科研提升計劃范文

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科研提升計劃

篇1

【關鍵詞】大學生創新創業訓練計劃 醫學本科生科研素質

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2015)28-0041-03

一 引言

“十一五”期間,為全面貫徹落實科學發展觀,切實把高等教育重點放在提高質量上,教育部、財政部決定實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”(以下簡稱本科教學工程)并啟動國家大學生創新性實驗計劃(后擴展為大學生創新創業訓練計劃,以下都簡稱為大創計劃)項目。

二 醫學本科生科研素質的培養背景及現狀

醫學是一門特殊的學科,主要由基礎醫學和臨床醫學組成。在臨床醫學實踐中,醫學工作者常常遇到用現有的科學發現或知識無法解釋和解決的問題,這些知識空白點就為基礎醫學指明了研究方向,對臨床問題的研究會促進基礎醫學的發展。所以,無論是從事基礎醫學還是臨床醫學,都需要從業者不斷地探索和分析,認真嚴謹地進行科學研究。而且,新世紀疾病譜的不斷變化,醫學模式的轉變,科學技術的日新月異,邊緣學科和交叉學科的發展都對21世紀醫學生的科研素質提出了更高的要求。有調查研究顯示,由于學生人數的增多、進實驗室機會少、平時課程學習任務的繁重、老師學生的單向交流、基本科研能力教育的缺乏等,絕大多數本科生的科研興趣無法得到充分滿足,科研和創新能力普遍較低,主要表現在缺乏科學的思維,不了解常用分子生物學檢測技術,相關的科學研究背景知識以及檢索電子文獻的能力存在不足等方面。醫學本科生的科研培養任重而道遠,繼續深化大創計劃項目實施,建設好國家、省和高校三級實施體系是其有效途徑。

三 國家、省和高校三級大創計劃實施體系的構建

2007年起教育部分兩批啟動國家大學生創新性實驗計劃項目,其主要任務是開展提高學生創新能力和實踐動手能力的研究。該計劃主要面向國家“211”重點建設大學,全國項目參與高校共計120所,江蘇省有10所高校受批,但我校不在名單之列。同年,江蘇省認真貫徹落實教育部“本科教學工程”實施精神,啟動了省級大學生實踐創新訓練計劃項目。該計劃面向全省所有普通高校,我校作為省屬重點建設高校,得到了有力的經費支持。這為我校推進教學改革,培養和提高本科生科研素質提供了良好的探索和實踐契機。

2012年,根據《教育部關于批準實施“十二五”期間“高等學校本科教學質量與教學改革工程”2012年建設項目的通知》和《教育部關于做好“本科教學工程”國家級大學生創新創業訓練計劃實施工作的通知》的要求,全國本科院校的學生均有機會申報國家級立項,我校同眾多高校一起擁有了更廣闊的國家級平臺資源。大創計劃經過八年實踐,可謂是教育部“本科教學工程”中投入最大、覆蓋面最廣、本科生受益最多的項目。除了資金投入,教育部同地方政府不斷建立健全立項、資金管理、監督、評價考核等制度,積極搭建大創計劃交流平臺,加強了各學校間創新活動的開放與交流。南京醫科大學從學校層面上規范化、制度化地實施大創計劃項目,注重提高醫學本科生的科研素質,與國家級、省級有機銜接成三級大創計劃實施體系。但在實踐與探索中仍發現許多不足之處,不利于其進一步深化實施。

四 大創計劃實施過程中存在的問題和可行對策

學校圍繞大創計劃開展了系列活動來確保項目能順利實施,進一步完善了國家、省和校三級實施體系。學校主要通過建設網絡精品資源共享課,注重選修課和專業課的結合,引入“問題導向性學習”(PBL)“案例教學法”(CBL)等先進教學方法,舉辦名師講壇等來拓寬學生的學習渠道,培養科研興趣;同時面向本科生成立科研興趣小組,開展統計學基礎、醫學檢索、項目申報及計劃書撰寫等專題培訓講座及各類學術競賽。下面將針對學校在實施大創計劃過程中仍存在的不足,探討相應的對策,以供其他院校參考。

1.項目申請困難,學生興趣無法得到充分滿足

隨著對現代醫學創新的不斷認識,醫學生的科研創新興趣也日益增長。與此同時,國家、省和高校三級大創計劃實施體制也在不斷完善,但仍然無法充分滿足所有學生的科研興趣,出現了項目課題建立難、指導難、申報難的現象。很多同學在醫學知識學習過程中會提出某一研究興趣點,但由于基礎知識的不完備和科研素質的缺乏,其研究想法往往是不完善的、片面的、存在科學研究漏洞的。相關部門和高校在組織學生申報前,很少統一對感興趣的學生進行系統的指導,也很少公開具有指導能力的老師信息,導致出現有想法不成形、有想法無指導等項目申請困難的現象。

針對大創計劃項目申請過程中出現的此類問題,相關部門和高校應該對申報學生進行統一的、系統的科研培訓,完善申報流程,讓學生能夠有充分的時間準備材料。同時,應該公開指導老師的信息,讓學生可以自主與老師聯系,使興趣和想法獲得指導和認可。這樣可以更好地激發學生的科研興趣,促進其創新想法的落實,這也是使大創計劃得到更好的貫徹實施的奠基石。

2.配套課程不健全,學生實踐能力的基礎不足

由于醫學專業知識難度較大,學生學習起來費時費力,但系統化專業課程知識的掌握是學生在項目規定時間內高效率、高質量完成大創計劃的保障,也是學生從事其他相關科研探究的基礎。學校對本科生醫學知識的傳授主要形成了以專業課程為主體,選修課程為輔,網絡課程為新興補充的教育課程體系。

教育部要求各高校進行教育教學改革以來,就課程體系而言,工作重心已經不再是如何繼續拓展這個領域的范圍,而是怎樣深入改善課程的教學品質。對此,學校可以增設相關課程,部分研究生課程如“醫學科研思維與創新”等也可作為選修課程來對本科生普及。在醫學課程講授過程中,教師要注重將創新創業教育滲透入專業教學中。學校還應增加對PBL教師的培訓與考核,繼續推廣PBL等先進教學方法,引導學生以課題或問題為中心,由被動式變為主動式學習,即認真獨立思考問題,課后主動查閱文獻,與同學交流討論,學生多方面能力都能得到提高。在查閱文獻中可能會發現新問題,教師要鼓勵學生大膽提出自己的想法。

3.信息交流不通暢,學生之間和師生之間溝通少,缺乏創業指導

在大創計劃實施過程中,我們發現,項目小組內部學生之間、各項目小組之間甚至項目小組與指導老師之間并沒有形成固定完善的交流機制。學生和老師獲取信息的途徑主要是學校的單方面。這就會導致學生項目實施過程中的問題無法得到及時反饋和解決,各小組之間缺乏溝通,難以交流經驗和心得,經驗信息的不暢通降低了項目的實施效率。目前江蘇省建立了“大學生創新創業訓練計劃平臺”,其中有供本校項目負責人之間交流的系統,建立兩年已超百萬次訪問量,且國家、省級層面每年會定期組織項目展示年會。但不可否認的是,交流系統不實用的缺陷以及小范圍的年會交流仍然無法滿足大多數參與項目學生之間的溝通需求,尚缺乏一個實用的、固定的、多層面的信息交流平臺。我校目前仍主要以創新訓練項目為主體開展大創計劃,缺乏對創業的教育、指導和硬件支持,截至2014年,僅成功申報了1項國家級創業訓練項目。醫學知識專業性強,醫學生將來就業的行業針對性也強,又缺乏創業的指導,醫學院校及社會往往理所當然地認為醫學畢業生將來都會投入醫療衛生系統,忽視了醫學生這一群體在創業方面的需求。

4.評價和鼓勵機制不完善

大學生科研創新與創業的需求和出發點不同,基礎科研與應用研究也不同,那么對其成果的考核評價方式也應有所不同。大創計劃的評價考核方式主要是以專家評價為主,結合季度考核和中期考核,以項目完成情況為主要的考核目標。在評價考核過程中,缺少明確具體的評價標準和評價理由,造成評價信息的不公開不透明。這樣也很難讓學生認識到實施過程中存在的問題。

而相對應的鼓勵措施的缺乏也會嚴重打擊項目實施學生的積極性,挫敗學生的科研興趣。學校可以對不同分類的項目進行分開考核,并制定和公布考核量化標準,積極聽取參與項目的學生代表的建議,力求評價考核客觀、合理、科學。同時應注重對項目實施過程的考核,以便更全面地進行綜合性評價分析。考核還應該注重透明化、公開化,對存在的問題進行解釋和建議。還應完善相關鼓勵機制,對通過驗收的“創新訓練計劃”項目的參與學生可根據學校有關規定折算成公共選修課學分或素質教育學分;對優秀成果和作品,優先推薦參加省級以上學科競賽;對符合學校相關規定的本科生,在同等條件下優先獲得免試推薦攻讀碩士研究生的資格。

五 結束語

目前我國醫學本科生的科研素質與經濟社會發展需求和高等教育教學改革的要求不相匹配。醫學院校應該配合國家和省教育部門,繼續做好大學生創新創業訓練計劃的實施工作,通過落實為學生提供便捷條件促進項目課題申報,健全配套課程并改善教學品質,暢通信息交流渠道,加強對創新和創業方面的教育、指導和硬件支持,完善評價和鼓勵機制等可行對策,深化項目實施,有效提高醫學本科生的科研素質。

參考文獻

[1]黃一虹、王志榮、董晨等.五年制醫學生科研素質與創新能力的調研及培養對策[J].西北醫學教育,2007(6)

[2]匡寶平、朱啟文.五年制醫學生科研素質培養的探索與實踐[J].醫學信息,2012(7):56~57

篇2

一、積極探索研究生工作新機制

1.強化“二級管理”,建設“四支隊伍”,完善研究生管理工作的領導體制和工作機制。在研究生教育和管理工作過程中,學校逐步建立完善了學校黨委統一領導、黨政齊抓共管、專兼職干部隊伍相結合、學校和院(系)二級管理、研究生導師負責、研究生自我教育和自我管理為一體的領導體制和工作機制,組建了學校黨政管理干部、院(系)黨政管理干部、導師和研究生干部四支隊伍。一是在學校層面,學校黨委和行政分別明確1名黨委副書記和1名副校長主管研究生工作。二是在院(系)層面,各研究生培養單位具體明確1名副書記和1名副院長分管研究生工作,研究生數量較多的院(系)還配備了1名專職研究生工作副書記;院(系)成立有研究生辦公室,至少配備1名專職管理干部,有專兼職研究生輔導員、研究生秘書等工作人員。三是充分發揮導師的育人職責,明確導師是研究生培養的第一責任人。四是充分發揮研究生會、研究生創新團隊等學生骨干和研究生助管隊伍的作用。

2.推行研究生培養機制改革,形成研究生工作的內在激勵機制和長效管理機制。2008年4月8日,《中國教育報》頭版頭條報道了鄭州大學在全國“211工程”綜合性大學中率先推行研究生培養機制改革。今年4月16日,教育部召開研究生培養機制改革座談會,鄭州大學作為地方高校唯一代表受邀出席會議并做重點發言,教育部領導和與會高校充分肯定了鄭州大學改革的做法和成效。主要改革內容包括,一是建立以科研為主導的導師負責制和導師資助制,強化導師在研究生培養中的主導作用;二是建立研究生獎助體系的動態管理機制,把獎助學金評定與研究生的實際表現結合起來,不斷提高研究生獎助力度;三是構建以科研為主導的招生指標配置新模式,綜合考慮學科建設、科研項目、研究生學術成果、畢業生就業情況和研究生教育管理工作等因素,優化校內招生資源;四是完善研究生培養工作的協調機制、過程管理機制和淘汰機制,強化質量管理,同時構建開放式培養和創新教育平臺,積極實施研究生創新計劃和國家公派出國留學項目,提高研究生創新能力。

二、建立健全研究生管理規章制度

隨著研究生培養機制改革的逐步推進,為進一步完善研究生各項管理工作,學校修訂了《鄭州大學學位與研究生教育工作規章制度匯編》,全校研究生教育管理工作人員人手一冊。

在工作中,堅持研究生院院長辦公會議制度,重大問題集體討論研究;堅持每學期一次的“校領導與研究生面對面座談”制度,為校領導和研究生之間架起了一座互通的橋梁;堅持定期調研制度,如研究生思想狀況問卷調查、心理健康普測等;建立研究生干部和信息員輿情報告制度,堅持每周報告一次,及時掌握研究生思想動態;建立研究生工作督導制度,學校聘請了一批有經驗、熱心研究生教育和管理工作的老教授、老專家和退休干部,成立了研究生教育督導團,同時要求各院(系)成立督導組,對研究生教育和管理工作的全過程、各環節進行監督檢查,及時反饋信息,提出改進意見,不斷完善工作。

三、不斷強化研究生培養過程管理

1.做好研究生入學資格審查工作,嚴把入口關。學校將新生入學資格審查入口關前移,如在復試和錄取前進行卷面筆跡核對、學生信息核對、博士生預先調檔、政審等。在新生入校一個月內,按照上級有關要求進行碩士生檔案政審和本科學歷審查。入學后,利用新生外語分班測試再次考核,若發現有替考或造假等情況,在認真核實后將給予其取消學籍處分。工作注重公開公正,尊重學生的知情權,完善反饋機制,實行全程監控。

2.注重培養過程各環節的管理,滲透全過程。研究生管理工作貫穿研究生從入學到畢業的整個培養過程,包括入學資格審查、報到注冊、課程學習、成績記載、畢業生信息采集等,在學期間出現的轉學、休學、復學、退學、取消學籍、提前或延期畢業等,研究生人事檔案管理、獎助學金評定等,還有研究生開題報告、中期考核、社會工作實踐、預答辯、答辯、學位授予等環節,涉及研究生思想、學習和生活的各個方面。學校在研究生管理工作上始終堅持以人為本、科學規范,注重人性化管理,積極做好研究生的有關政策解釋和思想工作。

3.抓好研究生學術道德和學風建設。一是開展科學道德與學風建設宣講教育活動;二是開展校風校紀檢查,監督學生到課情況,提高了研究生的上課率和學習效果;三是建立研究生學術獎勵制度,鼓勵研究生特別是博士生在國內外高水平期刊上發表高質量學術論文;四是加強學術學分和實踐學分管理,要求研究生積極參加學術活動和實踐活動,拿不到學術學分和實踐學分則無法進入答辯和畢業環節;五是嚴格執行開題報告、中期考核、論文盲審抽查制度,研究生學位論文實行“學術不端檢測”,嚴把論文答辯與學位授予出口關。

4.采用研究生工作網絡管理系統,實現規范化管理。學校自行研發“鄭州大學學位與研究生教育綜合管理系統”,包括研究生工作各業務子系統和院(系)管理子系統,管理者、導師和學生可以根據自身不同的需求進行網上操作。通過網上管理系統可以完成研究生學籍管理、培養過程的監督審核、研究生校外住宿申請、獎助貸等日常管理工作。學校還充分利用網站、電子郵件、校信通、飛信、QQ群等現代網絡工具做好研究生管理工作。

四、著力加強研究生創新教育和校園文化建設

1.構建研究生創新實踐活動兩大支持平臺。多年來,學校重點打造了研究生學術活動的兩大支持平臺。一是實施研究生教育“非常6+1”創新計劃平臺,包括“優秀博士論文培育基金”“研究生學術論壇”“博士生訪學計劃”“優秀學位論文表彰活動”“研究生學術獎勵計劃”“研究生名師名家講壇”和“創先評優活動”,以項目為載體推進創新活動。二是搭建“一個中心、兩個基地”研究生創新實踐平臺,即“鄭州大學河南省研究生創新中心”、校外“研究生創新實踐基地”和校內“研究生創新實驗基地”,同時組建研究生創新團隊和研究生暑期創新實踐服務團,拓展研究生創新實踐能力。

2.打造研究生校園文化活動精品。設立“鄭州大學研究生科研基金項目”,每年立項150項左右,資助具備科研潛質和創新思維的研究生開展學術研究;建成“研究生心理工作坊”,開展研究生心理健康教育宣傳、心理普測、個體咨詢、團體輔導、心理沙龍等活動;開展“我心目中的好導師”主題征文活動,在每年教師節前舉行頒獎儀式和師生座談會;成立“研究生英語俱樂部”,每周定期開展活動,強化英語培訓,組織英語風采大賽和演講比賽;創辦《鄭州大學研究生》雜志,舉辦“河南省高校研究生媒體聯席會暨研究生會聯誼會”,增強高校研究生之間的交流;等等。

多年來,學校研究生管理工作緊緊圍繞鄭州大學創建高水平大學的目標,堅持育人為本的理念,不斷提高管理的科學化水平,積極為提高研究生培養質量和培養拔尖創新人才服務,收到了一定的成效,涌現出許多先進典型,為社會培養了大批高層次人才。學校“研究生名師名家講壇”“研究生心理工作坊”“研究生‘一個中心、兩個基地’平臺建設”等多項特色工作品牌榮獲2011年河南省高校思想政治工作優秀成果獎。

篇3

[關鍵詞]聲樂集體課 教學目標 教學評價 多元化

[作者簡介]陶珂(1980- ),女,河南洛陽人,洛陽師范學院音樂學院,講師,主要從事聲樂教學研究工作。(河南 洛陽 471022)

[中圖分類號]G652 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2012)30-0180-02

2006年教育部以2004年頒布的《全國普通高等學校音樂學(教師教育)本科專業課程指導方案》為依據,結合指導方案實施的現狀及出現的問題,提出了《全國普通高等學校音樂學(教師教育)本科專業各類必修課程教學指導綱要》(以下簡稱《課程綱要》),并督促各大音樂院系自2007年新學年開始執行。本文對《課程綱要》中近些年來頗受爭議的聲樂集體課教學模式予以肯定,進行相關實施方法的指導,并明確提出“聲樂課程教學內容的實施,實行理論與實踐相結合,按聲樂理論修養,聲樂技能訓練,聲樂審美鑒賞,聲樂演唱實踐等四個方面有機組合。各校根據實際情況,選擇不同教學方式,分別采用個別課、小組課、集體課等多種授課形式”。

一、聲樂集體課教學目標、評價與“多元化”

當前實踐中聲樂集體課教學目標與評價還多沿用傳統聲樂教學中使用的目標與評價,要突破這一現狀,需要從理論根源上要求實現單一化到多元化的轉變。20世紀以來“多元化”思想對教育的影響日趨明顯,而聲樂集體課是教學模式追求“多元化”過程中的產物。首先,聲樂集體課教學模式中的教學對象具有多元化特點;其次,其教學內容不僅包含聲樂技能訓練,還包含基本的聲樂理論修養、聲樂審美鑒賞、聲樂演唱實踐;最后,其教學形式不僅有傳統的課堂講授,還包括聲樂教學講座、聲樂教學實踐活動等方式。與傳統單獨聲樂課的轉變相比,聲樂集體課教學模式體現了充分的“多元化”理論特性。

二、多元化教學目標

(一)課程發展目標多元化

聲樂集體課有著課程自身發展的特點和規律,具有本課程設置的基本知識內容和能力框架。只有達到這些目標才能體現課程的價值,實現課程教學的本質。要實現課程目標首先需要明確課程包含哪些目標,在本組織發展模式中為避免單純的技術層面的推廣,本文結合課程的本質和內容,提出以下多元化課程發展目標。

1.審美層面的教學目標。高師聲樂集體課教學審美目標要更具深層次,這需要學生樹立正確的聲樂審美情趣。在聲樂鑒賞和聲樂修養中了解到何謂美的聲音。聲音的審美感受來源于聽眾根據自己經驗形成的聽覺意識,在集體聲樂教學中,教師通過范唱或其他形式如播放優秀聲樂演唱片段等,逐漸形成學生的審美選擇意識,長此以往就能達到幫助學生樹立正確聲樂審美情趣的目標。

2.知識技能層面的教學目標。在調查中發現,有許多學生對于上集體課有排斥態度,甚至不惜重新花錢去請教師上小課。這一觀念實質是對聲樂集體課教學的誤解,聲樂集體課客觀上是解決了師生配比率的矛盾,但是從本質上卻能更全面地教授學生聲樂的知識技能,這需要通過教學目標的調整而達到。

3.教學能力層面的教學目標。中小學教學中唱歌教學作為音樂表現領域的重要內容,具有不可替代的地位,高師學生學習聲樂相關的教學技能,是為最終走上音樂教師崗位奠定良好基礎。聲樂集體課教學中在培養學生教學能力層面應達到以下兩個目標:首先,了解青少年的聲樂發展生理及其特點,包括了解這一時期學生的嗓音衛生和保健。其次,了解學生該時期聲樂審美的特點,如若喜歡流行歌曲,可以進行相關知識的介紹。再次,掌握青少年歌曲的特點,在聲樂集體課教學中通過對青少年歌曲特點掌握能有效地組織學生學習歌曲。

(二)目標操作層面多元化

聲樂集體課具體操作時做到目標的多元化。要做到目標操作層面多元化,需要全面從學生分組和學生分層來理解。

1.教學分組目標。教學活動追求什么目的,要達到什么結果,都會受到教學目標的指導和制約。在教學中教學分組目標的設定至關重要,有針對性的目標有利于教學質量的保障。在集體教學課堂中教學目標必須進行分組制定,這不僅有利于教學的不斷促進,更能通過達到教學目標激發學生的學習動力,促使進一步學習的動機和愿望。

2.教學分層目標。學生在集體課中通過分組目標的制定,需要根據個人進行教學目標的分層,在每個知識技能或者素質的培養過程中都存在著一定階段所需要達到的目標,即教學的分層目標。教學目標還具備中介功能,它表現為教學與社會需要發生聯系的紐帶。聲樂集體課的培養目標是社會目標,而教學中學生的目標便是教學目標,在聲樂集體課中學生根據教師布置的分組目標,結合自身的學習經驗和基礎進行自我目標分階段的計劃,是分層目標應用到集體聲樂課中的具體結果。

三、多元化評價體系

教學模式所特有的完成教學任務,達到教學目標的評價方法和標準等便為教學評價。評價體系由評價方法和評價標準組成,每個教學模式要求的教學任務和目標不盡相同,選用的程序也各異,教學評價體系也就不盡一致。高師聲樂集體課教學較傳統一對一小課教學,由于教學對象的多元化和教學形式多元化,要求教學評價也采取多元化形式。

(一)主體作用評價多元化

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一、課堂提問的涵義

課堂提問即教師在課堂上設置一種問題情境,引發學生的認知沖突,給學生造成一種心理上的困境,誘發學生進行信息的收集活動和探索行為,引導學生形成自己的看法,并且通過師生之間的交流和合作增進對問題的全面理解,發展學生較高水平的思維。

二、化學課堂提問的預設

所謂“預設”,就是根據教育目標和學生的興趣,學習需要以及已有的經驗,有目的、有計劃地設計教學活動。課堂提問的預設不僅指預先設計提問的內容,還要預設提問的方式、時機、技巧等。

1.預設提問源于教材,不拘泥于教材

新課程改革的教材留給教師和學生較大的探究空間,而學生的探究活動仍依賴于教師的提問,因此,教師在教學前要充分挖掘教材的探究點,充分把握學生的學習現狀,從而設計出有針對性的,切合實際的,能夠啟發、引導學生主動探究的課堂提問。

2.預設提問利于生成、不囿于預設

凡事預則立,不預則廢。

然而預設課堂提問時,要充分考慮不同班級學生的差異,同一班級不同學生的個體差異,要面向全體學生,激發所有學生的思維的積極性,讓每個學生都能參與其中。課堂提問的預設要給學生的思維留有較大的空間,要具有發散性,才能不局限學生的思維,在問題中發現新的問題,有利于課堂生成性提問的產生。

3.預設提問注重過程,不應強調結論

化學探究課堂的提問應重視引起學生探究的欲望和興趣,培養學生思維的發散性,不應該強調學生回答的唯一性。學生由于掌握的知識有限,所思考的角度有異,因而所得出的結論也不具有唯一性,準確性。因此問題的提出應強調學生的探究過程,而不是強調得出的結論與預設的結果是否相符。 三、化學課堂提問的生成

1.生成提問源于預設

生成性提問是課堂教學中當預設提問期于學生給出的答案超出預設結論時的提問,這種提問是隨機的,無法提前設計與控制的,但它是從預設提問中延伸出來的。能幫助學生進行更深層次的探究。

2.生成提問忠于目標

課堂的生成性提問要以教學目標的達成為基準,要注重科學性、合理性,要有價值,要能夠幫助學生及時修正、完善自己探究所得出的結論,使學生對知識的掌握更牢,知識的應用更靈活,知識的記憶更清晰、深刻。

3.生成提問讓位學生

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一、目前現狀:

在大部分地區的初中階段教學中普遍存在靠大量的習題訓練,大量的家庭作業來提高教學成績的誤區,呈現出小小年紀的學生學的很辛苦,老師批的叫苦連天的惡性循環。

二、分析原因:

應試教育的產物,中考的指揮棒讓我們的老師不敢輕易放手孩子,尤其在視成績為生命線的名辦學校更是不容得有閃失,還有各個學科之間的相互競爭,可以說:大家都在搶占先機,還有理科教學的特點:會的不一定能做對,眼高手低的人不少,規范書寫方面的加強仍需做,眼過千遍不如手過一遍。面對當下這些從開始就每天為著作業而“努力”的孩子們,如果說減作業,怕的就是成績無保障。

三、研究舉措:

在我們組加入小課題研究后,大膽嘗試課堂學案優化設計,課后作業優化設計,組內成員分工合作,將一學期的教學內容分工,說課,強調注意點后,花大量的時間搜集素材,例題,跟蹤練習,制作出一配一的課時、課后作業學案,規定課后作業完成時間不超過30分鐘,題目控制在10個以內。做好之后提前打印出來,在備課組活動時間每個成員動手做,卡時間,去除繁難題目,去除重復訓練。在結合學校大的方針對學生課后作業情況跟蹤統計,強制控制課后作業時間,新的實施方案,讓學生們根據個人的實際學習需要,高效完成作業后可以進行一些思維的訓練,從而開拓視野,增加信息量,切實做到為學生減輕過重課業負擔。

四、反思感悟:

1、我時常感嘆:學生的能量是無限大!在我們平時的教學中要敢于放手,充分信任學生,給學生足夠的思考空間。我也在積極的做著一些嘗試:限時做題,批改直接在課堂,尋找第一思維拿下者,訓練一題多解的方法,培養小老師......,盡可能做到只要有一個學生會做自己就不講,在課堂營造一個競爭場,自己就是一個評判者,點化思維的人,真正的把課堂的主導權交給學生,功夫下在課前,讓課堂成為學生的展示的舞臺。今年我們是初三畢業班,一二輪的復習所制作的學案作為前一天的30分鐘課外作業讓學生先做,課堂就是學生各種做法的交流,可以大大激發學生的積極性,提高課堂效果。

2、優化作業設計,減輕學生負擔實現的先決條件是:實現課堂的高效、有效,每節課中要能使學生的思維有所發展,絕不是學生會的內容的簡單重復,思維的點撥要有啟發性,而不是生硬的灌輸,實踐證明喂給學生的東西,如果不是自己吃透的,他還會給你吐出來,這就是我們教學中講過的學生仍然不會或做錯,就像我們一位語文老師調侃學生的:那些年你錯過的字,這些年你還是錯的!在個性張揚的現代孩子,走思維去模仿重復才是發展之路!

3、尋求解脫:當下的考試制度改革過程中,我們的孩子還要參加中考的檢閱,我們老師能做的就是幫孩子們精簡訓練習題,扎實研究考點,針對模擬訓練中容易錯誤的幾個題位,每天做一個思維訓練,真正體現數學是思維的體操!

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關鍵詞:科技計劃項目;電子文件;歸檔;技術;研究

0 引言

科技計劃項目研究是指在國家科技計劃中實施安排,由單位或個人承擔,并在一定時間周期內進行的科學技術研究開發活動。電子文件是以代碼形式記錄于磁帶、磁盤、光盤等載體,依賴計算機系統存取并可在網絡上傳輸的文件。本世紀初我國開始改革科技計劃項目管理模式。從2003年起國家科技計劃項目全部通過網絡在科技計劃項目管理系統申報、受理。據統計,2013年福建省通過科技計劃項目管理系統申報立項的省級以上科技計劃項目共計2922項,安排年度經費17.92億元。這樣僅2013年一年就將產生2900多項的科技計劃項目檔案, 這些項目檔案不僅有紙質檔案,同時又有電子檔案。實現科技計劃項目電子文件歸檔,完善科技計劃項目檔案雙套制管理,成為當今科技管理、科技研究和檔案管理人員共同面對的問題。

1 福建省科技計劃項目電子文件歸檔管理系統的研究與分析

1.1 福建省科技計劃項目管理系統

福建省科技計劃項目管理系統前臺和后臺業務模塊全部采用B/S結構體系,通過先進的平臺技術和設計構架,緊密集成辦公自動化系統,建立福建省科技廳與各科研單位和專家之間網上項目申報管理的通道,實現項目網上申報、查詢、申請、審批、驗收等業務功能。

1.1.1 系統軟硬件環境及配置

軟件環境及配置:Windows 98、Windows XP、Win2000、Windows NT或Windows2003操作系統。Microsoft Internet Explorer 6.0及以上瀏覽器。office 2000、office XP,office 2003辦公軟件套件,完整的功能支持最好使用office 2000以上版本。

硬件環境及配置:Intel PIII450中央處理器(CPU),128MB內存。10GB硬盤,10M/100M自適應以太網卡。與Internet網絡連通。

1.1.2 系統用戶功能

主要用戶功能包括:用戶注冊、專家注冊、、單位管理、申報管理、立項管理、合同管理、歷史項目、執行與驗收、系統管理等。

1.2 福建省科技檔案館檔案管理系統

福建省科技檔案館是接收、整理、保管和利用福建省省級科技計劃項目檔案的專門機構。目前科技檔案館使用的是科易檔案信息管理系統,該系統是遵循國家檔案局制定的規范標準,結合科技檔案館實際需求進行定制的一套綜合檔案管理系統。

1.2.1 科易檔案信息管理系統主要特點

文檔一體化。把檔案收集整理組卷階段延伸到文件管理階段,實現與辦公自動化的無縫銜接,做到電子文件即辦即歸。綜合管理。不僅實現了文書檔案的管理,還根據實際需求,擴展了科研、會計、照片、基建等檔案的目錄級管理。館室銜接。系統可以實現與省檔案局(館)系統之間的數據結構的統一,在內容上設置移交進館模塊,可將目錄數據直接上報給省檔案局(館)。

1.2.2 系統軟硬件運行環境和功能模塊

系統硬件環境:PC166以上,32MRAM;軟件環境:操作系統為Windows95/98/2000/NT/XP。具備檔案管理系統常用的功能模塊,如文件管理、檔案管理、檢索、檔案利用、檔案統計、檔案保管、鑒定銷毀、移交進館、檔案編研以及系統管理等。

1.3 在兩個管理系統中實現科技計劃項目電子文件歸檔的工作流程

福建省科技計劃項目管理信息系統融合J2EE技術與數據庫技術,實現科技項目網上申報、推薦、受理、評審,任務書簽定,執行情況跟蹤和驗收等功能。可以在內網(局域網)實現立項、經費計劃、經費結轉等功能。而福建省科技計劃項目檔案管理系統現在使用的是科易檔案管理系統,該系統于2003年建立,為C/S結構,無法實現科技計劃項目電子文件歸檔的技術要求,應進行改造升級,才能適應以下工作流程:

1.3.1 電子文件采集接收

通過Web Service技術,在科技計劃項目系統和檔案管理系統中建立對接通道,實現數據的交互對接。根據《福建省科技廳科技計劃項目檔案整理方法》規定的歸檔范圍,收集科技計劃項目信息系統中的科技計劃電子文件,同時自動捕獲或手動捕獲文件元數據。文件和元數據自動進入中間庫(預歸檔庫)。

1.3.2 電子文件格式轉換

科技計劃項目管理系統中電子文件進入中間庫(預歸檔庫)之前要先進行統一的格式轉換。

1.3.3 電子文件封裝

對同一項目的科技計劃項目應歸檔的電子文件自動封裝成XML封裝包,即每個項目自動封裝成XML文件,并通過Web Service客戶端向Web Service服務端進行發送。

1.3.4 電子數據檢驗

包括準確性檢驗:檢驗檔案的內容、范圍的正確性,鑒定文件是否需要歸檔;完整性檢驗:檢驗檔案數據(包括文件和元數據)的完整性;可用性檢驗:檢驗電子文件的可讀性等。

1.3.5電子數據遷移

將Web Service接收到的已通過檢驗的XML封裝包自動解包遷入至檔案管理系統中。

1.3.6 電子檔案著錄

排列電子文件順序,編制檔號,著錄文件級和案卷級目錄數據。

1.3.7 電子檔案格式轉換

系統將接收的電子文件統一按照格式轉換的標準要求自動進行格式轉換。

1.3.8 電子檔案的封裝

整理規范的電子檔案數據將按照元數據封裝規范要求自動封裝成AIP封裝包(檔案信息包),提供長期保存的需求。

1.3.9 電子檔案的長期保存和備份。

1.4 對現有科易檔案管理系統進行改造升級

要順利實現以上科技計劃項目電子文件歸檔的工作流程,應對現有科易檔案管理系統功能進行改造與升級。系統改造與升級要基于OAIS(即開放檔案信息系統)模型,OAIS模型作為信息資源長期保存的國際標準。在系統設計中,應充分考慮到現有實際情況,可基于OAIS模型,采用統一標準封裝檔案信息數據,進而保證檔案信息的真實性、有效性、可讀性。

1.4.1 系統結構方面

現有的科易檔案管理系統采用的是VB技術開發的,已不能滿足現有的技術結構需求。科技計劃項目管理系統采用的是J2EE的技術架構,為了能更好的實現數據的無縫對接,檔案管理系統也應升級為J2EE技術架構。可以采用基于J2EE多層架構體系,使前端的表現與應用邏輯、數據存儲相分離,通過組件式的開發與部署策略,使整個系統的架構清晰靈活,方便部署和擴展。

1.4.2 標準規范方面

科易檔案管理系統主要是基于目錄管理標準規范,無法滿足對元數據的標準規范需求。科技計劃項目管理系統要對科技計劃項目電子文件元數據進行格式轉換和數據封裝,檔案管理系統要達到科技計劃項目電子文件元數據標準、格式轉換標準和封裝標準要求。

1.4.3 檔案管理方面

科易檔案管理系統現在是采用輔助的鑒定方式,并且不能實現對庫房的綜合管理。將來的檔案鑒定需要采用網絡化、流程化的鑒定方式,系統要增加流程化的鑒定方式,提高網絡化管理要求。為了提高對實體庫房的管理,系統還應增加“模擬庫房”功能,實現對庫房檔案的排列定位、管理、統計等功能。

1.4.4 數據存儲方面

為了能實現對電子數據的長期保存,科易檔案管理系統要增加數據存儲功能,包含電子檔案原文存儲管理、封裝包存儲管理、備份恢復、存儲日志等功能。

1.4.5 檔案利用方面

科易檔案管理系統利用方式比較單一,只提供了簡單檢索、組合檢索兩種方式進行利用,并且也不能對利用的電子檔案全文進行防擴散控制等。為了能夠提供更高效的檔案利用功能,系統增加“檔案全文檢索”、“檔案跨類檢索”、“檔案跨庫檢索”功能,實現對檔案數據庫的高效檢索。在查詢檔案全文時,系統要增加“數字水印”和“防拷屏、防打印、防下載”功能,提高利用檔案原文的安全性。同時,要增加“光盤”功能,可對需要脫離系統使用的檔案及原文至光盤等移動介質上,方便使用。

2 福建省科技計劃項目電子文件歸檔需要解決的技術性問題

實現福建省科技計劃項目電子文件歸檔的技術要求應基于“保證電子文件的真實性、完整性,保持電子文件的長期可讀性”的基本原則。在技術功能上應達到:

一要適時捕獲應歸檔的電子文件;

二要確定科技計劃項目電子檔案的元數據,并適時捕獲元數據;

三要能將各種文件自動轉換為標準文件格式;

四要采用符合標準的封裝包格式,并能添加數字簽名鎖定;

五要基于元數據的建立,實現主要著錄數據的自動著錄和項目名稱、項目責任者、項目代號等多角度檢索,乃至全文檢索;

六要采用簡便而安全的技術方法進行數據備份。所以,要實現基于項目管理系統和檔案管理系統無縫對接的科技計劃項目電子文件的歸檔還需要解決好電子文件的元數據設置、電子文件格式轉換、電子文件的封裝、系統的對接、電子文件的備份以及電子檔案檢索和防擴散等一系列關鍵技術性問題。

2.1 電子文件元數據

2.1.1 科技計劃項目電子文件元數據

在科技計劃項目電子文件歸檔過程中,會有大量的電子文件生成,為了系統有效地記錄電子文件的內容特征、形式特征、背景和管理過程信息,結合福建省科技計劃項目電子文件歸檔的需求,福建省科技檔案館參照中華人民共和國檔案行業標準《文書電子文件元數據方案》(DA/T 46-2009)制定了《福建省科技廳科技計劃項目電子文件元數據規范》。對福建省科技計劃項目電子文件元數據共設置了269個元數據項,通過這些元數據項信息在科技計劃項目電子文件歸檔的時候能夠很好地維護科技計劃項目電子檔案的真實面貌。

2.1.2 科技計劃項目電子文件主要元數據的設置

科技計劃項目電子文件元數據除按照《福建省科技廳科技計劃項目電子文件元數據規范》進行規范設置外,還要制定《科技項目系統和檔案管理系統元數據項目及字段對照表》,即要設置科技計劃項目電子文件的主要元數據,作為科技計劃項目電子檔案的主要著錄項,使科技項目系統和檔案管理系統的字段統一對應,以便科技文件材料數據快速導入。目前科技計劃項目電子檔案管理采用二級制管理模式,分別為項目級和文件級。在項目級設置的主要元數據項有項目名稱、項目編號、承擔單位、項目負責人、年度等。在文件級設置的主要元數據項比較復雜,因為每個項目包括項目申請書、評審材料等材料,每份材料中分別包含相關的數據項,如項目申請書包含項目名稱、項目申請單位、申請日期、計劃類別等。

2.2 電子文件格式

2.2.1 電子文件格式轉換的必要性

目前,電子文件格式種類繁多,辦公自動化、檔案管理軟件所用的開發語言、數據,難以進行及時接收、規范管理和有效利用。同時,計算機操作系統、數據庫系統也是多種多樣,這些都造成了電子文件格式的五花八門,同時各種管理軟件又互不兼容,甚至軟件相同、版本不同的文件彼此也不能通用,這就嚴重阻礙了電子文件接收和電子檔案管理工作的開展。

2.2.2 科技計劃項目電子文件歸檔的轉換格式

《版式電子文件長期保存格式需求》(DA/T 47-2009)中要求對保存格式要可轉換:

一是要支持其它格式與版式電子文件長期保存格式相互轉換;

二是要支持過時的版式電子文件長期保存格式轉換為新的版式電子文件長期保存格式。

目前福建省科技計劃項目管理系統中的材料報送格式一般采用DOC格式進行報送,其中一些材料如附件等,也有采用PDF、DOC、EXCEL或JPG格式申報。按照《電子文件歸檔與管理規范》(GB/T18894-2002)要求,圍繞系統中電子文件格式轉換要求,對幾種常用的文件格式進行系統比較研究,研究發現PDF在格式功能對比中是目前比較適合的文件轉換格式。科技計劃項目電子檔案的信息采集可以通過科技計劃項目歸檔時把電子文件轉換成PDF格式通過系統接口歸入檔案數據庫中。

2.3 電子文件封裝

2.3.1 電子文件封裝格式標準

封裝格式主要依照檔案行業標準《基于XML的電子文件封裝規范》(DA/T 48―2009)。國家檔案局在2009年了《基于XML的電子文件封裝規范》(DA/T 48-2009),國家檔案局推薦使用EEP(Electronic Records Encapsulation Package)作為電子文件封裝方式。EEP是“封裝電子文件全部數據及其元數據的數據單元”,是目前文書類電子文件(檔案)長期保存的目標封裝方式。科技計劃項目電子文件的封裝方法還應當根據科技計劃項目檔案的成套性的特點確定。

2.3.2 科技計劃項目檔案的封裝

科技計劃項目電子文件封裝包中的電子文件元數據包括《文書類電子文件元數據方案》DA/T46-2009 規定的元數據、封裝新增的元數據,同時還應包含《福建省科技廳科研檔案整理方法》所列歸檔范圍的文件、文件元數據等信息。具體的封裝流程為:先在科技計劃項目系統內將相關電子文件轉化為PDF文件格式,連同文件的元數據一起存放到一個固定的工作目錄下進行打包,進行數字簽名以及簽名鎖定,形成包括文件型封裝包和案卷型封裝包的原始型電子文件封裝包。然后發送到檔案管理系統的中間庫,根據歸檔要求進行驗證和必要的修改,隨后做第二次打包、數字簽名以及簽名鎖定,形成修改型電子文件封裝包并存儲至檔案管理系統中。

2.4 系統的對接

2.4.1 對接采用的技術

Web Service技術是利用標準的Web協議和可編程訪問的Web組件,目標是提供跨平臺的互操作性,讓分布在地理上不同區域的計算機和設備協同工作。Web Service將應用功能封裝成若干Web組件,并將其在網上,供需要獲得這些功能的應用系統訪問,而且各種應用系統間都能夠通過這種方式進行互聯互通。按照Web Service架構設計的系統將具有很好的跨平臺性和兼容性。同時,Web Service技術是一種松散耦合型的計算技術。因此,在跨系統的資源整合和一站式應用服務系統的構建方面具有獨特的優勢。

2.4.2 實現兩個系統的對接

福建省科技計劃項目管理系統和科易檔案管理系統是基于省科技廳的局域網將辦理完畢的科技項目電子文件自動歸檔至科技檔案管理系統中。考慮到跨平臺性、松耦合、標準的協議和發展趨勢,可采用Web Service技術方式實現科技項目管理系統與科易檔案管理系統的數據交換和對接。

2.5 電子文件防擴散技術

2.5.1 電子文件的防擴散技術的種類

目前電子文件的防擴散技術主要有數字水印技術(Digital Watermarking)、復制打印控制技術和利用電子文件審批技術等。福建省科技計劃項目電子文件目前采用的防擴散技術主要包括數字水印技術和復制打印控制技術。

2.5.2 科技計劃項目電子文件可采用的防擴散技術

第一種防擴散技術是數字水印技術。數字水印技術是將一些標識信息(即數字水印)直接嵌入數字載體當中(包括多媒體、文檔、軟件等)或是間接表示(修改特定區域的結構),且不影響原載體的使用價值,也不容易被探知和再次修改。但可以被生產方識別和辨認。通過這些隱藏在載體中的信息,可以達到確認內容傳送隱秘信息或者判斷載體是否被篡改等目的。第二種防擴散技術是復制打印控制技術。防止電子文件的復制粘貼、打印下載等電子文件的擴散。未經授權的文件,無論創建者還是使用者都不能打印。只有經過申請,并得到管理員審核批準后,才能打印所指定的文件。

2.6 電子檔案備份

2.6.1 電子檔案備份制度

國家檔案局6號令《電子公文歸檔管理暫行辦法》要求:“歸檔的電子公文,應按本單位檔案分類方案進行分類、整理,并拷貝至耐久性好的載體上,一式3套,一套封存保管,一套異地保管,一套提供利用。”國家標準《CAD電子文件光盤存儲、歸檔與檔案管理要求》也明確指出:“歸檔的電子文件至少要一式二套,一套封存保管,一套供查閱利用。必要時,復制第三套,異地保存。”

2.6.2 科技計劃項目電子檔案備份方式

目前科技計劃項目電子檔案備份主要采取異質備份和異地備份兩種方式。

第一種異質備份方式。福建省對科技計劃項目電子檔案已建立制度,在增加、修改數據結束時要對系統的全部數據庫文件進行移動硬盤脫機備份。將來在檔案管理系統升級時要有自動備份功能,將數據庫備份工作列為一項周期執行任務,由檔案管理系統進行自動備份。同時,重要文書檔案已經實現紙質檔案和掃描件、電子檔案雙套制。

第二種異地備份方式。通過與省外科技檔案館建立互為異地磁盤備份的關系,形成比較可靠的防災備份體系。

2.7 電子檔案全文檢索

2.7.1 全文檢索與目錄檢索的區別

目錄檢索是對目錄數據庫中的內容進行檢索,檢索到的信息一般是文件的題名或者是檔案工作者對該篇文檔的高度概括。全文檢索不僅能對數據庫中的目錄進行檢索而且可以對目錄所掛接的原文內容進行直接的檢索。全文信息檢索可以使用戶在短時間內獲取與需求緊密相關的信息,使用戶有更多的時間去完成更重要的工作,從而大大提高了工作效率,同時,有利于用戶獲取所需的全部內容,用戶所需的內容可能在多份文檔的原文中出現,通過全文檢索工作,一次就可查獲用戶所需要的全部信息。

2.7.2 科技計劃項目電子檔案全文檢索

要創建全文索引庫,就是要將科技計劃項目檔案的條目信息和相關聯的電子文件一起通過識別轉化成txt文本信息,然后通過系統的算法對所創建的文本信息進行分詞,最后把關鍵詞存入數據庫的過程。創建全文索引庫所支持的電子文件格式應該包括:DOC、PDF、TXT、HTML/HTM;如果文件的格式是TIF/TIFF、JPEG/JPG等圖像格式則需要采用OCR識別技術先把圖像識別為TXT格式的文本文件才可創建全文索引庫。

3 結束語

科技計劃項目電子文件歸檔管理工作是一項系統工程,我們的研究工作才剛剛開始, 從技術理論研究到指導實踐還要有一個過程。現代科技發展很快,加快實現科技計劃項目電子文件歸檔工作不單在福建省,在全國范圍也是迫在眉睫的事情,所以要組織檔案、信息、管理等領域的各方力量,集思廣益,不斷研究實踐,積極進取。同時,配以相關的制度、技術和人才等方面保障措施,使科技計劃項目電子文件歸檔目標得以順利實現。

參考文獻:

[1]洪源清,朱文,等.福建省科技計劃項目電子文件歸檔管理研究[R].研究報告,2013.

[2]陳永成,黃建峰.分布式檔案基礎數據庫建設理論與實踐[M].檔案出版社,2006.

[3]李碩.運用人工智能技術對企業檔案進行管理[J].城建檔案,2010(12).

篇7

關鍵詞:計算機控制系統;課程改革;研究生

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)25-0040-02

在控制理論與控制工程學科中,計算機控制系統課程屬于重要的專業基礎課程,同時在培養碩士研究生的工作中起到重要的作用。從1998年開始,我校開設了計算機控制系統課程,經過十五六年的課程建設,各方面都獲得了顯著的成效,主要體現在課程內容、知識體系、教學方法、教學改革等。

一、豐富教學內容,滿足社會發展需求

計算機控制系統課程就知識結構主要分為三類:計算機控制系統的硬件系統分析與設計、計算機控制軟件設計、離散系統理論與系統分析。該課程主要內容包括:計算機控制理論基礎、計算機控制系統分析與設計、線性離散系統狀態空間分析、計算機控制系統離散化設計、復雜規律計算機控制系統的設計、集散控制系統、計算機控制系統的設計與實現等。該課程從理論到實踐,深入闡述了計算機控制系統的設計方法、設計理念、設計實踐,敘述了不同類型計算機控制系統的設計原理及特點。關于計算機復雜控制系統的分析設計方法,通過學習計算機控制系統課程,學生就能夠掌握并且為將來的研究生課程中的理論和技術支持做鋪墊。

計算機控制技術不斷發展,但是計算機控制系統課程的教材多年來從理論和設計內容上都非常相似,往往是內容陳舊、枯燥并且理論和實際脫節,學生學習起來不容易理解。基于上述問題,我們在課程講授中,將收集到的計算機控制理論相關的論文和最新成果資料作為講授及課堂討論內容;將計算機控制、樓宇自動控制方面的課題研究成果引入教學;通過現場教學、專家教學等方式,理論聯系實際,收到良好效果。

定期召開專業研討會和學科前沿知識研討會。注意學科發展動態,并結合學科專業特點,出版了計算機控制系統教材及輔助教材,對于擴大學生的知識視野以及使計算機控制系統課程的教學內容更加充實起到很大作用。

二、探索研究生教學規律 提高授課質量

1.開展研究型教學,提高學生創新能力。積極探索研究生教學規律,將培養研究生創新能力作為課程建設的重點。在計算機控制系統課程建設中,積極探索學生創新能力的培養途徑,開展研究性教學、前沿研究、理論知識,進行艱難的專題研究。這樣的教學課程和課外活動的結合,將能力培養和素質教育相結合,通過研究型教學嘗試,收到了顯著效果。學生自主學習能力大大增強,同時拓展了知識面,提高了學生分析問題、解決問題的能力,提高了創新能力。

2.重視產學研相結合,強化研究生實踐能力培養。建立校外實習基地,與東北建筑設計院、遼寧省建筑設計院、中科院自動化研究所、沈陽電梯廠等單位建立長期穩定的合作關系,并簽訂協議聯合培養本科生和研究生。同時與這些單位的專家聯合指導研究生,聘請專家講座,結合實際工程,深入淺出,講述計算機在實際工程中的應用。通過實際工程案例分析,使學生理論聯系實際,通過實習環節讓學生親自參與實踐工程設計,在學期間得到實際工程技術知識的訓練,收到良好效果。

三、多種教學方法的融合 提高教學效果

(一)建立以學生為主體的教學模式,激發創造性思維

改變單一的教學知識,建立一種合理的教學模式。以學生為中心,教師起到主導作用。在課堂教學中,將啟發式的教學方式持續用下去,利用學習國內外一些典型的計算機控制項目,教師引導學生的方式變得更加多角度和全方位,讓學生主動發現問題,將學生的積極性充分調動起來,使學生更多的潛能被激發。在實際的課堂教學過程中,增加教師和學生的交流,鼓勵學生提出問題,使他們逐漸形成獨立思考的習慣,有助于創造性思維的開發。

(二)模塊化 案例教學收到良好效果

實際課程教學中,進行模塊化分類,三大模塊分別是基本理論、設計方法和實例分析。采用模塊化教學分析方法,深入淺出地從理論知識學習到實踐工程應用,學生掌握起來更加得心應手。結合計算機控制系統案例,實現學生對學習興趣增加的方法是利用多媒體這樣的現代化教學方式。

(三)采用多樣多樣化教學方式,提高了學生的學習興趣

1.深入實際,現場教學。到一些相關單位采取現場教學,效果更佳。在進行現場教學之前預先安排一些問題,讓學生帶著問題去學習,能更好的把課堂上的理論知識和實踐知識有機地結合起來。請專家解釋在機器人控制理論,計算機應用技術的智能建筑,并基于演示和實際操作,從理論到實踐,通過實際的對象,說明計算機控制理論的應用更加真實、直觀,使學生真正理解計算機控制理論的重要性,提高學生的學習興趣。提供大量的實際工程材料課程進行教學指導,讓學生在學習理論知識的實際工程問題的過程中做到理論與工程實踐緊密結合。這樣既能把學生對學習的主動性和積極性充分調動起來,又能對學生自身解決實際問題能力的培養起到很大作用,達到學以致用,是提高教學效果的有效手段。

2.創新教學方法,提高授課質量。通過計算機控制系統課程多年不斷總結和探索,形成了具有特點的教學風格,并通過多年的教學實踐,驗證了教學方法的有效性。①采用模塊分析方法,深入淺出。按課程的知識體系,將課程內容進行模塊劃分,明確課程的知識體系結構,并總結各知識模塊的相互關系,使學生對課程的知識結構有一個總體的把握,便于學生形成完整的知識體系結構。②將抽象的理論描述轉化為形象化的描述。利用圖形、圖像信息資源使學生能夠盡可能的接近實際系統理論部分,緊密結合系統工程實例進行講述,理論聯系實際,提高了學生認知度和學習興趣。③流程圖分析法。在分析復雜系統時,采用流程圖方法,直觀明了易于理解。系統環節多而復雜,采用流程圖方法分析易于掌握。④知識融合分析法。通過系統的實例將系統定性分析、定量分析、校正設計融合一體,使學生明確系統分析設計總體思路,更好地把理論與實踐結合,培養學生分析問題和解決問題的能力,以及綜合分析設計能力。⑤案例分析法。在課程講授過程中引用了大量工程案例,通過案例分析,產生計算機控制理論及設計方法,充分發揮了它的啟發性、實踐性,開發了學生思維能力,提高了學生的實踐能力、分析問題和解決問題的能力。

四、結論

在計算機控制系統的課程建設中,完善課程體系,強調了理論與系統的結合。理論聯系實際,實現教學、科研、實踐相結合的教學理念。采用了模塊化、開放型、互動式教學模式,強調創造力與綜合解決問題能力相結合、設計實踐與綜合設計能力相結合。將科研成果引入課堂,理論聯系實際,收到良好效果。將智能建筑特色融入計算機控制理論教學中去。實現根據“產、學、研一體化”教學模式,取得了顯著效果。

參考文獻:

[1]孫延鵬.優化和構筑創新型人才培養平臺提高大學生創新能力[J].遼寧教育研究,2006,(5).

篇8

摘 要 體育運動是人們生活必不可少的一項活動,為此如何保障在高職院校中的體育運動是安全健康的是本文研究的重點。近年來,隨著體育運動事件層出不窮,導致對高職院校的體育運動安全防護課程的關注日益增加,因此安全防護成為在進行體育運動當中首先需要考慮的問題,在進行安全防護課程的同時也要基于生命安全理念的基礎之上才能完善對高職體育運動安全防護課程的常態化研究。本文對生命安全理念在高職體育運動安全防護課程中具體的運用進行分析,以及對高職體育運動安全防護課程的常態化現象和普及情況進行分析。

關鍵詞 安全教育 重要性 參考和建議

體育運動安全防護在以往的時代一直被大多數人所遺忘,然而這并不代表不存在,近年來發生的體育安全事故重新讓我們警醒起來。生命安全教育最重要的是加強人們的安全意識,只有具備了相應的意識,安全教育工作的開展才有可能,提高安全意識,進行安全防范和自我保護的教育,應當注意到在人的權益當中“生存”是第一位的。如何總結以往事故發生的原因和經驗教訓,為以后體育運動更好的開展提供保障是我們現在要努力去應對和解決的事。

一、生命安全教育在高職教育中開展的重要性

(一)以往教育模式的缺失

隨著時代的發展,現在人們往往專注于學習和工作中,容易缺乏對身體鍛煉的了解和關注,所以不經意間就導致了身體的損傷和危害,甚至危及生命。這其中就涉及到以往安全教育的缺失,在我國教育中,孩子在我們的眼中一直是乖乖子、心肝寶貝的樣子或者放任不管、任由他我行我素,這樣的情況很容易導致他們在以后的體育運動中因為一些基本的安全防護措施的缺失而出現受傷或暈厥甚至危及生命。2013年5月16日,華南理工大學計算機科學與工程學院2012級男生裘某在參加完體育課1000米測驗后突發休克,經搶救無效死亡。這種事故的發生應該引起我們對體育安全防范意識的重視和警醒,嚴格規范體育運動安全防護課程的實行,才能避免這類事故的發生,同時改變以往教育中一味的打著“呵護孩子”的口號,不讓孩子進行體育項目的鍛煉,要知道素質教育是德智體全面發展的教育,不能單攻一類,否則就算不上真正的素質教育。

(二)生命安全理念的意義

高職學生的年齡跨度大都在18-25歲,是個體生命力最旺盛的階段,學生掙脫高考的束縛,離開父母,獨立生活,開始追逐自己愛好。學習也不單純是課本理論知識。但正是因為如此,很多學生會陷于困惑迷茫中。大學生生命教育學生。生命教育能引導學生肯定、尊重、珍惜并熱愛生命。從生命的角度發現人生的價值。生命教育可以有效培養自己強健的心靈,進而幫助學生樹立正確的價值觀。其次,生命教育能促進學生人格的建構。高職學生正處于人格重建的關鍵期。生命教育從人的整體生命出發給予學生生命關懷。第三生命教育可以幫助學生找準自己的社會角色。讓大學生在接受生存技能培訓的基礎上,獲得基本的生存能力。第四,生命教育能促進校園和諧。

(三)生命安全教育對社會的作用

生命安全教育不僅僅對個人的生命起到了重視的作用,而且對整個社會也起到了深遠的影響,當生命安全教育的普及率進一步提高之后,社會的自殺率也會隨之減低,整個社會的氛圍也從悲觀苦悶中慢慢走向積極向上,從而促使人們積極向上珍愛生命,獲得一個正常和健康的心態,因此無論從長遠的影響還是眼前的效果來說生命安全教育在高職院校中的推行是具有重要的現實意義的,它不僅僅讓學生在進行體育運動時可以有效地保護自己和注意到體育運動當中的隱患,同時也可以在日后學生在進行相關的體育鍛煉中注意保護好自己,從而讓學生充分享受到體育鍛煉所帶來益處,獲得身心的健康發展。

在高職院校中推行體育運動防護課程,學生不僅可以學習理論知識,更重要是學習實踐技能,特別是關鍵危急時刻的求生技能,通過學習這些技能的學習與掌握,使學生能夠在自然災害來臨時可以更好的保護好自己,同時,在自助基礎上也可以更為有效救助他人。最大限度地激發學生的積極性、主動性。同時,有助于培養學生與他人團結協作的精神,增強社會責任感。

二、基于生命安全教學理念下高校體育運動防護課程開設的可行性

(一)教學目的統一性

體育教學目的和任務是通過全面身體鍛煉來不斷增強學生體質同時提高學生的意志力,培育學生參加體育鍛煉興趣與熱情,獲得一個良性發展的基礎,同時對學生開展基于生命安全教學理念下的高校體育運動防護課程可以讓學生掌握科學鍛煉身體規律和方法,培育學生進行自我鍛煉以及自我保護的意識,從而減少劇烈的體育運動對學生所造成的傷害,讓學生掌握體育運動的鍛煉規律,獲得良好的鍛煉和健身的前提條件,讓學生順利地健康地成長。生命安全教育目的是告訴學生要懂得自我保護和有一定的自我安全意識,要有正確的人生觀、價值觀。要注意鍛煉身體,通過強壯自己的體質來培養自身的意志和有效的鍛煉方式,并且在危險時掌握自救和救助他人的方法,鍛煉學生的心理意志從而讓學生有強烈的社會責任感。因此生命安全教育的基本理念從教育的目的看是統一的。所以在我國的高等院校開設體育運動防護課程對于強大學生的身體健康和生命安全知識與技能的掌握和運用能起到很重要的作用。

(二)教學內容的一致性

多層次的認識生命本質、理解生命意義是進行體育運動安全防護課程更為深層次的內容。提升生命價值的讓學生意識到生命的可貴,才能讓學生珍惜生命。生存意識教育、生存能力教育和生命價值升華教育時它的主要內容。它將課程目標以及課程內容相互結合在一起,不僅僅是單獨地灌輸知識,而是在進行知識灌輸的同時對知識可以有效地進行理解與分析,從而讓教學內容圍繞著安全防護進行展開,加深學生的理解。對生命安全防護課程的教學內容的一致性的分析,不僅僅是體現在在課程上的演示教學,還可以利用電影、圖片等形式進行教學指導,從而揭示其生命安全的一般規律,讓學生擁有更為直觀以及更為立體的概念,讓學生避免因為體育運動當中所產生的知識誤區的引導。

(三)教學作用的統一性

教學作用的統一是讓教與學相結合二者對于增強學生體質,讓學生對專業性的體育運動鍛煉方式更加具有適應性。通過基本的運動技巧的學習,讓學生掌握一定程度上的運動能力以及體育知識,讓學生結合體育知識進行體育活動,也做到了理論與實踐相結合,讓學生在教學作用下獲得自身素質與體育運動相適應,摸索出一條適合學生自身發展的道路,讓學生在體育鍛煉當中得到教學作用的統一。

三、基于生命安全理念高職體育運動安全防護課程常態化開展的建議

(一)師資隊伍建設建議

目前,學校生命安全事件層出不窮,甚至出現了在跑步當中突然猝死的情況,一方面這與學生的自身身體素質有關系,一方面也與非科學的教學方式有關,也由于大量生命安全事故使高校意識到培養大學生的生命安全意識,同時認識到生命的社會性價值對學生身體健康發展以及生活質量的重要意義。為此對生命安全防護課程氛圍理論課程和實踐課程兩部分,是醫學和體育學有機結合一門課程。目前,由于師資水平有限,對涉及醫學部分課程可以由高校具有醫學、運動醫學背景教師承擔,涉及體育學部分課程可以由體育教師講授。

(二)教學內容完善建議

在教學內容上以體育運動安全為基本教學內容,并拓展生命安全教育,使學生掌握如心肺復蘇術、繃帶包扎、止血、骨折臨時固定等急救技能。在教學過程中,改進教學方式,創設模擬環境,不僅讓學生在模擬場景中學習應急避險等安全技能,并培養學生對生命、生存、生活的積極、健康、樂觀態度,啟發他們尊重自然、珍愛生命、熱愛生活的情感。

(三)教學手段改進建議

對教學方式的改進是需要針對目前教學方式不科學不規范的現象進行的,在進行體育運動時,需要確保體育教師以及相關的從事體育教育有關人員具有充分的體育知識,從而在對學生進行教導過程當中傳輸正確規范的體育動作。與此同時,在不斷針對傳統教學方式進行改進的同時,也要引進新的教學手段,運用視頻短片、教育圖片、注意符號等等進行體育運動安全知識的傳播,從而讓學生潛移默化地學習體育運動安全知識,達到基于生命安全理念高職體育運動安全防護課程常態化的目的。

四、結束語

我國針對高職院校的體育運動安全防護課程還存在著不少的漏洞,在目前體育運動安全事故得到社會廣泛關注的情況下,運用科學有效的方式對高職體育運動安全防護課程進行具體的規范無疑是具有重要意義的,生命安全理念貫穿于安全防護課程,這不僅僅是針對安全防護知識上的灌輸,而是一種對生命負責的意識的傳授,本文針對基于生命安全理念下的高職體育運動安全防護課程的常態化研究時具有重要的現實意義的,也基于此,生命安全的重要性才能得到進一步額的推廣和重視。

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篇9

關鍵詞:可生化性;垃圾滲濾液; Fe/C微電解-Fenton法

中圖分類號:X703 文獻標識碼:A

Enhancing Biodegradability of Landfill Leachate

Using Iron-carbon Microelectrolysis with Fenton Process

YANG Qi1,2, LIU Sheng1,2, ZHONG Yu1,2, CHEN Ren1,2,

LI Xiao-ming1,2, ZENG Guang-ming1,2

(1. College of Environmental Science and Engineering, Hunan Univ,Changsha,Hunan 410082, China;

2. Key Laboratory

of Environmental Biology and Pollution Control, Hunan Univ, Ministry of Education, Changsha,Hunan 410082, China)

Abstract:Iron-carbon microelectrolysis with Fenton process was used to pretreat the mature landfill leachate and to enhance its biodegradability.The factors, such as initial pH, iron-carbon concentration, the mass ratio of iron to carbon, dosage of H2O2 and reaction time were investigated. Under the optimal conditions of initial pH of 3, iron-carbon concentration of 52 g/L, iron to carbon mass ratio of 3, H2O2 dosage of 12ml/L, the removal efficiency of COD reached 75% after a reaction time of 1 h. The ratio of BOD5 to COD also increased from 0.075 to 0.250, which suggested that iron-carbon microelectrolysis with Fenton process could significantly improve the biodegradability of landfill leachate, compared with the single iron-carbon microelectrolysis or Fenton process.

Key words:biodegradability;landfill leachate; iron-carbon microelectrolysis with Fenton process

垃圾滲濾液是一種難降解的高濃度有機廢水,如果得不到及時處理,會污染土壤,地下水及其周邊環境,直接采用生物方法處理往往難以達到排放標準.和生物處理相比,物化處理不受水質水量變動的影響,出水水質比較穩定,尤其是對BOD5/COD比值較低(0.07~0.20),難以生物處理的垃圾滲濾液,具有較好的處理效果,常常作為生物處理前的預處理工藝[ 1].Fenton工藝是一種利用Fe2+催化H2O2產生羥基自由基實現有機污染物降解的高級氧化技術,其能夠有效地對垃圾滲濾液中的難生物降解有機物進行氧化降解[ 2],但為達到理想的COD去除率需要大量投加H2O2,增加了處理成本[ 3].因此需要對傳統的Fenton處理工藝進行改進,達到改善其對垃圾滲濾液的處理效果并且有效地降低成本的目的.鐵碳微電解,通過鐵屑和炭構成原電池產生氧化還原,吸附與絮凝以及電富集等多種作用可實現部分難降解物質的去除,此外在處理過程中某些有機物的形態和結構可能發生改變,廢水的可生化性得以提高.如果在酸性條件下加入H2O2,利用鐵碳微電解過程中產生的Fe2+形成Fenton反應,就是所謂的Fe/C微電解-Fenton強化工藝[ 4].齊旭東等[ 5]采用廢鐵屑和活性炭構建腐蝕電池+Fenton工藝預處理垃圾滲濾液,實現了有機物的有效去除,同時提高了滲濾液的可生化性.然而,他們研究的對象是新鮮垃圾滲濾液(BOD5/COD值遠高于0.3),應用高級氧化技術預處理的意義不大.隨著我國城市垃圾填埋場的填埋年限日益增加,老齡垃圾滲濾液由于污染成分復雜,可生化性極差,對其進行生化處理的難度也越來越大.本研究采用Fe/C微電解-Fenton法對老齡城市生活垃圾滲濾液(BOD5/COD小于0.1)進行預處理,并與單獨的Fe/C微電解和Fenton法處理效果進行比較,探討其提高老齡滲濾液可生化性的可行性及機理.

湖南大學學報(自然科學版)2015年

第12期楊 麒等:Fe/C微電解-Fenton法預處理提高垃圾滲濾液可生化性的研究

1 材料與方法

1.1 垃圾滲濾液水質

實驗所選用的垃圾滲濾液取自長沙市黑糜峰垃圾填埋場.黑糜峰垃圾填埋場是長沙市唯一的城市生活垃圾填埋場.2003年4月正式投入使用,至今已經運行了11年,日處理生活垃圾能力最高4 000 t.填埋場占地146.9公頃,庫容為4 500萬立方米,服務年限為34-50年.所取垃圾滲濾液水質指標如表1所示,極低的BOD5/COD值表明該垃圾滲濾液為老齡垃圾滲濾液.

1.2 實驗材料

廢鐵屑取自湖南大學教育技術與工程訓練中心車間,先用一定濃度的堿液浸泡,再用質量分數為10%的H2SO4酸洗后浸泡,去除其表面油漬臟物和氧化膜后使用,Fe的質量分數平均為90%.活性炭浸泡在原水中達到吸附平衡后烘干使用;活性炭購自長沙明瑞化工有限公司,0.30~0.84 mm( 20~50 目),顆粒狀,在原水中達到吸附平衡后烘干使用;H2O2購自湖南師范大學化學試劑廠;其它化學試劑均為市售,分析純.

1.3 實驗方法

Fe/C微電解-Fenton實驗在250 mL燒杯中進行,取100 mL垃圾滲濾液于反應燒杯中,用1 mol/L的H2SO4或NaOH溶液調節pH值到設定值后,加入一定量的活性炭和鐵屑,同時加入適量H2O2,攪拌至反應完畢,取其上清液分別測定COD和BOD5.為了研究Fe/C微電解-Fenton的綜合效應,設2個對照實驗:Fe/C微電解和Fenton對照實驗,分別加入與Fe/C微電解-Fenton實驗中數量相等的活性炭鐵屑混合物和H2O2.

1.4 分析方法

COD采用重鉻酸鉀法測定,BOD5采用BODTrak測量儀測定[ 6].

2 結果與討論

2.1 單因素影響分析

2.1.1 初始pH的影響

將垃圾滲濾液pH分別調為2,3,4,5和6,固定mFe=3.9 g,mC=1.3 g,H2O2投加量為12 mL/L,反應時間為1 h,實驗結果如圖1所示.

隨著反應初始pH的增大,COD濃度逐漸降低,COD去除率也相應逐漸提高.當pH=3時,3種方法對COD的去除率均達到最大,Fe/C微電解-Fenton法的去除率為76.24%,Fe/C微電解法的去除率為60.40%,而Fenton法對COD的去除率僅為48.51%.與此同時,滲濾液的可生化性也有所改善,3種預處理工藝下BOD5/COD值分別提高到0.25,0.15和0.11.當pH繼續增大時,COD的去除率反而逐漸降低.當pH為6時,Fe/C微電解-Fenton法對COD的去除率降低到了46.53%,Fe/C微電解法的則降低到了36.63%,而Fenton法的預處理效果極不理想,僅為22.77%.這是因為,在酸性條件下,氧的標準電極電位比在中性介質中高,擴大了鐵碳原電池電極電位差,起到了促進電極反應的作用,使氧化還原以及絮凝吸附等作用充分進行,從而提高了垃圾滲濾液的處理效果.研究表明pH值在2~4的范圍內,Fenton反應可以得到更多的?OH,而pH值過高時Fe將以Fe(OH)3的形式沉降,處理效果會下降.一般情況下,pH值越低,鐵炭原電池反應更容易進行,陰極產生的中間態活性氫[ H]具有強氧化還原作用,反應過程中產生的Fe2+則具有還原作用,對絮凝吸附等過程具有促進作用.當pH值過低時,Fe與H+發生反應,產生的大量H2在電極之間形成一層膜從而阻礙原電池的反應;當pH值過高時,Fe2+會形成Fe(OH)2和Fe(OH)3,附著在鐵炭表面,阻礙反應的進行,COD去除率下降[ 7].因此pH= 3是3種基于Fe2+的預處理工藝的最佳pH條件.

pH

2.1.2 Fe-C投加量的影響

固定pH=3, Fe/ C=3,H2O2投加量為12 mL/L,反應時間為1 h,Fe-C投加量分別為44,52,60,68,76 g/L,考察其對垃圾滲濾液預處理效果的影響.由圖2可以看到,當Fe-C投加量為44 mg/L時,Fe/C微電解-Fenton法對COD的去除率達到57.43%,BOD5/COD值提高到0.15,而Fe/C微電解法的COD去除率為45.54%,BOD5/COD值為0.12,兩者的差別不太大.隨著Fe-C投加量增大到52 mg/L,Fe/C微電解-Fenton法中COD的去除率和BOD5/COD值也隨之分別提高到了75.25%和0.24,而Fe/C微電解法對COD的去除率僅提高到59.42%,BOD5/COD值也僅增大到了0.15.隨著Fe-C投加量繼續增大,COD的去除率變化不明顯,基本維持在70%左右.當Fe-C投加量大于52 mg/L時,COD的去除率也上下浮動,這表明原電池反應的去除作用已基本達到極限[ 8-9].這是因為當Fe-C投加量較小時,形成的Fe-C原電池數量也較少,不能夠產生足夠的Fe2+,原電池反應不充分,從而不能徹底分解有機物,導致COD去除率較低.隨著投加量的增加,系統中Fe-C原電池的數量也相應增多,原電池反應可以充分進行,化學氧化較為充分,有機物的分解較完全,因此對滲濾液中的污染物的去除能力也相應增強[ 10].雖然Fe-C投加量為76 g/L時,Fe/C微電解-Fenton法對COD的去除達到78.22%,略大于52 mg/L 的75.25%,但增幅相當有限.因此從經濟角度考慮,本實驗中Fe-C最佳投加量選定為52 g/L.

Fe-C投加量/(g?L-1)

2.1.3 Fe/ C質量比的影響

固定pH=3,Fe-C投加量=52 g/L,H2O2投加量為12 mL/L,反應時間為1 h, Fe/ C分別為1,2,3,4,5,6,探討Fe/ C變化對系統總體效率的影響,結果如圖3所示.當Fe/ C為2時,經Fe/C微電解-Fenton處理后的COD量為638.29 mg/L,去除率為68.75%,BOD5/COD值為0.21,而Fe/C微電解法反應后的COD量則為1 106.37 mg/L,去除率45.83%,BOD5/COD值為0.12.隨著Fe/ C提高到3,Fe/C微電解-Fenton對COD的去除略有增加,去除率達到73.69%,BOD5/COD值也增大到0.25.與此同時Fe/C微電解法中COD去除率及BOD5/COD值也達到最大值,分別為57.29%和0.15.此后,隨著Fe/ C的增加,兩系統的總體效率都有不同程度的下降.朱兆連等人采用鐵碳微電解法對垃圾滲濾液進行處理,在Fe/C為3時,COD的去除效果最佳,去除率可以達到51.8%.研究表明:對基于鐵碳微電解的體系來說,由于形成原電池的鐵碳比是一定的,過高或過低的Fe/C導致反應不能充分的進行,對污染物的降解不利,因此去除效果下降[ 11].當Fe/C低于3時,微電解反應緩慢導致Fenton反應產生?OH速率變慢,來不及破壞水中有機物的分子結構,從而不能有效提高垃圾滲濾液可生化性的提高;當Fe/C高于3時,活性炭投加量相對減少,微電解反應不充分,導致Fenton反應不充分,因此不能有效提高COD的去除率.

mFe/mC

圖3 Fe/C對COD去除及BOD5/COD的影響

Fig.3 Effect of ratio of iron

and carbon on COD removal and BOD5/COD

2.1.4 H2O2投加量的影響

實驗固定pH=3,mFe=3.9 g,mC=1.3 g,反應時間為1 h,H2O2投加量分別設定為10 ml/L,11 mL/L,12 mL/L,13 mL/L和14 mL/L,考察H2O2投加量對滲濾液中污染物去除的影響.H2O2可與鐵碳微電解過程中產生的Fe2+形成Fenton反應,進而強化整個體系對垃圾滲濾液中污染物的降解[ 12].如圖4所示,在研究的H2O2投加量范圍內,Fe/C微電解-Fenton法都表現出較Fenton法更好的處理效果.當投加量為12 mL/L時,Fe/C微電解-Fenton法對COD去除達到最佳(75.00%),同時BOD5/COD值也增大到0.25.而朱兆連等人對相同條件下微電解后的垃圾滲濾液投加H2O2,當投加量為11 mL/L時,COD去除率達到最大值63.8%,沒有達到本實驗條件下的最佳處理效果,這是因為微電解過程中產生的Fe2+可同時與Fenton發生反應,強化反應過程中的氧化作用,當H2O2投加量超過一定范圍時,過量的H2O2與?OH反應產生HO2?,氧化能力比?OH低,有機物不能得到徹底的氧化,還將Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+的催化能力要低于Fe2+,從而導致對COD去除率的降低[ 13].當H2O2投加量增加到 13 mL/L時,發現Fe/C微電解-Fenton法對COD去除率開始下降.因此,在本實驗條件下,最佳的H2O2投加量為12 mL/L.

H2O2投加量/(mL?L-1)

圖4 H2O2投加量對COD去除及COD5/COD的影響

Fig.4 Effect of H2O2 dosage

on COD removal and BOD5/COD

2.2 反應動力學分析

固定pH=3,mFe=3.9 g,mC=1.3 g,H2O2投加量為12 mL/L,3種工藝下的COD去除及BOD5/COD提高的效果如圖5所示.

反應時間/min

圖5 COD的去除以及BOD5/COD

隨反應時間的變化

Fig.5 Variation of COD and BOD5/COD

with reaction time

如圖5所示,垃圾滲濾液中的COD在反應開始后的60 min內被迅速去除,60 min后COD的去除率基本保持穩定,因此在整個反應過程中反應速率呈現出較大的差異.研究表明Fenton體系一般遵循一級反應[ 14-15],其動力模型如式(1):

dCdt=-KC.(1)

對式(1)進行積分得:

lnCtC0=-Kt.(2)

式中:Ct為反應階段某一時刻COD的值,mg/L;C0為垃圾滲濾液初始COD的值,mg/L;t為反應時間,min;K為反應速率常數.

用式(2)對3種工藝前60 min內垃圾滲濾液中COD濃度隨時間的變化進行擬合,擬合結果如表2和圖6所示.

由表2可以看出,各反應體系基本遵循一級反應動力學模型,模型對實際數值的擬合性較好,R2值均在0.950 0左右.其中Fe/C微電解-Fenton法的K值較其他兩種工藝的R值都要大,說明由于該工藝結合了Fe/C微電解以及Fenton的雙重效應,實現了最快的COD的去除速率.

H2O2在Fe2+的催化作用下生成氧化能力極強的羥基自由基?OH,羥基自由基的氧化還原電位為2.8 V[ 19],僅次于氟(2.87 V),因此羥基自由基的氧化能力大大超過一般的化學氧化劑,H2O2分解生成羥基自由基的速度快,氧化速率高,羥基自由基與不同有機物的反應速率常數相差很小,這表明其對有機物氧化的選擇性很小,可氧化大部分難降解的有機污染物[ 20].而Fe2+轉化成Fe3+的還原作用將滲濾液中的有機物還原成為還原態,大分子有機物降解成為小分子有機物,從而提高了滲濾液的可生化性[ 21].

3 結 論

Fe/C微電解-Fenton法結合了鐵碳之間的原電池作用與Fenton的氧化作用實現垃圾滲濾液中的難降解有機污染物的去除.初始pH值,Fe-C投加量和Fe/C通過對Fe-C原電池反應的影響來強化COD去除率以及可生化性的提高,而H2O2投加量則主要影響了?OH的產生效率.Fe/C微電解-Fenton法處理老齡垃圾滲濾液的最優條件為:初始pH=3,Fe-C投加量=52 g/L,Fe/C=3,H2O2投加量=12 mL/L,經1 h的反應COD去除率可達到75%,垃圾滲濾液的BOD5 /COD 值由0.07提高到0.25左右,其可生化性得到了顯著提高.

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篇10

【摘要】 目的: 通過化學合成方法制作結締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)單克隆抗體超微超順磁氧化鐵(ultrasmall superparamagnetic iron oxide,USPIO)粒子分子探針,并檢測其生物活性。方法: 采用EDC(1ethyl3[3dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride)化學連接劑將CTGF單克隆抗體與DMSA[meso2,3dimercaptosuccinic acid(HOOCCH(SH)CH(SH)COOH)]修飾的USPIO相結合,形成具有免疫活性的分子探針。通過間接酶聯免疫吸附試驗(ELISA)及Western blotting方法檢測其生物穩定性及免疫活性。結果: 隨著加入不同質量的單克隆抗體,ELISA試驗所得的吸光度值隨抗體含量增加而增大,與陰性對照USPIO組相比較差異顯著(P

【關鍵詞】 超微超順磁氧化鐵; 結締組織生長因子; 單克隆抗體; 生物活性

近年分子影像學應運而生,發展迅速,Weissleder等[1]將分子影像學定義為“在細胞和分子水平對生物學過程進行活體定性及測量的技術”。不斷出現的各種分子探針,能觀察代謝變化的分子成像技術,為闡明發病機制提供先進手段[24]。心血管系統的分子影像學探針的開發與應用體現出有用的價值,不同的靶向探針已開發用于不同的分子事件,如纖維蛋白、凋亡、血管生成等的成像[56]。超微超順磁氧化鐵(ultrasmall superparamagnetic iron oxide,USPIO)作為探針直徑小,能穿行于血管內皮細胞間隙,可用于血管分子成像[7]。結締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)在心血管疾病的發生、發展中起重要作用,與動脈粥樣硬化[8]、心肌梗死[9]、高血壓[10]、血管形成[11]有關;同時是一種特異性更強的、選擇性干預病理改變過程的細胞因子。本實驗將其單克隆抗體與USPIO通過化學方法相結合可以達到在活體水平動態觀察及測量的目的,對于研究心血管疾病的發展及早期診斷有著重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

DMSA修飾的USPIO(東南大學生物科學與醫學工程系制備);重組CTGF及CTGF單抗(本實驗室制備);辣根過氧化物酶(HRP)標記羊抗鼠抗體,Biomat高吸附酶標板(上海晶美公司);EDC(美國Sigma公司);全自動洗板機(美國BioRad公司);蛋白質Marker(美國BioRad公司),酶標儀(美國Sigma公司)。

1.2 方法

1.2.1 CTGF單克隆抗體超順磁粒子的制備 采用東南大學生物科學與醫學工程系合成DMSA修飾的USPIO,直徑為10~15 nm,質量濃度7.8 g·L-1。將其用去離子水沖洗3次,重懸于1 ml的PBS溶液中(0.1 mol·L-1,pH 5.6),稀釋至終質量濃度0.1 mg·ml-1,并經超聲分散20 min。將新鮮配制的EDC溶液(10 mg·ml-1)加入USPIO的溶液中,在室溫下輕晃5 min后再分別加入25、50、100、200 μg的單克隆抗體,將上述溶液混勻,于室溫下輕晃反應2 h。結合上單抗的USPIO用永磁鐵從溶液中分離,并用PBS(0.1 mol·L-1,pH 7.0)沖洗3次。將結合單抗及同質量未結合單抗的USPIO,加入含有1%BSA的PBS(0.1 mol·L-1,pH 7.0)溶液1 ml。37 ℃孵育2 h后棄去溶液,再用PBS(0.1 mol·L-1,pH 7.0)沖洗3次。最后重新懸浮于1 ml PBS(0.1 mol·L-1,pH 7.0)溶液中。

1.2.2 ELISA試驗 取一定量CTGF抗原,用pH 7.2 0.1 mol·L-1的PBS稀釋至適當濃度,包被96孔酶標板,100 μl·孔-1,4 ℃過夜。清洗3次后加入1%BSA的封閉液,200 μl·孔-1,37 ℃孵育2 h。清洗5次后分別加入結合上述不同濃度的單克隆抗體及未結合單抗的USPIO,50 μl·孔-1,37 ℃孵育1 h,清洗5次后加入一定稀釋度的HRP標記的單抗,50 μl·孔-1,37 ℃孵育1 h。清洗5次后加TMB顯色液A、B各50 μl·孔-1,37 ℃孵育15 min,加入終止液50 μl·孔-1,測得各孔A450 nm/A630 nm。

1.2.3 Western blotting試驗 將CTGF及Marker加入到樣品孔中,通過SDSPAGE凝膠分離,然后轉印至PVDF膜上,之后用PBST溶液(1‰Tween20,0.1 mol·L-1,pH 7.4)漂洗,室溫下用含有5%脫脂奶粉封閉2 h。分別將結合單克隆抗體100 μg的USPIO及未結合單抗的USPIO稀釋10倍后與PVDF膜一起孵育,4 ℃過夜。PBST漂洗3次,置于搖床室溫,每次10 min。加入用PBST稀釋的二抗,與膜共孵育,置于搖床室溫2 h。用PBST漂洗3次,置于搖床室溫,每次10 min。濾紙吸干膜上的水分,將膜移至干燥的保鮮膜上,ECL液均勻滴加在PVDF膜上,用保鮮膜包住PVDF膜,放在夾板上,剪一張稍大于PVDF膜的膠片覆蓋于膜,夾緊夾板,曝光后分別置于顯影液、定影液中顯影,即可觀察條帶。

1.3 統計學處理

用SPSS 15.0統計軟件分析數據。計量資料以x-±s表示,統計分析采用oneway ANOVA進行顯著性檢驗,若P

2 結 果

2.1 ELISA試驗檢測CTGF單克隆抗體超微超順磁氧化鐵納米粒子及生物活性、穩定性 加入不同質量單克隆抗體(25、50、100、200 μg)與USPIO(0.1 mg)反應后,所得生成物于波長450 nm/630 nm處測得各濃度吸光度值分別為0.517±0.128、0.891±0.194、1.185±0.122、1.633±0.048。經統計學分析,PBST組與單純USPIO對照組相比無顯著差異(0.057±0.013 vs 0.088±0.020,P>0.05);單純USPIO對照組與不同質量各組相比,差異有統計學意義(P

2.2 Western blotting檢測生物活性結果

分別檢測100 μg單克隆抗體標記USPIO組、100 μg單克隆抗體組及未標記單克隆的USPIO組,結果如圖2,可見100 μg單克隆抗體標記USPIO組、100 μg單克隆抗體組于Marker大約相對分子質量30 000處顯示條帶,且單純100 μg單克隆抗體組條帶比較深,而未標記單克隆的USPIO組未見顯影條帶。

3 討 論

分子影像學研究的3個關鍵問題(高度特異性的顯像探針、合適的擴增方法以及高分辨率的成像系統)中,以分子影像探針的研究最為重要,也是進行分子影像學研究的先決條件。靶向探針由與靶具有親和性的配體(如抗體、肽或小分子化合物)經特定的方法與同位素、熒光素、順磁性復合物及聲學對比劑連接組成。超順磁性氧化鐵納米分子探針也因良好的生物相容性和MR信號敏感度而成為研究熱點。根據不同研究目的可對USPIO選用不同轉染介質進行修飾,本實驗選取表面帶有活性羧基的DMSA修飾的USPIO與單克隆抗體通過化學方法相結合制備分子探針。

抗體蛋白質通過兩種吸附方式連接到磁納米粒子表面,一種是以形成范德華力等物理吸附方式結合,另一種是以形成化學共軛鍵形式結合,而前者不穩定,易解吸。EDC是一種羧基和胺基反應的交聯劑,它是目前用來合成蛋白質與磁納米粒子最常用的化學方法。

在本實驗中,EDC溶液可使螯合于USPIO表面的DMSA上的游離羧基活化,然后立即與抗體上的游離氨基形成酰胺結合。通過間接ELISA試驗驗證單抗是否結合至USPIO表面,同時證明生成物的免疫活性和生物穩定性。隨著反應時加入單克隆抗體質量的增加,其生成物的吸光度值逐漸增高,且明顯高于陰性對照組(USPIO),表明單克隆抗體成功標記到USPIO上,且仍具有生物活性。同時分別將合成物于PBS(0.1 mol·L-1,pH 7.0)溶液中4 ℃保存30 d及60 d后重新測吸光度值,發現200 μg組0、30、60 d吸光度值降低比較明顯,其余各組無明顯改變,與文獻[11]報道相符,表明合成物具有生物穩定性,且100 μg左右的單克隆抗體能夠充分以化學共軛鍵方式與0.1 mg DMSA修飾的USPIO相結合,以物理方式吸附的過量抗體易解吸下去。

與ELISA試驗相比,Western blotting有更強的特異性,進一步明確了該合成物的生物免疫活性。實驗結果顯示,在重組CTGF相對分子質量大約為30 000處,合成物與單純單克隆抗體組分別顯現出了條帶,且單抗組比標記單抗的USPIO組顯色深,而未結合單抗的USPIO組則未出現對應條帶,表明標記到USPIO上的單抗的生物活性與同質量的單抗相比有所下降,但仍然存在。

通過本實驗結果表明,可以利用EDC化學合成方法成功合成CTGF單克隆抗體超順磁氧化鐵納米粒子,同時證明該合成物上的抗體仍具有生物免疫活性及生物穩定性,可以進一步應用到體外及體內成像研究。

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