植物光合作用及其对光的需求无论是采用太阳光还是人工光进行植物生产,最终都是通过光合作用来完成产物的积累。光合作用是通过植物叶绿素等光合器官,在光能作用下将CO2和水转化为糖和淀粉等碳水化合物并释放出氧气的生理过程;与光合作用相对应的是呼吸作用,呼吸作用是通^植物线粒体等呼吸器官,吸收氧气和分解有机物而释放CO2与能量的生理过程,是植物把光合作用形成的碳水化合物作为能量用来形成根、茎、叶等形态建成的重要生理活动。呼吸作用包括与光合作用毫无关系的暗呼吸以及与光合作用同时进行的光呼吸2个部分。作物的光合作用与呼吸作用之间有一个相互平衡的过程,随着生长阶段的不同,其平衡点也不同。实际生产中经常利用控制作物的光合速度和呼吸速度来调节营养生长和生殖生长的相对平衡,达到提高目标产量或改善产品品质的目的。植物的光合作用与CO2的吸收、释放关系密切,光合时吸收CO2,呼吸时排放CO2,这2种生理活动是同时进行的,所以光合器官的叶片内外的CO2交换速度也就等于光合速度减去呼吸速度。通常把该CO2交换速度也叫做净光合速度,其中的呼吸速度则是暗呼吸速度与光呼吸速度的总和。一般而言,C3植物光呼吸速度高,C4植物光呼吸速度低。因此,净光合速度为0时,光合速度等于光呼吸速度。光合速度的单位为kg/cm2・s)或mol/cm2・s)(以CO2计),表示单位叶面积单位时间内CO2的吸收、排放或交换量。光强对作物光合的影响光合产物的形成与光照的强度及其累积的时间密切相关。光照的强弱一方面影响着光合强度,同时还能改变作物形态,如开花、节间长短、茎的粗细及叶片的大与厚薄等。在某一CO2浓度和一定的光照强度范围内,光合强度随光照强度的增加而增加。当光照强度超过光饱和点时,净光合速度不但不会增加,反而还会形成抑制作用,使叶绿素分解而导致作物的生理障碍。不同类型植物的光饱和点的差异较大,光饱和点一般会随着环境中CO2浓度的增加而提高。因此,植物生产中给予光饱和点以上的光照强度毫无意义;而另一方面,当光照强度长时间处于光补偿点之下,植物的呼吸作用超过了光合作用,有机物消耗多于积累,作物生长缓慢,严重时还会导致植株枯死,因此对植物生长也极为不利。通常情况下,耐荫植物的光补偿点为200~1000 lx,喜阳植物的光补偿点为1000~2000 lx。植物对光照强度的要求可分为喜光型、喜中光型、耐弱光型植物。蔬菜多数属于喜光型植物,其光补偿点和光饱和点均比较高,在人工光植物工厂中作物对光照强度的相关要求是选择人工光源的最重要依据,了解不同植物的光照需求对设计人工光源、提高系统的生产性能都是极为必要的。光质对作物光合的影响光质或光谱分布对植物光合作用和形态建成同样具有重要影响,地球上的植物都是在经过亿万年的自然选择来不断适应太阳辐射,并依据种类不同而具有光选择性吸收特征的。到达地面的太阳辐射的波长范围为300~2000 nm,而以500 nm处能量最高。太阳辐射中,波长380nm以下的成为紫外线,380~760 nm的叫可见光,760 nm以上的是红外线也称为长波辐射或热辐射。太阳辐射总能量中,可见光或光合有效辐射占45%~50%,紫外线占1%~2%,其余为红外线。波长400~700 nm的部分是植物光合作用主要吸收利用的能量区间,称为光合有效辐射;波长700~760 nm的部分称为远红光,它对植物的光形态建成起到一定的作用。在植物光合过程中,植物吸收最多的是红、橙光(600~680 nm),其次是蓝紫光和紫外线(300~500nm),绿光(500~600 nm)吸收的很少。紫外线波长较短的部分,能抑制作物的生长,杀死病菌孢子、波长较长的部分,可促进种子芽、果实成熟,提高蛋白质、维生素和糖的含量;红外线还对植物的萌芽和生长有刺激作用,并产生热效应。不同的光谱成分对植物的影响效果也不尽相同(表1),强光条件下蓝色光可促进叶绿素的合成,而红色光则阻碍其合成。虽然红色光是植物光合作用重要的能量源,但如果没有蓝色光配合则会造成植物形态的异常。大量的光谱实验表明,适当的红色光(600~700 nm)/蓝色光(400~500 nm)比(R/B比)才能保证培育出形态健全的植物,红色光过多会引起植物徒长,蓝色光过多会抑制植物生长。适当的红色光(600~700 nm)/远红色光(700~800 nm)比(R/FR比)能够调节植物的形态形成,大的R/FR比能够缩短茎节间距而起到矮化植物的效果,相反小的R/FR比可以促进植物的生长。所有这些特征都是植物工厂选择人工光源时必须考虑的重要因素,尤其是对于近年来发展起来的新型节能光源,如LED、LD以及冷阴极管等来说显得更为重要,因为这些光源需要通过不同光谱的单色光组合构成作物最适直的光质配比,以保障高效生产和节能的需求。光周期对植物的影响植物的光合作用和光形态建成与日长(或光期时间)之间的相互关系称其为植物的光周性。光周性与光照时数密切相关,光照时数是指作物被光照射的时间。不同的作物,完成光周期需要一定的光照时数才能开花结实。长日照作物,如白菜、芜青、芭英菜等,在其生育的某一阶段需要12~14 h以上的光照时数;短日照作物,如洋葱、大豆等,需要12~14h一下的光照时数;中日照作物,如黄瓜、番茄、辣椒等,在较长或较短的光照时数下,都能开花结实。
植物是生命的主要形态之一,包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类、及绿藻、地衣等熟悉的生物。下面是由我整理的关于植物的科学论文,谢谢你的阅读。
关于植物检疫问题的思考
摘 要:植物检疫是防止检疫性有害生物传播蔓延、保护农业生产安全的主要措施,也是保护农产品贸易顺利进行的前提。本文分析了植物检疫及其积极意义,并针对存在的问题提出了对策建议。
关键词:植物检疫;林业;可持续发展
为了保护一个国家或地区林业的生产、生态系统的安全以及其可持续发展,极有必要对植物及其产品采取的一系列旨在防止危险性有害生物传播和定殖的综合性管理措施,植物检疫就是其中的重要一环。
一、植物检疫的定义与内涵
***一***植物检疫的定义
植物检疫是指为了保护一个国家或地区林业生产和生态系统的安全,由法定的专门机构,依据有关的法规,对植物及其产品在流通前、流通中和到达新的种植或使用地点后所采取的一系列旨在防止危险性有害生物传播和定殖的综合性管理措施。
***二***植物检疫的内涵
植物检疫的目的是要防止危险性有害生物通过人为活动***贸易或非贸易的***进行远距离传播,保护一个国家或一个地区林业生产和生态系统的安全。植物检疫工作所针对的有害生物是指那些危害严重,防治困难,主要通过人为活动进行远距离传播、国内尚未发生或虽有发生但分布不广的有害生物。
二、植物检疫的积极意义
***一***开展植物检疫是保障植物和生态建设可持续发展的需要
植物的可持续发展,在一定程度上受到病虫害的制约。病虫害贯穿于植物生产的全过程,随时都可遭到病虫的危害,轻者影响林木开花、结实、材积增长,重者整株、大片枯死。植物检疫是一项防患于未然的工作,它可以把检疫性有害生物阻截在国门之外,消灭在产地之内,减轻防治工作的压力和经费的开支,也提高了种苗的质量和造林的成活率;它不仅是一项长期的预防措施,也是一种从根本上治理病虫害的方法。
***二***开展植物检疫能有效防止***有害生物的传入
众所周知,在自然界中,生物的分布是有地域性的,一种有害生物要从原发生地传播到另外一个新的地区,由于自然屏障的阻隔,单靠自身的能力往往是办不到的,必须依靠外力的帮助。另一种是人为活动***贸易或非贸易性***。这两种传播途径,以人为传播最为重要,因为许多有害生物可潜伏在植物及其产品的内部,或依附在其外表,或混杂在其间,借助植物及其产品的调运、邮寄,把它们携带到自身所难以到达的地方。有害生物一旦进入一个新的生态系统,如果有其寄主植物存在,而又避开了原产地天敌的制约,则很容易在那里定殖下来,迅速繁衍下去,氾滥成灾。要解决这一问题,最好的办法就是积极地开展植物检疫。森检工作就是要***品质优良的林木、花卉新品种引进来,同时又要防其有害生物传入。
三、植物检疫工作中存在的问题
随着农业产业化结构的不断调整,城市化程序的发展,特色蔬菜、中药材、花卉苗木、草皮等种植面积迅速扩大,种子、苗木等繁殖材料,农产品及花卉苗木等植物和植物产品调运频繁,调运量不断增大,农业植物检疫工作不但任务繁重,而且面临的形势严峻。
***一***植物检疫的品种范围较窄 客观地说,目前只有水稻种子、蔬菜种子进行了规范化的产地、调运检疫。其他如水果类、蔬菜类、商品粮等大量农产品的产地、调运检疫很少开展。
***二***调运带证率较低 从事农产品及花卉苗木等植物生产经营单位对植物检疫法规及工作内容了解甚少,部分经营者认为检疫就是收费。极少数经营者很不配合,严重影响了检疫工作的顺利开展。市场销售的农产品及花卉苗木普遍存在无证调运现象,以汽车运输的尤为严重。大部分经营者认为,只要取得农产品《产地检疫合格证》或植物检疫证明编号,运输时就不需要办理调运《植物检疫证书》。据调查,在持证运输的农产品及花卉苗木中,省内调种带证率明显低于省间。
***三***植物检疫技术水平较低 植物检疫是一项技术性很强的工作,肩负著保护国家植物生产安全的重任。植物检疫员需要由工作作风正、法制观念强、业务能力精的人员担任。而目前从事植物检疫工作的人员有相当一部分人不懂业务,有的虽然懂业务,但法律知识少,不能胜任植物检疫工作。在检疫过程中,由于没有相关仪器装置,目前检疫物件只能靠产地检疫及产地检疫证书加以判断,很多调运的植物及产品产地检疫又很不规范,在调运过程中凭直觉来判断有无检疫容易产生很大误差。
***四***植物检疫实施难
虽然有相当完善的植物检疫法规但实际操作难。农业部《植物检疫条例实施细则***农业部分***》、《山东省植物检疫办法》等对应施检疫的植物及植物产品的规范化检疫有明确规定,但实际上大多数应施检疫的植物及产品的产地调运没有检疫。虽有健全的检疫队伍但发挥职能作用难。由于缺乏经费,加上植物检疫功能弱化,各地疫情调查、疫情分布、调运检疫等经常性检疫工作淡化或难开展,多数检疫员没有发挥职能作用。检疫把关口但把关难。交通、铁路、邮电等运输企业或个人应凭“植物检疫证书”正本承运、收寄应施检疫的植物和植物产品,配合植物检疫部门做好植物检疫工作。交通、铁路部门已经严守把关,但邮政部门对大量应施检疫的植物和植物产品如商品粮、水果、蔬菜等把关不严,工作上与检疫部门脱节。
四、开展植物检疫的措施
***一***根据植物及其产品的流通环节采取相应的检疫措施
植物检疫的任务就是要防止检疫性有害生物通过人为活动进行远距离传播,既要防其传出,又要防其传入,两者必须兼顾。要防止检疫性有害生物的人为传播,就必须在植物及其产品未进入流通领域之前、流通途中和到达新的种植或使用地之后采取检疫措施,打断有害生物人为传播的环链,即可终止有害生物的传播。在不同的环节应采取不同的检疫措施,如在植物及其产品培育期间,可用划定“疫区”和“保护区”,分别实行封锁、消灭和保护措施;开展产地检疫,把好产地检疫关;从国外引种,严格履行检疫审批手续等。在流通途中,可用设卡检疫***包括进出境检疫、旅客携带物检疫、邮包检疫、过境检疫及国内调运检疫***等措施。到达新的种植或使用地点后,可用隔离试种检疫、集中种植、疫情监测、铲除措施等。
***二***正确处理好“把关”与“服务”之间的关系
在我国,植物检疫有两个职能:一是防止检疫性有害生物通过人为活动进行远距离传播,既要防止其传出,又要防止其传入。二是为植物及其产品的种植者、经营者服务,为林业生产的健康发展保驾护航,维护国家的外贸信誉。在森检工作中,“把关”与“服务”是一对矛盾的统一体,“把关”是前提,“服务”是目的,“把关”是为了“服务”,“服务”又必须“把关”,一定要把“把关”与“服务”有机地结合起来。在改革开放方针的指导下,我国的外检工作提出了这样的口号:“做好检疫工作,发挥把关作用,服务对外开放,方便进出往来”。在具体做法上,他们派员到港澳等***地区进行疫情调查,初步检查、监督包装和消毒处理,从而缩短了入境检验时间,加快了检放速度,促进了转口贸易的发展。国内检疫也把重点放在了产地,狠抓疫情源头,严把产地检疫关,把检疫性有害生物消灭在种苗生长期间,不仅提高了种苗、花卉的质量,也防止了检疫性有害生物的传播蔓延。
***三***把法制手段与技术措施有机地结合起来
植物检疫是一件法制性很强的工作,森检工作人员的任务就是贯彻执行国家和地方颁布的植检和森检法规。他们不仅要对流通过程中的植物及其产品进行管理,还要对植物及其产品拥有者的生产经营活动加以规范。如何对人们的生产经营活动进行规范呢?主要是通过宣传、教育。让生产经营者自觉地按照植检、森检法规的规定去办理检疫手续,如调出植物及其产品应及时向当地森检机构办理申报,从国外引进种苗应主动向省级森检机构办理引种审批,发现疫情应及时报告等。植物检疫不仅是一项法制性很强的工作,而且对技术的要求也很高。在实际工作中,植物及其产品携带检疫性有害生物的事还是很多的,但如何在有限的时间内把它们检查出来,又如何把它们除掉,让健康的种苗正常流通,都不是一件容易的事。没有一套行之有效的检疫检验方法和除害处理办法是不行的。因此,要想把森检工作搞好,必须把法律手段和技术措施有机地结合起来。
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插花保鲜的小研究一、问题的提出与研究的意义每当教师节时,老师的办公室中就摆满了五颜六色的插花。黄色的月季花、白色的满天星、紫色的勿忘我、粉色的非洲菊……真像是个百花园!可是,过不了一两天,那些美丽的花朵都枯萎了,只好扔掉。太可惜了,有什么办法能让这些插花开花时间更长、更漂亮呢?我们把这个想法告诉了老师,在科学老师的指导和帮助下我们开始了让插花保鲜的实验研究。通过查找资料和阅读有关书籍,我们了解了生活当中说的插花,在学术上就叫做切花。切花是目前世界各国相当流行的一种花卉装饰材料,也是国际上每年生产和消费量最大的一类花卉。随着社会的发展,人们生活水平的提高,人们对切花的需求量与日俱增。切花,简单说来就是从开花植物上切取的带有花、茎、叶的花枝。切花的种类很多,既有栽培的,也有田间野花,但绝大部分切花是通过栽培所得。常见的、为人们所喜爱的切花主要有月季花、香石竹、唐菖蒲、菊花、非洲菊、百合、郁金香、鹤望兰、花烛(俗称红掌)、马蹄莲、满天星、小苍兰、勿忘我、兰花等几十种。这些花,花形美观,花色艳丽,是美化环境的首选。切花的用途十分广泛。通常运用于制作花篮、花束、花圈、胸花以及餐厅、客厅、卧室用的瓶花。鲜花可以更艺术地表达人们的情感,把一方的情感传到另一方,具有鲜花寄情的作用。赠送鲜花现在已成为人们交流感情的一种高尚礼仪。二、实验的材料和方法 1、材料:花店买的唐菖蒲和金鱼草两种鲜花、食用绵白糖、医用消炎药利巴韦林每片克。 2、方法:我们的实验室在阴面、没有直射阳光,室内温度大约22摄氏度。 对每一种花有四种处理,每一种处理用两个瓶子,分别编号为0、1、2、3号。0号瓶里放250毫升水,1号瓶里放245毫升水和5克糖,2号瓶放245毫升水和5克糖、克消炎药,3号瓶放240毫升水、10克糖、克消炎药。唐菖蒲和金鱼草都用这种处理方法,并且进行三次重复实验。我们在观察、测量时用加号来表示花朵的开放程度和衰败程度,三个加号说明花朵完全开放,两个加号是花朵半开(包括从花蕾到半开,或从盛开到半开),一个加号是含苞待放的,或者快萎蔫了,减号表示凋谢或花蕾包得很紧,没有开花的迹象。为了以数字的方式来表示开放程度和衰败程度,并便于计算每一组处理的四枝花开花程度总实验结果,最后以表格的形式简练地展示不同处理结果互相比较,以数字3表示“3个加号”,数字2表示 “2个加号”,数字1表示“ 1个加号”,数字0表示“减号”。在切花买来之后,首先要把花茎的基部剪掉,再插入配好溶液的各个瓶中。在当天进行第一次开花程度的观测和记录。然后,每隔一天换一次水或溶液,之后再观测开花的状态并作详细的记录,直到大部分花朵萎蔫就结束实验。三、实验结果1.唐菖蒲的实验结果表1:糖和消炎药对唐菖蒲开花时间和开花程度的影响 不同处理之间开花时间结果的比较 不同处理之间开花程度的比较 不同处理之间开花时间和开花程度的综合表现的比较第一次实验 0号 1号 2号 3号 0号 1号 2号 3号 0号 1号 2号 3号 第二次实验 第三次实验 对上表中所列数据作了如下分析:一是从三次实验的开花时间、开花程度及综合评价得到的所有数据中,寻找出现最大数据水平次数最多的作为最好的处理。二是把三次实验结果的综合表现数据取平均值,发现0号为77、1号为89、2号为100、3号为75,得出以下结论: 在唐菖蒲的保鲜实验中,可以看出2号瓶花卉的生长状况最好,开花的时间最长,盛开的状态持续的时间也最长,从三次实验的平均数据可以看出2号瓶的处理最多开放了朵,开放的最长时间是天,所以综合评价它的保鲜效果最好。对比0号瓶多开放了朵,最长开花时间多了1天。其次是3号瓶,然后是1号瓶,最后是0号瓶。由此,可得出结论,只加糖的1号瓶子,花朵得到营养,比不加糖的0号效果好。但由于1号瓶没有加消炎药,未防止细菌的滋生,所以没有2号和3号好。而3号加的消炎药可能多了些,所以总的结果和2号相似,但是比2号稍差。 表2:糖和消炎药对金鱼草开花时间和开花程度的影响 不同处理之间开花时间结果的比较 不同处理之间开花程度的比较 不同处理之间开花时间和开花程度的综合表现的比较第一次实验 0号 1号 2号 3号 0号 1号 2号 3号 0号 1号 2号 3号 第二次实验 按照与唐菖蒲同样的观察计算方法,把上表中的两次实验的综合表现取平均值,0号为230、1号为225、2号为278、3号为269,可以看出在金鱼草的实验中, 2号瓶的生长状况最好。从三次实验记录的平均数据可以看出2号瓶的处理最多开放了朵,最长开放时间为天。对比0号瓶最多开放了朵,最长开花时间多了天。其次是3号瓶,然后是1号瓶,最后是0号瓶。由此,可得出结论,只加糖的瓶子,花朵得到营养,比0号好。但没有加消炎药,未防止细菌的滋生,所以没有2号和3号好。而3号加的消炎药可能多了些,所以比不过2号。四、讨论1、花卉材料的个体差异。 我们从花店中买来的几十枝唐菖蒲和月季花枝在长短、粗细和已开花朵的数目等方面都不一样。为了避免这些实验花枝的差异对不同药剂实验结果的影响,我们采取了几个措施:(1)在开始实验时,把花枝剪成相同的长度,插入保鲜液中;(2)每一种处理增加一瓶作为重复,每瓶内放入2-3枝花;(3)同样的4种处理进行3次重复实验;(4)隔天观察花的开放状态时,以加减号代表不同的花的形态,最后再以数字取代加减号,便于进行计算、求出它们的总平均值。这个总平均值的大小应该可以克服花枝个体差异的影响,真正说明不同处理的实验效果。2、我们热爱科学,从“科学”课本和老师的讲解中学习到很多知识。现在我们作完了这一系列实验,获得了更多的体验:我们家庭有时候买些鲜花来摆放,增加了家里的美好、生动的气氛。可是怎么样让这些花开得更好、开得时间更长呢?给花枝吃些糖吧。可是糖化在水里,时间长了,会不会发霉,使花枝茎部腐烂呢?通过实验,得到了实验结果,证实了我们的假设,解决了我们的疑问。五、结论对于本实验中用的唐菖蒲和金鱼草两种切花材料来说,在插花溶液中,在水中加入糖和消炎药的都要比不加糖和消炎药的保鲜效果好;糖的浓度在4%左右是比较合适的,消炎药的浓度在万分之四左右也比较合适。六、参考文献《切花保鲜技术》 金盾出版社 1998年 李宪章七、摘要:从学校和家庭的日常生活中感觉到延长鲜切花的花期是一个很有趣的问题,查阅资料后知道,切花在生活中的用途十分广泛。本研究选取了两种切花,用唐菖蒲和金鱼草作为实验材料,进行了加糖/加糖和消炎药的处理,经过三次重复实验,详细统计了开花时间和开花程度,有数据、有照片,经过分析得出如下结论:在水中加入糖和消炎药的都要比不加糖和消炎药的保鲜效果好;糖的浓度在4%左右是比较合适的,消炎药的浓度在万分之四左右也比较合适。备注:三次实验观测数据见附表。(附表有27页,篇幅所限未打印,如果需要可以提供)
一天早晨,我看见妈妈在给花浇水,就问妈妈:“妈妈,你浇水了,那些花就会生长,这是为什么呢?”“孩子,这是因为植物根茎在给花输送养料呀!” 可是,听了妈妈的话,我还是不太明白,妈妈看见我还是不懂,就跟我说:“没关系,我给你做个一小实验,怎么样?”一听到做实验,我就高兴得手舞足蹈,大声叫道:“好!太棒了!我最喜欢做实验了!” 我们准备了蓝墨水、橡皮泥、一棵带根开白花的植物、滴管、记号笔、杯子还有水。妈妈对我说:“千万要小心,不要打碎杯子!”“一定!”我保证地说,实验开始了,妈妈先把水到入杯子里,我又用滴管吸了红墨水,滴入装了水的杯子,妈妈然后把那棵带根开白花的植物浸入水中,顿时,根的底部开始变红了,我用橡皮泥把杯口“封”住,妈妈最后在杯外用记号笔做上记号,就Ok了! 妈妈又说:“记住要在一个星期后再观察。”“Yes!”我叫道。我真是太期待了!连做梦都在做有关于这个实验的故事。 时间如流水,一个星期马上就过了,今天,要真相大白了!我太高兴了,我们一走到那个做实验的杯子,立刻就看见花已经变红了,杯子里的水也都少去了,最后一步,就是切开茎,于是,妈妈拿着小刀小心翼翼地切开植物的茎,哇!茎突然变红了,根也随之变红了!太奇妙了!妈妈说:“之所以花变红了,是因为植物的茎会输送水分和养料,植物的根会吸收水分和养料,” 就是这句话使我懂得了那些花会生长,是茎和根的作用,还有水的作用,现在我彻底得懂了,不知道在坐的懂了没?
不知道你问的是投稿格式还是毕业论文用的,如果是投稿的,各个杂志的要求在细节上不一样,但结构大同小异。基本上包括: 1。标题(Title) 2。作者(Author(s)) 3。通讯作者的联系方式(Contact information) 4。摘要(abstract) 5。背景介绍(Background or introduction) 6。实验材料与方法(Materials and Methods) 7。结果(result) 8。讨论(discussion) 9。致谢(acknowledgment) 10。参考文献 (references) 毕业论文参考这样的格式也绝对没有问题,不过不用把其他作者写进去。
生物医学动物实验研究论文
1实验设计
在开展生物医学研究时,研究者通过正确地运用统计学知识,可直接影响研究的质量。统计学设计的任务在于对研究的部署、实施,直到研究结果的解释进行系统的安排,力争做到以最少的人力、物力获得可靠的结论和信息。其目的在于确定某种处理是否会表现出某种特定的效应。在实验设计时应遵循惟一差异原则,即在进行两组比较时,两者之间仅有因处理因素不同而引起的差异,而其他实验条件相关的非处理因素都应保持等同。然而,处理组与对照组在反应上表现出的差别并不一定意味着是处理的结果。另有两种引起差别的可能性,即偏倚和偶然性。偏倚是指系统性差别,它不是因组间在处理上的不同所引起。生物医学实验中统计学设计和分析的目标就是消除潜在的偏倚,减少偶然性[2]。
实验的偏倚和控制
偏倚是在研究中从设计到实验实施和结果分析的各环节存在一些人为的、有系统倾向的非随机误差,它不是由于抽样造成的,而是某种偏性使得实验结果偏离它的真值。从所选择的生物医学问题到研究方案的制订与实施、实验的完成过程、实验的分析与解释,乃至实验结果的发表,均可能存在各式各样的偏倚[2]。这种偏倚常常表现为系统误差。偏倚的大小取决于研究的方法和具体的实验条件。常见的偏倚主要有选择性偏倚、观察性偏倚和混杂性偏倚。必须认识实验过程的偏倚,从实验设计起直到整个研究过程结束均要加以控制。正确的实验设计可控制选择性的偏倚,事前人为控制和采取相应的措施可避免和减少观察性的偏倚。对于混杂性偏倚,可将重要的混杂因素在设计阶段进行分层随机设计,使混杂因素在组间分布均衡;在统计分析阶段将混杂因素作为分层因素或采用有协变量分析方法,以消除混杂因素的影响。只有有效地控制或消除偏倚,方可减少结果的假阳性或假阴性。
减少偶然性的潜在影响
偶然性因素的作用可以减少,但不能完全排除。因为即使是在精心实施的研究中,接受同样处理的动物,其反应也不可能完全一样。适当的统计分析可使实验人员评估出现假阳性的概率,即根本不存在处理效应的情况下观察到差异的概率。这种概率越小,实验者发现真实效应的可能性就越大。为了更有把握地检测出真实效应,有必要减少偶然性的作用,并通过实验设计确保能在“噪声”之上识别真正的“信号”。
实验设计的要素
要消除生物医学实验中潜在的偏倚,减少偶然性,就应对实验对象、处理因素和实验效应这三个实验设计要素,按照对照、重复、随机化和均衡四项原则进行周到的设计与控制[3]。实验对象实验中处理因素所作用的对象称为实验对象。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验对象,一个完整的实验设计中所需实验对象的总数称为样本含量。生物医学试验中考虑动物实验对象时应关注以下几个方面:①动物种属的选择:选择实验动物的种属与品系时,尤其需要注意其背景反应的水平。为了将反应“信号”水平最大化,常常意味着应避免选择那些背景反应水平极低的动物种属或品系,但如果采用过度反应的动物种属或品系也同样会出现问题。动物物种选择中的其他问题,无论是实际问题(寿命、体型、易得性、对动物学特征的了解情况)或是理论问题(生化、生理或解剖结构与人的相似性),都需要从专业的角度认真加以考虑和权衡。②动物的数量:虽然从统计设计角度考虑可得出某项实验所需的动物数(样本含量),但所得出的数值往往很大。因此,虽然样本含量估计是保证结论可靠性(精度和检验效能)的前提,但基于实验的可操作性及经济原则方面的考虑,应结合统计学的计算结果与以往的生物医学研究经验予以确定。③动物的体重与年龄:为确保实验对象的同质性,实验中所使用的动物体重与年龄应尽可能相近;动物体重的标准差不应超出平均值的10%;啮齿类等小动物年龄相差不应超出1周,大动物年龄相差不应超出1个月。④动物的分层:为了准确检测一种处理因素引起的差别,各处理组在可能影响实验结果的其他非处理因素方面应尽可能具有同质性。当存在动物亚系间的差别时,有两种方法可得到更为准确的结论。一是在结果分析阶段将亚系作为一个“分层变量”处理,包括对两个亚系的结果进行单独分析,然后将结果综合,得出处理效应的总结论;二是将亚系作为实验设计的“区组因素”,这种情况下可使对照组与处理组中每个亚系动物数量相等。除以上所讨论的“亚系”之外,其他的非处理因素,如性别、窝别、体重段等也可作为分层变量进行局部控制,并据此进行分层随机化分组。处理因素设计实验研究时,要明确研究中的处理因素和影响实验效应的非处理因素。研究者希望通过对研究设计进行有计划的安排,从而能科学地考察其效应大小的因素称为处理因素或实验因素;研究者往往忽略对评价实验因素作用大小有一定干扰的重要的非处理因素或非实验因素(如动物的窝别、体重等);其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。实验结果是处理因素和非处理因素共同作用而产生的实验效应,因此如何控制和排除非处理因素的干扰,正确显示处理的效应,是实验设计的基本任务。实验效应实验效应是处理因素作用于受试对象的反应和结果,是反映实验因素作用强弱的标志,它通过观察指标(统计学常将指标称为变量)来体现。如果指标选择不当,未能准确反映处理因素的作用,获得的研究结果就缺乏科学性,因此选择好观察指标是关系整个研究成败的重要环节。指标的观察应避免带有偏性或偏倚,要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观(如尿液pH试纸读数值)或主观指标(行为测量、病理观察),一定要事先规定读取数值的严格标准,只有这样才能准确地分析实验结果,从而提高实验结果的可信度。
实验设计的原则
为了防止结果的偏倚,保证实验结果的准确性和最大化的表达,在进行生物医学实验设计时必须遵循统计学设计的对照、重复、随机化和均衡四个基本原则。生物医学实验中对照组的设置必须具备三个条件:①对等原则,即惟一差别原则,除处理因素外,对照组具备与实验组对等的非处理因素。在相互比较的各组间,除了给予的处理因素不同外,其他方面应与实验组具有一致性,如相同的实验单位来源(动物种属、体重等)和相同的实验条件、操作方式和喂养环境等。②同步原则,对照组与实验组设立之后,在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设原则,任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往结果或其他研究资料作为本研究之对照。
生物医学中常用的实验设计类型
如果需要在同一实验中同时评价几种不同的效应,实验者应该安排能区别各自效应差别的实验设计方法。生物医学中常用的实验设计有以下几项。完全随机设计完全随机设计是生物医学动物实验中最为常用的一种实验设计方法,它是一种单因素有k个水平(k≥2)组的实验设计。即实验设计可设置一个对照或多个剂量组的实验方案。本设计保证每个实验动物都有相同机会接受任何一种处理,而不受实验人员主观倾向的影响。本设计应用了重复和随机化两个原则,因此能使实验结果受非处理因素的影响基本一致,真实反映出实验的处理效应。随机区组设计随机化完全区组设计,简称随机区组设计,又称配伍组设计,是配对设计的扩展,它将几个条件相同的受试者划分在同一个区组或配伍组,然后再按随机的原则,将同一配伍组的受试者随机分配到各实验组。该设计方法的优点是每个区组内的k个实验单位有较好的同质性,比完全随机设计更容易察觉处理间的差别。这种方法须特别注意的是要求区组内实验单位数与处理数相同,实验结果中若有缺失值,统计分析将损失部分信息。拉丁方设计拉丁方设计从横行和直列两个方向进行双重局部控制,使得横行和直列两向皆成区组,是比随机区组设计多一个区组因素的设计。在拉丁方设计中,每一行或每一列都成为一个完全区组,而每一处理在每一行或每一列都只出现一次,也就是说,在拉丁方设计中,实验处理数=横行区组数=直列区组数=实验处理的重复数。析因设计析因实验设计又称全因子实验设计,属于多因素、多水平单效应的设计。它不仅可以检验每一因素各水平之间的效应差异,而且可以检验各因素之间的交互作用。交互作用是指一个因素不同水平间的效应差受另一因素的影响,包括协同交互作用和拮抗交互作用。析因实验主要用于分析交互作用,当因素及水平数过多时,所需的实验对象数、处理组数和实验次数大幅度增加,故一般采用较简单的析因实验。含有较多因素和水平的实验一般采用正交实验设计[5]。
2生物医学动物实验的描述统计学
生物医学实验资料的类型
生物医学实验对实验对象(动物)进行干预后测定的观测指标通常有以下类型:①连续性数据:测定结果表现为有数字大小和单位的数据,统计上称定量资料,如生理、生化指标,体重值,器官重量等。②分类数据:测定结果表现为按某属性划分的定性类别,统计上称为定性资料,具体又可以分为二值资料、多值名义资料和多值有序资料。如某反应为出现或不出现,死亡或未死亡,有畸形或无畸形;病理损害的严重程度(无、轻度、中度、重度)等。
统计描述指标
描述性统计学(或归纳统计学)是对样本观察/测量数据频率分布的定量研究,描述性统计的目的在于:①对测量值或观察值进行归纳浓缩,用统计量、统计图或统计表的形式表现;②估计总体分布的参数。资料的整理与探索对于某一测量指标,一般应从文献资料中了解其分布类型。如果没有判断概率分布的理论基础,应重复以大样本测定,绘制样本的频数分布图(理论上样本量要大于100),并经统计学检验拟合其分布。数据的描述统计量①连续性数据的频数分布:通过对样本资料编制频数分布表或做茎叶图,以确定资料分布的类型、频数分布的集中趋势和离散趋势、估计总体参数,也便于发现离群值。②中心位置的描述统计量:描述数据分布的集中趋势,常用指标为算术均数、中位数、众数、几何均数等。③离散程度的描述统计量:描述数据分布的离散趋势,常用指标为标准差和方差、极差和四分位数间距、变异系数和离散系数等。④统计学图表:统计图包括连续性数据分布的直方图、茎叶图,表示数据中心位置和离散程度的点杆图(做图时表示均数和标准差)和盒须图(做图时表示中位数、极差、四分位数间距),描述构成比数据资料的百分条图、饼图,描述经时变化趋势的线图,以及预测和检验分布类型的概率-概率图(P-P图)等[6]。统计表具有简单、明了、易于理解、便于比较的优点。编制统计表时原则上应当重点突出、层次分明、避免层次过多或结构混乱。一般的统计表应为三线表,表中只有横线,无竖线和斜线。统计表的标目应层次清楚,不宜过于复杂。
3生物医学动物实验的假设检验
生物医学动物实验中最常见的情况是给予不同受试物后进行组间比较,通过统计学中的假设检验,说明受试物的作用。假设检验时应注意以下问题。
检验方法的选用依据
资料的类型和变量的数目不同类型的资料(定量、定性)的组间比较应采用不同的统计检验方法。单变量、多变量的`统计检验方法也各不相同。实验设计类型应该根据实验设计的具体类型选择对应的统计检验方法,以便得到处理组效应的真实结论。检验方法的前提条件选用假设检验方法前,应了解所分析的数据资料是否满足相应检验方法的前提条件,如t检验和方差分析等参数检验方法要求数据满足正态性和方差齐性,2检验要求样本含量大于40且理论频数大于5。
正态性检验及拟合优度检验
统计学假设检验须判定样本的频数分布是否符合某一理论分布,如符合要求就可按此理论分布来进行统计学处理。对正态分布可采用正态性检验,其他分布可用拟合优度检验。通常可通过查阅文献,了解实验参数符合何种理论分布。
方差齐性检验
连续性数据未达到参数法统计分析前提的第二种原因即为方差不齐。一般而言,数值愈大,其固有的变异性也愈大。例如,若某组动物的平均反应值为100,其数值范围可能为80~120;而另一组动物的平均反应值为300,其数值范围可能会扩大至240~360。解决方差不齐的措施是进行数据转换。若数据的标准差与平均值成正比,在统计分析前宜将数据转换为对数值之后再进行分析,据此,不仅数据的变异度与平均值大小无关,同时还可确保其更符合正态分布。若数据变异度增加幅度与平均值的关系不太明显,采用平方根转换则更易使数据的变异度与平均值大小无关。某些数据经对数或平方根转换后可能仍存在方差不齐,此时宜采用非参数检验。
单侧检验与双侧检验
检验假设选择单侧检验或双侧检验,应事先根据专业知识做出选择。一般而言,若研究目的仅须了解是否存在组间差异、实验者无法预测组间变化的方向以及实验者希望获得正负两方面的结果时,应采用双侧检验。若事先可预测组间差异的变化方向,实验者仅对某一方面的重要性感兴趣,实验者仅希望了解与对照组差异或正或负一个方向,则应采用单侧检验。此外,剂量设计预试验中应采用双侧检验,正式试验在了解相关信息后可采用单侧检验。
多重比较及多重性问题
生物医学实验经常在处理组和对照组之间做多个变量的比较。即使不存在真正的实验效应,也有可能纯粹由于偶然性而有一个或多个变量在5%检验水平出现显著性差别。除了上述均数多重比较导致Ⅰ类错误概率增加的多重性问题之外,其他的多重性问题还包括多次的中期分析、关注多个结局、亚组间的多重比较。处理多重性问题的原则包括:①预先计划进行多重比较;②限制比较的次数;③多重比较时采用更严格的界值标准;④多重比较具有生物学方面的依据。
观察值或实验对象的独立性
许多统计检验方法要求比较的观察值或实验对象相互独立,如二项分布的率检验、t检验和方差分析等。但是,有的生物医学实验中观察单位并不独立。例如,生殖和发育研究中就存在窝效应:由于遗传因素、宫内的发育环境和药物的代谢环境相似,与异窝胎仔相比,同窝胎仔之间对毒性效应的反应概率趋于系统,即同窝内数据为聚集性数据,这就是一种常见的非独立数据。在统计学分析时,忽略数据的窝内相关性具有潜在的风险;因同窝母鼠所产k个胎仔的观察值存在共性,其所提供的信息不及k个独立的来自不同母鼠所产胎仔所提供的信息;窝内相关性愈大,其信息量愈少。聚集性数据的均数标准误小于独立的数据,因此,若基于观察值独立的统计分析方法,就会增加犯Ⅰ类错误的概率,即假阳性的风险增加,降低实验的有效性。
历史对照数据的应用
某些情况下,尤其是在发生率较低的情况下,单项研究可能提示处理可影响肿瘤发生率,但无法得出明确的结论。可能想到的分析办法之一是将处理组的数据与来自其他研究的对照组动物相比较。虽然历史对照数据具有重要意义,但值得强调的是,众多原因可导致不同研究之间的变异度大于研究之内的变异度。动物来源、饲料及饲养条件,研究期限,研究中的动物死亡率、读片的病理学家等均可能影响最终的肿瘤发生率。故此,忽视这些差异,将处理组的肿瘤发生率与合并的对照组发生率相比较,可能得出严重错误的结果,并进而明显夸大统计显著性水平。Tarone[4]曾对历史对照组的比率数据分析进行过综述。
假设检验的局限性
首先,假设检验中的P值并未提供有关处理诱发效应大小的直接信息。某一受试物可诱发一定量的、反应的增加,但增加的幅度是否具有统计显著性则取决于研究的规模和数据的变异性。在规模较小的研究中,有可能错失较大、重要的效应,尤其是在检测终点测量精度不高的情况下。相反,在规模较大的研究中,较小、非重要的效应则具有统计显著性。例如,D药与C药相比,降血压效应相差近30mmHg,但因为例数仅10例,假设检验未发现显著性差异(P=);相反,B药与A药相比,降血压效应仅相差,但因为例数达500例,假设检验却发现存在显著性差异(P<)。由此可见,统计学显著性与效应大小无直接相关性。因此,愈来愈多的统计学家主张以处理组与对照组差异值的95%置信区间表述处理的效应。据此,若处理反应的增加值为10个单位(95%置信区间3~17单位),则该区间包含真实差异的几率为95%。若置信区间的下限大于零,则双侧检验的P值小于。其次,假设检验无法消除实验设计或实施不当所带来的影响。虽然前述的分层分析等有助于发现真实的差异,但若实验设计存在偏倚,或实验实施过程中存在偏差或失误,假设检验方法一般也于事无补。因此,在生物医学实验过程中应注重对实验设计或实施过程进行严格的质量控制和质量保证措施,强化GLP规范意识。其三,对统计学分析本身的质量控制和质量保证也是确保研究质量的重要环节。所用统计分析软件包应经过充分的认证,以确保分析结果的准确、可靠性。数据的录入、核对和分析结果的报告与归档,均应制订并严格执行相关的标准操作规程。综上所述,在动物实验研究的多个环节,统计学中的相关理论和方法都能够发挥重要作用。统计学不仅可以保证结果的科学性和可靠性,在很多情况下也可以极大地提高研究效率,节约研究成本。在这里还必须强调,除了实验后期的数据分析以外,在实验方案的制定阶段也需要统计学人员的早期介入,这样有助于避免实验设计出现大的偏差和漏洞,有利于研究目标的顺利实现。
我们在平时的学习工作中,我们往往都需要撰写报告,报告是我们用心学习(工作)的最终成果。我们在开始写报告时需要注意什么呢?下面是我精心为您整理的“2022简单的物理实验报告范文模板”,仅供参考,希望对您有帮助。
物理探究实验:影响摩擦力大小的因素
探究准备
技能准备:
弹簧测力计,长木板,棉布,毛巾,带钩长方体木块,砝码,刻度尺,秒表。
知识准备:
1.二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就平衡。
2.在平衡力的作用下,静止的物体保持静止状态,运动的物体保持匀速直线运动状态。
3.两个相互接触的物体,当它们做相对运动时或有相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫摩擦力。
4.弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动时,拉力的大小就等于摩擦力的大小,拉力的数值可从弹簧测力计上读出,这样就测出了木块与水平面之间的摩擦力。
探究导引
探究指导:
关闭发动机的列车会停下来,自由摆动的秋千会停下来,踢出去的足球会停下来,运动的物体之所以会停下来,是因为受到了摩擦力。
摩擦力的作用点在接触面上,方向与物体相对运动的方向相反。由力的三要素可知:摩擦力除了有作用点、方向外,还有大小。
提出问题:摩擦力大小与什么因素有关?
猜想1:摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关。
猜想2:摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关。
猜想3:摩擦力的大小可能与产生摩擦力的两种物体间接触面积的大小有关。
探究方案:
用弹簧测力计匀速拉动木块,使它沿长木板滑动,从而测出木块与长木板之间的摩擦力;改变放在木块上的砝码,从而改变木块与长木板之间的压力;把棉布铺在长木板上,从而改变接触面的粗糙程度;改变木块与长木板的接触面,从而改变接触面积。
探究过程:
1.用弹簧测力计匀速拉动木块,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:
2.在木块上加50g的砝码,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:
3.在木板上铺上棉布,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:
4.加快匀速拉动木块的速度,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:
5.将木块翻转,使另一个面积更小的面与长木板接触,测出此时木块与长木板之间的摩擦力:
探究结论:
1.摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关,表面受到的压力越大,摩擦力就越大。
2.摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关,接触面越粗糙,摩擦力就越大。
3.摩擦力的大小跟物体间接触面的面积大小无关。
4.摩擦力的大小跟相对运动的速度无关。
一、 实验目的:
1、用热分析法(步冷曲线法)测绘Zn-Sn二组分金属相图;
2、掌握热电偶测量温度的基本原理。
二、 实验原理:概述、及关键点
1、简单的二组分金属相图主要有几种?
2、什么是热分析法?步冷曲线的线、点、平台各代表什么含义?
3、采用热分析法绘制相图的关键是什么?
4、热电偶测量温度的基本原理?
三、 实验装置图(注明图名和图标)
四、 实验关键步骤:
不用整段抄写,列出关键操作要点,推荐用流程图表示。
五、 实验原始数据记录表格(根据具体实验内容,合理设计)
组成为w(Zn)=的样品的温度-时间记录表
时间 τ/min 温度 t/oC
开始测量 0 380
第一转折点
第二平台点
结束测量
六、 数据处理(要求写出最少一组数据的详细处理过程)
七、思考题
八、对本实验的体会、意见或建议(若没有,可以不写) (完)
1.学生姓名、学号、实验组号及组内编号;
2.实验题目:
3.目的要求:(一句话简单概括)
4.仪器用具: 仪器名称及主要规格(包括量程、分度值、精度等)、用具名称。
5.实验原理:简单但要抓住要点,要写出试验原理所对应的公式表达式、公式中各物理参量的名称和物理意义、公式成立的条件等。画出简单原理图等。
6.实验内容;
7.数据表格:画出数据表格(写明物理量和单位);
8.数据处理及结果(结论):按实验要求处理数据。
9.作业题:认真完成实验教师要求的思考题。
10.讨论:对实验中存在的问题、数据结果、误差分析等进行总结,对进一步的想法和建议等进行讨论。
实验报告要求
1.认真完成实验报告,报告要用中国科学技术大学实验报告纸,作图要用坐标纸。
2.报告中的线路图、光路图、表格必须用直尺画。
摘要:简要说明了大学物理实验的重要地位和实验预习的重要性。详细介绍如何做好大学物理实验课程的实验预习,包括预习要求、预习重点、设计性实验的预习、预习报告的内容;并以“拉伸法测量钢丝杨氏模量”这一实验项目为例,具体说明了怎样做好实验预习。
一、大学物理实验的重要地位
大学物理实验是高等理工科院校对学生进行科学实验基本训练的必修基础课程,是本科生接受系统实验方法和实验技能训练的开端。
大学物理实验覆盖面广,具有丰富的实验思想、方法、手段,同时能提供综合性很强的基本实验技能训练,是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。
在培养学生严谨的治学态度、活跃的创新意识、理论联系实际和适应科技发展的综合应用能力等方面,大学物理实验具有其他实践类课程不可替代的作用。
二、大学物理实验的预习要求
与理论课程不同,实验课程的特点是学生在教师的指导下自己动手,独立完成实验任务。所以实验预习尤其重要。上课时教师要检查实验预习情况,评定实验预习成绩。没有预习的学生不能做实验。
实验预习的目的是全面认识和了解所要做的实验项目。因此,要求在预习时应理解实验原理,了解实验仪器和实验方法,明确实验任务,写出简单的预习报告。
(1) 明确实验任务
要明确实验中需要测量哪些物理量,每个待测量又分别需要什么实验仪器和采用什么实验方法来测量。
(2)清楚实验原理
要理解实验基本原理。例如,电位差计精确测量电压实验用到补偿法原理进行定标,应该理解补偿电路的特点,什么是定标,定标的作用以及如何利用补偿电路定标;电位差计测量的主要误差来源,怎样减小误差。
(3)了解实验仪器 要初步了解实验仪器,通过预习知道需要使用哪些仪器,并对仪器的相关知识进行初步学习,特别是仪器的结构功能、操作要领、注意事项等。
(4)了解实验误差
要了解引起实验误差的主要因素有哪些,思考在做实验时应当怎样减小误差。 (5)总结实验预习
尝试归纳总结实验所体现的基本思想,自己在预习过程做了哪些工作,遇到了哪些问题,解决了哪些问题,怎么解决的,还有哪些问题不清楚,等等。
总之,实验预习时要认真阅读实验教材,积极参考网上实验学习辅导,必要时主动查阅相关资料,明确实验目的和要求,理解实验原理,掌握测量方案,初步了解仪器的构造原理和使用方法,在此基础上写好预习报告。
设计性实验项目除了做好一般实验项目的预习工作以外,还要做好下列预习工作。 (1)阐述实验原理,选择实验方案
根据实验内容要求和实验教材中实验原理的提示,认真查阅有关资料,详细写出实验原理和实验方案。
(2)选择测量仪器、测量方法和测量条件
根据实验方案的要求,确定出使用什么样的实验仪器、采用什么样的测量方法、在什么样的条件下进行测量。选择测量方法时还要考虑到选用什么样的数据处理方法。
(3)确定实验过程,拟定实验步骤
明确实验的整体过程,拟定出详细的实验步骤。
三、预习报告的主要内容
3.实验原理(必要的计算公式、原理图、电路图、光路图、相关说明等表格。)
特别说明:
预习报告为预习时写的实验报告,不一定冠名“预习”。如果预习实验报告1~4项内容书写完整规范,整齐清晰,可以作为实验报告的一部分。撰写实验报告时可以在此基础上续加其他内容。
四、实验预习举例
下面以“拉伸法测钢材的杨氏模量”这一实验项目为例,具体说明实验预习的主要内容。
首先根据实验目的和实验内容要求,有针对性地阅读教材,重点思考和解决如下问题: (1)什么是杨氏弹性模量? (2)测量杨氏模量的计算公式如何?
(3)通过杨氏模量的计算公式明确要测量哪些物理量?这些物理量如何测量? (4)实验测量中用到什么测量方法? (5)实验中的数据如何记录和处理?
实验5-3 拉伸法测钢材的杨氏模量
【实验目的】
(1)学会拉伸法测量杨氏弹性模量的基本原理和实现方法。 (2)掌握用光杠杆法测量微小伸长量的原理和方法。 (3)学会用逐差法处理实验数据。
(通过实验目的可以知道本实验中要用到几种测量长度的器具,要提前预习使用方法,并且要熟悉“光杠杆”测微小长度变化的方法以及用逐差法处理数据。)
【实验原理】
(1)什么是杨氏弹性模量
设钢丝截面积为S,长为L。若沿长度方向施以外力F使钢丝伸长△L,则比值F/S 是单位截面上的作用力,称为应力;比值△L/L 是物体的相对伸长量,称为应变,表示物体形变的大小。根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比
式中比例系数E的大小,只取决于材料本身的性质,与外力F、物体原长L 及截面积S 的大小无关,叫做杨氏模量。
(所以实验当中需要测量F、L、S或d、ΔL几个量才能计算出杨氏模量,究竟如何测量呢?)
(2) 用光杠杆法测量微小长度变化量ΔL 光杠杆结构如图1所示,光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架,平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直,其后足即杠杆的支脚与被测物接触,当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL时,镜面法线转过一个φ 角,而入射到望远镜的光线转过2φ角,如图2 所示。当φ 很小时,有
图1 光杠杆结构
式中K为支脚尖到刀口的垂直距离(也叫光杠杆
的臂长)。根据光的反射定律,反射角和入射角相等,故当镜面转动φ 角时,反射光线转动2φ 角,由图2可知
式中D 为镜面到标尺的距离,l 为从望远镜中观察到的标尺移动的距离(设长度变化前望远镜中的叉丝横线读出标尺上相应的刻度值为x,当长度变化两次读数差为l =
式(4)得微小伸长量为
l
D
图2 光杠杆原理
K
l 2D
(3)测定钢丝杨氏模量的理论公式
由式(2)和式(5)可得实验测定钢丝杨氏模量的理论公式为
E?
8FLD
?d2Kl
【实验仪器】
杨氏模量测定仪、光杠杆、望远镜尺组、米尺、千分尺等。
(应该在下面阅读中仔细查阅杨氏模量测定仪、千分尺的结构及使用方法如杨氏模量仪中光杠杆及其测微小长度变化的原理、千分尺的读数方法;并思考如何选择上面几种测量仪器。)
【实验内容】
(1)调整杨氏模量仪
(2)光杠杆及望远镜尺组的调节
(3)测量相应物理量
(4)逐差法处理数据
(实验中要注意光杠杆(望远镜、平面镜、标尺)的调节,特别注意如何消除十字叉丝像和标尺像的视差;千分尺的读数(注意初末位置的读数),初步理解不同量如何选择相应测量仪器的方法。)
实验报告
一.预习报告
1.简要原理
2.注意事项
二.实验目的
三.实验器材
四.实验原理
五.实验内容、步骤
六.实验数据记录与处理
七.实验结果分析以及实验心得
八.原始数据记录栏(最后一页)
把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来,经过整理,写成的书面汇报,就叫实验报告。
实验报告的种类因科学实验的对象而异。如化学实验的报告叫化学实验报告,物理实验的报告就叫物理实验报告。随着科学事业的日益发展,实验的种类、项目等日见繁多,但其格式大同小异,比较固定。实验报告必须在科学实验的基础上进行。它主要的用途在于帮助实验者不断地积累研究资料,总结研究成果。
实验报告的书写是一项重要的基本技能训练。它不仅是对每次实验的总结,更重要的是它可以初步地培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力,是科学论文写作的基础。因此,参加实验的每位学生,均应及时认真地书写实验报告。要求内容实事求是,分析全面具体,文字简练通顺,誊写清楚整洁。
实验报告内容与格式
(一) 实验名称
要用最简练的语言反映实验的内容。如验证某程序、定律、算法,可写成“验证×××”;分析×××。
(二) 所属课程名称
(三) 学生姓名、学号、及合作者
(四) 实验日期和地点(年、月、日)
(五) 实验目的
目的要明确,在理论上验证定理、公式、算法,并使实验者获得深刻和系统的理解,在实践上,掌握使用实验设备的技能技巧和程序的调试方法。一般需说明是验证型实验还是设计型实验,是创新型实验还是综合型实验。
(六) 实验内容
这是实验报告极其重要的内容。要抓住重点,可以从理论和实践两个方面考虑。这部分要写明依据何种原理、定律算法、或操作方法进行实验。详细理论计算过程.
(七) 实验环境和器材
实验用的软硬件环境(配置和器材)。
(八) 实验步骤
只写主要操作步骤,不要照抄实习指导,要简明扼要。还应该画出实验流程图(实验装置的结构示意图),再配以相应的文字说明,这样既可以节省许多文字说明,又能使实验报告简明扼要,清楚明白。
(九) 实验结果
实验现象的描述,实验数据的处理等。原始资料应附在本次实验主要操作者的实验报告上,同组的合作者要复制原始资料。
对于实验结果的表述,一般有三种方法:
1. 文字叙述: 根据实验目的将原始资料系统化、条理化,用准确的专业术语客观地描述实验现象和结果,要有时间顺序以及各项指标在时间上的关系。
2. 图表: 用表格或坐标图的方式使实验结果突出、清晰,便于相互比较,尤其适合于分组较多,且各组观察指标一致的实验,使组间异同一目了然。每一图表应有表目和计量单位,应说明一定的中心问题。
3. 曲线图 应用记录仪器描记出的曲线图,这些指标的变化趋势形象生动、直观明了。
在实验报告中,可任选其中一种或几种方法并用,以获得最佳效果。
(十) 讨论
根据相关的理论知识对所得到的实验结果进行解释和分析。如果所得到的实验结果和预期的结果一致,那么它可以验证什么理论?实验结果有什么意义?说明了什么问题?这些是实验报告应该讨论的。但是,不能用已知的理论或生活经验硬套在实验结果上;更不能由于所得到的实验结果与预期的结果或理论不符而随意取舍甚至修改实验结果,这时应该分析其异常的可能原因。如果本次实验失败了,应找出失败的原因及以后实验应注意的事项。不要简单地复述课本上的理论而缺乏自己主动思考的内容。
另外,也可以写一些本次实验的心得以及提出一些问题或建议等。
(十一) 结论
结论不是具体实验结果的再次罗列,也不是对今后研究的展望,而是针对这一实验所能验证的概念、原则或理论的简明总结,是从实验结果中归纳出的一般性、概括性的判断,要简练、准确、严谨、客观。
(十二) 鸣谢(可略)
在实验中受到他人的帮助,在报告中以简单语言感谢.
(十三) 参考资料
【实验名称】静电跳球
【实验目的】观察静电力
【实验器材】韦氏起电机,静电跳球装置(如图)
【实验原理、操作及现象】
将两极板分别与静电起电机相连接,顺时针摇动起电机,使两极板分别带正、负电荷,这时小金属球也带有与下板同号的电荷。同号电荷相斥,异号电荷相吸,小球受下极板的排斥和上极板的吸引,跃向上极板,与之接触后,小球所带的电荷被中和反而带上与上极板相同的电荷,于是又被排向下极板。如此周而复始,于是可观察到球在容器内上下跳动。当两极板电荷被中和时,小球随之停止跳动。
【注意事项】
1.摇动起电机时应由慢到快,并且不宜过快;摇转停止时亦需慢慢进行,可松开手柄靠摩擦力使其自然减慢。
2.在摇动起电机时,起电机手柄均带电且高速摇动时电压高达数万伏,切不可用手机或身体其他位置接触,不然会有火花放电,引起触电。
静电跳球中小学科学探究实验室仪器模型设备实验目的:
1、探究静电作用力的现象及原理。
2、研究能量间的转化过程。实验器材:圆铝板2个、圆形有机玻璃筒、静电导体球(由铝膜做成)若干。
提出问题:在以前的实验中,我们对电场以及静电的作用力已经有所了解。那么,在两块极板间,由铝箔做成的小球真能克服重力上蹦下跳吗?猜想与假设:在强电场的作用下,由铝箔做成的小球能够克服重力而上下跳动。 实验过程:
1、在两圆铝板间放一有机玻璃环,里面放了一些静电导体球,当接通高压直流电源后观察静电导体球的运动情况。
2、增大两极板间的电压,观察现象。
3、实验完毕要及时关闭电源,必须用接地线分别接触两极板进行放电。
探究问题:
1、仪器内的小球为什么会跳起来?
2、静电导体球实际在做什么工作?3、为什么增大两极板间的电压两极板间产生火花放电现象?实验结论与体会: (以下由学生总结并交流,也可由教师引导得出)课外活动: 梳子摩擦头发后,用梳子可以吸起细小的纸屑,有些纸屑过一会又掉下来。实际做一做,能够解释吗?
注意事项:
1、接好电路后,再调整两根输出导线之间的距离至少离开10厘米。太近时会击穿空气而打火。
2、接通高压电源后就不能再触摸高压端和电极板,否则会触电而麻木。实验做完后,先关闭电源开关,再用接地线分别接触两个电极进行放电。
探究实验名称:对蜡烛及其燃烧的探究
探究实验目的:对蜡烛在点燃前、点燃时和熄灭后的三个阶段进行细致的观察,学会完整地观察物质的变化过程及其现象。
实验用品:一支新蜡烛、火柴、一支干净烧杯、水、水槽、澄清的石灰水、一把小刀。
实验步骤与方法:
1.观察蜡烛的颜色、形状、状态、硬度;嗅其气味。
现象:蜡烛是白色、较软的圆柱状固体,无气味,由白色的棉线和石蜡组成。
2.用小刀切下一块石蜡,放入水槽,观察其在水中的现象。
现象:石蜡漂浮在水面上,不溶于水。
结论:石蜡是一种密度比水小,不溶于水的固体。
3.点燃蜡烛,观察其变化及其火焰和其各层温度的比较。
现象:石蜡受热时熔化、蜡烛燃烧时发光、冒黑烟、放热。
烛焰分三层:外焰、内焰、焰心,外焰温度最高,焰心最低。
结论:石蜡受热会熔化,燃烧时形成炭黑。
4.干燥的烧杯罩在烛焰上方,观察烧杯壁上的现象片刻,取下烧杯,倒入少量石灰水。振荡,观察其现象。
现象:干燥的烧杯壁上出现了许多小水珠。取下烧杯后迅速倒入澄清石灰水,振荡,石灰水变得浑浊。
结论:蜡烛燃烧时产生了水和能使石灰水变浑浊的二氧化碳两种物质。
5.熄灭蜡烛,观察其现象,用火柴点燃刚熄灭时的白烟,观察有什么现象发生。
现象:熔化的石蜡逐渐凝固,白色棉线烛心变黑,易碎。用火柴点燃刚熄灭时的白烟,蜡烛会重新燃烧。
结论:石蜡遇冷凝固,燃烧时产生炭黑,棉线炭化,白烟由细小的石蜡颗粒构成,有可燃性。
实验结论:
蜡烛在空气中能够燃烧,在燃烧过程中和过程后能产生许多新的物质。
问题和建议:
蜡烛为什么能够燃烧?蜡烛在什么样的条件下才能燃烧?像这样物质燃烧后产生新物质的变化是化学变化还是物理变化?
这是我在网上看到的一篇物理论文范文,希望对你有帮助。摘要:可靠性问题一直以来是各个行业关注的重点,伴随着电子工业的迅猛发展,可靠性分析将会越来越多的应用到该领域。在过电压防护领域中,SPD(Surge Protection Device)及浪涌保护系统的可靠性在电源、信号及射频显得尤为重要。本文使用系统性分析的方法对SPD的可靠性进行了分析,提出了提高SPD可靠性的途径,为今后的SPD技术发展提供了参考。关键词:可靠性;SPD;过电压;浪涌保护0 引言近代科技中,对元器件、零部件、整机、系统的可靠性提出了越来越高的要求。随着人们越来越多的使用电子元器件,电子元器件不能承受过电压和过电流的缺陷导致过电压保护器件在越来越多的行业中使用。于是各个行业针对SPD的可靠性提出了更高的要求。因此,为了适应现代科技的发展及基于设备、系统安全的考虑,对SPD的可靠性问题进行系统的分析并提出提高其可靠性的途径是很有必要的。1 串联系统与并联系统的可靠性评价方法由于包括SPD在内的各种产品都是通过若干个单元为了完成规定的功能而组合在一起的。因此除了针对单个部件和真个产品性能的评估外,还需要对系统结构进行可靠性评价。针对系统最基本的评价方法有串联系统和并联系统两种,因为任意的系统均可由这两种关系组成。 串联系统的可靠度串联系统指的是对于一个系统来说,如果只要有一个单元失效就导致整个系统的失效,或者只有当所有单元都正常工作时,系统才正常工作。串联系统的模型如图一所示:设在时间t内,SPD的压敏单元Ai正常工作的事件为Xi,则串联系统的可靠度R(t)就是所有这n个单元同时正常工作的概率。即:R(t)=P(x1•x2•……•xn )若各单元可靠度相互独立,则串联系统的可靠度为:P(x1)= R1(t)P(x2︳x1)= P(x2)=R1(t)……P(xn︳x1•x2•……•xn )= P(xn)=Rn(t)于是串联系统的可靠度为:R(t)= ∏ni-1 Ri(t)由此式可见,单元数目越多,串联系统的可靠度越低。 并联系统的可靠度并联系统指的是只要有一个单元还未失效,则整个系统就不发生故障,或者说只有当所有单元都失效时,整个系统才失效。并联系统模型如图二所示:设在时间t内,压敏单元Bi,发生故障的事件分别为Yi,则系统不可靠度为:F(t)= P(y1•y2•……•yn )同理得到:F(t)= ∏ni-1 Fi(t)则可得出,并联系统的可靠度为:R(t)=1- ∏ni-1 Fi(t)=1- ∏ni-1 [1-Ri(t)]由此式可见,单元数目越多,并联系统的可靠度越高。 并串联系统的可靠度对于SPD和其他的产品来说,很少有单一串联的系统或单一并联的系统,往往都是综合两者的系统。串并联系统指的是各单元的关系先串联,然后并联组合。并串联系统指的是各单元的关系为先并联,然后串联组合。SPD的应用中多采取并串组合的方式,如图三所示:其中并串联系统的可靠度为:Rsp =1-(1-Rn)k由此可以看出,SPD最终采取的还是MOV与GDT的串联组合且系统已经简化到极致。因此要保证SPD的可靠性,均需要保证MOV和GDT单元的可靠性,即我们通常所讲的可靠度、瞬时故障率及平均故障间隔时间。2 保证和提高SPD可靠性途径基于上述的分析可以看出保证SPD可靠性的问题集中在保证MOV和GDT的可靠性上了,因此两个器件的参数正态分布将直接影响到SPD的可靠性。除此之外,选取器件的过程中,减额使用的原则也是非常重要的,即设计时让元器件、零部件和组件在低于负荷的情况下使用。 静态参数一致性控制对于SPD中的静态参数来讲,在设计阶段均做过SPD的极限测试,即MOV和GDT电压分别在最高和最低情况下的不同组合,这样制定出的上限下限将作为器件参数正态分布时参考的关键指标。根据R(t)= ∏ni-1 Ri(t)可以看出,要保证R(t)越低,前提是保证RMOV(t)和RGDT(t)的可靠度。通过静态参数的正态分布图可以看出,只要保证参数的一致性即可在很大程度上保证系统的可靠度。如图四所示: 器件的标准化选取标准化的器件和参数是经过权威部门鉴定或者长期的实验验证的结果,比起新设计的或者定制的器件更可靠。若保存或建立一个具有基本失效率值的标准元器件手册以备设计者选用,则产品的可靠性设计将大大减少系统可靠性设计的工作量。3 结论本文使用质量管理中的可靠性分析方法针对SPD进行了研究,根据SPD具体的系统设计及结构方式进行评估后,可以得出以下结论:1. 由于SPD系统通常均采用MOV与GDT串联的方式组合,因此SPD的可靠性主要由MOV和GDT的可靠性决定。2. 为了保证器件的可靠性,需要重点注意的是MOV与GDT的静态参数一致性,器件选型的标准化和减额使用的设计方法。3. 后续需要进一步就元器件的可靠性进行研究,以保证从工艺层面上寻找出更加有效的控制手段。[参考文献][1] 郎志正 质量管理及其技术方法 2003,345~361.[2] 马逢时 刘传冰 等 六西格玛管理统计指南--MINTAB使用指导 2007,第四章
一、标题标题是文章的眉目。各类文章的标题,样式繁多,但无论是何种形式,总要以全部或不同的侧面体现作者的写作意图、文章的主旨。毕业论文的标题一般分为总标题、副标题、分标题几种。(一)总标题总标题是文章总体内容的体现。常见的写法有:①揭示课题的实质。这种形式的标题,高度概括全文内容,往往就是文章的中心论点。它具有高度的明确性,便于读者把握全文内容的核心。诸如此类的标题很多,也很普遍。如《关于经济体制的模式问题》、《经济中心论》、《县级行政机构改革之我见》等。②提问式。这类标题用设问句的方式,隐去要回答的内容,实际上作者的观点是十分明确的,只不过语意婉转,需要读者加以思考罢了。这种形式的标题因其观点含蓄,容易激起读者的注意。如《家庭联产承包制就是单干吗?》、《商品经济等同于资本主义经济吗?》等。②交代内容范围。这种形式的标题,从其本身的角度看,看不出作者所指的观点,只是对文章内容的范围做出限定。拟定这种标题,一方面是文章的主要论点难以用一句简短的话加以归纳;另一方面,交代文章内容的范围,可引起同仁读者的注意,以求引起共鸣。这种形式的标题也较普遍。如《试论我国农村的双层经营体制》、《正确处理中央和地方、条条与块块的关系》、《战后西方贸易自由化剖析》等。④用判断句式。这种形式的标题给予全文内容的限定,可伸可缩,具有很大的灵活性。文章研究对象是具体的,面较小,但引申的思想又须有很强的概括性,面较宽。这种从小处着眼,大处着手的标题,有利于科学思维和科学研究的拓展。如《从乡镇企业的兴起看中国农村的希望之光》、《科技进步与农业经济》、《从“劳动创造了美”看美的本质》等。⑤用形象化的语句。如《激励人心的管理体制》、《科技史上的曙光》、《普照之光的理论》等。标题的样式还有多种,作者可以在实践中大胆创新。(二)副标题和分标题为了点明论文的研究对象、研究内容、研究目的,对总标题加以补充、解说,有的论文还可以加副标题。特别是一些商榷性的论文,一般都有一个副标题,如在总标题下方,添上“与××商榷”之类的副标题。另外,为了强调论文所研究的某个侧重面,也可以加副标题。如《如何看待现阶段劳动报酬的差别——也谈按劳分配中的资产阶级权利》、《开发蛋白质资源,提高蛋白质利用效率——探讨解决吃饭问题的一种发展战略》等。设置分标题的主要目的是为了清晰地显示文章的层次。有的用文字,一般都把本层次的中心内容昭然其上;也有的用数码,仅标明“一、二、三”等的顺序,起承上启下的作用。需要注意的是:无论采用哪种形式,都要紧扣所属层次的内容,以及上文与下文的联系紧密性。对于标题的要求,概括起来有三点:一要明确。要能够揭示论题范围或论点,使人看了标题便知晓文章的大体轮廓、所论述的主要内容以及作者的写作意图,而不能似是而非,藏头露尾,与读者捉迷藏。二要简炼。.论文的标题不宜过长,过长了容易使人产生烦琐和累赘的感觉,得不到鲜明的印象,从而影响对文章的总体评价。标题也不能过于抽象、空洞,标题中不能采用非常用的或生造的词汇,以免使读者一见标题就如堕烟海,百思不得其解,待看完全文后才知标题的哗众取宠之意。三要新颖。标题和文章的内容、形式一样,应有自己的独特之处。做到既不标新立异,又不落案臼,使之引人入胜,赏心悦目,从而激起读者的阅读兴趣。二、目录一般说来,篇幅较长的毕业论文,都没有分标题。设置分标题的论文,因其内容的层次较多,整个理论体系较庞大、复杂,故通常设目录。设置目录的目的主要是:1.使读者能够在阅读该论文之前对全文的内容、结构有一个大致的了解,以便读者决定是读还是不读,是精读还是略读等。2.为读者选读论文中的某个分论点时提供方便。长篇论文,除中心论点外,还有许多分论点。当读者需要进一步了解某个分论点时,就可以依靠目录而节省时间。目录一般放置在论文正文的前面,因而是论文的导读图。要使目录真正起到导读图的作用,必须注意:1.准确。目录必须与全文的纲目相一致。也就是说,本文的标题、分标题与目录存在着一一对应的关系。2.清楚无误。目录应逐一标注该行目录在正文中的页码。标注页码必须清楚无误。3.完整。目录既然是论文的导读图,因而必然要求具有完整性。也就是要求文章的各项内容,都应在目录中反映出来,不得遗漏。目录有两种基本类型:1.用文字表示的目录。2.用数码表示的目录。这种目录较少见。但长篇大论,便于读者阅读,也有采用这种方式的。三、内容提要内容提要是全文内容的缩影。在这里,作者以极经济的笔墨,勾画出全文的整体面目;提出主要论点、揭示论文的研究成果、简要叙述全文的框架结构。内容提要是正文的附属部分,一般放置在论文的篇首。写作内容提要的目的在于:1.为了使指导老师在未审阅论文全文时,先对文章的主要内容有个大体上的了解,知道研究所取得的主要成果,研究的主要逻辑顺序。2.为了使其他读者通过阅读内容提要,就能大略了解作者所研究的问题,如果产生共鸣,则再进一步阅读全文。在这里,内容提要成了把论文推荐给众多读者的“广告”。因此,内容提要应把论文的主要观点提示出来,便于读者一看就能了解论文内容的要点。论文提要要求写得简明而又全面,不要罗哩罗嗦抓不住要点或者只是干巴巴的几条筋,缺乏说明观点的材料。内容提要可分为报道性提要和指示性提要。报道性提要,主要介绍研究的主要方法与成果以及成果分析等,对文章内容的提示较全面。指示性提要,只简要地叙述研究的成果(数据、看法、意见、结论等),对研究手段、方法、过程等均不涉及。毕业论文一般使用指示性提要。举例如下:●市场经济条件下的政府,固然应服从上级规划部署的全局,但主要的着眼点应放在对下负责,对本地的经济发展,对本地的人民生活水平提高负责,这才是发展全局经济的前提,从而也自然在根本上符合对上负责。●变部门“齐抓共管”企业为共同服务于企业,应成为部门工作的主要重点。(摘自《政府在市场经济中如何定位》一文的内容提要)内容提要的写作要求可以概括为“全、精、简、实、活”。具体说来:1.内容提要要求具有完整性。即不能把论文中所阐述的主要内容(或观点)遗漏。提要应写成一篇完整的短文,可以独立使用。2.重点要突出。内容提要须突出论文的研究成果(或中心论点)和结论性意义的内容,其他各项可写得简明扼要。3.文字要简炼。内容提要的写作必须字斟句酌,用精练、概括的语言表述,每项内容不宜展开论证说明。4.陈述要客观。内容提要一般只写课题研究的客观情况,对工作过程、工作方法以及研究成果等,不宜作主观评价,也不宜与别人的研究作对比说明。一项研究成果的价值,自有公论,大可不必自我宣扬。因而,实事求是也是写作内容提要的基本原则。5.语言要生动。提要既要写得简明扼要,又要生动活泼,引人入胜,在词语润色、表达方法和章法结构上要尽可能体现文彩,以求唤起读者阅读正文的欲望。四、正文正文包括绪论、本论、结论三部分。这是毕业论文最重要的组成部分,其它章节有专门详细论述,这里不再重复。五、参考文献参考文献又叫参考书目,它是指作者在撰写毕业论文过程中所查阅参考过的著作和报刊杂志,它应列在毕业论文的末尾。列出参考文献有三个好处:一是当作者本人发现引文有差错时,便于查找校正。二是可以使毕业论文答辩委员会的教师了解学生阅读资料的广度,作为审查毕业论文的一种参考依据。三是便于研究同类问题的读者查阅相关的观点和材料。当然,论文所列的参考文献必须是主要的,与本论文密切相关的,对自己写成毕业论文起过重要参考作用的专著、论文及其它资料。不要轻重不分,开列过多。列出的参考文献一般要写清书名或篇名、作者、出版者和出版年份。
写作思路:首先阐明自己的论点,然后进行举例论证,根据自己所学生物课程选择一方面的知识,然后写出自己在这个知识点的分析。
正文:
生物最重要和基本的特征在于生物会进行新陈代谢及遗传两点,前者说明所有生物一定会具备合成代谢以及分解代谢(两个是完全相反的两个生理反应过程),并且可以将遗传物质复制,通过自我分裂生殖(无性生殖)或有性生殖,交由下一代繁殖下去以避免灭绝,这是类生命现象的基础。
在生物学和生态学中, 地球上约有870万种物种(±130万),其中650万种物种在陆地上,220万种生活在水中。多种多样的生物不仅维持了自然界的持续发展,而且是人类赖以生存和发展的基本条件。但是现存的动物急剧减少,只有原来地球上的动物的十分之一。
人类及其他生物共同居住在生物圈这个美丽家园中。生物圈包括大气圈的底部,水圈的大部和岩石圈的表面。生物圈是最大的生态系统,生态系统包括森林生态系统,淡水生态系统,湿地生态系统,海洋生态系统,城市生态系统,农田生态系统等。
植物的呼吸作用在植物的生活中占有重要的地位,对植物的生长发育有着极为重要的意义。凡是植物的生活部分都能进行呼吸,因此,本章安排了两个活动,一是选新鲜的叶片进行实验,二是用已萌发的种子证明呼吸作用的存在。
呼吸作用的实质都是一样,它是一个分解过程,要放出二氧化碳、主要的是释放能量供各种生命活动需要。
学生在老师的引导下,通过实验,不难证明这一点。最后点出通过呼吸作用的教学,能把植物这一普遍存在的生命现象与学生的生产生活实际联系起来。本章另一个重点也是难点的内容是通过实验来探究植物呼吸作用的有关知识。为了让实验更简单、直观化,我对教材提供的实验方法或器材做了创新,比如,证明植物呼吸作用放出二氧化碳的实验,教材是将石灰水倒入广口瓶中, 而广口瓶中原有叶片和石棉网,这样势必给实验现象的观察带来影响。
所以,把广口瓶换成塑料瓶,外加导气管将二氧化碳气体导入盛有石灰水的试管(或小烧杯) 里,实验中既减少了一些器材,又使实验操作变得简单,同时实验现象观察起来更明显。
回顾教学的全过程,学生自主学习阶段表现得积极主动,小组合作探究阶段组内和组间合作效果较好,达标提升阶段突出了对知识的检测归纳和提升。但不足之处突出表现在学生的发散思维的有效控制值得总结和研究。
不管怎么样~写论文就是要多查阅参考文献的~你去看下(生物物理学、计算生物学、生物过程、微生物前沿)等等这些期刊~里面的文献都是可以免费下载的~你去看下吧
写作思路:首先可以开篇点题,直接给出文章的主旨,接着表达自己的想法以及观点,用举例子的方式来进行阐述论证自己的看法,中心要明确等等。
一、高中生物实验教学中存在的问题
1、学校、老师对实验课的重视度不高
大多数生物教师在传统教学理念的影响下,认为生物实验教学只是生物教学的一种辅助工具而存在,没有理论课来的重要.这就导致许多学校的实验课基本上是讲解、背诵实验目的,实验原理,实验器材,实验步骤,实验结果。
考试时也仅仅是粗略地考查实验,片面强调实验操作的熟练化,注重实验的结果,轻视在实验中发现问题,分析看到的实验现象,实验课沦为一种简单的实验技能训练,而研究方法的探寻不被重视,它的重要科学价值被抹杀.常此以往学生不仅失去了独立思考的机会,更会变成只会机械背诵。
应付考试的机器,创新精神的缺失将更加严重.生物学的教学形式迫切需要变革,生物实验教学急需改进,一定要将生物实验教学落到实处才能培养出具有创新精神的新时代学生。
另一方面,实验室利用率很低,大都闲置着.大部分学校都有单独的生物实验室,但平均利用率很低.学校在进行课程安排时将大部分的时间安排在理论课教学上,学生的实验课时间被大大压缩,理论与实践存在脱节的现象。
2、学校的硬件设施没有跟上
学校硬件设施的配备与学校对生物实验的重视程度,学校所在地的经济文化的发展程度有着极其密切的关联.总体而言,当前大多数地区的经济发展程度都可以满足基本的硬件设施配备需要,只要学校更加重视这方面的教育。
加大一定的投入,基本的实验器材还是可以满足的.但生物学实验受外界客观因素的影响较大.客观条件的限制是实验课开设度不高的重要影响因素。
有一些生物学实验需要用到较为先进的观察仪器,但这些仪器的价格高昂,大多数学校很难拿出足够的经费引进。
另一些实验需要用到活体,像家兔,小白鼠,蟾蜍等,这些实验材料的储存需要找专人看管,投入的人力物力较大。
其次,在一些偏远地区或者比较偏远的农村,想达到和大城市学校一样的实验配备在现有的经济条件下是不允许的,许多农村中学缺乏实验课程必备实验器材,开设实验课困难重重.
3、缺乏实验研究意识
当前学校开设的一些生物学实验,仅仅是从书本中选取一些操作相对简便,耗费的人力物力相对较少,没有危险性的最基本的实验,这已经远远不能满足新课程的需要.理想与现实总是存在一定的差距,当前的生物学教学中存在一些薄弱环节需要加强。
二、提高高中生物实验教学水平的举措
1、增强学校和老师对于高中生物实验教学的重视
生物教师和学生都应当充分地认识到,上实验课不是一种上课的新形式,重要的是通过实验能使学生更愿意动手操作、与他人展开合作和积极探索科学。
在实验过程中,学生为着相同的实验目的进行相互分工合作,在合作中认识到人与人之间合作的重要性;亲身参与实验的每一个步骤,学生实事求是的科学态度得到培养。
实验的失败与成功存在很大的不确定性,失败的痛苦,成功的喜悦教会学生要有一个健康良好的心理素质,不畏失败,坚持不懈,克服艰难、勇于探索,积极进取。
这些实验可以教给学生知识的同时,助力学生的健康成长.学校和老师要从根本上真正认识到实验课的重要性,协调好实验课与理论课的比重,培养学生学习生物的兴趣,引导学生参与到生物实验教学中来。
你这是写教育教学类的论文还是只是说要写生物类的论文呀~这样~生物类的论文 你可以去看下(生物过程、计算生物学、微生物前沿)这样的期刊~教育教学的话~你可以去看下(教育进展、创新教育研究)这样的吧
生态园林与城市环境保护 论文 摘要: 本文阐述了生态园林的概念、科学内涵、生态园林主要功能及生态学原理在生态园林中的应用。 关键词: 生态园林 环境保护 生态平衡 物种多样性 城市是一个规模庞大、关系复杂的动态生态系统,由社会、经济,自然子系统复合而成,具有开放性、依赖性、脆弱性等特点,极易受到环境条件变动的干扰。在城市生态系统中,既有自然的组成要素,又有高度人工化的组成要素,而园林绿地系统则是其中唯一具有自净功能的组成成分,在改善环境质量、维护城市生态平衡、美化景观等方面起着十分重要的作用。近一、二十年来,随着世界范围内城市化进程不断加快、环境问题的加剧,人们已越来越认识到走生态园林道路、以绿地系统改善城市环境质量的重要性,许多国家已将其作为城市现代化水平和文明程度的一个衡量标准。 一 生态园林的概念与科学内涵 生态园林主要是指以生态学原理为指导(如互惠共生、生态位、物种多样性、竞争,化学互感作用等)所建设的园林绿地系统,在这个系统中,乔木、灌木、草本和藤本植物被因地制宜地配置在一个群落中,种群间相互协调,有复合的层次和相宜的季相色彩,具有不同生态特性的植物能各得其所,能够充分利用阳光、空气,土地空间、养分、水分等,构成一个和谐有序、稳定的群落,它是城市园林绿化工作最高层次的体现,是人类物质和精神文明发展的必然结果。随着工业化的高度发展和城市化进程加剧,给人类带来了生存环境的危机,这一严峻的现实,迫使人们保护自然生态环境、仿造自然环境,以谋求优良的生存环境,把园林绿化作为主要手段,因势利导地利用对城市生态环境有重大影响的有利因素和改造不利的因素,从整治国土,促进生态平衡的高度全面绿化人类的生存环境,将园林绿化事业推向生态园林的新阶段。〔1〕 生态园林的科学内涵在于:①依靠科学的配置,建立具备合理的时间结构、空间结构和营养结构的人工植物群落,为人们提供一个赖以生存的生态良性循环的生活环境;②充分利用绿色植物,将太阳能转化为化学能,提高太阳能的利用率和生物能的转化率,调节小气候,吸收环境中的有毒有害气体,衰减噪声,调节生态平衡;③美化景观、在绿色环境中提高艺术水平,提高游览观赏价值,提高社会公益效益,提高保健休养功能,为人们提供更高层次的文化、游憩、娱乐需要和人们生存发展的绿色生态环境。 二 生态园林的主要功能 生态园林的功能是多方面的,概括起来讲,主要体现在调节小气候,改善环境质量和美化景观方面。 (一)调节小气候 认为:小气候主要是指从地面到10余m至10Om高度空间内的气候,这一层正是人类生活和植物生长的区域和空间。人类的生产和生活活动、植物的生长和发育都深刻影响着小气候。 植物叶面的蒸腾作用能调节气温、调节湿度、吸收太阳辐射热,对改善城市小气候具有积极的作用。研究资料表明,当夏季城市气温为℃时,草坪表面温度为20℃~℃,比裸露地面低6℃~7℃,比柏油路面低8℃~℃,而在冬季,铺有草坪的足球场表面温度则比裸露的球场表面温度提高4℃左右。 由于绿色植物具有强大的蒸腾作用,不断向空气中输送水蒸气,故可提高空气湿度。据观测,绿地的相对湿度比非绿化区高10%~20%,行道树也能提高相对湿度10%~20%。 城市的带状绿地,如道路绿化与滨江滨湖绿地是城市的绿色通风走廊,可以将城市郊区的自然气流引入城市内部,为炎夏城市的通风创造良好条件;而在冬季,则可减低风速,发挥防风作用。 (二)改善环境质量 1 吸收二氧化碳,放出氧气,维持碳氧平衡 有关资料表明,每ha绿地每天能吸收900kgCO2,生产600kgO2,每ha阔叶林在生长季节每天可吸收1000kgCO2,生产750kgO2,供1000人呼吸所需要;生长良好的草坪,每ha每小时可吸收CO215kg,而每人每小时呼出的CO2约为38g,所以在白天如有25m2的草坪或lOm2的树林就基本可以把一个人呼出的CO2吸收。可见,一般城市中每人至少应有25m2的草坪或10m2的树林,才能调节空气中CO2和O2的比例平衡,使空气保持清新。如考虑到城市中工业生产对CO2和O2比例平衡的影响,则绿地的指标应大于以上要求。 2 吸收有毒有害气体 污染空气和危害人体健康的有毒有害气体种类很多,主要有SO2、N0x、Cl2、HF、NH3、Hg、Pb等,在一定浓度下,有许多种类的植物对它们具有吸收和净化能力。有研究表明:当SO2通过树林时,浓度有明显降低,每公顷柳杉林每年吸收720kgSO2。臭椿、夹竹桃、罗汉松、银杏、女贞、广玉兰、龙柏等都有较强的吸收能力。 3 吸滞粉尘 植物,特别是树木,对粉尘有明显的阻挡、过滤和吸附作用。由于树木有强大的树冠,叶片被毛和分泌粘性的油脂使得树木具有滞尘作用。 4 杀菌作用 由于绿地上空粉尘少,从而减少了粘附其上的细菌;另外,还由于许多植物本身能分泌一种杀菌素,而具有杀菌能力。据法国测定,在百货商店每m3空气中含菌量高达400万个,林荫道为58万个,公园内为1000个,而林区只有55个,林区与百货商店的空气含菌量差7万倍。 5 衰减噪声 植物,特别是林带对防治噪声有一定的作用。据测定,40m宽的林带可以减低噪声10~15分贝,30m宽的林带可以减低噪声6~8分贝,宽的绿篱可减低噪声6分贝。树木能减低噪声,是因为声能投射到枝叶上被反射到各个方向,造成树叶微振而使声能消耗而减弱。 (三)美化景观、丰富建筑群体轮廓线 生态园林是美化市容,增加城市建筑艺术效果,丰富城市景观的有效猎施,使建筑“锦上添花”,把城市和大自然紧密联系。 三 生态学原理在生态园林中的应用 (一)坚持以“生态平衡”为主导,合理布局园林绿地系统 生态平衡是生态学的一个重要原则,其含意是指处于顶极稳定状态的生态系统,此时系统内的结构与功能相互适应与协调,能量的输入和输出之间达到相对平衡,系统的整体效益最佳。在生态园林的建设中,强调绿地系统的结构与布局形式与自然地形地貌和河湖水系的协调以及与城市功能分区的关系,着眼于整个城市生态环境,合理布局,使城市绿地不仅围绕在城市四周,而且把自然引入城市之中,以维护城市的生态平衡。近年来,我国不少城市开始了城郊结合、森林园林结合、扩大城市绿地面积、走生态大园林道路的探索,如北京、天津、合肥、南京、深圳等。〔2〕 (二)遵从“生态位”原则,搞好植物配置 城市园林绿化植物的选配,实际上取决于生态位的配置,直接关系到园林绿地系统景观审美价值的高低和综合功能的发挥。生态位概念是指一个物种在生态系统中的功能作用以及它在时间和空间中的地位,反映了物种与物种之间、物种与环境之间的关系。 在城市园林绿地建设中,应充分考虑物种的生态位特征、合理选配植物种类、避免种间直接竞争,形成结构合理、功能健全、种群稳定的复层群落结构,以利种间互相补充,既充分利用环境资源,又能形成优美的景观。在特定的城市生态环境条件下,应将抗污吸污、抗旱耐寒,耐贫瘠、抗病虫害、耐粗放管理等作为植物选择的标准。如在上海地区的园林绿化植物中,槭树、马尾松等生长状况不良,不宜大面积种植;而水杉、池杉、落羽杉、女贞、广玉兰、棕榈等适应性好、长势优良,可以作为绿化的主要种类。 在绿化建设中,可以利用不同物种在空间、时间和营养生态位上的分异来配置植物。如杭州植物园的槭树、杜鹃园就是这样配置的。槭树树干直立高大、根深叶茂,可吸收群落上层[
毕业设计(论文)是学生毕业前最后一个重要学习环节,是学习深化与升华的重要过程。它既是学生学习、研究与实践成果的全面总结,又是对学生素质与能力的一次全面检验,而且还是对学生的毕业资格及学位资格认证的重要依据。为了保证我校本科生毕业设计(论文)质量,特制定“同济大学本科生毕业设计(论文)撰写规范”。一、毕业设计(论文)资料的组成A.毕业设计(论文)任务书;B.毕业设计(论文)成绩评定书;C.毕业论文或毕业设计说明书(包括:封面、中外文摘要或设计总说明(包括关键词)、目录、正文、谢辞、参考文献、附录);D.译文及原文复印件;E.图纸、软盘等。二、毕业设计(论文)资料的填写及有关资料的装订毕业设计(论文)统一使用学校印制的毕业设计(论文)资料袋、毕业设计(论文)任务书、毕业设计(论文)成绩评定书、毕业设计(论文)封面、稿纸(在教务处网上下载用,学校统一纸面格式,使用A4打印纸)。毕业设计(论文)资料按要求认真填写,字体要工整,卷面要整洁,手写一律用黑或蓝黑墨水;任务书由指导教师填写并签字,经院长(系主任)签字后发出。毕业论文或设计说明书要按顺序装订:封面、中外文摘要或设计总说明(包括关键词)、目录、正文、谢辞、参考文献、附录装订在一起,然后与毕业设计(论文)任务书、毕业设计(论文)成绩评定书、译文及原文复印件(订在一起)、工程图纸(按国家标准折叠装订)、软盘等一起放入填写好的资料袋内交指导教师查收,经审阅评定后归档。三、毕业设计说明书(论文)撰写的内容与要求一份完整的毕业设计(论文)应包括以下几个方面:1.标题标题应该简短、明确、有概括性。标题字数要适当,不宜超过20个字,如果有些细节必须放进标题,可以分成主标题和副标题。2.论文摘要或设计总说明论文摘要以浓缩的形式概括研究课题的内容,中文摘要在300字左右,外文摘要以250个左右实词为宜,关键词一般以3~5个为妥。设计总说明主要介绍设计任务来源、设计标准、设计原则及主要技术资料,中文字数要在1500~2000字以内,外文字数以1000个左右实词为宜,关键词一般以5个左右为妥。3.目录目录按三级标题编写(即:1……、……、……),要求标题层次清晰。目录中的标题应与正文中的标题一致,附录也应依次列入目录。4.正文毕业设计说明书(论文)正文包括绪论、正文主体与结论,其内容分别如下:绪论应说明本课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术要求;简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题;说明本课题的指导思想;阐述本课题应解决的主要问题,在文字量上要比摘要多。正文主体是对研究工作的详细表述,其内容包括:问题的提出,研究工作的基本前提、假设和条件;模型的建立,实验方案的拟定;基本概念和理论基础;设计计算的主要方法和内容;实验方法、内容及其分析;理论论证,理论在课题中的应用,课题得出的结果,以及对结果的讨论等。学生根据毕业设计(论文)课题的性质,一般仅涉及上述一部分内容。结论是对整个研究工作进行归纳和综合而得出的总结,对所得结果与已有结果的比较和课题尚存在的问题,以及进一步开展研究的见解与建议。结论要写得概括、简短。5.谢辞谢辞应以简短的文字对在课题研究和设计说明书(论文)撰写过程中曾直接给予帮助的人员(例如指导教师、答疑教师及其他人员)表示自己的谢意,这不仅是一种礼貌,也是对他人劳动的尊重,是治学者应有的思想作风。6.参考文献与附录参考文献是毕业设计(论文)不可缺少的组成部分,它反映毕业设计(论文)的取材来源、材料的广博程度和材料的可靠程度,也是作者对他人知识成果的承认和尊重。一份完整的参考文献可向读者提供一份有价值的信息资料。一般做毕业设计(论文)的参考文献不宜过多,但应列入主要的文献可10篇以上,其中外文文献在2篇以上。附录是对于一些不宜放在正文中,但有参考价值的内容,可编入毕业设计(论文)的附录中,例如公式的推演、编写的程序等;如果文章中引用的符号较多时,便于读者查阅,可以编写一个符号说明,注明符号代表的意义。一般附录的篇幅不宜过大,若附录篇幅超过正文,会让人产生头轻脚重的感觉。四、毕业设计(论文)要求我校毕业设计(论文)大致有设计类、理论研究类(理科)、实验研究类、计算机软件设计类、经济、管理及文科类、综合类等,具体要求如下:1.设计类(包括机械、建筑、土建工程等):学生必须独立绘制完成一定数量的图纸,工程图除了用计算机绘图外必须要有1~2张(2号以上含2号图)是手工绘图;一份15000字以上的设计说明书(包括计算书、调研报告);参考文献不低于10篇,其中外文文献要在2篇以上。2.理论研究类(理科):对该类课题工科学生一般不提倡,各院系要慎重选题,除非题目确实有实际意义。该毕业设计报告或论文字数要在20000字以上;根据课题提出问题、分析问题,提出方案、并进行建模、仿真和设计计算等;参考文献不低于15篇,其中外文文献要在4篇以上。3.实验研究类:学生要独立完成一个完整的实验,取得足够的实验数据,实验要有探索性,而不是简单重复已有的工作;要完成15000字以上的论文,其包括文献综述,实验部分的讨论与结论等内容;参考文献不少于10篇,包括2篇以上外文文献。4.计算机软件类:学生要独立完成一个软件或较大软件中的一个模块,要有足够的工作量;要写出10000字以上的软件说明书和论文;毕业设计(论文)中如涉及到有关电路方面的内容时,必须完成调试工作,要有完整的测试结果和给出各种参数指标;当涉及到有关计算机软件方面的内容时,要进行计算机演示程序运行和给出运行结果。5.经济、管理及文科类:学生在教师的指导下完成开题报告;撰写一篇20000字以上的有一定水平的专题论文(外国语专业论文篇幅为5000个词以上。);参考文献不少于10篇,包括1-2篇外文文献。6.综合类:综合类毕业设计(论文)要求至少包括以上三类内容,如有工程设计内容时,在图纸工作量上可酌情减少,完成10000字以上的论文,参考文献不少于10篇,包括2篇以上外文文献。每位学生在完成毕业设计(论文)的同时要求:(1)翻译2万外文印刷字符或译出5000汉字以上的有关技术资料或专业文献(外语专业学生翻译6000~8000字符的专业外文文献或写出10000字符的外文文献的中文读书报告),内容要尽量结合课题(译文连同原文单独装订成册)。(2)使用计算机进行绘图,或进行数据采集、数据处理、数据分析,或进行文献检索、论文编辑等。绘图是工程设计的基本训练,毕业设计中学生应用计算机绘图,但作为绘图基本训练可要求一定量的墨线和铅笔线图。毕业设计图纸应符合制图标准,学生应参照教务处2004年3月印制的《毕业设计制图规范》进行绘图。五、毕业设计(论文)的写作细则1.书写毕业设计(论文)要用学校规定的文稿纸书写或打印(手写时必须用黑或蓝墨水),文稿纸背面不得书写正文和图表,正文中的任何部分不得写到文稿纸边框以外,文稿纸不得随意接长或截短。汉字必须使用国家公布的规范字。2.标点符号毕业设计(论文)中的标点符号应按新闻出版署公布的"标点符号用法"使用。3.名词、名称科学技术名词术语尽量采用全国自然科学名词审定委员会公布的规范词或国家标准、部标准中规定的名称,尚未统一规定或叫法有争议的名称术语,可采用惯用的名称。使用外文缩写代替某一名词术语时,首次出现时应在括号内注明其含义。外国人名一般采用英文原名,按名前姓后的原则书写。一般很熟知的外国人名(如牛顿、达尔文、马克思等)可按通常标准译法写译名。4.量和单位量和单位必须采用中华人民共和国的国家标准GB3100~GB3102-93,它是以国际单位制(SI)为基础的。非物理量的单位,如件、台、人、元等,可用汉字与符号构成组合形式的单位,例如件/台、元/km。5.数字毕业设计(论文)中的测量统计数据一律用阿拉伯数字,但在叙述不很大的数目时,一般不用阿拉伯数字,如"他发现两颗小行星"、"三力作用于一点",不宜写成"他发现2颗小行星"、"3力作用于1点"。大约的数字可以用中文数字,也可以用阿拉伯数字,如"约一百五十人",也可写成"约150人"。6.标题层次毕业设计(论文)的全部标题层次应有条不紊,整齐清晰。相同的层次应采用统一的表示体例,正文中各级标题下的内容应同各自的标题对应,不应有与标题无关的内容。章节编号方法应采用分级阿拉伯数字编号方法,第一级为"1"、"2"、"3"等,第二级为""、""、""等,第三级为""、""、""等,但分级阿拉伯数字的编号一般不超过四级,两级之间用下角圆点隔开,每一级的末尾不加标点。各层标题均单独占行书写。第一级标题居中书写;第二级标题序数顶格书写,后空一格接写标题,末尾不加标点;第三级和第四级标题均空两格书写序数,后空一格书写标题。第四级以下单独占行的标题顺序采用.…和.两层,标题均空两格书写序数,后空一格写标题。正文中对总项包括的分项采用⑴、⑵、⑶…单独序号,对分项中的小项采用①、②、③…的序号或数字加半括号,括号后不再加其他标点。7.注释毕业设计(论文)中有个别名词或情况需要解释时,可加注说明,注释可用页末注(将注文放在加注页的下端)或篇末注(将全部注文集中在文章末尾),而不可行中注(夹在正文中的注)。注释只限于写在注释符号出现的同页,不得隔页。8.公式公式应居中书写,公式的编号用圆括号括起放在公式右边行末,公式和编号之间不加虚线。9.表格每个表格应有表序和表题,表序和表题应写在表格上放正中,表序后空一格书写表题。表格允许下页接写,表题可省略,表头应重复写,并在右上方写"续表××"。10.插图毕业设计的插图必须精心制作,线条粗细要合适,图面要整洁美观。每幅插图应有图序和图题,图序和图题应放在图位下方居中处。图应在描图纸或在白纸上用墨线绘成,也可以用计算机绘图。11.参考文献参考文献一律放在文后,参考文献的书写格式要按国家标准GB7714-87规定。参考文献按文中出现的先后统一用阿拉伯数字进行自然编号,一般序码宜用方括号括起,不用园括号括起。各院系根据本《规范》可进一步补充或细化适合本专业毕业设计(论文)撰写的要求,但不得降低学校所提出的基本要求。
现代节约型园林绿地规划设计探讨杨志正[摘 要] 文章通过对节约型园林绿化的内涵与特征进行分析,在借鉴国内外成功实践与先进理论的基础上,从规划设计的层面提出建设节约型园林绿地建设的生态策略,主要包括土地资源、淡水资源、能源、材料、管理等方面的节约技术措施。[关键词] 节约型园林;绿化;科学规划;生态策略一、前 言当前,资源短缺已经是世界范围内制约经济社会可持续发展的主要因素之一。各国都致力于研究节能、环保型技术以缓解日益加剧的资源问题、环境问题,我国也把“加快节约型社会建设,促进经济社会全面协调可持续发展”作为未来工作的重点[1]。节约型园林绿地建设作为建设节约型社会的重要组成部分,是当前园林绿化行业贯彻科学发展观和创建资源节约型、环境友好型社会的关键载体。而要真正实现节约型园林绿化,需要从规划设计、施工建设、养护管理等几个方面入手,转换传统观念,依靠科技进步和创新,构建节约型园林绿化的技术支撑体系。其中,规划设计是建设过程中实施最早也是最关键的技术环节。本文从节约型园林的内涵与特征出发,在借鉴国内外成功实践与先进理论的基础上,探讨节约型园林绿地规划设计的生态策略与方法。二、节约型园林绿化的提出城市园林绿地作为城市中唯一具有自净能力的系统,在改善环境质量、维护城市生态平衡、美化城市景观等方面,起着十分重要的作用。2006 年建设部仇保兴副部长在全国节约型园林绿化现场会上首先提出了“节约型”园林绿化:城市园林绿化工作要遵循资源节约型、环境友好型的发展道路,就必须以最少的用地、最少的用水、最少的资金投入、选择对周围生态环境最少干扰的绿化模式,以因地制宜为基本准则,为城市居民提供最高效的生态保障系统。这是我国针对当前资源短缺的形势提出的新要求,具有重大的战略意义。三、节约型园林绿化的内涵与特征节约型城市园林绿化是指“以最少的用地、最少的用水、最少的财政拨款、选择对周围生态环境最少干扰的绿化模式”。它包含三个方面的含义:一是最大限度地节约自然资源与各种能源,提高资源与能源利用率;二是最大限度地发挥城市园林绿地的生态效益与环境效益;三是以最小的投入,获得最大的生态、环境和社会效益。节约型园林应该是最合理、最经济、最高效的园林形式。同时,根据节约型园林绿化的内涵,节约型园林绿地应该是生态型园林,应该符合自然生态系统的基本规律,具有可持续、自我维持、高效率、低成本等基本特征。园林绿地建设大力倡导节约的理念是为了顺应节约型社会的建设、反对当前绿化建设中的诸多铺张浪费之风而提出的,但不能因为节约就放宽了对城市园林绿地建设在质量、标准、品位等方面的要求。四、节约型园林绿地规划设计的生态策略(一)科学规划,合理利用城市土地资源1.科学规划,提升城市绿地系统的生态效能良好的城市园林绿地生态格局能够提高城市绿地系统的生态效率,是满足城市绿地生态环境、景观、文化、休闲游憩、防护等功能要求的基础条件。理想的城市绿地系统结构,应顺应城市空气动力学、城市水文、城市热量耗散以及人类活动等城市物理驱动力规律,应具备布局均匀性、要素流动性、功能可达性、体系稳定性、空间开放性等基本特征,从而有利于发挥改善城市生态环境质量的巨大作用。所有这些都建立在科学合理规划的基础上,具有前瞻性的规划,可以延长绿地的使用寿命,避免城市园林绿地的频繁改建,节约城建资金,从而实现经济上的节约。2.合理设计,提高园林绿地的利用率提高园林绿地利用率的前提是园林绿地的选址要正确且设计合理。调查显示,城市园林绿地中那些占地面积很大的大尺度空间,如大面积的草坪或铺装场地,空间尺度宏大、壮观,但使用者寥寥无几,场地的利用率很低;反而那些占地面积较少的小尺度空间,如符合人们使用需要的休息、健身器材区域,常常人满为患。城市园林绿地除景观功能外还肩负着生态、健身、休闲、文化、防护等多重功能要求,设计时应该兼顾这些要求,以营造多样化的小尺度空间为主,减少冷漠而空旷的大尺度空间的设计,从而提高绿地的利用率,间接地节约土地资源。3. 立体绿化,提高城市园林绿地的生态效率立体绿化(Vertical Iandscape Greening)包括垂直绿化、屋顶绿化、高架桥绿化、天桥绿化等。通过立体绿化的方式,可以提高绿地的生态效率,在美化城市景观、提高城市绿化率的同时节约城市土地资源,发挥巨大的社会效益和生态效益。在无法增加绿地面积的情况下,采用立体绿化和复层植被构建的技术措施,能明显提高城市园林绿化的三维绿量与叶面积指数,丰富城市绿化覆盖层次,提升人居环境质量。当前立体绿化的技术已基本成熟,迫切需要政府相关部门与行业的政策引导与项目扶持。(二)合理选择植物资源,优化植物配置1.因地制宜,优先选择利用乡土植物植物种植设计是现代园林绿地生态设计的重要组成部分,主要包括植物品种的选择与植物景观生态群落的建立等内容,其中,对乡土植物的大量选择利用是植物品种选择的一项基本原则。国家颁布的生态园林城市建设暂行标准中,对于当地物种应用的基本指标也有着明确的要求。然而由于有些建设方的盲目跟风、攀比、猎奇等心理加上设计、施工方经济利益的驱动等因素,导致当前很多城市绿化中仍存在忽视乡土树种,大量引进外来树种、特别是国外观赏品种的现象,从而直接造成建设和养护成本的大量增加。对于节约型园林绿地规划设计,由于乡土植物不仅具有成本低、适应性强、当地特色明显等先天性的独特自然优势,同时乡土植物对环境和土壤的适应能力很强,少有病虫害,具有可靠的生态安全性,而且节约水资源,有些仅依靠降雨就能生存良好,从而减少灌溉、施肥等养护成本。2.种植设计模拟乡土植物优势群落结构一般地方植被群落经过长期演替竞争,逐渐形成地方的优势植物品种以及由优势植物品种组合形成的地方优势种群群落结构。这些优势植物种群和群落结构都是自然界长期竞争的结果,是优胜劣汰的产物,对当地的环境气候具有较强的适应性。基于此,美国生态学家、景观规划师麦克哈格提出了“设计结合自然”的设计理念。这种遵从自然演替规律、模拟乡土植物优势群落结构进行人工植物群落的景观设计,较传统的只注重景观性的植物配置具有更强的景观多样性和生态稳定性。目前,这种设计理念已经在国内外很多生态园林建设中被广泛认同和应用。3. 绿化模式绿化模式以复层式群落为主。乔木层、灌木层、草本地被层以及层间植物所构成的复层式混交群落绿化模式是实现园林绿地景观与生态功能的重要形式。传统的绿化模式更注重观赏效果,而对植物生物学特性、生态位以及群落结构与配置缺乏足够的重视,导致城市绿地人工群落多数种间配置单一化和群落层次结构简单化的现象很严重,同时为了强调观赏效果,大量使用草坪、人工修剪的模纹植坛以及大量摆放一年生草花等。这种过多运用规则式的配置手法,造成单位面积内的植物种类减少,群落结构层次趋于简单,导致部分群落结构单一抗逆性差,最终植物生长不良直至死亡。实验表明,乔、灌木的耗水量远低于草坪,而生态效益却比草坪高得多,10m2树木产生的生态效益与 50m2生长良好的草坪相当。另外,在园林绿地中投入大量资金进行一年生草花的集中摆放,虽然可以短时间获得强烈的“展示”效应,但短暂的花期过后,则出现景观上的断层与空白。这些做法都是非节约型的,均应在今后绿化建设中加以改正,应该强调多年生宿根花卉的利用,构建乔—灌—花(草)复层式植物生态群落。(三)利用循环再利用理论,节约自然资源所谓循环再利用理论是指以生态系统的物质循环与能量转换理论为基础,通过构建园林绿化由生产者到消费者最后到分解者的完整生物链。其所倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的应用模式,它要求把人类活动按照自然生态系统的模式,组织成一个“资源—产品—再生资源”的物质反复循环流程,在园林绿化的整个生产和消费的过程中不产生或只产生很少的废弃物,在生态设计理论中通常遵循“3R”原则,即减少(Reduce)、再利用(Reuse)、循环(Recycle)[2]。这些设计原则在节约型园林绿地规划设计中同样适用。节约型园林绿地的设计就是要减少不可再生资源的使用、减少污染的排放、减少人为因素对自然生态系统的干扰等。例如,在园林绿地的景观设计中,充分利用场地地貌特征和植被现状,保留原场地一切可以利用的景观资源,有机地进行改造,既突出景观的地方性特征,又节约大量的建设资金。同时场地的竖向设计遵循减少大的地形改造、土方就地平衡等原则,都是减少人为干扰、减少经济投入、节约资源的有效手段。除此之外,“循环再利用”是节约型园林绿化的另一个节约资源的措施,主要包括废弃物景观再利用、垃圾的基质化处理、雨水的收集与再利用等。1. 废弃物的景观再利用废弃物包括各类废弃用地遗留下来的建筑物、构筑物、设施、设备等,在景观改造规划中,充分挖掘、利用这些废弃物的景观价值,进行景观改造与再利用。以工业废弃地的公园改造为例,德国的杜伊斯堡公园、煤气厂公园和广东歧江中山公园等国内外著名的工业遗产公园的成功开发模式为废弃物的再利用提供了宝贵的经验。诸如将废弃的铁轨改造成别致的花径、将废弃的机床改造成工业雕塑、将水塔改建为攀登瞭望塔、保留旧厂房的钢筋框架并改造为休息休闲场所等的做法,既延续了场所的特征,创造出独特而别致的景观,又节约了建设资金,是节约型园林应该借鉴的节约材料的手段。2.园林垃圾的基质化处理与再利用园林绿地中的枯枝、落叶,从池塘、河流中疏浚的污泥等园林垃圾,如果将它们无害化处理,使之变成富有营养的植物生长基质,不仅能消除园林垃圾处理的压力,为农业生产与城市绿化提供高效肥料,更实现了园林绿化生态系统的持续物质循环。目前国内外有很多园林垃圾处理厂用以处理城市园林废弃物和垃圾,在实现园林废弃物无害化与资源化、节约资金投入、节约无机化肥材料使用等方面发挥了显著的生态效益和经济效益。3. 雨水、中水的回收与再利用雨水的水质可以满足城市绿地中的养护用水、景观用水等需要,因此园林绿地中可通过利用建筑、道路、湖泊等收集雨水,用于绿地灌溉、景观用水。对于硬质铺地部分,建立可渗式路面,采用透水材料铺装,直接增加入渗量,同时结合设计雨水收集管道系统来收集雨水,最终汇集于园林绿地中的水体内或地下蓄水池中,用于园林绿地的浇灌养护。德国是世界上雨水收集利用最先进的国家之一,其城市绿化通过广泛收集和利用雨水,解决了大部分的景观用水和养护用水,有的甚至实现了对城市洁净水资源的零消耗。生态建筑的屋檐下都设计了半圆形的檐沟和雨落管,用来收集屋面的雨水。收集起来的雨水,部分用来浇灌绿地,部分补充地下水。除雨水资源外,城市中水通过回收再利用应用于园林绿地灌溉养护,既可以有效地利用和节约有限的淡水资源,又可以减少污、废水排放量,减少水环境污染。国家颁布的生态园林城市暂行标准中,对于中水的利用率也有着明确要求。利用城市中水对城市园林进行灌溉,在以色列、美国、日本等国家已有几十年的历史,尤其是以色列,其城市园林养护用水 80%以上是用生活污水和工业废水经过简单处理后,结合现代灌溉技术进行灌溉[3]。我国利用污水进行绿地灌溉尚处于起步阶段,城市中水量大且相对集中,水量、水质均比较稳定,是可以恒量供水的水源。它们中的很大一部分通过简单的一级或二级处理后,即可达到园林用水的要求。(四)节水、节能新技术的运用园林绿地中传统的灌溉方式不但浪费大量的水资源,还会出现灌溉不及时、不均匀、易产生地表径流和深层渗漏等现象,影响灌溉效果。自动喷、滴灌技术是根据对植物的生态习性和土壤、气候状况的自动监测,运用自动控制系统适时适量地进行灌溉,相对于传统的浇灌技术可节省水约30%~50%,而且还节省劳力,工效较高。一般自动喷灌技术特别适合于密植或低矮植物,如草坪、灌木、花卉的灌溉。滴灌除具有喷灌的主要优点外,比喷灌更可节水约 40%,节能约 50%~70%,但因管道系统分布范围大而增大了投资成本和运行管理的工作量。目前,滴灌主要应用在花卉、灌木及行道树的灌溉上,而在草坪及其他密植植物上应用较少。其技术原理是直接供水于植物根部,减少水分蒸发损失,且不影响地面景观,同时还可以抑制杂草的生长,是未来园林绿地中极具发展潜力的灌溉技术。(五)设计管理粗放型的景观,节约维护成本景观管理是景观建设中的一个重要程序,和工程建设阶段相比,维护管理是长期、周期性的过程。当前许多精致的景观工程的背后伴随的是长期投入大量人力物力的精细呵护,特别是诸如大面积的草坪、喷泉水池、人工整形修剪的模纹植物的大量应用。由于需要定期地修剪、除草等精细的维护工作,或者像大型喷泉那样需要大量水资源和电力资源作为代价的景观来说,一旦失去精心的呵护和高额的运行成本支撑,原本炫目的景观便会很快失去光鲜的外表,变得杂乱荒废、面目全非。因此,管理的节约也是节约型园林绿地的重要组成部分,应该在工程建设的最初阶段被明确,通过规划设计全盘控制。五、结 语节约型园林绿化的规划设计理念,是我国为了适应日益加剧的能源短缺和顺应建设节约型社会而提出的,其建设理论与思路在节约、可持续、自我维持、循环再利用、高效率、低成本等方面体现了生态园林的实质与内涵。因此,建设节约型园林也是实现生态园林城市的重要途径。只有通过科学的节约型规划设计,才能因地制宜、最大限度地发挥节约型园林绿地的生态效益与环境效益,最大限度地节约各种资本。[参考文献][0]发表论文.[1]刘纯青.建设节约型园林绿化———建设部副部长仇保兴要求全国开展节约型园林绿化工作[J].园林科技,2006,(4).[2]聂磊.关于建设节约型园林技术体系的研究[J].广东园林,2007,(4).[3]朱庆华.生态城市与城市绿化[J].林业调查规划,2002,27(2).