第一篇：选煤厂信息化应用与展望

选煤厂信息化应用与展望

现如今国内外选煤厂在建厂时就配套建立了PLC集中控制系统，其体系结构大致可分为三个层次，即：现场设备层、PLC控制层和监控层。PLC控制层为核心，实现对下层控制和上层通讯；现场设备层通过开关量和模拟量信号与PLC连接，反馈信号至PLC，同时接受执行PLC指令；监控层向操作员反馈PLC收集的现场各项数据，同时获取操作员指令下发至PLC。目前选煤厂PLC集中控制系统已逐渐趋于完善，同时具备很强的灵活性，系统运行也已十分可靠稳定，自动化程度完全满足选煤厂的生产需要，但是在信息化程度上却明显不足，由于PLC系统是面向操作员的，选煤厂管理层不能及时了解设备运行及生产情况，致使管理相对滞后；同时选煤生产中的技术检查及过程控制的各项数据也不能及时反馈至集控操作员，又致使质量控制相对滞后。因此将管理和控制一体化是选煤厂发展的趋势，即：在原有的三个层次上增加信息管理层，通过信息化网络反应到管理层的桌面上，使得管理层及时决策并下达指令，从而实现管控一体化完整的选煤厂工业自动化系统。

实现选煤厂的管控一体化，首先应建立完善以下三大系统：

一、PLC集中控制系统

目前选煤厂集中控制系统实现了现场设备的启停、现场保护的状态检测、故障报警以及各类传感器、灰分仪、皮带秤、仓位仪、液位计、密度计和磁性物含量计等仪器仪表数据的显示和自动控制，在这些功能的基础上，还可以增加一些其他数据的收集，如：电机的运行参数以及单机自动化运行参数，这些数据可以让操作员更及时的掌握现场生产情况。

电机运行参数的采集：

目前各类电机综合保护器都具有通讯接口，可以通过网关实现与PLC的通讯，使用相应的PLC编程软件和上位组态软件，可以方便的把电机的电流、运行及故障信息反应到操作员的监控画面上，同时使用上位组态软件后台的数据库对故障信息和电流数据进行记录，为事故分析和故障查找提供依据。

单机自动化运行参数采集：

单机自动化设备都是使用小型PLC实现的，如果是同一厂家的PLC可以直接进行网络通讯，不是同一厂家生产的PLC也可以通过的网关实现网络通讯，将相应的运行参数和数据反映到集控系统中。如：压滤机的循环时间、入料时间、循环数以及各工序的状态；TBS的顶水泵压力、分选密度以及排料状态；还有沉降离心机的扭矩、浓缩机的运行压力、自动加药系统的状态等等，这些设备各项数据的接入，可以让操作员和管理层对全厂设备的运行情况得到全面的了解。

二、数字电视监控系统

数字电视监控系统是将IP摄像机通过网线、光缆和网络交换机接入局域网络，通过网络硬盘录像机和网络视频服务器及数字监控软件，将监控画面反应到电视屏幕或显示器上。选煤厂数字电视监控系统的建立，可以更加直观的把现场设备的情况反应给管理层和操作员，使得操作员和管理层能够更加及时的掌握现场设备的运行及生产情况。

数字电视监控系统同时可与PLC集中控制系统实现联动，集控系统中的设备按照程序顺序启车，系统中设备启动的同时，大屏幕会自动切换到该设备最近的监控点，方便操作员观察设备的启动情况。当设备在运行过程中出现故障时，大屏幕画面同样能自动切换到该设备的监控点，同时集控系统的上位机监控画面做出对应的报警信息显示。

在配电室及现场其它重点防火部位安装温度、烟感探测器和摄像头，当温度、烟感探测器检测出火警信号，集控室的监控画面马上可以切换到相应位置的监控画面，让操作员及时掌握火灾情况，以便可以做出及时有效的处理决定。

三、信息化管理系统

信息化管理系统是整个管控一体化的核心，是选煤厂各类信息的发布平台，借助于Intranet技术，利用B/S架构建立信息化管理系统，实现选煤厂所有信息的集成化管理。

1、利用OPC SERVER定制接口技术，将PLC集中控制系统中采集的设备启停信号、各类传感器信号、各类仪器仪表数据、电机相关参数以及单机自动化相关参数存储在数据库中，再结合图像处理软件和web开发技术，将PLC集中控制系统的画面通过浏览器显示在管理层的桌面上，以便管理层可以实时了解现场的生产及设备运行情况。

2、将信息化管理系统与网络硬盘录像机和网络视频服务器互联，在信息化管理系统中可以根据不同的权限，方便的监视和回放电视监控系统中的任意监控点或历史视频。

3、建立生产技术数据库，分别开发选煤厂化验室和调度室相应模块，化验室主要提供产品质量信息，如原煤、精煤、中煤、矸石和煤泥的灰分、水分以及硫分等数据，调度室主要提供生产信息，如入洗量、精煤量、中煤量、矸石量、煤泥量、介质使用量、药剂使用量和电量等数据，系统对以上信息逐班、逐日、逐月、逐年进行统计、汇总，形成班志、日报、月报和年报，并提供快速查询功能。

4、建立技术检查数据库，将煤泥水情况、各类筛分及浮沉试验结果、矸石（－1.8含量）指标等技术检查数据进行统计、汇总，并提供快速查询功能。同时系统提供可选性分析功能，系统根据相关数据自动绘制可选性曲线。

5、建立材料及备品备件数据库，形成从材料计划到入库、出库的动态管理，让管理层及时掌握材料及备品备件的库存情况。

以上三大系统的建立和完善，是选煤厂管控一体化的基础，能够适应当前选煤厂发展需求，基本实现选煤厂生产运行的信息化管理，随着选煤厂各级管理层对信息化的逐渐重视，逐步培养出既懂选煤技术和机电管理管理又懂IT技术的复合型人才，选煤厂管控一体化的核心：信息化管理系统才能够得到完美的应用，达到提高选煤厂效率的效果。而上文没有提到的以设备动态管理为核心的设备动态数据库、设备动态巡检数据库、人力资源数据库及财务系统也将逐步得到发展和应用，从而对选煤厂的预防性检修维护和降低生产成本起到积极主动的作用。

建立和完善选煤厂管控一体化，不但可以实现单一选煤厂的管理，同时可以利用公司内部网络或VPN虚拟专用网络实现多个选煤厂的统一管理，既可以使用普通浏览器直接访问某个选煤厂的信息化管理系统，也可以在公司总部设立数据采集服务器，通过网络把各选煤厂的数据收集上来进行汇总、统计，形成全公司的生产技术报表，对公司管理层提供决策依据，同时对各选煤厂的生产运行情况进行监管。

信息技术本身已经趋于成熟，但不同的行业需要有不同的战略规划、实施计划和日常管理，选煤厂信息化建设需要从企业文化、人才培养和管理模式等全方位进行探索，让信息技术对选煤厂的生产方式、经营模式发挥重大作用，促进选煤厂提高效率、降低成本，实现选煤厂效益最大化。

孟庆香 2014年10月10日

第二篇：海洋遥感的应用与展望（本站推荐）

海洋遥感的应用与展望

摘要:海洋遥感利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理观测和研究海洋,以海洋及海岸带作为监测、研究对象,具有快速、多波段、周期性、大面积覆盖等观测能力的空间遥感技术。回顾了海洋遥感发展的4个阶段,介绍了海洋遥感在海洋资源环境调查、动态监测以及海洋污染等方面的应用。最后,提出了海岸带遥感动态监测技术的精确化和定量化研究、海洋遥感地理信息系统建设以及海洋小卫星遥感的应用是未来海洋遥感研究和应用的重点。

海洋覆盖地球面积的71%,容纳了全球97%的水量,为人类提供了丰富的资源和广阔的活动空间,“海洋是全球生命支持系统的一个基本组成部分,是一种有助于实现可持续发展的宝贵财富”(联合国《21世纪议程》,1992),开发利用海洋对人类生存与发展的意义日显重要。多年来国内外投入了大量的人力、物力和财力,利用先进的科学调查技术以求全面而深入地认识和了解海洋,指导人们科学合理地开发海洋、改善环境质量。传统的海岸调查在资料获 取、信息处理等方面存在较大局限,主要表现在海岸环境的进入性与通达性较差;近海和海岸环境复杂多变,难以进行多变量同步控制观测;海岸环境变化周期长、信息量大,难以取得理想的可控制数据,在实时处理上也有很大困难。因而,常规的海洋观测手段不可能全面、深刻地认识海洋现象,也不可能掌握全球大洋尺度的过程和变化规律。在海洋资源开发、全球性环境变化监测、海洋权益的维护及沿海地区的综合开发和管理上,都需要有一种新的海洋观测技术替代或补充传统的常规海洋调查方法,而海洋遥感所具有的大范围实时同步、全天时、全天候多波段成像技术优势可以快速地探测海洋表面各物理参量的时空变化规律。海洋遥感(Oceanographic Remote Sensing)是指以海洋及海岸带作为监测、研究对象的遥感,包括物理海洋学遥感,如对海面温度、海浪谱、海风矢量、全球海平面变化等的遥感;生物海洋学和化学海洋学遥感,如对海洋水色、黄色物体、叶绿素浓度等的遥感;海冰监测,如监测海冰类型、分布和动态变化;海洋污染监测,如油膜污染等。海洋遥感是利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理观测和研究海洋的,其内容涉及到物理学、海洋学和信息科学等多种学科,并与空间技术、光电子技术、微波技术、计算机技术、通讯技术密切相关,是20世纪后期海洋科 学取得重大进展的关键学科之一,形成了从海洋波谱分析到海洋现象自动识别等一套完整的理论与方法。海洋遥感与常规的海洋调查手段相比具有许多独特的优点:首先,它不受地表、海面、天气和人为条件的限制,可以探测地理位置偏远、环境条件恶劣等不能直接进入的海区;其次,它的宏观特性使它能进行大范围海洋资源普查、海洋制图以及海冰、海洋污染监测;第三,能周期性地监测大洋环流、海面温度场的变化、鱼群的迁移、污染物的运移等;第四,多波段、高光谱海洋遥感可以提供海量海洋遥感信息,开拓人们的视野;第五,能达到同步观测风、流、污染、海气相互作用,并获取能量收支信息。发展回顾

海洋遥感的发展过程,大致经历了4个阶段: 第1阶段(1957~1970年)是起步阶段。

自从1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星以后,人类就步入了太空时代,空间海洋观测是人类空间计划中最早的项目之一。1960年4月1日,美国宇航局(NASA)发射了第一颗气象卫星TIROS-Ⅰ(泰罗斯),其热红外图像能够显示无云海区丰富的海面温度信息,卫星数据由此成为海洋学研究的新的信息源。随后发射的TIROS-Ⅱ卫星,开始涉及海温观测。1961年美国执行水星计划,宇航员有机会在高空亲眼观察海洋。其后,Gemini与Apollo宇宙飞船获得大量的彩色图像以及多光谱图像。尽管这些航天计划主要试验目的是空间技术,但它已展现了从空间观测和研究海洋的潜力。第2阶段(1970~1977年)是探索阶段。

主要利用气象卫星、陆地卫星探测海洋。1969年NASA在Williams大学召开研讨会,推动了1973年Skylab航天器和1975年GEOS-3卫星高度计的研究。以此为基础,NASA研制了一系列高分辨率多光谱扫描仪,主要装载在Landsat系列卫星上,提供了大量有关河口和沿岸海域的水色及浑浊度信息。此后美国海洋大气局(NOAA)在1972~1976年发射了NOAA-1、2、3、4、5卫星,装载有红外扫描辐射计和微波辐射计,用以估计海表温度和大气温度、湿度剖面等。

第3阶段(1978~1984年)为海洋卫星试验阶段。

1978年海洋遥感较为活跃,NASA这一年共进行了25次卫星发射,与海洋有关的主要有喷气动力实验室(JPL)研制的Seasat-A卫星,Goddard空间飞行中心(GSFC)研制的气象卫星TIROS-N和雨云卫星Nimbus-7卫星,它们充分展现了卫星对海洋的监测能力。以上三颗卫星构成了海洋卫星的三部曲,它标志着海洋卫星遥感新纪元的开始。继美国第一颗海洋卫星发射以后,世界各国对发展海洋卫星遥感发生了浓厚的兴趣,陆续开始研究并发射与海洋观测相关的卫星。

第4阶段(1985年至今)是海洋卫星应用研究和业务使用阶段。

在此期间,共发射了多颗海洋卫星,包括海洋地形卫星,海洋动力环境卫星及海洋水色卫星。除此之外,还在其它卫星上搭载海洋探测器,开展了卓有成效的海洋遥感应用研究。近年来世界发达国家在制定对地观测卫星计划及海洋发展规划中,均把海洋卫星及其应用列为优先发展的高新技术领域。可见,进入20世纪90年代以来发射的海洋卫星及应用于海洋探测的航天遥感器越来越多,精度越来越高,不仅可以探测影响海洋生态环境的水色要素、悬浮泥沙、叶绿素和污染物等悬浮体的分布场及动态变化,而且可以探测海面动力场、海洋策略场和海面地形,探测目标为海面风场、浪场、流场、温场、海面拓扑与冰面拓扑等,为海洋研究提供了可靠的技术手段。

2.应用

2.1 传感器

海洋卫星传感器根据地物电磁辐射原理获取海洋信息。传感器按工作方式可分为主动式和被动式两种,被动传感器主要有多光谱扫描仪、沿岸水色扫描仪、热红外辐射计、扫描式多通道微波辐射计和照相机等;主动式传感器主要包括雷达高度计、微波散射计、合成孔径雷达等。按工作波段可分为可见光、红外、微波遥感器,其中,可见光传感器只能探测无云时的海洋信息,红外传感器所探测的波段比可见光具有较强的穿透力,用它可以估计云顶温度、监测海面温度和沿岸海流;微波传感器能透过云层探测目标,由于水体本身对微波有强烈影响,所以依据微波资料可以清晰显示活动的降雨区,获得全球海洋降雨率,并能清晰地反映飓风区和其他猛烈天气过程引起的详细降雨结构。

2.2 主要应用领域

海洋遥感主要应用于调查和监测大洋环流、近岸海流、海冰、海洋表层流场、港湾水质、近岸工程、围垦、悬浮沙、浅滩地形、沿海表面叶绿素浓度等海洋水文、气象、生物、物理及海水动力、海洋污染、近岸工程等方面。遥感监测已成为海洋及海岸带主要的监测手段和信息源,应用一些卫星资料与遥感数据主要开展了以下工作: 海洋动力遥感观测、海洋水准面、浅水地形与水深遥感测量、海洋水色遥感、海洋污染监测、海冰观测。

3.展望

根据遥感技术发展趋势及未来航天器的发射情况,海洋遥感必将在全球性气候变化研究、热带海洋、极地海洋与海冰、海洋生产力与生态系统、海气相互作用、海洋灾害预报、海洋渔业及海岸带管理等方面发挥重要作用。包括海岸带遥感动态监测技术的精确化与定量化、海洋遥感信息系统(MARSIS)的建设、小卫星海洋遥感前景广阔。

第三篇：生物工程的应用前景与展望

生物工程的应用前景与展望

当今,新的科学革命浪潮中引人注目的遗传工程(即生物工程)给许多领域带来飞跃发 展。例如癌症、高血压、遗传性疾病、老化等机理的阐明,胰岛素、生长激素、干扰素、酶 等徽生物工业产品产率的提高,赋予农作物以耐寒、高产等优良特性的育种等等,世界各国都予以重视,正积极研究开发。由于生物工程技术的迅速发展,迫使我们不得不对生物工程 的概念和应用发展有所认识和了解。本文对此试作详细讨论。伴随着生命科学的新突破，现代生物技术已经广泛地应用于工业、农牧业、医药、环保等众多领域，产生了巨大的经济和社会效益。

食品方面

首先，生物技术被用来提高生产效率，从而提高食品产量。其次，生物技术可以提高食品质量。例如，以淀粉为原料采用固定化酶（或含酶菌体）生产高果糖浆来代替蔗糖，这是食糖工业的一场革命。第三，生物技术还用于开拓食品种类。利用生物技术生产单细胞蛋白为解决蛋白质缺乏问题提供了一条可行之路。目前，全世界单细胞蛋白的产量已经超过3000万吨，质量也有了重大突破，从主要用作饲料发展到走上人们的餐桌。材料方面通过生物技术构建新型生物材料，是现代新材料发展的重要途径之一。

首先，生物技术使一些废弃的生物材料变废为宝。例如，利用生物技术可以从虾、蟹等甲壳类动物的甲壳中获取甲壳素。甲壳素是制造手术缝合线的极好材料，它柔软，可加速伤口愈合，还可被人体吸收而免于拆线。

其次，生物技术为大规模生产一些稀缺生物材料提供了可能。例如，蜘蛛丝是一种特殊的蛋白质，其强度大，可塑性高，可用于生产防弹背心、降落伞等用品。利用生物技术可以生产蛛丝蛋白，得到与蜘蛛丝媲美的纤维。

第三，利用生物技术可开发出新的材料类型。例如，一些微生物能产出可降解的生物塑料，避免了“白色污染”。能源方面

生物技术一方面能提高不可再生能源的开采率，另一方面能开发更多可再生能源。首先，生物技术提高了石油开采的效率。其次，生物技术为新能源的利用开辟了道路。现代生物技术越来越多地运用于农业中，使农业经济达到高产、高质、高效的目的。农作物和花卉生产

生物技术应用于农作物和花卉生产的目标，主要是提高产量、改良品质和获得抗逆植物。首先，生物技术既能提高作物产量，还能快速繁殖。其次，生物技术既能改良作物品质，还能延缓植物的成熟，从而延长了植物食品的保藏期。第三，生物技术在培育抗逆作物中发挥了重要作用。例如，用基因工程方法培育出的抗虫害作物，不需施用农药，既提高了种植的经济效益，又保护了我们的环境。我国的转基因抗虫棉品种，1999年已经推广200多万亩，创造了巨大的经济效益。畜禽生产利用生物技术以获得高产优质的畜禽产品和提高畜禽的抗病能力。首先，生物技术不仅能加快畜禽的繁殖和生长速度，而且能改良畜禽的品质，提供优质的肉、奶、蛋产品。其次，生物技术可以培育抗病的畜禽品种，减少饲养业的风险。如利用转基因的方法，培育抗病动物，可以大大减少牲畜瘟疫的发生，保证牲畜健康，也保证人类健康。农业新领域基因工程不仅提高了农牧产品的产量和质量。

利用转基因植物生产疫苗是目前的一个研究热点。科研人员希望能用食用植物表达疫苗，人们通过食用这些转基因植物就能达到接种疫苗的目的。目前已经在转基因烟草中表达出了乙型肝炎疫苗。利用转基因动物生产药用蛋白同样是目前的研究热点。科学家已经培育出多种转基因动物，它们的乳腺能特异性地表达外源目的基因，因此从它们产的奶中能获得所需的蛋白质药物，由于这种转基因牛或羊吃的是草，挤出的奶中含有珍贵的药用蛋白，生产成本低，可以获得巨额的经济效益。医药卫生领域是现代生物技术应用得最广泛、成绩最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。疾病预防利用疫苗对人体进行主动免疫是预防传染性疾病的最有效手段之一。注射或口服疫苗可以激活体内的免疫系统，产生专门针对病原体的特异性抗体。

20世纪70年代以后，人们开始利用基因工程技术来生产疫苗。基因工程疫苗是将病原体的某种蛋白基因重组到细菌或真核细胞内，利用细菌或真核细胞来大量生产病原体的蛋白，把这种蛋白作为疫苗。例如用基因工程制造乙肝疫苗用于乙型肝炎的预防。我国生产的基因工程乙肝疫苗，主要采用酵母表达系统产生疫苗。疾病诊断生物技术的开发应用，提供了新的诊断技术，特别是单克隆抗体诊断试剂和DNA诊断技术的应用，使许多疾病特别是肿瘤、传染病在早期就能得到准确诊断。图4-40是单克隆抗体的制备。单克隆抗体以它明显的优越性得到迅速的发展，全世界研制成功的单克隆抗体有上万种，主要用于临床诊断、治疗试剂、特异性杀伤肿瘤细胞等。有的单克隆抗体能与放射性同位素、毒素和化学药品联结在一起，用于癌症治疗，它准确地找到癌变部位，杀死癌细胞，有 “生物导弹”、“肿瘤克星”之称。

DNA诊断技术是利用重组DNA技术，直接从DNA水平作出人类遗传性疾病、肿瘤、传染性疾病等多种疾病的诊断。它具有专一性强、灵敏度高、操作简便等优点。疾病治疗生物技术在疾病治疗方面主要包括提供药物、基因治疗和器官移植等方面。利用基因工程能大量生产一些来源稀少价格昂贵的药物，减轻患者的负担。这些珍贵药物包括生长抑素、胰岛素、干扰素等等。基因治疗是一种应用基因工程技术和分子遗传学原理对人类疾病进行治疗的新疗法。世界上第一例成功的基因治疗是对一位4岁的美国女孩进行的，她由于体内缺乏腺苷脱氨酶而完全丧失免疫功能，治疗前只能在无菌室生活，否则会由于感染而死亡。经治疗，这个女孩可进入普通小学上学。截至1997年6月，全世界已批准的临床基因治疗方案有218项，接受基因治疗和基因转移的患者总数已有2557名患者。

在2013年6月3日的“Cell”期刊上发表的罗伯特·温伯格等研究人员在乳腺癌侵袭性的研究取得了新成果:基因决定乳腺癌细胞命运。

1990年，人类基因组计划在美国正式启动，2003年4月14日，中美英日法德六国科学家宣布：人类基因组序列图绘制成功。人类基因组计划的完成，有助于人类认识许多遗传疾病以及癌症的致病机理，将为基因治疗提供更多的理论依据。器官移植技术向异种移植方向发展，即利用现代生物技术，将人的基因转移到另一个物种上，再将此物种的器官取出来置入人体，代替人的生病的“零件”。另外，还可以利用克隆技术，制造出完全适合于人体的器官，来替代人体“病危”的器官。污染监测现代生物技术建立了一类新的快速准确监测与评价环境的有效方法，主要包括利用新的指示生物、利用核酸探针和利用生物传感器。人们分别用细菌、原生动物、藻类、高等植物和鱼类等作为指示生物，监测它们对环境的反应，便能对环境质量作出评价。核酸探针技术的出现也为环境监测和评价提供了一条有效途径。例如，用杆菌的核酸探针监测水环境中的大肠杆菌。

近年来，生物传感器在环境监测中的应用发展很快。生物传感器是以微生物、细胞、酶、抗体等具有生物活性的物质作为污染物的识别元件，具有成本低、易制作、使用方便、测定快速等优点。

污染治理现代生物治理采用纯培养的微生物菌株来降解污染物。例如科学家利用基因工程技术，将一种昆虫的耐DDT基因转移到细菌体内，培育一种专门“吃”DDT的细菌，大量培养，放到土壤中，土壤中的DDT就会被“吃”得一干二净。再例如科学家研制出一种耐污力强的生物菌种RhP，放到污染的水中，可在不消耗水体氧气的情况下，迅速吸收消耗水体中的氮、磷、硫、碳等污染元素，减少水体的富营养成份，切断蓝藻生长的营养来源，达到治理蓝藻的目的。

一、生物工程的甚本概念

广义上说,生物工程是应用生命现象为人类造福的科学技术,概括地说,是利用DNA重组技术,有目的、有计划、有定向地创造新的生物品种和类型。也有人称它为显微工程。生物工程是70年代初期才发展起来的一门新学科。主要是在分子生物学、分子遗传学和徽生物学基础理论研究基础上发展起来的。当今的生物工程己进入了新的综合性科学术技阶段。

二、生物工程的发展史

生物工程的发展并不是偶然的,而是整个遗传科学不断发展的合乎逻辑的必然结果。1953年watson和Criek通过x射线衍射法提出了DNA分子双螺旋空间结构的新见解,建文了“遗传密码”和“模板学说”,从而揭示了分子遗传学的序幕,使遗传学跃进到分子水平。随后,在人工分离基因、人工合成基因以及基因重组和表达分别取得成功,又导致了现代遗传学中一个新的分子的出现,即遗传工程(或生物工程)。遗传学从整体水平到细胞水平,进而跃到分子水平,仅仅经厉了八十多年的时间,其进展速度是十分惊人的。70年代后期,我国很快地开始跟踪国际生物技术的发展,并开辟了有关的研究和开发工作。经过十几年的努力,我国的生物技术己有了一定的基础和相当的规模,并取得一定的成绩和成果,对社会和生产起了一定的影响。如,乙型肝炎病毒表面抗原基因工程疫苗、胰岛素、日一干扰素、人生长激素等基因工程研究己获得阶段成果。目前已有几种单克隆诊断试剂投入市场。

三、生物工程的其体技术及其相互关系生物工程的具体技术及其相互关系或基因操作(图见封四),一般是将某种生物细胞(供体细胞)的某个或某几个基因的DNA分子提取出来或人工合成,在体外借助于酶的作用,人工合成一个大分子的“嵌合体”,再通过质粒(质粒是一种存在于细菌中,如大肠杆菌中小而完整的DNA环),即运载体,将其携带到宿主细胞(受体细胞)中去,使转移的基因或外源DNA分子在宿主细胞中繁殖和遗传,以改变后者的遗传特性。所以这种生物工程实质上是分子水平的杂交。从图可见,生物工程的应用领域丰富多采;其中微生物起着巨大的作用。此外,动植物细胞本身的改造和利用也有发展前景。如何将生物工程应用于医疗卫生和医药工业是当前面临重要的研究课题,也是今后的发展方向。

四、基因组技术的研究

重组体DNA技术的发展,也就是基因“工程，技术的发展,所以本文重点讨论DNA重组的方法、种类、条件等,以便于今后的使用和研究。基因重组必须具备三种条件:①外源(供体)DNA,②载体DNA,③宿主细胞或受体细胞。供体DNA需具备以下特点:①较纯的DNA片段,②能被限制性内切酶消化成不同大小的片段,③有一定的内切酶选择性位点,④DNA序列中具有一定的编码序列,而载体DNA同样应具备以下特征:①能在细胞中独立自我复制,②带有可以被筛选的基因标记(一般为两个),③只有一种限制性内切酶的酶切位点,以便把外源DNA连接在它的上面,又不妨碍它本身细胞增殖。此外,基因重组过程中还需要四个主要的工具:①限制性内切酶(Restrictionendornuelease),这类酶起裁剪工具的作用,它只能在固定的DNA部位上剪 切。目前已发现有百种以上的限制性内切酶(如枷mHI、Bgll、EcoRI、Hindl)。②DNA连接酶(DNALigase),它在基因重组中主要起搬运工具作用。它能把外源DNA“搬”到载体DNA上,并使二者连接在一起。依靠这酶,载体DNA才能携带另一种生物的DNA进入寄主细胞。③载体DNA,该DNA在重组中主要起交通工具作用。外源DNA通过连接酶连接在它的上面,再经由它运送到宿主细胞里去。④转化过程,也就是使已经重新组合的外源DNA与载体DNA放进大肠杆菌去的过程。目前基因重组研究最为常用的技术是基因组文库构建和cDNA文库的构建。它们是DNA重组中非常重要的一门技术,具体方法如下。

1.基因组文库构建:细菌、动物、人体染色体基因组DNA经内切酶切割后和载体DNA连接,使成为重组DNA分子,重组DNA与包装裂解物经离体包装反应,变为可感染的噬菌体顺粒,后者经转导宿主在指示菌株内构建成重组的基因组文库。

.2cDNA文库构建:首先分离纯化经体外反转录酶的作用后合成出互补的双链cDNA,经内切酶剪切和连接酶作用与载体DNA连接重组,经转化或包装宿主在受体细胞内使构建成CDNA文库。构建的基因文库有以下用途:①从荃因组文库或cDNA文库筛选出有用的基因克隆,从被筛出来的克隆中进行结构序列分析,和基因转录调控机制的研究;②用特异DNA探针或特异抗体探针从基因文库中筛选出与医药工业有密切相关的重组基因菌株,开拓新药品种或单克隆抗体的大量制备,干扰素、疫苗、激素、酶和其他蛋白质生产以及遗传病的治疗等,③从基因文库中筛选出特异基因,并制备出DNA探针作遗传病、肿瘤和其它疾病的丛因诊断。

五、生物工程的应用前景.生物工程在实践上的应用前景己日益引起人们的重视。现在已经能够将真核细胞的基因转移到原核生物的细胞中,并使之表达,例如使细菌产生出各种多肤激素等。它的应用前景有以下几个方面。1.在医药上的应用设想:(1)治疗癌症的设想:目前己知癌细胞的病变过程,主要是由于基因调节控制失灵,使蛋 白质酶的生产发生混乱所致。针对这种机制,最近又发展了反义技术,使癌症的基因治疗又迈进了新的一步。反义技禾是利用细胞核物质片段(即反义寡核昔酸或反义基因)和细胞中的 DNA或RNA相结合,从而控制DNA或RNA的功能。它的主要用途是阻止细胞产生某一细胞基因所编码的特定蛋白质,还可以用于结合病毒、细菌核物质中的DNA或其他形式的RN人,阻止它们的复制。目前生物学家认为反义技术治疗癌症比其他治疗方法更为优越,它可以避免化疗的有害副作用。目前美国已有4个以上这类型公司从事反义RNA进行疾病治疗的研究开发。

(2)医药工业上的应用发展:1977年美国某中心已成功地用大肠杆菌生产出人脑激素-生长激素释放因子(Somatostatin)。这是a科学上头等重大的胜利”。9178年美国HoP“国家医学中心又成功地用人工合成的人胰岛素基因掺入到大肠杆菌中获得功能的表达。使大肠杆菌终于成为生产胰岛素的一座“活工厂”。近几年来,InternMinerChem公司和iBoferon公司及以Hiver公司分别成功地研制出人生长调节素C在大肠杆菌中得到高水平表达,和日一干扰素重组DNA载体以及抗艾滋病病毒疫苗生产等。从上述的应用发展来看,生物工程在医药领域上已取得了引人注目的成就,这是生物技术发展的必然趋势。基因诊断的应用发展:基因诊断技术近两年来飞速发展,它已经从研究室逐渐向临床实验室过渡。美国各大医疗中心已开始建立这类临床实验室。随着DNA探针杂交技术和体外基因扩增技术(PCR技术)的发展,目前国外已研制出许多遗传病基因诊断的探针(例如G一6一DP缺陷DNA探针、1989年美国Murey乙型肝炎、艾滋病病毒基因探针以及hGH基因探针等)。公司(Norcriss,Gerrgia)研制出艾滋病快速诊断盒(商品名为EvaluateS10MinuteAIDsTest),并得到美国食品与药品管理局(FDA)的批准。

六、生物工程今后孟点的发展趋势生物工程中尖端技术是遗传信息操作技术,即指重组DNA、DNA转染、细胞融合、核转移等技术。如上所述,该技术应用广泛,前景诱人。今后应重点发展有关细胞分化研究,和推动有关细胞间信息传递机制和脑一神经系统、免疫系统(包括双功能和单链的单克隆抗体,和特异基因型和抗特异基因型疫苗开发),代谢系统等在个体整体上的调节机制的研究,同时,推动真核细胞生物从而建立能够适用于真核生物的生物技术。

七、结语

生物工程是以生命科学为基础,利用生物体系和工程原理,提供商品或社会服务的综合性科学技术。作为最新高科技行业,它将会为人类文明带来革命性发展。当今世界上生物工程的发展方兴未艾,随着它在科研领域里不断有所突破,将来在医药、医疗、工农业等领域的应用必然是前途无量的。

第四篇：多媒体体育教学应用与展望

四川体育科学 SICHUAN SPORTS SCIENCE 1999 年12 月

第4 期(总第88 期)No.4, Dec., 1999(total No.88)多媒体体育教学应用与展望 仇建生(南通师范学院体育系, 南通 226007)摘要:

介绍多媒体教学的应用条件、应用类型、应用特点以及应用前景, 分析了多媒体体育教学的应用特

点, 提出了多媒体在体育教学中应用的研究思路。

关键词:

多媒体;

课件;

体育教学

The Teaching Method of Multi Media Is Applied to Physical Education Qiu Jiansheng Abstract: In this article, the teaching method of multi media and its applied conditions, types, characterist ics, and prospects will be int roduced, and w ell also analysis the characteristic of using the mult i media in physical educat ion, and advance a new research thinking.Key words: Mult i media;Task;Teaching 1

什么是多媒体教学

多媒体教学是以计算机、多媒体投影仪为中心仪器, 辅以多种外设, 运用文字、图像、音像、影像、动画等

手段进行教学, 它是今后计算机辅助教学(CAI)的主要发展方向。多媒体体育教学和传统意义上的电化教

学有所不同。传统的电化教学, 也有文字、图象、音像、影像功能, 但这些功能的实现都是独立的, 媒体之间并

无联系。而多媒体教学则通过计算机将这些功能的实现结合在一起, 是媒体的有机组合, 成为统一的系统。

多媒体教学应用条件

基本配置: 多媒体计算机一台、多媒体投影仪一台、多媒体投影展台、投影屏幕、工作台。可选配置: 视频

采集卡、光盘刻录机、电脑摄像头、录像机、VCD 机、扫描仪、打印机、语言输入与手写输入设备。软件配置: WIN95 以上操作系统、AUTHORWARE40、超级解霸

55、PHOTOSHOP40、3D STU DIO40、OFFICE70 FOR WIN95、VB50 等等。3

多媒体教学应用

简单应用 311

主要运用OFFICE 软件中的WORD、EXCEL、POWERPOINT , 实现文字、表格、图象的投影教学。

这些软件功能强大, 是过去的普通光学投影仪, 幻灯机所不能比拟的。主要特点表现为:(1)随意展示要点和

基本内容。过去制作投影胶片, 一般按顺序制作, 要想把要点概括在一起展示, 只能重新制作一张。而利用

WORD 中的大纲写作模式, 可以随心所欲地展示要点, 需要展示细节时, 只要点击

展开 即可。(2)便于修

改和保存。胶片制作后是不可能修改的, 也不便于保存。而运用计算机, 可以随时修改, 有助于教学革新, 且

保存方便。(3)色采鲜艳。可通过计算机实现各种色彩, 这是胶片制作无法比拟的。(4)幻灯片制作简便。

利用POWERPOINT 制作幻灯片, 方法简便, 效果更佳, 并且可以实现连续播放。(5)投影演示方式多样。

可以随意放大、缩小, 也可分栏演示。(6)图表制作方便。(7)信息量大, 节约板书时间。过去, 有些内容作为

介绍, 只能是一带而过。现在, 可以边讲边演示, 有助于学生知识掌握。!1!312

投影展台的应用。运用投影展台, 可将书、文字材料、图象直接投影, 无需输入, 这对分析学生作业特

别有效, 因为学生作业是不可能输入计算机内的。以往靠教师口头分析, 学生难以明白。通过展台投影, 实

物分析, 则一目了然。

313

多媒体教学目前仍以简单应用为多, 面临的困难在于:(1)第一轮教学输入工作量大。(2)教学材料 的选用。有的教师把所有材料都输入到计算机中, 上课时学生目不暇接, 难以把握重点。(3)教学模式。如

何充分利用多媒体教学的特点, 研究教材教法, 是摆在我们面前的一个新的课题。和传统的投影教学相比, 多媒体教学的简单应用方法已经是大大前进了一步, 但是它从本质上说还是静止的、平面的投影教学, 和真

正意义上的多媒体教学还有不小的距离。32

课件制作 321

课件设计。多媒体教学, 并不是对多种媒体手段的简单重叠, 而是通过程序方法, 将它们有机地组合

在一起。编程的过程就是制作课件。课件制作中, 设计是极其重要的一环。程序设计专业人员虽然精通程

序设计, 对技术问题的处理得心应手。但往往由于不熟悉具体教学的需要, 难以制作出符合教学要求的课件

来。这就要求在课件制作中必须要有专业教学人员的参加, 可以毫不夸张地说, 每一个课件的设计, 既是教

学思想、方法的体现, 更是艺术想象的结晶。课件设计人员, 既要有丰富的教学经验, 懂得教学的重点、难点、掌握多种教学方法, 还要对音、形、图、动画、影像以及节奏等等具有敏锐感觉和艺术想象能力。这样才有可

能达到较好的艺术效果, 才可能增加课件的吸引力。优秀的多媒体课件并不完全依靠优秀的编程系统和高

超的编程技巧, 更多的是依靠课件设计者的想象力和创造力。

3211

课件中教学内容的设计。就是要给出课件中每一桢框面上所呈现的教学内容、要求把握教学知识

点, 并进行形象化的演示。内容设计要充分利用多媒体优势, 把过去讲课无法表现的东西用多媒体方式表现

出来, 而不是简单地把过去讲的内容照搬到课件中去。例如, 在讲授∀学校体育学#中

教学语言运用 时, 教

师往往采用直陈法。而采用多媒体教学, 课件内容中就可以增加不同类型讲解示例。3212

课件中教学过程的设计。就是要给出课件中的教学过程及其控制。教学过程是一个双向的信息

反馈的过程, 设计时要考虑每次课的教学需要, 要充分利用计算机的交互功能, 实现信息反馈和教学控制。

或者设计多个子功能块, 通过教师的人工干预实现调控。

3213

课件设计的流程。流程既表示课件设计程序编制时的自然流向, 又在一定程度上体现了教学方

法: 是平铺直叙还是引而不发、是填鸭式还是启发式、是问答法还是发现法, 什么地方、时间应该实现中断等

等, 不同的教学目的, 不同的教学方法, 会形成不同的课件流程, 要防止千篇一律。3214

课件的表现形式。多媒体教学的特点就是能够充分运用文字、图象、动画、影像、声音的组合功能, 创造出情景交融的教学环境。因此, 课件设计要能充分发挥多媒体功能。目前市场上常看到的教学辅助软

件, 常常是把教科书、习题答案简单地搬到光盘上, 缺少形象化的演示。因此, 在进行设计时, 要充分考虑表

现手法。发挥艺术想象力和创造力。

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程序设计。程序设计就是将课件设计的方案、具体内容变成可在计算机上运行的软件。以往的课件

制作, 要求制作人员精通程序设计语言以及相应的技术制作手段, 这在很大程度上限制了它的普及, 使其成

为专业设计人员的专门权利。然而, 以AU THORWARE 为代表的一批多媒体教学设计软件的问世, 宣告

CAI 软件设计的普及成为可能。以AUTHORWARE 软件为例: AUTHORWARE 软件具有不用写程序的特

色, 可使用流程线以及一些工具图标, 制作许多编程语言才能达到的功能。它提供了直接在屏幕上编辑对象 的功能, 它的程序流程是可视的, 它具有图形功能、多样化文字处理能力、多样化交互手段、模板功能、强大的 数据处理能力、动态连接功能。作为一种多媒体平台, 可以将3D STU DIO、PHOTOSHOP 等软件制作成果

集成起来, 使它们发挥更大作用。利用AU THORWARE 的完善功能, 制作出精美的多媒体软件不再是专业

人员的特权, 只要肯下功夫, 任何人都可以成为出色的多媒体大师。33

多媒体体育教学应用特点

331

对人体的了解更加形象、生动。体育活动是人的一种身体运动形式, 对人体深入了解是体育教学的

重要任务。运用多媒体教学, 可以对人体的结构、机能等进行动态表示。例如: 解剖教学中, 可以立体的、动

!2!四川体育科学1999 年第4 期(总第88 期)态的演示人体肌肉结构、心脏构造等等;在生理教学中, 可以运用影像演示动作技能的形式、对疲劳程度的教

育学观察等等。332

理论教学与体育实践的结合在课堂教学中得到实现。例如, ∀学校体育学#课程中讲授

体育教学过

程 一节, 一般步骤为: 理论分析、举例说明、归纳总结。学生的思维活动过程是通过听讲、进入联想、再归纳。

由于各人对实际教学活动的体验、观察不一样, 因此, 对老师的讲解、归纳, 领会程度就不一样。而采用多媒

体教学, 可以通过影像资料, 将教学过程生动地展示在学生面前, 在这种生动的直观面前进行思考、归纳, 自

然容易达到共识。而且, 多媒体教学和过去放录象的方法不一样。放录像只能顺序播放, 检索、查询都很不

准确、很不方便。多媒体课件制作中, 可以将体育教学过程影像化, 按各种功能块集成, 使得理论教学更为直

观, 更有说服力。333

强有力的技术分析手段。体育运动技术分析涉及到多种学科知识, 过去只能通过图示作静态分析, 学生往往难以深入理解。采用多媒体教学, 可以采用动画、模拟真人演示或进行影像播放, 生动直观。借助

计算机的强大处理能力, 可以做到对动作技术进行力学分析, 以及分析不同技术风格的优缺点、常见错误动

作的产生原因和影响。334

有助于能力培养。例如, 保健按摩手法、部位, 针炙穴位、经络走向等均可通过影像动态展示;在裁判

法学习中, 可结合影像学习裁判规则和方法, 并可通过具体的示例, 运用多媒体手段增加现场感, 给学生以模

拟实践机会, 从而促进学生的能力培养。

多媒体体育教学应用展望 41

多媒体教学辅助功能的实现

多媒体教学是一种必然趋势, 是教学方法的革命。采用制作辅助教学光盘的方法, 包括各种知识点、简

单演示、实例分析、习题与解答、类似过关斩将式的游戏将做练习与游戏结合在一起, 可以大大减少学习的枯

燥, 提高学习的兴趣。学生自主学习性更强, 教师自由度更大, 区别对待、因材施教真正可能, 教师可以有更

多的时间面对学生进行师生对话。

多媒体教学在体育实践课中得到应用

未来教学, 在体育场地安放摄像头的计算机不再是可望不可及的事情。目前联想家用电脑已可选配摄

像头, 预计其进入各个领域不会太远了。过去只是专业人员摆弄的设备, 即将成为象电视一样的普及用品。

其应用的最简单的例子就是, 学生做完一个动作, 走到显示器旁即可操作计算机观看自己的动作, 与正确动

作比较, 就能发现自己的不足, 然后可以有针对性地选择纠正手段。如果配有动作技术影像解析系统, 还可

以给出定量分析结果。43

对体育教师提出更高的要求

多媒体进入教学领域, 引发的教学方法、教育观念、思想的革命, 对体育教师必然带来影响: 对体育教师 的要求更高了。要能熟练操作多媒体设备, 进行多媒体教学设计;教学中会更加突出因材施教, 就要求教师

对学生可能发生的问题以及如何处理解决, 有更为全面的分析和解决措施;要有制作课件的技能。

对人才培养工作母机的要求

要提高办学层次, 传授最新技术, 特别要传授新的教学思想、方法, 从适应21 世纪对人才的需要出发, 使

体育不至于又落到别的学科后面。在这方面体育有它的弱点, 先天不足。可以考虑, 在本科生中开设课件设

计课程, 学会如何设计, 提出方案, 技术上由其它部门协作解决;研究生层次应掌握课件制作, 正如80 年代要

求会编程一样。总之, 随着多媒体计算机的飞速发展, 多媒体教学的浪潮正向我们滚滚扑来。及时把握形

势, 跟上潮流, 我们就能立于不败之地。

参考文献: [ 1]

精通AUTHORWARE40

北京: 希望电脑公司出版, 1998 [ 2] VISUAL BASIC 多媒体开发指南

北京: 希望电脑公司出版, 1998(19990925 收稿)!3!仇建生: 多媒体体育教学应用与展望

第五篇：学校信息化建设的现状与展望

学校信息化建设的现状与展望

在学校新三年发展规划中，不论是主要目标和任务，还是软件和硬件建设，都有与信息化建设有关的内容。就学校校园信息管理系统、网站建设与维护、电子档案、网络建设的现状和问题，谈谈自己的想法。校园信息管理系统

1.1 华网的系统。起步早；教职工的计算机应用能力和学生成绩管理上海领先；公告发布正常。

1.2 功能未充分发挥；有安全漏洞；不能满足发展的要求。1.3 购买新的管理系统（二次开发、开放接口、电子签名）

1.3.1 集成办公（通知、发文、活动安排、协同办公）1.3.2 教务管理（学生进到出、教务常规、教材、远程教学）1.3.3 学生管理（考勤、违纪、宿舍）1.3.4 人事管理 1.3.5 财产管理

1.3.6 一卡通（胸卡、图书馆、校内消费、门禁）网站建设与维护

2.1 主页有特色；新闻更新正常；专题栏目有水平。

2.2 人员兼职；网站静态；很多栏目更新不及时；英文版不合格；部门主页更新周期太长。

2.3 至少一人专职；网站动态；栏目更新可考虑责任到人；内外网合一；英文版（要研究栏目、内容、发布流程等）；BBS？。3 电子档案

3.1 刚起步，水平不高；有一些影像素材和电子文档；防磁柜已买。

3.2 归档制度细化不够；影像素材没进档案室；无平台。3.3 数码照片、音视频资料等进档案室；调档电子化；建立多媒体数据库，2005年后的档案阅档电子化（PDF）；增强建立电子档案的意识。网络建设

4.1 网络服务器端设施先进；功能较全；信息点全覆盖。4.2 出口带宽不够；楼层交换机进入报废期；电子阅览室名不符实；学生宿舍没开放。

4.3 接入上海教科网（不小于34MB）；增加UPS功率和供电时间；提供网络硬盘服务；学生宿舍开放（收费）。