生态工程概念合集12篇

时间:2023-07-13 09:25:10

生态工程概念

生态工程概念篇1

2生态经济的概念

它会受到社会经济规律的影响和制约,并会遵循一定的自然法则。通过这种人工的生态经济系统能使林业生态工程中的使用价值以及价值都能得以体现。在林业生态工程的实施过程中。会有一些生态功能的商品机制以及生态机制,这两者都是人类劳动所产生的,也是生产社会中的实用价值,生态机制产生的价值,这种载体为生态价值;而商品机制所产生的价值,这种载体为商品价值。人工林所产生的自然环境、资源价值和生态经济价值都是在林业生态工程价值当中的,其中自然环境和自然资源价值量都是由劳动时间来决定的,生态系统价值在组建的过程中就缺乏一定的平均机制,而且所有的人工林生态经济系统都有所不同,在定义其价值量的时候还是要依据林区的实际情况来定,主要还是根据劳动时间来定,并不是社会所需的平均劳动时间。人工林的生态经济系统价值以及使用价值是由林业生态工程来来体现的,这不光表现在自然环境和资源上,还会表现在自然的环境和价值中,也直接体现在生态经济系统上。其中,使用价值一般都表现在林产品和林木等一些产品上,这些都具有商品的使用价值,能起到改善土壤、调节气候、美化环境以及防风沙等实用的使用价值,是企业生态产品不能替代的。而林业生态工程在实施的时候,林产品的生态能力和产出价值都是要耗费人工劳动的,这样才能形成林业生态工程特有的生态经济效益。在这其中不光有经济效益产生,还会有一定的生态规律,这也能产生经济效益,但其要经过一定的生产过程。

3生态经济的原则

3.1整体性原则

在整个林业生态系统中,其设计对象和规划对象都是人工林业生态经济系统。我们首先应考虑的是其生态效益、社会效益以及经济效益之间的整体协调性,并促进其长期和短期效益的统一性原则。通常的情况下,生态效益都是产生经济效益的基础,如果这两者之间有矛盾,要从各个两面入手,并考虑林地的具体情况,再重新调配投入的程度,使资源利用率有所提升,并调整林种的种植结构,使营林水平有所提升。

3.2适应性原则

受到我国固有土地面积和气候因素的影响,我国作为农业大国,林业生态体制比较完善,生态经济发展也比较快。但是各地气候差异比较大,在林业生产实践的过程中,相继出现了多种不同类型的林业生态模式和类型,依据地理形貌划分主要有山区人工林、平原人工林等类型;依据林种划分主要有经济林、用材林、特种林以及防护林等类型;还有很多类型,这里不一一例举。林业生态工程在实施的过程中,首先要考虑的就是当地林区的情况,看适合什么样的林种,以选取相应的种植类型,要是在沿海地区修建防护林,地域属于亚热带或者暖温带气候,自然植被的分属就应该是落叶林区,而在东北地区就比较适合种植枫树、红松、以及桦树等种类,南方地区就比较适合种植马尾松、冷杉等种类的树种。林区的条件主要是选择种植树种的因素,不光要考虑到气候的情况,还要考虑到水分和肥力的情况,不能片面去选择树种种植类型。

3.3层次性原则

林业生态工程是一个多层次、多尺度的工程序列体系,从横向角度看,可包括农户林、林场、农田林、区域以及国家各个网络层次,有小到“庭院经营型”林业生态工程,大至诸如“三北”防护林体系工程;从纵向角度看,其层次结构是复杂的。因而应采取相应的规划、设计方案,产生各种层次水平的生态经济效益。

3.4动态性原则

基于生物与环境相互作用原理,利用环境建设工程来保证生物群落的建造;反之,利用生物对环境的影响促使系统生产力不断提高,从而林业生态工程能加速或缓和人工林生态系统的演替,使生态经济效益逐步得到再现。同时,由于社会经济条件的变化,应根据社会发展需要对实施林业生态工程的系统进行动态跟踪调整。

3.5最优性原则

在一定的自然、社会经济条件下,考虑影响人工林生态经济系统的气候、土壤、地形和生物等生态因子和经济投入、经济管理以及经济政策等经济因素,调控、设计结构和功能最优化系统,从而使生物生产力最高,产生最佳生态经济效益。3.6实用性原则林业生态工程的设计和实施与自然森林生态系统的经营管理具较大差异。在设计实施之前,人类就注重实用性,确定了明确的社会经济目标,进行人工干预,使产生的生态效益遵循自然法则,经济效益具有社会实用性。林业生态工程又是一项社会性工程,它的一切技术方案应与社会经济发展水平相适应。如在我国东北西部、华北北部、西北建设防护林工程,采用国家、集体、个人共同集资造林方法,运用乔木、灌木和草本植物相结合,林片、网、带相配置,适地适树的多种林木相并重,防护与生态经济效益相统一。因此实施林业生态工程建立在合理有效地利用现有资源的基础上,注重实用性原则。实用性还表现在灵活经营方面。由于自然森林生长周期长,人类对自然森林生态系统在大范围短期调控比较困难,实施短、平、快的林业生态工程项目,发展人工的丰产林、速生林等,都是这种实用性原则的反映。

生态工程概念篇2

中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)06(a)-0059-01

为满足人类之间的实践交流、跨越空间障碍的需求,政府部门投资建设了多数桥梁,随着社会的发展,桥梁也需要不断的地更新、改造。基于桥梁工程在社会经济发展中的重要地位,作为桥梁建造开端的桥梁设计显得尤为重要。而桥梁的概念设计是具体设计的先导,是对桥梁设计的总体把握与构思,其思想贯穿桥梁设计的全过程,并随着项目的进行而不断完善。在桥梁建造工程中,高达70%以上的生产成本取决于概念设计,做好桥梁工程的概念设计才能造出“精品”桥梁,才能从根源上节约工程的建造价值,提升美学内涵。

1 桥梁工程概念设计综述

1.1 桥梁概念设计的过程

桥梁的概念设计主要是在一定经济条件下,提出满足结构造型要求、耐久性和使用功能要求、满足形变与受力要求的合理设计方案。现行的桥梁建设主要以结构设计与桥梁施工为核心,按照时间进行相关组织与实施,设计人员的主要职责是依照必要规范产生经济安全的桥梁结构设计方案。桥梁的概念设计活动除包含上述功能外,还要综合考虑影响设计初步阶段的环境、人文、美学等要素,完善了传统设计的表现手法与设计理念。

1.2 桥梁的产品化概念设计

桥梁是一种特殊产品,它具备土木工程结构的基本特征,也具备产品的一般属性。桥梁产品的建设规模大、投资巨大;桥梁的建造一般由政府根据社会、经济、交通需求确立实施,与市场关系较小;桥梁的使用年限长,达到寿命后将成为废弃物,在其长寿命周期内需具备抵御环境侵害的能力。鉴于产品概念设计的思想和桥梁概念设计的重要指导,将现有的桥梁概念设计内容从桥梁设计各步骤里提炼归纳出来,形成如下的桥梁概念设计新思路。

(1)设计定位阶段主要包含环境总体分析、使用方式分析、用户群体分析和寿命期成本分析这四个层次[2]。只有充分分析影响桥梁设计的主客观因素,才能合理定位设计走向。环境分析主要是对拟建桥区的水文、地形、气象、地质等条件的分析,这将决定了桥梁设计的抗震、抗风设计需要;桥梁的用户群体主要是社会、业主和生态环境,设计中要注重桥梁的生态性、安全性、景观美学性、经济性等;使用方式决定了线性布置、建设规模的大小、上下部结构设计、断面布置等;寿命期成本主要包含间接成本、直接成本和灾害事故成本。桥梁概念设计的主体由设计、施工、运营、管养等多单位与部门构成,在其寿命期内的所有部门被称作利益共同体。

(2)方案初拟阶段是在对桥梁概念设计精准定位后,从结构体系、桥位、景观、桥梁造型、施工方案等方面拟定桥梁建造的初步方案。桥位选择将决定工程造价、施工和运营的安全性、施工操作的难易程度;结构体系的选择要注意结构的可达到性和可维护性,为今后的桥梁检修提供便利条件,整体节约桥梁寿命期的总成本;桥梁的造型与景观设计要以工程师为主导,同时邀请建筑师及其他专业人员加入,形成合理的设计模式;施工方案直接影响着桥梁工程的质量、安全、工期,在考虑结构、线性、桥位条件之后形成了初步的施工方案。经反复对比分析,筛选出两三个可行的推荐方案。

(3)方案比选阶段的主要工作是依据项目的相关规定和工程师的相关经验,从若干推荐方案中择优选取最终设计方案。经济指标是大多数桥梁最终方案决定的关键性要素,但在一些景区桥梁或标志性大桥的设计方案比选中,景观美学价值也是不容忽视的重要因素。

1.3 桥梁概念设计的阶段划分

桥梁的概念设计工作主要集中在工程的可行性分析、初步设计、施工图设计三个阶段。这三个阶段设计桥梁工程的技术层面的具体细部与结构设计,具体每阶段的概念设计内容如表1所示。

2 桥梁设计的前沿设计理念

这里主要介绍三类较具代表性的设计理念,即桥梁的耐久性设计理念、桥梁的生态性设计理念和桥梁的全寿命周期设计理念。

(1)耐久性设计理念是指在桥梁的设计使用期限内,保证桥梁的安全性、使用性及外观功能的设计理念。耐久性的设计需要在明确设计中可能的侵蚀类型和不同状况下的耐久性要求;评估特定条件下的侵蚀严重程度;明确桥梁的各个构件对侵蚀作用的防护水平与防护方法;提出设计、养护、维修等后续方案。

(2)桥梁的生态设计理念是充分利用生态学的设计思想,综合考虑桥梁相关的生态环境,在桥梁的设计规划中,提出满足人们需求且与生态环境和谐共存的设计方案。生态设计中要坚持生态保护的原则,尽可能选取对周围植被、水文、气候破坏程度最小的施工方法,严格控制施工范围;施工坚持使用清洁能源,选取无毒无害的装饰与建造材料,从而利于桥梁报废后的物料回收;桥梁建造需保证施工工艺先进、材料先进、设计和施工组织合理。

(3)桥梁的全寿命周期设计包含桥位的规划、方案的设计、性能的分析、详图的设计、建造的施工、管理的养护和拆除这几个阶段的全面规划和系统考虑,从而达到最优目标。桥梁的全寿命周期设计将使用、资金、文化、生态等需求细化成具体指标,并采用恰当的方式实现桥梁寿命周期的各类指标要求。

3 结语

本文介绍了桥梁概念设计的具体定义、相关特点、设计的步骤和流程,并从定性分析、经验积累、合理估算的基础上总体把握桥梁设计构思。借鉴产品设计的成熟经验,将桥梁作为产品,尝试桥梁的产品化概念设计,进而深入探讨工程的可行性研究、初步设计、施工图设计三个阶段的技术层面的桥梁概念设计。最后,介绍了现今的一些前沿桥梁概念设计理念,如生态设计理念、耐久性设计理念、全寿命周期设计理念等,对以后的桥梁概念设计发展有一定的启迪意义。

生态工程概念篇3

[中图分类号]F59

[文献标识码]A

[文章编号]1002—5006(2012)04—0064—07

业态(type of operation)一词最早源自日本零售业,20世纪60年代起,其理论研究有了长足发展。“零售业态”一词于20世纪80年代传人中国,之后逐渐有人用其分析我国零售业,90年代中期被广泛使用。1998年,国内贸易部颁布了《零售业态分类规范意见(试行)》,表明该词得到中国官方正式认可。在国外,旅游业界较少提及和使用旅游业态概念。在中国,随着旅游产业的迅速发展,传统的已有概念难以描述旅游业发展的实际情况,一部分旅游界人士将“业态”一词创造性地引入旅游业。最近几年,实际工作和理论研究中,“旅游业态”一词使用频率趋高。

随着旅游业态说法的大量使用,旅游业态概念开始成为研究的热点问题。杨济诗、孙霞琴较早提及旅游业态概念。邹再进认为旅游业态是一个复合性、动态性和特色性的概念,是对旅游行(企)业的组织形式、经营方式、经营特色和经济效率等的一种综合描述,包含业种、业状和业势三大内容。许南垣提出了旅游业态评价指标体系,并研究了旅游业态的发展趋势。王洪伦认为,某个地区把旅游业作为一项经济活动,就会存在行业“业态”。杨玲玲、魏小安就如何对传统产业的改造和传统业态的提升,进而开创新领域、形成新业态进行了分析,并对我国旅游业中出现的新业态从市场、产品、经营方面进行了类型划分。贺颖洁、钱莉莉认为,旅游业态具有时代性、虚拟型、多元化、定制化与规模化结合的特点。张文建探讨了旅游业态的概念、特征及分类,分析了旅游业态的要素构成、生成机制和发展规律,指出了旅游业态创新基本模式与路径。

虽然旅游业态概念研究取得了较大的进展,但现有研究不足以完全揭示旅游业态内在逻辑和特点,容易造成混淆。为此,本研究从辨析传统零售业态概念出发,分析三种旅游业态概念的内在关系,建立模型对旅游业态概念进行解析,以利于旅游业态研究的进一步深入。

一、传统业态概念辨析

清楚业态概念及其演变有助于进一步理解旅游业态概念。第二次世界大战后,日本经济得到迅速恢复和发展,零售业也产生了许多业态形式。各种不同业态之间互相竞争、学习、模仿,一部分业态整合或分化,演变成其他的业态;一部分业态没有竞争力,难以适应市场,便遭到淘汰而退出市场。在这个过程中,业态概念研究也经历了很多演变,概括起来可以分为三种定义:

(一)基于空间属性

业态是零售经营者关于具体零售经营场所——店铺经营战略的总和。在零售业的研究中,分为业态与业种(kind of business)两个概念,业种描述“卖什么”,业态描述“怎么卖”。由于零售业自身生产商品比较少,所以业种、业态问题是分离的。零售经营者要以某一目标市场为对象来进行选址、店铺规模及销售方法等方面的决策,从而形成零售店铺的形态。这种业态概念主要考虑了“具体零售经营场所”问题,是一个相对较局限的空间范畴,只考虑如何组织、运营经营场所,即考虑如何完成销售商品的场所。该概念没有考虑以经营场所为基点的上下游产业关系,如上游的商品供应、下游的售后服务等因素。这是一个以经营者为主导、从经营者空间属性来考量的概念。

(二)基于服务属性

业态包含了为满足不同的消费需求进行相应的要素组合而形成的不同经营形态。该概念不再局限于“零售经营场所”的提法,认为业态是“与消费者的购买习惯的变化相适应的零售经营者形态”。业态不单是商品的贩卖,也是一种与消费者生活密切结合的活动。通过全过程的商业活动,零售业可以满足消费者对生活便捷性、享受性、资讯性方面的要求,实现健康、休闲、趣味等目标。该业态概念考虑的空间范围上有所扩大,涉及消费者购买商品的全过程。业态形式强调经营者服务于消费者,是一个经营者与消费者互动的过程。

(三)基于层级属性

第三种业态概念把业态看成具有相同经营方式、相同经营技术和方法的零售商业机构的集合。在零售业中,根据经营方式、商品结构、服务功能,以及选址、商圈、规模、店堂设施、目标顾客和有无固定营业场所可以分成不同类型业态,整个零售行业分为日杂店、便利店、折扣店、超市、大型超市、仓储会员店、百货店、电话购物等17种零售业态。日杂店业态就是以销售香烟、酒、饮料、休闲食品为主,独立、传统、无明显品牌形象的一种零售业态,是无数分布在不同区域的日杂店集合。

上述三种业态概念之间存在递进的逻辑关系,在发展路径上表现出延伸和扩展——从个体向过程延伸,过程向集合扩展,反映了人们对于事物本质认识的逐步深入。

二、旅游业态概念继承与发展

生态工程概念篇4

当生态城市作为一个崭新的城市概念和发展模式甫一提出,便获得全球范围的的广泛关注。世界各国探索生态城市建设模式的脚步从未停止过。那么究竟何为生态城市,如何建设生态城市呢?

首先我们需要了解生态城市的概念由来,生态城市是在联合国教科文组织发起的“人与生物圈(MAB)”计划研究过程中提出的一个概念,是现代城市发展的高级阶段,是依托现有城市,根据生态学原理,并应用现代科学与技术等手段逐步创建,在“生态文明”时代形成的可持续发展的人居模式。

不过从生态城市的概念上来分析其仅仅提供了未来城市的一个相对缓和的发展方向。而且是基于发展结果是理想状态上的。这种理想状态是理论上可以达到而实际上因为种种原因不能达到的状态。

由于生态城市这一崭新的城市概念和发展模式迎合了世界范围内的环保,可持续发展思潮,其甫一提出,就受到全球范围的的广泛关注。从最初的概念提议上看,建设生态城市最初是出于保护地球,保护人类生存环境而提出的。但是它的内涵随着时间的推移也在不断得到发展完善,生态城市的建设实际意义较为接近广义上的社会变迁,广义上的社会变迁泛指一切社会现象的变化,是从个人以至人类整体各个层次上社会现象的改变。狭义的社会变迁则指社会结构的变化,例如人际交往由一种模式转向另一种模式,或者社会基本价值的变化。社会变迁是一个不断发生的现象集合,它在现代社会表现得越发强烈。建设生态城市产生社会变迁可以分别划分为如下的类型:以规模的差异划分为整体变迁;以变化方向划分为进步变迁;按性质区别划分为进步变迁;按照人的参与程度划分为有计划的变迁。而建设生态城市产生的社会变迁内涵则是大众价值观念的改变。

随着社会和科技的发展,生态城市的概念开始更加趋向于社会有机体和超有机体的概念混合。

社会有机体论是十九世纪实证主义社会学的一种重要理论观点,即一个社会或社会结构被视为一个“活的有机体”。从这个角度来说,社会特征的关系,例如法律、家庭、犯罪等等,当它们与其他的社会特征相互作用时,通常会受到检验以满足社会需要。一个社会或社会有机体的所有元素,它们具有维护有机体的稳定和团结的功能。如果把社会当作为一个有机体的模型或概念来阐述的话。一个有机体或社会的功能越专业化,那么其发展程度也越高,反之亦然。一般来说,文化、政治和经济是社会的三个核心活动。因此,社会有机体的“健康”可以被视为是一种文化、政治和经济的互动功能,在理论上可以对其进行研究、建模和分析。社会有机体同生物有机体这两种有机体之间存在着许多相似之处:生物体与社会都在生长、发展着,这有别于无机界;两者规模的增长都意味着复杂性和各部分间区别性的增长;两者伴随着结构的分化,功能也在分化;整体内的各部分相互依存,一部分的变化影响到其他部分;整体的每一个部分都可以自成一个小组织;整体的生命被毁灭后,其中部分还会维持生存一段时间。

超有机体是指一个由许多有机体组成的有机体系。这通常意味着这个有机体系是一个真社会性动物的社会单位,在社会单位中社会分工被高度专业化,且个体无法独自长时间地生存,并且,超有机体具有自我控制性,不容易容易失去群体平衡或者被完全改变成不同的事物。超有机体的技术定义是“一组媒介,它们能够采取协调一致的行动,以产生由集体支配的现象,”这些现象包括“群体想要的”任何活动,它们表现出一种“分布式智能”形式的系统。其中,具有有限的智能和信息的个体媒介能够集中资源,以完成超出个体能力的目标。而人类社会的复杂性使其超有机体的特点并不明显。且并未被广泛承认。然而超有机体在控制论特别是生物控制论中是重要的。在生物中这种行为的存在对于军队和管理应用已经有许多影响。

从社会有机体和超有机体的概念意义上说生态城市是一个城市自身进化的形态。生态城市需要超越了城市建设与环境保持协调的层次,溶合了社会,文化,历史,经济,生态等因素,向更加全面的方向发展,体现一种广义的生态观。生态城市是指经济,社会,生态在技术和自然达到充分融合的情况下和谐发展的城市。建设生态城市是解决因城市化与经济高速发展而使生态遭受破坏的有效途径,也是预防今后出现新的环境问题的最有效方法。

生态城市不是环保城市,要将城市的各项系统抬升到生态环境质量调控系统的高度来设计和建设。在进行城市设计和建设时,应以现代生态学为基础,利用自然生态过程与循环再生规律,生态城市中新的生态文明思想, 已超越传统意义上的“城市”的概念。

生态工程概念篇5

一、全面认识河流的价值

什么是河流的价值?在水资源规划者、开发者的目光中,河流具有供水、灌溉、发电、航运和旅游等多种功能。如果对于河流价值的理解仅限于此,这无异于把河流理解为可供人类驱使的工具,而河流的价值仅仅是人类能够利用的资源价值。

现代科学特别是生态学的发展告诉我们,如果人类能够把自己作为自然界的一个平等成员,客观地认识河流,就会发现河流作为地球生命系统的载体所具有的无与伦比的宝贵价值。按照生态系统价值的一般分类方法,河流的价值可以分为两大类,一类是利用价值,一类是非利用价值。在利用价值中,又分为直接利用价值和间接利用价值。直接利用价值是可直接消费的产出和服务,包括河流直接提供的食品、药品和工农业所需材料,也包括对于水资源的开发利用价值。间接利用价值是指对于生态系统中生物的支撑功能,也是对于人类的服务功能。包括河流水体的自我净化功能;水分的涵养与旱涝的缓解功能;对于洪水控制的作用;局部气候的稳定;各类废弃物的解毒和分解功能;植物种子的传播和养分的循环。此外,无论是高山大川、急流瀑布还是潺潺溪流以及荷塘秋月,其本身具有的巨大美学价值,可以满足人们对于自然界的心理依赖和审美需求。在历史长河中,河流自然遗产财富是几千年人类文学艺术灵感的源泉。

另一大类是非利用价值,它不同于河流生态系统对于人们的服务功能,是独立于人以外的价值,分为选择价值、准选择价值、遗产价值和存在价值。非利用价值是对于未来的直接或间接可能利用的价值,比如留给子孙后代的自然物种、生物多样性以及生境等。试想,如果在我们这一代里,像白暨豚这样的物种一个接一个变成濒危珍稀物种,在河流的生态的食物链中不断地缺失和断裂,造成河流生态系统功能的退化,其河流价值的损失将难以预计,又不知对于子孙后代生存造成什么样的负面影响?在非利用价值中,“存在价值”被认为是生态系统的内在价值,可能是人类现阶段尚未感知的但是对于自然生态系统可持续发展影响巨大的自然价值。

以上这些价值一部分是实物型的生态产品,比如食品、药品和材料,其经济价值可以在市场流通中得到体现。另一部分是非实物型的生态服务,包括生物群落多样性、环境、气候、水质、人文等功能。这些功能往往是间接的、却又对人类社会经济产生深远、重要的影响。特别是在商品社会中,有形的生态产品还能为人们所重视,而大量的非实物型的生态服务价值往往被忽视,至于非利用价值则更不为人们所理解。可以说,只有建立起珍爱和尊重一切生命,崇尚自然的生态道德,建立为子孙后代的长远利益的可持续发展观,才有可能对于河流价值产生较为全面的认识。

二、对于河流健康概念的争论

1.河流健康概念的缘起

当河流的管理者对于河流的价值有了全面的认识以后,才会关注河流系统中除了人以外的生物,才会关注河流生态系统的状况。

上世纪80年代在欧洲和北美,开始了河流保护行动。人们认识到河流不仅是可供开发的资源,更是河流系统生命的载体;不仅要关注河流的资源功能,还要关注河流的生态功能。许多国家通过修改、制定水法和环境保护法,加强对于河流的环境评估。在传统意义上的河流环境评估主要是基于水质的物理-化学测试方法,依据某些技术指标体系进行的评估,其不足是忽略了对于生物栖息地质量的评估,包括水流条件对于鱼类、两栖动物以及岸边植被的影响,以及河流水文、水质条件的变化对于河流生态系统退化的影响。在新的生态环境理念的引导下,提出了包括水文、水质、生物栖息地质量、生物指标等综合评估方法,相应出现了“河流健康”的概念。(Scrimgeour1996)[1]

2.什么是河流健康状态?

自然河流经历了数万以至数百万年的演变过程,受到自然界本身和人类活动的双重干扰。对于自然界的重大干扰,比如地壳变化、气候变化、地震、火山爆发、山体滑坡等,河流系统的反应或是恢复到原有的状态,或者滑移到另外一种状态,寻找新的动态平衡,逐步走入良性轨道。在这个过程中,河流系统一般表现出一种自我恢复的功能。而人类活动特别是近一、二百年工业革命开始的大规模经济活动,包括水资源过渡开发利用,经济发展带来的水污染对于河流生态系统的干扰所造成的影响往往是系统自身难以恢复的,严重的干扰往往是不可逆转的。当然,还存在着自然界干扰与人类干扰相互作用以至叠加的可能性。科学界普遍认为人类大规模的经济活动是损害河流生态系统健康的主要原因。许多学者认为,在人类进行大规模经济活动前的自然河流,可以定义为是原始状态。原始状态河流生态系统具有较为合理的结构和较为完善的功能,处于一种自然演进的健康状态。概括讲,普遍承认的基本观点是:自然系统优于人工系统;人类活动干扰前的自然状态优于干扰后的状况。

基于这种认识,有的学者指出“生态健康是一种生态系统的首选状态,在这种状态下,生态系统的整体性未受到损害,系统处于沉睡的、原始的和基准的状态。”(Karr1996)[2]也有学者认为生态健康就是生态的完整性,“在生态系统健康与完整性之间没有实际的差别。”(WhileRegier1993)

这些学者们指出,由于生态学的概念比较抽象和模糊,过于学术化,需要提出“河流健康”这种通俗概念既可以在科学家、官员和公众之间进行沟通,也容易被社会公众所理解。另外,如何兼顾水资源的开发利用与河流保护二者的关系?这涉及到不同的利益集团和社会公众利益,如果针对特定河流建立某种河流健康的评估准则,有可能平衡各个利益相关者的利益,形成一种被社会公众接受的、在河流保护与水资源开发利用程度之间取得折衷的评估方案。赞成河流健康概念的学者认为,河流健康概念是河流管理的一个工具。

3.对于河流健康概念的质疑

近年来,围绕河流健康这个概念,一些学者对于河流健康概念提出质疑,其主要观点如下。

1)无法确定河流健康的基准点。

既然河流健康概念引用了对于人类和生物才使用的“健康”这样的词汇,健康应存在着具体的判别标准。一个简单的问题就会提出来:人类的体温为37摄氏度,当然还有许多医学的生物化学指标,都是客观的健康判别标准。那么,河流健康的客观基准点是什么呢?如上述,普遍认为没有人类活动干扰原始的河流状况是首选的健康状况,可以作为河流健康的基准点。但是,几千年的人类文明与经济发展,包括人口急剧增长,历史上发生的农业革命,工业革命,土地利用方式变化,对于河流的大规模开发利用,已经彻底地改变了河流的原始面貌。我国几千年的文明史伴随着一部民族治河史。现在除了我国西部和西南部边远地区的少数河流以外,很难找到没有人类活动痕迹的自然河流。如果用保存至今极少的历史资料来推断原始自然河流的状况几乎是不可能的事。有的学者还指出,即使建立起了人类活动干扰前的自然河流基准点,并且人们以此作为健康标准尽最大的努力进行修复,但是由于河流生态系统始终处于一种动态的演进过程中,河流系统也永远不可能返回到原始的健康状况。

2)河流健康的概念在科学意义上是主观的、模糊的

有的学者认为,“健康是针对生物而言,不能简单应用于生态系统,因此,健康一词不具有明显的生态性质”。(Ryder1990)有的学者认为,河流健康概念不具备客观性,其判别准则是由人们主观确定的,其结果是增加了任意性的机会。“具体的某些人会偏爱河流健康的某一种状态,而生态系统是不会偏爱自身的某一种状态的”(Jamieson,1995)。既然河流健康是由人们主观提出的判别准则,那么,在权衡人类对于水资源的开发利用与河流生态系统保护之间的利弊得失方面,“健康”的标准具有很大的主观任意性。所以,Kapusta(1998)进一步指出,“作为政策目标的生态健康概念的滥用会有潜在的风险。”

3)河流健康是无法度量的

一些学者认为,“因为‘河流健康’并不是河流生态系统固有的特性,所以河流健康无法用科学意义上的技术方法进行度量。”(WicklumandDavies,1995)也就是说,即不能像水文测验或水化学分析方法去获得反映河流固有特征的相应参数。

4.河流健康概念的完善

提倡河流健康概念的学者进一步指出,河流健康概念并不是严格意义上的科学概念,它是河流管理的一种工具。“出于河流管理的目的,重点考虑在河流及流域上建立起一种基准状态,由这个基准出发,评估河流出现的长期变化,判断在河流管理过程中产生的影响。”(LadsonandWhite,2000)[3]这种管理工具的作用还在于,可以通过建立一种协商机制,在河流的开发者、保护者及社会公众之间达成健康标准的共识,平衡水资源开发与环境保护之间的利益冲突。

随着讨论的深入,河流健康概念又有完善及新的概念被提出。这主要是“生态势”的概念和“健康工作河流”的概念。

1)生态势

既然河流原始的自然状态是难以确立的,索性就不再追求首选的健康状态的目标,而试图建立一种相对的健康基准,于是引用了“生态势”(ecologicalpotential)的概念。生态势是一种可以管理的也是所期望的生态状态,这种状态得到各个利益相关者的赞同,遵循这种准则,河流生态状况将获得改善。生态势概念面对现实,承认人们对于水资源开发利用的合理性,但要确定在不损害生态系统健康的前提下开发的限度。生态势不是一种固定的概念,在这种概念框架下,生态健康就可以用相关的任意基准点进行评估。基准的建立涉及到判断值的选取,而选取的基本原则是生物多样性的最大化,河流生态系统的可持续性,稳定河道优于非稳定河道,本地物种优先于外来物种等。

2)健康工作河流

“健康工作的河流”(healthworkingriver)的概念来源于澳大利亚的墨累河(RiverMurray)的环境流评估工作。(MDBC,2003)与此类似的概念是“工作的生命河流”(livingworkingriver)。

“健康工作河流”的概念是河流管理工作的工具,它提供一种社会认同的、在河流生态现状与水资源利用现状之间的进行折衷的标准,力图在河流保护与开发利用之间取得平衡。“健康工作河流”概念的关键点是,被管理的河流是在一种合适的工作水平上,又处在一种合适的健康状态。所谓“工作”是指供水、发电、航运及旅游等具有经济效益的功能,“工作水平”是可以用水文及水质参数定量规定的,如防洪安全水位,供水及灌溉安全,河道侵蚀或淤积程度,水库蓄水量等。而生态健康的指标除像鱼类产卵所需水温等个别指标可直接定义外,多数依赖于指标体系。在管理过程中,一旦发现河流低于健康工作水平就会给管理者一种预警信息。

3)4种类型基准点

近年来发展了若干河流健康基准点方法,择其要者有以下4种。第一种是河流生态得到完全恢复的理想状态。由于它脱离实际社会经济状况,也违背生态系统自身的演进规律,所以较少采用。第二种是样板河段比照法。指参照未受到干扰或轻微干扰的河段,如果监测河段与其参照河流状态偏离越远,则其健康状况越坏。第三种是建立以水质指标为主的准则。对于每一种水质指标都规定某种变化范围,不同区域根据当地条件放宽或修改,作为地方标准。第四种是流域状况综合模型,采用对于流域物理、化学和生态状况的综合描述的墨累河健康模型。另外,在河流健康调查评估内容方面,主要进行4类评估,即物理-化学评估;生物栖息地评估;水文评估和生物评估。转贴于 三、我国河流管理中如何应用河流健康概念

在我国河流管理工作中提出河流健康的概念具有前瞻性。河流管理者不仅是水资源的开发者,也将是河流生态系统的保护者,这是管理理念的重大进步。由于河流健康概念对于我国水利界还是一个新概念,如何结合我国国情准确把握这个概念,促进河流生态建设,似有若干问题需要探讨。

1.河流健康概念是河流管理的评估工具

综上述,河流健康概念不是一个严格定义的科学概念,而是通俗意义上的管理评估工具。其目的是要建立一套评估体系,评估在自然力与人类活动双重作用下河流演进的长期过程中河流健康状态的变化,进而通过管理工作,促进河流生态系统向良性方向发展。因为寻找河流原始的健康状态建立评估基准点是不现实的,所以只能寻求一种相对的评估基准点,从这个基准点出发,研究长期的河流健康状况变化趋势。

2.建立河流健康评估准则时应该因地制宜

我国幅员辽阔,各流域的自然条件千差万别,经济社会发展水平各异。河流生态修复受自然条件的限制,也受到流域经济发展阶段和投资能力的制约。所以,制定河流健康评估准则,既不能照搬国外经验,也不可能制定全国统一的标准。应因地制宜地经过调查、论证,制定符合流域、地区自然及社会经济条件的健康评估准则。

3.水污染是对河流健康的最大威胁

2002年,全国七大江河水系的741个监测断面中,仅29.1%的断面符合Ⅲ类以上水质标准,30.0%的断面属于人体不能直接接触、仅可用于工农业的Ⅳ、Ⅴ类水质,40.9%的断面属于完全丧失水环境功能的劣Ⅴ类水质;90%流经城市的河段受到严重污染;大部分湖泊氮、磷含量严重超过地面水水质标准,在东部和西南地区被调查的200多湖泊中,有80%不同程度富营养化,水生生态系统全面退化。工农业和生活污染是造成水环境污染的主要原因,是对于河流健康的最大威胁。由此,我国现阶段维持河流健康的首要任务是水污染治理与控制,在治理策略方面,从末端治理向源头预防和全过程控制转变。

4.遵循河流保护发展阶段的一般规律[4]

制定我国河流环境保护战略,有必要研究和借鉴发达国家河流保护的经验教训,特别需要研究其河流环境治理的发展历程。西方发达国家针对二战后工业急剧发展造成的水污染问题,从上世纪50年代开始了以水质恢复为中心的河流保护战略行动。经过30多年的不懈努力,到80年代初河流污染问题得到基本缓解,开始了以河流生态修复为中心的战略转移。包括生物栖息地建设,恢复河流的生物群落多样性等,其目标是恢复河流生态系统的结构和功能。从西方国家的发展阶段看,综合污染防治在先,河流生态建设在后,治污是河流生态建设的前提和基础。通过河流生态建设提高了河流系统的自净能力,反过来又增强了治污效果。

总体看我国与发达国家在河流保护方面的差距至少有50年。这是因为我国江河湖库水质恶化趋势未能得到有效遏制,我国河流保护工作总体处于水质改善阶段,在治污方面还要走很长的路,全面进入河流生态恢复建设尚待时日。

近年来,水利系统通过紧急调水解决一些河湖的生态退化问题,取得一定成效。此外,有些流域机构和省份正规划兴建大规模调水工程解决河湖生态健康问题。必须指出,依靠增加水量的方式改善生态环境是有条件的。这种方法对于绿洲生态系统和自然湿地效果较为明显,而对于工业污染严重、人口密集地区效果不显著,或者带有暂时性。总之,改善河流生态状况的根本措施是治污,超越治污阶段试图改善河流生态状况的努力难以奏效。

尽管河流保护的各个阶段难以跨越,但是水利系统在维护和改善河流健康状况方面还是可以有所作为的。在技术层面上,加强对河流生态状况的综合监测和动态评估,研究河流生态系统的演进趋势,制定河流生态建设的中长期规划;加强对于兴建水利水电工程的论证与管理,减少工程对于河流生态的负面影响;加强对于湖泊水库和河口的湿地保护;综合考虑河流植被和鱼类等动物的生态需求,合理调度水库;开展小型河流生态修复工程试点等。[5]

5.河流健康评估准则应体现开发与保护的协调

我国正处于经济快速发展时期,对于水资源的可持续利用是社会经济可持续发展的保障,片面强调开发或单纯保护生态都不足取。河流健康概念应包含对于合理开发水资源的承认。河流的管理既应满足人类需求,也应兼顾河流生态系统健康。健康河流的目标既是一条“工作”的河流,又是一条“健康”的河流。评估准则应充分体现可持续发展的理念。

6.河流健康评估准则应体现社会各个利益相关者的利益协调

建立评估准则,应该提倡跨部门、跨行业的积极参与,在水资源开发利用的各个部门,生态环境保护部门及社会公众利益之间形成共识。还应充分体现社会公众的广泛参与。

(2005-1-4)

参考文献

[1]Scrimgeour,G.J.andWicklum,D.1996.Aquaticecosystemhealthandintegrity:

problemandpotentialsolution.JournalofNorthAmericanBenthlogicalSociety15(2)

:254-261

[2]Karr,J.R.1996.Ecologicalintegrity,andecologicalhealtharenotsame.

InSchulzeP.C.(ed),NationalAcademyofEngineering,EngineeringWithinEcologicalConstraints.

生态工程概念篇6

[中图分类号]G633.51[文献标识码]A[文章编号]16746058(2016)280001

大家一般J为,常态课是指常规状态、自然状态下的平常课。我们所追求的是教师基于现实的资源条件,运用超越现实的智慧才能,融入个人创造性的劳动,从而呈现出丰富而灵动的常态课,这是我们课堂教学追求的价值旨归。本文以高中历史学科作为观察视角,探讨常态课的三个突破点,即理清结构、澄清概念和厘清规律。

一、理清结构

常态课的第一个突破点是理清结构。很多教师的常态课效果之所以不佳,大都是因为没有指导学生理清结构,结构教学不到位。苏联著名教育法专家H.R.莱纳说过:知识不归入系统,多半是无用的。学习不是忙于吸收知识,而是将知识进行编码,从而转换成有意义的材料。所以,在常态课上,教师应摒弃一切形式主义的东西,指导学生理清每节课的结构,这个结构主要包括课在模块中的结构、课在单元中的结构和课本身的结构。

(一)理清课在模块中的结构

常态课首先要理清课在模块中的结构,也就是要指导学生理清课与模块的关系,并进行模块建构,从模块出发,再回到模块。普通高中历史课程由必修课和选修课构成。必修课分为历史(Ⅰ)、历史(Ⅱ)、历史(Ⅲ)三个学习模块,包括25个古今贯通、中外关联的学习专题,分别反映人类社会政治、经济、思想文化、科学技术等领域的重要历史内容,是全体高中学生必须学习的基本内容。选修课是供学生选择的学习内容,旨在进一步激发学生的学习兴趣,拓展学生的历史视野,促进学生的个性发展。选修课分为历史上重大改革回眸、近代社会的民主思想与实践、20世纪的战争与和平、中外历史人物评说、探索历史的奥秘、世界文化遗产荟萃等六个模块。我们苏州地区选用的是必修三本和选修Ⅰ《历史上重大改革回眸》和选修Ⅳ《中外历史人物评说》。

比如必修Ⅰ有8个单元共27课,呈现的是人类政治文明发展史,内容包括中国和外国的,涉及古代、近代和现代不同历史时期。[1]例如第2课《秦朝中央集权制度的形成》,体现了本课内容涉及的时间段、地区和领域,介绍了中国秦代政治制度的发展及其特点――专制主义中央集权制度,涉及重大的历史事件――秦的统一,涌现出重要的历史人物――秦始皇嬴政,揭示了重要的历史发展趋势――国家从分裂走向统一、君主专制的加强和中央集权的加强。学习这一单元,通过对中国古代政治制度的回顾,能够把握当今中国和世界的政治特点和未来走向。

(二)理清课在单元中的结构

常态课其次要理清课在单元中的结构,也就是要指导学生理清课与单元的关系,并进行单元构建,从单元出发,再回到单元。如必修Ⅱ第5课《开辟新航路》属于第二单元《资本主义世界市场的形成和发展》,乍一看课文标题和单元标题,没有一个字是一样的,也看不出有直接的联系,所以教师在上这一课之前先要做好单元构建,把本单元的4课内容和整个单元有机联系起来。特别是《开辟新航路》这一课是单元的起始课,更要从单元出发。具体的单元构建如下:(1)资本主义世界市场的含义。资本主义世界市场,是世界范围的商品交换和商品流通,是通过商品交换把各国市场紧密联系起来的总体。其形成的历史,就是资本主义势力从欧洲扩张到全世界的历史,就是把所有国家和地区的经济纳入资本主义国际分工体系的历史。(2)资本主义世界市场形成和发展的过程。①新航路开辟使世界市场的雏形开始出现。②早期的殖民扩张和掠夺使世界市场进一步拓展。③第一次工业革命促成了世界市场基本形成。④第二次工业革命推动了资本主义世界市场进一步发展并最终建立。(3)资本主义世界市场形成和发展的主要途径和手段――殖民扩张与掠夺。(4)资本主义世界市场形成的原因及作用(略)。从单元构建中我们可以清楚地知道,本课与本单元的关系是,新航路的开辟使世界市场雏形开始出现,并且在整个资本主义世界市场形成和发展的历程中,新航路的开辟是第一步,非常关键的一步。

(三)理清课本身的结构

常态课再次要理清课本身的结构,也就是要指导学生理清课题与子目的关系,并进行课建构,从课题出发,再回到课题。如必修Ⅱ第12课《从计划经济到市场经济》,本课共有3个子目:伟大的历史转折、经济体制改革、社会主义市场经济体制的建立。它们分别对应从计划经济到市场经济改革的3个重要节点:起步、实践和深化。这样从标题入手的结构梳理(见下图),脉络清晰,要点突出,大大降低了学生的学习难度,其效果是不言而喻的。

心理学研究发现,如果学生头脑中的知识是零散的和孤立的,那么堆积的知识越多,越不利于问题的解决。相反,只有让知识结构化,才利于知识的迁移,而理清结构的要义正在于此。

二、澄清概念

常态课的又一个突破点是澄清概念。很多教师的常态课效果之所以不好,大都是因为没有引导学生澄清概念,概念教学不到位。陈国飞教授认为,历史教学的首要任务就是形成历史概念,历史概念是学生理解和运用历史的根本。正如北京教育学院方美玲教授所说:“历史概念教学是历史教学的核心任务,是实现历史课程目标的重要载体。提高历史概念的教学理解水平,既是提高历史教学质量的根本保证,也是教师专业化发展的必由之路。”所以,在常态课上,教师要摒弃一切无关紧要的东西,引导学生澄清概念,主要包括感知和理解历史概念含义,渗透和深化历史概念认识,构建和统领历史概念系统。

(一)感知和理解历史概念的含义

澄清概念首先要感知和理解历史概念的含义,也就是要引导学生弄清历史概念的内涵与外延。比如必修Ⅰ第一单元《古代中国的政治制度》有个重要的历史概念――专制主义中央集权制度。在常态课上,教师可以用PPT呈现的方式引导学生加以感知和理解,从而让学生明白要把握这一重要概念应将其分成“专制主义”和“中央集权”两个概念来理解,同时注意两者的联系。专制主义是一种中央决策方式,体现的是君臣关系,简单来说就是皇帝独裁;中央集权是一种国家结构形式,体现的是中央与地方的关系,即中央控制地方,地方服从中央。两者之间的联系指:①地方和中央都必须服从皇帝一人。②专制主义皇权加强时,往往是中央集权比较有效时;专制主义皇权削弱时,往往也是中央集权不力时。从中体现出专制主义中央集权的核心为皇权至上,同时伴随着两组矛盾――君权与相权的矛盾和中央与地方的矛盾。只有掌握了这一重要概念,才能充分理解从秦朝到清朝整个专制主义中央集权制度建立、发展演变的历程。

(二)渗透历史概念,深化对历史概念的认识

澄清概念其次要渗透历史概念,深化对历史概念的认识,也就是要引导学生挖掘历史概念的表面含义和本质属性,澄清历史概念的时代特征和历史地位。在常态课上,可以设计探究问题,通过分析比较,探讨不同概念之间的关系。

比如必修Ⅰ第三单元《近代西方资本主义政治制度的确立与发展》涉及Y产阶级代议制这一核心概念。通过第7课《英国君主立宪制的建立》和第8课《美国联邦政府的建立》的学习,我们了解了英国君主立宪制、美国联邦制共和政体的相关知识,知道了这两种政治体制都属于资产阶级代议制。教师可以设计以下探究问题:“英国和美国都是典型的资本主义代议制国家,两国的政体各是什么?试结合其内容加以比较。”解答这个问题可以利用表格的形式,引导学生比较分析两国政体的异同点,从而深化学生对资本主义代议制这一核心概念的本质认识。

通过对英美两国政体的比较,还能得出关于一个国家政治体制的相关启示:①美国政体不是世界上唯一的民主制度。②适应本国国情的制度才是好制度。③自由、民主、平等、人权、法治、等不是哪个国家特有的产物。

学生通过对此问题的探究,不但加深了对美国总统共和制和英国君主立宪制的理解,而且掌握了比较这两种政体的基本方法,同时对资产阶级代议制的形式和内涵也有了更深层次的理解,对提升自身的历史分析和思考能力都有很好的促进作用。另外,这样的探究对学生学习比较英、美、法、德四国政体乃至辛亥革命后《中华民国临时约法》都有很好的借鉴作用。

(三)构建和统领历史概念系统

澄清概念再次要构建和统领历史概念系统,也就是要引导学生在感知理解历史概念含义的基础上,通过渗透和深化历史概念认识,师生共同参与设计各类图表,把相关知识联系起来,以纲带目,以点带面,从而构建和统领历史概念系统。

比如必修Ⅱ第三单元《近代中国经济结构的变动与资本主义的曲折发展》有个重要概念即民族资本主义,通过第9课《近代中国经济结构的变动》和第10课《中国民族资本主义的曲折发展》的学习,学生基本掌握了近代史上整个民族资本主义从产生到曲折发展的基本历程。在课堂小结环节,教师可以引导学生构建和统领民族资本主义这一历史概念系统,通过两张曲线图和一个文字表格,形象生动地呈现民族资本主义产生和曲折发展的历程。

虽然上述图表只体现了民族资本主义的时间和阶段特征,却构成了民族资本主义这一概念的主要脉络和基本线索,再结合书本的对应内容,就形成了完整的知识网络系统。而对第三单元的民族资本主义这一历史概念的构建和统领,又能延伸到下一单元《中国特色社会主义建设的道路》第11课《经济建设的发展和曲折》中对资本主义工商业的社会主义改造这一内容。所以,到新中国成立后的1956年底,对资本主义工商业进行社会主义改造,成为我国现代化工业的重要组成部分,成为中国民族资本主义的归宿。

《高中历史课程标准(实验)解读》明确指出“高中历史专题学习中的知识内容包括三方面的主要内容:1.具体的历史史实。2.基本的历史概念。3.基本的历史线索和规律”[2]。因此,概念教学很重要,抓住了概念特别是核心概念就等于抓住了高中历史教学的命脉,掌握了高中历史知识的精华。所以,我们应该引导学生以基本概念为中心,不断理解概念,运用概念,引申概念;加强知识内部的联系,对于那些前后联系不紧密、学习难度大的知识,适时地不断地进行渗透,在多种联系和不断渗透中突出重点,回到最基本的概念、原理。

三、厘清规律

常态课的再一个突破点是厘清规律。很多教师的常态课效果之所以不佳,大都是因为没有引导学生厘清规律,规律教学不到位。达尔文认为:“最有价值的知识是关于方法的知识。” 对一门学科来说,没有什么比如何思考问题的方法(或规律)更重要的事情。所以,在常态课上,教师要摒弃一切杂乱无章的东西,引导学生厘清规律。这些规律主要包括事件背景的分析规律、人物事件的评价规律、各类题目的解答规律。

(一)厘清事件背景的分析规律

厘清规律首先要厘清事件背景的分析规律,也就是要引导学生把握分析历史背景的方法。梁启超先生认为:教员不是拿所得的结果教人,最要紧的是拿怎样得着结果的方法教人。所以,在常态课上,教师可以通过具体历史事件的背景分析,引导学生厘清历史事件背景分析的共通规律,使学生做到学以致用。

比如必修Ⅱ第7课《第一次工业革命》,在分析工业革命的背景时,教师可以引导学生从前提和条件两大角度进行分析。工业革命的前提(政治保障)是资本主义制度的进一步发展。条件从资本、市场、劳动力和技术角度分析:殖民扩张和海外贸易给工业革命提供大量资本条件,伴随殖民扩张的广阔海外市场给工业革命提供市场条件,圈地运动给工业革命带来劳动力条件,工场手工业时期劳动者日积月累的经验给工业革命提供技术条件。从中再概括出工业革命发生的直接原因是工场手工业不能满足市场对工业品的需求。学生学会了第一次工业革命的背景分析方法,推而广之,在分析第二次工业革命和第三次科技革命时就可以活学活用了。

生态工程概念篇7

【基金项目】本论文为吉林省社会科学基金项目:“理工科院校大学生英语自我概念研究“(项目编号为:2013B190)的阶段性研究成果。

【中图分类号】G451 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)08-0197-01

一、大学生英语自我概念研究

自我概念,即一个人对自身存在的体验。它包括一个人通过经验、反省和他人的反馈,逐步加深对自身的了解。自我概念是一个有机的认知机构,由态度、情感、信仰和价值观等组成,贯穿整个经验和行动,并把个体表现出来的各种特定习惯、能力、思想、观点等组织起来。自我概念是由反映评价、社会比较和自我感觉三部分构成:

1.反映评价,反映评价就是人们从他人那里得到的有关自己的信息。如果大学生在开始学习英语的时候得到了肯定的评价,他就会有一个良好的英语自我概念。如果这种评价是否定的,他的英语自我概念就可能感到很糟糕。例如,在学期开始时,如果一位英语老师对一个学生说:“你的英语很好,你一定会成为一个好学生。”这位学生听了以后一定会以好好学习作为回应;如果老师说:“你的英语水平以后没有什么发展。”这位学生可能对英语消极起来,反正自己不行,懒惰一点也无所谓。

2.社会比较,在生活和工作中,人们往往与他人比较来确定衡量自己的标准,这就是在做社会比较。例如在学校时,英语考试卷子下来,就问一下自己的同桌是多少分数,自己的朋友是多少分数等等。无论什么人从出生到长大,从家庭到社会,从学习到工作,都是在社会比较中发展和充实自我概念。

3.自我感觉,在年少时,对自己的认识大多数来自于人们对你的反应。然而,在生活的某一时刻,学生开始用自己的方式来看待自己,这种看待自己的方式被称为自我感觉。如果从成功的经历中获得自信,自我感觉就会变得更好,自我概念就会改进。例如,通过自己的能力在英语学习中取得进步,自我感觉就非常好,也就是功能改进自我感觉。

二、大学生英语自我概念研究中重要他人的作用即教师作用研究

大学生在英语自我概念的形成中,态度与情感已经成为自我概念中影响大学生英语学习的主要因素,而在英语听、说、读、写、译五项英语基本技能中,听力和口语又是大学生英语自我概念的主要方面。作为大学英语教师必须要先从态度与情感入手,发挥教师在大学生英语自我概念中的重要作用,也为提升大学生英语自我概念提供建设性意见。

教师要想发挥其重要他人的作用必须要实施高效的教学策略,因材施教,不断醋鸡大学生英语自我概念的发展,及时帮助学生强化并且调整、建立积极的自我概念。教师在教学过程中要不断进行反思,如何帮助学生形成稳定的自我概念。

首先,建立和谐的师生关系,有利于大学生英语自我概念的形成。教师与学生的关系在一定程度上影响课堂教学质量,亲密友好的师生关系直接影响着学生的学习心态,所接受的所有信息都是积极向上的。因此,学生在自我概念的形成中也会产生积极的能力。大学生会认为,老师很喜欢我,我更喜欢这个老师及英语学科,产生良性循环。同时,在课堂活动中,教师对学生的期待也会影响学生学习态度以及课堂气氛。教师在课堂中一言一行的细节就透露了教师对学生的行为以及成就的期待,这就影响了学生的学习动机,最终影响学生的英语学习。通常情况下我们可以看到,在大学课堂中教师透露出高期望就会给学生带来强动机。教师不论是对个人还是对集体都透露出期望,就会得到学生良好的反馈,在课堂中、学习中收到良好的教学效果。因此,教师应该在大学英语教学过程中,发挥重要他人作用,关心爱护学生,在课堂内外都要用平等的姿态与学生沟通,善于捕捉学生情绪,及时调整,让学生在自由、开放、民主的氛围中开展积极的学习活动,在此过程中,形成积极的英语自我概念。

其次,了解大学生在英语学习中的需求,结合教学工作,逐一击破。教师作为学生英语学习的重要引领人,要在教学内容开始之前了解学生的不同学习需求,结合教学内容,制定学习目标,让学生在学习之前就了解其内容,并做好充分准备。清晰明了的教学目标能够激发学生的学习兴趣,对学生的学习行为有更好的导向作用。教师根据学生在英语学习中的困惑以及要求,设定出符合学生自身情况的学习方法和学习策略。这样才能帮助学生建立自我概念中积极的一面。

最后,通过多种途径开展教学活动,及时获取学生反馈。学生在经过十二年的学习后,对教师传统的教学方式和教学观念已经产生抗拒感,作为大学教师要及时调整,通过多样化的教学方式来激发学生的学习欲望。可以通过生动活泼的现代化教学方式来体现教学内容,让学生感受到更加新颖、趣味的学习活动。关注学生在学习过程中态度的转变,及时反馈。及时纠正学生的学习动机、成绩动机等等,不要因为一次成绩的高低让学生在自我概念中产生消极的概念,否定之前的学习,也会影响今后的英语学习。教师要综合的评价以及考核学生,关注差异性,通过学生反馈及时调整,让不同程度的学生都会有所收获。

综上所述,英语教师在大学生英语自我概念研究中扮演重要角色,要力求关注每一位学生,教师不仅要充当教育者,还要成为学生学习的组织者,鼓励者,合作者等等。为每一位学生综合能力的协调发展做出最大的努力。

参考文献:

[1]李山,余欣欣.初中生自我概念、自我监控学习行为、学习策略对学习成绩的影响[J].宁波大学学报(教育科学版).2002年03期.

[2]黄小妹.高职生的英语自我概念与学习成绩之间的关系研究[J].考试周刊.2009年30期.

[3]夏玉.教师在大学英语教学中对少数民族学生自我概念的提升作用[D].西南大学.2006年.

生态工程概念篇8

1、概念图的构成以水的概念图为例详细说明概念图的组成,水的概念图如图1。这个概念图中共有概念14个,都放在椭圆框中,其中水是关键概念,放在概念图的最上端,是这个概念图的主题;水的概念图包含三个分支,也就是与关键概念“水”相连的三条线,被称为三条分支,这三个分支中每个分支下的概念代表同一类概念,第一个分支包含三个概念:“生物、植物、动物”,说明水是被生物需要的,这个分支的概念都属于“生物”;第二分支由二个概念组成:“分子、运动”,说明水是由分子组成的,说明了水的组成成分;第三个分支由八个概念组成:“状态、固体、液体、气体、雪、冰、湖、蒸气”,说明水存在的状态,每个分支都体现了概念的分类,关键概念“水”可看作是各分支共用的概念。同一分支下概念上下的排列顺序体现了概念图的水平层次,第一分支下的概念分为二个层次,“生物”概念是第一层次,“植物、动物”两个概念位于第二层次,包容度较大的概念放在上面,包容度较小的概念放在下面,生物包括植物和动物,所以生物概念排列在上面,植物和动物概念排列在下面;第二分支包括两个层次,“分子”概念处于第一层次,“运动”概念处于第二层次;第三分支包括三个水平层次,“状态”概念处于第一层次,“固体、液体、气体”概念处于第二层次;“雪、冰、湖、蒸气”处于第三层次,所以水的概念图最多有三个层次。同一分支下概念间的连接线及其连接语,例如:“水”和“生物”的连接,连接线上的箭头表明连接语的读法,读作“水被生物需要”,两个概念及其连接语形成一个命题,这样的连接共有13个,分别是“水———生物、生物———植物、生物———动物、水———分子、分子———运动、水———状态、状态———固体、状态———液体、状态———气体、固体———雪、固体———冰、液体———湖、气体———蒸气”。不同分支下概念间的连接及其连接语(也叫横向连接)是不同分支概念间的连接,如:“运动”与“状态”的连接,连接语“决定”,读作“运动决定状态”,是属于横向连接。“狗”是“动物”概念的一个例子,“树”是“植物”概念的一个例子,“太湖”是“湖”概念的一个例子。通过以上分析可知水的概念图包括14个概念,3个分支、3个水平层次,13个同一分支下的连接线及其连接语,1个横向连接,3个例子。

2、概念图的制作软件概念图的制作软件是“inspiration",用户可以从网上找到并下载。综观国内外将概念图用于教学和评估的研究,还未见将概念图应用在研究生教育统计课程的复习和评估中,本文就是对以上问题做一些探索。

二、概念图在《心理与教育统计》中的应用

1、教材选用根据浙江师范大学的教学安排和要求,我们选用了北京师范心理学院张厚粲等编写的《教育与心理统计》教材。

2、概念图的应用根据我们对《心理与教育统计》课程体系的理解,为了方便学生复习和巩固已学的知识,我们制作如下的概念图。在词汇上带有的下划线表示具有超级链接,可以连接到讲解相应内容的教师制作的课件内容,有利于检索和复习。

三、采用概念图进行课程考试的实践

(一)设立考试题目

建立一个“统计方法应用条件概念图”要求:

1、概念图应该呈现这学期学习过的所有统计方法

2、概念图应该体现自己理解统计知识的方式,思路要清晰

3、概念或词汇间的连接语言尽可能准确、精练

4、作好之后要不断修改

5、呈交的概念图要打印在纸上,同时发送电子版制作概念图的要领:①选择统计的概念、词汇或统计方法②将选择出的概念、词汇或统计方法放在椭圆框中或矩形框中③在概念、词汇或统计方法间的连接线上写出连接词语表明两者的关系,连接语应该是你想表达的统计知识可参照的内容:①“统计方法使用条件”word文件②讲过的课件③统计教科书及SPSS应用书籍④概念图的相关文章

(二)确定评分方法及标准

生态工程概念篇9

关于课程这个概念,研究者们在试图使课程概念逐步明朗化的过程中却使之越发变得五花八门、模棱两可。这些定义,按照我国学者郝德永的观点,分别是从学科维度、目标维度、经验维度、活动维度和计划维度来对课程的本质内涵进行限定的。这些维度都回答了课程这个概念的某些功能、特征和属性。如:学科维度反映了课_概念的历史性特征,因为最为传统的课程定义就是从学科角度进行界定的而且,直到本世纪二三十年代课程研制科学化运动之前,这种状态从未受到置疑,课程的含义也较明确、一致,而课程形态则表现为单一的学科课程”%目标维度和计划维度则强调了课程的预期性和计划性的特点。显然,如果从属概念必然是一个能够明确、涵盖课程这个被定义概念的定义概念的角度来看,学科维度、目标维度和计划维度都不符合这一要求,因此也不可能成为课程概念的属概念。另外,经验维度虽然超越了传统的“学科”层面,淡化了课程的预期性和计划性,但是,这种把学生在教育过程结束后获得的经验称为课程的观点只能导致“把课程变成了教育的一个结果。这种把课程实施后的结果定义为课程本质内涵的观念造成了极大的逻辑混乱,实质上,课程已失去了存在的前提”。而从活动维度来看,更能看出人们对课程定义的轻率与无奈。“更多的学者把活动视做课程只是出于课程‘全面性’的考虑,因而,这种课程观通常并不反对‘学科课程’,只是考虑到学生在除了教学活动之外的其他活动中也能获取某些知识、经验,而这些知识、经验又是传统的学科课程所无法包容和解释的,于是,便以堆积的方式把这部分活动也纳入到课程含义中”吧“课程是学科与活动的总和”的认识可谓是深入人心。当然,我们并不否认活动是课程的重要组成部分,但如果从活动的角度来界定课程,则未免失之偏颇。

目前,越来越多的学者从文化的角度来诠释课程概念。不同的是,这个命题并不等同于劳顿所谓的课程是“对某种课程文化进行选择”®的课程文化工具存在,而是“还原课程的文化本体地位,是指将课程自身视为一种文化,即课程文化,使课程不再是单纯的、无自为性文化品质的社会文化的承传工具”,而是“赋予课程一种文化主体地位,使其具有自律性的、内在性的、独特性的文化属性与品质”。因而,从这个意义上来看,将文化作为课程概念的属概念,还是有一定道理的。

首先,文化作为一个空泛的概念,它涵盖了人类现实生活的全部领域,而人类的现实生活无非表现为精神、制度和物质三大领域。因此,按照文化形态逻辑和结构的需要,大致可将其分为三个层面:精神文化、制度文化、物质文化;又可分为三个系统:语言符号系统、思维方式系统、价值观念系统。课程作为一种精神文化,它以语言符号形式直观地理解人类的思维方式和价值观念,而人的思维方式和价值观念等又无不受到某种特定文化的渗透,课程也是这种特定文化的产物。一些人类学家更是明确指出所有主要的人类文化系统都必然包括教育的成分在内,虽然我们无法确切地指明文化应包括哪些领域,一一说明其涉及内容,但它首先应包括教育等在其中。可见,课程本身就是一柄独特的文化存在。

其次,从现有课程概念的定义来看,如果更粗泛地来划分,可以归纳为三个维度。一是把课程看作是学科、计划、人类经验,这一维度实质上就是强调人类数千年来所积淀的文化对个体的作用,把课程看作是一种人类文化的凝缩,目的在于使个体成为“文化人”。二是把课程看作是学习者个体的学习经验。而实质上,这种个体的学习经验就是人类文化在个体身上的辐射,内化而为具有鲜明个性特征的个体文化。而个体又总是生活于前一时代的文化之中又创造着后一时代的文因此,这种个体文化必将成~后一时代的“类文化”,或言“主宰文化”,从而完成文化的传递功能,使得文化得以不断延续。三是把课程看作是一种活动,一种“构成一代又一代人生活的生气勃勃的活动流'这种课程观看到了隐含在以往的静态课程观之中的人的主体性的律动,与“文化的内在性、精神性、生命性、创造性和过程性的一面”®达到了惊人程度上的契合,从而引导人们去关注和捕捉课程的内在主体性。由此可见,课程是一面集人类文化与个体文化,静态文化与动态文化于一体的多棱镜,折射着单色光的美丽,亦折射着复色光的魅力。

再次,从文化的角度来考虑课程,可以对我国目前课程改革中所存在的一些问题有一个崭新的理解。比如,一直困扰课程界的科学教育、人文教育与道德教育的关系及设置比例等问题,如果从文化学的角度来看,科学、艺术、道德本身就是观念形态文化的三种基本形式,学校只有“相应地设置与科学、艺术和道德三大部类文化相对应的课程,由此才能传递和传播人类文化的整体要素,从逻辑结构上保证学生接受完整性的文化。

二、从内部构成来看课程的种差

如果说属概念提供了被定义概念一个认识的范畴,那么,种差则是对被定义概念的限制,从而使此被定义概念区别于彼被定义概念,因此,仅仅为课程概念寻找到它的属概念还是远远不能揭示课程概念的本质内涵的,还必须要寻找到使得课程这一“种”区别于其他“种”的属性,即种差。

传统逻辑对种差的揭示方式有多种,我们可以从被定义概念的内部构成上去界定,指出被定义概念有哪些子类,或者说由哪些要素组成,从而寻找到课程概念的种差。构成课程这一概念的种差有以下几个方面。

(一)课程主体。课程主体是课程概念的首要要素。主体是相对于客体而言的只有发生了主客体关系的地方,才有主体”气自主性、主观性和自为性是主体的根本特性通使得主体在与客体发生关系时总始终处手主动、支配的地位,起着主导的作用。因此,对课程主体的不同认识,将决定着对课程支配权、主宰权的不同认识。因为只有课程主体才有权利支配、主宰课程,而非主体者则只能是一个被动的接受者和顺应者。

(二)课程指向。课程指向体现着课程概念的功能要素。功能指的是“一个事物系统所具备的对周围其他事物发生作用的能力或根本属性。因此,课程指向反映着课程的外张力,一种对周围事物的外张力。在课程这一生态系统中,授受知识保存文化、发展能力适应与改造社会以及个体完整个性的养成这三种指向从来没有放弃过争论,在特定的历史时期、社会背景及不同的课程观下总有其存在的时空与理由。

(三)课程本位。课程指向影响着课程本位的确立。同时,课程本位也是个体需要的具体化和实现化。如果说课程指向因素更多的体现的是一种外在规定性,那么,课程本位则是课程的一个内在要素,是不同个体在卷入课程活动之前必须要明确的预期的结果,也是个体活动延续的维系。现实本位与理想本位构筑了课程本位的两极,在此影响下的课程观于这两极之间作着微妙的“钟摆式”运动。

(四)课程实施途径。课程实施途径是课程走向实践的重要的中介要素。课程必然要走向实践,实现其预期的目的,这就需要一定的手段、工具及途径。途径的实质就是主体内在力量的物化,是主体作用于客体的中介,它直接影响和制约着课程活动的效率,也是衡量主体活动的必不可少的直接的客观标准。传统的手段、工具与途径不会由于现代手段、工具与途径的出现与运用而消亡,而现代手段、工具与途径的出现与运用也只是为了能够更好更优化地使课程从理论走向实践。

(五)课程存在形式。课程存在形式是课程实施的载体。在课程实施过程中,不仅要有主体,还要有实施之“物”。从最广义的角度来看实施之物”应包括一切资源。其中,既应有正规的,也应有_有正规的;既应有显性的,也应有隐性的。也就是说,传统课程观所关注的知识经验理应是课程的一种存在形式,但它仅仅只是一种存在形式,传统课程观所忽视的价值观念、内在体验等也都应该成为课程的必不可少的存在形式。

(六)课程评价。课程评价也是课程概念必不可少的要素。主体按照一定的目的,选择适当的途径,作用于客体后,在主体以及客体身上必然会产生某种结果。这种结果可能是直观的,也可能是隐含的;可能是正结果,也可1邑是负结果;在个体身上还可能会呈现出量的区别。所有这些都需要经过评价的手段加以检测,同时通过评价所提供的反馈信息,坚定、扩大或修正、放弃原来的目标。

以上六个方面是课程概念种差的六个主要构件。回溯课程理论发展及其课程研究的历史脉络,可以发现,无论是对课程概念的诸多解读,还是对课程问题的困惑冲突,甚或是对课程理想的憧憬描绘,都离不开这六大构件内部的不断纷争与不断选择,而承载不同价值的选择结果则催生了不同的课程思想。因此,这六大构件的提出,首先可以为解读课程概念,探讨课程问题提供基本的思路,一定程度上可以解决目前“云者众多,实则不知所云;争论不断,实则难以成论”的状况。其次,这六大构件为广大实践工作者尤其是一线的教师提供了一个理解课程、建构课程的基本框架,可以使他们在目前铺天盖地而来的“新课程理念”中寻找到一条理解课程、建构课程的途径,走出目前迷茫困惑不知所揹的困境,尽快建构起个体的课程哲学,有利于基础教育课程改革的顺利推进。再次,从课程的六大构件来认识课程,也符合人类“从局部到整体”的认识方式,同时也是“分而析之,概而论之”的研究方式的反映。

生态工程概念篇10

基金项目:本文系南京理工大学教改资助项目“材料专业基础课概念-问题-探究教学模式研究”阶段性成果之一。

摘要:通过对探究式教学目的的反思,以及理工科基础课特点的总结,摸索出适用于理工科基础课的“概念-问题-探究”教学新模式。

关键词:探究式教学;理工科;基础课;核心知识

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1008-2646(2012)01-0082-05

研究型大学的建设对研究性教学提出了日益迫切的要求。在研究性教学的实践中,源于西方的探究式教学受到广泛重视,这种以讨论课(也称Seminar)为载体的课程模式提倡知识学习的自主性与面对未知的探索性,因此从理论上讲与研究型大学的科学研究精神相契合,故近年来相关的研究文章较多,在教改立项中也成为了热门课题。

但是,当我们在实践中真正落实探究式教学时,当这种模式与具体的课程结合时,就会发现探究式教学从理论研究到实际操作,都存在不小的问题,因此需要进一步的反思,以便清除形形的认识误区,从而把握其精神实质,为实践操作奠定坚实的理论基础。

从方法论的角度看,具体问题具体分析是教育研究不二的法则。因此,我们将探究式教学聚焦在理工科基础课上,也就是高等数学、大学物理、大学化学,以及各工程学科的主干基础课,如化工学科的物理化学、化工原理,材料学科的固体物理、材料科学基础,控制学科的电工学、自动控制原理,等等。这些课程是理工科课程体系的真正精髓,对后续课程从知识结构到认知方法都会产生深远影响。因此,探究式教学的真正落脚点应该放在这些课程上。

一、探究式教学的目的与反思

所谓探究式教学(也称探究式学习,Inquiry Learning)通常指从学科领域或现实生活中选择和确立主题,在教学中创设类似于学术研究的情境,学生通过独立自主地发现问题、操作实验、收集与处理信息、表达与交流等探索活动,获得知识,培养能力,发展情感与态度,特别是发展探索精神与创新能力。它倡导学生的主动参与,是一种积极的学习过程。[1]

不难看出,探究式教学以自主与探索为目的,重视学生能力与素质的培养,从理论上完全符合现代教育理念。但是,理论上的完备不等于实践操作的可行,因为理论往往源于具体对象,一旦对象发生变化,理论(特别是教育理论)通常要做出相应的调整,有时甚至是重大调整。以探究式教学为例,目前国内更多地在基础教育中采用这种形式,而理工科基础课中却很难操作。之所以这样,与理工科基础课的特点(见本文第二部分)有关,其中知识的坚实性、系统性与深奥性对传统意义的探究产生了重大影响。因此,应该在理工科基础课的背景下重新审视探究式教学的目的。从知识的坚实性看,现行探究式教学中对于新知识的诉求是不可行的。面对基础课中的核心知识,主要任务是接受、理解,以及理解基础上的应用,而与新知识发现关系不大。从知识的系统性与深奥性看,也与现行探究式教学的目的格格不入,因为深奥、抽象及知识关系复杂,意味着凭借学生自身的认知能力,是无法理解与掌握这些知识的,故老师的作用相对彰显,而这又与现行探究式教学强调学生自主性的诉求相矛盾。如果进一步考虑到大学生都是高中应试教育的“产品”,则探究式教学更是难上加难。这样一来,似乎根本颠覆了传统意义上的探究式教学,因为探索性与自主性都已落空。正因为如此,探究式教学尽管研究得热火朝天,但在高校中真正操作却很少,在理工科基础课中更是如此。

那么,是不是要根本放弃探究式教学的理念呢?理工科基础课中探究式教学是不是真的没有了空间?结论当然是否定的!而新的探究式教学,主要取决于通过反思达成的观念转化,特别是对一系列相关教育教学理念的重新认识。

首先,什么是新知识?一般来说,新旧是有相对性的,但传统教学观念却把新知识当成绝对的事物,即那些从未被人们认识到的知识才是新知识,而相对于学生而言的新知识却不在其中。以热力学第二定律与熵概念为例,一方面它们已经产生了100多年,是耳熟能详的知识;但另一方面,对学生而言它们又是新事物,是需要学习的新知识。对于具有相对性的“新知识”,客观上不存在探索与发现的问题,因为它们都清清楚楚地展现在教材中。因此,探究必须赋予新的含义,即根据知识对于学生的相对新颖性,以及由此产生的认知过程的不完备性,将发现式的探究转变为澄清式的探索,使学生的知识认识由模糊、理解不深,逐步达到较高的认识水平,并最终获得运用知识于具体问题的能力。以高等数学的极限理论为例,学生不是见过极限的定义、学习了几个例题,就能把握该理论的核心,真正认识与理解需要漫长的探究过程,需要学生自主地提出与极限相关的问题,试探性地运用极限理论到其他领域,如物理学、化学,甚至是生活领域,从而在提问、反思、质疑、具体运用中,逐步加深认识。

其次,探究的方向。传统观点认为,探究式教学总是向外的,向着未知的外部世界,特别是自然界。但是,还有一种向内的探究方向,即面向我们自身,面向人的头脑与思想,去探究其中未知,甚至是构建其中的空白。改革开放30年来,人们已经习惯于对外开放,热衷于面对外部世界,特别是西方发达国家,这一点在教育中尤其明显。但是,30年带来的思维惯性使我们忽视了向内这个重要的方向,忽视了自我改造,特别是自身思想观念深层次问题的解决。2008年爆发的金融危机已经从思想方向(注意:不是思想方法)上给我们敲响了警钟,也进一步启发我们在教学中眼睛向内,在探究式教学中努力解决自身的问题,而不是一味地眼睛向外。

最后,探索的自主性。事实上,自主也是一个相对的概念,因此不能绝对化。在传统的探究式教学中,过于强调学生的自主性,老师似乎已经失去了基本地位而变得可有可无。我们认为,至少在理工科基础课中,老师的地位绝不能动摇,知识的基本传承不能因为强调自主探究而丧失。当然,这不是说回归到满堂灌的老路上,而是根据理工科基础课知识深奥、系统等特点,充分发挥老师的作用,特别是在新式探究下的作用,以便调动学生的探究积极性,引领探究的方向,把握探究的尺度(因为过度探究容易钻牛角尖),使探究式教学真正落实到理工科基础课中。

不难看出,观念转换后的探究式教学获得了新的意义,探究式教学的自主性与探索性诉求有了新的生存空间,这为它的实践操作奠定了基础。

二、理工科基础课教学的特点分析

如果要在理工科基础课中真正实践探究式教学,必须对其特点有深入的认识。尽管理工科基础课的重要性不言而喻,但它们的特点,特别是面向探究式教学时表现出的特点,却并不清楚。根据经典的课程理论,课程是由教材、教师与学生构成的,故分析课程特点也要从这三个维度展开。

1. 理工科基础课教材

教材是学科知识体系的代名词。对于理工科基础课,知识体系往往有以下特征:

(1)核心知识的坚实性

每一门理工科基础课中,都有一批核心知识。它们经历了长期的实践检验,得到了反复的证实,因此不可动摇。例如,高等数学中的极限理论、函数理论,大学物理中的牛顿定律、电学基本公式,物理化学中的热力学定律与动力学理论,材料科学中的结构与缺陷理论、相变理论等等。这些核心知识的坚实性特点对探究式教学会产生重要影响。

(2)知识的系统性

理工科基础课的另一个特点是,其知识经过长期的发展与演化,已经形成了逻辑关系复杂的较为庞大的体系。知识系统性的显性含义是知识庞杂,知识点众多;其隐性含义是,知识结构复杂,具体就是知识点之间的关系众多,而“关系众多”相比于“知识点众多”会带来更大的教学难度。

(3)知识的深奥性

大学知识有着固有的深奥性,而理工科基础课中,知识深奥性表现得更加突出。相对论、量子力学、极限理论、热力学原理、控制理论等一系列理论,量子化、相对性、极限、函数、内能、熵等一系列概念,无一不显示出深奥的品性,它们中的绝大多数远离人们的日常感知,具有极为抽象的特征。

2. 基础课教师

从教师的角度考察理工科基础课的特点是新概念,这方面很少有人涉及。但是,教师毕竟是课程三要素之一,有着举足轻重的作用,因此全面考察教师是很有必要的。

由于基础课在理工科课程体系中的重要地位,基础课教师通常是一个学校教师队伍的中坚力量。他们常年从事教学工作,理论水平较高,教学经验丰富,作风严谨,责任心强。因此,作为传承式的教学,这些教师是完全胜任的。但是,从探究式教学的要求看,基础课教师又存在一些不足。首先,经验丰富与作风严谨使得易于墨守成规,而不敢积极探索教学中的新事物;其次,由于基础课教学任务重,工作量大,这部分教师的科研项目较少,与生产实际的接触远不如专业课教师,加之基础课教师教育理论水平不高,使得基础课中大胆改革的精神不足,教学改革的活力不够。在探究式教学中,必须注意到教师的上述特点,有针对性地做好教师的工作,特别是思想观念的转化工作。

3. 基础课学生

在教学三要素中,最容易忽略的恰恰是学生!从某种意义上讲,学生是三要素中最重要的。尽管学生的作用至关重要,但遗憾的是,学生很可能是探究式教学实际操作中的主要障碍。

理工科基础课通常在第一、二个学年开设,此时学生刚刚从高中考入大学,他们的学习目的、认知习惯、知识结构主要来源于中学,而且以应试教育为主要特点,造成大一、大二学生在面对探究式教学时全方位的不适应。首先,从知识传承的角度看,学生不知道知识以概念为核心,理工科学生往往热衷于公式与计算,因为公式记忆与计算娴熟是应试之本,但这恰恰从根本上偏离了知识的核心;其次,学生普遍缺乏主动意识,且这种缺乏贯穿于学习的全过程,如知识寻找、问题生成、探究讨论,而这些都是探究式教学不可或缺的;最后,学生普遍惧怕不确定,惧怕改变现状,习惯于固守以往的模式。根据我们多年的观察,一些好学生反而在变革时表现得相对保守。

学生状况的不如人意恰恰反衬出教学改革的必要性,以及在理工科基础课中实施探究式教学的迫切性。

三、探究式教学的操作之道

综合以上分析不难看出,在理工科基础课中实践探究式教学,将面临巨大的困难与挑战。从另一方面讲,困难与挑战也意味着其中蕴涵着巨大的价值。正是由于这种巨大的价值牵引,我们通过多年的实践,逐步摸索出一套基础课中探究式教学的操作方法,其核心就是:概念问题探究。

1. 概念

教学中强调概念是老生常谈。但将概念置于理工科基础课的背景下,特别结合探究式教学的要求,则概念的教育意义与教学操作就需要重新认识。前已述及,基础课知识体系具有坚实性,这一特性反映在概念上就是基础性,即这些课程中有一批基本概念。概念的基础性意味着其内涵小而外延大,因此意义深奥,影响深远。从探究式教学的角度看,概念的基础性为新式探究提供了巨大的空间,因为深奥意味着学生不可能马上领悟,他们必须通过不断的思考(即探究)才能逐渐明白概念的深刻内涵;而影响深远意味着基础概念可以与许多事物相结合,从而为概念的反复认知提供大量机会。以物理化学中的系统概念为例,它不仅仅属于物理化学课程,也是控制原理、信号与系统,甚至是高等数学等课程的核心概念。同时,系统也广泛存在于社会科学领域,如经济系统、社会系统、教育系统等。通过系统概念在各个学科领域的广泛应用,学生会逐渐明白系统的层次性,明白系统的物质属性是最为重要的(即唯物主义的基础),明白系统与环境的相互作用决定了系统发展的外在方向性,等等。这样,对系统概念的认识得到不断深化,属于学生的系统概念的外延逐渐扩大,最终形成一个关于系统的概念体系,从而基本完成对系统概念的认识。

上述概念认知过程启示我们在探究式教学中注意概念建立之初的简洁与形象化。基础课中概念的基础性与深奥性,及这些特性衍伸出的特点(如外延广大),使得概念的建立不可能一蹴而就。因此,在概念建立之初,就应该努力使概念简洁,即教师通过典型事例展示概念最基本的内涵,而不能面面俱到。我们发现,中国教材在概念引入时,有从一般到特殊的普遍习惯,在理工科基础课中更是如此,似乎先给出了概念的一般定义,就能包罗万象、一劳永逸。但是,无论从学生的认知能力还是实际教学效果看,从一般到特殊并不是概念教学的万能形式,对于基本概念更是如此。以熵概念为例,即使告诉学生它与混乱度有关,即使让学生记住熵S的经典公式,甚至是通过该式做了一些题目,学生对熵概念还是不甚了了。因此,对这类基本概念的认识就应该另辟蹊径,即从特殊到一般,而这里的特殊要求教学中使基本概念变得简洁(尽管这会一定程度影响普遍性),因为简洁的东西才易于把握;同时,使概念更加形象化,因为形象化是应对基本概念深奥性(从而具有抽象性)的法宝。不难看出,我们主张初学时全力建立简洁清晰的概念,这样能够在学生的头脑中留下鲜明的印象,这为概念的后续学习奠定了坚实的基础。

在概念建立中,特别是概念建立之初,教师的作用是不可或缺的。此时不宜将任务主要交给学生,而是应该以教师为主导,快速高效地建立概念。我们反对在探究式教学中弱化、甚至忽略教师作用,因为这相当于否定知识传承。教师的知识理解、认知水平、思想方法,以及这些背后的态度与精神,对后辈学生都是宝贵的财富,因此绝不能轻易放弃。此外,强调快速高效,是为后续以学生为主体的教学过程预留了时间。

2. 问题

不难看出,上述过程仅仅是教学的初级阶段,要想使学生的概念深化、理解加深,还必须进一步展开教学,而这一阶段的核心是问题的生成。在传统的灌输教学模式中,教学的进一步展开是通过例题,特别是各种各样的计算题目,其目的主要指向公式的记忆与计算的娴熟。但是,概念的认识与理解,特别是概念的应用,有着不同于公式-计算的模式。例如,函数概念的深入理解不可能只通过函数的计算、证明,它必须通过问题,如函数的要素到底是3个还是2个?矢性函数、矩阵函数与普通的函数的异同何在?函数空间与尺度空间的差异是什么?等等。又如,内能的概念不可能仅凭热力学第一定律(即)就能掌握。对于内能,还要进一步区分动能与势能,区分各种场景下动能与势能的具体组成;要追问凝聚态与气态间内能的差异,搞清楚进一步细分成液态与固态时内能的差异;要明确内能在凝聚态化学势中的作用,明确内能是有层次性的,及这种层次性在转变、相变、化学反应诸过程中的体现。不难看出,对于概念的认识及其深化,是以问题为教学手段的,通过问题实现对概念加深认识,因此问题的形成至关重要。

问题的来源分为三种:老师、学生和师生互动。当概念初步建立后,为深化概念认识而生成的首批问题理所当然的来源于老师,因为此时学生还没有入门,还不会提问,特别是结合所学概念的具体问题,这方面的能力缺陷与长期的中学应试教育有很大关系。因此,教师应该首先提出一批问题供学生思考、探索,从而引导学习的方向(以免重蹈公式、计算的覆辙),特别是通过这些问题诱发学生自身的问题,这一点非常重要,它是探究式教学自主精神在基础课教学中的核心。随着(教师)问题的思考,学生逐渐形成了自己的疑惑、问题,这些问题带有学生认知结构上的缺陷,因此是个性化的,是鲜活的,也是学生最感兴趣的。不难看出,教师问题的真正作用不是拾遗补缺以完善学生的认识不足,而是激发学生在所学概念框架下的思考。由于理工科基础课中概念的基础性、深奥性及系统性等特点,所以学生在思考中一定会想不通、看不透或讲不清,因此能够产生大量属于学生自己的新问题。根据心理学原理,学生对于自己的问题是非常认真的,总是希望解决这些问题,这就给自我探究奠定了基础。另一方面,学生的新问题从相对的角度讲,也算是未知,探索这种未知对提升学生的思维水平与认知能力具有重要意义。问题的最高形式源于师生互动,此时已经无法区分问题的归属到底属于谁,它形成于师生间的讨论过程,是相互启发的产物,这就是所谓的教学相长。

顺带指出,现有理工科教材在提问方面是不符合探究式教学的,因为现行的做法是概念定义之后,马上将教学引向公式与计算。而真正围绕概念,以概念深化理解为宗旨的问题却很少,也缺乏时效性,具体就是没有在概念初步建立后立即提出有利于深化理解的问题,使得学生错误地以为概念的认知状态已经达到要求,殊不知实际差距非常大。

3. 探究

事实上,探究与问题是相互融合的,之所以分开讨论无非是强调同一过程的不同侧重。当概念初步建立后,随着教师问题传递给学生,真正意义的探究正式开始。学生开始思考,学生有了问题,学生需要解惑,凡此种种都离不开探究,它是学生自主参与的思考过程。根据认知心理学,思考过程分为分析、综合、推理、判断,其中分析既是思考中首先进行的过程,也是现代大学生最为缺乏的能力之一,因此理工科基础课探究式教学首先应该重视分析能力的培养。下面用一个实例说明如何通过提升分析能力来强化概念的理解。

热力学第二定律的核心思想是通过如下的克劳修斯不等式表达的dSδQT教材中给出的标准解释是:δQ是实际过程的热效应,T是环境温度(对于可逆过程,环境温度等于系统温度),dS是伴随过程的熵变,等于号对应可逆过程,大于号对应不可逆过程。记住了这个式子及其条件,熟练地用该式(通过计算)判断具体过程的可逆性,这样是否就算完成了对热力学第二定律的认识?答案显然是否定的,因为如此深奥的物理定律不可能一蹴而就。我们因此设计了这样的问题:dS到底与过程有无关系?由于答案较为复杂也非常专业,因此只介绍答案与分析的关系,该答案主要借助对过程概念的进一步分析,即学生应该将过程分解为:起点、中间过程和终点,这样一来就能分清上式两侧的性质,其左侧只与起点和终点有关,因为dS是状态函数;而右侧只与过程有关,因为δQ/T只与中间过程有关。故克劳修斯不等式的真正含义是,比较同一过程不同侧面的性质,当表示状态性质的dS等于过程性质δQ/T时,该过程就是可逆的,大于时是不可逆的。更进一步,学生们明白了起点与终点固定的前提下,过程是多种多样的,其中有一类过程(可逆过程)是特殊的,其δQ/T=dS,而任何其他过程的都不具备可逆性。显然,不可逆过程不是一类,而许许多多,但可逆只是一类过程,这个概念对于后续的非平衡热力学至关重要。对克劳修斯不等式认识的加深,会促进学生回过头来认识热力学第一定律,它也是起点与终点的状态函数差与中间的过程量之间的关系,只不过此时是与能量有关的诸量,如内能、热与功。这样就从更高层次统一了两大热力学定律。如果延伸这个概念,还能进一步联想到数学中的积分,其中导函数(中间过程)的积分,等于原函数的端点差值!由此可见,真正的概念认识与理解有着强大的“辐射”作用,这为概念应用提供了广阔的空间。

不难看出,我们的教学目的是提升学生的概念认识水平,因为概念是学生今后学习、科研的真正出发点,故概念的认识水平与应用能力至关重要。在概念深化的探究过程中,分析、综合等思考能力随之加强。而上述水平与能力的综合就可以达成理工科基础课探究式教学的主要目的。

参考文献

[1]任长松. 探究式学习[M]. 北京:教育科学出版社,2005:25.(责任编辑、校对:臧莉娟)Reflections on Inquiry-Oriented Teaching of Basic Technical Courses

WU Qiang,GUO Yu

(1. School of Material, Nanjing University of Science and Technology,Nanjing, Jiangsu, 210094;

生态工程概念篇11

概念设计的宗旨是在特定的建筑空间及环境条件下,用整体概念来考虑结构的总体方案,并能有意识地发挥和利用结构总体系和各基本分体系之间的力学特性与关系。建筑物是一个整体空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,并不是脱离总的结构体系的单独构件。作为结构工程师,不应过度依赖计算机和盲目照搬规范,应把概念设计应用到实际工作中去。

1概念设计的定义

结构设计分为理论和概念设计。理论设计是结构工程师根据计算理论和规范,在对结构进行计算模型的假设及受力状态的假定的前提下,对结构进行计算分析,得出数据式的结果,然后利用结果进行设计。概念设计是指不经数值计算,尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。

在建筑设计的方案阶段,从总体出发,采用概念性近似计算方法,能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较和选择。这种方法虽有一定误差,但概念清楚、定性准确、手算简单快捷,能很快选择出最佳方案,具有较好的经济、可靠性能, 同时也是施工图设计阶段判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

2概念设计的重要性

概念设计的应用面非常广泛,几乎蕴含了所有的结构设计。在不确定因素多、受力状况变化较大的抗震设计、高层建筑设计、基础设计中,概念设计的应用尤显重要和突出。

概念设计的重要性,主要体现在三方面:一是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性。为了弥补计算理论的缺陷,或实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要用概念设计来满足结构设计的目的。二是由于在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择效果最好、造价最低的结构方案。概念设计在设计人员中提得比较多,但往往被人们片面地理解,认为其主要是用于一些大的原则,如确定结构方案、结构布置等。其实,在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。三是由于计算机计算结果的高精度,容易给结构设计人员带来对结构工作性能的误解,过分地依赖于计算机和设计软件,进行习惯性、传统的结构设计,对计算结果明显不合理、甚至错误的地方不能及时发现,使许多的建筑结构留下安全隐患。因此,概念设计在结构设计中具有重要的地位。

概念设计是展现先进设计思想的关键,一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为,概念设计做得好的结构工程师,随着他的不懈追求,其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富,设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是,随着社会分工的细化,大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计,缺乏创新,更不愿(不敢)创新,有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳(害怕承担创新的责任)。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天,对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现。随着年龄的增长 ,导致他们在大学学的那些孤立的概念都被逐渐忘却,更谈不上设计成果的不断创新。

强调概念设计的重要,主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性,比如对混凝土结构设计,内力计算是基于弹性理论的计算方法,而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法,这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点,往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解,结构工程师只有加强结构概念的培养,才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。概念设计之所以重要,还在于在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择效果最好、造价最低的结构方案,为此,需要工程师不断地丰富自己的结构概念,深入、深刻了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。

3概念设计的一般原则

3.1 合理选择结构方案,形成良好结构体系

一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、水、电等专业充分比商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时还应进行多方案比较,择优选用。

要形成良好的结构体系,要求结构构件在承载能力极限状态下能共同受力、共同交形、协同工作,有相同的耐久性,同时达到极限状态。还要正确处理基础与上部结构之间的关系,必须把基础与上部结构视为一个有机的整体,不能把二者割裂开来。

3.2 恰当选用计算简图,正确分析计算结果

结构计算是在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当而导致结构安全事故屡有发生,因此选择恰当的计算简图是确保结构安全的重要条件。计算简图应有相应的构造措施来保证。

由于软件种类繁多,不同软件往往会导致不同的计算结果,加之由于程序与结构某处实际情况不相符合、或人工输入有误、或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因此工程师的知识、经验是不可缺少的,工程师应全面了解程序的适用范围、技术条件等,认真分析计算结果,慎重校核,做出合理判断,不可迷信电脑。

4概念设计的应用

4.1 抗震概念设计

地震具有难以把握的复杂性和动态变化特点,要准确地预见建筑物所遭遇的地震特性及详细参数,是难以做到的。

只有辅以准确的概念设计,在宏观上对抗震结构进行控制,正确分析计算结果,合理地对薄弱环节采取构造加强措施,

才能在经济合理的前提下,设计出抗震性能优电的建筑。

为了保证建筑具有足够的抗震能力,通过概念设计从宏观上控制结构的抗震性能应充分考虑以下环节:①选择对抗震有利的场地及地基,避免地面变形的直接危害,采取措施保证地基的稳定性。② 进行合理的基础设计,同一结构单元不宜设置在性质不同的地基土上,不宜采用不同的基础形式,设计时宜最大限度地发挥地基的潜力。③建筑物的体型应力求简单、规则、对称,质量和刚度变化均匀,以减少地震作用产生的变形、应力集中及扭转反应。④ 选择合理的结构体系,抗侧构件力求均匀对称,设置多道抗震防线,避免局部出现薄弱部位,要求结构布置受力明确,传力简捷。⑤各类构件之间要有可靠的连接,并具有必要的强度和变形能力,从而获得整个结构良好的抗震性能。⑥强调结构空间整体性,平面加强连接,竖向确保足够整体刚度。⑦重视对非结构构件的处理,利用其对主体结构的有利影响,避免不合理设置导致对主体结构的不利影响。⑧尽量减轻结构自重,减少地基土压力,从而降低向建筑物传输的地震力。

4.2 高层建筑结构概念设计

高层建筑结构概念设计中以下几个问题值得重视:①正确认识高层建筑的受力特点,选择合理的结构类型。高层建筑的受力特点不同于低层建筑。高层建筑从本质上讲是一个竖向悬臂结构,水平荷载的影响要远远大于垂直荷载的影响,水平荷载是结构设计的控制因素。结构抵抗水平荷载产生的弯矩、剪力以及拉应力和压应力应有较大的强度和足够的刚度,使随着高度增加所引起的侧向变形限制在结构允许范围内。由于高层建筑的受力特点,选择切实可行的结构类型是非常必要的。② 正确选择合理的结构体系。由于高层建筑中抗水平力成为设计的主要矛盾,因此采用何种抗侧力结构是结构设计的关键性问题。选择高层建筑结构抗侧力体系通常需要考虑的两个主要原因是建筑物的高度和用途。③选择合理的结构布置。结构布置的合理与否很大程度影响着建筑的使用、结构的经济性和施工的合理性。结构布置不当,常常造成薄弱环节,引起震害。在结构布置时,应加强结构的整体性及刚度,加强构件的连接,加强结构的薄弱部位和应力复杂部位的强度。④ 提高结构的抗震性能。由于高层建筑的受力特点不同于低层建筑,因此在地震区进行高层建筑结构设计时,除应保证结构具有足够的强度和刚度外,还应具有良好的抗震性能,结构必须具有一定的塑性变形能力来吸收地震所产生的能量,减弱地震破坏的影响。

4.3 基础中的概念设计

地基土的不确定性很强,至今还没有哪个模型能够对其作精确的描述。因此,在基础的设计中,更需要根据基本理论知识及丰富的实践经验,分析、预见可能出现的各种问题,从而找到最合理的处理方案。因此,概念设计在基础设计中的作用尤为重要。建筑结构设计常规的方法是将上部结构、基础作为彼此独立、离散的结构单元进行力学分析。实践表明,这种常规法计算得到的基底应力和基础沉降量往往与实测值相差甚远。事实上,基础问题的解决不宜单纯只着眼于基础。在上部结构设计过程中,应该注意由于地基沉降变形差异而引起的上部结构次应力、开裂等不良现象。所以应该把基础和上部结构视为一个统一的整体,从二者相互作用的概念出发来考虑基础方案。当然,整体的相互作用分析相当复杂,合理的方法应该从二者之间满足静力平衡和变形协调两个条件出发进行分析。设计人员除了具各土力学、地基基础的基本理论知识外,还应该掌握基础与上部结构相互作用的基本概念、原理,了解基础刚度变化对上部结构内力的影响、上部结构对基础变形的约束作用,以及采用不同地基计算模型可能在基础和上部结构中产生的差异。这样,在基础选型、布置以及地基模型、参数的选取时,才能够从共同作用的角度加以考虑,力求设计出最为经济、合理的基础方案。

生态工程概念篇12

在不断的结构设计研究与实践中,人们积累了大量有益的经验,并体现在设计规范、设计手册、标准图集等等。随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应用,每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力。结果给部分结构工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),使用计算机,然后设法去完成它,自己只不过是一个东拼西凑的计算机画图匠而已。这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间,而且还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。

我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用。概率极限状态设计法更科学、更合理。但该法在运算过程中还带有一定程度的近似,只能视作近似概率法。并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。

所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。

比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为的布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。美国一些著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”然而避免这种情况,概念设计的思想不妨是个好方法。

运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应S呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本,研究成果已经广泛应用于实际工程中,取得良好的经济、适用效果。而我国由于经济、技术和人们认识的限制,在工程界还未被广泛地应用。

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同时,在目前建筑结构抗震鉴定及加固中,概念设计的思想也应得到延伸。在1976年唐山地震中,天津市加固的2万间民房无一倒塌,但天津第二毛纺厂三层的框架厂房,却因偏重于传统构部件的加固 ,忽视结构总体抗震性能的判断,造成不合理的加固使抗震薄弱层转移,仍然倒塌。

概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用。然而现在的高校教学中,往往只重视单独构件和孤立的分体系的力学概念讲解。尤其在专业课教学中,单项计算练习居多,综合练习偏少,并着重体现在考题中,使得相当部分学生养成只知套用公式解题的习惯。而且近年来强调计算机应用教育,比如,毕业设计用结构设计软件计算、出图。但由于计算机设计过程的屏蔽,手算过程训练程度的削弱,造成学生产生一定依赖性,结果综合运用能力下降,整体结构体系概念模糊。这些对于培养具有创造力、未来的工程师是相当不利的。

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。

著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例。该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法,以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法。为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计出令人满意的建筑奠定基础。这本书第二版的出版,为我们更好的加深概念设计的理解,提供有益的帮助。总之,概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想,这就让我们来共同学习、发展它吧,为结构设计的发展作出应有的贡献。

参考文献

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