新科技 百分网手机站

工艺海洋新科技的论文

时间:2018-05-26 新科技 我要投稿

  海洋浩瀚无涯,拥有丰富的资源,为人类提供了无数的功能与利益。小编为大家整理的海洋新科技论文,希望你们喜欢。

image.png

  海洋新科技论文篇一

  海洋捕鱼时机

  摘要 从一个课例发现问题出发,通过构建模拟实验,进而构建数学模型来说明为什么海洋捕鱼时机最好是K/2。

  关键词 捕鱼时机模拟实验数学模型

  中图分类号G633.91 文献标识码B

  教育之所以成为一种“艺术”,是因为它所面对的是活生生的有个性差异的个体。在课堂教学中,教师会遇到许多出其不意的问题,即使备课备得如何周详,但对学生提出的问题还是“防不胜防”。如何处理课堂上生成的问题,既体现了一个教师机智,更体现了他的专业素养。

  有一次听一位年轻教师讲授高中生物“种群数量的变化”一课,讲到数学模型的构建,在讲到“建构种群增长模型的方法”时,无论是教学方法、还是课堂气氛,都非常理想。

  在讲授完“J”型曲线,“S”型曲线后,话题转到了环境容纳量(也就是K值),讲到了海洋捕捞的问题:近些年来海洋的渔业资源遭到了严重的破坏,一些不法之徒,使用法律禁止的渔网和捕捞方式进行捕鱼,结果导致鱼的数量与十几年前相比大幅度降低,当地的渔民生计也受到威胁。那么,能不能捕捞海洋的鱼呢?(学生简单讨论)如果需要捕捞,究竟怎样才能把握好捕捞的“度”呢?

  教师要求学生仔细分析“S”型曲线,思考在哪个位点种群的增长速率最快?很快有学生回答是在曲线最“陡”的时候,亦即K/2时。这时老师再提问:那么应该何时捕鱼?在老师如此明确的“明示”下,有的学生说是在K的时候,因为这时候鱼的数量最多,肯定可以捕捞到更多的鱼;也有的说是在K12的时候,因为此时鱼类种群增长速度最快。双方各执一词,争执不下。这时教师总结:在考虑可持续发展的情况下,对海洋鱼类资源的合理开发和利用应在其数量约为K12时,因为此时种群的增长速率最大。而当种群数量大于K12时,其增长的速度将开始下降,此外等待捕鱼的时间过长,鱼类消耗的资源也过多,在时间上、资源上不划算;过度捕捞导致种群数量小于K/2时,种群的增长速度也将减慢,获取的资源数量将减少,而且还会影响资源的再生。

  听了这位教师的解释,有的学生“恍然大悟”,但笔者也可以感受到那些坚持在K时捕鱼的学生依然存有疑虑。可能该教师认为这个问题很简单,很好理解,就没有继续讨论这个问题了,而是继续讲授可持续发展方面的问题,并将“K/2时机”引申到害虫的防治上。

  但一件事件重新引起了对这个问题的思考。那是,在一次高三生物模拟考试集体改卷上,有一道试题也是考有关开发、利用野生资源的时机问题。大部分学生也都填答了“在K/2时”这个答案。这时就有一个年轻的教师问:为什么不是在3K/4、K的时候呢?这个时候教师就争论开了,看来真正不明白的不仅是学生,也有我们教师。争论结果是最终谁也没有说服谁。有的教师说,反正所有的资料上都是这样说的,教材上也是这样讲的,“K12"肯定不会错。看来很多教师还是唯教材至上、唯资料至上。

  笔者回去后,在互联网上搜索了这个问题,网上也是争论不休,没有定论。

  受到人教版高中生物必修2模拟植物或动物性状分离的杂交实验”的启发,笔者想:为什么不能设计一个模拟试验来说明这个问题呢?或者能不能就这个问题也建立一个数学模型?于是设计了下面的模拟实验来说明这个问题可以启发学生自己设计,既可以加深对前面模拟实验的认识,又能开拓学生的思维,实在是一个极好的培优素材。

  在3个(也可以是5个、7个,这里为了简化问题只设3个)小桶里面各放入100粒黄豆(相当于K),表示海洋(湖泊)中的鱼。3个人每次从桶中取出若干粒黄豆,表示每年捕鱼的数量。捕捞活动有如下规则:

  (1)3个桶表示不同的海域(或湖泊),分别为l号、2号、3号。1号每次取25粒黄豆(相当于K/4)。2号每次取50粒黄豆(相当于K/2),3号每次取75粒黄豆(相当于3K14)。

  (2)每年“捕鱼”之后,向桶内补充一定数量的黄豆(表示鱼类的繁殖),桶里剩多少黄豆,就补充多少(假设每条鱼每年繁殖一个后代),但每次补充后黄豆的总数不能超过100(环境最大容量K)。 (3)每人各“捕鱼”6次,计算每人共“捕鱼”的总数和桶内所剩黄豆的数量,两者之和最大的一方获胜。 方案设计完成后,再可以要求学生设计表格记录实验结果(表l一表3),然后开始模拟实验。 做完以上模拟实验,然后再让学生讨论捕鱼的时机选在什么时候合适这个问题,学生就很容易理解为什么是K/2了。捕捞量为K/4时,虽然剩余的鱼量能保持在最大值100,但总的捕鱼量才150;而捕捞量为3K/4时,仅在前两年的捕鱼量超过在K/2时,但长期下去,总的捕鱼量却并不多,更糟糕的是,6年后所有的鱼到捕捞完了,剩余量为0;只有捕捞量保持在K12时,既获得了最大的捕捞量,同时剩余量还是保持和原来一样。通过这个模拟实验,学生就很容易理解要保持可持续增长,为什么要将野生资源的捕捞、采伐量控制在K/2时候。

  这里需要说明的是,以上终究是模拟实验。现实情况下,从时间效益、经济效益、成本控制等角度考虑,不可能每次捕鱼前都要等总鱼量恢复到K值,当海洋的鱼量超过K12时,人们就可以捕捞,捕捞的量就是最好使剩余的量保持在K/2,这时鱼类增长最快,数量能最快恢复,人类既可以获取最大的经济效益,又能保持海洋鱼类的可持续增长。

  在完成上面的模拟实验后,教师可以进一步提问:能不能建构海洋捕捞量的数学模型。在学生刚学习了种群数量增长的数学模型后,通过小组探讨,应该是能够解决这个问题的(表4)。

  通过N次捕捞后最后剩余量为2NK-(2N+1-2)x,可知当X=1/2K时,2NK--(2N+1--2)(1/2)K=x,所以,在K/2的时候捕捞,若每条鱼在一个捕捞周期内可以繁殖1个后代,那么最终海洋鱼类的数量可以保持在环境容量K(当然,真实情况比这复杂得多)。

  教师如果在课堂上让学生经过上面的思考和讨论,相信都能理解捕捞的“K/2时机”问题。所以,教师要善于思考,挖掘教材提出问题,这样不仅能锻炼学生的思维,同时也是一个极好的“培优”途径。也能很好地落实新课程标准提出的培养学生的探究能力、提高公民的科学素养这一基本理念。

  海洋新科技论文篇二

  探究海洋科技发展在现代海洋经济发展中的作用

  摘要:海洋经济是我国国民经济的重要一部分,近些年来发展迅猛。究其原因,有赖于我国海洋科技的发展。海洋经济作为一种特殊的经济类型,开发过程中涉及到的各项复杂技术,也决定了海洋经济的发展离不开海洋科技的发展,本文就海洋科技发展在现代海洋经济发展中的作用做一番探究。

  关键词:海洋经济 海洋科技 海洋开发

  一、海洋经济概述

  (一)发展迅猛,竞相开发

  从上世纪90年代开始,海洋经济取得了迅猛的发展,根据市场调查显示:2000年,全球海洋市场产值为5340亿美元,而到了2010年,全球的海洋市场产值达到了15 000亿美元。海洋经济的巨大潜力,使得一些临海国家开始重视自己的海洋资源。为了大规模、全面地开发利用海洋资源,许多国家制定了海洋经济的发展战略,组织专家对其海域进行资源勘测,制定开发方案。可见,发展海洋产业已成为世界各国竞争的焦点。

  (二)知识经济

  海洋开发是指人类通过采用各种手段对海洋所蕴藏的生物资源、矿物资源以及其他资源进行的开发和利用。因为海洋环境不同于陆地环境,有着自身的特殊性,导致开发海洋的技术及所使用的工程材料与陆地也大不相同。因此,要大规模地开发利用海洋,必须先发展海洋科学,掌握海洋资源的特点。一些发达国家的成功实例已经证明了这一点,从海洋资源勘探到资源的开采、再到海洋资源的加工生产都离不开知识系统和高新技术的支持。

  (三)开发与环保统一

  伴随世界海洋经济的迅猛增长,海上的各项工业生产活动也多了起来,尤其是海上的石油钻井平台。海洋开发在给人类带来巨大能源和财富的同时,也给海洋环境造成了极大的破坏,深海底资源开发造成的洋底塌陷、海洋运输石油管道产生的漏油以及运油船舶对海域的污染等。针对海洋环境的污染问题,世界上主要的海洋国家均制定了有关法规,并运用科学的方法和手段来调整海洋开发和环境生态之间的关系,以求达到开发与环保的统一,实现海洋资源的可持续开发。

  (四)海洋经济转型

  高科技的应用使海洋传统产业不断得到改造,捕捞业从近海捕捞走向远洋捕捞、海水养殖、水产品精加工的现代海洋渔业;计算机技术、新材料、新能源等在船舶设计和生产中的广泛应用,使现代船舶制造的自动化、现代化程度得到很大提高。由于一系列的海洋科学研究和技术的开发,利用先进技术改善传统产业,逐步形成了在新高技术武装下的现代海洋经济产业体系。

  二、海洋经济形态

  伴随现代科技的进步,我国的海洋经济迅猛发展,时至今日,出现了很多类型的海洋经济企业,大体上有四种主要的海洋经济形态。

  (一)海洋渔业

  海洋渔业是最早的海洋经济形态,就是通过一些渔具在海洋中进行海洋生物的捕捞,不过,其产品已不只限于鱼类,还包括蟹类、虾类、海星、海胆等其他海洋生物。近代海洋渔业发展迅速,在传统海洋捕捞的基础上,又出现了海洋渔业加工、海洋养殖等海洋经济形态。

  (二)海洋矿物

  海洋蕴藏着丰富的矿物资源,海洋经济的一个重要形态就是海洋矿物开发。目前主要是通过在海洋上搭建钻井平台,对洋底蕴藏的石油、天然气进行开采。也有对海底锰等黑色金属进行开采的,由于要深入海底开采,耗费成本太高,目前仅处于实验研究阶段。

  (三)海洋药业

  在海洋中有很多海洋生物体内含有特殊的药用成分,具有抗肿瘤、抗菌、降压和抗凝血等药用价值,对海洋生物加以捕捞,并从中提取药物成分制成药物产品,由此海洋制药业便发展起来。目前海洋药业已进入产品开发阶段,并已经有多种海洋药物获国家批准上市,像河豚毒素、多烯康、角鲨烯、盐酸甘露醇等。还有多个海洋药物进入临床研究,很快就可以上市。

  (四)海水利用

  海洋中存贮着丰富的水源,蕴藏着强大的能源。海水利用就是通过现代的科技将海水蕴藏的能源加以利用,像利用海水的涨潮落潮运动开发出的海水潮汐发电。通过海水淡化技术将海水转换成淡水,解决部分省市的缺水问题。还有利用富含盐分的海水来制取食盐,都是对海水加以利用。

  三、海洋科技发展对我国海洋经济的影响

  海洋科技的发展对我国海洋经济有着重要作用,通过对四种海洋经济形态的分析,我们可以知晓海洋科技发展随海洋经济发展的作用。

  (一)海洋科技是海洋经济发展的基础

  不管是海洋渔业的发展,还是海洋矿物的开采,以及海洋药业和海水利用都是依靠海洋科技为基础的。没有海洋科技进步制造出来的捕捞设备、采矿设备、制药设备以及海水淡化、潮汐发电等仪器设备,就没有这些经济形态的产生,完善的生产设备是这些经济形态产生、发展、辉煌的基础,而海洋科技的进步是这些设备得以研制出来的基础,可见海洋科技是海洋经济发展的基础。

  (二)海洋经济的发展是海洋科技发展的前景

  反过来由于海洋经济发展采用的生产设备简陋,功能不全,也为海洋科技的研发提出了要求,为了解决海洋经济发展中出现的问题,积极开展新技术的研发,新技术的实验,又促进了海洋科技的进步。

  可见,海洋科技的发展与海洋经济的发展相互作用,最初是海洋科技的进步带动海洋经济大力发展,而后大力发展的海洋经济又促进了海洋科技的进一步研发,两者相互作用,相互发展。

  海洋经济的发展离不开海洋科技的进步,海洋科技是海洋经济发展的前提,但海洋科技不是海洋经济发展的决定条件。发展海洋经济还需要我国政府的大力支持,社会的大力援助。先进的海洋科技发展加上国家的政府和社会的大力支持与援助,促进我国海洋经济的发展将指日可待,而海洋经济的发展又会带动海洋科技的研发投入,必将换来科技与经济的双赢。

  参考文献:

  [1]殷克东,王伟,冯晓波等.海洋科技与海洋经济的协调发展关系研究[J].海洋开发与管理,2009,26(2):107-112

  [2]乔俊果,王桂青,孟凡涛等.改革开放以来中国海洋科技政策演变[J].中国科技论坛,2011,(6):5-10

  [3]海水淡化纳入国家海洋科技“十二五”规划[J].城市道桥与防洪,2011,(10):111-111

  [4]彭伟.依靠科技推动我国海洋经济科学发展策略分析[J].海洋技术,2009,28(3):134-137