干旱河道的生态环境修复模式探索——以滹沱河生态环境综合治理研究为例

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第一篇:干旱河道的生态环境修复模式探索——以滹沱河生态环境综合治理研究为例

[Abstract] Based on the natural evolvement,functional evolvement and ecological degradation,the paper makes a comprehensive study on the ecological environment of the Hutuo River(Shijiazhaung Section)from the point of view of sociology,economics,and ecology.It proposes a plan for the improvement of the draught and the ecological degradation of the Hutuo River as follows:with the land use pattern of “one line,two banks,three sections and six districts”,it is proposed to adopt the mode of subsection to build a ecological embankment and use repeated layer structure in plantation of vegetation so as to restore the ecology and increase the economic benefits and production benefits.[Key words] HutuoRiver,ecological environment,river improvement

1、研究背景

滹沱河为石家庄市的主要河流之一,位于石家庄市区的北部,离中心城区约12km。历史上滹沱河地区曾是水丰土肥的地方,农业耕种条件优越,宽阔的漫滩地构成出山口河道特有的景观格局,“冬去山明水秀,春来鸟语花香”,不仅为下游地区提供了丰富的水资源,也对区域环境质量的改善和气候的调节起到了一定的作用。20世纪50年代末,由于滹沱河上游水利工程的建设,滹沱河(石家庄段)沿线城镇区域经济获得迅速发展,滹沱河沿线的自然、水文循环条件被改变,加之人们对流域共生共荣关系认识的局限,到20世纪80年代,滹沱河(石家庄段)已基本断流,只在行洪期间过水。

经过几十年的演变,滹沱河的生态环境问题越来越突出,影响越来越大,特别是在石家庄市区段,滹沱河已由一条兴利之河变成一条毒害之河,集中表现在河道干化、植被退化、水污染严重等方面,造成该区域生态环境退化和恶化的后果。从气象条件和环境监测数据看,该河已成为城市最大的沙尘污染源。改善滹沱河区域生态环境状况成为石家庄市实施可持续发展战略的关键。虽然我国对河道的治理已有了一定的经验,但对干旱河道的治理方案及思路的研究还处在探索、徘徊阶段。为此,我们课题组针对滹沱河进行了生态综合整治研究,提出了滹沱河生态环境修复的理论和实施方案,在一定程度上为国家推广干旱河道的生态环境整治与建设提供了科学依据。

2、国内外河流的治理思想 2.1 国外河流治理进程

国外对河流生态环境的研究和实践已有一百多年的历史,取得了显著的效果。通常的做法是基于河流生态系统的管理和维持生物多样性的河流流量研究,通过改善河流水质、重建和恢复生态等内容的实践来改善生态环境,如减少枯水期引水量,大幅度减少地下水开采。

国外对河流实施单一目标管理的立场是为了避免洪水,以保证居民的安全,即以质量转移动力学为基础,通过建立河流和洪泛平原生境、建设人工大坝等工

程措施,降低洪峰流量,使日流量趋于稳定。但这样做存在的问题是河流经长时间的运行,来自上游的沉积物不断积累,冲刷洪水流量减小,水和沉淀物的自然流动受到抑制,水流携带的泥沙沉积在水库和下游地区,河流的生境趋于恶化。河流综合管理研究则弥补了单一目标管理的不足,采用河道内流量增量法、蒙大纳法、流量持续时间曲线法、栖息地排水法、水力学评价法等方法,从河流的研究范围和尺度、河流系统分类和评价、河流恢复、稀释用水及维持生物多样性的河流流量5个方面统筹考虑,以维持河流生态环境的自然平衡。最具代表性的是Ward提出的四维河流生态系统,即河流在纵向、横向、垂向和时间分量上具有连续性、相互性、融合性、延续性特点。

在维持生物多样性的河流流量研究中,20世纪90年代以前对生态需水量的研究主要集中在河道自身的物理形态、所关心的鱼类及无脊椎动物等对流量的需求方面,对整个生态系统的完整性未能加以充分考虑。20世纪90年代后,petts认为在河流管理中,应从纵向的连接、洪泛平原的流量、维持河道的流量3个方面进行考虑,并提出确定生态系统可接受流量的两个步骤:一是制定生态目标和综合目标,提出生境和物种数量可接受的损失度,如在荷兰的自然政策方针中,生态系统可接受的最大损失度为物种的5%;二是参照基流量、考虑当前可接受的平均流量、极低或极高的流量及频率和持续时间,确定可操作的最小单元,并提出相应的具体生态目标。2.2 国内河流治理进程

与国外相比,由于国内缺少对河流生态环境的正确认识,只注重经济建设,忽视对生态环境的维持,出现了城市和工业用水挤占农业用水,农业用水挤占生态用水的现象,导致生态环境恶化,进而对经济的可持续发展构成极大威胁,具体表现如20世纪90年代以来黄河频繁断流、北方地区沙尘暴肆虐、江河湖泊水体污染严重。

近几年,随着人们对河流认识的深入及工程的实施,对河流的生态环境治理从原来仅对河流水环境污染进行治理和改善水环境质量逐步向河流生态用水、河流生态恢复及湿地、流域生态建设等方面扩展,如成都的府南河、太原的汾河、济南的小清河等河流水环境改善工程。但从流域及河流两侧的社会发展、产业调整、土地及规划控制、生态景观建设等方面进行综合研究的成果甚少,基本上没有工程实践。

3、对滹沱河(石家庄段)生态环境的认识 3.1 生态环境现状

滹沱河是海河流域的主要支流,发源于山西省繁寺县,流经山西、河北两省,共有256条支流汇入,全长513.3km,流域面积为4.6万km2。据历史记载,滹沱河易决善迁,改道频繁,行洪时主流摇摆不定,冲淤变化迅速。

(1)地质地貌。该区域位于滹沱河河漫滩地带,其地质类型属河漫滩侵蚀堆积土体结构。岩性以粉细砂为主,局部夹有中粗砂。土体结构松散,地壳稳定性

较差,易造成不均匀地面沉陷和地面裂缝。土壤发育在冲积母质上,类型为褐土、新积土、风沙土、潮土、水稻土。地形地貌特征明显,河谷宽阔,河曲发育,多浅滩。

(2)水资源。该区域内有滹沱河及小青河、汊河、古运粮河、周汉河4条支流。此外,还有北泄洪渠。该流域内有岗南和黄壁庄两水库,总库容量为27.8亿m3;地表河流呈现“有河皆涸,有水皆污”的状况,即使在常年有水的河段中,属V类以上水质的河段约占60%。地下水资源丰富,是城市地下水的主要采集区,担负着为市区和当地提供工农业生产和生活用水的重任。但由于多年来的长期超采,地下水位逐年下降,市区地下水下降呈漏斗状,漏斗中心水位降至38m~42m,漏斗区面积已近400km2。

(3)植被资源。据卫星遥感影像解析和现场调查,该区域内有陆地(含湿地)乡土、栽培和野生高等植物种类共计175种,植被总覆盖率为28%~30%。

(4)土地资源。起初,滹沱河沿线仅限于农垦,两岸滩地内并无村落。19世纪初,京汉铁路和滹沱河导流堤(又称月牙堤)修建后,该区域开始出现农业生产。到20世纪50年代~60年代,石家庄市政府、正定县决定在滹沱河两岸开辟林场,进行大规模植树造林。至20世纪70年代后期,受“边、散、洞”布局指导思想的影响,在月牙堤内相继建设了教育、科研单位及一些大型工业企业。进入20世纪80年代后期,快速的经济建设导致生态环境越来越恶化。到2003年底,现状土地利用基本为农用地,用地结构为乔木用地15.0%、草地17.2%、耕地49.0%、水面2.1%、苗圃1.4%、垃圾用地0.6%、建设用地8.3%及裸沙6.4%。3.2 主要环境问题

从目前看,滹沱河的生态环境具有综合性特征,必须从系统性、独立性、相关性角度进行比较、分析,筛选出主要矛盾。

(1)土地利用方式不能满足滹沱河地区的生态功能要求。滹沱河两岸植被稀疏,沙滩裸露,垃圾遍布,为城市的沙尘污染源,同时,地下水下降漏斗区面积逐年扩大,地下水位不断加深,地下水受到污染。

(2)产业结构不合理,土地利用粗放,综合效益低下。从对产业进行调查的结果看,各产业都处于较低层次,经济水平整体较低。第一产业以传统的种植业和林业为主,科技含量较低;第二产业以二、三类工业为主,无朝阳产业,经济效益低,环境污染严重;第三产业以商业为主,科研教育初具规模,但文化、旅游、科技、服务发展水平相对较低。

(3)土地无序开发,环境承载力下降。一方面,农民过度垦荒,无节制地向土地索取粮食,将多年的湿地、成熟的草甸变成耕地,大面积的果园、林地被复耕为农田,加快了土地贫瘠化和沙化的速度;另一方面,在月牙堤内,一大批科研院校,甚至几十家企业进行开发建设,严重超出了该区地下水的自净能力和环境承载力。

(4)基础设施短缺,生态环境的保障体系不够健全。无统一的供水体系,直接影响到城市供水设施的安全可靠性;排水设施和污水处理设施及环卫设施的不完善,导致污水未经处理就直接排入河道或渗坑。

(5)用地布局混乱,建设无序,景观质量较差。滹沱河的建设用地布局分散,生产、生活用地混杂,交通不畅,空间无序,沿主要干道两侧的建筑破旧,河道两岸垃圾成堆,生态环境日益恶化,与石家庄现代化大都市的整体形象要求相去甚远。

(6)绿化面积少,植被疏枯,固沙树种、草种单一。整个研究区域内林地少,仅3000hm2,约占研究区面积的15%,且林带种植结构简单,郁闭度很低,绿色屏障残缺、连续性差。

4、滹沱河生态环境修复

对于滹沱河河道的治理,我们在保证其水利功能的基础上,提出复合生态系统治理理念,即保持河流的连续性和与城市的共生互补性,重点处理好河流两侧的土地利用模式,以及重点做好生态防洪、植物生态系统的修复工作。4.1 土地利用模式

基于滹沱河流域的特殊功能,在综合建设适宜性、景观适宜性、生态适宜性和经济适宜性评价(表1)的基础上,通过环境目标、社会目标、经济目标三大目标的和谐发展,在坚持“生态优先、景观经济并重”的原则下,制定出科学合理、优化可行的土地利用模式—“一线、两岸、三段、六区”,使该区域成为石家庄市区北部的绿色生态屏障、水源涵养区、风景旅游度假区、近郊森林公园、生态农业教育科研基地。

“一线”是指在滹沱河行洪制导线以内,结合防洪要求分断面进行控制,300m以内(五年一遇)为永久性河道,300m~800m为沙地草甸,800m以外至行洪制导线为疏林草地。“两岸”为防风林带。“三段”是指滹沱河3个功能有别的宏观功能段,即南水北调工程以西为集园、林、果、田、居为一体的大地自然景观功能段,南水北调工程—京深高速公路段为游憩休闲度假功能段,京深高速公路以东为农、林、苗结合型的生态农业种植功能段。“六区”是指6个生态功能区,即生态防护区、生态恢复区、生态园林区、生态展示区、生态农业园区和生态聚居园区。4.2 生态防洪

滹沱河流域属东亚季风气候区,季节性雨季明显,洪水灾害具有迅速且持续时间较短的特点。虽然修建了岗南、黄壁庄两个水库和一些其它防洪设施,但防洪标准也不足十年一遇。为保证滹沱河(石家庄段)顺利地行洪、泄洪和利于滹沱河(石家庄段)区域生态环境的快速恢复,我们提出了生态防洪的措施。

在滹沱河北岸的大孙村村南建设雁翅柳生态软堤防,对滹沱河北岸制导线以外的已开发的河滩地进行“退耕还林”。同时,对现有荒滩实施绿化工程,改造现有低质林区。

将滹沱河南岸的生态防洪分为3段。①黄壁庄大坝下至南水北调中线段:保留原有不规整的天然沙堤。对不完善的河堤,按照设计制导线建设生物软堤防。水库大坝下的河道两侧多短沟,适合建设柳谷坊。②南水北调中线至京珠高速公路段:在京广铁路西侧,改造现有月牙堤,堤外侧表面种植地被植物护坡,内侧为青石条干砌堤坝,便于生物、水分、养分的交流。其中,京广铁路东侧至汊河入滹沱河口段,采用回填采沙坑、整修护砌岸坡等工程措施,紧靠滹沱河深槽右岸新建南堤。③京珠高速公路以东,机场路以东段:整修堤防,在无堤防的村庄外沿规划制导线建设生物软堤防,在受到洪水冲击的堤内侧建设雁翅柳防浪林。4.3 植物生态系统的修复

根据河道水资源、气候、土壤等特征,结合景观建设的需求和河道的水利功能,提出横向层叠、纵向梯级的河道治理理念和采取林景型、林经型、林生型3种主要的片林复层结构种植模式。4.3.1 横向层叠、纵向梯级的河道治理理念

(1)横向层叠。横向层叠是指河道、河堤和阶地3层治理断面。河道:在河道内禁止挖沙,平整滩地,依靠两岸生态环境的修复,自然固定流沙,形成沙滩河床景观;300m~800m的河漫滩,是传统的行洪滩道,严禁种植阻水植物,禁止在河滩地内开荒造田,保护野生草本植被,逐步形成沙地草甸草原景观;800m以外至行洪制导线是营造生物防洪和疏林草地景观地带,可建设柳、桑缓洪雁翅绿化工程。河堤:一是在迎水面密植乔、灌木,建设生物软堤防;二是在人工堤防中,采用柔性护岸,以草本植物、灌木为主,其中迎水坡可采用三维生物网草皮护坡,坡脚应设防护林;三是保证有500m宽的大面积堤岸积防护林带。阶地:在恢复农田防护网的基础上,发展复合型农林业或都市型农业,改变单一的农作物耕作模式。在此基础上,利用沙地景观、河流水环境、森林植被,发展以观光游览与休闲娱乐为主的旅游产业。

(2)纵向梯级。纵向梯级是按照河道的自然特性、水利功能及其所承担的功能和职能将其划分为3段。上段为黄壁庄大坝下至南水北调中线—保护原有的人工林和防护林带,继续扩大人工造林和防护林带,形成水土保持区和水源涵养区;中段为南水北调中线到京珠高速公路—整合资源,治理污染,种树植草防风固沙,构建以月牙堤围合地带为中心,以沙地河滩绿色生态恢复为主题的城市近郊休闲区;下段为京珠高速公路以东,机场路以东—建立复合型农林区,发展花卉、蔬菜、果品、畜牧业,实现生态效益与经济效益的同步提高。4.3.2 片林复层结构种植模式

为使滹沱河南岸的片林、林带更好地发挥生态效益,提出片林复层结构种植模式理念。该模式包括“春景”“夏景”“秋景”“冬景”“四季景观”5种林

景型模式,“林果”“林药”“林蜜”3种林经型模式,“防护模式”“耐瘠薄模式”2种林生型模式。这三种复层结构种植模式的设计,均以1hm2为设定面积,乔木占地面积最小以20m2/株为计算单位,乔灌比例为1∶2。

(1)林景型模式。通过垂柳、水杉、红瑞木、棣棠等树种的搭配,形成丰富的天际线及红、黄、绿的视觉效果,达到春季可观绣线菊,夏季可观满树金黄的栾树,秋冬季可观多姿百态的红瑞木、棣棠的景观时序。具体种植模式为:①上木。栾树(200株)+垂柳(100株)+水杉(50株)。②中木。绣线菊(黄栌)(250株)+红瑞木(红叶小檗)(150株)+棣棠(金叶女贞)(100株)。③下木。玉簪(400墩)+金银花+丹麦草。

(2)林经型模式。在产生经济效益的同时,创造一定的生态效益和社会效益,即选取多种药用植物,形成春季连翘夺目,春夏之季金银花、芍药竞相争妍,夏季珍珠梅串串白花驱暑,秋季银杏渲染片林景色,冬季侧柏苍翠的景象。具体种植模式为:①上木。侧柏(200株)+银杏(100株)+杜仲(50株)。②中木。连翘(200株)+珍珠梅(250株)+枸杞(150株)+红叶小檗(100株)。③下木。金银花+宽叶麦冬+芍药。

(3)林生型模式。以防风治沙尘污染为目标,选取连翘、泡桐、丁香等滞尘、抗污染能力强的树种,形成夏秋开花、冬显干皮的特色。具体种植模式为:①上木。毛泡桐(200株)+皂荚(100株)+白皮松(50株)。②中木。珍珠梅(250株)+连翘(200株)+紫丁香(150株)+木槿(100株)。③下木。山荞麦+地锦。

5、结论

目前,滹沱河(石家庄市段)的整治和修复工作取得了较好的生态效益和经济效益。如上游续建的小壁自然生态园,总占地1025000亩,林地和疏林地占80%,植被率达到90%以上,基本形成了水、草、鸟、兽、林共生的良好的自然生态环境,为许多野生动物的生存、繁殖和栖息提供了庇护场所。汊河一期工程通过模拟自然风光,将该区域建成集自然生态、水源保护、休闲度假、知识教育功能为一体的自然生态观察园和滨水景区,结合采砂大坑的回填处理,在汊河入滹沱河口上、下游段的滹沱河深槽营造人工湿地,建设生态景观和进行生态河道的修复。同时,河道岸坡采用土工格室护岸、三维网草皮护岸和缓坡等形式,使滞洪区防洪标准和汊河行洪标准达到五十年一遇,既保障了城市财产的安全,又保障了该区域的地下水不再受到污染。

第二篇:干旱河道的生态环境修复模式探索——以滹沱河生态环境综合治理研究为例

干旱河道的生态环境修复模式探索——以滹沱河生态环境综合治理研究为例

1、研究背景

滹沱河为石家庄市的主要河流之一,位于石家庄市区的北部,离中心城区约12km。历史上滹沱河地区曾是水丰土肥的地方,农业耕种条件优越,宽阔的漫滩地构成出山口河道特有的景观格局,“冬去山明水秀,春来鸟语花香”,不仅为下游地区提供了丰富的水资源,也对区域环境质量的改善和气候的调节起到了一定的作用。20世纪50年代末,由于滹沱河上游水利工程的建设,滹沱河(石家庄段)沿线城镇区域经济获得迅速发展,滹沱河沿线的自然、水文循环条件被改变,加之人们对流域共生共荣关系认识的局限,到20世纪80年代,滹沱河(石家庄段)已基本断流,只在行洪期间过水。

经过几十年的演变,滹沱河的生态环境问题越来越突出,影响越来越大,特别是在石家庄市区段,滹沱河已由一条兴利之河变成一条毒害之河,集中表现在河道干化、植被退化、水污染严重等方面,造成该区域生态环境退化和恶化的后果。从气象条件和环境监测数据看,该河已成为城市最大的沙尘污染源。改善滹沱河区域生态环境状况成为石家庄市实施可持续发展战略的关键。虽然我国对河道的治理已有了一定的经验,但对干旱河道的治理方案及思路的研究还处在探索、徘徊阶段。为此,我们课题组针对滹沱河进行了生态综合整治研究,提出了滹沱河生态环境修复的理论和实施方案,在一定程度上为国家推广干旱河道的生态环境整治与建设提供了科学依据。

2、国内外河流的治理思想

2.1 国外河流治理进程

国外对河流生态环境的研究和实践已有一百多年的历史,取得了显著的效果。通常的做法是基于河流生态系统的管理和维持生物多样性的河流流量研究,通过改善河流水质、重建和恢复生态等内容的实践来改善生态环境,如减少枯水期引水量,大幅度减少地下水开采。国外对河流实施单一目标管理的立场是为了避免洪水,以保证居民的安全,即以质量转移动力学为基础,通过建立河流和洪泛平原生境、建设人工大坝等工程措施,降低洪峰流量,使日流量趋于稳定。但这样做存在的问题是河流经长时间的运行,来自上游的沉积物不断积累,冲刷洪水流量减小,水和沉淀物的自然流动受到抑制,水流携带的泥沙沉积在水库和下游地区,河流的生境趋于恶化。河流综合管理研究则弥补了单一目标管理的不足,采用河道内流量增量法、蒙大纳法、流量持续时间曲线法、栖息地排水法、水力学评价法等方法,从河流的研究范围和尺度、河流系统分类和评价、河流恢复、稀释用水及维持生物多样性的河流流量5个方面统筹考虑,以维持河流生态环境的自然平衡。最具代表性的是Ward提出的四维河流生态系统,即河流在纵向、横向、垂向和时间分量上具有连续性、相互性、融合性、延续性特点。

在维持生物多样性的河流流量研究中,20世纪90年代以前对生态需水量的研究主要集中在河道自身的物理形态、所关心的鱼类及无脊椎动物等对流量的需求方面,对整个生态系统的完整性未能加以充分考虑。20世纪90年代后,petts认为在河流管理中,应从纵向的连接、洪泛平原的流量、维持河道的流量3个方面进行考虑,并提出确定生态系统可接受流量的两个步骤:一是制定生态目标和综合目标,提出生境和物种数量可接受的损失度,如在荷兰的自然政策方针中,生态系统可接受的最大损失度为物种的5%;二是参照基流量、考虑当前可接受的平均流量、极低或极高的流量及频率和持续时间,确定可操作的最小单元,并提出相应的具体生态目标。

2.2 国内河流治理进程

与国外相比,由于国内缺少对河流生态环境的正确认识,只注重经济建设,忽视对生态环境的维持,出现了城市和工业用水挤占农业用水,农业用水挤占生态用水的现象,导致生态环境恶化,进而对经济的可持续发展构成极大威胁,具体表现如20世纪90年代以来黄河频繁断流、北方地区沙尘暴肆虐、江河湖泊水体污染严重。

近几年,随着人们对河流认识的深入及工程的实施,对河流的生态环境治理从原来仅对河流水环境污染进行治理和改善水环境质量逐步向河流生态用水、河流生态恢复及湿地、流域生态建设等方面扩展,如成都的府南河、太原的汾河、济南的小清河等河流水环境改善工程。但从流域及河流两侧的社会发展、产业调整、土地及规划控制、生态景观建设等方面进行综合研究的成果甚少,基本上没有工程实践。

3、对滹沱河(石家庄段)生态环境的认识

3.1 生态环境现状

滹沱河是海河流域的主要支流,发源于山西省繁寺县,流经山西、河北两省,共有256条支流汇入,全长513.3km,流域面积为4.6万km2。据历史记载,滹沱河易决善迁,改道频繁,行洪时主流摇摆不定,冲淤变化迅速。

(1)地质地貌。该区域位于滹沱河河漫滩地带,其地质类型属河漫滩侵蚀堆积土体结构。岩性以粉细砂为主,局部夹有中粗砂。土体结构松散,地壳稳定性较差,易造成不均匀地面沉陷和地面裂缝。土壤发育在冲积母质上,类型为褐土、新积土、风沙土、潮土、水稻土。地形地貌特征明显,河谷宽阔,河曲发育,多浅滩。

(2)水资源。该区域内有滹沱河及小青河、汊河、古运粮河、周汉河4条支流。此外,还有北泄洪渠。该流域内有岗南和黄壁庄两水库,总库容量为27.8亿m3;地表河流呈现“有河皆涸,有水皆污”的状况,即使在常年有水的河段中,属V类以上水质的河段约占60%。地下水资源丰富,是城市地下水的主要采集区,担负着为市区和当地提供工农业生产和生活用水的重任。但由于多年来的长期超采,地下水位逐年下降,市区地下水下降呈漏斗状,漏斗中心水位降至38m~42m,漏斗区面积已近400km2。

(3)植被资源。据卫星遥感影像解析和现场调查,该区域内有陆地(含湿地)乡土、栽培和野生高等植物种类共计175种,植被总覆盖率为28%~30%。

(4)土地资源。起初,滹沱河沿线仅限于农垦,两岸滩地内并无村落。19世纪初,京汉铁路和滹沱河导流堤(又称月牙堤)修建后,该区域开始出现农业生产。到20世纪50年代~60年代,石家庄市政府、正定县决定在滹沱河两岸开辟林场,进行大规模植树造林。至20世纪70年代后期,受“边、散、洞”布局指导思想的影响,在月牙堤内相继建设了教育、科研单位及一些大型工业企业。进入20世纪80年代后期,快速的经济建设导致生态环境越来越恶化。到2003年底,现状土地利用基本为农用地,用地结构为乔木用地15.0%、草地17.2%、耕地49.0%、水面2.1%、苗圃1.4%、垃圾用地0.6%、建设用地8.3%及裸沙

6.4%。

3.2 主要环境问题

从目前看,滹沱河的生态环境具有综合性特征,必须从系统性、独立性、相关性角度进行比较、分析,筛选出主要矛盾。

(1)土地利用方式不能满足滹沱河地区的生态功能要求。滹沱河两岸植被稀疏,沙滩裸露,垃圾遍布,为城市的沙尘污染源,同时,地下水下降漏斗区面积逐年扩大,地下水位不断加深,地下水受到污染。

(2)产业结构不合理,土地利用粗放,综合效益低下。从对产业进行调查的结果看,各产业都处于较低层次,经济水平整体较低。第一产业以传统的种植业和林业为主,科技含量较低;第二产业以二、三类工业为主,无朝阳产业,经济效益低,环境污染严重;第三产业以商业为主,科研教育初具规模,但文化、旅游、科技、服务发展水平相对较低。

(3)土地无序开发,环境承载力下降。一方面,农民过度垦荒,无节制地向土地索取粮食,将多年的湿地、成熟的草甸变成耕地,大面积的果园、林地被复耕为农田,加快了土地贫瘠化和沙化的速度;另一方面,在月牙堤内,一大批科研院校,甚至几十家企业进行开发建设,严重超出了该区地下水的自净能力和环境承载力。

(4)基础设施短缺,生态环境的保障体系不够健全。无统一的供水体系,直接影响到城市供水设施的安全可靠性;排水设施和污水处理设施及环卫设施的不完善,导致污水未经处理就直接排入河道或渗坑。

(5)用地布局混乱,建设无序,景观质量较差。滹沱河的建设用地布局分散,生产、生活用地混杂,交通不畅,空间无序,沿主要干道两侧的建筑破旧,河道两岸垃圾成堆,生态环境日益恶化,与石家庄现代化大都市的整体形象要求相去甚远。

(6)绿化面积少,植被疏枯,固沙树种、草种单一。整个研究区域内林地少,仅3000hm2,约占研究区面积的15%,且林带种植结构简单,郁闭度很低,绿色屏障残缺、连续性差。

4、滹沱河生态环境修复

对于滹沱河河道的治理,我们在保证其水利功能的基础上,提出复合生态系统治理理念,即保持河流的连续性和与城市的共生互补性,重点处理好河流两侧的土地利用模式,以及重点做好生态防洪、植物生态系统的修复工作。

4.1 土地利用模式

基于滹沱河流域的特殊功能,在综合建设适宜性、景观适宜性、生态适宜性和经济适宜性评价(表1)的基础上,通过环境目标、社会目标、经济目标三大目标的和谐发展,在坚持“生态优先、景观经济并重”的原则下,制定出科学合理、优化可行的土地利用模式—“一线、两岸、三段、六区”,使该区域成为石家庄市区北部的绿色生态屏障、水源涵养区、风景旅游度假区、近郊森林公园、生态农业教育科研基地。

“一线”是指在滹沱河行洪制导线以内,结合防洪要求分断面进行控制,300m以内(五年一遇)为永久性河道,300m~800m为沙地草甸,800m以外至行洪制导线为疏林草地。“两岸”为防风林带。“三段”是指滹沱河3个功能有别的宏观功能段,即南水北调工程以西为集园、林、果、田、居为一体的大地自然景观功能段,南水北调工程—京深高速公路段为游憩休闲度假功能段,京深高速公路以东为农、林、苗结合型的生态农业种植功能段。“六区”是指6个生态功能区,即生态防护区、生态恢复区、生态园林区、生态展示区、生态农业园区和生态聚居园区。

4.2 生态防洪

滹沱河流域属东亚季风气候区,季节性雨季明显,洪水灾害具有迅速且持续时间较短的特点。虽然修建了岗南、黄壁庄两个水库和一些其它防洪设施,但防洪标准也不足十年一遇。为保证滹沱河(石家庄段)顺利地行洪、泄洪和利于滹沱河(石家庄段)区域生态环境的快速恢复,我们提出了生态防洪的措施。

在滹沱河北岸的大孙村村南建设雁翅柳生态软堤防,对滹沱河北岸制导线以外的已开发的河滩地进行“退耕还林”。同时,对现有荒滩实施绿化工程,改造现有低质林区。

将滹沱河南岸的生态防洪分为3段。①黄壁庄大坝下至南水北调中线段:保留原有不规整的天然沙堤。对不完善的河堤,按照设计制导线建设生物软堤防。水库大坝下的河道两侧多短沟,适合建设柳谷坊。②南水北调中线至京珠高速公路段:在京广铁路西侧,改造现有月牙堤,堤外侧表面种植地被植物护坡,内侧为青石条干砌堤坝,便于生物、水分、养分的交流。其中,京广铁路东侧至汊河入滹沱河口段,采用回填采沙坑、整修护砌岸坡等工程措施,紧靠滹沱河深槽右岸新建南堤。③京珠高速公路以东,机场路以东段:整修堤防,在无堤防的村庄外沿规划制导线建设生物软堤防,在受到洪水冲击的堤内侧建设雁翅柳防浪林。

4.3 植物生态系统的修复

根据河道水资源、气候、土壤等特征,结合景观建设的需求和河道的水利功能,提出横向层叠、纵向梯级的河道治理理念和采取林景型、林经型、林生型3种主要的片林复层结构种植模式。

4.3.1 横向层叠、纵向梯级的河道治理理念

(1)横向层叠。横向层叠是指河道、河堤和阶地3层治理断面。河道:在河道内禁止挖沙,平整滩地,依靠两岸生态环境的修复,自然固定流沙,形成沙滩河床景观;300m~800m的河漫滩,是传统的行洪滩道,严禁种植阻水植物,禁止在河滩地内开荒造田,保护野生草本植被,逐步形成沙地草甸草原景观;800m以外至行洪制导线是营造生物防洪和疏林草地景观地带,可建设柳、桑缓洪雁翅绿化工程。河堤:一是在迎水面密植乔、灌木,建设生物软堤防;二是在人工堤防中,采用柔性护岸,以草本植物、灌木为主,其中迎水坡可采用三维生物网草皮护坡,坡脚应设防护林;三是保证有500m宽的大面积堤岸积防护林带。阶地:在恢复农田防护网的基础上,发展复合型农林业或都市型农业,改变单一的农作物耕作模式。在此基础上,利用沙地景观、河流水环境、森林植被,发展以观光游览与休闲娱乐为主的旅游产业。

(2)纵向梯级。纵向梯级是按照河道的自然特性、水利功能及其所承担的功能和职能将其划分为3段。上段为黄壁庄大坝下至南水北调中线—保护原有的人工林和防护林带,继续扩大人工造林和防护林带,形成水土保持区和水源涵养区;中段为南水北调中线到京珠高速公路—整合资源,治理污染,种树植草防风固沙,构建以月牙堤围合地带为中心,以沙地河滩绿色生态恢复为主题的城市近郊休闲区;下段为京珠高速公路以东,机场路以东—建立复合型农林区,发展花卉、蔬菜、果品、畜牧业,实现生态效益与经济效益的同步提高。

4.3.2 片林复层结构种植模式

为使滹沱河南岸的片林、林带更好地发挥生态效益,提出片林复层结构种植模式理念。该模式包括“春景”“夏景”“秋景”“冬景”“四季景观”5种林景型模式,“林果”“林药”“林蜜”3种林经型模式,“防护模式”“耐瘠薄模式”2种林生型模式。这三种复层结构种植模式的设计,均以1hm2为设定面积,乔木占地面积最小以20m2/株为计算单位,乔灌比例为1∶2。

(1)林景型模式。通过垂柳、水杉、红瑞木、棣棠等树种的搭配,形成丰富的天际线及红、黄、绿的视觉效果,达到春季可观绣线菊,夏季可观满树金黄的栾树,秋冬季可观多姿百态的红瑞木、棣棠的景观时序。具体种植模式为:①上木。栾树(200株)+垂柳(100株)+水杉(50株)。②中木。绣线菊(黄栌)(250株)+红瑞木(红叶小檗)(150株)+棣棠(金叶女贞)(100株)。③下木。玉簪(400墩)+金银花+丹麦草。

(2)林经型模式。在产生经济效益的同时,创造一定的生态效益和社会效益,即选取多种药用植物,形成春季连翘夺目,春夏之季金银花、芍药竞相争妍,夏季珍珠梅串串白花驱暑,秋季银杏渲染片林景色,冬季侧柏苍翠的景象。具体种植模式为:①上木。侧柏(200株)+银杏(100株)+杜仲(50株)。②中木。连翘(200株)+珍珠梅(250株)+枸杞(150株)+红叶小檗(100株)。③下木。金银花+宽叶麦冬+芍药。

(3)林生型模式。以防风治沙尘污染为目标,选取连翘、泡桐、丁香等滞尘、抗污染能力强的树种,形成夏秋开花、冬显干皮的特色。具体种植模式为:①上木。毛泡桐(200株)+

皂荚(100株)+白皮松(50株)。②中木。珍珠梅(250株)+连翘(200株)+紫丁香(150株)+木槿(100株)。③下木。山荞麦+地锦。

5、结论

目前,滹沱河(石家庄市段)的整治和修复工作取得了较好的生态效益和经济效益。如上游续建的小壁自然生态园,总占地1025000亩,林地和疏林地占80%,植被率达到90%以上,基本形成了水、草、鸟、兽、林共生的良好的自然生态环境,为许多野生动物的生存、繁殖和栖息提供了庇护场所。汊河一期工程通过模拟自然风光,将该区域建成集自然生态、水源保护、休闲度假、知识教育功能为一体的自然生态观察园和滨水景区,结合采砂大坑的回填处理,在汊河入滹沱河口上、下游段的滹沱河深槽营造人工湿地,建设生态景观和进行生态河道的修复。同时,河道岸坡采用土工格室护岸、三维网草皮护岸和缓坡等形式,使滞洪区防洪标准和汊河行洪标准达到五十年一遇,既保障了城市财产的安全,又保障了该区域的地下水不再受到污染。

第三篇:基于SWOT分析的第三方支付模式研究——以支付宝为例

Industry(中国地质大学(武汉)经济管理学院,湖北武汉430074)要:我国电子商务发展已有很大进步,网上支付是否能够安全、便捷、顺畅地完成,始终是人们关注的焦点.以支此基础上对其进行了SWOT分析,并针对第三方支付企业普遍面临的问题和挑战提出了相应的解决对策,以期为第三方关键词:支付宝}SWOT分析;第三方支付模式文章编号:1672—3198(2008)08一0353—02支付宝网络技术有限公司是由阿里巴巴公司创办,为支付服务.其实质是第三方支付企业作为信用中介,在买家确认收到商品前,替买卖双方暂时保管货款的一种增值服务。这种模式使得买卖双方的交易风险得到控制,维护我国电子商务发展已有很大进步,但安全支付是中国成千上万中小商城和个人卖家的崛起,大批的个人依买家的充分信任,也没有足够的实力有效解决资金流和物用,能解决困扰网络购物的诚信问题。2003年10月诞生于淘宝网,推出担保交易模式;2004年12月,支付宝平台独立,支付宝公司开始运营;2005年3月,推出“你敢付,我敢赔”全额赔付机制;到2006底,支付宝用户超过3300万,日交易总额超过1亿元人民币,日交易笔数超过46万笔;截至2007年11月19日,支付宝用户巳经超过5600万户,日交易总额超过2.3亿元,日交易笔数支付宝作为网上安全支付工具,其服务范围已经覆盖淘宝于2003年10月推出支付宝服务后,会员注册数和成交率节节攀升。到2006年12月,注册会员超过3000万人,全年成交额突破169亿,比2005年80.2亿元增长了110%;2007年注册会员达到5300万,交易总额突破433.1亿元人民币,与2006年相比增长156.3%。淘宝网销售额持续5年以高于100%速度增长,创造了电子商务企业的发支付宝是淘宝实现赢利的突破口,其作为网络交易安申请一个支付宝账号,选择与支付宝合作的银行进行息}确认无误后付款到支付宝;支付宝作为中介立刻通知卖方发货;卖方发货后把支付宝上的状态改为“等待买家收货”I买方确认收货后将支付宝的状态改为“付款”,支付宝支付宝在设计之初就更多地考虑买方利益,用户通过支付宝付款时,货款并不直接打到卖方的账上,而是由支付宝替买卖双方暂时保管,只有用户确认收货并在自己的支付宝账户中认可交易时,货款才会被转到卖方账户中.这作者简介:李亚明(1984一),中国地质大学(武汉)经济管理学院2007级企业管理专业硕士,研究方向{企业电子商务与营销管

基于SWOT分析的第三方支付模式研究——以支付宝为例

作者:李亚明

作者单位:中国地质大学(武汉)经济管理学院,湖北,武汉,430074 刊名:

现代商贸工业

英文刊名: MODERN BUSINESS TRADE INDUSTRY 年,卷(期):2008,20(8)被引用次数:1次

相似文献(3条)1.期刊论文廖井婷关于第三方支付企业——支付宝的swot分析-今日财富(下旬刊)2010,""(2)本文主要介绍了第三方支付企业--支付宝的基本情况,对其进行swot分析,并对支付宝在行业中持续发展提出建议.2.期刊论文吴胜.瞿惠琴.WU Sheng.QU Hui-qin基于支付宝的旅游电子商务网站的开发-无锡职业技术学院学报 2009,8(3)引入旅游电子商务的概念,分析了网上支付的优点,借助支付宝第三方支付技术,通过一个旅行社电子商务网站改造的实例介绍了采用ASP技术集成和 开发网上支付的方法.3.学位论文苍翠农业银行福建省分行电子商务支付业务策略研究 2009近年,随着我国网民数量的不断增加以及电子商务环境与条件的不断成熟,我国电子商务发展非常迅速。电子商务作为一个新兴的行业,市场巨大,前景诱人,受到人们越来越多的关注,电子支付是电子商务发展的一个关键环节。

本文在分析了我国电子商务、电子支付发展现状及农业银行在电子商务支付方面发展现状与目标的基础上,通过具体的营销案例,分析了这几年农

业银行福建省分行在发展电子商务支付业务的现状和面临的问题。为了解决上述问题,我通过SWOT分析法详细分析了农行的优势、劣势、机遇和威胁,同时在全国农行系统内进行了广泛的调研,发现中国市场上处于“长尾”的中小企业,供需双方对于对方的信誉都不太了解,需要一个有担保性质的

中间人来协助完成交易。政府性质的机构和银行来担任这样的角色就很容易建立起这样一种信用体系。这种信用体系类似于现在非常成功的支付宝,但

跟支付宝比起来,由于银行的直接参与将更具有更高的可信度。由此我们提出了在电子商务支付领域复制支付宝成功运营模式的发展策略,并在这一策

略的指导下推出了电子商务信用支付平台,开辟电子商务支付“蓝海市场”。指出其优势在于突破了传统B2B电子商务资金实时清算的模式,由银行方为

中小企业客户进行电子商务支付提供了交易资金的信用保障,是商业银行加强电子商务流程渗透和控制的一次尝试。

本文结合福建省内电子商务的市场情况及客户特点,提出立足农行实施服务“三农”的战略,利用创新推出的电子商务信用支付平台作为突破口,吸引采用交易市场中介模式的中小企业作为电子商务客户,形成农行电子商务支付业务的发展特色和优势,打开电子商务支付业务发展局面的发展策

略。提出了实施这种策略所需的政策支持和具体发展措施,并且预测采用这种发展策略的实施效果,存在的不足及进一步的研究展望,对福建农行电子 商务支付业务的发展有一定的指导意义。

引证文献(1条)1.骆炎平基于SWOT分析的网络银行经营研究[期刊论文]-现代商贸工业 2009(14)本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_xdsmgy200808207.aspx 授权使用:华南理工大学(hnlgdx),授权号:a230735a-cd66-4651-8c67-9e440124ebf8

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第四篇:课堂观察研究“三五”模式——以“课堂教学评价语言有效性”为例(推荐)

课堂观察是教师研究课堂的一种方式,它的主要特点是“将所要研究的问题具体化为一个观察点,将课堂中的连续性事件拆解为一个个时间单元,将课堂中的复杂性情境拆解为一个个单元进行定格、扫描、搜集、描述与记录相关的详细信息,再对观察结果进行反思、分析、推论,以此改善教师的教学,促进学生的学习”。我校根据阳光课堂的教学目标与理念,开展了多项课堂观察专题研究,初见成效,现以“课堂教学评价语言有效性”为例,谈谈我们课堂观察研究实践中的具体做法,大体概括为三个阶段、五个环节:观前预备会议(确定观察目的与观察点、制作观察量表)、课堂观察记录、观后分析报告(包括召开分析报告会、撰写观察报告),简言之,就是课堂观察研究“三五”模式。

一、确定观察目的和观察点 观前预备会议的首要任务是确定观察目的、观察点。每一次课堂观察都应有目的,观察的目的不同,研究主题、观察点也就不同。观摩式课堂观察的主要目的指向于模仿,科研式观察的主要目的在于理念建构或理念论证,校本式课堂观察的主要目的指向于教学规范落实。我校针对教师课堂上普遍不注重对学生的赏识和激励的现象,开展了“课堂教学评价语言有效性”研究主题的校本研究,主要目的是促使教师锤炼课堂语言,提升语言表达能力,引导学生自主自信地学习,获取成就感、成功感。研究主题(观察点)的确定非常重要,它为教研组集体研究指明了目标和方向,需要学科组集体商定,慎重考虑。课堂是千变万化的,要将课堂内发生的每一个状况进行细致观察、详尽记录、透辟分析,是不现实的。因此,选择研究主题(观察点)要注意三点:一是要针对学校课堂中急需解决的问题,贴近教学实际,具有实际意义。二是顾及学校研究的课题,把课题研究植根于课堂,追求教研、科研一体化整合效应;三是选题要做到不大也不小,范围适宜,不因太大而导致观察不细致,也不因为太小而导致观察无实质内容。我校就“教师课堂评价语言有效性”主题,分四个观察组,从“评价语言特点与品质、评价态度与方式、评价时机、评价对象与分布、评价反应与效果”5个维度,13个观察点进行观察,如表一所示。

二、制作观察量表,建立观察小组 预备会议在选定观察点后,第二要务就是制作观察量表以及建立观察小组。有了观察量表,才能确保课堂观察工作顺利完成。常用的记录方法有定量记录方式和定性记录方式,这两种方式要结合使用。如何制作观察量表呢?一般分三步走:一是分层设计。即围绕每个观察点,进一步分析需要记录的具体要素,对各要素进行解构、分类,厘清其主要内容和特征。如要观察“课堂教师语言的内涵和品质”,其要素就可以有语言的准确性与针对性、赏识性与激励性、批判性与导向性、亲和力与感染力等,从这些方面进行分析,然后根据课堂教学的类型和情境设计观察量表。二是试用修正。观察量表制作出来后,必须在实践中得到检验,看其是否具有科学性和可行性,先在小范围内试用,及时修正后全面推广。三是正式使用。即大面积地用来观察、记录、分析、诊断课堂教学行为。下面是我校制作的“教师课堂评价语言内涵、品质”观察量表,供大家参考。事实上,教师的课堂评价语言是无法记录完整的,因此,课堂上要使用录像、录音笔、摄影等现代设施设备,把整堂课教师的语言、行动,尤其是评价语言记录下来,以便于进行细致的数据统计和现象分析,使其更具真实性和说服力。建立和优化观察组也很重要,要根据教师个人的特点特长,进行优化组合,一般是3人左右,确定能力相对较强者为观察组组长,保证组内有差异,组之间力量尽量均衡。这种同质异构的团队式研究有利于开掘教师个人和团队的智慧,培养团队精神,形成浓郁的研究氛围。

三、进入现场观察、记录 一切准备就绪以后,便可进入课堂现场观察。首先是根据自己观察的重点,选择恰当的观察位置、观察角度,迅速进入观察状态。同一观察组因为任务相同,可以坐在教室的不同位置,选样不同,以获取更多更丰富的信息。如着重观察学生表现的,一般选择比较靠近学生的位置;观察小组合作学习状况的,则选择接近某一小组进行观察。着重观察教师的,则寻找合适的距离和角度观察,千万不能面对教师背影观察。如要观察教师评价语言的话,则尽可能靠近教师一点,便于清晰地记录所听到的一切。观察教师评价语言时,我们同样还要注意观察学生的反应,恰当的评价语言能给学生带来启发和愉悦,反之,评价不当,学生会出现异常的情绪和表现,这也是有利于我们观察者判断评价的准确性和有效性的。无论选择怎样的位置,都不能影响教师的正常教学和学生的有效学习。现场观察要根据自己的观察方案和量表有针对性,有重点地记录。记录时要灵活地采用自己最擅长的方式,或定量,或定性,尽可能充分地记下最可靠、最有用的信息。旨在获取丰富详实的有效资料,为后续的分析、推论奠定基础。

四、召开分析报告会,进行分析推论 分析报告会实际上就是通常所说的“评课议课”,其流程分成五个板块:一是课后说课。执教老师的课后说课,与课前说课不同,课后说课的重点是围绕观察点说体验、说感受、说得失;二是观点呈现。各观察组组长代表组员,负责汇报本组教师观课后的思考与建议。我们要求将其制作成ppt演示稿,以文字或图表的形式呈现,即由观察到的现象与数据,分析推论出一些结论性的东西,观点要鲜明,辩证思考成败得失,给人以启发;三是互动议课。互动议课是智慧的启迪与分享,每个人的短暂发言,始终紧扣“主题”发挥,思维活跃,能够听到种种“不同的声音”。互动可以是观察组之间,也可以是观察组与执教者之间,彼此相互尊重,相互肯定,大家各抒己见,陈述清楚自己的理由;四是分享收获。每一个组员都要诉说自己在本次活动中的收获,尤其是执教者更要陈述自己新的感受、新的领悟。五是总结评述。主持人进行总结与提升或由学科领军人物进行总评,得出结论,能够起到画龙点睛的作用。分析报告会是课堂观察研究活动中的一个关键环节,要突出“研究”二字,讲究研究的深度和广度,由表及里地透视课堂。观察组要在掌握课堂信息的基础上进行深入细致的分析,发现问题,指出对策,由现象到本质,揭示教学的本质与规律。因此这种研究是“真枪实弹”的,火药味越浓,争论就越激烈,效果就越显著;这种研究是“原汁原味”的,是在显微镜下看课堂,看到的是真实生动的、清晰有效的信息,能够让我们不再“雾里看花”,对教师如何规范自己的课堂教学行为具有非常直接的指导意义。

五、撰写观察报告,整理活动资料 课堂观察活动结束后,要及时撰写观察报告,整理好各类资料,做到“活动有痕”,资料完整。观察报告可以有两种形式:一种是案例实录式。即将课堂观察的全过程详细而又客观地记录下来,为今后的深入研究提供依据。案例内容主要有五项:1.活动背景及主题;2.课前会议,包括观察组分工表、观察量表设计讨论、执教者课前说课等;3.课中观察,包括观察点的选定、课堂教学全程实录、收集或摄取的课堂真实现象或图片信息等;4.分析报告会材料,包括执教者的课后感受与反思、观察组所汇报的观察结果(附上原始记录表)、活动照片等;5.本次观察形成的结论(总结性评述)。另一种是研究报告式。即围绕一个主题,对收集到的材料加以系统整理,分析研究,以书面形式向组织和领导汇报观察情况的一种文稿样式。文稿要对核实无误的数据和事实进行严密的逻辑论证,探明事物发展变化的原因,预测事物发展变化的趋势,提示本质性和规律性的东西,得出科学的结论。课堂观察从观前确定观察目的、观察点到制作观察量表,建立观察小组到课堂现场观察和记录到观后召开分析报告会议到撰写观察报告,步步深入,环环相扣,是一个完整的、层层推进的研究过程,是课堂教学的“真问题”“真研究”和“真成效”。课堂观察成为教研活动向专业化转型的一种有效形式。诚然,我校开展的课堂观察活动仅在起步阶段,所取得的经验与成果有限,如何使课堂观察由“随意”转向“主题”,由“业余”转向“专业”,由“粗放”转向“精致”,由“低效”转向“高效”,还值得我们深入思考与研究,不断实践,不断提高研究水平,让教师真正过上一种饶有兴致地专业生活。(作者单位:江苏张家港市泗港小学)

第五篇:立体化人才培养模式的探索――以多维度教学电梯模型的设计为例

立体化人才培养模式的探索――以多维度教学电梯模型的设计为例

摘 要:探索了一种技术实践型、多方位立体化人才的培养模式。以教学电梯模型的设计为例,在电子系统综合设计课程中引入多校联合设计的大项目教学,提倡因人施教,实施差异性、个性化教学,由兴趣驱动学习,建立了科学健全的考核体系,发挥了不同层次学生的个人特长,充分调动了学生学习的主观能动性,锻炼了学生团队协作能力,为学生就职规划指明了方向。

关键词:题型选择;教学实施;课程考核

自动控制原理、控制电机、可编程控制器和微机控制技术是高校电子信息工程专业、机电一体化专业培养自动控制和智能控制方向应用创新型工程技术人才的重要专业课组。由于该课组各门课程知识点相对独立,即使学生学完所有课程,仍然无法基于编程逻辑器件和微机等控制技术,综合运用自动控制原理知识,实现各种自动化设备的智能控制。因此,为了能更好地与毕业设计环节及就业环节衔接,学生在大四第一学期末开设电子系统综合设计实践环节,要求学生利用四年来所学的知识和技能,完成一个完整电子系统的设计和制作,并提交完整的设计作品和设计报告。

由于以往的2~3人组队或者每个人同完成一个题目的课程设计教学模式不仅难以满足不同能力层次、不同兴趣爱好学生的需要,学生学习积极性难以提高,而且题目综合性不够,学生所进行的训练有一定的局限性。因此,在电子系统综合设计环节我们积极推行大项目教学法,在原有的电子系统综合设计如电子导游仪的设计基础上增加本项目并联合其他高校进一步探索更多样化的立体化人才培养模式。

一、题型选择

电梯模型是电子类和机电一体化专业学生所熟悉的一种教学模型,这种模型都是平面实验模型或者功能单一的简化电梯模型,以往学生仅仅是对成品化模型进行单一的编程试验,因此在本项目中我们对学生提出了更高的要求,即对电梯模型的机械与电子控制进行综合设计,这样对学生的立体化能力提出了更严苛的能力要求,我们联合其他高校,将本项目模拟为实际公司多部门协作的设计流程,根据学生能力差别划分为多个部门,多个部门协调合作,共同探索与进步,这样学生不仅仅掌握了专业技能知识,也学到沟通交流和团队协作技巧。

二、教学实施

由于本项目系统较为复杂,我们根据学生的兴趣爱好和特长将我校与他校学生划分到三个部门:(1)机械结构设计部;(2)控制系统设计部;(3)箱体生产组装与调试部。具体实施过程中,首先要求所有学生一起到电子城进行零配件采购,熟悉零件类型与采购环节,之后要求他们在系统分析与设计、计算机辅助设计、整机联调、信息处理、文档写作各个方面各个部门之间互相沟通、互相协调,最后完成整个项目。

1.机械机构部主要工作

机械机构设计部利用UG三维软件完成电梯模型机械结构设计:

传统电梯模型大多数为单维度的电梯简化模型,在本项目中我们要求学生必须实现多维度设计,增加了轿厢门开启装置和安全保护装置设计。四层电梯模型,模型主要由轿厢、电机、支架、导轨、平衡锤、隔板、行程开关、操作按钮、指示灯等组成。

2.控制系统设计部门主要工作

控制系统选用西门子S7-200可编程控制器为核心,输入信号有楼层限位开关、门限位开关、电梯内外部操作按钮开关、紧急处理开关等,输出信号有轿厢牵引电机正反转、电梯门电机正反转、楼层显示输出、电梯运行状态输出、报警输出等。接着要求学生实地去体验乘坐电梯,了解电梯工作流程,画出电梯工作控制流程图。学生根据控制流程图,在Microwin-step7上面编写PLC控制程序,并下载到S7-200PLC中进行程序模拟调试,通过后接入PLC进行现场调试,接着运用组态王软件设计电梯监控系统,并按照电梯工作流程进行离线动画调试,每个环节都吻合后,便于下位机PLC进行联机调试,完成全系统的调试过程。组态画面如图1所示。

3.箱体生产组装与调试部主要工作

箱体主要生产采用6061铝合金与亚克力材质,利用CNC设备进行加工、手板模型制作等,然后安装各个组件与接线工作,装载PLC程序进行模型运作调试。本项对学生在动手能力与零部件产品选购和组装调试方面的要求较高。产品制作中在结构、控制系统的合理性与稳定性方面需要与其他部门实时沟通并根据具体问题进行调整,最终模型完成如图2所示。

三、课程考核

本项考核有别于传统课程设计。学生学习成绩有如企业开发产品过程,根据个人业绩获取所得。由于设计过程、学生任务不同,不能采用单一评价模式评定学生成绩,必须建立更加科学健全的评价体系。课程考核分为小组考核和个人考核两部分。小组分阶段提交产品需求分析报告、可行性分析报告、软硬件设计文档及设计作品,课程设计最后一天,通过集体答辩方式对所做内容汇总,导师组根据答辩结果及小组各阶段提交材料。小组考核成绩占个人成绩的30%,个人成绩由各小组长根据组员对项目的贡献给40%的分数,为了防止出现人情分及学生不参与,导师具有个人成绩一票否决制,以进行有效监督。个人考核过程,每个组员根据自己的任务,提交工作情况报告,由导师进行考核,占个人成绩的30%,同时,答辩过程中导师组可以对各项目任一组员工作内容进行抽查,根据答辩抽查结果评定该组员成绩。

大项目教学法的实施不仅提供了一种技术实践型、集成创新型、多方位立体化人才的培养模式,同时培养了学生的团队合作能力,为复合型特征的人才培养提供了一个新思路。该模式打破采用单一任务评价学生的能力,最终学生根据自己的完成任务量获得分数,可实现各种专业技能立体化应用创新型人才的培养。通过参与本项目,使学生了解成为一名合格机械或电子工程师,不但须具有相关的技术技能,而且更重要的是具有工程师的口头及书面交流能力、资料的查阅及使用能力、职业道德和团队合作能力等,还有自学和项目管理等相关能力,可以培养学生成为具有扎实专业基础、系统思维的工程素质及高尚的职业道德,以符合社会需要的应用创新型人才。通过本项目的实施,为高校联合协作教学、学生合作交流亦提供了借鉴和参考。

参考文献:

[1]陆继庆,徐庆.基于CDIO模式的“电子技术综合设计”课程改革[J].电气电子教学学报,2011,33(5):22-23.[2]张士文,俞泓.开设“现代电子技术综合设计”课程的若干经验[J].实验室研究与探索,2005,24(7).[3]钟永彦,陈娟,张蔚.从电子系统综合设计谈学生工程实践能力的培养[J].中国教育技术装备,2012(9):112.??S编辑 赵飞飞

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