关键词：生态水利；设计；技术
Abstract:inthispaper,accordingtothecurrentresearchdataindetailthedifferencesbetweenthetraditionalwaterconservancyengineeringandecologicalengineering,introducesthebasictheoryandthetechnicalrouteoftheecologicalwaterconservancydesign,inordertopromotetheapplicationandpopularizationofecologicalwaterconservancydesign.
Keywords:ecologicalwaterconservancy;technologydesign;
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
生态水利设计是可持续发展理念与生态保护意识发展的体现，是未来水利设计的发展方向，设计人员在设计的过程中应该按照生态水利工程学的基本要求，不断总结生态水利设计经验，提高生态水利设计水平，实现人与自然的和谐发展。
生态水利工程学这一学科强调水利工程建设在满足人类社会发展需要的基础上，还必须兼顾水域的生态与可持续发展。在生态水利工程中，各种生态经济技术的应用是该技术的核心，这一技术在未来将与传统治污技术、清洁生产技术和环境立法技术等结合在一起，成为生态河流建设的主要手段。
1生态水利工程与传统水利工程之间的区别
传统水利工程的主要目的是为了实现水资源的再分配和利用，以便能够满足社会经济的发展需要，这主要表现在防洪、生产生活水源、防止农业生产的旱涝灾害、提供清洁能源、满足人们审美需要等等，这些都是水资源利用的资源性、经济性和社会性的体现。而生态水利工程建设则是从社会经济发展和生态水环境两个角度出发，在尊重自然发展规律的基础上思考水利工程建设，水利工程建设的第一目标是满足水环境的生态发展需要，而后才是防洪、生产生活水源等目的。二者的主要区别见表1。
表1生态水利工程与传统水利工程之间的区别
由此可见，生态水利工程的内涵主要表现在两个方面：第一，生态水利工程建设有明确的生态服务目标和功能，在设计上要求保持和发展生态系统作为首要设计要求，并将其贯彻到设计全过程。第二，在生态水利设计上要保证选址、布局、施工与环境之间的友好性和协调性，降低工程建设对生态环境的不良影响，实现经济与生态的可持续发展。
2生态水利设计的基本原则
2.1设计方案的安全性和经济性原则
在生态水利设计中，设计方案必须符合水利工程学的基本原理，还应该符合生态学基本原理，在此基础上方案还必须满足安全性和经济的要求。所谓的安全性需要就是设计方案必须符合水文学和工程力学的基本规律，以保证水利工程设施的安全、稳定和耐久性，这就需要设计人员在设计过程中充分考虑河流泥沙输移、侵蚀和淤积、河道冲刷的基本特征，动态的掌握河流的变化规律，只有这样才能保证水利工程的稳定性。同时在方案设计与选择上，应该从经济合理性的角度进行详细的对比分析，使工程能够以最少的投入获得最大的经济效
益。
2.2保持和恢复河流空间异质性原则
现在生物学家的研究成果表明，河流生物群落的多样性与非生物环境空间的异质性存在正相关关系，也就是说非生物环境空间越复杂，生物群落的种类越多，这反映了非生命系统与生命系统之间存在着一种依存和耦合关系。这就要求在水利工程设计中，维持和发展非生物空间的异质性，在有限的河流生态系统当中创造更多的小生境，这样就能够为不同生物提供生存和共存的条件，只有这样才能达到保持和发展生态环境的目的，保证河流生态系统的生物多样性。
2.3生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的自组织功能主要是指生态系统的可持续性，自组织的实质是物种的自然选择，物种通过自然选择找到自己的生存所需要的环境条件，只有这样物种才能在保持一定种群数量的前提下进行繁衍和发展。在水利设计中依靠生态系统的自设计、自组织工恩难怪，可以由自然界选择最适合的物种，形成多种多样的物种结构与生物种群，达到自设计的目的，这种自设计的能够充分的发挥物种的自我恢复功能。现代生态水利建设表明，在引进新植被、新物种、设计新环境的时候，要充分利用乡土物种、本地物种，禁止引进外来物种，这样能够增强生物物种的适应性。
3生态水利设计技术路线和基本要求
3.1科学进行水文过程分析与计算
水利工程的服务对象十分广泛，一个水利工程既要满足湿地、林业、草原、农业、畜牧业和江河湖泊等生态用水，还要满足工业、居民生活、消防、绿化等社会生活需要，这就要求在生态水利设计先弄清生态目标对水资源的配置的基本要求和需求规律，只有这样水利工程才能满足服务对象的需求。
这一点从现在一些生态水利设计案例中可以看出来，如浙江水利设计研究院承担的浙江西溪湿地生态改造工程，该工程作为最近几年比较典型的生态水利设计案例，在设计过程中就是从生态水文学与工程水文学综合性的角度，充分考虑了该流域的服务对象的需求性，提出了在非灌溉期或灌溉空隙时间为湿地补水和利用灌区尾水给退化湿地进行补水的生态水利设计方案。该方案应用以后，不仅满足了周边农业生产的灌溉需求，还实现了湿地、退化湿地补水生态恢复的目的，取得了良好的社会和生态效益。
3.2析出关键生态敏感目标
在水利工程建设中必然会影响到一些生态目标，这就需要设计人员在设计过程中要准确识别生态水利建设直接或间接影响的生态目标，而这也就是关键生态敏感目标。
这一点在现在很多生态水利设计中没有意识到这一点，如九十年代在三江部级自然保护区湿地生态水利工程设计当中，由于没有意识到三江源湿地水资源主要来源于降水、上游来水这一因素，结果在上游别拉洪河开挖人工排水渠的过程中，导致上游来水直接被引入了人挠力河和乌苏里江，而不是像以前那样先经过三江源湿地保护区再排入乌苏里江，导致三江源湿地水源骤减，严重影响了下游的挠力河部级湿地自然保护区，这两个保护区的湿地功能逐渐减弱，一些生物的生存环境收到了很大的威胁。可见，在生态水利设计中要重视关键生态敏感目标的确定，只有这样才能真正减少水利工程建设对生态环境的不利影响。
3.3生态水利设计与环境工程设计的协调
生态水利设计中还应该考虑到环境的特点和与承受能力，这就要求在设计中引入环境科学与工程的一般原理与技术要求，使设计方案中的水量与水质的同步科学配置，实现生态水利设计与环境工程设计的协调。
具体来说应该注意以下几点：第一，设计方案中应该减少旱田排水挟带泥沙或污染物进入水环境系统或湿地系统，对此可以在这两者的过渡地带中设置生态处理沟渠或氧化塘，待泥沙沉淀和污染物分解后再排入天然护坡或湿地。第二，如果在缺水地带有种植水稻等用水量较大的农作物，在生态水利设计中应该以水量的高效利用和水质净化为主体进行设计，实现水资源的综合、高效利用，减少水资源的污染和浪费。
参考文献：
关键词：物联网专业；高职院校；人才培养
中图分类号：TP391.44-4
进入二十一世纪，随着互联网技术的成熟和广泛使用，全球进入了高度信息化的时代，基于计算机技术，利用通信网络拉近了人们之间的距离，实现了人与人之间的互连。但是，人类对自然世界的探索和征服并没有停歇，对周围事物的自动识别、信息获取、定位追踪、远程控制等智能化的要求越发突出，人与物、物与物的相连需求摆在我们面前。使用现有成熟的传感器技术、射频识别技术、无线传感网、通信技术等信息化手段，按照一定的协议方式，可以实现物品与互联网的连接，满足人们对于人与物、物与物相连的需求，所以在2005年信息社会世界峰会上，国际电信联盟首次提出了物联网的概念[1]。此后，物联网被认为是继计算机、互联网后的又一次信息产业革命，世界各国纷纷加快布局物联网技术的研发和应用，并提升为国家发展战略目标，分别提出智慧地球、感知中国、u-Korea等国家产业发展规划。
我国在2009年把物联网列为国家新兴战略产业，十一届全国人大三次会议的政府工作报告中，强调要加快物联网研发和应用[2]。2010年初，教育部号召我国高校开设物联网专业。高等职业院校以培养物联网技术的应用型人才为目标，大量的物联网相关专业，近几年在高等职业院校相继开设，将为我国物联网产业链提供生产和应用的高素质人才，为众多产业的发展和升级输送信息技能人才。物联网专业融合了电子、计算机、网络等多学科，其包含的技术复杂多样、应用领域广泛、需求各异，这就要求开设物联网专业的高等职业院校，结合自身优势和特点，充分调研本地区的产业现状，制定满足产业需求、定位准确人才培养方案，探索一条适合物联网应用技术专业发展的途径。
1人才培养目标
确定物联网应用技术专业的人才培养目标，要建立在对物联网产业链广泛的调查研究基础上，结合本校的相关专业特点，明确人才培养职业面向和定位。以九江职业技术学院物联网应用技术专业建设为例，对国内的物联网行业进行调研，走进大型物联网技术相关企业新大陆、中软国际、中兴通讯等，了解行业的新动态、新技术、新应用，以及对物联网应用技术人才的岗位需求；学校具备江西省高职院校中领先的物联网相关专业，有国家示范性高职院校重点建设的电子技术专业，中央财政重点支持专业、江西省高校特色专业的软件技术专业，江西省高职高专示范专业的网络技术专业等；以物联网关键技术应用为专业教学核心，职业面向的主要就业岗位为物联网嵌入式开发工程师、应用系统开发工程师、物联网系统架构师、物联网系统维护工程师，也可以从事物联网产品咨询与销售顾问、应用系统项目经理等。所以高职院校物联网应用技术专业的人才培养目标应定位在，掌握物联网基本理论及关键技术，能够从事基于物联网相关技术的产品生产设计、项目软件开发、应用系统集成、维护维修、产品推广及营销等工作岗位的德智体美等全面发展的高素质技能型专门人才。
2知识能力和岗位需求
根据物联网专业定位和教学侧重点不同，可以培养出擅长不同技能方向的多类型人才。在物联网产业链中可以划分为三个环节，分别是信息感知，网络传输，应用开发。
信息感知环节主要是识别物体，采集信息，要求掌握传感器技术，二维码、射频识别技术、嵌入式系统等知识，具备硬件电路的应用设计开发和维护能力，传感器、识别系统安装及调试能力，嵌入式设备应用开发能力，本环节主要是物联网的硬件系统部分，涉及物联网嵌入式系统技术人员、电子设备设计技术人员等岗位。
网络传输环节主要是信息传递和数据处理，要求掌握通信网、计算机网络技术、无线传感网络等知识，具备网络布线设计、无线组网安装与调试、通信设备维护等能力，涉及网络架设工程人员、计算机网络通信开发维护人员、无线传感网设计人员等岗位。
应用开发环节是实现物联网与众多应用领域的技术需求相结合，实现广泛智能化，要求掌握程序开发技术、数据库技术、系统测试技术等知识，具备高级语言程序设计能力，物联网应用系统设计能力，项目部署与设施、技术支持维护能力，涉及的工作岗位包括物联网软件开发技术人员、应用系统维护技术人员、物联网系统架构人员、物联网产品咨询与销售顾问。
高职院校培养物联网技术的应用型人才，由于物联网专业包含技术种类繁多，涉及应用的领域又特别广泛，如果教学中没有侧重点，教学的效果可想而知，培养的人才将会千人一面、如出一辙，知识多而不精，因此，要以本地区产业链中实际的岗位需求进行准确定位。要求高职院校在物联网行业协会、职业教育集团的指导下，加强与企业合作办学，采取订单式人才培养模式，培养出具有扎实的物联网基础理论，技术专精，定位准确的高技能人才，是适合物联网专业发展的重要途径。
3课程体系构建
课程体系的是人才培养目标实现的依托，是高职院校物联网专业定位和特色具体体现。以九江职业技术学院课程体系为例，课程体系包括公共基础课程、专业课程、综合实践与实训课程、拓展课程；现阶段我国物联网产业特点是在硬件的基础上，利用软件进行各领域的应用系统开发，物联网软件开发是产业链中绝对重要的组成部分，是实现应用系统差异化和智能化的重要手段，市场潜力巨大，以学校自身特点结合物联网产业发展现状，确定以物联网关键技术为基础，以物联网应用系统开发维护为重点的教学模式，进行课程体系构建。同时，还要考虑本专业的职业面向，满足主要工作岗位的知识、能力需求，以及加大加强实践实训教学的比例，专业课程以企业实际产品、项目为引导，教学环境以校内实训基地和校外企业为主。专业课程和岗位关系如表一所示。
表1专业课程与部分主要工作岗位关系表
物联网嵌入式系统工程师物联网应用系统开发工程师物联网系统维护工程师物联网产品咨询与销售顾问
1电路与电子技术√√
2高级语言程序设计（C）√√√
3物联网概论√√√√
4单片机原理与接口技术√√
5Java应用软件开发√√√
6物联网传感技术应用√√√
7嵌入式系统√√√
8实用网络技术√√
9无线传感网技术√√√√
10网络数据库技术√
11射频识别（RFID）技术√√√√
12物联网安卓应用开发√
13物联网应用系统开发√√
14物联网典型应用案例√√√√
综合实践与实训课程
1程序设计课设（C）√√
2电子基本技能实习√√
3办公软件应用实训√√√√
4Java应用软件开发课设√√
5单片机原理与接口课设√√
6嵌入式系统实训√√√
7物联网安卓应用开发课设√
8顶岗实习√√√√
拓展课程
1专业提升实训√√√√
2IT职业素养√√√√
4专业应用方向设置
2011年起，教育部、财政部启动了高等职业学校提升专业服务产业发展能力项目建设，在制定高职院校物联网专业的人才培养方案中，应要体现出对本区域产业发展的支持和服务。
物联网的专业方向设置体现了专业的特色，和对服务产业的定位。以江西省为例，通过对江西省产业的发展现状调查，结合环鄱阳湖生态经济圈建设，江西省将建设成中部地区重要的制造业中心、生态产业中心、生态旅游休闲胜地和现代物流基地[3]。江西省需要利用物联网技术加快对传统产业的改造和升级，在农业、工业、生态保护、交通物流等行业对智能化需求规模将是空前的，将需要大量物联网技术的应用型人才，进行各行业应用系统的设计研发、调试维护。高职院校的物联网专业要与行业和企业紧密结合，要为本地区产业的发展和升级提供定位准确的高技能人才，这样既满足了产业链的需要，又彻底解决了学生的就业问题。所以江西省的高职院校的物联网专业方向，应定位为智能农业方向、智能工业方向、环境保护方向、智能物流方向等。
例如物联网应用技术专业智能农业方向，在《物联网应用系统开发》、《物联网典型应用案例》、《顶岗实习》等课程或教学实践中，应加入农业智能化管理、灌溉技术、自然环境检测等知识，使学生在掌握物联网关键技术的同时，还具备一定的农业知识，增强了学生使用信息化手段服务农业产业的能力。
5结束语
虽然物联网是国家新兴产业，还需要政策引导推广，但是其近几年的发展能力却是有目共睹的。根据2014年初的中国物联网大会上的数据，我国的物联网产业规模已超过6000亿元，在2015年有望接近万亿元规模[4]，这比2011年工信部的预测2023年将达到万亿元规模，提前了整整五年。如此庞大的产业，对应用技能型人才的需求可想而知，高职院校肩负着对应用技能型人才培养的重任。研究与探索更加适合本校本地区物联网人才培养的路径和方法，为本地区物联网产业的发展提供优质的高素质人才，对促进物联网产业的健康快速发展和高职院校的物联网专业建设有着十分重要的意义。
参考文献：
[1]“物联网”概念解读[A].四川省通信学会2009年学术年会论文集[C].四川省通信学会，2009.12：27
[2]在十一届全国人大五次会议上作的政府工作报告[N].人民日报，2012-03-06，2
[3]江西省社会科学院课题组.建设环鄱阳湖生态经济区的构想[J].当代江西，2008（05）：11-13.
[4]2015物联网有望接近万亿元规模[EB].中国投资咨询网，2014-04-04
作者简介：徐鲁宁（1981-），男，九江职业技术学院信息工程学院，讲师。
关键词：生物教学基因工程概念辨析
“基因工程”在现代生物科技专题模块中占有举足轻重的地位，是学习的重点，也是高考命题的热点之一。各地高考每年都会考到相关知识点，而且有逐年增多和加深的趋势。如要学好本模块必须系统地掌握这部分内容中的基本概念，而生物学概念构成了当代生物学科结构的主干，对生物学概念的学习是学生进一步探究深层的生物学现象与规律的基础，具有很强的客观性、概括性和抽象性。因此，对概念的掌握和运用是生物学教学过程的核心问题。下面对基因工程中学生常易混淆的几组基本概念作一辨析。
1.基因工程
基因工程又叫做基因拼接技术或DNA重组技术，这种技术是在生物体外，通过对DNA分子人工“剪切”和“拼接”，对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出人类所需要的基因产物，或者让它获得新的遗传性状。
2.限制性核酸内切酶；DNA连接酶；DNA聚合酶；反转录酶；解旋酶
2.1限制性内切酶。在微生物体内存在的一类能识别并水解外源DNA限制性内切酶，限制酶能识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且准确地在每一条定部位的两个核苷酸之间切割，形成黏性末端或平末端。发现于原核生物体内，现已分离出100多种，几乎所有的原核生物都含有这种酶。是重组DNA技术和基因诊断中重要的一类工具酶。例如，从大肠杆菌中发现的一种限制酶只能识别GAATTC序列，并在G和A之间将这段序列切开。
2.2DNA连接酶。DNA连接酶催化DNA中相邻的5'磷酸基与3'羟基间形成磷酸二酯键，使DNA切口封合，连接DN段。即它可以将限制性核酸内切酶切割下来的基因（DN段）与另外被切割开的DNA分子（如载体）连接到一起，形成重组DNA分子（见下图）。
2.3DNA聚合酶。主要是连接DN段与单个脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，在DNA复制中起作用。
区别与联系：DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3'末端的羟基上，形成磷酸二酯键，需要模板；而DNA连接酶是在两个DN段之间形成磷酸二酯键，不是在单个核苷酸与DN段之间形成磷酸二酯键。而是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。
2.4RNA聚合酶（又称RNA复制酶、RNA合成酶）一种催化从反义DNA分子链转录RNA的酶。现在知道的有两类在原核生物中，一类产生DAN复制的RNA引物，另一类转录其他三种类型RNA分子（MRNA、TRAN、rRNA）。
2.5反转录酶：反转录酶是一种多功能酶，具有三种酶活性，即RNA指导的DNA聚合酶活力，DNA指导的DNA聚合酶活力。除了聚合酶活力外，它尚有核糖核酸酶H的活力，专门水解RNA-DNA杂合分子中的RNA。在分子生物学技术中，其作为重要的工具酶被广泛用于建立基因文库、获得目的基因等工作，在基因工程中起重要作用。
2.6DNA解旋酶：在DNA不连续复制过程中，结合于复制叉前面，并能催化螺旋双链结构解旋的酶。该酶具有ATP酶活性。在DNA复制及转录时起作用。
以上几种酶中DNA限制酶、DNA连接酶、DNA聚合酶均作用于磷酸二酯键，DNA解旋酶作用于氢键。
3.启动子与起始密码子，终止子与终止密码子
启动子和终止子都是一段特殊的DNA序列，属于基因的非编码区，分别位于编码区的上游和下游，负责调控基因的转录。而起始密码子和终止密码子都是mRNA上的三联体碱基序列，分别决定翻译的起始和终止。
3.1启动子与起始密码子。启动子可与RNA聚合酶特异性结合而使转录开始的一段DNA序列。但启动子本身并不被转录，属于基因上游对转录起调控作用的5'端非编码区。而起始密码子位于信使核糖核酸分子中规定编码多肽链第一个氨基酸的密码子。
3.2终止子与终止密码子。终止子位于DNA上，确切地说是属于非编码区的核苷酸序列。它特殊的碱基序列能够阻碍RAN聚合酶的移动，并使其从DNA模板链上脱离下来，从而使转录工作结束。终止密码子位于MRNA上，共有三种：UAA、UAG、UGA。三种核苷酸不能决定氨基酸，为“无义密码”，终止密码表明一条肽链已经翻译完成。
4.非编码区与非编码序列
在原核基因中，能够编码蛋白质的区段，叫编码区；不能编码蛋白质的区段，叫非编码区。编码区上游和编码区下游的DNA序列组成的非编码区，对遗传信息的表达有重要的调控作用。
真核基因结构也由编码区和非编码区两部分组成，编码区是间隔的、不连续的，其中能编码蛋白质的序列叫外显子，不能编码蛋白质的序列叫做内含子。在编码区中，外显子被内含子分开，成为一种断裂的形式。由此可见，原核基因的非编码序列就是非编码区，而真核基因的非编码序列则包括非编码区和编码区的内含子。
5.DNA复制与PCR技术
DNA复制（细胞内复制）：是指以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。
PCR技术（体外DNA复制技术）：PCR技术是一项在生物体外复制特定DN段的核酸合成技术。
主要区别：DNA复制（细胞内复制）场所为细胞核、线粒体、叶绿体；PCR技术场所为体外；酶不同前者为解旋酶、DNA聚合酶等，后者为耐热DNA聚合酶（Taq酶）结果不同前者形成两个完整的DNA分子后者短时间内形成大量的目的基因。
6.基因组文库与部分基因文库
6.1基因组文库：某种生物全部基因组DNA序列的随机片段重组DNA克隆的群体。该文库以DN段的形式贮存着某种生物全部基因组的信息，可以用来选取任何一段感兴趣的序列进行复制和研究。材料来自生物体基因组是RNA（如RNA病毒）所构建的核酸片段克隆群体，也是该生物的基因组文库。
6.2部分基因文库：如cDNA（互补DNA）。是由生物的某一特定器官或特定发育时期细胞内的mRNA经体外反转录后形成的互补DN段，与载体连接后储存在一个受体菌群中，这个受体菌群就叫做这种生物的cDNA文库，只包含了一种生物的部分基因。
区别：基因组文库较大，部分基因文库较小。部分基因文库，如cDNA不含内含子、启动子和终止子的核苷酸序列，而基因组文库含有这些核苷酸序列。对于基因间的交流基因组文库部分可以进行交流，cDNA可以进行交流。
参考文献：
［1］王镜岩，朱圣庚，徐长法主编.生物化学下册.高等教育出版社，2005，12.
［2］选修3（现代生物科技专题）.人民教育出版社，2007，7.