结合的人才培养模式 借鉴德国“双元制”培养模式,依据学校目前的实训实习条件和教师队伍构成,结合全国职业院校技能大赛的指导思想,进一步完善校企合作运行机制,完善灵活的工学交替教学过程,深入探索工学结合的人才培养模式。学校首先要根据企业的用人需求,制订有效的职业能力培养方案。具体实施时可让教师走进企业开展深入调研,了解企业生产过程中的技术、工艺,研究生产岗位对技术能力的要求;也可把行业专家和企业的工程师、技术员请进学校,对学校的课程设置和具体内容提出建议和指导。在充分调研的基础上制订新的课程标准,改进教学计划,确定课程内容。在教学实施方面,要充分利用企业的资源组织实境教学,让学生参与企业产品制造,有效培养学生的职业能力。 2.改革课程体系,构建精品课程,建设专业教学资源库 在校企合作的基础之上,学校应根据专业培养目标进行课程体系改革;同时整合教学内容,建立优秀专业课精品课程,形成较为完善的教学方案,同时做好专业教学资源库建设。①课程体系改革。在进行课程体系改革的过程中,要注重培养学生的动手能力,同时也要注重职业道德、综合素质、实践能力的培养,建立必要的文化知识和专业实践能力相结合、理论与实践相融合、教学内容与岗位需求相适应的课程体系。具体可借鉴德国机电一体化技术工人的培养目标,同时结合全国技能大赛“机电一体化设备组装与调试”项目规程及指导方向,以本专业面向的装备制造企业的典型工作任务、工作过程为导向,整合企业生产过程中的典型工作任务,把企业岗位能力模块化,建立专业模块课程体系;并且对典型工作岗位的作业流程所包含的知识、技能和态度进行分解,引入现场实际工作任务,选择适当的项目或任务,构建工作任务导向课程。②精品课程建设。要以专业优秀能力的要求为依据,构建精品课程体系;以职业能力为主线,以职业活动课程为主体,以职业岗位能力和“双证书”为基础,构建精品课程内容;采用“做、学、教一体化”的教学方法进行教学。在课程建设的过程中,首先制订课程标准,然后选定其中重要技能的课程作为精品课程建设项目进行开发和建设,并通过项目建设,形成一套精品课程及教材,其中包括教学内容、教学策略、教学环境、教学方法、教学评价等内容。机电技术应用专业应重点对以下三门课程进行改革探索,以打造精品课程。一是“液压与气动技术”。要充分利用实训室资源开展“理实一体化教学”,以若干课题、任务为引导,使学生能够正确选择气动液压元件、正确安装和调试维护液压气动装置。课程结束后,以任务书的形式对学生进行考核。二是“电气安装与维修技术”。以工作任务为载体,实施“做、学、教一体化”的项目教学。教学以实训为主,突出电气设备的维修能力培养。设计任务时以项目为单元,所设任务应从简单到复杂,理论和实践交替进行。课程的考核注重工作过程,以任务书方式逐个学生逐个项目进行。三是“机电一体化设备组装与调试技术”。从机电技术应用所需的控制电路出发,把机电技术专业的优秀技能集中于设备装配和调试之中,使学生通过该模块的实训,掌握机械装配技术、气动技术、变频技术、电气安装技术、人机对话触摸屏应用技术、信息检测及传感技术等,使学生具备相应的专业能力。③充分利用信息化教学手段,做好专业教学资源库建设。在开发建设精品课程的基础上,整合教学资源,完善教学课件,研发仿真实训教学软件。如利用多媒体信息技术建设电工技术、传感器技术、电气安装技术、变频技术、液压气动技术、机械基础等多门专业课程的教学资源库网络共享平台,为学生的技能水平提升和职业能力考核提供自主学习平台。 3.进一步加强师资队伍建设 通过师资队伍建设,促进教师的自我发展,进而提高工作积极性和主动性。而专业带头人和骨干教师的培养是师资队伍建设的重要内容之一。①培养专业带头人、骨干教师。选拔一名素质好、进取心强、专业水平高、教学能力强的教师作为专业带头人培养对象,通过重点培养,使其具有把握机电技术应用专业发展方向的能力,能提出本专业的中长期发展思路,在校企合作、专业建设中能够起到科学引领作用。同时,选拔多名有一定实践经验、有较强教学能力的教师,通过企业实践、外出学习、担任技能大赛指导教师、教学研究等方式,培养骨干教师,使他们能够胜任本专业骨干教师岗位工作职责,在教学中起到示范和表率作用。②加强“双师型”师资队伍建设。在培养专业带头人、骨干教师之余,要进一步扩大专业教师的“双师”素质培训,如分批选派教师下企业实践锻炼,及时了解企业人才需求情况、掌握企业技术规范和技术能力、积累实践工作经验、强化专业规范意识;同时鼓励教师参加课程体系改革、精品课程建设、理实一体化教学项目等,以提高业务水平。通过以上种种举措,使本专业教师既具备较高的理论教学能力,又具有相应的实践教学能力,具备基于工作过程实施教学的能力,成为真正的“双师型”教师。③做好兼职教师队伍建设。在全面提高校内专业教师素质的同时,邀请企业专家更深入地参与专业课程和实训基地建设,加强教师与企业专家交流与合作;同时聘请行业专家、企业工程技术人员和社会上的能工巧匠,承担专业课程教学或各类实训指导任务,以弥补学校实训指导教师的不足,促进专业实践课教学。 4.完善学习评价体系 在同“德中机电”合作期间,我校尝试和探索了“过程性评价”的学习评价体系。这种评价模式对机电技术应用专业的大多课程都非常适合,有利于促进学生职业能力的培养和形成。这种评价体系在今后的教学改革中还要不断完善和加强,最终形成本专业“过程性评价”与“终结性评价”相结合的学习评价体系。其中包括:①模块课程的学习评价标准。该评价标准要求对学生的技能水平、工作态度、合作精神、沟通能力等进行综合评价。②学生校外实习考核标准。该考核标准要借鉴企业对员工的考核、奖惩、晋升的制度,引入生产经营的管理理念,让企业参与评价。③专业课程的终结性考核试题库。利用该试题库对学生的专业课程知识进行标准化考核。综上所述,要使机电技术应用专业得到持续发展和壮大,首要任务是深化校企合作,依据专业培养目标和职业岗位要求,以职业活动为主线,有效实施“工学结合、校企合作、顶岗实习”的人才培养模式,这样才能大力推进“做中教、做中学”的教学方式,从而突破传统学科型技能人才的培养模式。与此同时,还要通过课程体系改革和精品课程建设,通过提升师资队伍的整体实力和完善教学质量评价体系,使专业教师的教学水平以及人才培养质量得到稳步提升。 作者:李峡 单位:河南信息工程学校 机电技术应用论文:应用专业理论教学机电技术论文 1及时更新理论教学内容 职业学校机电技术应用专业应当结合社会的实际发展需求,及时更新理论教学内容,使学生学习和掌握最新的专业理论知识,提高学生专业技能。在具体实践中,职校可采取“请进来”与“走出来”的方式推动理论教学改革。对于“请进来”而言,职校可聘请一些在大型机械企业或相关专业协会的工程师、技师,到本校进行授课,向学生传授最新的理论知识,通过将专业教学内容与自身实践经验相结合,激发学生的学习兴趣。对于“走出去”而言,职校应当选派专业课教师去相关企业进行学习和实践,使专业课教师掌握先进的生产技术,及时收集机电技术应用专业的新信息,并将这些新知识和新信息传授给学生,拓展学生的知识面。 2构建理实一体化教学模式 以“机床故障检测与维修”专业课程为例,教师可采取项目教学法、现场教学法、仿真教学法、案例教学法等多种教学方法,使教、学、做融为一体,让学生在学中做、做中学,构建理实一体化教学模式,积极推动理论教学改革。教师可根据专业课程的特点,将其划分为四个项目及若干个任务,具体如下:项目一:机床的管理与维护。主要任务为车间的6S管理与机床的检查、机床精度测量与验收;项目二:机床机械部件的调整与维修。主要任务为进给部件的调整与维修、主轴部件的调整与维修、重要辅助部件的调整与维修;项目三:机床典型故障的诊断与维修。主要任务为螺纹车削误差故障维修、机床润滑系统故障维修、轴类零件加工误差故障维修、机械手换刀故障维修、辅助装置故障维修等;项目四:数控机床故障诊断与维修。主要任务为数控机床方式选择功能的故障维修、通信功能故障维修、冷却功能故障维修、进给倍率功能故障维修等。通过进行基于工作过程的实战训练,既能够使学生在实际操作中掌握机床故障检测与维修的相关理论知识,又能够使学生具备拆装调整机床机械部件与诊断排除机床机械故障的技能,提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。 3运用多样化的教学手段 在机电技术应用专业的理论教学中,教师必须转变传统的填鸭式教学方式,灵活运用多媒体教学手段,将专业课程中涉及到的原理图、零件图、装配图、程序图、电路图等内容制作成多媒体课件,以供课堂教学使用。通过运用多媒体教学手段,可以有效弥补传统教学手段的不足,节省课堂板书时间,使枯燥、抽象的理论知识易于理解和记忆,从而提高学生对专业课程理论知识的学习效率。同时,职校还可以利用网络信息技术,将专业课程的相关教学资料上传到校内网络平台上,使学生能够利用课下时间复习和巩固已学的理论知识,拓宽学生的学习渠道。 4结束语 总之,机电技术应用专业是我国职业学校的基础专业之一,其专业课程教学效果直接关系到本专业技能型人才培养目标的实现。随着社会经济发展对机电技术应用专业人才的需求不断增加,职校必须立足于自身办学特色,优化专业课程体系,改革传统的理论教学模式,积极推行理实一体化教学,从而促使学生夯实理论知识基础,不断提高专业技能和专业素质。 作者:王久华 单位:湖南机电职业技术学院 机电技术应用论文:煤矿机电化技术应用实践论文 摘要:机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿机电一体化技术 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 一、机电一体化技术的应用实践 1.1矿井安全生产监测监控系统中的应用矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出KJ2,KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有网络连接功能;系统软件采用了Windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4,KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2矿井提升机中的应用矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外,我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3井下带式输送机中的应用在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 二、结束语 随着煤矿生产不断向深部水平发展,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:机电一体化技术应用研究论文 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。 (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:机电一体化技术应用论文 【论文关键词】:机械工业机电一体化数控模块化 【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:机电一体化技术的应用及其发展趋势 【论文关键词】:机械工业 机电一体化 数控 模块化 【论文摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一) 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二) 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三) 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四) 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五) 接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六) 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一) 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二) 计算机集成制造系统(CIMS) CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三) 柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四) 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一) 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二) 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除RS232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三) 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四) 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五) 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六) 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:基于 Web3D技术的机电产品虚拟设计及其应用 论文关键词 :Web3D技术 机电产品 Cult3D技术 汽车 虚拟现实 论文摘要:主要介绍 了 Web技术和 3D技 术相结合的产物一Web3D技 术的基本概念、特点及实现技术.并以实例的方式详细阐述了web3D技术之一的 Cult3D技术 .在机 电产品虚拟设计 中的工作流程,从而可以有效地提高机电产品的信息传达效果,为新产品开发提供一种崭新的互动设计模式,最终提 高企业的竞争力。 0 引言 随着数字化设计技术 的发展 .人们已不再满足在网上浏览一些静态的、文本类 、二维的产品图片,而对那些具有动态的、三维可视化效果的产品需求越来越迫切。以计算机网络和计算机三维图形学为基础的Web3D技术以其特有的形象化展示功能、强大的交互性能和对现实世界的模拟功能在电子商务 、远程教育 、工程技术 、计算机辅助设计等领域已经获得 了广泛的应用。利用此技术设计的产品可以做到全方位展示 、色彩设计实时装配等 ,从而提高用户的参与性 。增强体验感。 1 Web3D技术概述 1.1 Web3D技术的基本概念 虚拟现实 VR (Virtual Reality)技术是一种逼真地模拟人在 自然环境中的视觉 、听觉、运动等行为的人机界面技术,Web3D技术是虚拟现实技术的一种实现形式 [21。Web3D还可以简单地被看成是 Web技术和 3D技术相结合的产物 。实际上也就是本机的 3D图形技术 向互联网的扩展.网络性、三维性和交互性是其显著的本质特征。它与本机的3D图形技术的主要差别在于:第一,实时渲染 :它是由渲染引擎进行实时渲染从而实时显示的;第二,具有无限的交互性:因为是实时渲染,这就为交互性提供了基础;第三,优化和压缩:由于网络带宽的限制 .文件必须经过优化和压缩以保证用户端快速下载。通过应用 Web3D技术 ,用户可以在 网上浏览以三维形式表现的物体 ,并对其进行交互性操作 以体验身临其境 的奇妙感受。 1.2 Web3D技术的实现手段 Web3D的实现技 术主要分成三大部分 .即建模技术、显示技术 、三维场景中的交互技术 [31。建模技术是虚拟现实技术的基础。把建立 的三维模型描述转换成人们所见到的图像,就是所谓的显示技术。三维复杂模型的实时建模与动态显示技术可以分为两类 :一是基于几何模型的实时建模与动态显示 :二是基于图像的实时建模与动态显示 。交互技术是 Web3D的关键技术 ,交互功能的强弱 由 Web3D软件本身决定 。但用户可以通过适当的编程来弥补软件的某些不足。 在众多的 Web3D软件系统中 。基 于 JAVA内核的Cult3D技术因其在交互性能、文件体积和画面质量等方面的优越性而得到用户 的普遍欢迎 ,现已广泛应用于众多电子商务网站的 3D机电产品展示中。 2 CuIl3D技术及其开发流程 Cuh3D是一种全新的 Web3D技术 .它有一纯 软件跨平 台的渲染引擎 ,主要包含 Cult3D Exporter plug—in、Cuh3D Designer和 Cuh3D Viewer plugin三大部分。 开发设计人员可 以使用 3D设计领域广泛使用的 3DSMAX或 MAYA来设计 产 品 3D模 型 .使 用 Cuh3D Exporterplug—in来转换设计模型 ,在 Cuh3D Designer中为模 型加入交互 、音效等其它效果 ,再无缝隙地嵌入到 HTML页面和其他应用程序中 [41。其开发流程如图1所示。用户 即可在网上实时观看 3D模型 ,还可通过 鼠标对其进行旋转 、放大或缩小等操作。 3 Cult3D‘技术在产品虚拟设计中的应用实例 3.1 创建汽车 Cult3D对象 为方便输 出,必须使 用一个 三维模 型制 作 软件f3DMAX或 MAYA1制作物体 的三维模型。制作前必须先下载插件 Cult 3D Exporter for 3DMAX或 Cult 3D Exporter for MAYA。只 有安 装好 输 出插 件 ,3DMAX或MAYA才可以将 3D模型输出成 Cult 3DDesign的 C3D格式。在制作模型的细节、真实度上多下点功夫,尽量用最少的面来做模型,以控制好模型的大小。太多的面不仅会加长网络传送的时间 ,更是对浏览者机器 的考验。最后输出成 C3D格式的 3D模型 。 3.2 对汽车 Cult3D对象进行交互设置 Cuh3D对象的交互设计就是在 Cuh3D Designer的事件地图窗 口中建立事件、动作和场景的相互关系,使浏览者触发某个事件或某个事件 自动做出相应的动作 ,并将可视化的过程和结果实时反馈给浏览者达到交互的目的。 汽车的时间地图如图2所示,它可以通过鼠标控制实现汽车任意角度的展示、车门的开关、车轮的转动和汽车尾气排放等。在Cult3D Designer中完成设计后,需将CulturalD对象导出为可的CO格式。在导出过程中还可对文件中的几何图形、声音等特征进行进一步压缩。 3.3 汽车Cult3D对象 可Cult3D对象的程序有多种,其中基于网络的应用较为广泛,用户可以通过网络或在本地机种用IE或Netscape浏览器查看。基于网络的需要编写想应得网页,在编写网页时,有两项主要工作: (1)在网页中编写语句嵌入Cult3D对象。IE浏览器是通过ActiveX组件来cult3d对象。IE使用 Object 的标签命令来在网页中嵌入ActiveX组件。 Netscape浏览器不支持 ActiveX控件 .需要另外设置外挂程序的语法 。Netscape浏览器使用 embed 的标签来嵌入 外挂组件 。另外 ,必须安装 Cuh3D Viewer插件,才能在浏览器网页时播放 Cult3D对象。对于 IE浏览器需要在 Object 这个标签内插入 codebase指定其下载网址.Netscape浏览器需要在 embed 标签内插入 type=“application/x--Cuh3D--object”语法说明外挂程序对象.pluginseape指定其下载网址。 (2)需要时 ,在 网页中编写语句触发 Cult3D对象的 自定义事件。Cult3D支持和网页相互交互。通过在网页中嵌入 Java语句,可以使浏览者在网页中点击按钮或进行选择时,触发 Cult3D对象 的 自定义事件实现同步展示,并同时把用户的选择保存在数据库中供网上调查、销售等电子商务模块使用。 4 结束语 虚拟现实技术作为一支崭新的综合性信息领域中的奇葩 ,体现出较高的人性化科技特色与风格。而将虚拟仿真技术同机电产品设计产业相结合 ,为设计师与企业厂商们提供了非常好的技术支持与解决方案.更为产品的推广营销创造了巨大的商业价值。无论是与传统影视媒体 、多媒 体软件 ,还是 与传统虚拟现实技术 比较 ,Web3D技术都表现出了在机电产品设计中的独特优势和潜力 。随着网络技术的高速发展必将有更新的 web3D技术出现,服务于设计 、服务于大众、服务于未来 。 机电技术应用论文:表面技术在机电和金结中应用展望 摘要:三峡工程是“千年大计、国运所系”的跨世纪工程。工程的质量、寿命、运行可靠性和检修维护费用,取决于多学科技术的发展水平。对表面工程技术在三峡工程机电设备和金属结构工程上的应用进行了全面的讨论和分析,对三峡工程机电设备、金属结构表面预处理、表面涂覆技术和产品提出了技术要求。 关键词:金属结构 机电设备 表面技术 1 引言 表面工程,是经过表面预处理后,通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理,改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和应力状态,以获得所需表面性能的系统工程。三峡工程通常被人们称为“土木”工程,但是大坝全长2309.47m中,实际上起挡水作用的溢洪闸门、电厂进水口闸门、船闸人字门和输泄水闸门占坝线全长的72%(1679m),实际上就好似一个“钢秩”工程。三峡工程作为一项水资源综合利用的工程,其机电设备和金属结构的总重量达50万t,其费用占工程总概算的1/3。 表面工程以多个学科交叉、综合、复合为特色,以应用多种表面技术及其复合表面技术为特点,是主导工业发展的关键技术之一。三峡工程是“千年大计”、“国运所系”的世纪性工程,一定要重视质量问题,把质量看成是三峡工程的生命。在国际招标的机电设备技术条件中,明确了应用表面加工技术、表面技术和复合表面技术的要求,以改善提高零部件材料表面性能,有效地提高设备运行可靠性,延长使用寿命和方便维护和修复。表面工程技术在三峡工程建设中得到广泛应用。 2 三峡工程应用表面技术的对象 三峡水利枢纽由挡水和泄水建筑物、发电建筑物和通航建筑物组成,大坝轴线全长2309.47m。泄水建筑物位于河床中部,设有表孔、深孔和导流底孔;电站厂房位于泄水建筑物左、右两侧,为坝后式厂房,共装设26台700MW水轮发电机组。通航建筑物布置在枢纽左岸,包括双线连续五级永久船闸、单线垂直升船机和施工期通航的临时船闸。 2.1 水轮发电机组和其它机电设备 三峡电站水轮发电机组及辅助机电设备总重量约达26万t。埋设在混凝土中的设备部件、常年受含沙水流冲刷的水轮机过流部件和常年暴露在空气中的机电设备表面都需要应用表面工程的基础理论,提出优质、高效、低耗的表面工艺技术,在设备和零部件的表面进行严格的处理以保证设备可靠运行。 2.2 水工闸门和金属结构 三峡工程的水工闸门埋设件、闸门本体、输水钢管及启闭机等金属结构总量约26万t。其中大坝及电站合计共有30种不同规格的闸门539扇,永久船闸有各类人字门、充泄水阀门等共89扇,两者共约7.3万t。其中工作环境最恶劣的是导流底孔和泄洪深孔的弧形工作门,最高工作水头达85m,流速达35m/s,并有局部开启的要求。 2.3 对外交通工程 三峡工区对外交通工程的金属结构表面防护,包括桥梁表面涂覆、装卸重件码头上的起重设备和金属结构的表面处理以及集装箱码头钢管桩和粉煤灰钢罐内表面的防腐等。 三峡工程对外交通金属结构工程包括大中桥梁34座,其中联系坝区两岸的西陵长江大桥1118.66m。 3 三峡工程应用表面技术的试验与实践 3.1 三峡机电设备和金属结构表面的工作环境 三峡机电设备和金属结构表面,根据其功能要求,分别暴露在在室内外大气和潮湿大气中,干湿交替环境。在静水工况、动水工况、高速含沙水流中和与混凝土结合的环境下工作运行。 (1)暴露在大气中工作的有:大坝顶部门式起重机及轨道、自动抓梁、厂房顶敞开式高压电气设备、高压出线塔、主厂房大门、电站尾水门式起重机及轨道以及部分闸门的局部外露部分。还有永久船闸、临时船闸和垂直升船机的桥机、大梁及清污机等。这些暴露在大气中的结构和装备表面,常年经受日晒雨淋、风雪冰霜的袭击。 (2)在室内大气中工作的设备主要有:水轮发电机组、变压器的外露表面、主付厂房内各种桥机、大梁、轨道、厂内高压设备、大电流母线设备和其他机组辅助设备如水泵、空压机、制冷机表面,电站厂房屋架、船闸人字门启闭机及其附属设备、中低压配电盘、动力盘、保护盘柜表面等。 (3)在潮湿大气中工作的结构和设备如:电站厂房进水口竖式液压启闭机、长期存放于门库中的检修门及埋件、闸门吊杆、尾水排水阀、水轮机顶盖排水泵等。这些设备常年处在潮湿的空气中,易锈蚀和腐蚀。 (4)在干湿交替环境中工作的结构极易发生表面破坏如:船闸人字门、所有闸门的门槽埋件、船闸浮式系船柱、泄水表孔闸门和检修门等。有的干湿交替频繁,有的交替频度不大,对结构表面影响也有所不同。 (5)在静水状况下工作的装备有:船闸人字门、检修闸门和叠梁门,电站进水口检修门,泄洪坝段深孔和表孔检修门等。他们都是在闸门前后平压后才开启或下落的。 (6)动水工况下工作的电站进水口工作闸门、压力钢管、拦污栅事故检修门、水轮机过流部件包括涡壳、导水机构、转轮、基础环和尾水管里肘等。 (7)在特别恶劣的环境中工作的排沙孔工作闸门及事故检修门、底孔工作门、深孔工作门、船闸输泄水廊道阀门、钢衬护以及水轮机转轮都是在高流速的含沙水流中工作和运转的,泥沙磨蚀的破坏作用,对其材料和表面的处理都有特殊要求。 (8)一些与混凝土面结合的钢结构,如压力钢管外壁,所有闸门和启闭机构以及钢结构的埋件、水轮机钢里衬、蜗壳、座环以及发电机埋件、设备基础埋件等。 3.2 三峡坝区的空气和水环境特性 三峡坝址位于湖北宜昌市二斗坪镇,此区域属南温带和亚热带过渡地带,其气候特征是高温、高湿、雾多风小,秋雨多温差小。坝区大气年平均相对湿度75.8%,平均温度21~22C,最高温度43.9C,最低9.8C。年平均降雨量达1251mm,以7、8月份较高。大气中S02浓度较高,酸雨比较严重,降雨pH值为5.44,大气环境腐蚀性大。 三峡坝址处多年平均水量达4500亿m3,多年平均流量为14400m3/s,水中含有泥沙,多年平均含沙量1.2kg/m3。实测最大含沙量10.5kg/m3。泥沙中推移质相对较小,悬移质居多,平均粒径小于0.1mm。水中有生物作用,如海蜊子等。江水的PH值为7.95,水中溶解O2为6.4mg/L。在动水下工作的装备和结构,承受的动水速度多不相同,拦污栅的过栅流速约lm/s,压力钢管内约8m/s,船闸输水廊道内约20m/s,深孔、底孔闸门处30~35m/s,排沙底孔内18~28m/s,水轮机转轮叶片约30~40m/s。这些结构和装备特别是在高速含沙水流中工作的结构和装备,面临空化和泥沙磨损的联合破坏。 3.3 三峡工程设备和钢结构的表面技术应用试验 为了使表面科学与工程相结合,为了结合三峡工程的空气环境、水环境和工作环境特点,通过试验研究提出有效的工程措施,达到改善材料的表面性能、有效延长使用寿命、节约资源、提高生产力和减少环境污染的目的。 为此,中国长江三峡工程开发总公司委托武汉材料保护研究所进行了不同涂覆材料和多种表面技术复合处理的实验。 (1)大气暴露实验 从1995年1月开始,在三峡坝区、宜昌市区和秭归县城,对30多个国内外厂家的120多种防腐体系的试件作挂片试验,其中有机涂装体系42种,热喷涂金属体系7种。现在试验仍在进行中。 (2)水环境暴露实验分别对全暴露在水环境中(全浸)和干湿交替的环境进行了试验。实验安排在三峡坝址下游40km处的葛洲坝水利枢纽进行,全浸试件浸没在葛洲坝二号船闸上闸首的人字门上,干湿交替试件装设在葛洲坝二号船闸下闸首的人字门上。试验涂装材料有,有机涂装体系35种,热喷涂金属体系7种,电化学保护1种。 (3)室内加速腐蚀实验分别对13个厂家的34种防腐体系,即4种水溶性无机富锌类、3种醇溶性无机富锌类、4种环氧富锌类、13种富锌底漆/中间漆/面漆、5种金属喷涂层、8种金属喷涂层/封闭底漆进行试验,分别应用常规试样和划叉破坏性试样在中性盐雾条件下进行加速腐蚀试验、在5%盐水溶液中浸渍试验、紫外线加速腐蚀老化气候试验、在自来水和盐水中的电化学对比试验、涂层电气学保护性能试验以及涂层与基体(或其他涂层)界面粘结力试验。 上述各项现场挂片试验的初步成果,已在机电设备和金属结构招标文件的技术规范中得到应用,供货厂商将根据合同的要求进行表面涂覆和表面改性处理。 3.4 三峡工程应用表面技术的实践 三峡工程自1994年12月正式宣布开工以来,表面技术在桥涵、码头、施工变电所和储运设备等方面得到比较广泛的应用。 (1)桥梁 三峡对外交通工程桥梁中特大桥4座,大桥7座,中桥23座,合计34座,累计长3793m其中较具特色的有莲沱大桥、黄柏河大桥、下牢溪大桥和横跨长江南北两岸的西陵长江大桥。 莲沱大桥全长340.87m,主桥为中承式三孔钢管混凝土连续拱桥。拱上桥面总宽20m。钢管的寿命直接影响大桥的安全。钢管拱表面防护,采用三道漆,分别为底漆、中间漆和面漆,干膜总厚度达305μm。在涂装前表面经除锈处理达Sa2.5级,粗糙度Ra30。 下牢溪大桥全长286.06m,为六孔三柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面防护采用热喷铝。 黄柏河大桥全长284.76m,为七孔桩台式双柱墩结构,最大跨径160m为钢管拱结构。钢管拱表面采用热喷锌。 上述钢管拱的涂装寿命要求达到20年。 西陵长江大桥是横跨长江的坝区南北重要通道,和其他大桥一样,都是永久性的公路大桥。大桥全长1118.66m,主孔跨度900m为单跨双铰式钢箱加劲梁悬索结构。两座主塔高120m,为钢筋混凝土三层门式柜架结构。主塔基础为12根中Φ2.2m挖孔灌注桩。两根主缆各由10010根φ5.1mm镀锌平行高强钢丝组成,直径为φ570mm,每根主缆长约1478m,重约2300t。两岸各有一重力式锚锭。在大桥施工过程中,为了解决悬索鞍座的推移以调整力的平衡,全军装备维修表面工程研究中心提出了复合减摩涂层设计及相应的现场施工方案,替代国外采用的在鞍座磨擦副中安装数千枚滚针的方案,使鞍座顺利推移到位。采用这种复合减摩技术使磨擦系数降低1倍以上,大大节省了施工费用。此外,主塔表面和钢缆都采用了表面涂装防护,主塔表面总漆膜厚度达280μm。涂装寿命为5年,修复不需铲除只需在原涂装上再次涂覆。 (2)公路 专用公路采用封闭管理,为保证昼夜行车安全,设有公路防眩网及护栏,网和护栏波形梁表面采用热浸镀锌防护,锌层厚度在61~85μm。 (3)码头在三峡坝区设有一座杨家湾港口集装箱、杂货码头和一座重型设备装卸的重件码头。码头是三峡坝区水上的货物吞吐口,保证安全运作十分重要。 杨家湾码头的水下φ800/1000的钢管桩是码头的基础,钢管桩采用16mm的3号镇静甲类钢,其表面用氯化橡胶铝粉和氯化橡胶防腐漆进行处理。 2×300/50t重件码头的起吊设备为2台300t小车的桥式起重机,桥架结构总重300t。桥机及吊梁金属结构的所有内、外表面,机械零部件非接触表面,都进行了表面涂装处理。表面先经喷丸、机械手或手工除锈处理,然后涂以底漆、中间漆和面漆,分别采用环氧铁红车间底漆、环氧云铁防锈漆和可涂覆聚氨酯面漆。 (4)粉煤灰储运罐罐体为钢结构,全部储运罐总重约1830t,对其罐体、中转仓进行涂装处理,用铁红为底漆,合成树脂调和漆用作中间漆和面漆,输送粉煤灰的地下管道用环氧煤焦油沥青涂料。 表面工程在三峡工程的应用实践,不但起到了对金属和非金属表面的防护作用,还增添了建筑物的美感。据不全面的检查,涂复材料和工艺的应用是成功的,其使用寿命还有待进一步跟踪调查和考验。 4 机电设备、金属结构表面技术应用展望 迄今为止,三峡工程机电设备和金属结构的招标工作还在进行中。已完成招标的项目有左岸电站14台700MW水轮发电机组,合同金额7.4亿美元。二期工程厂(房)坝(溢洪坝段和永久船闸闸门及金属结构)采用国内公开招标,合同金额10.7亿元。现在在正进行500kV高压电气设备(15台840MVA变压器和全封闭组合电器)国际招标,电站主厂房1200t桥式起重机国内招标、500kV电抗器,20kV大电流封闭线的招标。还有大坝顶部和电站尾水平台的门式起重机等还未招标。这些机电设备和金属结构是2003年发电、通航的关键设备,这些设备和构件的表面处理,影响到设备的寿命、大坝整体建筑艺术处理甚至设备的安全可靠运行。 4.1 水轮发电机组和辅助电气设备的应用展望 在机组招标文件技术规范和合同文件中,对工厂涂装和保护涂层都有明确的规定,明确规定按SSPC—PAl、ASTMB456、ASTMB633和ASTMA164进行表面涂层处理。明确规定涂层必须在合适的气候条件(环境温度低于7C或金属表面温度小于外界空气露点以上3C时不能进行)。 同时明确了设备表面的清扫要求。选用溶剂清洗,进行喷丸发亮处理。使金属表面发亮呈均匀的灰白色。 对在运输过程中暴露在大气中的重要机械加工的黑色金属表面,先用溶剂清洗干净,并涂一层厚的防锈化合物。 所有暴露在大气中黑色金属非机械加工表面,如水泵、空压机外表面需喷砂发亮处理。再涂2层防锈漆,并明确涂层厚度要求。 所有与混凝土接触的非配合黑色金属埋件表面,如水轮机蜗壳外表面需进行机械清扫。并涂一层保护层,便于运输、堆放。在安装时必须先清理保护层,以利埋件表面与混凝土有效结合。 所有与水接触的非配合黑色金属表面,如活动导叶表面,蜗壳内表面,需用喷砂发亮处理,流道内的焊缝需用砂轮打磨光滑,在工厂涂两层环氧树脂富锌漆,安装后再涂一层保护漆。水轮机转轮是在含沙水流中运转的部件,其不锈钢表面未要求特殊处理。 所有盘、柜、压力油罐、泵组和管道外表面,在机械清扫后深4层装饰颜色涂料。盘柜的非工作内表面,进行机械清扫后,再涂两层防护漆。 对油罐铁质金属全部内表面需进行喷砂处理,直至露出金属光泽为止,再按要求涂保护层。 其他小型辅助设备,如电动机、接触器、开关和其他设备的表面,需按相应标准进行涂覆。 4.2 水工闸门和金届结构的应用展望 在水工闸门和金属结构的招标文件中,参考了三峡地区挂片试验的成果,按国家和行业规定的标准,对不同工作环境下工作的设备和构件,提出了不同的要求。 对经常处于水下或干湿交替环境,不易检修,或检修对航运、发电及泄洪有重要影响的设备或结构。要求采用具有高机械强度的防腐体系,有较好的抗冲刷能力,附着力极强,抗微生物和附着生物的性能优异,其保护年限长达20年。 对经常处于水下或干湿交替的环境,但易检修且对发电、航运、泄洪影响不大的钢结构和设备。要求采用粘附力强、耐水性的、抗微生物和附着生物性能优异的防腐体系,其保护年限可达10年。 对在大气环境中,包括室内与室外的钢结构和设备,要求采用具有较强的耐气候变化性能的装饰性能好的防腐体系,表面涂料要求不易变色,不粉化,其保护年限应达15~20年。 对这些设备和构件的表面处理,要求按国标GB6484-6487规定,要求基体清洁度达到GB8923规定的Sa2.5级。 对防腐材料亦作明确的规定,要求采用国家或行业标准产品系列,底、中、面漆最好选用同一厂家产品。 对各类水工闸门和金属结构的具体表面涂覆要求,合同中都有具体规定,例如: 永久船闸人字工作门和第一闸首事故检修门及其埋件,总重约23865.2t。门体和底层采用热喷锌,最小局部厚度不小于160μm,封闭层为磷化底漆一道,面漆为氯化橡胶两道,干膜厚度100μm,涂层总厚不小于260μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站压力输水钢管14条,总重2万余t,对钢管的明管内外壁和钢管内壁,底漆采用无机富锌漆,面漆为厚浆型环氧沥青漆,漆膜总厚度不小于450μm,钢管外壁与混凝土接触面涂无苛性钠水泥沙浆,厚度约500μm。 电站进水口快速工作闸门、排沙孔工作门约4911t,表面涂覆采用底层热喷锌加封闭涂料防腐。热喷锌厚度为120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯树脂一道,干膜厚30μm,中间漆环氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为改性耐磨坏氧两道,干膜厚100μm。涂层总厚300~340μm。 泄洪深孔弧形工作闸门23扇、排漂孔弧形工作闸门2扇及其埋件,息重约10306t。门体采用底层热喷锌加封闭涂料防腐休系。要求热喷锌厚120~160μm,封闭漆为不饱和乙烯材脂一道,于膜厚30μm,中同漆坏氧云铁一道,干膜厚50μm,面漆为环氧金刚沙二道,干膜厚100μm。涂层总厚300~400μm。 5 结语 表面工程技术在三峡工程的应用,一直受到国家有关部门、单位的重视,通过上述的讨论,我们可以看到表面技术与三峡工程成功建设、运行可靠和市省维护费用息息相关。 (1)三峡工程在中国国家科技攻关项目,如“六五”、“七五”、“八五”和“九五”攻关项目的安排,在三峡工程重新论证和投计审查中,始终是一项研究和讨论的重要课题之一。从材料表面加工工艺选择、涂覆材料及喷涂工艺研究以及表面电化保护等在“九五”三峡工程重大装备研制项目中占有重要地位。在三峡工程开工后,为有效的使用有关表面处理材料和适应三峡坝区的环境,迸行了多厂商多种材料的涂装挂片试验,以便有针对性的选择合适的涂装材料和工艺,以使表面材料应用达到寿命长、装饰美的效果。 (2)如前所述,所有机械设备、金属结构、水工闸门都在不同程度上离不开表面技术,他们运行的可靠性、经济性都在不同程度上仰仗表面技术的应用,这牵涉到多专业、多学科的应用,不但是简单的现场的涂装技术,还有许多是在设计中要求应用的在工厂实施的技术、工芝,从目前的应用范围看,它是一项在工程中无所不在、应用广泛的技术。欢迎国内外表面工程学界积极参与三峡工程表面技术应用研究。 (3)随著国内外表面技术的研究和发展,将使三峡工程通过表面技术的应用广泛受益。采用长效且与坏境相宜的表面涂装材料和工艺,对延长设备的使用寿命,延长维护性涂装的周期,有着重要的经济效益。与整个建筑和周边环境协调的装饰涂装,将会给人们美的享受。针对三峡工程具体的环境、目标进行研究和开发的成果和产品,将会给三峡工程带来更大的经济效益。 (4) 对三峡工程表面技术应用的跟综研究将水电工程或类似工程的应用提供有价值的参考。三峡工程表面技术应用广泛,应用材料品种之多,应用对象工作坏境的千差万别,按照目前技术和工艺水平应用的表面工程技术能否获得预期效果,还有待长期跟综研究和改迸。毋容置疑,随着科学技术的进步,表面工程技术作为现代科学的一门新兴的综合学科,必将得到迅速的发展,三峡工程必将从中获益。 机电技术应用论文:机电一体化技术及其应用研究 摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 关键词 机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为优秀,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(DCS) 分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(CIMS) 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的经济效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。 2.5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20mA,DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术应用论文:浅谈电工新技术在机电一体化中的应用 摘 要:文章从电工新技术的发展谈起,对电工新技术在机电一体化中的应用作详细分析,并着重探讨电工新技术的特点,归纳、总结出相关结论,供同行参考借鉴。 关键词:电工新技术;机电一体化;应用 电工新技术目前已在机电一体化中得到了广泛应用,依靠电工新技术研发制作的机电一体化产品种类众多,为机电一体化事业的发展起到了巨大的推动作用。分析电工新技术的基本功能,当该技术应用到机电一体化以后,不但能有效改善机电一体化产品的生产环境,提高机电产品工作效率,还能减少能源浪费,实现生产节能。下面笔者结合电工新技术的发展概述,对机电一体化中应用到的电工新技术作详细分析。 1 电工新技术分析 1.1 电工新技术是促进国民经济发展的关键因素 电工新技术的发展带动了我国国民经济的增长,它借助自身技术优势,一方面解放了国民生产力,有效促进了生产效率的提高,另一方面降低了生产能耗,为社会主义建设做出了贡献。总的来说,电工新技术促进了国民经济的发展,为社会进步以及人民生活品质的提升创造了条件。 1.2 电工新技术的定义与发展趋势 所谓电工新技术,实际就是指在当前并未实现规模化应用,但具有一定效益的电工技术。随着时代与社会文明的不断进步,电工新技术在国民生产中起到的作用越来越大,成为了21世纪最具活力和最具生命力的电工技术。追究电工新技术的发展原因,它实际是在传统电工技术基础上发展起来的,是知识经济时代下出现的电工新理论、新知识、新材料以及新工艺等集多种表现形式于一体的新电工技术。电工新技术从20世纪下半叶开始发展,当时盛行的电工新理论有等离子物理、生物电磁学、电磁流体力学等等,新技术则主要有放电应用技术、磁流体发电技术、电磁诊断技术等。在21世纪的今天,电工新技术的发展已经迈上了一个新台阶,除了原有的电工技术、理论、设备、材料在各行各业得到了广泛应用以外,电工新技术还向纳米技术、生物工程技术、网络技术方向发展,成为了国民经济发展中的中坚力量。 2 电工新技术在机电一体化中的应用 电工新技术当前已经在机电一体化中有了较为普遍的应用,比如生产中常见的自动监控制技术、触摸屏技术、运动控制卡等,都属于电工新技术的范畴。详细分析如下: 2.1 自动控制技术 自动控制技术与自动控制系统的应用是电工新技术的一种主要表现形式。以自动控制系统为研究对象,该系统的基本特点是能实现自动化控制。将该系统应用到机电一体化中,系统能对机电设备的运行状态进行连续测量,并结合测量数据推断出设备偏差,及时采取相应措施对偏差进行处理,尽可能的将偏差降低到最小。在机电一体化自动控制中,为了将自动化控制系统测量的快速性、稳定性、精确性体现得更加充分,往往会选择采用比例控制器、积分控制器等对系统进行控制。工业大革命之后,市场对机电一体化产品的精度、性能、使用可靠性等性能要求越来越高,而为了满足市场要求,机电一体化产品内部所采用的控制器性能也随之越来越好,全闭环数字式伺服系统的出现使得自动控制技术在机电一体化产品中的应用地位越来越高,既能满足系统自动控制技术要求,又能提高系统控制与调节精度,为机电一体化产品自动化控制与调节的实现奠定了坚实的技术基础。因此,现代机电一体化产品大多选择该类伺服系统来实施产品控制。 2.2 pc的应用 pc,实际指可编程控制器。该控制器是上世纪60年代生产出来的一种工业控制装置,技术基础建立在计算机控制技术和通信技术上,既具有计算机控制功能,又能实现通信,所以该控制器在出现以后,便被广泛应用于机械生产自动化控制中。pc技术产生初期,常用的pc大多只具备逻辑控制、定时和记数功能,通常将只能实现这三项功能的可编程控制器称为可编程逻辑控制器。随着电子技术和大规模集成电路的广泛应用,plc的功能日趋完善,性能不断提高。plc已经发展为集计算机技术,自动控制技术、通信技术、过程控制技术于一身的电子装置。目前plc正朝智能化、网络化方向发展。plc作为一种新型的工业控制装置。用计算机编程软件代替继电控制的硬件接线,既发挥计算机优点,又考虑电器操作人员习惯,始终保持大众化特点。plc具有可靠性高、编程方便、对环境要求低、与其他装置连接方便等优点。plc控制系统与继 电顺序控制系统的比较:plc控制系统大部分为软件控制,系统结构紧凑、体积小;plc控制器内部全部为“软接点”,动作快,系统的控制功能改变一般需要修改程序;plc控制系统的设计、施工、调试周期短plc控制系统具有较强的自检、监控功能,可靠性高,适用范围广。特别是可编程计算机控制器pcc与传统的plc相比较能更好的实现分时多任务操作系统和多样化的应用软件设计,不仅满足了实时控制的要求还可以按照用户的实际要求任意修改。 2.3 运动控制卡的应用 运动控制卡是一种基于pc机及工业pc机、用于各种运动控制场合的上位控制单元。它包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出、d/a输出等功能。它变频器的工作原理主要是把工频电源变换成各种频率的交流电源,来实现电机的变速运行的设备。以达到无极变速,从而缩短电机方向和转速的时间,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电逆变成交流电。它可以发出连续的、高频率的脉冲串,通过改变发出脉冲的频率来控制电机的速度,改变发出脉冲的数量来控制电机的位置,用于控制步进(直线)电机或伺服电机。所以变频器因调速性能好、效率高、性能稳定、可靠性高等这些优点,使其在数控伺服、机械、同步传动等多种场合都得到了广泛的应用,因此,变速器调速技术已逐渐成为电气传动自动化的一项优秀技术。 3 结束语 综上所述,我国当前的电工新技术在机电一体化产品中的应用极为广泛,成为了机电一体化产品实现自动化控制的必要措施。电工新技术以其独有的技术特点,为机电一体化发展创造了众多有利条件,促进了机电一体化自动控制的实现。总的来说,电工新技术的发展为机电一体化技术的进步做出了贡献,它不仅省去了多余的社会劳动力,实现了机电一体化产品的自动化控制运行,还减少了能源消耗,对社会进步起到了巨大作用。 机电技术应用论文:矿山机电设备检修中的故障诊断技术应用 摘 要:矿山开采是为了更好的满足经济和社会发展对能源的需求,因此,在矿山开采过程中一定要对机电设备的故障诊断技术进行提高,这样才能保证在矿山开采过程中不会出现更多的安全事故,保证矿山企业安全生产。 关键词:煤矿企业;矿山机电设备;故障诊断技术 煤矿企业在生产过程中会使用大量的机电设备,因此,在生产过程中要想保证安全一定要对机电设备的故障诊断技术进行分析,这样才能更好的对机电设备进行维修,保证煤矿企业的生产不会受到影响。 1 矿山机电设备故障诊断技术的内涵 矿山机电设备诊断技术是一项非常复杂的技术,也是一项综合技术,其中包含着信息技术、计算机技术以及传感技术,能够对设备出现的事故进行很好的反映,因此也能在设备出现事故前就进行维修。矿山机电设备在维修诊断技术方面也是发展很好的,能够对机电运行过程中的状态进行检测,这样能够更好的提高机电设备的安全性和可靠性,同时也能及时对出现的问题进行解决。机电设备维修诊断技术能够对设备出现的异常原因以及危害程度进行更好的分析和评价,因此,也能及时采取必要的措施进行预防。 2 故障诊断技术的概述 2.1 构建数学模型 机电设备在运行过程中会产生很多的参数,这些参数在一定程度上能够对设备的运行情况进行反映,因此,构建一个数学模型能够更好的对设备运行情况进行反映,同时也能对机电设备出现故障的参数进行总结,以后通过对参数进行分析就能及时反映出故障是否存在。 2.2 采集各种信号和参数 在设备上安装各种传感仪器能够更好的对设备运行状态的各种信号和参数进行收集和测量,这样能够更好的通过传感设备对设备情况进行掌握。传感器产生的各种信息可以传递给计算机,这样能够使计算机成为数据存储的工具。 2.3 对采集的各种信息进行处理 对生产现场采集到的设备各种信息,有些是不能对设备的运行情况进行反映的,因此,要对采集的信息进行处理,在处理的过程中还要对出现的无用信息进行剔除。 2.4 对处理后的信息进行分析和识别 对处理后的信息进行分析和识别以后,能够更好的与其和设备运行的标准参数进行对比,这样能够更好的对设备的状态和故障类型进行反映,同时也能更好的找到解决故障的措施。 2.5 预测 在现场采集回来的信息进行分析和识别以后能够更好的对设备的运行情况进行反映,同时也能更好的对设备的故障情况进行预测,这样也能更好的对设备故障可能带来的影响进行分析。 3 矿山机电设备故障诊断的主要技术 3.1 主观诊断技术 在对矿山机电设备进行故障诊断的时候,维修人员可以利用相关的实际经验对故障进行判断和检修,但是这种技术只适用于简单的故障,同时可靠性也是非常低的。主观判断技术,通常分为直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法和故障树分析法。直觉经验法是维修人员凭借自身的经验和感觉通过对设备进行查看判断故障原因的一种方法,这种方法受到维修人员阅历的影响。参数测量法是对设备的运行参数进行测量,然后通过与标准参数进行比较,对设备可能出现的故障进行判断,同时对故障的位置进行判断。逻辑分析法通过逻辑关系对设备故障的显性现象进行判断,能够找到故障出现的原因和位置。故障树分析法对系统出现的故障能够更好的进行判断,对经常出现的故障可以直观的进行反映,这样能够最终对故障进行判断。 3.2 仪器诊断技术 在对矿山机电设备进行诊断的时候,工作人员可以利用监测仪器对机电设备进行系统的检测,这样能够更好的对设备运行情况进行掌握,同时也能对故障情况进行判断。 3.3 数学模型诊断技术 矿山机电设备在进行诊断的时候,工作人员可以利用相关的测量设备对机电设备的运行参数进行统计,然后与标准参数进行比较,这样能够更好的进行分析和判断,同时也能通过数值比较找到故障的位置和类型。 3.4 智能诊断技术 在诊断技术中,智能诊断技术的发展前景是非常好的,在进行诊断的过程中可以利用计算机对信息进行获取、传递和分析,这样能够更加及时的得到出现故障的位置,同时对故障的类型也能更快的得到。 4 故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用 4.1 诊断依据 矿山机电设备在运行的 过程中,会产生一定的动力、热量以及化学能量变化,这样就会导致设备在使用过程中出现温度上升和压力不断增大的情况,导致机电设备的运行状况和工作效率受到一定程度的影响。 4.2 信息采集 在对矿山机电设备进行信息采集的时候可以利用故障诊断技术中的点检仪或者是传感器等仪器来进行信息的采集,而且在信息采集方面也是非常的准确的,因此,对机电设备的实际情况也是能够更好的进行体现的,对信息进行分析和处理能够更好的掌握设备的状态。在信息收集的时候场所也是非常重要的,通常可以在生产现场进行采集和性能方面的检测。在现场考察的时候要对机电设备的表面情况进行观察,这样也能够通过外表对其使用情况进行判断。 4.3对设备的性能检测 对机电设备的性能进行检测的时候,主要对其投入和产出之前的变量情况进行对比,这样能够更好的对其性能进行掌握。在相同投入的情况下,如果设备的产出出现了减少的情况,这样就说明机电设备的运行效率出现了下降的情况,同时在产出相同的情况下,如果投入出现增大的情况,也说明了设备在运行过程中出现了下降的情况。导致设备出现运行性能下降的情况,原因有很多,其中,电机的功率、轴承的转速以及设备的温度变化都是影响的因素。因此,在设备出现工作效率下降的情况时对一些关键的部位进行检测是非常重要的,同时也是避免设备出现更大的故障的保障。 5 矿山机电设备检修中故障诊断技术 5.1 故障诊断专家系统 由于矿山工作环境的复杂性和多变性,导致矿山机电设备故障常常具有复杂性和隐蔽性,运用传统的故障诊断技术难以对故障进行准确的判断,而故障诊断专家系统能够综合运用领域专家的知识和经验,模拟专家的思维过程,对故障进行准确的分析和判断。 5.2 模糊数学的应用 矿山机电设备故障的原因和现象间通常具有一定的对应关系,其中既有随机因素,又有确定因素,因此在保障诊断精度的前提下,将模糊数学引入矿山机电设备的故障诊断中,建立模糊诊断数学模型,使得定量分析和专家经验、定性分析相结合,并在计算机上实现,为矿山机电设备故障的诊断决策提供辅助依据。 5.3 人工神经网络的应用 神经网络拥有特殊的结构和信息处理方式,使其在模式识别、信号处理、自动控制与人工智能等许多领域得到了实际的应用。矿山机电设备的故障诊断中从故障初始征兆到故障源的映射通常具有复杂的非线性映射关系。通过连续地对这些部位进行监测,能够使得矿山机电设备的运行状况得以准确和直观的反应。 6 结束语 经济和社会在快速发展的情况下,对能源的需求量在不断增大。矿山企业在进行生产的过程中,工作的环境是非常的复杂和恶劣的,这样也使得矿山开采过程中经常会出现安全事故。在矿山开采过程中,机电设备经常是处于高负荷运行的情况下的,这样也使得设备会经常出现故障。对故障进行诊断才能更好的保证生产顺利进行,同时也能保证安全生产。 机电技术应用论文:试论汽车发动机电子技术的应用 [摘 要]汽车发展需要电子技术的全面支持,汽车发动机的控制技术也随着电子技术的发展而进入到电子时代,针对这个领域全世界都进行了全面而深入的研究,使得电子技术对发动机的控制进入到了全面而智能的领域。 [关键词]电子技术 车辆控制 发动机控制 应用方法 一、电子技术在汽车与发动机上的应用概况 1、电子技术在汽车上的应用 电子技术的应用在汽车上的应用是为了适应汽车工艺与应用的需求而被被采用的,不完全统计在近几年间,在汽车的生产与制造中,大量的电子装置已经被应用在汽车中,占有的比例增加到了近三成。一些高级别的轿车上已经安装了单机片甚至是计算机,电子产品占有整车的比例达到一半。目前电子技术的应用已经渗入到各个汽车系统,安装目前的应用情况,汽车电子系统的用应用安装不的产品与功能可以分为两种,一种是汽车电子控制系统,主要负责对车辆上的机械进行智能化控制,使得汽车在运行过程中可以按照不同的需求对车辆进行智能化控制,即所谓的机电结合。另一种是车载电子系统,即在汽车中可以独立使用的电子系统,他们与汽车的性能没有关系,如导航系统、音响系统、通讯系统、网络系统等等。 2、电子技术在汽车发动机上的应用 在汽车发动机上电子技术也有了大量的应用,随着人们对乘驾的要求不断提高,加上环保等标准的升级,汽车电子技术在功能上不断获得改建,系统化、集成化、微型化等方面都获得了突破。对汽车发动机的电子化控制已经使得汽车的性能有了大幅度的改变。未来汽车电子技术将有望在以下领域出现突破。如传感器技术的应用,随着汽车电子化的拓展,自动化已经成为其发展的必然趋势,对传感器的应用已经成为车辆中不可缺少的技术,尤其是对发动机的检测与控制,更离不开传感器的应用,其数量与功能将不断拓展,使得电子技术对汽车发动机的控制更加直接与智能。同时,发动机机电控制单元的技术水平也会不断提高,电控单元将向着多功能集成化方向发展,其处理的性能将更加强大,为整个动力系统提供智能化控制模式。 二、电子技术在汽车发动机上的应用实例 1、电子点火系统 电子点火系统实际上是为了适应汽车环保需求而设计应用的,其主要是,满足发动机的点火可靠性,所以电子技术被应用到该装置上,这样就可以控制点火的精度。因为电子技术的高速发展,现在的晶体管器件都可以达到较高的精度与性能。当前研发的汽车电子点火装置,从控制点火圈、可控硅点火装置、集成电路点火装置等等。其优秀系统是由芯片、传感器、接口、执行机构等组成。其目的就是节约燃料、降低污染。同时电子点火装置的应用还可以实现对车辆发动的智能化控制,并可进行自我诊断等。 2、电子油喷系统 在汽车生产中,机械式和电混合喷射系统都已经不能适应车辆的应用需求,电控喷射装置已经逐步普及。电子装置可以利用电子智能控制来保证发动机的最佳工况,输出的功率相对稳定,且降低污染。在研发中可以将发动机的最佳工况输入到电子系统中,这样就是先了喷油效果最合理。实现空气流量、含氧量、进气温度、发动机转速等多种参数的相对平衡,进而达到智能化控制的目标。这样就可在车辆行驶中根据当时是的工况对喷射油量进行智能化调控,让发动机始终处在一个最为合理的工作条件,进而让发动机综合性能提高。在车载的燃油喷射系统的控制单元是一个完整的控制中心,并利用安装在发动机上的各种传感器测定运行参数,按照驾驶工况对喷油器的油量进行精确控制,使得发动机在运行中获得的燃油混合气比例最佳。 目前该系统的应用已经较为成熟,在柴油喷射系统中有着突出的效果。如1)电控分配系统,柴油机电控分配泵的喷油泵油量及喷油定时的装置都是采用高速的电磁阀门进行控制,电磁法在工作中可以对喷油的进行定时,进而利用开启和闭合对油量进行精确控制。2)还有一种是电控直喷的油泵,电子控制装置可以对喷油量和喷油时间进行定时,或者具备其中的一种功能,这样就可对燃油与空气的比例进行限定,还有的可以对压力和速率等进行控制。电子控制的直喷装置可以设计为电控调速器。电控调速其可以与转速相互配合,并且容易实现。同时响应 速度可以高于机械的调速装置,这样就可实现对发动机的油量进行控制的目标。3)电控单体油泵控制系统,这样的系统采用较短的高压油管,可以对喷油进行加压,最高压力可以达到160mpa以上,这样与高速电磁阀进行配合从而控制喷油量。再有就是利用机械驱动的电控喷油系统,目前最为完善的是电控喷油嘴系统,是电子式的驱动系统,现有的产品也可实现高压喷油的效果。其中最大的压力已经可以达到200mpa,甚至更高,机械驱动的电子喷油系统已经在国外有了完善的研究与发展,从小型的柴油机到大型的柴油机都已经可以实现电子控制,并精确控制喷油量。4)电子控制的喷油嘴系统,这样的装置可以利用机械驱动和蓄压形式实现定量控制,都可以实现高压力的喷射,使得燃油最大化的行车雾化混合物,大大降低了柴油机燃烧系统对缸内的涡流强度的需求,甚至可以实现没有涡流的设计。5)电控蓄压喷射系统。随着研究的深入,电子控制蓄压喷射嘴系统的研究上升了一个高度。其设置不需要机械驱动和机械调节,所以不用在设计中考虑柴油机整体的结构,这使其最大的优势之一。在研究中美国公司研究的装置可以将电控与液压的技术结合起来,形成一个按照时间控制喷射过程和相应压力装置,具有喷油速率控制的效果,对初始供油期、着火延时等进行油量的优化。同时也可实现对柴油机烟度、颗粒等进行改善。 3、排气循环和带速装置 在电子控制系统中,对排气系统的控制也是涉猎的内容,将发动机排出的部分废弃进行利用回流到进气管,并与新鲜的空气进行混合,再次的进入到汽缸中进行利用,这样可以控制尾气中的有害成分,期间废气的量则由电子电子阀进行控制,从而实现智能控制。 还有就是怠速控制,怠速控制的功用:实现发动机起动后的快速暖机过程;自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运行。怠速控制的主要内容:起动后控制暖机过程控制,负荷变化的控制以及减速时的控制。 三、结束语 发动机是汽车工作的重要系统,在对其进行控制的过程中需要智能化升级,因为只有智能化的升级才能让发动机在工作中更加的低耗,并以此形成一个节能的效果,同时电子技术的应用可以帮助汽车实现整体的智能化,以发动机控制为优秀的电子技术的应用,实现了整车运行与控制的智能化,这样才能让汽车在运行中体现安全、节能、环保、舒适等进步。 机电技术应用论文:煤矿机电管理技术的应用探讨 【摘 要】煤炭是我国重要的能源,煤炭工业的大力发展,在我国的国民经济建设发展中占居重要的地位。采用机电一体化产品的煤矿,能够获得可观的技术、经济和社会效益。随着现代化设备的不断投入使用,对机电管理人员的业务素质也提出了新的要求,只有熟识电气设备的功能,才会更好的完成本职工作。因而,近年来各级煤矿企业领导都十分重视机电一体化技术在煤炭生产中的应用与推广。本文对煤矿机电一体化技术的应用进行研究。 【关键词】机电管理人员;煤矿机电一体化产品;煤炭生产 我国电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化,综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控,使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度,检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态,自动调节支架推移输送机的拉移等,使综合机械化水平上一个新的台阶。 煤矿机电一体化技术矿井运输提升产品的应用在煤矿生产中,因为现代化煤矿发展的需要,对煤矿机械化采煤提出更高的要求,因此随之对井下、井上的运输和提升系统的要求也就越来越高。如今,对于国外一些采煤技术比较先进的国家,煤矿井下大巷的运输系统大多是采用带式运输机,他们基本上是采用直流式交流变频装置驱动方式,主要以电力电子器件为优秀。 1. 机电一体化 机电一体化是集机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、接口技术、软件编程技术等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进了相关技术的发展和进步。我国在20世纪80年代成立机电一体化领导小组,并将该技术列为“863”计划。机电一体化正朝着智能化、网络化、微型化、柔软性化、系统化发展,它的发展对煤炭系统产生了很大的冲击,采用机电一体化产品将大大改善煤矿生产的劳动强度、工作环境及安全系数,同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定的价值。它可不必更换设备,而对产品结构和生产过程进行必要的调整、改革,对传统的机械工业注入新鲜的血液,实现文明生产。 2. 煤矿机电一体化产品 煤矿机电一体化产品已在许多煤矿得到广泛应用。国产的以计算机为优秀的电牵引采煤机、全数字直流提升机已占领国内市场,我国已能生产用计算机监控的掘进机、胶带运输机、矿井供电设备等。另外煤矿安全生产监控系统、胶带机集中控制系统、矿井生产过程自动控制和信息化管理、图像监视井下关键设备和主要工作地点、调度室的装备实现数字化、计算机网络管理系统在生产调度、财务、人力资源、设备、销售及办公自动化都得到了普遍应用。煤矿机电一体化产品实现了设备的自动化、智能化、信息化等等,为煤矿生产实现高安全、高可靠、高效率和高效益提供了保障。 3. 改进煤矿机电管理的办法 3.1 重视管理,提高机电管理水平。 重视机电管理,首先是矿井领导人重视机电管理,这是加强机电管理的关键。机电管理人员要经常向矿领导汇报机电工作,多提工作建议,以获 领导的支持。 3.2 因矿制宜建立机电管理机构,授予职权,统一管理。 矿井机电管理机构体系不论采取哪处形式,都必须授予机电部门职权,实行统一管理。一般机电部门要具有以下职权,即:制定机电管理规章制度权;编制部署机电工作计划权;设备配件分配权;制止违章作业权;追查机电事故权;检查评比考核奖罚权;机电业务骨干调整调动工作监督权。 3.3 加强机电标准化管理,建立健全标准化管理组织,提高全体机电人员的质量标准化意识,按标准化要求开展机电工作。 机电标准化是确保矿井机电安全生产的基础,地方煤矿应逐步完善机电标准化工作,成立标准化领导小组,制定标准化建设奋斗目标及具体措施、完成时间。实行“三抓”,即面上抓质量升级,线上抓达标头面、机道、机房,点上抓薄弱环节。建立机电标准化奖罚制度,开展机电标准化竞赛活动,树立标准化样板机电区队、机房硐室、机道,推动机电标准化工作的全面开展。 3.4 扎实地做好设备综合管理工作。 设备管理的基本任务是掌握设备动态,建立、保管设备档案,办理设备调拨转移手续,掌握设备技术性能状态,编制审查设备购置、更新、改造、修理、配件计划,掌握大修资金的使用,对设备实行全过程的管理。各矿应建立设备综合管理体系,完善设备综合管理制度,配齐设备管理人员,实行流程化管理,扎实地做好设备综合管理工作,确保设备管理制度化、正常化、规范化。 3.5 认真落实规章制度。 规章制度是机电业务活动的准则,是做好机电工作的纪律保证,应建立健全。当前,规章制度执行不利是突出的问题,特别是操作、维修、综合平衡、质量验收、现场管理等制度的执行方面尤为突出。矿井机电管理的主要工作对象是设备,落实规章制度也必须以管好、用好、修好设备为主要工作内容。目前急需重点落实的规章制度是:机电管理人员责任制度;设备使用操作规程;设备维护保养、检查、维修、质量验收制度;机电事故管理、设备现场管理、技术管理、综合平衡、班组经济核算等制度。 4. 对我国煤矿机电一体化技术的思考 (1)在 20世纪,我国煤矿机电一体化技术(产品)取得了较大的发展,机电一体化技术应用到了煤矿每个环节,但相对国外先进煤矿还是比较落后的。因此,要让我国煤矿机电一体化技术达到世界先进技术水平,必须掌握信息时代机电一体化技术的特点和相关技术发展的动态。 (2)应提高我国煤矿机电一体化产品的规范化、标准化、系列化和通用化的程度;以计算机为机电一体化的优秀装置,因为计算机运算和存贮能力非常强,且体积和功耗小,更加适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品,在设计煤矿机电一体化产品时,应尽可能的选用功能强大的嵌入式计算机,从而保证工作性能更可靠;对于新开发的煤矿机电一体化产品应具有通信功能,同时,要选用很好的开放性和高可靠性的通信模块,方便与控制网络进行连接通信控制;煤矿机电一体化产品需要达到智能化发展水平,能判断机电设备和周围环境的状态,使设备能自动适应环境并以最优的状态工作,同时能快速地对所采集的参数进行分析,从而对故障进行诊断,再根据这些诊断结果对以后工作过程中的故障进行预测;要对矿用传感器进行深入研究和开发,提高矿用传感器的可靠性和使用寿命,同时考虑传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,使矿用传感器在比较恶劣的工作环境下进行信号的测量,并保证其测量准确度,并具有自校正、自诊断、状态识别和自我调节等功能;要关注国内外高新技术的发展,将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化产品,从而提高煤矿现代化,达到煤矿自动化生产。 5. 结束语 煤矿机电一体化技术是煤矿综合自动化的发展基础,更是煤矿企业信息化建设的重要支撑技术,煤矿机电一体化技术在采、掘、运、装备等方面的应用和推广,大力地推动我国煤矿综合生产力,同时,为实现安全、高效、洁净、结构优化的现代化、高科技煤炭工业生产打下了坚实的基础。 机电技术应用论文:关于机电一体化技术及其应用研究 摘要:讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁 工业 中的应用以及 发展 趋势。 关键词:机电一体化 技术 应用 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微 电子 、控制、 计算 机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、 网络 化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在cnc数控机床上增加人机对话功能,设置智能i/o接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种 艺术 享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。微机电系统(micro electronic mechanical systems,简称mems)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在mems工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种mems器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 1.9 绿色化 科学 技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归 自然 ,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁 企业 中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为优秀,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面: 2.1 智能化控制技术(ic) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。 2.2 分布式控制系统(dcs) 分布式控制系统采用一台中央 计算 机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的 发展 ,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。dcs具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。dcs是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 2.3 开放式控制系统(ocs) 开放控制系统(open control system)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过 工业 通信 网络 使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。 2.4 计算机集成制造系统(cims) 钢铁 企业 的cims是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体,用以实现从原料进厂,生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化,但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理,难以适应 现代 钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产,质优价廉,及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存,加速资金周转,实现生产、经营、管理整体优化,关键就是加强管理,获取必须的 经济 效益,提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现cims化。 2.5 现场总线技术(fbt) 现场总线技术(fied bus technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4~20ma,dc直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致dcs的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表,如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化plc(programmable logic controller)和现场就地控制站等的发展。 2.6 交流传动技术 传动技术在钢铁工业中起至关重要的作用。随着电力 电子 技术和微电子技术的发展,交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性,电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动,数字技术的发展,使复杂的矢量控制技术实用化得以实现,交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎,应用不断扩大。 机电技术应用论文:浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用 摘要:机电一体化技术是微 电子 技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、 计算 机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是 企业 信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭 工业 生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿 机电一体化技术 0 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的 发展 ,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 1 机电一体化技术的应用实践 1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如dan6400、tf200、minos和senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出kj2,kj4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭 科学 研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有 网络 连接功能;系统软件采用了windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的kj90、天地科技股份公司常州自动化分公司的kj95、煤炭科学研究总院抚顺分院的kjf2000和北京瑞赛公司的kj4,kj2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ascs是由双cpu构成的 计算 机系统。除此之外,我国还用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以plc为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 2 结束语 随着煤矿生产不断向深部水平 发展 ,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如 网络 、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使 企业 获得更加显著的技术、 经济 和社会效益,这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:浅析煤炭机电一体化技术在我国的应用 摘要:机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。本文对煤矿机电一体化技术在我国的应用进行阐述。 关键词:煤矿 机电一体化技术 0 引言 我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起,我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期,我国综合机械化采煤取得了空前的发展,大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程,采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期,在原有的研究成果上,又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究,并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破,在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而,与国外的先进采煤国家相比,我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距,并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱,在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。 1 机电一体化技术的应用实践 1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如dan6400、tf200、minos和senturion-200),在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出kj2,kj4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来,紧跟世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的kj90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的kj95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高;具有网络连接功能;系统软件采用了windows操作系统。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现,不仅为各煤矿提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。 对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价,煤炭科学研究总院重庆分院的kj90、天地科技股份公司常州自动化分公司的kj95、煤炭科学研究总院抚顺分院的kjf2000和北京瑞赛公司的kj4,kj2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。 1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一个整体,大大简化了机械结构,是典型的机电一体化设备,充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,大大简化电气安装;硬件配置简单,互相兼容,零备件少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。 在我国“九五”计划期间,国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的优秀部分ascs是由双cpu构成的计算机系统。除此之外,我国还用simadynd和s7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月,该系统在焦作古汉山矿投入运行,情况良好。提升机由于采用了计算机技术,其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置,每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作,互相检测,互为备用,对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式,对两者进行比较、校正,实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测,实现故障记忆,因此极大地提高了提升机安全性能。 1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的技术水平,煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白,并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发,成功的研制了多种软起动和制动装置以及以plc为优秀的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。 2 结束语 随着煤矿生产不断向深部水平发展,对控制水平和规模的要求越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,目前各种高新技术的发展,如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中,使机电一体化产品功能更强大、性能更优越,使机电一体化产品功能越来越强,智能化程度也越来越高,因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿,能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益,这也是一 个煤矿企业循环促进不断发展的过程。 机电技术应用论文:机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用 【摘 要】煤矿机械正处在一个向机电一体化方向发展的时代,近来,随着国家对煤矿安全生产的重视,煤矿设备投入的不断增加,煤矿机械也处在一个更新换代的时期。数控技术是实现机械制造自动化的关键,以数控技术为优秀的机械设备广泛采用数控技术应用于制造业。 【关键词】 煤炭机械 机械制造 机电一体化 数控技术 煤矿机电一体化技术在这一时期显得尤为重要,它使机械、电子技术和液压控制技术有机的结合,极大地提高了煤矿机械的各种性能,如安全性、经济性、可靠性、操作舒适性以及作业精度、作业效率、使用寿命、方便安装拆除、便于维护等。中国 煤矿生产中,煤矿机械的性能自动化程度及其经济性等可以说直接影响到生产;也直接影响到煤矿供电、排水、通风、提升等的安全运行。而煤矿机械电气与电子控制系统部分质量的好坏与性能的优劣又直接影响到机械的动力性、经济性、可靠性,从而影响施工质量、生产效率及使用寿命等。电子(微电脑)控制系统已成为煤矿现代机械不可缺少的组成部分,同时也是评价煤矿现代机械技术水平的一个重要依据。随着科学技术的不断发展,以及对煤矿机电产品性能要求不断提高,电子(微电脑)控制系统在煤矿机械中所占的比重越来越大,其功能将会越来越强,应用范围也将越来越广,而其复杂程度也随之提高,这样就对使用与维修维护这些设备的煤矿工作人员提出了更高的要求,对煤矿职工的培训工作和对煤矿设备的管理工作也显得尤为重要。 煤矿生产施工要求煤矿机械具有以下性能:皮实耐用且维修简单、生产效率高且节能降耗,自动化程度高且操作简单,施工质量好,精度高;性能稳定,工作可靠,安全性高,使用寿命长;具有较好的经济性,即高的技术价格比和低的制造与使用成本;工人劳动强度低,操作员的工作条件好;具有在线运行状态监视,故障自诊及自动故障报警功能,能及时准确地指出故障部位,减少停机维修时间。 一、机电一体化是一项新兴的技术,将其引入到煤矿机械中,必将会给煤矿机械带来了新的技术变革,使其各种性能有了质的飞跃。 机电一体化又称机械电子工程学,是一门跨学科的综合性高技术,是由微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术、机械技术、液压技术以及其他技术相互融合而成的一门独立的交叉学科。目前机械的电子(微机)控制系统主要用以实现如下功能: (1)在线监控、自动报警及故障自诊,即对煤矿机械的电动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的在线运行状态监控,出现故障能动报警并准确地指出故障的部位,从而改善操作员的工作条件,提高机器的工作效率,简化设备维护检查工作,降低使用维修费用,缩短停机维修时间,延长设备的使用寿命。如采煤机上变频器就采用plc控制,可实现多种在线监控和故障自诊,还有煤矿用各种电器设备也越来越智能化。 (2)节能降耗,提高生产效率。例如井下使用的胶带输送机、通风机、提升机等,使用变频起动、plc控制系统,节电量就为30%左右,同时生产效率也大大提高。 (3)自动化或半自动化程度的提高 煤矿机械实现自动化或半自动化控制,可以减轻操作者的劳动强度,提高生产效率,并减少因操作者的经验不足,对作业精度的影响。例如,冀中能源黄沙矿2009年投入使用的一整套薄煤综采设备,由我国北京天地玛坷电液控制系统有限公司与德国marco公司合作生产的pm31型液压支架电液控制系统,就是微电脑控制,只要在支架操作控制器上输入程序,支架使会自动连续动作,也可实现远程控制和工作面无人操作。 二、机械制造中数控技术的应用 1、煤矿机械 现代采煤机开发速度快、品种多,都是小批量的生产,各种机壳的毛坯制造越来越多地采用焊件,传统机械加工难以实现单件的下料问题,而使用数控气割,代替了过去流行的仿型法,使用龙骨板程序对采煤机叶片、滚筒等下料,从而优化套料的选用方案。使其发挥了切割速度快、质量可靠的优势,一些零件的焊接坡口可直接割出,这样大大提高了生产效率。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置。它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调节切缝的补偿值来精确的控制毛坯件的加工余量。 2、机床设备 机械设备是机械制造中的重中之重,面对现代机械制造业的需求,具备了控制能力的机床设备是现代机电一体化产品的重要组成部分。计算机数控技术为机械制造业提供了良好的机床控制能力,即把计算机控制装置运用到机床上,也就是用数控技术对机床的加工实施控制,这样的机床就是数控机床。它是以代码实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置、主轴变速、刀具的选择、冷却泵的起停等各种操作和顺序动作数字码记录在控制介质上,从而发出控制指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,使机床自动加工出所需零件。 在机械制造业中,数控加工技术已经越来越受到重视。随着计算机技术为主流的现代科技技术发展和市场产品竞争的加剧,传统的机械制造技术很难满足现代产品多样化的发展和日新月异的换代速度。面对多品种小批量生产比重的加大,产品交货质量和成本要求的提高,要求现代的制造技术具有很高的柔性。如何能增强机械制造业对外界因素的适应能力以及产品适应市场的变化能力,就需要我们能利用现代数控技术的灵活性,最大限度的应用于机械制造行业。 机电技术应用论文:论机电一体化技术的应用及其发展趋势 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业 机电一体化 数控 模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的优秀技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手: (一) 机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二) 传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。 (三) 信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。 (四) 驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 (五) 接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六) 软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一) 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在: 1、 总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多cpu、多主总线的体系结构。 2、 开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、 wop技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了cnc系统的控制功能。 5、 能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。 7、 以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二) 计算机集成制造系统(cims) cims的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。 (三) 柔性制造系统(fms) 柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。 (四) 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展: (一) 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。 (二) 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除rs232等常用通信方 式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。 (三) 微型化 微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 (四) 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。 (五) 网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。 (六 ) 绿色化 工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。 综上所述,机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。 机电技术应用论文:浅析传感器技术在机电一体化中的应用 摘要:文章概述传感器研究现状与发展,探讨传感器在机电一体化系统中的应用,并分析我国传感器技术发展的若干问题及发展方向。 关键词:传感器技术;机电一体化;应用 在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。 一、传感器的研究现状与发展 传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,主要用于检测机电一体化系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制机电一体化系统的运作提供必须的相关信息。随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集——传感技术也将日益发展,传感器也将无所不在。 从20世纪80年代起,逐步在世界范围内掀起一股“传感器热”,各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术已成为重要的现代科技领域,传感器及其系统生产已成为重要的新兴行业。 二、传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一,广泛应用于各种自动化产品之中: 1.机器人用传感器。工业机器人之所以能够准确操作,是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态,包括:其自身状态信息的获取通过内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成,操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现,这个过程非常重要,足以为机器人控制提供反馈信息。 2.机械加工过程的传感检测技术。 (1)切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等,而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲,主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等,其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 (2)工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比,工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来,工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲,工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工(零)件加工要求的工序;工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯,同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外,还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器,如基于tv或ccd的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。 (3)刀具(砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度(按磨钝标准判定)或出现破损(破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称),使它们失去切(磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时,称为刀具/砂轮失效。工业统计证明,刀具失效是引起机床故障停机的首要因素,由其引起的停机时间占nc类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外,它还可能引发设备或人身安全事故,甚至是重大事故。 3.汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的应用,现代化汽车工业进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件,这不仅体现在发动机上,为更全面地改善汽车性能,增加人性化服务功能,降低油耗,减少排气污染,提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性,先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中,必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。 三、我国传感器技术发展的若干问题及发展方向 nbsp; 传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节,也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一,其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能;其水平越高,系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中,如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号,我们所需要的用于系 统控制的信息就无法获得,进而使整个系统就无法正常有效的工作。 我国传感器的研究主要集中在专业研究所和大学,始于20世纪80年代,与国外先进技术相比,我们还有较大差距,主要表现在: (1)先进的计算、模拟和设计方法; (2)先进的微机械加工技术与设备; (3)先进的封装技术与设备; (4)可靠性技术研究等方面。因此,必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。传感器技术今后的发展方向可有几方面: 1.加速开发新型敏感材料:通过微电子、光电子、生物化学、信息处理等各种学科,各种新技术的互相渗透和综合利用,可望研制出一批基于新型敏感材料的先进传感器。 2.向高精度发展:研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。 3.向微型化发展:通过发展新的材料及加工技术实现传感器微型化将是近十年研究的热点。 4.向微功耗及无源化发展:传感器一般都是非电量向电量的转化,工作时离不开电源,开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向。 5.向智能化数字化发展:随着现代化的发展,传感器的功能已突破传统的功能,其输出不再是一个单一的模拟信号(如0-10mv),而是经过微电脑处理好后的数字信号,有点甚至带有控制功能,即智能传感器。
现代生物技术论文:环境监测现代生物技术论文 1PCR技术 PCR技术是一种将特异性DN段在体外合成方法,也是聚合酶链式反应。通过PCR技术,环境中的有害生物,包括病毒,病原菌等都可以被监测到。过程主要包括分析与监测PCR扩增产物、PCR扩增靶序列、提取模板核酸等。不仅如此,环境中的特异性种群也都可以通过PCR进行监测,甚至基因表达都可以以之来测定。同时,PCR也可以用来对环境中基因工程菌株进行跟踪监测。 2生物发光监测技术 大自然非常神奇,各种各样的生物都有。而在其中有些昆虫会发出亮光,比如萤火虫。其实不止萤火虫等昆虫,包括真菌、细菌等在内的许多生物也都可以发出亮光。这些细菌天生对土壤中的重金属敏感,会根据重金属的多少而发出强弱程度不同的光。只需要通过判断其放射荧光的强度便可以对其所处环境的污染程度完成监测。较之常规监测方法,生物发光监测技术具有监测方便、快速、特异性强、灵敏度高等特点。 3生物酶技术 3.1处理功效高 生物酶技术利用微生物和酶结合,极大地提高了其处理污染的效率,较之通常的化学和生物方法,生物酶技术可对有机物进行快速降解,速度得到极大提升,是传统方法的百倍。将生物酶技术应用到污染物之后,可迅速祛除污染物的臭味,同时也能对水质进行净化处理,甚而降低COD、BOD5、氨、氮等的含量。这也是有些洗衣粉品牌在广告语中强调酶含量的原因所在。 3.2适应性更广 生物酶技术通过微生物和酶的结合,大幅度增加了微生物对环境的适应性,使得微生物可以在多种生存条件下得以生存并逐渐适应多种温度和pH值范围。如此一来,微生物便可以在低氧环境中也能有效发挥作用。 3.3更有针对性 生物酶技术现在拥有多个研究配方,甚至多达四十多种。可在不同领域、不同用途和不同的污染环境中广泛使用;即使碰上处理不了的,也可根据具体治理对象的具体情况,专门研发出针对性的、最具效力的配方。 3.4治理成本最低 生物酶技术产品投入资本小,但治理效果却十分显著。无需花高价购买地皮建厂,也不必购置大型仪器,在综合治理成本上有着明显优势,非常值得采用。 3.5纯绿色环保 当今环保意识已逐渐渗透到每个人们的心中,绿色产品成为人们普遍关注的焦点。而生物酶技术产品由纯天然菌种和酶复合后生成,在它的成分内既无转基因,也不包含任何的化学物质,也自不会给环境造成二次污染,是一种生物技术在环境保护应用上非常值得大力推广的环测方法。 4生物芯片技术 生物芯片技术起源于速测试试条发明后的次年,亦即1995年,通过这项技术,数以万计的基因的表达情形都可以被自动且迅速地监测出来。依照固定于芯片上的探针种类的不同,生物芯片可分为基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片以及组织芯片等。近日,国外的一个资深生物学家通过不断研究,发明了一种新的,独特的,可提供更多基因信息的组织芯片和细胞芯片。较之基因芯片或蛋白芯片,组织芯片可提供的信息更为庞杂,对于环境监测而言更为有用。因此许多环境科学家逐渐意识到了生物芯片技术的强大,并将之引入到环境科学研究中来。在科学技术较为发达的西方国家,他们基因学研究的新趋向便是基于生物芯片技术的环境基因学。作为科学技术稍显落后的我国,在生物芯片研究上成果并不那么突出。好在国家自然基金委与科技部都对这项新兴技术予以大力支持,并将之列入了前沿课题项目中,相信在不久的将来,我国的生物芯片技术也会取得非常成就。 5生物传感器技术 电子科技技术研发的不断深入、以及生物技术的研究的持续发力,使得生物传感技术应运而生,并获得人们的逐渐认可。它的特点在于高度集成化、微型化和自动化,能够快而有效地帮助环境监测进行有害物质分析。不仅常被用于环境监测,在食品工业与生物医药领域也都应用广泛。生物传感器通常由转换器和敏感材料(分子识别单元)俩个部分构成,其特点为:测定速度快、成本低、且操作简便。相信在未来会被广泛应用于环境监测中去,会大有所为。 6结语 近年来,现代生物技术在环境监测中的应用逐步增多,尽管受限于其方法和生物材料的来源,存在一定的问题,但都会在未来逐一被解决。笔者坚信现代生物技术在未来将对环境监测以及其他应用方面起到不可替代的作用,也将给我国的环境保护贡献力量。 作者:李菁华 单位:贵州省黔南州环境保护监测站 现代生物技术论文:现代林业生物技术论文 1林木组织培养育苗 林木组培培养是采用林木的器官和组织作为外植体进行苗木快速繁殖的技术,目前可以通过组织培养繁殖的木本植物多达120余种,并且逐年在增加。美国1978年已经使用火炬松组培苗进行小范围造林,1983年其里格斯苗圃林木组培苗的生产规模就达到100万株,德国、法国、加拿大和巴西等国家对云杉、杨树、桉树等树种的组培方面也进行了较为系统的研究,并投入了工厂化生产。我国于20世纪70年代开始了林木组织培养研究。通过科研工作者的不懈努力,先后分别有杨树、桉树、马尾松、泡桐、杉木、湿地松、马褂木、柚木和桑树等树种通过组织培养成功获得再生植株。目前,我国的林木组织培养育苗研究已从实验室研究进入工厂化生产阶段,分别华北和华南建立了具有国际先进水平的组织培养育苗工厂,仅中国林业科学院在湛江的南方桉树中心,年产桉树组培苗就达到300万株。 2林木转基因育种 基因工程是生物技术五大工程之一,是生物技术的优秀,基因工程育种的原理是将目的基因片段整合到到相应的受体植物细胞的染色体中,改变受体植物的DNA组成,进而改变林木自身的相关性状,产生新的有利性状,转基因为林木遗传改良提供了一条全新的途径。基因工程技术与常规杂交育种和纯合育种相结合,可以大大缩减育种周期,加快林木育种进程,可以有效打破远缘杂交不亲和的生殖隔离障碍,创造新物种和选育新品种,对优质人工林的营造和生态环境保护具有重要意义。近年来,基因工程在林木育种工作中开始大量应用,其中主要技术有基因片段的分离与鉴定、植物细胞遗传转化和转基因植株的鉴别等。目前我国的林木基因工程育种研究取得了较大进展,已经有几十种树木如杨树、火炬松、花旗松、白云杉、核桃、刺槐、麻栎、桉树、苹果、罗威云杉等先后进行了基因工程研究,已经获得转基因植物的有杨树、核桃、柳树、松树、苹果、李和葡萄等。研究领域主要有抗病虫害、抗除草剂、抗逆性、花色花期调控等基因,其中抗虫基因工程已经取得突破性进展,培育的抗虫转基因杨树新品种已实现商品化生产。 3林木分子标记辅助育种 遗传标记是指能稳定遗传,容易识别的遗传学特征,包括形态特征、细胞学特征、生化特征和分子标记等。分子标记是在分子生物学基础上发展起来的一项技术,已经广泛应用于生命科学研究的各个领域,由于DNA分子具有多态性,能体现生物的基因特征,常作为分子标记的遗传标记。目前,在林木育种工作中用的分子标记手段主要有4种,分别是限制性片段多性(PFLP)、随机扩增多态性(RAPD)、扩增性片段多态性(AFLP)和简单重复序(SSR)等。在林木遗传改良中,分子标记主要用于种质鉴定、遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建、分子标记辅助选择、)重要经济性状基因定位等方面。目前,借助分子标记技术,杨树、桉树、松树等主要经济树种已经建立了遗传图谱,通过遗传图谱能识别遗传标记的具体位置,可以对树高、胸径、材积、干形等指标进行定位研究,遗传图谱对林木育种工作有极大的促进作用,有利于优良品种的定向选育与培养。随着分子标记技术的发展和应用成本的不断降低,作为一种行之有效的遗传标记,在现代林木遗传育种研究中发挥着越来越重要的作用。 4林木次生代谢物质生产 植物通过次级代谢途径产生的物质称为次生代谢产物,并非生命活动所必须。采用植物细胞培养技术,利用生物反应器将林木细胞排泄到液体培养基中的次生代谢物质,然后使用生物技术的方法将其分离和纯化,可以用于制药、生产化妆品和染料。目前使用细胞培养技术生产的次生代谢物质有药物成分、生物碱、活性肽、色素和香精等,在某些植物细胞培养物中次生代谢物质的含量接近和超过亲本,通过细胞培养提取次生代谢物质比传统的溶剂提取法、超声提取、微波萃取等物理和化学的方法,效率更高,且不受季节和地域的限制,一年四季都可以生产。如通过培养人参细胞提取人参皂苷、培养毛地黄细胞提取地黄酮,培养红豆杉细胞提取紫杉醇等技术已经投入工业化生产。 作者:祝剑峰 李芬 单位:湖北生态工程职业技术学院 现代生物技术论文:现代生物技术废水处理分析论文 1现代生物技术的内容与特点 现代生物技术是指以DNA技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。 生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。 2现代生物技术在废水处理中的应用 废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。 2.1固定化微生物技术固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。 2.2生物强化处理技术为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除1~3gCOD,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。 2.3生物反应器技术生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便,运行费用低,所以欧美地区约有7%的污水处理厂采用该技术[6]。3生物修复技术 生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为CO2和H2O或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使自然生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:①经济,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。 生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需发展鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。 4微生物水处理剂 微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。 现代生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。 摘要:当今的水处理技术中,生物处理法已成为水污染控制的主要方法,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术的内容与特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况,在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。 关键词:现代生物技术废水生物处理生物修复水处理剂 现代生物技术论文:现代生物技术制药研究论文 生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在,世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期,生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域,尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用,生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。 有些学者认为,20世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位,而21世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。无论这种说法是否得到普遍的认同,生物技术是当今高技术中发展最快的领域似乎是不争的事实。科学家预测,生命科学到2015年会取得革命性进展。这些进展可以帮助人类解决很多目前无法医治的疾病的治疗问题,彻底消除营养不良,改善食品的生产方式,消除各种污染,延长人类寿命,提高生命质量,为社会安全和刑侦提供新的手段。有些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等。产生新的有机生命的研究也会取得进展。 1.生物制药现状 目前生物制药主要集中在以下几个方向: 1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。 2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。 美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。 3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。如Genentech公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白E用于治疗哮喘,已进入Ⅱ期临床;Cetor′s公司研制一种TNF-α抗体用于治疗风湿性关节炎,有效率达80%。Chiron公司的β-干扰素用于治疗多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病,如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞,再将细胞注入人体,使工程细胞产生全程胰岛素供应。 4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。 基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 2.生物制药展望 今后10年生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。目前热门的药物生物技术如下: 生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。 除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。 各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。 到下世纪初生物技术药物的种类数目尚不会超过一般药物的总数,但生物技术制药公司总数将超过前10年的6倍。目前主要生物技术公司多分布在美国,如Amgen,Geneticsinstitute,Genzyme,Genentech和Chiron,还有Biogen也发展较快。1987年尚没有一种重组DNA药物进入世界药品销售额排名前列表,但到1996年已有多种生物工程药物榜上有名。经上市的生物技术药物主要含3大类,即重组治疗蛋白质、重组疫苗和诊断或治疗用的单克隆抗体。 药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。 值得注意的是,制药工业的知识产权保护在世界各地是不平衡的。某些地区(例如亚洲)会继续以生产专利过期药物为主,有些地区(如美国和欧洲)除了继续生产低利润的药物外会不断开发新的药物。 总之,综合多学科的努力,通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。 现代生物技术论文:现代农业生物技术发展论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为优秀的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其优秀就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 现代生物技术论文:现代农业生物技术发展论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为优秀的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其优秀就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 现代生物技术论文:现代农业生物技术论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为优秀的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其优秀就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 现代生物技术论文:现代生物技术在油菜育种中的应用 摘要:介绍了植物组织培养技术、重组dna技术和分子标记在油菜育种中的应用。植物组织培养技术已日趋成熟,应用在了油菜的单倍体育种、远缘杂交和染色体诱变等方面;重组dna技术在油菜抗除草剂,抗虫和抗病等方面已发挥巨大作用;随着基因饱和度的增加,基因图谱与物理图谱的建立,分子标记将有望在提高选择效率,培育好的油菜品种方面发挥大的作用。 油菜是世界四大主要油料作物之一,属十字花科芸薹属,包括甘蓝型油菜、芥菜型油菜、白菜型油菜3个栽培种。多年来,油菜生产国政府和科学工作者均十分重视油菜的生产和科研工作。从70年代开始发展起来的现代生物技术则给动植物品种改良带来了一场革命,把育种技术从宏观水平提高到微观水平,以植物组织(细胞)培养技术、重组dna技术、分子标记技术为主体的现代生物技术已成为作物品种改良的前导技术。本文就生物技术在油菜育种中的应用加以综述。 1、植物组织培养 植物组织培养是指植物的离体细胞、组织或器官在人工培养基上的生长、维持或分化。组织培养的全部实践都是以细胞的全能性和体细胞有丝分裂的均等性为依据的。植物组织培养根据外植体来源和培养目标的不同分为愈伤组织培养,器官培养,分生组织培养,细胞培养和原生质体培养及融合等类型。组织培养作为一种新的手段,对植物改良有重要价值。 1.1单倍体育种技术 控制和改变植物染色体倍数来达到选育优良品种的技术,其中最突出的是单倍体育种。以花药为外植体组织培养获得单倍体个体,无论花粉来源于纯合体还是杂合体,经加倍后即纯化,为加速育种进程提供了前所未有的机会。目前,花药培养已在200多个植物种中获得成功,中外学者对影响花药培养的内外因素进行了广泛深入的研究,运用花药培养已经获得新品种的重要作物有水稻、小麦和大麦等,通过花药培养也获得了一批纯合玉米自交系。甘蓝型油菜通过花药均获得单倍体植株,进而加倍,已成为常规育种的重要辅助技术。 1.2通过胚培养克服远缘杂交不亲和性和杂种后代的自交不亲和性,拓宽种质范围 远缘杂交是植物育种的二个重要方面。通过远缘杂交,可以获得品种间杂交难以得到的变异类型。通过栽培种和野生种间的杂交,还可以从野生种那里获得如抗病性和对恶劣环境适应性等经济性状。但远缘杂交也存在许多困难。其中之一是杂种胚乳不能正常发育,杂种胚也会因饥饿死亡。在芸薹属、萝卜属等作物上,远缘杂交均有成功的报道,我国也有不少成功的例子,如甘蓝型油菜与兰花籽、诸葛菜的种属间杂交等。 1.3原生质体培养及融合技术 植物原生质体是指用特殊方法脱去细胞壁的、裸露的、有生活力的原生质团。这种裸露细胞在适当的外界条件下,还可以形成细胞壁,进行有丝分裂,形成愈伤组织和诱发再生植株,因而仍然具有细胞的全能性。原生质体培养就是指以这种裸露细胞作为外植体所进行的离体培养。原生质培养的主要目的是实现远缘物种的体细胞杂交和外源染色体、dna或细胞器的导入,以这种生物学手段对植物进行改良。在植物育种上应用最多而且期望最高的是体细胞杂交。 体细胞杂交又称原生质体融合,是指2种原生质体间的杂交。它不是雌雄配子间的结合,而是具有完整遗传物质的体细胞之间的融合。因此,杂交的产物一异型核细胞或异核体中将包含有双亲体细胞中染色体数的总和及全部细胞质。当然,由于自然的原因,由杂种细胞再生成的杂种植株内,染色体数目和细胞器的组成以及其它细胞质成分还有不同程度的变化,因而大大增加了后代的变异。此外,由于人为的控制,也会使杂种细胞内的遗传物质发生某种变化,例如体细胞杂交过程中有意识地去除(或杀死)某一亲本的细胞核,得到的将是具有l个亲本细胞核和2个亲本细胞质的杂种细胞,通常把这种细胞称为胞质杂种。 关于原生质体融合技术,自carlson(1972)获得第l个烟草体细胞杂种以来,到80年代中期报道有15个种内组合,38个种间组合,13个属间组合的体细胞杂种植株。大多数属于茄科植物,十字花科只有少数。据不完全统计,到90年代,通过体细胞杂交技术又增添了再生植株的种内杂种14个,种间62个,属间47个,并有2个科间组合的胞质杂种分化出植株。油菜的原生质体融合在70年代也开始了尝试,如拟南芥菜和白菜型油菜原生质体融合获得了自然界不存在的属间体细胞杂种一拟南芥油菜。banneret等通过种间杂交将ogura在萝卜中发现的雄性不育性胞质转移到甘蓝和甘蓝型油菜中。pelletier等通过体细胞融合的方法产生雄性不育的甘蓝型油菜胞质杂种,从而得到优良的没有缺点的雄性不育系。heyn通过油菜雄性不育和raphanobrassica(萝卜×甘蓝型油菜杂交的双二倍体)种间杂交,将恢复基因从萝卜导入到甘蓝型油菜中,pelletier等选择得到了具有改良的最佳胞质杂种组胞质全恢复植株,这类种质具有一个显性恢复等位的基因,近年来,通过不断改良,萝卜胞质三系已接近生产和利用阶段。 1.4诱发与筛选遗传变异,转移创造抗逆、抗药、抗病性突变 因为组织培养改变了细胞分裂的正常周期,使异染色质dna复制更加延迟,从而使带有异染色质区的染色体在细胞分裂过程中发生断裂、引起染色体畸变,诱发转座因子。因此,在组织培养条件下,无论有无诱变剂存在,都有较高的突变率,再生植株中存在着丰富的遗传变异。由于组织培养的环境条件可以严格地加以控制,我们就有可能模拟出各种自然灾害条件,如培养基中nacl的浓度、ph值、添加对某些作物危害最大的流行病菌毒素或者最有效的除莠剂等,组成各种特异性选择培养基,从而筛选出具有对特殊自然灾害抗性、抗药性或抗病性细胞系或再生株,为作物改良提供宝贵的基因来源或种质资源。 2、植物基因工程技术 基因工程即重组dna技术,或分子克隆。是一种外科手术式的遗传操作。它不是通过一般传统的有性杂交方法,而是采取类似于工程建设的方法,按照预先设计的蓝图,借助于实验室的技术,将某种生物的基因或基因组转移到另一种生物中去,使后者定向地获得新的遗传性状,成为新的类型。用重组dna技术实现对某一植物的改造,大体上要经过以下5个步骤:①从某种特定的生物中获取外源dna或目的基因; ②从原核生物中获取目的基因的载体并进行改造;③用限制性内切酶将载体切开,用连接酶把目的基因连接到载体上,获得dna重组体;④以欲改造的植株作受体,使重组dna进入受体细胞,即实现外源dna的转化; ⑤被转化的受体细胞再生完整植株,外源dna在受体内表达。 利用基因工程技术可以改良作物蛋白质成分,提高作物中必需的氨基酸含量,脂肪酸组成,培养抗病毒、抗虫及抗逆境植株,在当前农业生产中已经显示出巨大的经济效益。因此,倍受重视,已经成为研究人员多,投资大,进展快并极富活力的生物技术产业,并展示出在未来农业生产中的诱人前景,是我国"863"计划的重点项目。 近年来,油菜基因工程研究已蓬勃开展,据不完全统计,1985-1991年,十字花科基因工程研究共23篇,其中油菜占13篇。在加拿大,1992年全国转基因植物试验共205个,其中油菜164个。在这164个试验中,抗除草剂试验159个,抗病试验l个,改变蛋白质试验1个,提高含油量的试验l个。 2.1抗除草剂 将除草剂耐性引入农作物是增加对除草剂选择性及完全性的一条新途径。在油菜基因工程中,对抗草甘磷的epsp合成酶(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase)突变基因的导入取得成效。草甘磷(glyphosate)是一种非选择性的广谱除草剂,它是通过抑制epsp合成酶的活性而阻断芳香族氨基酸的合成,最终导致受试植物死亡。 目前已从e·coli分离出一个突变株,它含有抗草甘磷的epsp合成酶的突变基因,将其引入到作物中,当使用草甘磷时,作物不受损害。由于草甘磷无毒,无残留,易分解,不污染环境,因此,人们对抗草甘磷的epsp合成酶基因的遗传操作十分重视。目前加拿大已有2个抗草甘磷的转基因油菜品系,多加1992一1994年加拿大油菜品种联合试验,这些品系在产量方面与当前品种相当,但品质和抗性加强。 2.2抗虫 培养抗虫植物是基因工程的一个重要应用领域,不仅对改良作物具有重要意义,同时对种子工业和农业化学也有不可低估的影响。在抗虫方面,主要是通过克隆编码。将苏云金芽孢杆菌(bocillas thuringiensis)即b·t·的毒素蛋白基因(也称杀虫晶体蛋白基因)转移到植物细胞中,从而获得抗虫的转基因植株。目前已将其转入到烟草、番茄、棉花中。在姜芸薹抗虫基因工程中,已将苏云金杆菌毒蛋白基因转入油菜、花椰菜、花茎甘蓝,结球甘蓝中。 利用一些蛋白酶抑制剂基因,也可获得抗虫植株。如英国已克服了豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因,将该基因转入植株,就产生抑制剂,能破坏虫体胰蛋白酶的活性。害虫食转基因植株后,便因消化不良而死亡。 2.3抗病性 病毒对植物的危害是农业生产上损失最大的病害之一,目前普遍采用的控制和避杀传毒昆虫、选育带有抗病基因的品种、生产脱毒苗以及接种病态的弱毒株系以达到交叉保护的作用等常规方法,均或多或少存在限制因素,导致效果欠佳或产生相反的效果。利用植物工程防治病毒的方法有以下几种。 ①病毒外壳蛋白基因的导入:即利用导入的外壳蛋白基因形成交叉保护,防止或减轻病毒危害,已经获得的抗病毒转基因蔬菜作物有番茄、马铃薯、辣椒等。美国于1986年获得了转化tmv外壳蛋白基因的番茄植株,在大田试验条件下,有tmv外壳蛋白的番茄接种tmv后只有5%的植株发病,产量不减,而对照植株发病率达99%,减产26%~35%。已经成功转化的病毒外壳蛋白基因还有马铃薯x病毒(pvx)、马铃薯y病毒(pvy)、黄瓜花叶病毒(cmv)和大豆花叶病毒(smv)等。 ②病毒卫星rna的crna导入:1986年英国科学家把cmv的卫星rna转成cdna。再将它转进植物中去,第l次获得了抗cmv的工程植株。我国学者赵淑珍也获得了类似的转基因植株。 ③病毒的反义rna:日本科学家1993年已将cmv反义rna基因导入到辣椒中并探索反义技术在抗病毒育种上的应用价值。其抗病机理就是将病毒的基因组反向结合在启动子上,转入植株,使转基因植株编码出反义基因的rna,当外源rna病毒侵入时,反义rna便与之形成互补,构成双链结构,从而阻止病毒复制,减轻病毒危害。 除上述3种方法外,还可以利用植物自己编码的抗病基因以及利用病毒上的其它基因等方法进行抗病品种的育种。 2.4品质改良 据davies(1992)报道,在脂肪酸代谢过程中催化不饱和反应的酶为质体中18碳酰基载体蛋白脱氢酶。将其反义rna基因导入油菜和芜菁。结果使转基因植物中饱和的18碳烷酸含量由2%提高到40%,增加20倍。但油脂含量仅为正常种子的一半。另据kuntzon等报道,由加州月桂树分离得到的月桂酸酰基载体蛋白硫酯酶基因导入油菜中,使转基因油菜种子油中月桂酸(13碳饱和脂肪酸)含量高达50%。此外,据krebbeors等(1991)、stayton等(1991)、altenbach等(1992)报道,通过根瘤农杆苗导入拟南芥和豌豆2s白蛋白基因和巴西坚果富含甲硫氨酸种子蛋白基因,使转基因油菜蛋白质总量成倍增加,甲硫氨酸和赖氨酸含量显著提高。这些事实都说明,提高基因工程改良种子中油脂和蛋白质组成是可能的。 2.5自交不亲和性的转变 自交不亲和性(si)有孢子体和配子体2个主要系统,孢子体不亲和系统是不亲和花粉管在柱头表面生长停滞,配子体不亲和系统是不亲和花粉长出花粉管,花粉管生长停滞一般发生在进入柱头之后。甘蓝(brassica oleracea)仅孢子体系统,其s一座位(s-locus)含有2个多态基因(polymorphic genes)。即s一座位糖蛋白(slg)和s一受体激酶(spk)基因,两者是分离的,相隔约200kb。srk基因中一个类似于slg的结构区域,一个假定的穿膜结构区域和一个激酶结构区域。 甘蓝型油菜(brassica napus)属于自交亲和性的植物,将其slg基因转入自交不亲和性的甘蓝(brassica oleracea)后,甘蓝即变成自交亲和株。这可能是甘蓝的slg基因在受到有益抑制,引起柱头发生变化造成。 2.6育性 决定植物育性的ta29基因及转基因杂种油菜已取得突破性进展。ta29核酸酶基因最先是由goldberg r·b·在烟草花器中发现的。这一基因转至油菜等作物中可以表达。据marlani c·等研究,外源的ta29核酸酶基因在绒毡层中专一表达时,致使绒毡层细胞败育,而绒毡层细胞主要是为花粉粒发育提高营养的,败育后导致花粉发育不正常而表现为雄性不育。为了达到育性的恢复,marlani c·又设计了用绒毡层专一启动子与ta29核酸抑制物基因构成融匣?虻既胫参铮?肷鲜龅既?a29核酸酶基因后得到的雄性不育株杂交,在f1代中,由于ta29核酸抑制物基因表达,抑制了ta29核酸酶的活性,从而恢复可育。 为了使基因工程雄性不育可保护下去,mariani c·又设计了将ta29核酸酶基因与bar基因(编码抗除草剂磷化黄酮的ppt乙酰转移酶)串联在一起的转化植物。这一转基因雄性不育植物当与正常油菜杂交时产生的后代即可用除草剂处理,选择性杀死可育株而保留不育株。现在比利时pgs公司(1993)已利用这一套材料生产杂种。 3、分子标记 分子标记(molecular marker)是指与特定基因或标记连锁的一段经过扩增并可检测出的dna序列。经典的分子标记rflp(限制性片段长度多态性)至今仅l0多年的历史,但人们利用它已构建了数以百计的植物分子标记遗传连锁图。后来发展了基于pcr技术的各种分子标记,如ssr、rapd、scar、aflp等等。这些分子标记各有千秋,已有许多专文予以介绍。这里仅就分子标记在辅助作物育种中的功用概述之。 从本质上看,分子标记与构建经典细胞遗传连锁图的形态学标记和生化标记是一致的。所不同的是与后两者相比较,前者直接反映了dna序列上的变异,并在数量上具有无限性,因此在辅助作物育种上有更广泛的用途。 3.1作物品种资源的dna指纹分析 这种分析不仅将导致对遗传资源本质的评价、归类和利用,还将在品种的纯度测定和品种知识产权保护上发挥作用。 3.2标记重要基因 有些重要基因,如抗病基因检测不仅很费时,还受植物发育阶段的限制。利用与这些基因紧密连锁的分子标记,无疑有助于在育种过程中对特定基因型的选择。如果利用分子标记与目的基因之间的连做关系,构建出类似于细胞遗传图的分子标记遗传连锁图,那么分子标记还将有下述用途: ①辅助回交育种 回交育种中需要解决的问题之一是连锁累赘。利用分子标记可能检测到在目的基因两侧各发生了一次交换的个体,因而可以仅经过二、三次回交,便可达到常规回交育种中回交上10次也达不到的目的。 ②全基因组选择 借助于饱和的分子标记连锁图,可以对各预选单株的整个基因组组成进行分析。在此基础上选择出不仅具有多个目标性状,且遗传基础最为理想的个体。 ③杂种优势分析和预测 杂种优势来源于dna的杂合性,分子标记第一次提供了准确判断杂交组合dna杂合性的手段,从而也第一次有可能从dna水平预测杂种优势。利用分子标记,还可人工培育出在dna序列的重要片段可能高度杂合的亲本,从而配制出超优势的f1组合。 4、结语 处于世纪之交的现代植物育种学是以组织培养、分子克隆和分子标记3大生物技术同育种实践紧密渗透为特征的。组织培养技术已日趋成熟,成为油菜常规育种的重要辅助手段,随着基因图谱的饱和度日益提高,以及rflp标记图谱,基于pcr标记图谱、物理图谱间对应关系的建立,育种家在不久的将来有望利用分子标记来提高选择效率,更快地培育出更好的品种。基因工程除在抗除草剂、抗病、抗虫等方面发挥巨大的作用外,在创造新的雄性不育材料、充分利用杂种优势方面亦展现出诱人的前景。 现代生物技术论文:现代生物技术在环境保护中的应用和前景 摘 要 针对我国目前生态环境状况,论述了现代生物技术在治理环境污染,保护生态环境中的应用和发展前景。 关键词 现代生物技术 生态环境 环境保护 1 我国生态环境现状 目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2 500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2 现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以dna分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。 (1)生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 (2) 利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 (3)生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。 所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理,有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 3.1 污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(las)方面取得较大进展,对于含100mg/l废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。 3.2 污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。 3.3 白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。 有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组dna技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(phas),研究人员正设法构建出自溶性phas生产菌种,即将phas重组菌进行发酵,在积累大量的phas后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,phas析出,以简化胞内产物phas的提取过程,降低提取成本。 3.4 化学农药污染的消除 一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法,而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物,有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物co2和h2o,这种降解途径彻底,一般不会带来副作用;有的是通过共代谢作用,将农药转化为可代谢的中间产物,从而从环境中消除残留农药,这种途径的降解结果比较复杂,有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应,就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造,改变其生化反应途径,以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染,最好全面推广生物农药。 所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组dna技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。 现代生物技术论文:现代生物技术在水污染控制中的应用 摘要:当今的水处理技术中,生物处理法已成为水污染控制的主要方法,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术的内容与特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况,在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。 关键词:现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂 0 引言 随着工业的高速发展,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和经济的进一步发展。因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。 1 现代生物技术的内容与特点 现代生物技术是指以dna 技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。 生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。 2 现代生物技术在废水处理中的应用 废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。 2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。 2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gcod ,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。 2.3 生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便 ,运行费用低,所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。 3 生物修复技术 生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为co2和h2o或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使自然生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明 ,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:①经济,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。 生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需发展鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。 4 微生物水处理剂 微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。 现代生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。 现代生物技术论文:现代生物技术在水污染控制中的应用 摘要:当今的水处理技术中,生物处理法已成为水污染控制的主要方法,尤其是 现代 生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术的内容与特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况,在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。 关键词:现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂 0 引言 随着 工业 的高速 发展 ,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和 经济 的进一步发展。因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。 1 现代生物技术的内容与特点 现代生物技术是指以dna 技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。 生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。 2 现代生物技术在废水处理中的应用 废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。 2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。 2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从 自然 界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gcod ,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。 2.3 生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便 ,运行费用低,所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。 3 生物修复技术 生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为co2和h2o或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使 自然 生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明 ,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:① 经济 ,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。 生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需 发展 鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。 4 微生物水处理剂 微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。 现代 生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。 现代生物技术论文:现代分子生物技术实验教学体系构建 摘要:依据我国对于创新型人才培养要求,增加实践创新型人才培养力度,促进高校开展创新人才培养计划,为我国提供更多的创新型专业人才做出积极贡献。本文针对现代分子生物技术研究生创新型实验教学体系进行探讨,为我国现代分子生物技术的发展奠定基础。 关键词:现代分子生物技术;研究生创新型实验教学体系 1创建全新生物技术实验教学体系 社会科技的不断发展,分子生物技术的实验教学体系也在不断完善。社会发展对于专业的生物技术实践人才需求越来越大,高校也在逐步增加现代分子生物技术创新实验教学,将综合分子生物学的基本实验进行科学分解,并且安排分子生物学实验教学环节、生物技术实验教学和高级生物实验教学三部分,形成了全新的生物技术创新实践教学体系。通过将三门的生物实验教学内容独立分开,又能够将三门实验教学内容相互衔接,通过完整规划分子生物技术创新实践教学体系,使研究生通过理论知识内容能够有效的与实践技能相结合,增强了研究生的科研开发能力、动手能力,研究生在实践过程中,培养了自身的数据分析能力、问题解决能力和钻研能力,并且完善了研究生的创新科学思维方式。通过建立全新的现代分子生物技术实验教学体系,能够有效开发研究生的发展潜能,解决了生物教学过程中的专业技能训练和理论知识的脱节问题,有效提高了专业人才的培养质量。 2创新型实验教学体系创建办法 2.1自主实验设计教学 在教学过程中,教师应该鼓励研究生自主开发实验,并且对实验进行独立研究,积极培养研究生的独立操作能力、创新意识、学习兴趣。自主实验设计应该包含:资料的整理查阅、实验选题、实验方案设计、自主操作实验环节、实验总结。督促研究生将研究性问题和实验过程中的数据信息完善整理,鼓励研究生通过期刊、电子文献等资源完善自己的实验体系,增加数据资料的收集途径,有效的训练研究生开发能力和实验能力。 2.2教学内容和科研成果结合 教师在教学过程中,应该将最新的教学科研成果和前沿的实验发现有效的引用到教学实验中,有效丰富了教学内容,提高了教学内容的先进性,例如:教师在教学实验中将钙调蛋白磷酸酶的克隆技术和分离净化结构的研究数据作为教学内容,增加了教学课堂的先进性。 2.3增加全新的科研动态教学 实验教学中,教师应该不断向研究生传递全新的英语前沿科技文献,并且结合教学内容选择教学方法,让研究生通过实验教学内容了解实际科研的过程,增强研究生对于实验材料的搜集意识,加强了研究生对于实验课堂项目的参与感和投入感。 2.4多媒体教学 在实验教学过程中使用多媒体教学设备,让研究生通过多媒体教学设备感受教学实验中视频、音频、文字内容,更加直观的感受到生物实验教学的转换过程。例如:在分子生物实验教学中,对于实验的基本操作和设备使用等内容设置成视频形式,通过生物实验将分子筛层分析原理进行动画视频展示,促进了研究生对于生物技术的直观认识,促进了实验教学的代入感,提升了研究生的学习兴趣。 2.5网络教学 社会科技不断发展,教学形式不断发生改变,通过网络教学平台创建实践教学课程,将教学理论内容、教学参考资料和实验仪器操作技术等等方面直观展示给研究生,拓展了研究生的学习渠道,并且增加了研究生自主选择学习时间的自由,增加了研究生的学习机会,加强了研究生的自我管理能力。 2.6多元化教学评估方式 在教学过程中,教学成绩应该由日常成绩和年度考核成绩组合而成,日常成绩包含出勤、实验记录完整性、实验参与态度、实验基础常识、实验报告、教学课堂参与性等等。年度考核成绩一部分是实验操作技能测试,教师针对每位研究生的操作技术进行科学评估,一部分是自主创新实验,包含实验目标设计、实验环节操作、实验结果展示、论文分析和实验总结汇报等等,一部分是教学实验中的总结感受。教师对所有实验环节都进行严格管理。 2.7开放教学法 高校通过开放生物技术教学实验室,增加研究生的参观机会,加强教学内容相关联的实验设备讲解,积极促进研究生参加生物技术专业学术报告会,拓展研究生的视野,促进研究生对于分子生物技术的了解,提高对于分子生物技术创新实验的兴趣,加强了研究生的自我探索能力。 3结语 通过建立现代分子生物技术研究生创新生物技术教学体系,能够促进我国的实验教学方式发展,并且结合自身实际情况,有针对性的开发有自身特色的实验教学体系。通过不断完善和创新,能够加强实验教学体系的构建,积极推动了我国高校实验教学体系的发展,提高实验教学质量,为我国分子生物技术的发展奠定坚实基础。 作者:曾嵘 陈绍文 单位:湖北中医药大学 现代生物技术论文:食品检验中现代生物技术的应用 摘要: 现阶段,人们的生活质量水平得到了进一步提高,对食品安全愈加重视。为了保障食品安全,就要采取相应措施检验食品安全。将现代生物技术应用在食品检验当中,能起到积极作用,食品安全检验的效率比较高,技术应用也较方便。本文主要阐述了食品检验中现代生物技术应用重要性和主要生物技术,对现代生物技术的应用和发展趋势详细探究。希望能借此理论研究,对现代生物技术科学应用起到一定促进作用。 关键词: 现代生物技术;食品检验;技术应用 食品安全检验的方法较多,在随着新技术的发展应用下,为食品检验工作提供了技术支持,大大方便了食品检验。从理论上深化对现代生物技术的应用研究,能为实际的食品检验工作提供参考依据,促进食品检验工作顺利开展。 1食品检验中现代生物技术应用重要性和主要技术 1.1食品检验中现代生物技术应用重要性 食品安全问题已经成为社会话题,尤其在近些年出现的食品安全事件比较突出,严重威胁着人们的身体健康。加强食品检验就成为重点工作,传统食品检验主要技术就是通过物理化学仪器,对食品检验的整体效率较低,很难满足实际的需求。而在当前的科学技术进一步发展下,将生物技术应用在食品安全检验中,就能发挥积极作用[1]。现代生物食品检验技术的应用,主要是通过动植物自身对某化学物质特异性识别检验食品性质,能准确检测出食品中各种成分,对保障食品安全起到了积极作用。另外,现代生物检测技术的应用,弥补了传统食品安全检测的不足,提高了食品检验的效率和准确性。现代生物技术的应用,对食品的生产加工等各个环节都能应用,对食品的品质以及安全性和精密性的检验比较有利[2]。对食品的品质评价以及质量控制有着良好作用,未来的发展前景也比较广阔。 1.2食品检验中现代生物关键技术 1.2.1生物传感器食品检验技术 食品检验中运用的现代生物技术类型较多,其中生物传感器技术是应用比较广泛。在用生物传感器技术检验食品时,是把生物相关特性作为依据,把信息输入到传感器识别系统当中,对输入的信息识别分析,转化成有效数据,这样就能方便食品检验工作人员了解食品安全[3]。在对生物传感器检验技术应用的优势比较突出,对食品安全的检验比较迅速,检验的结果准确度较高,提高了食品检验的效率。 1.2.2生物酶食品检验技术 在食品的质量安全检验技术中,生物酶技术应用比较广泛,这是对食品当中的农药残留以及微生物污染安全问题检验的技术,特异性比较强。生物酶技术是结合了免疫学以及酶学,检验技术应用比较广泛,对食品的检验范围在ng及pg,有着高精度的检验优势,在实际的技术应用方面比较简单[4]。对食品样品当中所存在的有害成本,能够准确识别,有助于保障食品检验工作过的质量,应用价值较高。 1.2.3PCR生物食品检验技术 现代生物技术中的PCR是重要技术类型,这一技术是从遗传学角度对食品中微生物种类数量分析。通过对指定基因的分析,能有效判断食品当中的微生物种类数量,能对转基因以及基因克隆成分有效控制。这一技术在食品样品微生物形状和遗传背景分析有着积极作用,对保障食品安全有积极作用[5]。在对食品样品病原菌检查后,能分辨食品当中致病菌种类和数量,为食品检验的工作质量提高打下了基础。 1.2.4生物芯片食品检验技术 食品质量安全检验中对生物芯片检验技术的应用起到积极作用,这一技术的主要原理就是光导原位合成以及微量点样,对食品样品当中生物分子实施标记,对大量生物分子排序,固化在指定载体,从而形成二维分子排列,然后和已经标记的生物分子杂交,根据相应仪器的应用就能对生物分子信号强度分析,对食源性疾病临界值加以判断。这一新型检验技术,对食品安全的检验有积极作用。在这方面由夏俊芳等撰写的《生物芯片应用概述》一文可知,目前世界上第一个能够检测肉类中兽药残留的生物芯片系统在北京国家工程研究中心研制的,该芯片能够分析大量的生物分子,快速准确地完成肉类中兽药残留的检测工作[6]。而唐晓明等利用基因芯片对从水中分离的20株细菌杂交检测,用传统方法对这些菌株鉴定,基因芯片检测结果与传统方法鉴定结果的一致性达95%。还有,陈广全等研制了一种高通量检测食品中常见致病微生物的寡核苷酸微阵列芯片,结果表明该芯片的特异性良好,在所检测的菌株之间无交叉反应,与同属其他菌株之间也不存在交叉反应。生物芯片技术在农产品安全检验中和保障食品安全方面发挥重要作用,在产生巨大经济效益的同时,也在很大程度上保障了人们日常生活的安顺。 2食品检验中现代生物技术的应用和发展趋势 2.1食品检验中现代生物技术的应用 现代生物技术在食品检验的各个环节都能应用,对食品当中存在的有害微生物检验方面,发挥积极作用。食品质量安全其中比较严重的就是微生物威胁,对食品当中存在的微生物如果不能有效处理和控制,必然会对人的身体健康造成威胁。通过对生物技术的应用,对微生物生存特征和生理生化特征的了解,有助于判断分析微生物的种类和含量,按照我国的食品质量安全保障的法律和行业的标准,对微生物的含量是不是存在超标的情况的判断,能最大化把对人的身体健康的微生物威胁降低[7]。在生物技术中的PCR技术的应用能有效达到检验目标。食品检验中对生物传感器技术的应用,能检测食品的成分,以及检测食品当中存在的添加剂。在技术应用的时候用生物传感器检测食品添加剂,对甜味剂以及发色剂的有效检测[8]。在对食品的成分检验上也能发挥积极作用,食品成分也决定着食品的营养价值。通过生物传感器技术对食品的成分检验有着显著实用性。通过现代生物技术的应用,对食品当中存在的农药残留检验,也能发挥其积极作用。食品当中的农药残留超标,必然会威胁人的身体健康。在生物技术的应用下,能对食品中农药残留精确分析,有效保障食品的安全,所应用的技术中通过生物酶技术以及生物传感器技术,能对食品农药残留准确检验。食品质量检验中生物技术应用在转基因食品的检验方面比较重要,当前食品当中出现的转基因食品种类比较多,转基因食品对人的身体健康和生态环境会造成一定影响,加强对转基因食品的检验,就能保障食品安全[9]。通过相应生物技术的应用,对转基因食品检验,主要是对食品中酸检测以及蛋白质和酶活性检验。在这些方法的应用下,能有助于保障食品安全。 2.2食品检验中现代生物技术的应用发展趋势 2.2.1高效性发展趋势 现代生物技术在食品检验当中的应用发展,随着科学技术的进步,生物技术的应用将会向着高效性方向迈进。对食品的质量安全检测工作实施,要在时间上节约,这就对食品质量安全检测的效率要求有所提高,要在短时间内完成食品检验的任务,所以保障生物技术的应用高效性就显得比较重要。结合我国的法规和行业标准,对食品的检验科通过PCR生物技术对食品微生物检测,能大大提高检测效率。 2.2.2多样化发展趋势 食品检验工作实施过程中,对现代生物技术的应用就要充分重视技术的多样化,这样才能保障食品质量安全检验的准确性。在我国的工业化发展进程进一步加快下,工业生产带来的污染问题愈来愈严重,而食品受到污染的现象比较突出。在各种污染源的影响下,食品的质量安全问题也比较多,采用单一的检验技术已经不能满足食品检验工作的需求,所以采用多样化的生物检验技术应用就比较重要[10]。保障生物检验技术对多种有害物质检测,要加强抗干扰能力,从而保障食品质量安全。 2.2.3灵敏性发展趋势 在食品检验工作实施中,现代生物技术的应用在灵敏性的要求上愈来愈严格。科学技术的进步在各个领域中都得到了提高,发挥着重要作用。在食品检验领域中,对生物技术的应用提高食品检验的质量,提高技术应用的灵敏性就显得比较重要。有的食品污染是受到农药残留的因素影响,对人体健康有着严重威胁,而保障生物技术的应用灵敏性,提高检验的准确率,才能保障食品的质量安全。 3结语 综上所述,近些年的食品安全问题频发,对食品安全检验已经成为保障人们食品安全食用的重要举措。在现代化的发展过程中,加强食品的检验效率提高,通过生物技术的科学性应用就显得比较重要。从理论上对生物技术的应用研究,就能进一步深化生物技术的应用认识,从而为实际食品质量安全检验工作的实施打下理论基础,为实践提供参考依据。 作者:朱娅媛 单位:广东天地壹号食品研究院有限公司 现代生物技术论文:现代生物技术防治作物病虫害探析 摘要:农业是我国的第一产业,从狭义上来说,农业主要指的是种植业,主要生产活动包括有粮食作物种植、经济作物种植、饲料作物种植等等,只有农业稳定才能够保障工业以及我国第三产业的稳定,对农作物的病虫害进行防治是否有效直接关系到农业的生产和发展。随着科技的不断进步,现代生物技术逐渐被应用到对作物病虫害进行防治的工作中,本文主要分析了几种有效防治病虫害的生物技术,希望对相关领域的研究人员提供借鉴意义。 关键词:现代生物技术;农业;农作物;病虫害防治 随着科技的进步和发展,在防治病虫害时逐渐开始应用生物技术,并且取得了非常良好的效果。使用微生物技术进行病虫害的防治不仅符合农业发展的要求,同时也符合环境保护的要求,有效的促进农作物保持健康的生长状态,防治病虫害的发生。接下来,笔者从基因工程对于作物病害防治、生物技术在防治病虫害的实际应用以及生物技术在防治草害的应用和生物农药的应用这4个方面展开论述。 1基因工程对于防治病害的作用 CP基因能够适当诱导作物对病毒进行免疫,有效地提升作物对于病害的抵御能力,因此,无论是国内还是国外,都对基因工程非常重视。RP基因是能够实现病毒复制的一种复制酶基因,能够将病毒进行编码,再通过不同形式和组合生成聚合酶,快速合成病毒基因DNA,除此之外,RP基因还能够把一些存在问题的复制酶基因传入作物中,使得病毒复制速度大大降低。Sat-RNA和中和抗体的应用。Sat-RNA和中和抗体是低分子RNA的一种,需要通过依靠病毒实现复制,在复制的整个过程中,会产生对辅助病毒的影响,在症状表现上出现变化。在防治作物病害过程中,通过病毒症状来减弱Sat-RNA,对病虫害的防治有着非常积极的作用,应该得到科研人员的重视。 2生物技术对防治病害的作用 在大多数的生物体内,都含有一种蛋白酶抑制剂,这是一种能够使得生物体代谢正常维持的保障的基因,同时,这种基因也能够有效的对外来各种蛋白水解酶形成抵御,防治生物体遭到损坏。近几年来,随着科技的不断进步,生物技术也处在快速发展的阶段,科研人员越来越重视蛋白酶抑制剂这种基因的研究,所研究的范围也更加广,蛋白酶抑制剂在抗击病虫害这一方面的作用逐渐被发掘出来。通常情况下,在杀虫工作中,蛋白酶能够起到的主要作用是有效的对病虫肠道的蛋白活性进行抑制,直接破坏病虫自身的消化系统,病虫会因为体内缺少氨基酸而无法正常的成长和发育,最终死亡。就目前情况来看,用蛋白酶来对病虫生长进行抑制的方法在作物生长过程中起到了良好的保护作用和促进作用,得到了越来越广泛的使用,有效的推动了作物对病虫害的防治能力,有助于作物实现健康的生长。 3生物技术对防治草害的作用 通过使用生物技术能够把一些具有抵抗除草剂效果的基因转移至作物中,使作物自身增强对于草害的抵御能力,一般情况下,这些能够抵御除草剂的基因主要包括利用编码将除草剂酶分解的酶和在扩增时被除草剂破坏的酶等,这些基因能够有效的达到抵抗草害的效果。近几年来,随着人们环保意识的逐渐加强,生物技术的研究中也开始注重保护环境,通过生物技术实现草死苗长的效果,可以有效的推动除草剂应用的价值的提升。 4生物农药应用研究 生物农药主要包括有微生物农药、生化农药、农用抗生素以及植物源农药等,生物农药的研究不仅能够更好的抑制作物病虫害的发生,更能够降低对于环境的污染,将病虫致死,又能够保证对人畜没有害处。随着时代的发展和人们环保意识的逐渐提升,生物农药逐渐得到了越来越广泛的应用和认可。 5结束语 近几年来,随着科技的进步和发展,作物的病虫害防治工作也取得了非常明显的效果,有效的应用生物技术,能够使得作物同病虫害之间的互相作用的机制得到充分的研究,有效的提升作物对于病虫害防治的效果和能力,使得作物能够健康的生长,在环境保护意识日益增强的今天,生物技术逐渐得到了越来越广泛的认可和应用。本文作者主要分析了现代生物技术对于作物病害防治的几个典型应用,以期对相关领域的研究人员提供借鉴意义。 作者:赵海兰 单位:甘肃省甘南州舟曲县农业技术推广站 现代生物技术论文:现代生物技术在环境工程中的应用 摘要:尽管当前发展已经成为当前全球范围内时代两大主题之一,经济的发展与城市建设在不断改变人们生活习惯、提高生活质量的同时,也不可避免地带来了环境问题。为了应对当前层出不穷的环境问题,生态环境工程建设活动也随之成为工程建设中的新生力量与重要组成,只有切实处理好生态环境工程问题,才能真正实现可持续发展与绿色发展。在环境工程的发展进程中,现代生物技术的创新与变革起着关键性的作用,它既带来了科技的跨越式发展,同时也有环境工程的顺利进行提供了新的思路和途径。本文拟就对现代生物技术在环境工程中的具体应用问题进行研究分析,以供相关学者专家参考批评。 关键词:现代生物技术;环境工程;应用 经济发展与城市建设作为当前时展的主流与基本趋势,尽管在多年来已经取得了显著的成就,然而由于城镇在自身发展的过程中过于追求经济效益,而忽视了必然的社会效益,生态环境问题油然而生。针对当前愈演愈烈的环境问题,只有不断完善发展环境工程项目体系,不断创新发展已有的现代生物技术,才能真正在探索解决环境问题新方法的基础上,实现经济效益和社会效益的有效统一,真正为人类的可持续发展做出重要贡献。 1现代生物技术在环境工程中的应用 现代生物技术在构成上主要以DNA技术为基本引导,包括一系列生态高新技术,例如细胞工程技术、基因工程技术、微生物工程技术、生物修改技术等。从环境工程的角度来看,由于该技术具有无污染、再生方便、循环性强等基本特征,因此在环境工程中具有较高的应用价值,能够在确保生态环境友好的基础上追求最大化的经济效益。下面将以生物技术和基因工程技术为例来具体论述。 1.1生物技术的应用 生物技术在生态环境工程中的作用体现在多个方面,以医学为例,DNA重组技术的出现使得血浆蛋白相关临床病理特征不再那么神秘。研究人员开始利用生物及时对血浆蛋白进行结构上的优化处理,并通过母体繁殖的方法,制造出了大量的人体蛋白,而这些蛋白在临床上都具有极高的应用价值和显著疗效。与常规的临床治疗技术进行对比,生物技术的优势特征主要体现在两个方面,首先,生物技术的副作用低,由于人体蛋白是经由生态技术所获取的,因此应用于人体具有很高的适用性,不良反应发生率极低;其次,由于生物技术能够通过作用与人体网络功能体系的方式来达到综合医疗的临床诊治效果,因此比常规的化学疗法或放射性疗法具有更高的临床适用性。 1.2基因工程技术的应用 以植物基因工程技术为例,随着当前基因工程技术的不断创新发展,我们已经构建起了完善系统的生物技术体现,经由将植物基因工程的相关研究内容放置到标准操作流程当中,不仅能够植物基因工程在实际操作过程中科学性和准确性,同时还能够帮助研究人员研制出更多的转基因植物,进而产生大量的医学蛋白,为医学发展创造有利条件。 2现代生物技术继续发展的建议 当前现代生物技术的创新发展对生态环境工程建设活动起了重要的推动作用,而为了适应当前日益增长的环境保护与绿色发展的要求,就需要我们进一步地发展现代生物技术的重要作用。由于上文针对生物技术和基因工程技术展开了论述,下面将继续就这两点分析继续发展壮大现代生物技术的建议措施。 2.1提供生物技术在能源问题的应用效率 能源问题作为时展与经济建设的重要问题,与生态环境之间有着密切的关系。这就给我们以有益提示,在发展生态技术的过程中,应当强调将生物技术与能源开发与利用有机地结合起来,一方面不断提高旧能源的利用效率,另一方面不断研究探索新型能源与绿色能源,着力转变能源应用的传统地位,尝试新思路与新途径。可以说,基于生物技术的能源开发与利用是未来经济发展的重要途径与趋势之一。 2.2强化转基因工程及时在环境自治问题上的应用效果 生态环境问题在迫使人类开始重新审视人与自然关系的同时,也开始让人从环境保护的基本思路转变为强调提高环境的自治能力,因此如何在发展的过程确保生态环境的自我恢复能力,已经成为当前环境工程的重要研究课题。以转基因工程技术为例,通过将转基因技术与新植物培育与养殖有机地结合起来,从而达到植物品种改良、土壤优化的目的。此外,研究人员还可以考虑改良一些具有显著吸附能力的植物,通过将土壤中一些已经超标的金属元素予以有效吸收,在提高土壤自身恢复能力的基础上,提高当地生态环境的自治能力。另一方面,经由转基因工程技术所培育出的植物在应用过程中能够兼具经济效益和社会效益,这就达到了二者的有机协调。 3结语 事实上,现代生物技术所涵盖的范围与内容及其广泛,由于篇幅原因,本文在此只是简单地选取了生物技术和基因工程技术两方面的内容。当前现代生物技术在生态环境工程中的应用价值与实际效果已经为人为熟知,为了确保现代生物技术能够在未来更好地为环境问题作出重要贡献,就需要不断实现该技术的创新与发展,不断将现代生物技术与生态环境工程有机地结合起来,达到经济效益和社会效益的和谐统一。 作者:刘晔 单位:江西立成景观建设有限公司 现代生物技术论文:现代生物技术应用进展分析 摘要:随着社会不断进步,科技日益发展,现代生物技术应运而生,被广泛应用到食品工业中,发挥着至关重要的作用,为其注入了新的活力,不断促进新时期食品工业向前发展。在现代生物技术作用下,提高了食品资源利用率,改良了食品的品质,食品包装实现了产业化,有效解决了食品工业生产中产生的环保与健康问题,不断促进食品工业走上健康持续发展的道路。 关键词:食品工业;现代生物技术;应用进展;分析 生物技术是一种对生命有机体进行加工改造、利用的重要技术,也是新时期国际上食品领域的最具前沿的关键性技术。随着经济日益发展,人们的生活水平日渐提高,对食品提出了更高的要求。而现代生物技术的应用有效解决了食品工业发展中存在的各种问题,满足了人们对食品的客观要求,不断推动食品这个极具发展潜力的新兴产业向前发展,能够更好地应对来自各方面的挑战,不断发展壮大,促进我国社会经济的持续发展。 1基因工程、细胞工程在食品加工业中的应用 在现代生物技术中,基因工程技术是其不可或缺的组成元素,是分子遗传学、工程技术作用下的产物,可以有效改良微生物、动物的基因,为食品工业提供多样化的动植物原材料,价格低廉的酶制剂,增加食品功能,不断促进新功能食品的开发。以改善食品原材料品质、加工性能为例,在食品加工过程中,动、植物都是重要的基本原料。在生产植物食品原材料方面,基因工程能够改良品种,促进新品种的开发,促使原材料增产,比如,耐除草剂植物。基因工程在一定程度上丰富了食品原料的种类,优化了食品资源的品质特性,大大增加了食用以及营养价值。比如,充分利用反义RNA技术,把不同类型的基因结构顺利转移到番茄植株上面,延缓了番茄的后熟、老化,具有更长的架货期,极大地提高了经济效益。此外,基因工程的应用促使谷类蛋白质中的氨基酸比例发生变化,提高了谷类物质的营养价值。就细胞工程而言,以细胞为基点,按照相关规定,有计划地改造生物的生产性能、遗传特性,来获取所需的新生物体、细胞成品的一种技术。在食品工业中,细胞工程的应用和细胞培养、细胞融合技术紧密相连。在植物细胞作用下,生产出各种功能性食品、食品添加剂,比如,天然香料。就我国而言,充分利用胡萝卜细胞,生产出大量的胡萝卜素,其繁殖速度相当快,周期也非常短,为实现工业化生产奠定坚实的基础,具有非常广阔的应用前景。 2酵工程在食品工业中的应用 2.1食品保鲜: 从某种角度来说,酵属于生物催化剂,具有多样化的特点,比如,较高的催化剂率,被广泛应用到食品工业中。在食品保鲜方面,生物酶发挥着不可替代的作用,要根据不同物质中酶的种类,选用适宜的生物酶,有效抑制食品中不利于保质的酶或者减慢其发展速度,实现食品保鲜。比如,在瓶装饮料中加入适量的葡萄糖氧化酶,能够有效吸取瓶隙存在的氧气,适当延长食品的保鲜期,避免食品坏掉,增加生产运营成本。对于溶菌酶来说,能够有效溶解革兰氏阳性菌,主要用于这些食品的保鲜,比如,干酪、水产品;而对于细胞壁溶解酶来说,能够在一定程度上避免一些微生物的大量繁殖,取代了有毒化学防腐剂的地位,食品具有非常好的保鲜贮藏效果。 2.2食品加工: 在酶工程作用下,传统食品工业发生了质的转变,比如,玉米在酶作用下实现液化、糖化等,能够生产大量的果葡萄浆,取代了蔗糖的地位,作为饮料、食品重要的甜味剂。就日本而言,推出了谷氨酞胺转胺酶,具有催化蛋白质分子的特点,转移分子内部的酞基,能够改变低档次面粉中的蛋白质,具有较好的口感,面食具有较好的弹性、持水能力。对于玉米面来说,它的口感比较粗糙,运营效益并不理想,在酶工程作用下,改良后的玉米面深受社会大众喜爱,具有很好的销量。 3发酵工程在食品工业中的应用 在食品领域中,发酵工程技术是应用最早的生物技术,在该技术作用下,能够有效改造传统发酵食品,不断加快现酵产品的研发,涉及到不同食品工业领域,比如,食品加工催化剂、饮料稳定剂。以“开发功能性食品”为例,在相关研究中,发现很多真菌中都含有多糖成分,比如,冬虫夏草、猴头菇,可以提升人体的免疫力,更好地抵抗各类疾病。更为重要的是,有些的真菌还具有较好的抗肿瘤能力、抗衰老作用。而这为发展功能性食品提供了关键性的原料。就传统生产方法来说,主要是依靠人工,采摘或者种植,但其规模大都比较小,产量较少极易受到各种客观条件的影响,无法满足社会市场的客观需求。在发酵条件下,可以实现真菌多糖的工业化连续生产,在增加产量的同时,还提高了真菌的质量,为更好地研制功能性食品做好了铺垫。 4结语 总而言之,在食品工业发展中,现代生物技术的应用发挥着不可替代的作用,其应用范围不断扩大。但在应用过程中,需要注重自主创新,加强国际科技合作,优化利用国外先进技术,寻求新的发展出路。而生物技术企业也需要意识到现代生物技术的重要性,不断增加产品的科技含量,扩大自身规模。以此,在促使现代生物技术优化利用的基础上,不断促进新时期食品加工业走上长远发展道路。 作者:陈家禄 单位:海南师范大学 现代生物技术论文:现代生物技术应用与发展分析 摘要:随着社会不断进步,科技日益发展,我国农业已步入崭新的发展阶段。在新时代下,现代生物技术被广泛应用到农业生产中,有效解决了当前世界面临的粮食、人口等关键性问题,不断促进社会经济的持续发展,已成为未来农业发展的重要方向,促使其走上“高产、高效、优质”的可持续发展道路。 关键词:农业生产;现代生物技术;应用;发展;分析 就高新技术而言,农业生物技术是重要的研究领域之一,也是整个生物技术、相关产业发展的首要前提。生物技术产业属于知识密集型产业,具有多样化的特点,比如,高产量、高汇报率,能够优化利用自然界中的各种再生能源,实现可持续发展。在农业生产过程中,现代生物技术的应用有效解决了经济、社会发展中的各种问题,比如,环境、人口,改变了农业生产现状,极大地提高了农产品的产量、质量。在优化利用各种农业资源的基础上,生态环境也得到了应有的保护,具有较好的“经济、社会、生态”效益。 1农业生产中现代生物技术的应用 1.1植物育种、繁殖: 在新时代下,生物技术日益发展,被广泛应用到植物育种、繁殖中,充分发挥基因工程的作用,把某些品种的优良性状转移到其它品种中,提高品种的产量和质量或者提高转入品种的抵性,简化传统种植操作,比如,病虫害防治,远远优化传统育种,在减少运营成本的基础上,具有较高的经济效益,在未来农业发展道路上植物基因工程有着非常广阔的发展前景。当下,抗虫、抗病等转基因玉米、大豆等正处于大规模的商业化阶段。 1.2生物农药: 就生物农药而言,是在优化利用生物活体、代谢产物的基础上,防治病虫草鼠害,促进农作物的健康成长。在应用过程中,站在广义的角度来说,生物农药就是微生物源农药,能够大规模生产。在现时代下,我国生物农药正处于飞速发展中,药物生产企业不断增多,各类新型的生物农药频繁出现,各自发挥着不同的特点。 1.3提高植物的抗性 1.3.1抗虫: 在抗虫方面,世界范围内,由于虫害的影响,粮食产量、质量都受到影响。在农作物种植过程中,人们普遍采用化学杀虫剂有效控制虫害,避免造成严重的经济损失。长此以往,引发了一系列问题,比如,环境污染遭到严重污染,不利于农业的健康发展。面对这种情况,必须优化利用基因工程,培育出抗虫植物新品种,解决虫害问题,降低对周围生态环境的污染程度,还不需要花费大量的运营成本,已成为社会大众关注的焦点。就其研究现状来说,我国已获取不同类型的抗虫基因,被广泛应用到不同类型的农作物中,比如,油菜、玉米,甚至有些方面已经走上了“商品化生产”的道路。 1.3.2抗除草剂、抗寒: 当下,世界范围内除草剂已有2000多种,在社会农药市场中占据优秀地位。但除草剂具有其局限性,无法正确区分庄稼、杂草,甚至有些除草剂必须在野草长出来之前进行使用,抗性草类使用量较大,严重污染周围的生态环境。为此,在研究除草剂的过程中,需要大力研究抗除草剂的转基因作物,有效解决除草剂存在的问题。如果温度过低,植物细胞将会受到损害,影响农作物的正常生长,产量和质量。在生物膜作用下,充分利用其中双层脂分子的流动性,不断增加其中不饱和脂肪酸的含量,提高其抗冻性,避免农作物受到自然灾害的影响。 2农业生产中现代生物技术的发展 2.1光合作用机理: 在农作物生长过程中,适当提高其光合作用效率,可以不断增加农作物产量,提高作物质量,提高能源利用率。光反应、暗反应是光合作用的重要组成元素,把光能转化为化学能,叶绿体在相关物质作用下能够有效催化底物的加氧反应。但想要提高其中固定二氧化碳的具体运行速度,需要适当降低加氧酶活性,并提高Rubisco的羧化酶活性。面对这方面,研究者大力研究Rubisco各个方面,比如,结构、功能,为进一步提高农作物的光合作用做好铺垫。 2.2生物固氮、基因组学: 在种植过程中,一旦农业土壤氮元素不断流失,将会出现水体富营养化现象,生物技术的优化利用能够有效解决这一问题,不断促进农业的持续发展。生物固氮的应用能够在一定程度上节约能源,保护生态环境。就我国而言,固氮基因工程正处于飞速发展中,在基因组、功能基因学作用下,生物固氮迎来了崭新的局面。在实际中,我国已经成功研制出12株水稻粪产碱菌耐氨工程菌,给农作物施加这种细菌,可以节约一定量的化肥,还能增加产量。在二十一世纪中,基因组研究发生了质的转变,逐渐向“功能基因组”方向发展,很多国家在这方面投入大量资金,研究农作物,构建全新的突变体库,为全面认识基因功能做好铺垫。 3结语 总而言之,在世界人口不断增长的浪潮中,农业发挥着举足轻重的作用,而现代生物技术是推动农业持续发展的关键所在。现代生物技术的应用能够优化农业生产方法,不断提高农业生产力,提高各种农业资源利用率,减少运营成本,实现最大化的经济效益。还能在一定程度上保护人类赖以生存的环境,实现人与自然的和谐相处,具备较好的生态效益。此外,随着农业不断发展壮大,为国民经济注入新鲜的血液,有利于社会稳定发展,具有较好的社会效益。 作者:曾永平 单位:海南师范大学
生物技术及应用论文:高职院校生物技术及应用专业实验教学改革的思考 摘 要:生物技术对于我国农业、畜牧业、园林以及工业等方面的发展都具有非常积极的作用,其所应用的领域非常广泛,并且都占据着不可替代的位置。在新的经济环境下,我国社会飞速发展,这些领域对于生物技术以及应用人才的需求量也更大。为了能够为社会输送更多的专业人才,高职院校在生物技术以及应用专业实验教学方面进行创新改革是非常必要的。强化学生的操作技能以及理论知识的应用能力,实验教学起着决定性作用,通过进行实验教学,能够提高学生的观察力、分析能力以及动手操作能力。文章针对该专业的实验教学改革进行几方面的分析研究。 关键词:高职院校;生物技术;实验教学 一、实验教学方法的改革 1.适当的讲解 在进行生物技术以及应用专业实验教学改革的过程中,教学方法的创新和改进是一个重要的内容,在进行实验教学的时候,操作是一个不可缺少的环节,而操作行为的指导基础是理论知识,因此,教师在传授理论知识的过程中,要善于分析讲解,知识重点要由浅及深,注意主次之分,高职院校的学生特点就是知识基础比较差,因此耐心的讲解是非常必要的。在讲解理论知识的过程中,教师要注意采取设置疑问、悬念的方法,来激发学生的学习兴趣,然后再对学生进行合理的启发和引导,帮助他们自己找到问题的答案。 2.创造条件多分组 在我国很多高职院校,实验条件是有限的,缺乏实验器材、器材消耗过大等现象依旧比较普遍,这就要求教育工作者能够充分发挥有利条件,克服现阶段的种种困难,最大限度地满足实验教学的需求,为了能够使每一个学生都得到锻炼的机会,就应该突破以往的实验模式,将多人分组引入课堂,教师可以将一个班级的学生分为若干组,编排顺序,分批进入实验室,课内实验要与课外实验有机结合,虽然这样实验时间延长了,但是却使每一个学生都得到了实践操作的机会,增强他们学习的积极性与主动性。在实验设备有限的条件下,这不失为一种好的选择。 3.耐心细心地进行操作指导 实验过程中,适当的指导也是必要的,教师应该不断地到学生中观察他们的实验情况,看看他们操作是否存在错误,如果学生发现问题,也能够随时向教师咨询,一些不愿意实验的学生,在教师的巡视下,行为也会受到约束,教师对于这类学生,要给予他们信息,鼓励他们进入到实验中去,重点培养他们的实验兴趣。 二、注重实验教学内容的选择 1.掌握基本的操作技能 进行实验的时候,要根据课程特点进行内容的选择,要以培养学生的基本技能为目的,可以通过进行一些代表性强的实验操作,来帮助学生们提高调配试剂的能力,检测方法的掌握以及各种设备的操作等基本技能。 2.注重提高动手能力 选择能够提高动手能力并与生产实践密切联系的实验,如在分子生物学实验中选择凝胶电泳实验,该实验的动手操作特别多,要进行试剂的配制,电泳槽的安装等操作,同时电泳在生产实践中的应用也非常多。通过这类的实验能有效地培养学生的动手能力和严谨的科学态度。 3.适当增加设计性实验 生物技术及其应用专业内容比较丰富,具有多样性与复杂性,因此在实验中,不可避免会出现一些意外情况,尤其是一些出乎意料的实验结果,在面对这些问题时,教师应该引导和帮助学生去分析其中原因,帮助学生提高发现问题、分析问题、解决问题的能力,也有助于学生独立操作能力的提高。设计性实验的开设为学生营造出一个用所学理论知识解决实际问题的环境,培养和提高了学生的创新能力和综合素质。 三、实验管理以及实验考核制度的改革 除了以上所阐述的教学内容和方法的改革之外,实验管理和实验考核制度的改革也非常重要,由于实验教学与理论知识教学相比,内容比较复杂,学生操作过程中涉及安全问题、器材以及药品的存放问题、清洁问题,等等。不管是哪一个方面内容出现问题,都有可能导致实验的失败,影响教学效果,甚至是威胁到人们的生命安全,因此管理改革是不可忽视的。现阶段,高职院校采用开放式管理是最为合适的,在保障各种器材和设备得到有效管理的同时,还要重视管理人员的素质培养,从而依据结果制定更加符合实际的教学计划、教学内容,一定程度来说,它是学校和教师开展下一部分工作的指导。 (作者单位:包头轻工职业技术学院) 生物技术及应用论文:生物技术及应用专业工学结合教学模式的研究与实践 摘 要:工学结合人才培养模式已经逐渐被大家所认识,在工学结合职业教育模式的研究与探索中,需要教师探索符合工学结合要求和本地区特色的新型课程模式。本文以宁夏工商职业技术学院生物技术及应用专业为例,以提升学生的职业素养和就业率目标,对人才培养方案与课程体系进行综合改革与实践,形成了鲜明的专业特色,实现了专业课程教学与企业需求的对接。 关键词:生物技术专业 工学结合 教学模式 教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号文件)的精髓是“校企合作、工学结合”,指出:高职教育人才培养模式改革要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,对课程设置、教学内容的选取、教学方法进行改革。学生职业技能和就业质量的提高,是职业院校发展的重点。我院的生物技术及应用专业2011年被确定为首批国家骨干院校重点建设专业应用化工技术专业群建设专业。 近几年,生物技术发展迅速,宁夏及周边地区在发酵工程、生物化工、生物制药等领域发展较快。大多数职业院校在生物技术及应用专业的设置上对地区经济特色和发展论证不够,存在专业定位不准确,设计领域过宽;课程体系设置雷同,缺乏自己的特色等不足。面对生物技术产业发展机遇,我们对地区经济发展深入调研并分析了宁夏及周边地区生物技术、生物化工行业背景、相关企业近两年的人才需求、地方资源优势、企业相关岗位对课程设置要求等。“以就业为导向,注重学生的能力培养”,把职业教育的五要素融入专业建设全过程[3],以生物技术专业人才培养方案制定以及课程体系的构建为突破口,对工学结合教学模式展开了深入的研究与实践,收到了良好的效果。 1 依托行业、企业确定人才培养方案 工学结合的职业教育课程有两个特点:一是满足技术、经济和社会发展对高技能人才的能力要求;二是适应学习者和职业发展需要,最大限度地实现有效的职业学习[2]。高等职业教育培养的是面向生产、建设、管理、服务一线的高技能型人才。高技能型人才的培养必须实现“三面向”(面向职业、面向岗位、面向生产任务),教学必须做到“三贴近”(技术应用类专业课程的内容要贴近生产、贴近技术、贴近工艺)[3]。高职教育不仅要承担职业技能的培养,又要注重职业素质的养成,因此,高职教育必须是校企合作、工学结合。人才培养方案要依托行业、企业,成立专业建设指导委员会。专业建设指导委员会负责审议专业人培方案,根据行业企业需求提出专业人培方案的调整意见,确保专业人培方案满足行业、企业和社会的需求。专业建设指导委员会参与课程建设,指导实训基地建设,开发多种办学模式,为学校提供岗位及企业、行业人才需求信息,做兼职教师,人才培养方案的设置。 宁夏工商职业技术学院化工工程系于2012年5月成立了专业建设指导委员会。本专业根据专业建设指导委员会确立人培方案,专业教学目前定位于生物技术的应用领域,主要方向是生物发酵及生物化工。专业建设指导委员会的成员主要来自区内生物发酵、生物制药和应用化工行业的一线专家或管理人员,他们确保了人才培养需求的实时性、实效性。校企合作共同构建适于行业发展和企业需求的人才培养方案,依岗位需求和职业能力需求重组优化课程体系,对一些课程(如生物化学与技术)构建多元化考核模式,注重学生操作技能的培养,通过这些方式提高生物技术专业人才培养的质量。 2 设置工学结合教学情境 以工作过程为基础,构建课程学习情境,每个情境下设若干工作任务,课程的教学以工作过程为基础,构建“教、学、做”一体化教学模式。实践教学环节主要培养学生的职业能力,即专业能力、方法能力、社会能力,而工学结合教学模式集中体现在实践教学中。教师上课时下达工作任务,学生通过完成各项工作任务,达到对知识和实践技能的理解和掌握。校内实践教学基地是工学结合教学情境实现的关键[3]。在教学过程中教师将知识模块化、技能项目化,不断更新教学内容,适时加入新的技能和技术,设置教学情境;并且学院重视校内实训车间和实验室的建设,有啤酒生产车间、发酵实训室、显微镜实验室、生物化学与技术实验室、仪器分析实验室、天平分析室等实验室。这为理论教学、实训、各种竞赛、技能鉴定、教师指导等相统一提供了保证,体现了学生、设备、任务、技能等的融合。校内实训基地和实验室是学生职业素质的养成的主要场所,也为学生考证、训练以及实现各项工作任务提供了必备的条件。 3 师资队伍的培养 一是师资队伍的培养是专业建设的重要保障,所以教师队伍建设要放在首位来抓。工学结合教学必须具有一支稳定的双师型教师团队。双师型教师可通过招聘行业、企业一线的技术人员通过培训成为学校的双师型教师,也可通过专职教师下企业进行挂职锻炼,增强教师的专业实践能力,教师大都具有较系统的学科理论知识,但实践技能相对缺乏,因此,安排教师到企业参加挂职锻炼,可以获得行业和企业的动态信息,掌握新知识和新技能。前两条在实施上很难做到,我院的教师主要是通过后一种办法来来增强自身的专业实践能力的,效果比较理想。 二是加强校企合作,通过与企业的联系,教师带学生参观和在企业进行顶岗实习,获得新知识与新技能,通过顶岗实习,学生实现了学校与企业零距离对接。 学校还根据教学需要,按照专业需求,投资一定的经费,选派教师进修学习,培养双师型教师(生物技术专业教师,80%以上都具有技师证,75%以上教师是讲师,这些教师都具有双师素质)。通过这种方式,可以提高教师的业务、科研和指导学生参加大赛等能力。通过多种途径培养教师的双师型素质与能力,不断完善工学结合的教学模式,教学效果显著提高。学校鼓励专职教师定期下企业挂职锻炼,可以获悉行业或企业的动态信息,掌握新知识新技能。 三是开展科研、教改和技术服务,提高教师业务水平。教师积极从事科研、教改和各项技术服务,通过这些方式不但能促进教师自身的知识更新,丰富教学内容,而且能提高自身的实践能力。 四是加强对外交流。学院鼓励教师参加国外、国内及省市的培训及学术团体活动,近几年,生物技术及应用专业的教师每年都有机会与同类院校进行相互交流,学习吸取新的知识。通过交流开阔思路,增长见识,丰富知识,推动和深化教学改革,为办好生物类专业发挥作用,专业教师的水平也有了较大的提升。 4 构建工学一体化的课程 专业建设的重点是师资、教学模式、实训室、校中厂、校本教材等,其关联模型如图1所示,课程建设是专业建设的基础,专业课程标准是课程建设的指南。课程建设主要涵盖图1中的教学模式实践、教材建设、实训基地建设。教师通过改革教学模式,将理论与实践相结合,促进学生认知能力发展和建立职业认同感相结合,科学性与实用性相结合,符合职业能力发展规律与遵循技术、社会规范相结合,学校教育与企业实践相结合[4]。使学生通过完成工作的任务并进行反思,把知识和技能、过程和方法等相结合。 针对专业的不同,工学结合的课程建设内涵也不同。生物类专业较适合模块化、情境化类教材[6]。无论哪种专业,高职的课程应该是行动导向体系课程,体现工作过程或岗位需求,必须实现学科体系的结构,完成教学体系的重构,在授课过程中应该体现行动导向教学体系课程的特点,通过完成各项任务,培养学生分析问题和解决问题的能力、团结协作能力和对知识的领悟能力。 校内实训基本能复现工作过程,我院有校内实训基地,教学过程突出了知识模块化、技能项目化的特点,完全满足工学结合的教学要求。教材是影响教学质量的关键因素,是教师推进教学活动、实现教学目标的依据。由于条件不成熟,教师自编教材不能完全实现,教师选用高职高专规划教材,经过集体论证对一些内容进行增加和删减;教师吸纳新知识、新工艺、新技能,不断调整教学内容。 5 教、学、赛、顶岗实习相结合,开展工学结合教学 工学结合教学的目的是培养岗位高技能人才,体现操作的高技能要求,尤其生物类专业是前沿发展学科,这方面更为重要。因此将课堂教学、创业教育、技能大赛、工种鉴定、顶岗实习等结合起来是培养应用能力和高技能人才的有效途径[3]。 教、学、赛相结合是工学结合在教学相长上的体现。一年一度的全区职业技能大赛和全国职业院校大学生技能竞赛等为学生技能展示提供了机会,也为工学结合能更好的实施提供了有利的保证。 宁夏工商职业技术学院生物技术及应用专业自2006年招生以来,专业教师与学生积极参与各种学生竞赛活动,多次获得院级、区级及部级奖励。2011年6月,10级生物技术班的黎燕在参加全国化学检验工技能大赛获得了二等奖,2012年6月,10级生物技术班的4名学生在宁夏工商职业技术学院大学生创业设计大赛中获得了二等奖;2012年5月,11级生物技术班的3名学生参加全区农产品检验技能大赛,分别荣获二等奖和三等奖;2013年5月,12级生物技术班的3名学生在全区农产品检验技能大赛中获团体二等奖;2013年6月,12级生物技术班杨丽在全国职业技能大赛高职组工业分析检验赛破格获得高级证书。通过这些方式,学生的应用能力和综合素质有了明显的提高。 6 结语 生物类专业实践教学改革和完善是一个长期的系统工程,需要多方努力,生物技术专业的教师团队相互协作,共同努力,打破专业界限,不断探讨适合本地区和学校的工学结合教学模式。在改革过程中,强调将专业知识综合运用,强调学生在实践教学中的主体地位,充分调动学生的学习积极性,加深专业理论与实践的联系,有利于提高教学质量与效果[5~7]。经过几年的实践证明,生物技术及应用实践教学体系的构建既符合专业自身的特点,又有助于培养学生应用所学知识和技能解决问题的能力,有利于培养学生的思维能力,创造能力,团结协作能力,应变能力和处理问题的能力,使学生的专业综合素质得到充分的提高。 希望本改革模式能为同行所用,促进生物技术专业工学结合教学模式的研究和实验课程体系改革的探索和思考,完善实践教学,培养更多的实用型人才。 生物技术及应用论文:浅谈环境生物技术的应用及发展前景 【摘 要】环境生物技术(Environmental Biotechnology)是指直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些功能,建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染,同时又能生产有用物质的工程技术。科技的发展充分证明了环境生物技术在解决环境问题过程中所示出的独特功能和优越性,它的纯生态过程,体现出了可持续发展的战略思想,它具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。 【关键词】环境生物技术;治理应用;固体废弃物处理 一、引言 环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点,兼有基础科学和应用科学的特点,在环境污染治理中,主要利用微生物、少部分利用植物作为污染控制的生物,是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其处理污染物通常能一步到位,最终产物大都是无毒无害、稳定的物质。在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、环境污染的修复和重污染工业企业的清洁生产等各个方面,环境生物技术都发挥着极为重要的作用。 随着细胞融合、基因工程、分子生物等技术的发展,环境生物技术得到了进一步的开发,研究领域不断扩大,已成为一种经济效益和环境效益俱佳的解决环境污染问题的有效手段之一。同时,随着人们环境意识和生态概念的不断加强,市场对生物技术、生物产品的需要明显增多,政府也更加重视生物技术的发展,环境生物技术本身也将更加成熟。 二、环境生物技术 在废气及大气污染治理中的应用采用生物技术控制和处理废气,将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质,从而净化空气,是一项空气污染控制的新技术。目前采用的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等,所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。 生物洗涤法分为废气吸收和悬浮液再生两个阶段,通常由一个装有填料的洗涤器(吸收设备)和一个装有活性污泥或生物膜的生物反应器(再生反应器)构成废气从吸收设备底部进入,向上流动,与顶部喷淋向下的生物悬浮液在填料床中相互接触,经传质过程进入液相,再进入微生物细胞内或经微生物分泌的胞外酶作用分解,净化后的气体从吸收设备顶部排出。吸收了废气的生物悬浮液从再生反应池的底部进入,通入空气充氧,废气被微生物氧化利用的过程也就是悬浮液的再生过程,再生后的悬浮液再进入吸收设备进行顶部喷淋,吸收与再生两个过程反复进行。该方法的特点是反应条件易控制、压降低、填料不易堵塞,但设备较多,需外加营养,成本较高,对溶解度小的化合物难以处理。 三、环境生物技术在水污染治理中的应用 环境生物技术中利用微生物的降解作用来处理水中污染物的方法,通常被称为生化处理方法或生物降解法,以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地技术等。 (一)生化处理技术 由于生化反应的过程、条件和参与反应的微生物种类的不同,生化处理技术可简单地分为好氧与厌氧降解两类,两类生化反应的基本过程如下:好氧降解:有机物+氧气+好氧微生物/酶水+二氧化碳+无机养分+能量。厌氧降解:有机物+厌氧与兼氧微生物/酶降解的有机产物+无机养分+能量。自20世纪70年代起,就有一大批类似好氧降解的厌氧反应器被研制和开发出来,如厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)、厌氧折流板式反应器(ABR)和厌氧序列式反应器(ASBR)等。厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多类有机废水和生活污水的处理,其特点是废水处理和能源回收相结合,但出水水质难以达到直接排放的要求。 (二)生物自然净化技术 生物自然净化技术体系主要包括水体生物处理系统的生物塘(厌氧塘和氧化塘)和土地处理系统的人工湿地。生物自然净化技术投资少,运行费用低,但占地面 积大,出水水质不易控制。生物塘以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生植物,利用植物吸收等方式带走污染物以净化水体。氧化塘中除选育合适的水生植物外,还增加了曝气,以促进水体中生物的好氧降解。传统的生物塘占地面积大,污水停留时间长,处理效率较差。目前通过培育高效水生净化植物(水葫芦、芦苇、水莴苣等),建立组合曝气、水生植物、水产养殖为一体的复合生态系统,增强了生物塘的处理功能,促进了水体生物处理技术的发展。 四、环境生物技术在固体废弃物处理中的应用 利用生物技术处理固体废弃物中的城市生活垃圾和农业废弃物,主要方法是卫生填埋、堆肥和发酵沼气。卫生填埋是将城市生活垃圾存积在大坑或低洼地的卫生填埋场,填埋场下层应有不透水的自然隔水基质或人工隔水层,在填埋场设置排气口和监测系统,每天填入的垃圾压实后铺盖一层土壤,并通过科学管理来恢复地貌和维护生态平衡。其原理是利用微生物将垃圾中的有机物分解。垃圾通过卫生填埋还可产生沼气。 五、环境生物技术的发展前景 利用微生物脱去煤中的无机硫和有机硫,可控制燃煤中SO2等含硫气体的排放。这些微生物包括硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、酸热硫化叶菌等。日本利用氧化亚铁硫杆菌已使H2S脱除率达99.99%,我国利用该菌对炼油厂进行干气催化和工业废气脱硫,H2S脱除率分别为71.5%和46.9%。在燃煤的处理过程中,还可采用浮选与微生物脱硫技术相结合,对煤和黄铁矿进行分离,达到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物还可将石油成分中的硫分离出来。虽然生物技术在大气污染治理中的应用时间尚短,但其具有技术简单成本低、安全性好、无二次污染等优点。今后,在微生物脱硫技术以及高活性脱硫菌种的研制和培养方面,配以清洁生产技术的研究,将会备受关注,也会成为解决原煤燃烧产生的SO2污染的最佳途径。 生物技术及应用论文:环境生物技术的应用及发展前景 【摘 要】环境生物技术(Environmental Biotechnology)是指直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些功能,建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染,同时又能生产有用物质的工程技术。科技的发展充分证明了环境生物技术在解决环境问题过程中所示出的独特功能和优越性,它的纯生态过程,体现出了可持续发展的战略思想,它具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。 【关键词】环境生物技术;生物治理方法;生物技术应用 环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点,兼有基础科学和应用科学的特点,在环境污染治理中,主要利用微生物、少部分利用植物作为污染控制的生物,是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其处理污染物通常能一步到位,最终产物大都是无毒无害、稳定的物质。在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、环境污染的修复和重污染工业企业的清洁生产等各个方面,环境生物技术都发挥着极为重要的作用。 随着细胞融合、基因工程、分子生物等技术的发展,环境生物技术得到了进一步的开发,研究领域不断扩大,已成为一种经济效益和环境效益俱佳的解决环境污染问题的有效手段之一。同时,随着人们环境意识和生态概念的不断加强,市场对生物技术、生物产品的需要明显增多,政府也更加重视生物技术的发展,环境生物技术本身也将更加成熟。 一、环境生物技术 在废气及大气污染治理中的应用采用生物技术控制和处理废气,将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质,从而净化空气,是一项空气污染控制的新技术。目前采用的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等,所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。 (一)生物过滤法 生物滤池内部填充活性填料,废气经加压预湿后从底部进入生物滤池,气体中的无机污染物、有机污染物或恶臭物质与填料上附着生成的生物膜(微生物)接触,被生物膜吸收,最终被降解为水和二氧化碳或其它成分,处理过的气体从生物滤池的顶部排出。该方法的特点是设备少、操作简单、不需外加营养物、投资运行费用低、去除效率高,但反应条件较难控制、占地面积较大。 (二)生物洗涤法 生物洗涤法分为废气吸收和悬浮液再生两个阶段,通常由一个装有填料的洗涤器(吸收设备)和一个装有活性污泥或生物膜的生物反应器(再生反应器)构成废气从吸收设备底部进入,向上流动,与顶部喷淋向下的生物悬浮液在填料床中相互接触,经传质过程进入液相,再进入微生物细胞内或经微生物分泌的胞外酶作用分解,净化后的气体从吸收设备顶部排出。吸收了废气的生物悬浮液从再生反应池的底部进入,通入空气充氧,废气被微生物氧化利用的过程也就是悬浮液的再生过程,再生后的悬浮液再进入吸收设备进行顶部喷淋,吸收与再生两个过程反复进行。该方法的特点是反应条件易控制、压降低、填料不易堵塞,但设备较多,需外加营养,成本较高,对溶解度小的化合物难以处理。 二、环境生物技术在水污染治理中的应用 环境生物技术中利用微生物的降解作用来处理水中污染物的方法,通常被称为生化处理方法或生物降解法,以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地技术等。 (一)生化处理技术 由于生化反应的过程、条件和参与反应的微生物种类的不同,生化处理技术可简单地分为好氧与厌氧降解两类,两类生化反应的基本过程如下:好氧降解:有机物+氧气+好氧微生物/酶水+二氧化碳+无机养分+能量。厌氧降解:有机物+厌氧与兼氧微生物/酶降解的有机产物+无机养分+能量。 (二)生物自然净化技术 生物自然净化技术体系主要包括水体生物处理系统的生物塘(厌氧塘和氧化塘)和土地处理系统的人工湿地。生物自然净化技术投资少,运行费用低,但占地面积大,出水水质不易控制。 生物塘以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生植物,利用植物吸收等方式带走污染物以净化水体。氧化塘中除选育合适的水生植物外,还增加了曝气,以促进水体中生物的好氧降解。传统的生物塘占地面积大,污水停留时间长,处理效率较差。目前通过培育高效水生净化植物(水葫芦、芦苇、水莴苣等),建立组合曝气、水生植物、水产养殖为一体的复合生态系统,增强了生物塘的处理功能,促进了水体生物处理技术的发展。 三、环境生物技术在固体废弃物处理中的应用 利用生物技术处理固体废弃物中的城市生活垃圾和农业废弃物,主要方法是卫生填埋、堆肥和发酵沼气。 (一)卫生填埋。卫生填埋是将城市生活垃圾存积在大坑或低洼地的卫生填埋场,填埋场下层应有不透水的自然隔水基质或人工隔水层,在填埋场设置排气口和监测系统,每天填入的垃圾压实后铺盖一层土壤,并通过科学管理来恢复地貌和维护生态平衡。其原理是利用微生物将垃圾中的有机物分解。垃圾通过卫生填埋还可产生沼气。 (二)堆肥。堆肥是固体基质在有效的低温条件下的发酵过程,适用于生活垃圾的处理。其基本步骤是:废弃物―预处理―堆肥―后处理―存放。对堆肥处理器进行足够的通气是堆肥成功的关键。该技术安全性高,成本低廉。 (三)发酵产生沼气。主要利用畜禽粪便、农作物秸秆、生活污水等。其原理是微生物厌氧发酵使有机质降解,产生沼气,此法在农村有着广阔的发展前景,沼气不但可用作照明和燃料,还可建成以沼气工程为纽带的“猪、沼、果”生态农场等生态农业模式。 四、环境生物技术的发展前景 利用微生物脱去煤中的无机硫和有机硫,可控制燃煤中SO2等含硫气体的排放。这些微生物包括硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、酸热硫化叶菌等。日本利用氧化亚铁硫杆菌已使H2S脱除率达99.99%,我国利用该菌对炼油厂进行干气催化和工业废气脱硫,H2S脱除率分别为71.5%和46.9%。在燃煤的处理过程中,还可采用浮选与微生物脱硫技术相结合,对煤和黄铁矿进行分离,达到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物还可将石油成分中的硫分离出来。虽然生物技术在大气污染治理中的应用时间尚短,但其具有技术简单成本低、安全性好、无二次污染等优点。今后,在微生物脱硫技术以及高活性脱硫菌种的研制和培养方面,配以清洁生产技术的研究,将会备受关注,也会成为解决原煤燃烧产生的SO2污染的最佳途径。 生物技术及应用论文:基于就业导向的生物技术及应用专业人才培养模式相关探索与实践 摘 要:以就业为导向、以能力培养为本位,是高等职业教育改革和发展的主要任务之一。山东职业学院生物技术及应用专业经过多年办学实践,以校企合作为平台,逐步形成了“学训交互,能力递进”的人才培养模式、符合产业需求的课程体系、项目导向、教学做一体教学模式和满足区域经济需要的多学期、分段式的教学组织模式,加强了学生的专业能力、职业能力和拓展能力培养。 关键词:人才培养模式 教学模式 教学组织模式 国家教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16 号)中明确指出:高等职业教育必须服务区域经济和社会发展,以就业为导向,加快专业改革与建设。这已经成为地方高职教育办学定位的风向标。学生就业状况好坏也反映出了高职院校品牌创立的高度与创新的深度。因此,如何以社会需求和高职人才培养目标为导向,依托自身办学条件,在特定时限内为学生达到一定职业人才的规格要求,是目前迫切需要解决的问题。 人们普遍认为,生物技术是21世纪的朝阳产业,与其相关产业的发展水平将决定一个国家的竞争力,我国出台了大量的政策和产业规划支持生物技术的发展。面对机遇,生物技术相关专业伴随着经济发展的需要应运而生。 然而,随着生物技术的快速发展,专业范围不断向多领域扩展,生物技术相关专业也出现了很多问题。例如,在专业设置上,对区域经济建设和社会发展需求调研论证不够深入,专业定位不准确,涉及领域过宽;学校间缺乏特色与差异化,课程体系设置雷同,同质化现象严重,办学效益不高;传统的实践教学环节与企业生产实际严重不符;学生职业素养较低,没有自己的职业规划等问题。企业缺乏生物技术专业的人才,而我们培养出来的毕业生又不满足用人单位的需要。总之,原有的人才培养模式还不能完全适应现代高职教育的发展需求及社会岗位群对人才的需求,迫切需要对生物技术类专业人才培养模式进行改革与实践。 山东职业学院2005年开始设置生物技术及应用专业,2011年被遴选为中央财政支持的高等职业院校提升专业服务能力的重点建设专业。在深入调研分析区域生物技术行业背景的基础上,以服务地方经济、对接产业、提高学生就业质量为导向,以能力培养为中心,以专业人才培养模式优化、开发课程体系构建为突破口,深入开展人才培养模式的探索与实践,内容如下: 1 继续开展“学训交互,能力递进”人才培养研究与实践 “学训交互,能力递进”人才培养模式是为了服务地方经济,支持生物制造产业发展,与产业对接,遵循教育规律和职业能力形成规律,将人才培养过程划分为专业“基本能力-优秀能力-综合能力”三个阶段。通过深化培养目标与社会需求相通,教学活动与生产过程相通,实习岗位与就业岗位相通;教学内容与职业标准相融,专业教师与技术专家相融,学校考核与企业评价相融,提升学生专业理论、专业技能水平和职业素养,使学生由“新手”转变为“职业人”。 专业基本能力培养:主要按照生物制造行业职业人的要求,培养学生的人文素养、职业素质。同时以项目、任务等为载体,通过“任务驱动”“项目导向”等方式,实施教学做一体教学,使学生掌握专业基本知识、基本技能,对岗位有所认知,使其成为基本满足企业岗位要求的新手。 专业优秀能力培养:在校内生产性实训基地和校外实训基地实施多岗位轮岗,工学交替,配合多学期教学组织模式,实现工学有效融合。学生在校内生产性实训室进行一体化教学,“做中学”、“学中教”,强化专业理论,提升专项技能,对课程中的综合实训模块和部分需使用高档仪器的实训项目则到校外实训基地进行,由基地兼职教师指导学生完成真实的工作任务,培养职业素养,使专业技能“熟练”,使学生实现新手到准职业人的转变。 专业综合能力培养:为学生聘请企业的技术骨干、专家做“师傅”,在校外实习实训基地实施。学生在校外兼职教师的指导下,按企业流程和标准完成岗位工作,工学融为一体,重点强化学生解决生产现场问题和优化生产过程的能力,提高学生综合职业素质,帮助学生实现从准职业人到职业人的转变。 2 推行任务驱动,项目导向,教学做一体的教学模式改革 按照“学训交互,能力递进”的人才培养模式,在不同的人才培养阶段推行不同的教学模式。在专业基本能力培养阶段,主要实施任务式实训、理论实践一体化教学模式,推行课堂与实习实训地点的一体化;专业优秀能力培养阶段,在仿真的教学环境,推行任务驱动,项目导向,教学做一体;专业综合能力培养阶段,根据学生顶岗岗位特点,做学一体、做教一体,培养学生的岗位意识、质量意识、责任意识。与三个不同阶段对应的教学模式保证了教学目标的有效实施。 3 以行业企业需求为中心,实施多学期分段式教学组织模式 为了适应“学训交互,能力递进”人才培养模式,合理安排轮岗和顶岗,根据合作企业生产周期及企业兼职教师工作特点,灵活设计学生校内学习时间和企业生产性实训时间。在企业生产旺季组织轮岗实训,淡季集中进行校内课程教学。 第1、2学期在校内完成专业技术平台课程的学习,并进入实训室,以专业基本能力培养为主,渗透专业优秀能力;第3、4学期完成专业方向模块、个性化模块的学习,并进入生产性实训基地顶岗实习,以专业优秀能力强化为主;第5、6学期安排学生到紧密合作企业进行10个月以上的顶岗,强化学生的专业知识、专业技能和养职业素养,在学生岗位能力实现阶段式增长的同时,企业对学生的岗位技能和职业素养等也有了较清晰的认识,利于企业选择优秀学生就业。 4 对接行业企业,构建符合岗位任职要求的“两个平台+两个模块”的课程体系 生物技术及应用专业建设委员会定期召开研讨会,邀请行业、企业专家、专业教师共同研讨本地经济发展和产业结构调整对生物技术人才要求的变化,及时调整专业人才培养规格,构建适合行业发展需求的课程体系,校企合作开发课程内容与实训项目,编写特色教材,建设教学资源库,使专业与产业对接。 根据地方产业特点和生物产业升级需要,及时调整专业方同和专业课程。例如,济南高新区在产业结构调整过程中,把生物医药确立为主导产业,以龙头医药企业带动产业发展。为满足生物医药人才需要,我们增加了生物制药技术等课程;并及时与相关企业合作,共同开发课程内容、实训项目,为学生更好地融入企业、服务地方经济奠定基础。 在生物技术及应用专业建设委员会的指导下,由专业带头人、行业企业专家、骨干教师组成的团队,按照“企业调研-专业定位-岗位分析-归纳岗位任务-提炼岗位能力-确定学习领域(课程)”的步骤,以生物产品的生产工艺过程为导向,共同分析职业岗位,参照岗位的工作任务和能力要求,设计十多个学习领域(课程),构建了“基本素质培养平台、专业技术平台+专业方向模块、个性化模块”的课程体系。 生物技术及应用专业人才培养模式的探索与实践,强化了能力培养,开发以岗位工作过程为基础的教学内容,构建突出职业能力和素质培养的课程体系,实现校企共育人、共发展,提高了学生适应未来职业变迁的可持续发展能力。同时,结合自身优势与社会需要,不断积淀凝练专业特色,提升了办学竞争力,彰显差异化办学,全面提高了专业建设的整体水平。 生物技术及应用论文:如何建立健全高职院校生物技术及应用专业实践教学体系 【摘 要】随着生物科技的不断发展,高职院校生物科技及应用专业应运而生,成为近些年来高职院校的热门专业。但由于相当一部分的高职院校健全教学设备、完善实践教学体系的速度远远跟不上招生的速度,因此如何建立健全高职院校生物科技与应用专业实践教学体系,培养出理论与实践操作相结合的现代创新型人才,成为了广大高职院校追求与探索的目标。 【关键词】高职院校;生物技术及应用专业;实践教学 步入21世纪,生物科技的快速发展使其在农业、渔业、牧业、工业、环保、园林、食品、医药等众多重要行业的地位和作用越来越重要,生物技术及应用专业的专业人员成为社会急需的人才。为了提高生物专业学生的就业竞争力,为社会输送掌握扎实的生物技术专业知识和实践技能、热爱生物技术领域的现代创新型人才,高职院校需在注重培养学生专业知识理论的同时,有必要加强学生的实际操作能力以及综合素质。这意味着高职院校需要创新实践教学过程,完善实践教学设施,在实践教学中提高学生的观察、分析、动手能力,从而培养学生的综合素质。构建科学合理的高职院校生物技术及应用专业实践教学体系主要从这几个方面进行改革: 一、完善实验室设备,构建合理配置结构 由于生物技术及应用这么专业设计的领域十分广泛,各个领域需要的实验设备、生物制剂、材料各不相同,因此实践教学设备的配置标准研究的难度较大。但是大部分高职院校的相关设备和配置没有这么完善和全面,为了让学生掌握的生物知识和实践技能与时俱进,了解现代先进的生物技术和接触到现代生物技术研究的前沿,高职院校有必要适当增加和更新实验器材、仪器和试剂的种类。很多高职院校的实验工位都很难满足学生的需求,普遍都是两三个学生组成一个小组共用一个工位,因此,高职院校应增设更多的工位,让更多的学生能充分体验实验过程中的乐趣、掌握实验的原理和基础实践技能,同时在实验中锻炼观察、分析、动手能力。 二、完善实验实习基地建设,增强学生社会竞争力 实践技能是所有理科学生衡量的标准之一,实践教学能有效提高学生的综合素质,同时在实践过程中能培养学生的创新和应急等综合能力。完善实验实习基地的建设,除了建立健全实验基地,还要建立全面的实习培训课程,不断提高学生的综合能力和综合素质。通过这种针对性的培训,能有效提高学生的实践操作能力和应对突发事件的能力,更重要的是能不断增强学生的心理素质和心理承受能力,从而提高学生的社会竞争力,帮助学生成为社会和市场所需的优秀人才。其次,通过这一系列的培训,能让学生尽早意识到社会竞争的激烈,让学生知道只有过硬的专业技能得到社会的肯定,才能真正融入社会经济市场中实现自己的人生价值。为此,建立完善的实验实习基地建设是广大高职院校未来一个时期的主要任务。 三、创设开放式的实验室 创设开放式的实验室不仅能让学生在课外完成实验作业,还可以让学生在课外复习实验的操作,熟悉实验仪器的操作方法,同时给那些敢于创新,对生物工程有着浓厚兴趣的学生探索研究的机会。总之,创设开放式实验室是建设实验室优秀能力人才队伍的有效途径,创设开放式实验室能激发学生对生物工程的激情和好奇心,培养出具有创新和探索精神的新时代人才。 四、革新实验教学考核制度 完善实验教学考核制度首先要细化和健全实验考核的方法,包括到场情况、实验报告的内容、实验数据的真实性和原始性、基本的实验操作过程是否规范、对实验结果的分析等考核内容。其次,实验教学考核制度除了对学生的专业技能进行评价之外,还要对学生的职业素质进行综合评价。评价学生的职业素质应以学生组内之间的评价为主,并结合教师对学生平时实验的表现的评价,应包括学生的敬业精神、团队合作等内容。这种基本技能和职业素质相结合的考核不仅能对学生进行全面而有效的评价,还能是学生之间的竞争公平化和透明化。 五、加强教师对学生的实验操作指导 在学生进行实验操作的过程中,教师对学生的指导尤为重要,不仅能及时纠正学生错误的实验操作手法,还能及时解答学生的疑惑和问题,从而达到充实学生的专业基础知识,激发学生的兴趣的目的。教师应在实验开始前和学生强调本次实验的注意事项和实验的基本流程,减少学生因错误操作而发生的事故。在实验开始的过程中,教师应到处巡回监督指导学生,及时纠正学生的错误以及解答学生的问题,确保实验的顺利完成。 六、结语 建立健全生物技术与应用专业教学实践体系是一个长期而艰巨的任务,需要广大高职院校专业教师的不断探索和实践,勇于创新打破传统的专业局限。在改革的过程中要注重培养学生的积极性,强化学生的主体地位;在教学过程中要注重中生物理论知识和生物实践技能的统筹兼顾,培养出理论与实践操作相结合的现代创新型人才。 作者简介: 王美霞(1971.01.24~),女,内蒙古包头市人,大学本科学历,包头轻工职业技术学院,研究方向:生物技术及应用。 生物技术及应用论文:高职院校生物技术及应用专业建设改革探索 【摘 要】生物技术及应用是一门涉及领域宽、涵盖范围广、应用性强的新兴专业,因此在专业建设中面临不少困难。本文分析了该专业目前存在的问题,并提出了专业建设改革的进行措施。 【关键词】生物技术及应用;高职高专;专业建设改革 生物技术及应用专业以生物技术产品开发和应用为优秀,培养从事生物技术产品开发应用、检验分析、技术监督、生产管理等工作的高级技术应用性专门人才,目前在我国高职院校中属于比较热门的专业之一。但是,我国的高职院校生物技术类专业办学时间较短,尚不足10年,属于一个非常年轻的专业。同时,近几十年来世界范围内生物技术产业始终处在一个高速发展的时期,这都使得我国高职院校的生物技术类专业建设速度一直滞后于产业发展速度。 1存在的问题 1.1 教学内容选取不得当 从教学内容上看,目前高职院校中存在着“唯学”型课程体系和“唯工”型课程体系两种偏颇的教学内容选取倾向。“唯学”型课程体系倾向只注重高等教育中的“学科性”、“系统性”,而忽略了其“职业性”的特征。“唯工”型课程体系倾向只注重单纯技术性培训,课程设置和教学内容缺乏一定的深度和广度。 1.2 教学手段不够丰富 从教学手段上看,黑板式教学仍然占据较大比例,使得学生认为枯燥乏味。多媒体课件主要是PPT形式,虽然可以在一定程度上展示教学内容,但是缺少最新的行业企业真实案例,更加缺少工厂车间的工作录像,使得学生较难以理解所授课程内容,学习兴趣、主动性都较差。 1.3 实践项目内容陈旧 一些综合性、生产性强与职业岗位所需能力吻合度较高的实践技能训练项目,由于涉及发酵工程基础、发酵食品生产技术、发酵设备与维护、生物分离纯化技术多门课程,在实践教学设计中往往很少开设。涉及基因工程、细胞工程、酶工程技术改造传统菌为工程菌的一些实践项目,由于技术难度大、耗材成本高、设备价格昂贵等原因也往往被取消。 1.4 硬件设备配置不合理 由于生物技术专业办学时间短,专业涉及面繁杂,有医药、食品、化工、农业、能源等多个领域,有些学校甚至是涵盖几个领域。导致实践教学设备配置上普遍存在数量少,设备布局上普遍存在生物工程中上游设备极其短缺,下游生产及检测仪器设备相对较多现象。 2改革的思路 2.1 深入推进工学结合 高职院校在生物技术及应用专业人才培养方案的制订与实施过程中,要立足于就业面向的工作条件和环境、工作内容和职责、需要的能力和任职资格等探索职业岗位要求与专业人才培养方案有机结合的途径和方式。在设计教学内容和选择教学方法时处理好社会需求与实际教学工作的关系。不断实践校企合作的办学理念,大力推进工学结合的教学模式改革,提高人才培养质量。 2.2 职业素质和职业技能培养融为一体 按照自入校至就业的人才培养进程安排,将具体素质和能力要求单独设置为课程的基础上,将相关内容融入到其他课程的讲授和实训过程中,强化和规范职业素质的养成。按照工作岗位要求,以典型工作任务为参照将职业能力培养所需要的教学内容进行项目等为载体的工作过程系统化重构。根据企业的用人需求,遵循以市场需求为中心的原则对未完成教学的课程进行调整。 2.3 完善实践教学项目 以职业岗位和工作任务所需职业能力和职业素质为优秀,按照职业实践活动进程及职业能力和职业素质层阶递进的方式,设计实践教学项目。食品生物技术方向的生物技术及应用专业则应以发酵工程、食品检验、功能食品加工为优秀能力并参照相应的国家职业资格标准系统地设计实践项目,发酵工程优秀能力培养可以构建以菌种培养、质量检测为基本技能,然后以啤酒生产、白酒生产等生产型项目进行重新梳理与整合。 2.4 优化实验设备配置 依据专业实践教学目标任务、实践项目的要求,参照国家有关仪器设备的相关规范,组织专家研究并制定仪器设备配备标准,明确专业必须建立的实验实训室及实习车间需要配备的仪器规格、主要参数和数量。 3结束语 专业正因为其不同的内涵才决定了它存在的价值。生物技术及应用专业建设应在统一规范的思路之上,以强化优势为根本、突出特色为优秀,充分体现专业建设管理、人才培养模式、教育教学改革等方面的差异,培养学生的就业竞争力和发展潜力。 作者简介: 宋健(1982~),男,山东淄博人,硕士研究生,生物技术专业,研究方向:食品药品生物工程。 赵雯(1982~),女,山东淄博人,本科,计算机科学与技术专业,研究方向:数据库开发 生物技术及应用论文:生物技术及应用专业人才培养模式及课程体系改革探索与实践 作者简介:韩秋敏(1976—),女,山东高唐人,江苏食品职业技术学院,讲师。研究方向:高职教育研究。 项目简介:国家示范(骨干)高职院校建设项目。 摘要:建立“校企合作”长效运行机制,构建“宽平台、多模块、可拓展”课程体系,基于工作过程系统化开发专业基础(平台)课程、专业优秀(模块)课程,并根据学生就业、创业及可持续发展需要开发专业拓展课程及实践创新项目,循序渐进地培养学生的综合素质及职业能力。 关键词:校企合作;培养模式;课程体系;课程改革 生物技术及应用专业主要面向微生物发酵、酒类酿造、生物制药等行业,培养从事微生物培养、生产操作、分析检验、生产管理、质量控制、产品开发等工作的技术技能型专门人才。近年来,本专业在学院“多元融合、学做一体”人才培养模式指导下,凝练形成了以校企合作、工学结合为主要特征的“四融入、四递进、学训交互”人才培养模式,构建了以“底层共享、中层分立、高层互选”为显著特色的“宽平台、多模块”课程体系,实施了基于工作过程系统化的课程开发。 一、建立了校企合作长效运行机制 1.探索实践“厂中校”校企合作模式 在校企合作委员会指导下成立生物技术及应用专业建设指导委员会,校企合作制定人才培养目标,合作构建人才培养模式及课程体系,合作开展课程建设、师资队伍建设、实习实训基地建设、社会服务能力建设。与华润雪花啤酒有限公司、扬子江药业集团有限公司等企业合作,探索实践“厂中校”校企合作模式,建立以企业专家、能工巧匠为主,专任教师为辅的管理团队。 2.“校中厂”运行机制建设 利用学校人才、技术、基地等优势,按照“共同投资、共同管理、共同育人、风险共担、利益共享”的原则,与华润雪花啤酒有限公司等企业合作共建啤酒、黄酒、葡萄酒生产“教学工厂”,引入现代企业制度,逐步实现“企业化运行”。 3.“订单式”培养 与今世缘集团有限公司等企业合作开设订单班,实行订单培养、顶岗实习、定向就业。校企双方共同制订人才培养方案,合作实施培养过程,共同开展考核评价。 4.在合作企业建立“教师工作站” 企业每年接受3-4名教师进行为期3个月以上的实践锻炼,一方面主动为企业进行新技术、新设备、新工艺的研发,促进科技成果转化,同时对企业员工开展新技术培训;另一方面把课堂建在企业,便于联系和指导学生进行实习实训,完成专业教学任务,实现互利共赢。 5.创建专家(教授)工作室 为进一步深化校企合作和工学结合提供新的载体,同时提高企业的区域竞争力,与合作企业共同创建专家(教授)冠名工作室(或工作坊),合作开展产品研发及技术服务,为生物技术及产品研发引入创新的源头活水。 6.校企合作联办二级学院 本着开放、共享、互惠、共赢的原则,与江苏今世缘酒业股份有限公司等企业合作联办江苏今世缘酿酒学院,实行“订单式”培养,校企“双专业带头人”,学生顶岗实习“双导师制”,技术人员与教师互兼互聘。先进技术共享,培训基地共建,顶岗实习与就业融合,合作开展职业培训与鉴定,企业员工继续教育,企业文化与校园文化渗透,不断拓展专业的社会服务功能,提升技术服务水平。 7.人才培养质量评价与保障体系建设 将毕业生就业质量、用人单位满意度作为衡量人才培养质量的重要指标,参照行业规范、职业标准及岗位要求,建立集行业、企业、学校、学生“四方”评价于一体的人才培养工作评价与质量保障体系。 二、深化“四融入、四递进、学训交互”人才培养模式改革 “四融入、四递进、学训交互”人才培养模式即将企业岗位要求融入人才培养方案,将职业技能标准融入课程教学内容,将企业优秀文化融入人才培养过程,将行业企业评价融入考核评价体系。在人才培养过程中,按照生物技术类专业知识、技术、素质培养规律,循序渐进地安排专业基础课、专业优秀课、专业拓展课、毕业辅导课,并按照职业技能形成与发展规律,循序渐进地安排单项实训、综合实训、生产实践、顶岗实习等实践性教学环节。通过理论与实践、知识与技能、校内学习与企业锻炼交互进行,促进学生的素质与能力不断提升。 三、完善“宽平台、多模块”课程体系 生物技术类专业群按照“底层共享”的原则统一设置公共基础课及专业基础课(专业基础平台);按照“中层分立”原则,根据各专业特点个性化地设置专业优秀课程(模块);按照“高层互选”原则设置“共享型”专业拓展课程及实践创新项目,形成生物技术类专业群“宽平台、多模块、可拓展”课程体系。 课程体系的主要特点:①学生从低年级接触专业课,激发学生的学习动机,使专业学习的时间、空间更有保证;②实践教学体系设计遵守由简单到复杂、由单项到综合、由低级到高级循序渐进的原则;③根据生产季节性强及教学任务安排需要,可实施跨学期、分段式教学;④在专业群范围内,学生可根据个人意愿无障碍地选择专业,体现课程体系的灵活性;⑤公共基础课实行理论教学与实践项目相结合,将素质教育贯穿人才培养全过程。 四、开展了基于工作过程系统化的课程建设与改革 1.专业基础(平台)课程建设 生物技术类专业基础课具有双重属性,一方面体现知识的基础性,讲究基础知识的传授,为后续的专业理论学习奠定基础;另一方面体现技能的服务性,练就娴熟的基本技能,为后续的专业优秀技能学习服务。注重《基础化学》《生物化学》等专业基础(平台)课程建设,培养学生的化学检验、生化操作、分离提取、微生物培养与保藏、识图绘图等基本操作技能,使学生具备宽基础、复合型、多方向、强技能的素质潜力,以便实现与专业优秀课教学的无缝衔接,适应生物技术产业结构调整及产品升级对高端技能型专门人才培养及学生可持续发展的需要。 2.专业优秀(模块化)课程建设 根据生物技术产业特点、区域经济优势、职业岗位及学生就业创业需要,重点加强与生物朝阳产业密切相关的《食用菌生产技术》,与国家新兴产业密切相关的《生物制药技术》等学习模块,同时安排微生物培菌工、发酵工、调味品酿造工、食品检验工等“实践专项”的技能训练与考核,实行“模块化”教学,使学生具备就业岗位的职业技能和综合素质。 3.专业拓展课程建设 为适应生物技术产业调整及产品升级,灵活运用所学知识及技能,拓宽学生的知识面和专业视野,有针对性地开设专业特色鲜明、行业背景浓厚的专业拓展课,完善学生的知识结构,培养学生的知识迁移及跨岗位能力,发展学生的兴趣和特长,提高学生的就业、创业及创新能力,增强学生的市场竞争力,提高学生的综合素质,增强学生的社会适应能力,促进其潜在能力和个性特长的充分发展。在掌握扎实的专业理论及优秀技能的基础上,选修《酒文化欣赏》《生物工程新技术》等专业拓展课程及生产实践活动,强化学生的专业知识及职业技能,同时培养学生的知识迁移及跨岗位能力;通过顶岗实习及毕业实践,培养学生的职业素质及综合技能。 生物技术及应用论文:生物技术及应用专业人才培养模式及课程体系改革探索与实践 作者简介:韩秋敏(1976—),女,山东高唐人,江苏食品职业技术学院,讲师。研究方向:高职教育研究。 项目简介:国家示范(骨干)高职院校建设项目。 摘要:建立“校企合作”长效运行机制,构建“宽平台、多模块、可拓展”课程体系,基于工作过程系统化开发专业基础(平台)课程、专业优秀(模块)课程,并根据学生就业、创业及可持续发展需要开发专业拓展课程及实践创新项目,循序渐进地培养学生的综合素质及职业能力。 关键词:校企合作;培养模式;课程体系;课程改革 生物技术及应用专业主要面向微生物发酵、酒类酿造、生物制药等行业,培养从事微生物培养、生产操作、分析检验、生产管理、质量控制、产品开发等工作的技术技能型专门人才。近年来,本专业在学院“多元融合、学做一体”人才培养模式指导下,凝练形成了以校企合作、工学结合为主要特征的“四融入、四递进、学训交互”人才培养模式,构建了以“底层共享、中层分立、高层互选”为显著特色的“宽平台、多模块”课程体系,实施了基于工作过程系统化的课程开发。 一、建立了校企合作长效运行机制 1.探索实践“厂中校”校企合作模式 在校企合作委员会指导下成立生物技术及应用专业建设指导委员会,校企合作制定人才培养目标,合作构建人才培养模式及课程体系,合作开展课程建设、师资队伍建设、实习实训基地建设、社会服务能力建设。与华润雪花啤酒有限公司、扬子江药业集团有限公司等企业合作,探索实践“厂中校”校企合作模式,建立以企业专家、能工巧匠为主,专任教师为辅的管理团队。 2.“校中厂”运行机制建设 利用学校人才、技术、基地等优势,按照“共同投资、共同管理、共同育人、风险共担、利益共享”的原则,与华润雪花啤酒有限公司等企业合作共建啤酒、黄酒、葡萄酒生产“教学工厂”,引入现代企业制度,逐步实现“企业化运行”。 3.“订单式”培养 与今世缘集团有限公司等企业合作开设订单班,实行订单培养、顶岗实习、定向就业。校企双方共同制订人才培养方案,合作实施培养过程,共同开展考核评价。 4.在合作企业建立“教师工作站” 企业每年接受3-4名教师进行为期3个月以上的实践锻炼,一方面主动为企业进行新技术、新设备、新工艺的研发,促进科技成果转化,同时对企业员工开展新技术培训;另一方面把课堂建在企业,便于联系和指导学生进行实习实训,完成专业教学任务,实现互利共赢。 5.创建专家(教授)工作室 为进一步深化校企合作和工学结合提供新的载体,同时提高企业的区域竞争力,与合作企业共同创建专家(教授)冠名工作室(或工作坊),合作开展产品研发及技术服务,为生物技术及产品研发引入创新的源头活水。 6.校企合作联办二级学院 本着开放、共享、互惠、共赢的原则,与江苏今世缘酒业股份有限公司等企业合作联办江苏今世缘酿酒学院,实行“订单式”培养,校企“双专业带头人”,学生顶岗实习“双导师制”,技术人员与教师互兼互聘。先进技术共享,培训基地共建,顶岗实习与就业融合,合作开展职业培训与鉴定,企业员工继续教育,企业文化与校园文化渗透,不断拓展专业的社会服务功能,提升技术服务水平。 7.人才培养质量评价与保障体系建设 将毕业生就业质量、用人单位满意度作为衡量人才培养质量的重要指标,参照行业规范、职业标准及岗位要求,建立集行业、企业、学校、学生“四方”评价于一体的人才培养工作评价与质量保障体系。 二、深化“四融入、四递进、学训交互”人才培养模式改革 “四融入、四递进、学训交互”人才培养模式即将企业岗位要求融入人才培养方案,将职业技能标准融入课程教学内容,将企业优秀文化融入人才培养过程,将行业企业评价融入考核评价体系。在人才培养过程中,按照生物技术类专业知识、技术、素质培养规律,循序渐进地安排专业基础课、专业优秀课、专业拓展课、毕业辅导课,并按照职业技能形成与发展规律,循序渐进地安排单项实训、综合实训、生产实践、顶岗实习等实践性教学环节。通过理论与实践、知识与技能、校内学习与企业锻炼交互进行,促进学生的素质与能力不断提升。 三、完善“宽平台、多模块”课程体系 生物技术类专业群按照“底层共享”的原则统一设置公共基础课及专业基础课(专业基础平台);按照“中层分立”原则,根据各专业特点个性化地设置专业优秀课程(模块);按照“高层互选”原则设置“共享型”专业拓展课程及实践创新项目,形成生物技术类专业群“宽平台、多模块、可拓展”课程体系。 课程体系的主要特点:①学生从低年级接触专业课,激发学生的学习动机,使专业学习的时间、空间更有保证;②实践教学体系设计遵守由简单到复杂、由单项到综合、由低级到高级循序渐进的原则;③根据生产季节性强及教学任务安排需要,可实施跨学期、分段式教学;④在专业群范围内,学生可根据个人意愿无障碍地选择专业,体现课程体系的灵活性;⑤公共基础课实行理论教学与实践项目相结合,将素质教育贯穿人才培养全过程。 四、开展了基于工作过程系统化的课程建设与改革 1.专业基础(平台)课程建设 生物技术类专业基础课具有双重属性,一方面体现知识的基础性,讲究基础知识的传授,为后续的专业理论学习奠定基础;另一方面体现技能的服务性,练就娴熟的基本技能,为后续的专业优秀技能学习服务。注重《基础化学》《生物化学》等专业基础(平台)课程建设,培养学生的化学检验、生化操作、分离提取、微生物培养与保藏、识图绘图等基本操作技能,使学生具备宽基础、复合型、多方向、强技能的素质潜力,以便实现与专业优秀课教学的无缝衔接,适应生物技术产业结构调整及产品升级对高端技能型专门人才培养及学生可持续发展的需要。 2.专业优秀(模块化)课程建设 根据生物技术产业特点、区域经济优势、职业岗位及学生就业创业需要,重点加强与生物朝阳产业密切相关的《食用菌生产技术》,与国家新兴产业密切相关的《生物制药技术》等学习模块,同时安排微生物培菌工、发酵工、调味品酿造工、食品检验工等“实践专项”的技能训练与考核,实行“模块化”教学,使学生具备就业岗位的职业技能和综合素质。 3.专业拓展课程建设 为适应生物技术产业调整及产品升级,灵活运用所学知识及技能,拓宽学生的知识面和专业视野,有针对性地开设专业特色鲜明、行业背景浓厚的专业拓展课,完善学生的知识结构,培养学生的知识迁移及跨岗位能力,发展学生的兴趣和特长,提高学生的就业、创业及创新能力,增强学生的市场竞争力,提高学生的综合素质,增强学生的社会适应能力,促进其潜在能力和个性特长的充分发展。在掌握扎实的专业理论及优秀技能的基础上,选修《酒文化欣赏》《生物工程新技术》等专业拓展课程及生产实践活动,强化学生的专业知识及职业技能,同时培养学生的知识迁移及跨岗位能力;通过顶岗实习及毕业实践,培养学生的职业素质及综合技能。 生物技术及应用论文:农业种植中生物技术的推广及应用 摘 要:随着农业科学技术的发展,生物技术也得到了不断进步,生物技术在农业种植中的应用,实现了我国农业的可持续发展。生物技术已经在农业中得到了广泛的推广,极大地改善了我国目前的农业现状,积极推进我国农业的发展。 关键词:农业种植 生物技术 推广 应用 农业种植中的生物技术是一门对生物体进行改造和利用的技术,在农业种植中,生物技术对生物机体以及细胞利用先进的生物工程原理,对生物体进行的改造,从而促进农业的生产。农业种植中利用生物技术可提高农作物的产量,增加农作物的抗虫病性,改善农作物的质量,对促进我国农业发展起到了重要的作用。 一.生物技术在农业种植中的运用与作用 农业种植中的生物技术就是转基因技术,就是在生物体外对DNA分子进行人工剪切与拼接,对基因进行改造和重新组合,再导入生物体内的基因得以表达。其优秀技术就是提取目的基因,是将供体生物的细胞内提取出来,从而达到最终目的。 其中一个关键的环节就是对多细胞生物的检测,就是将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体,检测个体是否摄入目的基因,摄入的基因是否已表达。进而再淘汰无变化的个体,保留有相应变化的个体来进一步培养。 通过转基因技术在农业上的应用,会使得农作物的品种得到改良,现在随着生物技术的发展,其应用也不断呈现广泛的趋势。我们知道转基因植物的种植规模在不断扩大,目前耕地面积的大部分都在采用转基因技术种植技术。 在当前的农业生产中,转基因技术是最为广泛的一种生物技术。转基因技术的应用,对农业种植有着极为重要的作用,其可将一种作物的优良基因转移到另一种的作物品种当中,使得农作物产量与质量得到提高。 除此外还有杂交育种技术的应用,其所为杂交育种技术就是在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,使其不相融合,在形成配子时,成对的遗传因子会发生分离,分离后的遗传因子进入不同的配子中,随配子遗传给下一代。这也是一种十分常见的生物种植技术,其操作方式比较简单,且这种技术的推广时间比较早,我们对杂交技术的应用已经有了丰富的经验,这些生物技术的应用都使得农业种植的难度降低。 农业种植现代化过程中,怎样把高新技术同传统农业技术结合起来,走出一条符合中国特色的农业现代化道路,是我国农业科技工作者的任务,特别是在我们有限的耕地与人口不断增长的条件下,离开科学技术是不可能生产出足够的农产品来维持中国人口的温饱。 生物技术就是一项我国发展生态农业的领先技术,是被有关专家称为农业史上的第三次革命。生物技术可广泛用于种养业、林业与环境治理,维护人们的身体保健。它具有增产、除病等作用,是生产绿色有机食品不可缺少的新技术。通过生物技术在农业上的的综合使用,可以全面改善农作物生态环境以及农作物对各类营养成分的吸收能力,还有农作物自身对各种病害的抗病性能力,杀灭或抑制各种病害的滋生,降低或清除土壤环境中各类化学药物残留。 二.农业种植中生物技术的组织培养技术 组织培养技术在农业中的利用,不仅可以增加植物生长的速度,而且能够在有限的时间内,培育出更好的优良品种。利用组织培养技术,可以有效地防止病毒对作物农作物的侵害,保证植物种苗无病毒,促进良种经济作物的快速发展。 在现在农业种植中,对于组织培养技术的应用,其主要是建立在细胞的全能性的基础之上,是通过人工的诱导,保证植物组织在无菌状态下进行良好的发育,最终成为完整的一种生物技术。 在应用组织培养技术要注意保证在培养基组成、pH值、渗透压等各种化学环境条件,及植物组织培养中温度、光照以及湿度等各种环境条件,使得能够有效地促进组织培养育苗的生长和发育。当组织培养技术扩散到培养基后,就会抑制其他酶的活性,从而影响所接种外植体的培养。所以一定要加强对这个环节的处理。关于初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系,即接种某种外植体后,最初的几代培养。要用诱导或分化的培养基,就是培养基中含有较多的细胞分裂素与少量的生长素。 三.农业种植中生物技术制作生物农药 生物农药是农业种植中生物技术的一部分,它的形成,简单来说,就是利用生物的新陈代谢,将它作为制作农药制品的有效成分,通过化学手段制作农药的方法,可以起到达到良好的使用效果,还可以良好的保护环境的作用,更加重要的是提高了植株的耐药性,可见利用生物技术制作农药,在具农业种植中有着深远的影响。 在农业生产中,很多药品的生产就是从生物组织中提取的。但大都受材料来源限制,致使其产量有限,价格也是非常的昂贵。而微生物生长的迅速比较快,容易被控制,适于大规模工业化的生产。所以我们可将生物合成相应药物成分的基因,最后导入微生物细胞内,使其产生相应的药物,这样不仅能够解决产量问题,也能降低生产的成本。避免了对环境造成的污染,同时也利于农业的可持续发展。 结语: 农业种植中的生物技术已经成为农民种植中不可缺少的法宝,大部分农民都开始使用,生物技术越来越受到欢迎。此后我们还会加大生物技术推广,加大资金的投入,加强科技宣传的力度,使广大农民都能应用生物技术种植无污染的农作物,促进农业增产与增收。 (作者单位:044000山西省运城市农业委员会) 生物技术及应用论文:现代生物技术在农业中的应用及前景 摘要:现代生物技术对农业产生着深刻而广泛的影响。本文综述了现代生物技术对农业的影响,着重介绍了现代生物技术在植物育种、植物抗逆、抗虫、生物农药等方面的应用,同时分析了我国现代生物技术在植物生产中的应用前景。 关键词:生物技术;农业;应用;前景 前言 随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。 一、发展农业生物技术的意义 农业生物技术是高新技术研究的重要领域之一,它是整个生物技术及其产业发展的基础,也是生物技术中应用最广、最直接,最具现实意义的领域。生物技术产业是知识密集型产业,它具有投资少、产量高、回报率高等特点;它可以利用自然界的再生能源,实现可持续发展。它的发展对于解决经济和社会发展中所面临的人口、资源、环境等问题具有重大作用。大力发展农业生物技术及其产业,对于改变农业生产现状,大幅度提高农产品的产量和质量,加快高产、优质、高效、可持续农业的发展,提高农业资源利用率,减少环境污染,保护良性生态平衡都具有重要意义。 二、现代生物技术在农业生产中的应用 1良种选育与品质改良 在品质改良上采取的主要方法仍然是杂交育种,但杂交育种周期长,效率低,经多次回交转育很难在短时期内选出优质又高产的新品种。随着生物技术的不断完善,尤其是分子生物学和基因组研究的迅速发展,为品质改良开辟了一条崭新的途径。Calgene公司的科学家分离到一种控制植物纤维素形成的酶的基因,将其转入特定的树种,可培育出纤维素含量高的对造纸业更有利的植物。 2提高植物的抗性 (1)抗虫 全世界粮食产量因虫害所造成的损失占14%左右。长期以来,人们普遍采用化学杀虫剂来控制害虫,全世界每年用于化学杀虫剂的总金额在200亿美元以上。但化学杀虫剂的长期使用造成农药的残留、害虫的耐受性、环境污染等严重的问题,而利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种,除可以克服以上缺点外,还具有成本低、特异性强等优点,目前人们已获得多种抗虫基因,其中有蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因、昆虫特异性神经毒素基因、几丁质酶基因等,它们已被导入烟草、棉花、油菜、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物,在抗虫方面起到了良好的效果,并得到了广泛的应用,有的已进入了商品化生产。 (2)抗除草剂 目前全世界约有除草剂2000 多个品种,在农药市场上占有最大的份额。然而除草剂的使用有着自身难以克服的局限性,如很多除草剂无法区别庄稼和杂草,有些除草剂必须在野草长起来以前就施用,而且由于抗性草类群落的出现,导致药剂使用量增大,对环境的危害也日益严重。培育抗除草剂的转基因作物是克服这些缺点的理想途径。 (3)抗重金属 由于人类活动、矿山的开采,工业化进程的加速,空气、土壤、水体面临着越来越严重的重金污染,严重影响作物的产量和品质,而且通过食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代,提出植物修复、超富集植物。通过基因工程技术改良植物对重金属的抗性,增加或减少重金属在植物体内的累积量,被认为是进行污染土壤的生态恢复以及减少食物链重金属污染的一条切实可行的有效途径。 3生物防治的应用 微生物农药具有对人畜安全、不破坏生态平衡、害虫不易产生抗性等优点,但也存在着药效速度慢、专一性强、受自然条件影响大的缺点。而利用基因工程改造微生物菌种,创造出自然界不存在的新型菌种就可以克服这些缺点。 生物技术就是利用一种生物对付另外一种生物的方法。它是降低杂草和害虫等有害生物种群密度的一种方法。它利用了生物物种间的相互关系,以一种或一类生物抑制另一种或另一类生物。它的最大优点是不污染环境,是化学农药等非生物防治病虫害方法所不能比的。生物防治,大致可以分为以虫治虫、以鸟治虫和以菌治虫3大类。 4生物技术与环境保护 目前我国农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10a来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。因此,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 (1)污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术就是酶工程技术,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。 (2)重金属的生物防治 重金属是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。 (3)化学农药污染的消除 一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。所谓生物农药是指由生物体产生的具有防治病虫害和除杂草等功能的一大类物质的总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等,但长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究,将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中,以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育,从而达到杀死害虫的目的。 四 结束语 当今,生物技术被世界各国视为高新技术,它对于提高国力,帮助解决人类所面临的食品短缺、健康、环境及经济问题至关重要,所以许多国家将生物技术确定为增强国力和经济实力的关键性技术之一。近20 年现代生物技术的发展取得了世人瞩目的成就,在农业生产领域展示了广阔的发展前景。 生物技术及应用论文:生物技术在环境保护中的应用及前景 【摘要】生物技术是充分利用自然资源,有效发挥其作用的良好手段,它能够克服不少方法治污又致污的缺点。现代生物技术将会在21世纪的资源与环境保护领域中发挥重要作用。本文介绍了生物技术的特点,探讨了生物技术在环境保护中的应用以及对今后发展方向的展望。 【关键词】 生物技术;环境保护;应用;前景 前言 21世纪科学技术进入了高速发展的时代,为人类创造了巨大的财富。但是,传统的思维方式和单目标的决策手段,使人类尝到了只追求效益而不顾资源、环境的掠夺式生产的苦果,人类正面临着有史以来最严重的环境危机。生态环境是人类生存和发展的基本条件,是经济和社会持续发展的基础。我国政府十分重视生态环境保护,把可持续发展作为基本国策。 一、生物技术的特点 生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展,为从根本上解决环境问题提供了希望。目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物,少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护巾应用最广的、最为重要的单项技术,其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面,发挥着极为重要的作用。 二、生物监测技术在环保领域中的应用 应用酶联免疫技术、PCR技术、电子显微技术、基因差异显示技术、生物传感器、基因探针、生物芯片等现代生物技术对环境进行监测与评价,是近年来国内外科学工作者研究的热点,研究报道也日益增多。应用酶联免疫技术检测分析环境中的农药及其代谢物是90年代的一项新技术。目前,国内外已经开发出杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药以及多氯联苯、二恶英、抗菌素等污染物的酶联免疫分析方法,其中用于现场快速分析的酶免疫试剂盒已商品化。此技术具有快速灵敏,费用低,特异性强和适于现场大量样品分析等优点。我国在环境污染的生物监测方面也取得了一些新进展。一是广泛开展了生物监测方法的研究;二是各种生物综合监测指标的研究;三是利用生物监测手段和评价环境质量。 三、生物技术在废水处理中的应用 现代废水生物处理技术是利用水中微生物的新陈代谢功能,使废水中的有机物降解转化为无害的物质,使废水得以净化。属于生物法处理工艺的有活性污泥法、生物膜法、自然生物处理法和厌氧生物处理法等。 1、活性污泥法 活性污泥法是被广泛采用的传统废水生物处理工艺。它是在人工条件下,将空气连续鼓人溶解了大量有机污染物的污水中,对污水中的各种微生物进行连续混合和培养,形成悬浮状态的活性污泥,在活性污泥上生活着大量的好氧微生物,这些微生物在好氧条件下能以溶解性有机物为食料获得能量,并不断增长,使污水中的有机污染物得以分解去除,最后使污泥与水分离,大部分污泥回流到生物反应池,多余的污泥将被排出活性污泥系统。 2、生物膜法生物膜法 又称固定膜法,是一系列污水好氧生物处理技术的统称,其共同的特点是微生物附着在作为介质的滤料表面,生长成一层由微生物构成的膜。污水与之接触后,其中的溶解性有机污染物被生物膜吸附,进而被氧化分解,使污水得以净化。目前,生物膜法是一项在废水处理工程上被广泛运用的技术,采用这种方法的构筑物有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床等。 3、自然生物处理法 利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理废水的技术,称为自然生物处理法。其特点是工艺简单,建设与运行费用低,但净化受自然条件的制约。主要处理技术是稳定塘和土地处理法。稳定塘是利用塘中天然微生物的代谢作用氧化分解废水中的有机物,稳定塘中的氧由塘中藻类的光合作用和塘面与大气接触的溶氧提供,在稳定塘内废水停留时间长,对废水的净化过程与自然水体净化过程基本一致。 4、厌氧生物处埋法 厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机物的处理技术。用于厌氧生物处理的构筑物有消化池、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧转盘、挡板式厌氧反应器和复合厌氧反应器等。 四、污染土壤的生物修复 土壤污染也是较为严重的环境污染问题之一。其最主要表现形式是土壤板结沙化、重金属污染,导致土壤无法利用,威胁农业生产。利用生物修复技术治理土壤重金属污染,主要是通过酶促反应等生物作用,对土壤中的重金属进行固定,由于重金属元素的化学形态发生了改变,其移动性也相应降低,通过有针对性的生物对其吸收、代谢,可以削减土壤中重金属的含量。达到净化土壤和降低毒性的目的。其中应用最广的属低温微生物修复技术。重金属的低温微生物修复是利用低温微生物的生物活性,对重金属亲和吸附或转化为低重金属的污染程度。此外,污染土壤经过生物修复过程后还可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失等同。 五、环境生物技术在预防污染上的应用 利用分子遗传技术筛选特定菌种将产品生产过程的废弃物直接转化为能源或副产品,如微生物化肥;利用DNA重组及蛋白质工程技术快速生成特定的酶,应用于生产环节,减少化学无机品用量,从而达到清洁生产的目的。 利用分子微生物族群、基因技术、DNA修复改变某些物质的分子结构使其具有可降解性或加速自然降解的速度。例如生物农药、生物肥料、生物可降解塑料薄膜等生物产品将会大量应用到生产实际当中,逐步取代对环境存在污染或者污染威胁的环境物质的使用( 如化学制成品的农药、化肥等)。 六、展 望 1、新工艺新方法将不断涌现 随着废水处理量的巨增和水质的复杂化,迫使人们不断研究开发新技术和新方法、构建高效反应器、优化运行条件。例如:刘建荣等在研究印染废水的治理时,为了提高生物处理效率采用三种新技术相结合的方法,即在厌氧流化床中投加高效脱色菌,采用聚集一交胶固定法,将脱色菌固定于活性污泥上;在反应器内投加磁粉形成稳恒弱磁场,对微生物产生正的磁生物效应来提高生化反应速率。 2、与其他现代科学技术相结合 近年来,现代科学技术尤其是IT技术的发展促进了生物治理技术的进步,电子计算机的广泛使用不仅使处理工艺控制自动化,而且在生物技术上也广泛开展数学模拟研究。 3、极端微生物和超级工程菌的研究应用将成为热点 极端微生物是指那些可在一般生物不能生存的条件下(如高酸、高碱、高温、低温、高压、高盐等)生存的生物,由于其特殊的生理机制,在环境保护中具有极大的应用价值。随着生物工程技术的不断发展,人们不仅能对现有的微生物进行改造,而且还创造出具有新的特殊功能的微生物。 3、从治理污染到预防污染 早期的工农业一味追求发展,忽视了其对环境的副作用,直到环境被破坏得相当严重才开始被动治理。现在,世界各国已认识到环境保护的重要性:生物技术对环境保护的作用将由单纯治理发展到防治结合,以防为主,最终实现清洁生产。 七、结束语 随着现代生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展为根本上解决环境保护问题提供了无限的希望。现代生物技术的迅猛发展无疑将会推动环境保护理论及技术的日臻完善,为人类治理和保护环境提供更多可行、可用、有效的方法。 生物技术及应用论文:浅议微生物技术在污水处理方面的应用及优势 [摘 要]随着社会的不断发展、工业的进步,大量的有害物资不断地排入江河湖泊,水源污染日益严重。这不仅造成生态平衡破坏,更直接危害着人类的健康。大量的污水如何处理已经成为亟待解决的问题。本文就微生物技术处理污水做了简要的论述,并就其与传统污水处理技术对比存在的优点以及发展前景也做了相应的阐述。 [关键词]微生物技术;污水处理;优势 1 我国水源污染现状 我国水资源短缺,全国目前有400多个城市缺水,其中100多个严重缺水。由于人口众多,人均水资源的占有量仅为世界人均占有量的25%,属世界贫水国之一。由于水源分布不平衡,更存在南多北少,东多西少,夏天多冬天少的时空差异。然而就在不利的条件下,工业废水和农业污水不加处理的任意排放,造成水源污染愈加严重,根据环境保护部的2010年全国环境质量数据显示,中国的地表水严重污染,七大水系(长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河)受到轻度、中度、重度污染,湖泊富营养化问题突出。近几年来,重大水污染事件频繁出现,发生率高达50%。缺水问题日益严重。 1.1 传统污水处理技术 水的污染通常指人为原因造成的水质恶化,降低水的使用价值,主要污染物是固体废弃物和化学物质(需氧有机物、难降解有机物、重金属、植物营养物质、酸、碱和石油类物质)。 我国目前常用的污水处理技术有: (1)物理法即不溶态污染物的分离技术(重力沉降、混凝澄清、浮力浮上、离心力分离、磁力分离等)。 (2)化学法即污染物的化学转化技术(酸碱中和法、化学沉淀法、氧化还原法、化学物理消毒法)。 (3)溶解态污染物物理化学分离技术(吸附法、离子交换法、膜分离法、蒸发、冷冻法)。 1.2 常用方法存在的弊端 物理方法占地面积大,基建费、运行费高,能耗大,管理复杂,易出现污泥膨胀现象;设备不能满足高效低耗的要求,单独使用效果不明显。化学方法运行成本高,消耗大量的化学试剂,易产生二次污染。多数情况下两者须结合使用。 2 微生物技术 如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展,且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提呢?微生物技术满足了以上的要求。 2.1 微生物介绍 微生物是一类形体微小的单细胞或个体结构比较简单的多细胞,甚至没有细胞结构的低等生物,是眼看不见,手摸不着,有生命的微小生物,只有借助于光学显微镜和电子显微镜才能看到。微生物包括细菌、病毒、真菌等。 2.2 微生物技术及应用 微生物技术主要是利用微生物的代谢反应过程和生物合成产物(包括酶)对污染环境进行监测、评价、整治以及修复的单一或综合性的现代化人工技术系统。它不仅包含了生物技术所有的特点,还融合了环境污染防治以及其他工程技术,目前已逐步发展成为一种经济效益和环境效益俱佳的、能解决日益严重的(尤其是水污染)环境问题的有效手段之一[1]。 按照微生物降解的过程和产物种类的不同,微生物处理主要分为好氧处理、厌氧处理和兼氧处理。 (1)好氧微生物处理,在氧气充足的条件下,微生物通过有氧呼吸作用将有机物分解。好氧微生物处理工艺主要有:①氧化塘,以自然界的池塘、湖泊作为参照物,仿照非流动水具有自身净化功能的原理,人为构建一个静态污水池塘,污水中有机物主要由塘中细菌降解,细菌所需氧气由藻类和其他光合微生物的光合作用以及水面上方的空气提供。方法简单易行,但只适合于轻度污染且量少的污水处理。②活性污泥法,具有处理能力高,出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。③生物膜法,即利用在固体载体表面附着生长的微生物所形成的生物膜去除废水中溶解性有机污染物的一类方法。生物膜法又可分为滴滤池法(或叫生物滤池)、生物转盘法、接触氧化法和流化床生物膜法等。 (2)厌氧微生物处理,在厌氧条件下,厌氧菌通过无氧呼吸或发酵作用分解有机物,有机物最终被转化为甲烷、二氧化碳、水及少量硫化氢和氨。厌氧微生物处理工艺主要有如下几种:①厌氧消化池,主要用于处理污泥和粪肥,不宜用于生活和工业废水的处理。②厌氧接触法,在厌氧消化池的基础上,提高处理效率。在厌氧滤器内有固定填料,其上附着生长的生物膜使处理效率得到进一步提高。目前在处理含有易降解可溶性化合物的工业废水方面得到了大规模的应用。 (3)微生物兼氧处理当好氧和厌氧在同一处理工艺中共存时即为兼氧处理,有时好氧和厌氧的共存反而会使处理效果更好,其中好氧菌起主体作用,但没有厌氧菌及少量的兼氧性菌种也不可能达到预期的处理效果。 2.3 与传统技术对比存在的优势 与目前采用的物理法和化学法相比,在污水处理方面,微生物技术具有一系列的特点和优势:①具有很强的吸附力和良好的沉降性,很强的降解能力,不需要高温、高压、温和的条件,污染物经过酶催化即可高效并相对彻底完成,处理水量大,处理费用低廉,仅为物理、化学法的30%~50%。②微生物物种丰富、资源广泛、具有多种代谢类型,几乎可降解或转化环境中存在的各种天然物质,易培养、繁殖快、对环境有较强的适应能力和易实现变异等特性,一旦新的化合物出现,它们也能逐步通过自发或诱导产生新的酶系,具备新的代谢功能,从而降解或转化那些新的化合物。适当地对其加以培养繁殖,特别是在一定条件下加以驯化,就能使之很好地适应各种有毒的工业废水、生活污水等环境。通过有针对性地对菌种进行筛选、培养和驯化,可以使大多数的有机物实现生物降解处理,应用面宽。③微生物处理不仅能去除有机物、病原体、有毒物质,还能去除臭味、提高透明度、降低色度等,处理效果良好。只要找到合适的微生物,给予合适的条件,所有的污染物质都可得到降解或转化。④对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少。⑤直接暴露在污染物下的机会减少。⑥就地处理,操作简便,可以避免铺设不雅观的机械设备,减少占地面积,基建费、运行费,能耗,管理等,且能满足高效低耗的要求。 人们利用这些微小的生物群体,加之人为作用就可以解决其他物理化学方法无法解决的难题。为今后的污水处理提供了一项高效、节能、环保的绿色途径。 生物技术及应用论文:高职生物技术及应用专业植物组织培养技术课程教学改革探讨 摘要 根据高等职业教育改革的基本理念,针对生物技术及应用专业的人才培养目标,探讨教师如何以高等职业教育有别于学科教育的教学理念为指导,转变思维,从制定课程方案、课程目标、教学单元设计、多样化的教学手段运用等方面设计开发《植物组织培养技术》课程,并采取多样化的教育方法和手段,突出以实用、够用为主,达到提高教学质量为目的的教改思路和方法。 关键词 高职;植物组织培养技术;课程教学改革 课程教学改革是当今高职教育加强内涵建设和提高教学质量的重要环节。随着教育资源的丰富和教育现代化的发展,对职业院校《植物组织培养技术》课程也提出了更新、更高的要求[1]。《植物组织培养技术》是高职生物技术及应用专业的专业优秀课程[2]。该文针对高职院校生物技术及应用专业《植物组织培养技术》课程如何从制定课程方案、课程目标,教学单元设计这几个方面进行改革创新,课程内容能更好地体现技术型、应用型、职业型的高技能人才培养模式改革的理念,课程内涵能充分体现职业教育特点等进行探讨。 1 课程方案的制定 课程方案是一门课程的纲,是一门职业教育课程科学建设的框架,它的制定为《植物组织培养技术》课程标准的制定奠定指导路线,体现目前植物组织培养行业发展状况和技术应用的情况,以及对此类人才的数量需求和质量要求。为了科学、真实地体现这一点,一是采用实地进入企业调研和网络调研方式,与企业相关领导和技术人员交流,参观生产,探讨课程建设思路。二是通过网络问卷,请企业中行家里手回答相关问题,并提出课程开发意见。通过调研来看,《植物组织培养技术》是一门突出实践动手能力的专业课程,企业对学生的动手能力要求很高,要能体现吃苦耐劳的职业素质[3]。调研发现,从全国来看,植物组织培养技术广泛应用于高档名贵花卉和特色苗木的生产,如蝴蝶兰、大花蕙兰、玉簪等,这类花卉经济价值高,生产周期快,故生产效益较高。 有了市场调研的一手资料,课程方案的制定素材就准备充分,但是根据学院课程改革要求,初步制定出来的方案不是直接就能应用到课程标准的制定中去,必须经过系部教研会汇报交流,通过讲述,与会教师的意见,专家的评审,这样的步骤才能确定是否能通过。如果方案达到与会专家各项指标的要求,获得一致认可才能通过。反之,如果方案被提出的意见较多,说明调研的内容和信息还不完善,需要进一步到市场行业中去加深调研,充实方案内容,故这门课的方案经过了3次汇报才通过系部的审核。 2 课程标准的制定 课程教学目标分为专业能力目标和职业能力目标。专业能力目标就是围绕通过调研制定出来的符合企业需要的岗位优秀技能,主要分为2块:一是达到能熟悉掌握制定的每个单元要求的知识目标和技能目标;二是积累经验,通过熟练的技能操作,能发现在生产中出现的问题,并通过查阅技术资料尝试解决问题的能力[4]。职业能力目标包括:积极完成布置的工作任务;培养与人交流沟通的能力;培养与他人合作的能力;具备职业素养。具体包括:①掌握植物组织培养的基本理论知识,并能通过自己或团队的合作解决植物组织培养过程中出现的问题。②能制定植物组织培养每个典型工作任务的工作计划和生产计划;③能够完成植物组织培养生产全过程;④能根据植物组织培养的工作任务,搜集、整理资讯等相关信息;⑤能够对植物组织培养工作任务的完成情况进行客观分析与评价;课程拓展知识目标是能够开展植物组培苗的基础技术研发和组培车间管理工作。 课程标准要制定出课程教学单元,该课程单元标准体现既相互独立又相互联系,突出从简单技能到复杂技术的学习路线。如从培养基配制、灭菌、外植体选择、移栽育苗、污染处理等单一技能到完成一个典型植物的无性繁殖体系建立,直至植物组培工厂化生产与管理[5]。 3 课程单元的开发与实施 根据课程标准的制定要求,以切实提高学生动手能力为目的,体现工学结合模式,开发《植物组织培养技术》课程的教师手册和学生手册。教师手册开发是以植物组织培养技术典型工作任务为载体设计课程单元,以任务驱动开展教学。每个单元开发的教师手册和学生手册,依据课程标准对教师讲授和学习有不同的分工和要求,教师手册包含的教学以资讯、实施、考核、评价、学生反馈5个过程展开,学生手册是以学生为主体,小组为单位,任务驱动为指导的学习素材,其中包含每个单元应掌握的知识目标、技能目标、考核目标。学生手册中配套内容有工作任务资讯单、工作任务实施单、工作任务考核单、工作任务评价单等辅助学习材料。每个单元实施前,就要求学生以小组为单位利用各类课程知识资源将本单元的资讯单完成,做好实施工作任务前的基础准备。 教学单元的实施采用多媒体教学手段,丰富教学内容,充分利用图书、网络、视频、电脑动画等各种教学资源,丰富学生学习渠道。教学开展以学生为主体,课堂放到实训室,放到基地,教师做示范,学生边做边学,并记录工作任务实施过程和出现的问题,针对各环节制定考核标准,予以考核,达到完整掌握植物组织培养基本技术的目的。工作任务(下完成时,同时也完成工作任务单的记载。通过工作任务方案设计、操作和结果检查,小组学生自评、互评,教师考核,教学总结和评价这样的步骤来完整实施一个单元工作任务,真实体现“教、学、做”合一的职业教育模式。通过课程考核,将掌握技能项目优秀的学生选拔出来,继续培养他(她)们参加全国的植物组织培养职业技能大赛。 4 一轮课改课程教学结束后的反思 课程开发是一项专业而又科学的工作,教师要以深厚的教学工作经验为基础,并能深入到企业岗位工作一线,了解行业发展动态,新技术的应用,在熟悉职业教育规律的基础上,才能开发制定出一套完整的实用性强的教学体系,这也充分体现一个职业教育工作者是否紧跟行业企业发展,是否与时俱进的改革教学内容和教学方法的责任心和职业素养。 总之,课程改革的目的是让学生增强学习《植物组织培养技术》这门课的兴趣,能主动学习,能真正学到适应岗位工作的技能,并热爱这项工作,满足行业发展对人才的质量需求。 生物技术及应用论文:微生物技术及应用专业课程教学改革的探究 摘 要 为了达到企业对高职微生物技术及应用专业的用人需求,对本课程从理论教学、实践教学、考核标准和教材建设等方面进行教学探讨,从而使高职生达到掌握理论知识,提高实践技能、培养创新思维能力、强化职业素质的目的。 关键词 微生物技术 理论教学 实践教学 微生物学是生命科学的一个重要分支,是微生物技术及应用专业的主要技术基础课。本课程主要教学任务是使学生掌握微生物学在微生物技术及应用领域发展中的作用,微生物的主要类群,微生物的生长规律及控制,噬菌体的危害与防治,菌种的退化、复壮和保藏,了解微生物的生态,污染食品的微生物来源、途径以及其危害,熟悉微生物学的实验检测方法和手段。以增强学生的理论知识和实践动手能力,以适应当前市场对高技能人才的需求。那么,教师如何教得好,学生怎样学得好,并能合理评价教学成果,充分体现高职高专教育特色,突出实用性,是我们需要思考的问题。包头轻工职业技术学院微生物技术及应用专业在1988年便成立,为自治区乃至全国培养出大量的微生物技术及应用专业人才,本专业紧密联系自治区的产业特色,被评为自治区品牌专业。为了达到企业对高职微生物技术及应用专业的用人需求,对本课程从理论教学、实践教学、考核标准和教材建设等方面进行教学探讨,从而使高职生达到掌握理论知识,提高实践技能、培养创新思维能力、强化职业素质的目的。 1 理论教学方面 根据高职教育的特点,理论的教学应根据学生要求掌握技能的需求,结合相关企业的所用知识进行讲解,使抽象的理论易于让学生理解和掌握,并能为就业做铺垫,为企业工作需要做基础。对于实践性较强教学内容,则要突出操作的步骤,保证学生进行课外学习的需要。在内容方面的取舍上,需紧密联系生产实际,并侧重反映生产与实践中的实际主要技术环节和存在问题,做到有的放矢,实用强,科学合理。 教学要切实应用媒体进行辅助教学,将课堂教学内容由死板变为图文声像兼备的有吸引力的变化过程,增加教学信息量,增强新颖度,激发学生学习能动性,提高学生的创新思维能力,提高了教学效率。微生物是一类肉眼很难观察到的微小生物,在显微镜下才能看清楚其形态。因此,在对微生物的形态做介绍时,利用多媒体技术可直观形象地让学生认知感受,加深印象。 另外,教师除了要向学生教授本专业知识,还要教会学生查阅有关专业知识,拓展知识面,引导学生进行分析和讨论,提出解决问题的办法。在教学过程中,重视增加师学间互动性,提高学生的积极性和参与度,这对高职学生自主学习能力的培养非常有利,也加快学生熟悉新岗位的工作环境有很大的帮助。 2 实践教学方面 搞好微生物学实验课教学对加深学生对微生物学理论知识的理解,培养学生的实验技能,提高学生独立操作的能力及分析问题和解决问题的能力是一个重要环节。我们把教学计划实训课时提高,压缩减了与实践要求较远的理论知识,将有关理论知识整合到实训内容当中。调整后突出实验和实训课,以强化技能训练为主安排实验课程,加强学生微生物基础操作技能的练习,这样保证科高职微生物技术及应用专业的学生毕业后能迅速胜任相关岗位的工作。同时,按照实验教学内容的特点,将课程教学分成几个模块进行,统一安排重点实验实训,培养并增强实践能力。 对实验教学进行调整改革,首先将学生进行分组,一般4~5人一小组,由老师参与,引导学生一起促成教学内容设计,每个小组成员都与组员互相配合,一起完成实验教学项目。小组间对实验结果进行评价,再由老师进行最后点评,总结本次实验项目的实验重点难点和疑难问题。在实验时,都按企业的标准执行,要求学生按章办事,强化学生的职业能力的培养,以提高学生综合素养。 3 考核标准方面 融教学做于一体的典型的高职教学过程必须有与之相配套的课程考核办法。因此,在教学做的基础上实行有效的评价机制,构建“教学做评”四位一体的教学模式,更能促进培养目标的真正实现。为了实现既定的学生培养目标,我校在微生物技术及应用课程教学上实行理论、技能、职业素养“三元化”的综合评价机制,突出了技能教学在教学计划中应有的地位和职业素养养成的重视,从而保证学生对实践技能的培养效果和快速适应企业工作的要求。首先,提高理论课程平时成绩的比例,避免期末考试成绩为主的死板评价方法,平时技能和职业素养表现均作为考核项目。其次,课程考核以职业技能考核为重点,即以能力和技能考核为主进行评定,转变过去凭死记硬背的考核形式,真正检阅学生的实践学习能力。另外,考核形式实行多元化。实践调查报告,实验设计方案等都可以作为考核方式应用到教学考核当中,从而保证考核的科学合理性。 4 教材建设方面 高职微生物技术及应用专业教学应着重讲解在实际生产中的实际问题,结合微生物技术岗位的需要,重点培养学生的实际操作能力,教学内容根据生产实际进行内容增减,增强实用性,以操作技能为侧重点进行教学内容的设定和安排。我们根据各专业方向的不同,编写了切合本校学生实际的,能够体现工学结合特色的《食品微生物》、《乳品微生物》和《生物化学与微生物学》等教材正在我校所设专业内部进行初试,并根据教学中出现的实际教学及实践问题进行灵活调整,不断进行改进和优化,形成行之有效的特色教材。 总之,为了培养面向生产一线所需的高技能人才,微生物技术及应用专业课程教学需要准确定位,并在理论教学、实践教学、考核标准和教材建设方面进行不断实践和探索,形成实用的教改理论,使高职生达到掌握理论知识,提高实践技能、培养创新思维能力、强化职业素质的目的,为高职教育更好地服务。
医药学论文:专业实习管理的医药学论文 一、强化实习动员,奠定思想基础 实习学生远离学校,且较分散,这就增加了教育管理的难度,学生管理工作者应当抓住实习动员这个有利时机,创造性地开展思想教育,增强大学生判断是非得失、识别善恶美丑的能力,提高自身免疫力,自觉抵制错误思想和社会不良风气的影响。实习动员应将敬业精神、职业道德和纪律观念作为教育重点。敬业精神是一种基于热爱的对工作、对事业全身心的忘我投入,它是做好一切工作的基础和前提,是知难而进、迎难而上的永恒动力和思想保证。只有具备敬业精神,才能爱岗、乐业,才能出色地完成本职工作,在平凡的岗位上做出不平凡的业绩。作为一名实习学生,只有以火一样的热情投入实习生活,才能克服实习过程中的种种困难,不怕苦、不怕脏、不怕累、不怕麻烦,全心全意为患者服务,认认真真为病人分忧,在实践中开阔视野、经受锻炼、增长才干,为日后走上工作岗位有所作为、更好地服务于人民群众的健康需求打下坚实的基础。职业道德是从事一定职业的人在正当的职业活动过程中,思想、行为上理应遵循的道德规范和准则。走上实习岗位后,大学生的社会角色发生了变化,由一个在校大学生变成了一名医药工作者,这就要求实习学生充分认识到一名医药工作者的光荣感和责任感,自觉遵守职业道德,用职业道德来规范和约束自己的行为。只有这样,大学生才能成为德才兼备、对患者既有责任心又有同情心的合格人才。另外,还要教育学生遵守实习单位的规章制度。没有规章和制度,就没有遵守和自觉,行动也就不会统一,实习工作也就搞不好。所以说,严格执行各项规章制度是搞好实习的重要保障。实习期间,许多实习单位会同单位职工一样要求实习学生,这更需要大学生事事、时时、处处严格规范自己,给实习单位留下一个好印象。在对学生的纪律教育中特别要告诫学生不能乱开诊断书、开药等,以免造成不良影响和后果。 二、加强管理服务,优化实习过程 首先,应选好实,延长工作手臂。实是一个实习小组的优秀,是辅导员老师的左膀右臂,也是其余同学仿效、学习的榜样,他的一举一动都起着较大的示范作用。这就需要实严格要求自己,时时作出表率,要求同学做到的,自己首先做到;禁止同学做的,自己坚决不做。实习期间,领导、老师不可能长期留在实习单位,许多具体问题和大量的日常工作要依靠实独立协调、处理,这就对实的素质提出了较高的要求。所以,辅导员老师要选派政治素质高、学习成绩好、敢于负责、善于工作、乐于奉献的优秀学生团干部、学生党员担任实。实践证明,凡是有一个优秀实的实习基地,工作就开展得好,出问题就少,实习效果就好。其次,应通过实习检查,及时化解矛盾。学生实习期间,学生管理工作者特别是处在工作第一线的辅导员要经常深入实习基地,开展调查研究与服务,了解学生的思想实际,发现问题并及时处理,把矛盾消除在萌芽状态。对一时不能解决的问题,要向学生解释清楚,并及时向上级反映,争取早日解决。检查实习要深入学生中去,深入科室病房,怀着一颗赤诚的爱心,关心爱护学生,倾听学生的呼声,满足学生的合理化要求,不能只走“上层路线”,更不能走过场,这样才能收到预期的效果。学生到实习单位以后,应以一个在职职工的身份自觉接受所在单位管理,学校要配合实习单位给予那些遵守纪律、认真实习的学生表彰鼓励,对那些违纪学生进行严肃批评教育,个别情节严重的要作出纪律处分,决不能袒护。最后,应加强实习基地建设,构建长效机制。学生实离不开带教老师的帮助指导外,还需要所在实习单位党(团)组织、医教科、带教老师及全体医护人员的配合,共同教育和管理,使学校教育和实习单位管理相互补充、相得益彰,因此,学校应加强同实习基地的沟通和联络,通过感情联系、技术联系、人才联系、责任联系、影响力联系等方式,发展学校与实习单位的新型关系,建立稳定高效、适应高素质医药学人才培养需要的实习基地。 三、加强院校互动,总结合作经验 实习单位与学校之间应加强交流与互动,尤其是实习医院应对每一届实习生的基本情况进行客观的评定,并将信息反馈给学校。学校通过第一时间获得的反馈信息及时总结经验、吸取教训是做好工作的有力保证,也是提高学校管理水平的必要途径。由于各实习点相距较远,为沟通各实习小组和学生的情况,促进实习工作,就必须建立一个长期可靠的院校合作关系。如本人所在的南阳医学高等专科学校下共有三所附属医院,学校每年都有大批实习生被分到自己的医院进行实习。其中第二附属医院与学校仅一墙之隔。该医院与学校通力合作,实习效果颇佳。院方与校方在积极沟通下,组织编写“实习简报”,互通各实习小组工作情况,表扬好人好事,批评不良现象,通报经验教训。这一牢固的实习合作关系也向各个附属医院输送了大量紧缺人才,实现了互信互利。学生在实习工作结束后,可召开实结暨经验交流会,评选表彰优秀带教老师和优秀实习学生;由优秀实习学生向下届实习学生介绍各方面的经验、体会、教训及需要注意的问题,为下届学生搞好实习指明道路,提供借鉴,也有利于提高学校的实习管理水平。总之,高校相关部门只有善于根据形势的变化和时代的发展,研究新情况,开辟新思路,采取新举措,才能开创实习管理工作的新局面。 作者:吴佳琦单位:河南省南阳医学高等专科学校 医药学论文:现代有机分析的医药学论文 1在医药学检测中的应用 1.1基于CCI实验设计优化液相色谱条件裸蒴曼生草本,作为中药材具有清热利湿、消肿利尿、至带消食、解毒排脓之作用。可用于肝虚久咳、劳伤咳嗽、小便淋痛、水肿、带下病,是我国传统中药且为我国特有植物,外用于跌打损伤。何达海等人证实其主要成分为木脂素类化合物,但目前有效化合物尚未被证实。故对优化其分析色谱条件对其活性成分的研究有指导性的现实意义。为此,中国科学院成都生物研究所的李敏等人以实验设计的方法,优化了裸蒴甲醇提取物的液相色谱条件。完成了该析因实验以及CCI实验设计,优化了其最终色谱条件为5.0%~9.8%,5.8min。9.8%~99.6%,20min,柱温为80℃,进样为3μL。即在该条件下得到174色谱峰,即平均分离度为1.35[3]。该研究用于裸蒴和白苞裸蒴中有效活性成分分离检测效果良好。 1.2芒苞草化学成分的UPLC———MS分析芒苞草是中国植物分类学家高宝莼研究员首次建立的第一个新科,是中国的特有科植物,国家首批重点保护的珍稀濒危植物(II级),是一个十分古老而孤立的类群,具有重要的科学研究价值,是科学上的一个重大发现,该成果代表了植物学领域的国际领先水平。为此,中国科学院成都生物研究所的肖世基等人对芒苞草进行UPLC———MS分析,通过相应色谱峰的质谱解析并参考文献报道,从该植物全草的甲醇提取物中推测出5个化合物,其结构分别为:绿原酸、奎宁酸、异鼠李素-3-O-(3"-6"-二-O-E-P-香豆酰基)-β-D-吡喃葡萄糖苷、山奈酚-3-O-(3"-6"-二-O-E-P-香豆酰基)-β-D-吡喃葡萄糖苷和松柏苷。由UPLC的PDA色谱图可知前4个化合物均为该植物的主要化学成分,它们具有一定的生物活性[4]。 1.3硝苯地平在石墨烯修饰电极上的电化学行为及测定硝苯地平(NIF)是第一代钙拮抗剂,广泛用于心绞痛、充血性心衰和高血压等疾病的治疗[7]。石墨烯(GR)是具有二维平面结构的新型纳米材料,其具有良好的电催化和电子转移性能,能够极大降低被测物的过电势。广西民族大学的廖苏琦等人研制了用Nafion与乙醇分散石墨烯的化学修饰电极以测定NIF在修饰电极上的电化学行为。实验结果表明:在0.1mol•L-1的NH4Cl-NH3缓冲溶液中(pH值为9.0),硝苯地平在裸电极于-1.037V处有一个不明显的还原峰,与NIF在修饰电极上于-0.937V处有一个明显的还原峰,峰电位正移100mV,灵敏度增大约15倍。说明石墨烯修饰电极对硝苯地平有很好的催化和增敏作用。且NIF在电极上的电极过程是完全不可逆的。定量测定的线性范围为4.0×10-6~1.0×10-4mol•L-1,相关系数为0.991,检测限为4.0×10-6mol•L-1,说明此修饰电极有良好的选择性,且表现出优良的重现性[8]。实验证明,此修饰电极具有稳定性好、催化活性高以及灵敏度高等优点,可用于实际样品测定。 1.4盐酸氯丙嗪在纳米石墨烯修饰电极上的电化学行为及测定盐酸氯丙嗪(CPZ)是一种中枢多巴胺受体的阻断剂,具有增强睡眠、麻醉、镇静等多种药用功能。石墨烯(GR)是具有平面二维结构的新型纳米材料,具有良好的电催化和电子转移性能;能够极大降低被测物的过电势。为此,广西民族大学的彭欢等人研究了盐酸氯丙嗪(CPZ)在用Nafion分散石墨烯电极上的电化学行为及测定,实验表明该电极反应为一具有吸附作用的不可逆过程。用该方法对片剂中CPZ含量测定,回收率在95%~110%之间,结果令人满意[9]。实验也证明,此修饰电极具有稳定性好、催化活性高以及灵敏度高等优点,可用于医药片剂的检测及实际生产控制。 1.5一个氨基剑麻多糖的分离纯化及结构解析多糖由于拥有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、免疫调节、降糖降脂等众多生物活性,因而吸引了众多研究人员的关注。广西大学的张雪红等人以抽取纤维后的废弃剑麻渣为原料,采用水提醇沉和脱蛋白法,得到剑麻粗多糖CSP(手性固定相)。粗多糖CSP经DEAE-Celluose纤维素柱色谱脱色分离、SephacryS-300HR凝胶柱多次催化纯化后得到一个精制的剑麻多糖SP3,其纯度为99.4%,平均分子量约为16700Da。由单糖组成分析可知,SP3由Rha、GalA、Gal、Mam、Glc和Xy1以1.7∶1.0∶1.1∶0.1∶0.2∶0.1的摩尔比组成。通过多糖部分水解、氧化、降解和甲基化对剑麻多糖SP3分析,还进行了结构鉴定[10],其中发现部分半乳糖残基的0-2位上的羟基被甲氨基取代,该研究期望能在生物学、医药学、生命科学、分析分离科学中得到应用。 2在食品检测中的应用 2.1液液选择分配萃取法从栀子中分离制备栀子苷栀子别名黄栀子、山栀、白螗,是茜草科植物栀子果实。目前,栀子的果实是传统中药,属卫生部颁布的第一批药食两用资源,具有护肝、利胆、降压、镇静、止血、消肿作用,在中医临床用于治疗黄疸型肝炎、扭挫伤、高血压、糖尿病等症。栀子苷是临床上用于治疗各种疾病的有效成分,分子式为C17H24O10,为环烯醚萜类化合物,是栀子的干燥成熟果实。为提高栀子苷的食品保健作用和药效,广西大学的周敏等人通过选择性分配萃取原则建立了一种简便而有效提取制备栀子苷的新方法。即将栀子粗提物用聚合物包括羧甲基纤维素钠(CMC)、聚乙二醇(PEG)和聚丙烯酰胺(PAM)水溶液和有机溶剂进行分配萃取分离富集栀子苷,并对栀子苷在两相之间的分配行为进行了研究。结果表明,如果将栀子粗提取物分别溶在0.5%CMC水溶液、5.0%的PEG-6000水溶液和2.0%PAM水溶液中,用乙酸乙酯-正丁醇进行普通的正相萃取,有机相栀子苷含量为65.4%、59.8%和62.3%,而将栀子粗提物溶于正丁醇中,用上述聚合物水溶液反相萃取,有机相中栀子苷含量分别为85.0%、82.3%、87.1%。此结果表明聚合物对栀子苷的分配具有选择性[2]。 2.2苯酚-硫酸法测定低碳食疗植物藤茶多糖含量研究藤茶有作为保健食品和药用的双重功能,其味甘淡,性凉,且有清热解毒,降暑生津,祛风湿,强筋骨,淡炎利尿,抗心律失常,抗心肌缺血,缓解酒精等功效。长期饮用对廯癞、黄疸型肝炎、感冒风热、咽喉肿痛、急性结膜炎、痈疖、高血压、高血脂、高血糖均有治疗作用。不仅如此其还有护肤养颜作用。藤茶富含蛇葡萄素、二氢杨梅素、膳食纤维、多糖及钙、镁、铁等微量元素。而有些多糖具有抗肿瘤、抗病毒、降血压、降血糖、镇痛、抗辐射作用。为此,遵义师范学院的张世仙等人采用苯酚-硫酸法,建立了简单可靠测定藤茶中多糖含量的有效方法,利用吸光光度法测定结果表明,溶液最大吸收波长为560nm、在10~40μg•mL-1范围内吸光度与被测物含量呈良好的线性关系。实验测定结果表明葡萄糖汁、藤茶中多糖含量为5.6%。故采用苯酚-硫酸法测定藤茶中多糖含量简便、快速、准确,为藤茶的大力开发和综合应用提供了理论和实验依据。 综上所述:由于各学科间的不断渗透和科学技术日新月异的发展,使有机分析的定义已从“有什么”,“有多少”发展为现代有机分析是发展和应用各种方法、技术、仪器和策略,以获得有关物质在空间和时间方面组成和性质的信息科学。正如1991年IUPAC国际分析科学会议主席E.NiKi教授所言:新世纪是光明还是黑暗,取决于人类在能源与资源科学、信息科学、生命科学、环境科学四大领域的进步,而取得这些领域进步的关键问题是依赖于现代有机分析化学。而当今有机分析化学正向着四大领域所需要的灵敏、准确、特新、微量化、自动化和在线的方向发展。 作者:张来新单位:宝鸡文理学院化学化工学院 医药学论文:微生态学研究的医药学论文 1中医证候学与微生态 袁嘉丽等[10]依据微生态学原理,从小儿呼吸道微生态变化的角度探讨小儿反复呼吸道感染的发病机制,探索中医宏观辨证分型与现代医学的微观量化指标存在的内在联系。研究发现,复感儿肺脾两虚型及脾弱肝旺型患儿的呼吸道微生态表现为紊乱失调的状态,尤其是肺脾两虚型更为严重。付肖岩等[11]通过研究慢性腹泻脾胃湿热证与舌苔细菌比例、菌群密集度和菌群多样性的关系发现,脾胃湿热证组的革兰阳性杆菌和革兰阳性球菌明显减少,细菌密集度明显增高,多样性明显增加。胡玲等[12]研究认为微生态失衡之“邪气亢盛、脾运失健、邪正相争”亢奋状态可能是幽门螺旋杆菌(Hp)相关胃病脾胃湿热证形成的重要环节。脾胃湿热证是Hp相关胃病发生过程中邪气最盛及邪正交争最剧烈的阶段,Hp感染率高,胃黏膜呈现明显充血水肿、糜烂或溃疡上覆黄苔,甚则黏膜下出血的活动性炎症改变;脾气虚证的Hp感染率明显降低,胃黏膜呈现明显水肿或溃疡上覆白苔,甚则黏膜以白相为主的慢性炎症改变。陈晓刚[13]应用实时荧光定量PCR技术研究再发性腹痛患儿的粪便标本中相应微生态检测指标的变化与脾胃湿热证主要临床证候的关系。结果发现,较诸脾虚证,脾胃湿热证表现出双歧杆菌与肠杆菌含量的相关性高,B/E值与腹痛程度、肠杆菌含量与腹胀频率的相关性高也是脾胃湿热证较诸脾虚证不同的肠道菌群变化特点;而双歧杆菌含量与食量减少的相关性增强则是脾虚证与脾胃湿热证不同的特点;此外,脾胃湿热证也表现出舌苔黄腻程度与肠道菌群失调的相关性。复发性外阴阴道假丝酵母菌病属于中医学带下病的范畴,中医认为主要是湿浊蕴积生虫、虫蚀于阴中则痒。陈妮妮[14]对98例患者进行问卷调查和妇科检查,在辨病的基础上进行辨证论治,了解复发性外阴道假丝酵母菌病的证候学特点、体质特征以及相关发病因素,通过内外结合法治疗,恢复肝脾肾正常功能,使阴道微生态恢复平衡,达到因人而异的个体化诊疗。 2中医临床应用与微生态 中医从整体出发,通过调节机体使之处于平衡状态达到治疗疾病的目的,这与微生态学中微生态环境的平衡理论有异曲同工之处。目前很多学者从微生态平衡的角度来研究治疗疾病。小儿非细菌感染性腹泻属于中医学泄泻范畴,而微生态平衡则在腹泻的发病机制中起重要作用。胡小英等[15]通过前瞻性多中心随机对照临床研究观察中医药疗法(口服汤剂和小儿推拿疗法)对小儿急性非细菌感染性腹泻病的疗效及肠道微生态的影响,结果发现中医药疗法对小儿急性非细菌感染性腹泻病具有良好的治疗作用,但是短期内对肠道双歧杆菌、大肠杆菌、乳酸菌数量影响不明显。胡晓霞[16]采用对照试验,将80例细菌性阴道病患者随机分为中药治疗组和西药治疗组,经临床观察发现,中药疗法既能有效治疗局部症状,又可以显著改善患者伴随的脾虚躯体不适症状,复发率低,疗效稳定性强。推测中草药不仅仅可治疗感染,还可作为一种微生态调节剂,扶持正常阴道内的优势菌,发挥其生物拮抗作用,从而达到重建阴道微生态平衡的治疗目的。陈莉[17]对60例假丝酵母菌阴道炎患者采用中西药对照的前瞻性疗效观察,发现舒乐宁洗剂对改善中医证候疗效与达克宁相似,对维持阴道微生态环境也有显著疗效。 3中药作用与微生态 中草药主要经过消化道转化吸收后起作用,这个过程必然地介入了微生态系统,现代研究发现其药效成分是通过机体微生态系统的作用而发挥疗效的。目前的研究多集中于皂苷类成分的微生物转化,对其他成分的转化还有待进一步的研究,中药调节微生态的作用机制也还不确定[18]。了解机体微生态系统与中药吸收代谢的相关性,对中医药学与微生态学的发展都非常重要。商宇[19]研究发现,三七总皂苷能显著提高呼吸道菌群密集度和菌群多样性,并对甲型链球菌有增殖作用,为研究开发调节上呼吸道菌群失调及局部免疫低下的中药微生态调节剂提供依据。徐艳琴等[20]以腹腔注射抗生素制作上呼吸道菌群失调小鼠模型,观察玉屏风散中黄芪、白术君臣两药对上呼吸道优势菌甲型链球菌的影响,结果发现黄芪、白术二药对上呼吸道甲型链球菌的生长均有促进作用,从而可以阻止病原微生物的黏附、定植。吴大斌等[21]观察佛手四黄汤与西药三联疗法分别治疗脾胃湿热型Hp阳性胃炎,结果佛手四黄汤对Hp的临床治愈率明显高于西药对照组,对胃黏膜组织炎症的显著改善率亦明显高于对照组。周正华等[22]运用清胃合剂治疗Hp感染相关的湿热壅滞型胃病,也取得满意疗效。王小娟等[23]运用灭幽汤、孙靖若[24]应用黄连温胆汤治疗脾胃湿热型Hp阳性浅表性胃炎,亦观察得出相似的疗效。经临床观察和药理研究发现,具有祛湿化浊的厚朴、槟榔以及具有苦寒清热作用的大黄、黄连、黄芩、栀子等对Hp有较好的抑制或灭杀作用;具有活血、止血作用的牡丹皮、赤芍、白及、仙鹤草、三七粉等可治疗Hp引起的胃黏膜充血、糜烂甚至出血;而苍术、薏苡仁、茯苓等可治疗炎症后的黏膜水肿[25]。杨大国等[26]通过观察赤芍承气汤对重度肝病患者肠道菌群变化,发现赤芍承气汤可以显著调整肠道菌群失调,增加肠道益生菌的数量与比例,改善肝脏生化指标,降低重度肝病患者的病死率。研究显示,以微生态理论和技术研究中医药学取得了可喜的成绩,但是目前该方面的研究仍处于初期阶段,中医临床治疗、中药的作用机制、中药微生态制剂的开发以及针灸对微生态的调节作用等研究还太少。我们应进一步借鉴和运用现代微生态学的科学理论和方法拓展中医药的现代化研究,认识微生态系统在养生、治未病、脏腑、阴阳、气血津液等方面的生理作用,阐明微生态系统在正邪交争、阴阳失调、气机失常等病机和具体发病中的病理作用,揭示微生态系统对中药成分的各种作用,特别是对于中药、针灸、气功等治疗取效的中介转化作。 作者:曹云飞李慧芬崔伟亮单位:山东中医药大学2013年级硕士研究生山东中医药大学 医药学论文:医药学术论文写作技巧 1、医药学术论文之观念陈旧,缺乏对相关专业知识的更新 我们收到一篇文稿有关“静脉注射丙种球蛋白治疗川崎病的临床分析”,设三组对比研究:(1)单用阿斯匹林组;(2)静脉注射丙种球蛋白0.4g/(kg·d)×5d加阿斯匹林组;(3)静脉注射丙种球蛋白2g/(kg·d)加阿斯匹林组。结果得出以静脉注射丙种球蛋白2g/(kg·d)加阿斯匹林疗效最佳的结论。众所周知,对于川崎病的治疗的确有不同的看法和争论,但争论的热点在于静脉注射丙种球蛋白1g/kg或2g/kg,而不是单用阿斯匹林或静脉注射丙种球蛋白0.4g/(kg·d)×5d,因为后一种治疗方案已经被淘汰,这样的科研选题显然是不能被认同和采用的。 2、医药学术论文之选题重复,缺乏新意 尽管在医药学术临床研究中,医药学术论文真正的原创性研究占少数,更多的是借鉴、模仿或部分重复前人或他人的工作,但即或是模仿和重复他人的研究,也应该有一点新的结果,新的结论或新的观点,新的见解,尤其在药物的疗效观察方面,可根据自己的临床应用经验,进行批判性思维,进入循证实践再循证实践的良性循环,并不是简单进行临床疗效或副作用观察。 我们收到的医药学术论文的稿件中有大量的对同一种药物治疗某一种疾病的临床疗效观察,比如同时有几篇稿件都是细辛脑治疗毛细支气管炎疗效观察,其结果都是疗效显著,但在研究设计上缺乏新意,没有发现问题的本质所在。 3、医学论文写作技巧的问题: 想要医学论文要使读者喜爱就必须求"新"、"精"、"全"。文字简练达到"量体裁衣"的水平,力争达到"少一句不够,多一句嫌罗嗦"的要求。 医学论文一般论著字数在2500~5000字左右,摘要在350~500字左右,病例报告在1000字左右。字迹要端正。简化字要规范,不用自选字及自选简化字。各种符号亦要符合规范。 医学论文其他当有医学名词、药物名词、数字、统计学符号、缩略语、基金资助、著作权法等问题,一切均按国家及中华医学会规定的标准执行。计量单位请按法定计量单位书写。 医药学论文:中医药学校创业教育论文 1加强中医药学校大学生创新创业能力是当前社会发展的必然要求 近年来,学校对创新创业能力培养的方法稳步增多,通过增设专项基金,实施大学生创新创业训练计划,用于促进教育思想观念转变,改革人才培养模式,增强大学生的创新能力和创业能力。日前教育部公布了2014年部级大学生创新创业训练计划项目名单,我校有72个项目获批部级立项,由此可见广大师生的积极热情。 2加强大学生创新创业的能力培训是中医药学校改革和发展的迫切要求 第一,中医药文化流传千年,是我国的文化精髓,博大精深。现代中医理论早已发展为用数学、物理、化学等方法对中医学所涉及的人体生命活动、脏象、病症规律加以解释。特别是系统科学、运筹学、数理统计、模糊数学、标准分析等新理论的发展,不仅为工程技术研究提供了理论依据和算法,也为科学技术各领域间架设了横向联系的桥梁。这些都与中医药学基本原则和认知方法有着必然的内在联系。不但拉长了中医药学的纵深还与多领域多学科相结合,拓宽了中医药学的社科领域研究以及临床疗效等辐射范围。第二,坚持将培养大学生科技创新素质和创业能力作为高校评价教学体系建设与科研水平的主要指标和人才培养的主要方式。我校作为一所正在从单一教学型高校朝教学与科研并重型高校转型的过程中,校领导在构建学校前进思路与体系时非常重视对本科生的科研创新创业能力培养,不论是在顶层设计上还是在日常教学管理工作中,不断丰富教学内涵建设,深化教学改革,建立起较为完善的科技创新体系。让师生们感觉到创新创业训练项目是日常教学科研活动的引路者与增长剂。让师生们在日常教学中能够明确学习目标,并且变被动学习为主动自我学习。第三,资源整合,建立激励体系。创新活动是以专业学习为基础,以良好的知识水平为基石,将所学知识做到学以致用、拓展创新、发扬光大。西方学者有关激励理论中内容虽有差异但是都为调动人的积极性,主动性与创造能力为目的,这是大学生创新创业训练的前提,有效的激励,必须通过适当的激励方式与手段来实现。在实施高校大学生创新创业活动过程中,激励模式的确定,激励手段的选取,对于学生群体来说至关重要。应重视传统的物质激励与精神激励这两种手段。心理学家认为人们受到激励后会在心中产生积极的心理反应,对自己获奖行为记忆深刻。而经过多次激励重复,能产生积极心理动力定型,可以使这种良好的行为习惯化,养成优秀的心理品质,对大学生创新创业训练的成功规划与实施具有举足轻重的作用。我校建立大学生创新创业教育体系以来,从以往的较为单一教职工为科研主导力量,已经发展成为以教职工为主,学生为辅的科研模式。更加注重结合我校现有资源,突出中医药文化。在立项之初注重教师对学生创新创业训练计划加以引导辅助,通过调动学生的积极性与自主能动性共同完成项目的协作模式。第四,健全相关制度管理办法。我校针对大学生创新创业训练计划建立健全各项规章制度,进一步规范项目建设管理,旨在进一步明确全体人员的分工,细化工作内容与形式,明确成员组个人目标。我校从2012年第一届大学生创新创业训练计划开展以来,学校坚持以力争申报精品项目为目标,坚持安全、质量、进度并重,同时切实履行基本项目审核程序,实施建设全过程跟踪审计,并邀请各方专家人员在项目策划阶段对可行性、阶段性指标、研究方法进行论证指导。在项目实施阶段对项目实施方案、团队建设、资金管理等方面进行咨询辅导。从科学管理方法出发,各项规章制度的建立健全,必将进一步有力推进项目规范、有序完成。第五,综合评价制度的实施有利于创新能力实践运用评价。学校一直以来把培养学生创新理念提高创新能力作为教学内容的优秀部分,一直以来力图深化教学改革,围绕创新创业活动开展培养。对人才的宏微观的评价体系的建立显得尤为重要。以团委为主,各学院之间配合,定期开展各项创新创业训练计划,建立综合评价量化方法,将大学生创新创业计划与学生评价体系紧密挂钩,主要体现为开展综合实践活动课程评价研究,突出强调须有自己特定的评价理念和评价方式。在创新创业训练项目中,主要引导学生对自己在实践活动中的各种表现进行“自我评价与互相评价”,引导学生自我发现问题所在,强调师生之间、项目组成员之间对彼此细化分工后的表现进行评定与提出问题。在评价理念上,要坚持整体观,要求在评价中把课程、教学和评价进行统整,使它们融合为一个有机整体,贯彻到活动进行中去;强调多元化,坚持多元价值取向和多元标准;注重过程性,重视学生活动过程的评价,突出科学观与可持续发展观念。学校在深入分析和研究课改教学经验的基础上,建立了有多样性和可选择性的,能关注学生个别差异,更能体现以人为本的发展性评价方案。大学生创新创业训练计划项目作为对学生综合评价制度的重要环节,具有重大意义。 3实际面临问题与挑战 第一,一些激励制度流于形式。例如,学生只要参加社会实践活动,不管是否取得实效、不管结题情况如何、不管经费使用等情况都可加分,由于相应的监管手段与方法不健全,会导致各环节出现虚报或多加分的情况。学生如果只是为了加分敷衍参加活动,变成为了创新创业而盲目投标,不从实际经验与知识体系结构、兴趣专长入手。导致大量课题在立项之后,毫无进展。不仅浪费时间,而且影响其他教学活动、科研活动、实践活动的健康发展,失去了大学生创新创业训练项目的意义初衷。第二,创新机制不足。没有创新就没有生命力,高校大学生创新创业激励机制亦服从这一论断。在当今,名目繁多的“创新”确实给人以应接不暇之势,但具体分析起来,大多只有治其标而不治其本的功效。到底如何设计适合学生的创新创业训练项目,建立优化的帮扶手段,针对不同专业学生特点量身定做实施方案等方法。机制创新,必须标本兼治,在封闭性的状态下自我革新,只能是事倍功半。 4结束语 创新创业能力培养是广大高校推进教学改革的重点之一,也是培养研究型、创新性人才的重要方面,并且在拓宽大学生学习思维、丰富大学生学习手段、促进大学生学习热情、增加大学生社会常识方面有着不可替代的作用。应当继续加大创新创业教育力度,实现高等教育的可持续发展。安徽中医药大学从大学生创新创业训练计划开展以来,充分鼓励学生各项项目实施,积极调动了学生的科研兴趣,提供全方位的帮扶办法,已取得喜人的成果。在之后的创新创业能力培养中我校仍需考虑自身定位,与各专业特点,本着服务社会、以人为本的理念,广开思路,不断丰富大学生创新创业教育体系建设。 作者:徐天馥 王卫星 杨松涛 谢啸 单位:安徽中医药大学医药信息工程学院 医药学论文:中等医药学校德育工作论文 一、构建德育工作网络,形成“大德育”观念 中职学校德育工作不是学生科、团委的个别行为,而是全校性的,它涉及教学、安全、后勤服务等方方面面,因此,必须建立以校党委为中心,包括学生科、团委、德育处、教务处、保卫科、总务处、党委办公室、宣传部等科室及班主任、校学生会、各班团支部在内的德育工作网络。以学生科、团委为主导,其他科室积极配合,安排全校学生的德育教育。学生的日常德育考评由学生会、班主任、班委会、团支部来具体执行。任课教师利用课堂教学对学生进行德育教育,保卫科对学生进行安全、消防、自我保护等方面教育,后勤对学生进行国防、饮食安全、用电安全等教育,学生科及班主任对学生进行日常行为规范教育,通过各部门、各科室的通力合作配合,对学生进行全方位的德育教育,在全校形成“大德育”观念。 二、增强和改进德育工作的内容和方法 中职生绝大部分年龄在15—17岁之间,正值世界观、人生观、价值观的形成时期,可塑性大。学校要从改进德育工作的内容和方法入手,在进行传统德育工作的同时,增加和改进德育工作的内容,如社会主义市场经济、新时期的是非观、荣辱观、幸福观、职业道德、就业观等内容,增强德育工作的针对性和实效性。改进教育方法,避免单纯的说教,克服假大空及重理论轻实际的教育。培养学生珍爱生命、健康生活、追求美好的观念,形成对生命、情操、价值取向、理想信念等的正确认识,养成乐观开朗、勇敢顽强、自尊自信、乐于创造、健康向上的行为习惯。 三、增强德育工作针对性,提高德育工作时效 与普通高中学生同属一个年龄段的中等职业学校学生,在身心特点上与普通高中学生有许多共同之处,德育工作也应该借鉴普通高中成功的经验。然而,我们更应该注意到,中等职业学校的培养目标不同于普通高中,学习内容、学习方式差异极大,而且学生思想、心理状态也有很大区别。高中生的文化素质,学习态度等明显好于中职学生。对这样一类特殊群体,应该通过我们的努力引导他们以“成功者”的心态走向社会,并且能融入社会、适应社会,对自己和社会充满信心,成为对社会有用的高素质劳动者。因此,我们只有准确地抓住中职学校学生德育的特点,才能增强德育工作的针对性,提高德育工作的实效。 四、从实际出发,确定德育工作内容,构建思想道德体系 《中等职业学校德育大纲》提出,中等职业学校德育应遵循“贴近实际、贴近生活、贴近学生”的原则。让中职德育工作更好适应中等职业学校和中职学生的实际,既是制定和颁布《大纲》的初衷,也是中等职业学校、德育工作者特别关注的关键问题。要使中职德育工作真正对学生成长成才起到导向、动力和保证作用,就必须针对中职学生的实际。 现在的中职学生,独立意识非常强,特别是在价值观、道德观、荣辱观等方面,他们讨厌大人对他们指手划脚。有时明知是自己分析错了,也要自己思考后改正,而不要正确的现成答案。对于这样的学生,应顺应他们的性格特点,提出某个道德问题,启发引导他们进行思索,以达到德育的目的。 另外,发现、发挥学生长处,突出职业道德,在明确的岗位目标下开展德育教育,可以让德育有的放矢。贴近专业教学,紧密结合学生的专业爱好,结合专业教学开展职业道德教育。从课程设置、教学计划到教育、教学管理全面渗透德育目标,提高德育的针对性。德育突出专业特点,对培养学生的责任感、职业意识,帮助他们尽快适应社会、融入社会能起到明显的作用。 五、创新德育工作载体,开展丰富多彩的德育活动 开展丰富多彩的活动,把德育渗透到学生的活动中,可以全面提高学生素质。通过新生教育报告会、新生军训、毕业生典型成功创业经验介绍、职校生技能大赛等系列专业教育,强化学生专业意识、创业信念。通过“我爱祖国”、“七一”、“十一”等系列庆祝活动,开展爱国主义教育。推出尊师周、家庭美德周、环境保护周和成人仪式等活动。根据学生的兴趣倾向,成立文艺、书画、舞蹈、美术等兴趣小组,开展美术、摄影、声乐、舞蹈等活动。既让学生得到美的享受,又使学生受到优秀民族文化精神的熏陶。通过值周劳动、卫生包干等校内服务活动,培养学生劳动意识,环保意识及服务意识。同时,组织学生走向社区,组织学生参观访问、调查,参加公益劳动,让同学们在社会实践中接触社会,接近生活。在具体社会实践中,培养学生爱劳动、能吃苦的意志品质,提高正确分析问题的能力。 六、加强学生自我能力的培养和锻炼 现在的中职学生,并不是没有道德认知,而是“知情脱离”或“知行脱节”。德育方法要有成效,就必须要抓住本质,有针对性。注重发展学生道德方面的自我教育能力,促进他们的自我道德完善。比如各班团支部结对社区、福利院、聋哑学校,定时服务、探望,在活动中让学生感受到助人的愉悦,体验被人重视甚至依赖的满足感。再比如利用寒暑假期,让学生有组织地参与社会实践活动,让他们了解社会工作的复杂性,理解父母为培养自己所付出的劳动和艰辛,珍惜现有的良好条件和机会,从而培养学生孝敬父母的品质。通过这些活动使学生不断提高自我约束、自我组织、自我管理、自我教育的能力。 总之,创新德育工作是一项艰巨的任务,我们应充分认识新形势下加强和改进德育教育的重要性。确立全新的德育观念,不断探索新形势下德育工作的新方法、新途径,开创学校德育工作新局面。 【摘要】随着社会经济的高速发展,中等医药学校必须创新德育工作,构建德育工作网络,增强和改进德育工作内容和方法,增强德育工作的针对性,提高时效性,构建思想道德体系,创新德育工作载体,加强学生自我能力的培养和锻炼,确立全新的德育观念。 【关键词】创新中职学校德育工作近年来,随着社会经济的快速发展,社会对人才需求的 医药学论文:医药学基础理论前途思索论文 藏族医药学具有两千多年的悠久历史,是藏族光辉灿烂文化的组成部分之一,过去这不仅对藏族人民繁衍生息、防病健身作出了巨大贡献,既使在科学技术日新月异迅速发展的大潮前,藏族医药学面临或衰亡或发展的两种命运。现在我们应该认真思索以下几个重大新问题,是一味地顽固坚持藏族医药学的传统来迎接时展的挑战,还是面向世界、面向现代,面向未来,走向新的道路。为未来藏族医药学的前途和命运作出科学的估量,这是时代付于我们的光荣任务。 一、藏族医药学基础理论的危亡和发展机遇 由于西医诊疗理论在藏区普及,藏医诊疗理论和现实之间存在的矛盾更加突出,非凡是西医解剖学、生理学的普及,使藏医的三因学和藏药学的理论受到严重冲击,故应对藏医药学进行全面探索。我以为现在应抛弃对现实存在新问题回避的心态,应抛弃满足于过去的伟大成就,满足吐蕃王朝时的光荣的心态,真正面向现实存在,对藏族医药学理论和现实状况间的关系进行科学的阐述,这是将藏族医药学理论从危亡中解救的主要途径。 当前我们所闻所见的不少论文中,有的作者只看到藏族医药学过去的光辉成就和无法胜数的医学典籍,宣称藏医是内容丰富的伟大宝库、是集聚了所有医学精华的甘露宝藏;有的专家学者,其专著像身处天国善见城中不惜人生时光和笔墨纸张探索奥义,对《脉经注释》、《尿经注释》进行再注释。但是事实上没有人否认藏族医药学是一个伟大的宝库,也不可能被否认。假如过分的自我炫耀,只会处于汉族谚语“王婆卖瓜”的境地,不会产生任何好处。在今天信息时代所面临的新问题是如何发挥我们藏族医药学的功能和效益,如何使其和时代相适应而发展。功能和效益能否发挥的关键取决于是否符合科学。一般只据《四部医典》中有关“三因”在人体中形成、位置、度量和功能的论述,而认为“三因”是人体中真实存在的器官,这会造成和现代解剖学、生理学相矛盾。“三因”是什么?三因学和解剖学,三因学和生理学之间存在什么样的关系,这是当前须探索的主要课题。为了全面、深入地分析三因学,首先要从传统观点的禁锢中解脱出来,用新的思维全面地对面临的各种新问题进行阐述。 三因不是四大种之风(隆)、脏腑之胆(赤巴)、土水之培根,它是熟悉和解释外界物质的本质的一种非凡辩证熟悉方法,内外界事物的性质即本质形式各不相同,但用表示三大系统概念的词语去分析观察,三因和机体机能间的新问题都能得到解决。在表示病理时并不是说隆病就是轻、糙,赤巴病就是腻、锐,培根病就是腻、柔等,而从病理和症候的本质上来说,凡具有糙、轻、寒、滑、稀、动等性相者称为隆病,凡具有腻、锐、热、臭、泻、湿等性相者称赤巴病,具有腻、凉、重、钝、柔、稳、粘的相性者称为培根病。同样有关机体构成和机能方面达布达娃坚赞说摘要:“和七种触觉功能相对应,都命名为隆、赤巴、培根名”。机体器官呼吸时几个功能活动称之为隆,感觉饥湿的几个功能活动称为赤巴,稳固机体和心神的几个功能活动称为培根。根据机体器官功能的活动而提出的三因系统学说是我们藏族医药学理论的一种非凡表述形式。传统的三因系统观点能正确地解释和反映机体器官错综复杂的活动。三因是对机体的器官的功能进行综合概括的通称。离开机体和器官功能,不存在所谓的隆、赤巴和培根三种实际存在的器官或组织。 反映机体器官机能综合性的三因系统不是孤立存在,而它们之间具有依存关系、定量关系、对立关系。 有关依存关系在《四部医典》中说摘要:“隆位于骨骼中,赤巴位于血汗内,其余各部存培根,互为依存维持情。”隆、赤巴、培根三者如亲兄弟的比喻,能形象地详释其依存关系。实际上三因的依存关系就是机体的器官组织功能间的关系。《四部医典·论述部》中说摘要:“摄入饮食首先由拌搅培根磨碎和腐熟,其后消化赤巴消化并分解,最后平火隆来分清浊。”此概括食物消化整个过程中三因的功能的论述可理解为现代西医人体生理学中有关胃的蠕动、消化液的各种酶素、胆汁的功能及肠内膜的吸收功能的论述。概括说三因的依存关系是系统和系统间的关系,具体说是细胞和细胞间的关系。 三因之间,或者说机体器官的功能之间存在互相依存的关系外,还有定量关系。“隆的定量是自身的—膀胱,赤巴的定量是自身的—阴囊,培根的量是自手棒量”中所说的定量,是指和器官及组织的功能而言,故应理解为器官及组织正常的标准量。隆的定量是自身的—膀胱,是指属于隆的系统中的器官及组织的正常量而言。如心脏每分钟跳动七十五次是心脏器官跳动的正常量。《四部医典》中所说摘要:“培根依次于脑住上方,赤巴依存于肝胆住中间,隆依存于髋腰住下方”,表明了三因所处的一定位置,是指综合器官功能的三系统范围的主要功能,不应理解为隆一定位于下方、赤巴一定位于中间、培根一定位于上方。 三因的对立关系是三因的依存关系和定量关系的基础上形成的一种非凡关系。如培根属寒具有水的性质,赤巴属热具有火的性质,从培根和赤巴的本质上来讲,二者间存在着不可调和的矛盾。实际上培根中存在赤巴,赤巴中也含有培根。 传统的藏医三因学思想和西医人体生理学之间的矛盾,是由于观察人体生理机能所探究的着眼点即观察角度不同而造成的。三因学将由人体生理运动中所产生的共同功能表象作为主要探究对象来解释人体生命活动现象,而西医人体生理学将器官及组织的构成和其功能活动状态作为主要探究对象来解释人体生命活动现象。如藏族医学依据呼吸运动的外表现象,认为这是维命隆的功能;西医人体生理学依据呼吸器官组成及功能活动状况,认为它取决于呼吸系统的肺和呼吸肌肉功能。这两种论点大体上来看是矛盾的,但探究的最后结论是一致的,这是因藏医学将外表现象作为探究的主要对象,西方医学将产生功能运动的基础(器官和功能)作为主要探究对象而形成的。正如论述人时,会说话,能从事各种劳动的是人;由血肉等各种细胞集聚而形成的任何具备发达头脑、非凡聪明的补特伽罗才是人,这两种论式,其最后的结论是指人一样。 藏族医药学理论是解释人体和疾病同体外所显示的症象的一种信息学,不是表述物质机体和器官功能如何形成的理论。比如只能将下泄隆理解为司理大小便和精血的排泄和控制、司理胎儿分娩等方面的机体运动共同现象,实际上不存在下泄隆这种器官或组织。 (一)藏医理论的信息学性质 我们将和藏族医药理论相关的症象称之为表象信息,将实体和症象间的关系称之为表象关系,故藏医理论可认为是统率表象信息和表象关系的一个巨大信息系统。藏族医药学理论和客观存在间是否有矛盾,主要取决于其理论统摄的信息和实体间关系是否可信。 对统摄信息的形成从发生学说,从内成因和外成因。内成因是指对疾病诊断医疗实践中得到的经验进行分析探究而形成的理论。它是从医疗实践范畴中产生的,故称之为内成因理论。《四部医典·论述部》中云摘要:“隆盛症象干黑喜暖和,身颤腹胀大便滞。”又云“隆衰症象力衰言微身不适,神志不清又生培根增盛状。”以三因盛衰实象为例,隆盛症状和其所属的肌肤干黑的两种症状相吻合的诊治,就是用信息学说的诊治。它是医疗实践过程中产生的,故称之谓内成因理论。所称其为内成因理论因它是对医疗实践过程中产生的信息进行了分析和归纳的基础上形成的,故轻易解释医疗实践中出现的所有新问题。例如,在医疗实践时,对胸部满闷、神志不安、乱语、头晕、连连嘘气的病状,按传统藏医理论,认为是隆症心风病,对治药物应是八味沉香丸、仲孜八味沉香丸、五味石榴散。医疗实践中按传统的观点认为神志不安是隆的性相中轻和动的成分亢盛,胸部满闷、心悸过猛、乱语等症候是隆即风入侵入心和命脉,其对治法则应使其服用息隆即息风的八味沉香丸等能取得良好效果。当代西医治疗理论中,无隆即风入侵心和治疗息隆即息风的说法,但按藏医理论对隆症心风病治疗中施以息隆即息风的治法,定能取得良好疗效。按逻辑学所说存在都是合理的思想,它符合客观物质存在的规律。总之很明显藏医理论和现代西医学在治疗时严谨以据症候的理论其落脚点是一致的。 和内成因并存的外成因也是藏族医药学组成的主要部分。藏医的生理学、诊断学和药理学中都吸取和发展了外成因理论,更多的吸取和发展了五大种理论,使其和藏医学的基本理论紧密结合。由于藏医学中吸取和发展了这些理论,一方面藏医学在医疗实践中碰到的疑难新问题得到解决,另一方面藏医中采用了这个理论的基本思想,观察了人体、疾病和外界环境间的关系,并总结了经验,内成因和外成因理论浑然连为一体。 (二)藏医学诊疗理论是医疗实践和古代哲学相结合的结晶 用三因学和五大种学收集和总结了对人体和疾病症候观察中所得的经验知识,创立了具有藏族特色的医疗学体系。这个体系主要对人体和外界间复杂关系和制约情况进行观察,坚持人体和外界环境是统一体的思想。藏医的统一体思想在世界医学中是特色突出的医学之一。 三因学不仅坚持和总体相关的人体生理学和病理学中机体器官组织的功能运动和病变间的统一体的思想,还坚持机体和外界环境间动态平衡的思想。按三因学的思想,认为人体生命运动和质量主要取决于人体器官间、器官组织和人生活的外界环境间的关系能否动态平衡。如心脏功能发挥状况。不仅取决于心和肺、心和肝、心和肾等器官间关系的质量,甚至还取决心和外界社会环境、气候、空气等。医典中指出造成心脏病(心风病)原因是悲痛、思虑过度、生气发怒、闻听不悦之言、惊恐等,一个人想要健康正常生活,主要不仅取决于此人的所有机体器官和组织、功能的发挥状况,还取决于此人的身体、思想、生活起居、社会环境等。《四部医典·论述部》中说摘要:“时季五官(器官)起居味和性,劣反盛时皆为致病源,正常之时无病健康因。”非凡是指明三因(蓄积、发作)的因素时说摘要:“春季之时轻扬并粗性,环境饮食起居皆相类,虽聚隆渐不起发,夏时雨风生寒将发病,秋季润腻温得平息。”从这个论述中可以得知三因蓄积、发作、平息和外界环境的紧密关系。将藏族医药学中有关情(人)器(外界物质环境)世间平衡(生态平衡)和整体统一的思想和当代创建的生物心理学医学模式相对比,可以发现很多共同处。1948年发表的世界卫生组织章程的前言中说摘要:身体健康是指人体所处的自然界、心理和社会等都处于和谐状态。它将人身所处的自然界、心理和社会等之间的关系以章程的形式确定下来。生物医学或称之为结构医学的论点趋向越来越走向光明,故显而易见藏医学的整体思想的应用价值。 医药学论文:生命科学医药学论文 1现代有机及生物分析在生命科学及医药学分析中的应用 1.1光谱法研究含氟卟啉-蒽醌化合物与DNA相互作用卟啉类化合物具有较强的吸光和发光性能,是一种良好的大环芳香系光敏剂,蒽醌类化合物具有良好的DNA光断裂特性,它们易于插入DNA碱基对之间,以不同的作用机理使DNA断裂。含氟化合物具有强的生理活性,它有可能和生物组织相互作用而显示出抗肿瘤作用。黄冈师范学院的赵胜芳等[4]采用微波辐射合成了以二肽键联的含氟卟啉-蒽醌化合物及其金属锌配合物。用紫外可见光谱法和荧光光谱滴定法考察了两种合成的目标化合物与质粒DNA的相互作用,探讨了它们与DNA的作用模式。即卟啉-二肽-蒽醌化合物与DNA发生自堆积的外部键合。该研究将在生命科学、医药学、配位化学的研究中得到广泛应用。 1.2基于DNA自组装无酶循环放大猝灭化学发光法检测核酸G-四链体DNA酶是一类具有催化功能的核酸分子,由于富含G的核酸分子可以在血红素存在下,形成G-四链体的结构,表现出类似于辣根过氧化物酶的活性,可以催化H2O2氧化鲁米诺产生化学发光。基于目标催化DNA自组装,广西师范大学的褚志丹等[5]基于G-四链体是富含鸟嘌呤碱基的DNA序列形成的一种特殊的DNA二级结构,当其与血红素结合后,可显示较强的过氧化物酶催化活性的事实,利用DNA自组装、G-四链体的催化化学发光性能,构建了一种无酶循环放大猝灭化学发光生物传感新体系,用于DNA检测。该传感系简单、低耗、灵敏。该研究将在生命科学、医学及生物学研究中得到广泛应用。 1.3基于DNA链置换酶辅助信号放大G-四链体脱氧核酶DNAzyme催化化学发光检测腺苷腺苷在各种生物组织和器官功能的生理活性调节中起着重要的作用。因此检测生物体中腺苷含量意义重大。化学发光检测具有灵敏度高、线性范围宽、分析速度快等优点。广西师范大学的李梅等[6]利用富含G碱基的DNA在血红素和K+存在下,形成G-四链体结构并表现出过氧化物酶活性的特点,结合DNA链置换反应和核酸内切酶的置换反应,构建了一种基于DNA链体脱氧核酶DNA链置换反应和核酸内切酶辅助信号放大的G-四链体脱氧核酶(DNAzyme)的催化发光检测腺苷的新方法。该方法灵敏度高、选择性好、检测限量为0.5μmol/L,用于人血清中腺苷的检测效果良好。 1.4南海红树林真菌Fusariumsp.301次级代谢产物研究红树林生态系统是一种分布在热带、亚热带潮间带具有海洋环境特有森林类型的木本植物群落,其特殊环境孕育出的红树林内生真菌是此生态系统的主要降解者,也是海洋真菌的第二大生态群落[7]。从1994年至今,国内外对海洋真菌次级代谢产物的研究表明,红树林内生真菌的次级代谢中含有极其丰富的结构新颖且在抗肿瘤、抗氧化、抗真菌、细菌等药理方面表现出良好活性的化合物。海洋真菌活性代谢产物已经成为重要的新型药物来源之一。为了寻找结构新颖且具有药理活性的海洋真菌次级代谢产物,中山大学的方平等[8]对一株采自海口桐花树的红树林内生菌Fusariumsp.301次级代谢产物,根据化合物的理化性质、采用正反相硅胶、凝胶柱层析法和高效液相色谱法对其次级代谢产物进行分离纯化,通过波谱解析以及文献数据对照的方法,分离得到并确定了5个链红菌素类化合物的结构。该研究将在生命科学、生物学及医药学中得到广泛应用。 1.5盐酸氨溴索的电化学氧化作用盐酸氨溴索(AMB),trans-4-[(2-氨基-3,5-二溴苄基)氨基]环己醇盐酸盐,是治疗呼吸系统疾病的一种特效药物。它对活性自由基(ROS)有不同的清除能力,对羟基自由基(HO•)的清除能力强,对超氧阴离子(O2-)弱,对过氧化氢(H2O2)很少或没有作用。因此研究AMB的氧化作用和过程对了解AMB的生化过程很有意义。为此西北大学的孙杰娟等[9]在酸性水溶液中,研究了盐酸氨溴索(AMB)的伏安行为,参照取代苯胺的伏安特性,说明了AMB的氧化机理。该研究将在生命科学、医药学的研究中得到应用。 2现代有机及生物分析在有机物分析分离科学中的应用 2.1壳聚糖衍生化杯[4]芳烃键合硅胶固定相对八种单取代苯的分离及分析壳聚糖大分子中有活泼的羟基和氨基,具有较强的化学反应能力和生物相容性;杯芳烃的孔腔大小可调,构象和取代基可以人为控制。郑州大学的卢静等[10]利用二者的优点将其结合制备了一种新型固定相并对八种单取代苯进行了分离分析研究。他们的做法是采用自制壳聚糖衍生化杯[4]芳烃键合硅胶固定相(CBS4),对8种单取代苯(苯胺、苯甲醛、苯酚、甲苯、氯苯、溴苯、碘苯、丁苯)进行了分离、热力学、疏水作用的研究。实验结果表明,8种单取代苯在CBS4上分离时间短,分离效果好,符合反相色谱机理;分析物的保留时间会随柱温的增加而减小;疏水作用在分离单取代苯时起着重要作用。该研究将在分析分离科学、环境科学、生物学中得到应用。 2.2Cu2+-羧甲司坦络合物的光谱特征及其应用羧甲司坦为一种黏痰调节剂,用于治疗支气管炎、支气管哮喘等疾病引起的痰液黏稠,咳出困难者,但用量过大会有医疗副作用。为此广西大学的林瑜等[11]根据羧甲司坦分子结构特征,推测其分子应该具有与金属离子络合的条件。通过紫外可见分光光度法考察了羧甲司坦与各种金属离子络合的可能性。他们的研究发现,羧甲司坦与Cu2+可以形成稳定络合物,该络合物在237nm处有一个最大特征吸收峰。确定了络合物的络合比羧甲司坦Cu2+为2∶1,络合物稳定常数为4.98×109,在237nm处络合物的摩尔吸光系数最大为4.74×103L/(mol•cm)建立了基于Cu2+络合的紫外分光光度法定量测定羧甲司坦的新方法。该方法简单、快速、灵敏、准确,且成功的应用于药厂的产品分析,结果与标量相符合。 3结束语 随着有机分析及生物分析新方法、新技术、新仪器、新理论的不断问世,使得现代有机分析及生物分析迅猛发展,并为人类的生产、生活、生存和可持续发展等方面提供了强有力的保障。现代有机及生物分析的建立和发展,促进了生命科学、环境科学、资源和能源科学、材料科学的形成和发展,并且在工业、农业、国防、航空航天、通信科学、信息科学、医药学等领域均彰显出广阔的应用前景。随着科学家对现代有机及生物分析研究的不断深入,现代有机及生物分析正朝着准确、灵敏、特新、在线、微量痕量化、快速的方向发展。现代有机及生物分析发展的明天会更光明更辉煌。 作者:张来新张辉单位:宝鸡文理学院化学化工学院第二炮兵工程大学门诊部 医药学论文:酯化医药学论文 1HA酯化及其产物的应用 1.1药物载体药物的控制释放涉及医学、药学、生物学、材料学等诸多领域。药物传递系统(drugdeliverysystem,DDS)是将药物或其它生物活性物质与载体结合,使药物通过扩散等方式在一定的时间内,以某一速率释放到环境中或者输送到特定靶组织,对机体健康产生作用。DDS可被加工成不同的控制释放体系,如片剂、膜剂、胶囊剂、微球剂等。HA酯化后,表现出新的理化特性,如稳定性提高,能形成微弱的胶体网状结构,甚至形成纳米尺寸的自聚体等,可与目标药物通过物理作用结合。HA酯化衍生物制成薄膜、纤维、海绵、微球,可用作药物控释的载体材料[12]。 1.1.1靶向载体:HA的天然受体细胞黏附分子CD44在肿瘤细胞表面高度表达,2者主要在细胞表面结合[13]。尽管HA分子上的单个CD44-HA结合结构域对CD44的亲和力非常低,但在细胞表面存在着众多紧密排列的CD44受体,能与HA高度重复的二糖单元结构结合[14]。对羧基的修饰低于25%的HA衍生物,仍可有效地通过HA受体介导的内吞作用摄入至细胞中,因此轻微修饰的HA衍生物可应用于胞内传递靶向给药,拓展了HA及其衍生物作为药物载体的应用[15]。目前上市的HA载体药物仅韩国LG生命科学公司生产的DeclageTM长效重组人生长激素,市场仍有极大的挖掘潜力[16]。 1.1.2薄膜载体:膜剂可适用于舌下、口腔、阴道、口服、体内植入、皮肤和粘膜创伤等各种途径和方法给药,以发挥局部或全身作用。Lisbeth等[17]用4种酯化程度不同的Hyaff11膜作为药物载体,比较泼尼松龙眼部给药释放度的不同。实验结果显示:Hyaff11p25亲水性最强,药物释放初始浓度最高;给药2h后Hyaff11p25药物浓度降至30μg/mL,Hyaff11p75给药3h后,药物浓度降至30μg/mL,而Hyaff11持续给药效果最好,给药后8h内,药物释放度维持在45~72μg/mL。现已有专利[18]利用HA酯良好的生物可降解性,将其作为角质细胞和二肽基肽酶-4(dipeptydil-peptidase-4,DPP-4)抑制剂薄膜载体,厚度为10~500μm,用于治疗急性和慢性糖尿病伤口。 1.1.3微球载体:微球是指药物溶解或者分散在高分子载体材料中,形成微小球状结构,粒径在1~250μm之间,对特定器官和组织具有靶向性及药物释放的缓释性,是缓控释剂型研究的热点。相比其它剂型,微球输送体系表面积较大,载药量提高,且微球与粘液亲和性较高的,可增加药物吸收和靶向性。水溶性Hyaff微球可由喷雾干燥法[19]制备,非水溶性Hyaff微球可由溶剂萃取法制备。也可采用超临界溶液迅速膨胀(rapidexpansionofsupercriticalsolutions,RESS)法和超临界流体反溶剂(supercriticalfluidanti-solvent,SAS)法[20]制备HA酯化物微球。Elisabetta等[21]用溶剂蒸发法(solventevaporationmethod,SEM)制备Hyaff11p50载药微球,Hyaff11p50在水溶液中形成胶化网状结构,包裹模型药物色甘酸钠、甲硝唑及氢化泼尼松琥珀酸钠,平均粒径为6.4μm。实验中模拟多种体外模型给药,均表明Hyaff11p50载药微球能够缓释药物,释放过程符合扩散动力学。 1.1.4纳米载体:在微球载体的基础上,研究人员进一步将载体尺寸缩小至纳米级。理想的纳米载体在血液中不被网状内皮系统(reticuloendothelialsystem,RES)系统清除,有足够长的滞留时间[22],并能利用实体瘤组织的高通透性和滞留效应(enhancedpermeabilityandretentioneffect,EPR)在肿瘤部位聚集,最终通过扩散、胞吞或受体介导的内吞作用进入细胞[23]。HA与单硬脂酸甘油酯酯化得到HA-单硬脂酸甘油酯(HA-glycerylmonosteatate,HA-GMS),形成非离子表面活性剂囊泡,该多层载体的粒径为40nm左右,具有良好的稳定性、生物相容性及药物包封率。与壳聚糖纳米粒组相比,小鼠乳腺癌细胞4T1(mousemammarycancercell,MMCC)对HA-囊泡具有更好的内吞作用[24]。该载体可用于纳米透皮给药系统的肿瘤治疗。通过酯键将5β-胆烷酸连到HA骨架上,使HA成为两亲性物质,疏水作用使得HA衍生物在生理条件下形成纳米级别的自聚集体(HA-nanoparticles,HA-NPs)。荧光标记得到CY5.5-HA-NPS,加入至高表达CD44受体的口腔鳞状细胞癌(squamouscellcarcinoma,SCC)SCC7癌细胞中,可在胞质中观察到强荧光信号。荷瘤小鼠给药,近红外观察显示2d内血液中CY5.5-HA-NPS选择性地向肿瘤聚集,且粒径小的纳米粒效果更好。该实验揭示了HA衍生物作为癌症治疗药物纳米载体的潜[25]。 1.2前体药物前体药物系指经过生物体内转化后才具有药理作用的化合物。载体与目标药物直接通过共价键连接起来,形成前体药物,在体内通过酶解或水解作用将药物释放出来[26]。这一过程的目的在于增加药物的生物利用度,降低药物的毒性和副作用,HA可作为缓释给药体系的良好载体。同时HA对肿瘤细胞表面CD44受体的靶向性,可加强抗肿瘤药物的治疗效果[27],并降低药物对正常组织的损伤。以上2方面的优势,使得HA适合与药物通过共价键结合形成良好的载体前体药物,属于目前热门研究领域[28]。雷帕霉素(rapamycin,RAPA)是一种亲脂性大环内酯类免疫抑制剂,与HA酯化形成前体药物后,能提高药物水溶性。ZhaoY等[29]用透析法比RAPA和前体药物HA-RAPA的释药能力:RAPA和HA-RAPA在PBS缓冲液(phosphatebufferedsaline,PBS)中的半释期分别为0.16h、7d,HA-RAPA在血清中的半释期为1.5d,延长了药物释放时间,达到缓释目的。姜黄素因其抗癌功效具有较大的药用价值,但水溶性差导致生物利用度低。Manju等[30]用1∶1的H2O/DMSO作溶剂,用二环己基碳二亚胺(dicyclohexylcarbodiimide,DCC)及4-二甲氨基吡啶(4-dimethylaminopyridine,DMAP)作助剂,使姜黄素的羟基和HA的羧基直接反应,产物在水相中形成胶束,且在生理pH环境中的稳定性提高。紫杉醇是一种天然抗癌药物,为解决水溶性差的问题,Galer和Sano等[31]对HA-紫杉醇前药的活性做了进一步的研究。HA-紫杉醇对头颈部鳞状细胞癌(headandnecksquamouscellcarcinomas,HNSCC)细胞株OSC-19和HN5的体外抑制能力与紫杉醇相似,但体内研究显示,HA-紫杉醇给药的小鼠肿瘤组织中TUNEL细胞增加,微血管密度降低,比紫杉醇单独给药具有更好的肿瘤抑制能力。丁酸可引起细胞分化,抑制人类多种肿瘤的生长[32]。丁酸盐最主要的问题是在血液中的清除率快、半衰期短,导致其在体内不能达到并维持有效血药浓度,限制了其临床应用。Coradini团队[33]将丁酸酐和低分子量HA的三甲基吡啶盐,在含有二甲基胺基嘧啶的DMF中反应,从而将丁酸连接到HA上生成HA丁酸酯,延缓其在体内的释放、代谢速度。同时利用HA与肿瘤细胞表面特异受体CD44结合的能力,增强药物对肿瘤细胞的靶向作用。该团队[34]改进合成工艺,并进一步研究发现,在体外试验中,透明质酸丁酸酯对非小细胞肺癌细胞株(non-smallcelllungcancercellline,NCI-H460)和转移性亚克隆(NCI-H460M)细胞增殖的抑制能力是丁酸的10倍。硫辛酸(lipoicacid,LA)具有优良的抗氧化性能,但是在体内代谢迅速。Picotti等[35]把LA溶于N,N-二甲基乙酰胺(diMethylacetaMide,DMAc)中,加入1,1’-羰基二咪唑(carbonylimidazole,CDI)活化羧基得到硫辛酰基咪唑(sulfuroctanoylimidazole,SOI)。HA溶于甲酰胺溶液,加入催化剂二甲氨基吡啶(dimethylaminopyridine,DMAP)及SOI,反应产物经磷酸二氢钾中和,透析纯化,冻干保存得到透明质酸硫辛酸甲酸混合酯(mixedlipoicandacidformicestersofhyaluronan,Lipohyal)。用黏度测定仪测定显示:Lipohyal的代谢时间明显延长;芬顿实验表明:LA浓度为0.4mmol/L时达到50%自由基清除率,而Lipohyal只需0.26mmol/L,提高了抗氧化能力。 2展望 对HA酯化的研究,从无药理活性物质酯化转变为有药理活性物质酯化,再到混合酯化、多功能酯化等,目的是从单纯提高HA稳定性逐渐演变为利用HA提高药物作用的有效性,极大地拓展了HA在医药学领域的应用。HA良好的生物相容、黏弹性、可降解性、抗炎活性以及最新研究的CD44靶向性,均表明其具有作为肿瘤靶向给药载体的潜质。抗肿瘤药物与HA酯化,理论上能够延长药物在体内的作用时间、增强靶向性,降低化疗对人体正常组织的伤害,合成时应调整取代度,使HA具有一定抗酶解能力的同时,保留CD44受体的靶向能力。由于RES系统及肝脾肾等组织上有HA受体,导致HA靶向前药易在肝、肾聚集,药效降低,而纳米载药系统比普通胶束穿透性强,可以改变药物的体内分布特征,因此设计新型HA靶向药物载体时应考虑载体粒径。除此之外,HA靶向给药载体的释药途径,可能是载体在肿瘤组织附近释药,药物通过扩散进入细胞;也可能是载体通过受体介导的内吞作用进入细胞,药物在胞内释放和发挥作用,需进一步研究HA载体的体内递送性能并且选择合适的给药途径。目前研究仍处于实验室阶段,还未有HA靶向的抗肿瘤药物上市。综上所述,HA与活性药物酯化作为药物载体已经成为了热门研究方向,今后应深入研究HA在肿瘤环境下的产生、代谢及生物学功能,研制出更精准、功能全面、靶向性更强的HA纳米给药载体。 作者:龚清格贺艳丽单位:山东大学药学院山东省药学科学院 医药学论文:协同创新下中医药学论文 1协同创新是中医药学研究生教育改革的必然途径 《中医药事业发展“十二五”规划》分析了中医药事业面临的形势,提出要加强中医药人才队伍建设,“继续开展全国老中医药专家学术经验继承工作、全国优秀中医临床人才培养工作”以促进高层次中医药人才培养。而协同创新本质上是一种管理创新,是资源的有效互动和优化利用,既包括微观层面的组织内部共享机制,也包括宏观层面的各相关独立组织(如大学、企业、研究机构等)之间的合作与协同关系(产学研合作为基本形式)。为培养出掌握主要诊疗技能与传统特色疗法、能紧跟国际医学知识前沿并适应现代医学新模式需要、能独立解决临床实际问题的高层次中医临床人才,和具备扎实的医药学专业知识与技能、能胜任中药新药研发与生产销售等方面能力的高层次中药学人才,协同创新计划的实施是必然途径。必须以协同创新为引领,将协同创新思想贯穿于人才培养、科学研究、社会服务和文化传承创新的全过程,构建起协同创新的新模式(和机制)。 2协同创新是广州中医药大学中医药学研究生教育改革的应对之策 2.1初步建立了协同创新运行机制 从主体层面看,广州中医药大学充分发挥了资源整合优势和组织协调作用,逐步完善内部组织的健全、相关章程的制定、发展目标的确定,以及相关计划和方案的安排部署,积极推动大学与政府、企业、研究所以及其他高校的合作(包括国际合作)。通过校企联合培养研究生制度等方式,全方位培养相关领域行业急需的人才。例如,中药学专业学位研究生培养多为双导师制,研究生在合作企业见习或实习时,配备一名实践经验丰富的企业导师(具备高级职称)。 2.2创建具有中医药特色的协同创新中心 广州中医药大学面向国家和广东经济社会发展的重大需求问题,在中医药行业领域寻找有效突破口,整合校内外优质资源,启动了“筹建校级-力争省级-培育部级”的协同创新中心建设方案。2014年,广州中医药大学的“华南中医药协同创新中心”和“肿瘤中医药防治转化医学研究协同创新发展中心”2个协同创新平台通过广东省教育厅首批认定。协同创新中心的建设,为相关研究方向的中医药学研究生教育提供了优质的平台,更有利于研究生的专业知识和技能的培养。 2.3加强科研平台构建 “科研主导、导师主责”是研究生教育的两大基石。广州中医药大学历来重视以科研平台建设推进研究生教育工作。在协同创新背景下,大学积极发挥广东省中医药科学院、广东中药产业技术创新联盟、东莞中医药数理工程研究院、广州中医药大学科技产业园的技术优势,进一步推动校市、校企合作,共建联合研究院和多元化成果转化平台,形成政产学研用融合发展的技术转移模式。在稳步提高大学对社会经济发展贡献度的同时,大力发展研究生教育,促进中医药学高层次人才培养。 2.4加快导师队伍发展 协同创新计划的实施及中医药学研究生教育改革都必须以优质的教师队伍为根基。广州中医药大学突出了师德建设、优秀教师培养和引进、聘任制度完善等三个方面的工作。2014年大学修订了更严格的导师遴选制度,并在遴选过程中严格把关,尤其对合作单位的导师资质进行严格审核,但另一方面,遴选制度又对各类拔尖人才(和青年英才)作出了年限的倾斜。相关措施及其实施有效的保证了研究生导师具有较强的科研能力和实践水平。 2.5规范管理文件、优化培养过程 在产学研合作培养机制下,大学充分发挥校本部、研究所(或企业、医院)各自优势,以营造良好的学术氛围和创造开放的育人环境,增强理论教学的广度与深度、加大实践环节的考核和评价。为实现培养过程的优化,大学逐步规范了从招生考试、课程学习、临床轮训(或企业实习)管理与考核、论文撰写和学位申请等整个培养过程中的各类文件制度,如先后制定了《广州中医药大学硕博连读卓越研究生培养工作实施细则》、《广州中医药大学卓越中医师临床轮训考核指标体系与规范》、《广州中医药大学研究生联合培养基地建设与管理办法(试行)》等相关文件。 3问题与展望 面对国家经济发展转型升级和医疗卫生体制改革对高层次、应用型中医药学专业人才的迫切需求,以协同创新为契机,是推动中医药学研究生教育(尤其是专业学位教育)理论研究和实践探索的必由之路。但要真正实现中医药院校与科研院所、中医药企业(和医院)、地方政府(及其相关部门),乃至国际社会的深度融合,而不是曲意迎合所谓的社会发展,去追求“短平快”的项目,还必须立足于运行机制和驱动力上的突破,以激励机制创新和资源整合方式创新为枢纽点。因此,为推动中医药学研究生教育改革,下一步的工作重点将是借鉴国内外高校研究生合作培养的成功经验,针对中医药学学科专业及中医药的行业特点,对现有研究生产学研合作制度(各项合作文件)的执行力和约束力进行深入调研与系统分析,并进一步创新资源整合方式、明确配置主体、完善配置机制(尤其是激励机制。 作者:冯毅翀 李土芳 刘少斌 严艳 任金玲 潘华峰 单位:广州中医药大学 医药学论文:急性缺血性中风病中医药学论文 1资料与方法 1.1临床资料 1.1.1病例来源 全部病例550例,来源于2007年10月—2008年12月山东省八家地市级中医医院神经内科住院患者。随机分为中医综合组(治疗组)和西医综合组(对照组)。治疗组275例,退出12例,最终进入疗效分析263例,男155例,女108例,年龄63.29岁±9.38岁。对照组275例,剔除2例,最终进入疗效分析273例,男171例,女102例,年龄63.52岁±10.20岁。两组患者在发病性别、年龄、职业情况、文化程度、开始治疗时间、既往病史、治疗前中医证型等方面无统计学意义(P>0.05),资料均衡可比。 1.1.2入选标准 符合中医中风病诊断,属中经络者;符合西医急性脑梗死诊断,神志清者;以首次中风者为主,若为复中,则以往基本未留肢体运动功能障碍者;起始时间:脑梗死一般发病一周内,伴神志障碍或进展性卒中者待病情稳定、神志清楚后即可开始;年龄在35岁以上,80岁以下。填写知情同意书。 1.1.3排除标准 短暂性脑缺血发作(TIA)或可逆性缺血性神经功能缺损(RIND);脑出血及蛛网膜下腔出血;重度脑水肿者或昏迷等病情不稳定者;经检查证实由脑肿瘤、脑外伤、血液病等引起的卒中患者;因风湿性心脏病、冠心病及其他心脏病合并房颤,引起脑栓塞者;合并严重感染或有肝、肾、造血系统、内分泌系统等严重疾病及骨关节病者;严重精神症状、重度认知障碍、痴呆者;80岁以上,35岁以下;参加其他药物研究治疗者;中风病史并留有严重后遗症者;患者及家属对治疗康复持极消极态度,不能积极配合者。 1.1.4剔除和退出研究标准 不能坚持治疗者;出现严重不良事件或不良反应者;临床试验过程中出现严重的其他并发疾病者;纳入研究后,影像诊断提示出血转换,小面积的渗血不需退出研究,若发现大面积的团块状出血,则需退出研究,退出指征由各中心负责人决定;受试者不愿意继续进行临床试验,提出退出临床试验;受试者未按时来院复诊时,应电话、信件等咨询理由,咨询其后的经过。 1.2治疗方法 1.2.1两组基础治疗 内科基础治疗:抗脑水肿降颅内压、调整血压、控制血糖、降温治疗、预防合并症、神经保护剂等。常规护理:体位的选择、饮食、口腔护理、呼吸道护理、皮肤护理、导管护理、血压的调理与护理、并发症的预防与护理等。肢体功能康复训练,根据中风患者所处的时期制定相应康复训练方案,积极进行适应性训练。心理康复:医护人员针对病人具体情况,因人而异地做好思想工作。 1.2.2中医治疗组的治疗方法 中药辨证论治汤剂加静脉输注,风痰瘀阻证给予息风复瘫宁加清开灵(醒脑静)注射液;气虚血瘀证给予益气复瘫宁加生脉注射液;肝肾亏虚证给予补肾复瘫宁加脉络宁注射液。康复手法,以改良的陆氏中风病中医康复手法为基础,结合现代康复理论与实践技术,制定的系列康复方法。根据病情,采取由被动到主动,由简单到复杂动作,由生活能力训练到职业技能训练的步骤。针灸治疗,针对中风病的基本病机为瘀血、肝风、痰浊等病理因素采用石氏“醒脑开窍针刺法”。 1.2.3西医对照组的治疗方法 溶栓治疗,发病3h内急性缺血性脑卒中者,积极采用静脉溶栓治疗。降纤治疗:脑梗死早期应用(特别是12h以内),适用于合并高纤维蛋白原血症者。抗凝治疗:起病48h之内应用。抗血小板凝集治疗:无禁忌证的不溶栓患者在卒中后及早(最好48h内)开始使用阿司匹林,溶栓患者在24h后使用阿司匹林。 1.3评估标准及主要观察指标 1.3.1评估标准 分别于患者入院时、第7天、第14天、第28天及第60天随访时,进行神经功能缺损程度(NIHSS)评分、日常生活能力Barthel(MBI)指数评分、运动功能(FMA)评分、认知功能(MMSE)评分、生活质量(SSQOL)评分。根据治疗结果,分析治疗组和对照组患者费用,进行卫生经济学评价。 1.3.2主要观察指标 两组患者治疗前后NIHSS、Barthel指数、FMA、MMSE、SSQOL评分、住院费用进行成本-效果分析。 1.4统计学处理 采用SPSS17统计软件进行处理,计量数据以均数±标准差(x±s)表示,采用成组数据t检验,F检验,方差分析,协方差分析;计数资料采用χ2检验、秩和检验,检验水平α取0.05,采用双侧检验。 2结果 2.1两组入院时各项量表评分比较 2.2两组出院时临床疗效 2.2.1治疗28d两组运动功能严重程度 Ⅰ级(严重):<50分,严重运动障碍;Ⅱ级(明显):50分~84分,明显运动障碍;Ⅲ级(中度):85分~95分,中度运动障碍;Ⅳ级(轻度):96分~99分,轻度运动障碍;正常:100分。通过秩和检验,Z=-2.208,P=0.027,两组治疗28d后运动功能严重程度有统计学意义。 2.2.2治疗28d两组Barthel指数比较 通过协方差分析,统计控制治疗前因素的作用,获得处理因素,P=0.004,治疗组较对照组Barthel指数在治疗28d具有统计学意义。 2.2.3治疗28d两组SS-QOL积分比较 通过协方差分析,统计控制治疗前因素的作用,获得处理因素,P=0.662,两组SS-QOL积分在治疗28d无统计学意义。 2.3两组院内死亡率、复发率比较 住院期间治疗组与对照组均未出现死亡,随访期内两组均未出现复发。 2.4两组住院费用比较 经t检验,两组患者在药费、住院总费用方面,有统计学意义(P<0.05),治疗组药费、住院总费用低于对照组;住院费、检查费、治疗费等两组无统计学意义(P>0.05)。 2.5两组的成本-效果分析 两组患者的成本包括住院费用、检查费用、治疗费用、药费等;效果用神经功能缺损评分的减少、日常生活能力评分的增加、运动功能评分的增加、认知功能评分的增加、生活质量评分的增加来表示。 3讨论 卫生经济学(health economics)是在20世纪五六十年代形成和发展起来的学科,是从经济学角度对方案进行评价的一种方法,主要目的是考察治疗方案的经济学价值,为卫生资源的优化配置提供决策辅助。虽然在我国开展只有20多年的时间,但近几年该领域有了长足的发展,卫生经济学研究内容包括卫生服务、人民健康与社会经济发展之间的相互制约关系、卫生领域内的经济关系和经济资源的合理使用,以及揭示卫生领域内经济规律发生作用的范围、形式和特点。卫生经济学的分析方法有多种,其中成本-效果分析是较为完备的经济评价方法之一,其目的在于通过分析寻找某一治疗效果时成本最低的治疗方案。鉴于中风病临床治疗方案的多样性,在达到预期治疗结果的中西医治疗中,以最少费用的最佳治疗方案成为研究的关键,对中医综合治疗方案的卫生经济学分析就显得十分重要。应用卫生经济学的方法对本方案进行成本-效果分析,两组患者成本包括住院费用、检查费用、治疗费用、药费等;效果用神经功能缺损评分减少、日常生活能力评分增加、运动功能评分增加、认知功能评分增加、生活质量评分增加来表示。两组患者在药费、住院总费用方面有统计学意义,治疗组药费、住院总费用低于对照组;同时NIHSS评分每减少1分,ADL评分每增加1分,FMA评分每增加1分,MMSE评分每增加1分,SSQOL评分每增加1分,治疗组所需花费均较对照组少,提示本方案经济、实用。本研究表明,中医综合治疗方案对于治疗急性缺血性中风病具有显著的疗效,本方案较对照组在达到最佳的治疗效果同时费用使用更加合理,特别对于我国医疗卫生资源和人们消费水平相对较低的地区,更能显出该方案的优越性,是值得推广的经济、合理、有效方案。 作者:曹晓岚 赵世珂 胡浩 田立 王白玲 陶素爱 陈建强 付巍 王金桥 李东晓 医药学论文:中药饮片质量中医药学论文 1中药饮片质量的现状 根据我国中医疗效的经验总结来讲,对我国人民的身体健康和民族的繁荣昌盛有着重要的作用。当然,中药饮片的质量直接就影响着中医临床治疗的效果。根据目前的情况来讲,中医临床上,中药饮品在质量上存在着一定的问题,主要体现在以下几个方面。 1.1中药材的来源不明 第一,中药材的真假分不清楚。 1)药材品种易出现品种混淆现象。如:川贝母、暗紫贝母、梭砂贝母以及甘肃贝母等,通过市场上的有关调查,其中川贝母的来源就有二十几种以上,有的商品药材将浙贝母等数种贝母混淆在一起,由于不同的贝母所含的有效成分是不一样的,尤其是西贝母素的含量竟然相差6.3倍。 2)药材出现以假乱真的现象。例如:柴胡、炒白术、大黄、何首乌等在临床治疗中使用较为广泛,因此在临床使用中出现了以黑柴胡和大叶柴胡等来冒充柴胡;以土大黄来冒充药用的大黄;制作番薯片来冒充制附子、制何首乌等。 3)以次充好。例如:医药使用的金银花,在其上面喷洒高糖水、盐水、糖蜜混合水等;在法半夏中参入一些染过染色的小石子;在蝎子的腹腔内含有大量的泥沙等。 第二,中药材的产地出现不明现象。中药材比起其他的生物制品来讲更加的具有地域性,很多中药材,尽管药材的品种是一样的,但是因为产地的不同其质量相差甚远。例如:四川的黄连、东北的人参、宁夏的枸杞、玉树的虫草等。 第三,原植物的生产、种植等管理方面出现的问题。根据我国药材目前的生长、发展情况才看,我国中药材的生产之地主要是集中于欠发达的山区中,因此,原植物在种植、生长期间的管理很难达到规范化、正规化;过量的喷洒农药、施肥等,都会造成原植物上的农药残留或者是植物中重金属的含量超标,从而降低中药材的质量,最终导致中药饮品的质量降低。 第四,采集方面的问题。通常情况下,中药材的采集在年份、月份、季节、一日之内的时辰、采集的方法等,对中药材的质量都有着密切的联系。原植物的根茎叶花果实等都具有一定时间的生长期、成熟期,然而,其内所含有的有效成分也是因为季节的不同而出现不同。例如:7月份丹参的有效成分含量最多;黄连其有效成分在第六年的7月份含量是最高;每年9月金银花的有效成分含量最高。市场上由于很多药贩子为了抢收货源,提前收购,出现了夏药春采、冬药春挖、秋果夏摘等不良现象。这些劣质的药材大量的流入市场上,给中药材饮品的质量造成严重的下降。 1.2中药材饮品的炮制问题 首先,中药材炮制工艺的统一化、标准化。虽然在目前上有《中国药典》、《全国中药材炮制规范》以及地方中药材的炮制规范一同形成了中药材饮片质量的三级标准,但是其中仍然存在着不完善之处。 其次,具体的操作中存在不足之处。 1)原药材的修制不规范,导致药材饮片中的非药用部位的比例过高。如远志、牡丹皮等药材去心率低。 2)药材饮片的切制不规范。如将板蓝根切成薄片,其有效成分明显高于厚片、斜片。 3)中药材饮片的炮制方法不恰当。常见的辅料过量、不规范操作、炮制不到位。 4)使用劣质的药材进行加工炮制。如使用霉变的山栀炒成焦的山栀;使用发绿的黄芩饮片加工炒制成炒黄芩。 最后,临床炮制药品的品种严重的欠缺。同样的中药材在不同的使用处方中会采取不同的炮制饮片,照目前的治疗来讲,在临床使用中炮制药品欠缺的现象是比较普遍的。 1.3中药材饮品的储存与保管存在一定的问题 中药材从采收到炮制成为饮品中间有一段储存的瞬间,如若药材在这期间不能严格的储存,很容易导致药材发生霉变、质变、虫蛀、受到潮湿等。 2加强中药材饮品质量的有效对策 2.1加强对中药材的法制教育以及专业的培训 对中药材饮片的生产、经营和使用单位的业务人员加强有关法律法规、中药材的专业知识进行宣传、教育以及培训。促使他们在日常生活中知法、懂法、熟悉中药材饮片的炮制规范、鉴别、养护、管理。特别是加强对有关企业质量监督负责人的业务、知识培训等。 2.2加强依法监督 深入贯彻《中华人民共和国药品管理法》,重点要加强对药品的监督与管理,重点要提升各单位质检人员的能力,有效的发挥质检作用。加强对中药材饮片的生产加工与分装的监督与管理,并且还要严格的按照中药材饮片的包装进行分类的管理;同时,还要在中药材饮片的包装盒上注明药品名、生产日期、生产场地、生产的单位、质检合格的标志等,若是不能达标则不能流通于市场上;严禁使用没有正规包装的中药材饮片。 2.3加强对中药材的源头控制 2.3.1加强对GAP的推广和实施 首先在生产加工上,政府要组织中药材专家对生长某药材的地区、气候、土质、设备、人员、技术等进行严格的检查、监督和管理;其次,要科学化、规范化的管理农药、肥料、采购、炮制,有助于中药材从种植、采收,到炮制等的每一个环节上做好严格的把关,促使其从根本上解决并保证了中药材饮片质量的高低;避免在以后的种植、采收、炮制上出现质量问题、混淆问题等。 2.3.2合理的规划中药材的生产区 加强对地道中药材的生产区科学、合理的规划,同时还要制定相符合的规章制度,主要是为了保证药材真正的体现出地道、纯正,避免出现异地引种地道的中药材。要逐渐在各地区组织并制定对地道药材定量化的质量标准等,同时还要对合格的药材颁发质量认证书、合格书等。 2.4统一标准,依法进行中药材的炮制 根据《药品管理法》,建议国家的有关部门加强对《中药饮片炮制规范(标准)》进行修订、完善[3]。有关企业、单位、医院要加强引进新的药材炮制设备、新的炮制技术,以及炮制饮片所需辅料的质量标准。除此之外,还要对加强对中药材生产企业的管理,逐渐施行“品牌”药材饮片制度,尤其是要对通过了GMP认证的药材饮品企业进行有效的扶植,逐渐的提升药材饮片生产的质量门槛,实现饮片生产的优胜劣汰,且要净化药材饮片的市场环境。 2.5提升管理的意识、质量、环境 如在药材仓库中增添新的药材架、增添空调、抽湿机、排风扇、温度计等,帮助药仓有效的调节温湿度,严格的管理,避免出现中药材饮片的乱堆乱放。有条件的医院可对贵细中药材饮片进行气调的养护管理,尤其是淘汰掉使用硫磺熏蒸药材的旧老方法。 总而言之,中药材饮片和汤剂由古代传承至现代,足以证明我国中药材在质量方面上的科学性、可靠性、实在性以及独特性。要加强对中药材的改革是不能一蹴而就的,必须是要经过研究人员的不断努力、探索、研究,实事求是、密切结合,以科学、严谨的态度认真的对待中药材饮片的采收、炮制、储存、监督、管理,使用现代科学技术,不断的实验、比较,促使中药材在以后的临床治疗中充分的发挥其独有的疗效和作用。 医药学论文:中药中医药学论文 1合理用药基本原理 1.1现代合理用药原理 从实际临床工作中可知,用药过程实际上包括了:诊断、开处方、包装调配、分发给患者以及患者遵医嘱服用药品的过程。简而言之,合理用药就是要做到安全、有效、经济的用药。从生物医学的角度出发,合理用药内涵有明确规定,包括: ①药品使用与患者疾病相吻合; ②符合药品使用指征; ③除药品疗效外,合理药品使用还应该综合考虑安全性、经济性; ④服用方法、剂量要正确; ⑤要确保不良反应小,患者无所使用药品禁忌症; ⑥医嘱内容情况明确,患者遵医嘱情况良好。 1.2中医药理论下中药用药原理 中医治病救人主要依赖与中药的使用。因此,中药的使用应该严格遵循中医药理论指导,在此基础上进行合理炮制、配伍、煎服、制剂来减毒增效。既可以达到事半功倍的作用,又可以减轻患者经济及身体负担,两全其美。 1.2.1药性理论在中药合理使用中的应用药性理论主要是指:四气五味、升降浮沉、归经、毒性等几个方面,是中药合理使用最基本最优秀的理论之一,在临床使用过程中,只有严格遵循药品药性,才能确保药物临床疗效及用药安全。 1.2.2中药配伍理论在中药合理使用中的应用配伍理论主要是指:组方的应用要严格遵循君、臣、佐、使的配伍理论,尽量避免无逻辑药物配伍,或者滥用某些药物的情况出现。 1.2.3七情配伍理论在中药合理使用中的应用所谓七情配伍理论是指药品使用中的单行、相须、相使、相畏、相杀、相恶和相反,是指药品的使用要注意彼此之间的配合,有些药物配伍使用可增强药效,有些药物配伍使用会增加毒性,在使用过程中要加以甄别。 1.2.4将辨证论治理论应用于中药合理使用中中药使用最基本前提是,需对症用药,只有给合适病症使用合理药物,才能最大限度发挥其临床作用。而所谓辩证论治理论是指:通过四诊(望、闻、问、切)进行辨证,再根据证侯临床表现而拟订治法,是中医药最基础理论之一。其应用与中药使用工作中,具有主导作用,只有准确辨证,才能真正达到合理安全使用中药的作用,才能取得理想疗效。 1.2.5将中医整体观念应用与合理用药工作中整体观念是中医基础理论之一,即应重视患者身体整体的病变以及与环境之间的关系,不能简单“头痛医头,脚痛医脚”,中药使用相关医务人员应该严格遵循疾病发生与发展规律,全面合理用药,综合治疗,标本兼顾。 2促进合理用药相关建议 2.1医疗行政机构各级医疗机构管理者需要高度重视合理用药的意义 在我国,85%以上的药品是在医院进行销售的,也就是说,医疗机构是药品使用的最主要场所。所以,涉及到药品合理使用的各个环节必须由医疗机构自身出发。把握医疗机构的用药规范是贯穿合理用药质量管理的最为重要的主线。另一方面,随着中药使用安全问题的不断暴露,医疗机构管理者应该投入一定精力在中药合理使用中,以提升合理用药整体水平。 2.2各级医疗机构药事管理委员会充分发挥作用 药事管理委员会是指各级医疗机构药品有关工作行政管理单位,其最主要的工作职能就是通过采取多种形式的宣传手段,大力宣传相关国家药物政策,着力将国家基本药物政策在各级医疗机构进行宣传和应用。定期举办各种宣传活动,加强介绍中药合理使用,将中医药理论渗透于相关工作人员脑海中,努力促使医务人员、患者甚至广大人民群众了解中药合理用药的临床意义。 2.3医疗行政单位协助各级医疗机构建立标准化治疗方案 传统中医药的使用,应该遵循中医药理论的基础上,建立标准化治疗方案,促进中药的合理使用。而中药标准化治疗方案也够进一步促进治疗规范化、合理化,与经验治疗相比,它能够提供诊断、治疗的基本标准,避免了随意、不合理的治疗决策。各级医疗机构制定具有较高水准的中药标准治疗方案,用来指导临床规范化诊断、治疗、护理。应对中药标准治疗方案执行情况进行适时检查、监督。从而促进合理中药合理安全使用。 作者:赵丽萍 单位:山西省晋中市中医院药剂科 医药学论文:生态文明中医药学论文 一、中医药学的实践就是把人体视为一个生态系统 如果人体内部各种生理活动正常进行,健康状况良好,就处于平衡状态,当外界因素和内部因素共同起作用导致正常生理活动被破坏,开始的平衡被打破,疾病就随之而来,各种治疗药物和方法都是为了弥补这种平衡。我们的祖先在长期的医疗实践中,发现了藏象、经络等生命活动现象,六淫、七情等致病因素,以及病态过程中互相抗衡的“正”、“邪”两种力量的存在,穴位是调整功能的枢纽;内因七情:喜、怒、忧、思、悲、恐、惊是致病精神因素,即内在因素;外因:风、寒、暑、湿、燥、火六大类,包括细菌病毒是致病的外来因素。气血是全身的动力,还有内外因等等,这些都是中医学的理论基础,是整体的功能因素。《黄帝内经》和《伤寒杂病论》两部经典医书正是在前人感性认识的基础上向理性认识过渡的产物。在中医思路与方法的指导下,通过望闻问切四诊法收集到的有意义的症、脉、舌象等信息确定患者的“证”,再通过对“证”的辨证施治,确立不同的个性化治疗方法,这与当今许多西医学家提出的个性化治疗非常一致。作为中医学理论的优秀内容,“阴阳”、“五行”等概念,和脏腑经络、病因病机、四诊八纲、辨证论治、治法治则等一整套独特的治疗概念、理论体系都无一不体现出中医学注重人体与自然的和谐相处。 中医用药的方剂中讲究君臣佐使,每一个方子都有不同的配伍原则,其内在也是体现出生态平衡的意义,每一种药物都有其治疗作用和副作用,针对疾病的主要药物为君药,为了辅助君药达到更好的效果的药物称为臣药,配合君臣药治疗兼证,或抑制君臣药的毒性,或起反佐作用的药物称为佐药,指引导诸药直达病变部位,或调和诸药的药物称为使药。君臣佐使四类药物的相互影响,给人使用后就能帮助人体尽快恢复生理平衡,疾病自然消失。西医采用了很多化学药物,生产工艺中有很多污染问题,对自然环境产生了极大的破坏,与化学药物不同,中医药的原料都是自然界可再生资源,并且以植物为主,这与人类的饮食习惯一致,也符合现在比较热门的发展低碳经济,绿色环保的理念。现在很多人在饮食中都注意食用适合自身保健作用的有药性的食品,比如鱼腥草、马齿苋、山药、枸杞等药物经常出现在我们的餐桌上,这对于我们提高全民素质,与自然和谐相处的目标很有益处。对于很多新出现的疾病,西医很难在短时间找到有效的治疗方法,但中医药学在中国防治非典和现在肆虐全球的H1N1型流感的应用极大的作用,对于突发的疫情,中医药学工作者及时提供了相应的处方,避免了很多易感人群感染疾病的机会,给疫苗的研发机构争取了时间。 二、结语 生态文明主要是以和谐、可持续发展为发展经济的目标,医药学作为社会经济体的重要组成部分,影响至关重要。中医药学发展到今天,为了让世界人民共享中医药文化带给人类的健康,我们逐渐探索出了一条中西医结合的道路,一方面,在中医药学理论和西方医学理论的指导下,不断地从传统中药中选择具有良好临床效果的中药对其成分进行系统研究,寻找植物中真正起作用的成分,运用先进的监测分析方法对其活性和质量进行监测和监控,开发出更多的源于可再生资源的新药;另一方面,将中医药学理论中的精华与西方医学理论有机的结合起来,根据病人的自身特点制定个性化治疗方案,最大程度上减轻病人的痛苦,减少医疗上的花费,相应的提高了经济效益。中医药学现在面临着重大的机遇和挑战,在构建社会主义和谐社会理论的指导下,中医药学与时俱进的发展模式很适合现阶段的社会环境,在保障人民身体健康的前提下最大限度的保护我们的环境是中医药学进一步发展的方向,随着生态文明与中医药学的不断发展,它必将为人类的健康事业作出更大的贡献。 作者:葛驰宇 张君丽 单位:江苏食品药品职业技术学院医药与健康管理学院 江苏食品药品职业技术学院基础实验中心 医药学论文:生态系统中医药学论文 1.生物群落和其生存的周围环境所构成的系统称为生态系统 人类作为生态系统中的一部分,与食物链中的其它生物一样,充当着消费者的角色,一旦人类的环节出现问题,整个生态系统就会遭到破坏,甚至出现人类的灭绝。中医药学的实践就是把人体视为一个生态系统,如果人体内部各种生理活动正常进行,健康状况良好,就处于平衡状态,当外界因素和内部因素共同起作用导致正常生理活动被破坏,开始的平衡被打破,疾病就随之而来,各种治疗药物和方法都是为了弥补这种平衡。我们的祖先在长期的医疗实践中,发现了藏象、经络等生命活动现象,六淫、七情等致病因素,以及病态过程中互相抗衡的“正”、“邪”两种力量的存在,穴位是调整功能的枢纽;内因七情:喜、怒、忧、思、悲、恐、惊是致病精神因素,即内在因素;外因:风、寒、暑、湿、燥、火六大类,包括细菌病毒是致病的外来因素。气血是全身的动力,还有内外因等等,这些都是中医学的理论基础,是整体的功能因素。《黄帝内经》和《伤寒杂病论》两部经典医书正是在前人感性认识的基础上向理性认识过渡的产物。在中医思路与方法的指导下,通过望闻问切四诊法收集到的有意义的症、脉、舌象等信息确定患者的“证”,再通过对“证”的辨证施治,确立不同的个性化治疗方法,这与当今许多西医学家提出的个性化治疗非常一致。作为中医学理论的优秀内容,“阴阳”、“五行”等概念,和脏腑经络、病因病机、四诊八纲、辨证论治、治法治则等一整套独特的治疗概念、理论体系都无一不体现出中医学注重人体与自然的和谐相处。中医用药的方剂中讲究君臣佐使,每一个方子都有不同的配伍原则,其内在也是体现出生态平衡的意义,每一种药物都有其治疗作用和副作用,针对疾病的主要药物为君药,为了辅助君药达到更好的效果的药物称为臣药,配合君臣药治疗兼证,或抑制君臣药的毒性,或起反佐作用的药物称为佐药,指引导诸药直达病变部位,或调和诸药的药物称为使药。君臣佐使四类药物的相互影响,给人使用后就能帮助人体尽快恢复生理平衡,疾病自然消失。 2.西医采用了很多化学药物,生产工艺中有很多污染问题 对自然环境产生了极大的破坏,与化学药物不同,中医药的原料都是自然界可再生资源,并且以植物为主,这与人类的饮食习惯一致,也符合现在比较热门的发展低碳经济,绿色环保的理念。现在很多人在饮食中都注意食用适合自身保健作用的有药性的食品,比如鱼腥草、马齿苋、山药、枸杞等药物经常出现在我们的餐桌上,这对于我们提高全民素质,与自然和谐相处的目标很有益处。对于很多新出现的疾病,西医很难在短时间找到有效的治疗方法,但中医药学在中国防治非典和现在肆虐全球的H1N1型流感的应用极大的作用,对于突发的疫情,中医药学工作者及时提供了相应的处方,避免了很多易感人群感染疾病的机会,给疫苗的研发机构争取了时间。 3.生态文明主要是以和谐、可持续发展为发展经济的目标 医药学作为社会经济体的重要组成部分,影响至关重要。中医药学发展到今天,为了让世界人民共享中医药文化带给人类的健康,我们逐渐探索出了一条中西医结合的道路,一方面,在中医药学理论和西方医学理论的指导下,不断地从传统中药中选择具有良好临床效果的中药对其成分进行系统研究,寻找植物中真正起作用的成分,运用先进的监测分析方法对其活性和质量进行监测和监控,开发出更多的源于可再生资源的新药;另一方面,将中医药学理论中的精华与西方医学理论有机的结合起来,根据病人的自身特点制定个性化治疗方案,最大程度上减轻病人的痛苦,减少医疗上的花费,相应的提高了经济效益。中医药学现在面临着重大的机遇和挑战,在构建社会主义和谐社会理论的指导下,中医药学与时俱进的发展模式很适合现阶段的社会环境,在保障人民身体健康的前提下最大限度的保护我们的环境是中医药学进一步发展的方向,随着生态文明与中医药学的不断发展,它必将为人类的健康事业作出更大的贡献。 作者:葛驰宇 张君丽 单位:江苏食品药品职业技术学院医药与健康管理学院 江苏食品药品职业技术学院基础实验中心
环保与安全论文:一体化实训室环保与安全管理论文 一、高职院校生物理实一体化实训室的现状 理实一体化教学要有与专业和规模相适应的硬件设备和学习环境,强调空间和时间的统一性,教学场所的多功能性、复杂性和流动性大等特点,是正常意外伤害的最大隐患。故实训室安全管理需要综合考虑众多因素制定安全管理条例才能从源头上对高职院校生物实训室的安全管理起到作用。生物理实一体化实训基地是训练学生专业能力的场所,实训内容多且很少重复,所用微生物菌种、生物材料以及化学试剂种类不同,所排放的污染物的种类多,成分复杂。目前所排放的污染物来源可分为: 1.学生作品。 学生通过实践获得技能操作能力的提升和对理论知识的深入理解,学生实训作品一般没有实用价值,主要是为了训练某项操作技能或为了验证某项理论而设置的,故大多是废弃物。 2.陈置试剂和回收溶剂。 凡溶剂使用量较大的学生实验,操作规程中一般都有回收的要求,在实际操作中也确实是“回收”了。问题是这些简单回收的溶剂纯度不高,一般不可直接再利用。其中一部分用来清洗玻璃仪器,洗后随水流入下水道,最终还是成为废弃物,仅有少部分被回收利用。积压、陈置试剂是由于各种意外的变动或未使用完全而造成的,久置造成氧化、分解、聚合等化学变化而不可再使用。 3.实训本身产生的三废。 实训中产生的有害气体:操作不当,如仪器装置不严密使低沸点试剂或溶剂的蒸汽挥发出来,逸散于室内,污染环境。生化分离和纯化有关生化产品或产物之后,剩余的残渣、废液等,总量不多,成分复杂,回收再用的价值空间小,也是造成污染的主要来源。 二、规范理实一体化实训室基础设施建设 理实一体化实训室建设的安全与环保设施包括理实一体化实训室的选址、建筑结构、给排水和供气、电气与自控、通风与净化、装修、空调、消防、实验废弃物处理等方面。自2005年以来,我院非常重视理实一体化实训室的安全与环保建设,在生物制药生产性实训基地的实验、实训室建设与改造中投资力度大,把安全与环保建设标准纳入理实一体化实训室基础设施规划与建设中,经过建设,生产车间和各专项实训室布局合理,功能较完善,使实训基地的安全与环保防范水平得到了很大提高。 三、完善各实训室安全、环保制度 根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《关于加强高等学校生物实验室排污管理的通知》等若干安全环保管理法规和政策,结合我院实际,制定系统、周密、规范、科学的规章制度,健全安全、环保管理运行机制,采取有力措施,加强内部管理。 1.建立健全生物理实一体化实训室安全与环保制度。 制度科学合理、完善健全、切实可行,实训室的安全建设才能有法可依,有章可循。主要包括实训车间及实训工程规章制度、守则、6S管理要求、文明公约、奖惩条例等。根据专业理实一体化实训室特点,制订完善了《安全与卫生管理制度》、《生物、化学危险品安全管理细则》、《压力容器安全管理细则》、《理实一体化实训室开放管理办法》及《各室人员的岗位职责》等27个配套的管理制度和落实安全管理实施方案,做到理实一体化实训室安全环保管理有章可循。 2.明确职责,落实责任。 高职院校理实一体化实训室安全与环保管理环节多,部门职能交叉,安全意识薄弱,监管难以到位。学校制定了各实训室安全管理的各项规章制度,但在实际教学中,有些师生并未按照规章制度进行操作,存在实验垃圾和生活垃圾混放等情况。应根据谁主管,谁负责,谁使用,谁负责的原则,加强领导,落实责任,逐级建立安全责任制。 四、加强安全教育与培训,创建实训基地安全文化 加强对学生和教师的安全防范意识教育与培训,是提高实训室管理的关键,也是培养教育主体社会责任感的需要。目前实训基地已将安全文化渗入到每一项规章制度、工作规范、标准和要求当中,使师生形成共同的安全价值观。在实训基地安全文化建设中,重点以思想观念、行为习惯、人文修养等方面的培养教育为主,从教学情境设计、实训过程指导、评价等环节培养学生的安全思维、意识、心理和行为,使每位进入实训场地的师生在安全观念上由“要我安全”向“我要安全”转变,在安全控制上由处理事故向预防事故转变,在安全行为上由他律向自律转变,在安全管理上由领导管理向全员管理转变。安全观念的植入,也成为一种行为习惯。 1.加强安全教育,增强安全意识。 安全教育是防止事故发生的基础性工作,理实一体化实训室安全教育包括:提示教育、警示教育和示范教育。提示教育是在实训场地以宣传展板、图片、标识的形式布置常用安全操作规程、安全温馨提示或安全格言警句等,既短小精悍又富有哲理、意寓深刻,使学生既容易记忆,又乐于接受。 2.规范操作,提高自我防护意识。 规范的实训操作和安全防护措施是理实一体化教学正常进行的重要保证。学生往往忽视对自己的安全防护,在理实一体化教学、综合实训、开放实验、创新实验、毕业论文(设计)实验过程中对学生规范操作管理难以到位,不规范操作损坏仪器、违反理实一体化实训室安全、环保制度和实训操作规程的现象普遍。针对此问题,要求所有学生在实训前熟悉所用器材、试剂的性能、危害性、安全性及安全使用方法,对使用大型精密仪器、高压容器和进行有可能产生人身危害及造成事故的实训项目的人员,必须进行专项指导和培训,熟练掌握操作规程后方可进行独立操作;进入理实一体化实训室必须穿着防护服,提高安全防护意识。在各项实训中,教师都要将规范操作教育贯穿始终,避免学生在科学实验中犯常识性错误,提高自我防护的意识和能力。 五、加强对实验设备的定期检查和检修 实训基地各实训室的实验设备和仪器应定期检查和检修,重点检查仪器连接导线的导通性及破损情况,以及是否有仪器外壳带电等潜在不安全因素,做到及时发现,及时报修。 六、加强理实一体化实训室日常管理 实验室日常管理涉及防火、防毒、防盗等诸多方面的问题,对理实一体化实训室定期进行安全检查是日常管理的主要内容,更是确保安全的重要手段。日常管理包括每周末检查、学院定期检查、系部每月末组织检查并进行小结,能解决的问题及时解决,将理实一体化实训室不安全因素消灭在萌芽状态。加强对理实一体化实训室安全经常化、制度化的监督检查,确保将各项规章制度落到实处,消除理实一体化实训室安全隐患。高职理实一体化实训室安全与环保管理在创造安全和谐的实训环境和保障教学、科研顺利进行等方面具有十分重要的意义,是一项常抓不懈的基础工作。理实一体化实训室的安全环保工作要体现以学生为本,“一切为了学生,为了学生的一切”这一宗旨,确保师生员工的人身安全、国家财产的安全和校园环境的安全。 作者:赵怡红 单位:常州工程职业技术学院 环保与安全论文:浅谈高校生物实验室环保与安全管理 摘要:高校生物实验室是我国高校培养学生实践动手的重要场所,实验室的环保与安全管理是进行科学教研工作的首要前提。本文就高校生物实验室环保与安全管理的各个方面进行总结探讨,希望可以为高校实验管理提供一个比较正确的方向。 关键词:高校;生物实验室:环保与安全管理 一、 前言 高校生物实验室的使用涉及到水、电、气以及各种化学试剂的使用,这些都关系到使用实验室的人员的安全以及学校校园环境的很多问题。为了确保高校广大师生的人身安全,实验室的环保与安全管理成为实验室使用与维护的首要目标。 二、规范实验室基础设施建设 实验室建设的安全与环保设施主要由实验室选址、建筑结构、通风与净化、实验室废物处理等组成。由于我国生物实验方面起步较晚,实验室安全与环保建设一直都是我国高校实验室建设较为薄弱的环节。以前,许多高校往往只是单纯的注重实验仪器的采购与更新,对于实验室的安全与环保问题并没有真正的重视。近几年,各地高校开始慢慢注重这个问题,开始在实验室建设方面加大资金的投入,对于旧的实验室按照标准进行改造。经过合理的规划布局,逐步完善实验室的功能,注重安全与环保方面的问题,使整个实验室的水平跃上一个新的台阶。 三、我国高校实验室环保与安全管理的具体策略 (一)完善安全管理制度,落实安全责任制 生物实验室由于具有与其他学科的交叉性与多重性。在管理上我们既要满足他作为实验室最基本的需要,又要针对生物实验室的特点去制定完善的管理制度。要不断提高生物实验室安全工作的标准化、制度化规范化的管理水平。相关的主管部门要进行抽查和定期检查,来确保相关措施是否落实到位。 (二)加强安全、环保教育 要对师生加强环保、安全的宣传与教育,要将环保与安全管理的意识深入人心。1、学校要组织实验室的管理人员进行专业培训,培养一支具有高素质、责任心强的实验管理队伍。2、实验教师在课前要增加实验室环保与安全管理的内容,对于水、电、气以及各种生物试剂的使用要做到安全第一。3、学生在第一次使用实验室时要进行专门的一节课来进行安全、环保教育,这样可以使学生熟悉整个实验室的环境,了解实验室各种设备与器械的使用原理。掌握化学药品的MSDS。4、定期开展防火、防震演习,了解逃生技能以及一些消防设施的使用。 (三)生物实验室各类废弃物处理的管理 1、生物活性实验材料的处理 生物实验后,有很多活性的生物材料需要进行及时的处理。对于一些细胞和微生物必须进行及时灭活以及消毒处理。对于实验用的固体培养基要进行高压灭菌处理。未进行处理的废弃物不得随意作为日常垃圾进行处理。液体的废弃物要经过15%浓度的次氯酸钠进行消毒30 分,进行稀释后方可排放,这样可以最大限度地减轻对环境周围的影响。生物实验室在对动植物进行实验前,应确保实验材料无传染类疾病。完成后要对动植物的尸体进行合理的安置,禁止随意丢弃。实验动物在进行试验后,要按照要求进行必要的消毒,净化处理后,使用统一包装,送交相关部门集中处理。 2、有毒有害实验废弃物的处理 对于有毒有害的实验废弃物禁止随意丢弃、掩埋。在实验过程中,一些有毒有害的废液处理,如果学校处理的标准可以达到国家排放标准的要进行自行处理,如果学校不具备这个条件,则应该进行封存送交具有处理资质的部门进行处理。对重金属、氰化物、溴化乙锭(EB)、丙烯酰氨、甲酰氨、焦碳酸二乙酯(DEPC)、IPTG、二甲基亚砜(DMS0)、二硫苏糖醇(DTT)、四甲基乙二胺(TEMED)、过硫酸铵等及其结合物要进行分类、分级的收集,避免一些废液混合产生化学反应产生有毒物质。比如过氧化物与有机物,氰化物、硫化物、次氯酸盐与酸等,要根据其特性进行存储,统一送交相关部门进行处理。 (三)放射性废弃物的处理 在实验室中对于一些放射性同位素的使用要严格按照我国的放射性污染防治法规定进行使用。对于购买、领取、使用、归还放射性同位素时要做到准确登记、本人使用,本人领取,要做到帐实相符,实验教师要起到监督指导的作用。对于放射性同位素要做到防火、防盗、放射线泄漏的三防检查。在实验使用前以及结束后要按时进行同位素探测,防止产生污染。对于放射性同位素的垃圾应该做到明确标识,专门容器摆放,专业部门回收的流程进行处理。 (四)推行环保、绿色、清洁实验 随着科学的进步,我们陆续的发明了仿真实验这个方式,仿真实验的应用是环保的、绿色的、清洁的实验,它可以零投入、零污染。避免一些毒性较大的物质接触学生,这种实验尤其适合低年级的新生来做。对现行的试验方法和实验规模进行改革,发挥高校实验中心的监督和统筹的能力,降低实验成本,减少污染物的排放。以达到我们节能减耗、预防污染的目的。在试验中,在实验效果相同的情况下,尽量选择环保、清洁的实验器具。 (五)实验器械与耗材的处理 对于一些可重复使用的器械要做到高温灭菌后,清洁后再次使用,对于一些废弃的实验仪器要进行分类回收,统一处理。 四、结语 高校生物实验室安全与环保管理对于提升生物实验教学效果以及保障科学教研顺利进行有着重要的意义。它是一项需要长期不懈努力的基础工作,我们不应为眼前的一点点成绩骄傲,要坚持不懈的努力下去。实验室的管理团队要本着“安全第一、预防为主、防治结合、严格管理”的原则,在生物实验教学中,充分考虑安全与环保要素,进一步完善实验室安全设施,加强学生的教育,增强学生的安全意识。对实验室的技术人员要加强安全培训,不断提高业务操作技能,提高业务水平和管理的能力。将实验室的不安全因素最早的消灭在萌芽状态,切实保护师生的人身安全和国家财产的安全。 环保与安全论文:论石化安全与环保 【摘要】石油化学工业简称为石化,在全世界范围内石油化学工业都有着举足轻重的地位,石油为人们提供能源、稀有元素以及各种原油等,许多国家都在大力发展石油化学工业。石油化学工业是国家经济重要支柱之一,而且关系到人民群众的日常生活,可以说人们的衣食住行都离不开石油化学工业。现在科学技术和对石油的处理工艺日益进步,而且能够将石油与化学工业相结合,使石油资源利用率更高,应用更为广发。但是现在石化安全与环保成为人们更为关注的问题,文章分析石化安全与环保的发展现状,总结石化安全与环保的重要性。 【关键词】石油化学工业 石化 安全 环保 资源 石化是石油化学工业的简称,也称石油化工,石油化学工业在我国经济发展中有着举足轻重的地位,而且关系到人民群众的日常生活,国家经济发展需要石油化学工业的支持,人民群众的衣食住行也都离不开石油化学工业。石油化学工业是国民经济发展的基础产业,除了为人民生活提供服务,许多行业和领域都离不开石油化工如,建筑业、轻工业、纺织业、电子产业、航天航空、运输、道路桥梁工程等。石油化学工业是运用化学手段和其他工艺对石油和天然气资源进行处理加工,获得石油产品(汽油、煤油、柴油润滑油、沥青、石蜡、液化石油气等),而且还能够得到一些稀有元素如,铀、砷、锑、铋等。 自二十世纪九十年代以来,我国石油化学工业发展速度较快,而且全国石油和石油产品使用量在逐年增加,我国对石油的处理工艺也在不断的进步。但是石油是一种不可再生资源,而且石油化学工业很容易产生一定的污染和安全问题。这需要我们要节约石油资源,提高石油化学工业对石油和天然气等资源处理工艺和手段,减少安全事故的发生和环境污染情况的出现。 1 石化安全与环保现状分析 我国石油化学工业的发展总体上处于上升趋势,资源利用率不断增高,在国民经济中所占比重逐渐增加,但是石油化学工业安全与环保问题逐渐显现出来,这也值得引起人们的重视和反思。 1.1 石化安全问题 石油化学工业不同于轻工业、冶金、加工、零件生产等工业,石油化学工业的运作和发展是伴随着可燃性气体、液体、有毒元素等物质的,所以安全问题就更加容易发生,值得引起人们的充分重视。 1.1.1大型火灾和爆炸问题 石油化学工业主要对石油和天然气用化学手段进行处理和加工获取石油产品,而石油和天然气以及生产出来的产品大部分是依然以爆破的气体或者液体,而且化学反应中很大多伴有发热或者产生火星等现象,这就容易引起火灾或者爆炸的事故发生。我国石油化学工业发生的重大事故也比较多如,1979年吉林液化石油气厂由于球罐爆裂,导致了火灾的发生,死伤严重,并且经济损失达六百万。1984年大连石化公司由于可燃性气体泄漏,发生空间爆炸,人员伤亡总素达百人。近些年来仍然有一些化工企业发生重大事故,对工作人员生命财产安全造成损失,对资源造成浪费,而且对环境污染严重。 1.1.2化学事故问题 石油化学工业中大多都是利用化学工艺和原理对石油等资源进行处理和加工,提取人们所需要的燃烧油或者石油附属产品等。但是石油中含有很多的有毒元素,会对工作人员生命安全造成威胁,而且参与各种化学反应的元素也有许多有毒元素,这些都很容易导致化学事故的产生。2000年的时候,相关调查显示全世界化工企业由于化学事故导致人员死亡最多的国家为中国,死亡人数136人。 1.2 环保问题 1.2.1爆炸和火灾产生大气污染 石油化学工业中生产出来的产品和原材料大多都是可燃性的,但是有很多有毒元素存在石油中,石化爆炸和火灾发生时,会产生大量有毒气体或者温室气体,这些都会对大气造成污染。而且石油化学工业中的爆炸和火灾蔓延速度较快,而且破坏力较大,扑救较为困难,燃烧过程中产生的污染气体还可能对人产生威胁。 1.2.2泄漏问题导致污染事故发生 现在石油化学工业中还存在一个严重的问题就是泄漏问题,泄漏可能导致火灾、爆炸等问题,最为严重的会造成不可估量的污染问题。石化中有毒气体或者可燃性气体的泄漏,能够导致空气质量较低,一旦爆炸或者燃烧产生的有毒性气体对大气层造成破坏。石化中液体泄漏,如果泄漏到河流之中,会产生严重的水污染,而且人们没有较好的扑救措施。 2 石化安全与环保重要性 石化安全与环保是现代石油化学工业发展必须考虑的问题,这关系到企业的发展、环境问题和人民生命财产安全等,石化安全与环保有着非常重要的意义。 石化安全与环保能够保证工作人员和人民群众的生命财产安全,使其能够使用到质量较高的石油产品。 石化安全与环保能够使环境得到应有的保护,不会因为石化事故被进一步污染和破坏。 石化安全与环保能够减少企业和国家的经济损失,能够使石油资源不被浪费,得到合理、高效利用。 石化安全与环保能够使我国石油工业走上良性发展路线,而且能够让我国石化企业在国际中有良好的形象,在让我国人民对化工企业有更多的信任。 石化安全与环保能够使石化企业创造更多的福利和效益,为人们生产生活带来更多的便利,促进我国人民群众生活质量的提高。 3 结束语 石化是国家经济发展的重要组成部分,能够为国家和人民提供石油产品,使各行各业正常运行。石油化学工业在保持生产效益和生产工艺的同时,还应该充分重视安全和环保问题,切实做好生产安全,把污染降到最低。 环保与安全论文:关于煤层气开发建设与安全环保问题的研究 【摘要】我国煤层气资源丰富,埋深2000m以内浅煤层气地质资源约36万亿立方米。煤层气作为一种优质高效清洁能源,其大规模开发利用前景诱人,但应该指出的是,由于技术原因,现有的煤层气开采方式会对浅层地表水造成污染,会对回注水产生影响、会造成废弃液体的交叉重复污染。本文探讨了煤层气的开发建设和安全环保工作,希望推动煤层气的合理开发和利用,从而达到既保护环境又能调整能源结构的良好态势。 【关键词】煤层气 开发建设 安全环保 非常规天然气中煤层气(CBM)的储量占世界天然气总储量的30%以上。由于世界能源价格的持续上涨,美国于20世纪70年代着手对煤层气开发利用,经过数十年的努力现己进入到商业开发阶段。根据资料显示,美国现今每年的煤层气产量己经超过中国的天然气产量。由于特殊的国情,我国的煤层气开发利用还处于起步阶段,我国的只有沁水盆地初步实现了商业开发,距离大规模利用煤层气还有一定的距离。煤层气巨大的储量以及国家能源的紧张等多种因素使其备受瞩目,而其开发建设和安全环保问题也成为煤层气技术突破的一个焦点。 1煤层气的开发现状 1.1地面开发 我国煤层气(CBM)的地面开发始于1970年左右,近年来投入逐步加大,对各种环境都做了实地试验,取得了重大技术突破。据报道,全国的各类煤层气井有615口,截止2005年时,我国地面CBM抽采量仅为1*108m3。 1.2井下抽采 资料显示,我国高瓦斯矿有4462口,其中煤与瓦斯突出的矿井有911口。截止到2005年,我国井下抽采煤矿瓦斯大概为1*108m3。 1.3 CBM的开发利用现状 烃类气体是CBM的主要成分,因此它是一种十分清洁的能源,且价格较为适中,其主要应用: (1)可以提取为化工原料,例如甲醇、炭黑等; (2)民用,CBM经过技术处理后可以作为日常生活中的常用能源; (3)汽车燃料:高纯度的甲烷能代替石油作为汽车燃料,部分城市已建立了CBM加气站; (4)发电:目前我国已经建设了一批以甲烷(CH4 15%)作为原料进行发电的发电厂。 2 煤层气开发的安全措施及要求 2.1 安全隐患 由于煤矿的特殊生产性质决定了这是一个高危产业。在CBM的开发生产中,一般易发生如下事故: (1)物理、化学和热三种因素同时产生的危害性爆炸事故; (2)由未知的物理外力作用产生的物理性事故; (3)由于技术员自身素质的限制,未按规定章程操作设备而引起的责任事故; (4)众所周知,安全事故多发生在生产过程中,而且许多安全问题的根源就是质量问题。 2.2 安全措施及建议 (1)生产方须建立科学完善的瓦斯抽采系统,做到地面CBM与井下瓦斯联合抽采。严格执行《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》,在瓦斯突出开采面抽采率达到国家规定后方可生产。 (2)由于CBM开采行业的复杂性,例如开采技术、国内投资环境以及相应的商业模式和国家能源政策等因素。中国煤层气企业应加大也国外优秀企业的技术合作,引进国外先进开采技术,在国内形成良性竞争,努力提高国内的安全开采技术。 (3)CBM的开发过程中经常发生安全事故,但是这些都是可以预防与控制的。CBM企业应该从安全生产技术、安全生产教育、安全生产管理三个方面着手,尽最大努力保护工人的生命以及国家财产。 (4)加大对工程承包商的安全管理。由于工程承包商的特殊性质,其安全生产管理直接决定了项目的安全生产;所以在签订合同时应明确职责,尤其是对甲方乙方权利与义务做详细规定,同时对承包商的前期资质审查也应严格执行,其施工资质应符合国家有关法律法规。双方应建立良好的合作关系,且实现矿井危害应对联动机制,共同处理安全生产的隐患。 (5)完善规章制度制定详细的操作规程;同时员工应加强对规章制度的学习,提高执行力。并且与高校形成密切的合作关系。高校中庞大的技术队伍以及雄厚的教育资源是企业所不具备的,高校可以提供专业知识,并且委培企业员工,提高企业科技实力;而企业能为高校提供资金,为学生提供实践环境,这样实现双赢,不仅提高了高校的科研条件,还为企业提高了竞争力,为学生提供了理论结合实际的机会,一举多得。 3 CBM开发的环境问题 3.1 可能产生的环境问题 (1)对浅层地表水的影响。由于CBM的开采需要,为了解吸煤层中所吸附的甲烷,必须采用排水降压的措施,把煤矿中大量的地下水抽采出地表。问题在于这种技术会使地下水位严重下降,甚至破坏地下水的循环系统,严重的造成地面沉降,破坏地表环境,同时地表农作物或者植被的生长必然受到影响,进而使生态系统破坏。 (2)管线对沿途的影响。CBM开采后必然要采用输送管线,而管线的施工对生态环境影响的影响尤为严重,例如,污水,固态垃圾,噪音以及植被破坏等等。 (3)废弃液污染。据资料显示,由于技术要求钻井液、压裂液中不仅含有稠化剂、乳化剂还有助排剂和杀菌剂等化学液体。这些化学液体含有大量有害物质,一旦进入地下水循环系统,就可能渗流、迁移,形成大面积的污染源,严重危害当地的饮水源。 3.2 环境保护措施 (1)政府部门加大对高校的财政支出,大力培养CBM开采方面的人才,实现技术革新,改变当前的落后生产工艺。 (2)在基础设施的设计施工建设方面,应提高设计院的设计能力,不仅要考虑生产成本,还应提高对环境污染的认识,在管网铺设中,应加大管理力度,减少对周边环境的直接污染。 (3)对CBM开发企业实行环境监测评估,确保环境保护措施有效实施,同时敦促企业设备的更新换代,采用更为先进环保的设施。 4 结语 由于非常规天然气中煤层气(CBM)的储量占世界天然气总储量的30%以上,同时世界能源价格的持续上涨,使得煤层气的潜力得到了世界各国的一致关注。但是,由于我国的特殊国情,我国的煤层气开采事业起步较晚,远远落后于世界发达水平。所以在其开采的安全性上还有待提高。而煤层气开采时产生的环境问题也受到越来越多的关注。本文希望通过对煤层气的安全建设和环境问题的探讨,为中国的煤层气开采做出一定的贡献。 环保与安全论文:核电,将环保与安全进行到底 近日,中广核集团举行清洁能源科普公益巡展,就核电减排、辐射与发电安全等热点话题,解答市民疑问。 粤核电比例高出全国水平7.7个百分点 “核的能量‘四两拨千斤’!”中广核文化宣传中心品牌经理范兴来介绍,在核电、风电、水电及光电4种清洁能源上,中广核在全国多地均有开发,实现了可观的环境效益。其中2013年广东省核电上网电量为441亿千瓦时,对应减少标煤消耗量1451万吨,减少二氧化碳排放3482万吨,相当于同等造林面积10万公顷,几乎相当于整个香港的面积。 珠三角空气质量在全国位居前列,这与广东核电等清洁能源占比较高,燃煤火电比重下降密切相关。中广核披露的数据显示,截至2013年,广东省清洁能源电力占全省电力结构的30.6%,其中核能发电占比9.8%,分别高出全国整体水平9个百分点和7.7个百分点。但核电占比仍低于美国(19.3%)、远远低于大力发展核电的法国(73.3%),与世界平均水平相比也有差距。 核电会不会发生核爆炸? “核电不是核弹,就像啤酒不是白酒。”中广核现场负责人告诉记者,核弹和核电反应堆都以铀为原料,但两者对纯度的需求则完全不同。核弹要求铀-235纯度在90%以上,而反应堆中核燃料一般只需要纯度5%以下的铀。 “正如烈度白酒可以点燃,啤酒却不能点燃的道理一样,反应堆不会像核弹那样爆炸,因为核燃料纯度不同。” 目前,广东已有大亚湾核电站、岭澳核电站一期和二期、阳江核电站1号机组在运行,还有阳江核电站2到6号机组、台山核电站正在建设阶段,并拟建设陆丰核电项目。此外,中广核在台山上下川岛布局有风电项目、深圳机场有太阳能项目、广州和惠州的抽水蓄能水电项目等清洁能源发电项目。 核电站辐射不及一次胸透 辐射安全也是现场市民咨询的焦点之一。“其实辐射无处不在。去医院做胸透我们都不会害怕,在核电站周边工作生活一年的辐射量,还不及去医院做一次胸透。”现场负责人比喻道。 他以居民在生活中受到的天然辐射量来比较。核电站周围0.01毫希/年,胸肺透视一次0.02毫希/年。北京至欧洲乘飞机往返一次0.04毫希/年,土壤0.15毫希/年,水、粮食、蔬菜、空气0.25毫希/年,“核电站周边有居民活到108岁。” “事实上,经过网友实测核电站辐射还没有城市高”,2013年,南京工程学院的大学生网友曾带着实验室专用的辐射测量仪器,一路上检测辐射数据。核测发现,在核电基地内辐射实测数据比在市区检测的还要低,南京、深圳市区的测量数据0.17到0.19微希伏/小时大亚湾核电基地的测量数据0.13到0.14微希伏/小时。 中广核专家解释道,这是因为所测城市本身的天然本底辐射更高。人类无时无刻都在面临各种天然射线的照射,如宇宙射线和存在于土壤、岩石、水和大气中的铀-238、铀-235、钍-232、镭-226等,这些天然射线的照射就是天然本底照射。 环保与安全论文:地面火炬在实际应用中的安全与环保分析 摘 要:以武汉80万吨/年乙烯工程的ZEECO多点式地面火炬为分析对象,介绍了多点式地面火炬的概况。同时,对地面火炬在实际运行中的安全可靠性以及环保情况进行了分析。 关键词:地面火炬 安全环保 可靠性 分析 一、武汉乙烯工程多点式地面火炬简介 火炬排放装置是石油化工企业相关生产装置必不可少的安全排放燃烧设施,其能否正常运转对装置出现火灾或断电等紧急状况时防止装置由于中断而转为灾难至关重要。火炬按照不同的分类方式有不同的类型,按燃烧器是否远离地面可分为地面火炬和高架火炬,按火炬燃烧器的形式可分为单点燃烧火炬和多点燃烧火炬。 武汉80万吨/年乙烯工程选用的是多点燃烧火炬,采用的是美国ZECCO公司技术,是目前国内燃烧排放量最大,技术最先进的地面火炬。按照工艺装置火炬气排放情况,火炬系统分为火炬气可回收和不可回收情况,不可回收火炬气又分别进两套不同的火炬系统,即烯烃火炬和聚烯烃火炬。烯烃火炬用于处理乙烯裂解装置、裂解汽油加氢装置、丁二烯抽提装置、芳烃抽提装置、MTBE/丁烯-1装置、中间罐区、原料罐区以及铁路装卸站各工况下排放的高压火炬气。烯烃火炬设计最大排量为1620t/h,共有19级燃烧器,42支长明灯以及692个烧嘴。聚烯烃火炬用于处理JPP装置、STPP装置、LLDPE装置、HDPE装置、产品罐区、C5分离装置各工况下排放的高压火炬气。聚烯烃火炬设计最大排量为670 t/h,共有12级燃烧器,28支长明灯以及289个烧嘴。根据火炬气泄放压力进行升降级控制,前五级设置蒸汽消烟设施。每级燃烧器配置有2支长明灯(2-5级3支长明灯),每支长明灯有HEI和FFG两种点火方式,可实现自动、远程和就地点火。 地面火炬系统是通过控制燃烧器处的泄放气体速度(压降)来保证适宜的火焰形状,并保证火炬气在整个运行范围(0-100%的设计流量)能够达到无烟燃烧。为保证燃烧器的压力能够一直保持在最佳运行的合适范围内,火炬系统采用特殊的分级运行。分级运行是通过分级阀组来改变处于工作状态的燃烧器的数量,由此保证火炬气在燃烧器处始终有足够的速度和能量,以吸入足够的空气并形成低辐射的无烟燃烧。 二、ZEECO地面火炬安全可靠性分析 ZEECO技术地面火炬其特殊的设计工艺以及在实际中的运行情况,现从分级控制、点火设施、爆破针型阀和N2后吹扫几个方面对ZEECO地面火炬的安全可靠性进行分析。 1.火炬气排放分级控制 烯烃火炬和聚烯烃火炬两个系统是基于顺序分级技术控制火炬气排放的。分级的目的是为了保证泄放气在火炬头处无烟燃烧时有足够的速度,以使火炬头处的泄放气有足够的能量与空气掺混从而实现有效燃烧,保证了火炬气排放的有效性以及安全性。分级控制分为升级控制和降级控制。第一级仅使用一排火炬头,并且第一排仅有少量的火炬头,目的是保证泄放气在火炬头处有足够的速度从而实现无烟燃烧。如果流量持续升高直至达到第二级对应的压力,第二级的分级阀会开启,相应的火炬头会投入使用,更多的泄放气得以燃烧,泄放气压力会降低。随着流量的继续升高,并达到更高级对应的压力,相应级的分级阀就会打开,一排或几排火炬头会投入使用以满足更高火炬气流量的要求。当泄放气流量降低时,火炬系统投入使用的级别会顺序降低。当投入使用的级别降低时,相应级别的分级阀会关闭,一排或几排火炬头会停止使用以维持总管压力和相应火炬头处泄放气的速度。在分级火炬操作的任何时候,视释放到泄放火炬的气量的大小,升级与降级的过程可以互相转换。通过这样连续并可相互转换的升降级控制,有效的减少了当压力突然变化所产生的危害。 2.长明灯及其点火设施 为确保紧急情况下大量排放火炬气能够有效燃烧,ZEECO技术提供了足够数量的长明灯。每排燃烧器配有2支长明灯(2-5级3支长明灯)。长明灯具有高可靠性。为验证长明灯的可靠性,ZEECO 公司曾对其进行了飓风暴雨试验,试验时的风速最高达 267 公里/小时,同时,降雨强度最高达1.32 米/小时,长明灯依然保持工作,没有失效。 武汉乙烯两套火炬装置从2013年6月份投用以来,经过多次大风暴雨考研,航明灯燃烧未受到影响,证明了长明灯的安全可靠,有效的保证了火炬的安全运行。 同时,为了使长明灯长明,也配备了特殊的点火设施,即自动-手动高能点火并配有自动火焰前置点火,可有效实现自动、远程和就地点火。每个长明灯均具有远距离火花点火的能力并装有热电偶以检测火焰。在当长明灯火焰熄灭时,高能电子点火系统会自动重新点燃长明灯并报警。长明灯带有单个高压点火探棒,位于长明灯组件的外端部。高能电子点火装置带有电容放电电子模块,在距离长明灯点火探棒最远300米处即可以工作。这种类型的点火装置被广泛应用于地面火炬系统,应用非常成功。相对于常规的点火系统而言,这种长明灯点火系统的最重要的优点是其消除了将火花引至长明灯头的内部高压棒。常规的点火使用的是一个火花棒,从过去的经验看此点火棒经常会因为潮湿而短路。潮湿对于高能点火系统没有影响。事实上,高能点火探棒即便浸在水中也可以产生火花。这也消除了因大雨天气给火炬系统带来的不安全隐患。高能电容放电系统的接线适用的外部温度可以高至510摄氏度。 除了高能点火系统之外,还配有备份的手动内传焰点火系统,以备高能电子点火系统失效时,由内传焰点火将长明灯点燃。内传焰点火系统的爆燃室安装在点火盘上的,空气和燃料气在爆燃室混合点燃后,将会通过管线向长明灯传递球形火焰(火焰前置)从而点燃长明灯气。 3.氮气吹扫系统 每个火炬系统的第一级设有可燃气体吹扫以保证氧气不会进入系统。 除了设置常规的用于清扫从装置来的火炬气总管系统的可燃气体的吹扫系统之外,火炬还设计设置了附加的后吹扫系统,以保证燃烧器延伸管的长寿命,并消除任何内部燃烧和延伸管内回烧的可能性,进一步保证了火炬气回收的安全可靠性。在每个分级事件之后,DCS 系统的逻辑会使已经关闭的延伸管的阀门打开,预先设定的氮气流将会启动并进入处于这些分级阀下游的延伸管和燃烧器。预先设定的氮气流量可以保证清扫燃烧器流道内所有的烃类。在设定的清扫流量满足之后,氮气注入阀会关闭。 为保证系统的安全,还设置了连续氮气吹扫旁路系统,此系统作为分级阀的旁路,可以提供小量连续氮气吹扫,以保证轻质组分不会渗透至分级阀的下游。 三、ZEECO地面火炬环保情况分析 1.防辐射墙 随着我国对环境保护的要求越来越高,我们引进设备的时候也要着重考虑设备是否能够达到环境保护的要求。设置防辐射围栏的最主要的目的是保证地面火炬系统内空气的合理的分布,并使防辐射围栏外部没有较高的辐射水平,并消除防辐射墙外地面上的可见火焰。对于武汉乙烯火炬,设计标准是按照防辐射墙外地面任何一点的辐射水平不得高于1.58千瓦/平方米,同时要求任何工况下火焰均不会外露。依此,地面火炬系统四周均提供高度为18.28 米,安装在混凝土基础上的防辐射防风墙。此防辐射墙由热镀锌钢板建造而成。另外,与前8级直接在一条线上的墙板将采用材质为304 不锈钢的额外屏障,安装在防辐射墙火炬一侧,以延长防辐射墙的寿命。 防辐射墙可以保证从地面火炬系统排放出的可见光和辐射是最小的。围栏的下部是完全敞开的以保证燃烧所需的足够的空气可以流入火炬系统。(如图3.1) 图3.1武汉乙烯地面火炬防辐射墙 2.噪音控制 火炬燃烧时,伴随着热量、气体、光的能量释放会产生噪音。地面火炬燃烧时的噪声大致有三个来源:(1)来自火炬燃烧器的喷射气流与周围空气相混合的噪音;(2)消烟媒介以及相关的混合;(3)排放气体通过管道和阀门时产生的噪音,它们会沿着火焰传播消失在顶端; 武汉乙烯地面火炬设计时考虑到多级燃烧器的噪音对周边的影响,其采用了自吸入式垂直燃烧的燃烧器,这些燃烧器布置在地面以上一定的高度以保证充足的空气来源。在围栏设计上采用矩型槽瓦楞板结构,具有良好的吸音降噪特性。最大排放量燃烧时,围栏外50米处的噪音约在95-100分贝。 3.无烟燃烧 燃烧器间既要留有足够的距离以保证无烟燃烧所需要的空气有足够的进入空间,又要保证燃烧器之间能够互相传焰点火。如果有任何火焰受到了其它火焰的围困,就会因为缺乏空气而产生烟。地面火炬燃烧器采用了 “自由喷射技术”的先进技术。燃烧器并不是直接安装在延伸管上方的,而是安装在延伸管的侧面,即燃烧器采用独到的三角交错方式排布如图3.3所示。实践证明,采用这种交错排布方式可以更好的保证任何燃烧器的火焰不会受到相邻两个燃烧器火焰的“围困”。 这种燃烧器的设计能够将更多的周围的空气引射到泄放气流中,更加有效的混合泄放气和空气。对很宽的气体组份范围气体的实际应用以及工厂测试证明,“自由喷射技术”燃烧器会产生更加紧凑和长度更短的火焰,并能在更低的泄放气压力下实现无烟燃烧。 在确定火炬头数量、能力和排布时,武汉乙烯地面火炬充分考虑了各种可能工况下火炬头上方的体积热流密度,而不仅仅限于主导工况。以烯烃火炬为例,芳烃抽提装置单独泄放(平均分子量为82.7)、三事故停水(平均分子量为59.8)等工况发生时火炬头上方的热流密度会远高于主导工况,也就更加难以实现无烟燃烧。在充分考虑这些特殊工况的基础上,武汉乙烯地面火炬合理的分配了火炬头能力:(1)合理的确定了蒸汽消烟燃烧总能力。蒸汽助燃可以大大提高火炬头的处理能力,并使火炬头在泄放气压力很低的时候也可以实现无烟燃烧,这是压力助燃火炬头无法做到的。在确定蒸汽助燃火炬头的总处理能力时,综合考虑了各种可能的工况组合。(2)采用了较大的火炬头数量,使得压力助燃火炬头具有合理的能力,即便是最高平均分子量的工况单独发生时单个火炬头的处理能力也不超过4.5吨。根据实际情况,对于武汉乙烯的火炬气组分和处理量以及各种可能发生的工况,设计适当数量的火炬头,获得较短的火焰,并保证火炬气与空气的完全掺混以保证完全无烟燃烧。 四、结论 根据武汉乙烯地面火炬一年多的运行情况,通过对武汉乙烯地面火炬的安全可靠性以及环保情况进行分析后,我们可以看出地面火炬是安全可靠的,并且在环保措施上也是进行了有效地加强的。相对于高架火炬,地面火炬是具有光污染小,火炬噪音小,维护方便等优势的,如今地面火炬在我国已经得到了一 定的应用,而且随着国内企业安全、环保、节能要求的提高,地面火炬必将得到更广泛的运用。 环保与安全论文:高职理实一体化实训室环保与安全管理探析 摘要: 高职理实一体化实训室是培养具有实践创新能力的高素质人才的场所,理实一体化实训室的环保与安全管理是教学、科研工作正常开展的前提。结合常州工程职业技术学院三年来生物理实一体化实训室的工作实践,从基础设施建设、完善规章制度、健全运行机制、安全教育培训、个人安全防护、规范性操作、危化品管理、实验废弃物处理等方面对生物理实一体化实训室的环保与安全管理进行了总结探讨。 0 引言 本文根据三年来理实一体化教学的工作实践,结合我院理实一体化实训室目前的现状、安全与环保管理工作进行总结和探析,旨在为改进高职院校“理实一体化”实训室管理提供参考。 1 高职院校生物理实一体化实训室的现状 1.1 高职院校生物理实一体化实训室的安全管理系统的重要性 生物制药生产性实训基地各单元实训室,在整个教学过程中尤为重要,其安全与环保管理方案也需要在各方面进行合理的规划和统一要求,以便在安全、环保的前提下提高其实用效率。因为作为情境教学的平台,理实一体化实训室可以使本专业的学生更加翔实形象的了解职场工作情景、工作流程、工作技能和工作目标;同时也是高职生理论与实践教学地点,更是引领学生进入职场的理想状态的演练场所。所以,高职院校生物理实一体化实训室的安全和环保管理至关重要。 1.2 高职院校生物理实一体化实训室的安全管理分析 理实一体化教学要有与专业和规模相适应的硬件设备和学习环境。由于此种教学方法强调空间和时间的统一性,所以在教学中需要涉及很多实验材料,无论是哪一种有危害的实验材料出现问题,都可能出现对操作者产生伤害,所以实训室的安全管理需要兼顾学生的实训、教师的教学科研以及师生的安全等因素进行多方面考虑,综合众多因素制定安全管理条例才能从真正意义上对高职院校生物实验室的安全管理起到行之有效的作用。 1.3 高职院校生物实验室的环保管理分析 生物制药理实一体化实训基地是训练学生专业能力的场所,每天都有大批学生进行实验实训,且实训内容一般是不重复的,所用微生物菌种、生物材料以及化学试剂种类不同,所排放的污染物的种类多,成分复杂。随着高职教育事业的发展和学生人数的增加,会加速污染物的累积。目前生物教学实训所排放的污染物来源可粗略地分为:①学生实训作品。②回收溶剂和陈置试剂。③实训本身产生的三废。 2 规范理实一体化实训室基础设施建设 理实一体化实训室基础设施是保障理实一体化实训室安全的首要条件。自2005年以来,常州工程职业技术学院非常重视理实一体化实训室的安全与环保建设,在生物制药生产性实训基地的实验、实训室建设中投入大量经费,不仅配置了大量先进高端的仪器设备,而且按照专业要求,对理实一体化实训室进行了改造。经过建设,生产车间和各专项实训室布局合理,功能较完善,使实训基地的安全与环保防范水平得到了很大提高。 3 完善各实训室安全、环保制度 3.1 建立健全生物理实一体化实训室安全与环保制度 科学规范的安全与环保管理制度建设是实训室实训基地内部用以调节和规范师生活动及其相互关系的各种规则,是各实训室正常、高效运转的有力保障。此外该院根据专业理实一体化实训室特点,制订完善了理实一体化实训室开放管理办法及各种理实一体化实训室人员的岗位职责等29个配套的管理制度和落实安全管理实施方案, 做到理实一体化实训室安全环保管理有章可循。 3.2 明确职责,落实责任 高职院校理实一体化实训室安全与环保管理环节多,部门职能交叉,安全意识薄弱。学校制定了各实训室安全管理的各项规章制度,但在实际教学中,有些师生并未按照规章制度进行操作。根据谁主管,谁负责;谁使用,谁负责的原则,加强领导,落实责任,逐级建立安全责任制。并明确各级安全工作职责、执行标准及奖罚原则,实行不定期抽查和每月一次检查,半年和年终都有总结,发现问题及时解决。 3.3 建立理实一体化实训室安全应急预案 理实一体化实训室是安全管理的要害部位,必须进行重点防范。坚持预防为主,强化安全责任意识,学校实行节假日专人值班制度,开启实训基地安全监控设备,认真做好节假日的防火、防盗、防爆炸、防事故和防突发事件的工作。同时构建反应迅速的应急机制,以防止和处置突发事件。 4 加强安全教育与培训,创建实训基地安全文化 加强对学生和教师的安全防范意识教育与培训,是提高实训室管理的关键,也是培养教育主体社会责任感的需要。目前实训基地已将安全文化渗入到每一项规章制度、工作规范、标准和要求当中,使师生形成共同的安全价 值观。 4.1 加强安全教育,增强安全意识 安全教育是防止事故发生的基础性工作,理实一体化实训室安全教育包括:提示教育、警示教育和示范教育。提示教育是在实训现场布置一些安全操作规程、安全温馨提示或安全格言警句等宣传展板、图片、标识。警示教育是在实训中必须进行安全监督。示范教育是指教师以身作则。 4.2 规范操作,提高自我防护意识 规范的实训操作和安全防护措施是理实一体化教学正常进行的重要保证。因此要求所有学生在实训前必须熟悉所用器材、试剂的性能、危害性、安全性及安全使用方法,严格遵守操作规程,做好自我防护工作。在各项实验中,教师都要将规范操作教育贯穿始终,提高学生自我防护的意识和能力。 5 加强对实验设备的定期检查和检修 实训基地各实训室的实验设备和仪器应定期检查和检修、及时发现和消除存在的危险隐患,重点检查仪器连接导线的导通性及破损情况,以及是否有仪器外壳带电等潜在不安全因素存在,做到及时发现,及时报修。 6 加强理实一体化实训室日常管理 对理实一体化实训室定期进行安全检查是日常管理的主要内容,更是确保安全的重要手段。安全检查项目包括压力容器、危险品、防盗、设备等,相关责任人每天检查这些项目并认真填写检查记录,能解决的问题及时解决,将理实一体化实训室不安全因素消灭在萌芽状态。 7 结束语 高职理实一体化实训室安全与环保管理在创造安全和谐的实训环境和保障教学、科研顺利进行等方面具有十分重要的意义,是一项常抓不懈的基础工作。理实一体化实训室的安全环保工作要体现以学生为本,“一切为了学生、为了学生的一切”这一宗旨,只有把理实一体化实训室不安全因素消灭在萌芽状态,把安全与环保意识的培养纳入学生工程素质培养的考核目标之一,才能确保师生员工的人身安全、国家财产的安全和校园环境的安全。
环保节能论文:道路施工节能环保论文 1我国道路建设施工中存在的污染问题 1.1大气污染 在工程施工现场,常常会有堆放着的石灰、砂石料场、沥青、水泥混凝土料拌和厂等,这些在使用过程中都会产生很多的固体颗粒,造成大量灰尘。如果季节比较干燥,又有大风,空气中就会漂浮一些轻微的粉尘、颗粒等,对空气的污染很大。 1.2噪声污染 众所周知,交通工程的施工需要很多机械设备的合作,因此,产生的噪声污染也是非常令人头疼的问题。一般常见的噪声污染包括:(1)机械作业时产生的杂乱的、随意的噪声,不同机器设备产生的噪声源也不尽相同,因此给周围居民造成的干扰很大。(2)交通工程项目施工建设中的噪声源的扩张,特别是流动性的噪声源,虽然产生的一次性危害没有固定声源的严重,但是却扩大了噪声污染的范围。(3)相对于一般的交通施工,道路施工所产生的噪声污染只是在施工阶段,所以施工单位完全可以事先了解施工场地及周遭环境,在作业过程中,及时采取措施,尽量降低噪声污染。 2道路施工环保节能概念 道路施工应该将环保节能作为主要的诉求点,施工单位应该利用一些新技术、新设备对资源和能源进行有效利用,做好控制工作。首先交通工程要掌握一些节能技术,利用先进的节能技术来实现提高舒适程度的目标。交通工程施工节能技术在施工领域具有很高的价值,一般我们认为,道路施工环保节能概念就是指,在道路的施工过程中,通过对节能技术的运用,从而达到控制消耗能源的目的,采用各种节能技术的有效运用完成对能源和资源消耗的控制,达到节能和环保的效果,并且还可以在确保过程质量的前提下,形成道路施工的新型技术体系。道路施工环保节能概念应该被牢记,交通工程不应该以牺牲环境为代价为大家造福,而是应该在兼顾环境平衡不受破坏的条件下为人民造福。 3加强道路施工环保节能的措施 3.1加强道路施工中的节能环保意识 作为施工单位或者工程人员,要想做好节能环保的工作,就必须从内心认清其重要性,从意识里面认清环保节能的意义。(1)有关部门和负责单位应该大力宣传道路施工环保节能,多展开一些宣传活动,特别是在工程的前期,这样可以使施工单位充分认识环保节能的重要性,还可以引导社会公众提高对节能环保施工的认识,增强各自的社会责任感,最重要的是能够使大家自发地形成一种环保工程的自觉性。(2)充分利用交通业的人力资源优势,加强培养技术型人才、管理型人才、一线的施工工人等等,要尽可能的让大多数的道路施工人员事先了解掌握节能环保施工的要求、原则、方法等,以便在工程施工中及时的、灵活的运用,保证实施效果。(3)树立一些环保节能的典型企业单位,并且通过一些报纸、电视等宣传媒介大力宣传其优秀经验,在道路施工行业形成一个良好的示范作用,起到带头作用,可以给整个行业带来良好的循环。 3.2加强施工阶段的环保监测管理 交通工程项目施工的过程中,不免会发生一些毁林占地现象,还有就是对空气造成污染,对水资源的破坏,甚至是造成水土污染等,这些问题都需要相关部门的监测和管理。环保行政管理部门应该认真履行责任,定期对道路施工项目进行监督,对于施工中的污染超标问题要进行揭发和控制。有严重破坏环境并且不配合整改的施工单位,则应该通过法律手段强行禁止其不良行为,确保环境的保护。 3.3采用先进设备 交通工程施工企业在施工过程中,应该采用一些先进的施工设备和施工技术,切记不要固步自封。只有不断地进行自我改进和完善,才能保障道路工程使用后性能的最大化。采用先进设备,不仅可以提高工程的质量,还可以最大化的减少污染物排放量,特别是道路施工产生的废水、废渣等。道路施工中,一定要结合现场的时间环境情况,保护周围的生态环境,针对不同的条件提出不同的方案,千万不要破坏周边的环境,一定要因地制宜。此外,在道路施工的过程中,要将隔离防护设备提前设置好,工程中的项目在实施时应该采取封闭式,尽量减少施工中产生的污水、噪声等。道路施工中产生的污染物,比如粉尘,处理不好的话还会对人体造成直接的伤害。 3.4使用新型环保的材料 要想在道路的施工过程中减少污染,还需要采用一些节能环保型施工材料。这些材料大多都是绿色材料,对环境不会造成影响。当然,这些节能环保型的施工材料的化学成分和物力成分必须符合道路施工的要求,一定要从多方面考虑其使用,以达到对环境影响的最小化。在道路施工环节中,一定要选用绿色的建筑材料,对于不符合规定的材料要禁止使用或者停用。只有安全达标的材料才能在基础上保证道路的质量安全,才能避免投入使用后出现的龟裂等问题。 3.5具体问题具体分析 (1)针对水污染这个问题,需要在材料和废弃物两方面进行注意。首先,特别是混凝土、砂浆的搅拌中,要尽量使用沉淀池,废水经过沉淀池的两次沉淀之后再排入规定管道;对于废弃的石子等,要注意适当地处理,不要随意堆放、倾倒入水里等。(2)针对噪声污染这个问题,则应该在道路施工的过程中采取一些降噪措施,比如控制施工的时间,将产生强噪声的成品、半产品加工和制作放在工厂或者车间里完成,尽量减少对周围居民的干扰。(3)针对大气污染,也只能实现采取一些防范措施。首先,可以通过洒水减少微颗粒的漂浮,避免扬尘;将水泥、石灰等粉细散装材料,以袋装的形式进行存放,也可以避免扬尘;在运输材料的过程中,也要注意对一些粉细散装材料的遮盖和保护,尽量减少在运输过程中散落,给扬尘造成机会。 4结束语 我国的环境情况近年来一直在恶化,不容乐观。各种提倡环保的方针政策纷纷出台。所以,不管哪一个行业都必须以环保为主。在道路施工中采用一些环保节能措施是非常重要的。我们的城市不仅需要发展,更需要一个绿色健康的可持续发展的环境!所以在交通的施工中运用节能环保措施,既能充分利用施工材料,又不会给周围环境带来压力。降低对环境的污染和破坏应该是道路工程的首要考虑因素。希望节能环保的理念可以为国家的可持续发展带来更大的贡献! 作者:王萍徐黎祥单位:湖州市公路水运工程监理咨询有限公司 环保节能论文:节能环保技术土木建筑论文 1节能环保技术在土木建筑施工中的运用现状和问题 1.1土木建筑施工设备陈旧在土木建筑施工中,部分施工企业为了节省成本,在土木建筑施工中使用陈旧的机械设备。陈旧的设备效率低,耗油、耗水、耗电多,需要消耗更多的人力物力资源,形成资源的浪费。另外陈旧的设备容易产生过多的废水、废气、尘土和噪音,加剧了环境的污染和破坏。 1.2土木建筑施工企业节能环保管理机制有待完善土木建筑施工企业管理粗放,不重视节能环保,在组织设置上缺乏节能环保相应组织的设计,在节能环保管理机制上存在不容忽视的问题。例如土木建筑施工节能环保管理上责任不明确,缺乏土木建筑施工节能环保监督机制,缺乏节能环保考核机制不健全。 2土木建筑施工中应用节能环保技术的措施 2.1在土木建筑施工中应用太阳能技术太阳能应用于土木建筑施工,可以减少化石燃料的使用,减少电力等二次能源的使用,可以防止因为燃料产生的一次污染和二次污染。而且在土木建筑施工中应用太阳能技术安全可靠、维护简单。在土木建筑施工中应用太阳能在技术比较成熟。土木建筑施工区往往比较开阔,光照充足,通过太阳能进行发电、蓄能和电力使用,在节约能源的同时防止了环境的污染。 2.2对裸露土方的覆盖土木建筑施工时,会挖出大量的土方,有大面积土层的裸露。而土木建筑施工往往在人群密集的区域,裸露土方的扬尘,会对环境产生极大的不利影响,给附近居民的生产生活带来不便,造成了严重的环境污染。所以土木建筑施工时需要对裸露土方进行覆盖。 2.3在土木建筑施工中应用新型的节能环保材料在土木建筑施工过程中,可以使用粉煤灰等作为新型材料,粉煤灰是火力发电厂所排放的废弃物,用粉煤灰制作混凝土砌块,可以产生良好的保温效果。这样可以减少生产垃圾和建筑垃圾,提高建筑的保温性能,有利于土木建筑施工的环保。节能材料的应用可以提高土木建筑施工节能环保的水平。 2.4节约水电使用培养施工人员养成节约用水的好习惯。土木建筑施工做好用水的控制,将生活用水与施工用水分开,采取分路供水的方式。土木建筑施工时注意废水循环使用,建立雨水收集装置。清洗设备时使用施工用水而不是生活用水。培养土木建筑施工人员节约用电的习惯。采用智能电器装置实行分路供电,防止电力资源的浪费。定期检查和维护电器设备,保证土木建筑施工设备在节约用电的情况下有效工作。 2.5优化土木建筑施工方案进行以节约能源土木建筑施工时节能环保技术的应用是动态的。土木建筑方案在实践中随着条件的改变,可能需要有所变化,土木建筑施工节能环保技术也需要随着土木建筑方案的变化进行改进和优化。土木建筑施工是一个连续不断优化的过程,经过优化土木建筑施工的方案,可以更合理的对人力和物力进行安排,防止资源的浪费,更好地监督和防止物资浪费的现象,防止机器空转、人员窝工等问题。当土木建筑施工时,在一定条件下允许立体的交叉作业,充分利用机械设备,提高建筑材料再利用率,努力实现土木建筑施工的节能和环保。 3土木建筑施工中应用节能环保技术的管理保障 3.1提高土木建筑施工人员节能环保意识只有提高土木建筑施工企业管理者和员工的节能环保意识,才能提高土木建筑施工企业管理者和员工进行节能环保管理和技术应用的热情。节能环保意识是时展的趋势,是土木建筑施工企业社会责任的体现,关系着土木建筑施工的形象与信誉,有利于土木建筑施工企业的长远利益和发展。土木建筑施工企业应通过组织培训和教育,加强节能环保观念和技术学习。通过责任的明确和绩效的考核,提高土木建筑施工人员应用节能环保技术的积极性。 3.2制定更新老旧设备及时更新的制度要建立老旧设备的淘汰更新制度,以及时更新土木建筑设备。根据制度土木建筑施工企业要及时更新老旧的机械施工设备,防止对水、电、燃料的耗费,减少资源的浪费。在老旧施工设备的更新中,要注重引进节能环保的新设备,并培养土木建筑施工作业人员养成良好的节能习惯。土木建筑施工设备使用,要通过制度进行规范,必须严格的遵循定型化、工具化和标准化。 3.3建立健全土木建筑施工节能环保监督管理机制建立健全土木建筑施工节能环保组织机构,把节能环保的责任落实到人。在土木建筑施工现场成立节能环保领导小组,组长由项目经理担任,节能环保领导小组的组成人员包括材料员、核算员、技术责任人等。将土木建筑施工企业节能环保责任彻底监督落实。确保将节能环保技术应用到土木建筑工程施工中。 4结束语 节能环保问题受到了世界人民的关注,节能环保技术在土木建筑施工中的应用将有利于社会的可持续发展,土木建筑施工企业应用节能环保技术是实现节能型社会、确保社会和谐安定重要的措施。节能环保技术在土木建筑施工中的运用可以展现施工企业良好的社会责任感和较强的技术实力,对建筑行业长远发展具有积极的促进作用。土木建筑施工企业要积极地应用节能环保技术,为企业长远的发展打下基础。 作者:姬程飞单位:黄河交通学院 环保节能论文:氨肟化装置中的节能环保论文 一、节能技术 1.泵电机变频技术氨肟化装置大型运转设备较少,目前国内氨肟化装置运用变频技术的较少,一般通过出口阀门开度调节,能量损失大。根据流体力学原理,泵轴功率P与转速N的三次方成正比,在保证流量稳定的条件下,降低泵的运转频率,可有效降低泵功率,节省电耗;转速下降可延长泵的寿命;克服因调节阀故障造成生产波动,控制更加平稳且精度高。本装置机泵大量采用节能优势明显的变频技术,例如釜液循环泵、叔丁醇进料泵、叔丁醇塔顶回流泵、重排进料泵、反应釜搅拌器等,其中釜液循环泵电机功率185KW,釜液循环泵增加变频后频率由50Hz下调到~40Hz即能满足生产,而电流降至120A,节能效果显著,提高了电机功率因素,减少了无功功率消耗。 2.热量回收技术环己酮肟凝固点为88.8℃,为避免环己酮肟凝固堵管,装置管道大量设计为夹套管或者伴热管,同时设有单独的热水系统为其提供热量,正常生产过程中随着系统热量的损失需通过低压蒸汽为热水系统补充热量。环己酮肟从第二精馏塔塔底进入肟储槽,第二精馏塔塔底温度在150℃左右,在进入肟储槽之前要降温至100℃,利用30℃左右的循环水降温会浪费部分热量,如果控制不当有可能使环己酮肟温度降至90℃以下导致管道堵塞,改为采用热水系统95℃左右的热水与环己酮肟换热可降低环己酮肟温度的同时提高热水的温度,具有较好的节能效果,更重要的是可以避免环己酮肟温度低于凝固点而堵管的风险。 二、环保技术 氨肟化装置主要污染物有含氨、叔丁醇等的反应尾气,含甲苯、叔丁醇、环己酮肟的物料和废催化剂等,生产中应通过尾气吸收装置尽量吸收尾气中的氨、叔丁醇,同时含甲苯和含叔丁醇的物料不能就地排放,应该分开进行回收;反应系统的失活催化剂则可再生后重复使用,通过这几点的控制,基本可避免环境的污染。 1.回收尾气中氨和叔丁醇将排放尾气中的氨和叔丁醇降至最低,不仅可以减轻环境污染,也可以降低原料消耗,对产品成本有直接影响。目前一般是在尾气吸收塔内通过和除盐水逆流接触吸收尾气中的氨和叔丁醇,反应釜尾气一般在80℃左右,而且氨被水吸收的过程放出热量导致吸收液温度升高,至氨在水中的溶解度变小,影响尾气吸收塔的吸收效果。通过将尾气冷却器循环水改为7℃冷冻水可明显提高尾气吸收塔对氨和叔丁醇的吸收能力,降低排放尾气中的氨和叔丁醇。 2.机泵增设密排管线设备检修时要将内部的物料排净,通过在泵出入口管线增设排净线,如釜液循环泵、催化剂输送泵、尾气吸收液进料泵、反冲液进料泵、叔丁醇循环泵、叔丁醇进料泵等均设置有接到残液槽的密排管线,设备检修时可通过密排管线直接将物料排放至残液槽,避免跑冒滴漏,现场环保清洁。 3.回收含叔丁醇、甲苯、肟物料环己酮肟生产中取样时置换取样容器后的物料含叔丁醇、甲苯、环己酮肟,如果直接就地倾倒,不仅对环境造成了污染,还增加了工艺物料的损耗,因此必须将各个取样点的置换液先收集起来,分类回收至系统;分析后残余的环己酮肟已经凝固成固体,甚至有部分会被空气氧化变质,因此一般都是直接作为化学废物处理,如将其回收处理,则避免了环境污染,同时降低了环己酮肟生产过程中物料消耗,增加了经济效益。 4.失活催化剂回收再利用环己酮氨肟化反应系统TS-1催化剂因在长期运转过程中骨架上的Si或Ti溶出破坏TS-1分子筛结构,同时杂质堵塞催化剂孔道都会造成催化剂失活,通过催化剂卸料装置将失活催化剂推出反应系统,统一由催化剂制造厂家回收再利用,可以减少“三废”排放,保护环境。 三、总结 总之,针对化工行业一直以来存在的高耗能、高污染、资源不能最大限度利用的问题,采用更加节能环保的技术实现清洁生产是企业提升竞争力的必然需求。同时化工企业的节能环保是一个需要长期坚持的工程,需要政府、企业、职工群策群力,这样才能既产生经济效益又实现环境收益。 作者:车小军李军游华彬单位:湖北三宁化工股份有限公司 环保节能论文:供热锅炉节能环保论文 1供热锅炉管理 1.1供热锅炉台数与容量在设置备用供热锅炉时,要注意在采暖锅炉房,是可以忽略备用锅炉的。但在设计备用锅炉时,依然有不如人意的地方,如备用锅炉过多的设计,却无法提升运行效率,占地面积、投资都增加了,很难节能。有研究数据显示,在供暖季节,并非所有锅炉满负荷运行,满负荷运行的仅占总量的2~5%。所以,备用锅炉设置要精心考虑,能免则免。 1.2锅炉炉型炉型选择要与供热量相适应,可参考JGJ26-95标准规定。该规定要求锅炉运行时,其效率应该超过80%。当然,受地域条件限制,各经纬度城市设计供热锅炉时存在差异,但也有必要依照供热锅炉适用标准做好锅炉选择。 1.3热负荷计算作为能量转换设备,设备选择要参考热负荷做选择。计算热负荷时,则是参考供热区域内的集中热负荷。过高的热负荷,可能导致在选用管道、风机、水泵、锅炉时的过多投入,无法正确选择锅炉,运行成本投入增大。通常说来,数学统计法、面积指标法、体积指标法时热负荷计算的主要方法。但依然存有局限,比如,单体建筑热负荷无法通过面积、体积指标法计算得出。常用的、较科学计算法要数数学统计法,参考各建筑物功能与类型,对供热系统热负荷准确计算出。 2供热锅炉节能实践 2.1清理锅炉受热面供热锅炉的省煤器、对流管束、水冷壁等部位,是结垢、积灰的常见处,将阻碍热量传递。通过实验,发现灰垢阻热超过钢板的400倍,水垢为40倍,可见清理锅炉受热面的重要性。因为,这样不仅能节能,而且可延长锅炉寿命,提升使用效率。 2.2远程控制科技发展迅速,可利用其远程控制燃烧。燃烧关系物理、化学反应,繁杂的过程可由计算机控制,降低成本,提高可靠性。 2.3空气预热器与省煤器的安装省煤器应当安装在超过2t/h的供热锅炉上,若锅炉排出的烟温度高出允许值,省煤器能使排烟温度降低。通过省煤器,能提高进水温度,也就提高了锅炉热效率。预热器则能提高冷空气的温度,即预热,确保进入炉膛时与炉膛温差不太大。这也是对排烟造成的热损失的有效预防,使供热效率明显提升,能源得到有效利用。 2.4变频调速技术供热时,要随时调节风机风量与循环泵中的流量,人力虽然可为,但要经常调节挡板角度、阀门开启度,以变更管道阻力,实现调节流量与风量,显得力不从心。以变频调速技术应对,可节约设备不断启动时的电流量,保证有更合理的转速,操作简单,能很好的保护机械,有效节约了电能。 2.5水的掺入在进煤前,将一定量的水掺入煤中,煤的颗粒应尽量小,并将二者混合。煤在锅炉燃烧,水分蒸发,增大了煤层间隙,也就使氧气能够最大化的接触煤炭。另外,受热水会产生氢气,氢气也是一种可燃气体。在这里要注意到,虽然水对煤炭燃烧有利,但要适量,毕竟水能灭火。过多的水,必然降低炉温,无法燃烧。检验掺水是否合适,可以用手抓把煤粒,捏紧,再松手,若煤团周围有裂纹,但依然连接、不散开,这说明掺水适宜。 2.6混燃炉渣与煤若锅炉为中小型,此种方法较为合适,混燃炉渣与煤,节能及节约投入。这和掺水原理有相似处,即炉渣隔离了煤粒,增加煤燃烧的透气性。当然,要控制二者的比例,炉渣燃烧带来的热量毕竟没有煤粒大。 2.7分层给煤装置分层装置以大小分层法分开炉排上了煤,是提高燃烧效率、加大通风的措施。当然,炉排结焦现象能大幅度减少。 2.8锅炉房管理供热企业管理者与职工,应当树立节能意识。做好日常工作,采取供热技术的培训,宣讲节能新知识、新技术。司炉处理与水处理职工,要获得专业证书,并参加培训,同时持证上岗。职工间要相互交流节能经验,共同提高。 3环保措施 3.1建设好污水处理站污水处理站的缺乏、设施的简陋、处理系统的落后等,都可能出现污水溢出,对土壤、河流造成危害。所以,污水处理站是环保的最后关卡,要竭尽全力,努力建设好污水处理站,截住污水,以自动检测仪等技术设备,提高处理效率。 3.2消烟脱硫除尘器的安装消烟脱硫要求应该要有先进的新型除尘器,在脱硫、除尘上达到预期效果。也要做好粉尘治理的各项准备工作,如设备选用、资金筹备,可申请专项资金或排污费返款的政策支持。 3.3配风合理,防止正压燃烧,保证过量空气系数的标准化通常,以不超过1为控制过量空气系数的指标,但当前供热锅炉占2.5的比较多。有实验显示,在提升0.1的过量空气系数后,其会相应提升0.5%的排烟热损失。进行正压通风燃烧时,会加大排烟量以及排烟热损失,当然,也提高了含尘量。在超负荷运转的除尘器条件下,工况恶化、低效率,环境自然受到威胁。在炉门、炉墙裂缝涌出的烟尘,也是警惕炉膛的工作环境的恶化。所以,需要适度的鼓风、引风,及时疏通烟管与堵塞漏风出。 4结语 分析当前社会环境,资源已被过度开发,环境遭受着巨大的污染破坏,人类生存正面临着前所未有的挑战。节能减排是全社会各行业应该有的责任,至少是一种应当具备的人类生存忧患意识。供热锅炉让人们能够抵御寒冬,但潜在的资源利用率低下,环境污染严重情况也不可忽视。总之,加大供热锅炉节能环保进度,应该不断实践研究,不断推进。 作者:韩林生单位:金牛股份有限公司 环保节能论文:电炉节能环保论文 1二英防治 二英是多种多氯代二苯并二英和多氯代二苯并呋喃物质的总称,它是电炉炼钢过程中产生的最为有害的污染物,特别是在主要使用外购废钢(含有大量有机物和氯化物成分)作原料的电炉炼钢厂,二英排放问题更为突出。二英的毒性很大,是砒霜的900倍,有“世纪之毒”之称,国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。电炉炼钢过程中,在氧气不足情况下,就会生成二英的前驱物,这些前驱物与废钢中的氯化物反应,生成二英。电炉炉膛温度一般在1400℃以上,二英在850℃就会完全分解,所以在电炉排烟口的二英含量很低。虽然二英在高温下能够裂解,但在当废气温度降到200℃~600℃范围时,烟气中的有机成分能够与氯化物发生反应再次生成二英,在250℃~400℃之间二英再合成速度最快。为了削弱二英再生成及排放,90t电炉主要采用2个方面的措施:1)延长废气在850℃以上高温的停留时间,使二英最大程度上热裂解。电炉燃烧室内温度在1000℃以上,废气流中含有大量CO,与从水冷滑套(电炉第四孔与水冷管道连接的水冷装置,用于调节缝隙与混入的空气量)引入的空气接触后充分燃烧,电炉冶炼过程废气中二英在高温下裂解。2)加速废气冷却,防止这些化合物再合成。在燃烧区后,水冷烟道将废气降温到600℃,然后在自然风冷却器中迅速进一步冷却到200℃以下,基本消除有机合成二英的时间,进一步的去除二英的产生与排放。 2噪声治理方面 电炉的主要噪声分两部分,即电炉化钢噪声和除尘风机运行噪声。电炉化钢噪声是利用电极放电对物料熔化和冶炼,电极放电与自然界雷电机理类似,放电时产生强弧光、高温和高强度噪声,声级值高达120dB以上;风机运行的噪声在85dB~90dB。针对电炉的噪声特点,电炉全密闭钢结构“狗窝”的厚墙内部全部填满阻燃的吸声材料,狗窝的连接处设“迷宫”咬合,以实现更好的密封及隔音效果。电炉生产过程产生的噪声能够有效的被该吸声墙吸收,狗窝外的噪声能够降低15dB,由于电炉冶炼噪声具有高频特性,其受电炉车间对噪声屏蔽和传输消减后,车间外的噪声能够降低到75dB以下,在厂界处基本无影响。电炉除尘风机系统产生的噪声在85dB~90dB,对其风机设隔声房,并对风机及噪声较大的管道、烟囱包扎200mm的岩棉板隔声材料,有效的降低了噪声传输,在风机旁的噪声能够降低到78dB左右,厂界噪声能够满足《工业厂界噪声标准》Ⅲ类标准。 3固废处置与综合利用方面 1)除尘灰综合利用。电炉除尘收集的除尘灰由刮板机、斗提机从除尘器的各分灰仓运送至主灰仓,主灰仓底部连接圆盘造球机。圆盘造球机是倾斜的带有周边钢质圆盘,圆盘绕中心轴旋转,除尘灰由圆盘上部进入,同时在圆盘上部喷一定量的水(一般为除尘灰重量的10%左右),在旋转过程中,细粒物料散在潮湿的母球表面,不断的碰撞、粘合,从而使母球长大,形成20mm~40mm成球沿盘底滚落。成球后的除尘灰可以用非密封的罐车拉运,拉运过程杜绝了流撒和扬尘,有效的保护了除尘器卸灰区域和拉运路程的环境。通过造球后的除尘灰送至太钢富氧竖炉炼钢综合利用,充分利用其中的镍、铬、铁等元素,并减少了废弃物外排。2)钢渣综合利用。电炉冶炼废渣通过渣锅运至太钢渣场进行初步分选处理:炙热的钢渣采用热闷工艺将其降温,使钢与钢渣充分分离,经筛分、棒磨、磁选、除铁等工艺将钢渣中的铁元素进行分离提取渣钢。提取后的渣钢在太钢富氧竖炉炼钢综合利用,尾渣送至太钢哈斯科科技公司,进一步提取铁元素后生产钢渣肥料、水泥熟料掺合料、钢渣路基、钢渣超细粉。由于钢渣中富含的硅、钙、镁离子,能够与红土壤中大量积聚的铁、铝离子和盐碱地中大量积聚的钠离子发生转换反应,形成无害化合物。利用钢渣生产肥料具有防治土壤酸化、沙化和盐碱化功能;能够打破土壤板结、有效改善土壤团粒结构等理化指标;降低土壤容重,提高土壤透气性和渗透性、增强土壤保水保肥能力,调节土壤酸碱度。 4节能方面 90t电炉除在冶炼过程采用了炉壁烧嘴、节能变压器等节能措施,在除尘设施风机运行中合理调配风机输出转速(增压风机为变频调速,主风机为偶合器根据电炉工况调速),达到了良好的节能效果:炼钢过程第四孔增压风机在50Hz运行,加料、出钢、准备、维修状态第四孔增压风机在最低速(12.5Hz)运转。主风机的输出转速根据冶炼的熔化期、精炼期、准备及出钢由液力偶合器进行调节,烟气量大时高速运转,烟气量小时低速运转。风机的调速运行使电炉产生烟气量少时降低电机电流,节约除尘电耗。90t电炉经不断的改进与完善,已成为了世界一流节能环保设施,但由于车间布置、配套工艺等条件限制,在生产工艺中还存在一些改进的潜力,如:1)尽管电炉除尘排放浓度很低,远低于国家排放浓度标准的20mg/Nm3,但其排放的颗粒物中有70%以上为PM2.5,在目前大气环境PM2.5浓度较高造成雾霾天气严重的情况下,如何降低PM2.5的排放,进一步履行社会责任成为了新的发展方向;2)目前生产工艺中还未配备除尘一次烟气余热回收系统,未能够替代自然风冷器,部分余热资源存在一些浪费现象;3)目前电炉装料采用两罐废钢的形式进行装料,第二罐废钢料装料过程中存在热量散失明显,且装料过程造成电炉冶炼时间浪费和辅助设施运行耗能。针对这些问题,我们正在研究对电炉除尘的滤袋系统进行改进,更换更加致密的覆膜滤袋,并对电炉一次烟气余热和一罐料装料技术进行研究、改造,使电炉生产过程的节能环保措施更加完美。 作者:曲朝峰单位:太原钢铁(集团)有限公司 环保节能论文:天然气节能环保论文 一、天然气在工业中的节能环保应用研究 在我国的能源消费体系中,煤炭资源的使用占据了百分之七十的能源总量,成为了能源消耗中的重中之重。由此,其在能源消耗中占据着无法替代的战略地位。但是煤炭企业所带来的能源环境问题是严峻的,传统的煤炭企业使得煤炭资源的产出值较小,利用率较低,同时由于其大量废弃物产生,造成环境污染问题日益严重。目前在工业中应用广泛的锅炉分别是燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉。其中燃煤锅炉操作虽然简单,但是其污染严重,废渣废水废气等污染排放问题较为突出。在后期治理过程中花费的资金和时间较长,生态效益较差。燃油锅炉相较于燃煤锅炉污染较低,但是其在生产中所产生的污染气体造成了严重的大气污染问题,以致产生酸雨和光化学烟雾等大气问题。燃气锅炉相比于前两类锅炉具有明显的优势,其投资成本较低且环境污染较轻。燃气锅炉所产生的社会效益是前两者所无法比拟的。天然气作为目前相对最为清洁的能源燃料成为了工业发展的首选能源,在未来的工业发展中,天然气能源将受到越来越多的应用和重视。 二、天然气在生活中的节能环保应用研究 人们对于能源的需求量日益增加,而传统的煤炭能源燃料所产生的环境问题十分严重。无论是生产中还是生活中,燃煤都正在被燃气所取代。天然气作为绿色环保、经济节能、安全稳定等特点受到了广大用户的青睐。天然气在日常生活中更加安全环保,经济实惠。而随着天然气市场的广泛开发,提供天然气能源的相关公司其专业的技术和售后服务都对用户的日常生活带来了崭新的体验。天然气在日常生活中的应用将极大改善家庭居住环境,提高居民的生活质量。在我国的北方,冬季的燃煤取暖问题也成为了城市污染的重要问题。大多数北方城市通过燃烧煤炭来进行取暖,在一定程度上增加了大气中的二氧化碳、二氧化硫的排放物。采用天然气的取暖方式,实行分家天然气控制取暖,有利于降低大气污染物,有效保护环境。 三、天然气的未来发展趋势研究 在我国的目前能源结构中,煤炭、石油、天然气作为能源结构中的重点支柱性能源应用范围都较为广泛。其中煤炭和石油资源的燃料应用相对污染严重,天然气作为清洁能源污染排放物较少,更加符合节能环保。我国煤炭资源相对储备较多,其分布较为分散,多处于沙漠和山地等勘探开发难度较大的地区,其技术和成本要求相对较高。同时由于开放商对于煤炭资源开发的无节制严重导致了煤炭资源的浪费。我国的石油资源相对更加依赖进口,由于世界石油国家局势的不稳定导致了其石油资源成本不断增加。相较于其他两者,我国天然气的储存资源总量位居世界第五、亚洲第一,天然气的资源储备量相对较为丰富。与煤炭和石油相比,天然气资源的价格优势也相对明显,成本相对较低。天然气在我国的能源应用中将会得到更为广泛的应用。 四、总结语 天然气作为清洁能源成为了目前能源结构发展中重要应用能源,在未来的能源结构调整中,加强天然气能源的节能环保应用。降低大气污染物的排放,建设可持续发展社会,使其在节能环保中的应用范围更为广泛。 作者:兰江安李天游单位:深圳天阳工程设计有限公司 环保节能论文:河道景观设计中节能环保论文 1生态化原则 河道设计要充分考虑到各种建设材料的应用情况,在降低各种能源消耗的同时降低环境污染。各种景区、度假区的建设过程中也应尽量多的采用太阳能、水能等可再生能源降低对煤炭、电能等不可再生能源的消耗.河道景观建设中进一步强化节能减排降低各种能源消耗的同时缓解能源利用对生态环境造成的压力,以实现节能、环保的设计理念。 2“节能环保”理念在河道景观设计中的体现 随着“节能减排”理念在各领域的逐渐深化,将“节能”充分的利用到城市各种景观建设中去已经成为不可阻挡的发展趋势,河道景观是城市景观的重要组成部分,其河道道路护岸的建筑、景区及度假村等部分的建筑都需要各种建筑材料的作用,因而建设中要不断强化“节能”理念的实际贯彻落实,在完善各种河道景观设施的基础上强化环保意识,使其成为城市发展中不可取代的重要绿色组成部分。 2.1加大无污染的材料的建设应用传统河道设计过程中,设计人员对护坡、护岸等的选材上多建议采用混凝土及砖瓦等材料,因为这些建筑材料的强度较大、使用寿命较大,但混凝土的现场拌制过程中会产生大量的粉尘,影响河道水质也不利于水生生物的生长。且传统的设计中护坡与护岸的结构中混凝土建筑结构非常严密致使河道坡面处于完全封闭的状态。封闭的护栏不但会隔绝了植物和微生物的生存环境,对生态环境系统造成极大的危害,还在一定程度上阻止了雨水的渗漏,破坏了自然界的水循环系统。传统河道景观设计对自然生态循环的影响较大,因而新时期景观设计中设计人员均开始在对具体环境下的各种生态链的勘察的基础上,适当地引进一些无污染的且渗透性良好的新型材料,如生态混凝土等。将新型材料铺设在河道中使雨水可以正常的渗漏下地表,最大限度的降低对生态水循环系统的破坏。另外,当前河道景观设计及建设过程中不断强化对生态种植基的利用程度,以此为水生生物及各种微生物创造良好的生存环境,而设计中强调用水力喷草技术及时对河道周围的植物进行灌溉,以增强其生态绿化功能。新型材料和新技术在河道景观设计中的应用可以大大降低对原有水泥、混凝土等的消耗,为建筑节约了必要的能源,而新材料、新技术下河道景观中的各种生物资源均得到了充分的保护,对生态环保的作用巨大。 2.2合理利用地形搞建设,避免现代合成材料的应用河道景观设计中为最大限度的吸引游客,设计人员往往会在自然河道的基础上构建各种娱乐设施或设计出更有时尚气息的景观,致使河道景观实际施工建设中要在河底设置钢筋框等,以比网孔大的石块稳固河道、强化河道的抗风浪能力,为旅客等创造水文化环境,但建筑中各种现代合成材料的应用不但对河道水质造成一定的影响,还会对水生生物等造成一定的威胁。现代河道景观设计中设计人员通过对河流的上下游的实际情况进行勘探后得出较为精确的分析结论,在尽量保持原有的生态景观的基础上完善建设。例如,设计水体的岸线时以平滑流畅的曲线取代给人以僵硬感的直线,此种设计是设计人员充分尊重“节能环保”的基础上的设计,设计不但能充分体现流水的动态的柔美,还避免了河道的整改过程中对各种能源的消耗以及对环境的污染,体现自然美的同时保护了环境。 2.3河道景区设计中采用太阳能等可再生能源河道景观之所以能成为城市重要的观赏区,不仅是因其有生态、清新的自然美景,更是因其设置了各种充满时尚与自然气息的主体景观,为城市河道景观吸引了大量的游客。传统的设计中景区、度假村等的设计除需要电、水等资源,是河道景观中耗资、耗能最大的环境,且由于各种能源的利用还会产生一定的污染,一定程度上影响了景观的整体质量。因而新时期在河道景观的设计中设计人员结合各种可再生能源的利用情况提出了各种生态化的建设方案。河道景观的景区建设中采用太阳能、水能及潮汐能等为各项设备提供电、热水等资源。景区的各项照明设施均采用太阳能集热板,吸收太阳辐射后收集大量的能量,为照明设备提供电力,而为避免天气因素的影响,照明系统中还适当的连接了电力设备,通过控制中枢的程序化安排。太阳能系统与电力供应系统的合理作业不仅能为整个景区节约大量的电能,还在强化太阳能合理利用的同时保护了环境。与景区中的太阳能利用相同,河道景观具体设计中很多方面都是利用太阳能、水能、地热能、潮汐能等可再生能源,大大降低了对常规能源的利用。 3结束语 河道景观是城市景观的一部分,其更突出的是水文化的魅力,在景观的设计、建设中必须强化节能环保的实际效果,创造真正的生态化景观。文章结合河道景观设计中需要遵循的原则,探究了现代河道景观设计中各种节能、环保措施的落实,认为节能环保的设计及建设是河道景观发展必须落实的指导理念。 作者:嵇海龙单位:江苏纬信工程咨询有限公司 环保节能论文:环保节能作用下建筑电气论文 1太阳能发电系统的应用 太阳能属于绿色可再生的能源,在使用过程中不会产生有害气体或者有害物质,是非常环保的能源之一。太阳能的发电系统也是将多种学科知识糅合在一起,进而形成一种高科技的新产品。在太阳能的转化过程中,一般是选择太阳能光伏电池来讲太阳能直接转换成为电能。在建筑电气设计中结合太阳能的运用,能很好的体现节能环保这一特点。其中最明星的就是可以根据建筑来设置相应的太阳电池的场所和设备的投资金额,从而确定太阳能发电系统的形式及其系统容量。太阳能发电系统主要是将光能和热能转化为电能,但是与火力发电厂不同的是,在其转化过程中不会产生对大气污染物,同时也不会产生振动、噪声等污染。因此,对比于化石燃料发电,太阳能发电是将环境保护考虑在内,有效的利用绿色能源。在建筑电气设计中加入太阳能发电系统,既能节约发电厂的化石燃料消耗,又能节约化石资源作为原材料行业的消耗。 2风力发电系统的应用 目前,风力发电这一技术的发展速度非常快,已经引起了世界各国的高度重视,在未来的发展中,风能的发展前景非常广,将会成为一个新兴的高新技术产业。风力发电的运行方式主要有一些三种:第一,独立运行;其运行方式主要是通过使用一台小型的风力发电机向一幢或者几幢高层建筑的用户提供电力,同时,它还能利用蓄电池蓄积能量,在无风请看下也能正常用电。第二,风力发电与其他方式(例如柴油机发电等)发电;多种方式结合发电,可以向一个高层建筑区、社区、单位或者一个村庄、海岛等地供电、第三,将风力发电并入常规电网运行,给与大电网供电;该方式通常是在一处风电场安装几十台至几百台的风力发电机,这也是风力发电发展的主要方向。 3加强建筑电气系统管理 加大力度管理建筑电气系统也能达到环保节能的效果,其主要的管理措施有:设备管理:设备的运行状况直接决定了电气的节能效果。安全、高效、稳定的运行设备能够迅速排除故障,节约能源。控制管理:控制管理主要是要开发并利用控制软件来确保电气系统能够环保节能运行。人员技术培训管理:在对人员进行配需的时候要着重加强对电工的培训,提高管理人员的素质,从而保证相关管理人员在运作电气设备时能有效的提高使用率,从人员管理方面加强环保节能。规章制度管理:建筑电气系统的规章制度是为了约束不规范操作,使电气系统能够安全、经济、快速的运行,因此,在建筑电气系统中配备一套专业性、约束力都很强的规章制度非常重要,并且在实施过程中由专人管理,严格遵守,从而实现环保节能作用。 4照明的环保节能设计 (1)全面合理的借助自然光在照明环节借助自然光,并结合室内照明,才是照明的节能环保。(2)高效、节能光源的选用选用照明管相对较细,口径较直,较为紧凑的荧光,灯管时能够确保照明质量良好。若是对光源的悬挂位置有特殊要求,应该选择金属卤化物的灯,或者是高压钠、镇流高压荧光汞的等等等,这些品种的灯费用不高但是其视觉质量非常好,能起到节约能源的作用。(3)改进灯具控制方法针对不同区域,对照明的要求不尽相同。在结合照明特点的情况下,应该根据实际环境选择照明的开关点。如在病房、卧室等地的床头要有可以调节光源的开关;若是高级一点的客房,则要采取节能钥匙进行灯控开关;除此之外,在室外等地的公共照明可以结合声控、温控、或者光控等地程序控制,在必要时节约能源消耗。 5总结 社会经济的快速发展伴随能源的消耗是无可避免的,而建筑电气的节能环保设计能够在很大程度上改善这种高能源消耗的问题,加快我国建设成为节约型社会,与此同时,环保节能设计能够减少对生态环境的毁坏,以科学发展观为最终目标。建设出美丽的大中国。总而言之,环保节能在建筑电气设计中的实践应用作用非常大,我们必须引起高度重视,使其能够为我国的环境保护与能源紧缺贡献一份力量,真正做到促进我国经济的可持续发展,让社会取得长足的进步。 作者:官燕单位:浙江腾泰建筑装饰工程有限公司 环保节能论文:碳核查影响下的节能环保论文 1碳核查与节能环保工作中的问题与对策 1.1机构方面缺乏与企业的沟通与对接;免费培训项目少。节能服务机构在对企业进行能源审计、清洁生产审核的同时要关注温室气体核算方面的工作,服务机构作为主管部门与用能企业之间的桥梁,应该发挥服务机构的灵活性,在与企业的项目对接过程中,增加在低碳环保方面的专业培训,让企业认识到,节能工作、环境保护与企业的利益息息相关。 1.2社会方面广大民众对低碳环保的认知问题;低碳成为口号,与己关系不大。举办与大众相关的低碳讲座,在每年的节能周中不单要做企业的节能宣传,与百姓相关的节能低碳小常识也要进行推广。 2开展碳核查工作的重点 核查机构对被核查单位审核的重点:厂区平面图;生产工艺流程图;工厂用化石能源的使用量汇总表及与之相对应的证据:月报、季报表;或发票及库存盘点记录;或台帐;含碳物料的使用量(或产量)汇总表及与之相对应的证据:月报、季报表;或发票及库存盘点记录;或台帐;各种化石能源的热值、碳含量、碳氧化率和含碳物料(白云石、石灰石等)的相应组分等相关的证据:企业自测检验报告,或企业送第三方检测报告,或供货商提供的检验报告;(电力企业)厂用电量、发电量、供电量的汇总表及与之相对应的证据;(钢铁、石化企业)外购电力量和自产供电量及与之相对应的证据:相关数据、监测仪器清单列表:如皮带秤、气体流量计、电表等;其他要求填报的数据,根据企业实际选择报表、台帐、发票、检测报告等获取有关信息。 3开展碳核查的步骤 核查策划:制定核查计划,包括核查时间表、核查程序、记录管理。核查机构与企业签订核查协议,明确各自责任和义务。核查实施:文件审核;现场核查;编制核查报告;报告内部复核。核查报告:核查报告应由核查工作负责人、核查组长、核查小组成员和技术审查员签字,加盖核查机构公章并提交主管部门审核。对核查过程中的全部记录和资料整理归档,形成核查记录存档,以备市发改委复核、查阅。其中检查实施环节颇为重要,文件审核包括:能源审计报告、能源利用状况报告、能源统计报表、能源平衡表;主要耗能设备清单;能耗消耗日记录及月记录;能源进货验收单据、能源计量器具一览表,计量设备统计台账;电力消耗结算单、外购热力发票、其他移动源消耗量记录、购买记录;能源检测报告。识别排放单元与排放源是否准确,核查主要耗能设备及能源品种。交叉核对:对月度统计台账数据与年度数据交叉核对;至少抽取2个月的日运行记录与月度数据交叉核对;至少抽取2个月的能源购入凭证与月度统计台账进行交叉核对。发现异常数据,要求企业提供相关证据。核对企业不同排放单元的监测报表和统计报表。碳排放状况报告、初始碳盘查及碳核查报告。现场审核要检查相关计量器具情况;审阅台账、原始凭证等材料;根据实际情况制定抽样方案;与能源管理人员进行面谈;总结并记录核查情况。 4开展碳核查对环境保护及节能工作的影响 4.1实时跟进碳核查工作最新动向,依托合理用能评估、能源审计工作,开展低碳、节能、降耗技术的研究和推广,组织相关人员参加碳核查培训工作,碳核查工作的顺利开展对企业的环保工作起到至关重要的作用,碳核查工作与环境保护息息相关。 4.2在能源审计的基础上对企业碳排放数据进行统计、核查,在能源审计报告与碳排放报告中找差异,及时解决统计中出现的问题。能源使用和碳排放互相影响、制约,只有提高能源利用率、推行清洁新能源的使用,才能有效缓解碳排放问题,碳排放问题又牵制着环境问题,近年来,由于工业、农业和城镇化进程,温室气体浓度持续升高,环境方面的压力也是主管部门急需解决的问题。做好碳核查工作,一方面能够了解企业温室气体排放家底,另一方面可以根据这个基础数据进行必要的节能改造和环境治理工作。 4.3从完善和“做实”企业能源管理体系入手,能源管理和环境管理密不可分,能源利用率的提高会对环境保护工作带来积极促进作用。 4.4根据万家企业“十二五”期间节能减排目标责任,万家企业需定期开展节能与环境保护方面的法律法规及政策培训,提高各用能单位对低碳发展、节能环保的认识。 4.5开展企业碳核查与节能工作目前面临的最大问题是企业普遍对上述工作总体认识不够,通过专业培训、实地调研、沟通,让企业员工特别是企业高层充分认识到碳核查、环境保护与资源节约的重要性,以调动更多人加入到保护环境、节约能源的队伍中来,切实做到自我提升,让践行节能低碳成为一种习惯,为建设美丽中国添砖增瓦,贡献一己之力。 作者:杨方方李超单位:天津广正汇通新能源科技有限公司 环保节能论文:建筑装饰材料节能环保论文 1节能环保新型材料的优势 在介绍新型材料的类型上,已经简单的概括节能环保新型材料的基本优势,主要体现在以下几个方面:(1)更加节能。新型环保材料在节能上有着明显的优势,这些材料本身的性能极好、加工的时候也极其细致,施工方式比较独特,这一系列过程都有效降低了建筑装饰施工与建筑使用过程中的能源消耗,极大的节约能源。(2)绿色环保。节能环保型材料符合当前社会的生态环保要求,不会散发有毒气体,不会发生霉变锈蚀,没有辐射危害,遇火也不会产生有害气体,极大地减少了装饰材料的辐射危害和污染程度,保障了居住者的身体健康。[3](3)实用功能更加完善。建筑装饰新型材料不再只具备单一性能,节能环保型材料具有较强的耐久性、力学性能、化学性能、物理性能都得到了极大的提高,在通过先进的工艺与相关技术手段,建筑装饰材料在各项防护功能上也有了很大的进步,使其实用性大大地提高。 2当前建筑装饰节能环保材料存在的问题 (1)环保质量参差不齐。由于目前国家对于新型材料的环保质量要求没有提出明确的标准。因此,市场上的材料质量参差不齐,人们在购买环保材料也不知道以什么标准为依据。因此,购买的环保材料的质量也不能够得到保证。(2)商家只顾利润,不顾节能环保。业户在购买装饰材料时,许多商家为了利润,只管卖出材料,而不管该材料是否真的环保节能。这就导致了许多买主买不到真正的节能环保材料。同时,也对节能环保材料的认识上产生了误区。 3建筑装饰节能环保新型材料的推广与运用策略 (1)建筑装饰节能环保新型材料推广、运用需注意的方面。在建筑装饰节能环保新型材料的选择和使用上要根据实际情况合理选取,不能盲目、随意地使用。对于新型材料的推广也要符合当地建筑装饰材料的现状,遵循市场规律,不能夸大其词、盲目、空洞的宣传,要根据实际情况制定详细完整的宣传方案。建筑者们在选择材料时,应明确所用材料是否符合新型材料节能环保的要求,对于材料的性能、工艺、质地要严格控制,保障建筑装饰节能环保材料的施工顺利进行。(2)建筑装饰节能环保新型材料的推广与运用完善策略。1)加大建筑装饰节能环保新型材料的研究力度。要想制作出符合标准的节能环保材料,研究工作是必不可少的环节。因此,在建筑装饰材料的研究力度上要不断加大,结合国家对于节能环保材料的标准,装饰材料市场的需求,以及研究资金和进度等方面,加快研究速度,提高研究成果,让节能环保新型材料能够在建筑业上快速的推广和运用。[4]2)尽快落实节能环保型材料的发展策略。通过国家的宏观调控,制定、落实新型材料的发展策略。国家政策是管控建筑装饰市场的主要力量。因此,要想加快新型材料的推广就必须得到国家的政策支持以及建设资金的投入。配合国家对于节能环保新型材料考查、监督、管理的工作,科学有效地制定出符合市场需求的发展策略,从而保证建筑装饰节能、环保材料适时适量、高质高效的生产。3)积极学习、借鉴、引进国外的节能环保材料。无论在新型材料的研发中,还是节能环保材料的使用与推广中,我国都处于发展中状态,所以,要想提高新型材料的研制与运用,就必须结合外国的先进技术以及丰富的经验,取其精华,运用到本国技术领域中,加强同国外的沟通和合作。无论在时间范围、材料种类还是材料质量和材料的性能方面,都与国外存在着一定的差距,所以,我们要积极引进相关的生产设备、生产技术,结合本国国情、市场需求等因素,进行综合分析,有效借鉴其经验和优点,集思广益,为我国节能环保型材料开拓出一条阳光大道。 4结束语 节能环保新型材料是建筑装饰行业不可或缺的重要组成部分,它是未来建筑装饰发展的最终目标,它符合人们对装饰材料的高要求、高标准,能够为家居环境提供安全、环保、舒适的氛围。因此,建筑装饰节能环保材料的研究、推广应紧跟时代的步伐,带动建筑装修行业走向一个又一个高峰。 作者:王宇佳单位:哈尔滨石油学院 环保节能论文:建筑工程中的节能环保论文 1建筑工程中的节能环保措施 建筑中的耗能一般包括取暖、照明、热水供应、电气等,这些大部分消耗了电能,而且由于一些建筑器材和材料的高耗能和一次性利用的特点,建筑工程中有许多地方应该采取节能环保的措施,所以建筑者应努力建造出低耗材的节能环保建筑物。 (1)建筑工程建设中应该提供节能环保教育,提高建筑者和居民的节能环保意识。只有人们深刻的理解到建筑工程中节能环保的重要性,人们才会积极投身节能环保应用中去,这样不仅促进了节能环保技术的开发和运用,也为生活中节能环保材料的利用提供了一个机会。政府更加应该加大节能环保的教育宣传活动,制定建筑工程中节能环保的相应规章制度,对建筑工程、生活中的节能环保行为进行奖励同时严惩破环环境、污染环境、浪费能源的行为。 (2)设计合理的建筑构造。比如,阳台、屋顶、门窗等建筑的设计应该充分考虑到照明、通风因素,选择合适的建筑方位,即营造一个舒适的环境又充分利用房屋的有限空间做到最大化的节能环保。例如,阳台的朝向,为了最大的利用土地面积,很多的房子的建造都是一排朝阳,与这排相对的都是背阳的,这样虽然阳面的一排一天能充分利用太阳能,但是背面的楼房却始终不能找到阳光,所以现在有的楼房建筑不再是正南正北的建造,而是有一定的角度倾斜,这样,虽不能一整天都能接触阳光,但每一排都能利用太阳能。所以房屋建造的方位和内部的设计都需要经过合理的设计才能做到节能环保。 (3)室内温湿度的自动化控制。为了能够做到建筑工程中的节能环保,我们就大可以利用自动化控制室内的温湿度,人们可以自己给室内的温湿度调节一个合适的范围,自动化设备根据室内的实际情况进行相应的调整,比如,当湿度达到合适的范围,室内加湿设备就自动停止工作,如果室内空气过于干燥,室内加湿工作又重启,这样既节省了能源又营造了一个舒适安逸的居住环境。 (4)建筑工程中装饰材料的选择节能环保的材料。装饰材料在一定程度上影响着房屋的美观和能源利用,合理的装饰材料也能够做到节能环保。比如,灯具的选择,有的居民为了达到房间每个地方都能照明就在一间房子里使用多个灯,这样做的效果就是消耗了大量的电能而且浪费了光能。其实不同的房间可以选择不同的灯具,比如客厅就可以选择多角度广辐射光的多功能灯具,而卧室就使用两个低耗能的灯。另外墙纸的选择对于室内的亮度也有一定的影响,我们应该尽量选择绿色环保的材料,既满足生活的需要又做到节能减排。 (5)建筑工程中应该选择使用可回收、低耗能的电器。建筑工程中的高耗能主要是由于室内的电器设备消耗的。比如洗衣机和空调的使用,应该尽量购买低耗能的品牌,另外要注意资源的循环利用。 (6)建筑工程中太阳能及其它新能源的充分利用。太阳能是一种绿色可再生能源,它无污染,可利用率高,在西部一些能源较少的地区就可以充分利用太阳能来发电,东部经济较为发达的地区早就开始探究太阳能的用途并付诸实践了,比如太阳能热水器的使用就是一个很好的例子,人们洗浴就可以不再使用电烧的水了,这不仅环保而且节能。再有就是太阳能电池的利用,不仅解决了电能的供不应求问题,而且安全系数很高。其它能源能源比如风能对于电能的节省也有很大的帮助,很常见的一个应用就是景点特别是高山上利用风能发电的现代风力机,河南省云台山上就有很多现代风力机这种装备,由于在高山上,风能的利用极为有利,利用风能可以发电照明,这就节省了很多的电能并且很环保。 (7)建筑工程中废旧材料的回收利用。在建筑工程中有很多建材是可回收的,我们应该循环利用,比如很多钢材,由于钢材的寿命较长,所以原来抛弃的钢材可以回收利用,这样既解决了钢材的处理问题,又应用到了新的建筑当中,提高了建材的利用率。 2结束语 总而言之,建筑工程的节能环保是当前及未来建筑业发展的必然要求,节能环保不仅节省了我国现有的能源而且开发利用了新的能源,这做到了保护环境的同时又为人们营造了一个健康、绿色、安全的生活环境。 作者:王弘毅单位:煤炭工业太原设计研究院 环保节能论文:新式节能环保论文 1.新型路口警示灯的设计思路 新型路口警示灯由底座、立杆、微型垂直轴风力发电机、温差发电机、电源板、超级电容电池、LED警示灯等构件组成。通过底座可以把警示灯固定于路面上,底座上的立杆用来支撑警示牌、风力发电机、温差发电机和太阳能集热板。警示灯的最上端为太阳能集热板,集热板上方罩着透明玻璃保温外壳,中间开孔安装LED灯珠,下方与温差发电机的吸热面连接(根据需要可安装40×40×4MM温差发电机5~10片,接触面需涂抹导热硅脂),未安装温差发电机的位置铺设4MM厚的隔热层。温差发电机的散热面与散热底盘连接(接触面需涂抹导热硅脂),电源输出线和顶部LED电源线通过中空的风力发电机定子轴管与风力发电机的电源输出线一起引至指示牌箱体内,连接到电源控制板上。指示牌箱体上的LED闪光器电源线和蓄电池的电源线则在箱体内直接与电源控制板连接,另外还可根据需要在箱体上安装光线感应器,光线感应器可以感知光线变化,通过电源控制板来控制警示灯的开关。 2.新型路口警示灯的工作原理和参数配置 2.1温差发电机的工作原理和功率匹配不同的金属导体(或半导体)具有不同的自由电子密度(或载流子密度),当两种不同的金属导体相互接触时,在接触面上的电子就会由高浓度向低浓度扩散。而电子的扩散速率与接触区的温度成正比,所以只要维持两金属间的温差,就能使电子持续扩散,在两块金属的另两个端点形成稳定的电压。这种现象称为塞贝克效应。根据塞贝克效,将一个P型温差电元件和一个N型温差电元件在热端用金属导体电极连接起来,在其冷端分别连接冷端电极,就构成一个温差电单体。在温差电单体开路端接入负载RL,如果温差电单体的热面吸收热量,那么温差电单体热极和冷极之间就会建立温差,就会有电流流经负载RL,负载上将会得到一定的电功率,从而实现了由热能到电能的直接转换。为保持电流的持续输出,热极和冷极之间就必须始终保持一定的温差,这就需要不断地对热极供热,从冷极排热。用半导体材料制成的温差电单体经过一定的工艺加工成片状结构(简称发电片),然后根据需要进行适当的串并联后,就可以输出符合超级电容电池充电要求的电压和电流,得到我们想要功率的温差发电机。通常一片外形尺寸为40×40×4MM温差发电片在60℃温差下可以产生3V左右的电压和3A的电流,功率达到10W,因此我们如果想让温差发电机为工作电压为直流12V,功率为60W的设备供电,我们就最少需要8块功率为10W的温差发电片,其中每4片发电片串连成一个回路,形成2个串连回路,然后把这2个串连回路并接起来,就可形成一台输出电压为直流12V,功率为60W的温差发电机。 温差发电机的工作稳定状态取决于两极的温差稳定情况,温差过小则发电功率不足,温差过大则会损坏发电机,所以持续稳定的热源对温差发电机至关重要。以太阳能为热源的温差发电机就存在供热不稳定的情况,不能独立为设备供电,于是同位素温差发电机(又称核电池)应运而生,不仅可以做到体积小、功率大且输出稳定,而且使用寿命非常长。前苏联从1960年代末开始研究制造放射性同位素温差电机,该类型发电机以Sr90为热源,可稳定提供7~30V,80W的输出,平均使用寿命大于10年。而美国国家航空和宇航局也先后在多艘宇宙飞船上使用以各种放射性同位素为热源的温差发电装置。其中旅行者1号飞船上的所有电能均由热电转换模块提供,该电力系统已安全运行了33多年。虽然同位素温差发电机性能优良,但是因为价格昂贵,目前还无法达到民用标准,所以新型路口警示灯任然采用价格便宜的太阳能集热板为温差发电机提供热源。 2.2微型垂直轴风力发电机的工作原理和功率匹配垂直轴风力发电机是采用空气动力学原理,采用由轮毂固定在一起的垂直叶片组形成的风轮作为接受风力的单元,利用风力吹动风轮旋转,带动稀土永磁发电机进行旋转发电。风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,须经控制器的整流和稳压后才能对超级电容蓄电池充电。由于垂直轴风力发电机的抗风能力强,发电功率上升速度快,在低风速运转时的发电量也较大,非常适合在沿海及山区多风地带使用。风力发电系统的功率是由蓄电池功率决定的,风力发电机的功率只对电池充电速度有影响,所以我们选择风力发电机时要首先考虑电池组功率和用电设备功率的匹配,然后再根据当地的风力情况选择合适的风力发电机功率。风力发电机功率的大小不仅取决于机头功率的大小,而且与风量的大小密切相关。在沿海地区,小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被因海陆温差而形成的持续微风带动而发电,所以新型路口警示灯选用100W风力垂轴发电机。 2.3超级电容电池性能分析和容量选定超级电容电池又叫黄金电容、法拉电容,它通过极化电解质来储能,属于双层电容的一种。由于其储能的过程并不发生化学反应,因此这种储能过程是可逆的,所以超级电容器可以反复充放电几万次以上。目前性能最好的高能镍碳超级电容电池采用新型固体功能材料制作,具有超高容量和耐压值。用于小功率设备供电上具备以下技术优势:(1)充电速度快:由于不存在电能转化化学能的化学反应,充电10几分钟可达其额定容量的95%以上;(2)循环使用寿命长,没有“记忆效应”,预计深度充放电循环使用次数可达5万次以上;(3)功率密度高,可达2.0度/kg以上,相当于普通电池的数十倍;(4)电池生产所用的原材料均是廉价的绿色环保金属,生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染;(5)充放电线路简单,安全系数高,适合长期免维护使用;(6)工作环境温度范围宽,在-40℃~+70℃之间均能正常充放电。 正是因为超级电容电池具备以上优点,非常适合在工作环境恶劣、充放电频率高、负载功率小的新型路口警示灯上应用。所以才被选做警示灯的储能装置。按照警示灯10W左右的功率计算,我们选用2组128W(3.2V40AH)的超级电容电池即可满足警示灯48小时的工作需求(采用点亮1秒后再熄灭1秒的秒闪方式工作)。 2.4新型路口警示灯的系统图和工作原理 3.工作原理 当可再生能源风能和太阳能任何一种具备发电条件时,垂轴风力发电机或太阳能温差发电机即开始工作,产生电能。风力电经过整流与温差电分别经稳压模块调压至同一电压后接入充放电控制模块。充放电控制模块分配部分电源到输出控制模块供LED使用,分配另一部分电源对超级电容电池进行充电。当风能和太阳能都不具备发电条件时,超级电容电池通过充放电控制模块向输出控制模块供电,驱动LED正常工作。另外输出控制模块可以外接光控开关,保证警示灯只在光线微弱时开始工作。 4.总结 新型路口警示灯充分利用了可再生自然能源风能和太阳能,并根据警示灯工作条件恶劣这一特点,创新选取了太阳温差发电机、垂轴风力发电机和超级电容电池作为警示灯的电源系统,在保证系统稳定运行的同时又做到了节能环保。同时,警示灯外型美观、设计紧凑,顶部的太阳能集热板及保温玻璃外壳不仅用来为温差发电机提供热源,同时也是警示灯顶部发光器;而垂轴风力发电机的叶轮不仅可以利用自然风驱动,而且可以利用汽车高速行驶时产生的风力驱动,并且在转动时会产生向上升起的气流,可以有效解决温差发电机的散热问题;标识箱外面张贴路口标识、安装LED闪光器,里面安装蓄电池及电源控制板,空间利用合理。最重要的是超级电容电池的应用彻底解决了普通铅酸蓄电池因过放和反复不完全充电引起的寿命缩短的问题。 作者:李卫方单位:烟台市老干部活动中心 环保节能论文:建筑节能视域下的绿色环保论文 1节能环保技术在建筑施工中的重要性 建筑施工中的节能主要是指在施工时有效合理使用现有能源的同时科学开发利用新能源,这样能提高能源的利用率同时降低能耗。在如今到处扬尘,垃圾遍地的时代,人们迫切需要舒适干净的生活环境。在建筑施工时若能使用新型环保材料,不仅可以减少资源消耗和废弃物排放,还可以改善人们的生活环境,对人们的居住环境以及健康水平都十分有益。同时有助于对生态环境的改善,对于各种濒危物种也起到一定程度上的保护作用。在建筑施工中应用节能环保技术,缩短了施工周期,加快了进程,从而降低工程建安成本。建筑施工中应用节能环保技术,对于建筑施工技术会有相应改善,可以提高工作效率以及施工质量,创造极大的经济效益和社会效益,是推动建筑施工进步的需要,顺应时展的需求。 2建筑施工中节能环保方面存在的问题 首先,部分较为落后的建筑施工单位设备老化却仍在使用。企业管理层只考虑更新换代施工基础设施增加的施工成本,却没有考虑施工中使用老化设备带来的水、电、材料等的浪费,以及设备效率低下带来的资源浪费和对施工进程的影响。第二,企业的节能绿色环保管理机制不够完善。如果没有建立健全科学合理的节能环保管理机制或是现有的管理机制漏洞太大的话,不对责任进行有效落实,不做好考核和监督,以致真正的节能环保很难落到实处。第三也是最重要的一点就是企业的节能环保意识不强,这使得节能环保技术不能有效发挥其在企业发展中的作用,而管理层对国家的相关法律法规疏于执行,对已有的节能绿色环保技术不能很好地利用,都是较为常见的现象。再有就是政府的监督惩罚措施不够明朗,对节能环保技术的实施与推广有着严重阻碍。 3建筑施工中的节能绿色环保技术应用 3.1建筑施工中新型节能环保材料 建筑节能对贯彻可持续发展战略有着其不可或缺的作用。建筑材料的应用是建筑施工的重要组成部分,现代绿色建材质量优异、性能好、环境协调性高。具有使用过程中相对安全、使用之后污染较小、一定程度上可以重复利用的特点。现代建筑中使用的绿色建材种类很多。先简要介绍其中几种。一是现代绿色混凝土材料。混凝土是现代建筑的主要用材,绿色混凝土的使用是发展绿色建筑的重要体现。混凝土具有优良的适用性、工作性、耐久性、以及稳定性、经济合理性以及各种力学性能。也有着许多分类,高性能混凝土材料、废弃混凝土重新利用产生的绿色混凝土、加气混凝土、合成纤维混凝土、多空预制块植栽混凝土等等,它们除了共有的优良特性之外,各自还有着自身独特的良好性能,对节约资源、保护环境都有好处。二是木材,现代建材中的木材也有着许多特别的种类,比如彩色木材,分先天着色和后天着色两种,瓷化木材、塑化木材、疏水木材等,分别在不同的场合有着很好地应用。三是保温隔热材料,保温隔热材料根据不同状态可分为板块状和浆体状两种,按照它在围护结构的不同使用部位又可以分成内、外保温隔热材料2种。四是防水材料,现代绿色建材不仅要有防水功能还需要具有去污、保温对环境影响小等其它功能。聚合物水泥防水涂料、渗透结晶型防水材料、塑料防渗补漏剂、聚乙烯双面复合防水卷材等等都是很好的防水材料。木材、石材、粘土砖、混凝土和钢材都是传统的建筑材料,现在结构用材主要是混凝土和钢材。木材可再生但速度慢,石材耗资源但耐久性好,都有着绿色建材的特征但也有其局限性,其有效后备资源是竹材人造板。粘土砖能耗低但是使用它需要以破坏良田为代价,如今已经禁止生产使用了,它的绿色替代建材是工业废渣,工业废渣有着丰富的来源,力学性能相比于粘土砖更优,应用前景广阔。钢材具有不可替代性,因而低能耗、少排放的“绿色钢材”的研发迫在眉睫。绿色钢材的使用是对传统建材使用的突破,优越性不言而喻。 3.2节能绿色环保技术措施 首先是完善管理机制。当前建筑施工企业对于环保节能监督不力、管理不严,针对这种情况,新时期的建筑施工企业必须不断完善建筑节能环保技术的管理机制,以确保节能环保技术在建筑施工企业能够有效应用。在建立健全管理机制的基础上应再建立相应的约束和惩罚机制,以确保已建机制的有效运行。其次,针对部分施工单位仍旧使用老化设备,浪费资源的现象,应对这些效率低、耗能大的设备进行淘汰,引进节能环保的新型设备,对待企业的发展要有长远的眼光。第三,对于建筑施工产生的废弃物要能够再次利用。建筑废弃物有着巨大的可再生利用空间,应加大对其综合利用的技术开发和扶持力度,借鉴前人的先进经验,对施工方案的每一步都要有很好的节能环保措施,加强监管,减少废弃物的产生量,提高建筑材料的利用率。第四,在建筑施工中使用节能环保技术应坚持以下原则:一是不能以牺牲建筑功能为代价来推行建筑节能技术,二是要结合实际、坚持以人为本,确保建筑中节能施工的有效性,保障和提高节能建筑的舒适性以及综合性。第五,在建筑施工中应用节能绿色环保技术需要施工人员具有一定的专业技术,因此应加强对建筑施工人员的专业技术培训,提升他们的专业技术水平。第六,现代建筑企业的施工需要利用现代科技,因此对建筑节能环保技术要有不断创新和完善以促进其应用水平的提升,要加快高性能材料的推广和应用,提升资源利用率;选用具有节能型的技术,降低能耗;此外还要加强应用清洁能源技术,杜绝使用污染性材料,控制对有害物质的排放。第七,所有节能环保措施和技术的应用都需要企业管理人员以及建筑施工人员有很强的节能环保意识,只有施工人员深刻理解节能环保的重要意义,主动投入学习和利用而不是被动接受,才能保证节能环保技术的有效使用。因此,各阶层人员都应深化其节能环保意识。 4结语 建筑施工中的节能环保是贯彻可持续发展战略的重要手段,节约资源、保护环境的同时,有助于企业和社会的发展,顺应了当前全球的发展大趋势。随着人们生活水平的显著提高,大家对良好的环境条件也有了更高的要求。以往只追求社会经济发展,不注意提高环境效益,造成对环境的污染极其严重,浪费了有限的自然资源,破坏了以往良好的生活环境,不仅反过来影响了经济的发展,制约了社会的可持续发展,还影响了自身的生活水平,污染的环境对自身健康还有一定的影响。建筑领域在环保与能耗中占有重要地位,若能在建筑施工中实行节能环保措施,有助于解决当前的环境问题,改善生态环境,创造巨大的效益。相关企业应有长远的眼光,有效利用节能绿色环保技术,为促进企业的发展和稳固打下坚实的基础。 作者:李仕林邹金宝单位:云南省建筑材料科学研究设计院 环保节能论文:空调制冷剂的节能环保论文 一、我国大气环保现状及原因分析 在制冷这一过程中,制冷剂是完成制冷有效循环的主导工作物质。汽车空调系统中的制冷剂主要是采用卤代烃制冷剂,主要包括:氯氟烃、氢氯氟烃以及氢氟烃。大气污染受到汽车空调制冷剂的严重影响,主要体现在以下两个方面:第一,大气臭氧层遭到巨大的破坏;第二,使得全球气候逐步变暖,造成温室效应。对于卤代烃制冷剂,加大使用量,必然会对大气造成更严重的污染,导致臭氧层稀薄。工业经济的迅猛发展,不仅为国家的发展提供了足够的资金,同时也为国家带来了巨大的环境问题。臭氧层的不断破坏和气候的逐渐变暖,是当今地球人类所面临的两大亟待解决的环境问题。大气污染不仅仅影响当前地球人的正常生活秩序,对人类未来生存条件以及所有地球生物的生存有着重大的影响。虽然现在我国大气环保的情况不容乐观,但是随着国家大力提倡环保意识,出台一系列相关政策,再结合实际付诸行动,环境问题将会得到逐步治理。 二、节能环保理念的概况及作用 节能环保是现代经济与生活中不变的主题,也是国家长远发展必不可少的重大研究课题。节能环保理念的提出,有利于节约资源,合理利用资源以及保护环境。提倡节能环保,节约有限资源,创造最大化的利润,同时加大对环保型新能源的开发,为我国持续长远的发展打下夯实的基础。节能环保理念正在不断融入百姓生活,让理念转入点滴生活,是政府需要大力推广的。节能理念推广的重大意义主要表现在以下几个方面:第一,有利于资源的合理利用,提高资源的有效利用。比如新型车用空调制冷剂的改进,使得资源整合利用,并且杜绝不必要的浪费。第二,降低对环境的污染。人人遵守节能环保制度,不仅利于国家的稳健发展,同时利于自身身心健康。第三,正确认识到污染环境的危害性。比如,通过宣传重污染城市的环境危害,使百姓提高保护身边环境的意识,做到保护环境人人有责。第四,树立低碳生活的发展观念。减少二氧化碳的排放,以免加剧温室效应。 三、节能环保用于改进汽车空调制冷剂的意义 1.促进汽车空调制冷系统创新和研发 制冷剂CFC-1(2二氟二氯甲烷)使用普遍,是一种不易分解稳定性很强的物质,其寿命长达120多年,当排放到大气中时,受紫外线的作用释放出氯原子,与大气中的高浓度臭氧发生反应,破坏臭氧层,导致温室效应和过量的紫外线对地球生物的伤害。制冷剂HFC-134(a四氟乙烷)不含氯原子,对臭氧层没有破坏作用,且具备以下几个条件:第一,在性能方面与R12的性质相似,制冷能力比较高;第二,使用时保证安全性、无毒性;第三,传热性能好,制冷剂用量少;第四,对汽车空调系统的改动较少。基于以上优点,HFC-134a是目前国际公认的环保制冷剂。降低制冷剂的充注量也是改进汽车空调制冷剂的创新点之一。因为汽车空调系统中制冷剂HFC-134a的GWP值(全球变暖潜能值)为1300,温室效应潜能比较高,充注量的减少意味着最终直接排放到环境中的制冷剂也就越少。所以,减少制冷剂的充注量也成为研究中的一个重点内容。降低汽车空调制冷剂充注量的方法主要包括以下四个方面:第一,在汽车设计最初阶段,减小汽车内部空间大小;第二,政府制定相关政策,在规定地点采用定量的加灌方式;第三,充注制冷剂是使用新型充注工具;第四,充注制冷剂时注意防漏,以免造成浪费。 2.调转我国汽车空调制冷剂发展方向 现代社会飞速发展,为了满足人们对高品质生活的需求,一般情况下,大多数汽车都安装有空调。上世纪九十年代,蒙特利尔协议书提出CFC-12是一级被禁制冷剂,我国在规范汽车空调相关标准体系的同时,大力整顿淘汰被禁制冷剂,开发使用新型制冷剂HFC-134a,迄今为止已经有十余年的时间,取得了很大的成效。在治理的同时政府大力推进科技运用于汽车空调制冷剂的研究,另一方面,加强新能源运用在汽车中,制定相应的鼓励政策,进而推进我国汽车空调制冷剂未来的发展方向。理论上最理想的环保制冷剂应该是无毒、不燃烧、不爆炸、对金属及非金属无腐蚀作用、泄漏时易于察觉、化学性质稳定、对润滑油无破坏性、具有较大的蒸发潜热,同时,最为关键的一点是不会对环境造成污染破坏,不破坏臭氧层,温室效应低。而就我国目前资源以及环境现状来看,我国汽车空调制冷剂的发展方向应向天然工质型制冷剂以及绿色制冷剂调转。随着我国汽车行业阵容不断强大,汽车内的相应设施也逐渐得到完善,但是标准体系仍然有不完善的地方,主要包括在以下三个方面:第一,应当完善产品的标准体系。比如说,汽车空调制冷剂的标准体系。随着国家对汽车企业发展严格要求,对汽车行业中具有节能环保的项目给与相关的鼓励政策。因此,这样就必须要求完善汽车空调制冷剂的标准体系,建立健全相关的政策约束,更好的做到汽车行业里的节能环保,同时也可以节约相应的资源以及延长其使用寿命。第二,应当严格要求新能源的汽车空调达到制定标准。在国家的相关政策下,节能环保的新型能源汽车发展成为时代的主流,但是我国由于技术的限制,在这方面建树并不是很高,所以,在运用新能源的时候也应当严格要求汽车空调制冷剂的质量。这需要国家完善对新型汽车空调制冷剂等相关产品的标准体系,进而引导汽车行业的往节能环保方向看齐。第三,在运用新型制冷剂代替原来的技术时,应当制定相关的标准体系用以规范。 3.节能环保促进汽车空调制冷剂绿色发展 现阶段,HFC类型制冷剂存在如下问题还未得到有效解决。例如,适用于HFC制冷剂的酯类油(POE)价格相对较高,润滑性较差,特别是吸水性和水解性强,给操作造成困难,易降解造成压缩机电路短路。同时,由于POE油是一种比制冷剂更好的溶剂,在加工过程中清洗液、切削油以及所用材料的选择上应谨慎仔细。以此避免因制冷剂/油化学反应形成蜡状,从而使得膨胀装置出现堵塞。在此现状及基础上,进一步研发稳定性强的酯类油则成为必然,而对设备设计进行改进和能效提高则成为必然督和惩罚力度,严格执法程序,保证环境法律法规有效实施。 4.公众参与管理,扩大环境宣传面 环境保护人人有责,要有效地制止环境污染,必须扩大执行面和监督面,公众参与环境的监督和管理,把政府直控型环境政策转变为社会参与型环保政策,这样,横向到边、纵向到底,形成环保监督网,政府设立专项奖励资金,对举报违反环境管理制度,经查实给予奖励,使人人参与环境管理,人人监督环境保护。同时,要进行环保制度宣传,利用广播、电视、网络等先进传媒技术手段,打造声势、大造舆论,使得每一个公民都知道,环境保护和治理的重要性,使每个公民主动承担环境保护和环境监督责任。 5.加大对环境管理的资金投入 经济社会,没有经济万事不能。环境保护治理工作,要耗费大量的资金,各地市政府对环境管理工作迟迟没动作,就是在经济方面卡壳,有些地方政府搞建设有钱、搞环境治理就没钱,从地方主要领导开始,就缺乏对环境治理意识。但环境治理就影响经济发展吗?经验表明,增加对环境管理的投资,并不妨碍经济发展、环境治理,可以改善投资环境。环境优越是一个文明城市的直观体现,政府是否有管理能力,从环境治理也能体现出来,好的环境能够改善投资、引来投资、扩大贸易,进而能拉动经济增长。 四、结语 环境治理百年大计,需要持之以恒,大力地开展环境管理工作,探讨制约环境治理的因素是当前我们要解决的重点。虽然,我国目前环境管理的观念与模式不断地得到发展与创新,环境管理工作已经取得一些收获,但离我们的目标和要求仍然相差甚远,我们要立足现实,防长眼光,把环境管理作为一个长期工作来抓,做好打硬仗、打持久战的准备。 作者:王丽萍单位:南京七四二五橡塑有限责任公司 环保节能论文:环保节能建筑设计论文 一、建筑设计与环保节能的关系 经济的发展加快了城市化的进程,目前建筑耗能占我国整体能源消耗总量的百分比逐年上升。由于每年都要新建或者改建一些建筑,这就会消耗大量的能源,使自然环境不断的恶化。同时,在建设中存在着严重的水污染、土地资源的利用率较低、建筑耗材高等一些严重的问题。由于自然环境地不断恶化,这就使建筑系统内外物质的良性循环和能量的良性转换得到严重的破坏,即生态环境遭到严重破坏。由此可见,居住住宅区的气候设计,不仅仅只是能够充分的利用自然能源、尽量减少再生能源消耗的一个问题,还是直接处理人与自然之间关系的一个问题。 二、环保节能建筑设计原则 1要做到对环境的影响降低到最小化。具体如下: (1)防止在建筑设计的过程中污染水、土壤和空气; (2)尽量的使用本地建材,这样做不仅可以大大的减少在运输的过程中对环境的污染,同时还能在一定程度上促进当地的经济发展; (3)注重建筑材料的循环利用。我们在选择材料时,一定要充分的考虑材料的可循环性,在建设过程中倡导材料循环再利用。 (4)尽量利用既有的建筑,从而能够提高建筑物的使用寿命。 2要使资源的利用率达到最高。即要充分地利用在建设的过程中的能源、水、土地、以及各种建筑材料等,从而可以更好的节约能源。 3要做到能够最好的对待生态环境。这里所说的对待生态环境好是指要做到对于人和其他自然中的生物的生存和健康要有利。众所周知“以人为本”原则固然正确,然而人类亦是自然生物当中的一份子。因此,在建筑设计中,不但要满足“人”的物质需求、精神需求,还要做到平衡人类与生态环境的关系,从而更好的实现可持续发展。 三、如何实现建筑设计中节能环保 1建筑的绿化覆盖 绿化和自然环境不是孤立存在,他们之间相互依赖。要想实现建筑的绿化覆盖,首先要使建筑空间与城市绿化能够得到统一。其次,要将建筑与绿化复合,使双方的效益达到最大化。再次,要以一种人性化的方式解决建筑与城市的生态问题。 2选用绿色环保节能型建筑材料 (1)装饰材料。因为不同的装饰材料所消耗的能源都不尽相同。例如,如果一个房间贴着深色的壁纸,其所需要的照明用电是同样大小贴浅色壁纸的房间的两倍。另外,房间里面选择合适的灯具可以实现节能效果。首先,像大面积的房间例如客厅,要选用那些多角度的装饰灯具,这样可以更好的使房间的每一个角落都可以得到照明;其次,应大量使用一些节能的灯具,使灯的亮度根据自然光线的强弱来调节;再次,要鼓励居民经常使用不同规格的灯泡。因为不同材料对于能源的利用是不一样的,所以要尽可能的选用那些绿色节能的材料来建造我们的家园。 (2)维护材料。据统计,目前我国的民用建筑外墙围护热能损耗量是发达国家的几倍甚至十几倍,因此,解决外墙周护热能损耗的问题刻不容缓。市场上一些新型的节能环保材料如:外墙挤塑板、中空玻璃、倒置式隔热保温屋面等都可以更好的提高建筑的保温性能,改善建筑热工环境,因此,在今后的建筑设计中我们要积极的推广使用。 (3)要开发一些新的节能能源代替电力。目前,节能灯的使用虽然在一定程度上缓解了部分用电紧张的局面,但是每逢夏季,用电不足的现象在我国南部仍然存在。因此,如果在建筑住宅设计的最初阶段把燃气作为电力能源的补充考虑进去的话,就能够节省很大一部分的电力。因为液化天然气具有安全、价格低廉、清洁等优点,所以成为燃气空调的首选能源。此外,我们还要加大对新能源的开发,如地热、水热、风能等自然能源。 3屋面节能设计 住宅建筑外围护充分考虑节能设计以后,还应对屋面隔热保温效果进一步加强。首先,选择保温层的时候,要选择那些导热系数较低并且密度较小的材料,以防止屋面厚度和重量过于大;其次,要控制好保温层的吸水率,防止由于保温层吸水过量导致保温效果降低。目前市场上,膨胀珍珠岩保温层能够很好地解决常规屋面保温材料的一些缺点,而且它不污染环境、价格也比较低廉、施工操作还简单。至于住宅建筑其他部位则应该根据实际情况来进行分析。 4太阳能的利用 在我国,大部分地区都有较好的太阳能资源,这样就可以大大的减少建筑能耗。太阳能的主要利用方式有两种: (1)主动式太阳能建筑。指那些需要借助其他资源配合的太阳能使用系统的建筑。在该系统里面,光电系统的研究最多,这是因为它的能量转换率低但是费用却很高。所以如果想要在今后能够大批量使用的话,还需要进一步来研究。 (2)被动式太阳能建筑。主要是指在阳面通过使用储蓄热质和阳光房来吸取储备热量进而将其合理利用的这样一种形式,这种方式在我国目前应用比较广泛。 四、结语 综上所述,“节能与环保”的理念已经逐渐深入人心。我们建造的无论是环保型建筑还是节能型建筑,其目的都是一样的,那就是为了能够让人们安居乐业,为了使社会得到可持续的发展。在今后的建筑设计当中,我们应以“以人为本”为前提,充分考虑地球的有限资源,努力为人们营造一个更加美好、更加和谐的居住环境。 作者:韩承伟单位:内蒙古建筑职业技术学院
随着我国社会的不断发展和进步,人们开始越来越重视生态环境,在水利工程建设过程中对生态环境造成影响的各种因素予以分析,以此来保证生态环境达到预期效果,并且减少较易出现的各种隐患。在水利工程项目的实际施工建设中,尽管在运行方面能够发挥出预期的积极作用,但是立足于实际施工建设的角度可以看出,还会影响到附近的生态环境,进而造成了一些负面影响。基于此,为了最大限度地发挥出水利工程施工建设的环境效益,在水利工程施工建设中既需要关注水利疏导功能,同时也应该对水利工程施工建设对环境造成的影响引起高度重视并采取必要的保护和修复措施。 1水利工程施工建设中需要遵循的原则 1.1维持河流生态环境的平衡 水利工程的施工建设应该因势利导,不能毫无针对性地进行建设。由于不同的河流具备不同的条件,因此,更应该采取因地制宜地措施对河流加以保护。以不对河流的多样化环境造成破坏为前提来保护河流生态环境。 1.2维持动物栖息地的稳定 无论哪条河流均会包括一些栖息的野生动物,因此不能由于水利工程的施工建设而对其生存环境造成严重的破坏。由此可见,生态栖息地的施工建设也是水利工程施工建设中的一项主要内容。 1.3不破坏河流的自净能力 虽然河流具备自净能力,但是,也是存在一定限度的。如果超过了自净的最大限度,就会严重污染到河流。另外,由于水利工程可能导致农业或者是工业排放出大量的废水,因此,应该有规划地对废水进行排放,以此来避免对河流生态环境造成的影响,实现长远发展。 2水利工程建设的实际情况 社会的发展与进步无法同资源的消耗相脱离。随着社会的飞速发展,资源的消耗也在日益增加。当前,由于水资源十分短缺,应该合理利用水资源,以防出现过度消耗。由于我国人口众多,人均水资源较少,基于此,一定要采取节约化的方式来使用水资源。而水利工程建设是一种有效节约水资源的手段。另外,由于水利工程的大力兴建,必然会破坏施工区域的生态环境,因此,一定要对水资源进行合理开发,并且在工程建设方面加大研究力度,力求探索出有效解决水利工程施工建设对生态环境造成破坏的措施。 3水利工程施工建设对生态环境产生的作用 立足于我国目前水利工程施工建设的实际情况可以看出,水利工程同附近环境之间存在的联系十分紧密,这主要是由于施工环境保护措施应同项目一起实施,施工环境管理工作应项目管理工作共同开展。另外,再加上水利工程施工建设过程中涵盖了较多的生态环境因素,既涉及到了水利工程施工区域的水环境,同时也包括附近陆地生态环境,所以会造成相应的影响,甚至还可能对附近的生态环境造成致命的影响。 3.1对河流生态环境产生的作用 水利工程施工建设基本是针对“水”来进行的,即大自然中的地上水与地下水,要想达到用水目的,就必须大力修建水利工程,比方说,堤坝、水闸、进水口、渠道以及渡槽等基础设施。水利工程施工建设会对河流生态环境造成较大的影响。大多数水利工程的施工建设均会破坏河流自身的生态环境,通过人工对河流实施截流或者是加以改造,从而不仅改变了其之前的水流速度、水流的流动方向以及河水的深度,而且还影响到了河流中的泥沙含量、水质以及水温。另外,还对河流中的生物栖息环境造成了间接地影响。如三峡工程而言,此项工程的施工建设就对栖息在长江中游的鱼类造成了严重的影响,波及到了我国数以千计的稀有鱼类生存地,随后建设完成的葛洲坝却直接造成白鳍豚的数量骤然减少到了数百条,越来越多的稀有物种濒临灭绝。除此之外,水利工程施工建设还会严重污染河流的水质。一般来讲,在工程的施工阶段,可能会向河流中排放施工废水和污水,再加上水库的修建限制了河水的流通,基于太阳光的长期照射,水中鱼类和微生物死亡释放出来的有害物质出现了变化,难以被稀释分解,就可能沉到水库的底部、或者是寄生在岩石的缝隙里,进而污染到了河流的水质,如果在外渗的作用下影响到了附近的农田与地下水源。与此同时,还严重威胁到了附近居民日常饮用的水资源。 3.2对陆地生态环境产生的作用 水利工程施工建设过程中,由于水体附近的大面积土地需要用来通车和施工,因此一定会无法避免地破坏陆地生态环境,树木被砍伐、农田和草坪夷为平地,由此可见,非常类似于对河流生态环境造成的影响,进而严重威胁到了许多陆地生物的生存。同时水库蓄水也会侵害到附近的农田和土地,如果水库蓄水量超出了限定的数值,水库中的水就可能向地下渗入,或者是渗出堤坝,必然会对附近的农田产生冲击,这样就造成了一些农作物长时间浸泡在水中,进而对农作物的产量造成了影响。其中,因水利工程施工建设造成的最为严重的破坏就是淹没了大量大面积的土地和产生大量移民。从而打破了广大居民长期赖以生存的生产生活方式,尽管政府给予了他们较好地安置,但是对此陆地区域造成的破坏是无法抹灭和恢复的。 3.3对局部气候条件产生的作用 水利工程施工建设可能严重影响到库区附近的局部气候条件,因此,将改变局部的气温与降雨量。水库蓄水以后,由于局部区域内的水量发生了较大的变化,会大大提高此区域的空气湿度,增加周围的降雨量与降雨次数。在大中型水库中以及进行灌溉蓄水时,越来越多的水积聚在了一起,基于日光的照射,逐渐增加了水面的蒸发量,进而导致了降雨的发生,在水库低温效应的作用下,水库附近的降雨常常会比库区上空多,在冬季此种现象更加明显。一旦蓄水,库区内的积水就会改变区域内的空气湿度,同时也改变了当地物种生存的生态环境,比方说,部分对温度与湿度十分敏感的鸟类,如果突然改变了其原本已经适应的空气湿度与温度,就必然导致其大量迁徙。 3.4对土壤环境与地质条件产生的作用 水利工程施工建设过程中往往会因为水资源时空分布出现了变化而改变了局部区域土壤的水分条件,进而对库区的土壤环境造成了影响。水库水位升高导致地下水位升高,湿度过大导致植物根系死亡,土壤出现了沼泽化和潜育化的现象;通过库岸渗漏对地下水进行补给,然后在毛细管的作用下上升到地表,基于较强的蒸发作用让水中盐分浓度集中在地表,最终造成了土壤的盐碱化。在水库的浸没区域,由于土壤中不具备较好的通气条件,因此,减少了土壤中的微生物活动量,肥力较差,进而对作物的生长造成了影响;对于干旱或半干旱区域来说,水利工程的施工建设中如果未合理分配水资源,就会降低局部区域的地下水位,最终造成土壤沙化。 3.5施工噪音、扬尘对居民日常生活产生的作用 进行水利工程施工建设时,运输土石方和其它施工材料的重型汽车、水利工程施工中的爆破施工以及施工现场的各种施工设备在工作的过程中往往会发出各种噪音和扬尘,对当地居民的日常生活造成了严重的影响。 4水利工程施工建设过程中保护生态环境的有效对策 要想在水利工程施工建设过程中保护好生态环境,尽量避免对生态环境造成影响,就应该采取合理有效的保护措施。为了保证其生态环境的原有稳定性或改善水利工程附件区域的生态环境,可以从以下几方面来加以控制,具体体现如下: 4.1构建完善的施工环境规划设计 综合设计水利工程施工建设时,应该充分考虑到水利工程施工建设可能对生态环境产生的严重影响,事先将各种预案制定好,将环境的最大承受能力作为设计的重要基础,重点考虑河流的截流、土地的淹没以及居民的搬迁安置等方面问题,另外,在水利工程施工建设中,更应该尽量避免对生态环境造成负面影响,最好在异地埋掉废物和废料,不允许直接排放污水和废水。除此之外,还应该将防尘以及防治大气污染等方面的工作落实好,尤其是在运输、储存以及使用施工物料的过程中更应该引起注意,水利工程竣工后,一定要对区域内生态环境的恢复工作引起重视,尽量保持生态平衡,不对其造成破坏。 4.2加强环保的行政执法管理 水利工程与大气污染防治以及水质监测等部门有必要加强合作,严格根据相关法律法规来监管水利工程施工单位,建立健全水利工程施工建设规范,加强监督水利工程施工建设中的各个领域与环节,加强惩罚在施工建设过程中无故对生态环境造成破坏的个人与单位。重点监督处理违规排放污染物的行为,在水利工程施工建设过程中,违规排放污染物对附近生态环境产生的不可扭转性与可持续性是非常巨大的,很多工程建设都会由于违规排污而严重影响到了当地的水质,甚至在水利工程竣工以后,居民在水库下游池塘中饲养的鱼类还会由于数据无法达标而被禁止食用,由此而引起的纠纷屡屡发生。 4.3建立健全环境保护体系,运用生态修复技术,确保治水和改善环境和谐发展 水利工程的施工建设不能同生态环境的保护之间形成一种对立的关系,相关部门不仅要落实好水利工程施工建设工作,而且还应该树立起较高的生态环境保护意识,在工程施工建设中重视环境保护理念的应用,设置好相关负责人与责任区域,由此可见,环境保护体系的建立健全并非单纯依靠施工单位或者是企业个人来完成的工作,同时也需要引起水利工程建设部门的重视。所谓生态修复停止人为干扰,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力、自我恢复能力辅以人工措施使其向有序的方向进行演化,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。比如砍伐的森林要种植上,退耕还林.让动物回到原来的生活环境中。这样,生态系统得到了更好的恢复。 4.4合理使用施工机械设备,控制使用低效能高排放的施工机械 就水利工程的实际施工过程而言,由于其采用的不同施工方法和施工设备会对生态环境造成不同程度的污染,因此,应该严格控制好此方面的有关问题,确保最大限度地降低其对生态环境产生的威胁。 4.5积极应用新技术、新材料和新工艺实现水利工程建设 和生态环境保护并举的良好格局水利工程施工属于一项十分复杂的工程,涵盖了大量的施工环节与内容,而且每个环节的施工建设均对施新技术、新材料和新工艺提出了较高的要求,基于此,有关施工单位应该积极采用新型新技术、新材料和新工艺,并且在水利工程施工现场的具体情况加以利用来来保护生态环境、提升生态环境质量。如在水利工程施工建设过程中应该尽量采用建筑预制装配式技术进行水利工程的施工。预制装配式施工技术是一种以预制装配式混凝土结构为主要构件,经工厂化生产后进行现场装配、连接的建筑技术,运用该技术可以减少现场生产的污染实现绿色、环保、节能的目的。再有采用绿色、可再利用的环保材料,并将其体现在环境保护体系当中,以防由于施工材料的原因而破坏到生态环境如生态石笼墙驳岸、透水混凝土等材料的利用和推广都能有效的起到生态保护和修复作用。最后尝试使用水体生态修复技术综合措施,对目标水体生态治理进行系统综合规划设计,建立以:生态拦截、污水处理站尾水入湖口处理措施、水下地形改造、底质改良、生态系统构建以及漂浮湿地等6部分的功能区保证水利工程建设与生态保护、恢复和谐发展。 5结语 综上所述,水利工程施工建设不仅会影响到当地河流流域的生态环境,而且还会影响到河流上下游和入海口的生态环境。另外,在现如今的水利工程施工建设中一定要积极开展工程环境评价工作,重点分析工程施工建设对生态环境造成的影响,采取科学合理地解决措施来推动遭受破坏的环境朝向更好的方向发展,以此来保证切实达到环保的目的,进而有利于促进水利工程建设和生态环境保护获得和谐、持续的发展。 作者:孙威
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生物工程课程改革探讨:生物工程实验课程改革探索 21世纪是生命科学和信息科学的时代,高等农业院校作为培养生物工程专业人才的摇篮,应该培养复合型生物工程人才,重视学生的创新能力和团队精神培养,让学生掌握生物工程及其产业化的科学原理,掌握生物化学、分子生物学、微生物学、天然产物提取、发酵工程和酶工程等学科的基本理论知识;掌握微生物育种、微生物细胞大规模培养、微生物发酵产品及其分离纯化的基本技术,具备在农业生物技术领域从事生产管理和产品研发的能力。然而在传统生物工程实验课程体系中,由于缺乏多媒体教学环节,对实验技术和原理的讲解比较困难;各门实验课程相对独立,实验内容往往互不衔接,上课时间不集中,难以形成完整的课程体系;教学以被动的灌输式为主,学生缺乏主动探索精神;课程实验室相对独立,设备重复低端现象严重,浪费了宝贵的实验资源。因此,开展生物工程专业实验课程体系的改革势在必行。 一、生物工程专业实验课程改革的基本内容 农业院校生物工程专业开设的实验课程主要有:生物化学与分子生物学实验技术、微生物学实验技术、天然产物提取、发酵工程和酶工程实验技术、基因工程实验技术、细胞工程实验技术等,大多以农作物、发酵微生物和中草药作为实验材料。在教学内容上将不同相关实验课程整合。从专业培养层面统一开设系统的实验项目,将各门课程的实验内容和时间尽量衔接。通过对酶工程、生化及分子生物学实验技术、微生物实验和天然产物提取学等实验课程的调整,统一整合为生物工程专业综合实验,更新实验教学内容,完善实验体系。在教学方法上加入多媒体教学。传统的实验课程教学主要沿袭黑板讲解、学生操作的模式。这种教学方式信息量小,不够形象生动。通过拍摄实验教学视频,制作多媒体课件教学,能够透彻的讲解实验原理和操作过程,使学生较容易地掌握实验技能。同时将课程内容网络化,以微博、微信、博客、校内网站为主要平台,使课程上网,便于学生随时预习复习、答疑解惑。在教学资源上尽量共享实验平台资源。将课程实验室统筹安排,常用设备安排在公共开放房间,方便师生使用,严格避免设备重复采购,将实验资源主要用于教学效果好的综合实验项目。在实验能力上重视培养学生的创新能力和团队精神。教师在实验前将全班同学分成若干小组,确定实验目标,共同设计实验方案,开展实验准备工作,合理分工完成实验任务。实验报告书写时要求阐明实验意义,掌握所涉实验技术的原理、分类、适用范围和同类比较,深入展开数据现象分析、实验方法分析和操作技能分析。 二、生物工程专业实验课程改革的基本程序 涉及到专业人才培养层面的实验课程改革事关重大,应由专门团队在上级主管部门和专家组的指导下开展工作。首先召开专门的教学研讨会,根据生物工程专业人才培养来确立实验课程改革目标,以团队方式完成课程改革方案;实验课程改革方案由系里报送实验中心审核通过,获得上级有关部门的资金、硬件等支持;团队对改革方案进行执行,新实验项目应进行1年左右的班级试运行,检验实施效果和运行环境是否良好;待新实验项目试运行良好后,课程负责人修改教学大纲和实验指导,经教学研讨会通过;改革后的实验课程教学大纲和实验指导报上级主管部门批准后,正式实施运行。 三、生物工程专业实验课程改革的讨论 生物工程专业实验课程改革中遇到的常见困难是经费紧张、设备不足等,而且课程涉及面广,相关团队和人员较多,协调难度较大。另外教学改革不宜影响正常教学计划和学生培养,新修订的实验内容在学生方面也存在难以进行大班试行的问题。建议校、院两级加大专业实验课程改革的投入力度,给一线教学团队以更大的试验自主权限,精简审批程序,对新的实验课程方案挑选试验班试行,用实践来检验教改内容的科学性、可行性。生物工程专业实验课程改革的直接执行者是各课程负责人、任课老师和实验员,上级部门应当配套相应政策和条件,鼓励改革工作的进行,以更好的培养创新复合型生物工程人才。 作者:周晓明 田云 卢向阳 蔺万煌 方俊 唐忠海 肖桂青 胡超 单位:湖南农业大学生物科学技术学院 生物工程课程改革探讨:生物工程综合大实验课程改革 摘要: 针对目前生物工程专业实验课教学中面临的问题,对《生物工程综合大实验》教学内容、教学方法、教学管理方式和考核方式等进行了课程改革与实践.结果表明,通过改革激发了学生的学习热情,有效地提高了教学效果,有利于生物工程专业应用型创新人才的培养. 关键词: 生物工程;实验教学;综合实验;教学改革 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020)》提出,深化教学改革、强化实践教学环节、全面实施高等学校本科教学质量与教学改革工程是提高人才培养质量的关键,从而明确了培养拔尖创新人才的教育改革发展目标[1].在高校中创新型人才培养的关键是学生创新意识和创新能力的培养.高校实验教学是培养学生创新意识和实践能力的重要环节之一.实验教学一方面有利于学生进一步理解和掌握基本理论知识、培养基本的实验技能;另一方面通过开设一些综合性、设计性、探究性的实验,有利于培养学生综合分析问题和解决问题的能力,有利于学生创新能力的培养,能够为学生踏入工作岗位,进行开拓性的工作打下良好的基础,所以实验教学在学生素质教育中占有重要地位.实验教学的质量直接决定了人才培养质量的高低[1-3]. 1开设《生物工程综合大实验》的必要性 近年来,我国许多高校的生物类专业在人才培养模式、专业建设、课程建设等方面进行了空前的改革,随着教学条件的改善,实验教学改革步伐更快,实验技术、实验设备都有明显的改进和更新[3-6].一直以来,学校生物工程实验课程主要依附于理论课教学,大部分专业基础课和专业课都开设了相应的实验课程,但是由于课程学时的限制,能开设的实验项目主要是验证性或演示性的实验,无法开设综合性、设计性的实验.教学方式一般是任课教师要求学生提前预习实验内容,教师提前把实验课所需的各种用品准备好,上实验课时学生按照实验步骤完成实验.这是目前比较成熟的高校实验教学组织形式[7].这种实验教学模式虽然有利于学生对专业课程的理解和基本技术方法的掌握,但是不能充分调动学生的学习积极性和创造性,也不利于学生综合运用所学的理论与技术解决实际问题能力的培养.为了达到生物工程专业应用型、复合型人才培养目标,针对生物工程专业目前实验课程体系不合理的现状,我们对生物工程专业高年级学生设置了《生物工程综合大实验》课程.开设这门课程的主要目的是培养学生综合运用所学的理论知识和基本实验技能去解决实际问题的能力,要求学生查阅文献资料、分组探讨设计实验方案、独立完成实验等,并对实验结果进行综合分析讨论,使学生养成科学思维意识,具备初步的科研能力和创新意识. 2《生物工程综合大实验》教学内容体系的构建 综合实验是将学生已学的基础理论及实验方法有效地融合后开设的实验,各环节之间有着内在的联系,学生在实验过程中不再孤立地进行单元操作,而是将这些基本操作有机结合起来,并有一定的自主创新空间,最终实现的是解决一个具体问题或是生产出具体产品[8].《生物工程综合大实验》的教学内容组织要体现出生物工程专业的主干课程如生物化学、微生物学、发酵工程、酶工程和生物工程下游技术等所讲授的基本理论知识和基本实验技能.让学生利用所掌握的这些基本技能,自行设计实验方案并实施.选择和设计《生物工程综合大实验》教学内容时,尽量避免与基础课程实验内容的重复,为了保证所学知识的系统应用,通常要求完成一个产品的制备,把实验的各个环节贯穿在一起,构成一个完整的生物工程过程.结合生物工程专业的实际应用,《生物工程综合大实验》教学内容可以设计成若干个实验单元,由学生自主选择.例如,笔者在教学实践中设计了以下两个实验单元:(1)红曲色素固态发酵,包括红曲霉菌种的分离、菌种扩大培养、固态发酵、红曲色素提取及含量测定;(2)动物血液中铜锌超氧化物歧化酶的分离提纯、活力测定及纯度鉴定.设计这两个实验主要是因为:完成实验所需时间和课时数较接近;学生已经具备完成该实验所需的基本理论和基本实验技能;实验内容难度适宜,有利于调动学生的学习积极性,体会在一个完整实验过程中如何运用所学知识和技能;该实验内容系统性较强,符合综合实验的特点,有利于学生对所学生物工程专业知识的融会贯通. 3《生物工程综合大实验》的教学实践 3.1时间安排 《生物工程综合大实验》课程设置在三年级下学期,采用集中授课的方式进行. 3.2实验分组 改变实验以班级为单位的分组习惯,综合实验安排每小组3~4名学生,使每个学生都有充分动手的机会. 3.3组织实施 (1)课前准备:课前集中时间把实验任务布置给学生,包括实验内容、主要要求及注意事项,通常在实验前的2~3周进行,要求学生搜集资料,充分理解实验原理,小组成员一起讨论比较多种实验方法和实验步骤的优缺点及可行性,每小组都要提交实验方案,再经过学生的充分讨论,最后制定一套可行的实验方案.(2)实验操作:在实验过程中,学生是主要完成人,教师的作用是指导学生、纠正错误,并扮演安全员的角色.由学生独立完成试剂的配置、仪器的选用、实验的组织与实施等.我们开设的红曲色素固态发酵实验,学生要完成从上游的生产菌种筛选到下游的产品红曲色素提取分离、检测的完整过程.由学生自己动手完成培养基制备、菌种的分离及扩大培养、发酵参数控制、红曲色素提取以及色价检测等各个环节.在安全的范围内,可以满足学生按自己的想法和推理进行操作.(3)实验结果处理:要求学生如实记录实验过程与原始实验数据,实验结束后以小组为单位讨论整理实验结果,要求学生应用学过的生物统计学知识对实验结果进行分析讨论,注意实验过程中异常现象和异常数据的处理,引导学生分析现象产生的原因.实验报告写成学术论文的形式.引言部分要介绍实验目的、研究方法、实验设计和研究意义等.结果与分析中要对所记录的实验数据、现象进行合理的组合处理和分析判断.小组讨论分析实验成功的关键步骤,交流实验中的收获与体会等,在实验过程中学生初步了解了生物工程专业科研特点,为今后的毕业论文(设计)打好基础. 4《生物工程综合大实验》教学管理 4.1组建实验管理队伍 开设综合性、开放性的实验课,对任课教师和实验员都提出了更高的要求,在学生实验过程中教师要保证坚守岗位,对学生实验过程中遇到的问题给予及时解决.学生有时遇到实验某个环节失败容易半途而废,这时教师要鼓励学生,认真分析问题,找出原因,保证完成实验.另外,综合实验课所需的设备仪器、药品比较多,实验过程中一些易耗品、玻璃器皿可能随时都需要补充,实验员应做好后勤保障,使学生能顺利开展实验课.实验时间除了课内,可能还包括课外时间,这就要求实验室要在任课教师和实验员的监管下实现多方位开放[9]. 4.2编写实验讲义 在《生物工程综合大实验》课程改革实施过程中,要以学生为中心,激发学生的学习兴趣,注重学生独立思考、科学研究、综合创新能力的培养[10].依据现有的实验条件和专业特点在设计相关实验的同时编写实验讲义,并在教学实践中不断地予以修改完善. 4.3建立合理的成绩评定办法 建立多元化的实验考核办法,能够充分调动学生的学习热情[11-12],我们在制定综合实验课成绩评定办法时坚持了三结合的原则:课前方案设计、课中执行和课后总结相结合(占该门课程总成绩的40%);实验操作和实验结果相结合(占该门课程总成绩的40%);小组个人能力发挥和团队的协作情况相结合(占该门课程总成绩的20%).调查结果显示,95%的学生对《生物工程综合大实验》的这种教学形式和成绩评定办法表示十分满意。 5结语 实践证明,开设《生物工程综合大实验》这一课程,学生能够综合性、系统性地把相关的专业课程的理论知识和基本技能充分融合到综合实验中,有助于培养学生解决实际问题的能力,比较符合生物工程专业人才培养目标.在教学过程中突出了学生的主体性,学生比较积极主动地设计实验方案,分工合作地完成实验,有效地培养了学生的动手能力和创新意识.学生在获得初步科研能力的同时,专业综合素质和创新能力得到明显提高,团队意识也得到了加强[13].目前,开设的《生物工程综合大实验》课程还需要进一步完善,有一些问题需要解决,随着实验室硬件条件的逐步改善,进一步充实和拓展实验内容,如生物技术上游技术的内容进一步扩充到实验内容中去.另外,在教学计划中应逐步减少相关基础课程的验证性实验,多增加一些综合实验课程的学时,使学生有机会独立设计实验.随着社会对创新人才需求标准的提高,教学工作应该促进学生的学科知识、综合能力和创新能力的全面协调发展.《生物工程综合大实验》课程教学改革与实践,对其他专业课程教学改革具有一定的借鉴意义. 作者:张彩莹 夏敏 周索 单位:南阳师范学院生命科学与技术学院 生物工程课程改革探讨:“生物工程设备”课程改革研究 [摘要]文章以“生物工程设备”课程为例,研究了教学内容、教学资源、教学方法及考核方式的新课程建设与改革方案,并将此方案初步进行了实施,通过比较实验班和对照班的学生得出该方案的实施结果。 [关键词]高职教育 教学改革 实践 [作者简介]张春玲(1974- ),女,吉林四平人,吉林农业工程职业技术学院生物系,副教授,研究方向为生物工程设备课程教学。(吉林 四平 136000) “生物工程设备”是我院生物工程系生物技术及应用专业的一门重要的专业课。大多数高职院校的“生物工程设备”课程是从本科院校演变而来的,自身带着重理论轻实践、重设计轻操作的特点,与高职教育培养应用型技能型人才的要求不符。为适应教学改革和建设的需要,“生物工程设备”课程组做了大量的调查走访研究,并参加高职院校骨干教师的培训班的学习,总结过去教学过程中的弊端,全面进行了课程建设与改革。 一、教学改革方案 1.教学内容的改革。打破传统的章节模式安排教学内容,以典型生物发酵产品为载体,按照生物产品的生产加工过程中所涉及的典型设备,制定了四个学习情境,分别是:啤酒生产设备、酒精生产设备、味精生产设备、青霉素生产设备。每个情境中均包含有理论知识部分、实训部分和习题部分,理论与实训所占的学时比例达到1U2,理论内容是围绕着实训任务需要来讲解的,是为实训而服务的。 2.教学资源的建设。充分利用多种教学资源,如教材、多媒体课件、设备模型、仿真操作软件、校内外实训基地、网络平台,等等,构建了一套立体化的教学体系。(1)教材建设。由于现有的教材已不符合教学内容的要求,因此“生物工程设备”课程组成员与企业的有关专家合编教材一部,按照企业实际生产岗位需要,本着理论为实训服务的原则,教材中加入校外企业参观实习及校内实训的内容,详细介绍了产品生产过程中所需要的典型设备的结构及操作,重点放在了设备的操作与维护上。同时引入一些本课程中的当前所采用的新工艺、新方法、新设备,使教材的内容更加与时俱进。(2)多媒体课件及模型的制作。课程组成员大多具备多年的教学经验,经过大家的共同研究,开发了一套用于课堂教学的PPT课件,课件中融入了许多设备的图片及动画,还有有关工厂的设备运行的照片及录像,生动形象地再现了设备的原理及工作过程。另外,利用课余时间,组织兴趣小组,带领学生亲自动手制作一些设备的模型,模型的材料多是利用一些生活的废弃物,集思广益,变废为宝,既提高了学生的动手能力,又使得抽象的设备得以形象地展示,同时也提供了教学的素材。(3)仿真软件的操作。仿真软件是信息化时代的一大成就,它可以在电脑上模拟实际的生产操作过程,学生利用键盘和鼠标操作设备的按钮,来实现对设备的运行及维护。它摈弃了过去实践教学对时间、场地的限制,也大大节省了设备在真实环境中运行、维护的费用。(4)校内实训室利用。在校内建设有啤酒发酵设备实训室、通风发酵设备实训室,在课程讲解过程中,可以随时将学生带到相应的实训室,对着现成的设备进行讲解,也可以专门安排学生进行实训,操作设备生产啤酒、谷氨酸等产品。在实训时,将学生划分成几个小组,分组进行操作,每组负责完成一项任务,轮换进行,强化学生之间的协作意识和团结合作的精神。(5)校外实训基地实习。与周边相关企业洽谈,建立合作机制,学生通过到企业参观实习、顶岗实习,也可请企业有经验的专家来校讲学,让学生在校学习期间,就充分了解和掌握实际生产操作的本领,与企业零距离接触,为就业上岗练就过硬的本领。(6)网络资源的开发。网络上信息贮存量大、更新快,应培养学生良好的网络学习习惯,例如在学习过程中遇到一些书本上难以解决的问题,可以在网上寻求解决的答案。另外在校园网上建立一个师生互动的平台,在这个平台上进行在线的互动,帮助学生解决疑问,还可将各种学习资料上传到网上,供学生自学。进行一些网络测试,来检验学生的学习情况。 3.教学方法的改革。根据课程的需要,采用了多种教学方法,现简单介绍如下:(1)问题引导法。在讲解过程中,经常采用问题来引导学生思考,在讲解新的任务时,通常会对学生提出一个问题,这个问题往往是讲过的内容的延伸,可以通过这个问题的提出,引导学生进行新的任务的学习。例如在介绍啤酒发酵设备时,教师先提出问题,让学生回忆实习中看到的生产设备的构造,然后让学生结合专业知识分析讨论该设备的优缺点,教师对学生的回答进行总结,再介绍一些新的设备的使用情况。(2)现场讲授法。利用校内实训室现有的设备进行现场讲授。例如,当讲到通风发酵设备这部分内容时,组织学生到校内的通风发酵设备实训室现场讲解,让学生从直观上对设备的各部分结构有了深刻的认识,在现场讲解时,先由教师对设备的结构及作用进行介绍,再对设备的操作过程按流程顺序进行讲解,然后让学生自己叙述一遍设备的操作过程。(3)仿真操作法。利用仿真软件来辅助教学应该是我们课程改革的一大亮点,在进行情境四,即青霉素生产设备与实训这一部分教学过程中,利用引进的仿真软件,以理实一体化的方式进行学习。首先给学生下达学习任务书和指导书,让学生了解学习内容和任务,接着教师通过一些问题引导学生学习理论知识,再向学生介绍仿真软件的操作要点及过程,学生通过自主练习获得一些操作经验,然后教师出一套操作测试题,由学生在规定的时间内完成操作,成绩由电脑自动评分系统给出学生操作的分数,再由学生上交一份实训报告,分析在仿真操作过程中的感想体会,最终由指导教师和学生共同填写过程性考核评价表来给出学生成绩。 4.考核方式的改革。在考核方式上,打破过去传统的以期末考试来决定成绩的方式,以过程性考核和终结性考核的方式来完成。为了调动学生的学习积极性,适当提高过程性考核所占的比重。每一个情境都有各自的统计表,分别通过教师评价、学生自评和小组互评三方评价,共同给出过程性考核的成绩。将四个学习情境的成绩汇总到总的成绩评价表中,结合终结性考试成绩,按照考核权重计算出每个学生的总成绩。 二、教学改革的实施及成效 课程改革在我院生物工程系2008级的三个专业六个班中进行初步实施,选出三个实验班和三个对照班,实验班按改革后的方式进行教学,对照班按改革前的传统方式进行教学。为了体现同一性,充分说明改革的成效,实验一班和对照一班由同一名教师讲授,实验二班和对照二班由同一名教师讲授,实验三班和对照三班由同一名教师讲授。在初步实施过程中,课程组成员共同协商制定了改革后的课程标准,严格按照该课程标准所制定的教学任务来实施改革方案。通过集体备课,互相听课,互相监督,期末时通过学生成绩和教学质量调查分析初步实施结果,得出改革成效。 1.教学质量调查的比较。通过一学期课程改革的初步实施,以问卷调查的方式,对实验班和对照班的学生分别进行教学质量调查,并将三个实验班和三个对照班的平均评价结果进行比较分析。结果表明,实验班的教学质量、优秀率远远高出对照班,而中等率和及格率远远低于对照班。学生普遍认为改革后教学效果良好,学习的主动性和积极性有了很大的提高。 2.学生成绩分析对比。根据制定的过程性考核表,在完成每一个学习情境时,均对各实验班的成绩进行汇总,期末统一制定出实验班与对照班的成绩对比。结果表明,平均优秀率及平均良好率上,实验班均高于对照班,而平均中等率、平均及格率和平均不及格率上,实验班均低于对照班。由此可以看出,改革之后的学生成绩上明显好于改革之前,说明改革对于提高学生成绩也是很显著的。 三、课程改革的总结 本课程的改革,现对其亮点总结有二:一是教学手段丰富。理论讲解时采用了多媒体、模型、图片、录像、网络等多种教学资源;实训又包含了校内实训室现场讲解、动手操作、仿真实训,以及校外实训基地的参观实习、顶岗实习,充分体现了立体化的教学资源。二是教学目标的改革,从重视“设备设计”向重视“操作维护”转变。改革后的课程重视培养学生对设备的操作与维护能力,更加接近社会对高职人才的需求目标。 生物工程课程改革探讨:高等农业院校生物工程专业实验课程改革探索 摘要:从高等农业院校生物工程专业人才培养出发,探索了实验课程改革,重点在于实验课程中运用多媒体工具讲解实验技术和原理,将相关实验课程进行整合,从专业层面开设系统的实验课,使各门课程的实验内容和上课时间尽量衔接,共享实验平台资源,重视培养学生的创新能力和团队精神。 关键词:生物工程 实验课程 改革 21 世纪是生命科学和信息科学的时代,高等农业院校作为培养生物工程专业人才的摇篮,应该培养复合型生物工程人才,重视学生的创新能力和团队精神培养,让学生掌握生物工程及其产业化的科学原理,掌握生物化学、分子生物学、微生物学、天然产物提取、发酵工程和酶工程等学科的基本理论知识;掌握微生物育种、微生物细胞大规模培养、微生物发酵产品及其分离纯化的基本技术,具备在农业生物技术领域从事生产管理和产品研发的能力。然而在传统生物工程实验课程体系中,由于缺乏多媒体教学环节,对实验技术和原理的讲解比较困难;各门实验课程相对独立,实验内容往往互不衔接,上课时间不集中,难以形成完整的课程体系;教学以被动的灌输式为主,学生缺乏主动探索精神;课程实验室相对独立,设备重复低端现象严重, 浪费了宝贵的实验资源。因此,开展生物工程专业实验课程体系的改革势在必行。 一、生物工程专业实验课程改革的基本内容 农业院校生物工程专业开设的实验课程主要有:生物化学与分子生物学实验技术、微生物学实验技术、天然产物提取、发酵工程和酶工程实验技术、基因工程实验技术、细胞工程实验技术等,大多以农作物、发酵微生物和中草药作为实验材料。 在教学内容上将不同相关实验课程整合。从专业培养层面统一开设系统的实验项目,将各门课程的实验内容和时间尽量衔接。通过对酶工程、生化及分子生物学实验技术、微生物实验和天然产物提取学等实验课程的调整,统一整合为生物工程专业综合实验,更新实验教学内容,完善实验体系。 在教学方法上加入多媒体教学。传统的实验课程教学主要沿袭黑板讲解、学生操作的模式。这种教学方式信息量小,不够形象生动。通过拍摄实验教学视频,制作多媒体课件教学,能够透彻的讲解实验原理和操作过程,使学生较容易地掌握实验技能。同时将课程内容网络化,以微博、微信、博客、校内网站为主要平台,使课程上网,便于学生随时预习复习、答疑解惑。 在教学资源上尽量共享实验平台资源。将课程实验室统筹安排, 常用设备安排在公共开放房间,方便师生使用,严格避免设备重复采购, 将实验资源主要用于教学效果好的综合实验项目。 在实验能力上重视培养学生的创新能力和团队精神。教师在实验前将全班同学分成若干小组,确定实验目标,共同设计实验方案,开展实验准备工作,合理分工完成实验任务。实验报告书写时要求阐明实验意义,掌握所涉实验技术的原理、分类、适用范围和同类比较,深入展开数据现象分析、实验方法分析和操作技能分析。 二、生物工程专业实验课程改革的基本程序 涉及到专业人才培养层面的实验课程改革事关重大,应由专门团队在上级主管部门和专家组的指导下开展工作。首先召开专门的教学研讨会,根据生物工程专业人才培养来确立实验课程改革目标,以团队方式完成课程改革方案;实验课程改革方案由系里报送实验中心审核通过,获得上级有关部门的资金、硬件等支持;团队对改革方案进行执行,新实验项目应进行1年左右的班级试运行,检验实施效果和运行环境是否良好;待新实验项目试运行良好后,课程负责人修改教学大纲和实验指导,经教学研讨会通过;改革后的实验课程教学大纲和实验指导报上级主管部门批准后,正式实施运行。 三、生物工程专业实验课程改革的讨论 生物工程专业实验课程改革中遇到的常见困难是经费紧张、设备不足等,而且课程涉及面广,相关团队和人员较多,协调难度较大。另外教学改革不宜影响正常教学计划和学生培养,新修订的实验内容在学生方面也存在难以进行大班试行的问题。建议校、院两级加大专业实验课程改革的投入力度,给一线教学团队以更大的试验自主权限,精简审批程序,对新的实验课程方案挑选试验班试行,用实践来检验教改内容的科学性、可行性。生物工程专业实验课程改革的直接执行者是各课程负责人、任课老师和实验员,上级部门应当配套相应政策和条件,鼓励改革工作的进行,以更好的培养创新复合型生物工程人才。
科技发展论文:城市废水处理科技发展趋势研究论文 【摘要】水处理技术在污水处理中的运用广泛。处理城市污水所产生的二氧化碳排放量包括两部分:将污水中的碳源(BOD)转化为二氧化碳,以及相应的动力消耗折合成二氧化碳排放。从我国中长期发展战略来看,污染物减排将被放到首位,而能耗高的处理工艺将失去竞争力,毫无疑问,节能降耗型的水处理技术将成为我国长期的发展方向。 【关键词】水处理技术;污水处理 一水处理技术在污水处理中的运用 水处理问题是围绕解决水中的污染物质而展开的,当前CO2排放作为造成全球气候变暖的温室气体的罪魁祸首已经是不争的事实,CO2已不再是无害,而且已经被各国列入了控制排放的黑名单中。这个变化对我们传统的污水处理理念提出了挑战。 处理城市污水所产生的二氧化碳排放量包括两部分:将污水中的碳源(BOD)转化为二氧化碳,以及相应的动力消耗折合成二氧化碳排放。经测算,处理城市污水所产生的二氧化碳量为0.29公斤CO2/吨水.天。 10万吨规模的污水处理厂产生的二氧化碳量排放量相当于:3856户全年总排放量(一个中国家庭平均每年要排放2.7吨二氧化碳),2603辆汽车全年总排放量(在中国,一辆中等汽车一年要排放4吨二氧化碳)。 从我国中长期发展战略来看,污染物减排将被放到首位,而能耗高的处理工艺将失去竞争力,毫无疑问,节能降耗型的水处理技术将成为我国长期的发展方向。 由于水在大自然界的循环路径,对于排放口来说,污水处理属于末端治理。但是,对于排入的水体和地下水来说,排放水又是源头。为保证水体的水质,我们不断制订越来越严格的排放标准和水体水质指标,但遗憾的是结果却并不因为标准的提高使水体污染程度下降了,而是为了达到排放标准,处理工艺越来越复杂,投资和运行费越来越高,当标准的要求超过了投资和运行能力时,就必定出现两种情况,或者认罚不认标准,或者对标准阳奉阴违,不能保证处理效果。长此以往造成的结果就是水体污染逐年加剧。 1、污水回用的意义 污水回用在发达国家已得到广泛应用,而且越来越多的行业已经开始利用处理后的污水。美国加利福尼亚洲有200多个污水回用厂,每年为850多个用户提供回用水(非饮用水)约4.96亿m3。污水回用受到越来越重视的原因主要包括:人口增加和用水量的增加对现有水资源的压力越来越大;人们开始意识到污水回用是一种非常可靠的供水源;成功的污水回用工程越来越多;供水和污水处理行业越来越意识到污水回用的经济和环境效益;蓄水工程(如水坝)的环境和经济成本越来越高;人们逐渐意识到与过度用水有关的环境影响;趋向于回收成本水价制度的引入促进了污水的回用;为满足高水质标准而进行污水处理厂更新改造的成本不断增加。 2、污水处理后的运用 (1)工业用水的回用 经处理的污水可以回用于各种不需要符合饮用水水质要求的工业企业。各种工业生产过程中的冷却水、锅炉用水、生产和加工用水、清洗和辅助用水(如除尘和浇地)等,都可以利用经处理的污水。可以使用经过处理的污水的行业包括商业洗车、造纸厂、矿山、石油精炼厂、电站、商业洗衣、道路建设企业、旅游点、酿酒厂,以及混凝土、砖、纺织品、金属及涂料的生产厂。日本近40%经处理的市政污水被用于工业用途,而美国的佛罗里达州和加利福尼亚洲分别为2%和5%。 (2)居民及社区的非饮用水回用 对居民来说,污水回用可以用于冲洗马桶、洗车、清洗和浇灌花园.从社区的角度来看,污水回用的非饮用水用途还包括室外的灌溉及各种娱乐场所用水。美国加利福尼亚洲早在1961年就将经处理的污水用于有游船及可垂钓的湖泊。提供非饮用水的一种有效办法是建立分质供水系统。美国佛罗里达州阿尔塔蒙特城的一项分质供水工程,解决了4.5万人的非饮用水使用问题,其供水量占全城总供水量的30%。 二水处理行业的前景 水处理在国民生产和生活中占有非常重要地位,有无水处理、水处理技术的先进与否,是一个国家生产、生活水平高低和文明程度的重要标志之一,而水处理服务在中国还是一个新型行业。 随着国家建设步伐的不断加快,水处理服务会遍及各个行业各个领导,覆盖面相当广泛,如石油、电力、化工、核工业、煤炭、冶金、水泥、造纸、卷烟、制药、啤酒、邮电、民航、铁路、银行、酒店、宾馆、商场、家庭、机关、学校、城镇等,市场潜力巨大,有人类生存的地方就涉及到水处理服务,水处理服务是一个永恒的市场。水处理服务走专业道路将成为必然。 目前,中国各类工业区、商住区建筑保有量在千万幢以上,有数百万台的换热器、锅炉、中央空调、冷却塔、数万公里的管线。传统的运行模式绝大部分带垢、带锈运行。实验表明,水垢的导热性很差,只有钢的1/10~1/50,传热面若附着0.2~1毫米垢,将使传热效率降低10~40%,生产效率严重降低,能源消耗大大增加,设备故障频出,给生产、生活及人类生存的健康带来极大的危害。结垢后再清洗,这是一种事后处理方式。随着人们的认识及生活、环境的改善,一种事前处理(预防为主)的方式摆在人们面前,即:要求水系统不结垢、不腐蚀、安全、卫生、经济、环保、持续运行。通过科学的水处理方式,能有效地预防水垢,并通过防腐、防垢水质处理后,达到节能降耗,延长设备寿命,安全、高效、长周期运转的目的,也为创造卫生、健康的用水治理环境提供可靠的保障。 而伴随着中国流体处理业的全面启动,越来越多的国际厂家纷纷看好中国,全力启动着其生产与销售的列车。他们的进入不仅是为中国市场注入了更多的技术手段和方式,也带动了中国国内厂家的发展。中国在这个行业市场潜力的全面释放将对世界产生更多影响。 常规而言,一个行业的发展要经过启动、发展、成熟等不同阶段。这个行业作为中国经济第二次浪潮的重要内容无疑会在其他几个重点基础行业全面发展之后缓慢到来。而由要力量。 科技发展论文:科技发展对版画的影响论文 摘要:版画这一绘画门类的发展自古以来受到了科技发展的极大影响,科技发展导致印刷术进步,印刷术的发展决定了版画的前行。正是由于科技的发展使得版画摆脱了作为一种印刷手段的禁锢,大踏步地登上了艺术舞台。 关键词:版画;科技 纵观人类文明发展史,绘画艺术看起来和科技发展、工业革命之流的事情一点直接联系都没有,然而有一门隶属绘画范畴的艺术——版画,却恰恰出自科技的进步和工业的发展,他出身自印刷技术。版画依其印刷原理可分为凸、凹、平、孔四种,按制版材料一般分为铜版、木版、石版、丝网版。 我们都知道,活字印刷乃是我国引以为傲的四大发明之一,印刷术和纸张的发明更推进了世界文化传播的行程,加速了文明的传播与进化,更让我们得以告别蒙昧,照见真知。仅以此文略述印刷术及脱胎自印刷术的版画与科学技术发展的关系。 大概在四千多年前,最早的凸版模型诞生了。据《汉书祭祀志》载:“自五帝始有书契,至于三王,俗化雕文,诈伪渐兴,始有印玺,以检奸萌”。此时冶金技术尚不发达,主要以玉石篆刻(古时写作“瑑”,从玉字旁。凡属在玉石上雕琢凹凸的花纹,都叫做“瑑”)为主,后来青铜器冶炼技术逐渐发展,到了周代时,以青铜器为主的“周玺”逐渐兴起,到了汉代印章到达兴盛,史称汉印。汉印可以说是相当的发达,西泠八家的奚冈曾说:“印之宗汉也,如诗文宗唐,字文宗晋”。大约到了公元3世纪的晋代(公元265年~公元420年),随着纸、墨的出现,印章、拓碑也开始盛行起来。同时,雕版印刷术也正在逐渐萌芽。东晋时期的一位道人葛洪在其所著《抱朴子》一书曾经记载:“古之人入山者,皆佩黄神越章之印,其广四寸,其字一百二十。”这说明在此之前雕版印刷雏形就已形成。到了隋唐时期,雕版印刷开始流行,现在国内现存年代最早的雕版印刷作品是唐代咸通九年(公元868年)的经卷“金刚般若波罗蜜经”简称“金刚经”,由七个印张连接折叠而成,图中释逝牟尼坐在“邸园精舍”的莲花宝座上,对弟子菩提长老及一千二百五十名信徒说法,卷末印有“咸通九年四月十五日王价为两亲敬造普施“的字样。到了北宋初年,由于经济的发达,四川地区出现了专为携带巨款的商人经营现钱保管业务的“交子”,即纸币的最初形态,宋仁宋庆历年间(1041-1048)毕昇发明了胶泥活字印刷术,沈括在《梦溪笔谈》中有具体记载,远早于德国人谷登堡1440年发明的铅活字。活字印刷术是世界印刷术发展中的一个根本性的改革,极大的促进了文明的传播和发展。此后中国的木刻版画迅速发展,出现了不少有规模有影响的版画印制组织,比较著名的有天津杨柳青、苏州桃花坞、山东杨家埠等。 一直到明代,世界上最先进的文化工具都由我国率先掌握,欧洲人最早掌握的印刷术是木刻印刷。欧洲木刻印刷始于何时,现在无从考证,但可以肯定的是,十字军东征是一个标志。十字军从中亚带给欧洲大量的纸张印刷品,包括纸牌以及带有插图的宗教印刷品。具有确切记载的出现在公元1400年前后,欧洲出现了宗教肖像和政治领导肖像木刻印刷,这些圣像与文字编排在一起,成为具有插图的宗教书籍。到了15世纪中叶,意大利的金银器匠发明了铜版制版印刷,用来大量复制小幅圣像及书籍插图,同时也用于精细复制油画,此种状况一直持续到石版印刷取而代之。 到了近代,中国陷入战乱与闭关,无论经济还是科技发展都停滞不前,而欧洲正在大步的进行着科学改良试验。自炼金术诞生以来,欧洲人在化学研究上颇有成效,德国巴伐利亚松尔堆芬采石场特产一种质密和细腻的浅色石灰岩板,18世纪后期,塞内菲尔德发明了石版印刷并于1800年在德国奥芬巴赫开设了第一家石版工坊,他用油脂性笔在石板上面作画后,用阿拉伯树胶与硝酸的混合液涂覆,于是石版中的碳酸钙在被硝酸腐蚀之后会和油酸化合而得脂肪酸钙,具有亲油抗水的特性,而非油脂部分和硝酸反应生成亲水的氧化钙,之后滚筒上墨,油墨就会被图形部分所吸附,从而把图形转印至承印物上。正是由于这技术的革新,使得石板一发不可收拾,一路攻城略地,迅速的在欧洲取代了木版和铜版在出版业的位置,鸦片战争后,石印技术传入上海,对中国传统木版画产生了极大冲击,苏州桃花坞因离上海最近最早受到影响,甚至连桃花坞最负盛名的吴嘉猷(吴友如)和他的弟子也被上海《点石斋画报》聘去担任美编了。石版印刷的高质量和低成本,对于我国传统木刻雕版印刷的打击几乎是毁灭性的,自明嘉庆年间开始逐渐衰退的传统版画自此一蹶不振,直至鲁迅先生大力提倡中国新兴木刻才得以复苏。 一直到石版印刷诞生,之前的木版印刷和铜版印刷所印制的画面内容无非就是用于传播宗教故事。进行风景或肖像的写实绘画,或者干脆就是对当时写实油画的复制,很少有画家能够使用摆脱出来进行独立的艺术创作,甚至石版印刷诞生后也很少有石版画作品可以独立的被画家用来进行个人创作,这种窘况一直持续到摄影术诞生。 1839年法国人达盖尔(Daguerre)发明了以碘化银为感光材料的摄影术,法兰西院士,当时著名的画家德拉罗士院士即席发表讲演,他的中心议题是:“从今天起,绘画艺术死亡了,而摄影术诞生了。”可以看得出来,这位院士兼画家很可能可以代表当时相当一部分西方人心目中绘画的地位——就是再现现实,仅此而已,就如当年达芬奇在《论绘画》中苦口婆心、不厌其烦地细述透视、解剖、构图等等一切绘画原理,在他心目中绘画就是一门严谨的科学:“画家的心应当象一面镜子,将自己转化为对象的颜色,并如实摄进摆在面前所有物体的形象。应该晓得,假设你不是一个能够用艺术再现自然一切形态的多才多艺的能手,也就不是一位高明的画家。”在摄影诞生之前一切都很好,自文艺复兴后画家们的技法越发纯熟,精品叠现,无论肖像或是风景都能轻车熟路的再现出来,版画不过是对此再现过程进行一个转换,把他更多的印制传播出去,仅仅是个复制工具而已,或者说,起到了今天复印机的作用?不过这个时候摄影术诞生了,忠实再现一个场景只要摆弄一下机器然后钻进暗房把显影过程做完就可以了,那么,画家们该做些什么呢?是否该思考一下自己的退路呢?于是暗流涌动。以同时期最晚诞生的石版画为例,石版画艺术的真正开创者当属戈雅,他80岁时创作的石版画《波尔多的公牛》宣告了创作石版画这一艺术的诞生,其产生的影响深远,对其后的艺术家如德拉克洛瓦、契里柯、杜米埃等人的石版画创作产生了深刻影响。 此时,科技又在不断的进步着,1869年,珂罗板(collotype)技术发明了,是由德国人阿尔倍脱发明的,清朝末年光绪年间逐渐传入我国,我国最早是由上海徐家汇土山湾印刷所于1890年首先采用他印教会图画,这是最早的印品。过去都以为珂罗版由是日本引进的,实际上不是,他是从欧洲引进的,日本跟我们国家一样,也是从西方引进的,只是在日本技术比较发达,“珂罗”这个词实际上就是日文的“胶质”的一个译音,所以珂罗版也叫玻璃版。珂罗版印刷原理就是以玻璃为板基,然后在玻璃上涂上明胶印刷质,在这个上面通过照相制版,把图象反映到胶质上,再通过采用油水不溶的这个着墨原理,使用无网点印刷的方式,把印品印出来。商务印书馆1907年开始用珂罗版,用他复制中国传统的水墨画和书法真迹,效果特别好,因而非常被重视。直至今天,珂罗版还在国内被使用着,进行水墨画的复制,比如荣宝斋的作品。 终于到了十九世纪后半叶,变动发生在法国,印象主义诞生了,尽管此时的印象派巨头们的画面依然是描绘自然,但此时的画面已经不再是机械的重现,而是画家本人情感的忠实体现,从此以后表现主义、立体主义等等如雨后春笋般涌现出来,彻底的实现了欧洲艺术的变革,从某种意义上说,正是摄影这一科学发明的诞生促成了这场变革,也使得版画创作发生了翻天覆地的变化,从伦勃朗、戈雅到毕沙罗、惠斯勒、德拉克洛瓦、毕加索、马蒂斯、蒙克、梅庸、蒙克、劳特累克等等这些巨匠们的版画作品的演变,绘画艺术得到了一定程度的解放,画家们真正得以用画面表达自己自由的想法,绘画重归艺术的轨道,版画托工业革命的福从枯燥单一的工业印刷用途中解脱出来,真正的为艺术家所用,正式的成为艺术创作的重要手段。 今天科学技术仍然在进步,伴随着工业革命的发展,艺术创作手段不断出新,由于感光技术的进步,丝网印刷正式被西方人用来进行艺术创作,安迪沃霍尔、罗伊?里程斯坦使得波普、硬边成为时髦的名词并深深的打上了时代的烙印,如同本雅明所说“各种复制技术强化了艺术的展演价值,因而艺术品的两极价值在量上的易动竟变成了质的改变甚至影响其本质特性”,杜尚后来更摒弃了架上绘画,改用现成品表达自己的艺术观念,这一切都可看作是拜科技进步和工业革命所赐。今天的技术更加先进,设备更新,创作手法更加多种多样,比如用电脑的普及和软硬件的强大使得今天的图形处理能力空前强大,多媒体艺术得到了发展,版画领域里电脑辅助制版简便易行,石版印刷由于石材的笨重和稀缺已经逐渐被PS版所取代,数码版画正逐渐兴起,可见随着科技的不断发展,版画的创作手段只会越来越丰富,相信会不断的有新的制版手段取代陈旧的技术,我们眼下真正要做的就是时刻提醒自己,如何避免不会迷失在技术革新的浪潮里,如何保持艺术创作的独立性和纯粹性。 科技发展论文:现代科技发展论文 论文关键词:科技发展伦理建设理论建设制度建设主体建设 论文摘要:现代科技发展对伦理建设的理论、制度和主体这三个不同方面均提出了新要求。在理论建设方面,要求实现从近距离伦理向远距离伦理的延伸,从规范伦理学向应用伦理学研究的转向,并立足于多学科基础上的大交汇、大融合;在制度建设方面,要求变革社会制度,加强科技立法,引进科技伦理的“软着陆”机制;在主体建设方面.要求明确科技主体的伦理责任,建设科技主体的伦理规范,开展多极主体的对话。 马克思指出:每个时代都有属于自己的课题,准确把握并解决这些课题,就会把人类社会大大地向前推进一步。今天,2O世纪已经揖别,摆在我国人民面前的一个重大课题,就是要大力发展科学技术,实现跨越式发展。而大力发展科学技术,就必须处理好科学技术发展中的伦理学问题。正如所指出的那样:“在二十一世纪,科技伦理的问题将越来越突出。优秀问题是,科学技术进步应服务于全人类,服务于世界和平、发展与进步的崇高事业,而不能危害人类自身。建立和完善高尚的科学伦理,尊重并合理保护知识产权,对科学技术的研究和应用实行符合各国人民共同利益的政策引导,是二十一世纪人们应该注重解决的一个重大问题。 现代科学技术的迅速发展,使社会生活的各个领域发生了深刻的变化,同时也带来了许许多多伦理学的问题,引起人们的忧虑甚至恐惧。正如英国著名历史学家汤因比所指出的:科学技术与伦理道德进步不平衡,后者远远滞后,前者毫无约束地被加以发展和滥用,从而产生致命的危险。因此,探讨现代科技发展对伦理建设的新要求,对于我国大力发展生产力,更好地实施“科教兴国”战略具有重要的现实意义。 所谓伦理建设就是建设制约人们行为的价值规范和准则。其目的是以像法律调节人们的行为而使人们有法可依一样,在以伦理调节人们的行为时也同样“有法可依”。伦理建设是一项复杂的系统工程,一般说来,它包括如下三个方面:理论建设、制度建设和主体建设。 一、现代科技发展对理论建设的新要求。 伦理学是一门古老的科学,人类很早就开始了关于道德的哲学思考。但是最初的伦理学调节的只是人与人之间、人与社会之间的关系,只把人类看做是惟一值得道德尊重的物种,它以人类自身的利益作为惟一的尺度,去对待其他事物。即使随着人类社会的进步,人们对道德现象的反思日益加深,道德调节的范围始终囿于人伦之理。这里把这种只关怀人伦之理的伦理学称为传统伦理学。但是,现代科技的发展,对伦理学提出了更高的要求;要把人类的道德关心从人与人的关系扩展到人与其他物种的关系。所以,我们把现代科技文明下,以保持地球和人类持续发展为终极目标,由传统伦理学调整人和人之间的关系而扩展到调整人和人以及人与人以外的其他物种和自然界的关系的行为规范的总和的伦理学,称为现代伦理学。由传统伦理学走向现代伦理学,是科技发展和人类文明持续发展的双重需要。现代伦理学与传统伦理学相比,有以下特点¨: 第一。从近距离伦理向远距离伦理的延伸在传统伦理学中,伦理规范体系主要涉及的大多是人与人之间的或人与社会之间的直接关系,我们称之为近距离伦理。随着科学技术的发展,人类的活动方式和活动范围发生了根本性变革,“传统的主体司直接的近距离伦理关系随之在时间和空间两个向度上出现了延伸。在时间上,未来世代的权利和当代人的责任已经成为反思科技与未来的重大命题;在空间上,为了克服全球问题,一方面,人们正在寻求全球文化价值观念的整合,希图构建一种普遍性伦理,另一方面,人们日渐意识到,人不仅仅对人自身有义务,而且对生活于其中的生物圈和大自然也有保护的义务。-Es]94如人类在2O世纪9O年代制定的《2l世纪议程》,提出了人类社会今后应该走可持续发展的道路;《世界人权宣言》提出了人权保护和人道主义思想;“国际和平年”、“生态年”等的提出,使人类能同时按照统一的道德规范去约束自己的行为。 第二。从规范伦理学向应用伦理学研究的转向传统伦理学侧重于规范伦理学、理论伦理学和元伦理学的研究。但是,科学技术的发展,尤其是现代科学技术的发展对人类提出了新的道德要求,使伦理学不能停留在哲学层面的“高山之巅”,而应该通过新的道德规范向应用层面发展,以解决各个领域的具体问题。伦理学向应用层次的拓展是伦理学研究的一个重要转向。于是,与科学技术紧密相关的应用伦理学方兴未艾,为人类的道德思考提出了许多新的宗旨和目标。如:生态伦理学提出了尊重生命与人类可持续发展的规范和要求;生命伦理学的兴起反映了对新技术的使用进行社会控制的要求;核伦理学的发展体现了人类追求世界和平的强烈愿望;计算机伦理学要求人类重新思考计算机技术的本质和人类的价值观。随着人类活动范围的扩大和21世纪新兴科技事业的发展,一些新的与高科技相关的应用伦理学还会不断产生。从规范伦理学向应用伦理学的研究的转向,既关系着人类社会的前途和命运,也关系着伦理学的前途和发展。 第三。现代伦理学的研究是立足于西方伦理学、东方伦理学和马克思主义伦理学基础上的大交汇、大融合2O世纪是一个既对传统伦理观念进行全面的批判反省、又空前地呼唤价值重构和伦理现代化建设的世纪。2O世纪中西文化的交融、冲撞和科学技术向人类提出的许多使人目不暇接的道德问题,催生、孕育了众多异彩纷呈的伦理思潮。现代伦理学正是吸收了西方伦理思想、东方伦理思想和马克思主义伦理思想的精华而发展起来的。 其中东方伦理特别是中国的儒家文化是现代伦理学的基础。而西方伦理的众多流派如功利主义、道义论和混合义务论为现代伦理学提供了规范价值体系,马克思主义伦理学则继承和发展了西方伦理思想的精华,“它依据唯物史观第一次科学地揭示了道德的起源、本质、功能及其演变的规律,它精确地把握了人类伦理文化发展的方向,提出了以无产阶级道德为基础的共产主义道德思想体系,它坚持个人同社会和谐发展的集体主义原则,主张超越传统功利论与道义论的对立,建立一种功利与道义并重、个人利益与社会利益相结合的新型道德观。”而现代伦理学正是立足于马克思主义伦理学的基础上,用马克思主义伦理学作指导,针对现实社会问题和道德问题而提出的新的伦理观点。 二、现代科技发展对制度建设的新要求 科学技术虽然是社会系统整体进步的必要条件,但不是惟一条件。换言之,没有科技的进步,就不会有社会的发展,在现代社会尤其如此,但光有科技进步,没有其他条件,也还是难以使我们的社会健康发展,离开了社会制度、政策、管理、道德等方面的进步,单凭科学技术不可能给社会带来全面的进步,甚至还会适得其反,导致灾难。因此,制度建设作为科技发展中伦理建设的一个重要方面,必须从以下几个方面入手: 第一。变革社会制度恩格斯早就指出:“经过长期的常常是痛苦的经验,经过对历史材料的比较和分析。我们在这一领域中,也渐渐学会了认清我们的生产活动的间接的、比较远的社会影响,因而我们就有可能也去支配和调节这种影响。”“但是要实行这种调节,单是依靠认识是不够的。这还需要对我们现有的生产方式,以及和这种生产方式连在一起的我们今天的整个社会制度实行完全的变革。”只有通过社会的变革,通过正确的政策和科学的管理,使人类社会和自然环境协调发展,使科学、技术、经济、社会协调发展,才能最大限度地减弱和避免在科学技术的实际应用中可能带来的负面效应和消极影响。所以,为了保证科技研究和应用更有效地增进人类的幸福,必须建立完善的社会机制。 第二,加强科技立法科学技术发展需要进行两种立法:一是,立法律之“法”,即行政立法;二是,立道德之“法”,即自我立法。法律是“硬性”规范,以强制手段约束人的行动,该做什么,不该做什么;道德是“软性”规范,也是一种立法,以人类特有的内驱力的激励,达到自我觉醒和自我约束。道德和法律,一是“自律”,一是“他律”,二者辩证统一,缺一不可。从内因与外因的关系看,内因是第一性的,外因通过内因而起作用,因而自律较他律显得更为重要,法律是否能执行,取决于道德心的驱动。就是说,即使在高度法制化和规范化的现代社会、法律具有根本性意义的今天,如果人们的道德水平不高,法律再多再严,也起不到威慑作用而形同虚设。换言之,法制的健全与有效实施,不仅取决于法制本身完备周全,同时也在于人的道德理性。正如美国著名伦理学家麦金太尔所言;“只有对于拥有正义美德的人来说,才可能了解如何去运用法则。”“法规”的健全固然重要,但“德约”的基础和配合作用,对于“法规”的实施却是“有之未必然,无之必不然”。因此,加强科技立法是很有必要的。我们要用法制和伦理的手段来保证科学技术推动社会进步而不是危害人类。 第三。引进科技伦理的“软着陆”机制所谓“软着陆”机制就是科学技术与社会伦理的价值体系之间的缓冲机制。这个机制主要包括两个方面:其一,科技工作者和管理决策者,尽可能客观、公正、负责任地向公众揭示科学技术的潜在风险,并且自觉地用伦理价值规范及其伦理精神制约其研究活动;其二,社会公众就科学技术所涉及的伦理价值问题展开深入、广泛、具体的讨论,使支持方、反对方和持审慎态度者的立场及其前提充分地展现在公众面前,然后,通过层层深入的讨论和磋商,对科学技术在伦理上可接受的条件形成一定程度的共识。“这样一种讨论一方面能够启导政治活动家们参照着技术上可能的和可行的情况,纠正他们对其利益所持的那种由传统决定的想当然的态度;另一方面,政治活动家们将能够根据讨论中所表达的和得到重新解释的需求的认识,实事求是地做出判断:将来,我们想在哪个方向上和在多大规模上发展技术知识。”在实际的科技活动中,科技的“软着陆”机制已得到较为普遍的运用。 三、现代科技发展对主体建设的新要求 人作为现实主体,在与科技的关系中始终居于能动的主导地位,因此,主体建设是科技发展中伦理建设的一个不可缺少的方面。 第一。明确科技主体的伦理责任科技主体之所以负有伦理责任,是因为他们具有专业科学知识,能比一般群众更全面、更长远、更准确地预见到科技发展和运用对人类社会生活所造成的后果。他们有责任去预测和评估有关科研选题及其成果所可能产生的正面或负面的社会影响。当然,在这方面,科技主体所负的伦理责任的分量是不同的。对于从事基本理论研究的科学家来说.他们很难预测自己所研究的基本理论的应用前景,虽然不能苛求他们对该基本理论应用的全部后果负伦理责任,但是他们毕竟为后来依据该理论没计研制作恶或有明显负作用的人工制品或工艺程序提供了基础概念,因而也多少负有一定的伦理责任;对于把基础理论应用于实际(例如工业和军事等)的工程师来说,他们的科技成果或科技活动所造成的或可能造成的后果是明确的、清晰的、善恶分明的,虽然他们的工作在很大程度上是受政治家或经营者控制的,而不是完全由他们自己自由支配的,但是他们仍然必须承担一定的伦理责任。同时,科技主体之所以负有伦理责任,还因为他们经常参与政府或企业经济活动的重大决策。一般说来,在现代社会中,科技主体不但要对科技活动的后果负有趋利避害的责任,还要对全人类的未来负责。 第二。建设科技主体的伦理规范近百年来、特别是近几十年来,科学家和工程师在反复的科技实践活动中,形成了一定的行为准则,这些行为准则经过一些思想家的提炼和概括,形成了比较系统、完整的科技伦理规范体系,成为科学家和工程师普遍遵循的评价和判断善恶的标准,调节着科学家或工程师之间、科学家或工程师与社会集体之间的伦理关系,促进着人类科技事业的健康、有序的发展。当然,在不同社会、不同历史时期,不同阶级的科学家或工程师有着不同的甚至相反的伦理规范。但是,由于科技活动毕竟具有超越阶级利益的共同性,科学家和工程师毕竟是一个职业共同体,他们的生活和工作毕竟有着共同的要求和行为准则。因此,从全世界的高度看问题,科学家和工程师有着共同的伦理规范。这规范有:(1)应该保证所进行的科学研究的应用和后果并不引起严重的生态破坏;(2)应该保证所进行的科学研究的后果不会对我们这一代及我们的后代的安全带来更多的危险,因此,科学成就不应该应用于或有利于战争和暴力,应该保证所进行的科学研究的后果不应与国际协议提到的人类基本权利(包括公民、政治、经济、社会和文化等权利)相冲突;(3)科学家应该认真地估计其研究将产牛的后果并将对其公开负有特殊的贵任;(4)当科学家断定他们正在进行或参加的研究与这一伦理规范相冲突时,应该中断所进行的研究,并公开声明做出这一判断的理由,做出判断时应考虑不利后果的可能性和严重性。另外,还有一些其他规范:例如锐意创新,勇于进取;实事求是,严谨治学;真诚协作,友好竞争;民主讨论,自由探索;谦虚谨慎,勤奋好学;尊重前辈,奖掖后学;热爱自然,珍惜资源等等。美国学者J.T.哈代在他的《科学、技术和环境》一书中,提出了这样一个问题:“由于我们生活在一种技术化的环境之中,因此不免要遇到这样一些问题:人类是这种新技术的主人还是奴隶?技术使人的选择和自由得到了发展,还是受到了限制?到目前为止,从表面上来看,人类有能力驾驭和引导技术向需要的方向发展。然而人类现在掌握的知识,已经赋予了人类几乎能摆布自然的本领,因此必须谨慎小心地衡量各种技术抉择是否合乎需要,这种强大的力量必须用于高尚的目的。这种“高尚的目的”就是造福于人类,而不是危害于人类。 第三。开展多极主体的对话社会是由各种不同利益需要的主体构成的,他们的利益需要有一致的一面,也有冲突的一面。对于科技发展来说,尤其要处理好科技主体与政府主体、公众主体的关系,使他们能够相互对话、沟通、理解,对科技“发展什么,怎样发展”达成共识,确立多极主体间的和谐关系。“科学家与政治家之间的对话必然启导政治活动家们参照社会在技术知识和技术能力方面的潜力,纠正他们对自身利益和目标所持的那种由传统所决定的、想当然的态度,同时使他们能够根据对话中所表达的和得到重新解释的需求,实事求是地判断,将来他们想在哪个方向上发展他们的技术知识和能力。”。具体地说,就科技主体而言,主要是提高其道德素质,增强社会责任感;就政府主体而言,主要是指政府或国家的决策者应从政策、经费、人力等方面对科学技术的研究和应用加强引导、监督和管理,形成高效、有力、合理的科技发展机制,让国家的科技活动在一定的规范下进行;就公众主体而言,应该积极关注当今社会科技发展的现状,参与到对科学技术的后果与影响的评价中去,自觉加强科技伦理的修养,增强辨别是非的能力。同时,还应拓宽科技界与政府、公众之间联系的“绿色通道”。 科技发展论文:科技发展战略国家意志化发展论文 编者按:本文主要从国际政治动因摘要:技术威慑成为斗争焦点;国内经济动因摘要:经济增长模式转变;世界经济动因摘要:贸易保护主义和知识产权争端加剧;科技动因摘要:科技短缺和科技起飞新问题进行论述。其中,主要包括:进入21世纪以来,中国的科技发展战略开始发生转变、民族国家科技发展战略的选择,既决定于本国经济发展水平和阶段、国际关系的强权背后是技术强势的支撑、引进吸收和自主创新是一个民族和国家技术进步的两种主要途径、维护生存权和发展权不受侵害是一国政府的两项基本职能、经济增长明显超前于科技进步、促进经济增长的各种生产要素由过去单纯的纵向流动转向同时共存、经济增长水平和速度是由最短缺的生产要素的数量和质量决定的等,具体请详见。 [摘要:2002年12个重大科技专项的启动,标志着我们在实践上开始摆脱多年来以跟踪模拟为主的科技发展战略,向以自主创新为特征的跨越式发展模式转变。2003年以来,按照“十六大”的要求,根据适度超前原则,科技部着手国家中长期科学技术发展规划的制订工作,中国科技发展战略的转变进一步国家意志化。对这一转变过程的基本动因进行分析,有助于我们对当前中国经济社会发展战略的若干争论有一清醒的判定。有助于增强政策设计的系统性和前瞻性。 [关键字]:科技发展战略科技发展战略转变动因动因分析 进入21世纪以来,中国的科技发展战略开始发生转变。国民经济和社会发展“十五”规划和科技部随后制订的科技发展规划和高技术产业发展规划明确提出了实现技术跨越式发展的总体目标,强调要在“促进产业技术升级”和“提高科技持续创新能力”两个层面进行战略部署,在进一步发挥劳动密集型产业比较优势的同时逐步形成我国高技术产业的群体优势和新的比较优势。2002年12个重大科技专项的启动,标志着我们在实践上开始摆脱多年来以跟踪模拟为主的科技发展战略,向以自主创新为特征的跨越式发展模式转变。2003年以来,按照“十六大”的要求,根据适度超前原则,科技部着手国家中长期科学技术发展规划的制订工作,中国科技发展战略的转变进一步国家意志化。对这一转变过程的基本动因进行分析,有助于我们对当前中国经济社会发展战略的若干争论有一清醒的判定。 一、国际政治动因摘要:技术威慑成为斗争焦点 民族国家科技发展战略的选择,既决定于本国经济发展水平和阶段,也受国际政治因素的影响和制约。20世纪末以来,现代高科技广泛运用于战争使得技术优势成为各种威慑力量中最具决定意义的因素。国际关系的强权背后是技术强势的支撑,科学技术水平是一个国家总体经济实力和政治实力的体现。今天的高科技已经成为影响国际政治军事格局的主要因素,技术上的领先是主权国家参和国际政治较量、扩大国际影响力的物质基础之一,技术威慑是比直接使用武力更为有效的威慑手段。一个国家只有拥有符合时代特征和社会生产力发展趋向的现代科技工业体系,才能依靠自己的力量追求实力和影响,获得国际政治中的战略主动权。在当代世界上的不稳定因素越来越多的情况下,对涉及国家平安和国家竞争力新问题的那些科学技术的发展,中心政府必须从整个国家和民族利益出发,通过科技发展战略的制订来引导其发展。 从科技发展史来看,引进吸收和自主创新是一个民族和国家技术进步的两种主要途径。中华人民共和国成立后,由于外部环境的制约,自主创新和“科技追赶”成为我们政策设计的基本特征。20世纪70年代末以来,随着世界平安观念的变化,各国对经济利益的追求使得政治和军事因素不再是国家间关系的唯一主导者,、发达国家将制造业向国外转移导致中国科技发展战略发生了某些变化。“以市场换技术”战略的实施,使得我们在一段时间内忽视了自身的科技积累和自主创新,将外资导向型经济发展带来的技术引进作为中国科技发展的主要途径。应该说,这种战略部署是和全球化的历史趋向相一致的,有一定的合理性。但我们必须看到,高新技术和一个国家在世界上的政治地位密切相关,其发展已经不单纯是一项经济范畴的活动。作为国家政治战略意图的一种表现形式,西方发达国家不可能把真正的高新技术转让给中国。由于一些国家将中国崛起视为是对既定国际格局的挑战,正在试图对中国的发展进行压制,因此经常把技术非凡是高端技术新问题政治化。在这种情况下,我们不可能把技术合作和引进作为我国科技发展的长期战略方针。我们必须分清科技发展的国家目标和企业目标。在企业运行的微观层次,可以继续坚持比较优势的技术引进,但是在国家战略层面,必须坚持把技术的赶超和跨越作为重点,大力发展战略产业。 在综合国力竞争日益激烈的当代世界,维护生存权和发展权不受侵害是一国政府的两项基本职能,也是民族国家的根本利益所在。目前我国的科技能力尚不足以承担起保障国民经济、社会发展和国家平安的历史重任,“技术瓶颈”是我国经济社会长期发展的重要制约因素。为了中华民族的复兴,从世界发展大势和我国现代化建设全局的角度来看,在科技发展上摆脱过去的跟踪模拟向自主创新转变,是我们必须确立的战略思维,经济利益和平安利益的统一应该成为技术选择的出发点。未来一段时期内,中国的外部环境不可能有过去20多年那样好,战略机遇期同时也是平安上的高风险期。我们必须从可持续发展和国家综合平安利益出发,主动进行科技发展战略的调整,提高国家战略能力,预防和应对可能出现的危机、冲突或者战争。21世纪是战略技术和战略产业竞争的世纪,自主创新是维护国家主权和平安的最佳选择。没有自己的战略技术和战略产业,中国要在世界竞争格局中获得相对优势地位是不可能的。我们逐渐成型的新科技发展战略之所以强调要着重探究解决事关国家中长期发展和平安的战略性和前沿性高技术新问题,在一些关系国家经济命脉和平安的高技术领域,提高自主创新能力,并在若干重要领域和关键产业实现技术发展阶段的跨越,就是基于这样的考虑。 二、国内经济动因摘要:经济增长模式转变 过去20多年中国的发展是以数量扩张为特征的“数量型增长”,经济增长明显超前于科技进步。在比较优势战略指导下,虽然技术引进对中国经济增长发挥了巨大功能,但是中国自主科技进步进程缓慢,统计意义上的中国产业竞争力的知高并不等同于中国企业竞争力的同步提升。新世纪开始后,由于科技和信恩化的飞速发展,我国已经进入到不进行经济结构调整就不能促进经济发展的时期。在全球化所导致的南北贫富差距拉大的情况下,在经济增长和人口、资源、环境的矛盾日益突出的今天,单纯依靠消耗自然资源和发挥廉价劳动力的比较优势来积累资本、换取技术、发展经济的做法已经落后于时代。只有提高经济发展的科技含量,增强中国自主产业的发展潜力,实现经济增长方式由“数量型增长”向“质量型增长”的转换,我们才能在世界上立于不败之地。21世纪前10年是我国现代化建设的关键时期,也是我国科技创新能力需要实现历史性跨越的阶段。这一时期自主科技发展状况如何,直接决定了中国能否在21世纪中期实现民族复兴的伟大目标。这是我国科技发展战略转型的一个主要原因。 党的“十六大”提出了到2020年建设全面小康社会的经济社会发展目标。国内生产总值到2020年比2000年“翻两番”这个目标不仅是经济数量增长的概念,更是生产力水平和国际竞争力大幅度提高的综合体现,是经济和社会发展质的提升。作为从属于国家经济社会总体发展战略的科技发展战略必须为这一目标的实现服务。现在,我国科技竞争力和发达国家相比还有很大差距。为了实现科技发展“三步走”战略设想,争取到2020年前后科学技术整体水平达到发达国家中等水平的中期目标,形成强大的自主创新能力,在高新技术领域占有一席之地,形成支撑我国优秀竞争力的知识创新和技术创新基础,必须完成科技发展由跟踪为主向自主创新为主的战略转变。正因为如此,我们根据适度超前的原则,从2003年开始了中长期科技发展规划的制订工作。经济全球化和地区经济一体化使我们可以在更大范围内、更高的层次上充分利用国际、国内两种科技资源、科技人才和科技市场,但是“全面开放、跨越发展”应该是我们在确定科技发展战略和政策时必须坚持始终的基本思路。 中国全方位地参和国际分工体系这一历史变化加快了中国工业化的进程。但是,改革开放以来我国工业化的发展主要表现为一种“外来型工业化”。一方面工业化所需关键技术大多来自国外,另一方面东部和中西部经济联系不紧密,沿海地区的技术引进没有起到拉动内地经济增长的功能。为了改变这种局面,我们提出了走新型工业化道路,即从世界经济、科技、社会发展的大趋向出发,结合中国的实际,以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。新型工业化是以科学技术为先导的高科技含量的经济,强调科学技术的自主创新和拥有自主知识产权。这一变化意味着,我们的科技发展必须考虑可持续性,努力改变中国经济发展过于依靠外资和国外技术的局面。中国经济发展的关键新问题是国内技术发展。新型工业化成效如何,主要看经济增长的质量和效益是否提高。新型工业化道路的“普适性”摘要:“科技是牵头的方面”应该落实到我们工作的方方面面。正因为如此,科技部在2003年工作要点中强调,“制定科学和技术长远发展规划”是实现科技发展战略向自主创新转变,大幅度提高科技创新能力、国际竞争力、对经济社会发展支撑力的重大办法,必须以原始创新为主,引进和创新相结合,实现我国技术和经济的跨越式发展,努力使中国成为技术创新型国家。 三、世界经济动因摘要:贸易保护主义和知识产权争端加剧 随着全球化进程的加速,世界经济发展已经由资源驱动、资本驱动向创新驱动过渡,同时促进经济增长的各种生产要素由过去单纯的纵向流动转向同时共存。这一变化意味着作为一个国家的科技发展战略没有必要严格遵照梯度转移的渐进式模式,而完全可以利用信息技术进步提供的有利条件实现本国科技的跨越式发展。在今天的国际经济格局中,一个国家或者地区在国际分工中地位的提升主要表现为产业链条或者产品工序所处地位及增殖能力的提升上,发达国家更为注重科技研发,依靠知识产权来增加物质财富总量而把制造业等转向发展中国家,从而形成一种新的依附关系摘要:技术上的依附。这使得落后国家的财富总量尽管和过去相比有所增加,但是却无法缩小和发达国家的整体差距。尽管我们不能因为加工制造环节的附加值低而否认参和新型国际分工的、承接发达国家加工制造环节转移的经济合理性,但却不能放弃对技术先进性的更高追求。跨国公司把制造部门转入发展中国家,其出发点是对利润获取的考虑。在这种格局中,东道国的产业发展由跨国公司而不是由本国决定,发展中国家除了提供廉价劳动力,很难涉足优秀技术,生产规模的扩张并不能促进产业结构的同步升级和优化,很难谈得上真正的发展。我们提出全面落实人才、专利和技术标准三大战略,切实推进重大科技专项工作,就是从这种熟悉出发的。 现在,我国有关政府部门已经提出了2020年中国高新技术产品出口力争达到4500亿美元的目标。但我们不得不面临这样一种现实,那就是我国经济发展的外部环境和过去相比已经有了很大变化。首先,入世后中外知识产权纠纷不断。自2002年6C联盟向中国DVD生产企业征收专利费以来,类似事件不断增多,从而增加了中国企业的成本压力。这一现象要求国家应该从战略高度考虑制定相关的宏观指导政策,引导企业从追求短期效益转向通过增加创新能力谋求长期效益的轨道上来。其次,国外针对中国的技术壁垒和反倾销新问题更为严重。 1996年至今,中国已经连续7年成为世界反倾销头号目标国,2003年前三季度国外对我国反倾销保障办法立案共计42起,涉及金额10.7亿美元;调查表明,2002年我国71%的出口企业、39%的出口产品受到国外技术壁垒的限制,损失达到170亿美元,均高于我国加入世贸组织前。不把握专利和技术标准的危害性可见一斑。强势增长和弱势竞争力并存这一过程持续的时间越长,中国经济发展的可持续性就越弱,国际政治经济格局变动对中国未来的发展影响就越大,中国自主选择的空间就越小。另外,外资导向型的经济发展模式使外国资本在中国获得巨大利益的同时挤压了中国企业发展的空间,中国企业的生存环境日益恶劣。假如国家不适时调整科技发展战略,中国企业的“走出去”战略就是一句空话。 全球化背景下区域合作加强的同时贸易保护主义盛行的事实说明,当今的世界市场并不是完全竞争的世界市场,政府依然在各国经济活动中发挥重要功能。因为技术壁垒和反倾销的运用都是借助政府力量,其应对显然不能仅仅在企业的层面上进行,同样必须动用国家资源。我们不能以自由贸易和静态比较利益来指导中国产业的发展,应该通过高新技术的发展创造动态的比较利益。中国的科技发展必须坚持市场机制和政府组织协调相结合的原则,国家要把握关键部门关键技术和行业技术标准。事实上,尽管20多年来我国一直坚持的是市场导向的发展战略,但是政府功能始终是我国经济增长内在决定性因素。根据国家信息中心在中国加入WTO一年后对国内24个中心和地方权威经济探究单位的经济学家进行的问卷调查,近七成的专家认为政府行为是经济增长的主因。强化政府在科技进步中的战略决策能力和宏观调控能力,是世界各国的共同选择。发挥政府功能,保持战略技术及产业领域的相对完整性和独立性,同样也是我国科技发展的必由之路。在这里,我们要非凡注重利用WTO规则中的“国家平安”例外原则,在公开、透明的原则下合理合法地保护国内产业。不然,依靠企业自身和在技术和资本上都十分强大的跨国公司竞争,中国科技进步的前景不容乐观。 四、科技动因摘要:科技短缺和科技起飞新问题 世界经济发展的历史表明,在经济活动中存在一种“短缺效应”,即经济增长水平和速度是由最短缺的生产要素的数量和质量决定的。对发展中国家来说,科技短缺是种普遍的现象,是制约经济增长和国际竞争力提升的关键因素。改革开放以来我国科技发展取得了令人瞩目的成就,但高新技术研发基础仍然较为薄弱。从目前来看,我国的科技短缺主要表现在缺乏原始性创新能力上,即自主知识产权少,由此导致中国在一些关键领域内形成强烈的对外技术依靠。为了改变这种状况,2002年科技部印发了《有关进一步增强原始性创新能力的意见》,指出原始性创新是科技创新的主要源泉,是科技和经济获得重大发展和超越的前提,已成为决定国家间科技乃至经济竞争成败的一个重要条件,我们必须利用国民经济结构战略性调整和加入WTO的机遇,把增强原始性创新能力作为我国新时期科技发展战略的重要指导思想。为了加快实施专利战略,切实提高我国自主知识产权的总量,科技部又于2003年2月出台了《有关加强国家科技计划知识产权管理工作的规定》,以促进国家科技计划在高起点上创新,实现技术跨越式发展。 但是我国现在仍然有一些人认为,在比较优势基础上形成的产业分工体系是一种内生地促进产业升级和转换的机制。国内差距和国际差距的缩小是我国现代化进程的两大根本任务。尽快缩小和发达国家的差距意味着我们必须在和世界经济的联系中取得超过其他国家的利益。劳动密集型产业由于技术水平和附加值低,显然无助于这一目标的实现。更为重要的是,这种发展模式强化了对发达国家技术转移的依靠,使我们的科技开发能力呈惰性降低,无助于产业结构的升级。由于外部环境的不确定性和民族国家政策设计的自利性,中国的科技进步不能完全放在国外技术的“本土化”上,而应该考虑把“国产化”作为追求目标。开放市场和加入WTO并不意味着不能有国家意志和国家发展战略;融入全球经济体系,也不是被动地接受国际分工,而应主动地调整战略,实现产业升级,增强国家的竞争实力。我们不把握关键优秀技术的“本土化”,不可能给我们带来最大的收益。当然,我们要根据世界经济发展的新特征赋予“国产化”以新的内涵。 科技短缺的消失意味着实现技术的跨越式发展。在和发达国家存在较大技术差距的阶段,把技术引进、消化和吸收作为科技发展战略的主要内容无疑是正确的。但随着自身科技水平和经济实力的上升,我们有必要放弃跟踪和模拟的发展思路,通过自主创新使科技从经济发展的“外生变量”转变为“内生变量”。战略技术和优秀技术是引进不来的,而且引进的目的也是为了在更高层次上自主创新,实现跨越。经费投入现在不再是制约我国科技竞争力的瓶颈,如何充分利用有限科技资源,使科技产出最大化已成为提升科技竞争力必须考虑的新问题。根据国际经验,当一国的R&D投入占GDP的比重达到1%后,其科技投入将会进入一个较快的增长期,即进入科技起飞阶段。2000年我国的R&D投入首次达到GDP的1%,2002年R&D投入总额1289.4亿美元,其占GDP的比重上升到1.23%,自1995年以来连续7年保持增长,并且企业投入大幅度上升,达到R&D投入总额的6O%以上。在科技起飞进程已经开始的情况下,假如我们还固守跟踪模拟的技术发展战略,将丧失科技赶超和跨越的有利时机。 由跟踪模拟向自主创新的转变是新世纪中国科技发展战略的优秀理念。这一转变的实质在于从国家战略层面上对市场和政府在科技发展中的功能进行重新界定,以摆脱比较优势的束缚,实现科学技术的跨越式发展。在经历了20多年市场化条件下的技术引进后,这一转变将确保我们在全球化进程中获得不断增长的物质利益。科学分析中国科技发展战略转变的动因,有助于营造支持技术自主创新的社会心理氛围,加速中华民族复兴的历史进程。 科技发展论文:突出科技发展战略性调整农业农村经济论文 编者按:本文主要从全面启动新的农业科技革命,再次振兴农村经济的紧迫性;农科教改革与发展的战略思想和目标;重点突出农业科教改革发展和新的农业科技革命中的三项历史任务;政策、措施建议进行论述。其中,主要包括:再次振兴农村经济的客观需要、我国的农业具有极大的复杂性和广泛性,存在着巨大的潜力、从根本上解决农业发展方针、道路一些基本问题的客观需要、及时研究清楚,明确大方向,勾画出准确的蓝图、及时解决农业发展中面临现实矛盾的客观需要、农产品质量差、农业效益低,是当前一个突出问题、乡镇企业技术推动的发展后劲不足、国际竞争更加激烈、深化农业科教体制改革与发展的指导思想和总体目标、有针对性、有重点地攻关重要农业适用技术和高新技术、重视发挥科技的综合作用,借助综合国力,深层次地改变农业生产的重大机制问题、多渠道、多手段地支持农村经济的再次振兴、突出农科教体制改革方案的重点、抓紧建立和完善农业信息体系、抓紧建立农业标准体系等,具体请详见。 一、全面启动新的农业科技革命,再次振兴农村经济的紧迫性 (一)再次振兴农村经济的客观需要 我国的农业具有极大的复杂性和广泛性,存在着巨大的潜力,每遇到适合的政治、经济、社会和科技的大环境,以及相应的重大举措,就会使农业爆发出强大的生产力,形成一次快速成长期和革命性进展,并持续一个阶段。改革开放以来,农业发生了两次革命性进展,在很大程度上解放和发展了生产力,农业出现阶段性的跃进。第一次是农业家庭承包制的建立,理顺了农村的经济关系,是农业生产力全面巨大的释放,奇迹般地快速达到农业生产的成倍增长,为告别我国农产品长期短缺的历史创造了根本条件;第二次是乡镇企业的广泛兴起,使农村进行了历史性的产业大调整,农村工业居全国工业增幅主要地位,开拓了农村劳动力的重要出路,把农民引向小康。这两次革命性进展,已各持续了一段时间。现在我国农业和农村经济已进入一个新的发展阶段,并将以突出科技发展为特点,需要进行重大的战略性调整。亿万农民和科教工作者呼唤和等待着新的农业科技革命,可望第三代领导优秀做出战略性决断和部署,争取15-20年的时间实现农村和农业的再次更大的革命性进展,为中国农村实现全面小康和农业现代化打下坚实基础。20世纪我们重视了农业发展的紧迫性,特别警惕了农业不要走弯路,农业若出问题,走了弯路,则是长时间所扭转不了的;今后以科技为依托,科技的变化极快,更要提高警惕,如果走了弯路,弯子会更大,更是难以扭转,丧失的时机更是难以挽回。今天,我们的党、国家和社会已经走进新时代,回顾和反思过去,面对21世纪的机遇和挑战,更加深刻认识到及早有组织地全面启动农业科技革命、振兴农村经济的紧迫性。 (二)从根本上解决农业发展方针、道路一些基本问题的客观需要 20世纪邓小平同志关于农业的理论,有两个问题需要不断地加深理解:一个是提出“农业的文章很多,我们还没有破题。农业科学家提出很多好意见。要大力加强农业科学研究和人才培养,切实组织农业科学重点项目的攻关(《邓小平文选》第三卷第23页)。”一个是“从长远的观点看,要有两个飞跃。第一个飞跃是废除,实行家庭联产承包为主的责任制,这是一个很大的前进,要长期坚持不变。第二个飞跃,是适应科学种田和生产社会化的需要,发展适度规模经营,发展集体经济。这是又一个很大的前进,当然这是很长的过程(《邓小平文选》第三卷第355页)。”可以看出,极为重要的是,指出了农业科技和教育对一个“破题”,“两个飞跃”的根本关系。这对研究我国农业 的发展,具有极为深远的意义。 为加深理解和指导今后的研究,我们着眼于以下几个在20世纪尚未解决好的基本问题: 1.缺乏可靠的农业可持续发展的战略,尚无妥善方案足以保证在长远发展中,资源、人口、生态环境走上良性循环、永续利用的轨道。 2.科学技术还没有真正成为农业强有力的第一生产力。靠天吃饭的局面尚未很好改善,科技的扬长避短、资源转换和替代作用远未充分发挥,农业还没有建立在科技的支点之上。 3.农业的经营体制如何适应我国农村的实际,如何适应现代化的要求,如何适应长远的发展,以达到最佳形态,尚需深入研究。 4.农村的产业结构、城乡关系、农村众多劳动力的出路,这些问题相互关联,互为制约又相辅相成,但还没有完满的答卷。 5.尚未设计出清晰的农业社会主义市场经济发展的途径。 解决这些问题的根本出路,最终都归结于科技的发展。这些有关农业发展方针道路的基本问题,必须及时研究清楚,明确大方向,勾画出准确的蓝图,这样才能创造条件,使农业发展和改革以及新的技术革命不走大的弯路。 (三)及时解决农业发展中面临现实矛盾的客观需要 农业发展中面临的现实矛盾日益突出起来,成为再次振兴农业的重大障碍。 1.农产品质量差、农业效益低,是当前一个突出问题,它导致农民收入低,结构调整难。在“入世”之后,对农业的挑战最为激烈,这些问题的重要性将越来越显露出来。 2.在未来人口增长和需求多样化进程中,资源和市场的双重制约更加突出。原已存在的农业资源人均占有量低的情况,由于水土流失、土地沙化、环境污染等生态环境的恶化,形势更为加剧,特别是水资源的缺乏,威胁整个国计民生。近来,农业受到了市场的制约,更增加了资源的压力,加大了资源利用和生态环境改善的难度,使农业前景更为严峻。 3.乡镇企业技术推动的发展后劲不足。乡镇企业是农村非农产业转移剩余劳动力的主渠道,由于产品升级、布局调整等问题,使其发展面临转折时期,难度较大,减弱了农村经济实力,成为农村经济持续发展的突出问题。 4.现行的农业科教体制源于计划经济,按政府系列设置,不能适应农业持续发展的要求。主要表现为:结构、布局不合理,分工不明确,分散、重复、相互脱节的现象严重;创新、普及与推广应用未能形成有机的整体;农业科教领域过于狭窄。农业技术落后的问题十分突出,农业科技成果转化率仅为30-40%。有些高新技术则缺乏技术储备。80年代提出的调整农业结构和90年代提倡的农业产业化,是农业发展的两次机遇,但都主要因科技问题而未能深入开展。 5.国际竞争更加激烈。国外在农业优良品种、新型农药、生物化肥及农产品加工方面,已经对我国形成巨大的市场威胁。我国一些传统农产品,如水稻、小麦、玉米、大豆、棉花的国内价格已经超过国际市场的10-100%;一些原来我国有明显优势的产品,其竞争力也在降低,如丝绸原占国际市场最大份额,但由于蚕茧质量和丝绸加工技术低于国外,且差距很大,以至丝绸产品出口1988年减幅达24%,1999年前5个月又同减46%。加入WTO将又面临着新的挑战。 上述基本问题和现实矛盾的解决,需做多方面的工作,包括对农业生产和农村经济结构进行战略性调整,增加农业投入,加强农业基础设施建设,进行农业和农村经济方面的制度建设,制度创新以及继续调整城乡关系等,而一个关键性并带有长远意义的仍然是邓小平同志讲的“农业问题也要研究,最终可能是科学解决问题。科学是了不起的事情,要重视科学(《邓小平文选》第三卷第313页)。”当今世界,科技革命来势迅猛,生物技术、信息技术已经进入市场,我们要迎头赶上,否则就没有出路。我国农业的落后,说到底是科学技术落后,国际间的农业竞争说到底是科技竞争,科技决定着未来农产品市场的份额和农业发展的前景,决定着农民收入的增减,决定着农村经济结构调整的方向。我们今后是占市场还是让市场,这是新世纪全球范围发生的这场没有硝烟的战争中能否生存的重大问题。发达国家已经在这场新的技术革命中占据了有利地位,我们必须有紧迫感,奋起直追,动员各方面力量,有组织地进行一场新的农业科技革命,才能跟上世界发展潮流,缩短同发达国家的差距,争取我国农业和农村经济用15-20年的时间,进入一个新的快速增长时期。实现我国农业和农村经济的再次振兴,从根本上解决农业实现现代化和可持续发展的基本问题。 二、农科教改革与发展的战略思想和目标 同志1996年指出“要进行一次新的农业技术革命(同志1996年9月在《接见全国星火计划工作会议代表时的讲话》)”,这也是本报告的主要理论支柱。必须据此以改革的精神制定农业科技革命发展的战略规划,以保证其顺利完成,并把农业教育放到与农业科技发展平行的重要地位。 (一)深化农业科教体制改革与发展的指导思想和总体目标 1.指导思想 切实贯彻“科学技术是第一生产力”的思想,坚持科教为经济建设和社会发展服务的根本方向,促进科教与经济和市场的有效结合。坚持基础研究、应用研究与开发研究的有机衔接和有效配置,促进农业增长方式转变和生产力的快速发展。坚持统筹规划、深化改革、完善体制、分类指导、加大投入、加快步伐、优化结构、调整布局、合理分工、适度分流的方针。在具体操作上,既要遵循科技发展的规律,又要充分考虑农业科技的特殊性,对农业科技进行科学规划,分类指导;既要大幅度提高农业科学技术水平,使农业科技率先跃居世界先进水平,又要满足调整结构、提高农业效益、改善生态环境对科技的现实需求;既要大幅度提高各级政府对农业科技的支持力度,又要迅速把企业和亿万农民的积极性调动起来,并逐步使企业成为技术创新的主体;既要加速常规技术的组装配套、大面积推广,又要力争使农业高新技术取得重大突破,培育一批高科技企业或集团;既要造就一批学术带头人、高级管理人才,又要培养一大批农业科技企业家,并大幅度提高亿万农民的科学文化素质。坚持 “有所为,有所不为”的原则,规划、计划、投入要突出改革,突出技术创新,突出重点领域。 2.总体目标 全面启动农业科技革命,推动农业产业升级,再次振兴农村经济。用现代工业武装农业;用现代科技支撑农业;用现代信息管理农业;用现代市场引导农业。遵循自然规律,用以现代林业为特点的优化生态环境保障农业。建立与我国农业大国地位相称的、适应社会主义市场经济的、具有世界先进水平的新型的农科教技术创新体系和农科教管理体制及运行机制。重点是六个大体系:精干高效的农科教研究开发体系;队伍多元化、形式多样化和运行市场化的农科教技术推广服务体系;标准化、运行有序的技术质量监督体系;多层次、广覆盖的农业科技教育培训体系;协调、高效的农科教管理体系;以及政府为主导的,多元化、社会化的农业保护体系。实现农业科技的跨越式发展,大幅度提高我国农业科技创新能力,促进我国由农业大国向农业强国转变,满足人民食物安全、农村经济安全和 国土安全等方面的需求,实现农业可持续发展。 3.“十五”期间至2020年的量化指标 (1)“十五”期间的量化指标 到2005年,把为实现农业结构战略性调整、提高农业效益、增加农民收入、改善生态环境提供技术支撑作为优秀任务。 使我国农业科技关键领域科技水平达到国际先进水平,农业科技总体水平与国际先进水平的差距缩短5年,科技在农业、林业、畜牧业、水产业、气象业增长中的贡献率,分别达45%、35%、55%、55%、60%以上,农业国际竞争力显著提高。 农业高等院校、农村中等职业教育要进一步扩大招生规模,使我国同龄人口中高等教育入学率从现在的10.5%提高到13%左右,其中研究生、博士生的入学率要有较大幅度增长;使农村高中阶段教育普及率平均达到30%;对于其他87%不能升入高一级学校的初高中毕业生加强实用技术培训,使每年接受培训的农村劳动者比例达到40%左右。 (2)2006年至2020年的量化指标 满足食物安全的技术需求。为实现粮食总产达到6亿吨、肉类总产6500万吨,人均日摄入能量2500大卡、蛋白质75克、脂肪75克等目标,提供技术保障。 为农村经济安全提供技术支撑,加快农村城镇化建设,为实现农民人均收入达到8000元,人民生活水平基本达到小康提供技术与示范样板区,带动辐射面涉及范围。 为农村国土安全提供技术支撑。为科学使用农业资源,发展新兴产业,为基本控制生态环境恶化趋势,提供技术与示范样板区并辐射全国。 加速农业科技自身发展,使我国农业科技关键领域科技水平再次跃居世界先进行列,科技在农业、林业、畜牧业、水产业、气象业增长中的贡献率,分别达到55%、40%、65%、65%、70%以上。 我国同龄人口中高等教育入学率从13%提高到25%左右,其中硕士研究生、博士研究生入学率要大幅度提高。对于其他75%左右的同龄青年不能入学的,要加大培训力度,力争培养成有文化、懂技术、能经营、会管理的劳动者。 三、重点突出农业科教改革发展和新的农业科技革命中的三项历史任务 (一)在科技项目本身的发展上,不断总结成就,寻找差距,有针对性、有重点地攻关重要农业适用技术和高新技术 科学技术是现代农业强大的支撑和驱动力,技术项目的重大突破必将带动农业的产业升级和生产的高速增长,并成倍或几倍地提高农业经济效益,增加农民收入。新的农业科技革命要靠农业高新技术项目的重大突破。 1.总结成就,寻找差距 新中国成立以来,尤其是改革开放以来,中国的农业科技教育取得令人瞩目的成绩。从1985-1998年底共取得1160项部级科研成果(含农业部、水利部、国家林业局、国家气象局)。其中,“国家科学技术进步奖”1011项;“特等奖”3项;“发明奖”146项。有些技术如中国的杂交水稻技术等,已居世界领先水平;胚胎移植、抗虫棉等技术已接近世界水平。这些成果的推广和应用明显地提高了我国的农业综合生产能力,但与发达国家相比仍有较大差距。中国农业科技贡献率为42%,而发达国家一般为70%,有的高达80%。差距主要表现在科技储备不足,基础研究薄弱,农业科技队伍不稳,高技术人才奇缺,科技创新能力不强。其中,动植物转基因工程,农林作物育种,节水灌溉,农用机械,主要农副产品贮藏、加工,流通先进技术与设备以及农业信息等技术总体水平,落后15—20年左右;某些领域如育种产业化,高效、低毒、安全新农药,集约化设施农业技术与设备,高效有机肥商品化生产工艺与成套设备等技术还有继续拉大差距的迹象;农民科技文化素质与发达国家农民相比差距更大。 2.发展重点和布局 (1)“十五”期间的重点和布局 “十五”期间农业科技工作,紧紧围绕农业新阶段对科技的需求,在原有增产类技术的基础上,特别强调有关发展优质、高产、高效农业,增加农民收人,保护生态环境,参与国际竞争等方面对技术的需求。建立一个新体制,突破一批关键技术,包括高新技术,培养一批人才,建设一批具有国际水平的基地,实现农业科技新的飞跃。拟着重突出以下几个方面: ①以培育专用、优质品种为重点,推进种养业生产结构优化。优质水稻、饲料稻、面包小麦、优质棉花、双低油菜、速生工业用材林、瘦肉猪、优质肉牛等品种培育与产业化;建设一批大型种子企业或集团;确保我国在杂交水稻、油菜、大豆、小麦、玉米等作物杂种优势研究与利用方面的领先地位。我国有世界罕见的生物基因多样性,具有创造新生物品类的强大优势,可望首先取得巨大成果。②把农产品加工作为农村经济的增长点,推进农业增效,并相应地使农业本身向深广发展。粮、肉、油等大宗农产品加工技术与设备;农产品高附加值技术;设施农业技术与设备;收获机械、加工机械、复合肥料、低污染农药、可降解地膜等新型农业生产资料等的研制与开发。 ③以节水灌溉技术革命为重点,推动农业可持续发展。开发节水农业的技术、设备;水资源宏观管理与调配技术;海洋、滩涂、南方草山草坡等资源的开发;长江、黄河上游防护林建设,天然林保护工程建设。 ④以生物技术、信息技术等高新技术为重点,推进农业科技产业化。抗虫棉花、超级稻、超级猪、抗虫玉米等转基因动植物培育与产业化;高效疫苗、生物杀虫剂、杀菌剂等生物农药的研制;动植物生物反应器、生长调节剂的研究与应用;生物肥料、缓释肥料,锌肥、硼肥等微量元素肥料等新肥料的研制与开发;农业综合性信息网络、农业专家系统、精准农业、虚拟农业、农产品市场信息网络、农业技术信息网络的建设。 ⑤推进区域发展,加速西部大开发,中部大发展,东部率先实现农业现代化。西部生态脆弱区,大力发展退耕还林、还草技术,坡改梯技术,防治水土流失、荒漠化综合治理等技术;经济发达区,建立农业现代化综合试验示范区、农业高新技术园区;加速中部粮棉油菜、肉蛋奶等农产品高产、优质及加工的配套技术与商品基地建设。 ⑥推进农村城镇化,加速乡镇企业科技进步,加速农业人口转移,走有中国特色的农村工业化、城市化道路。加速农村小城镇规划与设计;新兴建筑材料研制、施工技术;小城镇建设试验示范区建设。 ⑦推进创汇农业,迅速提高农业国际竞争实力。符合国际标准的农产品质量标准制定、修订,质量监测技术与设备开发;发展畜禽、水产、蔬菜、花卉、竹藤、药用植物、柑桔、茶叶、荔枝等无公害、绿色产品出口基地。 ⑧扩大规模定向培养务农高校毕业生,进一步加强基础教育,大力发展职业教育、成人教育。 (2)中远期发展重点和布局 ①充分利用生物的遗传潜力。培育高产、优质、抗逆性好的动植物新品种,更加重视资源与环境问题。种质资源是农业的物质基础,通过生物技术和育种工作的重大突破,加速新的种质资源的发现和有效利用。 ②保持和提高土壤肥力。重点是通过土壤培肥和科学施肥,改善土壤物理化学性质,创造作物生产的最佳条件,提高土地生产力。 ③保护和有效利用水资源。因地制宜地加强灌溉农业、节水农业、雨养农业和旱地农业以及人工影响天气的基础理论研究和关键的配套技术研究。 ④食物安全、国人营养和健康。为确保国人粮食与食物的需求与总供给的基本平衡,迫切需要建立和完善一套有效的粮食与食物保障体系,改善人们的膳食结构,提高营养水平和健康水平,增强国民身体素质。 ⑤提高科学种植与养殖水平。提高农业生产各个环节的科学化、规范化、标准化,由粗放经营向集约经营转化,增加投入,加强农业基础设施建设,提高防御自然灾害能力,提高动植物综合生产力。在农业基础设施建设中,尤其要加强农田水利的建设,并且要将其纳入法制轨道,长抓不懈。 ⑥改进农产品加工、贮运技术,大力发展农产品保鲜、加工、贮运、包装、销售和综合利用等技术,为农业产业化经营提供技术保证,尤其要重视发展食品工业和饲料工业。 ⑦关注转基因动物和植物的研制和生产,使我国农业紧跟世界高科技先进水平。工厂化农业、设施农业、生态农业和旅游农业等也都是农业高新技术产业化的发展方向。 ⑧针对我国农业生产管理水平的实际,利用信息社会到来的有利时机,把农业生产中的“软件”部分,特别是农村社会化服务体系和管理水平提升到新的高度。 ⑨提高农业灾害监测、预测和服务的科学技术水平,防御和减轻农业灾害。 (二)在科技的使用上进行革命性变革,重视发挥科技的综合作用,借助综合国力,深层次地改变农业生产的重大机制问题 农业生产重大机制的转变,可以导致:以相同的、等量的农业资源,经过发挥科技的转换和替代作用,充分挖掘农业的巨大潜力,从而收到事半功倍的效果。这是我国农业的希望所在。同时,重大机制的转变是促成产业升级的根本依托。 1.由传统的粗放经营机制转向集约经营机制。我国化肥利用率仅为30-40%,每年浪费3000万吨(相当于年生产能力的1/3);灌溉水利用率也仅为30-40%,每年浪费近4条黄河的有效供水量;我国的高产田仅占1/4;东、中、西部农业水平差异过大,这都是巨大的潜力源。如果采取“精准农业”,真正做到从根本上转变机制,仅这几项就可满足新的农业科技革命和新的农业快速成长的基本需要。 2.由传统的粮食开发机制转向大食物开发机制。由于我国食物资源的丰富多样和人口的众多,通过科技的作用,使尚未被用作人类食物的资源成为人的食品以及创造出新的食品种类,其革命性变革的巨大作用将是不可估量的。 3.由传统的种植业二元结构机制转向三元结构机制。使“粮食作物——经济作物”的结构转为“粮食作物——饲料作物——经济作物”的结构。这是挖掘饲料潜力,增加我国优质饲料的重要途径。我国饲料的浪费很大,仅由于营养素调配不合理,每年就损失1/4的畜禽饲料。如果全面实行种植业三元结构,合理发展饲料业,将饲料作为专项生产,则不需增加多少资源的消耗,就可成倍增加优质饲料。这一建议在我国已提出一些时候了,但发展极慢或者说没有什么发展。因为这不仅仅是几个单项技术的问题,而是一个涉及多方面因素,需要亿万人参与的复杂系统工程,最主要的是生产者的科技素质和观念的转变。必须作为一场技术革命来对待。 4.由传统的耕地资源开发机制转向整个国土资源开发机制。我国广大的丘陵山区、草地、海陆水面和滩涂都可发展各具特点的农业产业,特别是通过高新技术的运用,可以开发出人类未曾有过的农业产业,前途不可限量。 5.由传统的农产品简单加工机制转向多次增值的现代化农产品制造业机制。使农产品在农村多层次地利用,形成巨型的现代化产业。转而向农业生产提出更高的新的需求,使农业向深广发展,为农业劳动力在农村就业不断开拓出路。这样,农业这盘棋就搞活了,是农业和农村发达的根本希望所在。 农业重大机制的转变,都是以科技为中心的多种因素组合的巨大系统工程,都要逐项做出工程设计,保证完成,从而得以对整个农业做出新的战略调整。动员一切尽可能的综合国力,以新的革命手段,促成农业快速成长,并为建立可持续发展农业,达到资源、人口、生态环境的良性循环和永续利用,创造根本的条件。 (三)建立和完善农业科研与推广新体系和农村终身教育新体系 我国现行农科教体制,基本上是计划经济时期确立的,体现了政府集中力量办大事的优越性,对农业发展起到了巨大支撑作用。缺点是,不适应社会主义市场经济体制的要求,未能充分调动企业和农民的积极性。必须进行重大改革,建立新型农科教创新体系。 1.加速农业科技体制改革,建立新型农业科技创新体系 新的农业科技创新体系应由研究开发、技术服务、科技管理和科技企业等部分组成。针对农业科技多头管理、重复和分散的现状,建立协调高效的农业科技管理体系;对农业科技机构进行分类重组,建立一批具有国际先进水平的农业科技机构。将农业研究开发机构分为技术开发类、科技服务类和基础公益类三大类,采取不同支持方式。技术开发类机构转变为科技企业或进入企业,自主经营、自负盈亏、自主发展;科技服务类机构转变为企业或实行企业化管理;公益类农业科技工作由政府以项目和基地的形式给予支持。对农业技术服务体系进行改革,建立队伍多元化、运行市场化、形式多样化的服务体系。提高农业企业的科技创新能力,大力发展民营农业科技企业,逐步形成国家、地方、企业、民营等多元化的农业科技体系。逐步使企业成为技术创新的主体。择优支持,建成一批具有国际先进水平的研究基地,培养一批世界知名的农业科学家。 2.加快教育体制改革,建立新型农业终身教育新体系 深化农村教育综合改革,全面推行素质教育,建立终身教育体系。当前,要从着重教学内容、学科结构改革,彻底转向着重素质教育的轨道上来。重点搞好对农业高等院校、中等专业学校、成人学校的战略性调整。“十五”期间部级重点农业院校要逐步减少对本科生的招生数量,加大研究生和博士生的招生数量,着重办好一般农业普通高校和普通高中,不断扩大职业高中和中等专业技术学校招生的规模,为农业技术革命培养生产第一线的基层人才。 四、政策、措施建议 (一)从国民经济资源配置、市场运作入手,多渠道、多手段地支持农村经济的再次振兴 对与国民经济关系重大的农业和农村领域予以高度重视。主要有:一是农田水利、防灾减灾、生态环境保护、设施农业及农产品储藏、保鲜、加工、运输等基础设施的建设;二是保障21世纪16亿人口食物安全;三是改善农产品品质,提高农业效益,增加农民收入;四是促进农业产业化,调整农村产业结构,加速小城镇建设,缩小城乡差别;五是发展乡镇企业,转移农村劳动力,等等,对这些问题要全面给予科学技术支撑,并给予经济政策优惠和立法支持,在资本、资金、土地、劳务、交通等市场上尽最大程度地开放绿灯和绿色通道。 (二)突出农科教体制改革方案的重点 按照分类指导,抓大放小,适当归并,促进发展的思路,积极有序地推进农科教体制改革。组建和完善国家、部、省(市)级研究中心、重点实验室、培训中心、高科技园示范区、开发区、高科技集团等。近期将主要依托农口各部门的直属研究院所,联合有关院所、高校共同举办。部级重点科研机构要形成规模,集聚最优秀科技人才,其中,要有千名博士生以上高级学历的研究人员;部级重点高校的研究所要有百名博士生以上高级学历的研究人员。围绕关系农业发展的重大科技问题进行联合攻关和技术创新,部级重点科研机构要求每周至少有一项属于发明创造或技术创新范围的专利性进展,部级重点高校科研机构要求每月至少有一项这类的进展。 (三)抓紧建立和完善农业信息体系 调整农业信息工作服务方向,即由当前主要为领导决策服务,转到在为领导决策服务的同时,更多地为广大农业科研、生产、经营者服务方面来。通过信息体系的完善,使科研单位更迅速方便地了解农业生产实践对科技的需要,使生产经营单位更容易地了解和得到农业技术信息,促进科研面向生产、促进科技成果的转化应用。 (四)抓紧建立农业标准体系 尽快制定包括国家标准、行业标准和地方标准在内的农业质量标准体系,制定相应的技术操作规范,强化农业生产经营者、农产品销售、消费单位的标准化意识,以此带动引导农业结构调整,推动农产品质量提高,增强我国农业的竞争力。 (五)建立农业科技示范基地作为科研成果转化和农科教结合的突破口 从我国的国情出发,按照实现农业区域布局合理化的要求,在中央政府统一规划和指导下,依靠地方政府和社会力量,建立一批功能比较完善的农业科技示范基地。其功能包括农业技术区域性试验;重大农业科技成果的中试;农业新技术推广示范;农业技术培训;农村青少年爱国主义教育。在科教体制改革中,协调好教学、科研和推广的关系,促进教学、科研和推广有机结合,建立一个高效率、高效益的转化科研成果的推广服务体系。通过这些举措,从根本上解决科技革命中成果转化困难这一主要障碍。 (六)多渠道筹集资金,支持农科教改革总目标所列六大体系建设,不断增加科教兴农的投入 鉴于农业是一项特殊的产业,不仅仅是农民的事业,也是全民的事业,在千方百计发展自身社会主义市场经济的同时,必须给予必要的外力支助,制定特殊的政策,广泛运用尽可能的综合国力,动员全国人民为农业贡献力量,为农业科技的发展创造最高的保障条件。其中,给予资金投入的支持,是一个重要的方面。 继续实行积极的财政政策,加大农田水利、防灾减灾、生态环境保护、设施农业及农产品储藏、保鲜、加工、运输等基础设施建设的资金投入。 各级政府预算内外的财政资金、基本建设资金、银行贷款、各种专项基金以及社会上的可用资金,都要对农科教增加投入并可按照资金性质给予优惠。 到2005年,政府农业科技投入占到农业总产值的0.7-1%,达到发展中国家的平均水平;国家财政用于农业技术推广的资金在整个财政支农资金中的份额达到20%以上。在农业重大工程项目经费中,划出2-3%用于提高工程的技术水平;加大力度支持引进消化国外先进农业科技,发挥科技的资源替代作用。 各级政府财政预算要大幅度提高农业和农村教育在财政总支出中的比例,确保其教育投入高于全国教育平均投入三个增长的比例(中央和地方政府教育拨款的增长高于财政经常性收入的增长;在校学生人数平均的教育费用逐年增长;教师工资和学生平均公用经费逐年增长)。 实行积极的货币政策给农科教企业优惠贷款:小型科教企业的启动可以用“小额贷款”支持;中、大型企业根据企业的实际发展需要确定贷款期限,有的可以给予一定的宽限期,有的可以延长贷款期限,针对高新技术产业化投入多、风险大的问题,研究建立相关的风险投资担保机制。 建议“十五”期间,国家每年安排30亿资金,设立“国家农科教发展基金”,部署和实施六大工程:“新世纪农科教结合创新基地示范工程”,“农科教生产技术信息入农户网络工程”,“新世纪农民科技创业就业工程”,“21世纪农民培训工程”,“农科教远程培训工程”,“农科教西进工程”,统称为“农科教2120行动”(即21世纪前20年行动,简称2120行动)。 为了和国际接轨,创一流人才、一流成果、一流企业,当务之急是要留住我国农科教人员,多出成果、快出成果。建议多渠道筹集一定数量的奖励基金,设立“国家农科教奖励基金”。奖励的范围:给有突出贡献的个人以重奖。还可以拿出一定数量的财政资金、银行贷款等,用以奖的办法支持农科教企业和科技村、科技县(市)、高科技园区的发展。有条件的省、地、市,也可照此办理。(七)加强全面启动农业科技革命,再次振兴农村经济的组织领导 全面启动新的农业科技革命,再次振兴农村经济是一项重大战略部署,涉及面广,情况复杂,需总揽全局,统筹安排。建议国家设立“全面启动农业科技革命,再次振兴农村经济领导小组”。其主要职责是,制定农村发展和农业科技革命战略规划;协调农科教结合中的重大问题;监督各项有关基金的使用;掌握重大科教项目的进展;了解人才培养和配置;交流信息等。 科技发展论文:我国科技发展战略探讨论文 一、当代科学技术发展趋势与我国的战略选择 (一)科学技术已经成为推动经济社会发展的主导力量 当代科学技术发展日新月异,呈现出新的趋势,预示着社会经济结构的重大变革。一是科学技术发展不断突破人类传统认识极限,引发新的科学革命和技术革命。学科之间、科学和技术之间、自然科学和人文社会科学之间相互交叉渗透,导致众多跨学科领域的诞生。二是科技成果产业化周期缩短,不断造就新的追赶和超越机会。在纳米技术、生物技术等新兴领域,不少国家都处在相近的起点上。后发国家完全有可能在这些领域实现突破,带动整体科技竞争力的跃升。三是科学理论超前发展,引领新的技术和生产方向。核能、集成电路、生物技术以及正在兴起的纳米技术,都是源于基础科学理论的突破。科学理论越来越走在技术和生产的前面,为技术和生产发展开辟新的道路。四是科技全球化加快,自主创新能力成为国家竞争力的决定性因素。在全球化环境下,资本、信息、技术和人才等要素在全球范围内的流动与配置日益普遍。但是,全球化并没有改变国家间竞争的本质,只是改变了竞争形式,也就是通过对技术和知识产权的占有更加尖锐地表现出来。总之,在科学技术的引领和推动下,人类正经历着从工业社会向知识社会的演进。 (二)科学技术的竞争已成为当代国际竞争的焦点 随着世界经济政治格局的转变,以及全球化和新科技革命带来的历史机遇,技术已经成为国际竞争的主要手段。一是发达国家用技术控制市场。据统计,目前全世界86%的研发投入、90%以上的发明专利都掌握在发达国家手里。凭借科技优势和建立在科技优势基础上的国际规则,发达国家及其跨国公司形成了对世界市场特别是高技术市场的高度垄断,从中获取大量超额利润。二是发达国家用技术控制资源。如果说过去老牌资本主义国家是用暴力掠夺殖民地资源,那么今天发达国家更多的是利用技术手段控制国际资源及其流向。目前,对空间、海洋和生物等战略资源的争夺已成为各国竞争的焦点。三是发达国家用技术控制媒体。随着通信网络技术的发展和普及,美欧等发达国家凭借其掌握的先进信息技术,通过对各种传媒的控制,在传播西方意识形态、文化和价值观等方面占据主导地位,甚至以此影响他国重大决策。 (三)促进科技创新成为世界主要国家的基本战略 面对当今科技经济发展的总体态势,世界各主要国家都做出了基本相同的战略选择。一是把科技创新作为国家战略。美国政府把保持美国在科技前沿领先地位作为国家战略目标;日本政府相继提出了科技创新立国和知识产权立国的国家战略;韩国政府提出必须在国家层次上制定和执行以科技为基础的政策,为国家发展探索新的道路。二是把科技投资作为战略性投资。2003财年美国联邦科技预算为1180亿美元,是历史上最大规模的联邦政府研究开发支出;英国政府决定从1999年起,在3年内追加14亿英镑投资,是“有史以来政府对科学基础投入金额最大的一次”;欧盟提出到2010年将研究开发经费占GDP的比重提高到3%。三是超前部署和发展战略技术及产业。一些国家在航空、核能、汽车、微电子、软件等产业领域取得领先地位,很大程度上都是来自国家超前战略选择和实施的结果。我们从中可以看到,后发国家既可以借助科技革命的历史机遇,利用后发优势实现社会生产力的跃升,也可能拉大与发达国家的发展差距,最终被边缘化。 (四)走创新型国家发展道路是我国面向2020年的战略选择 半个多世纪以来,世界上众多国家都在各自不同的起点上,努力寻求实现工业化和现代化的道路。一些国家主要依靠自身丰富的自然资源增加国民财富;一些国家主要依附于发达国家的资本、市场和技术;还有一些国家把科技创新作为基本战略,致力于提高科技创新能力,形成强大的竞争优势。国际学术界把后一类国家称为“创新型国家”,他们共同的特征是:创新综合指数明显高于其他国家,科技进步贡献率在70%以上,研究开发投入占国内生产总值的比重大都在2%以上,对外技术依存度都在30%以下。在科技产出方面,这些国家获得的三方专利(美国、欧洲和日本授权的专利)数占世界总量的97%。 我国尽管与创新型国家还存在较大差距,但是特定的国情决定了我们不可能选择资源型和依附型的发展模式,必须走创新型国家的发展道路,推动经济增长方式从要素驱动型向创新驱动型的根本转变,使科技创新成为经济社会发展的内在动力和全社会的普遍行为,最终依靠制度创新和科技创新实现经济社会持续协调发展。 第一,全面建设小康社会的目标,决定了我国必须走创新型国家的发展道路。满足全面建设小康社会的要求,意味着我国必须保持从改革开放到2020年连续40年7%以上的经济高速增长,这是世界经济史上前所未有的。研究表明,如果我国科技创新能力没有根本提高,科技进步贡献率仍保持目前39%的水平,要实现翻两番的目标,就要求投资率达到52%的特高水平,这是难以做到的;即使投资率可以保持近年40%左右的高水平,科技进步贡献率也必须达到60%,即在目前水平上提高20个百分点,才能实现建设小康社会所要求的经济增长目标。 第二,资源、环境的瓶颈制约,决定了我国必须走创新型国家的发展道路。我国能源、水资源等重要资源人均占有量严重不足,生态环境脆弱,面临日益严峻和紧迫的重大瓶颈约束,这些问题的严重性和解决这些问题的复杂性在世界发展史上前所未有。据统计,我国人均能源占有量不到世界平均水平的一半,石油仅为十分之一,水资源仅为四分之一。与此同时,由于技术落后和长期粗放经营,进一步加剧了环境污染和资源损耗。实践表明,传统的“高投入、高消耗、高污染、低效率”的路子已经难以为继,依靠科学技术是突破资源和环境瓶颈约束的根本途径。 第三,保障国防安全和经济安全,决定了我国必须走创新型国家的发展道路。在全球化进程中,我国面临着日益复杂的国际环境和许多新的问题。确保国防安全,实现祖国统一,维护我国空天、海洋权益,以及应对各类公共安全和新的社会风险等,都对科学技术发展提出了迫切需求。在涉及国防安全和经济安全的关键领域,真正的优秀技术是买不来的。如果我们不掌握更多的优秀技术,不具备强大的技术创新能力,就很难在急剧变幻的世界竞争格局中把握机遇,甚至有可能丧失战略主动权。 (五)我国已经具备一定的建设创新型国家的基础和能力 目前我国创新综合指数排名大约位于世界第28位。进入创新型国家行列,意味着我们在未来15年内,创新综合指数排名要提高10位左右。我们认为经过全国人民的积极努力,这是完全可能的。这是因为: 建国50多年来,特别是改革开放以来,我国科学技术取得了举世瞩目的成就,为建设创新型国家奠定了必要的基础。研究表明,我国虽然处在人均GDP1000美元的时期,但是科技创新综合指标已相当于国际上人均GDP5000—6000美元国家的水平。我国科技人力资源总量已达3200万人,研发人员总数达105万人年,分别居世界第一位和第二位,这是任何国家无可比拟的,也是我国独具的走创新型国家发展道路的最大优势;经过几代人的努力,我国已经建立了大多数国家尚不具备的比较完整的学科布局,这是走创新型国家发展道路的重要基础;我国已经具备了一定的自主创新能力,在生物、纳米、航天等重要领域的研究开发能力已跻身世界先进行列;我国具有独特的传统文化优势,中华民族重视教育、辩证思维、集体主义精神和丰厚的传统文化积累,为我国未来科学技术发展提供了多样化的路径选择。更为重要的是,我国还具有社会主义制度的政治优势,邓小平理论、“三个代表”重要思想为我国科技发展提供了坚实的理论基础,党的十六届三中全会提出的科学发展观反映了科学技术发展的内在规律和要求,科教兴国战略、可持续发展战略和人才强国战略日益深入人心。因此,我国完全有条件走创新型国家的发展道路,依靠自主创新提高综合国力和国际竞争力,实现中华民族的伟大复兴。 二、统一思想和意志,把增强自主创新能力作为国家战略 2004年底以来,同志多次强调指出,要坚持把推动科技自主创新摆在全部科技工作的突出位置,坚持把提高科技自主创新能力作为推进结构调整和提高国家竞争力的中心环节,加快建设中国特色国家创新体系,在实践中走出一条具有中国特色的科技创新的路子。总理在2005年全国科学技术奖励大会上也强调,必须把增强自主创新能力作为国家战略,贯彻到现代化建设的各个方面,贯彻到各个产业、行业和地区,努力将我国建设成为具有国际影响力的创新型国家。我们要把思想统一到中央的重大决策上来,贯彻落实到各方面工作中,仍需要进一步深入学习和思考。 (一)提高自主创新能力是推进结构调整和提高国家竞争力的中心环节 20世纪90年代以来,转变经济增长方式、推进结构调整一直是我国经济工作的重点。但是,我们至今还没有完全摆脱粗放型增长方式的困扰,一个重要原因就在于缺乏自主创新能力。这可以从以下三个方面来分析: 第一,技术创新能力决定国家竞争力。改革开放20多年来,我国主要通过“以市场换技术”的策略,大规模引进国外技术和外国直接投资,促进传统产业的技术改造和结构调整,取得了很大成绩。但是,随着国民经济的不断发展,一些新的问题和矛盾开始凸显:一是随着劳动力成本的逐步提高,传统的比较优势也将逐步丧失,我国越来越难以从单纯的劳动力比较优势中获得应有的利益。比如,我国生产一台电视机的利润不到10元钱,计算机的毛利只有5%,贴牌手机的专利费占到售价的20%。二是由于收益率过低,广大劳动者的工资水平也很难得到提高,从而使得扩大内需、促进现代服务业发展等国家重大战略难以顺利实现。三是一些产业领域正在表现出一定程度的对外技术依赖,大到飞机、汽车、制造装备,小到服装、日化用品,国外品牌和技术主导的格局日益显现。在WTO规则下,知识产权、技术贸易壁垒和反倾销已成为我国众多企业参与国际竞争所面临的重大障碍。 第二,引进技术不等于引进技术创新能力。在一定条件下,技术可以引进,但技术创新能力不可能引进。实践证明,技术创新能力是内生的,需要通过有组织的学习和产品开发实践才能获得。我国的产业体系要消化吸收国外先进技术并使之转化为自主的知识资产,就必须建立自主开发的平台,培养锻炼自己的技术开发队伍,进行技术创新的实践。在发展高技术特别是战略技术及其产业方面,强调国家意志并没有过时。通过自主创新提升产业素质,把资源禀赋决定的比较优势转化为优秀技术的竞争优势,应当成为新时期我国技术进步的一个立足点。 第三,真正的优秀技术是买不来的。从冷战时期的“巴统组织”到今天的“瓦森纳协议”,美国等西方国家对技术出口的控制不断加强。近年来,针对我国连续发生的美国劳拉公司和休斯公司火箭发射事件、以色列预警机事件、捷克维拉(VERA—E)无源监视系统事件、美国SMIC公司在华投资建设芯片生产厂受阻事件、欧盟对华军售解禁问题等,都应当引起我们严重注意。实践表明,真正的优秀技术是很难通过正常贸易得到的。我们应当立足于自主创新,在充分利用全球资源的基础上,依靠自身的创造性努力来逐步解决所面临的优秀技术问题。 (二)正确处理引进技术和自主创新的关系 自主创新不等于关起门来搞创新。坚持自主创新,绝不是排斥技术引进,而是把在技术引进基础上的学习和再创新作为增强自主创新能力的重要途径。加强自主创新包括三个方面的内涵:一是要加强原始性创新,努力获得更多的科学发现和技术发明;二是要加强集成创新,使各种相关技术有机融合,形成具有市场竞争力的产品和产业;三就是要在引进国外先进技术的基础上,积极促进消化吸收和再创新。“二战”后的日本及20世纪80年代的韩国,都是在充分消化吸收国外先进技术的基础上取得了巨大成功。他们在许多领域的技术引进与消化吸收投入之比达到1∶5—1∶8,这使本土企业的自主开发能力得到了迅速提升。与他们相比,我国在技术引进与消化吸收方面严重脱节,2002年两者的投入比仅为1∶0.08。今后我们还需要从国外大量引进先进技术,但必须在消化吸收上多做文章、做足文章,否则将很难走出“引进、落后、再引进、再落后”的被动局面。 (三)必须树立强烈的民族自信心 民族自信心是一个民族实现强大的永恒动力。走自主创新之路,必须树立敢于跨越、敢于争先的民族自信心。一个民族只有树立了自信心和使命感,才是主体意识健全的民族,才能在多极化的全球格局中有所作为。我们总结“两弹一星”的经验,一个重要方面就是我们的科学家表现出来的高度的民族自信心、极大的勇气和魄力。40多年前的20世纪50、60年代,在当时我国经济和科技十分落后的条件下,我们的科学家有这样的勇气是何等不易!今天我们的条件已经有了很大的改善,经济、科技、教育各个方面都有了很大的发展。我们完全有条件把前人、把外国人没有做过的事情做得更好。 三、调整思路,重点部署,走出中国特色的自主创新之路 当前,我国科学技术发展正处于新的战略起点上。面对新形势和新要求,我们一定要全面落实科学发展观,大力实施科教兴国战略和人才强国战略,把提高自主创新能力摆在全部科技工作的突出位置,在实践中走出一条有中国特色的自主创新之路。 (一)努力实现发展思路的重大转变 第一,在发展路径上,从着重跟踪向加强自主创新转变。跟踪是促进科技进步的一个重要途径。但是,在全球化环境下,以跟踪为主的发展路径,难以突破发达国家及其跨国公司构筑的知识产权壁垒,难以从根本上解决我国国家安全和自身发展面临的重大科技问题,难以实现后来居上的发展目标。我们必须确立自主创新的战略基点,努力获得更多的科学发现和技术发明,力争在国际竞争中掌握更多的主动权。 第二,在创新方式上,从注重单项技术的研究开发向加强以重大产品和新兴产业为中心的集成创新转变。单项技术研发是科技活动的必要方式。但是,以单项技术为主的研发,如果缺乏明确的市场导向和与其他相关技术的有效衔接,将很难形成有竞争力的产品和产业。因此,我们应当注重集成创新,选择具有较强技术关联性和产业带动性的重大战略产品,实现关键领域的突破。 第三,在创新体制上,从以科研院所改革为突破口向整体推进国家创新体系建设转变。近20年来,我国以科研院所改革为突破口的体制改革取得了明显成效。当前,我国需要在进一步深化科研院所改革的基础上,以建立企业为主体、产学研有机结合的技术创新体系为突破口,进入到在国家层次上整体设计、系统推进国家创新体系建设的新阶段。 第四,在发展部署上,从以研究开发为主向科技创新与科学普及并重转变。科技创新与科学普及是科技进步的两个基本方面,是科技工作的一体两翼,不可或缺。全面建设小康社会,必须提高全体公民的科技素质,实现科技公平。广大公众只有具备良好的科学素养和科学精神,才能充分理解科学、支持科学和参与科学,也才能充分享受科学技术发展带来的福祉。 第五,在国际合作上,从一般性科技交流向全方位、主动利用全球科技资源转变。全球化环境、现代信息技术的广泛应用和国际大科学工程的深入开展,使我国能够在更大范围、更深层次上学习先进科技成就,分享研究开发资源和管理经验。为此,我们应当加快形成国际化研发体系,全面提升国际科技合作的层次和规模,有效利用全球科技资源服务于国家战略目标。 (二)确立我国科技发展的战略方向和重点 中国科技进步必须牢牢建立在自主创新的基点之上,依托自身特定的国情,适应自身的战略需求,选择自己的科技发展方向和道路,确立自己的战略目标。 据此,我们确定了以下六个方面的战略重点:一是把发展能源、水资源和环境保护技术放在优先位置,下决心解决制约国民经济发展的重大瓶颈问题。我们必须依靠科技创新开源节流、保护环境,实现从资源消耗型向资源节约型转变,从忽视环境的增长向环境友好型增长转变。二是以获取自主知识产权为中心,抢占信息技术战略制高点,大幅度提高我国信息产业的国际竞争力。三是大幅度增加对生物技术研究开发和应用的支持力度,为保障食物安全、优化农产品结构、提高人民健康水平提供科技支撑。四是以信息技术、新材料技术和先进制造技术的集成创新为优秀,大幅度提高重大装备和产品制造的自主创新能力。五是加快发展空天技术和海洋技术,拓展未来发展空间,保障国防安全,维护国家战略利益。六是加强多种技术的综合集成,发展城市和城镇化技术与现代综合交通技术,以及公共安全预测、预防、预警和应急处置技术,提高人民的生活质量,保障公共安全。 (三)集中力量实施一批重大战略产品计划和工程专项 重大战略产品和工程事关国家长远和战略利益。一项重大战略产品计划的成功实施,不仅能够有效带动相关学科、技术和产业的发展,形成新的经济增长点,而且能够充分体现国家战略意愿,提升国际地位,振奋民族精神。作为一个发展中大国,我国科技资源相对匮乏,有限的科技资源和多样化的科技需求,决定了我国科技发展不可能在所有领域进入世界前沿,必须突出重点,遵循“有所为、有所不为”的原则加以实施。我国举全国之力实施的“两弹一星”工程和载人航天工程是跨部门、跨学科的重大科技项目的成功典范,也是中国科技事业发展的重要标志。在国家中长期科技发展规划纲要制定过程中,我们根据各方面意见,确定了一批重大项目,将在未来15年陆续启动实施。我们相信,这些重大项目的实施将对提高我国竞争力、保证国家安全产生深远的影响。 (四)超前部署基础科学和前沿技术 近代科技发展历史表明,任何新兴领域的产生,特别是对处于萌芽和初生阶段的技术而言,总是需要及早给予大量投入和精心呵护。在科技领域进行超前部署,是先进国家保持领先地位和后进国家赶超先进国家的共同做法。一些国家在航空、核能、汽车、微电子、软件等产业领域取得领先地位,很大程度上都是这些国家超前战略部署的结果。对基础科学和前沿技术进行超前部署,对于提高创新能力和国际竞争力具有决定性意义。 为此,我们将采取以下举措:一是调整科技投入结构和支持方式,加大对基础科学、前沿技术和社会公益研究的支持力度,并对基地、队伍给予相对稳定的经费支持。二是进一步扩大科研院所在科技经费、人事制度等方面的决策自主权,提高科技资源整合的能力,增强科研院所自主发展的能力。三是优化科技评价体系,对于基础研究要以学术水平作为主要评价标准,鼓励科学家能够潜心于学术研究,把探索自然规律作为自己的崇高理想。四是鼓励探索,为创新性“非共识”项目提供特别资助,促进各类创新人才脱颖而出。五是建设科技基础条件平台,促进科技资源的社会共享,为各类人才提供平等竞争的条件和机会。 (五)大幅度增加科技投入,提高科技资金使用效益 从现在起到2020年,我国科技发展总体目标是完善国家创新体系,争取进入具有较强国际竞争力的科学和技术大国行列,为实现全面建设小康社会的国家目标提供强有力的科技支撑。为完成这一艰巨任务,国家公共财政必须把科技投入放在更加重要和突出的位置。国家中长期科技发展规划纲要指出,科技投入总体目标是:2010年和2020年,R D/GDP比例分别达到2.0%和2.5%。这是一项非常艰巨的任务,需要政府、企业和全社会共同来努力。 与此同时,我们将高度重视科技资金的高效使用问题。一是调整科技投入结构,财政支出优先解决市场资源配置机制不能有效解决的投入问题,如基础研究、前沿技术研究、社会公益研究、科技基础设施,体现国家意志的战略高技术、关键技术和战略产品等。二是提高科技预算的权威性,使科技预算与国家科技发展目标保持一致,提高国家的科技动员能力,提高科技经费的使用效率。三是进一步发展和完善适应社会主义市场经济体制客观要求的多元化科技投入宏观架构,实现政府、企业、金融体系在市场资源配置基础机制之上的科技投入合理分工和协调配合。 (六)加快建立以企业为主体、产学研结合的技术创新体系 经过多年的不懈努力,我国科技和经济体制都已发生了深刻变革,但“科技与经济结合”这个问题始终未能很好地解决。究其原因,主要在于科技系统和经济系统两个方面的改革和发展基本上都是在各自系统内部完成,形成了两条彼此不完全重合的并行线。从产业技术进步方面来看,主要实行“以市场换技术”的策略,依靠从国外引进技术,目前全国规模以上工业企业研究开发投入占销售额的比重仅为0.78%,拥有技术开发机构的企业仅占25%,大部分企业没有技术研发活动;从科技创新活动方面来看,科技的改革和发展主要是在科技系统内部完成的,没有完全走出自身的小循环,科技创新活动还没有全面进入经济社会发展这个大循环体系之中。 各国经验表明,技术创新首先是一个经济活动过程。在市场经济条件下,企业作为投资主体、利益主体和风险承担主体,在技术创新中具有无可替代的作用。各国科技实力和竞争力的提高,很大程度上表现为企业技术创新能力的提高。中央将自主创新提高到关系全局的战略高度,关键要从制度和政策上进行安排。我们应当把建立以企业为主体、产学研有机结合的技术创新体系作为提高自主创新能力的突破口,通过财税、金融、政府采购、科技计划等方面的政策措施,鼓励和引导企业成为研究开发投入的主体、技术创新活动的主体和技术集成应用的主体。 确立企业技术创新的主体地位,必须高度重视中小企业特别是科技型中小企业的作用,把支持中小企业作为国家经济政策和科技政策的重要着力点。实践证明,中小企业特别是科技型中小企业是最具创新活力也面临巨大创新风险的企业群体。我国65%的国内发明专利是由中小企业获得的,80%的新产品是由中小企业创造的。目前,全国各地已经涌现出一大批富有创新活力的科技型中小企业,具有良好的成长潜力,只要给予必要的扶持,其中一定会有一批企业能够由小到大滚动发展起来。 (七)充分发挥人力资源优势 我国是一个人口大国,人口问题始终是我国可持续发展面临的首要问题。但是,人口负担只是问题的一个方面,同时更应认识到,巨大的人口也是一笔巨大的财富。把人口负担转化为人力资源财富,使我国成为真正意义上的人力资源大国,这是我国现代化进程的必由之路。 当今世界,各国可以用关税、非关税壁垒等手段保护本国的产品,控制生产要素跨国界的流动。但是,唯一无法控制流动的就是人才。我们必须更加积极主动地参与国际人才竞争,全力创造一个有利于留住人才、有利于尖子人才成长的环境。一是要造就开放的学术环境。开放是创新的灵魂和源泉。与国外学术交流非常频繁的情况相比,目前我国学术交流还不够活跃,门户思想、小团体主义还时有滋生。如果这种局面长期得不到扭转,我国的科学事业将会受到很大的制约。二是要倡导追求真理、宽容失败的科学思想。科技事业的真谛在于追求真理,怀疑和批判则是一切创新活动的基本出发点。当今不断开放的环境和不断更新的知识,要求我们必须永远保持一个在真理面前人人平等的社会文化氛围。三是要摒弃急功近利、急于求成的浮躁心理。我们并不主张人们禁锢在科学的象牙塔里,但每一个步入科学殿堂的人,首先要以科学的精神要求自己,不忘对科学真、善、美的追求,不应当把人文性与科学性分离甚至对立起来。因为只有把科学内化为我们精神的一部分,才能产生对科学的热情和灵感。 (八)充分利用全球科技资源 科学发展的灵魂在于不同思想和文化的撞击。激烈的科学争论与兼容并蓄的科学宽容,往往能够引发重大的创新突破。通过广泛深入的国际交流与合作,充分吸纳他人的智慧和技术优势,符合科学技术自身发展的内在需求。近年来,科技全球化正在成为经济全球化的重要表现形式,科技创新资源在全球范围内的整合和有效配置,使得传统的科研组织结构和创新方式发生了重大变化。特别是生产要素的全球配置,促进了科学和技术知识在全球范围内的流动,形成了技术创新收益的溢出,从而为发展中国家加快技术进步提供了机会和可能。 近年来,我国在开展国际科技合作、利用国际科技资源方面取得了丰硕成果。但是,在参与国际科技合作特别是大科学工程方面,我国还面临很多障碍。我们对此应当保持清醒头脑,把握各种稍纵即逝的机遇,积极参与国际大科学工程,充分利用全球科技资源。 科技发展论文:科技发展分析论文 科技是引领经济社会发展的主导力量。我们必须按照科学发展观的要求,把握世界科技发展的大势,抓住制约我国经济社会发展的重大瓶颈问题,立足对我国长远发展起关键与先导作用的重要科技领域,进一步明晰科技发展的着力点。 建立可持续发展的能源体系。综合分析世界及我国化石能源可开采储量以及未来经济社会发展对能源的需求和环境承受能力,我国能源消耗必须向大幅度节能减排方向发展,大幅度降低对化石能源的依赖度。比较理想的是,到2050年,单位GDP能耗相当于届时发达国家的中等水平,化石能源消耗量同2005年相比增加不超过0.5倍,先进可再生能源达到25%-30%,水电和核能达到20%-25%。近期应重点发展节能和清洁能源技术,提高能源效率,力争突破新一代零排放和二氧化碳大规模捕捉、储存与利用的关键技术,积极发展安全清洁核能技术和先进可再生能源技术,前瞻部署非传统化石能源技术。中长期应重点推动核能和可再生能源向主流能源发展,突破快中子堆技术、太阳能高效转化技术、高效生物质能源技术、智能网格和能源储存技术,重点发展可再生能源技术规模化应用和商业化,力争突破核聚变能应用技术,建成我国可持续能源体系。 有效突破水问题对经济社会发展的瓶颈式制约。我国是全球人均水资源贫乏的国家之一,正面临最严峻的水问题挑战。解决我国水问题,从科技角度看,近期要加快开发水污染综合治理技术、水污染物减排与清洁生产技术、饮用水安全保证技术等,重点发展节水和循环利用技术、高效低成本海水利用和淡化技术等,前瞻部署和发展水生态系统相关科技问题,初步建成节水减排型社会的技术支撑体系。中长期建成行业性节水和循环利用技术体系,开展重点行业和重点城市、区域的技术体系示范,开展湖泊、流域水体生态系统修复工程,使我国主要水体污染得到根本治理,研究全球变暖和气候变化条件下的水资源和水生态系统变化的适应技术并进行示范。 从基本遏制生态环境恶化趋势逐步过渡到有效修复生态环境。全球环境变化是人类面临的共同挑战。我国已呈现大范围生态退化和复合性环境污染的严峻局面,严重制约着我国经济社会可持续发展。近期要坚持和完善源头治理战略,重点开发生态和环境监测与预警技术、重污染行业清洁生产集成技术、废弃物减量化和资源化利用技术、温室气体减排技术,开展环境污染综合治理、典型生态功能退化区综合整治的技术集成与示范。中长期要深刻认识自然系统的演化规律和人类活动对自然系统的影响,系统认识我国生态环境的现状和变化趋势,建立生态、环境、气候综合监测与预警系统和生态补偿机制,开展退化生态重建转型、区域污染综合治理、环境健康监控防治、循环经济研发示范、全球环境变化适应与减缓、环保产业技术和设备研究,形成环境污染控制和生态建设的科技创新体系。 实现由“世界工厂”向“创造强国”的跨越。要从根本上转变我国经济发展方式和产业结构,必须抓住信息科技更新换代和我国即将成为世界第一大网络通讯和计算机市场的难得机遇,大力发展以知识和创新为基础的现代服务业,加快振兴装备制造业、先进材料产业,发展工业生物经济,力争突破一批关键技术,掌握一批重大自主知识产权,大幅度提升我国产业的国际竞争力。近期要重点发展低成本、高能效的硬件、系统软件、互联网服务技术,突破CPU芯片、高性能宽带信息网、分布式操作系统等关键技术;提升重大装备的自主设计和制造能力,推进制造业信息化技术向支持产品全生命周期管理发展;研发高性能复合材料、轻质高强结构材料、高性能工程塑料等基础材料及应用技术,发展新一代信息功能材料及器件、能源材料和环境友好材料等新材料;发展微生物代谢工程与生物基产品开发等工业生物技术。中长期要突破服务科学和网络化、智能化、可持续的服务技术,初步建成我国信息科技软件和服务工业体系;推进制造技术与电子、信息、生物、纳米、新材料、新能源等相互融合,发展新的制造技术,根本改变产品的设计和制造过程;突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术,发展纳米材料与器件;加强生物科技在相关领域的应用,把生物科技作为未来高技术产业迎头赶上的重点。使全体人民生活得更健康。近期要重点发展针对我国多发病、常见病的低成本预防和治疗技术,加强环境因子、生活方式、心理与行为对人口健康的影响研究,发展基于现代科学基础的健康生活模式,力争突破肿瘤、心脑血管疾病、代谢性疾病、神经退行性疾病等重要慢性病的发病机制和防治机理,建立监测和防御重大与新生传染病、突发公共卫生事件的生物安全网络,发展新一代人口控制技术以及生殖健康检测与干预技术,开发一批具有自主知识产权的创新药物。中长期要推动医学模式由疾病治疗为主向预防、预测和个体干预为主的战略性转变,发展针对重要慢性病的营养干预技术,开发个体化诊断和治疗疾病的新方法和新技术,建立针对各种重要慢性病的全民防御体系,基本实现中医中药现代化。 重视开发利用空天和海洋。空天和海洋科技是关系我国发展空间和国家安全的战略性必争领域。目前世界空间强国都制定了至2050年的空间科技发展战略规划,我国也应当从和平利用空天出发,加强空间科技发展的战略布局和统筹安排,抓紧制定发展路线图。在海洋科技方面,近期要重点发展海洋监测技术,大幅提高海洋综合观察能力;发展海洋生物技术,催生海洋生物制品新产业的兴起;发展海洋资源开发利用技术,促进海水淡化和海水化学资源综合利用技术产业化;加强海域综合地质调查,开展近海天然气水合物前期勘探;开展海岸带可持续发展研究,全面监测近海环境,有效遏制污染扩展趋势。中长期要促进现代海洋渔业、海洋生物经济、海洋精细化工业和海洋服务业等快速发展,实现我国海洋产业结构的升级换代。发展深海矿藏与油气资源探测技术和天然气水合物的采集与安全利用技术,广泛应用大规模海水淡化技术,有效缓解我国能源、资源和淡水紧缺的压力。发展海岸带生态环境监测治理和生物修复技术,提高预报和减轻海洋灾害能力,使得海岸带更加宜居,初步实现中国海洋数字化。 科技发展论文:科技发展战略分析论文 一、当代科学技术发展趋势与我国的战略选择 (一)科学技术已经成为推动经济社会发展的主导力量 当代科学技术发展日新月异,呈现出新的趋势,预示着社会经济结构的重大变革。一是科学技术发展不断突破人类传统认识极限,引发新的科学革命和技术革命。学科之间、科学和技术之间、自然科学和人文社会科学之间相互交叉渗透,导致众多跨学科领域的诞生。二是科技成果产业化周期缩短,不断造就新的追赶和超越机会。在纳米技术、生物技术等新兴领域,不少国家都处在相近的起点上。后发国家完全有可能在这些领域实现突破,带动整体科技竞争力的跃升。三是科学理论超前发展,引领新的技术和生产方向。核能、集成电路、生物技术以及正在兴起的纳米技术,都是源于基础科学理论的突破。科学理论越来越走在技术和生产的前面,为技术和生产发展开辟新的道路。四是科技全球化加快,自主创新能力成为国家竞争力的决定性因素。在全球化环境下,资本、信息、技术和人才等要素在全球范围内的流动与配置日益普遍。但是,全球化并没有改变国家间竞争的本质,只是改变了竞争形式,也就是通过对技术和知识产权的占有更加尖锐地表现出来。总之,在科学技术的引领和推动下,人类正经历着从工业社会向知识社会的演进。 (二)科学技术的竞争已成为当代国际竞争的焦点 随着世界经济政治格局的转变,以及全球化和新科技革命带来的历史机遇,技术已经成为国际竞争的主要手段。一是发达国家用技术控制市场。据统计,目前全世界86%的研发投入、90%以上的发明专利都掌握在发达国家手里。凭借科技优势和建立在科技优势基础上的国际规则,发达国家及其跨国公司形成了对世界市场特别是高技术市场的高度垄断,从中获取大量超额利润。二是发达国家用技术控制资源。如果说过去老牌资本主义国家是用暴力掠夺殖民地资源,那么今天发达国家更多的是利用技术手段控制国际资源及其流向。目前,对空间、海洋和生物等战略资源的争夺已成为各国竞争的焦点。三是发达国家用技术控制媒体。随着通信网络技术的发展和普及,美欧等发达国家凭借其掌握的先进信息技术,通过对各种传媒的控制,在传播西方意识形态、文化和价值观等方面占据主导地位,甚至以此影响他国重大决策。 (三)促进科技创新成为世界主要国家的基本战略 面对当今科技经济发展的总体态势,世界各主要国家都做出了基本相同的战略选择。一是把科技创新作为国家战略。美国政府把保持美国在科技前沿领先地位作为国家战略目标;日本政府相继提出了科技创新立国和知识产权立国的国家战略;韩国政府提出必须在国家层次上制定和执行以科技为基础的政策,为国家发展探索新的道路。二是把科技投资作为战略性投资。2003财年美国联邦科技预算为1180亿美元,是历史上最大规模的联邦政府研究开发支出;英国政府决定从1999年起,在3年内追加14亿英镑投资,是“有史以来政府对科学基础投入金额最大的一次”;欧盟提出到2010年将研究开发经费占GDP的比重提高到3%。三是超前部署和发展战略技术及产业。一些国家在航空、核能、汽车、微电子、软件等产业领域取得领先地位,很大程度上都是来自国家超前战略选择和实施的结果。我们从中可以看到,后发国家既可以借助科技革命的历史机遇,利用后发优势实现社会生产力的跃升,也可能拉大与发达国家的发展差距,最终被边缘化。 (四)走创新型国家发展道路是我国面向2020年的战略选择 半个多世纪以来,世界上众多国家都在各自不同的起点上,努力寻求实现工业化和现代化的道路。一些国家主要依靠自身丰富的自然资源增加国民财富;一些国家主要依附于发达国家的资本、市场和技术;还有一些国家把科技创新作为基本战略,致力于提高科技创新能力,形成强大的竞争优势。国际学术界把后一类国家称为“创新型国家”,他们共同的特征是:创新综合指数明显高于其他国家,科技进步贡献率在70%以上,研究开发投入占国内生产总值的比重大都在2%以上,对外技术依存度都在30%以下。在科技产出方面,这些国家获得的三方专利(美国、欧洲和日本授权的专利)数占世界总量的97%。 我国尽管与创新型国家还存在较大差距,但是特定的国情决定了我们不可能选择资源型和依附型的发展模式,必须走创新型国家的发展道路,推动经济增长方式从要素驱动型向创新驱动型的根本转变,使科技创新成为经济社会发展的内在动力和全社会的普遍行为,最终依靠制度创新和科技创新实现经济社会持续协调发展。 第一,全面建设小康社会的目标,决定了我国必须走创新型国家的发展道路。满足全面建设小康社会的要求,意味着我国必须保持从改革开放到2020年连续40年7%以上的经济高速增长,这是世界经济史上前所未有的。研究表明,如果我国科技创新能力没有根本提高,科技进步贡献率仍保持目前39%的水平,要实现翻两番的目标,就要求投资率达到52%的特高水平,这是难以做到的;即使投资率可以保持近年40%左右的高水平,科技进步贡献率也必须达到60%,即在目前水平上提高20个百分点,才能实现建设小康社会所要求的经济增长目标。 第二,资源、环境的瓶颈制约,决定了我国必须走创新型国家的发展道路。我国能源、水资源等重要资源人均占有量严重不足,生态环境脆弱,面临日益严峻和紧迫的重大瓶颈约束,这些问题的严重性和解决这些问题的复杂性在世界发展史上前所未有。据统计,我国人均能源占有量不到世界平均水平的一半,石油仅为十分之一,水资源仅为四分之一。与此同时,由于技术落后和长期粗放经营,进一步加剧了环境污染和资源损耗。实践表明,传统的“高投入、高消耗、高污染、低效率”的路子已经难以为继,依靠科学技术是突破资源和环境瓶颈约束的根本途径。 第三,保障国防安全和经济安全,决定了我国必须走创新型国家的发展道路。在全球化进程中,我国面临着日益复杂的国际环境和许多新的问题。确保国防安全,实现祖国统一,维护我国空天、海洋权益,以及应对各类公共安全和新的社会风险等,都对科学技术发展提出了迫切需求。在涉及国防安全和经济安全的关键领域,真正的优秀技术是买不来的。如果我们不掌握更多的优秀技术,不具备强大的技术创新能力,就很难在急剧变幻的世界竞争格局中把握机遇,甚至有可能丧失战略主动权。 (五)我国已经具备一定的建设创新型国家的基础和能力 目前我国创新综合指数排名大约位于世界第28位。进入创新型国家行列,意味着我们在未来15年内,创新综合指数排名要提高10位左右。我们认为经过全国人民的积极努力,这是完全可能的。这是因为: 建国50多年来,特别是改革开放以来,我国科学技术取得了举世瞩目的成就,为建设创新型国家奠定了必要的基础。研究表明,我国虽然处在人均GDP1000美元的时期,但是科技创新综合指标已相当于国际上人均GDP5000—6000美元国家的水平。我国科技人力资源总量已达3200万人,研发人员总数达105万人年,分别居世界第一位和第二位,这是任何国家无可比拟的,也是我国独具的走创新型国家发展道路的最大优势;经过几代人的努力,我国已经建立了大多数国家尚不具备的比较完整的学科布局,这是走创新型国家发展道路的重要基础;我国已经具备了一定的自主创新能力,在生物、纳米、航天等重要领域的研究开发能力已跻身世界先进行列;我国具有独特的传统文化优势,中华民族重视教育、辩证思维、集体主义精神和丰厚的传统文化积累,为我国未来科学技术发展提供了多样化的路径选择。更为重要的是,我国还具有社会主义制度的政治优势,邓小平理论、“三个代表”重要思想为我国科技发展提供了坚实的理论基础,党的十六届三中全会提出的科学发展观反映了科学技术发展的内在规律和要求,科教兴国战略、可持续发展战略和人才强国战略日益深入人心。因此,我国完全有条件走创新型国家的发展道路,依靠自主创新提高综合国力和国际竞争力,实现中华民族的伟大复兴。 二、统一思想和意志,把增强自主创新能力作为国家战略 2004年底以来,同志多次强调指出,要坚持把推动科技自主创新摆在全部科技工作的突出位置,坚持把提高科技自主创新能力作为推进结构调整和提高国家竞争力的中心环节,加快建设中国特色国家创新体系,在实践中走出一条具有中国特色的科技创新的路子。总理在2005年全国科学技术奖励大会上也强调,必须把增强自主创新能力作为国家战略,贯彻到现代化建设的各个方面,贯彻到各个产业、行业和地区,努力将我国建设成为具有国际影响力的创新型国家。我们要把思想统一到中央的重大决策上来,贯彻落实到各方面工作中,仍需要进一步深入学习和思考。 (一)提高自主创新能力是推进结构调整和提高国家竞争力的中心环节 20世纪90年代以来,转变经济增长方式、推进结构调整一直是我国经济工作的重点。但是,我们至今还没有完全摆脱粗放型增长方式的困扰,一个重要原因就在于缺乏自主创新能力。这可以从以下三个方面来分析: 第一,技术创新能力决定国家竞争力。改革开放20多年来,我国主要通过“以市场换技术”的策略,大规模引进国外技术和外国直接投资,促进传统产业的技术改造和结构调整,取得了很大成绩。但是,随着国民经济的不断发展,一些新的问题和矛盾开始凸显:一是随着劳动力成本的逐步提高,传统的比较优势也将逐步丧失,我国越来越难以从单纯的劳动力比较优势中获得应有的利益。比如,我国生产一台电视机的利润不到10元钱,计算机的毛利只有5%,贴牌手机的专利费占到售价的20%。二是由于收益率过低,广大劳动者的工资水平也很难得到提高,从而使得扩大内需、促进现代服务业发展等国家重大战略难以顺利实现。三是一些产业领域正在表现出一定程度的对外技术依赖,大到飞机、汽车、制造装备,小到服装、日化用品,国外品牌和技术主导的格局日益显现。在WTO规则下,知识产权、技术贸易壁垒和反倾销已成为我国众多企业参与国际竞争所面临的重大障碍。 第二,引进技术不等于引进技术创新能力。在一定条件下,技术可以引进,但技术创新能力不可能引进。实践证明,技术创新能力是内生的,需要通过有组织的学习和产品开发实践才能获得。我国的产业体系要消化吸收国外先进技术并使之转化为自主的知识资产,就必须建立自主开发的平台,培养锻炼自己的技术开发队伍,进行技术创新的实践。在发展高技术特别是战略技术及其产业方面,强调国家意志并没有过时。通过自主创新提升产业素质,把资源禀赋决定的比较优势转化为优秀技术的竞争优势,应当成为新时期我国技术进步的一个立足点。 第三,真正的优秀技术是买不来的。从冷战时期的“巴统组织”到今天的“瓦森纳协议”,美国等西方国家对技术出口的控制不断加强。近年来,针对我国连续发生的美国劳拉公司和休斯公司火箭发射事件、以色列预警机事件、捷克维拉(VERA—E)无源监视系统事件、美国SMIC公司在华投资建设芯片生产厂受阻事件、欧盟对华军售解禁问题等,都应当引起我们严重注意。实践表明,真正的优秀技术是很难通过正常贸易得到的。我们应当立足于自主创新,在充分利用全球资源的基础上,依靠自身的创造性努力来逐步解决所面临的优秀技术问题。 (二)正确处理引进技术和自主创新的关系 自主创新不等于关起门来搞创新。坚持自主创新,绝不是排斥技术引进,而是把在技术引进基础上的学习和再创新作为增强自主创新能力的重要途径。加强自主创新包括三个方面的内涵:一是要加强原始性创新,努力获得更多的科学发现和技术发明;二是要加强集成创新,使各种相关技术有机融合,形成具有市场竞争力的产品和产业;三就是要在引进国外先进技术的基础上,积极促进消化吸收和再创新。“二战”后的日本及20世纪80年代的韩国,都是在充分消化吸收国外先进技术的基础上取得了巨大成功。他们在许多领域的技术引进与消化吸收投入之比达到1∶5—1∶8,这使本土企业的自主开发能力得到了迅速提升。与他们相比,我国在技术引进与消化吸收方面严重脱节,2002年两者的投入比仅为1∶0.08。今后我们还需要从国外大量引进先进技术,但必须在消化吸收上多做文章、做足文章,否则将很难走出“引进、落后、再引进、再落后”的被动局面。 (三)必须树立强烈的民族自信心 民族自信心是一个民族实现强大的永恒动力。走自主创新之路,必须树立敢于跨越、敢于争先的民族自信心。一个民族只有树立了自信心和使命感,才是主体意识健全的民族,才能在多极化的全球格局中有所作为。我们总结“两弹一星”的经验,一个重要方面就是我们的科学家表现出来的高度的民族自信心、极大的勇气和魄力。40多年前的20世纪50、60年代,在当时我国经济和科技十分落后的条件下,我们的科学家有这样的勇气是何等不易!今天我们的条件已经有了很大的改善,经济、科技、教育各个方面都有了很大的发展。我们完全有条件把前人、把外国人没有做过的事情做得更好。 三、调整思路,重点部署,走出中国特色的自主创新之路 当前,我国科学技术发展正处于新的战略起点上。面对新形势和新要求,我们一定要全面落实科学发展观,大力实施科教兴国战略和人才强国战略,把提高自主创新能力摆在全部科技工作的突出位置,在实践中走出一条有中国特色的自主创新之路。 (一)努力实现发展思路的重大转变 第一,在发展路径上,从着重跟踪向加强自主创新转变。跟踪是促进科技进步的一个重要途径。但是,在全球化环境下,以跟踪为主的发展路径,难以突破发达国家及其跨国公司构筑的知识产权壁垒,难以从根本上解决我国国家安全和自身发展面临的重大科技问题,难以实现后来居上的发展目标。我们必须确立自主创新的战略基点,努力获得更多的科学发现和技术发明,力争在国际竞争中掌握更多的主动权。 第二,在创新方式上,从注重单项技术的研究开发向加强以重大产品和新兴产业为中心的集成创新转变。单项技术研发是科技活动的必要方式。但是,以单项技术为主的研发,如果缺乏明确的市场导向和与其他相关技术的有效衔接,将很难形成有竞争力的产品和产业。因此,我们应当注重集成创新,选择具有较强技术关联性和产业带动性的重大战略产品,实现关键领域的突破。 第三,在创新体制上,从以科研院所改革为突破口向整体推进国家创新体系建设转变。近20年来,我国以科研院所改革为突破口的体制改革取得了明显成效。当前,我国需要在进一步深化科研院所改革的基础上,以建立企业为主体、产学研有机结合的技术创新体系为突破口,进入到在国家层次上整体设计、系统推进国家创新体系建设的新阶段。 第四,在发展部署上,从以研究开发为主向科技创新与科学普及并重转变。科技创新与科学普及是科技进步的两个基本方面,是科技工作的一体两翼,不可或缺。全面建设小康社会,必须提高全体公民的科技素质,实现科技公平。广大公众只有具备良好的科学素养和科学精神,才能充分理解科学、支持科学和参与科学,也才能充分享受科学技术发展带来的福祉。 第五,在国际合作上,从一般性科技交流向全方位、主动利用全球科技资源转变。全球化环境、现代信息技术的广泛应用和国际大科学工程的深入开展,使我国能够在更大范围、更深层次上学习先进科技成就,分享研究开发资源和管理经验。为此,我们应当加快形成国际化研发体系,全面提升国际科技合作的层次和规模,有效利用全球科技资源服务于国家战略目标。 (二)确立我国科技发展的战略方向和重点 中国科技进步必须牢牢建立在自主创新的基点之上,依托自身特定的国情,适应自身的战略需求,选择自己的科技发展方向和道路,确立自己的战略目标。 据此,我们确定了以下六个方面的战略重点:一是把发展能源、水资源和环境保护技术放在优先位置,下决心解决制约国民经济发展的重大瓶颈问题。我们必须依靠科技创新开源节流、保护环境,实现从资源消耗型向资源节约型转变,从忽视环境的增长向环境友好型增长转变。二是以获取自主知识产权为中心,抢占信息技术战略制高点,大幅度提高我国信息产业的国际竞争力。三是大幅度增加对生物技术研究开发和应用的支持力度,为保障食物安全、优化农产品结构、提高人民健康水平提供科技支撑。四是以信息技术、新材料技术和先进制造技术的集成创新为优秀,大幅度提高重大装备和产品制造的自主创新能力。五是加快发展空天技术和海洋技术,拓展未来发展空间,保障国防安全,维护国家战略利益。六是加强多种技术的综合集成,发展城市和城镇化技术与现代综合交通技术,以及公共安全预测、预防、预警和应急处置技术,提高人民的生活质量,保障公共安全。 (三)集中力量实施一批重大战略产品计划和工程专项 重大战略产品和工程事关国家长远和战略利益。一项重大战略产品计划的成功实施,不仅能够有效带动相关学科、技术和产业的发展,形成新的经济增长点,而且能够充分体现国家战略意愿,提升国际地位,振奋民族精神。作为一个发展中大国,我国科技资源相对匮乏,有限的科技资源和多样化的科技需求,决定了我国科技发展不可能在所有领域进入世界前沿,必须突出重点,遵循“有所为、有所不为”的原则加以实施。我国举全国之力实施的“两弹一星”工程和载人航天工程是跨部门、跨学科的重大科技项目的成功典范,也是中国科技事业发展的重要标志。在国家中长期科技发展规划纲要制定过程中,我们根据各方面意见,确定了一批重大项目,将在未来15年陆续启动实施。我们相信,这些重大项目的实施将对提高我国竞争力、保证国家安全产生深远的影响。 (四)超前部署基础科学和前沿技术 近代科技发展历史表明,任何新兴领域的产生,特别是对处于萌芽和初生阶段的技术而言,总是需要及早给予大量投入和精心呵护。在科技领域进行超前部署,是先进国家保持领先地位和后进国家赶超先进国家的共同做法。一些国家在航空、核能、汽车、微电子、软件等产业领域取得领先地位,很大程度上都是这些国家超前战略部署的结果。对基础科学和前沿技术进行超前部署,对于提高创新能力和国际竞争力具有决定性意义。 为此,我们将采取以下举措:一是调整科技投入结构和支持方式,加大对基础科学、前沿技术和社会公益研究的支持力度,并对基地、队伍给予相对稳定的经费支持。二是进一步扩大科研院所在科技经费、人事制度等方面的决策自主权,提高科技资源整合的能力,增强科研院所自主发展的能力。三是优化科技评价体系,对于基础研究要以学术水平作为主要评价标准,鼓励科学家能够潜心于学术研究,把探索自然规律作为自己的崇高理想。四是鼓励探索,为创新性“非共识”项目提供特别资助,促进各类创新人才脱颖而出。五是建设科技基础条件平台,促进科技资源的社会共享,为各类人才提供平等竞争的条件和机会。 (五)大幅度增加科技投入,提高科技资金使用效益 从现在起到2020年,我国科技发展总体目标是完善国家创新体系,争取进入具有较强国际竞争力的科学和技术大国行列,为实现全面建设小康社会的国家目标提供强有力的科技支撑。为完成这一艰巨任务,国家公共财政必须把科技投入放在更加重要和突出的位置。国家中长期科技发展规划纲要指出,科技投入总体目标是:2010年和2020年,R D/GDP比例分别达到2.0%和2.5%。这是一项非常艰巨的任务,需要政府、企业和全社会共同来努力。 与此同时,我们将高度重视科技资金的高效使用问题。一是调整科技投入结构,财政支出优先解决市场资源配置机制不能有效解决的投入问题,如基础研究、前沿技术研究、社会公益研究、科技基础设施,体现国家意志的战略高技术、关键技术和战略产品等。二是提高科技预算的权威性,使科技预算与国家科技发展目标保持一致,提高国家的科技动员能力,提高科技经费的使用效率。三是进一步发展和完善适应社会主义市场经济体制客观要求的多元化科技投入宏观架构,实现政府、企业、金融体系在市场资源配置基础机制之上的科技投入合理分工和协调配合。 (六)加快建立以企业为主体、产学研结合的技术创新体系 经过多年的不懈努力,我国科技和经济体制都已发生了深刻变革,但“科技与经济结合”这个问题始终未能很好地解决。究其原因,主要在于科技系统和经济系统两个方面的改革和发展基本上都是在各自系统内部完成,形成了两条彼此不完全重合的并行线。从产业技术进步方面来看,主要实行“以市场换技术”的策略,依靠从国外引进技术,目前全国规模以上工业企业研究开发投入占销售额的比重仅为0.78%,拥有技术开发机构的企业仅占25%,大部分企业没有技术研发活动;从科技创新活动方面来看,科技的改革和发展主要是在科技系统内部完成的,没有完全走出自身的小循环,科技创新活动还没有全面进入经济社会发展这个大循环体系之中。 各国经验表明,技术创新首先是一个经济活动过程。在市场经济条件下,企业作为投资主体、利益主体和风险承担主体,在技术创新中具有无可替代的作用。各国科技实力和竞争力的提高,很大程度上表现为企业技术创新能力的提高。中央将自主创新提高到关系全局的战略高度,关键要从制度和政策上进行安排。我们应当把建立以企业为主体、产学研有机结合的技术创新体系作为提高自主创新能力的突破口,通过财税、金融、政府采购、科技计划等方面的政策措施,鼓励和引导企业成为研究开发投入的主体、技术创新活动的主体和技术集成应用的主体。 确立企业技术创新的主体地位,必须高度重视中小企业特别是科技型中小企业的作用,把支持中小企业作为国家经济政策和科技政策的重要着力点。实践证明,中小企业特别是科技型中小企业是最具创新活力也面临巨大创新风险的企业群体。我国65%的国内发明专利是由中小企业获得的,80%的新产品是由中小企业创造的。目前,全国各地已经涌现出一大批富有创新活力的科技型中小企业,具有良好的成长潜力,只要给予必要的扶持,其中一定会有一批企业能够由小到大滚动发展起来。 (七)充分发挥人力资源优势 我国是一个人口大国,人口问题始终是我国可持续发展面临的首要问题。但是,人口负担只是问题的一个方面,同时更应认识到,巨大的人口也是一笔巨大的财富。把人口负担转化为人力资源财富,使我国成为真正意义上的人力资源大国,这是我国现代化进程的必由之路。 当今世界,各国可以用关税、非关税壁垒等手段保护本国的产品,控制生产要素跨国界的流动。但是,唯一无法控制流动的就是人才。我们必须更加积极主动地参与国际人才竞争,全力创造一个有利于留住人才、有利于尖子人才成长的环境。一是要造就开放的学术环境。开放是创新的灵魂和源泉。与国外学术交流非常频繁的情况相比,目前我国学术交流还不够活跃,门户思想、小团体主义还时有滋生。如果这种局面长期得不到扭转,我国的科学事业将会受到很大的制约。二是要倡导追求真理、宽容失败的科学思想。科技事业的真谛在于追求真理,怀疑和批判则是一切创新活动的基本出发点。当今不断开放的环境和不断更新的知识,要求我们必须永远保持一个在真理面前人人平等的社会文化氛围。三是要摒弃急功近利、急于求成的浮躁心理。我们并不主张人们禁锢在科学的象牙塔里,但每一个步入科学殿堂的人,首先要以科学的精神要求自己,不忘对科学真、善、美的追求,不应当把人文性与科学性分离甚至对立起来。因为只有把科学内化为我们精神的一部分,才能产生对科学的热情和灵感。 (八)充分利用全球科技资源 科学发展的灵魂在于不同思想和文化的撞击。激烈的科学争论与兼容并蓄的科学宽容,往往能够引发重大的创新突破。通过广泛深入的国际交流与合作,充分吸纳他人的智慧和技术优势,符合科学技术自身发展的内在需求。近年来,科技全球化正在成为经济全球化的重要表现形式,科技创新资源在全球范围内的整合和有效配置,使得传统的科研组织结构和创新方式发生了重大变化。特别是生产要素的全球配置,促进了科学和技术知识在全球范围内的流动,形成了技术创新收益的溢出,从而为发展中国家加快技术进步提供了机会和可能。 近年来,我国在开展国际科技合作、利用国际科技资源方面取得了丰硕成果。但是,在参与国际科技合作特别是大科学工程方面,我国还面临很多障碍。我们对此应当保持清醒头脑,把握各种稍纵即逝的机遇,积极参与国际大科学工程,充分利用全球科技资源。 科技发展论文:科技发展研讨论文 有效突破水问题对经济社会发展的瓶颈式制约。我国是全球人均水资源贫乏的国家之一,正面临最严峻的水问题挑战。解决我国水问题,从科技角度看,近期要加快开发水污染综合治理技术、水污染物减排与清洁生产技术、饮用水安全保证技术等,重点发展节水和循环利用技术、高效低成本海水利用和淡化技术等,前瞻部署和发展水生态系统相关科技问题,初步建成节水减排型社会的技术支撑体系。中长期建成行业性节水和循环利用技术体系,开展重点行业和重点城市、区域的技术体系示范,开展湖泊、流域水体生态系统修复工程,使我国主要水体污染得到根本治理,研究全球变暖和气候变化条件下的水资源和水生态系统变化的适应技术并进行示范。 从基本遏制生态环境恶化趋势逐步过渡到有效修复生态环境。全球环境变化是人类面临的共同挑战。我国已呈现大范围生态退化和复合性环境污染的严峻局面,严重制约着我国经济社会可持续发展。近期要坚持和完善源头治理战略,重点开发生态和环境监测与预警技术、重污染行业清洁生产集成技术、废弃物减量化和资源化利用技术、温室气体减排技术,开展环境污染综合治理、典型生态功能退化区综合整治的技术集成与示范。中长期要深刻认识自然系统的演化规律和人类活动对自然系统的影响,系统认识我国生态环境的现状和变化趋势,建立生态、环境、气候综合监测与预警系统和生态补偿机制,开展退化生态重建转型、区域污染综合治理、环境健康监控防治、循环经济研发示范、全球环境变化适应与减缓、环保产业技术和设备研究,形成环境污染控制和生态建设的科技创新体系。 实现由“世界工厂”向“创造强国”的跨越。要从根本上转变我国经济发展方式和产业结构,必须抓住信息科技更新换代和我国即将成为世界第一大网络通讯和计算机市场的难得机遇,大力发展以知识和创新为基础的现代服务业,加快振兴装备制造业、先进材料产业,发展工业生物经济,力争突破一批关键技术,掌握一批重大自主知识产权,大幅度提升我国产业的国际竞争力。近期要重点发展低成本、高能效的硬件、系统软件、互联网服务技术,突破CPU芯片、高性能宽带信息网、分布式操作系统等关键技术;提升重大装备的自主设计和制造能力,推进制造业信息化技术向支持产品全生命周期管理发展;研发高性能复合材料、轻质高强结构材料、高性能工程塑料等基础材料及应用技术,发展新一代信息功能材料及器件、能源材料和环境友好材料等新材料;发展微生物代谢工程与生物基产品开发等工业生物技术。中长期要突破服务科学和网络化、智能化、可持续的服务技术,初步建成我国信息科技软件和服务工业体系;推进制造技术与电子、信息、生物、纳米、新材料、新能源等相互融合,发展新的制造技术,根本改变产品的设计和制造过程;突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术,发展纳米材料与器件;加强生物科技在相关领域的应用,把生物科技作为未来高技术产业迎头赶上的重点。使全体人民生活得更健康。近期要重点发展针对我国多发病、常见病的低成本预防和治疗技术,加强环境因子、生活方式、心理与行为对人口健康的影响研究,发展基于现代科学基础的健康生活模式,力争突破肿瘤、心脑血管疾病、代谢性疾病、神经退行性疾病等重要慢性病的发病机制和防治机理,建立监测和防御重大与新生传染病、突发公共卫生事件的生物安全网络,发展新一代人口控制技术以及生殖健康检测与干预技术,开发一批具有自主知识产权的创新药物。中长期要推动医学模式由疾病治疗为主向预防、预测和个体干预为主的战略性转变,发展针对重要慢性病的营养干预技术,开发个体化诊断和治疗疾病的新方法和新技术,建立针对各种重要慢性病的全民防御体系,基本实现中医中药现代化。 重视开发利用空天和海洋。空天和海洋科技是关系我国发展空间和国家安全的战略性必争领域。目前世界空间强国都制定了至2050年的空间科技发展战略规划,我国也应当从和平利用空天出发,加强空间科技发展的战略布局和统筹安排,抓紧制定发展路线图。在海洋科技方面,近期要重点发展海洋监测技术,大幅提高海洋综合观察能力;发展海洋生物技术,催生海洋生物制品新产业的兴起;发展海洋资源开发利用技术,促进海水淡化和海水化学资源综合利用技术产业化;加强海域综合地质调查,开展近海天然气水合物前期勘探;开展海岸带可持续发展研究,全面监测近海环境,有效遏制污染扩展趋势。中长期要促进现代海洋渔业、海洋生物经济、海洋精细化工业和海洋服务业等快速发展,实现我国海洋产业结构的升级换代。发展深海矿藏与油气资源探测技术和天然气水合物的采集与安全利用技术,广泛应用大规模海水淡化技术,有效缓解我国能源、资源和淡水紧缺的压力。发展海岸带生态环境监测治理和生物修复技术,提高预报和减轻海洋灾害能力,使得海岸带更加宜居,初步实现中国海洋数字化。 科技发展论文:国防科技发展研究论文 纵观国防科技产生与发展的历史,通览其社会功能及发展的外部条件,可以得出这样的结论:作为整个科学技术的重要组成部分,国防科技的发展具有科学技术发展的普遍属性,并遵循科技发展的普遍规律;但作为一个特殊的科学技术领域,其发展受各种复杂因素的影响,因而具有一系列自身的基本特点和规律。 一、需求牵引和技术推动的特点和规律 国防科技的巨大军事、政治、经济和科技功能以及军事、政治、经济、科技等条件对国防科技发展的重大影响,使国防科技的发展明显地表现出这样的特点和规律:政治的特别是军事的需要,决定一个国家国防科技发展的必要性、发展的规模和速度,而经济能力特别是技术条件,决定一个国家国防科技发展的可能性及可达到的规模、速度和水平。这些因素共同决定了一个国家国防科技的发展战略、发展方向、发展计划、发展项目。所谓“需求牵引”和“技术推动”正是这一特点和规律的高度概括。可将之简称为国防科技发展的宏观规律。 国防科技是第一战斗力。国防科技的发展决定武器的发展,而武器装备对作战方式方法、战略、战役、战术及军队的组织编制和军队指挥等都具有决定性的影响,因而发展国防科技成为一个国家增强军事实力、达到军事目的,并谋求政治和经济利益的最重要手段。军事史、国防科技发展史都证明:军事上的需要是国防科技发展的动力,军事上的需要“?牵引”国防科技的发展。古代如此,近代如此,现代更是如此,将来也仍然如此。因为从古至今,作为国防科技发展直接成果的数以千计的各种各样的武器装备,都是在军事需求的刺激下而研制出来的。 仅注意到军事需求对国防科技发展的“牵引”作用是不够的。还必须重视经济能力和技术条件对国防科技发展的推动作用。国防科技的发展要消耗大量财力、人力、物力资源,必须以强大的经济能力和较先进的科学技术水平或条件为基础。否则,只有军事需要的牵引,一个国家并不能保证国防科技实现所需要的发展。各国经济、科技和国防科技发展的历史?现实都证明这是一个真正。正因为如此,所以邓小平以战略家的远见卓识果断地提出,在我国经济实力不不强的实际情况下,我国的国防建设、武器装备的发展不能急于求成,“大家都要从大局出发,照顾大局,千方百计使我们国家经济发展起来。发展起来就好办了。大局好起来了,国力在大增强了,再搞一点原子弹、导弹,理一些装备,空中的也好,海上的也好,陆上的也好,到那个时候就容易了。 不能只强调国防科技在整个科技发展中的先进地位和先导作用,还应该充分认识到一个国家的整个科技发展水平对国防科技发展的影响。显然,国家的整个科技水平不高,国防科技的发展水平不可能很高;即使有时在某些方面的理论原理上取得了突破,也不一定能研制出高性能的武备;即使可能在某些方面能达到较高的水平,但整个国防科技的发展和武器装备的研制总体水平并不一定高。如果某个国家缺乏基本的科技条件,就难以研制出任何先进的武器装备,其国防科技也不可能获得必要的发展。因此,全面发展国家的科学技术事业,培养高水平的科技人才,提高国家的整体科技实力和工业制造能力,是推进国防科技发展的关键所在。 二、战术、技术、费用的综合平衡原则 国防科技的发展史还表明,国防科研计划和项目的确定是否合理、武器装备研制项目的选择是否科学,除了在总体上受军事、政治、经济和科技等方面的制约,即必须遵循上述客观规律之外,还必须遵循或符合一些由其内部因素决定的标准或原则,即微观规律:军事上是否有效,生存能力是否强,效费比是否高。也就是说,所选择的发展计划或研制项目要获得的武器装备必须是军事上有效、生存能力强和效费比高的,否则是不可取的。可将此三项判据或原则简称为国防科技发展的战术-技术-费用的综合平衡原则或规律。 综合平衡原则主要是现代特别是第二次世界大战后数十年来国防科研管理经验的总结和概括。由于是美国的国防科技政策专家保罗·尼采最先明确提出上述三原则。因此,西方国家常称其为“尼采三原则”。 军事上有效,是指所研制的武器装备必须具备所要求的技术和战术性能,能确保可靠地达到军事应用的有效性。这就要求进攻性武器必须在威力、射程和命中精度上能对敌方造成实际的威胁,防御性武器必须能有效地对付敌方的某种进攻性武器。否则,就应效弃或取消对有关武器装备的研制计划。例如,美国50年代计划研制的“奈基-宙斯”反导防御系统,60年代计划研制的“奈基-X”、“哨兵”和“卫兵”等三种反导防御系统,均因军事上的有效性不可靠而被取消。 生存能力强,是指所研制的武器装备必须能在敌方的干扰和攻击等危险条件下仍能确保生存(或具有充分高的生存能力),并继续以足够高的效率完成其任务。随着武器装备技术水平的不断提高,这一原则越来越重要。例如,没有足够电子对抗能力的坦克、飞机、军舰,现在在战场上很容易被敌方的精确制导武器所摧毁。因此那些只强调进攻能力不重视防护能力的新型武器装备的研制是不可取的。前述“卫兵”反导系统设备庞杂、不能机动、易被摧毁,以及抗爆炸能力差,也是被取消的重要原因。英阿马岛战争中,英国最新式的“谢菲尔德号”导弹驱逐舰被一枚“飞鱼”反舰导弹击沉,主要是因为甲板材料使用不当、防护能力差的结果,不重视生存能力就会受到无情的惩罚。 效费比高,是指在?防科研计划的制定和武器的研制中应以尽可能少的投资达到尽可能高的效果。特别是现代,由于武器装备的研制和生产费用越来越高,国防科研中的经济因素越来越重,通常,在1对1的理想条件(又称边际条件)下,要求进攻性武器能摧毁敌方的比自己昂贵得多的武器装备或使之造成巨大的损失,防御性武器能毁敌方的昂贵得多的进攻性武器或使之失效。否则,无论军事上多么有效、生存能力多么强的武器系统,也是不宜研制的。通过效费比分析,美国在60年代放弃了先进的核动力飞机研制计划,1975年又放弃了成本高的“罗兰特”导弹研制计划。这些都说明,效费比高早已成为确定武器装备研制项目的一条重要原则。 为满足未来高技术局部战争的需要,各国在高度重视研制某些高技术武器的同时,决不会忽视对传统的常规武器的改进。就我国而言,从经济和科技能力及未来的高技术局部战争的实际需要出发,没有能力也没有必要不顾现有武器装备水平而全面研制各种全新的高技术武器装备。以现有的武器装备为基础,采取多代并存和高、中低档搭配的武器装备发展对策,理所当然是我国国防科技发展的最佳战略选择。 总之,国防科研计划的制定和项目的确定必须全面按照前述三项原则进行综合平衡,这已成为国防科技发展重要的内在规律之一。 三、高度综合化的趋势与大科学的管理模式 既高度专业化又高度综合化,并以综合化为主要趋势,是大科学时代科学技术发展的一个最主要的特点和规律,这一特点和规律高度集中地体现在国防科技(特别是现代国防科技)发展的过程中。 国防科技发展的高度专业化是现代科学技术高度分化的直接结果。 国防方面的研究、设计、制造和试验工作的高度专业化,使每一个科技人中所涉及的学科专业领域越来越小。以武器装备的操作使用和维护修理为主要组成部分的军事劳动的分工越来越多样化和专业化。据统计,军队的专业或工种数量,第一次世界大战时约有20种,而第二次世界大战时约有200种,90年代初已增加到25000种以上。军事劳动分工的这种高度专业化的趋势无疑是武器装备的种类越来越多,每种武器装备的结构越来越复杂,因而其研究、设计、制造和试验、使用、维护等都需要不同专业的人员参加的直接结果。预计未来国防科技发展将进一步走向高度专业化。 国防科技发展在高度专业化的同时又高度综合化,而且在总体上以综合化为主要特点。这是因为,首先,科学技术有越来越多的学科专业领域在国防上有直接的或潜在的应用价值,使得许多国家在国防科研中全面综合性地同时对应用科学、技术科学和基础科学开展研究。第二次世界大战前,与国防特别是武器装备的研制直接相关的一般是应用科学和技术科学,而基础科学几乎没有对军事技术产生直接的影响。第二次世界大战以后,特别是最近20多年来,不但应用科学和技术科学,就连基础科学的成果,也被大量应用于武器装备的研制和改进之中,例如,除了数学、物理和化学之外,就是动物学中对某些动物器官的构造和功能的研究,也被用来设计与动物功能相似的军事技术装备。又如,生物学中对遗传基因的研究用来研制基因武器,对人数高级神经活动的研究被用来研制瓦解人的意志、引起人们恐惧和幻觉的神经毒剂等。这使国防科研的研究范围不断扩大,从而形成了包括基础研究、应用研究和发展研究在内的综合性的科研结构。其次,随着科学技术的不断发展,武器装备(特别是现代的大型武器装备)的复杂性逐渐增加,武器装备的研制一般都要利用来自多个不同学科专业领域的专家的集体智慧,进行综合开发。 由于现代国防科技发展高度综合化的趋势,现代国防科技发展计划的实施及典型武器装备研制项目的完成,都要按照现代大工业的管理方式由国家进行管理。例如,从原子弹、氢弹、中子弹、洲际导弹、核潜艇、军用卫星到空间站、航天飞机和空天飞机等,无一不是由国家进行投资并组织来自大量不同学科专业领域的数以万计甚至数以十万计的科技人员进行多学科和跨学科的综合性研究与开发的结果。因此,现代国防科研具有“大科学”的典型特点,需要按照“大科学”的管理模式由国家进行计划管理。此外,它还越来越表现这样的趋势:协作研究的规模逐渐增大,有的甚至需要在全球范围内或多个国家中组织众多的科学家、工程师进行综合性的研究与开发。因此,现代国防科研不但要由一个国家进行管理,还往往需要多个国家共同进行协调管理。 四、技术上的激烈对抗性 国防科技的发展史表明,武器装备的变革是一种复杂的矛盾运动过程。这集中表现在战术上特别是技术上的激烈对抗生。这种对抗性构成了武器装备演变过程中的基本规律或内在逻辑,也就成为国防科技发展的基本规律或内在逻辑。 从军事上的战术与技术需要考察,武器装备的发展最基本的任务是要解决这样几个问题:发现(及识别)目标,向目标发起进攻(运载与推进),命中目标,杀伤(或毁伤)目标,杀伤效果的评估,后勤及技术保障,对上述每一个环节及全过程的指挥与控制。在很大程度上可以说,国防科技就是在发现与反发现、运载与反运载、命中与反命中、摧毁与反摧毁、保障与反保障、指挥控制与反指挥控制等这样一种激烈的战术、技术对抗中发展起来的。例如,相应于飞机及卫星侦察探测技术就出现了与之对抗的伪装技术;相应于弹道导弹飞行(运载)的全过程先后出现了助推段拦截、中段拦截和末段拦截的反导防御技术;为了不被敌方武器毁伤,研究出了各种掩体技术、装甲防御技术、发射并加固技术等;为了对付敌方的指挥、控制、通信与情报系统,研究出了包括通信对抗、雷达对抗、光电对抗乃至C3I对抗等各种对抗技术。实际上,每一种新的武器装备的出现,都是为了提供一种有效的对抗或反对抗的手段,这就是武器装备乃至整个国防科技发展的固有逻辑和客观规律。 武器装备发展的战术上和技术上的激烈对抗性,从另一个角度分析,还集中表现为:进攻与防御的统一,用更先进的技术否定较先进的技术的否定之否定,从逐渐改进到完全创新的量质互变。 科技发展论文:农业科技发展论文 改革开放以来,我国农业经过一个蓬勃发展的阶段,面对目前的国内外形势,急切需要新的突破,今后农业可否通过科技革命进入新的发展阶段?由国务院发展研究中心、中共中央政策研究室组成的课题组对此进行了专题研究。 发展农业科技的十项战略对策 1.加大农业科技体制改革力度,建立符合社会主义市场经济规律的农业科技体制。 既积极推进改革,又充分考虑农业科技地域性、周期性、公益性的特点。一是优化专业结构,使产前、产中、产后三个环节的科技力量配置科学合理,当前的重点是加强产前,特别是产后的科技力量;二是优化布局,逐步改变农业科研机构按行政区划设置的格局,建立以生态类型区为基础的新型科研组织体系;三是扩大开放,更多的吸收国外有益的经验加强国际合作,吸引更多的高水平人才,引进资金和先进的设备、设施。 2.切实加强农业科技推广和科技服务体系的建设。 充分发挥市场经济作用,促进农业科技推广队伍多元化,推广形式的多样化,运行机制市场化。在改革的基础上,完善农业技术推广机构,下大力气把农民和企业的积极性调动起来,逐步建立一支以政府为主导,农业科技工作者、农民、企业等社会各界广泛参与的宏大的农业科技推广队伍。 3.围绕推进农村经济产业化,抓好科技成果转化工作。 针对农业产业化对技术的需求,筛选一批先进适用的农业技术,适当引进进行组装配套,在全国范围内大面积推广,并通过科技攻关计划、国家重大成果推广计划、星火计划,大力推进农村的科技进步,积极引导东部乡镇企业上水平、上规模、出效益。 4.切实提高农业科技研究与开发能力。一是突出应用研究,努力解决严重制约农业持续发展的关键性、战略性技术难题;二是抓好基础研究与基础性工作,为农业科技发展奠定良好基础。特别要抓好基因工程、光合作用机理、杂交优势机理和生物固氮等方面的工作;三是要加速农业高新技术产业化。生物技术、信息技术、遥感技术、核技术在农业中的应用与产业化方面,加大支持力度,形成一批农业高技术企业和企业集团。四是要针对21世纪养活16亿人口对技术的需求,抓好超前研究与技术储备。 5.建立一个宏大的、高质量的农业科技创新体系,大幅度地提高农民的科学文化素质。 我国的人口多,主要农产品人均占有量还很低,农业发展对科技的需求大。这一国情决定了我国必须拥有一支宏大的、高素质的农业科技体系。 6.加速农业科技体制改革,建立新型农业科技创新体系。 新的农业科技创新体系应由研究开发、技术服务、科技管理和科技企业等部分组成。针对农业科技多头管理、重复和分散的现状,建立协调高效的农业科技管理体系;对农业科技机构进行分类重组,建立一批具有国际先进水平的农业科技机构。将农业研究开发机构分为技术开发类、科技服务类和基础公益类三大类,采取不同支持方式。技术开发类机构转变为科技企业或进入企业,自主经营、自负盈亏、自主发展;科技服务类机构转变为企业或实行企业化管理;公益类农业科技工作由政府以项目和基地的形式给予支持。对农业技术服务体系进行改革,建立队伍多元化、运行市场化、形式多样化的服务体系。提高农业企业的科技创新能力,大力发展民营农业科技企业,逐步形成国家、地方、企业、民营等多元化的农业科技体系,使企业成为技术创新的主体。择优支持,建成一批具有国际先进水平的研究基地,培养一批世界知名的农业科学家。 7.抓紧建立和完善农业信息体系。 通过信息体系的完善,使科研单位更迅速方便地了解农业生产实践对科技的需要,使生产经营单位更容易地了解和得到农业技术信息,促进科研面向生产、促进科技成果的转化应用。 8.抓紧建立农业标准体系。 尽快制定包括国家标准、行业标准和地方标准在内的农业质量标准体系。 9.建立农业科技示范基地,作为科研成果转化和农科教结合的突破口。 从我国的国情出发,按照实现农业区域布局合理化的要求,在中央政府统一规划和指导下,依靠地方政府和社会力量,建立一批功能比较完善的农业科技示范基地。10.增加科教兴农的投入。 要通过多种途径,增加各级政府、全社会对农业科技的投入,特别要增加各级财政科技投入,中央和地方每年都要在基建拨款中安排一定数量的专项资金用于重点科研基地和重大科技工程的建设。到20世纪末,使农业科技投入占农业总产值的比例达到0.5%~0.7%以上;到2005年全社会研究开发经费占国内生产总值的比例达到2%。 突出科教改革重视三项任务 1.战略重点和布局 在科技项目发展上,不断总结成就,寻找差距,有针对性、有重点地对重要农业适用技术和高新技术进行攻关。 "十五"期间的重点和布局。"十五"农业科技工作,紧紧围绕农业新阶段对科技的需求,在原有增产类技术的基础上,特别强调有关发展优质、高产、高效农业,增加农民收入,保护生态环境,参与国际竞争等方面对技术的需求。拟着重突出以下几个方面:(1)针对保障农产品有效供给对科技的需求,大力发展以大幅度提高单产和综合生产能力为主的增产技术。(2)针对我国农产品品质较差的现状,根据市场需求,调整品种结构,提高品质,降低成本,增强市场竞争能力为优秀的优质技术。采用自主开发、引进、消化、吸收、转化等多种途径,尽快改变我国目前的农产品质量不佳的状况。(3)针对提高农民收入、扩大内需的要求,发展以加速农业产业化为目标的高效农业技术,着眼于资源高效利用,农产品附加值提高等方面,开发新技术,开拓新产业,优化农业生产结构,提高劳动生产率。(4)21世纪生物技术和信息技术将是国际农业竞争的热点,要针对越来越激烈的国际竞争,大力加强生物技术和信息技术的研究与开发,并加速实用化、商品化、产业化,培育一批具有国际竞争力的企业和企业集团。(5)充分考虑农业科技公益性强的特点,大力加强农业科技基础性建设工作,特别是农业、林业、水利、气象等部门的长期定位观测和基地建设,进一步强化动植物种质资源的收集保存,农业信息网络建设等基础性工作。开展以农机、节水灌溉机具、肥料、农药、农膜为主的支农工业技术研究,为农村科技的发展提供基础性支撑条件。(6)发展以生态建设和保护环境为主的林业科学技术。开展生态林业、防护林体系建设、森林资源综合利用等技术的研究与开发,推动荒漠化综合治理。(7)实施可持续发展战略,发展以改善环境为主题的可持续农业科学技术体系。(8)针对不同地区农业发展的技术需求,发展区域性综合配套技术。充分发挥不同区域的优势,促进全国农业快速、持续、均衡发展。为提高西部大开发的起点,"实施农科教战略西进紧急行动"。 中远期战略重点。(1)充分利用生物的遗传潜力。培育高产、优质、抗逆性好的动植物新品种,重视资源与环境问题。(2)保持和提高土壤肥力。(3)保护和有效利用水资源。今后,应因地制宜地加强灌溉农业、节水农业、雨养农业和旱地农业的基础理论研究和关键的配套技术研究。(4)食物安全、国人营养和健康。(5)提高科学种植与养殖水平。提高农业生产各个环节的科学化、规范化、标准化,由粗放经营向集约经营转化,增加投入,加强农业基础设施建设,提高防御自然灾害能力,提高动植物综合生产力。(6)改进农产品加工、储运技术,大力发展农产品保鲜、加工、储运、包装、销售和综合利用等技术,为农业产业化经营提供技术保证,尤其要重视发展饲料工业和食品工业。(7)关注转基因动物和植物的研制和生产,使我国农业紧跟世界高科技先进水平。此外,工厂化农业、设施农业、生态农业和旅游农业等也都是农业高新技术产业化的发展方向。(8)针对我国农业生产的管理水平的实际,利用信息社会即将到来的有利时机,把农业生产中的"软件"部分,特别是管理水平提升到应有的高度。 2."十五"期间体制改革问题改革的指导思想。全面实施科教兴国和可持续发展战略,加强技术创新,发展高科技,实现产业化。以结构调整、机制转换、人才分流、制度创新为重点,从农业发展的需求和农业科技自身发展的特点出发,调整农业科技力量的布局,加快农业科技体制改革和创新体制建立的步伐,以改革促进发展。 转制改革的方案设计框架。农业科研机构转制将按照分类指导,抓大放小,适当归并,促进发展的思路,积极有序地推进。 分类指导。目前对农口不同类型的科研院所,应根据其不同特点,进行院所定位,分类指导。对从事农业、林业、气象、水利水文资源、生态环境、大江大河治理,防灾减灾、节水灌溉以及重大工程技术等公益性研究及应用基础性研究的科研机构,按非营利性机构的机制进行运行和管理;对从事成果推广、技术咨询、信息服务、专业培训、分析测试、质量标准等的科研机构,要转变为实行企业化管理的农业科技服务机构或中介机构;对具备研究开发优势并形成自我发展能力或具备产业开发能力的科研机构,要转为科技性企业或进入企业。 抓大放小,适当归并。根据未来农业科技、教育事业发展的需求和目前科研单位专业结构分布情况,应在专业重组,结构调整的基础上,重点依托综合性科研机构,稳住一支高水平、精干的农业科研队伍。保留若干个研究院,按非营利机构运行,由中央管理;归并若干个科研单位,按非营利机构运行;若干个科研单位转为企业;若干个科研单位转为中介机构,实行企业化管理;若干个科研单位进行结构性调整并转化。 促进发展。通过改革,进一步促进科研院所的结构调整和机制转变,同时,配套进行人事制度、分配制度、财务制度和社会保障制度等的改革和创新,逐步建立起有利于农业科技发展,有利于技术创新和科技产业化,有利于调动广大科技人员积极性的新型农业科技体制。 组建和完善国家、部、省(市)级研究中心、重点实验室、高科技园示范区、开发区、高科技集团等。近期将主要依托农口各部门的直属研究院所,联合有关院所、高校,通过组建部级或地方级研究中心、重点实验室、高科技园示范区、高科技集团等科研机构,集聚农业最优秀科技人才,围绕关系农业发展的重大科技问题进行联合攻关和技术创新,为农业发展提供科技支撑。 3.在科技的使用上进行革命性变革,重视发挥科技的综合作用,借助综合国力,深层次地改变农业生产的重大机制问题。 由传统的粮食开发机制转向大食物开发机制。由于我国食物资源的丰富多样和人口众多,通过科技的作用,使尚未被用作人类食物的资源成为人的食品以及创造出新的食品种类,其革命性变革的巨大作用将是不可估量的。 由传统的种植业二元结构机制转向三元结构机制。使"粮食作物--经济作物"的结构转为"粮食作物--饲料作物--经济作物"的结构。这是挖掘饲料潜力,增加我国优质饲料的重要途径。 由传统的耕地资源开发机制转向整个国土资源开发机制。我国广大的丘陵山区、草地、海陆水面和滩涂都可发展各具特点的农业产业,特别是通过高新技术的运用,可以开发出人类未曾有过的农业产业,前途不可限量。 由传统的农产品简单加工机制转向多次增值的现代化农产品制造业机制。使农产品在农村多层次地利用,形成巨型的现代化产业。 我国农业科技水平与世界先进水平的差距 从以下九个方面的比较中,可以清楚地看出我国同世界先进水平的差距。 农作物品种 我国拥有丰富的品种资源,但在种质资源研究利用的深度如抗性基因的发掘利用,野生种、边缘种优良特性的利用,利用生物技术保存种质资源和人工创造新种质等方面与先进国家相比还比较落后。资源鉴定和品种资源工作体系也不够完善。另外,在良种繁育体系与制度方面,不如发达国家规范化、科学化。作物生理化研究,大部分研究仍停留在个体、器官或细胞水平上,相当于发达国家20世纪70年代末80年代初的水平。 栽培技术 目前我国的耕作栽培技术体系仍停留在常规耕作技术与经验上,同国外开展的以计算机为主的规范化、定量化栽培比较,还有相当差距。在利用化学调节剂调控作物生长发育方面,有的专家认为与国外的差距有15-20年。 在土壤肥料方面,免耕与少耕理论风靡全球,而我国的土壤科学基础研究还很薄弱,施肥方法落后,世界先进国家的肥料利用率稳定在50%-70%,而我国只有30%-40%左右。 防止作物减产科技 据专家估计,我国植病生物技术研究,与发达国家相比较,至少相差15年以上。在昆虫行为机制、害虫与寄主植物关系、害虫与天敌间的生理、生化机制等方面的研究都落后于国际先进水平。在农产品产后运输、贮藏、保鲜、加工设施和技术也有很大差距。据估计,北京因粮食储藏条件而导致虫蛀、霉烂和其他侵害损失的粮食总和达500万公斤。每年约有15%的生鲜果蔬损耗掉,直接经济损失达两亿多元。 植物生物技术 目前国外的农业生物技术产业化程度相当高,形成产业的产品主要有:细胞和组织培养产业,如花卉、草莓、荔枝等试管苗和脱毒苗;微生物农药,如苏芸金杆菌;生物技术农产品;兽医治疗药物和防治疫苗品;农用诊断试剂;家畜胚胎移植技术;单细胞蛋白;人工种子和胚芽等。 与世界发达国家相比,我国还存在一定的差距,主要表现在技术水平仍然较低,研究设备和手段,工业化生产还相当落后,生物产品商业化生产、产业化发展还不够。 畜牧业科技 目前我国畜牧业科技水平只相当于发达国家20世纪80年代的水平,总体上落后10-15年。特别是在畜牧业基础学科研究上,与发达国家的差距比较明显。有些研究还几乎是空白。 农田灌溉技术 瑞典、英国、奥地利、罗马尼亚、法国等国的喷灌面积均已超过80%,美国、俄罗斯约为40%,美国微灌面积到20世纪90年代初就已达到总灌溉面积的3%,以色列灌溉面积中约2/3为微灌,1/3为喷灌。我国在地面灌溉方面,配套设施不够完善,无论在材质、性能、自动化程度等方面与世界先进水平仍存在较大差距,尤其是自动控制设备方面差距更大。 农业机械化技术 从大量生产的现有产品来看,机具性能、质量技术水平,只相当于20世纪60年代国际上的一般水平或50年代世界先进水平,亦即落后30-40年。 在应用方面,农业机械化程度,机耕率为80%,机播率为77%,机收率为70%,而发达国家则全面实现机械化。 农业信息技术 计算机进入我国农业领域仅有10多年的历史,但从世界范围看尚属起步阶段,同发达国家的先进水平比较仍存在着较大差距,应用中也存在不少问题。目前,农业计算机应用水平相当于发达国家20世纪80年代的水平。 林业科学技术 我国现有的林业技术水平同林业发达国家相比,至少落后20多年。科学技术对林业经济增长的贡献率只有21.2%;人工林林木每公顷蓄积只有33.3立方米,远远低于我国森林总蓄积每公顷平均83.6立方米的水平;全国有林地面积只占全部林业用地的50%,而美国为95%,瑞典为98%,日本为96%;我国的树木利用率很低,树林出材率只占全树的25%,而林业发达国家已从原来的全树利用发展到全林利用以至整个森林生态系统的利用;我国每公顷森林年均净生长量仅为2.7立方米,而德国是6立方米,芬兰是4立方米,美国和日本是3.1立方米。 全面启动新的农业科技革命的紧迫性 1.适应世界农业科技革命的需要。 由于以育种技术和农业化学技术为主导的农业技术革命的带动,到20世纪中叶,农业得到高速的发展。相应地,生物科学和生物技术取得了重大突破。计算机和信息技术导致信息化时代的到来,以及新材料、航空与航天、自动控制等现代技术的兴起,使农业面临启动一场新的科技革命,并将以生物技术和信息技术为主导。这次新的农业技术革命将导致我国农业和农村经济的再次振兴。2.再次振兴农村经济的客观需要。 改革开放以来,我国农业发生了两次革命性进展。第一次是农业家庭承包制的建立,理顺了农村的经济关系,是农业生产力巨大的全面释放,奇迹般地快速达到农业生产的成倍增长,为终止我国农产品长期短缺的历史创造了根本条件。第二次是乡镇企业的广泛兴起,使农村进行了历史性的产业大调整,农村工业占全国工业增幅的主要地位,开拓了农村劳动力的重要出路,把农民引向小康。这两次革命性进展,已各持续了一段时间。现在我国农业和农村经济已进入一个新的发展阶段,并将以突出科技为特点。 3.从根本上解决农业发展方针、道路一些基本问题的客观需要。 我们应着眼于以下几个在20世纪尚未解决好的基本问题: 缺乏可靠的农业可持续发展的战略,科学技术还没有真正成为农业强有力的第一生产力,靠天吃饭的局面尚未很好消除,等等。 4.及时解决农业发展中面临现实矛盾的客观需要。 农产品质量差、农业效益低,是当前一个突出问题,它导致农民收入低,结构调整难。在"入世"之后,对农业的挑战更为激烈,这些问题的重要性将越来越显露出来。在未来人口增长和需求多样化进程中,资源和市场的双重制约更加突出。乡镇企业技术推动的发展后劲不足。乡镇企业是农村非农产业转移剩余劳动力的主渠道,由于产品升级、布局调整等问题,使其发展面临转折时期,难度较大,减弱了农村经济实力,成为农村经济持续发展的突出问题。 战略思路和目标 1.战略指导思路。要切实贯彻"科学技术是第一生产力"的思想,坚持科学技术为经济建设和社会发展服务的根本方向,促进科技与经济和市场的有效结合。坚持基础研究、应用研究与开发研究的有机衔接和有效配置,促进农业增长方式转变和生产力的快速发展。既要加速常规技术的组装配套、大面积推广,又要力争使农业高新技术取得重大突破,培育一批高科技企业或集团;既要抓好农业增产技术,又要加速发展调整结构、提高效益、改善生态环境方面的技术;既要造就一批学术带头人、高级管理人才,又要培养一大批农业科技企业家,并大幅度提高农民的科学文化素质。 2.总体目标。 "十五"期间要把为调整农业结构、提高农业效益、增加农民收入、改善生态环境提供技术支撑作为优秀任务。 到2005年,使我国农业科技关键领域科技水平达到国际先进水平,农业科技总体水平与国际先进水平的差距缩短五年,科技在农业、林业、畜牧业、水产业、气象业增长中的贡献率分别达到45%、35%、55%、55%和60%以上,农业国际竞争力显著提高。 到2020年,农业科技的基本任务是:满足食物安全的技术需求。为实现粮食总产达到六亿吨、肉类总产6500万吨,人均日摄入能量2500大卡、蛋白质75克、脂肪75克等目标,提供技术保障。 为农村经济安全提供技术支撑,加快农村城镇化建设,为实现农民人均收入达到8000元,人民生活水平基本达到小康提供技术与示范样板区,带动辐射面涉及全国范围。 为农村国土安全提供技术支撑。为科学使用农业资源,发展新兴产业,为基本控制生态环境恶化趋势,提供技术与示范样板区并辐射全国。 科技发展论文:科技发展的税收政策研究论文 内容摘要:税收政策对科技进步具有重要影响。我国现行科技税收政策尚有不完善之处,需要根据国家产业政策、科技发展规划和税制改革方向进行适当调整。调整的思路是:扩大增值税抵扣范围;允许工业企业提取研究与开发基金;实行加速折旧或摊销办法;突破区域和内外资企业的限定,对高科技企业实行同一税收政策;对个人科技所得实施税收优惠;等等。 关键词:科技进步,科学研究与试验发展,税收政策 世界各国的实践证明,税收政策是政府介入科技研发的重要手段,对科技进步具有重要影响。第一,税收政策对科技研发具有导向作用。政府可以结合一定时期的产业政策、区域政策和科技政策,制定相应的税收政策,引导资源向政府扶持和鼓励发展的领域流动。第二,税收优惠有利于降低研发活动的成本和风险。研发活动尤其是高新技术的研究与开发,投资金额大,研发周期长,具有较大的风险性。国家可以制定相关的税收优惠政策,将一部分应征收的税收收入让渡给纳税人,增加企业研发资金。这相当于降低了企业自身的研发成本,起到有效化解研发投资风险的作用。第三,税收优惠有利于科技成果向现实生产力的转化。先进的科技成果要转化为现实的生产力,必须与工艺过程和生产实践相结合。国家可以运用税收优惠政策,鼓励企业采用新工艺、新技术;鼓励科研机构和高等院校将科技成果向企业转移,促进科技成果在生产领域的推广和应用,实现科技成果市场化、产业化。 一、我国现行科技税收政策分析 (一)科技税收政策的基本分析 我国有关科技方面的税收优惠政策分布在研究与开发、应用和转让等诸多环节。从税种上看,涉及到营业税、增值税、关税、印花税、企业所得税和个人所得税等;从优惠方式上看,包括减免税(额式减免,率式减免)、优惠退税(即征即退、先征后返、出口退税)、纳税扣除、加速折旧和税收抵免等。 1.对研究与开发的税收优惠。主要体现在关税、增值税、印花税、企业所得税和个人所得税的优惠上,优惠方式主要有减免税、纳税扣除和加速折旧等。 对科学研究机构和学校,不以营利为目的,在合理数量范围内的进口国内不能生产的科学研究和教学用品,直接用于科学研究或教学的(除国家明令不予减免进口税的20种商品外),免征进口关税和进口环节增值税、消费税。 印花税制度规定,技术合同的计税依据是合同所载的价款、报酬或使用费。为了鼓励技术研究开发,对技术开发合同,仅就合同所载的报酬计税,研究开发经费不作为计税依据。 企业所得税制度规定,从2006年1月1日起,对财务核算制度健全、实行查账征税的内外资企业、科研机构、大专院校等(以下统称企业),其研究开发新产品、新技术、新工艺所发生的技术开发费,包括新产品设计费,工艺规程制定费,设备调整费,原材料和半成品的试制费,技术图书资料费,未纳人国家计划的中间实验费,研究机构人员的工资,用于研究开发的仪器、设备的折旧,委托其他单位和个人进行科研试制的费用,与新产品的试制和技术研究直接相关的其他费用,在按规定实行100%扣除的基础上,允许再按当年实际发生额的50%在企业所得税前加计扣除。企业实际发生的技术开发费当年不足抵扣的部分,可在以后年度企业所得税应纳税所得额中结转抵扣,抵扣期限最长不得超过5年。实际上,这项优惠政策是通过加计扣除的办法,让渡所得税收人,降低企业研发成本和风险,对企业技术研发活动有极大的激励作用。同时规定,对企业2006年1月1日以后新购进的用于研究开发的仪器和设备,单位价值在30万元以下的,可一次或分次计人成本费用,在企业所得税前扣除,其中达到固定资产标准的应单独管理,不再提取折旧。单位价值在30万元以上的,允许其采取双倍余额递减法或年数总和法实行加速折旧。这样,就加大了企业前期费用扣除额,使前期纳税额少、后期纳税额多,起到递延纳税的作用,相当于为企业提供了一笔无息贷款。 个人所得税法规定,对个人取得的省级人民政府、国务院部委和中国人民解放军军以上单位,以及外国组织颁发的科学、教育、技术、文化、卫生、体育、环境保护等方面的奖金,免征个人所得税。 另外,为鼓励社会各界对研发活动的支持,对内资企业、单位通过中国境内非营利的社会团体、国家机关对非关联的科研机构和高等学校研究开发新产品、新技术、新工艺所发生的研究开发经费的资助支出,在缴纳企业所得税时,可以全额在当年应纳税所得额中扣除;当年应纳税所得额不足抵扣的,不得结转抵扣。对个人将其所得(不含偶然所得和其他所得)用于非关联的高等学校和科研机构研究开发新产品、新技术、新工艺的科技经费资助的,可以全额在下月(工资、薪金所得)或下次(按次计征的所得)或当年(按年计征的所得)计征个人所得税时,从应纳税所得额中扣除;不足抵扣的,不得结转抵扣。 2.对高科技企业的税收优惠。高科技企业既是科技成果的研发者,也是科技成果的应用者。在技术研发阶段,与其他研发者一样,享受上述税收优惠政策。在科技成果应用阶段,还可以享受应用阶段的税收优惠待遇。这一阶段的优惠主要体现在增值税和企业所得税的优惠上,优惠方式有优惠退税、纳税扣除、减免税、优惠税率和税收抵免等。 增值税制度规定,一般纳税人销售其自行开发生产的软件产品,2010年前按17%的法定税率征收增值税,对实际税负超过3%的部分即征即退,由企业用于研究开发软件产品和扩大再生产。为鼓励高新技术产品出口,增强高新技术产品的国际竞争力,对高新技术产品出口实行零税率政策。 企业所得税制度规定:(1)符合规定条件的软件开发企业实际发放的工资总额,在计算应纳税所得额时准予据实扣除。(2)对新办的独立核算的从事咨询业(包括科技、法律、会计、审计、税务等咨询业)、信息业、技术服务业的企业或经营单位,自开业之日起,免征所得税2年。(3)自2006年1月1日起,在国家高新技术产业开发区内新创办的高新技术企业,自获利年度起2年内免征企业所得税,免税期满后减按15%的税率征收企业所得税。获利年度是指投产经营后第一个获得利润的纳税年度;企业开办初期有亏损的,可以依照税法规定逐年结转弥补(5年),以弥补后有利润的纳税年度为获利年度。 外商投资企业和外国企业所得税法规定:(1)在国务院确定的国家高新技术产业开发区设立的被认定为高新技术企业的外商投资企业,以及在北京市新技术产业开发试验区设立的被认定为新技术企业的外商投资企业,自被认定之日所属的纳税年度起,减按15%的税率征收企业所得税。(2)在沿海经济开放区和经济特区、经济技术开发区所在城市的老市区设立的生产性外商投资企业,其经营项目属于技术密集、知识密集型项目(即主导产品属于科技部制定的《中国高新技术产品目录》范围,且当年主导产品销售收入超过企业全年产品销售收入的50%)的,减按15%的税率征收企业所得税。(3)外商投资企业举办的先进技术企业,依照税法规定免征、减征企业所得税(如两免三减半)期满后仍为先进技术企业的,可以按照税法规定的税率延长3年减半征收企业所得税;减半后的税率低于10%的,应按10%的税率缴纳企业所得税。另外,为鼓励外国投资者将其从外商投资企业取得的税后利润在中国境内直接再投资举办、扩建先进技术企业的,可以全部退还其再投资部分已缴纳的企业所得税款。但再投资不满5年撤出的,应当缴回已退的税款。 另外,为支持企业进行技术改造,促进产品结构调整和经济稳定发展,对在我国境内投资于符合国家产业政策的技术改造项目的企业,其项目所需国产设备投资的40%可从企业技术改造项目设备购置当年比前一年新增的企业所得税中抵免。如果当年新增的企业所得税额不足抵免时,未予抵免的投资额,可用以后年度比设备购置前一年新增的企业所得税额延续抵免,但抵免的期限最长不得超过5年。 3.对科技成果转让的税收优惠。主要体现在营业税和企业所得税优惠上,优惠方式主要是减免税。 营业税制度规定,对单位和个人从事技术转让、技术开发业务和与之相关的技术咨询、技术服务业务取得的收入,免征营业税。 企业所得税制度规定,对高等学校、各类职业学校服务于各业的技术转让、技术培训、技术咨询、技术服务、技术承包所取得的技术性服务收入,暂免征收企业所得税。对企业和其他事业单位进行技术转让,以及在技术转让过程中发生的与技术转让有关的技术咨询、技术服务、技术培训的所得,年净收入在30万元以下的,暂免征收所得税;超过30万元的部分,依法缴纳所得税。 外商投资企业和外国企业所得税法规定,为科学研究、开发能源、发展交通事业、农林牧业生产以及开发重要技术提供专有技术所取得的特许权使用费,经国务院税务主管部门批准,可以减按10%的税率征收所得税;其中技术先进或者条件优惠的,可以免征所得税。 (二)科技税收政策有待于进一步完善 毫无疑问,我国现行的科技税收政策,对科技进步和经济发展起到了巨大的促进作用。但是,也存在不完善之处,主要体现在以下几个方面: 1.税收法律级次偏低。现行的科技税收优惠政策,大多是财政部和国家税务总局以规范性文件的形式颁布实施的,与税收法律相比,级次较低。同时,由于税收优惠规定比较零散,有些政策还有优惠时间限定,且经常变动,缺乏系统性、完整性和稳定性,影响了税收优惠政策的实施效果。 2.税收优惠存在区域限定。企业所得税减免和优惠税率主要侧重于高新技术产业开发区。只有高新技术产业开发区内的高新技术企业才能享受这种优惠,而区外企业一般享受不到。即使是区内企业,还区分内资企业和外资企业,分别适用不同的税收优惠待遇。对于外商投资举办的先进技术企业,不论设立在境内哪个区域,都享受所得税优惠待遇。这样,在区内企业与区外企业之间、内资企业与外资企业之间,存在税负不公平的问题,在一定程度上影响了企业的科技研发和科技成果在全国范围内的推广与应用。 3.税收优惠政策尚未完全到位。从研究与开发环节看,其执行主体主要是企业,应加大对企业的扶持力度。而现行的税收优惠形式主要是技术开发费加计扣除、研发所需设备加速折旧等,其他优惠方式的运用欠缺,尤其是“生产型”增值税的施行,使得企业技术创新的负担依然较重。从科技成果应用阶段看,税收优惠政策缺乏普遍性。从科技成果转让环节看,个人所得税优惠措施缺失,不利于调动个人科技研发的积极性。 二、完善科技税收政策的基本思路 (一)完善科技税收政策应遵循的原则 1.以产业优惠为主,产业优惠与区域优惠相结合。税收优惠必须体现国家产业政策导向,与国家科技发展计划保持一致,优先鼓励科技水平高,可迅速转化为生产力,并能使生产效率显著提高的高新技术企业和科研项目的发展。为促进科技进步,实施区域科技税收优惠政策,以带动区域经济发展是必要的。但从长远看,应突破区域限制,突出产业政策导向,对国家鼓励发展的产业予以税收支持,促进企业技术升级和经济增长方式的转变。 2.以重点项目为主,重点支持与普遍支持相结合。一方面,按照国家科技发展战略,确定重点扶持对象,加大税收支持力度;另一方面,牢固确立企业科技研发的主体地位。目前,大中型工业企业已经成为科技研发的主体,研发投入增长快速,但自主创新能力建设仍有待进一步加强。因此,大力推进大中型工业企业自主创新能力建设,大幅度提升国民经济骨干企业的优秀竞争力是“十一五”时期面临的十分紧迫的任务。为完成这一任务,税收应当有所作为。 3.以间接优惠为主,间接优惠与直接优惠相结合。我国现行的科技税收优惠政策大多采取的是直接优惠方式,通过减免税、优惠退税、优惠税率等来减轻纳税人的税收负担。采用这种优惠方式,政策透明度高,也便于征纳双方操作,但容易产生漏洞,造成税收流失。同时,这种优惠一般是属于事后优惠,对于投资多、风险大的研发活动而言,作用不十分显著。我国对企业科技研发也采取了间接优惠方式,如加计扣除、加速折旧等,促进了企业的研发投人。但是,优惠的税种、优惠的方式仍需进一步拓展。 (二)完善科技税收政策的建议 1.以法律形式确立科技税收政策。支持科技进步、保证科技领先地位是我国的一项长期任务。国家应以法律形式确立科技税收政策,提升税收法律级次。在立法时,一方面,应对现行的科技税收优惠政策作适当调整,以法律的形式确定下来,继续执行;另一方面,应根据国家产业政策、科技政策和税制改革方向,制定一些新的有利于科技进步的税收法规,加大对科技发展的支持力度。 2.扩大增值税抵扣范围。在全国范围内尚未实行消费型增值税之前,对增值税抵扣范围可作如下调整:(1)允许工业企业新购进的用于研究开发的仪器和设备所支付的增值税金从销项税额抵扣,降低企业研发成本。(2)在全国范围内,对装备制造业、石油化工业、冶金工业、船舶制造业、汽车制造业、高新技术产业、军品工业和农产品加工业等产业,允许抵扣新购进的机器设备所含增值税金,以减轻企业负担,增强技术改造和设备更新的能力,提高市场竞争力。 3.扩大优惠退税范围。对于高新技术企业和应用高新技术成果生产的新产品,可以比照软件开发企业的增值税优惠办法,在一定时期内实行即征即退或先征后返一定数额增值税的政策。这样,一方面,可以增加企业技术研发资金;另一方面,可以激励企业积极采用新的科技成果,将科技成果快速转化为现实生产力。 4.允许工业企业提取研究与开发基金。可以借鉴韩国的做法,允许工业企业按销售收入的一定比例提取研究与开发基金,在企业所得税前扣除,以解决有些企业有技术开发和应用高新技术的愿望而无资金支撑的问题。在具体实施时,为避免与实际发生技术开发费重复扣除,可以规定:企业将提取的研究与开发基金用于技术研发,因其在计提年度已在税前扣除,所以,实际用作技术开发费的部分不再在研发当年的税前扣除,但可以按当年技术开发费(包括使用的基金)实际发生额的50%加计扣除。 5.在较大范围内实行加速折旧或摊销办法。按照国家规定的技术标准对工业企业使用的机器设备进行等级划分,适当缩短折旧年限,或者采取双倍余额递减法或年数总和法加速折旧;对其无形资产实施加速摊销,使高科技企业尽快收回成本,增加科技投入。 6.对高新技术企业实行同一税收优惠待遇。突破区域和内外资企业的限定,对全国范围内所有的企业,不论设立哪个区域,也不论是内资企业还是外资企业,只要是高新技术企业或先进技术企业,一律实行同一税收优惠政策。在调整时,建议统一实行“两免三减半”和15%优惠税率的政策。此外,在工资费用扣除上,对内资高新技术企业实际发放的工资额,允许在税前据实扣除。 7.对个人科技所得实施税收优惠。可以对个人转让科技成果,或者以科技成果投资人股,以及投资入股后从被投资企业取得的所得,减征或免征个人所得税;对个人投资举办的高科技企业,加大税前扣除额。运用税收优惠政策,激励个人从事科技开发与应用。 8.大力支持社会各界进行科技资助。建议对所有企业、单位和个人通过中国境内非营利的社会团体、国家机关对非关联的企业、科研机构和高等学校研究开发新产品、新技术、新工艺所发生的研究开发经费的资助支出,在计算缴纳所得税时,允许在税前全额扣除。提高全社会对科技活动的关注程度,增加科技投入,促进科技进步。 科技发展论文:纳米科技发展特点分析论文 科学界普遍认为,纳米技术是21世纪经济增长的一台主要的发动机,其作用可使微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌,纳米技术将给医学、制造业、材料和信息通信等行业带来革命性的变革。因此,近几年来,纳米科技受到了世界各国尤其是发达国家的极大青睐,并引发了越来越激烈的竞争。 1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划 由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义,世界各国(地区)纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器,相继制定了发展战略和计划,以指导和推进本国纳米科技的发展。目前,世界上已有50多个国家制定了部级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划,但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。 (1)发达国家和地区雄心勃勃 为了抢占纳米科技的先机,美国早在2000年就率先制定了部级的纳米技术计划(NNI),其宗旨是整合联邦各机构的力量,加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月,美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》,这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划,从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。 日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域,并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源(人才、资金、设备)的落实。之后,日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针,积极推进从基础性到实用性的研发,同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。 欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域,有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略,目前,已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施:增加研发投入,形成势头;加强研发基础设施;从质和量方面扩大人才资源;重视工业创新,将知识转化为产品和服务;考虑社会因素,趋利避险。另外,包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。 (2)新兴工业化经济体瞄准先机 意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响,韩国、中国台湾等新兴工业化经济体,为了保持竞争优势,也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》,2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》,随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域,以提升前沿技术和基础技术的水平;到2010年10年计划结束时,韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平,进入世界前5位的行列。 中国台湾自1999年开始,相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》,这些计划以人才和优秀设施建设为基础,以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标,意在引领台湾知识经济的发展,建立产业竞争优势。 (3)发展中大国奋力赶超 综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头,也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》,并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图,确定中国在目前和中长期的研发任务,以便在国家层面上进行指导与协调,集中力量、发挥优势,争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术,南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略,可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度,加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。 2、纳米科技研发投入一路攀升 纳米科技已在国际间形成研发热潮,现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家,都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金,而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称,在过去10年里,世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明,全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。 美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内,联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元,2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是,根据《21世纪纳米技术研究开发法》,在2005~2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元,而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。 日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究,近年来纳米科技投入迅速增长,从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元,而2004年还将增长20%。 在欧洲,根据第六个框架计划,欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元,有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计,欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国,甚至更高。 中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右;另外,地方政府也将支出2.4亿~3.6亿美元。中国台湾计划从2002~2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元,每年稳中有增,平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元,而新加坡则达3.7亿美元左右。 就纳米科技人均公共支出而言,欧盟25国为2.4欧元,美国为3.7欧元,日本为6.2欧元。按照计划,美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元,日本2004年增加到8欧元,因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是:欧盟为0.01%,美国为0.01%,日本为0.02%。 另外,据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称,很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元,占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元,占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元,占17%。由于投资的快速增长,纳米技术的创新时代必将到来。 3、世界各国纳米科技发展各有千秋 各纳米科技强国比较而言,美国虽具有一定的优势,但现在尚无确定的赢家和输家。 (1)在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下 根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果,2000—2002年,共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引(SCI)》收录。纳米研究论文数量逐年增长,且增长幅度较大,2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。 2000—2002年纳米研究论文,美国以较大的优势领先于其他国家,3年累计论文数超过10000篇,几乎占全部论文产出的30%。日本(12.76%)、德国(11.28%)、中国(10.64%)和法国(7.89%)位居其后,它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇,是纳米研究最活跃的国家,也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出,2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点,到2002年已经超过德国,位居世界第三位,与日本接近。 在上述5国之后,英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多,各国3年累计论文总数都超过了1000篇,且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。 另外,如果欧盟各国作为一个整体,其论文量则超过36%,高于美国的29.46%。 (2)在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头 据统计:美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国(1454项),其次是日本(368项)和德国(118项)。由于专利数据来源美国专利商标局,所以美国的专利数量非常多,所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多,所占比例都超过了1%。 专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大,在论文数最多的20个国家和地区中,专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明,很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力,但比较侧重于基础研究,而实用化能力较弱。 (3)就整体而言纳米科技大国各有所长 美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用,目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面,纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断,而且,已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年,美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》,目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合,实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标;利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门,这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用,还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果,未来5~10年有望商业化。 虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点,纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究,期望突破传统的极限,让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒,并按照一定规则排列这些颗粒,使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面,目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。 日本纳米技术的研究开发实力强大,某些方面处于世界领先水平,但尚未脱离基础和应用研究阶段,距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上,日本最重视的是应用研究,尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外,日本开发出多种不同结构的纳米材料,如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。 在制造方法上,日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法,同时积极开发新的制造技术,特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1/10,两三年内即可进入批量生产阶段。 日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高,并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置,能应用于纳米领域,在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路,是世界最高水平。 日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地,如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机,解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过,这些研究大都处于探索阶段,成果为数不多。 欧盟在纳米科学方面颇具实力,特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。 中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多,主要以金属和无机非金属纳米材料为主,约占80%,高分子和化学合成材料也是一个重要方面,而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。 4、纳米技术产业化步伐加快 目前,纳米技术产业化尚处于初期阶段,但展示了巨大的商业前景。据统计:2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元,2010年将达到14400亿美元。为此,各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化,都在加紧采取措施,促进产业化进程。 美国国家科研项目管理部门的管理者们认为,美国大公司自身的纳米技术基础研究不足,导致美国在该领域的开发应用缺乏动力,因此,尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心,希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”,以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项:一是进行纳米技术基础研究;二是与大企业合作,使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面,其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。 美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破,并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大,其目的是共享信息,促进联系,加速纳米技术应用。 日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合,不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”,以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程;东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所,试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。 欧盟于2003年建立纳米技术工业平台,推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出:建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战,把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域,生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品,同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。 为了促进纳米技术研发成果的转化,2000年12月,中国成立了第一个国家纳米技术产业化基地。该基地集中了国内一流的纳米技术研究机构和专家,并正在筹建世界级的国家纳米技术研究院。基地的发展目标是成为世界级的纳米技术科学城,孵化出一批世界级的高新技术企业,培养出一批世界级的纳米技术专家和现代企业家,把基地建成为一个综合的、跨学科的。市场化的、开放的、流动的现代化“纳米产业集群”。2003年8月,中国科学院纳米技术产业化基地宣告成立。该基地由中国科学院和多家纳米技术企业组成,将以产业化开发为主,兼顾应用研究、促进基础研究。 美国《技术评论》杂志在其“创新专栏”中报道纳米技术进展时指出:在世界各国加快纳米技术商业化步伐的同时,亚洲一些国家已明显处于领先地位。中国、日本、韩国和新加坡等国政府都投入重金发展纳米技术,其目的是要开发包括超灵敏诊断技术以及超级计算机等在内的众多产品。密歇根州立大学的纳米技术专家托马奈克称,中国、日本和韩国等国家将在未来几年成为世界纳米技术方面的领头羊。在纳米技术的某些领域,这3个国家都处于领先地位。 科技发展论文:纳米科技发展态势分析论文 科学界普遍认为,纳米技术是21世纪经济增长的一台主要的发动机,其作用可使微电子学在20世纪后半叶对世界的影响相形见绌,纳米技术将给医学、制造业、材料和信息通信等行业带来革命性的变革。因此,近几年来,纳米科技受到了世界各国尤其是发达国家的极大青睐,并引发了越来越激烈的竞争。 1、各国竞相出台纳米科技发展战略和计划 由于纳米技术对国家未来经济、社会发展及国防安全具有重要意义,世界各国(地区)纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的主要驱动器,相继制定了发展战略和计划,以指导和推进本国纳米科技的发展。目前,世界上已有50多个国家制定了部级的纳米技术计划。一些国家虽然没有专项的纳米技术计划,但其他计划中也往往包含了纳米技术相关的研发。 (1)发达国家和地区雄心勃勃 为了抢占纳米科技的先机,美国早在2000年就率先制定了部级的纳米技术计划(NNI),其宗旨是整合联邦各机构的力量,加强其在开展纳米尺度的科学、工程和技术开发工作方面的协调。2003年11月,美国国会又通过了《21世纪纳米技术研究开发法案》,这标志着纳米技术已成为联邦的重大研发计划,从基础研究、应用研究到研究中心、基础设施的建立以及人才的培养等全面展开。 日本政府将纳米技术视为“日本经济复兴”的关键。第二期科学技术基本计划将生命科学、信息通信、环境技术和纳米技术作为4大重点研发领域,并制定了多项措施确保这些领域所需战略资源(人才、资金、设备)的落实。之后,日本科技界较为彻底地贯彻了这一方针,积极推进从基础性到实用性的研发,同时跨省厅重点推进能有效促进经济发展和加强国际竞争力的研发。 欧盟在2002—2007年实施的第六个框架计划也对纳米技术给予了空前的重视。该计划将纳米技术作为一个最优先的领域,有13亿欧元专门用于纳米技术和纳米科学、以知识为基础的多功能材料、新生产工艺和设备等方面的研究。欧盟委员会还力图制定欧洲的纳米技术战略,目前,已确定了促进欧洲纳米技术发展的5个关键措施:增加研发投入,形成势头;加强研发基础设施;从质和量方面扩大人才资源;重视工业创新,将知识转化为产品和服务;考虑社会因素,趋利避险。另外,包括德国、法国、爱尔兰和英国在内的多数欧盟国家还制定了各自的纳米技术研发计划。 (2)新兴工业化经济体瞄准先机 意识到纳米技术将会给人类社会带来巨大的影响,韩国、中国台湾等新兴工业化经济体,为了保持竞争优势,也纷纷制定纳米科技发展战略。韩国政府2001年制定了《促进纳米技术10年计划》,2002年颁布了新的《促进纳米技术开发法》,随后的2003年又颁布了《纳米技术开发实施规则》。韩国政府的政策目标是融合信息技术、生物技术和纳米技术3个主要技术领域,以提升前沿技术和基础技术的水平;到2010年10年计划结束时,韩国纳米技术研发要达到与美国和日本等领先国家的水平,进入世界前5位的行列。 中国台湾自1999年开始,相继制定了《纳米材料尖端研究计划》、《纳米科技研究计划》,这些计划以人才和优秀设施建设为基础,以追求“学术卓越”和“纳米科技产业化”为目标,意在引领台湾知识经济的发展,建立产业竞争优势。 (3)发展中大国奋力赶超 综合国力和科技实力较强的发展中国家为了迎头赶上发达国家纳米科技发展的势头,也制定了自己的纳米科技发展战略。中国政府在2001年7月就了《国家纳米科技发展纲要》,并先后建立了国家纳米科技指导协调委员会、国家纳米科学中心和纳米技术专门委员会。目前正在制定中的国家中长期科技发展纲要将明确中国纳米科技发展的路线图,确定中国在目前和中长期的研发任务,以便在国家层面上进行指导与协调,集中力量、发挥优势,争取在几个方面取得重要突破。鉴于未来最有可能的技术浪潮是纳米技术,南非科技部正在制定一项国家纳米技术战略,可望在2005年度执行。印度政府也通过加大对从事材料科学研究的科研机构和项目的支持力度,加强材料科学中具有广泛应用前景的纳米技术的研究和开发。 2、纳米科技研发投入一路攀升 纳米科技已在国际间形成研发热潮,现在无论是富裕的工业化大国还是渴望富裕的工业化中国家,都在对纳米科学、技术与工程投入巨额资金,而且投资迅速增加。据欧盟2004年5月的一份报告称,在过去10年里,世界公共投资从1997年的约4亿欧元增加到了目前的30亿欧元以上。私人的纳米技术研究资金估计为20亿欧元。这说明,全球对纳米技术研发的年投资已达50亿欧元。 美国的公共纳米技术投资最多。在过去4年内,联邦政府的纳米技术研发经费从2000年的2.2亿美元增加到2003年的7.5亿美元,2005年将增加到9.82亿美元。更重要的是,根据《21世纪纳米技术研究开发法》,在2005~2008财年联邦政府将对纳米技术计划投入37亿美元,而且这还不包括国防部及其他部门将用于纳米研发的经费。 日本目前是仅次于美国的第二大纳米技术投资国。日本早在20世纪80年代就开始支持纳米科学研究,近年来纳米科技投入迅速增长,从2001年的4亿美元激增至2003年的近8亿美元,而2004年还将增长20%。 在欧洲,根据第六个框架计划,欧盟对纳米技术的资助每年约达7.5亿美元,有些人估计可达9.15亿美元。另有一些人估计,欧盟各国和欧盟对纳米研究的总投资可能两倍于美国,甚至更高。 中国期望今后5年内中央政府的纳米技术研究支出达到2.4亿美元左右;另外,地方政府也将支出2.4亿~3.6亿美元。中国台湾计划从2002~2007年在纳米技术相关领域中投资6亿美元,每年稳中有增,平均每年达1亿美元。韩国每年的纳米技术投入预计约为1.45亿美元,而新加坡则达3.7亿美元左右。 就纳米科技人均公共支出而言,欧盟25国为2.4欧元,美国为3.7欧元,日本为6.2欧元。按照计划,美国2006年的纳米技术研发公共投资增加到人均5欧元,日本2004年增加到8欧元,因此欧盟与美日之间的差距有增大之势。公共纳米投资占GDP的比例是:欧盟为0.01%,美国为0.01%,日本为0.02%。 另外,据致力于纳米技术行业研究的美国鲁克斯资讯公司2004年的一份年度报告称,很多私营企业对纳米技术的投资也快速增加。美国的公司在这一领域的投入约为17亿美元,占全球私营机构38亿美元纳米技术投资的46%。亚洲的企业将投资14亿美元,占36%。欧洲的私营机构将投资6.5亿美元,占17%。由于投资的快速增长,纳米技术的创新时代必将到来。 3、世界各国纳米科技发展各有千秋 各纳米科技强国比较而言,美国虽具有一定的优势,但现在尚无确定的赢家和输家。 (1)在纳米科技论文方面日、德、中三国不相上下 根据中国科技信息研究所进行的纳米论文统计结果,2000—2002年,共有40370篇纳米研究论文被《2000—2002年科学引文索引(SCI)》收录。纳米研究论文数量逐年增长,且增长幅度较大,2001年和2002年的增长率分别达到了30.22%和18.26%。 2000—2002年纳米研究论文,美国以较大的优势领先于其他国家,3年累计论文数超过10000篇,几乎占全部论文产出的30%。日本(12.76%)、德国(11.28%)、中国(10.64%)和法国(7.89%)位居其后,它们各自的论文总数都超过了3000篇。而且以上5国2000—2002年每年的纳米论文产出大都超过了1000篇,是纳米研究最活跃的国家,也是纳米研究实力最强的国家。中国的增长幅度最为突出,2000年中国纳米论文比例还落后德国2个多百分点,到2002年已经超过德国,位居世界第三位,与日本接近。 在上述5国之后,英国、俄罗斯、意大利、韩国、西班牙发表的论文数也较多,各国3年累计论文总数都超过了1000篇,且每年的论文数排位都可以进入前10名。这5个国家可以列为纳米研究较活跃的国家。 另外,如果欧盟各国作为一个整体,其论文量则超过36%,高于美国的29.46%。(2)在申请纳米技术发明专利方面美国独占鳌头 据统计:美国专利商标局2000—2002年共受理2236项关于纳米技术的专利。其中最多的国家是美国(1454项),其次是日本(368项)和德国(118项)。由于专利数据来源美国专利商标局,所以美国的专利数量非常多,所占比例超过了60%。日本和德国分别以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英国、韩国、加拿大、法国和中国台湾的专利数也较多,所占比例都超过了1%。 专利反映了研究成果实用化的能力。多数国家纳米论文数与专利数所占比例的反差较大,在论文数最多的20个国家和地区中,专利数所占比例超过论文数所占比例的国家和地区只有美国、日本和中国台湾。这说明,很多国家和地区在纳米技术研究上具备一定的实力,但比较侧重于基础研究,而实用化能力较弱。 (3)就整体而言纳米科技大国各有所长 美国纳米技术的应用研究在半导体芯片、癌症诊断、光学新材料和生物分子追踪等领域快速发展。随着纳米技术在癌症诊断和生物分子追踪中的应用,目前美国纳米研究热点已逐步转向医学领域。医学纳米技术已经被列为美国国家的优先科研计划。在纳米医学方面,纳米传感器可在实验室条件下对多种癌症进行早期诊断,而且,已能在实验室条件下对前列腺癌、直肠癌等多种癌症进行早期诊断。2004年,美国国立卫生研究院癌症研究所专门出台了一项《癌症纳米技术计划》,目的是将纳米技术、癌症研究与分子生物医学相结合,实现2015年消除癌症死亡和痛苦的目标;利用纳米颗粒追踪活性物质在生物体内的活动也是一个研究热门,这对于研究艾滋病病毒、癌细胞等在人体内的活动情况非常有用,还可以用来检测药物对病毒的作用效果。利用纳米颗粒追踪病毒的研究也已有成果,未来5~10年有望商业化。 虽然医学纳米技术正成为纳米科技的新热点,纳米技术在半导体芯片领域的应用仍然引人关注。美国科研人员正在加紧纳米级半导体材料晶体管的应用研究,期望突破传统的极限,让芯片体积更小、速度更快。纳米颗粒的自组装技术是这一领域中最受关注的地方。不少科学家试图利用化学反应来合成纳米颗粒,并按照一定规则排列这些颗粒,使其成为体积小而运算快的芯片。这种技术本来有望取代传统光刻法制造芯片的技术。在光学新材料方面,目前已有可控直径5纳米到几百纳米、可控长度达到几百微米的纳米导线。 日本纳米技术的研究开发实力强大,某些方面处于世界领先水平,但尚未脱离基础和应用研究阶段,距离实用化还有相当一段路要走。在纳米技术的研发上,日本最重视的是应用研究,尤其是纳米新材料研究。除了碳纳米管外,日本开发出多种不同结构的纳米材料,如纳米链、中空微粒、多层螺旋状结构、富勒结构套富勒结构、纳米管套富勒结构、酒杯叠酒杯状结构等。 在制造方法上,日本不断改进电弧放电法、化学气相合成法和激光烧蚀法等现有方法,同时积极开发新的制造技术,特别是批量生产技术。细川公司展出的低温连续烧结设备引起关注。它能以每小时数千克的速度制造粒径在数十纳米的单一和复合的超微粒材料。东丽和三菱化学公司应用大学开发的新技术能把制造碳纳米材料的成本减至原来的1/10,两三年内即可进入批量生产阶段。 日本高度重视开发检测和加工技术。目前广泛应用的扫描隧道显微镜、原子力显微镜、近场光学显微镜等的性能不断提高,并涌现了诸如数字式显微镜、内藏高级照相机显微镜、超高真空扫描型原子力显微镜等新产品。科学家村田和广成功开发出亚微米喷墨印刷装置,能应用于纳米领域,在硅、玻璃、金属和有机高分子等多种材料的基板上印制细微电路,是世界最高水平。 日本企业、大学和研究机构积极在信息技术、生物技术等领域内为纳米技术寻找用武之地,如制造单个电子晶体管、分子电子元件等更细微、更高性能的元器件和量子计算机,解析分子、蛋白质及基因的结构等。不过,这些研究大都处于探索阶段,成果为数不多。 欧盟在纳米科学方面颇具实力,特别是在光学和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生材料、纳米生物材料、超导体、复合材料、医学材料、智能材料等方面的研究能力较强。 中国在纳米材料及其应用、扫描隧道显微镜分析和单原子操纵等方面研究较多,主要以金属和无机非金属纳米材料为主,约占80%,高分子和化学合成材料也是一个重要方面,而在纳米电子学、纳米器件和纳米生物医学研究方面与发达国家有明显差距。 4、纳米技术产业化步伐加快 目前,纳米技术产业化尚处于初期阶段,但展示了巨大的商业前景。据统计:2004年全球纳米技术的年产值已经达到500亿美元,2010年将达到14400亿美元。为此,各纳米技术强国为了尽快实现纳米技术的产业化,都在加紧采取措施,促进产业化进程。 美国国家科研项目管理部门的管理者们认为,美国大公司自身的纳米技术基础研究不足,导致美国在该领域的开发应用缺乏动力,因此,尝试建立一个由多所大学与大企业组成的研究中心,希望借此使纳米技术的基础研究和应用开发紧密结合在一起。美国联邦政府与加利福尼亚州政府一起斥巨资在洛杉矾地区建立一个“纳米科技成果转化中心”,以便及时有效地将纳米科技领域的基础研究成果应用于产业界。该中心的主要工作有两项:一是进行纳米技术基础研究;二是与大企业合作,使最新基础研究成果尽快实现产业化。其研究领域涉及纳米计算、纳米通讯、纳米机械和纳米电路等许多方面,其中不少研究成果将被率先应用于美国国防工业。 美国的一些大公司也正在认真探索利用纳米技术改进其产品和工艺的潜力。IBM、惠普、英特尔等一些IT公司有可能在中期内取得突破,并生产出商业产品。一个由专业、商业和学术组织组成的网络在迅速扩大,其目的是共享信息,促进联系,加速纳米技术应用。 日本企业界也加强了对纳米技术的投入。关西地区已有近百家企业与16所大学及国立科研机构联合,不久前又建立了“关西纳米技术推进会议”,以大力促进本地区纳米技术的研发和产业化进程;东丽、三菱、富士通等大公司更是纷纷斥巨资建立纳米技术研究所,试图将纳米技术融合进各自从事的产业中。 欧盟于2003年建立纳米技术工业平台,推动纳米技术在欧盟成员国的应用。欧盟委员会指出:建立纳米技术工业平台的目的是使工程师、材料学家、医疗研究人员、生物学家、物理学家和化学家能够协同作战,把纳米技术应用到信息技术、化妆品、化学产品和运输领域,生产出更清洁、更安全、更持久和更“聪明”的产品,同时减少能源消耗和垃圾。欧盟希望通过建立纳米技术工业平台和增加纳米技术研究投资使其在纳米技术方面尽快赶上美国。 为了促进纳米技术研发成果的转化,2000年12月,中国成立了第一个国家纳米技术产业化基地。该基地集中了国内一流的纳米技术研究机构和专家,并正在筹建世界级的国家纳米技术研究院。基地的发展目标是成为世界级的纳米技术科学城,孵化出一批世界级的高新技术企业,培养出一批世界级的纳米技术专家和现代企业家,把基地建成为一个综合的、跨学科的。市场化的、开放的、流动的现代化“纳米产业集群”。2003年8月,中国科学院纳米技术产业化基地宣告成立。该基地由中国科学院和多家纳米技术企业组成,将以产业化开发为主,兼顾应用研究、促进基础研究。 美国《技术评论》杂志在其“创新专栏”中报道纳米技术进展时指出:在世界各国加快纳米技术商业化步伐的同时,亚洲一些国家已明显处于领先地位。中国、日本、韩国和新加坡等国政府都投入重金发展纳米技术,其目的是要开发包括超灵敏诊断技术以及超级计算机等在内的众多产品。密歇根州立大学的纳米技术专家托马奈克称,中国、日本和韩国等国家将在未来几年成为世界纳米技术方面的领头羊。在纳米技术的某些领域,这3个国家都处于领先地位。 科技发展论文:科技发展战略转变论文 [摘要]2002年12个重大科技专项的启动,标志着我们在实践上开始摆脱多年来以跟踪模仿为主的科技发展战略,向以自主创新为特征的跨越式发展模式转变。2003年以来,按照“十六大”的要求,根据适度超前原则,科技部着手国家中长期科学技术发展规划的制订工作,中国科技发展战略的转变进一步国家意志化。对这一转变过程的基本动因进行分析,有助于我们对当前中国经济社会发展战略的若干争论有一清醒的判断。有助于增强政策设计的系统性和前瞻性。 进入21世纪以来,中国的科技发展战略开始发生转变。国民经济和社会发展“十五”规划与科技部随后制订的科技发展规划和高技术产业发展规划明确提出了实现技术跨越式发展的总体目标,强调要在“促进产业技术升级”和“提高科技持续创新能力”两个层面进行战略部署,在进一步发挥劳动密集型产业比较优势的同时逐步形成我国高技术产业的群体优势和新的比较优势。2002年12个重大科技专项的启动,标志着我们在实践上开始摆脱多年来以跟踪模仿为主的科技发展战略,向以自主创新为特征的跨越式发展模式转变。2003年以来,按照“十六大”的要求,根据适度超前原则,科技部着手国家中长期科学技术发展规划的制订工作,中国科技发展战略的转变进一步国家意志化。对这一转变过程的基本动因进行分析,有助于我们对当前中国经济社会发展战略的若干争论有一清醒的判断。 一、国际政治动因:技术威慑成为斗争焦点 民族国家科技发展战略的选择,既决定于本国经济发展水平和阶段,也受国际政治因素的影响与制约。20世纪末以来,现代高科技广泛运用于战争使得技术优势成为各种威慑力量中最具决定意义的因素。国际关系的强权背后是技术强势的支撑,科学技术水平是一个国家总体经济实力和政治实力的体现。今天的高科技已经成为影响国际政治军事格局的主要因素,技术上的领先是主权国家参与国际政治较量、扩大国际影响力的物质基础之一,技术威慑是比直接使用武力更为有效的威慑手段。一个国家只有拥有符合时代特征和社会生产力发展趋势的现代科技工业体系,才能依靠自己的力量追求实力和影响,获得国际政治中的战略主动权。在当代世界上的不稳定因素越来越多的情况下,对涉及国家安全和国家竞争力问题的那些科学技术的发展,中央政府必须从整个国家和民族利益出发,通过科技发展战略的制订来引导其发展。 从科技发展史来看,引进吸收和自主创新是一个民族与国家技术进步的两种主要途径。中华人民共和国成立后,由于外部环境的制约,自主创新和“科技追赶”成为我们政策设计的基本特征。20世纪70年代末以来,随着世界安全观念的变化,各国对经济利益的追求使得政治和军事因素不再是国家间关系的唯一主导者,、发达国家将制造业向国外转移导致中国科技发展战略发生了某些变化。“以市场换技术”战略的实施,使得我们在一段时间内忽视了自身的科技积累和自主创新,将外资导向型经济发展带来的技术引进作为中国科技发展的主要途径。应该说,这种战略部署是与全球化的历史趋势相一致的,有一定的合理性。但我们必须看到,高新技术和一个国家在世界上的政治地位密切相关,其发展已经不单纯是一项经济范畴的活动。作为国家政治战略意图的一种表现形式,西方发达国家不可能把真正的高新技术转让给中国。由于一些国家将中国崛起视为是对既定国际格局的挑战,正在试图对中国的发展进行压制,因此经常把技术特别是高端技术问题政治化。在这种情况下,我们不可能把技术合作和引进作为我国科技发展的长期战略方针。我们必须分清科技发展的国家目标和企业目标。在企业运行的微观层次,可以继续坚持比较优势的技术引进,但是在国家战略层面,必须坚持把技术的赶超和跨越作为重点,大力发展战略产业。 在综合国力竞争日益激烈的当代世界,维护生存权和发展权不受侵害是一国政府的两项基本职能,也是民族国家的根本利益所在。目前我国的科技能力尚不足以承担起保障国民经济、社会发展和国家安全的历史重任,“技术瓶颈”是我国经济社会长期发展的重要制约因素。为了中华民族的复兴,从世界发展大势和我国现代化建设全局的角度来看,在科技发展上摆脱过去的跟踪模仿向自主创新转变,是我们必须确立的战略思维,经济利益和安全利益的统一应该成为技术选择的出发点。未来一段时期内,中国的外部环境不可能有过去20多年那样好,战略机遇期同时也是安全上的高风险期。我们必须从可持续发展和国家综合安全利益出发,主动进行科技发展战略的调整,提高国家战略能力,预防和应对可能出现的危机、冲突或者战争。21世纪是战略技术和战略产业竞争的世纪,自主创新是维护国家主权和安全的最佳选择。没有自己的战略技术和战略产业,中国要在世界竞争格局中获得相对优势地位是不可能的。我们逐渐成型的新科技发展战略之所以强调要着重研究解决事关国家中长期发展和安全的战略性和前沿性高技术问题,在一些关系国家经济命脉和安全的高技术领域,提高自主创新能力,并在若干重要领域和关键产业实现技术发展阶段的跨越,就是基于这样的考虑。 二、国内经济动因:经济增长模式转变 过去20多年中国的发展是以数量扩张为特征的“数量型增长”,经济增长明显超前于科技进步。在比较优势战略指导下,虽然技术引进对中国经济增长发挥了巨大作用,但是中国自主科技进步进程缓慢,统计意义上的中国产业竞争力的知高并不等同于中国企业竞争力的同步提升。新世纪开始后,由于科技和信恩化的飞速发展,我国已经进入到不进行经济结构调整就不能促进经济发展的时期。在全球化所导致的南北贫富差距拉大的情况下,在经济增长与人口、资源、环境的矛盾日益突出的今天,单纯依靠消耗自然资源和发挥廉价劳动力的比较优势来积累资本、换取技术、发展经济的做法已经落后于时代。只有提高经济发展的科技含量,增强中国自主产业的发展潜力,实现经济增长方式由“数量型增长”向“质量型增长”的转换,我们才能在世界上立于不败之地。21世纪前10年是我国现代化建设的关键时期,也是我国科技创新能力需要实现历史性跨越的阶段。这一时期自主科技发展状况如何,直接决定了中国能否在21世纪中期实现民族复兴的伟大目标。这是我国科技发展战略转型的一个主要原因。 党的“十六大”提出了到2020年建设全面小康社会的经济社会发展目标。国内生产总值到2020年比2000年“翻两番”这个目标不仅是经济数量增长的概念,更是生产力水平和国际竞争力大幅度提高的综合体现,是经济和社会发展质的提升。作为从属于国家经济社会总体发展战略的科技发展战略必须为这一目标的实现服务。现在,我国科技竞争力与发达国家相比还有很大差距。为了实现科技发展“三步走”战略设想,争取到2020年前后科学技术整体水平达到发达国家中等水平的中期目标,形成强大的自主创新能力,在高新技术领域占有一席之地,形成支撑我国优秀竞争力的知识创新和技术创新基础,必须完成科技发展由跟踪为主向自主创新为主的战略转变。正因为如此,我们根据适度超前的原则,从2003年开始了中长期科技发展规划的制订工作。经济全球化和地区经济一体化使我们可以在更大范围内、更高的层次上充分利用国际、国内两种科技资源、科技人才和科技市场,但是“全面开放、跨越发展”应该是我们在确定科技发展战略和政策时必须坚持始终的基本思路。 中国全方位地参与国际分工体系这一历史变化加快了中国工业化的进程。但是,改革开放以来我国工业化的发展主要表现为一种“外来型工业化”。一方面工业化所需关键技术大多来自国外,另一方面东部和中西部经济联系不紧密,沿海地区的技术引进没有起到拉动内地经济增长的作用。为了改变这种局面,我们提出了走新型工业化道路,即从世界经济、科技、社会发展的大趋势出发,结合中国的实际,以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。新型工业化是以科学技术为先导的高科技含量的经济,强调科学技术的自主创新和拥有自主知识产权。这一变化意味着,我们的科技发展必须考虑可持续性,努力改变中国经济发展过于依赖外资和国外技术的局面。中国经济发展的关键问题是国内技术发展。新型工业化成效如何,主要看经济增长的质量和效益是否提高。新型工业化道路的“普适性”:“科技是牵头的方面”应该落实到我们工作的方方面面。正因为如此,科技部在2003年工作要点中强调,“制定科学和技术长远发展规划”是实现科技发展战略向自主创新转变,大幅度提高科技创新能力、国际竞争力、对经济社会发展支撑力的重大措施,必须以原始创新为主,引进和创新相结合,实现我国技术和经济的跨越式发展,努力使中国成为技术创新型国家。 三、世界经济动因:贸易保护主义和知识产权争端加剧 随着全球化进程的加速,世界经济发展已经由资源驱动、资本驱动向创新驱动过渡,同时促进经济增长的各种生产要素由过去单纯的纵向流动转向同时共存。这一变化意味着作为一个国家的科技发展战略没有必要严格遵照梯度转移的渐进式模式,而完全可以利用信息技术进步提供的有利条件实现本国科技的跨越式发展。在今天的国际经济格局中,一个国家或者地区在国际分工中地位的提升主要表现为产业链条或者产品工序所处地位及增殖能力的提升上,发达国家更为注重科技研发,依靠知识产权来增加物质财富总量而把制造业等转向发展中国家,从而形成一种新的依附关系:技术上的依附。这使得落后国家的财富总量尽管与过去相比有所增加,但是却无法缩小与发达国家的整体差距。尽管我们不能因为加工制造环节的附加值低而否认参与新型国际分工的、承接发达国家加工制造环节转移的经济合理性,但却不能放弃对技术先进性的更高追求。跨国公司把制造部门转入发展中国家,其出发点是对利润获取的考虑。在这种格局中,东道国的产业发展由跨国公司而不是由本国决定,发展中国家除了提供廉价劳动力,很难涉足优秀技术,生产规模的扩张并不能促进产业结构的同步升级和优化,很难谈得上真正的发展。我们提出全面落实人才、专利和技术标准三大战略,切实推进重大科技专项工作,就是从这种认识出发的。 现在,我国有关政府部门已经提出了2020年中国高新技术产品出口力争达到4500亿美元的目标。但我们不得不面临这样一种现实,那就是我国经济发展的外部环境与过去相比已经有了很大变化。首先,入世后中外知识产权纠纷不断。自2002年6C联盟向中国DVD生产企业征收专利费以来,类似事件不断增多,从而增加了中国企业的成本压力。这一现象要求国家应该从战略高度考虑制定相关的宏观指导政策,引导企业从追求短期效益转向通过增加创新能力谋求长期效益的轨道上来。其次,国外针对中国的技术壁垒和反倾销问题更为严重。 1996年至今,中国已经连续7年成为世界反倾销头号目标国,2003年前三季度国外对我国反倾销保障措施立案共计42起,涉及金额10.7亿美元;调查表明,2002年我国71%的出口企业、39%的出口产品受到国外技术壁垒的限制,损失达到170亿美元,均高于我国加入世贸组织前。不掌握专利和技术标准的危害性可见一斑。强势增长与弱势竞争力并存这一过程持续的时间越长,中国经济发展的可持续性就越弱,国际政治经济格局变动对中国未来的发展影响就越大,中国自主选择的空间就越小。另外,外资导向型的经济发展模式使外国资本在中国获得巨大利益的同时挤压了中国企业发展的空间,中国企业的生存环境日益恶劣。如果国家不适时调整科技发展战略,中国企业的“走出去”战略就是一句空话。 全球化背景下区域合作加强的同时贸易保护主义盛行的事实说明,当今的世界市场并不是完全竞争的世界市场,政府依然在各国经济活动中发挥重要作用。因为技术壁垒和反倾销的运用都是借助政府力量,其应对显然不能仅仅在企业的层面上进行,同样必须动用国家资源。我们不能以自由贸易和静态比较利益来指导中国产业的发展,应该通过高新技术的发展创造动态的比较利益。中国的科技发展必须坚持市场机制与政府组织协调相结合的原则,国家要掌握关键部门关键技术和行业技术标准。事实上,尽管20多年来我国一直坚持的是市场导向的发展战略,但是政府作用始终是我国经济增长内在决定性因素。根据国家信息中心在中国加入WTO一年后对国内24个中央和地方权威经济研究单位的经济学家进行的问卷调查,近七成的专家认为政府行为是经济增长的主因。强化政府在科技进步中的战略决策能力和宏观调控能力,是世界各国的共同选择。发挥政府作用,保持战略技术及产业领域的相对完整性和独立性,同样也是我国科技发展的必由之路。在这里,我们要特别注意利用WTO规则中的“国家安全”例外原则,在公开、透明的原则下合理合法地保护国内产业。不然,依靠企业自身与在技术和资本上都十分强大的跨国公司竞争,中国科技进步的前景不容乐观。 四、科技动因:科技短缺与科技起飞问题 世界经济发展的历史表明,在经济活动中存在一种“短缺效应”,即经济增长水平和速度是由最短缺的生产要素的数量和质量决定的。对发展中国家来说,科技短缺是种普遍的现象,是制约经济增长和国际竞争力提升的关键因素。改革开放以来我国科技发展取得了令人瞩目的成就,但高新技术研发基础仍然较为薄弱。从目前来看,我国的科技短缺主要表现在缺乏原始性创新能力上,即自主知识产权少,由此导致中国在一些关键领域内形成强烈的对外技术依赖。为了改变这种状况,2002年科技部印发了《关于进一步增强原始性创新能力的意见》,指出原始性创新是科技创新的主要源泉,是科技与经济获得重大发展和超越的前提,已成为决定国家间科技乃至经济竞争成败的一个重要条件,我们必须利用国民经济结构战略性调整和加入WTO的机遇,把增强原始性创新能力作为我国新时期科技发展战略的重要指导思想。为了加快实施专利战略,切实提高我国自主知识产权的总量,科技部又于2003年2月出台了《关于加强国家科技计划知识产权管理工作的规定》,以促进国家科技计划在高起点上创新,实现技术跨越式发展。 但是我国现在仍然有一些人认为,在比较优势基础上形成的产业分工体系是一种内生地促进产业升级和转换的机制。国内差距和国际差距的缩小是我国现代化进程的两大根本任务。尽快缩小与发达国家的差距意味着我们必须在与世界经济的联系中取得超过其他国家的利益。劳动密集型产业由于技术水平和附加值低,显然无助于这一目标的实现。更为重要的是,这种发展模式强化了对发达国家技术转移的依赖,使我们的科技开发能力呈惰性降低,无助于产业结构的升级。由于外部环境的不确定性和民族国家政策设计的自利性,中国的科技进步不能完全放在国外技术的“本土化”上,而应该考虑把“国产化”作为追求目标。开放市场和加入WTO并不意味着不能有国家意志和国家发展战略;融入全球经济体系,也不是被动地接受国际分工,而应主动地调整战略,实现产业升级,增强国家的竞争实力。我们不掌握关键优秀技术的“本土化”,不可能给我们带来最大的收益。当然,我们要根据世界经济发展的新特点赋予“国产化”以新的内涵。 科技短缺的消失意味着实现技术的跨越式发展。在与发达国家存在较大技术差距的阶段,把技术引进、消化和吸收作为科技发展战略的主要内容无疑是正确的。但随着自身科技水平和经济实力的上升,我们有必要放弃跟踪和模仿的发展思路,通过自主创新使科技从经济发展的“外生变量”转变为“内生变量”。战略技术和优秀技术是引进不来的,而且引进的目的也是为了在更高层次上自主创新,实现跨越。经费投入现在不再是制约我国科技竞争力的瓶颈,如何充分利用有限科技资源,使科技产出最大化已成为提升科技竞争力必须考虑的问题。根据国际经验,当一国的R&D投入占GDP的比重达到1%后,其科技投入将会进入一个较快的增长期,即进入科技起飞阶段。2000年我国的R&D投入首次达到GDP的1%,2002年R&D投入总额1289.4亿美元,其占GDP的比重上升到1.23%,自1995年以来连续7年保持增长,并且企业投入大幅度上升,达到R&D投入总额的6O%以上。在科技起飞进程已经开始的情况下,如果我们还固守跟踪模仿的技术发展战略,将丧失科技赶超和跨越的有利时机。 由跟踪模仿向自主创新的转变是新世纪中国科技发展战略的优秀理念。这一转变的实质在于从国家战略层面上对市场和政府在科技发展中的作用进行重新界定,以摆脱比较优势的束缚,实现科学技术的跨越式发展。在经历了20多年市场化条件下的技术引进后,这一转变将确保我们在全球化进程中获得不断增长的物质利益。科学分析中国科技发展战略转变的动因,有助于营造支持技术自主创新的社会心理氛围,加速中华民族复兴的历史进程。
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科学教育论文:校外科学教育论文 一调查结果分析 1中学生获取科学知识与信息的途径 1.1主要途径根据非正式科学教育所涵盖的学习环境,并结合调查对象的特点,问卷中列举了11项在校中学生可能接触到的获取科学知识与信息的渠道.调查表明,中学生获取科学信息的主要渠道选择最多的是老师授课(73.6%),这一点完全符合中学生的特点.但值得注意的是,仍有将近30%的学生并没有将学校老师的授课当作自己获取科学知识与信息的主要途径.接下来依次是互联网(54.5%)、电视(41.4%)和图书(39.5%),可见学生群体较充分的利用了互联网技术来获取科技信息,电视和图书也占据了相当的比例.科学场馆、科普活动的利用情况并不理想.同时,报纸、杂志等纸质载体所占比例也不高,广播这一渠道基本上远离了中学生的生活, 1.2途径的差异分析 1.2.1城郊区差异为进一步了解中学生获取科学信息的途径,将数据做了城郊区差异的比较.城区学校的学生更好地利用了互联网及与人交谈的机会,同时,利用科学场馆的比例较郊区学生高出5.1个百分点,这与城区优越的地理位置关系很大;位于郊区的学生则更充分地使用电视来获取科学信息,较城区学生高出了近16个百分点. 1.2.2性别差异在性别差异上,男生较女生而言会更频繁的使用互联网浏览与科学相关的网页及视频,他们也会较多的就科学话题进行讨论,故在互联网、与人交谈这两条途径上,男生比女生分别高出了7.4和7.6个百分点.而女生则更倾向于从传统的纸质媒体如图书和杂志等来获得科学知识和信息,其中女生使用一般杂志的比例比男生高出了近9个百分点. 2中学生利用校外科学教育设施的情况 2.1中学生利用校外科学教育设施的统计首先,如图4所示,中学生利用较多的是动物园、水族馆、植物园等(93.5%),科技馆等科技类博物馆(87.5%),及公共图书馆(83.9%),学校内供学生使用的图书阅览室也得到了充分利用(83.4%).但明显可以看出,各种专业科技场所的使用率普遍偏低,比例依次为工农业生产园区(33.2%)、科技示范点或科普活动站(28.6%)、高校或科研所实验室(25.1%).2.2中学生利用校外科学教育设施与否的原因我们可以看到中学生利用各种校外非正式科学教育设施的具体原因.在图4中利用率最高的前4项,大部分的中学生去过或没去过的原因都是出于自身的兴趣.而各种专业类科技场所的使用率之所以普遍的偏低,最主要的原因是中学生不知道它们位于什么位置,尤其是不知道高校或科研院所实验室在哪里的比例高达45%.当然也有一部分同学直接表示对这些专业科技场所根本不感兴趣. 2.3中学生利用校外科学教育设施的收获调查显示,只要是利用了各种科普场所和设施,觉得毫无收获的中学生占极少数,极大多数的中学生在这些地方都有所收获.同时,中学生觉得非常有收获的比例过半的有公共图书馆(59.4%)、科技馆等科技类博物馆(58.0%).加上觉得有少许收获的人数,比例较高的有科技馆等科技类博物馆(89.8%)、动物园等(89.2%)、公共图书馆(86.5%)、图书阅览室(81.3%).各专业科技场所虽利用率不高,但去过的中学生觉得有所收获的比例都在65%以上;最低的科普画廊或宣传栏也达到了61.6%. 3中学生校外科学教育的呈现形式和参与方式 1中学生对校外科学教育呈现形式的态度本调查中所谓的呈现形式是指我国为提高公民科学素质而在社会上组织举办的各种科普活动,中学生处于这样一种大环境中,对于这些形式的校外科学教育的了解程度如何?他们是否感兴趣?他们是否参与过?中学生对各种形式的科普活动都有一定的了解,完全没听说过的人占少数,只有科普宣传车这种形式在中学生群体中的知晓度稍差一些,没听说过的占到了45.8%.就是否感兴趣而言,普遍说来参加过的学生都表示出一定的兴趣,也有很大一部分同学表示虽没参与过,但在听说后都有兴趣参加.但这些中科普活动普遍的参与度不高,最高的科技展览参观比例也为过半(44.4%). 2中学生参与校外科学教育的方式阅读报刊书籍、浏览网页、与人交谈以及参观各种科技场馆等都是中学生校外科学教育的参与方式,那么究竟哪些方式他们参与得较多呢?如图7所示,中学生更愿意阅读报纸、期刊或互联网上与科技相关的文章,同时与人谈论、参观科技场馆也是他们经常参与的,但是那些需要与人互动的话题讨论,以及需要动手参与的科技节等活动他们参与得并不多,这与这一代的青少年多为独生子女,与人交流的欲望与动手能力不强有一定关系,但这些活动的普及度不高、活动形式不具吸引力也对此产生了极大影响.参加科普讲座或其他科普宣传活动这种方式尤其不受欢迎,这可能与它们形式的单一性和内容的吸引力不够有关. 二结论与反思 校外科学教育是青少年科学教育中不可缺少的部分,它对青少年科学素质的提高起着至关重要的作用.本研究发现,我国校外科学教育存在着许多亟待解决的问题.第一,中学生获取科学知识和信息的途径还是以教师授课为主,同时互联网和电视也起到了重要作用,但报纸、期刊和广播的使用率极低,通过各类科技场馆和科普活动获取科学知识和信息的中学生比例不容乐观.就城乡差异来说,城区学生因其地理位置的优越而更多的利用了科技场馆,郊区的学生则更多的通过电视来获取信息.男生出于对互联网的喜爱,会更多的利用这种方式来获取科学知识和信息,女生则更愿意使用传统的纸质媒体.因此,课堂教学应该与校外科学教育紧密结合,教师在教学过程中应该多向学生提供一些前沿的科技信息,多与学生现实生活相联系,激发学生对科学技术的求知欲,以将课内学习延伸到课堂之外.另外也应该充分利用新媒体.学生群体从互联网上获取信息已经成了生活中的一部分,这种校外科学教育的参与方式也深受他们的喜爱.那么,建立一些符合学生特点、吸引学生的科普网站,无疑会让中学生们在上网娱乐之余学到更多的知识.而对于郊区学生来说,看电视也是一条很好的获取科学信息的途径.第二,中学生可以接触到的各种校外科学教育设施中,动物园、植物园等场所,以及科技馆、天文馆等科技类博物馆的使用情况较好,调查中的绝大多数中学生在过去的一年中都去过这些地方,而他们去的原因也大多基于自身的兴趣,他们也表示去过之后有一定的收获.公共图书馆和图书阅览室的利用率也较高.而各种专业科技场所却未受到中学生的关注,其中很大一部分原因是因为中学生并不清楚它们的具体位置,没有进入其中的渠道,但有机会去过这些地方的学生都表示有一定的收获.从这一点看,应该充分发挥专业科技场所的教育作用.科技示范点或科普活动站、工农业生产园区和高校或科研院所实验室等专业科技场所除了承担科研生产任务之外,应发挥其在非正式科学教育中的重要作用,多多走向校园,多向学生群体开放.第三,对于各种形式的科普活动,中学生的兴趣与参与度普遍不高,他们更倾向于通过阅读报纸书刊及浏览网页参与到校外科学教育中去,也较喜欢参观各种科技场馆,但对于需要互动和动手参与的方式并没有多大的兴趣.针对这一现象,应该多举办让中学生乐于参与的科普活动.科普宣传车、科普讲座等形式的科普活动并不能很好地吸引学生,它们普遍的形式单一、内容乏味,学生群体却更喜欢轻松活泼、寓教于乐的科普形式.讲述科学家故事的舞台剧,可亲身体验的新技术,甚至是一场科普电影都将能很好的吸引中学生的参与. 作者:王晶莹刘青单位:首都师范大学物理系深圳大学师范学院国际高中 科学教育论文:科学论证融入科学教育论文 一、科学本体视角:科学论证带动科学的发展 科学哲学探讨了科学发展的基本规律,从科学哲学的角度审视,各个流派的科学哲学观点无疑都表明科学论证是科学认识的必经之路。实证主义科学哲学认为科学具有证实性,科学论证即证实的过程。只有根据经验和客观真理,消除头脑中的主观要素,利用观察自然事实的方法进行科学研究,才能够达到客观真理。在实证主义科学哲学者看来,科学论证通常是科学家个人澄清概念、建立命题、形成理论的可靠的、累积的增长过程,但这个过程较少存在科学家之间的争论。批判理性主义科学哲学认为,科学研究的目的在于证伪。从他们的观点看,证实性原则在科学实践中是不可能行得通的。即使能够找到许多经验事实,也不能“证实”某个科学理论,但是,只要发现一个具有否定性的科学事实,就可以“证伪”一个理论。科学家通过科学猜想形成试探性理论之后,利用“证伪”的方式对其进行检验、修改,甚至是放弃。正如Popper所说,不去“保卫这样一个取得成功的系统免遭批判”。因此,科学论证并不是要寻求确证,而是要确认(尚未证伪)或证伪,即做出批判。以Kuhn为代表的历史主义科学哲学家,从历史分析的角度,阐明了科学发展的路径。在Kuhn的科学哲学思想中,科学发展过程分为前范式阶段、常规科学、反常与危机及革命四个阶段。在非常规科学阶段里,科学家之间必将开展多样的论证活动以形成科学认识。正如库恩所说的,“在任何科学发展的早期阶段,不同的人以不同的方式描述和诠释他们”,“相互竞争的方案的增加,做任何尝试的意愿,明确不满的表示,对哲学的求助,对基础的争论,所有这一切都足从常规研究转向非常规研究的征兆”。而在常规科学阶段,虽然科学家们依据范式来“解谜”,但是围绕着彼此在具体的解谜方式和解谜技巧的可接受性方面展开争论,以及处于优势地位的范式与处于劣势地位的范式之间开展争论,也表明科学论证过程一直存在于科学认识活动当中。 二、科学学习视角:科学论证促进科学素养的获得 当代各国科学教育均已“培养儿童成为具有科学素养的公民”为主旨,科学学习的最终目的也是促进学生科学素养的发展。在西方科学教育研究中,已呈现一大批类似的教学实践说明论证在科学教学中的重要作用。从各国科学教育研究者的研究中可以发现,科学论证融入科学教育能够在以下几方面促进学生科学素养的获得。 (一)促进概念理解和概念转变 科学理论建立在科学概念的基础上,理解概念是科学学习的重要目标。建构主义理论充分证明了学生在学习科学概念之前存在着与科学概念相异或相背的另有概念,科学学习的目的就是要促进概念转变。科学论证依赖于科学证据,在建立和评价科学主张的过程中,需要学生澄清自己的固有认识,厘清思维,修正自己在科学认识上的不足。同时,科学概念的深入理解与转化需要语言的支持,学生在科学论证中通过对话交流,提出自己的主张,最终完整地描述科学概念,有助于形成对科学概念更加深入、准确的理解。Lawson的研究表明,聚焦于科学论证的科学教学能够改善学生对科学概念的理解。Baker也认为,从概念转变的观点来看,科学论证在科学教育中的重要性在于帮助学生提高学习兴趣,使他们的思维过程可视化,从而有助于排除迷思概念。 (二)发展内在的科学推理能力 Finocchiaro指出科学论证的能力是个人的、内隐的心理历程与人际间外部的、社会的和外显的心理历程的融合。两种历程虽然不一样,但是都包含科学论证心理历程的优秀,即科学论证虽然可以通过一定的外在形式(如辩论)表现,但更需要学生内在的科学推理做支撑。所谓内在的科学推理是指学生在证据与主张之间寻求理由来支持自己的主张的过程,学生通过自己对已有经验与外界信息之间的权衡、评价、批判,最终选择一个最合理、最能接受的主张。内在推理是高层次的科学思维能力之一,可以被看做是“内隐的论证过程”。在公开的科学论证活动当中,学生要对同伴的主张进行批判和反驳,也需要学生能够采取一定的策略去了解同伴的内在推理过程。 (三)促使认知过程更加显性化 科学知识是个体根据已有经验建构的产物。建构的过程基于个体内在的科学思维过程,需要结合科学认识规律并运用科学认识方法。然而传统的科学教育往往不能够使得科学建构的过程显性化,这在一定程度上不利于个体监控和调节自己的知识的建构过程,也不利于同伴之间、师生之间互相进入到对方的认识过程之中,通过协作来以实现科学知识的社会性建构。因此,科学教育者提倡科学知识的学习要在社会化的情境中下展开,促进认知过程显性化。科学论证恰好能满足这种需要,通过科学论证活动,学生能够公开地运用科学证据支持自己的主张同时评价与反驳与自己主张相对的观点和解释,不仅发展了高层次的认知过程,同时科学认知显性化的目标得以实现。 (四)促进批判思维能力的发展 科学始于怀疑,因此科学教育应该帮助学生养成怀疑的意识,提升其批判思维能力。同时,提升了个体的批判思维能力,也有助于帮助学生发展理性判断。从哲学的观点看,Ennis认为所谓批判思维,应该聚焦于决定什么该相信或者该做的合理反省思维,而Siegel则主张有较好的批判思维的人,要能够寻求证据来支持他的观点。因此,教师通过创设情境让学生参与科学论证活动,能够有助于班级内的学生形成不同的主张,在此基础上,学生通过相互评估、判断、反驳,对不同主张进行辨别,从而发展批判思维。国外关于科学论证融入科学教育的研究,还关注在科学社会议题(Socail-ScienceIssue)的情境下,学生如何建立起批判思维从而发展成为有素养的民主社会的公民。这种公民不仅要能够接受批评,还能够恪守证据的准则,建立起怀疑的观点,使之成为对抗伪科学的有力工具。 (五)发展基于科学语言的沟通 科学教育应该关注科学语言的重要作用,要促进学生利用科学语言进行沟通。近年来,各国十分关注基于科学语言的“说”和“写”,旨在改变在科学课堂里过度强调菜单式的科学实验和硬背科学公式的状况。这种改变,不是强调机械意义,也不是将教科书看做唯一的资源,而是根植于学生的语言交际能力,凸显意义建构。学生在开放的情境下进行科学论证,阐述自己的主张和想法,能够有效促进学生沟通能力的发展。这是因为学生经历科学论证的过程,不仅需要用科学语言进行交流,还要从不同立场和价值观念建构科学知识。正如Yore等人主张的,科学素养应包括对不同的来源的资料进行批判阅读,或是在科学课堂里面,在不同的沟通来源或沟通形式之间参与辩论或论证,学会如何在科学论证的过程中运用一定的方法说服他人。 (六)提升对科学文化的适应性 科学学习需要学生在教师的帮助下参与创造、交流和评估科学知识的科学实践活动。这种科学实践活动与科学共同体的实践活动类似,都是依据科学的标准促进科学知识的产生、辩护、评估和合法化的科学认识过程,其社会本质如同Kelly所指出的,即科学共同体内根据共同准则发展起来的辩护与评估科学知识的认识标准。融入科学实践活动,提高对于科学认识标准的理解与共识,有助于提升对科学共同体内特有科学文化的适应性。科学论证活动强调为科学主张进行辩护,强调建立科学证据与主张之间的关系,不仅能够发展学生对科学共同体内科学论证的准则、规范和标准的认识,还能在更为普遍的意义上提升学生对科学共同体内包含共有价值和行为方式的科学文化的适应性。 三、国际比较视角:科学论证已逐步成为科学教育的主题 在国际科学教育改革的浪潮中,科学论证融入科学教育的必要性更加明显。这是因为随着信息技术的普及和全球化趋势,现代公民必须要具备处理大量的信息的能力,并且他们要能够评估这些信息。实现这一目标,就需要依靠证据对各种信息进行论证。 (一)国际大规模科学素养测试更关注科学论证 由经济合作与发展组织组织的PISA测试为发展学生的论证能力起到了很强的推动作用。在最新颁布的《PISA2015科学测试草案》中,明确指出具备科学素养的公民应具备三种优秀能力,其中就包括“科学地解释数据和证据”。该草案明确说明,“许多数据可以通过多种方式被解释,所以科学论证和批判对于决定哪个是最适当的结论是十分关键的。无论是新的理论、新的收集数据的方法,或者是对旧的数据的重新解释,科学论证是科学家和工程师建立自己主张的方法。与其他同行保持不同的意见十分正常。具有科学素养的公民,应该能够理解科学论证和批判的功能和目的,并且知道为什么它们对于建立科学知识来说至关重要。另外,他们在具备根据证据建立自己的主张的同时也应该学会发现别人主张中的缺憾。”国际教育评价研究和测评活动TIMSS也逐渐关注学生通过证据支持主张、反驳对立观点的能力。以下两例TIMSS2011测试题就属于测试学生科学论证能力的题目:例1,【8年级】两块大陆被海水隔开。地理学家希望找到证据证明这两块大陆曾经是一体的,什么样的化石证据可以证明这一点?例2,【4年级】Betty有A、B两块磁铁,以及两个相同大小的大头针。她分别用这两块磁铁沿着桌面靠近大头针,直到大头针被磁铁吸引。她发现当磁铁A距离大头针15厘米时就会吸引大头针而磁铁B则在距离大头针10厘米处吸引之(如图1所示)。Steven认为这两块磁铁具有相同的强度。你同意吗?请解释你的观点。《TIMSS2015评价框架》指出,科学家参与科学探究,进行科学实践从而理解自然界并且回答关于自然界的问题。学生也必须熟练地开展这类实践,才能更好地发展对科学的理解。这种实践既包括了日常生活中与科学相关的技能,也包括了学生在学校中进行科学探究的系统方法。该框架明确给出了五类关于科学探究的最基础实践活动,其中就包括科学家运用证据和科学知识来建构解释,为他们的解释和结论的合理性提供辩护和支持。由美国国家教育进展评议中心组织的国家教育进展评估(NationalAssessmentofEducationalProgress,NAEP)从2004年开始对数学和科学领域进行了评估。在《NAEP2011科学测试框架》中明确指出科学探究包括“对该关注的和该舍弃的证据进行决策,仔细区别伪论点”。该框架说明了与科学论证有关的期望表现“:运用经验证据对关于解释和预测的结论进行证实和证伪(例如,审视论证的前提是否精确,关注结论在什么情况下与证据不符合逻辑)。”在NAEP科学测试中,对学生的科学探究能力进行测试时需要利用学生对科学本质的理解,比如,要让学生明白“当事实和观念混淆不清时,论证是存在缺憾的,或者结论与证据之间不符合逻辑”。 (二)科学论证已成为各国(地区)科学课程的重要组成 无论是发达国家还是发展中国家,各国科学教育都关注如何帮助公民理解科学本质,形成科学的思维。科学论证既能够帮助公民意识到科学对于社会、经济、文化、政治的重要作用,同时也能够建立起任何形式的科学活动都要依靠证据和批判的基本观念。从各国(地区)典型科学课程文件中可以明显地看出科学论证已经逐渐地从课程层面进入到科学教育领域。美国于2011年颁布的重要科学教育文件《K-12年级科学教育的框架:实践,跨学科概念与优秀概念》中提出了“科学与工程实践”这一科学教育的优秀维度,其中包括了“依据证据进行论证”这一重要主题,并指出,“在科学活动中充满着论证活动,既有非正式的形式(如实验室会议、座谈会中的论证),也有正式的形式(如同行评审活动)。”在2013年4月颁布的《下一代科学教育标准》中,将“依据证据进行论证”这一科学实践活动与跨领域概念和学科优秀概念的融合,并且明确指出了其从K-12年级的学习进程。英国的科学课程历来重视学生科学论证能力的培养。2013年9月,英国对外了最新的国家课程标准的框架。该框架经过公众审议,旨在指导研制2014版英国国家课程标准。 在该框架的科学课程部分指出,英国国家课程标准旨在让学生通过不同形式的科学探究发展对科学本质、科学过程和科学方法的理解,从而帮助他们回答关于他们身边的世界的科学问题。在keystage4的成就目标预期中,该框架指出学生应该“批判地评价数据”、“对基于科学原理进行的调查及其使用的方法进行协商,通过书写报告或电子演示的形式,对科学发现、相关数据的解释与假设、合理的结论三者的关系作出说明。”西澳大利亚课程委员会建议,“学生学会运用科学知识来制定调查计划,从而能够选择适当的、必要的研究设备。他们应该学会‘鉴赏’探索性工作的价值从而改善调查的过程、运用合理的方法记录和展现数据、形成结论并依据当代科学知识进行解释。学生在完成调查之后需要一定的时间来考虑并识别证据的确定性,拒绝伪证据,探求可能的数据误差来源并努力避免之。”从相关课程文件中“根据数据作出结论”、“识别考虑并识别证据的确定性,拒绝伪证据”等表达可以看出,澳大利亚科学课程已经开始较为全面地关注科学教育中的科学论证。南非的中学科学课程将科学本质及其与技术、社会和环境之间的联系看做课程总目标之一,要求学习者“能够识别和批判地评价科学知识主张及其对于社会经济、环境和人类发展的影响”。另外,南非的科学课程十分重视科学哲学的价值,其中特变凸显证据对于建构科学知识的意义,指出“科学知识是试探性的,当新的证据出现和新的问题被强调之后,科学知识会发生改变。关于科学历史、环境、文化的研究表明了这种变化是如何发生的,它不仅依靠于经验,更受到社会、宗教和政治的影响”。在土耳其,国家改革的努力方向就是要促进公民能够在包括科学领域的日常生活中做出基于证据的判断。因此,在他们的中学课程目标中,明确表明了科学论证的作为学生建构科学观点的重要角色,主要包括以下三方面:•鼓励学生参与论证以评价相异观点;•科学论证活动的调控,以提高学生自己建构科学观点和科学态度的可能性为目标;•鼓励学生发展对现象进行多样化的假设和解释。 我国台湾于2008年颁布了相关的课程纲要,其中虽然没有明确提出“科学论证”的概念,但是十分清晰地指出要培养学生具备“独立思考与解决问题的能力,同时通过表达、沟通与分享,对他人的信息或报告提出批判性的意见”。对于科学与技术的基本能力的界定,明确“对事物能够做推论与批判、解决问题等整合性的科学思维能力,以及信息统整能力”是重要的思考智能。在小学五至六年级,台湾科学课程要培养学生“对他人的信息或报告提出合理的求证和质疑”的能力,而在中学一至三年级,则要培养学生“检核论据的可信度、因果的关联性、理论间的逻辑一致性或推论过程的严密性,并提出质疑”的能力。通过以上分析可以看出,将科学论证融入我国科学教育,势必成为我国科学教育发展的新的路径。然而,如何融入、如何融入地更好,却涉及到更多层面的问题。例如,从教育心理学层面看,学生的科学论证活动有什么心理特点,有怎样的难度,又是怎样发展的?从课程层面看,以科学论证活动为优秀的科学课程具有怎样的形态,其课程设计与传统的科学课程设计有怎样的异同,课程文本材料的编写有怎样的要求和特点?从教学层面看,科学论证活动的教学模式、教学方法、教学策略如何,教学过程中师生角色应当如何扮演,论证教学适合于怎样的教学组织形式?从评价层面看,如何开展科学论证活动的评价,如何根据评价的结果来指导科学论证课程与教学的改良?从教师层面看,开展论证教学需要教师具备怎样的素质,我国教师是否具备这样的素质?虽然这些问题在国外的研究中有许多可以值得借鉴的地方,但是从我国科学教育所具有的特殊功能和地位这个角度看,这些问题都有待进一步深入探讨与解决。 作者:邓阳 王后雄 科学教育论文:河南公办幼儿园科学教育论文 一、问题的提出 河南省公办幼儿园的科学教育应该继续向哪方面发展,怎样解决面临的困难?本文对河南省部分公办幼儿园的科学教育现状进行了调查,以期发现问题,提出对策,促进河南省公办幼儿园科学教育的发展,给政府的教育政策提供参考。 二、研究方法 (一)研究对象 本研究选取经济发展状况不同的三个城市郑州、焦作、开封,在该城市中选取省级示范园、市级示范园、一级园等26所不同幼儿园的教师和园长,共发放问卷130份,回收问卷123份,其中有效问卷119份,有效问卷回收率为91.5%。 (二)研究工具 本研究采用自编问卷,问卷设计参照中国科普研究所中国公众科学素养调查问卷,结合河南公办幼儿园实际情况,在专家指导下多次讨论和试测后完善形成。问卷包括教师的基本信息、科学课开设情况、科学设施及图书、科学课教学情况、教师专业化成长等调查。 (三)研究方法和过程 本研究结合量化研究和质化研究,以问卷调查为主,辅之以访谈法、文献法、观察法进行验证与修正,以对调查结果作出客观的解释,并期望形成更深层次的认识。 三、调查结果与分析 (一)教师的基本信息 教师基本信息显示,河南省公办幼儿园教师中,男性占2.5%,仅为发达国家的十分之一。访谈表明,河南省幼师学校的男生毕业后,有考上公务员的、有到私立幼教机构工作的,大部分并没有到幼儿园工作。男幼师在科技、体育方面都很有特长,在教学中会更多地放手让孩子去做,这对培养孩子的独立思维很有好处。但由于男幼师没有得到真正的社会认同,自身缺乏长远职业规划,看不到职业前景,导致男女幼师比例失衡。幼儿时期正是孩子思维发展和性格形成的关键时期,男幼师的奇缺对科学教育的开展不利,对幼儿的身心发展也有负面影响。教师中81.5%以上拥有大专以上学历,52.1%有小高以上职称,63.9%以上具有5年以上教龄,说明公办幼儿园教师队伍稳定。访谈表明,公办园教师对自身的社会地位及薪资水平感到基本满意,这与近年来我国经济快速发展、社会对幼儿教育更加关注、政府对幼教实施了各种倾斜政策密切相关。 (二)幼儿园科学课开设现状 幼儿园科学课开设现状调查显示,河南省公办幼儿园中重视科学教育比例为74.8%,具体表现在78.2%的幼儿园每周有一次以上科学课,75.6%的幼儿园每周都检查科学课教案,但仅有12.6%的幼儿园能够组织科学周、21.8%的幼儿园能够组织幼儿参观科技馆、8.4%的幼儿园开设科学兴趣班。调查数据说明幼儿园虽然能够按照《纲要》开设五大领域课程,但科学教育的组织形式不够丰富。访谈表明,个别公办园的科学教育开展得非常好,设有科技周,能参与科学教育课题研究。跟踪调查表明,这些园的幼儿在后续求学期间,普遍表现出爱提问、爱思考,能进行深入探索,其思维的深刻性、灵活性均高于普通孩子,说明幼儿科学教育对促进幼儿思维发展有着积极意义。但有些公办园的科学教育却只是停留在形式上,以应付上级检查。这些园对科学教育的认知程度较低;也有一些园虽然认识到了科学教育很重要,但由于科学课涉及学科知识多、工作量大、资金投入多等原因,影响了科学教育的开展。 (三)幼儿园科学教育的设施及图书现状 调查显示,69.7%的幼儿园有专门的科学活动室,但只有17.6%经常使用,86.6%的幼儿园各班都有科学区角,但只有37.8%科学玩教具能够做到每周更换。访谈表明,公办幼儿园大部分都有科学活动室,但某些活动室存放的是年久失修的科学玩具、某些活动室则变成了仓库。班级的科学区角由于材料不能经常更换,导致区角不能有效地发挥科学教育的作用。在科学书籍方面,能满足教师用书的园占68.9%,但幼儿所用科学绘本不够的园占94.1%,表明幼儿园对幼儿科学的认识还存在误区,他们似乎并没有确认阅读科学绘本也是幼儿科学教育的一种重要形式。实际上,幼儿的科学不同于成人的科学,幼儿的科学,是生活中的科学、是游戏中的科学,不是冰冷的公式数据,也不是枯燥的原理定律。幼儿科学的形式是丰富多彩的,可以是科学绘本、科学童话、科学诗歌或科学剧,幼儿科学是而且应该是充满灵性和诗意的。 (四)幼儿园科学课教学现状 科学课教学与教师自身科学素养和教师执教能力密切相关,我们从这两方面对教师进行了问卷调查和访谈。1.教师的科学素养。关于科学素养的解释有多个版本,但其优秀内容基本一致。《科普法》和《纲要》均指出,科学普及的任务是普及科学技术知识、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神。据此,我们从四个方面设计了10道题目,每题1分,总分10分,对河南省公办幼儿园进行了抽样调查。调查结果显示,幼儿教师科学素养得分呈正态分布,总分以7分与8分为主,其中得8分的占总调查教师人数28.6%,得7分的占总调查教师人数39.5%,最高分9分,最低分5分,平均分为7.1分,说明幼儿教师具有一定的科学素养,但也存在一定的差异性。有81.5%的教师认为竞争精神属于科学精神,表明教师对科学精神还存在误解;科学思想总体得分率较低,这和我们科学教育中长期缺乏科学哲学的教育有关。科学思想是指人们思考科学问题时的一种理念,例如“世界是物质的、是有规律的、是可以被认识的”,它对进一步的科学研究和社会实践具有导向作用。调查显示,半数以上的人选择“自然界的能量是守恒的”,表明教师具有一定的科学思想,然而教师们认为“世界可以完全被认知”,表达了她们对科学的盲目崇拜;认为科学能够解决宗教信仰问题,夸大了科学的社会功能。2.教师的科学执教能力。教师的科学执教能力现状调查所示。在教育目的方面,大部•92•张国玺/河南省公办幼儿园科学教育现状调查及建议分教师能够认识到科学教育的目的不仅要传授科学知识,还要培养科学兴趣,但只有31.9%的教师认为科学教育要发展幼儿的思维能力,表明大部分教师对幼儿的思维发展缺乏关注,降低了科学教育的价值。实际上,幼儿科学教育的本质在于发展幼儿的思维。脑科学研究表明,0—6岁是孩子大脑发育黄金期,6岁孩子的大脑体积已经达到成年人大脑体积的90%。美国研究人员发现,幼儿可以像成年人一样有条理地思考,采取行动干预周围环境,他们在思考和行动过程中学习,只是无法用言语表达想法和行动逻辑。在教学方法方面,传统的讲授法仍占69.7%,表明教师普遍擅长高控制的课堂,虽然教师们在理论上认同探究法,但只有42.9%的教师在课堂上采用探究法。随堂听课发现,大部分探究活动流于形式,教师还不能有效地创设问题情境和运用指导语。幼儿只不过是一个执行者,没有获得真正自我探索和操作的机会,这与其他研究者的结论一致。说明教师并没有掌握什么是真正的探究性学习。在师生关系方面,建构主义理论认为教师要积极地以合作者和对话者的身份介入儿童的学习活动,教师是学习的促进者,而非知识的源泉,幼儿应当是主动学习者,而非知识的接受者。虽然教师都学习过教育理论,但有76.5%的教师选择教师是“知识传授者”,幼儿是模仿学习者,知识接受者。在教育评价方面,当幼儿的做法与老师预设的正确答案不同时,49.6%教师仍选择将幼儿引导到正确答案上来,更多关注了探究的结果,对探究的过程缺乏有效指导。这与我们随堂观察的结果一致。上述结果表明,幼儿教师虽然学习了建构主义等现代教育理念,但在具体教学情境中还没有内化为自己的教学策略,而这种内化过程需要大量的教学实践才能实现。在教材选用方面,调查表明,幼儿园中67.2%选用其他出版社的教材,版本有近十种,22.7%选用园本教材,10.1%选用自编讲义。在科学教育内容的选择上各行其是,在知识的系统性与设计的趣味性上还十分欠缺,同时不利于用统一、科学的标准进行横向评价和整体评价各园的科学教育质量。因此,应尽快组织编纂河南省统一的乡土教材和参考资料。 (五)幼儿园教师专业化成长 教师基本信息调查表明,大部分公办园的教师是通过幼师毕业进入幼儿园的。教师获得科学课教育技能的主要途径是职前幼师学校的学习经历、职后幼儿园的培训经历、参加科学课听课、赛课和参加相关课题研究的经历。教师的专业化成长调查如图2所示,分别有53.80%和93.30%的教师认为职前学习中和职后培训中科学课课时偏少、77.30%的教师认为赛课中科学课比例偏少,历年河南省各个地市幼儿园教师优质课大赛获奖名单也佐证了这一观点值得指出的是,课题研究对教师的专业化成长有着深刻影响。《幼儿科技活动实践研究及师资培训》、《基于实践的幼儿园科技教育课程建》、《河南省幼儿园科学教育现状调查及对策研究》课题的相继开展,涉及河南全省各地公办幼儿园,组织了大量的科学公开课,积累了丰富的科学活动案例,提高了教师的科学素养和执教能力,教师的专业化水平得以提高,从被动型教师成长为研究型、反思型教师的人数逐渐增加。 四、结论及建议 调查表明,目前河南省大部分公办幼儿园的教师队伍稳定,能够按照《纲要》要求开设科学课、建立活动室和活动区角等,但仍然存在不少问题。因此建议: (一)加强政策倾斜和职业指导,引导男幼师成为科学教育领袖型教师 幼儿教师中男性比例过小,对幼儿的身心发展和科学教育的开展都有不同程度的影响。政府部门应当给予男幼师政策上的倾斜,招生时免交学费、就业时优先;幼儿园应该对男幼师进行职业指导,给男幼师备带教师傅,在各种科学课比赛中,发挥男幼师优势,给予锻炼机会,使其成长为幼儿园科学教育的领袖型教师。 (二)加强对科学教育重要性的认识,提高赛课中科学课的获奖比例,增加科学教育的吸引力 2012年3月,美国了《美国教育改革与国家安全》,指出在以科学技术为主导的现代社会,教育关乎国家安全,要进一步重视作为优秀课程的科学教育。我国幼教界长期以来认为唱歌、跳舞是幼儿园的主要课程,科学教育可有可无。在各类幼儿教师公开课中,参赛科学课和获奖课的科学课都廖若星辰,导致幼儿教师进一步忽视科学课。建议教育部门站在国家安全的高度,理解科学教育的重要性,利用赛课的导向作用,提高赛课中科学课的获奖比例,提高科学课对幼儿教师的吸引力。 (三)加强教学管理,量化科学设施的利用率,为科学教育提供物质条件 公办幼儿园虽然花大力气建立了科学活动室等硬件建设,但大部分幼儿园并没有充分发挥科学活动室应有的科学教育功能。在教室的区角中,活动材料也往往不能及时更换。因此,幼儿园在教学管理方面,不能满足于只建立科学活动室,要更加注重科学活动室的利用率;不能满足于只在区角投放科学活动材料,更应注重活动材料的使用率和更换频次。 (四)幼师学校应该进行课程改革,开设“科学领域活动与指导”的领域课程,为幼儿园科学教育提供人才 《幼儿园教师专业标准》要求幼儿教师具有开展五大领域教育活动的能力。科学领域具有很强的专业性,只有经过深入的专业学习才能胜任此项工作。因此,幼师应该进行课程改革,针对五大领域开始相应的领域课程,例如针对幼儿园科学领域开设“科学领域活动与指导”专业课程。教师专业化学科教学知识(PCK)理论告诉我们,科学领域课程应该包括四部分,即科学的内容知识、一般教法知识、关于儿童的知识和科学领域教学法知识。因此幼师学校应当包括科学玩教具制作、科学史和科学活动方案设计在内的课程。《教师教育课程标准》要求师范教育要具有实践性,幼师学校要面向幼儿园,培养出与幼儿园无缝对接、即岀即用的学生,就要加强教育实践环节。现在幼师学校的教育见实习课时安排过少,更没有针对各个领域的专业实习。幼师学校可以在校内开展科学领域微格教学训练和说课训练。其中,微格教学是一种缩小了的教学环境,将日常课堂教学进行分解和简化,只训练学生的一种技能或只进行教学中的一个片段。说课是面对同行或教研人员,讲述自己的教学设计,达到互相交流,共同提高的目的的一种教学实践活动。通过微格教学和说课,将科学领域的教学实践和科学领域教学理论有机结合,是培养实践性幼儿教师的有效途径。 (五)幼儿教师应该做反思型教师,通过观摩和反思等途径,提升科学教育专业化能力 幼儿教师有丰富的实践经验,在教育活动的指导和对幼儿的心理把握方面基本没有困难,她们在开展科学教育中普遍感到自身科学素养的不足。目前,我国的教育界正在进行着静悄悄的革命,幼儿教师应该变被动为主动,做反思型、研究型教师。通过观摩卓越教师的科学课、反思自己的科学课、进行网络学习、参加科学领域的赛课等,拓宽科学教育专业化发展途径,建构属于自己的个性化的科学领域学科知识体系,提升科学教育专业化能力。 作者:张国玺 单位:郑州幼儿师范高等专科学校理科教学部 科学教育论文:我国学前儿童科学教育论文 一、儿童成长于“工作” (一)工作是实现纪律的有效途径 儿童之家的孩子们给予参观者的印象多是“小大人”“沉思的法官”,意指儿童在工作的时候全神贯注,专心致志,沉浸于各自对工作的积极兴趣中,没有吵闹,没有争抢,整个教室和谐安静。儿童所表现出来的纪律并非外界强加的,或是迫于教师权威而被动呈现的表面服从,而是孩子们内在的对于秩序的主动的、积极的追求与渴望,是由内而外的真正纪律的体现。 (二)工作中的重复是根据需要进行的 “对孩子而言,发展生命的练习是由重复构成的,而不仅仅是对概念的掌握,当孩子到达重复练习的阶段时他正走在自我发展的道路上。”重复对年幼的儿童而言,是必不可少的。蒙台梭利曾举到过一个关于“装沙”的例子,小女孩不顾保姆要求回家的劝告,一遍一遍不厌其烦地把沙子装进木桶,倒出来,然后又装进去,始终乐在其中,兴趣盎然。在此过程中,儿童在遵循“动即快乐”原则的基础上,获得了认知、思维、动作技能方面的发展。类似的重复并非是机械的原地踏步走,而是呈螺旋式上升,是不断发展的。因此,成人应给予儿童重复的机会。 (三)儿童的工作有其特定的节奏 “孩子在第一次从事什么东西的时候总是非常缓慢,在这方面,他们的生活是与我们完全不同。小孩子为了完成什么东西都可以很慢、很有耐心,各式各样的复杂操作对他们来说都是惬意的,比如穿衣服和脱衣服,打扫房间,给自己洗澡,布置餐桌,吃东西等等。”体现出真正的耐心和细致。儿童工作的“慢节奏”要求我们学会等待,适应幼儿的节奏和步伐,放慢脚步,“牵着蜗牛去散步”。 (四)儿童的工作不同于成人的工作 对于儿童而言,工作就是生命,工作就是发展。他们的工作是遵循自然法则,服从内在本能的引导的,他们始终不停地工作,直至完成自身内在的工作周期。儿童是在工作中成长的。成人的工作遵循“效益至上”的法则,更多寻求外在的帮助、合作,区别于“儿童工作即生命的展开”的意义。儿童对世界的探索和认知是在工作中进行的,对幼儿进行科学教育时,要尤其注重幼儿自身工作的主体性,注重发挥他们的独立性、自主性和创造性,给予他们操作的机会,为他们的探索和发现创造良好的环境,提供适宜的材料。 二、不忘“自然人”的本性 自然教育是科学教育的重要组成部分,利用自然进行科学教育既是学前儿童科学教育的有机内容,又是其有效手段。蒙台梭利通过自己对儿童的观察与研究,在借鉴了英、法等国自然教育实践的基础上,提出了富有独创性的自然教育主张。蒙台梭利举到心理医生伊塔通过教育让阿维龙野孩成功适应社会文明生活的例子。伊塔逐渐引导阿维龙野孩从自然界走向社会生活并对其进行智力教育,在这个过程中,伊塔并未采取任何强制手段,而是让社会生活像大自然一般以自身魅力逐渐吸引孩子,最终这样的教育取得了成功。“我们必须培养属于生物因而也属于自然界的人去适应社会生活,因为虽然社会生活是人的特殊工作,但它也必须符合人的自然活动的表现。而我们在培养人适应这种社会生活的时候,却很大程度上忽略了他在生命初期是自然生物的这一有利因素。”从自然人成长到社会人需要一个过渡和缓和,为此,“我们必须把自然本身纳入到教育工作之中,这好比不要突然强制性地把小孩从妈妈身边夺走并送进学校一样”。儿童肉体生命和精神生命的养成都需要从大自然中汲取养分,“达到这一目的的方法就是让儿童从事农业劳动,引导他们培育动植物,并从中思考自然,理解自然。”蒙台梭利还从英国莱特夫人利用园林学和园艺学对儿童实施教育以及法国巴黎对有缺陷的儿童进行大规模的农业教育、在学校建立“小教育园地”的实践中丰富和完善了自己自然教育理论,提出了自然教育的几个主要方面: (一)引导我国孩子观察生命现象 通过观察兴趣的逐渐增长,引导孩子萌发出关心生物的热忱以及对母亲及教师爱护的感恩之心。 (二)引导我国孩子们通过自主教育而具有预见力 当孩子们懂得播种的植物的生长要依靠他们细心的浇水,饲养的动物的成长要依靠他们勤勉的喂食,否则,植物就会干枯,动物就会死亡时,他们就会像一个开始感到对生命负有责任的人一样,变得有警惕性、自觉性,从而获得一种自主教育。大自然给与辛勤劳动者的报酬———绚烂的花朵、饱满的果实、小生命的诞生等,也是激发儿童自主教育的因素。 (三)引导孩子们学习具备耐心的美德和有信心的品格 从播种到收获的过程,孩子能够感受到植物从幼芽缓慢生长直至开花结果的整个生命发展的进程,“这使得儿童最终获得心理上的平衡,在幼小的心灵里萌生出一种智慧,就像农民知道按时耕种那样”。生命是一个缓慢的、渐进的、延续的过程,需要时间和耐心的滋养,我们应该引导孩子明白:耐心、细心、责任心、爱心以及对生命成长的自信是优渥的肥料,是生命之花绽放的不可或缺的养料。 (四)培养孩子们对大自然的感情 “大自然以其神奇造化之功哺育着这种感情,它付给劳动者慷慨的报酬。谁为他的生命发育付出了劳动,谁就会获得丰硕的果实。”孩子天然赋有热爱生命一切表现形式的特点,他们的心灵会在他们精心照料下的植物发展过程中获得一致性和信任感,同时也可以体会人类从农业社会到工业社会的过渡与转变。蒙台梭利提出,最能培养对大自然感情的是栽培植物。其实,栽培植物也是幼儿园最方便可行的科学教育内容。 (五)儿童沿着人类发展的自然道路前进 “自然教育使得个体发育和人类整体发展协调起来,人类从农业自然状态进入工业状态,当人类发现土地增产的秘密时,他就获得了文明化的报酬,注定要成为文明人的儿童也必须经历这条道路。”动植物的生长发育过程从具体微观角度象征着人类社会的起源与发展、繁荣过程,儿童具有形象性、直观性、情景性的心理特点,因此,养护动植物的过程就成为了儿童了解人类社会进化历程的生动教材。科学的世界总是奇妙的,大自然赋予这种奇妙以生动的内涵和无限的可探索性,深入发掘“工作”思想和自然教育理论,有助于指导幼儿教师有效地开展学前儿童科学教育活动实践,对其他领域的活动也具有借鉴意义。 三、“工作”与“自然教育”主张对学前儿童科学教育的启示 “工作”思想的优秀是强调儿童活动的主体性,“自然教育”思想的关键在于明确大自然是对幼儿进行教育的天然优秀教材,将两者结合,可极大地丰富和发展当今学前儿童科学教育的内涵,给予我们在活动实践层面众多启示: (一)对学前儿童科学教育重要性的启示 1.让儿童铭记自然人的初衷。自然给予了我们生命,同样也赋予我们生命发展的形式。我们应当引导孩子明白,我们的一切都离不开自然,在接受教育进行社会化的过程之初,我们首先是自然人。 2.让儿童认识自然、理解自然、热爱自然,谨记人与自然应和谐相处。大自然回报给顺应自然规律的辛勤劳动者以丰厚的馈赠,使他们丰衣足食,给予违背规律破坏逆行的人一无所获的惩罚,甚至拿走他们的生命。 3.教会孩子学会感恩。主要建立在对于生命的认识的基础上,孩子对给予自己生命的父母,对呵护自己生命成长的老师的感恩。 4.养成儿童的自主教育模式。就如同“精心照料植物就能收获美丽的花朵”督促幼儿按时为它们浇水、施肥、修剪枝桠一样,儿童在此过程中获得了“付出才能有收获,勤劳才能有回报”的自主教育。 5.培养儿童耐心、细心、责任心和信心。在动植物生命成长的漫长过程中,“四心”是缺一不可的,当我们对待动植物的生命有了耐心、细心、责任心的时候,我们就能满怀信心地期待他们生命的盛大绽放。6.让儿童顺应人类自然发展道路。从植物生命的过程中感受人类从农业时代到工业时代的巨大变革。 (二)对学前儿童科学教育目标厘定的启示 1.以促进幼儿全面发展为理念,制定科学教育活动三维目标。蒙台梭利强调幼儿亲手培育动植物,给它们浇水、施肥、喂食、清理粪便等,在这个实际动手和细心观察动植物生长发展变化的过程中,儿童萌发了对大自然的,对生命的敬畏与热爱之情。在此过程中,儿童循序渐进地发展了认知、动作技能以及情感、态度、价值观,整个过程就是一个三维目标体系的生动体现。 2.关注个体发展水平和已有经验。蒙台梭利指明了“重复”的重大意义,儿童不断重复在成人看来是没有意义的、无效的事情,但实际上“重复”意义重大,它表明了儿童内在的需要;其次,重复也并非是机械的,它是呈螺旋上升趋势的发展着的重复。《指南》中科学领域目标三“在探究中认识周围事物和现象”,体现在不同年龄段有着不同要求,譬如,3—4岁“认识常见的动植物,能注意并发现周围的动植物是多种多样的。”4—5岁“能感知和发现动植物的生长变化及其基本条件。”5—6岁“能察觉到动植物的外形特征、习性与生存环境的适应关系。”同样都是观察、培育植物,但是儿童的观察和理解水平在不断进步,已有水平和经验在不断升华。因此,教师要依据个体发展水平和已有经验不断拓展加深。 3.关注目标的渐进式演变。这是关乎“慢”与“等待”给与我们的思考。儿童的工作有其自身的节奏,他们不断地动手操作、动脑思考、动嘴表达、动眼观察,直至完成某个特定的内在工作周期。爱德华曾指出“你总是害怕你将要失去那个焦点时刻。它实际是一个权衡性的举动。我相信干预,但作为我个人,我倾向于等待。因为我已经注意到儿童常常能够自己解决问题,而并不总是要我去告诉他们。儿童经常发现我从未想到过的解决办法。但有时候等到意味着错失良机。因此你必须快速的做出决定。”目标的递进需要一个缓慢的过程,在这个过程中,成人应该做的就是耐心等待。 4.关注以儿童为本,生命为本的目标的制定。“工作”的思想强调了儿童主体性———独立性、自主性、创造性的重要性,切实以儿童为主体,为儿童创设探索与发现的空间与机会;自然教育尤其关注培育动植物,让儿童在日常生活中亲身感受植物的生命从萌芽到成熟到枯萎的连续变化的形态,从而对生命的真谛与意义有进一步的感悟。 (三)对学前儿童科学教育内容选择的启示 科学教育内容的选择应当遵循以下基本原则: 1.生活性。例如种花、种菜,饲养小白兔、小金鱼等,都是极贴近幼儿日常生活的,这些内容都是儿童生活中随处可见、方便操作的。《指南》要求我们“理解幼儿的学习方式和特点”,指明了“幼儿的学习是以直接经验为基础,在游戏和日常生活中进行的。”科学教育内容越是贴近生活,越是能带给儿童直观的丰富经验。 2.趣味性。这是儿童认知发展的直观性、情景性、情绪性所决定的。幼儿阶段无意注意占主导支配着幼儿对于事物的认识,幼儿好奇好问,对自然界中的一花一草一木都兴趣盎然,富有趣味性的东西更能够引起幼儿的注意,增进注意的持久性。因此,自然中的花鸟虫鱼、光风雨雪、山水草木都是幼儿园科学教育的天然内容。 3.生命性。儿童总是对生命形态的一切表现形式怀揣着极大的兴趣。譬如,观察植物从种子萌芽到开花结果,这样一个动态的变化过程会带给幼儿切身的对于生命的直观感受和认识,对于最终理解生命的起源与发展有着重要意义。 4.操作性。儿童的身心发展特点决定了儿童的学习方式是“做中学”,蒙台梭利特别强调儿童之家的孩子对于教具的操作,并指出了他们有“自动纠错”的能力。这也是儿童主体性的体现。 5.代表性。蒙台梭利指出培育植物是最好的进行自然教育的方式。植物的生长过程是生命极具代表性的样本,它的生长过程是直观可见的,并且可以很明确地以自身的状态告诉儿童:精心照料会获得大自然的丰富馈赠———绚烂的花朵、饱满的果实;弃之不顾会得到自然后果的惩罚———枯萎衰竭,毫无收获。选取代表性的科学教育内容也应当考虑生活性、趣味性、操作性和生命性的特点。 (四)对学前儿童科学教育活动设计的启示 活动的设计应当融于幼儿的日常生活。正规的学前儿童科学教育活动包括:预定性教学中的科学教育;区角教学活动中的科学教育;偶发性科学教育活动。幼儿园内可统一设科学活动室,每个班级在室内室外可因地制宜自由创设科学区角。让幼儿感受不同动植物的生长特点、现代科技带给我们生活的革新,从小培养科学的意识。(五)对学前儿童科学教育方法的启示 1.观察法。蒙台梭利既强调儿童对于事物的操作、观察,强调调动各种感官参与工作,又强调教师对于儿童工作的细心观察。因此,观察法既是儿童认识事物功能、事物之间相互联系的基础,又是教师评价幼儿、研究幼儿的重要手段。 2.操作法。成人可以让儿童亲身种植植物、饲养动物,或者完成一些简单的种子发芽的实验,教师在充分做好实验之前的准备工作的基础山,给与孩子足够的实验操作的时间,并指导他们从中学习一些操作技能。最主要的是儿童能从自己的动手的过程中攫取大量的感官经验,提升自己的认知发展水平。 3.指导法。教师的介入要适宜。教师应当慎重考虑并掌握介入指导幼儿活动的时机、方式、原则,既不要介入过多,影响幼儿主体性的发挥,也不能做“牧羊人”,放任不管,导致幼11儿探索的盲目性。自然教育是科学教育的重要组成部分,蒙台梭利关于“工作”和“自然教育”的主张对我国幼儿园科学教育活动的重要性、目标、内容、设计和方法各方面都有重要启示。我们在强调人的社会属性的同时,应不忘自然人的初衷,从小培养孩子认识自然、探索自然、热爱自然,有助于帮助他们成长为一个“和谐完整”的人。 作者:高蕊 单位:西南大学教育学部 科学教育论文:幼儿活动科学教育论文 一、创设适宜幼儿科学探究活动的氛围 大自然是幼儿最感兴趣的地方,孩子们大多数都是生活在城市里,接触到大自然的机会不是很多,自然对动植物的好奇心很大。在幼儿园内可以将院子里种满花草,在楼道里摆上盆栽,在院子的角落里养几只小动物等,给小朋友提供尽可能多的观察机会。如果有条件的情况下,可以在教室周围的空地上建几个菜园,在老师的协助下,让孩子能够吃上自己种的菜。 二、选择生活化的科学教育内容 科学的范围涉及很广,有植物、动物、人类、科技以及各种自然现象,那么哪些才是真正适合幼儿学习的呢?面对大千世界,教师对科学教育活动的内容的正确选择是十分重要的。 1.科学教育内容应该更多地为实际生活服务 幼儿接触的都是简单的科学知识,简单的科学知识主要是为生活服务的,科学教育的本质主要是让生活更加美好。幼儿基本没有机会接触比较高级的科学知识,主要是生活中的常见现象。在教师选择教学内容的时候,要考虑到这个科学现象是不是会在小朋友接触的社会中出现呢?对于这个考虑,原因主要有两个,一是当幼儿在学校所学的科学知识能够运用于实际生活,或者能够在实际生活中观察到,他们就会觉得科学原来离我们这么近,既拉近了幼儿与科学的距离,又能让幼儿感到成就感。并且只有在生活中能够观察的现象才更好理解,才更加接近幼儿的理解能力。 2.科学教育的内容应该结合家乡的本土资源 结合本土资源就是要求幼儿园要经常带孩子去家乡周围的自然风景区、田野等地方走走,不仅可以增加孩子的知识,而且,还可以使得孩子更加了解和热爱自己的家乡。 三、提供适宜的材料 1.材料应具备科学性和趣味性 进行科学教育活动所用的材料应该兼具科学和趣味两个特性。有趣味的材料才能吸引孩子的兴趣,但是,如果一个材料只具备趣味性,没有科学性,那么对孩子的教育作用就不是很大。相反,如果材料只具备科学性就不能够吸引孩子的兴趣,同样也达不到教育的目的。 2.材料具有层次性 每个孩子都是不同的,教师应该尊重他们的差异,了解了孩子的差异,就应该知道每一次的科学教育活动都能够达到同一个水平。分大小班不是解决问题的唯一办法,因为同一年龄层的孩子在智力方面依然存在差异,老师在准备科学实验时,应该将实验的工具由难到易进行分类,让孩子们自己选择。 四、引导幼儿主观探索 1.提出探究问题,鼓励学生大胆的猜想 幼儿的想象力是十分丰富的,但有的时候这样的想象力是隐藏。在教师的引导下,鼓励幼儿进行大胆的猜想,可以提高幼儿的想象力,同时,有助于幼儿在这个发现问题、提出问题、解决问题、得到答案这个过程中更加享受,对最后得到的结果印象更加深刻。 2.关注活动的过程 对于幼儿来说,科学教育活动的过程远远要比结果重要,因为在这个过程中学生可以增加学生对科学的探索兴趣,更加热爱科学,而且还可以通过反复的试验提高动手能力。在活动的整个过程中,教师要认真观察每个学生的表情,以便得到正确的引导。 3.及时记录获得的信息 及时记录学生所获得的信息能够帮助学生总结规律,获得更多的知识。并且,老师可以在其中穿插一些其他的知识,例如针对记录的数据信息,可以给学生讲解一些简单的统计方面的,这样,在无形中,提升了学生的知识量。我们现在处于一个知识量不断增加的时代,尤其是科学知识,孩子在早期接触一些有趣的科学知识,不仅可以开拓孩子的思维,同时也可以帮助学生在实际生活中解决一些问题。如果教师在组织科学教育活动的时候,能够做到以营造宽松的气氛为主、选择贴近生活的内容、选择有趣科学的材料以及正确的引导,幼儿会在其中找到自己的兴趣所在,说不定会影响孩子以后的学习。 作者:孟瑶 单位:胜利油田胜中社区泵公司幼儿园 科学教育论文:经济社会下的人文社会科学教育论文 1.人文社会科学教育与经济社会发展的关系 教育与经济社会的发展有着密不可分的关系,但由于人文社会科学教育自身的独特特点以及经济社会发展的系统性和复杂性,在具体的研究中需要注意进行具体而慎重的分析。 (1)要正视经济社会发展对人文社会科学教育的决定作用,人文社会科学教育是不能独立于经济社会环境条件之外独立发展的。 (2)要明白人文社会科学教育对经济社会的发展也具有重要的影响,经济社会的发展也离不开人文社会科学教育的促进和推动。 2.人文社会科学教育对经济社会发展的作用 作用是一个中性词汇,既包括积极作用也包括消极的负面作用。正如王永杰(2007)总结的那样,“人文社会科学教育并不全然对社会具有积极作用,有时候它对社会也有消极影响,甚至还会发生‘开历史倒车’的现象……”。本文主要探讨间接的或者说是软性的,容易被人们忽略的间接作用。 首先,人文社会科学教育的发展有助于提高市场主体的整体素质,促进社会主义市场经济体制的发展和完善。一方面,高校通过具体的人文科学课程和社会科学课程设置和丰富多彩的校园活动、社会实践,将这些知识转化成个人的内在品质,带动社会经济活动的其他参与者提高自身的道德素质,促进社会主义市场经济体制的发展和完善。另一方面,当高校学生迈入社会成为广泛参与社会经济活动的生产者、经营者、销售者时,就会自觉遵守所在行业的职业道德,这也会影响到同行业的其他企业、个人,这样就能直接促进高素质市场主体的培育,从而促进我国社会主义市场经济体制的发展和完善。 其次,人文社会科学教育有助于改进政府管理理念,转变政府管理方式,提高政府管理能力。重视高校的人文社会科学教育,一方面有助于向政府部门输送更多高素质综合性的社会管理人才,另一方面有助于提高民众参与社会管理的主体意识和监督能力。以转变政府管理方式为例,在传统的社会管理中,政府习惯了用“运动式”管理手法来解决社会问题。通过人文社会科学教育的熏陶,政府管理者可以将“新公共管理运动”的先进理念运用到具体的社会管理工作中,增强管理社会责任感和依法行政意识,减少违背情理法理的执法行为的发生。 再次,人文社会科学教育可以优化制度目标设计,节约制度变迁的成本。人文社会科学教育对优化政治体制改革的目标设计,节约政治体制改革的社会成本的作用具体表现在:第一,人文社会科学研究的深入和知识储备的增加,有利于节约寻找和设计符合我国现阶段发展实际的政治体制的成本。第二,人文社会科学知识的增进有助于减低政治体制变迁过程中的利益摩擦。它可以从两个方面减低这种阻力,一是通过寻找一种利益摩擦较小的体制创新方案;二是通过改变人们的认识方式,进而改变既得利益者的主观认识和感受。第三,人文社会科学教育有助于消除政治体制改革中的观念障碍。要消除这些旧的非正式制度的影响,就要依靠人文社会科学教育使人们接受新的非正式制度,这样经过一个新旧交替的过程后,新的政治体制就会最终确立起来。 最后,人文社会科学教育有助于引领社会主流文化,促进社会主义优秀价值观的建立。人文社会科学教育可以使人们树立正确的世界观、人生观和价值观,为人们提供鉴别是非、美丑、善恶的准则;可以帮助人们解放思想,提升精神境界,激发人们追求高尚的道德情操和精神境界。 作者:怀文娟 单位:西南交通大学公共管理学院 科学教育论文:幼儿学习科学教育论文 一、要重视幼儿在科学教育活动过程中表现出的积极情感态度和良好行为倾向 在教育目标制定上,第一重视幼儿情感态度,其次是幼儿兴趣及能力培养。改变以往首先以掌握知识为第一,其次才是掌握了哪些学习方法及培养什么兴趣或什么品质。如《春天来了》(观察活动)的活动目标具体包括: (1)培养幼儿关心爱护环境的积极情感和尊重事实的科学态度,乐于分享、交流; (2)引导幼儿学习科学探索的方法; (3)帮助幼儿获得有关周围物质环境的丰富知识经验。重视情感态度培养,强调解决问题的过程和方法,比知识多少重要,应该使幼儿的身心得到愉悦,兴趣得到尊重。 1.积极情感态度的优秀是 有好奇和探究热情,并有初步的科学精神和态度。好奇心在幼儿身上体现更明显,他们对不熟悉的事物乐于尝试和摆弄,在探索中,通过手与物体的接触,认识了解世界,积累经验,并建构他们的认知框架。实例1:幼儿通过观察金鱼,产生了“鱼在水中睡觉吗?它是睁着眼睛睡觉还是闭着眼睛睡觉?”的想法。科学精神包括创造精神、尊重事实、尊重他人不同意见。通过科学教育活动,使幼儿从小能从多角度看问题,能与同伴合作、分享交流自己的发现,提出合理建议,培养幼儿不受干扰,敢于对自己的操作做结论,尊重事实的科学态度。 2.科学方法的优秀是 获得探究解决问题的策略的感性认识。通过实践,教师将注意力放在幼儿学习“过程”而不只是重视“结果”。在活动中,尝试通过观察、比较找出答案,这些方法都能有效培养幼儿学习兴趣和能力。实例2:在“小滚筒进山洞”科学活动中,幼儿感到很好奇,经过反复尝试、探究,发现滚筒两端口径一样大,从坡上滚下就会直行进入山洞;滚筒两端口径一大一小,就会向口径小的一端拐弯,不能进入山洞,那么,如何使滚筒两端口径变成一样大小,直行进入山洞?教师提供了布条、毛线、胶带、废纸杯等工具让幼儿探究、操作。有的幼儿将纸杯、小滚筒口对口,底部对底部粘住,有的将小口径缠绕上布条、毛线比以前变大,有的将口径大的一端用剪刀剪开变小,使滚筒两端口径变成一样大小。幼儿通过反复的动手、动脑实验,小滚筒直行进入了山洞,使幼儿体验到了发现的愉悦和成功的感受。 3.知识经验的优秀是 获得有关周围事物的认识及其相关经验,并有使用它的倾向。实例3:大班实验活动“有趣的转动”,幼儿将在“调皮的风”中已获得的风力的大小、风力的方向的经验,运用到这个问题的探究上,体验到了成功的快乐。这种知识经验的习得与应用对幼儿是有价值的。幼儿园科学教育过程的重要特点,就是将积极的情感态度和良好的行为倾向,科学方法,知识经验形成统一。其中情感态度的发展是关键,科学方法是保证,知识经验的获得是基础。在科学活动过程中幼儿表现出的积极态度和良好行为倾向是对幼儿现在与将来都具有重要影响的基本素质,是幼儿终生学习与发展所必须的宝贵品质。 二、尊重和保护幼儿的好奇心和学习兴趣,选择能引发幼儿兴趣的教育内容 对幼儿来说,科学思维的第一步是感官观察,充分运用感官感知事物,开阔视野,增长知识,周围环境中的一些有生命的事物更能激起幼儿的好奇心和求知欲,从关注身边动、植物开始引导,好奇心促使幼儿对感兴趣的事物投入极大的精力和热情,会感到惊讶、疑惑,就产生了探索奥秘、刨根问底的要求,表现出的特征有:1.情绪异常兴奋、专注;2.自言自语;3.积极与同伴交流、讨论;4.求助于教师。例如:户外活动时,有位幼儿发现花坛边上有一只七星瓢虫,兴奋的看着它,自言自语道:一二三四五六七,他的行为,引来了很多小朋友,大家你一言我一语的讨论着:它吃什么?它怎样睡觉?……而当他们遇到不明白问题,就问老师,幼儿获得了所想知道问题答案,学会了有目地的观察事物,描述所感兴趣的发现。从引发幼儿讨论的观察兴趣入手,引导幼儿养成稳定的注意力,把探索观察中发现的现象、变化、疑问和自己的感受讲述出来,教师及时捕捉、随机引导,使幼儿在主动学习的过程中充满自信心。幼儿期是情感体验迅速发展的时期,随着年龄的增长,社会性要求开始增强,同伴之间的情感交流,老师对孩子的亲近,尊重与理解,接纳与欣赏,都是幼儿所渴望的,会使幼儿产生安全感,有助于幼儿树立自信心。兴趣是幼儿学习和探索新事物最重要、最持久的动力,是幼儿获得知识,发展能力的先决条件。在科学教育活动中,幼儿的学习兴趣也是引发幼儿主动探索科学的依据,它不仅能使幼儿提高认识活动的积极性和效果,还能使认识活动成为快乐的事,通过科学教育活动而获取探究解决问题的方法,从小培养幼儿对科学的兴趣,激发热爱大自然的情感,使之具有主动观察、探索、发现的学习精神。幼儿突出的特点是无意性、情绪性的作用很大。有趣、新奇的东西才能更好地吸引幼儿的注意力,引起幼儿积极参与活动的兴趣。因此在设计或进行科学教育活动时,在注意其教育性、可操作性的同时,不能忽视其趣味性,使之符合幼儿的心理特点。科学活动开展的过程,就是牢牢把握住激发幼儿兴趣这一主旋律,对活动内容和方法进行准确而灵活的选择的过程,更重要的是科学教育活动能使孩子在活动中形成耐心、坚强和团结合作的良好品质。 三、创设宽松、发现、探索的环境及注重“教育过程” 宽松、自由、和谐的环境是幼儿主动学习的前提。教师首先要从创设良好的心理环境入手,在观察、谈话、倾听中了解每一位幼儿的想法,使幼儿发现问题时,想说、敢说。其次,发挥物质环境的教育作用,为幼儿提供可自由选择、主动探索的科学教育活动材料与环境,使幼儿在与材料的互动中探索,主动获取经验。如:以自然界的天气、动植物的变化引发幼儿发现、探究的兴趣等。发挥幼儿创造力和想象力,与幼儿共同讨论,共同创设活动环境。如:创设科学小园地,为幼儿专门留有空余的墙面或展柜,在“未来的交通工具与未来的道路”的主题设计展中,让幼儿将自己与家长共同设计的物品贴在墙面或放在展柜上,孩子在这里相互学习、交流和介绍着自己的发明和劳动过程,再现、记录了教育活动过程,使展区生机勃勃;种植观察区与饲养角中,幼儿在主动参与中培养了爱心,耐心,满足了幼儿的求知欲,懂得了植物和小动物也应该生活在关心爱护的环境中,健康长大,培养幼儿热爱生命、关怀自然、与自然界和谐相处的情感。在幼儿园科学教育活动中培养幼儿学习品质的实践过程中,真实体会到幼儿科学教育的优秀价值是使幼儿乐学和会学,使幼儿乐于获取知识和知道如何获取知识。所以应该在科学教育活动中注重幼儿良好的学习品质培养,激发幼儿主动学习并且发挥其最大潜能和成长的内在动力,促进幼儿身心健康和谐全面发展,为幼儿终身学习奠定良好的素质基础。 作者:杜林 单位:甘肃省妇联保育院 科学教育论文:科学史科学教育论文 一、科学史能够促进学生对科学本质的理解 1.科学史与科学的动态性和发展性 科学是一种动态、不断进步和持续变化的过程,而并非是一成不变的,即科学是一种动态过程,而不仅仅是一种产品.有了这些科学史内容,学生就容易理解教科书中所呈现出的科学不是静态的,而是随着社会发展不断变化的,现在所学习的科学知识只是科学发展历程中的特定阶段的成果,在将来还有可能发生变化和得到进一步发展.因此,科学史的主要作用是为学生展示一种关于科学本质的完全不同的观点,而不仅仅是让学生通过学习当前的科学理论、进行实验操作和分析实验数据来理解科学的本质.例如,学生在学习“光合作用”时,如果没有相关科学史的介绍,学生所获得的知识只是该领域当前的研究成果,至于这些成果是如何获得的,以及还有哪些有待进一步研究的问题,学生很难获取这方面的信息,这将导致学生对“光合作用”的认识只是停留在静态的层面,无法认识到科学的发展过程,进而限制其思维发展.经由科学史的学习,如果学生将来从事相关领域的研究,他们的研究视野在某种程度上会得到拓宽,而这反过来又会影响该学科的发展.因此,从这一点上讲,科学史对学生理解科学的动态和发展性本质,以及科学的长远发展都将是有益的. 2.科学史与科学研究方法 科学的发展过程总是依赖于研究方法的不断更新,根据其发展的不同阶段所依赖的技术及其相应的成果,可以将其视作是基于实证研究的发展过程.在科学教育中,学生不仅应该学习已知的科学知识,还应该经历科学探究的过程.这种探究过程既包括科学家曾经实施的实验或教师设计的类似实验,也包括教师引导学生对科学史资料的分析.不管采用何种形式的探究,其根本宗旨是训练学生的探究能力和解决问题的能力.当前的科学课程虽然强调科学过程技能的训练,学生可能有机会体验实验设计过程并学习实验操作能力,但是对于这些科学过程技能在科学知识的构建过程中扮演何种角色并未进行深入思考.因此,这种课程只是以脱离情境的方式教给学生科学过程技能,未能向他们提供认识和探讨科学本质的机会.而强调依托特定情境的教学正说明了科学史在这方面所特有的教育价值.通过展示科学史中不同研究方法的研究成果,可以使学生感受到科学方法对于科学发展的重要性.同时,学生还可以比较各种不同的研究方法,理解各自的优点及其局限性,从而为其科学思维的发展搭建平台.例如,在教授高中生物学中“DNA是主要遗传物质”时,教师可以先向学生展示艾弗里的肺炎双球菌实验,通过问题引导学生充分理解该实验的设计原理和目的,然后得出初步结论“R型和S型肺炎双球菌中存在某种转化因子”.基于这一结论,再进一步引导学生思考“这种转化因子是什么呢?”教师可以直接呈现格里菲斯的实验设计和赫尔希的噬菌体侵染实验,通过讨论和引导,确定遗传物质主要是DNA.在这一教学过程中,教师通过引导学生分析相关的科学史材料,使他们逐渐理解实验设计的基本原则.这对他们更加深刻地理解科学的本质是必不可少的.在教学中,教师还可以根据科学史设计特定的教学活动,并非将科学史内容像讲述历史故事那样直接呈现给学生.例如,在上面的教学内容中,教师引导学生分析完艾弗里的肺炎双球菌转化实验后,进一步思考“这种转化因子是什么呢?”接下来,教师不要急于展示格里菲斯和赫尔希的实验设计,而是让学生以小组为单位尝试设计实验回答这一问题,教师为他们提供必要的教学支持,例如,通过问题串引导逐步思考解决方案.通过这种基于科学史特定设计的教学活动,既可以使学生理解科学研究的设计原则,还可以训练他们设计实验和解决问题的能力. 3.科学史与科学事业 科学的发展过程是不同时代诸多科学家、社会学家等多个研究群体共同努力的过程,是一项人类事业.科学史正是反映这一科学本质的重要教学媒介之一.科学史材料一方面可以呈现众多科学家在同一研究领域的不同研究成果,例如,在细胞膜结构模型的研究过程中,至少涉及欧文顿(E.Overton)、戈特(E.Gorter)和格伦德尔(F.Grendel)、弗雷(L.D.Frye)和埃迪登(H.Edidin)、桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)等科学家的重要研究贡献.这可以使学生意识到当前的科学成果是现代科学家在前人研究的基础上的修正和完善,这将影响他们对科学的认识.作为社会中的个体,任何科学家都需要与同行及其研究成果有直接或间接的交流,只有在这种交互作用下,才有可能取得新的科学研究成果.另一方面,科学史还能使学生意识到某些科学家对于新发现的抵制,这也是科学社会学家和科学史学家所研究的重要主题.此外,将科学史恰当地整合到科学课程中还能展示在科学发展过程中所经历的困境和曾经受到的批评.科学研究、科学家的研究动机等相关内容,不仅可以用来解释科学的本质和优势,同时还应呈现其不足之处.这也是科学得以持续不断发展的原动力所在.因此,对于科学是一项人类事业这一观点的理解,将有助于学生更加充分地理解科学的本质,这是科学史无可替代的教育价值. 二、科学史能促进学生的概念转变和知识建构 人们每时每刻都在通过观察构建和重构他们对于自然界的看法,即意义建构.学生的学习也是一种类似和持续的意义建构过程.通常认为这种心理过程从本质上讲与专业人员构建新知识的认知过程是相似的.知识的建构过程是人类形成共同意义的复杂过程.如果能够很好地理解一个人是如何获取和组织知识的,那么就能够理解该学科领域的学者所构建的知识结构.在科学教育领域,许多研究者开始尝试运用各种教学材料或教学策略来帮助学生认识科学知识的建构过程.例如,皮亚杰(Piaget)提出的临床访谈研究法(clinicalinterview)、凯利(Kelly)的方格分析法(repertorygrid)和诺瓦克(Novak)的概念图法等.后来,人们又提出运用科学史教学的方法来帮助学生构建知识. 1.科学史有利于学生基于真实情境建构知识 当前的科学教育强调科学是“辩护知识”的过程,并且验证已知的内容,而对于科学知识是如何产生的则关注不够.科学知识的本质包含了两个方面,“辩护知识”是其中之一,强调我们已经知道了哪些知识;另外一个方面是“发现知识”的过程,主要突出已知的知识是如何知道的.在科学课程中融入科学史内容,能够帮助学生认识到科学发展过程中不同事件之间的相互联系,而学生往往容易忽视或意识不到这一点.例如,在化学课程中,在讲到阿尔弗雷德•维尔纳(AlfredWerner)的配位理论(co-ordinationtheory)时可以为学生提供如下科学史材料:19世纪上半叶,确定分子重量的唯一方法是测量蒸汽密度.直到后来法国化学家Raoult和荷兰化学家Van’sHoff对溶液依数性的研究,人们才发现没有一种可靠的方法可以用来测定非挥发性化合物的分子质量.因此,人们通过分析挥发性物质Fe2Cl6认为CoCl3含有Co2Cl6组分,瑞典化学家Blomstrand从而推测钴氨络合物是二聚体.直到1890年丹麦化学家S.M.Jorgensen和1892年美国化学家J.Petersen通过冰点和测量金属氨合物(Blomstrand最初将其分子式二等分)溶液的电导率,推演出单体分子量.既然根据配位数6提出的八面体构型是Werner理论的基本假定,那么如果没有Jorgensen对Blomstrand分子式的二等分(例如,将Co2Cl6•12NH3二分为Co2Cl6•6NH3),也就不会产生配位理论了.通过阅读和分析这些材料,学生可以认识到配位理论的提出并不是一蹴而就的,需要不同时代的众多科学家不断地修改和完善.融入科学史的科学课程能以更加真实的情境呈现科学的重要发现,学生不再将科学视作伟人创造的完全独立的事件,而是能够将这些事件有机地联系在一起,从科学发展的逻辑视角认识科学发展过程,有利于其理解科学知识的构建,并将其整合到自己的认知框架中.此外,在科学课程中引入科学史不仅是介绍科学家个人或他们的研究成果,而更重要的是展示科学知识的不断积累过程.这种真实的知识产生背景对于学生构建科学知识是一种有效的情境支持. 2.科学史有助于揭示学生的前科学概念,并促进概念转变 科学知识可以分为果性知识(ready-madescienceknowledge)和过程知识(science-in-the-makingknowledge).其中,果性知识是指科学事实或对客观现实的陈述,是无可争议的,也与产生这种知识的特定情境无关.而过程知识则是具有争议性和不稳定性的知识.学生学习过程知识的过程是一个主动构建的过程,需要提供具有吸引力的情境,以使他们有机会参与小组讨论和实验活动,进行口头和书面交流,解决问题,并进行持续的个人反思.学生在学习科学的过程中,他们的某些观点与前范式时期科学家的观点(pre-paradigmaticthinking)有可能是相似的.而学生持有的某些前科学概念或错误概念与历史发展过程中某个时期的认识是类似的,这就使得科学史成为预测学生在构建概念过程中可能遇到的困难的一个有用的工具.例如,在光合作用的研究历程中,科学家曾一度认为构成植物体的主要物质来源于土壤中的营养物质,这种观点在现在看来是错误的.而低年级学生在接受正式教学之前也存在类似的观点,这就是学生所持有的前科学概念.如果教师能够充分理解科学概念是如何演变和发展的,那么他们就能够预测学生在学习这些概念时可能遇到的困难,这可以帮助教师在备课时将这些因素考虑在内,设计有效的教学活动和创建有效的学习环境,以促进学生的学习.在这种情况下,这种困难不能视为学生学习真正的障碍,而应将其转化为有意义学习的有效工具.科学史可以提供恰当的素材,以展示科学知识的修正与完善、排斥与重述,及其相对性并依赖于当时的社会等研究背景.与自我评判个人所持有的前科学概念相比,学生更容易先评判科学发展史上的科学知识或模型.这也为学生继续意识到自己认知结构中存在的前科学概念,进而创造认知冲突奠定了良好的基础.例如,教师可以通过提问的方式,让学生说出自己对“构成植物体的主要物质来自于哪里?”这一问题的观点,暴露其前科学概念.然后,再通过讨论和分析科学史材料,让他们分析历史上科学家所持有的观点,通过讨论,逐渐理解自己原有认识是不科学的,而且还与科学家认识事物的过程是相似的,从而帮助其建立科学概念,实现概念转变.同时,还能让学生认识到自己的这种错误认识具有普遍性,通过材料分析,可以形成科学概念.由此看来,学生概念的发展过程与科学史中科学概念的演变过程是平行的,科学史教学可以帮助学生转变观念和构建科学概念. 三、科学史能改进学生对科学的学习兴趣和态度 科学史材料涉及科学发展和有关科学家的“故事”,能够引起学生的兴趣,为学生建构知识和思考问题提供了线索.同时,学生还能从中体会到科学与个人健康和生活的紧密联系,从而进一步认识到科学作为学校教育课程的重要意义.科学史不仅可以将抽象的科学知识通过案例的形式予以具体化,并呈现给学生;同时,融入科学史素材的教科书能以叙事的方式引导学生思考,符合学生的认知发展规律,从而创造有意义的学习情境,建立起所学内容与其前科学概念之间的联系,这将最终有利于学生构建科学知识和概念的意义,即形成科学知识.此外,这还能帮助学生形成对待科学的积极态度,并进一步激发他们的科学学习,在以科学史为背景所进行的科学家角色扮演活动中这一优势更加突出.例如,生物进化是一个抽象的生物学概念,可以通过科学史材料将其具体化.在生物进化理论的发展过程中,不同时期的不同科学家分别提出了不同的学说,按照时间顺序可以分为三个主要阶段:神创论、拉马克“用进废退”“获得性状遗传”和达尔文自然选择学说.通过展示不同观点提出的背景和不同观点互相“博弈”的过程,可以使学生认识到科学发展的过程会受到社会因素、文化因素、意识形态、科学证据等多方面因素的影响.在这种科学史材料的辅助下,学生的学习兴趣不仅受到背景材料的刺激,同时,他们还能够逐渐形成对科学发展的正确认识,即形成良好的科学态度.澄清和展示科学史的影响可将科学带到生活中去,使学生建立起二者之间的联系,这在传统的去情境化教学中是无法实现的.这种教学方法可以帮助学生学会欣赏科学是植根于特定价值观的过程,例如,客观性、好奇心、对真理的追求、诚实、谦逊和为人类福祉献身等.此外,学生还能意识到科学知识并非像教科书上所呈现的那样客观,而是人类共同努力的成果,既有成功,也充满了失败和挫折.那么,在教学中教师不仅要考虑学生的前科学概念,而且还应考虑学生的情感因素,例如,恐惧、焦虑、希望和期望等. 四、科学史能拓宽学生视野,促进科学与人文的交流 科学的发展同时还受到不同哲学、审美、宗教和政治观点,以及社会实践活动等因素的影响.从这一点上讲,科学史又被看做是一种社会和文化现象,因此,科学史学家应该在当时的空间和文化背景中研究科学的发展过程.萨顿认为在旧人文主义者同科学家之间只有一座桥梁,那就是科学史.科学史教育的目的之一在于尽可能填补二者之间的鸿沟.因为即使在科学课程中,坚实的文学艺术基础和强调历史观点也将会迫使具有更多科学头脑的人更细致地考虑人生中非科学的方面.另一方面,由熟悉科学史的人解释科学方法将会使比较有文学头脑的人认识到现代文明精神.也可以说,“向人文科学工作者说明科学发现的内在意义不仅是外在用途,向科学家说明人文科学的深刻人性,从而使他们紧密团结起来.”通过科学史内容的学习,可以帮助学生全方位地认识科学家,科学家不再是天才,而是和他们一样,都是既有优点也有缺点的普通人.由此,学生在学习中会发现有创造性的科学家与有创意的艺术家具有许多共同之处.因此,通过科学史使科学与人文之间建立关联,对于学生理解科学与人文之间的关系是至关重要的.此外,学生在学习过程中会发现直觉和逻辑都是解决问题的合理方法,而且也会发现科学家的性格多种多样,从而使得他们能够对自己的创造力有更好的认识.学生通过科学史可以了解到没有任何一个国家可以垄断科学发现,这使他们能够充分地认识到科学无国界的特征.因此,从这一点上可以看出,科学史可以在科学与人文之间搭建沟通的桥梁.例如,化学家凯库勒研究苯分子式时,从梦境中得到启发,提出了苯环的结构.这种类似于艺术中的想象力和人文因素促成了他的重要研究成果.他曾经说:“……我梦到有一条蛇咬住了自己的尾巴,在我眼前快速旋转,仿佛是被一阵灵感惊醒,就是在这个晚上,我形成了苯环结构这一假说.”当然,他成功地提出重要的结构学说并不能完全归功于梦境,这是以其科学知识为基础的,因此并不是偶然的.凯库勒在大学里学习的是建筑专业,后来因为听了化学家李比希的化学课才转而学习化学.他的建筑学修养、化学专业基础和想象力共同促成了苯环结构理论的诞生.因此,科学史在拓宽学生视野,促进科学与人文交流方面有其独特的价值,能使学生用多个角度(人文的视角)认识科学的发展,以全方位地理解科学. 五、结语 科学史能将科学概念、理论、自然现象、相关事件等方面与科学家及其当时生活和工作的特定社会文化背景之间建立起联系,可使学生从多个角度全方位地认识科学,因此科学史是一种重要的课程资源,通过选取恰当的科学史材料,整合到科学课程中,为学生展示更加真实的科学全貌.但是,我们应意识到科学史的作用不仅仅是展示科学概念这一有形的成果,也不仅是在课程文本或课堂教学中增加娱乐性的小插曲,还应将人本主义因素和科学的本质整合到学生的科学学习中.因此,在选取科学史素材辅助教学时,应尽量尊重涉及的每位科学家,并以公平和公正的方式传达给学生.在此过程中,这些科学史事实能够帮助学生经历好奇、探索、甚至是疑惑,进而形成充分的理解,因此,它可以帮助学生理解科学概念,进而构建科学知识.运用科学史可以帮助学生构建科学知识,这为科学教育、课程设计和研发、基础教育和教师在职专业发展及其课堂教学实践等方面都提供了一个新思路.如何利用科学史更加有效地促进这些领域的研究,并将研究成果应用于教学实践,都需要系统和深入的研究。 作者:王健 单位:北京师范大学生命科学学院 科学教育论文:地区小学科学教育论文 1重视程度 通过对成都几所学校(成都七中实验学校、棠湖外国语学校等)的调查,在成都地区,学校十分重视小学科学课程,特别是学生科学素养的培养,学校有一名副校长或主任专门负责科学课程,每学期会组织两次以上的科技活动,并设有第二课堂活动,为喜欢科学热爱科学的孩子提供了一个很好的平台;而以乐山为代表的二线城市,通过对几所城市学校的了解(乐山师院附属小学、徐家扁小学等)相对于成都就有明显的区别,整个乐山在科学重视程度上差异较大。有的非常重视孩子实验动手能力,欲将科学课程打造为优势学科,并开办了实验兴趣班(乐师附小、乐山外国语学校)。而城区的其他小学科学活动相对匮乏,重视程度明显不够;在甘孜地区小学科学情况更是不容乐观,学校整体对于科学教育并没有特别强的意识,虽然根据课改要求将“自然”改为“科学”,但在实际上通过对甘孜地区几所学校,近200名教师的问卷调查可以得知,有很大一部分教师(153人)认为小学科学教育可有可无,情形非常不乐观。 2硬件设施 科学课教学最为显著的特点应是实践性和操作性,“观察”和“动手做”是最能调动学生兴趣和积极性教学活动方式。因此科学教学需要特定的教学环境,相应的教学设备和实验材料。这些方面与学校的重视程度以及城市的经济实力基础密不可分。在成都的学校,不论经济基础还是学校重视方面做的都很好,实际体现为基本所有学校都配置两个以上的科学实验室,条件较好的部分学校如五朵金花还实现了科技园区,实现每个学生配备教学学具,让学生的动手能力明显提高的同时,也极大丰富了校园文化。乐山地区硬件设施也较为完备,但相对于成都地区存在以下差异:一、实验室建设不足,很多学生特别是低段的学生没有机会使用实验室;实验室配备不齐,部分课程实验没有实验材料。二、没能充分运用学校网络,有条件但不去运用,教师演示实验较多,科学方法和能力得不到应有的培养。三、学生科学兴趣根据学校的差异呈现明显的两极化,科学活动多的学校明显高于活动少的学校。而在甘孜地区,现在只有部分中心城市根据要求建立了科学实验室,大多学校都还没有建立,且有实验室的学校也没有很好地利用。很多科学实验课程都是由教师口授,学生强制记忆。究其原因,学校根本没有实验器材,无法进行实验操作,教师自己制作的实验器具也非常有限,学生根本对课本实验没有任何体验,高分低能的现象非常普遍。 3软件配置———教师 “善之本在教,教之本在师。”教师对于孩子的影响是巨大的。孩子是祖国的花朵,老师是辛勤的园丁,如果老师人格高尚、眼界开阔、知识渊博、志向远大、思想活跃,会为学生的成长提供更为充足的养分。所以,一名优秀的科学老师,对培养学生科学素养、树立正确科学态度、感染学生学习兴趣起到重要作用。成都地区,教师基本功扎实、专业能力强、综合能力强。随着科学教师专业要求的不断提高,科学教师呈现出很快的更替现象,部分学校在保留经验丰富教师的同时吸收了很多新鲜的血液,达到新老科学教师之间的科学配置,教师之间互相交流、共同进步。乐山地区,小学科学教育的师资、科学教师的素养有待增强。通过与乐师附小老师的交流,在教师配置上,科学课程的教学还是以老教师为主。很少学校重视教师培养和新老结合。现代科学教学理念发展很快,部分老教师表现出不适应性,对科学理念认识不足,照本宣科现象明显。甘孜地区,小学科学教育的师资存在较大的问题。大多数科学教师都是“兼职”,几乎没有“专业”出身的。完全不具备相关科学知识的储备,实验动手能力也较弱,无法真正落实科学课在教学中的“三维目标”。 4结语 总的来说不论是在重视程度、硬件设施还是软件配置上,不同地区呈现出较为明显的差异,差异主要表现为:在经济条件、教学理念都存在优势的成都地区,科学课程整体发展十分迅速,对学生科学知识、科学素养、科学理念的培养都是较为成功的。而在乐山地区,科学课程呈现出较为驳杂的现状,根据学校的差异,在学生科学素养的培养上呈现出很大的差异。对于相对较为落后的甘孜地区,不难看出在科学培养上存在较大的问题,不论是重视程度、硬件设施还是软件配置都亟待加强和提高。 作者:陈正兴 尹鹏 黄娇 胡霞 单位:乐山师范学院生命科学学院 科学教育论文:小学科学创新教育论文 (一)合理选择教学媒体 在小学科学创新教育中,教学媒体的选用依据主要包括以下几个方面:一是教学目的。如在科学教学中让学生掌握一件简单电器的使用原理和了解一件简单电器的构成与组装是具有差异的教学目的,前者可以使用投影与板书来完成教学,而后者则需要使用到这件简单的电器;二是教学内容。由于小学生的好奇心十分强烈,并且小学科学创新教育内容与小学生的生活具有紧密关系,所以小学科学创新教育应当重视培养小学生的动手能力,教师应当尽量选择能够呈现直观形象的媒介来开展教学活动;三是教学对象。年龄的差异会直接影响学生的接受能力,所以教学媒体的选用要充分考虑教学对象的差异。年纪较低的学生并不具备较强的抽象和概括能力,所以适合选用录像以及幻灯片等能够吸引学生注意力并且具有生动形象特点的媒体,而高年级的学生在媒体选择方位方面则会宽泛很多,这主要是由高年级学生抽象与概括能力的提升所决定的。值得注意的是,当前的多媒体辅助教学工具在小学科学创新教育中被广泛运用,在使用多媒体辅助教学工具中教师需要做到进行的设计、突出学生的主体性以及突出教学的重点等问题,避免过度使用多媒体辅助教学工具而影响小学生抽象思维能力与概括能力的提高,同时避免在小学科学创新教育课堂中加入过多内容而影响学生的有效接受。 (二)提高课堂提问有效性 课堂提问是教师与学生之间的互动,提高课堂提问的有效性不仅能够强化学生学习积极性,同时有利于教师更好的对教学过程做出调控。要实现课堂提问有效性的提高,首先教师应当重视提问过程中的引导,即在新内容的教学中,教师可以以与新的教学内容相关的旧知识点作为问题来提问,让学生通过回忆旧的知识并通过对原有知识的引申来发现问题答案;其次教师所提问的问题要具有针对性,这种针对性主要体现在对教学内容和教学目标的针对性,避免提问内容的随意性和盲目性,对此,教师需要以教学内容与教学目标位依据来选择问题,同时要围绕提出的问题做到精心组织措辞、合理选择表达方式,同时要对学生的接受能力做出考虑,确保提问的简单明了、通俗易懂。 (三)提高课堂管理有效性 提高小学科学课堂管理的有效性需要教师做到以下几点:一是制定严格的课堂规则。课堂规则是确保课堂秩序的基础,教师需要制定适用于学生的有效规则,在让学生明确认识到学校规章制度的同时对课堂中可能出现的几率问题进行有限预判并声明规则,这种预判需要基于教师教学经验与对学生的了解程度基础之上。同时教师要重视对良好的行为进行鼓励以对这种轻微进行强化,对于课堂违纪行为,教师可以使用手势、突然停顿、眼神暗示等方法来及时制止。在此过程中教师需要注意的是不能将存在行为问题的学生等同于品性败坏,而应当以积极的态度进行纠正和引导;二是做好课堂时间管理。课堂教学时间的有限性与科学创新教育内容的无限性之间存在一定矛盾,而要实现教学效率的提高就必须对教学时间作出严格把控。这要求教师能够做好教学准备工作,将教学的难点放置在学生注意力最为集中的时间段即上课之后五分钟到二十分钟,从而确保教学内容的有效传递并实现教学效率的提高。 作者:张文付 单位:吉林省伊通满族自治县伊丹镇中心小学 科学教育论文:新课改下科学小学教育论文 1、新课改教学中的科学小学教育的作用 小学新课改教学课程是培养小学生新课改教学素养的关键一环,进人高等教育之前的小学生,小学新课改教学是他们走向社会之前的基础课程,要做好小学新课改教学的教学对培养小学生的新课改教学能力有很关键的作用。这就要求将新课改教学中的科学小学教育的作用做出最好的体现。也就是说每一节课都要有一个任务贯穿到小学新课改教学的教学中,让小学新课改教学的课程目标明确,每一节课都可以解决一些特定的教学问题。让学生收获到一些知识。通过老师同学的共同努力,将科学小学教育融人到新课改教学之中。 2、新课改教学中的科学小学教育的存在问题及解决办法 2.1存在教学方法不当的问题 教学的方法是教育的关键,很多教学机构并没有行之有效的科学的教学办法,填鸭式教育,体罚等现象依然存在,学生没有更多的兴趣进行学习,这无法使教学任务得到完成,也无法使学生自身得到提高。为了更好的将新课改教学中的科学小学教育结合到课堂中来,教师在安排教学任务的同时,要深人调查准备教学的内容,并要调查学生的基本情况,做好实现的准备工作,然后做出科学合理的教学大纲。教师要把自己作为课程学习的参与者和策划者,既要了解学生们的需求,还有了解学生们的兴趣所在,在设定教学任务和教学模式的时候,充分考虑学生的兴趣爱好,将学生们感兴趣的东西作为传授知识点的切人口,通过启发兴趣,提升学生们学习上的主动性;最后也是最关键的一点,就是教师要找出教学过程中存在的问题,无论是自己本身的原因,还是学生的原因,教师一定要找出阻碍教学目标顺利完成的障碍是什么,并提出相应的解决办法。 2.2师资力量有待提高 很多情况下教师本身存在一定的作者简介:杜广余,吉林省四平市伊通县前桥小学。问题,如讲课内容不生动,不易理解等问题,教师应该多查阅资料,调查学生们感兴趣的东西,通过改善教课是的语言和教课的任务安排来增加课堂的趣味性和互动性,多提一些问题,让学生进行自主思考和合作回答问题。如果是学生们出现的问题,教师应该进行充分的调查,找出学生出问题的原因,是对课程不感兴趣,还是上课注意力不集中,教师在进行新课改教学的同时也必须要关心学生的健康成长,这包括生理和心理的健康成长,只有找出学生存在的问题,才能提出相应的对策。教师还可以以小组合作的形式来锻炼学生们的合作学习能力,新课改教学的实践活动应通过搜集资料、小组合作、交流展示、总结评价等步骤进行,学生们围绕活动主题开始准备,在这期间一定会用到有关的英文知识的一些技能,这样不但可以提高新课改教学的应用能力,培养职业理想和职业情感。还能培养对新课改教学的学习兴趣。在小组合作的过程之中,学生都能够根据各自的能力特点具体分工,小组协作完成任务,在这个过程中,学生以小组为单位展开讨论,参与讨论时思维撞击,优势互补,提高学习效果和学习能力,以求得到更佳的答案。这样的分组合作学习,小组成员都可以互相取长补短,这样每个学生都发挥了特长,小组每个成员都会为完成小组的任务而努力的搜集资料,这样小组的每一位成员都参与其中并乐在其中。这样不仅提高了自身的知识水平也增强了自身的责任心。这就是新课改教学中的科学小学教育的最好表现。 2.3在新课改教学中的贯彻落实 科学小学教育方法对教师的要求。首先,教师必须有一定的创新精神,在传统填鸭式教学手法和理念的渗透下,需要教师有一定的创新精神和开拓精神,冲破传统教学观念的束缚,将自己的行动来带动感染自己学生的学习动力和激情;其次,教师在课堂中的参与性增强了,需要教师和学生有良好的交流能力和互动能力,以前传统的教学模式,知识老师一位的灌输知识给学生,课堂上也没有互动,学生学习起来毫无激情,提不起兴趣;第三,教师需要有很强的理论知识素养,只有理论基础知识到位,才能更好的将新课改教学中的科学小学教育的方法进行下去。 3、结语 教学之本是教书育人,新课改的大力推动之下,科学小学教育正在如火如茶的发展,这需要我们每个人的共同努力。以上是笔者结合多年新课改教学经验,希望得到大家的参考和认可。 作者:杜广余 单位:吉林省四平市伊通县前桥小学 科学教育论文:小小科学家幼儿教育论文 一、科学教育中幼儿角色的现状分析 (一)正规性科学活动占绝对主导 幼儿科学教育活动通常可分为三类:正规性科学活动、非正规性科学活动、偶发性科学活动。幼儿园多重视正规性科学活动的开展,强调教师的计划和预设,儿童被动按照教师的计划顺序进行活动,探索过程中儿童生成的兴趣和需要不能得到很好的满足,注重集体性和纪律性对活动顺利开展的作用,忽视了非正规科学活动。对科学区角幼儿的活动难于适时适宜指导,忽视儿童偶发的科学活动,许多教师往往为了教学计划的顺利进行而打断或遏制幼儿的新奇想法。以下是某公立示范园大班一学年开展科学活动形式的比例构成。幼儿兴趣与需要占主导的非正规科学活动和偶发性科学活动相对被忽视,而兴趣与需要是科学家必备的素养,是维持幼儿探索欲望的动力,教师可以通过非正规的科学教育活动帮助幼儿建构正确的科学理念,培养幼儿的程序递进能力以及追求科学的精神。通过偶发的科学活动捕捉儿童的兴趣点,由此生发主题,让幼儿获得全方位的提升。造成该情况的原因主要有以下两方面:首先,教师受狭隘的课程观和应试教育的影响,重视教学和上课,忽视了其他教育形式;其次,教师为幼儿创设的环境和提供的物质材料缺乏,限制了非正规科学活动的开展。比如科学区角材料、主题单一,园所没有单独设立科学发现室。因此,教师应对三种科学活动形式的价值有正确全面的认识,丰富科学活动的形式,重视非正规科学活动和偶发性科学活动,为科学区角、科学发现室提供丰富的材料,激发幼儿的好奇心和探索的欲望。 (二)注重科学知识、技能的掌握 以布鲁姆教育目标分类标准为依据,学前儿童科学教育目标从横向上可分为三类:科学的情感、态度;科学的方法技能;科学知识。《指南》指出了学前儿童科学领域的目标:亲近自然,喜欢探究;具有初步的探究能力;在探究中认识周围事物和现象。可见,让幼儿近距离接触自然,让自然奥秘激发幼儿的探索兴趣,让孩子发自内心喜欢探究是科学教育的优秀目标。在此基础上才能谈及科学知识的获得、科学探究能力和方法的提升。美国《国家科学教育标准》中提出:在触目皆是科学探究的产物的世界,每个人都要具有良好的科学素养。每个人每一天都有不少事情需要运用科学知识做出决策。每个人都需要有能力有见地地参加就牵涉科学技术的重大问题而举行的公开讨论和辩论。每个人都应该有机会去领略一番因领悟和探明自然界的事理而可能产生的那种兴奋之情和自我满足感。[5]所以应该注重幼儿对科学的情感、态度的养成。但在幼儿园开展的科学活动中,却是注重科学知识的获得与技能方法的掌握,比如以下几个活动方案中目标的表述:活动一:幼儿园大班科学活动《水的溶解》活动目标:1.幼儿在观察比较、探究的过程中,能了解物质的溶解现象。2.通过幼儿同伴之间对实验现象提出异议,培养幼儿交往合作的能力和科学探究的能力。3.幼儿能大胆描述自己在实验中看到的现象,培养其他幼儿倾听的能力。水是幼儿极其喜欢的物质,引导鼓励幼儿发动各种感官感受水的特性,了解水的用途,不失为一次环保教育的良好契机。教师可以通过帮助幼儿认识到水与我们生产生活的关系,与自然界万事万物的关联,以此培养幼儿节约用水,珍惜水资源的态度和意识。活动二:幼儿园中班科学活动《转起来》活动目标:1.尝试和探索使各种物体转动的方法。2.关注生活中转动的现象,发现转动在生活中的运用。幼儿总是对灵动的物体特别感兴趣。让幼儿探索转动的原理是根据幼儿兴趣点生发的有益活动。活动目标强调幼儿要善于发现生活中转动的事物,并理解转动的原理方法,其实在该过程中,始终贯穿的应该还有幼儿从操作各种物品的活动中获得的快乐体验。对事物的兴趣、情感、态度是幼儿坚持、专注的前提,当然也是幼儿获得知识、技能的基础,教师应当更加注重培养幼儿对探索的兴趣,让兴趣成为小小科学家们探索的不竭动力。 (三)教师完全主导科学活动主要表现在 正规科学教育活动中教师的预设、组织;区角科学活动中教师完全介入;偶发性科学活动中幼儿表现出的兴趣被忽视。一般而言,正规科学活动需要教师的预设、组织,需要教师作为活动开展的主导者把握全局,但是在区角活动中,应以幼儿的自由探索为主,我们应当明白“区角不是教学的延伸场所”,而是教师为儿童创设的,充满丰富材料的自由探索的空间。案例1:早晨自选活动期间,5岁的成成(中班)兴致勃勃地跑到靠窗的室内种植区角摆弄起吊兰盆里的蚯蚓。成成用自己的小手不停地抚摸蚯蚓,时不时又用两个指头把它夹起来左看看右看看,自言自语地嘀咕着,想想,像明白了什么似的,赶紧在花盆的泥土上挖了个小洞,把蚯蚓埋了进去。停顿了一会儿,又赶紧把土挖开,看见蚯蚓不见了,赶紧在原来小洞的附近开挖,不一会儿又把蚯蚓找了出来,这时孩子欣喜万分,嘴里嚷嚷着“哈哈,找到了找到了,看你往哪儿跑。”孩子的乐呵引起了教师的关注,老师走过来,看见成成手里捧着蚯蚓,双手、胸前的衣服因为泥土而脏兮兮的样子,立刻耸拉着脸责怪道“脏兮兮的孩子不会受欢迎。蚯蚓在盆里好好的你去挖它干嘛…赶紧放回去,去把手洗干净,我们准备用点心了…”成成失望、害怕地睁大眼睛望着教师,满脸的委屈和不甘。该案中,教师的不适时介入打断了幼儿的探索,阻挠了“科学家”的工作。成成已经对蚯蚓的外观特征有了直接经验,发现了蚯蚓在土里的运动,然而当他从自己的成功中感受喜悦的时候,却被教师泼了冷水。我们都倡导让孩子在童年时期经历成功,从而获得自信,科学区角本就应该成为孩子自由自主探索的场所,但教师“超越职责”“滥用权威”,扼杀了孩子的探索。案例2:散步活动过程中,5岁的鸿鸿在花坛的一株月季花旁边发现了一条蚯蚓,他惊奇万分,大声叫到“老师,快来看,是蚯蚓!”孩子们开始骚动了,纷纷围过去争先恐后地要看看蚯蚓,教师眼见场面有些失控,立马拉着脸吼道:“不要去动它,多脏呀!宝贝们赶紧过来排好队,我们该回去午睡了。”大部分孩子听到老师的指令跑回来排好了队,但仍然好奇地往后看,少数几个孩子对蚯蚓更是无比留恋依依不舍,一步三回头,满脸的失落与不甘心,成成则蹲在花坛旁边不肯移步。这时教师发火了:“大家看成成是不是好孩子呀,不听老师的话。成成你要是不走的话我就请你的家长过来带你回家,以后幼儿园可都不欢迎你了!”成成无奈,噙着眼泪满腹委屈地小声念叨“我就是很喜欢蚯蚓,我想养一条蚯蚓…”本案中,教师扼杀了幼儿偶发的兴趣与探索欲望。蚯蚓是一个不错的科学活动主题,教师可以顺势利导开展一个关于认识蚯蚓的活动,把孩子们对蚯蚓的好奇深化为探索蚯蚓的外表特征、生活习性、与周围动植物的关系等,从而引导发展,培养幼儿对自然的热爱。总而言之,幼儿在科学活动中处于被动的地位,其主体性没有得到充分发挥,独立性、自主性、创造性在教师传统教育观、儿童观的影响下受限。如何引导儿童由“被动的接受者”到“小小科学家”科学探究角色的转变,是我们应该思考的问题。 二、成为小小科学家 近年来,在科学教育领域,人们已经达成这样的基本共识:科学探究是科学研究工作的基本方法,也应成为儿童科学学习的主要方式。让儿童用像科学家那样的工作方式学习科学是儿童科学领域的一个重要趋势。人们想让儿童在像科学家那样的工作方式中,体会科学的本质,领悟科学的真谛,了解科学家的精神与品质。如何做才能真正让幼儿成为小小科学家呢?笔者认为应当从以下几个方面努力: (一)教师宣告 你现在是科学家了不论是什么形式的科学活动,在活动开始之前,教师都应当大声向幼儿宣告:“你现在是科学家(生物学家/化学家/物理学家/地质勘探家/建筑师等)了!”让幼儿明确自己即将扮演的身份,从而有意识地去践行该角色应表现的言行。紧接着,教师应当引导幼儿认识科学家是怎样进行探索的,在探索的过程中又是怎样注意保护生物多样性以及爱护自然生命的,怎样使用探索工具譬如小铲子、量杯、导管等等。这样一个案例印象深刻:Howard老师在开展蚯蚓的探索活动之始,明确告知幼儿“你现在是生物学家了”,通过谈话让幼儿了解作为一名生物学家意味着什么,作为一名生物学家去户外与平时去户外玩耍有何不同。并向幼儿解释:生物学家是科学家的一种,他们是探索大自然中动植物奥秘的专家,他们在寻找不同的动植物的过程中,谨慎而小心,不损坏他们的家,不打扰他们的生活。还引导幼儿认识并使用生物学家所使用的探索工具,譬如探索棒,让幼儿实际接触并演练这些工具的使用方法,以确保被探索生物原貌不被破坏的前提下获得有价值的信息。 (二)教师相信 你就是科学家让幼儿明确自己的探索身份以及学会探索的方式方法和注意事项以后,教师应当相信幼儿,放手让幼儿去自由选择和自主探索。这并不意味着教师可以做“牧羊人”“旁观者”,对幼儿的活动放任不顾,而是要求教师在尊重幼儿主体性的前提下适时、适当给予必要的帮助。这就要求教师要确定干预必要性,把握干预时机,选择适宜的干预方式方法。 1.在决定是否要干预幼儿活动之前,教师应回答这样几个问题:幼儿在干什么,有必要干预吗?我的干预会影响或打断幼儿的活动吗?会不会抑制他们的独立探索?会丰富幼儿的活动经验和学习吗?如果我不干预,又会怎样?干预是利大于弊还是弊大于利? 2.选择干预时机的时候,要遵守一个教育的基本原则———学会等待。给幼儿足够的时间和自由去操作、探索。爱德华曾指出“你总是害怕你将要失去那个焦点时刻。它实际是一个权衡性的举动。我相信干预,但作为我个人,我倾向于等待。因为我已经注意到儿童常常能够自己解决问题,而并不总是要我去告诉他们。儿童经常发现我从未想到过的解决办法。但有时候等待意味着错失良机。因此你必须快速地做出决定。”等一等,忍一忍,你会看到别样的风景。 3.根据具体情况选择适合的干预方法,有以下几种可供参考:以自身为媒介(游戏者、旁观者的身份介入);以材料为媒介;以幼儿伙伴为媒介。 (三)教师践行 平等合作的伙伴关系高质量科学活动规定教师的任务是:为幼儿选择一个探究的中心主题;做好教授这个主题的准备;创设一种支持幼儿探究的物质环境;制定一个探究的时间表;鼓励幼儿提出问题;鼓励幼儿的活动,加深他们的理解;对幼儿个体和小组进行观察与评价。其实,在整个活动过程中,教师与幼儿都是平等对话与交流的关系,是小小科学家的得力“助手”,通过环境的创设和材料的提供给予幼儿指引。尤其是在幼儿探索遇到疑难之时,如果教师知道答案,不要急于告诉和纠正孩子,而是要把问题抛回去,启发幼儿再探索;如果教师不知道答案,也不必担忧,就与孩子一同去查阅资料,或者共同操作探索寻找答案。教师应当相信,伙伴的力量是巨大的,你对科学的热爱、积极探索发现的态度将直接影响孩子对于科学、自然的兴趣与创造力的养成。好奇是孩子的天性,体验是孩子的学习方式。让儿童成为科学家的科学教育理念,就是要创造机会,让孩子能够像科学家一样去亲历科学探索与发现的过程,在揭示自然奥秘的“工作”中享受快乐。教师应当帮助幼儿明确自己在探究中的角色定位,与幼儿一起在科学的世界中感受童年的幸福。 作者:高蕊 单位:西南大学教育学部 科学教育论文:信息科学相关专业ICT工程教育论文 1信息科学相关专业的教学现状 电子、计算机、通信等专业都是既有深刻的理论基础和丰富内涵,又有强烈应用背景和超高收益前景的高新技术学科。目前,这些学科都具有两个基本特征: ①技术发展日新月异,知识更新速度加快,已有技术不断被替代或淘汰; ②技术渗透力强,其渗透的深度和广度已涉及社会的政治、经济、军事、科技和其他各个领域,形成了以高新技术为催化剂,孵化多学科交叉、相互推进的发展局面。这在客观上要求我们认清这些学科的发展状况和对工程教育的影响,使我们培养的专业技术人才在全面提高素质的同时,还具有比较坚实的理论基础;在掌握较高的专业技能的同时,还具有较宽的知识面和较强的创新意识。然而,目前我国信息科学相关专业的高等教育还存在着一些问题。 (1)各专业课程封闭、自成体系,学科之间的融合不够。在通信与信息系统紧密结合、ICT产业兴起的今天,应该考虑将电子、计算机和通信等学科的教学内容适度融合,至少能够在技术基础课程方面做到相互学习。 (2)知识内容滞后、教材陈旧,教学内容一成不变,过分注重课程的知识传承价值,新技术和新方法相对较少。知识更新快和教学内容更新相对缓慢的矛盾日趋严重。 (3)过分强调理论知识和经典内容,忽视工程实践能力。现代社会需要科学家,也需要各类工程师,大学培养的毕业生有进一步深造的可能,也有很大一部分进入企业工作,他们是从事研究与开发、系统设计、制造、营销等环节不可缺少的人才,因此,人才培养结构的合理性也是我们要考虑的问题。以上这些问题导致了高校培养目标和社会需要的严重脱节,造成毕业生综合能力薄弱,不适应工程技术发展的要求,就业压力不断加大,同时也严重制约了我国信息产业的发展。 2教学改进和其他措施 2.1教学计划的修订和课程调整 21世纪是以创造为特征的时代,不同学科间的交叉、融合将更深刻、更广泛。世界上许多重大科学技术的突破都是从多学科的角度,运用多种知识、理论和方法得以解决的。信息科学相关专业更是如此,新一代的科技产品不仅仅利用单一领域的技术,而是将计算机、通信、消费电子领域的技术综合起来,结合芯片和硬件知识(电子工程专业和微电子专业)、软件知识(计算机专业)、通信知识(通信专业和无线电专业),将这些知识糅合在一起。我们建议所有的信息科学相关专业都以专业选修课的形式开设通信原理课程、软件工程课程和至少一门与硬件相关的底层程序设计语言课程(汇编语言、C语言或MATLAB)。通信原理课程的主要任务在于研究通信系统中的基本概念和基本原理,让学生掌握通信系统的基本组成、理论原理、实现方法和系统性能。它是一门理论性、应用性和工程性都很强的课程,具有相当大的难度和理论深度,在电子、通信类专业中占有非常重要的地位。对于其他专业的学生,由于前序课程承接性的问题,在教学方面应有所折中,建议教师以介绍通信发展史为切入点,以数字通信为重点,以日常生活中接触到的通信技术(宽带、固话、手机等)为案例,要求学生掌握最基本的通信知识和最优秀的工程实践技术。软件工程是研究和指导软件开发和维护的工程类学科,它采用工程化的概念、原理、规范、技术和方法进行软件工程项目的开发和维护,是计算机专业的主干课程。但除了软件厂商之外,很多的硬件和芯片制造商、系统集成公司和CT企业也使用软件工程思想来指导和规范产品的研发,所以学习软件工程知识对毕业生大有益处。对于非计算机学科的信息科学相关专业学生,该课程主要讲授软件工程的基本原理,内容包括开发和测试、瀑布模型、风险控制、项目管理等。在自动化控制、通信技术、嵌入式系统、单片机等众多电子工业领域,编程的思想得到普遍运用。例如在NGN、三网融合中被反复提及的软交换(SoftSwitch)就是通过软件实现基本的呼叫控制功能代替传统PSTN(公共交换电话网)中通过专用硬件实现的“硬”交换。与底层硬件设备联系最密切的就是汇编语言和C语言,汇编语言能够直接控制硬件系统进行工作,速度快;C语言开发效率更高,比汇编语言更容易理解和掌握。另一方面,MATLAB在信号处理、控制系统、通信系统等领域的应用也非常广泛。通过编程语言的讲授,教师重点培养学生的基本编程技能、程序设计思想和逻辑思维能力,让学生学会用计算机语言解决工作中的实际问题。此外,教师还要鼓励学生选择跨专业公共选修课,移动通信技术、数字电子技术、计算机高级语言、数据库等都是不错的课程,既能开阔视野,对以后的工作也非常有帮助。高校通过以上措施创造条件,让学生在打好专业基础的同时,尽可能多地涉猎其他领域的知识,打好学科交叉基础,这既有利于学生发挥专业潜力,也有益于学生毕业后多方位适应社会需求和实际工作。 2.2“双师型”教师授课 以微电子、计算机和通信技术为代表的ICT是所有高新技术中最优秀、最活跃、最具有战略性的技术,其技术的发展极为迅速,也具有很强的实践性和应用性,这决定了讲授这类课程的教师必须既有扎实的专业基础知识和教育理论素养,又有丰富的实践经验和较强的动手能力。高校教师,尤其是年轻教师,要有“充电”的意识,可以通过进修、交流学习来扩大知识面、提高业务能力。高校各部门也要努力创造条件,促进教师积极参与各种项目实践,更要鼓励教师大胆走出去,到企业去工作,在实践中积累先进的技术知识、丰富的管理经验和创新进取精神。教师在授课过程中要结合实践经验潜移默化地影响学生,要及时、准确地向学生展示当今的技术成果与发展动态,增强教学的时代感、认同感和荣誉感,同时也把科技创新的思维方法、经验体会等带入课堂,引导学生思考、讨论各种新问题,使他们感受到科学技术的进步,并不断增强创新意识。 2.3深度校企合作 在当前科学技术高速发展的时代里,避免教学内容过时是很困难的,在学习时学到的先进知识,往往到毕业时就变成无用的东西了。为了避免或尽量减少这样的负面影响,我们需要强化校企合作,建立一种长期的伙伴关系: ①定期请企业一线工程人员开展系列讲座,使学生了解当今ICT产业的最新成果和发展趋势; ②共建实训机房和培训基地,把企业的真实工程环境搬到实验室来,并通过项目驱动的方式提高学生的实践应用及开发能力; ③把年轻教师输送到企业一线去做短期实训,参与企业工程项目研发; ④与企业共同制定培养方案,将企业需要的理论知识和工程技术嵌入到课程中,最终培养出适合企业需求的毕业生,同时也解决了学生的就业问题和企业的招聘压力。 2.4课外阅读 由于课程时间不允许,对新技术、新方向,调整的讲解无法特别深入。如果学生对此有浓厚兴趣,教师可以指导学生进行课外阅读。信息科学方面的书籍比较丰富,挑选书籍有一定的技巧:阅读本专业的书籍,可以选择一些经典读物;如果跨专业阅读,建议挑选内容浅显、通俗易懂的书籍。如果学生基础扎实,教师可以引导学生直接阅读外文文献。课外阅读是课堂教学的延伸、扩展和有益补充,可以激发学生学习专业知识的热情,拓宽学生的认知领域,使学生掌握相关学科的发展动态和交叉学科的前沿信息。 3结语 当今的信息技术和通信技术绝不是少数专家关起门来研究的学问,而是生气勃勃向一切科学技术部门延伸的学问,具有强大的渗透力量和惊人的发展速度。为了适应这种快速变革的社会环境,毕业生要有较宽的知识面和多学科融合的素质。成功的教育在于它不仅有一流的专业教育,而且具备良好的交叉学科基础和文化底蕴,能培养出满足市场需要的复合型人才。如何使相关专业的教育教学满足将来ICT产业的发展是个相当复杂的问题,希望笔者提出的一些改进措施能对信息科学相关专业的工程教育具有参考意义,并对其他领域也有借鉴之处。 作者:任凯 戴瑾 应毅 单位:南京大学金陵学院 三江学院计算机科学与工程学院 科学教育论文:培养科学素养的化学教育论文 一、国家《化学课程标准》中对科学素养的要求 《化学课程标准》第一部分前言中提出:“给每一个学生提供平等的学习机会,使他们都能具备适应现代生活及未来社会所必需的化学知识、技能、方法和态度,具备适应未来生存和发展所必备的科学素养,同时又注意使不同水平的学生都能在原有基础上得到良好的发展”。从标准中已经可以看出在化学教学中培养学生的科学素养已经受到了重视。 二、如何在初三复习过程中培养学生的科学素养 1注重“双基”,为提高学生科学素养夯实基础 近几年来各地的新课改都在以提高学生的科学素养为主旨。在许多的中考试题都在围绕提高叙事的科学素养,注重了以“双基”为载体,通过态度、观点、方法、情感及现实生活中重大化学问题进行“包装”,重点考查能力,特别是对学生的实验能力、信息的采集和处理能力、知识的迁移能力、自学能力的考查。因此在复习过程中通过搞好“双基”来提高学生的科学素养是一种可行的途径。通过化学基础知识和基础能力的培养,可以有效的培养学生的科学素养。在化学复习中要让学生牢牢撑握“双基”,特别要注重前后知识的联系并重视化学实验,通过实验来探究和理解书中的理论。 2利用好试题,在知识的应用过程中养成科学态度和方法 中考复习在复习的过程中掺杂着许多的习题训练与评讲。因此教师利用好了习题,不仅仅可以提高学生的解题能力,更能培养他们严谨的态度和科学的方法。在这个习题的讲解过程中,一则学生通过主动的思考,提高了解决问题能力;二则巩固了对比探究的科学实验方法,三则在讨论和交流中发现了自己的问题和不足,并加以改进。由此可见习题的讲解并不是枯燥的对答案阐释,而是学生科学素养提升的一个很好的承载体。 3重视与社会生活的联系,培养学生的科学价值观 科学素养中包括了对于科学技术对社会和个人所产生的影响的了解程度。化学与生活习性相关,让学生通过复习了解化学对社会和个人的影响也是培养学生科学素养的一种途径。随着新课程的推进,在新授课时,教师对于化学和社会发展、生活的联系一般都是比较重视的,但是在复习阶段,有很多的教师由于时间的限制,可能会忽视这个方面。但是,事实证明,重视了化学和社会生活的关系,能创造出良好的化学情景,也能增强学生的责任感,从而使学生在面对这些社会问题时能更科学的对待。比如在复习到燃料时,就可以讨论,常用的几种燃料中,谁最理想;如何使燃料充分的利用以解决能源问题等等,不仅可以让学生复习旧知识,还能够让学生感受到学好化学对于改善生活和促进发展的作用,解决一些简单的实际问题,从而培养他们的科学素养。 科学教育论文:培养学生科学素养的学前教育论文 一、开设科学素养选修课 开设有助于提高学生科学素养的选修课,并在学期末进行考核,记录学分。《自然科学素养》选修课。通过本课程的学习,使学生获得一些自然科学的基础知识,使其有利于现代生活及个人生活的实际应用,学习一些自然科学的基本思想方法,进一步树立辨证唯物主义观点,提高分析问题和解决问题的能力,开阔眼界,培养学生的科学态度,提高自身的科学素养,以适应21世纪学前教育的改革、发展和需要。《生物实验》选修课。培养学生的实验设计能力、创新能力、语言表达能力、并进一步形成学生运用生物知识去分析和解决生活实际问题的能力。能够从生活中提炼生物小实验需要的材料,并能够准确的做出相应的实验,掌握指导幼儿参与生物小实验的技能和技巧。《物理实验》、《化学实验》选修课。了解幼儿能够理解的化学小实验,物理小实验;能够从生活中的物品准备化学小实验、物理小实验需要的材料,并能够准确的做出相应的实验,掌握指导幼儿参与化学小实验、物理小实验的技能和技巧。丰富学生的物理、化学知识,使得学生能够在未来的工作中,以科学的物理、化学知识来解决幼儿所提出相关的科学问题。通过选修课的开展提高学生对于学习与科学有关的知识的兴趣。并能潜移默化的提高学生的科学素养,为学生在未来的教师工作岗位上,能很好的指导幼儿进行科学探究做好准备。 二、组织科学探究兴趣社团 鼓励学生开展科学兴趣社团,提供时间、场地,学生可以按照自己的兴趣参加科学探究活动。举办特色科学主题探究活动。结合幼儿期感兴趣的科学现象作为主题开展探究活动。如:幼儿常感兴趣的恐龙为什么会灭绝、月亮为什么不会在白天出现,等等。开展探究活动的同时,结合幼儿的年龄特点,思考如何指导幼儿进行科学探究。由学生创设情境,教师以帮助者的角色参与活动,规范学生活动中的科学知识的应用,避免学生的错误记忆。 三、开放实验室 定期向学生开放实验室,提供材料鼓励学生进行科学探究,为学生积累科学探究的经验,增强学生进行科学探究的兴趣。学生在实验室可以探究适合幼儿开展的科学探究小实验。规范实验操作,明确实验器材、实验材料的安全性。为工作中指导幼儿进行科学探究做好准备。 四、增加幼儿园见、实习 师范院校幼儿科学教育课程体系中除了理论课程体系外,还包括了实践教学体系。在培养学生科学素养中,实践教学起着举足轻重的作用。以提升学生科学素养的学科目标定位可以把课程实践教学分为四种模式:一是课堂教学中的实践教学环节,既结合教材、案例的理论讲解、分析、讨论;二是深入幼儿园进行科学教育的见习实践教学环节,就是带领学生深入幼儿园对科学领域的活动进行实地观摩、反思、研讨和评析;三是学生分组或集体在模拟活动室的模拟试教;四是学生深入幼儿园进行为期一个月的科学领域总实。俗话说:画龙画虎难画骨,教师索引的教学素材在丰富、在真是,也难以反映出幼儿在园学习的种种情境,无法给与学生实际接触幼儿、实际操作所带来的直接感受和收获。所以,要创造性的开拓实习实训基地,为学生见习、实习创造更多的机会。是学生多深入幼儿园实际教学中去观察,带着问题去,使得学生不断地在思考,并把问题带回学校通过自己探究、与教师交流、与同学讨论等方式,寻找原因,探索解决方案。 作者:崔胜鹏 单位:黑龙江幼儿师范高等专科学校 科学教育论文:科学领域启蒙教育论文 一、学习身边的科学,领悟科学,保持强烈的好奇心和探究心理 (一)爱科学、学科学、用科学 在我们的生活中有许多人拒绝学科学、懒于动手动脑。胡适有一句名言:“自古成功在尝试”。古往今来,有成就的人,都是勇于尝试的人。灯泡的发明者爱迪生为了找到一种合适的材料作灯丝,竟不屈不挠地进行了8000多次尝试。“一次尝试,就有一次收获”,他的这句话正道出了他成功的秘诀。 (二)提高自身的科学理论素养,多学,多看,多做,永远拥有科学技术进步的积极性 1、相信自己!你能成为科教达人! 听到一则新闻,说许多农民工如果肯花半年时间,花钱学一门技术,其收入会增加很多,找工作的机会也会增加许多,可是,他们没有信心去做。缺少应有的科学技术进步的积极性。我们现今的幼儿教师队伍中有一部分是转岗老师:转岗之后,有许多困感,比如由于教育对象、教学理念、教学手段等的不同,经常表现出对学前儿童的年龄特点缺乏认识,对儿童观、教育观缺乏理解与感受,对教学特点不能很好地把握,而表现出极强的能力需求。这种需求包括专业理论引领的需求、专业技能获得的需求。这些需求的及时满足,有利于减少工作挫败感,建立职业的胜任感。也就是说您这个时候也非常需要专业理论、专业技能进步的积极性。 2、如何在现有的条件下,成为幼儿科学教育达人? 再艰苦的环境也挡不住一颗想要飞翔的心;兴趣是通往成功的大门,而勤奋则是打开这扇大门的钥匙;蝴蝶穿破茧蛹,成就美丽的传说。这三句话可以成为我们成功的法宝!“转岗教师”和非师范类在岗教师工作中困难重重,困难面前怎么办?努力,只有努力,比别人付出更出的努力。在网上有大量的关于幼儿园科学教育方面的文章,如果我们花功夫钻研,不用一年时间,一定会有极大的收获,进步得让你自己都惊喜。 二、了解掌握幼儿的科学启蒙领域目标、知识的主要特点、教与学的主要特点 幼儿教育与义务教育是有差异的。只有了解掌握幼儿启蒙领域教育教学目标、知识的主要特点、教与学的主要特点,运用适合幼儿身心发展的教学方式和教学方法,才能让孩子有一个良好的学习氛围,才能为孩子提供一个优秀的教学环境,才能满足儿童发展的各项需要。 (一)幼儿科学启蒙领域目标 1、对周围的事物、现象感兴趣,有好奇心和求知欲; 2、能运用各种感官,动手动脑,探究问题; 3、能用适当的方式表达、交流探索的过程和结果; 4、能从生活和游戏中感受事物的数量关系并体验到数学的重要和有趣 5.爱护动植物,关心周围环境,亲近大自然,珍惜自然资源,有初步的环保意识。幼儿的科学启蒙领域目标是教师科学活动的风向标,指引着教师向着高效正确的方向发展,有些转岗教师由于有中小学教学经验的影响,经常会表现出小学化、成人化的的教学倾向,心中有了科学的目标,可以及时纠正您的教学,了解学前儿童的年龄特点,明确教学领域的目标,是组织有效的幼儿园教育教学的前提。 (二)幼儿的科学启蒙领域知识的主要特点 1.情景化 幼儿的科学知识都是依附在情景化的趣味故事中和情节中的。例如:问他水的三态方面的知识,他会想到故事《小水滴的旅行》,《冰娃娃漫游记》问他动物的生长,他会向你说《小蝌蚪找妈妈》,或《我们的动物老师》再比如你问参加《一分钟赛场》活动的小朋友一分钟的长短,他会同你讲飞机起飞、能数很多钱、能做很多很多笔,讲他今天的游戏等等 2.过程化:过程是事物发展所经过的程序、阶段。幼儿的科学知识是通过幼儿的探索、研究、实践逐步构建起来的。比如我们刚刚提到的《一分钟赛场》,要幼儿获得一分钟认知,需要感受一分钟,猜想一分钟、合作一分钟等等环节,逐步完成。 3.活动化 幼儿学科学是真正通过“做”来完成的,在游戏中学,做中学。“做中学”课题研究小组强调“动手做”,强调以探究为优秀,培养幼儿的求知欲。他们认为:听――会忘记、看――能记住、做――能理解,应鼓励孩子多动手操作、多探索。有的转岗教师原以为与孩子们做游戏就是玩玩耍耍,简单,其实幼儿园的游戏是大学问 4.经验化 经验是从多次实践中得到的知识或技能,是人亲身经历。幼儿的科学知识 经验化,是他不断地探索、积累的结果。从机械记忆为主的学习到主动建构为主的学习:过去要求记住1+2=3,现在要求知道为什么等于。 从符号为主的学习到实际意义为主的学习:几乎每个学前儿童都通过各种形式熟悉数字这种符号,如年龄、电话号码、饼干数等,但在幼儿园,却有一些幼儿对数学产生厌倦心理,甚至产生“数学焦虑”情绪。这就要求老师改变以往教法,多重视实际意义的学习。 从注重“掌握”知识到注重“构建”知识:新的幼儿园教育指导纲要要求科学领域的学习摒弃许多传统教育的弊端,传统教育中之所以出现高分低能的现象,就是教师思想上重知识轻实践造成的。 三、结语 教师专业成长的基本任务是研读、引领、切磋、反思和提升。愿为所有的幼儿教师勤研善修,提高心理调试能力和教学的技巧技能。学习是长期的,学习也是快乐的,希望我们做一个每一天都在进步的教师,做一个每一天都有幸福感有成就感的教师。 作者:郑庆红 单位:吉林省四平市铁东区教师进修学校
幼儿园环保论文:关于环保创意美术的幼儿园论文 1农村幼儿特定的年龄及地域性特征 1.1幼儿的年龄特征 教育学家苏霍姆林斯基曾说:儿童的智力体现在他们的双手上。由于幼儿年龄小,双手比较地灵巧,拥有一定的操控能力,同时,他们喜欢能够自由发挥他们想象力和创造性的多元化工具。从事实来看,培养他们的动手能力可以有效地达到强化幼儿脑功能、发展智力的目的。尤其是小班幼儿,该群体的肌肉尚未发育完善,提高他们的动手能力自然显得非常重要。环保创意美术活动便是针对幼儿的年龄特征所设计的一项有意的动手活动,将颜色敏锐度作为切入口,充分地应用生活中的各类素材,强化幼儿的视觉功能,提高他们的造型能力,初次地开发幼儿的创造能力、想象力等相关的幼儿启蒙教育。而开设幼儿园环保创意美术活动是与幼儿的年龄特征相吻合的。 1.2农村幼儿园的地域性特征 1.2.1教育教学设备不足 普遍农村幼儿园在物质基础设备方面明显不足,无法充分地提供农村幼儿必需的学习以及生活需求。部分贫困区域的农村幼儿园甚至连学习必需的桌椅都严重地不足,还得让学生自己配备参差不齐的上课桌椅,对幼儿的身心发育极为不利。至于配置与美术教学所需的高昂用具设备自然更是奢谈。 1.2.2农村幼儿教育管理尚不科学 从改革开放迄今,虽然农村的生活水平也有一定程度的提高,农民的视野也得到了拓展,但国内当下在幼儿教育领域的法律法范仍旧不够完善,主管部门在对农村幼儿园的批准设置、资源配置以及监管力度等方面都尚处于空白的状态,大多数的农村幼儿园教育均属于私立学校类型,办学资金实力参差不齐,尤其在美术等艺术方面的教育投入更是捉襟见肘。 2提供科学合理的环保创意美术活动的途径 2.1搜集生活中的废旧材料 幼儿时期对于周边事物的认知主要借助于直接感知的途径来获得。幼儿在亲身实践的基础上才可以获得创造的灵感。对于农村幼儿来说,让幼儿们自觉地采取多元化的方式去搜集废旧的材料是切实可行的美术教学方法。譬如,农村几乎家家养鸡,幼儿们可以把剩下的鸡蛋壳作为绘画的材料,这样既环保又达到美术创作的目的。相类似地,用过之后废旧的“可比克”瓶、吸管、毛线、纸袋等等,都被幼儿们搜集来当作创造的物质材料,并被孩子们创造成花草树木,甚至是飞机、机器人等美工物品。通过搜集生活中的废旧材料,明显地强化了幼儿们的环保理念与勤俭节约的意识,又丰富了孩子们实践的直接素材,可谓是一举多得。材料在美术教学中是一个关键的媒介,使用丰富多样的材料可以有效地激发幼儿们内心深处强烈的创作欲望。自然界、生活中本身为幼儿们提供了无穷无尽的物质材料,果壳、落叶、鹅卵石等这些习以为见的素材都能够有力地激发幼儿的好奇心,让他们从平凡中发见不平凡。 2.2手脑共用,变废为宝 由于是自己的实践成果,幼儿对于所搜集来的素材特别珍爱,并会天马行空式的发挥自己丰富的想象力,将废旧的素材自由地创造成各式各样的艺术品,实现自己的创作欲。例如,在教学《毛线的妙用》一课时,幼儿们将自己搜集来的毛线拼凑成多姿多彩的图案,小兔、小鸡、小鸭、小鹅等小动物们,五角星、小房子,甚至是想象中的恐龙、外星人等造型都在孩子们的手下一一呈现。再如,在教学《打扮废旧瓶子》时,幼儿们将搜集来的废旧瓶子上粘贴上绘有丰富多彩图案的纸张,或用涂料水彩等精心地将其打扮一番,或剪成时钟、动植物等各类造型等,妙趣横生。 3学校与家庭齐心配合 家长的配合是幼儿园工作取得成功不可或缺的关键一环。在幼儿们进行环保创意美术活动时,幼儿园也应根据实际情况邀请部分孩子的家长一道参加,配合学校的工作,支持孩子们的环保创意美术活动。譬如,双层活动小人、电池掌控活动的小人等各种类型的纸板小人的出炉也包含了家长的一番心血。家长在亲身实践的过程中获得了变废为宝的技术,同时也加强了环保意识,从而使得环保教育有效地在家庭中开展。班级设置的“百宝箱”中的废旧物品也日益增多,美工区的活动也日趋多样化,从而进一步地提升了幼儿的想象力与创造力。 4结论 从上述的分析可知,环保创意美术活动在农村幼儿园具有可实施性。在家园共同搜集各类自然素材以及废旧物品的努力下,亲自感受与实践,真正地落实多类途径的环保创意美术活动,有效地激发了幼儿们参与的热情,强化了幼儿的实践能力、想象力与创作力,同时还能够从小加强幼儿的环保理念,培养他们勤俭节约的意识。 作者:朱耀梅 单位:甘肃省白银市会宁县幼儿园 幼儿园环保论文:幼儿园绿色环保设计论文 一、安全性环保设计的体现 幼儿园环境中绿色环保设计首先在幼儿的安全性,安全性设计主要体现在幼儿园的园舍建筑、设施设备、活动场地、玩具教具等有形的物质条件必须符合国家颁布的相关卫生标准和安全标准,对幼儿的身体或心理没有危险和安全隐患,并不会造成儿童畸形发展。因此安全性是进行环境设计的基本原则。安全的幼儿园为幼儿的生命健康、发展提供最基本的保障,同时也是幼儿心理健康的重要保障。幼儿园的安全性设计首先要必须保证幼儿园园舍建筑安全。这就是要求建筑物必须坚固、安全,建筑材料必须健康、耐用。相关的配套设施有护栏、楼梯踏步、阳台等。这些都是幼儿园中不安全因素,都应经常检修维护。还有像国内的有些幼儿园,每个班级的人数接近百位,由于密度,空间显得十分紧张,这也会为安全事故埋下隐患,同时会给孩子造成紧张不安的心理,不利于孩子的发展。走廊和过道也需要注意防滑,幼儿常进出的们,在用料和形式的选择上,也应该从幼儿安全的角度出发,将安全事故的发生率见到最低。其次,幼儿园里的教学用具必须安全,园里的桌椅的角应为钝角,不同界面相交处应为圆弧形。教学中应采用坚固性比较好、不易破碎、无锐边利角、无毒、无害。无细小零件脱落的材料。要做到清洁卫生,定时清洗消毒。室外游戏场所则更加要定期检查维护。地面的铺设应要平坦,防止幼儿跌倒或摔跤。所种花草既要漂亮,又要无毒、无危险,比如夹竹桃、仙人球之类就不宜在幼儿园种植。出入口动线:大门、楼梯口应有适当的缓冲空间,并注意是否有逃生方向指示标志、左右路径是否通畅不被阻挡,路径之上,如扶手等是否固定不易松动或倾倒。饮水:自来水系统主要的运输管线已由主管机关不断以旧换新,而饮水品质问题往往发生在支线、蓄水池及建筑物本身的水管,故应定期清理蓄水池及饮水机,减少水污染的可能室内通风应保持良好。游戏空间:游戏空间地面及设施应符合安全标准,并与四周围墙、花台、路肩保持安全距离。建筑材料:建材规格良好,可减少破损及腐坏的机会,地面铺设应平顺且防滑,防水层施工良好可增长建筑寿命,减少维修的需求。电容量:电容量应满足设备所需之负荷,避免因负载不足造成断电或走火。细部处理:墙、门及家具应采用圆角或斜角,以减少幼儿受伤机率。通风及空调:设置空调应有换气装置,以保持室内空气对流。消防设备:设置有效的消防器材及火灾预警装置。 二、绿色环保设计有害物质的控制 有毒物质对儿童的危害要远远超过成年人,因为儿童体内吸收污染物的内部组织相对较少,儿童的肝脏解毒系统较小且发育不成熟。因此,在脆弱的童年时期接触过有毒气体和劣质空气,可能导致以后出现各种功能障碍。另外,儿童不习惯监控自己的健康状况,直到情况比较严重时才意识到自己身体的不适。所以,如果儿童能在早期尽量避免接触微小、难以察觉的有毒物质,他们对化学物质过敏的机会就越小,吸收过度有毒物质的可能性也越小。因此,为保证良好的空气质量,要注意以下几种严重有害的污染:二氧化碳、挥发性有机化合物,包括甲醛、氡、石棉铅和生物气溶胶。二氧化碳的污染可能来自建筑内的燃烧过程,如车库、热水器、干洗机、炉子,也可能来自传真、复印机、电视和冰箱。其中一些污染源污染非常小,但难以控制,因此所有器具的通风口、烟洞、管道和焊接处都需要清洁、密封并适当调整,以最大限度地减少二氧化碳。挥发性有机化合物是指释放有毒气体——氯气、甲苯、氨、乙烯、松脂、丙酮等有机物质。许多油漆、清漆、着色剂、黏合剂、空气清新剂、上光剂、卫生产品、杀虫剂、洗涤剂、装饰化合物和宠物产品等都释放出挥发性的有机化合物。这些有毒气体轻则引起人头晕、眼睛干涩、咽喉炎等症状,重则会影响人的中枢神经系统,引发癌症。 三、绿色环保设计材料的选择与运用 环保型材料产生的废物少,没有污染,能源效率高,耐用、寿命长,容易维修,并且能够成为再生资源,可以重复使用,减少对环境的污染。在选择建筑材料时要避免儿童受到有毒气体伤害并避免地球自然资源枯竭,使用当地的材料是保护资源并增强当地经济。理想的选择是材料选择不能只依据传统标准,如性能、耐用性、外观和成本同时要考虑可能对环境造成的影响,需要遵循自然环保的原则,保证舒适环保。因此,在幼儿园的设计中应该了解更多的环保型绿色建材和无毒的水基树脂、粘合剂、尤其、着色剂、天然树蜡、天然纤维地毯、天然地毯衬垫物、用天然植物染色的纺织品等。具体的可持续设计指导方针如下:第一,在任何可能的情况下,尽量用可持续设计方案,至少应减少产品和材料对环境和生物造成的负面影响。第二,选择建筑位置,尽量减少对环境的影响,并保护空地、野生动物和湿地。第三,通过使用绝缘好、性能好的窗户和紧凑的建筑形式,设计出高能效的建筑。在南方气候条件下,选择太阳能吸收性能低的玻璃,便于建筑被动升温或降温。第四,选择物化能量低的建材,各种材料的相关能耗密度大致如下:木材=1,砖=2,水泥=2,玻璃=3,玻璃纤维=7,钢铁=8,塑料=30,铝=80。第五,使用可循环利用的材料制成的建筑产品。例如:纤维素绝缘体、热复合板和可循环利用的塑料板材。第六,可循环物质提供储存设备和加工处理:厨房中或附近的回收箱可堆肥食物垃圾和堆肥设备。第七,避免使用由古树制造的板材,要使用可持续收获的木材。可以通过国际硬木产品确定或确认产品的来源。第八,避免使用任何含有尿素甲醛树脂的装修材料。苯酚甲醛树脂,由于稳定性好而且比较安全,常常用于室外胶合板;第九,避免在耐久压烫、防皱、防缩水纺织品和泡沫填充的产品中使用含氯漂白剂和变态结构成分。第十,通过批量进货,尽量减少那些对防止产品损坏无益的包装。 四、结语 本文通过对幼儿园环境中绿色环保设计的元素进行分析,将安全性、有害物质的控制以及材料的选择与幼儿园环境多方面充分结合在一起,使其能够给儿童提供身心全面发展的有利环境和条件,达到了“人造环境,环境有人”的目的。 作者:张颖超 单位:郑州铁路职业技术学院艺术系 幼儿园环保论文:浅谈幼儿园如何培养幼儿的环保意识 摘 要:幼儿园,作为基础教育的一个重要组成部分,作为终身全面教育的一个奠基阶段,它是实施环境教育的关键。《幼儿园教育指导纲要》中明确指出:"在幼儿生活经验的基础上,帮助幼儿了解自然、环境与人类生活的关系,从身边的小事入手,培养初步的环保意识和行为"。儿童是祖国的未来和希望,是未来环境的创造者和享有者,提高幼儿环境保护意识尤为重要。作为实施启蒙教育的幼儿园,更有义不容辞的责任,我们应该从小教育孩子热爱环境,保护环境,培育他们与大自然和谐相处的环保意识。 关键词:幼儿;幼儿园教育;环保意识 在环境问题日益严重的今天,环保教育的意义显得更加深远,能否在幼儿园开展环保教育,从小启蒙幼儿的环保意识,使他们长大成人后能自觉地履行保护环境的责任和义务是个具有深远意义的问题。而孩子作为我们的希望,祖国的未来,从小培养他们养成良好的环保意识是非常重要的。环保教育的内容很多很广,大到高科技的内容,小到节约一滴水及孩子行为习惯的培养,良好的行为习惯的形成将使人一生成长都受益非浅。然而我们如何对幼儿进行环保教育呢?环保教育的内容又如何开展呢? 一、营造环境教育的氛围 1、生态环境创设方面 人的生命太需要绿色了,孩子们更是如此。给孩子们一块绿地,一个水池,一个花园,室外尽量开辟草坪、花园、菜地,利用自然角、动物角,让幼儿亲身体验植树、栽花、养草、种菜的乐趣,努力创设净化、美化的育人环境,使他们萌发了爱护环境的感情。 2、装饰环境布置方面 可以在幼儿园的每个角落加以利用,设计有关环保的宣传画等,从而使幼儿在欣赏的过程中受到教育。在室外、楼梯间的墙壁、走廊等地方设计环保题材的壁画等,在班内张贴《爱护小树苗》、《地球是我家》、《蓝蓝的海洋》等环保标语--通过用各种方法,来培养幼儿的环保意识。班内每个角落加以利用,宣传有关环保的知识、宣传世界环境日、植树节、爱鸟周、 地球日、臭氧日等环保节日的意义和内容宣传画等,从而使幼儿在欣赏的过程中受到教育。又如在周围多制作一些美丽的花、草、树木,让幼儿陶醉在美丽的大自然氛围之中,产生热爱之情。 3、文字环境布置 利用橱窗及张贴标语,向家长宣传环保知识、宣传世界环境日、植树节、爱鸟周、地球日、臭氧日等环保节日的意义和内容。 4、语言、音乐环境布置方面 利用每周一次的小广播也可起到较好的环保宣传教育效果。通过室内外的广播,播放小鸟的声音、动物的叫声、环保歌曲、环保小故事等,与周围的环境构成一个立体空间环保教育网。 我们既然创设了环保教育环境,教师在课堂或日常生活中对幼儿进行环保教育,就要充分发挥环境的教育作用,把环保教育融入幼儿园创设的环保教育环境之中,把环境布置作为环保教育的教具。如认知活动《自来水从哪里来?》,除了课堂教育外,还可带幼儿观看录象,讲述江河的水如何进入大水池,进入自来水厂,进入水塔和千家万户的迁移过程,直接观看,使幼儿印象更加深刻。又如带幼儿在餐后、课间休息等时间,参观生态环境方面的布置让幼儿更多接触自然界的各种生物,让他们了解自然界各种生物的互存关系。 二、从幼儿玩水抓起在幼儿园开展环保教育,还要采取让幼儿易懂、易做的方式,必须立足于幼儿的生活实际,从一些小事着手,由小及大,由近到远,开阔幼儿的眼界,从而达到教育的目的 玩水可以说是幼儿喜欢的一种活动:喝水时他们看见一只蚂蚁或小虫就用水去淋它;看见地上有小坑,他们会往里面灌水,看见下水道口他们会往里倒水,看看水是怎样流走的。洗手时,他们用手指堵住水龙头口,让水花四溅,他们乐得哈哈大笑,或者把水龙头开得大大的,自来水哗哗地流,一会儿水池就满了,他们的手在里面划来划去,真是好玩极了。他们怎么会想到这是在浪费水资源?为了使幼儿不浪费水,我开展了主题活动"节约用水"。通过绘画活动:"设计节约用水标记",贴在水龙头旁,提醒幼儿随时拧紧水龙头;并开展"地球上的水会用完吗?"的论活动,并请幼儿从地球仪上找出世界上有水的地带,让他们了解海水和淡水的区别,从而让幼儿明白地球上淡水资源的匮乏,以此达到教育幼儿节约用水的目的。 幼儿园环保论文:环保废旧材料在幼儿园环境创设中的有效利用 【摘 要】随着社会的发展和教育的进步,幼儿教育已经受到了越来越多的重视。教师加强对幼儿创造力和想象力的培养尤其重要。将环保废旧材料运用到幼儿园的环境创设中,对促进幼儿智力的发展和提升有很大的积极作用。文章先分析了环保废旧材料的利用在幼儿园环境创设中的意义,并对如何加强其在环境创设中的利用提出了建议。 【关键词】环保废旧材料 环境创设 利用 要做好环境保护工作,加强对环保意识的宣传,就必须抓好环境教育工作,这已成为当前社会的共识。因此加强对幼儿进行环保理念的教育,贯彻“保护环境,从小做起,从我做起”的理念对推动社会环境保护有着重要的意义。在这种大背景下,在幼儿教育中加强环保废旧材料对教学环境的创设,已经成为当前将幼儿教育同环保教育相结合的有效途径。 一、环保废旧材料在幼儿园环境创设中的意义 在幼儿园环境创设中加强对环保废旧材料的利用,就是要让幼儿通过与环境中的人和事物的充分接触,从而形成正确的环境意识和态度。加强幼儿对环保废旧材料的使用,让幼儿通过对材料的回收再利用,对培养幼儿环保意识有着积极的作用。而且在幼儿对环保废旧材料进行利用的过程中,还离不开幼儿发挥自身的想象力和创造力,对锻炼幼儿的思维能力和动手实践能力也有着不可忽视的作用。除此之外,幼儿通过对环保废旧材料的再利用,还能提高自己对手工制作的兴趣,提高幼儿对学习活动参与的积极性,不仅有利于促进幼儿积极主动的发展和健康成长,还能实现对幼儿教育的不断完善和促进。因此可以说,做好环保废旧材料在幼儿园环境创设中的应用,既能加强对幼儿环保意识的培养,又能明显地提升幼儿的创造能力和邮帜芰Α 二、环保废旧材料在幼儿园环境创设中的利用措施 (一)加强对绿色办园理念的宣传 要提高在幼儿园环境创设中对环保废旧材料的利用,就需要加强对绿色办园理念的宣传,要通过提升幼儿和教师以及家长的环保理念,促进对废旧材料的再回收利用。这就需要在幼儿园中加强对绿色环保理念的宣传,充分发挥废旧环保材料的利用价值,将其同幼儿教学实践完美结合起来。幼儿园可以通过将废旧的材料制作成环保理念的宣传标识或者是手册,在院内的墙壁和教室内进行张贴,让幼儿正确认识到旧报纸、旧水杯等材料的多种用途,通过使用图文并茂的宣传方式加强幼儿和教师以及家长的绿色环保理念,在幼儿园内创设出一种健康向上的环保理念,促进环保废旧材料在幼儿园环境创设中的有效利用。 (二)加强对废旧环保材料的应用 要提高在幼儿园环境创设中对环保废旧材料的利用,还需要加强对幼儿进行环保废旧材料再利用的正确指导,提高幼儿的想象力和动手实践能力。要实现对环保废旧材料的高效利用,就需要教师加强对幼儿手工操作的正确指导,通过收集更多的具有创造性的废旧材料,在充分发挥幼儿想象力的同时,也能实现对幼儿实践操作能力的锻炼和提升。教师可以根据幼儿的年龄特点,选用比较适合开发使用的废旧材料 ,比如旧报纸、旧玩具等,可以指导幼儿用牛奶纸盒制作小动物,或者是用饮料瓶制作机器人等,在幼儿完成手工后,教师要给予充分的肯定和表扬,鼓励学生不断地发挥创造力和想象力,提高幼儿对生活中可以利用的环保废旧材料的发现能力,激发幼儿的动手能力。此外教师还可以在院内走廊中设置专门的地方,将幼儿使用环保废旧材料制造的小物品进行集中摆放和展示,在加强对幼儿进行宣传教育的同时,进一步推动环保废旧材料在幼儿园环境创设中的利用。 (三)加强对环保特色情境的设置 要提高在幼儿园环境创设中对环保废旧材料的利用,还需要加强对幼儿园特色环保教学情境的设置,充分发挥环保废旧材料在教学主题环境中的作用。教师可以根据幼儿的年龄特点,设置不同的教学主题,让幼儿在教学主题的环境下寻找到合适的环保废旧材料并进行制作,提高幼儿对环保废旧材料的有效利用。比如教师可以为不同的班级设定为不同的环保主题,有的班级可以作为一棵大树,有的班级可以是小蝴蝶,通过将学生引入到不同的主题情境创设中,充分发挥幼儿对环保废旧材料的使用。比如幼儿要进行有关大树的主环保特色情境的创设,就可以使用不同的废旧报纸和各种购物绳索袋子进行大树枝干的制作,还可以将蛋糕包装纸和废旧的彩色图画装饰到树杈上,让幼儿能够得到身临其境的感受,在感受对环保废旧材料利用效果的同时,通过构建环保特色的教学情境,加深幼儿对环保理念的体会,以促进幼儿园对环保废旧材料的高效利用。 总而言之,加强环保废旧材料在幼儿园环境创设中的有效利用,既能加快对幼儿正确环境保护意识的培养,又能充分地锻炼幼儿的想象力和创造力。这就需要在幼儿园教学实践中,不断加强对环保废旧材料利用环境的创设,通过提高幼儿的环保意识,正确指导幼儿利用废弃材料进行玩具制作,并创设具有特色环保情境的教学环境,以此来不断提高幼儿对环保废弃材料加以利用的能力,将幼儿教学实践同环保废旧材料的再利用充分结合起来,为幼儿营造出一种自然环保的学习环境,为幼儿的健康成长和学习创造条件。 幼儿园环保论文:浅谈幼儿园教育中的低碳环保意识培养 “低碳环保”反映着可持续发展的问题,体现了人类对全球气候变暖的担忧。公众环保意识是一国环境状况的决定因素之一,公众的环保意识高,国家的可持续发展战略就便于实施。环境保护是我国的一项基本国策,它不是政府单方面的职能,也不仅是少数专家及环保志愿者的事,而是全民的行动,需要的是亿万公众共同参与和支持。幼儿园作为培养和造就人的重要基地,在传播文化和知识方面起着重要作用。结合实际情况将低碳环保教育渗透到具体的教育教学中去,不仅是对培养人才的要求,更是幼儿园义不容辞的责任。 一、对幼儿实施低碳环保的意义 随着我国经济的飞速发展,环境保护日益受到全社会的重视。保护环境,维护生态平衡,是人和自然和谐相处的基本素质。幼儿阶段是人一生中良好品格养成的最好时机,对幼儿进行低碳环保教育业已成为幼儿园教育的重要内容之一。通过多层面、多角度对幼儿进行低碳环保教育,让幼儿在了解环境污染、破坏危害的同时,逐渐建立珍爱、保护环境的意识,更多地掌握保护环境技能。通过低碳环保教育,幼儿可逐渐认识生命之可贵,关注生命、热爱生命,珍视自己和他人的生命。可以引导幼儿更加热爱生活,树立健康积极的人生观和价值观,增强人类与自然关系的认识,爱护自然,保护生态。因而,加强幼儿的低碳环保教育,对于提高幼儿的低碳环保自救意识和技能,树立健康积极的人生观和价值观具有重要意义。通过课堂教学从小开始加强幼儿的低碳环保意识是幼儿园教育的重要课题。 二、我国幼儿低碳环保教育现状 目前,我国多数幼儿园在日常教学工作中已逐渐认识到培养幼儿低碳环保意识的重要性,但环保教育的内容和形式仍存在不足。大多数幼儿园主要围绕大气、水污染保护方面宣教,系统的进行环境保护教育的却很少。 从教育的内容看,幼儿园教材涉及低碳环保教育的很少,内容也较单一,多为大气、水污染等方面的宣教,少有其他类型环境保护和污染的教育内容。据一项调查显示,幼儿获得的求生知识和技能途径大部分来自于新闻媒体从电视、广播上获得,在学校了解学习仍偏少。对于低碳环保教育整体来说,方式较单一和呆板。教师往往沿用常规课程教学方法,将环境教育内容作为一种学科知识加以传授。环境保护的理论学习固然重要,但由于环境学科涉及自然学科和社会学科等多个领域,因而,环境保护教育的实施具有其特殊的复杂性和艰巨性。 多数幼儿园主要是针对大气、水等开展低碳环保教育。通过观看录像、新闻等让幼儿获得直观认识,通过参观科技馆、专业人员讲座让幼儿了解、熟悉环境危害和环保知识。对于其他低碳环保,幼儿园主要通过播放影像资料、观看低碳环保图片,增加幼儿的感性认识。相对缺乏具体的教育和演练。另外,调查结果显示在低碳环保教育中,家园合作不足,家长不清楚幼儿园的情况,幼儿园进行的低碳环保教育,只更多地突出如何在幼儿园的环保行为,而忽略了幼儿的环保意识培养。 三、如何对幼儿进行低碳环保教育 1.低碳环保教育原则 我们必须明确幼儿环境教育的目的不是为了培养众多的环境保护专家,它主要是培养有社会责任感、适应社会发展需要的自觉环境保护者。环保自律意识不是只靠单纯的说教和提一些保护环境的要求就可以形成,需要通过多种教育途径和方法,以及反复参与实践活动才能内化为自身的环保意识,外化为环保行为。环保意识的培养要从身边可以做的小事做起,从“我”做起。 2.低碳环保教育内容 (1)培养幼儿的公共卫生意识,幼儿园一日生活处处有环保,勿以善小而不为,每一个人若做好身边的小事,汇集起来就是对保护环境的大贡献。教师平时有意识的引导教育幼儿不乱扔垃圾、不随地吐痰、不随意打鸟、不攀折花木、不践踏草坪、节约水电、节约燃料。在已实行垃圾分装的地方,正确指导幼儿如何分捡投放垃圾。在用餐时不浪费粮食,平时活动时减少塑料袋的使用等。在各种不起眼的小事中逐渐培养幼儿的公共卫生意识,持之以恒地实践。 (2)培养幼儿爱护自然资源的意识,新《纲要》中明确指出:在幼儿生活经验的基础上,帮助幼儿了解自然、环境与人类生活的关系,从身边的小事入手,培养幼儿初步关心周围环境,珍惜自然资源,爱护自然界生物的环保意识和行为。立足实际,利用自然环境、因地制宜地对幼儿进行环保教育,增强环保意识,强化环保行为,引导幼儿从小养成良好的爱护自然资源习惯。 (3)帮助幼儿认识破坏环境的危害,通过系列教育,帮助幼儿了解我国森林资源面临的危害及带来的严重后果;我国水资源的现状,污染程度及带来的严重后果;我国生物资源的现状,生物种类和数量的稳定对整个生态系统的意义;我国的空气污染程度及带来的严重后果。增强其环保意识,引导幼儿从小认识破坏环境的危害。 3.低碳环保教育形式和方法 (1)创设相关环境。利用墙壁和走廊空间,为幼儿营造学习气氛。根据低碳环保教育主题分别创设幼儿园和班级的环境,以切实提高幼儿的环保意识。 (2)组织形式多样的实践活动,帮助幼儿获得对环境污染的直观认识,增强环保意识。 (3)一日低碳环保教育,组织幼儿参观相关单位,访谈相关人员,丰富幼儿的体验。例如,可组织幼儿到有环境破坏危害情景演示内容的科技馆参观体验等,以丰富相关知识。 作为一名从事幼儿保育教育的教师,有责任、有义务将环保教育渗透到幼儿早期教育中,让祖国的新一代转变观念,认识到以破坏环境为代价换不来发展,换来的只会是更多更大的灾难,让每一位新时期的国家栋梁都懂得从我做起,人人都做保护环境的忠诚卫士。 幼儿园环保论文:幼儿园环境创设中的环保风 《幼儿园教育指导纲要》明确提出“环境是重要的教育资源,应通过环境的创设和利用,有效促进幼儿的发展”,因此,以幼儿发展为本,创设幼儿发展所需要的教育环境就显得尤为重要。幼儿园里的每一次环境创设老师们都费尽了心思,但往往是事倍功半。怎样让创设的幼儿园环境又美观又环保又安全?让幼儿、家长也一起参与进来呢? 一次偶然的出行,让我见识到了昆山周庄的“纸箱王”主题生活馆,里面的桌子、灯饰、衣架等等都是用纸做成的。看到后感触很深,党的十八大明确提出:“面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位。”在幼儿园环境创设中,我们渗透环境教育,挖掘生活资源,通过环保废旧材料的合理利用,创设和装点幼儿园环境,并内化“因利用而选择废旧”的环保意识,引导幼儿从小养成环保、节约意识。 一、环保风之环境布置篇 近几年来,环保教育尤为重视,对幼儿进行环保教育,增强他们的环保意识,让幼儿从小就开始直视和参与和环保有关的活动,提高环境保护的自觉性已是非常必要。幼儿园环境创设就是一个很好的环保教育的窗口。 在创设环境的时候,虽然我们借鉴了“纸箱王”的创意,但在借鉴的同时,我们也进行了选择、修改与创新。我们和幼儿一起利用各种废旧纸板,充分发挥想象力,以剪裁、刻画、粘贴等不同的表现形式制作出一件件精美的作品。比如在布置走廊环境时,我们用大纸板刻画成的纸框架、大小纸桶剪刻做成的图案纹样,两者有机结合制作成了屏风,既是装饰又把每一个区域给间隔开来,给人耳目一新的感觉。由于整个走廊高度较高,屏风的颜色又比较单一,我们在走廊的上方设计了用纸板刻画出绿绿的树枝,颜色由浅至深,形状层层叠叠,走在这条长廊下犹如漫步于森林之中,在森林中加入幼儿的撕纸作品七彩鸟稍作点缀,一下子使走廊“活”了起来,仿佛有了“血色”。通过这些废旧材料的改造,让幼儿整个游戏活动都沉浸在艺术的氛围中。 二、环保风之材料投放篇 皮亚杰提出:“儿童的智慧源于材料。”区域活动的教育功能主要是通过材料来实现的。材料不同,幼儿的操作方法不同,幼儿在活动过程中所获取的知识经验也就不同。与集体教学活动相比,区域活动的材料更丰富,形式更多样,幼儿在操作过程中也将会变得更加聪明、自信、大胆。但在实际活动中,我们发现有的材料只具有观赏价值,而不能操作;有的材料比较死板,不能激发幼儿的活动兴趣;有的材料过于昂贵,不够实际。因此,在提倡环境教育的同时,多多利用废旧物品是利大于弊的。 1.巧用材料 在创设环境的前期工作中,我们请孩子们搜集了各种废旧材料,主要以废旧纸材料为主。我们将搜集到的纸格板材料,挂在手工坊的两面墙上,实用又美观。一个整理围巾、衣服之类的,成为服饰收纳盒,一个整理发夹、皮筋等,成为饰品收纳盒。孩子们带来的大大小小的鞋盒贴上一张塑封纸,就成了快递公司的包裹。平时常吃的爱心巧克力的盒子,里面用丝带、纸卷成一朵朵可爱的小花,就成了一份份精美的礼物了。甜品店的外带饮料托盒,拿回来按大小摆放,就成了我们餐厅里的桌面杯托了。这些材料让我们老师省时又省力,让孩子们在操作时方便又耐用,大大地提高了实用的价值。 2.省用材料 在制作走廊环境时,我们多了许多纸板的纸条,老师们灵机一动,大的长纸条折折拼拼成蜂巢状,贴在墙面上就成了一个个镂空装饰,艺术感极强。利用小的短纸条和卷桶纸芯卷卷贴贴就成了一个个小猪装饰,可爱的小猪装饰贴在了手工坊的墙上,方便幼儿收纳项链,整洁又漂亮。纸板削掉一层表皮就变成了瓦楞纸,剪一个圆贴上一个白色的糕点纸一个漂亮的杯垫就制成了。喝完的牛奶盒,用过的吸管、乒乓球,裁剩下的纸条都能成为我们科学区的科学小制作的材料。我们在各个区域中摆放材料的工具都是以幼儿园搜集来的鞋盒为主。省用材料的同时让最小、最普通的材料发挥它最大的价值。 三、环保风之家园合作篇 《纲要》中明确指出:“幼儿园应与家庭、社区密切合作,与小学相互衔接,综合利用各种教育资源,共同为幼儿的发展创造良好的条件”。我们通过启发幼儿认识废物――收集废物――利用废物进行创造,让幼儿明白废旧物品的可利用性,使幼儿平时能养成不乱扔废物的好习惯,形成珍惜资源,热爱环境,保护环境的意识。如:平时幼儿看过不用的光盘,贴上轻粘土就能成为一幅幅美妙的作品。幼儿带过的帽子、丝巾整理整理就是造型屋很好的装饰品了等等。这样的废旧物品的开发利用,既贴近幼儿的生活,使幼儿能体验变废为宝的乐趣,又充分发挥了少投入多产出的优势与作用,节约能源保护环境。 幼儿园的教育离不开家长的支持,在废旧材料的收集过程中,把幼儿园教育和家庭教育力量进行了整合,起初家长对幼儿园经常收集废旧材料的行为不理解,我们通过开家长会、家园通信息平台等活动向他们宣传环保理念,用我们的作品说服家长,用幼儿的行动带动家长。慢慢的我们的行动得到了家长积极配合,家长们也乐意与孩子一起收集废旧材料,一起做手工,变废为宝。在中班我们还开展了“变废为宝亲子”小制作,家长们和孩子一起开动脑筋创作了许多优秀作品。 幼儿园环境是重要的教育资源,有效地利用环境,促进幼儿的全面发展。这就要求我们教师不仅要有心更要用心,有效地把环保教育与幼儿园环境这一教育资源,有效的整合,以各种手段提高其艺术性,观赏性、以及实用性,让幼儿生活在充满自然、和谐色彩的世界,将来长大才会懂得去爱、去保护这个我们共同的家。 幼儿园环保论文:从幼儿园环境建设入手培养幼儿的环保意识 【摘 要】环境是人们赖以生存的场所,人的环保意识对环境保持非常重要,环境意识的培养要幼儿抓起,介绍了我园对幼儿环保意识的培养方法。 【关键词】环保;意识;培养 人们离不开良好的生活环境,生活环境的质量高低是衡量人们生活质量的标准之一,但是,由于社经济的发展与环境没有同共进行,导致环境糟到了破坏,水、空气、食品等都受到了严重的污染,资源大幅度减少、物种也在每年大量减少,严重影响了人们的生活质量。所以,对学生的环保教育要从小抓起,我园非常注重对幼儿的环境意识培养,并成立了有关课题进行研究,全园老师与幼儿一起行动,切实做好环保教育工作,经过几年的努力与研究,我们的幼儿环保教育取得了可喜的成绩。 一、把环保教育当成幼儿的一项特色来抓 1.根据幼儿的实际情况制定合理的环保教育目标 幼儿园生态环境教育并不是让幼儿去做什么惊天动地的大事,而是给他们形成良好的行为习惯就可以了,从情感上让他们热爱我们的环境。幼儿认识世界还具有一定的片面性,经验不足,但情感可以培养,所以我们的教学目标就是以幼儿的情感为主。把幼儿领进大自然中,从而激发他们的审美情感。行为文明习惯要养成,比如不乱扔垃圾等。联系社家长共同与幼儿一起热爱我们的生活环境。 2.选择适合幼儿生活经验的教学内容进行环保教育 环保教育对于幼儿来说毕竟是一个大学问,他们可能从意识上无法认识到环保对他们的重要性,我们要根据学生的生活经验,从他们身边的事情做起,选择合理的教育内容进行教学使幼儿形成环保意识。比如,与环保有关的土、沙、石、植物是学生常见的事物,而且,对之些事物的研究是很多幼儿园进行环保教育的主要活动内容。在进行这方面的环保教育时,不是单纯的对他们进行一些简单的游戏,也不是简单的学习这些事物的知识就可以了,而是更深层次的挖掘。可以把不同质的土种同一种花可以让孩子们认识园中的花坛,可以把泥土用来做各种玩具造房子等。下雨过后,把幼儿领出室外,体验泥泞带给他们的困难,再让他们了解泥土是可以孕育生命的东西,幼儿会转变对泥土的看法,从而更珍视泥土,形成不践踏泥土、花草的好习惯。通过种种活动,要让幼儿体会到,世界上的万物都是可爱的,我们要用美的眼光发现它们的可爱之处,从而像珍惜自己的生命一样爱护他们。这一系列的活动就是让幼儿在自己生活的环境中去发现与感受万物与自己的生活息息相关,形成一种珍视的观念,对自己的行为起到制约作用。再比如,贴近孩子生活的内容很多,当我们发现浓烟滚滚出来的时候,问他们烟从哪里来,我们的呼吸的空气需要这些浓烟吗,当看到河里的水已经变浑的时候,问他们为什么会变成污水,我们能喝这样的水吗?以这内容作用辅助内容,让幼儿对周围环境有更深刻的认识与理解。 二、从多方位进行环保教育 1.注重对幼儿的环境建设 对幼儿进行环保教育首先我是让孩子们看得见,为此,我们先把幼儿园打造成一个绿色的家园,当孩子们从早晨步入幼儿园大门的时候,首先看到的是干净整洁的园舍和绿色的草坪、五颜六色的鲜花,当然在冬天也可以看到充满绿意的冬青树、还有一片茂密的小竹林。为了让孩子感受到丰收的喜悦,我园引进很多的果树,如石榴树、桃树、苹果树等,夏天小孩子们种植的向日蔡冲着太阳发出灿烂的笑容。为了让孩子们体验绿色,让他们动手保护绿色,经常带领他们为花草树木浇水、松土,到了秋天分享丰盛的果实。 植物是环境教育的重要组成部分,当然,动物是环境的重要标志,我园不仅有植物,还喂养了一批可爱的小动物,小朋友们喜欢小白兔,喜欢小山羊,也喜欢会说话的小鹦鹉,也喜欢成群结队的鸽子。这些小动物在我园应有尽有。上课时,让小朋友亲手采取园里的草为另小兔子,用一把把高梁吸引成群的鸽子,小动物们为幼儿园增添了喜庆的色彩。为了让外来的小动物在我们幼儿园安家,我们还特意在大树上安装了鸟巢,很多小鸟在这里安了家,与小朋友们成为了好朋友。幼儿园成为一个童话般的世界,这样的环境在潜移默化的对孩子们实施着环保教育。 2.充分利用废旧物品建设幼儿园活动园地 垃圾是人们生活中产生的废品,虽说是废品,但也有部分垃圾具有利用价值,只要我们细心去发现,可以变废为宝,为此,我们把在幼儿园生活中产生的垃圾进行分类分类,每次打扫不卫生的时候,就教育孩子们把垃圾分类出来,并搜集那些无毒且可以再次利用的废旧物品,经过简单的加工,制作成各式各样的活动材料。 3.幼儿园与家庭共同落实对幼儿环保教育 幼儿的生活中幼儿园是其中一部分,另一部分还要包括家庭,所以幼儿园的教育需要家庭的帮助才能有更好的效果,同样,环保教育也需要幼儿园与家庭联手。我园在环保教育时,非常注重家园的联系。比如我们在园内开辟宣传栏,可以让家长与幼儿一起在家里完成,这等于是家长伸出了援助之手,以引起家长朋友的重视。我们还在每年的春天,此时鸟语花香,向孩子人发出爱鸟的倡议,向孩子们保护鸟类的重要性,保护鸟是我们每个人的职责。用实际行为告诉孩子们人与动物共有一个家,只有我们和它们和谐共处了,我们才会受到大自然的恩惠。通过与家长的联系,配合幼儿的工作,与孩子一起来保护我们的大自然。 总之,对幼儿的环保教育对于以后社会的发展与环境的保护具有深远的意义,我们应该从幼儿起就要抓好环保教育,我幼儿园通过几年的对幼儿的环保教育研究,取得了可喜的成绩,他们知道地球只有一个,知道了染污的概念与危害,并能从自身小事做起做好环保工作。对幼儿的环保教育任重而道远,我们应该坚持走下去。 幼儿园环保论文:浅谈幼儿园环保创作的实施策略 内容摘要:进入科技化时代以来,人们的生活水平越来越高,可是环境保护意识却越来越差,马路上、草丛边,大海里总是有许多使用过的瓶子、罐子、盒子等废旧物,予以丢弃,导致人类生活环境日趋严重。其实这些废旧物既美观质地又好,是很好的制作材料。于是,我们根据幼儿的年龄特点,改变单纯的说教,尝试将这些被遗弃的“宝贝”利用起来,体现它们应有的价值,将它们用来美化我们的环境,成为孩子们最好的玩伴,成为教师开展教学最好的教具。让幼儿在创作的过程中获得成功的体验,培养幼儿动手能力和创造力,从而进一步提高幼儿、家长以及教师的环保意识,让我们将环保的理念植入每个人的心里,从小事坐起…… 关键词:幼儿园 创造 环保 实施策略 生活中,每天都会产生很多的“垃圾”,在这些“垃圾”中,有些事可以再次利用的,如饮料瓶、纸盒、报纸等等。如果对这些身边的“垃圾”进行回收、利用,开展一系列的创作活动,无疑是一种最好的环保教育方式,那么如何开展一系列的创作呢?我们就此问题展开了多次讨论、尝试。 一.废物利用,幼儿园环保教育的重要性 随着新技术革命的进行,科技手段日益先进,人类对环境的索取有时甚至达到了破坏的程度。资源危机已经降临;污染不断增加、扩展,通过各种途径威胁到人类自身的生存和发展。生态与环境保护已成了二十一世纪的重大课题。环保作为一个全球性的课题,正受到社会各界的广泛关注。孩子是未来的主人,加强对他们的环保教育,意义重大而深远,它将直接关系到我们的“今天”和“明天”能否拥有真正的绿色家园。 二.废旧材料再创造,幼儿园实施环保教育措施 1.创造一个良好的环保环境,是激发幼儿环保意识的有力手段 我园以环保科技为园本特色,每个班级根据自己班幼儿年龄段的特点,有针对性地开展环保环境创设,将日常生活中的环保元素和班级环境有机的结合起来,从幼儿室内活动区域、主题墙面、个性墙面、室外活动区等几个方面入手,创设环保氛围浓厚的幼儿园环境。 2.寓环保教育于幼儿一日生活之中,萌发幼儿环保意识,增加幼儿环保知识 根据幼儿园教育的总目标和计划要求,结合本班幼儿的实际情况,在主题教育活动和各科教学中渗透环保教育。 三.发动家长参与、提高教育实效。 新《纲要》中科学领域的总目标指出:培养幼儿对周围的事物、现象感兴趣,有好奇心和求知欲;能运用各种感官,动手动脑,探究问题;能适用当的方式表达、交流探索的过程和结果;爱护动植物,关心周围环境,亲近大自然,珍惜自然资源,有初步的环保意识。兴趣是推动幼儿参加科技活动的根本动力,培养幼儿对科技活动的兴趣是十分重要的。让每个幼儿在各项科技活动中探索方法,得到启发,在亲子制作过程中提升家庭的科技素养。科学探索是一个长久的过程,大家需要不断的努力,在爱科学,学科学用科学的道路上永远需要不断的攀登。 将每年的4月定为“科技环保月”,发挥家长的作用,充分利用周围资源组织参观活动,体验自然环境的美,培养幼儿自主保护环境的意识和能力。通过活动的开展,提高幼儿对学习科学知识的热情,和家长一起关注科学,了解科学,并运用科学来保护环境。 四.组织实施特色教学,体验多种的创作的形式 《幼儿园教育纲要》明确指出:要引导幼儿接触周围的环境和生活中美好的事、物,丰富他们的感性经验和审美情趣,激发他们表现美、创造美的乐趣。我认为应将幼儿自发的兴趣内化成幼儿对艺术活动的主动参与,激发幼儿的艺术情趣、鼓励幼儿大胆进行艺术表达,体验艺术创造活动带来的快乐。而不是机械的学习和模仿。以下是我园开展幼儿环保创意教学的成果与经验:活动以幼儿为中心、以经验为基础,以生活为源泉,以废旧材料为主体,整合多种艺术表现形式,引导幼儿多角度多感官去观察、发现、讨论、思考,逐步形成丰富多彩的美术形象,让幼儿在宽松、自主的创意活动氛围中尽情地发挥想象,创造地表现美。环保创意美术活动,为孩子搭建一个广阔的创意空间,让孩子用自己的双手尽情地表现美、创造美,为孩子们开启了一扇“创意之门”。一幅幅“立意新颖、创意独特、形象稚趣”的幼儿作品来源生活、再现生活、创造生活、美化生活,很好地诠释了“凡是感兴趣的内容都可以成为我们的作品,凡是喜欢的材料都可以成为我们创作的内容,凡是观察过的东西都可以激发我们的创作灵感。” 五.结束语 教育学家苏霍姆林斯基曾说:儿童的智力体现在他们的双手上。由于幼儿年龄小,双手比较地灵巧,拥有一定的操控能力,同时,他们喜欢能够自由发挥他们想象力和创造性的多元化工具。所以环保教育就应该从小抓起,从我们身边做起。 幼儿园环保论文:环保资源在幼儿园园本活动中的收集和运用 环保资源,就是幼儿园老师眼中不可或缺的宝贝。简单的环境设计和材料投放,就能赋予孩子最大的想象空间,让孩子们在自己主导的活动中,自由探索与发现。充分利用好这些环保材料,对于幼儿的各方面发展,对于整个社会的环保工作都能起到不可忽视的作用。那么,在幼儿园里,环保资源究竟有何作用?它的使用又给幼儿带来些什么?收集时要遵循哪些原则呢?……笔者将结合自身的教育工作经验,从各个方面对这些问题进行简要的阐述。 一、环保资源的作用 1.培养幼儿的环保意识 目前,幼儿园中使用的环保资源大多数是通过幼儿与家长共同收集而来。教师发现,幼儿通过与家长共同收集,从认识环保材料,到收集,再到最后利用,在这整个过程中“耳濡目染”,了解到了环保材料的种类,如何收集环保材料,环保材料的可利用性等信息,从而增长了一定的社会生活知识,从中形成了初步的珍惜资源、爱护环境、保护环境的意识。 2.提高幼儿的创新能力 3~6岁正是幼儿想象力和创造力发展的萌芽期。环保材料恰到好处地尊重了幼儿纯真可塑的年龄特点,尊重了幼儿通过直观感知而非抽象学习的特点,将培养幼儿的想象力与创造力、专注性与自主性、规则意识与合作能力等作为游戏活动的着力点。例如,将糖纸扎成一个个可爱的小蝴蝶结,做成小班“娃娃家”的帘子摆设;而在大班科学区和美术区活动中,小小的糖纸不仅能用来做“摩擦起电”小实验,也可以进行贴画、装饰画等一系列创意制作。 3.增强幼儿的身体素质 环保材料不仅可以在室内利用,在户外也能发挥一定的作用。利用环保材料制成活动器具,开展各种体育锻炼活动(包括家庭的亲子活动)能满足幼儿的情感需要与活动欲望,同时增强幼儿体质,提高幼儿的免疫力,促进幼儿身心健康发展。例如:在玩轮胎的游戏中,幼儿可以将轮胎横放地上来做跳跃运动,也可以把它竖起来滚动,追赶,发展腿部肌肉;此外,在瓶子游戏中,在瓶子里放入水,做成扁担让幼儿用双肩挑,可以锻炼幼儿行走的平衡能力,或请幼儿双手提着走,增强幼儿手臂大肌肉群的力量等等。 二、环保资源的使用原则 1.安全性 由于幼儿的年龄小,自我保护意识较差,所以,在环保资源的利用过程中必须遵循安全性原则。幼儿从家中自带的环保材料,卫生状况不太稳定,再加上家长对于带到幼儿园的材料不会考虑诸多安全因素,所以,教师对于幼儿收集的材料要加强注意,找出无毒无害,可以利用的材料,并采取一定的措施(如:清洗、浸泡、暴晒等)对这些材料进行消毒,保证幼儿在整个使用过程中的安全、卫生。 2.趣味性 兴趣是幼儿参与活动的内在驱动力,凡事只要是幼儿感兴趣的他们就会不厌其烦地参与、探究。在实践活动中,笔者紧抓幼儿的兴趣点,利用环保材料开展系列活动,让孩子们大胆假设,主动验证自己的想法,并创造不同的玩法,从中实践与体验了:多少、大小、远近、变化、连续、快慢、差异、错觉等概念,让幼儿在与环保材料的互动中,发挥奇思异想,提高创造意识、创新精神,真正成为活动的主人。 3.经济性 环保材料本身就来源于现实生活,比起那些价格昂贵、做工精致的玩具,利用环保材料制成的玩具不仅用途广泛,趣味性强,而且经济实惠,取材方便,属于“无成本”利用,大大节约了幼儿园的经费投入,收到了少投入、多产出的良好效果。 三、环保资源的实施途径 1.在园本亲子活动中增进感情 在幼儿园组织的各项亲子活动中,环保资源扮演着重要的角色。如:与废纸有关游戏:(1)家长或教师可以让幼儿把废纸团成纸球,和家长一起踢球、抛接球、投篮等,(2)让幼儿坐在较大的包装盒里,目光和家长对视,由家长推着,拉着,或抬着“车、轿子”走等等,这些游戏材料的运用于无形之中使幼儿体验到了与家长互动的温馨氛围以及制作成功的成就感。 2.在园本主题活动中挑起大梁 例如:在主题活动“有趣的纸”中,教师在五大领域活动中投放了彩纸、广告纸、硬纸板等多种不同材质、不同颜色、不同特性的纸,引导幼儿通过探索、实验、尝试,了解纸张的特性,发现纸张的奥秘……随着幼儿参与活动的积极性提高,主题墙上也出现了不一样的风采:编织好的艺术画、不同材质的纸船试验、纸张的吸水性展示等等。 3.在园本区域游戏中担当重任 学习性区域活动是主题活动的延伸。在区域活动中投放环保材料能够促使幼儿对区域活动产生非常浓厚的兴趣以及强烈的自主学习动机。在与环保材料的互动中,教师发现孩子更加专注,更有自信,并在自由探索的过程中形成了良好的习惯。此外,比起老师设计的一些高结构游戏材料,低结构材料给予孩子们更多的“自由”游戏空间,在活动中可能随机产生 “不确定”,从而在孩子的认知上形成挑战,在社会性方面产生冲突,这恰恰又成为幼儿认知、情感与社会性发展的契机。 由此可见,随处可见,随处可得的环保资源在幼儿园中,在孩子的成长中占据着十分重要的地位,“让孩子表现自己”,“让教师发现孩子”,只要教师运用智慧的方法去加深幼儿对于环保资源探索的兴趣,相信它一定能点燃孩子浓浓的创造热情,将创造的火花越烧越旺! 【 作者单位:苏州市阊西实验幼儿园 江苏】 幼儿园环保论文:幼儿园如何借助传统民间游戏强化环保意识 悠悠5千年中华民族代代延续,代代都有自己的童年,每个童年里都经久不息的民间游戏。出生在当今的幼儿,但凡父母有能力的,都怀着望子成龙、望女成凤的心情,将自己的宝宝送进正规幼儿园,而这些正规的幼儿园大多数都在城市或城镇里,远离了泥土的芬芳、乡野的空旷、草场的广袤。使幼儿远离了大自然的欢乐,被无情的框在了钢筋水泥的“牢笼”!使他们无法接触到弹球、跳房子、推车圈等这样的民间游戏,“禁锢”了幼儿渴望回归自然,渴望回到乡野的心灵! 一、场地的限制 在幼儿园里孩子们经常玩“狡猾的狐狸”、“小孩小孩真爱玩”等一些大集体游戏。可是大部分幼儿园的场地狭小,且地面又都是用混凝土或各种各样的砖铺成的。正是这个“现代化”,将幼儿与土地分隔在两个世界里。每当户外活动时,老师们都是“眼盯手拽”,生怕哪个孩子不小心摔倒磕破什么地方,这样就大大限制了孩子们的活动量与活动范围。如果操场上是土地或者是草皮,即使摔倒了,也不会磕破什么地方,最多是把衣服弄脏而已。正是这坚硬的水泥墙,将幼儿与大自然无情的割裂开来。孩子的心应该属于自然、回归自然,只有在自然中生长的孩子才是最健康、最活泼、最可爱的。 二、游戏的意义 玩游戏是人与生俱来的一种本能,游戏要伴随人的一生,游戏能够锻炼人的意志品质,不同的游戏对人技能的锻炼也是不同的,游戏的优劣也对人技能水平的高低有着深远的影响。某些游戏单从某一个角度来看,确实是没有什么问题的,但是要是从多方位立体式的角度来看,这些游戏就会有一定的欠缺了,如:玩“狡猾的狐狸”这个游戏,当某一个幼儿站起来喊出“在这里”的时候,其他的幼儿只会没有目标的四处乱跑,只要不被“狐狸”抓住就可以了,孩子们显然玩得很高兴很起劲,但是老师们想过没有,如果在某一个游戏里只单纯的锻炼幼儿某一项技能,那么我们何谈“效率”二字。幼儿教师的工作效率不就是要在短时间里,能够尽最大可能多的锻炼幼儿的技能与技巧吗?。所以,像“狡猾的狐狸”这样的游戏应该能免则免或者将其融入到民间游戏里,同样会达到预期的目的的,如:要是把“狡猾的狐狸”融入到“推车圈③”游戏里,那么这就不是一个单纯的锻炼幼儿大肌肉的游戏了,我们在玩游戏之前,先要向幼儿提出游戏规则:当“狐狸”喊“在这里”的时候,要求小朋友们必须推着车圈跑,还不能撞到其他的小朋友,这样既锻炼了幼儿的腿部大肌肉,还锻炼了幼儿的手部小肌肉以及手、眼等的协调能力,一举多得,何乐而不为呢? 三、传统民间游戏是基础 什么是民间游戏,是应该首先要搞清楚的问题。民间游戏在老百姓中间能够长时间的流传,这足以证明它的价值是及其的深远。每个人都有童年,都玩过一些游戏,可是我们从来没有觉得厌烦,这是为什么呢?世界没有一对父母会单独拿出时间来教孩子如何的去跑、去跳,这又是为什么呢?原因就是游戏里潜藏的内容简直是太丰富了。如:“抖空竹”这个游戏,就潜藏着很多的内容:1、通过这个游戏能够生成科学教育活动――“响声从哪里来?”、“旋转与平衡的关系”等;2、通过这个游戏还可以锻炼幼儿全身各部位的协调能力,如双手的协调、手与眼的协调、脑对手的控制力等等;3、游戏练熟后还可以让多位幼儿还共同完成一个游戏花样,既能锻炼团队精神,又能锻炼每位幼儿之间的配合能力……,如果将其发展融入其它游戏,便可派生出更多的、更有意义的游戏来。 四、民间游戏里的环保意识 环保,当今世界性的主题。相信现在的幼儿园里都在围绕“环保”主题来开展活动,就是户外活动也不例外,大部分户外游戏材料都是用废旧物品制作的,如“手推车”、“大虫子”、角色区里的“药品”、“药箱”、“婴儿床”等等,都是老师们用废旧的饮料瓶、纸箱、废布头等等制作而成的。 而在民间游戏里,很早就这样做了,因为在以玩民间游戏为主的年代里,人们生活艰苦、贫寒,不可能用新的材料来制作游戏道具,只能用家里丢弃、剩下、不再有用的东西来制作玩具,这也就不约而同的顺应了现在的环保,如“摔四角④”就是用废旧纸张折叠而成的;还有“推车圈”就是用废旧自行车上的车圈制作而成的;再有“跳房子”用的“子儿”就是用用坏了的算盘珠制成的等等,不胜枚举。 因此,我们更应该继承先人留下的民间游戏,去学习它的游戏精髓,去继承它的环保意识。将这一切贯穿到所有的游戏当中。 在课堂上,学习的内容是环环相扣的,游戏也是如此,我们可以将所有已知的民间游戏融入、应用到教学当中,使之环环相扣,从而增加幼儿的游戏兴趣,达到理想的预期目标。让幼儿亲近大自然,拥抱大自然,回归大自然,在大自然的怀抱里茁壮成长,走出自己的一片天空! 幼儿园环保论文:环保废旧材料在幼儿园环境创设中的有效利用 作者简介:陈丽湘(1964.6-),女,福建神州人,大专学历,职称:一级教师,职务:幼儿园园长。主要研究方向:幼儿园管理。工作单位:福州市丞相坊幼儿园。 党的十八大明确提出:“面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,把生态文明建设放在突出地位。”丞相坊幼儿园在创园之初,就坚持走能源可持续发展道路,确定“让绿色愉悦身心,让环保伴我成长”的办园特色。在幼儿园环境创设中,立足园本特色,渗透环境教育,挖掘生活资源,通过环保废旧材料的合理利用,创设和装点园所环境,并内化“因利用而选择废旧”的环保意识,引导幼儿从小养成环保、节约意识。丞相坊幼儿园环保废旧材料在环境创设中的有效利用主要体现在以下几个方面: 环保教育从幼儿抓起已成为社会共识。瑞吉欧教育理论指出:“幼儿既可依赖环境也能作用于环境,幼儿与环境相处的方式直接影响他成长的质量。”要使环保教育落到实处,应注重环保理念的起步培养,从生活的点滴做起,引导幼儿通过感知、体验自然,培养“变废为宝”的环保意识,坚持“在环境中教育”。 一、绿色办园理念渗透园所环境 幼儿园环境是幼儿园课程的一部分,是重要的教育资源,幼儿园通过创设并有效地利用环境来促进幼儿的发展。首先,园所环境创设中制定出了以环保办园特色为主线的环境创设方案,充分考虑环保废旧材料在环境中的利用,并使其与幼儿园教育目标有机融合。例如,走进幼儿园大厅,首先映入眼帘的是孩子们利用旧挂历纸、酸奶灌、卷纸芯、竹签等废旧材料制作的环保教育宣传画册《做了十件事,世界更美好》,它让孩子们懂得了日常生活中简单易行的十件事就能为美好世界增添色彩;顺阶而上,幼儿园的每一处墙面似乎都在讲述着一篇篇动人的环保故事,如:用废旧瓦楞纸、麻绳制作的大树、碎布头做成的开窗的树屋、辛勤劳作的人们,仿佛诉说着 “请爱护我们的家园”;在蓝色底板上用麻绳勾勒出地球的轮廓,师幼共同用废旧纸盒做成的楼房、用无纺布购物袋剪出的大树、用打印纸背面画出手拉手的小伙伴,告诉着大家“保护地球,保护我们的家”;用边角料泡沫棉拼成的一只小麋鹿,在灯火通明的建筑群面前发出“请节约能源,我来关灯吧”的号召。这些图文并茂、浅显易懂的画面无不深深吸引着幼儿并引起情感共鸣。 其次,幼儿园每一个楼层都有不同的环境风格和环保主题:一楼是以品德教育、互动合作集一体的“畅想乐园”;二楼是以名画欣赏、动手操作集一体的“审美乐园”;三楼是以环保教育、游戏天地集一体的“成长乐园”。每一个楼层的环境创设中都能让废旧材料熠熠生辉,幼儿在渗透环保教育理念的幼儿园环境中,在不断与环境的相互作用中,真正意义的参与与环境的对话,更加理解环境的内容,得到潜移默化的教育和发展。 二、多元环保废旧材料装点班级环境 《纲要》明确指出:“要引导幼儿利用身边的物品或废旧材料制作玩具、手工艺品等来美化自己的生活或开展其他活动。”所以,只要你用心地到幼儿园各班级走一走,你就会发现环保废旧材料同样被广泛地应用于班级环境的创设中。 留心生活、擅长发现和挖掘材料的老师们,都各自选择一种环保废旧材料为班级特色材料来装点班级环境,在合理利用中最大限度地激发幼儿的艺术潜能。如:中B班以蛋托作为班级特色材料,创设一个“蛋托小人国”。教师根据中班孩子的年龄特点,在材料投放上教师进行了精心的安排,投放了整片的蛋托、已经剪好的独立一个的蛋托、二个、三个、四个的蛋托,还有一些不规则形状的蛋托以及辅助材料,引导幼儿自由选择、自主表现。有的幼儿用整片蛋托涂色玩色、有的选择蛋托和乒乓球组合成小人,用毛线、亮片、小眼睛等装饰成不同形态的小人;有的幼儿将一排蛋托刷上颜料和羽毛组合,制作出了报晓的公鸡;还有幼儿在一长排的蛋托上打了两排小孔,再用毛线系在小孔上做成了毛毛虫,教师匠心独运,在班级的书包柜上创设出一个“小人国”情景,绿色的草地上,小人们在晒太阳、小花、蘑菇开得艳、小蚂蚁、毛毛虫欢乐地爬着,一派欢乐的景象。小A班选择鸡蛋壳作为班级环保特色材料,幼儿除了进行鸡蛋壳的彩绘之外,还和教师、爸爸妈妈们利用各种辅助材料,进行鸡蛋壳创意秀。如“蛋壳种植角”是用鸡蛋壳和蛋托组合成小盆栽;“蛋蛋家族”是蛋壳与毛线、羽毛球、纸卷芯、碎布头制作成的小人儿;“小猪蛋蛋的家”则别具一格是用簸箕和稻草创设的小猪圈等等。 孩子们通过操作多元、环保的生活废旧材料,经过自己的想象、加工、再创造,把废旧材料变成精美的艺术品,培养善于发现和创造美好生活的基本能力,逐步形成我园的艺术教育特色。 三、充分利用环保废旧材料创设主题环境 在主题活动中,教师和幼儿共同大量、广泛地收集纸盒纸箱、包装袋、瓶瓶罐罐、纸杯、纸盘、卫生纸筒、胶圈芯、旧衣服、旧草席等废品和旧物,将其引入主题环境创设中时,教师对材料进行分析与筛选,巧妙结合班级的主题活动创设环境。如:中A班开展的《蝴蝶》主题,幼儿在充分了解蝴蝶的形态特征后,自主选择废旧材料进行创意表达,制作出栩栩如生的纸杯、纸盘蝴蝶、胶圈蝴蝶、蛋托蝴蝶,师幼共同将蝴蝶展示在主题背景墙的牵牛花上,营造蝶恋花的氛围、将蝴蝶三三两两装饰在区域隔断的纱幔、风铃上、将蝴蝶装饰在天花板上,形成立体空间的展示,宛若置身蝴蝶谷。大B班,教师结合班级《树》的主题,将环境创设的权利交给孩子,用不同的废旧材料制作不同的大树,有用纸皮箱制作树干、各种购物袋做树叶的大树、有用蛋托制作树干的大树、有用报纸、牛皮纸、麻绳、无纺布制作的一棵生长到屋顶的大树,美工区则是师幼共同利用蛋糕叉、麻绳、冰棒棍、彩笔等制作的树的美术作品等,幼儿仿佛置身在热带丛林中,师幼在共同营造的浓浓的主题氛围中,感受着大自然的气息,实现幼儿与环境的有效互动。 除了每个班级结合主题利用环保废旧材料进行主题环境创设之外,教师们能够关注时事和重大新闻在教学中予以渗透。如中班年段针对海洋侵略、海洋环境污染的社会敏感问题,在教研活动中集结年段教师智慧,确立“我们爱蓝色的海洋”的中心主题,根据年段大主题,各班级相应从海洋污染、保护海洋生物角度出发,确定“贝壳”、“鲨鱼”、“螃蟹”三个主题。在楼道创设与主题相呼应的环境方面,师幼利用纸杯、纸盒、竹盘、水管、纸皮箱、无纺布购物袋等,制作、装饰出“海滨浴场”、“扬帆远航”等海洋场景,展示了一条“我们爱蓝色的海洋”的宣传长廊。在海滨浴场,无纺布购物袋制作的椰树、纸盘纸盒等做成漫步沙滩的海洋生物、干净的金色沙滩、享受阳光浴的孩子们,引导幼儿懂得拒绝白色污染,保护干净、整洁的海洋环境;“扬帆远航”则告知人们远征海洋不是为了侵略海洋,而是在探秘海洋的征程中,了解海洋,保护海洋生态。使幼儿在与环境的对话中了解海洋生物,激发他们关注海洋生态、保护海洋生物的愿望。 四、环保废旧材料丰富区域环境 在《指南》学习的背景下,区域材料的投放日渐开放与低结构化。《纲要》中指出:“区域活动的教育功能主要是通过材料来实现。材料不同,幼儿的操作方法就不同,幼儿在活动过程中所获取的知识经验也就不同。”可见,材料越丰富,方式越灵活,对幼儿的启发作用就越明显。在区域活动中,教师们大胆投放纸筒、筷子、纸杯、纸盘、鸡蛋壳、蛋托、冰棒棍、纽扣、麻绳等环保废旧材料,形成自助式的区域材料投放设计,引导幼儿自主选择与创意表达。 如中A班,在数学区、科学区、美工区投放大小、长短、色彩不同的纸筒,观察幼儿与材料互动的情况。有的幼儿凭借已有经验,在数学区对短的彩色纸筒进行按颜色、长短分类、排序;有的幼儿在科学区用长纸筒进行声音的传输、物体管道运输等的探索。教师根据幼儿对场地、辅助材料的需要,将场地移到户外,提供磁条、绳子、三通管、弯管等,支持幼儿与纸筒的多元互动,探索多种玩法。大B班,教师将师幼共同收集来的材质、长短、颜色、粗细不同的废旧筷子投放在区域中,在自由、自主的区域氛围中,幼儿玩起了按颜色、材质分类、长短排序、有规律排序、拼拼乐、测量、抽筷子游戏等,操作方法不同,幼儿获得的经验也就不同。 正如皮亚杰所说:“儿童的智慧源于材料。”相对于高结构的区域材料的操作局限性,幼儿更加愿意尝试环保废旧材料的无限可能。创设废物利用的区域环境,在向幼儿渗透节约、环保理念的同时,通过不同操作的经验获得,能够有效地支持与促进幼儿想象与创造,实现“我玩、我学、我环保。” 五、建立“关爱”与“环保”的立体教育网 清晨,在鸟语花香的幼儿园,伴随着清脆的鸟鸣和环保歌曲,开始了生动如水的一日生活。晨区户外活动中废旧麻绳制作的“猴子揪尾巴”、废旧渔网、PVC管制作的钻爬网、废旧轮胎的钻洞、跳跃、废旧铁环、铁丝制作的滚轮、迷宫等环保废旧材料制作的体育器械,让幼儿感受原生态活动的乐趣。早操的编排也渗透着关爱与绿色的环保办园特色。大班年段的队形变化中突出树叶型和成长的大树型等让幼儿感受到溶入大自然的乐趣,舞蹈《低碳贝贝》则代表着他们环保的决心和心愿。中班我们选择环保材料簸箕、锄头、铲子作为早操器械,在富有节奏感的《悯农》音乐声中,幼儿情境性地表现播种、耕耘、收获的劳动过程;小班的小朋友和“大树姐姐”愉快地进行互动,促进他们萌发对大自然的喜爱之情。“关爱”和“环保”的立体教育网在愉悦身心、促进幼儿身心健康的同时,还能潜移默化地渗透环保理念,凸显环境的隐性功能。环境是重要的教育资源,是一种“隐性课程”。因而在践行“让绿色愉悦身心,让环保伴我成长。”的办园特色道路上,我们深化环保意识,提高全体教师、幼儿及家长的环保行为,通过环保废旧材料的合理利用创设园所环境。在坚定“以环保为概念”的环境创设目标的同时,将环境创设的主动权交给幼儿,让幼儿以主人的身份参与环境创设及互动。在以环保理念引领下的环境创设实践中,我们除了看到师幼合理利用环保废旧材料装扮起我们美丽的园所环境的同时,更欣喜地发现“因利用而选择废旧”的环保意识正在幼儿心中生根发芽,一批环保小卫士正从中涌现。路漫漫其修远兮,我们会更加坚定走环保可持续发展的道路,进一步完善和推进环保废旧材料在幼儿园环境创设中的合理利用。 (作者单位:福州市丞相坊幼儿园) 幼儿园环保论文:浅谈幼儿园如何培养幼儿的环保意识 摘要:在环境问题日益严重的今天,环保教育的意义显得更加深远,能否在幼儿园开展环保教育,从小启蒙幼儿的环保意识,使他们长大成人后能自觉地履行保护环境的责任和义务是个具有深远意义的问题。 关键词:幼儿园;环保意识;深远意义 1.营造环境教育的氛围 1.1生态环境创设方面:人的生命太需要绿色了,孩子们更是如此。给孩子们一块绿地,一个水池,一个花园,室外尽量开辟草坪、花园、菜地,利用自然角、动物角,让幼儿亲身体验植树、栽花、养草、种菜的乐趣,努力创设净化、美化的育人环境,使他们萌发了爱护环境的感情。 1.2装饰环境布置方面:可以在幼儿园的每个角落加以利用,设计有关环保的宣传画等,从而使幼儿在欣赏的过程中受到教育。在室外、楼梯间的墙壁、走廊等地方设计环保题材的壁画等,在班内张贴《爱护小树苗》、《地球是我家》、《蓝蓝的海洋》等环保标语――通过用各种方法,来培养幼儿的环保意识。班内每个角落加以利用,宣传有关环保的知识、宣传世界环境日、植树节、爱鸟周、 地球日、臭氧日等环保节日的意义和内容宣传画等,从而使幼儿在欣赏的过程中受到教育。又如在周围多制作一些美丽的花、草、树木,让幼儿陶醉在美丽的大自然氛围之中,产生热爱之情。 1.3文字环境布置:利用橱窗及张贴标语,向家长宣传环保知识、宣传世界环境日、植树节、爱鸟周、地球日、臭氧日等环保节日的意义和内容。 1.4语言、音乐环境布置方面:利用每周一次的小广播也可起到较好的环保宣传教育效果。通过室内外的广播,播放小鸟的声音、动物的叫声、环保歌曲、环保小故事等,与周围的环境构成一个立体空间环保教育网。 我们既然创设了环保教育环境,教师在课堂或日常生活中对幼儿进行环保教育,就要充分发挥环境的教育作用,把环保教育融入幼儿园创设的环保教育环境之中,把环境布置作为环保教育的教具。如认知活动《自来水从哪里来?》,除了课堂教育外,还可带幼儿观看录象,讲述江河的水如何进入大水池,进入自来水厂,进入水塔和千家万户的迁移过程,直接观看,使幼儿印象更加深刻。又如带幼儿在餐后、课间休息等时间,参观生态环境方面的布置让幼儿更多接触自然界的各种生物,让他们了解自然界各种生物的互存关系。 2.从幼儿玩水抓起 在幼儿园开展环保教育,还要采取让幼儿易懂、易做的方式,必须立足于幼儿的生活实际,从一些小事着手,由小及大,由近到远,开阔幼儿的眼界,从而达到教育的目的。玩水可以说是幼儿喜欢的一种活动:喝水时他们看见一只蚂蚁或小虫就用水去淋它;看见地上有小坑,他们会往里面灌水,看见下水道口他们会往里倒水,看看水是怎样流走的。洗手时,他们用手指堵住水龙头口,让水花四溅,他们乐得哈哈大笑,或者把水龙头开得大大的,自来水哗哗地流,一会儿水池就满了,他们的手在里面划来划去,真是好玩极了。他们怎么会想到这是在浪费水资源?为了使幼儿不浪费水,我开展了主题活动"节约用水"。通过绘画活动:"设计节约用水标记",贴在水龙头旁,提醒幼儿随时拧紧水龙头;并开展"地球上的水会用完吗?"的讨论活动,并请幼儿从地球仪上找出世界上有水的地带,让他们了解海水和淡水的区别,从而让幼儿明白地球上淡水资源的匮乏,以此达到教育幼儿节约用水的目的。收集图片、资料:干涸的河流、枯死的庄稼、草原上的人们排队取水等等,让幼儿感受水的重要,唤起幼儿的同情心,产生关心他人,帮助他人的情感,懂得要节约用水。 3.充分利用身边资源,保护生态环境 我们积极引导幼儿利用身边废旧物品进行创造,让幼儿通过自己动手感受创造的乐趣,为此在班内建立了废品回收箱,发动家长和幼儿共同收集废旧物品。如何使这些废旧物品成为可利用资源呢? 我和孩子们用纸杯制作了电话;用烟盒、纸盒制作了火车、汽车;一次性餐盘在生活中随处可见,在纸盘上设计图案、涂颜色、粘贴,稍加装饰就成了一幅美丽的装饰画;用废旧的光盘制作成了美丽的中国结等等。蛋壳是我们经常扔掉的废物,与幼儿一起用这些废旧蛋壳制作了不倒翁、,做蛋壳粘贴画,还用蛋壳做花盆,种了吊兰、蒜苗及各种种子,摆在自然角既美观又体验了创新的乐趣。回收箱里的旧针管、酸奶瓶、可乐瓶成了孩子们的宝贝,并启发幼儿在瓶盖上扎孔,做小喷壶,用手挤压瓶子为植物浇水,在酸奶瓶里装沙子当沙锤,孩子们玩得很高兴。 4.设计主题活动,激发幼儿爱护环境的情感 在主题活动《树的本领大》中,幼儿通过观察体验、卡片分析、小实验、讨论等形式,知道了树木是人类的朋友,它们是天然的制氧机,能释放出人类呼吸所需要的氧气,吸收大量的二氧化碳,使空气变得更清新。树木还是天然的吸尘器,由于树叶能吸附灰尘,所以,有树木的地方,空气干净。在夏天,树木还能以它巨大的身躯挡住强烈的阳光,抵挡风沙等。同时还教育幼儿不攀折树枝、树叶,不在树干上乱刻乱画等等。一次手工活动结束后,我发现满地的纸屑无人理睬,于是就抓住这一现象进行主题教育。首先我进行了一节"纸"的主题活动,通过活动让幼儿了解纸的用途及造纸的原理,同时了解浪费纸是一种污染环境的行为,大家必须要节约纸。在如何节约用纸中我们还设计了游戏《我和报纸一起玩》,通过游戏让幼儿知道纸是可以再次利用的。我还特别设计了一个纸篓让幼儿将废纸都放进纸篓,统计比较一天班级浪费的纸张数量。使用至现在,班内处处干净、整洁,哪儿有纸屑幼儿都会主动捡起,还有环保活动《水变清了》、《不要污染空气》等等,使幼儿知道我们应该怎样做才能使周边的环境好起来,激发了幼儿爱护环境的情感。 幼儿园环保论文:浅谈幼儿园环保环境创设的方式和途径 环保作为全球性的问题,正受到社会各界的广泛关注。孩子是未来的主人,对他们的环保教育意义深远,它将直接关系到我们的“今天”和“明天”成为真正的绿色家园。幼儿园是幼儿环保教育的重要场所,教师应以幼儿的年龄特点为依据,充分利用特有的资源和条件,不失时机的对幼儿进行环保教育。那么利用哪些环境创设来激发幼儿的环保意识,对幼儿进行环保教育,使其具有环保的意识和良好的行为习惯呢? 一、利用主题活动环境的创设激发幼儿的环保意识 。 《课程指南》中提出:“应创设适合幼儿发展的支持性的环境,环境的创设和材料的提供,既要适合幼儿的现有水平,又要富有一定的挑战性,让每个幼儿在与环境、材料的有效互动中,大胆地探索、充分地表达,获得各种有益的经验。” 充分利用主题环境创设来激发幼儿的环保意识,利用废旧和环保的材料来布置主题墙面。根据主题的变化,不断丰富环保材料,调整环保环境,常换常新,使幼儿愿意与环境互动。如:我爱我家主题活动:运用了各种纸盒来制作房子,制作生活用品,然后请幼儿回家和家长也一起进行小制作,如:制作冰箱等。就是要在教室里形成隐性的环保氛围。在如:在秋天里主题活动:可以就根据主题下的一个点布置了一个秋天落叶飘落的主题墙面,请幼儿收集各种落叶,然后用落叶来装扮大树,用落叶来拼贴各种装饰的图,然后根据散文“落叶”来布置了一个富有童趣的主题墙面“落叶飘飘”。 二、利用区域活动环境的创设培养幼儿的环保情感。 可以创设七个区角:图书角,自然角、数学角、音乐角、科学角、建筑角、美工角。首先,在每个区角设计区角的标识,让幼儿知道自己玩的是什么区角。其次,根据幼儿的兴趣和需要投放材料。在这个过程中与主题相结合,在区角材料的投放中,也把环保材料投入其中,让幼儿利用环保材料来进行小制作,一方面激发幼儿的环保意识,另一方面也培养幼儿的动手能力。 如:在美工区,投放瓜子、西瓜籽、绿豆、赤豆、黄豆等种子,让幼儿进行种子粘贴画的创作。在生活区,投放了用废旧的毛线制作的妹妹头像,请幼儿给妹妹小朋友打小辫子等。用雪碧瓶等各种饮料瓶装扮成娃娃,废旧纸盒做房子,广告纸做妈妈的发型,一次性餐碟做小鱼身体,小花等。孩子们都将习惯于将家里要扔掉的东西带到幼儿园来,进行创造性地利用。使用各种废旧材料制作教具、学具,来加强幼儿的环保教育。 “绿色环境”有利于幼儿的身体健康,其本身也是环境教育的“活教材”。 在教室充分利用空间进行绿化,利用窗台自然角采取吊、挂的方式绿化栽上喜阳植物;在屋角、墙根栽种藤本植物,如爬山虎就是冬日保暖、夏日遮凉的绿色天使, 都把它们“请”了进来。 三、利用自主性游戏活动的创设增强幼儿的环保理念。 开设娃娃家、中国工商银行、肯德基、理发店、 医疗卫生中心、大超市等自主性游戏。首先,丰富各个游戏点的材料。娃娃家:使用一次性彩色桌布制作台灯和门的围边,用废旧的大纸盒做电冰箱、电视机、液化气等家用设备。 中国工商银行:充分利用各种家电的废弃包装纸箱把它改装成银行的取款机以及制作银行小柜台。 肯德基:去肯德基的店里收集各种纸盒、海报等,利用全家桶装饰成背景。 理发店:收集各种杂志和海报、广告纸等剪下美发的款式、男女发型等,使用纸箱制作成洗头的水池和梳妆镜、收纳盒。 医疗卫生中心:收集各种干净的大小不同的药瓶、针筒、盐水袋,制作说明书等。 大超市:收集各种食品袋、牙膏盒、肥皂盒、饮料瓶、水果篮等。 利用各种废旧材料,不仅能够体现环保理念,也体现材料的真实性、生活化。在生活中到处可见的东西,也是幼儿最熟悉的,相对来说幼儿乐意参与游戏活动。 自主游戏材料的投放和主题活动也要相联系,可以根据开展的主题适当丰富游戏材料和增设游戏。 四、利用家园之窗的创设宣传环保活动信息。 在形式上,“家园之窗”反映了教师和家长的一片匠心。各班的设计构思力求生动形象,且风格迥异。有的班的“家园之窗”画了两处房子,分别代表幼儿园和家庭,二者之间用七色彩虹桥连接,内容写在彩虹桥上;有的班的“家园之窗”画了两辆火车,两辆火车相对行驶,每节车厢里都装载着幼儿园和家庭给对方传递的信息;还有的班的“家园之窗”画了家园联系信鸽、电话机等等。 小小的“家园之窗”俨然成了一条连接幼儿园与家庭的桥梁和纽带,将会大大增进家长对幼儿园的了解,使家园双方在信息上能够充分的沟通,在情感上能够得到及时的交流,将对家园联合培养好“祖国的小花朵”大有裨益。 六、利用家长资源丰富幼儿环保经验。 创建“绿色幼儿园”不是最终目的,培养新时代具有可持续发展理念的生力军,并以此带动家庭和社会对环境保护的注意才是初衷。在对幼儿实施教育的同时,把环境教育延伸至家庭和社区。开设环保教育专栏、发放环保知识手册、进行环保知识问卷调查、开展利用废旧物自制教玩具的亲子活动等等,定期组织幼儿到户外到社区开展活动。通过收集废话塑料、废纸、废胶皮的劳动,养成了保护环境的习惯。回到家里,孩子们自觉的充当了“小卫士”,时刻提醒父母节水、节电,不随地吐痰。让孩子们组成一个“绿色小队”,以社区小主人的姿态,去维护社区秩序、保护社区环境,宣传减少白色污染,协助清扫社区卫生。此活动收到了“小手拉大手,一个人带动一群人的”互动效果,有效的实现了“环境教育在幼儿园,环境意识在家庭,环境行动到社会”的目标,使幼儿园、家庭、社会形成合力,共同打造良好的环境。 另外,通过开家长会、家园联系薄、家访等形式,让家长了解幼儿进行环保教育的必要性、可行性,要求家长配合注意从一点一滴做起,用自己的言传身教去影响孩子,教育孩子,帮助幼儿养成良好的环保习惯。 通过这样的活动不仅增强了幼儿的动手能力和创新意识,更重要的是培养了孩子主动地留意身边的废旧物品,不浪费资源的环保意识,养成了良好的环保行为习惯。 幼儿园环保论文:幼儿园幼儿环保意识的培养 摘要:对幼儿进行环保启蒙教育,让地球未来的主人们知道环境污染的危害,了解一些简单的环保知识并建立初步的环保意识,为他们将来成为具有牢固环保观念的人,创造一个良好的开端,奠定扎实的基础,有着深远而重大的意义。 关键词: 幼儿园环保意识 培养 当今世界,环境保护日益成为人们关注的热点问题之一。人类面临着生存环境日异恶化的挑战,温室效应,酸雨的降临,土地荒漠化,水土流失……大地在哭泣,地球在呼吁"救救我吧"!环境保护问题已超越了国界,保护人类赖以生存的地球是全世界人民的共同愿望。对此,联合国也引起重视,规定每年的六月五日为"世界环境日",各国政府也由此重视环保教育,并倡导环境保护要从娃娃抓起。 有人说“没有美育就没有完全的素质教育。”对幼儿进行环保启蒙教育,让地球未来的主人们知道环境污染的危害,了解一些简单的环保知识并建立初步的环保意识,为他们将来成为具有牢固环保观念的人,创造一个良好的开端,奠定扎实的基础,有着深远而重大的意义。那么,如何在幼儿园对幼儿进行环保意识的培养呢? 一、在环境创设中培养幼儿环保意识教育环境与幼儿的身心发展有着密切的联系。我们的教育环境应该围绕教育目标、根据幼儿的实际发展水平,结合教育主题及季节特征,在黑板上贴上一幅巨大的春景图:刚冒出嫩绿新芽的树林,翠绿的草地,五颜六色的花朵,慢慢溶化的积雪,飞来飞去的小鸟。这时,老师问“猜猜画中的是什么季节?”孩子们就会很快地回答“春天。”老师接着问“春天到来的时候,天气有什么变化?”幼儿答“天气开始暖和了。”老师再问“景色有什么变化呢?”幼儿就会看着图,回答“雪溶化了,大树发芽,花朵都开了。”当幼儿认识了春天到来时气候与各种动植物的变化,激发了幼儿热爱春天。还可及时的对原有环境进行适当的调整;充分利用室内外墙壁、地面和空间,尽可能地多为幼儿提供各种环保知识信息,刺激幼儿的学习兴趣和欲望,培养幼儿初步的环保意识,让幼儿意识到环境问题的重要性,关注周围的环境,意识到人类生存与环境的休戚相关,培养幼儿热爱大自然的情感,使幼儿乐于观察和探索自然,积极参与保护环境的活动。运用直观形象的物体和条件,幼儿在自觉不自觉中接受环保教育的熏陶,让幼儿园内充满"绿"意,让有限的空间,变成无限的"绿"色环境,不仅有利于孩子的身心健康,其本身也是环境保护教育的"活教材"。 二、在一日活动中渗透环保意识日常生活的每一个环节,都可用来对幼儿进行环保教育。如每天的一餐一点中,在培养幼儿良好进餐习惯的同时,结合教育活动,进一步对幼儿进行节约能源教育。不挑食,不浪费,不倒掉饭菜,通过《闽农》这首诗让幼儿知道我们所吃的颗颗 饭粒,都是农民伯伯用辛勤的汗水种出来的,我们所节俭下的食物,可以供养很多人。在盥洗活动中,也要注意让幼儿从小树立节约用水、保护水资源的意识。比如:我设计了"节约用水小明星"的教育活动。先是让幼儿看一看,想一想,引导幼儿发现问题,"小朋友手脏了怎么办?窗户台上有许多泥点怎么办?美工活动区的小朋友手上沾了颜色和橡皮泥怎么办?"通过提问、观察和实验,让幼儿了解水的性质和作用,进而对幼儿进行节约用水的教育。再请幼儿到洗手间找水,结果发现水龙头流不出水了,请幼儿说一说手脏却找不到水洗手的感受,想一想为什么没水了,并放录音故事《小水滴的话》,提问:"为什么没水了?小水滴为什么哭了?"启发幼儿向小水滴道歉,并表示不再浪费水了,强化节约用水,保护水资源的意识。通过以上活动,进行教育幼儿注意用水后关紧水龙头,使幼儿节约用水由教师的提示变自觉行为,从点滴生活及习惯中逐步渗透环保意识的重要性。 三、利用"节日活动"培养环保意识各种节日是幼儿生活的一部分,是教育幼儿的最佳时机。幼儿园开展节日活动,对于幼儿的全面发展,尤其是环保意识的培养具有重要的意义。如每年三月十二日的"植树节",从表面看植树与幼儿关系不大,但仔细想来并不尽然。树林是地球的卫士,是人类亲密的朋友,人类的生存离不开环境。现代社会要求每一个人都树立环保意识;我们通过"植树节"活动,让幼儿了解树木的种类、生长过程、生长条件,树木与气候和季节的变化,树木和地形的关系,乱砍乱伐对人类造成的危害等,让孩子们意识到植物对人类的重要性,初步懂得保护自然就是保护自己的道理。在"世界地球日"活动中,我们设计了"我的家园—地球"的教育主题系列活动。活动一,"认识地球仪"。引导幼儿观察地球仪,认识几种明显的标志,如海洋、河流、山脉、陆地、城市等;活动二,"地球变色了"。教师用地球仪表示地球,通过讲故事《地球变色了》,组织幼儿讨论地球为什么会变色、生病,怎么办?活动三,"地球小卫士"。活动四,"地球的病好了"等。通过上述主题活动的开展拉开了生态教育的序幕。在活动二中,幼儿议论得非常热烈,有的说:"我回家告诉爷爷不要抽烟了",有的说:"家里不要乱扔垃圾了……",孩子们已经有了初步的环保意识。尤其是活动三中,在家长的支持下开展得很成功,很多家长都说:"组织这样的活动很好。"通过一系列有组织、有目的的主题教育活动,让幼儿理解生物,人和各种环境因素间相互联系、相互依存的关系;培养幼儿关心、爱护环境的态度和行为。这些为幼儿成长后,能与自然和睦相处,都起到积极的影响和不同程度的培养。 四、充分利用各种资源开展环保意识培养环境教育还要超越幼儿园范围,利用录像、画报、广播等媒体,为幼儿树立正确环保的意识。组织丰富多彩的外出远足、效游、参观等活动,带领幼儿参观农场、公园、消防队、医院等社区场所,以地大物博的现场作教育课堂,通过走、跑、听、说、摸的亲自体验与感受,引导幼儿观察和了解周围的自然环境,关注环境问题,意识到人类生存与环境的息息相关,培养幼儿热爱家乡,爱护大自然的情感。同时,帮助幼儿学习处理环境问题,保护和改善环境的基本技能,获得人与环境相关的一些基本常识。 总之,对幼儿进行环境保护教育的最终目标,就是帮助幼儿获取人类与环境关系、动植物与环境关系的经验,知道人类的生存和发展对环境的依赖性,以及人类行为对环境造成的影响等;帮助幼儿获取与环境相关的一些常识,如生态平衡,资源利用与保护,污染来源和治理,人口增长与分布规律等。今后,我们愿意与同行们一起再共同探讨幼儿环保意识的更进一步教育,找出更加适合幼儿园培养幼儿环保意识的路子。 幼儿园环保论文:浅谈幼儿园“绿色环保”教育情景的创设 蒙台梭利说:“在教育上,环境所扮演的角色相当重要,因为孩子从环境中吸取所有的东西,并将其融入自己的生命之中。”幼儿的认知结构是通过是通过与环境的相互作用而形成发展起来的。因此作为幼儿教师应充分利用教学资源和条件,不失时机地创设一些绿色环保教育的情景对幼儿进行环保教育,指导和鼓励幼儿保护我们的地球。 一、构建绿色园舍,让孩子融于自然 在幼儿的眼睛里,大自然是一个绚丽多姿、充满神秘的世界。为了让幼儿深切感受大自然特殊的魅力,我们幼儿园组织他们走进“绿色世界”。走进幼儿园,到处是一片绿色的海洋,孩子们亲手播种的花草迎风摇曳;走廊里,老师们用麻绳、木棍、贝壳等制作成的壁挂精美、雅致、富有童趣;园内张贴环保标志,设置垃圾分类回收箱。让孩子们雀跃在蓝天白云下,嬉笑于绿草鲜花间,处处洋溢着春天般的勃勃生机,流淌着美丽和祥和,孩子们感受到自然与人和谐共处的美丽。 二、围绕环境保护主题,开展系列的教育活动 一年一度的“植树节”“爱鸟周”“地球日”“世界环境日”都是传统的环境教育日。教师可设计“森林鸟巢”的活动,引导幼儿认识鸟与人类的密切关系;开展“护绿·爱绿”人人争做“绿色小天使”的行动;开展“地球日”活动,通过游戏、制作、参观、谈话、实验等形式,对幼儿进行热爱自然、保护地球的教育,使幼儿懂得保护与我们息息相关的地球是我们每个人应尽的责任。开展节约用水的教育,使幼儿初步了解水有什么用,干净的水是怎么流到我们家里的,并组织幼儿参观一些污水的照片,知道这些污水对人类造成的危害,同时让幼儿知道节约用水和保护水源的重要性。“世界环境日”那天,开展大型的娱乐活动,孩子们用歌声、笑声讲述着保护环境的重要性。导之以行,促进幼儿环保行为的养成。 三、融会贯通,将环保知识随机渗透到日常的教育教学活动中 将环保教育与幼儿一日生活习惯的培养紧密结合,是幼儿环保教育的特点之一,是培养幼儿养成良好的行为习惯的方式之一。对幼儿进行环保教育仅仅靠开展一个主题活动是远远不够的,在幼儿园日常生活中,随时都可以渗透环保教育,关键在于教师是否做个教育“有心人”。我们班教师的环保意识较强,平时都会密切注意幼儿的一举一动,及时进行环保教育。如:幼儿乱摘花、乱丢纸屑、果皮,随地吐痰或洗手后不及时关水龙头,以及自由活动时高声喧哗等现象,我们教师就会及时晓之以理,帮助幼儿克服自身的不良行为,使他们懂得了保护环境要从自己做起,从小事、小环境做起。我们充分利用一日生活的各个环节,加强对幼儿日常行为习惯的养成。如教给幼儿正确的洗手及节约用水的方法,培养幼儿洗手后关紧水龙头的习惯,让幼儿知道水来之不易,如果不节约用水的话,后果不堪设想。在教学活动中,也注意将环保教育渗透其中,如故事《地球妈妈》教育幼儿保护环境,健康《爱洗澡》,教幼儿爱清洁,讲卫生。我们还注重平时的随机教育如:下雨天,我们要让孩子知道雨天的秘密,“下雨后的街道真干净!空气真新鲜!特别是那些布满尘土的树叶被洗涤的绿绿的,让人心旷神怡;大自然让我们在晴天享受阳光,也让我们在雨后享受另一种美”。在自然而然中,我们就完成了环保启蒙教育。 四、生活素材焕发新的生命力 纲要中明确指出:“指导幼儿利用身边的物品或废旧材料制作玩具、手工艺品来美化自己的生活或开展其他活动”。利用生活中的废旧日用品或水果、蔬菜等自然物,通过联想,“因材施艺”地进行建构,制作出立体形象的活动。它对于学前儿童想象力、创造力的培养有重要的意义。在“化装面具”的手工活动,我们主要选用纸袋作为面具的主体,然后在活动室的四周摆放了许多的材料架,提供装饰面具的材料,有碎布、毛线、果冻盒、胶卷筒、挂历纸等等。孩子们有的用塑料袋剪成卷曲的头发;有的用卷筒纸芯做成长长的鼻子;有的用果冻盒贴出突出的眼睛……孩子们快乐地参加化装舞会。我们知道丰富多样的装饰材料在本次活动中发挥了关键作用,这种支持充分尊重了幼儿的意愿,从而对幼儿的制作起到积极的作用。我们充分利用废旧资源,尊重幼儿个体发展,和幼儿共同创作,有效地发挥幼儿在活动中的自主性。新颖有趣、立体、直观的教玩具,不仅使幼儿体验活动中的获得成功感,更让孩子们意识到“变废为宝”的道理。 五、环境保护教育,家庭、社区资源相结合 伟大的教育家陈鹤琴先生曾说过:“大自然是一本活教材”,热爱大自然是幼儿的共性,幼儿生来就对自然环境中的水、土、大气、生物有着浓厚的兴趣。为培养幼儿的环境保护技能,鼓励他们积极参与环境保护,就要把幼儿熟悉的或相关的真实环境作为教育的资源和教育的场所因此,我们就采用让孩子走出校门的形式,在广阔的大自然中寻找环保的素材,大自然让让幼儿感受到了美的环境,美的自然,从而也激起了他们保护美的环境,创造美的环境的责任感。幼儿园教育与家庭教育、社会教育显得尤为重要:幼儿园开展环境保护教育必须取得家长的支持,让家长了解对幼儿进行环保教育的必要性、可行性,要求家长配合我们注意从一点一滴做起,用自己的言传身教去影响孩子、教育孩子、帮助孩子。积极带领幼儿走进自然,并能结合植树节、地球日等节日和孩子一起植树种草,带动幼儿向小区居民宣传环保的资讯,提高幼儿全面参与的积极性与趣味性。让幼儿了解大自然的奥秘,感受大自然的美好,树立“保护环境,保护家园”美好观念。 保护环境,教育为本,从小树立良好的环境保护意识,我们生存的地球会变得更加美好,让我们一起为保护人类赖以生存的地球而共同努力!这是时代赋予我们的使命! 【作者单位:常州市刘海粟美术幼儿园 江苏】 幼儿园环保论文:幼儿园环保意识教育初探 【摘要】可持续发展和环境保护越来越被人们所重视,提高环保意识已成为当前教育的重点,环保教育应从幼儿抓起的实践已为人们所认同,因此,环护教育的时间定位一定要从“未来”前移到“现在”,重点要从幼儿教育抓起。本文首先提出应树立明确的环保教育目标,其次从开设环保特色课程以及进行随机的环保教育和家园配合共同教育等几方面具体论述了幼儿环保教育内容的完善。 【关键词】幼儿园 环保教育 目标 内容 环境保护是全人类的共同事业,环境保护教育为本,环境教育幼儿为先。当前,幼儿园已意识到环保的重要性,把环保教育列入教育教学中,近年来我们对此进行了一系列的环境保护教育探索,将环保教育全面渗透于幼儿的一日活动中,积累了一定的实践经验。 一、制定明确目标,保证环保教育的长效性 制订环保教育目标首先考虑应从幼儿的身心发展出发,根据本园本地的实际情况制订出切实可行的目标。于是我们展开调查和分析,制定了幼儿环保教育的目标:培养幼儿热爱大自然、保护地球家园的情感和责任感;教育幼儿具备基本的环保知识,养成良好的环保习惯;通过各种活动,让幼儿知道“保护环境,从我做起”的理念。 那么如何将预期目标转化成实施计划呢?我们认为:一要必须使环保教育目标的确定从抽象走向具体,从单一走向多层次。比如,幼儿的环保教育应注重环保意识的起步培养,从生活的点滴做起,通过感知、体验自然,培养起朴素、根深蒂固的环保意识。二要相应改进环保教育的方法。除了目前“为了环境的教育”外,还必须坚持“在环境中教育”,改变传统说教式、空讲大道理的教育方式,让幼儿知道保护环境要从身边的小事做起,把“要我做”的想法升华为“我要做”的良好品质,增强幼儿环保的自觉性。 二、完善教育内容,保证环保教育的层次感 1.开设环保特色课程 我们将环保教育渗透到语言教学、社会教学、艺术教学等五大领域中进行。例如,在语言教学中,通过看图讲述《一条陌生的鱼哭子》、故事《小鸟搬家》等活动,让幼儿在语言中受到启迪;在社会教学中,通过《吸烟有害人》等活动,让幼儿在活跃的气氛中接受教育;在艺术教学中,则通过打击乐《雨中的故事》、绘画《小鸟的家》、手工《变变变》等活动教育幼儿,并在各个区域中投放大量的废旧物品并将其变废为宝,让幼儿感受到废物是可以再利用的。通过以上活动让幼儿在唱唱跳跳剪剪贴贴画画中充分感受到自己是大自然中的一个成员,逐渐明白人与大自然应当和谐相处的道理。 在将环保教育渗透到以上各个学科的同时,我们还设计了综合性环保课程。如:《可怕的废电池》,我们先通过一节课让幼儿知道废旧电池对环境的危害,在教学活动结束后我们开展了一次废旧电池回收宣传活动。对于这次环保宣传活动,全体幼儿都非常积极、重视,纷纷从家中收集并带来大量的废旧电池交给我们回收统一处理,师生共同制作废旧电池回收箱,并将废旧电池的危害告诉自己周边的人们,使班级性活动带动全园性活动,为保护环境尽了自己的力量,也让更多的人知道废旧电池对环保的危害,明白应该统一回收处理的道理,取得较好的社会效果。 在植树节(3月12日),我们一方面让幼儿知道树的相关知识和植树造林的好处,引导幼儿观看有关植树造林和破坏森林的录象,另一方面则结合我园“走向大自然”的特色活动,成功地组织了幼儿及其家长“小手牵大手,共同植树护树”活动,让幼儿到附近的留安山上体验植树的乐趣和艰辛。在世界环境日(6月5日),我们将6月5日所在周定为环保周,并设计了一系列的环保宣传活动。尤其在“6.5”那一天,鼓励幼儿以主人的身份参与活动,每个幼儿身披绿色环保礼仪带向行人发传单,宣传有关的环保知识,在居住的小区开展专场的演出活动,通过唱歌、跳舞、诗朗诵等形式将其表现出来,取得了很好的效果。 2.进行随机的环保教育 随机教育主要是培养幼儿良好的环境习惯,使幼儿的一举一动符合现代人、文明人的要求,教育幼儿都要养成良好的文明习惯,如:一次手工活动结束后,我们发现满地的纸屑无人理睬,我们就抓住这一现象进行随机教育。首先我们给幼儿上一节有关的“纸”的活动,通过活动让幼儿了解纸的用途及造纸的原理,同时了解浪费纸是一种污染环境的行为,大家必须要节约用纸。在如何节约用纸中我们还设计了游戏《我和报纸一起玩》,通过游戏让幼儿知道许多废纸是可以再次利用的。我们还特别设计了一个纸篓箱让幼儿将废纸都放进纸篓,统计比较一天班级浪费的纸张数量。所以现在班内处处干净、整洁,哪儿有纸屑幼儿都会主动捡起,自来水漏水会跑去关紧,离开教室,教师会随手关灯,每天幼儿在教师的带领下会为自然角的绿化浇水。我们还努力创造条件培养幼儿良好的行为习惯,有针对性地挂在教室及幼儿园的各个角落,时时刻刻提醒幼儿,不但美化了环境,也进行了环保宣传。 3.家园配合共同培养幼儿环保意识 家长是孩子的第一任教师,他们与孩子长期亲密的接触,言行举止潜移默化地影响着幼儿。我们重视家庭环境对幼儿环保教育的影响,努力做到家园教育同步。有些家长自身环保意识极差,也有一些家长对孩子破坏环境的行为视而不理,这势必造成家园教育目标的分歧,因此,我们在召开家长会时,与家长们一起了解有关环保的信息,宣传环保的重要性,让家长也知道环境保护已成为全人类共同关注的焦点问题,唤醒家长的环保意识。如在开展主题“各种各样的纸”活动中,我们请家长与孩子一起收集各种废纸,用废纸进行再造纸,并教育幼儿不浪费纸张、不随意丢纸屑,收集各种可乐瓶、易拉罐制作各种户外玩具,如小拖车、拉力器、钻圈等。通过家园联系栏,定期向家长介绍阶段环保教育的目标,鼓励家长在家庭中帮助幼儿巩固各种良好的环保行为。 培养幼儿初步形成可持续发展的思路,初步养成可持续发展所要求的生活、学习和行为习惯,使幼儿初步养成探求精神、全球意识、主人翁意识以及对人类可持续发展的责任心,这是一个长期而艰巨的任务,需要我们继续长期、细致地工作。我们将立足于未来,扎扎实实做到以园为本,大力开展环保研究和环保课程的开发。利用一些途径方法,继续对我们的小朋友及其周围的人群发挥辐射作用,让更多的人、组织纳入环保教育的阵营,让更多的孩子从环保教育中受益,以一个孩子带动一个家庭,以一个家庭影响整个社会。
生物工程人才培养探索:基于生物工程专业人才培养的药理学教学模式 【摘要】探讨高校生物工程专业药理学课程教学模式。提出了从转变教育理念、注重知识的整合、合理运用教学手段,组织课堂教学、综合能力的培养等方面的药理学教学方法。激发了学生的学习主动性。培养了学生的综合能力和创新意识。结论:生物工程专业药理学教学模式的改进对实现培养适应生物工程专业需要的应用型创新型人才培养的目标具有实际意义。 【关键词】生物工程专业;人才培养;药理学教学模式 生命科学的发展与人类的生息和文明以及现代生命科学的研究和产业的发展息息相关。生物工程技术现已成为21世纪推动社会进步的关键技术之一,生物工程产业已逐步成为推动国民经济发展新的经济增长点的新兴学科和支柱产业。国家教育部把生物工程专业列入高等教育专业目录,成为与理科的生物科学和生物技术专业并列的与生物学有关的工科专业。旨在培养适应现代化社会和全球化生物产业发展需要,掌握现代生物工程技术及其产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基础理论、基本技能基础理论和专业知识扎实、实践和创新能力强,综合素质高,具有掌握生物工程产业各环节涉及到的基本技能和技术,具有创业意识,能从事生物工程和食品生物技术产业的技术管理、应用研究、生产管理、技术研究创新和产品开发的应用型、复合型高级技术人才。近年来,药理学教学改革方兴未艾,广大高校的教育工作者对药理学教学进行了一系列的探索与实践,如耿磊[1]等加强药理学教学中能力培养研究,张茹等等[2]药理学课程整合与教学改革探讨的研究,唐丽娟[3]等探讨药理学课程教学实践中运用普遍联系的观点在提高药理学课程教学效果的作用等,取得了一定的成绩。但是面对行业竞争日益激烈,作为21世纪推动社会进步的生物工程技术和产业对于发明、发现、开拓、创新类应用型人才的需求越来越多、要求越来越高,这对高等院校人才培养不断提出新的更高的要求。生物工程专业药理学教学模式改革研究,是探讨培养学生探求知识的科学态度和全面分析问题的能力,锻炼和提高学生创造性思维能力和综合素质人才,培养适应现代社会发展需求的新型应用型人才的教学方法。面临科技飞速发展带来的应用型人才市场,为了更好地实现这一专业培养目标,作为药理学课程的教师应如何教学呢? 1.转换教育理念,树立应用型人才培养模式观念 科技的进步在很大程度上靠各种发明、发现、开拓、创新所支撑。所以,各行各业对具有发明创新能力的应用型科研人才也越来越重视。行业竞争日益激烈,这类人才的需求越来越多,要求也越来越高,对于高等院校培养人才面临着更大的挑战。如何把生物工程专业办成21世纪最具影响和竞争力的专业,怎样才能使培养出的人才更具有创造性、开拓性,怎样对学生的知识、能力和素质进行有效的教育是生物工程专业面临的最现实的问题。显然,传统的应试教育,单一的知识传授方式,已无法适应高素质人才培养的要求。着眼于学习能力的培养和创新能力的训练,改变旧的教育观念和教学方法,已成为高等教育改革的必然方向。21世纪科技的高速发展对整个生物工程专业的教育模式、课程体系、教学内容和方法、教育观念等均提出了新的挑战。教学改革刻不容缓,传统的药理学教学体系,已经不能适应新形势的需要,不利于学生能力与素质的培养。 药理学课程新教学的新模式,是根据社会对人才的要求与生物工程专业培养目标结合,坚持教育“面向现代化,面向世界,面向未来”的方针,培养适应新世纪人才需求的教学方法。是使学生运用已经掌握的基本理论和基本知识学以致用,学习解决问题和分析问题的能力。也是新世纪科技飞速发展的迫切需求。因此,教育工作者首先应该转变观念,树立培养面向生物工程专业应用型人才为目标的新观念,深入研究和探讨适应于生物技术专业应用型人才培养的药理学课程教学模式,培养符合国家、社会要求的新型生物技术人才。培养学生探求知识的科学态度、全面分析问题的能力,锻炼和提高学生的实验操作技能、科学的创造性思维能力及综合素质。为培养出具有创新能力的高素质应用型人才打下坚实的基础。对于适应现代化高新技术产业发展对人才的需要具有重要的实际意义。 2.注重知识的整合,体现培养应用性人才的教改思路与方法 传统的药理学教学是以药为中心,学生常常是知道药物作用及原理,却出现理论不能结合到实际中的问题。例如遇到某种疾病时,用什么药物治疗最佳,最佳治疗思路及其作用机制等等,学生往往很难掌握,不能很好的应用药理学知识分析其药理作用机制及不良反应。在这种传统教育方式下,学生学习的理论知识不能很好的应用,更不能上升到综合分析能力培养的层次。这样的学习效果并不是学生的学习不努力,也不是教师教学不认真负责,而是传统教学方模式对于药理学这样集综合性和应用性为一体的学科而言,已经远远不能达到应用型人才培养的教学目的,也不符合生物工程专业培养目标的要求。 生物工程专业药理学课程教学的新模式,使学生在了解药理学知识、发病机制和用药原理的基础上,通过理论联系实际,将生物工程相关的一系列知识通过整合和把整体学习的理念贯穿于药理学教学之中的教学过程,培养具有较强的综合分析能力的生物技术专业应用型人才的药理学课程教学模式。使学生将已经掌握的基本理论和基本知识学以致用,学习解决问题和综合分析问题的能力。包括优化理论课内容、改进教学方法、增强学生的学习兴趣等。诸如设计综合性及案例教学法、改革考核方法,优化提高药理学的教学质量,培养适应现代化高新技术产业发展的人才。例如针对药理学专业化比较强的特点,教师在对教学内容进行指导性教学时,对于所授相关知识的整合和链接显得尤为重要。如解剖生理学知识、免疫及生化知识、疾病的临床表现等,尤其是在讲授重难点章节时,相关的背景知识介绍等等,为探求未知的领域埋下重要的伏笔。这一方面激励教师通过不断学习去拓宽自己的知识面;提高知识的深度和广度。也激发学生的求知欲,让学生带着探求的精神去学习新知识。既为学生对知识的理解打下良好的基础,又拓宽了学生的知识面,激发了学生的学习积极性和求主动性。同时通过列举临床实例留给学生去独立思考和探求的空间,指导学生去通过查阅整理资料的过程解决疑惑,丰富知识;由此使学生的学习主动性得到充分的发挥,进而进形成较为完整的理论基础。 3.合理运用多各种教学手段,有效地组织课堂教学 药理学是一门综合性较强的重要学科,其中涉及到医学名词、药物作用机理以及疾病的临床表现多复杂性,且有些机制难以直观教学和理解。因此,正确灵活的运用多种教学教学方法和手段在药理学教学就显得更为重要。为了达到直观易懂的教学效果,激发学生的探究精神,教师一方面要尽可能的为学生提供较为详尽丰富合理的的感性学习材料;同时结合使用包括幻灯、录像、自编多媒体课件、计算机等多种现代化教育手段达到最好的教学效果。例如利用多媒体教学采用大量彩色图片和动画演示,把抽象深奥的药理学概念、概念、机制等理论通过制作成赏心悦目的视频、音频材料而形象逼真地展现出来,从视觉、听觉等多个方面刺激学生的感官,加深学生的记识忆和理解,大大提高了教学的效果和效率。在使用现代化教学手段和设备的同时,传统的讲授教学法也不容忽视。先进的教学设备一方面使的教师摆脱了黑板便于走下讲台,走近学生适时讲授,既避免了常见的坐在多媒体前单纯机械的放映和宣讲的弊端,又可以通过深入的讲解与学生近距离交流和探讨。从创设问题情境出发,激发学生的兴趣和探究激情,引导学生自主体验知识的发生过程,启发学生的创造性思维。这种多媒体教学方法与师生近距离的互动、双边交流相结合的形式,既有利于学生学习理解和掌握知识、鼓励学生进行质疑批判和发表独立见解,又活跃了课堂气氛。对提高教学质量和创新能力的作用效果显著。 4.重视实践,激励创新精神,注重综合应用能力的培养 药理学实验教学是生物工程教学的一个重要环节,实验过程是对理论知识的验证过程,学生通过实验使抽象的书本理论和课堂教学更加形象、具体的再现,更是培养具有创新型、应用型人才的第一实训基地。因此建立新型的实验课程教学管理体系,积极进行实习实训的的改革,提高实验效果,巩固理论知识,提高综合分析能力[4],也是生物工程专业应用型人才培养的教学模式的重要内容。一方面,进行实验室制度的改革,对现有实验条件进行必要革新。如打破了传统实验室运行模式,实行开放式实验室管理制度,合理高效的利用实验教学资源。随时为学生提供开放实验室,鼓励学生积极利用课余时间开展各种形式的验证实验及探究型研究,培养学生的分析解决问题的能力和动手能力。积极鼓励学生主动的观察、分析、探究,培养科学研究的意识和创新思维。另一方面,进行实验内容的不断改进,如变单一的基础性实验为集综合性、探究性为一体的多层次实验体系。如建立模拟药品实验室,让学生进入实验室犹如进入药店,拿到一种药物的外包装既能说出药物的名称、作用机制、临床应用、体内过程、不良反应禁忌症等。鼓励学生组建创新团队开展探求型、设计型实验,并将实验结果以撰写论文形式在全班开展论文的探究式答辩,团队间进行交互式的信息交流[5]。充分发挥了大学生的主观能动性。既巩固了课堂知识,又学习了设计实验的过程、了解论文的撰写。这种使实验教学具有创新性、系统性和高效性的实验教学,巩固了学生的理论知识,增加了学生的识记能力,激发了学生对知识的探求欲,增强了学生的学习自我检测意识和自信心,提高了学生的动手能力。逐步形成了学生的能力体系和知识体系。 综上所述,生工专业应用型人才培养的药理学教学模式,能加深理解、巩固、验证药理学理论知识,更有利于大学生对所学知识的综合,探究和创新精神的培养。调动主动学生学习药理学知识的积极性,使学生在学习过程中认知科学现象、感知科学情境、历经科研过程、体验科学探究的曲折和坚持,从而形成勤于思考、勇于创新、善于探索的综合能力较强的高素质应用型人才,进而达到培养适应新世纪人才需求的应用型综合性人才培养的目标。 作者简介:孟志卿(1958—),女,教授,主要从事药理学教学与研究工作。 生物工程人才培养探索:生物工程应用型人才的培养 1国内外在高级应用型本科人才培养方面的研究现状 西方高等教育应用型人才培养模式创建较早,其模式大致可分为FH模式、CBE模式和TAFE模式。德国上世纪60年代末70年代初建立的应用科技大学(FH)作为一种高等应用型人才培养模式十分注重基础理论知识传授、面向实践的教学及学生面向应用的研究、发展和技术转化能力的训练有机结合,首次提出了所谓的“3+1”培养模式;“以能力培养为中心的教育教学体系”(CBE)主要在加拿大、美国、英国等发达国家较为广泛运用。CBE模式实际上是一种以职业综合能力为基础、以胜任岗位要求为出发点的教学体系。TAFE即“技术与继续教育”。是以澳大利亚为代表的人才培养模式。纵观发达国家高等教育应用型人才培养模式,发现西方教育与企业和实际市场需求紧密结合,在课程设置、教学手段、实践实习等方面有许多成功经验。主要体现在以下几个方面:其一,教学计划及课程设置以实用为目标,重视学生操作能力的培养,建立以就业为导向、面向岗位群的应用型人才培养体系;其二,重视开展“发现教学”,鼓励创造性思维,激发学生的学习潜能;其三,注重将企业实习纳入大学课程,重视实验和实践性教学。我国近几年也涌现出了一批关于应用型人才培养的成果,研究涉及的学科有工科、理科土木工程类、机械类、化工类、食品科学、生物医药工程等。但是关于如何加强生物类包括生物工程类本科生应用型人才培养的培养模式、课程体系及教学手段、教学管理等相关研究尚不多见。而且,由于各高校发展方向不同、所处地域经济发展类型不同,即使同一专业其专业方向设置、师资结构等都有差异,因此在研究应用型人才培养时应在国家教育规划大方向指引下结合自身特点构建适合的培养模式。 2生物工程类应用型人才培养的教学改革探索 烟台大学是一所教学研究型的地方性普通高校,其生物工程专业由原来的发酵工程专业演变而来,期间经北京大学和清华大学的援建指导,经过近20年的发展,目前已经发展有海洋生化工程、生物制药和微生物与发酵工程三个方向,所设置的课程体系和教学模式基本沿用北大、清华等重点院校的培养方案。但是随着生物工程行业的快速发展和学校资源限制及目前的政策、评价体制等原因,使得在现行的人才培养方案下,我校生物工程类本科生不能很好的达到应用型本科人才应具备的创新性、能力性、复合性和实践性的特点。因此如何结合学校自身特点和区域经济特点,探讨“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的高素质应用型人才的培养方式是当前高校尤其是地方普通高校生物类专业所面临的主要问题。我校经过3~5年的探索,从培养高级应用型人才的目标出发,先后对生物工程专业培养方案进行了两次修订,在不违背教育部总体培养方案的原则下,结合我校本专业实际情况,从课程体系、教育模式和实践教学改革方面进行了探索,取得了一定的效果。 2.1“重实践性、增加灵活性”课程体系的重构传统的培养方案中,学生在第7学期仍是以课堂理论教学为主的专业课学习。虽然也设置了科研技能课能实践环节,由于课堂教学占据了学生大部分时间,因此学生真正参与科研实践的时间很少,达不到培养的目的。同时,由于我校与中科院海岸带研究、中科院海洋所等都有密切的交流,而中科院所由于项目多,学生少,因此他们非常希望我们专业三、四年级的学生能够去他们那里做实验,如果是这样,也正好可以弥补目前我校本专业教师承担应用型项目较少和实验室紧张的不足。但是,由于第6~7学期的课堂理论课占据了学生大部分时间,使得学生不能拿出整块时间去做实验。针对这种情况,我们新的培养方案中,尝试增加专业限选课和任选课的选择自有度,引入“创新学分”和“课外学分”,通过学校与合作单位签订合同,发挥我院教师与海岸带研究所、海洋所等中科院系统长期合作的优势,探讨资源优化、互惠互利、学分互认的可操作性,加强学生应用型能力培养平台建设。这样学生既可以有更多的时间直接参与科研实践,又能保证修完学分,并能很好的将理论课与科研实践结合,达到活学活用的目的,加强创新、创业能力和应用能力的培养和训练。 2.2教育方式、教学手段的优化根据应用型人才培养的特点,研究和借鉴发达国家和国内其他高校专业教育的先进经验,我们通过优化组织教育过程,打破旧有的教与学的组合形式和封闭的教学局面,探索“开放式教学体系”、“发现教学”、“流动教学”、“仿真教学”等教学方式及“项目驱动式”、“研讨式”等教学手段的实施及应用。比如,《厌氧发酵工艺学》、《抗生素发酵工艺》等一些工艺学课程,如果仅简单的在课堂上讲授课本上的文字,会枯燥而抽象,学生印象不深。我们在教学中采用计算机模拟仿真软件,可以在课堂上直接给学生演示整个工艺流程,学生也可以通过计算机自己操作整个工艺过程,达到极好的教学效果。一些前瞻性较强的专业课程,如《酶工程》课程当中“酶的应用”部分,课堂授课打破传统的老师讲学生听的模式,采用“研讨式”教学手段,先将学生分成小组,规定好讨论的题目和大纲,然后让学生以小组研讨形式通过文献查阅、整理,获得相关题目的资料,整理成课件,最后每组派出人选在课堂上进行汇报。“研讨式”教学模式可以很好的激发学生自主学习的动力,锻炼其文献查阅、整理、课件制作和汇报等实践能力。“流动教学”是指针对每门课的具体授课内容,可以灵活授课地点(备注:一般高校教学规定课堂理论教学地点在计划下达时已经给定,一般是不允许随意换的),结合实物操作给学生做讲解,甚至让他们操作,这样也会有利于培养学生的应用能力。如《生物工程设备》课中关于发酵罐的内容,虽然老师们的课件里都会有发酵罐的构造图,但是这样的讲解仍然会很抽象,如果这堂课的内容能灵活搬到实验室让以一台发酵罐实物为例来讲,甚至让同学按流程操作,那么学生的实践应用能力自然会增强。“项目驱动式”教学则是要求承担科研项目的老师在授课时,能够结合授课内容,加入自己科研项目的成果,以启发、增强学生理论联系实际的能力。 2.3多层次、多元化实践教学体系的构建途径实践环节的教育对应用型人才的培养极其重要。目前现行的生物工程本科专业培养方案中规定的实践教学主要包括第四学期的认识实习或安排在第6学期末或第7学期初的生产实习,有些院校还会针对三年级以上学生开设科研技能课作为选修实践课程。但是,由于一方面扩招带来学生数量较多使得集中实习时一个工厂难以容纳;另一方面工厂现在都是大型连续化生产,要求生产连续稳定,同时从安全管理角度考虑,多数企业不愿也没有能力接受太多学生到车间实习,因此学生实地考察时只能看不能动,缺乏上岗操作的机会,使得实习环节多数流于形式,无法达到实践教学的目的。针对目前实践环节中存在的突出问题,借鉴国内外其他大学成功的经验,我们探索构建多层次、多元化实践教学体系,即打破传统学生在统一时间以统一的模式到工厂实习的实践教学模式,以加强原有课程设置中的实习、实践环节为基础,探讨增加“创新实验课”、校内实习基地(开放实验室)、校企联合培养等多个途径来构建从课堂内系统的、综合性的实践技能训练到课外的自助式开放实验、专业素质拓展训练和校外实习相结合的实践培养体系。 首先,调整培养方案,将理论教学全部安排在前六个学期,将生产实习环节和毕业论文(设计)相结合,集中在第7~8学期完成,这样学生就会有更多相对集中地时间更好的完成实践任务;其次,打破实习只有几个相对固定的老师指导的模式,鼓励本专业所有老师提供实习岗位和要求,并将提供的岗位分为“生产型”和“研发型”,让学生结合自身的就业目标进行选择。这样虽然教学管理会繁琐些,但是学生可以被分流到更多的实践岗位上,人数减少,实习时间增加,企业也愿意接受。同时,还增设了“创新实验课”和“开放实验室”项目,即,请在科研、生产方面有经验的老师结合自身的研究课题,提出创新实验项目,学生可以根据自己的兴趣爱好进行答辩、申报,申请立项,如果获批学院会提供相应的经费和实验室,供学生进行创新研究。并且“创新实验课”和“开放实验室”项目不仅可以在本校完成,还可将其推广到与我院有长期合作关系的中科研相关院所,所修学分互相认可,使学生收益匪浅。以上所有实践环节都可以和学生的考研、就业和最后一学期的毕业论文(设计)紧密关联,也解决了传统培养方案中第八学期的毕业论文(设计)环节由于时间短(一般学生在实验室的时间只有2~2.5个月),出现流于形式,达不到培养目的的问题。 3结束语 生物工程产业是一个多学科交叉渗透的高新技术产业,是生命科学研究成果产业化的关键工程技术学科,同时也是技术更新非常快的一个领域,这一学科性质对于高校应用型人才培养提出了严峻的挑战,因此学校必须结合区域经济发展特点和自身办学条件,改革传统的教学模式,探索新的应用型人才培养方案,构建自身特色的生物工程本科人才教育模式,才能使高校生物工程专业人才培养与生物工程产业的发展相一致。 作者:孙利芹单位:烟台大学生命科学学院 生物工程人才培养探索:大学生生物工程创新人才的培养 1大学生创新工作室与生物工程专业创新人才培养 1.1提高了大学生的综合素质大学生在创新工作室完成科研项目的过程中,又能实现多学科教学内容的交叉与融合。此外,大学生创新工作室一般是几个人一个小组,小组成员来自不同班级、年级,这就要求他们在完成项目的过程中了解各自在解决一个综合的实际问题时所扮演的角色,通过小组讨论、相互评价、互帮互学,培养了他们团结协作的精神。而项目完成后的成功,会让学生树立信心和良好的自我意识,这也有助于学生健全人格的培养和塑造,使他们终身受益。 1.2增强了大学生社会适应能力大学生在创新工作室完成项目,能够使学生较早的接触研究性学习和科学研究实践,增强了学生对科学技术日新月异的发展和社会需要的适应性。学生在创新工作室中进行开发和设计,或在公司情景中学习,能够形成独特的“课题式、情景式、体验式”研究性学习方法,还能够学会尊重、沟通、合作,体会驾驭综合性的事物,体验专业与社会的连接,使学生主动找到社会位置,在完成项目的过程中甚至会产生较好的创业思想。 1.3培养成绩大学生创新工作室产出了大批成果,学生在发表学术论文、参加竞赛、申请专利等方面都取得了较好的成绩,甚至有些本科生已经发表了SCI收录的高水平论文。笔者自2010年开始,依托“金黎明创新工作室”,指导学生开展了一系列创新教育活动。指导学生完成“太阳鸟”科研项目9项,学生以第一作者16篇,获批专利1项。学生获集中实践环节优秀学生作品评选二等奖1项。指导学生参加“大学生创新创业训练计划”,获2012年度校级立项1项、部级立项1项,2013年度省级立项1项。笔者也连续三年获大连民族学院“优秀课外活动指导教师”。学生在大学期间取得的成果,为其毕业后考研、就业、出国等也打下了良好的基础,许多经过创新教育的学生,就业时手持多项专利、产品、证书等,就业位置和起薪非常可观。 2大学生创新工作室存在的问题 2.1创新工作室任务设置大学生都有自己教学计划内的专业学习任务,尤其是生物工程专业学生实验课较多,课业负担较为繁重,不可能把大部分时间和精力放在工作室上。这就要求创新实验室的实施必须以大学生实际为立足点,尽量不脱离其专业领域,选择难易适中且具有实际意义与价值的课题。以培养创新意识、创新精神与创新能力为主,出成果为辅。及时指导循序渐进,才能将大学生创新素质培养建立在扎实的基础上。 2.2导师队伍建设在大学生创新工作室,导师在团队中发挥着引导作用,是实施创新活动的主要载体,是提高创新教育质量的有效保障。这就需要教师继续提高自身的学术造诣和自主创新能力,提高“教学、科研、社会服务”相融合的创新素质,提高组织协调能力和乐于奉献的精神,全面推进创新教育导师队伍的建设。 2.3创新工作室监管机制大学生创新工作室自2009年实施以来的两年间,发现了部分立项不能按期结题完成的问题,这就需要学校教务处相关管理部门加强监管机制,做好中期检查、验收工作,对无故多次不能按期结题的工作室实行处罚或取缔,从而能够更好的发挥创新工作室的作用。 3结语 综上所述,大学生创新工作室是培养生物工程专业学生创新意识、创新精神与创新能力的极好平台,对学生培养起到了不可忽视的作用。但是,构建大学生创新工作室的路还很长,还需要用科学和发展的眼光去对待,需要时间去经营,更需要精心设计、重点扶持。 作者:金黎明许永斌权春善张艳梅马堃单位:大连民族学院生命科学学院 生物工程人才培养探索:生物工程人才培养生态教学的构建 1生物工程专业创新人才生态优化培养目标的确立 生态发展注重群落内部,各种物种的平衡整体发展。从生态角度理解高校教学目标,要求我们遵循高校教育规律,尊重学生成长规律,以个体的成长特性为基础,以社会的发展为主导,把学生培养成现代社会所需要的全面发展的创造型人才。生物工程涉及到人类发展的方方面面,与绿色产业、可持续发展关系十分密切,而且还与现代工程技术相结合,应用于轻工、食品、医药、保健、环保、农业、畜牧业等众多领域。这就要求我们在教育教学中必须将科学、工程技术教育和人文、工程实践融为一体,加强培养学生获取知识的自觉性、主动性以及创新的能力,转变过去只强调专业对口的专业教育为适应社会需求的现代工程师的基本素质教育。经过多方调研,制药和食品行业始终是民需的行业,每年需要大量毕业生。在教学体系上设立生物制药和食品生物技术两个专业方向,修订好生物工程专业本科教学计划,分别设置教学环节,开发体现专业优秀能力的教学课程体系。在人才培养上体现我校的特色:培养实践能力强的高级专门人才,主要培养生产第一线的高级工程应用型人才。要强化工程意识的培养,强化理论与实践的结合,强化实践教学和突出工程训练。培养学生毕业后到医药、农药、兽药、食品加工、食品检验领域从事生产、技术、科研开发工作。 2生物工程专业创新生态理论教学体系的构建 要创新必须先给学生减负。根据在各高校调研的结果和我校的实际情况,并深入了解了辽宁省地区相关企业、事业单位对人才的需求,对现有的教学计划进行了修订,修订的基本原则是适应区域经济发展和社会进步的需要,体现为振兴辽宁老工业基地服务。 2.1依据需求制定教学计划 教学计划要体现“注重基础、拓宽专业、加强创新能力”的原则。在“素质高、知识面宽”两方面多下功夫。在构建生态理论教学体系上,我们主要从4个方面进行实施。 (1)建立扎实的基础知识体系。课程设置上主要有高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学等。这些基础知识的积累为后续的专业知识及工程知识的提高提供了有力的保障。 (2)建立牢固的专业知识体系,开设的课程有细胞生物学、分子生物学、微生物学、现酵工业、食品工艺学、生物制药工艺学等。内容包括细胞结构与功能,细胞特性、营养、生长,代谢途径与代谢调节,微生物生长与代谢产物等,便于学生由浅入深理解掌握。 (3)建立广博的工程知识体系,以适应大规模现代化生产中的工程设计,参数测控,生物工业产品下游处理,工艺过程的动态优化等技术需要。课程有工程制图、化工原理、电工学、生物工程设备、生物分离工程、生化仪器分析等。 (4)建立多样化的素质知识体系,加强人文社科、经济管理、创新创业知识的培养和教育。针对不同的专业方向,增设选修课,如计算机在生物工程中的应用、生物制药、酶工程、遗传学、环境生物工程、发酵工厂设计、食品加工技术、食品质量与安全等,使学生在系统掌握专业基础知识的基础上,通过多选课拓宽专业面,不断提高自身素质与能力。 2.2压缩学时划分模块课程 生物工程专业教学计划严格控制总学时数在2500学时以内,总学分在180左右。给学生留出充分时间和空间参加大学生科研创新项目或选修其他课程。课程区分为优秀课程、目标控制课程和普通课程3个模块。 (1)优秀课程确定为考试课程,主要有高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学、化工原理、微生物学、食品工艺学、生物制药工艺学等,考核方式大多采用全程性,多元化方式。 (2)计算机基础和大学外语两门课程为目标控制课程,要求学生参加全国大学外语四六级考试及全国计算机等级考试(NCRE),允许学生在4年内达标。 (3)其他均为普通课程,可按不同方式进行考查和考核。如大学物理、细胞生物学、分子生物学、酶工程、发酵工厂设计、食品加工技术、食品质量与安全等。 3生物工程专业创新生态实践教学体系的构建 我校生物工程专业的实践教学体系内容主要包括实验室进行的实验课程、校内外实习基地进行的各种实习、毕业论文或毕业设计,此外还包括大学生科技创新创业等环节,具有明确的实验项目、实践内容和训练体系,构成一个完整的教学体系。使学生从大一开始分阶段、按步骤接受包括实验、实习、课程设计、科研创新训练、毕业设计等一系列实践训练,根据经济社会发展需要,培养实践创新能力强、社会适应能力强的合格人才。 3.1构建创新生态实验教学体系 3.1.1创新生态实验教学的基础平台。辽宁科技大学化工学院拥有核磁共振仪、高效液相/质谱联用仪、紫外/可见/近红外分光光度计,全自动制备液相系统、全自动微波合成仪、模拟移动床等先进的仪器设备,为进行高水平的科研项目搭建了先进的平台。目前享有省级基础化学实验室、省级分离工程实验中心;校外企业实习基30多个;校内拥有理论化学实验室、生物工程综合实验室、生物化学实验室、微生物实验室等多个专业实验室。在实验教学中注重实验技术的规范和创新,将现代化新型仪器设备的使用引入实验项目,将有特色的科研项目充实到实验课中。这样既完成了实验课程要求的实践任务,又增加了创新性和工程性,充分调动了学生的兴趣和学习主动性,提高学生的的动手机会,提升学生的实验技能。 3.1.2创新生态实验教学的教学方法。与理论教学不同,在实验教学中,学生可将学到的理论知识融入到实验过程中,通过亲自动手操作,培养和强化学生动手能力;通过观察实验现象,培养学生分析问题、解决问题和发现问题的能力;通过实验数据处理和撰写报告,掌握初步的科学研究思路,奠定一定的科研基础;通过实验中互相帮助、共同讨论问题,培养其团队精神和协作能力;在实验教学中采用生态多样的教学方法,注重教与学的互动、生成与实效,使教学达到自然天成的境地。加大学生的参与度,给学生提供一个无心理压力的生态课堂环境,提高教学效果。教学方法不仅是教法,而且是学法,两者相互联系。学生通过剖析失败实验原因,体会科学实验方法,磨练坚韧不拔意志;通过学生对实验方案的自主设计,建立新思路,培养创新能力和科学的世界观。 3.1.3创新生态实验教学的管理模式。自主选题、设计的实验创新教学模式需要有创新性的实验教学管理模式与之配套。实验选题的多样性决定了实验时间的不确定性和内容的多样性,我们采用了开放型实验教学模式,对实验时间、实验内容和实验主体进行一个或多个维度的开放,学生可以在实验室开放的时间,根据实验室提供的条件,有选择地预约登记上课。实行开放式实验教学的根本目的是提高实验教学质量。为了保证开放式实验教学的顺利进行,保证开放式实验教学的质量,就要建立健全一系列开放式实验室管理制度、实验教学质量考核标准,以及实验教学质量监控系统,将质量意识和质量控制措施自始至终地贯穿于整个实验教学过程中。 3.2构建创新生态实习教学体系 3.2.1创新生态实习基地建设。创新生态实习基地建设旨在充分利用地域优势,通过优化校内外实践教学资源,构建有大中型国有企业、中小型民营企业、校内实验室等不同层面的多元化高素质应用型人才培养的实践教学基地,积极挖掘和充分发挥其拥有的软硬件资源优势,满足学生工程实践知识和工程实践能力及创新精神培养与训练的目的,实现校企合作培养人才的新模式,为新形势下的高校实践教学改革实现可持续发展战略,使培养计划既符合教学规律又能体现企业生产对用人的需要。经过多年的校企合作建设,辽宁科技大学化学工程学院生物工程专业共建设有30多个“校企合作”单位,包括国有大型企业有东北制药集团、哈尔滨制药集团、华北制药集团股份有限公司、沈阳红梅味精股份公司等,民营企业有辽宁恒生生物制药有限公司、完达山乳业有限公司、沈阳丰收农药有限公司等,以及鞍山市药品检验所、辽宁省食品药品监督检验所等研究单位,这些企业为学生实践教学提供了重要的教学基础条件。生物工程专业的学生可在这些单位进行各种实习和毕业环节,积极探索学、研、产合作教育模式,使实践教学产生良好的经济效益和社会效益,并为企业提供人才来源和技术支持。 3.2.2创新生态实习方式建设。传统教学环境大多限制甚至遏制学生个性和潜能的发挥、发展。生态教学的环境从尊重、激发学生个性的角度去创建,可以有效地弥补传统教学的这一缺憾,促进学生个性的发展、潜能的发挥。高校教师应以生态和谐的方式尊重理解、平等对待学生,激发学生学习的主动性、积极性和创造性,引导他们实现自身发展;关心学生的发展,结合社会需求,培养具有多层次的适应创新社会经济的特色人才、地区性服务人才及行业专业人才。我们对不同追求的学生采取不同的实习方式。(1)对不愿考研究生的学生采取以下措施:大学一、二学年学习完成基础课,大学第三学年完成专业课程学习,并根据市场调研,将专业方向设置为企业目前或预测未来几年实际需求的方向;大学第3学年的暑期及大学第4学年学期初的生产实习、毕业实习甚至毕业(论文)设计结合起来,到企业实践教学实习就业基地进行工厂化岗前培训或称就业实习。实习结束正值企业招聘活动开始,经过企业与学生的实地交流,双方认可,即可签订就业协议,同时,也为学生下一步的工作打下基础。(2)对于参加研究生考试的学生(其中还有一部分暑期实习后没有被企业选中的学生),可采取大学第4学年的寒假时间到企业实践教学基地实习(尤其农药企业基本是每年的10月1日至次年的5月1日生产),而空出大学第3学年的暑期为其考研准备时间。同样利用寒假时间实习,为其一旦考研落榜,经过企业与学生的实地交流,双方认可,即可签订就业协议。 4结语 把生态教学理念与高校教学体系进行有机结合,开辟了高校新型教学体系构建的新视角,以创新能力培养为本位,搭建了生态教学整体平台,使创新教育贯穿整个教学过程。在课堂教学中,对教学内容和教学方法进行了生态化改革;在实验教学中,注重学生实践能力和创新能力的培养,不断提高综合性、设计性和创新性实验比例;积极开展创新基地建设,与企业导师共同指导课外创新活动。辽宁科技大学生物工程系与创新教育基地企业导师合作承担的各类科研课题20多项,不仅提升了企业的技术水平,又提高了企业经济效益,科研合作成果为合作企业带来超过千万元的经济效益,真正实现了校企合作互利共赢的生态合作关系。近3年生物工程专业学生考研率超过25%,就业率超过95%,取得了很好的效果。(本文来自于《安徽农业科学》杂志。《安徽农业科学》杂志简介详见.) 作者:高云方志刚徐英黔王勇张伟单位:辽宁科技大学化学工程学院 生物工程人才培养探索:生物工程人才培养模式的构建 1生物工程人才培养的现状 目前虽然大多数高等院校都开设了生物工程专业,在人才培养上也进行了完善和创新,但是依然存在很多问题。 1.1课程设置不科学 在课程设置上,学分分配存在诸多不合理,每个学科都有不同的特点,各个模块因此要做不同的调整。专业课程之间未体现联系与衔接,选修课程学分分配过少,且缺乏广度和特色。 1.2实验模块缺乏合理的体系,实验室硬件设施不完备 验证性、经典性实验占主导的现状对创新人才的培养是极为不利的。实验设施不齐全给实验的顺利开展造成很大的阻碍,尤其很多实验室缺少后期投资,仪器的定期检修与精密仪器的校正等都做得不到位。 1.3教学模式单一,缺少创新 目前在教学过程中,多数授课教师仍然采用“满堂灌”和“独角戏”模式,教师在讲台上照本宣科,并没有采用师生互动式、启发式、问题式、学导式、案例式等新教学方法,无法激发学生的学习兴趣和认知思维,结果是课堂气氛沉闷,学生昏昏欲睡,收不到应有的教学效果。 1.4实习体系不完善,缺乏优质的实习基地 教学实践是巩固理论知识的重要手段,也是训练学生动手能力与技能的必要途径之一。根据调查,发现目前多数高校在学生见习和实习方面,基本上是采取到生物公司或食品企业进行走马观花式参观的模式,高校与企业结合在创新性人才培养上比较松散,尚没有真正形成密切的结合体。 2生物工程创新人才培养模式的构建方法 2.1课程体系的设置 课程体系是构建人才培养方案的优秀,结合生物工程专业的性质以及培养目标,课程结构设置应该以重视基础、拓宽范围、提升素质、强化能力为原则,着力培养和提升学生的综合素质,体现创新性教育的理念,并且突出实践能力培养为目标。将课程分为五大模块,每个模块具有不同的作用。很多高校的课程体系也是非常全面的,这就要求在课程的深度和广度方面掌握好尺度,避免重复知识占用课时,又要保证体现知识体系之间的衔接,专业课教师之间做好沟通交流,达成知识范围的界定与连接。针对以上课程体系,可相对增加专业选修课程的开设范围。这是源于生物学的学科特殊性。生物学区别于其他学科,其涉及的范围更加广泛,学科交叉性比较强,这就要求学生具有更全面的知识体系,从多方面加深自己的学科认知。选修课不仅要内容丰富,还要具有不同的特色,体现相关学科、交叉学科以及边缘学科的理论知识,拓展学生的知识面,发现自身感兴趣的方向,了解生物工程多方面的发展前沿,增加就业选择性以及考研的方向性选择。比如医药、食品、能源、生物仿制等均是生物工程理论与技术涉及的应用领域,开设一些如药理学、毒理学、食品工艺学、天然药物学、生物能源、环境工程、化工、材料学等课程,有助于开发学生的思维,激发学生的学习兴趣。 2.2实验体系的设置 生物工程是一门实验性和实践性非常强的学科,因此实验体系显得至关重要,它不仅是理论与实践之间的契合点,更是培养学生实际操作以及创新等多方面能力的关键点,所以对实验体系的科学合理的设置是生物工程创新性人才培养的关键之一。生物实验可分为3个类型:基础性实验、专业综合性实验、研究创新性实验。基础性实验主要是培养学生的基本实验技能,包括经典或验证性实验的操作方法和原理、一般仪器的使用、实验数据的处理、实验报告等。主要实验内容包括动植物组织制片与染色技术、细胞形态观察、流式细胞仪、酶标仪、电泳技术与PCR技术的操作训练等。专业综合性实验与基础性实验的区别在于更加系统,难度更大,不仅要求学生具有良好的动手能力,还要具备分析问题与解决问题等诸多方面的能力。在这个过程中,目的是培养学生实践操作、独立思考与解决问题、综合知识的运用等方面的能力,同时树立科学、严谨的实验态度。主要实验内容包括生化遗传实验、细胞生物学实验和分子生物学实验等。研究创新性实验可以说是培养学生的创新意识、创新思维、创新技能的关键所在,学生需要在导师的指导下完成实验方案的设计、方法的选择、步骤的执行、数据的处理、结果的分析等一系列过程,主要内容包括创新实验、毕业论文设计与导师科研项目等。确定以基础性实验为基石,专业综合性实验为主体,研究创新性实验为龙头的原则,在实验课程安排上:第一二学年主要开设基础实验,可鼓励学生积极参加大学生创新试验、大学生科研训练试验项目,提前进入老师实验室,适应实验室氛围,作为老师和研究生助手,学习更多的基础操作技能;从大二下学期开始开设专业综合性实验,与相应专业课的开设相对,期间可同时在要求范围外为学生提供研究创新性实验。第四学年主要是研究创新性实验,如毕业论文试验、也可以与企业联合培养,做毕业论文设计等。值得强调的是:①科技的更新速度特别快,在实验内容设置上,也要不断更新前沿科技,重视增加现代生物实验技术和方法;②目前本科生的实验准备工作基本是由实验员或授课老师完成,比如实验仪器的预热,实验材料的前期处理,实验试剂的配制,实验过程中数据的计算等,应组织学生参与实验的准备工作,让学生了解整个实验的统筹安排,锻炼学生的思维与动手能力;③在日常的实验教学中,要积极鼓励学生对实验中遇到的“非正常”现象提出思考与验证,在学生的实验报告中,要求对实验中出现的问题进行讨论和分析;④全力支持学生申请部级或校级创新实验项目、大学生科研训练计划以及参与老师的科研项目。为了能让更多的学生参与到科研创新活动中,学院应为学生提供开放式的实验平台和特定实验室。二、三年级学生也可以根据自己的兴趣,自主选择一个课题进行独立研究,老师提供指导,学院增加科研经费,支持学生的科学研究。结题后,鼓励学生发表学术论文、申请专利等,培养学生的科研兴趣与实践创新能力。可在此模块设置相应的精神和物质奖励,调动学生和指导老师的积极性。 2.3教学模式的创新 教学对于学生知识系统的形成是至关重要的,课堂教学自然成为主要形式。首先,应建立一支高素质、跨学科、具有创新能力的师资队伍,以为人才培养提供强大的支撑。目前课堂教学普遍缺乏创新,老师是课堂的主角,以单一的讲授方式灌输专业知识,缺乏互动与其他新式的传授方式,这对于学生的主动性以及思维方式的锻炼存在很大的弊端。关于教学模式问题的提出已由来已久,关键在于教师。良好的教学模式需要教师具备足够的耐心、责任心以及对现代人才需求等方面的充分认知。目前比较好的方式有:①启发式:教师创造问题情境、设置疑问,引导学生进行新知识的获取与学习;②讨论式:教师设置问题,学生以小组等形式讨论得到问题的答案;③互动式:增加老师与学生,同学之间的互动,使课程更加生动,提升学生的学习兴趣;④其他新型的课堂学习模式:比如学生讲课制,案例式等。与此同时,采用先进的教学方法,如网络教学、多媒体、网上答疑等教学手段,建立现代信息化教学平台。目前一些高校在部分专业课上采用英文教材,双语授课,这不仅可以提高学生的英文水平,也可增加专业英语认知、英文论文写作能力,取得了较好的效果。此外,在教学内容相对稳定的情况下,教师应该在课堂上及时补充与课程相关的最新科研成果,让学生能了解到学科的前沿与发展方向。新的教学模式对教师提出了更高的要求。在对学生充分负责的原则下,教师要及时调整自身课堂进度,以及对正确、完整知识的讲授、补充,对语言与表达的准确把握等。新世纪优秀的人才必须具备良好的综合素质。高校要把“第二课堂”提到一定高度,作为素质教育的补充,一方面要积极对教学内容、教学手段与方法、实验教学等各个环节进行改革与优化,另一方面要积极开展各种学术讲座、知识竞赛、兴趣小组、创新实践等方面的活动,巩固学生的实践能力,激发学生的学习兴趣。这种形式的实践学习对于学生的主动学习,实践创新等方面能力的提高都能起到促进作用,应该大力提倡。 2.4实习基地的建立与实习体系的完善 建立实习体系的目的是在真实的环境中培养学生的专业技能和创新能力,以及解决实际问题的能力,达到理论与实践结合,进而实现理论服务于实践的提升,增强实际的工作能力和专业技能。相关实习经历能使学生接触到生物工程领域科技与技术在实际中的运用模式,以及产业化与实验室水平存在的差异,进而回到理论的研究与提高,即理论—实践—理论的模式。要做到如下几点:①学院要从学科的不同角度出发,以“双赢”的模式积极与企业建立实习基地,联系食品、医药、食用菌等方面的公司与企业,以为企业提高技术方法咨询等形式,为学生争取到优质的实习基地;②保障实习内容,根据学生的兴趣分配实习基地,每组要配备一名导师,负责指导和监督,保证学生能真正参与到生产流程的多个环节并能从中得到锻炼;③合理调配实习时间,目前实习一般安排在大三的暑假或者是大四上学期,为期1个月以内,可适当延长或者以多时段的方式增加实习时间,形成系统的实习体系,包括参观实习、实践实习等形式;④一些企业考虑自身利益,很多关键性的岗位不让学生动手参与,减少了学生动手实践的机会,因此,可采取校内与校外实习相结合的方式,由学院投入资金建立校内实习教学基地,弥补校外实习学生动手不足的缺点;⑤聘用企业的研发人员、工程师等承担部分课程或者到学院开展讲座等形式,让学生了解企业的前沿技术与理论运用,教师在日常的教学活动中也应涉及相关工程产业的渗透与实习重要性的灌输。 3结语 在生物工程学科蓬勃发展的今天,对创新性人才的要求与需求也不断提高。因此,良好的人才培养模式是最基础也是最重要的保障。在今后的教学实践中,学校应大力加强对学生的专业基础、实践创新能力以及多方面素质素养的培养,为生物工程领域培养更多更优秀的创新人才,为专业与人才发展提供强有力的保障与动力。(本文来自于《安徽农业科学》杂志。《安徽农业科学》杂志简介详见.) 作者:陈勤谢继莘开远忠戴玲单位:安徽大学生命科学学院
航空新技术论文:“福特级”航空母舰新技术 一提起航空母舰,映入人眼帘的往往是其海上巨无霸的形象。作为现代海上作战体积最大的移动堡垒,航空母舰不仅是一个国家大国地位的象征,更拥有极为强大的战斗力,是一国海上军事威慑的重要战略力量。美国是当前拥有航空母舰数量最多的国家。载有大量战机的核动力航空母舰,无疑是美国强大军事实力的招牌。在各国的武器库中,还找不出一款比航空母舰战斗群更具有惊人战力的进攻性武器。航空母舰能够在远离路基支援的战场条件下,驰骋于占地球表面积70.8%的海洋之中,并可在数个月的时间内对特定目标展开持续攻击。战力如此卓越的航空母舰战斗群显然早已成为美国各战区指挥官的“宠儿”。这也导致美国航空母舰在海外的战备值班周期不断延长。除了航空母舰战斗群的攻击实力外,航空母舰上所配备的各类高科技武器与装备,也是支撑其得以驰骋深蓝的重要利器。 从“尼米兹级”到“福特级” 美国当地时间2017年4月9日,全球第一艘“福特级”航空母舰福特号进行了海上测试。当天,“福特号”航空母舰被拖船从位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂内拖出进行出海测试。作为“福特级”的首舰,“福特号”航空母舰的设计、施工和制造前后耗时十余年,总造价高达130亿美元。“福特号”航空母舰原计划于2015年正式在美国海军服役。不过,核反应推、发电机等部件的故障问题,导致“福特号”的出海测试时间一拖再拖。美国海军称,“福特号”航空母舰在出海测试期间,将进行飞行甲板测试验证等事项。待“福特号”航空母舰正式服役后,美国的核动力航空母舰将拥有11艘。作为新一代的航空母舰,美军计划最迟于2058年建造十艘同级航空母舰,以取代当前承担主力任务的“尼米兹级”航空母舰。 在“福特级”正式服役前,“尼米兹级”航空母舰乃是美国海军现役的主力航空母舰,且在数十年间中均为美军乃至全球范围内最大的军舰。“尼米兹级”航空母舰首舰“尼米兹号”自1975年正式服役后,美先后共建造了10艘同型航空母舰。“尼米兹级”航空母舰均采用核动力推进,属于大甲板弹射型航空母舰。其设计长度为330米,宽度为40米,吃水11米,满载排水量在10万吨左右,可以搭载一支约70架战机的舰载机联队。根据作战任务以及性质的不同,航空母舰上搭载的作战飞机类型也有所区别,通常包括了战斗机、预警机、固定翼反潜机以及电子战飞机等。每艘“尼米兹级”航空母舰都装载有四台蒸汽弹射器、四条拦阻索以及四座升降机,平均每20秒钟时间即可弹射出一架舰载作战飞机。 可以说,“尼米兹级”航空母舰战斗群能够控制的海域面积大、攻击性能强,是当前世界范围内作战能力最为顶尖的海上机动作战编队。不过,航空母舰战斗群并非仅仅只有一艘航空母舰所组成。航空母舰自身除配备少量用于自卫的武器外,其主要的武器装备即为所搭载的各类舰载作战飞机。这些作为重要武器装备的作战飞机可以对敌方的舰船、潜艇、飞机以及陆地目标等进行攻击,直接将敌方消灭于航空母舰数千米以外的区域,并对海上舰队进行保卫。除航空母舰所搭载的战机外,以其为优秀的战斗群通常会由巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰等混编而成。 尽管“尼米兹级”仍是现役航空母舰中无人能匹敌的佼佼者,但其设计与制造毕竟发端于20世纪60年代,舰上的各项技术已显得较为老旧。譬如,“尼米兹级”所使用的弹射系统、推进系统等基本均采用机械结构,不仅极为复杂可靠性较低,且需要大量人员进行操作和维护。在此背景下,新一代“福特级”航空母舰应运而生。 “福特级”航空母舰的新技术 “福特级”航空母舰从外表来看,与“尼米兹级”航空母舰并没有较大的差异,两者在飞行甲板上也极为接近。从数据上而言,“福特级”首舰“福特号”航空母舰长度为330米,宽度为41米,设计的满载排水量为10万吨,这些数据与“尼米兹级”亦相差无几。“福特级”在吨位和尺寸等方面较之“尼米兹级”并未有多少提升,但在舰船的电力容量、舰载机的数量、舰船故障率等诸多关键性指标上,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”相比有了质的飞跃。譬如,“福特级”航空母舰搭载的舰载机联队数量可达到75架,大大提升了作战飞机的出动率。通过采用全新的电磁弹射系统、电磁阻拦系统等所使用的各类前沿技术,“福特级”航空母舰真正成为了一艘适应未来战争环境下作战的超级航空母舰。 电磁弹射技术的应用 航空母舰诞生之初,舰载机均是依靠自身发动机带动螺旋桨产生拉力,进而使轰炸机或战斗机从航空母舰飞行甲板上起飞。彼时,这种起飞方式对于以轻金属和木质为主的螺旋桨飞机而言并非难事。不过,随着喷气式飞机的普及,其在短短一百多米的航空母舰甲板上的起飞,需要借助于外界的推力帮助,这也使得弹射系统随之产生。 “尼米兹级”核动力航空母舰所使用的是蒸汽弹射系统。其由核动力装置生成的热能来产生蒸汽,进而推动舰载机非短距离起飞。蒸汽弹射装置从结构而言较为复杂,包括了蒸汽系统、液压系统、起飞系统、归位系统、润滑系统以及控制系统等。 舰载飞机在从航空母舰甲板上起飞前,需要由位持器钢圈把尾部扣在一处坚固点上。当蒸汽弹射系统运作时,蒸汽由航空母舰上的锅炉输出,经增压后输入弹射装置唯一露在飞行甲板之上的滑梭中。被位持器扣住的飞机在起飞时需要开足马力,当蒸汽弹射系统一启动,飞机引擎的动力加之蒸汽的压力,令钢圈断开,飞机立即向前冲去,在短短数十米的距离内即可将时速提升至250公里每小时。当舰载机被弹射起飞并脱离滑梭后,滑梭回到原位,并继续推动下一架舰载机起飞。 从数量上来说,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”航空母舰一样,都装载有四部弹射器。但两者在设计理念和技术层面上有着显著的区别。由于舰载机在“尼米兹级” 航空母舰第四号弹射器时,其机翼已接近甲板边缘,这也导致该级航空母舰的四号弹射器无法弹射满载起飞的作战飞机。为了提升舰载作战飞机的出动能力,“福特级”航空母舰对飞行甲板的构造进行了改进,从而令其第四号弹射器能够弹射满载起飞的作战飞机。 “尼米兹级”航空母上所用的蒸汽弹射系统,其体积和重量均较大,不仅需要消耗大量的海水,还需要大量的人力和资金进行维护和更换,这显然不利于长时间的海上持续作战。此外,由于在弹射过程中需要消耗大量的蒸汽,“尼米兹级”航空母舰在连续弹射出几架满载起飞的作战及飞机后,其航速就会受到较大的影响,从而限制了下一个攻击波中能够出动的战机的数量。蒸汽弹射系统的最大局限性,还在于其输出功率有限。“尼米兹级”航空母舰采用的蒸汽弹射方式,决定其只能弹射载重30吨以下的舰载飞机,难以满足舰载机未来发展的方向。加之蒸汽弹射系统存在功率无法调节的限制,只能有效弹射重量较轻的无人机。若要进行强行弹射,很可能会造成飞机受力过大,从而影响其服役时限。 在此情形下,美军在其最新型的“福特级”航空母舰采用了前沿的电磁弹射技术,以规避和完善当前“尼米兹级” 航空母舰蒸汽弹射系统所存在的实际问题。所谓电磁弹射技术,即是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外进行运动。电磁弹射技术的主要应用是大载荷物体的短程加速,其起步与发展相对较晚,目前在航空母舰的舰载飞机起飞弹射上已得到高度重视和应用。相较于蒸汽弹射系统,电磁弹射系统不需要使用蒸汽来驱动活塞,而是使用电来驱动。同时,电磁弹射技术的容积小、效率高、质量轻,对航空母舰上的辅助系统相对要求较低,且运行和维护的费用较为低廉。在功率损耗方面,电磁弹射系统要远小于蒸汽弹射系统。其可控性能也优于蒸汽弹射系统。当蒸汽弹射系统的蒸汽阀门打开后,飞机起飞的弹射过程中基本无法控制。但电磁弹射的全过程均可以有效掌握,并可根据不同机型、飞机速度与负载变化等进行调整。这也使得电磁弹射技术成为了未来航空母舰发展的优秀技术之一。 电磁阻拦技术的应用 除了将重型飞机送上天空外,如何能够令舰载机顺利降落在航空母舰甲板上也是一项困难重重的任务。舰载飞机在运动的航空母舰上降落,其风险之大、难度之高,被全世界公认为“刀尖上的跳舞”!通常情况下,陆地机场的跑道会长达数千米,而航空母舰上的甲板长度不会大于300米,可供利用的降落距离仅有100米。然而,舰载机降落的速度却高达300公里每小时。在如此高的速度、如此短的距离,再加之随时处于颠簸中的航空母舰,如果没有航空母舰阻拦系统,现代喷气式飞机在航空母舰上的安全着落显然是一项难以实现的“天方夜谭”。航空母舰上安装的阻拦系统,能够有效帮助舰载机在极短的距离内强制制动。 “尼米兹级”航空母舰所使用的是液压式阻拦系统。其由液压缓冲系统、制动器具以及冷却系统共同组成。当舰载机降落时,其机尾钩挂上阻拦索后,阻拦索一边利用滑轮阻尼器来减缓飞机的速度,另一方面则持续将动能转化为压缩空气罐,从而令飞机趋于平稳并有效制动。不过,液压式阻拦系统的阻拦能力较为有效,但缺乏灵活机动性。面对不同的机型降落,航空母舰上的海军航空兵需要依靠人工对配重物进行更换,这也直接影响到了舰载机的出动频率。如果不对液压式阻拦系统予以适当的配重,在阻拦过程中产生的过大峰值拉力甚至可能造成飞机损坏。 为此,在全新的“福特级”航空母舰上,设计者采用了前沿的电磁阻拦技术。在这一技术中,阻拦机和电脑控制系统是最为优秀的两部分。阻拦机的构成较为简单,包括了水力涡轮、感应电机、旋转轴以及机械制动装置等,在阻拦系统中起到吸能的作用。电子控制系统则包括了操作人员工作平台、维护人员工作平台以及动态子系统。该系统可以精准地对飞机阻拦着舰的即时受力情况进行分析和控制,并反馈给电动机后施予阻拦索合适的拉力,从而令舰载机在阻拦着舰的过程中能够获得更为平稳的力,进而也可控制舰载机在飞行甲板上制动的距离。作为电磁阻拦系统中的重要一环,阻拦索采用了新型轻质合成缆索,这不仅可以减少结构载荷,降低系统惯性,并可由此缩小滑轮减震装置的尺寸。 电磁阻拦技术的工作方式主要可以分为两个环节。第一个环节也就是初始接触阶段时,舰载机的机尾钩一旦与阻拦索相接触后,其就会牵动阻拦索,进而带动换轮索牵出,并令旋转轴转动。这一工作的关键,是为了令舰载机和阻拦索之间得以平稳接触。在实现了第一环节的既定目标后,第二环节则是如何对于舰载机的动能吸收。舰载机在降落时,其自身带有极大的动能。电磁阻拦系统中的水力涡轮、感应电机和摩擦制动器就是为了吸收舰载机的动能。通常情况下,水力涡轮和感应电机正常工作,即可吸收舰载机的动能,并实现飞机的安全着舰。可是一旦发生水力涡轮或感应电机不能正常工作,阻拦机的摩擦制动器就作为备用的吸能装置,以保障电磁阻拦系统的安全、可靠。较之液压式阻拦系统,电磁阻拦系统更为简洁、可靠,且无需大量的人力、物力进行维护,令其维护成本得以大幅度降低。 无论是电磁弹射技术,还是电磁阻拦技术,都是用于提升航空母舰战斗力的关键技术和措施。考虑到航空母舰在未来会搭载有各类无人飞机,前述新技术的应用,也可为未来航空母舰的发展奠定重要基础。 航空新技术论文:遥感及航空摄影测量中的新技术探讨 摘要:随着当前生产的发展需求,大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速得到推广应用;同时一些与航空摄影测量和遥感相关的测绘高新技术也在不断的投入。本文首先对摄影测量与遥感的发展的重要作用进行阐述,进而分析遥感及航空摄影测量中的新技术以及应用。 关键词:遥感技术;航空摄影测量;新技术;应用 一、摄影测量与遥感的发展的重要作用 从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。 (一)摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步 从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。 首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。 其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了部级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。 另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。 (二)摄影测量与遥感有利于提升 空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为优秀建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。 首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。 其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。 二、几种测量新技术的应用探讨 (一)GPS在航空摄影中的应用 (1)GPS用于航摄飞机导航 在航空摄影测量获取航片的过程中,航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用,已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。 (2)GPS辅助空中三角测量中的导航与定位 GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置,将所测数据应用于摄影测量内业加密,以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法,其实时差分定位可用于摄影导航,而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2~3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。 (二)LIDAR激光测高扫描系统的应用 LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术,可以减少地面控制点,缩短作业周期,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术,在有地面控制点的四角带,完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求;在地面特征丰富、影像较好时,可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。 (三)机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线,随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面,进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点: (1)具有全天候工作性能; (2)分辨率高,所摄照片清晰; (3)覆盖面积大,提供信息快,把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图; (4)不易受干扰; 航空新技术论文:浅析航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:随着科学技术的进步与发展,航空摄影测量新技术被广泛应用于城市地形图测绘中,并取得了重大的成果。本文针对我国航空摄影测量的发展历程,分析我国航空摄影测量新技术的应用及注意事项,从而推动我国航空测绘的发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;应用;发展 航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄,绘制地形图的过程,其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步,以及社会建设中对土地利用的现状,航空摄影测量技术在不断得到创新和完善,并推动了航测行业的发展。 一、我国航空测绘的发展现状 我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时,我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘,以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中,大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天,数字化技术迅猛发展起来,在航空摄影测量技术上,涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备,为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件,不断推动着航测行业的发展。然而,受诸多客观因素的影响,我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱,其测绘精确度仍有待落实,航测工作有待进一步完善。 二、航空摄影测量主要新技术的应用 1、对数字航摄仪DMC的应用 数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢,无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品,它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想,由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域,从而确定一个大的镶嵌影像;四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此,航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时,在低空进行测绘时,DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量,其测量精度高。 2、对IMU/DGPS新技术的应用 IMU技术是惯性测量单元的简写,主要是由陀螺、加速度、电路构成,它能够独立提供高精度的导航参数,同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行,否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大,被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此,将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统,能有效提高系统的导航精度与其测绘性能,就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作,提高了测绘效率,并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性,推动了航测事业的发展。 3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用 对LIDAR 激光测高扫描系统的应用,主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术,从而减少地面控制点,完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作,这一技术的应用有利于缩短作业周期,减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。 4、SAR合成孔径雷达成像系统 SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术,不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据,大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置于飞机上,利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描,从而经过对空间坐标的计算,记录回波特性得出地面目标的空间特性,再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。 三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项 1、落实测绘区选点工作 航测人员在开展航空摄影测量工作过程中,运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作,这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域;点位还要在视野开阔的地方,避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时,点位之间还要做好加密与联测工作,以便测量工作的连续开展。 2、确定航摄仪、比例尺及航高 在航空摄影测量工作开展之前,首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量,进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时,首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求,以及配套仪器的利用,综合确定航摄比例尺与航高数据。 3、策划检校场的布设方案 检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的,这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划,一般要考虑达到如下工作的因素:检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线;检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%;采用直接定向法,使航测高度与摄区高度一致;对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。 四、结语 在科学技术迅猛发展的今天,我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善,取得了相应的进展。但是,我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时,找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题,有针对性的做好航摄工作,提高航摄效率,保证影像质量,进而推动整个数字摄影测量事业的发展,满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘 要:随着科技进步,航空摄影测量技术广泛应用于城市测绘、复杂地形及国界等测绘区域。目前,航空摄影测量技术发展迅速,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空航摄仪;新技术;应用与发展 引言 自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。随着生产发展的需要,各城市测绘单位,在航测机构增添航空摄影测量业务,大比例尺航测成图技术在国内各城市测绘单位得以快速的应用推广。目前,随着数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LI-DAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用,航空摄影测量技术逐渐成为大比例尺地形图的主要测绘方法。但是,航空摄影测量技术应用于地籍测绘领域时间短,加之航测本身的技术缺陷以及测绘精度问题,有时仍然难以达到预期目标。 一、航空摄影测量技术的分类 (一)按处理方法分 在航空摄影测量技术的分类中按处理方法可分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。模拟摄影测量通过模拟测量的方式,使测量达到最真实的效果,同时减少了使用过程中的出错率,用模拟的方式实现了对实际的掌控能力,使技术取得最好的实用效果。解析摄影测量是指通过对形状、大小、和数据进行解析达到对综合数据的了解,使出现的问题和错误得到改善,并增加对具体内容的了解,让数据达到还原效果,增加图像的准确率,并通过分析和应用提供最真实的影像和数据,更好的为地形摄影和非地形摄影的发展服务。数字摄影测量使测量的结果更接近于对数字的掌控,通过对数字摄影的掌握加强测量的数字化能力,通过对数字及影像的综合处理达到理论和实际的有效结合,使摄影测量达到数字化和科学化,使数据更加准确,更加接近测量的实际。 (二)按研究对象分 在航空摄影测量技术的分类中按研究对象可分为地形摄影测量技术和非地形摄影测量技术。地形测量是指对地形图的测绘过程,通过对地表和地形在水平面的投影中显现的数据,把数据按比例尺进行缩放来实现摄影和测量的目地。地形的测量一般采用航空摄影测量技术,在飞机上就可以拍摄和掌握各种测量数据,实现数据和图像的高标准。非地形测量不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的精确测量使理论知识更加丰富,它为生物领域、军事领域、建筑领域、矿山工程领域、文物领域的发展提供更多的理论基础,使各领域的技术得到发展,并通过摄影和测量使这些领域得到实际的发展,使非地形测量应用到这些领域中,取得更长远和丰富的发展。 (三)按摄影的位置分 在航空摄影测量技术的分类中,按摄影位置进行分类,包括航天摄影测量技术、航空摄影测量技术和地面摄影测量技术。其中航空摄影测量技术通过航天摄影来完成整体测量,要根据具体的测量对象进行不同的研究。航天测量的测量距离相对更远,技术水平也更难达到标准,对摄影及测量人员的要求也更严格,并且环境造成的干扰对摄影的影响也更大。工作人员需要更精细的测量,并对地形进行精准的勘测,来保证摄影测量技术符合测量和勘测的规定。航空摄影测量技术是指在空中进行摄影并根据比例尺对具体的距离进行计算的过程,航空摄影测量一般是在飞机上。而地面摄影测量技术一般需要对摄影进行处理,使形状、大小等综合数据达到预期的效果,通过采用地面测摄影测量技术使很多难以测量、难以勘测、难以计算的地形得到勘测,很多大坝和地形复杂铁路的测量就采用地面摄影测量技术,它攻克了地形勘测带来的危险,为地域勘测服务。 二、航空摄影测量技术的任务 (一)非地形测量 在非地形测量中不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的测量促使理论知识更加丰富,达到为各种领域服务的目的。非地形测量的发展促进了生物领域的发展,使生物医学领域可以通过对地形的利用,取得更多的生物医学资源,带动更长领域发展。同时也有利于公安机关侦破案件,通过对非地形的勘测,了解罪犯的藏身之处,和犯罪窝藏点,使案件得到侦破。在文物和建筑领域也得到了发展,很多文物就存放在复杂的领域内,通过测量可以找到它们的位置,开垦出更多的古文物。非地形测量也有利于军事侦查,通过非地形测量检查各军事地点,保证军事地域内没有军火和其它领域的军事人员。 (二)地形测量 地形测量指加强对地形图的了解,通过对地表和地形在水平面投影来掌握数据,按比例尺进行准确的缩放,以此达到测量的目的。在测量中第一点要掌握具体的数据和具体的图像,按照比例尺来还原真实的指标,要建立专题的图片,对各种地图要进行了解,掌握各种硬件条件,要了解具体的摄影影像,对各种图形要分类型掌握。第二点,要建立相关的数据库,通过对数据的掌握,通过对数据的分类、筛选和汇总来了解各种数据的不同,了解测量的变化,使数据可以互相参考、互相借鉴,达到为测量服务的效果,达到测量的数字化。数据库的内容要系统化,方便管理人员查阅和掌控。 三、航空摄影测量的要点和作业方式应用 (一)质量检查准确,成果提交合理 在航摄摄影测量的最后阶段要对质量进行高标准的检查,对整体的过程进行准确核实和分析,达到整体质量的准确性,在最后的检查中一定要严把质量关。针对作业方式要加强各步骤的联系,区别各步骤的不同,对内容进行整体计算,并对结果进行重复的分析,使结果符合真实的效果。要对数字精度、数据完整性和准确性进行检查,检查的单位是质量检查机构,对检查和验收工作要合乎规定,以合同为根据。在检查合格后进行相应的验收工作,当检查资料不合格时验收单位可以拒绝验收。当核实无异议后要把成果提交给相关部门,提交过程中要把内容标记的详细些,确保相关部门能够根据数据开展以后的工作,作业方式也要列出相关数据和相关表格,使内容清晰易懂。 (二)空中采集准确,数据处理合理 在航空摄影测量中要对控制采集的数据和图像进行准确的处理,采集过程要正确,作业方式要符合标准,通过找准正确的距离和采用正确的拍摄方式,使效果更真实、更具准确性。拍摄人员也要掌握合理的拍摄方法,针对不同的高度,拍摄的方法也要有所不同。同时对数据的处理也要合理,要经过科学的研究和科研人员的重复计算,实现对不同数据的合理分析和比较,使航空摄影测量任务完美的完成。要在飞机上安装摄影仪,对地面垂直拍摄,获取相片或影像,使数据采集向自动化和数字化方向发展。数据处理过程中用绘制比例尺进行空中测量,用模拟法和解析法测绘,使精度和质量达到高标准。要用正确的采集方式取得最优异的内容,并通过科学的数据处理,达到整体测量的准确性。 (三)航摄准确,航摄设计合理 在航空摄影测量中要对航摄进行精准的计算,促使其它指标合理发展,并且要加强对航摄的设计。作业方式要通过找准目标和进行合理角度的拍摄实现精准化计算。拍摄过程一定要符合实际,通过合理的比例来还原数据和图像 , 要加入大比例尺的数字图,提高航摄的精度要素,提高航高、比例尺、焦距和影像质量,通过上述要素加深设计的合理性。还原的方式一定要合理,数据和图像设计也要有根据,要根据具体影像来开展数据和图像设计,测量不要局限在绘画图上,需要信息性的影像图件。要用科学的方式和科学的设计达到预期标准,实现测量的目的,实现测量的高标准,使作业方式合理的完成。 结束语 随着计算机技术和互联通信技术的发展,航测技术由模拟测绘向数字测绘转变,由计算机代替“人眼”,迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题,各种航空摄影新技术一定会逐步完善。根据航摄地区的特点选择合适的技术获取影像,极大地提高航摄效率,缩短获取影像周期,提高影像质量。 航空新技术论文:航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:伴随着计算机以及互联网通信相关的技术的开发与研究,航空摄影测绘技术已经从模式测量朝着数字化测量转化,从而做到了运用高科技技术来代替人进行测绘,令摄影测绘全面地走进数字信息化的测绘阶段。本文对航空摄影测量新技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词:数字航摄仪;DMC IMU/D GPS;激光测高扫描系统 引言 航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。 一、航空摄影测量技术的任务 目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种: 1、地形测量 地形测量是航空摄影测量的主要任务,它是通过对测量地形的摄影,加强对地形的了解,并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放,以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形,并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原,并且根据还原的数据图像,建立相应的图片库;二是要建立数据库,航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库,掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况,以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据,并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量,最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工,保证摄影的图像数据真实、准确,使测量数据更加符合标准。 2、非地形测量 航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域,其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的,而是通过对地形的摄影观察地形的变化,以此更加地形变化发现其中的问题,比如航空摄影技术应用在军事领域中,就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察,以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域,通过航空摄影技术可以对地形进行勘测,分析该区域是否存在矿物质等,以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用,其发挥的价值也越来越大。 二、航空摄影操作的关键和方式应用 1、摄影精确,设计科学 在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算,从而令别的相关要求都有一个很好的发展,同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况,利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原,此外还需要添加一个大比例尺的数字图,增加摄影的准确因子,增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度,经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面,对图像进行还原的方案必须要是科学合适的,图片以及数据的收集设计需要有根有据,需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计,测绘不能仅仅关注在绘制图像上,应当具有数据性的图像视频。 2、收集精确,处理科学 在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析,收集的方式要合理,满足相关的指标要求,利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的,从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识,根据摄影的高度不同,所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式,处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算,从而可以完成对于各种数据的科学统计分析,因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置,因此能够对地面实施竖直摄影,从而得到有关的图像视频,指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。 3、质量检测精确,结果提交科学有效 在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测,对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究,从而达到整体的质量准确性标准,此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系,能够分辨出各个操作单元之间的异同点,对于摄影的具体项目实施整体的计算,同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证,验证结果是否符合实际情况,增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证,而进行验证的部门都是相关的质量检测部门,对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求,将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证,如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。 三、航空摄影测量新技术的应用 1、数字航摄仪DMC DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像,依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中,通过调整相机的曝光时间,保证图片的质量,该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器,采用无人飞机进行低空航摄,具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像,另外对于天气以及机场的依靠性较小,目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。 2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 GPS,即是全球定位系统,运用在航空摄影测绘后,利用空三素的办法得到角元素,从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS,即是惯性测量单元/差分GPS,运用在航拍之后,能够直接取得三个线元素以及三个角元素,极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘,从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算,从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。 这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置,进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号,接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素,把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差,因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果,这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置,之后再针对去实施变差的更正,因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。 3、LIDAR激光测高扫描系统 LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术,能够减小地表的控制点,减短测绘时间,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。 结束语 航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展。 航空新技术论文:“地沟油”华丽转身新技术助其成为航空用油原料 “民以食为天”,中国人痛恨“地沟油”危害食品安全,却每天制造出成千上万吨的餐饮废油。如今能源技术的进步,给中国人带来了福音――“地沟油”转换成航空生物燃料。每多一千克“地沟油”转化成航空油,也就意味着餐桌上少了一份用“地沟油”回收做出来的“口水菜”! 2014年8月14日,波音中国公司在北京召开航空生物燃料油研讨会,并在会上宣布,波音与中国商飞合作的“废气油脂”(包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等)研究项目正式进入到了筹建“中试车间”阶段,最早于八月底开通一条日产500千克航空生物燃料的生产示范线。 2012年8月16日,波音公司正式与商飞合作成立了节能减排技术中心,中心的第一个项目就是研究如何将“地沟油”转化成航空燃油。该项目在此前的一年当中均处于试验阶段,试验目的是为了打通“地沟油”转变成航空油的技术路线。然而餐饮废油变航油,波音-商飞并非首例,国外有荷兰航空的成功案例,国内也有中石油1号生物航煤的技术先例,波音与商飞之所以耗费一年多时间打通技术路线,是因为中国的“地沟油”与其他生物油脂存在不同的特性。 荷兰航空旗下SkyNRG与中石油1号生物航煤采用的多为石油化工技术路线,比较适用于结构较稳定,成份较纯的餐饮废油,如肯德基,麦当劳炸鸡剩下的油。而波音与商飞此次针对具有“中国特色”的”地沟油“采用油脂化工技术路线,其目的是为了适应中国八大菜系,蒸煮炒爆涮等各式各样烹饪手法所遗留下来废油。如全国闻名的重庆火锅,最地道的做法就是用一锅被重复利用的老油涮食,试想火锅废油的成份会何其复杂! 解决这些“成份复杂”难题的最佳办法就是“去除杂质”。中国商飞-波音航空节能减排技术中心对此已研发出相适应的解决技术路线:“我们将首先对其进行去杂质处理,得到成份较纯的中间产品,之后再利用优化过的催化剂工艺对其进行转换。” 目前,中国商飞-波音航空节能减排技术中心已成功利用“地沟油”转换出了一定量的航空油,转换比例在40%左右,即100万千克“地沟油”可转化成40万千克航空油。但不得不承认,该转换技术在成本上仍需进一步优化,因为相对普通航油,“地沟油”转换航油的成本是其2倍左右。 在大多数人眼中,那些脏乱差的“地沟油”应该是一文不值,但事实并非如此。事实上,目前“地沟油”的收购并不容易,价格也远非我们想象的那么廉价。从食堂、餐馆回收的泔水价格很低,但现在并没有形成行业性的集中回收,而是被一些不法商贩零散回收炼制成泔水毛油获利,转手又卖回餐馆,扰乱食品安全环境。 对于民众一直期盼的“地沟油”转航油,其成熟商业化运作仍需要企业技术研发,社会自觉回收,政府政策扶持等多方面的持续努力。但好消息是通过诸如波音中国,中国商飞与中石油这类有社会责任感的企业的不懈努力,该事业离商业投产又更进了一步。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘要:随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步,其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;DMC;LIDAR 引言 摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型,为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。伴随生产的不断发展,各航测机构都开始增添航空摄影测量业务,在我国个城市测绘单位中,大比例尺航测成图技术得到了广泛应用。 一、数字航空摄影测量的最新进展与应用领域 从本世纪初数字航空相机问世开始,ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空摄影仪相继出现,近些年,GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术跟航空摄影联系紧密,产生了很多新的航空摄影技术,比如GPS辅助航空摄影技术、IMLJ(POS)/DGPS辅助航空摄影技术、运用高解像率的CCD阵列将胶片替换,获取地面的地物地貌光谱数字信息的数字航摄仪、SAR合成孔径雷达成像系统、LIDAR激光测高扫描系统等,都在很大程度上促进了数字航空摄影测量的良性发展。 二、数字航摄仪DMC 数字航摄仪(DigitalMappingCamera)简称DMC,是用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统(如图1)。基于替代胶片相机的设计思想,DMC具有历史意义的技术突破。DMC数字航空相机由8个内部传感器组成:4个全色传感器与4个多波段传感器。4个多波段传感器一个捕获红色数据,一个捕获蓝色数据,一个捕获绿色数据,一个捕获近红外数据。4个全色传感器每个捕获一个影像的某个特定区域,区域之间有少量重叠以便形成大的7680×13824镶嵌的影像。所有传感器的动态辐射分辨率均为12比特。 一次飞行中由4个全色传感器获取的数据产品:全色、真彩色与彩红外。还有由4个多波段传感器获取的分辨率为2048×3072数据产品:真彩色、彩红外、四波段和近红外。通过获取相机影像数据,可利用PPS软件得到各类影像输出。DMC兼顾小比例尺与高分辨率大比例尺航摄业务的具体需求,其地面分辨率为5cm。这一系统可光线不同的条件下,用多种曝光时间来曝光,保证影像的质量。 (一)1:20000比例尺摄影的试验 为了对DMC数字航摄仪1:20000比例尺摄影的成图精度情况进行研究,在某处选取一个Ⅱ地形测段进行航摄,共30个像对。控制点的布设采取双五点法,基线数16条,运用GPS对控制点进行观测。用VirtuoZo进行内业加密,全数字摄影测量系统进行量测,采用PATBNT光束法软件来平差,加密精度统计如表1。 表1 1:20000比例尺摄影的加密精度统计 从统计的加密精度看,完全符合规范要求。运用JX4数字摄影测量工作站恢复立体模型来测图,之后跟该区域GPSRTK实地量测的72个显著地物点进行精度统计,平面误差是0.167m,高程误差是0.15m。 (二)试验主要成果 1、DMC航空摄影分辨率高,影像清晰,加密自动选点成功率较好,连接差小,碎玉提升加密精度十分有利,且测图地物判读精度高。 2、运用DMC相机进行航空摄影,可放宽其摄影比例尺到传统摄影比例尺的115~ 2倍。 3、可在传统布设方法基础上将控制点的布设降一个地形等级。 4、通过现有设备,完全可完成DMC摄影的成图作业。 二、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 IMU/DGPS辅助航空摄影测量指的是运用装在飞机上的GPS接收机与设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分对技术获取航摄仪的位置参数进行定位,应用和航摄仪联系紧密的高精度惯性测量单元(IMU,InertialMeasurementUnit)对航摄仪的姿态参数直接测定,通过联合IMU,DGPS数据后的处理技术获取测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术与方法。 IMU/DGPS辅助航空摄影测量的主要方法有直接定向法与IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 (一)直接定向法 运用高精度差分GPS与惯性测量单元(IMU),获得航空摄影曝光时刻影像的空间方位,通过校正系统误差,获取每张像片的高精度外方位元素。该方法就是直接定向法。 (二)IMU/DGPS辅助空中三角测量方法 把基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参和摄影测量区域网平差,获取精度更高的像片外方位元素成果。该方法称为IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 四、LIDAR激光测高扫描系统 LiDAR(LightLaserDeteetionandRanging),是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是结合了激光技术和雷达技术的产物。主要是发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分构成的。发射机是各种形式的激光器;天线是光学望远镜;接收机通过各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外与可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测和外差探测。 激光自身的测距能力就非常精确,其测距精度可达几厘米,而LIDAR系统的精确度不仅仅取决于激光自身因素,还由激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素所决定。伴随商用GPS和IMU的不断发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获取高精度的数据已被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,从而被接收器接收。接收器准确地对光脉冲从发射到被反射回的传播时间进行测量。由于光脉冲以光速传播,因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。因为光速为已知,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可能够对每一个地面光斑的座标X,Y,Z准确进行计算。激光束发射的频率能够从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例来说,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。通常情况下,LIDAR系统的地面光斑间距为2-4m不等。 激光雷达是一种在从红外到紫外光谱段工作的雷达系统,其原理与构造和激光测距仪非常相似。科学家将利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称作连续波激光雷达。激光雷达的作用是可以对目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状进行精确测量,对目标进行探测、识别、分辨和跟踪。在多年的努力之后,科学家们已经研发出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 结语 我国航空摄影测量技术起步较晚,它用计算机代替“人眼”,在理论和实践中使数字摄影测量得到了快速发展,在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等方面它将会被应用的更加广泛。其发展使得胶片摄影被数字摄影所取代成为必然趋势,而新型数字航空摄影机的应用必将为航空摄影测量技术带来一次变革,并把我国航空摄影测量技术推向数字航空摄影时代。 航空新技术论文:探索民航空管新技术的应用情况 【文章摘要】 随着国家综合国力的提升,我国航空领域取得重大成就,民航空管新技术在现代高新技术的带领下,逐渐走向成熟;同时民航空管局也在尝试着改变发展模式,提高运行的安全性,以确保经济效益与社会效益的统一。在此民航空管新技术的应用发挥着不可代替的作用。 【关键词】 空管新技术;必要性;发展;问题 1 空管新技术应用的必要性 1.1 运输量逐渐提高为航空事业带来了巨大压力 改革开放以来,我国在航空运输领域有了很大突破,与往年相比,不管是安全性能还是技术层面都有了很大提高,同时我国也成为世界中航空总运输量排名第二的国家。根据最近几年的经济发展情况、以及我国现有的科学技术水平来推测,到二零一五年,我国的机队规模将超过两千六百架,全国的机场总数将增加到大约二百五十个,而每年的飞行次数将达到1143万,与二零一零年相比,将提高一倍。然而由于我国经济发展水平不平衡以及地理环境等因素的影响,我国的大部分机场位于华北、华东、中南以及西南这些地势相对优越的地区,随着技术条件的提高,西部等地质环境恶劣的这些地方,也将会感受到便捷航空带来的好处。正是这些运输需求的增加,对我国航空事业带来很大压力,这对于航空事业来说不仅仅是一次新的挑战,更是一次难得的机遇,因此空管技术的应用在很大程度上,促进了航空事业的快速发展。 1.2 航空运行环境复杂,有待进一步改善 我国的大部分机场,在建设过程中以及航线制定中,会受到当地经济发展水平的影响;一般情况下,机场建设地区是经济较为发达,或者具有非常显著政治地位的城市或地区,或者作为中转站而建设的,在机场运行过程中,会产生一定的放射圈,其中具有非常复杂的电磁波、地形特点等,这会在很大程度上影响到航空运输的安全性,再加上人民群众对航空运输安全性要求的提高,就增加了航空建设的难度。尤其是在西部地区一些机场的运行中,由于其经济发展水平有限、人流量有限,再加上地区环境十分恶劣,就需要在航空运行中,花费大量的财力物力去进行维护和检修工作,不仅仅没有实现经济效益,同时由于传统空管技术的落后,使航空运输的安全性、可靠性大大降低,因此空管新技术的应用就势在必得,也是确保航空运输实现精确性的重要手段。 1.3 是实现航空领域可持续发展的必然要求 伴随着我国经济的快速发展,现在航空领域面对的最大难题之一,就是资源供应不足,将可持续发展作为航空行业的发展宗旨,能够在很大程度上为未来的发展打下基础,具有非常重要的实际意义。针对这个问题,民航空管系统就不得不采取多种方式来提高航天领域的飞行效率,但是其前提条件是要确保飞行安全以及容裕度。我们要在科学统筹规划的基础下,对空域资源进行优化配置,缩短飞行距离、提高飞行准确率,尽可能的达到节能减排的效果,降低飞行成本,以实现经济最大化。 民航空管新技术的应用,需要在效率、服务、安全、容量等方面进行重点提高,这就对新技术的推广提出了更大挑战,同时也表现了提高飞行系统综合能力的迫切性,使新技术应用得到更快速的发展。 2 空管新技术的发展和问题研究 2.1 我国民航空管新技术的发展 我国民航局是在一九九四年成立的,在成立之初就特别重视新技术的研发和使用,并还开设了相应的技术研究部门,在相关法律法规的严格督促下,以及相关政策的支持下,将一系列先进技术投入研究实验中,如卫星导航、自动监视等;2000年,经过一段时间的研究,在我国西部地区建立了世界上第一条投入使用的FANS航路,即L888航路,这一成果为我国航空事业的发展奠定了扎实的基础,到如今,短短的十几年的时间内,在民航局的大力支持下,加强对新技术的研发力度,并成立了一系列科研基地,取得很大的科研成果。但是我们不能忽略在新技术研发应用中,所凸显的问题,要重视我们在实践中,积累的相关经验,并对航空领域的发展做进一步的贡献。现如今 2.2 空管新技术应用中应重点关注的问题 空管系统从构成上来讲,是一个相当复杂的系统,不管是哪一种的新技术,在实际应用中,总会或多或少的对目前的运行产生一定的影响,为了最大程度上确保飞行安全,在新技术投入使用时,要进行一定的测试工作,包括整体评估、工程验证、数据分析以及安全性考察等等,在新技术的应用中,我们需要对以下几点问题进行重点掌握。 首先是就是空管技术的软件功能,在科学技术的快速发展的影响下,空管设备的价值已经由原来的硬件主体转变成软件主体,并且逐渐实现了自动化操作系统;对于软件功能来讲,其主要的特点就是在系统性、兼容性以及验证性上,提出了更高的要求,需要在严格的管理中,提高运行效率,这些特征在间接说明了对新技术及逆行那个测试的必要性。 其次就是在系统验证方面,一项新技术从研发到最后的推广,需要经过一个非常复杂的验证工作,任何一种技术都是需要一定的外界环境或者操作技能来配合完成的,而是在一遍遍的实验中,不断整理相关数据,而明确其是否能够达到可靠、可用的效果,是否能够与我国的飞行条件和外界环境相适应,是否能够实现预期的运行效果。所以在整个测试过程中,我们要对评估、验证等工作进行严格的控制,并在新技术的测试中引进现代化、科学化的管理模式,为新技术的推广奠定基础。 然后就是在新技术应用中的过渡性,从多年工作经验中,我们可以看出,很多新技术的投入使用,都需要进行非常长的一段时期的过渡,在此过程中,要充分考虑到技术应用的可行性,对外界环境进行准确的测量,对技术的成熟度进行精确测定,在多种综合因素的考虑下,制定出长期的发展规划、以及各阶段的发展目标,以确保新技术的顺利使用。 最后就是在空管新技术的掌握上,我们要进行重点把握;纵观整个世界中的民航技术发展情况来看,每个国家之间在技术上都有一定的合作互助,但是国家与国家之间为了进一步保存实力,并不会将一些关键技术进行共享,一些西方发达国家仍旧在技术上保持着绝对优势,对于我国来说,我们要在技术上加大投资力度,将技术研发作为我们航空事业发展的重要内容之一,逐步实现国产化,并要逐渐提高航空管理的有效性。 3 结语 经过一段时间的发展,我国民航空管新技术的研发和应用,取得良好成效,在其中我们对民航空管新技术发展的必要性以及发展概况和要重点关注的问题,进行了简要的概述,希望能够为同行业的研究者提供一定的理论参考。 【作者简介】 于洋,男,出生于1981年5月,籍贯山东省海阳市,就职于济南民航山东空管分局; 靳红志,男,出生于1990年12月,籍贯山东省济宁市,就职于济南民航山东空管分局。 航空新技术论文:3D打印:改变航空工业的制造新技术 引言 英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命,认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命,它以“制造业数字化”为优秀,并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务,生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”,被认为是推动新一轮工业革命的重要契机,已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术,正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命,它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域,因此有望在航空制造领域获得广泛应用。 3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,也叫做增材制造( Additive Manufacturing)。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种,表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。 国内外3D打印技术及产业发展情况 世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印 3D打印技术的历史由来已久。1986年,美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备,1990年开始销售,短短几年中,形成了巨大的市场。近年来,美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量,明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年,以美国相关大学为主的“增材制造路线(RAM)研讨会”就未来5~10年的技术发展进行了广泛的讨论,并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议,由爱迪生焊接研究所(EWI)牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC(Additive Manufacturing Consortium)”,试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织,共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员,以金属材料的增材制造技术为主,每季度活动一次。目前,AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识,初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC(National Test Bed Center)”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度,促进相应的产业投资,在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起,AMC每年都向其会员增材制造的现状报告。此外,近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛,希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。 尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球,但在基础研究设施、研发组织和政府支持上,欧盟明显领先。首先,欧盟在政府研发方面的投入要大于美国(不计不公开的国防军事投入),著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac(Rapid Production of Large Aerospace Components),全程专注航空航天的SMD(Shaped Metal Deposition)技术等。其次,欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群,开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国,但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业,澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线,南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发,日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。 3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中,专利成为竞争的重要武器 2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前,快速成型技术的市场应用份额如图1所示,其中航空航天约占8%。目前,全球有两家3D打印机制造巨头,分别为3D System 和Stratasys,均在美国上市,2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司,并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后,又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。 3D打印行业巨头积极展开收购行动,在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利,并以此专利优势,在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。 从2005年开始,3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底,3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。 我国3D打印的技术水平基本与国际同步,但在产业化方面严重落后 20世纪90年代初,我国开始推进增材制造设备,即3D打印机的研发,在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位,于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备,以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中,清华大学成功开发了无木模铸造工艺 (Patternless Casting Manufacturing),即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备,使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机,并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”,863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展,我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。据估计,3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右,2010年以来年增速均为70%左右,市场规模超过1亿元。 3D打印技术在航空领域的应用情况 欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类:1)外形验证,整机和零部件外形评估和测试、验证;2) 直接产品制造,例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等,美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造;3) 精密熔模铸造的原型制造,采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。 国外应用情况 波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件,包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。 空客在A380客舱里使用3D打印的行李架,“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划,制定了一张“路线图”,从打印飞机的小部件开始,一步一步发展,最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统,比如仿生的弯曲机身,能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等,传统制造手段难以使用,3D打印或许是一条捷径。 GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业,计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资,认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力,对GE的未来至关重要。 美国空军对3D打印也报以厚望,近日与3D Systems签约,投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。 国内应用情况 中航重机激光技术团队早在2000年前后,就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前,中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上,并起到关键作用。除了军用飞机,中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最优秀技术之一——整体叶盘应用市场,以及大型水面水下舰艇市场。 北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作,瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求,历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统,已经受近十年的工程实际应用考验,使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日,王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革 相比较传统制造业,3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1)定制成为新标准。制造模式上,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产,不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。2)缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期。3)更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4)开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品,这个互动是双向的,消费者也可以自己设计产品。5)改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响,选择生产地时,劳动力成本不再那么重要,而是考虑如何接近消费者,传统过程的供应链就变得短了,使得传统的离岸经济模式得以改变。 3D打印产业的未来发展前景 对于3D打印未来的发展前景,业界普遍看好。作为全国工业的主管部门,工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略,推动完善3D打印技术规范和标准制定,研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中,近期即将公布。高德纳( Gartner )公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,在5~10年的时间内将迎来发展高峰(见图3)。 据Wohlers Associates报告分析,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元,到2016年产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元,其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域,则市场更为广阔。2012年,全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元,2015年产值将会达到350亿美元。 不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着一些瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽如人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 3D打印技术未来发展的主要趋势 随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造。 航空制造业整合3D打印技术的建议 我国是制造业大国,3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪,积极为迎接此技术革命做好准备。 (1)推进“产学研用”结合,拓展应用领域,延伸产业链,提高产业化程度。 (2)改变产品,如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。 (3)改变制造过程和方法,将现有制造系统智能化自动化,引入3D制造系统,形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成,复合制造体系在今后将成为主流。 (4)改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式,及相关的流程设计,资源配置和组织机构的形式。 (5)提前专利布局,在发展初期就要将目光放长远,不能满足于现有已经被国外企业掌握的优秀技术,而是要更多的走自己的专利之路,努力发展创新技术,抢占技术先机,积极进行合理的专利布局,包括国际市场专利布局,同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖,避免陷入不必要的专利泥潭,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。 (5)GE收购3D打印企业,某种程度上给航空企业提供了借鉴:通过一些资本化运作手段,兼并收购一些具有优秀技术的3D打印企业,以优秀制造能力为重点,打造航空企业自身的价值元宝曲线,或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。 (作者单位系中国航空工业发展研究中心) 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机燃烧室新技术 航空燃气涡轮发动机燃烧室的功能是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。在航空燃气涡轮发动机上燃烧室分为主燃烧室和加力燃烧室,主燃烧室是发动机优秀机的三大高压部件之一,加力燃烧室主要用在战斗机发动机上以短时间增加发动机推力,使飞机加速,在除战斗机以外的其他飞机发动机上一般不设加力燃烧室。主燃烧室将燃料燃烧后形成的高温高压燃气驱动涡轮做功带动压缩部件,除去带动压缩部件所消耗的功之外,剩余的高温高压燃气的能量通过喷管排气产生推进力推动飞机前进,或通过动力涡轮带动螺旋桨、桨扇、旋翼产生拉力及升力。发动机吸入的空气中的氧气在主燃烧室燃烧过程中并未全部消耗,因此在涡轮后可以设置加力燃烧室,再次喷入燃料燃烧加热燃气,进一步提高燃气能量以增加发动机的推力,主燃烧室和加力燃烧室在发动机上的位置见图1。 随着航空发动机技术的发展,发动机的工作压力和涡轮前温度越来越高,燃烧室的工作条件和技术指标要求越来越苛刻,突出的技术矛盾是在燃烧室负荷越来高的情况下,满足高的燃烧性能和轻的重量要求,在传统燃烧技术基础上必须采用新的原理和技术方案以提高发动机总体性能指标。 主燃烧室新技术 航空燃气轮机主燃烧室的传统结构形式可分为单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室,这基本与航空燃气轮机的发展历程相对应。早期的燃烧室多为单管燃烧室,后来发展为环管燃烧室,上世纪60年代,环形燃烧室出现并成为燃气涡轮发动机的必然选择,随着燃烧技术的发展,短环形燃烧室是目前普遍采用的方案(图2)。在采用离心式压气机的燃气轮机中为了缩短轴距并利用离心压气机径向尺寸较大的特点,发展了环形回流燃烧室或环形折流燃烧室。 现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求,对于军用发动机主燃烧室而言,要求其具有更高的温升工作能力和更宽的工作范围;而民用发动机对燃烧室污染排放指标提出了极为苛刻的要求,以满足发动机适航取证。因此主燃烧室主要朝两个方向发展:高性能军用发动机使用的高温升燃烧室及民用发动机需要的低排放燃烧室;为应对上述挑战,提出了以下燃烧室新技术方案。 旋流器阵列多点喷射燃烧室(图3)。此类燃烧室是将常规燃烧室头部的旋流器和喷嘴的尺寸缩小,在传统燃烧室单个头部大小的空间内布置多个喷射点,每个喷射点的燃料和空气快速均匀的混合,每个喷射点有自己的回流区和燃烧区,燃烧时有多个火焰,由于每个喷射点的回流区长度短,燃烧驻留时间短,在降低污染物的生成方面有很大的潜力。同时该类型燃烧室由于有多个喷射点的存在,可以将喷射区域进行分区燃烧,兼顾燃烧室在低工况下的稳定工作及高工况下的高效燃烧,适合于工作范围宽广的高温升燃烧室;还可以对喷射点进行控制,具有温度场主动调节能力,能够满足高性能军用发动机高品质燃烧室出口温度场的需求。 驻涡燃烧室(图4)。驻涡燃烧室是一种采用独立凹腔进行稳焰的燃烧室,其原理是由超声速燃烧的背风台阶稳定火焰原理演变而来,最早在美国的IHPTET计划中提出。驻涡燃烧室由产生值班火焰的凹腔结构和钝体稳焰主燃区组成,其主要特点是可以实现分区分级燃烧,发动机在点火、慢车等小工况状态时,燃烧室只驻涡区工作,保证了燃烧室低工况稳定性;而在起飞等大功率状态下燃烧室驻涡区和主燃区同时工作,保证高工况下的高效燃烧性能;驻涡燃烧室其点火器位于驻涡区内,不易被吹熄,点火性能相对其他燃烧室更加优越。由于实现分级燃烧,能够有效控制氮氧化物等污染排放物的生成。美国GE公司在驻涡燃烧室研究方面处于领先地位,通过多年的研究已经发展了四代驻涡燃烧室,并开展了相关的试验,GE公司在2007年完成了全环形驻涡燃烧室设计和试验验证,拟应用在高推重比发动机上。 涡轮级间燃烧室及超紧凑燃烧室。涡轮内燃烧最初的目的是采用涡轮内燃烧取代主燃烧室建立定温循环, 定温循环的效率比常规燃烧室的定压循环高30%~40%,但定温循环超出了常规发动机的设计参数与运行参数,只能用于理论研究。在本世纪初,由Sirignano等人提出了在高低压涡轮之间的补燃燃烧形式,在此方案的基础上发展了涡轮级间燃烧室(Inter-stage Turbine Burner,ITB)及超紧凑燃烧室(Ultra-Compact Combustor,UCC)。 涡轮级间燃烧室(图5)是在高低压涡轮之间再布置一个小型燃烧室,由于有涡轮级间燃烧室的存在,可以拓展压气机总增压比的设计范围,适当降低涡轮前温度提高涡轮寿命,实现高飞行马赫数下发动机推力更大耗油率更低的目标。涡轮级间燃烧室由于受到结构布局的影响,需要在较小的空间内完成稳焰、燃烧等过程,所以一般采用驻涡凹腔稳焰燃烧的方案。 超紧凑燃烧室(图6)是涡轮间燃烧室的进一步提高和发展,其基本原理是将燃烧室与高、低压涡轮导叶整合,实现在涡轮导叶内燃烧,实现近似等温燃烧循环,提高发动机的热效率,此方案对发动机性能参数及结构的改变较多。超紧凑燃烧室是目前几种先进燃烧技术如:凹腔稳焰、多点喷射组织燃烧,周向燃烧、旋流燃烧、补气射流、驻涡燃烧等技术的综合应用的集成。 美国空军研究实验室针对超紧凑燃烧室开展了四个阶段的研究。阶段一:以替代主燃烧室为目标的研究;阶段二、阶段三:以替代涡轮级间燃烧室为目标的研究工作;阶段四:以实现涡轮内燃烧替代加力燃烧室为目标的研究工作,最终实施定温循环燃烧。超紧凑燃烧技术目前已经在涡轮间燃烧上进行了试验验证(图7),其贫油熄火油气比只有目前系统的25%~50%,同时在应用时可以和涡轮叶片整合一体,实现涡轮内燃烧构想,并且已经开始实施,更设想用以取代主燃烧室,实施定温循环,实现高效率动力输出,并且作为下一代燃烧室技术,减小发动机重量和尺寸。 低排放燃烧技术。其中包括:贫油预混预蒸发燃烧技术;富油燃烧技术。 贫油预混预蒸发燃烧技术燃烧室的污染排放物包括:一氧化碳(CO)、未燃碳氢(UHC)、氮氧化物(NOx)和冒烟等4种燃烧产物,目前除氮氧化物以外,其他排放物指标已相当低,低排放技术的重点是进一步降低氮氧化物的排放,直接的措施是缩短燃料的燃烧时间,降低燃烧区的燃烧温度。贫油预混预蒸发燃烧室是通过在燃烧区加入大量空气,并使燃油和空气预先混合并完成部分蒸发再进行燃烧,相对于传统的旋流扩散燃烧,燃烧均匀,燃烧温度低,因此燃烧产物中的污染排放特别是氮氧化物(NOx)显著降低,贫油预混预蒸发燃烧技术有很多种方案,目前取得成功的是GE公司研制的双环预混旋流(TAPS)燃烧技术(图8),燃烧室结合了分级分区燃烧和贫油预混燃烧的思想。由值班级(预燃级)和主燃级组成。值班级为扩散火焰模式,保证发动机启动点火可靠和较为宽广的燃烧边界;主燃级为贫油预混燃烧模式,主要工作于大工况,以减少NOx的生成。 目前,TAPS燃烧室已发展了三代,分别为TAPS1、TAPS2和TAPS3。TAPS1技术目标是要比传统富油头部设计的燃烧室或CAEP2标准降低NOx排放50%,成功用于GEnx发动机上;TAPS2的目标是在TAPS1的基础上再降50%,主要是针对总增压比大于40的发动机,比CAEP2标准NOx排放降低70%,首先用于我国大飞机C919的启动发动机LEAP-X上;TAPS3目标是比CAEP/6降低NOx排放75%,比CAEP/2降低85%。 富油燃烧技术。富油燃烧的基本特点是主燃区空气量低于燃料完全燃烧所需空气量,当燃烧区为富油燃烧时,因燃烧不完全,燃气温度较低,NOx生成量也较低,但是经过富油燃烧后,有大部分燃油未燃烧完全,随着燃气向下游流动,必定要在化学恰当比附近燃烧,此时,燃气温度很高,是NOx大量产生的区域,为了跳过该区域,通过在富油燃烧区末端加入大量空气瞬时降低燃气温度,此后未完全燃烧的可燃成分在贫油状态继续燃烧,从而整个燃烧过程的温度降低。典型的富油燃烧技术是PW公司研制的富油燃烧-快速淬熄-贫油燃烧(RQL,图9)技术。PW公司将RQL燃烧技术用在V2500发动机扇形试验段上试验,其结果比当时的排放标准低50%。之后,PW公司进行一系列的低排放燃烧室的研发,他的低排放燃烧室称为TALON燃烧室,分别发展了TALONⅠ、TALONⅡ和TALONⅩ等一系列低排放燃烧室,已在PW4084、PW6000、PW8000等发动机上成功应用。 加力燃烧室新技术 战斗机在起飞、爬升、规避导弹或机型作战机动飞行等状态需要更大的推力以实现短时间加速飞行,发动机使用加力是短时间内增加推力的最好办法。加力燃烧室是实现发动机加力的部件,它能保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下,将燃油喷入气流中让剩余氧气再次燃烧,产生额外推力。现在军用涡扇发动机加力燃烧室(图10),大都采用V型稳定器来稳定火焰,这种加力燃烧室通过气流在钝体后形成的尾迹旋涡和回流区产生一个油气混合均匀的低速区,从而具备了火焰稳定的必备条件。 现代高推重比航空发动机加力燃烧室工作条件越来越恶劣,性能要求更高,主要特征表现在内涵进口温度更高、氧含量降低的情况下,进一步提高加力温度和燃烧效率,降低流体阻力,缩短长度,加力重量超轻。传统发动机加力燃烧室很难实现上述要求,未来加力燃烧室的发展必然将某些部件进行一体化设计,变得更加紧凑,以减少长度和降低重量,提高发动机推重比。涡轮后框架一体化加力燃烧室、旋流加力燃烧室、外涵加力燃烧室是目前研究的重要方案。 涡轮后框架一体化加力燃烧室。 涡轮后框架一体化加力燃烧室的主要特征是取消传统加力燃烧室的混合扩压器,将喷油杆和钝体稳定器整合到涡轮后支撑框架的支板上,形成超级紧凑的一体化结构,加力燃油从支板内的喷嘴孔喷入并进入支板后形成的回流区内稳定燃烧,涡轮后框架一体化加力燃烧室与传统加力燃烧室对比如图11所示。这种加力燃烧室的设计关键在于:合理的安排燃油喷射,既保证加力燃油浓度分布与氧浓度分布主动匹配,又避免燃油的自燃与结焦,还能保证燃油在支板后的回流区内形成稳定燃烧点火源,同时保证加力燃烧室较低的流阻损失;一体化加力燃烧室方案能适用于更高的加力热负荷,具有更简单的结构以及更高的喷杆和稳定器工作可靠性,在高推重比发动机研制中得到了深入广泛的研究。采用涡轮后框架一体化加力燃烧室的典型代表为美国PW公司研制的F119发动机,其推重比在10左右。 旋流加力燃烧室。旋流加力燃烧室是采用类似主燃烧室的旋流燃烧原理组织燃烧,以涡轮后承力框架作为旋流加力的叶片,燃油喷杆内置在叶片内,形成旋流器的流场结构,取消了喷油杆和钝体稳定器。该方案可大幅度强化油气混合,提高燃烧强度和燃烧稳定性,缩短燃烧段长度,降低尾喷流火焰辐射强度,从而缩短加力燃烧室的长度、减轻重量,提高发动机隐身性能,但旋流加力燃烧室出口气流存在较大的余旋,会引起发动机推力损失。 外涵加力燃烧室。 常规加力燃烧室是采用内外涵燃气和空气混合后再点火燃烧,外涵加力燃烧室是直接在外涵道贫油组织燃烧。与传统方案相比,外涵加力燃烧室结构尺寸更紧凑,有利于发动机减重设计;外涵空气含氧量高,有利于组织燃烧,但由于进气温度和压力较低,燃油蒸发困难,不利于油气混合,影响点火性能和燃烧效率。外涵加力燃烧室工作与常规加力燃烧室组织燃烧方式基本相同,采用喷油杆喷油与空气混合,钝体稳定器稳定火焰,原理图如图12所示。 外涵加力技术主要应用在两个方面:垂直/短距起降(STOVL)发动机技术和变循环发动机(VCE)技术。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机优秀机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。PW公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR优秀机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119优秀机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(罗罗公司参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平1500℃以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10℃。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机优秀机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。P W公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR优秀机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119优秀机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(RR参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平150度以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10°C。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:浅谈新技术下的航空维修人员培训 【摘要】随着新技术的发展,制造水平的提高,复合材料的大量使用,以及自动化检测技术和计算机技术的使用等对于航空维修人员有了更高的要求,而设备的更新、新装备的操作难度、技术含量等问题,对航空维修人员提出了新的要求。 【关键词】航空维修;人员培训 随着INTERNET和数字化技术的发展,自动化检测技术,计算机技术,复合材料等新技术的大量应用,大大加快了飞机设计、制造和服务的速度。航空公司的飞机一旦发生故障和失效问题,不仅会增加企业维修成本,而且会严重影响企业的生产效率,使企业蒙受巨大损失。但由于飞机故障的不可预知性,航空公司无法预先制定完美的维修和航班计划。为了提高服务效率和质量,提高航空产品的竞争力,在这种情形下维修方式已由传统模式下民航飞机维修,发展为数字化的维修,这种数字化维修方式对航空维修人员提出了新的要求。 一、飞机维修新技术 1.维护手册的数字化 2.维修信息系统与飞机系统的数字化、智能化对接 目前,新一代的飞机都已经能够实现由空中向地面传送飞机参数、故障和维护信息。这种技术就是目前为人们所熟知的远程传递技术,即应用飞机的通讯寻址和报告系统(ACARS)实时下载飞机系统故障(CFD)和飞机性能参数(DFD)报文,把它们传递到地面信息站点上。然后这些飞机的信息先经过分析、过滤和处理,形成与维修信息系统格式一致,可以相互交联对话的数据,再由维修信息系统进行分析、评价、处理用以形成维修决策,生成维修方案。同时自动生成维修调度报告送达各个相关部门,在飞机落地前就可做好维护准备。这样可以大幅度减少飞机维修停场时间,降低飞机航班延误率,减少维修费用开支,提高维修效率和飞机运营周转率。 3.智能化维护系统(IMS) 二、国内外航空维修队伍分析 1.我国航空维修人员存在以下问题 ①维修人才综合素质需进一步提高:飞机维修人员队伍尚待成熟,缺乏技术带头人和技术骨干。 ②飞机维修人员队伍维修类别结构失调:据统计2009年5年以下维修人员占人数的54%,小龄化现象造成维修经验严重不足,不能进行深度维修等工作,深度维修人才严重不足。 ③维修人员队伍管理存在的问题:飞机维修人才储备不足,飞机维修人员的培训不够,机务人员待遇低,人才流失严重。 2.国际航空维修人员存在以下问题 在西方国家,加入飞机维修队伍的年轻人的数量比离开的要少。此外,一些高技能和有经验的人员离开航空到其他行业寻找高薪职位;在世界各地均存在飞机维修工程师、技术员和机械师短缺的问题;航空运输业是工作人员的工作时间不利于社交。飞机工程师可能会突然转行到金融或者IT 行业。 三、新技术新形势维修人员要求 由上可以看出,国内外维修市场新技术都对我国航空维修人员的培训,在数量和质量上都提出了较高的要求。这些发展和变化都在要求航空维修人员的培训将由人员密集型向技术密集型转化,由常规经验维修向高技术科学维修转化。尤其是空客A380大面积使用复合材料,对复合材料的维修人员有了较大的需求。 因此,新的工程与维修课程应包括更多的结构和复合材料的培训。对计算机、网络等有了很高的要求。多数新的技术人员都将是IT实用专家,易于了解新的航电设备。机务维修领域的变革决定了机务人才培养的方向将向着:工程化、系统化、综合化、 信息化、集成化、国际化方向发展。新技术新形势对航空维修人员的培训提出以下要求: 1.多学科开展,由基本的结构课程为主,发展集结构、计算机、网络、电子于一体的多学科教学。 2.增强与MRO间的交流,及时与先进技术接轨,倾听企业对维修人员的要求,与企业合作办学,学习最新的维修方法。 3.加强国际国内院校之间的交流合作,做到与世界同步,学习最新的世界维修方法。 4.开设专门的复合材料修理培训课,以适应市场的需要。 5.引进虚拟维修训练系统,可以及时更新维修信息并缩短人员的培训时间,降低耗材成本。 6.加强学生自学能力的培养,以满足工作后的再学习;加强动手实际工程能力及自信心的培养。 7.培养严谨独立的工作作风和较好的团队沟通协作能力。 航空新技术论文:中苏《国防新技术协定》转让的航空技术探微 [摘要]中苏《国防新技术协定》中规定苏联向中国转让米格-19歼击机和图-16轰炸机,就其技术水平来说,两者都是苏联当时最新装备或最新型号之一。苏联向中国转让新技术最基本的原因是为巩固其国内与国际政治地位并寻求中国的支持。除此之外,苏联的导弹威慑观使其认为图-16作为轰炸机已无实际意义,歼击机也将被导弹所取代,因而同意进行转让;在转让最新装备的同时,苏联在科学研究上对中国严格保密,以便限制中国超越苏联;航空技术转让的主动权完全掌握在苏联手中,重要的技术资料、特殊材料、特殊部件设备都可以成为限制中国发展、控制技术转让进程的手段。 [关键词]航空技术转让 飞机 中苏《国防新技术协定》 1957年10月15日,中苏签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》,简称《10月15日协定》或中苏《国防新技术协定》。目前,学术界对中苏《国防新技术协定》的关注集中于原子弹或导弹部分的技术转让,鲜有关于转让航空技术的内容。本文将综合各种史料,厘清中苏《国防新技术协定》中航空技术转让的内容、执行过程中实际转让的飞机型号以及在当时的技术水平,进而分析苏联转让的原因。 一、转让飞机的具体型号与内容 《当代中国的航空工业》明确指出:“议定转让制造权的航空产品有米格-19歼击机、图-16轰炸机和四种战术导弹。” 由于米格-19有多种改型,按规定转让给中国仿制的具体型号是什么呢?《沈阳市志-军事工业》称:徐昌裕、112厂设计室主任徐舜寿等人随中国工业代表团谈判购买米格19埃斯(米格-19C)、米格19坡(米格-19л)和米格19坡埃母(米格-19лM)飞机,并选定米格19坡(米格-19л),于10月15日签订购买全套技术资料和样品的协议。由此可以确定转让仿制的歼击机型号是米格-19л。 《当代中国空军》记载:20世纪50年代,中国空军装备的歼击机有米格-19C、米格-19л。1959年4月,沈阳飞机制造厂仿制米格-19л成功,未正式生产。根据空军需要,转而仿制米格-19C,1963年12月仿制成功,命名为歼-6。不过,中国最后大规模仿制的是米格-19C而非协定中规定的米格-19л。这是因为1958年7月,中国空军在进驻福建前线通过与台湾当局空军的实战检验后,认为米格-19л机动性差,提出需要大量灵活机动的前线歼击机(即米格-19C)。但当时中国并没有就c型飞机向苏联订货。于是从1958年12月起,112厂在米格-19л的基础上进行改型设计,综合米格-19C和米格-19л的特点,利用米格-19л的后半部,并对米格-19c的机头稍作改进以提高机动性,自行设计了一个新型号,命名为东风-102。1959年2月投入试制,9月30日首次试飞。但后来由于东风-102质量不过关,于1960年停产整顿。从1961年起,重新选择原样仿制苏联米格-19c,1963年,飞机仿制成功,即后来有大量改型的歼-6。 事实上,转让图一16的时间比中苏《国防新技术协定》规定的时间有所提前。1958年9月16日,赫鲁晓夫在雅尔塔接见中国驻苏大使刘晓,主动提出苏联可派一批带有导弹的图一16轰炸机到中国,由苏联飞行员驾驶,以便为炮击金门时提供打击力量。10月12日,拒绝了此建议,但同时表示:中国决定提前制造图-16。10月,就提前试制图-16问题致电赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏进行具体谈判。张连奎、王西萍、陆纲等23人于11月赴苏,主要落实各项技术资料和物资供应安排,经过谈判,苏方同意加班生产,备齐物资和资料,及时发货。1959年4月,中苏签订补充协议,苏方承诺1960年上半年供应中国20架份飞机本体、40台份P-3M发动机、96项仪表等机载成品及相应毛坯材料。 因此,根据中苏《国防新技术协定》的规定,苏联向中国转让的飞机型号是米格一19歼击机和图一16轰炸机,包括提供样机、零部件、图纸资料以及指导仿制的苏联专家。 二、转让飞机机型的技术性能 苏联方面普遍认为,对中国国防新技术的转让是毫无保留的,赫鲁晓夫甚至声称:“我们给了他们坦克、大炮、火箭、飞机、海军武器和陆军武器。事实上,我们的整个国防工业都是向他们敞开的。”而中方资料则通常指出,苏联转让的飞机大都是落后的型号。那么,苏联转让的航空技术水平究竟如何? 关于米格-19的技术性能 就当时而言,一般认为是很先进的:“以爬升快,加速性和机动性好,能全天候超音速作战、火力强和易于操纵等优势装备于苏联空军部队……米格一19为一件成功的设计”;“米格-19的机动性能极其出色”;“米格-19是前苏联研制的一种轻型超音速歼击机……主要用于空战,争夺制空权,也可实施对地攻击”。 苏联于1951年开始研制米格-19,1953年首次试飞,1955年开始装备部队。这是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。1956年,米格-19首次公开亮相,由于其在爬升率、加速性、机动性、操纵性等方面的良好性能,先后有多种改型:c型(昼间型)、CФ型(高空型)、п型(加装雷达的全天候型)、YIM型(发射导弹的全天候型),1961年停产。米格-19C没有雷达,于1956年投产、服役,中国大量仿制并在此基础上进行多种改型。苏联向中国转让的米格-19п于1955年投产并装备部队,加装了雷达;而米格-19пM则由米格-19п改来,从携带火炮改为可发射导弹,由于采用了米格-17пM上的RP-2U雷达和APU-4导弹发射轨等成熟技术,该型很快于1957年底生产。 由于米格-19п与米格-19пM都装备了雷达,但这两种雷达都存在不少问题,有时甚至因雷达故障使战机无法升空,而且加装雷达的米格-19п机动性较差。通过实战检验后,中国最后选择了不能发射导弹、没有雷达的米格-19C,并在此基础上做了大量改型。在实战中,歼-6表现良好,曾击落多架美制RF-101,并以负速度差击落过RF-104,还创造过平流层击落战机(无人高空侦察机BQM-147G)的世界纪录。
生物小论文:有效教学方法高中生物论文 一、上好绪论课吸引学生目光 让学生的思维彻底活跃起来:1998年洪水泛滥是由人类滥砍滥伐,生态环境遭到严重破坏引起。近年来,荒山数量不断增加,稀有物种不断减少,这是大自然向人类发出的警告。“非典”“禽流感”已经引起了全世界人民的恐慌。听说过“多利羊”吗?等等。 二、变换多种教学方法迎合学生的口味 传统的教学方法太过死板,学生很容易产生抵触心理,对生物课逐渐失去学习的兴趣。因此,教师要充分了解学生的心理特点,灵活采用多种教学手段,提高课堂的教学效率。 1.比喻方法将概念具象化。 细胞膜、蛋白质、ATP等都是一些抽象的物质结构,教师单纯地讲解概念,学生理解与记忆都会存在困难。而将它们分别比喻成花生米、花生糕、汽车的燃油,细胞膜如花生米一样以不同的深度覆盖、镶嵌或贯穿于其中,蛋白质的结构如花生糕一般,ATP像燃油一样为人体提供能量。 2.口诀谐音助记忆。 物质出入细胞膜一是可以通过主动运输:口诀为“逆水行舟用力撑”,“逆水”表示浓度由低到高,“行舟”表示需要载体,“用力撑”表示需要能量;二是通过自由扩散,口诀为“飞流直下三千尺”,“飞流”表明不需要能量,“直下”表明不需要载体,且浓度由高到低。八种必需氨基酸的记忆口诀可以为“携一两本淡色书来”。有丝分裂过称为“间期复制、前期三体、中期排队、后期分家”。植物必需的七种微量元素“铜硼锌氯铁钼猛”记成“铜棚新炉贴馍馍”。 3.比较法教学。 生物教材中的概念非常多,且许多概念之间存在类似之处,极易混淆。光合作用是最基本的能量代谢和物质代谢,新陈代谢是生命的最基本特征;生物界;主要能源-糖类,直接能源-ATP,储备能源-脂肪,最终能源-光能。这种具有相同之处的知识点,我把它们找出来,排在一起,进行对比性记忆,学生就会省去了一些不必要的麻烦,教学效果会变得非常显著。 4.用联想法发散学生思维。 如:爱因斯坦生活的年代,有一位漂亮的舞蹈女明星,不喜欢风流潇洒的公子哥却对爱因斯坦情有独钟,以至于后来写信告诉他,希望以后和他结婚,这样他们的孩子将来既长相漂亮又有高智商。然后话锋一转,将问题留给学生,“如果这位女明星可以达到心愿,他们的后代真的会像她所说的那样吗?”再比如,将绿色衣服穿在自己身上,模拟光合作用,通过特殊的导管把绿叶光合作用制造的ATP运到我们的体内,以维持我们身体生长的需要。这都会引起学生浓厚的兴趣,联想之后教师再顺势给出专业的讲解,让学生更加牢固地掌握所学知识。5.重点知识实验化。有时实验课的效果远超出教师的估计,学生多动手、多做实验,不仅锻炼了他们的实践能力,更重要的是发动了学生的大脑。教师认为原理很简单,但学生由于知识水平有限,可能就会发现许多问题。亲自动手实验能大大激发学生的兴趣,让学生弄清实验原理本身,这是教育学生的极好机会。所以教师要意识到实验法教学的重要性,上好每一堂实验课。 三、优雅风趣的课堂更能吸引学生 相比一脸严肃的教师形象,学生更喜欢自己的老师像朋友一样,幽默风趣的教学语言,更能活跃课堂教学气氛,深深地感染和吸引学生,让学生以更加饱满的热情投入到学习中。枯燥、抽象的理论教学,学生不喜欢好好听课,教师有时也会变得异常烦躁,但教师只要合理使用幽默的教学语言,做到“雅俗结合”,用风趣的语言去激发学生的兴奋点,就可以将繁杂化为简洁,将繁重沉闷化为轻松活跃,营造良好的课堂气氛。高中生很多都有抽烟的习惯,而很多学生只是去模仿,去不知道抽烟的危害,怎么去教育学生呢?在介绍细胞癌变时,我以相反的态度告知学生:“抽烟有两大好处:一是烟草的营养丰富。一氧化碳、砒霜、焦油和尼古丁等,差不多有4000余种物质。二是抽烟可成为医学专家。身边生病的人可以找你交流经验,实践出真知嘛!甚至哪天得癌症了,更是可以告诉别人自身的亲身体验”。这样,将急切之意化为蕴藉之语,幽默方式有时可以收到意想不到的教学效果。 四、让课堂延伸丰富发展学生 课堂上,教师讲解的知识必定有限,有些对生物特别兴趣的学生对知识的渴望可能更加强烈,第二课堂活动可以弥补这个缺陷。另外,理论讲解永远没有课外活动更能吸引学生的注意力,让学生走出课堂,了解自然界中的生物知识,扩展自己的知识面。我组织学生制作叶脉书签,去博物馆参观,让学生对生物学产生浓厚兴趣,为今后的学习铺平了道路。总之,教师要热爱学生,以学生为课堂中心,提高自身的综合素质,在平时的工作中勤于钻研新的教学方法,这样才能真正提高高中生物课堂教学的有效性,让高中生物课堂变得生动有趣。 作者:刘贵成 单位:山东省济宁市泗水县实验中学 生物小论文:生物学视域下高中生物论文 一、高中生物实验教学中存在的问题 1.学校、老师对实验课的重视度不高 大多数生物教师在传统教学理念的影响下,认为生物实验教学只是生物教学的一种辅助工具而存在,没有理论课来的重要.这就导致许多学校的实验课基本上是讲解、背诵实验目的,实验原理,实验器材,实验步骤,实验结果,考试时也仅仅是粗略地考查实验,片面强调实验操作的熟练化,注重实验的结果,轻视在实验中发现问题,分析看到的实验现象,实验课沦为一种简单的实验技能训练,而研究方法的探寻不被重视,它的重要科学价值被抹杀.常此以往学生不仅失去了独立思考的机会,更会变成只会机械背诵,应付考试的机器,创新精神的缺失将更加严重.生物学的教学形式迫切需要变革,生物实验教学急需改进,一定要将生物实验教学落到实处才能培养出具有创新精神的新时代学生.另一方面,实验室利用率很低,大都闲置着.大部分学校都有单独的生物实验室,但平均利用率很低.学校在进行课程安排时将大部分的时间安排在理论课教学上,学生的实验课时间被大大压缩,理论与实践存在脱节的现象. 2.学校的硬件设施没有跟上 学校硬件设施的配备与学校对生物实验的重视程度,学校所在地的经济文化的发展程度有着极其密切的关联.总体而言,当前大多数地区的经济发展程度都可以满足基本的硬件设施配备需要,只要学校更加重视这方面的教育,加大一定的投入,基本的实验器材还是可以满足的.但生物学实验受外界客观因素的影响较大.客观条件的限制是实验课开设度不高的重要影响因素.有一些生物学实验需要用到较为先进的观察仪器,但这些仪器的价格高昂,大多数学校很难拿出足够的经费引进.另一些实验需要用到活体,像家兔,小白鼠,蟾蜍等,这些实验材料的储存需要找专人看管,投入的人力物力较大.其次,在一些偏远地区或者比较偏远的农村,想达到和大城市学校一样的实验配备在现有的经济条件下是不允许的,许多农村中学缺乏实验课程必备实验器材,开设实验课困难重重. 3.缺乏实验研究意识 当前学校开设的一些生物学实验,仅仅是从书本中选取一些操作相对简便,耗费的人力物力相对较少,没有危险性的最基本的实验,这已经远远不能满足新课程的需要.理想与现实总是存在一定的差距,当前的生物学教学中存在一些薄弱环节需要加强. 二、提高高中生物实验教学水平的举措 1.增强学校和老师对于高中生物实验教学的重视 生物教师和学生都应当充分地认识到,上实验课不是一种上课的新形式,重要的是通过实验能使学生更愿意动手操作、与他人展开合作和积极探索科学.在实验过程中,学生为着相同的实验目的进行相互分工合作,在合作中认识到人与人之间合作的重要性;亲身参与实验的每一个步骤,学生实事求是的科学态度得到培养;实验的失败与成功存在很大的不确定性,失败的痛苦,成功的喜悦教会学生要有一个健康良好的心理素质,不畏失败,坚持不懈,克服艰难、勇于探索,积极进取.这些实验可以教给学生知识的同时,助力学生的健康成长.学校和老师要从根本上真正认识到实验课的重要性,协调好实验课与理论课的比重,培养学生学习生物的兴趣,引导学生参与到生物实验教学中来. 2.完善学校的实验设备 高中生物对于学生来说也是比较重要的一门高中学科,在理科高考中占据一定的地位.生物课的教学成果差的话,将影响学生的整个高中生活.高中生物的很多知识都需要一些实验来证明,例如细胞分裂等实验.这些实验如果不能让学生实地得去操作,那么对于学生来说,并不能深入地理解这些实验所讲述的原理.所以学校引进优良的生物实验设备是十分必要的,学校可以向政府申请一定款项来重新完善实验室设备或者向社会的慈善的人士求助,帮助学校修葺生物实验室,让学生能够在设备完善的实验室里学习,提升学生的生物成绩,让学生在实验过程中爱上这个这门学科. 3.提升学生对实验研究的重视 生物学的发展需要进行大量的实验,仅仅依靠机械背诵是不能牢固掌握生物学知识的内核的,在课堂教学中,学生只有主动参与课堂教学,逐步对生物学科产生一定的学习兴趣,才能提高课堂学习的效率,使学生获得更多的知识.实验是人类认识和研究生物科学的一种直观的重要的手段,也是老师进行生物学教学的一种重要手段.教师指导学生利用一定的材料,药品,仪器设备,按照指定的内容去进行一系列生物实践活动是实验课的主要形式.通过生物学实验,学生获得一些对生物界的感性认识,学生学习生物的基本技能得到锻炼.由认识,分析,掌握,到综合运用生物学知识的能力增强.学生学习生物学的兴趣被生动有趣的生物学实验大大激发,实验可以培养学生秉持一种实事求是的科学态度.综上所述可见,要完成高中生物学的教学任务必须提高实验课的质量,要提高整个学科的综合成绩,也必须重视实验课.对此,提出以下举措:学校要从长远出发,积极开展一些生物实验型研究性学习,生物界缤纷多彩的,可以拿来进行研究的课题也层出不穷.引进一些具有较强带领学生进行实验研究的骨干教师,带领学生进行科学研究, 三、对高中生物的实验教学的展望 高中生物实验教学水平的提高是一个长期的过程,需要经过多方面的积极配合与不懈努力才能完成.为此,学校领导应加强对实验教学的关注,倾听老师,学生的心声,积极改进实验教学的课程安排,使得课程安排更加的合理有序,既符合学校实际情况,又能最大限度的满足学生的学习需要,紧跟时展的步伐.老师是实验教学的具体实践者,更要有较强的学习改进意识,在日常的教学中,也应该及时和学生进行交流,倾听学生的意见,改正不足之处,发扬长处,不断改进自己的教学方法,提高教学质量水平,教给学生更多的知识与能力,不断进步. 作者:王海波 单位:江苏省宜兴市东山高级中学 生物小论文:新课改实验教学高中生物论文 一、当前高中生物实验教学存在的问题 (一)实验观念的缺乏 虽然新的课程改革不断推进,但是旧的教学模式难以更改。学生的总目的就是高考,一切在高考制度下,社会、家长对学生的评价标准依然是高考成绩。这样的价值观对中国的教育有着重要的导向作用。学校教育不自觉的就向“高考指挥棒”制定的目标靠拢,这种情况下,学生是为了考试才实验,老师也是为了升学率而开实验课,实验课缺乏创新意识,教学观念陈旧、老套,实验教学工作就难以开展,课程的改革就更加谈不上了。 (二)实验教学方法过于传统,缺乏创新 众所周知,生物是一门实验科学,生物的教学离不开实验。但是在高中这个即将进入大学的关键阶段,很多实验只是文本形式,生物实验也不例外。很多生物教师在实验教学过程中,为了节省时间,往往采用照本宣科的灌输式教育方法,很多实验只流于演示实验的形式,学生没有经过亲自动手体验,自然没有清晰的概念,只有抽象的印象。这样下去,学生虽然可能在考试中得到高分,但是会失去探究学习的兴趣,创新能力和独立思考能力得不到培养,长此以往,学生会沦为考试的机器,教育体系也培养不出大师级人才。 (三)实验设备和器材较为缺乏 开展生物实验的教学就需要大量的设备和器材,但是现在,在有些欠发达地区,实验设施并没有得到完善,很多高中生物的实验器材呈老化状态,有些易耗品如试管、烧杯等得不到及时补充,很多的实验用具和药品,原材料也很缺乏。由于实验没有纳入高考的考试范围,没有以具体的分数来衡量,导致学校领导的忽视,进一步导致资金问题得不到落实,在新课改的背景下,尽管国家做出了极大努力,投入了很多的资金加强管理,但是仍然无法彻底解决这个问题。 (四)学生实验能力普遍不高,且参差不齐 由于长期以来的应试教育,以及家庭环境和学校环境的影响,学生的动手实践能力普遍不高。在高中阶段,由于每个人的理解能力和学习能力的区别,再上学生初中实验教育的各有不同,有的基础好,有的基础较薄弱,导致学生的实验能力出现了差异。有的学生一点就通,而有的学生很难将知识消化,这就给教师的实验教学带来了极大的影响。既要兼顾学生的学习水平,又要按时完成教学目标,这无疑给教师的工作带来难度。 二、改善高中生物实验教学状况的对策 针对以上实验教学出现的问题,笔者经过分析和思考提出了以下的解决策略: (一)改变传统的教学观念,充分提高对于实验教学重要性的认识 虽然高中生物教材的很多实验都用文字的方式叙述了,但是实验的开展也是有必要的,如果学校没有开学生实验的条件,那么教师就应当做实验演示。因为只学习理论知识而忽视实践教育是不可取的,难以加强学生的印象。所以应当摒弃传统的教学观念,充分利用新课改的理念为指导,把传统的填鸭式教学转变为实践教学,充分激发学生的学习兴趣,加深学生对理论知识的理解,让抽象艰涩的知识变得生动形象,使课堂气氛变得十分活跃,提高课堂教学质量,促进实验教学的快速发展。 (二)增加实验教学课程,把实验作为考核的一部分 目前的实验教学课数量较少,教师没有足够的时间进行教学,只能严格按照课表的课程规定完成教学内容。这样就导致学生的实验时间较短,达不到以实践学习支撑理论学习的效果。因此学校应该划出一定的时间用于高中生物的实验教学,这样的话,在这段时间里,老师和学生都全心全意的投入实验,以达到良好的实验教学效果。除此之外,实验应当作为考核学生能力的一部分。经过了长期锻炼,学生应当具备了一定的动手实践能力,这是以实验的方式来考核,便会激发学生的学习热情,充分发挥了部分动手能力极强的学生的优势,使得整个考评体系更加完善和公平,达到重视实验教学的效果。 (三)加大资金投入,完善实验设备 高中实验想要顺利开展,离不开资金的大幅投入。在新课改的背景下,我国对于生物实验的教学已经越来越重视,对此投入了大量资金。但是很多学校的实验状况还没有得到改善,所以学校必须取得国家政府已经教育部门的支持,大幅度改善实验教学条件。如建立大型的生物实验室、配备实验的仪器设备,购买实验用的药品等等。此外,应该请部分老师作为固定的实验员,配合生物实验教学的正常开展。通过种种努力,是高中生物的实验教学成为重要的教学模式,迈向新的台阶。 三、总结 通过分析我们发现,经过了新课改,高中生物实验教学得到了极大的完善,但还是有很多不足之处。这就需要政府部门、教育部门和教师、学生的共同努力,利用先进的教学理念和方法,总结过去的经验教训,扬长避短,同舟共济,促进高中生物实验教学的更大发展。 作者:张丽娜 单位:磐石市第五中学 生物小论文:概念教学初中生物论文 一、概念教学要建立在对话与交流的基础上 课堂中的对话应该是师生双方的一种有效的探讨与共同的建构,良好的沟通能够让学生获取更多的信息,良好的沟通还能够培养学生的交流能力、质疑能力以及独立思考问题与解决问题的能力。在交流的过程中,学生也会对概念的理解有一个质的提升,达到一个更高的思维层次。学生对于生物知识的一些错误的认识,也能够在师生的对话中得到及时的澄清与解决。要想开展良好的对话,需要教师对相关话题加以引导,在教学中,精心地设置一些真正有思维含金量的问题,让学生调动自己的思维,对概念的本质特征进行必要的讨论和交流。 比如,在学习生物知识的时候,很多学生对“呼吸作用”与“呼吸运动”这两个概念比较容易混淆,这个时候,就可以通过师生间的互动与交流,把双方间的想法交流出来,教师及时地了解学生对该知识点的掌握情况,针对学生掌握的情况进行沟通,让学生从本质上真正地去理解两者间的不同。这样也有利于学生以后对该知识的有效使用。 二、结合教学内容,创设情境教学,巧妙地引出重要的概念 “学起于思,思源于疑”。有疑问才能激发学生探究知识的欲望,学生的思维也才能始终处于积极主动的求知状态。在教学时,教师可以根据每节课的内容,寻找一些与教学内容密切相关的又能激发学生学习兴趣的一些知识的材料,用新颖的教学方式、生动的语言等提出来,引导学生主动地去发现问题,解决问题。比如,夏天的时候食物为什么容易腐败呢?但是如果把食物放在冰箱里的话,则不容易腐败,这是为什么呢?有些酒为什么是越陈越香呢?这些问题的提出层层递进、相互印证,激发学生积极主动地去思考、探究其中的道理,在探究问题的过程中,也能够水到渠成地生成了“细菌的生活需要适宜的温度”这个重要的概念来,这样也能激发学生在提出问题的同时,积极性也随之得到提高,他们还会带着好奇的心理不断地去收集、查找一些资料,在求知中去探索问题的答案,这也能促使学生对知识的认识从感性上升到理性认识,有效地推动了他们学习的发展。 三、充分利用生物学概念的对比教学策略来教学生物知识 初中阶段的生物学教材中,有一部分概念在字面的表述和变化的过程等方面有着很大的相似性。学生在学习这些知识的过程中,如果不加以分析的话,很容易将这些相似的概念混淆,这样的学习效率也是非常低效的,因此,在教学时,教师可以利用概念间的相似性,结合两者之间的异同点,进行对比教学,强化两者之间的差别,加深学生的记忆。对比教学主要包括列表对比、图像对比以及概念图对比等方式。其中,列表对比是最为直观形象的,在教学相似概念时,教师就可以通过列表对比,将更知识点间的特征写出来,利于学生进行概念相似性的归纳、不同性的区别等。比如,学习“动植物细胞的基本机构、细胞分化与分裂”等相关的内容时,教师就可以结合生物学概念对比的教学策略,引导学生掌握这些概念间的区别和联系。通过适宜的对比教学方式,让一些比较容易混淆的生物学概念也逐渐地变得清晰明起来,这样也有利于学生掌握生物学概念的本质。因此,教师在教学一些比较容易混淆的概念时,就可以通过类比教学法,让学生一目了然地去学习、掌握这些生物概念。 四、结合多媒体课件进行教学,直观优秀概念 现代信息技术逐渐地进入到课堂教学当中,多媒体技术也越来越受到师生们的欢迎。生物课程是一门抽象性和理论性比较强的学科,多媒体课件集多种功能于一身,因此,在教学生物知识的时候,结合多媒体课件进行传授的话,有利于加深学生对相关生物知识的记忆和理解;而且多媒体课件的合理使用,还能够为学生构建一个理想的教学环境,让学生在这种愉快的环境下掌握更多的生物知识。比如,在组织学生学习“细胞增殖”、“减数分裂”、“神经调节”等一些比较抽象复杂的生物知识时,为了让学生更好地去理解这些难点,教师就可以用动画来演示这些过程性的知识,通过演示,让一些知识更加的直观生动,有利于学生的理解与记忆。概念是组成生物知识的优秀部分,概念教学对促使生物教学活动发挥着奠基的作用。为了让学生更好地去理解相关的生物知识,教师在教学时,就要采取适当的教学手段和策略,紧紧围绕关键概念对学生进行知识的传授,引导学生对相关的生物学概念进行有效的构建,逐渐地提高概念教学的质量,促进学生对相关生物概念的认知构建,而且还能够灵活地运用,让学生在掌握概念的基础上学习更多的生物知识,以此来促使概念教学有一个实质性的提升。 作者:张玉敏 单位:河北省唐县白合镇中心学校 生物小论文:环境教育教学中初中生物论文 一、认真研读教材,挖掘有效知识,巧妙渗透环境教育 由当前初中生物教材看,所选内容或多或少的涉及到了环境知识,为环境教育的渗透提供了有利的素材和有效的资源,如《绿色植物与生物圈中的碳氧平衡》、《绿色植物参与生物圈的水循环》、《空气质量与健康》、《环境污染对生物的影响》、《分析人类活动破坏生态环境的实例》等等.因此,在初中生物课堂教学中,要想有效渗透环境教育,培养学生的环保意识,教师必须认真研读教材,挖掘环保知识,并以此为切入点和突破口,结合教学内容,引导学生把握生物知识,形成环保意识.譬如,教授《根对水分和无机盐的吸收》时,可渗透重金属污染物随植物对水分和无机盐吸收进入植物体,并通过食物链危害人体健康的知识;学习《生物圈是所有生物的家》时,可让学生探讨“生物圈二号”失败的原因,使学生意识到进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路;教学《绿色植物参与生物圈的水循环》时,教师可以恰当地渗透水资源污染问题,让学生了解我国水资源缺乏现状,引导学生从身边小事做起,节约用水,培养学生资源保护意识;讲解有关酸雨、温室效应、臭氧层空洞等环境污染与保护内容,可让学生了解环境污染产生的原因、治理措施以及预防手段,促使学生自觉树立起环境保护意识. 二、联系生活实际,引导思考探究,有效加强环境教育 知识源于生活,在初中生物课堂教学中,教师要紧扣教学内容,注意联系生活实际,融入生活实例,加强环境教育,灵活渗透环保理念,提倡绿色生活,让学生从生活小事做起,为节能减排尽绵薄之力,增强学生的环保责任感.比如学习《分析人类活动破坏生态环境的实例》时,教师可以借助多媒体课件,呈现有关人类活动破坏生态系统的材料、图片或影视资料,并引导学生联系生活实际,说一说人类存在哪些影响全球的破坏活动?如水资源浪费、酸雨、土壤荒漠化、沙尘暴、汽车尾气、湖泊河流受到严重污染、工厂废气的随意排放而造成温室效应;乱砍滥伐,导致森林植被破坏等.然后,引导学生积极思考:面对上述问题,我们应该采取怎样的措施加以治理?让学生畅所欲言,大胆表达自己的看法和见解,深化巩固知识.接着,设计小活动,合作讨论,引导学生自主探究:请你观察人们日常生活中有哪些小习惯可能会影响甚至破坏生态环境?请你以小组为单位,展开“我为环保献一策”的活动,提出自己的建议和看法.这样,通过思考、探究、合作、归纳、总结等活动,让学生明确人类的哪些活动可以改善生态环境,哪些活动可以破坏生态环境,认识到保护生物圈的责任,自觉形成环境保护意识,激发学生关注生物信息的兴趣,提高学生收集和提取有用信息的能力. 三、注重实践活动,强化亲身体验,全面践行环境教育 在初中生物教学中,教师要打破课堂教学局限,注意拓宽教学渠道,开展灵活多样、丰富多彩的课外实践学习活动,让学生走出课堂,走出校园,走向社会,走向大自然,通过亲身参与、实践体验,感受环境保护的重要性,引导学生从自我做起,从点滴做起,形成保护环境的良好习惯,全面践行环境教育.第一,教师可以组织学生利用课余时间对校园环境进行仔细观察,对学校受污染情况和环境绿化情况进行深入分析、调查统计,并指出其存在的环境问题,提出切实可行的解决措施和方案.第二,教师可以组织学生走向课外,开展实践学习活动,将所学知识运用到生活实践中,在实践体验中切实体会保护环境的重要性和必要性.如组织学生开展公园、社区植树造林和水资源短缺、害虫鼠的危害、环境污染等情况实践调查活动,并撰写相关调查报告,以展示学习成果.第三,可以借助某些特殊日子,诸如2月2日“世界湿地日”、3月12日“植树节”,3月21日“世界森林日”、3月22“世界水日”、4月2日“世界地球日”,6月5日“世界环境日”、10月4日“世界动物日”等,开展环境保护相关专题讲座,通过手抄报、演示文稿、校报、墙报、板报、网络论坛、贴吧等形式加大环境教育知识宣传度,让学生了解环境保护的迫切性,提高学生环保意识和责任感.或开展“节能减排、低碳环保生活”的主题班会或者辩论会,组织“变废为宝”的环保创意制作比赛、“低碳生活科普知识”竞赛、“环境保护,从自我做起”演讲比赛等等,让学生在潜移默化中得到环保教育,树立环保意识,共建绿色生活环境,提倡健康有机生活. 四、结语 总之,在初中生物课堂教学中,教师要重视环境教育,认真研读教材,挖掘有效知识,巧妙渗透环境教育;注意联系生活,引导思考探究,有效加强环境教育;注重实践活动,强化亲身体验,全面践行环境教育,从而培养学生环境保护意识和责任感,形成正确的生活与卫生习惯,提升学生生物科学素养和综合素质,促进学生的全面发展. 作者:叶树梅 单位:江西省赣州第二中学 生物小论文:课堂教学背景下初中生物论文 1在初中生物课堂教学中推动开放式教学 所谓的开放式教学,就是废除掉传统的“封闭式”学习指导,使用动态的、差异的、开放学习指导。教学组织形式与教学的内容都是动态的、开发的。跟传统教学的注入式、满堂灌比较起来,使学生的创造了得到了很大的发展空间。初中生物课程本就是一个不断发展完善且更新速度快的学科,因此,其开放式的课堂教学是课程的本身就拥有,自然就需要开放的理念去对待与学习。在初中生物教学中,可以对教学资源的开放、教学目标的开放、作业的开放、教学空间与时间的开放、评价开放这五个大的方面进行开放。比如,在初中生物绿色植物相关部分内容教学时,教师就可以进行开放式的教学,带领着学生走进大自然去,让学生能够亲自的对不同的绿色植物进行观察了解。木本与草本之间的相同之处和不同之处;双子叶与单子叶植物之间的器官有什么区别等,通过对这些相似类型的观察与比较,增强学生的记忆。又如,在进行环境的保护与污染的教学时,教师把学生带到学校外,让学生自己去调查分析环境污染给人类生存会带来哪些影响以及其污染的原因,并且让学生在通过亲自了解之后制作出保护环境的有效预防措施,利用这样开放式的教学方式来加深学生对教学内容的理解。而且考核的方式也能运用开放式,将考场由枯燥的教室转移到新鲜的大自然之中,通过观察学生科研素养、科研的态度以及实验操作技能等来进行最终的评价,这样让学生的考核成绩更加的具有含金量,实现考核成绩能够代表真实的实践能力。 2提高初中生物教师的教学素质 我国大教育家孔子说过“:其身正,不令而行。其身不正,虽令不从”,其意思就是,如果领导者本身的言行正当,即使没有下命令,下面的人也会跟着其行动;相反,如果领导者本身的言行不正,哪怕是三令五申,下面的人也都不会听从。因此,教师是教学课堂上的第一人,其一言一行,都能够直接的影响到学生。据有关调查表明,学生在很多年之后,仍然可以清楚的记得某老师曾经做过的一些特殊动作和独特的观点,更有甚者,往后的价值观与兴趣也都跟随着某位老师。所以,想要提高初中生物课堂教学的思路创新,对教师的素养进行提升将是关键点。增强教师与学生相处的能力、完善其和学生间的沟通技巧、丰富自身的知识影响学生。比如,在初中生物心脏的结构特点教学时,为了让学生能够更加容易的记住知识,教师就可以与学生一起进行编制顺口溜来辅助记忆。事先教师将准备好的“房在上,室在下;房连静,室连动;上下相通,左右不通”写在黑板上作为参考,之后教师与学生进行公平的比赛,看谁编的更简单,更容易记,在激发起学生爱表现本能的同时也拉近了老师与学生之间的距离,起到正确引导学生的作用。 3在初中生物教学中进行分层教学 在传统的教学中,都是追求的人人平等,不管学生的智商高低、知识背景、学习能力以及情感因素等的差别,都进行统一的教学,这样的教学模式肯定会有“吃不饱”与“吃不了”的现象出现,从而导致因材施教难以实现。因此,我们必须清楚的认识到,每个班级里的几十个学生都是来自于不同的地方、不同的家庭、不同的小学、所受到的教育不相同和智力的发育程度也不一样,这些众多差异的存在,是教师必须要正面看待的。只要能让学生努力的去学习,达到自己的目标,就是教学的成功,因为每一个人所能到达的高度肯定是不一样的,如果强制的去要求,只会适得其反。而分层教育法,就是完全根据学生的这种状况所改善出来的教学方法,它把根据学生的真实水平进行区别的教学,使得学生能够最大化的吸收所能够吸收的知识,同时树立起学习的自信,也就实现了提高教学效率的目的。比如,在初中生物教学中,教师可以根据对学生成绩的了解,把学生分成甲、乙、丙、丁四等,根据学生不同的能力进行教学目标的分层、课堂教学的分层、作业与考核的分层等几个方面,并且分层并不是固定的,教师可以根据学生的学习进步情况做实时的调整,以刺激学习提高学习成绩的动力。 4结语 综上所述,随着我国新课改的逐渐普遍,为了充分的激发学生的创新能力与实践能力,诸多学校都已经将提升学生的综合素质作为了首要目标,把尊重学生的主动精神和开发学生的潜能当作重要任务。因此,初中生物教学的教师,应当是不拘一格、尽可能地对生物课程进行深入改革和探究,从而使其教学思路得到不断的革新与进步。 作者:奚勇 单位:吉林省白城市大安市第五中学 生物小论文:逆向思维能力下高中生物论文 一、生物学科 (一)提高学生认识生物学科的前提 传统生物知识的获得,都是通过教师讲课获得的。在课堂上,教师通过生物书和学生进行学习、互动,是一个启发学生发展的地方。新课改后,课堂不再是只传授知识的课堂,而是引导学生去发现知识的课堂。另外,我们要关注学生的生活、心理,在自己的时间和空间范围内,让学生假设问题情境,从而进行自主探索。 (二)教学准备是关键 1.了解学生。 首先,为了很好地选择和实施课堂教学方法,要了解学生的生活环境、心理状况,以及学生熟悉的生物环境。其次,要备学生知道的生物基础知识。 2.运用科学的教学方法激发学生学习生物的兴趣。 学生对生物的学习,很大程度上,跟教师有关系,一个幽默风趣的教师,可以唤起学生的学习兴趣,也会激发学生学习的欲望。所以,在课堂上,要对学生进行引导,让他们根据教师提出的问题,去思考,调动学生的学习主动性,不断提高对生物的学习乐趣。 3.生物课堂要贴近学生生活。 我们在讲课本内容时,把与现实生活结合起来。教师可以通过多媒体展示与生活相关的图片,让学生通过这些图片,进行思考,联系生物知识,解释出现的现象,学以致用。学生的学习兴趣得到激发。让学生在课堂中做自己的主人,学生自行安排自己的时间,发挥主观能动性。 4.生物课堂多样化。 根据生物学科本身的特点,它是和人们的生产、生活、实践联系比较紧密的学科。因此,我们组织学生去野外观察、学习来促进生物课堂教学的成功。 二、发散思维在生物教学中的运用———光合作用 由于学生具有好奇心和求知的欲望,这就促进学习、思考。根据这一特点,我们生物教师可以充分利用教学资源,即地图,包括地图册、生物挂图、生物插图等,还可以用幻灯片、电视、录相、多媒体等多种形式。下面我们以光合作用这一节课进行具体的分析。植物有一项很重要的功能,即光合作用。对于这个概念的理解,教师要进行讲解,让学生明白,人有没有光合作用,光合作用是植物在白天进行的一种能量转化,即二氧化碳和水在光照的条件下,在叶绿体中进行反应,最后生成氧气和有机物的过程。这一过程中,光合作用产生了氧气,可以供给人和动物的呼吸,教师引导学生思考,晚上能不能把很多植物房子屋子里面呢?学生通过思考,晚上植物没有光合作用,主要是呼吸作用,那么呼吸作用就要吸收氧气,与人争夺氧气。所以,在晚上,最好将植物放在室外。而光合作用的一组探索性实验能否成功,则是教学中突出重点和突破难点的关键。 (一)先学后教的方法 教师在讲这一节的内容时候,可以让学生以小组为单位,进行资料的搜集、整理,等上课的时候,让中学生以小组的形式,进行代表发言,将你们搜集到的知识讲给其他同学听,其他组内针对这一组同学的汇报,提出自己的质疑,教师写到黑板上,分条进行解释。最后利用多媒体展示光合作用的发现过程。这样,可以让学生在主动探究过程中,体会最后获得真理的感动。通过多媒体动画,教师展示“光合作用需要二氧化碳”和“光合作用产生氧气”两个演示实验,让学生更加深刻的明白了原理。同时,让学生分组进行有关光合作用的一组探索性实验,学生通过自己做实验,更加明白了实验的重要性,通过实验,可以得出真理性的知识结论,从而学会了光合作用这节课的主要内容。然后,教师在通过一些相关的练习题,将学会这部分内容。总之,通过学生自己做实验去探究,这样对光合作用的概念有了更深刻的理解,同时培养了他们认识问题,主动探究的能力,还有对创新能力的思维的培养也起到了很重要的作用,启发学生运用知识来说明或解决实际问题,在分析和说明问题过程中领悟光合作用在生物界乃至整个自然界中的重要意义。不断提高学生的自身的各方面的能力,更好地为学习新的内容做好铺垫。 (二)学生逆向思维能力的训练 1.通过例题示范,克服思维定势。 在做练习题的过程中,教师要给学生举一些与生活相关的实际事情,这样,学生在面对自己在日常生活中就能遇到的事情时,就会觉得很熟悉,理解起来也很容易,从而打开学生逆向思维的能力,引导他们对问题的思考方式的转变,防止固定在一种思维上去思考问题,这样就造成了思维定势了。 2.活跃逆向思维的思路,一题多变。 对一些习题,改变某些条件,或把原因和结果对调,以及把知道的和不知的对调,来训练学生的逆向思维。这样做,可以活跃学生逆向思维的训。3.正逆双向思维的联结,正逆互用。针对某个问题,教师可以先引导学生利用正向思维的方式去思考,如果解决不了,那么就要换个角度去思考问题了,这时候,可以用逆向思维进行思考,如果能思考出来,证明思考方法正确。 三、结语 总而言之,在学生创造性思维上的培养,其中,发散思维是一种创造性思维形式。而逆向思维存在于发散性思维范围内,在生物教学中,需要培养学生的发散思维。 作者:王延梅 单位:河北省张家口市宣化第一中学 生物小论文:学生创新能力高中生物论文 一、教师要善于发现学生的创造能力 在平时的教学中,生物教师要在课堂中,善于发现这些具体创新能力的学生,一旦发现,就要将其列为生物中的探究者,进行重点培养,比如可以多让其参与生物活动,多让他设计一些生物实验,跟着教师准备实验器材,在平时的生活中,多思考,勤于做实验等,多参与一些有关生物科技制作方面的活动,提高他们的科学创新能力。 二、教师要保护学生的好奇心,进而激发学生对知识的渴求 学生对自己没有见过的事物有着很强的新鲜感。这时候,教师要引导学生的好奇心向着探究的方向发展。对知识的渴求是人获得知识的动力,没有好奇心,学生就对知识提不起兴趣。因此,教师在平时的教学中,在课上经常会有学生提出一些奇怪的问题。比如,在讲“生物的进化”这一节内容的时候,特别是说到有关鸡的祖先的问题的时候,标准答案是原生野鸡,有的学生会问:“原鸡的祖先是什么?”介绍“显性基因与隐性基因”时有的学生会问:“为什么我的上眼皮是一个单、一个双?”……针对学生提出的这些问题,教师,都不应该给予否定的答案,而是要引发全体学生的思考,这样,不但能够解决学生心中的疑问,而且还能帮助学生更好理解内容。 三、在平时的教学中要注重培养学生的创造性思维 一个人的创造性思维,在某种程度上决定着他的创新能力,这是教育的根本。也是我们每一位教师的教育目的。因此,教师在平时的生物教学中,要想使得学生这种创新能力得到提高,就必须有意识地对他们进行培养,训练。只有这样,才能在不断的学习中,学会创新,提升自身的学习能力。在平时的生物知识的学习中,还要刻意加强培养学生的发散性思维、逆向思维。这两种思维的培养,能够不断开发学生的拓展能力,对知识的迁移能力也有很大的作用。这和以往的教学方式有着不少的相同点,但是还是有很大的区别的,要不断渗透给学生这种区别,增强学生的关注,加深对知识的学习。在习题的练习中,教师应该多寻找一些能够一题多解的练习题,来培养学生的思维能力,让学生的思维空间变大,运用所学的知识,不但掌握了基础知识,也对知识内容的扩展有了很高的提升空间。 四、在生物实验中进行加强,培养学生的创新意识 实验作为理科教学的重要内容,在培养学生的创新素质方面有着举足轻重的作用。人的思维能力的本质,都基于生物世界的本身。学生的智力发展,随着自然界的发展而逐渐演变而来。人的活动能力对自身的思维能力和创新精神的培养有着很大的影响,特别是现代社会发展下的生物学科,同现代人们的生活有着很大的联系,通过学生亲自动手设计实验,并主动在实验中获得知识,有的学生在实验的过程中,会想到很多与自身的想法相联系的很多内容。这时候,教师要对学生进行相关的引导,帮助学生扩展生物知识的能力。加强学生通过自我思考,获得更多的探索实践,最后,能够自己主动设计生物实验,探究生物实验,培养学生独立制作心中所想的一些生物模型。比如说,留心平时在生活中,对一些植物的采集,并做成标本,保存下来。学生的独立能力的加强,对日后自身的创造能力,也将有很大的帮助。甚至会自主的去寻找探究。比如,液氮环境下冻死的鱼,如果放到水里还能复活吗?教师通过引导学生大胆思考,然后利用多媒体播放一段有关的视频,让学生感受到生命的奇迹,激发他们的学习主动性,增强好奇心,一探究竟。 五、结语 综上所述,通过对高中生物教学的不断研究表明,作为每一位生物教师,要抓住创新这一个新的词语,不断培养学生的自身能力和素质,对于高中学生的学习能力和对问题的思考能力,都将是一个大大的提升。我们期待更多的学生,能够在知识的海洋中翱翔,在知识的海洋中不断寻找,获得知识的方法和新的想法。在不断地质疑中,获得新的知识,提升科学素养。 作者:任筱洁 单位:河北省张家口市宣化第一中学 生物小论文:教师角色定位高中生物论文 1传统生物教师的角色 长此以往,中国的教学形式依然未能发展转变,仍然维持以往的形式,教师讲授,同学听从。教师身为课程的引导人员,同学处于被动地位,在此类形式之下,同学仅仅是听取学识,并未进行思索或者操作。此类状况直观阻碍了同学的发散性思路,削减了同学自主研究的动机。全新科目规范标明,同学是研究和进步的对象,科目应当面对全体同学,应当注重各个同学自己的特征,设定出顺应各个同学的教育策略,关注同学的差异性能够调动同学学习的积极性,使同学能够全面发展,将同学从被动学习的状态转变为主动状态,所以老师的课程教育面对着大量难题。老师必须研究如何在课程中提升讲授质量并且不增添同学的压力,不仅能够调动同学学习的积极性,还能完全运用同学的课程时间。 2新课改对教师角色的要求 2.1要有先进的教学理念 《生物科目规范》确立的科目观念是:面对全体同学,提升生物教学质量,倡导探索性学习。全新的生物科目系统不管是在观念和目的方面,或者是在范围、作用、评估和构造方面都产生了改变,此类繁琐的变革形式急切要求老师转变原本的教育理念,才可以以全新课程规范为中心进行转变,但是全新科目变革的教育范围最后还是需要老师首先把握前沿的教育观念,而且在往后的教育步骤中持续地深化与完成。因此,生物老师应当有所觉悟,努力去主动的寻求改变,减少自己教育形式与变革间的差距。 2.2要有驾驭教材挖掘教材的能力 作为学生学习的教育材料,此记录的学识定理即使全是精确的成果,却针对首次触及有关定理的同学来说,老师不可以仅仅讲授书本上的学识,不能采取填鸭式教学方法,此种方法并无教育价值,更不可能调动同学的积极性,因此老师在对课本的利用方面应当极其重视手段和途径,极力使同学们归纳出隶属于自己的想法,即使想法不正确也不可以完全否定,而是应当激励同学经过自主研究来证明自己的想法,此种学习方法可以使同学们真正地把握学识,使同学认识到虽然缺少教材的填充仍然能够探索得到一致的结果。此种精巧的教材运用不仅不会扼制同学的自主想法还会调动同学对于学习的积极性,使他们更加向往往后的学习,使自主探索引导他们的学习形式并使之逐渐形成惯性。比如在讲解《植物激素》过程中,就能够试图地采用漫画的宣扬形式,第一步是画出漫画,并且取名为“果农的忧愁”,而农民的忧愁为:园林里养育的果树由于高度太大而不能摘得果实,而且果树的结果率同样很低,一些还没有成熟的果实还提早掉了下来;过生的果实摘下来卖不出去,熟透的又怕没法在第一时间卖掉而烂在地里;园林里杂草繁多等等。漫画不仅能够带来强烈的视觉冲击力,还能够经过同学自主探讨来找寻处理果农忧愁的办法,不仅保障了同学把握植物激素的有关学识,还对同学们开展了STS教学。 2.3要有创造性的教学能力 创造性思维在教师教学中是至关重要的,是教师更好教授课程的重要手段。高中生物教师在对整个教材知识体系深入掌握的基础上,要深入研究教学方法,不能停留在传统的教学方法中,要以更新的方式和手段让学生更好的掌握知识。老师在平日的课程教育中就应当重视同学的思维发展,极力创建出比较和睦的问题氛围,对同学总结出的一切探讨性问题都给出正面回应,使他们积极地探究下去。比如在《从细胞到生物圈》章节中,老师必须激励同学在探讨中提出见解,见解的准确与否并不关键,由于在往后的研究进程中针对问题的准确回答同学马上会清楚,但是优良的见解发表却能够使同学感觉到教师的亲切、伙伴的关爱互助,进而为之后的教育奠定优良的基底。 3高中生物教师角色定位的策略 3.1要以研究者的角色审视教学过程 在实际的生物教学过程中,教师要确立自身在整个课堂之中的定位与归属,不能单纯的将自身视为只是概念的传播者,要科学的将自己视为课堂教学工作的探究人员,以探究人员的角度研究与教学教育以及自我有关的所有主题,并寻求恰当的处理方案。同时详细分析学生对于知识内容的接受能力,力求增加教学操作的科学化比重。 3.2在教学过程中要反思认识自己所扮演的角色 老师应当在平日的任务中持续思考自身所承担的课身份职能,才可以深入推动同学开展高效地学习工作:①教育之前思考,将教育转变成一种自主的操作步骤;②教育过程中思考,在教育进程中准时地思考;保证反思可以不断提高教育的水平;③教育之后思考,开展批评性归纳,使教育阅历学术化;帮助今后的相关工作进一步开展。 3.3既做课程资源的利用者,也做课程资源的开发者 老师不仅是科目能源的运用人员,也是科目能源的发掘人员,为了完成调动同学学习热情的任务,就要尝试性地去开发利用一些校内外的相关课程资源。老师不仅应当极力开拓教材中的科目能源,还应当完全运用各种教育能源;①校内例如实验室、图书馆、标本室等课程资源;②校外例如科技馆、博物馆、动植物园、等课程资源;③媒体例如报纸、电视、互联网等课程资源。 4结语 全新的课标改革不但对教师提出了新的要求,同时也赋予了教师全新的责任。教师应当与全新科目变革的节奏一致,在实际全新科目改革的进程中持续深化与进步。 作者:程立 单位:抚顺县高级中学 生物小论文:有效教育理念下初中生物论文 一、国内外研究现状 在国外,美国在六十年代末,七十年代初就兴起一种教育运动,叫有效教育学校,但它是以教育科学研究为基础,探索如何提高家庭社会经济地位较低的儿童的学习成绩、提高经济落后地区的教育质量。“有效教育”(MS—EEPO)理论最先由是由云南师大教育学院书记、副院长孟照彬教授创建的孟照彬教授提出与创建。该理论立足与国家视野和国际视野,做大众教育。 二、有效教育概念的界定 (一)什么是有效教育 有效教育就是把西方擅长的个性、创造性与东方擅长的知识性有机的整合起来,并使之大众化的教育。即是将西方教育的优势和中国传统教育的优势有机的结合起来的第六种教学方式。其优秀理念是“教育要讲效率,过程要讲优化”。 (二)有效教育的理论基础 建构主义理论所蕴含的教学思想主要反映在认识观、知识观、学习环境观、教师观、师生角色的定位及其作用。以人为本,注重对学生内在心理世界的了解,以顺应学生的兴趣、需要、经验以及个性差异,达到开发学生的潜能、激发起其认知与情感的相互作用。 三、有效教育的初中生物教学中实施的案例研究 (一)有效教育在初中生物教学中应用可行性分析 有效教育是一个集“学习方式—课型方式—评价方式”三维为一体的教育教学方法,其系统操作性、实用性强。这完全符合新课改下对学生的培养要求。 (二)备课方式的案例研究 要素组合方式的基本概念:要素组合是EEPO方式最基本的课型方式,也是EEPO方式中最简明也最易掌握的课型,掌握要素组合这种课型,就能为学习其他课型打下扎实的基础。 (三)案例分析 第二节《种子植物》(第1课时)教学目标:①运用观察的方法识别种子的基本结构。②描述菜豆种子和玉米种子的相同点和不同点。重点:①通过解剖观察的科学方法识别菜豆、玉米种子的结构和功能;②描述菜豆种子和玉米种子的相同点与不同难点:观察胚的结构。课型方式:要素组合 1.导入 ①实物导入:展示茁壮成长的豆芽。[引言]同学们喜欢吃豆芽吗?豆芽是由什么发育而来的?[种子]种子能萌发长成幼苗的奥秘在哪?与什么有关?[种子的结构]②出示学习目标。 2.观察菜豆玉米种子结构 ①分发各种不同的种子(每组至少3~4种)。领取解剖针、培养皿等实验器材;②观察菜豆种子的结构(做中学+动中学);③师讲解和示范科学观察菜豆种子的步骤方法和注意事项;④4人小组:参考实验步骤观察菜豆种子实验,并填写学习卡;⑤小组汇报呈现种子各部分结构及名称,师加与讲评、检测。(中测);⑥观察玉米种子的结构(做中学+动中学);⑦师讲解和示范科学观察玉米种子的步骤方法和注意事项;⑧4人小组:参考实验步骤观察菜豆种子实验,并填写学习卡;⑨小组汇报呈现种子各部分结构及名称,师加与讲评、检测。(中测)。 3.种子的功能、产生种子的意义: (1)4人小组:对比大豆种子,观察豆芽的结构,并讨论:①种子的各部分发育后变成了幼苗的哪一部分。②种皮和子叶有什么作用?③玉米胚乳遇碘变蓝说明了说明?(看+想+做+说+听+小动组合)。(2)小组发言,师加以讲评和检测(中测)。(3)师生共同归纳种子各部分的功能。 4.小结、练习 (1)学生对实验和内容进行归纳小结。(2)课堂巩固练习(想+做)。(3)教学评价方式的案例研究(经典性评价)。本节课的重点和难点的确定完全符合教材的要求,本节课则对这两个内容进行了整合,体现对教学素材进行了个性化的处理。在本节课的实验操作过程中,学生会对此现象产生疑惑,这就激发了学生的创造性。学生四人小组合作交流探究,解剖并观察菜豆和玉米的种子结构,这是生生互动,教师加以评讲是师生互动。 四、有效教育实施效果调查与分析 (一)调查对象 此次调查对象是随机调查玉州区的部分初中学校的一线教师6人。学生则是随机抽取城北初中的4个班级的学生192人。 (二)调查结果和分析 通过调查,教师在对“EEPO的态度”的态度方面,有大部分的教师持支持的态度,只有少部分人不支持也不反对。88%的教师都得到了相应有关EEPO的培训,并且运用EEPO的方法来进行备课,实施EEPO教学后,课堂气氛中有87%的教师认为课堂气氛比之前的火热,师生关系融洽,能与学生友好的相处,能公平的对待每一位学生,但对教学目标与计划的完成只有50%,说明实施EE⁃PO的课堂的某些环节耗时太多,教师不好把握,但由于评价方式的改变,使得有50%的教学认为自己的生物课堂有自己的特色,对教学效果还是比较满意的。 五、结语 EEPO有效教育的优秀是“有效”,怎样好好运用EEPO来提高教学质量,就是我们进行教育改革的要点,然而,中考仍然是初中学校不可回避的现实,升学率仍然是教师们必须面对的瓶颈,如何把素质教育和应试教育结合起来,是我们迫切需要解决的难题。我相信EEPO是一个解决难题的好方法,但愿同行们能再接再厉,把EEPO实验快速推进,加速新课程实施的进程,使教学呈现欣欣向荣的景象。 作者:黄东群 单位:广西壮族自治区玉林市玉州区城北初级中学 生物小论文:生活教育课程资源下初中生物论文 一、生活教育理论指导下的初中生物课程资源的开发 (一)生物教学内容编排与生活联系 初中生物课程比较多元化,与高中不同的是,初中生物讲究深入浅出,让学生对生物这一课程有一个大概的了解,同时要培养学习生物的兴趣。从客观的角度来说,应用生活教育理论进行指导,开发初中生物课程资源,首先应该将生物教学内容与日常生活联系起来。例如,首次学习生物课程时,教师提出问题“:同学们喜爱生物吗?能举例说出生物和人类的关系吗?”接着联系学生的答案,指出:生物学是研究生命现象和生物活动规律的科学,生物学的研究对象主要是地球上形形色色的生物。现在的生物学正飞速发展,涉及到的行业越来越多,对人类的影响也与日俱增。学生可以举例说说自己知道的有关生物学的研究事例,并对现在我们生存环境中面临的危机畅所欲言,比如说:环境问题、资源匮乏、森林破坏、转基因食品安全等问题。由此可见,生活教育理论中的初中生物课程资源比较丰富,关键在于教师能否发现贴近学生日常生活的一些课程资源,能否与学生缩短师生距离。 (二)生物教学情境创设与生活接轨 对于初中生物而言,多数学生并没有抱着非常专业的态度去学习,仅仅是作为辅助科目去了解,而且初中生物也不会影响学生的升学考试和一些重要的课程学习。为此,教师尽量不要通过硬性灌输来进行教学。按照生活教育理论的要求,要想开发出更多的初中生物课程资源,就必须在教学情境创设上与日常生活接轨。第一,教师在进行教学工作时,不要采取古板的教学方法。而是要与学生多沟通,多列举一些自身的生活感触和生物案例,鼓励学生去联想他们的生物案例和生活方式,找出其中的差异,提高生物学习的互动性。例如,在《人体的激素调节》一节的教学中,讲到激素调节作用时,可以让学生根据图片、列举事例等方式让学生分析各激素的作用。教师再结合学校要求学生每天的睡眠时间在8—9小时进行分析,使学生明白:生长激素在青春期有一个分泌高峰,一天中晚上分泌的生长激素比较多。如果睡眠受到干扰,除了影响第二天的学习之外,由于生长激素分泌减少,身高的增长也有可能受到影响。因此,睡眠对青少年的生长发育作用很大。第二,情境创设的过程中,教师才是整个课堂的掌控者,不要让学生有束缚感,更加不要让学生过于亢奋,应利用生活语言和生活动作行为进行指导,促进学生兴趣学习。例如在开展《人的生殖》课程教学中,教师在讲解母亲怀孕辛苦时,可以要求学生利用一些道具来演绎母亲怀孕时的各个不方便动作,促使学生感受到母亲怀孕的艰辛。第三,生物教学情境创设,可以适当的邀请家长前来听课,提高教师、学生、家长三方沟通,为教学添彩。 二、生活教育理论指导下的初中生物课程资源实践 (一)联系生活实际,开展生物课外实践活动 生活教育理论是一种全新的理论,应用该理论指导初中生物课程资源的实践,其理论上是可行的。但在操作过程中,应注意多个方面的细节。第一,必须保证联系生活实际。很多教师的确列举了生活实际,但与学生的距离较短,炒饭、做菜这一类的生物原理,家长几乎不会让学生去实践,因此该类课程资源仍属于理论。第二,应广泛开展生物课外实践活动,通过课外的活动,让学生自己去探索、了解生物资源。例如,教师可以举办生物知识讲座,以拓展和延伸理论知识;可以让学生饲养家蚕、果蝇等;观察生物的生长和发育过程;在学校的空地上种植当季的蔬菜,可以将课本知识与生活实践联系起来,认识种子的结构,种子的萌发情况以及播种条件等等。此外,生物教师还可以将探究活动与学生的社会实践活动结合起来,带领学生走进自然、深入社会开展调查研究,撰写调查报告并开展讨论。 (二)结合生物探究课题开发校本课程 生物课程资源的实践,还应该结合生物探究课题,积极开发校本课程,通过开发全新的研究领域和课程,可推动初中生物教学的全面进步,为学生学习及教师教学水平的进步,提供更大的保障。本文认为,结合生物探究课题开发校本课程,可从以下几个方面尝试展开:第一,研究与社会贴近的课程,包括植树造林、退耕还林等等,这些比较符合实际情况。第二,校本课程在实践前,需经过大量的调查与研究,不可直接投入,避免对学生固有的知识体系造成影响。第三,校本课程仍然要遵循生活教育理论的指导,超出指导范围的课程可做研究,但暂时不要投入到实际的教学中,否则会与当下的教学构成冲突,不利于教学工作发展。 三、总结 本研究对生活教育理论指导下的初中生物课程资源开发、实践展开讨论。从目前取得的成果来看,很多学生的理论能力与实践能力都获得了一定的提升,教学工作不再枯燥、乏味,课堂积极、有趣,所有的教学都在朝着良性循环发展。在今后的工作中,应进一步健全生活教育理论指导,深入挖掘初中生物课程资源,为学生各项能力的提升做出更大贡献。 作者:顾小钰 单位:如东实验中学 生物小论文:实验教学视域下初中生物论文 一、通过生物实验,激发学生学习生物的兴趣 在实验的过程中,教师除了对学生进行实验指导外,还要在一定程度上给予学生自信,要允许学生在实验过程中有所失误。当学生出现失误时,教师要给予一定的鼓励,帮助学生找出失败的原因和避免失败的方法。久而久之,学生就能摸索并总结出实验的规律,并从实验的过程中品尝到成功的喜悦。这样既体现了教师的主导作用,又突出了学生的主体地位和自我管理意识,最重要的是激发了学生学习生物的兴趣。 二、让学生参与课前实验准备,培养学生学习生物的兴趣 初中生物实验涉及的实验材料大多是动物或植物材料,为了培养学生学习生物的兴趣,我通常情况下会引导学生去寻找实验材料。例如,学习叶子的结构时,我让学生自己搜集叶子来进行观察,进而掌握叶子的基本结构是叶片、叶柄、托叶。初中生物实验涉及的实验材料还有花、果实、种子以及一些小昆虫等,我便鼓励学生走出教室,走进大自然,去收集这些实验材料。学生通过收集过程既感到了大自然的奥秘和神奇,又掌握了一些生物方面的知识。但值得教师注意的是,学生寻找实验材料时最好有教师或家长在旁监护,这样,教师和家长可以指导学生如何去做,还可以保障学生的安全问题。 三、通过实验教学培养学生的观察和实践能力 在实验教学过程中,教师应做好实验前的注意事项的讲解,尽量将实验步骤简单化,让学生一目了然。在指导学生进行实验的过程中,教师应抓住每一个步骤的重点,提醒学生要规范操作,这样才能收到良好的实验效果。如学生在显微镜下观察洋葱细胞切片时,教师要指导学生将表皮细胞切片放在显微镜的载物台上,使切片的中心处在通光孔的中心位置;教师要指导学生用左眼看目镜,调节显微镜至清晰地看到细胞切片,尤其要提醒学生的是在调节准焦螺旋时切忌用力过猛或调节幅度过大,导致损坏显微镜、细胞切片。学生在实验的过程中一旦操作不正确,教师就要及时指出并纠正。 教师要引导学生认真观察并及时做出分析和记录,这样,学生才能够把实验和理论联系起来,实现用理论指导实践、用实践证明理论的目的。例如,在讲“食物中的营养成分”时,教师可先让学生思考,或进行小组讨论;然后,教师再进行演示,让学生将讨论和观察得出的实验结果一并进行分析,然后总结出正确的结论。通过观察实验,学生们就会发现:加热干燥的小麦种子后,食管内壁上有明显的水珠生成;或把花生的一片子叶放在一张白纸上用力挤压,在白纸上会留下油渍等。通过这些现象,学生认识到了食物中含有的成分,从而由感性认识上升到理性认识。 四、开展探究性实验教学,培养学生的创新思维 新课程标准提出要开展探究性实验教学,引导学生进行探究性学习,促使学生主动参与实验,乐于探究实验,练就学生勤于动手、善于动脑思考的好习惯,逐步培养学生的创新精神和接受新知识的能力。探究性实验教学在培养学生各方面能力上比课堂教学更有优越性,因此教师在进行探究性实验教学的过程中,要尽量让学生掌握生物实验的方法、内容和要求,最好做到由浅入深,要求学生对在实验的过程中发现的问题要及时进行探究、讨论,弄懂来龙去脉,从而使学生对实验的领悟得到很好的升华,使学生的创新思维和发散思维得到很好的培养。如在进行“馒头在口腔中的变化”实验时,有些学生觉得该实验道理浅显,操作起来也比较简单可行,于是便不对此实验做较深的探究。针对此情况,我向学生们提出了问题:淀粉为什么遇碘变蓝?馒头里面含有淀粉,然而为什么馒头在口腔中不会变蓝呢?它变成了什么?学生经过思考和讨论,最后得出结论:口腔中唾液淀粉酶有催化作用,使馒头中的淀粉转化成了麦芽糖。这样,学生在教师的启发下,对实验进行了思考和探究。 五、合理安排和组织实验,培养学生理论联系实际的能力 要想搞好生物实验教学,教师就要想方设法调动学生的积极性,引导学生留心于生活,仔细观察生活,并根据学生的心理特点合理安排并组织好实验,把课本上的知识和生活实际联系起来,让学生通过实验来理解知识,并增强知识点的记忆。例如,在讲膝跳反射时,我让一名学生坐在椅子上,正确地将一条腿自然地搭在另一条腿上,让另一名学生用橡皮锤叩击被实验学生的膝盖的下位韧带,此时,我们就会看到被实验学生突然向上跳起。然后,两名学生进行交换做相同的实验,结果相同,这就是膝跳反射。通过简单易行的实验,教师再讲解膝跳反射的原理——大腿股四头肌的肌肉内的感受器受刺激而产生兴奋,兴奋沿传入神经传到脊髓的神经中枢,神经中枢发出兴奋,通过传出神经传到效应器,引起大腿上的肌肉收缩,使小腿前伸。这样,学生就很容易接受了。 六、结语 总而言之,在生物实验教学中,教师只有通过各种生动有趣的实验激发学生对生物学科的兴趣,使学生在实验中获得知识、掌握学习生物的方法和技能,才能使学生真正乐于学习生物,喜欢上生物这门课。 作者:信晓亮 单位:河北栾城楼底中学 生物小论文:新课程改革背景下初中生物论文 一、重视教材前言的作用 每本教材在最开始部分都有一个前言,对教材进行整体介绍,让学生对该学科有个大致的了解,生物教材也不例外。生物课本的前言部分阐述了生物科学是对生命现象和活动规律的探索,介绍了课本上的一些例子,向学生提出了简单的问题,如“树叶的颜色为什么是绿的”“人为什么要呼吸、喝水”等,旨在激发学生对自然和生命等方面知识的渴求,使学生产生强烈的求知欲,让学生珍惜生命,热爱大自然,了解人与自然和谐发展的重要意义,为以后更好地开展教学活动奠定基础。然而,有些教师在进行第一节生物课时却忽略了前言部分的作用,认为这部分没有多大意义,只是简单地读一读前言,甚至是不学前言部分,直接学习第一章节的内容。殊不知,学生是否有兴趣学习生物学科,与前言有着很大的关系。因为教师通过对前言的讲解,可以让学生对生物课有个大致的了解,告诉学生生物课可以解决他们不知道的许多问题和秘密,这样学生对生物学科就会产生强烈的好奇心,从而吸引学生对生物知识进行探究。 二、树立学生的学习主体地位 传统的教学模式是师讲生听、师写生记、师问生答,在教学活动中教师起主导作用,整个课堂教学以教师为中心,学生只是被动地听讲,教师的每一句话,学生都必须言听计从,教师的命令必须无条件执行。这种落后的教学模式已经不符合新课程标准的要求,对教学效果的提高和学生的发展非常不利。新的课程标准要求发挥学生的主体作用,教师要甘当配角,在教学中起指导作用。鉴于此,教师在教学活动中要进行角色转变,即由“主导作用”向“指导作用”转变。如在进行生物实验时,在确保实验安全的情况下,教师要让学生独立操作,并结合教材内容自主完成实验报告,自己只需在学生遇到困难时进行指导即可,这样才能锻炼学生的动手操作能力,加深学生对生物知识的理解和记忆,从而提高教学效果。 三、加强师生间的交流和互动 新课程改革要求教师要进行互动式教学,通过师生间自由、直接、和谐的沟通与交流,培养学生的学习兴趣,激发学生的积极主动性,使学生会学、善学、乐学,变“要我学”为“我要学”。例如,在学习“肘关节”这一节内容时,教师可先让学生观看模型或图片,并结合学生的胳膊认识肘关节、肱二头肌、肱三头肌等部位的名称和具体位置,然后再用自己的胳膊与图片或模型进行对比,对各个结构的作用进行详细的示范和讲解,并让学生亲自感受屈肘和伸肘的完成过程。通过师生间的互动,课堂气氛非常活跃,课堂形式也比较开放灵活,有效调动了学生的学习积极性,培养了学生自主构建知识的能力。此外,在教学过程中,教师还要加强和学生间的情感交流,了解学生的学习特点、实际需求和内心发展,在学习和生活中关心学生、呵护学生,促进师生间的情感交流。这样,学生便会对教师的课程产生好感和较大的兴趣,从而在一定程度上促进教学活动的开展。 四、注重发挥生物实验课的作用 生物中许多知识都是通过观察和实验得到的,但有的教师因为图省事并不进行实际操作,而是单纯地对实验进行讲解,致使学生对生物知识缺乏兴趣,认为其过于抽象和难以理解。要改变这一现象,教师必须要对实验课引起足够的重视,在实验前详细讲解实验过程、目的、注意事项以及如何写实验报告,同时指导学生对生物实验进行实际操作,及时纠正实验过程中出现的异常现象,通过实验让学生体会、理解、掌握并深化生物知识。这样,不仅可以有效激发学生的学习兴趣,更让学生在学到生物知识的同时锻炼了动手操作能力。 五、加强课后练习 进行课后练习是每个学科不可缺少的环节,加深对所学知识的记忆,并将其灵活运用到实践中。在布置课后练习时,教师要让学生多做一些有代表性的习题,引导学生从不同的侧面和角度解决问题,使学生能够举一反三。同时,教师还要对课后习题进行讲解,及时纠正学生在练习时发生的错误,培养学生良好的学习习惯和科学的思维方法,通过精讲精练让学生真正理解和吸收所学知识,感受到生物科学的规律和学习带来的乐趣。 六、结语 总之,初中生物新课程标准要求教学活动要面向全体学生,着眼学生的终身发展,全面提高学生的科学素养。因此,初中生物教师要不断创新教学理念,结合学生的学习规律和发展特点,有针对性地选择教学方法,加强师生间的交流与互动,树立学生的学习主体地位,注重发挥生物实验的直观作用,使学生在生物知识技能、动手操作能力、情感态度和价值观等方面得到全面发展。 作者:郭玉华 单位:河北省石家庄市第二十八中学 生物小论文:探究式教学下高中生物论文 1教学环节 1.1情景的创设 在上高中生物课的时候,我经常会将一些生活中的情节引入到课堂教学中,从而加深学生的理解,帮助学生遇到实际的生活问题的时候,能够进行解决,在进行教学综合评价的时候,从教学目标到教学情节,都进行了详细的设计,这是重要的一个内容。 1.2引入的设计 对于新课的引入,是教学的重要环节,为了引起学生的注意力,打动学生的心,以及调动学生的积极性和主动性,这样的引入是必须的,使得学生的思维、方向有了保障,因此,每节课的引入显得很重要。我们所引入的方法,往往是按照教学的任务和内容来设计,依据学生的年龄、心理,设计时要灵活。 1.3设计问题要精心 对于教学情景的创造,以及教学的探究,是从学生的意识开始培养,问题是思维的一种形式,对于所有的探究、发现、创新,往往都是从问题开始的。能够提问题是重要的,比解决问题更有说服力。培养学生的思维,往往以问题的探索为主,对于设置问题,可以选择角度多、方法多来解决。把问题用多种方法解决,即打开思路,促进思维的发散和培养。教师在设计课堂提问时,主要是让学生的思维展开。对学生进行有效、优化地提问,对于提问要求是能够去思考,而艺术性地提问,是具有层次性、整体性。所以,为了突破教学的难点时,在设计问题时,从简单开始到比较繁索、从小问题到大问题、有表面及内部,通过一层一层递进、一步一步深入,从而,攻破难点。而探究教学对教师的要求是不要限制学生的思维,并给于学生适当的帮助,使得学生通过鼓励解决问题,以及通过其想象力和能动性进行思考、探索,从而提出自己认为的观点、思路、方法。学生要有良好的态度、精神,在训练学生做题时,注意培养其归纳、综合、抽象等能力,从而养成探究问题的能力。在探究过程中,学生学会控制实验的因素,记录实验的现象以及数据的收集,对于每一步的过程,他们能够科学地去发现奥秘,为了提高学生探究问题能力。 2实验的重要性 对于生物课的实验探究,就是要让学生对具体的生物实验数据进行分析,然后总结概括相关的知识内容,最后才能保证结论的严密性,学生对于知识的疑问进行思考,解答。证据更加周密以及结论更加科学,再通过原有的知识、实验来进行探究解决所存在的疑问,最后,得出准确的结论,同时以“文字、图象、公式”等形式给予表达。对于学生的创造性思维来说,在提问题时应做到具有探索的性质,在设置问题时,学生按照各个角度、方法来思考找出问题的解决方法,把思路打开,使得学生的思维具有发散、灵活的特点。在进行实验时,把学生的操作作为主要的来抓,教师的任务是和每位学生进行交流。在学生与教师的互动中,在课堂效果上达到良好的互动。 3课堂教学气氛的互动 在课堂上,师生是互动的、生动活泼的、积极主动的,这就是所要的课堂气氛,在这样强的感染力下,形成一种积极向上的教学情境,对于学生,得到感化、熏陶、激发,学生学习的积极性就能够被调动,学生学习的热情带动起来,学习活动的积极性被提高了。生物知识也弄懂了,在教学时,通过交互合作来引导学生,进行阅读、体会、分析、讨论,在其基础上找出内在的矛盾,把其中的矛盾进行研究,从而,明确有待研究的问题。 4提高学生的主动性 所谓学生的质疑,是指在教师所讲内容、知识以及课外的知识基础上所产生的疑问,并说出自己的想法。 5尊重学生差异 由于学生存在个体差异,不同的家庭状况、不同的社会关系等等。所以,在课堂教学中,对于每一位学生来说是平等的,机会是平等的,但是应该给差生更多的关爱和机会。在课堂提问时,注意那些学习差的、长相普通的、身材不高的、性格内向的学生的提问,对于课堂上的关注,考虑到每一个学生。 6培养学生的发展意识和责任感 对于探究教学,其创设的情境或问题、练习,往往在社会实际中是密切联系的,在环境生态保护、科学技术发展下,学生要了解社会,了解现代科学的技术,对环保意识要增强,对科技兴国提高认识,对社会责任感达到增强。学生在探究得基础上得出准确的结论,第一方面、它属于一个重要的学习内容,第二方面、对于科学结论与探究方法,需要联系实际,进而反应出知识、探究的意义。因此,在平时的生物教学中,教师要运用知识之间的相关联系,进行解答实际的问题。 7结语 总之,对于探究教学,从实质进行把握,通过开放性地实施,使得探究教学的过程得以实现,通过合理地处理,使得探究教学的方法结合其它教学的方法,从而,改变学生不好的学习方式,从而,提高了课堂的效益。 作者:李广明 单位:河北省张家口市第一中学 生物小论文:体验式教学高中生物论文 1体验式教学法的概念 体验式教学是指在教学的过程里,教师结合学生们的认知规律及特点对其进行引导,把教育内容通过情境、物品或其它方式展示给学生的一种教学方式。这种方式能够加深课堂的趣味性,引导学生主动的投入到学习中。它是一种人文化的教学方式,在把握学生整体性的同时又能够兼顾学生个体之间的差异性,让每个学生都能够参与到课堂之中,增强他们对学科的学习兴趣。 2高中生物课堂中体验式教学的运用 很多教师都明白体验式教学方法的优点,但是却只有很少一部分将其运用于高中生物的实际教学中。据笔者分析,原因主要有两方面,一种是不知道该怎么样去运用,另一种是因为看到某些教师运用后的没有得到预期结果,降低了运用此方式的积极性。笔者认为,想要运用好体验式教学应该做到以下几方面: 2.1体验教学,应用于基本理论理解 生物是一门自然科学,其知识大多源自生活。因此,教师可以将实际的生活同所要讲述的教学内容进行结合,让学生们更加容易去理解掌握。例如在讲到遗传及变异的内容时,就可以引入实际情况:“XX家的大儿子同他父亲都长得很高,而二儿子却长得不高也不漂亮,不像他父母。”通过这个例子,学生们能够更加主动的去分析造成此两个结果的原因所在,因此对知识的记忆也更加深刻。 2.2科学体验,培养学生实践能力 在高中的生物教学中生物科学史是非常重要的一部分内容。但是大学生学生对于这些陌生的历史人物都没有兴趣,仅仅是为了学习而去记忆。在此情况下,就需要运用体验式教学方法来进行改善。教师可以充分的借助视频录像或者是实践的方式将科学家发现、解决问题的全部过程展示给同学们看,引导学生们带入到发现、解决问题的过程之中,让他们身临其境的去感受。或者让同学们自己去以小品的形式展现此过程,这样能否加深学生们对知识的印象和记忆。高中生物中会有很多的实验,很多生物知识的学习都需要实验的辅助。而生物实验、科技活动等都是体验式教学方法运用于生物教学中的具体过程。在生物实验中,学生通过规范的操作、细心的观察,以及实验数据的具体分析,最终得出实验结论并应用于课堂生物学习中。在这里,教师就应该先为学生们创设一定的情境。在创设好情境以后,让学生们根据情境进行分析和讨论,最终得出他们的预想结果。之后就是最关键的地方——操作方面了。对于高中生而言,眼高手低是非常常见的事情。尽管对操作方法和过程等都记得滚瓜烂熟,但是在真正操作的时候往往都不会特别的顺利。学生之间相互协作,实验完成后观察实验现象,记录数据,然后进行结果的分析。在实验的过程中出现错误是在所难免的事情,虽然不能避免,但是需要对出现错误的原因进行分析和总结,在下一次实验时重点注意不再犯同样错误,而对于成功的实验更应该总结经验与他人分享。通过实验,学生的操作能力、发现问题及解决问题的能力得到了提升,总结分析能力也会得到很好的锻炼。 3体验式教学应用时的注意事项 3.1巧用多媒体技术 信息技术及网络技术的发展带动了多媒体技术的发展,多媒体教学已经被人们广泛的运用在在当今时代的教学中。而在体验式教学的过程中,如果能够充分的借助多媒体技术能够起到很好的教学促进作用。体验式教学方法同其它教学方法并不是相隔离的,通过几种方式的结合运用,能够更加优化教育资源,有利于生物教学的开展。 3.2学习资源应尽可能取材于生活 生活是多样的,需要人们去发现和探索。而生物的内容大多都源自于生活,因此生物教学的案例也应到尽量的到生活中去取材。如果在教学中教师能够选取真实生活中的案例,能够提高学生们的接受度,让学生们更加容易的去接受去理解。这种教学方式将课堂同生活紧密的联系了起来,既能够帮助学生们加深对生物知识的理解,同时有能够增强他们对生活的热爱。 3.3鼓励学生善于体验,自我发展 在体验式教学的过程之中,教师应当将学生放到学习的主体地位,注重他们学习兴趣的培养,让他们学会通过生活获取知识,积极主动的去发现、探索知识,实现自发自主的学习。 3.4生活就是课堂,从生活中学习 体验式教学将教学课堂从教室内延伸到社会之中,大大的扩充的教学的课堂。借助社会这个大课堂,通过接触社会各种不同于学校课堂的事和物,学生们能够了解到更多学校课堂中接触不到的知识,丰富自己知识储备。同时还能够帮助学生们树立正确的生活观,让他们更加的热爱生活,充分的体会生活的美好。 4结语 总之,体验式教学方式就是围绕学生这一中心,将课堂延伸到生活,通过体验学习让学生们更加容易的参与到学习中的教学方法。当然,就目前而言,体验式教学方式还没有完全的完善,还需要我们不断的去改善。因此,教师要针对不同的教学内容和学目标,对课堂内容精心设计,对现阶段的教学模式进行不断创新与完善,以在顺应新形势下教学需求的同时,提升学生的综合生物水平。 作者:高桂兰 单位:安徽省宣城中学 生物小论文:互动教学模式初中生物论文 一、初中生物互动教学改进对策 1.构建平等关系,实现师生互动。 包容、平等、共享的关系是有效实施互动教学模式的重要前提,为了改变互动教学中师生关系的失衡,教师就应该积极促成课堂角色的转换,给学生提供更多的参与教学的时间和空间,给学生展示和表达自己的机会。只有通过教师的积极组织和引导,让学生成为课堂真正的主角,教学质量和效率才会得到大幅度的提高。此外,在初中生物课堂中,教师应该注意自己的言谈举止,要亲切自然、一视同仁地对待每一位学生,进而和学生建立互相尊重和互相平等的和谐关系。教学中,坚持“以人为本”的理念,鼓励胆怯的学生,肯定有进步的学生,帮助学生建立自信心和主动意识;对学习有困难的学生进行咨询和了解,及时地提供帮助。在教师和学生和谐相处的基础上,引导学生积极主动地参与到教学活动中,这样课堂将会变得妙趣横生,大大提高教学效率。 2.巧设合作小组,实现生生互动。 在初中生物课堂中,比起其他互动形式,学生之间的交流及互动对学习成绩及个性发展更有影响力。在生物学习过程中,若学生产生了焦虑的情绪,那么将会大大降低学习的效率。显而易见,在传统的灌输式的教学模式下,学生担心出错,不敢对教师传授的知识产生质疑和提问,在一定程度上束缚了学生的个性和创造精神,而同学之间进行交流可有效消除学生思想、行为及情感障碍。现代教学理论重视课堂教学中的生生互动,主张将课堂中的大部分时间交给学生自己进行自行分配,实现学生之间的交流及互动,最终实现“共振”效果。这种共同交流模式可实现学生之间效仿及矫正,最终促进学生共同发展。这就需要教师在实际教学中转变观念,对教学方式进行改革。小组合作是实现生生间互动交流最为有效的途径,如在“生物的进化”教学中,教师可运用小组合作的方式,结合教学内容进行小组合作情境的设计,根据知识点,设计“列举古生物化石说明生物的进化”“、简要列出地球上各类微生物、动植物出现的顺序”等问题,让学生分组进行讨论探究,以一个小组为一个整体的形式对小组成果和学生成绩进行评价,教师在活动中担任组织者、指导者和评价者的角色,加强师生、生生之间的互动。 3.创设教学情境,激发参与热情。 在初中生物互动教学中,为了使互动教学能够顺利实施,教师还应当积极利用各种资源为学生创设教学情境,激发学生参与热情,引导学生真正参与到互动教学活动中,从而发挥互动教学的作用。在生物教学中创设教学情境的方法有多种,如利用生活经验创设教学情境、引入游戏教学、利用多媒体技术、设置问题方法等。以利用生活经验创设教学情境为例,如在“探索生命的方法”和“植物的呼吸作用”时,可将学习内容与日常生活相结合,以“某类水果在什么条件下保存时间最长”的日常问题引出教学内容,首先让学生通过讨论后提出假设,再根据假设指导学生设计实验步骤,进行实验探究。利用日常生活经验创设教学情境,并将其与实验探究相结合。在激发学生探究欲望,促使学生积极参与到学习中,增强课堂师生互动的同时,还可增强学生的实际动手能力和运用所学知识解决实际问题的能力,从而实现生物教学的目标。 二、结语 在初中生物教学中,有效实施互动教学对于提高教学效率有着重要意义,而针对当前互动教学实施中存在的问题,教师应积极采取一定的措施,构建师生平等关系,真正实现师生、生生间的多边互动,充分发挥互动教学模式的作用,从而不断提高初中生物教学水平。 作者;许所扣 单位:江苏省盐城市初级中学 生物小论文:生活化课程教学初中生物论文 一、创设生活化的教学情境,让学生自主探究 学生在学习时能够利用自己在生活中的经验,在教学过程中能够与日常生活形成系统的联系,让学生走进教室学习时并不是一无所知的,而是根据自己的生活经验形成独特的理解和观点.教师要善于利用与生活有关的教学资料及现象,让学生主动在大脑中利用生活经验构建知识框架,通过原有的生活经验更好地理解掌握新的知识.教师在教学准备的过程中要多下些功夫,注意收集生活中的实例,运用到课堂上,将学生引入到生活情境当中去学习,激发学生的学习兴趣.例如,在进行细胞吸水原理的教学时,可以设置一些情景来引发学生思考,如:放置一段时间的蔬菜会变蔫,但是拿水壶往菜叶上洒些水,一会儿蔬菜就又变得新鲜了是为什么?家里腌咸菜的时候,只往缸中放入盐和菜,为什么过段时间缸中就会有水出现?还有在给农作物施肥时,若是一次性施肥过多,通常会出现常说的“烧苗”现象是为什么?当教师提出这几个生活中常见的例子时,就会引发学生的思考,因为这是学生日常生活中常见的现象,但是却没有往生物学的知识方面想过的,现在课堂上提起,当然会引发学生无限的思考和想象.这样一来,学生就自然而然地进入到了新课的学习,带着问题进行思考,更加能够帮助学生理解新的知识,提高学习的有效性. 二、营造生活化的学习氛围,激发学生学习兴趣 现在的教学课堂,不再是教师的“一支粉笔,一块黑板”的时代了,课堂教学更加需要学生和教师之间的配合与交流.现代课堂教学应该将教学主体更多的转向学生,让学生了解到教与学是师生双方参与的事.课堂教学中教师应该努力营造一种生活化的学习氛围,打破传统课堂沉闷的局面,让学生在轻松的学习氛围当中体会到学习的快乐.在教学中教师要结合学生已经掌握的生活经验,充分利用生活实例,让生物课堂更加生活化,轻松化.比如在讲到环境保护问题时,教师可以先给学生观看一些关于泔水油问题的报道和视频资料,然后趁此机会介绍说,科学家经研究已找到利用泔水油提炼生物柴油的方法,预计不久将投入使用.这样的教学形式,利用生活的中的例子,吸引学生的注意力,不仅能够激发学生的学习兴趣还能够引发学生的思考,达到很好的教学效果. 三、利用生活中的事物丰富生物课程 教师在教学过程中要根据学生情况的不同以及自然环境的不同,对教学内容进行二次加工,使得教学内容更加贴近学生的生活,更容易接受新的知识.教师要充分利用生活中跟生物学相关的事物作为教学素材,引导学生在生活中感受生物学知识.例如在讲授生物适应环境的课程时,引导学生观察周围的树木,为什么有的树木如杨柳就会落叶,而松柏就不会落叶?学习体温调节的课程时,让学生自己感受自身体温调节,可以试着从温暖的环境进入寒冷的环境,切实感受自身的调节系统做出的反应等.利用身边的事物,例如窗外的树木等对生物学知识进行最亲近的体验,利用好生物实验室以及图书馆等资源,将生物学课本上的知识尽可能多的在生活中实践出来,让学生感受到知识的存在,不再排斥课本.教学不仅仅是体现在将书本知识传授给学生这一简单的层面上,还应注重培养学生的情感态度价值观,德育相结合,实现教学生活一体化. 四、作业布置的生活化 作业的意义绝不仅仅是教学课堂的延伸,而是学生课外的家庭生活或社会生活的一部分,它应当体现学生生活的一种状态和态度.学生学习生物就是要将所学知识应用到将来的社会生活实践中去,因此作业不应是为了完成作业而做题,为了考试而做题,而脱离学生的生活经验.其实初中生物学课程,与学生的生活实际联系相当地紧密,所以,生活化的作业也不难布置.例如,布置学生分小组对周围的食品安全问题展开调查,完成相关的调查报告;搞一次垃圾分类必要性的宣传,形式不一,完成实践报告等,这些作业都是来源于生活,与学生的实际生活相联系,作业形式多样,难度适中,若给予学生充足的时间,并在作业过程中加以监督和鼓励,学生不难完成.重要的是,在作业后要给与恰当的评价和展示的机会,让学生更多地看见自己的优势和进步,产生信心和动力. 总之,提倡生物学科教学的“生活化”是学科自身的特点决定的,也是新课程理念的要求,教师要努力寻找生活中的生物学科的元素,还原生物学科的本真,走出课堂,到生活中去解析和诠释生物学科的奥秘. 作者:周文娟 单位:江苏省昆山市城北中学 生物小论文:生物学技术下的农作物论文 1检验品种真实性和纯度的方法 检验品种真实性和纯度的方法有很多,根据不同的原理可分为形态鉴定、生理化学法鉴定、物理法鉴定、细胞学方法鉴定和分子生物学鉴定。运用分子生物学方法来鉴定品种纯度的方法有很多,它是在DNA和RNA等分子水平上鉴别不同的品种,目前最常用的技术主要有以下几种:SSR技术又称为microsatelliteDNA、RAPD技术、AFLP技术、RFLP技术和SNP技术。应用最广泛的就属SSR技术,最有应用前景的要数SNP技术[2]。 1.1运用SSR标记技术鉴定品种的纯度和真实性 近年来越来越多的种子企业都应用SSR技术来鉴定品种的纯度,DNA分子标记技术是通过诊断生物的内在基因排布规律和外在的表现规律,并直接分析遗传物质的多态性,同时通过比较不同品种的DNA的结构和组成,以此来鉴别品种的纯度和真实性的。该技术可以反映生物个体和种群之间有差异的片段,正因为此技术的不受时间、空间和外界环境的因素影响,所以其检测结果更真实可靠,也便于自动化管理。由于SSR技术呈共显性遗传,然而相比于其他的遗传方式,它可以清晰地分辨出种子的纯合体和杂合体,所以就成为了目前最广泛应用并最受欢迎的检测技术。SSR技术是由一个到六个核苷酸串联成100bp以内的DN段,在基因的复制过程中,及碱基的错配会产生几个重复单位,就使得基因组每次都会突变成几个重复的单位,导致等位基因的出现,当运用电泳技术进行分离后,就轻而易举的获取了这些重复序列的信息[3]。 1.2PAPD技术 PAPD技术是以基因组为模板,并对农作物进行PCR扩增,最终得到多态性的DNA谱带的一项技术,此项技术有很多特点,如操作简单、经济快捷、基因需求量小等,并且在向日葵、扁豆、芹菜、棉花、甘薯等植物的检测均有报道,虽然对于已经筛选出来的种子进行指纹分析是比较方便和快捷的,但是对于未检测过的新品种,想要在短时间内找到合适的引物进行鉴定难度很大[4]。 1.3RFLP技术 这项技术的原理是通过检测不同的遗传位点的变异,它能够区分不同生物个体间基因的微小差异,由于同一个农作物能够在不同品种中找到许多的标记,所以这项技术是在检测品种的真实度和纯度的方法中最可靠的方法,但是其操作过程繁琐、操作难度大、周期长、费用高[5]。 1.4AFLP技术 AFLP技术的原理是在检测过程中选择基因组DNA的酶切片段,其标记技术优点有重复性强、稳定性好、多态性高等,实验证明在克隆技术上此项技术拥有很好的前景,但是由于实验对DNA纯度和内切酶有高质量的要求,基因组的不完全会影响实验的结果,而且此方法不仅操作程序长、步骤多,还要求有很高的实验技能和精密的仪器,因而在对农作物的真实性和纯度的鉴定中难以普及和应用[6]。 2如何验证分子生物学技术的可靠性 2.1验证方法 为了验证分子生物学技术的鉴定结果是否可靠,需要进一步的确认,通常实验都会采用两种纯度检测的方法来验证,一般会选择分子标记鉴定和田间纯度鉴定法,根据有无亲本的两种情况,对已经知道亲本的生物运用共显性鉴定法,即基因在亲本之间表现为多态性,在杂交一代中表现为共显性的生物。对未知亲本的作物采用多态性扩增的方法[7]。田间种植鉴定,分别在田间正季和异地种植,以水稻为例,田间正季鉴定材料种植在四川两种实验基地,单粒播种,每个样品种植200株,常规管理,海南异地种植在三亚种植基地,通过分析种植的产物的特征特性来最终得到田间鉴定结果。鉴定依据要严格按照种子检验规程执行,对产物性状的审定同样按照规则审定描述进行。 2.2结果分析 通过实验得到信息后对结果进行分析,谱带种若出现双亲互补的为杂交种,若母本出现纯和带类型为不育系,谱带如图3-1所示,以此来计算纯度的百分比,将得到的鉴定结果和田间实验的鉴定结果比较,验证了24对引物的结果准确。另外发现在经过生物技术检测的纯度和田间正季的鉴定结果相关系数可达到93.8%,在田间鉴定过程中不同的鉴定者鉴定的结果也有很大差异,过程中很难区分杂株,将分子技术检测结果与田间检测的性状做对比,在田间表现为不育系的大多分为两种情况,第一是在田间表现为不育株的在SSR检测中变下为母本不育,第二是田间表现为异型株的检测为母本不育系,其谱带表现如图3-2所示,分子标记检测结果与田间种植检测结果比较如图3-1,分子标记检测纯度与田间种植检测纯度比较结果如图3-2。经过以上研究分析得出,在品种纯度测定中,所用的引物越多、样本容量越大检测得出的结论(见表3-1、表3-2)越可靠,在实际的检测中,为了兼顾经济性和准确性,一般选用3对引物来进行检测,在品种真实性和纯度的鉴定中,大多数人们认为分子标记鉴定结果比田间鉴定的结果更为严格,所以对企业就相对有失公平,本研究显示其电泳结果更接近于田间种植结果,这一研究结果为接下来的分子鉴定提供了更有力的依据。但是就针对于农作物真实度和纯度的鉴定而言,分子标记的结果和鉴定结果相一致,且检测时间短,能迅速为种子的监管工作提供有力依据和技术支撑,更大力度的减少由种子不合格带来的经济损失和不良社会影响[8]。 3讨论 对于利用分子生物学技术对农作物品种的真实性和纯度进行检测的方法各有优缺点,但是无论是常规鉴定技术还是化学物理鉴定技术都各有局限性,不能满足种子纯度和育种工作的发展需求,可以相信,随着分子生物学技术的不断发展,更多更有效的分子标记技术将会在学者的不断努力下得到革新和不断完善,在不久的将来,分子生物学技术将会直接应用到农业的发展中去,通过本文以上的研究,可以得知分子生物学技术的最终检测结果和田间实际种植的结果大致相同,所有有理由相信经过不断地发展和研究,最终分子生物学技术对农作物真实性和纯度的检测结果将于实际差距越来越小,发展分子生物学技术将是鉴定农作物真实性和纯度未来的发展方向。 作者:王立 单位:江门市新会区林业科学研究所 生物小论文:新课程初中生物论文 一、引经据典,勾勒文学色彩 在教学中,我会引用一些成语、诗句或古文,创设出具有文学色彩的教学情境,激发学生学习的热情。比如,引导学生思考生物对环境的影响时,我用课件展示了一些成语和诗句,如“兔死狐悲”“千里之堤,溃于蚁穴”“螳螂捕蝉,黄雀在后”“苔痕上阶绿,草色入帘青”“稻花香里说丰年,听取蛙声一片”等。这些具有浓郁文学色彩的词句使学生将生物学知识和文学知识相联系,构建综合性的知识框架。 二、多媒体辅助教学,化抽象为具体 利用多媒体辅助教学也可以把抽象的教学内容变得直观、有趣。比如,讲到“形形色色的生物”这部分内容时,我利用多媒体课件展示了丰富多彩的生物,如迁徙的候鸟、矫健的猎豹、显微镜下的大肠杆菌、五彩斑斓的贝壳、含苞待放的郁金香、坚韧不拔的小草等,使学生在有限的空间中,观察到了地球上形形色色的生物,也使他们感受到生物学的魅力。 三、重视生物科学史,以情动人 生物科学史虽然不属于生物学基本概念、规律的范畴,但是能够帮助学生体会科学家的伟大,了解科学研究的过程,激励学生探索科学。如达尔文、哈维、沃森、克里克、林奈等科学家的故事可使学生体会到科学研究是一项充满挑战的光辉事业,每一个伟大的发现都伴随着科学家无数的汗水和心血,科学能够改变世界,值得我们为之付出一生的努力。 四、渗透爱国主义思想,培养学生的社会责任感 初中阶段是学生形成价值观、人生观、世界观的重要时期。这时,可以抓住机会,在生物课堂上渗透爱国主义教育,培养学生的社会责任感,实现新课程提倡的三维目标之一“培养学生的情感、态度、价值观”。比如,在讲到“人在生物圈中的义务”这部分内容时,可以扩充一些关于我国环境状况不容乐观的内容,并通过资料、数据等使学生明白可持续发展的重要性和保护环境的紧迫性。由此,培养学生的社会责任感和爱国主义情感,引导学生为了国家的发展、为了子孙后代,积极参与环保活动。学生在生物学习中形成的社会责任感,反过来也会促进学生学习生物。 五、巧编故事,增加趣味 生物学的很多知识是比较抽象的,学生理解起来有一定难度,也容易觉得枯燥。对此,可以利用语言艺术,把抽象的知识变为生动的故事,帮助学生理解。比如,在讲到“人体免疫”时,我根据教学内容,给学生讲述了一个流感病毒引发战争的故事。我把B淋巴细胞和T淋巴细胞比作人体攻击入侵者的特种部队,用生动、形象的语言描述了流感病毒进入人体后引发的一系列战争,说明了人体的免疫机制,取得了比较好的教学效果。总之,在具体的生物教学中,教师应该综合应用各种方法,创设有效的教学情境,培养学生学习生物的兴趣,促使学生主动学习,探索新知,做学习的主人。 作者:张琳 单位:四川省成都高新新科学校 生物小论文:现代教育与初中生物论文 一、分析现代教育技术的发展现状 随着社会经济的发展以及科学技术的突飞猛进,如今有很多的科学技术均应用到教学活动中,例如:计算机技术、网络技术等,这些高新技术的应用使得整个教学领域面临着巨大的变革与创新,不仅大大提高了教学效率,而且提高了学生们的学习兴趣而培养了学生们的主观能动性以及创造力。本文以下将现代教育技术的发展现状进行分析介绍:目前随着我国科学技术水平的提高,相关应用型高新科技产品渐渐广泛的应用于教育活动中,跟西方先进国家相比虽然存在着一些差距,但是我国现代教学媒体技术逐渐应用于教学实践活动中,并且取得了惊人的教学效果,使得教学活动引入全新的境界,具体表现有以下几点:第一,逐渐对教育技术的机制提高了认识;第二,转变了教学方向,由传统的“教”转为今天的“学”。综上所述,我国现代教育技术正处于不断发展的阶段,而且在教学领域中发挥了重要的作用,但是目前在我国国内教学现状还存在着以下的问题:第一,由于我国东西地区的经济发展水平存在着差异,以至于在认识上以及观念上存在着差异,因此,西部地区的教学现状仍然较落后。第二,条件不成熟。有很多地区均认识到多媒体技术在课堂上的优势,但是学校的经费有限,从而导致多媒体技术没有得到普遍的应用于课堂中;第三,过分使用多媒体教学技术。有的教学教师认为多媒体技术在教学活动中具有十分重要的作用,通过实践结果发现,确实提高了教学效益以及教学水平,便在课堂上45分钟一直使用多媒体技术,而不愿采取其他教学手段来辅助教学,这种过分采用多媒体技术的教学方法并不符合素质教育的初衷;第四,电脑教学呈“流水课“”一键式”。教学教师为了防止学生们操作失误而将多媒体中的课件设为”一键式“,学生们通过按键来进行阅览课件,这种做法不仅阻碍了学生们个性的发展,而且使得学生们易失去学习兴趣等等。 二、探讨现代教育技术与初中生物课程进行整合来提高教学实效性的策略 (一)合理利用现代教育技术,促使生物教学活动的顺利进行 生物教学是一门与生活相关的学科,因此,教学教师不但需要进行因材施教,而且还要充分的、合理的利用现代教育技术来应用于课堂教学活动中;例如:生物教学上讲授到病毒引起的疾病,教师需要找到一些疾病案例,同时,需要将造成疾病的各类病毒等进行制成多媒体课件,不仅有效的培养学生们学生兴趣,而且使得学生们生物教学的学习成绩得到了提高。另外,通过将现代教育技术融入到生物教学活动中,使得二者之间实现优化与整合,这样不仅使得学生们有效的理解了生物教学内容的难点知识,而且更好的掌握了生物教材内容的难重点知识。 (二)将现代教育技术与初中生物教学进行有效整合,从而提高教学效率 在生物教学活动中,经常需要进行一些生物实验,进行生物实验的时候不仅消耗大量的实验试剂以及器材,而且还会有一定的危险性,而多媒体技术的应用大大解决了上述的问题,教学教师通过播放试验具体操作的录像,并且一边进行讲解,促使学生们更好的记住实验步骤。在初中生物教学活动教学时,需要合理的采用多媒体技术能够克服传统媒体在时间和空间上的限制,化静为动,信息量大,图像生动,音响逼真,例如:投影、幻灯、录相、微机等,合理选用生物教材中的难重点知识通过多媒体技术将其展现出现,不仅使得生物理论以及内容特点有效的传授于学生们,而且更有利于学生们掌握其中的知识点。例如“草履虫的形态结构”这部分的教学,因为草履虫的身体微小,肉眼难以观察清楚,在教学中配以模型,再以CAI软件演示其内部结构,就有利于学生掌握其内部构造,以加深其深刻印象。因此,多媒体技术的应用不仅使得学生们的动手能力以及观察能力得到了提升,而且学生们从中也获得生物相关的知识,因此,将多媒体技术与初中生物教学进行有效整合,不仅节约了学习成本,而且大大提高了生物教学效率。 (三)合理的将现代教育技术与初中生物教学进行有效整合,实现整体教学目标 在进行生物教学的时候,需要合理的采用多媒体技术应用于课堂教学中,而不需要课堂45分钟一直使用多媒体技术。这样不仅使得学生们易失去学习兴趣,而且使得学生们易将生物课堂当做多媒体技术课,从而没有掌握到生物教学中的相关知识点,生动、形象的画面可以吸引学生的无意注意,但过多会使得课堂教学目标变得不明确,另外,在应试考试前复习生物教材时候,找不到生物课本中的重点内容知识点。因此,需要利用问题情景或展示所学知识的应用价值等则可以激发并维持学生的有意注意。心理学研究表明,儿童少年的大脑皮层长时间处于高度兴奋状态容易使身心疲倦。多媒体虽有加快教学节奏,加大教学容量,优化教学效果的作用,但它具有声、光、电的综合刺激,使用一定要适时适度,在一堂课内频繁滥用,其结果势必事与愿违。因此,在进行初中生物教学活动的时候,需要合理的运用现代教育技术,将生物教材中的难重点通过多媒体技术播放、传授出来即可,从而更有效的实现生物教学的整体目标。例如:在讲授生物教材中的《人类神经调节》一课时,只需要在“条件反射的建立”上放录相带,让学生真正理解简单的反射与复杂的件反射的区别和联系就足矣。 三、结语 本文将现代教育的涵义进行了简单的概述,同时,将目前现代教育技术的现状进行了分析介绍,最后,针对现代教育技术与初中生物课程的有效整合来提高教学实效性的相关策略进行了综合阐述。现代教育技术在教学活动中发挥了重要的作用,如果将现代教育技术与教学活动进行有效的整合,从而大大提高了教学质量以及教学水平,同时,有效的实现了教学目标。 作者:曾砥 单位:福州第二十一中学