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序号 文章题目 报刊名称或出版社 时间或期号1、约数≠因数 《少年科学报》 82、学习雷锋精神 强化德育教育 《南通社会科学》 63、“三角形的面积”教学设想 《中国小学数学教育》 44、浅谈少先队暗示教育 《少年儿童研究》 35、少先队暗示教育浅议 《南通教育报》 106、家务承包 《少先队活动》 87、建校外教育阵地好处多 《江苏少先队》 18、巧用三角板画角 《小学生数学报》 59、请你动手画一画 《小学生数学报》 2510、开展“知我中华,爱我中华”主题活动《江苏少先队》 211、科技新苗在这里成长 《小学生报》 1912、抓住矛盾求解 《小学生报》 1913、开展“学科学、爱劳动、兴中华”活动《少年科学报》 814、开展“我为老干部送温暖,我听老干部讲历史”活动《少年科学报》2815、“娱乐增智”夏令营 《小学生报》 1416、森林音乐会 《小学生报》 2117、科技新苗在这里成长 《农村孩子报》 1918、运用“除法分配律”速算 《少年科学报》 1819、展示少先队员的风采 《小学生报》 2020、何为家长何为师 《光明日报》 1121、拾废献宝 《少先队活动》 122、与科学家见面 《班主任》 123、加强劳动实践教育 全面提高队员素质《小学德育》 124、角色理论与少先队教育 《少先队研究》 425、在低年级思想品德教学中加强辩证唯物主义思想的启蒙教育《江苏教育》 1026、小金飞身患重病 众师生争献爱心 《如东日报》 1127、小金飞身患重病 众师生争献爱心 《南通日报》 1428、学校荣获市“智能杯”一等奖 《如东报》 1129、“让孩子自己走”的背后 《南通教育报》 2830、《在集体生活中要守纪律》教案 《小学德育》 331、实施“两类课程”沟通,强化 “他人第一”教育 《如东教育》 432、以培养自理能力为突破口 提高队员全面素质 《江苏教育》 633、加强审美教育 提高学生素质《全国中小学教师论文集》新疆人民出版社 734、数学教学中进行思想教育方法探析 《南通教育》特刊 735、思想品德教学过程探微 《全国中小学教师论文集》 736、学生评优现状及思考 《小学德育》 737、科技活动课程管理的实践 《现代教育艺术文集》河海大学出版社 1238、学生评优现状及思考 《南通教育》 239、苗苗小报 《走上科学管理之路》 成都科技大学出版社 340、给特级教师评课 《走上科学管理之路》 341、法卡山带回来的 《走上科学管理之路》 342、海滩拾贝 《走上科学管理之路》 343、4 2个校外辅导员 《走上科学管理之路》 344、学校科技节 《走上科学管理之路》 345、学校艺术节 《走上科学管理之路》 346、4 0里拉练 《走上科学管理之路》 347、校长的心事 《走上科学管理之路》 348、“构建小学科技活动课程体系”的尝试 《研究通讯》 1049、巧用三角板画角 《学习辅导》江苏教育出版社 1050、实施“两类课程”沟通 强化“他人第一”教育《现代教育研讨文选》 151、实施“五1 0”工程 强化爱国主义教育《小学德育》 152、学生评优现状及思考 《班主任之友》 1─253、王遐方两看小金飞 《如东报》 554、为了一名农村孩子的生命 《农村孩子报》 555、《真正的朋友》教学谈 《江苏教育》 656、对学生中小群体的正确认识与引导 《继续教育》 657、《关心父母》教案 《小学德育》 758~70、《小学活动课程》教材三、四、六册共12篇 江苏教育出版社 971、环境对德育的影响及其作用的 研究实验报告 《南通教育》特刊 1172、数学教学中的思想教育方法探析《中小学德育工艺论稿》江苏教育出版社 1173、“五子”登科─培养青年教师的策略 《如东报》 974、“构建小学科技活动课程体系”的尝试 《课程、教材、教法》 375、确立大德育观 强化德育效果 《南通教育》 376、思想品德教学中学生心理素质的培养 《江苏教育研究》 477、《没有共产党就没有新中国》教学谈 《江苏教育》 778、环境育人的途径及其功能浅析 《学校管理》 379、思品教学中的方法指导 《教与学》 980、“构建小学科技活动课程体系”的尝试《小学各科教学》人大复印资料 481、优化社区环境 强化育人功能 《江苏教育》 282、科研型教师群体的特点及其培养模式 《中国教育学刊》 383、小学心理健康教育模式构想 《小学德育》 584、《为家乡建设出份力》教学设计第七册《思想品德教学参考书》江苏教育出版社 785、课外活动是落实素质教育的重要途径《如东教育》(7) 《如东报》 1086、改革思品课教学,落实素质教育 《如东教育》 987、科研型教师群体的特点及其培养模式 《南通教育》 488、在低年级思品教学中加强辩证唯物主义思想的启蒙教育《教海探航征文精选本》 1089、雏鹰争章活动的心理学思考《科研兴队─江苏省少先队教育科研成果精粹》 1190、省编《小学活动?班队活动》教材的实施原则 《江苏教育》 591、“科学?艺术?交往综合教育”实验 研究圆满结题 《如东日报》 592、班集体:学生主体性成长的沃土 《江苏共青团工作?少先队专刊》 193、着力构建思想品德教育综合课程体系 《南通教育研究》 794、《知我香港》教学设计 《南通教育研究》 795、农村小学科研型教师群体培养的研究 《科海扬帆》中国林业出版社 1096~121、《小学活动》教材11册 江苏教育出版社 8122、 着力构建思想品德教育综合课程体系 《江苏教育研究》 1123、主体性──创新教育的基本特征 《北京教育》 2124、江苏省实验小学专业委员会召开99年会 《江苏教育研究》 2125、运用电教媒体,发展小学生形象思维能力《江苏教育研究》 3126~154、《小学活动》教材12册 江苏教育出版社 1155、揭疑?启思?悟理?导行 《小学教学设计》 5156、思想品德课主体参与教学模式探析 《小学德育》 5157、思想品德课主体参与教学模式探析 《中小学教材教法》 7158、活动课程建设:问题与策略 《南通教育研究》 2159、坚持教研科研一体化 努力深化素质教育 《沿海教育》 1160、思想品德课“主体参与”教学模式探析 《沿海教育》 2161、“运用电教媒体,发展学生形象思维 能力实验研究”通过专家鉴定《沿海教育》 5162、运用电教媒体,发展小学生形象思维能力实验研究报告《南通教育研究》 8163、“运用电教媒体,实现思品教学审美化”研究报告《南通教育研究》 8164、运用电教媒体,实现思品教学审美化 《江苏教育研究》 10165、主体性:创新教育的基本特征 《成才导报》 8166、谈思品教学中学生心理素质的培养 《江苏教育》 8~9167、确立“大德育观”提高德育实效 《德育天地》 4~5168、走教研科研一体化之路 《新教育周刊》 10169、“运用电教媒体发展学生形象思维能力”研究报告《优化课堂教学的实践与探索》 10170、思品课教学中学生心理素质的培养 《香港现代教学论坛》 10171、改革思品课教学 落实素质教育 《新教育周刊》 4172、主体性:创新教育的基本特征 《创新:我有话要说》哈尔滨出版社 12173、小学思品活动教学研究 《中小学教材教法》 3174、归纳:培养创新思维的有效方法 《如东日报》 4175、小学思品活动教学研究 《小学德育》 5176、“运用电教媒体,实现思品教学审美化”研究报告 《中小学美育》 5177、运用电教媒体,发展小学生形象思维能力的实验研究《教育实验通讯》7178、我理想中的教育 《教育参考》 7-8179、我理想中的教育 《教研与进修》 2180、我理想中的教育 《沿海教育》 8181、“构建少先队心理健康教育模式”研究报告 《探索之路》 5182、小学综合实践活动的实践与研究 《教育实验通讯》 4183、《争当文明小乘客》课堂教学实录 《小学教学设计》 8184、省编《小学综合实践活动》课程指导策略 《沿海教育》 11185、小学生态道德教育研究 《班主任之友》 1186、小学综合实践活动的指导策略 《新课改导刊》 6187、构建小学科技活动课程体系的尝试 《活动课程论》人民教育出版社 8188、面对新课程 念好“六字经” 《小学校长》 10189、农村集镇少儿生存能力现状及思考 《赤橙黄绿谱华章》少年儿童出版社出版 11190、辨证地看待“新课堂教学模式” 《沿海教育》 1191、创业预备队在行动 《小学德育》 5192、如何实现“从走教案到互动生成”的转变? 《沿海教育》 6193、真重视与真科研是科研兴师的保障 《沿海教育》 7194、走进儿童生活 增强情感体验 《小学德育》 8195、“小学思品活动教学研究”研究报告 《小学思品活动教学研究成果集》 8196、思品教学生活化的实践与思考 《小学思品活动教学研究成果集》 8197、《争当文明小乘客》教学实录 《小学思品活动教学研究成果集》 8198、走进儿童生活 增强情感体验 《小学思品活动教学研究成果集》 8199、分享生活 感悟关怀 《小学思品活动教学研究成果集》 8200、小学生态道德教育研究 《教育实验通讯》 10201、把握教育契机 《江苏教育》 11202、《讲节约 不攀比》活动教学设计 《江苏教育》 11203、思品教学生活化的实践与思考 《中小学教材教学》 12204、如何进行教学设计 《沿海教育》 12205、尊重源于尊重 《中国德育》 12206、“思品”教学生活化的实践与探索 《中国德育》 1207、真 趣 活——品德课程教学策略例析 《小学德育》 2208、学校管理者的“八种角色” 《校长阅刊》 2209、阶段性 层次性 系列性 整体性 《沿海教育》 2210、论现代学校管理者的“八种角色” 《教育论坛》 4211、学校课改管理的思考与策略 《江苏教育研究》 5212、憧憬 师徒 成长 《沿海教育》 5(概述图片 ) 
《数学课程标准》指出:“学生的数学学习内容应当是现实的、有意义的、富有挑战性的,这些内容要有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动。”“实行人人学有价值的数学,人人都能获得必要的数学”。等等这些都强调了大众数学学习内容的运用价值——能适应未来社会的需要。我们的数学教学除了系统的数学知识的教学外,还应密切联系生活实际,开展有效的数学实践活动。我们知道培养学生的创新精神和实践能力是素质教育的重点,而开展有效的数学实践活动来培养学生创新精神和实践能力则是重要途径。 一、在有效的数学实践活动中 促进学生建构新知的能力教育家苏霍姆林斯基说过:“在人的大脑里有一些特殊的、最积极的、最富有创造性的区域,依靠抽象思维与双手精细的、灵巧的动作结合起来,就能激起这些区域积极活动起来。”数学知识只有学生亲身的主动参与、动手实践、自主探究,才能内化为学生自己的知识,才能培养学生的创新意识。在教学实践中,我们要为学生创设宽松的自主探究的空间,把学习的主动权还给学生,让每个学生根据自己的体验,用自己的思维方式,主动的、自由的、开放的去探索、去发现、去创造性地获得有关的数学知识。如在学生学习正方形四条边的关系时,我让学生观察、猜想、验证正方形四条边都相等这一特征。有的学生通过度量四条边的长度后发现正方形的四条边都相等;有的学生用一根红线与正方形的四条边比试后发现正方形的四条边都相等;有的学生把正方形的纸片先进行对折发现对边相等,再沿对角线对折发现邻边相等,由此可推出正方形的四条边都相等。学生在动手实践操作中、在交流研讨中、在合作互动中、在情感体验中去“做数学”,在“做数学”中建构新知。《数学课程标准》指出:“有效的数学活动不能单纯依赖模仿记忆,动手实践、自主探究与合作交流才是学生学习的重要方式。”数学实验是一种手、脑、眼多种感官协调参与下的实践活动。组织学生动手操作,可以提高大脑皮层的兴奋度,有利于激起大脑中探究区域的活跃,促进学生思维的发展。学生在动手中思考,在思考中实践,在实践中提高探究能力。二、在有效的数学实践活动中 提高学生体验生活的能力伟大的数学家华罗庚说过:“宇宙之大,粒子之微;火箭之速,化工之巧;地球之变,生物之链;日用之繁,无一不用数学。”现实生活中蕴藏着大量的数学信息,数学在生活中有着广泛的应用。学生的社会实践活动,突破了数学课堂教学的封闭状态,让学生置身于一种开放的、动态的、主动的、多元的学习环境中,将知识与经验,理论与实践,学习与家庭、社会有机地结合起来。让学生在丰富、自由的自然体验、社会体验、文化体验、劳动体验等活动中,发现问题、解决问题,把数学知识融会贯通,体验数学的价值,培养学生解决实际问题的能力。例如“六一”前夕学校按每人10元给各班自行购买图书赠送给每个班级,充实班级图书角的书籍。我就请同学们担任学校购书采购员,调查图书市场,设计最佳购书方案。学生的积极性非常高,利用星期天去各书店进行调查,各书店在“六一”期间都实行了优惠销售,儿童书店与新华书店的书价相同,儿童书店的图书全部实行“八折”销售,新华书店是买5本送一本。学生调查后又进行计算、比较,最后设计出了最佳的购书方案。这种贴近生活、有效的实践活动,使学生真正体会到生活中充满了数学,生活离不开数学,数学就在我们身边,感受到数学的真谛与价值。真正感悟到数学不是空洞、枯燥乏味的,也不是高深莫测的,而是实实在在的、丰富多彩的。从而使学生喜爱数学,愿意学习数学,增强了学好数学的信心,提高了学习数学的积极性。三、在有效的数学实践活动中 培养学生解决问题的能力陶行知先生说过,要解放儿童的头脑、双手、嘴巴、空间和时间,我们就要让学生到课外去,到社会中去,把课堂上学习的的知识扩展延伸,去解决社会实践生活中的问题,体验数学的价值,激发他们爱数学、学数学、用数学的情感。为了在学生学习数学知识的同时,不断增强应用意识,就必须在教学过程中加强数学实践活动,使学生有更多的机会接触生活中和生产实践中的数学问题,认识现实中的问题和数学问题之间的联系与区别。自我发现问题,自我探究解决问题的方法,以此来培养学生留心观察周围事物、有意识的用数学观点认识周围事物的习惯,并自觉把所学的知识与现实中的事物建立联系,从而解决现实中的问题,真正实现数学的价值。例如在学生学完圆柱、圆锥体积之后,有的学生提出:在日常生活中我们见到的一些物体,如剪刀、斧头铁制的玩具狗。他们是不规则的几何体,怎样才能测出这些物体的体积呢?由此针对学生发现提出的问题,我们组织了开展测量不规则几何体的体积的实践活动。具体要求选择一个不规则的物体(如铁制的动物玩具、土豆、石块等)。采取怎样的测量方法,你是怎样想到的?把实践过程用数学日记的形式写下来,准备明天在班上交流。各小组在组长的组织下分工、准备、讨论探究、实践操作,用多种方法测出不规则物体的体积。其中一个小组在交流中汇报他们的实践过程和所取得的成果如下:我们测量的物体是铁制玩具小狗的体积,我们分别用三种不同的方法测出它的体积。1、我们从洗澡时,当人做到澡盆里时水会溢出来,从这个生活中的现象我们想到:取一个圆柱形杯子,测出它的内直径是6厘米,先在杯子内放一定的水,测出水的高度,再把玩具小狗放入杯子中,使它完全淹没,水上涨高度的5厘米乘以杯子的地面积就是玩具小狗的体积;2、我们从数学课本练习题中知道,钢铁每立方厘米重8千克,我们可以称出铁玩具小狗的重量后除以每立方厘米8千克,就可以计算出它的体积;3、用橡皮泥把铁玩具小狗裹起来,做成一个较大的长方体,量出长方体的长、宽、高,并计算出它的体积。然后取出玩具小狗后再把橡皮泥做成一个小长方体,并量出它的长、宽、高,并计算出它的体积,最后用大长方体的体积减去小长方体的积极就是玩具小狗的体积。此时,我充分肯定了他们的实验方法,我又补充说:“如果我们取上面三种方法测量结果的平均值就更接近玩具狗的实际体积了。现实生活既是数学的起点,又是数学的归宿。学以致用,把所学的知识运用到实际生活中,才是学习数学的最终目标。只有真正运用数学知识,解决生活实际问题,才能实现数学和生活的有效地结合,才能切实地提高学生的生活实践能力和解决实际问题的能力。四、在有效的数学实践活动中 激发学生创新思维的能力数学教育家弗赖登塔尔认为:“学习数学唯一正确的方法是实行‘再创造’。”也就是由学生本人把要学习的东西自己去发现或创造出来,教师的任务是如何开展有效的数学实践活动去引导和帮助学生进行这种再创造工作,而不是把现成的知识灌输给学生。好奇、爱动是儿童的天性,有效的数学实践活动才能使学生实现知识的再创造。创新并不神秘,是人在灵感激活的瞬间产生的思维冲动和奇思异想。创新是人天生就有的,只不过被狭窄的生活空间、机械重复的模仿训练给扼杀了。解放孩子的空间,让他们接触大自然,他们的思维就会产生很多的火花。牛顿发现苹果落地,发现万物有引力定律;瓦特因烧开水,发明了蒸汽机;可以说历史上任何一个伟大的发明都是发明者在实践中,因一些无意识刺激、激活了灵感所产生的。学生在一些偶然因素的刺激下,会产生很多成人也难以发现的思路。学生的大脑是一个巨大的宝库,等待着教师去开发。教师多给学生提供一些鲜活的场景和环境、多开展一些有效的数学实践活动,引导学生多实践,使其才智得到充分地发展、创新能力得到充分地展示。例如在学生学完比例的应用后,我们开展了测量学校旗杆高度的实践活动。在实践活动中,学生表现出的聪明才智、创新精神使我十分惊讶,真是意想不到。(一)触景生情是产生创新之源一位同学看到学校宣传橱窗中张贴着一张新学期第一次升旗仪式的照片,产生了奇想:用拍照方法可测量出旗杆的高度。因为照片上的物体高度与实际物体的高度成正比例关系。(二)敢想、敢说、敢做是实施创新之本在实践活动中有位同学说出了他的想法:如果把旗杆看作等腰直角三角形的一条直角边,那么另一条直角边是在地面上的。量出地面上的直角边的长度就是旗杆的高度。可是这个等腰直角三角形怎样才能构成呢?我还没有想好,这时学生议论开来,心灵产生了碰撞、思维产生了冲动、创新的火花产生了。有一位同学说:拿一块等腰直角三角形板竖直地放在水平的桌面上,把等腰直角三角形板的斜边和旗杆顶端成一条直线,测量出观察者站的位置到旗杆底部的距离,再加上桌子的高度就等于旗杆的高度。(三)猜想、验证、运用是实现创新之径在实践汇报中,其中有一个小组说出他们测量的经过,我们都知道物体越高它的影长就越长。我们猜想在同一时间内物体的高度与影长成正比例关系,经过我们实际操作证明了这一点,我们利用它测量出了旗杆的高度。这样有效的数学实践活动,使学生学会了思考、学会了交流、学会了合作、学会了实践、学会了评判。使创新在思考交流中形成、在合作互动中实现、在激励评判中完美。学生应用数学思维方法解决问题实现了知识的“再创造”。实践证明,在数学教学中开展有效地实践活动,给学生自由探究的空间、自由摸索的时间、自由展示的天地,他们的潜能才能得到最大化地开发,个性才能得到最大化地张扬,创新思维才能得到最优化地激发,实践能力才能得到最大化地提高。学生在这种有效的数学实践活动中学习的主动性最强、学习的效率最高、学到的知识也最易掌握与运用。
近年来,各国科学家竞相进行太空探索。但一个不可否认的事实是,人类在热衷研究其他星球的同时,对地球本身仍缺乏足够的认识。比如,对我们所居住的地球上的海洋来说,正如一位美国海洋生物学家所说,“我们关于海底的知识还不如对火星的多”。星际探索短期内可能不会给人类带来实质性的好处,而深海中蕴藏的丰富资源却有望在不久的将来为人类造福。 日本在海洋探索方面走在了各国的前列。比如“海沟”号无人驾驶深海探测器,曾在1995年潜入世界最深的马里亚纳海沟,潜深达到10911米。但不幸的是,“海沟”号最终却在日本沿海失踪了。 “海沟”号的生命历程 1986年,日本海洋科技中心开始研制“海沟”号无人驾驶潜艇,于1990年完成设计并开始制造。“海沟”号长3米,重6吨,耗资1500万美元。它是缆控式水下机器人,上面装备有复杂的摄像机、声呐和一对采集海底样品的机械手,是世界上惟一下潜深度达到7000米的探测器。 2003年5月29日,日本科学家利用“海沟”号在日本高知县东南大约130公里左右的海域进行海底调查作业,当时“海沟”号的下潜深度为4673米。由于当年的4号台风已经开始接近这一海域,操作人员当天下午1时29分提前结束调查作业。但是在回收“海沟”号时,工作人员发现不知何原因“海沟”号已无法回到母船的发射架中。1分钟后,海面控制船与“海沟”号的光缆通信和高达3000伏的电力供应突然中断,控制船不得不采取紧急措施。 当天下午4时17分,控制船的卷扬机只回收到了“海沟”号的母船发射架,“海沟”号则因电缆断裂而不知去向。操作人员大吃一惊,连续用方位测定器向“海沟”号发射了3次信号,但控制船没有接收到“海沟”号的任何信号。 “海沟”号上搭载的电波发射器可以连续工作240小时,而电波发射器的发射范围仅在4公里左右。当时由于台风已经接近该海域,控制船上的操作人员推测认为,“海沟”号没有反应,可能是它受海浪冲击与控制船距离已经超过了4公里的范围。 此后,日本海洋科学技术中心决心找回“海沟”号,并进行了一个月的搜索,但一无所获。直至当年6月30日,日本方面才向外界公布了“海沟”号失踪的消息。日本海洋科学技术中心于当年7月4日开会研究后认为,在大片海域中即使动用声呐仪也不可能找到久已失去联系的“海沟”号,于是宣告搜索结束。 “海沟”号失踪使不少科学家痛心不已。对日本的深海科研来说,这次的损失无法估量。一些科学家甚至将“海沟”号比作航天界的“哥伦比亚”号。他们认为,这个价值5000万美元的探测器是独一无二的,它的失踪对科学研究是一个重大损失。 到深海去看看 大海正以自己特有的魅力召唤着人类。“海沟”号的失踪并不能阻止人类进行深海探测,正像“哥伦比亚”号失事不能阻止人类的航天事业一样。 今天的人类正面临着人口、资源和环境三大难题。随着各国经济的飞速发展和世界人口的不断增加,人类消耗的自然资源越来越多,陆地上的资源正日益减少。为了生存和发展,人们必须寻找新的物质来源,海洋应当是首选。因此一些科学家认为,深海给人类带来的利益要比那些耗资庞大的太空计划实惠得多。 此外,深海生物新物种的发现,在探索生命起源方面具有重大意义。 深海探测中的技术问题 在短期内,人类乘坐潜水器潜入深海还不太现实。因为在海洋中,每下潜100米就增加10个大气压,几毫米厚的钢板在1万米洋底就像大气中的鸡蛋壳一样易碎。为了克服这些障碍,从事深海探测的大部分科学家都已从有人驾驶潜水器转向机器人潜水器的研究。现在,称为“遥控潜水器”(ROV)的有绳潜水探测器和小型的计算机控制蓄电池驱动潜水器(AUV)可以由任何合适的船只操纵。此外,它们的造价也比较便宜,而且不会给操纵它的人带来任何危险。 另一种可能解决的方案是开发出能取代适于海洋最深处压力的船壳。美国海军已成功试验过利用新型的陶瓷材料制成有浮力的深潜船壳,这类船壳具有人乘坐时所需的安全可靠性。目前这种陶瓷材料的数据资料已经解密,此举必然会促进其商用开发。 而对于潜水器的浮力材料,不仅要求它能承受住巨大的压力,而且要求它的渗水率极低,以保证其密度不变,否则机器人就会沉入海底。在高压环境下,耐高水压的动态密封结构和技术也是水下机器人的一项关键技术。机器人上任何一个密封的电气设备、连接缆线和插件都不能有丝毫渗漏,否则会导致整个部件甚至整个电控系统的毁灭。 由于无线电波在水中的衰减太快,所以在水中不能使用无线电通信、无线电导航及无线电定位系统。“海沟”号与控制船之间就是利用光缆进行通信的。由控制船发出的信号以及由“海沟”摄像机拍摄到的实时图像信号均可通过光缆传输,操作人员可观察监视器上的图像,在控制船上对“海沟”号进行操作。 这些技术问题如能得到彻底的解决,海底这块最后未开发的“处女地”必将得到很好的开发和利用。届时,人类面临的一些社会问题也可有望迎刃而解。我们企盼着这一天的到来。(曲笑) 大洋探秘从海洋中探索生命的奥秘 记日本海洋科学技术中心 曲国斌 海洋被称为地球上最后一个未开拓的疆域,她不仅可以为人类提供“取之不尽、用之不竭”的能源,而且还是人类探索生命奥秘的绝好窗口。位于日本横须贺市海滨的日本海洋科学技术中心就是一所专门从事这一科研活动的规模最大的机构。 从开发资源到进一步了解地球 日本海洋科学技术中心成立于1971年,30年来它走过了3个发展阶段。日本在20世纪70年代初设立这所科研机构的目的在于开发海洋大陆架资源。它通过实施“海洋计划”开发出了可在300米的深海的高水压、黑暗和低温等严峻条件下进行作业的技术以及潜水技术和潜水系统等。80年代,为展开对深海及海洋微生物的研究,它研制了有人潜水考察船“深海2000”号、海中作业实验船“海洋”号、3000米级无人潜水器“海豚3K”号等。到90年代,它开始在世界范围内展开对海洋的全面考察和研究,为此建造了6500米级潜水考察船“深海6500”号、深海考察船“海岭”号、万米级无人潜水器“海沟”号、海洋地球考察船“未来”号、深海巡航探测器“浦岛”号,最新研制的工具是远程航行型自律无人潜水器“AUV”等。 1998年,日本海洋科学技术中心制定了新的“海洋开发长期计划”,提出“进一步了解地球”的目标,并设定了五大研究领域:揭示海洋和气候的变化机制、调查海洋海底的动态、探索海洋生态系、解析地球系统及研究新的海洋开发技术等。其中提出,21世纪的重要研究目标之一就是“探索地球生命的起源”。为此,海洋科学技术中心还启动了“深海生态环境”和“深海地球钻探计划”两个研究项目。 发现地下生物圈 1977年,美国的“阿尔宾”号潜水考察船最早在太平洋上的加拉帕戈斯岛附近2500米深的海底发现了热水(温度高达90℃)喷出孔周围存在着“热水喷出孔生物群落”。以此为契机,1984年,日本海洋科学技术中心使用“深海2000”号在距东京不远的相模滩1200米海底深处也发现了热水喷出孔生物群落,其中有在壳质形成的栖管内生活的虫类以及蜗牛、贝纲、甲壳纲、多毛纲、海葵目等的多种生物。据研究,这些动物不依赖光合作用,而把从地球内部喷出的硫化氢和甲烷等还原性低分子化合物作为初级能源,依靠由以硫酸化细菌、甲烷化细菌等为主的化学合成细菌构成的食物网供应能源。不仅如此,在相模滩及日本列岛附近的日本海沟及南海海沟等处,还发现了“冷水涌出带生物群落”。它们同样是通过化学合成而诞生的生物群落。到目前为止,在日本列岛周围海底,已经发现了18处冷水涌出带生物群落和13处热水喷出孔生物群落。 自从发现了存在于海底的热水喷出孔生物群落之后,各国科学家竞相在太平洋、印度洋和大西洋等海域寻找深海生物。结果发现,这种热水喷出孔生物大多生存在地质构造上是活动着的海岭的两侧。而且,它们之间还有某种共同之处。在考虑到海底扩大的不连贯性和海底扩大的历史过程等因素的基础上,科学家对热水喷出孔生物群落的生物地理学特征进行了比较,结果提出如下假说:“生活在大西洋的热水喷出孔生物群落里的生物是从东太平洋派生出来的,而最有可能的传播路线可能就是东南印度洋海岭和西南印度洋海岭。” 1996年,日本海洋科学技术中心使用无人探测器“海沟”号又在世界最深的海域———马里亚纳海沟查林杰海渊深度约1万米处采到了海底泥沙的标本,从中分离出来大约3000株微生物,并发现了新的微生物种类,如在1000个大气压下能够生存的超喜压性细菌、超好热性细菌、可制造有用酶的蛋白质分解酶及新的糖质分解酶的微生物等。 2000年8月,日本海洋科学技术中心使用深海考察船“海岭”号又在印度洋的中央海岭、东南海岭和西南海岭的交接处(南纬25°19′10〃、东经70°2′24〃,水深2420米)发现了热水喷出孔生物群落,共有20多种生物,其中许多都是第一次发现。这表明,即使在深海海底那样的极限环境里,也存在着多样性的生物世界。科学家们设想:地球诞生初期的微生物有可能不受外界干扰而照原样生存下来;既然海底地壳下这样严酷的环境中还有生物生存,那么,在火星等星球上也会有生命存在;如果热水喷出孔生物是适应地球诞生初期高温环境的生物的话,那么,这就有可能使我们解开地球生命起源的奥秘。 进一步探索地球生命的起源 海底堆积着各种各样的物质层,保存着有关地球的各种历史资料,由此也可以了解地球气候的变化过程。根据迄今为止的研究,80万年来,地球上曾经有过多次超过现在的高温(40℃)和寒冷(-40℃)的时代。而从1万年前开始到现在,地球在气温上处于“异常的稳定期”。更有意义的是,上述谈到的“地下生物圈”,正是探索生命起源的绝好场所。把它与地球外行星上的生命现象进行比较,将加深人类对生命、对自身的了解。 日本海洋科学技术中心为此进行超临界水中的氨基酸聚合观察实验、微生物在超临界水中的溶解实验、压力生理学实验等。科学家们发现,色氨酸能够使酵母菌在高压环境(250个大气压~300个大气压)下安然无恙地生存、发育,高等生物细胞(HeLa细胞)在400个大气压下会大大改变其骨骼形态等。 为了进一步探索地球生命的起源,日本将从2003年起,与美国联合实施“统一国际深海地球勘探计划(IODP)”。为此,日本建造了“地球”号地球深部勘探船,并于今年1月在三井造船公司冈山公司厂举行了“进水式”。这条船长210米,宽38米,高116米,深2米,吃水6米,排水量约6万吨,船员150名,能够从海底向下钻探达到5公里~7公里(这是地壳到地幔的最短距离)处的地幔。 为了实施这一国际性研究活动,日本海洋科学技术中心设立了“深海生物风险中心”,开发了“深海微生物实验系统”,其中包括地壳岩芯标本的防止微生物污染技术、地壳岩芯及岩石标本的微生物解析法、微生物分离法和培养法等技术。人们对这个计划寄予了极大期望,期待着能够在揭开生命起源之谜等方面获得进展。
教海探航最硬,宽进严出。你查查看身边教海探航获奖教师多还是师陶杯教师多,就明白谁硬。目前师陶杯已沦为各市各区科研部门手中一个资源,把谁拉进每个地区六十个名额内,这里水太深。而教海探航不,谁都可以报名,但最后获奖太难了