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1.1管材選擇及連接方式
根據本工程特點,輸水管材采用PE管材,管徑壁厚比SDR13.6,最大內壓力1.25MPa。根據該管材的特性及類似工程的使用情況,該類型完全符合本工程的設計需要,采用管徑壁厚比SDR13.6,最大內壓力1.25MPa的PE管做為本工程的輸水管管材。PE管的連接方式采用熱熔對接。采用重力輸水方式,在水庫常年運行水位下,輸水管作用水頭為70m。循環經濟園區要求水頭不小于20m,經計算De450、De500的管徑均滿足設計要求,以投資較少的原則,本工程選取De450的PE100管道。
1.2輸水管結構復核
通過計算確定管徑后,要進行詳細的輸水管結構復核。1)采用《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》(CJJ101-2004),可得水錘壓力的計算公式:P=vaga=1rwg(1k+cEpdien槡)式中:Ep為管材的彈性模量,可取900MPa(20℃);c為管端固定度,可取值0.75~0.10。本設計取0.8;k為水的體積模量,取2200MPa;rw為水的重力密度,取10kN/m3;v為取平均流速,即1.30m/s;g為重力加速度,取9.81m/s2。計算結果:因為管道標準尺寸比SDR取13.6,所以di/en=(dn-2en)/en=13.6-2=11.6。2)設計管道內壓力P設計的計算采用《埋地聚乙烯烯給水管道工程技術規程》(CJJ101-2004),公式如下:P=γh式中:P為管道的內水壓力;γ為水的容重,一般取9.81kN/m3;h為測壓管水頭;測壓管水頭最大值為hmax=校核洪水位-管道末端高程-管道總水頭損失,由以上材料值校核洪水位為173.53m,管道末端高程為97.31m,DN450的總水頭損失為35.46,所以hmax為40.76m。pmax=9.81×40.63=0.400MPa,管道設計壓力等于管道內最大瞬時壓力與水錘壓力之和,P設計=pmax+p水錘=0.793≤1.2MPa。本次所選管材滿足最大管道內壓力。3)聚乙烯管道的結構計算。根據《埋地聚乙烯烯給水管道工程技術規程》(CJJ101-2004)可知,聚乙烯管道結構的強度計算應采用下列極限計算表達式:γ0S≤R式中:γ0為管道的重要性系數;S為設計內水壓力作用下,作用效應的組合值;R為管道結構的抗力強度設計值,是管道在水溫20℃,50年長期承受內水壓力下環向抗拉強度的最低保證值,由廠家提供。環向抗力強度應滿足下列公式:γ0σθ≤γotfσθ=γQFwdD02t式中:σθ為設計內水壓力作用下管壁環向應力設計值;γot為聚乙烯管材抗力分項系數;Fwd為管道設計內水壓力的標準值,N/mm2,應采取管道工作壓力的1.5倍計算;D0為管道的計算直徑;t為管道的計算厚度為33,mm;γQ為設計內水壓力的作用分項系數,γQ=1.2。計算結果:Fwd應采取管道工作壓力的1.5倍計算,管道的工作壓力為0.400MPa,則Fwd=0.600MPaf為管材環向長期抗拉強度標準值,按下列數值確定:對PE80級管,f=8N/mm2;對PE100級管,f=10N/mm2;取不利條件下(即40℃)時γot=0.71,采用PE100級管γotf=7.1γ0σθ=1.1×4.53=4.98<γotf=7.1滿足要求。聚乙烯管材抗力分項系數γot可根據不同水溫溫度確定,見表2。
1.3首部設計
輸水管起點為白河水庫發電站廢棄的1#機組的閘閥,發電隧洞為DN1200mm的混凝土管,長68m,進口高程為159.15m,出口高程為157.85m,后接調壓井,調壓井井徑130cm,出口為直徑1m的混凝土管,高程為161.05,接DN1000閘閥控制,變徑D1000×1600至發電機組。本次設計為拆除1#發電機組,變徑改成DN1000×DN450的直徑,后接21m的鋼管,穿墻過一干渠,建閥門井控制,一干渠的正常水位161.30m,考慮0.05m的超高,管道的底部高程為161.35m。
1.4輸水管配套建筑物
輸水管首起白河水庫發電站1#機組的閘閥,末端至某化工集團循環經濟園區,全程約10.1km。由于輸水距離較長,在管路上設置檢修、控制裝置,主要包括安全檢修用的檢修閥、排空閥、排氣閥等,以及用于控制流量的流量計等,均放在井內。為保證管道輸水的安全運行,在輸水管道的隆起點(局部高點)以及管線豎向布置平緩段,每間隔800~1000m左右設進排氣閥一處,本工程共設置的檢修井17座,每座閥井內設置1臺排氣閥和1臺蝶閥。在輸水管段的低處(局部低點)設泄水閥,以滿足管道排水和管道檢修排水需要,本工程共設置泄水閥9處,每處設1座泄水閥井。
2結語
土木工程專業的Web3D模型制作開發流程如下:1)根據專業規范、標準圖集和施工圖紙確定結構構造。2)采用AutoCAD或3dsMax軟件,根據結構構造建立三維模型。3)采用3dsMax軟件,將三維模型導出為FBX文件格式。4)將FBX格式的三維模型導入Unity引擎。5)在Unity中,為三維模型開發交互功能。6)利用Unity,將Web3D模型為網頁或可執行文件。
2主要功能與實現方法
采用Unity引擎,通過相關設置和編寫C#,JavaScript腳本,為Web3D模型實現了視圖切換、視圖控制、顯示與隱藏物體、自動演示、顯示物體說明、移動物體與物體復位等交互功能。
1)視圖切換。
視圖切換功能允許用戶任意切換自由視圖、俯視圖、前視圖、左視圖,可以方便地觀察三維模型與其平面投影之間的關系。該功能的實現方法為:在場景中分別設置主攝像機、俯視攝像機、前視攝像機、左視攝像機各一臺,其中主攝像機為透視投影模式,其余攝像機為正交投影模式;根據用戶的選擇,打開相應的攝像機,同時關閉其余的攝像機,從而切換到相應的視圖。
2)視圖控制。
視圖控制功能允許用戶自由縮放、移動、旋轉視圖,從而可以從任意位置、任意角度觀察三維模型。在自由視圖中,縮放視圖功能通過改變攝像機與目標點之間的距離實現,移動視圖功能通過改變攝像機的位置實現,旋轉視圖功能通過攝像機圍繞目標點旋轉實現。在俯視圖、前視圖、左視圖中,僅可以縮放、移動視圖,縮放視圖功能通過改變攝像機的視口尺寸實現,移動視圖功能的實現方法與在自由視圖中的相同。
3)顯示與隱藏物體。
該功能允許用戶通過點擊用戶界面的按鈕,顯示或隱藏對應的物體,從而可以根據用戶的意愿,僅顯示需要觀察的物體,而隱藏其余的物體。用戶還可以通過點擊“全部顯示”或“全部隱藏”按鈕,顯示或隱藏全部的物體。該功能的實現方法為:將所有的物體分類存儲到變量中,根據用戶的操作,打開或關閉對應的物體。
4)自動演示。
自動演示功能可按指定的時間間隔,根據預先設定的順序顯示物體,從而模擬結構、構件或節點的施工流程。
5)顯示物體說明。
當鼠標移動到物體上時,該物體的顏色變為藍色,并顯示相關說明,在鼠標移出后,物體恢復為原有的顏色。利用該功能,可清晰地顯示物體的相關信息,便于用戶了解和學習。
6)移動物體與物體復位。
移動物體功能允許用戶通過按住鼠標左鍵并移動鼠標,自由拖動鼠標指向的物體,從而對模型進行拆解和拼裝。物體復位功能可以將所有物體恢復到原有位置,該功能的實現方法為:將所有物體的初始坐標存儲到變量中,當用戶點擊“物體復位”按鈕時,將所有物體的坐標修改為其初始坐標。
3已開發的Web3D模型
利用Unity引擎,采用上述的開發流程和實現方法,目前已開發完成了10個土木工程專業的Web3D模型,詳見表1。土木工程制圖課程對抽象思維和空間想象力要求較高,為其制作了圓柱—圓錐相貫、同坡屋面交線兩個Web3D模型,用戶可以通過移動模型中各個物體的位置,觀察不同的圓柱—圓錐相貫線、同坡屋面交線。簡支梁配筋、螺旋箍筋柱、工字形截面柱配筋、杯口獨立基礎配筋、獨立基礎配筋、雙柱聯合基礎配筋等6個模型直觀地顯示了各類構件中的鋼筋配置和構造要求,便于用戶理解和掌握。利用框架三維模型,用戶可以熟悉組成混凝土框架結構的各類構件。梯形鋼屋架支座節點模型清晰地顯示了該節點的構造,使用戶一目了然。
4結語
(一)全面解決農村飲水安全問題任務艱巨截止2013年底,全省還有827.4萬農村人口及54.98萬農村在校師生飲水不安全。飲水不安全人口眾多,水質不達標,水源保證率低,供水不足及用水方便程度不達標等問題并存,任務十分艱巨。
(二)全面解決農村飲水安全問題資金缺口大截止2013年,我省已累計投入資金71億元。農村飲水安全項目投資為國家投資、地方政府撥款、市場融資、用戶自籌等組成。甘肅省農村經濟發展相對落后,安全飲水意識相對薄弱,水費自繳和自籌方面存在困難;有些地方工程項目建設標準低,前期的設計規劃不合理,投入資金有限,存在工程返建的浪費現象。飲水不安全的827.4萬人中只有306.08萬人納入甘肅省農村飲水安全“十二五”規劃,可落實中央和省級補助資金,其余521.41萬人則沒有投資渠道。要全面解決農村飲水安全問題資金缺口還很大。
(三)農村飲水安全工程建設難度大隨著近年來農村飲水安全項目的實施,全省川區和水源建設條件較好的地方已通過農村飲水安全工程解決了飲水安全問題。剩余的工程多在溝壑區和山丘區,地形地貌復雜、水源偏遠、水質較差,凈水工藝復雜,輸配水管線長且難度大,受益群眾居住分散,入戶工程量大面廣,工程建設難度大。原調查評估屬飲水安全和基本安全的工程,多為抗旱應急、氟病改水、人飲解困、以工代賑、扶貧開發等項目,因工程投資屬補質,設計、建設標準偏低,缺乏必要的凈水和消毒措施,維修改造難度較大。2005年以來建設的農村飲水安全工程,執行國家制定的人均投資標準:2005—2006年總投資423元,其中中央補貼288元;2007—2008年總投資438元,其中中央補助298元;2009—2012年總投資548元,其中中央補助438元;2012年8月起調整為總投資643元,其中中央補助514元。
(四)規劃、管理、運行制度不完善
1.農村飲水安全工程前期規劃投入少。農村飲水安全工程是新課題,規劃設計是新挑戰。許多農村飲水安全工程前期勘察規劃設計時間緊、經費少、地質水文情況缺乏現場勘察,工程設計資料不足、致使后期工程與實際情況不接應、返修率高,直接影響工程的使用效益。最初的農村飲水安全工程按照小區域建設,未統籌規劃后期的管理運行問題,缺乏整體規劃和遠景考慮。
2.項目權責主體不明。雖然目前有關農村飲水安全工程建設和管理的有關政策和文件都對明晰工程產權和管理主體有很清楚地規定。但是已建成的粗放式點多面廣的單村式集中式供水工程難以統一管理形成規?;?。供水工程產權不清、管理機構不健全。部分地區設有安全飲水管理站,但小型供水工程還普遍存在著權責不落實問題,沒有配備專職人員負責項目的運行管理。
3.工程運行管理缺乏專業技術人員。農村飲水安全工程基本沒有專業技術力量,無法對水處理設備進行維護。如果托管給專業公司進行維護,絕大部分農村不愿承擔費用。因此農村飲水安全工程在建設的同時,應進行良好的技術培訓?;鶎庸芾砣藛T嚴重不足,人員工資偏低,無法熟練掌握設施性能和操作程序。沒有相關工程運行數據記錄,不能定期對工程進行檢查和修護。
4.水費征收難,影響良性運營。甘肅大部分農村地區經濟發展水平較低,農民收入少,水費征收率低;地方財政經費又很困難,致使相關的工程設備無法維修和更換,不少工程甚至連基本的運行費用都存在缺口,長期處于虧損經營狀態,達不到良性運行的要求,嚴重影響了工程效益的發揮。
5.自來水入戶協調難度大。部分群眾安全飲水認識不高,認為延續祖輩傳統用水不存在危害;有些農村地區青壯年外出打工,留下老人小孩,接入自來水的積極性不高。有些地區因有企業入駐優惠政策,不收取水費,造成用水浪費。部分村委觀念滯后,對飲水安全工程的設施建設和管理維護工作的重視存在偏差。一些村干部思想認識不端正,使工程出現資金投入不足、失管、失修等不良現象。
6.水費偏高。根據甘肅省農村飲水安全項目已建的六個典型工程的水費測算,經營水價在0.7元/m3~5.85元/m3,水費偏高,影響了農村飲水安全工程的長期安全運行。
(五)歷史遺留問題較多第一,部分年代久遠的已建工程因建設經驗不足、資金缺乏、技術水平低等歷史條件的限制,未考慮長遠發展規劃,存在工程標準偏低現象,使得部分現存的年代已久的工程質量不過關,造成部分設施功能老化、運行效率低的現象,這為后續管理帶來了困難。第二,已建成的集中供水工程實際供水量低于需求量,造成設施閑置或運行成本過高。導致資源浪費嚴重;分散式供水設施供水保證率低。第三,新農村、小城鎮建設及政策性移民、游牧人口遷移等造成的飲水不安全人口的減少和增加。第四,農村基層水利技術管理服務體系不穩定,管理人員綜合水平參差不齊。
(六)水質檢測能力弱農村飲水安全工程規模大,分散廣,檢測能力弱,難以保證農村飲水安全工程的長期安全運行。大部分集中供水工程無消毒凈化和自動檢測設施,飲用水水質無安全保障。
(七)缺乏農村飲水安全的長效運行機制一般來講,甘肅農村地區的經濟都比較薄弱,對農民無法收取成本水價。國家農村飲水安全工程結束后,沒有了國家投資,水處理設施的維護資金無法落實,因此需要研究農村飲水安全工程的長效機制,保證農村飲水安全工程的長期安全運行。
二、甘肅省農村飲水安全工程長效運行機制的對策探討
(一)甘肅農村飲水安全工程應堅持“建管并重,以建促管,以管為先”的原則甘肅省農村飲水安全工程點多、面廣、分散,管理難度大。為規范工程運行管理,提高管理水平,確保工程長期高效運行,在加快農村飲水安全工程建設的同時,要始終堅持“建管并重,以建促管,以管為先”的原則,不斷拓寬管理思路,完善管理方式,加大管理力度,強化建后管理,確保農村飲水安全工程的長效運行。
(二)建立管理機制,保障農村飲水安全工程長效運行堅決執行《甘肅省農村飲水安全工程運行管理試行辦法》,明確飲水安全工程管理體制、運行機制,水源、水質管理、供水管理、水價核定、水費計收和管理等方面的政策規定,為保障飲水安全工程長效運行奠定基礎條件。由于甘肅省農村飲水工程項目多、規模小、分布廣,群眾管理觀念淡薄,建后管理難度較大。為確保工程長期安全運行,建議根據工程類型和規模,按照有利于群眾使用,有利于工程發揮效益和有利于水資源可持續利用的原則,以保障農村飲水安全為目標,以提供優質供水服務為宗旨,建立由縣人飲管理總站、鄉鎮人飲管理所、鄉鎮管水委員會、村社群管小組或農民用水者協會、受益戶組成的“五級管理網絡”。每個縣至少建立一個水質監測中心,切實保障供水安全。明確產權:
(1)政府投資、農民籌資投入建設的大、中型集中式供水工程屬國家和集體所有;
(2)政府投資、企業融資、農民籌資投勞、社會各界捐贈等共同建設的供水工程,按照投資比例組建董事會,成立股份公司;
(3)村建、聯戶型的小型工程屬集體所有;
(4)農戶自用自管的小微型工程,屬農民個體所有。
農村飲水安全工程在規劃設計中,就必須考慮配備管理站、管理設備、管理設施,為工程建后管理創造必要條件。農村飲水安全工程建成后,每個工程都成立專門的管理機構,落實編制,落實管理人員,并對管理人員進行專業培訓。對于規模較大的集中供水工程實行信息化管理,對骨干工程運行管理實施視頻監控和自動化控制,確保工程安全運行。
(三)建立水價管理機制,實現農村飲水安全工程的長效運行農村飲水安全工程的服務對象是農民,而農民又是我國社會中的弱勢群體,特別是在甘肅這樣的經濟欠發達地區,農民的水價承受能力非常有限,從而導致要按成本征收水費很困難。充分考慮農村飲水安全項目的供水成本,群眾接受能力,在此基礎上收取生產生活用水水費,平穩推進水價改革,使農村供水工程實現有償供水、以水養水,逐步走向良性循環,逐步形成合理水價體系。配備水費收取人員。在有條件的地方或項目,大力推進集中供水工程水費管理,按戶安裝水表,按成本核定水價,計量收費,實現農村飲水安全工程的長效運行。
(四)建立縣級農村飲水安全工程維護運行基金,為農村飲水安全工程的長效運行提供資金保證設立農村飲水安全工程維護運行基金需要政府投入啟動資金。甘肅省地處干旱半干旱地區,經濟發展受到制約,經濟基礎薄弱,農村飲水安全工程的建設和運行維護都需要國家財政的資金支持。每個農村飲水安全工程可按一定的比例繳納維修基金,集中到縣級農村飲水安全工程維修基金中。在農村飲水安全工程建成后,對一些不能按執行成本水價的飲水項目或供水成本過高的項目,由縣級工程維修養護基金落實水價補貼,確保工程正常維修和長期安全可靠運行。農村飲水安全工程征收的水費都集中到每個縣農村飲水安全工程維護運行基金中,統一安排使用,保證農村飲水安全工程的長效運行。對縣級農村飲水安全工程維護運行基金的使用,必須加強管理和監督。
(五)建立縣級工程管護維修專業隊伍,為農村飲水安全工程的長效運行提供技術保障積極推進工程管護維修專業隊伍建設,規范管理行為,提高管理水平和服務質量,為確保工程正常維修和長期安全可靠運行提高技術保障。工程哪里出現險情,搶修車輛和人員保證按時到達,加班加點投入搶修,保安全、保通水。工程維護費用從縣級農村飲水安全工程維護運行基金中支出。
(六)建立縣級農村飲水安全水質檢測中心(室),確保水質安全針對農村飲水安全工程規模大、分散廣、自身檢測能力弱的特點,就要充分利用現有的縣級水質檢測機構的檢測能力。每個縣至少建設一個農村飲水安全水質檢測中心(室)。除對集中式供水工程的出水廠、管網末梢水水質進行檢測外,還要派遣水質監測人員定期對本縣范圍內的農村供水工程和分散式供水工程水質進行巡回檢測,確保農村飲水安全工程的水質達標。每個縣的農村飲水安全水質檢測中心(室)可以歸屬縣疾病控制中心,農村飲水安全水質檢測發生的費用要列入地方財政預算。
(七)建立規劃機制,確保農村飲水安全工程的長效運行農村飲水安全項目應搞好前期規劃。要以人為本,科學規劃,因地制宜,合理確定工程規模。在人口稠密、水源水量充沛、地形條件適宜地區,要綜合考慮管理、制水成本等因素,并結合當地村鎮建設規劃,移民搬遷規劃,統籌考慮區域供水,推動區域整體發展,合理確定供水范圍,程供水保證率高,出水水質有保證,便于管理和維護,可以保證農村飲水安全項目的長效運行。水源水量較少,居民點分散,可建單村供水工程。
(八)建立民眾參與機制,監督農村飲水安全工程的長效運行宣傳國家政策、鼓勵民眾自籌資金,自管自用工程。通過稅收和補貼,使私人成本與社會成本相一致。在編制區域發展規劃和工程建設規劃時,應充分聽取當地農戶意見;在制定實施方案時,開用水戶會議或用水戶代表會議,聽取對設計方案、施工方案、集資投勞方案、工程建成后的管理體制、水價核定和水費計收方式等的看法和意見。監督農村飲水安全工程的長效運行。
(九)建立調控機制,優化農村飲水安全工程的長效運行
1.規劃調控。通過規劃的合理調控,有助于實現農村飲水安全工程的長效運行。當前,是甘肅全面解決農村飲水安全問題的關鍵時期,必須充分重視和依靠飲水安全規劃。農村飲水安全規劃要結合當地村鎮建設規劃,移民搬遷規劃,生態保護規劃等,必須統籌考慮區域發展和供水,加強規劃調控來保證農村飲水安全工程的的健康發展。要積極發揮規劃的公共政策職能,有效發揮規劃的引領和調控作用,統籌謀劃區域發展,優化空間布局,有序推進規劃實施,依法加強規劃監管,努力實現農村飲水安全工程的長效運行。
2.水價調控。建立水價調控機制。由于農村飲水工程規模大,分布廣,成本水價都較高。應當建立農村飲水安全工程水價調節機制,有條件時可以進行城鄉統一水價調節,低成本的工程項目取高一些,高成本的地方取低一些,取一個可接受的均衡價格,解決農村水價較高問題。
3.政策調控。政策問題關注的是那些制度安排上的變化。合理的政策安排可以有效地配置資源。政策對農村飲水安全工程的影響是剛性的、強制約和持久的。政策會不同程度的影響農村飲水安全工程的建設力度,進而決定了農村飲水安全工程的長效運行機制。
4.宣傳調控。作為公共物品,農村飲水安全工程存在搭便車的現象。各主體為了短期利益會不計社會成本盡可能地利用水資源,造成水資源過度利用。農村飲水安全工程的外部性造成的市場失靈,有賴于政府的控制和干預,通過行政、經濟、法律等手段內化工程的外部性。集中供水工程一般耗資大,且周期較長,容易導致“公共事業悲劇”。政府需根據農村飲水安全工程的外部性特征做出合理的制度安排,建立水權管理、配置、交易和水價的政策法規體系,發改委需聯合水利廳、衛生防疫部門、財政廳、扶貧、國土資源、環保、電力、物價等有關部門,設立宣傳組深入基層,分發《生活飲用水衛生標準》、《農村飲水水源地保護法》、《農村飲水安全工程保護條例》、《農村公共衛生條例》、《水性傳染病防治條例》及《農村醫療保障條例》等文件,最大化工程效益。同時舉辦相關活動,宣傳內容包括:(1)飲水安全知識普及;(2)水價構成;(3)技術推廣普及;(4)國家政策等。
(十)加強法規制度建設,保障農村飲水安全工程的長效運行中央、甘肅省及其有關部門應盡快制定并出臺《農村供水條例》、《農村飲水安全工程運行管理辦法》、《鄉鎮供水水價核訂原則》、《水利工程供水價格管理辦法》、完善《水利工程供水價格管理辦法》,增加針對農村飲水安全工程供水價格的相關條款;完善《國務院體改辦關于水利工程管理體制改革實施意見》,增加農村飲水安全工程管理單位分類定性的相關內容,為農村飲水安全工程長效運行和農村居民飲水安全提供有力的法規制度保障。
(十一)建立學習培訓機制,支持農村飲水安全工程的長效運行省市水利或水務部門撥出專項資金,為各縣、鄉鎮工程基層農村飲水安全管理人員提供學習、培訓機會。及時了解農村飲水安全項目的設備故障、老化,鄉鎮生態環境、衛生條件,及建議、需求和其他問題。加強對農村飲水安全工程管理人員的培訓,熟練使用水處理設施及設備,提高水處理設備故障處理能力,提高管理水平。
(十二)建立應急機制,保障農村飲水安全工程的長效運行在實施飲用水安全項目建設過程中,飲用水水質與工程良性運行是項目可持續發展的保障。在加強工程運行管理機制的同時,如何抵御威脅飲水安全的突發事件,制定保障飲水安全的預案勢在必行。飲水安全急性事件包括:(1)水質重大變化;(2)供水管道爆裂;(3)重大火災、毒性事故;(4)自然災害。預案配套的保障措施有:(1)資金保障;(2)裝備保障;(3)通信和信息交流工作。
(十三)建立國家扶持和投資機制,保障農村飲水安全工程的長效運行國家扶持機制是指中央政府利用經濟政策,主要有中央財政轉移支付、撥款、貸款。稅收減免等,加快經濟欠發達區域的發展。甘肅屬于經濟欠發達地區,農村經濟薄弱,農民收入低,支付能力差。有些地區執行農村飲水安全工程的執行水價有一定困難。國家的富民惠民政策的落實,應該體現在民生工程上,國家在財政上對甘肅省農村飲水安全工程的長期運行應給予支持,留有一定量的維修運行資金,保證飲水工程長期、安全、可靠運行。中央和甘肅省政府對于農村飲水安全工程供水虧損必須制定相應的補償政策,明確補償規定,使農村飲水安全工程供水虧損得以補償,從而實現農村飲水安全工程的長效運行。
三、結語
關鍵詞:中國減變速機行業標桿企業關鍵成功因素
減變速機產品是在原動機和工作機之間用于降低速度,增大扭矩的傳動裝置。被廣泛應用于國防、宇航、交通、建筑、冶金、礦山等領域。為滿足于不同的機械傳動要求,減變速機的種類繁多。該行業的中高端市場長期被國外企業所占領,國內企業大都處于價值鏈低端,因此,關注國內減變速機行業內眾多中小企業得以成長、發展和成功的關鍵成功因素。具有重要意義。
一、中國減變速機行業發展現狀
近些年來。我國減變速機行業發展很快,經成為減變速機產品生產大國。2008年齒輪產品產銷總額已達1100億元,在世界位居第3,僅次于美國和日本。2008年以來,美、日等國受金融危機影響,減變速機銷售額減少,而我國減變速機的生產和銷售則呈上升態勢,所以在世界上的排名在未來幾年還有望提升。但是,行業的快速增長掩蓋不了該行業以下的一些弱勢:
(一)我國企業大多數集中在中低端的減變速機產品領域,產品產能過剩。競爭激烈,而高端的齒輪產品則大量依靠進口。減變速機傳統產品一般包括擺線針輪減速機、機械無級變速器、圓弧蝸輪減速機、行星齒輪減速機、圓柱齒輪減速機(含硬齒面)、電動滾筒等系列產品。但是屬于減變速機未來發展主流的為齒輪產品,該產品以其長壽命、大扭矩和減速比穩定等特點受到業界青睞。然而,近年來。我國的齒輪產品進出口逆差呈直線上升趨勢,貿易逆差越來越大,反映了我國高端產品依賴進口的現象。
(二)我國企業存在“三重”、“三輕”問題,即重技改,輕研發;重實用,輕基礎;重眼前。輕長遠。若不解決該行業的“三重”、“三輕”問題,中國減變速機行業可能會做大,但很難做強。
(三)國內減速機制造企業普遍存在的問題是企業規模偏小,競爭力偏低。主要表現在產值、產量、利潤低,人均年值低,企業效率低;產品開發型企業很少,生產維持型企業居多;普通產品、普通工藝偏多。特色產品、特色工藝偏少。
(四)企業普遍缺乏核心競爭能力,也沒有培育核心競爭能力的意識,經營模式與產品同質化非常嚴重。在未來的5-10年時間里,如果這些弊端還繼續存在下去,無疑對整個行業的轉型升級是不利的,甚至會影響整個下游機械行業與國民經濟的持續發展。
二、中國減變速機行業標桿企業關鍵成功因素案例探析
(一)案例一:德國SEW傳動設備有限公司關鍵成功因素探析
1德國SEW傳動設備有限公司簡介
德國SEW傳動設備有限公司是專業生產各種系列電機、減速機和變頻控制設備的跨國性國際集團,其總部設在德國巴符州的布魯克塞爾,銷售服務辦事處遍布世界五大洲。2008年銷售額達到19億歐元,其生產技術和市場占有率均居世界領先地位。
2德國SEW公司的關鍵成功因素分析
(1)在利用中國制造的資源優勢的同時,不忘保持德國品牌的品質。德國SEW傳動設備有限公司通過“世界級品質、國際化服務、本地化制造”的經營方式,成功利用中國的各種資源,打造本土化的企業;以德國質量標準和規則為基礎,通過現代化的生產技術和先進的加工設備,集中制造了統一標準的零部件,保障了產品的德國式品質,實現了低成本和高品質的最佳發展組合。
(2)貼近市場需求。提供解決具有個性化的方案服務。德國SEW傳動設備有限公司在中國有蘇州、廣州、沈陽、武漢和西安5個組裝中心,可以快速方便地滿足當地客戶的訂貨需求:同時設有2個銷售公司、34個辦事處,一方面為客戶提品方案設計服務,為客戶提供標準化或差異化的產品培訓;另一方面可以快速解決顧客產品的售后服務問題。
(3)產能的持續擴大和供應鏈的不斷完善。德國SEW傳動設備有限公司在中國的產能發展方面不遺余力,先后斥資3億歐元,持續擴張產能,形成年產高端減速機40萬臺、電機30萬臺和變頻器2萬臺的生產能力。通過蘇州電機制造基地的成立、天津制造中心的完善和各地組裝廠的成立,打造上下游一體化的供應鏈體系。
(4)重視培養新產品的開發能力。在德國總部,有世界一流的傳動技術研發和培訓中心,研發團隊500多人,與世界一流的傳動研究機構都有廣泛的合作交流,將最新科技應用于驅動技術中。在中國最先制造的X系列工業減速機,不僅取代了傳統的CN、M系列工業減速機,以徹底的模塊化凸顯著高端、高質、高新的特質,讓用戶在功率、速比、使用系數上有了更精準的選擇,且由“專機”到“通機”的發展,使用戶充分享受到交貨期短、資金占用少、采購成本低的實惠。
(二)案例二:中國高速傳動公司成功因素探析
1中國高速傳動的發展
中國高速傳動的前身是南京機床修理廠,后改擴建為專業化齒輪生產廠家,2000年該廠所產的用于冶金、發電、建材等方面的齒輪箱,在國內同類產品市場占有率排名第1。2001年成立了股份有限公司,2007年公司正式上市。目前公司主業為傳統齒輪傳動設備、風力齒輪傳動設備、船用齒輪傳動設備,并持續擴大產能、完善供應鏈和開發新品。
2中國高速傳動公司關鍵成功因素分析
(1)關注國際國內的戰略合作伙伴關系的建立,為企業發展創造良好的內外部發展環境。在國際合作方面,中國高速傳動公司與GEEnergy、RFPower、Nordex等國內外知名風電整機廠商合作,其中GEEnergy近50%的齒輪箱采購來自于中國傳動,2009年公司還新增丹麥Ves—tas和華銳風電兩家重量級客戶,這將為公司進一步擴大市場份額提供基礎。公司高速列車、城市輕軌機車用齒輪傳動設備已經通過了全球軌道交通巨頭AI,STOM集團的產品質量認證。在國內合作開發方面,中國高速傳動公司與國內最大的風電機組提供商東方電氣、世界十大風電設備制造商之一的金風科技,以及上海電氣風電強強聯合。在船用齒輪傳動業務方面,該公司通過與ZFChinaInvestmentCo,Ltd合作,建立子公司南京采埃孚船用有限公司,其國內合作伙伴還有上海寶山鋼鐵股份有限公司等行業標桿公司。(2)重視新產品的持續開發。公司擁有強大的研發能力,有專業從事研發機械傳動設備的技術人員200名,注重個性化專業服務。在新產品研發方面,該公司關注行業發展趨勢,由于風力發電是符合國家清潔能源產業政策發展方向,具有廣闊的發展空間。中國高速傳動公司率先成為中國風力發電機機械傳動設備的領先供應商。在風電高速發展的同時,中國高速傳動公司不忘開發新產品,2009年開始著重發展高速列車、城市輕軌機車用齒輪傳動設備。
(3)注重產能的持續擴大和供應鏈的不斷完善。機械制造業的發展離不開規模效應,該公司也非常注重產能的持續擴大,連續多年不斷地加大在生產廠房建設和機器設備方面投入,極大地提高風力齒輪傳動設備、船用齒輪傳動設備、輕軌及高速鐵路機械傳動設備的產量。2008年,公司注入巨資收購了江蘇宏盛重工業集團50.01%股權,以確保該集團生產業務的主要零部件供應。
(4)建立了專業的營銷服務團隊。中國高速傳動通過專業的營銷隊伍提供服務。銷售和市場營銷團隊共計140人,大部分銷售和市場營銷人員均為大學畢業生,具備豐富的機械傳動設備行業經驗,他們不僅在營銷方面經驗豐富,而且負責向客戶提供售后服務及技術支持。由于具有專業技術,所以反應速度極快,使得售后市場口碑很好。在出口銷售方面。該公司主要通過參加海外展覽、在本公司網站進行推廣及由現有海外客戶作引薦等方式進行。
三、小結
根據對以上減變速機標桿企業的綜合分析,該行業目前最重要的競爭成功要素主要有以下五點:注重新產品研發和技術創新:不斷完善和提升公司的供應鏈管理;重視營銷團隊的培養:利用規模效應,注重產能的不斷擴大:在資本運營和經營管理方面科學合理。
參考文獻:
[1]林漢川,邱紅,中小企業戰略管理[M],北京:對外經濟貿易大學出版社,2006
關鍵詞:市政工程;道路建設;影響因素;控制措施
中圖分類號:TU99文獻標識碼: A 文章編號:
1 前言
伴隨著我們國家城市的迅猛提升,城市道路建設在此時也獲得了全面改善,但是也逐漸浮出很多的工程質量的矛盾。市政道路工程變得線長、沿線地質水文條件多變、結構終年外露等許多的特點,不同城市公用、交通設備與道路建設同時進行,使得工程的復雜程度增加。為此唯有提升有關科學掌管策略才能夠保證市政道路工程的質量。
2 當前城市道路現狀
2.1城市路面塌陷裂縫
塌陷裂縫是瀝青路面最常見的破壞現象之一,隨著使用年限的增加,不論路面基層是柔性的還是半剛性的,都會出現塌陷裂縫現象。常見的裂縫有縱向裂縫、橫向裂縫和網狀裂縫幾種:縱向裂縫是沿道路的縱向開裂,一般與行車方向基本持平,長寬不同;沿道路的橫向開裂的是橫向裂縫,與道路中心線基本垂直,長度有的貫穿整個路段有的貫穿部分路段。網狀裂縫是由一系列多邊形小塊組成網狀開裂,裂縫縱橫交錯,它的初始形狀的單條、單條的平行縱縫,之后在縱縫間出現橫向和斜向連接縫,形成縫網。
2.2車轍
車轍是在行車荷載重復作用下,路面產生累計永久性的帶狀凹槽。在正常情況下,車轍有三種類型:一是由于荷載作用超過路面各層的強度而產生的結構性車轍;二是瀝青混凝土側向變形造成的流動性車轍;三是由施工中瀝青面層本身的壓密問題所造成的車轍。
2.3 路面不平,水破壞
路面經過碾壓,但凹凸不平部分的峰谷長度小于碾輪接觸面,即出現疙瘩坑表面,由于,密實度不好,突起部分密實度高,低洼部分密實度差,從而造成路面結構層的密實度和強度也不均勻。再就經過雨季雨水的滲透以及冬春季節的雪水水分積聚,使軟土基中會滲入大量水份,大大降低了結構的穩定性,支撐不住路面結構,導致路面變形破壞,給通行的車輛帶來不便。
3 市政道路工程質量的影響因素
3.1 市政施工圖審查
現在國家有建筑施工圖設計文件審查辦法,但是市政工程施工圖設計文件審查管理辦法方面還是不健全,這使市政施工圖審查機構在審查市政施工圖時有些審查難以操作。其次,許多地市縣施工圖審查機構,無市政施工圖審查資質,無相應資格專業人員,這就使施工圖審查批準制度難以得到切實貫徹,發揮其應有的作用。
3.2 投標單位資質審核
很多企業外借資質證書或掛靠施工資質企業的小包工頭、小建筑公司雖然已中標,但多數施工實力有限,既無機械設備也無專業技術人員,形成了中標公司不施工,施工單位無能力的不良局面。這不僅影響了工程的施工進度,而且直接影響了工程的整體質量。
3.3施工單位
施工單位想方設法擴大變更工程量或虛計變更工程量。在路基原地質達不到道路承載力要求,需要換填其他材料時,施工單位往往有意識地以各種借口擴大換填量,橫向上面積增加,縱向上深度加大,實際變更工程量遠遠超出經濟變更工程量,加大了政府投資。還有一些施工單位采取特別低劣的手法,使可不變更工程成為變更,使變更量小的工程成為變更量大的工程。
3.4 基本程序環節
3.4.1 決策是前提
項目建議書和可行性研究報告是工程建設的根本,它是投資、質量和工期控制的基本依據,關系到工程項目建設資金保證、時效保證和資源保證,決定了工程的設計、施工是否符合規定的標準以及能否達到規定的質量目標。
3.4.2 勘測設計是基礎
工程施工是需要一個根本的東西,這個根本的東西就是勘測設計。沒有高質量的設計就沒有高質量的工程。倘若設計自身就出現了漏洞和缺憾以及不具有人性化,方案設計狹隘,那么這樣必然導致豆腐渣工程的出現。所以說:設計是工程的靈魂。
3.4.3 施工是關鍵
施工是指按照設計文件和相關標準規范將設計意圖付諸實現的測量、作業、檢驗、形成工程實體并提供質量保證的活動。任何完美的設計藍圖都要通過施工來體現。在施工中如果發現與設計不相吻合,就要通知設計部門及時修改。
3.5 建設工程作業要素
3.5.1 施工組織
是指直接參與工程項目的組織者、指揮者和操作者。就工程而言,人在其中扮演著決定性的作用。人的主觀能動性的發揮以及素質是衡量工程質量的重要因素。第一、不斷提高個人對待質量安全的意識,使其注重質量對工程安全的重要性。第二、不斷加強人員的技術培養和考核,提高專業知識。第三、提高個人的職業素養和良好的工作心態。
3.5.2 材料
市政道路工程材料包括構成工程實體的各類原材料、半成品(混合料)和成品(構配件、產品、設備等),種類繁多、性能各異。工程材料是工程建設的物質基礎,因此,材料質量是工程質量的基礎。
3.5.3 機械設備
施工設施、生產設備、運輸設備、操作工具以及測量儀器、試驗檢測儀器設備等都是施工必備的,是現代化工程建設和質量管理不可缺少的設施,應滿足工程項目的不同特點、設計要求和工藝要求,要合理選擇,正確使用、管理和保養。為施工提供保障。
3.5.4 工藝
施工工藝主要是指工程施工現場采用的施工方案、技術措施、工藝手段、施工方法和控制流程等。市政道路路基路面、橋涵、遂道、交通工程設施等都有非常嚴格的施工工藝控制要求。
四、提高市政道路工程質量控制措施
為了消除市政道路施工所引起的不合格或不滿意效果的因素,從而達到質量要求并獲得經濟效益,就需要做好質量控制的工作。
4.1施工準備階段質量控制
4.1.1 核查相關文件
根據建設單位辦理市政基礎設施道路工程質量控制登記時,向工程質量控制機構提交的有關的資料,包括規劃許可證;施工、監理中標通知書;施工、監理合同及其單位資質證書;施工圖設計文件審查意見;經批準的道路工程施工圖設計文件等。
4.1.2核查道路施工建設勘察、設計、施工、監理、檢測單位的資質
檢查勘察、設計、施工單位的資質證書類別和等級及所規定的適用業務范圍與擬建工程的類型、規模、地點、行業特性及要求的勘察、設計任務是否相符,資質證書所規定的有效期是否已過期,其資質年檢結論是否合格。對參與該工程的總監理工程師及專業監理工程師的執業資格進行檢查,重點檢查其注冊證書有效性,專業是否與該工程相配套。
4.2測量控制
在進行測量時,由于工程的線型布置的特點,平面控制點一般要按復合導線布設。道路周圍建筑物密集、地下管線復雜、排水管道的定位精度要求要高,因此在測量時要提高測量精度。
4.3材料控制
施工現場的每種材料要分批登記,隨時查閱。做好原材料的試驗,遵守原材料檢驗制度,磚、砂、石等材料和機械要由質檢人員定期、定時抽檢。按規范的要求,各種材料應按量需檢驗,檢驗合格后才能使用。在施工前檢測水是否符合標準要求。
4.4施工過程控制
關鍵詞: 民辦大學 研討式教學 基因工程
一、研討式教學的重要性
研討式教學也稱研究型教學,與其他教學方法相比,更注重教師與學生平等對話,通過巧妙地設置論題,引導學生獨立地解決問題,從而使單一的教學活動達到教學和研究、教育與培養的有機結合。研討式教學并不是近代才提出的時髦概念,早在上古時代就已經貫穿于教學活動中。我國教育學家孔子畢生興私學,倡導“因材施教”、“循循善誘”,對教學實踐的切身體會是“雖有嘉肴,弗食不知其旨也;雖有至道,弗學不知其善也。是故學然后知不足,教然后知困。知不足,然后能自反也;知困,然后自強也。故曰:教學相長也”,通過師生研討達到相互促進的效果。古希臘蘇格拉底認為,最有效的教育方法不是告訴人們答案,而是向他們提問;思想應當誕生在學生的心里,教師僅僅是“助產婆”,所以教育不是灌輸,而是點燃火焰。
研討式教學是一種不斷發展的教學方法,多媒體計算機和基于Internet的網絡通信技術所具有的多種特性為研討式教學注入了新的活力,是面對新時期大學生素質教育而行之有效的一種教學方式。正如愛因斯坦所說,教師的職責是把學生培養成具有獨立行動和獨立思考能力的人,研討式教學可以重新喚起學生深埋的個性,釋放學生的思維潛能,從而適應新時期國家發展的需要。
二、民辦大學對研討式教學的傳承
我國民辦教育一向有進行研討式教學的優良傳統,如春秋時期孔子、孟子及其弟子所興辦的私學,唐末五代出現的以私人創辦為主、教學與學術研究相結合的書院等,這些書院多聘名儒為師,大多采用個別鉆研、相互問答,時而采用聚眾講論和集會答辯相結合的方式開展教學,類似現代學術性專題講座或答辯,與研討式教學極為相近。
當代,我國民辦教育從1978年開始起步,但真正發展是從2002年《民辦教育促進法》通過之后,由于辦學歷史短,因此發展速度和規模遠遠落后于公辦教育,生源素質較低。為了在眾多高校中求得生存和發展,民辦大學往往更注重提高教學質量,彰顯特色,增強學生在社會中的競爭力以提高學校聲譽。武漢生物工程學院是我國第一所生物工程類普通本科高校,學校自創辦至今一直得到著名科學家錢學森院士的親切關懷,錢老曾先后親筆致信學校負責人,關心學校發展,鼓勵學校為我國“第六次產業革命”――生物工程產業培養合格的人才,學校始終以錢老的科學思想為指導思想,致力于培養富有創新精神的應用型人才,并取得了良好的成效。在此背景下進行研討式教學有以下幾個優勢。
1.先進的教學理念
學校秉承“一切為了學生,為了一切的學生”的教學理念,雖然生源質量較低,但是在教學中始終堅持學生“只有差異,沒有差生”,尤其注意“善待差異,尊重差異”,鼓勵教師通過各種教學途徑發現挖掘學生的各方面潛力并進行引導,形成師生平等、亦師亦友的良好教風。
2.強大的師資隊伍
與一般民辦大學或獨立學院不同,武漢生物工程學院不但師資隊伍相對穩定,外聘教師一直控制在10%以下,而且2008年啟動了“百名博士”引進計劃:欲在3年內引進200名博士,至2010年初已有博士教師40余人,優化了師資隊伍結構。研討式教學能夠充分發揮博士教師科研基礎強、知識面廣的優勢,有助于獲得良好的教學效果。
3.良好的教學環境
學校堅持小班上課,每個班最多不超過30人,每個班的學生除了由輔導員負責解決生活上的問題外,還以每3―6人為一組指定了學業指導老師,定期了解并指導學生的學習。在此情況下,教師對班里的學生比較了解,便于根據學生的實際情況確定研討內容的深度和廣度。
4.活躍的學生群體
民辦大學學生雖然學習成績不如考入公辦大學的學生優秀,但是他們思維活躍,“偏才”和“怪才”較多,如果能夠提供一定的平臺進行挖掘,就可以激發他們無窮的創造力。
5.生命科學和生物產業發展迅速
武漢生物工程學院是以生物工程和生物技術為特色的學校,所培養的人才主要滿足生物學科的發展和社會發展的需求。從生物學科的發展來看,現代生物學都在向分子領域深入發展,而基因工程幾乎已經成為進行科學研究的必備實驗技能,雖然民辦大學以本科教育為主,但對學生的教育應是一種終身教育,本科院校有責任向層次更高的研究型大學輸送優秀的畢業生從事科研工作;從社會需求來看,我國在2007年制定了《生物產業發展“十一五”規劃》,隨后各省都制定了相應的生物產業發展綱要,無論是生物制藥、生物農業還是生物能源等國家重點發展的幾個生物產業,無一不涉及基因工程的應用,可以預料,不出幾年,在生物產業基地陸續建成之后,社會對具備基因工程教育背景的大學生的需求量會急劇增加,培養同時具備基因工程前沿理論知識和熟練操作技能的學生已經是刻不容緩。要達到這個培養目標,必須改革傳統的講述和灌輸法,進行研討式教學。
三、基因工程研討式教學實施方法及效果
1.課程模式和體系改革
課題組確定了“精講先行,研討為主;精選論題,注重效果”的指導思想,構建以學生為主的課堂模式,注意充分發揮學生主體作用,啟迪學生科學思維和創新意識,改變教師占據課堂的格局,逐步加大論題的廣度和深度,促使學生從知識積累到綜合運用所學知識解決問題的能力及創新能力提高的遷移,形成基本理論知識與前沿知識、理論教學與實驗教學、第一課堂與第二課堂、共性培養與個性培養等有機統一的立體化研討式教學模式。
教學體系的構建以學生創新思維和綜合能力培養為目標,合理處理基礎性與綜合性、系統性與創新性的關系,建立基因工程基礎理論知識、科技前沿知識一體化,精講和研討合理配比的理論教學新體系,將課堂體系分為精講理論知識,結合實驗進行研討,結合前沿知識進行研討,結合社會需求進行研討的授課模式,以達到既鞏固基本理論知識,又有效提高學生創新能力和可持續發展能力的目的。
2.建設高水平的師資隊伍
配合學校的高層次人才引進計劃,近兩年基因工程領域已引進20名左右的博士,加上原來的師資力量,課題組現在已有2名教授,4名副教授,12名博士,均承擔有國家、湖北省的科研課題,項目經費達50余萬,科研工作為教學不斷注入新的活力,現在已經形成了一支由教授領銜、博士主講的高水平基因工程教學隊伍。充分發揮博士教師的科研優勢,并轉化為教學質量,深化教學體系改革,不斷探索新的教學方法,不斷更新教學內容,改革考核方式,使教學研究蔚然成風。
3.編寫校本教材
研討式課堂的成功與否取決于課堂上學生和教師的配合度,失敗的研討式教學往往開始于沉默的課堂,若避免學生的沉默,則必須給予學生一個知識對接口,從他們的知識起點出發,逐步拓展知識深度。為此課題組自主編寫了適合三本院校的教材《基因工程》,在講授新內容之前,安排一章內容回顧分子生物學基礎理論知識,然后以基因工程的基本流程“切、接、轉、增、檢”為主線編寫上篇基礎理論知識部分,作為課堂精講內容;下篇是轉基因植物、轉基因動物、基因工程藥物等基因工程應用部分,作為研討論題的來源。
4.提高精講效果
注重教學內容的選擇和講解,充分利用多媒體輔助教學,在有限的教學時間內,精選教學內容,生動講解。淡化學生能讀懂的教材上的內容,將這些內容精簡,選擇出有遷移性和發展性的教學內容,并且將更多時間集中于能夠啟發學生科學思維的教學內容上,注重引入最新的科技前沿知識,讓學生建立完整的科學觀念,全面理解科學的本質,并學會從各個角度思考問題,在知識準備和思想觀念上為創造性發展打下堅實的基礎。
5.建立課程網站
充分相信學生的自學能力,并積極加以引導,建立了《基因工程》精品課程網站(jpkc-jygc.省略),將全部課件上網,建立完善的學生自測系統,便于學生預習和復習,提高學生自主學習的效率;及時在網上研討論題,提供相關參考資料的網絡鏈接,注重強調問題解決方法的不確定性,讓學生建立解決問題的思路,并學會通過廣泛查閱資料而凝練主題的科學思維方法。
6.精選研討論題
因為每個學生的知識結構、認知水平和興趣點都不相同,研討論題的選擇是影響研討式教學成敗的重要因素之一。課題組采取部分與整體、專題與科普、理論與實踐相結合的原則組織論題。部分學生參加的論題適合專題研討,如針對準備考研的學生,可從基因工程領域的某個前沿進展中確定論題,而對畢業后準備就業的學生,確定的論題可以是“目前生物公司所應用的基因工程技術”,采取部分討論、專題演講、調查報告的方式進行研討。全體學生都參加的研討則適宜選取類似“轉基因產品的優缺點”等科普性質的論題,通過采取全體討論、辯論賽、小論文等形式進行;論題還可以從實驗教學或科研訓練中找到與理論知識的結合點進行提煉,培養學生查閱文獻和解決問題的能力。每次研討完后,及時針對主題內容、匯報形式等進行點評和評估,并計入平時成績,點評時注意方法,在表揚和鼓勵中提出不足,促使學生自信愉悅地不斷進步。
7.強化實驗教學
基因工程是實踐性很強的一門學科,強化實驗技能的訓練利于理論課堂的教學。實驗教學中注重引進科學研究的新技術、新方法并更新實驗教學內容。如結合新發展起來的克隆技術,開設分子克隆技術實驗課程,實驗材料和內容均來源于教師的科研課題。教師也應鼓勵學生閱讀文獻資料,積極參加老師的科研課題,在研究課題的選擇、文獻資料的查閱、研究方案的擬定、研究思路的形成和論文的寫作方面進行具體的指導,以培養學生自主學習和獨立研究的能力。
8.改革考核方式
建立和實施以考核基本理論知識、實驗技能與創新能力并重的全程考核體系。美國課程理論家斯塔弗爾比姆提出:“評價最主要的意圖不是為了證明,而是為了改進?!惫鸫髮W教授霍華德?加德納的多元智力理論啟發我們:每個學生都是具有自己的智力特點、學習類型和發展方向的潛在人才,教師應選擇相宜、多樣的評價手段,應著眼于學習個體的動態發展的全程,針對處在學習群落中的不同個體而使用彈性化的評價尺度。考核成績一般由理論知識測驗、實驗技能考核、平時成績這三部分組成,考核方式采用口試、筆試、實驗技能展示、科研結果匯報等多種方式。避免忽視學生的個性差異和基礎差異而用量化的統一標準去衡量其課程目標的達成度,而將考核作為激發學生建立在自主性基礎上的可持續發展的強勁動力。
9.教學成果顯著
通過基因工程研討式教學的實踐,教師教研成果顯著,近三年來申請到2項湖北省教改項目,多項校級教研課題,校級精品課程《基因工程》正在申報湖北省精品課程,主編出版教材2部,實驗教材1部,公開發表教學研究論文10余篇。本科生考上國內重點高校和科研院所生化與分子生物學專業的研究生達120余人,協助教師完成科研項目4項,公開發表文章10篇,20人畢業論文榮獲湖北省優秀學士論文,近兩年來本科生就業率在96%以上,許多就職于華美生物工程有限公司、BT菌種公司等基因工程相關公司,豐富的專業知識和嫻熟的操作技能得到公司的認可。
本課程教學模式也發揮了良好的示范和輻射效果,主編教材在兄弟院校得到廣泛采用。課題組多次與華中農業大學和華中師范大學相關專業教師進行教學交流,并多次邀請其他同行來校交流。
下一步將在現有基礎上進一步加強教師隊伍建設,進一步優化教學體系和內容,物化教學成果,并將良好的教學經驗輻射到其他學科,繼續加強對學生創新能力和創造能力的培養,實現學生知識、能力和素質協調發展,為生物產業的發展提供高素質的應用型人才。
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論文關鍵詞:番木瓜環斑病毒,CP基因,RNAi,抗病性,滲透法
番木瓜環斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)是影響番木瓜產業的最重要的一種病毒,由它導致的番木瓜環斑病毒?。≒apaya ringspot disease,PRSD)是一種分布最廣、危害最嚴重的番木瓜病害,現已成為制約番木瓜生產的一種世界性的嚴重病害。傳統的一些抗病毒的策略往往收效甚微。隨著植物基因工程的發展,以外殼蛋白基因介導的抗病性研究為防治植物病毒病帶來了新的途徑(郭興啟等,2004,Tougou et al. 2006)。隨著科學技術的發展和對PRSV的深入研究生物論文,以基因工程為主要研究手段的番木瓜抗病毒研究顯示出巨大的潛力。RNA干擾(RNA interference,RNAi)是多種生物體內由雙鏈RNA介導的同源mRNA降解現象。植物體天然的RNAi系統并不能起到完全或較高水平地抵御某種病毒侵染的作用。如果人為地將某種病毒的某一序列設計成雙鏈結構,導入植物體,使之表達可誘發RNAi的雙鏈RNA,通過誘導的RNAi,強化植物體內天然的RNAi抗病毒機制,就有可能獲得較高抗性的轉基因植物。dsRNA介導的抗病性是近來發現并得到廣泛應用的一種有效策略。由于dsRNA介導的抗病性具有一些無可比擬的優點(如單拷貝也能產生高抗的轉基因植株;短片斷的核酸序列也能夠起到高效抗病性;入侵的病毒,其RNA會迅速被降解,不需要轉入的病毒基因表達產生蛋白質產物等),使得這種抗病毒的策略具有廣闊的應用價值(Voinnet,2001)。(此段是根據編輯修改意見而補充的內容)
Eamens et al.(2008)利用大豆矮化病毒(Soybean dwarf virus SDV)CP[微軟用戶1]基因構建的hpRNA轉化大豆胚狀體,轉基因T2代植物仍保持病毒抗性論文參考文獻格式。竺曉平等,(2006)利用馬鈴薯 Y 病毒脈壞死株系外殼蛋白(CP)基因的hpRNA表達載體轉化煙草,正向重復轉基因植株不表現抗病,而反向重復(IR)結構的轉基因植株表現高度抗性。因此,研究CP基因發夾RNA的沉默效果,對于番木瓜的抗病毒研究有著重要的意義。
眾多研究表明:轉CP基因植物的抗病性一般可以得到穩定遺傳生物論文,而且具有較小的潛在危險性,被認為是最有應用潛力的途徑之一。主要原因如下:第一,外殼蛋白基因在轉基因植物中可以得到穩定遺傳;第二,對具有特異性抵抗病毒的能力,對親緣關系較遠的病毒不具有抗性;第三,抗病能力與轉基因植物體內的蛋白產物的表達量成正比。
雖然CP基因介導的抗病性已經獲得了很大的成功,但是仍存在一些問題:一是CP基因介導的抗病性主要表現在病毒侵染的早期,表現在只是延遲發病,當存在高接種量或重復接種時則會破壞其抗性;二是利用CP基因介導的抗病性具有潛在的危險性,因為外殼蛋白對其它病毒的包殼作用可能會導致非蚜傳病毒變為蚜傳病毒(Hammond et al,1980)。因此,研究人員擔心導入的基因可能與植物基因重組導致產生新的病毒。
(此段是根據編輯修改意見而補充的內容)
目前,已成功應用的病毒來源的基因介導的抗性主要包括外殼蛋白基因(Zrachya et al. 2007)、復制酶基因(Sanford et al,1985;Palukaitiset al,1984)、移動蛋白基因和病毒核酸等(龐俊蘭,2002)。同時由于在植物中誘發RNAi沉默過程能有效抵御病毒的入侵,因此構建病毒基因的反向重復結構并將其導入到受體材料中生物論文,能夠獲得高抗該病毒的植株(Waterhouse et al,2002)。
本研究將實驗室已經構建好的含有CP基因的反向重復表達載體進行了模式植物煙草和擬南芥的遺傳轉化,并利用滲透法建立了番木瓜的農桿菌瞬時表達體系。同時對轉化植株進行攻毒實驗,監測轉基因植物的抗病性以及抗病機制。比較PRSV病毒在其寄主植物和非寄主植物上RNAi效應的差異。通過強化植物體的RNAi抗病效應,為培育抗PRSV的番木瓜品種提供理論依據。
1材料與方法
1.1材料和試劑
擬南芥(Arabidopsis thaliana):哥倫比亞0號由華中農業大學胡春根教授提供;煙草(Nicotiana tabacum):k236由華中農業大學陳守文教授提供;番木瓜‘夏威夷’(CaricapapayaL.):;大腸桿菌(Escherichia coli)菌株:DH5α;根癌農桿菌(Agrobacteriumtumefaciens)菌株:GV3101;質粒:pHellsgate12-CPIR(簡稱pHG12-CPIR) (結構如圖1)均由國家果樹脫毒種質資源室內保存中心脫毒研究室提供。轉化pHG12-CPIR的煙草植株由本研究室碩士生王莉轉化,作者進一步通過組織培養繼代培養而成(此句補充后,更準確地解釋材料的來源)。感染番木瓜環斑病毒的番木瓜病葉樣品由廣東省農業科學院果樹研究所提供。
'夷cifulltobacoo and PCR試劑盒購自北京全式金生物技術有限公司,植物RNA提取TrizolReagent購自Invitrogn公司,RT-PCR試劑盒購自北京Bio Dev生物技術有限公司,其他常用試劑為國產分析純。番木番CP基因P5、P4和T2引物序列根據文獻(姜玲等,2008)中測定的序列合成。NPTⅡ基因的引物根據pBI121載體序列合成。ACTIN Nt、ACTINPa和ACTINAt基因的引物根據文獻(代曉燕等,2008)合成(表1)。引物合成由上海生工生物工程技術服務有限公司完成論文參考文獻格式。
圖1.pHellsgate12-CPIR干涉表達載體示意圖
Fig.1.Sketch map of pHellsgate12-CPIRinterference expression vector
表1 應用在本項研究中的PCR引物及序列
Table 1 PCR primers and their sequences usedin this study
基因Gene
引物代號
Primer code
序列 Sequence
(5′to 3′)
CP
P5(+)
atgtccaagaatgaagct
P4(-)
ttagttgcgcatacccaggag
T2(+)
ctcgctagatatgctttcgatttc
NPTⅡ
nptⅡ(+)
ctctgatgccgccgtgttcc
nptⅡ(-)
gcccaatagcagccagtccc
ACTINNt
actinNt(+)
ggtagctccacctgagaggaagt
actinNt(-)
gcctttgcaatccacatctgt
ACTIN Pa
actinPa(+)
ttgattttgagcaggagcttga
actinPa(-)
tgagtgatggctggaagagaac
ACTINAt
actinAt(+)
atcgctgaccgtatgag
論文關鍵詞:翻譯雜交釋放技術,翻譯雜交捕獲技術,無細胞翻譯系統,重組子,篩選
1.引言
翻譯雜交釋放(Hybrid-Release Translation , HRT)技術和翻譯雜交捕獲(Hybrid-ARrest Translation , HART)技術,是鑒定克隆基因翻譯產物的有效方法。兩種方法都利用純化的mRNA通過無細胞翻譯系統(cell-free translationsystem)直接合成蛋白質。細胞裂解物,可以來自于發芽的小麥種子中,或者來自于兔網狀細胞,都具有很強的合成蛋白的能力,含有蛋白質合成所必需的核糖體,tRNA和其他蛋白質合成所必需的分子。然后加入mRNA和必需的20種氨基酸,其中Met是35S標記的。mRNA被轉錄成放射性蛋白質的混合物,可以通過電泳分離,自顯影顯示出來。每一條帶都代表mRNA所翻譯的一種蛋白。
當有cDNA克隆存在時HRT和HART可以非常好的工作。在HRT中,首先將cDNA變性,結合到纖維素膜上或者尼龍膜上,加入mRNA樣品,能與cDNA雜交的特異mRNA保留在膜上,除去未結合的分子后,可以收集mRNA并加到細胞外系統中生物論文,這樣將產生cDNA編碼的特異的蛋白質。
HART的不同點在于,HART并不除去未雜交的分子,而是將整個膜轉入細胞外系統,雜交的mRNA不能直接翻譯,所以除此之外,所有的mRNA都翻譯。翻譯產物中缺失的蛋白可以進行鑒定中國知網論文數據庫。
2. 無細胞翻譯系統(Cell-Free Translation System)
實驗室中常用的無細胞翻譯系統是麥芽胚(germinating wheat seeds)提取物和兔網織紅細胞(rabbit reticulocyte cell)提取物,也有使用非洲爪蟾(Xenopus laeuis)卵母細胞體系的[1]。無細胞翻譯系統主要含有:
(1)核糖體;
(2)tRNA;
(3)20種氨基酸,其中一種帶有放射性標記(實驗室中也經常使用35S-甲硫氨酸<35S-methionine>),供放射自顯影檢測之用;
(4)控制蛋白質合成的相關因子。
無細胞翻譯系統主要有如下3點優越性:
(1)在無細胞翻譯系統中,蛋白質合成的活性極高。
無細胞翻譯系統就是一種人工制造的蛋白質“合成機器”, 其功能就是專門進行蛋白質的合成。相對于傳統的宿主菌翻譯系統而言,無細胞翻譯系統不用考慮宿主菌本身的生活能力,只需大量合成目的蛋白質即可,效率極高[2];
(2)專一性地翻譯目的基因的序列。
與(1)相同,無細胞翻譯系統不受到宿主菌的干擾。假設一重組子X,如果加入到無細胞翻譯系統中,則該系統只翻譯重組子上有限的核酸序列,便于對目的基因及其表達產物進行分析。相反,如果將重組子X導入某一受體細胞,則表達產物將包括重組子與宿主細胞兩方面的蛋白質,且后者將占絕大多數,給分析工作帶來極大的不便;
(3)加入了放射性標記的氨基酸,有利于對翻譯產物進行檢測;
作為基因工程研究的重要手段,無細胞翻譯系統的主要功能就是定向地合成所需蛋白質,并對其進行檢測。常在系統的氨基酸底物中添加一種帶有放射性標記的氨基酸,或者使用35S-甲硫氨酸(35S-methionine),便于翻譯后的檢測工作[3]。
3.HRT和HART
HRT和HART的技術思想是相同的,核心內容都是以目的基因的mRNA為操作對象,用放射自顯影的方法檢測其表達產物的有無,而其中的關鍵步驟,就是以目的基因為模板,獲得該基因的cDNA生物論文,在雜交檢測中作為探針使用。
在HRT中,目的基因與載體連接之后,將進行如下操作:
(1)將連接后的重組子加入到無細胞翻譯系統中,進行轉錄、表達,提取mRNA;
(2)從提取的mRNA中取出一部分,以目的基因為模板設計引物、以 mRNA為底物進行RT-PCR,獲得目的基因的cDNA;
(3)將cDNA固定在硝酸纖維素(nitrocellulose)或尼龍(nylon)膜上,作為雜交探針之用;
(4)將余下的RNA與上述cDNA混合、溫育,然后進行非特異性的洗脫,即通過控制洗脫反應的條件,將那些不與cDNA發生特異性雜交的RNA分子洗脫掉;
(5)轉變洗脫條件,進行特異性的洗脫;如果有mRNA分子與cDNA發生特異性的結合,則此mRNA將在這一步驟中被洗脫下來,并且此mRNA就是目的基因的轉錄產物;
(6)收集洗脫產物,加入到無細胞翻譯系統中,通過蛋白質電泳和放射自顯影(autoradiography)檢測表達產物。
顯而易見,由于使用了無細胞翻譯系統,去除了大量的、與檢測實驗無關的mRNA分子,所以HRT的實驗結果只有兩個:
(1)只有一條放射性條帶,即目的基因的最終表達產物。此結果表明:目的基因與載體成功連接并轉化、能夠在宿主菌中順利表達;
(2)沒有任何放射信號,檢測結果為空背景。此結果表明:目的基因可能與載體成功地連接并轉化,但不能順利地表達。
而對于HART而言,該方法中只有一點與HRT不同:在HRT中,最終要對目的基因的表達產物進行檢測;而在HART中,則是要對目的基因表達產物之外的蛋白質進行檢測,具體步驟為:
(1)將連接后的重組子加入到無細胞翻譯系統中,進行轉錄、表達,提取mRNA;
(2)從提取的RNA中取出一部分,以目的基因為模板設計引物、以RNA為底物進行RT-PCR,獲得目的基因的cDNA;
(3)余下的RNA再分成兩部分,其中一部分與上述cDNA探針雜交,進行非特異性的洗脫生物論文,并將洗脫產物回收,而棄去與cDNA探針發生特異性雜交的mRNA。換言之,洗脫產物中已經特異性地去除了由目的基因轉錄的mRNA。將洗脫產物加入到無細胞翻譯系統中進行表達,用蛋白質電泳和放射自顯影技術檢測其表達結果,記作結果-1;
(4)如(4)中所述,RNA分成兩部分之后,一部分用于雜交。與此同時,將另一部分RNA直接加入到無細胞翻譯系統中進行表達,用蛋白質電泳和放射自顯影技術檢測其表達結果,記作結果-2。
(5)結果-1和結果-2進行匹配,分析目的基因的轉化情況。
同樣,由于使用了無細胞表達系統,被檢測的蛋白質種類少,僅限于載體所承載的表達信息,便于分析結果。結果-1和結果-2的比較,可以出現兩種情況:
(1)結果-1僅僅比結果-2多一個條帶,說明此條帶就是目的基因的翻譯產物,則可以推斷轉化實驗是成功的;
(2)結果-1和結果-2完全相同,則至少說明目的基因不能順利表達,轉化實驗不成功中國知網論文數據庫。
以上是對HRT和HART總體技術思想的闡述。不難看出,HRT和HART的核心思想是完全相同的,不同的只是實現這一思想的具體方式[2]。在HRT中,是直接對目的基因的表達產物進行檢測;而在HART中,則是對目的基因表達產物之外的蛋白質進行檢測。圖-1概括了兩種方法的流程。從圖中可以看出,HRT和HART的結果是互補的、互為“陽性”和“陰性”的。
4. 使用HRT和HART方法的相關問題
HRT和HART技術是在蛋白質水平檢測重組子陽性克隆的方法,由于這兩種技術的檢測對象是目的基因的最終表達產物,故比起常見的藍白篩選、PCR等基因水平檢測技術而言,更直觀、更嚴謹、更有說服力[1]。但是,從基因工程整體操作流程上看,對于重組子的檢測只是其中的一部分,研究人員不可能將最主要的精力投入到檢測工作中。而從上述對于HRT和HART操作步驟的介紹來看,作為檢測手段生物論文,兩種方法都過于繁瑣,特別是頻繁涉及對mRNA的操作,要特別注意對mRNA降解的預防,實驗條件比較嚴格。
另外,雖然HRT和HART檢測的是表達產物,在這一點上確實比藍白篩選、PCR等基因水平檢測技術更具有優越性,但是,在實際的工作中,研究人員完全可以利用Southern雜交、Northern雜交以及Western雜交等分子雜交手段,在基因工程操作的最后一步——重組子的表達階段對蛋白質產物進行專門的檢測。而在實際工作中,配合藍白篩選、PCR等方法來使用,HRT和HART技術使檢測結果更加可信,達到一種“錦上添花”的效果。隨著技術的不斷完善,近來又在DNA水平檢測方法上有了新的突破-HCII第二代雜交檢測方法的問世,無疑是對雜交檢測方法的靈敏度的改善【4】。除此之外,檢測基因表達產物的方法還有cDNA微距陣雜交技術【5】,磁珠捕獲技術【6】,,多重核酸擴增熒光技術【7】,應用反向斑點雜交技術【8】等。
參考文獻:
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【關鍵詞】 生物制藥;實驗教學;創新思維;科研素質
一、實施背景
生物科學是一門以實驗為基礎的自然科學,而生物制藥作為其中應用導向較強的領域之一,其實驗教學的地位更是舉足輕重。通過合適的實驗教學體系培養適合社會與產業發展需要的人才,是生物制藥人才培養的重點內容[1,2]?;诟咝H鎸嵤┧刭|教育后對創新思維與實踐能力培養的注重,針對我國生物制藥產業源頭創新能力薄弱、基礎研究落后的客觀現實,我們以學院總體人才培養目標為導向,深化教學改革,重新構建了生物制藥本科實驗教學體系,其根本目的是突出應用理論與技能的系統訓練,強調創新思維的培養與科研素質的塑造。
二、總體思路
根據專業課程設置和人才培養需要,更新了實驗課程體系,確定了實驗教學的總體思路與規劃。將實驗教學設計成三個層次:第一層次以驗證性實驗為主,主要在專業基礎課中開設,確保學生掌握本專業的基本實驗技能;第二層次以跨課程的綜合性實驗為主,融合各門專業課實驗教學內容,重在培養學生系統完整的知識結構和能夠融會貫通地運用各種實驗技能的能力;第三層次以開放性和創新性實驗為主,并要求學生獨立完成科研課題設計,主要在選修課及課余時間進行,強調培養學生的獨立科研能力與創新素質。最終形成夯實基礎知識技能-形成綜合應用能力-拓展科研創新素質的多層次實驗技能培養模式。其中跨課程綜合性實驗及開放創新性實驗是教學改革的重點內容與特色項目。
三、具體內容
1.跨課程的基因工程綜合性實驗
通過將相關專業課的實驗教學內容的整合和重構,從生物制藥首屆學生(03級)開始,即開設了跨課程的基因工程綜合性實驗。
在實驗總體設計上,以完整的基因工程藥物開發流程為主線,整合了《基因工程》、《發酵工藝原理》和《生物技術藥物藥劑與藥代動力學》的實驗內容,并將教學內容分成不同模塊,指定負責教師自編實驗教材;從知識點上涵蓋了基因工程上游技術(包括基因的定位、篩選、克隆、表達、活性及功能的鑒定和分析)與下游技術(包括發酵、提取、純化、鑒定分析、凍干等技術)以及藥效、藥理、毒理和安全性評價的基本技能,具有較強的系統性與連貫性;在實驗題材上,將來自生物制藥研究所的T細胞受體基因治療藥物及重組白介素-18蛋白藥物等成熟研究成果應用于教學,并以其研究過程為例,講解了生物制藥的研究與開發流程,提升了實驗教學的學術層次,并推動了科研與教學相互促進;在師資力量方面,由來自理、工、醫學等不同背景的教師組成教學團隊,以發揮專業優勢;在實驗設備方面,充分整合了現有教學資源,并將新購置的流式細胞儀、蛋白層析系統、毛細管電泳等先進儀器以不同的方式應用于教學,進一步提高了教學水平,開闊了學生的視野;從考核方式上,首先要求學生嚴格按照學術論文的格式撰寫實驗報告,鍛煉了學生的科研素養,同時以知識競賽的形式考查了實驗相關知識與技能,在提高學生學習興趣的同時鞏固了教學效果,整個教學氣氛生動活潑,效果明顯。
2.科研課題設計
由于選修課具有前瞻性較強的教學內容與靈活機動的教學形式,目前在選修課《腫瘤生物學》與《抗體工程》開設了科研課題設計。目的是通過全新的教學模式拓展創新思維,使學生具備獨立設計實驗方案和科研課題的能力,整個過程由學院實行的本科生導師制加以管理與實施。
具體流程如下:首先是準備階段。主要是由學生分組自行完成指定教學內容的備課與講授,目的是為課題設計奠定必要的理論基礎,并由全體本科生導師組成評議組對學生講課情況做出現場分析和點評。第二階段為選題與標書撰寫。在大膽假設、科學論證的原則下,學生提出各自的課題,并與導師討論課題的可行性。定題后,分別完成資料的調研,研究方案的制定,并嚴格按照國家自然基金申請書為模板撰寫課題計劃書,最終提交研究方案。第三階段為課題評定階段。由教師對學生提交的研究計劃進行點評與修改,指導學生最終完成整個實驗設計。根據理論課的授課情況和最終計劃書的水準評定學生的成績。對于兼具創新性與可行性的研究計劃,可作為畢業論文及學生創業計劃的藍本。
3.開放、創新性實驗
主要面向三、四年級本科生。目的是充分利用現有教學資源,為學生創造良好的創新實踐平臺。學院實驗中心與研究所的場地及設備現已全面向學生開放,并設立了專門的本科生創新實驗中心。在課題立項方面,首先鼓勵學生總結所學知 識技能,凝練自己感興趣的題目,在教師的指導下進行教學大綱以外的、有一定深度的創新型實驗。此外,鼓勵教師積極申報開放性實驗項目,這些專職教師通?;钴S在教學的第一線,對教學重點及學生的具體知識水平有深入了解,能夠設計出即合乎學生實際,又能拓展思維的課題,具有更強的合理性和可行性,然后通過宣傳招募的方式吸收學生積極參與。
四、主要成果
目前基因工程綜合性實驗共設128個學時。經過03級與04級的實踐,獲得了初步的經驗,鍛煉了師資隊伍,并根據教學需要自編了兩版實驗教材。擬經過三輪教學實踐進行規范,成為學院實驗教學的骨干課程與特色項目。在03級綜合性實驗課程結束之后,我們分實驗設計、實驗條件、實驗管理、教學效果幾方面,設置了二十項指標,在全體學生中進行了匿名問卷調查。結果顯示,各項指標的滿意率均在90 %以上。學生普遍反應;通過綜合性實驗,其專業知識、實驗技能與科學思維都有顯著的提高。
在科研課題設計方面,03級本科生共完成科研課題設計22項。研究方向涵蓋了基因工程抗體、RNA干擾、重組細胞因子、抑癌基因等腫瘤治療的前沿領域,學生的創新思維得到了充分拓展。此外,通過獨立完成課題設計,還培養了學生獨立、嚴謹的科研態度,并使其對課題申報的整個過程有了一定認識。
在開放性實驗方面,結合學院實際情況,制定了完善的生科院實驗室開放實施細則。教師申請并組織完成開放性實驗項目3項,學生參與17人次;
接受了以上教學模式的嚴格訓練后,學生的創新意識、科研素質、實踐能力顯著增強,03級本科生進入實習后,獲得了實習基地的一致好評,已成為各基地研發、生產的骨干力量。以本教學模式為重要組成部分的教改項目于2007年獲得廣東藥學院教學成果二等獎。
五、發展思路與規劃
本教學模式經歷了兩年的探索、實踐與總結。在對實際教學效果、教師反饋意見進行深入調查的基礎上,對該模式不斷加以完善,并制定了下一階段的發展思路與具體措施。
在驗證性實驗層次,將開設競爭性實驗。目的是加快教學內容更新,減少現有教材中已顯陳舊的實驗內容,同時根據學院專業特色及教師專長,增加具有本院特色、切合人才培養需要的實驗項目。具體方案是:各門專業課在開設必修的基本實驗、經典實驗,確保學生掌握基本實驗技能的同時,設置一定比例的機動實驗課時,由各門課程任課教師自主設計實驗方案,自編實驗講義。首先經過試講與預實驗并由全體任課教師評審,然后向學生公布各門課程的候選實驗,學生通過網絡或書面申請方式選擇感興趣的實驗。最終根據學生選課結果,確定開設的實驗項目。
在綜合性實驗層次,在保證現有基因工程綜合性實驗高質量實施的基礎上,進一步提高學生對生物科學上下游技術認識的連貫性和綜合運用能力,擬合并《分子生物學》、《生物信息學》為一個綜合性實驗,并論證《細胞生物學》、《現代遺傳學》、《細胞分子免疫學》三門課程合并為綜合性實驗的可行性。最終實現如下綜合性實驗教學體系:通過三年級上學期的分子生物學綜合性實驗克隆獲得目的基因,在下學期的基因工程綜合性實驗中進行基因表達產物的活性、產量的檢測,發酵體系的建立、發酵工藝的優化、提取純化工藝、藥代藥效學檢測。從而將生物技術與生物制藥(基因藥物、蛋白藥物)整個過程融會貫通,形成系統、開放的實驗教學平臺。
在開放、創新性實驗方面,將人才培養與產業發展需要緊密銜接。針對我國生物制藥產業下游技術瓶頸,以開放性實驗為平臺提高對下游技術的培養力度。擬以學院籌建的核酸蛋白分離純化中心為基礎,大力拓展與企業的合作交流,吸引來自企業的師資力量與橫向課題,將部分課題研究內容以開放性實驗的方式由學生自主設計完成,并劃撥部分橫向課題經費作為開放性實驗基金來源,以進一步推動產學研結合。在吸引企業力量豐富教學資源的同時,主動的調整教學內容,使人才培養符合社會發展需要,將生物技術人才的培養基地與新產品研發和技術轉化平臺相互融合,最終成為教育與技術創新的孵化器[3,4]。
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