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关键词:暖通空调设计方案技术经济比较
引言
设计方案对暖通空调工程设计的成败优劣关系重大。近年来,随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高,暖通空调领域中新的设计方案大量涌现,针对同一个设计项目,往往可以有几种、十几种甚至几十种不同的设计方案可以选择,设计人员不得不进行大量的方案比较和优选的工作,设计方案技术经济性比较正在成为影响暖通空调设计质量和效率的一项重要工作。暖通空调设计方案的评价因素很多,一些因素很难定量表述,许多因素又不具可比性,每种设计方案往往都有各自的优缺点,面对众多的设计方案,由于考虑问题的角度不同,各方的看法往往各不相同,甚至大相径庭。目前在设计方案比较中存在的一些混乱状况使设计人员无所适从。如何对暖通空调设计方案进行科学的比较和优选,是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要技术难题。笔者根据从事设计、审图和方案评审工作的一些体会,对暖通空调设计方案比较中应注意的一些问题进行粗浅的分析。
1、可行性和可靠性问题
能够满足使用要求,这是方案可行性应考虑的主要问题。设计方案应符合国家和当地政府有关法规和规范的要求,包括有关环境保护的要求;设计方案应能满足有关方面的要求(如供电、供气、供水、供热等),并应特别顾及这些条件的长期、变化情况。例如采用水源热泵设计方案时应考虑当地地质情况、地下水资源的现状和变化趋势、冬季热负荷和夏季冷负荷不平衡所产生的热(冷)蓄积效应等问题。对于温湿度等参数要求较高或比较特殊的工艺性暖通空调设计项目,应对设计方案进行全年工况分析,以确保其在全年各种室外气象条件下的适应性。对于一些无法采用标准设备的特殊情况,对非标准设备应提出详细的参数要求,并且所提出的参数要求应合理可行。能否有足够的机房面积也是评判设计方案可行性必须考虑的问题,尤其是对于一些改造工程和建筑面积比较紧张的情况。对于一些要求全年保证室内空气参数的重要工程以及空调系统故障停机将产生严重损失的场所,如航天发射场,应考虑系统中设备的工作可靠性和备份问题,进行系统工作可靠性分析。在这种情况下,室外气象参数和安全系数的确定也应特殊考虑。
2、经济性比较问题
经济性比较是目前暖通空调方案比较中考虑最多的一个问题。在经济性比较时首先应注意比较基准必须一致。应采用相同的设计要求、使用情况、设备档次、能源价格、舒适状况、美观情况等基准条件进行比较,这样才能保证方案比较结果的科学性和合理性。如果对采用名牌设备和采用低档设备的方案进行经济性比较,显然是不合理的;如果不考虑舒适性的区别,对有新风供应和没有新风供应的方案进行经济性比较,显然不可能做出正确的选择;如果不考虑美观性和舒适性进行经济性比较,对集中式空调方案显然是不公平的。
一次投资是投资方最为关注的一个参数,在计算投资时应全面准确、不能漏项。暖通空调设计方案的一次投资不仅包括各种设备、管道、材料的投资,而且应包括各种相关收费(如热力入网费、用电设备增容费、天然气的气源费等),相应的安装、调试费用,相关的工程管理等各种收费,相关水处理和配电与控制投资,机房土建投资与相应室外管线的费用,而这些在实际设计工作中容易被遗漏。由于同一种设备的生产厂家较多,价格各异,因此在不同方案经济性计算比较时各种设备的价格应采用平均价格。以上都是直接费用,在一些情况下间接效益也应综合考虑。如宾馆、饭店、写字楼的空调机房节省的面积,作为商业用房可产生的效益。如果采用贷款进行建设,全面的经济性比较还应考虑贷款利率和还贷期限等动态因素。
运行能耗和运行费用是暖通空调设计方案技术经济性比较必须考虑的重要参数。运行能耗除了应计算暖通空调主机(锅炉和制冷机等)的能耗外,还应计算其他辅助设备(如风机和水泵等)的能耗。不能简单按照设备铭牌功率和运行时间的乘积来计算能耗而应考虑在全年季节变化的情况下,建筑物实际负荷的变化,同时应考虑设备非标准状态下的效率。办公楼、教学楼、写字楼和游泳馆等建筑物的暖通空调设备通常间歇运行,其运行时间应为扣除停机时间后的实际运行时间。在计算过程中应注意不同地区、不同时期、不同时段各种能源的价格可能不同。由于影响因素和不确定因素较多,如何准确地计算建筑物暖通空调设备全年的实际能耗和运行费用,目前仍然是一个没有完全解决的技术难题。运行费用除了能耗费用如电费、燃油费、燃煤费、燃气费外,还应包括消耗的水费、人工费等。
在经济性比较时,切忌图省事可直接采用有关厂家给出的比较数据和结果。笔者曾发现,对电供暖的运行费用,3个不同设备(电锅炉、水源热泵和户式燃气供暖炉)厂家提供的计算结果大相径庭。通过对其计算过程的详细核对,发现不同设备生产厂家由于考虑问题的角度不同,计算中存在一些有利于自己产品、不利于他人产品的失误或假设。对此设计人员应给予足够重视,对厂家提供的数据应认真分析和核对。
在设计方案经济性比较时应综合考虑投资、运行费用以及设备的使用寿命,以相同的使用周期为基准,进行综合经济性的计算比较,而不能简单地根据设备报价进行比较。对于同时有供暖和空调要求的项目,应考虑冬季和夏季设备综合利用问题,进行冬夏季综合经济性比较。对于可以兼供生活热水的工程,应综合考虑生活热水供应的投资和能耗。
3、调节性和可操作性问题
暖通空调系统的容量通常是按接近全年最不利的气象条件确定的,因此系统应有较好的调节性能,以适应全年负荷的变化。调节性能好的系统方案,如采用VAV空调系统和VRV变频空调系统的方案,其一次投资通常较高,但运行能耗较小,在经济性计算和比较时应综合考虑这些因素。对于部分时间使用的办公建筑、写字楼和教学楼,设计方案应能适应其夜间不工作时的调节要求。
设计方案的管理操作方便性是用户十分关心的问题。空调系统自动化水平的提高,可以减少管理人员的数量和劳动强度,从而使人工费减少,但使一次投资增加,对操作人员素质的要求提高。空调系统是否采用自动控制,应根据实际情况和要求,经技术经济性比较来确定。对于大型空调系统和需要经常调节控制的设备较多的工程,宜采用自动控制,以减少操作管理的工作量。但自动控制系统应尽可能简化,以提高系统的经济性和可靠性。对于只有季节转换时才操作的阀门不宜采用自动控制。对于一些各部分不同时使用的建筑物或各部分出租给不同使用单位的商业建筑,系统设置应考虑分别管理控制和运行费用分别统计交纳的要求。
4、安全性问题
设计方案的安全性是以往考虑较少的问题,随着美国“9·11”等恐怖袭击事件的发生以及SARS的出现和迅速蔓延,暖通空调系统的安全性问题已经成为公众关注的焦点,在SARS严重流行时期,人们甚至对空调系统产生恐惧而不敢使用,这将对暖通空调行业的发展产生深远的影响。经过对这些事件的认真分析、研究和反思,将会在工程设计、设备研制、运行管理、规范和技术措施等诸多方面进行改进,使暖通空调系统的安全性得以提高。在大中型建筑方案设计阶段,对其暖通空调系统进行安全性评估将是十分必要的。
暖通空调系统的安全性主要包括易燃易爆环境安全、防火安全、人员环境安全、重要设备物品环境安全、系统设备运行安全5个方面的问题。在设计弹药厂房和库房、煤矿等易燃易爆工程的通风空调系统时,安全性成为必须考虑的重要因素,应采取相应的防爆技术方案和措施。在设计燃油燃气锅炉房时应考虑可燃性气体、液体泄漏带来的安全性问题,应设置可燃性气体泄漏报警系统和事故通风系统,并相互联锁。防火安全问题应按照有关防火设计规范来考虑,在此不作详述。设备安全运行的问题主要包括制冷系统的安全保护、北方暖通空调系统冬季防冻、空调系统电加热与风机联锁保护等问题。在方案设计时应注意考虑暖通空调系统故障可能对室内重要设备和物品产生的不利影响,例如,重要机房、重要资料库和文物库房不应采用在吊顶设置风机盘管的空调方案,因为一旦空调水系统漏水将造成严重损失。
人员环境安全主要包括暖通空调系统对人体的危害、防止恐怖袭击和防止传染性疾病扩散这3个方面的问题。采用氨制冷方案时,应考虑氨泄漏对人体的危害。锅炉房的布局应考虑人员安全性问题。在防止恐怖袭击方面和防止传染性疾病扩散方面,应注意空调新风口是最薄弱环节,因此必须采取可靠的防范措施,新风口应设置在人员难以接近、不易受到污染的地方。由于全空气空调系统回风口很多,因此它是最容易遭受恐怖分子生化袭击的空调系统形式,如果不采取特殊的措施,它也是最容易造成流行性疾病扩散的空调系统形式。从这方面来说,分体空调、一拖多空调系统、风机盘管空调系统的安全性较好。在确定系统新风量时,除了要考虑以往的一些因素外,还要考虑在流行性疾病暴发期间,稀释室内有害病毒浓度的要求。在这方面,应注意不要走向另一个极端,对空调系统安全性的过度恐慌是没有必要的。例如,为了防止传染性疾病扩散而采用全新风直流系统,显然是不合理的,这将使投资、能耗和运行费用大大增加,关键是要合理确定系统方案和新风量,加强有组织排风,并采用隔绝式的热回收装置、加强对空气的过滤与消毒处理。系统新风量应能调节,平时按正常风量运行,流行性疾病暴发期间或室内受到生化污染的情况下按较大风量运行。吊顶暗装风机盘管的回风应采用风管连接,不应采用将吊顶作为静压箱的吊顶回风方式。另外在表冷器、蒸发器和冷却塔等结露积水、病菌容易繁殖的地方应采取可靠的排水和消毒措施。
5、环境影响问题
随着工业生产的迅速发展和人们生活水平的日益提高,环境保护问题越来越受到人们的重视,而燃煤锅炉的排烟又是北方城市大气的主要污染源,因此北京等大城市对燃煤锅炉进行了严格的限制,而且限制的区域不断扩大。在这些区域内,环境影响成为了关系到设计方案可行性的一个重要因素。在设计方案选择时应特别注意环境保护要求不断提高的趋势,避免建筑物建成不久就进行改造。在空调设备选型时,要特别注意各种氟利昂制冷剂替代的进程要求,不能选用以已经或即将禁用的制冷剂为冷媒的空调产品。在这方面暖通空调设计人员既要有环境保护的责任感,同时也要考虑建设方和用户的经济承受能力,不要盲目冒进,以免给建设方和用户增加不必要的经济负担。在对设计方案进行经济性比较分析时,还应综合考虑暖通空调设备的废气、废水、废渣和噪声等污染治理的费用。如何对设计方案污染物排放的危害、对臭氧层的破坏和产生的温室效应的危害、系统和设备全过程(包括设备制造、使用和淘汰处理的全过程)的能源和资源消耗等进行全面、科学、定量的经济性评估比较,是一个需要深入研究的问题。
6、设计方案比较中的一些误区
由于设计方案比较是一项影响因素多、专业技术性很强的复杂技术工作,即使是暖通空调专业的设计人员,要在众多设计方案中选出最佳方案也非易事,对于局外人更是雾里看花。目前在该项工作中仍然存在一些认识上的误区。例如,认为采用最新技术的设计方案就是最佳的设计方案,出现不管使用条件而盲目追求新技术的倾向,甚至以此作为卖点进行炒作。实际上每种方案都有其适用条件和范围,在其适用范围之外,先进的技术方案就可能变成不合理甚至是不可行的方案。一种设计方案对某个工程项目可能是最佳方案,但对于另一个工程项目就可能是不可行的方案,因此在方案选择时不能赶时髦、搞攀比。另外往往认为投资最低的方案就是最佳方案,但是一次投资低的方案有可能因为其运行费用很高或设备寿命很短,需要经常更换,从长期运行来说并不合算。在评价设计方案时,往往认为复杂的方案就是高水平的方案。但实际上因为系统越复杂,通常其设备越多、投资就越高,系统的可靠性、可操作性、可控性和可维护性就越差,因此复杂的方案并不一定就是高水平的设计方案,在满足使用要求的前提下,系统越简单越好。此外,在选择设计方案时切忌不加分析地采用建设方的意见,因为建设方通常不是暖通空调专业设计人员,不可能对设计方案进行全面技术经济性分析比较。因此应对建设方的意见进行认真的分析,通过全面技术经济性分析比较来确定最佳的设计方案。
7、结语
关键词:赖氨酸 发酵工艺 溶解氧浓度 能量代谢 控制
Abstract: This paper introduces the development status of lysine, comprising lysine chemical name, role, lysine production technology has experienced four stages. Elaborated the content of dissolved oxygen in lysine fermentation process in importance, and analyzed the influence factors of dissolved oxygen content, enumerates the lysine fermentation process of dissolved oxygen in the abnormal condition and its treatment measures.
Key words: lysine fermentation process dissolved oxygen energy metabolism control
1、赖氨酸发酵工艺的发展
赖氨酸的化学名称为2,6-二氨基己酸,有L型和D型两种光学异构体。L-赖氨酸是人和动物营养的8种必须氨基酸之一,它对调节体内代谢平衡,提高体内对谷类蛋白质的吸收,促进生长发育均有重要作用。其生产工艺先后经历了水解、合成、酶法和发酵法四个阶段,生产工艺越来越复杂,生产效率越来越高。
发酵法生产赖氨酸是工业生产赖氨酸最重要的方法,其原理是利用微生物的某些营养缺陷型菌株,通过代谢控制发酵,人为的改变和控制微生物的代谢途径来实现L-赖氨酸的生产。生物合成赖氨酸的途径有两种:一种是通过2-氨基己二酸途经,另一种是通过2,6-二氨基庚二酸途径。前者的起始物为a-酮戊二醛,后者的起始物为天冬氨酸[1]。
目前,大多数赖氨酸生产厂家的发酵操作方式都是分批操作,发酵生产涉及到发酵液和管路系统的消毒灭菌,营养调节,酸碱度调节,通风量调节等一系列复杂的操作。其中,通风量调节即溶解氧浓度的调节。赖氨酸发酵是好氧发酵,因此溶氧水平是个重要的参数,它直接影响发酵产物的积累[2]。
2、溶解氧在发酵过程中的重要性
(1)溶解氧在赖氨酸发酵生产过程中,与碳源、氮源相并列,氧是需要大量供应的原料之一。供氧关系到发酵的成败。供养对菌体的生长和代谢产物的积累都有很大的影响。因此,研究供氧问题,对赖氨酸发酵工艺管理的最佳化和工艺过程放大具有重要意义。同时, 合理的供氧对节省动力消耗也很重要[3]。
(2)溶解氧及其浓度影响因素:溶解氧(Dissolved Oxygen)是指溶解于水中分子状态的氧,用DO值表示。氧是一种难溶气体,在常压、25℃的条件下,空气中的氧在纯水中的溶解度仅约为0.25mmol/L,在发酵液中,由于各种溶解的营养成分、无机盐和微生物的代谢产物存在,会明显降低氧的溶解度[4]。此外,溶氧浓度会随着温度、气压、盐分的变化而变化。一般说来,温度越高,溶解的盐分越大,水中的溶解氧越低;气压越高,水中的溶解氧越高。
3、赖氨酸发酵过程溶解氧浓度的控制方法
溶解氧对发酵的影响分为2个方面:一是溶氧浓度影响与呼吸链有关的能量代谢,从而影响微生物生长;二是氧直接参与产物合成。赖氨酸发酵过程主要包括菌体生长和代谢产物积累两个阶段,无论是菌体生长阶段,还是产物积累阶段,都需将溶解氧水平控制在一个最佳水平才能实现最大转化率。溶氧的调节,是赖氨酸发酵过程控制中最难把握,同时也是最重要的参数之一,对发酵结果影响很大。因此发酵过程中要勤观察、细调整。溶氧控制的总体原则是:发酵前期溶氧不宜过低(过低,中后期转化率低),发酵中、后期溶氧不宜过高(过高,耗糖慢,产率低,菌体衰老快)。
(1)溶氧较高时的处理办法:1)前期溶氧较高,在确保发酵罐不缺糖、硫铵的情况下,可适当推迟风量提升时间。2)后期溶氧较高,在确保发酵罐不缺糖、硫铵的情况下,可先降罐压,再降风量。
(2)溶氧较低时的处理办法:1)前期先提风量,在风量提至最大后再提高罐压。2)对于装有搅拌转速变频器的发酵罐来说,可在提风量的过程中适当提高变频转速。3)在发酵中期,当溶氧开始快速下降,并且1h内未见明显上升迹象时,可参考罐内流加体积量,放中间桶10—20m3,在发酵罐放中间桶过程中,停止糖液添加,让溶氧缓慢恢复,待PH有回升迹象时,开始逐渐加大糖液添加量,直至恢复至正常流加量。在开始流加至恢复糖液添加,时间控制在10分钟以上。
4、赖氨酸发酵过程中溶解氧浓度的调控措施
在赖氨酸发酵过程中菌种只能利用发酵液中的溶解氧,供氧不当将严重影响赖氨酸发酵水平。因此, 如何调控培养基中的溶解氧浓度成为了发酵成败的关键因素之一[5]。工业上通常采用以下几种方法进行溶解氧浓度的调控。
关键词:电动机;安装;调试;维修一体化教学;技能训练
《电动机基本控制线路安装调试与维修》是技校电工类专业一门重要的专业技术课,它是该专业的重点课程,同时也是难点。其特点是理论性和实践性都很强,而且与生产实际联系紧密,理论要在实践中应用,而实践要在理论的指导下才能进行。通过多年的教学实践和反思,笔者认为在该课程教学中应用一体化教学法能够得到传统教学方法所无法达到的效果。
所谓一体化教学,简单地说就是指将有关专业设备和教学设备同置一室,专业理论课与生产实习课等实践性教学环节经过重新分解整合,安排在同一专业课室(或实训中心)内,由师生双方共同在专业教室内边教、边学、边做来完成某一教学任务。也就是理论和实践结合为一体的教学模式。
一、进行一体化教学的必要性
笔者经过调查后了解到,前来就读职业技术类学校的学生大多数在初中阶段的学习中因为各种原因在理论学习方面成绩较差,并因此对理论学习比较厌恶甚至抵触,以致理论课教学形同虚设,完全达不到预期的效果。而到实习课时由于没有理论的指导也无法进行,也就完全放弃了,最后是一事无成。因此,根据现在学生的情况,过去传统的先理论后实习的教学计划和方法对他们来说已经不适用了。学生是教学的主体,任何教学计划和方法都是为这个主体服务的,如果这个主体对这个模式和方法不接受,再好的模式和方法也是无用的,只有学生愿意接受的模式和方法才是最有用的,所以接下来我们就要探索出一个适合技校学生的教学模式。笔者通过调查大部分技校学生,发现,他们主观上大都很想学习一门技术,对动手的技能训练比较感兴趣。爱因斯坦曾说,“兴趣是最好的老师”,只有学生有兴趣,才会积极主动地去学习。针对这一情况可以取消单纯的理论课,可将其改成师傅带徒弟式的直接地进行技能训练,并在技能训练中不断贯穿理论知识,让理论知识简化、易懂、融入技能之中,使学生在技能训练中不知不觉地完成理论知识的学习。根据职业技术教育的特点和目标,体现能力为本的特点,从而实现三个转变,即从以教师为主导向以学生为主导转变、从以教材为中心向以教学大纲和培养目标为中心转变、从以课堂为中心向以实验室、实习车间为中心转变。这样既克服了理论的枯燥也使理论在实践中得到很好的应用,同时还能提高学生的学习兴趣,培养学生动脑和动手以及分析问题和解决问题的能力,较好地完成教学和学习任务。
二、如何进行一体化教学
一般来说,一门技术除了动手也要动脑,技能训练都是在理论知识的指导下进行的,《电动机基本控制电路的安装调试与维修》是一门技术理论与实践性较强的课程,给我们提供了实现“一体化教学”的较好平台。那么,如何将技能训练与理论知识有机地结合起来呢?“一体化教学法”是使学生实现动脑与动手过程的结合,提高学生学习兴趣激发创造性思维的一种手段。例如,电路的安装与维修重点是先要学会看电路图,这对学生来说是一个理论难点,如果单纯地讲电路图理论知识学生又不爱听,也难理解和听懂。所以必须用将电路图理论与技能训练融合在一起的一体化教学模式来进行教学。用此法教学对教师的要求较高,首先要求教师必须是理论和技能双师型教师,教师对教材和技能都要非常熟悉,这样才能做到教师边做边讲,学生边学边做。
下面以《电动机连续正转控制电路的安装与调试》这一课题的教学为例来说明:首先,教师要将电路图画在黑板上(如下页图) 并将安装电路所需的安装板及元器件、导线、工具等发给学生。然后,可以通过电路图并结合实物对所用的低压电器的名称型号、作用、结构、符号等进行一一对应介绍,让学生直观认识这些电器与符号,有些电器还可以通电试验来进一步了解其动作原理,如交流接触器、时间继电器等,甚至还可以拿一些废旧的电器让学生拆和装以便让他们进一步掌握这些电器的结构和动作原理。认识了这些电器后,就可以让学生按布置图将所用的各种电器固定在安装板上。接下来教师就可以对着电路图进行边讲解边示范如何看图安装电路,学生一起跟着教师边学边做直到安装完毕。
电路图的理论知识有两个方面:1.表示电路由哪些电器组成,各个电器或电器的各部分间如何连接,每条连线的线号编码。这方面的知识学生在安装电路过程中就可以学会。2.表示电路的工作原理。如何分析电路的工作原理这方面的知识,等电路安装完后,通电试车时,教师可以结合电路图按电路的操作顺序边试车边讲解。这样会更直观易懂,学生也容易理解和接受。
通过此教法使学生在实践中学会了理论知识,不但学会了该电路的安装也知道为什么要这样安装,不但知其然,也知其所以然。这样的教学法学生不但不会感到枯燥无味,而且会使理论知识更形象直观,更简单易懂。学生也一定会有兴趣去学,也一定能够学会,达到事半功倍的教学效果。
三、一体化教学在深化学生知识与技能方面的运用
教育家陶行知说:好的教师不是教书,不是教学生知识,而是教学生学习的方法。所以笔者认为教学生安装电路并不只是教他们完成几个电路的安装,更重要的是要教会他们看图安装的方法。在实习的过程中发现,学生不可能一下全都学会看图,万事开头难,这就要教师耐心地指导,在学生训练的过程中针对出现的各种问题进行讲解。可以让学的较快较好的学生担任小辅导员或学习小组长,帮忙、指导学的较慢的学生。这样效果会更快、更好一些。另外,还可以适当地布置一些书面练习,比如根据原理图画接线图,因为接线图和实际接线基本一致,画一遍接线图就相当于在纸上接了一遍线路。这样既能锻炼学生的看图能力,也能锻炼学生的画图能力。
在实习过程中,学生遇到最大的问题还是看图,对电路图不理解,不明白所表示的意思。这时教师必须给学生启发性指导:看图安装电路要点(如上图所示):1.按步骤:先主电路,后控制电路,并按线号的顺序进行安装如主电路按U11-V11-W11、U12-V12-W12——U-V-W,控制电路按0-1-2-3——顺序安装,线就不容易接错。另外,还要指出线号编制的规则:主电路U11-V11-W11隔一个电器为U12-V12-W12——U-V-W;控制电路的编号从0开始隔一个电器为1,再隔一个电器为2,以此类推一直到全部编完为止。2.看图接线的关键是在电路图中找出每个线号具体连接几个接点,它们分别在什么位置。在电路板上找出来后,用导线将它们连接起来,直到最后一个线号连接完毕。比如上图中控制线路的3号线的连接,我们可以先从图中找3号要连接的几个点的位置,如上图中可以看出3号线共连接3个接点,第一个是启动按钮SB1的常开触头,第二个是停止按钮SB2的常闭触头,第三个是交流接触器KM的辅助常开触头。然后,在实际电器中找到这些点所在的位置,用导线将它们连接起来。再如,上图中的主电路中的U11号线,从图中可以看出它也是有三个接点,一个是在闸刀开关QS的第一个常开触头上,另一个是在熔断器FU1第一个上,还有一个在熔断器FU2的第一个上,最后,在实际电器中找到它们的位置用规定的导线将它们连接起来。按这样的方法去接好每一个号线,直到所有的线号都连接完,电路也就安装完毕。
一、教材分析
“基因对性状的控制”是现代遗传学的关键内容之一,是《基因的表达》一章的最后一
部分,是对DNA
的结构和复制知识的具体应用。学习了这些内容,学生才能在生物性状遗传
和变异的复杂现象中,懂得遗传和变异的实质及规律。它既是前面所学蛋白质基础知识的应
用,又是后面学习生物变异的理论基础,所以在知识的学习上起着承上启下的重要作用。
二、学情分析
从学生已有的知识基础看,已了解DNA
结构、复制及基因的定义;并已掌握蛋白质结
构功能特性及合成过程。但关于中心法则,基因、蛋白质和性状关系的内容,比较复杂,也
较抽象,若直接由教师讲述,学生难以理解。
三、教学目标
1、知识目标:
(1)
解释中心法则。
(2)
举例说明基因、蛋白质与性状的关系。
2、能力目标:
通过阅读、分析资料以及从遗传现象归纳总结出结论,提高解决问题的能力。
3、情感态度与价值观:
(1)
认识科学研究是不断深入的。
(2)
(2)树立科学的发展观。
四、教学重点:
(1)
中心法则。
(2)
基因、蛋白质与性状的关系。
教学难点:
基因、蛋白质与性状的关系。
五、教学过程:
教学内容
创设情境,自然导课:
导入新课
同学们,你们还记得老师吗?对,因为我们昨天刚见过面。那请问:你们首先是从哪一方面将老师认出来的呢?是不是老师的相貌啊?那遗传学上我们把生物体外貌等这些形态特征叫什么呢?(性状)那为什么我们的性状会不同呢?
说明性状的控制与基因有关。今天就让我们一起来学习第
基因对性状的控制。
进入老师创设的情境,思考问题,
激发学习热情。
从我们人的形态特征引入新课,充分调动学生的兴趣,积极参与
(1)
、中心法则的提出及其发展
通过上一节课的学习,我们知道基因的两大基本功能是复制和表达,
这涉及到遗传信息的流动和传递,这在复制和表达过程中有没有规律呢?下面就让我们一起
来探究生物体内遗传信
息的流动。
播放动画:DNA
复制、基因指导蛋白质合成动态过程,引导学生注意观察动画里遗传信息的流动
和传递。画遗传信息的传递方
给学生提供DNA、RNA和蛋白质纸片教具。
提出中心法则。
我们可以大胆地猜
想:生物界是否还有其它的遗传信息传递途径?
注意观察动画。
动手画图。
一个学生上黑板
用箭头表DNA、RNA
和蛋白质之间遗传
信息的流向。
学生思考。
提出问题,自然过渡到遗传信息的流动。
通过动画引导和自主动手画图使学生掌握
遗传信息传递方向。
完善中心法则。
引导学生阅读教材“资料分析”,运用已有的知识从“资料分析”中获得的信息进行讨论。通过教材上三个小资料的分析,指出克里克中心法
则的不尽完善之处,并根
据每个资料的表述找出
新的遗传信息流向。三个资料分析完成之后让学生对传统中心法则的图解进行完善,要求用实线表示已经确定的遗传信息流向,虚线表示尚未确定的遗传信息流向。总结学生讨论情况,
并归纳中心法则。
中心法则的提出及其发展给了我们很多的
启示:科学的发展是无止过渡到下一个知识点:通过中心法则的学习,生物的遗传信息最终流向到了蛋白质。
学生结合老师提出的问题进行思归纳中心法则。结合讲解,阅读、
讨论,能解释中心法则。
为下面的学习做准备。
进行情感教育:
通过中心法则的发展过程,引导学生思考
会得到什么启示。
那么,蛋白质与生物性状有什么样的关系呢?蛋白质是生命活动的主要承担者和体现者。下面我们再通过几个具体的例子来看看基因、蛋白质与性状的关系。
阅读、思考,回答。
给学生以思考的时空,激起学生学习的兴自然过渡到基因、蛋白质与性状的关系。
(2)
基因、蛋白质与性状的关系
引导学生带着上述问题阅读教材P69
的资料,如何从基因指导蛋白质合成的角度来解释这一对性状?
提问:由这个例子,我们可以得到什么样的结学以致用学以致用:
与实例1相类似的例子。
实例2:白化病
(展示白化病患者的图片,引导学生分析白化病患者的病因,并以图解简要表述)
老师根据学生的回答
进行评价总结。
提问:基因对性状的控制都是像上面的例子那样
的吗?我们再来看一个
实例。
继续引导学生带着问题结合图阅读教材第
70
页“囊性纤维
病”实例
3,让学生思考后回答:这个实例又说明了什么?
学以致用:
与实例3相类似的例子。
实例4
镰刀型细胞贫血症提问:你能仿照实例从基因控制蛋白质合成的角度来解释这一现象学生阅读、思考、解释这一对性
学生得出这一问题的答案:基因通
过控制酶的合成来
控制代谢过程,进而
控制生物的性状。学生阅读、思
考、解释白化病现学生思考学生阅读、思
考、讨论并得出这一
问题的答案:
基因还能通过
控制蛋白质的结构
直接控制生物的性
学生阅读、思考、解释镰刀型细胞
贫血症现象。
通过具体实例分
析,引导学生归纳总结出基因控制性状的方
培养学生自学教材,总结归纳形成答案的能力。
引入基因控制性状的另一种方式。
培养学生自学并总结归
纳问题的能力。
培养学生自学并总结归
纳问题的能力。
几个实例综合起来
看又说明了什么?
根据学生的回答情况,教
师进行评价并板书总结:
基因酶或激素
细胞代谢性状
基因结构蛋白
细胞结构性状。
老师结合教材分析说明:
人的身高是由多个基因
决定的,其中每一个基因
对人的身高都有一定的
作用。同时,人的身高也
不完全是由基因决定的,
还与后天的营养环境和
体育锻炼等有关,那么我
们能说基因与生物的性
状之间是一一对应的关
系吗?基因的改变仅仅
引起生物体单一性状的
改变吗?
教师把学生的思维
再次引回到本节的“问题
探讨”上来:基因与基因、
基因与基因产物、基因与
环境之间存在着复杂的
相互作用,这种相互作用
形成了一个错综复杂的
网络,精细地调控着生物
体的性状,那么我们怎样
综合理解和评价“基因决
定生物体性状”这一观点
呢?请大家畅所欲言!
倾听学生的表述,并
适当地给予提示,对所述
观点及时给予肯定和鼓
结合学生的回答,教师板书归纳:
表现型=基因型+环境
条件
学生思考、分
析,总结出基因、蛋
白质和生物性状之
间的关系:
基因控制生物
的性状是通过控制
蛋白质的合成来控
种,间接控制和直接控制。
学生结合老师
的分析介绍,思考后
得出思考题的答案:
在自然界中,不
仅存在一对等位基
因对生物性状的控
制,而且还存在多对
等位基因共同控制
一对相对性状的情
况,而且生物生存的
环境也对生物的性
状有影响。
学生结合本节
课所学知识,踊跃发
言,阐述自己的观
点,发表自己的意
问题分解,引导学生层层深入。
使学生对所学知识
有所提升和拓展。而且
更能全面地理解基因、
蛋白质与生物性状间的
关系。
开动学生的脑筋,
活跃学生的思维,锻炼
学生的表达能力。
基因是决定生物性
状的基本单位,基因通过
控制蛋白质的合成直接
或间接地控制生物体的
现状;生物体的现状受一
对或多对等位基因控制,
而且还与其生存的环境
条件有关,因此,生物体
的表现型是基因型、环境
条件共同作用的的综合
表现,是内因与外因相互
作用的结果。
课堂小结
通过这节课的学习,你有
什么收获?
学生总结
整理内容,构建知
识体系。
(3)
课堂练习
技能训练P71
学生思考
巩固知识提升运用能力
(4)
板书设计:
一、中心法则的提出及发展
二、二、基因、蛋白质与性状的关系
1.
基因通过控制酶的合成而间接控制生物性状
豌豆的圆粒与皱粒;白化病
2.
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物性状
囊性纤维病;
镰刀型细胞贫血症
3.
总结:基因与性状的关系:
性状是由基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间相互作用,精确控制的。
基因表达为蛋白质,直接或间接的控制生物性状;
【关键词】对比手法 人物描写 环境描写 学生作文
中国现代最伟大的文学家鲁迅先生,对中国现当代文学影响极其深远,尤其是他创作的小说,以其独特的艺术手法,塑造了中国文学史上,乃至于世界文学画廊里一个个独具特色的艺术典型,特别是他小说中那些既可怜又可悲的旧中国农民和知识分子的典型形象,永远给人们留下深刻的印象。入选人民教育出版社九年级语文课本的《故乡》和《孔乙己》两篇文章,以其精湛的艺术手法,通过鲜明的人物形象,表达了深刻的主题思想,堪称鲁迅小说的代表作品,尤其是两篇小说中对比手法的成功运用,更为文章增色不少。下面就以我进行这两篇文章教学为例,来谈谈鲁迅先生小说对比手法的赏析,以及对比手法在学生作文实践中的借鉴指导意义。
运用鲜明的对比,最能突出事物之间、人物之间或一个人言行前后的差异,也最能看出景物的不同或人物身份性格的差异与变化,对比手法的成功运用,能够在极其简短精练的描写中使人物形象更加丰富多彩。
鲁迅先生的小说在人物描写时常用的对比手法有以下两种:
一是描写不同人物之间的外貌、动作、语言的差异,通过对比来展现不同身份人物的性格,以此来更为全面地表现小说的主题。例如在讲授《孔乙己》一文分析人物活动的社会背景时,我首先让学生找出文中描写“咸亨酒店”两种不同身份酒客喝酒姿态的语句:“做工的人,傍午傍晚散了工,每每花四文铜钱,买一碗酒,……靠柜外站着”喝酒的是“短衣帮”,而那“出到十几文,买一样荤菜”“踱进店面隔壁的房子里,要酒要菜,慢慢地坐喝”的是“穿长衫的”,我提醒学生注意“四文、外、站、短衣”和“十几文、里、坐、长衫”两组词语的差异,经过分析后,学生很快就明白了作者运用了对比手法,以极其经济的笔墨就为我们形象的描绘出孔乙己生活的社会是一个等级森严而又人际冷漠的社会,为下文描述孔乙己的悲惨遭遇奠定了坚实的基础。
二是通过同一人物外貌、语言、动作前后截然不同的对比,来表现人物不同时段思想性格上的差异,进而丰富人物形象。在教学《故乡》时,我指导学生认真品味分析外形上从二十年前“豆腐西施”变成现在“圆规”的杨二嫂, 从“紫色圆脸,头戴一顶小毡帽”“心里有无穷无尽稀奇事”的少年闰土,变成“脸色灰黄,而且加上很深的皱纹”“眼睛肿得通红”“一顶破毡帽”的中年闰土的外貌描写,学生很快就理解了作者运用鲜明的对比,表达了在封建主义和帝国主义的双重压榨下,中国人民每况愈下、日趋破产的悲惨处境;在《孔乙己》的教学中,我又引导学生去品味分析孔乙己那“高大身材,青白脸色……穿的是长衫”与“脸上黑而且瘦,穿一件破夹袄”的外貌对比,那“之乎者也”“窃书不能算偷”与“不要取笑”的语言对比,那“排出九文大钱”与“摸出四文大钱”的动作对比,学生很快就理解了这些对比形象的描绘出封建科举制度对孔乙己的毒害、摧残,直至把他推向绝路的罪恶。学习了这种对比之后,我又指导学生在作文中注意使用前后的对比,来突出人物的变化,丰富文章的主题。
除了人物描写方面的对比,《故乡》一文还善于在典型环境的描写上使用对比手法。学习《故乡》时,我让学生找出作者所描绘的三幅故乡图景,并进行比较:记忆中的故乡是“一幅神异的图画:深蓝的天空、金黄的圆月、海边的沙地、碧绿的西瓜”,生活于其间的是活泼天真的小英雄少年闰土,也包括“豆腐西施”的杨二嫂;而现实中的故乡,“隐晦的天气”“苍黄的天底下,萧索的荒村”,其间也只有木偶人的中年闰土和“圆规式”的杨二嫂;理想中的故乡,“海边碧绿的沙地,上面深蓝的天空中挂着一轮金黄的圆月”,尽管“朦胧”,但“我”坚信“走的人多了,也便成了路”。通过对比,学生理解了小说中作者对现实生活的不满,和追求新生活的愿望,学生对小说主题的理解就更深刻了,也进一步理解了小说的环境描写为塑造人物和主题服务这一作用。我又及时指导学生在作文时,要抓住特征描写景物,为自己的作文主题烘托和渲染气氛。
通过两篇文章的教学,学生初步学会了欣赏文学作品中对比手法的基本方法,对文章中对比手法的作用有了更加深刻地认识和理解,并通过我的指导和鼓励,学生在自己的作文中成功的尝试使用对比手法,取得了很好的阅读和写作教学效果。
参考资料:
[1]唐弢.中国现代文学史[M].人民文学出版社.2005(2).