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一、課程教學內容安排
生物工程的內容十分豐富,有限的課時內不能面面俱到地進行較為深入的講授。因此,教師在教學內容的安排上,既要保證突出重點內容,又要兼顧知識內容的全面性。此外,還需要引入一些學科前沿成果,以跟蹤迅速發展的生物技術的進步。我們對于課程教學內容的安排,特別注意了以下幾個問題。
1.組建課程模塊,合理安排教學內容。以生物技術的應用發展為導向,將本課程的教學內容劃分成三部分:①緒論,介紹生物工程沿革及前沿。②生物技術基礎,詳細講述基因重組技術、蛋白質和酶工程、細胞工程的基本原理,技術路線及特點,旨在幫助學生建立牢固的理論基礎、掌握相關技術的應用方法。③生物技術的工程化應用及發展,重點介紹發酵工程、生物醫藥工程和環境生物工程,通過多個與人類生存和發展密切相關的案例的教學,培養學生綜合知識的能力、融匯創新的能力。
2.讓學生了解生物工程學科的全貌。課程的緒論部分分別從生物工程的沿革、生物工程的原理及特點、生物技術的應用及前沿發展、生物技術及其產業所發揮的巨大的社會和經濟影響力等角度進行講授,幫助學生標繪出一副生物工程的全貌圖:從基礎理論的研究突破、生物技術的應用發展、到滲透至各國民經濟主要領域中產生的巨大影響,期間產生的反作用又促進生物學基礎理論的研究突破。這個過程周而復始地推動著社會的變革與進步。
3.寬泛基礎知識面,強調理論聯系實際。生物工程是一個具有豐富學術內容的領域,而本課程課時有限,不能詳盡地涉獵各個知識點,因此,如何設置課程內容就成了影響教學效果的主要因素。本課程對基礎知識的教授強調的是“寬泛”而非“深入”,要求課程設置的基礎知識教學能夠滿足學生理解生物技術的基本原理即可,而對于生物技術的實踐應用則給予了重點關注。課程堅持理論聯系實際,運用綜合性案例,讓學生了解從基本原理出發到實踐應用的過程,學習綜合應用所學知識解決問題的方法,培養科學思維方式。
4.以生物技術的應用為導向設置教學內容,跟蹤學科前沿。在對課程的基本原理講授后,根據學生的工程專業教育背景和將來作為社會工作者的特點,我們引導學生學習工程化應用方法,這是更為重要的教學環節。這部分教學內容占據了整個教學內容的相當大的比重。如,微生物發酵工程、細胞培養技術使生物技術產品實現產業化;生物醫藥工程中集中了生物技術研究的前沿方向和熱點,各種生物技術在此融合;環境生物工程致力于建立人類與環境的和諧關系,以實現社會的可持續發展。本課程分別選擇這些領域中的主要內容作為重點講授部分,如轉基因動物制藥、單克隆抗體技術應用、固定化酶技術及酶法分析、環境污染的生物治理等,安排了較多的教學時間,以使學生更好地了解生物技術的新進展。
二、教學方法探討
生物工程學是生命科學與工程技術結合所形成的一門綜合性學科,基于研究對象(核酸、蛋白質)及層次(分子、細胞、個體)不同構建了不同的生物技術分支領域,同時基于應用領域的不同也形成了各自富有特點的應用技術,如生物醫藥領域中蛋白類藥物的生物構建和生產、環境治理與保護中微生物的生物轉化過程技術等。由于教學內容覆蓋面廣,為了提高教學效果,本課程在教學方法上進行了以下幾個方面的探索。
(一)以生物技術原理為主線貫穿教學活動
本課程的教學活動以生物工程的原理為主線展開,形成了基因工程、蛋白質和酶工程、細胞工程、發酵工程等章節,以使學生在較短的時間內掌握各種生物技術的原理和應用方法。同時,通過對生物技術應用較為深入的生物醫藥工程、環境生物工程等內容的安排,培養學生根據應用對象的特點和要求綜合應用所學理論知識的能力。
(二)理論聯系實際,引入案例教學
發酵工程是將生物技術產業化的重要環節,包含了從菌種培養到制備合格產品的過程。[5]菌種決定著發酵生產工藝方法,發酵工程中高產菌種常常是采用生物技術方法構建的。發酵過程調控是基于微生物的生命代謝過程,培養條件的變化可以影響代謝途徑。發酵產物的提取純化是依據待分離目標物質的特性及待分離目的產物和雜質之間物性的差異來進行的,是決定生產成本高低的關鍵因素。如果只是按照發酵工程的過程來講解技術基礎及過程應用技術,涉及知識點多,知識點之間的相關性較弱,這對于剛開始接受專業課程教育的本科三年級同學來說,接受起來有一定的難度。而以具體物質的發酵生產為例進行分析,更為形象化,也容易被學生理解和接受。授課時,我們以紅霉素的生產為例,分析了工程菌的構建方法與高密度發酵技術的應用,基于組分分離要求的分離純化工藝方法的建立等,并將自己多年科研的成果結合至授課內容中。僅就紅霉素的提取純化而言,工程菌的引入及發酵調控技術的成熟,使紅霉素發酵單位由原來的3000u/mL~5000u/mL大幅度提高至8000u/mL~10000u/mL,使得新分離技術的應用成為現實。目標產物的分離工藝由傳統的“板框過濾-溶劑萃取-經過中間體鹽的結晶純化”發展為“微濾膜過濾-(納濾膜濃縮)-層析分離-結晶純化”新的分離工藝。該工藝利用層析操作的高分離效率實現了活性組分紅霉素A與雜質組分紅霉素B、紅霉素C的分離;通過結晶過程中關鍵因素的調節,如結晶體系的組成及組成物的濃度變化、pH、溫度、攪拌等,實現對產品粒度和晶形的控制,從而獲得純度高、藥理活性強的產品。案例的分析過程加強了學生們的工程概念,如發酵產物的提取往往會涉及結構相似組分的分離,其分離方法的選擇需兼顧分離效率高、分離條件溫和的要求;微生物發酵是純種培養過程,工程設備必須滿足無菌操作的基本要求,發酵罐需要具備良好的混合能力,較高的傳質、傳熱速率,且不能對菌體產生剪切破化;藥物的晶形和粒度與藥物的生理活性相關,現代藥物質量控制指標除了純度和雜質含量要求外,還有晶體的晶形粒度等結構指標要求;發酵產品的經濟成本和社會成本概念等等。實現一個抗生素藥物的現代化工業生產需要融合現代基因工程、細胞工程、化學工程的知識。
(三)課堂講授與專題案例的調研相結合
本課程通過典型實例的剖析,加強了學生對基本原理的理解,并傳授了生物技術的應用方法。我們時時跟蹤生物技術領域的發展,對授課案例進行更新,以使教學內容緊密聯系生物工程的新發展、新成果,體現該領域新技術、新水平,使學生感受到科學技術發展的巨大魅力,激發學習熱情。但是,本課程的教學課時有限,課堂上不可能對生物技術各領域均充分展開。為了彌補這一局限,本課程在教學上設置了“專題調研+課堂談論”環節,把生物工程應用專題案例的調研工作,以作業形式布置給學生去完成,并通過課堂討論及提交論文的方式加以考查。[6]專題論文的完成及交流以小組為單位進行,教師組織學生組成學習小組,要求各學習小組在給定領域范圍內對感興趣的專題進行調研和論文的撰寫。教師在組織學習小組之時,就將學習小組兩兩結對,要求各小組在完成本組專題調研的同時,對結對小組的課題也進行相應調研,并作為主審方在課堂上對結對組的專題內容設置提問,引導課堂討論,而其他同學則可以對自己感興趣的專題自由發表觀點。
本課程要求,小論文要按照《華東理工大學學報》的稿件規范撰寫,這也是對本科生撰寫科學論文的訓練,是專業素質培養的一部分。這種“專題調研+課堂談論”教學模式,能讓學生自動參與多專題的調研學習,達到鞏固基礎知識、拓寬知識面、深化專業認知的目的,同時能夠較全面地訓練和檢驗學生專業文獻查閱、分析材料、歸納總結及思辨應對的能力。實踐表明,這樣的學習方式效果突出。學生李曉陽在聽課小結中寫道:“分組演講、課程論文,每小組七八個人,不僅可以讓我們自己動手獲取知識,鍛煉了動手能力,還能夠培養我們團結協作的能力。只有分工合作才能把這項工作做好。”學生閆天一在小結中寫道:“老師講到了我國生物發酵工業發展的現狀,雖然我國(抗生素)產量居世界之首,但生產效率比較低、產品附加值低、污染嚴重,主要以半成品(原料藥)為主,這些都深深觸動了我。在化學制藥領域,我們仍是以仿制藥為主。在21世紀,我想我們大學生的責任就是讓中國不僅是世界的工廠,也要成為研發的中心?!?/p>
三、結束語
關鍵詞 數據庫 教學內容 教學方法 考核模式 創新能力
中圖分類號:G71 文獻標識碼:A
隨著信息化社會中信息資源管理與開發利用,網絡技術的發展和知識發現的需求,數據庫領域越來越廣泛。許多高校計算機專業和非計算機專業都開設了數據庫類課程。高職院校要求理論與實踐相結合,理論夠用,注重學生數據庫類動手能力、具備運用創造性思維,獨立地、自主地發現問題、解決問題,提出新觀點,并能從事相應的實踐活動的創新能力的培養。目前數據庫教學體系存在一些問題:課程設置缺乏系統性、教學方式與手段不夠靈活多樣、數據庫教學資源形式單一、缺乏數據庫實戰開發的創新能力培養等。針對這些問題,重慶航天職業技術學院在2014教學改革研究項目《數據庫類課程教學做一體化教學模式研究與實踐》的基礎上,成立了數據庫類課程研究小組,對高職院校計算機專業數據庫類課程進行教學改革研究,常用的數據庫有很多,諸如ACCESS、SQL Server、Oracle、My SQL等,本文將以SQL Server為例來重點介紹教學方法的改革與實踐,此可在數據庫課程教學過程中通用借鑒。
1 改革思路
本課程教學內容的選取應充分體現任務引領、行動導向課程的設計思想。遵循數據庫系統開發流程,以項目為主線、以職業能力為要點、以技能訓練為重點、以創新能力培養為目標,減少抽象的理論知識,增加實踐實例,強調工作過程的實踐性。教學內容以教務管理系統(EDUC)、圖書管理系統(Library)為例貫穿始終,包含系統的需求分析,數據庫設計、數據庫與數據數據表的創建與管理、數據庫的應用開發、數據庫的維護等主要圍繞數據模型、關系模型、創建數據庫、創建數據表及索引、創建視圖、程序設計、系統維護等方面進行介紹?;诖藘热菰谥v授過程中進行了教學方法的改革與實踐。
2 改革教學方法
由于本課程內容包含理論與實驗,故在本課程的教學過程中,采用理實一體化教室,教學做合一,注重示例性講解,掌握教學節奏,讓學生的思維活躍起來,積極地參與思考,提出問題,培養學生的創新能力。采用“行動導向”教學,進行分小組,以學生為中心,以行動導向為主線,采用案例、任務驅動等相結合的教學方法,增加學生的實踐機會、自學機會和創新機會,極大地調動學生學習的主動性和積極性,激發學生探究創造的興趣,促進知識的加深和遷移。教學方法的改革主要從以下幾個方面開展:
(1)引導課文法:引導課文教學法是借助一種專門教學文件即引導課文(常常以引導問題的形式出現),通過工作計劃和自行控制工作過程手段,引導學生獨立學習和工作的項目教學方法。其主要任務是建立起項目工作和所需要的知識、技能間的關系,讓學生清楚完成任務應該通曉什么知識,應該具備哪些技能等。本課程的課程內容設置可用此法來進行講授。首先讓學生明確本課程的重要性及學習本課程的目的,接著分析為了達到這些目的必須掌握的課程內容,分析內容之間的銜接關系,讓學生帶著任務學習。結束一個任務就進行階段性總結,強調目前所學內容在整個數據庫系統開發工作過程中所處的地位和作用。
(2)頭腦風暴法:頭腦風暴法是教師引導學生就某一課題自由發表意見,教師不對其正確性進行任何評價的方法,是一種能夠在最短的時間里獲得最多的思想和觀點的工作方法。通過集體討論,集思廣益,促使學生對教學任務產生自己的意見,通過同學之間的相互激勵引發連鎖反應,從而獲得大量的構想,達到創造性解決問題的目的。本課程進行MIS需求分析可采用此法進行講授。一部分學生扮演系統分析員,一部分學生扮演系統用戶,使學生積極地思考教師所提的問題,從所扮演的角色角度思考并提出該系統應該具備的功能,改變課堂教學模式,增強教學互動,提高教學質量。
(3)項目化教學法:用學生比較熟悉的學生成績管理系統、圖書管理系統等真實任務激發學生的學習熱情。首先對系統的應用開發結果進行成果展示,用案例激發學生興趣。
(4)案例教學法:從學生成績管理系統、圖書管理系統不同的教學案例設計,從數據庫基本原理、設計、實現和開發等諸方面,對案例逐步展開,各自分別采用SSMS和T-SQL兩種方法對學生進行講授,讓學生在實際操作環節時采用不同的方法實現交叉的學習,加強學生對抽象理論和兩種不同方法的理解與掌握,提高學生的創造性。
(5)分組教學法,對學生進行合理分組使之扮演不同角色,相互合作和激勵,培養學生探索創新能力和團結協作的精神。同時在項目課程教學中教師應積極引導學生提升職業道德和職業修養,幫助學生養成良好的個人品格和行為習慣,培養學生愛崗敬業、團隊協作和創業精神。
(6)任務驅動教學法:可有效地融合項目教學法、案例教學法、分組教學法,提出任務、分析任務、再由學生自主學習、交流討論、解決問題及總結經驗等階段。此教學法要求教師精心設計教學任務驅動,學生通過各種學習形式完成任務。在此過程中,學生始終處于主體地位。教師是學生學習的組織者、服務者和導航者。學生既學到了知識又培養了分析問題、解決問題的能力,更重要的是學生的自學能力,創新能力都得到了提高。
(7)項目實戰法:教學團隊必須是科研團隊,將科研項目與教學有機結合起來,增加小項目開發、學生在課程學習中直接參加項目部分工作,有效地培養創新能力和獲取最新技術。一方面使得教師逐步向“雙師型”素質教師轉換,另一方面使得學生在學習期間已經基本掌握數據庫系統開發流程并具備開發一個小型數據庫系統的能力。
綜合應用上述教學法,以教務管理系統查詢任務為例,進行任務及子任務的分解,采用小組協作的形式,讓組內學生或者組間學生進行討論,最后每次輪流選派組內成員進行講解和操作,教師從旁指導點評的完成應用開發之數據查詢的任務。學習情境實施過程如圖1所示。
通過上述改革方案的應用實施,學生動手能力增強,自主學習能力得到鍛煉、協作精神得到發揮,有利于學生創新能力和實踐能力的培養,有利于學生綜合素質的不斷提高。
參考文獻
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[3] 張捷.“SQL Server數據庫類”課程教學改革探索.農業網絡信息,2009(11).
【關鍵詞】中職類學校 教學方法 學習興趣 案例教學法
一、“財政與金融基礎知識”課程的性質與培養目標
“財政與金融基礎知識”是中等職業學校財經類專業的一門主干專業基礎課程,是一門有關財政、金融兩方面基礎理論與基本業務的課程,是財經類專業的學生必修或必選課程。中職類學校開設這門課程的目的,是使學生具備初、中級專業工作所必需的財政、金融的基本知識和基本理論;熟悉其運作原理,了解財政、金融相關政策;并能夠理論結合實際,簡單分析一些財政、金融現象,以及相關政策、手段的運用對經濟生活的影響,為將來從事財經工作打下堅實的基礎。
二、“財政與金融基礎知識”學情分析
“財政與金融基礎知識”這門課是一門專門研究財政、金融基礎知識的一門學科,具有較強的理論性,且涵蓋的知識面較廣,內容比較多,并與現實的經濟生活聯系較緊密,具有較強的應用性。但對于初次接觸這門經濟學課程的學生來說,普遍認為這門課理論太抽象,內容太枯燥,難學、難懂 。用學生的話說,自己在看書時只是對書上的字認識而已。為什么會出現這種情況?究其原因,主要表現在兩方面:一方面,中職類學生絕大部分都是從初中畢業后直接到中職類學校學習的,從一個學校到另一個學校,年齡小、社會閱歷少,尤其對社會經濟了解少之又少。他們對社會上的經濟現象比較缺少觀察,主動思考的精神還需加強。而本課程又與經濟社會知識聯系緊密,學生在學習過程中,感覺理論知識的理解難度較大,對該課程的學習興趣就不高。另一方面,因為他們較少的社會閱歷,較少的社會經濟知識,而財政與金融這門課程所講的內容又比較宏觀,他們就認為這門課程所講內容離他們的生活太遠了,跟他們的工作、生活沒有關系,對財政金融現象在感性認識就是一片空白。因此,他們對該課程的學習興趣就提不起來。
三、實現該課程有效的教學方法
根據對本課程及學情的分析,如何讓學生將社會生活與該課程內容聯系起來,對抽象、枯燥的經濟學產生興趣并學好它,是我們所有教這門課程的老師所要解決問題。偉大的物理學家愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師?!彼砸虢毯眠@門課程,教師就要從培養學生的學習興趣入手,提高學生的求知欲望。要培養學生的學習興趣,我覺得教師教學方法的選擇是很重要的。筆者根據自己多年的教學實踐和教學經驗,認為案例教學法不失為一種行之有效的教學方法。
傳統的教學方法是老師講、學生聽,聽沒聽、聽多少、聽懂多少、消化多少,在課堂教學中不能很好地反映出來,尤其對檢查學生能否將學到的理論聯系到實際,更為欠缺。對于這種填鴨式的教學,學生也會覺得所學內容非常乏味,更影響了學生學習的興趣。即使學生能囫圇吞棗地將老師課堂講授的理論知識記下來,也不能讓學生活學活用,利用所學的理論知識去解決實際問題。要改變這種情況,老師就要運用實例教學以加深學生對理論知識的理解,將講授的理論與培養運用能力有機結合起來。
案例教學法是一種以案例為基礎的教學方法,就是老師根據課程內容和教學目標的需要,選擇典型案例,組織學生對案例進行調查、思考、分析、討論和交流等活動,教給他們分析問題和解決問題的方法或道理,鼓勵學生進行獨立思考,以鍛煉學生獨立思考能力,進而提高分析問題和解決問題能力,從而加深學生對基本原理和概念理解的一種教學模式,它重視的是師生之間的雙向交流。
(一)運用案例教學法
可以調動學生學習的主動性。學生拿到案例后,先要進行消化,然后查閱各種他認為必要的理論知識,這無形中就加深了對知識的理解,調動了學生主動學生的積極性。調動學生主動學習的動力,是我們教師在“財政與金融基礎知識”教學過程需要激發學生去做的。對于財政金融理論中的一些抽象理論可以采用與具體案例相結合的案例教學法。如我在講授財政現象時,問學生為什么在市場經濟條件下,還需要以政府為主體進行分配活動時,給他們舉了下面的例子。安徽省某縣位于黃河故道兩岸,由于自然條件較適宜水果的生長,該縣成了全國著名的水果大縣。該縣某村是全國著名的黃桃和白桃生產基地。但桃樹對水分較為敏感,表現為耐旱怕澇。2004年該縣發生較為嚴重的洪澇災害。許多果樹因水排不出去而被淹死。該村在此次澇災害中也遭受了比較嚴重的損失,一些農民的桃樹被淹死。但由于排水不是一家一戶單獨憑借自己能力能做到的事情,更何況一部分農民也不愿意去做,結果導致大家利益的普遍受損。例子講完以后,我給他們提出了這樣的問題,這個實例說明了什么問題?用他們所學的財政理論知論來回答這個問題,可以進行討論。學生拿到問題后很興奮,積極地去找教材中相關的知識,歸納答案。等到讓他們回答時,學生都積極發表自己的觀點,并闡述自己對教材中關于這個知識點的理解。這樣不僅回答了問題,還幫助他們理解了教材的知識。
(二)運用案例教學法
可以培養學生理論聯系實際的能力。對于財政金融理論中的一些理論,可以把實際生活中的具體的實例加以典型化處理,形成供學生思考、分析和決斷的案例,借以培養學生理論聯系實際的能力。如我在講解財政補貼這一章節時,我就給他們布置作業,讓他們自己去思考或去調查,他們和其家庭都享受到國家的哪些補貼。同學們通過詢問他們的家長,了解到除他們所知道的自己上學享受到國家免學費、領助學金的財政補貼外,他們自己家里還享有國家的其他財政補貼,如所有農村學生的家庭除免交農業稅以外還享有農業補貼,有的家庭享有低保補貼,家里有養殖的,享有養殖補貼等。當同學們將自己的答案說出來后,我又通過這些例子進一步給他們講解,財政補貼之所以能夠發放的前提是國家財政充裕,國家財政充裕是因為國家財政收入的提高。但國家的財政補貼有很強的政策性和時效性。通過這些學生周圍的現象,讓學生將自己認為離自己很遙遠的經濟學聯系到自己的生活當中來。
(三)運用案例教學法
可以培養學生分析問題、解決問題的能力。通過學生對個案的分析和探討,提高學生運用理論處理問題的能力。如我在講財政政策與貨幣政策這一章節時,就讓學生根據現在的社會經濟狀況,提出自己的解決方案。從而讓他們用自己所學的知識來解決實際問題。
四、運用案例教學法注意問題
使用案例教學的目的,是讓學生通過老師的引導運用典型案例將學生放在實踐環境中,讓學生通過對實踐環境和事件本身的分析、討論,充分表達自己的見解,達到啟發的作用,是師生的雙向交流。所以說,學生在整個案例教學活動中居于主要地位,案例則在教學中占中心地位,因此,老師在使用案例時,一定要注意對案例的選擇,選擇的案例要能給學生提供思考和解答問題的多種路徑和空間,切忌用所謂標準化的答案來束縛學習者的創造性思維。要精心挑選具有典型性和代表性的案例,然后將案例的內容與相應的教材知識點聯系起來,通過對案例的分析,能使學生將案例與課文相關內容結合起來,從而及時有效地促進理論向實踐的轉化,真正達到理論與實踐的結合。
一、IB方法的壓縮認知與人類認知之關聯
IB方法通過將數據對象壓縮到一個“瓶頸”變量中來學習數據中所蘊含的內在模式,其學習模型如圖所示。在圖中,變量X代表載有海量信息的大數據,Y是描述數據對象的特征變量,而T則是壓縮的“瓶頸”變量。變量X中載有海量的信息,在無任何先驗知識的情況下,這些信息對人類來說是不可駕馭的。然而,“瓶頸”變量T的規模遠小于X的規模,相對容易被掌控。變量X到T的壓縮過程中所產生壓縮編碼P(t|x)則為IB方法所發現的壓縮模式,若一些數據對象被壓縮到了同一個t中,這些數據對象則被劃分到同一個類中。為使IB方法所得的壓縮編碼P(t|x)可放映數據中所蘊含的真實類別,IB方法在對大數據進行壓縮的同時,還要求“瓶頸”變量T盡可能的最大化保存特征變量Y中所載有的信息量。在對數據進行壓縮時,我們不可能平白無故地對數據進行分類,需要依據數據對象自身的特征來對數據進行劃分,只有將具有相似特征的數據壓縮到同一個類中,所得的壓縮模式才具有意義。特征變量Y客觀地描述了數據對象,因此IB方法將特征變量Y作為數據壓縮的依據。
中國古圣先賢老子曾說過:“無名,天地之始。有名,萬物之母。”IB方法在將數據對象壓縮到“瓶頸”變量的過程有為萬物命名之意。當人類還沒有給這個世界的事物命名之時,在人類的認知中這個世界里的一切事物本身與自然是渾然一體的,處在一種人類認知意義上的混沌狀態中。但一旦我們對事物進行確切的命名之后,即使它們并沒有完全與自然脫離其成為整體的狀態,但在人類的視角里已有了獨立認知的意義,即石頭、山、水、河流、花鳥蟲魚、太陽、月亮……人們可以將某一事物從他原來的混沌狀態中抽離出來,在人類的世界里建構對它的獨特認知。這時候原來的混沌狀態似乎就一下子瓦解了,整個世界由無數獨立存在的事物井然有序地構成一個統一的整體。由于海量的信息數據對我們來說在一定意義上也是混沌的,因此IB方法的思想與上述思想如出一轍。IB方法從混沌的海量信息中壓縮得到的每一個類是對數據的一個總結,是數據中的一些共性特征,是對數據化繁為簡的結果,是無形信息的有形化結果。IB方法的壓縮分類就如同對萬物的命名,人類對萬物的命名過程也是一個壓縮認知的過程。
二、順序IB算法學習過程與人類學習過程之共性
IB方法通過壓縮來認知數據,屬于機器學習領域中的一個無監督學習方法。機器學習是研究計算機怎樣模擬或實現人類的學習行為,以獲取新的知識或技能,重新組織已有的知識結構使之不斷改善自身的性能。不少機器學習領域專家給出了機器學習的定義。蘭利(P. Langley)認為:“機器學習是一門人工智能的科學,該領域的主要研究對象是人工智能,特別是如何在經驗學習中改善具體算法的性能?!泵浊袪枺═. M. Mitchell)在其著作《機器學習》中談到“機器學習”關注的問題是“計算機程序如何隨著經驗積累自動提高自身的性能”,也就是主要指的歸納學習。機器學習的功能是知識發現,知識發現是通過學習算法實現的。下面結合一個典型的順序IB算法,來闡述IB方法的壓縮認知過程與人類的學習過程之間的關聯性。
對于計算機來說,信息就是數據,因此IB算法以數據對象作為輸入,從中學習有價值的模式。順序IB算法的主要學習過程為:在某一隨機劃分的基礎上,計算機依次讀取每一個數據對象,在IB方法目標函數的指導下將其指派到一個與該數據對象擬合度最強的一個劃分中,重復迭代該步驟,直到劃分指派不再有新的變換為止。
根據米切爾對機器學習的定義,順序IB算法中的經驗便是我們能觀測到的數據集。在順序IB算法的主循環中,依次考慮每一個數據對象的迭代過程便是從經驗中不斷修復當前所得壓縮模式的過程,從而提高自身識別數據的性能,最終達到“物以類聚,人以群分”的目的。試想一下,當我們人類面臨著海量的數據時,也需要通過讀取每一條數據對象,得到數據中的一些大概劃分模式,然后再綜合考慮每一個數據對象與當前劃分模式之間的匹配程度,對所得的劃分模式進行修復。因此順序IB算法的學習過程也可認為是一個循序漸進、歸納總結、溫故而知新的過程。這和人類的學習過程有著異曲同工之處。
另外,在順序IB算法中第一步要求對數據做一個隨機初始劃分,在此基礎上, IB算法再循序漸進地從數據中學習數據對象間所蘊含的內在模式。初始化是一個隨機的過程,一個好的初始劃分往往會得到一個好的壓縮結果。順序IB算法中的隨機初始劃分就如同人的出身,出身在一定程度上決定人的命運。一個人若出身在一個經濟基礎、周邊環境及家風較好的家庭中,這個人成才的概率往往就會比較高。當然境遇不好,但經過自身努力拼搏最終成才的人也大有人在。順序IB算法的知識發現過程是一個隨機性與確定性的辯證統一。
三、機器學習與人類學習之不同
雖然順序IB算法的學習過程與人類的學習過程有著異曲同工之處,但機器的學習能力是無法完全模擬人類的學習能力的,其最根本的原因是計算機無法像人類那樣既具有意向性又具有主觀性。塞爾認為:“計算機程序永遠不可能代替人心,其理由很簡單:計算機程序只是語法的,而心不僅僅是語法的。心是語義的,就是說,人心不僅僅是一個形式結構,它是有內容的。”計算機程序只是以一種形式化、語法化的特征,這種形式化的符號是不具有任何語義的。
“枯藤老樹昏鴉,小橋流水人家,古道西風瘦馬,夕陽西下,斷腸人在天涯。”這是元朝馬致遠的經典小令《天凈沙?秋思》,對于中國稍通文墨的人來說都能夠背誦。整個散曲描寫的是一個秋天的下午,一個遠離家鄉的孤獨的旅人,懷念故鄉和親人的那種淡淡的惆悵的情感。這首曲里所點出的一切意象全部都是自然的存在,但這些自然的存在在人類的世界具備豐富的情感意義,并且這些物象的類別即與某一類別的人類情感有效地銜接,當這些物象在詩人的筆下娓娓地敘出時,讀到這類物象的人們就自然生發出與此相應的內在情感,從而與詩人、詩中的旅人的內在情感強烈地一致!
然而,當計算機程序在讀《天凈沙?秋思》時,所獲取的知識只是枯藤、老樹、昏鴉這類客觀存在的自然界物體,卻無法像人類那樣理解其中的情感。盡管一些人工智能研究者也力圖將某些語義信息融入到機器的學習中,然而人對語義的解讀遠遠勝于任何帶有智能的機器。
雖然機器的學習能力不能完全模擬人類的學習能力,但計算機的特點決定了機器學習也有其自身的特點。例如,計算機的記憶力(存儲能力)勝于人腦,計算機在特定領域的計算能力勝于人腦。這些特點可以使機器學習方法作為一個輔助的手段來幫助人類學習認知世界。例如,海量數據的模式分析對于人類來說往往是一件枯燥無味、費時費力的事情,并且在無任何先驗知識、無任何工具的幫助下,對海量數據模式的提取并不是輕而易舉的事。此時,可以借助機器學習方法,如IB方法,來從數據中提取數據的模式特征。正是得力于計算機的出色存儲能力、出色計算能力,機器學習算法可以在較短的時間內為人類提供一個對數據的初步認知模式。另外,得益于計算機無情感的特點,計算機在做這些事時才不會像人類那樣感覺枯燥無味。由于機器學習的特點與人類學習的特點不同,機器學習方法或許還會為人類帶來一些意想不到的學習結果,從而幫助人類提高對世界的認知程度。
此時,想起蘇軾的詩:“不識廬山真面目,只緣身在此山中。”當數據是海量,我們無從下手的時候,或許機器學習方法,如IB方法,可以引領我們從廬山中走出去。
四、人類學習的研究對機器學習研究的指導意義
人類在做事情的時候,自身往往都具備一些先驗知識,并且我們人類還可將自身已有的知識應用到對新事物的學習中。我們用一個典故來闡述人類學習能力的一個特點。
乾隆曾問紀曉嵐,傳說關羽忠義,朕且問你,他老婆是何等樣人?這是存心刁難,史書上根本沒有關夫人的詳細記載,讓人如何回答?可紀曉嵐立刻答道,生何年,歿何月,皆無從考;夫盡忠,子盡孝,豈不謂賢?乾隆大笑,說愛卿真有你的!
在無任何有關關夫人的先驗知識下,紀曉嵐的回答則是將有關關羽的認知遷移到對關夫人的評價上。
在現有圖靈機的模式下,計算機對數據的語義理解能力遠遠不如人類,因此,計算機所學習到的模式劃分往往會與我們人類的認知有偏差。此時,我們期望將人類的學習模式平移到機器學習中,來提高機器的學習能力。機器學習中的一些熱門研究領域,如監督學習、深度學習、遷移學習、多視角學習、終身學習等,都有與人類學習的基本思想一致之處。
【關鍵詞】學生管理;分層指導;分類管理;全員育人
【中圖分類號】G4【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089(2012)12-0049-01
當前,我校在校生學制層次較多:四年制本科(聯合辦學)、二年制專升本、三年制(高中起點)??啤⑽迥曛疲ǔ踔衅瘘c)??撇⒋?,學生層次多樣,起點不同,學生素質參差不齊,相差懸殊。在日常的管理工作及思想教育中很難采用一種統一的管理模式,管理難度逐年增加。為此,舊的管理模式和思想教育模式已經不適應當前形勢的發展變化,學校及學生管理人員需要研究、亟待探索出一條適合我校學生現狀的教育管理模式,以提高我校學生思想政治教育工作的針對性和時效性。
1不同年級、不同學制學生的特點分析
大學生的心理和思想是一個由不穩定向穩定,由不成熟向成熟,由低級向高級逐漸發展的過程,學生從入學到畢業,隨著時間的推移,人生閱歷逐漸豐富,身心逐步趨于成熟。
一年級學生:經過多年的寒窗苦讀與不懈努力,他們終于實現夢想,邁入大學校園。進入大學后面對新的生活方式,不同的社會環境、社會地位、學習方式以及人際交往等,往往使他們在心理、思想及行為上,產生很多的不適應。進入大學后,很多學生的自主意識增強了,但自理能力相對較差,自立性不足,不能盡快適應集體生活。他們開始大都盲目樂觀,既好奇又興奮,而一旦在思想、學習、生活和人際關系等方面受到挫折,又會產生自卑和焦慮,感到茫然,失去學習的目標和動力。
二年級學生:經過一年的大學生活,對學校的環境、人際交往、集體生活都已非常熟悉,對所學專業有了進一步的了解,目標更加明確,有一種得心應手的感覺。隨著新一屆學生的入學,他們的身份和地位也會隨之變化,普遍存在一種適應感和自豪感。隨著心理和年齡的進一步成熟,一年級時那種對大學生活的神秘感、約束感和遠離家鄉、親人的孤獨感已經消失。作為“過來人”,他們更愿意去幫助新同學,參與學校和系里的工作,有的學生已經成為學生干部和學生骨干,隨著閱歷的豐富,他們對自己的定位和發展方向有了更加切合實際的思考。
三年級學生:進入畢業年級后,學生的心理和思想趨于成熟,關注的事物較比以前會發生很大的變化,他們會更加關心自己的未來和前途,大學生活到了收官的階段,他們會更加關注自己最終收獲了什么,收獲了多少,他們會更加的理性和現實。一部分學生通過前兩年的專業基礎學習,對本專業有比較深刻的了解,專業思想穩定,有進一步深化專業知識和運用知識的要求,會選擇繼續深造,參加專升本考試??傊煌昙墶⒉煌瑢W制的學生,在不同階段遇到的問題不同,其心理、生理和思想行為的特征表現各不相同,具有一定的規律可循,需要管理者去深入研究。
2分層管理,分類指導
基于我校的學生整體狀況,要想取得較好的管理效果,需要建立一種分層管理,分類指導的管理機制和運行模式。
2.1按年級進行分層管理。對于一年級的學生,我們主要從抓好新生的入學教育入手,從各個方面引導他們盡快適應大學生活,做好心理疏導工作。同時,積極探索導生制,指派品學兼優的高年級學生和學生干部幫助他們解決各種問題;二年級的學生承上啟下,應重點培養學生骨干力量,發揮他們的積極性和主動性,調動他們積極參與的熱情,實現自我管理;畢業年級的學生,則主要抓好學生的升學、就業和考研等工作,對不同需求的學生做好具體的指導工作,包括心理輔導和精神上的減壓,讓他們抱著健康的心態去參加各種競爭。
2.2按學制和學生的要求進行分層管理。對于不同層次的學生要采取不同的管理思路,通過專升本考試錄取的本科班學生及四年制本科學生各方面素質相對較好,應在學業上加強引導,鼓勵其考研深造,在專業上有所作為。同時在日常行為及各方面表現中應該要求他們為專科生樹立一個良好的榜樣作用和帶動作用。
3全方位、全員化、全程化的育人模式研究
全方位即從學生的思想教育、行為養成、學業指導、行為引導、生活管理、社會實踐、素質教育、心理健康等多方面入手,加強對學生的培養,使他們成人、成才、成功,一切為學生將來的就業服務。
全員化即樹立全員育人的理念,充分調動學校各部門、全體教職員工的積極性和責任意識,尤其是學生管理隊伍和一線教師更應該把教書育人工作放在首要位置,不斷創新工作方法,探索思想教育的有效方法。全校上下應創造一種多方聯動的合作氛圍,將“牽手教育”融入到學校教育中來,關注特殊群體,進行必要的心理干預等,把教書育人、管理育人、服務育人、環境育人做到實處。
全程化即從學生入學到學生畢業,根據不同年級學生的思想特點,不同階段所面臨的不同任務著手,抓好學生的入學教育、文明習慣養成教育、成長成才教育、就業教育等,最終向社會輸送合格的人才。
4分層指導、分類管理、全方位、全員化、全程化開展大學生思想政治教育工作的實施要素
首先學校的學生主管部門、各系部應結合學校實際情況和各系部的學生具體情況來制定切實可行的管理辦法,創新管理機制,達成學生管理模式的共識。
其次,學生管理人員、輔導員、班主任、專業教師等要充分認識到分層指導、分類管理、全方位、全員化、全程化開展大學生思想政治教育工作的重要意義。在工作實踐中要結合具體情況來落實這種管理模式,要結合學生實際及自己的工作來探索研究這種模式,形成理論支撐。
面對多種層次、幾種學制、不同類型學生并存的現狀以及新時期大學生思想的多元化、需求的多樣化和學校自身發展、生存的需要,作為學生管理工作人員應樹立一種與時俱進,敢于創新的思想觀念,為全面做好大學生思想政治教育工作積極探索。
參考文獻
[1]王莉娟.大學生分層次思想政治工作的探索.[J].世紀橋,2011,04
[2]齊昆.分層次做好大學生思想政治教育工作的探索與實踐..[J].科技信息(學術研究),2008,04
以“xxxx”重要思想為指導,認真貫徹科學發展觀,切實落實國家、省、市防震防雷減災工作的精神要求,把學生的生命安全放在首位,大力開展防震防雷減災科普教育活動,增強廣大師生的防震防雷減災意識和自覺性,提高地震雷擊災害防御和自救和互就能力,達到“教育一個孩子,影響一個家庭,帶動整個社會”的目的。
(二)規劃目標
普及防震防雷減災基本知識,提高自救自護能力,建立健全地震雷擊應急和救援保障體系,增強緊急救援力量,增強我校學生的防震減災意識,提高綜合防震能力。
(三)主要任務
1、加強校園基礎信息調查提高學生對于地震雷擊災害防御能力;完善突發地震雷擊事件處置機制,提高教師、學生應急處置能力,制定并實施學校地震雷擊安全方案,推進避難防災場所建設。
2、充分利用各種渠道進行宣傳防震雷擊減災避險知識,對學生進行地震、地質災害等內容的防范自救教育,從小培養學生防震避險的理念、常識和心理素質等,保證每兩周舉行一次及以上的演練,掌握應對地震雷擊發生時采取的防護措施和方法,最大限度地降低地震雷擊帶來的損失,從而提高學生緊急避險、自救自護和應變以及師生自救互救技能和應對突發地震雷擊的能力。
3、將防震防雷減災教育納入學校教育內容,提高全社會防震防雷減災知識受教育程度;充分發揮校園網在防震減災教育中的作用。
(四)具體計劃
1、加強組織領導,明確責任分工,健全工作機制:成立以校長為組長的防震防雷減災安全工作領導小組,形成校長親自抓、分管領導具體抓、班主任齊抓共管的格局,形成一套強有力的安全管理網絡。
2、建立暢通無阻的防震防雷減災安全信息渠道。建立“教師通訊聯絡網”和“學生安全通訊聯絡網”,確保校長、各責任人、班主任、學生之間的信息暢通。
3、加強安全檢查工作,學校嚴格執行定期的安全檢查制度,時刻留心校舍安全,發現問題及時上報、補救、整改,防患于未然。
關鍵詞防雷;雷擊;接地;感應雷
中圖分類號P483文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2010)041-0155-01
0引言
新豐縣地處粵北山區,平均年雷暴日為89天,屬雷電多發區。近幾年來,因雷擊而造成教學樓和電教設備損壞甚至威脅到師生生命安全的情況時有發生,給國家和人民的財產和生命帶來嚴重的損失和傷害。因此如何完善和解決新豐縣中小學校防雷現狀,做好校園防雷減災工作已經是迫在眉睫。
1新豐縣中小學校防雷現狀
2009年11月份新豐縣氣象局聯合當地教育局、安監局等相關部門對新豐縣區域內119所中小學校的綜合樓、教學樓、學生宿舍樓、教師宿舍樓等人員聚集的重要場所進行了防雷安全摸底調查。調查數據顯示,全縣中小學建(構)筑物中安裝有防直擊雷防雷設施的僅占建(構)筑物的25%。而其中安裝有直擊雷的防雷設施的學校檢測合格率又僅為13%,且大部分沒有安裝防感應雷設施。現將產生具體現狀的原因分析如下:
1)在上個世紀九十年代前所建的大部分學校的教室、宿舍均沒有安裝避雷帶。而有部分學校樓房雖有避雷帶,但因年久失修,安裝的避雷帶已經是型同虛設,出現了大部分避雷帶、引下線銹斷,避雷帶支柱脫落等現象。部分學校的樓房不僅沒有安裝防雷裝置,還在樓頂上架設了鐵棚、熱水器、天線、廣告架等等金屬物體,根本沒有做安全接地處理,這樣就進一步增加了建筑物的雷擊概率,給學校師生的生命財產安全帶來了嚴重的安全隱患。
2)絕大部分學校均未安裝防感應雷的措施。根據我們這次的摸底調查,大部分學校的計算機、電視、交換機等一些教學設備都曾遭受過不同程度的損壞。而損壞的根本原因就是學校的電源線、信號線均為架空敷設,且未安裝相應的電源、信號電涌保護器,在雷電流過來后,沒有安全的保護措施,起不到安全的作用。還有部分學校的計算機機房布置得很不合理,較多的機房設在頂樓,絕大多數的機房未做屏蔽、接地措施,這也給學校的教學設備帶來了嚴重的安全隱患。
3)教育部門、學校領導的認識不足,逃避防雷工作的安全管理。目前只有少數學校對此問題比較重視,80%以上的學校都沒有進行防雷安全年度檢測工作。而且,在所接受檢測的學校中,絕大多數又都只安裝了簡單的防直擊雷裝置,個別鄉鎮尤其是很多村小學甚至根本就沒有任何防雷設施。部分學校領導仍然存在著嚴重的麻痹思想和僥幸心理,認為雷災是小概率事件,不會發生在自己,沒有必要花錢安裝防雷裝置;有些安裝了防雷裝置的,不按要求進行年度檢測;有些需整改的,不按要求進行整改;這些對學校廣大教職員工和學生來說,都存在巨大的防雷安全隱患。
4)知識貧乏經費匱乏阻礙學校防雷。目前很多人對防雷方面知識了解不多,對防雷工作的認識仍停留在簡單地安裝一根避雷針的層次上,認為避雷針一裝就可以高枕無憂了。其實,安裝避雷針的建筑雖然可避免直擊雷,但對感應雷卻無能為力,尤其是安裝有線光纜、寬帶系統的建筑,更要建立起完善的防雷系統。感應雷悄悄發生,對電子電腦設備的破壞卻相當的嚴重,甚至因此可能造成人員傷亡,防感應雷需要安裝專門的設備。有部分的學校領導可能都比較清楚感應雷的危害,但普遍反映各級各類學校經費匱乏,希望能夠引起各級政府和相關部門的高度重視,盡快完善各種防雷措施,保證師生安全。
2解決方案
嚴格執行學校防雷的技術規定。學校防雷工作分直擊雷(側擊雷)和感應雷、雷電波侵入三大類;現根據《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94)2000版、《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(BG50343-2004)等相關技術要求,結合學校人員密集,存在戶外活動、信息系統相對集中的特點、提出對學校場地、建筑物防雷安全硬件設施應當做到以下其本要求:
2.1外部防雷設施及要求
1)校舍、宿舍、辦公樓、食堂、體育館、運動場等人口比較密集的校園建(構)筑物應安裝有避雷裝置。并將樓頂上架設的鐵棚、熱水器、天線、廣告架等金屬物體做好可靠的接地處理。
2)把所有建筑物的防雷地網相互連接起來,構成共網。工作接地、保護接地、屏蔽接地和防雷接地等應采用合成一組接地體的聯合方式。
3)學校的有線廣播、網線、電話線等金屬線路嚴禁纏繞在避雷帶、避雷針上。
2.2內部防雷設施及要求
1)學??偱潆姺?、辦公、教學網絡機房、程控交換機房、電化教學網絡中心機房、監控機房應有兩級以上電源浪涌保護器(電源避雷器);室內金屬構件應做等電位連接;防靜電地板實現多點接地。設備的保護接地、工作地、防雷地、防靜電地就近與接地網格連接,減少建筑物和室內各設備之間的電位差,由設備到接地母線的連接導線應采用多股銅芯線,且應盡量縮短連接距離,實現《建筑物防雷設計規范》(GB50057-94)2000版所要求的等電位連接。
2)為防止電磁感應,把互相靠近的金屬物品用金屬導體很好地連接起來做等電位聯接。對較大缺口金屬環,應用金屬導體將缺口連成閉合環,防止缺口處形成高電壓放電火花。設備的安放和線路的布設應遠離建筑物的結構柱和外墻,以減少雷電脈沖對設備的損害。
3)為了防止雷電反擊的發生,一般應使防雷裝置與建筑物金屬體間隔一定距離。受條件限制而無法達到所規定的間隔距離時,應把避雷引線與金屬體用金屬導線連接起來,使它們成為等電位而避免發生閃擊。對房屋周圍的高大樹木都應留有足夠的距離,以免樹木與房屋之間發生雷電反擊。對于教工住宅衛生間、廚房以及學生公寓的衛生間內應置等電位聯結,因為電飯鍋、電磁爐和電熱淋浴器等金屬外殼,很容易使電源引入雷電波,廚房、衛生間地面潮濕,在外殼漏電的情況很容易引起觸電事故,所以建議所有金屬外殼的電器與管道、距建筑物最近的均壓環節點等做等電位聯結。對于電熱水器更要注意,不少熱水器內置有電加熱電源線和傳感信號線直通室內,一旦屋頂的太陽能熱水器安裝高于該建筑物的最高避雷帶(針),熱水器就可能成為引雷裝置。在有太陽能熱水器設施的屋面,如果只有避雷帶沒有避雷針的情況下,需要架設橫貫建筑物的避雷線,以保證太陽能熱水器的安全。
4)架空線應安裝SPD或將架空線改為埋地進線并安裝SPD。特別是計算機房,電源線的信號線應分別采用屏蔽電纜或護套電纜穿金屬套管埋地進線,埋地長度不應少于15m。電纜金屬外皮和金屬套管應在入戶端接地,電源至少應安裝兩級SPD,開關型SPD與限壓型SPD之間的線路長度不宜小于10m,限壓型SPD之間的長度不宜小于5m,否則,應采取退耦措施。電源SPD的地線應接地并盡可能短和直。信號SPD應接地,信號線的空線對應短接并接地。光纖不必安裝信號SPD,但金屬保護層和加強芯應接地。
5)運動場防雷措施。中小學校的運動場所較多,運動場地的特點是比較開闊,一般距教學大樓有較遠一段距離,而且一般沒有專門設置避雷針,這樣就存在嚴重雷擊隱患,特別是開闊的足球場和大面積的多球架的籃球場,很容易成為雷擊目標。運動場的防雷,應該在運動場周圍的適當位置設置避雷針。為了降低跨步電壓的危害,在建設足球場地時盡量將金屬的圍欄每隔20m連接接地裝置,全部連成一體;對于多籃球架的球場可以在每個球架下設置一個接地極,將所有的籃球架全部連接在一起;在網球場可在建設過程中將網球金屬網增加接地裝置,而網球場圍欄可以形成一個大的等電位體,對于獨立的照明電桿也應采用鍍鋅扁鋼與籃球架、足球場金屬圍欄、網球場金屬網全部連接成為一個大的等電位聯結體,這樣能夠有效降低跨步電壓的危害。另外在運動場開闊場地增加避雷針,并盡量與球場金屬物離開一段距離,增加避雷針接地的深度,在避雷針入地的靠近地面的一段距離內增加絕緣裝置,使避雷針的泄放電流直接接入到215m深的地下,這樣也可以進一步減少雷擊對地面人員的跨步電壓危害。
2.3確實落實學校防雷安全管理
學校防雷減災工程是一項系統工程,政府理應給予大力支持。對沒有防雷設施的學校,應分輕重緩急逐步配備。氣象部門作為防雷安全管理機構,應加強對學校新建、改建、擴建建設工程防雷裝置的設審核和竣工驗收工作,進一步檢查和落實防雷裝置定期檢測制度,切實從源頭把好學校防雷安全質量關。對已投入使用的建筑物必須嚴格防雷裝置年檢制度,對在檢測中發現的防雷安全隱患應限時整改,對拒不檢測和不對防雷安全隱患進行整改的學校,教育主管部門應對學校主要領導和責任人追究責任,健全學校防雷安全考核制度,使學校的防雷安全管理工作做到制度健全、分工清楚、責任明確。
2.4加強學校防雷安全知識的宣傳和普及
氣象部門要會同教育部門加大對防雷知識的宣傳和普及力度。教育部門應把防雷減災知識列入中小學教學課程里,加強對學生防雷知識的普及和雷電災害應急處置辦法的宣傳育,加強應急教育師資培訓和教師應對突發事件能力的考評。要利用好氣象科普教育基地的優勢,做好防雷知識的普及工作,并定期派出防雷專家深入學校,特別是邊遠山區學校進行防雷科普知識、防雷安全管理法律法規和雷擊應急自救等知識講座,不斷提高師生防雷避險、自救、互救能力和依法防雷、科學防雷、主動防雷的意識。
3結束語
學校的防雷工程是一項系統工程,應在校園網格建設初期,結合校園規劃對防雷地網布設進行專門設計,既要滿足目前防雷要求,又要結合規劃留有余地,減少重復工作,同時采用現代技術防雷,科學合理地完善防雷措施,節約成本,保證網絡系統的正常運行。氣象資料分析表明,進入高溫季節后,隨著強對流天氣的增多,我縣雷擊仍將頻繁出現,如果防范不力,還將造成學校人員傷亡和財產損失。因此各學校要因地制宜采取各項有效的防雷措施,居安思危,警鐘長鳴,強化措施,落實責任,確保全市學校防雷安全管理工作取得實效。
參考文獻
[1]建筑物防雷設計規范.(GB50097-94)2000.
一、本單位法人代表對本制度的制定及執行負責。本單位安全管理員負責本制度的具體實施、檢查工作。
二、加強宣傳教育,普及防雷知識。積極配合氣象防雷部門的科普教育活動,宣傳防雷減災的法律法規及科學知識,提高職工的防雷意識,使職工了解雷電災害的特性,掌握雷電防護基本知識,增強自身防護能力。
三、依據中華人民共和國氣象法等相關法律法規及技術規范,本單位必須安裝防雷裝置。安全管理員定期檢查防雷裝置使用及維護情況,發現問題及時整改,消除隱患,按時參加防雷裝置的定期檢測工作,保證安全有效。
四、儲罐區及生產車間等重點部位,不得存放易燃、易爆物品,以避免雷擊時引發災害事故。
五、保護好防雷裝置。對破壞防雷裝置的人員進行批評教育及處罰,情節嚴重的追究其法律責任;對保護、愛護防雷裝置的人員進行嘉獎。
六、盡量避免在雷電天氣下作業。必須作業時,做好安全防護工作。
七、發生雷電天氣時,人員應做到以下雷電防御措施:
1、不宜停留在樓(屋)面上或空曠地帶;
2、不宜站在高大建筑物、大樹、電桿、塔吊旁;
3、不宜在水面或水陸交界處作業;
4、不宜在空曠的室外活動以及騎單車或摩托車;
5、盡量減少使用電話和手提電話;
6、遠離水管、電氣線路或金屬門、窗;
7、切勿處理并遠離開口盛載的易燃物品;
8、不宜進入空曠地帶的棚屋、崗亭等建(構)筑屋;
9、不宜使用無防雷措施或防雷措施不足的電視、音響等電器,斷電后放到安全的地方。
八、發生重大雷電災害時,應做到以下幾點:
1、及時向氣象部門和政府相關部門報告;
2、組織營救和救治受害人員,疏散、撤離安置受到威脅的人員;
3、消除火災等危險源;
4、搶修被損壞的通訊、供電等基礎設施;
5、維持廠區的治安;
6、嚴格保護好事故現場;
關鍵詞:校園防雷;現狀;措施
中圖分類號:S761.5 文獻標識碼:A文章編號:
引 言:
雷電的本質是在積雨云發展階段,云層之間、云地之間、云與空氣之間的電位差達到一定程度時發生的劇烈放電現象。受全球范圍氣候變化的影響,雷擊災害發生的次數也在逐年遞增。校園是教育的載體,是知識分子的積聚地,隨著我國教育現代化的迅速發展,校園信息網絡設施不斷增加和更新,各類建筑物和電子電器設備還未采取有效地防雷措施,其耐壓、過流的能力十分脆弱,嚴重威脅在校師生人身安全及教學活動,因此加強校園防雷安全工作具有十分重要的意義。
1.校園防雷安全工作的重要性
雷電具有巨大的破壞力,除了對建筑物方面的破壞力外,雷電電磁脈沖對電子設備等將產生毀滅性的破壞。2012年2月22日祁門縣蘆溪鄉中心學校發生嚴重雷擊事件,造成綜合樓所有電源線路、投影儀、筆記本、臺式電腦等電器設備損壞,損失共達4萬多元,幸好未造成人員傷亡。
校園也是教書育人、人員集中的場所,校園師生的安全關系到眾多家庭的幸福和諧,因此,充分認識校園防雷安全形勢,加強校園防雷安全工作,勢在必行。
2.校園防雷裝置現狀
根據2012年4月祁門縣教育局與氣象局聯合下發《全縣中小學、幼兒園防雷安全工作的通知》對全縣教育局下屬213所中小學校防雷裝置進行一次徹底檢查,全縣中小學校70%以上的教學樓和宿舍樓沒有安裝防直擊雷設施或安裝的防直擊雷設施達不到國家防雷規范技術標準,全縣所有校園信息網絡設備沒有安裝防雷電波侵入和防雷電感應的防雷設施;可見,現代校園防雷狀況十分嚴峻。
2.1校園防雷裝置不完善
全縣各鄉鎮及村教學點,多數為老、舊的教學樓或教學平房,這些建筑物在建成過程中,由于設計或資金方面的原因,沒有按照防雷技術規范要求安裝相應的防雷裝置;部分學校建筑物有防直擊雷裝置,因多年無人維護已出現嚴重生銹或斷裂現象,造成接地電阻值偏高,防雷裝置不符合技術規定。
雷擊事故畢竟概率較小,許多學校從未遭受過雷擊,導致學校管理層認為樓層不高,沒有必要安裝防雷裝置,存在僥幸心理。在校師生對防雷安全知識未進行深入學習和了解,防雷宣傳不到位,防雷安全意識薄弱。
2.2防雷電感應設施不合格
雷擊電磁脈沖會對建筑物內電子設備、信息網絡及用電設施造成嚴重的損害。隨著我國教育現代化的迅速發展,電子信息技術以及電子設備越來越多地走進課堂,對防雷電感應設施要求越來越嚴格。
經對全縣校園檢查發現,全縣所有中小學校舊教學樓、學生宿舍等建筑物沒有安裝電源避雷器(SPD),校園信息網絡系統和電子設備都沒有安裝防雷電感應(雷擊電磁脈沖)的防雷設施;而且電源進線沒有埋地,50%以上沒有專門安裝配電箱及安全保護接地裝置,這些都是當前校園防雷存在的安全隱患。
3.校園建筑物防雷措施及要求
現代校園防雷是一項系統性工程,必須要全方位地堵截雷電的任何途徑入侵。通過防雷知識宣傳和科學的防雷設計,從直擊雷防護、雷電感應(雷擊電磁脈沖)防護、等電位連接、屏蔽措施、合理布線、完善接地系統等方面入手,不斷完善現代校園防雷裝置,實現校園防雷安全工作得到更深一層次的發展。
3.1建筑物直擊雷防護
直擊雷是雷電直接襲擊人或建(構)筑物,產生電效應、熱效應和機械力;在校園內,它的主要目標是無雷電防護裝置的建筑物,如教室、宿舍和辦公樓等,以及在室內的電子設備和廣大師生;防直擊雷必須嚴格按照《建筑物防雷設計規范》設計要求,安裝避雷帶(網)、引下線及接地裝置。
(1)接閃器:沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位用直徑為了10mm的鍍鋅圓鋼敷設一圈避雷帶,并在建筑物屋面設置避雷網格,網格尺寸不大于20m x 20m或24m x 16m。
(2)引下線:專設引下線不應少于2根,并應沿建筑手四周和內庭院四周均勻對稱布置,其間距沿周長計算不應大于25m。若教學樓前面為開放式走廊且無上下貫通的結構柱,則其正面可不設計引下線。在易受機械損壞和需防人身接觸的地方,引下線地面上1.7m至地面下0.3m應采取橡膠管保護措施。
(3)接地裝置:除沿建筑物設置環型接地外,每條引下線對應該一組接地裝置,人工垂直接地體應采用5mmx50mm的鍍鋅角鋼,水平接地體應采用不小于4mmx40mm鍍鋅鋅扁鐵,垂直接地體間距離宜為5m,當受地方所限可適當減小。人工接地體在土壤中的埋設深度不應小于0.5m。當接地體距離建筑物出入口或人行道小于3m時,水平接地體應深埋不應小于1m或其他絕緣保護措施。
3.2雷電感應的防護
雷電感應的防護除了要求建筑防雷符合規范之外,還需要對電源系統、信號系統、地電反擊等方面進行雷電防護處理,通過有效措施防止雷電波侵入設備,確保校園弱電設備在雷電環境中安全工作。
由于雷電流主要是由首次雷擊電流和后續雷擊電流所組成,因此雷電過電壓的保護必須同時抑制或分流首次雷擊電流和后續雷擊電流。結合校園弱電設備的特點,應采取多級保護措施;外部防雷可將雷電流直接引入地下泄放能量;內部防雷可設置過電壓保護器阻塞沿電源或信號線所引入的雷電波。
(1)均壓措施:將校園建筑物內的各種金屬實體進行等電位連接,如金屬構架、門窗、扶梯、地板、室內設備的金屬外殼等均應可靠焊接連通;并進行多點有效接地,形成一個電氣上連續的整體,消除雷擊時在不同金屬外殼或構架之間出現暫態電位差,使得彼此間等電位維持在地電位的水平,避免產生危險過電壓,損壞設備甚至危及人身安全。
(2)合理布線:為了防止各類線纜在雷擊時產生電磁耦合形成電磁脈沖,沿線纜傳輸到電子設備中而損壞設備或傷及人員。校園內的布線應采用合理的綜合布線原則,不同的線纜應保持一定的安全距離,如電子信息系統線纜與防雷引下線的最小平行凈距應為1000mm、與保護地線的最小平行凈距為50mm。
(3)線纜屏蔽:對于進出各建筑物的電源線、信號線、控制線等線纜均應穿金屬管埋地布設,且金屬管二端接地,尤其是校園微機室更應嚴格要求,其埋地長度應符合以下表達式的要求,且不應小于15 米。L ≥ 2式中:L為電纜埋入地中的長度(m);ρ為土壤電阻率(Ω?m)。光纜的所有金屬接頭、金屬擋潮層、金屬加強芯等在入戶處應接地處理。
(4)電涌保護器選擇和安裝:在電源引入的總配電箱處應裝設I級電涌保護器,電涌保護器的電壓保護水平值應小于或等于2.5KV,當無法確定每一保護模式的沖擊電流值時,沖擊電流應取等于或大于12.5KA。
4、加強施工監督和竣工驗收
根據《安徽省防雷減災管理辦法》和《防雷裝置設計審核及竣工驗收規定》要求,所有學校新建、改建、擴建建筑物的防雷設計必須先經過當地氣象主管機構進行審核,具有相應資質施工方應當按照核準后的方案進行施工,施工過程應嚴格進行質量監督檢測。
防雷裝置竣工后須經當地氣象主管機構進行竣工驗收,驗收合格并取得合格證后方可投入使用。凡是驗收不合格的項目,施工單位應嚴格按照規范要求進行整改,并及時向氣象主管機構申請重新驗收,直到符合驗收要求為止。
5. 結束語
總體分析,現代校園防雷受限于區域經濟水平的發展以及防雷知識的普及程度影響,未來防雷工作還將是一項長期而復雜的工作;因此,加強防雷科普知識宣傳,增強師生防雷安全意識將是十分的重要。我們在進行校園綜合防雷設計時,應充分考慮學校的地理位置、地質情況、氣象要素等環境因素,嚴格執行技術規范要求,本著安全可靠,技術先進,經濟合理的原則進行綜合設計和施工;最大限度地避免和減少雷電對現代校園造成的危害,穩步推進現代校園防雷安全工作,為教育事業和社會的和諧穩定發展做出貢獻。
參考文獻:
1. 中華人民共和國機械工業部,《建筑物防雷設計規范》(GB 50057- 94,2010 年版)