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關鍵詞:物理概念;規(guī)律;教學探討
物理基礎知識中最重要最基本的內(nèi)容是物理概念和規(guī)律。在物理教學中,物理概念和規(guī)律的教學是一個關鍵的環(huán)節(jié),講清、講透物理概念和規(guī)律,并使學生的認知能力在形成概念、掌握規(guī)律中得到充分發(fā)展,是物理教學的重要任務。形成概念、掌握規(guī)律是一個十分復雜的教學過程,但一般都要經(jīng)歷概念、規(guī)律的引入、形成、深化和應用等四個環(huán)節(jié)。根據(jù)教學實踐,針對以上四個環(huán)節(jié)做了一些初步的探討。
一、物理概念和規(guī)律的引入
物理概念是從感性世界中來的。概念和規(guī)律的基礎是感性認識,只有對具體的物理現(xiàn)象及其特性進行分析、概括,才能形成物理概念,對物理現(xiàn)象的運動變化及概念間的本質聯(lián)系進行歸納、總結,就形成了物理規(guī)律。為此,教師必須從有關概念和規(guī)律所包含的大量感性事例中,精選包括主要類型的、本質聯(lián)系明顯的典型事例來教學,從而加強學生的感性認識。如何加強學生的感性認識呢?教師要充分利用板書、板畫、掛圖、演示試驗等手段,充分發(fā)揮電化教學的優(yōu)勢,充分結合多媒體技術,使物理課堂教學形象生動,讓學生在一個形象化的物理世界里來探究物理概念和規(guī)律。
物理概念和規(guī)律是比較抽象的。在進行物理概念和規(guī)律的教學時,常常采用“抽象概念形象化”的方法或建立“物理模型”的方法,來描述物理情景。通過形象化的物理情景,利用邏輯推理、邏輯思維對其進行分析、概括、歸納、抽象出物理概念和規(guī)律。例如,在電場和磁場的教學中,用“電場線模型”來描繪電場,用“磁感線模型”來描繪磁場;在楞次定律的教學中,利用蓄水池中出水量和入水量對水池中水量變化的影響來體現(xiàn)感應電流的磁場對引起感應電流的原磁通量變化的“阻礙”作用。
二、物理概念和規(guī)律的形成
物理概念和規(guī)律是人腦對物理現(xiàn)象和過程等感性材料進行科學抽象的產(chǎn)物。在獲得感性認識的基礎上,提出問題,引導學生進行分析、綜合、抽象、概括、推理等一系列的思維活動,忽略影響問題的次要因素,抓住主要因素,找出一系列所觀察到的現(xiàn)象的共性和本質屬性,才能使學生形成正確的物理概念和規(guī)律。
例如在動量的教學中,就是通過創(chuàng)設物理情境進行探究來逐步建立概念的。首先通過演示“靜的粉筆”與“動的粉筆”和“靜的錘子”與“動的錘子”的運動情況,比較發(fā)現(xiàn)靜止物體和運動物體所產(chǎn)生的機械效果不同;再通過“慢慢行走的你”、“快速跑動的你”與墻相撞和籃球、鉛球以同樣的速度落地比較可知影響運動物體所能產(chǎn)生的機械效果的因素是物體的質量和速度;又通過質量不同、速度不同的兩輛小車運動的有關分析與計算引導學生發(fā)現(xiàn)質量不同、速度不同的運動物體也可以產(chǎn)生相同的機械效果,但其前提是物體質量和速度的乘積必須相同。顯然運動物體所能產(chǎn)生的機械效果是由質量和速度的乘積決定的,至此,引入動量來反映運動物體所能產(chǎn)生的機械效果便是水到渠成、順理成章的事了。
三、物理概念和規(guī)律的深化
教學實踐表明,只有被學生理解了的知識,學生才能牢固地掌握它,也只有理解了所學的知識后,才能進一步靈活地運用它。因此,在物理概念和規(guī)律形成之后,還必須引導學生對概念和規(guī)律進行討論,以深化知識,鞏固知識。
3.1物理概念和規(guī)律的物理意義的理解是關鍵。例如,加速度反映了物體速度改變的快慢,而速度則反映了物置改變的快慢,弄清了它們的物理意義,就可以避免“速度為零,加速度也為零;速度越大,加速度越大或速度越小,加速度越小”等錯誤的認識。
3.2物理概念和規(guī)律的適用范圍和條件的把握是前提。例如,討論地球公轉問題時,它可以被視為“質點”,但在討論地球自轉問題時,它又不能被視為“質點”;電場強度E=kQ/r2僅適用于點電荷所形成的非勻強電場;牛頓第二定律F=ma只適用于慣性系中宏觀物體低速運動的問題等。因此,只有明確了物理概念和規(guī)律的適用范圍和條件,在解決實際問題的過程中才能不至于生搬硬套,做“拿來主義”的奴隸。
3.3物理概念間、規(guī)律間的比較也是非常重要的。比較是確定概念間、規(guī)律間在不同條件下的異同的一種思維過程。物理學中,概念間、規(guī)律間在空間上、時間上都存在著差異性和統(tǒng)一性,因此,在教學中應引導學生作空間上、時間上的比較以辨別概念間、規(guī)律間的異同和了解它們的發(fā)展過程,才能做到正確運用。以動量和動能為例,它們相同的是,都是物體的狀態(tài)量;不同的是,動能的增量表示能量的轉化,而動量的增量則表示機械運動的轉移。既然已有動能來描述物體的運動狀態(tài),為何還要引入動量呢?原因就是動能的變化是力在空間上的累積效應,而動量的變化卻是力在時間上的累積效應,二者從不同側面來表現(xiàn)同一物理現(xiàn)象的本質特征,顯然,非如此不能滿足全面描述物體狀態(tài)的客觀需要。:
另外,既要重視概念、規(guī)律的縱向聯(lián)系,又要加強它們的橫向聯(lián)系,以活化學生的思維。如以加速度為中心,與速度相聯(lián)系,可使學生理解加速度是速度變化率的含義;抓住加速度產(chǎn)生的原因,可以聯(lián)系到力、質量、慣性以及牛頓第二定律;根據(jù)加速度是描述物體運動狀態(tài)變化的基本物理量這一點,可以聯(lián)系到常見機械運動的分類;根據(jù)加速度是描述物體速度變化快慢的量,可以聯(lián)系到物體做功的快慢、磁通量變化的快慢等。
四、物理概念和規(guī)律的應用
學習知識的目的在于應用。在學生牢固掌握和深刻理解物理概念和規(guī)律的基礎上,還要讓學生在運用它們來說明和解釋現(xiàn)象、解決實際問題的過程中不斷加深。在運用概念和規(guī)律的這一環(huán)節(jié)中,一方面要精心選用一些典型的問題,通過教師的示范和師生的共同討論,深化、活化對所學物理概念和規(guī)律的理解,使學生逐步領會分析、處理和解決物理問題的思路和方法;另一方面,要組織學生進行運用概念和規(guī)律的練習,在練習的基礎上,要幫助和引導學生逐步總結出解決實際問題的一些帶有規(guī)律性的思路和方法。
總之,物理概念和物理規(guī)律的教學是一個十分復雜的過程,不可能一蹴而就、一勞永逸,在教學過程中,應當從教材實際和學生實際出發(fā),深入鉆研教材,不斷改進教學方法和教學手段,注意教學的階段性,把握概念、規(guī)律的四個教學環(huán)節(jié),逐步加深對物理概念和規(guī)律的理解和應用,從而達到提高物理教育教學的目的。
參考文獻:
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關鍵詞:兩型社會;集束城市;生態(tài)城市;九華
Abstract:In December 2007, Changsha, Zhuzhou and Xiangtan City Group“two-oriented society”(a resource-conserving and environment-friendly) comprehensive reform pilot area approved by the State. Two types of society that is environmentally friendly and resource-saving society, the primary stage of socialism in China's urban development has an important significance, as the two types of Changsha, Zhuzhou and Xiangtan comprehensive reform of the social construction of the pilot area, shoulders an important historic task. Is located in Changsha, Zhuzhou and Xiangtan Urban Agglomeration of Jiuhua Riverside Metro urban planning determines the development of the city, as well as to enhance the target region. Jiuhua and Changsha big butt Hexi District, caused by the pilot of the two-oriented society in the context of urban planning thought, in this article, as well as from around the connection area Jiuhua research planning, in order to cluster in urban and eco-city concept, the social background of the two types of Under the understanding of urban planning as well as some methods used to express the thinking of city planning.
Keywords: Two types of social;urban cluster;ecological city;Jiuhua
中圖分類號:TU984.11+1
文獻標識碼:A
文章編號:1008-0422(2009)12-0077-03
1前言
2007年12月,國務院批準長株潭城市群作為全國兩型社會建設綜合配套改革試驗區(qū),使長株潭城市群繼浦東、濱海新區(qū)、重慶之后成為第四個獲此特殊政策支持的地區(qū)。兩型社會指的是資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會。 兩型社會是一個復雜的系統(tǒng),它包括資源節(jié)約型主體、環(huán)境友好型主體、資源節(jié)約型主體體系、環(huán)境友好型體系等,是指在生產(chǎn)、流通、消費等領域,通過采取法律、經(jīng)濟和行政等綜合型措施,提高資源利用率,以最少的資源消耗獲得最大的經(jīng)濟效益,保護環(huán)境,實現(xiàn)經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。
1.1九華概況
九華經(jīng)濟區(qū)作為湘潭市兩型社會建設的示范區(qū),是未來湘潭主城區(qū)的重要組團,東臨湘江,南接湘潭市區(qū),北接長沙大河西先導區(qū),交通區(qū)位優(yōu)越,上瑞高速公路橫貫東西,長潭西線高速縱行南北,并設有湘江千噸級航運港口(圖1)。自2003年湘潭市為實現(xiàn)跨越式發(fā)展啟動九華經(jīng)濟區(qū)建設以來,現(xiàn)已形成十余平方公里建成區(qū),以汽車、電子信息、現(xiàn)代裝備制造為支柱的產(chǎn)業(yè)集群已初具規(guī)模,由單一的工業(yè)園區(qū)向具備綜合功能的城市新區(qū)發(fā)展的條件日益成熟。
現(xiàn)實的發(fā)展,鑄就了九華人的驕傲,在短短的五年時間,九華經(jīng)濟區(qū)達到了一般園區(qū)要十幾年甚至二十幾年才能達到的水平。以汽車及零部件制造、電子信息產(chǎn)業(yè)、先進裝備制造業(yè)為主導產(chǎn)業(yè),經(jīng)濟區(qū)陸續(xù)引進了臺灣聯(lián)電、韓國三星、美國通用、德國西門子等世界500強企業(yè),以及吉利集團等國內(nèi)500強企業(yè),吸引了400多億投資,建設面積達到10km2。
1.2兩型目標下規(guī)劃理念的轉變
新的發(fā)展背景與訴求,要求從規(guī)劃引入新的理念,從實際出發(fā)根據(jù)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設的要求,以人為本,引導城市、產(chǎn)業(yè)合理布局,創(chuàng)造有利于能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護的空間結構和形態(tài),促進經(jīng)濟社會發(fā)展和人口、資源、環(huán)境相協(xié)調(diào),探索有別于傳統(tǒng)模式的工業(yè)化、城市化道路(圖2)。
2集約用地理念
2.1 國內(nèi)土地利用規(guī)劃的理念
土地利用規(guī)劃是城鄉(xiāng)建設、土地管理的綱領性文件,是對一定時期內(nèi)城鄉(xiāng)各業(yè)、各類土地利用的綜合協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌安排,涉及各行各業(yè),關系全局和長遠。從20 世紀80 年代算起,我國已經(jīng)進行了兩輪土地利用總體規(guī)劃。前兩輪的土地利用規(guī)劃在規(guī)劃理念上都強調(diào)對農(nóng)用地,特別是耕地的保護,“嚴格限制農(nóng)用地轉為建設用地,控制建設用地總量”、“確保耕地總量不減少”,對保障國民經(jīng)濟發(fā)展必須的建設用地強調(diào)不夠,對社會的變化和需求考慮的不多,沒有將土地利用規(guī)劃作為促進國民經(jīng)濟健康發(fā)展,保護生態(tài)環(huán)境,協(xié)調(diào)社會關系,貫徹土地可持續(xù)利用的基本手段,更沒有真正地轉變粗放的經(jīng)濟增長方式和土地利用模式,保證土地資源永續(xù)利用,實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展目標、社會進步目標和生態(tài)環(huán)境改善目標的高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
2.2 國外土地利用規(guī)劃的理念
西方國家真正稱為“土地利用規(guī)劃”(land use planning)或近似稱為“土地利用規(guī)劃”的規(guī)劃外延要比中國的土地利用規(guī)劃要小得多。在大多數(shù)西方國家土地利用規(guī)劃是縣市一級的規(guī)劃或者是城市規(guī)劃的代名詞。對于城市規(guī)劃方面的理念還是值得借鑒參考的,例如美國在20世紀90年代中期提出的“精明增長”(smart growth)理念,該理念是在歐洲可米爾理論基礎上發(fā)展而來的。對于“精明”(smart)的內(nèi)涵,強調(diào)的不是將土地保護發(fā)展孤立或對立起來,而是充分考慮土地開發(fā)、城市增長以及市政基礎設施規(guī)劃的需求。其內(nèi)涵就是一項將交通和土地利用綜合考慮的政策,促進更加多樣化的交通出行選擇,通過公共交通導向的土地開發(fā)模式將居住、商業(yè)及公共服務設施混合布置在一起,并將開敞空間和環(huán)境設施的保護置于同等重要的地位。作為“精明增長”理念在設計原則上的體現(xiàn),近年來又相繼出現(xiàn)了以土地集約化利用為特點的新的城市規(guī)劃設計思潮,典型代表是“新城市主義”( NewUrbanism)和“公共交通社區(qū)”(TOD)等。
2.3九華集束城市規(guī)劃
2.3.1九華用地現(xiàn)狀
通過運用GIS(Geographic Information System;地理信息系統(tǒng))技術對基地的坡度坡向(圖4-5)進行分析發(fā)現(xiàn),基地65%的用地坡度小于8°,坡度小于15°的占85%以上(表1),總體地形相對較平坦,有利于新城的整體開發(fā)。結合自然生態(tài)環(huán)境的分析評價,規(guī)劃將用地分為不宜建設用地、可建設用地、適宜建設用地三大類?;氐匦慰傮w上形成西高東低、南北高中間低的格局,中間有一條明顯的楔形谷地,現(xiàn)狀主要為農(nóng)田、耕地,以及零散的水系。
2.3.2九華集束城市規(guī)劃
集束化的城市中心布局也符合九華濱江新城的區(qū)域定位,九華經(jīng)濟區(qū)處于長株潭城市群的核心,其發(fā)展有如一雙手,一只代表長沙、一只代表湘潭和株洲,南北對稱,兩手匯聚,區(qū)域的發(fā)展能量集聚于新城中心,共同托起九華這顆長株潭地區(qū)的綠寶石。主要功能集束以工業(yè)區(qū)為起點向湘江發(fā)散,符合九華經(jīng)濟開發(fā)區(qū)由內(nèi)向型集中向外向型發(fā)散經(jīng)濟發(fā)展模式的轉變,而依據(jù)功能集束形成的中央城市格局也將進一步整合規(guī)劃區(qū)“山水合城”的生態(tài)特質,形成面向湘江開敞的城市空間框架。主要功能由西向東發(fā)展,契合了九華由現(xiàn)代制造業(yè)向生產(chǎn)業(yè),再向消費業(yè)和城市綜合服務業(yè)逐步發(fā)展的態(tài)勢(圖6)。
在以上三個主要功能區(qū)的基礎上,未來的濱江新城中心將以七條功能集束構建城市脊梁。中央集束軸依次集合行政管理、中央公園、金融中心和展示中心,直指湘江對岸昭山景區(qū)。中軸兩側對稱布置兩條商務辦公集束和兩條居住集束。北側生態(tài)游憩集束指向興馬洲,南側產(chǎn)業(yè)發(fā)展集束指向湘江對岸仰天湖景區(qū)(圖7)。由內(nèi)而外,由西向東、由陸到江――九華經(jīng)濟區(qū)的東向發(fā)展實現(xiàn)了九華新城內(nèi)部功能的有機優(yōu)化組合,形成一種可控狀態(tài)下的最優(yōu)新城拓展的理念,也符合資源友好和環(huán)境節(jié)約兩型社會的總體目標。
3生態(tài)城市概論
3.1生態(tài)城市理論
生態(tài)城市是在城市生態(tài)的基礎上發(fā)展起來的一種人居環(huán)境模式。1981年前蘇聯(lián)城市生態(tài)學家楊洛斯基首次提出生態(tài)城市概念,1987年聯(lián)合國科教文組織發(fā)起的人與生物圈的計劃研究過程中再次強調(diào)“生態(tài)城市”的概念,美國生態(tài)學家查理?瑞吉斯特等國外生態(tài)學家對生態(tài)城市有了廣泛的研究,并提出生態(tài)城市規(guī)劃的五項原則:①生態(tài)保護戰(zhàn)略,包括自然保護動植物及資源保護和污染防治;②生態(tài)基礎設施即自然景觀和腹地對城市的持久支持能力;③居民的生活標準;④文化歷史的保護;⑤將自然融入城市。
3.2生態(tài)學規(guī)劃理論策略研究
景觀生態(tài)學理論策略研究:斑塊、廊道、基質理論認為:組成景觀的景觀元素有三種基本類型,即斑塊(patch)、廊道(corridor)和基質(matrix)。景觀中任意一部分都無外乎這三種類型,或是落在某一斑塊內(nèi),或者落在廊道中,或是落在作為背景的基質里。三者構成的模式是景觀生態(tài)學用來解釋景觀結構的基本模式。大型斑塊可以比小型斑塊承載更多的物種,對某一物種來說,較大的斑塊更有能力持續(xù)發(fā)展和保存基因的多樣性(圖8)。
3.3九華生態(tài)城市規(guī)劃
3.3.1兩型社會背景下生態(tài)需求分析
城市環(huán)境需求:城市生態(tài)環(huán)境對保持生物多樣性,抵御外來生態(tài)災害,提供生態(tài)資源,維持人與自然、人與動植物共生等方面具有積極重要的作用。
業(yè)態(tài)開發(fā)需求:在城市的開發(fā)中,自然風景條件好、生態(tài)環(huán)境佳的地方是商家的必爭之地,所以良好的自然環(huán)境是城市合理開發(fā),創(chuàng)造經(jīng)濟效應的的基礎。
通過對基地的現(xiàn)狀自然生態(tài)環(huán)境分析與評價、生態(tài)策略的理論研究和“兩型”背景下生態(tài)需求分析等方面的研究,我們對九華濱江新城的生態(tài)目標定位為:
――“資源節(jié)約、環(huán)境友好”型示范區(qū)
――“開放共享、原生共生”型生態(tài)城
――“自然和諧、山水宜居”型人文區(qū)
3.3.2生態(tài)旅游
生態(tài)旅游農(nóng)業(yè)的概念:生態(tài)旅游農(nóng)業(yè)是以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為依托,使農(nóng)業(yè)與自然、人文景觀以及現(xiàn)代旅游業(yè)相結合的一種高效產(chǎn)業(yè)。它有狹義和廣義之分,狹義的僅指用來滿足旅游者觀光需求的農(nóng)業(yè);廣義的生態(tài)旅游涵蓋較為廣泛,主要包括“觀光農(nóng)業(yè)旅游”、“休閑旅游”、“鄉(xiāng)村旅游”、“農(nóng)村生態(tài)旅游”等不同概念,具體講是指在充分利用現(xiàn)有農(nóng)村空間、農(nóng)業(yè)自然資源和農(nóng)村人文資源的基礎上,通過以旅游內(nèi)涵為主題的規(guī)劃、設計與施工,把農(nóng)業(yè)建設、科學管理、農(nóng)藝展示、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工與旅游者的廣泛參與融為一體,是旅游者充分體驗現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生態(tài)農(nóng)業(yè)相結合的新型旅游產(chǎn)業(yè)。
3.3.3生態(tài)節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展
建筑設備選用上,充分考慮“環(huán)保健康”的要求,比如采用熱泵驅動的熱、濕負荷獨立控制的音效、環(huán)保、健康型空調(diào)系統(tǒng),避免使用有凝結水單盤管,通過除濕機內(nèi)鹽溶液的噴灑除去空氣中的塵埃、細菌及其它有害物。使用綠色環(huán)保制冷劑。禁用水冷式空調(diào),降低能耗,采用環(huán)保的冷卻節(jié)約能源、節(jié)省資源、保護環(huán)境、以人為本的基本理念。
在建筑內(nèi)部,也應當結合具體條件,考慮生態(tài)綠化,在屋頂或是建筑內(nèi)部設置部分綠化設施,改善局部氣候和環(huán)境(圖9)。
對于污水雨水的收集和處理,也應當予以考慮,以充分利用水資源和減少對于環(huán)境的污染和浪費(圖10)。
4結語
作為湘潭大河西先導區(qū)的九華濱江新城,它的發(fā)展具有挑戰(zhàn)性,因為它的綜合區(qū)位,它的交通優(yōu)勢,因而它的規(guī)劃對城市的發(fā)展有著決定性的意義。通過對九華的研究,以及資料搜索,概念論證等等過程,堅定了自己對它的認識,亦即對兩型社會下的城市規(guī)劃的認識,集束城市和生態(tài)城市主要是基于兩型社會背景下的城市發(fā)展模式,其中主要包含土地集約、功能集約;生態(tài)景觀、生態(tài)農(nóng)業(yè)、可持續(xù)發(fā)展等觀點,旨在闡述對資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設的一些觀點。
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