食物链的基本概念范文

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食物链的基本概念

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【关键词】教学 食物链 累积 放大 爱护 保护

【中图分类号】 G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4772(2013)04-003-02

生态环境的污染、物种的锐减,给人类生活带来的危害,越来越明显,也受到了各界的高度关注。高中《生物》必修3《生态系统及其稳定性》的相关知识,也成了近年高考的热点,这一章的基础知识内容较为简单,而基本概念繁多,可是教材中没有对其进行过多详述,如生产者、分解者的概念。而在历年的高考中,却占有一席重要之地,尤其《食物链》一节的内容,轻描淡写,仅以200字作了介绍。食物链也是生态系统的一个基本概念,没有对其概念进行阐述,学生往往难以把握。因此,在教学中,我认为以下三个方面的知识,有必要对学生进行适当的补充。

第一,食物链(food chain)一词是英国动物生态学家埃尔顿(C.S.Eiton)于1927年首次提出的。各类参考资料对其定义众说纷纭。如,①食物链又称为“营养链”,指生态系统中各种生物以食物关系联系起来的链锁关系。②生产者和消费者之间,主要是吃与被吃的关系,这样就形成了食物链。③生态系统中贮存于有机物中的化学能在生态系统中层层传导,通俗地讲,是各种生物通过一系列吃与被吃的关系,把这种生物与那种生物紧密地联系起来,这种生物之间以食物营养关系彼此联系起来的序列,在生态学上被称为食物链。

然而,对于食物链概念的教学,是使学生能更好地在认识的基础之上,理解生物间相互依存、相互作用关系的基础,对正确理解生态系统稳定性的意义起到关键作用。因此,概念教学,在生物科学教学过程中具有举足轻重的重要地位,教材中却忽略了。

教材中所介绍的食物链仅指捕食食物链,它是生物获取营养的一种食物路径,食物链以生物种群为单位,联系着群落中的不同物种。食物链中的能量和营养素在不同生物间传递着,能量在食物链的传递表现为单向传导、逐级递减的特点。食物链一般有4―5个级,很少包括六个以上的物种, 因为传递的能量每经过一阶段或食性层次就会减少80%-90%。

食物链的诸环节叫营养级。生产者为第一营养级,一级消费者为第二营养级,低级营养级是较高营养级的营养和能量的提供者,但由于较低营养级的能量仅有10%―20%能被上一个营养级所利用,因此,在数量上,第一营养级就得大大多于第二营养级,由低而高,逐级减少,形成生物数量、生物能量以及生产率的金字塔。

各种食物链相互交错,就形成了食物网。在生态系统中,能量的流动、散失,物质的传递和转化,是通过食物链或食物网进行的。

而在生态系统中,一种生物以另一种生物为食物来源,而另一种生物又以第三种生物为食物来源,……由此在多种生物之间形成一个以食物关系联接起来的连锁关系。按照各种生物之间的相互关系,通常可把食物链分成以下四类:

(1)捕食性食物链。它是以植物为基础的食物链,后者捕食前者。其构成形式是植物一小动物一大动物。如青草一野兔一狐狸一狼。

(2)碎食性食物链。它是以碎食物为基础的食物链。碎食物是由高级植物叶子的碎片,经菌类作用,再掺入微小的藻类而成的。碎食性食物链的构成形式是碎食物一碎食物消费者一小肉食性动物一大肉食性动物。如树叶碎片及小藻类一虾(蟹)鱼食鱼的鸟类。

(3)寄生性食物链。它是以大动物为基础的食物链,其构成形式是由小动物寄生到大动物身上。如哺乳类跳蚤原生动物细菌过滤性病毒。

(4)腐生性食物链。它是以腐烂的动植物尸体为基础的食物链。是由腐烂的动植物尸体被土壤或水中的微生物分解利用以后形成的。

教材中没有对这四类食物链进行一一阐述,仅对捕食食物链进行了举例说明 ,而在历年的高考中,四类食物链的相关知识多有涉及。如2012广东高考生物卷的第27题、2012江苏高考生物卷的第26题、2012年全国卷(大纲版)高考生物试卷第3题。由此可见,其他三类食物链有必要对学生进行讲述的重要性。

第二,各类考试中对食物链的累积和放大效应的相关知识,也常有涉及。生物的累积和放大效应就是有毒的化学物质通过食物链向后传递时,会逐级增加,越食物链后端的生物体内积累的毒素越多,一种有毒物质被食物链的低级部分吸收,如被草吸收,虽然浓度很低,不影响草的生长,但兔子吃草后有毒物质很难排泄,当它经常吃草,有毒物质会逐渐在它体内积累,鹰吃大量的兔子,有毒物质会在鹰体内进一步积累。也就是生物富集作用,人在食物链的最末端,当然收到的危害也最大!

人类与大自然也通过食物链而连接着。人的食物主要来自植物和动物。而动植物是从自然环境中得到营养才生长而成的。如果这些动植物含有了来自环境污染的成分,人吃了就有危险。拿水产鱼类来说,如果自然界有了汞的污染,而土壤中的有些微生物可以把汞转变成有机汞,鱼类吃了这样的微生物就会把有机汞储存在身体中,而人吃了这样的鱼,汞就会进入人的神经细胞中,人就会得可怕的水俣病。水俣病是人类污染环境,而污染物最终通过食物链进入人体并严重伤害人的健康的食物链累积和放大的最典型的例子。在教学中,应当联系生活实例,对学生进行传授。

第三,在实际生活中,生物圈中的食物链经常被简化为“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米”,中央台播放的《动物世界》,往往带给人们的错觉是自然世界中存在着一种恃强凌弱的关系,人们往往会同情弱者、痛恨强者,食肉动物作为强者的代表,往往遭人唾骂。因此,我们在教学中,应当注重学生爱护生物、保护环境的意识培养,平等对待生态系统中的每一个分子。

食物链的例子常常就在我们身边,而且使人类受益非浅。比如:植物长出的叶和果为昆虫提供了食物,昆虫成为鸟的食物源,有了鸟,才会有鹰和蛇,有了鹰和蛇,鼠类才不会成灾……。当动物的粪便和尸体回归土壤后,土壤中的微生物会把它们分解成简单化合物,为植物提供养分,使其长出新的叶和果。就这样,食物链建立了自然界物质的健康循环。

如草原生态的食肉动物―食草动物以及昆虫―鸟类等,它们互相制约,共生共荣。它们之间的关系是对立统一的,自然和谐的。在非洲大草原,以狮子、猎豹和猎狗为代表的食肉动物专吃食草动物,它们对角马甚至斑马的猎杀是凶残的,但这种残酷的捕杀既是食肉动物生存繁衍的需要,同时也是保持草原植物繁茂和生态平衡所必不可少的因素。如果没有食肉动物对食草动物的控制,食草动物就会迅速发展起来,当食草动物发展到一定数量,草原就难以承受,草原退化,食草动物也就失去生存和发展的条件。食肉动物对食草动物的捕杀,不仅能控制食草动物种群的数量,从某种意义上说同时也是提高食草动物的质量。生物学家经过长期的野外考察证明,食肉动物在猎捕过程中,选择的对象往往是病残弱小的食草动物,这无疑有利于物种的优胜劣汰。从这一点说,食肉动物对食草动物的凶残捕杀,就显得自然合理,天经地义了。

学生通过对生态系统的学习,就能正确认识食物链是物种紧密联系、相互平等的依据,物种与物种之间的数量比率决定自然的平衡。食肉动物和猎物的数量比率合理时,就能保证生态系统正常运转,正确认识生物圈中不同物种的平等关系。

很显然,仅以教材内容的知识来应对高考,还远远不够,教学中,我们需要转变教学观念,重视学生的学习方法培养,拓展学生的知识视野,注重学生掌握知识并运用知识的能力,教师要作为学生学习方式转变的引导者、组织者。

参考资料:

1、2012年广东省、江苏省、全国卷(大纲版)高考生物试卷。

2、《食物链和食物网》

3、《达尔文探索生物链》

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【关键词】选生态原则;园林设计;应用

生态原则的基本概念就是通过生物形态而衍生出来一种适应性艺术。在现代社会当中,生态已经融入到社会的每个角落之中,特别是在城市建设上面,更加体现出了生态的协调性。生态逐渐的成为景观建设重要研究课题之一,并且成为园林设计中必须进行考虑的一个问题。

园林设计总的来讲,就是一门专注于研究如何能够运用现代的艺术和技术,对自然、建筑和人类之间架通微观定义上的“桥梁”,使三者能够成为一种有机的整体,进而达到和谐、美好、美妙如画的境界。园林设计的范围非常的广阔,其包括了公园、花园、庭院、街道、校园、宾馆等等,只要能够效想象到的地方,都有可能成为园林设计的地方,甚至有的地方是无法进行想象都能够可能出现的。在现代生活中,公园的设计是最具有代表性的,能够充分的彰显出生态原则的在园林设计中的应用。

1.邯郸市的生态原则与园林设计的现状

1.1邯郸市的生态平衡

在进行园林设计过程中,对于生态的平衡具有着和重要的作用,因为,一个区域内的生态平衡决定着规划的设计、风景的规划和各项设计标准,是在园林设计过程中需要重点考虑的。如果出现在园林设计中打破了生态平衡,会造成生态临界点的突破,对生态会造成严重的影响。所以,在这样的一种情况下,园林设计过程中不能严重的破坏植物和植被,在需要进行改造的过程中,要利用先进手段来进行移植,或者是进行分块的处理。且不能直接对植被或植物进行清除,然后栽种新的植物或植被,一旦遇到天气不好的状况,会直接导致新的植物或植被在还未能够形成群落之前就遭到严重的迫害。邯郸市的丛台公园位于中华大街中段西侧,总共占地360亩,无论是从整体还是单方面来看,在设计上都与都与生态平衡具有一致性,无论是植被的移植,还是对建筑的重铸,都没有打破生态平衡。

1.2邯郸市的生态性质

生态性质的基本概念就是生物的多样性,这种性质的产生是由于地球生物进化而出现的结果,因此,地球上所有的生物和环境构成了一个生态体系,终而形成了我们所生存的这个世界。园林设计与生态设计中的遗传多样性具有着十分紧密的关系,因为在进行园林设计中要对植物进行“驯化”,这种驯化就是将植物进行杂交,通过这样一种手段来提高植物的遗传多样新,这样做的目的是为了长时期的植物由于亲近的繁衍而导致自身能力下降,不能够刚好的对自身进行保护,所以,进行杂交的培育。邯郸市的龙湖公园,在设计的形式上主要是以大型音乐喷泉为主,其他生态建设为辅的一种表现形式,并且在整个园林中,把各种植物作为衬托,充分的进行杂交,形成一种气势蓬勃的景象。

1.3邯郸市的生态共生

生态共生主要分为两种效果,一种是偏利共生,其主要指的是在生长过程中对其中的一个方面有利,而对其他方面没有危害;另一种是互利共生,其主要指的是在生长过程中具有着相互之间进行物质传递,进而相互依赖、相互活力的共生关系。所以,在进行园林设计中,要充分的考虑到生态共生这种生长的关系,并要有效的进行使用,这样才能够使园林植物在生长过程中互相帮助,使所有的植物与植被都能够更好的存活,不会出现一方严重成长,一方逐渐消亡的现象出现。邯郸市的赵苑园林,坐落在邯郸市的西北部,共占地2100亩,无论是从哪个层次来看,这座园林的设计都是具有着绝对的古典艺术,用过园林的设计把古代的形象重新的展现在人们的眼前。

2.邯郸市生态原则在园林设计方面存在的问题和改进措施

2.1邯郸市在区域特征方面存在的问题和解决方法

邯郸市的七彩园林在进行园林设计过程中,采用无纺袋栽培金叶榆、金叶槐、金枝槐、国槐、白蜡、造型大树、法桐、北栾、海棠、白皮松、皂角、垂柳、金枝和金叶龙爪槐等各种规格的植物;另外采用营养体栽培金叶榆、密枝红叶李、红叶小檗、月季、金叶女贞等植物。使整个园林的生机盎然,为生态环境的改观起到了显著的作用。

2.2邯郸市在园林设计中存在的问题和解决方法

邯郸市金鼎园林在设计过程中,将高仿真动植物雕塑、人物雕塑、寺庙雕塑、园林景观雕塑、园林小品、假山假树都应用到了园林其中,使园林具有了多样性的特点,能够彰显出园林独特的景观,将生态完全融于生活之中。

2.3邯郸市在生态系统方面存在的问题和解决方法

邯郸市许多的园林都种植了发财树、苏铁、金琥、榕树盆景等常青植物外,更是集中了日本小姐惠兰、剑兰、春兰、蝴蝶兰等兰花新品种十余种及鹤望兰、仙客来、一品红、杜鹃、红掌、进口凤仙、上品君子兰、山茶、松果,凤梨等等令人喜爱的鲜花。再加上晶莹剔透的水培花卉和造型别致优雅的花盆、花架、山水动态盆景等让每个进行园林欣赏的人,都赏心悦目,爱不释手。

2.4邯郸市的园林设计与生态系统构成生态食物链存在的问题和解决方法

生态学之中,生物链所指的是以能量和营养物质为纽带形成的各种生物之间的有机联系。整个世界就是一个自然的生物链,每个地域内同样有着自己的生物链,对于一个地域来讲,所需要的物质需要从外部输入,从而就会产生废气的物质,这样就会形成以物质为纽带的食物链。在进行园林设计中,如果对这些已经废气了的物质进行重新的利用,就能够让这些物质得到全新的价值,并且重新归入到地域的食物链当中,从而相应的减少废弃物的产生。

2.5邯郸市对生态位原理存在的问题和解决方法

生态原则在生态位原理方面占有足够的空间,因为生态位所指的的就是生物在生态系统之中的功能和作用,产生出来的时间和空间的地位,这种形态反映出了物种与物种之间的关系,以及物种与环境之间的关系。在进行园林设计的过程中,生态位原理的主要作用就是促进物种健康的成长。一方面,园林设计中要对植物的选择有合理性,使所有的植物能够具有良好的生态位,在园林中形成一种稳定的组织结构,通过自身的作用获取园林中的资源,促进自身更好更快的生长;另一个方面,园林设计中的绿地存在着生物流,生物流是否得以正常的运行,决定了生态位的好坏,因此,在园林设计中要对所有生物活动进行充分的考虑,防止出现影响生态位的事情发生。

3.总结

总而言之,生态原则在园林设计中的应用已经成为园林建设的总要组成部分,通过以生态为基本原则来设计园林,能够在提高生态效益的同时,使园林更加的开拓创新。同时,生态原则和园林设计有着密不可分的联系,一个完美的园林需要具有优秀的生态环境和艺术效果,所以,园林设计中的生态原则是我们需要更加深入探讨和研究的。

【参考文献】

[1]刘彦琢.生态原则在园林设计中的应用[J].山西建筑,2011,(10).

[2]安瓦尔・买买提明,张小雷.基于模糊数学的南疆城市化与生态环境和谐度分析[A].经济发展方式转变与自主创新――第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C], 2010.

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一、生物学概念意识的确立,是进行概念教学的前提

概念是人们对事物本质的认识,是逻辑思维的表现形式,是思维的产物,是人类对一个复杂过程和事物的理解。

在以往的教学过程中,我也曾经认为概念的教学就是概念知识的记忆,概念教学最主要的就是使学生记忆概念的定义。概念的定义记忆固然重要,但对概念的形成过程的深入理解、掌握和运用则更能体现生物作为一门科学的核心。因此,教师在教学过程中要牢固树立概念意识,围绕重要概念来展开课堂教学,引导学生进行探究,帮助学生形成概念,不仅要使学生记住最基本的概念的定义,还要帮助学生理解并能运用自己掌握的生物学概念,在生活中做出判断和决策。在教学设计、教学过程中就会注重以学生的活动为中心,淡化教师的角色,自始至终做好导演的作用,从而真正落实还课堂给学生,让学生体会学习的乐趣。

二、在课堂教学中落实概念教学,提高课堂效率

1.课前精心做好教学设计。以前备课只是要求教师写好教案,怎么教,教什么,而现在做教学设计,更关注学生为什么学,学什么,怎么学,更重视了教学是教与学的双向活动,学生是学习的主体,发展的主体,教学的有效性最终是落实在学生的成长上的。课堂教学效果的程度,往往取决与课前的设计,做好教学设计是我们创造性地把课程标准倡导的课程理念、标准以及规定的课程目标、标准确立的具体内容转化为实际的教学行为,以取得良好教学效果的保证。要做好教学设计,首先,教师应确立在教学中应帮助学生形成哪些重要概念。这就要求教师要认真钻研教材,积极参加学科培训,了解学科的性质,认识学科的特征,对生物学的基本概念和原理有较深入的了解,教师才能做到心中有数。新教材在每节开始部分的“通过本节学习,你将知道”以问题的形式列出本节的重要概念或相关知识;其次,教学设计应紧紧围绕学生。以往,教师在写教案、做教学设计的时候都会注重于这节课自己怎样去教,让学生跟着老师走,这样就必然会忽略学生的主体作用,教师讲得很精彩,但学生掌握的并不多。所以,现在教师在写教案、做教学设计的时候要充分研究学生,做好学情分析,掌握学生的J知障碍,确定教学的起点和教学的目标,给学生提供丰富的教学资源,注重对生物学概念和原理的理解,帮助学生形成概念;再次,做教学设计侧重于“学”的设计。教师一堂课讲得很精彩,但学生掌握的并不多,那就是因为这节课的设计是以教师的怎样教来设计的。课堂教学应以学生中心,体现学生的主体作用,努力调动学生的积极性,这已经成为新课程背景下教学设计理念的共识。以“生物与环境组成生态系统”一课为例来说说我的课前教学设计,在这节课里要帮助学生形成以下几个重要概念:(1)在一定的空间范围内,生物与环境所形成的统一的整体叫做生态系统;(2)生态系统的成分包括生物成分和非生物成分,前者由生产者、消费者和分解者组成;(3)在生态系统中,物质和能量沿着食物链和食物网流动,一些不易分解的有毒的物质能够沿食物链累积;(4)生态系统靠自身的调节能力维持相对的稳定,但这种调节能力是有一定限度的。当人为的或自然因素的干扰超过这种限度时,生态系统会遭到严重破坏。

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【关键词】高三生物;复习备考;四大策略

复习不仅是一个回忆和熟练的过程,更重要的是一个再认识、再提高的过程。在高考备考复习中,教师引导学生应用何种方法进行复习将直接关系到学生能力的提升。结合近年来的高考,从高考理科综合卷分析报告看,考生普遍存在的问题主要是:(1)基本概念不清;(2)设计实验能力不强;(3)试题阅读理解能力弱;(4)文字表达能力差。事实上这几个方面通过复习策略的调整,是会得到很大程度改进的。下文结合考纲,笔者浅谈高三生物学科的复习备考应对策略。

一、未雨绸缪,合理有序

一进入高三阶段,老师应首先认真研读当年考试说明,明确考试范围、能力要求,同时把当年全国各地高考试卷对照考试说明逐题分析弄清每一题所考查的知识点、能力要求及问题情景、命题形式等;并与往年试卷作对比,弄清高考常考的主干知识点、高考变式题背后有没有改变的根本性东西。在充分研讨的基础上,制定复习计划。

复习计划主要分为三个阶段:第一阶段复习要全面阅读教材,查漏补缺,夯实基础。在复习中,应静下心来把生物课本梳理一遍,加强和巩固对知识的理解,并及时解决有疑问的知识点。在此基础上自己构建一些知识网络,提高课堂学习效率,变课本知识为自己的学问,这样才能以不变应万变。另外,对基本的实验原理、实验操作、实验设计应有一个比较清楚的思路,这样遇到具体的实验题型才能临阵不乱。第二阶段复习不是“炒剩饭”,而是要在第一轮复习的基础上进行总结、综合和深化。第二轮复习要明确重点、难点。深刻理解每一个知识结构及其知识点中的重点,突破难点,把分散在各章节的有联系的知识点进行整理,以体现知识间的本质因果关系和整体性,即进行专题复习。第三阶段复习主要利用课堂时间限时训练,当场练当场对答案,提高学生的应试能力。第四轮复习主要是回归课本,梳理基础知识。看纠错本,加强记忆。检视自己曾经出现过的失误,找到自己知识的漏洞,思维方式的偏差,解题规范的疏漏,错误集中的点作为训练重点,有目的地精选一些材料进行训练,不让同样的错误在高考中重现。

二、夯实基础,强化能力

学习中的首要任务就是要抓基础,对生物学基本概念、基本定律、实验操作的基本过程等基础知识要逐一弄清,达到融会贯通、熟能生巧的地步,从而应加强对“双基”的强化训练。在复习中,要注重知识的内在联系,将所学知识先串成链,再织成网,使知识结构化、网络化,将所学知识浓缩其中,了解各知识点在知识体系中的具置,清楚各知识点之间的内在联系。

讲究知识的梳理,注重扫描,加大知识的外延。如复习到细胞分裂,可结合高中阶段所学过的分裂方式(二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂)比较复习。知识网络是在知识结构的基础上,找出知识的内在联系而形成的,正如交错的食物链形成食物网一样。

三、讲究方法,联系实际

复习方法要得当。生物高考复习中,一般要使用三种常见的复习方法。(1)比较复习法:在复习中,使学生能运用比较法进行知识的横向和纵向比较。如组成酶与诱导酶的比较,原核细胞和真核细胞的比较,高等植物细胞和动物细胞亚显微结构的比较;光合作用和呼吸作用的比较,三大遗传规律的比较,各种育种方法的比较,等等。(2)串连复习法:复习时可把分散在各个章节中的知识串联起来,使学生对知识有全面的理解。如有关蛋白质的知识主要分散于第一、第二、第五章中,第一章中介绍了蛋白质的组成元素、基本单位、合成场所、结构和功能。第二章讲了蛋白质在人体内的消化、吸收和代谢等。第五章谈到了蛋白质的合成受基因控制,包括转录和翻译两个生理过程。复习时,可以把这些知识串起来复习,使知识更系统化,这样可提高学生解综合题的能力。(3)联想迁移法:如线粒体,可联系到呼吸作用、能量转换器、细胞质遗传、酶的专一性、膜的结构功能、各种基质、线粒体数量多的细胞、细胞的衰老等等。一般常用的思维有求同思维、求异思维、发散思维等。只要我们方法得当,往往就会事半功倍。

近几年理综高考的重要特点之一便是科技应用类试题比例不断增大,在未来的高考中这一点会继续体现。多关注生活、关注社会,利用所学知识去解决遇到的、了解到的各类问题。复习时,要从各种媒体中获取生命科学发展中的重大热点问题,如生态和环境、生命科学前沿、工农业生产、人类健康等,培养学生提取有效信息、编码信息、迁移信息的能力。

四、加强实验,拓展迁移

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[摘要]论述信息生态系统的基本构成及内涵,分析信息生态理论的主要研究内容,指出要在系统观、平衡观、互动观和人本观指导下对信息生态理论进行研究。

[关键词]信息生态系统信息生态学信息链

[分类号]G350

信息生态理论已经成为国际上一个重要的学术研究领域,目前的主要构成是以信息生态系统为核心的信息生态学学科体系和理论框架的研究。作为一个发展尚不成熟,体系尚未形成的新兴研究领域,应对其研究内容和研究方法加以把握。

1 信息生态理论的研究内容

自Davenport 1997年首先正式提出了信息生态的概念以来,传播学、伦理学、社会学等学者从各自学科的角度对涉及信息生态系统和信息生态学的相关问题开展了研究。信息管理领域对信息生态理论的研究应建立在信息科学和生态学的学科基础上,利用生态学的观点和方法,研究信息生态系统的构成因子、因子之间的相互作用、信息流和能量流的传递以及系统的合理构建和优化等问题。

目前信息管理领域对信息生态理论的研究比较零散,包括基本的信息生态观、信息生态系统构建、信息生态位、信息生态因子、信息生态链、企业信息生态、信息生态失调等概念及其内涵的探究。在研究信息生态理论时,要避免与自然生态简单和机械的类比。自然生态虽然也受到人类越来越多的人为干预,但自我调节能力仍是主要方面,而信息生态系统是人为的系统,人的行为是主要方面。因而对自然生态系统思维方法、规律、观点的运用必须立足于“信息”这一领域。

信息生态系统由信息、人、信息环境组成,是具有一定的自我调节能力的人工系统。信息环境的范畴比较广泛,既包括与人类信息活动有关的一切自然环境,也包括社会环境。信息基础设施、信息资源、信息技术和信息政策与法规等是信息环境的显性构成部分,特定历史环境下人们的知识结构、风俗习惯、道德观念、生产经验等是信息环境的隐性构成部分。

信息生态理论研究为信息管理提供了新思路,研究空间广阔,可以在以下几方面进行拓展和深化研究:

信息生态学的学科基础和理论体系。在研究信息生态学的学科性质、研究对象、产生过程和背景的基础上,以系统观、平衡观、人本观和互动观为内核,进一步厘清信息生态学基本概念、特征,深入探讨学科基础和理论体系问题。

信息生态系统的构建机理。目前学术界对信息生态系统的构成要素已基本达成共识,即信息、人、信息环境。需要进一步研究各要素的功能及其相互作用关系,进而探究信息生态系统的结构层次及其形成条件、构建机理、构建模式等问题。

信息生态系统的运行机制。信息生态失衡的核心原因分析、和谐信息生态系统构建的关键因素都需要通过运行机制的剖析来破解,为此要对信息生态系统各要素的运作规律和过程进行研究,探究信息流和能量流在信息链中流转的规律和方式,得出运行机制。

信息生态观指导下的信息组织模式与策略研究。通过对信息链的分析以及信息链节点触发信息生态失衡的认识,对信息组织方法、原则、策略进行新的探索,以促进各种信息群落的生态平衡为目的,研究信息组织生态模式,探讨信息组织生态模式的功能、成功条件和实施策略。

信息生态系统下知识管理的模式与策略研究。基于知识管理及信息生态系统的理论,研究信息生态系统知识化的特点以及信息生态系统下知识共享和知识创新的内容及过程。

信息生态观指导下信息资源优化配置的模式和策略。从信息资源优化配置的角度探讨信息生态系统在企业和经济运行过程中的作用,以企业信息群落为核心,研究信息生态系统下信息资源优化配置以及为企业和社会创造可持续发展的信息环境的策略和模式。

构建和谐信息生态系统的战略与对策研究。研究实现信息生态系统平衡、和谐与可持续发展的战略、对策、措施等。

信息生态系统的评价理论与方法。研究信息生态系统的影响因素、评价标准、评价指标体系及评价方法等问题。

要大力推进实证研究。可结合某地区信息生态环境的现状和存在问题,研究其信息生态系统构建的方式和方法,提出在具体生态系统下的信息组织、知识管理和信息资源优化配置的模式和策略。

2 信息生态理论研究方法

从宏观上,要运用系统论、信息论、耗散结构理论、协同论等系统科学的理论和方法,分析信息生态系统的构成要素及其相互作用关系。从中观上,要运用系统观、平衡观、人本观和互动观这四大信息生态理论基本观念来指导研究工作。从微观上,要运用情报科学和信息经济学的基本原理和方法研究信息生态系统的应用问题。要灵活利用系统动力学模型、生态仿真模型、模糊评价模型等手段,强化实证研究方法,避免出现脱离实际的抽象而空洞的概念演绎。

系统观、平衡观、人本观和互动观是指导信息生态理论研究的核心观念。

必须运用系统的观点分析信息生态系统的构成要素及其相互关系,研究信息生态系统的形成机理和运行机制。这是因为信息生态是由人、信息资源和信息环境中各种要素和资源共同构成的整体关系。信息生态中各个不同组成部分之间存在强大的相互联系和相互依赖性,它们的变化都是系统性的,一个生态要素所发生的变化会影响到整个信息生态系统。

信息生态理论得以发展受到生态平衡观的很大启示。生态平衡是生态系统在一定时间内结构和功能的相对稳定状态,其物质和能量的输入输出接近相等,在外来干扰下能通过自我调节(或人为控制)恢复到原初的稳定状态。当外来干扰超越生态系统的自我控制能力而不能恢复到原初状态时谓之生态失调或生态平衡的破坏。生态平衡是动态的。维护生态平衡不只是保持其原初稳定状态,生态系统可以在人为有益的影响下建立新的平衡,达到更合理的结构、更高效的功能和更好的生态效益。目前在信息生态系统中,信息生态失衡状况严重,信息生产者的无序生产导致有序化信息传播的困难,造成信息供给和信息消费需求严重失调,信息分解环节极为薄弱,垃圾信息不能及时彻底删除。为了促进这种失衡状态达到新的平衡态,要探寻信息生产、信息传递、信息消费和信息分解四个环节的运动规律,使系统中各种要素的数量比例、运行模式、功能结构、资源配置和能量交换等都可以处于相对

稳定的状态。信息生态系统内部具有一定的自我恢复功能,但由于信息生态系统是一个人工系统,所以人类的积极干预是使信息生态系统在失衡――平衡之间变化的主导力量。

一个系统的各个构成要素之间,必然存在积极的互动关系。信息生态系统是一种开放的生态系统,它自身的各种要素之间,各子系统之间也存在着相互联系、相互作用、彼此磁吸、互相依存的共生共进关系。系统要素之间的互动是促使信息生态系统在平衡态和不平衡态之间变化的主要力量,也是促使信息流在信息链中快速流转,带动能量流动的主要方式。要构建和谐的信息生态系统,必须以互动观为指导思想。

在社会科学技术和经济发展过程中,曾一度强调技术的作用而忽视人本身。人们通过一定的信息技术获取信息资源,同时也通过信息技术的进步提高获取、利用和管理信息资源的能力,促进信息环境的改善。信息活动的真正主体是“人”,要加强对人的信息意识和信息素质教育,提高信息的接收率和整个生态系统的质量。信息生态是围绕着人而形成和展开的,其生成、演变的状况既是由人引起的,也反过来建构人,是一种“以人为本”的信息存在状况。维护信息生态平衡的最终目的是人在系统中受益最大化。

3 信息生态理论对信息管理实践的启示

信息生态理论提供了一种观察、分析和处理组织内和组织间信息产生、组织和利用的方法论,可以和已有的信息管理理论和工具很好地结合,进而丰富信息管理的理论和方法,指导信息管理实践。

目前信息管理实践领域面临的最大问题和困惑是信息供需失衡及信息污染问题。各信息群落的信息供需不平衡主要表现在信息冗余、虚假信息、信息安全存在隐患、信息垄断;信息污染的主要表现是虚假信息、不道德信息、计算机病毒等问题。

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【关键词】初中生物教学;生态环境;意识教育

【中图分类号】G528.28 【文章标识码】C 【文章编号】1326-3587(2013)12-0108-01

初中生物课程标准和教材的的内容突出了“人与生物圈”这一主线。课程标准中的情感价值观目标明确要求:“热爱大自然,珍爱生命,理解人与自然和谐发展的意义,提高环境保护意识”;“关注与生物有关的社会问题,初步形成主动参与社会决策的意识”。在中学生物教学中对学生进行生态环境意识教育,是每个生物教师的责任。生物教师要利用生物学的丰富资源,结合学生实际,切实有效地开展环境保护教育。要将环境保护教育渗透到各部分相关知识内容中,让学生自己去体验、去感悟。本文从生态环境教育的含义、教育形式、教育内容等方面,阐述在初中生物课堂教学和课外活动中加强环境保护教育所具有的深远意义。

一、生态环境意识教育的主要内容

1.生态学有关概念、原理教育。

生态环境意识教育首先要让学生了解有关的概念、原理,如对生物有影响的生态因素、生态系统、生物圈等基本概念及生态平衡的基本原理等。通过学习有关的概念、原理,帮助学生认识生物与环境之间的密切关系,理解生态环境是人类生存和发展的基本条件,人类必须遵循自然生态规律办事,才能调控、改造、优化生态环境,造福于人类和整个生物圈。

2.环境保护意识教育。

由于人类对自然的不合理利用,生态平衡已受到严重的破坏。进行环境保护意识教育,已经显得非常迫切。如介绍水质富营养化的原因及危害,酸雨对农业生产等多方面的有害影响,大海中的赤潮和淡水里的水华, DDT等物质随食物链在生物体内富集等现象,使学生认识到环境污染对社会经济发展的影响和对人类健康的危害,从而增强学生的对环境保护的危机感和紧迫感,自觉地加入到保护环境的行列中去。

3.自然资源保护意识教育。

自然资源是人类非常珍贵的财富,我国地大物博,有丰富的自然资源,但我国人均占有量却很少,自然资源也并非是取之不尽、用之不竭的。要向学生介绍当今世界和我国的森林、草原、野生动植物资源和水资源、土地资源等的现状,以及森林毁坏、草原退化、物种灭绝、淡水紧缺等对人类发展的影响,使学生重视、关心资源问题,积极参与资源保护。

4.可持续发展思想教育。

在生态环境意识教育中,应该强调在发展生产的同时,要保护好生态环境及自然资源,实现资源的可持续利用与环境的保护,用人类与环境和谐共生的可持续发展的战略思想为主导进行教学,使学生将来走上社会后,能自觉地用可持续发展的新观点、新知识去改变传统的不可持续发展的生产方式、消费方式、思维方式,使人与自然协调的发展。

二、生态环境意识教育可采取多种教学形式

1.结合教材,在课堂上进行生态环境意识教育。

课堂是师生相互交流的场所,是学生接受知识的主阵地,也是实施环境意识教育的主渠道。依据教材内容、因地制宜地进行生态环境教育,是在初中生物课堂教学和课外活动中加强环境保护教育的主要形式。七年级教材第一单元是“生物和生物圈”,专门介绍生物与环境的关系,涉及许多基本概念和原理,目的在于使学生通过学习全面了解生态环境有关知识。生态环境知识贯穿于整个课程体系,各章节都蕴藏了许多这方面的素材。如关于“水资源”---水是生命的源泉、水对生物的重要性、水资源的短缺、饮用水时刻面临污染、保护水资源等等,渗透到许多章节。教师要充分重视,具体分析研究,使课文的知识与环境教育有机结合,让学生在学习过程中,树立环保意识,达到教育效果。

2.补充教材,适时进行生态环境意识教育。

人类只有一个地球,地球是人类和其他生物共同的家园。当学习“保护生物的多样性”时,使学生了解:随着植被的减少,生态环境的破坏,工业和生活用水的增加,水的污染日益加重,目前出现了江河水位急速下降、湖泊萎缩导致航运受阻,以及水资源危机。一项权威资料显示: 18世纪人类为土地而战; 20世纪的工业社会,人类为能源而战; 21世纪,由于全球化的生态环境被严重的破坏,有专家预言,全人类将为水而战。这些事实向学生敲响了警钟,引导学生关心人类生态危机,爱护我们的环境,珍惜每一滴水。

3.通过习题的分析,渗透生态环境意识教育。

生态环境问题在生物练习题中亦有体现。因此,选用适宜的项目,让学生在解答问题中培养分析问题、解决问题的能力,也学会在深思熟虑中增强环保意识。例如,学习“生态系统”这一章时,补充下面这道习题: 20世纪50年代,DDT作为一种植物杀虫剂运用于欧亚及美洲大陆,但是后来人们却发现从来没有使用过DDT的南极地区的企鹅及北极附近的因纽特人体内也有DDT存在。试运用所学知识分析其中的原因,并谈谈所受的启发。

三、寓“生态意识教育”于丰富多彩的活动中

课外活动是课堂教学的继续。有些教学内容必须在课外通过学生参与才能完成。如探究废电池对生物的影响、酸雨对生物的影响等时,需要学生课余的参与,并通过实践使学生认识到环境保护的重要性,进而使这种认识转变成真正的行动。由于课外活动形式多样,生动活泼,结合课外活动开展生态意识教育能联系实际,具有针对性强,学生耳闻目睹,效果更为显著。

结合重大纪念日积极开展专题活动。在“世界环境日”(6月5日)、“地球日”(4月22日)等举办相应的知识讲座、知识竞赛或观看有关录像;在校内定期举办图片展览、黑板报、墙报等,宣传环保知识,披露环境污染情况;组织指导学生利用课余时间对自己所在城市环境状况进行调查,重点了解当前的环境状况与生物生存状况之间的关系,提出建议等。并以“爱护环境,保护我们共同的家园”为主题写小论文。

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[关键词]高中生物 复习教学

1未雨绸缪,合理有序

一进入高三阶段,老师应首先认真研读当年考试说明,明确考试范围、能力要求,同时把当年全国各地高考试卷对照考试说明逐题分析弄清每一题所考查的知识点、能力要求及问题情景、命题形式等;并与往年试卷作对比,弄清高考常考的主干知识点、高考变式题背后有没有改变的根本性东西。在充分研讨的基础上,制定复习计划。主要分为三个阶段:选修新课学习、章节复习和专题复习。一轮复习侧重基础知识的全面巩固,构建单元知识结构,重点梳理单元内知识脉络。二轮复习根据本学科知识内在联系,把必修选修三册教材共十四个单元分七个专题,侧重跨章节知识联系的构建,强调综合分析、知识迁移能力的形成。三轮复习侧重于课堂限时训练和综合模拟训练。让师生做到心中有数,有章可循。第一轮复习要全面阅读教材,查漏补缺,夯实基础。在复习中,应静下心来把生物课本梳理一遍,加强和巩固对知识的理解,并及时解决有疑问的知识点。在此基础上自己构建一些知识网络,提高课堂学习效率,变课本知识为自己的学问,这样才能以不变应万变。另外,对基本的实验原理、实验操作、实验设计应有一个比较清楚的思路,这样遇到具体的实验题型才能临阵不乱。第二轮复习不是“炒剩饭”,而是要在第一轮复习的基础上进行总结、综合和深化。第二轮复习要明确重点、难点。深刻理解每一个知识结构及其知识点中的重点,突破难点,把分散在各章节的有联系的知识点进行整理,以体现知识问的本质因果关系和整体性,即进行专题复习。第三轮复习主要是回归课本,梳理基础知识。看纠错本,加强记忆。检视自己曾经出现过的失误,找到自己知识的漏洞,思维方式的偏差,解题规范的疏漏,错误集中的点作为训练重点,有目的地精选一些材料进行训练,不让同样的错误在高考中重现。

2夯实基础,强化能力

学习中的首要任务就是要抓基础,对生物学基本概念、基本定律、实验操作的基本过程等基础知识要逐一弄清,达到融会贯通、熟能生巧的地步,从而应加强对“双基”的强化训练。在复习中,要注重知识的内在联系,将所学知识先串成链,再织成网,使知识结构化、网络化,将所学知识浓缩其中,了解各知识点在知识体系中的具置,清楚各知识点之间的内在联系。讲究知识的梳理,注重扫描,加大知识的外延。如复习到细胞分裂,可结合高中阶段所学过的分裂方式(二分裂、无丝分裂、有丝分裂、减数分裂)比较复习。又如,关于DNA的结构与复制,如果只有DNA的双螺旋结构的印象,碱基互补配对等零散的知识,就证明没有形成知识结构。而能够知道DNA的结构包括DNA的化学结构、空间结构、结构特点及具体内容;DNA的复制包括概念、复制时期、条件、过程、特点、意义和差错结果,并将这些知识罗列起来,就形成了知识结构。知识网络是在知识结构的基础上,找出知识的内在联系而形成的,正如交错的食物链形成食物网一样。例如,上述关于DNA的结构和复制的知识结构,再把它和基因突变、染色体变异、有丝分裂、减数分裂、遗传规律等联系起来,就形成了一个知识网络。

3讲究方法,联系实际

复习方法要得当。生物高考复习中,一般要使用三种常见的复习方法。第一,比较复习法:在复习中,使学生能运用比较法进行知识的横向和纵向比较。如组成酶与诱导酶的比较,原核细胞和真核细胞的比较,高等植物细胞和动物细胞亚显微结构的比较;三大营养物质的来源和去路的比较,三大营养物质均可来自食物,除蛋白质外,均可贮存,均可由其它物质部分转化;碳循环、氮循环、硫循环的比较,比较它们进入生态系统的途径、形式及回到无机自然界的途径、形式;还有光合作用和呼吸作用的比较,三大遗传规律的比较,各种育种方法的比较,等等。第二,串连复习法:复习时可把分散在各个章节中的知识串联起来,使学生对知识有全面的理解。如:有关蛋白质的知识主要分散于第一、第二、第五章中,第一章中介绍了蛋白质的组成元素、基本单位、合成场所、结构和功能。第二章讲了蛋白质在人体内的消化、吸收和代谢等。第五章谈到了蛋白质的合成受基因控制,包括转录和翻译两个生理过程。复习时,可以把这些知识串起来复习,使知识更系统化,这样可提高学生解综合题的能力。第三,联想迁移法:如:复习膜的流动性,可联系到主动运输、内吞、外排、受精作用、细胞融合、卵裂、递质的释放等。一般常用的思维有求同思维、求异思维、发散思维等。只要我们方法得当,往往就会事半功倍。

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文件编号: 1003 - 7586(2016)06 - 0010 - 02

1 数学模型建构教学的理论依据

模型建构教学活动以学生为主体,以建构模型为主线,让学生在探究过程中交流、学习。它重视学习过程的主动性和建构性,强调学生以个体的学习经验建构对新事物的理解,从而形成新的概念,掌握解决问题的方法和技能。教师在教学过程中用好模型建构,对提高学生生物科学素养有很大帮助。

数学建模是指通过数据解释实际问题,并接受实际的检验。生物学教学建模时,教师引导学生利用生物学基本概念和原理,理解用数学符号和语言表述的生物学现象、本质特征和量变关系。生物学数学建模一般包括5个基本环节:模型准备、模型假设、模型建构、模型再建构和模型应用。

2 数学模型建构教学在初中生物课堂教学中的实践

以“生态系统的稳定性”为例,阐述初中生物数学模型建构的教学实践与思考。

2.1 模型准备

建构数学模型,首先要了解问题的背景,明确建模的目的,收集必要的各种资料和信息,弄清对象的特征。

“生态系统的稳定性”这节课选自北师大版八年级下册第二十三章第四节,可分为生态系统稳定性的概念、稳定性形成的原因以及稳定性的破坏三个部分。第三节中的生态系统的食物链和食物网以及生态系统的物质循环、能量流动为本节学习基础。生态系统的稳定性形成的原因既是本节课的教学重点,也是教学难点。通过数学建模的方法,可以把生物之间通过捕食形成的数量变化关系,更加直观、有效地呈现出来,有利于学生对生态系统自我调节能力的理解和掌握。

2.2 模型假设

合理提出假设是数学建模的前提条件。在本节教学内容中,教师引导学生尝试建立生态系统中各生物之间通过捕食关系所形成的数量变化曲线图模型,引导学生提出合理的假设。

2.3 模型建构

根据所作的假设,教师分析学生的学情,创设问题情境,引导学生逐步建构出数学模型。

八年级的学生已经具有利用曲线统计图统计、描述、分析数据的能力,具备建模的知识基础。教师在教学中通过创设由易到难、层层深入的问题情境,引导学生提出问题、分析问题。学生在教师的引导下,逐步建构数学模型。

教师利用导学案,引导学生分析凯巴森林中鹿与狼的数量变化,并启发学生思考:

不同生物之间通过捕食关系如何相互影响?

分析二者数量峰值不同步的原因是什么?

分析当狼的数量上升时,鹿的数量会发生怎样的变化?

如果鹿的数量变化了,又对狼产生怎样的影响?

继而,学生进一步分析:狼的数量下降的话,鹿的数量会发生怎样的变化?引起该变化的原因是什么?

教师引导学生分析得出:生物之间通过捕食关系相互影响和相互制约。

这样引导学生归纳生态系统稳定性形成的原因,逐步建构数学模型。

2.4 模型再建构

个人或小组最初建构的模型是否科学、合理,必须经过模型检测。教师可以引导学生分析其他生态系统生物之间的数量关系,进一步验证模型是否科学合理。课堂上师生之间通过相互交流和评价,完成模型的再建构。

课堂上学生代表展示自己建构出的数学模型,并进行合作交流。

2.5 模型应用

模型应用是运用建构的数学模型解决生产实际、生活实践中生物学的疑难问题。教师启发学生围绕凯巴森林应用模型解决生活中的实际问题,并要求学生思考:生态平衡受到严重破坏的凯巴森林,要恢复到1906年以前的状态,可采取哪些措施?

学生在对问题的思考中,进一步深化概念理解,并应用自主建构的数学模型,分析解决实际问题,感悟数学模型建构方法在研究生物学问题上的重要价值。

3 数学建模教学的教学收获

3.1 数学建模教学培养学生的动手动脑能力

数学建模是一个创造性的活动过程,要经过不断的分析、讨论和修改。应用数学建模的方法进行教学,不是教师硬性灌输知识,而是学生在教师的引导下,动脑动手建构数学模型。

3.2 数学建模教学实现学生学习方式的蜕变和提升

新课程改革的重要突破口之一就是转变学生的学习方式,由过去的被动学习转变为主动学习,完成由以教师、知识为中心,向以学生发展为中心的转变。教师在课堂上给学生充分的自主学习的时间和空间,并通过一系列的问题引导学生逐步建构出数学模型,促进学生的主体性发展。教师在放手让学生独立思考、自主建构的基础上,组织学生开展合作交流。通过合作交流使学生从不同角度思考问题,对自己和他人的成果进行反思,在合作交流中相互启发、共同发展,培养合作精神和参与意识。

3.3 数学建模教学引导学生更加直观、科学、有效地建构新的知识体系

数学建模教学的目的是让学生在建构模型的过程中,理解生物学核心知识,提升自己的生物素养。数学模型本身又给学生一个直观、生动的印象,使静止的文字变得活跃、生动。例如:生物之间通过捕食关系形成的动态的数量变化,是一个奇妙而抽象的复杂现象,通过数学模型可以更加直观、简单地呈现这一现象。数学楗模教学也能够用于指导解决生活、生产中的实际问题。

3.4 数学建模教学有利于提高学生学习生物的兴趣

学生在建构模型的过程中学习生物知识,同时体验到模型建构成功后的喜悦感、自豪感。

3.5 数学建模教学有利于提高教师的教学素养

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【关键词】 物联网 食品溯源 信息感知

0 引言

物联网是物体与物体相连接的互联网。物联网的硬件实现需要具备感应器、RFID射频识别装置、GPS和GIS定位系统、无线通信系统、信息处理平台等实现物体互联并与互联网融合。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后,世界信息产业的第三次革命性创新,它聚合了现代信息科技、融合了感知与传感技术、通信技术、定位技术、人工智能与自动化等,进而达到人类与物体之间的智慧状态的交流,形成一个智慧的世界。

1 食品溯源的意义

食品安全溯源对于人民的身体健康以及全社会的稳定发展起着不可替代的作用。它是食品安全风险管理的重要措施,是食品安全生产、销售供应链全程控制的有效技术手段,一旦某一环节出现问题,可追溯至源头,找到问题所在并进行有效治理。食品溯源是指在食物链的各个环节(包括生产、加工、分送以及销售等)中,食品及其相关信息能够被追踪和回溯,使食品的整个生产经营活动处于有效地监控之中。

动物食品从生产到消费,以及从追踪到回溯的互逆过程如图1所示。随着人们生活水平的提高,确保动物食品的安全性已经成为当前急需解决的问题,但是动物食品的生产加工链条逐渐增长,环节增多,消费者很难从食品链的最终环节了解食品的来源和生产过程。因此引入食品溯源系统,可以提高食品供应链的透明度。随着物联网技术的发展,食品溯源系统也逐渐发展起来。

2 食品溯源在国内外的发展现状

国外溯源系统的发展现状:欧盟的动物食品可追溯系统主要应用在牛的生产和流通领域。牛肉可追溯系统是指牛肉从农场的动物养殖到运输、屠宰、分割、贮藏、加工和包装直至进行市场销售的生产链中,坚持生产和监管的透明度,并保持产品完整详尽的个体信息,防止与其它来源的产品混合,并保留相关的数据资料、检测报告及相关证书,供下游生产者及消费者查询和检查。日本从2002年开始制定法律对牛肉生产业强制实行可追溯系统。牛饲养场必须为每头牛戴上耳标,耳标上有个体识别号,饲养者必须记录每头牛的基本信息,包括标识号、品种、性别和饲养历史信息(如出生日期、转到饲养场的日期等)。目前日本己将食品信息可追踪系统推广到全国的猪肉和肉鸡等肉食产业,消费者购买商品时,通过包装可获取品种、产地和生产加工流通过程的相关信息。

我国溯源系统的发展现状:食品溯源系统在国内的起步比较晚,目前还没有在全国范围内推广,仅在部分地区或企业进行了部署。具体实现案例有邓峡的“金卡猪”工程,从2005年起,邓峡市开始运用计算机对生猪饲养进行全过程监控,实施生猪可追溯养殖。他们采用先进RFID技术,为每头生猪安装电子标签,建立起了生猪产业链“信息库”,实现生猪供应链透视化管理。在大连,基于RFID技术,建立了“肉牛质量安全追溯系统”,该系统是利用电子耳标采集信息,建立黑牛电子档案,将黑牛从出生到屠宰的全过程信息记录到数据库中,管理者通过网络可方便地了解每头牛生长发育情况、疾病情况以及饲料与兽药的使用情况,实现全程可追溯。综上所述,我国食品安全溯源系统的研究与推广尚处于初级阶段,在全流程、精细化、多部门食品安全溯源和协同监管等方面都还有待进一步加强。

3 物联网在食品溯源应用中的关键技术与问题

目前,物联网技术大部分尚处于研究成果向产业化应用转化阶段,其在食品领域的应用还存在以下亟待解决的关键技术与问题。

信息感知技术。影响食品品质的因素众多,为了保障食品安全,必须研究相应的感知技术; 同时,低成本单品标识技术是农产品和食品追溯与物联网的基础,为适应规模化、精准化、设施化的发展要求,具有良好环境适应性、体积灵巧便携、具备快速检测能力的低成本硬件系统亟待开发研究。从技术上讲,WSN用于监测的主要优点是传输距离比RFID大得多,且组网灵活、传感器种类多样、可探知的物理量众多。RFID虽然阅读距离短,但是被动式RFID的低成本、零能耗、易于与包装结合是其独有的优势。科学的规划设计、合理的布局,解决WSN与RFID的融合问题,将两者取长补短,将是下阶段研究的重点。

信息融合技术。在温度、湿度、光照度、振动频率、气体浓度等众多传感信息中,选择何种信息或组合来表达食品新鲜度、货架寿命期才最为合理?若需要多信息融合表达时,如何建立融合后能真正反映宏观指标的模型?在以上模型的建立中,如何引入诸如模糊理论、神经网络、人工智能等方法,才能使模型更具有实用性?以上基础性问题解决后,才有可能建立一套有实用价值的快速评估其安全性及预测其货架寿命的决策系统。

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如何形成一套学生能普遍接受的大众教学方法,这个问题让很多年青老师备受困扰。

一、找出难点,逐个击破

对于比较复杂和抽象的知识,学生学起来感到困难和枯燥,这是很正常的。教师这时就应指导学生突破难点,化难为易。一是教师要指导学生把抽象问题形象化。一般情况下,思维越离开具体事物就越抽象,与实际生活联系少的知识,就越难理解。因此,教师应经常借助图形、表格、模型、标本、录像等形象化的手段,帮助学生理解抽象知识。为了便于理解复杂、抽象的知识,就要尽量借助某种方式,使之与实际生活联系起来,如DNA的空间结构,老师用语言很难讲清楚,但出示一个DNA模型,几分钟就解决问题了。二要注意把复杂问题简单化。有许多生物知识的难点存在于生命运动的复杂过程中,学生准确全面地掌握这些知识比较困难。这时,教师就要引导学生,一是抓主要矛盾,二是抓矛盾的主要方面,就会使知识一目了然。例如细胞有丝分裂各时期染色体、纺锤体、核仁、核膜的变化,我们若将其总结为“前期两现两消,后期两消两现”,则其他过程就容易记住了。动物体内三大物质代谢过程很复杂,也可总结为“一分(分解)二合(合成)三转化”。

二、构建网络,以点带面

我们在学习生物的过程中,必须抓住生命基本特征这根主线,理清每个章节的基础知识和基本内容,把所学内容有机地与人类的生产实践、日常生活相结合,从而在脑中形成一条清晰鲜明的知识网络结构图。具体来说,构建知识网络可从以下两方面入手:(1)把握知识的纵向衔接,使知识连成一片。生物知识间有着密切的内在联系,例如生命的基础学习中,了解生命的物质基础为掌握生命的结构基础作了铺垫,而生命的物质基础和生命的结构基础又给理解细胞的分裂埋下了伏笔;又如遗传和变异这一章,不知道分离规律的实质根本无法继续学习自由组合规律。(2)关注知识的横向联系,使知识更加系统化、立体化。生物学科中的章节之间既有递进关系也有并列关系,内容互相联系、互相渗透。因此,我们要牢牢抓住生命的基本特征这根主线,丰富知识的内涵,扩大知识的外延,把生物知识汇成一张完整的网络。

三、掌握生物知识的内在规律

生物同其他事物一样,有自身的规律。学习生物和学习其他学科一样,也要遵循认识规律和大脑活动规律。因为,规律是事物本身固有的本质的必然联系。人的认识都是由少到多,由浅到深,逐步深化的。因此,生物学习不能急于求成。掌握生物规律将有助于生物知识的理解与运用,如学习减数分裂过程,开始只要弄清两次分裂起止,染色体行为、数目的主要变化。又如学习线粒体就应该抓结构与功能相适应的规律,这样比较容易理解并记住其结构。

在课下,要注意找出知识间的内在规律,在理解的基础上加深记忆,以便能够熟练运用,让老师所讲的内容真正被学生“同化”吸收。例如学习了细胞分裂,可以把一个细胞分裂周期中,染色体、DNA、染色单体的数目及关系罗列一下,列成表格,这对以后做题是很有帮助的。再比如在细胞分裂中,先有哪些细胞器参与植物的细胞分裂,又有哪些细胞器参与动物的细胞分裂呢?每节课后都把课本仔细地通读一遍,毕竟有些小知识,需要课下来补充。

四、归纳总结,定时复习

生物知识的内部既存在着联系,又有各自的独立性。在生物新课学习过程中,一般都是将知识分块学习。但当学完一部分知识之后,教师应该及时指导学生,进行归纳、总结,让知识形成网络,构制知识体系。以各知识点间的联系为线索,把各知识点串联起来,归纳整理成系统的知识。这样可以在学生脑子里形成完整的知识结构,也便于理解和记忆。

(1)注意理论与生物基本概念的联系。理论的掌握必须建立在对诸多概念的正确理解上。例如了解内环境与稳态理论的前提是弄懂pH值、体温、血压、血糖、渗透压、氧分压、电解质浓度等;同样,生态平衡理论的运用也离不开对种群、群落、生态系统、食物链、营养级等概念的掌握。

(2)用科学的理论来解释周围的事物和现象。为什么人会有“白化病”“病”?为什么要禁止近亲结婚?为什么说人不是上帝或神创造的,而是从古类人猿进化来的?为什么人类要保护鸟类?对于诸如此类的问题,我们都应当运用正确的理论去合理解释,从而使学生能将所学的知识加以实际运用,使其记忆更牢固,理解更深刻。