基因工程技术的基本原理范文1
关 键 词:基因工程技术;人文价值;技术伦理
在人类的实践活动中,技术和人文价值互为根据、相互支持。现代技术就是由技术器物、技 术制度与体制以及技术意识形态这三个层次的因素组成的文化［1］。作为一个多目 标、多类型的技术体系,基因工程技术负荷多方面的价值,有着广泛而深远的社会影响。基 因工程技术发展过程中的人文困惑实际上是人类自身在人格标准、社会伦理观、生态价值观 上的诸多疑难的反映。重新审视当代社会的人文价值观,为基因工程技术的健康发展提供一 个可供参照的人本坐标和社会文化尺度,是当下一件重要的事情。
一、 人文价值导引基因工程技术
发展的必要性与可能性1. 人文价值导引基因工程技术发展的必要性
基因工程技术是自然属性和社会属性的统一体。基因工程技术将有力地促进社会经济的发展 ,实现人的自由,满足人类多方面的需要。由于基因工程技术的作用对象包括人在内,其发 展和应用就必然更多地涉及到人文价值,在个体层面、群体层面和社会层面影响到人与人、 人与社会以及人与自然的关系。基因工程技术为人类摆脱生物本性上的局限从而实现更大的 目标创造着条件,给人类带来无限的梦想和希望。同时,基因工程技术又对人类的文明和智 力,甚至对人类的肉体生存和心理健康都带来了新的、更大的挑战。基因工程技术的发展并 不总是合乎人的本质诉求,其背离人类本性的一面已经表现出来,已经产生和将要产生更为 复杂的伦理、法律、社会和生态等问题,亟须人文价值的密切关注与导引。
基因工程技术发展的人文困惑就是这项技术在其发展过程中对现代人文价值观念的冲击,表 现为基因工程技术对人类社会价值观念的重构和社会价值对基因工程技术的审视。这种困惑 折射出社会发展中的物质层面和精神层面的不协调。对于技术与人文价值之间的这种激荡, 我们必须承认和审慎对待。其实,基因工程技术的内在价值维度与社会人文价值之间有着互 惠的影响,基因工程技术与人文价值的协同发展是十分必要的。
用人文价值导引基因工程技术的发展是必需的。陈昌曙教授曾指出:现代技术从根本上说都 是人造的,人在多种情况和相当程度上可以干预和选择技术。在技术创新的方向,对在何种 场合、何种程度上应用技术,对技术发展的战略和技术政策都有选择的自由和余地;国家、 部门和企业都有技术选择的任务,工程师、企业家都有进行技术选择的能力［2］。具 体说 来,人是基因工程技术发生和发展的主体,居于核心地位。没有科技工作者的努力就不可能有 基因工程技术的产生和发展,更谈不上产业化、市场化;发展基因工程技术的宗旨是为人类 造福,为解决人的现实问题服务。在这里,基因工程技术是手段,人是目的。因此,基因工 程技术的发展路径和结果必须符合人的基本价值诉求。
2. 人文价值导引基因工程技术发展的可能性
现代技术的实体因素决定着人们的生产、生活和精神状况,影响着“人—社会—自然”大系 统的演化,表征着现阶段人类文明的发展水平。同时,人文价值规定了技术发展的方向和目 的,通过影响技术制度、体制及其意识形态实现着对现代技术的选择、扩散和社会整合。人 文价值作为人类社会存在和发展的基本理想,完全可以规定基因工程技术的发展方向。在实 践中,通过不断发展的人文价值可以实现对基因工程技术的导向作用。
人文价值对基因工程技术的发展有着理性的制约作用。m.谢勒认为,每次理性认识活动之前 ,都有一个评价的情感活动。因为只有注意到对象的价值,对象才表现为值得研究和有意义 的东西［3］。基因工程技术的发展从根本上说,要受到人们的情感、态度以及社会伦 理规范 的影响。基因工程技术活动必然要受到当今时代占主导地位的文化价值科学精神和人 文精神的双重影响。现代基因工程技术体现着科学与人文之间的互补关系:一方面,在 探讨 现代基因工程技术活动的意义和技术决策的标准时,离不开对其人文精神的思考;另一方面, 要确定解决特定问题的技术方案和预测现代基因工程技术的物质后果,只有运用理性的科学 精神才能作出回答。以科学精神和人文精神的和合统一为主导的当今社会文化价值以其解释 作用、论证作用和导向作用,创设出基因工程技术发展的社会心理氛围、可行条件并影响着 其可能的发展规模、速度和方向。
总之,基因工程技术与人文价值的逻辑关联提供了人文价值导引基因工程技术发展的可能性 ,现代基因工程技术发展的潜在人文困惑又日益彰显了人文价值导引基因工程技术发展的必 要性。人文价值可以也必须通过作用于基因工程技术的器物层面和制度层面对此项技术的发 展方向加以导引。
二、 人文价值导引基因工程技术
发展的主要原则 为了能够在发展基因工程技术以促进社会福利的同时,又能前瞻性地关注并预警其多方面的 负面影响,在两者之间形成“必要的张力”,我们必须努力探求正确导引基因工程技术健康 发展的人文价值原则。
1. 人本原则
人本原则要求人们在研制、发展基因工程技术的过程中,要有意识地实现人、社会、自然的 整体和谐,关注人类本身的持续生存和健康发展。基因工程技术只有在“人—社会—自然” 大系统的协调发展中才能得以发展并最终实现人的价值追求。
首先,人类与其他生物、非生物环境之间的和谐是人类社会持存的原初条件和人类文明得以 延续的基本保障。基因工程技术的发展要充分考虑自然生态的承载力和可持续性。人们应当 充分利用基因工程技术提供的主动性和选择性,通过有目的的社会实践活动,在促进基因工 程技术发展的同时维持生态系统的完整、稳定和有序发展,建立一种符合自然生态系统发展 规律的社会实践和组织形式。
其次,社会层面中政治、经济、文化和教育环境等之间的和谐是基因工程技术发展的现实社 会条件。基因工程技术的发展既取决于社会的需要,受到特定社会主导文化价值的制约,同 时也广泛地影响到社会生活。基因工程技术的发展要因人、因地、因时制宜,充分考虑其发 展的社会条件和社会影响,在实现自身发展的同时促进社会的进步。
再次,实现人的健康发展和社会价值是基因工程技术发展的归宿。研制基因工程技术的原初 目的是适宜人性的,其发展就是为了解决人类生存与发展面临的食品、健康与安全等现实问 题服务的。坚持以人为本,关心人的价值、尊严、平等、自由和全面发展,应该始终成为基 因工程技术发展的首要目标。
2. 技术与伦理观念协同原则
基因工程技术已经成为推动经济社会发展的重要动因,其迅猛发展必然会影响到人类社会固 有的观念。早在上世纪90年代初,欧洲许多公众就开始强烈反对转基因食品,他们认为转基 因食品有损人类健康,认为他们有足够的可供选择的食物。一些政治家为了自身利益,也充 分利用这场舆论纷争,试图将它演变成一场公众的政治运动。1999年,奥地利、比利时、丹 麦、法国、希腊、意大利和卢森堡等7个国家明令禁止销售转基因食品,在4年内不得发展转 基因食品。但是,随着转基因技术的进一步成熟,到了2002年10月,欧盟又通过了一项关于 最终种植转基因农作物的新的指导方针［4］。
伴随着包括基因工程技术在内的现代生物技术的发展和应用,人类社会无论从制度方面还是 物质方面都已经发生了很大的变革。由人类社会历史实践孵化产生出来的伦理观念同样要适 应新情况和新变化,以崭新的姿态解决新问题。我们并不主张人类的伦理观念无条件地完全 适应或简单地迎合基因工程技术发展的现实,但至少应该作出相应的调整,改变一些具体的 伦理规范和行为准则。伦理学家的研究内容和研究方式不要只被动地适应基因工程技术所带 来的挑战,而要能够预见基因工程技术发展中所要产生的问题和矛盾,起到针对防范基因工 程技术负效应发生的预见和警戒作用［5］。
我们在利用基因工程技术改造物质世界的同时,也要分析和改造我们自己的精神世界,从而 实现两个世界的和谐统一。在现代生物技术的辉煌与其人文忧患并存的时代,基因工程技术 视野与人文价值视野需要很好地对接,技术的发展与伦理观念所展现的高度应该是一致的, 技术与伦理观念应该是协同发展的。
3. 非功利性原则
现代生命科学和基因工程技术已经分别成为目前重要的前沿科学和关键技术,它们相互促进 、相互影响,将同时迎来一个迅猛发展的新时代。现代科学、技术、产业整体化的发展趋势 ,要求我们重视生命科学研究与基因工程技术的协调发展,把基因工程技术建立在牢固的生 命科学基础之上。
相对于人们对基因工程技术产业化、市场化的经济功利诉求,生命科学基础研究要求更多的 则是勤奋踏实、不懈努力和淡泊名利的心态与行为。如果片面追求基因工程技术的所谓快速 发展而忽视生命科学基础研究,就会使基因工程技术逐渐失去自身存在的根基并最终导致自 身发展的乏力。这要求人们对待基因工程技术的发展,要适当地超越功利心态并坚决反对任 何不切合实际的急功近利。
这项原则还要求人们谨慎地对待基因工程技术,采取与传统技术不同的运作方式,在确保安 全性的基础上,有选择、有限度地加以利用。例如,由于一般药物的安全性或毒性试验对基 因药物不一定适用,加上种属差异性,基因工程药物对人的药理学活性在动物身上就不大可 能得到完全、正确的反应。这样在进行安全性试验和临床应用时,就要求有不同于传统的毒 性试验项目、方法、判断标准以及防范措施。另外,由于转基因农作物相对于生态系统来讲 属于“外来物种”,必须对其从实验室走向大田试验的各个环节中间试验阶段、环境释 放阶段、生产性试验阶段进行严格的实时监控,并且在其大田种植后也要继续依照新的标准 采取分阶段的安全性评价。反之,对基因工程技术过分的功利心态则可能无视这项技术的特 殊性、不确定性以及可能存在的风险,导致这项技术的误用和滥用。
三、 人文价值导引基因工程技术
发展的途径探析 1. 确立开放的技术伦理评估框架
在当今文化多元的世界,我们很难在关于人文价值的合理理念方面达成共识,乃至不可能只 有一种普适的技术伦理观。然而,人类社会面临着共同的技术应用问题,社会生活有其相通 性,对“善”的追求也是人性的重要向度,这一切都使得人们可以在基因工程技术的发展问 题上,将价值存在的抽象性转化为具体规范的可能性并达成一些基础性的共识。然后,人们 在此基础上愿意提出和遵守公平合作的条件,愿意承担判断的任务并接受其后果。例如,在 已经过去的三十多年中,美国学术界针对生物技术的应用发展提出了包括“行善原则”、“ 自主原则”、“不伤害原则”和“公正原则”在内的四条生物医学伦理原则,在世界产生了 很大的影响,得到了广泛认同和实际应用。
为了评估基因工程技术的发展,一种技术伦理评估的新框架在今天是必需的。我们要以生物 伦理学理论多元的宽广襟怀,融合多样性的、具有共同基础的基因工程技术发展的指导原则 ,谋求实际应用过程中的共识。开放的技术伦理评估框架的目的只能是为了使人类生活得更 好,使人类免受可能的技术伤害。关涉人类前途的基因工程技术在其发展过程中一定要倾听 来自各方面的声音,允许各种话语的自由表达,宽容地对待各种不同的学术观点和立场,这 样才可能真正实现自身的健康发展。
2. 推广人文主义的科学教育观
科学素养已经成为衡量一个国家国民素质水平及其国际竞争力的重要指标之一,科学教育日 益占据了教育的主导地位。科学教育肩负着提高国民素质尤其是全体国民的科学素质,引导 社会成员勇于在未知领域中探求并走进科学殿堂的重任。面对新世纪科学技术高度综合化、 整体化以及自然科学与人文社会科学相互渗透和融合的发展趋势,科学教育必须以培养大量 基础扎实、知识宽厚、综合素质高、创新能力强,既有科学素养又有人文理想的复合型人才 为目标。完整的科学教育既包括科学技术知识的传授和能力的养成,更包括人文精神的熏陶 。
然而,科学教育和人文教育的长期分离,人为地制造了科学与人文两大阵营,且相互对立和 互不理解,形成了所谓的“两种文化”现象［6］。在这种氛围下,基因工程技术也很 难实现 健康发展。如果基因工程技术只是被人们从功利主义的工具角度来看待,那么它在文化上的 价值就不能得到完整而准确的表达,就可能在其社会应用过程中给人类带来危害。我们必须 找到基因工程技术与人文价值相结合的途径,使基因工程技术发展人性化,让基因工程技术 的发展得到理性的规范,而不是让其成为一种与我们的文化无关的纯粹工具来任意发展。为 了使基因工程技术始终服务于人类文明的目标,我们在实践中就必须推广科学精神与人文精 神、价值理性与工具理性相融合的新人文主义科学教育观。
加强科学教育过程中人文素养的融入,促进基因工程技术人才养成高尚的人文精神,完善其 知识架构,能够极大地夯实人才基础,使他们在内心深处树立以人为本的理念,追求进步、 向往和谐的人生理想。在科学实践上自觉地应用人文价值观念主导和支配基因工程技术的决 策和选择,从而对基因工程技术的健康发展起到有效的推动作用。
3. 强化生命科学家的社会责任,塑造基因工程师的行为范式
科技工作者对人类进步高度的社会责任感和道德责任感是科技进步的重要推动力。早在1974 年,联合国教科文组织就在《关于科学研究工作者地位的建议》中讲到科学家的道德责任。 在当今大科学时代,发展科学技术已经成为国家行为,科技工作者必须考虑科学技术的社会 后果以及自身的社会责任。运用科技成果为全人类造福是科学家和技术工程师追求的美德。 要实现“科学为全人类造福”的价值目标,迫切需要科学家和工程师自觉树立起新的责任意 识。基因工程技术的新发展赋予生命科学家和基因工程师们以前所未有的力量,同时加重了他们 的社会责任。基因工程技术在给人类带来福利的同时,还带来可以预见的和难以预见的危害 甚至灾难,或者在给一部分人带来利益的同时而给另一些人带来了伤害。面对基因工程技术 带来的诸多现实问题以及人们思想观念的变化,生命科学家和基因工程师作为生命科学知识 最主要的载体和基因工程技术活动的主体,有责任、有义务树立科学良心和职业伦理道德, 使基因工程技术为人类创造繁荣的同时,尽可能减少其负面影响。
在2002年4月召开的香山科学会议上,许智宏院士指出:“科学家自身的道德意识和伦理觉 醒至关重要。面对生命科学研究可能带来的巨大经济利益,科学家要自觉地依据理性和符合 人类利益的原则作出选择。任何科学技术的应用都有双重性,科学家有责任向社会说明技术 的价值和可能带来的风险及危害”［7］。可见,科学良心是科技工作者内在的思想道 德,是 道德情感、道德认识和道德意志的具体体现,是科技工作者支配自己的科研工作为人类造福 的道德支柱。因此,生命科学家要坚持不懈地加强科学道德修养,将自己培养成为有社会良 心的责任主体。基因工程技术的健康发展有赖于基因工程师在实践中自觉处理好基因工程技 术积极社会功能的正常发挥与其价值负荷、政治法律约束的关系,逐步形成一个既有利于基 因工程技术发展又充分考虑其社会效应的、可操作的行为范式［8］。
4. 重视技术评论,营造公众参与的良好社会舆论氛围
基因工程技术的发展需要良好的社会舆论氛围。社会公众的态度和心理承受程度是基因工程 技术发展与应用的重要参量。在现代信息发达的社会中,一种新技术概念在社会的扩散,一 种新技术成果在社会的推广,一种新技术产品在社会的应用,均离不开众多媒体强大的中介 传播作用。一种技术在媒体宣传中的形象,将直接影响到社会公众对此项技术的接受态度。 分析公众因基因工程技术的发展和应用而产生的社会心理问题,通过各种媒体开展富有成效 的技术评论,及时引导并调适公众心理,对于基因工程技术的发展有着极其重要的意义。
在当今社会,没有公众科技素养的提高,在生命科学和基因工程技术研究中实现公众参与和 顾及社会伦理道德将只是空谈。生命科学家和基因工程技术工程师在技术评论和公众心理调 适中有着不可推卸的责任。他们有预测和评估基因工程技术社会应用的正负效应,对公众进 行科学知识普及和技术风险教育的责任,并结合自身的研究进程负责任地与公众进行多方面 的对话和交流,通过开展技术评论有效地缓解社会公众期待与紧张的心理状态,从而创造一个 良好的社会舆论氛围,为争取公众参与搭建一个互动的平台,最终实现基因工程技术的人性 化发展。
大众传媒在塑造基因工程技术的社会形象,促进公众理解基因工程技术的过程中有着广泛而 深远的影响。媒体通过自己的宣传,既可以起到为基因工程技术的发展争取社会投资、社会 支持的作用,也可能招来社会公众对该项技术的强烈抵制。媒体对基因工程技术的理解程度 和价值取向将直接影响到公众的心理走向。因此,较为理想的技术评论应以正确理解科学技 术为基础,以科学精神为灵魂,坚持社会效益优先原则和进步的方向性原则,使社会公众及 时了解到基因工程技术的发展状况,切实维护公众的知情权和选择权。通过公众参与和民主 监督,促使基因工程技术以尽可能符合社会秩序和人道的方式发展,最终实现生命科学研究 和基因工程技术创新的人文关怀。
5. 通过立法和制定科技政策进行必要的社会调控
在宏观层面,要处理好个人、社会和自然三者之间的关系,注意从社会整体效应和长期利益 的角度对基因工程技术的发展作出调控;在微观层面,要着力营建科学技术发展与社会全面 进步和谐一体的理念,使基因工程技术研发人员切实认识到自身的社会价值诉求。通过各方 面的共同努力,使基因工程技术的发展实现更多的人文关怀,尽量减少其对社会利益的损害 。具体说来,主要包括以下两个方面的内容。
其一,通过立法使基因工程技术在发展中趋利避害。制定有关法律和法规并不是阻挠基因工 程技术的发展,而是对其进行积极引导和适当限制,由此争得充分的准备时间,以便人们能 够充分估计基因工程技术发展的负面作用,建立一套可操作的制度和规则。为防止现代生物 技术对人类生命个体的有意或无意的伤害和危及人类社会的发展,在发展生物技术方面一定 要谨慎,要在严格的法律规范条件下有序进行。近几年,我国制定出台的《基因工程安全管 理办法》、《农业转基因生物安全管理条例》、《人类遗传资源管理暂行办法》等,都是对 基因工程技术发展进行规范所作出的积极努力。
其二,制定出合理的基因工程技术发展政策是其发展的重要条件。基因工程技术的发展关系 到国家、民族乃至全人类的前途。在进行基因工程技术立法和制定政策时应十分慎重,不要 使基因工程技术工作者和生命科学家们在从事研究时感受到过多的社会压力。只有在一个宽 松、民主、自由的社会环境中,科技工作者的积极性、主动性和创造性才能够得到充分发挥 ,才会真正有利于生命科学和基因工程技术的健康发展。在制定基因工程技术发展政策时要 充分考虑到基因工程技术的社会价值、社会心理影响等,最终实现基因工程技术与经济社会 的协调发展。
若要从根本上解决政府、科技界、企业界和公众之间在基因工程技术发展方面的观念冲突, 除了像技术哲学家m.邦格所设想的力争技术的民主控制,即公众参与所有大规模的技术规划 之外还需要有整个社会的变革［9］。基因工程技术的发展和应用离不开社会的整体 变革,需 要通过适当的社会变革争得良好的社会文化环境。但是,这种有利于协调基因工程技术与其 他社会领域冲突的社会文化环境,仅仅依靠基因工程技术本身的发展是无法营造的,这需要 全社会的共同努力。
总之,我们希望在人文价值的积极导引下,寻求一种有利于基因工程技术健康发展的道路, 让本性为善的技术发展得更为完善,创造一个美好的未来。
参考文献:
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基因工程技术的基本原理范文2
关键词 DNA重组技术 基本工具 教学设计
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
1 教材分析
“DNA重组技术的基本工具”是人教版高中生物学教材《选修3・现代生物科技专题》专题2“基因工程”第一节内容，包括“DNA重组技术的基本工具”和“重组DNA分子的模拟操作”两部分内容。这部分教材主要依据学生已有认知结构、认知需要进行编排，即通过“科技探索之路”的学习。学生已经明确没有基础理论的研究成果，没有技术方面的创新发明，基因工程不可能诞生，也不可能迅速崛起即工欲善其事必先利其器。那么基因工程操作时用到的分子工具有哪些？它们分别有什么作用？由于基因工程内容比较“高”、比较“新”，学生接触得很少，为此教材拓宽、拓深“DNA重组技术的基本工具”时，主要采用化复杂为简约、化抽象为形象的简约化处理手法，使学生更容易理解、掌握这部分内容。学生明确、理解“DNA重组技术的基本工具”后，自然会产生新的认知需要：怎样运用这些工具，构建重组DNA分子？最后，教材引导、启发学生开展“重组DNA分子操作模拟”活动，满足学生认知需要的同时为后续学习“基因工程的基本操作程序”奠定基础。此外，为提升学生思维容量、强化学生思维参与力度，教材结合图文设置了相应的旁栏思考题，意图是诱导学生通过对相关问题的思考，把学习的注意力从简单的死记硬背切换至分析、批判、创新等有利于学生终身发展的能力上来。本节内容安排2个课时完成，第1课时完成“DNA重组技术的基本工具”，第2课时完成“重组DNA分子的模拟操作”。
2 教学目标
2.1 知识目标
简述基因工程概念及目的；简述DNA重组技术基本工具特点及作用；说明基因工程载体必须具备的条件。
2.2 能力目
通过推测限制酶作用机制、分析与评价质粒作用，形成分析能力、推理能力、创新能力与批判性思维。
2.3 情感、态度与价值观目标
认同基因工程的诞生、发展离不开理论研究和技术创新。
3 教学过程
基因工程技术的基本原理范文3
现代科学技术概论不但应该是现代科学技术成果的概论，而且也应该是现代科学技术发展历史和规律的概论。离开现代科学技术发生、发展的历史，静止、孤立地介绍现代科学技术的基本理论和成果，就会使现代科学技术概论这门课程变得零乱庞杂而不成体系。而如果把“史”与“论”有机地结合和统一起来，则不但能克服“零乱庞杂”的缺陷，而且还能为现代科学技术概论这门课程注入生机和活力。同时，把“史”与“论”结合起来，更是为思想政治教育专业学生开设这门课程的教学目的之所需。作为思想政治教育专业的学生，通过现代科学技术概论课程的学习，不但要了解现代科学技术的主要成果、历史演进和完整体系，而且要了解科学技术发生、发展的一般过程和规律，了解马克思主义哲学产生的现代科学技术基础以及对于推动科学技术发展的重要作用和意义。因此，只有做到史论结合，才能达到开课的目的和要求。
2现代科学技术概论的教学内容与体系
根据上述三原则，笔者认为，思想政治教育专业现代科学技术概论课程的内容与体系可做如下安排。导言。概要介绍现代科学技术及其理论基础、前沿阵地、中心内容和综合体现。
第一章，现代物理学革命及其影响。介绍现代科学技术的理论基础———相对论和量子力学。引言，概述近代物理学的辉煌成就及其所遇到的“两朵乌云”。第一节，相对论的建立。根据逻辑与历史相统一的原则，具体讲授伽利略变换和力学相对性原理，迈克尔逊—莫雷实验，洛伦兹变换的提出，爱因斯坦的狭义相对论及其主要结论，广义相对论及其验证。第二节，量子力学的建立和发展。一、量子力学产生的历史背景，概要介绍黑体辐射理论和紫外灾难。二、量子力学的建立与发展，具体讲述普朗克的量子假说，爱因斯坦的光量子理论，玻尔对原子结构的量子解释，德布罗意的物质波，薛定谔的波动方程，海森伯的矩阵力学。第三节，现代化学理论的发展。主要讲授元素周期理论的新发展和现代化学键理论。
第二章，原子物理学的开发研究及应用。主要讲授从物质结构的研究到原子能的开发和应用。第一节，对微观世界的探索和认识。一、物质结构初探，复习回忆德谟克利特的原子论，道尔顿的原子说，门捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的进军，主要讲授X射线、放射性元素及电子的发现，原子结构模型及其实验和发现，原子核结构模型及其实验和发现，对基本粒子家族的认识。第二节，原子能的开发研究及应用。一、原子能的开发研究:重点介绍原子能开发研究中的三大发现，即慢中子效应的发现、核裂变的发现和链式反应的发现。二、原子能的应用，包括能源方面的应用和放射性同位素的应用。能源方面的应用包括两个方面:一是军用三弹即原子弹、氢弹和中子弹的研制;二是核电站的发展，主要介绍从慢中子反应堆到快中子增殖堆再到核聚变反应堆的历史发展。放射性同位素的应用可概要介绍在生产、生活、科研、军事上的应用及其成果。
第三章，生物学与生物工程技术。生物学是研究生命的科学;生物工程技术是用人工的方法创造生命的技术。生命科学是现代科学的三大前沿阵地之一;生物工程技术是现代科学技术的主要内容。第一节，生命的起源和生物的进化。一、生命起源的化学进化历程:从无机小分子物质生成有机小分子物质;从有机小分子物质形成有机高分子物质;从有机高分子物质形成有机多分子体系;从有机多分子体系演化成原始生命物质。二、生物进化论，主要介绍拉马克的生物进化学说和达尔文的生物进化论。第二节，现代遗传学和分子生物学。一、遗传学:主要讲授孟德尔的豌豆实验及其遗传学说;摩尔根的果蝇实验及其遗传学说。二、分子生物学:重点介绍蛋白质的性质、结构和功能;核酸的性质、结构和功能。第三节，生物工程技术。生物工程包括酶工程、发酵工程、细胞工程和基因工程四个部分的内容。因学时限制，可重点介绍细胞工程和基因工程两个部分。一、细胞工程，应首先讲授细胞的全能性，然后在细胞全能性的基础上具体介绍植物组织培养技术、细胞融合技术、细胞折合和胚胎移植技术、克隆技术等内容。二、基因工程:(1)基因工程的基础研究，主要介绍限制性内切酶、连接酶和基因载体的发现和研制。(2)基因工程的基本程序和方法，包括获取目的基因DNA、获取载体基因DNA、目的基因DNA与载体基因DNA的重组、把重组的DNA转入受体细胞进行增殖和筛选转基因生物体五个步骤及方法。三、生物技术的应用前景。主要介绍生物医药的研制及应用、生化工业的迅速发展、转基因动植物的大量出现，人类基因组计划(HGP)及其广阔的应用前景。
第四章，天文学和天体演化学说。天体演化学说是现代科学的三大前沿阵地之一，本章在重点讲述天体演化学说之前，先把天文学的相关知识作一简单介绍。第一节，天文学及其产生和发展。一、概要介绍天文学的研究对象和分类;二、重点讲授天文学的产生和发展:具体介绍古代天文学、近代经典天文学和现代天文学的发展情况。第二节，获取天体信息的渠道和手段;可分三个大问题来讲述。一、获取天体信息的渠道，主要介绍电磁辐射、宇宙线和中微子三条途径;二、获取天体信息的物质手段和仪器设备，主要介绍人眼的构造和功能、光学望远镜、射电望远镜和天体摄谱仪;三、天文观测发展简史:依次介绍光学天文学、射电天文学和空间天文学。第三节，天体的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介绍牛顿“无限无边”宇宙模型及其疑难、爱因斯坦“有限无边静态”宇宙模型及其疑难、哈勃定律与大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先对星系及其类型作一简单的介绍，然后在此基础上介绍星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具体介绍恒星的形成，表征恒星演化过程的赫罗图，恒星演化过程的三阶段，即主序星阶段、红巨星阶段和恒星的三种归宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太阳系的形成和演化:主要介绍太阳系的基本情况和太阳系的形成和演化两部分内容;五、地球的构造和演化:包括地球概况、地球的圈层构造和地球的形成和演化。
第五章，信息技术和激光技术。人类历史在经历了6000年的农业社会和近300年的工业社会以后，现在正在迅速走向第三个文明社会———信息社会。所谓信息社会，就是信息在社会生产和生活中起主导作用的社会。信息技术和信息产业，是信息社会的重要支柱。所谓信息技术，就是信息的获取、传递和处理技术。信息技术以微电子技术为基础，包括计算机技术、通信技术、光导技术和人工智能技术等。第一节，微电子技术。一、微电子技术的出现:具体介绍集成电路的诞生、集成电路的种类及其历史发展和集成电路的制作工艺;二、微电子技术的应用。第二节，计算机技术。一、计算机概述:具体介绍计算机的结构与功能、计算机的特点和计算机的历史发展;二、计算机的应用:主要包括数值计算或科学计算、数据处理或称信息处理、实时控制或称过程控制、计算机辅助系统、人工智能或称智能模拟等;三、信息高速公路。第三节，通信技术。一、电气通信:主要介绍电话通信和非电话通信及传真;二、光纤通信:具体介绍光纤通信的基本原理、光纤通信的优点、光纤通信的应用和发展;三、卫星通信。第四节，激光技术。一、激光与激光器:具体介绍激光产生的基本原理、激光的特点、激光器的构造等内容。二、激光技术的应用:概要介绍激光加工(包括激光铸模、激光切割、激光焊接、激光雕刻等)技术及其在农业、医疗、军事上的广泛应用。
基因工程技术的基本原理范文4
关键词：岩土工程；岩土工程勘察；勘察技术
前言
岩土工程勘察作为工程项目建设前期的重点工作，其勘察结果的准确性、真实性对工程建设质量与安全具有直接影响作用。随着今年里我国岩土工程勘察工作的不断发展，岩土工程勘察技术得到创新发展，而如何科学应用勘察技术组织开展勘察活动，为工程建设施工提供准确指导，成为相关部门研究的重点课题。因此，本文结合笔者多年工作经验，对综合勘察技术在岩土工程勘察中的运用进行了如下分析，以期推动我国岩土工程勘察行业的优化发展。
1岩土工程勘察与岩土工程勘察技术
岩土工程勘察（GeotechnicalInvestigation）是基于岩土工程不断发展的基础上，依据工程建设需求，应用岩土工程勘察技术对工程项目施工所在场地的地质条件（包括地层结果、岩土性质、土质特征等等）以及环境特征进行勘探、分析与评价的工作[1]。岩土工程勘察工作的有效实施在一定程度上为工程建设项目提供了设计与施工的决定依据，对保证工程建设项目施工与运行的安全与稳定具有重要影响作用，是提升工程整体品质不可或缺的存在。由于岩土工程勘察工作的专业性、技术性、实践性较强，设计的理论知识相对较广，因此岩土工程勘察工作的实施存在一定的难度。加之随着近年来我国土木工程事业的不断发展，对岩土工程勘察工作提出了更高的要求，传统单一的岩土工程勘察技术（地层钻探）已经无法满足实际需求。在此背景下，实现综合勘察技术在不同工程项目建设中的科学应用已成为岩土工程勘察工作发展的必然需求，针对工程项目建设要求，实现岩土工程勘察技术的结合应用，如大地电磁场岩性检测技术、工程地质测绘技术、多瞬面波技术、原位测试技术等等，可实现对岩土工程现场地质情况的全方位勘察，为工程项目建设提供全面、真实、准确的勘测结果，提升岩土工程勘察工作质量与效率的同时，也促进了工程项目建设的优化发展。因此，研究综合勘察技术在岩土工程勘察中的运用具有重要现实意义。
2综合岩土工程勘察技术在岩土工程勘察中的运用
随着科学技术的创新与应用，岩土工程勘察技术呈现出多元化发展趋势，其中.工程地质测绘技术、勘探与取样技术、原地测试以及室内试验技术、高密度电阻率技术、横波反射技术、大地电磁场岩性检测技术、多瞬面波技术等在岩土工程勘察中得到广泛应用[2]。基于此，本文结合工程实例就，综合岩土工程勘察技术的运用进行了分析。
2.1工程概述
本文工程项目为3栋8层高的居民住在楼建筑，采用混凝土钢筋框架结构，基础设计为条形。依据《建筑地基基础设计规范》相关要求，地基基底负荷量需高于160kPa，根据相关条例，判定本该工程重要性在二级，地基复杂程度为二级。为保证建筑质量与安全，根据工程项目建设要求，在工程施工设计与建设前，应用综合岩土工程勘察技术对其施工所在地的地质情况进行勘察，对其岩土工程进行评价，用以为工程地基建设提供施工指导。
2.2综合岩土工程勘察技术的运用
根据工程施工场地情况以及工程建设需求，本文主要采用工程地质测绘技术、勘探技术、原地测试以及室内试验技术以及新型多瞬面波技术进行了岩土工程勘察。（1）工程地质测绘技术的运用。工程地质测绘技术是较为常见，也是应用作为广泛的岩土工程勘察技术。该技术主要侧重于对工程施工场地的地形、地貌进行测量，并通过数据分析研制岩土层存在的年限。与此同时，工程地质测绘技术可在一定程度上帮助岩土工程勘探工作人员根据地面情况的分析，为后续勘察技术的选用奠定基础。具有经济、准确、高效的优势。（2）勘探技术的应用。勘探技术是对钻探物等勘探方法的总称，侧重于地工程地下地质情况的勘察，并通过应用与之相关的勘探取样技术，实现取样分析，通过分析得出更为准确的数据，用以提升岩土工程勘察质量。与此同时，不同工程环境选用的勘探方法也不同，因此在应用勘探技术时，需注重具体情况具体分析，在保证工程经济性的基础上合理选择物探、钻探或坑探[3]。（3）原地测试以及室内试验技术的应用。在岩土工程勘察过程中国，为明确探知岩土工程的各物理指标与参数（包括地质强度指标、地下岩层结构指标、岩层固结变化参数以及地质渗透性参数等等）。基于现场环境下的原位测试技术，其工作周期相对较短，代表性较强，可实现对复杂岩土工程的高效勘察。但由于原位测试技术运用的投入资本（人力资本、物质资本等）较大，不适用与大面积的推广。因此，针对应力路径管控难，边界条件相对复杂的岩土工程勘察，则需选择室内试验法进行实践操作。（4）多瞬面波技术的应用。多瞬面波技术（图1）是基于现代技术应用而形成的新型岩土工程勘察技术，可在短时间内进行信息的高效收集与处理。其工作原理是借助不同介质中面波传播存在规律与变化，借助专业设备与仪器向地面发射面波，并通过感应器进行信号感应、收集、分析与处理，形成岩土工程勘察报告，用以体现地下岩土介质结构特征与地质条件，从而完成岩土工程勘察的工作目标，为工程项目建设设计与施工提供准确依据。
3结论
总而言之，岩土工程勘察是工程建设过程中不可或缺的存在，对提升工程建设质量，保障工程建设与运行的安全与稳定具有重要的影响作用。因此，在当今高度重视工程建设质量与安全的背景下，岩土工程勘察单位以及相关工作人员，应明确认知岩土工程勘察工作以及勘察技术科学应用的重要性，为保证勘察结果的准确、真实与全面，需依据技术应用特点，实现综合勘察技术的有效运用，从而提升岩土工程勘察工作整体质量，促进岩土工程勘察行业、工程建筑行业的优化发展。
参考文献
[1]郭岐山.综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用浅述[J].城市建设理论研究（电子版），2017（15）：162~163.
[2]龚伟.综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用基础[J].建材与装饰，2016（49）：182~183.
基因工程技术的基本原理范文5
【关键词】水利工程；土坝坝体劈裂灌浆技术；多头深层搅拌防渗墙技术
前言：
水利工程建设一直是我国工程建设项目当中的重点内容，其质量问题也一直是业内所关心和重视的环节。为了保证水利工程的建设效益能够得以充分发挥，做好对水利工程防渗技术的研究至关重要，文章以此为基点展开讨论。
一、水利工程渗漏原因分析
水利工程项目所出现渗漏的原因有很多方面，由于其所处环境及功能作用的特殊性，因此做好防渗是基础工作。为了能够更好的做好防渗工作，施工企业必须要先做好水利工程渗漏原因的分析，经过对实践工作经验的总结，我认为水利工程渗漏的最基本原因可以概括为以下两个方面：
1.施工质量
水利工程的施工质量是影响其功能性发挥的主要原因，渗漏作为水利工程的一种病害表现，当其出现就意味着水利工程的质量已经出现问题，换句话说水利工程渗漏病害的出现与其工程施工质量有着直接关系。水利工程施工质量问题出现的原因有很多方面，例如材料问题、工程设计不合理、工程施工不规范等等，如果对其追根溯源，那么就是施工方的问题。施工质量的不达标，导致水利工程在投入运行后，无法承受其所应承受的工作量，以至于在面对汛期、较大水流量时，水利工程本身会遭受破坏，当这种破坏达到一定程度时，水利工程就会出现渗漏病害。
2.结构改变
水利工程的结构改变是指在水利工程施工过程中，因为施工企业的施工计划、施工管理等方面出现问题，进而导致水利工程结构出现变形，出现渗漏病害。如果对结构改变根本原因予以追求，那么其也属于施工质量问题，但相比于前文所说的施工质量问题而言，结构改变对水利工程造成的破坏更大，其后果也更严重，故将其单独列出予以分析。
二、水利工程防渗技术应用
想要避免水利工程出现渗漏情况，施工企业就必须要在水利工程施工环节中，做好对防渗技术的应用。从当前的水利工程防渗技术类型来看，其主要可以分为灌浆技术与防渗墙技术两大类型，文章分别对两种技术予以分析。
1.灌浆技术
灌浆技术是依靠高压液压或气压的方式，将灌浆材料输送到水利工程的结构或基础中，通过灌浆材料的凝结、充填来改善被灌部位的力学性质，提升建筑物及基础的防渗能力，达到防渗目的。目前，灌浆防渗技术是水利工程防渗工作中使用最广泛的技术类型之一。防渗灌浆可分为坝体灌浆和基础灌浆，坝体灌浆有土坝劈裂灌浆、充填灌浆、混凝土坝接触灌浆等，基础灌浆有高喷灌浆、帷幕灌浆等。本文仅就土坝坝体劈裂灌浆技术和高压喷射灌浆技术进行阐述。
（1）土坝坝体劈裂灌浆技术
顾名思义，土坝坝体劈裂灌浆技术是应用于土坝坝体的防渗技术，其通过将坝体劈裂，来在坝体裂缝当中灌入粘土泥浆，然后等到泥浆凝结后，与坝体本身产生相互挤压的作用，来改变坝体的应力分布，提升坝体的质量，达到防渗效果。在采取此种技术时，要注意做好坝体裂缝的处理，因为一旦操作失误就会导致坝体出现垮塌现象。在实际施工过程中，施工人员可以根据坝体的实际情况来采取不同的灌浆策略，对于坝体本身质量较好，但有局部裂缝的情况，可直接进行灌浆来予以处理。对于本身质量较差，且存在贯通性裂缝的坝体，则需要采取全线劈裂方式来予以处理。
（2）高压喷射灌浆技术
高压喷射灌浆技术是水利工程防渗灌浆技术当中的典型代表，其通过高压喷射作用，将实现准备好的泥浆喷射到土层上，在给予土层一定冲击力的同时，让泥浆与土层充分混合凝固，成为一个整体，改变土层应力分布，提高防渗效果。由于不同坝体病害对高压喷射灌浆技术的需求有所不同，因此该技术可以氛围定喷、旋喷、摆喷等多种喷射方式，其中旋喷技术对深基坑加固防渗效果更好，摆喷、定喷技术则更多的应用于板墙的防水施工中。相比之下，旋喷技术的应用更为广泛，因为其能够适用于流塑、淤泥、粉土、黏土等多种土层。在实际施工过程中，为了保证喷射施工的有效性，施工人员需要先进行喷射试验，确保其能够符合水利工程的实际需求。
2.防渗墙技术
防渗墙技术也是水利工程施工过程中较常使用的一种防渗技术，其通过在坝体前方设置防渗墙来保护坝体，避免坝体受到雨水的冲蚀而出现渗漏病害。相比于灌浆技术而言，防渗墙技术的防渗效果更好，但其施工技术、资金等成本的投入也更高，因此施工企业要根据水利工程的实际需求来予以选择。文章选择目前使用最为广泛的多头深层搅拌防渗墙技术和锯槽防渗墙技术来进行分析。
（1）多头深层搅拌防渗墙技术
多头深层搅拌防渗墙技术是利用多头搅拌机来完成作业的。在施工过程中，多头搅拌机将水泥输送到土体内部，然后进行充分的搅拌，形成一道水泥桩，以此类推形成多个水泥搅拌桩后，将它们进行搭接，最终形成一道水泥防渗墙，达到防渗效果。多头深层搅拌防渗墙技术主要适用于黏土、砂土、淤泥层、沙砾层的防渗工程，相比与其他防渗墙技术而言，其除了防渗效果较好外，在施工成本、操作方面具有一定优势，因此其在水利工程防渗工程中的应用比较广泛。
（2）锯槽防渗墙技术
锯槽防渗墙技术是利用锯槽设备的刀杆，按照一定的倾斜角度对土体进行反复切割，形成一个凹槽。在切割过程中，切割下来的土体会被排除到锯槽外。当锯槽成型后，灌注混凝土来形成防渗墙，通常情况下防渗墙的厚度以20cm～30cm为最佳。在灌注混凝土时，为了避免混凝土内的水泥浆液深入土体中，应先对混凝土与锯槽土层之间的有效隔离，通常采用泥浆护壁。在实际施工过程中，锯槽防渗墙技术适用于砂土、粘土和卵石粒径较小的砂砾石地层。相比于其他防渗墙技术而言，锯槽防渗墙技术具有机械化强，施工效率高、连续成墙、成墙质量好等优势。
总结：
综上所述，在实际工作中，为了确保防渗技术应用的有效性，除了要保证防渗技术选择与设计的科学性外，相关工作人员还必须要确保自己工作行为与防渗技术设计及操作规范保持一致，使水利工程项目在防渗技术的支持下，能够达到防渗要求，符合水利工程建设质量要求，为水利工程社会效益的发挥打下基础。
参考文献：
[1]余风华.基于水利工程防渗的施工技术研究[J].科技与企业，2013，24：296.
[2]黄贵冰.论如何提高水利工程施工管理质量[J].农业与技术，2013，09：181.
基因工程技术的基本原理范文6
【关键词】平原水库；渗漏；防渗措施
平原水库作为我国平原地区防洪建设的一个重要方面，有着利国利民的作用。但是，多年来平原水库的防渗加固问题又一直是平原水库工程施工过程中的一个重要的环节。由于很多地区基础土质较差，渗透性较强，在水流的作用下对坝基的危害相当大，因此平原水库的防渗工作是不可忽视的。
一、平原水库及平原水库渗漏
平原水库一般位于我国的大江、大河下游，例如我国的黄河、松嫩平原、新疆等地区。平原水库的建设对我国平原地区的防洪、蓄水做出了重要的贡献，相比较山丘水库来看，由于受地理位置、气候、地质条件等不同因素的影响，平原水库与山区水库不一样，他围坝轴线一般较长，多以，封闭多边形状态出现，此外，加之，平原地区的冲击或者洪积地层等，使得平原水库的建设在地理位置上有着一定的不可选择性。由于这些条件的限制，平原水库出现了渗漏现象，影响了平原水库的蓄水作用的发挥，也危害了水库附近居民的生活。水库渗漏是指水库蓄水后，库水沿岩石的孔隙、裂隙、断层、溶洞等向库岸分水岭外的沟谷低地渗漏。水库渗漏大大降低了水库作用，甚至会引起水库附近地区的盐渍化、沼泽化等现象，威胁大坝的安全。水库渗漏如果无法得到及时处理和妥善修治，一方面将会对水库的质量造成危害，影响水库的蓄水功能，对我国的水利工程的施工、管理和维护造成一定的困难；另一方面也会危害水库附近的人们的生活质量和生产工作的开展。水库渗漏是一项复杂的工程地质问题，也是近几年普遍存在的问题，因此，采取有效的防渗处理措施是十分必要的。
二、平原水库渗漏的原因
近几年来，随着我国设计手段、施工技术等的发展与提高，平原水库的蓄水功能得到一定的提高，但是在建造平原水库的时候为了能够减少修筑水库占用的居民的耕地面积，保护我国的国土资源，平原水库大多建在荒坡、盐碱地、废弃的河道等区域，筑坝土料也大多取自水库内，这就造成水库的土料条件较差，很大程度上又影响了水库的蓄水深度，也造成了平原水库的渗漏，平原水库的渗漏将平原水库这项利国利民的工程一步步推向危害民众的端口。平原水库防渗工作势在必行。水库渗漏的原因主要是由于以下几个方面的因素：
（一）围坝轴线较长
平原水库受修筑的地理位置等影响，水库的围坝多为封闭的多边形，这种形状与山区的水库相比较，围坝轴线要比山区的水库长得多。围坝轴线较长很大程度上对工程的加固性会造成一定的影响，会导致加固性不如围坝轴线短的工程，从而导致堤坝渗水或者漏水。
（二）地理位置局限性
平原一般是在地壳长期稳定、升降运动极其缓慢的情况下，经过外力剥蚀夷平作用和堆积作用形成的，大部分的平原是由于河流冲积而成，例如我国的长江中下游平原、黄河等这些河流冲击而形成的平原具有地面平坦，面积广大等特点，多分布在大江、大河的中、下游两岸地区。而这些地区对于水库的建设来说，地理位置基本上没有办法选择，而这些地区的土质一般为粘土或者沙土，这样的土壤会造成平原水库地基本身就带有很大的渗水性。
三、平原水库防渗措施与方法分析
平原水库之所以会发生渗漏现象其原因是多方面的，也正因为如此对其进行有效的防渗处理就显得困难得多。对平原水库进行有效的防渗处理，不仅需要科学、统一的规划，还需要过硬的技术作为支撑。正是基于此种考虑，为有效防治
平原水库的渗漏，建议从以下几个方面着手：
（一）垂直防渗技术的有效应用
在对平原水库进行防渗处理中，垂直防渗技术是其中非常有效的处理措施。所谓 垂直防渗技术，指的就是通过将平原水库的地基经过相应的处理做成封闭式的防渗帷幕并以此来有效防止坝基渗漏的一种技术。垂直防渗技术有一定的适用范围，一般来讲，该技术较适于应用在平原水库地基透水层相对较薄或隔水层比较浅的区域。具体到垂直防渗技术本身，在其应用中一定要掌握其适用范围，并且要充分考虑其技术应用需要注意的地方。比如，垂直防渗技术通过专用机具在已经建成的坝体或是覆盖层透水地基中建造槽型孔，通过泥浆来对坝体墙壁进行有效加固，同时利用高压泵将泥浆压入到孔底。然后，高压泵又会携带大量的岩渣由孔底回流到地面。在此过程中，我们就可以利用直升导管来向槽孔中浇筑混凝土，从而形成浑然一体的混凝土坝体墙壁，进而实现防止渗漏的目标。也正因为如此，垂直防渗技术是目前平原水库防渗处理中运用最多也是效果最好的技术。
（二）水平防渗技术的有效应用
水平防渗技术是相对于垂直防渗技术而言的，水平防渗技术也是平原水库进行防渗处理时常用的技术之一。所谓水平防渗技术，指的就是通过在平原水库的坝底水平铺设防渗土工膜来达到防渗目的的一种技术。水平防渗技术具有多方面的优点，比如取材方便、成本低廉、施工面积大、工期较短、操作简单等。也正是由于水平防渗技术具有如此多的优点，使得其在平原水库防渗工程作业中的得到广泛应用，深受施工人员的欢迎。
（三）防渗工程
无论是垂直防渗技术还是水平防渗技术，不同的防渗技术在应用中都应针对具体的环境因素（不同的地质条件、蓄水深度、工程造价等）来选择最适合的防渗具体措施。并且防渗技术的运用必须有较为完善的防渗工程予以配合才能得以实
施。一个较为完善的防渗工程必须具备下面几个条件：
首先，材质选择。混凝土防渗墙是利用成槽设备在地基或坝体中成槽孔，并且采用泥浆护壁来防止槽孔发生坍塌。槽孔做成之后还必须用混凝土置换出槽孔中原有的泥浆，进而把坝体筑成坚固的墙体。混凝土防渗墙技术在平原水库防渗处理中已经得到了广泛的应用，实践证明效果非常好。
其次，施工的工艺。混凝土防渗墙技术不同于传统的施工技术，该技术在很多方面对原有技术进行了改进，使之能够更好地起到防渗的作用。例如，在造孔方面主要有两种工艺，一种是锯槽法，另一个是挖掘法。这两种方法都是混凝土防渗墙技术中常用的两种工艺。也是对传统工艺加以改进之后形成的更为科学也更为有效的造孔工艺，实际运用中效果很好。
随着我国经济的快速发展，我们再平原水库防渗方面做出了不错的成绩，但是要想彻底整治平原水库的渗漏问题，还需要一个较长的时间。所以，我们再平原水库防渗方面还有很长的路要走，必须坚持不懈地做下去。
参考文献：
[1]王殿武.关于北方地区平原水库存在问题的探讨[J].辽宁水利科技，1992.
