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量子化学基础实用13篇

量子化学基础
量子化学基础篇1

三、开展第二课堂,培养学生计算技能

为了让学生把学到的量子化学理论运用到研究中,掌握一些专业软件的计算技巧,教师可利用课余时间开展第二课堂,为学生提供一个学习和实践的平台,给他们创造更多的锻炼机会。例如,搞有机合成的研究生,根据专业需要可以让这些学生学会过渡态的寻找和优化,通过理论计算探索反应机理,能预测最佳反应通道,为他们的研究方向提供理论支持;研究方向是无机配位化学,可以让这些学生学习一些金属配合物的计算方法,学习配合物电子吸收光谱、荧光光谱及磁性的计算,这些计算结果对合成具有特殊性能的配合物都是很有帮助的。在第二课堂中,也可以让基础较好的学生参与到自己的科研活动中,承担一部分力所能及的科研课题,使学生科研能力得到锻炼,激发他们的科研热情,拓宽他们的视野,同时自己通过学生的实践活动,找到自己课堂教学中的不足。第二课堂的开展,不仅把学生所学的理论知识转化成学生认识和解决实际问题的能力,更重要的是教师身上这些品质能够言传身教地影响学生,从而使学生具备创造的兴趣和素质。

四、结语

量子化学的教学改革取得了一定的效果,首先学生克服了量子化学难学的畏难心理,激发了学生学习量子化学的激情,可以在有限的教学时间内达到较好的教学效果;其次,通过开展第二课堂,将量子化学理论与科研实例有机地结合起来,培养了学生分析问题、解决问题及科研创新的能力。

量子化学基础篇2

2 主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究

3 可持续发展的水产养殖关键科学问题研究

4 农业生防微生物和设施农业的基础研究

(1)研究重要微生物生防基因结构,功能与代谢调控,生防活性物质分子改造及制剂优化相关基础研究。

(2)研究设施园艺作物在亚适宜环境中生长发育,代谢适应及其调控;设施条件下病虫害发生的规律和控制;农药和营养元素在植物和土壤中的行为和调控。

5 畜禽产品有害物质形成机理及控制途径研究

6 林木生长和纤维素合成的机理研究

7 光合作用分子机理及其在农业生产中应用的基础研究

8 农业生态安全相关基础研究

二 能源领域

1 油气资源勘探开发的基础研究

2 高丰度煤层气富集机制及提高开采效率基础研究

3 分布式发电供能系统相关基础研究

4 节能及工业低品位热源利用的基础研究

5 太阳能化学和生物转化过程的基础研究

6 新型二次电池及相关能源材料的基础研究

7 内燃机高效清洁利用代用燃料的基础研究

8 我国天然气水合物富集规律与勘探开采基础研究

三 信息领域

1 新型光电子器件与技术相关基础研究

2 微传感器芯片系统和系统级封装基础研究

3 光传送网的新体系研究

4 认知无线网络基础研究

5 新一代互联网体系和协议理论研究

6 复杂控制系统的理论与技术基础研究

7 基于网络的复杂软件可信度和服务质量的基础理论与方法研究

8 基于视觉特性的视频编码理论和虚拟现实理论与方法研究

四 资源环境领域

1 大陆构造演化与成矿规律

2 我国急需矿产资源成矿机制与预测研究

3 中国主要生态系统生态服务功能与生态安全研究

4 干旱区陆表过程对人类活动,气候变化的响应与调控

5 东亚能量和水分循环过程的变异及其对极端气候的影响

6 台风登陆前后的演变及其成灾机理

7 人类活动影响下的海洋环境与生态安全

8 大气和土壤环境污染与修复调控机理

五 人口与健康领域

1 肿瘤发生和转移的分子调控机制

2 脑血管疾病发生和防治的基础研究

3 呼吸系统疾病与损伤的基础研究

4 精神依赖的神经生物学机制

5 基于细胞信号转导网络的重大疾病机理研究

6 具有成为创新药物前景的生物活性物质的研究

7 物理和化学有害环境因素的危害机理及防护

8 脏器移植的免疫学应用基础研究

9 重要传染病基础研究专项

(1)丙型肝炎病毒感染及防治的基础研究

(2)重要致病性细菌微进化的研究

10 中医理论专项

(1)“肺与大肠相表里”脏腑相关理论的应用基础研究

(2)确有疗效的有毒中药科学应用关键问题的基础研究

13)灸法作用的基本原理与应用规律研究

(4)中药成,验方的现代临床实验研究

六 村村领域

1 节能降耗与环境友好建筑材料的基础研究

2 信息功能陶瓷的基础研究

3 有机,高分子光电转化材料的基础研究

4 材料结构、性能表征新技术与新设施的基础研究

5 聚合物基复合材料的多层次结构和性能研究

6 面向应用过程的膜材料设计与制备的基础研究

7 新结构高性能多孔催化材料的基础研究

8 耐热,耐蚀高温合金材料制备与加工的基础研究

七 综合交叉领域

1 科学与工程计算中若干基础科学问题

2 成像,探测,观测的新理论和新方法

3 涉及飞行器的综合交叉基础研究

4 先进制造基础理论

5 面向生命科学与健康的重大交叉科学问题研究

6 城市防灾和重大突发事件应急处置的科学基础

7 重大工程灾变机理与控制理论

8 工业过程中的若干基础科学问题

八 重要科学前沿领域

重点支持经过自然科学基金等前期培育取得重要进展,可望取得重大突破的科学前沿研究基于国家重大科学工程开展的前沿科学研究;基于重大国际合作计划开展的基础科学前沿研究;其他可望取得重大突破的科学前沿交叉综合研究。如宇宙第一缕曙光探测,东亚平流层大气过程及其对气候变化的作用,全球重大地震活动规律及其对我国的影响研究,BES3 r-粲物理实验研究,粒子束与物质相互作用微观机理的研究,化学合成中惰性分子的选择性激活,重组及其控制,新非编码基因和非编码RNA的系统发现,合成生物学及人工进化工程,糖化学和糖生物学研究,中国人群医学遗传图谱的构建及重大复杂性疾病的全基因组关联研究,表观遗传的结构机理研究等。

“973计划”重大科学研究计划2008年重要支持方向

为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)》的部署,2008年科技部将继续组织实施蛋白质研究、量子调控研究、纳米研究、发育与生殖研究四个重大科学研究计划,部署一批重大项目。蛋白质研究

1 重大疾病发生发展的蛋白质组研究

2 蛋白质翻译后修饰和动态相互作用的机制与效应研究

3 真核细胞DNA复制、转录、蛋白质翻译及其调控的机制研究

4 基于蛋白质结构与相互作用的计算生物学研究

5 蛋白质研究的新技术和新方法

6 重要功能蛋白质的生物学研究

量子调控研究

1 基于物质新有序状态的量子调控研究

2 磁性微结构电子态的调控研究

3 微纳结构和器件中的量子调控

4 单原子,单分子尺度的精确量子表征,检测及其在量子调控中的应用

5 关联系统的多重量子序共存,竞争与调控的研究(委托重点基地)

6 量子信息基本逻辑单元和关键器件的研究(委托重点基地)纳米研究

1 纳米材料与纳米技术在环境保护领域中的应用基础研究

2 纳米材料在能源领域中的应用基础研究

3 面向生物医学应用的纳米材料,器件和系统研究

4 纳米技术改善药物功效的关键科学问题

5 新型纳米加工技术研究

6 基于纳米材料,纳米结构的器件原理和应用基础研究

7 新型纳米结构表征技术研究

8 纳米科技的若干前沿科学问题(委托重点基地)发育与生殖研究

1 调控发育与生殖的小分子化合物和天然产物研究(委托重点基地)

2 猪的诱导多能干细胞(iPS)系及其个体发育研究

3 诱导多能干细胞(iPS)的重编程机制

4 内胚层组织器官的发育

5 神经系统的发育与疾病

量子化学基础篇3

一、做好基础的复习

每年的7道选择题均考查学生对化学基础知识的掌握情况,试题以课改后的《化学必修1》、《化学必修2》和《化学反应原理》为蓝本,考查同分异构体,阿伏伽德罗定律,同位素、核素、质量数、质子数、中子数、电子数,有机物的结构、有机化学反应方程、有机反应类型等,阿伏加德罗常数的概念及其有关计算,原电池正负极的判断及有关计算,化学反应速率有关内容和化学平衡常数的应用,离子方程式书写及正误判断,元素周期表、周期律、化学键类型,弱电解质的性质,化学反应热的计算等。常考常新,抓好这些内容的复习,学生在较短的时间内完成42分的答题。会对后面的做题节省好多时间。因此,在三轮总复习中要针对以上内容要求学生加强理解和记忆,教师要有针对性地进行强化训练,分析点评、总结存在的问题。使学生达到理解掌握和应用。

二、注重对几年高考试卷的解读

几年来高考化学试卷以《考试说明》为依据。在总复习综合提高方面要做好以下几点:

1.突出学科内综合。学科内综合是每次高考试题的最大亮点,Ⅱ卷试题没有纯知识点试题或模块试题,大多数试题把实验、计算、用语、概念、性质等知识交叉,考查学生对知识的整合能力和应用能力。考查内容有:如在元素及其化合物方面重点考查Na、Mg、Al、C、Si、N、S、Cl及过渡元素的Fe结构、性质、用途等。化学反应原理方面重点考查热化学方程式、化学反应速率和化学平衡、化学平衡状态、水的电离和溶液酸碱性、盐类的水解及其应用、难溶电解质的溶解平衡、原电池的电极判断及电极反应式的书写、化学电源电解原理的应用等。2012年普通高等学校全国统一考试理科综合能力测试第26、27题表现突出。

2.试题突出了对实验能力的考查。近几年新课程下的高考化学试卷中实验题和以实验为载体的探究性试题比重加大,在物质制备、提纯、含量测定、环保和物质性质探究等过程中,考查学生的基础知识,基本技能基本思想方法和化学观。高考化学试卷加大实验试题分析,在考查学生化学实验探究能力方面做了积极的探索,体现了“新课标”中强调的“体验科学探究的过程,学习运用以实验为基础的实证研究方法,初步学会物质的检验、分离提纯和溶液配制等实用技能,能够独立或与同学合作完成实验记录实验现象和数据,完成实验报告,并能主动进行交流,初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等在化学学习和科学研究中的应用。在高考中不仅考查学生基础知识的综合应用、基本的实验方法和基本技能的掌握程度,而且有效考查了学生对科学探究方法和过程的理解。因此,在总复习中要注重既要抓好化学实验基本操作,化学试剂的保存,常见气态的制备、净化、干燥和收集,实验安全,仪器的洗涤物质的检验、分离和提纯,实验方案的设计与评价等基础知识的复习与掌握,还要以基础知识为依托做好以上知识的综合应用。

3.重视和强化化学计算能力,确定了化学计算的基础地位。几年来高考理综卷中并未单独设置化学计算题,而是将无机、有机、实验和简单计算相结合来强化学科内综合。部分高中化学教师对量的概念有所淡化,对化学计算教学重视不够,导致许多考生遇到和量有关的简单计算有些茫然,不知所措。

4.注重体现新课程关注社会生活实际的理念。

5.注重在整合的基础上创新。在化学反应原理考查时总是以原电池电解池,化学反应热及热化学方程式,化学反应速率及化学平衡常数为基础,加以整合创新加工成15分的一道大题进行考查。

三、做好选修模块的复习

在选修模块的高考考查以多量给题,限量做题的方式。我校从“新课标”实行以来,一直选择《物质结构》和《有机化学》两个模块。在这两个模块的教学和复习中。一定要抓好基础知识点的教学,教学生弄清基本概念。配合综合训练,就能够较好地掌握这部分内容。例如:物质结构部分的知识的有:(1)核外电子的排布:原子结构示意图、电子排布式、轨道表示式、价电子构型。(2)元素周期表、元素周期表的结构。(3)元素周期律:原子半径和离子半径:同周期、同族半径递变规律,电离能、电负性及其递变规律、最高氧化物水合物的酸碱性的递变规律、气态氢化物稳定性、还原性的递变规律。(4)共价键、共价键的形成及其本质、共价键的类型、共价键的特征。(5)等电子原理。(6)分子的立体结构:价层电子对互斥模型、杂化轨道理论、配合物理论。(7)分子的性质:键的极性和分子的极性及其关系。(8)范德华力及其对物质性质的影响。(9)氢键及其对物质性质的影响。(10)溶解性。晶体与非晶体:概念、分类。晶胞:定义晶胞中原子个数的计算方法:立方晶胞对质点的占有率配位数以及体积、密度与阿伏伽德罗常数的关系。常见的离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体的结构与性质。有机化学总复习中要抓好烃和烃的含氧衍生物,生命中的基础有机化学及高分子化合物,具体包括有机物的分类、命名、分子式的确定,烃和卤代烃的性质,烃的含氧衍生物(醇、酚、醛、酮、羧酸、酯)性质及其联系,生命中的基础有机化学及高分子化合物(糖类、油脂、蛋白质)的性质。通过以上基础知识及其联系的综合训练,学生就能很好地把握有机模块。

四、高考预测与展望

1.注重基础知识与基本技能:化学基础知识与基本技能包括,化学基本概念和基本理论、常见元素的单质及其化合物,有机化学基础、化学实验和化学计算五个方面。在高考中强调基础知识的延伸和拓展,侧重基础知识的迁移和应用,加强对基础知识和基本技能的考查可能在命题形式、命题角度方面进行创新,力求基础知识的同时,关注基本技能。

量子化学基础篇4

建国以来,我国水稻育种经历了高秆良种的评选利用、矮化育种、杂交优势利用和高产、优质、多抗水稻新品种选育这四个重要的发展时期[8]。在此期间,基于育种经验和理论的传承、总结和创新,我国水稻传统育种理论体系不断发展和完善。在超级稻育种研究计划实施的过程中,育种家们提出了一系列超级稻育种理论和模型,例如直立大穗型超级稻育种模型、新株型超级稻育种、半矮秆丛生早长超级稻新株型模型、亚种间两系超级杂交稻模型和亚种间重穗型三系超级杂交稻模型等[9]。这些育种理论模型可以作为构建水稻育种机器人表型选择模型的基础。

1.2水稻基因组学和分子育种基础

由于基因组小(430Mb),重复序列少,水稻已成为单子叶植物中遗传和分子生物学研究的模式作物[10]。在水稻饱和遗传图谱和物理图谱构建成功的基础上[11],国际水稻基因组测序计划(IRGSP)于2002年完成粳稻全基因组测序和水稻基因组草图的绘制工作[12],并于2005年公布了水稻基因组“精细图”[13]。水稻基因组测序的完成推动了水稻功能基因组学和水稻分子育种研究的发展。据预测,水稻基因中约有3.2~5.6万个基因[10]。现在水稻中已经定位和标记了相当数量的控制重要农艺性状的基因和QTL,分离克隆了其中数百个基因[14];并对部分基因的功能进行了分析,对水稻重要农艺性状遗传调控网络进行了解析。其中一些重要的抗病虫、产量和品质基因已应用到分子育种中,并且取得了较好的效果。水稻基因组学和分子育种方面的积累和进展可以作为构建水稻智能育种机器人基因型选择模型的基础。

1.3植物基因型自动化分析技术基础

基因组学的发展和作物分子育种技术的应用需要研究人员检测、分析和处理海量的遗传和基因型数据。为了满足基因组学和分子育种研究的需求,国内外仪器分析公司研制了高通量、自动化基因组和分子标记分析设备和技术平台,例如第二代DNA测序技术平台[15]、高通量核酸自动提取平台、PCR自动化工作站、美国AdvancedAnalytical公司的FragmentAnalyzerTM高通量SSR标记分析系统[16]、美国DouglasScientific公司的高通量分子标记平台等。我国可以利用这些基因组和分子标记分析平台,在此基础上探索研制水稻智能育种机器人的基因型检测和分析子系统。国外跨国公司已经开展了标记自动化分析平台的研究和应用探索。例如在美国孟山都(安克尼)SNP分子标记实验室,从籽粒激光切削取样、DNA提取、PCR扩增、生物信息读取到目标样品选择等过程均实现了全程自动化,每天可完成数百万个样品分子标记测试和海量信息采集分析任务[17]。

1.4表型组学和表型分析技术基础

表型组学是近十多年间发展起来的一门在基因组水平上系统研究某一生物或细胞在各种不同环境条件下所有表型的学科。利用表型组学的表型分析技术平台,研究者可以采集植物表型图像和数据,并且进行高通量、自动化分析和评价。表型组学在作物育种上有广阔的应用前景,国外已有研究机构开始探索将表型组学分析技术应用于作物育种中。例如比利时CropDesign公司已经开发出称之为“性状工厂”的技术平台,该平台不仅能实现大规模、自动化的转基因植物性状评价,而且还能在植物表型评价的基础上评价基因和基因组合。基于对水稻生长发育的特别设计和相关农艺性状高精度的测量方法改造,“性状工厂”平台已经全面应用于水稻转基因及其性状的高通量、自动化选择评价[18]。“性状工厂”平台在水稻育种方面有很大的应用潜力。我国可以借鉴和吸收“性状工厂”的经验,利用表型组学的高通量、自动化表型分析技术平台采集水稻的表型数据,并且结合水稻育种选择模型,探索研制水稻表型自动化评价选择技术。

1.5自动化技术基础

自动化技术是本世纪以来发展极为迅速和影响极大的科学技术之一,现在已经广泛应用到科研、生产和生活等各个方面。自动化技术也应用于作物基因型分析、植物表型分析和农业机械等领域。在作物基因型分析领域,从样品采集、DNA提取、PCR扩增、电泳到标记分析的各个环节,现在都有相应的高通量、自动化检测仪器设备。借助图像识别和机械自动化技术,植物表型分析也可以实现高度自动化。例如荷兰Keygene生物公司开发的KeyTrack植物表型自动化、高通量分析平台,该平台利用植物自动传送系统、表型图像数字化采集系统和表型数据自动分析系统,能在温室中对单株植物进行表型分析评价。自动化技术在农业机械上更是得到了大规模的应用。瑞士先正达公司自行设计改装的自动化玉米(ZeamaysL.)田间小区收获测产设备,每台每小时能收获500个试验小区,并准确获取产量等数据[17]。自动化技术为水稻智能育种机器人的研制提供了必要技术条件,我国可在吸收国内外已有自动化技术的基础上,加以改进创新,应用到水稻智能育种机器人研制工作中。

2水稻智能育种机器人研制的可行性探讨

建国以来,我国水稻育种取得了巨大成就,现在已经形成了一套成熟的水稻育种理论模型。这是水稻智能育种机器人研制的理论依据和建立自动化表型选择模型的基础。在水稻基因组学方面,已有相当数量的QTL和基因被定位和标记,并且近年来水稻重要农艺性状的遗传机制和基因调控模式研究取得了巨大的进展。这为水稻智能育种的基因型选择提供了理论支撑。现有的植物基因型自动化分析技术平台为水稻智能育种的基因型选择提供了硬件条件。分子育种技术的应用为水稻智能育种的基因型选择提供了实践基础。表型组学研究方法和分析技术已经开始应用于作物表型分析和育种中。这为水稻智能育种的表型分析和选择提供了分析方法和技术条件。现有的自动化和信息技术则为水稻智能育种机器人表型和基因型选择各子系统的有机整合提供了技术条件。国外已有研究机构开展了作物分子标记自动化分析系统和玉米自动测产系统研制的探索工作,这为我们提供了宝贵的经验。因此,现在我们已经具备了整合育种技术、基因组学、表型组学、自动化和信息技术等“跨农业”学科领域的优势,开展水稻智能育种机器人探索研制的可行性和必要条件。

3水稻智能育种机器人研制方案的探索

3.1水稻智能育种机器人研制模式

水稻智能育种机器人是一个跨学科领域、综合性、前沿性的复杂系统。国外已有研究机构在作物分子标记和表型自动化分析方面进行了一些探索,开发了相应的仪器设备和技术平台。因此,在学习和吸收国外先进经验,利用国外已有设备和技术平台的基础上,结合我国水稻育种的优势,采取引进、改进和自主研制创新相结合的分步实施方案,可能是我国水稻智能育种机器人最行之有效的研制模式。由于水稻智能育种机器人是一个巨大的工程,设计多个“跨农业”学科领域,光靠单个研究机构和公司的力量恐难以胜任。因此由国家层面以研究专项的形势组织各相关学科领域的领先研究机构和公司,总体规划、分工协作、优势互补,采用“跨农业”联合攻关的模式,可能是我国水稻智能育种机器人研制比较有效的管理模式。

3.2水稻智能育种机器人探索研制技术方案

目前国内外育种家多采用创造、选择可遗传的变异,以农艺经验和表型选择为核心的常规育种技术,其存在选择效率低、盲目性大、劳动密集、不能直接进行基因型选择,育种工作很大程度上依赖经验和机遇等不足。在国外玉米田间测产仪的启发下,结合课题组在“种子基因分型仪及水稻SSR指纹图谱云计算终端”上的联合研制工作,我们提出集成育种、分子生物学、图像识别与处理、自动化和信息化等高新技术,探索海量生物信息的高效分析处理及海量组合(材料)自动筛选技术,研制水稻智能育种机器人的“跨农业”新方案。实现室内操作自动化、田间作业机械化、试验数据电子化、信息分析软件化,形成资源共享、分段研究、分工合作、高效测试的水稻智能育种新技术,推动农业育种从“农艺”到“科学”的“跨越。我们设计的水稻智能育种机器人主要由分子标记检测子系统、分子标记数据分析子系统、水稻性状田间自动检测子系统、水稻测产子系统、水稻田间性状及产量数据分析子系统、水稻基因型表型综合分析子系统、水稻育种选择模型数据库和水稻智能育种选择系统等部分组成(图1)。

3.2.1分子标记检测子系统分子标记检测子系统包括样品采集平台、DNA提取平台、PCR扩增平台和分子标记检测分析系统组成。国内外公司已经研制出上述各个平台,例如美国BeckmanCoulter公司的高通量核酸自动提取平台、美国AdvancedAnalytical公司的FragmentAnalyzerTM高通量SSR标记分析系统[16]、美国DouglasScientific公司的高通量分子标记平台等。因此可以在购买以上平台仪器设备的基础上,加以整合和改进,研制该子系统。

3.2.2分子标记数据分析子系统在获得水稻育种材料分子标记和基因型数据后,要对材料的基因型数据进行分析,对材料进行基因型选择。现在水稻中已经定位和标记了相当数量的控制重要农艺性状的基因和QTL,分离克隆了其中数百个基因[14],可以根据这些基因/QTL及其标记数据,确立水稻基因型选择标准,构建水稻基因型选择模型。在此基础上研发自动化、高通量的基因型数据分析软件,建立和完善分子标记数据分析子系统。目标是使该子系统能自动化、高通量地分析水稻材料的基因型数据,初步筛选出带有目标基因型的水稻育种材料,以进一步分析评价。

3.2.3水稻性状田间自动检测子系统水稻性状田间自动检测子系统由三维图像采集设备轨道行走平台,三维图像采集仪,图像数据存储设备,喷墨标记器组成。该子系统首期主要通过在水稻育种试验田坎两侧铺设轨道,三维图像采集设备行走平台在轨道上自动行走(最终目标是无轨自行走机器人),利用三维图像采集系统自动测量和完成水稻群体和单株重要形态学性状的田间测量和数据收集及处理,包括对株高、分蘖数、分蘖角度、穗数、穗长等性状的定量测量,以及对叶色、稻穗的大小等性状的定性测定。将水稻表型数据输入数据库,依据表型选择模型计算结果,得出平均统计值,设定选定值(例如5%),自动选择出符合要求的植株,并用喷墨标记器在获选植株上喷洒有机颜料,以方便育种专家做进一步鉴定评估。

3.2.4水稻测产子系统水稻种子产量指标包括:总粒数、实粒数、结实率、千粒重和单株产量等指标。种子产量自动化测量设备,目前市场已有种子计数仪、分选仪、千粒仪、颗粒图像统计仪和电子天平。但这些设备没有整合在一起,仍然需要人工操作,耗时耗力。水稻测产子系统可以以这些现有的仪器设备为基础,借鉴比利时CropDesign公司的水稻测产仪的经验,整合现有的小型测量设备,实现水稻产量数据的电子化和自动分析。

3.2.5水稻田间性状及产量数据分析子系统在获得水稻各种性状后,要对大量的表型数据进行快速自动化分析,这部分工作由水稻田间性状及产量数据分析子系统完成。首先根据我国已有的水稻育种经验和理论,确立水稻性状分析标准,构建水稻表型选择模型。在此基础上研发水稻性状数据自动分析软件,建立和完善水稻田间性状及产量数据分析子系统。目标是使该系统能自动、高效地分析获得的水稻田间性状和产量数据,并对水稻材料进行表型评价,并初步筛选出合乎表型要求的植株,以进一步分析评价。

3.2.6水稻基因型表型综合分析子系统水稻基因型和表型综合分析子系统对水稻基因型和表型分析结果进行进一步的综合分析评价。首先以构建的水稻基因型选择模型和水稻表型选择模型为基础,结合基因型选择与表型选择有机结合、综合权重的原则,构建水稻基因型和表型选择模型。在此基础上研发水稻基因型和表型数据综合分析软件,建立和完善水稻基因型和表型综合分析子系统。目标是使该子系统能结合分子标记数据分析子系统获得的水稻基因型分析结果以及水稻田间性状及产量数据分析子系统获得的水稻表型分析结果,根据水稻基因型和表型选择模型,对水稻材料进行基因型和表型综合分析评价。

3.2.7水稻育种选择模型数据库根据我国水稻传统育种的经验优势、成熟的水稻育种理论和选择模型以及水稻基因组和分子育种的最新数据,今后再结合水稻智能育种机器人的实践经验,建立和不断完善全国联网共享的水稻育种选择模型数据库。水稻育种选择模型数据库一方面能促进水稻智能育种机器人系统的不断完善,同时也能实现育种信息化资源共享,避免我国农业育种相关科研机构的低水平重复研究,减少由此所造成的人力、物力和财力资源的巨大浪费。

3.2.8水稻智能育种选择系统根据水稻基因型表型综合分析子系统对水稻材料进行的综合分析评价结果,水稻智能育种选择系统对水稻材料自动做出最终评价与选择,给出推荐的优良材料(组合)和单株的田间编号,供育种者进一步选择验证、筛选和利用。

量子化学基础篇5

一、蚌埠市基础教育现状分析

(一)蚌埠市基础硬件设施

犹如建房子需要打地基一样,基础教育是人们在成长过程中首先需要学习的东西。而进行基础教育则需要提供相应的资源和设施,基础教育的硬件设施在很大程度上反映了学校基础教育的潜在力量和发展趋向,在基础教育中具有着重要地位。目前蚌埠市教师和学生对基础设施满意度较高,桌椅黑板等基本用品存量充足,各小学基本硬件设施基本得以满足。但仍有部分师生表示部分教育设施差强人意,比如电子黑板屏幕、学校机房、等具有信息化特质的教育硬件设施匮乏导致了现代化教育的无法普及。

通过对蚌埠市行知实验小学、龙湖第二小学、铁路第三小学蚌埠市三所小学的对比,目前蚌埠市城镇小学与偏远小学的差距依旧较大。教育地区性发展与落后对比明显。基础教育的现代化在部分偏远小学得不到实施,某些偏远地区的小学教师人人配备一台电脑以供教师对资源更新的索取,但是对于学生来说整个学校只有一个机房这也就意味着现代化教育不能深入落实到每一个学生身上,呈现了“巧妇难为无米之炊”的教学现象,教学跟不上时代的发展也就大大制约了教育信息的更新和学生整体素质的提高以及学生与当前时代信息的接轨。随着时展的进步,世界日新月异,倘若离开了信息的更新则也与就在部分程度上导致学生索取不了新鲜的文化和知识。而青少年作为社会发展和进步的潜在力量,必定要跟上时代的步伐,不断在学习方面更新所学知识,应用所学内容,创造所学课程。

而随着全国城乡建设的脚步,目前学校费大部分拨发到教学楼校园操场的建设,学校有意向的增加学生和教师的具体活动运动房间,例如:图书室、电子备课室、心理咨询室、学生阅览室、学生社团活动室、食堂、卫生室、留守儿童之家等基础设施建设。这也就同时导致了投入到现代信息化设备的资金十分有限。资源配置的不均匀以及现代化信息设备配备所需经费高所耗用时间周期长使得现代化教育硬件设施脱节,阻碍了教育信息平台的拓展和深入。因此学校老师不能即时的将现代化的平台信息较好的传达给学生。

(二)蚌埠市基础教育软件设施

师资力量作为学校最根本的软件设施是学校办学的主要力量。针对学校教师学历而言,蚌埠市小学老师以本科生居多,研究生以上学历过少。对于年龄结构,在一些周边小学教师的年龄结构偏大,教师的思想观念也相对落后,多数呈现较旧的教育模式,教师很少有时间进行教育科研活动交流教育心得。

面对新形势下从应试教育到素质教育的政策改革,教育更注重了学生德智体美各方面的发展。对于德智体美各方向的师资力量,行知实验小学校长这样表示:“蚌埠市各小学教师结构性缺裂,教师数量学科性差异大,音体美教师十分缺乏。”在调查中我们也同样发现,28%教师表示学校学校老师人数不够,40%教师表示信息化资源缺乏,32%教师表示地区教育水平不平衡,由此看出这些是教师所关联的因素影响教学质量和素质教育实施的重要因素。

而随着教育课程的改革,这也在很大程度上做出了对学校教师的要求。课程的革新要求教师不仅仅是当前教育中的传道受业解惑,更大方面教师应该成为课程的创新者和引导者,要求教师结合特色地方化办学与课程,引导学生学习新形式的课程,激发学生创新与思考的兴趣。这也就同时要求了学校的办学方向要与教师的教学思路紧密的结合起来,共同致力于学生学校更好的发展。

(三)基础教育大众认可度

基础教育的大众认可以更加真实具体的反映当前基础教育的现状。目前蚌埠市家长和市民在谈及孩子目前的学习状况时表示,目前学生作业时间基本为30分钟到一个小时,完成作业的用时较短对学生的学习压力及精神压力基本没有造成影响。而家长对于孩子在基础教育学习方面的投资也在百分之五到百分之三十并未对家庭造成经济负担。普遍家长也表示对自己孩子所在蚌埠市的小学比较满意,学校的教育力度很大程度上完成了对自己孩子的基础教育。但是,在与家长的交流中也同时发现发现,无论蚌埠市城镇还是农村,其实家长的学历普遍不高,甚至在蚌埠农村地区,大部分的家长的文化水平为初中以下,不能很好的处理孩子的学习问题,也不能更好的引导孩子在基础教育方面的深入。

量子化学基础篇6

当今社会,参加高考的学生逐年下降,而大学的招生人数没有下降,因此,我们高职院校招收的学生整体素质也在逐年下降,学生接受知识能力和学习兴趣也在下降。传统的灌输式教育,已激发不出学生的学习兴趣,学生不愿意学习,如何培养学生具有解决问题、与人交流、创新技能、与人合作、自我提高等现代职业要求的核心能力?面对有差异的学生,我们面向大一新生的基础化学课程迫切需要改革,探索出适合学生的教育,由传统的知识传授改变为技能和能力传授。因此,我把基础化学课程与高材专业相结合,进行项目化教学,旨在激发学生学习热情,掌握化学相关知识和技能。

1 课程设计

1.1 项目设计思路

依据实用性、典型性、可行性等原则,对教学项目(产品)进行精选,教学项目选择了典型的两种高聚物产品聚氯乙烯(PVC)、丁苯橡胶(SBR),这两种高聚物产品涉及了高聚物应用的二大主要领域(塑料和橡胶)。通过这两个项目的学习,让学生初步了解高分子材料,进而学会和掌握化学的基本原理、基础知识和基本操作技能,培养自主学习能力,提高分析问题、解决问题的能力,为学习后续课程和将来从事高分子材料的合成及其工业产品的检测、分析工作打下良好基础。

1.2 课程内容设计

以扬子塑料厂、南京锦湖轮胎有限公司(高新工厂)、高分子材料实训中心和基础化学实训中心为依托,根据后续专业课程学习和后续岗位操作所需要的能力,编制方案,设计课程的两个项目,两个项目之间由易到难、由简单到复杂,相互联系贯穿,具体见表1。两个项目的设计渗透着本门课程的知识目标,贯穿着本门课程所要培养的能力目标和素质目标。

1.3 课程目标设计

总目标:通过本课程的学习,学生能运用化学的基本原理、基础知识和基本操作技能,完成化学实验基本操作和简单实验装置的组装及使用,了解高分子材料的生产及其产品的检测方法,培养学生具有良好的职业道德、行为规范和认真细致的工作态度,树立高度责任意识,为其在高材专业的后继学习及职业岗位奠定必需的化学知识、化学技能。

1.3.1 能力目标

能进行甲烷、乙烯、乙炔等简单有机物的制备及性质鉴定;进行回流、蒸馏、过滤、重结晶、萃取等操作,对有机化合物进行合成、纯化和精制;能正确进行滴定管、移液管、容量瓶、锥形瓶等玻璃仪器的操作,会正确处理和评价实验数据及结果;能正确使用分析天平、烘箱、干燥器等仪器,会对仪器进行基本维护;能操作分光光度计,会用分光光度法对组分进行定性、定量分析,测定组分的含量;能操作气相色谱仪,会分析所测的色谱数据并给出结果;能操作膜渗透压计,会测定分子的相对分子质量。

1.3.2 知识目标

了解烃和卤代烃的物理性质,理解原子结构和分子结构的相关理论,了解物质性质与其结构的关系,掌握烃和卤代烃的命名和主要化学性质;理解回流、蒸馏、过滤、重结晶、萃取的基本原理,掌握其操作步骤;了解含氮有机物的分类及物理性质,掌握胺的命名及主要化学性质;了解滴定分析的基本原理与应用(包括酸碱滴定、氧化还原滴定、配位滴定、沉淀滴定),掌握滴定分析中的误差类型、减免方法及有效数字的记录与运算;了解紫外可见分光光度计的结构,掌握分光光度法的基本原理及测定方法;了解气相色谱仪的结构和基本原理,掌握气相色谱图的定性分析及定量分析方法;了解高聚物相对分子质量测定的意义和方法,了解渗透压的产生的原理,掌握稀溶液的两个定律(拉乌尔定律和亨利定律)及稀溶液的依数性相关理论。

1.3.3 素质目标

培养学生团队合作意识、与人协作的能力,自学和独立思考的能力,热爱科学、实事求是的学风和创新意识,安全、环保、节约意识,学生良好的人文素质和职业道德等方面。

2 考核方案

整个课程考核内容由平时成绩、项目成绩和期末成绩三部分组成。平时成绩占20%,包括出勤、课堂纪律和作业情况。项目考核成绩占50%,按照没有完成、基本完成、完成较好、完成很好四个档次给分。项目考核的具体内容包括资料查阅、小组讨论表现、实验操作、实验记录、实验作风、实验纪律、实验报告、团队协作意识等方面。期末试卷成绩占30%,采用开卷形式,主要是化学基本理论和基本操作的应知部分内容。

参考文献

[1] 赵玉娥.基础化学[M].化学工业出版,2004.

量子化学基础篇7

(小叙):课篇第一章节细读、研读、探透性知识点。

1.寻找研究方法 2.课题的研究内容

3.课题研究的一些成果 4.巩固建筑语录

【序言】

化学是在分子、原子层次上研究物质性质、组成、结构与变化规律的科学。化学不断地发展着,目前,人们发现和合成的物质已有几千万种,其中很多是自然界中原本不存在的;这极大地改善了人类的生存和发展条件,丰富了人们的生活。

例如:

1.纳米铜(1nm=10?9m )具有超塑延展性,在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹。

2.用隔水透气的高分子薄膜做的鸟笼。

3.单晶硅为信息技术和新能源开发提供了基础材料。

4.用玻璃钢制成的船体。

总之,作为实用的、富于创造性的中心学科,化学在能源、材料、医药、信息、环境和生命科学等研究领域以及工农业生产中发挥着其他学科所不能替代的重要潜质作用。近年来,“绿色化学”的提出,使更多的化学生产工艺和产品向着环境友好的方向发展,化学必将使世界变得更加绚丽光彩。

【寻找研究方法】

第一单元 走进化学世界;

1.物质的变化和性质

2.化学是一门以实验为基础的科学

3.走进化学实验室

第二、三单元 我们周围的空气与自然界的水;空气、氧气(氧气的制取)、水的组成、分子和原子、水的净化。“爱护水资源”。

第四、五单元 物质构成的奥妙、简单统计应用;原子的构成、元素、离子、化学式与化合价 :

如何正确书写化学方程式”?利用化学方程式的简单计算?

第六、七单元 C与C的氧化物燃料及其利用;

分析:金刚石、石墨和C60 (1.CO2 的制取? 2.CO2 与CO的区别、联系?)

应用:燃烧和灭火?燃料和热量?

环保问题:“燃料对环境的影响”

自留田地:“石油和煤的综合利用?”

第八、九单元 金属与溶液的问题;

熟记、认识:金属、金属材料、金属的化学性质;

金属资源的利用和保护、溶液的形成;

溶解度、溶质的质量分数。

第十、十一、十二单元 酸与碱 、盐与化肥 、“化学与生活”。

生活中常见的:1.酸与碱

2.酸与碱之间会发生什么反应

3.盐

4.化学肥料

人体:1.人类重要的营养物质

2.化学元素与人体健康

3.有机合成材料

学生自认化学常用仪器。学习“附录”相关记录 。

【课题的研究内容】

无机化学中量子(分子、原子)力学论

量子化学(Quantum chemistry)是理论化学的一个分支学科,是应用量子力学的基础原理和方法研究化学问题的一门基础科学。研究范围包括稳定和不稳定分子的结构、性能及其结构与性能之间的关系;分子与分子之间的相互碰撞和相互反应等问题。

量子化学是理论化学的一个分支学科,是应用量子力学的基本原理和方法,研究化学问题的一门基础科学。

1927年海特勒和伦敦用量子力学基础原理讨论氢分子结构问题,说明了两个氢原子能够结合成一个稳定的氢分子的原因,并且利用相当近似的计算方法,算出其结合能。由此,使人们认识到可以用量子力学原理讨论分子结构问题,从而逐渐形成了量子化学这一分支学科。

【课题研究的一些成果】

生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域,尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究,是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等,都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问,这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用,甚至可以有目的地修饰酶的结构,设计并合成人工酶;可以揭示遗传与变异的奥妙,进而调控基因的复制与突变,使之造福于人类;可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等,可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。

【巩固建筑语录】

化学中常见“离子反应”包括:“酸、碱、盐在水溶液中的电离”和“离子反应及其发生的条件”两部分。

无机化学中最关键的是要有实观性:基础高层次的“化学方程式”们。

其次,稀土元素中的各种化学量变、质变及各种物理、化学性反应。

再次,金属的利用、及高等积存用途。

还有,就是气体的大力层存在行式。如同:水、陆、空,人类的生活方式。

参考文献:

量子化学基础篇8

教育技术专业是培养教育信息化的建设者、管理者、研究者,培养能够在新技术教育领域从事教学资源、教学媒体和教学系统的设计、开发、运用、管理和评价等的教育技术学科高级专门人才,包括中小学信息技术教师、数字化校园和校园信息化的设计者、建设者、管理者,各级电教馆和普教的教育技术人员。教育技术专业的本科专业的教学计划中几乎都有电子系列课程,《电路基础》《模拟电路》和《数字电路》是必开课程,但如何上好该类课程一直是教育技术学本科专业教学计划中难以解决的问题。

一、教育技术专业中《电子技术基础》课程特点及教学现状

在教育技术专业中《电子技术基础》本课程教学目标是使学生了解和掌握基本电路元件的功能、类型等,在此基础上,让学生掌握由基本元件组成的基本电路,进而掌握这些电路的外特性;再者让学生学会读方框图,为后续课程打下坚实的电路理论基础。其特点是:注重学生的电路基础知识培养,从基本元件出发,逐步引入到电路的框图和外特性中。

从教育技术专业人才培养目标对《电子技术基础》课程的要求来看,重应用,轻理论,重数字,轻模拟。从《电子技术基础》教材内容安排来看,逐步建立工程估算的概念,在分析过程中估算多,精算少。在一些教学内容上如:微变等效法、图解法、实验调整法等估算方法是研究放大电路静态特性和动态特性的基本方法,对于经过应试教育出来的学生,思维定式习惯于精确计算,对估算的结果是否与实际相符,往往心存疑虑。二是定性分析多,定量分析少。温度漂移、反馈、自激振荡、交越失真等在教材中均进行了详细的分析,但缺乏定量的讨论。三是微观探究多,宏观思维少。淡化器件内部的问题至今在教材上仍没有得到很好的解决,各种器件和集成电路内部构造及原理方面的内容在教材中占有较大的篇幅,理解抽象,实用不大。四是更新内容多,教学课时少。随着电子科学技术的飞速发展,新的器件、组件不断涌现,使得《电子技术基础》课程的教学内容在不断地增加和变化。

另一方面,教育技术专业也不停对电子类课程进行课改,对教学内容和课时在不断的删减,为完成教学任务,教师只能蜻蜓点水或跳跃式地讲解有关教学内容,结果学生是一头雾水,抱怨甚多。

从教学方式来看,采用传统方式多,现代化教学手段少。电子技术基础通过传统教学方式之后没有达到预定的教学效果,近几年各高校一直在极力推广用多媒体进行教学,试图改变这种状况。但由于这门课的特点使然,常规的多媒体教学也难尽人意。因此,针对《电子技术基础》的课程特点,科学地运用现代教育媒体的优势,解决好日趋减少的教学时数与日益增多教学内容之间的矛盾,促进教学整体优化,提高教学效率,高质量地完成《电子技术基础》课程的教学,为学生奠定扎实、牢固的《电子技术基础》,成了摆在我们面前一项十分紧迫而且必须要解决的问题。

二、《电子技术基础》教学中采用的教学技术

1.采用PPT

采用PPT软件集成《电子技术基础》课程的知识点,教学的重点、难点,以及各知识点间的相互联系,在课时比较紧的情况下提高课堂上的信息量。

2.使用flash

对于《电子技术基础》中语言文字不擅长表达的信息或需要感性认识的现象、动态的变化过程等, 采用这种方式能获得较好的效果。如讲解“杂质半导体的形成过程”“三极管中载流子的运动和电流的关系”等内容时,用flas,将半导体内部的微观世界放大,快速运动的载流子变慢,通过动画将杂质半导体中载流子的运动过程形象生动的表现出来,既丰富了教学手段,又增强了学生的学习兴趣。

3.使用仿真软件

《电子技术基础》是一实践性特别强的课程,但由于实验课时的影响实验设备数量的限制,学生能实践的机会不多,另外《电子技术基础》课程中一些性能通过实验观察的实验现象不明显或者不易测试。基于这些原因,在《电子技术基础》教学过程中引入电子仿真软件。随着计算机技术的飞速发展,电子电路的分析与设计方法发生了重大变革,Pspice、Multisim、Proteus、等一大批各具特色的优秀电子设计自动化(EDA)软件,以其界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点,改变了以定量估算和电路实验为基础的电路设计方法。以往讲授温度对放大电路、电子器件的影响时,理论推导和经验导入较多,缺乏实践检验,没有说服力。现用仿真软件模拟温度变化,直观、生动而形象,实现了将实验、实践环节引入到理论教学课堂中的目的。此外,仿真还可广泛地运用于需要检验和证明理论结果的一些章节中,使学生在耳濡目染中进一步增强专业理论与工程实践相结合的意识。

4.流媒体的应用

流媒体(Streaming Media)技术是当前十分流行的多媒体技术,其基础就是多媒体通信技术。流媒体一般是指通过IP网络传送媒体(如视频、音频) 的技术总称。即使用流媒体技术,把完整的影像和声音数据经过压缩处理后保存在网站服务器上,用户可以边下载边获取信息,从而无需将整个压缩文件下载之后再观看的网络传输技术。如今有关《电子技术基础》的网络视频文件已相当丰富,平时注意收集整理、分门别类,课堂上可以方便快捷地随时拿来为我所用。

三、针对“模电”课程的重点和难点,注重开发“点件”

所谓“点件”,是指将教学内容进行有机的分解,针对某一个知识点(重点或难点),以一定的理论作为指导,有创意、针对性较强的微型课件。是“有针对性的进行某一片段的课件制作”,而不是笼统的从头到尾的一个完整的课件。它要求选题精准(重点、难点或某些知识点),能够抓住学生的疑点和兴趣点。从这个意义上来说,“点件”是“晶核”,以其为核心,根据不同对象,可以自由组织成课件。一个课件若没有富有创意的“点件”,是平庸的,是极其大众化的仓库。在进行《电子技术基础》的教学中,合理地引入“点件”,避免拖沓冗长地满堂“电”灌,真正起到“辅助”教学的作用。近几年,我们十分重视“点件”的开发和应用,制作了“PN结的形成”“本征激发”“三极管内部载流子的运动”“反馈组态的判别”“图解法分析放大电路非线性失真”“温度对Q点的影响”“功放电路的交载失真”等大批的动画或视频“点件”,在教学中收到了良好的效果。

四、充分利用网络环境,创造构建网络学习平台

以计算机为核心的信息技术的发展,为学生自主学习创造了有利条件,学习兴趣可以根据自己的时间选择学习方式和学习内容,这时就要求教师丰富的教学资源放在校园网上,供学生预习、复习和测验。这部分的内容包括《电子技术基础》的背景知识、课程教学大纲、教学安排、教学设计、参考书籍、考研学习纲要、习题讲解、学习指导、自我测试以及《电子技术基础》的基本概念和重要术语。例如:PN结、工作点、负载线、放大倍数、输入输出阻抗、频率响应、反馈、开环和闭环、交越失真等等,目的是帮助学生课后加深理解,巩固所学。

现代教学技术以其容量大、速度快、内容丰富多彩而在教学中领尽。这并非要全盘否认粉笔、黑板等传统教学手段的作用。众所周知,任何一种教学手段的运用,都是由其所教学内容决定的。传统媒体与现代教育技术之间各具特色,此所谓“尺有所短,寸有所长”。毕竟教师恰当的、精要的讲解,有条理的、必要的板书,及时的操作演示等,是计算机所不能替代的。教学方法与教学质量、效益关系密不可分。教学方法改革不是孤立进行的,它与课程及教材建设、教学模式构建、师资队伍建设以及教学资源建设等有着千丝万缕的联系。具体到《电子技术基础》的课程教学中,只有根据不同的教学内容和教学对象,合理地选择教学手段和教学方法],这样才能扬长避短,发挥优势,取得良好的教学效果。

这些教育技术的应用对其他专业来说只是课程的教学过程的丰富化,但对现代教育技术专业来说,所使用的教育技术手段基本是专业学习过程中必须达到的技能,比如flas的制作,网络学习平台的搭建等,通过在《电子技术基础》课程中使用这些技术,将信息技术与课程整合之后,一方面加深了学生对这些内容的理解和应用,也可以将这些内容作为后期课程中素材,再次使用为学生提供了锻炼专业技能的平台,让学生在学习的过程中真正体会到信息技术与课程整合之后教学效果的变化,培养学生的创新意识,提高了学生的信息素养。

参考文献

[1]杨成.教育技术学电子系列课程设置的思考[J].现代远程教育研究,2004(2).

[2]康华光.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社.

[3]教育技术学专业电子系列课程改革与开发的实践研究.

[4]浅谈改善课堂教学结构,提高《模拟电子技术》课堂教学质量.

量子化学基础篇9

1 电子技术基础教学的现状

就当前,电子技术基础教学的现状来看,存在着一定的问题,主要表现以下两个方面:

1.1 电子技术基础教学的方法单一

在电子技术基础教学方面,学校采用黑板、粉笔的传统教学方法,很少使用现代化的信息技术,比如多媒体的课件、一些仿真的软件等,在教学的模式上,主要是以教师为中心,在课堂上没有将学生视为主导的地位,学生只是一味的听老师讲授的知识,没有很好的与教师形成互动,在学习的过程中,缺乏一定的分析问题的能力以及遇到问题后解决问题的能力。

1.2 电子技术基础教学的课程设置不合理

另外一点,关于电子技术基础教学的相关课程设置上有一定的不合理性,通常情况下,教学课程设置中,有较多的理论课程,但是这对于学生来说有一定的难度,理论知识太枯燥无味了,不仅影响了学生在学习上的兴趣,还会影响课堂的效率,在理论知识相对匮乏又缺乏实践知识的情况下,学生很难得到较好的发展。

2 电子技术基础教学中信息化教育的具体应用

以上,我们对电子技术基础教学存在的问题进行讨论,下面我们来探讨一下电子技术基础教学中信息化教育的相关情况,了解其信息化教育的具体应用。

2.1 运用信息化教育激发学生的学习兴趣

由于传统的教学模式,存在着一定的问题,将信息化教育引入其中,将具备一定的优势条件。将以往的粉笔、黑板之一单一的教学方法,演变成信息化技术的教学课堂,信息化的多媒体设备,将计算机列为信息传递的重要途径,这样一来为学生学习电子技术基础具有很大的帮助。因为在电子技术基础教学中,不可避免的与一些很难理解的消化的概念、公式和推理过程,但是将信息化教育加入到教学过程中,就可以实现复杂问题的简单化、生动化和形象化,方便学生的理解,在提高学生对电子技术基础教学的兴趣基础上,还能帮助学生更好的掌握各种分析和设计方法,提高对电子技术基础知识的掌握。

举个例子,在介绍半导体PN结的形成时,教师可以应用信息化的教育方法,在课前做一个FLASH的插件,利用声音和动画的效果,展示半导体PN,另外还可以展现微观运动的形式,这样一来不仅活跃了课堂气氛,还激发了学生的学习兴趣,增强了课堂上的注意力。

2.2 运用信息化教育化解电子技术基础教学中的难点

由于电子技术基础教学具有一定的难度,与其他科目相比,每个章节都有相对较难由不好掌握的难点,但是这些重点、难点都是电子技术基础教学中的重点,对他们进行攻克将取得较大的成就,而应用信息化的教育方法是一项有效的途径。

例如:在关于基本放大电路静态工作点和如何正确设置工作点,是电子技术基础教学中的重点和难点,可以采用信息化教育对放大电路进行设置,分为两种情况:

(1)静态工作点下,动态输出的波形;

(2)为设置静态工作点下,动态输出的波形。

然后进行对比分析,运用图形的方式对其进行展示,这样方便学生对问题的直观感受,在信息化教育中实现电子技术基础的简单化,逐一的攻破教学课堂中的重点和难点。

2.3 运用信息化教育提高电子技术基础教学的质量

电子技术基础是一门基础性的学科,在教学的过程中,涉及的图标和公式相对较多。运用信息化教育,可以帮助解决传统教学模式中关于板书、作图的难题,因为信息化的多媒体课件可以以快捷而方便的方式取代它。通过这种方式,既节约了教学上的时间,还可以拓展学生的知识面,培养学生的能力和综合素质。另外,运用信息化教育还可以为学生创建一个题库,方便学生的学习,往往信息化的题库做得较出色,让学生在轻松愉悦的氛围下,完成习题任务。电子技术基础教学的老师可以对题库的内容进行筛选,有针对性的设置题目的难度,这样可以有效的体现因材施教,让学生可以得到更好的发展。

2.4 运用信息化教育为电子技术基础教学创设教学情境

在某种程度上来说,电子技术基础教学具有一定的实践性特点,许多的课堂内容需要实验进行演示,但是实验也有简单与复杂之分,可操作性和不可操作性之分,针对一些不好实际操作的就需要信息化教育的辅助教学,另外一些实验操作起来具有破坏性的也需要通过信息化技术来实现。利用信息化的多媒体技术,可以将实验的步骤放慢,不仅可以为学生讲解实验的方法,还可以为学生提供错误实验原因和后果的讲解工作,在这种氛围下,学生能够更好地理解教学的实验内容,并且在脑海中留下深刻的印象。

3 结论

本文对电子技术基础教学中的信息化教育进行分析,在了解了电子技术基础教学的现状后,将信息化教育在其中的应用进行探究。希望在未来的发展道路中,电子技术基础教学能够不断的完善和更新,对信息化技术基础进行合理化、科学化的应用,为提高电子技术基础教学的质量作出一定的贡献。

参考文献

量子化学基础篇10

江苏化学卷第20题是道综合题,所涉及的知识点广泛,对学生也有一定的能力要求 ,但是也有一定的基础题,同时也需要学生从背景中获取有效信息进行解答,有一定的变化性。

11年第20题主要所涉及的知识点:(1)热化学方程式的书写和盖斯定律的应用;(2)考查的是能量的利用及借助信息书写方程式;(3)考查的是电极反应方程式的书写(5)考查的是根据信息书写方程式。不难发现有4个陌生情景下方程式的书写,还有一些分析判断。

12年第20题主要涉及的知识点:(1)考查的是盖斯定律的应用;(2)考查的是借助信息书写方程式;(3)考查的是物质制备过程中条件的选择的重要性,氩气保护易氧化的物质;(4)借助物质之间的转化关系进行物质的量的计算,是与11年变化的地方;(5)考查的是对图表的分析,判断残留物,从而判断出反应物;(6)电池方程式的书写

11年和12 年的第20题有一定的相似性,基本是以能量为背景进行命题的,盖斯定律、电池的电极反应等涉及到能量内容较多。但是2013 年的第20题变化很大,在保留盖斯定律计算的基础上,渗入溶液中离子浓度大小、离子反应、有机等知识点,这也可能给我们2014年的试卷的暗示:重基础,应变化。

2013江苏高考的第20题

磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。

(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:

60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是 。

(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得,含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH 的关系如右图所示。

①为获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应控制在 ;pH=8时,溶液中主要含磷物种浓度大小关系为 。

②Na2HPO4 溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液则显酸性,其原因是 (用离子方程式表示)。

(4)磷的化合物三氯氧磷( )与季戊四醇( )以物质的量之比2:1 反应时,可获得一种新型阻燃剂中间体X,并释放出一种酸性气体。季戊四醇与X 的核磁共振氢谱如下图所示。

①酸性气体是 (填化学式)。

②X的结构简式为 。

分析:本题围绕磷及其化合物展开,涉及元素化合物性质、热化学方程式、氧化还原反应量的关系的判断、离子反应方程式的书写、读图读表、pH控制、核磁共振氢谱推结构等的综合题,是以常见物质相关的化学知识在生产、生活中具体运用的典型试题。

(1)利用盖斯定律容易得出H3=H1+6H2=2821.6kJ・mol-1。

(2)利用氧化还原反应中化合价变化判断:60molCuSO4能氧化白磷的物质的量先看铜从+2价变为+1价得60mol电子,P4变H3PO4失20mol电子,因此,60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是3mol。这题对于基础比较扎实的学生也是能解答的。

(3)①从图中很容易找到,为获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应控制从图表中找出

H2PO4-分布分数最大值的区间是pH 4~5.5左右。pH=8时,溶液中主要含磷物种浓度大小关系也从图表中容易找出,即c(HPO42-)>c(H2PO4-)

②Na2HPO4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液则显酸性,其原因是有Ca3(PO4)2后,溶液中氢离子浓度增加。题目中也告诉你信息Ca3(PO4)2是种沉淀,所以离子反应就顺其自然能写了。

(4)这是本张试卷与以前变化最大的地方,它把有机的结构的推测放在这里,让有机化学和无机化学联系在一起。2:1反应有酸性气体副产物生成,根据有机的取代反应进行推断,结合核磁共振氢谱进行判断。

答案:(1)2821. 6 (2)3 mol

(3)①4 ~5. 5(介于此区间内的任意值或区间均可) c(HPO42-)>c(H2PO4-)

(4)①HCl ②

二、典型例题训练与分析

(2014南京-盐城一模)镁是海水中含量较多的金属,镁、镁合金及其镁的化合物在科学研究和工业生产中用途非常广泛。

(1)Mg2Ni是一种储氢合金,已知:

(2)工业上可用电解熔融的无水氯化镁获得镁,其中氯化镁晶体脱水是关键工艺之一。一种正在试验的氯化镁晶体脱水的方法是:先将MgCl2・6H2O转化为MgCl2・NH4Cl・nNH3(铵镁复盐),然后在700℃脱氨得到无水氯化镁,脱氨反应的化学方程式为 ;电解熔融氯化镁,阴极的电极反应式为 。

(3)储氢材料Mg(AlH4)2在110~200℃的反应为Mg(AlH4)2====MgH2+2Al+3H2。每生成27gAl转移电子的物质的量为 。

(4)工业上用MgC2O4・2H2O热分解制超细MgO,其热分解曲线如右图。图中隔绝空气条件下BC发生反应的化学方程式为 。

(5)一种有机镁化合物可用于制造光学元件的涂布液,

化学式可表示为 ,它可发生如下反应:

ROH与B的核磁共振氢谱如右图。ROH是由C、H、O、F四种元素组成的含氟有机物,分子中只有1个氧原子,所有氟原子化学环境相同,相对分子质量为168,则ROH的结构简式为 ; B的结构简式为 .

分析:该题是在研究今年2013高考第20题的变化后改编的一道,以镁为知识背景,将盖斯定律、电解池、氧化还原反应的计算及图像计算和核磁共振氢谱等知识点结合的综合题,具有很好的参考价值。(1)H2-2H1即可 ;(2)不要忘记氯化铵也要受热分解,注意方程式配平;电极方程式比较基础,没有难度 ; (3)抓住铝化合价变化进行计算;(4)先判断受热失去的是结晶水,然后+3价的C岐化反应生成两种气体

量子化学基础篇11

一相对论、宇宙学和量子引力哲学概要

巴特菲尔德在引言中指出,数学的相对论者在不断深化我们对广义相对论基础的理解。大卫•马拉蒙特的“经典相对论”[1]一文就明显具有这样的特点,并不讨论经典相对论的历史发展及其实验依据,而是以微分几何的语言,从概念和形式化的角度对相对论的结构以及相对论引发的一些基础问题进行了分析和讨论。首先从描述相对时空的结构开始,相对论的弯曲时空是一类几何模型(M,gab)表示的相对时空,其中M为一个平滑的连续的四维流形,gab是M中的一个平滑的半黎曼度规。其中每个模型都代表一个与理论的约束条件相容的可能世界。M可以解释为世界中点事件的流形,而gab的解释则关乎四个物理学解释性原理,由点粒子和光线的行为决定,由此把引力和时空几何效应等同起来。当粒子只受到引力作用时,它的轨迹为弯曲时空的测地线。而任何质量粒子的加速度即偏离测地线的轨迹,由引力以外的力决定。马拉蒙特详细地描述了gab的解释性原理和限定条件。在此基础上分析了本征时间、某一点的空间时间分解及粒子动力学、物质场、爱因斯坦方程、类时曲线的汇与“公共空间”、基灵场与守恒量等内容。经典相对论中所有发生的事件都可以用物质场F表示,为时空流形M中的一个或者多个平滑张量或旋量,满足包含gab的场方程。Tab为与F相关的能量-动量场,时空的弯曲受物质分布的影响,任意区域的时空度规和物质场会发生动力学相互作用,遵循爱因斯坦方程。在专题讨论部分,关于闵可夫斯基时空中的相对同时性的地位,试图还原爱因斯坦定义同时性对标准关系选择的特定背景;关于牛顿引力理论的几何化,将引力化的牛顿理论与爱因斯坦相对论进行了结构上的对比;关于时空的整体“因果结构”,关注了什么程度上时空的整体几何结构能够从其“因果结构”中得到。“宇宙哲学中的问题”[2]的作者是乔治•F.R.埃利斯。宇宙学哲学的部分在书中起着承上启下的作用,因为一方面,宇宙学哲学的研究基于爱因斯坦广义相对论引力理论时空曲率和宇宙的演化由物质决定的思想,用广义相对论描述宇宙远古时期之后的演化;另一方面,由于在黑洞以及宇宙大爆炸初期物质高密度状态下无法忽略引力问题,因而无法避免引力理论。总的来说,整篇文章把当代宇宙学看作是观测宇宙学、物理宇宙学、天文宇宙学与各种形式的量子宇宙学共生共长、互惠互补的综合理论系统,想要给出一个“描绘真实宇宙起源和演化的理论”。主要内容分为两大部分,第一部分为宇宙学概论,包括基本理论、热大爆炸、宇宙观测、因果和可视世界、理论的发展、暴胀、极早期宇宙、一致性模型等内容,并澄清了关于宇宙暴胀和超光速等问题的一些误解。在埃利斯看来,“宇宙学正在由一种猜测性的事业向真正的科学转变,这不仅带来了与科学革命相近的多种哲学问题,也使得其他哲学问题更加紧迫,例如关于宇宙学中的说明和方法等问题。”因此文章第二部分进行的问题讨论围绕这些说明和方法问题展开,讨论了宇宙的唯一性、宇宙在空间和时间上的巨大尺度、早期宇宙中的无约束能量、宇宙起源的解释问题、作为背景存在的宇宙、宇宙学明确的哲学基础、有关人类的问题:生命的精细调节、多元宇宙存在的可能性和存在的本质等九大问题。在此过程中,埃利斯提出了34个论点,关涉到这9个问题的方方面面,包括人择原理和多重宇宙存在的可能性等。这些论述关乎几何学、物理学和哲学,它们构成了宇宙学面面临的哲学问题的环境及其与局域物理学之间的关系。埃利斯期望通过这一系列讨论改变人们认为宇宙学只不过是确定一些物理参数的简单看法。“量子引力”[3]一文的作者是卡罗尔•罗韦利,内容大致可分为四个方面。第一,量子引力的研究方法,包括早期的历史和方向、目前的主要尝试性理论等。量子引力的早期思想可以概括为“用一个理论来描述引力的量子特性”。期间出现的第一种方法是罗森菲尔德等人的“协变化”方法,通过引入一个虚构的“平坦空间”来考虑周围度规的微小涨落,并且运用电磁场中的方法来对这些波进行量子化;第二种是伯格曼等人的“正则化”方法,研究和量子化整个广义相对论的哈密顿函数,而不只是量子化其围绕平坦空间的线性化函数;第三种是米斯纳等人的路径积分方法。目前主要的尝试性理论主要介绍了基于协变化方法发展起来的弦理论和基于正则化方法发展起来的圈量子引力理论以及它们之间的争论。第二,关于量子引力研究方法论问题。指出量子引力研究的理由包括经验数据的缺乏和对引力是否应当量子化的思索。分析了当前量子引力研究中的各种态度以及科学知识的累积性和科学哲学的影响。第三,空间和时间的本质,包括广义相对论的物理意义、背景无关性、时间的本质等。第四,与其他未决问题之间的关系,包括统一、量子引力学的解释宇宙学常数、量子宇宙学等等。这些章节的详细内容不是本文的重点,我们想要做的,是分析作者的研究方式所代表的当代物理学哲学研究的视野和方法的转变。本书的研究方式明显地具有两个特征:第一个特征关乎物理学概念的解释:物理学的概念解释脱离不开数学形式化下的整体系统;第二个特征关乎新的物理学理论的理解:在理论的发展中处处显示物理学和形而上学的交织统一。这两个特征与这些物理学研究领域实验检验的缺乏以及理论构造的特征密切相关。

二物理学概念解释的新特征:数学形式化整体系统中的关联解释

巴特菲尔德相信当前基本物理学中的基础问题会为物理学哲学提供从最为有趣且最为重要的问题,而我们关注的是本书处理这些基础问题的方式。虽然从章节上来看,物理哲学的论题被划分为若干个领域,但从内容上,完全可以看到作者的用心,站在当代数学物理学发展的高度用整体微分几何等数学语言对物理学系统进行重新形式化和解释,每一章节的紧密联系使得物理学作为一个整体系统得以呈现。其中对每一个物理概念解释的细节,正是物理学哲学追求的基础问题的答案。可以说,概念解释居于本书的核心地位,物理学哲学解释问题的最重要的方式就是处理当代物理学中的概念和解释问题。

(一)物理学概念的解释:我们理解世界的基础

物理学的发展时时刻刻影响着人们对世界的理解方式,其途径就是物理学概念的解释。经典物理学、相对论和量子力学曾极大地改变我们对世界的看法,它们在经验上的有效性曾经强化过我们对科学理论客观性和真理性的观点,也曾让很多物理学家追求理论的实用性而认为有些基础性的问题毫无意义。但当前宇宙学和量子引力理论的提出,使人们重新注视广义相对论和量子力学的不相容性的时候,从广义相对论以来的一些基础性问题和哲学问题得以重新复兴。相对论为我们宇宙的时空结构确定了一类几何模型,其中每个模型都代表了一个与理论的约束条件相融的可能世界或区域。而我们对时空的理解涉及整体时空结构和爱因斯坦方程的约束条件等等。宇宙学和量子引力的研究则让我们明白,改变我们对空间和时间的理解的广义相对论是在可以忽略引力的量子特性时对引力进行描述的场理论,那么真正的空间和时间的本质又是如何呢?我们对宇宙起源的理解绕不开量子引力方法的尝试,但这种尝试要受到很多约束,比如成熟量子引力理论的缺乏、量子力学基础问题,比如测量问题、波函数的塌缩问题等。现在人们期望得到的成功量子引力的路径基于目前理论的发展,比如惠勒-德维特方程和宇宙波函数思想、来自弦论思想的高维时空方法,或者圈量子引力的应用等。但这些问题是否能真正解决宇宙起源的问题却并没有确切的答案,比如维兰金的创生虚无的真理论的理解要依赖于量子场论的精致框架和粒子物理学标准模型等很多结构,而这些基础本身也是需要解释的。可以说,我们理解世界的基础就在于我们用于理解它的那些概念的意义。

(二)概念解释的新特点:数学形式化下整体系统中的关联解释

巴特菲尔德在经典力学的辛约化中指出,经典力学的核心理论原理已经被欧拉、拉格朗日、哈密顿和雅可比等改写,“我们已经认不出来了,因此对它们的哲学反思也发生了变化。”因此引入辛几何、李代数等语言对理论进行形式化,旨在利用辛约化理论使连续对称和守恒量之间产生联系的特征,从理论结构上显现经典力学与量子物理学的联系,这是运用数学形式化系统展现物理学理论的对称性本质。相对论、宇宙学和量子引力哲学部分,情况也是如此。整本书是站在当代数学发展的高度,运用拓扑学、群理论和微分几何等重新形式化物理学的整个体系,并对其概念进行剖析的一个过程。而对基本问题的理解,则建立在概念剖析的基础之上。在这些文章中,理论发展的历史状况和实验成果,只是系统阐释整个理论概念和解释的背景而已。作者们的重点则放在用数学领域的发展和物理学理论形式化的诉求,促进对物理学理论结构的探索,进而把论题转化为对其哲学问题的探讨。理论的形式化体系、概念结构和物理学解释是有机地结合在一起的。在牛顿引力的几何化中,也是站在当代物理学和数学发展的高度,重新形式化作为相对论弱场近似的牛顿理论,得到与广义相对论类似的数学结构,正是在这个意义上,才能够好地发现两个理论在何种条件和何种程度上是相符的,又在何种条件和何种程度上是区别的。在这个形式化的整体系统中,对于物理概念的解释不再是孤立的解释,而是站在理论的数学结构的高度,成为一个整体系统中的关联解释。这在很大程度上突出了物理学哲学中语义分析方法的重要性,因为没有完全独立的概念,物理学的概念定义之间互相依赖,只有在一个系统的语义结构中才能理解概念的意义。如普斯洛斯在这套爱思唯尔哲学手册的《一般科学哲学》一书中所言:“理论解释的唯一方式就是把它嵌入到同类概念的框架中,并尝试着解开它们的相互关联。”[4]

(三)旧概念重新解释的意义:还原理论创立过

程中概念选择的特定背景在物理学的发展中,每一次理论创新和进步都伴随着新概念的提出或旧概念的重新解释,站在理论发展的角度考虑,这样的解释会让我们更好地理解物理学理论的提出、发展和变迁的合理性。比如蒙特在经典相对论一文中对闵可夫斯基时空环境下相对同时性关系的重新考虑。蒙特指出,当相对于一个四维速度矢量将一点上的矢量分解为“时间”和“空间”分量进行讨论时,我们理所当然地相信包含正交性的相对同时性的标准认同。在解释这种认同的理由时,根据方便在闵可夫斯基时空结构即狭义相对论体系下进行分析。他援引霍华德•斯坦的论述,指出采用相对同时性的标准(ε=1/2)的惯例是需要特定背景的。在他们看来,爱因斯坦是为了解决我们无法检测到地球相对于以太的运动而采取的解决方案,以一种特定的方式(ε=1/2)来思考同时性,但如果并非从爱因斯坦最初的思路来考虑,而是从一个成功理论的高度来理解它,把相对论视为是针对时空结构不变性的论述时,其意义就完全不同了。这在很大程度上还原了爱因斯坦对同时性做出的“定义”中挑选出来的这种标准关系的实质,它可能并非一种自然的存在,而是理论选择的特定需要,还原这个过程,对我们更好地理解理论和概念的本质有着重要的意义。

(四)新理论的概念澄清:科学进步的必然现象

物理学史上每一个新理论的诞生都会引起旧的概念的澄清,量子引力就是个很典型的例子。量子引力是对空间和时间本质的探索,它引导我们重新思考关于时间、空间、“在某处”、运动和因果观测者的地位等很多问题。作为试图把广义相对论和量子理论结合的理论,我们需要以历史的眼光重新追问。我们都知道,广义相对论改变了我们对牛顿独立于物质运动的绝对空间和时间的理解。量子力学则用我们关于运动的一般性理论替代了经典力学,并改变了物质、场和因果性的观念。但量子力学的外在时间变量和量子场论静止的背景时空都是和广义相对论不相容的。而广义相对论中引力场被假设为一个经典决定论的动力学场,无法处理小尺度引力的量子特性。因此,想要把二者进行结合的量子引力就遇到了困难。正因为如此,罗韦利直言尽管基础物理学在经验上有效,但它正处于一种深刻的概念混乱的状态。虽然20世纪后半叶,物理学注重实用而忽略了这些基本问题,但量子引力告诉我们这些基本问题必须得到新的答案。但问题的澄清并没有一条唯一明确的路可以走,超弦理论和圈量子引力在假设、成就、具体结果以及概念框架上都有着显著的不同,但它们都有自己的代价,弦理论的思想基础是为了消除广义相对论的微扰量子化的困难,保留了量子场论的基本概念结构,其代价之一是放弃广义相对论的广义协变性。圈量子引力植根于描述广义相对论的协变性,但它的代价是忽略了理论的不完备性,放弃了幺正性、时间演化、基本层次上的庞加莱不变性以及物理学对象是在空间中局域化的且在时空中演化的概念。可以看出的是,新理论澄清概念的过程是科学理论进步的必然现象,而这一过程是通过分析在描述世界结构时所产生的概念上的困难来对以往科学的研究框架予以质疑或辩护,这涉及的是对世界本质更深刻的哲学和形而上的思考。

量子化学基础篇12

具体信息,可登陆“上海科技”网站(stcsm.省略)查阅。

主要研究专题如下:

一、CO2综合利用的若干关键科学问题研究

围绕国家“节能减排”战略,结合上海在金属有机框架、稀土催化、有机催化、电化学、张力环分子及高活性联烯化学等方面的工作基础,开展CO2综合利用的基础研究,以期实现CO2在温和条件下的富集和选择性活化的突破,开拓CO2减排及利用新途径。

重点支持:CO2的富集和原位转化研究,温和条件下CO2的活化与选择性化学固定重点支持替代剧毒光气合成高附加值的精细有机化学品的研究。

二、复杂材料中的量子相变物理及应用基础研究

围绕国家重大科学研究计划量子调控专项,系统地开展对复杂材料体系中的量子相变现象的研究,包括对其新奇物性、电子结构与微观机理和调控应用开展研究,以期总结量子相变的普遍规律,破解凝聚态物理领域的前沿科学问题。为量子相变在电子器件的应用提供理论基础和技术储备。

重点支持:超导和超流相关的量子相变,电荷自旋耦合体系的量子相变,基于量子相变的新型原型器件的设计和制备。

三、左手材料的应用基础研究

围绕新型电磁波调控材料和器件,开展基于亚波长人工金属微结构的左手材料在电磁波发射、传输和探测的新机理和新效应等关键基础科学问题的研究,探索左手材料的奇异调控作用,为其应用提供理论基础和技术储备,以期获得具有自主知识产权的左手材料和电调波束扫描天线等方面的应用器件。

重点支持:亚波长人工金属微结构中电磁波输运新效应的研究,左手材料和亚波长人工金属微结构的建模与仿真,左手材料及其复合结构的应用研究。

四、高温合金单晶叶片材料及其成型技术基础

围绕大型民用飞机发动机关键材料――高温合金单晶叶片材料,从制约高温合金单晶叶片材料性能及其成型技术中的瓶颈问题入手,开展合金强韧化原理、定向凝固过程控制以及成型模壳与型芯的热稳定性等方面的系统研究,以期解决大型民用飞机发动机高温合金单晶叶片材料高温性能不足、成型尺寸超差、晶向偏差、组织发散和成分偏析等难题,形成自主知识产权,为大尺寸高温合金单晶叶片材料研发提供理论基础和技术储备,推动国家大飞机重大专项的实施。

重点支持,高温合金成分设计及其强韧化原理,单晶叶片凝固过程控制的理论与工艺,成型模壳与型芯的成分与热稳定性。

五、诱导性多能干细胞(iPS)的应用基础研究

针对当前国际iPS细胞研究领域的进展与存在的关键科学问题,本项目以获得再生医学所适用的理想细胞为目标,旨在建立具有自主知识产权的iPS细胞技术体系和探索建立iPS细胞的新途径;揭示转录因子诱导iPS细胞形成的分子机制;比较不同iPS细胞的异同:开展对iPS细胞的定向诱导分化及其在疾病模型中的应用,并评价有效性和安全性,从而为iPS细胞的应用提供科学依据。

重点支持:

1、建立具有自主知识产权的iPS细胞技术体系和寻找建立iPS细胞的新途径,如改进基因转导方式、诱导不同类型细胞、发现新调控因子等。

2、开展重要转录因子诱导iPS细胞形成的表观遗传学改变及其分子机制研究。

3、开展iPS细胞的定向诱导分化研究,重点比较胚胎干细胞来源和iPS细胞来源的分化细胞在同一动物模型移植的有效性和安全性。

六、中国人肥胖发生发展及早期预警的基础研究

针对近年来上海肥胖发病率不断上升趋势,肥胖已成为严重影响健康的重要隐患之一,本项目以研究肥胖发病机制、早期预警和个体化治疗为目标,旨在揭示脂肪组织与细胞病理生理变化在肥胖发病机制中的作用,建立能早期预警肥胖发生发展的遗传和血清标记物,建立腹型肥胖和组织脂肪沉积的量化诊断方法。阐明遗传因素、临床类型等与肥胖治疗效果的关系,从而为肥胖治疗新靶点的发现和个体化治疗提供理论依据和技术方法。

重点支持:

1、开展肥胖发病机制研究,研究脂肪细胞数量和体积与肥胖转归的关系,研究脂肪组织缺氧、血管新生与肥胖、胰岛素抵抗的关系,为发现新的肥胖治疗靶点提供理论依据。

2、开展肥胖早期预警研究,探索中国人肥胖病相关基因,明确早期预警肥胖发生发展的遗传和血清标记物;通过肥胖表观遗传学研究阐明遗传和环境的相互作用机制;建立腹型肥胖和肝脏脂肪沉积的量化诊断方法。

3、开展肥胖个体化治疗研究:研究不同遗传背景和临床类型的肥胖患者在治疗效果上的差异,为制定个体化治疗方案提供科学依据。

北京2009年度自然科学基金重大项目重点项目指南

日前,《2009年度北京市自然科学基金重大项目、重点项目指南》经北京市自然科学基金委员会审议通过后。

该项目指南是包括材料科学、工程科学、信息科学、生物科学、农业科学、医药科学、城建与环境科学等7个学科的重大项目、重点项目的自然科学基金申报工作的指导性文件。

具体信息可登陆北京市科学技术委员会网站(bjkw.省略)查询。

材料科学

1、高效、低成本太阳能电池的关键材料及技术研究

2、节能建筑关键建筑材料与技术的基础研究

3、磁、光、电子信息用功能材料的研究

4、可植入仿生型生物医学工程材料研究

5、纳米表面工程材料与应用技术研究

工程科学

1、精密、超精密加工与检测技术研究

2、智能机构设计理论与控制方法

3、可再生能源利用技术的基础研究

4、面向北京市重点行业先进制造的基础理论与关键技术基础研究

5、生物医学传感装置的设计和制造技术基础研究

信息科学

1、生物特征识别关键技术研究

2、推理的神经基础和信息加工机制研究

3、面向应用的增强现实方法与技术研究

4、3S技术在首都城市发展中应用的关键技术研究

5、可信计算基础理论、体系结构与应用研究

6、互联网媒体信息的内容与舆情分析关键技术研究

7、生产制造过程多机协同控制的理论与方法

8、平板显示新型半导体照明关键技术研究

9、认知无线系统关键技术研究

10、下一代移动通信系统中的关键技术研究

生物科学

1、神经胶质细胞在脑重大疾病中的作用与机制研究

2、非编码RNA在基因表达调控中的作用和机制研究

3、杂交优势的分子遗传机理研究

4、北京优质畜禽优良性状的形成机理和应用研究

5、农村垃圾微生物发酵的应用基础研究

6、干细胞和组织器官的基础和应用基础研究

7、重大疾病转基因动物模型的研究

农业科学

1、农产品加工与保鲜关键技术的应用基础研究

2、农业节水高效生产技术体系的基础研究

3、农业种质资源整理、挖掘与应用的基础研究

4、农作物重要病虫害综合防治机理与关键技术研究

5、设施连作土壤根际微生态环境综合调控机制研究

6、水源保护地土壤养分和污染物迁移转化规律的基础研究

7、重大动物人畜共患病诊断技术和发病机制研究

医药科学

1、重大疾病(心、脑、肝、肾、肺、糖尿病)发病机制、诊治的基础研究

2、北京地区重要寄生虫病的病原、流行病、发病机制和诊断、治疗基础研究

3、针对重要传染病预警、快速诊断、治疗及预防的基础研究

4、中医药干预重大疾病的基础研究

5、基于新思路、新技术的针对重大疾病的药靶和先导化合物发现研究

6、重大疾病的表观遗传学研究

城建与环境科学

1、生活垃圾无害化处理、资源化利用技术支撑与保障体系研究

2、北京雾霾天气形成机理及控制方法研究

3、城市基础设施和建筑物的耐久性、绿色施工中关键技术的基础研究

量子化学基础篇13

一、加快公共服务体系建设的要求,促进了

基础教育向有质量、更公平的方向发展

党的“十”报告指出:“加强社会建设,必须从维护最广大人民根本利益的高度,加快健全基本公共服务体系。”《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出:“坚持教育的公益性和普惠性,保障公民依法享有接受良好教育的机会,建成覆盖城乡的基本公共教育服务体系。”这一重要战略决策的着眼点是保障和改善民生,核心是促进社会公平正义。进入新世纪以来,我国政府不断改革公共服务体制,关注愈加凸显的社会公平问题。2006年,在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》中明确提出,要逐步推进基本公共服务均等化。2007年,党的“十七大”报告也提出,要以实现基本公共服务均等化为重点,加快社会改革进程。同时,要进行一系列公共政策调整,重点为全体社会成员提供基本而有保障的公共服务;基本公共服务政策和投入向经济欠发达地区、农村地区和困难群体、弱势群体倾斜,以促进社会公平与和谐发展。2012年,《国家公共基本服务体系“十二五”规划》强调,享有基本公共服务是属于公民的权利,提供基本公共服务是政府的职责。公共服务成为建设服务型政府的新起点,建立健全基本公共教育服务体系是政府履行责任的重要体现,也是政府由管理型政府转变成公共服务型政府的客观要求。这预示着我国的基本公共服务体系建设已进入了制度设计、系统规划、整体推进的历史新阶段,标志着我国在完善基本公共服务时已从基本理念上升为实践阶段。

基础教育是整个基本公共教育服务体系中的关键部分,具有基础性、先导性和公平普惠性的特征,其核心价值是惠及每个人,让处于不同地区和不同家庭背景的学生都能平等享有这种教育服务。目前,由于种种原因,基础教育仍然存在着城乡之间、区域之间、校际之间和群体之间基本公共教育服务水平的差距,优质的基础教育公共服务还没有覆盖全体适龄少年儿童,“入托难”“上学难”的现象仍然存在。在贫困地区、革命老区和边疆民族地区,仍然有很多学校的办学条件还需进一步改善,许多村小和教学点的教室、运动场、生活设施、教育教学装备等设施还需要进一步完善,中西部地区仍然有1300万适龄儿童还未保证全部顺利入园,全国2100万农村留守儿童、1600万家庭经济困难的学生、1300万进城务工人员随迁子女、1000万义务教育阶段农村学校寄宿生等弱势群体还需要关注。

基础教育的改革与发展决定着基本公共教育服务质量,而基础教育又是关乎千家万户的最大民生,是构建和谐社会的基础。只有办好让人民满意的基础教育,才能多谋民生之利,多解民生之忧;才能促进社会和谐,保障民生。建立健全基本公共教育服务体系,促进基础教育服务更加公平,必然成为未来基础教育改革和发展的奋斗目标。

二、城镇化的加快和大规模人口的流动,要求基本教育公共服务逐步实现常住人口全覆盖

城镇化是一个城镇数量与规模逐渐扩大的过程,也是一种城镇结构和功能转变的过程。在这一历史过程中,农村人口和劳动力向城镇转移,第二、三产业向城镇聚集发展,城市生活方式不断扩散和传播。伴随着城镇化进程的不断加快,会有大量农村人口不断向城镇转移。2011年,全国流动人口总量已接近2.3亿,占全国总人口的17%,到2015年我国流动人口逐步增长到2.5亿伴随着劳动力人口的大量流动,形成了数量庞大的流动儿童和留守儿童。目前,全国0~17岁城乡流动儿童规模已达3581万人,农村留守儿童达6102.55万人,占农村儿童的37.7%,占全国儿童的21.88%。随着城镇化进程的加快,流动儿童大量涌入城市,并要求在流入地接受教育,学龄儿童少年数量呈现快速增长态势,这对城市的教育资源配置方式、学校布局都提出了更高的要求。

2014年,《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》的,成为今后一个时期指导全国城镇化健康发展的宏观性、战略性、基础性规划。新型城镇化以“人”的城镇化为核心,通过合理引导人口流动,有序推进农业转移人口市民化,稳步推进城镇基本公共服务常住人口全覆盖,不断提高人口素质,促进人的全面发展和社会公平正义,使全体居民共享现代化建设成果。针对城镇化进程中人口流动的规模不断增大的问题,尤其是人口流动带来的随迁子女教育问题,国务院相继出台了《关于进一步推进户籍制度改革的意见》,将随迁子女义务教育纳入各级政府教育发展规划和财政保障范畴。同时,教育部出台了《关于进一步做好小升初免试就近入学工作的实施意见》和《关于进一步做好重点大城市义务教育免试就近入学工作的通知》,要求各地落实义务教育免试就近入学的规定,依法合理确定随迁子女入学条件,积极接收随迁子女就学。截止2014年底,全国随迁子女在公办学校就学比例保持在80%。此外,政府购买的民办学校学位也在不断增加,如2014年达到124.6万个。中央财政以奖补的方式,对各地解决农民工随迁子女接受义务教育工作予以奖励性支持,主要支持东中部地区接收随迁子女较多的省份。2014年,中小学生学籍管理制度全面建立,为农民工随迁子女提供了方便快捷的学籍转接服务,跨省转学手续通过网络就可全部完成。这说明,随着城镇化的发展,推进农业转移人口市民化是今后一段时间我国城镇化发展的重心,妥善解决随迁子女异地就学问题成为实现教育公平和社会公平的重要内容。

目前,我国正处于城镇化、工业化和城乡一体化快速发展的新时期,人口流动规模不断扩大。在看到流动人口给经济发展带来新机遇的同时,也要认识到新时期城镇化快速推进和大规模人口流动对基础教育资源供给提出的严峻挑战。未来5年,我们应根据城镇化布局和人口流动的变化趋势,结合城乡教育发展的实际情况,采取不同的策略应对人口流动的冲击;要加大对人口流入地公共教育资源的供给量,更要加大对城乡结合部学校教育资源的供给水平,保障流动儿童异地就学。随着城镇化的深入发展,流动人口规模持续扩大,基础教育经费就需动态配置,积极探索建立教育经费可携带机制,针对城乡结合部学校的特殊情况建立教育经费补偿机制,逐步实现城乡教育一体化,实现基本教育公共服务常住人口全覆盖。

三、适龄人口的变动对基础教育资源供给的总量和结构的及时调整提出了新的要求

党的十八届五中全会公报明确提出:“促进人口均衡发展,坚持计划生育的基本国策,完善人口发展战略,全面实施一对夫妇可生育两个孩子政策。”这一人口政策的调整,对我国学龄人口预测、学校规划布局和教育资源扩充等提出了更高的要求,教育开始面临新的挑战。人口自然变动中与教育关系最为紧密的是学龄人口的规模和结构,根据学龄人口规模、结构的变化趋势,对教育供求缺口的变化趋势进行预判,可以提前统筹区域教育资源的供给,保障省域基础教育资源总量充足、结构合理。学龄人口的变化将对基础教育的规模、结构产生重要影响。

未来5年,基础教育发展目标的确定,需要充分考虑基础教育各阶段学龄人口的变化情况,适度调控学校数量和班级规模,既要防止资源供给不足而影响教育发展的数量和质量,也要避免规模盲目扩张造成资源的浪费。当然,学龄人口变化必将引发对教育需求的变化。针对目前学前教育相对短缺、公办幼儿园数量明显不足的现实,我们需要进一步加大学前教育投入,加快学前教育机构建设,满足适龄幼儿入园需求。义务教育阶段适龄人口呈上升趋势,需要在提升原有教育资源利用率的基础上,在新增人口聚集的地区适当加大教育资源供给。高中阶段适龄人口呈下降趋势,但是随着经济社会发展和高中阶段毛入学率的提高,高中阶段在校生将呈现逐年小幅度上升的趋势,普通高中规模在小幅调整满足发展需求的基础上,发展重点应该放在内涵建设和质量提升上来。同时,需要注意的是,学龄人口波动变化是一个正常现象,但对于学龄人口波动所做出的教育应对,应该是各级政府高度重视的问题,不要随着人口的变化大规模兴建学校或撤并学校,要提前做好布局。如何在现有的教育资源配置基础上新建和改扩建学校,是新的教育规划布局面临的一项重要任务。因此,未来教育发展的重要目标是提高教育质量,要谨慎选择教育经费的投资领域,将更多教育经费投入到包括师资队伍在内的软件设施和内涵建设中来,为学校的内涵发展和质量提升打下坚实的基础。

四、全面深化教育领域综合改革的国家战略,要求基础教育通过改革促进学生全面发展

党的十八届三中全会明确提出,要全面深化经济、政治、文化和社会事业等领域的综合改革,完善和发展中国特色社会主义制度,推进国家治理体系和治理能力现代化。教育是社会大系统中的一个子系统,同样承担着各个领域进行全面深化改革的重任,随着国家顶层战略设计和综合改革的全面实施,基础教育领域改革也在逐步推进,在教育领域综合改革中“牵一发而动全身”的考试招生制度也全面启动。国务院出台的《关于深化考试招生制度改革的实施意见》和教育部出台的《关于普通高中学业水平考试的实施意见》等配套文件,都深化了考试招生制度改革,逐步形成分类考试、综合评价、多元录取的考试招生模式,把促进学生健康成长作为改革的出发点和落脚点,着力扭转片面应试教育的倾向,促进了学生的全面发展。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出,教育从外延式走向内涵式发展,就是要以促进公平和提高质量为主,全力推进素质教育。这就要求教育要逐步转变面向少数人的学校教育制度、精英主义教育价值观、片面追求分数和升学率的应试教育模式,恢复教育树人育人的本意,确立学生本位、儿童中心的价值,发展面向全体学生,为学生的健康发展和终身幸福奠基的现代教育。

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