海洋新科技論文
海洋新科技論文
海洋浩瀚無(wú)涯,擁有豐富的資源,為人類提供了無(wú)數(shù)的功能與利益。學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的海洋新科技論文，希望你們喜歡。
海洋新科技論文篇一
海洋捕魚時(shí)機(jī)
摘要 從一個(gè)課例發(fā)現(xiàn)問題出發(fā)，通過構(gòu)建模擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而構(gòu)建數(shù)學(xué)模型來說明為什么海洋捕魚時(shí)機(jī)最好是K/2。
關(guān)鍵詞 捕魚時(shí)機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型
中圖分類號(hào)G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B
教育之所以成為一種“藝術(shù)”，是因?yàn)樗鎸?duì)的是活生生的有個(gè)性差異的個(gè)體。在課堂教學(xué)中，教師會(huì)遇到許多出其不意的問題，即使備課備得如何周詳，但對(duì)學(xué)生提出的問題還是“防不勝防”。如何處理課堂上生成的問題，既體現(xiàn)了一個(gè)教師機(jī)智，更體現(xiàn)了他的專業(yè)素養(yǎng)。
有一次聽一位年輕教師講授高中生物“種群數(shù)量的變化”一課，講到數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，在講到“建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法”時(shí)，無(wú)論是教學(xué)方法、還是課堂氣氛，都非常理想。
在講授完“J”型曲線，“S”型曲線后，話題轉(zhuǎn)到了環(huán)境容納量(也就是K值)，講到了海洋捕撈的問題：近些年來海洋的漁業(yè)資源遭到了嚴(yán)重的破壞，一些不法之徒，使用法律禁止的漁網(wǎng)和捕撈方式進(jìn)行捕魚，結(jié)果導(dǎo)致魚的數(shù)量與十幾年前相比大幅度降低，當(dāng)?shù)氐臐O民生計(jì)也受到威脅。那么，能不能捕撈海洋的魚呢?(學(xué)生簡(jiǎn)單討論)如果需要捕撈，究竟怎樣才能把握好捕撈的“度”呢?
教師要求學(xué)生仔細(xì)分析“S”型曲線，思考在哪個(gè)位點(diǎn)種群的增長(zhǎng)速率最快?很快有學(xué)生回答是在曲線最“陡”的時(shí)候，亦即K/2時(shí)。這時(shí)老師再提問：那么應(yīng)該何時(shí)捕魚?在老師如此明確的“明示”下，有的學(xué)生說是在K的時(shí)候，因?yàn)檫@時(shí)候魚的數(shù)量最多，肯定可以捕撈到更多的魚;也有的說是在K12的時(shí)候，因?yàn)榇藭r(shí)魚類種群增長(zhǎng)速度最快。雙方各執(zhí)一詞，爭(zhēng)執(zhí)不下。這時(shí)教師總結(jié)：在考慮可持續(xù)發(fā)展的情況下，對(duì)海洋魚類資源的合理開發(fā)和利用應(yīng)在其數(shù)量約為K12時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)種群的增長(zhǎng)速率最大。而當(dāng)種群數(shù)量大于K12時(shí)，其增長(zhǎng)的速度將開始下降，此外等待捕魚的時(shí)間過長(zhǎng)，魚類消耗的資源也過多，在時(shí)間上、資源上不劃算;過度捕撈導(dǎo)致種群數(shù)量小于K/2時(shí)，種群的增長(zhǎng)速度也將減慢，獲取的資源數(shù)量將減少，而且還會(huì)影響資源的再生。
聽了這位教師的解釋，有的學(xué)生“恍然大悟”，但筆者也可以感受到那些堅(jiān)持在K時(shí)捕魚的學(xué)生依然存有疑慮。可能該教師認(rèn)為這個(gè)問題很簡(jiǎn)單，很好理解，就沒有繼續(xù)討論這個(gè)問題了，而是繼續(xù)講授可持續(xù)發(fā)展方面的問題，并將“K/2時(shí)機(jī)”引申到害蟲的防治上。
但一件事件重新引起了對(duì)這個(gè)問題的思考。那是，在一次高三生物模擬考試集體改卷上，有一道試題也是考有關(guān)開發(fā)、利用野生資源的時(shí)機(jī)問題。大部分學(xué)生也都填答了“在K/2時(shí)”這個(gè)答案。這時(shí)就有一個(gè)年輕的教師問：為什么不是在3K/4、K的時(shí)候呢?這個(gè)時(shí)候教師就爭(zhēng)論開了，看來真正不明白的不僅是學(xué)生，也有我們教師。爭(zhēng)論結(jié)果是最終誰(shuí)也沒有說服誰(shuí)。有的教師說，反正所有的資料上都是這樣說的，教材上也是這樣講的，“K12"肯定不會(huì)錯(cuò)。看來很多教師還是唯教材至上、唯資料至上。
筆者回去后，在互聯(lián)網(wǎng)上搜索了這個(gè)問題，網(wǎng)上也是爭(zhēng)論不休，沒有定論。
受到人教版高中生物必修2模擬植物或動(dòng)物性狀分離的雜交實(shí)驗(yàn)”的啟發(fā)，筆者想：為什么不能設(shè)計(jì)一個(gè)模擬試驗(yàn)來說明這個(gè)問題呢?或者能不能就這個(gè)問題也建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型?于是設(shè)計(jì)了下面的模擬實(shí)驗(yàn)來說明這個(gè)問題可以啟發(fā)學(xué)生自己設(shè)計(jì)，既可以加深對(duì)前面模擬實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，又能開拓學(xué)生的思維，實(shí)在是一個(gè)極好的培優(yōu)素材。
在3個(gè)(也可以是5個(gè)、7個(gè)，這里為了簡(jiǎn)化問題只設(shè)3個(gè))小桶里面各放入100粒黃豆(相當(dāng)于K)，表示海洋(湖泊)中的魚。3個(gè)人每次從桶中取出若干粒黃豆，表示每年捕魚的數(shù)量。捕撈活動(dòng)有如下規(guī)則：
(1)3個(gè)桶表示不同的海域(或湖泊)，分別為l號(hào)、2號(hào)、3號(hào)。1號(hào)每次取25粒黃豆(相當(dāng)于K/4)。2號(hào)每次取50粒黃豆(相當(dāng)于K/2)，3號(hào)每次取75粒黃豆(相當(dāng)于3K14)。
(2)每年“捕魚”之后，向桶內(nèi)補(bǔ)充一定數(shù)量的黃豆(表示魚類的繁殖)，桶里剩多少黃豆，就補(bǔ)充多少(假設(shè)每條魚每年繁殖一個(gè)后代)，但每次補(bǔ)充后黃豆的總數(shù)不能超過100(環(huán)境最大容量K)。 (3)每人各“捕魚”6次，計(jì)算每人共“捕魚”的總數(shù)和桶內(nèi)所剩黃豆的數(shù)量，兩者之和最大的一方獲勝。 方案設(shè)計(jì)完成后，再可以要求學(xué)生設(shè)計(jì)表格記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表l一表3)，然后開始模擬實(shí)驗(yàn)。 做完以上模擬實(shí)驗(yàn)，然后再讓學(xué)生討論捕魚的時(shí)機(jī)選在什么時(shí)候合適這個(gè)問題，學(xué)生就很容易理解為什么是K/2了。捕撈量為K/4時(shí)，雖然剩余的魚量能保持在最大值100，但總的捕魚量才150;而捕撈量為3K/4時(shí)，僅在前兩年的捕魚量超過在K/2時(shí)，但長(zhǎng)期下去，總的捕魚量卻并不多，更糟糕的是，6年后所有的魚到捕撈完了，剩余量為0;只有捕撈量保持在K12時(shí)，既獲得了最大的捕撈量，同時(shí)剩余量還是保持和原來一樣。通過這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就很容易理解要保持可持續(xù)增長(zhǎng)，為什么要將野生資源的捕撈、采伐量控制在K/2時(shí)候。
這里需要說明的是，以上終究是模擬實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)實(shí)情況下，從時(shí)間效益、經(jīng)濟(jì)效益、成本控制等角度考慮，不可能每次捕魚前都要等總魚量恢復(fù)到K值，當(dāng)海洋的魚量超過K12時(shí)，人們就可以捕撈，捕撈的量就是最好使剩余的量保持在K/2，這時(shí)魚類增長(zhǎng)最快，數(shù)量能最快恢復(fù)，人類既可以獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益，又能保持海洋魚類的可持續(xù)增長(zhǎng)。
在完成上面的模擬實(shí)驗(yàn)后，教師可以進(jìn)一步提問：能不能建構(gòu)海洋捕撈量的數(shù)學(xué)模型。在學(xué)生剛學(xué)習(xí)了種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型后，通過小組探討，應(yīng)該是能夠解決這個(gè)問題的(表4)。
通過N次捕撈后最后剩余量為2NK-(2N+1-2)x，可知當(dāng)X=1/2K時(shí)，2NK--(2N+1--2)(1/2)K=x，所以，在K/2的時(shí)候捕撈，若每條魚在一個(gè)捕撈周期內(nèi)可以繁殖1個(gè)后代，那么最終海洋魚類的數(shù)量可以保持在環(huán)境容量K(當(dāng)然，真實(shí)情況比這復(fù)雜得多)。
教師如果在課堂上讓學(xué)生經(jīng)過上面的思考和討論，相信都能理解捕撈的“K/2時(shí)機(jī)”問題。所以，教師要善于思考，挖掘教材提出問題，這樣不僅能鍛煉學(xué)生的思維，同時(shí)也是一個(gè)極好的“培優(yōu)”途徑。也能很好地落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)提出的培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、提高公民的科學(xué)素養(yǎng)這一基本理念。
海洋新科技論文篇二
探究海洋科技發(fā)展在現(xiàn)代海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用
摘要：海洋經(jīng)濟(jì)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要一部分，近些年來發(fā)展迅猛。究其原因，有賴于我國(guó)海洋科技的發(fā)展。海洋經(jīng)濟(jì)作為一種特殊的經(jīng)濟(jì)類型，開發(fā)過程中涉及到的各項(xiàng)復(fù)雜技術(shù)，也決定了海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開海洋科技的發(fā)展，本文就海洋科技發(fā)展在現(xiàn)代海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用做一番探究。
關(guān)鍵詞：海洋經(jīng)濟(jì) 海洋科技 海洋開發(fā)
一、海洋經(jīng)濟(jì)概述
(一)發(fā)展迅猛，競(jìng)相開發(fā)
從上世紀(jì)90年代開始，海洋經(jīng)濟(jì)取得了迅猛的發(fā)展，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查顯示：2000年，全球海洋市場(chǎng)產(chǎn)值為5340億美元，而到了2010年，全球的海洋市場(chǎng)產(chǎn)值達(dá)到了15 000億美元。海洋經(jīng)濟(jì)的巨大潛力，使得一些臨海國(guó)家開始重視自己的海洋資源。為了大規(guī)模、全面地開發(fā)利用海洋資源，許多國(guó)家制定了海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展戰(zhàn)略，組織專家對(duì)其海域進(jìn)行資源勘測(cè)，制定開發(fā)方案?？梢?，發(fā)展海洋產(chǎn)業(yè)已成為世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。
(二)知識(shí)經(jīng)濟(jì)
海洋開發(fā)是指人類通過采用各種手段對(duì)海洋所蘊(yùn)藏的生物資源、礦物資源以及其他資源進(jìn)行的開發(fā)和利用。因?yàn)楹Ｑ蟓h(huán)境不同于陸地環(huán)境，有著自身的特殊性，導(dǎo)致開發(fā)海洋的技術(shù)及所使用的工程材料與陸地也大不相同。因此，要大規(guī)模地開發(fā)利用海洋，必須先發(fā)展海洋科學(xué)，掌握海洋資源的特點(diǎn)。一些發(fā)達(dá)國(guó)家的成功實(shí)例已經(jīng)證明了這一點(diǎn)，從海洋資源勘探到資源的開采、再到海洋資源的加工生產(chǎn)都離不開知識(shí)系統(tǒng)和高新技術(shù)的支持。
(三)開發(fā)與環(huán)保統(tǒng)一
伴隨世界海洋經(jīng)濟(jì)的迅猛增長(zhǎng)，海上的各項(xiàng)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)也多了起來，尤其是海上的石油鉆井平臺(tái)。海洋開發(fā)在給人類帶來巨大能源和財(cái)富的同時(shí)，也給海洋環(huán)境造成了極大的破壞，深海底資源開發(fā)造成的洋底塌陷、海洋運(yùn)輸石油管道產(chǎn)生的漏油以及運(yùn)油船舶對(duì)海域的污染等。針對(duì)海洋環(huán)境的污染問題，世界上主要的海洋國(guó)家均制定了有關(guān)法規(guī)，并運(yùn)用科學(xué)的方法和手段來調(diào)整海洋開發(fā)和環(huán)境生態(tài)之間的關(guān)系，以求達(dá)到開發(fā)與環(huán)保的統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)海洋資源的可持續(xù)開發(fā)。
(四)海洋經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型
高科技的應(yīng)用使海洋傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不斷得到改造，捕撈業(yè)從近海捕撈走向遠(yuǎn)洋捕撈、海水養(yǎng)殖、水產(chǎn)品精加工的現(xiàn)代海洋漁業(yè);計(jì)算機(jī)技術(shù)、新材料、新能源等在船舶設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，使現(xiàn)代船舶制造的自動(dòng)化、現(xiàn)代化程度得到很大提高。由于一系列的海洋科學(xué)研究和技術(shù)的開發(fā)，利用先進(jìn)技術(shù)改善傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，逐步形成了在新高技術(shù)武裝下的現(xiàn)代海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)體系。
二、海洋經(jīng)濟(jì)形態(tài)
伴隨現(xiàn)代科技的進(jìn)步，我國(guó)的海洋經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，時(shí)至今日，出現(xiàn)了很多類型的海洋經(jīng)濟(jì)企業(yè)，大體上有四種主要的海洋經(jīng)濟(jì)形態(tài)。
(一)海洋漁業(yè)
海洋漁業(yè)是最早的海洋經(jīng)濟(jì)形態(tài)，就是通過一些漁具在海洋中進(jìn)行海洋生物的捕撈，不過，其產(chǎn)品已不只限于魚類，還包括蟹類、蝦類、海星、海膽等其他海洋生物。近代海洋漁業(yè)發(fā)展迅速，在傳統(tǒng)海洋捕撈的基礎(chǔ)上，又出現(xiàn)了海洋漁業(yè)加工、海洋養(yǎng)殖等海洋經(jīng)濟(jì)形態(tài)。
(二)海洋礦物
海洋蘊(yùn)藏著豐富的礦物資源，海洋經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要形態(tài)就是海洋礦物開發(fā)。目前主要是通過在海洋上搭建鉆井平臺(tái)，對(duì)洋底蘊(yùn)藏的石油、天然氣進(jìn)行開采。也有對(duì)海底錳等黑色金屬進(jìn)行開采的，由于要深入海底開采，耗費(fèi)成本太高，目前僅處于實(shí)驗(yàn)研究階段。
(三)海洋藥業(yè)
在海洋中有很多海洋生物體內(nèi)含有特殊的藥用成分，具有抗腫瘤、抗菌、降壓和抗凝血等藥用價(jià)值，對(duì)海洋生物加以捕撈，并從中提取藥物成分制成藥物產(chǎn)品，由此海洋制藥業(yè)便發(fā)展起來。目前海洋藥業(yè)已進(jìn)入產(chǎn)品開發(fā)階段，并已經(jīng)有多種海洋藥物獲國(guó)家批準(zhǔn)上市，像河豚毒素、多烯康、角鯊烯、鹽酸甘露醇等。還有多個(gè)海洋藥物進(jìn)入臨床研究，很快就可以上市。
(四)海水利用
海洋中存貯著豐富的水源，蘊(yùn)藏著強(qiáng)大的能源。海水利用就是通過現(xiàn)代的科技將海水蘊(yùn)藏的能源加以利用，像利用海水的漲潮落潮運(yùn)動(dòng)開發(fā)出的海水潮汐發(fā)電。通過海水淡化技術(shù)將海水轉(zhuǎn)換成淡水，解決部分省市的缺水問題。還有利用富含鹽分的海水來制取食鹽，都是對(duì)海水加以利用。
三、海洋科技發(fā)展對(duì)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的影響
海洋科技的發(fā)展對(duì)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)有著重要作用，通過對(duì)四種海洋經(jīng)濟(jì)形態(tài)的分析，我們可以知曉海洋科技發(fā)展隨海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用。
(一)海洋科技是海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)
不管是海洋漁業(yè)的發(fā)展，還是海洋礦物的開采，以及海洋藥業(yè)和海水利用都是依靠海洋科技為基礎(chǔ)的。沒有海洋科技進(jìn)步制造出來的捕撈設(shè)備、采礦設(shè)備、制藥設(shè)備以及海水淡化、潮汐發(fā)電等儀器設(shè)備，就沒有這些經(jīng)濟(jì)形態(tài)的產(chǎn)生，完善的生產(chǎn)設(shè)備是這些經(jīng)濟(jì)形態(tài)產(chǎn)生、發(fā)展、輝煌的基礎(chǔ)，而海洋科技的進(jìn)步是這些設(shè)備得以研制出來的基礎(chǔ)，可見海洋科技是海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。
(二)海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是海洋科技發(fā)展的前景
反過來由于海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展采用的生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)陋，功能不全，也為海洋科技的研發(fā)提出了要求，為了解決海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展中出現(xiàn)的問題，積極開展新技術(shù)的研發(fā)，新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，又促進(jìn)了海洋科技的進(jìn)步。
可見，海洋科技的發(fā)展與海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相互作用，最初是海洋科技的進(jìn)步帶動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)大力發(fā)展，而后大力發(fā)展的海洋經(jīng)濟(jì)又促進(jìn)了海洋科技的進(jìn)一步研發(fā)，兩者相互作用，相互發(fā)展。
海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開海洋科技的進(jìn)步，海洋科技是海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提，但海洋科技不是海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的決定條件。發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)還需要我國(guó)政府的大力支持，社會(huì)的大力援助。先進(jìn)的海洋科技發(fā)展加上國(guó)家政府和社會(huì)的大力支持與援助，促進(jìn)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將指日可待，而海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展又會(huì)帶動(dòng)海洋科技的研發(fā)投入，必將換來科技與經(jīng)濟(jì)的雙贏。
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