物理农业发展

物理农业发展（精选12篇）

物理农业发展 篇1

物理学是研究物质结构及其基本运动规律的学科,是自然科学的基础学科。理工科学生掌握好基本的物理概念和原理有助于其他基础课和专业课的学习。然而,学生在学习时,往往陷入抽象的概念和公式中,难以理解其代表的物理本质。很多学生都认识不到学习物理的必要性,没有学习的动力和兴趣。事实上,物理学是一门探索性学科,每一个物理问题都经过了理论与实验辩证发展过程。物理学原理、方法和思想渗透到了其他自然科学的各个领域,是许多工程技术的基础。因此,如果可以将物理问题发展过程融入教学,使学生感受到实际物理现象演变成抽象物理概念的过程,将有助于学生认识概念所代表的物理本质,激发学生学习的乐趣。在帮助学生掌握基本物理原理的同时,培养他们的理性思维,激发他们尝试运用数学和物理方法解决实际问题。基于此,本文首先介绍物理问题发展过程,然后从两方面对物理教学中融入物理问题发展过程原则进行阐述。

一、物理问题发展过程

与实际科学研究过程类似,物理问题发展过程可大致分为五个阶段:首先是观察到新现象;然后在大量现象的基础上提出假设并推测其原因,即在实验之前先猜测结果,这一步往往是物理问题发展中决定性的一步;之后,设计实验检验假设,对假设进行修正或重新假设;形成物理理论;最后用理论来解决实际问题。例如,动量提出过程,动量提出源于对天体运动的长时间观测,发现宇宙运动并没有减少迹象。因此,哲学家认为宇宙运动的总量是不会减少的,需找到一个合适的物理量来量度运动。笛卡尔最早将这种运动特性定义为质量与速率的乘积,后来惠更斯在做碰撞实验发现按照这个定义,两物体运动总量在碰撞前后不一定守恒,最后牛顿在总结前人工作的基础上,把笛卡尔的定义做了重要修改,将质量和速率乘积变为质量和速度乘积,这样就找到了度量运动的物理量,也就是动量。由此可见,任何一个物理问题由提出到形成理论都经过了漫长时间,都是在前人的工作上的总结、思考和进步。

二、物理教学中融入物理问题发展过程的原则

(一)问题引导原则

大学生的抽象和辩证思维日益提高,再加上他们思维活跃,通过在教学中,将物理问题转化成现实情境,有助于学生主动思考,并理解物理概念所代表的物理本质。例如,为了让学生明白动量是度量运动的物理量,可以首先采用提问方式设定如下情景:“日常生活中,如果一个足球或篮球以一定速度向我们飞来,我们用双手一接就可以把球停住了,但如果一个铅球以同样的速度飞过来,你们还敢不敢用手将它接住?”当学生思考并回答不敢后,接着问“为什么?是不是因为铅球太重了,质量太大,以我们的力气根本无法让它停住。”然后问“那如果足球或篮球的速度很快呢?还敢接吗?是不是同样也需要更大的力气”。这样就可以让学生自发联想到物体运动状态改变的难易程度与物体本身的质量和速度有关,学生也就会明白动量是度量运动的物理量。紧接着,将动量这个概念形成的过程也就是笛卡尔、惠更斯和牛顿的故事简单地讲给学生听,让学生沿着科学家探索的足迹,理解看似简单的公式和定理都是在前人的工作基础上的一步步探索、总结、思考和进步的结果,从而激发学生学习和探索的兴趣。

(二)联想拓展原则

学生明白了公式所代表的物理本质后,在后续过程中将物理公式与学生自己的经历和体验联系起来有助于提高其利用理论知识解决实际问题的能力,并激发其进一步探究的欲望。通过设置学生熟悉的场景,诱导学生利用已有的知识通过自己分析和思考得出解决问题的途径。例如,打篮球是大学生非常喜爱的一种体育运动,男生会经常打比赛而女生喜欢观看比赛。当教师介绍完动量定理后,可将篮球场上的情景提出来,特别是运动员接球的动作。运动员在接球时,手接球后总是顺势向后撤。这时可以引导学生思考“为什么运动员在接球后手要向后撤呢?”进一步引导学生运用动量定理解释,这样就加深了学生对动量、冲量、动量定理的理解,并提高了学生思考的积极性,在增加学生学习兴趣同时提高他们分析解决实际问题的能力。

三、结束语

在物理教学中,教师应当积极将物理问题的发展过程融入教学,帮助学生认识物理学科的本质。这就需要教师将课本里隐藏的科学认识论和方法论鲜明地呈现给学生,努力做到让学生学到的不仅仅是课本知识,还要让他们了解知识的形成过程,从而逐步掌握如何去探索客观世界的规律。

参考文献

[1]范中和.大学物理[M].陕西:陕西师范大学出版社,2008.

[2]申先甲,李艳平,刘树勇,等.谈谈物理学史在素质教育中的作用(续)[J].大学物理,2000(19).

[3]徐前贵,宋文广.物理学史和物理教育[J].科技信息,2011(13).

物理农业发展 篇2

经验物理时期(17世纪以前)这一时期内我国和古希腊形成两个东西交相辉映的文化中心。经验科学已从生产劳动中逐渐分化出来，这时的主要方法是直觉观察与哲学的猜测性思辨。与生产活动及人们自身直接感觉有关的天文、力、热、声、光(几何光学)等知识首先得到较多发展。除希腊的静力学外，中国在以上几方面在当时都处于领先地位。

东汉张衡（公元78至139年）所制的世界上第一台地动仪。也就是地震仪.三国时魏人制造的指南车。《墨经》中记载了一些粗浅的力学知识。

在这个时期，物理学尚处在萌芽阶段。物理学真正发展起来的时候是由伽利略(1564—1642)和牛顿(1642—1727)等人于17世纪创立的经典物理学，也就是经典物理学时期。

经典物理学经过18世纪在各个基础部门的拓展到19世纪得到了全面、系统和迅速的发展达到了它辉煌的顶峰。到19世纪末，已建成了一个包括力、热、声、光、电诸学科在内的、宏伟完整的理论体系。特别是它的三大支柱——经典力学、经典电动力学、经典热力学和统计力学——已臻于成熟和完善，不仅在理论的表述和结构上已十分严谨和完美，而且它们所蕴涵的十分明晰和深刻的物理学基本观念，对人类的科学认识也产生了深远的影响。这一时期正是由于资本主义社会生产生活的进步，才使物理学有了大幅度发展。可以说19世纪是经典物理学的光辉岁月。物理学的辉煌成就，使得不少物理学家沉溺于欢快陶醉之中。甚至在1900年新春之际，著名物理学家开尔文讲演中讲道：“19世纪已将物理学大厦全部建成，今后物理学家的任务就是修饰、完美这座大厦了。”同时他也提到物理学的天空也飘浮着两朵小小的，令人不安的乌云。第一朵“乌云”，叫“以太”学说，第二朵“乌云”叫“紫外线灾难”。

可是，让开尔文做梦也没想到的是，正是这两朵小乌云，引来了20世纪物理学革命的暴风骤雨。现代物理学的诞生。在1900年，也就是开尔文发表演说不到一年的时间，从第一朵乌云中降生了相对论，紧接着从第二朵乌云中降生了量子力学，也就是量子论。量子论的建立，使人类对物质的认识由宏观世界进入微观世界。

创新物理作业，促进学生发展 篇3

【关键词】创新；作业；高中物理；发展

新课标就高中物理教学有明确要求：减少学生的课业负担，从布置作业开始。作业作为教学过程不可缺少的一个环节，它可以帮助学生对课堂知识加深理解，让教师了解学生对知识的掌握情况。在物理教学过程中，物理作业的创新急需广大物理教师多加思考。用物理作业的不断创新，来促进学生学习物理的兴趣，培养学生的思维能力，促进学生的能力发展，并且也能对课堂讲解的内容进行及时的补充，为后面的教学提供必要的依据。

一、设计延展作业，培养发散思维

新课标实施阶段要求教师通过课堂教学培养学生具备一定的创新意识，那么教师只有培养学生具有一定的想象能力，才能实现对创新意识的培养。教师在进行课堂教学过程中，要注意对知识的把握，搜寻具有延展性、能够使学生的能力得到提升又能够突出知识重点的内容，在这些内容上下足功夫，有目的地锻炼学生的变通能力并要不时鼓励学生对知识进行发散运用，从而对学生的想象力进行有效的培养。

如在教学《物体的相互作用 重力》一课时，在课堂上教师传达给学生的信息是重力产生的原因——由于地球的吸引而产生的力。为了学生能够很好地理解重力，除了做必要的知识练习让学生熟知重力的大小和方向外，教师为了后面内容的顺利进行，就给学生布置了一项作业，来促使学生利用平时积累的科普知识展开自己的想象，以完成教师布置的作业：在自然界里，你清楚有哪个物体不会受到力的作用？地球也在围绕着太阳转动，这个曲线运动的原因何在？如果在自然界中，物体之间没有了相互之间的吸引力，宇宙将会出现怎样的情况呢？作业布置好后，可以给学生相互交流的机会，让学生充分发挥想象进行讨论，最终给出自己的答案。

通过给学生布置具有想象空间的作业，可以让学生对知识重点的把握更加准确，能很好地培养学生自主学习习惯、训练学生的自主学习行为，从而促使学生发散思维能力的提升。

二、设计差异作业，激发学习兴趣

教师在进行作业设计时，要充分考虑学生的个体学习差异，在布置的作业中不仅具有对全体学生的共同要求，还要具有根据学生的学习特点而设置的个体内容。让所有的学生都能对课堂的学习，通过教师布置的作业进行检验，使每一位学生都能完成一定量的作业，从中获得成就感，从而使学生对于学习物理的兴趣得到激发。

如在教学《串联电路和并联电路》一课之后，面对学生对于电路知识的理解程度的不同，教师就精心设置了具有一定差异的作业，对学生明确依据自身对知识的掌握情况具有选择性的完成作业：对于a阶层的学生，布置的作业就是能够通过给出的电路图认清该电路具体是如何连接的，还要能够指明此电路中都存在着那些电学元件并能说出其名称；对于b阶层的学生，布置的作业在a阶层的基础上，要能够依据给出的电路图进行实物的连接，如果给出的是实物连接要能够画出电路图；对于c阶层，布置的作业在前两个的基础上，还要让学生能够根据日常生活中对电路的应用情况自己设计出与之相符合的电路图，并连接成实物图进行验证。分阶层的布置作业，使处于不同阶层的学生都能够有作业需要完成，符合了学生的不同发展需要，使学生对物理作业的完成有了兴趣，使课堂教学收到了很好的效果。

通过教师对作业的设置进行差异分层，让作业对课堂教学内容进行了有针对训练的同时，也激发了学生的学习热情，拓宽了学生的学习眼界，让学生不再把作业当做是一种负担，相反地激发了学生的物理学习兴趣，从而提高了课堂教学效率。

三、设计实践作业，提高主动学习

其实物理的概念和规律都来自于人们的生产生活中，所以教师要想办法让学生去深入了解物理知识的真正内涵，这就需要教师引导学生多走入生活，使学生能够在观察生活的过程中亲身体验，以求对物理知识的内在要素进行消化吸收。教师可以在课堂教学中，尽可能多地给学生创造一些简单易行的实验来帮助学生对一些器材原理的掌握，为了更好地让学生掌握一些必要的内容，教师还可以为学生以作业的形式设计具有实践意义的习题，也便于学生通过实践来感知知识的本质，提高学生的学习主动性。

如在教学《导体的电阻》一节课时，由于要测量导线的粗细，就有了对游标卡尺读数的问题。针对于游标卡尺的使用问题，教师很清楚要让学生能够掌握其读数的方法，可是学生往往就是对读数方法很容易出现错误。究其原因，主要是学生对于游标卡尺的原理没能掌握，游标卡尺的原理是很复杂的，而读数的规则是简单的。可是教师为了让学生能够准确掌握读数规则，没有直接把读数的方法告诉学生，而是从游标卡尺的原理进行了详细的讲解，就用10分度的为例，教师告诉学生游标卡尺的10个刻度均分了主尺的9mm，那么游标上的每个分度就是0.9mm，每个刻度与主尺相差0.1mm，如果在测量脚处放置被测量物体，该被测物体如果是0.1mm时，那么就会使游标尺的第一个刻度和主尺的1mm刻度对齐；如果被测物体是0.2mm时，那么就是游标尺的第二个刻度和主尺的2mm刻度对齐……从而让学生清楚了游标卡尺的读数原理。这时教师就给学生布置了课下作业：请你自己设计一个20分度的游标卡尺，并去寻找它的读数方法。利用这一实践作业，使学生能深刻理解游标卡尺的读数规则。

通过给学生布置实践性的课后作业，让学生不仅有动手的机会，也给了学生动脑的过程。让学生参悟实践原理，让学生主动去思考探究，从而调动了学生的学习积极性。

物理农业发展 篇4

物理农业是依赖于现代物理技术基础之上的农业实用技术，是将电、磁、声、光等物理学知识和高新技术通过特定方法应用到农业生产中，对农作物进行处理，可在减少化肥和农药施用量的情况下，达到增产、优质、抗病的效果。现代物理农业工程技术是物理农业技术和农业生产的有机结合，是一种新兴的农业生产技术，它集成了物理、机械、电子和农艺等相关学科知识。

与我国传统的化学农业相比，物理农业优势明显。能避免长期以化学农业造成的土壤板结、地力下降、污染环境和破坏生态平衡等弊端，是安全可靠、绿色环保的农业新技术;应用物理农业技术，在提高农作物产量的同时，又能促进早熟、防治病虫害、改善农产品的品质及延长储藏时间;既能提高农产品的经济价值，又有利于人体健康，是实现绿色、无公害农产品生产的重要途径。

我国应用的现代物理农业工程技术主要包括植物声频助长技术、温室空间电场防病促生技术、温室二氧化碳增施技术、温室病害臭氧防治技术、电子式杀虫技术、等离子体或电场种子处理技术和温室补光技术等。综合应用物理农业技术，可有效减少温室、畜禽舍病虫害的发病率60%以上;提高蔬菜、水果和畜禽的抗病能力;减少化肥、农药的施用量近30%;增加产量20%;并大大降低农产品化学污染，提高市场竞争力。目前，天津、大连等地的农机研发、管理部门在物理农业的推广方面做了许多有益的尝试，取得了不少经验和成果。

早在2005年，天津市农机部门就开始广泛引进和示范应用现代物理农业工程技术与设备。2007年，天津市农业机械推广总站组织实施了《设施蔬菜物理农业工程技术示范推广》项目，并将部分产品列入天津市农机购置补贴产品目录，极大地促进了物理农业各项技术的推广应用。

本次参观的杨柳青园艺科技博览园，集成应用了温室电除雾防病促生、臭氧防治、二氧化碳增施技术，这个组合系统不使用杀真菌剂、杀细菌剂、杀微小害虫剂，创建空气清新洁净安全的、最适宜于作物生长的、最适宜于人游览休闲的温室环境。

据介绍，杨柳青园艺科技博览园占地面积36 hm2以上(540多亩)，总投资约3.5亿元，是环渤海经济区发展都市农业、率先实现农业现代化的导向性工程，是我国园艺科技标志性示范园区。园区集科技展示、观光休闲、生产示范和技术推广4大功能为一体。园区主要分为蔬菜栽培模式展示馆、蔬菜规模化栽培展示馆、花卉展示馆、热带亚热带果树展示馆、现代化育苗馆、综合大厅、园艺科技展示区、绿色蔬菜生产区、露地果树栽培区、加工包装区和生态休闲餐厅等。

物理学大师及物理学发展课的感想 篇5

写在前面：老师，我觉得很能源不应该被利用，一经泄露，对人类的破坏是毁灭性的，所以我不建议使用核能源，这样也就不会产生废料了。

为什么选这门课？

我个人对物理比较感兴趣，本来是想在大学修一个物理二学位，但是没有，所以只好选了数学。我之所以喜欢物理想要多学一些，是因为我觉得物理是一门实用的科学，蒸汽机带人们进入了蒸汽时代，法拉第的发电机引导人们进入电气社会，现在信息技术的基本原理也需要有光学电磁学的强大支撑。我认为人类文明的发展就是建立在物理学发展的基础上的。现在我们的国家正在战略转型阶段，从单纯的中国制造变成了中国创造，需要强有力的物理做后盾，因为许多高新技术都需要强大的物理原理作支撑。所以我想去了解物理，从找探寻奥秘。

我学到了什么。

在老师的认真讲解和清晰授课下，我逐渐摸清了整个物理学的发展过程。牛顿，麦克斯韦，爱因斯坦，物理学史上群星闪烁，灿烂夺目。我印象深刻的有这样两个内容，我记得老师在有一次课上跟我们说了牛顿的侄女说他叔父是因为坠落的苹果发现了万有引力定律的，其实这是不正确的，是牛顿分析了开普勒的数据得出的。这让我们觉得真正的物理不是充满神奇的，而是来解释神奇的。

再者就是老师对爱因斯坦的论述了，我个人也很膜拜爱因斯坦。他的人生如一部浩瀚的史书，书写着他个人的奋斗。下面是我查阅到的大师年表。

1905年3月，发表量子论，提出光量子假说，解决了光电效应问题。4月向苏黎世大学提出论文《分子大小的新测定法》，取得博士学位。5月完成论文《论动体的电动力学》，独立而完整地提出狭义相对性原理，开创物理学的新纪元。1906年4月，晋升为专利局二级技术员。11月完成固体比热的论文，这是关于固体的量子论的第一篇论文。1914年4月，爱因斯坦接受德国科学界的邀请，迁居到柏林，8月 即爆发了第一次世界大战。他虽身居战争的发源地，生活在战争鼓吹者的包围之中，却坚决地表明了自己的反战态度。9月 爱因斯坦参与发起反战团体“新祖国同盟”，在这个组织被宣布为非法、成员大批遭受逮捕和迫害而转入地下的情况下，爱因斯坦仍坚决参加这个组织的秘密活动。10月 德国的科学界和文化界在军国主义分子的操纵和煽动下，发表了“文明世界的宣言”，为德国发动的侵略战争辩护，鼓吹德国高于一切，全世界都应该接受“真正德国精神”。在“宣言”上签名的有九十三人，都是当时德国有声望的科学家、艺术家和牧师等。就连能斯脱、伦琴、奥斯特瓦尔德、普朗克等都在上面签了字。当征求爱因斯坦签名时，他断然拒绝了，而同时他却毅然在反战的《告欧洲人书》上签上自己的名字。这一举动震惊了全世界。1915年11月，提出广义相对论引力方程的完整形式，并且成功地解释了水星近日点运动。

1930年不满国际联盟在改善国际关系上的无所作为，提出辞职。5月，在“国际妇女和平与自由同盟”的世界裁军声明上签字。7月同泰戈尔争论真理的客观性问题。1945年3月同西拉德讨论原子军备的危险性，写信介绍西拉德去见罗斯福，未果。4月从高等学术研究院退休（事实上依然继续照常工作）。9月以后连续发表一系列关于原子战争和世界政府的言论。1954年3月，75岁生日，通过“争取公民自由非常委员会”，号召美国人民。

物理农业发展 篇6

一、引入性实验启发学生开展思维

物理教学中强化物理实验教学的启发性，用引入性实验来激励学生进行深入的思考。引入性实验主要以演示实验或师生协同实验方式出现，它能够活跃课堂气氛，促进双边活动，并能为学生接受新知识建立深刻的感性认识。做这类实验时，操作要尽可能简单些，现象要力求明显，要能启发学生思考。如在讲压强时可以用鸡蛋来做实验，将鸡蛋往桌上敲，鸡蛋很容易破了；但让学生手握鸡蛋捏碎却怎么也捏不碎，这就为学生认识压强与受力面积的关系提供了感性材料。如在讲物体的浮沉条件时，可用雪碧瓶和滴管做一个浮沉的演示实验，先让学生猜想，用手指捏压瓶的下部时，将看到什么现象，不少同学会认为滴管向上升起，然后教师演示，学生看到的却是滴管下沉的现象，这种与学生观念相悖的现象，能使学生产生极大的兴趣，启发学生考虑物体所受的浮力和重力的大小关系影响物体的浮沉。

二、探究性实验拓展学生思维

探究性实验教学是以问题为核心的教学,这种教学方式为学生提供了发现问题和解决问题的机会。它充分突出了学生的主体地位和自主活动,主张学生自主地去获取知识。学生通过搜集、查阅大量的资料和思考,寻找解决问题的途径,设计解决问题的实验方案,然后通过实验进行观察、分析,最后将问题解决。探究性实验不仅强调获得实验结果和亲自经历实验过程的统一,而且更加注重学生对实验过程的理解。如在讲浮力时可以学生的生活经验作为引导他们进行“科学猜想”；提出：1.浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关，2.浮力的大小还可能跟液体的密度有关。教师因势利导，指出这些猜想是否正确还需要实验验证，接着引导学生从实验目的和实验方法上设计实验装置，并通过实验验证上述猜想的正确性，从而弄清浮力的定性规律。在得出有关浮力的定性规律的基础上再拓展思维，进一步提出猜想，考虑浮力大小与被物体排开液体的重力的关系。让学生自己运用已有知识去设计实验开拓科学思维，得出浮力关系式。

三、测量性实验培养学生的创造思维

这类实验主要用来测物理量。因此，在设计这样的实验时，必须注意测量工具的选择和正确使用，尽可能减小由于实验操作粗糙或仪器本身不完善而造成的误差。物理实验大多是动态的过程，考虑到因素往往是多个方面的，所以在测量过程中不仅要完成实验任务测量物理量，还可充分发挥想象空间。如在测定小灯泡功率实验后，提出以下几个问题让学生思考：1.用本实验的器材能不能测定小灯泡的灯丝阻值？2.用本实验的器材能不能测定小灯泡正常发光时滑动变阻器的电功率？3.为什么不能过高调高灯泡两端电压？联系自己家里的实际照明灯泡再想一想。这样，让学生充分地沉入想像讨论之中，既发展了学生的创造思维，又不知不觉地形成了了解和解答有关问题的思路。如做“伏安法测电阻”实验时，可向学生讲，若该实验中，只允许选用一只电压表（或一只电流表），但滑动变阻器的最大阻值已知，你能想出什么办法来测出未知电阻的阻值？同学们就会想很多行之有效的办法完成实验，可培养学生的创造思维能力。

四、观察性实验培养思维的敏捷性

善于观察是科学探究和学习物理的必备条件。凡是实验都要观察，但观察性实验则是强调以观察物质现象为主的实验（如观察水的沸腾、光的折射等）。这类实验在对实验条件和现象的观察上都要求较高的可见度，在仪器的选择和操作上也要尽可能让学生连续观察、分步观察、综合观察和对比观察，力求让他们透过物理现象弄清物理原理。而思维的敏捷性是指思维过程的速度，有了它就能及时利用实验现象思考原因。如在做水的沸腾实验时，除要让学生仔细观察加热初期、中期和沸腾时气泡上升过程中体积的变化和水温的变化外，还要让学生主动认真思考其气泡大小变化的原因。

五、课外实验培养思维的发散性

学生在课外按照教师布置的任务、要求和方法，用一些简单的器材或自制仪器独立地进行实验和观察，是物理教学的一种很有效的补充形式。如教材后面的“小实验”，习题中的“实验”，老师布置的课后“动手做”等等。这类实验是物理教学的延伸和补充，教师可有目的、有计划地对学生“磨炼”，培养学生思维的发散性和动手能力。自制的仪器设备虽然比较粗糙，精确度不高，但都是学生亲手制作，对仪器的构造和性能熟悉，对自己的劳动成果有感情，实验效果好、收获大。如制作“潜水艇模型”、“船闸模型”、用纸盒和小平面镜制潜望镜等等。大多数学生会对完成课外小实验的积极性都很高，任务就会完成得比较好。这样学生成了知识的探索者，才智有了进一步发挥的余地，思维有了发散，丰富了课外生活，培养了青少年热爱科学的好习惯。

思维是人类智慧的核心，是人脑对客观事物的本质属性及其规律的反映。在物理实验教学中，借力实验促进学生思维能力培养和发展，有利于学生终身学习能力的提高，是素质教育践行的有效措施。

（作者单位：江苏省阜宁县板湖初级中学）

现代物理农业技术(二) 篇7

国外研究表明, 对作物生长起重要作用的酶是一种半导体, 在外加磁场的作用下, 酶的表面形成了一个势能, 进而改变了酶的功能和活力, 促进植物根系生长和吸收。国内有关研究起步较晚, 较有代表性的解释是中科院物理所提出的三项理论。其一是金属磁化离子的作用。农作物体内多含有金属元素或离子十余种, 其中有八种是过渡金属磁性离子, 它们多是在各种酶中起重要作用的成分。因此磁场力作用可以促进功能酶的活动, 促进植株生长发育, 提高产量。其二是磁场与生物等离子体的相互作用。生物体内存在着准粒子和它们的相互作用, 在磁场的作用下, 一些有重要生物意义的离子性能发生改变, 产生生物效应。其三是生物磁场相干效应理论。外磁场与生物本身磁场相互作用, 使生物体内磁能等参数发生变化。

农作物种子在播种前用磁场直接进行磁化处理, 通过物理作用, 激发了种子酶的活力, 改善种子素质, 幼苗素质, 使根系发达、活力增强, 增强抗病虫害能力, 改善作物的新陈代谢功能, 提高吸收水、肥的能力, 使其稳健生长, 以达到作物增产的目的。试验证明经过磁场处理后的小麦增产幅度达8.1%, 玉米的增产幅度达11.8%, 蔬菜增产10%以上。

等离子体种子处理技术

现代物理农业工程技术是将当代高新的物理技术和农业生产相结合的产物。它将电、磁、声、光、热、核等物理学原理通过一定的装备应用在农业生产中, 用特定的物理方法处理农作物或改善作物生长环境, 实现农业生产环境防控和节本增效的有机结合, 达到增产、优质、抗病和高效的目的。

对于植物来说, 种子是植物生长的基础, 种子的优劣直接关系到植物的以后的生长。等离子体处理是物理农业技术常用的种子处理方法之一。

等离子体种子处理技术的发明是受到航天育种的启示而产生的。种子在太空中受高真空、微重力和宇宙射线的影响发生了变异, 经过选育而成为新的品种。太空的三个因素中, 主要是宇宙射线对种子的影响, 而宇宙射线主要来自太阳这个巨大的等离子体。航天育种试验告诉人们, 等离子体发出的物理能量可以改变种子内部机理, 也可以使农作物增产。等离子体种子处理机就是根据这一物理原理研制而成的。

等离子体种子处理机在耀室中安装了等离子体发生器, 通电后等离子体发生器产生等离子体, 激发种子内部各种物质的活性, 同时产生的能量击开空气中的氧气产生臭氧, 杀死种子表面的细菌。由于等离子体发出的能量较低, 作用时间很短, 种子没有发生变异, 农作物没有性状变化。作物种子受等离子体和交变电感的作用, 活力得到提高, 离子交换能力增强, 酶的转化加快, 可溶性糖和可溶性蛋白增强, 从而使作物从种子萌发到成熟结果整个生命周期具有综合优势, 增加产量, 改善品质。

等离子体种子处理技术要在农作物播种前5～12天对种子进行处理, 经过处理后的种子活力得到提升, 它不仅能使活力降低的种子提高活力, 就是原本活力并没有降低的种子也可以得到提高。经过处理的种子更加健壮, 提高种子的整体品质, 种子个体之间的差异缩小, 特别是幼苗的整齐度明显提高。

温室空间电场防病促生技术

近年来, 随着反季节蔬菜、花卉等作物的市场需求不断增加, 受效益驱动和国家政策的引导, 我国设施农业发展迅速, 温室建造面积也在不断扩大。但是由于温室内部常处于高温、高湿的状态, 因而雾汽、粉尘非常严重, 这样不仅严重影响温室采光, 不利于温室作物生长, 而且还极易导致气传病害的发生。

为了有效解决这一温室难题, 科技人员发明了温室空间电场防病促生技术, 它是通过在温室中架设可使气体电离的空间直流电场, 因而会产生大量的阴阳带电离子。在电场力的作用下, 雾汽、粉尘等悬浮物被带电离子立刻荷电而做定向脱除运动, 并迅速吸附于地面、墙壁、作物表面等, 同时附着在雾汽、粉尘上的大部分病原微生物也会在高能带电粒子、臭氧的双重作用下在做定向脱除运动的过程中被杀死、灭活。从而有效抑制雾汽的升腾和粉尘的飞扬, 隔绝了气传病害的气流传播渠道, 能够使生产环境持续保持少菌少毒状态。另外, 在电场力的作用下, 土壤—植株的生活体系中会形成微弱的直流电流, 该电流与空间电场、臭氧、高能带电粒子一同作用, 防治了土传病害。

温室空间电场防病促生技术对温室作物的生长有很好的促进作用。这是因为, 受空间电场的作用, 一方面植物对CO2的吸收加速, 有益于植物体内糖类、蛋白质等干物质的合成;另一方面植物的光补偿点降低, 即在弱光环境中仍有较强的光合强度, 延长了光合作用时间, 所以在实际应用中, 通常要在温室中增施CO2来满足了植物在空间电场环境中对CO2的旺盛需求。不仅如此, 在空间电场作用下, 植株体内Ca2+离子浓度的变化随电场强度的变化而变化, 它的变化调节着植物多种生理活动过程, 也促进了植物在低地温环境中对肥料的吸收, 增强了植物对恶劣气候的抵御能力。

现代物理农业模式及其应用 篇8

一、无毒优质果蔬生产模式与应用

这是一种能够控制植物全生育期病虫害发生的物理植保技术集成的模式, 它包括设施农业和露地生产两部分, 即无毒优质蔬菜设施生产模式、抵御连阴天的果蔬生产模式和环境安全型农场生产模式。

1. 无毒优质果蔬设施生产模式

它以环境安全型温室为单元, 以植物的土壤病虫害、地上病虫害为控制目标, 通过物理调控植物生长与病虫害预防的技术集成来实现果蔬生产的无毒优质或有机目标。其模式和物理农业技术装备标准配置见图1。

植物的病虫害分别来自于土壤、地上部分及空气, 只要能够通过物理的方法有效地预防以上3方面带来的病虫害威胁, 那么, 果蔬的生产就易于实现有机食品的标准要求。

(1) 土传病虫害的控制

土传病虫害包括土壤微生物引起的诸如枯萎病、根腐病、青枯病等土传病害、根结线虫病和虫害三大部分。目前能够综合处理和有效预防土传病虫害的物理农业装备为3DT系列土壤连作障碍电处理机, 其中以自动处理方式的最为有效。

(2) 气传病害的控制

气传病害多数为霜霉病、灰霉病、疫病等真菌性病害, 可有效控制它们的物理技术装备为能够产生空间电场的3DFC系列温室电除雾防病促生系统。

(3) 微小与大型飞翔类害虫的控制

蚜虫、白粉虱、蓟马等微小会飞翔的趋色微小体型害虫以及趋光的蛾类、金龟子、蝼蛄等大型飞翔害虫的防控可采用多功能静电灭虫灯和防虫网。

(4) 生长调控

空间电场/二氧化碳增施技术的配合使用可获得产量倍增效应。如果与烟气二氧化碳相结合, 还可有效控制许多作物的白粉病。

(5) 成熟度控制

在果实类蔬菜生长接近常规商品质量时可采用声波技术进行促早熟控制。

针对全国多个环境安全型温室产出的果蔬做了DDT、HCH、百菌清、氯氰菊酯、毒死蜱、多菌灵等农药的残留分析, 检出最小浓度为0.002~0.300 mg/kg, 能够满足多个出口国的进关要求。空间电场/二氧化碳同补技术系统已经开始用于特殊果蔬的生产, 譬如水果化萝卜的生产, 其经济效益显著。

2. 抵御连阴天的果蔬生产模式

维持植物的生长需要一定的气温、地温、光照、二氧化碳。在低地温 (低于8℃) 、弱光 (小于600LUX) 的环境中, 大多数植物的根系就会逐渐停止养分的吸收, 植物慢慢死掉 (类似枯萎病) 。而当地温合适但光照不足时, 即使气温再合适, 植物也会因无光合作用产物向根的输送慢慢枯死。因此, 真正能够抵御暴雪连阴天的技术措施就应该是下述的集合方案, 即土壤电加温线+空间电场发生系统+补光灯+热风炉。该方案中, 空间电场所起的作用是提高植物的低温吸收 (钙、磷) 和合成营养 (光和作用合成碳水化合物) 的能力, 补光灯和热风炉则是提供必要的光照和二氧化碳。我国最北部的温室采用了这种方案就可以抵御长达15d以上的极端低温连阴天。

热风炉和补光灯的联合作业就是提供植物生长所需要的气温、光照和烟气二氧化碳。在温室里安装的热风炉会释放出大量的二氧化碳, 在空间电场和光照下, 植物的光合作用强度会大幅度增加。

3. 环境安全型农场

露地农产品生产所面临的病虫害威胁以及农药残留远高于温室果蔬生产, 杀虫剂的毒性和残留时间是植物产品农药残留的主要来源。物理防虫和可预防大面积爆发的锈病、枯萎病等病害的实践正在实施。多功能静电灭虫灯、空间电场设备 (3DFC系列温室电除雾防病促生系统) 、3DT系列土壤连作障碍电处理机已在香蕉枯萎病、樱桃根癌病、小麦锈病以及单一植物品种产区开始了防治病虫害的试验示范。物理植保技术的集成效果远远优于单机作业。

这是一种可从空气中提取水分的空间电场聚水系统, 红色的绝缘子之间拉有细细的不锈电极线, 电极线带有5万V的直流正高压, 地面建立的静电场可以把夜间的水汽凝聚而沉降于地面, 久而久之, 草原就处于湿润状态, 而且这种空间电场还可以促进牧草的生长并对牧草病害进行自动防治。

二、环境安全型菇房生产模式及应用

白灵菇、杏胞菇、香菇等食用菌生产伴随着接种、催发菌丝、菌丝转化为菇蕾、菇蕾生长等一系列生理生化形态变化, 期间会遭遇木霉、链孢霉、毛霉、曲霉、青霉、细菌等20多种杂菌、数十种害虫的危害。许多国家对食用菌制订了严格的农药残留限量指标, 如日本对蘑菇类制定了48种农药残留限量指标。食用菌的农药残留主要来源于具熏杀和触杀菇蝇类的成虫、幼虫以及跳虫作用的敌敌畏以及一些杀螨剂。使用物理防治方法有效预防这类病虫害的发生是生产优质安全食用菌的根本措施, 因此, 利用食用菌病虫害物理防治方法建立的环境安全型菇房才能够满足这一生产目标。其中, 对食用菌药残影响最大菇房是首选的环境安全改造对象, 见图3。

环境安全型菇房采用3DFC系列食用菌空间电场促蕾防病系统控制杂菌污染, 并利用等功能静电灭虫灯控制菇蝇类的成虫、幼虫以及跳虫, 而螨类可采用牛骨头配合电击杀技术来减少其数量, 实践表明, 它可以完全脱离禁用农药的使用并能大幅度减少其他农药的使用量。而此系统除了具有预防落菌污染的功能以外, 还具有很强的食用菌生长调控能力, 特别是对香菇菌丝的生长以及菌丝转化为菇蕾的速度具有强烈的促控能力, 实践表明可缩短出菇时间1/3~2/3d。

三、环境安全型畜禽舍生产模式

疫病预防是养殖企业的生命线, 养殖环境的优劣直接关系到这条生命线的存废。在已发生的疫病中至少有40%以上的疫病是通过空气传播的, 另有40%之多的疫病是通过流媒接触传播的, 近10%的疫病与粪便关联。而在突发的烈性疫病中有70%之多与环境空气质量相关, 因此控制空气安全和粪便安全就能控制住一半以上的疫病发生。环境安全型畜禽舍是一种可以自动预防动物疫病、具有自分解臭气能力且空气安全的新型畜禽舍, 因此, 环境安全型畜禽舍生产模式是以环境安全型畜禽舍为建设单元的一种动物食品安全生产方式。环境安全型畜禽舍的建设内容见图4。

它是一种可以自动防疫而且无臭的畜禽舍。它的关键之处在于采用了整体空间的空气净化技术, 即空间设置了畜禽舍空气电净化自动防疫系统、粪道则采用了粪道空气电净化自动防疫器或粪道等离子体除臭灭菌系统。

环境安全型畜禽舍现已发展为多种类型, 涵盖了猪、家禽、牛、羊以及宠物的饲养。其中, 猪场和养鸡场的应用较多, 防疫效果理想;而牛羊舍的空气质量以及疫病的发生率都有了显著变化, 养殖企业效益显著增加。

四、环境安全型水产养殖模式

我国各地水产品市场普遍存在着硝基呋喃类代谢物、恩诺沙星、环丙沙星、氯霉素、孔雀石绿、红霉素等禁用渔药残留, 一些水产品所含土霉素超标数倍。有关专家指出, 硝基呋喃类药物、氯霉素、环丙沙星等在国际国内均为禁用渔药, 如长期大量摄食硝基呋喃类化合物, 存在致癌可能。长期食用含抗菌类药物残留的动物食品也将导致病菌对抗生素的耐药性而影响临床疗效。因此只有采用物理防病方法来控制水产品养殖环节的疫病发生与传播才能够解决水产品的渔药残留问题。利用空气微生物空间电场控制技术、水电解—介导渔礁菌控技术、水底补光技术等物理方法的集成就能够设计出一个环境安全型水产养殖模式。见图5。

1. 技术说明

水生动物病害的发生通常是多个因素综合作用引发的, 即与发病原因以及影响健康状况的因素直接相关, 如病原微生物的存在、宿主对病原的敏感性、宿主暴露在病原微生物的概率、环境中的毒素、病毒传播载体情况等。任何自动防疫技术都需要开展病原、宿主、环境、设备等四方联合的研究, 既要考虑病原的控制, 又要考虑设备对病原宿主的影响, 还要考虑对环境的作用。海水养殖与淡水养殖有很大的不同, 特别是在水体的理化性质方面的差异给水处理技术带来了巨大的差异, 也就是说不同的水体有不同的处理模式。如何才能控制好水生动物的微生物病害, 以及消解理化因素造就的生长障碍, 是物理农业物理预防技术需要解决的关键问题。

环境安全型水产养殖模式包含了水槽水体微电解技术系统和循环水微电解处理器、空气落菌的空气电净化自动灭菌系统以及介导渔礁、LED灯补光器等。

这种技术模式的主要特点就是采用了海水或淡水微电解与人工介导鱼礁。利用两个惰性电极插在塘池两端, 两电极间设置无数个介导鱼礁, 当通电的时候, 鱼和其他水生动物就会躲入鱼礁内部, 而鱼礁具有屏蔽电场和电流的作用。躲入鱼礁后, 可加大电解电压, 随后就可控制水体微生物的数量和氨氮含量, 进而实现优化水质。

2. 应用

由空气电净化自动灭菌系统、体微电解技术系统、介导渔礁组成的环境安全型水产育苗室已经开始了海胆、海参、鱿鱼、泥鳅、金鱼的养殖实验, 以观测水生动物集体健康状况的发病率、感染率、死亡率、致死率等。

五、物理农业发展预测

创新物理作业,促进学生发展 篇9

一、设计延展作业,培养发散思维

新课标实施阶段要求教师通过课堂教学培养学生具备一定的创新意识,那么教师只有培养学生具有一定的想象能力,才能实现对创新意识的培养。教师在进行课堂教学过程中,要注意对知识的把握,搜寻具有延展性、能够使学生的能力得到提升又能够突出知识重点的内容,在这些内容上下足功夫,有目的地锻炼学生的变通能力并要不时鼓励学生对知识进行发散运用,从而对学生的想象力进行有效的培养。

如在教学《物体的相互作用重力》一课时,在课堂上教师传达给学生的信息是重力产生的原因———由于地球的吸引而产生的力。为了学生能够很好地理解重力,除了做必要的知识练习让学生熟知重力的大小和方向外,教师为了后面内容的顺利进行,就给学生布置了一项作业,来促使学生利用平时积累的科普知识展开自己的想象,以完成教师布置的作业:在自然界里,你清楚有哪个物体不会受到力的作用?地球也在围绕着太阳转动,这个曲线运动的原因何在?如果在自然界中,物体之间没有了相互之间的吸引力,宇宙将会出现怎样的情况呢?作业布置好后,可以给学生相互交流的机会,让学生充分发挥想象进行讨论,最终给出自己的答案。

通过给学生布置具有想象空间的作业,可以让学生对知识重点的把握更加准确,能很好地培养学生自主学习习惯、训练学生的自主学习行为,从而促使学生发散思维能力的提升。

二、设计差异作业,激发学习兴趣

教师在进行作业设计时,要充分考虑学生的个体学习差异,在布置的作业中不仅具有对全体学生的共同要求,还要具有根据学生的学习特点而设置的个体内容。让所有的学生都能对课堂的学习,通过教师布置的作业进行检验,使每一位学生都能完成一定量的作业,从中获得成就感,从而使学生对于学习物理的兴趣得到激发。

如在教学《串联电路和并联电路》一课之后,面对学生对于电路知识的理解程度的不同,教师就精心设置了具有一定差异的作业,对学生明确依据自身对知识的掌握情况具有选择性的完成作业:对于a阶层的学生,布置的作业就是能够通过给出的电路图认清该电路具体是如何连接的,还要能够指明此电路中都存在着那些电学元件并能说出其名称;对于b阶层的学生,布置的作业在a阶层的基础上,要能够依据给出的电路图进行实物的连接,如果给出的是实物连接要能够画出电路图;对于c阶层,布置的作业在前两个的基础上,还要让学生能够根据日常生活中对电路的应用情况自己设计出与之相符合的电路图,并连接成实物图进行验证。分阶层的布置作业,使处于不同阶层的学生都能够有作业需要完成,符合了学生的不同发展需要,使学生对物理作业的完成有了兴趣,使课堂教学收到了很好的效果。

通过教师对作业的设置进行差异分层,让作业对课堂教学内容进行了有针对训练的同时,也激发了学生的学习热情,拓宽了学生的学习眼界,让学生不再把作业当做是一种负担,相反地激发了学生的物理学习兴趣,从而提高了课堂教学效率。

三、设计实践作业,提高主动学习

其实物理的概念和规律都来自于人们的生产生活中,所以教师要想办法让学生去深入了解物理知识的真正内涵,这就需要教师引导学生多走入生活,使学生能够在观察生活的过程中亲身体验,以求对物理知识的内在要素进行消化吸收。教师可以在课堂教学中,尽可能多地给学生创造一些简单易行的实验来帮助学生对一些器材原理的掌握,为了更好地让学生掌握一些必要的内容,教师还可以为学生以作业的形式设计具有实践意义的习题,也便于学生通过实践来感知知识的本质,提高学生的学习主动性。

如在教学《导体的电阻》一节课时,由于要测量导线的粗细,就有了对游标卡尺读数的问题。针对于游标卡尺的使用问题,教师很清楚要让学生能够掌握其读数的方法,可是学生往往就是对读数方法很容易出现错误。究其原因,主要是学生对于游标卡尺的原理没能掌握,游标卡尺的原理是很复杂的,而读数的规则是简单的。可是教师为了让学生能够准确掌握读数规则,没有直接把读数的方法告诉学生,而是从游标卡尺的原理进行了详细的讲解,就用10分度的为例,教师告诉学生游标卡尺的10个刻度均分了主尺的9mm,那么游标上的每个分度就是0.9mm,每个刻度与主尺相差0.1mm,如果在测量脚处放置被测量物体,该被测物体如果是0.1mm时,那么就会使游标尺的第一个刻度和主尺的1mm刻度对齐;如果被测物体是0.2mm时,那么就是游标尺的第二个刻度和主尺的2mm刻度对齐……从而让学生清楚了游标卡尺的读数原理。这时教师就给学生布置了课下作业:请你自己设计一个20分度的游标卡尺,并去寻找它的读数方法。利用这一实践作业,使学生能深刻理解游标卡尺的读数规则。

通过给学生布置实践性的课后作业,让学生不仅有动手的机会,也给了学生动脑的过程。让学生参悟实践原理,让学生主动去思考探究,从而调动了学生的学习积极性。

物理农业发展 篇10

然而由于物理农业技术以物理手段为主要特点, 没有其他农业技术简明、直观, 在实际应用中缺乏一些应用效果的考量, 导致目前各地在推广应用物理农业工程技术方面进展缓慢。

文章通过对各主要物理农业工程技术工作原理及国内外研究进展进行综合阐述, 以期为该技术的推广应用提供技术参考。

1 现代物理农业工程主要技术及工作原理简介

1.1 植物声频控制技术

植物声频控制技术是近年来发展的一项农业新技术, 其基本原理是利用声频发生器对植物施加特定频率的声波与植物自发声的频率相匹配, 产生谐振, 促进其生长发育, 达到增产、优质、抗病的目的。

1.2 空间电场技术

空间电场技术是空间电场防病促生技术系统简称, 是在空间电场力的作用下, 借助空间电场放电产生臭氧、氮氧化物、高能带电粒子, 温室内的粉尘、雾气等悬浮物在带电粒子作用下做定向脱除运动, 同时附着在粉尘、雾气中的大部分病源微生物也会在臭氧、高能带电离子的双重作用下被灭杀, 隔绝了气传病害的传播渠道, 起到防病促生的作用。

1.3 种子磁化技术

磁技术是利用外加的物理因素, 对被处理物进行刺激、调动其自身的调节作用, 激发内部活力。种子磁化处理技术是在外加磁场作用下, 增强种子中酶的功能和活力, 调节个体发育中的物质转化和能量代谢, 促进植物根系生长和养分吸收。

1.4 臭氧物理病害防治技术

臭氧是一种强氧化剂, 利用臭氧的强氧化性特性, 不仅可氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶, 使细菌灭活死亡, 还能够透过细胞膜组织, 作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖, 使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。温室病害臭氧防治技术的原理是对抽入机内的空气进行高电压放电而使空气臭氧化, 借助扩散系统释放臭氧来实现气传病害的预防和病原微生物的灭杀。

2 现代物理农业工程技术发展概况

现代物理农业工程技术作为由化学农业向生态、可持续农业全面过渡转型的主要途径 (另一种是生物工程) , 得到了各国的高度重视, 联合国已明确提出了“物理农业”的概念。

2.1 国外发展概况

目前现代物理农业工程在国外发达国家都有研究和应用, 主要涵盖种植业、畜牧业等。

声频控制技术方面:法国人切诺伊, 她用声波处理的方法提高了啤酒厂大麦的发芽率;美国人Daniel系统地研究了植物细胞壁的力学性质, 并阐述了外界应力与细胞生长之间的关系;美国D·Carlson公司采用高频声波 (4000~6000 Hz) 处理作物、D·R·Carlson则研究了声波与化学肥料联合作用下植物的生长发育问题[5]。空间电场研究方面:2006年、2009年韩国、法国在温室中引入了空间电场系统以验证其在促进作物生长和防治病害方面的作用;日本在20世纪90年代便开展了空间放电提高香菇产量的试验, 并有一款用于香菇生产的放电器在市场销售;美国于2001年开展了鸡舍电净化技术的试验, 主要用于排气系统电净化以控制养鸡舍布氏杆菌病;日本于2008年开展了针对口蹄疫控制方面的猪舍的空气电净化试验[6]。磁技术方面:20世纪70年代, 日本、前苏联便开始了对种子经过磁场处理后的生物学效应研究;日本Pham Thanh Van等用恒定磁场装置处理蝴蝶兰球茎, 得出磁场处理2~7周后球茎增值量增大, S极比N极效果更为明显[7]。

2.2 国内发展概况

国内现代物理农业技术在2007年之后逐步形成, 大致可分为2大部分:一类是物理技术正向化, 利用物理技术机理提高农产品产量和品质;一类是物理技术逆向化, 利用物理学原理对病源微生物和害虫进行灭杀。

在促进作物生长、提高农产品品质和质量方面:侯天侦及其团队通过对植物声学特性研究得出该技术可显著促进设施蔬菜的生长发育、提早开花结果、增加产量、提高抗病虫害能力[4];杨桂娟、白亚乡利用高压静电场处理大麦、甜菜、玉米等农作物种子后, 得出不同剂量的静电场均能提高干种子及发芽种子的趋弱发光强度[1];李旭英、刘滨疆等通过研究空间电场对植物吸收CO2和生长速度的影响, 得出空间电场的极性对植物吸收CO2的速度有显著影响[8];郑世英等用可变电磁场处理器对小麦种子进行处理试验得出了发芽率、发芽指数、活力指数与磁场强度、处理时间之间的相互关系[9];周清、曲英华等研究了声频处理对草莓生长性状及叶绿素光系统Ⅱ的荧光参数的影响, 得出:声频处理35d后, 草莓的开花数、结果数、叶绿素含量及叶片光合作用能力均有所提高[10]。

在改善农业生产环境方面:马正义、刘滨疆研究了土壤根结线虫的电处理方法;大连市农业机械化技术推广站研制的空间电场/CO2同补控制病害系统在促进植物CO2吸收的同时, 控制空气传播病害;谷玉环研究认为空间电场防病促生系统能在地面与电极线间建立起自动循环间隙工作的空间电场, 实现对病菌和害虫灭杀[11];苏州市农业机械技术推广站采用臭氧发生器对设施大棚内西红柿、黄瓜、西葫芦等作物开展了病害防治效果试验研究。

3 现代物理农业工程技术发展存在的主要问题

虽然现代物理农业工程技术在我国部分地区已经开始小范围推广应用, 但是直到现在仍未大规模推广应用, 究其原因主要存在以下几个方面的问题。

3.1 对现代物理农业工程技术的认识还不够

现代物理农业工程技术在国内起步时间不长, 农业主管部门、科技人员和农民对其应用效果的认识程度有待提高;另外现代物理农业工程技术多是以“看不到、摸不着”的方式作用于作业对象、缺乏一些效果的考量, 不同于化肥、农药等以比较直观的方式作用于作物本身, 更不像传统的联合收割机、插秧机等产生“立竿见影”的作业效果, 一定程度上限制了这项技术的推广应用。

3.2 现代物理农业工程技术装备研发落后

目前大部分现代物理农业装备生产企业规模小、研发能力弱、生产工艺工装水平落后、缺乏严格的质量控制体系, 产品质量稳定性差, 制约了现代物理农业的整体发展。

3.3 现代物理农业工程技术工作原理与作物生长间的内在关系尚未理清

虽然国内外相关文献中均有借助现代物理农业工程技术提高被试作物产量和品质等方面的研究报道, 但是具体作用机理尤其是与作物间内在的物理关系还都处于探索、研究阶段。如我国声学第一人侯天侦教授首先提出了“植物经络学说”, 并研制了植物声频发生器应用于大田和温室生产, 但是植物声频特性与植物生长间的内在关系还处于研究的初级阶段, 有待从理论上进行严格的论证。

3.4 对现代物理农业工程技术在农业上的应用效果尚存在争议

以设施作物病害臭氧物理防治技术为例, 虽然臭氧作为强氧化剂在水质处理、化学氧化、食品加工保鲜和医疗卫生领域已有较高水平的研究与设备开发, 但其在设施大棚内作物病害防治效果目前还存在较大的争议。杨宇红、冯兰香研究认为臭氧防治温室蔬菜苗期意义不大, 成株期防治效果需进一步研究确认;刘迪林、蔡杰明确质疑了臭氧防治温室病害理论, 认为温室中使用臭氧防治病虫害是个错误。因存在诸多争议, 政府主管部门在推广应用现代物理农业工程技术过程中格外谨慎, 目前尚未出台相应的国家标准。

4 对策建议

4.1 加强基础理论研究

现代物理农业工程技术是现代物理学、材料学、植物学及农学领域的育种、栽培、土壤和遗传等多学科交叉和综合而成的一门新生学科, 应从基础理论研究着手, 加强各学科间技术机理研究, 理清其内在作用原理, 为现代物理农业工程技术发展提供理论依据。

4.2 提升装备研发和生产能力

装备是技术实现的载体, 现代物理农业工程技术的发展离不开先进、适用、安全、可靠的装备支持。为此国家相关部门应制定严格的生产、使用技术标准, 出台相应的扶持政策, 引导生产企业提升装备研发和生产能力, 努力为用户提供性能优良、技术先进、质量可靠的装备。

4.3 完善技术效果评价体系

目前现代物理农业工程技术及装备在应用过程中存在的各种争议, 归根结底还是缺乏相应的技术效果评价体系。现代物理农业工程技术效果评价体系是保障该技术发展的重要组成。技术部门应当尽快出台相应的技术使用效果评判标准、统一装备使用作业质量, 为主管部门对现代物理农业工程技术装备形成有效监管提供参照。

4.4 加快推进成熟技术装备的示范、推广

通过产、学、研、推之间的相互协作和联合, 依托现代物理农业技术示范工程, 建立科技示范基地、产业园区, 扩大技术推广渠道, 强化技术培训和宣传力度, 加快推进成熟技术装备的示范、推广。

5 结论和展望

现代物理农业工程技术作为一门新兴的、多学科交叉融合的学科, 尚处于发展起步阶段, 还存在很多亟需解决的问题:如在技术研究上, 基础理论研究还比较薄弱;在装备研发上, 生产企业良莠不齐, 总体处于较低水平;在认识上, 人们对现代物理农业工程技术的认识程度普遍不高;在评价体系上, 缺乏相应的技术应用评价体系。这都需要不断地在实践中进行研究和总结, 并上升到理论, 并由理论指导实践, 只有如此不断的往复、螺旋式前进, 才能将这项技术逐步丰富和完善, 进而推动我国现代农业健康可持续发展。

参考文献

[1]白亚乡, 胡玉才, 迟建卫.物理技术在农业生产中的应用进展[J].沈阳农业大学学报, 2003 (3) :232-235.

[2]张俐, 申勋业, 杨方.高压静电场对生物效应影响的研究进展[J].东北农业大学学报, 2009 (3) :307-312.

[3]何兴华, 程昌明, 陈杰.磁化水对作物种子的生物效应研究[J].西南农业大学学报, 2003, 25 (2) :120-122.

[4]侯天侦, 李保明, 腾光辉, 等.植物声频控制技术在设施蔬菜生产中的应用[J].农业工程学报, 2009, 25 (2) :156-159.

[5]张建国.植物声频控制装置的改进及其应用[D].南京:南京农业大学, 2011.

[6]郭光照.空间电场和声波助长仪对日光温室蔬菜生长发育的影响[D].乌鲁木齐:新疆农业大学, 2014.

[7]Van P T, Teixeira da Silva J A, Ham L H, et al.Effects of permanent magnetic fields on the proliferation of Phalaenopsis protocorm-like bodies using liguid medium[J].Scientia Horticulturae, 2011, 128 (4) :479-484.

[8]李旭英, 刘滨疆, 陈淑英.空间电场对植物吸收CO2和生长速度的影响[J].农业工程学报, 2007, 23 (10) :177-181.

[9]郑世英, 徐建.磁处理对小麦种子萌发及光合特性的影响[J].麦类作物学报, 2010 (1) :79-82.

[10]周清, 曲英华, 李保明, 等.声频处理对草莓植株性状及叶片叶绿素荧光特性的影响[J].中国农业大学学报, 2010, 15 (1) :111-115.

地方院校物理专业转型发展探讨 篇11

摘要：本文探讨了物理专业的转型发展的构想及实施：修订培养方案、改进教学方法、改革考核方式、师资队伍转型发展。

关键词：地方院校；物理专业；转型发展

地方本科院校向应用技术类型高校转型发展，是适应经济发展新常态、实现创新驱动发展的必然要求，是促进产业升级、社会管理创新和新型城镇化的重要举措，是实现教育为经济社会和学习者发展创造更大价值的重大改革，对提高学生就业创业质量、服务区域经济社会发展和创新驱动发展的能力具有重大意义。物理作为传统老专业，面临着转型发展的挑战与机遇。物理是基础学科，物理专业有着师范培养的行业背景，如何转型，是本文探讨的主要课题。

一、物理专业转型发展的指导思想

以教发[2015]7号文件[1]为指导，积极围绕“地方性、应用型、开放式”办学定位，以培养高素质教学技能型人才、以提升服务地方基础教育、社会发展能力为目标，以校企合作、产教融合为抓手，推进专业结构调整优化，创新应用型技术技能型人才培养模式、深化人才培养方案和课程体系改革、加强实验实训实习基地建设和评价体系改革，全面提高学生就业创业能力、全面提高学校服务区域社会发展和创新驱动发展的能力。

二、修订培养方案

完善物理学科知识的培养，保持学科体系的完整性。既要注重普通物理的力、热、电、光、原等课程学习，又要完善理论物理的四大力学的教学，以及物理学科前沿领域知识的学习，培养若干个物理学科的领头雁。

按照以服务中学基础教育需求为导向，以教发[2012]1号文件为标准[2]，确立培养教学技能型人才培养目标。建立以提高实践能力为引领的人才培养流程，构建产教融合、协同育人的人才培养模式，实现课程内容与职业标准、教学过程与生产过程对接。加强实验、实训、实习环节。逐步实行完全学分制，实施“双证”培养。推行本科辅修专业教学、教师职业资格证书双证制人才培养。

优化合作育人机制，建设校企合作课程。深化校企合作，推动产教融合，实现课程建设中学教育专家协同设计课程体系、协同设计课程内容、协同建设课程资源、协同参与教学的深度融合，对接中学教学岗位资格标准研发课程标准。

以中学教师岗位实践能力为目标，构建全程化实验体系。构建以岗位能力要求的综合性实验项目体系，加强对综合性、设计性、创新性实验项目的开发与运用。完善专业技能训练标准与考核办法，强化教学技能训练、物理实验技术设计、自制教具的培养。

三、改进教学方法

围绕专业人才培养目标和能力要求，积极探索适合物理专业特点和课程要求的教学方法改革。改革物理学科课程的教学，既要注重知识背景、概念、规律、应用等的教学，又要注重字母公式的推导，训练学生的抽象思维能力，培养他们的科学素养。要让学生知道，物理知识不能单靠从文字上去学，更有注重从一个一个的公式推导中去学，从一个一个的问题中去学。积极推广专业课程结合中学教学项目、课题与案例开展讨论式教学。鼓励教师加强教学方法研究，扩大学生的学习自主权，实施以学生为中心的启发式、讨论式、案例式和“做中学”等教学方法。积极开展在线开放式课程（MOOC、微课、SPOC）建设，并引入“翻转课堂”和“混合教学”模式，充分运用探讨式、研究式、案例式等教学方式，随时为学生提供个别化指导，共同解决遇到的难题，把学生由“课堂被动性接受”逐步引导为“全过程主动性参与”，提高学生自主学习能力和实践应用能力。

四、全面推进学生考核评价方式改革

建立完善的课程考核体系，重视过程考核与期末考试相结合。对于物理学科课程的考核，通过小测试、小论文、调研报告等方式加大过程考核比例，降低期末考试的难度。实现考核方式的多元化，推行“模块考核、过程考核、多样考核”相结合的N+2考核模式，变期终考核为过程考核，变一次考核为多次考核，变封闭考核为开放考核，变学校考核为校企结合考核，将知识、能力、素质考核融为一体。探索非标准答案的开放式考核模式，突出考核学生实践应用能力和技术创新能力，提高学生分析问题和创造性解决问题的能力，达到培养创新型人才的目标。

五、加强教师队伍的转型发展

全面提高教师队伍素质，优化队伍结构，培养一支高层次人才突出、中高级人才实用的师资队伍结构。实施学科专业带头人培养计划：支持学科专业带头人、中青年骨干教师到国外高水平大学、科研院所访学研修，加强教学科研能力的系统培养。每年支持1位教师到国内外一流大学进修深造半年以上，参与有关国际合作培养项目的研究，使高级职称教师中有15%以上的比例具有出国留学、访学经历，具备国际视野，提高专业的综合实力和国际竞争力。

实行教师执业资格证书制度。鼓励教师积极参加教育部组织的中学教育行业从业资格统一考试，取得与本专业实践技能相关的初级中学、高级中学教师资格证书，并对获得证书者进行奖励。

更新教育观念，改变过分依赖于特定教材的教学传统，学会从多本参考书内筛选所需要的教学内容。倡导教师将自己的科研经验、过程、成果等潜移默化到课堂教学中去。学科课程设置是客观的，不能随意破坏，但教学是灵活的，不能受教材的牵制。过去，教师为了省力，教材怎么安排，则教学也怎么安排，不去做教材外的事情，对新教材的使用无所适从，对新课程的教学无所适从。

结束语

教育改革没有完成时，只有进行时。我们要以转型发展为契机，改革物理专业的传统培养模式，改革教师的教学模式。要从培养方案修订、教学改革、考核改革、教师队伍转型发展等方面促进物理专业的发展，服务地方基础教育，促进我国物理这门基础学科的发展。

参考文献：

[1]教发[2015]7号：教育部、国家发展改革委、财政部《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》。

[2]教发 教师[2012]1号：《中学教师专业标准（试行）》。

“营销”现代物理农业工程学科 篇12

当本文呈现给读者的时候, 由笔者领衔主编的《现代物理农业工程技术概论》一书也正好由天津科技出版社正式出版发行。这是目前国内第一本正式出版的现代物理农业工程的图书, 属于填补空白之举。在出版过程中, 得到方方面面的关注与支持, 其中, 就被列入天津市科学技术协会的“天津市科协自然科学学术著作基金”。

物理农业, 既新鲜又常谈。说新鲜是因为取这样的名字时间不长, 区区几年;说常谈, 是因为其中的一些技术已经应用了几十年, 已属常态化了。

物理学与农业的交融不是特例, 而是两门科学相互延伸、渗透的结果。由于近代科学技术的快速发展, 出现了许多自然科学分支, 各个分支之间不断进行相互交叉、渗透, 因而诞生了诸多边缘学科、交叉学科, 与物理相关的学科就有物理化学、生物物理学、天体物理学、医学物理学、生物物理化学等, 现代物理农业工程科学就是其中的一支。它是以现代物理学与农业工程科学相结合而形成的一门交叉学科。

在农业生产实践中, 物理学所提供的技术和方法正在不断被广泛应用, 并得到不断的更新发展。任何事物的生命过程都与物理过程密切联系。物理学与农业科学的关系我们可以将其归结为两个方面, 一方面, 物理学原理是我们解析农业生物现象的重要理论基础;另一方面, 现代物理学又提供了重要的技术和方法为我们开展农业生物科学研究开辟了更新的途径。实际上, 现代物理学在农业中的应用日益广泛和深入, 正在对农作物生长机理解析、生长活动促进做出新的贡献。

最近几年来, 我国农业工程领域的科技工作者在现代物理农业工程技术方面进行了积极的探索和实践, 积累了大量理论与实践方面的知识, 正是这些工作经历累积, 使我们能够在整理、梳理和分析之后, 编著了《现代物理农业工程技术概论》一书, 一是较为系统地推出了整个学科的技术体系, 对常用技术理论问题进行了初步的解析, 并对发展方式、发展前景等方面的问题进行了探讨, 使这个新兴的交叉学科展现雏形。二是通过对大量实践的总结, 推出了一些技术应用的模式、规程, 使得图书可以作为技术培训、技术推广、技术应用的依托, 同时, 也为进一步开展深入性研究提供了基本依据。

很有幸, 请了名人为图书作序, 抬高了图书的价码, 也为图书添彩、挂旗。

也很高兴, 看到多年的工作由零碎的、大量的个案实践上升到系统的理论体系。感谢的话语在书中后记里絮絮叨叨了一番。