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一、高考生物學科命題面臨的困難和挑戰
高考命題有廣義和狹義之分,廣義的高考命題包括考試內容規范表和試題規劃表的制定,試題的編寫及全卷試題修訂和組配;1]狹義的指試題的編寫,包括材料的選擇、問題的設計與命題的表達三個環節。本文討論狹義上的命題。試題規劃表是命題專家根據考試內容規范表的需要事先制定的命題規范文件,命題教師應根據試題規范表開展具體的試題編制工作,期間應經過材料選擇、問題設計、命題表達等階段。其中,材料選取既是命題的起點,也是命題的關鍵,將直接影響和決定后續工作的開展;問題設計是命題的核心,科學思維是生物學問題設計的主線;命題表達是命題技術的體現和命題質量的深化。三者關系相輔相成、缺一不可,均已成為當前編制高考試題的挑戰和亟須規范的問題。
問題一:材料選取的挑戰。隨著高考命題權的下放,高考生物學科命題工作的科學化和規范化受到極大的重視,尤其是試題本身的科學性被認為是評判合格試題的重要指標之一。科學性為生物學科命題素材的選取提出了嚴格的要求,即題干背景的來源和表達必須是真實、可靠、無歧義的。此外,高考生物學科命題應突出能力立意,公平性、科學性成為材料選取的難題。
問題二:問題設計的挑戰。問題設計的出發點旨在考查考生已有的知識和能力,新課程高考更注重能力立意。生物學科能力是學生參與生物學科活動(知識學習、實驗操作、生活實踐等)過程中逐步形成和發展起來的比較穩固卻不容易或不能被直接觀測的一種心理特質。高考要考查和測量此類“隱蔽”目標,必須設置一定的情境刺激考生產生認知,通過考生的外顯行為判斷其思維或能力水平。問題設計還包括難度設計、區分度設計、參考答案設計等。顯然,問題的設計是否恰當,能否起到刺激考生應試思維等問題,都是對命題者的極大考驗。
問題三:命題表達的挑戰。審視近幾年全國高考生物試題,命題人員的試題編制技術日趨成熟,但也伴隨著諸多問題,或題干信息冗余,或表述含糊不清,或表達存在歧義。諸如此類欠規范的命題表達方式嚴重影響了命題的質量。同時,后現代主義推崇者對高考命題工作提出自由化、個性化及人文關懷等要求,對命題表達環節也是一大挑戰。
二、科技論文作為高考生物學科命題素材的理性思考
(-)科技論文的發展評述與內涵釋析
科技論文起源于17世紀60年代的歐洲,其標志是英國皇家學會創辦的世界第一本學術期刊《哲學匯刊》。該刊集合了牛頓、伽利略等科學家的前沿性成果。18世紀至19世紀,隨著多種自然科學類期刊的迅速增長,科技論文的內容幾近覆蓋科學的所有領域。20世紀90年代,互聯網的興起使科技期刊的網絡化檢索變得十分強大,我國也形成了以中國期刊網、萬方期刊網等為代表的期刊集群。2003年教育部成立的“中國科技論文在線”,為推動科技交流、科技應用與科技再創造提供了更加便捷的交流平臺。
概念上,“科技”即科學技術,主要指自然科學方面的技術,“論文”即論證性的文章,是描述科研成果的書面文件??萍颊撐膶儆趯W術論文,因此具有學術論文的基本特性。中國國家標準GB7713—87明確指出:“學術論文是某一學術課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學研究成果或創新見解和知識的科學記錄;或是某種已知原理應用于實際中取得新進展的科學總結,用以提供學術會議上宣讀、交流或討論;或在學術刊物上發表;或做其他用途的書面文件。美國生物學編輯協會認為,科技論文必須“易于人們的感官接受、本質上持久、不加限制地為科學界所使用,并能為一種或多種公認的二級情報源所選用”。
由此可見,本質上,科技論文以學術理論為依據,以新思想或新進展為核心,以實驗數據為例證,以書面語言為載體。在內容上必須具有科學性、創新性、權威性,在表述上必須具有準確性、嚴肅性和邏輯性。作為報道、交流、存儲科研成果的重要載體,科技論文是科技發展的總結,社會發展的各行各業都在應用科技論文所表達的科技成果。
(二)選用科技論文的必要性和可行性分析
長期以來,高考命題或選擇中學教材、中學教輔、大學教材及課外資料(報紙、參考書等)作為命題背景材料,或選擇已有題目進行改編,也有少部分試題是命題專家根據已有知識和經驗直接設計。這類傳統選材方式在命題實踐中存在許多紕漏,易在科學性、公平性、時效性,甚至安全保密性方面產生問題。以科技論文為試題背景的命題方式與傳統選材有本質區別,不僅能提高試題各項屬性水平,還能提高命題質量和命題效率?,F將傳統選材與科技論文選材方式進行比較(表1)。
從表1可以看出,科技論文選材具有許多優勢,選用科技論文進行高考生物學科命題具有現實的必要性和可行性。
1.必要性分析
其一,保證了試題的科學性、權威性和時效性??茖W性是評價高考試題的一項重要指標,其重要性不言而喻,這是中學教輔、課外資料、舊題改編等方式無法比擬的。試題中引用的任何數據乃至成題后的文字表述,取自具有國家法定權威或專業權威的公開出版物[6],命題者往往心里很“坦然”。在此基礎上,命題專家憑借自身專業技術對論文作出準確的評價,可以在很大程度上有效避免高考試題公布后可能產生的各類負面影響。生物科技高速發展,試題應當在一定程度上體現現代生物科技的發展。應用生物學科技論文命制高考試題從根本上保證了試題內容的時效性,體現科學實踐與教育教學的統一。
其二,體現了高考的公平性。若選材來自中學教材、中學教輔或是舊題改編,做過類似題目的考生自然受益,一方面產生不公平,另一方面進一步激發考生和教師的“題海戰術”意識,不利于素質教育的發展。高校教材原本是_個良好的命題素材來源,只是由于經過多年的命題實踐應用,特別是自分省自主命題以來,每年都要有十幾套高考卷結果出現命題者辛辛苦苦命制出來的考題,一經檢索才發現,早就有相似的考題了。而科技論文選材卻可以有效避免此類情況發生,生命科學每年發表的科技論文數量巨大,海量的選材要能“撞上”是很困難的。這樣不僅體現了選材公平,也能有效避免“撞題”。另外,高考命題前的資料準備是高考涉密內容,往往慎之又慎,若能將“海量”的科技論文替代有限的材料,豈不解決了安全保密問題?實踐證明,這—做法在某些通過臨時抽調命題專家入圍命題組的省份,是有效的,也是必要的安全措施。
其三,體現能力立意。高考試題強調能力考查。能力是人順利地完成某種活動所必須具備的那些心理特征,只有在解決實際問題中才能考查其能力水平。[7]應用科技論文作為背景材料更易實現考核目標能力化,因為,大量生物學科技論文的特質就是解決實際生產生活中的實際問題,特別是帶有生物實驗論證類的論文,不僅具有科學的、最新的實驗技術和方法,還有翔實的實驗數據。而以中學教材等作為背景材料只會偏重考查知識目標,不利于能力立意。
其四,提高命題效率和命題質量。論文通常是以過程性方式呈現生物學實驗研究成果,具有問題的提出、實驗方法的設計、實驗數據及實驗結果的討論等,這與新課程強調的探究性學習是—致的。以科技論文作為命題起點,命題者具有呈現試題的科學思路和方法,同時免去一些對科學性疑問的論證,提高了命題效率。試題以圖表、文字、數據等多樣化的形式呈現,不僅體現了試題所蘊含的科學素養,也使卷面更加活潑、美觀,提高試題的命題質量。
2.可行性分析
首先,持續、大量更新的生物科技論文和各種引文數據庫為科技論文的選擇提供了有力的保障。高中生物學考查內容涉及生物學_級學科下的12個二級學科,同時可擴展到農、林、牧、醫、漁等各個生命科學領域。編制如此廣泛的生命科學高考試題,僅取自傳統素材顯得遠遠不夠。豐富的論文來源和便捷的檢索系統可以徹底改變命題者“江郎才盡”的窘境。
其次,《普通高等學校招生全國統一考試大綱(理科課程標準實驗版)》(簡稱“考試大綱”明確指出,“要重視理論聯系實際,關注科學技術、社會經濟和生態環境的協調發展”。?這為“選用科技論文作為試題素材”這項新舉措提供了改革的科學依據?;谛抡n程高考改革的大背景,選用科技論文不僅體現了生物科學素養,也體現了科學、技術、社會的統一。
再次,大規模教育考試理論決定了將科技論文改編為局考試題是可行的。局考試題的本質是根據選拔人才的目的,按照一定的要求,通過考生解答問題或解決實際問題的過程和結果,推測考生具備某一心理特征(知識、能力)的程度。基于科學性的保證,對科技論文素材進行基于考試測量要求的適當改編是可行的,也是必要的,豐富、靈活的命題技巧和命題手段是其重要的保證。
三、基于科技論文背景的高考生物命題實踐
基于以上討論,高考生物命題亟待構建一套基于科技論文背景的命題模式。2009年以來,本課題組開展了相關研究,并進行了四次高考命題實踐,初步總結了一套基于科技論文背景的高考生物科命題解決方案。下面分別從三個維度討論以科技論文為命題起點的嘗試。
(一)材料選取的維度
1.背景材料的選擇
理論分析:選擇科技論文作為試題背景,在—定程度上保證了試題背景材料的科學性、權威性。考慮到科技論文在試題命制中的特殊用途,選擇的科技論文應進行如下三個方面的有效性判定:(1)選擇近期發表的較高水平的科技論文,以保證材料的科學性和時效性;(2)所選論文應涉及社會、生產、生活的研究,以考查考生運用生物學知識解決實際問題的能力;(3)所選論文主題詞應與考試大綱“生物知識內容表”中的“II”?要求一致,以突出考查考生對生物學核心知識體系的掌握,體現生物科學素養。
操作方法一:選擇近期發表的較高水平的科技論文。一般來說,應檢索來自中國科學引文數據庫(ChineseScienceCitationDatabase,簡稱CSCD)的論文。CSCD內容豐富、結構科學、數據準確。收錄有生物學、農林科學、醫藥衛生、環境科學等領域出版的上百種中英文科技核心期刊和優秀期刊。以2010年全國高考福建生物卷第26題第I小題(簡稱“2010福建高考26—I題”)為例,試題背景選自“幾種環境因子對高生物量赤潮甲藻——東海原甲藻光合作用的影響”(《海洋科學》2009年第12期)一文,是關于我國東海海洋污染中赤潮發生機理的研究,該題以“東海原甲藻引發我國東海赤潮”為情境,考查被試在真實背景中的知識遷移能力,涉及社會領域和學術領域的熱點話題,所選背景材料角度新穎。
操作方法二:選擇與生物學相關的社會、生產、生活領域的熱點話題。例如,2011年全國高考福建生物卷第26題第I小題(簡稱“2011福建高考26—I題”)選自兩篇文章:《rhIL-18對核輻射誘導小鼠脾細胞凋亡的抑制機制研究》(《沈陽部隊醫藥》2009年第1期);《rhIL-18對核輻射誘導小鼠脾細胞凋亡的抑制作用》(《解剖科學進展》2008年第2期)。眾所周知,2011年3月,日本大地震引發了核輻射危機,一時之間,核輻射在世人面前引起極大恐慌,科學地認識核輻射具有重要的社會意義。該題避開人類災難的宣揚,著眼于科學分析和科學利用核輻射,將核輻射與高中生物學涉及的免疫、細胞凋亡、誘變育種以及實驗探究設計有機地結合在一起,讓人們明白核輻射雖然可怕,但可以防治,也可以應用于農業生產,這樣的考題具有測量選拔功能和社會功能的統一。
操作方法三:結合考試大綱(考試說明)“生物知識內容表”中的II層次要求??荚嚧缶V對考查內容界定了層次要求。實際操作中應以II層次要求為關鍵詞進行文獻檢索。一般來說,不用I層次關鍵詞,但不代表I層次內容不作考查,而是在II層次主干知識和能力考查中常??梢匝苌鰧層次的考查,體現試題對生物學核心知識的考查。如細胞代謝中“影響光合作用速率的環境因素”關鍵詞為“光合作用速率”和“環境”,由此檢索到《幾種環境因子對高生物量赤潮甲藻——東海原甲藻光合作用的影響》一文,編制試題時,可以衍生考查I層次的考點:赤潮的根本原因 海水富營養化。
2.試題情境的設置
理論分析:生物科技論文的撰寫框架包括實驗材料和方法、數據處理、結果分析、討論和總結等。由于科學研究是一項原理復雜、步驟繁瑣、技術含量高的工作,論文表述的實驗原理和步驟等可能涉及許多生物學科的專業性或前沿性內容,如信號通路、重組人白細胞介素、基因敲除等;呈現的數據大多經過SAS、SPSS等統計軟件處理,如呈現的圖表常常涉及^(顯著性差異)、置信區間、姑(極顯著)等統計學詞匯或符號。我們將這些或是超綱或是不必在考查中出現的內容稱為冗余信息,冗余信息會干擾考生正常答題思維,影響試題的信度和效度,甚至造成嚴重的系統測量誤差。
操作方法一:簡化復雜實驗條件、方法的表述,以通俗易懂的文字高度概括復雜的實驗原理
和步驟,體現實驗條件的簡約性。[9]例如,2011福建高考26—I題以“選取若干實驗小鼠,隨機分成4組”替代原文中“實驗動物C57純系雄性小鼠,18?20g,購自中國醫科大學動物室’’、“動物模型及分組,按體重隨機分為4組,每組8只”等復雜的實驗步驟,使考生對試題情境不感到陌生,能致力于核心問題的解答,從而保證試題的公平性和可讀性,提高試題的效度。
操作方法二:剔除冗余信息,簡化圖表數據。生物學經常涉及實驗圖表數據,簡化圖表數據或對圖表進行特殊處理變得非常必要。例如,2011福建高考26—I題,試題省略置信區間,以實驗的樣本平均值又代替總體平均值將實驗檢測處理方法省略,直接以“細胞凋亡相對值”替代;剔除差異顯著性分析,默認實驗數據均有差異顯著性。以上處理,都是為了幫助考生快速從題干中獲取與測量目標相關的信息,實現試題考查的目的。再如,2010福建高考26—I題,論文用散點圖和回歸線描述東海原甲藻光合作用隨溫度變化,由于高中沒有對散點圖作考試要求,試題剔除散點圖這一冗余信息,直接以回歸線呈現。當然,剔除和簡化的操作應以科學性為前提,操作的手法往往就是用大概念籠統地描述小概念。例如,以“染色體變異”替代“染色體橋、微核、染色體斷片”等超綱詞語。
操作方法三:可對試題必須呈現的超綱內容做信息補充。例如,2009年全國高考山東生物卷第2題的題干是“細胞分化是奢侈基因選擇表達的結果。下列屬于奢侈基因的是()”。“奢侈基因”是考生未曾接觸過的新名詞,此處極易干擾、迷惑考生的思維,增加考生在高考考場上的心理壓力,造成考生答題思維上的“眩暈”。若能在題干中提供“奢侈基因”的名詞解釋,將轉化阻礙考生答題的瓶頸,避免超綱嫌疑,利于考生答題。
(二)問題設計的維度
1.認知水平和能力布局
理論分析:通常一道實驗探究題可以設計3?5個小問題,考查考生對多個生物學事實的認知水平和多種生物學能力??紤]到學生的認知發展是由抽象到具體、由淺入深、由低級到高級的循序漸進的過程,問題設計的認知水平應由易到難、步步深入,考查能力測量目標的層次也應逐步提高,從而將相對獨立的小題通過一個完整的問題鏈串聯起來,形成一道有序的完整題目。1D]
操作方法一:將低層次的認知水平前置,高層次的認知水平后置,逐步形成認知的梯度布局。布盧姆(BiS.Bloom,1956)等將學生在學習中的行為表現分為知識、領會、運用、分析、綜合和評價六大類。[11]問題設計時應考慮學生的認知承受度,操作上可按照識記、理解、運用三個層次編排不同認知水平的問題。
操作方法二:將低端能力前置、高端能力后置,逐步形成能力梯度布局。可按照考試大綱對生物學科能力要求的編排順序,首先考查理解能力,其次考查實驗與探究能力或獲取信息能力,最后考查綜合運用能力。如2011福建高考26—I題由四道獨立的問題組成,四個小問題依次考查考生理解能力、獲取信息的能力、實驗探究能力和綜合運用能力,形成能力的梯度布局。
2.基于能力立意的問題設計
理論分析:新課程高考倡導以能力立意為主導,強調知識、能力和素質一體化的命題思想。能力體現在解決實際問題中表現出來的心理品質,能力的核心是思維。因此,高考試題的問題設計應強調在新情境中考查考生科學思維的品質,多考查考生在新情境中對知識的理解、分析、應用等遷移能力,少考查考生對知識的單純記憶。設計的問題要結合題干背景材料,牽涉的知識應用要寬廣,解題思路要來源于教材,又高于教材。
操作方法一:運用新情境,產生新問題。取材于科技論文的題干資料是考生尚未接觸過的材料,可賦予這些材料新意以引申出新問題。例如,2011福建高考26—I題呈現的實驗數據只有三組,將原論文的第四組數據隱藏,并設計成問題:“設置第四組實驗的目的是(),要求考生通過對比分析第三組實驗數據,分析設計第四組實驗的意圖。一方面考查考生實驗與探究的能力,另一方面也考查考生獲取信息的能力。
操作方法二:圍繞問題核心,盡可能延伸拓展多個知識點。2011福建局考26—I題是一道典型的實驗探究題,以核輻射誘導細胞凋亡為切入點,融合考查免疫器官、免疫活性物質、細胞凋亡、誘變育種等多個跨模塊、綜合性知識。顯然,試題不是單純考查被試的記憶情況,也考查被試在復雜背景下的知識遷移能力和解決實際問題的能力。
(三)命題表達的維度
1.信息呈現的控制
理論分析:信息量過多過少都可能增加考生閱讀負擔,使部分考生思維無法產生趨同反應,影響試題的難度、信度和效度,特別是對答題毫無幫助的冗余信息更是如此。
操作方法一:從字數上控制試題信息量。試題信息包含題干信息和答案信息,設置與答案信息相當的題干信息量,有助于提高考生答題效率,同時提高試題與測量目標的相關程度。一般來說,可以依據該題所占分值來確定題干的字數以及答題的字數。統計近些年各地高考卷相似題型的字數,并將其作為信息量控制的參考是常常采用的有效辦法。
操作方法二:采用文字和圖表相結合的方式呈現信息。生物科學往往以生物繪圖或圖表方式呈現科學研究方法或成果。試題應盡可能采用圖表與文字相結合的方式,一方面倡導理科科學思維和習慣,另一方面有效縮減閱讀量,使考生讀題更加準確,試題的直觀性和美觀性都得到較大的改善。例如,2011福建高考26—II題采用表格的方式呈現高中生物學實驗常用的染色方法,其字數要比純文字表達少得多,且更直觀、準確。
2. 語言表達的限定
理論分析:措辭模糊在一定程度上可能造成考生思維瓶頸,影響考生正常思維,不利于考生真實能力的體現。那些以增加試題難度為目的,采用增加閱讀量或刁鉆古怪、模棱兩可的表述方式并不可取。此外,具有歧義的表述難以使考生達到趨同思維,可能導致考生答題不全面、不準確,且使答案多樣化,加大閱卷難度。
操作方法一:修改模棱兩可的表述方式,使試題清晰、明確。例如,2009年福建高考生物卷第27題第4小題:“以有氰、高莖與無氰、矮莖兩個能穩定遺傳的牧草為親本,通過雜交育種,可能無法獲得既無氰也無產氰糖苷的高莖牧草。請以遺傳圖解簡要說明”,其中的“可能無法獲得既無氰也無產氰糖苷的”,表述過于晦澀、模棱兩可。一般來說,遺傳育種常常是為了獲得生產上需要的品種,但這里設問卻是“可能無法獲得”,導致許多考生無法理解題意,只好將各種情況的雜交組合都寫出來。該小題抽樣實測難度為0.16,與預測值相距甚遠。
操作方法二:對于有歧義的表述應加入限定詞。應用科技論文為背景命題,在題干表述上常常會出現與中學生物教學不一致的提法,可能來自較新的生物學研究方法,也可能來自生物學實踐與中學生物教學理論的脫節,這時就需要對有歧義的表述加入必要的限定詞。例如,2010福建高考26—I題增加了“凈光合速率=真正光合速率一呼吸速率”的表述,因為高中生物學教材(人教版)中未提及“凈光合速率”,從而避免產生歧義。
3.人文氣息的滲透
理論分析:后現代主義對高考命題工作提出了自由化、個性化、人文關懷等要求。命題者應加強對考生的考場人文關懷,力求試題的敘述和設問方式貼近考生的思維習慣,保證考生一直擁有輕松、激勵的應試心態。要努力避免刻意“挖陷阱”式的命題方式,有效保護考生正常的考場應試思維。
操作方法一:貼近考生思維,避免突兀設問。例如,仔細斟酌2011福建高考26—I題第
(1) 小題和(3)小題的表述,其中“已知IL一18是一種淋巴因子”與“與第③組相比”看似多余,實際是為了引導被試順利作答;審視第
(2) 小題和第(4)小題的題目要求,其中“從(組別)兩組數據可知”和“其特點是(至少答出兩點)”,兩處填空后均用括號補充說明,是為了貼近考生思維,減少答題失誤。
實驗方案設計范文一藥品:
半枝蓮、95%乙醇、鹽酸小檗堿對照品、蒸餾水、鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液、碘-碘化鉀試劑
儀器:
722型紫外分光光度計、電子分析天平、電熱恒溫水浴鍋、數據超聲波清洗器、微型植物粉碎機、PH計、加熱板、循環水式多用真空泵
實驗方法:
超生波提取法、半仿生法、正交實驗、生物堿的鑒定方法
實驗步驟:
一、藥品、儀器的準備
二、對照品溶液的制備、波長的測定、標準曲線的制作、推算出回歸方程
三、樣液的制備
四、用半仿生法提取半枝蓮中生物堿
1、單因素實驗
(1)溫度對提取效果的影響
(2)酸度對提取效果的影響
(3)堿度對提取效果的影響
(4)料液比對提取效果的影響
2、因素、水平的確定及進行正交實驗設計:
由單因素溫度、酸度、堿度和料液比作為正交試驗的四個水平
進行正交實驗以確定半仿生法中最優的提取條件
五、超聲波輔助半仿生法提取半枝蓮生物堿:在上述半仿生法得到的最優提取條件下進行超聲波提取
1、單因素實驗
(1)溫度對提取效果的影響
(2)提取次數對提取效果的影響
(3)酒精濃度對提取效果的影響
2、因素、水平的確定及進行正交實驗設計:
由單因素溫度、提取次數、酒精濃度作為正交試驗的三個水平進行正交實驗以確定在超聲波輔助半仿生法提取中的最優條件
六、在超聲波輔助半仿生法提取的最優條件下提取半枝蓮中生物堿
七、利用紫外分光光度計測定上述提取到的生物堿的吸光度,與標準曲線進行比較,計算出生物堿的量及產率。
八、生物堿的鑒定:
生物堿沉淀反應
1、碘化鉍鉀試劑反應 取滲漉液1ml,加碘化鉍鉀試劑1滴~2滴,生成棕色至棕紅色者為陽性反應在。
2、碘-碘化鉀試劑反應 取滲漉液1ml,加碘-碘化鉀試劑1滴~2滴,生成棕黃色沉淀者為陽性反應。
3、硅鎢酸試劑反應 取滲漉液1ml,加硅鎢酸試劑數滴,生成淡黃色沉淀者為陽性反應。
實驗方案設計范文二一、【實驗題目】:
印刷條件對預涂膜覆膜質量影響探究
二、【實驗設計思路】:
影響覆膜質量因素主要分為兩類,即覆膜工藝的影響和印刷條件的影響。覆膜工藝的影響無疑是覆膜的溫度、速度、壓力三種因素。往往現在對于覆膜質量影響因素大多是考慮到覆膜工藝(溫度、速度、壓力)的影響因素如出現:打皺、起泡、卷曲、出膜、虧膜、搭邊痕的質量因素。而很少考慮印刷條件對覆膜質量的影響。而往往有些時候就是由于印刷條件的因素才影響了覆膜的質量?;谌绱诉@次試驗研究的方向就是在規定一定的覆膜條件,通過改變樣張印刷所需條件進行打樣并將其做預涂膜處理。最終的實驗結果是為了探討印刷條件是如何影響預涂膜質量,是否有一定的規律可循。最后以此為依據確定印刷品覆膜所適宜的最佳印刷條件。
三、【實驗儀器及材料】:
(1)IGT印刷適性儀、預涂膜覆膜機、剝離強度儀;
(2)油墨、銅版紙(確定規格,ph值)、BOPP預涂膜。
四、 【實驗準備】:
在IGT印刷適性儀進行試驗打樣,確定一般印刷打樣的印刷條件范圍。(溫度、速度、壓力大致范圍)。
五、 【實驗原理及步驟】:
(1)采用覆合強度指標考察覆膜質量, 覆合強度的測量參考GB2T2790-1995標準進行測量。對于每個試樣, 從剝離力和剝離長度的關系曲線上測定平均剝離力, 以N為單位, 記錄下至少100mm剝離長度內的剝離力的最大值和最小值, 并計算相應的剝離強度值。
計算公式如下:
180 = F /B
式中: 180 為剝離強度(N/mm); F為剝離力(N); B為試樣寬度(mm)。 利用上式, 計算所有試驗試樣的平均剝離強度、最小剝離強度和最大剝離強度, 以及它們的算術平均值
(2)利用IGT印刷適性儀在銅版紙上面進行打樣。
1、在一定的墨層厚度、印刷速度、印刷壓力的情況下進行印刷實地打樣,打樣后將樣條放在正常的印刷環境中進行干燥(干燥時間受紙張、溫度、濕度的影響)。通過對不同印刷時間間隔(0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h)的樣條在預涂膜覆膜機上面進行覆膜( 覆膜的壓力在6. 8mPa, 溫度為90 e, 覆膜速度為100r/min)。然后在剝離強度測定儀上測試各樣條的剝離強度記錄數據,確定最佳覆膜時間間隔。
2、在第一步所確定的最佳印刷時間間隔的條件下,印刷壓力、印刷速度一定,改變印刷墨層厚度進行印刷實地打樣,對不同墨層厚度(0.5-4.0Lm)下的印刷樣條進行同上覆膜處理,在剝離強度測定儀上測試各樣條的剝離強度,記錄數據。確定覆膜的最佳墨層厚度。
3、在前兩步所得到的最佳印刷時間間隔和最佳印刷墨層厚度的情況下,控制印刷壓力一定,改變印刷速度(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0m/s)進行印刷實地打樣,對不同印刷速度下的印刷樣條進行同上覆膜處理,在剝離強度測定儀上測試各樣條的剝離強度,記錄數據。確定最佳的印刷速度。
4、根據前三步的實驗所得的最佳印刷時間間隔、最佳印刷墨層厚度、最佳印刷速度的情況下,改變印刷壓力(200-800N)進行印刷實地打樣,對不同印刷壓力下的印刷樣條進行同上覆膜,在剝離強度測定儀上測試各樣條的剝離強度,記錄數據。
六、【數據處理】:
七、【實驗結果】:
八、【參考文獻】:
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許文才,包裝印刷與印后加工 北京:中國輕工業出版社 20xx.8 (普通高等教育十五國家規劃教材)
馮瑞乾,印刷原理及工藝 北京:印刷工業出版社 1999-4 (高等學校印刷工程類教材)
GB- T2790- 1995,膠粘劑180b剝離強度試驗方法撓性材料對剛性材料[S]
實驗方案設計范文三一、實訓目標
畢業論文設計是學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題的一個十分重要的集中實踐環節。
通過這一環節的實施,指導學生掌握論文寫作方法,學會調查研究,完成畢業論文設計與寫作,并在論文寫作實踐中得到鍛煉,提高分析和解決問題的能力,提升創新意識和專業素質,成為一名善調查、懂研究、能說會寫的合格的畢業生。
二、論文設計指導小組
組長:徐先海、魯倫文
組員:唐娟、李向萍、溫曉瓊、鄧君瑞、卜劍莉
三、論文設計(寫作)要求
畢業論文是學生畢業前必須完成的一個重要教學環節。要求學生能夠運用在校所學的基本知識、基礎理論、技能工具與方法等,研究和探討實際工作中的相關問題。它是綜合考察學生運用所學知識分析問題、解決問題以及操作能力的重要手段。在論文寫作過程中要求學生做到:
1、 應在實事求是、深入實際的基礎上,運用所學知識,獨立寫出具有一定質量的畢業論文。
2、 畢業論文選題應在所學專業范圍以內,其形式為學術論文、研究報告或分析報告。
3、 畢業論文應做到觀點新穎、明確,有獨創性;材料翔實、有力;結構完整、謹嚴;語言準確、通順流暢。
4、 畢業論文按統一版式的規范化要求(參見系部統一格式),正文字數要求10000-15000字。
四、論文設計實施環節
1、組織動員
時間:20xx年4月27日
地點:二教(501)
對象:國貿08級全體同學
方式:集體動員會
班主任(輔導員)要協助做好組織動員工作。
2、學生報名分組
畢業論文為學生必修環節,不得免修。11屆畢業生要在5月1日前提交報名申請。根據報名情況對其進行分組。每位指導教師指導一組學生,原則上每組不超過18人。
3、指導教師聘任
畢業設計指導教師以對口專業,具有本科學歷,且實踐能力較強,有一定教學經驗的專職老師來擔任。指導教師負責學生畢業設計的全程指導工作。
指導教師的職責有:
(1)指導教師應認真履行職責,指導學生組織好畢業論文設計的全過程;
(2)指導教師對論文的選題方向、思想觀點、結構格式及文字質量負指導責任,并負責在論文定稿的指定位置按要求簽署評閱意見;
評閱意見包括的主要內容有:選題是否恰當,論文主題是否明確;結構是否合理,表述是否準確、流暢;選用資料是否恰當、充分,是否具有代表性;論述的邏輯性是否合理等。
(3)指導教師應督促學生及時與老師聯系,按時提交寫作提綱、初稿、修改稿和正稿。
(4)指導教師須將指導意見記錄在工作紀錄本上;
(5)指導教師對每學生的論文指導時間不低于5學時/周。
4、學生設計(撰寫)論文
學生在指導老師指導下確定選題。選題要求:
(1)應符合專業培養目標和教學要求,不應脫離專業范圍,要有一定的綜合性,具有一定的深度和廣度;
(2)題目大小適中,對實際工作有一定的指導意義;
(3)應結合當前的熱點和難點問題進行思考,鼓勵解決實際問題;
(4)選題一經確定,一般不再作變動。
在論文設計(撰寫)過程中,指導教師應幫助解決學生在設計(寫作)過程中存在的具體問題。論文完成后,指導教師須寫出符合整個論文設計過程情況的初評成績與評語。
5、時間安排(共5周)
布置動員、確定選題階段:4月27-5月10日;
擬定論文大綱階段:5月10-24日;
設計(撰寫)論文初稿階段:5月25-6月24日;
修改階段:20XX年6月25日-20XX年6月
提交論文及論文成績初評、答辯階段:20XX年6月底-7月。
五、論文設計成績評定
畢業論文設計成績以百分制體現,由指導教師根據學生寫作態度和論文質量給出。分優、良、及格、不及格四等。
1、優(90分以上)
(1)符合黨和國家的有關方針、政策;
(2)論文選題明確,能夠理論聯系實際,對經濟工作或學術問題的研究有一定的獨到性與現實性,并有一定的新意;
(3)論文中心論點突出,論據充足,論證過程邏輯性強,文章結構合理,表述流暢,層次清楚。
2、良(80-89分)
(1)符合黨和國家的有關方針和政策,能夠運用所學知識,理論聯系實際,觀點明確,分析比較深入;
(2)論文選題明確,具有一定的現實意義,能用所學知識分析現實經濟問題;
(3)論文中心突出,論據較充足,論證過程較有邏輯性,文章結構合理,層次清楚,表述通順。
3、及格(60-79分)
(1)符合黨和國家的有關方針和政策,基本上能夠運用所學知識去分析問題,但內容欠充實;
(2)論文的論點較明確,尚能聯系實際經濟工作;
(3)論文資料尚充足、具體,但比較陳舊,缺乏新意,論證不夠充分,缺乏說服力。文章有一定的條理,文字尚通順。
4、不及格(60分以下)
凡具有以下條款之一者均為不及格。
(1)不符合黨和國家的有關方針和政策,或在經濟理論上有原則性錯誤,或未掌握已學的有關專業知識,缺乏寫作技能;
論文關鍵詞:番木瓜環斑病毒,CP基因,RNAi,抗病性,滲透法
番木瓜環斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)是影響番木瓜產業的最重要的一種病毒,由它導致的番木瓜環斑病毒?。≒apaya ringspot disease,PRSD)是一種分布最廣、危害最嚴重的番木瓜病害,現已成為制約番木瓜生產的一種世界性的嚴重病害。傳統的一些抗病毒的策略往往收效甚微。隨著植物基因工程的發展,以外殼蛋白基因介導的抗病性研究為防治植物病毒病帶來了新的途徑(郭興啟等,2004,Tougou et al. 2006)。隨著科學技術的發展和對PRSV的深入研究生物論文,以基因工程為主要研究手段的番木瓜抗病毒研究顯示出巨大的潛力。RNA干擾(RNA interference,RNAi)是多種生物體內由雙鏈RNA介導的同源mRNA降解現象。植物體天然的RNAi系統并不能起到完全或較高水平地抵御某種病毒侵染的作用。如果人為地將某種病毒的某一序列設計成雙鏈結構,導入植物體,使之表達可誘發RNAi的雙鏈RNA,通過誘導的RNAi,強化植物體內天然的RNAi抗病毒機制,就有可能獲得較高抗性的轉基因植物。dsRNA介導的抗病性是近來發現并得到廣泛應用的一種有效策略。由于dsRNA介導的抗病性具有一些無可比擬的優點(如單拷貝也能產生高抗的轉基因植株;短片斷的核酸序列也能夠起到高效抗病性;入侵的病毒,其RNA會迅速被降解,不需要轉入的病毒基因表達產生蛋白質產物等),使得這種抗病毒的策略具有廣闊的應用價值(Voinnet,2001)。(此段是根據編輯修改意見而補充的內容)
Eamens et al.(2008)利用大豆矮化病毒(Soybean dwarf virus SDV)CP[微軟用戶1]基因構建的hpRNA轉化大豆胚狀體,轉基因T2代植物仍保持病毒抗性論文參考文獻格式。竺曉平等,(2006)利用馬鈴薯 Y 病毒脈壞死株系外殼蛋白(CP)基因的hpRNA表達載體轉化煙草,正向重復轉基因植株不表現抗病,而反向重復(IR)結構的轉基因植株表現高度抗性。因此,研究CP基因發夾RNA的沉默效果,對于番木瓜的抗病毒研究有著重要的意義。
眾多研究表明:轉CP基因植物的抗病性一般可以得到穩定遺傳生物論文,而且具有較小的潛在危險性,被認為是最有應用潛力的途徑之一。主要原因如下:第一,外殼蛋白基因在轉基因植物中可以得到穩定遺傳;第二,對具有特異性抵抗病毒的能力,對親緣關系較遠的病毒不具有抗性;第三,抗病能力與轉基因植物體內的蛋白產物的表達量成正比。
雖然CP基因介導的抗病性已經獲得了很大的成功,但是仍存在一些問題:一是CP基因介導的抗病性主要表現在病毒侵染的早期,表現在只是延遲發病,當存在高接種量或重復接種時則會破壞其抗性;二是利用CP基因介導的抗病性具有潛在的危險性,因為外殼蛋白對其它病毒的包殼作用可能會導致非蚜傳病毒變為蚜傳病毒(Hammond et al,1980)。因此,研究人員擔心導入的基因可能與植物基因重組導致產生新的病毒。
(此段是根據編輯修改意見而補充的內容)
目前,已成功應用的病毒來源的基因介導的抗性主要包括外殼蛋白基因(Zrachya et al. 2007)、復制酶基因(Sanford et al,1985;Palukaitiset al,1984)、移動蛋白基因和病毒核酸等(龐俊蘭,2002)。同時由于在植物中誘發RNAi沉默過程能有效抵御病毒的入侵,因此構建病毒基因的反向重復結構并將其導入到受體材料中生物論文,能夠獲得高抗該病毒的植株(Waterhouse et al,2002)。
本研究將實驗室已經構建好的含有CP基因的反向重復表達載體進行了模式植物煙草和擬南芥的遺傳轉化,并利用滲透法建立了番木瓜的農桿菌瞬時表達體系。同時對轉化植株進行攻毒實驗,監測轉基因植物的抗病性以及抗病機制。比較PRSV病毒在其寄主植物和非寄主植物上RNAi效應的差異。通過強化植物體的RNAi抗病效應,為培育抗PRSV的番木瓜品種提供理論依據。
1材料與方法
1.1材料和試劑
擬南芥(Arabidopsis thaliana):哥倫比亞0號由華中農業大學胡春根教授提供;煙草(Nicotiana tabacum):k236由華中農業大學陳守文教授提供;番木瓜‘夏威夷’(CaricapapayaL.):;大腸桿菌(Escherichia coli)菌株:DH5α;根癌農桿菌(Agrobacteriumtumefaciens)菌株:GV3101;質粒:pHellsgate12-CPIR(簡稱pHG12-CPIR) (結構如圖1)均由國家果樹脫毒種質資源室內保存中心脫毒研究室提供。轉化pHG12-CPIR的煙草植株由本研究室碩士生王莉轉化,作者進一步通過組織培養繼代培養而成(此句補充后,更準確地解釋材料的來源)。感染番木瓜環斑病毒的番木瓜病葉樣品由廣東省農業科學院果樹研究所提供。
'夷cifulltobacoo and PCR試劑盒購自北京全式金生物技術有限公司,植物RNA提取TrizolReagent購自Invitrogn公司,RT-PCR試劑盒購自北京Bio Dev生物技術有限公司,其他常用試劑為國產分析純。番木番CP基因P5、P4和T2引物序列根據文獻(姜玲等,2008)中測定的序列合成。NPTⅡ基因的引物根據pBI121載體序列合成。ACTIN Nt、ACTINPa和ACTINAt基因的引物根據文獻(代曉燕等,2008)合成(表1)。引物合成由上海生工生物工程技術服務有限公司完成論文參考文獻格式。
圖1.pHellsgate12-CPIR干涉表達載體示意圖
Fig.1.Sketch map of pHellsgate12-CPIRinterference expression vector
表1 應用在本項研究中的PCR引物及序列
Table 1 PCR primers and their sequences usedin this study
基因Gene
引物代號
Primer code
序列 Sequence
(5′to 3′)
CP
P5(+)
atgtccaagaatgaagct
P4(-)
ttagttgcgcatacccaggag
T2(+)
ctcgctagatatgctttcgatttc
NPTⅡ
nptⅡ(+)
ctctgatgccgccgtgttcc
nptⅡ(-)
gcccaatagcagccagtccc
ACTINNt
actinNt(+)
ggtagctccacctgagaggaagt
actinNt(-)
gcctttgcaatccacatctgt
ACTIN Pa
actinPa(+)
ttgattttgagcaggagcttga
actinPa(-)
tgagtgatggctggaagagaac
ACTINAt
actinAt(+)
atcgctgaccgtatgag
SCI創建于1961年,其創始人為美國科學情報研究所所長EugeneGarfield(1925-09-15)。它主要收錄文獻的作者、題目、源期刊、摘要、關鍵詞,不僅可以從文獻引證的角度評估文章的學術價值,還可以迅速方便地組建研究課題的參考文獻網絡。利用它,可以檢索數學、物理學、化學、天文學、生物學、醫學、農業科學以及計算機科學、材料科學等學科方面自1945年以來重要的學術成果信息。SCI還被國內外學術界當做制定學科發展規劃和進行學術排名的重要依據。SCI的出版形式包括印刷版期刊和光盤版及聯機數據庫,還發行了互聯網上Web版數據庫。經過四十多年的發展完善,已從開始時單一的印刷型發展成為功能強大的電子化、集成化、網絡化的大型多學科、綜合性檢索系統。
SCI涵蓋學科超過100個,主要涉及農業、生物及環境科學;工程技術及應用科學;醫學與生命科學;物理及化學;行為科學。SCI將來源期刊數量劃分為SCI和SCI-E。SCI指來源刊為3500多種的SCI印刷版和SCI光盤版(SCICompactDiscEdition,簡稱SCICDE),SCI-E(SCIExpanded)是SCI的擴展庫,收錄了6650余種來源期刊,可通過國際聯機或因特網進行檢索。
ISI通過它嚴格的選刊標準和評估程序挑選刊源,而且每年略有增減,從而做到其收錄的文獻能全面覆蓋全世界最重要、最有影響力的研究成果。所謂最有影響力的研究成果,是指報道這些成果的文獻大量地被其它文獻引用。即通過先期的文獻被當前文獻的引用,來說明文獻之間的相關性及先前文獻對當前文獻的影響力。
SCI以《期刊目次》(CurrentContent,簡稱CC)作為數據源。自然科學數據庫有五千多種期刊,其中生命科學輯收錄1350種;工程與計算機技術輯收錄1030種;臨床醫學輯收990種;農業、生物環境科學輯收錄950種;物理、化學和地球科學輯收錄900種期刊。各種版本收錄范圍不盡相同。這其中,含有全世界出版的數、理、化、農、林、醫、生命科學、天文、地理、環境、材料、工程技術等自然科學各學科的核心期刊約4500種;擴展版收錄期刊6650余種。SCI每年收集論文數達六七十萬條。
SCI索引形式
關鍵詞:粉煤灰,制革廢水,改性
引言:我國在處理制革廢水的技術方面仍處于比較落后的處境,污染速度的增長遠大于治理水平的增長。且工藝來源復雜[1,2],物理法、化學法要利用大量的化學試劑,處理費用較高,不適宜普及應用,并伴有二次污染的問題。博士論文,粉煤灰。生物處理法其也有缺陷[3],微生物的選擇性;對污染物的降解速度慢;對有毒的物質只能降解去除一部分,而且還可能形成有毒的中間產物;對于難降解的物質降解困難。從國內這些方法的運行狀況來看,雖然有些工藝運用已比較成熟,但都有局限性,尤其是不能很好處理低濃度或者生物難降解的有機廢水[4]。
粉煤灰是我國最主要的固體廢棄物污染源之一。博士論文,粉煤灰。我國是一個以煤為主要能源的國家,主要以燃煤進行發電,每年從電廠排放的粉煤灰達到1.6億噸。粉煤灰的大量堆放不僅占用土地,而且對環境造成污染。尋求制革廢水的粉煤灰治理技術[5],可以達到以廢治廢的目的。
1. 實驗儀器、材料
1.1實驗儀器
XL-型箱式馬弗爐,102型電熱恒溫鼓風干燥箱,電子分析天平,TU-1810PC紫外-可見分光光度計,pH計,高速離心機,85-2型定時恒溫雙向磁力攪拌器,水熱反應釜。
1.2 實驗材料
實驗需要的粉煤灰來自阜新某煤矸石熱電廠,粉煤灰的化學組成及pH值見表1。
表1粉煤灰化學組成(質量分數)
Tab.1 Chemical composition of fly ash (massfraction) 單位:%
論文關鍵詞:金銀花,PBO,花芽分化,產量質量
金銀花(Lonicera japanica Jhua),又名金花、銀花、忍冬花,屬忍冬科忍冬屬,是我國傳統的名貴中藥材之一。其適應性強生物論文,生長旺盛,在天水地區一年開花3—4茬論文怎么寫。由于在天水地區其花期及花芽分化期正值高溫多雨季節,枝蔓極易徒長,造成樹體營養浪費而影響花芽分化和花針形成。PBO為一種常用的植物生長促控劑,目前已在果樹、花卉等生產中廣泛應用,起到改善植物體內營養分配狀況,促進花芽分化、提高農產品產量質量的作用。為解決部分金銀花品種花芽分化不良、花枝比例低、花蕾發育不充分等影響產量質量的問題,筆者開展了葉面噴施PBO促進花芽分化和花針發育試驗生物論文,達到了較為理想的效果,現總結如下。
1.材料與方法
試驗在天水市果樹研究所金銀花品種試驗園中進行,供試品種為九豐一號,隨機選取生長勢基本一致的三年生的植株為試材。噴施藥劑PBO為江蘇省江陰市果樹促控劑研究所生產,噴施濃度為250倍論文怎么寫。試驗以20株為一小區,重復三次,設清水對照。分別于前三茬花現蕾前半月(花芽分化期)即5月2日、6月20日、7月22日噴施一次,現蕾期調查單株平均花枝比例、單枝花蕾數、花枝長度、粗度、節間長度等生物論文,花針采摘后調查花針長度、花針直徑、千針鮮重、千針干重等,進行對比分析。
2.結果與分析
2.1噴施PBO對花芽形成的影響
表1噴施PBO對金銀花花芽分化及花蕾產量的影響
噴施
時間
處理
發枝情況
花枝生長情況
花蕾形成情況
發枝數
(㎝)
花枝數
(㎝)
花枝比
(%)
長度
(㎝)
粗度
(㎝)
節間長度
(㎝)
單枝花
蕾數(個)
單墩花
針數(個)
處理對照
成花比
5.2
PBO250倍
102
91
89.2
87.3
0.28
4.15
24.8
2248
2.05
CK
99
68
68.7
88.5
0.27
4.96
16.1
1094
6.20
PBO250倍
87
82
94.3
65.6
0.26
4.24
17.2
1410
2.73
CK
93
56
60.2
59.8
0.22
5.14
11.4
1630.4
7.22
PBO250倍
73
65
89.0
53.3
0.23
4.52
11.8
567
1.73
CK
75
38
50.7
55.7
0.20
5.32
除了授課過程中“與時倶進”地講授最新的研究進展和科技前沿知識外,我們在教學實踐中根據本課程的教學內容和教學特點,設置或鼓勵學生自己尋找與教學目標和教學要求相適應的、注重理論研究和解釋實際的課程論文題目,引導學生嘗試探索某個知識點的歷史起因、研究現狀和前景展望,激發其學習興趣和求知欲望,取得了較好的教學效果。
一、設置課程論文及答辯的重要性
通過調查,選擇生物工程基礎課程的學生來自各個專業,知識面背景不同,有不少學生從未接觸過相關領域的課程,許多是懷著好奇心理來上這門課的,還有的學生只是單純地來混混學分,被動來聽課的。在這種情況下,教師必須要抓住學生的學習興趣和求知欲望,否則課堂氣氛不好,學習風氣不理想,會導致教學效果不佳。因此,必需摒棄傳統的教師講、學生聽的缺乏互動的教學模式,因為這種模式無助于學生獨立思考和動手的素質及其能力的形成。
設置課程論文及答辯進行教學或者考核,能夠成為培養學生獨立思考判斷能力跨出的第一步,也是重要的一步。重要的是培養學生思考和判斷的能力,所以考核學生的成績主要看學生是否能獨立查閱文獻、認真思考,并且言之成理地寫出來,結論即使稍有偏頗也是允許的。同時,學生只有具備獨立的思考判斷能力和獲取知識的能力,才能在終身教育過程中面對日新月異的世界,不斷實現知識的更新,實現從學會知識到學會學習的飛躍。
二、課程論文及答辯的實施方式
(一)課程論文選題
選題是開展研究的第一步,直接決定著課程論文的質量和結果。因此,我們在教學過程中,注意理論聯系實際,有意識地介紹本課程相關研究領域的熱點問題和前沿研究動態,啟發學生對問題的思考,培養研究性學習方法。學生根據自己的思考和興趣,將自己的選題范圍報上來,經過篩選和課堂討論,確定最終的課程論文選題和目標。通過這種方式,學生會感到自己受到了重視,并且會將課堂所學理論知識和自己的生活實踐與思考心得結合起來,滿懷信心和熱情地投入到選題后的研究中去。
(二)查閱文獻
教師要讓學生明白“不查文獻不做學問”的重要性,要求學生廣泛地閱讀相關書目查找各種資料,并進行仔細地分析、辨別,使知識和能力趨向統一。要把某個問題講清楚,學生必須綜合運用該課程或其他課程所學過的基本理論和基礎知識。學生須熟練掌握利用圖書館、網絡資源查閱國內外某個研究問題的過去、現在和將來的本領,貼”。只有充分地了解了前人的工作,才能胸有成竹地撰寫自己的課程論文。
(三)課程論文撰寫
因為許多大學生沒有撰寫課程論文的經驗。我們在教學過程中會拿出幾篇撰寫規范的論文給學生講評,告之如何將所見所想用科技論文語言來表述,如何安排符合邏輯思維的論文結構和層次,甚至逐詞逐句地幫學生確定題目、摘要、關鍵詞、段落層次和結論的書寫,從而培養學生嚴謹的研究表達思維,鍛煉初步的論文撰寫能力。另外,教師也會將那些不規范的論文展示給學生看,結合歷史上因為論文不規范而科研失敗的實例,讓學生懂得細節的重要性,寫出比較規范的課程論文來。
(四)論文評價和交流
學生要想寫好自己的論文,必須經過課堂的討論和交流,對比差距,查找缺漏,更好地完善自己的課程論文。任課教師一定要注意導向,這對保護學生的學習熱情和端正態度很重要,因此就不應該輕易地否定某一個同學的研究工作。如果他確有缺點和不足,教師要提出改進的措施和方式,讓學生意識到錯誤的所在,對進一步的修改進有清晰的認識。同時,教師還應積極引導學生自己評自己,通過傳閱其他同學的論文,客觀評價自己,交流心得,做到知己知彼,不斷提高自己。
(五)課程論文答辯
論文答辯是課程論文的重要一環。良好的語言表達能力和溝通能力會讓學生將自己的課程論文成績展現給大家看。這要求學生精心準備材料、課件和圖片,努力在限定時間內將自己復雜枯燥的研究用簡單熱情的語言表達出來,富有感染力地激發聽眾興趣。答辯過程中,更考查學生對知識的掌握能力和認知深度,鼓勵其他學生都來當答辯委員會成員,只要與課程論文有關的問題都可以提出來,以此活躍課堂氣氛,深化理論學習。教師的點評很重要,應從論文的選題質量、論文的理論性與科學性、論文的寫作水平、論文答辯表現4個方面進行評價,做到公正和公平,又不失趣味性。
三、設置課程論文及答辯的教學效果
(一)調動了學生學習積極性
這一點最值得一提。學生充分發揮了自己的學習熱情后,在選題過程中,許多學生就會將目光投向當前研究比較熱點的胚胎干細胞、轉基因食品、克隆技術、發酵產業等。特別是2007年11月最新的諾貝爾生理或醫學獎揭曉后,學生對獲獎領域的“胚胎干細胞和哺乳動物DNA重組”內容產生了濃厚興趣,我們在教學過程中,抓住這一點,對細胞工程和胚胎干細胞工程理論進行了詳細地講述,引導學生主動查閱和搜集相關文獻資料,了解這一生物工程的前沿進展。在確定選題時,就有學生將重點放在了胚胎干細胞的倫理道德方面,建議開發其他組織代替胚胎開展干細胞研究。而在2007年11月20日日本和美國有兩個研究小組成功地將人皮膚誘導為類干細胞后,有學生喜出望外地打電話告訴我,仿佛這一研究成果是他做出來一樣,由此可見學生的積極性有多高。
(二)啟發了學生和教師今后的研究
教學相長,這一點在通過課程論文及答辯的教學嘗試中得到了體現。很多時候,任課教師由于長年的教學或科研,思路比較受局限。在做課程論文及答辯的進程中,教師因和學生一起探索了某個科研進展,從而激發了許多新的研究思路,為課程教學注入了新鮮的活力。比如,從細胞融合技術上,有學生結合自己玩網絡游戲的經歷,提出了“人獸雜交”的選題,并通過深入調研,總結了人獸雜交的歷史背景、研究意義和進展,既很吸引眼球,也對這一領域的發展趨勢和監管方面提出了許多獨到的見解,值得教師和其他學生深入思考和研究。
(三)提高學生的綜合素質
撰寫課程論文是提高學生綜合素質的有效途徑。課題選擇過程中,學生廣泛閱讀,能増強其發現和提出問題的能力;搜集信息、資料利用的過程,能提高其掌握文獻檢索的能力、計算機應用能力、社會交往的能力;解釋資料的過程能鍛煉學生的理論聯系實際、綜合分析、抽象概括的能力;撰寫論文和論文交流答辯的過程能提高學生的寫作能力、語言表達能力、歸納總結能力。學生參加了答辯后,認為自己敢于在大家面前表達自己的觀點了,這對于其將來提高演講能力、普及科學知識、參加畢業答辯都有良好的助益。
1、各國競相出臺納米科技發展戰略和計劃
由于納米技術對國家未來經濟、社會發展及國防安全具有重要意義,世界各國(地區)紛紛將納米技術的研發作為21世紀技術創新的主要驅動器,相繼制定了發展戰略和計劃,以發表和推進本國納米科技的發展。目前,世界上已有50多個國家制定了國家級的納米技術計劃。一些國家雖然沒有專項的納米技術計劃,但其他計劃中也往往包含了納米技術相關的研發。
(1)發達國家和地區雄心勃勃
為了搶占納米科技的先機,美國早在2000年就率先制定了國家級的納米技術計劃(NNI),其宗旨是整合聯邦各機構的力量,加強其在開展納米尺度的科學、工程和技術開發工作方面的協調。2003年11月,美國國會又通過了《21世紀納米技術研究開發法案》,這標志著納米技術已成為聯邦的重大研發計劃,從基礎研究、應用研究到研究中心、基礎設施的建立以及人才的培養等全面展開。
日本政府將納米技術視為“日本經濟復興”的關鍵。第二期科學技術基本計劃將生命科學、信息通信、環境技術和納米技術作為4大重點研發領域,并制定了多項措施確保這些領域所需戰略資源(人才、資金、設備)的落實。之后,日本科技界較為徹底地貫徹了這一方針,積極推進從基礎性到實用性的研發,同時跨省廳重點推進能有效促進經濟發展和加強國際競爭力的研發。
歐盟在2002—2007年實施的第六個框架計劃也對納米技術給予了空前的重視。該計劃將納米技術作為一個最優先的領域,有13億歐元專門用于納米技術和納米科學、以知識為基礎的多功能材料、新生產工藝和設備等方面的研究。歐盟委員會還力圖制定歐洲的納米技術戰略,目前,已確定了促進歐洲納米技術發展的5個關鍵措施:增加研發投入,形成勢頭;加強研發基礎設施;從質和量方面擴大人才資源;重視工業創新,將知識轉化為產品和服務;考慮社會因素,趨利避險。另外,包括德國、法國、愛爾蘭和英國在內的多數歐盟國家還制定了各自的納米技術研發計劃。
(2)新興工業化經濟體瞄準先機
意識到納米技術將會給人類社會帶來巨大的影響,韓國、中國臺灣等新興工業化經濟體,為了保持競爭優勢,也紛紛制定納米科技發展戰略。韓國政府2001年制定了《促進納米技術10年計劃》,2002年頒布了新的《促進納米技術開發法》,隨后的2003年又頒布了《納米技術開發實施規則》。韓國政府的政策目標是融合信息技術、生物技術和納米技術3個主要技術領域,以提升前沿技術和基礎技術的水平;到2010年10年計劃結束時,韓國納米技術研發要達到與美國和日本等領先國家的水平,進入世界前5位的行列。
中國臺灣自1999年開始,相繼制定了《納米材料尖端研究計劃》、《納米科技研究計劃》,這些計劃以人才和核心設施建設為基礎,以追求“學術卓越”和“納米科技產業化”為目標,意在引領臺灣知識經濟的發展,建立產業競爭優勢。
(3)發展中大國奮力趕超
綜合國力和科技實力較強的發展中國家為了迎頭趕上發達國家納米科技發展的勢頭,也制定了自己的納米科技發展戰略。中國政府在2001年7月就了《國家納米科技發展綱要》,并先后建立了國家納米科技發表協調委員會、國家納米科學中心和納米技術專門委員會。目前正在制定中的國家中長期科技發展綱要將明確中國納米科技發展的路線圖,確定中國在目前和中長期的研發任務,以便在國家層面上進行發表與協調,集中力量、發揮優勢,爭取在幾個方面取得重要突破。鑒于未來最有可能的技術浪潮是納米技術,南非科技部正在制定一項國家納米技術戰略,可望在2005年度執行。印度政府也通過加大對從事材料科學研究的科研機構和項目的支持力度,加強材料科學中具有廣泛應用前景的納米技術的研究和開發。
2、納米科技研發投入一路攀升
納米科技已在國際間形成研發熱潮,現在無論是富裕的工業化大國還是渴望富裕的工業化中國家,都在對納米科學、技術與工程投入巨額資金,而且投資迅速增加。據歐盟2004年5月的一份報告稱,在過去10年里,世界公共投資從1997年的約4億歐元增加到了目前的30億歐元以上。私人的納米技術研究資金估計為20億歐元。這說明,全球對納米技術研發的年投資已達50億歐元。
美國的公共納米技術投資最多。在過去4年內,聯邦政府的納米技術研發經費從2000年的2.2億美元增加到2003年的7.5億美元,2005年將增加到9.82億美元。更重要的是,根據《21世紀納米技術研究開發法》,在2005~2008財年聯邦政府將對納米技術計劃投入37億美元,而且這還不包括國防部及其他部門將用于納米研發的經費。
日本目前是僅次于美國的第二大納米技術投資國。日本早在20世紀80年代就開始支持納米科學研究,近年來納米科技投入迅速增長,從2001年的4億美元激增至2003年的近8億美元,而2004年還將增長20%。
在歐洲,根據第六個框架計劃,歐盟對納米技術的資助每年約達7.5億美元,有些人估計可達9.15億美元。另有一些人估計,歐盟各國和歐盟對納米研究的總投資可能兩倍于美國,甚至更高。
中國期望今后5年內中央政府的納米技術研究支出達到2.4億美元左右;另外,地方政府也將支出2.4億~3.6億美元。中國臺灣計劃從2002~2007年在納米技術相關領域中投資6億美元,每年穩中有增,平均每年達1億美元。韓國每年的納米技術投入預計約為1.45億美元,而新加坡則達3.7億美元左右。
就納米科技人均公共支出而言,歐盟25國為2.4歐元,美國為3.7歐元,日本為6.2歐元。按照計劃,美國2006年的納米技術研發公共投資增加到人均5歐元,日本2004年增加到8歐元,因此歐盟與美日之間的差距有增大之勢。公共納米投資占GDP的比例是:歐盟為0.01%,美國為0.01%,日本為0.02%。
另外,據致力于納米技術行業研究的美國魯克斯資訊公司2004年的一份年度報告稱,很多私營企業對納米技術的投資也快速增加。美國的公司在這一領域的投入約為17億美元,占全球私營機構38億美元納米技術投資的46%。亞洲的企業將投資14億美元,占36%。歐洲的私營機構將投資6.5億美元,占17%。由于投資的快速增長,納米技術的創新時代必將到來。
3、世界各國納米科技發展各有千秋
各納米科技強國比較而言,美國雖具有一定的優勢,但現在尚無確定的贏家和輸家。
(1)在納米科技論文方面日、德、中三國不相上下
根據中國科技信息研究所進行的納米論文統計結果,2000—2002年,共有40370篇納米研究論文被《2000—2002年科學引文索引(SCI)》收錄。納米研究論文數量逐年增長,且增長幅度較大,2001年和2002年的增長率分別達到了30.22%和18.26%。
2000—2002年納米研究論文,美國以較大的優勢領先于其他國家,3年累計論文數超過10000篇,幾乎占全部論文產出的30%。日本(12.76%)、德國(11.28%)、中國(10.64%)和法國(7.89%)位居其后,它們各自的論文總數都超過了3000篇。而且以上5國2000—2002年每年的納米論文產出大都超過了1000篇,是納米研究最活躍的國家,也是納米研究實力最強的國家。中國的增長幅度最為突出,2000年中國納米論文比例還落后德國2個多百分點,到2002年已經超過德國,位居世界第三位,與日本接近。
在上述5國之后,英國、俄羅斯、意大利、韓國、西班牙發表的論文數也較多,各國3年累計論文總數都超過了1000篇,且每年的論文數排位都可以進入前10名。這5個國家可以列為納米研究較活躍的國家。
另外,如果歐盟各國作為一個整體,其論文量則超過36%,高于美國的29.46%。(2)在申請納米技術發明專利方面美國獨占鰲頭
據統計:美國專利商標局2000—2002年共受理2236項關于納米技術的專利。其中最多的國家是美國(1454項),其次是日本(368項)和德國(118項)。由于專利數據來源美國專利商標局,所以美國的專利數量非常多,所占比例超過了60%。日本和德國分別以16.46%和5.28%的比例列在第二位和第三位。英國、韓國、加拿大、法國和中國臺灣的專利數也較多,所占比例都超過了1%。
專利反映了研究成果實用化的能力。多數國家納米論文數與專利數所占比例的反差較大,在論文數最多的20個國家和地區中,專利數所占比例超過論文數所占比例的國家和地區只有美國、日本和中國臺灣。這說明,很多國家和地區在納米技術研究上具備一定的實力,但比較側重于基礎研究,而實用化能力較弱。
(3)就整體而言納米科技大國各有所長
美國納米技術的應用研究在半導體芯片、癌癥診斷、光學新材料和生物分子追蹤等領域快速發展。隨著納米技術在癌癥診斷和生物分子追蹤中的應用,目前美國納米研究熱點已逐步轉向醫學領域。醫學納米技術已經被列為美國國家的優先科研計劃。在納米醫學方面,納米傳感器可在實驗室條件下對多種癌癥進行早期診斷,而且,已能在實驗室條件下對前列腺癌、直腸癌等多種癌癥進行早期診斷。2004年,美國國立衛生研究院癌癥研究所專門出臺了一項《癌癥納米技術計劃》,目的是將納米技術、癌癥研究與分子生物醫學相結合,實現2015年消除癌癥死亡和痛苦的目標;利用納米顆粒追蹤活性物質在生物體內的活動也是一個研究熱門,這對于研究艾滋病病毒、癌細胞等在人體內的活動情況非常有用,還可以用來檢測藥物對病毒的作用效果。利用納米顆粒追蹤病毒的研究也已有成果,未來5~10年有望商業化。
雖然醫學納米技術正成為納米科技的新熱點,納米技術在半導體芯片領域的應用仍然引人關注。美國科研人員正在加緊納米級半導體材料晶體管的應用研究,期望突破傳統的極限,讓芯片體積更小、速度更快。納米顆粒的自組裝技術是這一領域中最受關注的地方。不少科學家試圖利用化學反應來合成納米顆粒,并按照一定規則排列這些顆粒,使其成為體積小而運算快的芯片。這種技術本來有望取代傳統光刻法制造芯片的技術。在光學新材料方面,目前已有可控直徑5納米到幾百納米、可控長度達到幾百微米的納米導線。
日本納米技術的研究開發實力強大,某些方面處于世界領先水平,但尚未脫離基礎和應用研究階段,距離實用化還有相當一段路要走。在納米技術的研發上,日本最重視的是應用研究,尤其是納米新材料研究。除了碳納米管外,日本開發出多種不同結構的納米材料,如納米鏈、中空微粒、多層螺旋狀結構、富勒結構套富勒結構、納米管套富勒結構、酒杯疊酒杯狀結構等。
在制造方法上,日本不斷改進電弧放電法、化學氣相合成法和激光燒蝕法等現有方法,同時積極開發新的制造技術,特別是批量生產技術。細川公司展出的低溫連續燒結設備引起關注。它能以每小時數千克的速度制造粒徑在數十納米的單一和復合的超微粒材料。東麗和三菱化學公司應用大學開發的新技術能把制造碳納米材料的成本減至原來的1/10,兩三年內即可進入批量生產階段。
日本高度重視開發檢測和加工技術。目前廣泛應用的掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、近場光學顯微鏡等的性能不斷提高,并涌現了諸如數字式顯微鏡、內藏高級照相機顯微鏡、超高真空掃描型原子力顯微鏡等新產品??茖W家村田和廣成功開發出亞微米噴墨印刷裝置,能應用于納米領域,在硅、玻璃、金屬和有機高分子等多種材料的基板上印制細微電路,是世界最高水平。
日本企業、大學和研究機構積極在信息技術、生物技術等領域內為納米技術尋找用武之地,如制造單個電子晶體管、分子電子元件等更細微、更高性能的元器件和量子計算機,解析分子、蛋白質及基因的結構等。不過,這些研究大都處于探索階段,成果為數不多。
歐盟在納米科學方面頗具實力,特別是在光學和光電材料、有機電子學和光電學、磁性材料、仿生材料、納米生物材料、超導體、復合材料、醫學材料、智能材料等方面的研究能力較強。
中國在納米材料及其應用、掃描隧道顯微鏡分析和單原子操縱等方面研究較多,主要以金屬和無機非金屬納米材料為主,約占80%,高分子和化學合成材料也是一個重要方面,而在納米電子學、納米器件和納米生物醫學研究方面與發達國家有明顯差距。
4、納米技術產業化步伐加快
目前,納米技術產業化尚處于初期階段,但展示了巨大的商業前景。據統計:2004年全球納米技術的年產值已經達到500億美元,2010年將達到14400億美元。為此,各納米技術強國為了盡快實現納米技術的產業化,都在加緊采取措施,促進產業化進程。
美國國家科研項目管理部門的管理者們認為,美國大公司自身的納米技術基礎研究不足,導致美國在該領域的開發應用缺乏動力,因此,嘗試建立一個由多所大學與大企業組成的研究中心,希望借此使納米技術的基礎研究和應用開發緊密結合在一起。美國聯邦政府與加利福尼亞州政府一起斥巨資在洛杉礬地區建立一個“納米科技成果轉化中心”,以便及時有效地將納米科技領域的基礎研究成果應用于產業界。該中心的主要工作有兩項:一是進行納米技術基礎研究;二是與大企業合作,使最新基礎研究成果盡快實現產業化。其研究領域涉及納米計算、納米通訊、納米機械和納米電路等許多方面,其中不少研究成果將被率先應用于美國國防工業。
美國的一些大公司也正在認真探索利用納米技術改進其產品和工藝的潛力。IBM、惠普、英特爾等一些IT公司有可能在中期內取得突破,并生產出商業產品。一個由專業、商業和學術組織組成的網絡在迅速擴大,其目的是共享信息,促進聯系,加速納米技術應用。
日本企業界也加強了對納米技術的投入。關西地區已有近百家企業與16所大學及國立科研機構聯合,不久前又建立了“關西納米技術推進會議”,以大力促進本地區納米技術的研發和產業化進程;東麗、三菱、富士通等大公司更是紛紛斥巨資建立納米技術研究所,試圖將納米技術融合進各自從事的產業中。
歐盟于2003年建立納米技術工業平臺,推動納米技術在歐盟成員國的應用。歐盟委員會指出:建立納米技術工業平臺的目的是使工程師、材料學家、醫療研究人員、生物學家、物理學家和化學家能夠協同作戰,把納米技術應用到信息技術、化妝品、化學產品和運輸領域,生產出更清潔、更安全、更持久和更“聰明”的產品,同時減少能源消耗和垃圾。歐盟希望通過建立納米技術工業平臺和增加納米技術研究投資使其在納米技術方面盡快趕上美國。
關鍵詞: 生物教學 自學習慣 督促和評價
高中生物新課程要求學生具備一定的自學能力,老師要培養學生不斷獲取和運用生物學知識的自學能力。
一、在平時教學中有意培養學生的多種自學習慣
大凡學習成績優異的學生都掌握了較好的自學方法,且養成了良好的自學習慣。因此,我在平時教學中就有意培養學生多種自學習慣。
1.養成不先預習不聽課、不先復習不做作業的自學習慣。課前預習可使學生對新課有了大概了解,哪些難懂的地方需要在課堂上問老師也能做到心中有數,這既提高了學生聽課的效率,又提高了教師授課的針對性。課后及時復習不僅有利于對新知識的消化吸收和強化記憶,而且有利于提高完成作業的效率。
2.養成勤查工具書的自學習慣。中學生物學教材中涉及許多生物學理論、學說和定律,生物學現象,動植物和微生物名稱、名詞,生物學著作和生物學家等知識,由于在教材中沒有做詳細的注解,學生在自學中必然會遇到許多疑惑不解的名詞術語,那么解決的最好辦法就是查閱工具書。
3.養成愛思考、愛質疑的自學習慣。我啟發學生在自學過程中邊閱讀邊思考,善于發現疑點,敢于提出自己獨立的見解。不發現問題的學習就難以深入,學生提不出問題,主要是因為習慣讓思維順著教師講解的邏輯系統進行,而沒有構建自身的知識邏輯結構。這種情況下知識的內化效果就比較差,在學習中容易產生錯誤,形成學習障礙。所以,養成愛思考、愛質疑的自學習慣非常重要。
4.養成博覽群書的自學習慣。中學生從課本中獲取的知識是有限的,因此我引導學生多讀一些與生物科學有關的報刊和課外書籍,通過摘錄、剪貼建立自己的“生物學資料庫”。這不僅可擴大學生的科學視野,還可吸取更多的課外知識,提高自身的綜合素質。
5.養成閱讀的自學習慣。自學的主要形式是閱讀。閱讀有預習閱讀、課中閱讀、復習閱讀和課外閱讀等形式。預習閱讀是學生在教師未授課時事先閱讀相關課文。為了提高預習閱讀的有效性,老師可先擬好預習提綱,讓學生根據預習提綱縱覽全文,了解梗概,并在閱讀后做出解答和提出疑難。然后再精讀細讀,對課文中的重點和難點用筆圈點勾畫,并運用批注法在課文空白處批注提綱要點和感想,做到重點落實。課中閱讀是教師隨教學進程提出問題讓學生閱讀一個或幾個重點的相關段落。為了使學生對所閱讀的重點段落做到字斟句酌,我常變換形式提出問題讓學生閱讀思考。為了使學生對所學知識融會貫通、強化記憶,我指導學生運用分析綜合法進行專題閱讀,對不同章節出現的同類知識進行歸納、整理,組合成完整的知識體系。課外閱讀不僅能擴大學生的知識眼界、激發學習生物學的興趣,還能加深對課內知識的理解,有助于培養學生的自學能力。
6.養成勤用網絡進行學習的自學習慣。信息技術的出現,不僅為學生自學提供了更為廣闊的渠道,還給學生自學提出更高的要求。信息技術只是工具,能對自學起到如虎添翼的作用。但如果沒有自學的習慣,那么無論信息技術運用得多么熟練,自學能力都不能提高。如前所提,“不預習不聽課,不復習不作業”,勤查工具書或權威網站、愛思考愛質疑都是現代學生要養成的自學習慣。學生在運用信息技術自學的過程中,會鞏固學到的信息技術知識和技能,體會到信息技術的無窮魅力,體驗自學獲得生物學知識的喜悅。需要注意的是教師要協同家長控制學生上網的時間、上網內容,使信息技術主要運用在學習上。
7.養成寫生物科技小論文的習慣。生物科技小論文是學生在教師的指導下,依據確定的題材,通過實際觀察、調查、實驗等收集資料,獨立撰寫的具有一定見解的生物科學技術文章。中學生積極參加科技活動并撰寫科技小論文,不僅能樹立學生科學的態度、培養科學的思維方法,而且有助于提高學生對自然科學現象的觀察能力和思維能力,使學生學會解釋和分析一些生物現象并進行研究,便于學生了解科學探究的一般過程和科學研究的一般方法,有助于提高學生的創新精神和生物學素養。老師要有意識引導學生多寫小論文,生物科技小論文的寫作應針對不同的題材,采用不同的研究方法,撰寫不同體裁的文章;指導學生如何選好題材,以及觀察類、實驗類和調查報告類科技小論文如何收集資料等問題。寫小論文的題材難易適當、大小適宜,具有可行性,引導學生選擇自己熟悉的感興趣的題材,選題時要根據學生的知識水平和能力水平,選擇難易適當的,學生能勝任的題材,同時要考慮到與題材相關的實驗材料、儀器設備、時間、產地等可行性條件,切忌脫離實際。我們要努力通過上述辦法去培養學生寫生物科技小論文的習慣。
二、通過教師的督促和檢查評價來促進學生的自學習慣的養成
學生自學離不開督促和檢查評價,評價能作為學生評判自學效果的依據,也能激發學生自學的熱情。學生自學情況到底怎樣,指導的預習或閱讀是否真正得到了落實,等等,老師必須進行及時檢查、督促和進行評價,以鼓勵和推動學生的自學行為和自學習慣不斷養成和提高質量。例如,我在每節新課前,都要利用預習提綱中的問題先提問學生。對學生的生物科技小論文等,也定期組織全教研組教師進行評選。