海洋新科技论文
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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：
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[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