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一、课程教学内容安排
生物工程的内容十分丰富,有限的课时内不能面面俱到地进行较为深入的讲授。因此,教师在教学内容的安排上,既要保证突出重点内容,又要兼顾知识内容的全面性。此外,还需要引入一些学科前沿成果,以跟踪迅速发展的生物技术的进步。我们对于课程教学内容的安排,特别注意了以下几个问题。
1.组建课程模块,合理安排教学内容。以生物技术的应用发展为导向,将本课程的教学内容划分成三部分:①绪论,介绍生物工程沿革及前沿。②生物技术基础,详细讲述基因重组技术、蛋白质和酶工程、细胞工程的基本原理,技术路线及特点,旨在帮助学生建立牢固的理论基础、掌握相关技术的应用方法。③生物技术的工程化应用及发展,重点介绍发酵工程、生物医药工程和环境生物工程,通过多个与人类生存和发展密切相关的案例的教学,培养学生综合知识的能力、融汇创新的能力。
2.让学生了解生物工程学科的全貌。课程的绪论部分分别从生物工程的沿革、生物工程的原理及特点、生物技术的应用及前沿发展、生物技术及其产业所发挥的巨大的社会和经济影响力等角度进行讲授,帮助学生标绘出一副生物工程的全貌图:从基础理论的研究突破、生物技术的应用发展、到渗透至各国民经济主要领域中产生的巨大影响,期间产生的反作用又促进生物学基础理论的研究突破。这个过程周而复始地推动着社会的变革与进步。
3.宽泛基础知识面,强调理论联系实际。生物工程是一个具有丰富学术内容的领域,而本课程课时有限,不能详尽地涉猎各个知识点,因此,如何设置课程内容就成了影响教学效果的主要因素。本课程对基础知识的教授强调的是“宽泛”而非“深入”,要求课程设置的基础知识教学能够满足学生理解生物技术的基本原理即可,而对于生物技术的实践应用则给予了重点关注。课程坚持理论联系实际,运用综合性案例,让学生了解从基本原理出发到实践应用的过程,学习综合应用所学知识解决问题的方法,培养科学思维方式。
4.以生物技术的应用为导向设置教学内容,跟踪学科前沿。在对课程的基本原理讲授后,根据学生的工程专业教育背景和将来作为社会工作者的特点,我们引导学生学习工程化应用方法,这是更为重要的教学环节。这部分教学内容占据了整个教学内容的相当大的比重。如,微生物发酵工程、细胞培养技术使生物技术产品实现产业化;生物医药工程中集中了生物技术研究的前沿方向和热点,各种生物技术在此融合;环境生物工程致力于建立人类与环境的和谐关系,以实现社会的可持续发展。本课程分别选择这些领域中的主要内容作为重点讲授部分,如转基因动物制药、单克隆抗体技术应用、固定化酶技术及酶法分析、环境污染的生物治理等,安排了较多的教学时间,以使学生更好地了解生物技术的新进展。
二、教学方法探讨
生物工程学是生命科学与工程技术结合所形成的一门综合性学科,基于研究对象(核酸、蛋白质)及层次(分子、细胞、个体)不同构建了不同的生物技术分支领域,同时基于应用领域的不同也形成了各自富有特点的应用技术,如生物医药领域中蛋白类药物的生物构建和生产、环境治理与保护中微生物的生物转化过程技术等。由于教学内容覆盖面广,为了提高教学效果,本课程在教学方法上进行了以下几个方面的探索。
(一)以生物技术原理为主线贯穿教学活动
本课程的教学活动以生物工程的原理为主线展开,形成了基因工程、蛋白质和酶工程、细胞工程、发酵工程等章节,以使学生在较短的时间内掌握各种生物技术的原理和应用方法。同时,通过对生物技术应用较为深入的生物医药工程、环境生物工程等内容的安排,培养学生根据应用对象的特点和要求综合应用所学理论知识的能力。
(二)理论联系实际,引入案例教学
发酵工程是将生物技术产业化的重要环节,包含了从菌种培养到制备合格产品的过程。[5]菌种决定着发酵生产工艺方法,发酵工程中高产菌种常常是采用生物技术方法构建的。发酵过程调控是基于微生物的生命代谢过程,培养条件的变化可以影响代谢途径。发酵产物的提取纯化是依据待分离目标物质的特性及待分离目的产物和杂质之间物性的差异来进行的,是决定生产成本高低的关键因素。如果只是按照发酵工程的过程来讲解技术基础及过程应用技术,涉及知识点多,知识点之间的相关性较弱,这对于刚开始接受专业课程教育的本科三年级同学来说,接受起来有一定的难度。而以具体物质的发酵生产为例进行分析,更为形象化,也容易被学生理解和接受。授课时,我们以红霉素的生产为例,分析了工程菌的构建方法与高密度发酵技术的应用,基于组分分离要求的分离纯化工艺方法的建立等,并将自己多年科研的成果结合至授课内容中。仅就红霉素的提取纯化而言,工程菌的引入及发酵调控技术的成熟,使红霉素发酵单位由原来的3000u/mL~5000u/mL大幅度提高至8000u/mL~10000u/mL,使得新分离技术的应用成为现实。目标产物的分离工艺由传统的“板框过滤-溶剂萃取-经过中间体盐的结晶纯化”发展为“微滤膜过滤-(纳滤膜浓缩)-层析分离-结晶纯化”新的分离工艺。该工艺利用层析操作的高分离效率实现了活性组分红霉素A与杂质组分红霉素B、红霉素C的分离;通过结晶过程中关键因素的调节,如结晶体系的组成及组成物的浓度变化、pH、温度、搅拌等,实现对产品粒度和晶形的控制,从而获得纯度高、药理活性强的产品。案例的分析过程加强了学生们的工程概念,如发酵产物的提取往往会涉及结构相似组分的分离,其分离方法的选择需兼顾分离效率高、分离条件温和的要求;微生物发酵是纯种培养过程,工程设备必须满足无菌操作的基本要求,发酵罐需要具备良好的混合能力,较高的传质、传热速率,且不能对菌体产生剪切破化;药物的晶形和粒度与药物的生理活性相关,现代药物质量控制指标除了纯度和杂质含量要求外,还有晶体的晶形粒度等结构指标要求;发酵产品的经济成本和社会成本概念等等。实现一个抗生素药物的现代化工业生产需要融合现代基因工程、细胞工程、化学工程的知识。
(三)课堂讲授与专题案例的调研相结合
本课程通过典型实例的剖析,加强了学生对基本原理的理解,并传授了生物技术的应用方法。我们时时跟踪生物技术领域的发展,对授课案例进行更新,以使教学内容紧密联系生物工程的新发展、新成果,体现该领域新技术、新水平,使学生感受到科学技术发展的巨大魅力,激发学习热情。但是,本课程的教学课时有限,课堂上不可能对生物技术各领域均充分展开。为了弥补这一局限,本课程在教学上设置了“专题调研+课堂谈论”环节,把生物工程应用专题案例的调研工作,以作业形式布置给学生去完成,并通过课堂讨论及提交论文的方式加以考查。[6]专题论文的完成及交流以小组为单位进行,教师组织学生组成学习小组,要求各学习小组在给定领域范围内对感兴趣的专题进行调研和论文的撰写。教师在组织学习小组之时,就将学习小组两两结对,要求各小组在完成本组专题调研的同时,对结对小组的课题也进行相应调研,并作为主审方在课堂上对结对组的专题内容设置提问,引导课堂讨论,而其他同学则可以对自己感兴趣的专题自由发表观点。
本课程要求,小论文要按照《华东理工大学学报》的稿件规范撰写,这也是对本科生撰写科学论文的训练,是专业素质培养的一部分。这种“专题调研+课堂谈论”教学模式,能让学生自动参与多专题的调研学习,达到巩固基础知识、拓宽知识面、深化专业认知的目的,同时能够较全面地训练和检验学生专业文献查阅、分析材料、归纳总结及思辨应对的能力。实践表明,这样的学习方式效果突出。学生李晓阳在听课小结中写道:“分组演讲、课程论文,每小组七八个人,不仅可以让我们自己动手获取知识,锻炼了动手能力,还能够培养我们团结协作的能力。只有分工合作才能把这项工作做好。”学生闫天一在小结中写道:“老师讲到了我国生物发酵工业发展的现状,虽然我国(抗生素)产量居世界之首,但生产效率比较低、产品附加值低、污染严重,主要以半成品(原料药)为主,这些都深深触动了我。在化学制药领域,我们仍是以仿制药为主。在21世纪,我想我们大学生的责任就是让中国不仅是世界的工厂,也要成为研发的中心。”
三、结束语
关键词 数据库 教学内容 教学方法 考核模式 创新能力
中图分类号:G71 文献标识码:A
随着信息化社会中信息资源管理与开发利用,网络技术的发展和知识发现的需求,数据库领域越来越广泛。许多高校计算机专业和非计算机专业都开设了数据库类课程。高职院校要求理论与实践相结合,理论够用,注重学生数据库类动手能力、具备运用创造性思维,独立地、自主地发现问题、解决问题,提出新观点,并能从事相应的实践活动的创新能力的培养。目前数据库教学体系存在一些问题:课程设置缺乏系统性、教学方式与手段不够灵活多样、数据库教学资源形式单一、缺乏数据库实战开发的创新能力培养等。针对这些问题,重庆航天职业技术学院在2014教学改革研究项目《数据库类课程教学做一体化教学模式研究与实践》的基础上,成立了数据库类课程研究小组,对高职院校计算机专业数据库类课程进行教学改革研究,常用的数据库有很多,诸如ACCESS、SQL Server、Oracle、My SQL等,本文将以SQL Server为例来重点介绍教学方法的改革与实践,此可在数据库课程教学过程中通用借鉴。
1 改革思路
本课程教学内容的选取应充分体现任务引领、行动导向课程的设计思想。遵循数据库系统开发流程,以项目为主线、以职业能力为要点、以技能训练为重点、以创新能力培养为目标,减少抽象的理论知识,增加实践实例,强调工作过程的实践性。教学内容以教务管理系统(EDUC)、图书管理系统(Library)为例贯穿始终,包含系统的需求分析,数据库设计、数据库与数据数据表的创建与管理、数据库的应用开发、数据库的维护等主要围绕数据模型、关系模型、创建数据库、创建数据表及索引、创建视图、程序设计、系统维护等方面进行介绍。基于此内容在讲授过程中进行了教学方法的改革与实践。
2 改革教学方法
由于本课程内容包含理论与实验,故在本课程的教学过程中,采用理实一体化教室,教学做合一,注重示例性讲解,掌握教学节奏,让学生的思维活跃起来,积极地参与思考,提出问题,培养学生的创新能力。采用“行动导向”教学,进行分小组,以学生为中心,以行动导向为主线,采用案例、任务驱动等相结合的教学方法,增加学生的实践机会、自学机会和创新机会,极大地调动学生学习的主动性和积极性,激发学生探究创造的兴趣,促进知识的加深和迁移。教学方法的改革主要从以下几个方面开展:
(1)引导课文法:引导课文教学法是借助一种专门教学文件即引导课文(常常以引导问题的形式出现),通过工作计划和自行控制工作过程手段,引导学生独立学习和工作的项目教学方法。其主要任务是建立起项目工作和所需要的知识、技能间的关系,让学生清楚完成任务应该通晓什么知识,应该具备哪些技能等。本课程的课程内容设置可用此法来进行讲授。首先让学生明确本课程的重要性及学习本课程的目的,接着分析为了达到这些目的必须掌握的课程内容,分析内容之间的衔接关系,让学生带着任务学习。结束一个任务就进行阶段性总结,强调目前所学内容在整个数据库系统开发工作过程中所处的地位和作用。
(2)头脑风暴法:头脑风暴法是教师引导学生就某一课题自由发表意见,教师不对其正确性进行任何评价的方法,是一种能够在最短的时间里获得最多的思想和观点的工作方法。通过集体讨论,集思广益,促使学生对教学任务产生自己的意见,通过同学之间的相互激励引发连锁反应,从而获得大量的构想,达到创造性解决问题的目的。本课程进行MIS需求分析可采用此法进行讲授。一部分学生扮演系统分析员,一部分学生扮演系统用户,使学生积极地思考教师所提的问题,从所扮演的角色角度思考并提出该系统应该具备的功能,改变课堂教学模式,增强教学互动,提高教学质量。
(3)项目化教学法:用学生比较熟悉的学生成绩管理系统、图书管理系统等真实任务激发学生的学习热情。首先对系统的应用开发结果进行成果展示,用案例激发学生兴趣。
(4)案例教学法:从学生成绩管理系统、图书管理系统不同的教学案例设计,从数据库基本原理、设计、实现和开发等诸方面,对案例逐步展开,各自分别采用SSMS和T-SQL两种方法对学生进行讲授,让学生在实际操作环节时采用不同的方法实现交叉的学习,加强学生对抽象理论和两种不同方法的理解与掌握,提高学生的创造性。
(5)分组教学法,对学生进行合理分组使之扮演不同角色,相互合作和激励,培养学生探索创新能力和团结协作的精神。同时在项目课程教学中教师应积极引导学生提升职业道德和职业修养,帮助学生养成良好的个人品格和行为习惯,培养学生爱岗敬业、团队协作和创业精神。
(6)任务驱动教学法:可有效地融合项目教学法、案例教学法、分组教学法,提出任务、分析任务、再由学生自主学习、交流讨论、解决问题及总结经验等阶段。此教学法要求教师精心设计教学任务驱动,学生通过各种学习形式完成任务。在此过程中,学生始终处于主体地位。教师是学生学习的组织者、服务者和导航者。学生既学到了知识又培养了分析问题、解决问题的能力,更重要的是学生的自学能力,创新能力都得到了提高。
(7)项目实战法:教学团队必须是科研团队,将科研项目与教学有机结合起来,增加小项目开发、学生在课程学习中直接参加项目部分工作,有效地培养创新能力和获取最新技术。一方面使得教师逐步向“双师型”素质教师转换,另一方面使得学生在学习期间已经基本掌握数据库系统开发流程并具备开发一个小型数据库系统的能力。
综合应用上述教学法,以教务管理系统查询任务为例,进行任务及子任务的分解,采用小组协作的形式,让组内学生或者组间学生进行讨论,最后每次轮流选派组内成员进行讲解和操作,教师从旁指导点评的完成应用开发之数据查询的任务。学习情境实施过程如图1所示。
通过上述改革方案的应用实施,学生动手能力增强,自主学习能力得到锻炼、协作精神得到发挥,有利于学生创新能力和实践能力的培养,有利于学生综合素质的不断提高。
参考文献
[1] 瞿中.数据库教学方法改革的探索与实践.黑龙江高教研究,2006(6).
[2] 霍红颖.面向高职高专的完全网络教学研究.职业技术教育,2010(4).
[3] 张捷.“SQL Server数据库类”课程教学改革探索.农业网络信息,2009(11).
【关键词】中职类学校 教学方法 学习兴趣 案例教学法
一、“财政与金融基础知识”课程的性质与培养目标
“财政与金融基础知识”是中等职业学校财经类专业的一门主干专业基础课程,是一门有关财政、金融两方面基础理论与基本业务的课程,是财经类专业的学生必修或必选课程。中职类学校开设这门课程的目的,是使学生具备初、中级专业工作所必需的财政、金融的基本知识和基本理论;熟悉其运作原理,了解财政、金融相关政策;并能够理论结合实际,简单分析一些财政、金融现象,以及相关政策、手段的运用对经济生活的影响,为将来从事财经工作打下坚实的基础。
二、“财政与金融基础知识”学情分析
“财政与金融基础知识”这门课是一门专门研究财政、金融基础知识的一门学科,具有较强的理论性,且涵盖的知识面较广,内容比较多,并与现实的经济生活联系较紧密,具有较强的应用性。但对于初次接触这门经济学课程的学生来说,普遍认为这门课理论太抽象,内容太枯燥,难学、难懂 。用学生的话说,自己在看书时只是对书上的字认识而已。为什么会出现这种情况?究其原因,主要表现在两方面:一方面,中职类学生绝大部分都是从初中毕业后直接到中职类学校学习的,从一个学校到另一个学校,年龄小、社会阅历少,尤其对社会经济了解少之又少。他们对社会上的经济现象比较缺少观察,主动思考的精神还需加强。而本课程又与经济社会知识联系紧密,学生在学习过程中,感觉理论知识的理解难度较大,对该课程的学习兴趣就不高。另一方面,因为他们较少的社会阅历,较少的社会经济知识,而财政与金融这门课程所讲的内容又比较宏观,他们就认为这门课程所讲内容离他们的生活太远了,跟他们的工作、生活没有关系,对财政金融现象在感性认识就是一片空白。因此,他们对该课程的学习兴趣就提不起来。
三、实现该课程有效的教学方法
根据对本课程及学情的分析,如何让学生将社会生活与该课程内容联系起来,对抽象、枯燥的经济学产生兴趣并学好它,是我们所有教这门课程的老师所要解决问题。伟大的物理学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”所以要想教好这门课程,教师就要从培养学生的学习兴趣入手,提高学生的求知欲望。要培养学生的学习兴趣,我觉得教师教学方法的选择是很重要的。笔者根据自己多年的教学实践和教学经验,认为案例教学法不失为一种行之有效的教学方法。
传统的教学方法是老师讲、学生听,听没听、听多少、听懂多少、消化多少,在课堂教学中不能很好地反映出来,尤其对检查学生能否将学到的理论联系到实际,更为欠缺。对于这种填鸭式的教学,学生也会觉得所学内容非常乏味,更影响了学生学习的兴趣。即使学生能囫囵吞枣地将老师课堂讲授的理论知识记下来,也不能让学生活学活用,利用所学的理论知识去解决实际问题。要改变这种情况,老师就要运用实例教学以加深学生对理论知识的理解,将讲授的理论与培养运用能力有机结合起来。
案例教学法是一种以案例为基础的教学方法,就是老师根据课程内容和教学目标的需要,选择典型案例,组织学生对案例进行调查、思考、分析、讨论和交流等活动,教给他们分析问题和解决问题的方法或道理,鼓励学生进行独立思考,以锻炼学生独立思考能力,进而提高分析问题和解决问题能力,从而加深学生对基本原理和概念理解的一种教学模式,它重视的是师生之间的双向交流。
(一)运用案例教学法
可以调动学生学习的主动性。学生拿到案例后,先要进行消化,然后查阅各种他认为必要的理论知识,这无形中就加深了对知识的理解,调动了学生主动学生的积极性。调动学生主动学习的动力,是我们教师在“财政与金融基础知识”教学过程需要激发学生去做的。对于财政金融理论中的一些抽象理论可以采用与具体案例相结合的案例教学法。如我在讲授财政现象时,问学生为什么在市场经济条件下,还需要以政府为主体进行分配活动时,给他们举了下面的例子。安徽省某县位于黄河故道两岸,由于自然条件较适宜水果的生长,该县成了全国著名的水果大县。该县某村是全国著名的黄桃和白桃生产基地。但桃树对水分较为敏感,表现为耐旱怕涝。2004年该县发生较为严重的洪涝灾害。许多果树因水排不出去而被淹死。该村在此次涝灾害中也遭受了比较严重的损失,一些农民的桃树被淹死。但由于排水不是一家一户单独凭借自己能力能做到的事情,更何况一部分农民也不愿意去做,结果导致大家利益的普遍受损。例子讲完以后,我给他们提出了这样的问题,这个实例说明了什么问题?用他们所学的财政理论知论来回答这个问题,可以进行讨论。学生拿到问题后很兴奋,积极地去找教材中相关的知识,归纳答案。等到让他们回答时,学生都积极发表自己的观点,并阐述自己对教材中关于这个知识点的理解。这样不仅回答了问题,还帮助他们理解了教材的知识。
(二)运用案例教学法
可以培养学生理论联系实际的能力。对于财政金融理论中的一些理论,可以把实际生活中的具体的实例加以典型化处理,形成供学生思考、分析和决断的案例,借以培养学生理论联系实际的能力。如我在讲解财政补贴这一章节时,我就给他们布置作业,让他们自己去思考或去调查,他们和其家庭都享受到国家的哪些补贴。同学们通过询问他们的家长,了解到除他们所知道的自己上学享受到国家免学费、领助学金的财政补贴外,他们自己家里还享有国家的其他财政补贴,如所有农村学生的家庭除免交农业税以外还享有农业补贴,有的家庭享有低保补贴,家里有养殖的,享有养殖补贴等。当同学们将自己的答案说出来后,我又通过这些例子进一步给他们讲解,财政补贴之所以能够发放的前提是国家财政充裕,国家财政充裕是因为国家财政收入的提高。但国家的财政补贴有很强的政策性和时效性。通过这些学生周围的现象,让学生将自己认为离自己很遥远的经济学联系到自己的生活当中来。
(三)运用案例教学法
可以培养学生分析问题、解决问题的能力。通过学生对个案的分析和探讨,提高学生运用理论处理问题的能力。如我在讲财政政策与货币政策这一章节时,就让学生根据现在的社会经济状况,提出自己的解决方案。从而让他们用自己所学的知识来解决实际问题。
四、运用案例教学法注意问题
使用案例教学的目的,是让学生通过老师的引导运用典型案例将学生放在实践环境中,让学生通过对实践环境和事件本身的分析、讨论,充分表达自己的见解,达到启发的作用,是师生的双向交流。所以说,学生在整个案例教学活动中居于主要地位,案例则在教学中占中心地位,因此,老师在使用案例时,一定要注意对案例的选择,选择的案例要能给学生提供思考和解答问题的多种路径和空间,切忌用所谓标准化的答案来束缚学习者的创造性思维。要精心挑选具有典型性和代表性的案例,然后将案例的内容与相应的教材知识点联系起来,通过对案例的分析,能使学生将案例与课文相关内容结合起来,从而及时有效地促进理论向实践的转化,真正达到理论与实践的结合。
一、IB方法的压缩认知与人类认知之关联
IB方法通过将数据对象压缩到一个“瓶颈”变量中来学习数据中所蕴含的内在模式,其学习模型如图所示。在图中,变量X代表载有海量信息的大数据,Y是描述数据对象的特征变量,而T则是压缩的“瓶颈”变量。变量X中载有海量的信息,在无任何先验知识的情况下,这些信息对人类来说是不可驾驭的。然而,“瓶颈”变量T的规模远小于X的规模,相对容易被掌控。变量X到T的压缩过程中所产生压缩编码P(t|x)则为IB方法所发现的压缩模式,若一些数据对象被压缩到了同一个t中,这些数据对象则被划分到同一个类中。为使IB方法所得的压缩编码P(t|x)可放映数据中所蕴含的真实类别,IB方法在对大数据进行压缩的同时,还要求“瓶颈”变量T尽可能的最大化保存特征变量Y中所载有的信息量。在对数据进行压缩时,我们不可能平白无故地对数据进行分类,需要依据数据对象自身的特征来对数据进行划分,只有将具有相似特征的数据压缩到同一个类中,所得的压缩模式才具有意义。特征变量Y客观地描述了数据对象,因此IB方法将特征变量Y作为数据压缩的依据。
中国古圣先贤老子曾说过:“无名,天地之始。有名,万物之母。”IB方法在将数据对象压缩到“瓶颈”变量的过程有为万物命名之意。当人类还没有给这个世界的事物命名之时,在人类的认知中这个世界里的一切事物本身与自然是浑然一体的,处在一种人类认知意义上的混沌状态中。但一旦我们对事物进行确切的命名之后,即使它们并没有完全与自然脱离其成为整体的状态,但在人类的视角里已有了独立认知的意义,即石头、山、水、河流、花鸟虫鱼、太阳、月亮……人们可以将某一事物从他原来的混沌状态中抽离出来,在人类的世界里建构对它的独特认知。这时候原来的混沌状态似乎就一下子瓦解了,整个世界由无数独立存在的事物井然有序地构成一个统一的整体。由于海量的信息数据对我们来说在一定意义上也是混沌的,因此IB方法的思想与上述思想如出一辙。IB方法从混沌的海量信息中压缩得到的每一个类是对数据的一个总结,是数据中的一些共性特征,是对数据化繁为简的结果,是无形信息的有形化结果。IB方法的压缩分类就如同对万物的命名,人类对万物的命名过程也是一个压缩认知的过程。
二、顺序IB算法学习过程与人类学习过程之共性
IB方法通过压缩来认知数据,属于机器学习领域中的一个无监督学习方法。机器学习是研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为,以获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。不少机器学习领域专家给出了机器学习的定义。兰利(P. Langley)认为:“机器学习是一门人工智能的科学,该领域的主要研究对象是人工智能,特别是如何在经验学习中改善具体算法的性能。”米切尔(T. M. Mitchell)在其著作《机器学习》中谈到“机器学习”关注的问题是“计算机程序如何随着经验积累自动提高自身的性能”,也就是主要指的归纳学习。机器学习的功能是知识发现,知识发现是通过学习算法实现的。下面结合一个典型的顺序IB算法,来阐述IB方法的压缩认知过程与人类的学习过程之间的关联性。
对于计算机来说,信息就是数据,因此IB算法以数据对象作为输入,从中学习有价值的模式。顺序IB算法的主要学习过程为:在某一随机划分的基础上,计算机依次读取每一个数据对象,在IB方法目标函数的指导下将其指派到一个与该数据对象拟合度最强的一个划分中,重复迭代该步骤,直到划分指派不再有新的变换为止。
根据米切尔对机器学习的定义,顺序IB算法中的经验便是我们能观测到的数据集。在顺序IB算法的主循环中,依次考虑每一个数据对象的迭代过程便是从经验中不断修复当前所得压缩模式的过程,从而提高自身识别数据的性能,最终达到“物以类聚,人以群分”的目的。试想一下,当我们人类面临着海量的数据时,也需要通过读取每一条数据对象,得到数据中的一些大概划分模式,然后再综合考虑每一个数据对象与当前划分模式之间的匹配程度,对所得的划分模式进行修复。因此顺序IB算法的学习过程也可认为是一个循序渐进、归纳总结、温故而知新的过程。这和人类的学习过程有着异曲同工之处。
另外,在顺序IB算法中第一步要求对数据做一个随机初始划分,在此基础上, IB算法再循序渐进地从数据中学习数据对象间所蕴含的内在模式。初始化是一个随机的过程,一个好的初始划分往往会得到一个好的压缩结果。顺序IB算法中的随机初始划分就如同人的出身,出身在一定程度上决定人的命运。一个人若出身在一个经济基础、周边环境及家风较好的家庭中,这个人成才的概率往往就会比较高。当然境遇不好,但经过自身努力拼搏最终成才的人也大有人在。顺序IB算法的知识发现过程是一个随机性与确定性的辩证统一。
三、机器学习与人类学习之不同
虽然顺序IB算法的学习过程与人类的学习过程有着异曲同工之处,但机器的学习能力是无法完全模拟人类的学习能力的,其最根本的原因是计算机无法像人类那样既具有意向性又具有主观性。塞尔认为:“计算机程序永远不可能代替人心,其理由很简单:计算机程序只是语法的,而心不仅仅是语法的。心是语义的,就是说,人心不仅仅是一个形式结构,它是有内容的。”计算机程序只是以一种形式化、语法化的特征,这种形式化的符号是不具有任何语义的。
“枯藤老树昏鸦,小桥流水人家,古道西风瘦马,夕阳西下,断肠人在天涯。”这是元朝马致远的经典小令《天净沙・秋思》,对于中国稍通文墨的人来说都能够背诵。整个散曲描写的是一个秋天的下午,一个远离家乡的孤独的旅人,怀念故乡和亲人的那种淡淡的惆怅的情感。这首曲里所点出的一切意象全部都是自然的存在,但这些自然的存在在人类的世界具备丰富的情感意义,并且这些物象的类别即与某一类别的人类情感有效地衔接,当这些物象在诗人的笔下娓娓地叙出时,读到这类物象的人们就自然生发出与此相应的内在情感,从而与诗人、诗中的旅人的内在情感强烈地一致!
然而,当计算机程序在读《天净沙・秋思》时,所获取的知识只是枯藤、老树、昏鸦这类客观存在的自然界物体,却无法像人类那样理解其中的情感。尽管一些人工智能研究者也力图将某些语义信息融入到机器的学习中,然而人对语义的解读远远胜于任何带有智能的机器。
虽然机器的学习能力不能完全模拟人类的学习能力,但计算机的特点决定了机器学习也有其自身的特点。例如,计算机的记忆力(存储能力)胜于人脑,计算机在特定领域的计算能力胜于人脑。这些特点可以使机器学习方法作为一个辅助的手段来帮助人类学习认知世界。例如,海量数据的模式分析对于人类来说往往是一件枯燥无味、费时费力的事情,并且在无任何先验知识、无任何工具的帮助下,对海量数据模式的提取并不是轻而易举的事。此时,可以借助机器学习方法,如IB方法,来从数据中提取数据的模式特征。正是得力于计算机的出色存储能力、出色计算能力,机器学习算法可以在较短的时间内为人类提供一个对数据的初步认知模式。另外,得益于计算机无情感的特点,计算机在做这些事时才不会像人类那样感觉枯燥无味。由于机器学习的特点与人类学习的特点不同,机器学习方法或许还会为人类带来一些意想不到的学习结果,从而帮助人类提高对世界的认知程度。
此时,想起苏轼的诗:“不识庐山真面目,只缘身在此山中。”当数据是海量,我们无从下手的时候,或许机器学习方法,如IB方法,可以引领我们从庐山中走出去。
四、人类学习的研究对机器学习研究的指导意义
人类在做事情的时候,自身往往都具备一些先验知识,并且我们人类还可将自身已有的知识应用到对新事物的学习中。我们用一个典故来阐述人类学习能力的一个特点。
乾隆曾问纪晓岚,传说关羽忠义,朕且问你,他老婆是何等样人?这是存心刁难,史书上根本没有关夫人的详细记载,让人如何回答?可纪晓岚立刻答道,生何年,殁何月,皆无从考;夫尽忠,子尽孝,岂不谓贤?乾隆大笑,说爱卿真有你的!
在无任何有关关夫人的先验知识下,纪晓岚的回答则是将有关关羽的认知迁移到对关夫人的评价上。
在现有图灵机的模式下,计算机对数据的语义理解能力远远不如人类,因此,计算机所学习到的模式划分往往会与我们人类的认知有偏差。此时,我们期望将人类的学习模式平移到机器学习中,来提高机器的学习能力。机器学习中的一些热门研究领域,如监督学习、深度学习、迁移学习、多视角学习、终身学习等,都有与人类学习的基本思想一致之处。
【关键词】学生管理;分层指导;分类管理;全员育人
【中图分类号】G4【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2012)12-0049-01
当前,我校在校生学制层次较多:四年制本科(联合办学)、二年制专升本、三年制(高中起点)专科、五年制(初中起点)专科并存,学生层次多样,起点不同,学生素质参差不齐,相差悬殊。在日常的管理工作及思想教育中很难采用一种统一的管理模式,管理难度逐年增加。为此,旧的管理模式和思想教育模式已经不适应当前形势的发展变化,学校及学生管理人员需要研究、亟待探索出一条适合我校学生现状的教育管理模式,以提高我校学生思想政治教育工作的针对性和时效性。
1不同年级、不同学制学生的特点分析
大学生的心理和思想是一个由不稳定向稳定,由不成熟向成熟,由低级向高级逐渐发展的过程,学生从入学到毕业,随着时间的推移,人生阅历逐渐丰富,身心逐步趋于成熟。
一年级学生:经过多年的寒窗苦读与不懈努力,他们终于实现梦想,迈入大学校园。进入大学后面对新的生活方式,不同的社会环境、社会地位、学习方式以及人际交往等,往往使他们在心理、思想及行为上,产生很多的不适应。进入大学后,很多学生的自主意识增强了,但自理能力相对较差,自立性不足,不能尽快适应集体生活。他们开始大都盲目乐观,既好奇又兴奋,而一旦在思想、学习、生活和人际关系等方面受到挫折,又会产生自卑和焦虑,感到茫然,失去学习的目标和动力。
二年级学生:经过一年的大学生活,对学校的环境、人际交往、集体生活都已非常熟悉,对所学专业有了进一步的了解,目标更加明确,有一种得心应手的感觉。随着新一届学生的入学,他们的身份和地位也会随之变化,普遍存在一种适应感和自豪感。随着心理和年龄的进一步成熟,一年级时那种对大学生活的神秘感、约束感和远离家乡、亲人的孤独感已经消失。作为“过来人”,他们更愿意去帮助新同学,参与学校和系里的工作,有的学生已经成为学生干部和学生骨干,随着阅历的丰富,他们对自己的定位和发展方向有了更加切合实际的思考。
三年级学生:进入毕业年级后,学生的心理和思想趋于成熟,关注的事物较比以前会发生很大的变化,他们会更加关心自己的未来和前途,大学生活到了收官的阶段,他们会更加关注自己最终收获了什么,收获了多少,他们会更加的理性和现实。一部分学生通过前两年的专业基础学习,对本专业有比较深刻的了解,专业思想稳定,有进一步深化专业知识和运用知识的要求,会选择继续深造,参加专升本考试。总之,不同年级、不同学制的学生,在不同阶段遇到的问题不同,其心理、生理和思想行为的特征表现各不相同,具有一定的规律可循,需要管理者去深入研究。
2分层管理,分类指导
基于我校的学生整体状况,要想取得较好的管理效果,需要建立一种分层管理,分类指导的管理机制和运行模式。
2.1按年级进行分层管理。对于一年级的学生,我们主要从抓好新生的入学教育入手,从各个方面引导他们尽快适应大学生活,做好心理疏导工作。同时,积极探索导生制,指派品学兼优的高年级学生和学生干部帮助他们解决各种问题;二年级的学生承上启下,应重点培养学生骨干力量,发挥他们的积极性和主动性,调动他们积极参与的热情,实现自我管理;毕业年级的学生,则主要抓好学生的升学、就业和考研等工作,对不同需求的学生做好具体的指导工作,包括心理辅导和精神上的减压,让他们抱着健康的心态去参加各种竞争。
2.2按学制和学生的要求进行分层管理。对于不同层次的学生要采取不同的管理思路,通过专升本考试录取的本科班学生及四年制本科学生各方面素质相对较好,应在学业上加强引导,鼓励其考研深造,在专业上有所作为。同时在日常行为及各方面表现中应该要求他们为专科生树立一个良好的榜样作用和带动作用。
3全方位、全员化、全程化的育人模式研究
全方位即从学生的思想教育、行为养成、学业指导、行为引导、生活管理、社会实践、素质教育、心理健康等多方面入手,加强对学生的培养,使他们成人、成才、成功,一切为学生将来的就业服务。
全员化即树立全员育人的理念,充分调动学校各部门、全体教职员工的积极性和责任意识,尤其是学生管理队伍和一线教师更应该把教书育人工作放在首要位置,不断创新工作方法,探索思想教育的有效方法。全校上下应创造一种多方联动的合作氛围,将“牵手教育”融入到学校教育中来,关注特殊群体,进行必要的心理干预等,把教书育人、管理育人、服务育人、环境育人做到实处。
全程化即从学生入学到学生毕业,根据不同年级学生的思想特点,不同阶段所面临的不同任务着手,抓好学生的入学教育、文明习惯养成教育、成长成才教育、就业教育等,最终向社会输送合格的人才。
4分层指导、分类管理、全方位、全员化、全程化开展大学生思想政治教育工作的实施要素
首先学校的学生主管部门、各系部应结合学校实际情况和各系部的学生具体情况来制定切实可行的管理办法,创新管理机制,达成学生管理模式的共识。
其次,学生管理人员、辅导员、班主任、专业教师等要充分认识到分层指导、分类管理、全方位、全员化、全程化开展大学生思想政治教育工作的重要意义。在工作实践中要结合具体情况来落实这种管理模式,要结合学生实际及自己的工作来探索研究这种模式,形成理论支撑。
面对多种层次、几种学制、不同类型学生并存的现状以及新时期大学生思想的多元化、需求的多样化和学校自身发展、生存的需要,作为学生管理工作人员应树立一种与时俱进,敢于创新的思想观念,为全面做好大学生思想政治教育工作积极探索。
参考文献
[1]王莉娟.大学生分层次思想政治工作的探索.[J].世纪桥,2011,04
[2]齐昆.分层次做好大学生思想政治教育工作的探索与实践..[J].科技信息(学术研究),2008,04
以“xxxx”重要思想为指导,认真贯彻科学发展观,切实落实国家、省、市防震防雷减灾工作的精神要求,把学生的生命安全放在首位,大力开展防震防雷减灾科普教育活动,增强广大师生的防震防雷减灾意识和自觉性,提高地震雷击灾害防御和自救和互就能力,达到“教育一个孩子,影响一个家庭,带动整个社会”的目的。
(二)规划目标
普及防震防雷减灾基本知识,提高自救自护能力,建立健全地震雷击应急和救援保障体系,增强紧急救援力量,增强我校学生的防震减灾意识,提高综合防震能力。
(三)主要任务
1、加强校园基础信息调查提高学生对于地震雷击灾害防御能力;完善突发地震雷击事件处置机制,提高教师、学生应急处置能力,制定并实施学校地震雷击安全方案,推进避难防灾场所建设。
2、充分利用各种渠道进行宣传防震雷击减灾避险知识,对学生进行地震、地质灾害等内容的防范自救教育,从小培养学生防震避险的理念、常识和心理素质等,保证每两周举行一次及以上的演练,掌握应对地震雷击发生时采取的防护措施和方法,最大限度地降低地震雷击带来的损失,从而提高学生紧急避险、自救自护和应变以及师生自救互救技能和应对突发地震雷击的能力。
3、将防震防雷减灾教育纳入学校教育内容,提高全社会防震防雷减灾知识受教育程度;充分发挥校园网在防震减灾教育中的作用。
(四)具体计划
1、加强组织领导,明确责任分工,健全工作机制:成立以校长为组长的防震防雷减灾安全工作领导小组,形成校长亲自抓、分管领导具体抓、班主任齐抓共管的格局,形成一套强有力的安全管理网络。
2、建立畅通无阻的防震防雷减灾安全信息渠道。建立“教师通讯联络网”和“学生安全通讯联络网”,确保校长、各责任人、班主任、学生之间的信息畅通。
3、加强安全检查工作,学校严格执行定期的安全检查制度,时刻留心校舍安全,发现问题及时上报、补救、整改,防患于未然。
关键词防雷;雷击;接地;感应雷
中图分类号P483文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0155-01
0引言
新丰县地处粤北山区,平均年雷暴日为89天,属雷电多发区。近几年来,因雷击而造成教学楼和电教设备损坏甚至威胁到师生生命安全的情况时有发生,给国家和人民的财产和生命带来严重的损失和伤害。因此如何完善和解决新丰县中小学校防雷现状,做好校园防雷减灾工作已经是迫在眉睫。
1新丰县中小学校防雷现状
2009年11月份新丰县气象局联合当地教育局、安监局等相关部门对新丰县区域内119所中小学校的综合楼、教学楼、学生宿舍楼、教师宿舍楼等人员聚集的重要场所进行了防雷安全摸底调查。调查数据显示,全县中小学建(构)筑物中安装有防直击雷防雷设施的仅占建(构)筑物的25%。而其中安装有直击雷的防雷设施的学校检测合格率又仅为13%,且大部分没有安装防感应雷设施。现将产生具体现状的原因分析如下:
1)在上个世纪九十年代前所建的大部分学校的教室、宿舍均没有安装避雷带。而有部分学校楼房虽有避雷带,但因年久失修,安装的避雷带已经是型同虚设,出现了大部分避雷带、引下线锈断,避雷带支柱脱落等现象。部分学校的楼房不仅没有安装防雷装置,还在楼顶上架设了铁棚、热水器、天线、广告架等等金属物体,根本没有做安全接地处理,这样就进一步增加了建筑物的雷击概率,给学校师生的生命财产安全带来了严重的安全隐患。
2)绝大部分学校均未安装防感应雷的措施。根据我们这次的摸底调查,大部分学校的计算机、电视、交换机等一些教学设备都曾遭受过不同程度的损坏。而损坏的根本原因就是学校的电源线、信号线均为架空敷设,且未安装相应的电源、信号电涌保护器,在雷电流过来后,没有安全的保护措施,起不到安全的作用。还有部分学校的计算机机房布置得很不合理,较多的机房设在顶楼,绝大多数的机房未做屏蔽、接地措施,这也给学校的教学设备带来了严重的安全隐患。
3)教育部门、学校领导的认识不足,逃避防雷工作的安全管理。目前只有少数学校对此问题比较重视,80%以上的学校都没有进行防雷安全年度检测工作。而且,在所接受检测的学校中,绝大多数又都只安装了简单的防直击雷装置,个别乡镇尤其是很多村小学甚至根本就没有任何防雷设施。部分学校领导仍然存在着严重的麻痹思想和侥幸心理,认为雷灾是小概率事件,不会发生在自己,没有必要花钱安装防雷装置;有些安装了防雷装置的,不按要求进行年度检测;有些需整改的,不按要求进行整改;这些对学校广大教职员工和学生来说,都存在巨大的防雷安全隐患。
4)知识贫乏经费匮乏阻碍学校防雷。目前很多人对防雷方面知识了解不多,对防雷工作的认识仍停留在简单地安装一根避雷针的层次上,认为避雷针一装就可以高枕无忧了。其实,安装避雷针的建筑虽然可避免直击雷,但对感应雷却无能为力,尤其是安装有线光缆、宽带系统的建筑,更要建立起完善的防雷系统。感应雷悄悄发生,对电子电脑设备的破坏却相当的严重,甚至因此可能造成人员伤亡,防感应雷需要安装专门的设备。有部分的学校领导可能都比较清楚感应雷的危害,但普遍反映各级各类学校经费匮乏,希望能够引起各级政府和相关部门的高度重视,尽快完善各种防雷措施,保证师生安全。
2解决方案
严格执行学校防雷的技术规定。学校防雷工作分直击雷(侧击雷)和感应雷、雷电波侵入三大类;现根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)2000版、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(BG50343-2004)等相关技术要求,结合学校人员密集,存在户外活动、信息系统相对集中的特点、提出对学校场地、建筑物防雷安全硬件设施应当做到以下其本要求:
2.1外部防雷设施及要求
1)校舍、宿舍、办公楼、食堂、体育馆、运动场等人口比较密集的校园建(构)筑物应安装有避雷装置。并将楼顶上架设的铁棚、热水器、天线、广告架等金属物体做好可靠的接地处理。
2)把所有建筑物的防雷地网相互连接起来,构成共网。工作接地、保护接地、屏蔽接地和防雷接地等应采用合成一组接地体的联合方式。
3)学校的有线广播、网线、电话线等金属线路严禁缠绕在避雷带、避雷针上。
2.2内部防雷设施及要求
1)学校总配电房、办公、教学网络机房、程控交换机房、电化教学网络中心机房、监控机房应有两级以上电源浪涌保护器(电源避雷器);室内金属构件应做等电位连接;防静电地板实现多点接地。设备的保护接地、工作地、防雷地、防静电地就近与接地网格连接,减少建筑物和室内各设备之间的电位差,由设备到接地母线的连接导线应采用多股铜芯线,且应尽量缩短连接距离,实现《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)2000版所要求的等电位连接。
2)为防止电磁感应,把互相靠近的金属物品用金属导体很好地连接起来做等电位联接。对较大缺口金属环,应用金属导体将缺口连成闭合环,防止缺口处形成高电压放电火花。设备的安放和线路的布设应远离建筑物的结构柱和外墙,以减少雷电脉冲对设备的损害。
3)为了防止雷电反击的发生,一般应使防雷装置与建筑物金属体间隔一定距离。受条件限制而无法达到所规定的间隔距离时,应把避雷引线与金属体用金属导线连接起来,使它们成为等电位而避免发生闪击。对房屋周围的高大树木都应留有足够的距离,以免树木与房屋之间发生雷电反击。对于教工住宅卫生间、厨房以及学生公寓的卫生间内应置等电位联结,因为电饭锅、电磁炉和电热淋浴器等金属外壳,很容易使电源引入雷电波,厨房、卫生间地面潮湿,在外壳漏电的情况很容易引起触电事故,所以建议所有金属外壳的电器与管道、距建筑物最近的均压环节点等做等电位联结。对于电热水器更要注意,不少热水器内置有电加热电源线和传感信号线直通室内,一旦屋顶的太阳能热水器安装高于该建筑物的最高避雷带(针),热水器就可能成为引雷装置。在有太阳能热水器设施的屋面,如果只有避雷带没有避雷针的情况下,需要架设横贯建筑物的避雷线,以保证太阳能热水器的安全。
4)架空线应安装SPD或将架空线改为埋地进线并安装SPD。特别是计算机房,电源线的信号线应分别采用屏蔽电缆或护套电缆穿金属套管埋地进线,埋地长度不应少于15m。电缆金属外皮和金属套管应在入户端接地,电源至少应安装两级SPD,开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m,限压型SPD之间的长度不宜小于5m,否则,应采取退耦措施。电源SPD的地线应接地并尽可能短和直。信号SPD应接地,信号线的空线对应短接并接地。光纤不必安装信号SPD,但金属保护层和加强芯应接地。
5)运动场防雷措施。中小学校的运动场所较多,运动场地的特点是比较开阔,一般距教学大楼有较远一段距离,而且一般没有专门设置避雷针,这样就存在严重雷击隐患,特别是开阔的足球场和大面积的多球架的篮球场,很容易成为雷击目标。运动场的防雷,应该在运动场周围的适当位置设置避雷针。为了降低跨步电压的危害,在建设足球场地时尽量将金属的围栏每隔20m连接接地装置,全部连成一体;对于多篮球架的球场可以在每个球架下设置一个接地极,将所有的篮球架全部连接在一起;在网球场可在建设过程中将网球金属网增加接地装置,而网球场围栏可以形成一个大的等电位体,对于独立的照明电杆也应采用镀锌扁钢与篮球架、足球场金属围栏、网球场金属网全部连接成为一个大的等电位联结体,这样能够有效降低跨步电压的危害。另外在运动场开阔场地增加避雷针,并尽量与球场金属物离开一段距离,增加避雷针接地的深度,在避雷针入地的靠近地面的一段距离内增加绝缘装置,使避雷针的泄放电流直接接入到215m深的地下,这样也可以进一步减少雷击对地面人员的跨步电压危害。
2.3确实落实学校防雷安全管理
学校防雷减灾工程是一项系统工程,政府理应给予大力支持。对没有防雷设施的学校,应分轻重缓急逐步配备。气象部门作为防雷安全管理机构,应加强对学校新建、改建、扩建建设工程防雷装置的设审核和竣工验收工作,进一步检查和落实防雷装置定期检测制度,切实从源头把好学校防雷安全质量关。对已投入使用的建筑物必须严格防雷装置年检制度,对在检测中发现的防雷安全隐患应限时整改,对拒不检测和不对防雷安全隐患进行整改的学校,教育主管部门应对学校主要领导和责任人追究责任,健全学校防雷安全考核制度,使学校的防雷安全管理工作做到制度健全、分工清楚、责任明确。
2.4加强学校防雷安全知识的宣传和普及
气象部门要会同教育部门加大对防雷知识的宣传和普及力度。教育部门应把防雷减灾知识列入中小学教学课程里,加强对学生防雷知识的普及和雷电灾害应急处置办法的宣传育,加强应急教育师资培训和教师应对突发事件能力的考评。要利用好气象科普教育基地的优势,做好防雷知识的普及工作,并定期派出防雷专家深入学校,特别是边远山区学校进行防雷科普知识、防雷安全管理法律法规和雷击应急自救等知识讲座,不断提高师生防雷避险、自救、互救能力和依法防雷、科学防雷、主动防雷的意识。
3结束语
学校的防雷工程是一项系统工程,应在校园网格建设初期,结合校园规划对防雷地网布设进行专门设计,既要满足目前防雷要求,又要结合规划留有余地,减少重复工作,同时采用现代技术防雷,科学合理地完善防雷措施,节约成本,保证网络系统的正常运行。气象资料分析表明,进入高温季节后,随着强对流天气的增多,我县雷击仍将频繁出现,如果防范不力,还将造成学校人员伤亡和财产损失。因此各学校要因地制宜采取各项有效的防雷措施,居安思危,警钟长鸣,强化措施,落实责任,确保全市学校防雷安全管理工作取得实效。
参考文献
[1]建筑物防雷设计规范.(GB50097-94)2000.
一、本单位法人代表对本制度的制定及执行负责。本单位安全管理员负责本制度的具体实施、检查工作。
二、加强宣传教育,普及防雷知识。积极配合气象防雷部门的科普教育活动,宣传防雷减灾的法律法规及科学知识,提高职工的防雷意识,使职工了解雷电灾害的特性,掌握雷电防护基本知识,增强自身防护能力。
三、依据中华人民共和国气象法等相关法律法规及技术规范,本单位必须安装防雷装置。安全管理员定期检查防雷装置使用及维护情况,发现问题及时整改,消除隐患,按时参加防雷装置的定期检测工作,保证安全有效。
四、储罐区及生产车间等重点部位,不得存放易燃、易爆物品,以避免雷击时引发灾害事故。
五、保护好防雷装置。对破坏防雷装置的人员进行批评教育及处罚,情节严重的追究其法律责任;对保护、爱护防雷装置的人员进行嘉奖。
六、尽量避免在雷电天气下作业。必须作业时,做好安全防护工作。
七、发生雷电天气时,人员应做到以下雷电防御措施:
1、不宜停留在楼(屋)面上或空旷地带;
2、不宜站在高大建筑物、大树、电杆、塔吊旁;
3、不宜在水面或水陆交界处作业;
4、不宜在空旷的室外活动以及骑单车或摩托车;
5、尽量减少使用电话和手提电话;
6、远离水管、电气线路或金属门、窗;
7、切勿处理并远离开口盛载的易燃物品;
8、不宜进入空旷地带的棚屋、岗亭等建(构)筑屋;
9、不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器,断电后放到安全的地方。
八、发生重大雷电灾害时,应做到以下几点:
1、及时向气象部门和政府相关部门报告;
2、组织营救和救治受害人员,疏散、撤离安置受到威胁的人员;
3、消除火灾等危险源;
4、抢修被损坏的通讯、供电等基础设施;
5、维持厂区的治安;
6、严格保护好事故现场;
关键词:校园防雷;现状;措施
中图分类号:S761.5 文献标识码:A文章编号:
引 言:
雷电的本质是在积雨云发展阶段,云层之间、云地之间、云与空气之间的电位差达到一定程度时发生的剧烈放电现象。受全球范围气候变化的影响,雷击灾害发生的次数也在逐年递增。校园是教育的载体,是知识分子的积聚地,随着我国教育现代化的迅速发展,校园信息网络设施不断增加和更新,各类建筑物和电子电器设备还未采取有效地防雷措施,其耐压、过流的能力十分脆弱,严重威胁在校师生人身安全及教学活动,因此加强校园防雷安全工作具有十分重要的意义。
1.校园防雷安全工作的重要性
雷电具有巨大的破坏力,除了对建筑物方面的破坏力外,雷电电磁脉冲对电子设备等将产生毁灭性的破坏。2012年2月22日祁门县芦溪乡中心学校发生严重雷击事件,造成综合楼所有电源线路、投影仪、笔记本、台式电脑等电器设备损坏,损失共达4万多元,幸好未造成人员伤亡。
校园也是教书育人、人员集中的场所,校园师生的安全关系到众多家庭的幸福和谐,因此,充分认识校园防雷安全形势,加强校园防雷安全工作,势在必行。
2.校园防雷装置现状
根据2012年4月祁门县教育局与气象局联合下发《全县中小学、幼儿园防雷安全工作的通知》对全县教育局下属213所中小学校防雷装置进行一次彻底检查,全县中小学校70%以上的教学楼和宿舍楼没有安装防直击雷设施或安装的防直击雷设施达不到国家防雷规范技术标准,全县所有校园信息网络设备没有安装防雷电波侵入和防雷电感应的防雷设施;可见,现代校园防雷状况十分严峻。
2.1校园防雷装置不完善
全县各乡镇及村教学点,多数为老、旧的教学楼或教学平房,这些建筑物在建成过程中,由于设计或资金方面的原因,没有按照防雷技术规范要求安装相应的防雷装置;部分学校建筑物有防直击雷装置,因多年无人维护已出现严重生锈或断裂现象,造成接地电阻值偏高,防雷装置不符合技术规定。
雷击事故毕竟概率较小,许多学校从未遭受过雷击,导致学校管理层认为楼层不高,没有必要安装防雷装置,存在侥幸心理。在校师生对防雷安全知识未进行深入学习和了解,防雷宣传不到位,防雷安全意识薄弱。
2.2防雷电感应设施不合格
雷击电磁脉冲会对建筑物内电子设备、信息网络及用电设施造成严重的损害。随着我国教育现代化的迅速发展,电子信息技术以及电子设备越来越多地走进课堂,对防雷电感应设施要求越来越严格。
经对全县校园检查发现,全县所有中小学校旧教学楼、学生宿舍等建筑物没有安装电源避雷器(SPD),校园信息网络系统和电子设备都没有安装防雷电感应(雷击电磁脉冲)的防雷设施;而且电源进线没有埋地,50%以上没有专门安装配电箱及安全保护接地装置,这些都是当前校园防雷存在的安全隐患。
3.校园建筑物防雷措施及要求
现代校园防雷是一项系统性工程,必须要全方位地堵截雷电的任何途径入侵。通过防雷知识宣传和科学的防雷设计,从直击雷防护、雷电感应(雷击电磁脉冲)防护、等电位连接、屏蔽措施、合理布线、完善接地系统等方面入手,不断完善现代校园防雷装置,实现校园防雷安全工作得到更深一层次的发展。
3.1建筑物直击雷防护
直击雷是雷电直接袭击人或建(构)筑物,产生电效应、热效应和机械力;在校园内,它的主要目标是无雷电防护装置的建筑物,如教室、宿舍和办公楼等,以及在室内的电子设备和广大师生;防直击雷必须严格按照《建筑物防雷设计规范》设计要求,安装避雷带(网)、引下线及接地装置。
(1)接闪器:沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷击的部位用直径为了10mm的镀锌圆钢敷设一圈避雷带,并在建筑物屋面设置避雷网格,网格尺寸不大于20m x 20m或24m x 16m。
(2)引下线:专设引下线不应少于2根,并应沿建筑手四周和内庭院四周均匀对称布置,其间距沿周长计算不应大于25m。若教学楼前面为开放式走廊且无上下贯通的结构柱,则其正面可不设计引下线。在易受机械损坏和需防人身接触的地方,引下线地面上1.7m至地面下0.3m应采取橡胶管保护措施。
(3)接地装置:除沿建筑物设置环型接地外,每条引下线对应该一组接地装置,人工垂直接地体应采用5mmx50mm的镀锌角钢,水平接地体应采用不小于4mmx40mm镀锌锌扁铁,垂直接地体间距离宜为5m,当受地方所限可适当减小。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5m。当接地体距离建筑物出入口或人行道小于3m时,水平接地体应深埋不应小于1m或其他绝缘保护措施。
3.2雷电感应的防护
雷电感应的防护除了要求建筑防雷符合规范之外,还需要对电源系统、信号系统、地电反击等方面进行雷电防护处理,通过有效措施防止雷电波侵入设备,确保校园弱电设备在雷电环境中安全工作。
由于雷电流主要是由首次雷击电流和后续雷击电流所组成,因此雷电过电压的保护必须同时抑制或分流首次雷击电流和后续雷击电流。结合校园弱电设备的特点,应采取多级保护措施;外部防雷可将雷电流直接引入地下泄放能量;内部防雷可设置过电压保护器阻塞沿电源或信号线所引入的雷电波。
(1)均压措施:将校园建筑物内的各种金属实体进行等电位连接,如金属构架、门窗、扶梯、地板、室内设备的金属外壳等均应可靠焊接连通;并进行多点有效接地,形成一个电气上连续的整体,消除雷击时在不同金属外壳或构架之间出现暂态电位差,使得彼此间等电位维持在地电位的水平,避免产生危险过电压,损坏设备甚至危及人身安全。
(2)合理布线:为了防止各类线缆在雷击时产生电磁耦合形成电磁脉冲,沿线缆传输到电子设备中而损坏设备或伤及人员。校园内的布线应采用合理的综合布线原则,不同的线缆应保持一定的安全距离,如电子信息系统线缆与防雷引下线的最小平行净距应为1000mm、与保护地线的最小平行净距为50mm。
(3)线缆屏蔽:对于进出各建筑物的电源线、信号线、控制线等线缆均应穿金属管埋地布设,且金属管二端接地,尤其是校园微机室更应严格要求,其埋地长度应符合以下表达式的要求,且不应小于15 米。L ≥ 2式中:L为电缆埋入地中的长度(m);ρ为土壤电阻率(Ω・m)。光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等在入户处应接地处理。
(4)电涌保护器选择和安装:在电源引入的总配电箱处应装设I级电涌保护器,电涌保护器的电压保护水平值应小于或等于2.5KV,当无法确定每一保护模式的冲击电流值时,冲击电流应取等于或大于12.5KA。
4、加强施工监督和竣工验收
根据《安徽省防雷减灾管理办法》和《防雷装置设计审核及竣工验收规定》要求,所有学校新建、改建、扩建建筑物的防雷设计必须先经过当地气象主管机构进行审核,具有相应资质施工方应当按照核准后的方案进行施工,施工过程应严格进行质量监督检测。
防雷装置竣工后须经当地气象主管机构进行竣工验收,验收合格并取得合格证后方可投入使用。凡是验收不合格的项目,施工单位应严格按照规范要求进行整改,并及时向气象主管机构申请重新验收,直到符合验收要求为止。
5. 结束语
总体分析,现代校园防雷受限于区域经济水平的发展以及防雷知识的普及程度影响,未来防雷工作还将是一项长期而复杂的工作;因此,加强防雷科普知识宣传,增强师生防雷安全意识将是十分的重要。我们在进行校园综合防雷设计时,应充分考虑学校的地理位置、地质情况、气象要素等环境因素,严格执行技术规范要求,本着安全可靠,技术先进,经济合理的原则进行综合设计和施工;最大限度地避免和减少雷电对现代校园造成的危害,稳步推进现代校园防雷安全工作,为教育事业和社会的和谐稳定发展做出贡献。
参考文献:
1. 中华人民共和国机械工业部,《建筑物防雷设计规范》(GB 50057- 94,2010 年版)