生物的基本条件篇1
紫杉醇是来源于红豆杉植物中的一种二萜类药物,对卵巢癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤具有突出的疗效[1],市场需求量日益增大。国内外学者积极研究开发紫杉醇的新药源,目前的方法主要有红豆杉人工栽培、寻找红豆杉的替代植物、化学全合成和半合成、组织与细胞培养、微生物发酵等途径,其中微生物发酵法具有较大的潜在优势,已经成为当前紫杉醇药源开发中的热点,具有重大的社会意义和经济价值。有些学者关于HPLC分析法的研究表明,对于芳香族化合物、极性化合物和难以分离的药物,采用苯基柱分析具有优良的分离效果,而且对于带有苯环结构的芳香化合物,苯基柱的测定精度高于C18柱[2]。目前对于紫杉醇的定性定量方法主要采用高效液相色谱法[3-11],有些辅以质谱分析[8,12-16]。而高效液相色谱法分析发酵来源紫杉醇[7-11]均未进行系统的方法学验证,色谱分离时基本使用C18柱,大多未使用价格相当的苯基柱;另外使用质谱分析不足之处在于设备昂贵,成本高,适合初期产紫杉醇资源的快速定性筛选,不适合长期对紫杉醇产品的动态含量分析。针对于带有苯环结构的紫杉醇等物质,本实验使用苯基柱采用高效液相色谱法对发酵液中紫杉醇进行了测定,方法简便可行,重现性好,从而有效保证了产生菌培养过程中紫杉醇含量测定的准确性。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1实验材料:紫杉醇产生菌NodulisporiumsylviformeHQD37(紫杉醇经液质联用鉴定)。
1.1.2试剂:乙腈、甲醇为色谱级;水为自制重蒸馏水;乙酸乙酯、葡萄糖等其他试剂为分析纯。紫杉醇对照品(纯度≥98%)购于Sigma公司。
1.1.3仪器:LC-10Avp高效液相色谱仪(日本岛津公司);AUW220D分析天平(日本岛津公司);10L机械搅拌发酵罐(镇江东方生物工程设备技术公司)。
1.1.4培养基:PDA固体培养基(马铃薯葡萄糖琼脂培养基)[17],PDA液体培养基(马铃薯葡萄糖液体培养基)[17],S-7液体培养基[17]。
1.2方法
1.2.1发酵培养将保藏的菌株转接于PDA固体培养基斜面上,于28℃培养2d进行活化。活化后转接于PDA液体培养基中(500mL三角瓶装液200mL),以120r/min于28℃培养3d,即为种子培养液。按10%的接种量将种子培养液转接于10LS-7液体培养基中,发酵罐培养温度为28℃、搅拌转速为100r/min、通气量为3L/min,培养12d。
1.2.2供试品溶液的制备将产紫杉醇菌发酵液过滤得菌丝体经液氮研磨后与发酵清液合并,磁力搅拌下取1L用等体积乙酸乙酯萃取3次,合并萃取液,浓缩至干,用乙腈溶解定容至10mL,0.22μm微孔滤膜过滤除去固形物,制得供试品溶液。
1.2.3对照品溶液的制备精密称取紫杉醇对照品11.00mg,置100mL量瓶中,加乙腈溶解,并稀释至刻度,摇匀,作为对照品储备液。
1.2.4色谱条件的选择固定流量1mL/min,检测波长227nm,进样体积20μL,柱温室温,采用Hypersil色谱柱。使用Hypersil苯基柱(250mm×4.6mm,5μm)和HypersilC18柱(250mm×4.6mm,5μm),流动相一为乙腈-甲醇-水(36∶4∶60);Hypersil苯基柱(250mm×4.6mm,5μm)和HypersilC18柱(250mm×4.6mm,5μm),流动相二为乙腈-水(45∶55)[3];HypersilC18柱(250mm×4.6mm,5μm)流动相为已报道的HPLC分析条件[7-11],对不同流动相下分析发酵液中紫杉醇色谱条件进行评价筛选。
2结果与分析
2.1分离条件优选
2.1.1色谱分离取对照品溶液和供试品溶液,分别按1.2.4项下色谱条件进样,记录色谱图(主要色谱图见图1、图2、图3、图4)。结果显示在四种分离条件下,仅有使用苯基柱流动相为乙腈-甲醇-水(36∶4∶60)时紫杉醇与其他干扰物能够达到基线分离,在此色谱条件下进样,紫杉醇峰对称因子为1.8,理论塔板数为9970,紫杉醇峰与最近峰的分离因子为1.18,发酵液中紫杉醇分离良好。而在其他分离条件下紫杉醇与其他干扰物不能达到基线分离,这些干扰物会影响发酵液中紫杉醇含量的准确测定。使用C18柱流动相为乙腈-甲醇-水(36∶4∶60)和乙腈-水(45∶55)时,不仅发酵液中紫杉醇没有得到有效分离,而且紫杉醇出峰时间远大于使用苯基柱的出峰时间,耗时较长。本实验室使用已报道的使用C18柱的HPLC分析方法[7-15]对发酵液中紫杉醇进行分析,紫杉醇与干扰物也没有得到有效分离。经过比较,本实验优选出分析发酵液中紫杉醇的色谱条件为使用苯基柱、流动相乙腈-甲醇-水(36∶4∶60)进行以后的实验。
2.1.2检测限的测定使用苯基柱和C18柱,流动相为乙腈-甲醇-水(36∶4:60),流量1mL/min,检测波长227nm,进样体积20μL,柱温室温条件下,参考2010年版《中国药典》(一部)附录XⅧ项下[18]的有关规定,经测定使用苯基柱时紫杉醇对照品的检测限为0.0269ng/mL,而使用C18柱时紫杉醇对照品检测限为0.11ng/mL,使用苯基柱检测紫杉醇灵敏度优于使用C18柱。
2.2线性关系考察按优选色谱分析条件,取对照品储备液经适当稀释得到线性浓度的紫杉醇对照品稀释液,取各浓度溶液,分别注入液相色谱仪,测定峰面积。以进样浓度对峰面积进行线性回归(图5),得回归方程Y=38989X+135975,r=0.9996,结果表明,在2.20~110.00μg/mL浓度范围内,紫杉醇进样浓度与峰面积呈良好的线性关系。2.3精密度试验取1.2.2项下制得的产紫杉醇菌发酵液供试品溶液,按优选色谱分析条件重复进样6次,记录紫杉醇峰面积,结果RSD为0.46%,表明仪器精密度较好。
2.4重现性试验取1.2.2项下制得的产紫杉醇菌发酵液供试品溶液共5份,测定含量,结果紫杉醇含量的RSD为0.16%,表明方法重复性较好。
生物的基本条件篇2
摘要:粮食和农业植物基因资源问题是国际环境法中的新的法律问题。应当在全球范围内建立一个新的法律机制,以保证植物基因资源的保持和可持续管理,以及植物基因资源所带来利益的公平利用。有关国际公约确认了两种利益的平衡,即发展中国家和发达国家之间利益的平衡,传统农民权和当代育种者权之间利益的平衡;承认了农民权,建立了便利获取及惠益分享多边体系以及强制性和非强制性惠益分享机制。
关键词:植物基因资源国际环境法农民权惠益分享
随着转基因生物技术的推广使用及生态农业的迅猛发展,粮食和农业植物基因资源的权属及惠益分享已成为一个倍受关注的国际环境法热点问题。它不仅是农业、贸易和环境保护领域的问题,而且是一个涉及到人类的生产、消费和生活方式等社会和经济发展的各个领域的重大问题。针对这个问题,国际社会和相关国际组织长期以来一直试图建立一个新的具有法律约束力的机制来保证植物基因资源的保持和可持续管理,以及植物基因资源所带来利益的公平利用。在此背景下,2001年11月3日,联合国粮农组织在罗马召开第31次大会,以116票赞成(中国投了赞成票),0票反对,2票弃权(美国和日本)通过了2001第3号决议,即《粮食和农业植物基因资源国际条约》。条约将在40个缔约方签署三个月后正式生效。从2001年11月3日至2002年11月4日,所有联合国粮农组织成员国或联合国成员国都有权决定是否参加条约。条约文本的保管由联合国粮农组织总干事负责。全面了解植物基因资源领域的有关问题,研究分析《粮食和农业植物基因资源国际条约》的背景、内容、实质和特色,对保证中国植物基因资源的可持续发展,维护我国的正当权益,具有十分重要的战略意义。
一、《粮食和农业植物基因资源国际条约》签订的背景
与最近的的生物多样性公约和环境公约(协商时间约为两三年,例如2000年签订的《生物安全公约》和2001年签订的《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》)所不同的是,该条约的签署十分来之不易。它是七年艰苦的马拉松谈判的结果,从1994年委员会的第一次特别会议开始,一直持续到2001年6月,其间总共开了三次大会和五次特别会议。这还不包括一次非正式的专家会议和六次在休会期召开的主席团会议。条约的正式文本在2001年10月30日-11月1日召开的联合国粮农组织委员会第121次会议上才确定下来,而这离联合国粮农组织第31次大会只提前了两天。
条约一旦生效,它将取代《关于植物基因资源的国际承诺》(internationalundertakingonplantgeneticresources)的地位。《关于植物基因资源的国际承诺》是联合国粮农组织1983年通过的一个软法文件,它是第一个关于植物基因资源的国际条约,截止到2001年12月共有113个国家加入。联合国粮农组织粮食和农业基因资源委员会一直负责《关于植物基因资源的国际承诺》的秘书工作,其宗旨是促进有关粮食和农业基因资源的政策对话和技术讨论。
条约的签订满足了联合国粮农组织大会7/93号决议的要求,即联合国粮农组织总干事必须提供一个协商场所,以促使《关于植物基因资源的国际承诺》与《生物多样性公约》相协调,促进两者在关于植物基因资源的相关规定(包括《生物多样性公约》未能涉及的移地收集问题)上达成一致,相互印证。
同时,该条约的签订也可以看作是对国际社会日趋热门的生物多样性研究的一个积极响应。1992年5月内罗毕大会通过了《生物多样性公约》,其执行方案的第三号决议明确规定“《生物多样性公约》未涉及的移地收集问题和农民权问题”是联合国粮农组织急待解决的问题。联合国粮农组织应该根据《关于植物基因资源的国际承诺》的要求,合理运用其“植物基因资源全球系统”(faoglobalsystemonplantgeneticresources),以便早日促成这两个问题的解决。无独有偶,一个月后在里约热内卢召开的联合国环境与发展大会通过了《21世纪议程》,指出必须逐步实现农民权,并调整联合国粮农组织关于植物基因资源的的管理体制,使之与《生物多样性公约》相协调。
比以上文件更早的是,在1989年至1991年,在发展中国家和发达国家所展开的一系列谈判中,《关于植物基因资源的国际承诺》中的许多内容已经数次出现在双方所达成的共识中。在双方的共识中,特别强调了两种平衡,即发展中国家和发达国家之间利益的平衡,传统农民权和当代育种者权之间利益的平衡。这些共识也促进了《关于植物基因资源的国际承诺》在国际社会获得越来越广泛的承认,具体体现在联合国粮农组织大会所通过的以下几个决议中:
4/89号决议,明确承认农民权,指出《国际植物新品种保护公约》的育种者权在《关于植物基因资源的国际承诺》中是通用的;
5/89号决议,明确提出了农民权的定义,即“农民由于过去、现在和将来为保护、促进和开发植物基因资源所做的贡献而获得的权利,这些权利由国际社会赋予当代的农民和他们的后代,以确保农民的整体权益及鼓励他们继续对植物基因资源作出贡献”;
3/91号决议,承认国家对新植物基因资源的主权;农民权必须通过植物基因资源的国际专项基金得到切实落实。
以上三个决议后来分别被列为《关于植物基因资源的国际承诺》的附件一、附件二和附件三。这三个决议的通过也意味着《关于植物基因资源的国际承诺》的理念发生了比较重大的变化,这体现在:1、它和《国际植物新品种保护公约》规定的植物育种者权相符合。2、承认保障农民权利的重要性。3、承认国家对植物基因资源所拥有的主权。这些决议体现了大多数发达国家和发展中国家的要求,同时也清除了与相关国际条约和公约相矛盾之处,为《关于植物基因资源的国际承诺》最终修改为《粮食和农业植物基因资源国际条约》铺平了道路。
二、《粮食和农业植物基因资源国际条约》的本质及特色
该条约虽然是针对农业问题的具体特点和需要而提出的,但还是体现了当代国际环境法的一些普遍适用的原则,与《里约宣言》和《生物多样性公约》的许多原则相吻合。具体来讲,该条约的本质主要体现在以下三个原则:
1、国家主权原则
即国家对本国的植物基因资源拥有主权。这在联合国粮农组织2001第3号决议的前言中被明确指出,并在该条约前言的倒数第二段和第10条条款中特别加以强调。从这个意义上说,该条约和《生物多样性公约》是完全吻合的。
2、可持续保护和利用原则
植物基因资源必须得到“可持续的保护和利用”也是条约所特别强调的一条基本原则,条约文本中“可持续”一词共计出现了20余次。第6条条款还特别对如何采取措施确保可持续保护和利用做出了具体的规定。具体内容包括:1)、鼓励并扶持那些有利于促进农业生物多样性和其他自然资源的可持续利用的农业生产系统;2)、最大程度地推广植物种内和种间(intra-andinter-specificvariation)的变种,以维护那些遵循生态原则而保护土壤的农民的利益;3)、拓展农作物基因库,为农民提供更多的基因多样性;4)、以可持续发展的方式提高世界农业产量。
3、信息公开原则
在条约的多个条款中都规定必须保证植物基因资源的信息渠道畅通无阻。例如,根据13.2条款,缔约方有权获取那些非保密的有关植物基因资源的介绍、技术和研究成果等等,第17条条款为此还专门提出了“全球信息系统”(globalinformationsystem)这个概念。缔约各方必须逐步建立和完善这个系统,并使之与《生物多样性公约》的清洁房屋机制(clearing-housemechanism)相协调,努力促进与植物基因资源相关的科技和环境问题的信息交流,以达到惠益分享的目标。
该条约的特色主要体现在以下三个方面:
1、强调公众参与决策及农民权
条约的前言和条款6.2和条款9.2都提出了有关植物基因资源的“公众参与决策”(participationindecision-making)的观点,这是具有突破意义的。首先,“农民权”正式通过法律文件的行驶在全球范围内予以确认(条款9)。条约不仅重新确认了“育种者权”(该权利已经在相关国际公约中得到承认),其更具有划时代意义的是,它把“传统农民权”摆在了与育种者权相同重要的高度,这也意味着“传统农民权”将在全球得到更广泛的承认和切实的实施。9.2条款规定,各缔约方必须根据本国的法律,采取措施保护并促进农民的以下权利:(1)保护植物基因资源的传统知识;(2)公平地分享植物基因资源利用所带来的利益;(3)有权参加国家关于植物基因资源的保护和可持续利用方面的政策的决策。
2、建立便利获取及惠益分享多边体系
根据条款3的规定,该条约涵盖所有粮食和农业植物基因资源。在这个大的框架下,该条约的第四部分(条款10-条款14)专门对“便利获取及惠益分享多边体系”(multilateralsystemoffacilitatedaccessandbenefit-sharing)问题作了详细规定。该体系旨在保证60多种植物种类(包括35种作物和29种饲料)的可获取性。选出的这60多种植物种类对保持粮食安全起着举足轻重的作用。该条约的附件一用列表的形式列出了这60多种植物种类的名称。在条约的谈判过程中,各方围绕着作物种类的名单展开了激烈的争论。西方发达国家(特别是欧盟国家)提出了一个大名单,而发展中国家(植物基因资源的传统持有者)则普遍主张采用一个小名单,最小的名单只包括9种作物,而最大的名单则包括287种作物。谈判的最终结果是一个折中方案,基本涵盖了对世界粮食安全有重要影响的那些作物。条约的12.3条款规定,缔约各方同意采取便利措施以利于相互间对列表植物种类的便利获取。12.3条款还规定:“植物基因资源的获取者不得声明对植物基因资源拥有知识产权,因为这样会阻碍植物基因资源的可获取性”。这个条款的通过经过了激烈的辩论,一些发达国家,如澳大利亚、加拿大、日本和美国担心这个条款会损害它们国家的知识产权法和政策。但是,欧盟对12.3条款的考察结果认为它符合知识产权法。
同时,两个缔约国也可以就植物基因资源的利用问题签订双边合作条约。在这种情况下,基因资源利用所取得的的成果(包括商业利用),必须根据多边体系的规定以公平的方式由所有缔约国共享,而不会仅局限于发起国。成果应该向所有缔约国(特别是发展中国家和经济转型期国家)的农民推广。条约的条款13还为如何公平有效地利用基因资源成果规定了具体的行动方案,其主要内容包括鼓励发达国家与发展中国家加强在植物基因资源的科研、利用方面的合作。具体措施包括:建立双方在保护和可持续利用植物基因资源方面的的战略合作关系;开展合作科研并合力开发植物基因资源;为种质提供者提供信息和培训。
但是,真正具有突破意义的是该条约针对商业利用所带来的资金收益的共享问题作出了明确的规定。在条约的资源及惠益分享多边体系下,从基因资源利用中获利者必须根据一个标准的物质转换协议(materialtransferagreement),让其他参与方公平合理地分享这些利益。同时,获利者还必须向“便利获取及惠益分享多边体系”支付一定的费用,这些费用将被条约的管理机构用来建立其惠益分享的基金机制。(条款13.2)
条约对强制性惠益分享和非强制性惠益分享作了明确的区分。强制性惠益分享指的是当对一个植物基因资源产品(产品本身含有从“便利获取及惠益分享多边体系”中获取的成分)进行市场化运作时,运作者必须支付一定的费用,前提条件是即使对研究和培育这个产品毫无限制这个产品也无法获取。
条约的管理机构必须首先根据商业运作规范对支付的水平及方式作出明确的规定。同时,根据种资源收益者种类的不同制定出不同的支付标准,并对支付标准做不定期的核查。还有一个敏感的问题是,如果某个植物基因产品是可以获取的(前提是对培育和研究这个产品毫无限制),市场运作者是否需要支付强制性惠益分享。针对这个问题,条约规定管理机构必须在条约生效五年之内作出明确的规定(条款13.2)。缔约国同时还必须考虑那些得益于植物基因资源的食品加工工业是否需要支付非强制性惠益分享。
这样的强制性惠益分享是惠益分享机制的一个重要组成部分,它为真正实施全球范围内的惠益分享提供了资金保障。条约建立了一个基金机制,以资助那些有优先权的活动、计划和项目,特别是在发展中国家和经济转型国家(条款18)。1996年在德国莱比锡召开的国际粮食和农业植物基因资源技术大会上,有150个国家加入了“保护和可持续利用粮食和农业植物基因资源全球行动计划”,这个计划对拥有优先权的项目作出了相关的界定和规定。同时,缔约方声明同意通过相关国际机制、资金和组织来采取必要措施确保那些可预计和已达成协议的资源能够得到高效的划分。
3、移地收集
条约第一次针对受国际农业研究中心(iarcs)和其他相关国际组织托管的植物基因资源的移地收集问题。国际农业研究中心(iarcs)属于国际农业研究咨询集团(cgiar)的一个分支机构。可预见的是,在不久的将来,条约的管理机构将会与国际农业研究中心(iarcs)和其他相关国际组织根据签署合作协议,以保证移地收集的基因资源的共享,这种共享的前提条件是必须符合“便利获取及惠益分享多边体系”及条款15的相关规定。
三、条约的未来
条约签订后,联合国粮农组织粮食和农业基因资源委员将行使条约过渡委员会的职权。各种机构和财务的安排必须加紧进行,主要包括以下内容:
1、邀请联合国粮农组织的成员国、联合国会员国、联合国的相关机构及国际原子能机构参加过渡委员会的工作,同时着手建立与相关国际机构的合作关系,其中包括《生物多样性公约》委员会;
2、在2002年召开的第一次会议上,过渡委员会制定并通过自身的程序性规章制度,并制定相关的保障措施及规定以确保条约的有效实施;
3、为条约起草财政制度和制定一个财政预算;
4、就便利获取及惠益分享问题起草一个条约书样本;
5、成立一个包括技术和法律专家的专家组,为资源及惠益分享问题条约书样本的起草提供意见;
以上的工作是条约的过渡委员会必须完成的,而各缔约国也面临着大量的工作。归纳起来,有如下三条:
1、为了更好地履行条约,各缔约国还必须加强自身的硬件及软件建设。硬件建设包括相关机构设施的建立,软件建设主要指的是相关政策及法规的建立。条约的条款4和条款6明文规定,各国国内与农业生物多样性相关的法律法规必须符合条约的要求,与之相冲突的必须加以修正。
2、需要特别指出的是,条约所涉及的一些新领域,例如农民权(条款9.2),现有的法律法规还比较缺乏这个方面的明文规定。在这个领域,印度是第一个通过相关法律的国家,2001年8月的《植物多样性和农民权第53号法案》。非洲统一组织2000年生态资源示范法也对农民权作出了明确的规定,它表明已经又越来越多的国家参与到把农民权立法化的进程中来。以上两个法案的相关条款很明显受到条约的影响,条约对农民权的定义在这两个法案中得到了具体的体现。
农民权对确保世界的粮食安全举足轻重,因为它有利于刺激植物基因资源的保护和开发,从而确保了世界范围内粮食和农业的产量。在条约和相关法规的保障下,各国如何在各自国家范围内把农民权落到实处,将会是将来工作的重点和难点—这也是在实施条约过程中所急需解决的首要问题之一。
3、标准的物质转换协议的制定也需要大量精确而细致的工作,只有这样才能确保由基因资源而产生的商业利益的划分是公平和公正的,这也要求各缔约国制定相关的国内立法。
以上这些工作比较繁琐,也要相当长的时间。但是,它们又是极其重要的,只有这样才能吸收足够多的国家加入条约以便使它尽早生效。为达成这个目标,必须在农业生物多样性这个研究领域,调动一切必要的资源,调动一切可用的力量。值得欣慰的是,条约已经签署,越来越多的国家已经成为缔约国。条约已经成为“解决国际环境法、农业法和贸易法交叉问题的最新创造”。该条约作为农业、商业和环境的交叉领域,也将有利于促进这些领域之间的协同合作。条约在保持本身鲜明特性的同时,也可以被看成是当代生物多样性国际法律机制中的重要一员。
参考文献
[1]条约全文ftp://ext-ftp.fao.org/waicent/pub/cgrfa8/iu/itpgre.pdf
[2]para.14.60-fofchapter14-‘promotingsustainableagricultureandruraldevelopment’ofagenda21.
生物的基本条件篇3
在选择物理实验项目的过程中,我院坚持依据物理课程教学大纲,选择的实验项目能够体现物理学最基本的学科知识体系、基本物理思想、物理方法;结合我校物理基础实验室的实验条件、物理演示实验室的实验条件,从中选择实验项目。非独立设课的物理实验可以参考基础物理实验①的组成,分成随堂演示实验、选修演示实验、分组基本实验、研究性实验等实验类型。随堂演示实验是在物理学课堂教学过程中,结合物理课程教授的内容由教师操作或者学生操作的演示实验,旨在激发学生的学习兴趣,加深学生对于课堂教学中物理学理论体系的理解,依据物理实验开设原则,结合我校的实验条件开设7个随堂演示实验,如表2。选修演示实验课是在演示物理实验室集中时间专门就某一实验项目进行教师演示或者学生实践体验的实验教学,旨在对某一主题的实验项目进行专题性的体验,加深学生对实验主题的深刻理解。根据我校物理演示实验室的实验条件,共给定24个实验主题,每一个主题下设个数不等的实验项目,学生自由选择任意一个实验项目,每个实验项目0.5课时,共计12课时。分组基本实验是主要为基本物理量的测量、基本实验仪器的使用、基本实验技能的训练和基本测量方法与误差分析等,涉及力、热、电、光、近代和物理各个学科,是大学物理实验的入门实验。结合我校物理系实验室条件与基础物理实验的特点,共开设6个分组基本实验,每个实验3课时,共计18课时。研究性、设计性实验是结合学生的选修演示实验、分组基本实验,就某一个实验主题进行深入研究,对现有的实验方案、实验设备进行改进或者重新设计的实验;或者就学生感兴趣的主题,利用实验室可以提供的实验设备,设计实验方案,进行物理实验,每个学期开设一个研究性、设计性实验,实验项目如表5所示。
2.物理实验的教学策略
非独立设课的物理实验课时有限,理论课与实验课相结合,为了保证物理实验教学的有效性,我们进行了如下探索。(1)采用实验流程图预习实验为了减少学生在实验预习中抄讲义,实验过程照单操作的现象,我们采用实验流程图的方式进行实验预习,让学生根据实验讲义,理清实验目的、实验操作流程,明确实验过程中需要记录的数据,减少了对于实验讲义的抄写,增强了实验预习的实效性。(2)采用实验记录单代替实验报告在选修演示实验、分组实验过程中,要求学生填好实验记录单,让学生明白实验原始记录的重要性,并不要求学生完成全部的实验报告,只要清楚地记录实验数据,完成实验数据的处理即可,并不要求学生在此抄写课本完成实验报告的书写。(3)研究性实验撰写完整研究报告对于研究性、设计性实验,按照科学研究的规范格式,要求学生书写研究报告,开学初给定学生研究报告范本,包含实验选题、研究目的、研究假设、实验方案、实验数据处理、实验结论、讨论等环节,并给出相应的参考文献。
3.讨论
生物的基本条件篇4
初中物理解题策略解题思维物理教学中,当学生问“怎样解答物理习题”时,教师通常的回答是:首先要审好题,然后分析物理过程,确定研究对象,再选择适当的公式建立方程式进行计算。如果学生进一步追问:“应当怎样去分析物理过程”“怎样确定研究对象”“怎样选择解题的公式”,这时教师们将感到无言以对,没有办法把这种最常见、最基本的问题讲清楚。值得注意的是,这种情况在教学领域中并不是个别的偶然现象,而是一种由来已久普遍存在的历史现象。这种状况反映出当今的习题教学在理论上还存在着重大缺陷,教师们的教学实践非常需要相关理论的支持。
习题教学中提出的这类问题,并不是物理学的研究课题,物理科学不可能为教师们提供这类问题的答案。然而,这些问题在教学实践中早已是亟待解决的问题。长期以来,人们为了提高习题教学的效率,培养学生的思维能力,进行了许多探索,总结了许多有益的经验。但是,这些总结基本上局限于经验水平,始终停留在比较表面的层次上,缺乏深入系统地理论性分析和概括。
笔者认为,在教学解题理论研究中,应当把解题思维作为一个特定系统的运动过程来加以考察,不仅要考察系统,而且要考察系统的运动过程。不认识事物内部的差别,就不能发现事物内在的联系;不区别事物内部存在的各种要素,也就不可能研究它们之间存在的规律性联系。对解题思维的研究,要深入的分析、解剖这个系统,发现并仔细区别系统中的各种基本要素,认识这些要素的属性、特征、功能以及它们之间的内在关联。与此同时,还必须在问题、知识与人的解题思维操作三个方面的密切联系和相互作用中,去考察系统的状态变化过程,要研究过程的阶段结构,研究系统的状态特征及其演变的规律性。目前,人们对解题思维过程的认识还处于一种朦胧状态,在研究这种处于朦胧状态或半朦胧状态的事物时,为了区别其中不同的要素、属性和状态特征,就必须引入相应的概念,只有借助这些概念工具的力量,才能使我们的认识达到更加深入的理论层次。
笔者希望通过对解题思维过程在认识上的突破,为习用教学实践提供理论上的支持,更希望从中找到新的教学方法要素和新的教学手段。
一、组成计算题的四种条件
物理计算题中的已知条件可以区分为4种,即量值条件、实物条件、动变特征条件和数量关系条件,不同的条件所表达的物理内容不相同,在问题中存在的形式以及发挥的作用也不相同。
1.量值条件。凡是在题中以数字形式或字母形式给出的物理量值都属于量值条件,量值条件给出物理对象的某种属性或状态的定量描述。
2.实物条件。任何一个物理计算题,总是就某一个特定的物理实物系统拟定的,不论系统多么简单,它总是由一个以上的物质实体(包括电场、磁场),按一定的空间位置关系构成的。题中所给出的构成系统的各个物质体以及它们联结成的整个物体系统,属于实物条件。这种条件是物理现象赖以发生的首要条件。
3.动变特征条件。问题表述中,用以说明某些物理系统内运动、变化和相互作用状况的已知条件是动变特征条件,通常用定性的文字描述给出。
4.数量关系条件。指题中直接说明某些物理量间的数量关系的条件,这种条件常常直接给出几个量间以和、差、积、商形式出现的特殊等量关系,这种关系在综合性计算题中较为多见。
二、物理计算题的含蓄性及潜在情景
问题的陈述能提供两类情景要素(条件或信息)。一种是由题的陈述直接表达出的直接条件和信息。另一种是由题的直接陈述出发,通过运用知识进行推理才能发掘出来的间接条件和信息。这些间接的情景要素在题中藏而不露,隐蔽地包含在题的表述之中,这就使问题具有一种含蓄性。
由问题的陈述直接提供的条件、信息(情景要素),一般不能直满足确定解法的需要,为此我们往往要通过分析和推理去进一步揭示出许多新的情景要素和间接条件。当这种要素和条件扩大到一定程度时,就能够为寻找题的解法提供充足的条件。我们把由题的陈述直接提供的问题情景称为初始情景,把直接提那种经过分析、发掘后变得更加丰富充实,能为确定解法供充足条件的问题情景称为定解情景(或末情景)。从定解情景中排除初始情景后,余下的部分称为问题的潜在情景(或情景缺陷)。潜在情景也就是通过分析发掘出来的那些新的情景要素(条件、信息)的总和。情景缺陷的大小对题的难度影响很大。如果说定解情景提供完备的解题条件,那么初始情景则是不完备的。初始情景只有同一定知识,推理相结合,才能扩大深化为定解情景。初始情景和定解情景在问题的状态演变过程中分别对应问题的初始状态和定解状态(或末状态)。
例题:一个探空气球的质量为200g,另有50g的重物系于气球上,气球以10m·s-1的速度上升,当升高到400m时,重物从气球上掉下。问当重物落地时,气球距地面多少米:设气球浮力不变,空气阻力不计。
潜在情景分析:
从本例题述的初始情景出发,运用有关知识,可以发掘出下列新的情景要素。(潜在情景):题中整个运动可以划分为两个阶段,是气球和重物一道匀速上升,这时它们所受重力与浮力大小相等,方向相反,发生二力平衡现象。当重物脱离气球后,运动进入第二阶段,这时运动的对象一分为二,气球在浮力和自身重力作用下向上作匀加速直线运动,重物由于受重力作用并且具有匀速上升时的初速度,故将从400m高处开始,作竖直上抛运动而落到地面。当重物落地时,气球高度等于匀速上升高度与气球在第二阶段中上升高度之和。
上述分析,揭示出气球和重物在各阶段上运动的物理本质,揭示出各阶段上运动产生的原因和相互联系。从纯物理学的角度看,可以认为是已经把物理过程分析清楚了。然而,如果从教学心理的角度看,上述分析只是向学生介绍了分析过程所获得的结果(潜在情景),并未向学生展示出分析过程的基本思维操作方法,不能达到“授人以渔”的目标,因而不符合教学工作的教学心理标准。
生物的基本条件篇5
关键词:物理高考改革
中图分类号:G633.3文献标识码:C文章编号:1672-1578(2014)10-0169-01
随着高考改革的不断深入,高考试题越来越体现了高考改革的精神,根据今年高考理科综合能力测试卷的特点和考查内容,现对高三物理教学提出自己的一点见解,愿与同仁探讨。
1夯实基础,提高能力
高考物理命题一贯坚持全面考查理解能力、推理能力、分析综合能力和实验能力,近几年还针对以往教学的薄弱环节,提出获取知识的能力,另外将原来的实验能力改为设计和完成实验的能力。这五项能力的前三项是有着层次递进的关系,理解能力是基础、是关键,推理能力是在理解能力的基础之上的较高层次的要求,分析综合能力是更高的要求。高考命题改革虽然强调由知识立意向能力立意转变,但能力离不开基础知识、基本技能和基本方法。理综试题并未脱离高中形式已有的单学科知识体系,而是以所学的各学科知识内容作为载体和背景,要求在所提供的新情境条件下,分别用各学科基础知识来解决问题。如果离开了扎实的基础知识和基本技能,空谈提高素质、发展能力将成为无源之水、无本之木。从考生的答题情况可以看出,许多考生由于基础知识不扎实,没有理解概念或规律的含义,不理解物理过程的实质,而导致了许多基本的错误。因此,在复习到过程中,应该强调注重基本概念和规律的理解,理解概念和规律的含义与适用条件,而不能一味搞题海战术。仔细剖析近几年的理综试题不难发现,虽然考试题量有限,不可能像以前单科考试那样有很高的覆盖面,但试题基本包括了高中物理中各部分内容的基础知识和重点内容。通过对这些学科内主体内容及其综合能力的考查,能够较好地反映出考生学习高中物理后的知识和能力水平。因此,在高三物理教学中,应不再花费大量的时间去做难题、偏题和怪题,不做毫无根据的预测和猜题,不盲目追赶时髦、紧跟形势搞“热点问题”,更无须刻意追求跨学科的综合训练。我们要认真研究《考试说明》,始终依据《考试说明》指导复习全程,因为它是最具权威、最有价值的备考资料。
2加强实验教学提高能力
实验是研究物理学的重要手段和方法,每一个概念、规律都是建立在相应的实验基础之上。实验能力的考查在理综试卷中占有十分重要的地位,课本中安排的实验(包括演示实验和学生实验)是为了帮助理解课本所学内容而安排的,大多数为验证性实验。因此,这些实验在增加学生的感性认识、培养基本实验技能方面确有一定作用,但对凸现实验的实际地位与作用却不够。实验一直是高三复习的薄弱环节,有的资料或训练套题中甚至没有实验的内容。前两年,实验的考查已从课本上游离出来,且多为设计性实验。实验试题难度相对增大,试图逐步改变传统的重理论、轻实验的做法,凸现实验的地位与作用。当然,这些实验试题中涉及的基本知识和实验技能的要求仍然立足于课本实验,在实验教学中,使学生能按部就班地完成课本中的分组实验不是中学物理实验的目的,明确实验的地位与作用,掌握基本实验思想和方法,初步具备实验创新意识和创新能力才是根本目的。要提高实验教学的质量,培养学生的创造力,教学中必须扎扎实实从基础抓起,将实验原理、仪器操作、现象观察、数据处理、结论分析、误差、精度等内容与理论知识结合起来,同时还要扩大学生的视野,让学生从狭隘的“学生实验”的束缚中解脱出来,引导学生探索新的实验原理、提出新的操作思路,不断提高他们的创新能力和迁移能力,学会融会贯通,举一反三,在现有条件下可以指导学生进行一些小实验的设计、演示、表演等,激发学生的动手欲望和创新意识,提高解决实验问题的能力。
3关注科技发展,提高理论联系实际的能力
物理知识与学生生活、现代社会和科学技术发展密不可分,学以致用是学习物理的基本原则,也是检验学习效果的有效手段。近几年来,高考理综试题的明显特点之一就是理论联系实际能力的考查增多,尤其是联系学生生活的试题增多了。解决实际问题能力提高的关键还是基础知识是否牢固,因此在高三复习过程中一定要注重理论联系实际,在掌握了坚实的基础知识前提下,让学生平时多渠道、多方面地去吸收和了解有关信息,关注社会与生存的环境,了解最新科技成就,教师在教学中注意对现代科技知识和近代物理知识的渗透,并结合一些生活、生产和科学事件中的有关问题,选编习题,让学生综合应用所学知识去分析、去解决,从而提高独立解决实际问题的能力。
生物的基本条件篇6
关键词气候资源;农业气象条件;山西忻州;忻府区
中图分类号S162.3文献标识码A文章编号1007-5739(2011)21-0305-01
一定的气象条件是农作物正常生长的必要条件[1-3]。当这些气象条件的组合对作物的生产有利时,能形成有利于农作物生长的农业自然资源;反之,当气象条件的某种组合对农业生产有害时,将不利于农作物生长[4-5]。分析气候资源状况和气象条件对当地农业生产的影响,是农业气象服务的基本任务。国内有关农业气象条件和农业气候资源研究一直是农业气象研究的热点内容。现对忻府区气候资源状况及农业气象条件进行分析,以更好地实践“气象为农”服务提供科学参考依据。
1忻府区基本农业气候资源概况
山西省忻府区位于山西省北中部地区。其东西宽约为55km,南北长约43km。自古以来忻府区一直是农业生产和商贸集散的重要地区,有“三关总要”、“晋北锁钥”的美称。忻府区的地形自西向东逐步倾斜,北、西、南地区为三面环山,东部地区较为开阔和平坦。忻府区有3条主要的山脉,分别为云中、系舟和五台山脉。忻府区属季风型大陆性气候,夏季多东南风,冬季多西北风,春温高于秋温。无霜期平均167.1d。
2忻府区日照条件分析
太阳主要通过光照强度、光质和光照时间影响植物。光合作用是影响作物生长最重要的过程之一。在自然条件下,只有达到一定的光强,农作物才能进行正常的光合作用,从而产生养分以保证植物的生长。因此,日照条件是评价地区农业气象条件的最基本要素之一。
从表1可以看出,忻府区的年日照时数在1914~2797h间变化。其中12月的日照时数最少,仅有1914h,只占全年的7.0%;5月的日照时数最多,为2797h,占全年的10.3%。11月至翌年2月的日照时数较少,各月的日照时数不超过全年的7.5%;3—5月,日照时数逐渐增加;5月为全年日照最充足的月份;6—10月的日照条件逐渐减少。总体看来,忻府区的日照条件较为丰富,尤其是在作物生长关键季节内的日照时数较多,光能资源非常丰富,有利于农作物的种植和生长。
3忻府区湿度和降水条件分析
水也是农作物生长发育等生命活动的最基本条件。农作物从发芽、出苗、生长、成熟等生命活动均在水的参与下进行,一个地区空气湿度和降水条件是影响作物的生长发育至关重要气象条件。
从表1可以看出,忻府区的相对湿度季节变化较为明显,在1—5月忻府区的月平均相对湿度均在50%以下。进入6月后相对湿度开始增加,6—8月相对湿度从53%增加至74%。7—8月是忻府区湿度最大的月份,10月以后湿度逐渐减少,至12月相对湿度减少至52%。忻府区的降水主要集中在7—8月,其中7月的降水量为1043mm,8月的降水量为1144mm。6月和9月的降水量均在500mm以上。5月和10月的降水量分别为297mm和236mm,其他月份的降水量相对较少。其中降水量最少的月份是1月和12月,其月平均降水量不足20mm。从上述分析可以看出,忻府区的降水量和湿度虽然绝对值并不是特别大,但其时间分布对农作物生长相对比较有利。在作物生长初期的4月和5月,有一定的降水量和湿度,但绝对值较小,可防止春旱对农作物造成的影响;在农作物生长最为旺盛的6—8月,降水相对较多,空气较为湿润,气象条件能够基本满足大部分作物生长的需要。但要特别注意极端降水时间造成的田间积水过多等各种灾害事件的发生。在9—10月的作物成熟季节,降水相对较少,比较利于作物的收割和晾晒。冬季忻府区的降水和湿度相对较小,较有利于农作物越冬。
4参考文献
[1]涂仁忠.浅析温度、水份、风等气象因素对农业生产的影响[J].科技资讯,2010(33):141.
[2]李文峰,杨晓莉,于伟娟,等.气象信息化在许昌现代农业的应用与思考[J].农业网络信息,2010(7):111-113,120.
[3]李艳春,李凤霞.青铜峡市气候资源状况及农业气象条件分析[J].现代农业科技,2008(17):344-346.