生物技术的含义范文
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篇1
关键词:经济增长;环境污染;扩展的EKC模型;面板协整
中图分类号:F222.3 文献标识码:A
Abstract: This paper, based on utility function, builds an extended EKC model. Through the analysis of panel cointegration, the conclusion is that the EKC curves of industrial waste water, waste gas is not any kind of “U-shape”, “inverted U-shape” or “N-shape”. There is causality between economic growth and discharge of industrial wastes, but the discharge standard of developed areas is remarkably different from that of under-developed areas; the differences of industrial structure have an effect on the discharge of wastes, especially when the proportion of secondary industry in the national economy is large, the discharge of industrial wastes will be more; the population density has an crowding-out effect on industrial wastes; the discharge of industrial wastes have a mechanism to force the government devote more to the pollution. The environments of Beijing and Shanghai are taking a favorable turn, while the situation in He’nan province is still worsening. To solve the problem of environmental pollution thoroughly, a rational and effective institution is needed. Only when the restraint of institution from objective point is great than the restraint of human’s own behavior, can the environmental problem be solved.
Key words: economic growth; environmental pollution; extended EKC model; panel co-integration
1971年《罗马俱乐部报告》出台之后,关于经济是否可持续发展一度成为广泛的争议话题,随后的讨论从资源枯竭问题转向了环境污染问题。目前经济学界一般用环境库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curve, EKC)表示经济增长与环境的关系。该曲线是指当收入超过一定的临界值时,按照人均值度量的经济活动的环境效应幅度会随着收入的增加而下降,就是说人均收入和环境污染呈现的是倒U型曲线关系。在人均收入水平比较低的情况下,随着人均收入的提高,环境污染加剧;Grossman and Krueger(1991;1994)研究表明,在人均收入达到一定水平 ,一般为 4000-5000 美元(1985年的美元计价),人均收入的提高将伴随着环境状况的改善。继Grossman和Krueger之后,许多实证研究结果都表明,在大多数环境质量指标与人均收入之间存在着倒U型的关系。Selden和Song(1994;1995)考察了四种重要的空气污染物(即SO2、CO2、NO2和SPM)排放问题,发现它们与收入之间都存在倒U型的关系。Xepapadeas和Amri(1995)证实对于大气中SO2的浓度也存在同样的结论。Grossman and Krueger(1995)使用比1994年的研究范围更广的环境质量指标数据进行了跨国面板模型分析,没有发现环境质量会随经济增长而持续恶化的证据,相反,他们选取的大多数环境指标在经济增长的初始阶段出现恶化,而随着经济增长呈现出稳定改善的过程。
随着人们生活水平的提高,将会追求更高的生活质量,因此对于环境污染的问题也会越来越受到重视,研究该问题的学者也越来越多。本文尝试建立一个基于效用函数扩展的环境库兹涅茨曲线,应用面板单位根和面板协整理论,分析我国分省的环境库兹涅茨曲线——我国分省经济增长与环境污染关系问题。
一、文献综述
对于中国经济增长和环境污染关系问题的研究,主要体现在两个方面:一种是对某一个省市的研究,主要适用OLS方法进行模型估计,但是很少见到对时间序列进行单位根和协整检验问题,然后根据回归结果分析EKC模型是否存在,进而提出相关的政策建议;第二种是利用分省面板模型回归分析,主要是使用Hausman检验判断使用固定效应模型还是随机效用模型,未曾见到对于面板数据进行单位根和面板协整检验问题。第一种情况的研究成果众多;第二种情况的研究成果很少,主要有:包群、彭水军、阳小晓(2005);刘燕、潘杨、陈刚(2006);于峰、齐建国、田晓林(2006);李达、王春晓(2007)。
包群、彭水军、阳小晓(2005)利用1996-2002年期间我国30个省份的面板数据,对我国经济增长与包括水污染、大气污染与固体污染排放在内的6类环境污染指标之间的关系进行了检验,实证结果发现倒U型EKC关系很大程度上取决于污染指标以及估计方法的选取,存在以相对低的人均收入水平越过环境倒U型曲线转折点的可能。
刘燕、潘杨、陈刚(2006)使用1990-2003年中国的省级面板数据对中国的经济增长与环境污染关系进行了计量分析,同时考察了中国的对外开放政策对环境质量的影响。结果表明中国的经济增长同环境污染之间并不存在简单的倒U型曲线关系,中国的经济增长与工业废水之间表现为一种倒N型曲线关系,与工业废气之间表现为N型曲线关系,与工业固体废物之间表现一种倒U型曲线关系。同时,分析表明出口同中国的环境污染之间存在显著的正相关关系;而外商直接投资与中国的环境污染之间却存在显著的负相关关系。
于峰、齐建国、田晓林(2006)在 Stern(2002)模型的基础上,以 SO2 排放量表征环境污染水平,对 1999—2004 年间除西藏、山西和贵州以外的我国28 个省、自治区及直辖市的面板数据进行回归分析,结果显示经济规模扩大、产业结构和能源结构变动加剧了我国环境污染,生产率提高、环保技术创新与推广降低了我国环境污染。并估算了这五要素对环境质量影响的各自实际贡献率。
李达、王春晓(2007)利用1998-2004年间我国30个省份的面板数据,研究了3种大气污染物和经济增长之间的关系。实证结果表明3种大气污染物与经济增长之间不存在倒U型环境库兹涅茨曲线。二氧化硫排放与经济增长之间呈倒N型曲线,与多数研究结果不相符;同时,第二产业比重、经济增长速度、单位GDP能耗和环境政策强度四个解释变量总体上对3个大气污染物的排放具有显著影响。
从上述文献可以看出,随着经济发展水平的提高,研究经济增长与环境污染关系的文章也似乎越来越多。上述丰富的研究成果对于我国或者某些省份和城市制定合理的环境措施,减少环境污染总量,降低环境污染程度都具有十分重要的指导意义。但是上述研究成果共同的遗憾是:一是模型简单,没有考虑到影响环境污染的其他因素,仅限于经济增长对于环境污染影响的研究和回归分析;二是实证分析手段和方法受到计量经济学理论和发展水平的制约。基于此,本文从上述两个方面进行补充和扩展分析,基于效用函数理论模型,建立中国的EKC模型,使用面板单位根和面板协整分析技术进行研究,希望结论能符合中国国情和实际,对于中国经济增长、环境污染和治理提出有针对性和有益的建议。
二、模型的建立与微观基础
考察经济增长与环境污染的关系问题,首先要分析两个变量的传导路径,因此要从微观传递机制入手,进而分析宏观层次上变量的依赖关系。
(一)模型的微观基础
我们首先建立一个代表性家庭个体的函数模型,然后将它一般化推广,形成一个包含更广泛个体的函数模型。
1.代表性个体的效用函数与污染函数。
假设一个代表性家庭消费C会导致污染H,因此家庭的效用函数为:
家庭消费越多,效用越高,因此 ;而污染越高,效用越低,因此 。由于污染是由于消费引致的,因此家庭如果减少污染,或者是减少消费,或者是对污染进行投入治理。令E为家庭治理环境污染的资源投入量,考虑到污染是消费的副产品,因此可以设定家庭污染函数为:
假设消费越多,污染越严重,因此消费和污染正相关,即 ;同时假定随着污染治理投入的增加,环境污染随之减轻,两者负相关,即 。假定家庭治理污染和消费的资源禀赋总量为Y(收入),则约束条件为C+E=Y。
假定效用函数为线性的,可以表示成如下形式:
表示单位消费产生单位效用,污染带来的边际效用损失为 ,且 。假定单位消费产生单位污染,并且污染治理函数设定为柯布——道格拉斯形式,具体表示为:
该形式表明,当不进行污染治理投入的时候,污染量H等于消费量C,污染量随着消费的增加而增加;随着污染治理投入的提高,当 时,污染量为零,即消除了污染。
2.函数的一般形式。
我们将效用函数扩展到多个个体,假定不存在外部性影响,则效用函数和污染函数可以表示为:
i=1,2,……n
其中, , , 。
求解得到最优消费为:
(二)环境污染模型的建立
从国内外已有文献来看,一般的EKC模型形式为:
y为环境指标,x为人均GDP,u为随机扰动项, 、 、 和 为待估参数。
当 , 时,y和x为线性关系; , , 时,y和x呈现“倒U”型二次曲线关系; , , 时,y和x呈“U”型二次曲线关系; , , 时,y和x为三次曲线关系,图形为“N”型; , , 时,y和x为三次曲线关系,图形为“反N”型;当 , , 时,表示环境污染不受经济水平的影响,两者之间没有关系。
根据Grossman and Krueger(1991;1994)对NAFTA环境效应得出的结论,经济增长对环境的影响表现为三个方面:规模效应(Scale Effects)、结构效应(Structural Effects)、技术效应(Technology Effects)。我们在此基础上对一般的EKC模型进行扩展,由于经济系统中产出的增长必然导致对环境资源需求的增加,同时向环境中排放各种废弃物的存量也在增加,经济发展会导致资源损耗和环境破坏,因此用人均GDP和人口密度来表示规模效应对环境的影响;用产业结构的变化表示结构效应对环境的影响;用单位GDP能耗表示技术效应对环境的影响;同时增加政策效应变量,用污染治理投入代表政策强度和政府政策导向。则本文扩展的EKC模型可以表示为:
其中,ln表示对变量取对数;H为环境污染量;i为个体单位,这里指省市自治区;t为时间序列; 表示截面效应; 是待估参数;y是人均GDP;G表示产业结构变化,这里为第二产业产值占全部产值的比重;M为非农业人口的人口密度;A为单位GDP能耗,表示技术进步;E为污染治理投入,表示政策强度;u为随机扰动项。
三、基于面板单位根和面板协整检验的实证分析
(一)数据的来源和说明
本文所用数据样本区间为1997-2005年,这是由于考虑到重庆从1997年才有数据,同时也是为了考察中国经济增长最为强劲这一时段对于环境的影响问题,从逻辑上来说这段时间变量的关联度应该最强。由于西藏缺少环境指标有关数据,因此我们考察的个体是除了西藏以外的大陆30个省市自治区。我们用工业废水排放量(FS,单位:万吨)、工业废气排放量(FQ,单位:亿标准立方米)和工业固体废弃物排放量(FW,单位:万吨)表示环境污染量,因此原模型变成了三个方程。其他字母所表示的变量如前文扩展的EKC模型所示:y是人均GDP(单位:亿元/万人);A为单位GDP能耗(单位:万吨标准煤/亿元);G表示产业结构变化,这里为第二产业产值占全部产值的比重(%);M为非农业人口的人口密度(单位:万人/公顷);E为污染治理投入(单位:万元),实际应用中对变量取了对数。所有数据均来自于有关年度《中国统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国国土资源年鉴》等权威数据资料库。本文所用软件是Eviews5.1和Stata9.0。
(二)面板模型与估计、检验方法
计量经济理论表明,众多经济变量尤其是面板数据大都是非平稳变量,用非平稳变量进行回归分析结果很大程度上表现为伪回归。为避免伪回归现象,需要对面板数据进行单位根和协整检验。
1.面板单位根检验。
面板模型进行回归分析之前进行单位根检验,这是避免出现伪回归的前提条件。面板单位根检验方法有别于时间序列数据单位根检验,主要为:LLC检验(Levin、Lin and Chu,2002)、Breitung检验(Breitung,2000)、Hadri检验(Hadri,1999)是相同根的检验方法,IPS检验(Im、Pesaran and Shin,2003)、Fisher-ADF(Maddala and Wu,1999;Choi,2001)检验是不同根的检验方法;LLC检验、Breitung检验、IPS检验、Fisher-ADF检验原假设是含有单位根;Hadri检验原假设为不含有单位根。本文所用数据和变量的面板单位根检验结果如表1所示,表中斜体数字表示该检验的结果和其他检验结果相反。
表1 面板数据的单位根检验
检验方法 lnFS lnFQ lnFW lnY
水
平
值 LLC检验 0.19(0.57) -1.08(0.14) 2.84(0.99) 6.2(0.99)
Breitung检验 4.19(0.99) -0.02(0.49) 1.04(0.85) 10.7(0.99)
IPS检验 -0.24(0.41) -0.39(0.35) 5.58(0.99) 5.64(0.99)
Fisher-ADF检验 59.1(0.58) 70.14(0.22) 25.3(0.99) 8.36(0.99)
Hadri检验 13.4(0.00)* 46.6(0.00)* 16.8(0.00)* 12.87(0.00)*
一
阶
差
分
值 LLC检验 -23.7(0.00)* -13.1(0.00)* -26.2(0.00)* -8.63(0.00)*
Breitung检验 4.84(0.99) -0.02(0.49) -1.94(0.02)** 1.85(0.97)
IPS检验 -4.09(0.00)* -4.2(0.00)* -3.92(0.00)* -6.53(0.00)*
Fisher-ADF检验 170.9(0.00)* 116.8(0.00)* 144.8(0.00)* 80.8(0.05)**
Hadri检验 0.12(0.45) -1.1(0.86) 0.58(0.28) 0.26(0.34)
检验方法 lnG lnM lnA lnE
水
平
值 LLC检验 -0.48(0.31) 8.13(0.99) -6.63(0.00) 11.5(0.99)
Breitung检验 3.77(0.99) 7.02(0.99) 4.2(0.99) -0.52(0.3)
IPS检验 0.69(0.75) 15.2(0.99) -0.27(0.4) -0.48(0.31)
Fisher-ADF检验 62.5(0.46) 46(0.94) 50.7(0.8) 13.1(0.99)
Hadri检验 15.47(0.00)* 17.7(0.00)* 13(0.00)* 22.5(0.00)*
一
阶
差
分
值 LLC检验 -10.55(0.00)* -5.87(0.00)* -22.8(0.00)*
Breitung检验 4.97(0.99) -3.11(0.00)* -5.6(0.00)* -4.5(0.00)*
IPS检验 -4.88(0.00)* -7.24(0.00)* -3.85(0.00)* -6.3(0.00)*
Fisher-ADF检验 109(0.00)* 110.6(0.00)* 95(0.00)* 160.4(0.00)*
Hadri检验 0.03(0.49) -0.18(0.57) 0.53(0.29) -1.05(0.85)
*、**分别表示在1%、5%的显著性水平上拒绝原假设;括号中数据是该统计量的伴随概率。
上述检验结果除了lnFS、lnFQ、lnY、lnG一阶差分值的Breitung检验,lnA水平值的LLC检验显著与众不同外,其他四种或以上检验方法检验结论一致,均表明上述变量是I(1)的,也就是说本文模型所用变量是非平稳变量。
对于面板模型,如果变量是非平稳的,进行回归分析之前需要进行协整检验,以判断是否可能属于伪回归。
2.面板协整检验。
Pedroni(1999,2004)以回归残差为基础构造出7个统计量进行面板协整检验,其中除了Panelν-stat为右尾检验之外,其余统计检验量均为左尾检验。4个是用联合组内尺度描述即Panel v-Statistic、Panel ρ-Statistic、Panel ADF-Statistic、Panel PP-Statistic;另外3个是用组间尺度来描述即Group ρ-Statistic、 Group ADF-Statistic、 Group PP-Statistic。如果各统计量均在1%(或5%)的显著性水平下拒绝“不存在协整关系”的原假设,表明非平稳的时间序列之间存在着协整关系。
Pedroni(1999,2004)基于残差的协整检验量最关键的是计算所假设协整方程的残差。
对于如下的协整方程:
,
其中, , 为独立变量的个数。
为了得到相关的面板协整统计量,首先要估计协整方程。为了得到两个组内统计量(panel rho-stat、panel t-stat)值,对原序列进行差分运算并估计如下差分方程:
其中,
由差分方程的残差值以及Newey-West(1987)的估计量可以计算出 的长期值,用 表示。
通过协整方程的残差 以及回归式 可以得到panel rho-stat和group rho-stat统计量。 的长期方差 以及同期方差 分别为:
并且令:
另一方面对于panel t-stat和group t-stat统计量再次利用协整方程的的残差估计 计算 的方差 。记:
, 。
Pedroni对于相关的面板协整检验量作了如下的表示:
panel rho-stat:
panel t-stat:
group rho-stat:
group t-stat:
对于每个面板模型利用近似的均值和方差既可以进行标准化。
对于面板协整检验而言其原假设 :对 ,即不存在协整关系;而对于组间统计量而言其备则假设为: :对 :而对于组内统计量而言其备则假设为: :对 。
本文所用变量的面板协整检验结果如表2所示。
表2 本文所用变量的面板协整检验
变量 面板协整检验结果
解
释
变
量
lny、
lnG、
lnM、
lnA、
lnE
被解释
变量
lnFS 组内
统计量 Panel ν-stat
-10.44* Panel ρ-stat 12.33* Panel PP-stat 10218* Panel ADF-stat -10.48*
组间
统计量 Group ρ-stat
14.86* Group PP-stat 无 Group ADF-stat 无
被解释
变量lnFQ 组内
统计量 Panel v-Stat
-10.44* Panel ρ-stat 12.33* Panel PP-stat 16.1* Panel ADF-stat -13.7*
组间
统计量 Group ρ-stat
14.86* Group PP-stat 无 Group ADF-stat 无
被解释
变量lnFW 组内
统计量 Panel v-Stat
-10.44* Panel ρ-stat 12.33* Panel PP-stat 1.3E+25* Panel ADF-stat -29.4*
组间
统计量 Group ρ-stat
14.86* Group PP-stat 无 Group ADF-stat 无
1.除了Panelν-stat为右尾检定之外,其余统计检验量均为左尾检定。
2.*表示在1%的显著性水平上拒绝不存在协整关系的原假设。
3.由于缺少西藏个别变量的统计数据,因此组间统计量两个指标无法计算。
三个方程变量的协整检验的组内和组间统计量在1%的显著水平上均表明拒绝不存在协整关系的原假设,因此上述三个方程存在协整关系,可以直接进行回归分析,不存在伪回归。
3.实证结果。
按照协整检验的结果,我们对三个模型进行了总体回归,回归结果制成表3。表中斜体数据表明t统计量接受系数为零的原假设。
表3 三个总体回归模型的样本回归结果
被解释变量lnFS 被解释变量lnFQ 被解释变量lnFW
lnY -0.79(-5.07)* -0.15(-1.22) -1.09(7.09)*
lnY2 0.32(2.86)* 0.22(2.44)* 0.23(2.02)**
lnY3 0.30(2.36)* 0.2(2.04)** 0.37(2.94)*
lnG -1.02(-5.04)* -0.21(-1.32) 0.87(4.37)*
lnA -0.68(-6.16)* 0.19(2.21)** -0.02(-0.14)
lnM -0.04(-1.2) -0.03(-0.88) 0.01(0.17)
lnE 0.94(54)* 0.75(54.9)* 0.76(44.4)*
R2 0.56 0.64 0.6
样本容量 240
1.解释变量系数后面括号里的数字是t统计量,下同。
2.*、**、***分别表示t统计量在1%、5%、10%的显著性水平上拒绝系数为零的原假设,下同。
上述回归结果表明,工业废水排放量和人口密度无关,主要受到人均GDP、产业结构、单位GDP能耗和污染治理四个变量的影响,并且污染治理投入与工业废水排放量正相关;产业结构、单位GDP能耗和工业废水排放量负相关,也就是说工业产值的比重越大、单位GDP的能耗越大,废水排放量就越少;反之则反是。工业废水排放量的曲线形式不同于前文所分析的“U”、”倒U”以及”N”形的任何一种。工业废气排放量与产业结构、人口密度无关,与单位GDP能耗、污染治理投入正相关;工业废气排放量的曲线形式也与已有成果不同。工业固体废弃物的排放量与人口密度、单位GDP能耗无关,与产业结构、污染治理投入正相关;曲线形式与工业废水排放量曲线一致。
目前面板模型的应用研究主要是基于Hausman检验的固定效应和随机效应模型,本文尝试在此方面进行分析,同表3结果进行比较分析。Hausman检验结果表明三个方程均适合使用随机效应模型,结果制成表4。
表4 基于Hausman检验的随机效应模型的回归结果
被解释变量lnFS 被解释变量lnFQ 被解释变量lnFW
C 10.57(28.7)* 8.2(18.5)* 7.7(19.5)*
lnY 0.15(1.69)*** 0.996(9.36)* 0.57(5.73)*
lnY2 0.075(1.63)*** 0.1(1.76)*** 0.03(0.6)
lnY3 -0.27(-5.74)* -0.09(-1.5) 0.03(0.65)
lnG 0.898(3.36)* 0.92(3.08)* 0.8(2.78)*
lnA -0.01(-0.108) 0.16(1.37) 0.18(1.59)
lnM -0.11(-1.7)*** -0.11(-1.99)** -0.06(-0.77)
lnE 0.074(3.29)* 0.08(2.9)* 0.05(2.27)**
R2 0.25 0.55 0.45
上述结果表明,lnFS、lnFQ、lnFW均与单位GDP能耗无关,并且常数项均为正。其中,lnFS、lnFQ、lnFW与第二产业的比重、污染治理投入正相关,lnFS、lnFQ与人口密度负相关,lnFW与人口密度无关。lnFS、lnFQ、lnFW的曲线形式不是“U”、”倒U”以及”N”形的任何一种。这个结论和包群、彭水军、阳小晓(2005)、刘燕、潘杨、陈刚(2006)、于峰、齐建国、田晓林(2006)、李达、王春晓(2007)所用面板数据分析的结果不同。
表3和表4比较,我们发现,表4的结果从理论逻辑上更合理一些,因此后文分析以表4的结果为基础。
lnFS、lnFQ、lnFW三个指标均与第二产业的比重正相关,这基本符合经济逻辑和人们的正常思路,工业产值的比重越大,工业排放量就越大,对环境的污染也就越大。lnFS、lnFQ、lnFW三个指标与人口密度呈现(或者不存在)微弱的负相关,表明产业升级带动的就业方向更加理性以及人们对于环境条件的要求提高;人口越是密集,对于政府控制环境质量的力度压力就越大,重污染企业的规划就越是可能远离人口密集区,lnFS、lnFQ、lnFW三个指标的排放量就越小,因此两者负相关。lnFS、lnFQ、lnFW三个指标均与污染治理投入正相关,似乎不符合经济逻辑的正常思路。因为一般来说,污染治理投入越多,各种工业排放量似乎应该越少,环境就越为改善。实际上,本文认为,工业废水、废气、固体废弃物的排放与污染治理投入有一种循环的“倒逼机制”,当工业排放量增加污染严重政府污染治理投入就增加环境随之改善政府就自然减少了污染治理投入(往往表现为监督管理力度弱化,这种弱化却表现为有关部门的内部理性。试想,如果环境质量一直很好,这个部门是否有继续存在的必要?同时国家也因为环境质量一直较好必然减少污染治理投入,势必减少某些部门的收入和福利)工业排放量增加(这一轮次的逻辑是一种博弈,因为企业废水等的排放会减少企业内部成本,所以一有机会增加三排对企业来说是提高收益)的恶性循环。正是因为政府、有关管理部门、企业站在各自立场独立行事,没有较好地协调运作和缺少对整个环境质量的使命感,也因为上述三个方面权利义务不对等,没有较好的奖惩机制等有效的制度安排,这种“倒逼机制”就会一直存在,这就导致。lnFS、lnFQ、lnFW三个指标均与污染治理投入正相关。
由于表4的结果具有逻辑基础,因此我们尝试在表4的基础上,分析和探讨分省的lnFS、lnFQ、lnFW的自主排放量,期望找到规律性的结论。我们按照表4的回归结果,将自主排放量编制成表5。由于对排放量取了对数,因此结果存在负数,负数越小,表明自主排放量越小;数值越大,表明自主排放量越大。
表5 基于随机效应模型的各地区lnFS、lnFQ、lnFW的自主排放量
地区 lnFS lnFQ lnFW 地区 lnFS lnFQ lnFW
北京 -0.561 -0.919 -0.943 河南 0.714 0.915 0.713
天津 -0.782 -1.205 -1.783 湖北 0.795 0.385 0.236
河北 0.513 0.691 1.133 湖南 1.034 0.359 0.436
山西 -0.426 0.597 1.081 广东 0.97 0.314 -0.321
内蒙古 -0.719 0.403 0.378 广西 0.775 0.841 0.594
辽宁 0.832 0.535 1.036 海南 -0.842 -0.945 -2.199
吉林 -0.195 -0.122 -0.172 重庆 0.340 -0.39 -0.269
黑龙江 -0.197 -0.406 0.004 四川 0.912 0.740 1.066
上海 0.666 -0.712 -1.097 贵州 -0.865 0.721 0.950
江苏 1.124 0.164 0.001 云南 -0.347 -0.008 0.616
浙江 0.604 -0.102 -0.837 陕西 -0.324 0.146 0.564
安徽 0.38 0.496 0.698 甘肃 -0.769 0.107 0.064
福建 0.197 -0.756 -0.140 青海 -2.057 -1.066 -1.472
江西 0.169 0.052 1.295 宁夏 -1.665 -0.946 -1.465
山东 0.365 0.401 0.609 新疆 -0.642 -0.289 -0.775
工业废水自主排放量较大的几个地区(从大到小排序)有:江苏、湖南、广东、四川、辽宁、湖北、广西、河南、上海、浙江;工业废水自主排放量较小的地区(按照从小到大排序)有:青海、宁夏、贵州、海南、天津、甘肃、内蒙古、新疆。工业废气自主排放量较大的几个地区(从大到小排序)有:河南、广西、四川、贵州、河北、山西、辽宁、安徽;工业废气自主排放量较小的地区(按照从小到大排序)有:天津、青海、宁夏、海南、北京、福建、上海。工业固体废弃物自主排放量较大的地区(按照从大到小排序)有:河北、江西、山西、四川、辽宁、贵州、河南、安徽;工业固体废弃物自主排放量较小的地区(按照从小到大排序)有:海南、天津、青海、宁夏、上海、北京、浙江、新疆。 一个很有意思的情况是:工业废水自主排放量最大的几个地区除了广西,其余地区或者是经济增长较好的地区,或者是经济总量大省;而工业废水自主排放量较小的地区几乎无一例外的都是经济增长较为缓慢或者不发达地区。工业废气和工业固体废弃物自主排放量较大的地区基本完全重复,而且和工业废水自主排放量较大的地区差异明显,说明经济发达地区的三废排放和经济落后地区的三废排放标的不同,我们认为这是由于产业结构和产品结构不同造成的。三废排放较小的地区重复较大,基本上是西部或者经济落后地区。上述状况给我们提供的一个基本规律表明经济增长和工业三废排放具有因果关系
三排自主排放量都较大的地区有:四川、辽宁、河南;三排自主排放量都较小的地区有:青海、宁夏、海南、天津。前者的环境问题需要引起政府的极大关注,尤其河南,经济较为落后,环境污染较为严重,如此恶性循环,情景堪忧。对于后者,如何保障环境不会遭受进一步破坏的前提下,有效促进经济发展和增长,成为国家和当地政府的一项重要任务。
四、结论和政策建议
基于效用函数扩展的EKC模型的面板协整分析表明如下结论:
1.我国分省的lnFS、lnFQ、lnFW的曲线形式不是“U”、”倒U”以及”N”形的任何一种。
2.分省经济增长和工业废水、废气、固体废弃物的排放具有因果关系。
3.经济发达和不发达地区工业三废的排放标的显著不同。
4.工业三废排放对国家污染治理投入具有“倒逼机制”。
5.产业结构尤其是第二产业比重的增加会增加工业三废的排放量。
6.人口密度对工业三废排放具有挤出效应。
7.河南省的环境状况需要引起警惕,北京、上海的环境有明显改善的迹象。
根据上述结论,我们提出如下的政策建议:
1.我们没有看到分省环境和经济增长关系的转折点,我们的经济增长目前仍然是以环境恶化为代价。但并不是说经济的持续增长无法改变环境恶化的状况,北京和上海已经表明了EKC曲线在我国某些地区一定程度上成立。从目前的环境恶化状况出发,一味提高经济增长速度、忽视经济增长质量和牺牲人们赖以生存的环境为代价是不可取的,发达国家的先污染后治理的思路不一定在中国适用,因为国情和制度、以及人口压力不同。因此首先要从国家层面上制定有效的环境保护政策和措施,并且要能够做到有法可依,有法必依,执法必严,违法必究,否则只是落在纸面上的所谓环境保护法律必然形如废纸。同时利用各种渠道宣传和提高国人环境保护的觉悟,唤醒人们的环境保护意识,如果从人的心灵教育认识到人类发展和环境的辩证关系并不是用金钱所能买回来或者治理好的,人类行为导致的污染排放必然减少。总结来说,法律的健全和有效实行——明确的权责利关系——良好的道德品质教育,将有利于环境保护。
2.坚决杜绝工业三废排放对于国家污染治理投入的“倒逼机制”,不应该再出现“污染严重——投入治理——环境改善——治理投入减少——污染严重”的恶性循环,而应该是从源头抓起,真正做到谁污染谁治理,建立环境污染的诚信机制,制定有效的奖惩机制,杜绝环境保护领域的腐败,当制度机制代替了行为机制,当制度的客观约束高于人的主观约束,这时候的环境保护必将呈现良性循环发展态势。
3.一个地区的产业发展模式不应该是领导一言堂,而应该建立一整套的评估体系对项目的实行进行综合的可行性评估,包括对环境污染的程度与长期影响的评价,并且要备案,要建立负责机制,出现严重后果要有人负责,正确处理好责权利的辩证关系。同时要杜绝GDP唯上的地方政府绩效评价指标体系,建立一整套切实可行的包括环境状况的指标评价体系。
4.对个别整体环境污染严重的地区,要因势利导,尽快扭转环境持续恶化的恶性循环状态,具体问题具体对待的同时更要总揽全局,制定切实可行的综合治理措施。
参考文献
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篇2
[关键词]农业生物技术 教学实践 课程教学
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)08-0059-02
为应对生物技术在农业领域的应用现状和未来发展趋势,新疆石河子大学农学专业于2008年开设了农业生物技术课程,并将这门课程作为农学专业的专业基础课,该课程从多视角向学生系统、科学、通俗地讲述现代农业生物技术的有关概念、原理、研究方法和技术,应用情况和前景,存在的问题以及解决的思路和途径等,通过学习能够让学生紧跟时代步伐,为将来深造和独立从事生物技术领域的科技工作奠定基础。笔者结合自身的教学经验,从学生学的角度,老师教的角度,以及今后对该课程改进的思路进行探讨。
一、学生对农业生物技术的认识
(一)兴趣浓厚
学生对于生物技术的兴趣十分浓厚,对于抗虫棉、转基因食品等已经植根于人们生活中的现代生物技术产物有所了解,对于生物技术在农业领域的应用充满好奇和憧憬,这些内容激发了他们浓厚的学习兴趣,迫切想了解和掌握现代生物技术的相关理论知识。
(二)没有信心,认为太“难”
学生普遍认为,现代生物技术是高新技术,是科学家所从事的科学课题,高深而神秘,离自身太遥远。尽管他们已经接触过一些相关的理论知识,但对于DNA这些肉眼难以观察到的事物,人类如何对其进行改造,难以理解。所以一旦老师提出新名词,他们既觉得新鲜又有几分畏惧,担心自己不能理解这些知识。
二、笔者教农业生物技术的感受
(一)授课内容要精炼
生物技术课程是一门多学科综合的课程,涉及诸多方面的知识,有许多理论和技术无法包容在这门课程中,很难做到面面俱全。笔者所授的这门课程包括40课时理论教学和8课时实验教学,理论教学内容主要讲授基因工程和细胞工程的基本理论知识及其在农业领域的应用与展望。让学生多掌握知识的想法是好的,但内容过多、过细并不适合这门课程,多而细的内容只能使他们感到力不从心,脑子里的知识搅和在一起,不能很好地消化理解。讲解的过程也要精炼,如有的书将基因工程的内容用六个字进行概括:“分、切、接、转、筛、表”,短小的六个字,每个字中均包含了丰富的理论知识。只要理解了每个字的含义,就等于掌握了基因工程的基本内容。这种内容的提炼可以使学生从思想上抛掉“难”的包袱,有一种原来如此的释然。
(二)把握好讲授的深度
由于生物技术发展迅猛,各种新知识和新技术层出不穷,授课时要把握好深度,对于缺乏实践操作的学生而言,讲授得过深等于增加疑惑。如讲授DNA分子的切割和连接时,切割DNA的限制性内切酶常被称为“DNA的剪刀”,连接DNA的连接酶常被称为“DNA的胶水”,形象的比喻清晰地解释了两种酶的功能。另外,教材中介绍了多种限制酶和修饰酶,这时要重点教授几种常用的酶类,其他酶类一带而过,或不讲授,让学生阅读课外书籍寻找答案。
(三)教学手段要丰富
生物技术在农业领域的应用给我们带来了诸多惊喜和希望,相比之下,理论知识却显得乏味枯燥,有些甚至比较难懂,因此教学手段一定要丰富,使教学过程变得生动、直观、易于理解,激发学生的学习兴趣。
幻灯片的制作要精美,少一些文字,多一些图片,如“核移植技术”,对于学生来说是个新名词。该技术在植物中应用较少,在动物中的应用却很广泛,克隆羊“多莉”可谓人尽皆知,而它正是主要通过这种技术来获得的。通过讲解克隆羊多莉诞生的技术路线,不但能够激发学生的学习兴趣,还可以使学生较好地理解什么是“核移植技术”、克隆动物,甚至克隆人产生的原理。
看flas和电影是学生最喜欢的教学环节,再枯燥难懂的理论知识,通过这样的教学手段播放出来也会对他们具有巨大的吸引力。如今网络上有很多生物技术的相关影像,这些事物完全可以为我们所利用,创造出生动、活泼的教学气氛。如细胞工程中的种苗快繁一节,通过理论知识的讲解结合一段网络种苗快繁的视频,能够帮助学生很好地消化、理解基本的理论知识。
(四)紧密结合实验教学
农业生物技术是一门实践性较强的课程,抽象的理论知识增加了学生理解的难度,而真实的实验操作可以引起学生的兴趣,培养学生的科学思维、动手能力和创新意识,因此我们应结合实验进行教学。该课程仅包含了8课时的实验教学,课时较少,植物生物技术实验具有连续性、时间长的特点,所以我们选择了比较实用、常用的实验,包括DNA的提取和转化、DNA的PCR扩增、培养基的配置、外植体的消毒和种植操作,这些实验的开设可帮助学生巩固课堂中学到的理论知识,并加深对这些知识的理解。
(五)把握学科前沿,多充实自己,提高自我素养
生物技术的发展日新月异,仅讲授教材很难跟上其发展速度。我们需要在教学过程中,阅读大量的书籍、文献,把握学科前沿,及时了解生物技术发展动态及相关数据,总结出某一理论、某一技术或某一现状全面的知识,然后讲授给学生。如在讲授种植转基因作物的国家、种植面积、所涉及的作物及转化的基因时,需在网络上搜索最新的数据,使学生准确地把握转基因作物的种植现状;讲授转基因生物安全性争论时,应补充列举最近发生的事件,如2012年我国湖南衡阳小学生疑被喂食转基因大米的事件。通过这种方式,不仅可以传授学生最新的知识,还能不断地充实自己,提高自己的业务素养。
三、生物技术课程教学的改革
(一)需自编教材
该课程适合本科教学的教材较少,内容较为全面的教材价格昂贵,而价格合适的教材内容粗略。因此,需要申请立项,编制一本适合的教材。该教材主要包括基因工程和细胞工程方面的基础知识和在农业领域的应用,在内容上要体现基础性和前瞻性,既能使学生充分地掌握基本知识,又能了解该领域的前沿及发展前景。该教材还要兼顾基础理论与实际操作的统一,相应的章节编写对应的实验操作,使学生能够很好地将理论与实践相结合。在使用的过程中不断完善,编制出一本实用的教材。
(二)提前开设课程
农业生物技术课程开设对象是农学专业大四的学生,是较晚开设的少数专业基础课之一。学生在大四学年比较繁忙,他们的关注点会发生转移,由前3个学年刻苦学习争取奖学金,转移至研究生升学考试和找工作上。尽管大部分学生能够在课程上认真听讲,但仍存在部分学生在课堂上复习升学考试的相关内容,少数学生请假参加工作面试等问题,这些情况将直接影响教师的授课效果和学生的学习效果,因此需提前开设该课程。
(三)加强实验教学
通过生物技术实验教学环节,能够促进学生对课堂理论知识的理解。但由于生物技术实验所用的仪器、试剂和耗材均较为昂贵,如PCR仪、工具酶、移液器等,因此实验教学成本较高,导致教学内容较少,严重制约了学生将生物技术知识运用到工作实践的能力的培养。笔者认为,加强实验教学可从以下几个方面着手。第一,可以适当地增加实验教学的学时,增加实验内容。第二,可以将实验操作和多媒体教学相结合,对于时间长和较复杂的实验,通过播放幻灯片和录像辅助教学,在观看过程中对学生详细讲述整个实验流程,学生有疑问可反复观看录像,和老师一起探讨并及时解决疑问。这种实验教学方法不仅能够节能降耗,还能有效地利用实验室现有的各种资源,在有限的时间内使学生掌握更多的知识和技能。第三,新疆石河子大学农学专业所在学科有较好的科研平台,拥有宽敞的实验室和完备的仪器设备,是教师和研究生从事农业生物技术领域相关研究的理想场所,许多重大课题都是通过这个平台来完成的,但参与这些课题的均是农学专业的博士、硕士研究生,本科生少有机会参与这些课题。组织本科生参观研究生实验平台,向他们介绍相关课题的研究现状和意义,以及各种先进仪器的用途和操作流程,能使学生接触到本学科的前沿,激发学习兴趣,弥补实验内容少的不足,达到良好的教学效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 吕虎.现代生物技术导论[M].北京:科学出版社,2005.
[2] 瞿礼嘉,顾红雅,胡苹,陈章良.现代生物技术导论[M].北京:高等教育出版社;德国:施普林格出版社,2002.
[3] 薛金爱.浅析《生物技术概论》的教学实践[J].山西农业大学学报,2006,26(6):224-225.
篇3
海洋生物技术发展展望
近10年来,由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出,以及人类对海洋环境非凡性和海洋生物多样性特征的熟悉不断深入,海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术探究和应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会(以下简称MPS大会)在日本召开时仅有几十人参加,而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志,出现了火红的局面。《IMBC2000》在澳大利亚刚刚开过,《IMBC2003》的筹备工作在日本已经开始,以色列为了举办们《IMBC2006》早早作了宣传,并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示和交流探究成果,探索新的探究发展方向,同时也极大地推动了区域海洋生物技术探究的发展进程。在各大洲,先后成立了区域性学术交流组织,如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批探究中心,其中比较闻名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心,康州大学海洋生物技术中心,挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际探究中心和日本海洋生物技术探究所等。这些学术组织或探究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议探究讨论富有区域特色的海洋生物技术新问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下,原《海洋生物技术杂志》和《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报(以下简称MBT),现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。
为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术探究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术探究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学和生物技术交叉发展起来的全新探究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。
1.发展特征
表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术探究发展的主要特征。
1.1加强基础生物学探究是促进海洋生物技术探究发展的重要基石
海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,探究者非常重视相关的基础探究。在《IMBC2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的和会者摘要:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答摘要:分子生物学水平的探究成果增多了。事实确实如此。近期的探究成果统计表明,海洋生物技术的基础探究更侧重于分子水平的探究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础探究,对今后的发展将有重要影。
1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面
目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术探究发展势头强劲。布满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,非凡是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测和防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。
表1近期IMBC大会研讨的主要内容
表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表
1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术探究应用的另一个重要方面
利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的探究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用和发展。
1.4和海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的新问题
其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的平安性及控制新问题、海洋生物技术和生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定和实施倍受关注。
2.重点发展领域
当前,国际海洋生物技术的重点探究发展领域主要包括如下几个方面摘要:
2.1发育和生殖生物学基础
弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育和生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的探究是近年来海洋生物技术领域的探究重点之一。主要包括摘要:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。
2.2基因组学和基因转移
随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物的结构基因组和功能基因组探究成为生命科学的重点探究内容,海洋生物的基因组探究,非凡是功能基因组学探究自然成为海洋生物学工作者探究的新热点。目前的探究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术探究发展的重点。近几年探究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移探究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。
2.3病原生物学和免疫
随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害新问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其和宿主之间相互功能的探究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的探究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学和免疫已成为当前海洋生物技术的重点探究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探索、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其产物
海洋生物活性物质的分离和利用是当今海洋生物技术的又一探究热点。现人探究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,探究开发利用这些具非凡功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物探究也成为近年来海洋生物技术探究的重点方面。这一领域的探究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它非凡用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。
2.5海洋环境生物技术
该领域的探究重点是海洋生物修复技术的开发和应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及和其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要探究内容。
3.前沿领域的最新探究进展
3.1发育和生殖调控
应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1,探究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控功能,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要功能[1,对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1,建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1,建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1,建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2,进行斑节对虾生殖抑制激素的分离和鉴定[2,应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2,建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2,建立了将海胆胚胎作为探究基因表达的模式系统[2,通过基因转移开展了海胆胚胎工程的探究[2,探究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依靠的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3,探究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1;将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤功能[2;构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依靠于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆[3;用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的%26szlig;一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4;鉴定和克隆出的基因包括摘要:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因转移
分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1,建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了平安性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2;探究了超声处理促进外源DNA和金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3;应用GFP作为遗传标记探究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3;在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2;在转基因探究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4。
3.4分子标记技术和遗传多样性
探究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法探究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1。探究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1;利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性探究[2;探究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3;弄清了一种深水鱼类(Gonostomagracile)线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术探究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3;用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4。
3.5DNA疫苗及疾病防治
构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗[1;开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的探究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证实DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2;建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,探究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,探究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2;探究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3;建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3;探究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位[4。
3.6生物活性物质
从海藻中分离出新的抗氧化剂[1,建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1;从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的功能,从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2;发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3;从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4;从一种海洋细菌中分离纯化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4。
3.7生物修复、极端微生物及防附着
探究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1,探究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1;探究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1;用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,探究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2;从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高暖和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2;建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,探究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互功能,探究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉功能[3;分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4。
4.展望和建议
篇4
关键词 新课程 活化课堂教学 新模式
著名教育家吕叔湘说:“成功的教师之所以成功,是因为把课教活了。”如何让课堂活起来,让学生动起来,使生物教学成为师生共同参与的互动教学活动,并构建活化课堂教学的新模式?对此。本人进行了以下几个方面的探讨:
一、激发学生兴趣,倡导互动――探究式学习
生物学教学非常注重直观,而多媒体组合这种方式能够通过多种渠道、多种方式,刺激学生的多种感官,使学生能利用多种感官进行分析,进行学习,更加有效地实现教学的直观性。因此,在“互动――探究式学习”中自主构建知识,便成为了学生学习的最佳模式。此学习模式的含义是:在教师创设合理的教学情境、立足于“导”的背景下,学生积极主动地探究知识,通过师生、生生之间情知的互动,学生主动地提出问题、分析问题、解决问题,以达到掌握知识、培养能力、发展智力、深化思维等学习目标,并培养学生的创新意识、创新思维及实践能力,全面提高学生的科学素养。
二、活用教材资源。激发课堂活力
中学生物教材是生物信息的载体,是教师教和学生学的主要内容,它的综合性很强,涉及社会、经济、人文等因素,也与化学、地理等学科密切联系。目前,中学生物教学实行一纲多本,即围绕着一个教学大纲,出现了人教版、北师大版和苏教版等生物教材,各学校可以根据自己学校特色选用生物教材。在讲授《生物技术》这一节时,我没有用教材内容进行照本宣科,而是布置学生利用课余时间上网搜集生物技术的成果,然后在课堂上汇报搜集的资料,并组织课堂讨论,在此基础上师生共同归纳生物技术在医药卫生、食品、工业等方面的成果。这样,不仅拓展了学习内容,而且学生学有兴趣,学得主动,提高了学习效果。
三、联系生活实际,活化课堂教学
篇5
【摘要】本文综述了节水灌溉技术内涵、体系及发展趋势,在此基础上,提出了推进节水灌溉技术发展的4点政策建议。
【关键词】节水灌溉;技术,趋势,建议
节水灌溉技术的发展不仅是节水的需要,也是农业现展的需要。发展节水灌溉技术对于推进现代农业、建设节约型社会有十分重要的意义。为此,笔者就我国节水灌溉技术及发展趋势作一探讨。
1.节水灌溉技术含义及体系
节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的总称。灌溉用水从水源到田间,到被作物吸收、形成产量,主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收等四个环节。在各个环节采取相应的节水措施,组成一个完整的节水灌溉技术体系,包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。
节水灌溉技术体系主要包括以下几个方面:(1)灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。(2)节水灌溉工程技术。主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术、水稻节水灌溉技术及抗旱点浇技术。直接目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失,提高灌溉效率。(3)农艺及生物节水技术。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。(4)节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。
2.节水灌溉新技术
目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:(1)与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。(2)应用3S技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),遥感技术(RS)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。T是农田灌溉学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。(3)智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。
3.节水灌溉技术发展趋势
我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:(1)喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。(2)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。(3)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。(4)农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时,空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。(5)节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。
4.发展节水灌溉技术的政策建议
(1)提高发展节水灌溉技术的认识。我国是一个水资源短缺的国家,随着人口增加、经济发展、社会进步,农业灌溉用水要在用水总量基本不增加的情况下保障我国粮食安全,只能走内涵式发展的道路,灌溉必须走节水型的发展道路。因此,我们应加大对发发展节水灌溉技术的宣传教育力度,使全社会都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。
(2)形成发展节水灌溉技术内在机制。通过制定和运用好水价、水权这些经济手段,对农业用水需求进行有效调控,削弱低效益膨胀型的用水需求,杜绝无效益浪费型的用水需求,促进节约农业用水的需求,从而推进节约灌溉技术发展。
篇6
一、新颖有趣,贴近生活的导入激发学生兴趣
兴趣是最好的老师。因此在教学过程中,为了激发学生的学习兴趣,设计一些新颖有趣、贴近生活的导入显得尤为重要。
本人在《生态系统的结构》一节公开课中是这样导课的:一幅幅生机勃勃的生态系统的图片配以背景音乐,再加上我声情并茂的朗诵:“碧水,青草,牛羊……地平线之外一片苍茫。小小寰球在宇宙中旋转,承载着它的生命之网。”一开始就紧紧地吸引了学生的眼球,调动了学生的积极性,在接下来的课堂活动中,指导学生读书、提问、讨论,关于生态系统的成分及其作用都由学生自己从书本中总结出来,并且也加强了学生的情感教育。在“酶的特性”教学中,上课前我拿出一袋洗衣粉,学生睁大了双眼,猜测着洗衣粉跟上课有什么关系,由生活实际洗衣粉中加酶的事例、洗衣粉的使用说明、洗衣粉使用的注意事项等引出酶的特性、酶的影响因素等,从而开始讨论酶的特性及影响因素。
二、自主合作式的科学探究成为学生重要的学习方式
在课堂教学中,教师要善于运用图片、音乐、挂图、动作表演等各种各样的表现方式使学生切切实实地参与到教学中来,体会自己主动获取知识的快乐。
“DNA的复制”一课教学中,半保留复制一直是让学生头疼的一个问题,说起来容易,做起题目来理不清头绪。后来我就设想让学生自己想办法来探究表演DNA复制的过程,学生的智慧真是无限的,第二节课时他们就准备好了。学生的后背都贴上了四种碱基的名称,首先由男生根据碱基互补配对组成一个DNA分子,女生作为游离的碱基,在解旋的过程中,一个一个地与相应链上的碱基配对,最终形成两个DNA分子,每个DNA都是一条链是男生组成,另一条链是女生组成。由此形象地表示出了半保留复制的过程和特点,直观、好理解,最关键的是他们自己参与,乐在其中,通过自我探究,切实理解了半保留复制的含义。
三、大胆放手,把课堂还给学生,让课堂充满生命气息
新的教学过程的形成,首先必须让学生的内在潜能发挥出来,让他们在课堂上“活”起来,主动参与课堂教学。高三的生物复习课很容易上成满堂灌,因此,每节课课前留5~10分钟让学生对之前的知识进行系统的复习,把已经遗忘的知识自觉地捡起来,让他们在预习、独立思考基础上找出自己学习中的盲点,与同学讨论交流并解决问题。老师的复习讲解只针对他们提出而又未解决的问题,以及他们自己没有把握到的重点和难点。这样,压缩了课堂上教师讲授和指向个别学生的一问一答所占用的时间,极大地发挥了学生的主观能动性,更重要的是可以让不同层次的学生都能有所收获。
四、让生物课堂成为学生交流、实践活动的舞台
生物教学需要教师提供足够的时间和空间让学生去交流、去探索、去发现,这样才能让学生有机会绽放智慧的火花,展示自己的创新才能。例如,在选修三《生物技术的安全性及伦理问题》一课中,我事先给了学生很多资料和视频,再加上课本后面的正反两方观点,让学生自己课后收集整理资料和内容,开了一个小型的辩论赛,主持人、记分员、评委都由学生自己担当,整个辩论赛开得如火如荼,虽然这块内容在高考中并不是很重要,但通过辩论使他们更深刻地理解了现代生物技术的神奇魔力,以及生物技术的双刃剑,同时也培养了他们一分为二看问题的观点。通过这种辩论或小组讨论的方式,我们不难发现,学生的独立思考能力、动手操作能力、语言表达能力都比我们想象的要强得多。教师只要导之有方,通过开放性的问题、情景、活动,激发起学生的探究兴趣,学生就会积极地去探索,并主动思考问题。
五、尝试采用多种教学方法和多媒体教学手段,提高学习效率
我们在教学中有很多种方法可以使用,而且各有所长,如:谈论法有助于激发学生的思维,调动学习的积极性,培养他们独立思考和语言表述的能力。演示教学能使学生获得生动而直观的感性知识,加深对学习对象的印象;通过实验,可以使学生把一定的直接知识同书本知识联系起来,以获得比较全面的知识,又能够培养他们的独立探索能力、实验操作能力和科学研究兴趣。启发教学可以由一问一答、一讲一练的形式来体现・……不同的方式有不同的优势,因此,在具体的教学过程中,要多种方式相结合。通过开展媒体组合实验教学,使学生学得透彻,教师教得得心应手,大大增强教学效果。
如何发挥学生在教学中的主体地位,怎样做到将课堂切切实实地还给学生,是我们现在面临的一个很大的挑战,因此,在以后的教育教学过程中我们必须不断思考,不断探索,寻求最佳的教育方法,努力提高自身素质,让课堂成为学生的舞台,只有这样才能让课堂焕发出生机与活力。
参考文献:
篇7
关键词:县级数字农业系统建设总体构想
农业现代化是相对于传统农业而言的,其实质体现了当代科学技术在农业上的综合应用,它是一个历史的和动态的概念。在经历了原始农业、传统农业、工业化农业(石油农业或机械化农业)后,农业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识农业发展阶段。近些年来,随着现代科学技术的迅速发展,世界上兴起了以生物技术和信息技术为主导的新的农业科技革命浪潮,新型的农业模式――“数字农业”应运而生。
一、数字农业在世界及我国的发展
1998年1月31日,美国副总统阿尔.戈尔在加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球:21世纪人类认识地球的方式”的演讲,提出“数字地球”(DigitalEarth)的概念,“数字地球”很快成为世界各国21世纪的发展战略。“数字农业”(DigitalAgriculture)是“数字地球”的组成部分,是“数字地球”的子系统。依据“数字地球”的概念和含义,“数字农业”是指在数字地球的框架下,以有关标准和规范为指导,以“3S”技术(即,GPS技术,全球卫星定位系统;GIS技术,地理信息系统;RS技术,遥感技术)为支撑,运用计算机网络技术、通讯技术,使数据获取自动化,解决海量数据的存储与分析问题,实现农业数据的网络化,农业预测决策的智能化,最终实现农业的信息化。数字农业同时也叫信息农业、智能农业、精细农业和虚拟空间农业。海湾战争后,卫星定位系统(GPS)技术的民用化,促使它在国民经济许多领域的应用研究迅速发展,推动了“数字农业”技术体系的广泛实践。1993年,美国开始试行数字农业模式。1993-1994年,数字农业首先在美国明尼苏达州的两个农场进行试验。结果用GPS技术指导施肥的产量比传统平衡施肥的产量提高30%左右,而且减少了化肥施用总量,经济效益大大提高。数字农业的试验成功,使得其技术思想得到了广泛发展。目前,美国20%的耕地、80%的大农场都已实行这种模式,数字农业必将得到普及和发展。1996年,北美约19%的300公顷以上的规模化农场已经利用GPS技术,目前北美已有2000台谷物康拜因安装有产量传感器。近些年来,欧美等若干国家已开始对玉米、甜菜、土豆、甘蔗、棉花等联合收割机进行产量计量传感的研究,以处方图读入装置的可自动选择种子类型、按处方调节播量的小麦精密播种机、自动施肥施药机、可控喷水量的喷灌机等,均有商品化生产。与智能化农业机械配套的GPS定位系统,可用于农田土壤、苗情、病虫、草害的信息采集和操作,通过电子传感器和GPS装在联合收割机上的仪器,在整个收获季节,可以不断地记录下几乎每平方米面积的产量及其它信息。GIS用于数据存贮、分析、处理和表达地理空间属性数据的计算机软件平台,主要作用于土地管理、土壤成份、土层厚度、土壤中氮磷钾有机肥含量、当地历年来的气温、降雨、雷灾及大风风速等,以及作物苗情、病虫草害的发生发展趋势、作物产量的空间分布等方面的空间信息数据库和进行空间信息的各种处理,为建立作物栽培管理的辅助决策支持系统,投入产出分析模拟模型和智能化专家系统,作出诊断,提出科学处方,指导科学调控制作。
进入90年代以来,信息技术的飞速发展,真正使农业产业产生新的变革。我国农业在过去的20多年时间里,有了很大的发展。但是,与国外发达国家农业相比,还有很大的差距,而且差距是全方面的,主要问题是:目前我国农业生产投入大、产出少,科技含量低,资源的利用率和转化率偏低。据统计,国外发达国家农业产量的提高,83.3%依靠科技投入,只有16.7%依靠耕地面积的扩张。因此,解决我国农业存在的问题,必须依靠科技进步,新型的现代农业取代传统农业已成必然之势。我国对数字农业的认识尚处于启蒙阶段,但政府对此已予以高度重视。1998年6月1日,主席在接见出席中科院第九次和中国工程院第四次院士大会时,提出了发展“数字中国”的战略。1999年12月,数字地球国际会议在我国召开,作为数字地球的主要应用领域之一的数字农业,成为大会讨论的主要内容。我国也已经在新疆和北京分别建立了用GPS技术和遥感技术控制农业机械操作的试验地。尽管在实现数字农业模式方面还有许多基础工作要做,需要大量投入,但进入实质性阶段,应该为时不远。数字农业反映了农业现代化的大趋势,它必将成为21世纪农业的崭新模式。
二、县级数字农业系统建设的必要性
县级农业在全省乃至全国有着重要的地位,起着特殊的作用。县级数字农业系统建设,可以使农业各个方面(包括种植业、畜牧业、林业)的各种过程(生物的、环境的、经济的)基本实现数字化;各种农业信息技术广泛地应用于农业;在农业的各个部门(生产、科研、教育、行政、流通、服务等)基本实现数字化与网络化管理。黑龙江省庆安县是全国绿色食品之乡、国家级生态示范区、全国商品粮基地县和国家A级绿色食品水稻生产基地。现以庆安县数字农业系统建设的必要性为例,来说明县级数字农业系统建设是必需的和重要的。这样,不仅可以促进县级农业信息化的发展,而且,也可以对全省乃至全国农业信息化的发展起到示范、引导和推进作用。
(一)提高农业生产技术水平的需要
我们现在的农业生产技术还相对落后,农业品种繁杂,优良品种普及率不高,农业生产技术还主要停留在经验型阶段,农业先进技术的推广应用速度不快,传统的农业生产方式还制约着农业的发展。实现数字农业,可以使各种农业科学技术与专家经验通过网络系统,直接传播到农民的千家万户,各种现代化的种植、自动化的灌溉、科学化的施肥、智能化的温室以及现代化的养殖、现代化的育林系统,将在县级逐步普及,从而加快提高县级农业生产技术水平。
(二)加快农业生物技术应用的需要
农业生物技术是现代农业中增加产量、提高品质的重要手段,而县级农业生物技术的应用还十分有限,以农业生物技术促农业发展和加速发展的潜力还非常巨大。只有实现数字农业,才能把农业生物技术信息与农业的发展紧密地结合起来,进而加大县级农业生物技术的应用范围。
(三)增强农民科学文化素质的需要
农民科学文化素质对农业的发展至关重要。但是,县级农民的科学文化素质还普遍不高,不能适应现代农业发展的要求。实现数字农业,通过网络的信息传递,农民将终身地接受最先进地科学文化教育和农业技术教育,必将加快提高县级广大农民的科学文化素质。
(四)促进农业向优质、高产、高效发展的需要
发展“两高一优”农业是市场经济的客观要求,县级各种农产品虽然单产不低,但农产品的品质普遍不高,直接影响农产品在国内外市场竞争的能力和农民的收益。实现数字农业,可以使农民通过先进的信息手段,运用先进生产模式,促进“两高一优”农业的发展。
(五)加大产加销一体的农业产业化步伐的需要
农业与工业不同,它既受自然规律的影响,又受市场规律的制约,属于弱质产业。农民一家一户的生产经营,规模小、风险大、效益差,很难形成主导产业和主导产品,很难形成区域优势。只有走销、种养加、贸工农、农科教一体化经营服务的农业产业化之路,才是农业走出弱质产业的根本途径。实现数字农业,各种农产品加工、保鲜、储藏都将得到电子信息技术的武装,提高自动化的程度;电子商务的应用,必将扩大县级农产品的国内外市场,广大农民将直接与国内外市场建立联系,了解国内外的市场动向,以便对农业的生产与销售做出相应的决策。
(六)保持农业可持续发展的需要
农业的可持续发展决定着人类的生存与发展。县级生态环境还存在着诸多不如人意的问题。实现数字农业,依靠宏观农业模型与宏观决策系统的支持,使县级的农业发展与农业环境资源治理协调统一;农业遥感技术和地理信息系统与农业模型的结合,将使县级对农业环境资源的动态监测工作更为完善;依托网络技术和数据库技术,及时正确地掌握农业环境资源数据,及时地制定和调整政策与对策,使县级农业沿着最合理的方向可持续发展。
(七)加速县级农业与世界农业接轨的需要
入世以后,我国的农业发展受世界农业的影响和制约,这是一个非常现实而又十分紧迫的问题,解决这一问题的关键在于实现数字农业,利用现代信息网络手段,应用最先进的农业技术,提高农产品质量,加强农产品竞争力,使农业技术,农产品质量和价格与世界接轨。
总之,建立数字农业系统,实现数字农业,必将使县级农业面貌得到极大的改观,农业会从一种低水平的依靠经验为主的产业,转变为一种高水平的依靠高新技术的产业,实现传统农业向现代农业的转变。
三、县级数字农业系统建设的总体构想
数字农业是发展现代化农业的大趋势,是一个挑战性的国家目标,是一项巨大的不间断的系统工程。抓好县级数字农业系统建设,将对全省乃至全国发展数字农业起到示范、引导和推进作用。县级数字农业系统建设的技术创新点,在于技术应用上的创新,在于系统管理上的创新,在于运行机制上的创新。
数字农业系统建设的着眼点应该是农业因素和过程的基本数字化,农业运行机制的基本数字化,农业信息技术全面应用的普及化。
数字农业系统建设的立足点应该是利用五年左右的时间,构建县级数字农业系统基本框架。重点是搞好五大系统建设,即农业数据库系统建设、农业控制系统建设、农业监测预测系统建设、农业决策支持系统建设和农业网络信息系统建设。
(一)构建农业数据库系统
农业数据库系统建设,主要侧重于三个方面,即农业生物数据库、农业环境资源数据库和农业经济数据库。农业数据库的建立,是数字农业的最基础工作。在建设过程中,遵循项目设计的规范化,坚持完备性、扩充性和实用性原则,充分保证数据一致性和完整性。在农业生物数据库方面,对各种农作物、畜禽水产生物、食用菌藻生物建立其品种、品系和近缘生物的数据库;各种农业病菌、农业昆虫、农业微生物建立其分类体系,特性特征、生态类型、生理小种的数据库。在农业环境资源数据库方面,建立尽可能完备的气候气象数据库、详尽的土壤资源数据库、水资源数据库和农业环境数据库。在农业经济数据库方面,建立比较完备的人口、土地、耕地,各种作物面积和产量,各种畜禽生物的数量,农民收入、农民消费、农民就业和乡镇财政等数据库。
(二)构建农业控制系统
农业控制系统建设,主要侧重于两个方面,即农业自动化和精确农业。农业自动化是将环境监测、数据采集、数据分析、数据传送与环境控制的软件和设施相结合的整套系统。精确农业由于播种、施肥、灌溉、用药等操作在用量上更为精确,因此,可以达到优质、高产、高效,并且将对环境污染减轻到最低的程度。在农业自动化方面,对粮食、蔬菜、畜禽产品的保鲜、储藏实施自动化技术;对温室大棚进行自动化控制。并且,把自动化技术应用于微生物发酵、农业菌藻生物的培育和农产品加工。在精确农业方面,应用现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术,进行精确播种、精确施肥、精确灌溉、精确用药和精确收获。
(三)构建农业监测预测系统
运用地理信息系统(GIS)与遥感技术(RS),对农业环境资源进行监测和预测。地理信息系统是将系统科学、信息科学、计算机的数据采集、处理和分析模型,数据库技术与计算机图像技术密切结合起来的综合性技术。遥感技术是将空间技术、传感器技术、通讯技术与计算机技术相结合的综合性技术。地理信息系统与遥感技术的结合应用,将使农业资源环境的监测与预测得到根本性的改观。农业监测预测系统建设,主要侧重于五个方面
(1)农业土地、耕地、土壤、森林、草原、水面等各种农业资源的探测、评价与动态监测。
(2)各种农业灾害(洪涝、干旱、风暴、病虫害等)的实时监测与预测。
(3)各种农业作物面积与产量的监测与预测。
(4)农业环境(大气、土壤等)污染的监测与预测。
(5)各种农业作物、畜禽、水产,经济林木的地区适应性分布的研究,为农业产业结构调整提供依据。完成以上任务,需要与各种相应的农业模型相结合。
(四)构建农业决策支持系统
农业决策支持系统是应用各种专门的计算机软件,帮助对农业中的各种问题进行决策。农业决策支持系统建设,主要侧重于四个方面:(1)农业规划系统(PS)∶应用运筹学中的各种数学规划方法(如:线性规划,非线性规划,动态规划,整数规划,决策论等),对农业问题进行决策。
(2)农业专家系统(ES)∶应用专家经验的计算机软件,解决一些主要依靠专家经验进行决策的农业问题。
(3)农业模拟决策系统(SDS)∶将农业模拟与决策相联系,主要采用二种方法:其一,通过计算机的模拟性试验;其二,将模拟与专家系统相结合,这种方法与单纯的专家系统相比,其机理性较强,但在决策中还是要受到专家经验的局限。
(4)农业模拟优化决策系统(SODS)∶将农业过程的模拟与农业的优化原理相结合,在此基础上,做出各种农业决策的完整软件系统。SODS在农业生产指导上,既有很强的应用性,又有很强的通用性。同时,它还有预测的功能,可以提高农业生产的预见性。
(五)构建农业网络信息咨询系统
农业网络信息与咨询系统是向社会公众提供服务的窗口,包括部分业务数据、图形图像数据以及多媒体数据等。农业网络信息与咨询系统建设,主要侧重于硬、软件两个方面建设。就硬件建设而言,数字农业系统建设的各种信息都需要计算机网络荷载,这就需要建设好中心交互平台。就软件建设而言,数字农业系统建设需要搞好各类信息的处理,建设各种数据库,以满足各有关部门及用户的需要,这就需要建设好数字处理中心。搞好中心交互平台建设,中心交互平台是“数字农业”心脏,纵向上与国家、省、市 “数字农业”平台链接,下与各乡镇(林场)平台链接,通过乡镇(林场)平台与村及农户(包括林业生产点、养殖场)联网;横向与农、林、水、畜、机、气象等涉农部门局域网平台链接。搞好数字处理中心建设,数字处理中心是“数字农业”的“数字原料”集散地或贮存库,它把农业的各种原始数据,通过数字处理中心收集、整理、加工后,根据需要,分门别类的贮存于各种数据仓库。同时,它又把接收国家、省、市的需要再加工的各种信息,也贮存于数据仓库,供领导决策和涉农部门提取和使用。各有关系统加工后的“数字产品”和决策系统的信息,通过数字处理中心及时给用户,并在各种数据仓库中历史留存。
以上数字农业的五大系统建设,构成县级数字农业系统建设的基本框架。在其系统建设中,以数据库系统建设为基础,以控制系统建设为手段,以监测预测系统建设为工具,以决策支持系统建设为目标,以网络信息系统建设为窗口,重点突出中心互动平台建设。要在有代表性的重点乡镇,实行数字农业系统建设的试点工作。
参考文献:
[1]彭鹏,谢炳庚,侯伊林. 湖南师范大学.关于“数字农业”.农业现代化研究2000.4
篇8
节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌水方法,措施和制度等的总称。灌溉用水从水源到田间,到被作物吸收、形成产量,主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收等四个环节。在各个环节采取相应的节水措施,组成一个完整的节水灌溉技术体系,包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。
节水灌溉技术体系主要包括以下几个方面:
(1)灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。
(2)节水灌溉工程技术。主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术、水稻节水灌溉技术及抗旱点浇技术。直接目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失,提高灌溉效率。
(3)农艺及生物节水技术。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。
(4)节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。
2.节水灌溉新技术
目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:
(1)与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。
(2)应用3S技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),遥感技术(RS)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。T是农田灌溉学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。
(3)智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。
3.节水灌溉技术发展趋势
我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:
(1)喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。
(2)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。
(3)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。
(4)农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时,空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。
(5)节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。
4.发展节水灌溉技术的政策建议
(1)提高发展节水灌溉技术的认识。我国是一个水资源短缺的国家,随着人口增加、经济发展、社会进步,农业灌溉用水要在用水总量基本不增加的情况下保障我国粮食安全,只能走内涵式发展的道路,灌溉必须走节水型的发展道路。因此,我们应加大对发发展节水灌溉技术的宣传力度,使全社会都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。
(2)形成发展节水灌溉技术内在机制。通过制定和运用好水价、水权这些经济手段,对农业用水需求进行有效调控,削弱低效益膨胀型的用水需求,杜绝无效益浪费型的用水需求,促进节约农业用水的需求,从而推进节约灌溉技术发展。
(3)节水灌溉技术发展要符合农村实际。节水灌溉技术发展不仅是工程问题、技术问题,还是社会问题和经济问题。节水灌溉技术如果不能使农民从中得到实惠,就不能得到广大农民的真正拥护,就不能持续快速地发展起来。
篇9
关键词:有机磷农药 微生物 微生物源酶 降解
中图分类号:X592 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)004-089-02
自1960年以来,众多国家开始限制、禁止使用有机氯农药,其逐步被有机磷农药所替代,有机磷农药具有广谱、高效等众多优点,但是随着农业的卓越发展,其被过多使用,产生的负面效应也日益突显,其不仅污染了水资源,而且致使残留在众多农产品中的农药严重超标,食品污染现象十分严重,最终威胁了人类的生存、发展,继而不利于社会的全面、协调与可持续发展。至此,保护环境的时代背景下,有机磷农药的微生物降解问题备受世人关注,探究如何充分发挥微生物对降解有机磷农药的作用已成为环境保护的重大课题。
1 降解有机磷农药的微生物品种概述
当前,我们主要是从被污染的环境介质(例如:被污染的泥土、土壤)中来获取高效降解菌。现在人们已经分离出的对有机磷农药降解有良好效果的微生物菌群主要有真菌、细菌、放线菌及一些藻类。
真菌基于其较高的降解能力,人们十分关注,主要有:木霉属、曲霉属、酵母菌及青霉属等。颜世雷等有关人员经过长时间的摇床驯化培养从被污染的土壤里筛选得到2株曲霉菌株,其能够在高浓度氧化乐果环境下生长。当温度高达28℃时,其降解氧化乐果的比率高达70.38%及61.28%。
因为细菌具有容易引发突变菌株和生化多适应性的优点,故在微生物降解过程中它具有极高的地位。目前已经分离出的细菌有:芽孢杆菌属、假单胞菌属、黄杆菌属、节杆菌属、不动杆菌属、沙雷氏菌属等。例如:以解秀平为代表的有关人员从污水曝气池里分离出一株可以以甲基对硫磷以及其在降解过程中产生的对硝基苯酚是仅有的碳源的节杆菌属,其在5h内降解50mg/L的甲基对硫磷以及对硝基苯酚的比率达到85%与98%。而以金彬明为代表的有关人员主要是从受有机磷污浊后的海水样中筛选、分离出一株蜡样芽孢杆菌菌株,其在温度高达28摄氏度的情况下降解甲胺磷的比率高达48.9%。
除此以外,诸如可以降解甲拌磷、对硫磷等的小球绿藻属之类的一些藻类一定程度上也可以降解有机磷农药,但是学界对其的研究却少之又少。
2 有机磷农药的微生物降解机理分析
2.1 微生物的有关活动改变微环境继而间接促进农药被降解
通常有三类作用形式:(1)种间协同代谢,主要是指相同环境下的数种微生物相互联合来代谢一种有机磷农药,在此培养混合菌可谓是俱佳解决办法。(2)共代谢作用,即微生物虽然有可利用的碳源存在,但仍对原先不能够利用的物质进行分解代谢的一种现象。王永杰等人运用共代谢的方法从污泥中分离得到一株降解乐果的菌株G1,其降解乐果的比率高达60%。艾涛等有关人员以共代谢的方法分离得到一株降解乐果的真菌菌株L3,在120h之内,此菌株降解乐果的比率高达29.2%。(3)矿化作用,其主要含义是微生物直接将有机磷农药作为生长基质,并将把它全部分解成CO2和 H2O等无机物的过程。李晓慧从长期被毒死蜱污染的污水处理池里分离得到一株毒死蜱高效降解菌株,在24h之内,其可将100mg/L的毒死蜱降解完毕。石利利等人对假单胞菌DLL-1 在水溶液介质中对甲基对硫磷的降解有何性能、影响因素有哪些以及其降解机理是什么等做了深入、细致的研究,其结果表明假单胞菌DLL-1可以将甲基对硫磷全部转变为无机离子NO2-、NO3-,而对硝基苯酚是其中间产物。
2.2 微生物直接作用于有机磷农药
该降解方式的实质就是包括脱氢、氧化、水解、还原及合成等作用的促酶反应,要么是微生物自身就含有可以降解农药的酶系基因,或者是即是微生物自身没有携带可以降解有机磷农药的酶系,但是受农药的影响,微生物的基因也会随之发生改变或者重组,继而新降解酶系应运而生。在分离获得的具有抗辐射性的不动杆菌USTB-04降解甲基对硫磷的时候,没得到任何最终产物及中间产物。至此可得出:USTB-04并不是作用于P=O键,相反,其首先致使苯环上的C-C键发生断裂。而阮少江等发现,催化后的甲胺磷经甲胺脱氢酶PO43-及CH3SH。至此,其推断存在于自然界的甲胺磷的降解从P=N的断裂开始的可能性比较大。而且,具有不同的关于微生物降解其他有机磷的方法的报道。
3 限制有机磷农药的微生物降解的因素
3.1 微生物自身条件的限制
微生物本身的降解能力是限制有机磷农药微生物降解的因素中最重要的因素,不同种类的微生物,其代谢活动各具特色,适应性也千差万别,而且同类型的不同菌株对相同的有机底物的反应也各不相同。加之,微生物具有较强的适应环境的能力,很容易驯化,经过一阶段的适应新生化合物可以促使微生物产生与之对应的酶系降解它,且还可以借助于基因突变来构建新酶系降解它。传统主要是采用单一的微生物菌株的纯培养来降解农药的微生物,但是这一方式不如混合培养合理,前者一般情况下没有生物降解需要的整个酶的遗传合成信息,其在降解难度较高的化合物中没有充足的训话时间,继而无法进化出整个代谢途径,相反,后者则更能抵御微生物降解时产生的毒物质。
3.2 农药种类的影响
诸如农药化合物的空间结构、分子量、数量及取代基的种类均会或多或少地制约微生物对它的降解。一般地,高分子化合物的降解难度要比低分子量化合物的降解难度高的多,且复合物与聚合物抵抗生物降解的能力更强;空间结构复杂的要比简单的更难降解。以陈亚丽为代表,其曾报道,假单胞菌WBC-3很容易降解苯环上有_NH2、_OH的化合物;Potter等人借助于小规模堆肥研究了多环芳烃的降解问题,并指出5-6环的芳烃要比2-4环的难降解的多。同时,存在于土壤中的活性酶备受有机磷农药的制约,且随着外界环境的改变抑制程度也会发生变化,不同种类的有机磷农药对酶的制约也不一样,相应地,有机磷农药对酶的活性的不仅有刺激性,且各不相同。至此,酶对众多农药展现出不同的降解活性。
除此以外,微生物的生存与生活也深受外部环境的影响,继而一定程度上削弱了微生物的降解能力及影响了其代谢活性。归纳起来这些因素是温度、水分、酸碱度、营养状况、底物浓度、氧气量、表面活性剂等。
4 结语
新形势下,随着科学技术的卓越发展,尤其是微生物技术的日新月异,有机磷农药的微生物降解已经取得了可喜可贺的成绩,而且新生的降解酶、降解微生物与生物工程的有机结合,微生物对有机磷农药的降解作用将会大大增强。不过,不能忽视的是竭尽所能地使微生物发挥对农药的降解作用,继而达到微生物经济、高效率地降解有机磷农药是当务之急。
参考文献:
[1]吴翔,甘炳成.微生物降解有机磷农药的研究新进展[J].湖南农业科学,2010(19).
[2]王晓辉,杜利平,赵丽霞.有机磷农药微生物降解研究新进展[J].河北工业科技,2008(06).
[3]张婵,廖晓兰.有机磷农药的微生物降解技术研究进展[J].广西农业科学,2010(01).
篇10
关键词 生物统计 教学改革 教学方法 多媒体教学
中图分类号:G424 文献标识码:A
On Method of Biostatistics Teaching Reform
Abstract In order to explore the teaching methods of the research, to improve teaching effectiveness, based on many years of practice, on the the biostatistics courses bold reform, teaching contents, methods, means the try. Through reforms to stimulate students' interest in learning, and enhance the usefulness of the course, and achieved good results.
Key words biostatistics; teaching reform; teaching methods; multimedia teaching
生物统计学课程是黑龙江八一农垦大学生命学院开设的一门专业必修课,在生物科学、生物技术和制药工程本科专业均有开设,2012年起,在生物化学与分子生物学硕士专业也开设了该课程。
生物统计学是数理统计在生物学中的应用,是生物学领域科学研究和实际工作必不可少的工具,该课程要求学生具有较扎实的数学基础和较强的逻辑推理能力,一直被认为是生物专业难度较大的课程之一,有所谓的“四难”之说,即教师认为难教,学生感到难懂、难记、难用。因此,该课程的教学改革一直是任课教师致力进行的一个课题。笔者从2005年起,一直从事该课程的教学工作,根据自身及课题组成员多年的教学实践,并以学校进行研究性教学改革为契机,深入进行了教学改革和实验改革的尝试,并且收到了良好的教学效果。现就多年的探索与实践,谈谈自己的体会和思考。
1 精选教学内容,结合实际需要
本门课的学时数较少,只有30学时,因此,在教学内容安排上,一定要精挑细选,既要涉及面广,又要突出重点,而这恰恰是课程改革最困难的环节。笔者经过多年的实践,将授课内容总体分为试验设计和统计方法两大部分,并穿插统计软件介绍,各个小章节各有详略。在内容安排上,考虑到学生已有的基础,避免与已修的数理统计课程内容重复,同时考虑到计算机的普及和大量统计软件的使用,手工计算过程不再作为重点,并尽可能和实际结合,为学生下一步的毕业论文与科研工作打好基础。
具体教学中,对描述性统计部分,虽然内容相对简单,但实用性强,应用广,因此学生必须掌握。着重是统计图、连续性资料的整理方法,其它内容可自学。涉及理论分布、t检验、检验、F检验等知识,重点放在二项分布和正态分布的概率计算,对于原理不过深地纠结。统计推断与方差分析也是一个重点,要求掌握不同统计方法的适用条件,并能够利用EXCEL和DPS、SPSS等统计分析软件进行分析,并结合实验设计,通过实例操作使学生掌握。直线回归与相关分析主要介绍简单相关与回归,学会标准曲线的制作,分析方法的统计软件操作即可。再有就是试验设计,主要是讲清试验设计的原则,并以教师的科研课题为例,讲清设计的基本思想和设计方法。由于所修专业不同,实验设计选择了不同的内容,如生物技术与生物科学专业,删去完全随机区组部分;而对于制药工程专业,则增加了交叉设计、正交设计和均匀设计等内容。
2 改善教学方法,注重案例教学
生物统计学教材大多理论性强,内容枯燥,容易使学生产生厌烦感。照本宣科的传统授课方法,更会使学生一头雾水,失去兴趣,对于培养学生独立思考能力和创造能力十分不利。而且由于教师上完课就走,师生间缺乏沟通,教学质量如何无从知晓,教学效果不佳。因此,在教学中,笔者根据各章教学内容及要求不同,采用了不同的教学方法,增加学生的学习热情。笔者采用最多的是案例教学,即在授课过程中以实例来辅助教学。分两种情况,一是在讲述原理及方法时以实际问题为切入点进行。例如再给制药工程专业进行正交分析设计及统计推断的授课时,以制药专业的一个毕业课题为例,从为什么使用正交设计(适用条件),设计的原理、优势入手,然后再解决问题,这样使学生在学习过程中明确了目的,有的放矢,对理论与应用的掌握程度明显加强。二是在讲述原理及方法时举一些实例来增加趣味性,如在讲解小概率不可能发生原理时,笔者讲述了这样一个事例:在讲台放20支枪和100万美元,20支枪中只有一支有子弹,谁敢拿着枪对着自己开一枪,没有子弹就把100万美元给他。通过这个小例子来让学生弄清楚5%显著性水平的含义,并且很难忘记。还有就是把一些历史资料的情况渗透进入课堂,如在讲解t检验时,给学生介绍从酿酒师到统计主管的哥斯特的典故。1899 年,他在英国都柏林一家酿酒公司做酿酒师,在对酒进行小样本质量控制时发现了t 分布的原理,并以Student作为笔名发表了论文,在讲述过程中还提出在普通工作中也能做出大作为的道理,感觉学生的听课效果明显增强。除此之外,在下课前,教师还布置一些预习问题,让学生自己查阅资料,探寻解决方法,在下节课中回答,通过这种方法,督促学生自主学习,这样就避免了老师讲得眉飞色舞,学生听得昏天黑地的局面。
3 改革教学手段,传统现代结合
传统的教学手段以板书为主,在信息技术高度发展的今天,看似落后,但其在生物统计中的地位却并不能被多媒体完全取代。在讲授一些重要的生物统计原理、公式推导和证明等方面,具有其他教学手段不可比拟的优越性,例如在方差分析、回归相关分析原理推断演示时,利用板书,可以让学生有足够的时间思考,参与到教师的思路中来,及时理解和消化知识。同时,现代多媒体技术的发展和多媒体设备的普及,也使得多媒体教学成为不可或缺的一种教学手段,利用它强大的功能,如容量大,使用方便,可以集图像、音频和视频于一体,丰富了教学的形式,提高了教学的效率,因此,在教学中必不可少。此外,在教学过程中,还利用Newclass计算机教室,让学生新手操作Excel、DPS、SPSS等计算机软件的应用,并完成分析过程,为学生以后的发展奠定基础。因此,我们在传统的板书教学过程中,融入多媒体教学手段,通过两者互补,达到了理想的教学效果。
总之,经过教学改革尝试,所授课班级学生对《生物统计学》的学习兴趣增强了,对统计方法的掌握程度提高了,考试基本都能顺利通过,而且压力大大减轻。在今后的课程教学中,还要不断探索,推陈出新,增加学生学习兴趣,增强实际运用能力,不断提高教学效果和质量。
参考文献
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