三、自主学习作业样本举例

主题一：所学专业技术运用对社会文明的推动

要求：利用图书文献、网络资料，查询所学专业的发展史，了解本专业对社会发展的贡献，以及发展前景，认识本专业技术运用所承担的社会责任。

主题一样本：交通运输的历史与社会贡献

制作人：西南交通大学2006级运输专业茅以升（重点）班周薇、凌巧、余晓珂、王贶煜、闻克宇、唐轩

西南交通大学交通运输学院成立于1998年，其前身是1956年恢复建系的铁道运输系。追溯到更早的历史，1938年4月至1941年1月期间，国立交通大学唐山工学院就设立了铁道管理系。历经大半个世纪的发展，已经逐渐成为我国铁路及道路交通运输人才培养及科学研究的重要基地之一。

交通的历史

所谓交通，《辞海》中解释为“相互通达”。实际上我们今天所说的“交通”，常常与“运输”联系在一起，指人或物从一个地方移到另一个地方的方式和手段，不过，“交通”更多地指人的因素，而“运输”则主要是指货物的运送。

从交通所行经的地域来看，我们可以把它划为陆路交通、水路交通与空中交通；从交通本身的特点来看，则可以划分为公路交通、铁路交通、河运、海运和航空等等。从更长远的角度来说，航天也属于交通的范畴。

现代的交通运输已成为一个国家经济发展不可缺少的重要部门。但从人类原始的“肩挑手提”、“以脚代步”的交通方式演变为今天现代化的交通运输，却是经历了十分漫长的历史过程的。交通对人类来说是如此的重要，关系又是如此的密切，以至于我们完全有理由认为，交通的发展与变革，是人类文明的重要标志之一。

陆地是人类的基本栖息地。在那里，人们生产、生活、交互往来、迁移走动，自古如此。因此可以说，陆路交通的发展与人类本身的发展几乎有着一样久远的历史。

我国的陆路交通也有着颇为悠久的历史。特别是在秦统一中国后，为了更好地实现全国政治、经济和文化的统一，拆毁了战国时期遗留下来的路障、城堑等，大力发展车马驿道，形成了以咸阳为中心的全国性陆路车马交通网。据说到唐代时，我国的陆路交通干线已经达到了五万华里。

铁路的出现要比火车出现早得多。早在16世纪欧洲的矿山中，已出现用木轨平车运煤。18世纪时，英国人就在木轨表面贴上一层铁皮，以提高效率。1789年，英国人杰索普最先使用铁轨铺路。但那时的铁轨路不是供火车使用而是供畜拉的平车使用的。

1804年，英国人特列维锡制成一台蒸汽机车，第一次开上矿区铁道，但试跑的结果却不理想。真正开辟火车铁路运输时代的，是英国的设计工程师乔治·史蒂芬生。1825年，他亲自驾驶着一台蒸汽机车“运动一号”，拉着数节货车和数百名乘客，总载重量约90吨，在铁路上迅跑，获得巨大成功。1829年10月，世界上第一条专供火车使用的铁路——从利物浦到曼彻斯特的铁路建成。1830年，美国也修建了从巴尔的摩到俄亥俄城之间的铁路，进行营运。

从蒸汽机车发明使用以来，世界的铁路发展很快。从数量到质量，由少到多，由低级到高级，走过了许多奋发改进的道路。铁路铺轨也由“有缝线路”向“无缝线路”过渡，轨道也由地面延伸到了地下（地铁）、空中（高架铁路），等等。目前，世界各国的铁路营业总里程计有一百三十多万公里。其中美国有32万公里，居世界第一。我国占第五位。

与此相应，机车的发展也十分迅速。从运行速度上看，1830年史蒂芬生的“火箭”号机车的平均时速为16公里，最高时速也只有50公里，到1899年，法国巴黎到马赛的特别快车平均时速已达67公里。而目前的高速铁路列车平均时速则达二百多公里，最高时速可达三百公里以上。而未来的列车将朝着更加高速化发展。

蒸汽机车在过去的一百多年里，为铁路运输时代的开创做出了重大贡献。但是，它不仅需要不断地添煤加水，显得麻烦，更重要的是，它那极低的效率，浪费了大量的能源。因此，在电力机车和内燃机车出现后，它就日渐走上了被淘汰的命运。

1835年，美国的德凡伯在麻省展出了第一台电力机车模型。1895年，斯泼拉格和通用电气公司用一台四轴四个发动机、总共1440马力、由架空线和集电弓供电的直流电力机车，行驶于巴尔的摩到俄亥俄铁路的隧道区，全长三英里，揭开了铁路电气化的序幕。1920年，美国制成300马力电传动调车内燃机车，1925年由新泽西中央铁路正式投入使用。

从此，在油源较充足的国家，内燃机车都发展很快。

与蒸汽机车相比，电力机车和内燃机车的优势是明显的。蒸汽机车的热效率仅占6%—7%，而内燃机车则达19%，电力机车的热效率更高达27.6%。据日本的统计分析，同是牵引300吨公里，蒸汽机车要花费1011日元；柴油机车只花费423日元；而电力机车仅花费422日元。经济效益的差别显而易见。因此，20世纪50年代后，世界各国都加速了电力机车和内燃机车的发展。我国在缺煤、缺水、坡度陡及运输繁忙地段的不少铁路干线，已使用内燃机车和电力机车。

汽车、火车作为陆路交通的主要工具，其现代化的发展正日新月异。高速公路、高速铁路正在全球范围内兴起。人类正朝着高速化、智能化的21世纪陆路交通大步迈进。

交通运输发展与布局在国民经济发展中的地位与作用

交通运输业是一个相对独立的物质生产部门，也是第三产业中一个重要的行业。运输业是生产过程在流通领域内的继续，它是同工农业生产活动密不可分的一个特殊的物质生产部门，它的产品是货物和人的空间位置的移动。所以，交通运输业不仅是“先行”部门，而且是国民经济的动脉，是联系生产和消费、工业和农业、城市和乡村的重要纽带。同时，它也是实现社会主义生产合理布局的有力杠杆之一。由于交通运输是生产过程的延续，是社会生产和再生产的条件，因而，核算生产布局的经济效果，既要估算生产本身的耗费，又要估算运输耗费。可见，交通运输这个重要环节，对于实现合理的生产布局，改造、建设落后地区经济，加强城乡之间的相互支援，都具有十分重要的作用。

交通运输业不但在国民经济中占有重要地位，而且在巩固国防，加强国内各民族的团结和增进各国人民的友好往来上，都有重大意义。

交通运输业的发展和布局在我国国民经济中更显得重要。这是因为我国领土非常辽阔，各地区自然条件的差别很大，许多重要的矿产资源分布又相当集中，各地区的工、农业生产也不尽相同；全国产业布局又不尽合理；同时，它又是我国实现四个现代化的重要组成部分。比如我国工业现代化，就是要从能源、资源和交通运输“化”起，通俗地讲，就是“两源一通”。可见，应当把发展交通运输业，同发展燃料、动力、原材料工业一样，放在国民经济中的突出先行地位。

有轨交通的贡献

上海市平均公交出行速度较9年前提高了40%，其中轨道交通在提速上起了关键作用。上海轨道交通主要承担中长距离的运输，乘客乘距平均为9公里，是地面公交平均乘距的1.5倍。9年来，轨道交通客运分担率已从2%提高到11%；公共汽（电）车分担率从84%下降到65%；出租车从14%提高到25%。

目前，上海市共有四条轨道交通线路，运营总里程达95公里，车站总数达到64个。调查显示，去年轨道一、二、三号线的日均客运量已达129万人次，且客流异常集中。根据上海市政府的规划，2010年上海将新建和延伸10条轨道线路，总里程近400公里，新增投资超过1400亿元。

青藏铁路的意义与贡献

把铁路建到世界屋脊上，这是人类的一大创举，也是中国人民智慧、力量、勇气、胆识的结晶，更是国家经济富强、人民富裕、民族团结的象征。青藏铁路的建成，鼓舞了中国人民的士气，长了中华民族的骨气，提高了中国在世界的地位，更联络了全国各族人民的感情。我们应该为青藏铁路的建成而高兴，为青藏铁路的建成而骄傲。

青藏铁路的建成，标志着中国每一个省都有了铁路，铁路已经覆盖了全国所有的地区，所有的省份，标志着中国的铁路交通已经为所有的中国人服务，为中华民族服务，具有里程碑般的意义和作用。青藏铁路的建成，不仅仅是一条铁路，而是一条沟通汉族与少数民族感情的新的通道，这条通道的建成，对于联系汉族人民与藏族人民的感情，加强汉族与藏族的联系，增强全国各族人民的团结，是否也是一条新的通道呢？对这样的意义与作用，是否应该用更多的笔墨进行宣传与讴歌呢？

青藏铁路的建成，对于发展西藏的经济，进一步开发西藏的资源，提高藏民的生活水平，开辟了一条新的通道，提供了新平台，今后，将有更多的内地企业、内地投资者把目光投向西藏，那么，一个新的、欣欣向荣的西藏将在不久的将来屹立在世界屋脊，可以说，青藏铁路的建成，决不是旅游的作用所能代表的，也不仅仅是经济意义所能代表的，它的作用十分深远而且伟大，它的意义十分深刻而又巨大。

高速公路的显著作用力

高速公路逐渐成为生活中不可缺少的一部分。

以河南洛三高速公路为例。洛阳至三门峡高速公路建成通车迄今一年来，对沿线工业企业的拉动作用正日益显现。

货物通行能力大幅提高。表现为企业公路运输量占全部货运量的比例逐步提高，高速公路运输逐步成为企业的主要选择。调查显示，有13家企业高速公路的货运量占公路运输量的50%以上，其中6家企业的货运量占到80%以上。货运成本明显降低。在被调查的企业中，大部分企业感觉到洛三高速公路开通后货物运输成本明显下降，其中认为下降幅度在10%以上的企业有三家，有四家企业认为管理成本的明显下降与此密不可分。

企业看好发展前景。“洛三”高速公路的开通，加速了洛阳、三门峡与外界的联系和货流、人流的通畅，投资环境趋佳，企业越来越看好未来发展前景。调查显示，许多企业认为企业发展前景将更为优越，对于发挥沿线资源优势、区位优势、加速沿线城镇工业化进程将起到不可低估的作用。

我国交通的发展前景

1．未来社会经济发展对交通的需求。

（1）国民经济持续增长，人民生活水平不断提高，客货运输需求和通信需求将有大幅度的增长。从目前至21世纪20年代，我国国民经济总量将继续以较高的速度增长，人民生活水平将从温饱型向小康和中等发达水平过渡。货运量将会进一步增长，而且我国居民旅行需求将会大幅度增长，信息交流量增长幅度更大。

（2）随着产业结构优化和产业布局调整，区际交流规模和城乡联系将会进一步扩大。主要运输通道和干线的运量将会大幅度增长，城乡之间的客货交流将更加频繁。货物种类不断增加，对运输质量、送达时间的要求日益提高。

（3）外向型经济和进出口贸易进一步发展，外运货物数量增加，产品档次不断提高，运输质量要求更高。高价值、高时效性商品比率将会迅速增加，并将广泛利用集装箱。沿海港口、沿边口岸和内陆全方位开放的格局，对运输和通信提出了更高的要求。

（4）加快中西部发展和贫困地区的发展必须首先改善交通条件。

2．运量和通信业务量增长趋势分析。

今后的增长趋势有着以下明显的特征：

（1）客运增长率将高于货运增长率。我国的客运需求由于受计划经济和户籍制度、劳动制度的影响，人口流动和出行量甚小。今后随着产业结构的升级和运输合理化，货运强度将呈下降趋势。

（2）客运周转量增长将高于客运量增长。在居民出行次数增长的同时，旅客出行范围将呈现逐步扩大的趋势。这是商品经济发展和人民生活水平提高所引发的必然趋势。

（3）货运周转量增长将低于货运量的增长。尽管我国的煤炭、石油等产量将继续增长，调运距离有所延长，但是由于加工工业加快发展，商品运输将更加注重经济效益和时效，因此货运需求总体上呈现近距化的趋势，我国货运强度将呈下降趋势，向发达国家的水平靠近。

（4）我国邮电业务量将随改革开放向深度和广度两个方面的扩展，而以高速增长。

3．发展方向与目标。

（1）发展方向。我国交通、通信将大致按如下方向发展：加快交通运输设施建设，不断提高装备技术水平，大幅度增加运输能力，争取到2010年前后，交通运输基本适应国民经济和社会发展的需要，运输干线网络和大通道能力得到大幅度提高，港口体系得到加强。到2020年前后，交通运输适度超前于国民经济和社会的发展，以高速交通网和大能力运输通道为主干通达全国各地和城乡，以发达的沿海港口和陆路口岸与世界各国相连的综合运输体系基本建成。

（2）建设重点与发展目标。今后的建设重点是：加快铁路建设，相应的发展公路、水运和民航运输，积极发展管道运输，建立和完善综合运输体系；为加强区域经济联系，重点加快长江三角洲、珠江三角洲、中部、西南、西北和东北地区对外运输通道建设；为逐步解决旅客出行难，提高客运能力，采取有效措施提高列车速度和行车速度，加快建设由高速铁路、高速公路和航空网组成的高速交通网；以集装箱枢纽港建设和能源输出港、接运港及其集疏运线路为重点，加强与国际运输网络的对接；增加通信能力，提高电话普及率，以区际干线光缆和城乡电话网为重点。迈入21世纪，铁路营业里程将进一步延长，复线率比重增加，连接东部经济中心城市的铁路将实现高速化。

4．增加投入和投资渠道多元化。

（1）大力增加投入是扭转交通滞后的根本保证。我国交通长期滞后的直接原因是投入不足，从1952年至1990年运输、邮电投资仅占全国基建投资的14.13%。“八五”期间有所改善，已占到19.7%。但是仍未达到世界银行提出的20%—28%的比例。预计“九五”期间运输与邮电的基建投资（含车船飞机购置费）分别为9180亿元和4350亿元，为“八五”投资额的2.35倍和2.13倍。保证资金投入到位是根本措施。

（2）投资渠道多元化是加快交通建设的重要途径。“八五”交通投入增加是在中央投资增加的同时，地方投入、利用外资和利用民间财力方面取得了重大进展。特别是邮电投入“八五”比“七五”增加6倍，仅收取初装费就占了总投资的43.3%，中央投入仅占9%。各种运输方式的地方投入比例依次为：公路占87.5%、海港占49%、民航占33%、铁道占9%，因此公路、海港、空港建设的进展较迅速。今后只有保持这种投入势头，进一步改革投资与经营的体制，才有可能实现我国交通现代化的宏伟目标。

（1）运输线路质量不断提高

1999年，中国铁路双线已由1949年的867公里增至20925公里，占铁路营业里程的比重由4%提高到36.1%。铁路主要干线大多更换了每米60千克的钢轨，铺设每米60公斤以上重型钢轨的线路里程比重已达54.6%；大力发展无缝线路，无缝线路比重从无到有，比重达34.1%。公路大力提高线路等级，铺有路面的公路比重从1949年的40%提高到1999的93.8%，从80年代末，中国开始修建高速公路，尽管起步晚，但发展速度在世界上名列前茅，从1988年算起，11年间共建成高速公路11605公里。内河通航里程中，水深1米以上的比重由1949年的32.9%提高到1998年的60.5%。

（2）运输布局显著改善

新中国成立初期，中国铁路、公路线路偏集于东北及东部沿海地区，占国土面积56%的西北、西南地区交通十分闭塞。青海、宁夏、四川、新疆、西藏及福建等6个省和自治区连一条铁路都没有。经过近50年的建设，初步改善了运输布局很不均衡的局面。

新中国成立后建设的100余条铁路中，贯穿西北地区的有天兰、兰新、包兰、兰青线和青藏线北段等，使西北地区有了铁路网骨架；连接西南地区的有宝成、成渝、成昆、贵昆、襄渝、湘黔、黔桂和南昆线等，使西南地区形成了初具规模的铁路网；纵贯中部地带的有焦枝、枝柳铁路。在改善西南西北地区交通运输状况的同时，东部和中部地区的交通运输业得到了发展。新建了京九、京通、通让、京源、大钦、京秦、皖赣、南福、横南河航甬、金温等线。

（3）运输装备水平显著提高

运输装备水平的提高是交通运输业逐步实现现代化的重要标志之一。

铁路已实现电力、内燃机车牵引为主的系统。载货汽车的结构中，逐步改善了“缺轻少重”的局面，重型和轻型汽车比重不断增加，专用汽车有较大发展。载客汽车中，不仅数量增加，质量也有很大提高，适用于高速公路和高等公路的豪华大客车不断增加。

水运中民用船舶结构优劣发生了根本性变化，大中型船舶大大增加，载重吨位大幅度提高，远洋运输由以散货船为主发展成为拥有集装船和各类型专用船舶。

民用航空方面，运输机队不断更新，主要已由波音、空中客车等先进机型为主组成。通信、气象、导航、空中管制等设备不断更新完善。

管道运输的技术装备适应了我国原油凝固点高、黏度大、含蜡多的特点。原油管道采用了螺纹双面焊接钢管，有不同管径系列产品。原油管道采用加热输送工艺，同时采用清管技术，提高了管道输送能力。天然气管道装备了净化装备。

（4）运输装备水平有较大提高

通过加强运输组织工作和改善经营管理，各种运输方式大大提高了运输能力和运输效率。铁路部门在保证安全行车的前提下，抓好车辆满载、列车跑轴和提高列车速度的工作，特别是在运输繁忙的线路和限制区段上，采取了提高列车重量，开行组合列车和重载列车，扩大旅客列车编组等多种挖潜措施，提高了运输能力。

（5）交通运输工业形成体系

铁路工业的生产能力和生产技术得到了很大加强，不仅能制造一般客货车辆和铁路专用设备，还能成批生产内燃机车、电力机车、地下铁道电动车组、大型货车、特种车辆等产品，特别是近几年来研制成功的适合高速铁路和重载列车使用的大功率内燃和电力机车、单层和双层快速客车，基本上能满足我国铁路运输和建设的需要。

造船工业也有相当规模。

航空工业从无到有，已具备了生产部分中小型民用航空飞机的能力。

（6）技术进步加快运输业的发展

同其他行业一样，中国交通运输业的技术进步经历了从“挖潜、改革、改造”，维持简单再生产，到“开发、引进、改造”扩大再生产的过程，以提高运输能力和促进及时装备上水平，推动运输业的技术进步。

（7）体制改革取得进展

交通部门首先健全了部、省、地、县、乡的五级公路和水运管理机构，加强了以间接调控为主的行业管理；交通部和交通厅直属的企业逐步下放给中心城市，实行“交通部与所在市双重领导，以市为主”的管理机制；沿海15个主要港口都实行了双重领导以所在地为主的管理机制；长江航运实行港、航分管，主要港口也实施此管理体制；航运企业实行了多家经营。

主题二：所学专业技术运用中的潜在风险

要求：利用图书文献、网络资料，以及课程所学，并向专业老师了解所学专业目前在技术和材料各方面存在的局限，以及对人类社会的负面影响；了解目前专业领域的技术创新和技术改革的方向与问题。

主题二作业样本：铁道电气化——风险与发展同在

制作人：2007级电气专业茅以升班吴静文

电气化铁路的发展

世界上第一条电气化铁路于1879年在德国柏林建成。中国于1961年建成第一条电气化铁路——宝成铁路的宝鸡至凤州段。电气化铁路问世后发展很快，法国、日本、德国等国家已成为以电气化铁路为主的铁路运输业大国，大部分货运量是由电气铁路完成的。电气化机车上不设原动机，其电力由铁路电力供应系统提供。该系统由牵引变电所和接触网构成。来自高压输电线路的高压电经牵引变电所降压整流后，送至铁路架空接触网，电气机车通过滑线弓受电，牵引机车行驶。供电制式分为直流制。电气化铁路与现有其他动力牵引的铁路相比，具有的优越性是节省能源，其热效率可达20%—26%；运输能力大，功率大，可使牵引总重提高；运输成本低，维修少，机车车辆周转快，整备作业少、耗能少；污染少，粉尘与噪声小，劳动条件也较好等。

电气化铁路的风险

电气化铁路在为我们的生活带来便利的同时也存在着很多缺点。在我国民众知识水平还普遍不高的情况下，在电气化铁路的施工及运营过程中发生了很多起安全事故。电气化铁路接触网电压高达27500伏，其产生的电磁辐射对人体将产生很大的危害。

2004年1月4日14时30分，61156次油龙车在盖州市卢家屯车站内待避K654次旅客列车，该车押运员贺建明在检查车辆时，发现列车中部的一辆油罐车盖开了，列车开动时有喷出柴油的痕迹，于是便爬到油罐车顶部准备将盖子关严，没想到，刚站起来的贺建明，就被导线电流击落到车下，两条腿摔成骨折。

科研人员通过长期研究后发现，纵横交错的高压线除破坏环境美观外，由于在其周围产生电磁场对附近的人会产生有害影响。这主要决定于电磁场强度。人们接触到电磁场强度达到50—200千伏/米时，会出现头痛、头晕、疲乏、睡眠不佳，食欲不振，血液、心血管系统及中枢神经系统异常等现象。城市及居民区常见的多是电压1000米以下的配电线路，架设在规定高度，对人体的影响甚微。1—100千米之间的高压输电线路，不得已通过居民区时，按规定架设高度应距地面6.5米以上。而电气化铁路的接触网电压高达27500伏，这对在铁路所处区域生活的居民的身体健康将造成极大的危害。

铁路次生环境影响是指铁路的建设和运营在带动沿线和相关区域的社会和经济发展后，而因此又引发的对自然环境的影响，它是一种继发性的影响。这种影响不是由铁路本身的建设和运营所引起，而是人们围绕铁路项目而从事的其他社会、经济开发活动所带来的对自然环境的影响。

在铁路工程实施后，地方会围绕铁路进行城镇规划和各项经济开发活动，对沿线和当地的资源加以开发和利用，从而带动地区社会经济向前发展，城镇规划向车站发展。这样将引起社会经济发展和城市规模扩大而对自然环境产生新的影响。

在发展中减小风险

正是在电气化铁路发展过程中一直存在着风险这样的情况下，我校著名的铁道电气化专家于万聚先生将他的一生奉献给了电气化铁路的成长。随着科学技术的发展，电气人正努力地将电气化铁路建设向更安全的方向发展，我们有理由相信，在电气人的不懈努力下，我国电气化铁路事业将登上一个新的台阶，为我国交通运输行业的发展继续做出卓越的贡献！

主题二作业样本：电气专业风险

制作人：2007级电气专业茅以升班刘杰、魏敏敏、张雄、刘淼

科学是一把双刃剑，当人们享受科技成果的同时，也遭受到它肆虐的反噬。

事故回放：风险控制决定“成败”

停电事故不断，电网安全问题凸显：8·14美加大停电；8·28伦敦大停电；9·1悉尼和马来西亚大停电；9·28意大利大停电；11月7日智利大停电……接二连三的停电事件暴露出许多有关电力系统的问题。

2006年11月4日21时38分，为保证“挪威珍珠”号轮船安全通过埃姆斯河进入北海，德国E.ON.Netz电力公司按计划将双回380千伏线路正常停运。由于电力需求激增，22时10分，两回380千伏重载线路相继跳闸，同时引发连锁反应，其他联络线陆续出现过负荷并相继跳闸，导致欧洲电网解列为三个部分且在不同频率下运行，造成欧洲特大停电事故，约1000万人受到影响。

江苏是全国电力缺口最大的省份，去年全省电力缺口高达400万千瓦，今年全省电力缺口预计扩大到800万千瓦，约占华东地区电力缺口总量的一半。

警钟长鸣：首都电网风险时刻存在

北京电网并不能做到“高枕无忧”。北京电网是典型的受端电网，本地电源支撑能力较弱，受端特性日趋显著。在高峰负荷期间，受电比例高达75%左右。与负荷增长相比，电网规划建设相对滞后，电网结构薄弱。目前北京电力外送通道存在着方向单一、数量有限、容量不足、风险集中及单条通道受电比例高等问题。北京电网存在着500千伏变电站数量少、负载率高、抵御事故冲击力差，以及220千伏站点布局与城市规划不协调等缺陷。同时由于大规模、高密度、集中的电网建设和改造任务的实施，电网将在较长时间内较多电压层次、较多数量地处于异常方式运行。与此同时，外力破坏时有发生，不仅常常直接酿成电网事故，而且极有可能成为引发电网连锁故障的导火索。

只有树立风险意识，提前做好电网风险分析，积极制定风险防范策略，逐项部署并落实风险防范措施，才能有效控制并规避电网运行风险。一旦电网出现故障，只有依据事前的各项准备及时采取有效措施，才能将风险造成的损失降到最低程度，在紧急情况下最大限度地保证供电的可靠性，确保北京电网的安全稳定运行。