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本
科
計算機及其應(yīng)用
080702
02324 離散數(shù)學(xué)
02326操作系統(tǒng)
02325 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
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03708中國近現(xiàn)代史綱要
建筑工程
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00015 英語(二)
漢語言文學(xué)
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03708中國近現(xiàn)代史綱要
英語語言文學(xué)
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03709基本原理概論 00604 英美文學(xué)選讀
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會計
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03708中國近現(xiàn)代史綱要
04183概率論與數(shù)理統(tǒng)計(經(jīng)管類)00015 英語(二)
工商企業(yè)管理
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金融
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市場營銷
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國際貿(mào)易
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物流管理
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法律
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公安管理
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行政管理
030302 00318公共政策 00315當(dāng)代中國政治制度 01848公務(wù)員制度
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護理學(xué)
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機電一體化
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02245機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 00420物理(工)
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應(yīng)用化學(xué)
081209 08291環(huán)境影響評價 08306環(huán)境分析與檢測 03709基本原理概論
基礎(chǔ)教育
040120 00266社會心理學(xué)(一) 04577中國通史 03709基本原理概論
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軟件工程
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民商法
030116 00865證劵法 08957法律邏輯
03709基本原理概論
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漢語言文學(xué)教育
050113 06414漢語言文學(xué)教育學(xué) 00539中國古代文學(xué)史(二) 00541語言學(xué)概論 00456教育科學(xué)研究方法(二) 0538中國古代文學(xué)史(一)
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英語教育
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地理教育
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思想政治教育
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生物教育
070402 02081 進化生物學(xué) 02084組織胚胎學(xué)
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02085 細胞生物學(xué) 02079 生態(tài)學(xué)概論 03709 基本原理概論 03708 中國近現(xiàn)代史綱要
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法律教育
030113 04337中學(xué)法律教育專題選講
00228環(huán)境與資源保護法 00261行政法學(xué)
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00249國際私法
00264中國法律思想史 00246國際經(jīng)濟法概論 00016勞動法
03709基本原理概論 00226知識產(chǎn)權(quán)法
信息技術(shù)教育
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計算機科學(xué)教育
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00023高等數(shù)學(xué)(工本) 00441多媒體教學(xué)系統(tǒng)
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070102 02010概率論與數(shù)理統(tǒng)計(一) 02009抽象代數(shù) 06855微分方程 02018數(shù)學(xué)教育學(xué)
物理教育
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化學(xué)教育學(xué)
070302 02053結(jié)構(gòu)化學(xué) 00413現(xiàn)代教育技術(shù)
03708中國近現(xiàn)代史綱要
音樂教育
050408 00733音樂分析與創(chuàng)作 00735音樂教育學(xué)
美術(shù)教育
050410 00745中國畫論 02200現(xiàn)代設(shè)計方法
體育教育
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教育學(xué)
040108 00471認知心理
00452教育統(tǒng)計與測量 00465心理衛(wèi)生與心理輔導(dǎo) 00472比較教育
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00453教育法學(xué)
00467課程與教學(xué)論
03708中國近現(xiàn)代史綱要
00015英語(二)
學(xué)前教育
040102 00024普通邏輯
00398學(xué)前教育原理
00885學(xué)前教育診斷與咨詢 00881學(xué)前教育科學(xué)研究與論文寫作 03709基本原理概論
00402學(xué)前教育史 00467課程與教學(xué)論
03708中國近現(xiàn)代史綱要
00015英語(二)
教育管理
040107 00452教育統(tǒng)計與測量 00455教育管理心理學(xué) 00445中外教育管理史
03709基本原理概論 00453教育法學(xué)
03708中國近現(xiàn)代史綱要
00015英語(二)
人力資源管理
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旅游管理
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道路與橋梁工程
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應(yīng)用電子技術(shù)
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05693音響及視頻技術(shù)
英語翻譯
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汽車服務(wù)工程
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03709基本原理概論
04444汽車鑒定與評估
小學(xué)教育
040112 00542文學(xué)概論(二) 00472比較教育
03709基本原理概論 06230小學(xué)藝術(shù)教育
制藥科學(xué)與工程
081204 03031藥物分析 03026藥理學(xué)(二) 03709基本原理概論
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關(guān)鍵詞:濕式除塵脫硫設(shè)備 基本原理 流程 凈化效果
造成我國大氣環(huán)境污染的主要因素為燃煤和燃油煙氣,它主要由二氧化硫和其他顆粒污染物組成,污染了環(huán)境和影響了人體健康。鑒于此,我國從上個世紀(jì)就已經(jīng)著手脫硫除塵設(shè)備的研發(fā)工作,截止到目前,我國絕大多數(shù)燃煤和燃油裝置都安裝了這種設(shè)備。但由于經(jīng)濟的較快發(fā)展,大氣污染情況進一步嚴(yán)重,因此,研發(fā)出一種高效濕式除塵脫硫設(shè)備變得十分必要和緊迫。
一、濕式除塵脫硫的基本原理
1.物理吸收的基本原理
氣體吸收可分為物理吸收和化學(xué)吸收兩種。如果吸收過程不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng),僅僅是被吸收氣體溶解于液體的過程,稱為物理吸收,如用水吸收SO2。物理吸收的特點是,隨著溫度的升高,被吸氣體的吸收量減少。
物理吸收的程度,取決于氣--液平衡,只要氣相中被吸收的分壓大于液相呈平衡時該氣體分壓時,吸收過程就會進行。由于物理吸收過程的推動力很小,吸收速率較低,因而在工程設(shè)計上要求被凈化氣體的氣相分壓大于氣液平衡時該氣體的分壓。因為物理吸收速率較低,所以很少單獨采用物理吸收法。
2.化學(xué)吸收法的基本原理
若被吸收的氣體組分與吸收液的組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),則稱為化學(xué)吸收,例如應(yīng)用堿液吸收SO2。應(yīng)用固體吸收劑與被吸收組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而將其從煙氣中分離出來的過程,也屬于化學(xué)吸收,例如爐內(nèi)噴鈣(CaO)煙氣脫硫也是化學(xué)吸收。在化學(xué)吸收過程中,被吸收氣體與液體相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),有效的降低了溶液表面上被吸收氣體的分壓。增加了吸收過程的推動力,既提高了吸收效率又降低了被吸收氣體的氣相分壓。因此,化學(xué)吸收速率比物理吸收速率大得多。
物理吸收和化學(xué)吸收,都受氣相擴散速度(或氣膜阻力)和液相擴散速度(或液膜阻力)的影響,工程上常用加強氣液兩相的擾動來消除氣膜與液膜的阻力。在煙氣脫硫中,瞬間內(nèi)要連續(xù)不斷地凈化大量含低濃度SO2的煙氣,如單獨應(yīng)用物理吸收,因其凈化效率很低,難以達到SO2的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,煙氣脫硫技術(shù)中以化學(xué)吸收法為主,物理吸收法為輔。
3.化學(xué)吸收的過程
化學(xué)吸收是由物理吸收過程和化學(xué)反應(yīng)兩個過程組成的。在物理吸收過程中,被吸收的氣體在液相中進行溶解,當(dāng)氣液達到相平衡時,被吸收氣體的平衡濃度,是物理吸收過程的極限。被吸收氣體中的活性組分進行化學(xué)反應(yīng),當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達到平衡時,被吸收氣體的消耗量,是化學(xué)吸收過程的極限。
4.化學(xué)吸收過程的速率及過程阻力
化學(xué)吸收過程的速率,是由物理吸收的氣液傳質(zhì)速度和化學(xué)反應(yīng)速度決定的?;瘜W(xué)吸收過程的阻力,也是由物理吸收氣液傳質(zhì)的阻力和化學(xué)反應(yīng)阻力決定的。
在物理吸收的氣液傳質(zhì)過程中,被吸收氣體氣液兩相的吸收速率,主要取決于氣相中被吸收組分的分壓,和吸收達到平衡時液相中被吸收組分的平衡分壓之差。此外,也和傳質(zhì)系數(shù)有關(guān),被吸收氣體氣液兩相間的傳質(zhì)阻力,通常取決于通過氣膜和液膜分子擴散的阻力。
二、高效除塵脫硫設(shè)備的除塵脫硫過程
根據(jù)濕式除塵脫硫的基本原理,本課題組設(shè)計了一款高效除塵脫硫設(shè)備,其除塵過程主要有3級。第一,在進氣管中安裝噴頭,它可以噴出霧化液體,這些霧化液體可充分與塵體接觸,從而完成第一級除塵工作。第二,而后形成的高速氣體流直接沖向設(shè)備中的水面,形成大量的水霧,這些水霧和煙氣中的體積較大的顆粒物結(jié)合,并沉降到水底,完成第二級除塵工作。第三,由于煙氣的沖擊力較強,“S”型管道中出現(xiàn)了旋流霧液,霧液與顆粒物結(jié)合,進一步除塵,則完成第三級除塵。這三個過程不僅有除塵過程,還伴有脫硫過程,即設(shè)備中的堿性液體成功實現(xiàn)煙氣的脫硫。最后,排出凈化的氣體時,則需經(jīng)過脫水器的處理,而后如大氣。
三、高效濕式除塵脫硫裝置的凈化效果
1.試驗裝置
為分析設(shè)備改造后的除塵脫硫效果,可確定試驗設(shè)備的相關(guān)參數(shù),鍋爐處理量為2 t/h,處理氣量為700m3/h,其長寬高分別為800mm、400mm、1700mm,進、出氣管直徑均為150mm。
煤塵可作為模擬粉塵,二氧化硫氣體現(xiàn)行制備,堿性溶液為氫氧化鈉溶液。
2.試驗效果
實驗過程中只需對進、出口處的二氧化硫濃度和粉塵濃度進行測量,本設(shè)備密封效果極好,因此,實驗結(jié)果非常準(zhǔn)確。測量結(jié)果如表2所示。
表2 除塵脫硫效率
結(jié)果顯示,當(dāng)液氣比為0.34 L/ m3 時,其除塵率和脫硫率較高。與國內(nèi)其他同類設(shè)備相比,它可在較小的阻力和液氣比條件下,實現(xiàn)更好地脫硫和除塵效果。
四、結(jié)束語
本設(shè)備在除塵和脫硫基本原理的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了除塵和脫硫高效化、一體化,此外,還可以有效除去較小的顆粒污染物。設(shè)備本身造價低,能耗小,結(jié)構(gòu)密封性好,適用范圍廣,具有良好的應(yīng)用效果。
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關(guān)鍵詞:循環(huán)農(nóng)業(yè);原理;應(yīng)用;
前景循環(huán)農(nóng)業(yè)是相對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展提出的一種新的環(huán)境友好型農(nóng)作模式,是運用可持續(xù)發(fā)展思想和循環(huán)經(jīng)濟理論與生態(tài)工程學(xué)的方法,在保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和充分利用高新技術(shù)的基礎(chǔ)上,調(diào)整和優(yōu)化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高農(nóng)業(yè)系統(tǒng)物質(zhì)能量的多級循環(huán)利用,嚴(yán)格控制外部有害物質(zhì)的投入和農(nóng)業(yè)廢棄物的產(chǎn)生,最大限度地減輕環(huán)境污染和提高資源利用效率,使農(nóng)業(yè)經(jīng)濟活動真正納入到農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)中,實現(xiàn)生態(tài)的良性循環(huán)與農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1循環(huán)農(nóng)業(yè)的基本原理
發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟就是把循環(huán)經(jīng)濟的基本原理應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng),是構(gòu)建可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的根本途徑、實現(xiàn)形式、技術(shù)措施?;谶@種認識,筆者認為建立循環(huán)農(nóng)業(yè)體系主要依據(jù)的基本原理包括以下幾點。(1)能量耗散低熵原理。農(nóng)業(yè)是開放系統(tǒng),其功能由熱力學(xué)第二定律決定,只有通過外界能量的投入,才能降低系統(tǒng)熵值,提高系統(tǒng)的功能。因此,合理投入是人類對農(nóng)業(yè)系統(tǒng)加強控制的關(guān)鍵途徑,不能將循環(huán)農(nóng)業(yè)理解為低投入甚至不投入的農(nóng)業(yè)。認為只要依靠循環(huán)就可以實現(xiàn)耗散系統(tǒng)平衡的認識是不科學(xué)的。(2)資源循環(huán)再生原理。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是一種在自然生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)上的人工生態(tài)系統(tǒng),其資源類型:一是光熱水等自然資源,需要周年高效循環(huán)利用;二是化肥、農(nóng)藥、機械等系統(tǒng)外購買性資源,需要盡量減少不合理投入并提高效率;三是秸稈、糞便等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中間廢棄資源,需要再生利用;四是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)排放到大氣和地下的有害物質(zhì)和溫室氣體等,需要實現(xiàn)可預(yù)見、可控制,減少無效排放。通過農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)和系統(tǒng)外反饋循環(huán)相結(jié)合,提高能量轉(zhuǎn)化率和物質(zhì)循環(huán)利用率。(3)物質(zhì)組鏈加環(huán)原理。在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中,物質(zhì)沿著不同環(huán)節(jié)上的食物鏈營養(yǎng)級傳遞和轉(zhuǎn)移,利用不同營養(yǎng)級的動物和微生物,分級、分次反復(fù)循環(huán)和利用,使上一級循環(huán)轉(zhuǎn)移到下一級的物質(zhì),再次轉(zhuǎn)化為能夠為人們直接利用的生物產(chǎn)品和生物質(zhì)能。因此,通過食物鏈加環(huán)、組鏈,減少非生產(chǎn)循環(huán),增強生產(chǎn)循環(huán),提高物質(zhì)循環(huán)周轉(zhuǎn)率,生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品,減少廢棄物排放。(4)生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)原理。農(nóng)業(yè)是生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng),其產(chǎn)業(yè)目標(biāo)既要獲得生產(chǎn)力和經(jīng)濟效率,又要維護生態(tài)協(xié)調(diào)。在特定條件下,農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟功能往往和生態(tài)功能處于矛盾之中,因此,需要按照生態(tài)經(jīng)濟協(xié)調(diào)的原則設(shè)計循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系,既要獲得合理的生產(chǎn)力,又要將其建立在資源環(huán)境可承受范圍之內(nèi),形成一種“經(jīng)濟高效、技術(shù)可行、生態(tài)安全、環(huán)境友好、社會認可”的可持續(xù)農(nóng)業(yè)模式。
2循環(huán)農(nóng)業(yè)的實際應(yīng)用
我國循環(huán)農(nóng)業(yè)實踐模式以生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式為基礎(chǔ),其基本雛形是北方“四位一體”生態(tài)農(nóng)業(yè)模式和南方以沼氣為紐帶的“豬、沼、果”生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。重慶三峽庫區(qū)是農(nóng)業(yè)部規(guī)劃的全國柑橘、蔬菜、生豬和草食牲畜優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域規(guī)劃的核心區(qū),是當(dāng)?shù)刈罹邍H競爭優(yōu)勢的特色農(nóng)產(chǎn)品,也是農(nóng)民脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)。但是,近年隨著規(guī)模種養(yǎng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)村勞動力大規(guī)模轉(zhuǎn)移,規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的有機糞肥量大、肥效低、使用不便,逐步被化肥取代,往往棄用,加劇了面源污染。為此,從2008年起,重慶在農(nóng)業(yè)部等國家相關(guān)部委的支持下,系統(tǒng)開展柑橘、蔬菜沼畜循環(huán)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)和有機肥替代化肥模式的探索,取得積極進展,建立三峽庫區(qū)柑橘沼畜循環(huán)經(jīng)濟標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系,建成沼液還田示范基地0.67多萬hm2,打造“畜-沼-菜”循環(huán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地3.13…萬hm2。主要做法有以下幾點。2.1沼液肥水一體裝備,整合診斷施肥,支撐化肥零使用針對傳統(tǒng)“畜-沼-果(菜)”循環(huán)中沼液管灌易產(chǎn)氣爆管,會生成磷酸鎂銨(尿垢)結(jié)晶堵塞管網(wǎng)問題,研發(fā)沼液管道自動調(diào)壓、固體結(jié)晶物收集裝置和自沖洗工藝,發(fā)明沼液肥水一體灌溉裝備,實現(xiàn)沼液管道便捷化利用,促進沼液大規(guī)模還田和零排放。針對飼料、沖水、畜禽種類的不同,沼液有效成分變幅大、用肥計量難問題,配套柑橘非充分灌溉和營養(yǎng)診斷配方施肥技術(shù),通過測土測葉,支撐有機肥高效利用和化肥減量或零使用,同時替代灌溉水,節(jié)水節(jié)肥效果明顯,已在長壽、開縣、奉節(jié)等大規(guī)模應(yīng)用。以長壽區(qū)農(nóng)正農(nóng)業(yè)為例,其萬頭豬場和166.67…h(huán)m2…晚熟雜柑果園,年施用沼肥10…t/667…m2,經(jīng)營養(yǎng)監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)果園氮磷鈣鎂硫等大多數(shù)營養(yǎng)指標(biāo)適宜,但是鉀鋅硼等元素缺乏,通過增施10…kg硫酸鉀礦質(zhì)肥補充,葉面噴硫酸鋅、硼砂等礦質(zhì)微量元素調(diào)控,近3年均實現(xiàn)全園化肥零施用,產(chǎn)品主要出口北美、東南亞等國,經(jīng)濟效益顯著。2.2推動秸稈和糞污有機復(fù)合肥制備產(chǎn)業(yè)化,支撐化肥減量針對傳統(tǒng)秸稈和柑橘皮渣資源化利用成本高、效益低問題,發(fā)明一種巨大芽孢桿菌M1,研發(fā)橘渣秸稈和豬牛糞便的高溫自干燥發(fā)酵及其有機復(fù)合肥制備工藝,實現(xiàn)橘渣秸稈和豬牛糞便的高溫自干燥、低成本腐熟發(fā)酵,先后研制出牛糞、橘渣、秸稈等為主料的有機無機緩釋復(fù)合肥等4類省級高新技術(shù)產(chǎn)品,并全部獲得肥料登記證,支撐有機無機緩釋復(fù)合配方肥全面替代無機復(fù)合肥。如梁平縣豐疆科技發(fā)展有限公司,應(yīng)用柑橘營養(yǎng)診斷最適宜指標(biāo),研發(fā)氮、磷、鉀為10∶4∶8的柑橘專用牛糞有機復(fù)合配方肥,替代15∶15∶15無機復(fù)合肥,年產(chǎn)能已達12…萬t。重慶市重點推廣的專用有機復(fù)合肥具有緩釋性,符合柑橘生長的大量元素配方,富含有機肥,既有無機肥肥效高的特點,又有緩釋肥肥效長的效果,還具備有機肥改良土壤、激活微量元素功效,適合撒施,省力省工,推動了柑橘專用肥有機化、配方化和緩釋化,結(jié)合營養(yǎng)診斷控豐補缺,增產(chǎn)效果優(yōu)于單純無機復(fù)合肥,在重慶柑橘產(chǎn)區(qū)已經(jīng)全面替代無機復(fù)合肥,賣出了無機肥的價格,社會、生態(tài)和經(jīng)濟效益示范顯著。2.3建立循環(huán)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系,實現(xiàn)可復(fù)制、可推廣圍繞三峽庫區(qū)柑橘、蔬菜、畜禽生豬、淡水魚等特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展,我們以循環(huán)農(nóng)業(yè)為紐帶,相關(guān)產(chǎn)業(yè)循環(huán)鏈交叉環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)為基礎(chǔ),因地制宜建立8個“豬-沼-果”國家級農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟示范園區(qū),并建成上百個果(菜)沼畜循環(huán)農(nóng)業(yè)示范點。在合川區(qū)太和鎮(zhèn)米市村蔬菜標(biāo)準(zhǔn)園內(nèi)示范推廣的“牛-沼-菜”種養(yǎng)循環(huán)模式中,蔬菜基地與鄰近一家大型奶牛場達成生產(chǎn)合作,由奶牛場支付基地土地租金,安裝直通基地的沼液輸送管網(wǎng),園區(qū)以有機肥形式,消化奶牛場產(chǎn)生的全部沼液、沼渣,解決蔬菜生產(chǎn)所需的大量有機肥,降低施肥成本,促進地力的保持。同時,基地采收后的玉米秸稈,又作為飼料供銷給奶牛場,從而購建一條生態(tài)種養(yǎng)循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,不僅節(jié)本增效,使基地年產(chǎn)蔬菜超過12…500…t,每667…m2收益超過…4…320元,銷售總額達1…250萬元以上,同時利于生態(tài)環(huán)境保護,減少農(nóng)業(yè)面源污染。在此基礎(chǔ)上,與全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心、中國農(nóng)科院柑橘研究所等合作制定《NY/T…2627-2014…標(biāo)準(zhǔn)果園建設(shè)規(guī)范-柑橘》、《DB50/T…485-2012…農(nóng)用沼液無害化處理與利用技術(shù)規(guī)范》、《DB50/487-2012…柑橘營養(yǎng)診斷配方施肥技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)29項,建立從良種種苗到采收銷售完整的循環(huán)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系和行之有效的標(biāo)準(zhǔn)化工作體系,并通過國家標(biāo)準(zhǔn)委的評估驗收,核心技術(shù)“三峽庫區(qū)(農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū))循環(huán)經(jīng)濟標(biāo)準(zhǔn)化體系關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新”成果,被國家科技報告服務(wù)系統(tǒng)收錄。2.4探索畜沼果循環(huán)農(nóng)業(yè)推進模式,取得積極進展研究集成4種沼液肥水一體灌溉推進創(chuàng)新模式;探索出以小型種養(yǎng)殖場為主要對象的分散養(yǎng)殖、分散利用模式;利用大型種植場消納數(shù)個小型養(yǎng)殖場糞污的分散養(yǎng)殖、集中處理、集中使用模式;針對大中型養(yǎng)殖場和一家一戶種植模式的集中養(yǎng)殖、集中處理、分散使用模式;圍繞大中型養(yǎng)殖企業(yè)且配套較大規(guī)模的作物種植基地的集中養(yǎng)殖、集中處理、集中使用等4種沼液肥水一體管灌推進模式,推動循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備化和產(chǎn)業(yè)化。核心技術(shù)得到農(nóng)業(yè)部應(yīng)用??偨Y(jié)凝練的“沼液肥水一體非充分灌溉技術(shù)”和“柑橘低碳綠色管護集成技術(shù)”被農(nóng)業(yè)部定為集中貧困地區(qū)和全國生態(tài)農(nóng)業(yè)基地主推技術(shù),支撐產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。據(jù)國家環(huán)保部《三峽公報》,以柑橘屏障帶為主的三峽庫區(qū),化肥使用量由2007年的每1…h(huán)m2…1…000…kg降為2015年的320…kg,…減幅達68.0%,實現(xiàn)三峽庫岸屏障區(qū)投入品的大規(guī)模減源,保護了三峽庫區(qū)干流水質(zhì)大部分時間保持在可飲用的國家地表Ⅱ水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),出庫水質(zhì)最差也沒有低于Ⅲ類,效果顯著。
3存在問題與前景分析
通過對重慶三峽庫區(qū)“豬、沼、果”循環(huán)農(nóng)業(yè)模式的探究發(fā)現(xiàn),畜沼果循環(huán)農(nóng)業(yè)在具體實踐應(yīng)用中仍有許多問題還需進一步關(guān)注和攻克:一是對種植需求重視不夠,沒有專項投資用于園藝作物沼畜循環(huán)利用環(huán)節(jié);二是技術(shù)利用不夠,憑經(jīng)驗和盲目使用有機肥較為普遍,取得的效果參差不齊;三是對養(yǎng)殖污染的處罰力度偏弱,部分甚至根本無監(jiān)管,隨意棄用污染環(huán)境。循環(huán)農(nóng)業(yè)模式作為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級、促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一,尚需不斷創(chuàng)新,使生態(tài)效益和經(jīng)濟效益不斷提高的同時,也為資金、技術(shù)和人力在耕地上的集約利用創(chuàng)造條件。今后,循環(huán)農(nóng)業(yè)在最大限度地保障生態(tài)環(huán)境的同時,還要開發(fā)沒有被有效利用的生態(tài)位,重慶循環(huán)農(nóng)業(yè)更要積極推進畜沼果循環(huán)農(nóng)業(yè)替代化肥技術(shù)模式的落地和大面積應(yīng)用;及早建立“以果(菜)定沼、以沼定畜、以畜促果(菜)”循環(huán)發(fā)展模式,支撐養(yǎng)殖糞污零排放;建立柑橘營養(yǎng)診斷配方施肥技術(shù)體系,支撐柑橘(蔬菜)沼畜循環(huán)替代化肥等舉措,推進循環(huán)農(nóng)業(yè)健康發(fā)展,更好地推進農(nóng)村資源循環(huán)利用和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】 廢舊樓房;拆除爆破;設(shè)計與施工
【中圖分類號】 TU722 【文獻標(biāo)識碼】 B 【文章編號】 1727-5123(2013)05-080-01
建筑結(jié)構(gòu)的分類,按照所用材料的不同可分為:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等;按照其受力性能的不同可分為:有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)等。而在經(jīng)濟全球化迅速發(fā)展和人們生活水平日益提高的今天,卻面臨著快速拆除各種廢舊樓房的煩惱和來自一些危險建筑物的不安全感,因此,如何快速處理這類建筑物成了我們城市化過程中的苦惱。本文將重點介紹建筑物的爆破拆除及其原理,為我們在城市化建設(shè)中掃除障礙。在拆除爆破中,經(jīng)常會遇到以下幾種形式的建筑物結(jié)構(gòu):砌體結(jié)構(gòu),即由磚、砌塊及石料等體塊材料通過砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu);磚混結(jié)構(gòu),石砌體結(jié)構(gòu)的一種,主要指建筑物中豎向承重結(jié)構(gòu)的墻、附壁柱等采用磚或砌塊砌筑,柱、梁、樓板、屋面板、桁架等采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);排架結(jié)構(gòu),即由屋頂、鋼筋混凝土梁和柱作為主要承重構(gòu)件,屋頂和柱頂之間是鉸接的建筑結(jié)構(gòu);框架結(jié)構(gòu):即由現(xiàn)澆的鋼筋混凝土梁、柱、板作為主要承重構(gòu)件,梁和柱之間是剛性連接,構(gòu)成了一個整體鋼架。
1 樓房類建筑物拆除方法
樓房類建筑物的拆除方法主要有:人工法;機械法(吊車錘拆除法、吊車拆卸法、挖掘機拆除法;裝載機拆除法);爆破拆除法(鉆孔爆破法;水壓爆破法;水孔爆破法;糊炮爆破法);綜合拆除法等。在諸多的拆除方法中,應(yīng)用最多、最廣的便是爆破拆除法。
2 樓房拆除爆破的基本原理
在進行樓房爆破的設(shè)計與施工過程中,需根據(jù)爆破對象的介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)尺寸和邊界條件,爆區(qū)環(huán)境,安全要求等條件進行設(shè)計。與普通工程爆破相比,城市樓房拆除爆破有其特殊性,在設(shè)計和施工中應(yīng)遵循以下四個基本原理:微分原理、等能原理、失穩(wěn)原理、緩沖原理。
微分原理:合理地確定孔網(wǎng)參數(shù)、用藥量以及裝藥結(jié)構(gòu),使炸藥均勻地分布到被爆破介質(zhì)中,形成多點分散的布藥形式,防止能量過于集中,這一設(shè)計原理稱為微分原理。有人也稱之為多打孔,少裝藥的設(shè)計方法。
等能原理:根據(jù)被爆破物狀況、環(huán)境條件及工程要求,優(yōu)選爆破參數(shù),以期使每個炮孔內(nèi)炸藥爆炸釋放出的能量與該孔周圍介質(zhì)達到預(yù)期爆破效果所需的能量相等,這一原理稱為等能原理。
失穩(wěn)原理:爆破拆除樓房等建筑物的爆破設(shè)計指導(dǎo)思想是:分析被拆除物的受力狀態(tài),然后爆除結(jié)構(gòu)物的某些關(guān)鍵承重部位,使之失去承載力,結(jié)構(gòu)物整體失去穩(wěn)定性,在其自重作用小坍塌或傾倒,這一設(shè)計思路為失穩(wěn)原理。
緩沖原理:選擇合理的裝藥結(jié)構(gòu)或適宜的炸藥品種,緩和爆轟波峰值壓力對介質(zhì)的沖擊左右,使爆炸能量得到合理的分配和利用,以期達到減少爆破危害、改善爆破效果的目的,這一原理稱為緩沖原理。
3 樓房類建筑物的爆破拆除方案
樓房類建筑物爆破拆除,主要應(yīng)用失穩(wěn)原理確定布孔范圍,應(yīng)用微分原理確定孔網(wǎng)參數(shù),應(yīng)用等能原理確定單孔裝藥量,并設(shè)計可靠合理的爆破網(wǎng)路,使埋設(shè)在爆破缺口范圍內(nèi)各承重構(gòu)件上的炸藥按設(shè)計要求順序起爆,迫使被拆除建筑物傾倒坍塌。在樓房拆除爆破中造成建筑物結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的方法有三種:不同爆高法,不同時差法,重心移出法。
樓房拆除爆破的基本方案有:單向傾倒、單向折疊傾倒、雙向折疊傾倒、內(nèi)向折疊坍塌、原地坍塌等五種。
單向傾倒爆破:在擬拆除建筑物的底部布置一個三角形或梯形爆破缺口,缺破后,建筑物上部結(jié)構(gòu)在重力作用下產(chǎn)生傾覆力矩,繞某個軸線轉(zhuǎn)動,向預(yù)定方向傾倒、坍塌觸地撞擊解體破碎。
單向折疊傾倒爆破:在擬拆除的樓房內(nèi),布置兩個或兩個以上的同向爆破缺口,將大樓在豎向上分成幾段,各缺口分次微差起爆或同時起爆,使建筑物失穩(wěn),各分段樓體在自重作用下向同一方向傾倒。
雙向折疊傾倒爆破:在擬拆除的樓房內(nèi),布置兩個或兩個以上的反向爆破缺口,將大樓在豎向上分成幾段,各缺口分次微差起爆或同時起爆,使各分段在自重作用下向不同方向坍塌傾倒。
內(nèi)向折疊坍塌爆破:對于寬高比基本相等或平面尺寸的長度、寬度大于高度的建筑物,在被拆除建筑物內(nèi)布置一個或多個內(nèi)高外低的梯形爆破缺口。每個爆破缺口先爆中間、后爆兩側(cè)部位;有數(shù)個爆破缺口時,先爆上部缺口,后爆下部缺口,迫使建筑物向內(nèi)傾倒坍塌。這種拆除爆破方案適用于被拆除建筑物四周場地較小,建筑物寬高比不大于一的框架結(jié)構(gòu)樓房,磚混結(jié)構(gòu)樓房等建筑物的爆破拆除。
原地坍塌爆破:根據(jù)被拆除建筑物的高度不同,布置一定高度的一個或多個爆破缺口,將缺口內(nèi)的承重墻,承重立柱及部分橫梁鉆鑿爆破孔,從上到下依次爆破各個缺口。建筑物在自重作用下坍塌觸地并相互碰撞而解體。
4 影響樓房爆破拆除方案選擇的主要因素
除選擇合理的爆破方案外,主要影響因素便是被拆除樓房周圍環(huán)境、樓房結(jié)構(gòu)形式和尺寸。樓房一側(cè)有不小于樓房高度的開闊場地,可優(yōu)先采用工程量少的定向傾倒爆破方案;倒向側(cè)場地大于樓房高度一半而小于樓房高度,且樓房寬高比較大,可考慮采用單向折疊坍塌爆破方案;樓房四周場地均不足樓房的高度,且樓房寬高比較大,可考慮采用雙向折疊傾倒爆破方案;樓房四周場地均不足樓房的高度,若樓房寬高比較小,要考慮原地坍塌或內(nèi)向坍塌爆破方案。
另外,考慮到冬季室內(nèi)保溫的需要,北方地區(qū)的樓房墻體較厚,南方地區(qū)的樓房墻體則較薄,地震多發(fā)地區(qū)樓房抗震性能較好,而有些地區(qū)則對房屋的抗震性能要求較低,這些因素在樓房爆破拆除設(shè)計中均應(yīng)該充分考慮。
參考文獻
1 馮叔瑜等.城市控制爆破.北京:中國鐵道出版社,1987
2 楊人光等.建筑物爆破拆除.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1985
3 金驥良等.拆除爆破設(shè)計與施工.北京:中國鐵道出版社,2004
【關(guān)鍵詞】風(fēng)景園林工程;大樹移栽;注意事項
在進行樹木移植時,要按照當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和樹木自身的情況采取對應(yīng)的方式,合理地運用有效的技術(shù),運用科學(xué)的移植技術(shù)和裝運技術(shù),才能有效的提高樹木成活率,促進風(fēng)景園林的綠化效果。
一、大樹移栽的基本原理
大樹移栽要多方面考慮來進行樹種選擇,包括設(shè)計要求、樹木的規(guī)格、是否適合栽種等等因素,在樹木規(guī)格中又包括樹木的胸徑、樹高、冠幅、樹形、樹相、樹勢、分枝點高度等。選樹時不要盲目追求高大,盡可能地選用生長健壯的鄉(xiāng)土樹種。按照園林生態(tài)學(xué)的“生境相似性原理”,從光、溫、水、氣、熱等氣候因子和土壤條件、海拔高度以及周邊環(huán)境因子等方面進行綜合考察比對,將生境差異控制在樹種可適生生長的區(qū)間范圍內(nèi)。
1、樹勢平衡原理。樹勢平衡是指樹木的形態(tài)長勢上下部分能分須平衡。在移植樹木的時候,如果樹根受到了傷害,就應(yīng)該按照根須分布的情況,進行適當(dāng)?shù)奶幚?,才能保證樹木的地上部分和地下部分的生長形態(tài)達到平衡。因為提供根部發(fā)育的物質(zhì)主要來源于地上的部分,對樹枝進行過多的修理不但影響了大樹的美觀性,還會對根部的生長情況造成影響。而且若地上部分的枝條和樹葉太多,這樣植物水分的散失量就會遠大于樹根的吸水量,導(dǎo)致植物因脫水而死亡。所以維持樹木形態(tài)長勢的平衡是十分重要的。
2、近似生境原理。大樹的生態(tài)環(huán)境是指氣候環(huán)境和土壤環(huán)境的結(jié)合,是一個綜合性的結(jié)構(gòu)。假如把山地上的樹木移栽到平地,把生長在亞熱帶地區(qū)的樹木移植到熱帶地區(qū),環(huán)境條件相差巨大,就會使移植的成功率較低。假如移植后的環(huán)境比之前的生存環(huán)境要好,那么移植成功率就會提高。所以,移植的生存環(huán)境應(yīng)該與原植地環(huán)境相似。
二、風(fēng)景園林工程中大樹移栽的注意事項
1、注意大樹移植的時間。大樹移栽最適宜栽植的時間就是大樹休眠期,休眠期一般是在春季萌動前和秋季落葉后,這是最適宜栽種的最佳時期,可以提高成活率。部分城市改、擴建工程中的大樹移栽,可在生長旺季選擇連續(xù)陰天或降雨前后進行,但要加大土球、加重修剪,同時注意遮蔭保濕;需帶大土球移栽較難成活的樹木時,可在冬季土壤封凍時帶凍土移栽,但要避開嚴(yán)寒期并做好土面保護和防風(fēng)防寒處理。在移栽大樹的時間選定上也與大樹的成活率有著密切的關(guān)系。在春天發(fā)芽前以及秋天樹木落葉以后進行移植是最佳時期。如果根據(jù)情況需要,要在夏天進行移栽,就應(yīng)該選擇在陰天或者下雨前后來進行移栽。
2、移植過程中要注意移植樹的方向。遵循植物生長的科學(xué)規(guī)律是移栽大樹的基本原則。自然環(huán)境生長的樹木都有方向性,根據(jù)向光性的不同,其生長的形態(tài)也會不同,朝陽的樹冠明顯大于陰暗部分,葉片也會比較大,根部也更加結(jié)實。因此,在移栽樹木之前要考慮到植物的方向性,這樣可以提高樹木成活率。
3、大樹處理。對移植大樹的處理也要做到細致,專業(yè)人員根據(jù)樹種的移植成活度判斷是否做斷根處理,截冠處理和提前囤苗。對于圃地中干徑
4、挖樹和包裝。在我國目前現(xiàn)狀來看,挖掘和包裝的方法一般都采用人工挖掘軟材料包裝移栽法,適用于挖掘圓形土球和胸徑為10-15cm的喬木,用草片或塑編材料加草繩包裝,打包材料必須達到捆緊捆牢的目的。寒冷地區(qū)可采用凍土移栽法。落葉喬木一般采用休眠期樹冠重剪、盡量保留較大較多根系的移栽方法,這樣挖掘包裝相對容易。但秋季移栽的樹要待第二年春季再行修剪,以防枝條截口部位因冬季失水枯死而無替代枝。
5、注意大樹移栽的起苗技術(shù)。起苗技術(shù)的步驟應(yīng)該包含下面 4 點。①挖樹之前必須將樹干包扎壓實,不讓樹木受到傷害。因為,在以往有很多移植過程中導(dǎo)致樹木死亡的大部分是因為樹皮受到傷害而造成的。②要在離樹根中心 120 厘米的位置進行挖掘,挖掘的方式應(yīng)該是豎直向下挖,遇到較粗的樹根時應(yīng)該用手鋸割斷,這樣能避免根部受到傷害。③在推倒樹干的時候一定要做到不傷害根須。④在緊密包扎好樹木之后再運輸,包扎是一個十分重要的環(huán)節(jié)。
6、做好大樹移植的運輸工作。大樹的運輸是一個非常重要的因素,它的成敗關(guān)系到大樹的成活機率,關(guān)系到施工質(zhì)量等等多個方面,所以一般的大樹移栽都采用吊車裝卸、汽車運輸?shù)霓k法。但對于距離較近、數(shù)量不大的樹木,可用吊車、裝載機、挖掘機等直接吊移。樹木裝進汽車時,要使樹冠朝向汽車尾部,根部靠近駕駛室。樹干包上柔軟材料放在木架上或車廂后板上,用繩索扎緊,樹冠也要用軟繩收攏覆蓋遮陽網(wǎng)。土球下墊大木板或其它固定物,然后用繩子將土球縛緊在車廂兩側(cè)。裝車、運輸、卸車時都要保證不損傷樹干、樹冠及根部土球。長途運輸或非適宜季節(jié)移栽轉(zhuǎn)運時,還應(yīng)注意采取在起運之前噴灑抑制蒸發(fā)劑、遮蓋、防風(fēng)、防震等措施,遇大雨時應(yīng)防止土球淋濕。樹木移植中最重要的過程就是裝運。在實際調(diào)查中發(fā)現(xiàn),搬運過程中往往是樹木受到傷害最大的環(huán)節(jié)。應(yīng)該采取有效的方式把樹冠進行固定才能做好保護工作。
三、結(jié)束語
風(fēng)景園林綠化代表著一個城市的美觀形象,是城市建設(shè)中必不可少的。移栽樹木是風(fēng)景園林綠化最有效的方式,也能更好地保護各種老樹。因此,對非常有必要對樹木移植進行探討分析。
參考文獻
周啟星,1963年5月23日出生于浙江,現(xiàn)任南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長,教授,博士生導(dǎo)師。他在環(huán)境學(xué)科領(lǐng)域孜孜不倦、忘我工作,建樹頗豐。作為我國環(huán)境學(xué)科的“領(lǐng)頭羊”之一,周啟星教授始終站在環(huán)境學(xué)科的制高點和學(xué)術(shù)前沿,提出了一個又一個科學(xué)問題,解決了一個又一個技術(shù)難題,尤其對陸生生態(tài)毒理學(xué)有著深邃獨特的造詣,不僅大大豐富了生態(tài)毒理學(xué)的理論,更為我國的環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展做出了突出貢獻。
生態(tài)毒理學(xué)是研究外源化學(xué)、物理和生物因素對生物體和環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的損害效應(yīng)及其機理,以及預(yù)防、救治或改善措施的綜合性學(xué)科,是環(huán)境基準(zhǔn)研究和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制定與修訂的基礎(chǔ),是實施污染控制的工具。因此,它實際上是“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略的一種技術(shù)支撐。幾乎所有在1980年代歐美各國出臺的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與管理方法中都需要生態(tài)毒理技術(shù),如土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂,化學(xué)品和排放物的安全性評價,產(chǎn)品生物降解能力測試,生物技術(shù)產(chǎn)品的管理,污染治理與修復(fù)的效果評估等,都需要生態(tài)毒理學(xué)參與并起著關(guān)鍵的技術(shù)支撐作用。當(dāng)前,面對日益嚴(yán)重的環(huán)境復(fù)合污染的健康風(fēng)險評估、新物質(zhì)與新型材料(如納米材料)以及轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等的生物安全性與生態(tài)風(fēng)險、中醫(yī)藥產(chǎn)品毒性評估等新問題時,毫無例外地需要生態(tài)毒理學(xué)知識和技術(shù)作為支撐。因此,有必要做好生態(tài)毒理學(xué)學(xué)科發(fā)展與建設(shè)的頂層設(shè)計,給予生態(tài)毒理學(xué)學(xué)科及其應(yīng)用更準(zhǔn)確的定位。
周啟星教授對生態(tài)毒理學(xué)理論的最大貢獻,是他總結(jié)、歸納并提出了生態(tài)毒理學(xué)的五大基本原理:1、環(huán)境毒物的劑量一效應(yīng)關(guān)系原理;2、環(huán)境毒物的結(jié)構(gòu)一活性相關(guān)原理;3、毒理作用的多層次效應(yīng)原理;4、毒理生態(tài)動力學(xué)原理5、環(huán)境毒物的生態(tài)適應(yīng)性原理。這五大基本原理的提出,對于深化生態(tài)毒理學(xué)研究以及在環(huán)境保護領(lǐng)域的多層次應(yīng)用,產(chǎn)生了積極而廣泛的學(xué)術(shù)影響。他還豐富和發(fā)展了生態(tài)毒理學(xué)的學(xué)科體系,指出:生態(tài)毒理學(xué)的基本分支學(xué)科是理論生態(tài)毒理學(xué)、實驗生態(tài)毒理學(xué)和應(yīng)用生態(tài)毒理學(xué),理論生態(tài)毒理學(xué)涉及大氣生態(tài)毒理學(xué)、水生生態(tài)毒理學(xué)、陸生生態(tài)毒理學(xué),植物生態(tài)毒理學(xué)、動物生態(tài)毒理學(xué)、微生物生態(tài)毒理學(xué)、分子生態(tài)毒理學(xué)等則歸屬實驗生態(tài)毒理學(xué),工業(yè)生態(tài)毒理學(xué)、農(nóng)業(yè)生態(tài)毒理學(xué)、礦區(qū)生態(tài)毒理學(xué)、城鎮(zhèn)生態(tài)毒理學(xué)以及軍事生態(tài)毒理學(xué)等應(yīng)該屬于應(yīng)用生態(tài)毒理學(xué)的組成范疇。
他對陸生生態(tài)毒理學(xué)有著系統(tǒng)而高深的研究,并取得了多項具有明顯創(chuàng)新意義的成果。首先是,他通過大量實驗研究,闡明并揭示了復(fù)合污染生態(tài)效應(yīng)與污染物之間的復(fù)雜關(guān)系:復(fù)合污染生態(tài)效應(yīng)不僅僅只與污染物或污染元素本身的化學(xué)性質(zhì)有關(guān),更為重要的是,取決于其存在的水平及其濃度組合關(guān)系;與生物種類或生態(tài)系統(tǒng)類型有關(guān);還與作用的生物部位有關(guān)。他首次提出并證實了復(fù)合污染生態(tài)效應(yīng)是矢量而不是標(biāo)量,復(fù)合污染生態(tài)效應(yīng)賦予了作用的方向和反應(yīng)的模式。他對復(fù)合污染有著深刻的理解,指出:復(fù)合污染的基本內(nèi)涵:1、一種以上的污染物同時或先后進入同一環(huán)境介質(zhì)或生態(tài)系統(tǒng)同一分室2、污染物之間、污染物與生物體之間發(fā)生交互作用;3、經(jīng)歷化學(xué)、物理化學(xué)過程、生理生化過程和生物體發(fā)生中毒過程或解毒適應(yīng)過程等三個階段4、產(chǎn)生抑制、促進或獨立效應(yīng)。特別是他通過實驗修正了教科書中一直沿用的“協(xié)同作用”和“拮抗作用”原有定義中不完整甚至錯誤的提法,認為當(dāng)總效應(yīng)大于單獨作用時效應(yīng)總和,常常出現(xiàn)多種反應(yīng)模式,至少包括正向促進/逆向促進、正向促進/逆向抑制、正向抑制/逆向促進等三大類作用情形,其中,只有正/逆促進可謂嚴(yán)格意義上的“協(xié)同作用”;同樣,盡管總效應(yīng)小于單獨作用時效應(yīng)總和,通常也出現(xiàn)3種反應(yīng)模式,其中只有1種作用情形可謂嚴(yán)格的“拮抗作用”。他還在實驗基礎(chǔ)上歸納出“互作態(tài)”的新概念并賦予定量化內(nèi)涵與定義;發(fā)現(xiàn)復(fù)合污染生態(tài)效應(yīng)不僅存在“危害延時”現(xiàn)象,而且存在“危害增時”作用,即復(fù)合污染可導(dǎo)致某些污染物對生態(tài)系統(tǒng)的作用、危害時間延長。
周啟星教授還把生態(tài)毒理學(xué)原理和研究成果運用到土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)的研究中。早在1987年,他就提出了一整套土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)研究與推導(dǎo)的方法,包括:生物生態(tài)效應(yīng)方法、土壤環(huán)境背景值方法和食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)反推法。他用了整整四年時間,在基于土壤環(huán)境背景值研究成果基礎(chǔ)上,在考慮作物生態(tài)效應(yīng)后,提出了中國土壤鎘、汞、鉛、砷和鋅等重金屬的環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)值,為我國土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GBl5618-1995)的建立、制定和頒布提供了科學(xué)依據(jù),并做了大量實際工作。為了使獲得的土壤環(huán)境基準(zhǔn)更為反映環(huán)境污染實際,還開展了農(nóng)業(yè)環(huán)境復(fù)合污染條件下相關(guān)的土壤質(zhì)量基準(zhǔn)研究,推導(dǎo)、提出了復(fù)合污染條件下重金屬污染物、典型有機污染物的土壤環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)值。近年來,周啟星教授還對我國農(nóng)業(yè)土壤中新型農(nóng)藥、抗生素和多溴聯(lián)苯醚等典型新型有機污染物的環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)進行了大量實驗研究,掌握了第一手資料。
鑒于我國土壤重金屬和有機污染日益嚴(yán)重以及場地污染大量存在的情況下,周啟星教授在我國率先提出并開展了污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)的系統(tǒng)研究,并成為我國這一研究領(lǐng)域的開拓者。2003年以來,他在我國首次提出了開展污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)建立的方法體系研究的設(shè)想。他多次呼吁在我國建立污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn),以填補我國這一領(lǐng)域的空白。特別是,他再次運用生態(tài)毒理學(xué)原理和研究成果,推導(dǎo)、提出了我國污染土壤中一些典型污染物的修復(fù)基準(zhǔn)的建議。為我國今后建立污染土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)打下了堅實基礎(chǔ)。
至今,周啟星教授成功組織了多次與生態(tài)毒理學(xué)及其應(yīng)用相關(guān)的國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)會議,包括首屆污染生態(tài)化學(xué)與生態(tài)過程國際會議、第二屆污染生態(tài)學(xué)國際會議、首屆土壤環(huán)境基準(zhǔn)國際研討會、多次全國污染生態(tài)學(xué)大會以及中國科學(xué)院污染環(huán)境修復(fù)基準(zhǔn)研究學(xué)術(shù)研討會等學(xué)術(shù)會議。還作為執(zhí)行主席之一,成功組織了“污染土壤修復(fù)與生態(tài)安全”第212次香山科學(xué)會議。特別是,作為主要建議人,他還提出了“東北老工業(yè)基地環(huán)境污染形成機理與生態(tài)修復(fù)”和“環(huán)渤海地區(qū)復(fù)合污染、生態(tài)退化及其控制原理”的973項目建議,并得到認可和有關(guān)方面批準(zhǔn),這對于我國這兩個經(jīng)濟與社會發(fā)展最為關(guān)鍵地區(qū)的生態(tài)安全具有重要的現(xiàn)實意義。
關(guān)鍵詞:生態(tài);景觀;城市設(shè)計;
1、對城市生態(tài)設(shè)計的理解
1.1概念
生態(tài)學(xué)一詞來自希臘語“oikos”與“l(fā)ogos”,前者意為“住所”或“生活所在地”,后者意為學(xué)科研究。因此,生態(tài)學(xué)可以理解為關(guān)于所有生命形式及其生存環(huán)境之間關(guān)系的學(xué)問。
生態(tài)觀的城市設(shè)計在本質(zhì)上是一種系統(tǒng)認識和重新安排人與環(huán)境關(guān)系的人類生態(tài)規(guī)劃。它規(guī)劃的是自然――社會――經(jīng)濟復(fù)合系統(tǒng),這個系統(tǒng)也具有一般系統(tǒng)的特征,生態(tài)觀城市設(shè)計的研究集中體現(xiàn)了生態(tài)建筑學(xué)的多學(xué)科性,需要自然科學(xué)、社會科學(xué)的專業(yè)人員及當(dāng)?shù)毓芾?、決策人員的良好配合。生態(tài)觀城市設(shè)計(Urban Design with Ecological Concepts)就是:運用生態(tài)學(xué)知識和原理,以事實和概念為依據(jù),通過創(chuàng)造性地參與自然過程,把城市設(shè)計對“體型環(huán)境”的藝術(shù)布局、土地利用與自然景觀結(jié)合考慮的一種人工景觀的創(chuàng)造,落實到城市物質(zhì)環(huán)境的改變上,探討改善系統(tǒng)的功能及內(nèi)在機制,使所建立的生態(tài)系統(tǒng)能實現(xiàn)人類與環(huán)境的持續(xù)發(fā)展。生態(tài)觀城市設(shè)計所謀求的人類聚居環(huán)境的景象,應(yīng)該是由不同生態(tài)元素的群落聚居的集合體,其核心為城市。
1.2城市化與城市生態(tài)危機
城市是工業(yè)化和經(jīng)濟社會發(fā)展的產(chǎn)物,人類社會進步的標(biāo)志。我國是近10年來,全球土地利用變化最大、最明顯的國家,其中人為原因造成的土地利用變化占了相當(dāng)大的比重,中國也是全球土壤侵蝕最嚴(yán)重的國家之一,土壤侵蝕面積約為130萬平方公里;土地沙化面積以每年1000-1200平方公里的速度遞增;而城鎮(zhèn)化過程中占用耕地使良田以每年約1.5%的速度衰退。由此伴生的植被退化、氣候變暖、風(fēng)沙加劇、土地干旱等等問題,已經(jīng)直接威脅到我國的糧食、生態(tài)、環(huán)境安全,并間接危及淡水資源和人民健康。
2、 景觀生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計
2.1基本概念及景觀要素
景觀(landscape):是一個由不同土地單元鑲嵌組成,具有明顯視覺特征的地理實體;它處于生態(tài)系統(tǒng)之上,大地理區(qū)域之下的中間尺度,兼具經(jīng)濟、生態(tài)和美學(xué)價值。一個景觀應(yīng)該具備下述四個特征:①生態(tài)系統(tǒng)的聚合;②各生態(tài)系統(tǒng)之間的物流、能流和相互影響;③具有一定的氣候和地貌特征;④與一定的干擾狀況的集合相對應(yīng)。
景觀要素有三種基本類型:斑塊(patch)、廊道(corridor)和基質(zhì)(matrix)。
2.2景觀生態(tài)學(xué)的基本原理
(1)景觀結(jié)構(gòu)和功能原理。每一個景觀都是異質(zhì)性的,在不同的斑塊、廊道和基質(zhì)之間,種、能量和物質(zhì)的分配不同,相互作用,即功能也不同。
(2)生物多樣性原理。景觀異質(zhì)性使稀有的內(nèi)部種的多度減少,邊緣種和要求兩個以上景觀要素的動植物種的多度增加,因此景觀異質(zhì)性可提高物種共存的機會。
(3)物種流動原理。物種在景觀要素之間的擴展和收縮,既影響到景觀異質(zhì)性,也受異質(zhì)性控制。
(4)營養(yǎng)再分配原理。由于風(fēng)、水或動物的作用,礦物營養(yǎng)可流出或流入某一景觀,或者在一景觀的不同生態(tài)系統(tǒng)之間再分配。景觀中礦物營養(yǎng)再分配的速度,隨干擾強度的增加而增加。
(5)能量流動原理。在景觀內(nèi),隨著空間異質(zhì)性的增加,會有更多的能量流通過景觀要素之間的邊界。
(6)景觀變化原理。在不受干擾的情況下,景觀水平結(jié)構(gòu)逐漸向同質(zhì)性方向發(fā)展,適度干擾可增加異質(zhì)性,而嚴(yán)重干擾則在大多數(shù)情況下使異質(zhì)性迅速降低。
(7)景觀穩(wěn)定性原理。穩(wěn)定性是指景觀對干擾的抗性及其受干擾后的恢復(fù)能力。從景觀要素來說,可分為三種情況:①當(dāng)某一景觀要素基本上不存在生物量時,該系統(tǒng)的物理特性極易變化,不存在生物多樣性問題;②當(dāng)某一景觀要素生物量較小時,則該系統(tǒng)對干擾的抵抗力較弱,但恢復(fù)力較強;③當(dāng)某一景觀要素生物量很高時,則對干擾的抵抗力強而恢復(fù)力弱。作為景觀要素整體的景觀,其穩(wěn)定性取決于各種要素所占比例及其空間格局。
2.3景觀生態(tài)規(guī)劃設(shè)計實踐
景觀生態(tài)規(guī)劃是以一種多學(xué)科知識為基礎(chǔ),運用生態(tài)原理和系統(tǒng)分析技術(shù),為科學(xué)地管理和最佳利用土地,保證人、植物和動物及其賴以生存的資源都有適宜生存或存在空間的土地利用規(guī)劃。景觀生態(tài)規(guī)劃是在景觀規(guī)劃和生態(tài)規(guī)劃的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。目前,多數(shù)的景觀生態(tài)規(guī)劃實際上就是基于生態(tài)學(xué)分析途徑的景觀規(guī)劃,即廣義上的景觀生態(tài)規(guī)劃(俞孔堅,2005),但也有一些工作是基于景觀結(jié)構(gòu)與過程、或景觀格局與功能分析基礎(chǔ)上的景觀規(guī)劃途徑,屬于狹義上的景觀生態(tài)規(guī)劃。我們來看下面的實例,單純的用鋼筋混凝土來防洪存在很多弊端,而從生態(tài)方面考慮,將防洪提設(shè)計成城市景觀的一部分,成為城市綠地的一部分,人的休閑場所。不僅滿足了工程的需要,更體現(xiàn)了其生態(tài)功能。
3、 結(jié)束語
城市景觀生態(tài)設(shè)計是城市可持續(xù)發(fā)展的有力支持,在城市工業(yè)化和城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的今天,城市環(huán)境也在日益惡化,生態(tài)失衡進而影響物種消逝等連鎖反應(yīng)。聯(lián)想到廣西的實際情況,以南寧市為例,南寧現(xiàn)已坐享“中國綠城”的美譽,種有上百種樹木的市內(nèi)主干道民族大道兩側(cè)滿目蔥蘢,如胡須般的榕樹氣根垂直懸掛,藤蘿纏繞的攀援植物與喬木灌木和草地結(jié)合形成森林景觀,漫步其中猶如置身密林。南寧的邕江猶如一條綠色飄帶,形成廊道,各大小公園點綴在城市之中,南湖大面積的水面影響到一個城市的小氣候,降低了市區(qū)的熱島效應(yīng),城市的肌理相當(dāng)豐富,“中國綠城”名副其實。在景觀設(shè)計方面要以人為本、以自然為本,要善于充分利用山水資源,把自然資源與景觀、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和環(huán)境保護有機結(jié)合起來,構(gòu)建一個以城市園林系統(tǒng)為基礎(chǔ)、自然環(huán)境為載體、基礎(chǔ)設(shè)施為框架、歷史文化為脈絡(luò)、城市景觀為形象的人與自然和諧發(fā)展的城市空間和宜居的人居環(huán)境。
參考文獻:
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“AAA測試”就是高水平大學(xué)自主選拔學(xué)業(yè)能力測試(英文名稱為Advanced Assessment for Admission,簡稱AAA),是由上海交通大學(xué)、中國人民大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、西安交通大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué)和清華大學(xué)共同發(fā)起,共同委托專業(yè)考試機構(gòu)組織的高中畢業(yè)生學(xué)業(yè)能力測試。
AAA測試的科目主要包括:閱讀與寫作(Reading and Writing)、數(shù)學(xué)(Mathemetics)、自然科學(xué)(Natural Science)、人文與社會(Humanities and Social Sciences)。人文與社會測試內(nèi)容包括但不限于高中政治、歷史、地理的教學(xué)內(nèi)容。
二、AAA測試地理部分的命制特點
地理試題屬于人文與社會板塊,命題的形式主要有選擇題和簡答題兩種。縱觀近幾年的AAA試卷及樣卷,AAA測試地理部分的試題主要有以下幾個方面的特點。
1.試題情境生活性
試題情境生活性是AAA測試的一個顯著的特點,從近幾年的試題和樣卷看,試題的情境都是取自生活,強調(diào)在現(xiàn)實生活中的能力考查。測試的每個單元都創(chuàng)設(shè)了一個真實的生活情境,一般是一段簡短的文字,加上一張表格、圖表、統(tǒng)計圖、圖片。測試的任務(wù)常常是在曲線圖、圖示或者表格中查找信息、描述表或曲線圖中信息的組織方式、解釋文中不同部分之間的聯(lián)系,比較文字部分和地圖之間的關(guān)系等,根據(jù)情境素材設(shè)計3~4個小問題測試學(xué)生。這種試題情境的生活化加強了學(xué)生關(guān)注生活、從生活實景中進行分析,將學(xué)科知識、方法技能應(yīng)用于生活中的能力。例如2010年樣卷,第一組題以生活中的常見的日出、日落的方位為情境考查地球運動知識及空間距離計算技能;2010年樣卷的綜合題以生活中常見的自然災(zāi)害“臺風(fēng)”為情境;2011年綜合題以目前面臨的生態(tài)環(huán)境問題全球變暖為情境等。
2.試題立意三維性
所謂立意,是指試題是圍繞哪個主題展開,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注何種現(xiàn)象,體現(xiàn)怎樣的能力考查主旨,達到哪些目的等。AAA試題通過知識、能力、態(tài)度三個維度來描述和評價學(xué)生地理學(xué)科素養(yǎng)。
第一維度:知識。地理知識既是地理學(xué)科的基本內(nèi)容,也是培養(yǎng)學(xué)生能力的載體。通過基礎(chǔ)知識的理解與運用來考查學(xué)生的基本能力是AAA試題命制的主要方法??v觀近年來的AAA試題,可以發(fā)現(xiàn),對地理知識的考查主要對地理主干知識進行考查。如地球視運動、天氣與氣候、洋流、自然災(zāi)害、地理環(huán)境的整體性與區(qū)域差異性、環(huán)境問題與可持續(xù)發(fā)展等。
第二維度:能力。AAA對地理能力的測試與高考對地理能力的測試側(cè)重點不同,高考主要考查考生獲取和解讀信息能力、調(diào)動和運用知識能力、描述和闡釋事物能力、論證和探討問題能力。AAA測試考查的核心是科學(xué)探究能力,主要是指識別科學(xué)問題、科學(xué)地解釋現(xiàn)象、有根據(jù)地得出結(jié)論的能力,其基礎(chǔ)是邏輯推理和批判性分析能力。
第三維度:態(tài)度。高考地理學(xué)科主要對地理基礎(chǔ)知識、地理原理、規(guī)律以及四個方面能力的考核,而完全忽視了對學(xué)生情感、態(tài)度、價值觀的考查。AAA測評“考點為學(xué)生的閱讀量與知識面,對人文與社會問題思考的深度、審美能力,并對學(xué)生的情感、態(tài)度、價值觀進行一定的描述。”從其考試說明可以看出,AAA測評不僅重點考查“知識”、“能力”,并對“學(xué)生的情感、態(tài)度、價值觀進行一定的描述。”從近年考查情況看,AAA對情感方面的考點是對考生的對待科學(xué)的興趣、對科學(xué)探究的態(tài)度、對自然資源與環(huán)境有意識地采取負責(zé)任行動以及倫理觀的考查。
例如,2010年樣卷。閱讀資料,完成8~10題。
當(dāng)?shù)途暤貐^(qū)海水表面溫度超過27.5℃的時候,空氣的擾動(如局部雷電等)就會導(dǎo)致熱帶氣旋在該海域誕生。熱帶氣旋在低緯海區(qū)移動過程中,可能逐步加強發(fā)育成強熱帶風(fēng)暴,直到臺風(fēng)、強臺風(fēng)。它們到達人類活動的海域以及濱海地帶形成災(zāi)害性天氣,給人類生命財產(chǎn)造成巨大危害。有人設(shè)想:對熱帶氣旋經(jīng)過的海面進行人為干預(yù)來限制其加強的過程,降低臺風(fēng)、強臺風(fēng)形成的幾率,減輕此類災(zāi)害性天氣帶來的危害。
8.試說明熱帶氣旋移動過程中加強的大體過程。
9.扼要闡述人為干預(yù)海面限制熱帶氣旋加強過程的基本原理。
10.簡述你對這種設(shè)想可行性的看法。
【參考答案】
8.從途經(jīng)的表面溫度超過27.5℃的表層海水獲得能(熱)量、水蒸氣;所獲得的能量和水蒸氣大于消耗量;其中心的氣壓逐步下降,與周圍的氣壓梯度隨之加大,強度得到加強。
9.通過降低熱帶氣旋所經(jīng)過海面的表層水溫,使得其獲得的能量和水蒸氣的補充量都低于其消耗量。
10.(說明:無論贊成還是不贊成,只要言之成理,均可以得分,最高不超過6分。)
贊成:可以通過機械措施,如使深層海水和表層海水混合,達成熱帶氣旋經(jīng)過海面降溫的目標(biāo)。將預(yù)防災(zāi)害天氣和進行救災(zāi)的費用,預(yù)先用在海面干預(yù)中。不贊成:首先,熱帶氣旋移動路徑有較大不確定性,且當(dāng)我們通過人工干預(yù),使得一個區(qū)域的表層海水溫度發(fā)生變化時,就同時改變了近海面的氣壓場的態(tài)勢,勢必也就干預(yù)了熱帶氣旋運行的路徑。其次,干預(yù)措施將耗費巨大的物力,極可能得不償失。第三,這樣的干預(yù)本身,還可能引發(fā)目前無法預(yù)見的變化。
【解析】從試題的情境看,臺風(fēng)是我國東南沿海地區(qū)常見的自然災(zāi)害,其出現(xiàn)頻率高,影響范圍廣,造成損失大,是學(xué)生生活中比較熟悉的自然現(xiàn)象,體現(xiàn)了“考查生活中的地理”理念;從考查知識的立意看,以臺風(fēng)為例,考查大氣運動相關(guān)的地理規(guī)律、地理原理、基礎(chǔ)知識;從考查能力的立意看,通過提供充分的、翔實的文字材料,給考生交代了臺風(fēng)的形成過程、形成的條件,考查學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力以及運用知識探究解決實際問題的能力;從考查情感、態(tài)度的立意看,通過“簡述你對這種設(shè)想可行性的看法”問題,考查考生對待科學(xué)的態(tài)度以及考生對干預(yù)自然災(zāi)害的意愿。
3.答案設(shè)置開放性
開放性的答案能為學(xué)生提供充分想象的空間,有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維,而且也能充分尊重學(xué)生的個性,有利于學(xué)生的心智發(fā)展。例如上例中的“簡述你對這種設(shè)想(指人為干預(yù)臺風(fēng))可行性的看法”,既可以答贊成,也可以答不贊成,“只要言之成理,均可以得分”。再如2011年AAA試題:閱讀資料,完成11-12題。
2009年以來,北冰洋海域永久性冰蓋的范圍大幅度退縮,浮冰平均厚度變薄。
11.分析北冰洋冰蓋退縮對國際貿(mào)易產(chǎn)生的影響。
12.簡述北冰洋海域冰情變化對生態(tài)環(huán)境的影響。
這兩個問題的答案都是開放的、不確定的、非標(biāo)準(zhǔn)的,至于北冰洋冰蓋退縮對國際貿(mào)易究竟有什么影響也是仁者見仁,智者見智,無一定論,只要言之有理,都可以得分??傮w來看可能產(chǎn)生下列影響:隨冰蓋厚度變薄融化,北冰洋沿岸航線開通,將大大縮短北半球亞歐大陸和北美大陸中高緯度國家海上航線的的距離;大大提高海上運輸?shù)耐ㄟ^能力,蘇伊士運河和巴拿馬運河通過能力有限,北冰洋沿岸航線的開發(fā)將大大提高世界海上運輸?shù)耐ㄟ^能力,緩解通過兩運河航線的壓力;在很大程度上改變世界海上運輸線的分布格局,形成新航線和新的港口如奧斯陸、雷克雅未克、摩爾曼斯克將發(fā)育成更高級的港口城市,美國和加拿大北冰洋岸的一些有海運條件的沿海城鎮(zhèn)也會發(fā)育成港口城市;隨著北冰洋沿岸航線的開發(fā),北冰洋沿岸附近地區(qū)的資源將得到開發(fā),形成新的工礦業(yè)區(qū)和北冰洋沿岸工業(yè)地帶;隨航線開發(fā),北半球資源、經(jīng)濟聯(lián)系更加緊密,從而加劇南北半球的差距,等等。
4.評分標(biāo)準(zhǔn)層次性
選擇題部分采用層次得分的方法是AAA測試評分標(biāo)準(zhǔn)的的一大亮點,和傳統(tǒng)高考地理試卷的評分標(biāo)準(zhǔn)相比較有非常大的進步。選擇題答題說明為“每小題設(shè)四個選項,每一選項的分值可能為0、1、2、3分。請選出你認為最符合題目要求的一項。多選該小題不得分”,從說明可以看出,考生選擇不同的答案,具體得分不同,并不是傳統(tǒng)高考的選擇題要么滿分要么0分。這樣的采分標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了對考生思維層次的認同與尊重,更能體現(xiàn)“以人為本”的教育思想,充滿了對考生每個智慧都給予肯定的新課程理念,更為選拔性考試追求其有較高的區(qū)分度展示了樣本。例如,2010年AAA樣卷:
45°N緯線穿越圖1所示區(qū)域。L地的觀測者于3月21日看到太陽在M地落下的時間恰為16時(地方時)。判斷:M地相對于L地的方位及L、M間的距離約為
A.270°,1720m
B.240°,2410m
C.300°,1204m
D.240°,1720m
該題的得分標(biāo)準(zhǔn)為:
A.1分 B.3分 C.0分 D.2分
正確答案是B,答B(yǎng)者的滿分;答D者,方位判斷正確,距離沒有判斷對,得2分;答答A者,雖然方位和距離不正確,但兩者有實際都比較接近,說明考生的答題方法可能正確但運算的過程某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題,導(dǎo)致答案與實際有一定的偏差,得少部分的分數(shù);答C者,方位和距離都不正確,說明知識和能力都沒有達到要求,理所當(dāng)然不能得分。
三、備考策略
AAA考試說明這樣寫道:“AAA測試的命題以現(xiàn)行中學(xué)教學(xué)大綱為參照,重點在于考查學(xué)生對于知識的綜合應(yīng)用能力和學(xué)習(xí)能力,以不超出中學(xué)大綱的知識為主要考查目標(biāo)?!贬槍荚囌f明的要求結(jié)合實際試題情況,筆者認為,在復(fù)習(xí)應(yīng)考中應(yīng)注意以下幾個方面。
1.重視高中地理必修部分主干知識的復(fù)習(xí)
“AAA測試的命題以現(xiàn)行中學(xué)教學(xué)大綱為參照,以不超出中學(xué)大綱的知識為主要考查目標(biāo)”要求考生在平時備考中,還是要立足于中學(xué)教學(xué),把必修部分的地理基礎(chǔ)知識、基本原理掌握熟,理解透,把地理原理的來龍去脈弄清楚,而不是機械記憶地理事實。例如在復(fù)習(xí)熱力環(huán)流時,很多學(xué)生只記住“熱低壓,冷高壓”的結(jié)論,以為兩地相比較,只要氣溫低,則氣壓就高;氣溫高,則氣壓就低。其實“熱低壓,冷高壓”的結(jié)論是有條件的,是熱力作用的結(jié)果,如果不是熱力作用就有可能出現(xiàn)“熱高壓、冷低壓”的情況,例如副熱帶高壓帶,夏季時氣溫高,氣壓也高,因為副熱帶高壓的形成不是熱力原因,而是動力原因。在復(fù)習(xí)地球運動時,地球運動產(chǎn)生的現(xiàn)象也要結(jié)合現(xiàn)實生活理解深、理解透,并學(xué)會運用相關(guān)知識解釋、解決實際問題。這樣,才能適應(yīng)AAA測試的要求,達到為頂尖高校選拔頂尖人才的目的。
2.適當(dāng)拓寬知識廣度和深度
雖然“AAA測試的命題以現(xiàn)行中學(xué)教學(xué)大綱為參照,以不超出中學(xué)大綱的知識為主要考查目標(biāo)”,但考試的難度較大,要求考生要有非常深厚的知識基礎(chǔ),這就要求考生在平時的復(fù)習(xí)中應(yīng)適當(dāng)拓寬知識視野。從上述例題可以看出,清華大學(xué)的自主招生重視自然地理基本規(guī)律、基本原理的考查,因為這樣能夠更好地考查考生理性的邏輯思維能力及運用地理原理(或假設(shè))分析、探究地理現(xiàn)象的能力。鑒于此,平時復(fù)習(xí)中應(yīng)適當(dāng)增加一些有關(guān)大氣、地質(zhì)、地貌、水文等知識,以拓展考生的知識廣度、深度等。具體來講主要增加下列內(nèi)容:地-氣系統(tǒng)輻射差額分布規(guī)律及原因分析;河流地貌;戴維斯侵蝕循環(huán)學(xué)說;風(fēng)化殼基本類型及其特征;土壤剖面形態(tài)等。
3.關(guān)注社會熱點、關(guān)注全球生態(tài)
2011年,考查北冰洋海域永久性冰蓋的范圍大幅度退縮,浮冰平均厚度變薄,對國際貿(mào)易和生態(tài)環(huán)境的影響。全球日益變暖,引發(fā)的問題一直都是人類非常關(guān)注的問題,本組題就是以北冰洋海冰的融化,來說明全球變暖對人類活動的深刻影響。鑒于這種情況,考生在應(yīng)考復(fù)習(xí)時應(yīng)關(guān)注全球或地區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題;關(guān)注我國的生態(tài)工程的建設(shè)等。具體主要包括:全球變暖、厄爾尼諾現(xiàn)象、拉尼娜現(xiàn)象產(chǎn)生的機理及其對全球或區(qū)域地理環(huán)境的不良影響;關(guān)注我國生態(tài)議題“東海西調(diào)”工程;關(guān)注我國一些地區(qū)退耕還林、還草工程;思考三峽建成后對地區(qū)氣候的影響;極端天氣多發(fā)的原因探究等。對于生態(tài)問題可以從產(chǎn)生的原因、形成的機理、個人的態(tài)度、產(chǎn)生的影響等方面思考。例如,2010年11月5日,“陸海統(tǒng)籌海水西調(diào)高峰論壇”在烏魯木齊市召開。論壇上關(guān)于“海水西調(diào)引渤入新”的建議引發(fā)廣泛討論。此設(shè)想是通過大量海水填充沙漠中的干鹽湖、咸水湖和封閉的構(gòu)造盆地,形成人造的海水河、湖,從而鎮(zhèn)壓沙漠。根據(jù)這個議題可以思考以下幾個問題:
(1)從地理角度分析該工程建設(shè)可能遇到的主要問題。
(2)分析海水西調(diào)工程運營后改善西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境的機理。
關(guān)鍵詞 河流動力學(xué);教學(xué)內(nèi)容;實驗教學(xué);教學(xué)方法
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-489X(2011)36-0041-03
河流動力學(xué)是水文與水資源工程專業(yè)重要的專業(yè)課,它的作用是使學(xué)生了解沖積河流在自然狀態(tài)下以及受人工建筑物影響以后所發(fā)生變化的基本特性。按研究的角度和特點,河流動力學(xué)可分為泥沙學(xué)和河流學(xué)兩個子領(lǐng)域[1]。河流動力學(xué)在水庫建設(shè)、大江大河治理、工程泥沙、水資源開發(fā)利用、水環(huán)境保護及農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉等方面具有十分重要的作用[2]。
2000年,桂林理工大學(xué)(原桂林工學(xué)院)在廣西高等院校中率先設(shè)置水文與水資源工程本科專業(yè),并開設(shè)河流動力學(xué)課程,以適應(yīng)水資源開發(fā)、河流生態(tài)保護事業(yè)對人才的需求。該課程作為水文與水資源工程專業(yè)的專業(yè)主干課程之一,其地位十分重要,在2004年、2006年和2009年幾次教學(xué)大綱修訂中,河流動力學(xué)作為桂林理工大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)核心課程的地位始終沒有發(fā)生變化[3]。經(jīng)過多年的發(fā)展和積累,河流動力學(xué)課程建設(shè)取得一定的成果,但如何面向廣西乃至西南水資源開發(fā),合理安排教學(xué)內(nèi)容,提高課程的教學(xué)質(zhì)量,是一項長期的、艱巨的任務(wù)。本文結(jié)合河流動力學(xué)課程改革與實踐,從教材選取、內(nèi)容優(yōu)化、實驗改進、方法革新等方面對課程建設(shè)進行研究。
1 合理選擇教材,豐富授課內(nèi)容
課程開設(shè)早期,采用的教材比較單一,使得授課內(nèi)容有一定的局限性。針對此種情況,改變以往采用單一教材的局限性,融合多本最新的優(yōu)秀教材,構(gòu)建復(fù)合教材體系。目前可用于本科生教育的河流動力學(xué)教材主要有以下幾本。
1)《河流動力學(xué)》(張小峰等,中國水利水電出版社,2010)[4]系統(tǒng)介紹河流動力學(xué)的有關(guān)理論,分別闡述河流泥沙來源、泥沙運動、流域侵蝕、河床演變、河道觀測和河床沖淤變形模擬方法等內(nèi)容。
2)《河流動力學(xué)》(陳文彪等,武漢大學(xué)出版社,2007)[5]主要包括河流動力學(xué)的研究對象、學(xué)習(xí)河流動力學(xué)的方法、推移質(zhì)運動、懸移質(zhì)運動、懸移質(zhì)含沙量沿水深的分布、蓄水庫中因挾沙水流而形成的異重流、水庫淤積和壩下游一般沖刷的計算等方面的內(nèi)容,著重基本概念的闡釋,對若干問題提出作者的論點和分析的方法。
3)《河流動力學(xué)概論》(邵學(xué)軍等,清華大學(xué)出版社,2005)[6]系統(tǒng)地闡述泥沙運動力學(xué)和河道演變的基本原理,內(nèi)容包括河流系統(tǒng)與人類活動、泥沙顆?;咎匦?、床面形態(tài)及水流阻力、推移質(zhì)運動、懸移質(zhì)運動、河道演變的基本原理、沖積河流的河型、數(shù)字河流、河流動力學(xué)研究展望。本書可以幫助學(xué)生掌握泥沙運動和河道演變方面最基本的知識。
4)《河流動力學(xué)》(王昌杰,人民交通出版社,2004)[7]主要內(nèi)容包括泥沙性質(zhì)、推移質(zhì)運動、懸移質(zhì)運動以及異重流、平原河流河床演變、潮汐河口河床演變以及河床演變分析與河床變形計算,著重基本概念的闡述,并顧及前后課程的銜接。
5)《河流泥沙動力學(xué)》(張瑞瑾,中國水利水電出版社,1998)[8]系統(tǒng)闡述河流水力學(xué)基本原理,泥沙的特性、沉速、起動、沙波運動,推移質(zhì)和懸移質(zhì)運動及計算方法,高含沙水流和異重流等,重視基本概念和理論與實際結(jié)合,深入淺出,便于自學(xué)。
綜上所述,每本教材由于編寫體系不同、側(cè)重點的差異,都有自身的優(yōu)勢。在綜合幾本教材優(yōu)點的基礎(chǔ)上,結(jié)合專業(yè)發(fā)展實際,選擇《河流動力學(xué)概論》(邵學(xué)軍等,清華大學(xué)出版社,2005)為主,以《河流動力學(xué)》(張小峰等,中國水利水電出版社,2010)和《河流動力學(xué)》(陳文彪等,武漢大學(xué)出版社,2007)為輔的復(fù)合教材體系。
2 優(yōu)化課程內(nèi)容,拓寬學(xué)生視野
改變以往采用單一教材的局限性,吸收、融合多本教材的內(nèi)容,并使之成為較完整的體系,優(yōu)化課程內(nèi)容。目前的授課內(nèi)容主要以《河流動力學(xué)概論》(邵學(xué)軍等,清華大學(xué)出版社,2005)教材為框架,在河流系統(tǒng)與人類活動和沖積河流的河型章節(jié)中穿插介紹《河流動力學(xué)》(張小峰等,中國水利水電出版社,2010)中的流域侵蝕和河床沖淤變形模擬方法相關(guān)內(nèi)容,而在懸移質(zhì)運動部分增加《河流動力學(xué)》(陳文彪等,武漢大學(xué)出版社,2007)中的蓄水庫中因挾沙水流而形成的異重流、水庫淤積和壩下游一般沖刷的計算,并增加《中國巖溶地下河系及其水資源》(郭純青,廣西師范大學(xué)出版社,2004)[9]中巖溶地下河的內(nèi)容,同時精簡數(shù)字河流、河流動力學(xué)研究展望兩個章節(jié)的內(nèi)容。優(yōu)化后的課程內(nèi)容,既做到主次分明、層次清晰,又吸取不同教材的精華。
此外,河流動力學(xué)是一門多學(xué)科交叉的學(xué)科,廣泛應(yīng)用水力學(xué)、水文學(xué)等學(xué)科的原理和方法處理問題,主要研究水流與河床的相互作用規(guī)律,這使得部分教學(xué)內(nèi)容與水力學(xué)、水文測驗等課程的內(nèi)容有所聯(lián)系,因此,在授課過程中注重河流動力學(xué)與相關(guān)課程之間的銜接。例如,在河流動力學(xué)教學(xué)中,學(xué)生對泥沙運動驅(qū)動力的理解有一定難度,為了改善教學(xué)效果,在講授河流動力學(xué)時,適當(dāng)介紹水力學(xué)中與泥沙運動水流阻力有關(guān)的力的分解及水流能量等基本概念和基本知識。
河流動力學(xué)是新興的學(xué)科,隨著水流流速、泥沙含量測量等新技術(shù)手段的出現(xiàn),以及新的泥沙運動理論的提出,河流動力學(xué)的一些授課內(nèi)容也將隨之變化發(fā)展。因此,介紹當(dāng)代學(xué)科發(fā)展的前沿領(lǐng)域十分必要,可以引發(fā)并增強學(xué)生深入學(xué)習(xí)的興趣。為此,在注重傳授泥沙運動、水流阻力、河床演變等基本原理、基本概念、基本知識的基礎(chǔ)上,充實反映本學(xué)科研究新進展的內(nèi)容,如深入淺出地介紹河流動力學(xué)研究進展及其前沿的有關(guān)內(nèi)容,拓寬學(xué)生的視野。
3 改進實驗教學(xué),提高學(xué)生實踐能力
實驗是理論的來源和基礎(chǔ),實驗教學(xué)有著理論教學(xué)不可替代的地位,課程實驗的目的不僅要加深對理論知識的理解,而且要利于實驗技能的提高和綜合能力的培養(yǎng)。河流動力學(xué)也是一門實驗科學(xué),實驗在河流動力學(xué)的教學(xué)中占有十分重要的地位。為鞏固所學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生動手操作和解決實際問題的能力,本課程開設(shè)有課程實驗和實習(xí)。
由于課程開設(shè)之初的實驗多為驗證型和操作型,內(nèi)容較簡單,雖然易于學(xué)生操作,但不利于發(fā)揮他們的主觀能動性。例如粒徑計法泥沙顆粒分析實驗,教師在實驗前的準(zhǔn)備工作較繁雜,而學(xué)生實驗時得到動手能力鍛煉的機會較少。另外,有些實驗項目不便于學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)知識系統(tǒng)化,難以激發(fā)學(xué)生將專業(yè)理論應(yīng)用于實踐的探究熱情和對該學(xué)科的好奇心,如泥沙吸附重金屬遷移轉(zhuǎn)化動態(tài)模擬實驗。
因此,改進實驗內(nèi)容,增加特色實驗和自主創(chuàng)新實驗十分必要。首先,實驗項目由驗證性實驗向綜合性實驗轉(zhuǎn)變。例如,利用土壤侵蝕與流域產(chǎn)沙模擬裝置,將流域產(chǎn)沙、泥沙起動、河床演變等實驗項目整合成一個大型的綜合實驗――水流挾沙模擬實驗,這樣不僅增加實驗項目之間的聯(lián)系,有利于學(xué)生對專業(yè)知識系統(tǒng)化理解,也能較大程度地鍛煉學(xué)生的動手能力。其次,增加設(shè)計性實驗項目,充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力。例如,利用巖溶管道水流模擬裝置,由學(xué)生運用已掌握的巖溶地下河方面的基本知識、基本原理,提出具體方案、擬定實驗步驟,獨立完成操作、記錄、分析實驗結(jié)果等,提高學(xué)生的動手和創(chuàng)新思維能力。最后,增加實驗內(nèi)容與現(xiàn)實之間的聯(lián)系,如實地調(diào)查漓江河床演變特性和靈渠防洪排沙工程,有利于提高學(xué)生對實驗的興趣和參與熱情。
3.1 特色實驗
1)漓江河道演變實地調(diào)查。以桂林市區(qū)漓江河段為研究對象,實地調(diào)查市區(qū)河段的比降、斷面形態(tài)、河床物質(zhì)組成和河型,結(jié)合河流斷面的水流流速、水流挾沙能力等因素的分析,研究市區(qū)河段河型的成因。
2)靈渠防洪排沙工程考查??疾殪`渠水利設(shè)施各組成部分及河流動力功效,實地認識人工水利設(shè)施與河流動力作用的相關(guān)關(guān)系,初步掌握水沙流野外調(diào)查觀察和人工水利設(shè)施防沙排洪功效。靈渠水利工程觀察的內(nèi)容非常豐富,主要包括鏵嘴、大小天平、南渠、秦堤、北渠以及船閘、斗門等。它們的作用不同,但互相聯(lián)系,構(gòu)成一個統(tǒng)一的排洪分沙分水的整體。
3.2 自主創(chuàng)新實驗
1)水流挾沙模擬實驗。該實驗采用土壤侵蝕與流域產(chǎn)沙模擬裝置,該裝置主要由人工智能控制組件、多變河曲組件、自動人工降雨組件及流量測量等綜合集成,可完成實體比例仿真模擬流域產(chǎn)沙過程、泥沙起動、河床形態(tài)變化等任務(wù),研究床面形態(tài)與水流條件、泥沙特性的關(guān)系,觀察在不同水流條件和泥沙顆粒組成情況下床面形態(tài)的變化及其過程。
2)地下河運動仿真實驗。該實驗采用“巖溶管道水流模擬裝置”,該裝置由3部分組成:巖溶管道水流模擬實驗臺、巖溶管道水流模擬裝置測試儀和計算機監(jiān)控系統(tǒng)。其中巖溶管道模擬實驗臺由3個水箱組成,每個水箱從不同位置延伸出多個管道,每個水箱均可大范圍獨立升降,以便由水箱產(chǎn)生不同的水壓力,形成不同的管道水流,另有4個流量計靈活測試各管道水流量。通過巖溶管道水流模擬,了解巖溶區(qū)內(nèi)巖溶管道水系統(tǒng)和巖溶地下河系統(tǒng)內(nèi)巖溶水運動過程,并進行地下河運動仿真模擬及相關(guān)的水量計算和評價。
同時,結(jié)合西南地區(qū)地表河流和巖溶地下河系生態(tài)與健康,將與河流動力學(xué)有關(guān)的科研成果轉(zhuǎn)化成教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生受惠于延伸的教學(xué)與科研平臺。重視實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練,注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,將教學(xué)、創(chuàng)新、科研融為一體,全方面提高學(xué)生實踐能力。
4 革新教學(xué)方法,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力
以靈活多樣的教學(xué)手段組織和實施教學(xué)活動,以啟發(fā)式、交互式、開放式教學(xué)方法貫穿教學(xué)活動始終?;纠碚摬捎枚嗝襟w與必要板書有機結(jié)合的方式實現(xiàn)課程教學(xué),習(xí)題和實驗作為課堂教學(xué)內(nèi)容的補充與延伸。
1)堅持“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體”的思想。教師主要起啟發(fā)和引導(dǎo)的作用,以點帶面去激發(fā)學(xué)生獲得更多知識的欲望,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性。教師精心傳授與學(xué)生用心聽講相結(jié)合,課堂上留給學(xué)生5分鐘左右的思考時間。鼓勵學(xué)生課前預(yù)習(xí),帶著問題聽課,課后復(fù)習(xí),自學(xué)并消化吸收。
2)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。在課程建設(shè)中,緊跟學(xué)科發(fā)展趨勢,密切聯(lián)系科研生產(chǎn)實際,及時把泥沙運動、河床演變等領(lǐng)域的新思想、新理論、新方法反映到教材建設(shè)及課程教學(xué)之中。采用啟發(fā)式教學(xué),注重學(xué)生自主學(xué)習(xí),強調(diào)課程的基本概念,留給學(xué)生一定的思考空間,引導(dǎo)學(xué)生到書本、參考資料去尋求答案,以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)出更優(yōu)秀的學(xué)生。
3)建設(shè)精品課程,豐富教學(xué)手段。課程中的水流阻力、水流挾沙力等內(nèi)容比較抽象,在利用圖表、圖形、動畫等講解基本概念上,多媒體教學(xué)有著明顯的優(yōu)勢。在課堂教學(xué)中,恰當(dāng)、合理運用多媒體課件、多媒體動畫、教學(xué)錄像等技術(shù)手段輔助教學(xué),讓學(xué)生有更直觀、更詳細的認識,收到較好的教學(xué)效果。充分利用網(wǎng)絡(luò)的開放性、交互性、實時性等特點,將多媒體、網(wǎng)絡(luò)與課程相結(jié)合,突出個性化和多樣化,鼓勵學(xué)生利用精品課程自主學(xué)習(xí)。
4)課堂教學(xué)交流互動。為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動性,增強課堂教學(xué)效果,改變傳統(tǒng)的填鴨式課堂教學(xué),采用交流互動式教學(xué),與學(xué)生共同探討黃河河床演變、漓江河道形成等問題,鼓勵學(xué)生發(fā)表自己的看法。在課堂傳授知識的同時,讓學(xué)生隨堂進行有關(guān)計算,并隨堂進行講解,鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)知識。通過布置課后思考題的方式,指導(dǎo)學(xué)生查閱使用各種資料。采用討論等形式,鼓勵學(xué)生根據(jù)興趣自選問題,結(jié)合課程內(nèi)容進行專題調(diào)研,走上講臺發(fā)表自己的觀點和看法,展開熱烈的討論。
5)理論聯(lián)系實際,注重知識運用能力的考察。河流動力學(xué)是一門理論密切結(jié)合實際的、具有顯著水利特色的專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)課程。在教學(xué)活動中,安排漓江河道演變實地調(diào)查、靈渠防洪排沙工程考查、水流挾沙模擬實驗、地下河運動仿真實驗等系列實踐性、實驗性教學(xué)活動,引導(dǎo)學(xué)生重視技術(shù)、重視實際、重視實踐,強化學(xué)生對知識的運用能力,讓學(xué)生在探索與實踐中獲得新的知識。
6)利用現(xiàn)代交流手段,注重課外輔導(dǎo)、答疑、討論。就學(xué)生集中反映的問題,安排課外輔導(dǎo),或通過網(wǎng)絡(luò)交流工具進行在線交流討論。個別問題采用點對點答疑解惑,答疑不是簡單給出答案,而是啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生沿正確路徑自己分析、思考解決問題,增強解題能力。結(jié)合專業(yè)介紹及學(xué)科前沿論壇,舉辦小講座,開闊視野,努力提供有趣味性、可研究性且密切結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的實例。
7)改革考試制度,將應(yīng)試教育轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育。期末總評成績作為綜合成績,包括兩部分。一是平時成績占30%~40%,包括平時作業(yè)、課堂討論、實驗實踐環(huán)節(jié)等。在日常教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生閱讀科技期刊,讓學(xué)生選擇自己感興趣的與教學(xué)相關(guān)的題目寫微型文獻綜述,作為學(xué)生的平時作業(yè)成績,培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)和能力。二是期末試卷占60%~70%,在理論課筆試試卷設(shè)計上,加重主觀題的分量,減少客觀題的比重。同時試卷的給分點要多,注重考查學(xué)生的知識面。
5 結(jié)語
將河道水流、泥沙運動與西南巖溶地下河系融為一體,突出地表水系與巖溶地下河系水流運動特點,體現(xiàn)巖溶特色,深化河流動力學(xué)教學(xué)內(nèi)容,完善具有西南巖溶地區(qū)特色的河流動力學(xué)教學(xué)體系,拓寬河流動力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)涵。革新課程實驗內(nèi)容,增加特色實驗和自主創(chuàng)新實驗,提高學(xué)生動手和創(chuàng)新能力。采用啟發(fā)式、交互式、開放式教學(xué)方法,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。將科研成果轉(zhuǎn)化成教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生受惠于延伸的教學(xué)與科研平臺。重視實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練,注重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,建立校外實習(xí)基地,將教學(xué)、實踐、科研融為一體,重視實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練。
參考文獻
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