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关键词:施工管理和组织;试铺过程;技术数据结果
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2012)35-0150-02
205国道宿迁段改扩建工程起于新沂市与沭阳县交界的新开河桥,至终点沭阳淮安市交界的北六塘河。路线全长69.594 km。我标段为K35+139.350~K67+786.343(不含K37+177.350~K44+329.478),全长25.495 km。
我项目部在k49+920~k50+220左幅段落,长度300 m进行了试铺。下面层厚度为8 cm,路面宽度11.29 m。经现场施工,我项目部根据试验路试铺的情况做以下总结:
1 施工管理和组织
为确保试验路一次铺筑成功,我项目部召开了开工前动员会,进行技术交底,明确分工,细化工序,将具体工作落实到人,要求全员高度重视工程质量。项目经理部精心准备,合理组织,要求各部门之间紧密协调,前后场加强联系。前场注意施工质量,现场做到安全文明施工和环境保护,后场试验及时准确并设立专门组织机构。
2 试铺过程
本工程采用一台瑞士产安迈4000型沥青混凝土拌合楼,二台ABG8620摊铺机,卡特CB564D双钢轮振动压路机2台,XD-121双钢轮振动压路机1台,XP-302胶轮压路机2台,XP-301胶轮压路机1台,装载机5台。为保证试验检测质量,试验室配备了良好的精密试验仪器,生产配合比满足施工要求。
做好沥青下封层的检查与清扫:
①检查下封层的完整性与基层表面的粘结性,对局部基层外露和下封层两侧宽度不足部分应按下封层施工要求进行补铺;对已成型的下封层,用硬物刺破后应与基层表面相粘结,以不能整层被撕开为合格。
②对下封层表面浮动矿料应扫至路面以外,表面杂物亦清扫干净。灰尘应提前冲洗,风吹干净。
③沥青混合料拌合。采用一台瑞士产安迈4000型间歇式沥青拌合机。共配有两个重油罐,6个沥青罐,该机具有二级除尘装置,防止矿粉飞扬散失,配有根据矿料含水量变化调整矿料上料比例、上料速度、沥青用量的装置,并有检测拌和温度的红外测温装置。拌合机能逐盘打印沥青及各种矿料的用量及拌和温度。沥青采用导热油加热,加热温度在165~175℃,矿料加热温度比沥青高10-15℃。沥青混合料的出场温度在170~185℃,运输到现场温度不低于165℃。
混合料的拌合时间每盘机制拌和时间控制在55秒。确保混合料的拌制均匀,无花白料出现。按照试验室给定配比施工。沥青用量控制为4.1%,按照热料仓配比:22~35:19~22:11~19:6-11:3~6:0~3:矿粉=9∶20∶20∶14∶8∶24∶5。按照各种参数设置好拌合机数据。
④沥青混合料的运输。采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。插入深度要大于150 mm。在运料卡车侧面中部设专用检测孔,孔口距车箱底面约300 mm。拌合机向运料车放料时,汽车应前后移动,分几堆装料,以减少粗集料的分离现象。沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余,摊铺机前方应有五辆运料车等候卸料。运料车应有良好的篷布和棉被覆盖设施,卸料过程中继续覆盖直到卸料结束取走篷布,以以此保温或避免污染环境。连续摊铺过程中,运料车在摊铺机前10~30 cm处停住,不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空档,靠摊铺机推动前进。运输车辆必须清理干净,并在车厢底部涂隔离剂。防止沥青黏在运输车上。
⑤沥青混合料的摊铺。下面层摊铺厚度采用钢丝引导的高程控制方式。钢丝为扭绕式,直径不小于6 mm,钢丝拉力大于800 N,每10 m设一钢丝支架。采用两台摊铺机实施梯队作业。两台摊铺机摊铺层的纵向接缝,两台摊铺机采用梯队作业应采用斜接缝,避免出现缝痕。两台摊铺机距离不应超过10 m,宜在保证安全的情况下控制在5 m以内。沥青混合料摊铺采用2台德国产ABG8620型摊铺机,该机具有可加热的振动熨平板和移动式自动找平装置,能够自动调节摊铺厚度及标高。
摊铺机由熟练的操作手操作,严格控制摊铺机匀速、缓慢、不间断的摊铺,严禁时快时慢,以保证路面的平整度。摊铺机熨平板振动采用4级振动频率。
摊铺时保证摊铺机前有5辆运料车。摊铺的混合料未经压实,施工人员不得进入踩踏,一般不允许人工修整,除非特殊情况下,在现场主管人员的指导下进行找补或更换混合料,缺陷严重时予以铲除。
摊前熨平板应预热至规定温度。摊铺机熨平板必须拼接紧密,不许存有缝隙,防止卡入粒料将铺面拉出条痕。积极采取相应措施,尽量减少摊铺机拢料次数或采取降低摊铺机收斗幅度进行摊铺,以减小面层离析。
⑥沥青混合料的压实成型。沥青混合料的碾压拟定采用三种组合方式进行碾压。碾压组合方式见表1。路面的压实度和平整度主要在此阶段形成,所以必须控制好施工现场的碾压顺序和碾压方式等,确保施工的内在质量和外观质量。
⑦施工接缝的处理。全线采用热接缝,接缝位置在路线中心处。下面层与路面基层纵缝至少错开15 cm以上;横向施工缝采用平接缝。连续摊铺时,将锯切时留下的灰浆冲洗干净,涂抹少量乳化沥青,并加热熨平板,在已压实部分上面铺设一些热混合料使之预热软化,以加强新旧混合料的粘结。碾压时先将压路机沿着已压实的路面横向碾压,再伸过已压实路面10~15 cm,然后压实新铺筑部分,充分将接缝压实紧密。上下层横缝错缝应在1 m以上。每日施工结束时,摊铺机在接近端部前约1 m处将熨平板稍稍抬起驶离现场,用人工将端部混合料铲齐后再予碾压。然后用3 m直尺检查平整度,趁尚未冷透时垂直铲除端部层厚不足部分。
3 技术数据结果总结
通过试验路试铺,我项目部根据现场实际检查结果分析的出如下结论:
①沥青加热温度为165~175℃,矿料加热温度为180℃,出厂温度172℃左右,到场温度平均达到168℃左右,摊铺温度平均达到165℃左右,初压温度达到154℃左右,碾压终了温度达到91℃左右,满足图纸要求。
②拌合楼干拌时间20 s,湿拌时间35 s,每盘料平均时间为55 s。拌和产量为额定产量的80%,250 t/h,摊铺机运行速度:1.5~2.0 m/min,摊铺机振捣频率控制在4级。
③本次试铺段共计沥青用量为30.27 t,沥青混凝土总产量为734.43 t。实际现场沥青含量为4.12%,试验结果抽提数据沥青用量4.08%。
④摊铺松铺系数原定为1.2,经过试验段高程测量检测数据分析,去掉不具代表性点后,实际施工松铺系数确定为1.22,设计宽度为11.29 m,实际宽度均大于11.29 m。高程检测点数42点,合格点数36个点,合格率为86%,满足规范要求。
⑤碾压。项目部选择了三种碾压组合方式进行碾压,根据试验结果比对,采用第一种方案,压实度效果均匀密实,可靠性高,因此,我项目部采用第一种碾压方案进行碾压施工。初压采用1台卡特CB564D双钢轮压路机前静后振1遍,1台卡特CB564D双钢轮压路机前振后振1遍,摊铺后,压路机应及时的进行碾压,初压每一次重叠20 cm,初压碾压速度控制在2.0 km/h,复压采用1台XP-301,2台XP302胶轮压路机进行复压,每台压路机2遍,计6遍,复压速度控制在4 km/h,每一次错轮1/3~1/2轮宽,防止因轮胎温度过低导致沥青混合料粘结在轮胎上轮胎上涂油水混合液,终压采用1台XD121钢轮压路机碾压1遍,碾压终了温度不能低于90℃,终压时钢轮压路机每次错轮为1/2轮宽。速度在5 km/h左右。碾压作业长度段落为60 m。
⑥平均运距为30 km,从后场到前场运输时间约
40 min,为满足施工需要,运输车辆必须保证30辆,而且车况良好。
⑦本次试验路共计使用沥青混合料734 t,长度300 m,实际平均厚度为734÷11.29÷300÷2.553=8.5 cm。
⑧本次试验路试验检测马歇尔压实度平均值为99.6%,旋转压实压实度98.8%,最大理论压实度94.8%,厚度平均值8.5 cm,平整度测了三次,分别为1.24、1.23、1.16平均值为1.21满足图纸要求,渗水系数共取三个点平均值为32.2 ml/min,满足要求。
⑨施工接缝的处理。纵缝:全线采用热接缝,接缝位置在路线中心处。下面层与路面基层纵缝至少错开15 cm以上。横向施工缝的处理:摊铺前利用3 m直尺测量平整度,在位于小于平整度值的位置处全幅切除,切除掉的混合料用专车运离施工现场,将切缝处留下的灰浆冲洗干净,涂抹少量的乳化沥青,并加热熨平板,在已压实部分上面铺设一些热混合料使之预热软化,以加强新旧混合料的粘结。碾压时先将压路机沿着已压实的路面横向碾压,再伸过已压实路面10~15 cm,然后压实新铺筑部分,充分将接缝压实紧密。上下层横缝错缝应在1 m以上。
4 结 语
通过本次试验段的试铺并根据技术数据结果汇总,本次沥青砼的拌合及摊铺质量满足施工要求,沥青路面的主要检测指标满足规范要求。施工方法、拌合楼产量、运输车辆、生产配合比、摊铺速度、碾压方法都得到了验证,满足沥青砼生产需要,为大面积的沥青混凝土路面施工提供了依据。
参考文献:
[1] JTG-TF50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].
该专项取得了五大创新性成果,一是创建了黄金水道通过能力与通航条件计算和评价的技术体系。二是创新并发展了航道水沙观测与模拟技术,揭示了枢纽运行条件下典型河段水沙运动及河床演变规律。三是攻克了三峡等枢纽运行条件下长河段航道系统整治关键技术。四是突破了枢纽通航效能提升和现代化管理的关键技术。五是研发了黄金水道综合信息服务、通航安全监管和污染防治的新技术。专项成果总体达到国际领先水平。
背景
1、长江是我国的黄金水道
长江是沟通我国东、中、西部地区的运输大动脉,在流域经济社会发展中具有极其重要的地位,素有“黄金水道”之称。目前,长江干线已成为世界上运输最繁忙、运量最大的通航河流。
2、西江的重要地位
西江是我国内河水运主通道的“一纵两横两网”中重要的“一横”,是西南水运出海通道的重要组成部分,也是构筑泛珠三角区域经济体系与建设中国―东盟自由贸易区的水运大通道和重要出海口。
落实国家战略,对提升黄金水道功能和通过能力提出了新的要求。
问题与难点提出
长江及西江黄金水道的通过能力与航运旺盛的需求还不相适应,突出表现为四大问题:
一是航道及枢纽的通过能力不足;二是通航及船型标准不适应;三水运安全保障及应急反应能力不强;四水运信息化和通航服务水平不高。
解决突出的四大问题,需要突破以下五大制约通过能力提升的重大技术难题。
1、通过能力与通航条件缺乏有效的计算与评价方法
通过能力计算和评价:大多数公式的适用范围有局限性,且大量的经验系数,计算复杂,人为因素影响大。
船型标准:内河水运基础设施与船型发展不匹配、船舶技术状况落后。
高等级航道的通航技术标准:现有《内河通航标准》不能适应长江Ⅰ级航道规划建设的需要。
通航条件预测预报:多为定性分析,没有一套适用于长河段的准确高效的航道预测预报系统。
2、航道整治基础理论及研究手段尚不完善
推移质测量:适用性差、精度及效率低、不能实时监控。
实验室测量控制:测量效率和精度较低。
长河段物理模型:在模型沙、模型设计理论、试验控制及整治建筑物的模拟等方面的技术还不完善。
数学模型计算:模拟和预测精度不高、横向变形及三维模拟技术不成熟、没有实现干线航道的全覆盖。
枢纽下游水沙运动及河床演变:三峡等枢纽运行条件下长江中游水沙特性及河床演变规律认识不系统深入。
3、传统整治技术不能满足大规模航道建设需求
航道整治参数:整治参数确定方法对新水沙条件下处于非平衡状态的河流实用性较差。
航道整治方法和措施:已有整治措施多针对单滩河段,对上下游关联和不同措施的组合运用考虑不够。
整治建筑物结构:建筑物结构型式的选择主要凭经验,对新水沙条件的适应性研究不够。
航道整治建筑物可靠度分析:尚没有相关研究。
4、提升枢纽通航效能的技术手段需要进一步优化
船舶进闸效率提升:目前国内外采用单船拖带、单船过闸或拖轮拖带方式过闸,效率较低。
船舶过闸安全检测:检查模式落后,安检的准确、可靠性难以评估,且耗时较长严重影响船舶过闸效率。
多梯级多线船闸联合调度:国内相关研究较少,多是以单闸调度、单闸室排布算法方面研究为主。
枢纽通航现代化管理:尚缺乏系统研究,缺乏枢纽通航现代化管理的评价体系。
5、信息服务和通航保障技术需要进一步创新
综合信息服务:标准、数据、平台不统一,缺乏对资源进行有效整合和覆盖的航运业务一体化应用体系。
通航安全:评估的技术、方法有待进一步完善,安全预警与应急反应领域的各项研究尚处于起步阶段。
安全应急:对危险货物流通过程缺乏必要的全程监管措施和技术手段。
船舶防污染:内河船舶污染源监管模式有待系统深入的研究,缺乏实时在线监控系统。
取得的主要成果
1、专项的13个项目和各项目下属的专题和子题均已提交了研究成果报告,并完成了验收鉴定工作
2、突破的关键技术
主要创新点
重大专项取得了五大创新性成果:
1、创建了黄金水道通过能力与通航条件计算和评价的技术体系,为提升通过能力提供了理论依据
以往,黄金水道通过能力与通航条件缺乏有效的计算与评价方法。通过重大专项创新,创建了通过能力与通航条件计算和评价的技术体系,为提升通过能力提供了理论依据。
提出了基于设计小时系数的航道通过能力计算新方法,解决了复杂通航环境下航道通过能力准确、便捷确定的难题。
建立了内河船型现代化综合评价和示范船认定指标体系,制定了适用于长江干线和西江干线高等级航道的通航技术标准。
首次将航道服务水平划分等级,对长江干线航道通过能力进行了评价。
开发了航道通过能力仿真评价系统,实现了航道通过能力的可视化验证。
研发了长河段通航条件预测预报模型及系统,实现了航道条件预测预报由定性分析向定量计算的飞跃。
2、创新并发展了航道水沙观测与模拟技术,揭示了枢纽运行条件下典型河段水沙运动及河床演变规律,为航道整治工程建设奠定了坚实的基础
基础理论较薄弱及研究手段不完善一直是制约航道整治的瓶颈。通过重大专项创新,发展了水沙观测与模拟技术,深化了对枢纽运行条件下水沙运动与河床演变规律的认识,为航道整治工程建设奠定了坚实基础。
研发了适用性强的新型水沙现场量测仪器和试验量测仪器,推进了航道工程量测技术的发展。
建立了长江干线全二维水沙数学模型计算平台和典型河段的三维水沙动力学数值模型,完善了数值模拟技术。
改进了长河段泥沙物理模型试验技术,丰富了模型相似理论。
揭示了枢纽运行条件下长江中下游航道水沙输移特性与河床演变规律,预测了长江中下游不同类型浅滩的航道演变趋势,为长江中下游航道治理和维护奠定理论基础。
探明了长江下游多分汊潮汐和长江口河段水沙运动及河床演变规律,为长江下游受潮汐影响河段航道治理和维护奠定理论基础。
3、攻克了三峡等枢纽运行条件下长河段航道系统整治关键技术,为基于整治手段提升航道通过能力提供了技术支撑
传统的整治技术不能满足新水沙条件下航道大规模建设需求。通过重大专项创新,提出了航道整治设计参数确定的新方法、不同类型河段航道的整治措施、系列的整治建筑物新结构以及航道整治建筑物可靠度分析方法,为运用整治手段提升航道通过能力提供了技术支撑。
提出了枢纽影响下基于长河段水沙数值模拟技术的设计水位计算方法,以及重新划分航道整治工程为守护型工程和调整型工程后整治参数的确定方法,为长河段航道整治工程设计参数的确定提供了理论依据。
提出了适用于长江中下游径流和感潮河段浅滩航道整治方法和措施,解决了长河段航道平面与竖向设计关键技术,为长河段航道整治工程设计方案的确定提供了支撑。
提出了适合于长江中下游航道整治的软体排设计和施工技术,研发了适用于长江中下游不同水沙条件的航道整治建筑物新结构,为航道整治工程的效果和稳定提供了保障。
首次探索了航道整治建筑物可靠度分析方法,实现了航道整治建筑物设计使用年限定量分析的突破。
4、突破了枢纽通航效能提升和现代化管理的关键技术,进一步创新了枢纽通航能力提升的技术手段
多年来,船舶过闸效率低下等问题制约了枢纽通航效能的提升。通过重大专项创新,在虚拟闸室概念和虚拟闸室应用模式、船舶过闸身份认证和快速安检系统、多梯级与多线船闸联合调度系统、枢纽通航现代化管理评价体系等方面进行科技攻关,进一步创新了提升枢纽通航能力的技术手段。
首次提出虚拟闸室概念及虚拟闸室待闸应用模式,对有效缩短船舶进闸时间具有创新性。
首次开发了适合三峡通航枢纽的船舶过闸身份自动识别与认证系统、船舶过闸安全检查现场业务终端及业务管理软件系统。
发明了船闸过闸自动排布新算法、梯级船闸调度算法,研发了西江多梯级、多线船闸联合调度平台软件系统。
首次从行业层面提出了枢纽通航现代化管理的内涵、特征、评价指标、评价标准及综合评价方法,构建了枢纽通航现代化管理的评价体系。
5、研发了黄金水道综合信息服务、通航安全监管和污染防治的新技术,提高了长江航运信息服务及安全保障能力
构建了长江航运信息服务云体系,提出了长江重点航段通航安全动态预警、控制新方法,构建了长江危险化学品运输安全监管与应急平台,开发了适应内河船舶污染物监管点多、量大特点的船舶污水排放实时在线监控系统。
长江航运信息服务云平台包括长江航运云计算数据中心结构、移动互联和多跳网格结合的航运动态数据链技术、适用于长江航运各类异构数据交换的新标准等前沿技术。
建立了重点航段与桥区航行安全预警模型,开发了水上交通安全预警系统和桥区船舶通航安全预警系统、耦合船舶航行要素的复杂天气三维数字辅助驾驶系统。
建立了长江危险品泄漏扩散预测预报模型,研发了危险品船舶和危险品集装箱动态监控系统。
研发了船舶污水排放信息传输系统,并与现有海事监管平台无缝链接,实现了船舶污染物排放实时远程在线监控。
应用成效与推广前景
1、应用情况
研究成果在标准规范制定、大型航道整治工程建设、枢纽工程建设、平台系统建设以及三峡船闸通过能力提升等实际应用中发挥了重要作用。
通航条件及船型标准方面的成果主要应用到《长江(干线)通航标准》的制定及《内河通航标准》有关条款的修订及《内河运输船舶标准船型指标体系》(交通运输部公告2012年第13号)当中。
航道系统整治方面的成果主要应用到长江中游荆江河段整治工程、长江下游12.5米深水航道建设一、二期的前期研究及建设中、长江口深水航道下一阶段深化研究及减淤方案研究中。
枢纽通航方面的研究成果已在三峡及西江部分船闸上得到验证,实现了在三峡船闸原有单线日均13闸次的基础上平均每天提高1-2个运行闸次的目标;西江长洲枢纽船闸闸室利用率提高20%以上,提高船闸通过能力30%以上,百色升船机通过能力提高15%。
信息服务与安全保障方面的研究成果主要应用到长江航运综合信息服务平台、长江干线水路交通应急指挥平台、长江干线船舶自动识别系统等平台及长江海事局电子巡航系统中。
2、取得的成效
第一,社会效益显著:主要体现在“三个提高、三个促进”,即提高了黄金水道通过能力,促进了沿江社会经济发展;提高了黄金水道航运智能化水平和安全保障能力,促进了内河水运效率及通航服务品质的提升;提高了内河航运科技水平,促进了内河水运科技进步。
第二,经济效益巨大:对国民经济增长贡献显著,不仅有航道水深提高直接产生的经济效益,还有减少事故损失,节约航道整治投资,并且水运替代公路、铁路产生巨大的机会效益。
据测算,提升黄金水道通过能力每年能够新增831.6亿元GDP;可使航运企业年均减少运营成本近50亿元;平均每年替代公路、铁路产生的社会节约运输成本481.29亿元。
第三,环境效益明显:“重大专项”对降低能耗、提高防污能力、促进水资源综合利用等方面都有积极的作用。
3、推广前景
通航条件及船型标准方面的一些成果具有普遍意义,可推广应用到世界上其他通航河流建设桥梁,对其他河流在桥梁规划管理、设计建设等具有很好的指导作用。
航道系统整治方面的成果推广到其他河流与领域,丰富了航道整治工程的学科理论,并为相关行业标准规范的制(修)订提供基础资料和依据,将有力推动和促进行业科技进步。
枢纽通航方面的成果还可以推广到京杭大运河船闸、嘉陵江梯级船闸、金沙江梯级船闸、以及国内其它内河枢纽的运行管理中,促进行业技术的共同进步与发展。
信息服务与安全保障方面的成果推动各类航运业务信息系统,能够推广应用到海事、航道管理工作中,也可在其它内河流域及沿海的推广实施。
主要经验与研究展望
1、主要经验
重大专项的实施融合了各参研单位多年来的科研实践经验,也为后续重大科研攻关的实施提供了参考。
以国家科技发展战略和内河水运发展需求为引领,聚焦行业热点,设立重大专项开展研究,是解决制约内河水运建设、运行、维护的重大性、关键性、前瞻性难题的行之有效手段。
瞄准和紧跟国际前沿,遵循创新规律,坚持基础研究与应用研究相结合、技术研发与成果推广应用相结合,推进原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,有的放矢、注重效率、强化应用,是能够取得具有创新性、实用性成果的重要途径。
强强联合,优势互补、资源共享、分工协作,充分发挥国家和行业科研平台、创新联盟的优势和作用,以重大建设工程为依托,坚持产-学-研-用相结合,多途径开展研究工作,是能够取得多项国际领先、高水平成果的关键措施。
营造鼓励探索创新和有利于人才成长的良好环境,大胆、合理使用人才,建立有效的激励机制,加强项目过程管理,严格项目资金管理,强化考核指标的落实,是突破重大技术问题的必要条件。
做好项目组织领导,加强项目组、行业内外、领域内外的沟通、交流、合作,保证信息畅通,是顺利推进项目实施的坚实保障。
2、研究展望
随着长江经济带建设的推进,我们认为还有下列技术问题需要继续探索和研究,建议纳入“十三五”期国家科技计划(专项):
开展长江水运与其他运输方式高效衔接技术研究,突破长江综合交通运输系统一体化、快速化的关键技术,为建设长江立体交通运输走廊提供科技支撑。
开展黄金水道通航能力建设关键技术研究,解决长江中游“梗阻”、三峡枢纽过坝能力不足、高山峡谷河流高坝通航等技术问题,为进一步提升黄金水道功能、增强黄金水道航运能力提供科技支撑。
开展长江航运要素交互与融合的技术研究,突破智能航道、新型无人驾驶船舶、水路运输组织与管理智能化等智能航运关键技术,为内河水运转型升级提供科技支撑。
开展长江绿色生态水运体系建设与运行技术研究,突破生态航道、绿色港口、新能源新动力船舶等绿色航运关键技术,为促进河流与黄金水道水运和谐发展提供科技支撑。
开展内河水运安全风险防控研究,重点解决水运安全标准、安全风险防控体系构建、航运应急指挥与救助打捞等技术问题,为进一步提升内河水运安全保障能力提供科技支撑。
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摘要]现如今,随着社会经济的迅速发展,农业市场也随之发达起来,不论是工业还是农业都有了卓越的成就,然而在市场发展的过程中数理统计是不可缺少的一个环节,尤其是在林业的发展过程中,如果不能做到通过精确数据来进行统计或者总结,那就不能完整准确的实现林业市场的振兴发展。本文将会针对数理统计在林业上的应用,从土壤质量、天气、树木生长环境以及生态环境等方面展开陈述运用数理统计的必要性以及其在林业生产中的应用。
[
关键词 ]数理统计;林业发展;应用
引言
众所周知,林业管理所指的是树木、植物甚至大到森林范围的管理工作,但是实际上林业所指的方面往往不只是这些,它还包括种植物的土壤质量、天气因素以及各种种类不同的生物物种,更有关于绿植后期的养护以及培育防火功能的方面。这些错综复杂的管理工作使得数理统计在林业管理中所占的地位越来越受到重视,因此,数理统计在林业中的应用是必不可少的。
一、数理统计在林业发展的初步涉入
(一)、通过数理统计进行推断
在人们最初的认知中,数理统计只在一些工业、企业中运用到,通过数理统计方法来统计人流量或者营业额等结果的统计,大多数工作人员都会通过先调查后统计的手法将数理统计的体系有序的进行下去,当然,在林业的管理上数理统计起到了不可忽视的作用,例如:数理统计可以通过调查树木的成活率来确定出最佳的种植日期和天气;还可以通过调查一片土地种植物所需肥料多少来确定林业的成本和利润;另外,遇到棘手天气,很多作物会遭受虫害甚至是涝灾旱灾,这时可以通过对树木进行抽样调查的方法来确定树木遇虫害的程度大小。
以上讲述的是数理统计对林业大规模的控制与统计,其实,数理统计对林业的细节问题也有很大的作用,比如:通过调查来确定种子的重量是否处于一个合适的轻重,当然这个调查统计是要通过正态分布来实现;还可以在树木的生长过程中统计数目是否达到规定的高度,从而能够掌握树木的成长快慢的影响因素,通过数理统计的各种方法来发展林业的管理。
(二)、通过数理统计来进行实验统计
在投入一个物种的时候应当进行预实验,当我们想知道一种肥料对植物的影响时,不能大批量投放配料给所有植物,因此此时就需要不断的进行试验统计,通过实验得出的数据就可以进行数理统计,存入数据一共以后使用或者借鉴,此外,像病虫害的影响、种子的质量等问题都可以通过数理统计来进行实验统计以确保林业的稳步发展。
(三)、数理统计中的整理比较分析
通过调查和统计,我们可以对实际情况有个大体上的了解,然而这不能成为最终的实施方案,我们应该做的就是将所有统计数据集中起来,进行回归分析,通过计算所统计数据的平均数以及方差等统计数据来分析出相应的规律,比如:针对研究树木的成活率与生态环境的关系问题,首先应该对树木的品种进行查证和分类处理,调查树木的周遭环境(土壤质量、培育的温度、天气的好坏、是否有人为因素)并做好统计与分类,其次对时间要做到同时准时,不能马虎测量植物的生长状况,进而对植物的生活规律进行统计,最后将所有收集的有效信息进行总结和集中,进行数据分析,也是得出准确结论的至关重要的一个环节。
二、在林业中应用数理统计的举例以及注意问题
统计的目的就是得出具有说服力的数据来为生产中的措施作为依据和担保,数理统计要注意的问题就是准确无误,在林业发展实施过程中,进行统计的工作人员,如果不能很准确无误的进行调查和统计,那么得出的数据就像一个具备空壳的人,没有依据的数据不能作为统计的依据,因此,认真统计是数理统计应用中要着重注意的问题。为了让数理统计一目了然的呈现在管理人员思想中,本文将简单的举一个例子来解释数理统计在林业中的运用。在某林业局林场中,要对红叶石楠扦插生长状况进行统计分析。那么,首先管理人员应当在每一块土地上调查处红叶石楠的幼苗总数进行统计,然后在这些红叶石楠中随机抽出66株进行有必要的测量工作,例如:红叶石楠的树高、枝条的长度以及个数、冠幅的大小等等。并且可以通过对统计软件的应用将调查统计的数据进行方差分析、性状分析、以及表现出的特殊性状。通过实验得出的数据进行结果的分析,从多个数据角度对红叶石楠扦插生长幼苗总数进行统计分析,通过对树高、冠幅的大小、枝条多少等多方面的比较,针对规定或者正常高度进行调整和计算,不急能够在林业发展中避免不必要的麻烦,还能尽最大可能减少林业发展中的不必要损失,节省成本,为林业发展者制造最大极限的利润。
通过红叶石楠扦插幼苗生长的统计例子,我们总分意识到数理统计在林业发展、林业管理以及林业科研过程中的地位,它应该被大力提倡以及广泛应用与重视,伴随着当今社会经济的迅速发展以及人们生活需求的不断提高,使得智能建筑、绿色生活成为主流,因此林业将面对一次巨大的发展以及挑战,面对挑战,管理人员应当及时学习数理统计应用来适应高速发展的林业市场,况且在计算机普遍的今天,很多统计软件的兴起足够给数理统计带来很大的方便,因此,高难度的统计分析已经不在话下,也不是触不可及的梦想,故应该积极响应数理统计在林业管理中的应用,让林业市场进一步扩大。
结语
经济的发展是带给了人们更高的生活水平,但是在发展的过程中,在无形中给了环境一种压力,一系列环境问题的涌出使得更多的人注重林业的发展,每一次环境问题的爆发都是对人类的一次宣泄,也就致使人与自然的矛盾不断上升。林业的发展也就成为人人关注的事情,林业不仅要种植树木还要进行绿色的维护和保护,而数理统计系统能给林业的发展提供有效准确的数据以及正确的分析结果,协助林业管理和发展来选择正当的发展道路,降低林业发展的风险,尽最大可能减少成本流失以及树木资源的浪费,因此,在今后的林业发展中应当充分运用数理统计方法,让实现绿色生活不再是梦想。
参考文献
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关键词:民办院校 概率论与数理统计 模块教学 研究与实践
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)04(b)-0100-02
当今,国际竞争实际是人才的竞争,而人才竞争实质上是教育的竞争,我国高等教育从精英向大众化过渡,民办院校承受较大的扩招压力,如何确保并不断提高教学质量成为广大教师和社会关注的热点问题,它关系到这一类学校是否能生存下去。现在,民办院校概率论与数理统计的现状如下:学生的数学能力和水平在逐年下降;民办院校的教学的侧重点是专业的课程,概率论与数理统计的重视不够,主要体现在教学时数的安排上,能少则少;民办院校学生的基础差,对数学的学习有严重的心理障碍。
目前,许多民办院校在概率论与数理统计教学上做了许多尝试和改革,但是教学内容和方法上并未发生根本性的变化,主要体现在教学内容一成不变,教学方法和手段仍然比较单一;概率论与数理统计知识与专业知识严重脱节,两者没有达到有机的整合,使学生感觉学习的数学课程和专业课程无联系,无法激发学生学习概率论与数理统计的积极性。
而概率论与数理统计是一门理工类、经管类专业的必修的公共基础课程,也是报考硕士研究生时数学试卷中重要内容之一,该学科与生活实践和科学试验有着紧密的联系,是许多新发展的前沿学科(如控制论、信息论、可靠性理论、人工智能等)的基础。进行该课程的教学改革将进一步完善我校公共基础课程的建设。因此结合教学实践,我们提出了对概率论与数理统计进行三个模块的教学思路。概率论与数理统计模块教学模式的研究和实践将有利于提高学生学习概率论与数理统计的积极性、主动性,有利于提高课堂教学效果,使得概率论与数理统计的教学更好地为专业课程的学习服务。除此之外,对培养学生的创新能力、逻辑思维能力、运算能力、空间想象能力、分析和解决问题的能力形成有效的途径。通过该课程的教学改革,以便适应人与社会发展的需要。
《概率论与数理统计》模块教学的理论研究必须以专业需求和层次需求为出发点,对概率论与数理统计的教学内容进行全面改革。在调研分析的基础上,针对不同的专业要求选取不同的教学内容且制定相应的课程标准,对教学内容进行重新调整和模块化处理,为了突出概率论与数理统计的基础性、应用性、实用性、够用性,将教学内容分为三大模块,基础模块、应用模块、延伸模块(创新和提高模块)。其次,根据学生的不同层次的特点和需求,又将每一个小的模块分成两个小的子模块,必掌握部分和提高部分,有效地对学生进行因材施教。
1 基础模块
基础模块是最核心的部分。保证满足各专业对数学的要求的依据,它是概率论与数理统计中的一些最基本的内容,对所有的学生都是必修的,主要有随机事件及其概率、随机变量及其分布、多维随机变量及其分布、随机变量的数字特征、大数定律、数理统计的基础知识、参数估计、假设检验。
民办院校自成立以来,《概率论与数理统计》教学定位不适当,基本照搬公立学校一本和二本甚至综合性大学的教学方法,没有结合民办院校的特点,内容偏多偏深,理论复杂;大多数教材内容和教师授课一般都存在重理论轻实践,针对民办院校的教材还比较少。而我校在内容偏多偏深的问题上,实施课程内容与体系结构的改革,选择合理的教学内容与结构体系,注意化解理论的难度,并适时编写出了《概率论与数理统计》教材,该书为十二五规划教材,系同济大学出版社出版。该书在不影响课程体系完备的情况下适当减少概率论部分的理论性和难度,从直观、趣味性和易于理解的角度介绍概率论的基础知识。
而且我校针对民办院校学生的特点,构建了民办院校概率论与数理统计模块教学资源库。包括:讲义、多媒体课件、小教学项目库、试题库、《数学史》《数学文化》、教学博客。研究出了一套适合民办院校学生的多媒体课件,通过计算机图形显示、动画模拟、数值计算及文字等,形成一个全新的图文并茂、声形结合的生动直观的教学环境。并且研究出一套适合民办院校学生的经典的例题、习题,并兼顾课程基本要求、学生基础、培养目标和其它课程的匹配。
2 应用模块
初步设想,以点带面,以电商学院的概率论与数理统计为实践基地,实施该课程建设,根据实施具体情况,进行分析比较,以电商学院概率论与数理统计课程教学为实践载体进行成果的应用。将该成果进行总结和完善形成一套理论,并将成果推广到经济、管理等相关的专业的概率论与数理统计的课程教学中。本模块与专业知识链接模块,实现概率论与数理统计与专业课程的有机整合,因此,必须调查我校的电商、经济、管理院系等的一些专业所需的概率论与数理统计的知识,结合我校概率论与数理统计教学的现状,比较分析,形成调查报告。根据调查报告的分析,制定出了符合培养民办院校学生目标的概率论与数理统计教学课程内容体系。利用科学有效的调查与统计的方法做好相关专业课程对概率论与数理统计课程的要求,收集学生对概率论与数理统计的教学内容和建议,与相关的专业课程老师共同制定课程标准,精选经典的教学内容。引进新的科技成果,全面进行课程内容的重组,形成符合民办院校人才培养目标要求的概率论与数理统计课程内容体系。该模块由各专业课教师与概率论与数理统计教师共同研讨确定,针对不同的专业的特点设置不同的应用模块,体现专业性,也就是学会“用”。主要是从应用的角度,各专业后继课程的需要和社会的实际需要出发,考虑和确定教学内容体系。
关键词:案例教学法; 概率论与数理统计;独立学院
0. 引言
独立学院的教育承担着培养具有一定理论基础,较高综合素质和较强实践应用能力的技术应用型人才的重任,“把学生培养成务实性的一线技术、管理应用型人才”是独立学院的定位,然而独立学院的《概率论与数理统计》课程的教学并未充分体现这一理念。《概率论与数理统计》是一门研究随机现象及其统计规律性的数学学科,它是高等院校理工、经管等专业的一门重要的公共基础课。《概率论与数理统计》是为了解决与人们生活的现实世界客观事物相关的问题而产生的,因此该课程的最大特点是其应用特色,其理论与方法已被广泛应用于工程的可靠性度量、金融风险、保险精算、环境保护、可持续发展等领域,且其内容与方法对学生后继课程的学习及今后的科研、工作都会产生深远的影响。然而,目前我国《概率论与数理统计》的教学状况令人担忧,许多问题已经到了亟待解决的地步。许多教师在教学中过多地注重数学知识的传授、理论的讲解、逻辑的推导以及运算能力的训练,致使许多学生对《概率论与数理统计》的学习缺乏兴趣。另外,教师常常忽略了对《概率论与数理统计》思想和应用的讲授,致使学生虽然较为系统地学习了概率统计知识但却不知道如何应用,误使学生以为“学习《概率论与数理统计》没有什么实用价值”。因此,为增强学生运用《概率论与数理统计》知识解决实际问题的能力,在教学中适当引入与所讲内容有关的实际案例是解决当前独立学院《概率论与数理统计》教学中所存在问题的一种有效方法。 通过案例教学,不仅可以形象地解释抽象的理论与知识的要点,将理论与实践紧密结合,而且可以有效地开发学生的潜能,培养学生的学习兴趣与综合创新能力,使学生在生活中获得知识.那么,怎样才能将案例成功的运用于教学中呢?
1. 案例教学法的优点
所谓案例教学法是指教师根据教学内容选择适当的案例作为教学材料,引导学生独立思考,组织学生进行讨论和分析,最后提出见解、做出判断和决策的教学方法。案例教学法的优点主要有以下几个方面:
(1)有利于提高学生的学习兴趣。对独立学院学生来说,《概率论与数理统计》课程逻辑性强、理论抽象、枯燥难学。在教学过程中教师都尽量培养学生的逻辑思维能力,但在理论分析与定理证明的过程中,学生的学习兴趣也逐渐被枯燥的理论所消磨殆尽。教师经常在教学中大力宣扬这门课来源于生活,并可以用来解决生活中的问题。但学生始终不明白这些理论到底能用到哪里?怎样解决生活中的问题?案例教学法成功地把枯燥的理论知识与实际问题联系起来,把书本上不变的知识应用到了千变万化的实际问题中,既能加强学生对该课程重要性的认识,又能提高学生的学习兴趣。
(2)有利于全方位调动学生学习的主观能动性。在独立学院《概率论与数理统计》课程的教学中,大部分教师都采用传统的“一支粉笔+一块黑板=一堂课”的教学方法,学生在教学中都是被动的接受知识,讲师讲什么,学生就听什么,学生从不主动参与到课堂教学中,不能体现其主体地位。案例教学法是通过教师的引导、学生的独立思考以及学生之间的讨论来解决问题,而不是由教师直接告诉学生问题的答案。因此,在案例教学过程中,学生可以逐渐培养独立思考和主动学习的能力。
(3)有利于提高学生的语言表达能力。案例教学中,在教师给出问题的引导思路后,学生要各抒已见,在阐述自己观点的过程中,不但可以帮助学生加强理解和巩固所学的理论知识,增强学生的胆识,还能提高学生的口头表达能力。案例讨论结束后,学生需要写案例分析报表,这在很大程度上提高了学生的书面表达能力。
(4)有利于培养学生团结合作的意识。在案例教学过程中,教师与学生在教学中的角色发生转换。教师不再是讲授者,而是组织者、引导者,主要负责引导学生思考,组织学生进行讨论;学生不再是被动的听课、记笔记,而是积极参与到案例讨论中阐述自己的观点。在案例讨论中,学生需要与组内成员互相交流,能够培养学生团结合作的意识。
(5)有利于实现教学相长,提高教师的教学水平。在案例教学过程中,教师既是教学的主导,担负着把握教学进度、引导学生思考、组织讨论研究、进行归纳总结的任务;同时在共同讨论中,不但可以发现自己的弱点,还能发现学生知识的薄弱之处,在后续教学中可以及时进行查漏补缺,并且教学更有针对性。由于调动了全体学生参与其中,容易开阔思路,实现教学相长。
(6) 有利于形成师生之间更加和谐的关系。通过案例教学,教师与学生在课后的关系非常融洽,学生愿意向教师请教在学习、生活中所遇到的问题,教师也会给与一定的帮助,这样师生之间亦师亦友,形成了一种和谐的师生关系。
2. 案例教学法在独立学院《概率论与数理统计》课程教学中的实施方案
在独立学院《概率论与数理统计》课程教学中,大量理论知识的讲解与公式的推导会让学生对该课程的学习失去兴趣,结合案例教学可以使教学形式多样化,使教学内容生动化。案例教学把理论与实践进行有机结合,通过生动有趣的内容把学生吸引到教学中,调动了学生的学习积极性,从而有利于学生分析问题、解决问题能力的提高。
2.1.教学案例的选择
案例教学的成功取决于案例的选择是否合适。案例不同于一般的例题,必须有产生问题的实际背景,并且为学生所理解,这就要求教师在选择或编制案例时,应注意以下几个问题。首先,案例的选择要具有典型性。要能够从这个典型案例的解决过程中得出一种分析、处理类似案例的一般性方法,达到举一反三、融会贯通的作用;其次,案例的选择要具有针对性。教师在课前要根据教学内容与目标有针对性地选择案例。再次,案例的选择要难易适中,尽量由简入难。在教学中,需要选择不同难易程度的案例来实现教学目的,比如教学初期由于掌握的理论知识相对单薄,就选择分析已解决的简单案例,等到知识达到一定量时就可过渡到分析决策型案例,这类案例应作为案例分析的重点。最后,案例的选择要强调专业理论与实践的融合性。教师应选择紧扣时代热点的、与生活密切相关的、学生比较有兴趣的、与学生专业相关的、便于实际操作的案例,这样学生参与讨论的兴趣才会提高,才能达到案例教学的目的.
2.2案例的分析和讨论
在实施案例教学时,教师应根据教学内容与要求选择合适的案例,案例提供给学生以后,以方便讨论为原则将学生进行分组,以小组为单位对案例进行分析。在学生做好充分准备后,即可进入案例讨论阶段。案例教学法是以教师为主导,学生为主体的教学方式,因此,教师不仅要让出讲台,更要做好一名引导者和组织者。在开展案例讨论时,教师要维持好课堂秩序、把握好案例讨论的方向和进展,保证案例教学的重点突出,保证在有限的时间里完成教学任务。此外,教师应充分调动学生的主观能动性,让学生独立地应用所学的知识分析案例,找出解决问题的最佳方案。在讨论中,如何提出问题、展开讨论,如何突出重点、突破难点是教师要研究的重点。首先,教师应具有敏锐的观察力,从学生的表情中捕反馈信息,及时采取有效的措施进行引导。其次,要给学生创造一个相对宽松、愉快的课堂环境,有利于学生畅所欲言。案例教学给学生提供一个相互交流的平台,让学生通过讨论学会如何接受其他人的观点、如何与他人进行交流合作,如何理解并借鉴他人分析问题、处理问题的方法。案例教学需要打破常规的教学思维,比起结果,更看重的是分析问题的过程。
2.3案例的总结和案例分析报告的撰写
讨论结束后,教师要及时对讨论的思路是否清晰,分析的方法是否得当,解决问题的途径是否正确等进行总结。总结阶段是案例教学的最后一个阶段,也是堂该课的,教师要综合学生解决问题的思路与方法的难易程度,采用不同的策略进行点评,但不进行优先排序,以免使有些同学对自己的方法失去信心。在这一环节中,对学生在讨论中暴露出的问题和不足要给予正确的心析,并找出解决问题的最佳方案;同时,对于案例讨论过程中好的分析问题的思路和独特的见解要给予充分的肯定。学生在案例讨论结束后,要撰写案例分析报告。案例分析报告是一次案例分析课的全面总结,一方面可以巩固案例讨论中涉及的理论知识,还可以回顾案例分析中解决问题的方法,从而提高学生的学习能力;另一方面通过案例分析报告的撰写,可以逐步提高学生的总结能力和写作水平。
3. 案例教学法在组织实施中存在的问题
目前,案例教学已被越来越多的人接受,也逐步在各类法学与金融课程中广泛应用。但是,《概率论与数理统计》课程的案例教学还处于起步阶段,尤其是在独立学院。因此,在独立学院《概率论与数理统计》课程实施案例教学还存在一些问题。主要表现在以下几个方面:
(1)缺乏适应于教材内容的案例。案例教学法的支持系统是案例,要采用案例教学法,就需要有大量的与教学内容匹配的案例。目前,《概率论与数理统计》课程的案例教学还处于探索阶段,案例教材明显不足,这就需要广大教师在教学中积极搜集资料,围绕教学内容精心编制符合教学要求的案例教材,为实施案例教学奠定基础。
(2)教师的案例教学能力不足。采用案例教学法不但要求教师要具备较强的分析和解决实际问题的能力,还要对学生在案例分析讨论中具有较强的驾驭能力。由于独立学院的教师结构相对复杂,除了外聘教师外,自由专职教师都是近几年参加工作的,他们的教学经验不足,对案例教学更加缺乏经验,所以不能有效地引导学生对案例进行分析和讨论,在这种情况下进行案例教学,不能全面地对案例进行启发,也不能对案例进行深入、透彻地点评,从而影响案例教学的效果。所以,要在独立学院《概率论与数理统计》课程中使用案例教学法,教师就必须不断加强对专业知识的学习,不断提高自身的综合素质,不断提高自身的实践教学能力。
(3)学生的知识储备不足,学习方法不当。案例教学是具有较高难度的教学模式,在对教师要求较高的同时,对学生的要求也相对较高。案例教学要取得较好的教学效果,学生不但要掌握本课程的理论知识,还需要具有广泛的背景知识和相关知识。对于长期接受“填鸭式”教学的学生来说,案例教学尽管让他们有了新鲜感,并且对该课程产生了浓厚的兴趣,但对于案例中提出的问题往往束手无策,导致学生不能全部参与其中,学习效果不甚理想。
4. 结语
案例教学法作为一种开放的教学方式,其优点在于通过将实际生活中的具体问题引入课堂,并对其进行具体分析,使学生能够尽可能的参与到课堂教学中,成为教学活动的主体,从而克服了传统教学法中教师在唱“独角戏”的不足。案例教学法不主张学生死记硬背,更重视对学生思维能力、分析能力和判断能力以及综合运用所学知识处理现实中错综复杂问题能力的培养,最终的目的是达到学以致用。因此,案例教学法在提高学生的应用能力方面具有其他教学方法所不能比拟的优点。但案例教学法在独立学院《概率论与数理统计》教学中尚处于一个探索阶段,还需要广大教师在教学实践中不断地去思考、完善它。■
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