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资源与环境经济学专业(以下简称“资环”专业)是一个介于自然科学与哲学、社会科学之间的交叉学科。重庆科技学院从2013年开始招收该专业本科生,目前注册人数约200人。高级技术类人才的培养需要依靠实验教学体系的合理设置。本文以本校为例,来研究资环专业实验平台构建问题。
一应用型本科资环专业实验平台建设的必要性
(一)满足经济学学科建设发展的需要
重庆科技学院正在向应用型科技大学转型,传统授课模式不能适应经济社会对人才培养的要求。资环专业是一门综合性和实践性很强的学科,要通过大量的实验、实训等实践课程才能使学生掌握资源与环境经济理论及相关评价方法,才能掌握资源开发与利用绩效评估、资源与环境综合规划。
(二)满足高素质应用型人才培养的需要
资环专业是学校的新办专业,现有仿真模拟实验室不能满足学生对实践技能训练的基本需求,教学难以实现预期目标。实验室的建立使学生能够在高仿真模拟的条件下,掌握本专业岗位的基本技能,缩短从学生到专业人员的转变时间。结合人才培养目标,应重点围绕石油、冶金等产业中面临的突出的资源与环境经济问题,建成具有较高水平和特色鲜明的综合实验室,下设环境影响评价、资源环境规划评价两个模块。
(三)服务重庆市优势产业、先导产业发展的需要
重庆目前已形成了以汽车、摩托车、石化、装备制造、冶金、电子、综合能源、生物医药和部分劳动密集型加工制造业为代表的优势产业集群。而这些企业都需要解决环境污染和能源消耗问题。借助学校的学科发展优势,以资环综合实验室为平台,可为当地政府部门、企业提供资源环境规划、环境经济评价、社会评价、环境风险与损害评估、资源环境管理信息及环境认证与审计专业人员培训等社会化服务,有助于满足重庆优势产业发展。
二现有的资环专业实验平台存在的问题
(一)实验教学设备不能满足学生应用能力培养的需求
目前学校资环专业教学实验室存在的主要缺陷和问题是,环评、价值核算等专业软件以及一些常用的环境测试工具等缺乏,培养学生应用能力、创新能力的实验实训设备不足,环境核算体系以及资源价值评估等核心软件缺失,从而难以系统、充分地培养学生理论联系实际、分析问题和解决实际问题的能力和创新能力。
(二)现有的实验室硬件较为欠缺
由于资环专业设立较晚,与之对应的实验室建设基础相对较弱。比如资源开发与环境保护问题是我国经济发展中遇到的瓶颈问题,如果能购买其它与工程实践相结合的软件设备,不仅有利于各专业各学科的共同发展,而且更有利于推进学校应用型大学转型的发展转型。而目前核心软件并不完善,对高效开展本专业教学与科学研究活动造成了障碍,也无法对本校的石油化工、冶金等办学特色难以形成强力支撑,而且也不利于科研成果的突破创新。
(三)实验室对外技术服务能力缺乏
重庆科技学院定位是服务于区域经济发展和石油、冶金两大行业。随着校企产学研合作走向深入,学校与企业界接触交流机会增多,共同研究解决技术问题将促进区域经济发展,实验室成为对外合作的良好载体。由于缺乏处理实际数据的软件、数据库等软硬件,学校对外环境影响评价、环境效能核算以及资源价值评估等方面的设备还不能满足校企技术合作发展的需要。
三资环专业实验平台构建设计
(一)实验平台的定位
通过实验平台有计划开展特定学生群体的特色实践,培养学生实验创新能力,成为资源、环境、经济学交叉学科领域高级应用型人才的实验基地;开设特色鲜明的资源评价、环境规划研发基地;努力建成重庆市资源环境保护信息共享平台,拓展实验平台辐射功能。
(二)组成部分及功能
1.资源与环境规划模拟实验室生态环境功能区规划模拟。以区域生态环境功能和承载力空间分布为基础,根据社会经济活动对生态环境承载力利用强度的不同,按照环境准入角度将区域划分为不同的生态环境功能区,对各功能区的生态环境保护目标、污染物总量控制及资源环境建设项目的总体规划等问题进行模拟。环境规划情景模拟。根据环境规划目标与方案的不确定性,建立多情景方案、模型及决策支持平台,按照经济社会发展目标,设计多种不同方案,利用优选模拟理论选择最优的环境规划方案进行模拟优选。区域国土资源规划模拟。根据资源环境政策法规及可持续发展理论,合理规划地区的各类自然资源,从地域总体上处理好自然资源综合开发利用与环境保护的关系,保证人口、资源、环境及经济的可持续发展。油气资源供应和需求预测模拟。根据国家能源政策、发展战略及规划,对油气资源供应及市场需求进行模拟预测,为政府、企业了解中国能源政策及市场供给,合理开发自然提供咨询。2.资源与环境项目管理绩效评价模拟实验室油气资源价格及环境质量预测模拟。借助智能模拟系统,深入挖掘研究对象之间内在的因果关系,在回避精确数学建模的前提下为社会经济决策提供可靠依据。主要运用趋势外推、回归分析、灰色预测等方法对未来的环境现状和环境发展趋势及其主要污染物和污染源的动态变化进行分析和监测。碳排放权、排污权及大宗资源类模拟交易。在环境及能源政策下,开展碳排放权、排污权配额分配、大宗资源类商品及交易与相关政策研究和评价工作;开展能源环境与气候变化相关公平理论、战略目标、规划方案、体制机制及谈判对策等研究;为当地政府部门、企业提供能源规划及环境影响评价咨询工作。环境政策影响模拟。以投入产出模型、CGE模型、系统动力学模型、费用效益模型等理论为基础,开展各种政策手段对经济社会和环境影响的模拟分析研究。油气资源项目开发的国民经济效益及社会风险评价分析。针对油气资源的开发对自然环境影响、国民经济效益及社会风险进行综合评价,分析油气资源项目开发的可行性。3.资源环境价值核算与影响评估实验室资源环境价值模拟核算。根据资源环境价值的核算原则与分类,运用资源环境价值投入产出混合模型,综合环境经济核算体系中的核算方法及指标体系,对不同地区资源环境价值进行模拟核算。资源环境价值的动态评估模拟核算。对资源环境资产(包括资源环境的组成要素、环境质量)所提供的物品和服务进行定量评估;通过对资源环境价值的周期性波动分析及动态化发展、资源价值补偿等因素变动的影响,对资源环境价值进行动态监测、预测和模拟核算。资源环境价值的补偿及政策影响模拟。通过对环境税收管理、排污权及碳交易、资源环境价值补偿机制的监管,开展环境经济模拟和贸易政策研究。建立环境与经济分析模型;开展宏观经济对环境保护的影响及环境保护对宏观经济影响的模拟;开展环境与贸易政策研究。资源开发与环境影响风险评估模拟。评估自然资源开发(包括建设项目、区域性开发、立法议案、重大方针、战略性规划或行动)对环境可能产生的污染和破坏作用;分别针对大气、水、噪声等某类环境要素进行专项评价。评估人类各种经济活动引发的危害(自然灾害)对人体健康、社会经济、生态系统等造成的可能损失进行评估,并据此进行管理和决策。
四配套措施
为高效率低成本建设实验室,本文提出以下建议:第一,对已有校内实验室资源进行摸底,对已有的设备或软件可以不用购置。第二,实验室要依托科研项目进行开展工作。第三,部分软硬件要与校外企业、或高校进行合作。
参考文献
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关键词:资源循环科学与工程;专业;建设思路;模式探索
1资源循环科学与工程专业建设的必要性
资源是人类赖以生存的物质基础,构成生存环境的基本要素。而当今在全球经济及科学技术水平飞速增长下,人类活动伴随着自然资源的消耗和废弃物的产生,使得资源枯竭和世界环境污染问题日趋严重。为缓解一次资源的耗竭,满足人类需求,实现资源的可持续发展,对废弃物进行合理的再生利用将成为目前最为有效的途径。因此,废物再生利用技术必将成为国家优先发展的领域之一。福州大学为响应国家经济发展的新要求,与时俱进培养社会需要的全方位人才,在环境与资源学院筹建了“资源循环科学与工程”新专业。基于该学科的特性,论述了循环经济发展需求下资源循环科学与工程专业建设的必要性,并围绕培养目标提出专业建设新思路及模式探索,为高校资源循环科学与工程专业的发展积累有益的探索经验,为社会输送符合经济发展要求的高素质人才。
2基于循环经济发展需要的专业建设思路与探索模式
资源循环科学与工程专业(以下简称专业)要求学生建立“资源循环”基本知识框架,能够认知到资源循环在循环经济发展中享有重要地位,并积极主动对专业课程展开深入的学习。因此,该专业的培养目标为培养具备扎实资源循环理论基础和能源与环境系统工程知识,能从事再生资源循环利用及新能源开发利用,能源环境保护以及固体废物资源化开发、研究、设计与管理等复合型工作的高级人才。以培养目标为指导思想,专业的建设思路应创新性地与社会需求紧密结合,辅以课堂理论教学,积极拓展实践活动,激发学生的学习兴趣,努力将其培养成符合循环经济发展需要的高素质人才。基于这一思路,文中在专业课程设置、实践教学、学生创新教育及构建教师团队等方面进行了探索。
2.1课程设置
课程设置是专业建设的重要组成部分,充分体现了专业培养目标的定位和办学特色。课程设置应当基于专业培养目标,以社会对人才的需求为宗旨,致力于提高学生实践能力和创新思维的培养。以本校环境工程专业、安全工程专业等课程设置为鉴,辅以参考其他院校相关专业的异同点,提出了专业的课程设置。根据教学目标,课程设置分为公共基础课、学科基础课、专业选修课、全校性选修课以及毕业实习和毕业设计等,主干课程为:资源循环导论、新能源技术、生物质能技术、环境材料学、生物质的开发与利用、再生资源分选利用、固体废物资源化技术与工艺、再生资源工艺和设备、材料制备与加工原理、环境流体力学、普通化学、无机与分析化学、化工原理和有机化学。在课程规划与设置中应体现本学科的发展方向,并最大化实现教学内容的科学规划、课程体系优化,同时突出实用性教学。而在教学过程中,教师应辅以多媒体教学,改变单一枯燥的教学方式,充分利用课堂教学时间提高教学效果,以互动式教学积极调动学生的学习兴趣,并让学生认识到课程内容的重要性[2]。
2.2实践教学
实践教学与课堂、社团和合作基地息息相关,实习是实践教学的主要开展形式,其包括认识实习、生产实习、毕业实习三类。认识实习环节主要在于通过课程教师和专业工程技术人员的面授课,以及工人师傅的现场解说,对企业运作方式及相关工艺过程有初步的认知。在实习过程中,应指导学生学会从专业技术人员的详细讲解中,举一反三融会贯通,提取有价值的实践生产经验,对未来的就业领域形成初步的认知。通过各类实习的有序开展,使得枯燥的理论知识可视化,提高学生对本专业的学习兴趣,并最大程度上实现理论与实践相结合,不仅为学生在专业课学习中打下坚实的理论基础,也为毕业后走向工作岗位积累有用的实践经验。2.2.1存在的问题作为学生综合能力培养的关键实践环节,毕业设计可以提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。毕业设计对人才培养的质量和学生步入社会后能力的发挥起着至关重要的作用,是反映一个学校教学质量、管理规范化程度、教师与学生水平的重要标志[3]。近年来,诸多原因导致高校中毕业设计环节仍存在许多问题,如:部分学生的毕业设计内容重复老套过于简单化,缺乏创新性和实际性,论文格式不统一;毕业设计时间安排不合理,实验态度不认真,导致数据胡编乱造不具合理性,缺乏使用原理解释实验数据的能力,使得毕业设计环节流于形式;选题方式和指导方式缺乏互动性,学生在选题过程中没有及时主动同指导老师交流沟通,教师对学生毕业设计过程缺乏有效性指导与建议,导致其质量难以保证。2.2.2解决策略(1)与科研相结合,实现教学与科研共赢。将学生本科毕业论文题目与其指导老师的科研项目相结合,是实现教学与科研共赢的最佳方式。基于专业培养目标和教学基本要求的“互动式”教学模式,结合学生具体情况,指导老师将具体研究方向合理地分成若干个难易程度适中、工作量饱满又不失新颖性的毕业设计题目供学生选择。学生可以提前进入实验室锻炼基础的操作技能,了解与本课题相关的背景和任务,同时指导老师也有更多的机会与学生接触,引导其明确课题的研究方向,并及时与学生讨论毕业设计期间存在的问题,提出实质性的修改意见。(2)与生产实际相结合,提高学生运用相关知识解决实际问题的能力。以实际生产过程中存在的具体问题来制定学生毕业设计任务和目标,能使学生接触现有的实用工程技术,提高分析与解决实际问题的能力。毕业设计的题目若由企业的工程技术人员给出,则毕业设计的要求、目的、任务和设计(实验)成果应由学校负责审查与评定。设计(实验)过程可以选择在企业内完成,但毕业答辩需在学校进行,以保证对所有毕业成果有统一的评判标准。这种模式不仅可以解决目前出现毕业设计题目缺乏创新性、与实际不符等具体问题,又可缓解“一师多生”指导力度不足,同时学生和企业也可相互了解,为就业的双向选择奠定了基础。(3)与社会需求相结合,培养学生为社会服务的能力。国家培养人才究其根本就是为社会、为人民服务,促进社会的发展。在当前的循环经济条件下提出的社会可持续发展,对创新高素质人才提出了更高的要求,也促使各大高校不断深化教学改革,积极改进人才培养模式。毕业设计与社会需求的有机结合,不仅能使毕业设计具有针对性地服务于社会,也使学校能够根据社会需求发展动态,及时调整人才培养方案,改善课程结构。同时也可提高学生的竞争意识和团队合作能力,该模式符合社会发展要求,是创新型高素质人才培养的重点,是学生服务于社会的体现形式。(4)与学生兴趣爱好、就业方向相结合,发挥主观能动性。根据大学4年理论知识的储备与专业技能的培养,学生可依据自己的兴趣自主选择毕业设计题目,也可依据今后就业意向,选择与本专业并非密切相关却也符合学校要求的题目完成本科毕业任务。这种教学模式不仅能够提高学生自身综合素质,也能给学生提供展示自己的平台,挖掘潜能突破自我,给未来的工作奠定坚实的基础。(5)加强指导教师与学生间的互动,提高毕业设计成果的质量。毕业设计有序开展前期,要求学生进行大量的文献检索,收集资料归纳总结,学会分析问题解决问题,该过程离不开指导老师的精心引导。教师应跟进学生毕业设计的各个阶段,通过不定期检查或例行组会的方式加强与学生的互动,结合具体情况及时给出合理的修正建议,提高毕业设计的高效性与质量保证。(6)完善规章制度,加强毕业设计过程的监管力度。各学院院长、院教学督导组、指导老师应对学生毕业设计的前期准备、理论剖析与文献检索能力、数据处理到得出设计成果的全过程进行严格的监督与定期的检查。毕业答辩是检验学生的毕业设计能否达到学校要求的关键,也是衡量教师指导水平的重要手段。送审过程中对于未达标的学生坚决不允许其申请答辩,答辩过程中,每一位委员会的教师都应客观认真、严格合理地依据学生的口头报告与论文撰写表现给予答辩成绩,有利于学生保持良好的科学严谨态度与学习风气。
2.3学生创新教育
资源循环科学与工程作为一个新兴的朝阳专业,在循环经济发展的要求下,必须紧紧围绕创新精神深化教学改革,提高本科生的科研能力。(1)实验教学环节中着重培养学生的实际动手操作能力,引导学生独立思考,发现问题并解决问题,形成良好的的科学素养。将科研性实验与课堂授课相结合,以科学前沿为导向,及时更新实验方法,培养学生创新性能力。课堂教学中,可让学生结合课堂知识撰写科学文献综述,或做相应的调查分析、例行小组学术报告会等,逐步形成科研创新思维。(2)鼓励学生积极参与相关的校内校外科研课题。针对有浓厚科研兴趣、实践能力较强的学生,鼓励其加入教师的科研队伍,完成相应的科研任务,提升自身的科研能力;或让其到当地的企业中进行相关的社会实践,对现阶段的行业发展现状及趋势有初步的了解。该模式不仅可以拓宽学生的知识面,也使得他们能够实地接触到国内外最先进的科研成果,通过发现问题、分析问题、解决问题的科研全过程,从而培养学生对整体知识的把握能力、归纳应用能力和创新能力,增强学生的科研信心。(3)引导学生撰写专利,鼓励其参与申报过程,强化知识产权意识的重要性;鼓励学生积极申报本校与大学生相关联的科研训练项目(SRTP),指导其撰写相关的科技论文,培养科研意识。学生自主选择有兴趣的科研项目,学校大力支持并给予一定的经费补助,学生可自由选择专业指导老师。该模式极大地激发了学生们对科研的热情,这有助于培养求真务实的学术风气,对日后从事相关专业工作奠定了良好的基础[4]。(4)学校应营造良好的科研氛围,提供轻松的外在环境。高校的综合实力评估不仅体现在强大的师资队伍上,也包括所培养学生的综合能力与在社会上的竞争能力。周期性的组织学生参加各界专家学者开设的学术研讨会,了解先进的科学理论和技术,建立科研竞争机制,拟定相关的科研条例,从各方面调动学生参加科学理论与科研实践的积极性和主动性。2.4创建优质教师团队,保证人才质量实力强大的专业建设与高水平的师资力量是息息相关的,着重建立一支高素质、高水平的学科专业教师团队是当前新专业建设的重中之重[5]。(1)加大力度引进本专业领域人才,制定各项优惠条件招募高层次的人才,特别要向新专业建设时急需的学科专业带头人和主干课程的骨干教师抛出高枝,进一步优化师资队伍结构,为新专业的开设创造良好的内在条件。(2)重视现有人才的培养,充分发挥老教师的指导作用,促进青年教师的发展,支持教师进修访学,提高整个师资队伍的水平。(3)优化教师聘用结构,以专职教师为主、兼职教师为辅的方式,实现社会教育资源的合理配置,同时也可聘请相关高水平的专业人员(如:企业单位、科研院所职员或其他高校等高水平的人员)担任新专业的兼职教师,逐步建成结构合理、极具发展潜力的优质教师团队,为新专业的建立打好基础。(4)提高“双师型”教师队伍建设。结合“十三五规划”要求,建议行政部门督促地方普通本科制定“双师型”教师队伍的建设与规划、配套政策,落实培养引进专项的经费是否到位,完善相关管理制度。
3结束语
循环经济的发展是未来中国经济发展的重点,而资源循环产业是支撑循环经济发展的物质基础,资源循环人才的培养则是循环经济、资源循环产业发展的保证。面临严峻的就业形势,培养符合社会发展需要的人才至关重要。资源循环科学与工程专业是新兴专业,发展仍处于起步阶段,各方面还有很大的进步空间。该专业的发展将以社会需求为宗旨,以培养复合型人才为导向,加强师资队伍建设,完善课程体系结构,加强专业性实验室建设,走出具有自身特色的专业建设之路。
参考文献
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[4]张亚平.狠抓科研促教学,质量同步上台阶[J].内江科技,2008(4):67.循环经济视阈下资源循环科学与工程专业的建设与探索循环经济
1.1水资源概况
大连市位于欧亚大陆东岸,中国东北辽东半岛最南端。根据大连市第2次水资源评价成果,全市多年平均地表水资源量为32.70亿m3,折合径流深260.06mm,地下水资源量为7.27亿m3,境内人均水资源仅为全国水平的1/5,特别是经济发达的金州以南地区人均占有量仅有116m3,远低于世界公认的人均水资源占有量1000m3的生存最低标准,多次出现严重缺水的紧张局面。且大连地区的海水入侵现状比较严重,不仅加剧了水资源紧缺形势,而且带来了水环境生态系统破坏。大连地区受气候影响,降水时空分布阶段性明显、时空分布不均、局部地区强降雨或雷阵雨场次偏多而且强度偏大,降水过程主要集中在6~8月份,约占全年降水量的60%~70%,容易形成春旱秋涝。地表径流和降水量空间分布由西南向东北递增,河流独流入海,现有水利工程调蓄工程较少,目前大连市地表水的拦截率仅为24.5%,地表径流利用率不高,每年绝大部分的水资源以汛期洪水方式白白流入渤海。
1.2社会经济现状
大连市下辖现设6区3市1县,土地面积12574km2,2009年末全市常住人口617万人,全市户籍人口584.8万人,其中非农业人口357.8万人,占总人口的61.2%。国民经济持续快速增长,2009年全市实现地区生产总值4417.7亿元。其中,第一产业增加值313.4亿元;第二产业增加值2314.8亿元;第三产业增加值1789.5亿元,增长率分别为7.8%,16.5%和14.6%。3次产业构成比例为7.1∶52.4∶40.5,对经济增长的贡献率分别为3.5%,55%和41.5%。按常住平均人口计算,全市人均生产总值由2008年的63198元增加到71833元。随着综合经济实力的持续增强,大连市用水效率明显提高,人均用水量、万元GDP用水量、农田灌溉亩均用水量、万元工业增加值用水量,这些指标的用水效率均比全国平均水平低。
2水资源承载力模型建立
2.1模型的建立
2.1.1系统动力学简介
系统动力学简称SD(SystemDynalnics),以反馈控制理论为基础,以数学计算机仿真技术为手段,研究复杂系统的行为,可用来定性和定量地剖析历史、分析现在和研究未来,是实现决策科学化和经营管理现代化的有力手段。它最为突出的优点是处理周期性、长期性、高阶、非线性、时变的问题。系统动力学研究的问题是动态的,系统中所包含的变量是随时间变化的,因此模型可以模拟系统的发展趋势,进行中长期预测。目前,系统动力学已成功应用于社会、经济、生态复杂大系统的许多战略与决策分析中。水资源承载力涉及面广、内容复杂,普通方法受线性约束不能清楚地把握系统的各种反馈关系,只能追求最优解。而SD方法将复杂系统分为若干子系统,再对选用的每个决策变量设定各种方案,通过对各子系统之间相互关系的分析,模拟不同发展战略得出水资源利用与各子系统之间的变化趋势。
2.1.2模型设计思路
大连是一个水资源严重短缺的城市,随着社会经济的发展,人们对水资源的需求量持续增长,再加上干旱等自然灾害频繁发生,使已经有限的水资源更加短缺。为避免生活用水、社会经济用水和生态用水之间的冲突,如何在有限的水资源条件下,实现水资源可持续利用,是一个迫在眉睫的任务,也是模型设计的目的。假设大连市城市化水平保持较快速度上升,对应的社会经济也高速发展,而其用水模式保持目前水平,如按万元工业增加值用水量保持目前的下降趋势,生活需水量和生态需水量保持目前的增加趋势不变等。在这样的前提下,预测大连市未来需水情况,然后与可供水资源量进行比较,得出未来大连市目前用水模式下,是否能承载社会经济的高速发展。
2.1.3系统动力学原理
系统动力学模型的本质是一阶微分方程组[3]。在SD模型中状态方程系统描述了水准(状态)变量(流位)的变化规律,用欧拉法数值积分表示,其一般形式为:L.K=L.J+DT(IR.JK-OR.JK)式中,L.K,L.J分别为K,J时刻的状态变量;IR.JK,OR.JK分别表示流入速率与流出速率,K表示现在时刻,J表示与K相邻的前一时刻,DT是步长且DT=JK。
2.1.4模型结构及流图分析结合系统动力学研究问题的主要特点和大连市的实际情况,将系统边界定在大连市土地面积范围内,对重要用水环节进行系统分析后,采用SD专用模型Vensim建立包含人口、经济、环境和资源4个子系统的大连市水资源承载力SD流图。模型中主要变量为状态变量和速率变量,状态变量为总人口、工业总产值、道路面积、农业灌溉面积、绿地面积、节水灌溉面积、第三产业总产值,每一状态变量对应相应的速率变量。
(1)人口子系统。本文总人口数主要考虑的是常住人口,它主要受机械增长率、自然增长率的影响,常住人口由城镇人口和农业人口两部分组成,人口子系统的主要变量包括总人口数、城镇人口和农村人口3部分,以人口总数为状态变量。该模块主要研究人口数量的变化及其变化对生活需水量的影响。
(2)经济子系统。经济子系统用第一产业、第二产业和第三产业来表示,其中第一产业主要指农业,第二产业主要是工业。该子系统的主要变量分别由农田灌溉面积、工业增加值、第三产业增加值与农田亩均灌溉用水量、万元工业增加值耗水量、万元第三产业增加值耗水量两组数值相对应的乘积求出。
(3)环境子系统。环境子系统包括城市环境和污水两部分,城市环境用水包括全市绿化用水、市区及近郊冲刷道路用水,污水部分由生活污水和工业废水排放量组成。污水总量由城市污水排放量与排污系数决定,选取污水处理率和污水回用率作为不同的政策输入。
(4)资源子系统。水资源量主要包含地表水供水量、地下水供水量、雨水、海水淡化供水量。
2.1.5模型调试模型直观检验和运行检验由软件自动完成,以2004年为基准年,模拟步长为1a,将2005~2009年的仿真结果与历史数据相比较进行一致性检验,若误差小于5%,则认为模型正确,否则对模型进行修改或调整。由表1可以看出模拟结果与历史数据拟合误差均小于5%,表明模型结构合理,能反映大连市水资源承载力的特征,能够模拟实际系统,有较高的可信度。
2.2方案设计和结果分析
2.2.1方案设计
为了比较和探讨未来50a大连市水资源承载力在不同策略下的动态演变过程,本文设计了4种方案。方案1:现状延续型。即不采取任何措施,保持现有状况不变。方案中各决策变量指标值维持现有发展趋势。方案2:经济发展型。强调经济发展的重要性,把经济发展放在重中之重的位置。为此,把工业产值增长速度一度调整到大连市2001~2009年工业产值增长率的最快值23%,把2025年的城市化率提高到85%,其他参数与方案一相同。方案3:节水型。此方案强调水资源和环境保护的重要性,要求在合理开发利用、保护水资源的前提下发展经济。因此在方案1的基础上,降低经济发展速度,抑制城市人口的过快增长,提高污水处理及回用率,降低居民生活用水量及农田灌溉用水定额,增加农业节水灌溉面积。根据预测,2025年工业产值增长率控制在10%,城市化率提高至75%,工业用水重复利用率提高到95%,污水处理率提高至100%,污水回用率提高至70%。把节水灌溉增长率提高至9%,其他参数指标维持不变。方案4:协调发展型。在建设节水型城市前提下,综合考虑以上3种方案各自的特点,要求兼顾经济和环境的协调发展。此方案污水处理率、回用率、重复利用率、废水排放系数等均与方案2相同,城市化水平、经济、灌溉面积适度增长。2010年到2015年工业增速为12%,其后保持5%的增速,其他参数指标维持不变。
2.2.2结果分析
选取模型中的城镇人口、工业总产值、污水排放总量、水资源供需差额4个主要变量进行不同方案的对比。根据不同方案下4个主要变量的模拟结果(表2),比较4种仿真方案,选取可提高大连市水资源承载力的优化方案。在方案1的模式下,2025年大连市总需水量达到36.93亿m3,可供水量为17.43亿m3,水资源供需差额达19.48亿m3,污水总量为16.42亿m3。此时水资源短缺问题、环境污染问题将严重影响大连市的社会经济发展,如何合理开发和利用水资源、提高污水处理及回用率是解决问题的关键。在方案2的模式下,工业总产值增速大于其他3种方案,2025年工业总产值模拟值达到22053.36亿元,城市人口达到513.013万人,工业总产值及人口数量的增加不仅加大了对水资源的需求量,工业废水、生活污水排放量也急剧增加。由于污水治理投资的限制,2025年大连市总需水量达41.38亿m3,水资源供需差额达23.94亿m3,污水总量达19.31亿m3。环境污染严重,大连市的缺水形势更加严峻,水资源承载力更加脆弱,此方案也不可取。在方案3模式下,减缓工业产值增长速度,降低万元工业增加值用水量,提高工业用水重复利用率,使得工业生产对水资源的需求量大幅度降低;对环境保护的投资加大,2025年污水处理率和污水回用率分别达到100%和80%;居民人均生活用水量及农田灌溉亩均用水量的降低,也使得生活需水量及农业需水量大大减少,到2025年大连市总需水量仅为16.89亿m3,可供水量大于总需水量,水资源盈余0.54亿m3;污水总量减少至8.34亿m3,同时工业生产总值到达到7489.23亿元。可见方案3中大连市的水资源基本上得到了合理开发和利用。在方案4的模式下,按照协调发展原则,不以环境的牺牲换取发展的经济,适当限制经济增长速度,同时加大污水处理、污水回用的投资力度,在建设节水型城市前提下,努力提高污水利用率。到2025年大连市总需水量为18.74亿m3,可供水量为18.86亿m3,缺水量仅0.106亿m3,基本实现水资源供需平衡,大连市不会出现严重的缺水现象。虽然方案4与方案3,都可保证大连市到2025年不会出现严重的缺水问题,但方案4的工业产值可达到8521.08亿元,污水总量仅为7.25亿m3,表明方案4是提高大连市水资源承载力的最可行方案。由此可看出,要提高大连市水资源承载力,使大连市未来可以实现走上水资源可持续发展的道路,就必须建立起以水资源保障为基础、以建设节水型社会为核心、以水生态环境保护为根本、以非常规水充分利用为重点的“循环水务”体系。
3循环经济模式的构建
3.1构建思路
循环经济模式的构建应贯穿于水资源开发利用的供、用、排环节中,统筹兼顾,全面考虑[1]。主要包括:在水资源开发过程中,注重合理开发,由传统水源开发逐步向非传统水源开发转移,充分利用一切可利用的水资源,并通过水资源的优化配置对水资源进行合理调配;在利用过程中,注重节水用水,提高水资源利用率,同时注重各类水资源的回收利用,减少废、污水的产生;在废、污水排放时,以无害化为标准,使最终进入自然界水体的废、污水对生态环境不会造成影响,同时尽可能地使废、污水资源化,为增加供水量提供保障。
3.2构建方法
3.2.1实施分质供水,构建循环经济动脉链
在大连地区通过淡水管线、海水管线和中水管线实行分质供水,集雨设施和雨水管线供水根据实际情况采用就近原则。根据各单位的生产工艺和地理位置,在单位内部和单位之间,实施水资源的梯级利用和分质利用。以海水为例,通过海水淡化、海水直接利用两种方式形成与工业相关联的海水动脉链。
3.2.2通过废水回用,构建循环经济静脉链
废水的处理和回用方式有:内部直接回用、内部处理后回用和处理后排入城市污水管线3种方式。在有条件的工企业、居民区和其他单位设立污水处理站,对自身产生废水内部进行处理和回用。城市污水处理厂对排入城市污水管线的各类废水进行统一处理,部分以中水回用的方式由中水管线进入城市供水系统,剩余的污水在达准后排入自然界水体。
3.2.3利用水资源信息系统,构建循环经济网络
综合大连市水资源情况,建立水资源信息系统平台(水资源信息库、水环境数据库和工业、农业、生活、生态环境用水状况数据库),及时、准确、客观地反映水资源状况,并科学预测未来水资源变化趋势。通过水资源信息系统,对各种水资源、工业、农业和生活用水进行统一调度,构建循环水资源经济网络体系,最大限度地开发水资源潜力,使有限的水资源发挥最大的经济效益。
4实现水资源循环经济发展的途径
4.1节约用水,实现水资源利用的减量化节约用水是循环经济的减量化原则的体现,是发展循环经济、建立水资源循环经济的基础。节约用水不但可以提高水资源利用效率,减少需水量,还可以减少废水排放量,保护水环境。
4.1.1农业节水
根据大连市水资源条件调整农作物种植结构,扩大耐旱作物种植面积。推广农业科技,鼓励、引导和扶持农户种植产出高、耗水低的农产品。改进古老的大水漫溉方式,采用节水的喷灌、微灌等新灌溉技术以及抗旱补灌技术。加大节水工程改造力度,降低无效损耗。利用各种综合节水措施,如生物节水、农艺节水、工程节水和管理节水等技术,提高农业水利用效率。
4.1.2工业节水
推广风力发电、水源热泵等10大节水产业,扶持生物工程、电子信息等10大高新产业示范项目,加快工业产业结构和布局调整。以高新技术改造传统用水工艺,降低大连市工业产品的万元增加值耗水率,降低工业废水的排放量。大力发展生产工艺节水技术、工业循环用水技术和其他节水技术。
4.1.3生活节水
最重要和最基础的节水途径是加强节水的宣传教育,让人们意识到节水的重要性,形成节水的社会意识,树立正确的节水观念,改变生活中的不良用水行为和习惯。在居民日常生活、公共服务设施,以及环境绿化等方面,推广节水器具的应用,从根本上抑制或消除不合理用水。
4.2开发新水源,实现水资源再循环
4.2.1跨流域调水
为解决大连市水资源短缺问题,大连市累计投资近百亿元,相继完成了引碧、引英入连等蓄输水工程,有效地缓解了水资源供需矛盾。随着经济社会的快速发展,水资源问题仍是大连市一个亟待解决的问题。但自引英入连工程结束后,大连境内已无较大规模的水利工程,且水资源利用率已达40%以上(世界公认的警戒线为40%),水资源开发已达极根。境外调水已成为大连解决水资源保障问题的必由之路。目前,大连市正着手投巨资实施大伙房水库向大连输水和引洋入连供水工程。
4.2.2污水回用
在实现水资源利用“减量化”的基础上,污水回用能够有效提高水资源的利用率。大连市已投入运行的大型污水集中处理厂14座,总设计处理能力87.3万m3/d,年末污水集中处理率超过90%。把污水作为非常规水资源,将达标排放变为开发利用为主,使污水处理率和中水回用率分别提高到70%和50%以上,对缓解城市供水短缺无疑会起很大作用。工业方面,在企业内部实施清洁生产,消减新鲜水用量和废水排放量,实现水资源利用效率的最大化。在企业间层面,为各企业内部无法充分利用或难以利用的排水寻找下游消费者,实现工业共生的循环模式,进一步调高整个工业生态系统的用水效率。除了工业环节的污水再利用,还要在社会层面实现各系统之间的循环利用,把污水回用于农业、工业、生态环境包括地下回灌等,从而充分实现水资源的循环利用。
4.2.3雨水资源化利用
雨水资源化利用,也是节水的新渠道。在认真调研、确认可行的前提下,大力推广集雨工程建设。城市雨水利用的途径主要包括加大雨水就地渗入量、雨水储蓄量,兴建拦截和蓄存雨水的设施及利用雨水回灌。在城市,居民小区利用工程集水直接用作绿化、冲洗、景观及洗车等城市非饮用水水源上下工夫,以缓解城市供水压力。在现有设施的基础上,把雨水资源利用与城市供水、城市规划、生态建设、城区美化等多方面结合起来,统筹兼顾,达到高效利用。在农村,利用工程集水经净化处理后解决居民生活用水问题。
[关键词]:校园网 教学资源 构建规划
一、引言
在国家中等职业教育改革发展示范学校建设的背景下,基于校园网的教学资源库的建设成为主要的建设内容之一,数字化校园网的建立,为教学现代化提供了坚实的硬件基础。然而,很多学校建立的校园网由于缺乏教学信息资源,而难以发挥在教学与教研中应有的作用与效益,造成了设备的大量闲置与浪费。缺乏教学信息资源已严重制约了学校网络教学的发展,成为学校教育信息化的巨大障碍。学校网上教学资源库的建设已迫在眉睫。
二、校园网教学资源库的构建规划
1.需求观
建设教学资源库的目的是为信息化教学服务,因此无论是教学资源的内容还是功能上都应充分考虑教学的需求,具有可利用性,使学生、教师和其他教育工作者能方便、及时、准确地获取所需信息。在建设教学资源库之前,各专业、各课程都须要对学生、教师的需求的进行需求调研分析,即结合实际情况,从更加专业的角度来制作各个专业、各个课程的教学资源。
2.规范观
教学资源库的建设必须符合信息化教学的规律和特点,对不同专业、不同课程、资源种类、文件格式等进行定义时要根据统一的规范标准,由于教学资源的复杂性和多样性,使得人们对它的理解各不相同,便会出现大量不同层次、不同属性的教学资源,因而不易管理和利用。为了更有效地建设好各专业各课程教学资源库,促进各资源系统之间的数据共享,提高教育资源检索的效率与准确度,保证资源建设的质量,制订教学资源建设规范是十分必要的。
3.动态平衡观
教学资源库的建设并不是一步到位,而是一个“无――有――使用――更新――使用……”不断循环的动态过程,每门课程的教学资源和该课程设计发展是相辅相成的。随着专业技术的更新和专业课程的不断增加,教学资源库的内容和功能应不断地完善和更新,以适应时展的要求。
三、在校园网教学资源库的构建过程中的几点思考
1.内容的配套性和延续性是教学资源库建设的基本要求
教学资源库的建设是一项涉及理论教学、实训教学、视频教学、教学考核、教学互动等方面的系统工程。因而在资源库的建设中,除了将目光放在“收集更多资源”时,还更多从教学需求出发,对资源库的各个子模块进行系统的设计。这样建设的教学资源不仅能反映课程改革的最新成果,与教学实际需相符;还有利于资源库资源在教学和学习中使用。教师和学生是教学活动的参与者,他们的经验更贴近于资源库使用者的需求。在校园网教学资源的建设中,不应该仅看重于PPT、教学视频、动画等现成的素材上,更因该注重教学活动中最重要的具有互动关系的教师和学生以及他们所进行的教学活动和教学过程的资源。将教师和学生、教学活动和教学过程资源纳入校园网教学资源的建设中,这些内容可以随着时间的推移不断地更新,进而使得资源库不断更新,建设成有校本特色的、个性化的、动态的校园网教学资源库。
2.教师的信息技术水平的提高是“教学资源库”建设的基础
要使资源库的作用得到充分发挥,必须拥有一支具有较高信息技术水平的教师队伍。我校十分重视教师的信息技术培训,因为,在利用现代教育技术开展教育教学活动时,硬件是基础,教师掌握现代教育技术的能力才是关键。为保证我校拥有一批水平高,能灵活运用以计算机及网络为核心的信息技术进行现代化教学的教师队伍,我校开展了多种形式、多种层次的培训活动,使广大教师的现代教育理论水平,教研能力和运用以计算机及网络为核心的信息技术的能力得到了很大的提高,所有老师能通过网络交流优秀教案、论文和优秀教学软件,共享网上教学资源,利用现代信息技术开展网络现代化教育教学。
3.运用“教学资源库”开展教学,创建新型教学结构,是创建资源库的最终目的
教师在教学中对教学资源库的利用,这是我们建设资源库的最终目的。教师通过调用校园网资源库中的教学资源,用于课堂教学,是校园网在教学中应用的主要方面。传统的课堂教学中,教师也有许多好的教学设计的思想,但由于资源的缺乏,使得很多好的想法难以实现。而校园网的教学资源库可以提供最新、最优秀的、满足教学需求的教学资源,实现资源共享。教师利用校园网教学资源库所提供的丰富的教育教学资源,根据教学目标和学生的需求,设计最好的教学过程,采用最好的教育教学资源和方法,达到最好的教育教学效果。它改变了传统教学中教材、参考书是唯一的信息源的现象,为教师的备课、教师的教学科研活动提供了便利的条件,优化了教师的工作环境,有利于深化教学改革。
随着学校校园网的建设和计算机网络在学校中的普及和应用,教学资源库的建设成为校园网建设的主要内容。如何建设学校的资源库,成为摆在中职学校信息化建设面前的一个重要课题。良好的校园网是容器,教学资源是内容,一个容器如果没有内容,就起不到应有的作用。因此,在建设中职校园网络硬件环境的同时,必须充分重视教学资源库建设这一软件环境。
参考文献:
[1]陈燕清.基于校园网的高职专业课校本教学资源库特点与应用策略[J].对外经贸,2014(12).
[2]孙焱,韩琳.地方高校基于校园网的教学资源库的建设和思考[J].才智,2013(8).
关键词:课堂环境;小学数学;深度教学;资源设计
传统的数学教学一般都只是注重对学生进行课本知识的纯灌输和应试能力的培养,从而导致学生对数学的掌握程度只是能把书本上的知识概念背得滚瓜烂熟,并没有深入地探究理解。而在如今教育信息化不断发展的新形势下,教师需要转变教学方式,不仅仅要向学生传授书本上的知识概念,更要利用全面的、探索性的教学资源让学生理解其内在的逻辑,灵活教学,启发学生思维。
一、深度教学与教学资源
教师不仅要向学生传授书本上的知识概念,更要让学生理解其内在的逻辑和意义,启发学生思维,开发学生智力,透彻掌握所学知识并能活学活用,即所谓的深度教学。教学,即教和学两部分,在教的过程中,同时需要学生认真地学。在课堂环境下,要想拓宽教学的深度与广度,教师可以利用多种与课堂教学相关的资源来丰富课堂,扩充知识量,学生可通过教师的教学资源设计自主进行知识的深层次探索理解,培养自己的思维敏捷性和灵活性。
二、课堂环境下的小学数学深度教学资源设计的要点
(一)深度教学资源设计具有全面性
所谓深度教学资源设计的全面性,是指教学资源的种类能够涵盖小学数学教学的各个方面,也可在数学教学资源设计中利用信息化教学工具引进其他科目的教学资源,建立多媒体资源库,将数学学科与其他学科有效地整合起来,通过课堂教学提升学生的综合学习能力,扩充知识量,扩大视野。
由于每个教师的教学方式、能力等不同,学生所获得的学习资源也不同,且很大一部分教师都是独自以课本教学内容为大纲制定教学资源设计,投入了很大的精力和心血,却在课堂教学中收不到很好的效果,所以建议提高教师间教学资源的共享性、交互性,从而使每个教师的教学资源更加全面,学生在课堂教学中所收获的学习资源也相对更加全面。
教学是教与学的结合,在资源设计过程中,也需要充分结合学生的特点,从学生的角度出发设计教学资源。
(二)深度教学资源设计具有自主探究性
1.教师在课堂适当引导学生进行自主学习
教师作为课堂教学活动的组织者、引导者,应该从学生与生俱来的好奇心和探索欲出发,帮助他们灵活运用已学到的知识进行自主探究、交流、创新,这对于开发学生思维是非常有益的。
在课堂教学中,教师可以适当地设置教学情境来激发学生的探索欲,提高学习兴趣,只有主动去探究才会有创新。在课堂环境中,教师需要以小学生的年龄特点、所接触知识程度、学习兴趣等方面为出发点,为学生提供丰富全面的教学资源。例如:在“圆的认识”教学过程中,教师可引导学生讨论圆的形状与什么物体相似,在教学资源设计中可以插入杯盖、早餐饼干、盘子等物体,这些物品表面形状都是圆形;或者利用信息化教学工具,在课件中播放小视频,小雨点滴落在水面上荡漾出的大小不同的形状,就是圆形。有了这些参照物,学生就能联想到其他更多的自己之前所见过的物体,原来这就是圆。通过这种方式激发小学生的联想能力,而且利用他们已知或接触过的物品还可以加强学生对圆形这一形状的理解。
在不同的课堂教学内容中,教师还需根据每个情境教学活动下的问题,对学生的表现观察结果进行适当的记录,随后引导学生归纳总结,解决数学课中存在的不足,对于表现较好、态度积极或在不同层次的教学活动中有所进步的学生,适当地给予赞扬
鼓励。
2.学生自身跟随引导,自主探究
数学的深度教学不仅在于学生在课堂环境下对所学内容的理解掌握程度,更重在强调培养学生的逻辑思维能力,鼓励其勇于探究、创新。在教师的引导教学过程中,就需要学生自身跟随教师的引导,积极思考,有问题及时跟同学老师交流,尽早解决,不要堆积,在课堂上逐渐锻炼自身的思维能力,激起对数学的学习兴趣。
总之,教学是教与学的密切配合。教是教师的本职工作,学与不学完全在于学生本身。但学生的学与不学也与教师的教学方式相关,尤其在小学数学的深度教学中,提高学生对数学的学习兴趣很关键。
兴趣是最好的老师,是获取知识、培养创新思维能力的最大动力。而合理的教学资源设计和教学方式,就是提高学生学习兴趣的关键,学生有了学习兴趣,就会“学会”“会学”“爱学”数学,从而逐步自主地进行知识的深层次探索理解,以至灵活运用。
参考文献:
[1]郑姝,陈玲,陈美玲.基于1∶1课堂环境下的小学数学深度教学的资源设计[J].中国电化教育,2013(3):89-95.
[2]黄利顺.课堂环境下的小学数学深度教学的资源设计[J].新课程:小学,2013(8):149.