生物工程论文:浅谈生物工程专业试验设计与数据处理课程教学对策 【摘要】试验设计与数据处理是一门应用广泛的技术课程,主要解决工艺控制、过程优化模拟等工程问题,是生物工程专业课程之一,具有实用性强、内容繁复、初学者难于记忆和灵活运用等特点。从课堂教学出发,阐述了该课程在应用型工科院校生物工程专业中的教学对策。 【关键词】生物工程专业;试验设计与数据处理;教学对策 作为地方本科院校,将教学目标定位于培养应用型人才,是提高学校竞争力、突出办学特色的关键。南阳理工学院生物工程专业立足于自身教学条件,积极将培养模式与南阳地区经济特点相结合,紧密围绕南阳市支柱产业——生物制药和工业发酵,发展工业微生物菌种选育、发酵工艺调控和中药材药用成分提取分离为主攻方向的专业特色。毕业生主要在科研开发、生产监控、质量检测等方向就业,工作中经常涉及到工艺控制、过程优化模拟、质量检测控制等问题。对于这些实际问题若不进行科学的试验方案设计和数据结果分析,将很难在短时间、低成本内得到正确的结果。因此,有必要对生物工程专业学生开设相关课程。 试验设计与数据处理是一门应用领域相当宽广的现代技术课程,主要介绍工程技术和科研试验中常用的试验设计与数据处理方法。通过对本课程的学习,学生能够掌握试验设计和数据处理的基本原理和方法,为后续教学环节如专业试验、毕业论文和今后在工作中开展产品工艺优化、质量管理等工作的顺利进行打下良好基础。该门课程教学内容主要包括2个方面:试验设计和数据处理。试验设计部分主要是让学生掌握设计试验的方法,能做到在有限的试验条件下,用最少的试验量获得尽可能多的信息;数据处理部分主要是让学生学会对实验结果采用合理、有效的分析方法,从而发掘出潜在的、有用的信息[1]。 为了提高试验设计与数据处理的教学质量,培养学生的学习兴趣,增强学生应用的能力,笔者对试验设计与数据处理的教学研究做了很多努力和尝试,现将几点教学心得体会归纳如下。 1讲好绪论,强调课程的重要性 绪论就像是一部电影的开场,直接影响着整门课程的教学效果,好的开场才能吸引学生的注意力,激发其学习兴趣。试验设计与数据处理是统计学在生物领域的应用,是一门应用技术学科,在绪论中不仅要介绍学科发展的历史,还应该清晰展示课程的内容体系及本门课的任务和作用,重点介绍要学习什么、知识点之间有什么联系、这些知识可以帮助解决什么问题、该如何学习等。在绪论中应多列举一些利用本门课程的知识解决实际问题的例子来强调本门课程的重要性,如在毕业实践环节,将试验设计和数据分析的知识用于毕业论文的设计和撰写中,以求论文结构的系统性和试验结果的科学性。在走向科研工作岗位后,利用试验设计和数据分析的知识合理设计科研方案、分析结果,以求在低成本、短时间内完成任务。通过这些例子来明确学生的学习目的,激发其学习兴趣。 2重在培养应用能力 应用性本科培养的是运用科学理论从事高技术工作的应用型专门人才,在培养规格上以行业需求为本位,注重知识的复合性、现时性和应用性。培养出的人才应具备综合运用理论知识和方法解决实际问题的综合能力和实践能力,并兼备技术创新能力[2]。因此,在教学内容组织和知识侧重点的处理上应以结合专业特色、适应行业需要为主旨。试验设计与数据处理是以统计学原理为基础的学科,其原理部分涉及到高等数学、概率论和线性代数的知识,这部分内容在基础课程中已有详细讲述。因此,教学重点放在各种试验设计方法和数据处理方法的具体应用上,而方法的理论推导过程可以作为学生自学内容。如讲解方差分析时,将重点放在方差分析的具体步骤上,而偏差平方和分解过程的推导则作为自学内容;在正交试验设计及分析部分,教学侧重点主要放在如何使用正交表及如何对正交试验结果作恰当的分析上,而对于正交表的构成原理、特点仅作简要介绍。 3选择合适的例题,做到熟能生巧 试验设计与数据处理的应用领域非常广泛,不仅用于生物,还应用于化工、食品、机械加工制造等领域。为了让学生正确理解和掌握知识,在举例说明时应选择试验设计与数据处理在本学科的应用实例。面向生物工程专业的学生时,结合生物工程专业的特色,主要从菌种选育条件、发酵工艺控制、目标产物分离等方面选择相应的例子,最好是专业试验或科研中的真实问题,如淀粉酶产生菌选育方案的设计、乳酸发酵条件的确定、茶多酚提取工艺的优化,这有助于学生了解本门课的应用领域,激发学生学习本课程的兴趣,调动学生的积极性和主动性。 对于应用技术学科,关键是能将书本上的知识应用自如。对于试验方案设计方法,如正交试验设计、均匀试验设计、回归旋转试验设计、sn比试验设计等方法,要求能够根据试验周期的长短、原料易得性、条件控制难易、待考察因素水平的数量等实际情况,选择合理可行的试验方案设计方法。对于所得数据结果,要求能够采用正确的分析方法,发掘出有用的信息。数据分析方法部分有很多公式,如偏差平方和的分解公式、回归系数的求解公式等,若要做到灵活运用课程的知识,就必须加强公式的记忆,因此多做练习是必要的。虽然现在有很多软件能解决计算问题,但是还要求学生掌握各种分析方法的分析过程,这些都需要在教学中安排一定的练习量,使学生熟能生巧。 4把握前沿知识,扩展学生视野 试验设计与数据分析的方法种类多样,在本科教学阶段主要要求学生掌握单因素试验设计、正交试验设计和均匀试验设计等方案设计方法,极差分析、方差分析和回归分析等数据分析方法。这些内容是本门课程的基本内容,但并不是本学科的全部知识。为了让学生充分认识本学科的重要性,可以在教学学时允许条件下,补充知识点,开拓学生的视野。如向学生介绍旋转试验设计及其分析方法,指出它的作用和优势;对于解决多指标问题的试验设计和分析时引入主成分分析方法的知识[3];在对回归方程求解最优解时引入遗传算法的理论[4];对于试验问题建模分析时引入神经网络建模方法[5]。这些试验设计和分析方法很多都是近几年才应用到生物工程领域的,在要求学生牢固掌握基本知识的前提下,引入前沿知识有助于拓宽知识面,在今后的学习和工作中能更好地发挥学生的能动性。 5重视上机环节 试验数据的处理计算量很大,完全依靠手算既浪费时间又容易出错。而现在有多种软件,它们可以对数据作各种分析,并能够在短时间内得到准确的结果。因此,应重视上机环节,要求学生至少掌握1种统计软件的使用方法,学会用软件绘图、计算,并能正确理解分析结果。例如spss是一个功能全面的统计分析软件,操作界面友好,易学易用,广泛应用于自然科学、社会科学领域[6]。在教学过程中安排适当学时进行上机操作,要求学生能够使用软件进行平均数假设检验、方差分析、多重比较、回归分析等操作,不仅能增强知识的掌握程度,还可以激发学生的学习兴趣,获得良好的教学效果。 生物工程论文:生物工程实验课程改革探索 21世纪是生命科学和信息科学的时代,高等农业院校作为培养生物工程专业人才的摇篮,应该培养复合型生物工程人才,重视学生的创新能力和团队精神培养,让学生掌握生物工程及其产业化的科学原理,掌握生物化学、分子生物学、微生物学、天然产物提取、发酵工程和酶工程等学科的基本理论知识;掌握微生物育种、微生物细胞大规模培养、微生物发酵产品及其分离纯化的基本技术,具备在农业生物技术领域从事生产管理和产品研发的能力。然而在传统生物工程实验课程体系中,由于缺乏多媒体教学环节,对实验技术和原理的讲解比较困难;各门实验课程相对独立,实验内容往往互不衔接,上课时间不集中,难以形成完整的课程体系;教学以被动的灌输式为主,学生缺乏主动探索精神;课程实验室相对独立,设备重复低端现象严重,浪费了宝贵的实验资源。因此,开展生物工程专业实验课程体系的改革势在必行。 一、生物工程专业实验课程改革的基本内容 农业院校生物工程专业开设的实验课程主要有:生物化学与分子生物学实验技术、微生物学实验技术、天然产物提取、发酵工程和酶工程实验技术、基因工程实验技术、细胞工程实验技术等,大多以农作物、发酵微生物和中草药作为实验材料。在教学内容上将不同相关实验课程整合。从专业培养层面统一开设系统的实验项目,将各门课程的实验内容和时间尽量衔接。通过对酶工程、生化及分子生物学实验技术、微生物实验和天然产物提取学等实验课程的调整,统一整合为生物工程专业综合实验,更新实验教学内容,完善实验体系。在教学方法上加入多媒体教学。传统的实验课程教学主要沿袭黑板讲解、学生操作的模式。这种教学方式信息量小,不够形象生动。通过拍摄实验教学视频,制作多媒体课件教学,能够透彻的讲解实验原理和操作过程,使学生较容易地掌握实验技能。同时将课程内容网络化,以微博、微信、博客、校内网站为主要平台,使课程上网,便于学生随时预习复习、答疑解惑。在教学资源上尽量共享实验平台资源。将课程实验室统筹安排,常用设备安排在公共开放房间,方便师生使用,严格避免设备重复采购,将实验资源主要用于教学效果好的综合实验项目。在实验能力上重视培养学生的创新能力和团队精神。教师在实验前将全班同学分成若干小组,确定实验目标,共同设计实验方案,开展实验准备工作,合理分工完成实验任务。实验报告书写时要求阐明实验意义,掌握所涉实验技术的原理、分类、适用范围和同类比较,深入展开数据现象分析、实验方法分析和操作技能分析。 二、生物工程专业实验课程改革的基本程序 涉及到专业人才培养层面的实验课程改革事关重大,应由专门团队在上级主管部门和专家组的指导下开展工作。首先召开专门的教学研讨会,根据生物工程专业人才培养来确立实验课程改革目标,以团队方式完成课程改革方案;实验课程改革方案由系里报送实验中心审核通过,获得上级有关部门的资金、硬件等支持;团队对改革方案进行执行,新实验项目应进行1年左右的班级试运行,检验实施效果和运行环境是否良好;待新实验项目试运行良好后,课程负责人修改教学大纲和实验指导,经教学研讨会通过;改革后的实验课程教学大纲和实验指导报上级主管部门批准后,正式实施运行。 三、生物工程专业实验课程改革的讨论 生物工程专业实验课程改革中遇到的常见困难是经费紧张、设备不足等,而且课程涉及面广,相关团队和人员较多,协调难度较大。另外教学改革不宜影响正常教学计划和学生培养,新修订的实验内容在学生方面也存在难以进行大班试行的问题。建议校、院两级加大专业实验课程改革的投入力度,给一线教学团队以更大的试验自主权限,精简审批程序,对新的实验课程方案挑选试验班试行,用实践来检验教改内容的科学性、可行性。生物工程专业实验课程改革的直接执行者是各课程负责人、任课老师和实验员,上级部门应当配套相应政策和条件,鼓励改革工作的进行,以更好的培养创新复合型生物工程人才。 作者:周晓明 田云 卢向阳 蔺万煌 方俊 唐忠海 肖桂青 胡超 单位:湖南农业大学生物科学技术学院 生物工程论文:乳酸菌生物工程技术论文 1乳品发酵项目中的生物工程技术运用分析 1.1细菌素 乳酸菌的细菌素本质为蛋白质,可以当作防腐剂容易被胃酶讲解,拥有相对较好的理化与抑菌特点。当前,nisin与microgard已经运用在乳食产品防腐剂中。nisin作为乳酸乳球菌亚种的一项分泌肽,大量的革兰氏阳性菌与少量的革兰氏阴性菌具备一定的抑制作用。在上世纪中期nisin主要用在对芽孢生长菌成长的控制与有效延长乳制品等的货架期。目前,FDA已经通过有关部门批准可以运用在融化干酪相关抗菌剂。除去当作食品的防腐剂之外,nisin可以当作医疗制剂运用在牛乳房炎的治疗中。另外,microgard还是一种具备抑制性的革兰氏阴性菌与真菌细菌素,可是其不能抑制革兰氏的阳性菌。例如美国的1%microgard溶液普遍运用在保存乡村干酪。同时microgard能够有效控制瑞士干酪皮的出现的腐败问题。运用定点突变的作用,例如蛋白质相关生物工程技术能够有效拓宽细菌素相关狭窄的抑菌普。现阶段,已能够克隆与测序nisin形成的相关基因,可以实现定位在质拉或是染色体DNA中编码等的克隆与测序。大量细菌素基因可以定位于接合质粒或是转座子上,比较便于基因转移至其他相关微生物。 1.2促进干酪成熟 干酪的成熟期相对较长,冷藏与库存的费用也比较高。对此,促进干酪的成熟已经成为干酪研究的主要内容。促进干酪成熟以往的手段主要是在其添加蛋白酶和肽酶以及脂肪酶等。目前,通常是在干酪中添加酶类和经过基因工程技术修饰之后的如霉菌促进干酪的成熟。许多学者都重点研究基因工程技术的乳酸菌修饰,能够加速干酪的成熟,拥有相对良好的抗噬菌体能力。充分运用蛋白质的分解阴性等促进干酪的成熟。另外,乳糖代谢之后的阴性乳酸菌能够以高密度进入干酪的凝乳当中,促进干酪的成熟。相对较强的蛋白质分解能够有效加速苦味肽进一步生成。对此,蛋白质所分解的阴性菌体和一般菌株混合运用可以有效促进干酪的成熟。 2生物工程技术的育种手段 2.1原生质体融合 原生质体的融合技术作为创建杂合微生物的主要工具,其能够把相对较好的菌株形状有效结合在相同的菌株中,在乳酸菌的育种方面有着深远意义。在原生质体的融合过程中,可以先运用酶除去两个亲体的细胞壁,从而是使菌体细胞可以在高渗的环境当中释放原生质体,同时在高渗环境下实现混合,然后通过聚乙二醇的促进,可以实现两种原生质体的凝集从而有效融合,获取异核体或是重组子。充分运用杂合菌能够有效提升发酵制品特性或是发展新型产品。另外,原生质体的融合技术可以建立高蛋白质的表达水平相关突变体的主要方式。 2.2电穿孔法 在重组DNA技术快速发展形势下,当代微生物研究人员可以相对精确的变化乳酸菌的生理特性,从而为乳品的发酵项目提供较好的菌株。对此,一定要具备合理、安全、科学的细菌转换手段。近些年来,具备良好发展前景的转换手段就是电穿孔法。在上世纪,Harlander第一次报道了乳酸乳球菌的乳酸亚种的有关电转化,该转化率能够和原生质体融合的转化率相比。另外Chassy与Flickinger也报道了干酪的乳杆菌有关干酪亚种电转化。当前成功完成电转化的乳酸菌有多种,例如嗜酸乳杆菌和乳酸乳球菌的乳油亚种等。通过研究表明各种菌株之间也能够完成电转化。其和原生质体的融合技术相比较而言具有一定优势。 2.3基因的送递系统 在乳酸菌的转化系统快速发展影响下,建立基因的传递系统成为了必然趋势。载体主要可以分成试验用载体与食品级载体两大种类。充分考虑到食品的安全性与稳定性,食品级的载体不能利用抗生素的抗性基因当作选择性的标记。因此,食品在集体的选取一定要在食品级GRAS的菌中分离出选取性标记。在进行记载时所运用的乳酸菌标记主要有nisin的抗性基因合和胸苷酸合成的酶基因。另外,乳酸菌中所编码的细菌素产生和糖类运用或是免疫性基因可以满足食品级基因相关传递系统的选择性标记要求。 3结语 近些年来,乳酸菌的生物工程技术取得相对较大的进步。经过分析乳酸菌相关生物化学的代谢途径,制定与纯化生物基因的转移与递送系统,明确基础的表达与分析信号。深入研究定位和分离基因以及序列。现阶段,乳酸菌的生物工程技术从原来的乳球菌研究慢慢扩展到乳杆菌与双歧杆菌的研究。另外在乳酸菌的生物工程技术进一步研究下,乳品发酵项目必然会步入到一个崭新的时代。而在该时代下可以为消费者提供更加安全与可口、可靠的健康发酵乳制品。 作者:王莉 单位:包头轻工职业技术学院 生物工程论文:生物工程高数教育思索 本文作者:马翠 蔡昌启 温惠中 单位:第三军医大学数学与生物数学教研室 第三军医大学神经生物学教研室 生物医学工程(biomedicalengineering)是一门新兴的边缘学科,它综合了工程学、生物学和医学的理论和方法,目标是培养具备生命科学、电子技术、计算机技术的基础理论和医学与工程技术相结合的科研能力,胜任平战时三军综合性卫生勤务保障工作,从事医学电子设备、影像设备、军事卫生装备研究、设计、使用、维修和管理工作的高级工程技术人才。作为该专业的重要基础课程之一,高等数学是学生掌握数学工具,培养理性思维的主要载体。通过学习该课程,可为后续课程(复变函数与积分变换、概率论与数理统计、生物数学建模与仿真)和部分医学基础课的学习以及将来从事生物医学工程研究奠定必要的数学基础。高等数学在培养生物医学工程领域高技能人才培养目标所必需的基础知识、基本能力和素质结构中,占有十分重要的地位[1]。如何提高高等数学教学质量是摆在该专业高等数学教师面前的重要任务。结合近年来教学工作实践经验,本文主要从如何提高课堂教学水平、培养学生自学能力两方面进行初步探讨。 1改进方法,提高课堂教学水平 课堂教学的好坏直接关系到教学质量的高低。课堂讲授在整个教学过程中所占时间最长,与学生接触最多,是一个重要环节。要搞好课堂教学,必须改进教学方法,提高教学水平。 1.1充分备课,强化课堂教学“设计”理念:高等数学的内容体系业已成熟,教学参考资料琳琅满目。备课过程中,结合生物医学工程专业的特点,在广泛收集素材的基础上,教师应不断更新教学内容,博采众长,融会贯通,明确重点、难点后,对教学内容进行总体设计,科学重组。根据课程标准和该专业的培养方案进行有效取舍、详略得当,并付诸于教案与课件中,力求做到使教学内容脉络更加清晰、衔接更加自然。课堂讲授应留有“余地”,本着“少而精”的原则,既要坚持“在总体上压缩学时,在内容不减少,重点、难点、目的要求不削弱,能力不减弱”的原则,又要在每个部分上灵活处理,有所伸缩,有所侧重,采取有效途径,在有限的学时内达到该专业的培养方案以及高等数学课程标准的要求,让学生真正弄懂弄通。然而在规定的教学时间内,要达到最佳的教学效果,对教材内容的讲授往往不能面面俱到、平铺直叙,必须抓住精华、突出重点、把握主线,对重点内容要讲深讲透,突出一个“精”字[2]。对简单内容要少讲或不讲,把那些学生能通过自学弄懂的问题留给他们自己去解决,即使是教师讲授,也不要阖盘托出,而应留有余地,提纲挈领地讲,把更多的思考空间留给学生自己发挥。此外,课堂设计提问时,对提什么样的问题,提问题的时机,以什么形式提问,课前应有明确的安排。在习题课上,应注重揭示教学内容的内在联系及规律,要使讲授过的内容系统化、条理化,使学生对于所学课程内容有一个较清晰的脉络框架。尤其是在习题课的例题设计上,应具有一定的深度、广度和精度。讲授时主要分析解题思路、方法和规律。作业布置也要有针对性,特别注重选题的质量,对成绩较好的学生可适当增加一些选做题,体现层次性。当然,个别难题可给出必要提示。 1.2取长补短,灵活采用教学手段:将多媒体与板书有机结合,取长补短,是提高高等数学的课程教学质量的有效途径。例如,在证明定理、分析例题时,适当采用板书教学,使学生的思维得以连贯,在强化中不断加深对知识的理解,效果较好。同时,教师可以用课件演示定义、定理以及与教学内容相关的背景材料、历史故事、数学家照片、图形等内容。这样高等数学的教学更加直观,会给学生留下深刻的印象。不仅使学生对学习的内容理解更透彻,而且能提高学生学习高等数学的兴趣。此外,鉴于数学软件提供的便捷的画图功能和强大的计算功能,不仅使数学概念的几何表示更为丰富,还使诸如方程的近似解、数值计算等内容比以前更加详尽。在时间允许的前提下,将一些传统内容(如极限运算、微积分运算、函数作图、微分方程求解等)通过数学软件加以展现,不仅有利于解决简单的生物医学实际问题,而且有助于学生创造性形象思维的培养。 1.3正确定位,让课堂充满激情:一个好的教师要像演员那样,一上台就要进入角色,要用自己的语言和动作去感染学生,把经过消化吸收后的教学内容,绘声绘色的表达出来。要想让课堂气氛活跃,教师首先就得对教学感兴趣,讲课时要充满激情;板书要简要、准确、工整、清晰,便于学生理解、记录;讲课时吐字清楚,声音抑扬顿挫、铿锵有力;肢体语言形象直观、恰到好处,关键的地方甚至“手舞足蹈”、“眉飞色舞”,以眼色神情掌握住学生的思路和注意力。总之,喜怒哀乐要自然流露,用良好的精神状态、丰富的人格魅力去感染学生。让学生满怀激情听讲,使其感到数学课生动而不死板、直观而不抽象,上数学课是一种享受,而不是折磨。 2合理引导,培养学生自学能力 高等数学是一门基础课程,具有高度的抽象性与严密的逻辑性。由于生物医学工程专业所开设高等数学学时数的限制,若单靠课堂上的学习,想要提高学生的学习兴趣和学习效果是不够的。而自学能力的强弱对今后的工作学习也是有较大影响的。因此,教师需注重学生自学能力的培养,合理引导学生自学,鼓励学生将课内学习和课外学习相结合,使其变被动学习为主动学习。学生刚进入大学,自学能力差,不会看书。针对这一点可以在每节课下课前,利用多媒体显示出下次上课的预习提纲,这样学生就可以有针对性地看书。在此基础上,学生就可以根据提纲进行看书,由于有的地方学生可以读懂,有的地方读不懂,那么可以将不懂的地方做上记号,学生带着问题来听课,精力自然也会比较集中。久而久之他们就能学会如何抓住书中的重点,慢慢养成自主学习的能力。在定理与习题教学中,可适当减弱条件,让学生研究发现结论是否依然成立(如对二阶混合偏导数可交换次序问题),或结论减弱,条件是否也可减弱(如隐函数存在定理教学)等。通过这些途径,培养学生良好的自学和思维习惯,激发学生的思维活动,提高学生的思维能力,锻炼学生自我摄取知识、正确运用知识、独立思考和探索问题的能力。同时,还可以利用习题课、自习时间增加适当的数学实验课程,培养学生运用数学软件解决实际问题的能力,将会取得更好的效果。自学是一种常态的学习方法,而不是特例。常态的方法成为习惯,长期的习惯成为意识,长期的意识养成能力[2]。学生自学能力的提高,既要靠老师不断积累教学经验,又要学生不断努力、开拓进取。 3结语 生物医学工程专业是我校近年来新开设的专业,其高等数学教学是一个不断完善和提高的过程。为了更好的提高该专业的高等数学教学质量,需要教师通过充分备课,搞好课堂教学设计;取长补短,灵活采用教学手段;正确定位,让课堂充满激情来提高课堂教学水平与质量;通过课堂提示、课后督促、多措并举、循序善诱的方式培养学生自学能力。在今后的教学过程中,仍需积极探索实践,不断总结提高,进而真正提高高等数学的教学质量,促进我校生物医学工程专业高等数学的教学改革顺利健康发展。 生物工程论文:农业领域中的生物工程应用思考 1植物遗传工程目前的植物基因工程可通过生物载体细胞注射、基因枪高速细胞子弹轰击等技术向几乎所有的植物输入外来植物基因。以前导入植物体的外源基因只限于外源报告标记基因,抗卡那霉素和抗潮湿链霉素基因。最近已导人了BUR等抗除草剂基因、镶嵌病毒外壳基因、鸡蛋蛋白基因、豆血红蛋白基因和谷酞胺酶合成基因。此外,抗病、抗虫基因的导入也有所报道,对于控制单宁合成的酶基因已被克隆。 目前关于植物—病原物相互关系的分子生物学研究主要着眼于病原物基因工程,即从病原菌中或植物本身克隆制备出致病基因与调节基因,以及获得病原物的特异性DN段用于病原分类及病害检测。 自1986年首次获得能抗烟草花叶病毒的转基因烟草植株后,目前已利用基因工程获得许多抗病毒植株,如抗花叶病毒首楷,抗花叶病毒黄瓜,抗X病毒和Y病毒马铃薯等。生物诱导广泛应用于植物对真菌、病毒及类病毒、细菌等病原物抗性的诱导,在烟草、黄瓜、西瓜、甜菜、马铃薯、小麦、苹果、番茄、棉花、水稻等诸多植物中已见报道。 生物诱导包括:用非病原菌诱导,用异种病原菌诱导,用弱致病力菌株诱导,用热杀死的病原菌诱导等方法,诱导对病原菌的抗性。生物技术创造了越来越多的基因植物,如消除了腐烂基因的耐贮存番茄,抗病虫害长颈南瓜,抗虫害转基因土豆,抗棉铃虫棉花,抗白叶枯病转基因水稻等等。植物细胞工程包括茎尖脱毒、快速繁殖、花药、小抱子培养、染色体工程、单倍体育种、原生质体培养、细胞融合等技术。植物细胞融合技术可克服远缘杂交中的不亲和障碍,更加广泛地组合起多种植物的优良遗传性状,从而培养出理想的植物新品种。脱毒快速繁殖技术在经济作物、花卉、果树上应用效益显著,快速繁殖成功的植物已有四百多种,其中甘蔗、菊花、康乃馨、草萄、兰花等等已投入生产。 在作物育种方面,用花药培养和染色体工程育种等技术与常规育种技术结合的方法已培育出许多具有特殊抗性、耐性的优良新品种,利用花药培养技术获得纯合基因型已在小麦、水稻等谷类作物上广泛应用。 以原生质体培养再生植株方面,近几年内取得了突飞猛进的进展。一些作物如赤豆、大豆、刀豆、棉花、油菜等重要经济作物已成功地从原生质体再生成植株,特别是一直认为难以培养的禾谷类,如水稻、大麦、小麦、谷子、高粱的原生质体培养都已相继突破。木本植物成功的例子也逐渐增加。药用植物与真菌原生质体培养的进展也十分迅速。以上的成就,为利用原生质体的遗传操作改良农作物打下了坚实的基础。 利用原生质体融合获得体细胞杂种,最近又研究出了利用卡那霉素和潮湿链霉素的抗性互补来选择杂种细胞的方法。中国在单倍体研究上一直处于国际领先水平,原生质体培养及细胞融合研究也趋于国际同类研究水平。 2动物遗传工程 动物细胞培养中胚胎移植(ET)技术对提高动物的生产率和繁殖力有重要意义,世界范围内已加以多方面的研究利用。ET技术已在兔、马、猪、牛、羊等动物上相继成功,但只有牛的ET技术达到了非手术利用阶段,所以牛胚胎移植进入商品化,在美国、加拿大、日本等国推广较大。日本已利用ET技术扩繁可提供精子用于人工授精的种公牛,1992年全日本的奶公牛有8。%以Erf分娩育成。通过ET技术可使母牛分娩双胞胎或多胞胎,这种一胚多产的核移技术在日本已获成功。 中国的单克隆抗体研究始于八十年代,至今已研制成功几干种单克隆抗体应用于畜禽疫病。在禽畜的性状选择育种上,采用DNA指纹鉴定技术识别DN段可加速选择过程。微生物工程的微生物农业和微生物开发,部分解决了养殖业的饲料问题。用微生物发酵生产单细胞蛋白饲料,在前苏联年产量约为130万吨,美国年产80万吨;以米糠为基础,添加含杆菌、链球菌、酵母菌等微生物作为饲料添加剂喂养猪、牛、鸡,能够分解禽畜粪中的有害气体,减少环境污染,提高饲料吸收率,提高肉、奶产量。此外,近年来通过生物技术在食用菌的遗传育种学上获得了广泛的重视。通过原生质体培养,用PEG法和电场诱导法为诱导突变体和远缘杂交开辟了一条新的途径,涉及的菇种有香菇、平菇、金针菇、木耳、草菇等。 3生物固氮 菌根菌对植物生育的促进作用近年来逐年受到关注。菌根菌的菌丝可以帮助作物根毛吸收范围更大的土体中的移动速度缓慢的磷酸盐离子和钾离子。VA菌根菌不但可以改善土壤环境,促进作物对养分的吸收,而且对抗御作物的某些土传性真菌病害具有十分重要的作用。 VA菌根真菌与根瘤菌双接种对绿豆、蚕豆、花生、大豆等作物具有良好的生长效应。科学家对豆科植物-一根瘤菌共生固氮的研究从经典的生态学、生理学和遗传学研究步入了分子生物学领域。在根瘤菌方面,已确认有结瘤和固氮两个基因组参与完成共生固氮作用。 4生物防治 由于地球环境日益恶化,生物防治植物病虫害的方法受到重视,生物防治包括天敌防治和微生物制剂防治。微生物制剂包括细菌制剂、病毒制剂和真菌制剂。 细菌制剂以苏云金杆菌(BT)为主。现在全世界已有60多种BT制剂工业化商品,能有效防治150多种鳞翅目害虫,年产量达8000吨左右。BT杀虫剂与其它微生物农药相比,具有选择性高、混用性强、毒力强、速效、无污染等优点,因而广受欢迎。植物细菌杀菌剂是以放线菌类的链霉菌属为基础制成的,防治菜豆、大豆和其它作物的细菌病害,可使细菌病害感染率下降7。%。目前正进行基因筛选组合,以制出广谱新菌种,获得BT基因导入植株中培养出抗病虫植株。利用目前的优良菌种,培育出不产芽抱,只产晶体的高效菌株是正在开发的新技术。 病毒生物制剂是以核型多角体病毒(NPV)的颗粒体病毒为基础制成的,目前已生产出防治甘蓝夜蛾、棉铃虫、黄地老虎、美国白蛾等害虫的病毒制剂。 真菌生物制剂中有蜡蚁轮枝菌制剂用于防治温室白粉虱;白僵菌制剂防治马铃薯甲虫和温室烟蓟马;座壳抱菌制剂防治黄瓜温室白粉虱;木霉菌制剂防治根腐及其它植物病害;单端抱霉素防治黄瓜白粉病;腔蠢盘抱剂防治白粉病等。 随着生物技术的发展,农业对生物技术日见倚重,到2000年,运用生物技术和其它增产措施将占世界粮食增产的5/6,农业中出现的问题最终也将由生物工程来解决。 生物工程论文:生物工程专业毕业论文质量研究 摘要:通过对盐城师范学院生物工程专业5届学生268篇毕业论文进行调研分析,总结出在指导教师、论文选题研究类型及领域、论文研究内容创新性、论文的过程管理四个方面存在着问题。学院从增加教师数量、提高教师工程实践能力、加强校企合作、完善管理制度以及提高学生认识这五方面进行探索实践,逐步提高生物工程专业毕业论文质量。 关键词:生物工程毕业论文质量实践 本科毕业论文“是高等学校本科教育教学中的最后一个环节,是培养学生综合运用所学的理论知识和实践技能解决实际问题的一种教学形式,同时也是总结学生在校期间的学习成果,衡量教学质量的重要指标”[1]。所以本科毕业论文质量的高低就成为评价专业培养质量的重要内容之一。盐城师范学院生物工程专业开设于2006年,为了进一步做好专业建设,提高人才培养质量,学院从毕业论文入手,总结毕业论文存在的问题,并通过各个层面的努力探索实践,逐步提升了生物工程专业毕业论文质量。 1生物工程专业毕业论文存在的问题 2010-2014年生物工程专业毕业5届学生,共完成毕业论文268篇。通过调研分析,主要存在以下几个方面问题: 1.1指导教师 指导毕业论文的专职教师的严重不足,全校一共有37位教师参与生物工程专业毕业论文的指导工作,但隶属生物工程系的教师不到10人,基本没有工科背景的教师。专职教师每届平均指导8名学生,有个别老师最多一届指导13名学生毕业论文。海洋与生物工程学院在校学生700-800人,而专职教师不到30人,师生比例严重不协调。一个教师即使水平很高,经验丰富,若指导的论文选题太多,学生太多,也会影响到毕业论文质量[2]。此外指导学生最多的教师基本是刚进校的博士,青年教师指导论文由于缺乏实践经验,教学和科研还没有完全适应学校节奏,学生的毕业论文质量难以得到保障。 1.2论文选题研究类型及领域 生物工程专业属于典型的工学专业,因此要求本专业本科生掌握生物产品生产工艺技术的基本技能,成为满足社会和企业需要的工程技术人才。要达到这一培养要求,作为本科培养最重要的一项实践环节,毕业设计(论文)中工程设计类题目必须占到总题目的一半及以上[3]。我院生物工程论文268篇,其中基础研究(动物学、植物学、遗传进化等)145篇占54%,工程类论文(生物化学工程、发酵工程、细胞工程、基因工程、食品工程等)123篇占46%。其中生物化学工程和发酵工程相关论文各40篇,食品工程22篇,基因工程和细胞工程共21篇。此外有4篇为综述性论文,出现在专业建立的前两年。目前生物工程专业论文全部是实验性研究。从广义的生物工程学来看,选题类型和领域基本达到工程类毕业论文的要求,但没有工程设计类论文,远远有悖于真正意义工科专业要求,从论文的整个选题内容来与生物技术专业并没有区别,造成人才培养的结果与理科专业没有区分度,从而不能突出工科专业的优势。 1.3论文研究内容创新性 经过初步统计有60篇左右的论文有一定的创新性,这些论文经过整理部分可以达到发表的要求,但只占总论文数的22%。总体来看毕业论文创新性不够,质量不高,实用价值小“。提取工艺的优化”成为每年必不可少的题目之一。 1.4论文的过程管理 目前各个高校都在迎接审核性评估,所以对论文的过程管理的要求更为严格,但是这一措施对提高论文质量并没有很大作用。而且由于学生和老师的思想重视程度不高以及过程管理机制不健全,导致论文的过程中的开题、中期检查、论文答辩等都在走形式。例如中期检查时我校要求学生找一篇英文文献全文翻译,而且要求手写版本。这项要求的本意是好的,为了提高学生的英文文献的阅读能力,并防止网上复制。但在过程管理中并没有提前告诉学生有这一要求,而是快到中期检查时才这一新要求。这就导致过程管理效果不佳,结果翻译几乎都是网上字典翻译。此外学校毕业论文网上录入系统很不科学,多数指导教师不知道如何正确操作,导致最后在录入论文材料时浪费大量的时间。 2提升生物工程专业论文质量的实践探索 为了提升生物工程专业论文质量,二级学院从2014年开始从以下几方面进行实践探索,并取得了一些效果。 2.1引进人才,不断增加专职教师人数 师生比例不协调是影响论文质量的重要因素,一个专职教师每年指导3-5个学生进行毕业论文是比较合适的。目前我院每年引进2名博士作为专职教师,而且偏向工科,同时与滩涂重点实验室联合,至2016年,每个毕业论文指导教师平均指导6个学生。这样在毕业论文期间,教师的工作量相对减少,他们就有更多的精力去思考论文选题以及指导学生,这样无形中就提高毕业论文的质量。 2.2加强现有教师的工程实践设计能力。 学院聘请有工科背景的江南大学教师给生物工程专业学生上《生物工程工厂设计概论》等课程,同时安排本院教师随堂听课学习。另外学院聘请盐城工学院专职教师给本院教师培训如何进行毕业设计。目前生物工程专业毕业论文已经增加了毕业设计,这也是我院生物工程专业毕业论文方面的一个重大的突破。 2.3增加校企合作单位,鼓励学生到实习单位做毕业论文 通过学校教务处和学院的共同努力,校企合作单位逐年增加。学生可以实习并做毕业论文的单位也越来越多。学生通过实习掌握专业技能,并找到合适的课题完成毕业论文,企业也比较认同这一方式,这样学生在企业里工作的时间相对较长,能真正的为企业做一些工作,从而实现双赢。而且在企业里做毕业论文这种形式也增加了毕业论文的创新性和实用性。 2.4逐步完善毕业论文相关管理制度 生物工程专业从2014年起,每年7-8月对上届毕业论文进行全面调研,针对毕业论文实施和写作过程中出现的新问题、新情况,及时修改并制订切合实际的管理制度。生物工程专业尝试三年级下学期开始布置论文选题,学生也可以在大三自由选择指导教师,并根据自己的意愿选择和确定论文题目,在第七或第八学期灵活的进行毕业论文。一方面避免实验室准备不足,另一方面学生也可以安排好自己的实习和考研,保证了毕业论文的时间。 2.5提高学生对毕业论文的认识 对大二、三学生进行毕业论文相关的宣传,并选取部分同学提前参与某些课题的研究。使学生对科学研究、科技论文写作有一个正确理性的认识。在做好学院和指导教师工作的前提下,让学生认识到毕业论文的重要性,而且让学生明白毕业论文的主要工作是学生自己,教师仅仅起指导作用。只有这样才能真正的提高学生的个人能力。我院生物工程专业通过这一系列的实践探索,在提升毕业论文质量方面取得了一定的成效。同时通过毕业论文的锻炼,一些考上研究生的学生受到录取学校的好评;通过实习加毕业论文的方式,用人单位增加了对我院学生的了解,大大提高就业率。但从生物工程专业建设和人才培养的角度来看,毕业论文的质量的提升仍需要进一步探索与实践,特别是毕业设计。 作者:范忠军 单位:盐城师范学院 生物工程论文:生物工程科技英语教学改革 摘要:科技英语是生物工程专业的一门专业基础课程。本文根据课程特点及生物工程的专业特点,综合了国际生物工程的前沿性和地方发酵工程行业的特色性,从教学内容、教学方法与手段、考试方式等方面,对生物工程专业英语课程教学改革进行了探讨。 关键词:生物工程专业英语教学改革 1引言 随着全球一体化进程的深入以及科学技术的发展,科技英语成为了获取学术信息、进行学术交流、发表学术成果等科研学术工作中必不可少的工具。生物工程专业作为上个世纪70年代新兴的学科,其理论基础涉及微生物学、遗传学、生物化学与分子生物学等学科,主要通过自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。生物工程专业是发展迅速、多学科融合的新兴科学,国际刊物每天都有大量相关研究领域研究动态发表,因此,为了使学生接受生物工程专业理论学习的同时,能够与国际水平接轨,迅速获取国际信息来源,我国各大高校生物工程专业几乎均开设了科技英语课程。对于生物工程专业的本科生而言,掌握科技英语的特点,学会如何检索及阅读专业文献已经成为现代科技人员不可或缺的能力。同时,由于历史原因和地域特点,国内各大地方院校生物工程成立背景不同,因此专业设置方向也有所区别,所教授的课程体系也不尽相同,体现了不同的学校特色。西华大学地处微生物发酵调味品及国内白酒行业高度发达的四川省,因此本校食品与生物学院的生物工程专业侧重于发酵工程。针对于此,我们综合了国际生物工程的前沿性和地方发酵工程行业的特色性,在本校生物工程科技英语课程设计上,突出了培养学生学以致用的实际应用能力和专业地方特色这两点,以激发学生兴趣,更好地增强教学效果,使学生能够长久的受益。 2教学改革相关措施及实践 2.1教学内容选择既紧密集合地区特色,同时将国际科研前沿融入教学 由于现在生物专业科技外语教材不多,且更新速度相对缓慢,在生物科学发展迅速的当今时代,科技外语教材的建设已远不能满足高等教育发展的需要。并且,生物专业所涵盖的内容相当宽泛,信息量极大。因此,我们在授课过程中,依据本地区行业特色和本专业学生将来的发展方向,只推荐了部分参考教材,并未指定专用教材。而在教学过程中,则结合了本校本专业的方向特点,授课精讲内容倾向于发酵工程领域。同时,考虑到文献的时效性和激发学生对本专业的兴趣,我们选择了本领域的最新研究报告,使学生能够了解本专业方向的发展,接触到此领域的科学前沿,为培养学生的科研思路打下良好的基础。在精读过程中,其中穿插英语科技论文语法、写作及翻译技巧等。泛读内容则引导学生自己查找高水平文献。 2.2授课过程中传授英文文献检索及英文文章写作技巧,使学生通过专业外语的学习达到学以致用的目的 在当今信息时代,科技外语开设的一个最主要的目的就是获得国际相关领域的科研动态信息,因此,掌握英文文献检索技巧是生物专业学生学习科技英语后应当具备的基本能力。因此,我们在授课过程中,将教师自己在科研过程中积累的大量关于文献检索、SCI英文文章写作和投稿发表过程中的经验传授给学生,使学生真正通过科技英语的学习,达到学以致用的目的,为有进一步从事科学研究的学生打下良好的科研基础。 2.3打破传统以教为主的授课模式,鼓励学生主动参与,活跃课堂气氛,调动学生积极性 传统的科技英语讲授模式,多为教师为主,带领学生进行大量的词汇扩展和科技文献的逐句翻译,而学生一般只能被动的接受。由于专业词汇信息量大,且翻译过程枯燥繁琐,学生往往昏昏欲睡,提不起兴趣,教学效果欠佳。针对上述问题,我们打破传统教学模式,弱化教师课堂的主导地位,将课堂交给学生,引导学生参与互动,在讲解一些基本的翻译规则后,即鼓励两组同学主动走上讲台进行计时竞赛,在黑板上按自己的理解进行翻译,同时台下同学分组自行翻译,在任务完成后,再将自己的理解和体会分别讲述出来,最后由教师进行综合点评。分组规则采用“一人代表+多人辅助”的形式,使每一位同学都参与进来,充分调动了学生的积极性。竞赛规则采用计时比赛,在紧张的时间内使学生注意力高度集中,提高了课堂效率。 2.4考试方式的改革 结合鼓励学生积极主动参与课堂活动,我们在考试方式上也进行了相应的改革。传统考试方式主要采用期末一份试卷考试,考核内容涉及大量的中英文专业词汇考察、长短句翻译以及英文短文写作等等。此种考核方式对于英语基础较好的学生来讲,只需期末突击学习几天也可获得较好成绩,而对于英语较差的学生则努力之后仍有遗憾,不能全面考核学生的学习状况,严重影响学生平时课堂学习的积极性。因此,我们在进行调查后,期末考核方式采用了“课堂表现打分+积极主动参与加分+期末考试”的形式,其中突出了“积极主动参与加分”和课堂表现所占的比例,尤其是“主动加分”项,只要学生迅速主动参与,就可获得额外加分,这样引导本身英语较差的学生也能够积极参与进来,如果课堂翻译等环节展示自己的见解和体会,则可获得进一步加分。在实践过程中证明,课堂气氛大大活跃,学生都争先恐后走上讲台。通过考核方式的转变,极大的提高了学生的参与度,锻炼了学生的英文学习和交流能力。 3结语 科技外语是生物工程专业的一门基础性的课程,通过科技外语教学方式的改革,使学生真正能够掌握这门工具,可以开阔学生的视野,大大提高学生对国际生物工程前沿信息的把握,激发学生对本专业的兴趣。同时,通过实用性检索工具的传授,可以为学生将来进行科学研究工作打下良好的基础,提高地方院校人才培养的质量。科技外语教学工作改革是一项长期而艰巨的任务,对于西华大学这样的地方院校来讲,如何立足国际前沿又结合地方行业特色,培养具有国际视野又具有地方特色的生物工程专业人才,依据专业特点进行生物工程科技外语的教学改革具有重要意义。 作者:刘义 饶瑜 孙伟峰 单位:西华大学食品与生物技术学院 生物工程论文:生物工程专业毕业设计教学改革 毕业设计是一种总结性的实践教学环节,是普通本科教学过程的最后阶段。目前,用人单位在招聘时越来越注重学生的专业基础知识和实际动手能力,希望学生具有从事实际工作的能力和经历,尽快适应工作需要。通过毕业设计,可以使学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,进行工程设计、制造工艺设计和科学研究等工程师的基本训练。我们从专业培养方案的要求和实习基地等实际条件出发,认真探索适合生物工程专业学生的毕业设计教学内容与教学过程等,并不断进行改革实践,真正实现提高学生综合实践能力的目的。 1毕业设计教学过程 本校生物工程专业2001年开始招生,毕业生授予工学学士学位。按照学院培养方案要求,生物工程专业旨在培养高级工程技术人才,所以,提高学生的理论知识运用能力和工程实践能力的毕业设计在人才培养过程中就显得尤为重要。毕业设计历时20周,大四上学期4周,下学期16周。本校生物工程专业的主要方向是生物发酵,毕业设计工作也主要围绕生物发酵展开。在学生大四上学期的后四周,教师开始下达毕业设计题目和任务书,学生进行毕业设计的前期准备工作,即进行文献综述,以锻炼学生查阅文献、阅读文献及提炼观点的能力;进行外文文献翻译,提高学生专业英语水平。进入大四下学期,学生们将在教师指导下,完成工厂实习、工艺计算、工艺论证与设计等环节,最终完成整个毕业设计工作,参加毕业答辩,综合训练学生的解决工程实际问题的能力。 2毕业设计环节存在的问题 毕业设计是非常重要的教学环节是不言而喻的,但是现在的毕业设计却存在着很多问题。首先,是毕业设计的选题问题。历年的毕业设计,都曾经只是围绕酒精发酵展开,生产工艺没有大的改动,实习工厂多年未变。学生之间设计的主要区别在于生产产量、生产方法、以及不同的工艺段设计。彼此之间差别不大,就造成了同学之间,上下届之间的相互抄袭。其次,是大四学生的时间分配问题。大四的学生基本处于两种状态,忙于考研和忙于找工作,毕业设计在学生的心里处于次要地位,因此,看似20周的时间,但学生实际用在毕业设计上的时间却很少。考研的同学基本在大四上学期是不进入毕业环节的,等到大四下学期开学,又开始准备复试或联系调配等;忙于找工作的同学,自大四上学期的年底开始,准备资料,参加招聘会,用人单位面试等,签订三方协议后,又经常应用人单位的要求去实习数月,这样,毕业设计的时间非常难于保证。再者,毕业设计监管失效。毕业设计的进行,多数是在教师分配任务以后,学生独立完成的。这就使得某些学生并不是独立的完成毕业设计工作,而是照搬照抄其他同学的内容,老师检查时,常出现两份、有时甚至几份雷同的现象。最后,是毕业答辩环节。毕业答辩环节问题的设置比较单一,常常停留在检查学生上交材料是否正确上,而没有深入挖掘学生是否自己独立完成,是否对毕业设计关键内容有所掌握。毕业设计过程中出现的问题远不止这些,但这几点,我们认为是最主要的,解决了这些问题,才能真正锻炼学生,达到毕业设计教学应有的目的。 3毕业设计教学的改革与实践 面对毕业设计过程中出现的问题,我们采取了相应的应对措施,期待毕业设计教学真正起到相应的作用。首先,针对毕业设计选题比较单一的问题,各位指导教师不辞辛苦,多方开拓渠道,开辟新的实习基地,提出新的设计课题,在原有酒精发酵的基础上,提出谷氨酸发酵、链霉素发酵、干扰素发酵、啤酒发酵等新课题,使毕业设计的选题日趋多样化,学生可以根据自己的兴趣爱好进行选择。在每一个大课题下,又分为若干个子课题,真正做到一人一题。这样,大大避免了由选题单一带来的同学之间雷同,上下届之间雷同的问题。其次,对学生毕业设计时间不能保证的问题,我们也采取了不同情况不同对待的措施。对考研的同学,在大四上学期的四周给予充分的理解,允许暂时不参与毕业设计的准备工作,相应时间调整到寒假期间。在选定指导教师的时候就达成此协议。参加考研的学生多数都是平时成绩较好,有一定学习欲望的孩子,师生之间的理解与尊重,让他们能够按照约定在大四下学期开学前完成任务。开学之后,四月份是考研复试和面试的时间,根据考研学生的具体情况,为他们制作相应的毕业设计时间表,他们基本都能够保质保量的完成设计任务。对找工作的同学,敦促他们在不参加招聘会的时间里,必须按时完成任务。指导教师每周安排工作汇报,检查学生的毕业设计进度。对于外出实习的同学,与实习单位签订协议,请实习单位提供相应的毕业设计条件,有条件的单位还可以另立课题,指导学生进行与本学科相关的毕业设计工作。这样,一方面解决了学生的就业问题,也解决了毕业设计问题。毕业设计学生的监管一直存在问题,教师不可能全程陪同学生完成毕业设计工作。所以我们设定了指导教师每周的检查,以及学院的定期检查制度。期初设定期初教学检查、开题报告等;期中设定学生自查与期中教学检查,期末设定指导教师评阅、其他教师互评等环节,通过层层把关并完成毕业设计任务的学生,才能获得参加毕业答辩的资格。毕业答辩环节,问题设置多样化,全方位考察学生是否独立完成、是否深入理解自己所进行的设计、对自己的设计材料是否真正融会贯通等。 4结语 通过对毕业设计过程的全面改革,生物工程专业的毕业设计取得了良好的教学效果,学生们真正得到了训练。当然,新的问题还在不断出现,在今后的教学过程中,还应根据实际情况不断的加以完善。 作者:葛雅琨 张元新 单位:吉林化工学院 生物与食品工程学院 生物工程论文:生物工程环境保护论文 1生物工程技术减少污染物排放 在生产流程中,为了减少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,例如,在农业领域使用生物农药无毒、安全、无污染等;利用生物质能源能极大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化学反应,使生产过程能源、原料的消耗降低;综上所述,生物工程技术对于生态环境保护意义重大。 2生物工程在环境监测的应用 环境保护工作中的一个重要环节就是监测环境污染,应用化学仪器分析以及生物监测是环境监测的重要方法。可以利用基因工程技术改造过的微生物、指示生物、生物芯片技术、生物传感器技术、分子生物学等技术监测环境污染。近年来,环境监测也可以通过研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、酶联免疫吸附技术(ELISA)、核酸探针、生物传感器、生物荧光方法等生物高新技术。土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测可以通过PCR技术完成。水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,以及大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度分析都可以用生物传感技术测定。今后,由于其快速、灵敏、特异性强的特性,生物工程技术将在环境监测中广泛应用。 3生物工程在废水处理中的应用 需要一个由多种方法组成的多层次处理系统将废水中所含的多种污染物质处理。预处理多为物理方法,化学方法容易产生二次污染;利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质,这种方法就是利用生物工程措施在废水净化中的应用。固定化微生物技术。利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,这种技术应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。生物反应器技术。在活性污泥中加入固定载和流动载体,以及好氧和厌氧固定膜的反应器,极大的增加了反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的发挥。此法处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。生物强化处理技术。通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的浓度,增强对难降解有机物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。在水污染治理中的应用主要有:治理高浓度有机废水;有毒、有害难降解污染物的治理;脱氮除磷等。 4应用生物工程技术处理固体废弃 物固体垃圾处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。焚烧、填埋等常规处理方式不能从根本上解决污染问题,污泥直接焚烧的热值过低,还要治理有害气体、粉尘污染,污泥焚烧的一次性投资和运行成本过高,采用现代生物技术处理这些有机物,把有机废弃物发酵成为有机肥或营养土去肥沃土地,再把植物变成食物,这是适应大自然自身规律的一种处理和循环利用方式。生物工程技术在消除白色污染方面意义重大,主要表现为:(1)通过基因工程技术可筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物中,使他们共同发挥各自的功能和作用,迅速将塑料等白色污染物降解。 5应用生物工程治理大气污染废气 的生物处理和空气净化是一种利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点。 6应用生物工程治理土壤污染土壤污染 主要包括重金属污染、农药残留、土壤板结等。我国土壤重金属污染物主要来源于工业废渣、污水灌溉、生活垃圾等。重金属是土壤污染的重要污染源,不易降解,且危害人体健康。重金属污染土壤生物修复技术包括植物修复和微生物修复。微生物修复的主要原理是用基因工程技术改造微生物、动物和植物等生物的功能,将重金属吸附或转化为无毒产物。另外,农业生产中,土壤之中有80%以上的农药会残留,主要污染物质是其中的磷、氯代烃等。运用现代微生物技术可以将这些有害物质分解为H2O和CO2等无毒无害或毒性较小的其他物质,不会对环境造成破坏。 作者:陈磊单位:长江大学生命科学学院 生物工程论文:农业生物工程应用策略 1植物遗传工程 目前的植物基因工程可通过生物载体细胞注射、基因枪高速细胞子弹轰击等技术向几乎所有的植物输入外来植物基因。以前导入植物体的外源基因只限于外源报告标记基因,抗卡那霉素和抗潮湿链霉素基因。最近已导人了BUR等抗除草剂基因、镶嵌病毒外壳基因、鸡蛋蛋白基因、豆血红蛋白基因和谷酞胺酶合成基因。此外,抗病、抗虫基因的导入也有所报道,对于控制单宁合成的酶基因已被克隆。目前关于植物—病原物相互关系的分子生物学研究主要着眼于病原物基因工程,即从病原菌中或植物本身克隆制备出致病基因与调节基因,以及获得病原物的特异性DN段用于病原分类及病害检测。自1986年首次获得能抗烟草花叶病毒的转基因烟草植株后,目前已利用基因工程获得许多抗病毒植株,如抗花叶病毒首楷,抗花叶病毒黄瓜,抗X病毒和Y病毒马铃薯等。生物诱导广泛应用于植物对真菌、病毒及类病毒、细菌等病原物抗性的诱导,在烟草、黄瓜、西瓜、甜菜、马铃薯、小麦、苹果、番茄、棉花、水稻等诸多植物中已见报道。生物诱导包括:用非病原菌诱导,用异种病原菌诱导,用弱致病力菌株诱导,用热杀死的病原菌诱导等方法,诱导对病原菌的抗性。生物技术创造了越来越多的基因植物,如消除了腐烂基因的耐贮存番茄,抗病虫害长颈南瓜,抗虫害转基因土豆,抗棉铃虫棉花,抗白叶枯病转基因水稻等等。植物细胞工程包括茎尖脱毒、快速繁殖、花药、小抱子培养、染色体工程、单倍体育种、原生质体培养、细胞融合等技术。植物细胞融合技术可克服远缘杂交中的不亲和障碍,更加广泛地组合起多种植物的优良遗传性状,从而培养出理想的植物新品种。脱毒快速繁殖技术在经济作物、花卉、果树上应用效益显著,快速繁殖成功的植物已有四百多种,其中甘蔗、菊花、康乃馨、草萄、兰花等等已投入生产。在作物育种方面,用花药培养和染色体工程育种等技术与常规育种技术结合的方法已培育出许多具有特殊抗性、耐性的优良新品种,利用花药培养技术获得纯合基因型已在小麦、水稻等谷类作物上广泛应用。以原生质体培养再生植株方面,近几年内取得了突飞猛进的进展。一些作物如赤豆、大豆、刀豆、棉花、油菜等重要经济作物已成功地从原生质体再生成植株,特别是一直认为难以培养的禾谷类,如水稻、大麦、小麦、谷子、高粱的原生质体培养都已相继突破。木本植物成功的例子也逐渐增加。药用植物与真菌原生质体培养的进展也十分迅速。以上的成就,为利用原生质体的遗传操作改良农作物打下了坚实的基础。利用原生质体融合获得体细胞杂种,最近又研究出了利用卡那霉素和潮湿链霉素的抗性互补来选择杂种细胞的方法。中国在单倍体研究上一直处于国际领先水平,原生质体培养及细胞融合研究也趋于国际同类研究水平。 2动物遗传工程 动物细胞培养中胚胎移植(ET)技术对提高动物的生产率和繁殖力有重要意义,世界范围内已加以多方面的研究利用。ET技术已在兔、马、猪、牛、羊等动物上相继成功,但只有牛的ET技术达到了非手术利用阶段,所以牛胚胎移植进入商品化,在美国、加拿大、日本等国推广较大。日本已利用ET技术扩繁可提供精子用于人工授精的种公牛,1992年全日本的奶公牛有8。%以Erf分娩育成。通过ET技术可使母牛分娩双胞胎或多胞胎,这种一胚多产的核移技术在日本已获成功。中国的单克隆抗体研究始于八十年代,至今已研制成功几干种单克隆抗体应用于畜禽疫病。在禽畜的性状选择育种上,采用DNA指纹鉴定技术识别DN段可加速选择过程。微生物工程的微生物农业和微生物开发,部分解决了养殖业的饲料问题。用微生物发酵生产单细胞蛋白饲料,在前苏联年产量约为130万吨,美国年产80万吨;以米糠为基础,添加含杆菌、链球菌、酵母菌等微生物作为饲料添加剂喂养猪、牛、鸡,能够分解禽畜粪中的有害气体,减少环境污染,提高饲料吸收率,提高肉、奶产量。此外,近年来通过生物技术在食用菌的遗传育种学上获得了广泛的重视。通过原生质体培养,用PEG法和电场诱导法为诱导突变体和远缘杂交开辟了一条新的途径,涉及的菇种有香菇、平菇、金针菇、木耳、草菇等。 3生物固氮 菌根菌对植物生育的促进作用近年来逐年受到关注。菌根菌的菌丝可以帮助作物根毛吸收范围更大的土体中的移动速度缓慢的磷酸盐离子和钾离子。VA菌根菌不但可以改善土壤环境,促进作物对养分的吸收,而且对抗御作物的某些土传性真菌病害具有十分重要的作用。VA菌根真菌与根瘤菌双接种对绿豆、蚕豆、花生、大豆等作物具有良好的生长效应。科学家对豆科植物-一根瘤菌共生固氮的研究从经典的生态学、生理学和遗传学研究步入了分子生物学领域。在根瘤菌方面,已确认有结瘤和固氮两个基因组参与完成共生固氮作用。 4生物防治 由于地球环境日益恶化,生物防治植物病虫害的方法受到重视,生物防治包括天敌防治和微生物制剂防治。微生物制剂包括细菌制剂、病毒制剂和真菌制剂。细菌制剂以苏云金杆菌(BT)为主。现在全世界已有60多种BT制剂工业化商品,能有效防治150多种鳞翅目害虫,年产量达8000吨左右。BT杀虫剂与其它微生物农药相比,具有选择性高、混用性强、毒力强、速效、无污染等优点,因而广受欢迎。植物细菌杀菌剂是以放线菌类的链霉菌属为基础制成的,防治菜豆、大豆和其它作物的细菌病害,可使细菌病害感染率下降7%。目前正进行基因筛选组合,以制出广谱新菌种,获得BT基因导入植株中培养出抗病虫植株。利用目前的优良菌种,培育出不产芽抱,只产晶体的高效菌株是正在开发的新技术。病毒生物制剂是以核型多角体病毒(NPV)的颗粒体病毒为基础制成的,目前已生产出防治甘蓝夜蛾、棉铃虫、黄地老虎、美国白蛾等害虫的病毒制剂。真菌生物制剂中有蜡蚁轮枝菌制剂用于防治温室白粉虱;白僵菌制剂防治马铃薯甲虫和温室烟蓟马;座壳抱菌制剂防治黄瓜温室白粉虱;木霉菌制剂防治根腐及其它植物病害;单端抱霉素防治黄瓜白粉病;腔蠢盘抱剂防治白粉病等。随着生物技术的发展,农业对生物技术日见倚重,到2000年,运用生物技术和其它增产措施将占世界粮食增产的5/6,农业中出现的问题最终也将由生物工程来解决。 生物工程论文:生物工程概论教学法思考 一、传统教育理念的制约性 教师的教学理念是教师对教育、教学、学习及学生相关概念的看法。教师的教学理念直接决定教师教学行为和教学效果。中国教育长期以来受传统观念影响很深,尤其是受应试教育观念的影响很深。。应试型教育在教育观念、教学模式、教学方法、内容和考试方式上都严重制约着学生的发展,制约着教育的发展,不适应市场经济发展的需要。传统教育在教育观念上以知识为本,立足于灌输知识,不考虑学生的接受能力,不注意培养学生发现问题解决问题的能力,不利于培养学生的创造性。教学方法上填鸭式教学,上课好像教师在唱“独角戏”,或激昂或沉闷,学生要么混混欲睡,要么被动接受知识,缺乏思考,逐渐丧失发现问题、提出问题的能力,制约了学生学习的主动性。教学内容有很多地方繁、难、偏、旧,考试方式上以一次性记忆的内容为主,一次考试定成绩,影响学生综合素质的培养。传统教育已经严重制约了生物工程专业教学的发展,这将必然影响到支柱产业人才的培养。因此,生物工程专业的老师必须改变传统的教育观念,树立新的教育理念。 二、现代教育理念指导下教学方法的改进 针对传统教育在生物工程教学中的制约性,综合生物工程课程的特点,通过三年的实践教学,从教学模式、教学方法、教学内容等多个方面对课程教学进行了一系列探索。 1.以学生为本,采用双主体教学模式 郭思乐教授认为,教育必须适应学生,而不能让学生去适应教育。现代教育理念认为教学活动由教师、学生和教学内容三部分组成,教学活动是教师和学生共同进行的一种活动,教师是教学活动的主体,学生也是教学活动的主体。只有充分发挥二者的共同作用,充分调动学生积极性才能达到良好的教学效果。为了让教育适应学生,我们一改传统的“填鸭式”教学,采取双主体教学,把学生升到主体地位。在课堂中以“大”朋友的身份与学生相处,保持师生地位的平等性。为学生创设融洽、和谐的课堂气氛,尊重、鼓励学生,引导学生共同探讨,给学生提供充分表现的机会,让每一个学生自由地发挥自我能动性,培养他们的自主学习意识和能力,让学生在轻松愉快的情境中获得知识。实行赏识教育,用“放大镜”去寻找发现学生身上哪怕是细微的发光点,充分凋动学生学习积极性。教会学生获取知识的方法,“授之以鱼,不如授之以渔”。双主体教学,以学生为本,立足于学生的接受能力与学生的需求,让学生成为学习知识的主人,快乐地学习,有助于提高学生的整体素质。 2.立足学生,优化教学内容 目前的生物技术发展迅速,新技术、新方法层出不穷,讲课不可能面面俱到,应根据学生现有的专业基础和毕业走向对讲课内容进行适当的调整。根据需要我们合并了酶工程和蛋白质工程,把生物工程概论分成绪论、基因工程、酶工程(蛋白质工程)、细胞工程、发酵工程和生物安全性6个专题。重点讲述绪论、基因工程和发酵工程。绪论是一门课的开门曲,也是内容的概括。一门课讲的成功与否绪论起着至关重要的作用,精彩的绪论可以激发学生对该门课程的学习兴趣。基因工程是生物工程的核心,任何工程的发展都离不开基因工程。基因工程标志着现代生物技术的到来,有了它人们才能根据自己的意愿改造生物,得到对人类有用的产品。基因工程的魅力在于“只有想不到的,没有做不到的”。将来我们的学生有90%以上要考研究生,基因工程是学生将来做科研的一项必须基本功。发酵工程是生物工程的终端,几乎所有的工程想得到目的产物都离不开发酵工程,而且发酵工程对学生将来的工作也有很大帮助。把“生物技术是柄双刃剑”的思想始终贯穿全课程,教育学生树立良好的职业道德,坚持做对人类有益的事情。基因工程的核心地位贯穿各个专题,除掉教科书中偏、难、繁、旧的内容,及时给学生补充国内外研究进展,保证了教学内容的开放性和信息化。对于有争议的问题,摆出各种观点让学生自己去分析,鼓励学生提出自己的观点而不是把教师的观点强加给学生,在教学过程中培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。 3.因材施教,选择多样化的教学方法 生物工程是由多学科综合而成的一门新学科,不同工程的操作对象和操作技术各不相同,因而,应针对不同的章节采用不同的教学方法。每次课设置不同的导入方式,紧紧抓住学生的好奇心。绪论中用大量生动的图片展示国内外研究进展,如含有疫苗的转基因西红柿、转基因猪、黄金米(转有胡萝卜素基因的大米)、蓝玫瑰、荧光鱼等抓住学生好奇心,总结出什么是生物工程;以生动实例讲述生物工程在各领域的应用以激发学生对该课程的兴趣。在讲述基因工程章节时,用flash的方式讲解演示什么是基因工程、酶切、连接、转化、筛选等步骤,把复杂抽象的内容直观化、形象化;把基因工程和建筑工程、模特从巴黎订表演服装过程进行类比,幽默风趣浅显易懂;还以各大高校的研究进展为例讲述各个步骤所涉及到的方法。讲细胞工程时从学生熟知的电影《生化危机》中的克隆人引入,以克隆一个希特勒为例讲述动物克隆的整个过程l告诉学生十二生肖中已有一半以上成功克隆,放出憨态可掬的克隆动物的照片;把细胞工程涉及的方法和日常生活中常见的例子作类比,把细胞拆合同生活中男生拆装闹钟作类比,学生个个兴趣盎然。讲发酵工程时由学生常见的实验室用摇床培养微生物引入,工业化生产时从成本考虑厂家不可能买许多占地面积大、价格昂贵的摇床,而必须有专门培养微生物的装置发酵罐;把发酵罐各单元做成flash,讲到某一个地方就把它拿出来用一下,直观方便;让学生根据已有知识,自己设计实验筛选抗重金属的细菌、降解木质素的菌、降解蛋白的菌。培养学生设计实验和动手操作的能力,既使学生学以致用,又激发了学生的学习兴趣。讲到酶工程让学生分组讨论天然酶的优缺点,讲到生物安全性,让学生自己查资料,分成正反方进行辩论,最后由老师总结。我们还尝试过让学生分组查资料,把感兴趣的内容做成课件,拿到课堂上一起分享,既锻炼了制作课件的能力,又提高了学生开口讲的胆量,还培养了学生团队合作精神。此外,我们还尝试过让学生对自己感兴趣的内容查资料写论文,结果显示学生论文格式规范,每人的偏重点都不同,为将来论文撰写打下基础。课程结束时让学生对教师的教学方式进行评价,提出好的意见和建议以备改进。 4.信息化教育,采用现代教育技术手段 教育信息化是指在教育领域全面深入地运用现代信息技术来促进教育改革与发展的过程。生物工程概论内容多、概念抽象、知识的融合面广,要将新技术和新的理论研究成果充实到教学内容中,单靠传统的“黑板+粉笔”显然无法满足现代教学需要。传统的教学中,老师费时费力,学生费劲,教学效果差。多媒体可借助文字、图像、动画和声音相结合的方法来传递信息,为解决生物工程专业内容抽象难懂提供了一种非常有效的教学手段。生物工程概论内容多,课时相对较少,在教课过程中使用了多媒体辅助教学,节省了部分板书的时间,在短时间内向学生传递大量的信息。制作课件前,查阅大量的外文资料,获得了许多精美的图片和资料,如利用网络下载了大量的flash动画、视频和色彩丰富的实例图片,自己动手剪辑了部分影音资料。课件制作过程中精心设计每张幻灯片,合理插入图片、动画和影音资料,力求文字精练、重点突出、层次分明、趣味性强。把复杂的工艺过程绘成流程图,内容条理清楚,系统性强。通过多媒体的使用,将抽象内容直观化、具体化、形象易懂,加上教师幽默的谈吐,使学生在一个轻松活跃的氛围内了解相关知识,达到开拓眼界,拓宽知识面的目的。这样做不仅有助于学生对所学知识的理解,提高了学生的接受能力,而且有助于培养专业兴趣。 5.个性化教育,改革考核方式,注重能力培养 每个学生性格、特长各不相同,根据学生的不同特点采用不同的教学方法和成绩评定方法,加强素质培养。以不同的教学方法使学生发挥各自特长、充分展现自己的风采,在增加学生自信心的同时培养了学生实验设计、动手操作、课件制作、演讲、辩论等方面的能力,激发学生学习兴趣。创造性是新经济时代人才必备的基本素质。缺乏创造能力的大学生不可能在新经济社会里有所作为。通过表扬和加分的方式鼓励学生的创新性,把实验设计、动手能力、查阅文献、论文写作、制作课件、课堂表现和辩论成绩都纳入成绩总评,对学生的能力作综合评价。从过去考查记忆性、认知性的知识转变为考查学生的学习能力、分析能力、理解能力、创新能力。在现代教育理念指导下,在不断与学生交流的基础上对教学方法进行了一系列改进。学校举行的学生评教结果显示,三年来学生对本课程的满意度都是平均95分,在学院排名位于前列。实践证明,通过生物工程概论的学习,激发了学生对生物工程的兴趣,锻炼了学生设计实验的思路,提高了动手能力和制作课件、查阅文献及论文撰写能力,培养了团队协作精神,使学生的整体素质得到了提升。 生物工程论文:生物工程专业教学改革思考 摘要:通过优化生物工程专业分析教学内容,改进教学方法,加强实践教学,旨在提高生物工程专业分析课程教学质量,从而培养更多生物工程领域的高层次应用型人才。 关键词:生物工程专业分析;教学内容;教学方法 “生物工程专业分析”是生物工程专业大学生必须学习和掌握的一门专业工具课,也是一门实践性很强的专业基础课,并且是学生将来从事科学研究或生产技术工作必须掌握和具备的技能。湖北工业大学生物工程专业为国家特色和湖北省品牌专业,如何根据湖北工业大学生物工程专业特色合理构筑理论和实践知识结构,为学生今后继续深造或走上工作岗位奠定坚实的基础是本课程的重难点。笔者对“生物工程专业分析”的理论与实践教学体系、教学手段与方法等方面进行了一些改革尝试,希望能与同行老师进行有益的交流探讨,提高教学质量。 一、精选教学内容,构建合理的课程体系 生物工程专业分析内容繁杂,包括各种分析方法和分析仪器的原理及应用。根据生物工程专业分析课程特点及我校多年教学科研经验,将生物工程专业分析大纲分为13个章节:第一章,生物工程专业分析概述,包括物理化学分析及仪器分析方法的概述,样品的采集、制备、保存和预处理,样品分析的误差与数据处理等内容,讲解力求深入浅出,联系实际,以激发学生的学习兴趣。第二章,物理检测法,包括密度与相对密度法、折光法与旋光法原理介绍,讲解旋光检测法时利用动画效果能使学生更快更直接地理解旋光检测原理。第三章,水分的测定方法,包括干燥法、蒸馏法、卡尔费休法,讲解时注意比较三种方法的适用范围。第四章,酸类物质的测定,内容包括总酸度的测定、挥发酸的测定、pH的测定,其中有机酸的分离与测定做简单讲解引导学生自学。第五章,碳水化合物的测定,重点讲解还原糖的测定,比较碱性铜盐法、高锰酸钾滴定法、萨氏法三种方法原理及适用范围的异同。总糖、淀粉、纤维、果胶物质的测定做简单讲解。第六章,蛋白质与氨基酸的测定,本章重点讲解凯氏定氮法的原理及应用,介绍蛋白质快速测定法(双缩脲法、紫外分光光度法、染料结合法、水杨酸比色法)的原理,简单介绍氨基酸分离与测定的原理。第七章,脂类的测定,内容包括索氏提取法、酸水解法、氯仿—甲醇提取法、罗紫-哥特里法、巴布科克法和盖勃法,讲解时注意比较各种方法的适用范围及应用原理[1,2]。第八章,紫外吸收光谱分析法,重点讲解紫外吸收光谱基本原理,介绍紫外可见分光光度计与紫外吸收光谱的应用。第九章,原子吸收光谱分析法,内容包括原子吸收光谱分析基本原理,原子吸收分光光度仪,原子吸收光谱定量分析方法,原子吸收光谱操作条件选择与应用。第十章,红外吸收光谱分析法,内容包括红外光谱基本原理,红外光谱与分子结构,红外光谱仪,红外图谱解析,激光拉曼光谱,其中红外图谱解析及激光拉曼光谱做简单介绍引导学生自学。第十一章,质谱分析法,本章重点讲解质谱分析法的基本原理与质谱仪,介绍离子峰的主要类型与有机分子裂解类型,引导学生自学质谱图与结构解析,色谱与质谱联用技术。第十二章,气相色谱分析法,内容包括气相色谱的基本原理,气相色谱固定相及其选择,气相色谱检测器,分离与操作条件选择,气相色谱分析法的应用与毛细管色谱法,重点讲解气相色谱原理及应用,毛细管色谱法引导学生自学。第十三章,高效液相色谱法,内容包括高效液相色谱的原理及特点,主要分离类型,固定相与流动相,影响分离的因素与操作条件选择,离子色谱法,超临界流体色谱,其中离子色谱法与超临界流体色谱做简单介绍[3]。通过这些内容的学习,使学生系统掌握生物工程分析中各种分析方法的原理及应用。某种成分的检测往往有多种方法,因此分析方法的选择是本课程贯穿始终的内容,教学中应注意比较各种方法的异同,通过大量实例让学生掌握各种分析方法的应用[4]。 二、充分利用多媒体教学 大部分高校目前虽已广泛采用多媒体教学,但教师们多利用多媒体展示图片与文字。在生物工程专业分析课件中,可充分利用动画教学。如在讲解旋光法的原理时,利用动画教学,可以形象直观地展示偏振光的产生以及光活性物质使偏振光发生偏转的现象。与小型分析仪器(pH计、折光仪、旋光仪等)相比大型分析仪器(质谱分析仪、原子吸收分析仪、红外分析仪、气相色谱分析仪、液相色谱分析仪等)的工作原理理解起来更为抽象,充分利用动画效果可使抽象的原理形象化。如质谱分析法中,利用四级杆质谱仪原理的动画效果能使学生直观感受到质谱仪的工作原理;原子吸收分析法中,管式石墨炉原子化器、火焰原子化器、空心阴极灯、雾化器、原子吸收分光光度计的工作原理均可由动画效果展示;气相色谱分析法中,传质阻力项、两项分配、氢火焰离子化检测器、热导检测器、色谱分离、色谱流出曲线、分子扩散、涡流扩散的原理可利用动画效果展示等。笔者发现在理论讲解中融入动画效果会让学生经历豁然开朗的顿悟体验,使学生能更深入理解各种分析仪器的工作原理。 三、总结讨论式教学 生物工程专业分析课程涉及各种分析方法及仪器的原理与使用,如还原糖含量测定碱性铜盐法分为直接滴定法、高锰酸钾法、萨氏法,这三种方法的异同如果由老师总结好直接在课件中呈现给学生,学生不一定印象深刻。但是以作业的形式布置给同学们,让学生自己总结,能收到更好的教学效果。在讲解样品分析的误差与数据处理内容时,关于格鲁布斯法、Q值检测法可结合实例讲述,辅以具体案例让学生亲自计算。相对密度测定方法中,关于校正值的加减讲解完原理后以实例让学生现学现用加深印象。水蒸气蒸馏法测总挥发酸原理,有些学生听完老师讲解后不能完全理解,可让学生下课后自行查找资料,等下次课时提问并让学生回答,最后老师再进行总结。引导学生对每节课的重点内容进行归纳总结。这样安排不仅可以督促同学们查阅更多资料将不清楚的知识点弄明白,也锻炼了学生的表达沟通能力。 四、生物工程专业分析课程网站建设 积极建立生物工程专业分析课程网站,课程网站内容包括教学大纲、理论及实验教学课件、资料习题、下载专区、友情链接等模块。学生在上课前下载教学课件预习,可有效提高学习效率。资料与习题模块提供了与课程相关资料与习题下载,学生通过学习课外资料可拓宽知识面,习题下载不仅节省了课堂教学时间而且习题训练能巩固课堂知识、加深学生对课堂知识的理解。友情链接模块提供了国内外其他高校生物工程专业分析精品课程,国内外生物学知名网站、期刊链接,学生可根据自身需要浏览各大网站拓宽视野。 五、加强实践教学环节 生物工程专业分析实验教学环节与理论教学相呼应安排八个实验,分别是:实验一,甘露醇注射液中甘露醇含量的测定,味精成品纯度的测定;实验二,白酒总酸度及pH的测定;实验三,利用直接滴定法测定还原糖的含量;实验四,考马斯亮蓝法测定蛋白质含量;实验五,红外光谱分析法测定有机化合物的结构;实验六,白酒芳香成分气相色谱分析;实验七,黄曲霉毒素降解率检测;实验八,利用原子吸收色谱测定铜离子浓度。这八个实验分别涉及折光计与旋光计、pH计、直接滴定法、紫外分光光度计、红外色谱分析法、气相色谱法、液相色谱法、原子吸收色谱法的应用。生物工程专业分析实验基本囊括了生物工程专业主要分析方法及仪器的使用,通过实验教学环节使学生理解与掌握主要分析方法及大型分析仪器的工作原理及应用。生物工程专业分析实验课程的教学目的是让学生掌握合理设计实验、操作仪器、科学分析实验结果的方法,因此实验教学应鼓励学生独立设计完成实验,实验课前不要将实验讲义直接呈现给学生,而应让学生在预习实验报告中亲自设计实验方案,实验课上老师讲解实验方案时学生可收获更多。实验过程中为学生们创造独立操作空间,不干涉学生的实验安排及操作,对实验中的各种问题仅作引导与答疑,尽可能让学生自己发现问题、解决问题,培养学生勤于思考积极动手的习惯。实验课后认真批改实验报告并及时将实验中的各种问题反馈给学生。鼓励学生走进实验室,跟随导师做课题研究,参与导师课题,让学生学以致用,不仅巩固了教学效果,也锻炼了学生的实践动手能力。 六、考核方法的改革 生物工程专业分析课程学习,以笔试作为主要考核方式不能真实反映学生对教学内容掌握程度。课堂表现、实验表现及作业完成情况都应作为最终成绩的一部分,本课程成绩组成为:平时成绩20%,卷面成绩50%,实验成绩30%,通过合理的考核方式,使学生重视课堂表现与实践环节。对于跟随导师做课题并取得成绩(发表文章、申请专利等)的学生,给予一定精神及物质上的奖励。 七、结语 湖北工业大学在生物工程专业分析课程教学内容优化,教学方法改进,实践教学能力培养,课程网站建设、考核方式改进等方面做了一些教学改革的尝试,加深了学生对专业知识的理解,培养了学生良好的思考与动手能力,并得到了学生的好评。但是课程教学改革是一项系统工程,任重而道远,必须不断探索实践创新总结,才能将生物工程专业分析教学开展得更有生气,为国家培养更多的高层次应用型人才。 作者:杜馨 王常高 林建国 代俊 蔡俊 单位:湖北工业大学生物工程学院 生物工程论文:生物工程专业建设实践教学 摘要:为培养适应产业化的生物工程专业人才,进行了一系列的理论探索和实践,主要措施有:完善生物工程专业建设体系;制定体现学生个性化的培养与教学计划;提高专业师资队伍教学与科研水平;加强实践教学环节与SRTP训练;改革教学方法和教学手段等,并取得了较好的成果,对同类专业的建设与发展具有一定的借鉴作用和推广应用价值。 关键词:生物工程;SRTP训练;实践教学;课程体系 为适应湖南省经济的发展,我校于2002年开始筹建生物工程专业,2003年开始招收本科专业。经过十年的专业建设,本专业本科生培养方案逐渐成熟,形成了理工交叉、工科特色突出,厚基础、宽口径,适应湖南省经济发展的一套生物工程本科专业培养体系。 1专业培养目标定位 1.1学科定位 生物工程专业是工科办学专业,或者说是侧重工科、工管理结合的复合型专业,以培养应用型、产业化人才为主。 1.2培养目标 我们的培养目标是:使学生成为既掌握生物科学的基础理论知识,又具有工程科学背景的复合型人才。通过对生物工程基本原理学习、实验技能训练、工厂实习及参加科学研究等多种现代教学手段,为学生的进一步深造或到相关科研单位和企事业单位从事科学研究、工程设计或经营管理打下坚实的基础。 2专业建设具体实践 2.1完善生物工程专业建设体系 十几年来我们十分重视专业教学计划的设置与修订,基本上每年修改或重编一次教学大纲、培养方案。培养方案是根据学科发展,以构建教学研究型大学人才培养体系为目标,在听取广大教师与学生特别是高年级学生意见的基础上,经专业教学小组及系、院教学委员会讨论后精心制定的。生物工程专业人才培养目标明确,有特色、有措施。培养模式及课程体系设置围绕“突出具有工程知识背景,又掌握一定的生物科学与技术知识”这两个基本出发点。实践证明,这一专业人才培养目标是与社会需求相吻合的。 2.2制定体现学生个性化的培养与教学计划 本专业人才培养方案目标明确,充分考虑了生物工程学科发展现状和趋势,制定了加强基础、拓宽知识、素质能力协调发展的目标。要求学生通过基础及专业知识的学习,使毕业生具有对新资源、新产品、新工艺的研究开发、工厂工艺设计、组织生产生物工程产品的实际工作能力,树立国际竞争意识和较强的国际竞争能力。2013级培养方案与2010级相比,具有较大的改变,在总学分下降8分的情况下,选修学分反而提高了4.5分,使选修课程的学分与总学分的比例从18%提高到近22%。通过学分的调整,给本专业学生提供了较大的自由选择课程的空间,培养学生学会自主学习意识和自主学习的能力。专业选修课的设置,以前开设课程较少,专业方向单一,特色不明显,通过近5年来不断对选修课程进行整合,到2013级为止,新增了8门选修课程,并将选修课分类成2组研究方向,如生物化学工程、生物制药,极大地拓宽了学生的选课自由度,使他们能充分按自已的个性发展[4]。 2.3提高专业师资队伍教学与科研水平 科研是源,教学是流,教师积极参加科学研究工作,有利于提高自身的学术水平和教学水平,并能及时将学科前沿知识向教学内容渗透,向学生传递最新的科学信息,从而提高学生的学习兴趣和积极性。长期以来我们十分重视专业师资队伍建设,在国内大环境下,积极创造条件改善师资队伍结构,以适应生物工程专业学科发展与教学需求;通过引进、送出去培养等方式提高专业师资队伍。生物工程系的学科队伍是一支基础理论扎实、实践经验丰富、知识结构合理的队伍,同时也是一支富有合作精神、年富力强、战斗力强的队伍。目前生物工程系现有教职工10人,其中教授2名,副教授4名,教学、科研队伍中具有博士学位的教师已高达90%,平均年龄为41岁。生物工程系十分注重基础研究和应用基础研究。近10年来,先后承担了国家自然科学基金项目3项、国家973项目1项、863项目1项、“十五”国家科技攻关项目1项,以及一批省部级基金、攻关和重大横向项目等。近3年来100余篇,其中SCI、EI收录20余篇,获发明或实用新型专利8项。 2.4加强实践教学环节与SRTP训练 2.4.1实践教学 实践教学是整个大学教育中一个非常重要的环节。它能培养学生独立组织、完成实验的能力及严肃认真的工作作风和实事求是的科学态度,从而为毕业后从事科学研究和解决工程实际问题打好基础。生物工程专业实践教学管理规范,严格按照学校制定的规章制度;在课程、实验、毕业设计等环节的设置上,充分考虑到对本专业学生创新意识、创新能力和实践能力的培养。为了加深对课堂教学内容的理解,让学生切实了解和体验到整个生产过程,达到实习教学效果。专业制定了符合本专业特点的生产实习与认识实习的大纲。在实习前,由学院统一安排所有专业的实习时间、内容、要求等。实习指导教师按大纲制定出详细完善的实习计划,对实习的目的、要求、内容、考核、纪律等都作明确的规定。在每次联系实习时提交给实习工厂,以使实习按计划进行。实习结束后,教师提交实习小结,学生提交实习纪录本。 2.4.2专业实验教学 生物工程实验室设备精良,能够满足专业教学需求。专业实验教学人员力量强,在带好常规教学实验外,注重专业实验室建设。认真制定实验方案,加强对学生的引导,使学生通过专业实验对本专业有更深刻的了解,通过专业实验锻炼学生独立分析问题和解决问题的能力,激发学生的学习热情。实验室目前共开出专业实验8个,均为综合性实验。对学生开出的所有实验课程均有实验指导书,并根据学科发展的需要对实验内容进行不断补充和改革[5]。 2.4.3SRTP训练 我校针对二、三年级学生推出的大学生科研究训练计划(SRTP),给学生提供了参与科研训练的机会。从第二期开始至第七期专业教师和学生共立SRTP项目15项,据不完全统计有40名以上学生参加该项训练。学生参与各类课外活动积极性高,近年来获得校级及以上奖2项,4篇。我们采取的举措有:1)安排学生参与到本系的科研中锻炼,邀请本科生参加研究组的的专题学术研究讨论会。2)在一些专业课中布置大型作业,经过教师的评阅后,在课堂上由教师或学生本人作报告,教师组织同学点评与讨论,由此提高学生的文献检索与阅读能力,提高文献综述和表达能力,营造一种以创新能力培养为主体的学习氛围。3)实验室对本科生全天候开放,平时可以在教师或研究生的指导协助下做实验,培养动手能力。 2.5改革教学方法和教学手段 为了进一步提高教学信息化水平,促进教学手段的现代化,提高课堂教学效率。针对目前专业课程学时少内容多的矛盾,生物工程专业对现有课程的教学方法、模式、手段进行改革、以适应信息时代对教育创新的要求。经过几年的努力,生物工程专业开设的专业基础课和专业课程,运用多媒体教学的课程已经达到100%,其中讨论课、工程设计课、网络教学及双语教学课达到3门。 2.6加强毕业设计阶段的管理 我院对毕业环节非常重视,首先在选题上要求更多注重前沿性、实用性与创新性。根据选题原则,先各自上报论文题目及容纳学生数,再由学生自由选择填报,在毕业论文(设计)前一学期落实到学生,以便学生提前作好准备。近3年来,学生选做的毕业论文题目95%结合课题或生产实际,部分与SRTP项目、实验室建设、课程建设结合。在每年的毕业论文进行过程中,学院督导组随机抽查5%~10%的学生,着重检查学生是否按照学校和学院关于毕业论文(设计)工作条例进行工作,如完成文献综述、工作进度、存在的问题及指导教师情况。后期论文撰写答辩,各专业制定统一评分标准,对学生的研究水平、独立完成工作能力等进行考核。今年学院还专门下达了文件,采取了一系列有力措施。鉴于院、系管理到位,近5年来,生物工程专业学生的毕业论文,在论文复评中没有出现不符合原等级的论文。 3专业建设的体会与讨论 经过十年来的建设,生物工程专业已逐步形成鲜明的办学特色。毕业生培养质量显著提高,体会如下: 3.1突出过程工程背景的培养模式 生物工程专业与生物科学、生物技术明显差异在于生物工程更强调工程概念,必需培养学生理解与掌握“过程工程”的基本理论与方法,这是培养具有工程知识背景人才的基本点。因此,我们必须围绕这个基本点来制订生物工程学科的发展规划,制定培养方案,通过一定的方式和手段落实教学计划。十几年来的教学实践改革证明,坚持这一方针符合生物工程学科的发展趋势,也与当前社会需求相吻合[6]。 3.2高水平科研工作是教学与教研的基础 及时将前沿性科研成果引入课堂和教材中是提升专业教育水平的重要途径之一,而实现此过程的关键是建立一支高水平的教师队伍。我们长期坚持安排有科研经验的教师担任相近课程的主讲教授。加强对年青教师的培养,健全教师培训机制,同时,利用我校多学科优势,注重学科间的交叉渗透,对于进一步增强科研活力、开辟新的课题或研究方向、促进本科教学水平的提高具有十分重要的意义。另一方面始终安排高水平的教师活跃在教学一线,将新思想、新成果展现在学生面前,大大拓宽了学生的视野,是提高生物工程专业教学水平的基础与关键。 作者:刘志强 周建红 许爱清 王能强 单位:湖南科技大学生命科学学院 生物工程论文:生物工程学生实践创新能力培养 摘要:学生实践创新能力的培养是高校生物工程专业人才培养的重点与难点。主要讨论了通过改革实验教学体系、多开设综合性实验课程、开放实验室、鼓励学生参加教师的研究课题、充分发挥校外实习基地的作用以及加强任课教师的实践教学培养力度等途径提高生物工程专业学生实践能力。通过不断完善与改革实践教学,教学效果较好,学生实践能力明显增强。 关键词:生物工程;实践创新;能力培养 为满足生物工程学科快速发展的要求以及社会对生物工程人才需求的增加,生物工程作为新的高等教育专业产生。该专业主要课程有细胞工程、发酵工程、基因工程和酶工程等。其特点是知识更新快,且又和生产联系紧密。为培养新世纪建设人才,提高大学生的人文素质和科学素质,在本科阶段的教学过程中,除了让学生掌握该专业的基本理论知识,更应注重培养的学生实践创新能力。笔者结合近几年的教学心得,就生物工程专业学生实践创新能力的培养进行探讨。 1培养学生实践创新能力的重要性 《中华人民共和国高等教育法》明确规定:“高等教育的主要任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。”“实践才是工程专业的根本”已成为国际高等工程教育界的共识。高校在构建创新型人才培养方案时,应注重培养学生的创新精神和实践能力[1-2]。当今社会的发展越来越快,竞争越来越激烈,对人才的需求已经发生了根本性的变化,用人单位及社会所关注的重点不再是毕业文凭,而是毕业生是否具有综合素质和能力。工科学生毕业,无论是工作还是继续深造,实践动手能力都非常重要。实践表明,学生实践能力的提高,能够促进学生对相关专业理论知识的掌握,并培养他们的综合能力。 2培养学生实践创新能力途径的探索 2.1改革实验教学体系,加强基本技能训练 实验教学是培养学生实践能力的重要环节之一。通过实验教学,既可使学生掌握实验方法和技巧、巩固所学的理论知识,还可以提高学生分析和解决实际问题的能力[3]。完善生物工程专业实践教学体系是建立学生系统的知识体系、提高学生解决实际问题的能力的关键。完善实践教学体系,可采取以下途径:①转变教师育学思想,加强学生实践学习观念。在教学过程中,实践教学常常没有被老师和学生重视,依赖于理论教学而存在。②专业课程系统化。生物工程专业应用性强、知识更新快,且各学科联系紧密,学生在应用专业知识解决实际问题时,需具有扎实的理论基础。因此,需将生物化学、分子生物学、发酵工程、仪器分析等课设置成有专业特色的教学系统,科学合理地安排课时。③完善实践实习课程环节,确保实习效果。实验教学中,实验课的选题需增加综合性实验,确保学生的主观能动性充分发挥。为完善实践教学体系,湖南城市学院生物工程专业将整个实践教学系统划分为基础实验、专业实验、综合实验、认知实习、生产实习、毕业设计6个阶段。④完善学生实践教学考勤制度。如成立专门的实践教学管理队伍,对校内外学生实践实习进行科学管理;完善实验报告内容,强调结果讨论的重要性。⑤多开设开放实验室,鼓励学生进入实验室进行观摩、学习和实验。 2.2开设综合与开放实验室,给学生提供创新与实践平台 高校的实验室不仅是高校存放实验仪器的场地,更重要的是培养学生实践创新能力的基地。但仅仅依靠正常的实验课教学时间来提高学生的实践创新能力远远不够。因此,为给学生更多的实践学习机会,我们开设了许多综合与开放实验室,主要为那些想利用课余时间来实验室进行研究提高自己的动手能力、增强实践能力的学生提供场所。开放实验室,可从以下几方面来考虑。首先,制定科学的开放实验室规章制度。如规范进入实验室研究的学生的思想和行为,加强实验室管理,如安全教育,包括人身、设备、实验场所的完全防范工作。其次,引导并吸引学生多进实验室做实验、参加科研活动,激发学习热情与提高实践动手能力。第三是提高学生的管理等方面的综合素质。如指导学生如何处理好上课、学习、休息及参与科研之间的关系;如何安排自己的课题研究工作进度和制定实验方案和实验内容等。第四,注重培养学生的团队精神。在同一开放实验室内做实验与研究,共同使用仪器设备及药品等,需要同学之间相互协调、配合,从而使实验顺利的开展。最后,极其重要的是要建立一支经验丰富且有奉献精神的指导教师队伍,以便开放实验室的研究有序进行。 2.3鼓励学生参加各类学术科研活动 2.3.1鼓励与指导学生参加创新创业训练计划项目 大学生科技创新创业活动,是一种带有目的性、计划性、以学生自主学习和教师指导相结合,以解决实际问题为出发点的科技活动。以科技小组为载体,以导师制为技术指导保障,广泛开展学生课外科技活动,培养学生的实践创新能力。大学生科技创新创业活动,能激发学生的学习兴趣,促进学生对实际操作能力培养的重视。大学生科技创业活动既是高校教育的组成部分,又是大学生课外活动的重要形式。鼓励学生积极参加国家、省级和校级大学生创业创新项目,激励老师与学生互动进行各种类型的研究活动。积极推动由老师牵头成立的如“学生创业创新兴趣小组”,指导学生进行各种创业创新研究。引导学生参加大学生科技创新创业活动相关研究是学生获得实践创新能力的重要途径之一。 2.3.2鼓励与指导学生参加教师的应用性研究课题 引导那些对实验感兴趣、想提高自己动手能力的学生多参与教师的研究课题,为其提供学习理论用于实际的机会,有助于提高学生的实践创新能力,同时也培养了学生学习兴趣。鼓励学生参与教师的科研项目是提高生物工程专业学生实践能力的有效途径之一。 2.4加强校外实习基地建设 学生实践能力的有效获得需要加强校外实习基地建设。实习基地选择与建设非常重要。学生如果没有亲自实践,很难将所学的理论知识应用到生产实践中去。因此,除了注重校内实验室基础实验技能训练外,还应安排学生到校外相关工厂进行一段时间的生产实习。如:“益阳七箭啤酒厂”、“湖南汉森制药厂”等,主要了解企业的大规模生产特点、生产工艺流程等。让学生进企业实习,不仅锻炼了学生的意志,而且有利于提高学生的组织协调能力、社会活动能力等。所以,加强校外实习基地建设、让学生进入校外相关企业实习是培养学生实践能力的重要途径。另外,采用“产、学、研”模式,对提高学生实践创新能力也非常重要[4-5]。 2.5申请更多的经费投入,加强实践教学任课教师的培养力度 加大实践教学的经费投入、加强实践教学任课教师的培养力度也有助于提高学生实践创新能力。规定每位教师到相关专业的企业或工厂工作学习一段时间,尤其是新进的刚从学校毕业的年轻教师。另外,学校应该多为实践教学人员提供进修、培训、研讨交流等各种提高自身业务能力的机会,制定科学的考核制度和职称评定方案。同时可在企业聘请工作经验丰富和较高学历的工程技术人员为外聘教师,承担实践性教学工作。 3结语 实践性教学对生物工程专业学生的实践创新能力的培养非常重要,湖南城市学院生物工程专业实验教学取得了一定效果,但实践教学还需要从多方面进行革新,不断探索新的实验项目,改进旧的实验方法,加强实验教学的改革仍然任重道远。 作者:库文珍 单位:湖南城市学院化学与环境工程学院 生物工程论文:特色学科建设下生物工程课程优化 摘要:基于我国生物工程专业大学毕业生就业率低下的现状,以我校生物工程专业课程体系优化与实践为例,提出以“特色学科建设”为导向,对生物工程专业课程体系进行优化,使得课程体系具备模块化和特色化特点,这有助于培养复合型创新人才,提高大学生就业率和就业质量。 关键词:特色学科建设;生物工程专业;课程体系优化 近年来,国内生物工程专业大学毕业生就业形势不容乐观,学生就业压力大,毕业生就业专业对口率不高。造成就业率低下的主要原因有:(1)当今生物产业规模不大,人才需求量偏小;(2)国内办学规模和招生量膨胀过快;(3)各校生物工程专业的办学条件不一,专业教育与当地产业特色结合度不够,没有形成特色[1]。因此,地方高校生物工程专业课程体系及培养模式的建设需要贯彻改革创新为先、质量效益第一的思想。以“特色学科建设”为导向,设计合理的课程体系,并以此为载体强调实践技能和工程能力的培养,全面提高人才培养质量,可将专业教育与当地产业特色紧密结合,形成办学特色,下面以我校生物工程专业课程体系优化与实践为例交流一些体会。 一、特色学科建设对地方高校人才培养的导向 地方高校是具有“地方投资、地方管理、办在地方、服务地方”特征的高校,与地方经济社会具有水乳交融的天然联系。学科是高校重大项目的承担者,是创新型成果的生产者,是创新型优秀人才的培养基地。地方高校应围绕区域经济社会发展需求培育高水平特色学科,不断凝练学科研究方向,提高科技创新能力和社会贡献度,以特色学科建设促进学科专业发展。着力通过应用性特色学科发展,加强实践性教学环节,培养能够解决生产实际问题的应用型人才;通过与区域、企事业单位合作对接,培养职业能力为导向的实务型人才;围绕区域重大需求和科研任务牵引,通过协同创新,发挥不同创新主体科研优势,多单位、跨学科联合指导,培养复合型创新人才[2]。近年来,我校生物工程特色学科的快速发展得益于与地方特色资源相结合,依托江西理工大学“钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心”、“江西省矿冶环境污染控制重点实验室”和“江西省矿业工程重点实验室”等研究平台,形成了地方矿冶领域与生物工程紧密结合的特色鲜明的研究方向。学科在钨和稀土矿山生物修复、矿山环境微生物学等研究领域获批多项国家自然科学基金项目和省部级科研项目,涉及的研究方向包括极端矿山环境抗性生物的筛选、生物极端生境耐受和修复的生理机制、矿山环境生物修复的工程化技术体系研究,微生物冶金、极端嗜酸菌基因组学、生物肥料研发、脐橙皮资源综合利用等。利用特色学科发展的导向,我校生物工程专业学生通过参与完成课题研究和实践,最终获得优良的实验技能、综合分析问题能力、实践能力、创新思维能力、统筹能力和表达能力,成为具有良好综合素质的生物产业化专业技术人才、管理人才和研发人才。 二、生物工程专业课程体系优化与实践 (一)生物工程专业课程体系优化与实践思路 在学科快速发展的同时,我校以此为导向对生物工程专业课程体系进行了改革。通过完成专业基础课程体系,使学生的基本操作技能得到全面训练;通过完成单元操作课程体系,使学生能进行各类生物产品工厂的工艺设计和解决产品生产过程中出现的主要问题;通过完成特色创新课程体系和实践教学课程体系,提高学生综合分析能力、统筹能力、实践能力和创新思维能力;通过教育质量与人才评价体系,使学生对综合素质项目及其指标有最基本认识并进行自我衡量。通过专业基础课程体系、单元操作课程体系、实践教学课程体系、特色创新课程体系以及教育质量与人才评价体系的整合、连贯,使得生物工程专业的理论和实践教学具备模块化和特色化特点,具有更好的整体性、关联性和先进性等优点。 (二)以“特色学科建设”为导向的生物工程专业课程体系优化 我们根据专业教学指导委员会制定的专业规范和《江西理工大学关于制订本科专业培养方案的指导意见》,通过以“特色学科建设”为导向,为培养德、智、体全面发展,基础扎实、知识面宽、素质高、能力强、重实践、具有初步创新能力的应用型人才,我们从以下几个体系对生物工程专业课程进行了优化: 1.拓宽专业基础课程体系 对原有课程体系拓宽至包括酶和植物细胞在内的生物体系,增加普通生物学、细胞工程、基因工程等课程。 2.设置单元操作课程体系 原教学体系中专业必修课调整为发酵工程、生物分离工程和基因工程三个单元操作课程体系。以生物产品生产过程的基本单元操作为主线,阐述生物生产工艺的基本理论和操作技能。学生通过这几个课程体系的学习,能进行各类生物产品工厂的工艺设计和解决产品生产过程中出现的主要问题,并为从事生物新产品和新工艺的研究与开发打好应有的理论基础。 3.开设特色创新课程体系 生物工程特色创新课程体系涵盖专业必修特色课程:发酵工程与工艺学、生物分离工程。专业选修课:主要包括恢复生态学、资源微生物学、生物统计学、生物信息学等,以及专业选修特色课程:生物能源、环境工程概论、生物冶金、矿山生物修复、食品精深加工等。 4.加强实践教学课程体系 强化实践教学环节,构建不同层次的实践课程体系,为学生形成创新型的知识结构和加强实践能力提供教学支撑。增设生物工程认识实习、生物技能大实验、科技素养实训等课程体系,以生物工程实践教学基地建设为契机,加强校企合作,拓宽实践教学渠道,提升大学生实践能力,探索产学研结合的办学模式。通过组织学生参加课外科技竞赛,选择一个特色课题独立研究,教师或来自企业的专家给予指导,来培养大学生的学习和研究兴趣。 5.构建教育质量与人才评价体系 建立校内专家评价、学生评价与校外实习单位评价、用人单位评价相结合的教育质量评价和人才评价体系;以德、智、体、美全面发展为主要评价内容;注重教育产出评价、学生学习产出评价、学生个性化发展评价,以及专业办学宗旨实现程度的评价,注重实践能力、自主创新能力和核心竞争要素的评价。 (三)生物工程专业课程体系优化实践效果 生物工程专业为我校新开专业,从2003年开始招生,目前有8位专业教师,其中具有博士学位的教师6名,硕士学位的教师2名。我校生物工程专业以“特色学科建设”为导向的课程体系优化改革从2009级生物工程专业本科生教育开始实施,取得了明显效果: 1.近几年,随着特色学科平台和师资队伍建设的加强,我校生物工程学科获批了包括4项国家自然科学基金项目、1项国家科技支撑计划子课题、l项国家惠民计划项目在内的纵向科研项目30余项,纵向科研经费超过400万元,形成了具有地方矿冶+生物工程的特色鲜明的研究方向,在基础研究领域取得的重要突破,为地方企业提供技术支持奠定了基础。学科分别与赣州菊隆高科技实业有限公司、江西北清生态环保有限公司等公司签订了战略合作协议。我校生物工程本科生参与教师课题研究覆盖率超过三分之二以上,在科研及课外学术活动取得较好的成绩。生物工程本科生的作品获得全国大学生节能减排大赛、第十三届“挑战杯”大学生课外学术科技竞赛等多项奖项,发表学术论文多篇。 2.实习教育是生物工程专业实践教学环节的一个重要内容,了解现场的生产状况,认识并参与实际生产过程是培养学生工程实践能力和创新意识必不可少的重要环节。目前,本专业与赣州菊隆高科技实业有限公司、赣州中橙果业科技开发股份有限公司、江西科泰生物技术有限公司、赣州华露农业开发有限公司、赣州章贡酒业有限责任公司、赣南海欣药业股份有限公司、崇义章源钨业股份有限公司、赣州稀土集团有限公司等多家单位建立了紧密型校外实习基地,为学生开展生产实习、社会调查、课外创新活动和毕业论文创造了良好的条件。 3.生物工程专业毕业生就业率和就业质量明显提高。毕业生就业率均在90%以上,主要集中在生物资源开发领域,如双汇集团、赣州菊隆高科技实业有限公司、赣州中橙果业科技开发股份有限公司、江西科泰生物技术有限公司、浙江日升药业有限公司等企业。毕业生考研率平均30%左右,录取的高校90%以上为重点大学和中科院单位,如浙江大学、北京理工大学、江南大学、华南理工大学、中国科学院上海生命科学研究所、中国科学院广州能源研究所等。考研的毕业生在研究生复试面试过程中,充分体现了学生理论知识、实验能力和科研素养的优势,均取得了较好的复试成绩,显现了本专业以“特色学科建设”为导向的课程体系优化教育改革的生命力。 作者:余水静 邓扬悟 宋秋华 单位:江西理工大学资源与环境工程学院 生物工程论文:食品工业中生物工程技术的应用 摘要:随着世界人口的不断增长,以及人们生活水平的显著提高,社会对食品的需求在不断加强。而生物工程技术作为一项应用微生物、动植物细胞以生产具有应用价值产物的新型技术,在食品工业中得到了飞速的发展和应用。本文重点分析了基因工程、酶技术以及发酵工艺等生物工程技术在食品生产、加工中的应用,对于提高食品生产加工效率,以及对生物工程技术的进一步研究具有一定的参考意义。 关键词:生物工程技术;食品工业;应用 生物工程技术是一项依靠微生物、动植物体作为反应容器进行生产加工的科学技术,兴起于20世纪70年代,结合现代工业的发展,已经形成了与工业、农业、医疗、食品、能源等行业相结合的综合型技术。生物技术在食品工业中的应用主要包括了基因工程、酶工程、细胞工程和发酵工程等。以上技术在食品生产加工的各个环节均有重要的应用。 1.生物工程技术在食品生产中的应用 1.1动物源性与植物源性食品的改良 通过转基因技术可以使植物和动物获得某些特定的优良性状,以达到改良食品成分、产量、营养价值等效果。其在动物源性食品生产上的应用尚处于研究阶段,实验显示,通过转基因技术改良的动物具有生长速度加快、肉质提高、抗病能力增强等特点,如通过生物技术改变牛乳成分,生产含有丰富改良蛋白的牛乳,降低牛乳中的乳糖含量。而在农作物上的应用主要着眼于在增强作物产量以及抗病虫害能力。例如通过基因修饰技术提高马铃薯中的碳水化合物,控制小麦面粉的黏弹性和加工性能等。除了直接对动植物采用基因修饰技术以外,还可以利用生物技术生产畜用激素,提高牛乳产量,或增加禽畜的瘦肉比例等。但需要指出的是,采用基因技术生产的食品安全性一直受到质疑,相关问题还有待进一步研究。 1.2新型食用资源的开发与生产 生物工程技术可以开发生产多种新型食用资源,其中较受关注的有微生物蛋白等。微生物蛋白也叫单细胞蛋白,是用工农业废料和石油废料人工培养生产的微生物菌体。微生物蛋白并不是纯蛋白,而是包含有丰富蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸以及维生素、无机物等混合物组成的细胞团。由于采用微生物繁殖,微生物蛋白的原料来源极为广泛,秸秆、木屑、有机废水、石油、乙醇等废物废料都可以作为微生物蛋白的生产原料;同时,微生物蛋白的生产效率很高,产量高且不受地区、季节和气候限制。在应用上,微生物蛋白不仅可以作为营养丰富的饲料蛋白,还可以加工生产“人造肉”等食品。由于微生物蛋白中氨基酸种类丰富,并含有多种微生物,可以弥补一般粮食中氨基酸种类不全的缺点,常用来加工生产食品添加剂以提高食品的营养价值。需要特别说明的是,在目前生产的微生物蛋白中,由于核酸含量过高,有引起痛风等疾病的风险,其安全性仍待进一步研究和改善。 1.3发酵饮料的生产与改良 饮料作为食品工业的支柱产业之一,越来越多的生物技术在其中得到了广泛而高效的应用。其应用主要集中于发酵饮料的改良、酶工程在啤酒生产中的应用以及果胶酶的使用等。发酵饮料是应用微生物活动制造的风味独特而营养丰富的饮料产品,发酵乳以动物乳为原料,将乳酸菌、酵母菌等特定微生物加入杀菌后的动物乳中,经混合发酵制成,由于其营养价值和口感较好,受到消费者的广泛欢迎;植物蛋白发酵饮料与发酵乳类似,由蛋白质含量较高的核果类接种乳酸菌制成,容易被人体吸收。在现代的啤酒生产中,应用了固定化啤酒酵母技术,通过将酵母细胞固定在基质材料中,来缩短啤酒发酵时间,提高发酵质量;同时利用β-葡聚糖酶讲解β-葡聚糖以提高啤酒的持泡性。果胶酶在果汁生产中主要起到将果汁提取、澄清、过滤的作用。目前主要使用多种不会产生毒素的曲霉作为产酶菌,现已广泛应用于果汁果酒的工业生产。 2.生物工程技术在食品加工中的应用 2.1生产食品添加剂 常用的食品添加剂按制备途径可以分为天然食品添加剂、化学合成添加剂以及生物技术制备添加剂等。其中生物技术的主要应用有调味品的制备,即以豆泊、高粱、麸皮等为原料,选择合适的菌株发酵以制备呈特定味道的可食用物质。如利用枯草杆菌生产核苷酸以制备味精,利用醋酸杆菌发酵乙酸生产食醋等;还可以利用生物技术制备食品着色剂,市面上由微生物发酵制得的着色剂有红曲红色素、β-胡萝卜素、维生素B等,一些带有鲜艳颜色的食品,如红腐乳等也是微生物发酵的产物;另外,利用微生物生产的增稠剂如黄原胶等也得到了一定的应用。 2.2在食品保鲜防腐上的应用 生物保鲜技术的一般机理为隔离食品与空气的接触,以延缓氧化作用;或者利用本身具有良好抑菌作用的生物保鲜剂,以起到防腐保鲜的作用。例如使用微生物及其代谢产物保鲜,就是利用微生物产生抗生素或抗菌肽,以抑制果蔬表面的细菌、真菌、原虫等微生物。另外,还可以利用天然提取物中的活性物质来抑制果蔬中酶的活性,以及在果蔬表面形成抗氧化膜,以达到保鲜防腐的效果。 2.3在食品安全检测中的应用 生物技术在食品安全检测中也得到了广泛应用。基因探针法又叫做分子杂交技术,是利用DNA碱基互补配对的特性来监测DNA序列的一项技术,通常用来监测食品中存在的大肠杆菌、沙门氏菌和葡萄球菌等有害微生物,其精确度高且操作便捷,不足之处是成本较高;而生物芯片技术是按照有序排列在载体表面的大量生物分子的特异性亲和反应进行分析,相对于传统方法,生物芯片技术具有数据可靠且自动化程度高的特点。 结语: 21世纪的生物技术的时代,随着生物工程技术的发展,其在食品工业领域的应用也会得到飞速发展。有效利用生物工程技术,不仅能够大幅度提高食物的产量,还可以生产出符合人类营养要求的特定效用的食品。发展生物工程技术在食品工业中的应用,对于我国这样一个处于高速发展中的人口大国来说,有着重大的战略意义。
物理化学论文:物理化学实验教学中绿色化学的渗透 摘要:科技为人类带来幸福的同时也带来了严重的环境污染问题,学生的化学实验也对环境产生着危害。保护环境必须深入人心。作为教育工作者,我们需要在教学过程中注重环境保护措施的实施,对学生进行绿色化学理念的教育和渗透,培养学生环境保护意识。物理化学实验教学过程中,我们从各不同角度进行绿色化学理念的实施和渗透,培养学生良好的环境保护意识。 关键词:物理化学实验;绿色化学;环境保护 科技将人类带入一个全新的时代,化学制造悄然的丰富着我们的生活用品、改变着我们的生活条件,我们生活在化学产品的世界。但是,化学在给人类带来幸福的同时,也为人类提出了一个严峻的问题-化学制造产生的环境污染:空气污染、水污染、核污染、白色污染等等这些同时也在威胁着人类的生存,因此,保护环境刻不容缓。绿色化学又称“环境友好化学”,是美国环保局于1991年首次提出,是指在制造和应用化学产品时应有效利用原料,消除废物和避免使用有毒有危险的试剂[1]。其宗旨是“利用现代化的相关方法与技术,从根源上减少以至消除在化学产品设计、制造与应用等一系列过程中伴随使用和产生的有害物质,使整个化学产品及其生产过程能最大程度的对环境友好”。社会的不断发展给环境带来越来越严重的污染,我们每个人需要尽自己最大的努力教育每一位学生从身边小事做起,这既是品德的教育,又是实施可持续发展的需要,更是对我们每个人的生命和健康负责。高校实验项目广,所用试剂繁多,很多重要实验都会使用有毒试剂,在这种情况下,只有将绿色化学观念融入到实际实验教学中,加强学生环境保护意识才能尽可能的减少污染源[2-3]。在药学等各专业学生的物理化学实验中,我们多角度的加强绿色化学理念的渗透和影响,培育学生的绿色化学和低碳环保意识,使学生在潜移默化中感受到绿色化学教育,降低对环境的污染。 1进行绿色化学教育的措施 1.1规范实验流程操作教育 在化学实验中,从实验的准备到实验完成,我们都需要使用化学药品,如学生不能自觉遵从相关规定和要求,如随意倾倒药品或废弃物,回收分类敷衍,则会对后续处理增加难度,因此,整个实验过程教师对学生进行实验室和实验操作规范教育非常重要。学生实验过程中,很多实验操作流程存在不规范的现象,例如做实验时仪器的润洗、洗涤等,学生往往易于用大量的溶液或水冲洗或润洗仪器,造成化学药品和水的大量浪费,排入下水道后污染水资源。因此,在每一个实验开始之前,教师需要对学生强调规范的操作过程,合理的用药量,这样既规范了学生的实验操作水平也提高了实验结果的准确性,培养了学生良好的实验习惯。 1.2合理改变实验条件,减少药品排放 微型实验具有仪器装置微型化和试剂少量化两个基本特点,是一种以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理和技术[4]。结合我校的物理化学实验室施资,我们对部分实验进行微量化改变。药学专业所开设的电导测定实验是测定两个不同浓度0.1mol/L和0.01mol/L醋酸溶液的电导率,我们以往在实验中往往使用的是50mL的小烧杯,学生润洗烧杯、电极往往随意的使用较多溶液,然而在本实验中,测定的溶液量只需要浸没电极即可进行电导的测定,过多的溶液造成了浪费,本着绿色化学的理念,我们采用规格更小的烧杯进行实验,这样同样可以很好的完成实验,同时可以减少学生对实验药品的过度浪费。溶解热测定实验中,一定量的硝酸钾或者氯化钾溶解在300mL水中进行实验,所用水和药品量较多。实验使用的测温装置是数字式贝克曼温度计,该温度计比一般的水银温度计具有更高的精度,只需要把感应探头端部插入溶液中即可进行温度的测定,不需要把整个感应探头都浸没在被测液中,我们调整实验测定药品的比例,减少用水量,同时保证实验的正常进行。 1.3进行药品的回收利用 化学实验过程中产生的废弃物如果直接排放会对空气、水、土壤等造成严重的污染。对废弃物的处理我们应该尽量变废为宝、化害为利,采用不同的处理方法。固-液吸附实验是一定量的活性炭对不同浓度溶液中醋酸分子的吸附,本实验中,大家往往把实验用后的活性炭轻易的丢掉垃圾桶,或倒入下水道,造成污染。实际上,活性炭是一种具有多种功能的药品,由于其具有强的物理吸附和化学吸附作用,常用于净水、脱色、过滤净化液体和气体等。活性炭可以反复使用,因为活性炭吸附到一定程度就会饱和,不再吸附,经过再次活化即可激活其吸附性能。本实验中,溶液中醋酸浓度比较低,吸附后过滤出来的活性炭,我们用水进行净化,然后再高温烘干即可重复使用或用作实验室的干燥剂。 1.4进行实验药品的循环使用设计 化学实验所产生的废气、废液等会对环境产生污染,随着高校招生规模的扩大,化学试剂的用量和实验室废物的排放量增大,培养学生的绿色化学意识,对我们环境保护具有重大意义。根据不同的实验特点,有些实验所使用的药品可以重复使用。如最大泡压法测溶液表面张力实验中,我们目前的学生实验中,实验室老师将不同浓度乙醇溶液配好,学生分取溶液进行实验操作,并在测完一个样品后即将测定液倒入下水管,在这个过程中,其实存在着很大的药品浪费。实际上,已用过的不同浓度的乙醇溶液可以重复使用。如果我们把每一组学生做完实验后的乙醇溶液进行回收,按不同的浓度收进不同的回收瓶中,后面做实验的学生可用这些溶液润洗毛细管和测定管,这样药品可以重复使用,减少浪费。在两组分气-液体系相图绘制实验中,需要测定不同组成的环己烷-乙醇体系的沸点,如果各实验小组每一次测定后的药品均倒入废液缸中,则会增加废液处理成本,增加水的污染和浪费。我们采用由实验室老师预先配置好不同组成的环己烷-乙醇体系,学生实验时直接由试剂瓶中取样进行测定,测完一个体系后再倒回试剂瓶中进行重复使用,由于该体系没有水,所以不存在测定药品被污染的现象,这样直接减少了废液的生成和药品的浪费及环境的污染。在化学平衡常数的测定试验中,反应体系水层含有碘化钾、碘、三碘化钾等药品,由于水与四氯化碳不互溶,因此,实验体系中四氯化碳层只含有碘单质,结合实验,我们可以把四氯化碳层溶液回收循环利用,通过改变浓度,当其它组做该实验时可以用回收的四氯化碳层溶液进行各不同实验体系分溶液的配置,从而减少四氯化碳溶液的排放。 1.5学生回收废液的实验设计 学生实验中,往往会存在大量药品排放,造成环境的污染,因此,我们在实验教学中,要注意教导学生节约药品,减少排放,降低对水及环境的污染。但是,说教并不能使学生在内心产生共鸣,只有亲自参与,认识才会深刻。提倡学生在预习实验内容阶段,思考如何减少废液的排放和药品的浪费,并在每一个实验的初始阶段作为题目让学生进行思考。例如化学平衡常数的测定中,我们要求学生思考并回答如何处理实验中使用的四氯化碳废液,学生可以根据自己认识,把自己的答案写在实验报告中,这个过程虽然看似无关紧要,但是可以起到减少浪费的警醒作用,并可促使学生在实验过程中注意各个环节对药品的合理使用。鼓励学生自主设计化学药品的循环回收利用流程,有利于提高学生的自主性,同时可以使节约环保观念及减少污染的理念深入学生内心,产生深刻的环境保护意识。 2结语 《21世纪议程》中明确指出:“教育是促进可持续发展和提高人们解决环境与发展问题的能力的关键”。可持续发展的关键问题是生态环境保护,而环境保护大计,环境教育为本[5]。在实验过程中,一个小小的实验环节的改变或许即可为环境减少一些被污染的压力。面对着日益严重的环境问题,我们每一位教师在抓教育知识的同时也要注重环境保护意识教育,向学生渗透绿色化学理念,使环境保护上升为一种素养。 作者:惠华英 雷志丹 范习之 张晓青 黄莺 李红 单位:湖南中医药大学 物理化学论文:多媒体在大学物理化学教学中的应用 一、多媒体在大学物理化学学科中的发展背景 物理化学是以实际的物理化学为原理,并以科学实验为基础,对产生的物理化学反应进行探索与归纳,并且对物理化学规律与理论进行研究的过程。多媒体教学是指现代化技术及手段在教育领域的扩展,现代化教学技术就是利用投影仪、摄像机及计算机多媒体设备的网络教学技术,多媒体教学改变了传统教学的面貌,使教学方式与教学结构发生了质的飞跃。在信息技术高速发展的时代,多媒体教学已引起了各大教育机构的高度重视,而且已经普遍应用于教学课堂之上,多媒体教学改变了以往教学中“学生难学,老师难教”的现象,并且利用动态形式将课本枯燥、规范的内容以动态的形式形象地展现在大家面前,改变了传统的“一支粉笔、一本教科书”的教学方式。多媒体教学为课堂教学增添了想象的空间,同时激发了学生对学习的兴趣,但是多媒体教学也是一把双刃剑,多媒体教学虽然提高了教师的教学效率,但是也存在一定的弊端,因为传统教学可以根据学生对知识的吸收情况随时调整学生的学习进度,更改教学计划,但是多媒体却具有高效率、高吸收的特点,降低了学生学习的兴趣。如何把学生对学习突发的灵感运用到教学中去,注意教学质量的同时提高教师的教学效率是我们亟待解决的问题。 二、多媒体教学是时展的必然趋势 物理化学是一门以实验为基础的学科,实验教学质量的好坏直接影响着整个教学过程。而采用多媒体教学是实现现代教学的必然趋势,能够使教学程序向多样化及科学化发展,为教学事业带来质的变革。(一)多媒体教学更新了实验书本教学的理念。传统教学以巩固与掌握知识为出发点,对理论进行分析与探讨,书本教学学习气氛枯燥,让学生产生了逆反的心理。而多媒体教学能够利用视觉轻松的文字效果绘声绘色地在多媒体上勾画教学理念,把握教学重点,能够在教学的同时轻松愉快地与学生进行交流,增加了物理化学教学的生机与活力,大大提高了教学效果,同时也提高了老师的教学效率。(二)多媒体动态教学也可以形象地表现物理反应过程及物理外压变化系统内部分子变化的规律,让学生深刻地认识到事物反应产生内部空间变化的密切关系,建立了学生的空间想象力,为巩固研究结果奠定了理论基础。多媒体教学打破了书本知识抽象难懂的理论模式,为教学提供了有力的教学模式保障。(三)多媒体教学让物理化学理论数据更加准确,同时使数据处理层面更加简单化。多媒体教学加强了学生实验操作的规范性,解释了物理化学的探索研究性。实验带有失败及危险的元素,而多媒体技术的模式实验工程,可以更加深刻地让学生正确理解实验操作的流程与重要性。 三、多媒体教学发展的不足 多媒体教学解释了物理化学的探索研究性,分解并简化了物理化学实验的可操作性,但由于多媒体教学的多样复杂性,多媒体教学也存在一定的弊端。(一)传统教学可以根据学生对知识的吸收情况随时调整学生的学习进度,更改教学计划,书本理论知识对于物理化学公式的推理要求必须具有严密的逻辑理论性,对教学的实际反映情况进行有效反馈,但是多媒体却具有高效率、高吸收的特点,让学生与知识沟通之间产生了沟壑,容易让学生产生逆反的心理。(二)多媒体教学不利于青年教师的全面发展,青年教师通过网络实现了教育知识的共享,但忽略了对传统科学技术知识的钻研与探讨。 四、多媒体教学的注意事项 (一)多媒体教学课件制作中需要花费大量的时间对图形颜色及版面动画的渲染效果进行修改,在实际教学中,教师应根据教学实际情况决定是否利用多媒体,做到因课制宜,不能过分依赖多媒体技术,而忽略了实际教学中对理论知识的探讨与研究。(二)多媒体教学只是辅助教学的一种手段,教学中必须遵循教师为主导,学生为主体的教学方式,多媒体必须在符合教学下使用。 五、如何发挥多媒体教学优势 (一)教师要明确多媒体教学的目的及意义,将多媒体使用与传统课本相结合。多媒体教学是教学现代化手段,但是它只是辅助教学的一种手段而已,教师在教学中必须全面掌握教材、教学的实际情况,结合多媒体教学,将教学中的难重点充分展现到多媒体教学中,让学生在享受课堂气氛的同时也能够掌握知识的重点。(二)注意教学进度,关注学生参与的互动性。由于多媒体教学课堂容量大、教学进度快的特点,容易造成学生的学习压力,使教师忽略了其对知识的掌握程度。所以教师必须在教学的同时加强学生的互动操作能力,满足学生学习各层次的需求。多媒体教学以图文并茂、生动形象的形式将教学带入了一个全新的领域,不但提高了学生对知识的兴趣与渴望,而且为传统教学增添了新的光彩,将传统教学与多媒体教学相结合,推动了可持续教学事业的发展。由于教师在多媒体教学中起着主导与决定性的作用,应采取依据教学的实际情况以书本知识为主、多媒体教学为辅的教学方针,调动学生的学习积极性,同时提高教师的教学效率。总之,多媒体教学是一项辅助教学手段,不但提高了教学质量,而且为教育事业奠定了坚实的师资技术基础。 作者:李锦莲 于连生 单位:佳木斯大学药学院 物理化学论文:物理化学课堂教学改革探讨 [摘要]本文结合物理化学的课程特点和近几年教学经验,从多方面探讨了物理化学的课堂教学改革。实践证明:学生对课程的重视和兴趣,多种教学手段并用,师生课堂互动和理论联系实际应用可明显提高物理化学的课堂教学效果。 [关键词]物理化学;课堂教学改革;教学手段 物理化学是在物理和化学两大学科基础上发展起来的。它以丰富的化学现象和体系为研究对象,大量采纳物理学的理论成就与实验技术,探索、归纳和研究化学的基本规律和理论,构成化学科学的理论基础,也是本科教学中四大基础化学之一[1]。物理化学的形成与进步得力于数学、物理学两大基础科学的基本理论与技术,同时反过来也推动了它们的发展,丰富了它们的内涵。物理化学的水平在相当大程度上反映了化学发展的深度。对于非化学相关专业本科生,例如:建筑工程、环境专业,物理化学也是这些专业的必修课程之一,并且我校安排的授课学时为48学时,授课时间为一学期。目前各化学基础课的学时在缩减,而对学生创新能力和素质的要求则在提高,这就要求对基础课教学内容大胆改革,与时俱进,不断地进行整合与更新。由于该课程是一门概念性、理论性、系统性和逻辑性都很强的学科,涉及的公式多,应用条件严格,且比较抽象,因而对于本科初学者感觉《物理化学》难学难懂,就连教师也感觉难教难讲。在这种情况下,如何使得教师讲好此门课程,充分带动学生的主观能动性,提高教学质量?通过《物理化学》课程的学习,培养学生新的思考问题,解决问题的能力,培养学生独立工作能力,培养学生更多、更好地掌握新的理论、新技术的能力。因此,主要在以下几个方面做了些有益的尝试。 1强调学习物理化学的重要性 对于非化学化工专业的学生来说,物理化学不属于本专业的基础课程,所以学生会有只要考试考及格就可以的想法。面对这种局面,教师在上课的时候就要首先强调物理化学课程的重要性以及与学生专业的相关性,以期改变学生的这种想法,这对以后的上课是非常有益的。目前对化学分为“无机化学、有机化学、分析化学、物理化学”四个分支,有人比喻说:无机化学、有机化学是化学的躯体,分析化学是化学的眼睛,物理化学是化学的灵魂,可见物理化学的地位有多重要。这些学生虽然没有接受化学专业学生系统的各种化学基础课的学习,但是大部分学生都学习过无机化学或者工程化学基础,这些课程里面已经包含了简单的物理化学基本知识,特别是热力学的一些基本知识[2]。物理化学的任务是把化学领域中各种现象联系起来,对其中的一般规律予以更深刻、更本质的探讨,所以学生学习起来会有种看不见、摸不着、抽象难理解的感觉。所以,教师的第一堂课是非常重要的[3],根据学生手中的课本,简单介绍各章节内容之间的联系,使学生对整个课程安排有个基本的了解。同时,由于物理化学概念多公式多,学生按照以往死记硬背的学习方法达不到较高的学习效率。所以,第一堂课中教师要帮助学生建立正确的学习方法,使学生尽快地进入物理化学的学习状态。 2多种教学手段并用 随着近年来多媒体教学在课堂教学中的普及,从小学到大学,多数教师上课时会使用多媒体教学[4]。多媒体教学的关键是课件制作。每个教师都有自己独特的教学风格,因此教师自己编制课件也会体现自己的教学风格,使课件具有自己的特色。这在教师备课的过程中尤为重要,通过自己制作课件,可以有意识地突出课程的重点、难点,并将各种知识按照自己的习惯连贯起来,这样在讲课的时候才会得心应手。目前,各门课程在网上的课件都有很多,很多教师会直接下载网上的课件或拷贝其他教师的课件,这对于课程整体的把握没有帮助,因此教师自己制作课件也是对课程系统性和连贯性的把握。任何新生事物有利也有弊,多媒体教学也不例外。经过大量的教学实践,多媒体教学的弊端也显现了出来。例如,信息量过大,导致学生对文字、公式的印象不深;课件讲解太快,不利于学生理解和简化晦涩难懂的数学公式,缩短了学生的思考时间。同时,这门课程的内容又较多较难,48学时仅仅够教师按照课件快速讲解。如果多些板书或者讲解再深入些、和学生互动多些,那么这些学时就完全不够了。为了尽量避免这些弊端,作者在授课时会采用多媒体和板书相结合的方式,特别是一些难点、重点,边讲边板书可以放慢讲解速度,使学生有足够的时间思考,有助于学生对各知识点间的逻辑关系有清楚的理解。按照学校的教学大纲要求,在教学时所有知识点都要涉及,但是可以选择性的将一些重点、难点课上详细讲解,而一些易懂易学的内容留待学生自己学习,教师讲课时可以尽快的一带而过,这也锻炼了学生自学的能力。 3活跃课堂气氛,提高学生的兴趣 课堂教学中,师生之间除了知识信息的传递外,情感的交流与互动也是很重要的一个方面。如果一个学生喜欢这个教师,也会“爱屋及乌”的喜欢这个教师所上的课,在课堂中就会积极主动的按照老师的要求去完成,变被动学习为主动学习。那么,如何增加课堂的吸引力呢?兴趣是最好的老师,尤其对物理化学这种理论性强,抽象难懂公式多的课程更是如此。学生在上课时往往很难长时间集中注意力和保持较高的兴趣。因此,教师在讲课时要通过一些技巧来增加课堂的吸引力。例如,讲课时声音洪亮,音调抑扬顿挫,语速适中,语气亲切。使用富有感染力、丰富多彩的语言来提高学生的兴趣。其次,注重课堂提问与讨论。将“教为中心”的课堂转变为“学为中心”的课堂,让课堂真正成为学生学习的场所,让学习成为课堂活动的核心。许多教师会发现随着学生年级的增长,学生的课堂活跃性越差。长久以往,教师在课堂上不再提问,学生不再回答,完全变成了“教师讲,学生听”的模式。往往低年级的学生对于老师的课堂提问都非常踊跃的回答,但是高年级的学生就不是这样。作者在课堂上也遇到这种问题的时候没有气馁,而是继续鼓励学生积极讨论和回答问题。采取了让学生主动回答或者坐在座位上回答问题,而不是选择某个同学站起来回答问题,这样可以摒弃学生心理上害怕回答问题出错而觉得丢脸的想法。通过多次课堂实践,这样的方式确实会起到提高课堂教学气氛的效果,学生也能接受这样的方式,同时在学习新知识的时候也复习了旧知识。 4理论和实践相结合 由于物理化学学科的特点,学生在学习过程中很难有直接的感官认识,认为物理化学知识只是书本上的知识,与日常生活无关,导致学生在学完课程后除了应付考试,好像不知道这门课到底有什么用处。因此,教师除了讲授书本知识之外,还要结合生活生产中的各方面介绍应用,真正让学生做到学为所用。例如讲解稀溶液的依数性时,公式讲完后顺便介绍依数性的应用,加深学生印象[5]。利用凝固点下降原理,将食盐和冰(或雪)混合,可以使温度降低到252K,所以,北方的下雪天会在地上撒些食盐。溶液的渗透压在生物学中有很重要的作用,为什么土壤中的水分可以运输到植物的顶端?为什么海水中的鱼不能在淡水中生活?为什么人类静脉注射生理盐水的浓度一般都是0.9%?这些都与渗透压有关。再比如,新房装修后使用活性炭来除甲醛,荷叶上的小水滴近似呈球形并且能够滚来滚去,日常生活中各种表面活性剂(洗涤、农药喷洒)的使用,人工降雨,纳米材料等都离不开界面现象的知识。在讲授物理化学基础理论知识的同时,也可以将物理化学基础知识与教师自身的科研内容相结合,进一步巩固课堂上所学的知识,鼓励学生培养自己的科研兴趣。例如,催化是物理化学中很重要的一个分支,在化学、化工生产、能源、环境、医药、生命科学等领域都有及其重要的意义。实现一个化学反应需要两方面的因素—热力学可行性和动力学可行性。一个热力学上可行的反应如果反应速度太慢也是不能实现的。催化剂在化学反应中的作用不仅可以加快反应速度,也可以提高反应的选择性。目前大部分催化剂都属于纳米材料,纳米材料巨大的比表面积,以及大量表面原子的过高表面张力使纳米材料与常规材料表现出性能的差异。因此,催化剂可以加快反应速度主要因为催化剂可以改变反应的路径,降低反应的活化能。由此可以看出,催化研究包含了物理化学中热力学、动力学、界面等多方面知识的应用。通过简单的讲解,让学生认识到枯燥、难懂的物理化学基础知识在生产生活中的应用也有如此之多,从心里上消除这门课程无用的想法,重新燃起学习物理化学知识的兴趣。 5结语 经过几年的物理化学教学工作,事实证明:要上好这门课,就要不断的进行物理化学教学改革的尝试和探讨,努力培养学生对这门课程的学习兴趣和学习热情,充分调动学生学习物理化学积极性和主观能动性,通过学习物理化学训练学生的逻辑思维能力,培养学生发现问题和解决问题的能力。为今后学习其它学科打下坚实的理论和实践知识基础。 作者:徐红 范果红 叶明富 单位:安徽工业大学 物理化学论文:物理化学教学学生积极性方法 摘要: 目前网络和智能手机已在大学生中被广泛应用,并影响着他们的生活和学习。本文主要探讨了在物理化学教学中引入网络和手机的教学新方法,即利用网络资源,将微课作为第二课堂,让学生参与课堂讲解以及利用社交软件进行沟通交流。通过以上四种新方法的尝试,课堂教学效果得到提升,学生学习积极性增加,课堂学习效率提高,有效促进了物理化学“教”与“学”的效果。 关键词: 教学方法;网络;积极性;参与度 物理化学是化学、化工、食品、生物、制药等专业重要的基础课之一,学好物理化学对学生后续专业课的学习至关重要。同时,物理化学又是一门理论性、抽象性、逻辑性非常强的学科,学生学习难度较大[1]。目前,物理化学教学主要采取多媒体方式,以教师课堂教授为主。在这种模式下,学生主要负责“听”和“记录”,缺乏对问题本身的思考,对知识的理解也多数是接受式,学生思维的创造性、发散性得不到发挥,容易对课堂失去兴趣,所以,出现很多的“低头族”,这些学生或者自己看书、或者玩手机、或者做其它与课堂无关的事情。另外,由于物理化学课程本身的特点以及课时的限制,部分学生学习吃力,通常在听不懂之后就干脆放弃了该门课程的学习,对后续的学习造成较大压力。因此,努力调动学生学习积极性,帮助学生建立学习信心,创建以教师为主导、学生为主体的教学模式,在物理化学教学中尤为重要。近年来,网络和智能手机的广泛应用改变着人们生活、学习、工作的方方面面,这样的改变同样影响着大学生,他们更加普遍的应用手机交流,利用手机网络了解信息、进行学习等[2]。笔者在教学中关注到了学生的这种改变,将网络、微课等电子资源引进物理化学教学,并且在课堂中充分发挥学生的主动性,调动了学生的学习积极性,提高了教学效果。 1利用网络资源,丰富教学 现代社会,网络早已渗入到生活、工作和学习的方方面面,教学也不例外。为了使课堂教学更加生动,教师经常利用网络资源,比如图片、视频、课件、文件等来丰富课堂,利用视觉、听觉、触觉等多种感官促进学生对课堂产生兴趣,提高教学效果[3]。但是,网络资源绝不仅限于此。目前,网络上有很多关于物理化学教学的免费课程,比如网易公开课中的可汗学院讲述了很多关于热力学、电化学和动力学的内容,加利福尼亚大学和麻省理工学院开设的《热力学和功力学》课程,国家级精品资源共享课爱课网中的《身边的物理化学世界》以及很多大学的《物理化学》MOOC课程(比如大连理工大学、天津大学、南京大学等)。这些课程每个视频的课时较短(大多15~20分钟),一般每个视频只讲解一个知识点,针对性强,可以在手机中下载APP进行学习,学习方式灵活,能够反复观看学习。网络课程的这些特点使它成为传统课堂教学的有利补充。教师在讲到某些知识点时,可以随时将相关的网络课程介绍给学生,由学生自愿在课后学习。这样不但可以作为课堂学习的补充,给予不同层次的学生多次学习的机会,而且使学习方式多样化,调动学生的学习兴趣,还扩充了学生的视野,使学生可以接触国内和国际名校的教育,提升了学生的学习效果。 2将微课输入手机,建立第二课堂 随着教学改革的进行,《物理化学》课程的课时被缩减,为物理化学教学带来了一定困难。微课的出现为克服这一困难带来了希望。微课的特点是内容少、时间短、针对性强、使用方便、易于传播[4]。教师将部分知识点制作成微课,并由学生输入手机随时学习,微课就成为了课堂的延伸———师生的第二课堂。这种“微课”的学习方式灵活,可以只占用学生的碎片时间,并且使个性化教育成为可能,受到学生的喜欢。笔者所录制的微课主要分为三类:(1)对重点概念、重点公式的讲解[5]。比如公式ΔU=Cv(T2-T1),针对不同系统,使用范围不同,那么,教师就可以将公式的推导过程及应用单独录制成一个专题供学生反复学习;(2)章节内容的概况总结。热力学是物理化学的核心,概念多、公式繁杂,学生在学习时通常不能很好的将知识点链接,为了让学生对热力学知识有个整体的了解,教师可将热力学知识以思维导图的形式进行总结并录制成微课,供学生学习;(3)典型例题的讲解。由于学时的限制,课堂上讲解例题的时间几乎没有,而练习对于物理化学的学习是必不可少的[6]。因此,教师将例题的讲解录制成微课,让学生在课后学习,并辅助一定的练习起到事半功倍的效果。 3适度交出课堂,提高学生参与度,帮助学生建立信心 课堂教学是教学活动的重要环节,课堂教学的质量关系着整个教学效果的好坏。教师除了改进教学方法,提高学生学习兴趣,还要想方设法提高学生的课堂参与度,而由教师适度将课堂时间交给学生是一个有效的方法。笔者在教学中做了一些尝试。首先将学生进行分组,5~6人一组;然后教师梳理教学中的知识点,挑选适合学生讲解的内容并分成不同模块,比如,典型习题、难度较小的知识点等;其次,安排合理的教学计划,将少量课堂时间交给学生;最后,由学生担任教师角色讲解知识点。这样的课堂安排可以帮助学生彻底消化吸收所学知识,提高学生对课堂的参与意识,帮助学生树立自信心,有效提升学习效果。下面就以胶体化学一章的溶胶制备、光学性质、动学性质、电学性质为例,讲解如何交出课堂,让学生化身“教师”。(1)学生分组。笔者所教班级人数较多,由四个班级组成。在课程之初,将每个班级的学生分为5个组,每组6人,这6个人每次选取一个代表在课堂上进行讲解,其他五人可以分工进行资料搜索、制作PPT、阅读教材梳理知识点等,每组学生的分工可以轮流进行,比如甲同学在第一次时负责搜集资料,第二次时制作PPT。(2)分配讲解内容。教师将所要讲解的四个知识点,即溶胶的制备、光学性质、动学性质、电学性质以自愿和随机结合的形式分配给不同班级的小组同学,并告诉学生大纲对所讲知识点的要求,及讲解和制作PPT时需注意的问题。(3)小组同学准备。小组同学课后搜集资料,制作PPT(PPT制作好后要先发给教师,由教师修改PPT,把握知识的正确性),梳理讲解思路,然后负责讲解的同学要在小组同学和老师面前进行试讲,并且由教师和同学给出建议,根据建议对PPT和讲解内容以及思路再次进行调整。(4)课堂讲解。由于所讲内容对每个学生均为新知识,因此,教师在学生讲解时要给予鼓励,听讲的同学也要给予一定的包容。负责讲课的同学在全体学生面前进行讲解,听课的同学认真听讲。为了鼓励学生的参与,教师可以将课堂讲解作为“奖励分”计入平时成绩。(5)教师点评。学生讲解难免会出现各种各样的问题,因此,教师在讲解后要进行适当的点评,可以是讲解内容方面的补充,也可以是对学生讲解的肯定等。 4利用社交软件,建立沟通、展示和分享平台 教师和学生间的沟通在教学中非常重要,好的沟通可以事半功倍,有效促进教学效果,促进师生间的感情。师生间的沟通交流,不应仅仅局限于课堂,课后也应建立一定联系,多加沟通。由于教师和学生都有自己的工作和学习安排,因此,建立方便、有效的沟通平台是实施良好沟通的前提。通过调查了解[2],绝大多数学生使用QQ和微信软件进行同学间的联系,并且很多班级建有自己的QQ群和微信群。因此,教师在教学中也可以利用这两个软件建立与学生间的沟通平台。比如:通过QQ软件,教师将制作的微课传至物理化学学习群,供大家学习,而学生可以在群里畅所欲言,进行对知识点的交流学习;学生也可以将网络资源传至平台,供彼此学习,还可以分享自己制作的视频、ppt等。微信主要以手机为媒介,更适宜沟通、交流。教师可以通过微信群及时了解学生的学习动态,发现学生在学习中遇到的问题给予实时的帮助,了解学生对课程的意见、建议等。教师和学生利用社交软件进行沟通,可以是多对一的形式,也可以是一对一的形式。通过网络沟通可以拉近师生间的距离,有效消除学生的紧张情绪,避免面对面沟通带来的尴尬,使沟通更加接近学生的内心。当然,沟通不能仅限于网络,师生间面对面的沟通是必不可少的,也是必须的。 5结语 随着时代的进步,网络和智能手机成为教师和学生日常工作学习中必不可少的部分。因此,顺应时代潮流,将网络、微课等电子资源引入物理化学教学可以满足学生的学习需求,迎合学生的学习特点,扫除学困生的学习障碍,并且通过学生熟悉的网络沟通方式进行交流,可以拉近师生间的距离,增强师生间的感情。另外,让学生参与课堂讲解可以提高学生的课堂参与度,有效发挥学生的主动性,增强学生自信心。 物理化学论文:物理化学实验创新能力改革 [摘要] 物理化学实验教学是高校基础化学实验教学的重要组成部分。为提高物理化学实验教学质量,文章对近十年来高校物理化学实验教学存在的主要问题进行了系统梳理和归纳,并针对这些问题提出相应的解决措施,从而充分激发学生学习兴趣,深入挖掘学生学习潜力,促进学生创新精神和创新能力的培养。 [关键词] 物理化学;创新能力;实验教学;教学改革 物理化学是高校化学工程与工艺、食品科学与工程、应用化学和制药工程等本科专业的必修基础课程,它是以物理学原理和实验技术为基础,借助于数学运算工具来探究物质体系的化学反应规律的一门科学[1]。实验教学是物理化学学科教学中不可或缺的教学环节,对培养学生的创新思维、实践动手能力和综合素质起着举足轻重的作用。但是,随着时代的进步和现代科技水平的快速发展,高校物理化学实验教学逐渐凸显出一系列问题[2-3]。本文对近十年来高校物理化学实验教学过程中主要存在的问题进行了梳理和总结,在此基础上提出了相应解决措施,对培养具有创新意识、创新精神和创新能力人才有重要意义。 1物理化学实验教学中主要存在的问题 目前,普通高等学校物理化学实验教学中普遍存在一些共性问题,现归纳总结如下: 1.1实验教学内容陈旧,反映不出学科发展新趋势 近十年来,物理化学学科发展迅速,但实验教学部分内容较为陈旧,在实验安排上通常以验证性实验为主,对提升培养学生的学习兴趣和探究事物现象背后科学规律的好奇心不足,且对学生实验技能的培养不够重视[4]。综合性实验开设则较少[5],尤其设计性、探究性实验更是微乎其微。因此,实验教学内容无法反应物理化学学科发展的现状。 1.2实验教学方法单一,未能有效激发学生的学习兴趣 传统的物理化学实验教学大多数采用“灌输式”的教学方法,即教师讲解实验目的、实验原理、操作步骤和实验注意事项,然后学生根据实验教材按部就班地进行实验操作,再对实验结果进行数据处理,最后完成实验报告[6]。近年来,大多数高校普遍采用多媒体教学,教师将黑板变成了屏幕,但大多数并没有改变传统“灌输式”教学方法,多媒体教学信息量大,甚至灌输地更为严重[7]。在整个“灌输式”实验教学过程中缺乏启发式引导,学生缺乏积极主动思考问题,学生在实验过程中积极性不高。 1.3理论与实验教学严重脱节,造成部分学生存在厌学心理 物理化学的理论教学和实验教学在相当长时间内分别由不同任课教师担任,再加上理论课与实验课教学教师之间没有沟通,造成实验课已经开课了,但理论课程却尚未讲到,亦或理论课讲到该部分内容时,学生已经忘记相应实验内容,从而导致理论教学与实验教学出现严重脱节现象[8]。实验课脱离了理论课的指导,学生难以全面、深刻理解实验教学内容,严重打击学生通过实验探索科学规律的学习积极性,长期以往滋生学生的厌学心理,难以达到实验教学过程中理论与实践相结合的目的。 1.4实验考核评价体系较为简单,未能全面客观评价学生实际实验能力 传统物理化学实验教学主要采用教师评价的考核方式[9],其考核评价体系相对较为单一,其考核缺乏层次性和多样性[6],未能充分调动学生的学习主动性和创造性,不利于学生创新思维和创新能力的培养。 2物理化学实验教学改革措施 2.1更新实验教学内容,构建多层次实验教学新体系 根据学生所学专业的特点和需要,教师在实验教学过程中不断更新物理化学实验的基本内容,依据物理化学领域的最新研究成补充物理化学的前沿理论、新方法和新应用,构建“基础性-综合性-设计性-研究性”四层次的实验教学体系。第一层次为基础性实验,主要训练学生掌握物理化学的“三基”,即基本原理、基本知识和基本技能,规范操作得出正确的实验数据和结论。通过基础性实验的系统训练,让学生较好地掌握物理化学的基础知识和实验操作技能,为后续综合性实验打下扎实基础。第二层次为综合性实验,主要培养学生分析问题和解决问题的能力,进一步巩固。综合性实验是在第一层次的实验基础上开设,如设计常见钾盐对水比热容的影响[10],先检测量热计的热容,再采用不同电热发测定不同钾盐水浓度的比热容。通过综合性实验,一方面可以帮助学生巩固前面学习的基础性实验知识,另一方面提高学生综合运用所学基础知识的能力以及提出问题、分析问题和解决问题的能力。第三层次为设计性实验,主要综合训练学生的实验设计、数据处理和综合运用所学基础知识的能力。教师作为主导,学生作为主体。在教师的引导下,充分发挥学生自身的主观能动性,学生提出问题,查阅相关资料,独立进行实验方案的设计,执行实验,处理实验数据,得出实验结论,且学生尽可能自行解决实验过程中碰到的技术问题。学生通过设计实验,灵活运用所学知识研究新问题,必将大大激发学生的学习兴趣和内在潜能。第四层次为研究性实验,主要培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。研究性实验内容可源自教师申请的科研课题,也可以是在教师的指导下,学生根据自己的专业特长和兴趣爱好申请的大学生创新实验计划(校级、自治区级、国家级)或挑战杯项目,学生须通过查阅国内外跟课题相关文献资料,撰写申报书并独立进行科学实验。学生通过课题申报、中期考核和结题答辩等系列过程,使学生经过系统严格的科研训练,逐渐形成勇于创新、科学严谨、求真务实的科学品质,进而学生的创新意识和创新能力得以显著提升。 2.2建立问题为核心的教学模式,采用多元化教学方法 问题式教学法是一种以问题为核心,教师为主导,学生为主体的教学模式,其中问题的设计是关键[11]。实验教学过程中,教师可以科学设计“系列问题”。根据问题的覆盖范围,问题可分为普遍性问题和特殊性问题。普遍问题是面向全班大多数学生的问题,涵盖实验中要求全体学生要掌握的基本知识、基本操作和技能;特殊性问题是针对少数学生实验过程中碰到的问题,引导学生积极思考,分析问题的原因,激发学生探究问题的好奇心和求知欲。实验开始前,学生写好预习报告后进行谈论实验过程中可能出现的问题,探讨问题出现的原因,避免问题出现的措施。实验过程中,学生应注意观察实验现象,鼓励学生灵活运用所学知识解释实验过程中碰到的现象,深入探究实验现象背后隐藏的化学机制。实验结束后,全班同学积极讨论实验过程中遇到的难题,结合启发式教学方法,鼓励学生踊跃发言,培养学生的分析、归纳和表达能力。项目教学式教学法是以实验项目为对象,学生为中心,在教师的引导下,学生对项目进行处理,从资料收集、方案设计和项目执行到项目的结束都由学生讨论协作完成的一种新型教学方法[3]。与传统灌输式教学法相比,该方法特点在于以项目为主线,学生为主体,教师为引导,教师不仅是知识的传播者、引导者,同时也是项目的共同参与者和监督者。项目教学法中项目的设计是关键,根据学生的认知水平和知识结构,采取由简单到复杂,由浅入深设计实验项目,充分调动学生学习的积极性,让学生去发现问题,分析问题和解决问题。开放式教学法是将实验室对外开放的一种教学方法。开放式实验教学允许学生选择自己感兴趣的实验项目,开放式实验室为学生提供开放、宽松、自由的学习环境,让学生充分发挥自己的想象力和创造力,培养学生实验过程中关注重要实验细节,养成科学、严谨地记录实验数据的好习惯,同时为学生从事研究性项目打下良好基础。 2.3理论与实验教学相对接,使学生喜欢理论爱做实验 物理化学实验对深入理解物理化学基础理论具有重要作用,而物理化学基础理论对解释物理化学实验现象有指导作用。因此,物理化学实验课和理论课是有机结合、密不可分的有机结合整体。为达到理论课和实验课相结合的目的,担任物理化学理论课教学的教师尽量担任物理化学实验课的教学;若理论课和实验课分别由不同教师担任,那么理论课教师和实验课教师之间应及时沟通,以保证理论课在和实验课相对接。当开设物理化学理论课后应紧接着开设实验课,以加强学生对物理化学基础理论的深入理解;教师在物理化学实验教学过程中采用多媒体教学结合黑板板书,可以使抽象的物理化学基础理论变得生动有趣,学生通过物理化学实验课,可以激发学生学习理论知识的兴趣,充分挖掘学生的学习潜力,使学生喜欢理论爱做实验,以达到理论和实验相结合的目的。同时为了让学生较多地接触物理化学发展的前沿,掌握先进的实验技术,学校不断加大投入更新物理化学实验试备,让学生接触和使用更多先进的实验仪器。如在“凝固点降低法测定葡萄糖的摩尔质量”实验中采用数字式精密温差测量仪代替了贝克曼温度计;在“氨基甲酸铵的分解平衡”实验中用数字式低真空测压仪代代替了U形管水银压力计。这些仪器采用新型传感技术,精确度高、稳定性好、操作简单、使得整个物理化学实验的测温测压手段更加先进,从而提高学生做实验的兴趣。 2.4建立综合考核评价体系 传统的实验教学考核方法,通常注重物理化学实验理论要点的考查,将实验报告作为考核的主要依据,这样的考核方式侧重笔试,忽视了对学生实验操作能力的考核,具有单一性和片面性,很难如实地反应出学生的真实水平。因此对物理化学实验课成绩的考核做了改革,制定了“物理化学实验学生成绩考核细则与评分标准”,明确实验成绩考核的具体内容为平时操作(含预习情况、操作的熟练程度、纪律、安全)、实验报告、期末实验考核(含实验操作考试、理论考试)七部分。其中平时操作成绩(含预习、操作的熟练程度、纪律、安全)占30%、实验报告成绩占30%、期末实验考试成绩40%。重点增加了期末实验考试,主要对基本原理、基本操作、数据计算及处理进行现场抽题考试,抽题是由学生本人随机抽签,一人一题,考试内容含物理化学实验仪器的使用、物理化学参数的测定、实验数据的计算及处理。通过以上改革,避免了以往只凭实验报告评定成绩的弊端,使实验教学的考核趋向科学化,提高学生学习的兴趣和竞争性。同时为了更加客观全面评价学生的实际情况,我们拟将学生引入考核主体,在平时操作成绩的评定中,采用学生自评(权值10%)、学生互评(权值30%)和教师评价(权值60%)的多元评价评价体系,突破传统的单一教师评价方式,以体现以教师为主导、学生为主体,提高学生对实验成绩的认可度,激发学生的学习兴趣。 3结语 综上所述,物理化学实验教学改革是一个长期不懈努力的过程。物理化学实验教学只有通过不断更新教育理念,紧跟现代科技水平的步伐,不断更新自身实验教学内容,同时实现理论教学和实验教学的有效对接,综合运用多种教学方法、手段,构建科学合理的综合考核评价体系,考核实验过程与实验结果并重,建立学生在实验过程中的主体地位,激发学生的学习兴趣,充分调动学生学习的主动性和创造性,深入挖掘学生的学习潜力,才能真正意义上提高学生的创新意识、创新精神和创新能力。 作者:刘纯友 程谦伟 田玉红 单位:广西科技大学生物与化学工程学院 物理化学论文:表面物理化学教学改革实践 摘要: 为满足学术型和应用型研究生以及交叉学科研究生培养的需要,对我校研究生全校公选课“表面物理化学”进行了教学改革和实践。建立了满足研究生分类培养的课程内容体系,基于不同类型研究生的学习需求和本科基础来组织实施教学和考核,教学中注重教学与科研相结合、理论与实践相统一,使课程适应两类研究生和交叉学科研究生人才培养的需要。 关键词: 全校公选课;硕士研究生;表面物理化学;分类教学 2007年,哈尔滨工业大学(哈工大)开始在一级学科进行硕士研究生分类培养的改革试点工作[1,2]。2009年,哈工大化工学科开始实施硕士研究生培养模式改革,确定了学术型和应用型研究生培养方案,其中“表面物理化学”既是学术型研究生的学位课程,也是应用型研究生的学位课程。同时由于表面、界面科学在化学、化工学科和其他交叉学科研究中作为共性的基础理论支撑作用,“表面物理化学”在研究生院统一协调下确定为全校公选课,除化学、化工学科外,还服务于其他交叉学科研究生的培养。那么,“表面物理化学”成为全校公选课后,针对各种类型学生的学习需求和研究生分类培养的需要,如何确定课程内容体系?如何组织和实施教学?以及如何在教学过程中实现教学与科研、理论与实践的有机结合?这些问题则成为“表面物理化学”课程建设和改革的关键。针对以上问题,我们基于“表面物理化学”课程特点,从学术型和应用型人才培养以及交叉学科研究生培养的具体要求出发,进行了全校公选课“表面物理化学”分类教学改革和实践。 1“表面物理化学”分类教学内容体系的确立 表面科学因其学科交叉特色突出,越来越受到人们的重视。国内外各理工科类高校一般都为研究生(材料、化学、化工学科居多)开设了表面科学类课程。从课程内容看,主要是讲授表面科学基本原理及应用和表面科学分析方法,并有针对性地对表面科学不同应用领域(如催化、纳米材料等)进行深入介绍。各个学校讲授的内容侧重各不相同,课程名称也不一致。我校化工学科从20世纪80年代起就为化学、化工学科研究生开设了“表面物理化学”课程,在长期的课程建设和发展过程中形成了适于(学术型)研究生培养的课程体系。 1.1分类教学的必要性 研究生分类培养是教育发展过程的必然选择[3,4],它涉及研究生培养的各个方面和环节,其中也包括课程内容体系的确定及教学的组织和实施。虽然2009年制定的培养方案中“表面物理化学”作为全校公选课,供化学、化工学科以及其他交叉学科的研究生选修。但是,在开始的教学实施过程中仍然为各类学生集中上课。在教学过程中,注重表面物理化学原理的讲授以强化基础,还注重将基本原理与能源、材料、生物、环境等国际热门领域和学术前沿相结合,启发学生的科研思路和创新意识。在教学过程中,采用了多种教学方法(设立讨论课、自学报告和课程作业等),针对不同类型的研究生提出不同的学习要求:如学术型研究生在讨论课中要求讲述表面物理化学在当今学术前沿领域的研究成果和进展,应用型研究生要求讲述表面物理化学基本原理在工程实际中的具体运用,而交叉学科的研究生则要求讲述表面物理化学基本原理与本学科的交叉实例。在自学报告和课程作业方面也根据学生类型的不同而提出了不同的要求。这样,一定程度上满足了学生分类培养的要求。然而,从前期的教学实践效果看,该课程教学中存在如下问题:(1)这种统一集中上课的教学模式,存在着教学追求全面性与不同类型研究生学习需求不同的矛盾,使得分类培养的针对性不强。(2)从学生反馈来看,学术型研究生认为表面物理化学基本原理的学习过于简单,而交叉学科的研究生由于化学基础薄弱而认为理论介绍难度过大,内容偏多。这一问题还导致学生成绩分布不合理,交叉学科学生选课的积极性不高。因此,“表面物理化学”课程切实的分类教学改革势在必行。 1.2适应分类教学的“表面物理化学”课程内容体系的确立 “表面物理化学”分类教学要依据研究生培养目标所需要的知识结构,统筹考虑本科已有的基础和不同授课对象的需求。在研究生分类培养的新形势下,“表面物理化学”课程作为全校公选课,在教学内容上既要满足化学、化工学科学术型和应用型这两类人才培养模式的需要,又要满足非化工学科研究生选修本课程的新需求。在教学过程中,既要满足学术型研究生对表面/界面科学知识的深度和系统性的需求,又要满足应用型研究生将表/界面科学知识有效运用于工程实际的需求,还要使得其他交叉学科研究生能够建立界面观点、掌握表/界面基本原理并能运用于自身的科研工作中。此外,本课程还要为不同研究方向的研究生奠定理论基础。化工学科目前有9大具体研究方向(表面与界面化学,高分子复合与改性,化学电源,金属电沉积与化学沉积,功能材料制备与性能,催化剂与催化反应工程,生物合成与分离工程,生物分子工程,新能源化工),涉及到能源、材料、生物、环境四大国际热门领域和学术前沿。这些领域都需要从分子水平上研究材料、能源、生命中的相界面物理化学变化规律,这里涉及界面的共性知识和理论是本课程重要的内容体系。因此,本课程以表面/界面的物理化学原理和规律为基础,以界面科学及应用新进展为前沿,以拓展科研思路与方法、培养创新精神和能力为目标,把各具体学科研究方向要求的知识结构细化为知识点,用知识点间的逻辑关系,协调界面物理化学原理、规律、应用及前沿进展的内容,进行分类教学内容体系的构建。本课程从化工学科9大研究方向中,凝练出3个共性的表面科学知识和理论方向,即表面热力学基础、固体表面与界面以及表面活性剂。在此基础上,针对化学、化工学科的学术型研究生的需要,重点介绍固/液界面的电化学热力学与电结晶过程中成核与长大的影响因素及润湿规律等;针对化学、化工学科的应用型研究生及食品、航天、材料等交叉学科的研究生,重点讲授固体表面态和键合、表面层结构性质及表面改性技术,以及润湿现象的应用等内容。基于上述思路,修改了化工学院的研究生培养方案,取消了原来的“固体表面与键合”课程,将其有关内容纳入“表面物理化学II”,作为应用型研究生的学位课程及非化学、化工学科研究生的全校公选课;原“表面物理化学”改为“表面物理化学I”,作为学术型研究生的学位课。 2“表面物理化学”课程分类教学的组织和实施 在课堂教学组织与实施中,首要考虑的是学术型和应用型这两类研究生培养目标的不同及交叉学科研究生的学习需求。“表面物理化学I”是针对化学、化工学科的学术型研究生开设,重点在于基本理论的深度理解和掌握。在教学过程中偏重于演绎法,从解释表面现象开始,深入到基本原理的推导过程和基本规律的理论分析,注重知识体系的系统性和完整性;将表面科学的学术前沿与表面科学基本理论结合起来,提高学生对学术前沿中表面科学问题的认识深度;同时,在教学过程中注重培养学生的科研意识、科研兴趣和科学思维习惯。“表面物理化学II”是针对化学、化工学科的应用型研究生和交叉学科的研究生开设的。其教学过程中偏重于采用归纳法,从各类表面现象及工程实际应用入手,在物理化学知识的基础上介绍表面科学的基本知识和理论,注重基本理论与工程应用实践的结合,加强培养学生在工程应用过程中发现表面科学问题和运用表面科学原理的能力,突出表面科学原理在工程实际中的应用创新和实践创新。其次,在教学过程中还要考虑研究生原本科阶段的表面化学以及物理化学课程的知识基础。我校化工学科为本科生开设了表面化学类课程“应用表面化学与技术”,化学学科开设了“表面化学”,还有服务于全校本科生的创新研修课“应用表面化学基础”。但是化学、化工学科每年招收的硕士研究生有相当一定比例的学生在本科阶段没有学过表面化学类课程,而交叉学科的研究生学习过此类课程的人数更少。为解决这一类研究生表面化学基础薄弱的问题,我们建议有条件的学生选修相关的表面化学类本科生课程。另外,由于本课程对本科生的物理化学知识要求较高,因此针对没有物理化学基础的学生(主要是来自交叉学科的研究生),要求课外自学由授课教师指定的相关内容,或利用绪论课适当补讲相关内容。再次,通过累加式考核的导向作用,细化各项考核的要求,加强不同类型研究生的分类培养。“表面物理化学I”针对学术型研究生对系统的基础理论和学术前沿知识要求高的特点,确定考核内容如下:闭卷考试,占60分,考核基本理论和原理等;讨论课每名学生以PPT方式讲述与本人课程相关的表面科学前沿问题,占20分;以理论推导和讨论为主的开卷考试,占10分;以教材为蓝本自学其中的第二章固体表面的自学报告,占10分。“表面物理化学II”针对应用型研究生和交叉学科研究生注重理论与工程实际相结合的特点,采用如下考核方式:闭卷考试,占50分,考核基本理论和原理等;讨论课每名学生以PPT方式讲述表面科学问题或表面分析方法在工程实际的应用,占20分;作业占20分,包括运用表面基本原理对某一表面现象和问题进行解释和综述某一固体材料表面或界面的几何结构和电子结构两个方面;随堂开卷测验2次,共10分。 3通过教学与科研相结合、理论与实践相统一,服务于两类研究生人才培养 研究生的课程教学不仅是传授基础理论和专业知识,也是拓展科研思路与方法、培养创新精神和能力的有效途径。表面物理化学内容的学科交叉特色突出,使得该课程具有教学与科研、理论与实践相结合的优势。本课程在满足教学基本要求的前提下,利用界面化学涉及面广的特点,引导学术型研究生从界面的物理化学原理和规律走向学术前沿、应用型研究生将表面化学基本理论应用到工程实际,使“表面物理化学”课程教学有效地服务于研究生的分类培养。 3.1教学过程中注重教学与科研相结合 本课程在长期的建设和发展过程中形成了课程组,建立了适合于研究生培养,特别是学术型研究生培养的课程体系,在教学与科研相结合方面也进行了大量卓有成效的工作。本课程组的授课教师利用自身的科研优势,将自己与表面科学相关的研究成果运用于教学之中,启发学生的科研思路、培养科研兴趣;课程组成员的部分研究成果直接转化为与课程内容对应的实验项目,纳入学院的研究生实验平台[5]之中,建立学院层面的“表面物理化学”课程实践环节;此外,课程组教师在研究生培养环节上,服务于科研方向与表面科学密切相关的研究生导师,对研究生学位论文中与表面科学相关的内容进行把关和理论指导,反馈于科研工作。 3.2加强理论与实践相统一,强化应用型研究生工程实践能力培养 针对我国研究生人才培养和实际需求脱节的问题,2009年起教育部即宣布研究生培养将从过去的学术型为主转变为应用型为主,现在应用型研究生招生比例逐年增加[6]。为提高我校化学、化工学科应用型研究生的工程实践能力,化工学科在研究生院的支持下建立了校内外实践基地[7],并与“表面物理化学II”有机结合起来,工程实践活动成为课程的生动实例。如在课程组成员参与建立的“化工学科应用型研究生校内实践基地”,研究生可以在生产线上进行锂离子电池制造各个环节的实践活动,包括材料合成、电极制备、电池组装及电池性能检测,全面系统地掌握锂离子电池的制造技术,培养化工学科研究生的工程实践能力,提高其对产品设计、产品制造的系统观、全局观,特别是使学生体会到了本课程的基本原理和规律在电池制备中的理论指导作用,真正做到了理论与实践的统一。再如在化工学科的“上海山富数码喷绘复合材料有限公司校外实践基地”,研究生可以进行从胶水、涂料、涂布、贴合、分切,到产品包装的一条龙生产实践,使应用型研究生能真实了解企业生产和研发的基本过程,又深刻体会到界面问题的重要性。 4“表面物理化学”课程分类教学实践效果 全校公选课“表面物理化学”课程的分类教学在我校研究生院支持下正式实施以来,本课程的学生成绩分布更趋合理,学生选课情况和学习兴趣都呈现了良性的发展态势。从学习效果看,此前本课程闭卷考核中成绩优秀的学生都集中在化学、化工学科,并以学术型研究生居多;现在由于分类教学中基于不同类型学生的学习需求,调整了教学内容和考核要求,使得学术型和应用型研究生各出现一定比例的优秀生,特别是来自交叉学科的研究生成绩也出现了优秀。其二,分类教学实施后,选“表面物理化学II”课的交叉学科研究生从航天、食品、材料学院又增加了机械、电子和能源等学院,表明分类教学法的实施符合交叉学科研究生对表面化学类课程的学习需求。因此,可以预期“表面物理化学”全校公选课会吸引更多的交叉学科研究生选课,选课波及面也会进一步加大。其三,由于课程学习内容与各类研究生的培养目标更为一致,从而使得研究生的学习兴趣提高,学生主动学习的意识明显增强。特别是课间学生找老师讨论问题的现象明显增多,既有对课堂上课程学习内容的讨论,也有把自己课题方向中与表面科学相关的问题与授课教师交流。学生反馈结果表明,选修此课的研究生对“表面物理化学”分类教学普遍认可。另外,我院应用型研究生在培养上增加了校内外实践基地的实践与考核环节,从学生对校内外实践基地实践活动的总结报告中可以发现,有相当一部分学生将表面科学问题与具体的工程实践结合起来,将在“表面物理化学”课程中学习的知识原理直接运用到具体实践之中。在教学过程中设置的讨论课上,有一定比例的研究生将自己将要进行的硕士研究课题中的表面物理化学问题在课堂上与老师和同学直接交流,这样授课教师可以直接进行理论指导,使教学更好地服务于研究生的学位论文工作。 5结束语 我国高校研究生阶段人才培养的全校公选课一般为英语、数学或思想政治理论课等。而理论性较强的“表面物理化学”课程如何发挥其全校公选课的作用、有效地服务于研究生的分类培养,是“表面物理化学”课程建设的首要问题。哈工大化工学院“表面物理化学”课程组在我校研究生院和化工学院的支持下,对“表面物理化学”分类教学改革进行了有益的探索。但是要真正实现从原来单一地服务于学术型研究生培养到服务于学术型和应用型两类研究生的分类培养,还需要进一步的理论研究和实践。 作者:姚忠平 姜兆华 黄玉东 岳会敏 安茂忠 韩晓军 尹鸽平 单位:哈尔滨工业大学化工学院 物理化学论文:安全工程物理化学课堂教学改革 摘要: 西南石油大学培养以“油”和“气”为特色和优势的安全工程专业本科生。长期的教学实践证明,《物理化学》是安全工程专业必不可少的课程。本论文围绕我校安全工程专业特色对《物理化学》课堂教学进行了针对性的改革和探索。 关键词: 物理化学;安全工程;课堂教学;改革和探索 物理化学是化学学科的一个重要分支,被誉为化学中的“哲学”。物理化学综合运用化学、物理、数学等基础知识,剖析化学反应等过程的本质,并分析和解决化学变化和部分物理变化过程中遇到的理论问题,并上升为一般规律,为后续课程奠定坚实的理论基础[1]。绝大部分高校将物理化学作为安全工程专业本科生必修的一门基础课程。各个学校根据自身发展方向和特色,针对安全工程专业制定了不同培养方案。例如,西南石油大学及中国石油大学,以石油天然气为发展特色,因此,在制定安全专业培养方案时,主要围绕石油与天然气采输、油气化工生产等行业制定培养方案,力求培养出具备油气化工生产、石油与天然气采输等专业背景知识的安全工程与技术、安全设计与控制、安全教育与评价以及安全监察与管理等方面的适应我国发展的人才,能在企事业单位进行安全管理,能在政府部门进行安全监察,能从事安全工程与管理方面的研究、设计、评价和咨询等工作的高素质复合型专业人才。南京理工大学主要围绕燃烧、爆炸的理论及防治技术制定安全工程专业培养方案,力求培养出能从事危险源辨识与评价、安全技术研究与设计、安全检测与控制、安全管理等方面的高素质人才。中国地质大学(北京)主要围绕地矿、建筑、煤炭、化工、交通、民航等行业制定培养方案,力求培养出从事安全管理、监察和科研的“管理+技术”的综合性高级人才。从上述这些学校的培养方案可以看出,物理化学基本理论,如相平衡、电化学、化学动力学、表面物理化学、胶体化学等,在安全工程与技术领域有广泛应用,有的甚至是实际安全生产中的应用,比如燃烧、爆炸等等。因此,物理化学在安全专业课程教学中占有很高的地位。我们针对服务于油气行业的安全工程专业,针对物理化学课程,在教学内容和方法等方面做了一些思考和探索。 一、针对性的改革和探索 (一)教学内容的“舍”与“得” 我校安全专业注重定位培养,主要是培养具备石油与天然气采输、油气化工生产等专业背景知识的安全工程专业本科生,就业单位主要去往中国石油化工集团公司、中国石油天然气集团公司、中国海洋石油总公司以及壳牌等企业,主要从事油气采输、油气化工生产过程中的安全管理、安全评价等工作。为达到培养目标,主要设置了以下课程:无机及分析化学、有机化学、物理化学、工程制图、化工原理、钻采概论、燃烧与爆炸学、工程热力学、油气加工工艺学、工程流体力学、电气安全工程、安全人机工程、安全原理及安全管理学、安全检测与监测、安全评价和安全法学、安全系统工程、机械及特种设备安全技术。我们通过调研每个课程并结合与其他课程老师的交流,发现很多课程跟物理化学理论联系紧密,如表1,我们列出了部分课程章节涉及的物理化学理论。因此,我们对安全工程专业物理化学的教学内容进行了取舍,将多相平衡、催化反应动力学作为讲解的重点,减少了统计热力学、界面现象和胶体化学的学时数,舍去了量子力学基础的讲解。物理化学与其他化学(如燃烧与爆炸、化工原理、无机及分析化学)重叠的知识点让学生自学或者采用课堂讨论等方式减少不必要的重复,并注意与其他课程教学联系起来[2]。经过几年的教学表明,这种教学内容的“舍”与“得”取得了较好的教学效果。 (二)教学方式和教学手段的改革 物理化学是用物理学结合数学研究化学运动中最具有普遍规律的一门学科,内容相对其他化学课程枯燥乏味,知识点难于理解。课堂上学生经常“云里雾里”,很容易开小差,甚至产生厌学的状态。因此,如何将学生的“心”留在课堂,成为物理化学教师必须攻克的难关。 1.理论联系实际,提高学习兴趣 引导学生通过现象看本质,将物理化学理论与生活中常见的实际现象联系起来,激发学生的学习热情和学习兴趣,使枯燥乏味的理论变得丰富生动。例如,在讲热机效率的知识时,提问法拉利汽车的极限速度能达到多少;在讲卡诺定理时,提问空调制热或制冷的工作原理是什么;结合前沿研究方向,提问海洋温差能、地热能利用了什么理论;在讲电化学的知识时,提问土豆也能当电池是真的吗;在讲胶体化学的知识时,提问为什么用卤水点豆腐;为什么不同颜色的墨水不能混用;在讲到界面现象的知识时,提问为什么小草上水珠、雨后荷叶都呈球形;在讲到催化的理论的时候,结合前沿学科发展方向,讲解我国大连化学物理研究所在国际上的声望,列举李灿院士在光催化领域提出的异质结和异相结、包信和院士提出的限域效应、申文杰研究员提出的纳米催化形貌效应,鼓励和引导学生热爱科学研究。引导学生关注学科前沿,提高学习兴趣,鼓励学生去听一些报告,参加一些论坛,如我校化工院组织的“西油证道”论坛。让学生真正的体会到物理化学理论学习的重要性和实用性,激发学生的学习热情和学习兴趣[3]。 2.通过讲解代表人物讲授理论 物理化学理论其实质是不同时期科学家科研成果的集合,每一个理论背后都有科学家的故事。通过讲解历史人物来讲解理论,一是可以提高学生的兴趣,二是可以让学生记忆深刻。例如,在讲解熵的引出的时候,通过理论代表人物将知识点串联起来。同时讲解各个科学家的生平以及如何得出这些理论的过程,讲授他们成为伟大科学家的成长经历,激发学生探索科学真理的欲望,培养科学素养。同时讲解一些做人做事的道理。例如在讲化学热力学定律的时候,讲解“物理化学三剑客”:范特霍夫、阿伦尼乌斯、奥斯特瓦尔德的生平事迹,以及他们研究什么理论获得了诺贝尔化学奖。如在讲电化学的时候,讲解法拉第通过自学成为伟大的科学家的事迹。在讲催化知识点的时候,重点讲在催化领域获得诺贝尔化学奖的科学家,如因在手性催化氧化反应做出巨大贡献而获奖的三位科学家(Knowles,Noyori,Sharpless);因在固体表面化学与催化领域做出巨大贡献而获奖的GerhardErtl。在讲相平衡萃取时,讲解我国2015年获得诺贝尔医学奖的科学家屠呦呦。激发学生的求知欲望,把学生的“心”留在课堂。 3.多渠道引导学生自主学习 我们在物理化学考核方面也进行了尝试,进行多样化考核,将课前问答、课堂问答、课堂纪律表现、课堂作业、课后作业都作为平时成绩的一部分,平时成绩比例提高到30%。从而引导学生课前预习,带着问题来学;课后复习,温故而知新。经验表明,讲解物理化学理论应用于科学前沿的热点案例可激发学生对物理化学理论的学习兴趣[4]。因此,我们围绕“油气”特色,设定项目。让学生探讨项目所涉及的物理化学知识,充分调动学生的自主性,发挥学习的主体性。比如设定项目《三次采油中聚合物驱油所涉及的物理化学理论》,让学生知道在合成及表征聚合物过程中涉及的相态和在使用过程当中涉及的表面现象、静电现象、胶体化学等物理化学知识,让学生通过老师提示、自主学习的课本知识和查找的资料,来用物理化学理论解释现象。比如设定项目《海底天然气水合物的开采所涉及的物理化学理论》,让学生知道主要涉及多相平衡、化学热力学等相关理论。以项目为中心展开教学,使学生有兴趣,目的明确,给学生探索的机会。加强期末考试的客观性、科学性和公平性。教研室老师一起出题,统一阅卷,教考分离。增加小论文、小报告在总分中的比例,让学生的精力放在“学”而不是“考”,转变目前为考而学的应试模式,最终达到为解决问题而“学”的终身学习的方式。 二、结论 随着科学技术的发展和社会对人才质量需求的变化,各专业对物理化学课程的要求也不断改变,这就要求对物理化学课程的教学内容、教学方法及体系进行不断地完善与改革。在保留现有体系主干完整性的基础上,适当增加与专业紧密相关的物理化学知识,适当减少应用较少的或与专业联系不紧密的物理化学知识,优化课程体系。同时,根据不同专业,强化物理化学在该专业领域方面应用的知识,适当引入案例教学内容,才能提高学生学习物理化学的兴趣,激发学生的主观能动性。 作者:陈永东 朱元强 赖南君 单位:西南石油大学化学化工学院 物理化学论文:物理化学实验教学改革思考 【摘要】 针对目前的物理化学实验教学的现状,讨论了在物理化学实验课程教学改革中如何激发学生兴趣,拓宽学生视野,构建多样化的实验教学模式,以期达到培养具有创新意识和创新能力的人才目标。 【关键词】 物理化学实验;教学改革 物理化学实验课程是理工科化学专业教学计划中一门重要的基础实验课程,它既与物理化学课程有密切联系,又形成独立的教学体系。它综合了化学专业领域所需要的基本研究方法和技术,其目的是使学生了解物理化学实验的研究方法,掌握物理化学的实验技能,培养学生的分析问题、解决问题的能力。随着2l世纪科技飞速发展,社会对人才素质要求不断提高,不仅是要让学生掌握丰富的理论课知识,更要培养学生的创新能力。要实现这个目标,各学科就要根据其特点提出新要求,想出新办法。因此,物理化学实验的教学十分重要,必须予以高度重视。为此,本文首先剖析了在目前实验教学中存在的一些不利因素,结合本校的实际情况,在初步试行物理化学实验教学改革的基础上,谈谈自己的一些体会和做法。 1物理化学实验教学的现状和弊端 首先,传统的物理化学实验教学,教师常常从实验目的、原理、仪器的使用到实验的方法步骤进行逐一讲解,学生只需按实验教材上的步骤完成操作即可。只是重复学习的知识,少有真正的探索与创新,其次,从教学内容看,传统的物理化学实验项目以验证性实验居多,应用性、设计性和综合性实验占的比例很少。而教师对验证性实验的评价往往是“轻过程,重结果”,对那些动手能力很强但实验结果不理想的学生来说,无形中打击了他们的积极性,这样不能激发学生的积极性和创造热情,更不利于学生思维能力和创新能力的提高。为此,我们将重点分析讨论在教学过程中教师如何有效地改进教学方法以提高教学质量,从而使物理化学实验的教学适应时展的要求,为学生学习创造良好的学习环境,培养学生的创新精神和创新能力。 2重视实验理论课的讲座,培养学生严谨的科学态度 物理化学实验课的目的之一,就是培养学生严谨的科学态度。因此,为了加强学生的操作规范性,以及数据处理的准确性及严谨性,激发学生积极参与的热情,使学生能够很好地融入物理化学实验教学中,在实验课之前开设一定学时的理论课。通过理论课的学习,第一,使学生了解物理化学实验和其他实验课程的不同之处,要严格遵守实验中的各种规范。在理论课上还要告诉学生,要正确对待实验失败,对于实验中遇到的挫折,应该坦然面对,不应该畏惧或者逃避,正是由于这些问题的出现,才能锻炼我们独立处理问题的能力,通过发现问题、分析问题、解决问题才能真正意义上提高大家的实验能力;第二,要强调实验预习的重要性,要求学生在进入实验室之前要对所做的实验充分预习,仔细阅读实验教材的有关内容,了解实验目的和所依据的原理,明确需要测量的物理量和应该记录的数据,并据此写出预习报告,做到心中有数,有备而来。第三,强调利用计算机软件进行数据处理的重要性。物理化学实验中,大部分实验不仅数据繁多,计算量大,而且一些实验要求作图、拟合及求斜率等。采用手工绘图不仅费力费时,而且在曲线拟合或求斜率时造成较大的主观误差。为此我们利用理论课时间,结合实例,讲解Origin软件的使用方法及作图技巧。 3加大设计性实验比例,着重培养学生创新意识和创新能力 现行物理化学实验课程体系仍沿用“化学模式”。因此实验内容多为验证性实验,缺乏设计性和综合性实验,而验证性实验难以真正体现出物理化学的原理、技术在专业和实际中的应用,实验能力的培养应分为三个阶段或层次:首先是掌握基础知识、基本技能和基本方法;其次是能将“三基”融会贯通、综合运用的能力;第三是从实验过渡到研究及生产实践。因此,在选择实验时,使实验内容与代表科技前沿的现代科学技术和科研成果相结合。通过开设综合设计型实验,可以引导学生接触学科发展的前沿,开拓学生的视野,在培养学生的创新能力及实践能力方面十分有利。结合我校的资源环境,我们实验室可以选择与教师科研相关的一些前沿课题,比如,我们在做胶体制备的实验时,可设计利用水热或者共沉淀法制备磁性纳米材料,通过扫描电子显微镜观察纳米材料的形貌,还可利用X-射线衍射仪来测定纳米材料的结构,还可以让学生利用用磁铁吸附分离,观察纳米颗粒的磁性分离情况。根据实验结果,比较两种合成方法的优缺点。 4全面开放实验室,鼓励和引导学生自主设计科研性实验 实验室面向学生全面开放。在专业教学计划规定的有限实验学时数中,要达到既培养学生实验技能和动手能力,又要培养学生创新能力的目标是困难的。但我校每年都有大学生创新项目,再结合开放实验室,对于一些学有余力的同学,展开第二课堂教学,可充分利用学校现有的教学资源,发挥学生的主观能动性,提高其创新能力和自主意识。开放教学可以通过教师根据课程要求和自己的科研课题提出课题,也可以结合生产、实际生活中的问题,在探究中让学生试着用自然科学方法论为依据进行研究。这类实验由老师给出实验目的及要求,鼓励学生通过查阅资料,自行制定实验步骤,独立完成实验,并进行实验结果的讨论,最终实验报告以论文形式提交,通过这样一个比较完整的研究过程训练,使学生能够了解设计型实验的的基木过程和方法,从而对科学研究有感性认识。开放实验室需要学生灵活地和运用所学的物理化学基础知识和基本技能,需要学生掌握各种科学方法。具有严肃认真和敢于创新的精神,这不仅有利于学生科学方法的训练和科学态度的培养,而且给学生提供了充分的独立思考的空间,激发了学生的学习兴趣,极大的调动了其主观能动性,充分发挥其创造力,有利用培养创新人才。激发学生对该实验课程的兴趣,保证大部分同学的参与进来。 5结语 从我校的教学改革实践与探索过程的实效看,基本达到了预期设计的目的和要求。学生通过物理化学实验课程的学习,巩固了物理化学的基础理论知识,熟练地掌握了物理化学实验的基本技能,对培养良好的科学创新精神和独立的科研能力奠定了一定的基础。当然,物理化学实验教学的探索与改革是一项长期而艰巨的工作,还有很多有待研究的内容及发展的空间,也会出现一些新的问题。如何更深入的加大物理化学实验课程教学的改革力度,提高物理化学实验课教学水平,还需要我们运用先进的教育教学理念,不断地探索、研究、总结和实践。 作者:崔荣静 权英 陈梦玲 翟春 单位:常熟理工学院化学与材料工程学院 物理化学论文:物理化学实验教学方法改革创新 摘要: 在科技不断发展的当代社会,只有具备综合能力和创新思维的人才才能适应社会的快速发展。高等院校在培养学生创新能力和综合能力的过程中起着十分重要的作用,文章指出了目前在物理化学实验教学中普遍存在的一些问题,并提出了一些改革方案,重点强调动手能力和创新能力的培养。通过教改培养学生的综合能力,提高物化实验教学效果。 关键词: 物理;化学实验;综合能力;创新能力;改革 在化学教育中,化学实验是将理论转化为实践、激发学生的学习兴趣、培养学生创造性思维最有效的教育方式。物理化学实验在物理化学课程的教学中占有十分重要的作用,物理化学实验是研究化学基本理论和问题的重要手段和方法[1-2]。其运用基本物理方法和技术,锻炼学生合理设计实验的能力,培养学生分析及解决问题的能力以及建立科学思维方法,培养学生用理论知识来解释实验现象,并通过实验得出合理的、精确的数据,训练学生对实验数据的正确处理,培养学生对实验误差进行分析的能力[3-4]。当今社会的快速发展对人才培养提出了更高的要求,传统教育培养出来的被动型人才已经不能适应社会的发展,现代教育的目的是要以培养综合能力为主的主动型人才[5-6]。因此该课程内容和教学方法的改革愈发显得迫切、重要。 1目前物理化学实验教学中存在的主要问题 物理化学是一门有着悠久历史的基础课程,物理实验教学在我国高等学校教育中已经走过60多年的历程,课程体系虽然经过几次改革[7]。但由于实际情况,在目前的教学中还存在一些问题,主要体现在以下几个方面: 1.1物理化学理论教学内容与实验内容不同步,不利于学生实验思维能力的提高 在高校物化实验教学中,普遍存在着实验内容陈旧,更新速度缓慢,实验内容落后于教学内容的情况。按照传统的实验教学安排,学生在开始做实验的时候,连基本的理论知识都没有学习,这样导致学生在做实验的过程中只是简单的照葫芦画瓢,盲目的完成实验,草率的处理实验数据。这样既不能达到理论指导实践的作用,不利于培养学生科学思维能力,也不利于激发学生学习的积极性和创造性,更不能将所学理论知识通过实验进一步消化理解。这样也导致了学生对实验的热情大大降低,对知识的片面了解。 1.2物理化学实验的目标定位较低 当前高等学校教育里面,物理化学实验内容陈旧、大多以验证性实验为主,缺乏和现代科学技术的结合,缺乏与现代物理化学发展的前沿知识相接轨[8]。实验课的教学方法单一,学生多半只按照讲义被动式进行实验操作,缺乏对实验原理和实验内容的理解。不利于培养本科生在以后的工作岗位中解决实际问题的能力,也不利于其在工作中有所创新和突破。 1.3物理化学实验与其他学科交叉较少,忽略了物理化学的基础作用 物理化学属于化学四大基础课程之一,足以体现物理化学在化学学科中的重要地位,同时物理化学中的相关原理和药学等也有着密切的关系[9]。物理化学实验是将物理化学的基本原理以实验的方式体现出来,一方面可以进一步巩固学生有机化学实验、分析化学实验、无机化学实验的基本实验技能,另一方面也能让学生熟悉研究物理化学的方法,也可以进一步让学生巩固学习物理化学的基本理论。但是,目前在高校的物理化学实验课程设置和其他实验课程相关联的内容极少,忽略化学实验的整体性。 1.4物理化学实验内容设置缺乏灵活性与开放性,不利于提高学生的学习兴趣 传统的物理化学实验大都按照教学计划进行,授课方式大部分以老师板书讲解实验原理、实验过程以及仪器操作,然后学生按照实验讲义来完成实验[10]。同时,实验课时设置严重偏少,大部分学校为了完成教学计划,大都安排一些简单的验证性实验,几乎没有安排综合性实验和设计性试验。结果造成:一方面不利于培养学生的创造性思维,导致学生缺乏自主学习的能力;另一方面也不利于展示学生个性,大大降低了学生对实验的兴趣。综上所述,随着素质教育的不断改革,新世纪对人才的要求也越来越高,只有具有创造性思维、自主学习能力的综合性人才才能适应科技的不断发展。传统的物理化学实验课程设置已经跟不上时展的脚步,因此必须对传统的物理化学教学实验进行改革。 2对物理化学实验教学改革与探索 2.1提高实验前预习要求 实验前预习质量的高低是顺利完成整个实验关键之一。如果预习不好,对实验原理和仪器使用不够了解,很容易损坏仪器或者造成实验失败。为了提高同学们的实验兴趣、顺利完成教学实验,应该加强实验前预习要求。首先,要求学生认真写好实验预习报告,画好记录实验现象和实验数据的表格,将实验原理以个人理解的方式描述出来并画出整个实验的流程图;其次,为了让学生更快理解实验原理及过程,可以将与实验相关的教学资源共享在班级群里,如实验原理及仪器操作相关的动态图等。 2.2提高学生的动手能力 现代教学理念越来越重视学生的主体性,因此在实验教学中应当让学生参与到实验中去,培养学生的动手能力。这样不仅能提高学生的实验兴趣,也能使得学生在以后的工作岗位上能较快的适应工作要求。通过让学生认真理解实验原理以及仪器操作注意事项,使得学生独自完成整个实验,在整个实验过程中教师应当以旁观者的身份来指导学生。例如,我院第一个物理化学实验就是燃烧热的测定,在学生独自完成燃烧丝的缠绕、压片、装氧弹、点火等步骤之后,通过实验数据和实验现象的分析让学生明白在实验过程中哪些步骤会对实验结果造成较大的影响,如压片太紧时,会造成燃烧物燃烧不够充分,测得实验数据偏小。在此过程中不仅培养了学生的动手能力同时也使得学生对实验数据及现象的分析能力得到了提高。 2.3增加设计性实验,提高学生的创新能力及意识 创新能力是当今社会参与竞争最重要的技能之一,也是当代大学生必须掌握的重要能力之一。因此,大学教师有必要也有义务重点培养学生的创新能力。在学生基本掌握原理以及动手能力得到一定提高的基础上,教师可根据实验室已有的条件,让学生通过查阅文献等方式自行设计实验或者对原有实验方案进行改革创新。学生通过查阅文献、设计实验方案、完成实验以及数据处理和分析等过程,能较好的培养学生的综合能力与创新能力,激发学生对科学研究的兴趣。增加设计性实验,提高学生的创新能力及意识是本次教学改革的重点。 2.4建立科学的考核方法 考试是教学过程中很重要的一步,通过考试可以了解学生对基本知识的掌握,也有利于检查并改正实验教学中存在的问题。本次教学改革对以往的考核模式进行了较大的改革,考核成绩分布为平时成绩占80%和期末笔试成绩占20%,其中平时成绩的考核包括实验预习情况、实验操作能力、数据处理及分析等部分,对于设计性实验有重大创新点的同学给与酌情加分。本次考核方式的改革重在强调实际操作能力、综合能力以及创新能力的培养。 3展望 物理化学实验教学是一项长期又艰巨的任务,以上是我们对目前实验教学中存在问题的认识以及一些初步的改革方案。在改革中,我们将认真总结经验,制备出一套比较完善的教改方案,提高物理化学实验教学质量,提高学生综合素质。 作者:蒙君荣 单位:百色学院化学与环境工程学院 物理化学论文:物理化学教学方法改革研究 [摘要] 物理化学是一门理论性和实践性都很强的课程,是化学和其他相关学科的理论基础。文章从学生的思想上、启发式教学的运用、教学形式上对物理化学教学方法改革进行一些初步探索,提高学生的学习兴趣,以达到提高课堂教学质量的目的。 [关键词] 物理 化学教学 方法启发式教学 物理化学是高等教育化学化工类专业的主干基础课程之一,但由于物理化学所包含的教学内容多,概念抽象,公式多,计算多,逻辑性很强,推理十分严谨,而且还涉及数学、物理及其它化学的一些相关知识,对于化学化工类专业的学生,在物理化学课时量较少,而需要掌握的内容较多的情况下,如果前期没有奠定良好的基础化学知识,要想学好物理化学难度就更大了[1]。因此,采用何种教学方法让课堂教学内容引起学生的兴趣,激发兴趣,进而提高学习的效率是课堂教学的关键。在几年的物理化学教学实践中,笔者对课堂教学方法不停的进行改进,并取得了一定的成效,现将相关经验分享如下。 1思想上要重视物理化学的学习 物理化学是化学学科的四大理论基础之一,又称为理论化学,被誉为化学中的“哲学”,在高等教育课程中对化学、材料化学、制药工程等专业后续课程的学习起着承上启下的作用,而且在大部分的考研中,物理化学是化学化工类专业的必考科目,因为学习物理化学不仅能锻炼学生的逻辑思维,还会训练学生的思维方式,统计资料表明,从20世纪以来在132位获得诺贝尔化学奖的科学家中,有85位是物理化学工作者,约占64%,而在近49年中,这个比例增加到72%,可见物理化学不仅对学生今后专业课的学习起着至关重要的作用,也对学生今后的科研工作起着重要的作用,甚至影响其一生。通过这样的教育让学生了解物理化学的重要性,从思想上去重视他,去克服对物理化学的恐惧和厌学,从而变被动学习为主动学习。 2启发式教学在物理化学教学中的运用 物理化学概念多且抽象,逻辑性强,对数学和物理知识要求高,如果教师在课堂上只是单纯的按照“概念→公式→例题”进行讲解,很容易就会使学生觉得枯燥乏味,难于理解,或者即使理解了,面对不同的例题时,也无从下手,解决此问题的一个重要措施就是适当地引入与知识点相关的日常生活案例,拉近理论与生活的距离,将抽象的知识与生动具体的生活实例联系起来,调动学生学习的积极性,让学生体会到物理化学在现实生活中的重要性和实用性,激发学生的好奇心和学习的兴趣,实现“教学互动”,提高授课效率。 2.1将物理化学名人事迹引入课堂 我校位于贵州省黔东南苗族侗族自治州,学生以苗族、侗族为主,基础教育薄弱,而且学生自信心不强,所以在课堂教学中引入著名的物理化学科学家的奋斗史,一方面可以充实课堂教学内容,引起学生的注意,缓解学生学习的疲惫和紧张的课堂学习气氛;另一方面,通过了解科学家的经历,让学生明白成功离不开其自身坚持不懈的努力奋斗,从而增强学生的自信心。比如在介绍化学平衡的时候,可以介绍范特霍夫出身于荷兰的一个普通家庭,一生痴迷化学实验,因为当时选择化学研究作为职业的人,还要兼做其他工作才能够维持生活,面对父母的反对,范特霍夫仍然坚持学习化学,一点也没有放松,使其不仅在化学反应速度、化学平衡和渗透压方面取得了骄人的研究成果,还开创了以有机化合物为研究对象的立体化学,并且于1901年获得诺贝尔化学奖,是第一位获得诺贝尔化学奖的科学家,在他50多岁时,还经营着一家乡村牧场,每天清晨坚持亲自送牛奶,被誉为“牧场化学家”。范特霍夫没有显赫的家庭背景,仅是凭着对化学的狂热和对科学的执着,在物理化学领域取得了举世瞩目的成就。 2.2将日常生活与物理化学知识相联系 由于物理化学理论性强,内容抽象枯燥,而且概念多、公式多、计算多,让许多学生对其望而生畏,缺乏学习的兴趣和积极性,并且学生普遍认为学习物理化学没有任何用处,从而对其产生厌学的心理,因此,从生活实例出发,在课堂上简单的穿插一些生活中常见的实例,引导学生思考,让学生体会物理化学在现实生活中的重要性,进而提高学习兴趣,同时也能让枯燥的知识变得灵活起来,让难以理解的概念变得通俗易懂,下面笔者就重点介绍一下在课堂中引入的一些生活实例。 2.2.1稀溶液的依数性 在学习“热力学第二定律”章节的“稀溶液的依数性”时,可以引导学生思考,“北方冬天吃冻梨前,先将冻梨放入凉水中浸泡一段时间,取出来后冻梨表面会结一层薄冰,但是梨子里边却解冻了,这是为什么”[2]?等学生思考讨论后,提示梨中的水不是纯水,而是溶有糖和其他物质的溶液,然后公布答案当把冻梨放在水中浸泡时,凉水温度比冻梨温度高,冻梨就从水中吸热。使冻梨解冻。因为冻梨内含有糖分,是大量的糖水溶液,根据冰点下降规律冻梨内的温度必定低于零摄氏度,故其凝固点低于纯水的冰点,当冻梨内部解冻时,虽然要从周围吸收热量,但是解冻后的温度仍略低于纯水的冰点,所以冻梨内部解冻了而表面上凝结一层薄冰。这就是我们要学习的“稀溶液的依数性“中的“溶液的凝固点比纯溶剂的凝固点低”。“在大雪过后,环卫工人为什么在大街上洒盐,以及在化工生产中为什么经常用盐水溶液做冷冻液”?也是运用“稀溶液的依数性”中的“溶液的凝固点比纯溶剂的凝固点低”的性质,因为融化的雪与盐形成盐水,盐水的凝固点比纯水的凝固点低,所以加入盐可以使雪融化。而用盐水溶液做冷冻液也是因为盐水凝固点比纯水的凝固点低,相对纯水而言不容易凝固。 2.2.2相平衡 在讲到“相平衡”在药学中的应用时,举例说明“为什么用氯霉素与尿素形成低共熔混合物可以改善氯霉素的溶解和吸收”?因为低共熔混合物的熔点比纯氯霉素和纯尿素的熔点都低。 2.2.3化学动力学 在讲“化学动力学”时,可以先让学生思考为什么有的药一天吃三次,而有的药却一天只需要吃一次?有的药为什么需要常温保存,而又的要却必须在低温下保存?药厂生产的药品是如何预测药物的有效期(药剂学中的有效期是指制剂中的药物降解10%所需的时间)?人体内药物的浓度是如何随着时间而变化的?这些问题既与教学内容有关又与日常生活密切联系,学生非常好奇,想了解但又回答不上来原因,这就激起学生强烈的求知欲,让他们的思维一下子就活跃起来,此时再不失时机地转入“化学动力学”内容的学习。 2.2.4表面现象和胶体 在物理化学所有章节中,“表面现象和胶体”是离我们日常生活最近的一章内容,许多日常生活中看到的、遇到的现象都能用这一章的理论来解释,比如卤水点豆腐,因为豆腐的原料是含蛋白质丰富的黄豆,经水浸、磨浆、除渣、加热等一系列程序后,得到带负电荷的蛋白质胶体,由于负电荷之间互相排斥,导致蛋白质胶体互相分散在水中。而卤水学名盐卤,主要成分是氯化镁,属于带正电荷的电解质溶液,可以与带负电荷的蛋白质胶体发生中和反应,得到中性的蛋白质分子,使蛋白质分子因变成中性分子排斥力消失而互相凝聚起来得到豆腐。点豆腐就是设法消除蛋白质表面的负电荷,使其变成中性分子发生凝聚而与水分离。比如为什么防毒面具具有防毒功能,因为防毒面具里面含有活性炭,活性炭可以吸附有毒物质,从而引入物理吸附和化学吸附的概念问题[3]。再比如洗衣液为什么可以起到清洗衣物的作用,这是因为洗衣液的主要成分是由亲水的极性基团和憎水的非极性基团所组成的表面活性剂,能使污垢从衣物表面分离而进入水中,并且能使污垢分散在水中,以免这些污垢重新聚积到洁净衣物的表面,还有我们日常使用的化妆品、食品及药品也是使用表面活性剂的原理。这也是“物理化学”所涉及的内容。在江河入海处三角洲的形成也是“物理化学”现象,属于胶体的聚沉现象。在河流的入海处经常会有由随着河水长驱入海的泥沙形成的三角洲,因为这些泥沙颗粒细小能形成胶体状态悬浮于河水中,所以没有在中途沉降下来,但这些泥沙微粒带有阴离子,在与含有许多食盐、硫酸镁等带阳离子的电解质海水相遇时,微粒中的阴离子被海水中的阳离子所中和,微粒的胶体状态被破坏,变成了中性分子,从而结成较大的粒子沉淀下来。还有应用铺展与润湿的知识介绍软膏剂基质、片剂辅料的选择和应用开尔文公式介绍制药工艺常用的喷雾干燥法等等。除此之外在文物遗产保护领域,比如纸质档案保护,照片、底片和电影胶片等影像档案保护,文物彩绘病害治理等方面[4],界面现象都起到了至关重要的作用。 3将课程内容与就业联系 就业问题是学生重点关注的首要问题,对自己将来可以去什么岗位工作,就业前景如何非常关心,因此教师在课堂上可以适当的介绍一下近几年国内外知名企业在岗位招聘时,对笔试科目的要求。比如在讲到“电化学”这一章内容时,可以简单介绍一下电池和电瓶生产企业比如理士国际技术有限公司和福建南平南孚电池有限公司在招聘时的要求,不仅能增加学生的兴趣,更能让学生认识到学好物理化学的重要性。 4采取板书与多媒体教学相结合的教学形式 随着多媒体课件的广泛使用,越来越多的教师依赖多媒体课件,导致传统的板书教学鲜少有人使用,也使许多教师产生懒惰的情绪,比如使用的多媒体课件是以前上课使用过的或直接从网上下载的,课前没有认真的备课,导致上课时思维混乱,知识点重点不突出,并且一味的使用多媒体课件会使课堂教学单调,学生思想容易走神,加上多媒体课件内容较多,学生一旦思想走神就不容易再跟上教师的教学思路。采用板书教学,可以将重要的知识点写在黑板上,由于知识点在黑板上的停留时间比多媒体教学放映的时间长,即使学生思想走神,也可根据黑板上的知识点摘要重新跟上教师的思路,还可以将重要计算例题的求解过程用板书进行演算,因为板书教学会降低授课的速度,可以让学生有足够的时间去思考,加深学生对所授相关知识的回忆和理解,通过例题去理解、记忆理论概念,降低学习物理化学的难度。但需要注意的是,多媒体课件具有形象直观的特点,在讲授比较抽象的概念时,可以让生硬难懂的理论,通过多媒体演示变得通俗化,易于理解,让人一目了然。因此板书与多媒体教学相结合起到互补的作用,可以使课堂教学变得生动活泼。 5总结 物理化学已经深入到我们生活的方方面面,在不知不觉间,对我们的生活方式产生巨大的影响,但在教学过程中教师很少将生活中的实例与物理化学联系起来,导致其脱离实际,失去了其真正的意义,因此在教学过程中教师要根据不同的教学内容将物理化学知识与生活实例联系起来,让学生认识到物理化学在我们生活中的重要作用,使枯燥乏味的教学内容变得丰富多彩,提高学生学习物理化学的兴趣,从而达到提高教学质量的目的。 作者:郑璇 单位:凯里学院化学与材料工程学院 物理化学论文:物理化学教学多媒体效果 1教学基本对象 以本校药学院2013级制药工程专业学生为对象,以多媒体及板书结合的教学模式进行教学。 2教学基本组织方式 教师课前做好充分备课,做好教学设计,制作合适的课件,做到课件脉络分明,前后连贯。在课程讲解过程中坚持多媒体与板书结合,①板书要进行设计,便于学生归纳记忆,比如在讲解热力学第一定律的一些基本概念时,系统与环境,系统的分类:孤立系统、封闭系统和敞开系统,系统的性质:强度性质和广度性质,状态与状态函数,过程和途径,功和热,这些重要的基本概念不妨将它们设计好写在黑板上,方便学生在课后再次梳理知识点,有利于总结复习。②对于课程中一些容易混淆的内容,用板书清楚地罗列出来,能使学生印象深刻。比如在讲几种热效应时,利用生成热和燃烧热这两个概念来计算化学反应热效应的公式,同学们经常记混淆,那么将两个公式板书出来,对照讲解,就会一目了然。③对于物理化学中一些重要公式的推导,教师板书的同时和学生共同推导,使学生的逻辑思维能力得到锻炼。再加上教师恰当地反问学生,形成了良好的师生互动,这样不仅活跃了课堂气氛而且提高了学生学习的积极性。最终学生更好地理解了公式推导过程及使用条件。比如在讲述反应的动力学方程时,二级反应的动力学方程分为两种情况,其中对于反应物A和B初始浓度不同的情况,需要分离变量积分才能得到最终结果,如果引导学生利用数学中分离变量积分的知识将公式推导出来,那么学生对公式的理解就会更加深刻,容易识记。④遇到重点、难点内容,单纯的放映幻灯片效果不良,若辅以板书对比将会收到良好效果。比如在学习相平衡这一章中二组分液-固平衡系统,采用热分析法绘制相图时,以Bi-Cd系统为例,板书出Bi-Cd系统的步冷曲线,然后根据步冷曲线的温度和浓度数据绘出Bi-Cd的相图,两者对比,将使学生更深刻地理解步冷曲线法,以达到掌握并灵活运用的目的。 3教学结果反馈 通过对学生的调查,绝大多数同学认为,多媒体与板书结合的教学方法,能更好地帮助他们学习物理化学,激发学习兴趣,提高课堂教学效果。 4结语 板书作为传统的教学方式,可以突出教学内容的重点和系统性,便于学生对课堂讲授的重点知识的领悟和掌握。同时,黑板粉笔黑白朴素的对比排除了无关诱因,书写的内容能在黑板上保持相当长的时间,方便学生做笔记。多媒体教学具有能够综合处理文字、图像、声音、动画的功能,能够培养和激发学生学习积极性;能使抽象问题形象化,便于学生理解和运用知识;抽象难懂的概念可借助多媒体插入图像、视频和动画,使教学深入浅出,便于学生理解和掌握。另外,多媒体教学还能节约传统的板书时间,增加信息量,扩充知识面,提高学生的学习效率。但在多媒体课件教学实践过程中,由于知识容量易于过大,教师为完成教学任务加快播放速度,学生没有足够的时间记笔记和思考,造成学生的思维跟不上教师讲课的步伐,不利于重、难点的理解和掌握。此外整节课下来,也会造成学生眼酸、头晕、倦怠等不适。同时,课程一些系统的知识也会被打乱,不利于学生归纳总结,最终使教学效果受到影响。总之,多媒体和传统板书二者各有优缺点,根据物理化学课程的特点,我们将多媒体课件和板书进行有机地结合。在使用多媒体课件时,适当地结合板书,方便学生做笔记的同时也促进了学生对知识的理解和消化,经对学生调查表明教学效果良好。因此只要制作出优质的多媒体课件,做到多媒体与板书有机结合,充分发挥二者的优点,取长补短,既能提高物理化学教学效率,获得良好教学效果。 作者:程迪 刘艳菊 单位:河南中医学院药学院 物理化学论文:物理化学教学论文 1改善教学方法,提高学生学习兴趣 传统的教学方法多以教师讲为主,偏重于灌输,忽略和限制了学生学习的主动性和积极性,引起学生厌学和逆反心理,导致教学效果不理想。因此,必须对教学方法进行改进。教学过程中,以启发式,讨论式教学方法为主,激发学生的学习兴趣,加深学生对所学内容的理解和掌握。比如,在讲克克方程时提出“在高原上煮鸡蛋能煮熟吗?为什么?”,在讲胶体分散系时,可以提出“江河入海口处的三角洲是如何形成的?”以及“明矾净水的原理是什么?”。在讲化学动力学时,提出“不同的药品为什么每天吃的次数会不同呢?”等问题。学生会给出不同的答案,教师就可以结合课堂内容,与学生一起分析并找出答案。此外,教师要对教材充分了解,深入分析,区分重难点内容,加深教学内容与医学专业之间的联系,这样不但教学重点突出,教学内容也更具有针对性。比如在讲热力学定律的时候,这部分内容与药学专业的联系不大,那么我们如何来提高学生的学习兴趣呢?可以将热力学内容和药物反应联系在一起,以药物为例,设计几道计算题,这样就达到了学以致用的效果。在讲授动力学内容时,可增加药物储存期,有效期的测定相关内容。同时,教师要引领学生学会归纳总结。由于物理化学课程知识点多,公式多,看似杂乱无章,其实各知识点之间存在着一定的逻辑关系。比如自发过程的判据包括三个,熵,吉布斯自由能,赫姆霍兹自由能,但是适用条件不同,在教学中,教师就可以鼓励学生自己总结,这样有利于调动学生学习的积极性。启发式,讨论式教学方法的运用,激发了学生的学习兴趣,调动了学生学习的积极性,培养了学生分析问题,解决问题的能力,提高了教学效果。 2理论联系实际 虽然物理化学这门课程理论性比较强,但也是从大量实践基础上总结出来的,因此,在教学中,尽可能地把物理化学中的抽象的概念,理论与实际生活中的现象联系在一起,加深学生对这门课程内容的理解,提高教学效果。比如,在讲渗透压的时候,可以介绍临床使用的0.9%生理盐水,以及与血浆渗透压的关系。在讲电解质使胶体聚沉的机制时,可以介绍“卤水点豆腐”,卤水中主要含有MgCl2,豆浆中含有大量蛋白质,蛋白质具有胶体的性质,胶体遇到电解质会发生聚沉,所以豆浆遇到卤水会变成豆腐。在讲开尔文公式的时候,可以解释土壤含水保湿的机制。在讲表面张力的时候,可以和学生一起做肥皂膜的实验,让学生自己发现表面张力和力的方向。物理化学实验作为理论教学的重要组成部分,不仅实现了理论知识的具体应用,还培养了学生的动手能力和独立思考能力。比如在讲到多组分相图的时候,内容比较抽象,学生不能直观的理解这章内容,但是通过实际操作双液系相图的实验,加深了学生对这章内容的理解,使教学效果更加完善。比如在讲到燃烧热时,在强调只有1mol物质完全燃烧时放出的热量才是燃烧热,以及根据各物质的燃烧焓求算反应焓以外,还可以在课堂上播放《燃烧热测定》实验的视频,使学生更直观地理解课堂内容,加深知识点的理解。在物理化学教学中,将基础理论和实际生活联系在一起,能够充分激发学生的学习兴趣,达到学以致用的效果。 3教学与科研紧密结合 随着现代科技逐渐发展,教师在教学过程中不能只局限于课本的内容,应将教学知识扩展,将课内与课外知识有效结合在一起,把学科发展前沿的新技术和新成果渗透进来,充分激发学生的学习热情,让学生对物理化学这门课程不再敬而远之,而是自发地想要学好这门课。例如超临界流体萃取这一高新技术结合了物理化学中的溶解度定律,分配定律以及焦耳-汤姆生效应等理论;现代文明离不开磁性材料,如家用电器,磁悬浮列车,发电机等,目前得到广泛应用的铷铁硼永磁材料是利用凝固点降低原理和二组分体系相图等技术设计的。在介绍表面活性剂时,引入学生比较感兴趣的石油开采过程,简单介绍一次开采,二次开采等概念,使学生更加轻松地吸收新的知识点。学生还可以根据自己的专业和兴趣参与到教师的科研中,比如,在讲到催化反应动力学时,就可以介绍教师的关于催化剂制备的科研项目,学生也可以参与到其中,从查阅文献开始,设计实验方案,最后进行实验。充分调动了学生学习的积极性。 4结束语 实践证明,通过初步的改善教学方法,增加与学生的互动,将理论知识与生活实际相结合等方式,充分提高了学生的学习兴趣,调动了学习的积极性,提高了教学效果。今后我们会继续根据学生的反应,进一步对教学方法进行优化,完善教学方法和内容。 作者:薛莹雪 单位:吉林医药学院药学院 物理化学论文:林业物理化学教学论文 1教学内容改革 1.1所学内容紧扣学生专业特点 物理化学课程涉及的公式约有150个,教学时,要求学生掌握基本公式的推导和证明,能用基本公式去解决一些实际性问题.提倡学生平时自学,上课前复习巩固学过的知识,强调数学和物理基础知识的重要性,培养学生对所学知识进行综合应用的能力.利用高等数学知识,帮助学生掌握、理解物理化学公式.如从卡诺循环可以推导出可逆热温商之和为零;从理想气体发生PVT变化,可以求焓变、熵变、吉布斯函数变和吉布斯函数判据等参数;从肥皂可以了解润湿和乳化等概念.将现实生活中的某事件引入学习中,与物理化学紧密联系,加深学生对知识概念的理解,提高学生实际运用知识的能力. 1.2引入物理化学科学家的故事进行励志教育 在学习物理化学课程时,会涉及到很多著名的物理学家和化学家,讲到相关内容时,教师会讲解他们的个人简历和趣闻逸事.一方面,可以提高学生学习的积极性,集中他们的注意力,缓解课堂的学习气氛;另一方面,每一位科学家的成功都离不开其自身不断努力奋斗的过程,通过了解他们的经历,不仅丰富了课堂教学内容,而且学生对科学的发展也产生了兴趣,对科学家产生了崇拜,成为学生学习的榜样.如首次提出物理化学这个概念的是1901年和1909年先后获得诺贝尔化学奖的两位化学家:荷兰的范特霍夫和德国的奥斯特瓦尔德,正是他们的研究促成了物理化学学科的诞生.其中范特霍夫是首位诺贝尔化学奖的获得者,他50多岁时还经营着一家牧场,亲自送牛奶,被誉为“牧场化学家”.在讲到稀释定律时,介绍奥斯特瓦尔德的生平事迹,他出身普通家庭,求学时对化学产生浓厚的兴趣,1884年在博士论文中提出了电离假设,1888年提出了以他名字命名的奥斯特瓦尔德稀释定律,1909年因在催化作用、化学平衡和氨制硝酸等方面的杰出贡献而获得诺贝尔化学奖. 2教学方法与考核方式改革 2.1多媒体教学与传统教学相结合 传统教学采用粉笔板书的方式,书写需要一定时间,导致学生接受知识量较少.而利用PPT课件,结合Flash动画,能使教学内容生动、信息量大,给学生更直观的印象,提高课堂效率.物理化学课程公式多,逻辑性强,有些问题比较抽象,单纯采用多媒体呈现,导致学生思维跟不上文字显示的速度,因此不能仅用多媒体一种教学方式.结合教学实际,采用多媒体教学与板书相结合的方式授课,学生能充分地消化吸收所学的知识,教学速度适中,从而提高教学质量和效率. 2.2考核方式的改革与创新 物理化学课程考核方法普遍采用平时成绩加期末考试两大块的组合,存在期末考试成绩在总评成绩中比例偏重的问题.考核方式改革前,平时成绩占20%,期末考试成绩占80%.这种考核方式可能导致学生平时学习不认真,期末考试前突击,因而不能起到督促学生平时学习的作用.考核方式改革后,采取平时成绩占20%,阶段考试或考核成绩占30%,期末考试成绩占50%的形式.在原有基础上,降低了期末考试的比例,规定小于等于48学时的课程,期间加一次阶段性考试或考核;大于48学时小于等于64学时的课程,期间加两次阶段性考试或考核.虽然教师的工作量比改革前增加了,但学生学习的主动性和积极性得到了提高.学生要想取得优秀的成绩,就不能忽视阶段性成绩.另外,也尝试在总评成绩中增加其它一些(如课堂讨论、课程论文等)考核方式,从而促进学生积极学习. 3设计实验教学环节,培养学生创新能力 实验教学是物理化学教学中不可缺少的组成部分,是培养学生实践能力和创新能力的重要手段.结合物理化学课程内容构建实验课程体系,该体系包括四部分:(1)基本操作和基本技能的训练.包括实验教学目的、要求、有效数字、相关实验技术、误差分析和实验数据的处理表达方法等.(2)验证实验训练.如燃烧热、液体饱和蒸气压测定,一级蔗糖水解反应速率常数测定等18个实验.通过实验训练,使学生对物理化学理论知识有更深入的理解和掌握,着重提高学生的实验技能,增强动手能力.如学生通过测定一定质量的蔗糖的燃烧热,将测试数据输入计算机,利用Origin或Excel软件绘雷诺温度校正图,计算蔗糖的燃烧热,研究系统与环境热交换的关系,从而理解摩尔恒容燃烧热和摩尔恒压燃烧热的差别.(3)综合及设计实验.结合化工企业生产的典型案例和教师的科研成果凝练实际项目,让学生能够发挥主观能动性,把所学的理论知识加以综合运用,增强独立解决实际问题的能力.如指导专业基础好、操作动手能力强的学生参加全国大学生化工设计大赛,通过参赛锻炼学生的实验思路和实验技能,培养学生的创新意识和创新能力.(4)物理化学实验中常用的数据表.物理化学的教学改革是一项长期而复杂的工作,需要不断地学习和改进.作为林业院校,在物理化学教学中已经做出一些尝试性的改革与创新,并取得了一定成果,但仍有一些工作需要做.如结合专业课程设置和专业培养目标来提高专业学生就业能力.物理化学课程的教学是一个需要长期研究的课题,只有不断地创新和改革,结合东北林业大学的发展,把不同专业的物理化学课程教学工作做好,才能培养出具有较强实践能力的实用型专业人才. 作者:方涛 王玉峰 孙墨珑 刘本才 张秀成 单位:东北林业大学理学院 物理化学论文:基础创新物理化学实验论文 1转变实验教学观念 传统的教学模式,整个实验按教材或教师预先设计的步骤和方案进行,学生被动参与,这样不利于学生创新能力的培养。物理化学实验是一门理论性、实践性和技术性都很强的课程,其实验内容更侧重于定量地解释化学过程的规律,提高运用其技术与方法去分析和解决实际问题的能力,从而形成科学严谨的思维方法,使综合能力得到提高。物理化学实验在培养未来化学工作者的教育中,占有特别重要的地位,对培养大学生的创新意识、创新精神和实践能力起着理论教学无法替代的作用。 2构建实验课程体系及优化教学内容 俗话说“万丈高楼平地起”,扎牢基础,利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验→综合性→设计性实验和开放性实验”,利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验,按照已拟定的实验方案测得实验数据,用数学原理和方法科学地处理实验数据,使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解;综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能,初步建立起研究科学问题的方法和态度。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例,物理化学实验课程学时为64学时,分两个学期进行,是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时,设计性、开放探索性实验24学时。此外,为提高学生的兴趣,南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”,这些小项目具有一定的难度,使学生有机会了解本学科发展的前沿,激发学生的求知欲望和探索精神,提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识,在2013年,2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功,占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。 3改革实验教学模式及教学方法 向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一。开放物理化学实验室的教学模式,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,让学生接触到科研前沿的很多最新的成果,从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视。传统的灌输式教学过程中,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥。为此,我们将实验的顺序调整为:“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目,随后学生先做基础实验,在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献,寻找合适的方法在实验室进行,如果在课内没有完成实验项目,可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式,重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理,利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高,规范物理化学实验数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。 4完善实验课程考核体系 为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平,必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化,主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性,培养其综合能力,养成良好的实验习惯和科学态度。 5学生培养成果 近年来我院本科生在国家级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关,基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 6结束语 加强物理化学实验教学的改革,更新教育理念,从物理化学实验课程体系优化、教学方法的改革及考核体系的完善等方面入手,以创新能力培养为核心,实验教学内容实行“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”循序渐进教育模式,基础与创新并重,重视实验过程,建立科学的全面的考核评价体系,改善教学效果,利于把基础扎牢,提高学生学习兴趣和科研创新能力。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 王芊 单位:南昌航空大学环境与化学工程学院 物理化学论文:情景教学对物理化学课程教学的应用 摘要:传统讲授法在物理化学教学中难以激发学生的学习兴趣,严重影响教学效果。为了提高教与学的质量,本文结合笔者自身实践教学经验,阐述了情景教学在物理化学课程教学中的应用。采用情景教学法,可有效调动学生学习积极性,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,提高学生分析问题、解决问题的能力,适应培养高素质应用化学化工专业特色人才的现实需求。 关键词:情景教学;物理化学;课程教学 从2013年开始我国进入产业结构调整优化和转型升级的新阶段,产业结构的转型升级在数量、层次和结构上增加了对既具备扎实理论基础,又有实践操作能力的应用技术型人才的多样需求[1]。有研究表明:目前我国高级工、高级技师和高级工程师等技术应用型人才求人倍率分别高达2.34、2.25、2[2]。为满足新形势下对应用技术型人才的需求,我国对高等教育做出了新的部署,提出采取试点+示范引领等方式引导一批普通本科高等学校向应用技术类型高等学校转型。面对转型发展这个现实问题,地方高校以培养高素质应用型人才为目标,积极推进人才培养模式创新,逐步改革和完善人才培养体系。课程教学在人才培养过程中具有至关重要的作用,为切实提高应用型化学化工专业特色人才的培养质量,适应当前地方高校应用技术转型发展人才培养模式改革的需求,各位教育工作者在教学方面都在认真贯彻教学内容、教学方法和教学手段的改革[3],不断提高学生理论与实践相结合的能力,培养学生分析问题、解决问题的能力,强化学生创新意识和创新能力。物理化学作为化学化工专业的核心课程,其与物理学、高等数学和化学基础理论具有紧密联系,互相渗透。与其它专业课程相比,物理化学的理论性强,公式繁琐,模型抽象,内容枯燥,是一门公认的难教难学的课程。在传统的物理化学教学中,主要以课堂讲授为主,机械式地向学生灌输大量抽象的理论和复杂的公式,致使学生产生厌学情绪,严重影响物理化学课堂学习效果。如何通过物理化学课堂教学方法的改革,激发学生学习兴趣,提高学生分析问题,解决问题的能力是物理化学课程教学中亟待解决的问题。情景教学主要是教师围绕教学内容,有目的地引入或创设一个真实或虚拟的情景,让学生参与到教学过程中,激发其主动学习的兴趣,通过分析问题、解决问题和掌握问题能力的培养,提高学生的思考能力和实践能力,最终实现教学目标的一种教学方法[4]。笔者在物理化学课堂教学实践中广泛采用情景教学法,调动学生学习的积极性,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用。现就笔者在实践教学中通过问题设置、实验探究、化学史实、多媒体技术、生活实际及社会热点等方法创设教学情境的应用作简要介绍。 1创设问题情景,激发学习兴趣 学生学习行为的开展是以其学习心理为基础的,抓住学生学习心理特点,合理开展课堂教学活动,有助于提高学生学习效果[5]。在化学化工专业本科人才培养方案中,物理化学课程基本开设在第五、六学期,此阶段学生平均年龄在21岁左右,不仅具有对未知事物强烈的探索欲望,而且具有较强的学习能力和理解能力。在课堂教学中引入积极有深度的问题,能够引发学生探求新知的积极性,培养学生自主学习能力。问题情景的创设不仅需要与教学目标相符,紧密联系教学内容,还需要基于学生已有的认知水平,具有启发性、条理性,同时符合循序渐进的认知规律才能逐步引导学生启发思维、探求新知。例如,热力学第一定律的应用是化学热力学基础内容中的重点,其包含功、热、焓、热力学能、热容等量值计算,涉及到简单的P/V/T过程、相变化过程和化学变化过程等。该部分内容抽象、枯燥,理论性强,如何引起学生对该部分内容的学习兴趣至关重要。鉴于现阶段学生好奇心强烈的特点,可以合理设问,引导学生自主探索知识,解决问题。在本学时内容讲解时,笔者首先向学生介绍科普知识,例如,近年来我国科学技术的发展突飞猛进,尤其是航空航天技术的发展可谓是日新月异,火箭主要依靠携带的推进剂(燃料和氧化剂)发生燃烧反应,释放大量热气从火箭发动机喷射出,产生推动力,直到火箭达到极高的运行速度。此时学生对航天技术的神秘性产生了情感升华,对航天技术和化学的联系产生了浓厚的探知兴趣,借此向学生设置问题:火箭这一庞然大物究竟要携带多少推进剂才可以完成预定的飞行计划?引发学生思考。随后向学生介绍热容、相变热、相变焓、标准摩尔反应焓、标准摩尔生成焓、标准摩尔燃烧焓以及盖斯定律等定义,协助学生逐步探讨化学反应焓变和热力学能变、温度的关系,最后逐步掌握化学反应过程中焓变和热力学能变的计算,破解火箭飞行需要携带多少推进剂的问题。在该过程中,通过科普知识设问,调动了学生学习的积极性,有助于引导学生自主学习,使学生掌握学习的重点,具备解决问题的能力,获得学习的成就感,提高学习效果。 2设计探究实验,分析解决问题 物理化学是一门实践性很强的学科,其学习目的不仅是理解和掌握物理化学的概念和原理本身,更重要的是将所学的知识应用于实践中,分析和解决实际问题,创造出新成果。教师可以设计与教学内容相关的探究实验,通过实验前的科学假设、实验现象和实验结果的分析,让学生在实验的情景中发现问题,获得科学理论、规律和事实。通过设置探究实验,既让学生在增强科学体验的过程中掌握了科学知识,又激发了学生探究科学和知识规律的兴趣。美国心理学家杰罗姆•布鲁纳认为,在教学过程中,学生是一个积极的探究者,教师的作用是要形成一种学生能够独立探究的情境,而不是提供现成的知识[6]。在培养学生创新能力及实践能力的同时,培养学生通过实验方法分析理论和解决问题的能力亦具有重要意义。例如,精馏分离是有机化学实验中常见的分离方式,其分离原理是物理化学相平衡相关章节的重点学习内容。在课时内容学习前,让学生通过精馏的方式分别分离甲苯-苯混合溶液、乙醇-水混合溶液、氯仿-丙酮混合溶液,利用阿贝折射仪检测精馏塔顶、塔底馏分的组成。馏分组成差异性的结果致使学生对精馏原理产生浓厚的探知欲,引导学生绘制三种混合溶液的沸点-组成图,结合沸点-组成图分析得出精馏是一个部分冷凝和部分汽化过程的连续过程。通过对比甲苯-苯、乙醇-水、氯仿-丙酮三种组成的沸点-组成图得出混合溶液沸点组成图有无极大和极小值类型在精馏过程中塔顶、塔底馏分组成的规律。探究实验的引入使学生主动去思考,发现问题,分析问题,通过实践的方法获取抽象的理论知识,做到知识的融会贯通。 3结合化学史实,启发学生思维 理论知识体系的建立是科学家们不断发现、推测、实践与验证的过程,化学的发展史实际上就是一部运用物理和化学实验方法进行实验探究,以获取化学实验事实,进而建立学科理论的发展史。化学史料生动地向学生展现了科学家探知理论的艰辛过程。利用化学史实创设教学情境,可以使学生从发展的高度,以开阔的视野全面深刻地理解知识理论的演变过程,以辩证和发展的眼光去看待理论成果,激发学生完善和发展科学的兴趣和动机[7]。例如,人工降雨技术的发展,可以追溯到1920年南非科学家开展的“给云注射催化剂”的初步试验,后经全球各国近50年的实验,探索出利用强吸水性盐进行人工降雨解决干旱问题或降低冰雹灾害的有效方法。通过向学生播放“人工降雨”纪录片,使学生深入了解人工降雨的原理,利用强吸水性盐进行人工降雨的利与弊,人工降雨技术发展的前景。将表面物理化学理论与科技紧密联系起来,使学生直观地体会到所学理论知识的科学价值,启发思维,深化理论学习效果。 4利用多媒体技术,变抽象为具体,洞悉重点知识 多媒体技术的发展充实了课堂教学,其在教学中的应用,对教育教学改革起到了巨大的推动作用。多媒体辅助教学具有传统教学无法取代的优势,它能结合图、文、声、像、景等,创设逼真的教学情景,化抽象为直观,化静止为运动,将知识生动形象地展现在学生面前,使学习变得生动有趣,帮助学生理解抽象的物理化学概论及原理,启发学生思维,提高学生的探究能力[8]。例如,在中学化学及大学无机化学中均涉及到电解池的相关原理,相应课本内容均较简单。由于电解池相关知识点的重要性,物理化学在电化学反应的平衡与速率章节中再次重点介绍了电解池。心理学研究表明,人们对世界的感知认识总是首先注意那些新的信息,因为它们具有刺激性和吸引力,同样学生对学习的兴趣也在于它是否能提供新的信息[7]。笔者在教学实践中首先向学生展示电解铝工作车间的照片、生产过程的录像,然后推动学生猜测电解铝槽的结构,随后结合电解槽的侧面剖析图引导学生了解电解铝的原理,最后在此基础上概括总结电解池的相关知识内容。笔者通过利用多媒体技术,将电解池的工作原理具体到化工生产车间应用中,通过计算机模拟化学实验原理,不仅可以提高实践教学的质量,同时无形中调动了学生的学习兴趣,提高了学生的探究能力。 5联系生活实际,结合社会热点,做到学以致用 学习知识的最大价值在于能够应用所学知识解决其生活中遇到的实际问题,做到知识的迁移与应用。物理化学知识在实际生活和生产中具有重要应用,在环境问题、能源问题、食品安全和药品安全等方面与教学内容相关的教学情境比比皆是。在教学实践过程中联系生活实际,结合社会热点,创设真实的教学情景,有助于使学生了解所学知识的价值意义。例如,2016年山东警方破获案值5.7亿元非法疫苗案,涉案疫苗未经严格冷链存储运输销往全国18个省市,引起社会一片恐慌。疫苗是一种脆弱的生物制剂,对温度的要求敏感,温度的高低直接关系到疫苗的保质期。笔者在化学反应速率与温度的关系相关学时内容讲授过程中结合该教学情境,引导学生学习阿伦尼乌斯方程,利用阿伦尼乌斯方程的不定积分和定积分形式剖析速率系数与温度的关系,再结合已学的化学反应速率方程,计算出不同保存温度下疫苗的保质期。在该学习过程中,学生清晰地了解了疫苗冷藏储存的重要性,综合掌握了化学反应速率方程和阿伦尼乌斯方程的应用,学习目标得到明确,学习效果得到提高。 6结语 物理化学是一门重要的理论课程,传统教学模式已经不能满足当下应用技术转型教育的需求,如何进一步提高教与学的质量,培养具有创新能力的应用型人才,需要授课教师不断的探索、改革和实践。在物理化学实践教学中,通过创设丰富多彩的教学情景,有助于激发学生的学习兴趣,促使学生主动学习,提高教学效果。同时,在不同的情景教学中可以提高学生分析问题、解决问题的能力,培养学生的探究能力和创新能力。情景教学的形式多样化,如何创设与教学内容紧密联系的教学情景,做到有目的地组织教学,有目标地培养人才,对一线教育工作者提供了新的挑战和机遇。
0引言 我国的装备制造行业是目前阶段国民经济发展中的重要产业,关系到国家的整体发展和综合国力的提升,国家出台了相关政策,针对装备制造业的发展给出了许多优惠政策和较大的扶持力度,提出要真正落实装备制造业的深入研究和完善建设,把握住装备制造业的技术核心,实现自主创新。真正提升自主创新能力,构建出现代化的装备制造技术研究体系。逐步实现国家发展机制的转变,促进建成创新型国家,为未来阶段的国家发展和社会进步提供支持动力,真正实现跨越式转变。 1装备制造业的技术引进与自主创新的重要性 对装备制造业来说,如果要实现传统制造业的优化升级,就要引进先进的技术,同时,还要完全消化技术,将借鉴来的技术转化为自己的学习经验和学习理解,融入到技术创造的过程中,实现自主创新。引进发达国家装备制造业的核心技术和先进关键技术,比如配套零件生产技术深入研究并不断探索吸收其中精华,落实到国产技术研发的过程中,促进国产技术研发工作的有效进行,带动我国传统制造行业的优化转型。在这样的发展背景下,从单一的技术引入到引进和自主创新,将技术发展水平提高到一个前所未有的水平,这是一个国家的发展过程中必然转换的结果。在社会主义市场经济体制背景下,通过政府的宏观调控和市场的需求引领,来实现我国装备资产的合理规划和有效改进。企业要实现规模扩大,得到技术发展动力,要根据具体需求加强“产学研”工作的进展,也就是融合企业、高校、研究机构共同促进技术创新,加强技术研究,强化装备制造工业的技术发展,创设技术研究体系和技术创新体系,投入更多资金融入到技术研发过程中,明确引进技术与自主创新之间的联系。引进技术进行合理消化,再实现自主创新是我国装备制造业实现发展的重要途径,可以明确的是,技术引进为自主创新提供知识基础,自主创新升华技术引进的吸收效果。自主创新能力已经成为一个国家和地区实现崛起的核心竞争力,是第一竞争力。提高自主创新能力,建设创新型国家,作为国家发展战略的核心,是提高综合国力的关键,是实现又好又快发展的重要途径,是贯彻落实科学发展观的必然要求。 2装备制造业的技术引进与自主创新的关系 技术引进与技术创新是本质不同的概念,在一定条件下,可以引进技术,但技术创新能力却不能引进,只能在自发情况下创造。可以明确的是技术创新是内部系统中衍生出来的,只有经过系统的研究和有效的产品研发才能实现技术革新。我们的技术体系要吸取国外的技术,并在自己的技术基础上建立起自己的知识积累。再建设技术开发平台,采用独立的方式进行技术研究,最终实现自主创新。“引进来”以“外来”为重点,而“自主”则以“内举”为重点。但是,自主性创新,并不等于自己的发明,所有的东西,都是白手起家开始的,并不需要拒绝别人的支持和借鉴。实际上,引入和消化也是我国自主创新的捷径。技术能力发展决定了企业的自主创造能力。如果不是这样,无论我们怎么引入技术,技术上的鸿沟都不会被跨越,更不可能成为自己的力量。要实现自主创新,就要解决核心的技术问题,要抓住技术优势,也就抓住了核心竞争力。从当下来看,核心竞争力想要通过交易的形式得到是非常困难的,因此,应当将关注点放在自主创新上,利用可利用的技术资源,再根据自身的创造理解来实现核心技术的研制与改进。不断落实技术引进与自主创新的共同价值,不断构建现代化的技术研究体系和创新机制。自主创新与技术引进之间有内在的对立性与一致性,技术引入既是企业自主创新的前提,又是企业自身的技术进步。在完成自主创新的基础上,再实现技术引进,就是要求避免全部依赖技术引进要适当开展自主创新,将技术引进学习到的经验作为巩固与加强的手段,为自主创新技术提供发展出路。自主创新是技术引进的升华,也将技术引进当作发展基础。我国是一个发展中国家,未来阶段还需从国外引进大量的技术,一定要将核心重点放在学习与消化上,在这个过程中积累经验,真正吃透技术,才能将引进的真实价值体现在自主创新的过程中,真正改善我国的技术研究环境,促进我国科技水平的发展进步。 3我国装备制造业的技术引进与自主创新的现状 作为支撑我国经济和国防发展的重要支柱型行业,我国的装备制造业的发展水平从某种意义上反映了民族整体的能力。在国家工业政策的支持下,世界范围内的工业结构发生了巨大变化,中国的设备制造行业得到了显著的发展,并逐步建立起门类齐全、规模较大、层次较高的工业系统,并已成为国民经济的主要支撑。2020年,我国装备制造业整体营业收入规模达到39.92万亿元,同比增长4.89%,增速较2019年有所上升。其中,专用设备制造业的营业收入增速最快,达到11.04%,计算机、通信和其他电子设备制造业的营业收入占比最高,2020年营业收入达到12.1万亿元。高端设备制造业是一种以先进技术为主,处在价值链的最顶端的关键环节,它支撑着整个行业的整体能力,是支撑着行业结构的支柱,是推进产业转型的发动机。由于我国长期依赖“引入—落后—再引入”的发展方式,致使其在高附加值、高知识技术密集的高技术领域中始终处于被动地位,而近些年,由于国家对战略新兴产业的关注以及政策上的鼓励与支持,使我国高端装备制造工业取得了引人注目的成就。随着我国工业结构调整和结构调整,我国的高端设备制造企业面临着新的发展机会和新的挑战。2022年一季度制造业增加值同比增长超6%,制造业增加值占GDP的比重达28.9%,同比提高1.3个百分点,制造业投资明显回升,一季度制造业投资同比增长15.6%,比去年全年加快2.1个百分点。近几年,我国相继出台了一系列的政策规划、行动计划或者具体的管理条例,以促进我国工业发展,加速建立制造业大国的进程,同时出台了一系列的相关管理法规。但目前,特别是中小型企业的生产运营依旧存在很多的问题。我国民营经济面临的诸多问题如融资难、融资贵、应收账款回款难、物流成本偏高等问题日益突出。与此同时,由于我国的人口老化问题严重,员工整体薪资水平的提高,许多行业都在使用智能化设备取代人力工作,这也给国内的高端设备制造业带来了巨大的商机。从当前的国内外市场形势来判断,当前的装备制造业正处于从“中国制造”到“中国智造”升级、发展阶段。我国的产业结构调整面临着较大的挑战,主要是由于全球生产大国的技术优势、国际产业转移和国际经济发展趋势的变化,导致了资源、环境、成本等方面的压力。而新技术的快速发展也是推动制造业转型和提升的重要支持动力。中国装备制造业企业升级转型可以从五大途径进行:传统制造向智能制造转型、供应商向综合服务商转型、单一工厂向全球供应链转型、借助资本力量实施产业结构调整以及打造创新型工业互联网平台。 4我国装备制造业自主创新能力的提升路径 4.1环境优化体系:我国装备制造业自主创新能力提升之境 4.1.1加大对产业重点领域的扶持力度 目前企业间的竞争重心从企业的生产、管理转向了研发,政府应当在现有基础上,向各种科研项目拨出一部分经费,用于重点行业、重点企业和重点设备的自主研发工作。由政府出资,建立“自主研发”专项基金,对我国的重大技术、设备和共性技术进行消化、再创新有重大影响。政府应当在技术引进、技术开发、政策制定、信息发布、特殊工程项目的组织和实施上做好统筹规划,加大对产业重点领域的扶持力度。 4.1.2加强政府采购扶持力度,鼓励使用国产装备 通过项目设计、预算控制和招投标等形式,鼓励政府部门和企事业单位利用国家政府优势购买技术和设备,为装备制造业企业的自主创新提供有力的支撑。国家政府要支持广大客户对国产设备的选择,尤其是第一批自主生产的国产设备。对于优先引进国内设备的重大工程,政府将对其予以贷款补贴。此外,可由政府与制造企业共同建立设备制造企业的风险投资,为首批企业提供全面保障。 4.1.3加快建立和完善中介组织面向企业的社会化服务体系建立 “以市场为导向”的运行方式,建立“公共技术与资源”共享平台,使之与全国的科技基础平台相适应、互促进。建立科技成果的转化和应用,提高其产业化水平。要持续提高中介机构的服务质量,协助企业扩大合作,加快创新,保护自主知识产权,实施“走出去”政策。 4.1.4规范外资并购 鉴于外资企业在我国的兼并浪潮中处于领头地位,必须注重在不断拓展、对外开放的基础上,增强本国产业的国际竞争力。我们要坚持“以我为主”,坚持对外开放、引进资本、创新技术、改善经营、加强自身发展,确保缩小与先进国家之间的技术差距,保持对工业的绝对掌控,健全对外资行为的监管体系,持续提升利用外资的质量和水平,保障我国设备制造业的安全。 4.1.5加快制定行业技术装备政策 提高国家行业标准水平,改善国家标准,淘汰落后的工艺设备,促进工业和科技的发展。要大力引进世界先进的技术,为国内设备制造企业进入世界市场提供有利的环境。加快出台重大设备购置管理规定和相关法律、法规,为促进行业公平竞争创造有利的法律和市场环境。 4.2财税支持体系:我国装备制造业自主创新能力提升之源(1)持续增加政府投入,优化财政支出结构。(2)拓宽企业融资渠道。加大创投资金投入力度,大力引进大型创投资金,加强与发展银行等金融机构的协作。充分利用创投资金,实现对资本的洞察力和对政策的掌握。指导和扶持各大银行以自身的创新能力作为信用评估指标,对设备制造业的关键技术项目和“产学研”合作项目给予贷款,并在此基础上形成信用评级制度。支持外资企业在国内外资金市场上进行资金筹集,将其由政府贷款的形式转为以国内外资金为主导,同时也要鼓励和指导我国公司采用兼并收购等形式引进国外的技术。 4.3创新驱动体系:我国装备制造业自主创新能力提升之力 4.3.1促进跨国企业实现国外技术转让,并指导其与本国科研院开展业务合作 要加强对外资企业的技术转让、相关贸易等方面的深入分析,制定相关的税务激励措施,以促进技术转让或按持有的股权给予适当的税收激励。鼓励外资企业与本国科研院所合作,共同参与国家科学技术计划,增强自主研发实力,并在一定程度上形成中国自主知识产权的自主创新,并将其所有权归于相关政府部门。 4.3.2强化公司技术研发组织 在政策指导下,鼓励各大公司自行设立技术研发机构,并建立逐步完善的研发系统。要积极推动技术研发中心成为关键技术、共性技术研发和应用的重要载体,增强其在我国工业技术和自主创新能力方面的作用。可以在具备一定规模的大公司中,建立起全国性的技术创新体系,从而推动其在产业中的技术革新。 4.3.3引进、培养创新型工程科技人才 鼓励各单位引入更多人才,并带头开展科技创新,吸引在国际上有重大影响力的先进人才和各类全面人才,为其开通绿色通道,给予适当补偿及其与相关人员社会保障和子女教育问题,通过加强合作并有效建设人才培养基地,逐步促进现代化人才和创新型人才的全面培养。 4.3.4完善科技基础设施平台建设 国家需要注重科技平台的有效建设,也要做好科技资源的改进和完善建设,加强科技基础建设,从而促进科技设施水平的有效提升。 4.3.5组建创新同盟,加强以企业为主体的科研与技术协作 鼓励各大企业与研究单位广泛结成技术创新战略同盟,共同研究重大技术问题,通过对现有的资源进行整合与优化,构建以“共享”为中心的协作体系。支持有实力的高校、科研机构和公司建立技术中心和合作基地或者通过合资、投资、参股等多种形式进行合作。 5结束语 综上所述,要正确对待我国装备制造业的发展地位,分析我国装备制造业的发展状态和自主创新模式。根据未来阶段的发展情况,探究有效的发展道路,为国民经济体系的高质量发展提供力量,也积极落实可持续发展观和科学发展观。 参考文献 [1]王成东,李光斌,蔡渊渊,等.中国高端装备制造业自主技术创新效率稳定性及影响因素研究[J].科技进步与对策,2021,38(22):58-67. [2]徐挺.装备制造业自主创新能力评价研究———以佛山市为例[J].企业改革与管理,2021,(04):51-52. [3]刘威.装备制造业全流程管理创新方法研究[J].现代商贸工业,2021,42(16):95-96. [4]李蓁.我国装备制造业产业国际竞争力分析———基于RCA指数和钻石模型[J].现代商贸工业,2011,23(24):1-2.·6· 作者:梁芃 单位:中国船舶工业贸易有限公司
建筑方面论文:对建筑工程技术方面的研究 摘要:随着时代的发展科技的进步,人们对于日常生活质量有了更高的要求。为了满足人们的要求,建筑工程技术需要不断的进行发展与革新,采用一些新型的科学技术,只有这样才能够顺应时代的不断发展并且满足人们现阶段对于住房更高的要求。这也是建筑工程得以发展的最根本原因。在建筑工程中,施工技术是形成工程最为基本的环节之一。因此提高建筑工程的质量,最为关键的步骤就是提高建筑工程中的技术。本文简单介绍了建筑工程中的建筑施工技术,并且结合目前建筑工程的发展趋势,对未来建筑施工技术的发展趋势进行探讨,希望能够为相关的部门与单位提供一些参考与帮助。 关键词:建筑工程;施工技术;现状;发展趋势;研究 1概述 在建筑工程中,最为重要的是工程的质量。只有保证工程质量,才能保证建筑的使用功能,提高建筑的使用年限,并且促进建筑工程的发展。而纵观建筑工程,能够保证工程质量最重要的部分便是提高建筑工程的施工技术。通过不断提高施工技术,不仅能够提高施工效率,加快施工进程,而且能够解决之前建筑施工中存在的难题,从而保证建筑工程的质量。本文对建筑工程的技术方面进行了简要的研究,并且提出了建筑工程技术的发展趋势。 2建筑施工技术的发展现状 建筑施工技术是整个建筑工程技术中的一个重要技术,它直接关系着建筑工程的质量。因此,建筑施工技术需要不断革新,这样才能满足时代的发展的要求和满足人们的住房要求,也才能进一步的提高建筑工程的质量。建筑业是我国的国民经济支柱产业之一,因此对于建筑行业的施工技术而言更需要不断的进行技术方面的改革与革新,才能满足人们不断发展的需求。建筑施工质量控制与管理也需要不断的进行加强,只有这样才能更好的实现整个工程的施工。建筑施工技术的分析主要有以下几个方面: 2.1混凝土施工技术 在建筑工程中,混凝土施工技术是十分重要的。随着我国建筑的快速发展,建筑施工技术得以不断的有所提高,但是在许多方面还需进行进一步发展与研究,研发出更新的更科学施工技术。经过我国多年的建筑实践,已经形成了一套较为完整的混凝土支模技术工艺。比如全钢大模板在很多建筑工程中都得到了广泛应用。这种模板特点是刚度大,表面较为光滑,能够承受很大的来自于混凝土侧压力。目前,钢木模支模体系还是我国主要采用的混凝土支模工艺,这种体系在有些方面难以满足工程要求。混凝土作为建筑工程材料,为了能够使混凝土发挥出其作用与其独有的特性,就必须采用更为先进的施工技术,才能够更好的完成混凝土施工,进而完成整个工程。 2.2防水技术 建筑工程中的防水技术也是一项重要的技术,这项技术对建筑物的使用期限有着直接影响。因此在施工过程中应该采用先进科学的防水技术来进行防水,保证工程的施工质量。随着我国建筑的不断发展,防水技术的发展得到了快速的发展与广泛关注。防水技术内容主要有两个方面,一个是屋面防水,另一个则是地面防水。无论是哪一种防水,防水材料的选择都是十分重要的,并且还需考虑多种影响因素,对防水进行综合性的治理,这样才能更好的进行应用防水技术,保证建筑的施工。目前,我国的建筑防水主要采用的还是较为传统的防水技术,与现代建筑工程要求有一定的差距的。因此,需要结合已有的防水技术进行技术创新,并且对影响防水技术施工的相关因素进行综合考虑,保障工程质量。 2.3基础施工技术 在建筑工程中主要的基础施工技术包括深基坑支护技术与桩基技术等,正是这些基础施工技术存在,才会使得建筑工程得以进一步的进行施工。因此基础施工对于建筑工程质量的影响不言而喻。然而我国建筑行业起步较晚,一些基础施工没有成熟完整的技术与步骤,许多技术都还在研究与探索之中,提高现有的基础施工技术的主要方式就是对已有的存在问题的基础施工技术进行研究,结合建筑工程的特点,推出更为先进的基础施工技术,保证建筑工程施工的更好进行。 2.4混合结构工程 由于我国现代建筑发展的相对较晚,很多的施工技术并没有形成一个完整的体系。虽然近些年来建筑工程施工技术得到了很大的发展与提升,工程中混合结构也得到了越来越多的应用,但是与一些发达国家的建筑结构相比还有较大的差距。现阶段我国建筑工程中采用的结构主要是是钢筋与混凝土的混合结构。这种混合结构有很大的优势,能够满足现阶段人们的要求,但是随着科学的发展与社会的进步,人们对房屋建筑工程的要求越来越高,人们对于工程结构的要求也在逐渐提高,钢筋混凝土的混合结构逐渐不能满足人们的需求。因此,需要研究出更科学合理的工程结构,以便能够满足人们对于现代建筑的要求。 3建筑施工技术的发展方向 3.1逐步实现工业化 随着建筑的不断发展,建筑工业化的水平也得到了很大的提高,但距离人们对于建筑工程的要求还有一定差距。随着科学方面的发展,建筑工程中的相关技术进一步的成熟,建筑在发展传统生产方式的基础之上,逐步实现建筑的工业化水平。主要体现在建筑设备的自动化等方面。不仅能够加快建筑工程的施工速度,而且能够大大节省建筑施工的人力,降低建筑工程的施工造价。 3.2节约型的施工技术 以往的建筑工程中由于很多因素的影响,往往会剩下一些尚未使用的建筑材料,这些建筑材料有些能够回收再利用。但是一般情况而言,那些剩下的建筑材料都没有经过一些措施被回收利用,更不要说被再次使用,这是建筑工程中很大的浪费。针对现阶段如此严重的材料浪费情况,未来的建筑工程的发展方向应该是节约方向。一方面采用节约型的建筑工程技术,以达到降低工程成本的目的。另一方面,则对一些剩下的建筑材料进行系统的回收再利用,降低建筑工程中浪费的现象。 3.3形成完整的技术体系 我国的建筑工程一般而言都是采用各个分开的施工技术,并没有形成完整的技术体系,往往是根据施工进度的不同而采用不同技术进行建筑工程的施工。对于建筑工程而言如果没有对工程施工进行整体规划,或者是工程没有形成完整的技术体系都会对建筑工程的施工质量有所影响。一旦在施工过程中出现了突发情况,应用零散的技术难以对此进行有效的解决。因此对于建筑工程而言,形成完整的技术体系是非常重要的。不仅是为了能够在建筑施工中的每一步都有所依据,而且能够在出现突发状况的情况之下进行及时的解决。未来的建筑工程施工技术的发展方向会趋向于更加完整的技术体系。一方面对建筑工程的施工进行整体的把控,另一方面也是为了能够进一步提高施工技术,方便进行施工技术的管理。只有这样才能够不断的发展建筑工程施工技术,保证建筑工程质量。 4总结 在建筑工程中,最为重要的是工程的质量。只有保证工程质量,才能保证建筑的使用功能,提高建筑的使用年限,并且促进建筑工程的发展。而纵观建筑工程,能够保证工程质量最重要的部分便是提高建筑工程的施工技术。通过不断提高施工技术,不仅能够提高施工效率,加快施工进程,而且能够解决之前建筑施工中存在的难题,从而保证建筑工程的质量。 通过对混凝土施工技术方面、施工中的防水技术、基础施工技术方面、混合结构工程方面等建筑工程技术的分析,分析了我国现阶段建筑工程施工技术存在的不足与问题,并且据此提出了我国施工技术的发展方向。工业化、节约型、拥有完整技术体系的建筑工程施工技术将会是我国建筑工程未来发展方向。筑施工技术需要不断革新,这样才能满足时代的发展的要求和满足人们的住房要求,也才能进一步的提高建筑工程的质量。 建筑方面论文:建筑人性化方面设计小思――以南昌市长桥医院为例 摘要:医院建筑中病人应该如何生活?这个问题本身就是伦理的反思,安藤忠雄说过建筑的一半依赖于思S;另一半则源自于存在与精神。长桥医院的外观效果主要是基于其存在与精神构思--瀑布,自然象征的力量,水势由梳至密,再由密到梳,呼应了环境由平静到景观广场的热闹,再到内庭院的安静,寓意帮人回归健康。体块的整体设计来源于中国伦理哲学中的四合院 “院落”建筑。 关键词:长桥医院 人性化 可识别 以人文本 过渡空间 引言-建筑通哲-人性化 耶鲁大学教授卡斯腾・哈里斯提出了一个跨学科的问题:“建筑的伦理人性化功能”。医院建筑中病人应该如何生活?这个问题本身就是伦理的反思,近期笔者参与了一个医院设计项目,其建筑设计中的细部伦理让我叹为观止。 一、设计人性化的体现 1、项目概况:该工程位于南昌市高新区,总建筑面积为25263.88平方米,地上十层,地下1层,建筑高度41.95米,为框剪结构,抗震烈度为7度,耐火等级为1级,屋面防水为1级。 2、外观设计中的精神化 安藤忠雄说过建筑的一半依赖于思S;另一半则源自于存在与精神。长桥医院的外观效果主要是基于其存在与精神构思--瀑布,自然象征的力量,水势由梳至密,再由密到梳,呼应了环境由平静到景观广场的热闹,再到内庭院的安静,寓意帮人回归健康。体块的整体设计来源于中国伦理哲学中的四合院 “院落”建筑,如图一中庭采用玻璃屋顶,是传统与现代的完美结合,后面高层的“住院部”与前面“门诊”的房,通过它们的意向围合,达到建筑与自然的“融合”贯通。 “上帝存在细节之中”,这句话也反应在长桥的入口设计,医院标志系统的设计在有效引导车流、人流、指示方位等方面发挥着重要作用,医院入口前庭设计中,急诊、门诊、停车场各功能入口的标志设计易醒目突出,使患者易于识别。医院外观与室内充分利用材质的美感,浅黄色石材与浅灰色铝塑板配以室内诊室木墙面为病人、医院创造了精致细腻、体质入微的视觉美感。入口没有像传统医院设计一样设计台阶,而是满足所有病人进出方便的“坡道”设计,体现该医院的人性化细节。 3、 功能与空间设计中的人性化 医院建筑功能的首要人性化气质在于其公共空间为患者提供一个可识别性,长桥医院为例满足患者心理,如图四中其急诊、门诊部人性化设计的有层次、有规律、前后有序、主次分明。在门诊大厅利用如中庭天窗中传达的光线差异、门诊与住院的体型高差差异等淋漓尽致的表达可识别的规律性。其二为先验性,长桥医院设计充分利用人民在生活中的行为导向经验。人们按系统寻求目标,迅速获取内科与外科的区分与识别。长桥设计中充分让人们先找大目标门诊、病房楼,特别是一层平面中西北角的急诊人民凭借先验性经验判断急诊中的 定位、隔离与挂号的独立一体的生活规律,大目标无误再找中目标,像各相关科室,如二层的血检、三层的彩超等,之后再找小科室,就是该科室内的诊室或病房。其三为单纯性,长桥医院设计的主要流线单纯,造型新颖,空间模式、交通流线简单明确,方向性强,路口不杂乱,长桥医院设计中1-4层基本是以环形中庭为交通流线,四层以上体块简洁,走道为一字内廊式,着实让患者和医生 “过目不忘”。细节设计色彩对不同功能的具体分区,病人不易迷失方向,长桥医院中每层的护士站均采用了不同的颜色,有红、黄、绿、篮 ,代表医院所处地南昌的“红色之都”。 门诊大厅此处的色彩用淡雅、高明度、低彩度的调和色,以获得统一协调的基调和令人心平气和的氛围。当然还有各种形象鲜明的“环境小品”色彩的点缀。给医院更增加了人性化情怀。 长桥医院的另一功能体现在它的区位性,如独立性,大的科室位置明显,易识别、空间无遮挡,住院部从5层以上具有其有强烈的中心性与排他性,一层平面西部的药房与东北的放射科,自成一区,交通功能无干扰,具有独立尽端,不存在明显的穿套。其二为相近性,如三层的彩超、肺功能、脑电图等相近近布置,利用同一个候诊厅。其三为闭合性,大多专属领域的门都是常闭性,不光是考虑医院功能中的闹与静、洁与污,也考虑防火、隔烟等功能。其剖面功能布局对表现其区位性可见一斑。 二、结语:源远流传的人性化医院设计要满足总体的统一和“折射” 兼收并序的困难的统一而不是排除异端的容易的统一,部件与片段,与总体结合起来产生一种连续性、就像现代主义与后现代主义的结合包容、古典建筑与浪漫型建筑完美结合是一种总体的统一。而医院建筑设计的空间的伦理应该是如现代主义说倡导的理念,现代主义认为室内外应该是 “流动空间“,室内外为圆滑过渡甚至相连、相同,室外应无条件的表现室内。同时也兼顾后现代主义如文丘里提倡的矛盾性与复杂性,主张隔离空间,如患者的隐私心理,以及室内外要畅通为主。医院的绿化环境、声、光等因素是促进病人心理与生理恢复的“折射”细节,因此,新形式下的医院建筑公共空间环境设计更注重综合考虑病人的心理、行为等多方面因素,通过使用绿化、色彩、 材质等手段对病人最佳的视觉、听觉、嗅觉、触觉之刺激,以产生良好的心理效果。 建筑方面论文:基于性能的抗震设计在建筑结构方面应用研究 摘 要:本文简要介绍了基于性能的抗震设计方法在一些典型建筑结构方面的应用,并结合相关研究分析了各种方法的异同。 关键词:性能;抗震;建筑结构 基于性能的抗震设计理论是20世纪90年代初由美国学者提出,按此理论设计的结构在未来的地震灾害下能够维持所要求的性能水平。基于性能的抗震设计作为一种更合理的设计理念,代表了未来结构抗震设计的发展方向,引起了各国广泛的重视。我国国家自然科学基金“八五”重大项目“城市与工程减灾基础研究”的有关专题就开始涉及到这方面的研究。国家自然科学基金“九五”重大项目“大型复杂结构体系的关键科学问题和设计理论”的一些专题包含了这方面的部分内容。中国建筑科学研究院工程抗震研究所联合国内部分高校和研究所开展了“我国2000年工程抗震设计模式规范”的研究,并于2000年《建筑结构学报》第一期介绍了这方面的研究成果。 目前,基于性能的抗震设计思想已经渐渐为许多建筑结构的设计、施工、维护所采用。 一、大跨度悬臂桁架结构 范峰等在研究了悬臂桁架结构的强震失效机理的基础上,详细介绍了基于性能的抗震评估方法――增量动力分析(Incremental Dynamic Analysis,IDA)的基本原理和具体实施步骤,阐述了IDA方法相关参数的确定原则,并利用该方法对悬臂桁架结构进行了有效的抗震性能评估,从概率的角度评价了悬臂桁架结构在未来遭遇地震时的可靠性。 二、钢筋混凝土高墩 李正英等根据钢筋混凝土高墩的地震反应特性,确定采用曲率延性系数作为性能参数,并给出桥墩在地震作用下曲率延性系数对应各性能水准的量化值。分别以位移延性系数、位移角限值以及曲率延性系数作为性能评价指标,采用增量动力分析法对桥墩进行抗震性能研究。 三、桥梁结构 邹永旺,贺国京在分析方法的基础上,应用统计的强度折减系数模型,基于概率分析方法,应用随机地震作用模型考虑地震作用的随机性,评估桥梁结构在确定性烈度的地震作用下和年基准期内的抗震可靠度。 穆哲,杨光辉对红旗村黄河大桥进行了Pushover分析和抗震能力评估,最后分析了现有加载模式和非线性分析的差异。Pushover分析方法是一种用于预测地震动作用下将复杂的动力弹塑性问题简化为静力弹塑性问题的近似方法,主要讨论结构在地震动作用下所受到的变形和力。其基本原理是:在结构分析模型上施加某种方式的荷载(如模态荷载、均匀荷载、倒三角形荷载等)来模拟地震水平惯性力。 抗震性能目标规定为在给定设计地震动水平下结构超过规定的抗震性能水平的条件概率,以期解决我国公路桥梁的抗震设防目标长期没有规定预期的可靠度的问题;采用一次二阶矩法,建立基于需求能力系数的抗震性能设计的极限状态方程,该方程同时考虑结构地震需求和抗震能力的不确定性。 四、RC框架结构 崔双双,吕大刚采用静力能力谱方法、动力能力谱方法和时程分析方法,对所设计的RC框架结构进行分析,研究不同强度需求谱作用下结构整体抗震性能系数的需求值。针对“侧向连续倒塌”失效模式,采用基于备用荷载路径的Pushover方法、静力能力谱方法、IDA方法和位移需求能力系数法,分别从强度、耗能以及变形的角度,对所设计结构的抗侧向连续倒塌能力进行研究,并将基于承载力的鲁棒性指标分别拓展到基于谱加速度和变形的鲁棒性指标。针对“竖向连续倒塌”失效模式,采用考虑构件失效加载方案的Pushdown分析方法和考虑构件失效时长的竖向IDA分析方法,分析损伤结构在初始屈服状态、整体屈服状态和承载能力极限状态时的抗竖向连续倒塌能力,并得到其相应的抗竖向连续倒塌鲁棒性指标。 杨伟,欧进萍等在基于性能的抗震设计理论研究的基础上,针对Park Ang提出的双参数损伤模型,首先研究了其简化的计算方法;在已有的“规范设计+损伤验算”的损伤设计理论基础上(这种损伤性能设计方法是将规范设计方法中的弹塑性变形验算改为损伤性能验算),进一步研究钢筋混凝土结构直接基于损伤性能的抗震设计方法。研究了基于Park Ang损伤模型的弹塑性反应谱(“损伤谱”,损伤谱综合考虑了结构最大位移反应和结构累积滞回耗能的耦合作用)。 马倩等针对传统能力谱法以基本振型为振动控制向量的缺陷,研究了高阶振型对结构动力反应的影响,详细推导了考虑高阶振型影响的结构动力方程;对钢筋混凝土框架进行了模态能力谱分析(简称MPA法)和时程分析,所得层间位移角曲线与倒三角、多振型楼层惯性力组合以及基本振型加载下的结果对比显示,高阶振型对高层结构的动力反应影响明显,采用模态能力谱法能有效提高结构性能评价的精度。 五、火电厂主厂房框排架结构 尹龙星等探讨静力弹塑性推覆(Pushover)分析方法在不规则结构分析中的适用性,论证多维空间推覆方法和考虑高阶振型对火电厂主厂房框排架结构的影响。研究不同加载模式下结构能力曲线和破坏模式的区别,并分析了不同状态下结构内力、变形、塑性铰分布与时程分析结果的差异。利用ATC40能力谱法和改进能力谱法对框排架结构进行抗震性能评估,探讨能力谱法用于不规则结构时的可行性,同时对比分析两种方法在评估过程中的优缺点,给出不同状况下的应用建议。基于性能的抗震设计是未来结构抗震设计的发展方向,基于损伤性能的抗震设计方法是其中重要的一部分内容。 六、总结 目前在结构中常用的基于性能的抗震设计分析方法主要包括:基于位移的设计方法、基于损伤性能的设计方法、基于能量的设计方法、综合设计方法、基于可靠度的设计方法等,基于位移的抗震设计方法大致有控制延性的方法(能力设计方法)、能力谱法和直接基于位移法。另一说法,目前在结构中常用的基于性能的抗震设计分析方法主要包括基于静力的分析方法、基于动力的分析方法、能力设计方法、结构易损性分析方法、综合设计法。基于静力的分析方法主要包括能力谱法、位移修正系数法、设计谱方法、适应谱推覆分析方法(Pushover法)、模态推覆分析方法(模态Pushover法)以及Ay-Dy格式地震需求谱等。基于动力的分析方法主要包括弹塑性时程分析法、增量动力分析法(IDA)、蚁群优化法等。(作者单位:大连理工大学建设工程学部) 建筑方面论文:关于民用建筑电气设计在安全方面的应用分析 摘要:众所周知,电气设计的安全问题是十分重要的,它不仅仅是为了以后人们日常生活的安全着想,同时也是为了保证建筑工程的安全。因此民用建筑的电气设计在确保基础功能之后,还需要多加考虑电气工程的安全问题。本文将结合实际的建筑案例,对民用建筑电气设计在安全方面做简单的应用分析。 关键词:民用建筑;电气设计;安全设计 1 概述 随着我国经济的迅猛发展,我国的城市化进程越来越快。随之而来的便是同样发展迅速的民用建筑。如果是传统的民用建筑,那么遮风挡雨的功能便已足够。然而时代的进步带给民用建筑的不仅仅只有发展,更有越来越齐全的功能。电气工程正是其中之一。但是对于很多民用建筑来说,电气设计很大一部分来自于经济效益的驱动,真正的安全问题却很少被人重视。这样一来,电气设计中存在的安全隐患便不在少数。为了能够规范民用建筑中的电气设计,对于电气设计在安全方面的应用分析是十分必要的。 2 民用建筑及电气设计 2.1民用建筑的特点 随着时代的发展,民用建筑的高度和面积都在不断的增大。纵观现有的国内民用建筑可以发现,现在的民用建筑一般都在30米以上。由于地表的面积有限,所以民用建筑面积的扩增不得不依赖于民用建筑的高度。因此民用建筑很大的一个特点就是高。 2.2电气设计的特征 在日常生活,我们会用到的电气设备非常多,成为了工程设计中的主导因素。其中包括有日常使用的照明设备,电梯设备,以及给排水设备、锅炉房设备,消防设备等等。其中尤以消防设备和日常使用的照明设备消耗的电量最多,在电气设计时要尤为注意。因此电气设计的特征就是根据电气供给的设备不同,对每一种设备都要有合理安全的设计。 2.3电气设计的基本原则 在保证了电气设备能够正常使用的情况下,如何控制电气设计实施过程中资金的使用以及尽可能的降低成本,成为了非常需要关注的问题。这不仅仅是对于经济方面有利,同时在另外一种程度上也是尽可能的保护环境,贯彻落实科学发展观。第二,安全性原则。安全性对于任何工程来说都是第一位的,电气设计也不例外。因此在进行电气设计的时候一定要注意安全性的问题。只有这样,才能保证电气设计实施的顺利进行,保证施工人员的安全,保证整个工程的顺利完工。电气设计的安全性不可忽视,施工过程中的安全性同样重要,因此在实施电气设计的时候还要注意时时检查,保证安全。第三,可靠性原则。在电气设计的特征中有一条:需要消耗大量的电量。因此在进行电气设计的时候要充分考虑到这个特征,保证电气设备能够在充足的电量下运行,保证电气设计的可靠性。 3 民用建筑电气设计在安全方面的应用 3.1模数化配电箱的选用原则 模数化配电箱是在民用建筑中用途最为广泛的配电箱。不仅如此,模数化配电箱的型号一般也都会选择PZ30,但是严格来说,这个型号的模数化配电箱是不能够使用的。PZ20才是更为正确的选择。要正确选用,就要分清这两种配电箱有什么不同。首先,PZ30是更为专业的,是专业人员才能够设计使用的,一般用在工厂等的生产场所。而PZ20则更加亲民化一些,是普通的非专业人员就可以设计使用的,一般用在民用建筑中。对于后者,安全保护是更为重要的,比如说配电箱的主开关是隔离开关,并且设置有端子外罩。不仅如此,为了防止人们不小心触碰到配电箱,还在电路连接处设置了障板。这些措施的设置都是能够保证人们日常使用安全的,而前者则不会有这些保护措施。 3.2灯座的选择及导线的保护 很多民用建筑中都忽视了导线的敷设保护这样的安全问题。尤其是在一些旧房改造项目中。在很多的旧房改造电气设计中,都采用了直敷布线的方式,这种方式的后果就是在没有任何保护措施的情况下,进入到地面距离1.4m的高度直接装照明开关。其实这样是非常危险的。而暗敷线路在按照最近路线敷设的时候则又因为房屋的面层不够厚而造成了处理线路管线交叉方面的难度。我国《低压配电设计规范》中有明确指出,当导线垂直敷设至地面低于1.8m的时候,应该进行穿管保护。为了能够解决这个问题,可以采用暗敷,不要采用最近的线路,而是顺着墙缝这样的方式进行敷设。这样一来,就可以将交叉的问题放置在墙缝中,而照明线的问题则可以通过安装线盒的方式来处理。 灯座选择是另外一个问题。我们都知道在入住之前的装修中,我们一般都会将灯座布置在灯位的地方,节约是一方面,同时也是为了能够更加环保。因此选择紧凑型荧光灯成为了一个很好的选择,安全问题能够有很好的保障。 3.3特殊场所的电气设计 在民用建筑中,所谓特殊场所,就是指的浴室。因为浴室中的水汽会因为洗澡等原因而十分重,这样一来很容易发生事故。如果在浴室中活动,一不小心触碰到了电压,那么就会因为水汽问题导致十分严重的后果。所以,电气设计的安全应用在这一方面显得尤为重要。那么在安全设计中都有哪些原则呢?首先,配电箱一定不要与浴室共墙体。因为浴室中水汽很大,会慢慢的渗入到墙体中,进而进入到配电箱中,发生安全事故,对人们的安全造成很大的威胁。其次,不能将开关等设备安装在浴室中。不能安装的原因还是水汽的问题。但是很多民用建筑在浴室中安装防水的开关设备,其实这样还是不符合国家的安全规定并且有很大的安全隐患的,如果能够避免还是尽量避免为好。因为虽然说是防水开关,但是防水效果如何,我们无从知晓。为了住户们的生命财产安全,我们还是严格按照国家的规定进行设计施工,这样才能够最大程度的保障人民的安全。浴室的照明问题也是需要引起重视的,在电气设计中,要将浴室的照明与民用建筑中其他的照明分开设计,除此之外,还要对浴室照明采用漏电保护措施,以防因为水汽问题造成安全事故。 3.4负荷问题的长期考虑 我们知道,如果电气设备长期处在超负荷状态下,那么就会加速线路的非绝缘性,导致安全事故的发生。因此在尽可能保证电气设备不处在超负荷状态下之外,我们也应该从电气设计方面预防事故的发生。因此,为了负荷问题的长期考虑,我们在选择电缆的时候,要用发展的态度来选择,在开关选取的时候,按照常使用的负荷强度进行选择。整定电流在开关的选取中是不错的选择,因为它不仅考虑到了负荷的使用,还考虑到了它的发展。除此之外,回路分配也是需要考虑的问题,因为它对于电线电缆的负荷方面有着重大的影响作用。在电气设计的时候也要多加注意。近些年来我国出现了新型的耐火电线电缆,为了负荷问题的长期考虑,可以选择这种新型电线电缆,但是注意一定要符合国家的相关规定。 4 总结 在民用建筑中,电气设计的安全问题对于整个建筑的使用都是非常关键与重要的,不仅仅是为了保证建筑的正常使用,更是为了保证人们的生命财产安全。因此,在电气设计中,要严格遵照国家的相关规定进行设计,这是非常重要的一个方面,另外,设计师们也要能够始终秉承着对国家负责,对人民负责,对社会负责的态度进行设计施工。电气设计在民用建筑中的安全是建筑设计中非常重要的一部分,它的成功意味着建筑施工的成功,也是促进建筑不断发展的不竭动力,同时也是保障人民日常生活安全的重要举措。 建筑方面论文:浅析民用建筑电气设计在安全方面的问题 摘要:现代化的建筑主要包含电气、建筑与暖通等部分,尤其电气设计对于建筑设计至关重要,其设计建筑使用便利性和安全性,同时对于电气设计报价与施工有着指导性作用。文章主要分析了电气安全设计原则与内容,通过实例分析电气设计的问题,并提出解决措施,以期保障人们的生命财产安全。 关键词:民用建筑;电气设计;安全 由于我国地势起伏比较大,导致导线架设难度加大,尤其一些较为偏远的山区,经常会出现安全事故,导致输电有效性与可靠性得不到保障,严重者还会威胁到人们的人身财产安全。因此,在我国建筑电气安全设计中,电气设计工程师应充分发挥自身的专业水平,认真做好建筑电气的质量、安全等工作,同时建筑电气的安装应与相关的安全要求与标准相符合,以便降低电气事故的发生率。 一、建筑电气设计中安全原则与内容 (一)建筑电气安全设计原则 安全性原则。在建筑电气的安全设计中,应该首先分析和研究各系统和使用设备的安全潜力、并对可能的安全措施进行经济比对,选用先进技术和方案,减少和降低与建筑物功能无关的能源消耗,从而提高建筑电气安全水平。 实际性原则。在建筑电气安全设计的环节中,设计人员应对安全的实际性原则进行充分、仔细考虑,如对于建筑电气设计中安全所需的材料、设备等,使其使用与选择一定要遵循实际、实用性原则,以便从源头上开始安全工作。 适用性原则。建筑电气安全设计的适用性原则,主要体现在建筑工程竣工后,其不仅能够给建筑物中的各种设备提供运行动力,还要能为居民的日常生活提供方便、舒适的生活环境;然后在以上问题的基础上对供电设计进行节优化,继而促进建筑电能的有效利用。 (二)建筑电气设计的主要内容 1. 设备自动化监控电脑系统。在建筑电气设计的过程中,需要设置自动化的监控系统,以便及时发现故障,从而减少人力劳动、提高经济效益。 2. 确定变电所位置。由于建筑用电量比较大,工作人员在对变电所的位置进行确定时,应使高压与负荷中心的距离越短越好,尽可能的深入负荷中心,只有这样才能有效达到节约电能的目的。 3. 电气照明。建筑装饰与照明之间有着非常密切的关系,两者相辅相成,因此在建筑电气照明中,应将功能与艺术进行有效结合,可有效节约电能。同时电气照明的照度设计、眩光控制、灯具造型及布置等,或者选择具有高光效点光源,对于建筑电气的安全十分有利。 二、民用建筑电气设计安全问题实例分析 (一)工程概况 某建筑总面积大约有62000平方米,主要包含四栋楼,地下有一层,而地上有二十五层,其中,二号楼为22层、三号楼为二十四层、四号楼为二十四层。一到两层作为商铺,而三层以上是住宅,四栋大楼排列成L形。 (二)该建筑常见的安全事故发生原因 1. 线路故障 电路线路的荷载超过极限会致使电力传输的能力弱化,导致热量不断增加,使得电路老化速度增快,甚至于引燃附件易燃物与导线绝缘体。另外,在设计部分电气线路时,没有充分考虑周围环境因素,如:空气潮湿、多灰尘与温度的环境,容易使线路运行安全受到影响。 2. 电气设备的故障 部分老旧建筑物配电系统的可靠性比较差,甚至于部分配电系统与质量要求不符,不能保证电力设备运行的安全性,如果电气设备发生常见故障,设备没有及时响应,也就不能及时解决故障,严重影响了电力传输的安全性。 3. 短路与过载的问题 短路与荷载是致使民用建筑发生电气火灾的常见因素,一般包含绝缘导线互相钩挂、缠绕,从而引发短路;如果电路设备使用时间过长,绝缘层因为潮湿或者是高温等原因会丧失绝缘的能力,容易引发短路的事故。 三、安全设计民用建筑电气的对策 (一)对供配电系统进行合理设计 对于建筑供配电系统进行合理设计,应对以下几方面进行充分考虑。对于变压器的台数与容量进行合理控制与选择。如在上述的建筑中,该项目所在地具有冬暖夏凉特点,因此在此建筑中采用分设变压器的方法,空调需要设置两台变压器,这样可随季节的不断变化而灵活切换,不仅可以降低能耗,而且能够保证空调运行的安全性。此外,在建筑电气安全设计中,配电系统应根据建筑的实际情况进行规划,同一等级的配电级数不易多于三级,以便保证配电系统运行的安全性与可靠性。 (二)合理选择模数化的配电箱 目前,民用建筑用途比较广的配电箱就是模数化的配电箱,模数化的配电箱型号通常是PZ30,但严格来说该型号模数化的配电箱应用并不广泛,最佳的选择是PZ20。要想正确使用配电箱,需要准确区分各种配电箱的异同点。其中,PZ30比较专业,主要用于工厂;PZ20则比较亲民,普通人员就能够设计与使用,主要用在民用的建筑中。与此同时,对于PZ20的保护也比较重要,例如:配电箱主开关为隔离的开关,同时设有端子的外罩。此外,为避免人们触碰配电箱,需要在电路的连接位置设置障板,有效保障人们使用的安全。 (三)合理选择照明系统 在建筑照明系统的选择中,应对与不同的地点采用不同的光效果,如在室内场所可选用荧光灯或功率较小的高压钠灯做光源;在空旷的室外场所可选择高强光气体放电灯做为照明光源。此外,在进行灯具选择上应尽量避免选择手动开启的灯具,采用手动控制的照明方式,以便灯具出现故障时,可以及时进行维修。目前建筑中常用的灯具是智能化照明控制系统以及具有安全装置或镇流器的灯具(详细情况如表1所示)。智能照明控制系统可在不同的地方根据不同的环境自动调控光源,从而可有效实现建筑电气安全设计与节能设计的目的。 (四)降低线路损耗 因为线路存在电阻电抗,在进行电能传输时,会产生电能损耗,同时产生的电能损耗与线路的负载大小以及长度有一定的关系。因此在建筑电气安全设计中,应尽最大可能减少导线电阻,提升系统的功率系数,主要措施如下所示。 第一,为降低线路阻抗,在进行建筑电气安全设计中,尽可能选择铜导体或者是电导率较大材质。 第二,尽可能缩短供电路径,对于配电箱与电气用房的位置进行合理的规划与选择。 第三,在线路的引接过程中,尽可能减少导线的长度。 第四,在进行导线截面选择时,应按经济条件、电流指标来确定,可适当增加导线的截面。 (五)特殊场所的电气设计 在民用建筑中,所谓特殊场所,就是指的浴室。因为浴室中的水汽会因为洗澡等原因而十分重,这样一来很容易发生事故。如果在浴室中活动,一不小心触碰到了电压,那么就会因为水汽问题导致十分严重的后果。所以,电气设计的安全应用在这一方面显得尤为重要。首先,配电箱一定不要与浴室共墙体。因为浴室中水汽很大,会慢慢的渗入到墙体中,进而进入到配电箱中,发生安全事故,对人们的安全造成很大的威胁。其次,不能将开关等设备安装在浴室中。不能安装的原因还是水汽的问题。但是很多民用建筑在浴室中安装防水的开关设备,其实这样还是不符合国家的安全规定并且有很大的安全隐患的,加之,人们无法真正了解防水效果如何。因此,为了住户们的生命财产安全,需要严格按照国家的规定进行设计施工,这样才能够最大程度的保障人们的安全。 四、结语 综上所述,建筑电气安全设施是建筑行业以后发展的必然趋势,建筑电气中存在较大安全潜力。因此在建筑电气安全设计中,设计人员应采用先进设计技术、安全设备以及合理的措施,同时依据相关安全标准进行建筑电气安全设计,同时做好配电系统的安全措施,将照度标准控制在合理的范围类。这样不仅可以节约能源、降低对环境的影响程度,还可为人们提供一个安全、健康、舒适的生活或工作环境,继而促进我国建筑可持续地发展。 (作者单位:河北拓为工程设计有限公司) 建筑方面论文:建筑暖通施工中的技术方面问题的剖析 [摘 要]现代建筑中都安装了采暖和通风设备,提高了人民的生活水平和工作环境。近年来,暖通工程质量受到越来越多人的关注。为了提高暖通安装质量,需要施工技术人员认真做好施工计划,严格按照现行规范、设计要求进行施工。建筑暖通工程系统复杂,一般在整个建筑工程的后期进行。因此,在进行建筑工程暖通施工中注意对于暖通施工技术的应用以及暖通施工技术要点的把握。 [关键词]建筑工程 暖通施工 技术 分析 经济的不断变化与发展推动了整个国民经济的建设发展,伴随着人们生活水平的不断提高,对于建筑施工质量要求也越来越高,暖通施工作为建筑施工中最关键的建筑施工要素之一,为了确保其建筑物的质量,必须做好供暖设施与通风设施的施工问题,文章重点通过对暖通施工技术进行分析与讨论,提出了暖通质量对建筑物整体的重要影响。 1 施工过程中应注意的问题 在供暖干管设置中,如果出现坡度设置不合理,应该从以下两个方面进行检查:①检查施工时管道是否变弯,固定穿墙管道时未控制好坡度;②管道支架施工时没有注意标高,导致施工出现倒坡,或者支架的间距设置过大,使得管道中间部位出现下凹,形成局部反坡,使得管道内积水或存气,影响到供暖管道的正常工作。散热器支管坡度施工不合理时,应该检查管道安装是否存在测量误差,因此在施工中可以采用先安装散热器,后安装立、支管,这样可以很好的解决这个问题。在管道安装完成后,需要对管道进行防腐、保温处理,但是由于管道施工完成后,空间狭小,防腐保温施工不方便。为了解决这个问题,应该改变施工工序,在管道安装前,先对管道进行防腐、保温处理,安装完成后,对管道连接处进行小范围补充施工,如此,一方面可以工厂式对管道进行防腐保温施工,降低成本,另一方面加快了管道施工进程。 2 暖通施工技术的重要性 人们在选择住房的时候,已经不单纯选择一个可以居住的地方,而是选择一个适合自己生活,能够享受健康和舒适的空间,住房对于人们来说有了更多的意义,所以在选择的时候,建筑物的暖通设施建设也成了重要的依据。如果暖通施工的时候出现问题,在装修之后,会出现二次返工的现象,不仅浪费了资源,也增加了建筑成本,危害了建筑的质量。如果供暖和通风的技术不够规范,很容易导致建筑物的漏水、表面浸泡、室内空气不流通现象。同时,随着我国城市化进程的不断推进和人们需求的增多,建筑耗能也随之不断增多,因此,在资源短缺的今天,暖通施工中也应努力提高施工技术,以节约能源,降低消耗。并且,切实提高暖通施工技术,也会对建筑物的质量产生积极的影响,对施工单位节约成本、降低返工率也有着重要的意义。 3 暖通安装注意事项 检查预留工程的到位情况,主要是预留洞的位置是否准确,大小是否符合设计要求和工艺要求,设备、基础的预埋件是否正确,制作材料是否合格。在预留孔洞位置都明确的情况下,在混凝土浇灌前也要复查一遍,以防遗漏。若发生遗漏,需在剪力墙上开洞,这不仅破坏了原墙结构,浪费了人力物力,同时留下了安全隐患。预留好的孔洞要注意保护,以防 人或物体跌入其中,同时要防止被其他工种占用或封堵。因此,在暖通安装工程施工过程中,对于成百上千的预留孔洞、预埋件,要特别注意。 风管的制作符合设计要求,对金属、非金属、复合材料的风管制作和安装区分要求的不同。对常用的金属风管,检验规格尺寸符合设计要求风管的咬口和法兰连接符合规范。圆形风管、矩形风管、不规则风管的加固和管件的制作必须符合规范要求,注意净化空调系统风管的特殊要求。防腐、保温工程的质量控制。要求保温材料粘贴牢固、接口严密,隔气防潮层要严密。水管、风管在穿墙穿楼层处和技术缝处保温层连续紧密,管道和作垫用的木条防腐要合格。 4 建筑暖通工程施工技术要点 4.1 采暖方式 水暖是地板辐射采暖的其中一种,也是目前最流行的一种采暖方式,它比起电暖还是相当有优势的。水暖是通过地面盘管,管道里有循环流动的热水,通过地板辐射层中的热煤,均匀加热整个地面,利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导,来达到取暖的目的。热量通过我们地板传到室外,这部分损失掉的,地板采暖一定不能用于内保温的房子。外保温跟散热器采暖没有大的区分,没有本质上的差异。地板采暖同地区、舒适度有关,东北地区太冷,为了达到采暖的热损失要求,必须增加地板表面的温度,增加了我的供损温度,比如脚底 35 度,头上 25 度,这样人就会不舒服。德国有一个标准,地板表面的温度不允许超过 30 度,超过 30 度对我们人体有严重的伤害。 4.2 管线工程综合设计原则 根据管道性能和用途的不同,仔细分类,给水管道包括生活用水,消防用水 排水管道包括生活污水,生活废水等其他的排水。热力管道,包括采暖,热水供应,空调空气处理设备中所需的蒸汽或者热水。空气管道:包括通风工程、空调系统中的各类风管,以及某些生产设备所需的压缩空气管。供配电线路或电缆:包括动力配电、照明配电、弱电系统配电等,其中弱电部分包括共用电视天线、通信、广播及火灾报警系统等。合理布置各专业管线,提高建筑物有效使用空间能为我们将来各种的后备工作留有余地。 4.3 设备安装要点 暖通空调系统设备噪声超标与处理噪声在我们的日常生活中无时无刻不存在,如果暖通给我们一个舒适的环境,但是却让我们置身于设备的噪声中,那我们真是哭笑不得啊。而暖通技术中最容易产生噪声的就是空调末端设备运转。由于风机盘管技术比较成熟,国内许多厂家的风机盘管产品噪声指标都能达标。而大风量空调机组的情况却不尽如人意,往往噪声实测值比厂家提供的产品样本参数高出不少。因此,设计中要标出对设备噪声参数的要求,对设计时采用大风量空调机组应考虑隔声措施。当空调设备进场时应及时开箱检查,大风量空调机组未安装前最好进行通电试运行,发现噪声超标应及时更换、退货或修改完善消声措施,避免工程进人调试阶段才发现空调机组噪声超标而造成返工情况。及时的发现问题,解决问题。特别是在设备安装,水管安装,风系统的安装都要注意用防噪声的工艺,以确保各种情况引起的噪声。 4.4 保温施工技术关键 暖通施工的关键也包括保温施工,保温工艺质量欠佳,则系统运行时会引起冷凝水滴漏,既浪费能源,又破坏系统正常运行。水系统施工是暖通保温的难点,施工方在监理人员的要求下,严格依照程序在安装顶棚龙骨前及管道试压合格后完成保温施工。垫木不配套或与管道的孔隙过大、垫木和保温材料粘接不密实及阀门保温层覆盖范围不达标等,都是是施工时易出现的质量问题。暖通管道施工完成后留有很多穿墙和楼板预留洞,安装单位往往不会对其自行封堵,一旦封堵达不到要求,会引起漏风,无法进行换气及排净废气或导致新风量不足。所以为防止遗漏,监理人员应对有关单位进行监督,及时封堵。 4.5 供暖及调试 供暖前期,地暖外网系统为独立系统不得和其他系统并用。地暖系统注水时应注意注水的速度不能过快,以免带进过多的空气造成系统排气不畅。注水时应松开分水器上的放风阀。使系统内的空气排出直至清水流出后冉将放风阀关闭。地暖系统在注水时应一个单元或单层楼注水,检查进、回水阀是否开启,以上须有施工人员在场,直到全部注满,系统处于正常运行状态为止。 5 结束语 总之,在进行民用建筑工程的暖通施工中,不仅要注意对建筑暖通工程的施工技术的合理应用,还应注意结合建筑暖通工程的施工要点,对建筑暖通工程施工工艺以及施工技术的把握,以保证建筑工程暖通施工质量,减少对于人们生活影响,保障人们生活的质量。 建筑方面论文:建筑钢结构方面的设计 伴随着改革开放脚步的加快,城市化建设的步伐也在不断的进步与发展,建筑行业的建设中,由于钢材料具有自重轻、强度高、性能强等特点,被广泛的应用在建筑行业的施工中。当前建筑钢结构方面的设计中存在着深度与创新等方面的技术与原理的相关问题,以及对建筑钢结构设计技术与理论中焊接柱残余力稳定性技术、构建恢复力技术、抗震设计、大跨度工业厂房钢结构设计技术的研究。 随着建筑工程技术的不断发展,建筑钢产业也随之迅速的发展。在建筑工程中混凝土结构与钢结构是建筑工程的重要组成部分。由于混凝土在建筑中存在的问题使其受到了不少的限制和约束,为了进一步的改善和解决存在的这个问题,就需要加强对建筑钢结构的设计进而的使其取代混凝土结构在建筑工程中的地位。它虽然被广泛的应用在各个建筑工程的领域里,但是建筑钢结构的设计仍然存在一些问题需要去解决。 建筑钢结构设计简介 当前在建筑工程中建筑钢结构的设计存在一些问题,给钢结构建筑带来了很多的缺陷和安全问题。大多数企业在推广钢结构的同时却忽视了钢结构所存在的问题以及带来的不便,这需要我们加强对建筑钢结构的设计,要使钢结构设计具有深度、创新性以及能够克服物理原理的矛盾的能力。 建筑钢结构设计是对建筑钢结构稳定施工与顺利的运作提供的一种保障。建筑钢结构设计的首要原则是务必要确保和保证建筑工程的安全和稳固性,还要考虑它能够为工程企业所带来的经济效益并且有效的避免由于建筑的稳定性而导致的建筑物倒塌,要和其他材料有效的并且密切的结合来保证和确保建筑工程的安全与稳定。 当前建筑钢结构设计中存在的问题分析 1.结构设计缺乏深度 在我国的建设局相关的法律条文中明确的指出,由专门的设计单位完成关于建筑钢结构的专业设计工作。由于一些设计单位他们的设计水平不够和能力不足,当然设计出来的建筑钢结构质量也是不合格的。在实际的钢结构设计中大多数的设计工作人员都是刚迈出校门的设计生在进行设计建筑钢结构。他们大多数缺少实践经验,再加上对在课本上所学到的理论知识掌握不好、理解的不透,死学书本上的理论知识,没有很好的和实践进行结合。为了应试而完成的设计缺乏创造性和自主性,他们的钢结构结构设计深度不强。在简单的建筑钢结构设计中,不太注重细节不会深入的考虑工程的安全性和稳固性。目前一些采用全铸钢和全焊接的方式,甚至让加工厂承担重要的设计环节,他们没有考虑过自己找的加工厂会不会将其再转给其他的加工厂,他们的设计是否能够保证专业性。这就有可能降低建筑的质量和安全。对于结构设计缺乏深度的这个问题,设计单位要加强对建筑工程钢结构设计的专业性,即可通过招聘优秀的设计者,从而保证设计的质量。 2.缺乏创新性设计 在复杂的建筑工程中,有些设计缺乏创新性太过于传统。由于设计者的经验不足和缺乏自信心,导致设计一直很传统以及没有创新性和自主性。假设缺少和实际情况的对比,随意增加相关的系数一直采用同样的钢材进行焊接技术,或者取消焊接这都会把建筑钢结构复杂化,反而增加了建筑工程的成本和花费,十分不划算。这一系列假设的问题都有可能出现,所以设计单位要加强设计队伍的专业性和创新性,只有不断地对设计进行创新才能够有能力去挑战较复杂的建筑设计项目,否则只会停留在简单的设计中,无法突破传统的限制和局限性。 3.与物理原理相矛盾 钢材料物理性质是具有较强的导热性,为了确保建筑的室内温度的保温情况,要综合考虑建筑钢结构的设计,又由于热量不但能从建筑的外部传到内部,还可通过窗户玻璃传递,所以要求测量建筑的外围所能吸收热量的最大值。要想确保建筑的室内温度的保温情况就要有好的设置,才能保证效果。当人在建筑物内讲话的时候,建筑物会对声音发生反射。所以,在建筑音乐厅之类的建筑应该把这一点考虑进去,否则不能控制音乐带来的噪声,将严重的影响人类的正常休息以及日常生活。 建筑钢结构设计技术与理论 1.焊接柱残余应力稳定性技术 焊柱在焊接过程中所产生的相变应力、加工热力以及热应力远远超出本身能够承受的极限,导致在焊柱冷却后内部还有残余的应力,这种在焊柱焊接冷却后残留在焊柱内部的情况从宏观的角度看叫焊接柱残余应力。焊接柱残余应力是建筑钢结构设计技术中经常用到的,已被展开全面的研究。在焊接的过程中由于温度的不均匀导致的某些部位变形影响技术的稳定性。有些文献给出了应该利用进数值积分的方法计算焊接柱残余应力对稳定性产生一定的影响。 2.构建恢复力技术 在构建恢复力技术时会涉及到恢复力特性曲线,恢复力特性曲线是指恢复力随着变形的变化而发生变化的一种特殊性曲线。使用恢复力特性曲线建造恢复力模型,利用这种模型对建筑物进行抗震分析,非常的有效果。还可以经常采用反复静荷载试验的方法确定恢复力的特性曲线。到目前为止,钢结构的恢复力模型的研究处于比较成熟的阶段,它是原创性和开辟性恢复力模型的先驱开发者,为构建恢复力技术提供了基础和保障。 3.抗震设计 我们都知道地震给我们的生产生活所带来的影响,对于我们来说安身之所很重要。所以,建筑的抗震设计是非常重要的工作。根据近些年来地震的频繁出现,提醒着我们的设计单位应该加强设计,并对设计要有所创新,有所突破。尤其表现在抗震方面。如果抗震技术做不好,当地震来临的时候,会给人们的生命财产带来巨大的损失。抗震设计是建筑工程的重要问题,涉及到安全性与建筑的质量性能。基于建筑钢结构的特点进行抗震设计,按照钢结构的节点、体系、构件的延性分类。根据小震延性原理,确定小震的级别,再实施小震不坏、大震不倒的预算。避免由于地理环境的因素对建筑及人类带来的影响 传统的钢性结构设计是对网壳、网架以及管结构理论进行的有效分析、设计方法、软件等方面都已经达到比较成熟的阶段,使用广泛。典型的网壳、网架节点,平面、空间圆形、方形钢管节点、铸钢接点、其他节点的强度和抗震性的研究设计都有所突破,是大跨度钢结构设计的重要技术。现代的柔性结构设计是对张拉、索膜结构理论上的分析、设计方法、软件也逐渐趋于成熟状态。这种设计方法既能满足了对设计的需求,又能在市场上打破 4.大跨度工业厂房钢结构设计技术 大跨度工业厂房钢结构分为两种体系:一种是传统的刚性结构;另一种是现代的柔性结构。传统的刚性结构设计是对网壳、网架以及管结构理论上的的分析、设计方法、软件等方面已趋于较成熟的阶段,使用广泛。例如:典型的网壳、网架节点,平面、空间圆形、方形钢管节点、铸钢接点、其他节点的强度和抗震性的研究设计都有所突破,是大跨度钢结构设计的重要技术。现代的柔性结构设计是对张拉、索膜结构理论上的分析、设计方法、软件也逐渐趋于成熟状态。这种设计方法既能满足了对设计的需求,又能在市场上打破国外垄断体系。 柔性结构设计的无应力、预应力状态与使用状态的研究为张拉、索膜结构的设计及施工在某种程度上提供了理论;而风工程、风致振动的研究又为索膜结构提供了支持。这几项研究的应用都为拓展柔性结构设计的应用作出了很大的贡献。 结束语 综上所述,随着建筑工程技术的不断发展,推动了建筑钢结构设计的发展。为了更好的解决建筑钢结构设计中存在的问题,要求设计单位加强设计者的专业性,提高对设计的深度,不断地进行建筑钢结构设计的创新,克服物理与原理之间的矛盾。建筑钢结构的设计要与建筑行业在实际中的情况相结合,采用科学有效的设计技术,提升建筑钢结构的设计水平,推动建筑行业的发展。 建筑方面论文:建筑设计对于适应气候方面的策略及方法研究 【摘要】建筑与气候之间的关系其实是密不可分的,一个建筑在设计时,不仅仅要考虑到居住者的舒适程度,还要协调人类自身与环境之间的可持续发展。建筑设计要想达到适应气候的程度,就必须要从引起气候变化的各个因素出发来具体分析。本文对适应气候的建筑设计进行说明与阐述,并针对现阶段的问题进行策略分析和专门研究。 【关键词】建筑设计、气候变化、适应、策略及方法 一、气候与建筑微气候 所谓气候,就是某一地区一个相对长时间内大气的统计特征,一般包括气象要素的平均值和变率,通常的气候定义就是指大气的平均状态。微气候是研究一个有限区域范围内的气候状况,每一小范围内的地域都有各自不同的微气候,主要是由领域范围内风力。太阳辐射等作用而成。而建筑微气候则是指建筑这块领域的气候环境,它的主要研究对象是建筑室内外的气候变化特征。 二、适应气候的传统居民建筑 《礼记・礼运》中提到,“昔者先王未有宫室,冬则居营窟,下则居增巢。”上古人类为了“上避风雨,下避野兽”,将洞穴和树巢作为栖身之地,这也是人类最早的房屋建筑,气候因素在这长久过程中,深深地影响和刺激着先人们。而后,随着生产力的逐渐发展,人类在不断地生产实践中通过积累的经验,创造和发明了真正的房屋,直到现在人们居住的越来越舒适的房屋建筑。在一定程度上,气候对建筑设计的发展有着正面的激励作用,就是在这不断适应气候变化的过程中,建筑设计越来越全面、越来越丰富多彩。 三、建筑设计适应气候的原则 (一)宏观层 宏观层面的建筑设计,主要是研究气候环境对建筑的布局和空间构造形态方面的影响。各种不同气候要素相互作用之间会形成特殊的气候状况,在这个层面上,气候对人类的影响具有决定性的作用,是不可改变的,人类对这种气候除了适应别无他法,因为它决定了人类的活动范围和生活方式。所以,在这种被动的情况下,必须找到一些方法让设计出的建筑能够改变这一现状,这就有了如下原则: 1.在不同的地域范围内,要根据气候因素的不同,对它们整体进行科学具体的分析,对于气候对建筑的影响好坏要区别对待,选择正确合适的建筑地址; 2.为了优化建筑群体的空间环境,要对自然地形和气候准确捕捉,进行建筑群体优化组合; 3.在建筑设计时,选择合理布局的方式顺应不同气候变化的影响,可以充分利用水体、地形、植被等其他环境因素。 (二)中观层 中观层面的建筑设计,主要是研究建筑室外微气候和外部空间结构形态情况。建筑微气候的环境直接影响了人们的舒适感程度,为了不再被动的去顺应气候的变化,获得更适宜的居住环境,必须要对微气候进行改善,要遵循的原则有: 1.可以利用空气流体力学的原理,在建筑设计时考虑内外部的空气交换,而这个可以通过建筑组合来完成; 2.改善建筑外部的环境,通过绿色植被及水流等帮助室外微环境净化得以清新; 3.室外建筑之间要有一定的过度空间,建筑设计时要考虑组合优化建筑布局。 (三)微观层 微观层面的建筑设计,主要是研究建筑内部的空间布局是否合理、建筑材料的选用是否对建筑室内微环境有影响。人们以生物舒适感为出发点,通过现有掌握的技术,设计建造出更适宜人类生活的室内微环境,设计原则: 1.微观层面最注重的还是居住的舒适感,这不仅要求室内温度要适宜,建筑设计的空间结构还要符合人们的物理需求; 2.在设计建筑朝向方面要注意采光问题,尽量保持建筑能够采光良好,空气能够循环流通; 3.建筑设计时采用的材料必须经过筛选,要与建筑地的气候充分适应才行; 4.在建筑内部,可以通过设计摆放绿色植物来达到净化空气的作用,提高建筑微环境的品质。 五、建筑设计对于适应气候的重要性 人类的生活离不开气候,气候的质量好坏直接会影响人类的生产活动。建筑,从某个层面来说也是一种用来调节气候的方式,通过适应气候的变化对建筑进行设计,从而为人类不断创造出更适宜的生存环境。举个例子来说,像处在亚热带地区的城市,它的建筑空间和建造材料本身就是一种资源,只要在建筑设计中对它们进行充分的利用,在一定程度上能构造出建筑微环境,这对建筑适应气候变化也有一定作用。建筑设计在处理城市生态环境方面有积极作用,它通过设计出不同形式的建筑改善环境气候恶化的问题。在中国,房屋建筑的朝向一般是坐南向北的,这样的设计可以有冬暖夏凉的优势,人类无法改变四季气候的变化,但可以通过设计建筑来改善这一被动局面,不断设计出更舒适的建筑居住环境。 六、建筑设计对于适应气候方面的策略分析 对于建筑设计,总而言之就包括三个主要方面:建筑外部环境、建筑内部环境以及建筑设计本身,只要把这三者有机结合就可解决这一方面的问题,但这过程并不像嘴上说说那么简单,也不是没有专家研究过,可结果总不是那么让人满意,最终最适应气候变化的建筑设计还没有完全被提出,人们还需要继续在这条路上探索才行。无论在这条道上怎么走,建筑设计最基本的目标还是建筑居住的舒适程度,为了调节各方面关系,必须从以下两个方面来具体分析: 第一,基于建筑设计的基本点,舒适度是最终的考虑因素,因此建筑在设计时要充分考虑它与人体舒适度的关系,通过分析气候与人体适应的矛盾性,制定出合理的解决方案,力使建筑设计让人类完美适应不同的气候特征; 第二,建筑在设计时整体的协调才是最科学的,这不仅需要考虑建筑内部环境,外部环境也同样重要。譬如日照强弱、昼夜温差变化、湿度是大是小等都是不可或缺的考虑因素,在建筑设计之前就应该充分去了解它们的变化特点,这样对后期的设计也有很大帮助。 七、适应气候的建筑设计方法 (一)建筑设计的选址要合理 一个合适的建筑地址会给建筑和自然一种默契的感觉,同时也为建筑本身打下了夯实的基础。合适的建筑选址可以让建筑与当地环境相互适应、相互调节,给居住者营造一个舒适安逸的环境。在我国,除了气候条件复杂外,地形也是相对比较复杂的,这就造成了局部区域气候的多样性。气候会对建筑选址产生影响,因此在建筑选址时一定要综合考虑各种因素,充分利用地形对气候的有利作用,减少气候对建筑造成了不利影响。 (二)建筑设计的布局要合理 合理的建筑布局包括建筑的朝向、间距以及建筑群体之间的关系,可以通过利用气候环境的特点,改善建筑建成以后对自然环境造成的破坏,为实现自然与建筑之间和谐可持续发展创造了有利条件。合理的布局,可以为创造适宜的建筑微环境提供基础,在选择建筑布局时,要考虑当地的气候环境,结合不同区域气候环境的特点,建造出最适合生存的居住环境。 (三)建筑设计要适应当地气候条件 气候条件的好坏直接会影响建筑本身,建筑会存在的意义也在一方面彰显了气候的重要性。人类之所以会发明创造建筑,在一定程度上是希望能够改善气候变化的现状,为了更加能在不同气候环境下舒适的生存。只有建筑适应了当地的气候,才能达到它设计存在的意义,人类才能更好地在建筑中感受到舒适度。 结语 气候与建筑之间的关系是密不可分的,要想使设计建造出的建筑能够完美适应气候环境变化,必须从气候的本身研究出发,具体问题具体分析。在建筑设计的实际过程中,充分考虑每一个与气候有关的因素,努力创造出更适宜的居住型建筑环境。 建筑方面论文:建筑钢结构方面的设计 伴随着改革开放脚步的加快,城市化建设的步伐也在不断的进步与发展,建筑行业的建设中,由于钢材料具有自重轻、强度高、性能强等特点,被广泛的应用在建筑行业的施工中。当前建筑钢结构方面的设计中存在着深度与创新等方面的技术与原理的相关问题,以及对建筑钢结构设计技术与理论中焊接柱残余力稳定性技术、构建恢复力技术、抗震设计、大跨度工业厂房钢结构设计技术的研究。 随着建筑工程技术的不断发展,建筑钢产业也随之迅速的发展。在建筑工程中混凝土结构与钢结构是建筑工程的重要组成部分。由于混凝土在建筑中存在的问题使其受到了不少的限制和约束,为了进一步的改善和解决存在的这个问题,就需要加强对建筑钢结构的设计进而的使其取代混凝土结构在建筑工程中的地位。它虽然被广泛的应用在各个建筑工程的领域里,但是建筑钢结构的设计仍然存在一些问题需要去解决。 建筑钢结构设计简介 当前在建筑工程中建筑钢结构的设计存在一些问题,给钢结构建筑带来了很多的缺陷和安全问题。大多数企业在推广钢结构的同时却忽视了钢结构所存在的问题以及带来的不便,这需要我们加强对建筑钢结构的设计,要使钢结构设计具有深度、创新性以及能够克服物理原理的矛盾的能力。 建筑钢结构设计是对建筑钢结构稳定施工与顺利的运作提供的一种保障。建筑钢结构设计的首要原则是务必要确保和保证建筑工程的安全和稳固性,还要考虑它能够为工程企业所带来的经济效益并且有效的避免由于建筑的稳定性而导致的建筑物倒塌,要和其他材料有效的并且密切的结合来保证和确保建筑工程的安全与稳定。 当前建筑钢结构设计中存在的问题分析 1.结构设计缺乏深度 在我国的建设局相关的法律条文中明确的指出,由专门的设计单位完成关于建筑钢结构的专业设计工作。由于一些设计单位他们的设计水平不够和能力不足,当然设计出来的建筑钢结构质量也是不合格的。在实际的钢结构设计中大多数的设计工作人员都是刚迈出校门的设计生在进行设计建筑钢结构。他们大多数缺少实践经验,再加上对在课本上所学到的理论知识掌握不好、理解的不透,死学书本上的理论知识,没有很好的和实践进行结合。为了应试而完成的设计缺乏创造性和自主性,他们的钢结构结构设计深度不强。在简单的建筑钢结构设计中,不太注重细节不会深入的考虑工程的安全性和稳固性。目前一些采用全铸钢和全焊接的方式,甚至让加工厂承担重要的设计环节,他们没有考虑过自己找的加工厂会不会将其再转给其他的加工厂,他们的设计是否能够保证专业性。这就有可能降低建筑的质量和安全。对于结构设计缺乏深度的这个问题,设计单位要加强对建筑工程钢结构设计的专业性,即可通过招聘优秀的设计者,从而保证设计的质量。 2.缺乏创新性设计 在复杂的建筑工程中,有些设计缺乏创新性太过于传统。由于设计者的经验不足和缺乏自信心,导致设计一直很传统以及没有创新性和自主性。假设缺少和实际情况的对比,随意增加相关的系数一直采用同样的钢材进行焊接技术,或者取消焊接这都会把建筑钢结构复杂化,反而增加了建筑工程的成本和花费,十分不划算。这一系列假设的问题都有可能出现,所以设计单位要加强设计队伍的专业性和创新性,只有不断地对设计进行创新才能够有能力去挑战较复杂的建筑设计项目,否则只会停留在简单的设计中,无法突破传统的限制和局限性。 3.与物理原理相矛盾 钢材料物理性质是具有较强的导热性,为了确保建筑的室内温度的保温情况,要综合考虑建筑钢结构的设计,又由于热量不但能从建筑的外部传到内部,还可通过窗户玻璃传递,所以要求测量建筑的外围所能吸收热量的最大值。要想确保建筑的室内温度的保温情况就要有好的设置,才能保证效果。当人在建筑物内讲话的时候,建筑物会对声音发生反射。所以,在建筑音乐厅之类的建筑应该把这一点考虑进去,否则不能控制音乐带来的噪声,将严重的影响人类的正常休息以及日常生活。 建筑钢结构设计技术与理论 1.焊接柱残余应力稳定性技术 焊柱在焊接过程中所产生的相变应力、加工热力以及热应力远远超出本身能够承受的极限,导致在焊柱冷却后内部还有残余的应力,这种在焊柱焊接冷却后残留在焊柱内部的情况从宏观的角度看叫焊接柱残余应力。焊接柱残余应力是建筑钢结构设计技术中经常用到的,已被展开全面的研究。在焊接的过程中由于温度的不均匀导致的某些部位变形影响技术的稳定性。有些文献给出了应该利用进数值积分的方法计算焊接柱残余应力对稳定性产生一定的影响。 2.构建恢复力技术 在构建恢复力技术时会涉及到恢复力特性曲线,恢复力特性曲线是指恢复力随着变形的变化而发生变化的一种特殊性曲线。使用恢复力特性曲线建造恢复力模型,利用这种模型对建筑物进行抗震分析,非常的有效果。还可以经常采用反复静荷载试验的方法确定恢复力的特性曲线。到目前为止,钢结构的恢复力模型的研究处于比较成熟的阶段,它是原创性和开辟性恢复力模型的先驱开发者,为构建恢复力技术提供了基础和保障。 3.抗震设计 我们都知道地震给我们的生产生活所带来的影响,对于我们来说安身之所很重要。所以,建筑的抗震设计是非常重要的工作。根据近些年来地震的频繁出现,提醒着我们的设计单位应该加强设计,并对设计要有所创新,有所突破。尤其表现在抗震方面。如果抗震技术做不好,当地震来临的时候,会给人们的生命财产带来巨大的损失。抗震设计是建筑工程的重要问题,涉及到安全性与建筑的质量性能。基于建筑钢结构的特点进行抗震设计,按照钢结构的节点、体系、构件的延性分类。根据小震延性原理,确定小震的级别,再实施小震不坏、大震不倒的预算。避免由于地理环境的因素对建筑及人类带来的影响 传统的钢性结构设计是对网壳、网架以及管结构理论进行的有效分析、设计方法、软件等方面都已经达到比较成熟的阶段,使用广泛。典型的网壳、网架节点,平面、空间圆形、方形钢管节点、铸钢接点、其他节点的强度和抗震性的研究设计都有所突破,是大跨度钢结构设计的重要技术。现代的柔性结构设计是对张拉、索膜结构理论上的分析、设计方法、软件也逐渐趋于成熟状态。这种设计方法既能满足了对设计的需求,又能在市场上打破 4.大跨度工业厂房钢结构设计技术 大跨度工业厂房钢结构分为两种体系:一种是传统的刚性结构;另一种是现代的柔性结构。传统的刚性结构设计是对网壳、网架以及管结构理论上的的分析、设计方法、软件等方面已趋于较成熟的阶段,使用广泛。例如:典型的网壳、网架节点,平面、空间圆形、方形钢管节点、铸钢接点、其他节点的强度和抗震性的研究设计都有所突破,是大跨度钢结构设计的重要技术。现代的柔性结构设计是对张拉、索膜结构理论上的分析、设计方法、软件也逐渐趋于成熟状态。这种设计方法既能满足了对设计的需求,又能在市场上打破国外垄断体系。 柔性结构设计的无应力、预应力状态与使用状态的研究为张拉、索膜结构的设计及施工在某种程度上提供了理论;而风工程、风致振动的研究又为索膜结构提供了支持。这几项研究的应用都为拓展柔性结构设计的应用作出了很大的贡献。 结束语 综上所述,随着建筑工程技术的不断发展,推动了建筑钢结构设计的发展。为了更好的解决建筑钢结构设计中存在的问题,要求设计单位加强设计者的专业性,提高对设计的深度,不断地进行建筑钢结构设计的创新,克服物理与原理之间的矛盾。建筑钢结构的设计要与建筑行业在实际中的情况相结合,采用科学有效的设计技术,提升建筑钢结构的设计水平,推动建筑行业的发展。 建筑方面论文:绿色环保理念在建筑施工设计方面的应用 摘 要:随着时代的进步,我们越来越注重环保意识。这不仅单单体现在生活品质环保的追求上,还体现在建筑施工设计中。绿色环保意识被越来越多的人追求与倡导,它不仅能提高建筑施工的品质,还能提高其效率。文章将结合我国建筑施工现状的特点,从而来说明绿色环保理念在建筑施工设计方面的应用。 关键词:绿色环保;建筑施工;节能环保;经济效益 1 我国建筑施工设计的现状 随着房地产市场的激烈竞争,绿色建筑也随之得到认可与重视。它将会是人们逐渐追求的对象。因此,如何将绿色环保理念应用到建筑施工中将是建筑的一大亮点,这会提高建筑的竞争优势,吸引人的眼球。可是,在我国国内,绿色环保理念在建筑施工设计方面的应用仍得不到普遍的重视,一般建筑仍然占主导地位。施工环境的现状也日益严重,时刻遭受着威胁与挑战。 1.1 片刻追求市场的经济效益 我国的建筑市场的发展还在起步阶段,目前大多数投资者主要投资一般建筑,这只是追求短期的经济利益,并没有好好地遵循“以人为本”与“人和环境”的建筑设计理念,他们只考虑到了市场的短期需求,没有充分考虑到市场的供应正随着需求的增多而增加。当建筑量超过需求时,一般建筑的优势不再满足需求者的要求。只有真正绿色环保的建筑大楼才能被推崇。 1.2 能耗厉害 对一般建筑而言,建筑施工中的能耗量是庞大的。它不仅降低资源的利用率,还污染环境,破坏生态。在我国,施工者更多的是注重利益结果,希望短期创造巨大的财富。可与此同时忘记了保护环境的重要性,忘却了环境带来的经济效益。我国建筑中还是主要以煤为主要原料,大量使用煤使其对环境造成一定的压力。 1.3 缺乏专业的绿色环保建筑队伍 绿色建筑比一般建筑复杂化、系统化、综合化。它需要专业的队伍进行实地勘察,对施工各方面都有一定的绿色经验认知。而当前的建筑队伍缺乏相关的知识,不具有绿色建筑经验,对新型材料的掌握也不够成熟。即使建筑队伍有绿色环保的意识,也无法准确地将理论与实际相结合运用。 1.4 建筑施工中管理体系的不完善 建筑施工过程中没有相对完善的管理体系,对施工过程中的材料、电、资金以及人员的安排等没有有效地分配。管理人员散漫、管理制度的落后往往导致施工工期的延迟。 2 误区――具有绿色环保理念的绿色建筑不意味着高价与高成本 绿色建筑像是一个新宠儿被开发商宠着,它被开发商用很多的新词捧着,并且轰炸式的广告让人不得不觉得绿色建筑是高档建筑。其实不然。绿色建筑不是一定要用大量的金钱堆积而成的。它可以是一个在山林中的农家住宅,贴近自然,惬意舒适;可以是一个窑洞,靠着它的地理特征,冬暖夏凉。只要建筑中或在施工过程中透着绿色环保的理念,给人舒适安逸感觉,安全性能高的建筑,都能称之为绿色建筑。绿色环保理念的体现不是用钱体现的,而是用智慧表现的。在施工中小小的注意细节就能为建筑平添一份绿色。 3 绿色环保理念在建筑施工设计方面的应用 绿色建筑施工设计需要设计者以“绿色环保”为理念,“可持续发展”为远见,“节能环保”为目标,注重施工过程中的技术优化,争取规划的合理,资源的节约以及环境的保护。以下就是绿色环保意识具体对施工的应用。 3.1 总体规划与布局 建筑施工的规划与布局,不是纸上谈兵,它需要勘察施工现场,对其进行测量与分析,然后制定合理的施工图。在制定完施工图后,不能直接对施工地区进行施工,施工开始前需要对施工区域进行划分,划分可根据区域的性质(住宅区,商业区,办公区等)。然后在作业区附近做好隔离措施,避免造成人员与财产的伤亡与损失。同时,有效及时地隔离能够减少对作业区外围的环境破坏。 3.2 科学规划土地,节约土地资源 目前,我国土地的开发日益频繁。可在这背后,土地资源也随着不合理的开发大量流失。因此,绿色环保施工的方面之一就是土地的合理规划。 做到土地资源的节约,首先第一步就是科学地规划土地,这样可以避免施工过程中对土地的不重视,从而减少土地资源浪费的影响。对总体的施工环境的土地进行功能性划分,提高施工过程中土地的使用目的。对作业区的土地要减少用地死角,杜绝过度占地,合理科学地依据施工图纸及现场勘测情况进行土地利用。在此基础上,不能大规模地破坏原土地上的绿色植被,破坏其生态系统,应在施工过程中积极保护,并在施工后对其进行一定地复原与修复。对施工外的生活区,应及时隔离,减少对外的占地面积,减小对施工周围环境的影响。 3.3 环境提供的可再生能源的使用――太阳能 在施工过程中,可以充分利用太阳能等可再生能源。在施工区内,可以通过设置太阳能装置来进行发电、取暖等,这样可以减少施工中的用电量,科学环保。在此基础上,还可以将太阳能理念积极地落实到建筑中去。例如,当前空调的使用越来越频繁,无疑使得氟利昂的使用对环境遭受巨大的压力,全球变暖等环境问题威胁着我们。我们将太阳能的结合到建筑本身中,可以减少空调的取暖使用量。再者,我们可以在建筑时注重建筑自己的通风原理,从而设置通风系统,也可以减少空调使用率。积极合理使用环境提供的可再生能源――太阳能,会让建筑充满魅力。 3.4 积极使用节能材料,提高材料的利用率 对于材料的使用,应该分为两方面。一方面是减少材料的浪费,提高材料的利用率;另一方面是根据资金的现状来积极使用新型节能材料。在施工过程中要合理规划材料的购买情况,并且对其认真做好入库情况。当材料出库时,应对材料量及用途进行严格的审查和记录,对材料的使用进行限额管理,避免其在中途的大量浪费。对于材料的保管,不应只注重钢筋、水泥等重要材料的保管,还应包括周转材料的使用和保管情况。有效地保管周转材料,可以有效降低工程施工中的材料的累积折旧,不影响建筑施工的进度。积极使用节能材料则要求有一支专业的建筑施工队。他们有长远科学的眼光,在施工中会引进科学的施工技术(例如闪电对焊等),而且他们注重的是品质与效率的追求,追求的是绿色建筑,会凭着施工的总预算等积极采用节能材料,使得建筑更加追求绿色环保。 3.5 注重施工中的节水与节电 建筑施工中用水量和用电量是十分大的。对于施工中的用水、用电都要节约,若能循环利用应该要进行二次利用。用水节约体现在施工生活区的用水限量,合理分配用水单位,减少水的浪费,例如采用腹膜保护在平面结构上等;用电节约指的是对电量进行限额,在建筑施工过程中要选择用电节省的机器设备,减少大功率、高耗电的机器设备的使用。二次循环则主要体现在用水上,对于一些已用过水进行循环使用,例如可以废水利用――洒水除尘等。 3.6 回归自然,舒适惬意的生活环境 建筑的建造不再只是单纯地满足人的居住,它们带来地是更多的生活享受。真正的绿色环保建筑是将人的感受充分考虑在建筑施工中,用天然无刺激的建筑材料,居住区的功能分工明确,环境舒适,室内空气清新,室外绿意盎然,充分体现人与自然和谐相处。 4 结束语 随着时代的进步,具有绿色环保理念的建筑将是建筑行业可持续发展之道。它能提高社会的经济效益,改善人们的生活水平,促进人与自然和谐相处。所以,注重绿色环保理念在建筑施工设计方面的应用对建筑施工有着非凡的意义。 建筑方面论文:试论绿色建筑设计关键方面 摘要:文章从保证人在最大程度的减少能源损耗、科学使用资源、减少对环境造成的影响、适用性机经济性等几个方面对绿色建筑设计关键方面进行论述。 关键词:绿色建筑;建筑设计 建筑事业是一个资源机能源消耗非常大的行业,对于外界环境的污染也是非常大的,伴随着人们环保意识的逐渐增加,绿色建筑开始变为人们所关注的一个事业。但是,有的标榜着“绿色”的建筑因为设计及经管的不科学,不光浪费了很多的钱,而且也没能达到很好的环保节约能源的目的。 1、保证人类的健康 绿色建筑设计的关键性工作是保证使用人员的健康,要确保室内空气质量、热环境、噪音和电磁场辐射等方面对人体带来的影响。在设计的时候一定要尽最大的力量选用低毒或无毒材料,譬如墙和吊顶使用无毒或低毒性涂料,建材无甲醛或Voc含量最少,采用陶瓷、硬木等硬装修地面等;选择材料、建筑系统和机械系统时尽量减少木制品、地毯、涂料、密封膏、织物等潜在的对健康不利的污染物,合理组织自然通风,设置进风口和必需的出风口,引风入室。改善室内热环境,包括温度、湿度、辐射温度和气流等,提高人体舒适性。提高水质量,有条件的可以选用直饮水。合理进行自然采光,即满足人类健康的需要,又满足视觉美学的需要,同时达到节能的效果。通过改进细部设计和建造方法,以及采用吸声材料来提高建筑的隔音效果。 2、最大限度降低能耗 2.1减少建筑材料生产运输过程中的能耗 在建筑设计进行中,不单单要关注运用中节约能源,还需要兼顾包含在建筑原料中的能源损耗数量。在满足建筑的运用性能及结合构造安全的前提下,一定要争取选择使用生产损耗较低的建筑原材料,以及钢材、铝材这些回收利用率较高的建筑材料,实现建筑的可持续。为减少运输过程中的能耗和污染,应尽可能的选用地方性的材料。 2.2减少建筑使用过程中的能耗 在建筑建成后使用过程中会消耗大量的能耗,所以应重点从建筑本身来做好节能设计,可通过建筑体形设计达到节能效果,如平面布局、平面形状、进深、体形系数、表面面积系数、长宽比和朝向等因素,都与建筑的节能效果有很大关系。合理设计建筑的墙体、门窗、屋顶、热缓冲区及有效遮阳,提高外围护结构的保温隔热性能,也对建筑节能有着重大意义。 3、合理利用资源 3.1清洁能源的利用 太阳能是一种资源丰富的清洁能源,在建筑中可将强太阳能的利用,如设计并建造太阳能光电屋顶、太阳能电力墙和太阳能光电玻璃,将太阳能转化为建筑本身需要的电能和热能。此外,风能也是一种开发利用较为方更的一种清洁能源,除了建筑的自然通风外,还可以安装风力发电和风力致热设备,将风能转化为建筑内可直接使用的能源。 3.2回收利用旧建筑材料 加大旧建筑材料的回收利用,尽可能地降低能源和物质投入及废弃物和污染物的产出,这是绿色建筑体系最重要的内在机制。可将建筑拆除过程中的建筑材料,如木地板、木制品、混凝土预制构件、铁器、钢材、砖石、保温材料等,经过加工和改造,在满足规范和设计要求的条件下,利用到新建筑中。 3.3可再生材料的利用 建筑中加大木材、废纸/纤维保温材料等可再生材料的利用,不仅较少建筑的投资,还可减轻人类过度开采自然资源引发的生态问题。 4、降低环境负荷 在进行绿色建筑设计的过程中,应注意减轻对自然环境的破坏,减少环境污染,使建筑产生的建筑垃圾、固体、污水与气体等污染物带来最小的环境负荷。 4.1选择环境负荷小的建筑材料 建筑生产过程中会消耗大量的资源和能源,并带来较高的环境污染。建筑师在对材料进行选择时,应具备生态和经济的意识,选择对环境造成的负荷小的材料,如生态水泥、绿化混凝土、高性能长寿建筑材料、家居舒适化和保健化建材等。可使用预制模数构件来减少建筑垃圾。 4.2采用合理的施工方法 建筑设计要充分考虑施工过程中带来的污染,在建筑的造型设计、材料选用和工艺设计都应便于施工,减少施工的能耗和降低其带来的环境负荷。 5、使建筑长寿多适 5.1选用耐久性材料,延长建筑使用寿命 设计中选用耐久性较好的建材,以延长建筑的使用寿命,最好做到建筑材料的使用寿命与建筑同步,减少材料的更换、维护,从而节约费用。 5.2采用灵活多适的设计手法 建筑师在设计中应充分预见到建筑可能根据用户的不同要求而改造,采取适应性改变、灵活性设计等策略,提高建筑的使用寿命和使用效益,以提高整体资源利用率,减少寿命周期的能源资源消耗和环境影响。例如,设计两所住宅建筑,在材料和工艺都相同的情况下,设计者采用不同户型的话,一种自适应性又差,可能在巧年后无法满足使用功能,无法改造只有拆除重建,而另一所由于可以灵活变换户型而得到更长时间的使用,相比之下,在相同的时间内,后者生命周期中耗费的资源和产生的污染比前者要少很多。 6、满足经济合适性原则 人们通常认为绿色建筑比普通建筑的投资成本要高很多,这也是其推广的最大障碍之一,其实从长远来看,如果加强绿色建筑的管理,采取综合性的设计,可大大降低建筑的建造和后期运行的费用,取得较好的经济效益和社会效益。 其实,绿色建筑因能源、资源的节约可以很好的减少建造和运用成本,其自适应性设计也会显着降低后期的哦维护和改造费用,并降低环境成本,其整体效益是非常可观的。在绿色建筑设计中应选择环境性和经济性平衡的建筑材料,并建立整体建筑系统投资优化的概念,从设计、建造和使用运行都全局来考虑其经济效益。 7、结语 总得来讲,绿色建筑可以提升运用的舒服性,减少资源及能源在建筑当中的损耗情况,同时减少对外界环境的不良影响,对于提升建筑的经济利益,消除能源危害,实现人类社会的可持续发展有非常关键性的作用,所有的建筑工作能源一定要在建筑设计当中把握绿色建筑设计的关键方面,有效实施环保节能设计概念,实现经济效益及环境保护双赢的局面。 建筑方面论文:刍议建筑电气方面的问题分析 摘要:随着社会经济的快速发展和建筑行业的不断进步,在很大程度上促进了建筑电气工程建设行业的快速发展。然而,建筑电气各方面中,依然存在着一些问题,本文将对这些问题进行分析研究,并在此基础上提出一些行之有效的应对措施。关键词:建筑电气;问题 一、常用电气主要设备和材料问题 1、电气设备的主要质量问题 。①使用非国标产品,无产品合格证、生产许可证、技术说明书和检测试验报告等文件资料;②导线电阻率高、机械性能差、截面小于标称值、绝缘差、温度系数大、尺寸每卷长度不够数等;③电缆耐压低、绝缘电阻小、抗腐蚀性差、耐温低。绝缘层与线芯严密性差;④动力、照明、插座箱外观差,几何尺寸达不到要求,钢板塑壳厚度不够,影响箱体强度,耐腐蚀性达不到要求;⑤开关、插座导电值与标称值不符,导电金属片弹性不强,接触不好,易发热,达不到安全要求,塑料产品阻燃低、耐温、安全性能差等。 2、 电气主要设备和材料问题的原因分析电气材料市场混乱,假冒伪劣产品和无证产品多。采购人员识别真假能力差,缺乏电气材料专业知识,把关不严。 3、 针对问题,应对措施分析。①施工企业领导要高度重视起来,加强采购人员素质,把好材料质量关。可通过市场考查的方法,直接到有一定生产规模、信誉好、产品质量过硬的厂家进货,减少中间环节。② 电气设备、材料进入施工现场后,首先检查货物是否符合规范要求,核对设备、材料的型号、规格、性能参数是否与设计一致。清点说明书、合格证、零配件,并进行外观检查,做好开箱记录,并妥善保管。③对主要材料,应有出厂合格证或质量证明书等。对材料质量发生怀疑时,应现场封样,及时到当地有资质的检测部门去检验,合格后方能进入现场投入使用。 二、建筑电气安全的主要危险因素1、触电危险。触电危险是指由于工程人员在电气设备的设计、安装上的疏忽,以及在系统运行过程中疏于维护或操作不当,造成的设备或线路等出现的过热、绝缘失效以及PE线断线等故障,从而对用户或工作人员的人身安全构成的威胁。2、电气火灾或爆炸。电气火灾危险是指由于设计过程或运行中存在的不合理、不规范操作造成供电系统中出现的运行短路、过载、铁芯短路、发热等故障,导致局部系统过热,从而带来的火灾或爆炸隐患。3、静电危害。静电维护由于系统缺乏必要的检修及维护,或接地、跨接装置的不完善,以及工作人员的静电防护不合格等造成的静电或静电火花危害。4、雷电危害和电磁维护雷电危害是指由于电气系统中缺乏必要的防雷措施,或防雷装置的设计施工存在缺陷等因素,导致建筑在雷电环境下存在安全隐患。电磁维护是指由于高频设备参数调整不当,屏蔽设备缺陷,或外界环境因素导致人体长期处于电磁场照射下,给工作人员的健康造成的危害。三、建筑电气工程质量问题及应对措施1、塑料管线敷设常见问题。接口不严密,有漏水、渗水现象。恨弯处出现扁,凹,裂等缺陷。预防措施:购置PVC管时,需购置相应的接头、螺接等附件,以及适应不同管径的冷弯弹簧,以备很弯时使用。管与管连接一定要用接头并涂粘结剂。偎弯时使用与管径匹配的冷弯弹簧,必要时可将垠弯处局部均匀加热,均匀用力,弯成所需弧度,减少出现扁、凹、裂现象。PVC管连接形式有两种:可采用同径管插人法连接,将一头加热胀出承插口,插人深度易为管外径的1.1一1名倍;套接法连接,套管长度易为管外径的1.5一3倍,管与管的对口处应位于套管的中心。两种连接方法在连接处均应涂专用胶合剂。管子连接禁止用异径管相连接,如需变径可通过接线盒、箱解决。2、导线的接线、连接质量和色标问题。多股导线不采用铜接头,直接做成“羊眼圈”状:与开关、插座、配电箱的接线端连接时,一个端子上接几根导线;线头裸露、导线排列不整齐,没有捆绑包扎:导线的三相、零线(N线)、接地保护线(PE线)色标不一致,或者混淆。预防措施:多股导线的连接,应用镀锌铜接头压接,在接线柱和接线端子上的导线连接只宜1根,如需接2根,中间需加平垫片;导线编排要横平竖直,剥线头时应保持各线头长度一致,导线插入接线端子后不应有导体裸露。铜接头与导线连接处要用与导线相同颜色的绝缘胶布包扎;采购人员要按现场需要配足各种颜色的导线,施工人员应分清相线、零线(N线)、接地保护线( PE线)的作用与色标。3、箱与盒安装常见问题。箱、盒安装标高不一致;箱盒开孔不整齐;铁箱变形;现浇板内箱、盒移位;安装电气后,箱、盒内赃物未清楚干净。预防措施:(l)严格按照室内地面标高确定箱、盒标高;(2)铁箱、盒开孔严禁使用电气焊,应用专用工具打孔,以防箱盒变形;(3)现浇板内箱盒应先放稳,用带丝固定好,以防浇注混凝土时箱、盒移位;(4)穿线前,先将箱盒内灰渣清除,以保证箱盒内干净。4、灯具、吊扇安装问题。灯位安装偏位,不在中心点上;成排灯具的水平度、直线度偏差较大;吊链目光灯链条不平行,引下的导线未编叉;吊扇的吊钩用螺纹钢加工,成型差;钟罩不吸顶,接线盒外露;阳台灯底盘铁板大落,生锈;天花吊顶的筒灯开孔太大,不整齐。预防措施:安装灯具前,应认真找准中心点,及时纠正偏差:按规范要求施工,成排灯具安装的偏差不应大于5mm,因此,在施工中需要拉线定位,使灯具在纵向、横向、斜向均为一直线:预埋吊扇挂钩时,应用不小于中8的镀锌圆钢与板内的钢筋固定在一起,不准采用螺纹钢,吊钩加工成型应一致,且刷防锈漆,吊扇的钟罩能够吸顶且将吊钩和接线盒遮住,成排的吊扇应成一直线,偏差小于等于5mm;日光灯的吊链应相互平直,不得出现八字型,导线引下应与吊链编叉在一起。阳台灯具的底盒铁板厚度I 0.5mm,油漆表面均匀平滑,能很好地起到防锈的作用。玻璃罩不能太薄,以免安装时破裂;天花吊顶的筒灯开孔要先定好坐标,除要求平直,整齐和均等外,开孔的大小要符合筒灯的规格,不得太大,以保证筒灯安装时外圈牢固地紧贴吊顶,不露缝隙。 5、配电箱的安装、配线。箱体与墙体有缝隙,箱体不平直;箱体内的杂物未清理干净;箱壳的开孔不符合要求,特别是用电焊或气焊开孔,严重破坏箱体的油漆保护层和箱体的美观;落地的动力箱接地不明显,重复接地导线截面不够;箱体内线头裸露,布线不整齐,导线不留余量。预防措施:认真将箱内的沙浆杂物清理干净;订货时严格标定尺寸,按尺寸生产,使箱体的“敲落孔”开孔与进线管相匹配,如不匹配,必须用机械开孔或送回厂家重新加工;动力箱的箱体接地点和导线必须明确显露出来,不能在箱底下焊接或接线,箱体内的线头要统一,不能裸露,布线要整齐美观,绑扎固定导线要留有一定的余量,一般在箱体内要有10cm~15cm的余量。 结语建筑电气安全的管理工作是一项综合性较高的工作,一方面既与技术人员的专业水平相关联,又与建筑工程的统一组织管理密切相关。在建筑的初期规划设计、施工过程中,应充分重视电气安全的综合措施,既要做好安全管理工作,同时也要保障各技术措施的有效施行,确保建筑产品的电气安全。建筑电气工程的质量,对于建筑工程的使用功能、竣工后运行的安全可靠程度、投资效益的体现等都起着举足轻重的作用,对于一项建筑电气工程而言,从开工到竣工,施工现场质量管理工作自始至终都起着至关重要的作用。 参考文献:[1]张谦.建筑电气工程中存在的质量问题与对策[J].才智,2011(24) [2]江萍浅.谈建筑电气工程施工中常见一些问题及预防措施[J].建筑与装饰,2012(11). 建筑方面论文:建筑电气施工技术方面问题的思考 摘要:随着各种建筑工程越来越多,人们对建筑功能的要求日益提高,电气技术也得到了长足发展。但在我国当前的建筑电气施工中,仍普遍存在着以下问题:缺乏健全的电气施工规范和标准,使得电气工程的设计、施工、质量监管、竣工验收等环节的工作不能规范化和标准化,而且很多智能化电气设备在验收时缺乏测试,不能保证工程质量。下文中笔者首先介绍了建筑电气施工技术的要点,进而有针对性的提出了电气施工技术对策,以供理论参考。 关键词:建筑电气;施工技术;控制思考 引言 建筑电气工程作为整个建筑工程的核心,主要包括强电系统和弱电系统两个部分,在建筑中起到提供能源和动力的作用,是整个建筑系统的心脏。在追求自动化和智能化的趋势下越来越受到投资者的重视,在建筑业中的地位也越来越高。具体来讲,建筑电气工程施工包括架空线路及杆上电气设备安装,变压器和箱式变电站的安装,成套配电柜、控制柜(屏、台)和动力、照明配电箱(盘)安装,低压电动机、电加热器及电动执行机构检查接线,柴油发电机组安装,不间断电源安装,低压电气动力设备试验与试运行,裸母线和封闭母线和插接式母线安装,电缆桥架安装和桥架内电缆敷设,电缆沟内和电缆竖井内电缆敷设,电线导管、电缆导管和线槽敷设,电线、电缆穿管和线槽敷设,槽板配线,钢索配线,电缆头制作、接线和线路绝缘测试,灯具安装,开关、插座安装,建筑物照明通电试运行,接地装置安装,避雷引下线和变配电室接地干线敷设,接闪器安装和建筑物等电位连接等。 一、建筑电气工程的特点 1、关系着生命财产安全 建筑电气工程与人们的日常生活联系较为密切,在工作和生活中都难免与电气工程发生一些接触。因此,建筑电气工程的质量影响着人们日常生活和工作的安全,如果一旦引发了电气事故,就会直接威胁到人们的生命财产安全,损害其社会效益。 2、与其他工程紧密配合 建筑电气工程在施工的时候与其他工程需要相互协调和沟通,如土建工程、建筑装饰工程等等,存在着工作面多次轮换交接的现象,互相之间的协调和沟通尤为重要。由于建筑工程的建筑结构不同、造价不同,因此建筑电气工程所采用的工艺、材料和方法也不尽相同,对于建筑电气工程的质量要求也不同,需根据实际情况来进行分析。 3、自动化、智能化 由于人们生活水平的日益提升,各种家用电器数量和种类都有所增加,并且增添了很多具有自动化和智能化的家居。同时,建筑内部的门禁识别系统、保安系统、监控系统等都越来越自动化,因此建筑电气工程也日益向着自动化和智能化的方向发展。 二、建筑电气施工过程中存在的问题及控制对策 1、施工过程中存在的问题 1.1避雷装置安装问题 在总配电箱的进线位置处,采用TN-S接地系统时,没有进行重复接地;没有将设备的接地地排和接地干线之间进行有效的连通;每个支架间的距离太大;没有在屋面金属物上做防雷接地措施;敷设避雷带时,采用普通的元钢进行,搭接长度与要求不符,带间与引线下线采用的是单面焊接或者对焊的方式,导致焊接口出现了严重的锈蚀。 1.2配电箱盒问题 没有将箱盒表面附着的锈斑进行处理,由于没有对箱盒进行固定处理,从而导致了位置出现偏移;箱盒内有太多的管子口,柱子内部及现浇混凝土墙面的箱盒凹陷太深,从而发生了歪斜;接线盒、吊钩坐标、配电箱体的位置出现了明显的偏移,没有根据图纸进行设置;没有较强的工作责任心、态度不够谨慎;上述所述的问题是导致配电箱盒发生问题的关键因素。 1.3开关、插座的盒与面板的安装、接线与要求不相符 通常存在以下三方面的问题:首先,线盒预埋太深,各标高不等;面板与墙体间不够密实,出现了缝隙,面板受到了胶漆的污染,不够平整;其次,开关、插座的零线与相线、PE保护线之间存在了串接的现象;另外,开关、插座的导线线头裸露在外面,固定螺栓发生了松动。 2、建筑电气施工控制对策 2.1加强工程验收力度,构建完善的质量保证体系 要想确保工程具有较高的质量与良好的使用功能,在工程验收过程中,对于与规范要求不相符的应不予验收,在进行绝缘与接地测试过程中必须根据设计要求进行。对于竣工后的工程,具体验收内容是:对下引线的连接、接地极的埋设、接地线连接、避雷网埋设、接地线连接等各环节进行全面细致的检查。另外,承建单位还应配备专业的电气监督人员参与到现场的管理中,严格根据建筑电气安装施工标准要求进行,严格要求施工设计。工程发包单位应聘请承建资质高的单位负责电气工程施工。 2.2对施工过程质量进行严格的监督管理 必须将质量管理贯穿到电气施工的全过程之中,经常性的对整改的项目进行全面的检查,每个月汇报一下质量情况,每周开展一次大的检查;检查的主要内容涵盖了原材料、安全用电、安装部位、使用功能等各个环节阶段,如发现问题,应令其及时的整改;着重对土建与电气专业之间的配合、预埋与穿线工序脱节这两项问题进行检查;将分段检查与整体检查有机的结合,以确保电气施工工程具有良好的效应。 2.3防雷接地措施 应做到以下几点:首先,搭接焊位置处的焊缝应饱满、平整,以提高焊接质量;其次,管理人员必须进一步加强管理力度,严格检查每道工序,与要求不相符的焊缝应及时的进行补焊,同时将覆盖的焊渣清理,并涂抹一层防锈漆;另外,《电气装置安装工程接地施工及验收规范》中有明确的规定,避雷引下线的连接应采用搭接焊的方式进行,焊接的长度应是圆钢直径的六倍,所以,不允许采用螺纹钢搭接钢筋。 2.4提高建筑电气安装水平,增强认识 要想确保建筑电气工程具有高质量,就必须要求每位电气施工人员必须具备上岗证书,责任心强,电气安装与电气管理人员的业务素质必须要高,必须充分的认识到电气工程在建筑中具有的重要位置。 三、建筑电气施工技术的要点 3.1防雷接地的施工技术 建筑的柱内是避雷引下线的主钢筋,应采取科学合理的方式将基础接地线与主接地线进行有效的焊接。对于引下线,应将圆钢折成U形状进行焊接,引下线所需要的钢筋数量可以按照主筋的规格进一步明确。在搭接焊施工过程中,应采取双面施焊的方式进行,镀锌圆钢焊接长度不可小于其直径的六倍;镀锌扁钢应采取三面施焊的方式处理,焊接长度应是其宽度的两倍。当遭到绝缘破坏时,可能带电但实际施工过程中不带电的电缆外皮、金属外壳、支架等应与接地系统连接起来。 3.2配电箱安装技术 施工中应清晰地标注配电箱箱面的编号,并保持箱内外整洁,连接导线,负荷出线和电源进线与电气元件的连接务必要牢固。配电箱开关箱内的金属箱体,金属电器安装板以及电器的正常不带电的金属底座外壳等必须通过54线端子板与54线做电气连接,金属箱门与金属箱体必须通过采用编织软铜线做电气连接,导线与电气元件接线端子连接时,要按照相关的规范要求,要达到牢固紧密的质量要求,并必须配装弹簧垫圈。最后是配电箱与外部设备的连接技术,既要遵循连接规范,又要保障配电箱外部环境的安全。导线连接施工要紧密牢固,箱体的保护接地接线端子和中性线接线端子必须安全可靠。 3.3管路敷设设计 在敷设管路时,除了自行检查外,还应互相进行检查,以确保管路的畅通。在管路连接、管口处理、保护层弯曲半径等过程中,必须做好技术交底工作。线缆敷设的基本原则是:在分线盒位置处,当各种电压回路交叉时,应使用金属隔板方式将其隔开并处理;如果在同一线槽内,强电回路必须将施工电源同时切断;如果在同一路径内,应将各种绝缘回路导线设置在同一线槽内;线槽内导线的总截面不能超过线槽内截面的三分之一;线缆敷设完成之后,应进行全面的检查与检测。管路敷设前,施工人员必须根据设计要求开展管路敷设工作,并且还要充分的掌握施工图纸。当混凝土垫层达到二十四小时后,应将用来封堵的塑料盖装置进行及时的拆除,对管路线槽内的积水及杂物进行全面的清理,以确保线槽内的整洁干燥。 结语 随着我国建筑行业的飞速发展和电气工程技术的不断进步,电气工程作为建筑工程中的重要组成部分,在建筑施工和建设中起到了关键作用。因此,对建筑电气工程的施工技术进行有效的控制,提高施工的要求,降低劣质施工对后期电气工程使用中的影响,确保电气工程能发挥其作用,就需要加强对建筑电气工程的管理。 建筑方面论文:关于建筑工程管理方面质量控制探讨 摘要:建筑工程质量控制是一个涉及面很广且复杂的课题,它并不是简单的因果关系,它是通过全过程和全方位的管理这个循环过程来实现的,这种循环也不是简单的循环,而且每一次循环都不同,后一个循环比前一个循环更精彩、更优秀、更典型。对于工程质量控制,自身应提高素质,加强各参建方配合,并树立工程质量意识,必能大大提高建筑工程质量。 关键词:建筑工程;工程管理;质量控制 引言 建筑工程管理中的质量控制指的是建筑工程在实施的全过程,管理人员通过一系列的方法与手段对建筑工程进行制约与监督,保证建筑工程顺利完工。近几年,我国建筑工程行业发展速度日益加快,建筑规模不断扩大,建筑工程质量问题早已成为当今社会关注的热点。我国建筑工程行业在工程质量控制方面积累了丰富的经验,但仍有问题需要提出与解决。本文主要研究我国建筑施工行业在工程质量控制方面发展现状,针对其出现的问题提出相应的解决策略,为我国建筑施工行业在工程质量控制方面的进一步发展提供借鉴。 一、影响建筑工程质量的因素 对于建筑工程产品质量,它与一般的产品质量相比较,建筑工程质量具有影响因素多、隐蔽性强、局限性大、对社会环境影响大、建筑工程项目周期长等特点这些特点,影响建筑工程质量的因素归纳起来主要有五个方面,即材料、人,机械、方法和环境,五种因素。 1、材 料 材料泛指构成工程实体的各类建筑材料、构配件、半成品等,它是工程建设的物质条件,工程材料选用是否合理、产品是否合格、材质是否经过检验、保管使用是否得当等,都将直接影响工程的质量。 2、施工机械设备 施工机械设备是实现施工机械化的重要物质基础, 是现代化工程建设中必不可少的设施, 对工程项目的施工进度和质量均有直接影响。因此, 必须综合考虑施工现场条件、建筑结构形式、机械设备性能、施工工艺和方法、施工组织与管理、建筑技术经济等各种因素, 着重从机械设备的选型、主要性能参数和使用操作要求等三方面予以管理。此外尚应按现行施工管理制度要求, 工程所用的施工机械、模板、脚手架, 特别是危险性较大的现场安装的起重机械设备, 不仅要对其设计安装方案进行审批, 而且安装完毕交付使用前必须经专业管理部门的验收, 合格后方可使用。同时, 在使用过程中尚需落实相应的管理制度, 以确保其安全正常使用。 3、工艺方法 工艺方法是指施工现场采用的施工方案,包括技术方案和组织方案。前者如施工工艺和作业方法,后者如施工区段空间划分及施工流向顺序、劳动组织等。在工程施工中,施工方案是否合理,施工工艺是否先进,施工操作是否正确,都将对工程质量产生重大的影响。大力推进采用新技术、新工艺、新方法,不断提高工艺技术水平,是保证工程质量稳定提高的重要因素。 4、环境条件 环境条件是指对工程质量特性起重要作用的环境因素,包括:工程技术环境,如工程地质、水文、气象等;工程作业环境,如施工环境作业面大小、防护等;工程管理环境,主要指工程实施的合同结构与管理关系的确定等;周边环境,如工程邻近的地下管线、建(构)筑物等。环境条件往往对工程质量产生特定的影响。 二、建筑工程质量的全过程控制 (一)设计阶段 首先委托具有相应资质的设计单位进行设计,重视设计前期工作,配合搞好现场测量和勘察,使设计符合工程建设的实际,尽可能完善、准确。其次在设计过程中实行设计监控,以便及时对设计方案、设计质量进行检查。最后及时组织专家对设计进行审查,提出审查意见,根据审查意见进行设计修改,并为工程建设提供准确、详细的设计图纸。 (二)招标阶段 工程招标时,必须注重对施工单位资质的审查,包括人员素质、技术力量、施工业绩、社会信誉等多个方面。重点是审查施工单位是否具有类似工程施工的经历和经验,在以往的工程施工中是否出现过质量控制方面的问题,是否发生过质量事故等,以确保施工单位的综合能力符合建设单位的要求。 (三)施工阶段 1、施工准备阶段的质量控制 施工准备是施工阶段不可缺少的重要环节,准备工作的充分与否对施工质量有着直接影响。建立健全管理机构,制定施工管理和质量检查办法等,保证管理机制的良好运行。及时组织设计、监理和施工单位进行设计交底,组织相关单位的技术人员进行质量管理上岗培训,确保满足工程建设的需要。 2、对监理单位的质量控制 建设监理制实施以来,工程建设质量明显提高,工期和投资控制有了保障。为确保工程建设项目的顺利实施,使监理单位能够有效控制工程项目质量,建设单位要严格按照基本建设程序和监理合同的要求开展工作,并赋予监理工程师相应的权力,使监理工程师能够较好地履行监理合同所规定的各项职责,达到控制工程质量的目的。 3、对施工单位的质量控制 建设单位对施工质量的控制主要是通过工程监理进行,工程监理依据监理合同对工程项目实施全过程、全方位的监理,通过控制人员、材料、工器具、工艺方法和影响工程质量的因素,使施工单位的工程质量活动完全处在监理控制之中,达到控制质量的目的。通过现场质量检验、落实检验方法、参与分部工程和隐蔽工程验收等措施来控制工程建设质量。 3.1按照工程重要程度,单位工程开工前由企业或项目技术负责人组织全面的技术交底。工程复杂、工期长的工程可按基础、结构、装修几个阶段分别组织技术交底。各分项工程施工前.应由项目技术负责人向参加该项目施工的所有班组和配合工种进行技术交底。 3.2测量控制。测量控制点的复核对于给定的原始基准点、基准线和参考标高等的测量控制点应做好复核工作,经审核批准后,才能据此进行准确地测量放线。施工测量控制网的复测场地平面控制网和主轴线的桩位是整个场地内建筑物、构筑物定位的依据,准确地测定和保护好桩位是保证整个施工测量精度和顺利进行施工的基础。 3.3材料控制。对供货方质量保证能力进行评定建立材料管理制度对原材料、半成品、构配件进行标识材料的检查验收。 3.4工序的质量控制 在施工过程中,测得的工序特性数据是有波动的。工序管理的实质是工序质量控制,是为把工序质量的波动限制在要求的范围内所进行的质量控制活动,一旦工序质量波动超出允许范围,立即对影响工序质量波动的因素进行分析,针对问题采取必要的管理措施,使工序质量 处于稳定受控状态。 4、竣工阶段 竣工验收是工程施工全过程的最后一道工序,是全面考核施工质量的重要环节。严格按照验收规程进行工程验收,发现质量问题,责令有关单位限期处理。建设单位应加强对工程扫尾工作的管理力度,由监理单位督促施工单位按期完工,确保工程顺利通过验收。缺陷责任期是工程内在的、隐蔽的质量问题容易暴露的时期,通过试运行,有些质量问题会暴露出来,形成质量缺陷。实际中,要加强该阶段的质量控制,发现问题后及时查找原因,分清责任,限期处理,并对各种修补工作进行检查和验收,保证修复质量,确保向建设管理单位交付一个合格的工程。 结语 总之,在工程建造时质量是最重要的因素,也是是基本建设投资效益实现的主要保证,有效的控制建筑工程管理的质量也是保证工程质量的一种手段,建筑工程质量是指参与建筑工程的建设者在整个建设过程中,为了保证建筑工程实体质量所从事工作的水平和完善程度,包括社会工作质量、生产过程工作质量。工程质量是建筑工程中常见的质量问题,它的存在不仅影响了建筑的美观甚至影响到它的使用功能及结构安全,在建筑工程时我们要在过程中控制质量,还要对施工人员组织的管理的控制。 建筑方面论文:建筑工程施工技术及管理方面的分析 摘要:现代建筑技术的开发和应用,给我国的建筑业得发展注入了新的生机和活力。为我国将来的建筑业发展做出更新更大的贡献,让建筑业更上一个台阶。本文主要分析了现代建筑工程施工技术中存在的一些不足,以及主要的解决措施。 关键词:建筑工程;施工技术;解决措施 1、建筑工程施工技术存在的问题 1.1 模板存在的问题 在建筑工程施工中,模板的使用是一个十分重要的环节。一般情况,采用木模当作模板,在梁木模施工中,大多数的部门都不会进行模板的设计,而相关的负责部门也没有对此设计与施工有严格规范的规定,这就导致施工当中模板出现的问题十分的普遍,在建筑工程施工中我们不难发现,有时梁的跨度很大,但是其宽度却很小,,下面使用支柱支撑。但是如果当梁的跨度远远超过了其自身所承受的最大值时,必须将梁的底模进行起拱设计,这样可以有效防止建筑物的梁部出现跨中下垂的现象。 1.2 混凝土施工存在的问题 一般在建筑施工单位,在钢筋下面一般都不会安放预制垫块,这个垫块其实就是一个保护层。预制垫块在使用时必须用混凝土,这样才可以保证保护层不会出现薄厚不一的状况。有一些施工企业,为了保护建筑混凝土固有的保护层,将楼板钢筋网面与钢筋骨架向上提,这样不但无法对钢筋混凝土的保护层进行有效的保护,还会早曾钢筋网面与骨架逐渐走位,使建筑物的整体结构变形弯曲,给建筑施工带来安全威胁。在建筑工程施工过程中,一些建筑承包商为了加速建筑工期,在混凝土没有完全的定形时,就在混凝土上方堆放重量较大的负载物,从表面来看,混凝土貌似没有遭到严重的破坏,但是却会导致混凝土的土质变得稀松、裂开,很可能的影响到整个建筑物的质量安全。 1.3随意开凿槽洞问题 在房屋建筑施工中建筑工人为了安装水电等线路管道,健在墙上,梁柱地板等部位随意开槽凿洞,这种现象十分普遍。特别是房屋装修阶段,甚至还有施工人员为了方便竟然将承重墙凿去一大半的墙面;还有的还在柱梁上随意的开凿。特别是在厨房和卫生间,在安装水管的时候施工者大面积的凿开地面,而且开凿的时候会凿断受力钢筋,这样的话楼板的承载力就会大大的下降,从而导致房屋的安全性大大的降低。出现这种情况主要还是施工和安装不同步。 2.施工技术分析 2.1深基坑围护施工 2.1.1围护结构构成:通过计算,工程人员规划围护结构由以下几个方面构成:①地下连续挡土墙:考虑到工程基坑深度及周边建筑实例,采用c30混凝土做成地下连续挡土墙结构,长33m、厚1m。②钢筋混凝土圈梁、围檩及支撑:c30混凝土,共三道。将第1道支撑标高控制在最小范围内,根据地下室及挖土机械特点,确定支撑标高,支撑设计要满足围护结构的稳定需要,南北向采用混凝土对撑,周围采用混凝土边桁架和角撑。③立柱:材料选择工程钢管桩,为省时省工,尽量使用原工程桩进行支撑平面布置。 2.1.2施工技术措施分析:①土体加固:因土抗剪能力小,成槽前,用a700mm水泥土搅拌桩对槽壁两侧进行加固处理,以确保成槽的质量;采用劈裂注浆技术对坑内被动土进行加固处理,提高其抗剪能力。②降水:利用轻型井点降水方法降水2周;采用20m长的喷射井点,对深层土体进行降水,使土体固结,从而使土体抗剪能力得到响应提高。开挖时,地下水降至基坑以下约1m时,施工效果最好。③利用支撑作栈桥:该工程施工场地狭小,仅有一条宽约5m的公用施工道路位于建筑西侧。为此,利用第1道支撑南北向的对撑,设计2个施工栈桥,宽12m左右,和公用道路连通,使问题得到解决。未解决基坑出土困难问题,在栈桥完工后,2道栈桥靠近南侧各设置1台qtg260起重机,最后出土量达4000m3/d。 2.2地下室外墙防水层施工 2.2.1施工流程:按照设计要求,需要在地下室外墙迎水面和底板底部设置防水层,并要着重考虑防水层端部、节点及贯穿部位的防水工作。本工程围护结构与地下室外墙之间供施工人员进行外墙防水层施工地空间十分有限,为此,工程设计人员决定在地下室结构前进行防水层施工。 2.2.2防水层施工:①底板工程桩端防水层施工:先清理工程桩周围垃圾、杂物,使其表面洁净平整。涂防水涂膜于桩周围宽10cm左右的位置,并1层涤纶布环桩粘贴,然后重复均匀涂3~4层涂膜,贴网眼麻片于最后1层涂膜上。②地下室墙体与垫层接缝处防水施工:底板下防水层施工完成后设置f c板保护层。墙体与垫层接缝处,先将涂膜刷在涤纶布上,涤纶布与墙体及垫层防水层搭接,考虑上部结构的沉降,在墙体及垫层阴角处预留一定长度。 2.3地下室预应力混凝土桁架施工 2.3.1预应力混凝土桁架施工:建筑地下1层两简体间c、d、e、f轴各有1榀预应力混凝土桁架,其中上弦杆采用后张法施加预应力,每根上弦杆配4束钢绞线,施加4000kn的有效应力,超张拉103%。采用4根大梁对称张拉,每根梁内4孔进行对称对角张拉。施工过程中,张拉时必须保证顶板受力均匀,避免先浇混凝土导致约束受力不均,故先不浇捣桁架竖腹杆和斜腹杆,等到上弦梁板中应力稳定后,再进行竖腹杆、斜腹杆的支模及混凝土浇筑施工,并且混凝土后浇桁架不会容易出现裂缝。 3.建筑施工技术管理优化措施 3.1建筑工程整体管理制度优化 落实并完善与工程施工相关的各种技术标准、规范、规程和文件要求。建立和健全技术管理组织机构和技术责任制度。实行技术责任制的目的是保证各技术岗位都有技术负责人,防止和杜绝施工中责任不清或无人负责现象。同时可以充分发挥技术人员的积极性和创造性。 认真落实技术交底和技术档案管理制度。图纸会审要求要有组织、有领导、有步骤地进行。未经会审的施工图纸不得用于施工。技术交底工作可分级进行,分级管理,目的是使全体参与职工做到心中有数,避免盲目施工。对于重点工程、重点部位、特殊工程、“四新”技术应用工程更需要做详细的施工技术交底。技术档案管理包括交建设单位保管的竣工资料部分和施工单位保存的施工组织与管理方面的技术档案,均应按照档案管理要求进行搜集、整理和归档。测量、试验和工程变更管理。 3.2施工阶段技术优化管理措施 在施工准备阶段.所做的技术准备工作是为了创造有利的施工条件,从而保证施工任务得以顺利进行,它的主要工作内容及基本任务是了解和分析建设工程特点、进度、要求,摸清施工的客观条件,编制施工组织设计,并制定合理的施工方案,充分及时地从技术、物资、人力和组织等方面为工程创造一切必要的条件,使施工过程连续、均衡地进行,保证工程在规定的工期内交付使用,使工程施工在保证质量的前提下,做到提高劳动生产率和降低工程成本。而施工组织设计是指导工程项目进行施工准备和施工的基本技术条件。 总结: 建筑工程施工管理的目标就是在确保合同规定的工期和质量要求的前提下,力求降低工程施工成本,追求施工的最大利润。要达到保证工程质量、保证按期交工,同时,还要力求降低工程施工成本,就要在工程施工管理过程中抓好技术管理工作。现代建筑技术的开发和应用,给我国的建筑业得发展注入了新的生机和活力。
本科计算机论文:应用型本科计算机基础教学改革 随着信息技术的不断发展,计算机技术越来越广泛地渗透到了社会的各个领域,已成为现代社会知识结构中不可缺少的重要组成部分,计算机基础教育成为高等院校学生素质的基本要素,学生计算机应用能力的高低成为衡量高等院校教学质量的一项重要指标。加强计算机基础教学,提高学生计算机应用能力技术水平,促进应用型人才培养的开展,是当前高等院校教学改革面临的一项重要任务。全面提高教育教学质量,提高学生与自身专业相结合的计算机应用水平,从而提升学生在现代信息化社会中的竞争能力,是迫切需要解决的关键问题。 一、大学计算机基础课程定位及教学意义 计算机基础教育过程是学生动手实践的过程,需要同学们发挥聪明才智、去想象,敢于自己动手。高等教育开设计算机基础课程是培养学生自主创新能力的一个非常好的途径,同时也担负着培养学生综合素质的重任。首先,计算机基础是一门公共课,目的在于向学生普及大学教育中关于计算机信息技术所必备的知识以及基本操作技能;其次,培养学生的计算机思维能力,要求学生应学会利用计算机这个工具分析和解决实际问题的能力、让学生了解学习新的技术对解决新的问题所带来的新的思路方法的能力;第三,计算机基础最终的教学目标不是让学生学习单纯的理论知识,而是让学生学以致用,为社会培养应用型、复合型人才。计算机基础课程的主要学习内容包括:计算机基础知识、操作系统简单介绍、Office办公软件(主要为Word、Excel、Powerpoint)应用及计算机网络知识等。 二、存在问题 (一)教学方法单一 目前,在计算机基础课程的教学过程中,多数高校采取的是以教师为主的讲授,学生加以部分实践练习。采取类似的教法未能使学生较好的学习此门实践性很强的课程,容易弱化学生动手能力,不易培养学生使用计算机解决实际问题的能力,教师起不到真正意义上的“传、帮、带”的作用。怎样使枯燥、乏味的课堂变得生动有趣也是教师们应该积极思考的问题之一。 (二)授课侧重点不明确,与专业脱节 教师在课堂教学的设计中过分专注于对计算机知识的讲解,容易与学生专业脱节,往往忽略了不同专业对计算机知识使用的要求,计算机基础授课侧重点不明确,给所有专业的学生制定一样的教学大纲及计划,完成的仅仅是课本知识的传授,并未注重学生所学专业对计算机技术的要求,未发掘学生潜能,调动学生的兴趣,导致学生对所学知识的实用性存在质疑,眉毛胡子一把抓,出现“学了就忘,考过就忘”的局面。学生对于枯燥的理论知识缺乏主动学习的积极性。 (三)教学实践环节不足 学好计算机基础课程,实践环节是关键,对提高学生利用计算机技术解决实际问题的能力起着至关重要的作用。在我校的计算机基础教学中,实践课大都是由教师先讲,然后学生根据教师的讲解按部就班的完成。受传统教学观念影响,教学理论课依然凌驾于实践课之上,实践环节弱化且实践时间相对不足,未能在理论课与实践课之间形成较为科学的匹配。计算机基础作为一门实践性很强的课程,学生通过大量的练习实践,对知识点的理解才能更加融会贯通,才能学以致用。 (四)缺乏合理的考核方式 对于计算机基础课程的考核,目前很少有高校出台专门的考核体系,考核方式欠佳,仅仅是通过试卷、机试的形式决定学生成绩的优劣。结合我校来说,虽然也在积极探索和尝试新的考核方式与评价体系,但是仍然没有突出考核的应有作用,对于应用型人才的培养,考知识还是考能力界定模糊;教师和学生难以通过考核结果真正认识学生所具备的实际水平,也影响了学生后续学习、使用计算机解决实际问题的积极性。 三、计算机基础课程教学改革措施探索 自我校升格为本科院校以来,一直积极寻找和探索培养“应用型人才”的计算机基础教学模式,经历了不断改革教学方法、不断创新教学管理理念的过程,成立了“计算机基础研究中心”。当前,本人认为工作重点应转向深化教学过程改革、完善教学评价体系,从而进一步提高计算机基础课程的教学质量。 (一)改变传统的教学模式,应以学生为主体 应用型人才的培养,改革教学方法是策略。教师在教学过程中应特别注意方法和对象,必须以学生为主体进行教学改革,做到对学生因材施教。改变“教师多讲,学生少练”的传统教学模式,而采取“教师精讲,学生多练”的新模式。计算机基础课的主要目的是培养学生利用计算机的能力和主动使用计算机去解决现实问题的能力。这些能力单靠课堂书本教学是不好培养的,而要靠大量的动手实践。因此,计算机基础教学应由“教师多讲”向“教师精讲指导下的学生多练”转移,通过教师的正确说教和学生大量上机实践是学好这门课的基本保证。对于计算机基础课这类实操性较强的课程,任务驱动法、案例教学法、小组讨论法是行之有效的教学方法。例如在讲解Word表格相关操作问题上,我们可以让学生个体或分组制作课程表或学生信息表等这些既熟悉又能解决一些实际问题的经典案例上来,比如对单元格的合并是怎么操作?表格当中涉及到一些数据的简单计算该怎么进行?课程表中斜线表头该怎么设置等。让学生带着问题去学习、去实验,使学生由被动学习转化为主动学习,培养学生对知识的渴求,起到事半功倍的学习效果。 (二)突出专业特点,明确教学侧重,求同存异 计算机基础教学应该对不同专业的学生提出不同的要求,需要培养出具有不同应用能力的计算机应用人才,要以应用为目的。深入对人才培养方案的探究,加强与学校各专业的交流,结合专业在计算机基础教学目标的制定上达成共识。积极参与学校各专业教学改革,与各专业教学紧密结合起来。通过学校召开的教育教学研讨会议、教学例会等及时互动交流,使教学侧重点不同的计算机基础课程在不同的专业间开展起来,围绕应用型确立教学所要达到的终极目标,进而体现开展计算机基础教学提高学生的计算机知识重要,而且强调使学生掌握计算机技术是为了更好地服务于所学专业,也就是培养具有较强计算机应用能力的专业人才更重要。举个简单的例子,比如:结合财会类专业的特点我们可以把Excel电子表格作为此类教学的侧重,新闻类专业我们可以把Word排版作为此类教学的侧重等,在教学案例素材方面结合不同专业特点制定相应的案例,进一步提高学生学习的积极性 (三)加强实践环节,提高动手能力、培养创新意识 应用型人才的培养,实践效果是核心。能力的提升,实践是关键。计算机基础是一门实践性很强的课程,加强学生上机实践,一方面能加深学生对计算机理论知识的把握,提高应用能力,另一方面更能使教师及时发现和解决学生在学习过程中所出现的疑难问题,达到在“做中学”。因此,在制定教学大纲时应明确课程总课时数,突出实践环节,理论、实践课课时比例为1:2为宜,与此同时理论课、实践课应根据课程内容合理调配。在实践课前学生应明确本次实验的任务目标、要求等,使学生带着问题进实验室、带着项目进实验室,提高学生的动手能力和创新意识。最后要求学生提交实验报告,采取模块化的方式,深刻领悟实验要领,这也是我校应改善的重要环节。例如在Excel电子表格软件中,设计一个案例,先让学生直接上机操作,如有一些不熟悉的功能操作,可提问教师寻求针对性的讲解。教师在布置作业时,应该提升操作深度与难度,尽量杜绝学生练习教师示范内容,应让学生举一反三,对相同知识点,能够制作出不同内容的作品,使之别出心裁,培养创新意识。 (四)课程实训考核,巩固知识,并学以致用 应用型人才的培养,能力的提升是目的。应具有科学的评价体系。计算机基础课程的高度实用性是其他基础课程难以达到的,基于此应改变我校传统的考核方式,由“考知识向考能力”进行转变。对此进行课程的集中实训考核是很有必要的,目的是提高学生对计算机知识、Office办公软件的综合应用能力。可以使学生熟练的掌握文字处理软件Word图文混排、电子表格软件Excel的数据表操纵,演示文稿软件PowerPoint的动态效果展示等。可合理分配课时,如期末制定8课时时间,让学生全面理解并综合应用课程所学知识,教师根据实际情况给学生单独制定考核计划,定时完成任务,以解决考核问题,最后通过PPT汇报,教师给出考核成绩。不仅能考核学生掌握本课程知识的能力,还能考核学生解决实际问题的能力,及通过现场答辩汇报考核学生综合素质的能力。以此方式进行考核使学生达到知识向能力的转变,进而实现学以致用。 作者:洪涛 张富强 本科计算机论文:本科院校计算机专业论文 1财经类应用型本科院校计算机专业学生创新创业能力培养的现状 1.1没有充分利用财经类院校的优势学科 目前财经类院校在计算机专业人才培养上大都效仿理工类院校,普遍没有将计算机专业的工程特性与财经类院校的优势学科相结合,更没有突出财经类院校的人才培养特色,人才培养目标不明确,这使财经类院校培养出来的计算机专业人才缺乏市场竞争力,不具有竞争优势。 1.2创新创业教育课程体系不健全,缺乏创新创业的文化氛围 目前财经类院校计算机专业的创新创业教育研究仍处于起步阶段,没有形成课程结构和体系,缺乏创新创业的文化氛围。在计算机专业课程设置上,出于专业知识体系完整性的考虑[4],一些难度大、应用面小的理论课程都纳入课程体系中,如离散数学、编译原理和汇编语言等,课程体系“大而全”,学生学的“杂而不精”,课程的设置仍存在“偏重理论知识而实践训练不足,偏重学科建设而应用技能不足”的现象,使学生毕业后感到没有学到什么真东西,其知识泛而不专,无法学以致用,没有形成使学生获得创新创业知识技能的课程体系。 1.3师资队伍缺少工程能力,学生工程实践能力差 目前,财经类院校计算机专业的教师缺乏职业实践经验,技术更新滞后,而计算机专业是个实践性非常强、技术更新较快的专业,从而影响了教学质量和人才培养效果。另一方面,实践教学缺乏系统性和整体性,缺少对学生工程能力和职业素质的训练,致使学生工程实践能力差。 2财经类应用型本科院校计算机专业学生创新创业能力培养模式 在财经管理类课程与计算机专业课程多学科交叉的课程体系中,应融入创新创业教育理念,构建完善的创新创业教育课程体系,注重创新创业实践,从知识体系更新、增强动手能力和培养学生职业素质几方面入手,提高学生的创新创业能力。 2.1合理定位人才培养目标 财经类应用型本科院校的人才培养定位是以实际技能的应用为核心,选择实际工作中常用的实用技术,引导学生在特定的专业方向深入学习。学校充分利用财经类优势学科,突出交叉学科特色,培养目标是使学生懂得企业经济管理的情况下,提高工程实践能力、创新创业能力和职业素质,让学生在更好地理解企业经营管理目标的前提下,实现工程项目的开发和管理,成为企业和社会所需的人才。 2.2课程体系建设 学校应充分利用财经类优势学科,让学生在主修计算机专业核心课程的基础上,辅修财经管理类的主干课程,建立一种以工程项目设计为导向、工程能力培养为目标的课程体系。课程体系以项目设计的进程为主线,融入创新创业教育理念,由专业技术核心课程、财经管理类课程和创新创业实践课程三大部分组成。课程体系既注重学生的创新创业素质和专业技术基础,又重视培养学生在职场上所需的技能应用,循序渐进地培养学生的实践能力、工程能力,提高其创新创业能力。课程体系使学生通过经历项目构思与设计的实践过程,引导学生在特定的专业方向深入学习,调动学生的自主学习能动性,达到培养计算机应用型人才的目标。 2.3教学模式 2.3.1理论教学理论教学以“项目驱动”为主,以具体的实践项目贯穿教学,坚持“基于项目的课堂教学”原则,讲解课程中的各知识点在项目中的应用,提高学生对知识点的理解和运用能力。 2.3.2实践教学实践教学突出课内、课外实践并与创新创业实践相结合,进行综合的创新创业指导,构建“课内实践+课外实践+创新创业实践”一体化的创新创业实践体系。课内实践以单元实验为基础,使学生巩固每个知识点。课外实践以课程设计为目标,在开课初期就把课程设计的综合项目布置给学生,随着课程的深入,学生分阶段完成综合项目。以Java程序设计为例,我们在课程教学初期(基础知识理论授课完成后),从企业引入资深专家给学生讲解目前Java语言的应用现状、应用前景及Java编程思想,调动学生的学习积极性,同时给学生布置实践项目(课外完成),对学生进行分组,以组为单位完成项目。这样,让学生带着问题以主动的、实践的方式学习,既培养学生的个人学习能力,又培养学生的团队合作能力和工程系统分析能力。另外,我们还通过组织校内的技能大赛、大学生全国程序设计竞赛、大学生创新创业项目等,提高学生的创新创业意识、创新创业知识积累、创新创业实践能力,提升创新创业的文化氛围。 2.4师资队伍建设 要提高学生的工程实践能力和创新创业能力,就要提高教师队伍的工程能力,强化专业教师的工程背景。一方面,可以建立校企深度协作关系,每年选派骨干教师,以技术员身份去企业参加项目研发,实现产学研相结合,提升教师的项目开发经验和实践能力。另一方面,从企业聘请有丰富经验的专家作为兼职教师,由兼职教师完成创新创业课程的讲授及创新创业实践过程的指导,本校专职教师负责创新创业实践课程的课外辅导。 2.5学生学业评价 研究制定一个课内教学与课外创新创业成果相结合的综合评价标准。学生学业成绩的构成要实行多元化,增加实践能力和创新创业能力的考核。通过对学生的实践能力和创新创业能力的评价,让学生及时了解对知识的掌握和运用情况,既知晓在知识体系中取得的进展和成功,又能清楚不足,找到进一步学习的方向,使考核评价成为一个继续学习的明灯。 3结语 将财经类院校的自身特色与创新创业实践教育模式相融合,为培养适应市场需求、具有特色专业能力的计算机应用型人才提供了一种新的方法和思路。但是,应用型本科院校由于学生素质、师资力量以及传统教学模式惯性延续等因素的影响,这个目标的实现存在着一定的困难。因此,在确定培养目标后,应在实际教学中逐渐完善培养体系及创新创业的文化氛围。 作者:李凌霞 齐景嘉 郭瑞波 单位:哈尔滨金融学院 本科计算机论文:高校计算机专业本科生培养方案探索 1选拔与培养 1.1选拔有学习积极性的学生 有的学生会有急功近利的思想,遇到科研困难就没有动力,坚持不下去。学习的内动力源于其高远的理想和明确的学习目标,加入科研团队的学生应该最有学习激情,最能够自主学习、主动实践。为此,我们在初期就应该对学生的能力、基础和素质进行考查,选拔出一批有强烈科研探究兴趣的优秀学生进行培养。 1.2全面而坚实的培养 对学生的培养以提高其从事科研工作能力为目的,但本科生初始接触科研工作时通常会比较茫然,无从下手;因此,教师初期的引导和培养就显得尤为重要,可以帮助学生尽快入门。我们认为这里的培养不仅应该包括技能方面的训练,还应该包括观念的改变,帮助学生端正学习的态度;另外应该特别注意资料的总结、传承和共享,这样后续的学生学习效率、上手速度会越来越好。 1.2.1专业技能的培养 实践证明,要想取得好的效果,最好从低年级的本科生中就开始寻找培养目标。因此,本科生参与科研的早期不要以论文和技术为重点,要以培养他们提出问题和设计课题的能力为目标。学生初始会茫然无措,希望老师可以指定详细而具体的小任务,这时不能只给一个大题目,否则学生会觉得无法上手,没有成就感。我们采用的方法是循序渐进。前期会给初步选拔出的学生统一安排入门练习,每一项练习都会有详细的参考资料、步骤指导、进度要求;开始的练习会主要面向编程、基本算法、相关研究领域基础知识,可以借鉴ACM编程训练的方法[4];后期会根据每位学生的基础、进度、研究兴趣等作相应调整,鼓励学生锻炼解决问题的能力。这种递进而规范的密集训练是非常有效的,学生在这些练习中逐渐进步,逐渐成长,可以迅速打牢根基。这种过程会让学生真正学有所得,带来很强的成就感。 1.2.2端正思想和态度 不同于其他工作,科研需要厚积薄发,探究者要耐得住寂寞,投入精力钻研。有的本科生初始接触科研时,比较浮躁,希望速成。这时应对学生正面引导,调动学生内在学习积极性,使他们能够努力充实自己。要成功做到这一点并不容易,可以尝试隔绝及正面榜样作用。比如建立一个单独的实验室,让学生少受外部浮躁气氛的影响;另外,高年级同学成功的案例,也会给他们以激励;树立个人和先进小组典型,为学生的学风建设提供一批身边看得见、学得了的榜样。 1.2.3因材施教,激发学生获取知识的兴趣和渴望 不同学生的情况不尽相同,需要因材施教,多和学生沟通,根据学生的不同特点进行个性化培养。很多学生往往重视知识,忽视批判性思维,大部分都不敢或不会提出创新性思路。孙学军老师在这方面的经验值得借鉴,他有意识地培养学生阅读文献的技巧,要求他们寻找并提出这些文献存在的缺陷,以创新性思路为标志,提高学生对最新进展的眼光和悟性。对基础好、科研能力较强的学生加大力度培养,可以让他们尽早从一个小的课题入手,独立进行信息调研、资料查阅、方案设计等,促进这类学生独立意识的发展,鼓励其进行创新思索。方案得到肯定、实验平台顺利搭建、,看到科研成果会让这些学生体会到成功的喜悦,也给他们更多参与科研的自信,提高了参与热情。对于基础差一些但态度认真的学生,前期可以让其循序渐进地进行入门强化训练,阅读和分析文献,撰写综述,锻炼基本功,使其逐步具备开展科研的能力;我们尝试安排团队里的这类学生做偏工程类的课题,这类课题易上手,很快可以看到成效,一个小项目的成功可以给学生带来极大的成就感,从而激发他们获取新知识的兴趣和渴望。同时,要了解对不同的学生最有吸引力的是什么。有的学生对科研探索有浓厚兴趣,就需要着重培养这类学生在学习中的创造性和独立性,锻炼其科研创新的能力,帮助其寻找到科研兴趣点。还有的学生目标是就业,与企业对接的科研项目、对其就业有帮助的技能的吸引力则要强的多。青年教师应多站在学生的角度上考虑,尽可能为不同学生创造机遇,做到教学双方的互利共赢。 2科研团队建设 2.1严格的进度检查与研讨班的规范管理 中国学生大多习惯被动学习模式,很多时候并不适应源于自主性的自我管理与学习探究。为了激励学生有足够的动力获取新知识,以及确保整个科研团队的高效有序运行,适度的外部施压和有效的学生管理制度必不可少。这就需要对科研团队成员的学习工作进度进行严格的进度检查,建立常态规范的研讨班制度。平时的学生管理可以有多重形式,比如常态的周小结、阶段性的研讨班汇报、邮件组即时通信工具等的信息交流沟通、鼓励学生多听学术报告等。在这种固定而常态的沟通过程里,成员们可以比较分析,找出差距,同时又能相互激励、相互督促,从而明确自己的学习方向,充分调动科研的积极性,促进整个团队科研水平的提升。当学生的工作有阶段性成果想向大家展示时,我们会安排时间召开研讨班,一学期中每位同学至少要作一次报告。研讨班上,成员们可以参与讨论,表达自己的观点,从而逐渐学会如何着手进行调研、查阅资料、设计方案等,这些既能培养学生独立思考的能力和创造精神,也锻炼了学生的表达能力和交流能力。 2.2走出去、请进来,交流的重要性 对于刚起步、基础比较弱的课题组,为了打破僵局,一个可行的方法就是派学生出去交流——根据需要和可能,推荐部分优秀学生去外校或研究所交流参观、毕业实习等,在交流的同时,提升能力。这对学生有较大的激励作用,丰富的研学经历会是学生就业或读研的有利筹码。除此之外,在力所能及的情况下,我们会让学生多走出去,参加一些学术会议和外面的学习研讨班,认清自己的局限,调整努力的方向,开阔学术思路,并经常性地邀请一些校内外专家来团队介绍相关学科前沿信息,在扩展学生的眼界和知识面的同时,也可以扩展青年教师的交际圈。 2.3淘汰机制与奖励制度 保持适度淘汰,这可以激励学生努力学习,增强责任意识。态度不端正的学生留在团队中,会造成很大的负面影响。态度端正、优秀的学生,要给予更多的关注和发展机会,比如可以适当地提高其补助的额度,优先配备各种实验设备,鼓励其、申请专利及各级项目,资助其出去参加学术会议、交流实习等。另外,每年可以在团队中树立典型,给予其精神上的鼓励以及适度的物质奖励。完善的奖励制度可以激发学生参与科研活动的热情。 3目前的成效 本科生科研选拔培养方案实施一年多来,取得了明显效果。团队的研学风气良好,学生多方面的能力都得到了培养和提高;对教师个人而言,则增加了科研助力,可以更高更新的视角去统筹安排科研队伍的科研工作,节省出精力去争取更多科研课题,从而促进整个科研团队的积极良性运转。目前,团队中本科生同学结合其科研实践,积极参加各类竞赛,已经获得2014年英特尔杯大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛全国一等奖、第三届“中国软件杯”大学生软件设计大赛国家一等奖、2014年第九届全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛全国二等奖、第五届“蓝桥杯”全国软件大赛全国三等奖等众多奖项。 4结语 本科生在教师指导下进行科研活动,可以实现教学相长,师生互赢。为了实现这一目标,我们提出了一套指导本科生科研的选拔及培养方案,主要包括多途径宣传吸引学生、选拔培养、因材施教指导。今后,我们将在学生科研团队建设等方面进行更多的尝试。 作者:童晶 单位:河海大学物联网工程学院 本科计算机论文:医学专业本科生计算机基础教学探析 1现有的教学内容及方法 目前,本科生的计算机基础课程涵盖的主要内容包括:计算机基础知识、Windows操作、计算机网络、Office软件(含Word,Excel,PowerPoint)、Photoshop软件及常用软件等。其中,计算机基础知识包含了对计算机软硬件及发展史的介绍,计算机网络涵盖了计算机通信的一些基本原理,都属于偏理论的内容,因此,在课堂上以教师讲述及展示为主,也就是传统的lecture based learning,学生动手操作不多,但可让学生对计算机有一个系统的了解。后面几章的内容则需详实地介绍相应软件的初、高级功能,通常是学生动手操作为主,教师讲授为辅,在这个过程中,通常需要设置一些问题,利用这些问题引导学生去学习、发现、思考所学软件的应用,这个过程也可称为problem based learning。 2存在的问题及应对措施 2.1来自不同地区的学生水平参差不齐 来自教育发达地区的学生在高中已经进行了比较完善的计算机基础学习,以北京为例,北京的高中学生都需要参加信息技术科目的会考考试,而在该科目中已经包含了计算机基础、Office软件、多媒体及网络的应用,编程基础等,相比之下,大学计算机课程在内容上并没有扩展很多,但在深度及学科应用上有专门的涉及。因此,部分北京的孩子可能对一些课程节次上的内容已经比较熟悉,此时,很容易放松对自己的要求,并养成一个不好的学习习惯,对今后的大学学习生活可能都有较大的影响。并且,这会让周围的同学有一种误解,怂恿、影响一些同学同样对自己要求不严格。特别的,部分同学觉得前几节的内容对他们自己来说比较简单,就错误地认为这门课也比较简单,从而导致后面的内容也习惯性的不听,但实际上那些内容他们可能接触的并不是很深,最终导致计算机课程成绩的不佳。来自边远贫困地区的同学可能在初、高中时代并没有接受较完整的计算机课程的学习,因此,他们反而会感觉计算机课程非常难,这部分同学需要从最基本的操作教起,相同的问题,他们可能需要花费更多的时间来完成。另外,部分同学由于刚从家乡来到北京,在性格上可能还比较内向,小心翼翼,从而不愿意与教师多沟通。学生水平的参差不齐也折射了教学上的一个问题:尚没有合理的计算机入学分班制度。分班制度的建立还需要很多的工作要做,比如,编写针对不同水平的教材,对不同等级分班实行不同的教学策略等,这就需要在后续教学过程中不断进行摸索研究。 2.2教学内容相对陈旧 现有的主流教材的主要内容还是涵盖在常用软件的操作使用上,虽然大学教材在内容深度和应用上相比高中信息化课程更进一步,但是在内容扩展上还没有显著差异。同时,我们也参考了国外大学计算机基础的教材,感觉国外教材在内容上突出了不同操作系统的应用,数据库系统的应用以及软件工程(含编程)的使用,国内大学教材的内容跟国外高中的ICT(Information &Communication technology)课程的内容非常相似。这也间接反映了国内外在大学课堂计算机素质教育的差别,国外由于已有较好的高中的计算机素质教育,因此,在大学的课程中,更偏向实际应用系统应用的相关理论,这有助于进一步提高学生的计算机专业素质,从而能够从专业的角度认识现有的计算机应用及系统。另外,我们的教材中还没有涵盖在医院现行应用比较多的HIS、PACS等系统的相关理论及操作,因此,学生也还不能直接从课堂上了解医院信息系统的原理及使用,如果以后可以增加这部分的内容,可能对今后学生的发展更有益处。 3对计算机基础教育未来发展的思考 目前,虽然计算机课程同英语一样都属于公共基础课,但是两者的地位差距比较大,计算机课程未来的发展也可以参照目前英语课程的模式。(1)英语课程一般在上课之前都会先有一个分班考试,而分班考试的目的在于区分不同基础的学生,基础好一点的同学可以进入快速班,可以学习更有难度的课程内容,而基础差的则可以按部就班地进行学习。这样的好处就在于能够根据学生的基础进行适当的教学,从而易于学生接受。而计算机的课程也可以参照这个思路,上课之前先进行分班考试,从而分成快速班和基础班,这样就可以通过调整授课内容以调动学生积极性,并根据学生的特点进行针对性教学。(2)英语课程的重要性还在于英语四、六级的存在,并且直接与本科学位挂钩,因此,英语在基础教育的地位不言而喻。而计算机目前并没有相关的要求,但实际上,计算机等级考试(National Computer Rank Examination,NCRE)已在国内如火如荼地进行了很多年。根据我们课程内容的设置,计算机等级考试的一、二级都是可以报名的,比如一级中的计算机基础及MS office应用,计算机基础及Photoshop应用,二级中的MS office高级应用。如果能够鼓励学生在学习该课程之后报名计算机等级考试,且在课程上也对计算机等级考试的内容有一定的涉及,这样学生在学完计算机基础课程之后能够获得一个国家认可的等级证书,可以更加调动学生学习的积极性,并能让不同基础的学生都能踏实地学习,最终都能达到一定的水准之上。 4结束语 未来的医院必定走向信息化及智能化,优秀的计算机素质将是未来医护工作者的必备条件之一。这需要教师们在现有基础上进一步完善教学改革,深化育人为本的教学思想,增强为社会培养所急需人才的紧迫感和责任感,从而促进医学本科生的计算机素质全面提高。 作者:景斌 赵相坤 董建鑫 李海云 单位:首都医科大学生物医学工程学院 本科计算机论文:中职本科计算机专业论文 一、教学模式改革的几点建议 1、工学结合,构建课程体系 分析学生的未来工作岗位和岗位角色,开展广泛调研,科学合理的制定培养目标和培养方向。跟据大连海洋大学应用技术学院以往的毕业生就业分布情况,对大连、沈阳、鞍山等省内城市的IT企业和市场需求深入调研。了解企业的岗位需求情况及企业对学生的就业岗位和岗位能力的要求,中职本科计算机专业课程设置即要参照普通本科院校的教学内容与教材选取,也要根据学院特色和相应的技能型人才的培养目标来制定教学计划,以就业作为人才培养的方向。根据社会、市场、企业的需要开设相关课程,设置课程系统、并选用适当的教学方法培养学生的操作技能,努力贯彻教育部提出的“以应用为目的,以必需、够用为度”的原则为专业培养目标服务。提高毕业生的就业率,把学生培养成会学习,懂技术的专门人才。 2、依据专业就业岗位素质和技能要求,确定专业核心课程 中职学校本教育是以实践应用能力为本的教育模式,要以实践应用化为原则,这也符合计算机专业的专业特点。但实际上是学生毕业后,绝大部分同学都不能胜任本专业的相关工作,甚至连组装电脑、安装系统都不会,office办公自化也是一知半解。这就需要教师在教学过程中结合实际情况,针对岗位职业的实际,有选择的调整教学内容,边学边做,边做边学。即要掌握足够的理论知识,又要紧密联系实际,加大学生实习、实训、下企业实践的机会。接近未来的工作环境,使学生在学习过程中又积累了工作经验,实现了学院人才培养模式与企业用人机制的紧密衔接。中职本科学生理论基础差,动手能力就要强,才能在就业中具有竞争力。理论性较强的课程适当减少或削减学时,而动手操作的课程要尽可能的多开,强化C++、Java等课程,增开ASP、Oracle、Apache、C#、等课程。也可以分方向教学,加开英语班、日语班等。因为计算机专业的学生很多在软件公司,接触外文的机会相对要多,应该提高计算机专业外语水平。 3、以赛促教,提高学生综合素质,培养计算机专业应用技术人才 学不在多而在于精,学院即要注重学生综合能力的培养,又要重视某一方面专项能力的提高,学生学习的编程语言可能有多种,但对于他来说只要精通一种就足以在工作中游刃有余,当然是多多益善。鼓励支持学生多参于工程设计及各种技术大赛。比如动漫制作、手机编程、系统开发等专业技能竞赛。竞赛的形式很多,即可以是个人赛,也可以是小组赛,近年来,通过技能大赛,更多的学生意识到“勤奋出成绩,技能走天下“,学习技能热情高涨,学生在竞赛过程中即提升了个人能力也获得了相应的行业认证证书,为日后的就业也增添了一份法码。 4、加强就业培训实习环节,应对市场挑战,提高就业竞争力 坚持以企业需求为导向,以校企合作为桥梁,实施校内校外联合办学,学中做和做中学的人才培养模式,校外实训的一个重要功能就是检验教学成果,找出教学过程中存在的问题与不足,为教学改革提供重要依据。中职本科是四年制,而且大部分在中职学校的时候有了一定的专业基础,大一大二的时候是巩固基础知识,提高专业技能。大三或大四则是应偏重校外的顶岗实习。让学生对自己的能力和素质有一个全面的认识,并且有充分的时间去完善和提升自己。实习的过程,就是一次了解自己的过程,也是人格完善的过程。了解自己的思想,自己的学习,自己的人际交往的能力,从开始的浮燥到心态的稳定,学会服从,学会收敛,学会遵守规则。 二、提高教师能力素质,改进教学方法 教师是对学生进行培养教育的主体,教师能力和素质的提高直接影响到人才培养的效果。鼓励教师进行教学改革,中职学校本科学生自主学习能力差,学习兴趣不足,如果按照常规的四年制本科教学方式学生及易产生厌学情绪,教师在教学过程中,应多采用项目教学法。要求教师即要有雄厚的文化知识,又要掌握专业技术,还要讲究教学方法,不但能做学生的老师、还要做学生的朋友、师傅。 三、总结 计算机专业是一个实用、实践性很强的专业,而就业是人才培养的最终目标,是学以致用的根本所在。所以中职学校本科学校需要改变原有的专业教学模式,以市场用人机制为导向,以就业为最终目的,深化教学改革,建立学生实践学习基地,从而更有效的提高学生技能水平,适应就业的需要。 作者:孟庆伟 单位:大连海洋大学应用技术学院电气与信息工程系 本科计算机论文:应用型本科计算机基础教育改革论文 1背景 对于应用型本科院校,大学计算机基础课程教学改革除了适应计算机科学技术发展的需要,还应该突出应用。改革重点在两个方面:计算机原理的教学和培养利用计算机解决问题的能力。大学计算机基础课程教学改革应该以“利用计算机”和“解决问题”这两点为主线展开。当代计算机是一个多层次的复杂系统,可以多角度使用,它可以像汽车一样,通过简单操作来驾驭;也可以像数学原理或公式一样,需要懂得原理才能深度使用。对计算机多层次的不同认识产生了不同的教学理念。大学计算机基础课程教学首先应该定位于肩负历史和时代使命,不能只将计算机作为低层次工具开展教学。面对“利用计算机”的问题,大学计算机基础课程教学应该从计算机原理角度组织教学内容,这种定位并非是大学计算机基础课程教学改革的创新,而是真正将大学计算机回归到大学数学、大学英语同样基础性地位的过程。应用型本科大学计算机基础课程要进一步展示计算机“解决问题”的强大能力,就涉及到如何抽象问题的计算特性,如何利用计算机来解决具体的问题,这是应用型本科大学计算机基础课程教学改革的重中之重。 2教学改革的措施和方法 2.1课程设置的调整 由于大学计算机基础课程一直是大学本科一年级的必修课,不同专业的学生在大学四年内的课程体系有很大不同,应用型大学注重的是学生动手能力和综合能力的提高,大学计算机基础课程如何为后续专业课提供基础知识和基础技术,如何培养学生计算机应用的基本能力是当前热点问题,同时由于学生进校时的个人对计算机基础知识掌握的程度不同,这就要求我们应该在学生进校后应进行一次摸查,对确实达到要求的学生可以申请免修。其他学生进行分类教学,分类教学是指在统一教学指导的前提下,基于人才培养目标,面向不同专业进行的,根据不同专业需求,设计不同的教学方案,包括教学内容、教学手段、教学素材、教学过程和教学实验等。可以通过对各专业的课程体系、专业培养计划的缜密分析,对不同专业不同年级的学生的访谈沟通,特别是学生进入大三、大四后对计算机科学的依赖,将我校大学计算机基础课程授课对象分为社科人文类、理工类、经管教育类、大农类等4类,针对不同类别的专业重点强调某些内容,这是面向应用型本科专业人才培养的最高境界。所以分类教学是大学计算机基础课程改革的首要环节,不仅体现在课程讲授,也要体现在实验教学环节中。 2.2理论课教学改革 课堂教学是教育教学中普遍使用的一种手段,它是教师给学生传授知识和技能的全过程,主要包括教师讲解,学生问答,教学活动以及教学过程中使用的所有教具。它是按各门学科教学大纲规定的内容,组织教材和选择适当的教学方法,并根据固定的时间表,向全班学生进行授课的教学组织形式。课堂教学的方法多种多样,如:角色扮演法、案例分析法、小组讨论等。不同的教学方法在课堂中起着不同的作用。教师一定要主动的掌握不同的教学方法,摆脱传统教学的死板与枯燥,丰富课堂教学的形式,提高课堂教学的效果。对于大学计算机基础课程的理论教学现在都使用多媒体教学,这就要求教师首先应设计好自己的课件,课件要丰富多彩,同时在内容组织上要合理生动,有吸引力,笔者认为对于计算机的基础知识主要是以讲授和演示为主,而对于文字处理与文档编排、数据处理与图表制作、报告处理与幻灯片制作这部分内容的讲授应采用渐进式案例教学,每一部分内容设置两个案例,让问题复杂程度从简到难,从基础到综合,从而提高学生的课堂学习效率,同时在教学过程中还可以设置一些问题,多进行师生互动,让学生多思考,多动脑,变被动学习为主动学习。总之,理论课程的教学改革应以培养学生应用能力为导向,以培养目标为驱动,以渐进式案例教学为线索,以服务专业应用为目标,在高度浓缩理论课程教学的同时,让学生掌握利用计算机解决各类问题的能力。为学生后续专业课的学习和专业知识的综合应用起到非常好的作用。 2.3实验课教学改革 在理论课进行改革的同时,对实验课的教学改革就更为重要。实验应注重对已有知识的验证,突出对未理解未掌握知识的再学习以及对知识体系的探索,通过强化实验教学,培养和提高学生的动手能力、应用能力和创新能力,为应用型本科教学提供一个强有力的保障。 2.3.1对于计算机组成部分的实验可以先让学生看一个计算机组装与维护的视频,然后让学生自己动手去组装一下,最后让学生去设计一个方案———配置一台具体的计算机。 2.3.2文字处理与文档编排、数据处理与图表制作、报告处理与幻灯片制作这部分内容的实验则可采用任务驱动的方法,让学生带着任务去学习和掌握理论课所学的内容。笔者所在的学校大学计算机基础实验课程教学是让学生使用实验平台,每个部分内容都有一定的练习题,这些是必须提交的,学生是必须完成的,同时每次实验都设计了思考题和实验相关知识,配置了综合学习与拓展学习。让学有余力的学生可以向更深层次拓展。 2.3.3针对学时少内容多的矛盾,同时配备一些虚拟实验,供不同专业的学生选做,这些虚拟实验兼顾了不同专业学生的计算思维能力训练,考虑到与现行教学内容的关联,这些实验可以帮助学生理解计算机的重要理论和概念,培养基于计算机解决问题的计算意识,在有限的学时内将计算机科学的本质以及专业知识以有效的手段展示给学生,这是深化教学改革的技术途径。这部分实验可由学生课后自主完成。 3结语 当前,大学计算机基础课程的教学广受关注,改革的思路不尽相同,也不乏有建设性的理念和措施。笔者对大学计算机基础课程的教学改革进行了较大力度的尝试,分类教学和案例教学收到较好效果。这些改革的实施将全面培养本科生和科学素养和科学思维,有效提升本科生的学术意识,掌握牢固的计算机操作技能,使他们在后续课程和今后工作中,能够自学和自主应用计算机的基础知识,利用计算机解决实际问题,成为具有自主学习能力、研究性学习能力、终生学习能力,能够适应环境和任务变化的复合型应用人才。 作者:陈兴梅 庄锁法 单位:安徽科技学院 本科计算机论文:计算机本科毕业设计思索 一、引言 计算机专业的毕业设计是大学生在大学学习期间的最后阶段,是实现专业人才培养目标的综合性实践教学环节,是培养学生运用本学科的基本理论、专业知识,提高分析和解决工程实际问题能力、独立工作能力和创新意识的重要途径,也是对学生能力和素质的全面检查。因此做好本科毕业设计有利于提高毕业生的工程素质,对毕业生以后的就业起到一定的帮助作用。然而,近几年来,随着高校扩招、师资短缺以及计算机知识更新过快等因素的出现,计算机专业的本科毕业设计质量不断下降,毕业设计中的问题层出不穷。 二、计算机专业本科毕业设计现状分析 现在计算机专业学生的毕业设计大体可以分为:理论、软件和硬件。实际上学生的毕业设计多是做软件或硬件的,做理论的不多,即使做理论也要求结合实际问题来进行编程验证。设计涉及的方面一般有:网页设计;网页编程;平面设计;动画设计;网络设计、搭建、调试和维护;网络安全;单片机及自动控制等。这些设计工作就是要培养学生综合运用所学的知识的能力,包括软件开发方法、算法设计数据库设计、程序编写、程序调试等。如何通过这样的训练来真正达到毕业设计的目的,培养学生的实践能力、创新能力和初步科研能力,需要学校、指导教师和学生自己三方面的共同努力。然而,近几年来,随着高校扩招、师资短缺以及计算机知识更新过快等因素的出现,计算机专业的本科毕业设计质量不断下降,毕业设计中的问题层出不穷。如果不能很好的解决这些问题,毕业设计就难以得到提高。其中具有代表性的问题主要有以下几个方面。 1.毕业设计的选题不够合理。 毕业设计的选题是决定毕业设计质量的先决条件。每年学生毕业设计的选题多是与上一届大同小异,不少学生都会选择做管理系统,图书管理系统、人事管理系统、学生管理系统等。学生之所以选这些系统来做,也是因为这些系统的实现从技术上来讲其实是大同小异的,系统的实现方法在许多计算机书籍中可以找到,类似的源代码在网上也很容易找到,已经成型的论文也颇多,到时候学生可以把界面一换,就成了自己做的系统,把别人的论文稍加修改就成了自己的论文。但这些题目毫无创新性可言,对学生综合能力培养的帮助不大。 2.学生思想重视不够,投入精力不足 学生大多认为毕业设计仅是一种形式,对自己的正常毕业以及以后的工作和学习没有丝毫影响,忙于参加各种各样的招聘会和公司面试,在毕业设计环节上投入精力甚微。毕业设计的时间与考研初试、复试时间重合,在两者不可兼顾的情况下,多数学生都选择了准备考研,而不是做毕业设计,往往都是临近答辩时,才匆匆忙忙,东拼西凑,草草完成,甚至出现严重的抄袭想象。以这种心态和这样的方式写出来的论文,质量当然也就难以得到保障。 3.指导教师的选择不当和责任感不强 由于计算机专业发展比较晚,具有丰富项目实践经验的老教师十分稀缺,计算机专业本身是一个实践性要求很强的专业,没有这些实践体会,就很难理解软件开发过程、软件技术如何应用到生产这些问题,从而影响了毕业设计的质量。部分指导老师对毕业设计的目的认识不足,责任心欠缺,对学生疏于指导。学生本来就对毕业设计的重视不足,再加上指导老师疏于管理,毕业设计质量下滑也就成了必然的趋势。 4.对毕业设计的监管有所欠缺 毕业设计环节的教学监管不够到位,对指导老师的要求不够明确。检查是大多基于学生和指导老师填写的各种表格和文档,指导老师没有在学生做毕业设计的过程中起到监管和指导的作用,因而对学生的要求也就随之任之。这种方法对毕业设计的过程起不到监控的作用。毕业设计的最终成绩取决于指导老师的评定和答辩。由于本科生数量过多,答辩任务很重,导致答辩的时候,把关不严。这势必造成学生的侥幸心理,觉得不好好做毕业设计也能通过。如此欠缺的监管制度,毕业设计的质量也就自然不佳。 三、提高计算机专业本科毕业设计质量的措施与对策 毕业设计可以反映一个计算机专业的学生的综合实践水平。毕业设计不仅可以培养学生将理论与实践相结合的能力,还可以激发学生的创新精神,所以一定要保质保量的完成毕业设计。针对毕业设计中出现的问题,可以采取以下的措施解决。 1.选择合适的毕业设计题目 计算机专业的毕业设计选题应按照以下几个原则进行选择。第一,课题的选择应符合专业培养目标,达到毕业设计教学大纲的基本要求。第二,课题的选择应体现教学与生产、科研、文化和经济相结合的原则。第三,课题的选择应贯彻因材施教的原则,使学生在原有的水平和能力方面有较大的提高,并鼓励学生有所创新。第四,选题的范围和深度应符合学生的实际情况,并尽可能多地反映现代科学技术发展水平。第五,学生除了在导师提出的课题中选择毕业设计课题外,也可根据本专业特点选择自己实践中感兴趣的实际问题作为毕业设计课题,但必须经指导教师审定。 2.加强学生思想教育和引导 提高高校毕业设计的质量,根本措施应当是加强学生教育,使学生引起重视。其实多数高校和指导教师对于加强学生思想教育的重要性都深有体会,但具体实施起来总觉得效果不如想象中好,关键是在于“循循善诱”几个字。要经过耐心教导,让学生意识到,毕业设计不仅仅是一个学习任务,也是为了对自己四年学习划上一个圆满的句号,是对个人责任心的一次考验,从而端正了态度,主动性大大提高。在毕业设计之前做一些专门针对毕业设计如何开展的专题讲座。 3.加强过程监控,改革评价体系 通常学院对学生在整个毕业设计期间所作的工作并没有进行全面的评价和监控。如果学生不是自己做的毕业设计,又在答辩前熟悉了别人给设计的东西,单从答辩环节有时很难看出。开题报告完成以后,就进入了漫长的实际设计过程。要增强对学生的监督和督促机制,防止学生偷懒。其一,要增强指导教师的责任感;其二,可引入现在一些软件公司常用的做法,要求学生写周报,让学生每周对自己毕业设计的工作进展,取得的成果或碰到的困难做一次记录。这样既避免了学生临时报佛脚,不做设计只写论文的情况发生,又使学生的整个设计过程都有案可查,增加了对毕业设计评分的合理性和公正性。这种过程监控实际上既对学生加强了管理,也加强了指导教师对学生指导的力度。学生开题报告的质量、需求分析报告的质量、系统设计报告的质量和中期检查的结果等均列入毕业设计评价之内。 四、结束语 毕业设计是一项综合性的训练,要提高计算机专业学生的毕业设计的质量,首先要围绕培养目标,在大学前三年就下手,让学生有着扎实的理论基础和程序编制、程序调试等实践能力。另外在制度上对学生和指导教师实施过程监控,只有学校、教师、学生都加以重视,做好各项制度保证,才能更好地保障学生顺利较好地完成毕业设计任务,才能进一步提高毕业设计的效果,提高高校的毕业设计管理水平。 本科计算机论文:本科生院计算机教育革新途径 一、大学本科生院发展背景与意义 本科教育是大学的根本基础和核心任务之一。本科生院是大学专门负责管理本科生的学习和生活的教学与管理机构。本科生院(College)发端于历史悠久的意大利的大学住宿学院制(如博洛尼亚大学、帕维亚大学等),发展于英国的大学学院制(如牛津大学、剑桥大学等),成熟于美国的综合大学学院(如哈佛学院、耶鲁学院等)。随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的出台和“本科教学工程”的实施,各高校普遍加强了对于本科教育和人才培养质量的重视。近年来,为了加强本科教育改革和提高教育质量,有些大学开始陆续成立本科生院,如浙江大学(2008年)、中南大学(2010年)、哈尔滨工业大学(2010年)等。大学本科生院的建立对于我国高校深化本科教育体制机制改革、创新人才培养模式、强化本科教育体系和教学管理体系、改革课程体系与教学方法、提升本科教育质量和人才培养水平、建设一流大学具有重要意义。本科生院的建设必然带来一系列教育体制与机制的改革。作为计算机科学与技术专业,如何适应这种变化,进行相应的专业教育改革与创新,培养高水平计算机专业拔尖创新人才,就成为需要探索的重要课题。 二、哈尔滨工业大学本科生院建设目标及发展思路 哈尔滨工业大学本科生院于2010年启动,2011年5月正式挂牌运行。成立本科生院是哈工大本科教育体制机制建设的重要改革,是为加强高素质创新性人才培养和实现建设世界一流大学战略目标所采取的重大举措。哈工大本科生院定位是:面向本科教育与人才培养的国际化、建设世界一流大学的发展目标,深化本科教学改革,强化本科教学管理,建设哈工大本科生阶段人才培养与创新教育体系,整合本科教学资源,提高本科教育水平和教学质量。哈工大本科生院的建设目标是:通过教育改革与创新,建立具有哈工大特色、与国际接轨的一流创新型本科教育体系,推行通识教育与专业教育相结合、课堂学习与项目学习相结合的教育模式;建立统一高效的教学管理机制,整合全校的教育资源,提高本科教学质量与水平;提高面向教师和学生的教学服务能力,培养具有国际竞争力的一流高素质本科毕业生,打造具有国际影响力的哈工大本科教育品牌。为了实现以上的目标,我们将发展思路确定为:强化大学范围的本科教育,整合全校教育资源,加强本科教育体制改革、机制改革、人才培养方案创新、教学方法改革、教师队伍建设、制度创新等方面的建设和优化,从本科教育目标、教育模式、教学方式与过程、教育参与者、教育资源与管理、教育质量保障、教育政策等方面全面加强学校的本科教育体系建设;建立通识教育与专业教育相结合、基于课堂学习与基于项目学习相结合、专业教育与跨专业教育相结合、校内教育与跨国/跨文化教育相结合的具有哈工大特色的创新型本科教育模式。 三、新的人才培养目标与课程体系方案 基于哈工大的办学定位、优良传统与人才培养特色,本科生院提出了本科教育的人才培养目标,即致力于培养“研究型、个性化、精英式”的具有国际竞争力与领导力的高素质毕业生,为未来的科学研究带头人、工程领军人和政府机构领导人培养后备人才。在此人才培养目标引导下,哈工大本科教育将结合以理工科为主体的特点,在以原有专业教育为主型的基础上,建立通识教育与专业教育结合、课堂学习与项目学习结合的精英教育模式。四年制本科课程体系主要包括:通识教育的核心基础课程与选修课、面向大类领域的公共课程、面向学科的专业课程、高年级的跨专业选修课等;并补充基于项目的学习、国际交换学习、文化素质教育等环节。形成通识教育、专业教育、数理基础教育、基于项目学习的创新能力培养、外语与国际化能力培养、人文素质教育、跨专业教育7条主线。为了加强拔尖创新人才的培养,哈工大针对尖子学生,提出了两类拔尖创新人才培养计划:科学研究型拔尖创新人才培养计划、工程领军人培养计划,以期望集中全校优质教育资源,以较为特殊的培养模式,在优势专业或领域专门培养部分拔尖精英人才。 四、本科生院的教育改革新措施 为了实现本科生院提出的发展建设与人才培养目标,本科生院2011年推出并实施了一系列本科教育改革新措施。主要包括:构建人才培养目标导向的创新教育体系与教育模式;健全本科生院组织机构,完善本科教学管理及运行机制;构建与建设世界一流大学相适应的课程体系;建设具有哈工大特色的通识教育课程体系;加强专业综合改革,实现科研优势转换,加强专业教育及课程体系建设;推行教学方法与考试方法的改革,建立“以学生为中心”的教学与学习方式;推行“基于项目的学习”计划,培养学生的创新与创造能力;实施“大学生外语与国际化能力提升计划”,促进本科教育国际化;加强英才学院建设,实施科学研究型拔尖创新人才培养计划;推行“卓越工程师培养计划”,实施工程型领军人培养计划;加强教学师资队伍、教学管理队伍建设;加强实验教学示范中心建设,构建实验实践教学与实验室平台建设一体化体系;加强学生社团活动,提高大学生综合素质;建立以认证为牵引的教学质量保障体系与评估机制;进一步完善本科教学管理信息化平台。同时,配合本科教育改革,哈工大制订与出台了一系列本科教育的改革政策及管理办法。 五、哈尔滨工业大学计算机教育的优势与传统 我校计算机科学与技术学院与本科生院的教育改革与创新相同步,也在积极探索本科生院体制与机制下计算机科学与技术专业教育的改革新思路。事实上,哈工大计算机专业在人才培养和本科生、研究生教育方面具有优良传统。哈工大计算机专业成立于1956年,同年在国内首批招收本科生;1958年开始培养研究生。目前,哈工大计算机科学与技术学科拥有国家一级重点学科地位;在2003、2007年一级学科评估中均列全国第五名;2010、2011年,进入上海交大ARWU世界大学学术排行榜计算机学科前100名;2011、2012年,在ThomsonRouter的ESI计算机学科排名中进入世界前1%。在计算机人才培养方面,哈工大秉承“规格严格,功夫到家”校训,一贯注重知识、能力与素质的综合教育,形成了一系列优良教育传统。主要包括:可持续发展教育观与教学指导思想,培养计算机拔尖创新人才的“研究型、个性化、精英式”办学理念及培养目标,计算机拔尖创新人才培养的“金字塔”教育体系,先进的计算机专业课程体系,目标导向与能力驱动的教学方法,科学的教学管理与质量保障体系,一流师资及教学团队,一批国家级精品课程与教学成果,精英学生“三三”育人模式高水平的实验环境及条件保障,浓厚的学院文化等。 六、新体制下计算机教育的改革与创新 在已有的专业教育优势与优良传统的基础上,结合本科生院的教育体制、机制与教学方法改革的新思路与新举措,哈工大计算机科学与技术学院提出了一系列教育改革与创新的探索与改进措施。 1.人才培养目标。为适应哈工大世界一流大学建设目标和未来国际化人才竞争需要,进一步明确了培养“研究型、个性化、精英式、国际化、领导力”创新拔尖人才的目标。 2.教育模式。积极推行通识教育与专业教育相结合、课堂学习与项目学习相结合的教育模式。 3.课程体系。通过国内外调研,明确提出了面向世界一流大学的课程体系建设目标,并制订了具体的人才培养方案与课程体系修订计划。 4.理学基础。进一步强调加强理科数学基础训练,为学生未来的科学研究与技术开发奠定坚实基础。 5.教学方法改革。继续深入推行教学方法改革,实施启发式与探究式教学、面向问题求解的大作业、累加式考试等方式,建立以学生为中心和以学为主的教与学方法。 6.专业导论课。针对本科生入门教育,进一步改进计算机专业导论课,强调计算机科学技术体系、计算思维、专业知识体系、专业学习方法,引导学生的专业兴趣与思维方式。 7.专业实验教学。进一步加强国家级计算机实验教学示范中心建设,重视计算机专业的实验教学,实施“基础实验、综合实验、创新实验”等分层次实验课,提高学生实践动手能力。 8.基于项目的学习。推行大一年度创新项目、大二课程设计项目、大三综合设计项目与大四毕业设计项目,加强大学生科技创新项目训练,鼓励学生尽早进入研究实验室做科研,全面提高学生的综合创新能力与素质。 9.教育国际化。从课程体系、教师、英语授课、国外原版教材与课件、学生留学/游学等方面加快教育国际化进程,全面提高学生运用外语和国际化的能力。 10.科学研究型拔尖创新人才培养。与英才学院合作,实施基础学科拔尖创新人才培养计划,通过本科、硕士、博士贯通的培养计划,把部分尖子学生培养成科学研究型拔尖创新人才。 11.工程领军型人才培养。实施工程领军人培养计划,制订专门的培养计划,通过与一流IT(信息技术)企业合作,把具有突出的工程技术和综合领导素质的优秀生培养成未来工程领军人才。 12.个性化培养。为了强调对于学生的个性化培养,将给学生更多的机会进行多种专业方向与课程、自主学习空间、个人成长途径、导师的选择等等。 13.基于认证的教育质量保障体系。进一步完善已有的教育质量保障体系,出台《哈尔滨工业大学计算机科学与技术专业人才培养模式与实施方案(本科)》、《计算机专业教学质量保障》等教学质量白皮书,建立先进的、基于认证的教育质量保障体系,提高计算机教育质量。 14.专业工程教育认证与国际评估。巩固已有的计算机专业工程教育认证的成果,实现人才培养体系与国际接轨;并进一步争取开展国际专业评估。 15.教育改革政策与激励机制。结合学校及本科生的教育改革政策及管理办法,针对计算机教育具体情况,补充必要的教育改革政策与激励机制,促进形成教师“重教、思教、善教、乐教”,学生“重学、思学、善学、乐学”的新风尚与和谐氛围。 七、几点思考 关于新形势下我国大学计算机教育的改革与创新,结合笔者的多年工作体会,本文给出几点思考与建议: 1.教育改革目标。不论我们如何进行大学教育体制与机制改革,都应该以人为本,以“完善教育体系,培养一流人才”为最高目标,而不应为了改变而改革。 2.精英教育模式。关于精英教育,可谓仁者见仁,智者见智;但“一流教育、精英素质、领导力培养”应该是精英教育所要追求的境界。 3.本科教育重点。在当前形势下的本科教育阶段,应该把教育重点放在提升学生“素质、基础、能力、实践、个性、国际化”等方面,为学生的未来发展和参与社会竞争打下坚实基础,而不可只因师而教。应该认真研究计算机专业人才的成才途径与条件,按规律实施有效的教育。 4.教学与学习方式。在教学过程中,传统的课堂学习重视教中学,新兴的基于项目学习强调做中学,二者皆重要,应结合之。对于计算机专业教育而言,做好基于项目的学习更为重要,尽管可能更加困难一些。计算机专业学生的许多知识与能力是练出来的,而不是教出来的。 5.拔尖创新人才培养。虽然有不少教育专家不同意把学生分成三六九等,但在我国现阶段的研究型大学,集中优质教育资源对尖子生进行专门的拔尖人才培养不失为一条可选的教育模式。在培养拔尖人才过程中,应注意因材施教,进行分类与个性培养,可以培养出学术型、工程型、复合型等拔尖人才。就与信息化社会发展十分密切的计算机专业而言,上述各类人才对于国家经济和社会发展都十分重要。 6.高水平师资及教学投入。随着近年来我国国力、经济条件的改善,已开始有一批高水平人才进入一流大学从教,但许多大牌教授对本科教育投入不足,要想真正做到教师“重教、思教、善教、乐教”,还有很长的路要走。我们需要通过观念、认识、机制、制度与政策等方面的进步来改善这一状况。 7.优势转换。研究型一流大学应该将其科研优势转换到教学中,倡导“为了培养人才而进行研究”的新风气,提高一流大学的研究型教学水平,培养出“研究型、个性化、精英式”的一流人才。对于计算机专业教育而言,通过开放式、国际化办学模式,可以更好地促进国内外学术研究对于教育的优势转换。 8.教育质量保障。教育质量是大学的生命线,也是培养合格人才的保障。我国一流大学应该努力改善教学投入状况,提高师生的积极性,使大学教育质量保障从监督控制为主的强迫式阶段,逐步过渡到以认证评估为主的引导式阶段,使教育质量管理能够事半功倍,提高效率。为实现教育质量评估的国际化,有条件的大学可以开展教育质量国际评估,促进我国大学教育的深层国际化。计算机专业应该在教育及质量保障体系国际化方面走在前面。 本科计算机论文:计算机科学与技术本科人才培养探索 [摘要]信息技术发展日新月异,高校计算机专业教育重知识轻实践的人才培养观念与培养模式亟待改革。积极致力于计算机科学与技术本科专业创新应用型人才培养的探索与实践,在“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的教育理念指导下,改革培养模式、优化课程体系、夯实教学团队、强化实践环节,打造一支教学科研能力强、结构合理的高水平师资队伍,构建较为科学的人才培养模式和课程体系,培养一批综合素质和核心竞争力强的创新应用型人才,是计算机科学与技术专业人才培养的必由之路。 [关键词]计算机科学与技术;培养模式;课程体系;教学团队;实践教学 一、转变教学理念,重构较为科学的创新应用型本科人才培养模式 针对目前高校计算机科学与技术本科人才培养存在的问题,各高校应主动转变教学理念,建立较为科学的“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的人才培养模式。“厚基础”就是使学生专业基础知识扎实、基本技能牢固、能力突出、个性鲜明;“宽口径”就是加强通识教育,使学生有很强的多行业适应能力和宽广的就业前景;“重实践”就是使毕业生通过课程学习和专业实践,具备在信息技术教育和信息工程等多个领域和岗位就业的专业实践能力;“求创新”就是培养学生综合运用能力、独立思考能力及创新思维能力。注重学生综合素质尤其是实践能力的培养,坚持走“产—学—研”相结合的途径,坚持整体优化、学科融合、创新性和个性化的原则[1],充分体现“学习—实践—再学习—再实践”的培养过程。突破思维定势,改革传统的培养学术型人才的课程体系和教学方法,根据学科特色,优化课程体系,改革教学方法,加强特色教材建设,提升教学内容的创新性,以“厚基础、宽口径、重实践、求创新”为目标,构建较为科学的人才培养体系。 二、优化课程体系,实施教学内容与教学方法的改革 针对计算机学科教学内容缺乏前沿性、教学模式和手段缺乏多样性、教学资源缺乏实用性等问题,按照计算机专业全国研究生入学考试大纲的要求和社会对人才的需求,以“合理配置,资源共享”为标杆,将计算机科学与技术本科专业核心课程(程序设计基础、数据结构、计算机操作系统、计算机组成原理、计算机网络)的授课、实践等教学环节作为一个整体进行统筹优化,融合各课程的内容,形成一个相对完整的体系[2],使学生能够较容易地理解和掌握课程的重点内容,理解课程间的连续性。 (一)核心课程教学内容与体系的改革 对各核心课程的安排顺序、授课内容、授课重点、授课计划等按照计算机专业研究生入学大纲的要求和社会对人才的需求进行调整和整合,将新知识、新理论、新技术和新方法充实到教学内容中,弃旧扬新,使教学内容与技术发展和行业需求相适应。 (二)教学方法与手段的改革 遵循以“教为主导,学为主题”的授课思路,培养学生自主学习的能力。在理论课程和实践课程中,采用综合案例引导学生进行分析和设计[3],以培养学生分析问题、解决问题的能力,激发学生的创造性;并将课堂讲授与参与式、提问式、讨论式、启发式等教学方法相糅合开展教学活动,让学生主动参与整个教学过程,因材施教,充分调动学生学习的积极性。 (三)优质教学资源的整合 利用Web教学服务平台、FTP服务平台、实验教学网、毕业论文管理平台,实现核心课程之间教学资源的共享和在线指导。在这些平台上提供了各核心课程的教学大纲、电子教案、多媒体课件、实验指导、试题库等教学资源,从“授前、授中、授后”三个环节给学生提供自主学习的机会;另外,为了让学生了解学科前沿,可邀请国内知名院校的教授、博士开展新技术论坛,介绍国内外学科前沿及最新技术,这能极大地开拓学生的视野,激起学生认真学习知识的兴趣。 三、夯实师资培养,通过“科研引领教学”创建高水平教学团队 要注重师资队伍培养和教学团队建设,提高教师的整体素质和教研水平。 (一)组建核心教学团队,形成合理的教学梯队 根据课程体系的建设思路,形成以课程体系为核心的教学团队。在职称、学历、年龄、教学经历、科研能力等方面自然形成梯队形式,通过成员之间的协作与交流,开展教学研究、教学改革和教学技能比赛等活动,从而提高教师的整体素质和教学水平。 (二)培养“双师型”教师,提升团队业务素质 采用“请进来,送出去”的办法,邀请国内外著名学者专家,开展学术交流、教学研讨,鼓励中青年教师赴国内外知名高校进修、攻读博士学位、出国访学,提高团队整体素质;加强校企合作,选派中青年教师进入企业,学习实践经验技术,提高实践教学水平,以满足本科生“双师型”人才培养的需要。 (三)营造“以科研促教学”的学术氛围 积极引导教师树立以高水平科研支撑高水平教学的发展观念,组织教师参与新教材编写;教师紧跟科技前沿的发展动态,将科研中获得的新知识和新成果融入课堂教学[4],促使科研工作与教学工作的有机结合,保持教学内容的学科前沿性,增强教学的深度和拓展教学的广度,提高教学质量;教师将自己的科研与学生的毕业设计相结合,对学生进行有的放矢的指导,并吸纳优秀学生进实验室,直接参与教师的科研项目,增强学生的科技创新能力,提高人才培养质量。鼓励团队教师开展科学研究,提高科研水平,做到科研与教学相互促进、共同发展;通过开展一系列教研、评优、评奖活动,增强了优秀“老”教师和青年教师之间的交流,快速提高青年教师的科研能力和教学水平,壮大优秀青年教师队伍。同时采用“请进来,送出去”的办法,提升中青年教师的业务素质,以满足对“双师型”人才培养的需要,实现团队梯队发展,最终形成一个基于课程体系的高水平教学团队。 四、强化实践教学,推进“过程式多元化”的实践能力培养体系 构建以实践能力培养为核心的实践教学培养体系[5],采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,并结合科研训练、创新实践、学科竞赛、社会实践和创业实践等课外实践,让实践训练贯穿整个培养过程。 (一)实践教学体系的综合改革 对于计算机科学与技术专业的学生,仅提高学生的理论水平是远远不够的,还需注重培养学生的动手能力,加强学生的实践能力锻炼,即“理论与实践一体化”,这是本专业人才培养中的一个关键环节。只有将实践和理论紧密结合,互为补充,才能使学生尽快掌握课程知识,并利用所学知识分析、解决实际问题。为此,坚持以传授知识、培养能力和提高素质协调发展为根本,以培养学生可持续发展能力(自主获取知识的能力和创新能力)为重点,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实践教学体系。第一,除了课程实验外,针对实践性较强的课程,实行实践教学单独设课,开辟新实践领域,扩大综合型实验的比例,与理论课程的教学进度相配套,通过预习报告、讲解演示、上机实验、分析总结和撰写实验报告的方式,注重学生创新、实践能力的培养。第二,重视实习和实训环节,实行校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习的多元式实习实训教学,锻炼学生的实际动手能力。第三,将科研训练、创新实践、学科竞赛贯穿到大学四年的教学过程之中,着重提高学生的科研素养和创新能力。第四,与实际应用相结合,通过社会实践和创业实践,增强学生的业务能力,为将来进入社会实际生产生活领域的工作做充分的训练与准备。 (二)实验教学内容的融合重构 对于课程实验和实验课程,实验内容由基础型、设计型、综合型和研究型等四个各具特色的模块组成。各模块侧重点不同,学生可以根据自身接受和掌握知识的实际情况循序渐进地进行训练。基础型实验重在加强对本课程内的知识点的掌握和理解;设计型实验强调培养学生动手能力和创新性思维;综合型实验充分考虑课程间的可融性,渗透多个课程的相关知识点,并突出以项目训练为主的教学实践;研究型实验是培养部分学生以科研项目为支撑的实践能力。 (三)实训实习环节的双轨交叉 把实训实习工作进行分解,分成校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习等几个环节,在校内和校外进行双轨交叉。通过校外短期见习开阔学生视野,在见习中理解专业理论和技术,增强实践动手意识。通过邀请企业工程技术专家进入学校,利用学校开设的大实践课程时间,集中对学生进行校内单项实训,增强学生应用专门技术的能力。通过校外综合实训和实习,让学生深入企业和应用部门,在校外实训和实习导师的指导带领下,完成完整的项目设计和应用部署,增强学生完成综合项目和应用的能力。 (四)课外科技创新活动与课内实践教学的有机结合 以“产—学—研”相结合的思想为指导,推行学科竞赛制度化,创新训练常规化,支持学生参加机器人、智能车、电子设计、创新创业等各类学科竞赛,鼓励学生主持或参与学校、省厅、教育部和企业创新创业类等科研课题,理论联系实际,强化项目驱动的实践教学[6],注重对学生过程式的培养和科研创新能力的培养。采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,通过基础型、设计型、综合型和研究型模块化实验内容重构课程实验和实验课程,通过校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习,施行校内校外双轨交叉式实习实训教学,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,能解决学生理论知识和实际问题脱节的矛盾,有效增强学生的实践能力。强化以“项目+竞赛”驱动的创新训练模式,形成“实战”性的项目开发,形成“以赛促学”和“学以致用”的学习氛围,通过本科生进实验室及参加各类高水平学科竞赛等方式,提升了学生的创新能力和就业竞争力。 五、结语 课题组通过改革培养模式、优化课程体系、夯实教学团队、强化实践环节,探索创新应用型计算机科学与技术本科专业人才培养,并在实践中检验各项举措的效果,取得了良好的人才培养效果,获得安徽省高等教育教学成果奖二等奖。 作者:陈付龙 罗永龙 郭良敏 孙丽萍 单位:安徽师范大学数学计算机科学学院 本科计算机论文:本科计算机导论教学研究 摘要:在“互联网+”时代,应用型本科计算机导论教学在教学内容、教学模式、教学方法以及考核模式上都需要进行改革。首先,在教学内容上紧密结合当前计算机技术的发展,并且适应应用型人才特点的培养要求。然后运用多种教学模式和教学手段,使得学生能够更好地对计算机学科的理解和知识应用。最后采用过程化考核和立体化考核相结合的考核方式,促进学生对所学内容的掌握和运用。 关键词:“互联网+”;应用型人才;过程化考核;立体化考核;应用能力 1概述 作为信息共享和交流沟通的平台,“互联网+”推动各行各业的快速发展,在当今时代中起着越来越重要的作用。随着“互联网+”时代的来临,教育事业的发展也发生着翻天覆地的变化,教学的形式、教学的内容、教与学之间的相互融合等都得到深入的发展。应用型本科院校计算机学科专业的人才培养目标是学生既能掌握计算机学科的基本理论,又具有较强的系统开发与维护、软件开发与测试、网络规划与管理以及数据库开发与应用等能力,能够从事计算机科学以及各个领域中计算机开发与应用的工作。计算机导论是计算机学科相关专业的一个入门课程,对学生的专业学习起到承上启下的作用,引领学生步入计算机学科领域的学习和研究。随着计算机技术的高速发展,计算机方面新的技术、新的应用也在不断涌现,应用型本科院校计算机导论的教学也应顺应时代的发展做出相应的调整。因此,计算机导论的教学在“互联网+”平台的助推下,通过科学规划教学内容、采用多种教学模式和教学手段,使得学生能够在全面了解学科知识的前提下,加强动手能力培养,提升专业素养。 2丰富教学内容,跟踪学科最新发展、突出应用型人才培养特点 计算机导论的教学内容在保持全面介绍计算机学科基本知识的基础上,结合“互联网+”平台上计算机各种新技术、新应用,并且根据应用型人才的特点适当拓展以下教学内容。2.1云计算云计算通过虚拟化技术实现资源的按需分配,提高了资源利用率,增强了计算机系统的服务功能,方便了用户的使用。云计算还可以通过多种方法对计算机资源进行分配,比如通过拍卖的方法分配资源,云资源的拥有者可以通过不同的拍卖机制实现资源的合理分配。此外,不同企业和组织构建的云可以组成联邦云,通过联邦云实现资源的协同利用。这部分内容主要向学生讲解云计算的实现思想、系统架构、主要的云计算系统以及云计算的最新应用等[1],引导学生建立合理、高效、协同使用计算机资源的思想,了解计算机技术的最新发展和应用。2.2大数据大数据是通过网络实现数据实现共享,对大数据进行分析可以获得潜在的有价值信息,对大数据的合理使用还可以提高生产效率。比如,医疗大数据可以通过不同医院诊治某种疾病的分析,得到诊治这种疾病的有效方法,提高诊疗效果;通过大数据系统,还可以实现远程诊疗。对交通大数据进行分析,可以针对不同的交通情况合理设置交通管理方法以及提高公共交通安全等。大数据系统的应用,推动了各个领域的快速发展[2]。因此,通过大数据的基本原理、主要应用的讲解,可以进一步开阔学生的视野,使得学生认识到计算机学科与其他学科进行交叉研究能够进一步促进计算机学科发展、提升计算机的应用能力。2.3人工智能及其最新发展人工智能是计算机学科的一个分支,通过研究人类感知、思维与推理能力特点,构造出模拟人类智能的机器和系统推动社会的发展。人工智能综合计算机科学、信息论、神经科学等学科知识,其中计算机技术在人工智能中起到了重要作用。人工智能的发展异常迅速,从简单的智能家电向应用于社会生活的各个方面发展[3],虚拟现实更是成为当下最为热门的高新技术之一。人工智能改变了人们的生活方式,机器设备的越来越智能化使得人们可以从各种艰苦和繁重的劳动中解脱出来,智能机器人也可以弥补人工劳动力的不足,智能机器人逐步升级到通过情绪感知与人类进行心灵的沟通和交流。通过人工智能的学习,使得学生对本专业的发展前景有一个很好的展望和期待。2.4计算机应用技能计算机学科的大学新生和其他专业大学新生知识背景相同,在进入大学之前只有部分学生学习过简单的办公软件和程序设计语言,很多学生对办公系统软件和程序设计软件了解不多。办公软件是计算机学科学生学习的一个必备工具,要求学生能够深入理解和熟练运用。而程序设计语言是计算机学科学生将来主要的开发工具,在学科入门阶段的学习中要求学生掌握程序设计语言的相关知识,并能够进行简单的程序设计,加深对本学科的理解。因此,在授课过程中可以采用课内引领和课外指导多种形式对上述计算机应用技能方面的知识进行学习,使得学生能够对此部分知识很好地掌握和运用。 3教学模式和教学手段多样化 “互联网+”环境下,教育资源得到了最大程度的共享,教学模式和手段得到了不断创新。根据当前教育的时代特点,应用型本科计算机导论的教学要在教学模式和教学手段上不断创新,提高学生学习的积极性和主动性,主要包括以下方面。3.1课堂教学与课外实践相结合应用型人才要求具有较强的动手能力,因此在计算机导论的教学中加强实践环节的培养。比如,学生在课内学习了操作系统的知识后,在课外指导学生对具体的操作系统进行实践。这样通过学生课外自学、教师辅导等多种措施,提高学生的实际动手能力,加深对课内理论知识的理解。3.2知识学习与探索相结合通过引导,组织学生参加到教师相关的大学生创新小组、竞赛小组以及科研开发小组中去,鼓励学生参加计算机学科前沿讲座。通过这些活动,可以进一步提高学生的学习兴趣,激发学生独立思考、勇于探索的精神,使得学生能够更为深入地了解本学科的知识体系和发展方向,提高动手能力。这些活动的组织和实施可以充分利用互联网平台,使得活动的参与方便和快捷。3.3教师教学与企业专家相结合对教学任务进行模块化教学,理论部分内容学校教师授课为主,实际应用相关部分聘请企业专家进行授课。在校教师具有扎实的专业理论,而企业专家具有丰富的实践经验,从专业入门课程开启校企联合的人才培养模式[4],真正做到理论知识学习和实际应用实践传授相结合,提升教学效果。3.4课堂教学与互联网教学相结合互联网可以作为学生的第二课堂。首先,教师可以将计算机导论课程学习相关资料放到网络上供学生下载学习,比如上课的课件、视频以及探讨题目等;其次,学生可以通过微课、慕课等形式进行学习[5,6];再次,师生可以通过网络和学生进行实时沟通和交流,做到及时解疑释惑。 4考核过程化和立体化,促进学生的深入理解和运用 “互联网+”环境下,加强过程考核,在教学过程中考核学生的实际分析问题、解决问题的能力,培养学生深入研究、坚忍不拔的精神。传统考核手段是期末考试,属于一卷定终身的考核方式。对于计算机导论来说,试卷的题目往往趋于知识浅层次的考核,对于学生知识的运用能力考核不够,特别是对学生学习过程缺乏考核,部分学生期末通过课本知识的死记硬背也能取得好成绩。在教学过程中进行考核,可以督促学生及时掌握授课内容、并且达到熟练运用。过程考核中,既要进行理论知识考核又要进行实际动手能力考核,体现出应用型人才的培养特点。在过程考核中可以将授课内容设置为不同的知识单元,每个知识单元结束后进行相应的考核,每次单元考核成绩纳入总评成绩,期末进行综合考试。此外,课外学习小组的学习情况也纳入考核范围,使得学生在课外学习中真正投入精力,取得收获。鼓励学生考取行业内国际知名企业相关应用能力证书,获得证书也可以得到相应的分数。通过上述措施,既对课内学习进行了考核又对课外学习进行了考核,既对理论学习进行了考核又对知识的运用进行了考核,实现了学习考核的立体化。 5结论 “互联网+”不仅仅提供了一个信息交流的平台,更重要的是改变了传统的思想观念和行为方式。“互联网+”时代,应用型本科计算机导论课程教学一方面将计算机学科相关的最新技术和应用融入到课程教学,开阔学生的视野;另一方面改变传统的教与学的方式和方法,采用多种教学模式、多种教学手段提高学生学习的积极性和主动性,提高学生的学习能力和知识应用能力,引领学生步入计算机学科的知识殿堂。 作者:王辉 刘云翔 李文举 周兰凤 单位:上海应用技术大学 计算机科学与信息工程学院 本科计算机论文:医学本科计算机课程改革研究 [摘要] 地方普通本科高校向应用型转变是2015年国家教育发展的重要举措,高校转型首要是课程改革,本文针对医学院校的计算机课程进行了现状和问题分析,从教学理念、教学内容、教学形式、教学评估和实验实训建设等多方面探讨高校转型过程中计算机课程改革的内容,对新形势下计算机课程的建设和发展具有重要借鉴意义。 [关键词] 高校转型;教育改革;计算机教育 2015年10月,教育部、国家发展改革委、财政部联合了《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》,指出我国拥有世界最大规模的高等教育体系,为现代化建设做出巨大贡献。但随着经济和社会的发展,高等教育中的问题和矛盾更加突出:教育同质化倾向严重,本科生就业难就业质量低,生产一线技术型、应用型人才资源短缺,教育与需求脱节等。大力推进高校转型是解决问题的根本途径,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》明确提出“优化学科专业布局和人才培养机制,鼓励具备条件的普通本科高校向应用型转变”,充分体现了中央对转型发展改革的高度重视,为“十三五”时期我国高等教育改革发展指明了方向。地方性医学院校将完成由医学学历教育型向应用技术型和医学职业类型的转变,根据所服务的的区域和医疗行业发展的需要制定改革的具体步骤,实现医学技能教育服务于社会需求的回归。其转型涉及高校的管理体系、专业体系、课程设计以及教师结构等,是全方位的系统工程。医学本科计算机课程就是其转型改革的一项基础性内容,本文重点关注医学院校计算机课程的现状和转型改革的内容及策略。 1医学本科计算机课程现状及问题 医学本科计算机课程是医学院校的基础性课程,其教学目标是使医学院校的学生了解掌握计算机基础知识以及以计算机为载体的辅助性应用等。目前,根据国家教育大纲的要求,医学院校的计算机课程主要包括3个大的方面:计算机硬件和软件的基础知识;以办公自动化应用为主的计算机应用教育和以计算机数据存储与管理为主的计算机数据库应用教育。其教学对象以大一、大二低年级学生为主,还包括部分研究生教育。其教学形式为传统课堂和实验的集中教学。经过二三十年的发展医学本科计算机课程教育积累了很多经验,但也不断出现不足和问题,尤其是在医学院校转型改革的过程中这些问题显得尤为突出。主要包括:计算机教学以教师为主、以教学大纲内容为主,没有体现医学院校学生对计算机相关知识的需求和学生的主体地位;教学内容相对陈旧,赶不上计算机发展的速度,很多医学院校在讲WindowsXP操作系统的时候Windows10已经推出;课程内容单一,所有专业内容一样,没有考虑到不同专业对计算机的不同需求。医学影像专业需要较多的计算机图像处理知识,健康管理专业需要有计算机信息系统的内容;大部分学生以考试和通过国家计算机二级等级考试为目标,不关心所学内容与自己专业的结合度和自己专业的未来需求。医学院校计算机课程中存在的问题在一定程度上不符合应用型和技能型人才培养的要求,计算机课程是医学院校学生的基础性课程,计算机技能也是未来医务工作者的基础性技能,更是更好的学习、实施医学技能的辅助,医学院校要实现转型改革,计算机课程改革势在必行。 2高校转型改革过程中医学本科计算机课程改革 高校转型工作在全国试点型的实施,医学院校转型也在逐步展开。鉴于医学院校计算机课程现状,其转型过程中的课程改革包括:以学生为中心的教学理念的改革、以未来计算机技能需求为指导的教学内容多样化改革、实现多样化的教学形式、建立新形式下的教学效果评价体系、加强实验实训与未来应用的衔接。 2.1以学生为中心的教学理念改革高校改革的目标是实现医学院校由学历教育向应用型教育转型,其转型改革也是教学理念的转变,改革转型的实现以未来实际医学工作中的技能需求为培养目标,实现针对性教学。这就要求改变传统的以国家教学大纲内容为主和以教师讲授为主的教学,更多地体现学生主体地位,以学生为中心为主导、以学生未来技能需求为内容改革组织课程。课程改革理念的转变具有主导性是改革的基础。 2.2教学内容多样化改革医学生未来工作中对计算机知识和技能的需求具有多样化的特点。包括基础性技能(如计算机软硬件基础和办公自动化内容)和多样化的应用(如医学影象专业学生需要计算机图像处理技能,医学管理专业需要地信息系统技能以及学生自身发展需要的个性化技能需求)。高校转型以学生为中心、以需求为导向,势必要求计算机教学改革实现内容的多样化。多样化的形式主要体现在广泛的计算机基础技能培养和专业性的、小范围的定制教学上。朱婷婷在“医学院校研究生计算机课程改革探索与实践”中指出医学院校计算机教学的内容的办公模块,医院信息系统模块和应用模块的多样性组成。 2.3实现多样化的教学形式传统的讲授式教学是高校教学的主要形式,其在教学中起到的作用毋庸置疑,但随着现代教育技术和先进教育理念的发展,各种各样的教学形式不断出现。高校转型过程中学生成为教学主体,技能性教育成为主导,而传统教学形式以教师为主导忽视学生的差别,抑制学生的主动性和积极性。同时计算机应用技能具有较强的实践性,讲授式教学难以适用。实现多样化教学是高校转型过程中计算机教学改革的必要之路。特别是随着信息技术和互联网的发展,多媒体教学、网络教学、在线学习、虚拟网络学习共同体等新型教学形式的出现,也使计算机多样化教学成为可能。 2.4建立新形势下的教学效果评价体系教学效果评价和分析是教学改革实施的验证和辅助。教学效果评估可以指出计算机相关课程的目标是否正确、内容是否合理、过程是否严密和学生的技能掌握程度,是计算机教学的一面镜子。高校转型下医学院校的计算机教学内容得到了扩充,教学形式实现多样化,这也给计算机教学效果评价带来了挑战。适用计算机教学转型就要建立新型式的教学效果评价体系,包括:传统的卷面考核,技能应用实践验收考核,学生学习氛围调查分析、自主学习跟踪考核等。要设置具体、全面的考核量化指标实现教学效果评价的可靠性和科学性。 2.5加强实验实训高校转型学生的计算机应用技能教育成为主导,计算机技能培训具有极强的实践性和操作性。计算机课程的实践环节开展的好坏直接影响教学效果,如何加强实验实训被计算机教育工作者高度重视。 3结语 高校转型是国家教育发展的宏观政策,是解决高等教育存在问题的必然之路。计算机课程是医学院校的公共基础型课程,也是现代社会人人都需具备的基本技能。人人都离不开计算机,作为未来的医务相关工作者更应该结合自身需要了解掌握相应的计算机技能。高校转型的过程中医学院校计算机课程如何才能实现由学历教育到应用型教育的转变成为计算机教学研究的新问题,本文分析目前医学院校计算机教学的现状和问题,并结合高校转型从教学理念、教学内容、教学形式、教学评估等多方面探讨计算机改革的内容,其研究对高校转型过程中计算机课程的建设和发展具有重要借鉴意义。 作者:赵慧 单位:锦州医科大学 公共基础学院 本科计算机论文:计算机专业本科生的创新思维 近年来,国家教育部越来越重视高校学生创新能力的培养。根据《教育部财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》和《教育部关于批准实施“十二五”期间“高等学校本科教学质量与教学改革工程”2012年建设项目的通知》,教育部决定在“十二五”期间实施国家级大学生创新创业训练计划。通过实施该计划,促进高等学校转变教育思想观念,改革人才培养模式,强化创新创业能力训练,增强高校学生的创新能力和在创新基础上的创业能力,培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。 一、发展现状 在发达国家中,开展创新思维教育与培训已得到普遍重视,而且大部分学生在进入大学前都已经接受过创新能力方面的培训。目前,我国大学生创新教育起步晚,水平低,开展的成效也不够理想,在进入大学前的教育几乎没有创新能力方面的培养。因此,怎样把创新能力的培养和人才培养相结合,把创新能力培养真正融合到课堂教学中去,已经成为当前高校教育关注的重点。其中,创新思维培养是创新能力培养的基础。计算机专业开设的课程大部分都是理工科的一系列课程和专业方面的课程,一般注重的是逻辑思维能力的培养,目前各学科领域互相融合,互相渗透,要求计算机专业的人才也要具有形象思维、发散思维等方面的能力。例如,计算机专业的本科生制作网页,有了素材,也掌握了相应的专业知识,但是却制作不出令人满意的网页,就是因为缺少形象思维方面的能力。 二、创新思维概念 创新思维是思维主体以线性思维为基础,综合抽象思维、移植思维、形象思维等传统思维而形成的一种综合性的思维方式[1]。创新思维具有以下特征:独特性与新颖性;多向性;现实性;灵活性。 三、在课堂教学中培养大学生的创新思维 目前提到大学生创新培养,大多数老师和学生首先想到的就是专业实践、竞赛实习等形式。确实,目前计算机本科教学中都有比较完整的一套实践课程体系,例如我校(北华大学)计算机专业的培养模式就包含理论课程体系和实践课程体系,其中实践课程体系如图1所示。通过实践课程体系确实可以培养学生的创新思维,提高学生的创新能力。但是我们从中也可以发现,这些实践的进行大部分都在高年级才开始,而且有些项目只有少数的学生参与,所以我们现在急需一种在低年级就能进行,学生能普遍参与的创新思维的培养方案。如何在课堂教学中培养大学生的创新思维: (一)转变教育观念,培养创新思维首先,教师要转变教育观念,不仅在课外能培养学生的创新思维,在课堂内一样可以培养学生的创新思维。提到创新,教师往往会想到通过在实验室,通过课外科技活动等来提高学生的实践创新能力,实际上,课堂教学中培养学生的创新思维是教学中的一个重要组成部分,对于提高教学质量,提高学生的创新能力有着不可替代的作用。在课堂中要增强学生的创新意识。充分尊重学生对讲授知识点的分析、质疑和探索的能力,培养和鼓励学生的个性思维,鼓励学生用于探索、勇于创新,勇于向传统知识挑战。 (二)CDIO教育模式的渗透近年来,以美国麻省理工学院为首的世界几十所大学展开了CDIO工程教育模式的改革。CDIO的意思是构思(con-ceive)、设计(disign)、实现(implement)和运作(operate),是提倡“做中学”和“基于项目教育和学习”的新型教学模式[2]。我们也可以把CDIO理念融入到课堂教学中去,应用课堂所讲授的知识点构思和设计任务,再去实现。 (三)调整教学内容,正确引导学生在课堂教学中增加创新思维培养的内容,有意识地进行创新能力的训练,使学生认识创新能力的特点以及形成过程,从而使学生对学习的内容理解得更加透彻和深入,激发学生的学习热情和创新激情。培养学生的灵活性思维、发散性思维和逆向思维以及思维的灵活性、准确性和敏捷性,激发他们的创新潜能和主动性,掌握创新思维的策略。例如在专业基础课的教学中,给学生发挥创新思维的时间和空间。本人在讲授《面向对象程序设计》课程过程中,经常发现学生对上课讲解的例题和实验课上做的实验不感兴趣,究其原因是有些学生认为这些示例没有什么实际意义,那么就在讲解完示例后,鼓励学生开拓思维,让他们自己提出一个用课堂讲授的知识点能够完成的自己认为有意义的示例。 (四)培养团队创新思维目前,不论是大学生创新创业训练项目的申报,还是各种科技竞赛的参与,都是以团队为单位,所以在课堂中就将学生分成不同的讨论学习小组,无论是理论课堂的发言讨论还是实验课堂的实验调试验收都以组为单位进行,培养学生团队协作的创新精神。教师指导学生分组,使学生间形成优势互补,最大限度调动他们的创新潜能,激发他们的创新热情。例如课前的提问就以组为单位进行,这样不仅能提高更多学生参与的热情,又培养了团队协作的能力。 (五)营造创新思维教学氛围营造提出问题,探索问题的教学情境,激发学生的学习兴趣,使学生主动积极地投入到新知识点的学习中,培养学生的创新思维。例如上课前几天就给学生布置任务,请学生自己设计程序的解决思路,在上课的开始几分钟可以对布置的任务讨论,小组之间分析比较,开阔学生的设计思路,同时也能活跃课堂的教学气氛。在教学过程中,要尽可能的让学生参与其中,最好能联系身边生活中的实际问题导入要学习的新知识新问题,这样不仅可以使学生能更加深入理解课堂的教学内容,还可以使他们更加灵活运用所学知识解决实际问题,对于促进学生学习,培养创新思维都能起到很大的作用。当然,这样就给任课教师提出的更高的要求,在备课的时候要充分研究教学过程的设计,合理分配课堂有限的时间,保证在完成教学任务的同时还能有更好的教学效果。 (六)强化教师队伍,改善教学设施教师是课堂教学的主导者,要培养具有创新思维和创新能力的本科学生,就必须有一支工作在一线课堂的创新型教师队伍。教师不仅要有在课堂中实施创新教学的培养方案,还要在思想观念上与时俱进,在课堂教学中有针对性地增强学生创新思维和创新能力方面的培养。我院在实验教学设施方面近年来有了很大改善,实验室有软件实训室,硬件实验室,教师实训室,网络工程室,网络仿真实验室,软件基础实验室,网络存贮及服务实验室,计算机图像实训室,设备台数近3000件,并且这些实验设备长期向学生免费开放。教师在实验教学中要大幅度提高综合性和设计性实验比例,并且尽可能的把实验课题和生活中的实际问题联系起来,调动学生的学习积极性,激发他们的创新思维,鼓励学生自己走进实验室,探索问题,解决问题,从而提高大学生创新能力的培养。 (七)鼓励学生勇于创新,调整考试考核制度作者在课堂中常对学生说“重要的不是学会某一个知识点,重要的是要学会用这个知识点去解决实际的问题,换句话说就是当你遇到生活中实际问题的时候能想到用什么样的知识去解决它。”如果学生真正的能用所学的知识解决我们身边的问题,那么他所学的知识才真正的有了价值。所以在课堂教学中,要重视相关专业知识融会贯通的创新性。一个学生未来的发展空间潜力不是看他掌握了多少知识,而是看他怎样运用知识去解决问题。教师要加强对学生的开放性思维的培养,鼓励他们的探索精神,对于能提出问题的学生及时给以表扬和赞赏,课堂中要带动大多数的学生敢于提出自己的见解。对于当今计算机行业飞速发展的特殊性,鼓励学生把学科发展的前沿动态带入到课堂,互动交流探讨。对于教师来说,不要害怕学生在某一方面的想法更加超前,在信息技术高速发展的今天,老师和学生间的交流探讨应该成为一种必然的发展趋势。在考试考核方面,教师应根据本课程教学内容的特点,采取灵活多样的考试方法,我院在这方面做了很多这方面的考虑,不仅要有传统的卷面考试形式,而且很多课程提高了平时成绩的比例,就是要在考核方面促进学生创新思维和创新能力培养方面的提高,建立有利于学生创新思维培养的激励机制。 四、结束语 美国耶鲁大学心理学系和教育学系教授斯腾伯格说“:教育最重要的目标就是引导学生的思维”,曾有人说“学历是铜牌,能力是银牌,人脉是金牌,思维是王牌”。目前,国家急切需要能将知识转化为生产力的具有创新能力的人才队伍,高校教育是培养具有创新思维和创新能力人才的主要阵地,针对计算机专业的特殊性,对高校计算机专业的人才培养模式就提出了更高的要求,要从学生入学起就开始培养他们的创新思维模式,人人都参与到创新实践活动中,所以就要求有一支创新型教师队伍在课堂教学中培养大学生的创新思维,提高学生的创新能力。本文旨在希望计算机专业大学生创新思维的培养能有更加长期稳定良性的发展。 作者:范忠诚 薛曼玲 单位:北华大学 计算机技术学院 本科计算机论文:计算机专业本科生信息能力的培养与探索 摘要因特网的普及与计算机软硬件技术的发展使得人们可以很容易地获取各类信息。作为当代高校大学生,利用海量知识库快速获取所需信息的能力成为在校大学生必备的基本素质之一。本文以计算机科学与技术专业的大学生为研究对象,探索高校本科生信息表示与获取能力培养的基本内容与方法。 关键词 本科生 信息素养 信息能力 综合素质 0 引言 21世纪是一个信息爆炸的时代。人们可以足不出户地通过因特网快速、便捷地进行很多活动,如办公、购物、娱乐、学习等。2011年5月,美国国际数据公司一项名为“数字世界”的调查显示,2010年全球将产生1.2 Zetta字节的数字信息。①在这个信息富足、数据泛滥的时代,高校教育如何抓住机遇,提高大学生信息素养与综合素质,为国家培养更多的创新性人才是一个值得研究的课题。 根据美国教育技术CEO论坛2001年第4季度报告,21世纪的能力素质包括基本学习技能、信息素养、创新思维能力、人际交往与合作精神和实践能力。②“信息素养(Information Literacy)”指人对信息社会的适应能力。信息素养的概念源于1989年美国图书馆学会,其本质是全球信息化需要人们具备的一种基本能力,即:能够判断什么时候需要信息,懂得如何获取、评价和有效利用所需的信息。③④⑤⑥ 本文以计算机科学与技术专业的大学生为研究对象,讨论信息素养的核心“信息能力”,探索信息时代高校大学生的信息能力的培养,并具体总结归纳了一些该专业大学生在信息表示与获取等信息能力中应掌握的方法、工具与相关软件。下面我们结合计算机专业的学科特点,针对本科生信息能力的培养问题,从数据获取能力和信息表示与加工能力两个方面,论述该专业大学生应具备的一些基本信息能力。 1 数据获取能力的培养与常用工具 对于计算机专业的本科生来说,有目的地、快速高效地获取所需资料不仅可以强化和丰富课堂学习的效果,还是课外学习、课程设计、毕业设计等必要的调研手段。计算机专业大学生数据获取能力的培养主要围绕利用因特网和各高校现有电子资源,快速了解国内外研究现状,获取相关论文、专利、软件展开。下面分类总结一些常用的信息获取方式及工具软件。 1.1 搜索引擎的使用 重点是学术搜索引擎的使用。学术搜索引擎的特点在于所搜索的资源以学术论文、国际会议、权威期刊、学者为主,常见的学术搜索引擎有: (1)Google 学术搜索:Google 学术搜索主页的邀请口号是“站在巨人的肩膀上”。该搜索支持按作者搜索或按标题搜索,支持特定题目最新研究进展的搜索和特定出版物内论文搜索,结果可排列出文章的不同版本以及被其它文章的引用次数。2006 年1月,搜索扩展至中文学术文献。 (2)Scirus科学搜索引擎:Elsevier科学出版社开发的免费网络检索引擎,提供基本检索(Basic Search)和高级检索(Advanced Search)两种界面。 (3)Arnetminer:面向科研评价领域,由清华大学计算机系工程研究室开发完成,它侧重作者信息的检索和挖掘,适用领域专家和科研评价搜索。 (4)Libra计算机学术搜索:微软亚洲研究院开发的“计算机科学和信息科学”范围的免费搜索引擎,适合跟踪某学术研究领域的兴起与发展,查询知名学者、学术会议和期刊的学术地位和影响力。 此外还有CNKI Scholar学术搜索、读秀学术搜索以及由NEC研究所建立的CiteSeer学术搜索等。 1.2 数字图书馆的使用 充分利用所在高校图书馆中的电子资源,包括馆藏资料的获取、常用的中英文数据库、学位论文、电子图书等。 (1)中文数据库。常用的数据库有:中国期刊全文数据库、中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库和中国重要会议论文全文数据库等。 (2)外文数据库。常用的数据库有:①Elsevier ScienceDirect电子期刊数据库,由ELSEVIER公司出版,收录了1800余种电子期刊,涵盖工程技术、材料科学、物理、计算机科学等十余个学科。② SpringerLink 电子期刊数据库,由Springer出版社出版,收录了490多种期刊,覆盖了医学、计算机科学及工程学等自然科学的各个领域。 (3)电子图书。①超星图书馆,目前最大的中文在线数字图书馆,提供大量的电子图书资源提供阅读,其中包括文学、经济、计算机等五十余大类,数十万册电子图书。②SpringerLink 电子期刊数据库,提供20多种世界知名科技丛书,共2000多卷。此外,读秀学术搜索和CNKI Scholar学术搜索等也提供电子图书服务。 1.3 专利的搜索与获取 (1)Google Patents ,英文界面,支持基本检索和高级检索两种方式,可搜索到超过国内外7百万项以上的专利,提供海量专利和商标数据免费下载。 (2)中国专利(国家知识产权局),中文界面,涵盖1985年9月10日以来公布的中国专利信息,包括发明、实用新型和外观设计三种专利,可浏览到各种摘要、说明书全文及外观设计图形。 此外,不同国家的专利搜索还有USPTO美国专利搜索、欧洲专利搜索、加拿大专利搜索、新加坡知识产权局专利搜索、日本专利英文版、韩国专利搜索等。 2 信息表示与分析能力的培养 以Microsoft Office Word 2003为例,熟练掌握日常的文字等编辑与处理,例如: (1)文档结构图的使用。文档结构图是一个由文档各个不同等级标题组成的独立窗口,用于显示整个文档的层次结构和内容安排。通过使用文档结构图,便于快速浏览和定位文档内容。 (2)公式编辑器的使用。包括:①采用word 2003自带的公式编辑器;②采用MathType等非Word自带的公式编辑器。 (3)表格的编辑与处理。包括:①表格的设计,其中,三线表以其形式简洁、功能分明、阅读方便而常被使用;②表格的绘制,即Word 中的“绘制表格”功能;③与Excel 2003等软件结合运用等。 (4)目录的使用。尤其当文档较长、文字较多时,文档编辑离不开目录生成、目录更新、域更新等相关操作。 (5)参考文献的使用。包括:①正确表示参考文献,了解各类文献类型和标识的相关规定,如GB 3469、GB7714;②能以交叉引用的方式在正文中编辑、修改、更新参考文献。 此外,应灵活使用Windows操作系统中的附件“记事本”软件。记事本是Windows操作系统提供的一个小巧简单又频繁使用的文本编辑器。它不仅可以简单的文字编辑工作,还可在没有编程环境下,阅读或编写一些小程序,如MATLAB的M文件、C或C++的源程序文件,均可在记事本中打开与编辑。 2.2 图像、语音等软件的使用 除各类专业的图像与语音编辑软件外,Windows操作系统自身就提供了一些简单的图像或声音编辑工具,例如系统中“附件”-“画笔”,和“附件”-“娱乐”-“录音机”等。 2.3 软件设计与开发辅助工具的使用 对于计算机专业的本科生而言,在学习了数据结构、面向过程的C程序设计、面向对象技术与C++等语言课后,已具备初步的程序设计与软件开发能力,应掌握一些软件设计与开发相关的辅助工具。 (1)掌握快速设计用户操作界面的技巧。例如,Microsoft Visio中“软件”-“Windows XP用户界面”、Microsoft Visual C++、Microsoft VB、MATLAB等可视化程序开发软件也提供了类似功能。 (2)掌握面向对象技术中类的相关表示。例如,通过Visio进行UML建模的能力训练。与之类似的其它UML建模工具还有Rational Rose和PowerDesigner等。 (3)掌握各类流程的表示方法。例如:Visio中“流程图”-“基本流程图”和 “流程图”-“数据流图表”的绘制技术。 3 结束语 信息素养不仅是一定阶段的培养目标,而且是每个信息社会成员终生追求的目标和基本生存能力。尽管我国高校大学生信息素养的培养任重而道远,但是我们相信,我国大学生信息能力标准、方法与相关体系会相继出台,推动创新型人才培养与当代高校教育的发展。
高一地理论文:高一地理课堂有效复习的实施策略 高中地理教育是基础教育,强调基础的重要性就要从基础年级抓起。我们在关注学生创新精神和创造能力培养的同时更要正确处理好地理基础知识和基本技能、创新精神和创造能力的关系,坚持基础知识、基本技能是创新精神和创造能力的基础,目前,中学地理课堂教学有一个非常突出的问题,那就是:老师教得很辛苦,而我们的学生却没有得到真正有效的发展,教学中少慢差的低效局面不能根本扭转,课堂教学失去了核心的生长环境。因此,如何使我们的地理教师拥有新课程背景下的有效教学理念,在地理课堂教学中实施有效教学,是摆在我们面前的一个难题。 一、学会回顾课本,夯实基础 在教授新课时,学生因学习时间较短对许多地理物象处于一知半解阶段,对基本地理原理只能做到被动的接受与认识,很难谈到能灵活应用,甚至整个课本学完,有些知识点所处的章节还不能十分清楚,针对于这种状况老师在制定期末复习计划时引导学生回顾课本,夯实基础是重头戏,不能盲目地为提升学生能力而一味做题目,或放羊式地让学生去读书看书,进行简单地重复。高一学生的特点是习惯跟着老师走,缺少主动学习的习惯和自主学习的探究精神,假如老师说复习课本,学生就会习惯性的拿出书本像读语文英语课本一样朗读背诵,这种读书方式欠缺条理性和系统性,既浪费时间又让学习变的更加枯燥无味,抹杀了学生的学习兴趣。如果学生没有学习的积极要求,教师越是把注意局限在知识上,学生对自己学习上的成绩就越冷淡,学习愿望就越低落。如何引导学生重新认识书本呢?老师可用以下几种方式进行尝试: 1.对重点知识进行再圈画、检查 在上新课时老师就应该有意识地培养学生对书本重点知识做下醒目的标记,复习时老师编写复习学案时将重点放在基础知识梳理这一环节,许多重要原理在教材均有简练而全面的解析,教材是最好的知识点的总结,老师可用填空的形式编写教材主干知识,提前告知学生预习填写,师生共同翻看书本找出此知识点所出现的章节,这样学生在回归课本时进行再认识,有利于学生掌握不同知识的结合点,更有利于培养学生思维的流畅性。“只教给学生以最本质的、最主要的东西,才能切切实实地掌握这种教材,使它不可磨灭地铭记在学生的记忆里。”――第斯多惠:《德国教师教育指南》,因此,复习时,我们很有必要重新温习课本,不拒绝这种方式实际上是对学生基础重塑、温故知新的提升。 2.检测题目出处,找到教材落点 考试题目形式千变万化,但解题依据却源于课本,因此课本是本,高一学生解题技能还未成熟,做到题目时习惯就题解题,例如高效鲜活农产品“绿色通道”设计了这样两道小题:①高效鲜活农产品的适合的运输方式是什么?②“绿色通道”开通的意义有哪些?这道题目中第一小题实际考查运输方式,需结合不同运输方式优缺点来分析解答,假如解题时抓住“鲜活”二字解答就相对容易,第二小题考查交通运输的意义,结合农业部分知识点,鲁教版必修2书本58页“例如,便捷的交通运输和农产品保鲜、冷藏技术的提高,扩大了农产品的销售范围。”这样一段话其实就给了我们答案,老师讲解题目时可不必急于将答案告知学生,引导学生将书本翻开找到出处然后整合答案:“①大幅度提高农产品的外销数量,有利于农民增产增收②改变农产品的流通环境,促进商品农业进一步发展”,这样,学生更易理解,同时学习解答题目的技巧。再如近年该市的工业部门大部分由城区迁移到郊区,主要原因是_____我们都知道由于市中心用地紧张、交通拥挤、环境污染等问题日益突出,为了降低成本、保护环境,工厂纷纷外迁。知识点的出处为鲁教版必修2书本45页和48页,老师指引学生翻书远比一一告知答案更有说服力。单纯回归课本很枯燥,还会产生一看就知道,但遇到题目却又不会做的现象,带着问题、带着疑问的回归,能够保证主干知识的扎实透彻,在以后的学习中,学生也就少了许多做题的盲从与随便,有根据地答题,有目的的思考学生的良好的学习习惯得以培养。 二、学会建构知识体系,整体把握 纲举才能目张、提纲才能挈领,在平时的学习中,我经常给学生强调建立知识结构体系的重要性和实用性,许多学生因不能有立竿见影的效果而坚持不下来,这是一个长期培养的过程,在高一复习阶段,老师就应该在复习过程中不断渗透,不断引导。 三、学会运用资料,突破创新 学生每天面临繁重的学习任务,许多学习资料放的杂乱无章或者没有整理的好习惯,老师在设计学案或试题时就不应该过多地增加学生的学习负担,尽量做到一开始资料就要让它系统性和规范化,在复习时,可先让学生将试卷或学习资料分门别类地装订成册,在使用过程中将重点难点易错点作出醒目的标记,同时归纳总结自己答题的薄弱点,许多高考状元在谈到学习经验时无一例外的都谈到善于积累知识这一经验,如何积累?将做过的题目认真分析、结规律、找出失误点,由于高一学生的复习时间短,许多学生还难以做到有深度的分析和总结,老师也不能给学生提太高的要求如必须做错题集了或者必须重新整理什么的,学生能够有意识地将错题做下标记,改错并能写出正确的依据或分析错误的原因老师就应该给予鼓励与嘉奖,因为这是他们突破机械被动学习的开始,是培养自我学习突破创新的良好开端。 四、学会表达,勇于展现自我 在高一复习课中,老师不妨留一定的空间给学生展示自我,他们的问题让他们来提出,让他们用自己的方式解决,这里就有很多诞生了:学生表达能力不足,会不会导致衍生更多的问题与错误?学生过分表演会不会导致课堂秩序混乱,学习进程杂乱无章?其实我们大可不必有这么多顾虑,我想作为老师首先要能看到学生思想单纯、认识能力不足的一面,允许学生有自己的见解或这样那样的错误;更要能宽容理性地对待学生的错误与失误。我们一直强调学生是主体,如何体现其主体地位?不妨将课堂还与他们。为避免以上问题的扩大化,老师课前精心备课,做好调控工作。比方说我这堂课哪个时间段放给学生做哪些事情,老师都要把任务明确化,避免大水漫灌随手撒网,不然学生会无所适从,假如布置的任务量太大,学生难以完成复习任务,很容易使他们对复习模式丧失信心,老师的用心也会赴之东水。笔者在复习课中采取的方式有以下几种模式并取得一定成效,现展示如下: 1.精挑细选,把握质量 课前检查学生作业,挑选作业质量高的学生让他们再准备,课堂上讲解题目答案及思路。题目量不必大,一到两道,相对简单的可适度放多一点,在以后的操作中,不必老师提醒,学生很自觉地知道做地理题的步骤,这比老师百般强调还要有效果。 2.合作交流,共同解疑 合作的意识和能力是现代人所应该具备的基本素质。地理问题的探索学习将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境,使学生学会交流和分享研究的信息、创意及成果。在复习课中,相对简单的作业当堂分组交流小组合作,老师在每组中挑选代表课堂展示,这部分作业老师不给参考答案完全由学生自己研讨,假如讲解过程中出现错误或者疑问,其他各组可直接质疑,这样学生就准备的很细心很认真,小组合作精神起到很重要的作用,学生充分体验到团队合作的力量。 3.自我展示,鼓励赏识 鼓励学生自我展示,老师提供平台,下一节课问题有自愿到讲台展示的在老师那里报名,老师提前做一些指导和帮助,让学生表达更流畅自如。 老师在整个过程中主要协助学生完成学习任务,对学生的表达适度进行总结归纳,及时捕捉学生反馈的信息,做好评价与引导及时调控,充分发挥老师的引导作用。老师尤其要重视思维的推导过程,站在学生的角度审视学生解决问题的方式,真正实现“开放性”课堂教学理念,为学生营造更加广阔真实的探究学习空间。 (作者单位:江苏省扬州市邗江区公道中学) 高一地理论文:高一地理教学中学生学习兴趣的培养 摘 要:高中地理是中学教育的重要组成部分,高一能否学好地理至关重要。那么该如何搞好高一地理教学呢?首要是培养学生对地理学习的兴趣。具体怎样做呢?可以从六个方面来做:上好第一节课;充分利用地图;充分利用多媒体手段;多穿插生动有趣的故事;加强学科知识间的联系;多用所学地理知识解释身边的地理现象。 关键词:高一地理教学;学习兴趣;学以致用 高中地理是文科生考本科以上大学的必考科目,是中学教育的重要组成部分,而高一作为起始年级,学生能否学好地理至关重要,那么我们该如何搞好高一的地理教学呢?笔者认为,首先要培养学生对地理的学习兴趣。孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”莎士比亚也说过:“学习必须合乎自己的兴趣才可以得益。”在高中阶段,培养学生良好的学习兴趣,是提高学生学习效率的有效方法,也是提高地理教学成绩的一条重要途径。那么教师怎样才能培养学生学习地理的兴趣呢? 首先,要认真上好开学第一节课。良好的开端是成功的一半,讲好了第一节课,这便让学生对地理学习摩擦出了第一束火花。教师可有针对性地提出一些趣味性强又容易引起学生思考与联想的问题,从而引起学生对新课的兴趣。湘教版地理必修一第一章标题是“宇宙中的地球”。那么,在宇宙中看到的地球是什么样子的呢?这是学生急切想知道的。我们不妨抓住学生的这种好奇心理,引用美籍华裔宇航员王赣骏在航天飞机上看地球的自述:“地球真是一个漂亮的星球,像一个令人觉得很容易破碎的玻璃水晶球,蓝白条痕相间,水蓝色大气薄薄一层覆盖。”“我在中国上空慢跑,我想着故乡,我来了。”这样一开讲便创设出了一幅美丽的图景,最大限度地调动了学生的积极性,刺激了他们的求知欲望。 其次,要充分运用课本插图和地图册进行地理教学。地图是地理教学中最常用的教具,是地理的“第二语言”。使用地图,有助于学生对地理知识的理解,能扩大学生的地理视野,创设地理情境,能激发学生的求知欲,发展学生的思维能力和想象能力。比如,我们学习湘教版地理必修一《地壳的物质组成与物质循环》这一节 时,参照课本及地图册上给出的相关彩图,可以比较清楚地表现出各类岩石的形态及岩石的相互转化关系。我们还可以进一步借助情景剧形式让学生演示岩石的“运动”过程。 第三,要充分利用多媒体教学的直观优势增强学生的感知能 力,培养学生学习的兴趣。多媒体教学是现代教育的重要组成部分,是优化课堂教学、提高课堂教学的有效途径之一。运用多媒体,不仅可以帮助学生形成空间意识,构建立体思维,还可以突破重难点,优化教学效果。如,在讲《地球的运动》这一节时,单纯用语言描述或者用静态的图形很难让学生深刻领会地球的运动过程及运动过程中所产生的各种地理现象。但是我们若借助多媒体,用动态效果来展示地球的自转与公转,很多学生认为无法理解的知识都能 迎刃而解,无需教师再花大量时间给学生讲解。 第四,多穿插生动有趣的故事。课文中常有一些比较重要但又抽象的内容,如果我们能适当引用一些与教材有密切联系的、学生喜欢的、生动形象的材料予以印证,便在能深化学生所学知识的同时,又能引发学生学习地理的兴趣。例如,在讲解日界线知识的时候,笔者便给学生讲解了一则有关一位美国产妇生产双胞胎女儿过日界线的趣事,当学生听说前面出生的女孩做了妹妹,后面出生的女孩做了姐姐,便对日界线知识产生了浓厚兴趣,追问不止,结果这个知识学生掌握得都很牢固。 第五,要重视学科间知识的联系。地理是一门综合性学科,其知识触及了其他科目知识。如果割断了它与其他学科之间的联系,学生就绝对学不好地理知识。因此,在地理教学中要立足地理,兼顾综合,这样才有利于学生知识的合成。 最后,我们还应该多让学生留意身边的地理现象,并刻意让学生用所学知识去理解和阐释,让他们充分感触“学以致用”这个地理学习的最终目的,使学生觉得地理学了确实有用,这样学生自然而然会努力学习地理知识。 (作者单位 重庆市巫山县官渡中学) 高一地理论文:对高一地理教学困境的思考与研究 [摘要]新课标的改革对于地理课程的教学提出新的要求:以学生为核心的学习理念,要求学生在学习中要主动的参加并有发明性地展开,重视教学过程中学生解决问题能力的培养以及创造性思维能力的开发。这就要求老师要摒弃传统的教学观念,寻找新的教学方法,能够通过各种途径来对地理课堂进行改进,活跃课堂气氛,提高地理课堂的教学质量。 [关键词]高一地理、教学、困境,策略 在高中物理教学中。教师们一味的追求学生的最后成绩,而忽略了学习的过程,学生们是在随着老师的意念在学习而不是真正的喜欢上这门功课,缺乏对地理的兴趣以及积极性,课堂气氛沉闷。因此,新课程的改革要求老师转变观念,用各种方法,培养学生的学习兴趣,改变传统的学习方法,大胆创新,重视学生能力的培养,提高学习效率。 1.高一地理教学出现困境的主要原因 首先,学生地理学习兴趣不浓、态度不积极。学生升入高中以后,认为地理不重要,当地理教师反复强调其重要时,学生已经产生了极大的反感情绪,态度消极,更谈不上兴趣了。所以,在教学时地理教师引发学生的学习兴趣,从情感、态度、价值观上入手,培养学生地理审美情趣、爱国情操、人文地理情像、积极的学习态度等。其次,学生地理知识基础薄弱。学生对初中地理知识总体了解不够,有待于进一步补充加强,特别是对地图知识的基础极为薄弱,连最基本的中国行政区划有多少个都知之甚少,半数以上的学生对地理知识范围了解较少,这对高中阶段的地理学习非常不利,以至于高三毕业生也对地图知识掌握不到位。最后,学习能力不够自主。新课程理念要求高中地理教师充分尊重学生的主体地位,将学习主动权交给学生。许多教师在高一地理教学中贯彻了这一理念,结果发现学生不太适应,许多学生还是习惯于教师灌输式地给予,对于需要自己动脑筋获得问题答案的教学方式不够适应。这种现象说明了学生的自主学习能力不强,这些本应该在初中地理教学之中得到充分锻炼的学习能力,在很大程度上并没有得到重视,相当比例的初中地理教师在教育教学工作中的出发点还是围绕着应试教育的指挥棒,只要学生将考点内容掌握透彻就行了,至于能力发展情况,则不是自己最为关心的问题。正是由于初中地理教学中存在着这样的观点,一些学生在学到地理知识的同时,学习能力发展出现了不平衡现象。 2.突破教学困境的途径 对于学生在高一地理学习中出现的这些现象,一味地抱怨是解决不了问题的,只有立足教材与学生实际,潜心研究教学方法,才能够有效破解这些教学困境,提升地理教学成效。我在高一地理教学中,主要从以下三个方面开展努力,突破教学面临的困境。首先,德国教育学家第多斯惠曾经说过:“教学的艺术不在传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。”所以,教师要根据学生的年龄特点、知识经验、认知规律等方面,抓住学生思维活动的热点和焦点,根据学生认知“最近发展区”为学生提供丰富的材料,从学生生活中喜闻乐见的实情、实物、实例入手,创设生动、有趣的情境,激发学生自主学习的欲望,唤起学生的学习兴趣。如,创设问题情境,激发学生学习地理知识的热情:布鲁纳强调学习是一个主动的过程,学习的最初刺激是对所学材料的兴趣,即主要是一种内在动机,而不是诸如等级、奖赏、竞争之类的外来目标。因此教师要善于在教学内容和学生求知欲之间创设问题情境。新课程强调地理学科是一门自然学科,涉及的领域非常广泛,学生在日常生活中遇到的许多问题和现象都与地理有关,也是学生感兴趣的问题,把这些问题作为课堂上与学生互动的切入点,激发学生学习地理知识的热情,让学生爱学。在课上,经常以这样的问题来激发学生的学习动机,或者说出学生熟悉的现象,从而引发学生自己提出问题。同时,有同学说:“地理课尽学位置、地形、气候,多没趣,上课就想睡觉。”可见,想要改变地理教学困境,唤起学生学习地理的兴趣也是非常重要的。兴趣是人积极探究事物的认识倾向。稳定的兴趣能使认识过程的整个心理活动积极化,能使观察更加敏锐,记忆得到加强,想象力更加丰富,使智力活动的效能大大提高。有了兴趣就会主动探寻,深入研究。其次,开展学习方法指导,提高地理学习效率。在地里教学中指导学生有效的学习方法之非常重要的,它能促进学生掌握自己学习方法,从而提高学习效率。再次,新课改下,多媒体教学是必要的也是非常重要的一种教学手段。自然地理中很多地理原理、地理规律、地理现象单靠老师讲解学生理解起来很费劲,而多媒体教学形象直观,效果好。恰到好处地使用多媒体教学,有利于突出重点、淡化难点,有利于突破时空限制、增大信息量,有利于增强学生的学习兴趣,培养他们的思维能力,使教学收到事半功倍的效果。如太阳直射点的移动,可以借助动画让学生更直观地观察受太阳直射点的移动各维度昼夜长短是如何发生变化的;如演示褶皱、断层的形成过程。由于多媒体计算机能播放影像资料,所以在讲火山、泥石流时可以播放相应的影音资料,既可以激发学生学习地理的积极性,又可以让学生有一种身临其境的感觉,收到事半功倍的效果。 3.结语 改革的途径是多方面的,但教学方法、考试内容、能力研究与培养、学科渗透是主要的。素质教育体现的是知识与能力的培养,而高考则体现知识的灵活,技巧的应用,两者相辅相承。素质教育也可通过考试体现出来,所以教学的主攻方向也应体现灵活,学生学习更要注重技巧的积累,知识的拓展,能力的渗透。改革与创新是社会发展永恒的主题,也是教育教学发展的主题,只有这样才能适应素质教育的发展,适应新的地理高考。 高一地理论文:高一地理第一节课兴趣教学浅析及反馈 摘要:先做一个学生喜欢的老师,再说教好地理。所谓亲其师而信其道,唯有师可亲才能让学生做到亲其师。我们应该放低姿态,弯腰与学生交谈。与学生交流,需要我们是"平视"的关系、平等的地位、平静的对话。 关键词:地理;兴趣;多媒体;反馈 用人格感染学生,用学识引领学生,用礼仪亲近学生,用欢笑感染学生,用一切手段来打造地理兴趣化教学。 地理教师应该具备基本的文化功底。对于语文、政治、物理、化学、生物等学科具有一定的知识储备。教师应该是一个礼仪周全的人。若如此则学高、身净、礼貌、文雅,是所有学生都喜欢的教师。在这里以高一开学第一节课为例,浅谈地理教学中的兴趣培养及地理教师个人魅力在课堂中的体现做简单探讨。 第一部分:课堂实例及效果反馈 人教版高一地理第一节,地球的宇宙环境。第一节课我讲解方式是以多媒体播放霍金"万物起源"。教师对高中生不理解的地方做出解释的形式来讲解的。这节课教师讲解时间约为8分钟,多媒体播放时间为37分钟。 上课,起立后教师深度鞠躬,问好。简述本节课内容设计并播放多媒体影片。 第一处讲解。第一个实验,多普勒实验。靠近的汽车声音更尖锐,远离的汽车声音比较低沉。同样的道理,当我们的眼睛比较敏感的时候,靠近的物体呈蓝色的光晕而远离是红色。同理,我们看到的星星泛红色说明,星空中的星星多是远离我们的。此处说明下西方人实验精神值得我们学习。继续播放。 第二处讲解。万有引力定律,宏观以及微观理论。宏观的万有引力,物体的引力关系与质量成正比;与距离的平方成反比。这适用于宏观物理学。但是万有引力并非适用于所有情况,比如对水星轨道近日点处的计算误差;对微观粒子世界的适用性。于是讲解弹簧床理论。当一个物体质量太大的时候,空间变形较大,在空间的作用下,其他小物体向大物体靠近。 第三处讲解。实验二,万有引力实验。在一个光滑平面上放满小钢珠,如果均匀分布则物质不会聚集在一起。而从成千上万个钢珠中拿走随机的五个。则万有引力开始产生作用,因为不平衡所以一部分聚集在一起,开始了物质的聚集。也就是说,星球的产生是因为不均匀。此处再次感慨科学家严禁的实验态度,以及他们不辞辛苦的实验精神。继续播放视频。 第四处讲解。当影片播放到恒星的形成,核聚变为其提供能量时,讲解爱因斯坦质能方程,质量的亏损其产生的能量为亏损质量乘光速的平方。可以简单理解为物质转换为大量的能量。 第五处讲解。当播放到恒星加工各类物质,直到铁的时候,讲解元素周期表,此处强调氢是宇宙中最基本的物质。其余物质都是其核聚变之后的产物。继续播放视频。 第六处讲解。黑洞理论,当物体的质量不变,而距离变小的时候,根据万有引力,质量达到20个太阳而距离只有12公里的时候,黑洞就产生了。地理的基本思想之一,人地和谐。不要试图去征服自然,否则必遭自然的报应。引入全球变暖。讲解人地和谐思想。 从课堂反馈来看:高一4班,第一节课多媒体不能试用。效果最差,几乎没有效果。完全失败,并未取得预计效果。不可能用嘴讲出电影来。此处建议教师准备课程要灵活多变,遇到突发事情要提前设计好应对方法。 高一5班,较好。时间刚好,学生听过后,对于地理教师有认同感。兴趣第一步初步建成。亲其师做到了,让他们知道其师亲他们也可亲;其师敬他们也可敬。地理兴趣养成较好。以后讲课到时候,提到这节课播放内容学生基本都能记忆起来。总体来说,效果比较理想。 高一6班,适中。跟我的关系比较亲近,有些像朋友。他们对知识的记忆不如5班。上课纪律稍显嘈杂。以后的课堂上,我对6班严格要求。2节课后,6班做的比较好了。对地理老师有比较好的认同感,对地理学科也比较感兴趣。 总结,总体来说取得了理想成果。地理教学以兴趣培养为主。在教学中应多想想突发情况,提前设计好应对措施。 第二部分:地理教师的个人素养是地理兴趣教学的基础 只有具有相应素质的教师才能胜任兴趣教学的工作。万丈高楼平地起,让我们打好基础再建高楼。 一、礼貌,与学生平等交流,让学生主动亲近你。 开学第一节课,要求我们做教师的有礼貌的举止。礼仪是人和人之间建立第一印象的重要因素。是打下良好印象的必备因素。每次上课,九十度鞠躬是我们应该做到的。立正行直,衣冠整洁是正常的出门配置。面洁手净,发亮鞋光,服饰得体是我们的义务。语言大方得体,戒骄戒躁,安静讲课又富有激情,这些是每个学生都喜欢的老师需要具备的条件。 先做一个学生喜欢的老师,再说教好地理。所谓亲其师而信其道,唯有师可亲才能让学生做到亲其师。这里我们应该放低姿态,弯腰与学生交谈。就如同每个小孩子都不喜欢他仰视的人一样,高中生不喜欢高高在上的"大师"。与学生交流,需要我们是平视的关系,要么我们弯腰,要么学生起立。 如此可以让学生"亲其师",还要让学生信其道。 二、学识 需要教师对与我们身边的地理知识要细心观察。对于新闻里的地理知识要多多留意,以防学生问起。比如10-11年冬季云南、贵州干旱,其地理知识就是季风气候的自然灾害:水旱灾害严重。云南地区受亚欧大陆与印度洋影响,冬季风从大陆吹向海洋。冬季风特点冷干。当冬季风势力强大的时候就会造成冬季的旱灾。学生问起你一解释,即讲解了地理知识又让学生佩服你的文化素养。这是地理教师时时都要做的事情。 一个一问三不知的地理老师是很难让人家对你教的学科感兴趣的。古人说想知天文下晓地理,我们作为地理教师,理应通晓地理知识。特别是与生活实际密切相关的知识。 地理是一门总和学科,较好地理的前提是教师具有很好综合素质。想要做到地理兴趣教学,就必须从我们自身做起。 高一地理论文:高一地理快乐教育探析 【摘 要】近年来素质教育呼声不断,快乐教育理念也越来越受到老师和家长的青睐。快乐教育旨在激发学生的学习兴趣和增加学习活力,是教育的一大进步。本文阐述了快乐教育的内在含义,并结合教学实践,根据地理学科的特征和高一学生的心理特质提出了在高一地理教学中实施快乐教育的措施和方法。 【关键词】高一;地理;快乐教育 引 言 地理学是研究地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的一门学科,具有极强的综合性。它是地球表层各种自然现象、人文现象有机组合而成的复杂系统。同时又具有地域性:地理学不仅研究地理事物的空间分布和空间结构,而且阐明地理事物的空间差异和空间联系,并致力于揭示地理事物的空间运动、空间变化的规律。鉴于地理的上述特征,地理学科课程标准里明确提出地理学科的基本理念:学习对生活有用的地理;学习对终身发展有用的地理;[1]针对高一学生,教师由该如何践行此理念,让学生真正学到对生活,对终身发展有用的地理呢?在笔者看来,快乐教育是上述问题的最好答案。快乐教育旨在激发学生的学习兴趣和增加学习活力,是教育的一大进步。英国著名社会学家,斯宾塞曾提出:“痛苦的学习会使人感到知识讨厌,而愉快的学习会使知识吸引人……在同等情况下,教学的效率和与学生从事学习的快乐程度是成正比的。”[2] 我国古代教育学家孔子也曾有言:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”[3]然而,纵观全国的高一地理教学,情况却不容乐观。由于长期受应试教育的影响,加上学校对学生卷面成绩的极其重视,课堂上,教师们采用的仍然是填鸭式的教学方法。有趣的地理现象在教师那被支离成众多的枯燥的知识点,学生无须深入大自然去感知,只要课后死记硬背便可。这样一来使得我们的高一学生一开始便对地理产生了极强的厌恶感:地理课堂上,玩手机者有之;睡觉者有之;复习其他科目者有之。于是,我们的地理老师会花大量的课堂时间来维持纪律,其教学效果当然不尽如人意。 一、高一地理教学现状 在全国的教育水平评估中,江苏省的教育一直名列前茅,众多教育专家对江苏的基础教育评价甚高。盐城虽不比苏南部分城市,但相比苏北及苏中一些城市,其教育水平应属于上等。盐城市教委也极其重视本市的教育发展。尽管如此,高中地理教学情况确不尽如人意。笔者现任教于盐城市明达中学,承担多年的高中一年级的地理教学工作,以曾执教过的两个班(共100学生)为研究对象。由于初中时教育背景和高一学生自身素质的迥异,笔者所在班级学生地理成绩水平差异较大。刚开始学时,笔者做过一个统计,地理试卷能得60分的同学只占到了全体同学的51%,其中一个班25人,另一个班26人,试卷的总分是100分。而能得75分以上的学生却有5人,占到了总人数的百分之5%。笔者继而作了问卷调查,其中喜欢地理的学生仅占到了全班学生人数的百分34%,不喜欢也不不讨厌地理的学生占到了总人数的百分之21%,不喜欢地理的学生占到了总人数的百分之45%。综合学生的基本情况,笔者认为高一学生的地理学习存在以下问题:1.地理基础薄弱;2.对地理这门学科的学习的兴趣不高。 二、高一地理快乐教育的方法 2.1创设场景,寓教于乐 心理学家经过长期的研究发现,高一阶段的学生正处于自我同一性对角色混乱阶段,所谓自我同一性是一种关于自己是谁,在社会上应占什么地位,将来成为什么样的人和怎样成为理想的人等的认识。因此学生的一举一动无一不是想引起他人的注意,赢得他人的认可。教师完全可以利用学生的这一心理,营造活泼的学习气氛。例如在学习《地球自转的地理意义》和《地球公转的地理意义》时[4]教师可以采用作游戏的方法来先让学生理解“自转”和“公转”的基本含义。具体做法:上新课前,教师无须告诉学生本节课的学习内容,而是告诉学生本节课将进行一个非常有趣的游戏,且需要3至4个同学的配合,首选,让学生围成一个小圈挥舞着手原地打圈,教师可以给其动作取名为“自转”,其次,老师站在中间,让学生自转的同时,围着老师转圈。这就是公转。此外教师还可以让学生在自己座位上自由旋转,或者围着桌子公转,这样一来,课堂上的活跃气氛就会异常浓烈。整个课堂,学生手脚脑并用,在快乐的氛围中学习了知识。 2.2培养高一学生快乐学习习惯 若想让高一学生真正体会到地理学习的乐趣,只在地理教学的某个环节创设快乐的情景,是远远不够的。教师应该竭力培养高一学生快乐学习的习惯。也就是说在教学的任何一个环节,教师都应该联系生活实际,设置相应的场景或适合高一学生的娱乐节目。由于地理学科的地域性,教师还可以带领学生进行户外学习,深入大自然,了解盐城的风俗地貌。培养学生快乐学习的习惯。 三、结语 本人作者从事高中地理教学已有数年,在平时的得力教学实践中,笔者坚持采用快乐教学,收效显著。据统计,现在笔者所在的高一班级里喜欢地理的学生由刚开学的百分之34%上升到百分之71%,不喜欢也不不讨厌数学的学生占到了总人数的百分之14%,不喜欢数学的学生仅占总人数的百分之15%。在期末考试中,地理学科的及格人数由原来的51人,上升到95人,及格率达到了95%,其80分以上者20人,中90分以上者就有8人。 高一地理论文:高一地理地图教学策略研究 【摘 要】高中地理教学中对学生兴趣的培养是至关重要的,而高一阶段的地理教学更是重中之重。地图是地理的生命线,也是地理的特色,通过对教材中地图的分析,引导学生的学习兴趣,掌握地图的阅读方法与技巧,是中学地理教学的客观需要,也是对学生进行素质教育的现实要求,有助于学生从地图中获取更多有效信息。加强高一地理教学中的地图教学,必然会为高中地理的学习奠定良好基础。 【关键词】高一地理 阅读方法 地图教学 很多地方的初中地理就是死记硬背,初二时结束时对其进行会考。时间经过一年后,当学生们进入高中,学生面对教材第一单元的地球运动部分,是束手无策和头昏脑胀。高中地理不仅要求学生熟悉where与what,还要求学生分析“why”与“will be”。时隔一年,学生们对地理这门学科的学习兴趣是否还在,是否已经忘记了初中时学习的基本地理事物,还是一个问号,那么这就需要教师在地理教学中把怎么提高学生学习地理的兴趣放在重要地位。而提高学生的兴趣,降低学生的学习难度,不对高中地理有畏惧感,地图教学的策略引导是关键。 一 从地理学科特点来看 地理教学大纲规定:地理的基本技能包括:(1)阅读地图的能力:地图被称为是地理的“第二语言”,学会阅读地图是学习地理的最基本的能力。新教材让学生试做天气预报员,激发学生读图兴趣。(第2.5课活动);通过读图,培养学生的地理空间概念和地理分析能力(第1.4课活动、第4.6课活动、第4.2课活动);通过不同内容地图的对比,说明地理事物之间的相互关系(第3.3课活动、第4.8课活动)。(2)绘画能力:新教材在这方面安排了较多活动,学生通过对课文的理解,将抽象的概念形象化,从而达到化解难点、锻炼绘图技能的目的。例如:绘简图说明地球赤道平面与黄道平面的关系,(第1.4课活动)、绘制地壳物质循环图(第1.6课活动)、画水循环的过程及其主要环节的示意图(第4.3课活动)。(3)计算能力:通过地理计算,加深对所学知识的理解(第1.5课计算时差活动)。由此可以明确看出,地理教学中对学生地图意识的培养,是地理学科本身的必然的要求。 二 从教师课堂策略来看 1.把握地图教学应遵循的原则 第一,认识规律原则:地图中的内容,多是学生没有接触的远域的地理事物及其有关的理性知识,地图教学须从形象的、感性的具体事物入手,以学生已有知识作铺垫,采用启发式,通过教师讲解地图,学生读图、分析、归纳、判断等思维活动,完成从直观到抽象、从感性到理性这一认识过程,获取新的知识。例如,世界陆地自然带的分布及特征,如果学生只读课文,或只凭教师讲述,是很难形成各自然带的景观特征和空间分布概念的。只有阅读了世界自然带的分布图以及各带的自然景观彩色图(尤其是典型植被和代表性的动物图)后,学生对自然带的景观和分布特征便会留下深刻的印象。 第二,实际性原则:地图教学要结合学生生活、社会和知识水平的实际,注意考虑学生的接受能力,有的放矢,切不可要求过高,否则会适得其反。例如讲地图投影,鉴于学生的数学知识,只能深入浅出地用切开桔子皮,把它摊平、变形的例子,来说明球面地图画成平面图的变形,而不能按照地图学的要求去讲地图投影。 第三,思想性原则:新教材有丰富的思想教育内涵,是对学生进行辩证唯物主义、爱国主义、国情和国策教育的好材料。这一特点从地图上得以充分显示。教学中要强化地图的德育功能,帮助学生初步树立正确的资源观、环境观、人口观,培养学生实事求是的科学态度和建设现代化祖国的雄心壮志。培养用图习惯,详解读图方法,培养学生多种思维能力 在具体的地理教学中,教师要采取各种教学方法和教学手段,有策略、有计划地对学生的地图教学进行指导和强化,并同时形成学生的各种思维能力。 三 从学生学习方法来看 平时的习题、考试的试卷中都有“读图回答”类的题目。学生可以先看课本上的一些原理图、示意图,仔细观察,把课本知识落实在图上,同时要注意图形的变异。读地图要做到五个要: 第一,要有目的,即准备读取什么信息。看图如果漫无目的,就会迷失在色彩、符号、注记构成的地图迷宫里。 第二,要有重点,抓住地图上的主要内容读; 第三,要有层次,掌握图中信息的先后顺序; 第四,要有设计,即设计不同的线索,变换角度读,增强对同一事物的认识。 第五,要默想地图,闭目冥想,把完整的地图印在脑子里,训练自己的空间记忆。 比如,读中国行政区划图,可以这样进行: 第一步,确定读图的目的是熟悉省级行政单位的分布; 第二步,按设计的线路读,如沿海的省(自治区、直辖市),有陆上邻国的省(自治区、直辖市),黄河、长江流经的省(自治区、直辖市),京广线、陇海线经过的省(自治区、直辖市),重要经纬线穿过的省(自治区、直辖市)等。 第三步,选择自己所在的省(自治区、直辖市),或者曾经到过的省(自治区、直辖市),仔细读,看轮廓、辨邻省、熟悉空间位置; 第四步,合上地图,默想阅读过的地图信息。 按照以上步骤反复读与训练,必能增进对地理事物的形象记忆和空间记忆。 在地图教学过程中,通过在实践基础上对学生图形分析能力的测定和培养,探索出一条能够促进高一学生提高地图认知能力、分析能力和解决能力的教学模式。 高一地理论文:高一地理教学中学习困难的探索 摘 要:学习困难是每个学科都不可避免的现象,尤其是进入高中后,许多学生都说地理难学,一定程度上也给高一新生加重了心理压力,不利于学生的发展。因此,研究学生学习地理的困难之处,帮助学生解决学习中的困难是地理教学的必然之路。就高一地理教学中如何帮助学生解决学习中的困难,让每个学生都能学好地理进行一些探索。 关键词:高中地理;困难;原因;对策 高中时期的学生面临即将高考的压力,对于地理学科的学习许多学生都反映学习起来有困难,本文就对地理教学中学习困难的原因和策略进行一些探索。 一、高一地理教学中学生学习困难的原因分析 1.初高中地理知识的衔接不够 新知识的学习是建立在原有知识基础之上的,学生对知识的准备程度和水平直接关系着学生对新知识的学习和理解,也就说学生初中地理需要掌握的知识是高中地理学习的必要条件,但是很多学生在进入高一地理学习中往往与初中地理知识相脱节。这也与初中地理教学有着很大的影响,初中地理不参与中考,加上初三的时候又不学习,以至于到了高一的时候,由于时间间隔太久,许多学生对地理的基本知识都无法熟记,而且一进入高中学习也随之紧张起来,地理的课时相对较少,但课程内容较多,教师虽然在教学中对初中知识进行了一些回顾,但仍不能使学生有效地链接原有的知识,导致学生在高一地理学习中常常处于被动地位,这也十分不利于激发学生的学习兴趣。 2.学生缺乏学习动机 学习动机是推动学生不断学习的内在动力,只有激发学生内在的学习动机,才能使学生主动地参与到学习中。高一地理学习中学生感觉学习地理困难,成绩也得不到明显的提高,长久下去学生的学习兴趣会逐渐降低,无法激发学生内在的动机,循环往复下去,不但成绩会逐渐降低,甚至更会使学生失去学习的自 信心。 3.学习不得法,地位思维较低 地理学科具有很强的综合性和可见性,而且又是一个文理知识相交融的学科,学生要想提高地理学习质量,就必须加强记忆,提高理解能力。学生必须对知识有深入的理解,这样才能真正地去掌握知识、运用知识。但是很多学生把地理学科归为文科,对地理知识的学习往往依赖于机械的记忆,忽略对地理原理的理解、 分析和探究;在课堂中也只是听,不去主动地去思考,无法对原有的知识进行链接,也就更谈不上对知识链的构建;习题中也只是对简单的模仿或记忆型的题进行解读,遇到相对灵活的题的时候无法进行知识迁移。这样的学习方法学生无法具有良好的地理思维能力。严重影响了学生的地理学习,阻碍了学生的发展。 4.教师的教育理念存在偏差 培养学生的地理素养是新课标的要求。新课改提出要改变学生的学习方法、倡导自主探究式的学习,在教学中要突出学生的主体地位。但在实际教学中仍有很多教师采用传统的教学模式,一堂课下来很少看到学生自主探究的情况。探究学习有利于培养学生搜集和获取信息的能力,提高学生分析和解决问题的能力。教学中少了探究这一过程往往会使学生感觉不到学习的乐趣,长此以往,学生的学习情绪受到压抑,十分不利于调动学生学习的积极性。 二、解决高一地理教学中学生学习困难的策略 1.提高学生“学以致用”的意识,激发学生的学习动机 地理教学中不难发现有很多学生说不知道为什么要学地理,学了地理有什么用等等。学生在学习中体验不到学习地理的好处,这很容易使学生失去学习的动机。因此,教学中教师要引导学生体验学习地理的好处,激发学生学习的积极性。具体做法:借助生活经验,让学生能够在熟悉的生活现象中去探究、认识地理,激发学生学习的兴趣;利用时事热点,补充地理教学,如学习地震灾害的时候可以引导学生去搜集有关的地震资料,让学生自主分析, 这有利于培养学生运用地理的意识。 2.精心设计教学,引导学生主动构建知识体系 只有学生主动地去构建知识才能真正地达到教学目的。因此,教学中教师要精心设计教学过程,促进学生主动构建知识。如在课前给学生列出学习的目标、重难点,并回忆与本课有关的知识,促进学生新旧知识的链接;在课堂上教师通过创设一定的问题情境,促使学生在解决问题中内化知识,并引导学生对知识进行归纳、整理等;在课后让学生进行反思,及时查漏补缺,并设置课后练习,帮助学生巩固知识。 3.教给学生学习的方法 学习方法的优劣直接关系着学生学习的效率,教师要重视对学生学习方法的指导,优化学生的学习方法,提高学生的学习效率。如,教给学生记忆的方法(借助图示进行记忆、对相关知识链进行记忆、网格记忆等等);教给学生读图的方法;教给学生对比分析的方法;教给学生对知识归纳整理的方法。通过方法的传授,提高学生学习地理的效率,当学生看到成绩后必然会激发学习的热情。 总之,在高一地理教学中教师必须重视学生学习困难这一教学现象,必须加以研究,改进教学方法,激发学生的学习热情,使学生更乐于参与到地理学习中。 高一地理论文:新课改下高一地理教学 地理新课标不仅对地理知识和技能的教学提出了具体的、符合实际的要求,同时也对学习过程中学生能力和方法的培养,学生情感态度与价值观的形成提出了具体、可操作的目标。“培养现代公民必备的地理素养”是高中地理课程的基本理念之一,因此,我们的课堂教学必须更加符合素质教育的要求,必须有利于学生的可持续发展,能帮助他们形成正确的人生观。 对于多年从事高中地理教学的我来说,及时准确把握地理新课程标准,尽快学会实施方法,将新课程改革的理论与地理教学相结合;尽早地把信息资源转变成师生学习和前进的动力。这既是我们每一位地理教师的本职工作,又是对学生和家长负责的表现,更是教师与时俱进的时代要求。地理新课程用图文并茂的资料,形象直观的图表、生动有趣的阅读材料,贴进学生生活的课堂活动,创设了充满时代气息的地理教学情境。面对这样的教材,教师该如何使用.又该怎样上课.怎样发挥教师的作用.怎样挖掘学生的潜能.……需要我们地理教师冷静、积极地不断反思,才能适应新课程下的地理教学。 1 我就自己半年多地理新课改下教学实践谈一些具体做法 : 1.1 认真学习新课程的理念,建立新教材观、新学生观、新教学观、新课堂观 改变传统陈旧的教学方法,并吸收了传统优秀的教学方法,使教师真正成为指导者、促进者、组织者和管理者。根据课程标准解读教材、分析教材,确立教材的重点和难点,寻找和识别适合学生认知规律的教材因素,同时确立科学的教学方法。了解学生、关注学生。学生是学习的主体,又是发展的主体,充分尊重学生的主体性和差异性,根据学生已有水平来设计教学。全面了解学生心理发展的一般特点,以学生的特点为依据来选择相应的教学方法。 1.2 对地理教学设计思路的反思 长期以来的应试教育深刻而广泛的影响,在很大程度上影响了我们的教育理念和教育行为,这使得当今的新课程改革在教学具体实施中遇到很大的阻力。传统的地理应试教育主要偏重于对地理知识的传授,忽略了在创新意识和个性健康方面的发展,特别是在能力运用和生产实践方面关注不足。这显然不利于新时代对创造型人才的培养,也难以适应当今社会发展对高素质复合型人才的需要。教师再也不能把知识传授作为自己的主要任务和目的,而应成为学生学习的激发者、引导者、各种能力和积极个性的培养者,把教学的重心放在如何促进学生的“学”上,从而真正实现教是为了不教。为此,课改后我在课堂教学中很注意创设民主、平等、自由、和谐的教学气氛,形成一个无拘无束的思维空间,让学生处于一种轻松愉快的心理状态,来积极思维与想象。如:每节课的开始,我总是对学生说:“这节课,让我们来共同研究,一起探讨有关某某问题。”而课改前我们经常说:“这节课讲授或今天上第几章第几节……”,让人总感到有点居高临下。在“存在生命的行星”一段教学内容,是学生非常感兴趣的内容,也是极具探索性的内容,地外生命是一个热门话题,要引导学生敢于畅想,求异,学生畅所欲言,教学形式更加开放和生动。但是科学幻想不是完全没有根据的“乱想”,培养学生求真求实的科学态度。 2 实施过程中面临一些困惑: 2.1 新教材在知识结构方面,较旧教材而言更加不系统,这对于教师而言,如何把握好教材的深度、广度,如何处理好教材的知识体系提出了更高的要求。教材在教学内容方面虽然做了适当的删减,删除了一些较难于理解的知识点,图表,但课堂活动量明显增加,如何有效的组织好这些活动,如何安排好教学进度,这些都为我们每一位高一的教师提出了挑战。在近半个学期的教学中,我们感觉到课时紧张,在活动的组织上时间难以把握,如果不充分让每位学生都积极参于,那就只是走过场,流于形式,如果充分调动每位同学,那么时间又难于满足,教学进度无法完成。 2.2 对教材连续性与统一性的困惑,由于初高中地理课程的要求不一致,出现严重脱节,新课程改革下的初中地理教学,对学生的要求越来越低,教材内容相对简单,而高中地理在难度和要求方面上升幅度大,这对于基础薄弱的学生而言,无疑一下难于适应,给我们教学带来更大的难度。许多学生连经线、纬线都不知道,这样对于地球的运动、时差的计算、季节的形成等问题的理解更是水中望月。如果教师再利用上课时间给学生进行讲解,这就面临课时紧张,教学任务难于完成,组织学生回去自学,但部分基础较差,综合理解能力较弱的同学还是难于接受。也正是因为这些多方面的原因,使得高中地理让许多学生感到难学,导致兴趣渐无。如何更好的转变学生现有的学习状态,是许多教师的困惑。 2.3 配套习题难度较大,与教学进度不统一,要妥善处理需要时间。 2.4 作为教师,我们始终对新课程改革的评价体系顾虑重重,我们很难不去考虑高考与各种质量检测,这一点是我们转变教学观念的关键。 2.5 教师对新教材也有诸多不适应的地方,如新教材中的部分内容高度概括、高度浓缩,有些地方出现了一些新概念,对于这些内容教学中应如何把握教学的标高,还有教材中众多的探索、阅读、案例研究等内容,对于这些内容,究竟要处理到何种程度才算适宜,我们大多数教师心中也没有底。此外,部分探索与案例研究的内容也不符合教学实际或学生的实际,活动时间长,效果也不明显,很难在课堂上实施,又如案例研究“太阳活动与旱涝的关系”、案例研究“厄尔尼诺”的内容,对于高一学生来说,难度有点太大。 2.6 学生也是影响新课程改革能否顺利推进的重要因素。我们在教学中发现,高一学生普遍对新课程改革了解不够以及学生传统的学习行为使学生一下子也很难适应新形式下的课堂教学,尤其在一些学生基础较差的普通班进行课堂教学模式的转变难度更大。还有,学生对地理学习的不重视和认识不足始终是影响地理教学的一个非常重要的因素。 3 今后教学的几点想法 经过一段时间的摸索,我对新课程改革已由陌生逐渐适应,今后的教学主要是在反思前一学段教学工作的基础上不断改进,为此借鉴总结了以下几点: 3.1 作为教师,继续加大对新课程改革理论学习的力度,同时加强备课组内、备课组之间的相互听课活动。后一阶段要重点在培养学生学习地理的兴趣、课堂上如何充分调动学生的学习积极性、改变学生对地理学习的认识、如何进一步落实分层次教学等方面下功夫。 3.2 在总结、反思前一阶段教学的基础上,我们后一阶段的教学要重点处理好以下几方面的关系,推进新课程改革的实施。这几方面的关系主要包括:①过程与结果的关系,即培养学生的创新精神与能力与落实基础知识的关系,新课程改革强调培养学生的各种实践能力和创造能力,并非意味削弱知识的学习,而是强调能力的培养要以知识为依托、为基础,二者相辅相成,不能割裂,更不能对立;②学生主体作用与教师主导作用的关系,强调发挥学生的主体性,并不否认教师的重要作用,在新课程改革背景下,无论课堂教学、还是各种社会实践活动,教师的作用依然是十分重要的;③关于不同学习模式与课堂形式的关系,新课程改革针对现行教育的弊端而强调研究、探究性学习,并不排除接受性学习的必要和重要,一堂课究竟采取何种学习方式或课堂教学模式,要因人、因时、因课程内容制宜,不能一刀切。此外,在课堂教学过程中,“一言堂”、“满堂灌”不对,课堂教学中强调学生的参与是正确的,但要注重区别学生是主动参与还是被动参与,是实质参与还是形式参与,真正高质量的课堂教学必须建立在学生自主学习的基础上才是有效的;④各类实践活动与课堂教学的关系,普通高中教育作为基础教育,素质教育的主阵地应该还是在课堂,因此任何忽视课堂教学的行为都是错误的。 3.3 进一步开展各类实践活动,通过前一学段的教学,我们发现,学生对各类实践活动兴趣浓厚,期望也较高。因此后一阶段我们将继续强化这方面的工作,如加强研究性学习课题研究和校本课程的实施,适当组织学生走出校门等。 总之,新课程改革已走到我们面前,作为实验者,我只有加强研究,努力实践,积极应对,这样才能抢占新一轮课程改革的制高点,也才能使自己的教学真正有助于自身的发展和为学生的终身发展奠基。目前的新课改处于探索阶段,我将继续努力学习,力争正确、深刻地认识与理解现代地理教育的特征,突破旧的思维方式,逐步树立正确的人才观、教学观、质量观等素质教育新观念。在学校现有的条件下,随着新课程改革的实施,要让课堂教学生活化,使教学要贴近学生、贴近课堂,让学生在生活中激发学习的热情,增长知识,使课堂教学更加符合学生的认知规律,更加符合学生生理、心理特点,更加符合社会发展、需求,激活课堂,让学生真正成为课堂的主人。 高一地理论文:高一地理研究性学习调查报告 摘 要:在地理教学中,为了更深入地研究影响农业的区位因素,通过对灵宝苹果业发展调查,形成了有一定学术研究的调查报告,愿与大家一起分享,以期为灵宝市的发展提供有力的佐证。 关键词:自然优势;社会经济因素;发展情况 课题:灵宝苹果业发展的区位因素及发展方向。 辅导教师:黄龙辉。 调查人:高一10班地理小组。 调查方式:利用节假日学生回家调查本乡镇苹果发展情况,再班级汇总,网上查阅等。 【调查过程】 先印发灵宝果业发展的基本资料,学生了解各自乡镇后,利用节假日,各学生回家调查本村苹果种植情况,包括村民人数、亩均收入、苹果种类、种植规模和销售情况。 各村苹果种植情况汇总后,再派出代表调查各自乡镇苹果发展的总体举措、规模和销售情况。然后了解灵宝苹果种植的自然因素。包括先了解本乡镇地形和苹果种植优势。汇总后,小组抽样验证实践。最后根据资料指导学生撰写小论文,以提高他们的地理表述能力。 【拟写报告】 分五个阶段实施(时间计划安排9~10周)。 1.分析资料,划分调查区域(一周)。 2.走访市区规划和管理部门实地调查与记录(三周)。 3.资料汇总和分析研究,提出对现状的认识,对未来发展的建设性建议和设想(两周)。 4.约请有关部门的同志一起参加研讨、汇报会,进一步听取各方面的意见,完善研究和调查报告,完成课题(两周)。 5.综合分析,对调查报告做最后修改,并整理结题(一周) 【调查内容设计】 地理课上,我们学习了影响农业的区位因素,灵宝作为我国重要的苹果基地,影响其发展的因素是什么呢?为什么近几年“卖果难,果难卖”成为农民最头疼的大事,灵宝果品生产为什么一度步入低谷?今后发展苹果业的新举措有哪些?带着这些问题,由我班地理兴趣小组对灵宝苹果发展的区位因素展开如下调查: 1.灵宝苹果种植业发展的自然优势有哪些? 2.影响灵宝苹果发展的社会经济因素有哪些? 3.目前,灵宝苹果加工业的现状及今后发展调查。 4.目前灵宝苹果业发展中存在的问题有哪些? 5.今后灵宝苹果业发展的举措和思路有哪些? 【调查结果汇总如下】 一、苹果种植业发展的自然优势 灵宝市位于豫、秦、晋三省交界处,处于黄土高原与小秦岭东端的接壤地带,其深厚的黄土层,土质优良。属暖温带大陆性半湿润季风型气候,气候温和,四季分明,并且雨量中等,光照充足,昼夜温差大,为果品生产提供了得天独厚的自然条件,被国家确定为优质苹果产业带。由于特殊的地理、地形和气候条件,灵宝苹果风味独特,素有“灵宝苹果甲天下”之称。 二、灵宝苹果发展的社会经济因素 1.交通区位优势 灵宝地处豫秦晋三省交界,黄河中游,金三角经济带,西安、郑州两大航空港之间,境内310国道、陇海铁路、209国道、连霍高速、郑西高铁等要道纵横交错,交通十分便利,为果品流通提供了四通八达的交通条件。 2.种植历史悠久 灵宝苹果自1923年引进栽植至今已有90年的历史,多年的发展历程,使广大果农积累了丰富的生产经验,赚取了巨额经济财富。 3.种植规模大,品质好 全市现有果品面积104万亩,其中苹果80万亩,年产果品12亿公斤。荣获“全国苹果产业十强县(市)特别奖”“中国果菜加工十强县(市)”等称号。灵宝苹果以其色泽艳、香味浓、含糖高、耐贮运而著称,在全国历届鉴评中屡获金奖,灵宝苹果和大枣并获得国家原产地产品保护。全国人大常委会副委员长、经济学家费孝通提词“灵宝苹果甲天下”。 4.技术因素 全市现有专业技术人员80多人,其中高级农艺师11人。农民技术员10000多人,其中高级技师15人,技师1000多人,形成了一支庞大的技术队伍,为果品产业发展提供了有力的技术保障。 三、目前,灵宝苹果加工业的现状及今后发展调查 果品产业已在我市形成了产、供、销、贮、加、运一条龙,年加工能力40万吨,其中浓缩果汁24万吨,年消化果蔬能力180万吨,形成了果汁、果饮、果酒、果酱、罐头等10大系列29个品种;市境内建成了15个果品交易市场,在全国19个省、市、区,62个城市,168个市场,建立了350个果品直销窗口。在广西凭祥、黑龙江绥芬河、云南瑞丽等口岸,建立了灵宝果品边贸出口区;果品贮藏库2.5万个,机械冷库130座,年总贮量达到35万吨;全市果品包装企业17家,年产纸箱、果袋、发泡网、保鲜袋及各类果品包装物4类7种,为果品生产提供了较为完善的产业链。 四、目前灵宝苹果业发展中存在的问题 灵宝苹果业发展主要存在的问题有:品种老化、品种搭配不合理;老果区综合征较为严重;苹果管理问题及其所导致的品质问题;销售体制不健全,部分地区出现农民“卖果难,果难卖”的问题。苹果加工业发展滞后,加工层次低。 五、今后灵宝苹果业发展的举措和思路 1.畅通产业销售链,完善果业市场销售机制 2.积极开发苹果深加工产品,提高苹果的附加值 3.积极推广新品种,提高产业后续发展能力 4.加大招商引资力度,打造苹果示范亮点 (1)出台苹果产业发展优惠政策,以市场为导向、科技为依托,总推苹果综合开发模式,集中打造寺河乡苹果示范亮点。(2)加大政策扶持。对苹果种植户在技术及销售方面予以支持,积极引导外来资金投向苹果产业。(3)积极争取项目资金和引进科技含量较高的企业以及科研院所对苹果的品种选育、栽培及初加工技术进行试验示范。 5.拓宽培训渠道,提升果农素质 (1)邀请外来专家教授深入各乡镇对苹果种植实地指导和技术培训,同时组织果农代表到周边市县苹果园区进行参观学习;(2)建立苹果发展技术人才库,根据苹果发展各阶段人才需求,协调县内技术人员进行长期的技术指导,形成苹果发展技术支撑长效机制;(3)以打造特色果业为重点,实现“公司+基地+农户”订单产业发展模式,扎实开展科技宣传培训,增强农民的科技意识,形成一批上规模、有竞争力的苹果品牌,增加农民收入、促进农村经济发展。 6.科技兴农 充分利用科学技术这一生产力,开发研究培育新品种,并积极探索治疗果树病的方法,使灵宝苹果的品质和产量不断提高,受病虫害的威胁也越来越小,苹果种植业发展走向稳定。 六、其他相关资料(略) 【调查结论】 苹果是非常适合灵宝的一种经济作物,尽管由于某些原因导致其产业发展中出现了一些问题,对其产业发展和农民增收产生了一些影响,但苹果产业依然在不断的蓬勃发展这一点不容置疑,其发展前景依然是很光明的。灵宝优良的土质、气候、环境造就了灵宝苹果“甲天下”的风味,加上现在国家积极的惠农政策和经济政策,“甲天下”的灵宝苹果应该能够香飘天下! (作者单位 河南省灵宝市第二高级中学) 高一地理论文:在高一地理课堂教学中实施“分层成功教学”的实践与探索 【摘 要】通过在高一地理课堂教学中实施“分层成功教学”使不同层次的学生找到了适合自己学习的方法,学生在课堂教学中有了更多的收获和成长。“分层成功教学”为学生的发展提供更多空间,更突出教学面向全体、全面提高的素质教育目标,值得广泛的推广。 【关键词】高一地理;课堂教学;分层成功教学;研究 学校教育是面对全体学生的,但是学生间的差异却是客观存在的,学生在基础知识的掌握情况、学习态度与学习习惯的养成还有掌握的技能水平等等都存在着差异,包括其个性特征、兴趣爱好和特长等等,因此把握好学生的个体差异展开教学工作,十分重要。本文就探讨了在高一地理课堂教学中实施“分层成功教学”的相关内容,以为学生的发展提供更多空间。例如:C层次的学生通过一段时间的学习,对学习有了一定的信心和耐心;B层次的学生对学习有了更多的主动性和自信心;A层次的学生能力提升很快,并懂得帮助其他同学,做好地理学习。 一、“分层成功教学”的基本概念及意义 “分层成功教学”是指从学生的基础知识、学习能力和学习习惯等方面存在的差异出发,将同一班级的学生按照一定的标准将他们分成短期性的(即处于发展变化状态而短期内又相对稳定的)A、B、C三个层次,再根据群体学生的差异,进行不同层次教学目标、教学方案和教学评价的分别制定,从而让不同层次的学生都能有机会成功,从而不断树立他们的自信心与自尊心,更积极主动的学习。从一个成功走向另一个成功,并达成面向全体,全面提高的素质教育宗旨。 “分层成功教学”的实施是我国教育发展的需要,学生个体成长需要更多的关注,在尊重学生个体差异的基础上发展学生能力的必要性。学生通过这样的分层教学,能够根据自己的能力水平,掌握正确的学习方法,并根据自己的学习发展变化,及时对学习内容与学习方式做调整。“分层成功教学”是将学习目标细化的过程,对于学生的学习质效的提升有很大的好处,而且教学实施过程,充分尊重学生的自主性,对学生各项能力的提升都有帮助,这也是提升我国整体教学水平的需要。 二、高一地理课堂教学“分层成功教学”的实施 (一)分层方法 分层教学的目的是为了发展学生而不是区分学生,分层成功教学是实现平等教学、尊重教学规律基础上的差异性教学,因此在学生分层上,不能单纯通过学习成绩为依托进行机械简单的划分,这样易造成偏差过大,也会给学生造成一定的心理打击。我们要采取模糊类的分析,进行动态、综合和科学的评价。先根据学科表现进行基础人事,再对学生的地理基础知识、心理发展水平,智力与非智力因素等进行全面的了解与评价。当然不可忽视的是学生对学科的潜在兴趣的能力发展研究。这样才可以对学生分层有较客观的处理。且学生分层也应随着学生的发展变化有所调整,秉承“因地制宜”教学观,坚持给不同层次学生创造更加符合自己实际的学习空间,更好的心理品质的形成,让学生能感受自己的进步,有冲劲从低层次向高层次迈进。 具体方法根据以上原则,将学生分为A、B、C三个层次。C层次的学生学习基础较差,上课注意力不集中,没有好的学习习惯;B层次的是学生有一定的学习基础,但不够自觉,缺乏主动性,且自控能力较差;A层次的学生是指学习基础好,学习很主动,对学习有兴趣,有热情、有能力。而为了最大限度的调度学生各方面的积极因素,促进学生学习。还可以实施小组合作,将不同层次的学生搭配成小组,互相帮助与监督,可以采取座位相邻的原则进行分配。 (二)分层实施 1.教学目标的设定 教学目标的设定指的是教师要根据教材和大纲的具体要求和各层次学生可能达到的学习可能性,做出不同教学目标的设定。教学目标是起学习导向和激励作用,在保证基础学习的前提下,不断提升学习。因此在设计过程中,考虑C层次学生的接受能力较差,可以适度安排一些辅导内容,保证他们的学习基础的达成。对于B层次的学生要保证他们对课程标准的完成基础上,注意能力的发展。而对于A层次的学生达成教学准则之上,增加难度,关注其知识迁移运用。 例如:学习高一地理“气压带和风带”的目标设定。C层次的学生需要掌握气压带和风带的成因类型、分布规律。B层次的学生要能绘制气压带和风带模式图,明确气压带、风带的名称与分布,让教师教学内容通过学习能灵活运用。A层次的学生就应该学习用学习到的相关知识分析解决一些地理问题,比如说气候类型的成因或是主要气候类型的分布规律。 2.课堂教学的分层 在课堂教学的实施过程中,教师需要做的是成功引导学生在各自需要努力的学习发展区域内前进,让每个学生都能体会到学习的乐趣,和掌握一定知识与能力的满足感。这是一个挖掘自身能力的学习过程,关注好学生的学习变化。比如说在完成“自然界的水循环”这一节的教学任务中,可以设定三个类别的问题,C层次的学生了解陆地淡水占水体的比例,并叙述相应环节及意义;B层次学生的能作图表示水圈各部分的组成,并制图描述水循环过程;A层次的学生则关注以上两类基础之上,还能联系生活理解三类水循环的差别并作相应的水资源宝贵表述。 而在实现“气压带和风带”教学目标,就可以联系分组形式,采用小组报告,由简入难,彼此合作,每个人都有任务,每个都要做一定表达,彼此都要对报告内容有认识,在这样的报告学习过程中,学生的自信心也会被很好的鼓励,有的同学负责报告成因类型、分布规律,有的学生谈如何解决地理问题等的等。而在布置作业环节,也要体现分层教学的内涵,根据学生的能力和完成水平布置。 三、关于实施高一地理“成功分层教学”的几点思考 (一)以实现教学目标,完成教学任务为前提 实施分层成功教学的基础,在于教师要明确课堂教学教师可以自由安排,但必须是以实现教学目标,完成教学任务为前提的。这样才能避免分层成功教学出现片面化或是教学目标的降低。因此教师在执行过程中,要根据教学大纲制定的教学目标与教学认为,做出适度的调整,明确自由的限度,在这个大范围内给学生创造出自我认识、自我努力、自我强化,从而达到进步的空间。个别学生教师可重点培养,但不可以牺牲全体学生学习任务和学习目标的时间为代价。 (二)要摆正心态,不可模糊分层教学的重点 “分层成功教学”为教师们提出了更高的要求。首先是教师的心态问题,教师要以公正、平和的心态看待分层,我们分层的目的不是划分学生,而是划分教学,教师如果对层次低的学生的有偏见,学生就会感受到并产生消极情绪,因此教师在教学过程中切不可有对他们层次的要求,而应是让他们多努力充实自己,最终达到从一个学习成功走到另一个学习成功。其次是教师的教学问题,教师不可以模糊了分层教学的重点,因此要更加努力的钻研教材,改进教学,多关注一些学生又喜欢、又促进能力提升的教学活动,形成较好的激励机制、教学氛围,给学生更好的学习体验,从而保证每个学生都喜欢上地理课,并尽可能从课堂上多学到一些,感受到自己的进步与提升。 (三)以“一切从实际出发”为实施基本原则 一切从实际出发是哲学认识,但用在“分层成功教学”中却十分有效,一切从实际出发,从学生的实际出发,正是以学生为本的,关注学生个体成长的表现,学生是学习成绩的关键主体,让学生感受到分层教学中对学生的关心和期待,让学生愿意相信自己能做到相应的要求。分层要成功,就一定要灵活,看到学生的进步,就要及时的对分层进行调整,要为学生的发展和变化提供激励,要观察学生的动态,成绩变化很大,但没有定性的学生不建议调整层次的频率太高。 综上所述,在高一地理课堂教学中实施“分层成功教学”,使课堂教学效果得到优化,也使教学目标和任务更好的达成,充分激发了学生的学习兴趣,培养了学生的情感因素,让学生有意识的去发展自我,可以说满足了素质教育的追求,具有十分重要的意义。而通过“分层成功教学”,使学生找到了自己努力的方向,适宜的方式,使其学习效果也越来越好。学生不再把地理学习看的很难,而会一步一个脚印的去夯实自己的知识掌握,可以说是一种积极有效课堂教学的探索。 (作者单位:福建省南安市华侨中学) 高一地理论文:浅论高一地理研究性学习的知识储备 由于研究性学习必须以学生已有知识储存为基础,综合探究能力为前提,个人兴趣为研究方向,因而不同年级、不同经验背景的学生,其主题研究学习活动在内容、形式和深度上是有差异、分层次的。因此,学生研究性学习开展的顺利与否,取决于学生在学科教学中获取的基本知识与必备技能的多少。地理教学作为学生课堂学习的基础课程之一,由于是以地球表面的事物的发展演变作为研究对象,关注现实生活,因而地理内容已成为学生进行研究性学习的主要平台。以地理新教材的使用为契机,把研究性学习的理念渗透于课堂,把方法的获得、能力的提高融入到获取知识的过程中。在高中阶段,地理教学高一为必修课,高二、高三为选修课,所以储备这一过程宜在高一学生中进行。 一、展示知识的形成过程 爱因斯坦说过,结论几乎以完成的形式出现在读者面前,读者体会不到探索和发现的喜悦,感觉不到思想形成的生动过程,也很难理解全部情况。地理知识的获取大多是在错综复杂的大背景下,剥茧抽丝,经复杂的观察、推理、求证等科学方法获得。课堂中通过情境的设置,诱导学生去思考、去体验、去求证,重现结论的获取过程。这一过程类似于“体验式学习”。 如漫长的科学史的演变中无不体现那些杰出科学家的独特的创新思维,教师在讲解这些知识点时,可列举这些科学知识的形成。如介绍地球的大小时,可提出这样的问题:地球的半径是6371Km,地球测量第一人、被誉为“地理学之父”希腊著名学者埃拉托色尼是如何进行测量的?学生根据已有的知识和经验,提出假说或猜想。教师及时以一成语揭示谜底:“立竿见影”。接着告之埃拉托色尼测地试验的有关背景:夏至日埃及有一城市叫塞恩,阳光直射井底,离此城5000斯塔迪姆(埃及长度计算单位)的亚历山大城的竹竿有一短短的影子(画图表示),请学生用数学方法去计算。根据所给数据,可演算出地球的周长为4万公里,与我们近代测得的数字仅差100公里。教师又提出,世界上实测子午线(经线)第一人是我国唐代僧一行,他用“复矩”(画图)实测北极星的高度,并利用“复矩”测出的北极星高度即为地球北半球当地纬度的特点,测出同一子午线两地纬度差与其相对应的地面长度,计算出每度弧长为132.03千米。教师让学生明了知识的形成后,还可让学生指出两人在解决问题时共同所用的方法和手段(如都利用地球以外的天体来辅助测量地球)。这些问题的解答较为详细地展示了这些经典探究所经历的典型过程和运用的主要方法,而不仅仅听到或记住有关的知识或结论。这使学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学研究的本质,并培养科学探究能力的一种特殊的教学方法。这一过程不仅将有利于学科内部知识的同化,还将促进不同学科之间知识和能力的相互融合,是良好思维品质形成的重要渠道。在人文地理的教学中,城乡分布、城市功能分区、道路的设置等知识都可用影响因素去体验该地理事物形成的内在原因。 二、探究知识的相关内容 新教材与老教材的不同之处在于知识点不再以原来的体系较强的段落式排版,而是以并列式将知识点罗列。伴随研究方法的增多、研究手段的改革、研究内容的深入,越来越多的各种由多种复杂因素构成的地理表象呈现出来,这种罗列形式可避免将学生思维固定在已知的事项上,既为科学的发展留下了余地,又为学生的想像和深入研究提供了场所。教师可引导学生探究这些罗列内容的外延,并拓展这些内容的内涵。它相对弱化教师在教学中的教化功能,充分发挥学生的主体作用,利于开发学生的智力与潜能。如气候类型的形成和分布中,课文中列举了太阳辐射、地面状况、大气环流和人类活动是影响气候的主要因素,而它们各自在形成气候中的作用,叙述相当模糊。学生通过世界气候类型的分布图的阅读,可得出:太阳辐射和大气环流分别成为全球气温、降水分布的主要因素,呈现明显的规律性分布,各地地表状况的差异,出现了非规律性的分布。这种认识拓展了知识的内涵:学生通过对某些非规律地区气候的探究分析,可加深洋流、地形地势、海陆分布对气候形成影响的理解,这一思维活动又扩展了知识的外延。在教学中,阅读材料和每个单元后的阅读篇为学生进行这类活动提供了较好的素材。这种教学可引导学生运用科学方法和良好的思维,经合理的归纳与总结,将支离破碎的知识和隐含的学科方法有机结合起来。 通过科学探究活动,学生们对科学探究的手段、使用证据的规则、形成问题的方式、提出解释的方法等一系列问题有了亲身的经验。 三、质疑知识的正确与否 知识的形成是在对所收集的证据进行筛选、归类、统计和列表分析等综合处理的基础上实现的。获取的资料在同一主题下,由于经验和研究活动的需要不同,研究视角的确定、研究目标的定位、切入口的选择、研究过程的设计、研究方法、手段的运用以及结果的表达等都会不同。具有极大的混淆性,以致“仁者见仁,智者见智”,产生不同的见解。教师在传授时,不应把科学知识当作绝对的真理教给学生,而应作为有证据的结论。 教师引导学生可运用已有知识,通过证据(数据)的收集、从证据中提炼解释、将解释与已有的知识相联系等过程,得出符合证据的结论,我们谓之“思辨式”学习。 如提到目前的主要的大气污染——温室效应的产生时,书中列举的是已达共识的结论,事实上人类对这一问题的形成机制还不清楚,所以教师可让学生在占有证据的基础上,提出自己的结论。具体的过程可以是:第一,根据已有的知识和经验,提出质疑。有的学生认为,人类燃烧矿物燃料时使二氧化碳增多产生温室效应,同时也向大气排放了大量的粉尘,增加云层和降雨机率,会使气温降低,所以人类燃烧矿物燃料是增温亦是降温尚无知数。第二,收集证据。学生主要从互联网下载了有关资料,大部分是文字,也有一些图片。第三,解释。对所收集的证据进行筛选、归类、统计和列表分析等综合处理,并运用已有知识得出符合证据的结论,对问题作出科学的解释。这一步骤是学习的核心,是学生思维火花迸现的表现。学生寻找到符合猜想的依据作为论据,提出自己主张。第四,后期工作。对结论的可靠性作出评价、交流和推广自己的探究结果。 这些活动的研究内容是局限于地理课本知识上的延伸,单科学习性较强,但课外学习的过程中从理论走向实践的起始,是学生真正检验真理和探索新知的开始。第一阶段宜以个人自主学习为主。 (作者单位:贵州省盘县第七中学) 高一地理论文:浅谈高一地理利用地图加强直观性教学的体会 地理学的研究对象,其时空界限广阔而遥远,内容涉及多学科知识,单纯依赖学生的视野和见闻是难以掌握的,必须借助地球仪、各种地理教学挂图等直观教具,或者借助多媒体等手段,把教学内容生动地展现在学生面前,方能引起学生的学习兴趣。 1 充分利用地图进行教学。地图是地理教学中最常用的教具,又是一种特殊的地理教科书,学生可以从地图上直接获取许多地理知识。所以说地图是地理学的“第二语言”。因此教师可借助地图强化学生记忆。例如,学习非洲的气候时,学生对热带草原气候缺乏感性认识,难以区分干、湿两季的特点。教师可以用“热带草原景观图”指导学生观察干、湿两季的自然景色:湿季时,草高茂盛,稀树(典型树木:金合欢和波巴布树)青翠,成群结队的动物中,长颈鹿昂首挺胸,遥望葱绿辽阔的大草原。干季时,草类凋零,树叶凋落,动物迁徙,草原呈现一片枯黄荒凉的景色。通过观察挂图,再联系气压带、风带随太阳直射点的移动规律,让学生认识到那里处在赤道低气压带和信风带控制下(湿季受赤道低气压带控制,降水丰沛;干季受信风带控制,降水较少),进而帮助学生理解干、湿季节交替的原因,掌握热带草原气候的分布规律及特点。 2 认真设计黑板略图,提高地理教学效果。在地理教学中,有针对性地设计地理略图进行教学,不仅有利于学生视听结合、头脑并用、思维集中、印象深刻、便于记忆,而且更能提高学生的学习兴趣。如在讲长江的内容时,我在黑板上绘制了长江干流略图,从长江的发源地绘起,一直画到人海口处。先画干流,给学生讲干流像两个不规则的英文字母“V”和“W”,然后讲到哪里就画到哪里。首先讲上、中、下游的划分,把宜昌和湖口两地名称用红色粉笔标在干流上;其次讲长江的支流,用蓝色粉笔从西向东画出主要支流,边画边讲哪些支流在上游、中游、下游;最后讲长江上、中、下游的特征,并标注在适当的位置上,如上游“水流湍急,水力丰富”,中游“河道弯曲,支流湖泊众多”,下游“江阔水深,便于航运”。这样有“形”有“意”,展现在学生面前的地理略图不是呈现静而是动的感觉,可以着重体现事物的特征,发展学生的观察力、注意力和思维力,也能有效地培养学生学习地理的兴趣,增强学生学习地理的主动性和积极性。 3 引导学生多动手画图。图是地理学的灵魂。掌握了图,地理就学好了一多半。因此,在教学中教师不仅应利用教学挂图、课本插图和学生填充图册进行地理知识的讲解,还要逐步教会学生如何读图、识图、填图的技巧和方法。这就得让学生多练,在学中练、在练中学。例如讲亚洲时,我在世界地形图(东西半球图)上先明确指出亚洲的轮廓,随后让学生参照教学图、书中插图,在填充图上用醒目的红笔描出亚洲的轮廓。待学生描出后,我再在挂图中指出北极圈、北回归线和赤道三条线的位置,让学生用蓝色的笔填出这三条特殊的线。这样,亚洲的经纬度、位置范围就被清晰地展现在上述所画的图之中了。接着再加以引导,学生就会总结出亚洲位于东半球的东北部,赤道穿过其南部,地跨寒、温、热三带。最后再利用亚洲地形挂图,用同样的方法带领学生填出印度洋、北冰洋、苏伊士运河、乌拉尔山、欧洲和大洋洲。这样他们就会很轻松地总结出亚洲北、东、南三面临海,西南面接欧洲大陆的海陆位置。通过这样的教学,亚洲的地理位置在学生的头脑中就非常清晰了。 4 采用易记歌诀、谚语、顺口溜等方式识记图。由于地理学科有一定的规律性,为聪明的学生所不以为然;又由于它具有综合性,为中下水平的学生所畏惧。所以培养学生主动学习地理的兴趣显得尤为重要。兴趣是人积极探究事物的认识倾向。有人说,当学习充满乐趣时,才更为有效。学生有了兴趣就会主动探寻。深入研究;有了兴趣,负担也就不存在了。教学中抓住区域地理相互联系的规律,编成简短明快、朗朗上口的歌诀,学生就会颇感兴趣,记忆较快。适当引用民谣、谚语进行教学,通俗易懂且有趣,并且能加深学生对地理知识的理解和运用。如引用“早穿皮袄午穿纱,晚上围着火炉吃西瓜”讲解我国西北地区大陆性气候温差大的特点,形象逼真,富有感染力。这样的教学能引起学生浓厚的学习兴趣。引用“君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回”描述黄河奔腾咆哮,滚滚东去的气势。讲解长江时,为描述三峡滩险、流急、景色奇美,可吟诵李白的诗句:“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还。两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山。”短短四句,把学生带入了奇妙的意境,秀丽风光一览无余。 短小精悍的成语也能为教学增辉添彩。如“沧海桑田”描述了地壳的运动;讲冷锋过境时,形容天气用“风雨交加”;讲地球运动时用“斗转星移”;讲海陆间循环用“百川归海”。这些成语准确、生动、形象地描述了地理现象,具有一定的科学性,寓意深刻,耐人寻味。 总之,充分利用地图,调动学生学习的主动性,让学生参与地图的识记、绘制,通过他们自身的体验、探究达到学好地理的目的。 高一地理论文:人教版高一地理必修模块教学编排计划与疑难问题教学策略 摘 要: 本文就高一地理三个必修模块阐述了教学的编排计划,分析了教学中存在的疑难问题,并对问题进行了分析探讨。 关键词: 高中地理教学 地理课程标准 模块教学 2004年新一轮课程改革开始,宁夏作为实验区已是第九年。新课改对教师提出新的要求,教学方式由重“教”转变为重“学”,由传授知识转变为培养能力,教学由封闭走向开放。在新课程“一个课程标准,多个教材版本”的情况下,许多中学遵循教学需要和课标要求,依据《普通高中课程方案(实验)》和《普通高中地理课程标准(实验)》,逐步实施高中地理模块教学。 一、课程开设 (一)课程结构。 普通高中地理课程跨“人文与社会”和“科学”两个学习领域,共包含10个模块。其中地理1、地理2、地理3为必修模块;宇宙与地球、海洋地理、自然灾害与防治、旅游地理、城乡规划、环境保护、地理信息技术应用等7个模块为选修模块。 (二)高一必修课程安排。 按照宁夏普通高中地理学业水平测试的要求,结合我校实际情况,必修模块(每个模块2个学分)在高一开设,依据整个高中地理必修内容来看,首先要开设必修1,必修1为自然地理,只有掌握了自然规律和原理,才能解释必修2和必修3中的许多问题,学习了必修1和必修2才能应用于必修3区域地理中。 (三)新课程教学工作。 高一第一学期以高中地理必修1和必修2的少部分为教学内容,主要是自然地理知识。教学过程中要注重自然规律、原理的推理、验证和应用,这些课程重点、难点内容较多、教和学的节奏需放慢些,给学生留有理解和想象的空间。 高一第二学期以高中地理必修2的大部分和必修3为教学内容,主要为人文地理和区域地理,教学主要研究以人类为中心的地理环境。教材除了学科理论外,还增设了活动设计、研究性学习、案例教学等,通过活动分析引导学生去观察、体验、判断和推理,教和学的节奏要稍快些。 二、面临的问题及原因 高中地理必修模块教学中存在的问题主要在必修1。 (一)面临的主要问题。 1.课时不够:通过对必修1与必修上册(人教社2003年12月第1版)实际需要课时的对比分析,发现每周2课时不能满足高中地理必修1对教学时间的要求。必修1新授课至少需要30个课时,必修上册新授课需40个课时,两者之比为0.75:1,而必修1实际课时数与必修上册课时数之比约为0.67:1(按必修上册每周3个课时,必修1每周2个课时计算)。按比例计算,必修1至少应增加10个左右的课时才能达到原必修上册的教学要求。 2.针对学生:基础差,困难多,兴趣不浓,主体作用得不到充分发挥。 3.教学内容:空间跨度大,涉及面广,呈现方式多,理解较难。 4.教学效益:课时紧,重结论、轻过程,重知识输理、轻学习能力培养。 (二)产生上述问题的原因。 1.必修1的规定周课时数是2,仅是原必修上册规定周课时数3的三分之二。 2.必修1的内容与必修上册相比只少了一些自然资源和自然灾害的知识,而这些知识在原教材中所占的课时数并不多,必修1又增加了许多“活动”、“问题研究”和“案例”,看上去必修1的章节是少了,但不少内容是原来许多节内容的压缩,给学生理解带来了较大困难。 3.学习进度超前于其他学科教学进度。如大气运动中的受力分析,经纬线的知识等在地理学习时,物理、数学等学科还未讲到,教师必须进行适当的补充,否则学生理解困难。 4.对课标理解的偏差。课标只对学生应该达到的要求作了比较笼统的规定,导致教材的知识点、教师把握知识点与课标编制人员所默认的知识点存在较大的差异,教师们在教学时受老教材的影响都会补充相关知识,因此教学时间显得不足。 三、解决问题的方案 (一)适当增加周课时数。每两周增加1个课时。 (二)适当调整教学内容。至少可以将必修1的教学时间安排得更长些,因为必修2和必修3内容易理解,教与学的节奏可以快一些。 (三)适当调整教学策略进行整体教学设计。如果以上前两点要求均不能满足,就需要调整教学策略: 1.深入钻研高中地理课程标准,抓住核心知识。 课程标准只是对学科能力进行了比较宏观的阐述,因此通过集体备课,在时间紧张的背景下应该选择最核心的知识和最重要的能力,而不面面俱到。并且认真研究课程标准,结合学业水平测试的要求,参考教研室的相关建议,将核心知识点列出来,要求每一位老师都掌握深度要求。 2.灵活处理教材中一些设计不合理的活动和案例。 (1)大胆舍去教材中一些设计较难的案例。 教材中有些活动设计明显较难,对教学内容的帮助不大,可以大胆舍去这些活动或者活动的一部分。 (2)将一些活动内容进行推后处理。 教材中的有些活动是让学生通过实验、调查、讨论、分析等多种形式来完成的,并运用所学内容发现问题,分析解决问题,但有的设计已经超出了学生的现有水平,无法深入开展,应推后进行学习。 (3)淡化一些难度较大的内容。 课本中有些活动设计较难,对高一学生处理时应淡化,如厄尔尼诺现象只能作为阅读内容去了解。还有些活动开放性太强,主要用以培养学生独立思考的能力、探究学习能力和创新能力,建议学生根据自己的需要去完成。 3.重视学情分析,加强学法指导,提高学生自主学习能力。 新课程倡导学生自主学习,但高一学生的自主学习能力还较低,学生应该能在需要的时候通过自主学习、案例等去获得相关的知识。因此教师要特别注意对学生学习方法的指导。一是在“做”中学,让学生掌握基本的技能方法。二是在“图”中学,建立空间位置关系。三是在“思维”中学,培养地理思维方法。通过分析成因、比较异同、说明关系、评价影响等过程发展学生的地理思维能力。 4.采用多媒体手段,化解难点,增加容量,提高课堂教学效率。 运用多媒体将微观放大,宏观缩小,复杂变简单,文字变图形,静态变动态,化解教学中的难点,增加课堂容量,适当加快教学节奏,提高教学效率。但教师要注意多媒体手段的必要性和适切性,能用板书、板图的则用板书、板图,能用课本和地图册的则不用多媒体。 总之,高一地理必修模块在教学活动中要统筹安排时间,认真分析课标,顺利完成教学内容,力争在普通高中学业水平测试中取得好成绩。 高一地理论文:浅谈古诗词在高一地理教学中的妙用 在我国的古典文学中,有很多是关于地理原理、地理规律、地理景观的名句,古人亦用“上知天文,下知地理”来形容一个人的知识渊博程度。高中地理,尤其是新课程标准高一《地理(必修一)》主要讲述自然地理,由于较难懂,所以学生一开始如果建立不起兴趣的话,地理会变得更加难懂,对于教师来讲也会变得难上加难,那么,如何才能在加深学生对地理知识理解和记忆的同时又能提高学生的爱国主义情感呢? 一、地球自转教学实例 地球的运动是高一地理教学的重点,同时又是难点,需要较强的空间想象能力,因此学生在学习中,感觉无从下手,并且很难记住相关的知识点。例如:在讲述自转速度时,可以将同志的“坐地日行八万里,巡天遥看一天河”引用出来提出两个问题:(1)这里的“地”是指哪里?(2)计算一下该地的速度是多少?在北京坐地一天真的能行八万里吗?比八万里多还是少呢?同学们通过仔细分析教材中的图得出该地的速度是1667 km/h,与图中的赤道速度1670 km/h接近,而北京有多少度?让学生找地图册(北纬40度),纬线圈的长度应小于八万里,那么在北京坐地日行就应该小于八万里。 二、常见天气系统教学实例 在讲述天气系统时,学生对锋面形成的天气比较模糊,这时引入古诗词有利于学生的理解和记忆。例如,在讲述冷锋形成的天气时,运用了一句古诗“忽如一夜春风来,千树万树梨花开。”一夜说明冷锋移动得非常快,梨花是指雪花,所以冷锋过境会产生大风、雨雪天气。冷锋过后,天气晴朗,雪花就像梨花一样开放。在讲到江淮准静止锋形成的天气时,引用“黄梅时节家家雨,青草池塘处处蛙。”说明江淮的准静止锋发生在梅子成熟季节,每年六月中下旬,即“梅雨”。因此从这方面讲,古诗词中还蕴含着很多的地理知识。这对于提高学生的文学素养也有着很多益处。 三、山地的垂直地域分异 讲到地域分异规律时,共有三个地带性规律,一个从赤道到两极的分异规律;一个从沿海到内陆的分异规律;还有一个是山地的垂直分异规律。在讲到山地的垂直地域分异时,引用白居易的“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”来讲解气温的垂直变化,直接引入气温直减率,每上升100米,气温即下降0.6 ℃,正是由于这种地带性,才造成了山上山下桃花盛开的时期不同。对于我校学生,也可以引用长白山典型的垂直自然带分异情况,把学生的学习积极性调动起来。 四、水循环 在讲水循环时,运用李白《将进酒》诗中前两句“君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回”导入,并提出问题:黄河之水真的不复回了吗?同学们通过看书讨论,最后有学生指出黄河之水东流入海,但是通过海陆间循环,海洋水还会通过蒸发和水汽输送及降水三个环节回到黄河中去的”,这样既培养了学生的质疑精神又激发了学生的探究欲望,加强了自主学习和合作学习。 由此可见,如果诗句运用的好的话,及时地、恰当地引入古诗词,有利用激发学生的学习兴趣,为他们接受新知识做好心理准备,启发学生回忆古诗词,增强记忆,还可能提高教学效果,陶冶学生情操。 (作者单位 吉林省长白山管委会长白山第一高级中学)
工程技术创新论文:机械工程技术创新的思考 摘要:在工业经济发展中,机械工程经济不仅发挥着不可替代的作用,占据着重要地位,也是推动我国经济迅速发展的关键部分。但是,随着全体经济的一体化发展,我国工业经济要承担的市场竞争压力也不断增加,而要想在日益激烈的市场竞争中获得更好的发展,就必须要重视起机械工程技术创新。 关键词:机械工程;技术创新;思考探究 前言 现阶段,再我国社会经济快速发展带动下,机械工业也取得了不小的发展成就。但相比于世界先进国家的机械企业,我国机械工程企业还存在很大差距,其关键原因还是在于我国机械工程技术缺乏创新,其核心竞争力还有待提升,各机械企业的自主创新能力也较弱,进而导致企业的后期发展缺乏技术支持,这也在一定程度上制约着我国经济的稳定发展。 一、机械工程技术创新模式分析 机械技术创新模式主要是指通过科学整合新理论、新技术与工艺来进行全新机械设备的开放与生产。其模式可以按照技术创新内容、重要性等方面划分为一下几类:一是,合作创新。合作创新模式主要是指企业、高等院校,以及科研机构联合开展的创新活动,再新兴和高新技术领域应用的比较广泛。资源共享和效益是应用其模式的重要前提,并且还要进一步明确合作目标与期限,而在技术创新过程中,合作各方则要协商投入,一同参与,并合理的分担技术创新中存在的风险。企业、高等院校和科研机构的合作创新模式,是国内外再开展机械工程技术创新过程中应用的重要模式[1]。二是,模仿创新。模仿创新模式简单来讲,就是通过对已有技术进行模仿和改进的创新活动,也就是对一些率先进入市场的机械产品进行合理改造与创新。再创新过程中,首先要对被模仿产品的技术诀窍进行准确分析和掌握,然后在此基础上融入一些新的创意,进而超过原来产品的技术水平,使创新出的新技术具有更强的市场竞争力。这种创新模式的应用不仅节约大量的研发与相关的市场费用,也能够有效降低投资风险,但同时其模式也具有很强的技术跟随性。而在我国知识产权保护力度逐步提升,以及对相关专利制度的不断完善,要想应用这种模式来获取新技术的难度也不断增加。三是,自主创新。机械工程技术的自主创新,主要是来源于其组织内部的技术探究和突破,通过开展独立的研究开发活动来获得具有自主知识产权的新技术,其技术研究成果往往都是一些史无前例的重要科学发现,以及技术发明等,同时也意味着其在研究开发方面做出的贡献是独一无二的。应用这种创新模式不仅可以有效摆脱及时引进,以及模仿产生的依赖性,也能够充分掌握技术领域的主动权[2]。 二、机械创新应用分析 一是,虚拟化。再社会科技迅猛发展背景下,机械工程技术创新也应该与时俱进,科学合理的利用计算机,以及仿真技术等,这也能够为实现机械工程虚拟化应用提供基本保障。再应用机械工程的虚拟化技术时,应充分重视起先进虚拟仿真技术的应用,对加强机械创新有着积极作用[3]。其虚拟化的应用不仅可以为解决机械制造过程中产生的一些问题提供先进的技术帮助,其技术创新中出现的相关问题也能够得到科学有效解决,能够合理的缩短产品的生产周期,更重要的是可以在科学控制企业成产成本的基础上,促进企业综合竞争实力的不断提升。二是,集成化。为了从整体上提高我国机械工程企业的制造水平,各企业应注重集成化的应用,通过科学整合和利用先进信息技术来帮助企业实现发展目标。再具体实施过程中,集成化应用主要是通过利用一些合理手段重组企业生产要素,进而将其组成另外一个整体,并通过从整体上提高其经济效益来不断增强企业产品制造的实用性,这样不仅可以使企业的服务态度,自动化技术创新,以及实践发展等各个方面都得到有效完善,通过不同的完善,也能够进一步增强企业综合实力,并在日益激烈的国际竞争中获得更长远的发展。三是,智能化。在机械工程技术创新过程中,应注重先进技术与人工智能的有机结合,以此来逐步取代人工操作,进而促进机械创新智能化的有效实现。同时智能化的应用也使机械操作的时效性得到了大幅度提升,技术创新过程中出现一些突发性问题也能够得到更好解决,避免出现更多问题。 三、机械工程技术创新的作用 首先,在创新过程中,具有丰富、扎实的专业理论知识与技能固然是重要的,但更重要的还是要具备一定的创新意识与能力,而要想促进其相关技术创新活动的高效进行,就必须培养出更多创新型人才,因此,可以说机械工程技术的创新过程,其实也是创新型人才的培养过程;其次,在世界经济一体化背景下,我国机械工程企业的发展也面临着较大的竞争压力,而要想获得更好的发展,就要直面这些压力,加强技术创新,积极引进高素质的技术创新人才,进而将机械工程与自动化技术进行科学整合,促进机械工程综合竞争实力的逐步提升,并在创新发展中获得更大的经济效益。结语总之,机械工程企业在现代经济发展中占有重要地位,而面对日益激烈的市场竞争,我国机械工程企业要向获得更长远的发展,不断增强自身的核心竞争力,进而在机械工程发展方面,不断缩小与国外发达国家的差距,并将机械技术创新,以及创新型人才的培养和技术实践发展有机整合,以此来推动我国经济和机械工程企业的创新发展。 作者:彭焕伟 单位:吉林省经济管理干部学院 工程技术创新论文:石油工程技术创新策略探讨 随着我国社会经济的不断发展,人们生活和工作对石油能源的消耗越来越多,使我国石油工业在不断发展。石油工业不仅促进了我国经济水平的提高,并且还可以保证社会的稳定和国家的安定。虽然我国的石油工程已经发展了了较长的历程,但是石油工程的技术依然比较落后,已经不能适应现代社会的发展,限制了石油工程的可持续发展。 1石油工程技术创新中存在的问题 1.1石油创新投入的资金不足 石油工程技术的创新离不开先进的技术和设备,但是目前在我国的很多石油企业中,使用的设备都比较落后,技术创新缺乏设备基础,由于企业在石油工程方面投入的资金较少,一方面石油工程的设备比较落后,另一方面缺乏技术创新人才。在加上我国的自主知识产权比较少,很多高校以及机构科研出来的结果不能很好的运转,同时加上没有自己的科研平台,很多石油企业没有和科研的机构和高校之间进行交流,所以石油工程技术的创新没有一个良好的环境。 1.2缺乏对科研资源的整合 石油工程的技术创新依然受到经济制度的限制,石油工程技术的资源一直在被重复利用和封闭使用,于是就降低了石油工程企业的生产效率,石油工程技术的创新也得不到提高。此外,石油工程在技术方面创新的人才的素质有待提高,不同企业的技术创新人才的素质参差不齐,但是一般而言,企业基本都严重缺乏中层次的技术人才,在创新过程中缺乏创新性和综合性[1]。 1.3对石油工程技术的重视程度不够 石油企业在不断发展的过程中,过于重视眼前的利益,而对技术的创新却没有引起足够的重视,技术创新需要花费大量的人才资源和物力资源,因此一些责任人就不予重视,只有一味地注重石油的生产和销售来获得眼前的利益[2]。另外,一些石油企业虽然对石油工程技术方面的创新给予了足够的重视,但是对技术创新的管理却不够完善,很多责任人都没有全面管理技术创新,最终影响了技术创新的质量和进程。由于管理方面的不完善,技术创新人才容易流失,导致技术创新效果不理想。 2创新石油工程技术的措施 2.1加大技术创新的投入 石油企业必须加法技术创新的投入才能促进技术的创新。对石油技术创新的投入包括资金投入、人力资源投入和社会的政策扶持。首先石油企业应该完善技术创新的人才体系,从社会上招聘经验丰富、专业素质较高的专门型技术创新人才,其次是加大技术创新的资金投入,扩大融资范围,采用丰富的融资方式,引进先进的设备。另外应该建立完善的管理体系,使投入的人力资源和资金都能够被充分利用,实现资源的最大化利用,以有效的资源创造出更高的经济效益。最后,还应该对技术创新的风险进行管理,采取各种方式降低风险,从而更好的对石油工程技术进行创新。 2.2建立专业的技术创新队伍 石油工程的技术创新需要专业的技术人员共同合作,因此需要建立专业的技术创新队伍,只有这样才能进行后续的创新工作。在建立技术创新队伍的时候,技术人员的素质水平非常重要,因此需要选择高素质的技术人才,创建高素质的技术团队。在建立了高素质的技术团队之后,就需要以石油市场的实际环境为导向,并从现代国际的石油技术中吸取精华,将各种资源进行优化配置,充分利用各种资源来进行创新。为了提高创新队伍的水平,应该对技术创新队伍进行定期培训,在对创新人才进行培训的时候,不仅要重视其技能水平的提高,同时还应该加强思想水平的教育,培养技术人才的创新意识[3]。 2.3完善技术创新体制 为了实现石油工程的技术创新,就应该建立完善的技术创新体制,不断完善技术创新的管理体系,为技术人员的技术创新提供一个良好的环境基础。在建立完善的创新体制的时候,企业应该将影响技术创新的各项因素进行调查分析,例如人员的配置以及工程技术水平等,最后组织专业人员建立技术创新的核心,确定技术创新的重点工作,从而慢慢的开发新的技术,提高石油企业的整体技术水平,定期组织技术交流活动,不断提高创新人员的技能水平和科研水平,同时还应该对创新人才的管理水平和创新水平出更高的重视,提高创新人才的综合素质。 3结语 随着市场经济和科学技术的不断进步,我国的石油企业也应该适应时代的发展,不断创新和改革石油工程技术,通过扩大融资渠道加强技术创新的投入,同时建立一支高素质的专业技术创新队伍,并不断提高队伍的整体素质,最后建立完善的技术创新体系,从管理层面支持技术创新。 作者:娄新凯 单位:中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司金马油田开发公司 工程技术创新论文:机械工程技术创新分析 1机械工程的发展现状 1.1机械创新是现在的重中之重 现在的各国都拥有很强大的机械工程,而且,更重要的是,各国很注重机械行业的发展地位,不仅因为它有很强的连锁能力,还对其他各行各业有着极其重要的影响。所以,机械工程不仅仅能够影响其自身的发展,也能对这个国家的国民经济的发展起到决定性的作用,更是这个国家的经济发展的重要标志。机械工程是以机械工业为基础的,而机械工业是以科学的技术物化为基础的,一个产业的结构优化必须依靠一些高新技术为前提的,这样才能做到技术的突破,达到将机械工程的真正作用发挥到极致的作用。机械工程其实就是以提高劳动生产率,将生产的经济性作为目标来触发新的机械技术的出现。不过,这有一定的风险,主要还是环保的压力,随着环保的不断普及,现在的机械工程也受到了很大的打击,所以,现在机械工程的发展将会把减轻甚至消除环境的污染作为当务之急,并将全力避免环境污染的发生,做到及时治理并减少污染的出现,促进机械工程工业包括社会经济结构的优化发展。 1.2技术的创新——TRIS TRIS理论是俄国的学者阿利赫舒列尔和他的朋友最先提出来的,是一种创新理论,能够适用于发明过程中出现的很多新问题,帮助人们找到这些问题的最快的解决办法。目前,国际上已经有了多个成功的专利研究,已经大大的充实了TRIS理论的发展。它能够有效的解释发明创造过程中的内在的定律以及创新原理,所要达到的目标就是完全的解决发明过程中的矛盾,最终获得最后的理想解释。实践证明,TRIS理论明显是可以加快人们的创造和发明的进程的,最后可以通过创新获得高质量的成果。 2机械创新的开发实现 我国的机械工程在很多的方面已经有了很大的进步,这位我们的机械创新提供了很大的帮助。 2.1虚拟化应用 在现在这个科技发展迅猛的时代,我们必须合理的运用计算机以及信息技术的仿真技术,这是实现机械工程虚拟化应用的最基本的需要。在对机械工程进行虚拟化的应用时,需要运用到一下较为先进的虚拟的仿真技术,这对于机械创新有着极其重要的作用。虚拟化应用在机械的制造过程中能够给予问题解决的相关技术帮助,也是能够有效的解决创新过程中出现的相关的问题,能够缩短它的产品的生产周期,并且在降低企业的很多的生产成本的基础上帮助企业得到综合力竞争的胜利。 2.2智能化的应用 在机械创新的过程中将技术与先进的人工智能结合起来,进而取代人工操作,能够有效的实现机械创新的智能化。智能化的应用也大大提升了机械操作的时效性,也可以更好的处理创新过程中出现的一些突发性问题,避免更多的问题的出现。智能化在一定程度上对于企业的经济效率有很大的帮助,更能提高一家企业的综合竞争力。 2.3集成化的应用 为了有效的到达提高整个企业制造水平的目的,集成化的应用可以很好的利用先进的信息技术来帮助企业达到其最终目的。并且,在实践过程中,集成化应用就是通过一些手段让企业的生产要素进行重组,将其组成另一个整体,通过它的整体效益的提高来促进企业产品制造的实用性,使企业在服务态度、自动化技术和实践发展等方面有一个相应的发展改善。并通过这些种种的完善,将企业的综合实力提高,以此来提高国际的竞争力。 3机械创新的作用 3.1有利于综合性人才的培养 在机械创新的过程中,具有基础的相关的理论知识是十分必要的,但是,最主要的还是要具备很强大的创新意识,为了促进机械工程这块的发展,还必须要注意培养创新性的人才,在培养这方面的人才时就要其具备最基本的专业的技能知识,在理论的基础上还有注意创新能力的培养以及创新意识的树立。 3.2有利于提高机械工程的综合竞争力 随着经济的发展,和世界经济一体化的发展,我国的机械工程制造业的发展面临着很强大的世界各国的竞争压力,而我国的机械工程制造业要顶住这一系列的压力就必须注重机械设备的发明以及创新,不能一成不变,多多利用我国的创新型人才来促进我国的机械工程的发展。同时,还有学会将机械工程与自动化技术的结合,这样能够有效的提高我国的竞争实力水平。这样,才能够在当今这个竞争力很大的机械制造业中获得喘息的机会,并在技术的推进下加快国民的工作效率,进而在最后制造比较好的经济效益。 4结语 在这个现代化的经济发展过程中,机械制造业占有主要地位,从而使得机械创新成为当务之急,由于一些制造业的竞争压力很大,对我国的机械工程发展有很大的影响,这就使得我国的机械工程的发展面临很严峻的市场环境压力。为了摆脱这一情况,我们必须将机械的创新与人才的培养还有技术的实践发展应用结合起来。这才能推进我国的经济发展以及机械工程创新的有效改善。 作者:刘松 单位:重庆电子工程职业学院 工程技术创新论文:探究矿业工程技术创新能力培训 对于技术创新理念和必备知识,可以通过矿业工程硕士研究生通过在学习培养高校,通过课堂讲授或专题报告及相关的科研训练、试验等教学环节获得的;而技术创新的科学方法以及对创新的敏感性是矿业工程硕士研究生在其所工作煤矿企业,勇于承担技术创新实践活动中,通过一次次成功与失败中“干中学、学中干”获取的。立足于培养煤矿企业自主创新人才这一目标,制订矿业工程硕士研究生培养的技术路线是一项重要任务。从一个系统角度出发,输入端为研究生,输出端为掌握基本方法与技能的技术创新型人才,而中间部分则是由培养要素构成的培养核心模块,相当于计算机中的CPU。在这个核心模块中,赋予了两大培养路径:一方面通过借助于高校知识密集、人才荟萃的优势,充分要获取显性知识进行充电,努力在创造理念、创新意识和创新方法方面得到提升;另一方面,通过在自己工作的煤矿企业中积极承担技术创新实践活动,在创新精神和创新能力方面得到锻炼和培养,二者有机互动,构成了较为完整的矿业工程硕士研究生创新性人才培养的基本框架。很显然“知识、能力、意识、精神”四大要素协调一致,是煤矿企业自主创新人才培养的关键。 一、矿业类工程硕士技术创新能力培养的关键环节 对于矿业类工程硕士的培养,应重点把握好“课程设置与授课、选题要求、答辩”三个关键培养环节。 1.在课程设置与授课内容力求“实效性”尤为重要。由于国民经济各个行业都有其特殊性,仅仅承认创新的共性,而忽略行业特点,往往创新做不到“实”处。煤炭行业就有着其特点,施工地点狭小、自然灾害多、安全易患多、对技术的可靠性要求很高;同时,不同矿区因地质条件的复杂性,面临技术难题的类型和特点也有很大变异性。因此,依靠科技进步,进行煤矿安全、高效生产是企业实施人才战略不能仅仅停留在一般的口号中,而是要落到实处。这就要求矿业工程硕士研究生的培养方案的制订,应充分考虑学生所在企业技术需求,由高校和企业协商共同制订量体裁衣式的培养方案。根据我国煤矿特点,对矿业工程领域硕士研究生提出了如下培养方向:并实施模块化管理:矿山压力与岩层控制、采矿方法与工艺、绿色开采技术、资源经济与管理、矿井特殊开采、安全技术与工程、矿业地质工程。对上述方向,实施模块化管理。 2.强化论文选题的“实战性”。采矿工程最大的特点是地质条件变化大和采掘施工进程的动态性。矿业工程专业硕士研究生必须在选题上贴近实际,进行实际工程的训练,日积月累方能做到创新能力的提高。如果选题仅仅停留在“模拟”上,其创新能力就有可能呈现“教条式”性态,无法应对未来千变万化的工程环境。因此,矿业工程专业学位论文的选题要特别注重应用相关理论和、知识,解决矿山生产实际中技术的研发,这种“务实性”是矿业工程硕士研究生学位选题必备基本条件。 3.注重过程、严格细化培养环节、全程严格监控。由于矿业工程技术人才要求的特殊性,要培养过程必须严格把关。矿业工程硕士学位论文质量评价最主要的标准是学生能否已经掌握实际工程技术创新的能力,而不是推演出新的理论公式,这一点与学术型硕士生的培养有着质的区别。从某种意义上讲,一篇矿业工程硕士学位论文质量好坏直接体现在是否为企业解决了生产中的某些关键技术问题,是否已经获得发现实际技术问题、有效解决实际难题的能力。为了达到这一培养目标,根据实际需求,矿业工程硕士学位论文的指导可以采取双导师制,即学校导师和企业导师联合指导:校内导师重点指导理论、方法及创新理念的提升;企业导师重点指导创新实践技能的提升。 二、矿业工程硕士技术创新能力培养初步实践 山东科技大学矿业工程专业学位研究生作为教育部改革试点单位,积极探索矿业工程专业学位硕士技术创新能力的培养,取得了良好效果。在授课方式上按照培养方案要求,为了便于学员学习和力求教学效果,组织建立多个教学基地如新汶、内蒙、枣庄、济宁、淮南、攀枝花等,并选派富有教学和科研实践经验的高职称教师亲临各个工程硕士教学点进行授课,并有企业对听课人员严格考勤。这样,在教学地点、时间上体现了高度灵活性;在教学内容上,根据学员构成和企业需求,进行专场技术讲座或报告会:深部矿山岩石力学灾害、采动巷道支护技术、综采综放工作面关键技术、薄煤层开采方法、煤矿火灾防治技术等,把学员带入矿业工程最新技术前沿。在学位论文选题上,要求以解决矿山企业在工程技术中的急需技术难题为目标,基于开发研究新技术、新工艺、新装备等,来训练提高自己的技术创新能力。自2002—2011年10年间招收和培养的矿业工程硕士452人选题的专业方向比例为:矿山支护技术占24%;采矿方法、工艺等方面占22%;选择资源经济与管理等偏软方面的占到了6%;涉及地表沉陷控制等特殊开采技术方面约占17%;与煤矿安全有关的占19%;选择矿业地质工程方面占到了7%;而选择矿山岩土加固工程方面占5%。从选题的工程特点来看,有94%的论文源于矿山生产和安全技术急需的课题,直接指导和应用于矿山开采与安全生产实践中。严格答辩程序,是保证矿业工程专业学位研究生培养质量的最后关口。山东科技大学矿业工程专业学位硕士研究生在答辩以前必须通过分学位委员会组织的专家内部盲评。对于盲评不合格者,将延期半年答辩。同时严格控制全票通过率,自2002—2012年期间,有32%的学生全票(5票)通过论文答辩,有34%的学生4票通过论文答辩,有18.1%的学生3票通过论文答辩,有15.9%学生未通过论文答辩。通过严格的答辩程序,提高了学位论文质量并维护了学校办学声誉。通过对237名已经毕业矿业类工程硕士工作情况调查表明,有93%以上的矿业工程专业硕士学位毕业生已经成为煤矿企业的骨干力量。创新使企业的灵魂,教育是保障企业可持续发展的关键。努力提高矿业工程专业学位研究生培养质量,是保障我国煤炭工业可持续发展的重要举措,任重而道远。 作者:刘鲁萍 谭云亮 单位:山东科技大学 资源与环境工程学院 工程技术创新论文:电子信息工程技术创新分析 摘要:本文基于电子信息工程技术应用,探讨了提升电子信息工程技术的核心意义,并就如何实现该目标制定了科学策略。对全面激发电子信息工程技术核心价值,使其为国民经济发展、现代社会建设做出更大的贡献,有重要的实践意义。 关键词:电子信息;工程技术;途径 1电子信息工程技术应用 由目前应用技术来说,电子信息工程在各行业领域之中实现广泛的普及,体现出了一定的影响力。同时,电子信息工程令人们日常生活更加方便快捷,整体生活质量水平迅猛提升,更多繁重复杂的工作可由电子信息工程技术代替,使人们有更多的精力从事其他种类的工作。可以说,人们日常生活之中,电子信息工程技术无处不在,日常办公应用的计算机系统、移动手机等设备均以电子信息工程技术为核心模块,具体涵盖了信息处理、通信系统与网络技术等。也就是说,电子信息产业即是电子信息工程的核心构成内容,以计算机系统、网络技术为重要支撑,在大众工作生活过程中体现出了更高的实效性。另外,电子信息工程还在我国农业建设以及运输行业发挥了极为重要的作用。我国可以说是领先世界前列的农业大国,各类农业机械设备从以往的手动操控逐步发展成智能操控以及网络化管理。农业机械化生产阶段中可利用配置标准化电子调控元件、智能信息处理终端以完成自动化的生产加工。另外,通过电子信息工程技术还可精准的预测天气状况,预判自然灾害以及环境变化等,并形成专业化的数据库系统,为员工制定决策提供科学的参考依据,甚至可通过智能化处理提供应对处理问题的方案。 2提升电子信息工程技术现实意义 信息技术是当前我国各学科领域之中发展极其迅速的一类,具体来说,电子信息工程涵盖信息收集、汇总处理与储存,信息软件工具的应用等,在我国国防安全建设、提升综合国力等层面具有重要的影响力。当前,我国虽然在电子工程技术领域实现了较大的发展,为大众日常工作与生活提供了更多的便利,然而同发达国家电子信息技术领域比较,仍然包含较大差距,并没有构成属于自身的核心技术。我国电子信息工程技术的研究与发展基本停留在效仿学习国外现代化技术层面,欠缺自主研究开发的本土电子信息产品,由于欠缺创新研究开发模式,致使我国科学技术实力远远落后于发达国家。当前,我国正处在向创新国家发展转型的时期,因此需要进一步深入研究电子信息工程领域技术。当前,我国研究发展方向逐步朝着科技变革的模式发展,唯有提升科技实力的发展,方能最终增强综合国力,因而电子信息工程的发展与提升成为现代科技腾飞的必由途径。 3提升电子信息工程技术科学途径 3.1增强投入力度 为推动我国电子信息工程技术向前发展,应持续增强投入力度,政府部门应颁布推动电子信息工程发展的优惠政策,并扩充经费投入量,为该领域的发展创造更大的保障。另外,应扩充投资渠道,积极开拓融资,利用各类途径使资金量不断增长。政府可组织创建电子信息工程技术的专项基金,并对电子产业给予必要的引导支撑,令电子工程技术在越来越多的领域实现广泛应用,发挥自身核心价值。 3.2培养创新人才,提升产品服务与创新 同发达地区比较,我国电子信息工程技术的发展滞后主要成因在于欠缺创新,过于盲目的效仿学习国外经验。为扭转这一不良局面,应在学习效仿的基础上真正提升自身实力水平,开创电子信息工程技术全面创新模式,积极培养创新人才。唯有具备高素质人才团队,方能开创更加优质的创新发展环境,通过人才的自主创新、积极研究开发形成具有我国特色的信息工程技术。电子信息工程技术的优化发展具体表现在产品的质量水平以及实践应用上,为推动电子信息工程技术的持续全面发展,在研究开发阶段中,应围绕市场导向,依照现实需要研究与生产,还应重视产品的优质服务以及创新发展。唯有实现电子信息产品与服务管理的全面创新,方能研究开发出符合大众需求、赢得更多人群认可的产品。当前,我国生产行业创新发展水平普遍不高,同我国当前致力于高科技发展的现实国情不匹配,为此,电子信息产业应持续提升创新创造力,同时重视产品环保性,选择应用新型环保材料,在提升产品功能属性的基础上,对环境保护事业贡献一份力量。 3.3增强研究开发人员产权保护意识 为全面提升电子信息工程技术创新创造力,应进一步增强研究开发员工知识产权保护意识,确保研究开发取得的成果获取社会乃至国家的全面肯定,继而激励科研人才更加积极主动的研究开发,形成更大的创新积极性。从事电子信息技术应用开发的单位应为研究人员开创更优质的创新环境与良好的工作氛围,持续优化健全企业内部结构,为工作人员的积极研究创新给予充足的经费、资源保障。另外,还应积极了解掌握国际电子信息技术的更新发展方向与趋势,为工作人员的向前发展提供重要的市场信息。 4结论 总之,信息时代,电子信息工程技术无论是在我国经济建设还是现代社会发展的众多领域之中均发挥了极为重要的功能价值,获取了令人可喜的成绩。当然,同发达地区比较仍然存在较明显的差距,为此我国应进一步扩充对电子信息工程技术经费、资源的投入,强化政策支撑,积极培育打造富于创新意识的人才,围绕市场发展这一导向主动研究开发电子信息产品,组织生产建设,提升电子信息产业研究开发产品以及市场服务的整体水平,促进研究开发员工形成良好的知识产权保护意识,唯有如此方能推动我国电子信息工程技术领域的全面升华。 作者:崔泽辉 单位:道里区榆树镇卫生院 工程技术创新论文:石油工程技术创新思考 摘要: 当前我国经济不断发展和进步,石油工程也随之取得到了快速的发展变化。如今,我国石油工程的发展是有目共睹的,石油是国家的重要能源,其重要性是不可言喻的,石油工程不仅能够促进经济的发展,更是国家安全和社会稳定的重要保障,对于国民经济的发展和社会的进步起到了积极的作用。所以必须要重视石油工程的技术创新问题,以便更好地促进这一行业的稳健发展。 关键词: 石油工程;技术创新;策略研究 1石油工程技术发展现状 1.1对各种科技资源欠缺有效的整合,人才供需矛盾逐渐加剧。由于当前我国的石油工程在科技资源系统性完善上存在着较为突出的结构性矛盾,再加上原有的经济制度对其产生的影响,造成了石油工程方面科技资源被封闭使用和重复使用,其较为显著的影响就是资源逐渐分散,效率也显著下降,石油行业中技术服务的作用难以充分地发挥,也导致石油技术的创新能力无法显著提升。除此之外,由于在进行科技创新时在人才素质上存在着较多的劣势,人才主要层次还是处于初级和中级水平,高层次的创新人才十分匮乏,严重缺乏掌握世界前沿技术的专业性、高水准人才,最终造成石油工程技术缺乏综合性和创新性。 1.2针对市场的反应欠缺灵活性。尽管在某种程度上,石油行业的发展促进了技术的更新,然而从整体角度上来看,整个石油行业中的技术与发达地区仍然存在着很大的差别,尤其是在高端技术上这种差别更加明显。在学习高端技术方面,仅仅局限于对技术的跟踪和模仿,无法形成对技术的彻底消化与吸收。所以也仅仅是拥有一些外观设计技术和技术含量非常低的实用型技术,无法对技术创新彻底加以有效把握。而且由于我国在石油工程技术创新中缺乏明晰的流程管理,在对信息的管理和决策上存在着较大的失误,这就造成了管理效率的地下,再加上信息决策的滞后性,无法对市场变化做出相应的调整与改变,因此存在着十分明显的低灵活性。 2石油工程技术要点研究 2.1油藏数值模拟技术。该种技术主要是对油气田的开发以及油气藏的特征加以研究的一种技术,通过对其的分析研究,采取有效的措施对油气田的开采过程加以优化和调整,这对于有效提高油气藏的采收效率是极其有用的。 2.2采收率技术。采收率主要反映了油气田的开采效果,采收率同时还是评价石油天然气资源能否得到有效利用的一个关键性指标。 2.3天然气开采技术。由于天然气具有高效和清洁的性能,所以天然气的广泛使用可以改善我国当前的能源结构,对于生态环境的保护也有着非常显著的意义。当前随着天然气技术的不断发展与进步,其的广泛利用也逐渐受到了国家越来越多的关注与重视,当前随着天然气地区地质条件的复杂化以及开采深度的逐渐加深,而且正是由于目前天然气的开采深度不断加深、地质条件逐渐复杂,部分老区的挖掘难度也越来越大,所以开始在各个气田广泛推广使用低渗储层改造、复杂机构井、排液采气、增压开采等新技术。 2.4海上油气田开发技术。我国针对海上油气田的勘探工作已经开始了很多年了,相较于陆地上的而言,我国的海上油气田开采率具有着十分广的发展前景,然而由于发展起步相对较晚,整体上的科研技术也较为落后,造成整个深水工程的技术能力仍然非常薄弱,没有核心技术做支持,对于外国技术又无法加以引进,因此在很大程度上与国外的发达地区相比差距一直较大。 3石油工程技术创新的策略探究 3.1气藏工程。按照不同的地质特点和开采特征(如压力、产量、产油气水和气质情况等),可以把常规气藏气开采划分为无水气藏气井、有水气藏气井、低压气藏气井开采。 3.1.1无水气藏气井的开采。天然气弹性能量是此种气藏的主要驱动方式,在开采过程中,除过会有少量的凝折水产生之外,气井基本上产纯气。 3.1.2运用大压差采气的优势来增加大小缝隙间的压差,将缝隙里的气排除出去,对于低渗透区的补给作用应当充分发挥,有效地降低低压层的作用,切实提升气藏的采气速度,充分满足生产的需要,对于井底应加以净化,改善井底的低渗透条件。 3.1.3采气速度应加以合理的确定。在采气的早中期阶段,受到举升能力充足的影响,气井受到凝析液的作用并不是很大。确保合理的采气速度同时制定相应的开采制度,能够有效保障采气的安全平稳。有些气井由于渗滤条件不好加上井底遭受损害,就应当采用酸化压裂的方式加以预防。 3.2采气工程。 采气工程的整个系统较为复杂,它是以气藏工程的研究成果为基础的,每一个气田要进行开发和开采,都需要各个开采系统的紧密结合,系统之间相互作用、相互联系的过程也就是气藏进行开采和开发的过程。 3.3钻井工程。这是落实石油勘探和开发目的的关键策略,也是实现油气生产、储量以及稳产的一大关键。石油钻井工程每取得一次进步,对于推动其的勘探和开发均有着积极的意义,而且钻井工程对于增加油气储量、降低成本消耗以及确保开发增产上均有着积极的促进作用。实现石油钻井,首先应落实好钻井前的准备工作,例如对井口的准备、各种设备的搬运、打基础以及对设备进行安装等;其次就是钻进,这一环的工序主要包括下钻、钻进、固井以及洗井测井等;灾后就是钻井的过程。在这一过程中,需要密切注意以下几点:当第一次开钻后,应当从地面钻出比较大的井眼,当达到一定的设计深度以后,再下表层套管。当第二次开钻后,停当从表层套管内用一些比较小的钻头加以继续钻进,结合底层的复杂情况再决定钻井的具体程度,当面临的地层复杂时,就应当继续下技术套管,当地层较为单一时,就可以钻到目的层后再下油层套管完井。第三次开钻时,要从技术套管内再用小一点的钻头往下钻进。直到最后钻到目的地层深度,下油层套管. 作者:柴利侠 单位:陕西省天然气股份有限公司 工程技术创新论文:铁路工程技术创新影响因素研究 摘要: 大规模铁路建设需要对技术创新机理和规律有进一步认识和研究。通过文献研究,本文结合典型案例和半结构访谈,分析面向铁路工程的技术创新影响因素及其关系,提出研究假设,并以参与铁路工程技术创新的各主体为问卷调查对象,运用因子分析、结构方程模型等方法进行实证检验。结果表明:需求、环境、资源和管理对铁路工程技术创新绩效有明显影响;需求具有引领作用,环境具有调节作用,资源起基础性支撑作用,管理有明显的推动作用。在此基础上建立铁路工程技术创新的作用机理概念模型,并得出相关启示。 关键词: 铁路工程;技术创新绩效;影响因素;作用机理;结构方程模型 以青藏铁路、高速铁路和重载铁路为代表的铁路工程技术创新取得显著成效,标志着我国铁路工程技术整体进入国际先进水平行列[1-3]。伴随铁路的快速发展,我国通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,取得铁路设计、建造、运营等一系列重大成果,建立中国铁路技术体系,走出一条铁路发展的成功之路。总结铁路工程技术创新实践,特别是高原铁路、高速铁路、重载铁路等铁路工程技术创新的成功经验,清晰界定铁路工程技术创新内涵,探讨其作用机理,对于提高我国铁路工程技术创新绩效和管理水平,具有重要意义。 1铁路工程技术创新内涵界定 铁路工程技术创新是以铁路工程为依托,以铁路工程实践问题或行业共性问题为需求,通过技术攻关、技术集成和试验开发等手段,应用新技术、新工艺、新材料和新设备,采用合理的管理机制和模式,集合优势力量联合攻关解决工程实际问题并最终实现铁路工程目标的过程。铁路工程技术创新涉及资源、信息、组织等众多要素,其内涵较丰富。(1)起点是工程需求。铁路工程技术创新的首要目的是解决工程实践中的技术难题,有需求才有创新,需求拉动技术创新,技术创新成果接受工程实践检验。另外,铁路主管部门从行业发展角度提出铁路行业技术体系和技术创新系统规划,国家战略、行业发展、市场竞争等需求必须结合工程实际需求共同落实到铁路工程中。(2)重点是新技术应用。铁路工程具有明确的工程目标,同时又受环境、资源等因素限制,其技术创新主要包括技术研究、试验开发及科研成果应用等内容,重点在于实现工程目标所必须的新技术应用,即如何将具有针对性和实用性的新技术成功应用到工程实践中。(3)过程是多主体协同。铁路工程技术创新是一个分阶段实施的动态过程。前期决策阶段需要进行技术蓝图设想和技术方案策划,包括行业共性技术问题以及具体工程项目的实际问题,在工程实施中进行应用研究和试验开发;勘察设计阶段需要提出设计方案,并提出相应技术指标,通过技术评审对不同技术方案进行择优;施工阶段是技术创新最密集的阶段,需要各技术创新主体在铁路工程施工过程中协同合作,研究解决工程实际中的技术难题。 2铁路工程技术创新影响因素与研究假设 2.1影响因素分析铁路工程技术创新的成败不仅取决于技术方案和创新环境,更与技术创新过程中的组织和管理密切相关。绩效可视为技术创新结果,这里将其作为技术创新成果评定的方式。技术创新绩效影响因素很多,不同学者从不同角度进行了探索。一般认为企业层面技术创新的成败与市场、文化、战略、组织、管理、资源、制度、信息等非技术因素密切相关,是多种因素共同作用的结果,且这些因素的互动和协同起关键作用。一般认为工程层面技术创新特点体现在需求衍生性、时间约束性、多主体参与性、风险复杂性、技术集成性和收益模糊性,是各类创新主体技术创新成果的集成过程。基于铁路工程技术创新内涵、文献调研及专家访谈,铁路工程技术创新绩效的关键影响因素包括工程需求、环境,资源(资金、人才、信息)和管理(组织、激励、协调)等,按性质归纳为工程需求、环境因素、资源因素和管理因素四大类。 (1)工程需求工程需求是铁路工程技术创新活动的起点,也是技术创新活动的重要动力源泉。工程需求包括铁路工程本身对工程技术、工程质量、工程材料、建设工期等方面的直接需求,还包括工程组织中各参与方自身发展的长远需求及国家宏观层面的需求,需求随着铁路工程的推进不断调整和变化。直接需求是解决铁路工程建设过程中的技术难题、突破关键技术,开展技术创新时注重实用性和针对性,通过各种创新手段实现工程目标。长远需求是为铁路行业发展解决重大共性技术问题,通过重大铁路工程的建设引领铁路建设技术的潮流,提升铁路建设水平,为国家增强在铁路技术方面的话语权和铁路技术体系的输出创造条件。这种技术创新是自发、主动的行为,有益于自身发展,不仅能降低工程成本,而且能增强企业的市场竞争力。 (2)管理因素管理因素是技术创新绩效影响因素中最具能动性的因素,通过实施有效管理,可以促进技术创新绩效的大幅提升。结合铁路工程技术创新实践,铁路工程技术创新的管理因素主要包括组织、激励和协调等。①组织。技术创新是有组织的创造性活动,组织形式直接影响铁路工程技术创新活动的绩效。铁路工程技术创新组织系统运行良好的标志是各类建筑企业的技术创新动机、创新行为、创新成效、技术创新动机之间形成一个正循环,各主体的创新动机在技术创新过程中不断加强。在铁路工程技术创新过程中,各参与主体技术创新动机及利益实现途径均具有较大差别,如果各类技术创新主体的创新动机和利益实现途径彼此相悖,那么各参与方之间不可能形成合力,不仅会造成工程技术创新成效的降低,而且会导致技术创新偏离预期方向,最终导致技术创新目标难以实现。因此,建立有效的运转机制来规制与激发技术创新参与主体,使各创新主体能够自觉围绕工程目标开展协同创新,是确保铁路工程技术创新成功的关键因素。②协调。正确处理组织内外各种关系,为组织正常创造良好的条件和环境,离不开协调。协调是铁路工程技术创新网络综合集成管理的核心任务,也是统筹技术创新目标、进度、标准,协调各参与主体利益的关键问题,更是确保铁路工程技术创新高效进行的重要支撑。铁路工程技术创新协调机制的作用体现在:一是实现技术创新各参与主体的合理分工与有效协作;二是约束与激励参与主体的技术创新行为,避免信息不对称而产生道德风险;三是有效消除成员之间的目标冲突、任务冲突、利益冲突,增进合作伙伴的信任与理解,提高合作效率;四是确保技术创新信息传递的实效性、真实性、流畅性和完备性。③激励。与其他工程活动相比,铁路工程技术创新同样需要激励。首先,铁路工程技术创新的成果蕴含无形的知识、方法,创新成果运用到铁路工程才能体现价值,这些知识和方法可以被合作单位掌握,来分享知识带来的收益。由于复制知识比创造知识更容易,所以复制者可以在投入较少经费的情况下得到收益,需要采取知识产权保护和利益分配等激励措施,保障技术创新主体对创新成果的所有权和收益权。其次,技术创新从投入到产生创新收益的时间间隔较长,需要经过选题论证、关键技术攻关、评审验收等环节,这些环节往往没有收益补偿,因此,需要进行必要的资金投入和补偿。第三,技术创新具有不确定性,采用一种新的施工工艺或者新材料、新技术、新结构,与技术成熟的方案相比,往往不确定性较高,这种不确定性有时会造成创新的失败。这些特征和特性影响创新主体的积极性,需要进行有效激励。 (3)资源因素资金、人才、技术和信息等资源要素是铁路工程技术创新的重要保障。技术创新过程是复杂的系统资源整合过程,实现协同创新的首要困难便是资源的限制。铁路工程技术创新需根据工程需求及技术创新现状,充分利用、整合技术创新网络的创新资源,将技术相关企业、优势互补的制造企业或科技型企业集团纳入技术创新网络,充分发挥有关科研院所、大专院校在创新人才与技术等方面的优势,整合各方面力量,形成技术创新合力,共同解决工程技术难题,在研发过程中注重知识产权保护和技术成果推广应用。此外,建立科技成果共享制度,在实现协同创新的同时,充分发挥协同创新的收益放大优势。 (4)环境因素环境因素包括宏观政策和市场环境,对技术创新绩效具有重要影响。铁路工程技术创新在宏观政策的指导下开展,宏观政策导向直接影响铁路工程技术的发展方向。同时政府为铁路工程提供信息和指导,降低参与方的交易成本,提升市场运行效率。站在整个行业的视角,对铁路技术创新进行系统规划,调动全国铁路相关领域创新要素的有效整合。通过大力推进铁路新技术的推广应用,在创新成果与创新绩效之间搭建桥梁。通过政策措施,实现创新激励、信息共享、成果保护。在铁路主管部门的主导和统一组织下,科研院所、大专院校、建设单位、设计单位、施工单位集中优秀科研力量,采用先进技术装备,围绕重大铁路技术课题开展科研攻关,突破了一大批技术难题。铁路工程技术创新还受到市场因素的影响,市场竞争推动铁路工程的各参与方提升技术创新绩效。当前铁路建设体制改革不断深化,铁路工程参与方面临的市场竞争压力越来越大,为争取市场份额和实现盈利目标,就必须通过技术创新,降低成本以确保效益,提升自身的核心竞争力,巩固在市场中的竞争地位。 2.2研究假设提出铁路工程技术创新实施过程受需求、管理、资源、环境等因素的影响,创新绩效能够衡量工程目标和创新成果的实现程度,通过影响因素与绩效之间的作用关系研究、探寻铁路工程技术创新的内部机理。铁路工程技术创新的动力是什么,哪些手段可推动其实施,其发展的基础、支撑是什么,在不同的环境下是否有不同的作用,这些都是需要回答的问题。由此提出一个描述需求、管理、资源、环境因素与技术创新绩效关系的研究假设,如图1所示。 3研究方案设计及实证研究 3.1方案设计 3.1.1问卷设计为验证铁路工程技术创新影响因素与绩效关系的研究假设,进行问卷设计。根据相关文献分析并结合铁路工程的特点提出问卷的测量指标。调查问卷分为三个部分:第一部分是工程项目参与人及铁路技术创新项目基本情况;第二部分是铁路工程技术创新环境、资源、管理及绩效的相关测量量表;第三部分是问卷补充及建议。为了验证研究假设,采用5级李克特量表打分,其中“1”代表“强烈反对、最小值或零频率”,“5”代表“完全同意、最大值或高频率”。为减少因答卷者不能理解问题而带来的负面影响,问卷在设计过程中广泛听取企业界与学术界专家意见,并对问卷进行预测试,对问卷的表述与措辞反复修改完善,尽量避免题项难以理解或表达含糊不清。 3.1.2数据采集为保证问卷覆盖面,使调查具有代表性,问卷调查对象来自参与铁路工程技术创新活动的各个主体,主要是参与高速铁路和重载铁路建设与管理的各单位,包括政府机关(原铁道部科技司工程管理中心)、业主单位(上海铁路局、朔黄铁路发展有限责任公司等)、高等院校(中南大学、西南交通大学、北京交通大学)、科研院所(中国铁道科学研究院、原铁道部经济规划研究院)、设计单位(中铁第三勘察设计院、中铁第四勘察设计院)、施工单位(中铁五局、中铁七局、中铁十六局)和材料设备供应商(原中国南车、原中国北车、华为技术有限公司)。要求答卷者具有10年以上的铁路工程工作经历,且在访谈时不带任何角色设定,依据自身知识和经验判断。 3.2描述性统计与信度分析 3.2.1问卷回收情况与描述性统计问卷发放与回收工作在2012年4月至2013年4月进行,受访专家通过电子邮件或邮寄方式反馈问卷,共反馈问卷118份,经过整理和鉴别,得到有效问卷104份。对有效问卷与无效问卷对应专家所在的单位性质进行了t检验,分别为p=0.22和p=0.29,反映出问卷在单位和主体上面不存在显著性差异。就样本数目而言,结构方程模型分析所需的样本数要求为样本数与模型中欲估计的参数差大于50,并认为样本数至少在100~150间才适合采用结构方程模型,因此所搜集的样本数(N=104)是适当的。 3.2.2可靠性分析数据的信度是衡量测量项目数据质量的重要指标。采用SPSS19.0对收回的104份有效问卷进行可靠性分析(信度分析),本次调查的Cronbach′sα值为0.878,所评估项目的标准化Cronbach′sα值为0.873,大于0.8,调查量表的信度较好。 3.3假设检验运用Amos软件进行结构方程建模与分析,对研究假设进行检验,验证观察变量与潜在变量的关系,以及潜在变量的相互关系,即对测量模型与结构模型进行参数估计,并分析数据拟合结果。主要拟合指标包括卡方自由度比值(CMIN/DF)、适配度指数(GFI)、渐进残差均方和平方根(RMSEA)、增值适配指数(IFI)、比较适配指数(CFI)等。一般,CMIN/DF小于5、RMSEA低于0.08,表示模型可以接受,且GFI值、IFI值、CFI值介于0与1之间,越接近1表示适配度越佳。 3.3.1假设H1的检验假设H1试图说明工程需求与绩效之间的关系,如图2所示。从模型的拟合结果来看,CMIN/DF为1.475<5,RMSEA为0.051<0.08,GFI为0.714,IFI为0.789,CFI为0.778,均接近0.80,模型的拟合效果较合理,说明模型有效。从路径系数来看,工程需求对绩效的标准化回归系数为0.89,P小于0.001,说明工程需求对绩效与管理有明显的正向作用,假设H1获得支持。 3.3.2假设H2的检验假设H2试图说明技术创新管理与技术创新绩效之间的关系,如图3所示。从模型的拟合结果来看,CMIN/DF为1.874<5,RMSEA为0.072<0.08,GFI为0.798,IFI为0.774,CFI为0.764,均接近0.80,模型的拟合效果较合理,说明模型有效。从路径系数来看,技术创新管理对绩效的标准化回归系数为0.41,P小于0.001,假设H2获得支持。 3.3.3假设H3的检验假设H3试图说明技术创新资源与绩效的关系,如图4所示。从模型的拟合结果来看,CMIN/DF为1.776<5,RMSEA为0.077<0.08,GFI为0.767,IFI为0.742,CFI为0.730,均接近0.80,模型的拟合效果较合理,说明模型有效。从模型拟合结果来看,技术创新资源对绩效的标准化回归系数为0.63,P<0.001,说明资源对绩效与管理有明显的正向作用,假设H3获得支持。 3.3.4假设H4的检验假设H4检验技术创新环境对需求、管理、资源和技术创新绩效关系的影响。主要采用分组处理方式,将干扰变量依群组做情境区分,依据环境特征对样本进行分组处理。环境变量主要考虑市场环境,分为高市场动荡和低市场动荡两种。在高市场动荡、低市场动荡环境下分别构建与前述假设相同的结构方程模型进行分析,模型分析结构见表2。由此可见,环境在技术创新需求、管理、资源与绩效之间均存在影响,假设H4获得支持。 4研究结果与讨论 通过实证研究,验证在高速铁路、重载铁路建设与管理实践中,铁路工程需求、环境、资源和管理等因素与技术创新绩效的作用关系。工程需求、环境、资源和管理因素对技术创新绩效产生明显影响,且这些因素的作用各不相同。工程需求具有引领作用,铁路工程以工程需求为导向,需求既是铁路工程技术创新活动的起点,也是其重要动力源泉。技术创新管理具有推动作用,实施技术创新管理,不仅可以促进组织的有效运行,明确各参与主体利益及风险分配、权责划分等,同时建立良好的激励与协调机制,强化过程监督与反馈,有利于技术创新目标更好地实现。技术创新资源具有支撑作用,资源是技术创新开展的基础并为技术创新提供经费与物力支持,人力资源是其中关键,信息则对技术创新效率有重要作用。技术创新环境对技术创新绩效有调节作用,铁路工程的创新环境涉及宏观政策、市场环境和社会环境等,是铁路工程技术创新实施过程的一系列约束条件,既可以阻碍技术创新也可以促进技术创新,影响技术创新实现的速度与绩效。由此,提出基于高速铁路与重载铁路的铁路工程技术创新作用机理概念模型,在工程需求的引领下,构建技术创新组织,通过科研立项、技术研发、联合攻关等技术创新活动,取得技术创新成果,经评定验收、推广应用,实现工程化,从而形成技术创新绩效。工程需求的牵引力、管理的推动力、资源的支撑力、环境的影响力共同促进技术创新绩效与水平的提升。铁路工程技术创新作用机理概念模型,即铁路工程技术创新“四力模型”,如图5所示。 5相关启示 为进一步提升铁路工程技术创新绩效与水平,结合我国铁路工程技术创新现状与经验,从环境、资源、管理等方面着手,采取切实可行的措施。其中,特别强调坚持技术创新行业统筹,搭建面向铁路工程的技术创新平台,发挥核心企业的主导作用,构建激励相融动态反馈的管控体系,调动各方技术创新动力与积极性,注重技术创新过程监管与第三方评审制度建设,加强知识产权保护和成果转化,从而提升技术创新能力,实现铁路工程的可持续创新。 (1)坚持技术创新行业统筹发挥社会主义制度下集中力量办大事的优势,坚持技术创新行业统筹,是铁路行业的成功经验。中央政府及铁路主管部门在制定行业规划和技术政策、激励企业技术创新、整合各方资源方面起到重要作用,形成市场优势、资金优势和联合优势,可有效避免低水平重复研究。应继续加强铁路科技宏观管理,密切跟踪世界铁路科技发展趋势,制定铁路科技发展规划、技术政策,确定铁路行业重大、关键性和共性技术领域,组织开展自主创新,引领铁路科技发展。应通过政府采购和加大引进、消化、吸收、再创新资金投入等方式,引导和支持铁路装备制造企业和设计施工企业加快采用世界先进技术的步伐。应紧紧围绕运输和建设的重大需求,统一安排技术创新的重点课题,组织科研力量开展科技攻关,协调科研资金和资源,推广应用自主创新成果。大型铁路企业应在行业统筹下制定技术创新战略,有重点有步骤地开展科技攻关,为铁路工程技术创新做好储备和铺垫。 (2)搭建面向铁路工程的技术创新平台铁路工程是一个复杂系统,应在明确其外部环境和内部构成的基础上,各参与方协同合作,共同完成铁路工程技术创新工作。铁路工程技术创新的开展应以工程项目为依托,以需求为引领,建立以项目业主为核心、各创新主体共同参与的技术创新网络组织,搭建面向铁路工程的技术创新平台。铁路工程技术创新平台的建设,既是全面提高科技实力和进行科技创新的物质基础和重要措施,也是开拓铁路科技新领域、发展前沿科学和培养高层次人才的重要保障,有利于高效配置、综合集成全社会的创新资源。构建铁路工程技术创新平台,应坚持政府统筹与市场主导相结合,并充分发挥核心企业在技术创新中的主体地位,发挥其组织、管理的主导作用,协调各方关系,理顺各方责任和义务,均衡各方利益,更好地推动铁路工程技术创新。 (3)构建激励相容动态反馈的管控体系铁路工程技术创新是多主体参与、多要素联结的有机整体,各参与方的创新动力与积极性的调动、激发,是工程技术创新的一块短板。因此,应建立健全铁路工程技术创新动力机制,从文化、制度等方面调动铁路工程技术创新参与方的积极性,创造良好技术创新氛围,重视、鼓励与支持技术创新;建立健全技术创新奖励制度,激励参与主体积极创新;开展铁路工程技术创新的相关学习培训活动,激发参与主体的创新思维,提高参与主体的创新能力。同时,应加强技术创新评估的制度化、法制化建设,建立由第三方评审、过程监管为核心的符合中国国情的铁路工程技术创新监管体系,与动力机制共同形成激励相容动态反馈的管控体系,保障技术创新活动的顺利进行。 (4)加强知识产权保护和成果转化铁路主管部门已制定加强铁路科技成果管理、促进科技成果转化的相关规定,要求围绕铁路工程技术难点,组织开展创新成果的沟通与学习交流,重视创新成果的孵化与推广应用,不断促进铁路工程技术创新的交流与成果转化。铁路工程企业应增强知识产权保护意识,加强创新成果的知识产权管理,设置专门的知识产权管理部门,明确其权责;注重知识产权管理人才建设,强化知识产权保护的合同化管理;建立知识产权数据库或网络共享平台,促进创新成果的信息、交流与推广,从而不断提升技术创新能力,实现铁路工程的可持续创新。 作者:王孟钧 王涛 郑俊巍 张镇森 单位:中南大学 土木工程学院 工程技术创新论文:制药工程技术创新分析 近年来,医药安全成为社会诟病的主要对象,劣质药品、假冒药品、违规药品等在市场的流通,不仅造成消费者的重大经济损失,甚至造成生命和健康的威胁,是国家法律治理的重点对象。药品是一种特殊的产品,直接影响着使用者的生命和健康安全,世界范围内对药品质量的监督管理都很严格。同时,随着社会经济的不断发展,药品种类和产量的不断增多,并作为一种常见商品在市场流通,逐渐制药工业也成为国民经济支柱产业之一。 1制药工程技术概述 实事求是地说,我国的制药工业整体水平不高,一方面制药技术、研发能力远落后于国外发达国家,尤其在药物合成技术方面(包括生物合成和化学合成);另一方面,在生产设备、生产工艺等方面也存在较大弊病,限制了医药产品的质量和产量。积极开展制药工业技术创新,对我国经济、民生、科技等都具有重要的意义。结合我国现实情况分析,制药工程技术主要包括两个方面,即工艺和设备。 1.1工艺分析第一,针对制药过程的技术分析。一般来说,制药过程就是对药品生产流程的模拟,其中涉及化学、物理学、生物学、数学等多种学科的应用,通常一种药品的制造,事先要按照其化学性质进行组合实验,反复对比,找出药品与疾病之间的关键要素,减少风险和副作用,最终才能批量生产。以合成药品为例,当前已经进入了“科学设计时期”,即“反合衬分析”,从疾病特点与合成目标分子出发,利用化学反应的逻辑知识进行分析,并设计出科学的合成路线。第二,针对制药批量技术的优化。制药企业针对工艺特点建立生产线,需要详细剖析各个流程的特点,如高温处理、灭菌处理等,确保每一个环节都精确无误。但随着技术的发展,新的设备会不断投入使用,就要进一步从产量和质量角度对工艺进行优化,以提高经济效益。第三,针对制药质量的监督管理。质量是企业生存的底线,尤其是制药企业,其产品关系到人民群众的生命健康安全,因此必须从制药工程技术角度入手,建立一套完善的药品质量监督体系,并按照国家规定开展审核工作。 1.2设备分析制药设备与制药工程技术之间存在密切的关系,特别针对药物合成方面,发挥了很大的限制作用。近年来,随着药品生产质量管理规范(GMP)的推广,制药设备主要体现出以下几个趋势。第一,从加大药物合成技术研究力度出发,在设备设计、设备选型、设备安装、设备操作等方面加大投入,一方面符合国内药品生产质量要求,另一方面,向国际高标准要求靠拢。第二,制药设备加大生产环节的管理。在药物合成技术的前提下,需要对药品成分进行必要的分离、浓缩、还原、氧化、卤化等处理,复杂的只要工业需求就决定了设备的多样性、综合性;因此,开发易于清洗、便于灭菌消毒、方便保养维护的新型设备就成了必然需求,一方面可以有效减少制药工业生产中的失误几率,另一方面,可以有效减少对生态环境的污染。 2制药工程技术创新 2.1加强高新技术制药人才的培养药物合成技术在整个制药工程技术体系中处于顶端位置,具有复配型居多、药物更新快、工艺复杂、周期较长等特点,我国制药工程技术整体落后于国外发达国家,究其原因,人员因素占据很大部分。现代制药工业技术在我国起步较晚,国内缺乏完善的人才培养体系,专业知识、理论较为缺乏,尤其是涉及制药工业中创新性人才的培养,即缺乏理论方向,也缺乏必要的实践环境;因此,必须确立高新技术制药人才的重要地位,积极构建培养的环境,以最快的速度建立起我国自主知识产权的制药工程技术模式。 2.2借鉴国外发达国家的生产经验进入21世纪,全球经济一体化的趋势越来越明显,任何产业之间都不是孤立的,再合作范围上也从国内延伸到了国际。通过借鉴国外发达国家制药工程技术的理论和实践经验,以及化学技术、物理技术、生物技术等方面的先进成果,不断弥补我国制药工业的技术缺陷,缩小与国际先进水平的差距。 3结语 改革开放以来,随着我国经济发展不断进步,人民群众生活水平不断提升,对自身健康维护的意识也越来越强烈。药品安全是一个全社会共同关注的话题,这直接对我国制药工程技术提出了更高地要求,要不断完善,不断创新,才能适应国家法律要求和市场的认可,实现经济效益和社会效益的平衡。同时,积极创新制药工程技术,可以有效减少对资源的浪费和环境的破坏。 作者:蒋栋 单位:浙江新赛科药业有限公司 工程技术创新论文:水电工程技术创新实践与挑战 中国大陆水力资源理论蕴藏量达6亿kW,技术可开发装机容量达5.4亿kW,经济可开发装机容量达4.0亿kW,水力资源居世界第一位。1949年以前,我国水电装机容量不过360MW。新中国成立以来,我国的水电工程建设发展迅猛,特别是近十余年来,三峡、溪洛渡、小湾、龙滩、水布垭、构皮滩、彭水、拉西瓦、锦屏、向家坝等多座高坝大库相继投入运行,中国水电工程建设取得了举世瞩目的成就,截至2014年底,我国水电装机3.02亿kW,约占全球水电装机总量的1/4。按规划,2020年装机将达到3.5亿kW,水电开发还具有巨大的潜力。依托以三峡工程为代表的一批国家重大水电工程建设,通过原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新,我国的水电工程在筑坝技术、电站技术、通航技术等关键技术上取得了许多重大突破。目前,我国水电工程的建设规模、技术难度和技术创新等方面都已进入世界先进和领先行列。 1水电工程技术创新实践 1.1坝工技术 1.1.1混凝土重力坝20世纪50年代以来,我国建成了一批高混凝土重力坝,积累了丰富的高重力坝设计施工经验,取得了诸多重要成果和突破性进展[1],如大坝深层抗滑稳定技术、多层大孔口结构技术、大坝温控防裂技术等。三峡大坝按1000a一遇洪水流量98800m3/s设计,按10000a一遇洪水加大10%洪水流量124300m3/s校核。大坝所需泄洪前缘和电站进水口前缘长度均较长,工程布置困难,且1~5号坝段深层抗滑稳定问题突出。针对三峡大坝高水头、泄洪量大、排沙量多等特点,对泄洪坝段采用表孔、深孔和导流底孔3层相间布置,以缩短泄洪前缘长度;利用左导墙、纵向围堰和右岸非溢流坝段布置3个泄洪排漂孔;左、右厂房坝段共设10个排沙孔,在150m水位下兼用于泄洪。采取上述措施,使泄洪前缘长度控制在483m,不仅满足了泄洪、排沙、排漂及施工导流等功能,同时也解决了泄洪坝段与电站布置的难题。三峡大坝泄洪坝段布置有22个表孔、23个深孔、22个导流底孔,其中表孔尺寸8m×17m,深孔尺寸7m×9m,底孔尺寸6m×8.5m,坝体孔洞多、孔口大、门槽多,坝体多层大孔口结构体型复杂。设计中通过优化孔口布置,使表孔、深孔、底孔错层相间布置,以合理利用有限的泄水前缘长度;在坝段中央布置泄洪深孔,表孔跨缝布置,其下方布置导流底孔;通过孔口体型优化、横缝接触灌浆等措施,改善了孔口应力,增大了坝体侧向刚度,减少了孔口对坝体刚度的削弱,提高了结构安全裕度。三峡左岸1~5号坝段为电站厂房坝段,缓倾角结构面发育,倾角20°~30°,最大连通率达83.1%,深层抗滑稳定问题突出。通过采用厂坝联合受力、坝踵设置混凝土齿槽、厂坝基础联合封闭抽排、固结灌浆、相邻坝段横缝灌浆、预应力锚索加固等综合处理措施,有效解决了深层抗滑稳定问题。 1.1.2高拱坝2000年,我国建成了最大坝高240m的二滩混凝土拱坝,成为中国拱坝建设的里程碑。继二滩大坝之后,坝高285.5m的溪洛渡、坝高294.5m的小湾、坝高305m的锦屏一级等一批特高拱坝相继建成。岩溶地区最高的拱坝———构皮滩拱坝坝高达232.5m,亦投产发电。超高拱坝建设需解决坝基坝肩岩体变形与抗滑稳定问题、强震区抗震安全问题、泄洪消能问题等。近十余年来,我国在高拱坝设计理论与施工技术方面取得了许多重大突破,如岩溶地区高拱坝枢纽布置、高拱坝体形优化设计、大功率泄洪消能技术、大坝抗震设计等。针对复杂岩溶对拱坝稳定与变形的影响问题,结合构皮滩双曲拱坝工程实践,研究提出了岩溶地区“精细勘探、大坝优先、避让为上、系统兼顾”的枢纽布置原则,解决了岩溶地区优良岩体范围有限所导致的水工建筑物布置难题,为岩溶地区筑坝提供了新思路。 1.1.3碾压混凝土坝碾压混凝土技术具有机械化程度高、简化施工程序、缩短工期、节省投资等优点。目前,我国已建在建的碾压混凝土坝有120余座,无论数量、规模、技术难度、工艺水平均处于世界领先地位。其中世界最高的碾压混凝土重力坝龙滩水电站,坝高达216.5m,获得“碾压混凝土国际里程碑工程”荣誉。在三峡三期碾压混凝土重力坝围堰建设中,通过提出的适应快速施工的结构措施、相应快速施工技术,创造了最大月浇筑强度47.5万m3、最大日浇筑强度21066m3、连续上升37.5m的世界纪录,其最大浇筑强度已超过国内外当时纪录的1倍以上[1]。由我国设计建造的马来西亚沐若水电站碾压混凝土坝,首次提出了“坝体上游设置防渗区+强化碾压层面施工质量+利用坝面排水孔全面压水检查浇筑缺陷+灌浆强化处理浇筑缺陷”的先进坝体防渗设计技术,及热带雨林地区碾压混凝土施工工艺与质量控制技术,为多雨地区碾压混凝土大坝建设提供了宝贵经验。 1.1.4高堆石坝土石坝由于其具备对基础条件良好的适应性、就地取材、能充分利用开挖料、造价较低等优点,是世界各国广泛采用的坝型。土石坝类型多样,其中近年来我国在高混凝土面板堆石坝与高心墙堆石坝筑坝技术上发展迅猛。(1)混凝土面板堆石坝。混凝土面板堆石坝具有较高的安全性、经济性和适应性等优点,具有很强的竞争力和生命力。目前,我国已建在建坝高超30m以上的混凝土面板堆石坝达210余座,其中水布垭面板堆石坝坝高233m,是世界上已建、在建的最高面板坝,是“面板堆石坝里程碑工程”。针对面板坝建设中存在的难题,如高应力下堆石体力学特性变化、超高坝变形控制、适应大变形的止水结构与材料等,相关单位通过自主创新、集成创新,在坝料性能及试验方法、坝体变形控制、大坝防渗系统结构和材料、大坝施工与质量控制、大坝性状监控及安全评价等方面均有重大创新和突破,形成了一整套超高面板坝筑坝关键技术体系[2]。如“坝体变形时空预沉降控制法”、“反抬法”预压以及下游堆石区与主堆石区同参数施工等技术,有效解决了高面板坝变形控制难题;以表层为主的面板止水系统的设计新理念与相应的结构措施,以及面板中上部设置永久水平缝的结构措施,可显著提高面板适应坝体变形的能力。(2)心墙堆石坝。国内100m级高心墙堆石坝较多,先后建成了碧口、石头河、鲁布革、茅坪溪、水牛家等,积累了丰富的工程经验;200m级已建成小浪底、瀑布沟。特别是近十余年来,高心墙堆石坝技术取得了较快发展,在建的长河坝坝高240m,而坝高261.5m的糯扎渡水电站已于2014年全面投产;拟建的300m级两河口水电站坝高达295m、双江口水电站坝高达314m。结合工程实践,我国对高心墙堆石坝坝体结构与材料分区、大坝变形及渗流控制、坝体分析方法、大坝安全评价及预警等关键技术开展了系统研究,形成了超高心墙堆石坝静动力稳定分析理论与方法、渗控分析方法、设计准则与筑坝成套技术,建立了超高心墙堆石坝安全综合评价体系[3]。 1.2电站技术 1.2.1巨型机组设计制造技术水轮发电机组是水电站的“心脏”,其设计制造直接关系到水电站在各种运行方式下的稳定性。三峡工程之前,我国国内最大的电站机组仅为320MW。三峡工程设计施工中,通过创新思路,以市场换技术,成功实践了“引进、吸收、消化、国产化、再创新”的技术和产业发展道路,取得了许多关键技术,研究开发出世界首创的全空气冷却700MW级水轮发电机,并在三峡地下电站800MW发电机上首次采用全空冷和蒸发冷却方式,打破了巨型机组只能采用风冷技术的论断。对三峡工程而言,在同一电站的巨型水轮发电机中同时采用全空冷、半空冷和蒸发冷却3种冷却方式,推动了水轮发电机冷却技术的进步和发展[4]。通过三峡工程实践,我国实现了巨型水电机组的国产化,并推广应用至向家坝电站(单机容量800MW)、溪洛渡电站(单机容量770MW)等后期建设的大型水电站,为我国重大技术装备的发展作出了重要贡献。特别是目前自主研发了百万级巨型机组成套技术,使我国巨型机组设计制造技术水平跨入世界领先行列。 1.2.2巨型机组蜗壳埋设技术蜗壳埋设技术关系到机组稳定运行与厂房结构安全。三峡电站蜗壳进口直径及控制结构变形的HD2值为同期世界最大,而蜗壳外围混凝土相对较薄。大型电站蜗壳埋设国外均采用充水保压技术,在三峡工程建设工程中,研究发现该技术需7道工序,工艺复杂、施工困难、工期长、投资大。在系统研究保温保压埋设、垫层埋设、直埋设等方式的基础上,研发了巨型机组蜗壳“组合埋设”新技术,建立了相应的技术标准。组合埋设技术只需两道工序,大大简化了施工,有利于缩短工期。三峡巨型机组蜗壳不同埋入方式在电站的成功实施以及完整设计技术体系与相关技术标准的形成,不仅保证了水电站引水发电建筑物及机组安全稳定运行,而且为巨型机组相关行业规范制定技术标准奠定了基础,提高了我国水电行业的竞争力。组合埋设技术完全取代了国外的充水保压技术,已被国内外后续的多座巨型电站采用。 1.2.3大型地下电站洞室稳定控制技术我国大型地下电站多位于西部高山峡谷区,单机规模大,洞室稳定控制技术难度大。随着一批复杂地质条件下大型地下电站洞室的成功建设,我国在大型地下电站洞室勘察、设计等方面积累了丰富经验,取得了众多创新成果,如大型洞室“岩体稳定拱”设计理论[5]、地下电站“单洞型”布置新型式、厂房轴线与岩层走向“小交角”布置的设计新理念、大型洞室岩溶软岩及大型关键块体处理的成套综合新技术等。三峡地下电站应用“岩体稳定拱”设计理论,成功建成了埋深最小的大型地下电站;彭水地下厂房采用“小交角”布置,成功避让了岩溶系统,并采用“单洞型”布置、高边墙变形综合控制技术,顺利建成首座洞轴线与岩层走向呈零度交角的大型地下厂房。 1.3高坝通航技术内河通航建筑物主要分为船闸和升船机两大类。以长江三峡双线连续5级船闸、长江三峡水利枢纽垂直升船机为代表的通航建筑物,使我国水利水电工程通航技术水平跃居世界前列。 1.3.1船闸三峡船闸通航水头达113m,通航标准高,要求大坝泄洪达56700m3/s时万吨船队安全过闸,而且工期紧,须在2003年蓄水时投运,避免长江断航。船闸设计面临船闸结构型式、深切高边坡稳定、高水头大流量输水、巨型人字门及启闭设备等关键技术问题[6]。三峡船闸长达1600m的主体建筑需沿山体深挖(最深170m)后建造,设计成双线(上、下行)5级,每一线船闸分别设有5个闸室,每个闸室长280m,宽34m,由10个大型船闸组成,槛上最小水深5m,首末船闸上下游落差达113m。船闸若采用传统重力式结构,开挖及混凝土量巨大、工期长、高边坡复杂。基于三峡船闸良好的地质条件,研究采用“全衬砌船闸”新型式,闸首和闸室墙全部采用钢筋混凝土薄衬砌结构,通过专门研制的拉剪型高强锚杆,形成衬砌-锚杆-岩体联合受力的全衬砌船闸结构体系,共同承受人字门、水压力和船舶等荷载,有效减少了工程开挖和混凝土量,降低了高边坡施工难度。三峡船闸高边坡采用预应力锚固技术,对边坡岩体进行系统和随机加固支护,通过截、防、导排等措施,在边坡岩体一定范围疏干地下水,减小渗水压力,并严格控制施工程序与开挖爆破,有效解决了高边坡的变形稳定问题。三峡船闸单级闸室最大输水水头45.2m,最大输水流量720m3/s。高水头大流量条件下,船闸采用“高空化数输水廊道”技术,解决了特高水头船闸输水系统阀门空蚀与振动等难题;采用改进型“等惯性输水系统”,保障了船舶在闸室内安全停泊和升降;采用等惯性分散正向进水和旁侧泄水方式,使上下游引航道具有良好的通航水流条件。闸室采用人字门挡水,双线5级共24扇门。每扇门长38.5m、宽20m、厚3m,最大单扇门重850t,其外形与重量均为世界之最。船闸采用“低周高应力”人字门结构设计理论,解决了巨型人字门易产生疲劳裂纹的问题,采用液压启闭机“无级变速”和“负载分级平衡”技术,解决了大淹没水深人字门运行时大型卧式细长油缸的稳定性问题。 1.3.2升船机三峡升船机过船规模为3000t级,上下游水位差达113m,且航道水位变幅和变率均较大,其中上游水位变幅30m,下游水位变幅11.8m,变率±0.50m/h;受船闸充、泄水影响,上、下游引航道水流通航条件复杂。通过比选,采用齿轮齿条爬升式垂直升船机,船厢有效水域为20m×18m×3.5m,船厢总重11500t,最大提升高度113m。升船机设计面临船厢全平衡及安全控制、承重塔柱变形要求严等关键技术问题[7]。三峡工程升船机采用齿轮齿条爬升式垂直升船机技术,当船厢升降中发生漏水等失衡事故时,安全机构可随时将船厢锁定在螺母柱上,避免发生船厢坠落或冲顶事故,安全可靠性高。针对承重塔柱变形控制严的难点,采用“墙-筒体-墙-筒体-墙”的整体对称结构,满足塔柱结构的整体刚度要求,保证塔柱与船厢变形协调。继三峡水利枢纽垂直升船机之后,该关键技术已在向家坝升船机等工程中得到推广应用。 1.4其他除了上述介绍的筑坝技术、电站技术、高坝通航技术外,依托多个大型水电站的工程实践,水电工程在复杂地形地质条件下的综合勘探技术、高水头大流量泄洪消能、深水大流量高落差截流、深厚覆盖层处理、水工新材料、大型水电工程施工与建设管理等方面均取得了巨大的成就,为我国的水电建设提供了强有力的技术支撑。 2我国水电工程面临的挑战与创新方向 2.1面临的挑战 2.1.1更加恶劣的自然条件随着西部大开发和西电东送的大力推进,我国水电工程建设重点地域也从中、东部转向西部。未来的高坝大库多集中在这些高海拔、高寒、高地震烈度、高陡边坡地区,水电工程面临的自然环境更加恶劣。在高海拔、高寒地区修建大坝,坝基冰冻覆盖层与破碎岩层一般难以挖除,冰冻覆盖层与破碎岩层在蓄水后的变形和渗流控制难度大;高海拔、高寒地区筑坝材料抗冰冻和耐久性问题突出;有效施工时段短,加之高海拔地区缺氧等恶劣环境下,施工人员和机械设备作业困难,施工质量控制难度大;高强度地震可能带来坝体结构与基础破坏或严重变形、坝体液化、涌浪超高,或堰塞湖等危害。 2.1.2生态环境更加脆弱西部地区是我国生态环境最脆弱的地区,环境承载力低。修建高坝大库,可能会引起多年冻土层融化。这种变化使区域地下水位及生态水位发生重新分配,结果表现为水分不再被局限于近地表土层的深度,植物可利用的水分大为减少,可能导致短根系植物枯死,生物多样性减少,植被退化,土地荒漠化趋势增强等生态环境问题。特别是海拔3700m以上高寒植被一旦遭到破坏,其恢复和再造将非常困难。 2.1.3工程移民更加困难工程移民本身是一个非常复杂的社会问题。西部地区本身可用于耕作的土地资源就十分稀缺,筑坝蓄水淹没了大量可耕作的土地,人多地少矛盾更加突出,传统安置方式难以满足移民安稳致富要求。西部又多为少数民族聚集地,生计模式、社会结构特殊,宗教文化复杂,这些更增加了移民的难度。水电工程建设区,地方经济基础薄弱,地方政府对水电开发促进经济发展寄予厚望,导致水电开发企业工程移民投资大,影响了水电开发企业的积极性。 3科技创新方向的探讨 针对我国水电工程建设面临的新挑战,未来需要从安全、技术、环保、移民等方面开展研究。 3.1提升工程安全理念工程建设安全自始至终是开发水电资源的先决条件,抛弃工程安全,一味追求世界第一的虚荣心理,是不理智的行为。面对新挑战,必须要革新工程安全文化理念,包括公开透明、以人为本、加强投入。公开透明,就是要系统分析工程建设区域可能存在的安全风险,并使工程建设参与各方对安全风险有深入认识。人是各种生产要素中最活跃的因素,以人为本就是要确保人的安全。高寒、高海拔、高陡边坡地区,空气稀薄,自然环境条件恶劣,需加强投入,提高劳动安全保障措施和标准。 3.2提高工程技术水平 3.2.1完善与提升技术标准体系目前我国设计标准“政出多门,参差不齐”,应协调统一现有国家标准、行业标准(电力标准、水利标准)、地方标准。未来水电工程建设的趋势是高坝大库,现有的技术标准适用范围有限,应总结高坝建设的实践经验,拓展完善现有标准。我国虽已成为水电建设的主战场,但设计标准尚未与国际接轨。随着“一带一路”战略的提出,我国水电建设理应借此东风,推进标准国际化,加快国际化进程。 3.2.2研发及实践“四新”技术探索应用新材料、新技术、新工艺、新设备,提升工程建设能力。针对高寒地区施工,研发高性能混凝土,提高抗冻性、抗碳化等耐久性能;面对西部高地震烈度建设环境,研究总结高地震烈度下高坝抗震技术,支撑后续工程建设;高寒、高海拔地区基础处理更加复杂,应探索高寒、高海拔地区基础处理工艺;针对高海拔地区,传统的地质勘探手段受到限制,应研发地质勘探的新设备。 3.2.3应用现代信息技术信息技术在水电工程中的应用,使信息的重要生产要素和战略资源的作用得以发挥,使人们能更高效地进行资源优化配置,从而推动水电行业不断升级,提高社会劳动生产率和社会运行效率。“大数据”、云计算、BIM、“4S”技术等现代信息技术,能实现工程设计数字化、可视化、协同化,工程建设管理监控自动化、管理规范化,及工程运行管理高效化、智能化。 3.2.4倡导绿色水电开发受能源需求的约束,水电适度开发是大势所趋。在水电工程建设中,需强化高原生态环境保护研究,深入研究高原高坝大库对气候及生态环境的影响及保护措施。如永久冻土层融化对生态环境的影响,气候改变引起冰川变化,水量、水质变化对上下游环境与生态的影响,河流生态系统变化对生物群落的影响。在高原地区建设水电工程,需深入论证,在保护生态的前提下,绿色开发水电,实现可持续发展。 3.2.5重视水库移民问题水电建设往往涉及大量移民,移民问题是水电工程能否顺利实施和最终成败的关键。水电建设移民安置要与时俱进、以人为本,深刻认识水库淹没对移民造成的损失和机遇,用动态和发展的观点,把移民安置放在更大的时空范围去谋划,突破“三原”补偿限制,推动水电开发和当地经济社会可持续发展。探索新型移民安置方式,搭建良性发展平台,积极推动农业结构调整,发展优势农业。探索“灵活就业+技能培训+社会保障”的综合安置模式。重视移民社会重建,增强移民归属感、认同感和融合度,物质方面与精神方面重建并重;构建居住安全、功能配套、邻里和谐、环境优美的新社区。突破“三原”补偿限制,建立库区和安置区经济社会发展的长效机制。重视有形损失补偿,适度关注无形损失补偿,加大后期扶持力度,共享工程效益。 4结语 在全球倡导绿色能源及我国大力实施减能减排的大背景下,我国能源结构亟需调整,水能资源需综合开发利用,未来大多数工程处于我国西部,自然条件更加复杂,只有通过不断创新,才能解决工程建设中的关键技术难题,并推进水利水电行业的科技进步,使我国真正由水电大国成为水电强国,水电技术走出国门,引领世界。 作者:钮新强 单位:长江勘测规划设计研究院 国家大坝安全工程技术研究中心 工程技术创新论文:石油工程技术创新建议 随着我国经济的不断发展和进步,石油工程也得到了快速发展。当前,我国石油工程的发展是有目共睹的,石油是国家的重要能源,因此,石油工程的重要性也是不可言喻的,石油工程不仅能够促进经济的发展,更是国家安全和社会稳定的重要保障,对于国民经济的发展和社会的进步起到了积极的作用。然而,目前在石油工程的发展中,石油工程技术仍然存在一些不足和缺陷,严重影响到石油工程的进一步发展。所以,为了实现石油工程的可持续发展,就要不断加强石油工程技术创新,从而提高石油工程的竞争力,发挥其重要作用。 一、进行石油工程技术创新的必要性分析 技术创新与拥有核心技术是作为技术与资金密集型的石油工业的一个源源发展的生存之本。随着经济全球化趋势的不断加快,日益激烈的市场竞争在不断的督促着石油行业要取得绝对的技术优势,进行技术创新。这样才能在残酷的市场中有了一席之地,永远立于不败之地,取得长远的可持续发展。所以技术创新符合石油工程的特征。随着中国改革开放的不断深入,全球经济一体化的不断加深,中国加入世界贸易组织后参与全球的经济循环以及竞争,中国石油行业在面对着全球的市场发展的机遇的同时也要应对严峻的挑战。残酷的市场竞争在不断的冲击着中国的石油工程项目的进步,着就决定着要从服务以及技术两个层面进行创新,根据市场发展重新确定石油工程的长远发展战略。但是我国的石油工程呈现着很大部分的技术层面的缺陷,没有创新的方法以及创新的意识。所以必须要运用创新技术才能改变我国石油工程落后于世界先进国家技术水平的现状。 二、石油工程技术的现状与问题分析 2.1缺乏整合技术资源的能力。众所周知,石油工程一直是关乎我国经济命脉的支柱产业,也是我国国有企业的代表,像中石油、中石化、中海油等等。这也决定着中国石油工程受着原有的经济制度的惯性制约,存在着结构性矛盾是石油工程技术资源系统的一个弊端。这造成了石油工程的效率极大的降低、资源很大程度上分散了、技术资源的封闭使用以及重复利用。技术服务对于石油工程的积极正面作用难以发挥出来。除此之外,石油工程的高级素质人才短缺也是一个瓶颈,对于石油行业来说。在素质层面,我国技术创新型人才短缺严重阻碍了创新能力的提高。我国石油工程的创新型人才大多是初级或者中级人才,而用于世界尖端技术的处于科技前沿的高端人才缺失严重缺乏,人才的特点是确是没有综合性、创新型以及继承性。 2.2没有科学的创新制度。因为我国石油产业工程还没有形成完整的服务体系,存在着相对落后的运行机制,阻碍了科学技术的发展与创新。石油工程的技术创新研发部门仅仅是石油机构的一个内部部门,没有高效科学的研发体系以及缺乏这个研究体系背后的资金技术人才政策激励。再加上整个石油研发机构背后没有生机活力的根本原因是没有培育制度创新的土壤与温床,有的只是适当性的调整层面的技术性改革。 三、石油工程技术创新策略 3.1培养一批以市场为导向的高素质人才队伍。作为关系到我国国计民生以及经济发展命脉的关键产业,石油工程要想实现技术创新的一个重要因素是技术人员的努力与智慧。为了打造石油工程的技术创新,就要培养一支以市场为导向的高素质的技术人才队伍。重视国内外市场的需求变化导向作用,在进行资源能源优化配置的同时,要面向国内外的市场。 3.2建立健全技术创新体制。健全完善的技术创新体制是进行技术创新的一个重要因素。可以从企业的实际情况出发,明确投资领域,构建以技术为首要目标的技术创新体制。加强对于知识产权以及技术质量管理,实现岗位技术的程序化以及有形化。 3.3加强研究开发人员的薪酬激励机制。合理地薪酬激励机制能极大地激发石油企业研究开发人员的潜力和忠诚度,提高吸引人才的力度,提高石油企业的竞争力。应依据石油企业研究开发人员的特点,遵循重要性原则、稀少性原则、复杂性原则,重点解决研究开发人员的薪金水平、薪金结构和加薪标准等内容,设计合理的薪酬激励机制,解决好石油企业研究开发人员公平与激励问题。 四、总结 总之,石油工程是关系着我国经济安全与社会稳定的重要因素,在具体的石油工程中要不断加强石油工程技术创新,从管理体制、技术投人、人才引进等方面加强技术创新的发展。 作者:辛伟 单位:长江大学 工程技术创新论文:土建工程技术创新论文 一、土建工程施工中的新型节能技术 土建工程新型节能技术,主要表现在建筑物的选材上,建筑材料是工程施工的基础和前提;当代社会科学技术日新月异,新型建筑材料层出不穷,它们不仅可满足高层建筑对施工材料刚度、耐腐蚀性等的要求,还具有重量小、耗能少、污染少等特性,最重要的是,新型节能技术站在长远的角度来看,能够在很大程度上减少施工成本和未来的使用成本,而且对环境保护和节约资源都将做出积极的贡献。与传统的建筑材料相比,新型节能技术、材料的使用需要更高的施工要求与之相配套,因此,新型节能技术的使用对于施工效率和施工质量的提高都有很大帮助。 二、土建工程施工中混凝土技术的探讨 混凝土施工技术主要有材料的配比、搅拌、浇灌、振捣以及后期的养护工作,每个环节都需要高水平的专业施工,以确保混凝土的质量,提高建筑物的使用寿命。 1.混凝土材料的配比混凝土由于自身具备的优点,是目前建筑行业中应用最广泛的建筑材料之一,在土建工程中涉及到的混凝土施工,需要在选材上进行精细的检测,还需要严格的配比试验才能确定,它将直接决定了建筑物的安全性和使用性能,因此这是一项非常重要的工作;同时在施工过程中,还要根据不同建筑物的用途对选材进行限制,或者是要求材料能耐高温、或者是要求材料具有一定的抗震性能。 2.混凝土的搅拌混凝土的搅拌工作,是混凝土投入施工的一个重要环节,搅拌效果的好坏会对建筑物的质量有很大的影响,因此要特别注意以下几点,首先,在进入搅拌环节之前,要确定材料性能是否符合要求,并对计量工作进行严格的控制;其次,就是对搅拌设备的检查,看其是否符合相关要求;最后,就是在搅拌过程中要按照不同材料的投放顺利依次放入,并且还要把握好搅拌时间,特别是在最后的卸料环节,要控制好混凝土的温度;这一系列的工作都将对混凝土的质量产生影响,因此,整个搅拌过程中,要求施工人员必须具有精细、准确、严谨的工作态度,认真按要求完成每道工序。 3.混凝土的浇灌对竖向的施工结构来说,要想确保施工质量,要特别重视以下几个方面的问题;第一,要用水泥砂浆在竖向建筑的底端进行填充,将厚度保持在五厘米到十厘米之间;第二是要及时解决建筑过程中出现的离析现象;第三是在混凝土浇灌过程中,如果模板的高度超过了三米,那么应该在施工中采取具体的措施来确保混凝土的施工质量,尽可能地避免混凝土出现下滑。比如说通过由外向内的方式,连续性地浇灌墙体和柱体,减少模板承受的压力;在完成浇筑工作后,要给予它两个小时的时间用来完成混凝土初凝工作;当混凝土具有一定的强度之后,再进行接下来的梁板施工;第四在混凝土浇灌中要注意好时间的控制,包括各道工序持续的时间,还要提前对模板、预埋件、支架等进行检查。 4.混凝土的振捣在进行混凝土振捣工作时,一定要注意工作的连续性,并控制好振捣面的沉落情况,以尽量避免出现过振的现象。如果在施工中使用的是插入式的振动器,要在对振捣范围进行控制的基础上,按照一定间距完成振捣工作,一般情况下振捣器的直径应该控制在3倍范围之中。除此之外,混凝土施工中常用的振捣方式就是行列式以及交错式。 5.混凝土的后期养护混凝土的后期养护措施主要有以下几种,第一种是太阳能养护;第二种是构建加热养护法;第三种是通过养护剂来对混凝土进行保护。混凝土的后期养护工作的理论依据,就是控制好混凝土表面的温度,避免内外产生较大的温差而发生裂缝。结语:土建工程是建筑施工中的重要环节,而混凝土施工技术也是其中最重要的建筑技术。为了在实现绿色建筑的同时提高建筑的质量,创新土建工程施工技术,完善混凝土施工手段,是未来建筑行业迫在眉睫需要解决的问题。 作者:王涛肖永辉韩波单位:北新建材集团有限公司 工程技术创新论文:岩土工程技术创新研究 【摘要】我国在岩土工程技术的创新发展中从未停止,目前我国已经在岩土工程技术中积累了一定的经验以及实际工程项目的应用。对于高速铁路、跨海大桥、海底隧道等工程项目中,可以看到我国在岩土工程技术中的应用已经处于很高的发展阶段。而我国的建筑行业不断发展的同时,也应当注重对于岩土工程技术的创新发展,本文对其创新途径进行了研究。 【关键词】岩土工程;技术创新;研究方式 1岩土工程的特点表现 (1)岩土工程具有隐蔽性的特点。对于岩土施工而言,其包含了多种技术方法,而在地下连续墙和桩基的施工中,我们能够发现,其主要特征都在地下深处隐藏,而在其具体施工中也是在隐蔽的环境下进行的。这是施工环节中与施工地点的隐蔽性特点。(2)岩土工程中复杂性的特点。在岩土工程中,具体的施工人员需要进行工程作业的阶段,一般情况下受到环境制约,以及多种施工情况因素的限制。那么从施工程序上可以发现,岩土工程需要多工种配合作业完成项目,而具体的部分施工程序中其工作人员呈现出密集状态,而且在进行前期施工准备阶段上,其任务量也是一般工程所无法相比较的。其中工程勘察现场作业的设备和仪器,较为复杂但是也相对方便使用,比较容易在施工中进行较为灵活的应用。除此之外,岩土工程的施工中,对于施工技术的工艺问题也是其复杂性的表现,在不同的施工地点,即便使用同一种工法和同一种桩型施工,也需要考虑匹配情况,所以导致其施工工艺也存在一定的差异化。从而形成了岩土工程中相对复杂性的特点。(3)岩土工程中严格性的特点。在岩土工程中,其施工的每项环节都要求其严格性。比如说在岩土工程中需要应用灌注柱,那么在其柱身结构中,能够保障质量的严格性,也要保障其柱身的材料强度,从而确定对整体施工进行质量强化。而且在灌注柱施工的具体操作中,准许出现的偏差也要严格的要求,如果出现偏差过多的情况,必要影响后续工程。所以在施工方向上,岩土工程是具有必要的严格性。 2岩土工程技术创新途径 (1)在岩土工程中钻探与坑探技术的创新。岩土工程技术中,钻探和坑探对于较物探进行的对比,是最为直接的勘探方式。钻探与坑探可以直接明确地质状态。一些大型施工中会使用钻探与坑探。钻探是地层类别和勘探要求,在深度不同的地层中,直接采样进行研究的技术,从而确定内部岩土物理性质。而坑探采用动力设直接勘探,其勘探方式耗费人力和物力,也相对存在风险。所以勘探时择经济适用型方法是目前的主要方式。那么对于这种现象,在广泛的岩土工程技术应当创新研究钻探与坑探技术。(2)在岩土工程技术中对于静力触探技术的发展创新。岩土工程技术是需要多种技术相互结合的,而且需要进行较为快速的判断,同时也需要在较为复杂的施工环境中灵活应用,从而在其施工上进行优化的重要作用。而静力的触探技术,恰恰是一种可以快捷测试的技术,而且也相对轻便,在岩土施工中能够得到方便使用。例如:越南福尔摩莎集疏运港区的岩土工程施工中能够发现,钻探方法和静力触探技术,对土质和土层类别的划分,能够得到相对准确的数据信息。触探技术得出的数据信息,在计算不排水抗剪强度中具有较高的实用价值。(3)创新动力触媒技术在岩土工程技术中的应用发展。在岩土工程技术中,动力触媒是一种新型技术,也是原位测试中一种普遍可以实际应用的技术。而这种方法是利用探头的贯穿能力,进行土中15cm-35cm的地下位置,从而将需要获取的数据通过锤击的方式,来明确物理性标志的风化基岩,这一技术具备测试勘测的性能。虽然在岩土工程中已经得到一定的应用,但是对于其探头可以加深地下勘察能力,而且也应当发放在不同环境下的作业能力,从而在未来的岩土工程技术中能够得到重要的发挥作用。(4)对于GPS测量定位技术在岩土工程技术中的创新。全球定位系统GPS,在岩土工程技术上是能够有所发挥的重要技术,在我国GPS技术尚未完善的阶段应用于岩土工程之中,确实相对缺乏应用经验,以及理论支持,但是在近现代GPS技术的稳定发展中,已经积累了相对较高的操作技能,所以我国岩土工程技术的创新途径中,也应当将GPS技术作为可以重点发展的方式。从其技术实践中可以明确,定位技术是进行测量的主要工具,通过借助空间卫星群的勘察扫描能力,进行与地面接收站的信息传达,从而形成更为广阔的数据勘察工作。利用这种方法可以有效开展岩土工程的前期准备工作,为工程项目提供有利的数据支持,从而提高岩土工程中的施工效率。(5)计算机技术中CAD应用于岩土工程技术的创新。AuotCAD技术应用于工程建筑行业较为普遍,而在岩土工程技术中,其具体施工项目上也得到了一定的应用,但是基于岩土工程的技术具有一定的严格性,我国对于其具体应用于岩土工程技术的方向上还应当超测量和指导施工方向上进行发展。而针对于CAD软件的设计能力,应当根据工程测量中的具体数据,进行有效的编辑和处理,对于工程资料在CP端的表现,应注重实际地形的绘制能力,以及有针对性的地质描绘工作。与此同时也应当注重广泛强化野外数据的处理整合,以及采集功能的实践应用价值,通过及时有效的数据规划,从而对所测量数据进行分析,在其软件中将可以施工的方向进行总结,从而得到能够应用于实际的工程图纸,以便于在岩土工程技术中更好的发挥出,CAD的应用方向。 作者:张承成 单位:张家口市京北岩土工程有限公司 工程技术创新论文:建筑工程技术创新能力研究 1加强毕业设计指导教师的创新意识 毕业设计是学生在毕业前对所学知识的总结和创新,包括在校期间所学的理论知识和顶岗实习期间的实践经验。具体工作是指在指导老师的指导下,进行选题、分析、研究、解题,在此过程中指导老师有着较强的指导意义和示范作用。如何在此过程中培养大学生创新能力,首先要求指导教师具有较强的创新意识和创新能力,只有指导教师具有了创新能力和创新意识,才在指导学生的过程中引导学生独立思考、大胆质疑、培养学生获取新知识和创新知识的能力。 2采用不同的选题模式 建筑工程技术专业毕业设计的选题为学生毕业设计确定了设计框架和方向,选题是否恰当新颖、技术是否先进是培养大学生创新能力的前提保障,因此,毕业设计要从以下几个方面进行选题:(1)鼓励学生积极主动的参与毕业设计的选题。引导学生去主动观察、主动发现、主动思考问题,在学生选题过程中积极培育大学生追求创新、推崇创新的思想意识,使学生爱上学习、爱上专研、爱上创新,为成功完成毕业设计打下良好的基础。(2)毕业设计选题紧扣建筑工程企业(包括建筑设计单位、施工单位、监理单位、装备企业)的工程项目。设计选题要接地气,选题不仅要有科学意义,而且要有经济意义,因此设计选题必须与建筑工程企业生产经营密切相关,要通过毕业设计解决工程实际问题,解决在工程中出现的新问题。(3)毕业设计题目要有一定的广度和深度,要结合我院建筑工程技术专业分流培养的实际情况,在题目的设置中,要根据分流程度,选择难度适宜的项目,同时在题目的内容中要尽量覆盖本专业的所有主干课程,并能体现建筑工程技术专业的特色。(4)毕业设计题目要体现建筑工程技术专业的最新研究方向,要体现社会发展对专业的要求和特点,要体现专业研究的新技术、新方法、新理念,进而使学生通过毕业设计了解国内外本专业本领域的最新动态和前沿信息;同时通过毕业设计这一环节,使同学们能够利用最新的技术、信息、软件、办法,解决工程项目中的实际问题。 3创新毕业设计指导模式 建筑工程技术专业毕业设计是在老师的指导下由学生自主独立完成,指导教师要做到“因人因材施教”,要根据不同基础的学生分流指导,要在不同的内容上、深度上、广度上进行指导;要注重对学生的启发和引导,要加强对学生的创新能力培养;而不是要求学生单纯的按照指导老师的的方式方法去设计。对于校内外指导老师而言要从创新教育的理念出发,注重培养学生发现问题、提出问题、分析问题的能力,进而加强学生获取知识的能力和创新的能力。对于指导老师而言,一要严格要求学生,强化纪律;二要对学生放手,让学生主动去思考、去分析、去创新;三要加强对学生的引导。通过上述的方式方法,提高学生的毕业设计成果,从而加强学生的综合能力和创新能力。 4在设计中加强创新性考核 改革现有毕业设计评价体系,使评价体系向有利于促进学生全面发展的方向进行。为此,我们在毕业设计考核时不仅对所学专业知识的全面性进行考核,还引入创新性知识点的考核,并提高其在毕业设计成绩评定标准中的分数比例,使其引导毕业设计的方向,推动毕业生在毕业生中向创新性方面健康前进。随着社会经济文化的发展、“大众创业、万众创新”的全面推行,社会对建筑工程技术专业毕业生的要求越来越高,如何提高毕业生的竞争能力,这就要求不断提高大学生的创新能力。在新形势下,如何提高毕业设计的质量,如何在毕业设计实施过程中培养大学生的实践技能和创新能力就越显得重要的。 作者:蔡济众 张曦 王鹏 单位:武威职业学院 工程技术创新论文:农业机械工程技术创新研究 1地膜覆盖技术应用分析 1.1地膜覆盖技术的基本概念 地膜覆盖技术是目前面向旱区农作物节水工程作业的针对性技术,它的主要功能就是有效减少土壤内部水分蒸发与无度流失,最大程度实现农田保墒。其具体做法就是在地表覆盖塑料薄膜,保证土壤中水分不会轻易被蒸发到空气当中,切实确保塑料薄膜内湿度,进而实现对土壤耕作层中温度、湿度、水分、肥料等外在条件的有效保护,同时也能做到对土壤内部物理环境的良性改善,在这种综合保护环境下,农作物就能实现正常生长,达到增产增收的农业发展目的。相比于农业机械旱作节水技术操作方式,地膜覆盖技术不但是农业机械工程技术的一种全面革新,也是对技术操作简易性、高效性的有效改善。它能够适用于多种旱区农耕技术,以确保地方达到农作物增产增收的目的。当然,该技术方法也存在一定缺点,比如它由于长期覆盖薄膜就导致了农田无法实施大面积灌溉,可能影响到农作物的后期种植处理工作。为此,许多地区也将农业机械工程技术与地膜覆盖技术有机融为一体,希望达到再一步的技术革新,确保新技术对旱区农业节水作业的进一步改善[1]。 1.2某地区的玉米地膜覆盖农业机械工程技术应用 以某地区的玉米耕作为例,该地区整体上光温资源相当丰富,但年均降水量仅有317.9mm,蒸发量却达到2500mm,为年降水量的8倍左右,属于典型的半干旱地区。该地区由于受到春季干旱及早霜影响,所以在露地条件下玉米种植存在一定阻碍,难以成熟,在特别严重干旱年份还容易遭受大量的玉米减产甚至绝收问题。自2015年开始,该地区大力推广地膜覆盖综合技术,希望达到玉米旱作综合节水目标,到目前为止,该地区已经通过该技术覆盖了全地区32万亩的玉米耕种面积,并取得了良好农业成效。下文将主要介绍该地区利用地膜覆盖综合节水技术配合农业机械工程技术所实现的玉米良性种植过程。1.2.1精细整地技术玉米种植前的精细整地技术主要在春季进行,考虑到春季昼消夜冻问题,所以选择坡度为15℃~20℃左右的地块来进行扦插作物残留根及秸秆的情理工作,同时也要做到有效清理残留地膜和破碎田间土块,做到田间表面平整。1.2.2耕地覆膜技术利用大型耕地机械在春季昼消夜冻时期进行玉米农田的全面起垄覆膜,同时实施机械化复式作业,达到最大限度保墒目标。在机械设备操作过程中,要保证起垄覆膜中小垄的两面沟距离在40~50cm左右,而大垄两边沟则要保持间距在80cm以上,可以考虑在垄后两角位置各加入一个浮土器,进而提高覆膜技术效果及作业效率。在操作过程中,要保证地膜的宽度在1.2~1.5m左右,而厚度保证在0.01m左右。如此操作可以保证膜厚度保墒提温效果良好,且更利于残膜处理。一般来说,耕地覆膜技术要在春季4月中旬到下旬前完成,在覆膜之后利用打孔机配合细铁丝头为垄沟做成集雨渗水孔,确保播种过程中将无效降雨转化为有效降雨。再者,可以考虑利用改制后的铺膜机对玉米耕地进行W型沟垄雨铺膜,并同时在此基础之上来辅以高效立体化玉米作物种植模式,也能充分发挥农业机械工程的节水效应,大幅度提升耕地覆膜技术效率和旱地玉米种植效益。2016年,该地区全年采用了“旱地全膜双垄沟播”技术,其玉米亩产普遍达到900kg以上,其中核心攻关技术田亩产量更超过1200kg,实现了地方旱作玉米地膜覆盖综合节水与全程机械化、标准化高效生产双目标[2]。 2机械化深松技术应用分析 机械化深松技术目前是保护性耕作技术体系种的关键内容,它也是目前我国农业部与地方各省所重点推广的农业机械化技术。 2.1机械化深松技术的基本作用 机械深松主要利用不同动力机械配套设备来完成农田整地工作,做到土壤疏松、犁底层打破,实现对雨水入渗速度与数量的有效增加,同时做到径流及水分蒸发损失有效减少。考虑到机械深松只是松土而不是翻土工作,所以作业后也能确保耕层土壤不乱,拥有着相当小的动土量,非常适合于那些浅层土及不宜耕翻作业土壤的有效深松。在旱区耕作作业中,机械化深松的蓄水技术已经相当成熟,它能够做到有效改善土壤蓄水保墒能力,并大量接纳天然降水,甚至可以建立土壤水库,解决旱区农业生产中各种问题,以下具体阐述以下机械化深松在旱作节水耕作过程中的各项技术要点。 2.2机械化深松作业的技术要点 2.2.1作业标准阐述 一般来说,机械化深松作业的作业方式主要利用大型机械配合复式整地机组带深松铲来实现对土壤的深松与深翻作业。而在作业质量标准方面,则要求深松达到深、细、平、实4大效果。通常深松整地的实际深度都要达到30~40cm左右范围,且深松整地一定要做到土壤细碎和田面平整,确保没有漏耕、耕地深浅不一致(上实下虚)等问题的出现,要确保播种状态始终保持良好,以切实达到旱作保水保墒目标。 2.2.2作业技术要点分析 首先,机械深松作业一定要根据实际的土壤墒情、耕层质地来进行针对性调整,基本要确保耕层下无石头、树根等硬物,如果耕层质地条件合适,可考虑适当的深层深松,反之则要进行浅度深松。其次,要根据旱作节水作业季节来分析土壤含水量程度,如果土壤含水量相对较高且土壤相对较为粘重,如此地块是不适合深松的,更不能采取全方位深松作业,这样能够有效防止第二年耕作出现耕地坚硬板结垄条结构。深松深度要依据不同的耕作、节水目的和不同的土壤来展开并确定。比如说在渍涝地排水、盐碱地排盐洗碱方面,其机械化深松松土深度就应该保证在40~60cm左右为最佳。一般土壤耕层可以选择30~40cm的松土深度,且这一标准不能小于25cm,这样也有利于土壤水库的形成。最后,机械化深松作业主要提倡在秋季全方位展开,确保耕层深松具有一定深度,而夏季则主要以局部深松为主,不宜对大面积耕层进行整地深松[3]。 在旱作节水农业作业实施过程中,传统技术是存在一定局限性的,因此地方农业一定要做到敢于突破创新技术,基于传统技术基础上结合新技术,并配合农业机械设备来促进旱作节水作业的合理化,以达到最终的农业旱作的经济高产化成果。 作者:高云峰 单位:莱阳市河洛镇农机站 工程技术创新论文:机械工程技术创新思考 摘要:机械工程技术作为工业领域中不可缺少的生产手段,其有着举足轻重的作用,而且其还是提升国家经济水平的重要工具。然而,由于全球经济一体化的到来,国内工业面临着巨大的挑战与压力,所以想要让我国的机械工程企业在愈来愈激烈的国际市场中站稳脚步,就有必要全面认识和思考机械工程技术的创新。 关键词:机械工程;技术创新;思考 改革开放以来,国内的经济已经获得了前所未有的发展机遇,并表现出了十分旺盛的生命活力。特别是国内的制造行业,发展速度和规模相当可观。提升经济水平的基础是工业经济,同时,在工业市场竞争如此激烈的情况下,机械工程经济更起着相当关键的作用,在市场经济中有着不可忽视的影响力。现代化的机械工程是一门将自然学科理论和制造实践过程里的经验结合在一起的专业,其目的是主要处理和分析有关设计生产和装配应用修理环节中出现的问题。改善机械工程技术是国家经济水平提升的关键措施,机械工程是一个国家经济赖以发展的基础行业,是其它工程领域顺利开展的根本。 1机械工程技术进行创新的意义 在对机械工程技术进行创新的过程中,不但需要技术人员有充足、牢靠的相关专业基础知识和实践经验,还需要其拥有自主创新意识和创新能力。为了提高机械工程有关技术创新的工作效率,就有必要培训相应的创新型团队,所以,机械工程技术的创新,在一定意义上就是对团队的创新培养。特别是对于当前全球经济一体化的大环境下,国内机械工程行业的开展面临着不小的竞争压力,为了得到更多的发展机会,就需要正视这些问题,强化技术创新,不断吸收创新型团队,并对企业内部人员进行创新能力与意识的训练,从而把机械工程和智能化技术实现合理整合,全面推动国内机械工程行业的竞争能力,同时在技术创新的过程中得到更多的企业运营收益。 2机械工程技术创新的类型 (1)协作创新。联合不同企业,各个高校和相关的科研机构共同进行机械工程技术的创新,目前这种形式普遍应用到了各种新兴与高新技术的研发过程中。数据信息同享与工作效率保障是使用协作创新的关键基础,同时还需要更一步确定协作目的和有关规定,并且在机械工程技术创新探索中,每个参与方都必须要互相协作,积极沟通,遇到问题需主动协商,共同参加到技术创新的过程中,同时还应当采取恰当的措施来担负技术创新过程中潜在的风险。机械工程企业、高校与科研机构的协作创新形式,无论在国内还是在国际上,都是展开机械工程技术创新活动的关键形式。(2)借鉴创新。借鉴创新形式指的是经过对既有的机械工程技术实现仿制与革新的创新行为,即是对某些较早投入市场的机械制造品实现科学改造和创新。在机械工程技术的创新环节里,第一步需要针对借鉴对象的生产流程和工艺进行研究,对其中的技术实现正确剖析与把握,继而根据这些工作,加入原创性的改造,从而使原先产品的技术层次上升一个高度,让创新过的机械工程技术具备更强大的行业竞争能力。借鉴创新形式的使用不但能够节省一定程度的开发和有关的投资成本,还可以在很大程度上减少投资风险,然而借鉴创新形式也有着较大的技术依赖性。并且由于国内对知识产权保护程度的不断深化,和对有关权利保护制度的持续健全,想要利用借鉴创新形式来实现机械工程技术的创新,其难度愈来愈大。(3)独立创新。想要真正实现机械工程技术的创新,就必须要具有独立创新的精神和能力。而要进行机械工程技术的独立创新,需要有关行业内部不断进行技术研究与技术难关冲破,经过展开不依赖于外部技术的研究探索行为来得到具备完全自主知识产权的创新型技术,而该过程得到的技术研究成果通常都是有较高关注度的科学理论与技术发明,其有着相当巨大的影响力,并且也表示着其研究成果的作用在机械工程行业中是至关重要的。利用独立创新模式不但能够顺利脱离不断模仿、吸收外部技术的跟随性,还可以在很大程度上把握机械工程技术领域的主动权。 3机械工程技术创新应用 (1)机械工程仿真技术。伴随着国家科技水平的提升和计算机技术的快速发展,机械工程技术创新也需要跟上时代步伐,正确引进计算机技术,善于利用网络技术和仿真技术,这可以给完成机械工程虚拟化提供根本保证。在利用机械工程仿真技术的过程中,需要对虚拟仿真软件的科学使用给予足够重视,这对于强化机械工程技术的创新有着重要影响。仿真技术的使用不但能够给机械设计环节里出现的某些问题提供合理的处理方案,还可以适当的缩减制造品的生产期限。(2)机械工程集成技术。想要全面提升国内机械工程行业的生产水平,有关机构就必须加强对集成技术的研发和创新,经过融合与使用数据信息处理技术来辅助企业完成发展目标。在目标实现过程里,集成化技术关键是应用有关的科学方式来对企业制造要素进行重新组合,从而把其整改成另一个整体,且利用从宏观角度提升其经济收益来持续强化企业产品生产的实用性。(3)机械工程自动化技术。在机械工程技术创新环节里,需要关注科学技术和自动智能技术的科学结合,从而逐渐代替手工操控,推动机械工程创新自动化的顺利发展。并且自动化的使用还可以让机械操控更加准确和及时,在机械工程技术创新环节里遇到的某些突发性难题也可以被恰当地处理,减少事故的发生。 4结束语 我国的机械工程行业在国际上已经名列前位,然而其中的含金量并不乐观,需要从根本上对机械工程技术进行研究和创新,以此提升国内机械工程行业的真正水平。机械工程技术水平能够体现一个国家的经济发展的真正实力,然而只能说我国是第一机械工程大国,却谈不上强国。强化机械工程技术创新能力,不断调整产业结构,提高机械工程行业的核心竞争能力与品牌效益,是国内机械工程行业发展的当务之急。 作者:张利 单位:广东理工学院工业自动化系
生物技术论文:关注现代农业生物技术发展的新趋势 在当今世界各国纷纷建立以基因为核心的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其核心就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 生物技术论文:现代生物技术在中药现代化中的应用进展 【摘要】 生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域,在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中发挥着极大的作用。 【关键词】 生物技术;中药现代化;应用;综述 中医药学是我国在自然科学领域最有特色的学科之一,中药现代化就是将传统中医药的优势和特色与现代科学技术相结合,把中药推向国际化。生物技术作为一种综合了生命科学与多种现代科学理论与研究手段的高技术,在21世纪将对生命科学的各个领域产生十分深远的影响。 1 生物技术在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中的应用 生产具有国际竞争力的现代中药,其前提是有高质量的中药原料。现代中药必须严格保证所用的药材原料无污染,农药残留和重金属含量在十分安全的范围内,药效物质基础的含量稳定、可靠并有严格的质量标准。我国中药资源达1.2万余种,这些中药材中部分涉及到珍稀濒危物种,因此对珍稀濒危中药材的挽救、保护与合理利用迫在眉睫。迁移珍稀濒危动、植物至饲养地和植物园是保存物种的重要方法,建立相应的基因库用于保存动植物的基因,考察物种的变异具有重要意义。 就中药材栽培而言,GAP的实施已成为业内共识。基因技术在这方面正在逐渐发挥重要作用,如中药材优良品种选育、道地性药材遗传特征分析、抗性基因的转基因药用植物等。 应用RAPD技术对南北苍术间的差异进行了分析,认为苍术的道地性是在遗传和生态两因素长期复杂作用下形成的遗传和化学成分有稳定差异的居群[1];李萍等将5srRNA基因间区序列的变异用于对金银花药材道地性的分析[2]。有报道用转基因植物可生产外源基因编码的产物(如a栝蒌素、干扰素等),随着表达效率的提高和受体植物范围的不断扩大,将有可能在传统中药材中加入有用的新遗传特性,增加植物的抗病能力等,这将为中药材的绿色栽培奠定良好的基础[3]。 2 细胞工程技术为中药人工资源的开发提供了有效途径 作为中药和天然药物发挥药效活性的物质基础,天然活性成分往往含量很低,而天然野生资源随着药物的开发利用储存量不断下降,其原料来源能否满足批量化生产的需求,是所有天然创新药物开发所面临的重大难题,也是高水平中药能否广泛应用并走向世界的瓶颈。因此,针对特定有效成分或组分生产的中药人工资源开发生产技术引起了研究者的极大关注。为合理利用其资源,可利用生物技术的方法和手段进行一些珍稀濒危品种的快速繁殖,研究其在自然或人工控制条件下个体更新的速率及规律等,如石斛试管苗的快速繁殖。 发酵工程利用生物细胞在人工条件下的快速增殖与次生代谢产物的产生,为人工资源的生产提供了技术平台。目前,以冬虫夏草菌发酵生产的菌丝体及产物已形成产业化规模,并有相应的下游产品畅销。 以微生物、植物、动物细胞为反应器,进行天然活性物质的生产和加工,也已引起研究者的极大兴趣,以此推动的天然产物的生物转化和生物合成研究与开发,在国内中药研究和开发中的作用正为更多的研究和生产部门所重视。许建峰[4]等利用高山红景天培养细胞生物转化外源酪醇生产红景天苷。紫杉醇作为一种作用机理独特的天然抗癌药物,自发现以来受到了人们的广泛重视,但其在植物红豆杉中的含量极低,而红豆杉生长缓慢,资源匮乏,因此严重限制了紫杉醇的进一步开发应用。为此,近年来各国科学家在寻找及扩大紫杉醇的药源途径上进行了大量的工作。甘烦远等对紫杉醇的研究进行了综述,通过两篇综述所反映出的研究内容可以看出为解决紫杉醇的资源问题。全世界的科学家分别从筛选高产红豆杉栽培品种、微生物生物合成、化学合成、生物合成途径探索、生物合成关键酶的发现及其基因表达等多途径进行资源研究,而这些研究中生物合成与生物转化技术起着极为重要的作用。 3 酶工程是中药活性成分生产追求的最佳技术手段之一 就疗效确切的单一天然活性成分而言,能够通过工业化生产获得天然结构复杂的单一产物是人们追求的目标,但天然化合物结构复杂,常有多个不对称碳原子,合成难度较大或合成条件苛刻;而酶工程为这类成分的获得提供了新的途径。如金东史等利用酶转化方法将人参中的主要皂苷成分转化成含量只有十万分之几的人参皂苷Rh2,并达到了月产30kg的生产规模[5]。 4 生物技术为提高中药品质评价水平提供了新的实验方法 中药材是中药研究开发的基础,基础的质量标准无法控制,以后的研究和开发均属无本之木,其质量标准的制定也就失去了意义。中药材的质量控制主要应包括两个方面的内容,一是品种的控制,主要是解决真伪的问题。其二中药材的有效物质是次生代谢产物,其积累主要与其合成关键酶的表达及表达量等有关。因此建立合理中药材的生产和质量评价体系将对中药现代化尤为重要。 基因分子标记技术在中药品质评价中的应用,使中药材鉴定的方法从传统的形态表征分析推进到对生物遗传物质的分析。在中药的分子鉴别研究中目前主要有以下一些方面:(1)基于PCR方法的DNA分子标记技术,如RAPD、AFLP等;(2)基于分子杂交的DNA分子标记技术,如RFLP;(3)基于DNA序列分析的分子标记技术,如DNA直接测序法、PCRRFLP法[6]。利用这些基因鉴别方法对了解和分析药用动(植)物的遗传特性、基因与药材产地、化合物积累的相关性等均具有重要意义。 5 生物技术为中药和天然药物新药研究与开发提供了新的工具和途径 中药新药的研发是中药现代化和国际化的关键,要研制符合国际标准规范的现代中药,应用现代先进的科学技术势在必行。 5.1 生物芯片为中药新药分子水平的机理研究提供依据:中药鉴定基因芯片,可以对中药材的产地、质量进行鉴定;可以搞清楚中药作用的分子机理,筛选出中药有效成分。 5.2 生物转化及生物组合化学为以天然活性成分为先导化合物发现新药提供了新的思路与方法:生物转化技术可以弥补化学合成的不足,1997年Khmelnitsky利用盐活化生物催化剂脂酶,成功地在有机相中进行了紫杉醇系列衍生物的生物合成。由此可见,生物转化技术在以天然活性成分为基础的创新药物研究与开发中具有重要的意义。 5.3 生物技术为天然微量活性成分的生产提供了新的技术平台:中药中微量高效成分的研制开发一直是困扰医药产业界的核心问题,利用定向生物转化技术可将天然药物中的高含量成分转化成微量高活性成分,因此大大提高微量成分的含量,使其达到产业化的要求。如研究发现多种微生物能定向地将含量较高的喜树碱转化为10羟基喜树碱。丁家宜等利用人参毛状根成功地实现了对羟基苯醌生物合成天然熊果苷。 5.4 物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰:天然活性成分的研发中还有一个 难以解决的问题,即天然活性成分常常体内外药效学活性差异较大,其中一个重要因素是其在体内吸收不好,导致生物利用度太低。利用生物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰,对提高这类成分的生物利用度,进而实现产业开发具有重要意义。 综上所述,生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域,虽然大多数研究尚处于起步阶段,但其影响正在不断扩大,所显示出的潜在社会价值和经济效益也日益得到重视,生物技术将深入到中药新药研制的各个环节。正确利用现代生物技术合理地解决中医药现代科学研究和产业开发中的重要问题,必将有力地推动我国的中医药现代化和国际化进程,为加入WTO后的中国民族产业的国际竞争注入活力。 生物技术论文:生物技术在未来农业中的角色 一、生物技术给农业带来的益处 广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。 生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。 生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。 生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。 生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。 在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。 生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。 同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。 二、生物技术带来的不利 从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。 生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。 生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。 另一个令人担心的是:转基因植物、动物、微生物脱离当地农业生态系统所造成的危害。许多有意或无意的动植物引起当地严重的生态问题。最明显的例子是澳洲引进的兔子。1500年以来,世界各国动植物的交流,有些已成为当地的有害动植物。至于转基因作物脱离当地农业生态系统后有可能引发:第一,转基因作物使自生作物成为严重的杂草问题;第二,转基因作物通过杂交后产生杂种;第三,转基因作物影响食物安全。任何一种转基因作物都存在对生态环境产生冲击的可能性。 未来20年,随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。 生物技术论文:浅论现代生物技术发展带来的伦理问题 生物技术是一门由多学科综合的新兴科学,就生物科学而言,它包括了微生物、生物化学、细胞生物学、免疫学、育种学等几乎所有与生命科学有挂的学科,特别是现代分子生物学的最新理论和成果更是生物技术发展的基础。随着生物技术的发展,人们可以对生物体进行不同层次的设计、控制、改造或模拟,产生巨大生产力的同时,也带来了生物物种伦理的问题,引起了人们的高度关注和深思。 论文关键词:生物技术;伦理问题;思考 21世纪是生命科学的世纪,生物技术的发展对人类和社会的影响深远。而生物技术引发的伦理问题,已成为世界的焦点议题。如何合理的应用生物技术造福人类和社会,是众多学者和科学家急需解决的问题。 一、现代生物技术研究的新进展 进入21世纪,生物技术正处于发展成熟阶段,生物技术的应用已经渗透到我们生活中许多与生物无关的角落。生物技术的发展至今已经揭示了许多生命现象的本质及其规律,但生命现象极其复杂,目前仍有许多课题有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干细胞、转基因食品、人类基因组计划、组织工程等研究和实际应用等领域取得了成果。 (一)克隆技术。克隆原意是无性繁殖,即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系,该细胞系中每个细胞的基因都是相同的。克隆技术首先用于动物,动物克隆就是通过无性繁殖方式,由动物细胞产生的遗传形状相同的动物个体。克隆羊多莉是首例克隆成功的动物。动物克隆为我们进一步揭示生命的奥妙及人类的自我认识展现了全新的视野。 (二)胚胎干细胞。干细胞是生物体在生长发育过程中起“主干”作用的高度未分化细胞,它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞分为三大类:全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。全能干细胞之所以全能,是指它可以分化成人体全部细胞类型,进而构建心、肝、肾、肺等多种组织和器官,最终发育成一个完整的个体。全能干细胞再进一步分裂、分化中又形成了各种多能干细胞。多能干细胞具有分化为多种细胞组织的潜能,但是却失去了发育成完整个体的能力。 (三)转基因食品。转基因食品是利用生物技术将某些生物的基因转移到其他物种中去,从而改造生物的遗传物质,使其在性质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或以这种生物为原料,加工出来的食品都被称为转基因食品。转基因食品在欧美应进入人们的日常生活中。有资料表明,在欧洲,玉米钻心虫每年要毁坏4000万吨玉米,占世界玉米总产量的7%,但是如果把分离出来的抗钻心虫基因植入玉米中去,就可培育出抗虫害的玉米,这种玉米就是转基因食品。 二、现代技术发展引发的伦理问题 (一)关于克隆人的争议。从“多莉”羊的克隆成功,待几年来其他克隆动物的尝试,克隆技术正不断发展。目前科学界把对人体的克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆。科学界和伦理界对治疗性克隆普遍支持。但生殖性克隆,即克隆完整的人则遭到很大的抵制。克隆人给伦理道德方面带来了巨大的冲击,对现有的社会关系、家庭结构造成了巨大的冲击。另外,克隆人的身份难以认定,使人伦关系发生模糊、混乱乃至颠倒,进而冲击传统的家庭观以及权利与义务观。 (二)胚盘干细胞研究中的生命伦理问题。由于胚盘干细胞的制备是离不开人类卵子、胚盘以及克隆技术的,而卵子与胚盘在一些不同的国家和宗教界被视为是生命的起源,与活着的婴儿没有什么不同,所以在许多国家是被严格禁止的。坚持认为可以用人类胚胎做实验的人认为:1、早期胚胎仅是一团细胞,尚难称其为人的一条生命,从胚泡内细胞培养成人的胚胎干细胞,并没有杀死细胞,只是改变细胞的命运;2、培养胚盘干细胞是用于治疗现在还无法治愈的组织坏死性疾病,让病人恢复健康,完全是合乎人类伦理道德。 (三)转基因食品的潜在危险。对转基因食品发展有两种态度:支持者极力宣传其带给人类充足的粮食和新型抗病虫策略;反对者则强调人为地用基因技术改变神武,会给人体健康和环境带来危害。基因表达调控是个复杂的生命现象。目前,人类对基因的活动实施了解还不够透彻,还没有十足的把握控制基因中组后的结果。1993年英国的一份报告列出了一些人们对于转基因食品应用的来努力方面的主要担忧:1、人类基因转入食品动物,如将人类基因因子与凝血的蛋白质的基因转入绵羊中;2、某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动物中,这可能触怒犹太人和穆斯林,列入将猪的基因转入绵羊;3、动物基因转入植物中,可能会引起一些素食者的特别关注。 三、现代生物技术发展存在的伦理问题对策 现代生物技术的飞速发展,引发诸多伦理问题,发人深思。为了促进生物技术的和谐发展,应采取相应对策和措施。科学预言,21世纪是生物技术发展的黄金时期,全国普及大众伦理学知识尤为重要,设置伦理学咨询机构,利用各种媒体宣传伦理学知识,增强大众的伦理学意识,提高全民族的整体伦理水平。同时,我们还应改变传统伦理观念,发展中国特色的生命伦理学。总体上,生命伦理学应和国际生命伦理学保持一致,但又要保持中国的特色。另外,培养生命伦理专业人才,解决人才匮乏的局面。生命伦理学的发展任道重远,生命伦理学人才匮乏问题需要解决,设置生命伦理学专业,加快专业人才培养规模势在必行,特别应注重研究生、博士生的培养。 四、结语 现代生物技术的高速发展再给人类和社会带来积极影响的同时,必然会出现各种各样的问题。其中,导致的伦理问题尤其受人们的重视。我们应该正确看待这些问题的发生,并应用学习的科学知识尽力将其引导到好的方面发展。因此,我们任道而重远,希望通过我们的努力使现代生物技术应用给人类带来更多的实惠。 生物技术论文:医疗器械方面的生物技术 1功能性生物材料 组织损伤的情况不同,使用的胶原材料也有较大的区别,如骨组织损伤进行修复时,一般使用脱钙的骨胶原(DBM);肌肉、皮肤或者外周神经损伤,进行修复时一般使用胶原膜(CM);如果属于中枢神经损伤需要修复,则应使用有序的胶原材料(LOCS)。 另外功能性胶原生物材料对于不同的组织损伤的再生有良好的效果,包括CBD-PDGF,其能够活化胶原膜,使得皮肤组织能够再生修复;CBD-BMP-2的作用在于活化脱钙骨胶原DBM,使得骨损伤得到修复;CBD-BDNF对于有序的胶原材料LOCS有着良好的活化作用等。 2生物技术运用于心血管器械方面 生物技术运用于心血管方面,主要是利用天然的组织修复身体的病变部位,或者使用选择性的合成材料代替病变组织,具体的运用分为以下几点: (1)在生物技术研究的初期,医疗器械的的适用范围较小,一般是人体生命垂危时才会使用。近年来医疗领域在植入性合成聚合物的研究方面逐步深入,且研发了各种心脏的辅助器材; (2)心脏瓣膜的发展,使得生物瓣膜、机械性的修复瓣膜得到了广泛的使用,每年将瓣膜植入身体的人群数量逐年增加,常见的瓣膜类型包括嵌入盘、嵌入球、倾斜盘等; (3)永久性植入心脏的辅助装置、临时性植入心脏的辅助装置、人造心脏等,也逐步获得了较好的效果,该类装置能够使得衰竭的循环系统或者心脏保持基本的正常功能,且能够有效减少心脏负担,优化心脏的供氧情况; (4)血氧发生器也属于该类器械,其主要分为膜型、鼓泡型、空心纤维型等不同类型。 在氧发生器的开发方面,模型氧发生器是最为关键的技术,该氧发生器与人体吸气过程中的生理条件极为接近。如果人体的血液的功能由于疾病而减低,可以利用相应的的PVC、PTFE玻璃纸等生物材料制作成膜式氧合器没维持机体的功能正常。 3生物酶的运用 生物酶在医疗器械的运用主要是清洗器械,在自动清洗剂中添加适量的生物酶,其对于医疗器械上多种污渍生物酶的清洁效果十分明显,包括血渍、蛋白质污渍生物酶等。由于上述物质会限制微生物与灭菌因子的接触,需要该类技术进行彻底的清洁。利用生物酶将医疗器械进行浸泡,时间为三分钟,其即会将把污渍分解成细小的碎粒,脱离物品的表面,医疗器械得到彻底的清洗。该生物酶清洁医疗器械,优点在于清洁效果良好,不会对器械产生腐蚀,且能够使得器械的使用寿命更长。 生物技术论文:生物技术制药实验教学的改进 【摘要】生物技术制药是一门发展日新月异的综合性应用学科。本学科实验技术要求较高、但是实验教学相对滞后,尚需改进。教师在实验教学过程中通过突出理论教学中的实验内容、预习以往的实验技术、重点突出制药工艺密切相关的实验、以及加强各种实验技术的相互结合等多种改进方法,可以达到加强实验教学、提高学生专业素质的目的。本文介绍上述几种实验教学改进方法在生物技术制药教学中的应用以及一些个人体会,从而提高教学质量。 【关键词】实验教学 生物技术制药 生物技术制药是一门集生物学、医学、药学基础理论和先进技术为一体综合性学科,同工业生产联系紧密。自1971年世界第一家生物技术制药公司(Cetus)成立至今,现代生物技术制药已走完了近四十年的路程,已有近百种生物技术药品陆续完成临床试验,投产上市。二十一世纪又将是生物技术制药蓬勃发展的重要历史时期。但是,同生物技术制药产业形成巨大反差的是生物技术制药的基本知识普及较差,教学活动相对滞后。虽然国内已有数十家高校开展生物技术制药课程,普及相关的基本知识,培养生物技术制药专业人才,但是教学效果并不十分令人满意。造成上述问题的主要原因是由生物技术制药学科本身的特点所造成的。生物技术制药是一门综合应用学科,实验技术所占比重较大。而相关技术,像分子生物学、免疫学、药物化学等基本技术已在上述学科教学中有所涉及。这就造成相应的实验技术在生物技术制药教学中的脱节。学生相关的基本技术已经了解,但是同生物技术制药的具体内容联系不上,更无法谈到后期的产业化应用。所以,在生物技术制药教学中应该重视实验教学,在实验教学中应该重视同药物生产的联系。为了实现上述目标,我们可从如下方面着手。 1 理论教学中强调相应实验方法的基本原理、影响因素及注意事项 生物技术制药是一门应用学科,所以在理论教学中也要体现“实用”这个原则。生物技术制药主要分为基因工程制药、抗体制药、酶工程制药以及后期的发酵工艺和纯化工艺。由于是一门产业化的综合工程,所以涵盖内容多、涉及面广,每个分支工程都可以作为一门独立学科。在实际的教学中,对于刚刚入门的大学本科药学专业学生,让他们在较短时间内掌握一门制药工艺的基础理论和基本技术不切实际。所以在实际教学中,我们可以从浩如烟海的基础理论中精选出同各种主要工艺密切联系的实验方法作为教学重点,结合多媒体手段主要阐述相应方法的基本原理、影响因素及注意事项。比如讲述基因工程制药的基础知识时,我们可以重点讲述基因工程制药的基本原理、影响因素及注意事项。其基本原理可以用分、切、接、转、筛这五个字进行概括,简单明了、便于记忆。同时结合动态的flash课件加深学生的感官印象,便于理解。学生会在短时间内对基因工程制药的基本原理有一个简明的概念。当讲述基因工程制药的影响因素和注意事项时,我们可以联系平时药物的生产过程。比如阐述诱导程序对基因工程药物产量的影响时,我们可以介绍工业生产中采用高热气体瞬时升温,这样可以避免大量热休克蛋白的产生,利于提高目标蛋白的产量和后期纯化。同时结合常人洗澡时,高温造成体内热休克蛋白增加这一事实加深学生的理解。这样既可以使学生从浩如烟海的枯燥理论知识中摆脱出来,增加学生的学习兴趣,还可以为后期的实验教学做好铺垫,一举两得。 2 实验教学前预习已往的实验技术 预习是诸多教学中的基本环节,生物技术制药实验教学中的预习尤其重要。由于生物技术制药所涉及的很多技术,比如分子克隆操作、杂交瘤制备、细菌发酵培养等都是分子生物学、免疫学或者细胞生物学的基本技术,所以在生物技术制药的实验教学中其基本原理和基本技术将不会赘述。但是很多学生对其相关内容掌握不够,这就造成在讲述生物技术制药实验时,学生对以往知识未免生疏,而对新知识又疏于理解。所以在进行生物技术制药的实验教学前,应该对以往学过的相关技术的基本内容进行简要复习,巩固学生对相关知识的理解,同时也起到导课的作用,利于后续药物生产相关实验教学的开展。比如当讲授发酵工艺这一部分时,我们可以预先复习一下细菌的基本特性、生长周期、生长代谢特点等一系列微生物学知识,这样既引起学生的共鸣、复习以往知识,还可以很自然的过渡到发酵工艺学教学部分,讲述发酵工艺学的基本原理以及诸多对细菌发酵的影响因素。可见预习对生物技术制药的实验教学至关重要。 3 重点学习同各种制药工艺密切相关的实验技术 同理论内容一样,生物技术制药涉及的实验内容同样庞大。在平时的实验教学中同样需要精挑细选,重点突出。介绍每一分支的制药工艺时,精选1到2个主干的实验技术,这样既为学生理清生物技术制药实验教学的脉络,还可以使绝大部分学生在有限的教学时间内对生物技术制药的实验操作有一基本了解,达到教学目的。而素质较好的学生还可以此实验教学为主干,继续进行扩充学习。 4 注意各种实验在生物技术制药中的横向联系,相互结合 实验教学的最终目的是为了加强对相关知识的理解,从而更好的应用于实践。而实际的生物制药往往是众多生物制药技术的有机结合,单独的一门技术无法完成从药物生产到后期的鉴定这一综合过程[4]。这就需要我们在掌握各种实验技术的基础之上,了解各项技术的适用范围、优势和劣势,从而能够在实际的药物生产过程中将各项技术有机结合、灵活应用。这一概念我们在实验教学之初就应灌输给学生,使他们在掌握知识过程中有针对性的思考,去发现问题、解决问题,加深对知识的理解。比如进行生物药物纯化工艺的实验教学时,我们重点介绍各种纯化技术的原理、适用条件以及操作技术,同时提醒学生高质量的纯化效果需要各种纯化技术的有机结合。常规实验教学完成之后,我们将会增加各种纯化技术的结合应用这一部分。让学生合理应用已经学过的各种纯化技术设计实验,分离相同的目标蛋白。最后对比不同设计方案的纯化效果,组织学生进行讨论。这样既能培养学生的动手能力和统筹能力,又能加强学生对相关纯化技术的理解和应用,使其在未来工作中更有竞争力。可见各种实验技术的相互结合是生物技术制药从实验教学到实际应用的一个重要环节,是培养学生实际动手能力的一个必备手段。 总之,生物技术实验在生物技术制药教学中占有十分重要的地位,通过突出理论教学中的实验内 容、预习已知的实验技术、重点学习制药工艺密切相关的实验、以及加强各种实验技术在生物技术制药中的相互结合等多种方法,可以达到培养基础牢、素质高、能力强的生物制药专业人才的目的。 生物技术论文:对生物技术自动化生产的研究 1材料与方法 1.1主要试验材料江苏洋河酒厂股份公司制曲车间提供的已粉碎的成品大曲。1.2主要试验设备恒温振荡摇床;霉菌培养箱;离心机;恒温振荡水浴锅;圆盘制曲机;PCR扩增仪;智能蛋白质多维纯化系统;分子筛;凝胶成像分析系统。1.3试验培养基培养基:细菌培养基、放线菌培养基、酵母培养基、霉菌培养基。微生物的分离参照文献[5]的方法进行。1.4蛋白质的纯化、酶活参照文献[6-8]的方法。 2结果与讨论 2.1洋河传统大曲中的微生物体系经过多级富集、分离、纯化与鉴定,并将从洋河传统包包曲中分离得到的主体微生物与文献报道的传统浓香型大曲中的主体微生物进行了比较,结果见表1由表1可知,洋河包包曲中的主体微生物与报道的浓香型大曲主体微生物存在一定差异。这主要归结于传统浓香型大曲,其制曲“顶火温度”一般不超过60℃;洋河大曲虽然是浓香型大曲,但为了达到突出绵柔风味的目的,酿酒使用的不是严格意义上的浓香型中温大曲,而是中高温大曲,其制曲“顶火温度”可高达58~62℃。当然,这也与洋河酒厂当地特殊的自然环境有一定关系。2.2洋河传统大曲中的主体水解酶系通过对本厂传统大曲进行多样检测分析,确定其主体酶———糖化酶、液化酶和酸性蛋白酶的活力,并与检索得到的酱香型与清香型酒用曲进行比较[9-11],结果见表2。表2将洋河酒厂传统大曲主体水解酶系与报道的酱香、浓香与清香酒所用大曲进行了比较。可见,3种类型大曲随着制曲品温的升高,成品曲的糖化酶和液化酶活力明显降低,而酸性蛋白酶活力具有明显上升的趋势,浓香型曲的酶活均位于清香型大曲和酱香型大曲之间。由于洋河酒厂大曲“顶火温度”在60℃左右,占顶火时间可达6~8d,最终使成品曲糖化酶活力大大降低,液化酶和酸性蛋白酶活力也较浓香型大曲低。本厂大曲总体水解酶活力低于浓香大曲的平均水平,尤其是糖化力与酸性蛋白酶。与此同时,前期的大量研究表明,酸性蛋白酶活力对酒体有显着影响。所以,进一步提高与优化大曲水解酶活力是下一步研究的重点。2.3现代大曲工艺主体微生物的确定通过对传统大曲主体微生物和酶系的研究,本研究确定了3株霉菌、3株细菌、2株酵母作为主体微生物,表3列出了所使用的8株菌及其生理学特征。大曲是一个含有多菌系、多酶系与复杂香气物质的整体。正如之前报道的一样,大曲中的微生物常常是一种菌产多种酶、多个菌产一种酶、多个菌产多种复合香气。因此,在得到理想水解酶的同时,要赋予现代大曲同样复杂的香气物质,必须采用多菌种发酵工艺。而多菌种的纯种培养工艺还是要与传统大曲生料发酵工艺相结合。2.4现代大曲生产工艺在对传统制曲工艺进行深入的探索与分析后,结合现代生物技术,经过多次反复的试验与论证,最终确定采用90∶10的制曲配方,以及免压曲、免翻动的多菌种混合生料现代制曲工艺,大曲培养时间为9d,得到了较为理想的中试结果。将中试曲样检验指标与本厂传统包包曲的检测指标进行比较,结果见表4。由表4可知,现代制曲工艺排除了传统制曲中压曲和翻曲等繁琐而劳动强度大的工艺,避免了环境对产品质量的影响,并将制曲周期缩短到9d,而且各项指标都达到或优于传统大曲。图1是传统曲与小试现代曲的照片。从图1可知,生物曲菌丝相对于传统曲更为饱满,这主要是由于生物曲内在未经压曲的条件下,拥有更多的空间供菌丝生长的缘故。同时,在较短的时间内,生物制曲工艺使曲香达到了令人满意的程度。该中试的成功,使我们对传统大曲的制备工艺有了更为深入的认识,也为现代制曲项目的推进奠定了坚实的数据基础和理论基础。 3总结 大曲传统发酵工艺周期为4个月,消耗大量的人力物力,由于外界菌系随季节变化较大,产品质量受多种因素影响,不易控制,致使大曲产品质量不稳。利用现代生物技术,实现大曲生产机械化、自动化和信息化是目前大曲生产的发展方向和必经之路。本项目在传统大曲工艺的基础上,通过对影响其品质的微生物体系、多酶体系及其成香机制的研究与验证,将现代纯种培养生物技术与传统生料发酵工艺相结合,缩短了生产周期,实现了大曲生产的连续可控化。该项研究成果的推广无论是对提高大曲生产效率,还是对推动白酒行业科技进步都具有深远的意义。 生物技术论文:生物技术在未来农业中的角色 一、生物技术给农业带来的益处 广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。 生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。 生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。 生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。 生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。 在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。 生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。 同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。 二、生物技术带来的不利 从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。 生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。 生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。 另一个令人担心的是:转基因植物、动物、微生物脱离当地农业生态系统所造成的危害。许多有意或无意的动植物引起当地严重的生态问题。最明显的例子是澳洲引进的兔子。1500年以来,世界各国动植物的交流,有些已成为当地的有害动植物。至于转基因作物脱离当地农业生态系统后有可能引发:第一,转基因作物使自生作物成为严重的杂草问题;第二,转基因作物通过杂交后产生杂种;第三,转基因作物影响食物安全。任何一种转基因作物都存在对生态环境产生冲击的可能性。 未来20年,随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。 生物技术论文:农业生产生物技术 1植物遗传工程 目前的植物基因工程可通过生物载体细胞注射、基因枪高速细胞子弹轰击等技术向几乎所有的植物输入外来植物基因。以前导入植物体的外源基因只限于外源报告标记基因,抗卡那霉素和抗潮湿链霉素基因。最近已导人了BUR等抗除草剂基因、镶嵌病毒外壳基因、鸡蛋蛋白基因、豆血红蛋白基因和谷酞胺酶合成基因。此外,抗病、抗虫基因的导入也有所报道,对于控制单宁合成的酶基因已被克隆。 目前关于植物—病原物相互关系的分子生物学研究主要着眼于病原物基因工程,即从病原菌中或植物本身克隆制备出致病基因与调节基因,以及获得病原物的特异性DN段用于病原分类及病害检测。 自1986年首次获得能抗烟草花叶病毒的转基因烟草植株后,目前已利用基因工程获得许多抗病毒植株,如抗花叶病毒首楷,抗花叶病毒黄瓜,抗X病毒和Y病毒马铃薯等。 生物诱导广泛应用于植物对真菌、病毒及类病毒、细菌等病原物抗性的诱导,在烟草、黄瓜、西瓜、甜菜、马铃薯、小麦、苹果、番茄、棉花、水稻等诸多植物中已见报道。生物诱导包括:用非病原菌诱导,用异种病原菌诱导,用弱致病力菌株诱导,用热杀死的病原菌诱导等方法,诱导对病原菌的抗性。 生物技术创造了越来越多的基因植物,如消除了腐烂基因的耐贮存番茄,抗病虫害长颈南瓜,抗虫害转基因土豆,抗棉铃虫棉花,抗白叶枯病转基因水稻等等。 植物细胞工程包括茎尖脱毒、快速繁殖、花药、小抱子培养、染色体工程、单倍体育种、原生质体培养、细胞融合等技术。 植物细胞融合技术可克服远缘杂交中的不亲和障碍,更加广泛地组合起多种植物的优良遗传性状,从而培养出理想的植物新品种。脱毒快速繁殖技术在经济作物、花卉、果树上应用效益显着,快速繁殖成功的植物已有四百多种,其中甘蔗、菊花、康乃馨、草萄、兰花等等已投入生产。 在作物育种方面,用花药培养和染色体工程育种等技术与常规育种技术结合的方法已培育出许多具有特殊抗性、耐性的优良新品种,利用花药培养技术获得纯合基因型已在小麦、水稻等谷类作物上广泛应用。以原生质体培养再生植株方面,近几年内取得了突飞猛进的进展。一些作物如赤豆、大豆、刀豆、棉花、油菜等重要经济作物已成功地从原生质体再生成植株,特别是一直认为难以培养的禾谷类,如水稻、大麦、小麦、谷子、高粱的原生质体培养都已相继突破。木本植物成功的例子也逐渐增加。药用植物与真菌原生质体培养的进展也十分迅速。以上的成就,为利用原生质体的遗传操作改良农作物打下了坚实的基础。 利用原生质体融合获得体细胞杂种,最近又研究出了利用卡那霉素和潮湿链霉素的抗性互补来选择杂种细胞的方法。中国在单倍体研究上一直处于国际领先水平,原生质体培养及细胞融合研究也趋于国际同类研究水平。 2动物遗传工程 动物细胞培养中胚胎移植(ET)技术对提高动物的生产率和繁殖力有重要意义,世界范围内已加以多方面的研究利用。ET技术已在兔、马、猪、牛、羊等动物上相继成功,但只有牛的ET技术达到了非手术利用阶段,所以牛胚胎移植进入商品化,在美国、加拿大、日本等国推广较大。日本已利用ET技术扩繁可提供精子用于人工授精的种公牛,1992年全日本的奶公牛有8。%以Erf分娩育成。通过ET技术可使母牛分娩双胞胎或多胞胎,这种一胚多产的核移技术在日本已获成功。 中国的单克隆抗体研究始于八十年代,至今已研制成功几干种单克隆抗体应用于畜禽疫病。在禽畜的性状选择育种上,采用DNA指纹鉴定技术识别DN段可加速选择过程。 微生物工程的微生物农业和微生物开发,部分解决了养殖业的饲料问题。用微生物发酵生产单细胞蛋白饲料,在前苏联年产量约为130万吨,美国年产80万吨;以米糠为基础,添加含杆菌、链球菌、酵母菌等微生物作为饲料添加剂喂养猪、牛、鸡,能够分解禽畜粪中的有害气体,减少环境污染,提高饲料吸收率,提高肉、奶产量。此外,近年来通过生物技术在食用菌的遗传育种学上获得了广泛的重视。通过原生质体培养,用PEG法和电场诱导法为诱导突变体和远缘杂交开辟了一条新的途径,涉及的菇种有香菇、平菇、金针菇、木耳、草菇等。 3生物固氮 菌根菌对植物生育的促进作用近年来逐年受到关注。菌根菌的菌丝可以帮助作物根毛吸收范围更大的土体中的移动速度缓慢的磷酸盐离子和钾离子。VA菌根菌不但可以改善土壤环境,促进作物对养分的吸收,而且对抗御作物的某些土传性真菌病害具有十分重要的作用。 VA菌根真菌与根瘤菌双接种对绿豆、蚕豆、花生、大豆等作物具有良好的生长效应。科学家对豆科植物-一根瘤菌共生固氮的研究从经典的生态学、生理学和遗传学研究步入了分子生物学领域。在根瘤菌方面,已确认有结瘤和固氮两个基因组参与完成共生固氮作用。 4生物防治 由于地球环境日益恶化,生物防治植物病虫害的方法受到重视,生物防治包括天敌防治和微生物制剂防治。微生物制剂包括细菌制剂、病毒制剂和真菌制剂。细菌制剂以苏云金杆菌(BT)为主。现在全世界已有60多种BT制剂工业化商品,能有效防治150多种鳞翅目害虫,年产量达8000吨左右。BT杀虫剂与其它微生物农药相比,具有选择性高、混用性强、毒力强、速效、无污染等优点,因而广受欢迎。植物细菌杀菌剂是以放线菌类的链霉菌属为基础制成的,防治菜豆、大豆和其它作物的细菌病害,可使细菌病害感染率下降7。%。目前正进行基因筛选组合,以制出广谱新菌种,获得BT基因导入植株中培养出抗病虫植株。利用目前的优良菌种,培育出不产芽抱,只产晶体的高效菌株是正在开发的新技术。 病毒生物制剂是以核型多角体病毒(NPV)的颗粒体病毒为基础制成的,目前已生产出防治甘蓝夜蛾、棉铃虫、黄地老虎、美国白蛾等害虫的病毒制剂。真菌生物制剂中有蜡蚁轮枝菌制剂用于防治温室白粉虱;白僵菌制剂防治马铃薯甲虫和温室烟蓟马;座壳抱菌制剂防治黄瓜温室白粉虱;木霉菌制剂防治根腐及其它植物病害; 单端抱霉素防治黄瓜白粉病;腔蠢盘抱剂防治白粉病等。 随着生物技术的发展,农业对生物技术日见倚重,到2000年,运用生物技术和其它增产措施将占世界粮食增产的5/6,农业中出现的问题最终也将由生物工程来解决。 生物技术论文:注意现代农业生物技术发展的新趋势 在当今世界各国纷纷建立以基因为核心的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争!夺,其核心就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 生物技术论文:现代生物技术伦理价值冲突的哲学思考 对科学和技术做整体评价,简单地断言它是天使或者魔鬼,都容易陷入某种片面性。对于不同境遇下具有不同需要的主体而言,科学和技术具有不同的价值和意义。对于科学和技术研发、运用的具体问题研究,无疑会丰富和加深我们对于科学和技术的全面理解。以下对现代生物技术伦理价值冲突的哲学思考,就是这种具体问题的分析。 现代生物技术,不论是异种移植、基因技术还是生命克隆,可能引发各种各样的伦理问题。这些伦理问题的形成可以归结为现代生物技术操作的几个基本特征,这就是现代生物技术对自然秩序的入侵,个体的完美要求与社会平衡间的冲突,人的“非人化”或说是人成为机器,人性的技术化所致的人的身心二元论的消解。 一、现代生物技术,特别是人类基因组计划的初步完成,标志着人类历史由认识客体、改造客体的时代转向认识主体、改造主体的新时代。 对于主体的改造不同于对客体的改造,他所引起的社会、伦理问题不再是技术应用之后的间接的渐进表现,而是现代生物技术的具体研究就直接关涉尖锐的社会伦理价值观念冲突、社会冲突。按照基督教的创世说,人是上帝的造物,分享着神的灵性。但是,随着技术的每一进步,首先是自然的“祛魅”,而后是上帝的废黜,“上帝死了”;而今,该轮到人了。人类是大自然的自然进化结果,现在我们要对这自然之果进行人为的基因改造,这实际上是斩断了人的自然进化之根。基因技术是否是上帝为人类创造的第二个禁果?如果说第一个禁果是“智慧之果”,那么,这第二个禁果又意味着什么呢? 二、基因技术的应用,更多的是为了弥补个体缺陷,追求个人的完美,但由此引发社会问题,社会的完善经受考验。我们有理由申辩,个体缺陷的弥补就是对于人类完美的提高;但是,问题在于人类基因的完美只能算是人类的生物性完美,并不一定意味着人类的社会性完美,也不意味着人类幸福水平的一定提高。随着人们对于基因的逐渐认识,基因技术水平的不断提高,人们不断找到人的性格、行为背后的基因原因,犯罪、暴力、强奸似乎都有一定的基因根据,好像一切“都是基因惹的祸”。基因工程、克隆技术似乎可以成为人们解决一切问题的最终有效办法,人们的家庭观、人生观、价值观、世界观及其以往的社会规范、生存法则都受到从未有过的强烈冲击,人们曾为之努力、奋斗的信念、理想都不再像以往那样激动人心。在奥林匹克运动中,违禁药物的服用被认为是一种违背奥林匹克精神的丑恶行为,随着基因技术的发展,今后的奥林匹克运动会是不是还要做运动员的基因检测,到底什么人(具有怎样的基因的人)可以、有资格参加奥林匹克运动会;是不是没有基因限制,所有的人包括克隆人都能够在赛场上“公平”的竞争呢?现在我们有万众注目的世界杯比赛,有机器人足球比赛,那么,克隆人参加哪一个运动会合适呢?根据不同科学家的不同算法,一般认为借助基因技术人类寿命在最近几十年里,有望达到120岁或者更多。长寿是我们的梦想,但人类寿命的迅速大幅度提高确实带来一定的社会问题,甚至可以说是社会灾难。个体过长的寿命会延缓类的进化,会造成社会发展的相对停滞。“个体过于长寿会带来人满为患的威胁和上下几代人之间的对立,为争夺有限的资源和空间,上下几代人之间可能进行大量的畸形竞争。”([1],p.45) 三、人的“非人化”或说是人成为机器,必须引起我们的高度警醒。如果说拉美特里在18世纪只是把人类比为机器,那现代技术则可以把人实际改造成为机器。什么是人?人既是生物实体,又是精神载体;既具有自然属性,又具有社会属性;人是躯体与大脑的统一,是体、理、情三者的统一,是自然、社会与思维三大领域的结合部。如果我们用技术手段破坏了人的上述这些本质特征,那就是使人“非人化”。也有的学者不把这看作是人的“非人化”,而是看作人的进化的新形式。丁长青指出:“机器体系在有机化、人格化的过程中,不仅获得了生命的基本特征和进化能力,而且远远超过了人类本体进化的速度和程度,这就是以工具为代表的科学技术所开辟的人类体外进化之路。”([2],p.22)随着人的体外进化的不断加速,人不断感受到来自于自身创造的人工自然的压迫、威胁,人必须优化自身本体。从起初的保胎与胎教、医疗和手术、人工授精与试管婴儿到现代的基因工程、克隆技术都是人优化自身的手段,也是人的本体进化的形式。丁长青把人的自身优化看作是对于人的体外进化的抗衡,看作是人的进化形式的协调统一。现代技术对于人体自身的改造到底是人的进化的新形式,还是人的“非人化”,这只能是以人的本质为标准。人的本质不但具有变异性,同时也有相当的稳定性,体、理、情的统一是人类的本质特征,是不能割裂的。 四、基因科技导致人的身心二元论的消解。林德宏先生指出,人是物质精神的统一体,具有物质精神二象性。([3],pp.4-6)“对基因科技来说,一方面它实际能够干预的只是人的自然体,而这却是人的主观能动性的表现;另一方面,它干预的对象又是人的整体本质及主观性的自然基础。”“如同在人的身心关系中,心常常把身作为奴隶来实现许多与身无关的愿望并为害于身,科技也开始把人性作为支配的对象,并必然使人性物化、分化和异化。”([4],p.25)基因技术的滥用使人身归附于人心,人的心身二元对立被消解了,人的本质上的统一性与完整性被破坏了。对于人身的基因操作,既是人的自由发挥,同时也是技术理性的张扬、疯狂。基因技术的滥用应当说只是人性的技术消解的第一步,当人的意识控制技术进一步提高,人的主观精神也实现了技术操控时,人的身心两方面就完全消融在技术理性之中,真正的人也就将不复存在。 五、从生命伦理学到生命哲学,从更高的层次感悟生命。生命伦理学(bioethics)诞生于二十世纪50、60年代。生命伦理学是用伦理学方法,在跨学科和文化的条件下,对生命科学和医疗保健的伦理纬度,包括道德见解、决定、行动、政策,进行系统研究。生命伦理学重在探究行动的规范:应该做什么、不应该做什么和应该如何做。生命伦理学经常采用的是道义论和后果论两种理论方法,但都存在着一定的问题。([5],pp.31-33)道义论的问题是:(1)处于伦理推理顶端的原则从哪里来?如何得到辩护?(2)每一个病人都处于特殊的情景下,临床原则不可能从原则演绎出来,而必须在特殊情景下权衡有关方面不同的价值和利益。后果论的问题是:(1)不同的后果间难以比较、取舍,特别是对于不同文化背景、价值取向的人来说,更是如此。(2)固守后果论原则,会带来某些让人难以接受的后果。我们能否接受让一个智商很低但身体健康的人移植器官给五位对社会有重大贡献而器官衰竭的精英呢?显然不能,因为人只能用作目的,而不是手段,这就是道义论的解释。后果论对付这一反例的办法是,后果不仅是衡量某一具体行动的后果,而是同时衡量坚持或破坏某一伦理原则的后果。在这里我们看到了道义论与后果论的相互纠缠,不能够截然分开。判断某一行动是否道德,要在具体的情景之下对道义论与后果论作灵活的运用。正是在道义论和后果论的基本原理基础上,形成了生命伦理学的基本原则:不伤害(non-maleficence) 、有利(beneficence)、尊重(respect)和公正(justice)。现代生命技术是伟大的力量,有时又是可怕的力量。生命伦理学以及有关的政策和法律都是对这种力量的社会控制,但这种社会控制应该与发展自由的、创造性的科学研究相平衡,促进现代技术的人性化发展。 从伦理学的范围考察生命技术,主要讨论的是现代生命技术的利弊,应不应该以及如何发展现代生命技术。但是生命伦理学的伦理规范的哲学依据只有在生命哲学的层次上才能得到更为广泛和深刻的论证。生命哲学作为一种哲学流派产生于19世纪末20世纪初,特别是柏格森的生命哲学,其产生就是为了维护和防止人的自由意志被机械决定论所剥夺。柏格森认为机械论和目的论有同样的缺点:都以为世界上没有根本新的事物。机械论把未来看成蕴涵在过去当中,而目的论既然认为要达到的目的是事先能够知道的,所以否定结果中包含着任何根本新的事物。“柏格森虽然对目的论比对机械论要同情,他的见解跟这两种见解都相反,他主张进化如同艺术家的作品,是真正创造性的。”([6],p.348)柏格森指出,意识试图组织物质,使之作自由的工具,这样,它乃坠如陷阱:自动性和必然性尾随于自由之后,自由终于被窒息。只有在人那里,链条被打断,人的头脑能够以另一种习惯对抗任何一种已经形成的习惯,使必然性和必然性作斗争。如果我们的行动出自我们整个人格,是那人格的表现,我们则是自由的;因此,真正的自由行动在我们的生活中是罕见的。终极的人生之道是一切人在任一时刻都能同样实行的创造,是靠自己对自己的创造,是人格的不断丰富,这种丰富不靠人格从外界提取的因素,却依赖它促使产生于自身的因素。([7],pp.632-633)我们在柏格森的生命哲学里可以看到,他对于生命的意志、人的自由、进化的创造的讴歌,对于依赖完整人格打破理性统治所寄予的厚望。探索基因时代生命的意义以及引导人们追求精神的崇高性、创造性,是现代生命哲学的中心观点。面向基因技术的现代生命哲学的主要内容有:首先,针对现代生物技术引发的一系列人生困惑,确定如何对待人的本质、人的尊严、人生的意义等生命哲学问题。其次,要深入挖掘传统生命哲学(如狄尔泰、柏格森等)的有益成分。第三,探索建立精神科学的可能性。 生物技术论文:中药生物技术教学内容和知识体系构建初探 作者:史仁玖,李艳玲,苗苗,王建美 【摘要】 生物技术是生命科学中发展最快的一门学科,其在中药学领域的应用,将会对传统中药学的研究带来新的生机。文章从构建课程内容与知识体系,构建实验教学内容和体系,理论联系实际,重视实践教学内容等方面探讨构建中药生物技术教学内容及知识体系,从而培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识,全面提高学生的综合素质,为将来参加工作打下坚实的基础。 【关键词】 中药学 生物技术 知识体系 中药生物技术是中药学和生物制药相关专业本科及研究生的一门必修课,是一门新兴的复合型学科,利用生物技术的思路和方法,解决中药现代化研究与产业化开发中面临的难题。中药生物技术大量应用现代生物学的理论并综合利用了如生物化学、细胞和分子生物学、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、化学工程等现代科学的研究方法和手段,所以被列入高技术的范畴[1]。目前,国内开设该课程的院校不多,因此,中药生物技术教学内容和知识体系的构建是一种新的尝试,也是对传统中药学和生物技术教学思路的转变和教学内容的扩展。 1 课程内容与知识体系的构建 1.1 教学内容的构思课程目标是确定课程知识体系的主要依据,中药生物技术的教学目的是通过课程学习,使学生了解生物技术的原理和生物技术领域发展的动态以及生物技术在中药学中的应用,开阔学生的视野和知识面,优化知识结构,提高学生适应中药学现代化发展的能力;掌握现代生物工程和技术方法在中药学中的应用技术,培养学生把所学知识灵活应用到生产实践中的思维模式;力求培养学生动手能力,理论联系实际地培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识,全面提高学生的综合素质。 中药生物技术课程涉及的知识面广,内容多,包括基因工程、植物细胞工程、酶工程、发酵工程以及生物转化基本理论和技术方法[2]。主要体现在4个方面:一是利用基因工程、细胞工程技术对中药资源的改造与改良;二是利用发酵工程、酶工程技术将药用植物原材料加工成商品,如用发酵法生产的虫草菌丝体、灵芝菌丝体等发酵制品;三是利用生物技术产品进行二次开发,形成新的产品,如许多功能性的低聚糖、保健食品添加剂等;四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统中药加工工艺进行改造,降低能耗,提高产率,改善中药品质等。 1.2 教学内容的组织 1.2.1 以生物技术在中药学应用中的发展组织教学内容目前,生物技术在中药中的应用还十分局限,除了在细胞工程和发酵工程方面有一定进展以外,基因工程刚刚起步,而酶工程和蛋白质工程尚未涉及。教学内容着重讨论基因工程、细胞工程及发酵工程等技术在中药基础和应用中的研究,突出“生物技术”与“中药学”的有机结合。教学过程中需要把握每节课的重点和难点内容,不能把中药生物技术讲成了生物技术,需要突出中药学的相关内容,重点介绍生物技术在中药药物的研究和开发中的应用。 1.2.2 教学内容的融合教学内容的选择要具有系统性、基础性、科学性、实用性和先进性,中药生物技术与很多课程有着密切的联系,如药用植物学、中药学、微生物学、生物化学、分子生物学、免疫学、生物分离工程、发酵工程、细胞工程、酶工程、基因工程等课程。因此,在教学过程中,需要注重中药生物技术与各个学科之间的密切联系,对重复的教学内容,尽量在授课时少讲或不讲,引导学生复习相关学科知识,安排学生专题讨论,加深学生对基本原理和概念的理解,以提高教学效率和教学效果。例如,基因工程技术与中药研究的内容学习,分子生物学基础知识部分安排学生自学,基因工程原理部分我们安排一个学习小组准备了学习课件,在课堂上精讲30 min,然后各小组课堂讨论。教学重点讨论药用植物基因工程,中药分子鉴定技术和基因芯片在中药研究中的应用。以论文文献为例,详细讲授材料处理、实验方法、结果分析及讨论,以期培养学生的科研思路、实验设计及生产应用技术,提高在工作中解决实际问题的能力和培养创新能力[3]。 1.2.3 及时增加新资料,扩展教学内容现代生物技术和中药学的发展日新月异,仅仅依靠教材知识很难跟得上发展的速度,这样学生在毕业后很难满足社会和科技发展的需求,所以需要教师通过阅览国内外专业期刊、网站,将国内外最新的相关科研成果和技术及时地介绍给学生,使教学内容更加充实,使学生了解到当前中药生物技术最前沿的知识,从听课过程中受到更多启迪,获得学科领域中的热点问题、实用研究技术和思维方法,以扩大自己的知识面,开拓视野,增强了学生自我学习的兴趣,如我们在讲述药用植物内生真菌时及时介绍“神七”搭载可产抗恶性肿瘤药物生物原料的植物内生真菌,黑龙江大学生命科学学院“抗癌药物紫杉醇产生菌的分离与工程菌株的构建”课题等。教学中,我们在围绕主教材完成教学大纲的同时,力求将国内外基因组学研究的最新成果、最新技术与方法、最新热点课题与方向、相关专业网站等及时介绍给学生,内容不在于知识全和系统性,而重在突出学科领域新、特、尖内容。此外,我校及我系每年有关中药学、生物技术、生物工程、制药学及中药生物技术的学术报告、讲座不少于十几场,这对课堂教学内容是一个很好的拓展。 2 实验教学内容和体系的构建 中药生物技术实验课程主要目的使学生更好地理解中药研究生产相关生物技术原理,培养学生运用相关技术方法的能力。因此,中药生物技术实验设计要充分体现该课程所具有的应用性、广泛性和综合性的显著特点。使所开设的每一个实验都有一个完整的、系统的技术路线,采用多种生物工程技术方法完成实验,学生通过实验可以全面了解某一中药生物技术产品或某一综合技术方法的特点与关键环节,加强学生对中药生物技术原理与技术全面、深刻的理解。 中药生物技术实验涉及的植物细胞工程、基因工程、发酵工程、酶工程等实验技术在前期的专业课程学习过程中已经学习训练,所以我们结合目前生物技术在中药学较成熟研究应用,我们教师相关的科研课题和实验条件设计实验项目。实验以基因工程、植物细胞工程和发酵技术在中药中应用的基本操作、基本技能为基础,从加强基础、培养能力、提高素质的教学目标出发,精选实验,优化实验教学内容,力求在培养学生动手能力的同时,理论联系实际地培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识,全面提高学生的综合素质。我们设计相应三个综合性实验项目培养学生的实验设计和学习实验技术。每个实验项目包括两部分实验内容。药用植物马齿苋组织培养包括植物ms培养基的配置和马齿苋组织培养技术;泰山蛹虫草发酵包括泰山蛹虫草菌丝体发酵和泰山蛹虫草菌丝体多糖提取;丹参分子标记鉴定技术包括白花丹参和紫花丹参dna提取及丹参rapd实验。实验教学效果表明该课程实验的设定培养了学生的综合素质和创新意识,我们三届毕业论文中与中药生物技术相关的题目占30%以上。这些实验项目的开设对弥补传统的验证性实验项目的不足和提高学生分析与解决问题的能力方面具有非常重要意义。 3 理论联系实际,重视实践教学内容 面对当前激烈的市场竞争和人才培养模式的转变,高等教育的新形势对传统的教学理念提出了挑战,如何培养和提高学生的综合素质已成为当前高校教学发展的新趋势。与其他一些基础学科不同,中药生物技术培养学生的创新能力也必须从实践教学入手,在实践中培养学生综合运用所学知识分析问题、解决实际问题的能力,使其养成良好的工作作风。 3.1 实验室开放及课外兴趣小组鼓励学生利用课余时间参加实验室开放活动,让学生提早得到充分的科学研究综合训练,以利于培养创新型人才。在学生正在进行专业课学习时,除了必修的实验课外,鼓励同学进入实验室观摩学习,逐渐训练学生实验技术的规范性、熟练程度。每学期我们针对中药生物技术开放实验室和兴趣小组设定一些题目,如二氧化碳超临界萃取丹参药用成分,泰山蛹虫草菌丝体发酵条件优化,泰山四大名药分子标记鉴定,丹参活性成分合成关键酶的克隆,马齿苋的组织培养及悬浮细胞培养等一些与中药生物技术相关的科研课题,可以帮助其选择有兴趣的合适方向课题,积极参与其中,为以后的毕业课题和就业选择打下早期基础。从毕业生的考研和就业发现,参与实验室工作比较多的同学在考研面试和就业专业面试中优势明显。 3.2 生产见习生产见习是中药生物技术教学中的重要实践性环节,是与课堂教学相互渗透又各有重点的子系统,是中药生物技术进行直观教学的一种重要方法。我们利用周末走进生产企业、研究所等工作领域,不仅加深了感性认识,并且对以后的工作选择也具有前瞻性和指导性的作用。我们每届学生都要到泰安市的制药企业参观,与中药生物技术相关的如四维制药的泰山赤灵芝菌丝体发酵工艺,泰山药用植物种植园道地药材种植,泰安中信灵芝科技开发有限公司赤灵芝破壁孢子粉加工,泰安山东中药技术学院中药炮制车间等。 3.3 引导学生参加科研部分学习好、能力强的学生在导师的指导下,申请主持了泰安市大学生创新科研计划课题,或者参与部分教师承担的国家和省部级创新项目及企业合作项目的研究,使学生了解到不同学科的实验技术、科研方法,开阔学科视野,拓宽思维空间;尽可能增加应用性、设计性实验,提高学生科研水平,积极加强与校内实践基地、校办企业、实习实践基地单位的合作联系,为学生构建更广阔的实践平台。 生物技术论文:浅谈农业种植中生物技术的应用 生物技术,就是针对生物机体或生物部分器官、组织以及细胞利用先进的生物工程原理,对生物体进行改造,从而促进人类所需产品的生产。生物技术是一门对生物体进行改造和利用的技术,生物技术涉及到生物学、生物化学、遗传学、细胞学等学科知识,对于人类发展具有极高的研究价值。生物技术在农业种植中的应用,能够有效提升农作物产量,促进农作物产品质量的改善,对于我国农业发展具有非常大的帮助作用。 1 我国农业生物技术的发展概况?随着我国科学技术的不断发展,农业生物技术的不断完善和成熟,很大程度上促进了我国农业产业发展,促进了我国农业经济的有效提升。目前,生物技术在农业种植领域的贡献最为巨大,有效的提升了我国农作物产品产量及质量,很好的解决了我国食品生产问题,提高了我国农产品在国际农产品市场中的综合竞争力。但是,由于我国生物技术起步较晚,虽然发展速度较快,短暂的时间内已取得较为满意的成就,但是同发达国家相比仍然存在一定的差距。目前,随着我国生物工程研究技术的提出和落实以及国家相关政策的有力扶持,我国生物技术取得突破性进展,抗虫棉技术的研制以及植物基因组研究、转基因植物研究都处于世界领先水平,在发展中的生物技术暴露出了严重的发展不平衡问题,部分项目的研究力度不够,研究经费不足,使得我国生物技术发展道路仍旧十分漫长。 2 生物技术在农业种植中的应用 2.1促进了我国农作物产量的提升?由于我国人口数量较大,土地耕种面积不足,使得粮食产量问题成为制约我国经济发展的重要因素。随着我国生物技术的发展和利用,有效促进了我国农作物产量问题,改善了我国农村居民的经济收入状况,促进了我国市场经济的快速发展。目前,我国生物技术在水稻种植领域的应用效果最为明显,实现了水稻产业的倍数增长,有效的提升了我国水稻年产量,缓解了我国粮食压力,加快了我国农业生产力的提升速度。 2.2促进了我国农产品质量的提升?随着我国市场经济的快速发展,我国城市居民的生活质量水平也得到了显著的提升,居民消费观念的不断转变,使得居民消费方向由数量消费逐渐演变为质量消费,强调农业产品数量的同时,更加强调农业产品的营养价值和食用安全性。生物技术在农业种植领域的利用,有效提升了我国农产品综合质量,解决了我国农业产品优质和高产的矛盾,提高了我国农产品的市场竞争力。其中,中单3701、中单9409、以及云优19等转基因蛋白玉米品种,在普通玉米产量基础上增产8%~15%,籽粒的硬度达到3.5以上,赖氨酸的含量达到0.4%以上,蛋白质含量维持10~12%,使得蛋白玉米营养丰富,产量逐渐提高,有效的提升了我国玉米产品的市场竞争力,促进了我国农业产业的快速发展。 2.3促进了我国农作物的抗虫性和抗病性?病虫害影响农作物产量的重要因素是病虫害问题,造成了农作物产量的快速下降,造成了农作物的大量死亡,因此,提高我国农业作物产量,促进我国农业产业发展的重要工作便是对病虫害问题的解决。通过先进的生物技术,我国部分转基因作物已经成功具有良好抗虫性和抗药性,确保了我国农作物产量的稳步提升。如新型转基因马铃薯的成功研制,使得马铃薯作物在受到克伦那多马铃薯甲虫的侵害时,能够自身分泌水晶蛋白这一物质,从而对克伦那多甲虫进行毒害,避免病虫害问题对作物产量的影响。同时,农作物抗虫性和抗药性的提升,有效的降低了农药及杀虫剂的用量,降低了农药和杀虫剂残留物对农产品质量的影响,降低了农药和杀虫剂对水资源的污染,提高农产品产量的同时,确保了环境保护工作的有效开展。 2.4促进了农作物对土壤养分的利用效率?农作物的生产离不开养分的有效供给,作物缺少必要的生长元素,就会造成作物生长效率的降低,导致农作物产量的降低。为确保农作物产量,氮、磷、钾肥的使用在农业生产过程中是必不可少的,就相关数据显示,农作物种植过程中作物能源的来源50%依靠肥料。由于肥料的过度使用,导致温度气体的大量排放,加剧了地球温室效应。同时,农业生产过程中肥料的大肆应用,是导致水体富营养化的罪魁祸首。?生物技术的应用,有效提升了农作物对土壤养分的利用效率,降低了农作物对肥料的依赖,从而有效降低了种植过程中肥料的使用,降低了肥料对环境的危害。如部分转基因作物,能够通过根部相关结果加强对营养元素的固定和收集,提高了对土壤养分的应用,促进了植物的快速生长。同时,通过对特定真菌的研究和应用,加速了种植区域内土壤养分的生成,提高了土壤中养分含量,有效减少了对人造肥料的应用,减少了人造肥料对环境的破坏。 3 总结?生物技术对农业发展具有非常积极的促进作用,加强生物技术的有效利用,能够有效提升作物的产量和质量,提升作物的抗虫性和抗药性,降低了人造肥料对环境的危害,实现农业产业经济快速发展的同时,确保了生态环境的稳定性。因此,应该加强生物技术的研究力度,加快生物技术产业化发展,以实现我国农业现代化水平发展速度,促进我国农业现代化改革。 生物技术论文:探讨农业种植中生物技术的推广及应用 随着科学技术的发展,生物技术也得到了不断地进步,生物技术在农业种植中的应用和推广,实现了我国农业的可持续发展。 1 农业种植中生物技术的推广及应用-转基因技术 转基因技术,简单来讲,就是在生物体外对dna分子进行人工剪切、拼接,对基因进行改造和重新组合,再导入生物体内使导入的基因得以表达。其中,其核心技术就是提取目的基因——将需要的基因从供体生物的细胞内提取出来,从而达到最终目的。其中还有一个关键的环节就是对多细胞生物的检测,将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体,检测这些个体是否摄入目的基因,摄入的基因是否表达(是否表现出相应的性状)。淘汰无变化的个体,保留有相应变化的个体进一步培养、研究。 在当前的农业生产中,转基因技术是目前应用最为广泛的一种生物技术。转基因技术的应用,对农业种植的育种有着极为重要的作用和意义,其可以将某一种作物的优良基因转移到另一种完全不具亲缘关系的作物品种当中,使得作物产量和质量得到提高。 目前被较广泛提取使用的植物目的基因主要有:苏云金杆菌抗虫基因、种子贮藏蛋白基因、植物抗病基因等。例:用棉铃饲喂棉铃虫,如虫吃后不出现中毒症状,说明未摄入目的基因或摄入目的基因未表达,如虫吃后中毒死亡,则说明摄入了抗虫基因并得到表达。 因此,通过转基因技术的应用,使得农作物的品种得到改良,目前,随着科学技术和生物技术的发展,其应用也不断呈现广泛应用的趋势。首先,目前,转基因植物的种植规模在不断地扩大,根据相关数据分析,目前采用转基因技术种植面积已经达到了全球耕地面积的16%。 此外,还有杂交育种技术的应用。简单来讲,就是在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,不相融合,在形成配子时成对的遗传因子发生分离,分离后的遗传因子分别进入不同的配子中,随配子遗传给后代。其也是一种极为常见的生物种植技术,杂交育种技术与转基因技术相比,其操作方式更为简单,而且这种技术的推广时间也比较早,目前,对于杂交技术的应用已经有了丰富的经验,这些技术的应用都使得农业种植的难度降低。 2 农业种植中生物技术的推广及应用-组织培养技术 在农业种植中,对于组织培养技术的应用,其主要是建立细胞的全能性的基础之上的,通过人工的诱导,保证植物组织在无菌状态下进行良好的发育,最终发育成为完整植株的一种生物技术。组织培养技术的利用,不仅可以增加植物繁殖的速度,而且更为重要的是能够在有限的时间内,培育出更多优良的植物品种。此外,利用组织培养技术,可以有效地防止病毒对作物幼苗的侵害,保证种苗无病毒,促进良种经济作物的快速推广。在应用组织培养技术要注意以下几点:首先,要保证在植物组织培养中温度、光照、湿度等各种环境条件,培养基组成、ph值、渗透压等各种化学环境条件,使得能够有效地促进组织培养育苗的生长和发育。另外,在进行初代培养外植体的时候,对于褐变做好处理。褐变,主要就是指外植体在接种后,其表面开始褐变,有时甚至会使整个培养基褐变的现象。它的出现是由于植物组织中的多酚氧化酶被激活,而使细胞的代谢发生变化所致。在褐变过程中,会产生醌类物质,它们多呈棕褐色,当扩散到培养基后,就会抑制其他酶的活性,从而影响所接种外植体的培养。所以一定要加强对这个环节的处理。第三,关于植物组织的初代培养。初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系。即接种某种外植体后,最初的几代培养。在初代培养时,用诱导或分化培养基,即培养基中含有较多的细胞分裂素和少量的生长素。初代培养建立的无性繁殖系包括:茎梢、芽丛、胚状体和原球茎等。 3 农业种植中生物技术的推广及应用-采用生物技术制作生物农药 生物农药,简单来讲,就是利用生物新陈代谢的产物,将其作为制作农药制品的有效成分,改变传统形式通过化学手段制作农药的方法,即可以起到良好的保护环境的作用,另外,还可以达到良好的使用效果,更加重要的是提高了植株的耐药性,所以,利用生物技术制作农药具有深远的影响。 在基因工程药品的生产中,许多药品的生产是从生物组织中提取的。受材料来源限制产量有限,其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速,容易控制,适于大规模工业化生产。因此,我们可以将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内,让它们产生相应的药物,不但能解决产量问题,还能大大降低生产成本。例如:转黄瓜抗青枯病基因的甜椒、转鱼抗寒基因的番茄、转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯、不会引起过敏的转基因大豆等等。 因此,生物农药技术,避免了对环境造成的污染,利于农业的可持续发展。 4 总结 总而言之,生物技术已经在农业中得到了广泛的推广和应用,有效地改善我国目前的农业现状,提高了农作物抵抗能力,提高农业产量,积极推进我国农业的发展,实现了农业的可持续发展。 生物技术论文:现代生物技术在食品领域中的应用研究 摘要: 现代 生物学和分子生物学的 发展 ,对基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等现代生物技术工程产生重要影响, 其在食品发酵生产中的应用越来越广。本文阐述了基因工程、细胞工程、酶工程等现代生物技术在食品发酵业的应用。 关键词:生物技术;基因工程;细胞工程 现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着 科学 的进步,促进着 经济 的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010~2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品 工业 中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。 一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用 基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。 发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。 (一)改良面包酵母菌的性能 面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。 (二)改良酿酒酵母菌的性能 利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。 (三) 改良乳酸菌发酵剂的性能 乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品ph值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、nisin诱导系统、ph 诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pn42和pjbl2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组dna 片断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。 二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用 细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80 年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间) 细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。 三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用 酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是 现代 生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5~10d 的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。 四、小结 在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加 工业 的 发展 。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。 生物技术论文:关于蛋白质化学和生物技术的研究 摘要] 在最近几年的生物研究技术和生物工程的相关领域已经被越来越多的人所关注。每个国家与每个国家的蛋白质化学技术与生物技术的研究都是不同的,各有各的特点。本文对蛋白质化学以及生物技术进行了详细的研究。 [关键词] 蛋白质化学;生物技术;研究;分析 本文就蛋白质化学以及生物技术做一综述,现分析如下: 1 蛋白质化学生物技术研究 蛋白质生物技术的主要任务之一就是要通过变化的蛋白质表达量,来寻找疾病潜在的诊断标志物。另一方面,蛋白质是生物体内的执行者,许多生物学过程、蛋白质降解、细胞之间的识别,都是依据蛋白质传递的信息来完成的[1]。 1.1 对蛋白质的化学标签 标签就是要将能够区分的元素差异的物质引入到差异样本中去,利用质谱分析得到的信息,将相对量的差异区分显示出来。化学标签的主要作用就是:便于目标蛋白的定位、追踪、纯化以及结构和相互作用研究[2-3]。 1.1.1 体内的标记体内的标记,也可以称为是代谢的标记。就是利用含有稳定的同位素,饲料对动物进行喂养和培养,将标签成功的引入。15n和13c是比较常用的稳定的同位素[4-5]。 1.1.2 氨基酸标记氨基酸的标记就是将氨基酸碳原子和氢原子替换成为稳定的元素,然后再将这样稳定的氨基酸加入到某种培养基中,这样细胞就会将氨基酸加入到蛋白质中引入的标记[6-8]。 1.1.3 体外的标记体外的标记主要分为酶解前、酶解时和酶解后三个标记。酶解前标记是将含有差异试剂标记在蛋白质的某个部位上,采用icat的技术,进行等量的混合后酶解,最后通过链亲和素的柱子富集这些标记的肽段,利用质谱分析差异。酶解时标记,就是在内切酶作用下,蛋白质发生酶解。酶解后标记,有些标记试剂适用于在蛋白质酶解成肽段后标记,酶解后标记就是指蛋白质在酶解后对形成的肽段进行标记,这样酶解后标记就派上了用场[9]。 1.2 化学标记的优缺点和应用问题 定量标记主要就是分体内标记和体外标记,对于体外标记技术分析的范围比较广,外标记技术适合于各种条件的标记,无论是从组织、体液到细胞样品均可以。而对于体内标记而言,无法实现完全标记,主要就是取决于蛋白质的代谢问题。化学标记来分析蛋白质是比较有发展前景的学科,许多的疾病与蛋白质也有一定的联系。最近,结合稳定同位素标记和差异技术分析了磷酸化蛋白,一共分析出了8 000多个磷酸化的位点[10-11]。 化学标记的不足:是在理论上,可能使融合蛋白不稳定,改变或使融合蛋白的功能丧失。在实验中表明,当应用较大的亲和纯化标记,常会发现细菌的融合蛋白产物的功能钝化。一个表位附加标记对融合蛋白质的行为影响是多变的,且依赖于该蛋白质的结构。 2 各个国家对蛋白质化学和生物技术的研究 德国美因兹大学的哈密特·斯托科教授的报告介绍了传统的著名医学植物萝芙木碱利血平最近几年提供的有关单贴吲哚生物碱的生物合成的详细内容。日本神户学院大学的冈田芳男教授也做了关于含有2,6-二甲基-l-酪氨酸和 pyrazinone的阿片类似物的设计和报告。日本东京大学的野水本雄教授的报告是关于细胞黏附性多肽一壳聚糖基质:这一种新型多功能生物材料,组织工程要求移植到组织的细胞,需要修复和再生[12]。 3 结语 蛋白质是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。因此,它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。最近几年各国的管理人员更加重视对蛋白质的研究和探索。 生物技术论文:我国生物技术及产业发展的战略与若干对策 1 抓住机遇,加速我国生物技术及其产业的发展 近20年来,我国生物技术取得了长足的发展,培养了一支约2 万人的从事生物技术研究、开发、生产和管理的科技队伍,其中有一批留学海外学成回国的中青年生物技术专家;建立了相当数量的研究开发机构及产业化基地;初步形成了医药生物技术、农业生物技术、轻化工生物技术、海洋生物技术等门类齐全的生物技术研究、开发、生产的体系。作出了一批具有较高水平的生物技术研究开发成果,开发出一批生物技术产品并投放市场。继1996~1997年第一个基因工程产品上市的高潮之后,预计在2003~2005年我国将出现生物技术产品上市的第二个高潮。由此可见,与其它高技术领域相比,我国的生物技术总体水平及产业化程度与国际先进水平的差距明显缩小。在我国重要的高技术领域中,从目前基础条件、资源优势和发展态势来看,生物技术最有希望取得创新性进展,最具参与国际市场竞争的潜力。因此,建议国家将发展生物技术及其产业作为21世纪加速发展我国高技术产业、提高国际竞争能力的“突破口”。把握有利时机,进一步把发展生物技术及其产业放在突出的战略地位,力争在21世纪的前10年内使我国生物技术及产业跻身于世界先进行列。 2 制定发展战略、明确战略目标、 选择发展模式总体战略 我国的生物技术及产业发展应改变以往跟踪为主的战略,实施积极创新为主集成应用的战略方针。基于目前我国生物技术及产业发展的实际状况、水平和能力,在未来10~15年内,我国宜采取“立足创新、集成应用、需求导向、重点突破”的发展战略。 关于集成应用,主要是指把现有的已成熟的先进技术(不管这些技术源自何处)组合集成起来运用于生物技术的研究开发和产品生产。充分借助和合理利用现代科学技术所取得的成就,对于我国生物技术产业以及其他高技术产业的发展都十分重要。 1)战略目标 21世纪初我国生物技术及产业的发展目标应定位在:努力提高生物技术在我国国民经济和社会发展中的贡献率,增强我国生物技术的创新能力和国际竞争能力;争取在21世纪初的10年内,使我国生物技术的整体水平跻身于世界先进行列,生物技术新兴产业发展成为我国的支柱产业之一。 2)发展模式 我们认为,在未来10~15年内,我国的生物技术及产业发展宜采取“政府引导,企业为主,官、产、学、研、资相结合”的发展模式。 众所周知,产、学、研的结合是促进科技进步,加速科技长入经济,提高研究开发效率的良好方式。结合现阶段我国实际情况,为保障生物技术及产业得以迅速发展,政府的作用十分重要。政府应该对全局研究开发及产业化的发展方向、目标、策略和措施进行系统的规划和设计,对各类各层次不同机构的研究开发工作给予重要的引导;对于一些重要的领域,国家应给予一定的资金支持,可以更加有效地引导企业界、金融界以及地方政府的资金和支持,各方面力量形成的合力将加速国家目标的实现。 高技术是基于多种学科的综合技术,而高技术产业则必须加上科学的经营管理和营销策略。发展高技术产业只有以企业为主,才能有效地将分离的科学与技术、科技与产业、产品与市场紧密地有机地联系在一起。同时生物技术产业的发展需要技术资本和金融资本的联合运作。没有一个良好的资本市场,生物技术产业将难以迅速发展。 3 主要对策 1)健全和完善管理体制、加强整体协调、形成优势集成 总体而言,我国目前尚没有全国性统管生物技术研究开发及产业化的组织管理机构,缺乏全局性的战略部署。目前国家各类科研计划虽然都在不同程度上注重基础性创新性研究,但在具体实施和操作过程中,往往倾向于选择短期能产生效益的研究项目,导致创新的源头匮乏。更为严重的是,各类计划之间缺乏必要的沟通与协调,各部门、地方自成一体、封闭运行,导致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重复。 现阶段我国正处在从计划经济向市场经济过渡的转轨期。发展我国的生物技术及其产业,必须结合我国具体国情,同时运用计划和市场两种资源配置的调节手段,采取“两弹一星”+利益捆绑的新机制,盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量,使各方面的优势系统有效地集成;必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力;必须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此,建议国家适时成立全国性的组织管理机构,对全国生物技术及产业发展进行总体规划和协调指导,从而做到整体协调,避免多头指挥和政出多门,实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。 2)进行战略布局,形成产业聚集区 国外生物技术及其产业发展的经验表明,在一些地理、交通、信息、政策等环境较好的地域,容易形成生物技术研究开发和产业的“聚集区”。这种“聚集”促进了不同研究开发领域的交流与合作,不仅加速了生物技术研发及产业的发展,同时通过“聚集”进一步吸引人才、技术和资金,起到了“聚集”带动“聚集”的作用,形成了 良性发展的循环。根据目前我国生物技术及产业发展情况,结合现有国家级高技术产业开发区,可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的上海、北京、广东(深圳)、长春等地作为生物技术产业化基地,给予更为优惠的财政和税收扶持政策。 集中力量有选择地发展3~5个生物技术产业聚集区(如以北京为中心的京津冀聚集区、 以上海为中心的江浙沪聚集区、以深圳为中心的粤港聚集区、以长春为中心的长沈大聚集区等),发挥生物技术产业发展的聚集效应,尽快形成较大的生物技术产业规模。对上述生物技术产业聚集区,国家应积极发挥引导作用,充分调动地方和企业界的积极性,以国家重大项目为纽带,促进优势互补的联合与协作,逐步形成既有合作(包括跨国和跨地区合作)又有竞争的社会化的生物技术研发与生产的格局。 3)选择部分重点产品,目标定位国际市场 对于某些我国有较好基础、接近或达到国际先进水平或是我国有资源优势的技术领域,例如转基因动物反应器、转基因植物、功能基因组、生物芯片、组织工程、中药等领域,应选择部分重大项目,目标瞄准国际市场,通过运用优势集成、整体设计、分段实施的操作方式,加大协同攻关力度,尽快将一批拥有自主知识产权的生物技术和产品推向国际市场,增强并确立我国生物技术及产业的国际竞争能力和地位。 4)建立国家生物技术重大项目孵化器 我国科技成果转化难、转化率低制约了高科技产业的发展,影响了科技作为第一生产力作用的发挥,已成为普遍关注的问题。生物技术因其自身的综合性、多学科特点,生物技术转化更具有特殊性。在目前我国资本市场尚不完善的条件下,孵化器的作用尤为重要。孵化器的作用是,通过与研究开发机构建立广泛联系,并有力地引导企业介入,密切生物技术上下游的结合,有效地使单一技术的突破尽快孵化为成熟配套的技术和工艺,向产业进行技术转移和辐射,从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。为此,应在已有的工作基础上,择优建立数个生物技术国家重大项目孵化器,结合具有自主知识产权、独特性的生物技术重大项目和重大产业工程的实施,力争在5~10 年内开发出一批具有自主知识产权和国际竞争力的重大生物技术产品,同时走出一条生物技术成果转化的成功之路。 5)加强生物技术产业相关技术及装备的产业化及国际化 我国在生物技术及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂等支撑技术与装备方面十分落后,主要依靠国外进口。在国外,生物技术的支撑技术与装备本身就是一个巨大的产业,其产值占生物技术产业总产值的20%以上。生物技术的支撑技术与装备具有两大特点,一是涉及多学科、多技术领域的交叉;二是绝大多数生产经营专用仪器、装备的公司都拥有国际市场,只有占有国际市场才能在国际竞争中生存和发展。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。因此,对重要的生物技术仪器、设备和装备,应采取“桑塔纳”模式,走与国外大公司合资合作的发展道路。第一步通过合资合作,引进建设组装线或生产线,这样一方面可以迅速提高技术水平和管理水平,另一方面可以与外国公司共同参与国际竞争;第二步加速引进技术的消化吸收,逐步加大国产化比重,同时加强新型号、新设备的研制开发,进而逐步增强参与国际竞争的能力。在此方面,应注意避免自己闭门造车、封闭发展,所开发的产品性能不稳定,测出的数据不可靠,别人不用,自己也不用的尴尬局面。 6)大力发展生物技术中介组织 国外成功经验表明,中介组织在高技术产业发展过程中发挥了重要作用,中介组织是创新体系的重要组成部分。我国应大力发展从事生物技术信息咨询、技术评估(包括生物安全评估)、专利(特别是国外专利)、投融资等方面的中介机构。 我们认为,应尽快组建生物技术产业协会。组建生物技术产业协会有利于信息沟通和协作,有利于规范市场和公平竞争,亦可避免不必要的重复,有利于逐步形成社会化发展的格局。协会组成以企业法人和高级主管为主,吸纳大学和研究机构的技术、管理、营销专家参加。政府主管部门可以通过协会进行全局性组织协调工作。 7)充分利用和合理保护我国丰富的生物资源 我国国土辽阔,特殊的地理、气候、人口、人文、历史以及多民族等原因,使我国具有丰富的动物、植物、微生物及人类遗传资源,包括历史悠久的中医药宝库,为我国在生物技术领域的研究开发提供了得天独厚的有利条件。但从目前情况看,我国在生物资源的保护和利用方面还存在着明显的不足。大量的生物资源没有得到有效的保护和利用,甚至一些重要的资源流失严重。例如,我国虽有丰富的微生物资源,但由于资金和管理上的一些因素,导致研究、保藏和开发工作都处于非常困难的境地,至今没有一个明确的主管部门,也没有一部微生物资源管理的法规。因此,建议国家有关部门象重视人类遗传资源一样高度重视对所有生物资源的保护和利用。一方面应抓紧制定和完善有关各类生物资 源管理的法规和规章制度;另一方面应尽快建立健全国家生物资源的保藏及服务体系,其中包括细胞库、菌种库、毒种库、种质库、信息库等。此项工作可在相关计划的基础上,给予专项经费支持。虽然需要花费一定的资金,但这是一项具有战略意义的基础性工作,因此必将起到事半功倍的效果。 8)加强国际合作,建立战略联盟 发展我国生物技术及产业要充分重视利用海外资源,特别是信息及人才资源。在这方面,即使是十分发达的美国也不例外,十分重视利用国外的信息,并吸引别国的优秀人才为其服务。我国除应采取相关措施积极吸引海外留学生和科学家回国为国效力外,还应选择重大技术领域,在国外建立联合工作站。863计划生物领域在“八五”、 “九五”期间已试行,效果良好。实践表明这是实现技术跨越的有效途径。国家应积极引导支持有条件的科研机构和企业,特别是企业在国外建立研究开发机构,这样将会大大提高信息采集、技术引进、智力引进、人才培养和国际合作与交流乃至产品出口的效率。 9)高度重视人才的培养和引进 高技术的竞争归根结底是人才的竞争。为参与21世纪生物技术国际竞争,培养优秀人才是一项十分重要而紧迫的战略任务。目前我国的教育体制和课程设置不适应生物技术及产业发展的要求。生物技术是多学科交叉的综合性技术,生物技术人才的培养要注重掌握广泛的知识以及多种相关技术技能。因此,建议在大学本科阶段,增设专门的生物技术课程,课程的内容包括广泛的相关领域的综合性知识。同时在研究生阶段,应开设有关管理和经营方面的课程。没有多学科的交叉汇集就没有生物技术的发展;没有管理和经营的理念就没有生物技术产业的发展。同时还应特别重视毕业后的在职教育,及时扩展新知识。特别需要强调的是,应注意培养既懂科技又懂经营与管理的两栖人才。建议国家设立专门的奖学金,资助具有博士学位或高级技术职称的人才,同时选拔具有丰富经验或担任一定的行政领导职务的优秀中青年骨干进修mba 课程,包括遴选其中部分突出人才赴海外攻读mba学位。 在充分发挥现有国内生物技术人才重要作用的同时,应积极引导和吸引海外留学生和科学家回国发展,这是一项涉及人才资源争夺的战略任务。建议国家有关部门制定出台更加明确的有关鼓励和吸引海外留学生和华人科学家回国发展的具体政策措施。 生物技术论文:当前生物技术产业发展存在的问题及对策 摘要:生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物,生物技术以其独有的活力和发展潜力已经成为一个国家新的经济增长点。但是当前生物技术产业的发展还存在着非常多的问题。因此,可以通过健全和完善管理体制、进行战略布局调整,加强企业队伍建设、以市场为主导,重点突破、加大政府投资,完善建立产业政策扶持等措施来加快当前的生物技术产业发展。 关键词:生物技术 产业发展 问题 对策 一、 生物技术概论 生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物,其核心是以dna重组技术为中心的基因工程,还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。生物技术,可视为一种运用生物体来制造产品的科学与技术,虽然生物技术这项专有名词是在七十年代才开始正式出现,但生物技术应用却可追溯至远古时代。例如,神农氏尝百草是中国历史上利用植物在医药应用上的最早记载,足见生物技术观念与应用早已存在人类日常生活之中。 为加快生物技术产业的发展,我国始终把生物技术列为国家重大科技计划,政府大幅度增加了研发投入,同时鼓励国家加大科技投入,取得了较好的效果,获得了一批具有知识产权的新基因,新表达系统、生物工程、药物进入了创制阶段,建立了一系列关键平台技术,动植物转基因技术已经成熟,杂交水稻大面积推广,抗基因的棉花、番茄已经进入了商业化的发展,有数十种基因药物已经进入了实用化阶段。 另外 ,通过对高产、优质、抗逆的动植物新品种,新型药物、疫苗和基因治疗,蛋白质工程三大主题的研究开发,以增产粮食为战略重点和发展生物技术药物产业为突破口,为生物高技术产业的形成奠定了良好的基础,并在遗传工程农作物的培育方面走在世界前列。 二、 生物技术产业发展现状 首先,生物技术生产发展快速,涉足领域不断深入。我国生物技术起源于80年代,到2000年销售产值已经达到200亿元人民币,平均增长33.58%。同时,生物技术产业涉及的领域是非常广泛的。并且还再继续扩展深入。 其次,生物技术产业取得了重大成就。世界上出现了一批影响未来的重大技术:人类基因组学或蛋白质组学、干细胞技术与组织工程、生物信息学、转基因技术、克隆技术、生物芯片或蛋白芯片或组织芯片、基因治疗与细胞治疗、反义核酸技术、单抗技术等对现代生命科学及生物技术产业产生了巨大的影响。 最后,生物技术企业不断发展壮大。由于生物技术前景广阔,发展潜力巨大。我国从事生物技术产品开发的企业,如雨后春笋,不断涌现。 另外,生物技术产业格局从治病为主向治病、保健、提高生活质量的健康产业过渡。兼并重组愈演愈烈,大企业愈来愈大,协作型竞争已经成为当今生物技术产业的主流; 三、 生物技术产业发展存在的问题 首先,自主知识产权过少,产业化能力很低。目前,我国在生物技术产业及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂主要依靠国外进口。生物技术产业的技术与装备还相当欠缺。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。我国的生物技术产业和其他的发达国家的生物技术产业比较起来,我们的技术还很低,并且很多的研究成果都还是在实验室,还没有走出转化为现实生产力的大门。如何加快将开发研究出来的生物技术成果转化为现实的生产力,提高产业化能力,是当前我国生物技术产业要充分重视的一个大问题。 其次,投入严重不足,并且投入渠道单一。生物技术产业是资金密集型产业,是高投入、高风险和高回报的产业,因此,资金短缺是首先要解决的问题。在国家加大生产技术投资力度的同时,还要充分利用银行贷款以及尚待健全的风险资金市场,寻找各种资金渠道。政府应制定优惠政策,鼓励企业参与生物技术的研究与开发。目前,我国企业资本融通渠道只有创业者个人出资,上市公司、民营企业投资,政府的风险投资,国家科技部的中小企业担保基金,中小企业科技创新基金五种。其中上市公司、民营企业的投资因为上面所说的缺乏对无形资产的认识和认可,导致他们常常希望在所投资的企业中依靠他们所提供的有形资本来控股,严重地打击了创业者的积极性。 最后,产业化人才缺乏,研发与产业化脱节。生物技术产业的发展同样离不开人才。由于研究开发人员培养周期长,大量优秀的科研人员滞留在国外,国内缺乏优秀人才,尤其缺少技术兼经营型人才。此外,我国现有生物技术人才偏重于理论研究,产业化人才相对缺乏,在我国生物技术产业发展中,常出现实验室里的科研成果难以产业化,或产业化成本很高而无经济价值。 四、 生物技术产业发展的对策 首先,健全和完善管理体制。发展我国的生物技术产业,必须结合我国具体国情,同时运用政府和市场两种资源配置的调节手段,盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量,使各方面的优势系统有效地集成。必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力,须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此,建议国家适时成立全国性的组织管理机构,对全国生物技术产业及产业发展进行总体规划和协调指导,从而做到整体协调、避免多头指挥和政出多门,实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。 其次,进行战略布局调整,加强企业队伍建设。根据目前我国生物技术产业及产业发展情况,结合现有国家级高技术产业开发区,可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的地方作为生物技术产业化基地,给予更为优惠的财政和税收扶持政策。 培养专门的企业人才,成立专门的开发生产企业或机构。就生物技术来说,我国已经有了很大成绩,但是在研究、开发、生产、销售四个环节中,研究和开发环节还存在很大的缺陷。因此需要下力气建立一只强大的研究,开发队伍。 再次,以市场为主导,重点突破。努力开拓生物技术产品市场,开发和生产符合生物技术市场需求的产品。生物技术市场对生物技术产品的需求将会极大的促进生物技术产业的迅速发展。世界生物技术都在迅猛发展,但是不同的国家有不同的研究重点和方向。就以我们中国来说,中国的生物技术最有权威的是植物细胞工程育种、植物快繁和脱毒苗生产等植物生物技术上。发挥我国的优势,保持技术的最前沿,可以大大的促进生物技术产业发展的领域。 最后,加大政府投资,完善建立产业政策扶持 通过与研究开发机构建立广泛联系,并有力地引导企业介入,密切生物技术产业上下游的结合,有效地使单一技术向产业进行技术转移和辐射,从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。政府要制定一系列保护和鼓励生物技术发展的政策和法律。通过制定法律加强合作研究、鼓励发明创新和促进技术转移。还可以通过融资渠道来实现对生物技术产业的扶持,其中包括拨款或资助,大公司出资、成立基金会、贷款、风险投资等。政府直接投资的变化是调整研发投入结构,提高民用研究与发展投入,特别是民用高技术开发投入,以提高经济竞争力。投入的重点是风险大、民间投资有困难的重大长期研究课题。另外,政府对生物技术产业的扶持还有一个非常重要的方面,就是促进合作研究开发。政府可以将国有研发成果下放,鼓励产、学、研合作。 生物技术论文:现代生物技术在油菜育种中的应用 摘要:介绍了植物组织培养技术、重组dna技术和分子标记在油菜育种中的应用。植物组织培养技术已日趋成熟,应用在了油菜的单倍体育种、远缘杂交和染色体诱变等方面;重组dna技术在油菜抗除草剂,抗虫和抗病等方面已发挥巨大作用;随着基因饱和度的增加,基因图谱与物理图谱的建立,分子标记将有望在提高选择效率,培育好的油菜品种方面发挥大的作用。 油菜是世界四大主要油料作物之一,属十字花科芸薹属,包括甘蓝型油菜、芥菜型油菜、白菜型油菜3个栽培种。多年来,油菜生产国政府和科学工作者均十分重视油菜的生产和科研工作。从70年代开始发展起来的现代生物技术则给动植物品种改良带来了一场革命,把育种技术从宏观水平提高到微观水平,以植物组织(细胞)培养技术、重组dna技术、分子标记技术为主体的现代生物技术已成为作物品种改良的前导技术。本文就生物技术在油菜育种中的应用加以综述。 1、植物组织培养 植物组织培养是指植物的离体细胞、组织或器官在人工培养基上的生长、维持或分化。组织培养的全部实践都是以细胞的全能性和体细胞有丝分裂的均等性为依据的。植物组织培养根据外植体来源和培养目标的不同分为愈伤组织培养,器官培养,分生组织培养,细胞培养和原生质体培养及融合等类型。组织培养作为一种新的手段,对植物改良有重要价值。 1.1单倍体育种技术 控制和改变植物染色体倍数来达到选育优良品种的技术,其中最突出的是单倍体育种。以花药为外植体组织培养获得单倍体个体,无论花粉来源于纯合体还是杂合体,经加倍后即纯化,为加速育种进程提供了前所未有的机会。目前,花药培养已在200多个植物种中获得成功,中外学者对影响花药培养的内外因素进行了广泛深入的研究,运用花药培养已经获得新品种的重要作物有水稻、小麦和大麦等,通过花药培养也获得了一批纯合玉米自交系。甘蓝型油菜通过花药均获得单倍体植株,进而加倍,已成为常规育种的重要辅助技术。 1.2通过胚培养克服远缘杂交不亲和性和杂种后代的自交不亲和性,拓宽种质范围 远缘杂交是植物育种的二个重要方面。通过远缘杂交,可以获得品种间杂交难以得到的变异类型。通过栽培种和野生种间的杂交,还可以从野生种那里获得如抗病性和对恶劣环境适应性等经济性状。但远缘杂交也存在许多困难。其中之一是杂种胚乳不能正常发育,杂种胚也会因饥饿死亡。在芸薹属、萝卜属等作物上,远缘杂交均有成功的报道,我国也有不少成功的例子,如甘蓝型油菜与兰花籽、诸葛菜的种属间杂交等。 1.3原生质体培养及融合技术 植物原生质体是指用特殊方法脱去细胞壁的、裸露的、有生活力的原生质团。这种裸露细胞在适当的外界条件下,还可以形成细胞壁,进行有丝分裂,形成愈伤组织和诱发再生植株,因而仍然具有细胞的全能性。原生质体培养就是指以这种裸露细胞作为外植体所进行的离体培养。原生质培养的主要目的是实现远缘物种的体细胞杂交和外源染色体、dna或细胞器的导入,以这种生物学手段对植物进行改良。在植物育种上应用最多而且期望最高的是体细胞杂交。 体细胞杂交又称原生质体融合,是指2种原生质体间的杂交。它不是雌雄配子间的结合,而是具有完整遗传物质的体细胞之间的融合。因此,杂交的产物一异型核细胞或异核体中将包含有双亲体细胞中染色体数的总和及全部细胞质。当然,由于自然的原因,由杂种细胞再生成的杂种植株内,染色体数目和细胞器的组成以及其它细胞质成分还有不同程度的变化,因而大大增加了后代的变异。此外,由于人为的控制,也会使杂种细胞内的遗传物质发生某种变化,例如体细胞杂交过程中有意识地去除(或杀死)某一亲本的细胞核,得到的将是具有l个亲本细胞核和2个亲本细胞质的杂种细胞,通常把这种细胞称为胞质杂种。 关于原生质体融合技术,自carlson(1972)获得第l个烟草体细胞杂种以来,到80年代中期报道有15个种内组合,38个种间组合,13个属间组合的体细胞杂种植株。大多数属于茄科植物,十字花科只有少数。据不完全统计,到90年代,通过体细胞杂交技术又增添了再生植株的种内杂种14个,种间62个,属间47个,并有2个科间组合的胞质杂种分化出植株。油菜的原生质体融合在70年代也开始了尝试,如拟南芥菜和白菜型油菜原生质体融合获得了自然界不存在的属间体细胞杂种一拟南芥油菜。banneret等通过种间杂交将ogura在萝卜中发现的雄性不育性胞质转移到甘蓝和甘蓝型油菜中。pelletier等通过体细胞融合的方法产生雄性不育的甘蓝型油菜胞质杂种,从而得到优良的没有缺点的雄性不育系。heyn通过油菜雄性不育和raphanobrassica(萝卜×甘蓝型油菜杂交的双二倍体)种间杂交,将恢复基因从萝卜导入到甘蓝型油菜中,pelletier等选择得到了具有改良的最佳胞质杂种组胞质全恢复植株,这类种质具有一个显性恢复等位的基因,近年来,通过不断改良,萝卜胞质三系已接近生产和利用阶段。 1.4诱发与筛选遗传变异,转移创造抗逆、抗药、抗病性突变 因为组织培养改变了细胞分裂的正常周期,使异染色质dna复制更加延迟,从而使带有异染色质区的染色体在细胞分裂过程中发生断裂、引起染色体畸变,诱发转座因子。因此,在组织培养条件下,无论有无诱变剂存在,都有较高的突变率,再生植株中存在着丰富的遗传变异。由于组织培养的环境条件可以严格地加以控制,我们就有可能模拟出各种自然灾害条件,如培养基中nacl的浓度、ph值、添加对某些作物危害最大的流行病菌毒素或者最有效的除莠剂等,组成各种特异性选择培养基,从而筛选出具有对特殊自然灾害抗性、抗药性或抗病性细胞系或再生株,为作物改良提供宝贵的基因来源或种质资源。 2、植物基因工程技术 基因工程即重组dna技术,或分子克隆。是一种外科手术式的遗传操作。它不是通过一般传统的有性杂交方法,而是采取类似于工程建设的方法,按照预先设计的蓝图,借助于实验室的技术,将某种生物的基因或基因组转移到另一种生物中去,使后者定向地获得新的遗传性状,成为新的类型。用重组dna技术实现对某一植物的改造,大体上要经过以下5个步骤:①从某种特定的生物中获取外源dna或目的基因; ②从原核生物中获取目的基因的载体并进行改造;③用限制性内切酶将载体切开,用连接酶把目的基因连接到载体上,获得dna重组体;④以欲改造的植株作受体,使重组dna进入受体细胞,即实现外源dna的转化; ⑤被转化的受体细胞再生完整植株,外源dna在受体内表达。 利用基因工程技术可以改良作物蛋白质成分,提高作物中必需的氨基酸含量,脂肪酸组成,培养抗病毒、抗虫及抗逆境植株,在当前农业生产中已经显示出巨大的经济效益。因此,倍受重视,已经成为研究人员多,投资大,进展快并极富活力的生物技术产业,并展示出在未来农业生产中的诱人前景,是我国"863"计划的重点项目。 近年来,油菜基因工程研究已蓬勃开展,据不完全统计,1985-1991年,十字花科基因工程研究共23篇,其中油菜占13篇。在加拿大,1992年全国转基因植物试验共205个,其中油菜164个。在这164个试验中,抗除草剂试验159个,抗病试验l个,改变蛋白质试验1个,提高含油量的试验l个。 2.1抗除草剂 将除草剂耐性引入农作物是增加对除草剂选择性及完全性的一条新途径。在油菜基因工程中,对抗草甘磷的epsp合成酶(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase)突变基因的导入取得成效。草甘磷(glyphosate)是一种非选择性的广谱除草剂,它是通过抑制epsp合成酶的活性而阻断芳香族氨基酸的合成,最终导致受试植物死亡。 目前已从e·coli分离出一个突变株,它含有抗草甘磷的epsp合成酶的突变基因,将其引入到作物中,当使用草甘磷时,作物不受损害。由于草甘磷无毒,无残留,易分解,不污染环境,因此,人们对抗草甘磷的epsp合成酶基因的遗传操作十分重视。目前加拿大已有2个抗草甘磷的转基因油菜品系,多加1992一1994年加拿大油菜品种联合试验,这些品系在产量方面与当前品种相当,但品质和抗性加强。 2.2抗虫 培养抗虫植物是基因工程的一个重要应用领域,不仅对改良作物具有重要意义,同时对种子工业和农业化学也有不可低估的影响。在抗虫方面,主要是通过克隆编码。将苏云金芽孢杆菌(bocillas thuringiensis)即b·t·的毒素蛋白基因(也称杀虫晶体蛋白基因)转移到植物细胞中,从而获得抗虫的转基因植株。目前已将其转入到烟草、番茄、棉花中。在姜芸薹抗虫基因工程中,已将苏云金杆菌毒蛋白基因转入油菜、花椰菜、花茎甘蓝,结球甘蓝中。 利用一些蛋白酶抑制剂基因,也可获得抗虫植株。如英国已克服了豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因,将该基因转入植株,就产生抑制剂,能破坏虫体胰蛋白酶的活性。害虫食转基因植株后,便因消化不良而死亡。 2.3抗病性 病毒对植物的危害是农业生产上损失最大的病害之一,目前普遍采用的控制和避杀传毒昆虫、选育带有抗病基因的品种、生产脱毒苗以及接种病态的弱毒株系以达到交叉保护的作用等常规方法,均或多或少存在限制因素,导致效果欠佳或产生相反的效果。利用植物工程防治病毒的方法有以下几种。 ①病毒外壳蛋白基因的导入:即利用导入的外壳蛋白基因形成交叉保护,防止或减轻病毒危害,已经获得的抗病毒转基因蔬菜作物有番茄、马铃薯、辣椒等。美国于1986年获得了转化tmv外壳蛋白基因的番茄植株,在大田试验条件下,有tmv外壳蛋白的番茄接种tmv后只有5%的植株发病,产量不减,而对照植株发病率达99%,减产26%~35%。已经成功转化的病毒外壳蛋白基因还有马铃薯x病毒(pvx)、马铃薯y病毒(pvy)、黄瓜花叶病毒(cmv)和大豆花叶病毒(smv)等。 ②病毒卫星rna的crna导入:1986年英国科学家把cmv的卫星rna转成cdna。再将它转进植物中去,第l次获得了抗cmv的工程植株。我国学者赵淑珍也获得了类似的转基因植株。 ③病毒的反义rna:日本科学家1993年已将cmv反义rna基因导入到辣椒中并探索反义技术在抗病毒育种上的应用价值。其抗病机理就是将病毒的基因组反向结合在启动子上,转入植株,使转基因植株编码出反义基因的rna,当外源rna病毒侵入时,反义rna便与之形成互补,构成双链结构,从而阻止病毒复制,减轻病毒危害。 除上述3种方法外,还可以利用植物自己编码的抗病基因以及利用病毒上的其它基因等方法进行抗病品种的育种。 2.4品质改良 据davies(1992)报道,在脂肪酸代谢过程中催化不饱和反应的酶为质体中18碳酰基载体蛋白脱氢酶。将其反义rna基因导入油菜和芜菁。结果使转基因植物中饱和的18碳烷酸含量由2%提高到40%,增加20倍。但油脂含量仅为正常种子的一半。另据kuntzon等报道,由加州月桂树分离得到的月桂酸酰基载体蛋白硫酯酶基因导入油菜中,使转基因油菜种子油中月桂酸(13碳饱和脂肪酸)含量高达50%。此外,据krebbeors等(1991)、stayton等(1991)、altenbach等(1992)报道,通过根瘤农杆苗导入拟南芥和豌豆2s白蛋白基因和巴西坚果富含甲硫氨酸种子蛋白基因,使转基因油菜蛋白质总量成倍增加,甲硫氨酸和赖氨酸含量显著提高。这些事实都说明,提高基因工程改良种子中油脂和蛋白质组成是可能的。 2.5自交不亲和性的转变 自交不亲和性(si)有孢子体和配子体2个主要系统,孢子体不亲和系统是不亲和花粉管在柱头表面生长停滞,配子体不亲和系统是不亲和花粉长出花粉管,花粉管生长停滞一般发生在进入柱头之后。甘蓝(brassica oleracea)仅孢子体系统,其s一座位(s-locus)含有2个多态基因(polymorphic genes)。即s一座位糖蛋白(slg)和s一受体激酶(spk)基因,两者是分离的,相隔约200kb。srk基因中一个类似于slg的结构区域,一个假定的穿膜结构区域和一个激酶结构区域。 甘蓝型油菜(brassica napus)属于自交亲和性的植物,将其slg基因转入自交不亲和性的甘蓝(brassica oleracea)后,甘蓝即变成自交亲和株。这可能是甘蓝的slg基因在受到有益抑制,引起柱头发生变化造成。 2.6育性 决定植物育性的ta29基因及转基因杂种油菜已取得突破性进展。ta29核酸酶基因最先是由goldberg r·b·在烟草花器中发现的。这一基因转至油菜等作物中可以表达。据marlani c·等研究,外源的ta29核酸酶基因在绒毡层中专一表达时,致使绒毡层细胞败育,而绒毡层细胞主要是为花粉粒发育提高营养的,败育后导致花粉发育不正常而表现为雄性不育。为了达到育性的恢复,marlani c·又设计了用绒毡层专一启动子与ta29核酸抑制物基因构成融匣?虻既胫参铮?肷鲜龅既?a29核酸酶基因后得到的雄性不育株杂交,在f1代中,由于ta29核酸抑制物基因表达,抑制了ta29核酸酶的活性,从而恢复可育。 为了使基因工程雄性不育可保护下去,mariani c·又设计了将ta29核酸酶基因与bar基因(编码抗除草剂磷化黄酮的ppt乙酰转移酶)串联在一起的转化植物。这一转基因雄性不育植物当与正常油菜杂交时产生的后代即可用除草剂处理,选择性杀死可育株而保留不育株。现在比利时pgs公司(1993)已利用这一套材料生产杂种。 3、分子标记 分子标记(molecular marker)是指与特定基因或标记连锁的一段经过扩增并可检测出的dna序列。经典的分子标记rflp(限制性片段长度多态性)至今仅l0多年的历史,但人们利用它已构建了数以百计的植物分子标记遗传连锁图。后来发展了基于pcr技术的各种分子标记,如ssr、rapd、scar、aflp等等。这些分子标记各有千秋,已有许多专文予以介绍。这里仅就分子标记在辅助作物育种中的功用概述之。 从本质上看,分子标记与构建经典细胞遗传连锁图的形态学标记和生化标记是一致的。所不同的是与后两者相比较,前者直接反映了dna序列上的变异,并在数量上具有无限性,因此在辅助作物育种上有更广泛的用途。 3.1作物品种资源的dna指纹分析 这种分析不仅将导致对遗传资源本质的评价、归类和利用,还将在品种的纯度测定和品种知识产权保护上发挥作用。 3.2标记重要基因 有些重要基因,如抗病基因检测不仅很费时,还受植物发育阶段的限制。利用与这些基因紧密连锁的分子标记,无疑有助于在育种过程中对特定基因型的选择。如果利用分子标记与目的基因之间的连做关系,构建出类似于细胞遗传图的分子标记遗传连锁图,那么分子标记还将有下述用途: ①辅助回交育种 回交育种中需要解决的问题之一是连锁累赘。利用分子标记可能检测到在目的基因两侧各发生了一次交换的个体,因而可以仅经过二、三次回交,便可达到常规回交育种中回交上10次也达不到的目的。 ②全基因组选择 借助于饱和的分子标记连锁图,可以对各预选单株的整个基因组组成进行分析。在此基础上选择出不仅具有多个目标性状,且遗传基础最为理想的个体。 ③杂种优势分析和预测 杂种优势来源于dna的杂合性,分子标记第一次提供了准确判断杂交组合dna杂合性的手段,从而也第一次有可能从dna水平预测杂种优势。利用分子标记,还可人工培育出在dna序列的重要片段可能高度杂合的亲本,从而配制出超优势的f1组合。 4、结语 处于世纪之交的现代植物育种学是以组织培养、分子克隆和分子标记3大生物技术同育种实践紧密渗透为特征的。组织培养技术已日趋成熟,成为油菜常规育种的重要辅助手段,随着基因图谱的饱和度日益提高,以及rflp标记图谱,基于pcr标记图谱、物理图谱间对应关系的建立,育种家在不久的将来有望利用分子标记来提高选择效率,更快地培育出更好的品种。基因工程除在抗除草剂、抗病、抗虫等方面发挥巨大的作用外,在创造新的雄性不育材料、充分利用杂种优势方面亦展现出诱人的前景。 生物技术论文:生物技术专业实践教学的改革与实践 摘要为提高实践教学质量,调动学生的学习自主性,锻炼学生的实践能力,培养学生的创新精神和创新能力,重庆文理学院通过对生物技术专业实践特点的研讨,对原有的实践教学体系进行改革和创新,构建了新的实践教学体系,实施效果显著。 关键词生物技术专业;实践教学;改革 2002年经重庆市教委批准,重庆文理学院设立生物技术专业,几年来,生物技术专业以培养德、智、体全面发展的高素质应用型人才为目标,以深化实践教学改革、合理设置实验课程体系、优化师资队伍结构、改善实践教学条件为措施进行专业建设,使生物技术实践教学的软硬件条件得到了较大改善。在实验设置和内容方面也进行了一系列的改革,构建了“以专业实验技术为龙头、基础实验技术为基础、模块实验技术为补充”新的实践教学体系。 1生物技术专业实践教学体系建设的原则 长期以来,国内各高校的生物技术专业因成立背景不同,办学特色不同,在实践教学各个环节设置方面各有偏重。近些年来情况有了一些变化,随着生物技术产业对人才要求的不断提高,各校交流的加强,对生物技术专业的内涵及外延有了较为一致的认识。从2005年开始,按照“国内领先和国际先进”生物技术专业的实验课程建设要求,结合重庆文理学院具体情况,对生物技术专业实践教学进行了改革,在课程优化目标方面,主要考虑以下3个方面: (1)就业市场对人才的要求。生物技术是一种高新技术,可以应用于农业、工业、食品、医药、微生物等领域,市场需求范围广。这要求以通才教育为基础,培养厚基础、高素质、能力强的应用型人才,形成核心竞争力。唯有如此,才能使学生在就业市场上展现出较强的竞争优势。因此,应该培养基础扎实、知识面广、技术过硬的应用型人才。 (2)结合学科理论和实践的发展趋势。生物技术是生命科学中发展最为活跃的领域,高新技术不断被发现,为生物学以及其他学科的发展提供了重要的理论依据和研究手段。同时,生物技术也是一门实践性很强的学科,要求学生具有较为扎实的生物科学基本理论、基本知识和较系统的生物技术理论与实验技能,了解生物技术领域的前沿和发展动态,具有较强的创新意识与实践能力。因此,应将最新生物技术科研成果和学术前沿发展趋势引入到教学当中,使学生了解和掌握最新的生物技术,并提高其解决科学难题的能力。 (3)学生自主意识和主观能动性。生物技术实验教学是重要的实践教学环节,它不仅仅是对理论的验证,还是培养学生动手能力、应变能力、创新能力及科学思维的重要手段[1]。生物技术实验教学的改革与探索,重在发挥学生在实验教学中的主体地位,充分尊重学生的兴趣和特长,重视学生的个性发展,促使学生养成自我约束、主动学习、不断进步的优良学风[2]。实验课堂应改变由教师“抱着学生走”的实验方式,以学生为中心,在实验中留给学生较多的独立思考的空间,有利于学生拓宽思路,使学生产生压力,并将压力转变为动力,最终提高学生的动手能力和分析能力。 综合以上各个方面,高等教育应当以学生的个人发展为出发点,形成专业的培养目标,并围绕这一目标进行课程建设和改革。为了实现这一目标,要求学生通过对基础知识体系的学习,形成自我学习的能力。 2生物技术专业实验建设的框架 生物技术是生命科学的前沿和尖端学科,发展日新月异,新技术、新设备、新成果层出不穷,只有不断更新知识,才能紧跟前沿[3]。生物技术专业无论是设备投入还是实验耗材相对较高,要求高校必须加大投入,才能确保实验教学的质量,而加强实验教学的关键是要有一个功能齐全、设备先进的实验室[4]。 首先,围绕专业培养目标,以实践性教学环节为中心,对专业人才知识和技能结构进行整体分析和设计,使课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计等主要实践教学环节形成4大模块,使这些模块既分工明确、各有侧重,又相互联系,有机地组成一个不可分割、相互渗透的整体。与理论教学相互配合,以基本技能为基础,专业技能为重点,突出知识的联系性和综合性特点,注重技术应用和创新能力的培养,构建相对完善的具有专业特色的实践教学体系。 其次,结合学科优势,打造创新性综合实验体系。综合实验体系除贯穿基本技能训练体系以外,根据重庆文理学院的专业特色,开设一些具显示度的、切合实验室规模的、包含完整生物制药环节的综合性大实验。充分培养学生的综合实验技能,并与课程理论体系配套,为学生提供初步技能实训的机会。实验规模的生产装置与布局反映了现代生物技术的特点,并充分利用重庆文理学院现有的生物教学中心技术优势,在实验内涵上体现多学科的交叉与应用,反映科研、生产、工艺一体化研究的思想。 最后,依托重庆文理学院建设重点学科的背景,创建柔性技能型实践平台。生物技术专业实验室的建设体现了教学与科研的充分结合。利用学科资源,校级重点实验室、重庆市生物工程中心都直接参与本科实践教学。开设植物组织培养、水产动物良种选育、基因工程、酶工程4个方面的设计型、研究型开放实验,供学生选做。学生依据自身的个性特点可选择感兴趣的实验,实验的内容也根据学科的发展不断调整、提炼最新的研究成果,体现出整个实验系统适应学科发展及个性培养的柔性。通过研究设计型实验环节,让学生体会生物材料的多样性,感受现代生物技术在科学研究和生产实践中的应用,对专业有一个更全面和深刻的认识。 3构建多层次的实践教学体系 实验教学体系是生物技术实践教学体系的重要部分。实验教学体系建设包括实验教学内容、实验教学方法和手段、实验教学队伍和实验室装备等的建设。其中教学内容是实验教学的基本依据,是学生获得实验技能的根本[5]。实践教学内容与体系是围绕着生物技术专业的培养目标制定和建立的,注重学生动手能力、创新能力、实践能力的培养。设立基础实验技术系列、专业实验技术系列和模块实验技术系列3大类别实验课程,明确本专业基本技能点、专业技能点和行业综合技能点要求。以实验技能性质分类为主线,整合实验课程,使学生明确每项技能的训练目标。 基础实验技术系列涵盖生物学和实验技术的核心,是学生必须掌握的基本训练环节,这一层次也称为基础核心实验。专业技术实验系列涵盖生物技术大实验以及发酵工程、植物组织培养、生物技术制药等方面的设计研究型实验,实验内容提前公布,学生可以结合自己的兴趣进行选择,专业技术实验系列中学生可部分或全部完成从实验方案设计、实验准备直至实验结果获取的全过程,培养学生的综合实验能力。在学生进行上述2个层次专业实验技能训练的同时,对一部分较为优秀的同学安排创新实验环节的训练,创新实验反映学科发展方向及研究热点并带有探索性,参加创新实验的学生可以提前进入实验室,并可以免修部分相关的综合实验。 实践教学体系的实施从2005年开始,学院对教学计划及实验室管理模式也进行相应的调整。在教学计划方面,集中时间安排综合性实验,并建立了互动的实验教学信息化平台,开发出集管理、预习、信息反馈为一体的实验管理信息系统,挂在校园网上供学生实验选题、预习、实验室准备、管理之用等。 4实验教学改革的实施效果 实践教学的改革是个永恒的主题,生物技术专业在近几年的改革实践中虽然已取得明显的成效。 首先,实验课教学更趋合理。实验教学改革实施过程中,实验教学内容的改革主要遵循创新性、系统性、连贯性、综合性的原则,从直观性、验证性和巩固性实验向创新能力培养的实验过渡的原则。在实验内容的选择上,适当减少验证性实验内容,增加定量分析试验和大实验,引入学生自主性实验。在实验内容的顺序安排上由浅到深,相互渗透,循序渐进。实验内容调整后的特点实验内容更加符合生物技术专业需求,内容的分布更趋合理,实验内容的改革有利于学生实验能力、实验效果的提高和创新精神的培养,使学生可以掌握更多的实验技术和方法。 其次,培养了学生的科学素养和创新意识。专业技术实验和创新实验环节得到了大大加强,综合性实验由原来的2个增加至10个。开设创新性开放实验机制,有兴趣的学生随时都可以申请开放实验项目,进入实验室进行实验研究。使学生从被动学习逐步转向主动学习,从被动接受教学到主动去探索寻求科学实践知识。许多学生不满足于实验、实习课程的学习,自发组织各种科技兴趣小组,在老师的指导下,从大二开始就介入教师的科研项目,结合教师的科研项目开展课外科技立项活动。通过这种训练方式,学生的动手能力、综合问题的分析能力得到了有效的提高。 再次,将科技前沿融入到实验教学环节。通过大纲的制定、教材的编写以及课程的合理安排,明确了教学思路,学生易于接受、反映良好。通过理论教学和实践教学的有机结合,丰富了课堂教学内容,加深了学生对生物技术理论课程知识的系统理解,提高了学习积极性,激发了求知欲和探索精神,培养了创新思维方法和能力,为他们将来从事科研工作、开发利用资源生产生化产品提供了思路、奠定了理论基础。同时,还将科学发展的前沿和热点渗透到本科实验教学中,部分实验内容直接来源于最新的科研成果,提高自身素质和教学水平。 最后,增强了学生专业学习积极性和主动性。本科学生到科研实验室后,从课题的选择到实验的设计等过程都以学生为主,教师仅做必要的指导,在进行课题研究的时候,专业理论在课题研究中得到应用,让学生专业学习不再枯燥与抽象,特别是课题研究一步步取得进展,解决了一个个难题,让学生获得成功感,学生学习的效能感得到了加强,这些都促使学生学生学习方式从“要我学”到“我要学”,从被动接受到主动探索新知的转变。