量子化学基础十篇

量子化学基础篇1

关键词：竹子；生态化学计量学；内稳性假说；生长速率假说；适配与错配；养分诊断；平衡施肥；生态系统优化管理；竹林培育；

作者简介：杨光耀

竹子(竹亚科植物的总称)生长快速、材质优良，被广泛用于建材与家居；竹笋味道鲜美、营养丰富，备受人们青睐(江泽慧，2007；Chongthametal.，2011)。仅2001年全球竹材消费就高达3000万t、竹笋消费200万t(Kleinhenzetal.，2000；Kleinhenz&Midmore，2001)，年贸易额高达45亿美元(Kleinhenz&Midmore，2001)。我国竹林面积近600万hm2，产值1600亿元，并呈逐年上升的趋势(董杰和张燕，2015)。竹产品需求持续增长，大大促进了竹林发展，但不合理经营导致了部分竹林衰退(楼一平等，1997)、产量下降(孟赐福等，2009)、地力退化(楼一平，2001；Guoetal.，2014)、环境污染(吴家森等，2009)等生产和生态问题。这些问题既与竹子自身的生长发育、开花结实等生物习性有关，也与人类采收笋材、垦复施肥等经营活动相关。然而，前人仅从竹子生物学、生态学和培育学等方面进行了零散的研究，不利于以上问题的综合解决。因此，竹子领域研究亟需一个统一化理论做指导。

生态化学计量学是从元素计量的角度来探讨生命运动的内在规律的理论(曾德慧和陈广生，2005；贺金生和韩兴国，2010)。它通过有机体内元素含量及比率关系，将生物的生长发育、健康状况、行为方式、生态系统动态、生态环境保护等多层次、多学科问题联系起来，现已成为生态学、环境科学和生物学领域最流行的理论框架(Sterner&Elser，2002；Hillebrandetal.，2014)。在竹子经营与研究过程中，虽然人们早已发现竹子开花(何奇江等，2005；丁兴萃，2006)、发笋大小年(费世民，2011)、竹笋品质形成(林海萍等，2004)与体内养分含量及比例有关，竹林土壤污染主要是因为养分搭配不当和总量盈余(孟赐福等，2009)，也提出了平衡施肥与养分管理技术(郭晓敏等，2013)，但尚未形成一个从竹子基础生物学到生产经营的有关养分元素的统一化理论，极大地影响了竹林生产和生态环境建设。

本文试从生态化学计量学角度，总结近年竹子生物学、生理学、生态学、营养学、培育学等方面的研究成果，重点分析竹子生命元素的组成及内稳性特征、元素化学计量与竹子生理生态学过程的关系、竹子化学计量平衡的主要内外影响因子、生态化学计量学在竹林养分诊断与平衡施肥领域的应用等竹子生理、生态与生产问题，以期进一步丰富生态化学计量学内容、扩大生态化学计量学在生产实践中的应用，也为竹林这一特殊森林的生产经营及环境保护提供理论指导，实现我国“少投入、多产出、保环境”的战略构想。

1生态化学计量学的概念与理论基础

生态化学计量学主要是从元素组成及比率的角度来研究生物与环境关系，是近年生态学中飞速发展的领域。自1840年德国农业化学家JustusvonLiebig发现植物生长与元素含量的关系并提出了“最小因子定律”以来，经过生态位理论(Grubb，1977)、最佳取食理论(Belovsky，1978)、资源比理论(Tilman，1982)、养分利用理论(Vitousek，1982)、Redfield比值(Redfield，1958)等理论的发展，Reiners(1986)提出“ChemicalStoichiometryoftheBiota”，将化学计量学理论用于研究生态系统结构与功能，到2002年，Sterner和Elser出版专著《EcologicalStoichiometry：TheBiologyofElementsfromMoleculestotheBiosphere》，系统地阐述了生态化学计量学的定义、基本理论及其应用范畴，标志着生态化学计量学体系的逐渐成熟，也为生物学统一化理论构建提供了新思路(Sterner&Elser，2002；曾德慧和陈广生，2005；贺金生和韩兴国，2010)。当前，生态化学计量学已发展成从生物大分子到生态系统，从微生物、动物到植物，从营养学、生态学到环境科学多层次、多学科都相互关联的综合性理论，并逐渐被应用于预测或解决区域乃至全球的生态环境问题(曾德慧和陈广生，2005)。其理论逻辑如下：

(1)生命是物质运动的最高级形式，一切有机体都是由元素构成；

(2)生物有机体都有其特定的元素组成及其比率关系，即元素计量内稳定性(stoichiometrichomeostasis)；

(3)有机体内元素平衡是相对的，它易受外界环境(食物)影响而发生变化(甚至偏离)；

(4)体内元素平衡变化或偏离会影响有机体的新陈代谢、生长发育、健康状况和行为方式(Schatz&McCauley，2007；Rivas-Ubachetal.，2012)；

(5)有机体具有维持元素内平衡的机制(homeostaticmechanism)，它可通过生理或行为等适应性调节，在变化的环境(食物)中可以维持或恢复自身化学计量的相对平衡；

(6)不同有机体的化学计量内平衡能力有所差异，能保持平衡者正常生长发育，反之则异常，甚至死亡；

(7)群体中有机体的此消彼长会影响到种群动态、群落演替和生态系统的发展及其生产、生态功能的发挥(Sterner&Elser，2002；Güsewell，2004；Yanetal.，2015)。

通过生命元素这一线索，生态化学计量学将不同层次的生命活动统一起来，也将不同生命学科统一起来，并形成两个被人们广泛接受的基础理论(或假说)(Sterner&Elser，2002；Andersonetal.，2004)，即化学计量内稳性假说和生长速率假说。

化学计量内稳性假说(stoichiometrichomeostasishypothesis)是指在环境(食物)化学元素组成发生变化的情况下，生物有机体可通过一系列生理或行为调节以保持其元素组成的相对稳定(Sterner&Elser，2002；Elseretal.，2010)。Sterner和Elser(2002)提出有机体-环境化学计量关系公式：y=cx1/H。公式中，y、x分别表示有机体、环境元素浓度(或比率)，c是常数，H是化学计量内稳性指数，反映有机体化学计量内稳性维持能力的大小。当H=1时，该有机体没有任何的化学计量内稳性；H>1时，有机体具有维持自身元素平衡的能力，H越大有机体内稳性越高(Sterner&Elser，2002)。

生长速率假说(growthratehypothesis)是解析有机体维持内平衡的机制性假说。该假说认为有机体生长速率与其体内元素化学计量比率紧密联系。高生长速率往往对应高N：C、P：C以及较低的N：P。因为有机体快速生长需要大量富含P的核糖体(蛋白质的合成场所)和RNA、DNA、ATP等物质(Elseretal.，2003；Reefetal.，2010)。生长速率假说是解析细胞生物学、生物新陈代谢、种群动态和生态系统功能的理论框架(Niklasetal.，2005；Ågren，2008)。

另外，生态化学计量学特别重视生物与环境的矛盾统一，认为生物元素内平衡需求与环境供应间的适配(match)与错配(mismatch)关系是推动生命发展的根本动力(Sterner&Elser，2002)，也是环境变化的重要原因之一。一方面环境元素会影响生物的内平衡和生长速率(Méndez&Karlsson，2005；Rivas-Ubachetal.，2012)；另一方面生物会通过吸收和释放体内元素而改变环境，进而对生物产生影响(Sterner&Elser，2002)。因此，生物与环境间连续而复杂的元素化学计量适配或错配反馈关系推动着生物与环境的协同进化(Abbasetal.，2013)。

2生态化学计量学在竹子基础研究中的应用

2.1竹子养分元素需求与化学计量内平衡

竹子体内含有30–40种大量元素和微量元素，它们都与竹子生长发育、竹材(笋)品质等生物学特性密切相关(蒋式洪等，2000；费世民，2011)。C、N、P、K是竹子的基本组成元素，C是生命的骨架元素与能量元素，毛竹(Phyllostachysedulis)叶片C含量((512.13±11.13)mg·g–1)高于世界陆生植物的平均水平((464.32±32.10)mg·g–1)。N、P、K不仅影响竹子发笋数量，也会影响竹笋品质(郑郁善等，1998；蒋式洪等，2000)；Ca、Mg分别与竹子根系生长和叶绿素形成有密切关系。另外，Si尽管不是生命必需元素，但竹子体内Si含量特别高，近年备受关注(潘月等，2013；戎洁庆等，2013；Umemura&Takenaka，2014)。

竹子具有较强的维持体内元素相对平衡的能力。郭子武等(2011)发现施肥对红哺鸡竹(Phyllostachysiridescens)叶片C、N、P含量及比值影响不大。其叶片C：N、C：P可保持在18.71–35.02、304.41–458.52，N：P变幅更小，仅为15.28–17.12。郭宝华等(2014)野外调查发现，尽管土壤N：P差异明显(4.50–13.69)，但毛竹叶片N：P变化不大(12.60–13.69)。顾大形等(2011)通过盆栽实验发现，土壤N或P增加2–3倍，四季竹(Oligostachyumlubricum)仍可保持叶片N：P基本不变，其内稳性指数H(N：P)=2.85>1。庄明浩等(2013b)发现当CO2浓度由360μmol·mol–1增至500μmol·mol–1时，毛竹和四季竹叶片养分C、N、P含量及其比例都没有明显变化，说明竹子在变化的土壤或大气环境中，都能保持体内元素的相对平衡，符合生态化学计量学的“内稳性假说”。综合多种竹子的研究结果(周国模和姜培坤，2004；费世民，2011；庄明浩等，2013b)，发现竹子叶片平均化学计量比值为C：N：P=380：16：1，其中N：P高于自然界陆生植物平均值(10：1)(Knecht&Göransson，2004)，也高于国内一般草本植物(13.5：1)(Hanetal.，2005)，而与阔叶植物(15.1：1.0)和常绿木本植物的平均值(15.2：1.0)相近(Hanetal.，2005)，说明竹子与常绿阔叶木本植物具有相似的“植物-环境”化学计量学响应特征。

2.2竹子化学计量内平衡的影响因子

生物有机体生态化学计量内平衡易受到许多内因和外因的影响，不同物种、器官、年龄、发育阶段化学计量特征有所不同，而且土壤养分、气候、水分、人类活动等环境因子都会直接或间接地影响化学计量内平衡(Aerts&Chapin，2000；Ågren&Weih，2012)(图1)。

首先，不同竹种的化学计量学特征有所差异。毛竹叶片N、P、K含量分别为21.44g·kg–1、1.33g·kg–1、13.15g·kg–1(费世民，2011)，雷竹(Phyllostachyspraecox‘Prevernalis’)叶片N、P、K含量分别为8.86g·kg–1、1.07g·kg–1、6.55g·kg–1(吴家森等，2005a)。毛竹叶片N：P大于雷竹，而P：K小于雷竹。麻竹(Dendrocalamuslatiflorus)叶片N、P、K含量分别为56.9g·kg–1、4.4g·kg–1、8.1g·kg–1(邱尔发等，2004)，苦竹(Pleioblastusamarus)叶片N、P、K含量分别为24.26g·kg–1、1.51g·kg–1、11.56g·kg–1(蒋俊明等，2007)，麻竹叶片N、P、K含量都明显高于苦竹。不同竹种对环境养分变化的化学计量学响应的程度也有差异(Piouceauetal.，2014)。

其次，不同器官的元素组成及比率存在较大差异。毛竹叶、枝、秆、蔸、根中N含量变异系数高达85.5%，叶N含量(21.44g·kg–1)是秆(2.86g·kg–1)的6.0倍。Si含量变化更大，根Si含量为70.78g·kg–1，秆Si含量仅1.89g·kg–1，相差近37倍(费世民，2011)。毛竹的N：P、P：Ca表现为叶>枝>秆>根，P：K则为叶>根>枝>秆(刘广路等，2010)。苦竹的N含量及N：P均呈现出叶>鞭>蔸>秆；K：P和Si：P则表现出鞭>蔸>叶>秆(刘力等，2004)。雷竹、麻竹等竹种的K、P、Ca、Mg等多重元素的含量及比例也都存在器官差异规律(邱尔发等，2004；吴家森等，2005a)。以上说明竹子元素分布规律遵循植物元素“功能性不均衡分布”原理(Yuetal.，2011；Minden&Kleyer，2014)。

再次，年龄也是影响竹子化学计量特征的因子。1–6年内，毛竹秆C含量随秆龄增长呈上升趋势，N、P含量呈下降趋势(吴家森等，2005b；刘广路等，2010)，故C：N、C：P随年龄增长而明显增加。不同竹叶(叶龄)差异也较大，一年生新叶N：P、N：K为13.35、4.78，2年老叶为21.45、5.23，老叶N：P比值明显大于幼叶(刘广路等，2010)。杨清培发现毛竹幼龄鞭N：P(7.0)明显低于老龄鞭(15.0)(未发表)。糙花少穗竹(Oligostachyumscabriflorum)也表现出同样的规律，1–2年竹秆N：P为13.68–13.86，而3、4年竹秆分别为20.18和27.88(陈世品等，2007)。另外，不同季节竹子也表现出不同的化学计量特征，生长季N：P明显偏低(黄伯惠，1983)。说明竹子化学计量特征遵循“生长速率假说”。

除遗传因素外，土壤、气候、人类活动等环境因素也会直接或间接影响竹子化学计量特征。顾大形等(2011)发现，土壤N、P养分供应水平及土壤N：P会影响四季竹叶片N：P值，但土壤对竹子养分计量特征的影响较复杂(陈志阳等，2009)。除养分含量外，土壤有机质含量、pH值、土壤微生物等都会影响竹子体内养分含量与比率(郑郁善等，1998)，所以竹林的地下-地上化学计量关系有待深入研究。

庄明浩等(2013b)发现CO2升高至700μmol·mol–1时，竹叶主要养分元素含量及其化学计量比会发生明显的适应性变化，毛竹叶C：N：P由406：15：1变为565：24：1，四季竹C：N：P由468：17：1变为614：19：1，表现出明显的P素限制作用。刘玉芳等(2015)发现长期水淹会显著降低河竹(Phyllostachysrivalis)鞭根的N、P、K含量，从而增加C：N、C：P、C：K比值。周先容等(2012)通过氮沉降模拟实验发现，氮沉降会显著降低青川箭竹(Fargesiarufa)叶片中C的含量，并增加N的含量，但没有改变P的含量，从而C：N减小，而N：P增加。

另外，竹子采伐、竹笋采收等人类活动也会影响竹林化学计量特征(Raghubanshi，1994)。然而，目前对竹子化学计量内平衡的影响因子及作用规律研究仍停留在少数单因素实验，养分、水分与光照等多种因子耦合交互作用有待深入研究。

2.3化学计量内平衡的变化对竹子生物学过程的影响

化学计量内平衡变化会影响到竹子开花结实、发笋成竹等生物学过程，也会影响光合作用、养分吸收、克隆觅食行为、群落稳定性维持等生理生态过程。

2.3.1竹子开花与死亡

竹子很少开花，但一旦开花就造成竹子大面积的突发性死亡，因此竹子开花一直是一个有趣而神秘的话题(Janzen，1976；Takahashietal.，2007)。近100年来，有关竹子开花分别从气候、管理、环境等方面提出了不同的假说(郑郁善和洪伟，1998)，其中营养计量学说是目前比较普遍认可的一个重要机制性假说。

研究表明，体内元素含量状况会影响竹子花芽分化与成花过程。如P、Ca、Mg等元素含量增加会诱导花芽分化；N、K等元素含量增加会促进营养生长，而延迟竹子开花(何奇江等，2005；詹爱军和李兆华，2007)。

同时，元素比例变化也是竹子开花的另一个重要原因(何奇江等，2005；丁兴萃，2006)。丁兴萃(2006)发现，早竹(Phyllostachysviolascens)开花体内C：N明显上升，符合C：N花芽分化机理(Corbesieretal.，2002)；何奇江等(2005)也发现，开花雷竹叶、秆和鞭的P：K分别是未开花竹的1.97倍、2.80倍和2.24倍。另外，开花往往导致养分流失、比率失衡，促使竹子死亡(何奇江等，2005；丁兴萃，2006；詹爱军和李兆华，2007)。

2.3.2发笋成竹与退笋

发笋数量、成竹质量都直接影响到竹林生态功能与生产价值，然而有些竹子(如毛竹、毛环竹(Phyllostachysmeyeri))存在明显的发笋成竹大小年现象，即一年大量发笋长竹，一年行鞭换叶，产笋较少，每两年为一周期(南京林产工业学院竹类研究室，1974)。大小年现象虽有遗传原因，但与体内N、P、K等主要矿质营养元素的化学计量特征密切相关，如吴家森(2005b)发现小年毛竹叶中N、P、K含量均显著高于大年。Li等(1998a)发现：竹叶被竹蝗取食后，光合产物减少；改变竹子体内养分状况，可使大年变小年，小年变大年。在实际生产实践中，通过施肥、小年留笋养竹、大年疏笋等措施，可将大小年竹林改造成“花年”竹林(黄伯惠，1983)。

另外，并不是所有的竹笋都能长成竹子，许多竹笋出土前就会死亡，或虽能出土却死在成竹之前，这叫退笋。大量研究认为退笋率高低与养分供应水平紧密相关，增加养分供给可以降低退笋率、提高成竹率(傅懋毅等，1988；Lietal.，1998b；郑郁善等，1998；Lietal.，2000)。

2.3.3养分吸收与分配

生态化学计量特征变化会影响竹子对矿质养分的选择吸收、运输与分配。庄明浩等(2013a)发现毛竹叶片C：N下降、C：P、N：P升高，可以促进竹叶对Mg、Ca的分配，增强竹根Na积累，提高Fe、Ca、Mg向上选择性运输的能力。顾大形等(2011)认为四季竹在土壤N供应充足时，叶片也会对N进行奢侈性吸收。同时，化学计量特征还会影响竹子的养分克隆生理整合过程，一般“富养”分株(或部位)供应“贫养”分株(或部位)，老龄竹将N、P等元素转移到低龄竹及幼嫩部位，但不同元素的整合强度与体内化学计量状态有关(Lietal.，1998b；Saitohetal.，2006)。

2.3.4光合作用与代谢

化学计量特征变化会直接影响到竹子光合作用。当施N量为250kg·hm–2时，与对照相比，1年、3年、5年生毛竹叶片的光饱和点均达最大，分别增加了5.2%、9.1%和7.0%，同时光补偿点降至最低，分别降低了49.5%、20.4%和31.8%(高培军等，2014)，土壤养分会影响叶片N、P含量与比例，从而对光合作用产生直接或间接影响(宋艳冬等，2010；顾大形等，2011)。顾大形等(2011)发现一定范围内增加土壤N含量，四季竹叶片的N含量增加，N：P上升，提高了叶绿素含量，促进其光合作用。而当施肥量不足或过量时会降低毛竹叶片光合色素含量，结果其光合能力受到影响。苏文会(2012)发现当毛竹叶片N：P从20.70下降至15.29时，其光合产物淀粉含量从35.47g·kg–1降至16.21g·kg–1，降幅达54.3%。说明竹子叶片N、P化学计量特征对其光合作用影响较大。

2.3.5觅食行为与扩张

土壤养分不足时，竹子可调整鞭根形态、分布格局而表现出明显的觅食行为(Lietal.，2000；刘骏等，2013)，以获取养分资源，维持体内养分平衡。施肥试验表明，毛竹竹鞭穿越养分异质环境时，它会避开贫养斑块，将大量竹笋有选择地放置在富养斑块(Lietal.，2000)。随着土壤N含量的增加，雷竹地上竹子数量增多、生物量增大，而且地下竹鞭长度和鞭节长度显著降低(Yueetal.，2005)，表现出明显的觅食特征。毛竹扩鞭试验表明，林缘施肥不仅可以增加新竹数量、降低退笋率，而且可扩大新竹扩展范围，施肥组每年平均扩张5m以上(董晨玲，2003)。这些可间接说明，竹林向邻近森林扩张可能是为了维持体内养分平衡而表现出来的一种觅食行为。

2.3.6竹林(竹阔混交林)健康与稳定

竹子作为典型的克隆植物，单株间个体大小和发育阶段不同，其元素化学计量调节能力存在差异。当林地养分(或光照)资源不足或失衡时，老竹个体C：N、C：P明显增加而逐渐死亡，新竹数量减少，竹林衰老退化。如果能及时地进行养分补充或疏伐，会大大改善林分健康状况(郑郁善和洪伟，1998)。

竹子扩张会降低邻近森林植物多样性，影响生态系统的稳定性(白尚斌等，2013)。初步研究认为毛竹扩张间接影响化学计量内平衡是植物多样性下降的重要机制。毛竹扩张改变了邻近森林土壤的养分状况(宋庆妮等，2013)，而不同植物对土壤养分变化的响应差异较大，其中栲(Castanopsisfargesii)、红楠(Machilusthunbergii)、交让木(Daphniphyllummacropodum)、赤杨叶(Alniphyllumfortunei)、金钱松(Pseudolarixamabilis)等内平衡调节能力较弱的植物最终退出竹木混交林，而南方红豆杉(Taxuschinensisvar.mairei)、钩锥(Castanopsistibetana)、黄牛奶树(Symplocoslaurina)等内平衡调节和可塑性能力较强的植物生长良好(杨清培，未发表)。然而，这方面的研究才刚刚起步，今后应借鉴入侵植物化学计量学的研究成果(Gonzálezetal.，2010)深入开展竹阔混交林组成与稳定性的生态化学计量学机制研究。

3竹子生态化学计量学的初步实践

生态化学计量学不仅是探讨生物新陈代谢、生长发育、种群变化、群落演替的重要理论，而且还是林业生产的直接指南(曾德慧和陈广生，2005)。前期的竹林养分诊断、平衡施肥、优质高产竹林培育等都不自觉地运用了生态化学计量学的相关原理。

3.1指导养分诊断

营养不足容易引起植物组织老化，而过剩又引起植物毒害，造成资源浪费与环境污染(Güsewell，2004)。因此，养分诊断是保证林农业产品优质高产的重要措施，并将体内营养元素的含量及比例作为衡量植物营养状况的重要指标(Sinclairetal.，1997；Güsewelletal.，2003；Tessier&Raynal，2003)。

洪顺山等(1989)和张献义等(1995)发现竹子叶片养分状况与新竹产量密切相关，并将之作为竹林养分诊断的重要指标。此后，陈卫文等(2004)采用“临界值”法，制定了毛竹不同养分诊断的化学计量标准。

Li等(1998b)认为，除竹叶外，竹秆、竹鞭、竹根等组织的养分化学计量比也都可用于养分诊断，并初步提出毛竹叶、秆、鞭、根中N：P：K浓度含量比分别为19：1：6、15：1：26、23：1：11和44：1：54。郭宝华(2014)建议采用N：P作为竹林养分诊断的生态指标，认为土壤N：P<14时，毛竹林主要受到N素的限制。因此，今后竹林养分诊断应由单一的元素含量向多重元素比例转变，由单一叶片向多个器官转变，由单一的植物体测定向植物-土壤联合诊断转变。

3.2高产优质培育

合理计量施肥不但可以增加竹材(笋)产量，而且可以提高品质。傅懋毅等(1991)发现每年沟施复合肥3945kg·hm–2(N：P：K=4：3：1)，则每度(两年)可增产春笋20000kg·hm–2，并认为这是毛竹笋用林最佳培育方式；在澳大利亚每年折合施N250、375、500kg·hm–2的复合肥(N：P：K=5：1：2.8)，毛竹笋产量分别为8300、10200、14200kg·hm–2(Kleinhenzetal.，2003)。陈孝丑等(2012)发现施肥可以显著提高毛竹林的胸径。林海萍等(2004)筛选了优质雷竹笋用林最佳配方，当施肥量为尿素975kg·hm–2、复合肥1500kg·hm–2、厩肥112500kg·hm–2(N：P：K=10：2：1)时，最有利于雷竹笋总糖、脂肪及淀粉的积累，而减少灰分、蛋白质及游离氨基酸的含量，品质提高效果最好。另外，孟勇等(2014)发现添加一些非必需元素(如硒Se)对竹笋品质具有明显的改善作用。但也有实验发现仅施化肥会使竹壁变薄，竹材品质下降(洪顺山等，1992)。有机肥对竹材(笋)品质形成化学计量学机制值得关注。

3.3平衡施肥试验

为了达到竹林优质高产的目标，近年许多学者在养分诊断的基础上，开展了竹林平衡施肥试验与推广。洪顺山(1987)认为毛竹林N：P：K最适施肥比率为10：6：4.7；野中重之在1989年提出了N：P：K：Si配比为10：5：6：8(郭晓敏等，2013)；胡冬南等(2004)认为经营目标不同，竹林需求养分的数量和比例有所差异，认为毛竹笋用林N：P：K最佳配比为10：3：2.2，材用林为10：6.8：9.8。2006年，我国编制了“毛竹林丰产技术国家标准GB/T20391-2006”，建议对I立地级的材用林施N肥100–120kg·hm–2、P肥20–25kg·hm–2、K肥40–45kg·hm–2，N：P：K为10：2.0：4.0。对II、III立地级的材用林施肥量翻倍，笋材两用林施N肥150kg·hm–2、P肥40–50kg·hm–2、K肥80–100kg·hm–2，N：P：K为10：3.0：6.0。但这些研究都还停留在经验上，缺乏真正的计量学机制研究，如洪顺山(1992)认为毛竹笋竹两用林最佳配方为：N肥310kg·hm–2、P肥83kg·hm–2、K肥118kg·hm–2，但如按苏文会(2012)竹材(笋)的养分含量与采收输出方法计算，林分N、P、K利用率仅分别为28.9%、20.3%、62.5%，养分供需并不平衡，因此平衡施肥需要引入化学计量学机制研究。

4竹子化学计量学研究展望

生态化学计量学理论初步解释了竹子开花、发笋成竹等生物学问题，也解释了竹林退化、群落动态等生态学问题，但这些研究还很不完善，仍停留在定性、理论和表观层面。如何使竹子生态化学计量学走向定量、应用和机制研究，对每一位从事竹子理论或应用的研究者来说，无疑是机遇和挑战并存。为满足社会对竹材(笋)优质高产、安全高效和环境保护的需求，我们认为今后的竹子生态化学计量学应重点加强以下研究：(1)竹子生态化学计量内平衡维持机制与影响因子；(2)竹材(笋)品质形成的化学计量学机制；(3)竹子-土壤化学计量学互作过程的定量化；(4)养分诊断与生态化学计量平衡施肥；(5)竹林生态系统的生态化学计量优化管理。

4.1加强竹子生态化学计量学内平衡维持机制与影响因子研究

生态化学计量学认为元素组成相对稳定是一切生物的基本特征。本文发现竹子叶片多重元素比率平均为C：N：P=380：16：1。然而，竹种、器官、年龄和发育阶段等遗传因素，土壤、气候、人类活动等环境因素都会直接或间接地影响竹子的生态化学计量内平衡(Reich&Oleksyn，2004；Sardansetal.，2012)，进而影响其新陈代谢、生长发育等生命过程。同时，植物也会通过组织老化、凋落、转移与储藏等形式，调整养分吸收与释放，实现整体对多重元素(如C：N：P)比率的调节，但竹子化学计量平衡的影响因子及作用机制尚不清楚。以后应加强多竹种(尤其是经济竹种和珍稀竹种)化学计量内平衡特征研究；加强开花、发笋、大小年等基础生物学过程与元素化学计量的关系研究；结合分子、同位素等先进技术，深入开展竹子化学计量内稳性与其光合作用、养分分配、克隆整合等生理生态学研究；开展多因子(养分与水分)对元素内平衡的交互影响及竹子的响应机制；开展竹子化学计量特征与新陈代谢活性物质的关系研究(Rivas-Ubachetal.，2012)，以提高生态化学计量学对竹子生物学现象、过程和机制的解释能力。

4.2加强竹材(笋)品质形成的化学计量学基础研究

竹材(笋)品质是市场竞争力的核心。大径级、节间长、壁厚、枝下高长的竹材价格明显要高；外观漂亮、营养丰富的竹笋更受市场欢迎。尽管目前已开展了部分养分元素(N、P、K、Se、Si)对竹材(笋)品质形成的影响实验(孟勇等，2014)，但相关的基础研究仍很滞后，高产优质的形成规律还未被充分地揭示与认识，可推广的高产优质培育技术尚未确立，制约了竹林产量提高和品质的改善。因此建议开展以下研究：1)竹笋品质形成规律及化学计量学机制研究，尤其是Se、Zn等非必需元素、有机肥与竹笋品质形成的生理机制；2)节长、壁厚等优质材用林定向培育的化学计量学原理与技术研究；3)基于光、温、肥、水等多种环境因子的竹材(笋)高产、优质和资源高效利用的化学计量调控机制研究。

4.3强化竹子-土壤化学计量学互作过程的定量化研究

植物养分主要来源于土壤，土壤养分也受到植物的反作用。因此，加强竹子与土壤养分元素的化学计量适配与错配互作研究，对竹林生产、环境保护至关重要。首先，土壤环境决定着养分形态、数量及其有效性，从而影响到竹子的生长发育(Fanetal.，2015；Zechmeister-Boltensternetal.，2015)。建议开展土壤环境因子与土壤、竹子养分元素化学计量特征动态关系的长期监测与研究。其次，凋落物分解和根际效应是影响土壤养分的一个重要过程，尤其是根际过程更应受到关注(Belletal.，2014，2015；Carrilloetal.，2014)，所以应采用稳定同位素技术、分子生态技术，聚焦于竹子根际过程及养分活化机制(如根系吸收与分泌、根际酸碱度变化、根际微生物活动)，实现“竹子-根际-土壤”三者元素关系的量化分析。

4.4加强养分诊断与生态化学计量平衡施肥研究

养分诊断与平衡施肥是提高林业生产、维护系统稳定、选择合适管理策略的重要手段(Parketal.，2014)，但当前竹林养分诊断仍停留在单一的养分测定(陈卫文等，2004；郭晓敏等，2013)，很少考虑多养分、多组织的耦合效应，失衡超量施肥强烈影响到竹林土壤理化性质，并引起竹笋食用安全、水土环境恶化等问题。今后应以生态化学计量平衡理论为基础，改进养分诊断方法，根据不同竹种、不同林分、不同时期养分限制性的差异特征，筛选养分丰缺指标，建立多元素、多组分的养分诊断技术，提高监测精度与预测能力；形成生态化学计量平衡施肥技术，根据竹子和土壤的营养特点，筛选肥料种类、确定肥料用量与配比，实施时空精准施肥，提高肥料利用效率，实现多重元素间的平衡，竹子养分需求与环境养分供给间的平衡，肥料投入与经济产出间的平衡，产品生产与环境保护间的平衡。

4.5强化竹林生态系统生态化学计量优化管理

生命元素通过物质循环、能量流动等形式将生态系统的各组分、多层次紧密联系起来(Carniceretal.，2015)。竹林是一个人工或半人工的开放生态系统，几乎每年都有竹材(或竹笋)等产品输出和外源养分的输入。产品输出和养分输入的失衡会改变竹子、土壤、微生物等不同组分的化学计量特征(Raghubanshi，1994；Venkateshetal.，2005；Zhangetal.，2013)。因此，今后应充分考虑生物与环境间的相互渗透性，根据物质守恒与能量守恒定律，综合考虑土壤、气候、经营活动等因素，加强竹林生态系统的生态化学计量模型与理论研究，构建“竹子-土壤-微生物”多组分的“生态化学计量匹配模型”，竹子化学计量特征与群落组成结构、生态系统生产力多层次的多重养分优化计量模型，并通过长期野外监测与微宇宙模拟实验，找到具有竹子特色的“特征参数”，最后形成可视化的竹林养分预测和管理系统，指导竹林健康经营和环境综合效应评估，实现因地制宜、以产定肥的竹林生态系统生态化学计量优化管理模式。

量子化学基础篇2

关键词 高中化学 基础概念 教学核心 措施

中图分类号：G633.8 文献标识码：A

化学基础概念是高中化学知识体系中重要的组成部分，也是能够有效学习和掌握化学知识的基础要素。尤其在高中化学教材中，教材内容的深度和广度较初中有了非常大的拓展，并且基本知识概念较多，概念形成的问题和以概念引申而形成的问题比较突出，需要化学教师制定严密的教学计划，才能促使学生有效地掌握化学基本概念，最终促使学生提高学习化学知识的能力。文章就强化概念教学的必要性展开分析，对如何提高化学基础概念教学的效率和质量进行讨论。

1强化概念教学的必要性

首先，基础概念是化学知识学习的基本前提，是培养高中学生思维能力的重要因素，M行概念教学对高中化学教学有着重要的意义。其次，高中的学生已经处于思想成熟的阶段，大部分学生持有较高的求知欲，尤其在化学实验中，很多学生可以找到探究的乐趣。但是化学概念的学习就显得枯燥乏味，所以大部分学生在化学学习的过程中会出现重彼轻此的现象，高中化学教师需要采取有效的措施强化学生对化学基础概念的学习，纠正学生在化学学习过程中的一些偏差。最后，从整个化学学科的角度进行分析，概念教学是保证化学课堂效率的重要因素，但是化学基础概念往往具有一定的抽象性，且没有多种形式的教学方式，所以与化学实验相比，化学概念的学习显得乏味，高中化学教师应该不断的改进化学基础概念教学的手段，最大程度的提高化学教学的质量。

2高中化学基础概念教学核心构建的具体措施

2.1教学思路的设计

（1）新的课程标准要求在课堂教学的过程中，改变传统课堂教学中以教师为中心的教学格局，应该在教学的过程中充分体现学生的主体地位。让学生感受到自己受到了重视，从而积极主动的参与到教学实践当中来，所以教师在进行教学思路设计的时候，一定要充分的考虑到学生，保证教学设计能够适应学生的成长和发展，所以在化学基础概念教学设计的时候，教师一定要以学生的认知水平结构为基础，针对性的进行教学思路的设计。（2）高中化学教师要确定教学的思路，就需要对教材中基础的化学概念内容进行有效的分析，对学生既定的化学基本概念的掌握程度有所了解，然后才能确定整体的教学思路框架。例如，在学习电解质溶液概念的时候，教师应该了解到学生在初中化学中已经初步了解了什么是电解质，即在水溶液里或熔融状态时能电离进而能导电的化合物叫做电解质。在此基础上进行高中电解质溶液知识的扩充和拓展，如，电解质溶于水或熔融时能电离出自由移动的阴、阳离子，在外电场作用下，自由移动的阴、阳离子分别向两极运动，并在两极发生氧化还原反应。

2.2把握概念间关系

（1）概念间的关系分析是促使学生掌握化学概念的一种有效方法，教师在进行教学设计的时候，要用有效的方式让学生认识到化学概念间的联系，让学生在对比分析的过程中加深化学基础概念的掌握。（2）学生对概念的质疑已经上升到高中概念教学的较高层次，也是学生熟练掌握概念知识的结果，教师应该抓住这种绝佳时机，针对化学概念设置相关的疑问，让学生带着疑惑去深入化学基础概念的探究，最终了解概念的具体应用。（3）强化概念教学的最终目的是让学生掌握概念的基本内涵和本质，同时教师也要设置检验学生概念掌握程度的标准，了解学生基础概念的掌握情况。例如，在学习苯的性质和应用的时候，教师为了检查学生的基础概念掌握程度，可以将少量的苯倒入干净的试管中，将试管放入盛有冰水混合物的烧杯中，让学生观察实验的现象，发现当试管从冰水混合物中拿出时，液体变成无色固体。然后教师可以针对实验现象提问学生现象发生的原因，检验学生对苯的基本性质概念的掌握程度，学生回答：“因为冰水混合物的温度为0℃，苯的熔点高于0℃，所以在冰水混合物中能将苯由液体冷却为固体。”通过这种方法，不仅能够检验学生基础概念掌握的程度，还能激发学生学习化学的兴趣。

2.3培养学生对概念的概括能力

化学基础概念教学也要突破传统的教学思维，不能一味的用理论性的语言描述化学基础概念，应该通过实践探究，让学生用自己的语言总结概括化学概念。例如，高中必修2第一章第三节《化学键》中离子键概念的形成，教师通过演示钠与氯气反应的实验，学生观察到黄色火焰，并有大量白烟生成。然后教师提问：“氯化钠是怎样形成的？你能根据自己学习过的知识来解释吗？”学生回答：“钠原子最外层只有一个电子容易失去，而氯原子的最外层电子有七个电子，容易得到一个电子，在反应时，钠原子最外层的一个电子转移到氯原子的最外电子层上，形成钠离子和氯离子，钠离子和氯离子结合形成氯化钠。”然后教师总结钠离子和氯离子在空间位置上相对稳定，说明钠离子和氯离子之间存在一种束缚，这种束缚就是离子键。通过实践观察设疑，有效提高了学生概念的概括能力。

3结论

经过本文论证，在高中阶段化学基础概念的教学的过程中，化学教师要了解强化概念教学的必要性，通过教学思路的设计、概念间关系的把握、培养学生对概念的概括能力，有效地提高高中阶段化学基础概念教学的质量和效率。

参考文献

[1] 温海港.探讨高中阶段化学基础概念的教学[J].考试周刊，2015（56）.

量子化学基础篇3

关键词：交通基础设施；新疆；因子分析；可持续发展

一、引言

十三五规划纲要提出要构筑现代基础设施网络，完善现代综合交通运输体系，推动区域协调发展，深入实施区域发展总体战略。投资建设交通基础设施是发展各区域经济的必要前提，但是交通基础设施的不协调发展又会带来环境破化，资源浪费等问题，并产生相应的负面连锁效应，所以需要妥善地解决建设交通基础设施所带来的这些问题，建设交通基础设施必须坚定不移地走可持续发展之路。新疆在参与对接丝绸之路经济带的建设中具有特殊的地理区位、资源等优势，被定位为“丝绸之路经济带核心区”。按“一带一路的愿景与行动”的表述，要发挥新疆的区位优势和开放的窗口作用，深化与周边等国家的合作和交流，要发展成丝绸之路经济带上重要的交通枢纽、物流、文化、科学教育中心，打造经济带核心区。就目前来看新疆交通基础设施还比较落后，成为制约本区域发展和对外互联互通的瓶颈，为了实现新疆的跨越式发展，基础设施的现代化建设势在必行，交通基础设施在基础设施中处于十分重要的位置。因此，对新疆的交通基础设施进行可持续性评价是很有必要的。

二、文献综述

交通基础设施是区域经济可持续发展的强有力支撑和动力源泉，因其具有持续有效地为区域发展提供空间服务能力。（交通）基础设施的可持续发展是指其功能与各区域的经济、资源、环境、社会和生态相互协调，既能满足当地现有的相关需求，又不对当地未来需求构成某种程度损害的发展[1]。张生瑞等研究人员采用综合指数评价方法评价了公路交通可持续性，主要从可持续发展水平、能力和发展协调性这三个关键方面建立了相应的评价指标体系并进一步构造出评价模型[2]。该文章采用的评价分析方法以及模型特征概括出了公路交通可持续发展的重要指标和内在含义。宋孝斌综合系统地评测分析了多个中国中心城市的交通可持续发展状况。结果显示：这13个中心城市的交通发展现状迫切需要优化提升。因此，用可持续发展的观念进行城市交通基础设施建设迫在眉睫[3]。马晓松等相关人员将物元分析理论作为研究的基础，建立了项目可持续发展的综合评价模型并且对新疆阿拉尔—和田公路建设项目进行了综合、系统评价。[4]。韩传峰等人也曾使用物元法评价了基础设施的可持续性。以可持续发展标准、评测指标及其评价值为物元，构建了基础设施的可持续评价模型[5]。

三、研究方法与指标体系的构建

1、方法简介本文的主要研究目的是提炼出可以主要反映区域交通基础设施可持续发展的少数关键性的变量来对新疆交通基础设施可持续发展进行综合性系统性评价。在评价分析区域交通基础设施可持续发展水平中使用因子分析法，因其能够比较不同研究对象，定量描述出交通基础设施可持续发展指标体系中所选取指标间较为复杂的联系，可以解决所选指标之间相互影响制约，不能全面具体又独立的阐释交通基础设施可持续发展状况这一问题。2、指标体系为了使交通基础设施更好的服务于各区域经济可持续发展，首先要使交通基础设施空间服务能力满足区域的生态-经济-社会复合系统长期、高效持续发展的整体需求。本文主要依据科学原则、系统原则、可比较原则以及相互独立原则，并参考了董龙云[6]、周君[7]等人的相关文章，从发展性、协调性、可持续性这三个方面的具体内涵着手，建立了包括可持续发展水平、能力和协调能力的多层次评价指标体系，选取相关13个指标。

四、实证研究

1、数据来源数据主要来自2003-2016年的《新疆统计年鉴》、《中国统计年鉴》。以董龙云、周君等人的研究为基础，构建指标体系，选取了13个指标，即X1[GDP（亿元）]、X2[人均GDP（元）]、X3[第三产业占GDP的比重（%）]、X4[交通基础设施固定资产投资额（亿元）]、X5[货运量（万吨）]、X6[客运量（万人次）]、X7[高速公路占总公路里程比重情况（%）]、X8[城市每万人拥有公共交通车辆数（标台）]、X9[人口密度（人/平方公里）]、X10[公路里程（公里）]、X11[二氧化硫排放量（万吨）]、X12[全社会劳动生产率（元/人）]、X13[建成区绿化覆盖率（%）]。将这些指标录入SPSS20.0进行因子分析，得出新疆交通基础设施可持续发展因素系数矩阵。从相关系数矩阵中能够看出，表中的大部分相关系数都比较高，表明各变量存在着显著性较高的线性关系，可以提取公共因子。巴特利特球度检验统计量的观测值为381.428，概率值接近0，所以可认为相关系数矩阵和单位矩阵有显著差异，并且，KMO值为0.704。所以原有变量适合进行因子分析。2、数据处理分析用SPSS20.0分析得到因子解释方差情况，2个因子累计贡献率达91.23%，基本代表了新疆交通基础设施可持续发展的13个影响因子，因子提取的效果较为理想。对数据进一步处理可得出旋转后的因子载荷矩阵。可知X1、X2、X5、X6，X9、X10、X11、X12、X13、在成分1上有较高的载荷；X3、X4、X7、X8在成分2上有较高的载荷。第1个因子解释了包括GDP、人均GDP、社会劳动生产率、人口密度、货运量、客运量、公路里程、二氧化硫排放量、建成区绿化覆盖率在内的指标，可以解释为交通基础设施的经济基础、发展水平因子，占62.134%的贡献率。新疆经济快速增长，GDP增量比较可观，货运量和客运量也有较大幅度的增加。经济的迅速发展反过来也促进了交通基础设施的快速建设。但是经济的发展，交通基础设施的不断完善也对生态环境产生了一些负面影响，交运总量以及经济水平的提升带来的是对燃料消费以及污染排放的增加。第2个因子占29.096%的贡献率，主要解释第三产业的GDP占比、交通基础设施固定资产投资额、城市每万人拥有公共交通车辆数和高速公路占总公路里程比重，可以把这个因子解释为交通基础设施的直接驱动力和结构质量因子。新疆的第三产业占GDP比重可以说是新疆的经济结构的代表数据。公共交通是交通领域结构质量的代表参数，公共交通的协调可持续发展非常重要。高速公路是交通基础设施中的高质量基础设施，是一个地区交通基础设施的质量代表，高质量交通基础设施更能够促进人员和货物的快速流动。交通基础设施投资额是整个新疆对于交通的基础投资，是交通基础设施可持续发展的直接推动力，代表了国家以及地方政府社会对交通的重视。最后得出成分得分系数矩阵。原变量可以由各因子表示，进一步可写出因子得分函数，单纯从数量考虑，以方差贡献率为权重，可以写出评价函数：F=0.62134F1+0.29096F2，并根据评价函数计算得出各年份的综合得分。综合评价得分分值越大，说明该年新疆交通基础设施可持续发展状态越好。图4-1为因子得分的折线图，从图中可以看出除2015年外第1因子得分的变动趋势和总得分趋势大致相同，显示出逐年上升的趋势，可见近年来新疆经济发展给交通基础设施的可持续发展提供了保障。2015年出现波动的原因可能是我国经济新常态的出现使得驱动交通基础设施发展的经济总量因素不再片面追求高增长。第2因子得分变动趋势是先下降再上升，且与大趋势相比某些年份出现了波动，可能是特有区情导致经济发展以及社会受到影响，但仍能看出随着经济发展和科学技术水平的提升，新疆产业结构不断优化，交通基础设施质量在一定程度取得了发展，交通基础设施可持续发展水平逐步提升。从总的计算结果可以看出：早期由于新疆经济发展水平不高以及交通基础设施建设不够系统协调，导致其交通基础设施可持续发展程度较低；近年来，新疆经济取得了一定的发展，积累了一定的经济基础，也改善了本区域经济结构。总体上说新疆交通基础设施的建设取得了较大成果，交通基础设施的可持续发展状况较之前有很大提升，并且呈现出越来越好的趋势。

五、结论与建议

上述分析结果从一定程度上反映出新疆近年来交通基础设施可持续发展的现状和未来的变化趋势，可以说新疆社会经济发展状况是影响交通基础设施可持续发展的主要因素。随着国家发展战略重点的西移，“一带一路”战略的提出，新疆对交通基础设施的需求将不断增加，而新疆生态环境较为脆弱，经济基础相对较为薄弱，新疆交通基础设施的可持续发展问题依然十分严峻。新疆需要建立既能满足本区域经济发展又能推动丝路经济带核心区建设的交通基础设施。首先，新疆应加强对交通基础设施可持续发展重要性的认识，制定采用符合新疆实际的交通基础设施发展战略，既要从本区域角度出发又要从“一带一路”的整个格局着手。第二，要拓宽投资来源渠道，增加投资数量，提高投资效率，积极探索和完善新的交通基础设施经营管理体制。第三，应重点从交通基础设施覆盖率、高速公路总里程、基础设施内部的发展均衡度等交通基础设施的总量和质量结构方面加以改进。最后，为了进一步促进交通与环境的协调可持续发展，应采用包括加强对机动车污染排放的控制，优化改造交通系统，着重发展公共交通，推进相关交通道路的绿化建设，促进交通科技发展等有效手段做到绿色发展节能发展。新疆的交通基础设施可持续发展不仅关系到本区域经济社会可持续发展，也关系到推动“一带一路”建设中基础设施联通的重任，因此要把可持续发展的理念贯彻到交通基础设施发展的整体过程。

作者:曹建 单位:新疆财经大学

参考文献

[1]金凤君：基础设施与经济社会空间组织[M].北京：科学出版社，2012.

[2]张生瑞、邵春福、严海：公路交通可持续发展评价指标及评价方法研究[J].中国公路学报，2005，18（2）：74-78.

[3]宋孝斌：中国城市交通可持续发展水平的综合评价与对比分析[J].辽宁工程技术大学学报（社会科学版），2007，9（2）：148-150.

[4]马晓松、艾力•斯木吐拉、周家甄：基于物元分析的公路建设项目可持续发展评价[J].交通科技与经济，2009，11（6）：1-4.

[5]韩传峰、刘亮、王忠礼：基于物元分析法基础设施系统可持续性评价[J].中国人口.资源与环境，2009，19（2）：116-121.

量子化学基础篇4

关键词： 成都市；基础设施建设；经济增长；投资驱动；乘数效应；投资结构；西部地区

中图分类号： F124

文献标志码： A文章编号： 1009-4474（2017）02-0077-06

基础设施建设投资是经济持续快速增长的重要动力之一，也被认为是政府最有理由干预的经济领域〔1～2〕。Paul Rosenstein Rodan是较早对基础设施给予重视的经济学家，他在《东欧和东南欧国家的工业化问题》中研究了基础设施投资和其他部门投资的相互关系，并率先提出基础设施是与“私人资本”（Private Capital）相对应的一种“社会先行资本”（Social Overhead Capital），包括电力、交通、通讯等基础工业，它构成社会经济发展的基础结构。世界银行在1994年把基础设施分为两类，即经济基础设施与社会基础设施，前者主要包括电力、电信、交通等永久性工程构筑、设备和设施；后者则主要包括科教文卫事业。自基础设施概念提出以来，学术界对此的研究可谓汗牛充栋，但随着社会经济发展，人们观念的转变，对基础设施的理解也不仅局限于传统意义上的硬件基础设施，相反，以往被认为的公共服项目正在日益凸显其在经济社会发展中的重要作用，逐渐上升到了基础设施的高度，成为了推动整个社会经济发展不可或缺的重要条件〔3～5〕。

改革开放以来，成都市经济取得了快速的发展，1978年该市的GDP为35.94亿元，2014年达到10056.59亿元。与此同时，成都市全社会的固定资产投资也增长快速，从1978年的2.94亿元迅速增长到2014年的6620.37亿元〔6〕。本文以成都市为研究对象，对近年来的成都市基础设施投资和经济增长的数据进行分析，借助现代计量经济学的方法，建立多元回归模型，从实证角度分析成都市基础设施投资与成都市经济增长的关系，以及探讨成都市未来基础设施投资的方向，为成都市未来基础设施投资和经济增长持续健康稳定发展提供建议。

一、模型、变量与数据

1.因子分析多元回归模型

本文拟构建基础设施投资与经济增长的多元回归模型，为避免各项基础设施同时回归导致的多重共线性问题，采用因子分析法，其模型的数学表达式为：

2.数据来源与变量解释

本文选取成都市交通运输（货物发送量、旅客发送量），邮电通信，电力，教育，医疗卫生，文化传媒，社会保障，环境保护作为反映基础设施投资指标，以国内生产总值（GDP）作为反映经济增长的指标。数来源于1999～2015年《成都市统计年鉴》和《成都市财政年鉴》，根据实际数据和研究需要，进行相应的整理。

因变量（Y）：国内生产总值（GDP：亿元）；自量（X）：Xi1电力（亿千瓦时），Xi2社会保障（亿元），Xi3医疗卫生（亿元），Xi4文化传媒（亿元），Xi5环境保护（亿元），Xi6教育（亿元），Xi7货物发送量（万吨），Xi8旅客发送量（万人），Xi9邮电业务总量（亿元）。

二、数据标准化及检验

1.数据标准化

由于《成都市统计年鉴》关于交通运输、邮电通信、电力的统计口径不是以直接投资额度为标准，所以首先对原始数据进行标准化处理，标准化公式为：

2.可靠性检验

为了验证所收集的数据的可靠性和有效性，对数据进行Cronbachα可靠性检验（见表1），检验公式为：

一般来说a系数0.60～0.65认为不可信，0.65～0.75认为是最小可接受值，0.75～0.8认为相当好，0.8～0.9就是非常好。

表1的检验结果表明，所选17年统计数据100%有效，且a=0.965，大于0.9，表明数据的可靠性非常好。

3.KMO及Bartletts球形检验

KMO检验用于研究变量之间的偏相关性，它是比较各变量之间的简单相关和偏相关的大小（结果见表2），取值范围在0～1之间〔7〕，一般认为KMO统计量接近于1作因子分析效果最好，KMO大于0.9时效果较佳，0.7以上效果尚可，0.6时效果很差，0.5以下则不适合做因子分析〔8〕。Bartletts球形检验是检验相关矩阵是否为单位矩阵，即各变量是否各自独立。如果结果不拒绝原假设，说明所提取的公因子不是原始自变量的线性组合，存在各自独立提供信息的情况，不适合做因子分析〔9〕。

从表2的检验结果来看，KMO=0.798大于0.7，且Bartletts球形检验Sig=0.000小于0.05，由此可知各变量显著相关，即否定相关矩阵为单位矩阵的原假设，二者均通过检验，数据适合做因子分析。

三、实证分析

1.因子分析

数据标准化后，经过检验适合做因子分析，其具体步骤如下：

对成都市基础设施投资数据进行处理后计算得到表3所示的相关矩阵特征值、方差贡献率、累计方差贡献率。

由表3可知，有两个特征值大于1的主成分因子，可分别命名为F1、F2，其累计方差贡献率为93.943%，也就是说这两个主成分包含了原始数据93.943%的信息，远大于85%〔11〕，因此非常适合做主成分因子。

在最初生成的因子载荷矩阵中，各个主因子的典型代表变量不很突出，为更清晰地反映因子变量的含义，对其进行最大方差旋转生成旋转载荷矩阵，见表4。

旋转后第一组主成分F1上大于0.9的有：Xi1电力，Xi2社保保障，Xi3医疗卫生，Xi4文化传媒，Xi5环境保护，Xi6教育；主成分F1除了Xi1电力被认为是一般基础设施之外，其余均为高级基础设施，但考虑到本文电力统计指标是全社会用电量而非工业用电量，因此把主成分F1命名为高级基础设施因子。第二组主成分F2上大于0.5的有：Xi7货物发送量，Xi8旅客发送量，Xi9邮电业务，三者均为一般基础设施，因此命名为一般基础设施因子。

2.回归分析

根据表4因子分析结果，用所提出的公因子F1、F2为自变量，代表成都市基础设施投资，用Y作为衡量经济增长的因变量，用SPSS.19进行回归分析并建立多元回归模型（回归结果见表5和表6）。

根据表5和表6， 回归分析输出模型为：

Y=0.969F1+0.22F2+（-5.856E-17）。（11）

从成都市1999～2015年基础实施投资和经济增长的数据回归结果来看，R2为0.998，调整R2为0.986，回归模型的拟合度非常好，主成分变量显著性统计量sig.等于0，均小于0.05，即变量通过显著性检验，表明城市基础设施投资对经济增长的影响是显著的，整体回归效果良好。从模型来看，主成分F1高级基础设施因子，主成分F2一般基础设施因子均是影响成都市经济增长的重要因素，其中高级基础设施投资对经济增长的影响更是达到了0.969，表明高级基础设施投资每变化1个单位，经济增长就变化0.969个单位；一般基础设施投资每变化1个单位，经济增长变化0.22个单位。由于-5.856E-17是一个极小变量，约等于0，因此可忽略不计。

四、结果与讨论

基础设施建设投资主要通过两种渠道影响经济增长：一是改善现有基础设施，优化经济增长物质基础；二是作为一种生产要素投入直接作用于经济增长〔12〕。通过对成都市基础设施投资与经济增长关系的系统性研究，发现：

（1）成都市基础设施投资和经济增长有着显著的相关关系〔13〕，基础设施直接和间接影响着经济的增长，特别是重要的基础设施更是经济发展的先决条件，基础设施投资不足对经济增长的阻碍也是显而易见的。

（2）高级基础设施成为成都市经济增长的重要影响因素。随着经济结构的转型升级，以及一般基础设施几十年大规模的持续投入和不断完善，教育、科技、医疗卫生、社会保障、环境保护等高级基础设施成为决定成都市经济持续增长的重要条件。

（3）成都市基础设施投资从时间结构上看稳步增长，但增长率波动较大；从行业结构上看还不是很合理，高级基础设施投资明显不足。

（4）成都市基础设施投资主体和资金来源相对单一，政府仍然是基础设施投资最大最稳定的主体，部分基础设施投资存在垄断和较为严重的进入壁垒。一方面高级基础设施投资不足，另一方面民间资金却很充裕，资金供需矛盾突出。

（5）本文立足于2014年世界银行对基础设施的最新定义，即基础设施包括一般性基础设施（铁路、公路、机场、ICT）和高级基础设施（教育、科技、医疗、社保、环保）。研究结果表明，基础设施投资与经济增长呈正相关关系，其中高级基础设施投资对成都市经济增长的影响大于一般性基础设施投资，表明成都市基础设施投资和经济发展进入了一个新的阶段，这也是以往研究当中没明确区分的部分，以往的研究多侧重一般性基础设施投资对经济增长的影响，并未明确划分高级基础设施投资以及探讨其对经济增长的影响，这也是本文值得借鉴的一点创新。

（6）从模型的回归结果来看，教育、社会保障、医疗卫生、环境保护、等高级基础设施对成都市经济增长的影响达到96.9%，交通和邮电通信一般基础设施对经济增长的影响为22%。但考虑到基础设施投资具有很大的外部性，特别是大型基础设施投资和建设周期较长，发挥经济影响力也存在较大的时滞，同时一旦建成其使用周期也很长，因此交通等一般基础设施对经济增长的实际影响应大于理论计算。加上成都市部级开发区―天府新区的落成，未来一段时间交通等一般基础设施建设仍然是成都市基础设施投资的重要领域。

（7）基础设施投资对成都市经济增长的巨大推动作用一方面反映出成都市基础设施总量欠缺，投资需求依然很旺盛；另一方面也表明当前成都市经济增长仍然是靠大规模的基础设施投资来拉动，其投资驱动模式依然是经济增长的主要方式〔14〕。与此同时成都市居民储蓄余额达到近万亿规模，蕴含了巨大的潜在消费能力。如何更好的刺激消费拉动内需，让主要依靠投资驱动经济增长的模式，转变为投资+消费协调带动经济增长模式，成为成都市经济可持续发展和经济结构转型升级的关键。

（8）由于统计口径原因，部分基础设施投资不是直接投资支出额，且本文分析方法也并非完美，因此结论难免有不足之处。后续研究应重点关注高级基础设施投资对经济增长的影响，同时基础设施投资和经济增长的研究重点不应局限于数量增长，更应关注质量提高，关注基础设施投资对经济结构转型升级的促进作用。

参考文献：

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〔2〕李 梅.我国基础设施投资与经济增长关系研究〔J〕.特区经济，2009，（12）：294-295.

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〔12〕孙 早，杨 光，李 康.基础设施投资促进了经济增长吗――来自东、中、西部的经验证据〔J〕.经济学家，2015，（8）：71-79.

量子化学基础篇5

形象化教学法，是指用日常熟悉的、简单的、容易理解的现象解释陌生的、复杂的、抽象的、不易了解的事物和不易理解的概念。形象化教学能有效地加深学生对抽象概念和事物的理解。

电工电子技术基础是中职学校工科类专业的一门重要专业基础课，但中职学校学生基础普遍较差，抽象思维和形象思维能力较弱，学习起来难度较大。笔者认为只有精心选择与新课有关的模型，让学生在看得见、摸得着的情况下获得初步印象，才有利于学生对新知识的理解和接受。在多年的教学中，笔者尝试将形象化教学运用到电工电子技术基础课程的教学中，收到了较好的效果。

一、用水使电形象化

电工技术基础第一节课就是“电的概念”，电看不见又不能摸，要想掌握它的特性，仅靠课本上的介绍和自己的想象，是难以理解的。而水是我们非常熟悉的事物，它不仅看得见，也能摸得着，所以我们对它的物理性质很了解。

如果教师把电比喻成水，则电流、电压、电阻、欧姆定律等概念就很容易理解了。把电看成水，则电流相当于水的流量，电压相当于水的压力，电阻相当于水流的阻力。水管中水压越大水流也越大，水流受到的阻力越大水流就越小。利用水的这些现象学生就可以很容易理解欧姆定律，即电路中的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻成反比。

二、用饭桌使半导体材料硅形象化

电子技术基础的第一章是讲半导体器件，它是学好二极管、三极管的基础。但是学生很难理解半导体材料硅或锗的导电特性。而对于饭桌，学生则很熟悉。学校的每张饭桌都有固定的四个座位，不能随便移动，这正好用来比喻硅或锗原子的结构，把桌子比喻成原子核，把座位比喻成空穴，把座位上坐的人比喻成电子。中午开饭时，假设刚好每个座位上都坐上了学生，这正如硅或锗原子的最外层电子结构。当某位学生离开座位到处走动时，该学生就成为了“自由电子”，而他坐的座位空了，就成了“空穴”；这时，其他座位上的学生走过来坐在这个空位上，填补了这个空座位（空穴），而他原本坐的座位则空了，形成新的空座位（空穴），然后又有别的学生过来坐在这个空座位（空穴）上……这一状态一直持续下去，所以空座位（空穴）和学生（自由电子）一样是可以移动的。当自由电子（离开座位的学生）都向某个固定方向移动时，就形成电子导电，而空穴（空座位）就以相反的方向移动，形成空穴导电，这就很好地解释了半导体的两种导电特性。当半导体材料硅中掺入磷杂质，此时自由电子数量多于空穴数量，相当于离开座位的学生人数多于空座位数量，这种半导体主要靠电子导电，称为电子型半导体或N型半导体；当半导体材料硅中掺入铝杂质，此时空穴数量多于自由电子数量，相当于食堂内空座位的数量多于离开座位的学生人数，这种半导体主要靠空穴导电，称为空穴型半导体或P型半导体。

三、用水龙头使三极管形象化

三极管是电子技术基础的核心内容，只有掌握了三极管的知识，才能学习后面的基本放大电路、负反馈放大电路、功率放大电路等知识。但是学生刚接触三极管时感觉难度较大，特别是对三极管三只脚的识别、三极管的电流放大作用、三极管的三种工作状态等知识点都无法理解。而水龙头谁都见到过，在讲解NPN型三极管电流放大电路时用水龙头来比喻再合适不过了。首先，NPN型三极管的符号就像水龙头的外形，三极管的发射极像水龙头的出水口，发射极上的箭头指示水流方向，水龙头上旋转的把手好比三极管的基极，水龙头的进水口则好比三极管的集电极。其次，它们的工作机理也相似，当我们不打开水龙头时就没有水流――正如NPN型三极管电流放大电路中基极不加电压时，三极管集电极没有电流，此时的三极管处于截止状态；当我们用手慢慢旋转水龙头的把手，水龙头就流出水来――正如我们慢慢增加基极电流，集电极就有电流；随着我们继续旋转把手，水流就会越来越大――正如我们继续增加基极电流，集电极的电流就会越来越大，水龙头的出水量是由对水龙头把手的旋转程度决定的，正如三极管集电极电流的大小是由基极电流的大小决定的，此时的三极管处于放大状态；而当水龙头的水流量已经达到最大时，我们再继续旋转水龙头的把手，此时水流量也不会再大――正如三极管集电极电流达到最大时，即使再加大基极电流集电极，电流也不会增大，此时的三极管处于饱和状态。

量子化学基础篇6

关键词：仿真技术；电工基础；电子线路

随着教育改革的不断深化，职教界日益重视专业技能型人才的培养，各职校在专业课程教学方面投入了大量资金，引进了一系列先进的专业实验教学设备，有效改善了专业课程教学条件，但一些学科仍然采用传统的教学模式，严重影响了学生学习专业课程的积极性和主动性，尤其是电工基础与电子线路课程实验教学。

一、传统实验教学模式存在的问题

1.电工基础与电子线路课程实验教学与理论教学存在脱节现象

实验教学与理论教学分开的教学方式，存在一些弊端，主要体现在以下几个方面：

（1）实验教学与理论教学处于分离状态，由不同的教师在不同的位置分开进行实验教学与理论教学，这样在很大程度上容易导致电工基础与电子线路课程实验教学内容与实践教学内容出现脱节状况。

（2）实验教学与理论教师分离之后，教师在开展实验教学的时候，要将与实验教学相关的理论知识重复讲述一遍，使电工基础与电子线路课程教学内容出现重复现象，无法有效地将理论与实验有机地结合在一起，导致实验难度增加，实验教学效果不理想。

2.电工基础与电子线路课程实验教学内容老套、方法单一

现阶段，教师讲解实验原理，在教学中进行操作示范，然后指导学生根据实验指导书中规定的流程完成实验，这种单一的教学方法在很大程度上影响了学生对于电工基础与电子线路课程的学习兴趣，没有将学生作为教学中的主体，即使学生认认真真地完成了实验，也无法使学生全面了解、掌握实验内容，从而降低实验教学效果。

3.电工基础与电子线路课程实验教学手段滞后

一些职业院校为了解决师资力量、实验设备以及实验教师不足等一系列问题，每一个班级中的人数通常规定在45～55人之间，由于学生的人数比较多，而且每一名学生在文化素质方面存在一定的差异，整体上缺乏良好的学习习惯，如果教师在实验教学过程中采用传统的实验教学手段，直接将学生带到相关实验室中开展实质性的教学实验，虽然教师在实验教学中对相关的实验内容进行了讲解、示范演示，但是还有很多学生需要在教师的指导下才能够有效地完成实验任务，这在很大程度上会影响学生学习电工基础与电子线路课程的积极性和主动性。

二、教学改善策略

1.计算机仿真技术融入课堂教学

教师在理论教学过程中，使电工基础与电子线路课堂教学变得更加生动、形象，然后让学生使用电脑对理论知识进行实验验证，将理论教学与实验教学有机地结合在一起，学生通过实验操作能够加深自身对于理论知识的理解，由被动状态转换为主动状态，充分调动学生在电工基础与电子线路课程学习中的积极主动性。

目前，Multisim10计算机电子仿真实验软件在电工基础与电子线路课程实验教学中的应用范围比较广泛；Multisim10计算机电子仿真实验软件所提供的虚拟仪器设备与电子元器件同实际的仪器设备相比较，在操作方法、外形等方面十分相似，学生在仿真实验中进行反复的观察与操作，不仅能够加深对电工基础与电子线路理论知识的理解，还能够了解与掌握相关仪器设备的使用方法，这样能够在很大程度上提高实验教学的效率与质量。

2.重视实验结构的优化，将实际实验与仿真实验结合在一起

为了改变电工基础与电子线路课程实验教学中老套、单一的教学方法，在电工基础与电子线路课程实验教学过程中，采用实际实验与仿真实验有机结合在一起的教学模式，在实验教学中应用Multisim10计算机电子仿真实验软件，具体方法是：首先，教师指导学生使用电脑进行仿真实验训练，使学生了解与掌握电路的调制、构成与仪器设备的使用方法，然后再引导学生在实验室中进行实际实验训练。这种教学方式能够在很大程度上防止学生在实验过程中出现盲目性，提升电工基础与电子线路课程实验教学的效率与质量。

教育工作者应当重视电工基础与电子线路课程实验教学方式、模式的转变，运用计算机仿真技术改善电工基础与电子线路课程实验教学，不仅能够有效地提升教学效率和质量，解决传统教学模式中存在的问题，还能够为职业院校介绍大量的财力、物力以及人力。

参考文献：

量子化学基础篇7

关键词：中等职业 电子基础 有效促进 教学质量

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）09-0199-01

随着现代科技水平的迅猛发展，社会对劳动者的知识、能力及创新精神的要求也越来越高，职业教育也要适应社会发展的需求，坚持以就业为导向，以服务为宗旨，推行全面素质教育，培养具有综合职业能力的应用型人才。然而，中职学生基础薄弱、学生素质较差，目前电子基础课程教学内容多数不适应现在学生的实际认知和接受能力，造成学生理论学习和实践操作困难。针对这一现状，本文拟对中职电子基础课程教学进行探讨。

一、注重习惯养成，重视基础教育

中等职业教育的学生基础知识薄弱，对学习缺乏兴趣，容易产生厌学情绪。而良好的行为习惯和学习方法是学生在学习上取得成功的有利条件。因此，在平时的教学过程中，对他们的不良行为、习惯多督导，课堂上多提一些他们能回答的问题，让他们有更多的锻炼和表现机会，并关注他们的情感，尊重他们的个性，营造良好的学习环境，帮他们树立自信心，从而有效促进课堂教学。

电子基础理论课教学，要求任课教师在开学初就要制定以就业为导向、岗位需求为目标的教学计划；并在授课时，根据需要落实相关的基础知识教育。如：电子基础课中对基本元器件二极管、三极管的教学时，我们除了对它们的符号、结构、功能分析外，还要有实物让学生认识，并知道它们外部引脚的排列和动手实验来验证特性等。从而落实了专业基础知识教育，也对学生的实践动手能力有一定的提高。为今后的继续发展打下良好的基础。并根据社会发展，优化教学大纲，每年对理论教学计划进行修改，使教学内容与职业岗位能够较好的衔接。

在课程教学过程中，要注意引导学生重视理论知识的学习和应用，进而认识到在实践生产中要严格执行技术规范和标准，如：亚龙科技公司在我校的《电子产品生产车间操作规程》和《产品生产规范》等，是保证作业者安全生产和产品质量的关键。

二、优化教学内容，开发校本教材

随着现代教育技术的快速发展，传统的经典教材内容相对陈旧，形式相对呆板，缺少有趣的实验内容。.教材更新速度慢，缺乏对新知识、新器件、新工艺的涉及等，无法满足社会、市场对人才的需求，不能适应现在学校教学的需要。与此同时，中职学生基础知识薄弱，学习表现比较落后等，为了使学生能够更好的获取知识，为将来就业、创业打下良好的基础。中等职业教育应该积极打破传统的课程设置、教材编排模式，可以根据社会需求情况，增减、修改已有的课程和教材内容，使它们更具有合理性、针对性，为更好的提高课堂教学效果，培养学生的动手实践能力提供理论基础。

同时根据学校的具体情况、地方经济发展对人才的需求，学校可以在教学大纲的统一要求下，结合本专业特点、用人单位的要求及专业的发展方向，开发校本教材，如：我校电子专业的老师结合校企合作的“双证融通”模式，把无线电上岗操作证和无线电初级证、中级证这些职业资格标准融入校本教材中，实现学校教学和企业生产“零对接”的教学模式，为学生的就业搭建更好的学习平台。这样编写出来的教材有利于学生学习的需要，也能满足地方企业对人才的需求。

三、电子基础课程教学方法创新

1.现代教育技术的运用

在电子基础教学过程中引入多媒体教育技术，可以把有些比较抽象、难以理解，虽然实验可以演示，但其过程无法看到的内容，利用多媒体课件给逼真的显示出来，有利于学生掌握和理解。例如： 三极管内部载流子的运动情况如图1-1所示，采用传统教学手段，不够逼真形象， 而采用多媒体课件，则可以将微观现象有形化、动态化等。

同时在教学过程中使用 Protel99SE仿真软件教学，能使原来枯燥乏味的内容变得更加直观、形象生动， 容易激发学生的学习兴趣。比如： 一个单管固定式放大电路，用传统的教学方法，对输入、输出电压波形的变化和失真情况进行理论分析，会比较抽象、缺乏直观认识。如果我们用Protel99SE仿真实验则可以直观的看到它们之间输入和输出电压相位相反的关系。

2.理实一体化教学

目前，中等职业学校电子基础课程设置和教学大多把理论和实训课分开不同的老师上，从而造成理论教师注重理论知识传授，而实训教师注重技能实践，最终导致理论与实践脱节，教学内容不能合理统筹。？造成教育资源浪费，影响课堂教学质量的提高和技能型人才的培养。

而在教学过程中引入理实一体化教学模式，能充分实现理论学习与实践训练一体化。改变传统理论教学和实践教学分离，注重在做中学、学中做，让学生在实践中去学习理论知识，在理论知识学习中去实践。如：基本放大电路实验，通过电路接线、电压测量等来分析电路的工作情况。如：当Rb阻值改变时，测量三极管各脚的电压来分析三极管处于那种工作状态。让学生能够更好的理解静态工作点设置的是否合适对电路的影响等。同时在实践的过程中培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，增强教学的直观性，充分调动学生学习的兴趣和积极性，提高课堂教学的有效性，实现理实一体化教学。

3.技能小助手

技能小助手是指在课堂教学中和老师一起帮助解决同学们一些实践问题。当他们解决不了时在由老师出面解决。技能小助手的产生是通过兴趣小组，选择一小部分同学，经过先期培养达到一定要求的学生。课堂上采用技能小助手让他们去辅导动手能力差的学生，可以让学生在规定的时间内能够顺利地完成作品。同时让老师有更多的时间对个别问题进行解答和更好地控制课堂，而且同学与同学之间的讨论与指导，更能让他们接受和理解，还方便在讨论中共同进步。从而有利于促进课堂教学质量。

总之，在电子基础课程教学的探索中，我们应该立足本校的实际情况，以就业为导向，以服务为宗旨，树立创新意识，更新教学策略，实施创新教育。激发学生学习专业课的兴趣和积极性，有效促进课堂教学质量。

参考文献

量子化学基础篇8

关键词 模块式教学 基础理论 基础实训

Abstract Professional education is faced of significant change in order to achieve its service function. Actually， the system of curriculums should be established at the aim of developing the students’ capacities. After that， they could be prepared for their career. Hardly can the reform of the pattern of education in the specialty of mold be waited.

Key Words The Pattern of Education Fundermental Theory Elementary Practice

经济增长方式的转变与社会转型，职业教育要实现其服务功能必定面临着重大的转变，在培养模式上，传统的以学校为主，向校企合作培养模式的转变，在教学内容上，从偏重文化教学和理论知识传授向重视就业技能和发展能力的转变，从重视学科研究与专业教学内容转向注重实践，理论与实践相结合的教学内容转型。高职高专院校专业的培养目标是为社会培养高技能应用型人才，高职高专院校在发展的过程中应不断调整专业结构，以适应社会经济发展对高技能应用人才型的需求，同时也促进自身的发展。据此应把拓宽专业口径，课程体系合理、教学内容优化、实践动手能力强，社会适应面宽，作为本专业的教学基本思想，将模具设计理论、实践与及计算机应用融合为一体，加强针对性、突出实践性、强调新技术、培养综合素质进行模具专业的模块式教学的改革中来。模具专业的模块式教学分为三个模块：基础教育模块；专业基础教育模块；专业教育模块。其中专业基础教育模块分为：专业基础理论模块，专业基础实践模块。

一、专业基础理论模块

专业基础理论要以素质为基础，以能力为本位，对专业基础理论应进行系统优化，有机整合，突出职业教育的特色。在课堂教学上应与生产实践和社会环境相结合，理论指导实践，实践促进理论教学。专业基础理论模块包括：电工电子与测量技术基础，机械制图与CAD，机械设计基础，机械制造基础，液压与气压传动。

1、电工电子与测量技术基础。电器设备及控制在各个领域中均扮演着关键角色，发挥着越来越重要的作用，掌握电工电子和测量技术的初步知识成为工科各专业学生的基本要求。必须指出的是，“电工电子与测量技术”是一个理论性、专业性、应用性均较强的课程，所涉及教学内容广，内容本身也较难掌握。如何在规定的学时数内使学生掌握电工电子技术的初步知识，为模具专业的学生在今后的学习和工作中更好地利用和发挥打下坚实的基础成为教学实施的难点。教学应理论与实践相结合，减少繁琐的数学推导，增强物理概念，清晰的图解分析，缩减课时，力求少而精。

电工电子与测量技术基础包括电路基础、直流、交流电路和三相交流电分析、计算。模拟电子技术、数字电子技术基本理论和电工电子测量技术。

2、机械制图与CAD。机械制图与CAD这课程是一门研究用正投影法绘制和阅读机械图样的技术基础课。主要解决机械设计制造中技术信息的图样表达问题，以及与图样绘制有关的机械设计、制造工艺问题。培养学生具有一定程度的识图能力、读图能力、空间想象力和思维能力以及运用CAD软件绘制机械图样的方法和技能。侧重点在视图理论，零件图与装配图制作，熟练运用CAD软件绘制机械图样，授课以课堂为主，运用多媒体教学方法，采用冷冲模和注塑模中零件或装配体实物，提高学生的兴趣和看图、制图能力，使学生具有计算机辅助设计绘图的应用和开发能力，为以后的PRO／E或UG软件的学习打好基础。

机械制图与CAD包括制图基本知识；投影基础；组合体机件的表达方法；标准件与常用件；零件图与装配图、公差与配合。机械CAD基本概念、基本绘图、操作命令、计算机绘图、图形编辑、显示、设置、查询、层、块、形、属性以及尺寸标注、图形输入、输出以及程序设计。

3、机械设计基础。《机械设计基础》主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、机构特点、基本的设计理论和计算方法。它是模具专业一门重要的技术基础课，该将为学习专业课程提供必要的基础。通过本课程的学习和基础实训，可以培养学生初步具备运用相关知识、手册设计简单传动装置的能力。教学要以培养学生综合设计能力为主线，以应用为目的，以“必须、够用”为度，以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定本课程的主要内容和体系结构；恰当的处理本课程的基本理论、基本知识、基本设计方法和现代设计理论、设计方法之间的关系；并且注重设计与制造有机结合、机电有机结合、理论与实践有机结合；重视工程综合教育和素质教育，重视课程之间的科学分工和有机联系；在教学内容组织安排上，加强针对性和实用性，重视工程实践和综合教育，克服课程内容陈旧，结构固化，偏重自身完整性，教学内容组织缺乏弹性、轻视实践教学等问题。把基本理论与综合教育、素质教育、能力培养融为一体；教学内容和现代化教学方法融为一体；科研和设计教学融为一体；理论教学和实践教学融为一体；课内教学和课外辅导、课外练习融为一体；常规设计方法和现代设计方法融为一体的新的教学模式。

《机械设计基础》包括工程力学、机械原理、机械零件及课程设计

4、机械制造基础。《机械制造基础》课程是实践性很强的专业基础课。目前许多职业院校都是先安排金工实习，然后安排课程教学。这样学生在金工实习时缺乏必要的理论指导，有一定的盲目性，而在随后的课堂教学中又因实践不足影响了对理论知识的理解。进行《机械制造基础》课程理论教学改革就是要将理论课教学与实践操作有机地结合起来，理论教学促进实习效果，实习效果的提高又反过来促进对理论知识的理解，全面提高理论课和实习的教学质量。实践的结果证明理论与实践结合现场教学改革确实全面提高了理论课和实习的教学质量，提高了学生的综合素质，反映良好。

机械制造基础包括金属材料与热处理、模具材料、制造技术、切削机床、互换性原理与测量（尺寸与尺寸链部分）、金属切削原理与刀具、机械加工工艺及金工实习、机床夹具，机械加工工艺编制。

5、液压与气压传动。液压与气压传动是当代先进科学技术之一，它不但渗透在各种工业设备中，而且是科学实践研究，自动化生产的有机组成部分。对液压、气压元件，应着重于基本原理、结构特点，应用及选择方法。对基本回路和典型系统，则结合在实际中所用回路和系统进行分析，以提高学生分析、解决问题的能力。同时，使学生充分意识到液压传动与气压传动技术是今后从事研究工作、技术工作所必须具备的基本知识。

二、专业基础实践模块

理论与实践有机结合是课程体系建设中的一个老大难问题。课程可以为学生提供学科理论基础，但无法提供最受企业关注的“工作过程知识”和基本工作经验，其提供的职业学习机会与职业实践的关系是间接的，因此从根本上难以满足企业和劳动市场的要求。专业基础实践应从传统的重视理论知识的传授向重视理论实践一体化转化、从校内课程为主，重视学科性与专业性向校内外学习与工作经验的一致性；行动导向重于书本知识转化。

专业基础实践模块包括：机械制图与CAD实训，机械制造基础实训(含金工实习)，电工与电子基础实训，机械设计基础实训。

1、机械制图与CAD实训。《机械制图与CAD》实训目的是培养学生有绘图读图能力。在教学过程中，除了必要的理论知识外，还应进行全面的综合应用训练。一是部件测绘。小至修配被损零件或对原有设备进行技术改造；大到对引进产品实施“反求工程”，测绘技术都是一项重要的基本技能。二是软件的综合运用能力。主要掌握计算机辅助绘图的基本命令和基本知识，使学生具有较强的数字化绘图应用能力和实验技能。以机械工程图的二维平面绘图为主，以三维实体设计为辅。整个实训中结合冷冲模和注塑模中零件和装配体的测绘，使学生能按照国家标准正确而快速绘图。并参加Autodesk公司的认证考试，获得全球通用的AutoCAD工程师证书，以适合于企业工厂绘图员岗位的需要。

2、电工与电子基础实训。柔性教学环境，集成化管理，校企共建基础实验是高职电工与电子实践教学的重要组成部分．在培养学生的技术应用能力和职业技能中起着重要的作用。实验教学具有综合性、现场性、开放性和双主体性四个主要特征，最终能实现基本技能、专业技能、技术应用或综合技能三大基础实训教学任务。电工与电子基础实训过程中应根据不同的教学内容采取“先讲后做，边讲边做，或项目导入(先做后讲)”等多种教学方式，在实验项目的设计上，充分考虑到高职学生的知识背景和接受能力，设计基本实验(验证性)，提高型实验(综合性实验、应用性实验)和创新型实验等三种类型的实验项目，以全面培养高职学生的技术应用能力和综合职业能力。

3、机械设计基础实训。采用任务驱动型的教学方法，以学生为中心，充分利用现代计算机多媒体技术与传统教学改革相结合，力求适应高职教育的应用性、针对性、岗位性、专业性的特点。将知识性与实用性融为一体， 实验项目中分成基本实验和综合设计性实验两个层次，虚拟实验和工程案例与学生操作有机结合，保证基本实验教学，不断扩大综合设计实验，鼓励学生课外开展科技制作。机械设计基础实验面向实训，符合技能培养为本位的高等职业技术教育目标即培养技术应用型人才，注重职业技术能力和管理素质的培养和学生自我发展、自我提高的能力培养。实验教学中多媒体技术应用与CAD在机械设计中的应用、机械设计基础课程设计的实践性环节相辅相成。

4、机械制造基础实训(含金工实习)。为避免学生在实训时缺乏必要的理论指导和在随后的课堂教学中又因实践不足影响了对《机械制造基础》理论知识的理解，应该将理论课课堂教学与机械制造基础实训同步；基础实训，生产实践和社会环境相结合。无论是《机械制造基础》课程还是基础实训，所有内容都与生产实践关系密切。在进行课堂教学和基础实训时结合实际生产会使得教学和实习内容丰富、生动。学生们在接受理论知识和实践训练的同时还可了解生产现状、了解新技术的应用状况、了解理论知识与生产的相互关系，提高他们的学习积极性并培养他们解决问题的能力。《机械制造基础》基础实训与社会环境的结合，让学生进入了一个更大的课堂，提高学生对社会的关注和对自己社会责任的认识。除了学习工艺技术外，还将注重学生的个人素质的培养，包括纪律、群体相处、活动能力、人际关系、管理意识、工业安全、环保意识及领导才能等。

三、结束语

模具专业的模块式教学改革，课程体系体现了以就业为导向，以能力为本位的人才培养特点，并形成职业能力培养系统化课程，突出了实训，并与理论教学相辅相成，符合技术应用性人才培养规律，针对专业培养目标，以单元课程改革为基础，进行了课程整合和新课程开发，建立了一套科学、规范、稳定的专业培养方案（或专业教学计划），并能够根据产业和经济结构变化适时调整和更新。

参考文献

1.邓泽民.职业教育课程设计[M].中国铁道出版社，2006.7

量子化学基础篇9

关键词：高分子材料与工程专业；有机化学；教学现状；教学改革

有机化学是化学学科中的一个十分重要的组成部分，它的主要研究对象是有机分子，从有机物结构入手，研究有机化合物的化学性质，在分子水平上探知未知世界的基础学科。在我校，有机化学是面向化工学院、药学院二年级，以及海洋学院一年级学生开设的专业基础课程，是“大类培养”的主干课程。通过有机化学课程的学习，可使化学类学生掌握有机化学领域的基本理论、基本知识和实验操作技能，把握有机化学发展领域的新概念、新动向和新技术，同时为后续专业课的学习打下坚实的基础。

1.教学现状

在工科院校，有机化学的教学课时“缩水”，如我校有机化学虽然是“大类培养”的重要专业基础课，但是其课时数被压缩到64个学时，教师必须在一个学期之内完成教学。而有机化学作为高分子材料与工程专业的基础课，是高分子化学、高聚物合成工艺学、高分子材料学等后续专业课的基础，学生必须在有限的课时数里掌握《有机化学》这门课程，难度大，任务重。另外，由于江苏省高考制度，较大部分的学生高中阶段选修的“物生”，进入大学后化学知识特别是有机化学基础知识非常薄弱，一个教学班级里，学生的化学知识水平参差不齐。通常是刚进入大学的第一学期学习无机化学，对于选“物生”的学生来说，没有化学基础，一开始就挫伤他们学习化学的自信心。学习有机化学时，多数学生对有机化学的学习有畏惧感。如果入校时对专业认知不够，不能看到有机化学学习对高分子材料与工程专业学习的重要性，更是对有机化学失去兴趣。再者，有机化学课程自身的特点，由于有机物数量多，结构多变，机理难掌握。而工科院校的有机化学课时数又被压缩，教师为了教授完大纲的教学内容，不得不采取“满堂灌”教学方法，使得学生缺乏主动获得知识的能力，被动“填鸭式”教学必然导致教学效果不理想。一学期教学结束，发现学生知识掌握不好，除了少部分拔尖的学生，大部分学生对这门重要的专业基础课一知半解，学到的有机知识很少。

2.教学改革

结合有机化学学科规律，针对高分子材料与工程专业特点，对教学内容进行优化、取舍；改进教学手段，选聘高年级本科生、研究生做助理班主任，让他们参与本科生教学，形成多元化的本科生教学队伍；改革考核方式，实现高分子材料与工程专业有针对性的考核方式，教考分离。（1）改革教学内容有机化学的教学关键是引导学生“有机”这一学科，不同于其他几门基础化学课，有机化学基本不涉及计算，不涉及公式，说的是图片的拼接，化学键的断裂与重组，以构建新的有机分子。那么，在教学过程中如何引导学生使用“有机思维”思考问题才是关键。当我们谈到如何面对课时数被压缩这个问题，如果抓住“引导学生进入有机化学这个学科”这个关键问题，就能依据高分子材料与工程专业的培养方案，深入分析研究教学大纲和教学目标，对教学内容进行取舍。在改革教学内容时，还要考虑以下两个方面问题：一是研读多种版本的教材，最新版本的中、英文有机化学教材和专著等，从不同研读、分析深度的教材方面，准确把握“基础有机化学”教学重点、难点，结合高分子材料与工程专业的特点来取舍教学内容。二是关注高分子领域的研究前沿，发展动态，结合传统的知识，推陈出新，把最新的知识信息教授于学生，引导学生了解最新的前沿，激发他们的兴趣，使之感觉到目前所学知识的有用性。（2）改革教学手段我校近年实施了一项“班主任助理”制度，选派高年级本科生、研究生担任本科生班级班主任助理，取得了很好的教学效果。高年级本科生、研究生参与本科生教学，形成多层次、多元化的本科生教学队伍。高年级本科生已经学习了有机化学专业基础课，经历过有机化学的学习和考核，有自己的学习方法和技巧；他们已经进入高分子材料与工程专业课程学习，对哪些知识对专业课学习重要有切身体会；他们与低年级学生同属于一个年龄阶段，有更多的共同话题，沟通交流更容易，帮助学生及早发现自己的优缺点，扬长避短。高分子材料与工程研究方向的研究生，通常具有扎实的专业基础知识，已经接触了专业的前沿研究方向，可以对高分子材料与工程专业低年级学生的学业、思想及心理等方面给予关心和指导。而且本科生可以在研究生的带领下主动做一些创新创业项目，这使得本科生更清楚自己在课堂学习中哪方面有不足，增强本科生对基础知识学习的热情，使他们在有机化学课堂学习中更积极、努力。（3）改革考核方式良好考核方式可以极大地促进学生的学习热情，提高他们学习的积极性。目前，我院不同专业实行统一考试，如环境工程、化学工程、安全工程和高分子材料与工程等专业统一出卷，流水阅卷、统一登分，做到公正、准确。但是，这种“统一”的方法抹杀不同专业对有机化学需求的不同，使得教师和学生忽视基础课对后续专业课的影响，结果是为了考试而学习，不能真正掌握自己专业需求的有机化学知识。为了提高学生的整体素质和学习积极性，我们应实现不同专业单独出卷、单独考核的方式。卷面上可以体现出适合高分子材料与工程专业的题目，结合他们的后续专业课程。哪些知识是有机化学这门课程必须掌握的基础知识，哪些知识是关联高分子材料与工程的专业知识。同时，建立针对性的有机化学试题库，使学生接触更多不同的题型，拓宽知识面。建立适合高分子材料与工程专业的有机化学试题库，有机化学课程理论考试按照一定的难度系数、教学要求、考试范围等，统一从试题库里抽调，实现教考分离。

3.结语

为全面提升高分子材料与工程专业的有机化学教学质量，我们要结合有机化学学科规律，针对高分子材料与工程专业的专业特点，从学生的实际出发，认真分析总结，精选教学内容，创新教学手段，改革考核方式，不断激发学生的学习兴趣，以提高高分子材料与工程专业的人才培养质量。

参考文献：

［1］黄杰，周冕，李又兵，王选伦.高分子材料与工程专业《有机化学》教学改革探索与实践.广州化工，2014（42）：186-187.

［2］陶传洲，刘玮炜，曹志凌，史大华，王建，程青芳.环境工程专业有机化学课程教学现状及改革.中国科教创新导刊，2010（34）：78.

［3］刘国福，李慧，熊艳，研究生在提高本科生人才培养质量中的作用初探.中国教育技术装备，2012（9）：20-21.

量子化学基础篇10

高师基础有机化学理论教学内容如何面向未来、面向世界、面向高素质教育，体现时代性是我们高师有机化学__「作者现在必须要思考的问题。有机化学这门学科近年来发展很快，对人类日常生活、国民经济、其它学科和高新技术的影响都十分巨大，因此是一门实用性和理论性都极强的基础化学。众所周知，近年来匕速发展的化学明显地偏重在有机化学方面。所合成的化合物绝大多数是有机化合物。与此同时，新理论、新反应、新性质、新的研究手段和生产技术不断产生，极人地发展了有机化学新应用领域，从而推动了有机化学的快速发展。、传统的高师基础有机化学教学内容强调了学科本身的系统性，注重了基础理论和基本知识，使学生能掌握这门学科的发展历程和基本内容。面对迅速发展的有机化学，这种传统性教学内容虽然经历了百余年的历史考验，有许多优点，但己显然不能适应时展的需要了，有不少值得进一步探讨改革的地方。

1.应尽量通过结构调整使官能团体系贯彻于整个教学内容的始终

传统的基础有机化学教学内容虽然大多采用了官能团体系，但又没有完全按官能团体系进行教学。例如，对于具有重键链状化合物，仍将烯烃、炔烃和多烯烃分章编写或教学;糖类化合物实际上按官能团体系应属T.烃的含氧衍生物，但把它们分出来单列专章与含氧衍生物分离开在教学将近结束时进行;本来低分子化合物与高分子化合物在结构上、性能上都分属两个截然不同的体系，但在教学中，大然高分子化合物与其单体合并，而合成高分子化合物与其单体分离，同是高分子的天然高分子与合成高分子都不进行比较学习。凡此等等，不一而是，因此使得现行的基础有机化学教学内容显得多而杂、杂而乱。为此，应设立“不饱和链烃”一章，取消分设的烯烃、炔烃和多烯烃各章;将含氧有机化合物按碳氧单键、碳氧双键和复合碳氧单双键二种类型分设二章。含碳氧单键化合物一章中包括醇、酚、醚，醇中包括菇醇、幽醇:醚中包括环醚，把含氧杂环归入醚中。含碳氧双键化合物一章包括醛、酮、醒、菇醛、幽酮、茨酮等均归入本章。含碳氧单双键复合化合物一章包括同碳碳氧单双键复合化合物(狡酸及取代酸等)和异碳碳氧单双键复合化合物(糖类化合物等);将含氮杂环化合物、含氮生物碱、氨基酸、单核普酸等均归入含氮有机化合物一章;设立包括大然高分子化合物(多糖、蛋自质、核糖核酸)和合成高分子化合物的高分子化合物专章。这样，取消了“砧类和幽族化合物”、“杂环化合物”、“氨基酸和蛋白质”、“碳水化合物”等各章。通过这样调整，使传统基础有机化学的官能团系统更显突出，更为有序，结构更为严谨。它表明这样的教学内容是在充分尊重传统化学的基础上发展起来，具有历史唯物主义的辩证性。

2.应尽量体现绿色化学的教学内容

现在高师基础有机化学理论教学是传统“粗放型”化学的典型反映，没有体现“集约型”绿色化学的特点，因而不符合时代的要求。目前影响人类健康、污染环境的化学品大多为有机化合物，许多反应起始物本身就极具毒性，许多反应过程的排放物造成对小至实验室、实验楼、车间、工厂大至周围环境、大气、江河湖海的严重污染，许多反应溶剂、催化剂、也具毒性，许多反应产物(目标产品)也危害人体健康。而目前的基础有机化学教学内容仅片面地从学科本身系统性、理论与知识的完整性去考虑，不考虑人类及其生存环境的可持续性发展问题，因而教学内容中往往精华与糟粕不分。因此，在教学中除了在有关教学内容中注重联系环境保护问题外，有意识地从绪论开始就培养学生的绿色意识，并注重从有机化学反应过程的四个基本要素(反应起始物、反应条件、转换反应和试剂、反应产品)尽可能体现绿色化学的内容。另外，还将近两年获“美国总统绿色化学挑战奖”的获奖项目作为实例在有关教学内容中进行教学，使学生对绿色化学的理解具体化。

3.应尽量体现“少而精”的原则

近年来由于有机化学的迅速发展，基础有机化学理论教学的内容为了反映具代表性的•新化合物、新理论、新性质、新反应、新研究方法和手段，很少在“少而精”上卜功夫，往往简单地在量上加码，使教科书的篇幅越来越人，教材越来越厚，内容越来越多，理论越来越深，要求学生熟记的东西份量越来越重，习题的难度也越来越人，教学内容大大超过了学生的认知水平，造成教与学的极大困难，使得本来因与日常生活极为贴近而易引起学生学习兴趣的有机化学变为学生越学畏难情绪越大。为此应减除己过时的、己淘汰的化合物与化学反应，删除己陈旧的理论，代之以具代表性的新化合物，新理论、新性质、新反应、新的研究手段等科技成果，以充分反映教学内容面向21世纪的新时代性。例如，对于传统教材中介绍的各种己被国际、国内淘汰的农药、染料、致冷剂等等在教学内容中不再予以介绍或仅介绍其中被淘汰的原因;对于拜耳环张力学说、对映异构体R/S构型的方向盘判断法、左右手三指判断法等等陈旧的理论和研究方法不再予以介绍，代之以介绍具有代表性的新化合物(比如富勒烯)、新反应(比如富勒烯的加成反应)、新理论(比如在不饱和链烃一章中通过乙烯、丁二烯等的环加成反应就直接引进分子轨道对称守恒原理理论)、新性质(比如各类化合物的性质除了原有的物理性质、光谱性质和化学性质等教学内容外，新增加生物特性这个新性质教学内容，以让学生对各类化合物的生物特性有所了解，它虽然占篇幅不大，教学内容不多，但体现注重人体健康和环境安全这一面向21世纪的新内容)、新的研究方法(比如在“测定有机物结构的近代物理方法简介”一章中增加X一射线衍射和隧道电子显微镜两个方法简介的内容)。通过以上儿个方面的改革，减少了许多不必要的重复，删繁就简，真正取代传统有机化学之精华作为教学内容。以体现由“粗放型”传统有机化学向“集约型”精品有机化学的转变。

4.应尽量注意让教学内容密切联系

学生实际现行高师基础有机化学理论教学内容在很大程度上受到学科中心论的支配，强调学习传统的学科体系，强调学生要系统地掌握有机化学基本理论与基础知识，而相对地较少重视教学内容与社会生活、生产实际的联系，较少引导学生去关心重大的社会利益、生产技术和对人类赖以生存环境等实际问题。这对高师化学专业毕业生担任中学化学教师所必须具备广泛知识的要求来说相距甚远。为此要注意让教学内容密切联系学生周围的日常生活和生产实际，联系学生毕业后从事的中学化学教学实际。通过适当扩人学生知识面和适当降低理论要求(如对反应机理的要求降低为了解主要历程，不要求掌握详细历程)来实现这方面的调整。