導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇能源危機(jī)的解決方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

自從工業(yè)革命以來(lái)，城市發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)就收到了強(qiáng)烈的沖擊，第一產(chǎn)業(yè)比重逐年降低，而工業(yè)的比重卻逐年上升，其中基于資源開發(fā)和研究的能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅速?？萍甲鳛榈谝簧a(chǎn)力的時(shí)代特征，為生產(chǎn)、生活都帶來(lái)了前所未有的便捷和效率。在當(dāng)今社會(huì)，能源的消耗總量和利用效率同經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系十分密切，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背后，我國(guó)能耗、碳排放都表現(xiàn)為持續(xù)增長(zhǎng)的狀況。節(jié)能減排成為了能源與動(dòng)力工程研究的重點(diǎn)，并且也是今后長(zhǎng)期需要堅(jiān)持的工作。

關(guān)鍵詞：

能源與動(dòng)力工程；環(huán)境污染；驅(qū)動(dòng)因素；節(jié)能減排

一、引言

無(wú)論是汽車開動(dòng)、輪船離港和飛機(jī)起飛等等機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，還是信件的郵寄、電話的通訊和網(wǎng)絡(luò)的傳輸?shù)鹊任覀內(nèi)粘Ｉ钏Ｒ姷默F(xiàn)象都需要由能源作為支撐和動(dòng)力。能源為我們所處的城市提供了源源不斷的能量流，有了能源我們的城市才能充滿生機(jī)與活力，才能不斷地向前發(fā)展。我國(guó)目前正處在城市化快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，是能源消耗大國(guó)。能源的大量消耗帶來(lái)了環(huán)境的污染，能源供需矛盾顯而易見，成為了我國(guó)當(dāng)下以及今后長(zhǎng)期發(fā)展的重點(diǎn)所在，節(jié)能減排工作必須落到實(shí)處，節(jié)能技術(shù)的研究刻不容緩。節(jié)能減排是我國(guó)面對(duì)環(huán)境問(wèn)題和能源的消耗而提出的政策方針，是通過(guò)不同的手段和措施，降低工業(yè)生產(chǎn)和居民生活過(guò)程中的能源投入以及污染物的排放，實(shí)現(xiàn)城市化進(jìn)程不斷提升和城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的永續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。但是由于我國(guó)的人口、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式和經(jīng)濟(jì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和節(jié)能技術(shù)等因素的影響，能源浪費(fèi)和排放超標(biāo)的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，節(jié)能減排的工作效果甚微，加劇了能源消耗和保護(hù)環(huán)境的矛盾，導(dǎo)致了我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶的瓶頸，帶來(lái)了強(qiáng)大的制約作用。因此，本文試圖從能源和動(dòng)力工程的角度入手，對(duì)我國(guó)能源問(wèn)題和動(dòng)力工程進(jìn)行解析，明確能源消耗居高不下的內(nèi)在原因，進(jìn)而對(duì)節(jié)能減排從能源消耗因素和動(dòng)力工程節(jié)能技術(shù)等角度出發(fā)，分析節(jié)能減排的具體方法和策略。

二、能源問(wèn)題和動(dòng)力工程

能源是人類活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和動(dòng)力源泉，在一定程度上來(lái)說(shuō)，人類的發(fā)展離不開能源的開發(fā)和利用。能源發(fā)展、環(huán)境可持續(xù)已經(jīng)成為當(dāng)下全球性的議題。能源的種類繁多，且因?yàn)樾录夹g(shù)的發(fā)展，許多新能源逐漸出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中，并有逐漸成為發(fā)展主流的趨勢(shì)。根據(jù)不同學(xué)者的研究和總結(jié)，能源有八種分類方法，但是人們對(duì)于能源的關(guān)注點(diǎn)在于它是否能夠可再生，是否能帶來(lái)嚴(yán)重的污染，是否能在現(xiàn)有技術(shù)的支撐下進(jìn)行安全的利用等等，這些對(duì)于能源的關(guān)注也從側(cè)面反映出現(xiàn)今能源發(fā)展所遇到的問(wèn)題。傳統(tǒng)化石能源的枯竭、新能源的開發(fā)實(shí)用技術(shù)不足、能源緊張導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一系列問(wèn)題成為了當(dāng)今能源問(wèn)題的主要方面，統(tǒng)稱為能源危機(jī)。我國(guó)是世界上產(chǎn)能和耗能的大國(guó)，能源的產(chǎn)量?jī)H次于美、俄，處在世界第三位的位次，但是能源消耗更大，位居世界第二。同時(shí)，我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)、能源利用技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)卻并不理想。能源危機(jī)成為我國(guó)面臨的重大挑戰(zhàn)之一，煤炭、電力、石油和天然氣等能源成為能源危機(jī)中的主要角色，尤其是石油的短缺以及由其引起的結(jié)構(gòu)性矛盾成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大難題。動(dòng)力工程主要是致力于煤、石油等傳統(tǒng)能源的高效利用和新能源的創(chuàng)新開發(fā)。動(dòng)力方面則包括內(nèi)燃機(jī)、鍋爐、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、制冷及相關(guān)測(cè)試技術(shù)1。動(dòng)力工程作為目前能源研發(fā)的主要領(lǐng)域，需要在能源轉(zhuǎn)換與熱力環(huán)境保護(hù)等方面具有較高水平的專業(yè)人才，同時(shí)也需要同自然科學(xué)、人文和社會(huì)科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域形成良好的學(xué)科交流局面，共同促進(jìn)我國(guó)能源的可持續(xù)發(fā)展。

三、節(jié)能減排分析

節(jié)能減排的首要任務(wù)在于節(jié)能，節(jié)約生產(chǎn)和生活等方方面的能源使用以及提升能源的利用率，從源頭上治理能源問(wèn)題。在節(jié)能的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格控制污染物的排放，大力發(fā)展污染治理以及回收再利用的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源使用終端的零排放或者少排放。首先，明確能源消耗的內(nèi)在因素，對(duì)癥下藥2。能源的消耗是多方面因素的綜合作用，經(jīng)濟(jì)快速的增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的失衡、節(jié)能技術(shù)的落后，共同導(dǎo)致了能源的大量投入。因此，對(duì)癥下藥，根據(jù)不同的問(wèn)題提出不同的針對(duì)性的解決方法，優(yōu)化能源投入結(jié)構(gòu)，達(dá)到節(jié)能目的。其次，從動(dòng)力工程的角度出發(fā)，從內(nèi)燃機(jī)、鍋爐、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、制冷等生產(chǎn)和生活的能源利用核心出發(fā)，發(fā)展核心環(huán)節(jié)的能源利用技術(shù)，提升能源利用效率。而動(dòng)力工程技術(shù)的研發(fā)對(duì)于不同的能源類型又有不同的要求。對(duì)于煤來(lái)說(shuō)我們需要提升其使用率和終端污染處理技術(shù)。對(duì)于石油來(lái)說(shuō)，我們應(yīng)該尋找替代能源以及替代能源的提煉方法。對(duì)于新能源來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的太陽(yáng)能、風(fēng)能等能源的使用技術(shù)需要進(jìn)一步的優(yōu)化和普及，更多的新能源還需要專業(yè)人才去測(cè)試和研發(fā)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，能源能夠決定一個(gè)城市甚至一個(gè)國(guó)家的發(fā)展，其中石油等戰(zhàn)略性資源的重要性更加突出。能源危機(jī)的出現(xiàn)對(duì)我們是一種警醒，更是一種促進(jìn)，在能源危機(jī)的壓力下，不論是從國(guó)家的宏觀統(tǒng)籌還是從個(gè)體企業(yè)的技術(shù)優(yōu)化都表現(xiàn)出積極的應(yīng)對(duì)。在能源與動(dòng)力工程領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)人處于起步階段，需要不同行業(yè)專家、不同專業(yè)學(xué)科等的共同努力，以科學(xué)發(fā)展觀和建立資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的城市為指導(dǎo)，打破傳統(tǒng)能源制約，利用新技術(shù)和新工具，實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源的高效、合理應(yīng)用最終消除我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源制約，為國(guó)家綜合國(guó)力的提升和國(guó)際話語(yǔ)權(quán)的改善等提供堅(jiān)實(shí)的能源支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐祥博.淺談能源與動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2013，（36）.

篇2

【關(guān)鍵詞】課堂練習(xí)；實(shí)驗(yàn)課；新授課；復(fù)習(xí)課

【中圖分類號(hào)】G633.6

一位偉人曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“我們的任務(wù)是過(guò)河，但是沒有橋或沒有船就不能過(guò)。不解決橋或船的問(wèn)題，過(guò)河就是一句空話。不解決方法問(wèn)題，任務(wù)也只是瞎說(shuō)一頓?！边@一正確論斷，同樣指出了課堂形成性練習(xí)在《科學(xué)》課堂教學(xué)中的重要地位和作用。筆者曾在教學(xué)實(shí)踐中就“如何利用課堂形成性練習(xí)來(lái)強(qiáng)化《科學(xué)》課堂教學(xué)，力求做到知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合，以求發(fā)揮課堂形成性練習(xí)的最佳效果”進(jìn)行探索與實(shí)踐。

首先，明確課堂練習(xí)的提出及其與課堂教學(xué)的關(guān)系。

學(xué)生的知識(shí)不是簡(jiǎn)單地靠聽講而“聽會(huì)”的，而是要通過(guò)一系列的技能活動(dòng)學(xué)會(huì)的，課堂練習(xí)正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必經(jīng)途徑。課堂形成性練習(xí)是一種有目的、有步驟、有指導(dǎo)的教學(xué)訓(xùn)練活動(dòng)，讓學(xué)生在課堂上能及時(shí)地消化、鞏固和運(yùn)用知識(shí)面，是學(xué)生掌握知識(shí)、形成技能、發(fā)展智力的重要手段。

其次，做到課堂練習(xí)與課堂教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能滿足于把科學(xué)知識(shí)的結(jié)論傳授給學(xué)生，要教會(huì)學(xué)生知識(shí)遷移和轉(zhuǎn)化的能力。

在一些帶有演示實(shí)驗(yàn)的新課中，我們?cè)?jīng)做過(guò)以下的嘗試：

“§5.1.5 尋找金屬變化的規(guī)律”中的演示實(shí)驗(yàn)是“鐵和硫酸銅的反應(yīng)”，安排的練習(xí)：1、將一根10克的鐵釘，插入某硫酸銅溶液中，片刻后取出覆蓋有銅的鐵釘，洗凈后干燥稱量為10.4克，則有多少克鐵參加反應(yīng)？生成銅幾克？

[點(diǎn)評(píng)]：在訓(xùn)練中，合理地運(yùn)用知識(shí)會(huì)使學(xué)生理解得更深，同時(shí)也發(fā)展了能力。因此講練結(jié)

二、新授課教學(xué)中如何滲透思想教育，如何發(fā)揮教師利用教材進(jìn)行“傳道授業(yè)”、“教書育人”的功能，真正體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位。

在“§6.4.2 能源的開發(fā)和利用”中關(guān)于（1）我國(guó)能源消耗危機(jī)（2）太陽(yáng)能的開發(fā)和利用這兩處知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，對(duì)兩個(gè)平衡班實(shí)施如下比較：

[講解]：在現(xiàn)代社會(huì)中，人口觀、資源觀、生態(tài)觀、環(huán)境觀已經(jīng)成為公民必不可少的科學(xué)觀念。面臨能源危機(jī)，我們一方面要樹立節(jié)能觀，充分有效地利用現(xiàn)有能源；另一方面，還要積極開發(fā)新能源。

[練習(xí)]：1、學(xué)校教學(xué)樓里共有24間教室，每間教室里安裝了“220V 40W”的日光燈8盞，若每天上午“9︰20～9︰45課間操”由班級(jí)電教員負(fù)責(zé)關(guān)燈和開燈，則一個(gè)月（除雙休日外，23天計(jì)）可以省電幾度？

[點(diǎn)評(píng)]：結(jié)果采用習(xí)題教學(xué)的班級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性明顯優(yōu)越于老師講解的班級(jí)。

三、每一章結(jié)束以后考慮適當(dāng)綜合的課堂練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生思考，在問(wèn)題被不斷解決的同時(shí)，歸納出本章的知識(shí)要點(diǎn)和基本內(nèi)容。

九年制義務(wù)教育《科學(xué)》新教材對(duì)“電學(xué)”知識(shí)體系的安排采取了循序漸進(jìn)的編排：“八年級(jí)上冊(cè)第四章電路探秘”是對(duì)電學(xué)基本知識(shí)的學(xué)習(xí)；“八年級(jí)下冊(cè)第四章電和磁”進(jìn)一步學(xué)習(xí)電磁學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，也是日常生活所必需的；“九年級(jí)上冊(cè)第三章能量的轉(zhuǎn)化和守恒”則初中階段電學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用和提高，在本章結(jié)束以后，我們安排課堂形成性練習(xí)：

通過(guò)給學(xué)生短時(shí)間的訓(xùn)練和指導(dǎo)，把串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、焦耳定律、電功、電功率等知識(shí)有機(jī)地貫穿起來(lái)，使知識(shí)形成系統(tǒng)化。

四、期末復(fù)習(xí)和畢業(yè)前的總復(fù)習(xí)，是初中《科學(xué)》教學(xué)中的重要課題。在近幾年的教學(xué)過(guò)程中，我們認(rèn)為應(yīng)：

首先重視鞏固已經(jīng)掌握的知識(shí)。如初中《科學(xué)》化學(xué)部分，從知識(shí)分塊的角度來(lái)看，可分為六大部分：化學(xué)用語(yǔ)、基本概念、基本理論、元素與化合物、化學(xué)計(jì)算和化學(xué)實(shí)驗(yàn)；

其次要提高審題、答題能力，做到“看得準(zhǔn)、分得清、聯(lián)得起”。如

一個(gè)陰暗的草叢中，有各種枯枝敗葉，有蚯蚓和老鼠等小動(dòng)物，這里的所有生物構(gòu)成（ ）

A、一條食物鏈B、一個(gè)種群C、一個(gè)群落D、一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)

學(xué)生由于平時(shí)復(fù)習(xí)過(guò)程中，對(duì)題的印象頗深。

第三、課堂形成性練習(xí)必須注意解題規(guī)律的探索和方法的引導(dǎo)，提高解題速度。

[練習(xí)]；圖示電路中，電阻R1==20歐，滑動(dòng)變阻器R2

的調(diào)節(jié)范圍0～30歐，當(dāng)開關(guān)S閉合、滑片P滑至

a點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為10伏，求：P在a、b間滑動(dòng)過(guò)程中變阻器的最大功率。

方法引導(dǎo)：用所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行分析、運(yùn)算和推導(dǎo)。

解答（3）：I2==I1==U1/R1==（10V-U2）/20歐；

根據(jù)P==UI可得：

P2==U2·I2==U2·（10V-U2）/20Ω

= -1/20·U22+1/2·U2

= -1/20（U2-5）2 + 5/4，

其中：0≤U2≤6V。

結(jié)合P==f（U）的二次函數(shù)圖像可得：當(dāng)U2==5伏時(shí)，PMAX==5/4瓦。

其它如平均值法、差量法、推斷題的突破口、活潑金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的規(guī)律、多步反應(yīng)中如何巧找關(guān)系等都可以通過(guò)學(xué)生練習(xí)、老師點(diǎn)撥尋找解題的規(guī)律和技巧，快速而準(zhǔn)確地找到捷徑，避免簡(jiǎn)單而機(jī)械地重復(fù)訓(xùn)練和煩瑣的計(jì)算。

此外，中考復(fù)習(xí)的最后階段，更應(yīng)加強(qiáng)計(jì)劃性、針對(duì)性，進(jìn)行多層次、多角度的練習(xí)。要認(rèn)真研究各地中考的例卷，明確考試的范圍、目標(biāo)、試卷結(jié)構(gòu)、題型等。設(shè)置一些具有導(dǎo)向性的形成性練習(xí)（如跨學(xué)科試題、信息題、應(yīng)用題、社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題和創(chuàng)新試題等），讓學(xué)生了解考試信息和中考命題的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]袁云開、趙錚、余自強(qiáng)主編：《科學(xué)（7～9年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)》.湖北教育出版社，2002年5月第1版，P160

[2]陳才奇、汪建紅等主編：《科學(xué)》（義務(wù)教育標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書九年級(jí)上）.浙江教育出版社.2006年6月第2版，P5、P28

[3]徐建忠、李世德等主編：《科學(xué)》（義務(wù)教育標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書九年級(jí)下）.浙江教育出版社.2005年11月第2版，P104

篇3

【關(guān)鍵詞】低碳；民用；電氣；節(jié)能：技術(shù)應(yīng)用

前言

由于人們過(guò)度追求經(jīng)濟(jì)利益，生態(tài)環(huán)境的平衡被忽視，我們向自然索取的越多，自然讓我們償還的更多，人們的生活離不開能源，其中多數(shù)為不可再生的，能源用盡，人類的生命也即將走到盡頭，能源日益枯竭，人們才漸漸覺醒，為了能更好的解決日益嚴(yán)重的能源危機(jī)問(wèn)題，找到合適合理的解決方法和途徑，保護(hù)人類賴以生存的家園，至此，“低碳”生活的新理念在現(xiàn)代社會(huì)中被提了出來(lái)，居民生活中對(duì)于能源的消耗量大且不可避免，所以在工民建中的電能節(jié)約尤其重要、勢(shì)在必行，這就要求在做建筑電氣工程的設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)該把節(jié)能減排的位置放在第一位。

1 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策以及發(fā)展趨勢(shì)

1.1 民用建筑電氣節(jié)能技術(shù)的發(fā)展原則

首先，應(yīng)該滿足正常民用建筑對(duì)于設(shè)施的使用功能，也就是說(shuō)，優(yōu)先選擇綠色節(jié)能光源及燈具，使其照明的亮度要足夠大，滿足色溫、顯色性及其他正常指標(biāo)；要滿足家用電器的正常使用；滿足空調(diào)及其它負(fù)荷的正常工作；而且也要滿足某些大型居民建筑區(qū)內(nèi)為了方便居民生活制備的一些小型動(dòng)力設(shè)備對(duì)能源需要的特殊需求。

其次，應(yīng)該根據(jù)國(guó)情實(shí)際情況對(duì)于應(yīng)用節(jié)能技術(shù)給社會(huì)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)利益加以考慮，不能只為了節(jié)能而把成本投入的過(guò)高，使得運(yùn)營(yíng)過(guò)程中資金消耗源源不竭，造成二次的浪費(fèi)，這就要求我們能在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)增加部分的投資以節(jié)能減少的運(yùn)行費(fèi)用的方式進(jìn)行回收。

再次，應(yīng)該將節(jié)省無(wú)謂損耗的能量作為節(jié)能的重點(diǎn)。首先我們通過(guò)以往的民用建筑實(shí)例，進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，找出與建筑功能無(wú)關(guān)的能源消耗點(diǎn)，然后再采取有效的措施和手段，將這些能源消耗點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)能點(diǎn)。如對(duì)于大面積使用的照明設(shè)備，我們可以采用先進(jìn)的技術(shù)手段，使之保持原有效果的同時(shí)降低能源消耗。所以，我們要把實(shí)用，經(jīng)濟(jì)，合理，耐用的理念作為原則且貫徹始終，把先進(jìn)技術(shù)手段應(yīng)用于民用建筑的電氣節(jié)能舉措上。

1.2 節(jié)能與智能化結(jié)合

民用建筑節(jié)能的技術(shù)正在不段完善且范圍正在逐步擴(kuò)大，目前節(jié)能理念正在通過(guò)節(jié)能設(shè)備的安裝使用得以傳播；是否安裝BA系統(tǒng)（樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)）是判斷系統(tǒng)級(jí)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)；是否將BA系統(tǒng)與其他系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合管理是判斷管理級(jí)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。如BA系統(tǒng)可以與物業(yè)管理系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)使用，能源監(jiān)測(cè)與物業(yè)管理相結(jié)合，這樣便能對(duì)節(jié)能管理加以實(shí)現(xiàn)。對(duì)民用建筑智能化發(fā)展的新型特點(diǎn)加以考慮，也就是說(shuō)高度信息化和數(shù)字化的平臺(tái)是促進(jìn)民用建筑體的電氣運(yùn)行以及維護(hù)的基礎(chǔ)平臺(tái)。

1.3 大力利用太陽(yáng)能

太陽(yáng)光無(wú)處不在，無(wú)論是在陸地還是海洋、高山還是島嶼，處處皆有，太陽(yáng)能是最清潔能源之一，在環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，太陽(yáng)能的利用是尤為重要的。以往的民用建筑采光設(shè)計(jì)對(duì)直射陽(yáng)光這個(gè)問(wèn)題不作考慮，并且假定天空是陰天。由于回避掉了陽(yáng)光多變所帶來(lái)的采光不穩(wěn)定、過(guò)熱以及眩光等問(wèn)題，這樣的采光設(shè)計(jì)的計(jì)算就相對(duì)較為簡(jiǎn)單了。伴隨科學(xué)技術(shù)的飛快發(fā)展，人們?cè)谇缣煲约捌骄炜盏牟晒庠O(shè)計(jì)與計(jì)算這些問(wèn)題上進(jìn)行了大量的科學(xué)研究，并且有一套初步所提出的設(shè)計(jì)方法。利用晴天采光計(jì)算方法對(duì)采光加以設(shè)計(jì)，其可減小大約15%的開窗面積，采用太陽(yáng)能系統(tǒng)（白天吸收能量并存儲(chǔ)，晚上使用其儲(chǔ)存后的能量）的設(shè)計(jì)，可以大大提高能源利用率，對(duì)全球“低碳、微排”戰(zhàn)略有著相當(dāng)重要的意義。

1.4 新技術(shù)的引入

建筑照明設(shè)計(jì)時(shí)可以優(yōu)先選取綠色高效節(jié)能燈泡，如：節(jié)能燈、LED、無(wú)極燈等光源。配電設(shè)計(jì)時(shí)選擇節(jié)電變壓器、低壓測(cè)或用電設(shè)備處設(shè)置濾波器以及高效節(jié)電的省電裝置等設(shè)備。

2 綠色照明在民用住宅的應(yīng)用

在民用建筑照明中多采用白熾燈（由于白熾燈光效低，壽命短，不久的將來(lái)白熾燈將會(huì)被這個(gè)社會(huì)所淘汰）以及高效節(jié)能熒光燈作為照明設(shè)備，我們將常用照明設(shè)備應(yīng)用時(shí)間及場(chǎng)合進(jìn)行分析比較。下面就以住宅照明的應(yīng)用，舉例說(shuō)明在工程設(shè)計(jì)中將“低碳”引入生活和人們過(guò)“低碳”生活時(shí)的措施。

2.1 看電視時(shí)的視力保護(hù)

看電視時(shí)對(duì)于光線有很高的要求，因?yàn)殡娨曈捎谄涑上裨頃?huì)出現(xiàn)頻閃，如果周圍光線不好則對(duì)于視力傷害性是很大的，所以我們?cè)谕砩峡措娨晻r(shí)應(yīng)注意對(duì)視力的保護(hù)。有一些家庭在晚上有關(guān)掉所有燈具再看電視的習(xí)慣，電視上的一時(shí)亮一時(shí)暗的亮度會(huì)對(duì)人的視力造成嚴(yán)重的影響。因而夜間在看電視時(shí)，開一盞5~10W的燈對(duì)視力的保護(hù)極為有利。

2.2 嬰兒的視力保護(hù)

新生兒對(duì)光線極為敏感，極易被發(fā)光的物體吸引，而新生兒的視力發(fā)育才剛剛處于起步階段，長(zhǎng)時(shí)間目視較強(qiáng)的光線對(duì)于其眼睛的發(fā)育會(huì)造成極大的影響，甚至產(chǎn)生不挽回的傷害，所以應(yīng)該在嬰兒的房間里配備保護(hù)型燈具，即用漫射型燈具將光源的直射光遮住。同時(shí)嬰兒房間的照明要適宜，照度不能過(guò)高。

2.3 學(xué)生的視力保護(hù)

現(xiàn)代社會(huì)，家長(zhǎng)對(duì)孩子的課業(yè)看的很重，但對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)仍然存在這很多的疏忽。學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的照明質(zhì)量很重要，在學(xué)生學(xué)習(xí)的專用房間不能僅僅只使用桌面上的臺(tái)燈，即使所謂的護(hù)眼臺(tái)燈也不可以，因?yàn)榕_(tái)燈所照的界面與周圍環(huán)境的光線相比對(duì)比度較大，長(zhǎng)期以往，會(huì)致使眼睛不適，疲勞，流淚，甚至疼痛，很大程度會(huì)導(dǎo)致近視眼以及各種眼疾的產(chǎn)生。這種情況下我們應(yīng)該將屋內(nèi)一般照明與書桌上的局部照明結(jié)合在一起，使視野內(nèi)與外部環(huán)境的的光線強(qiáng)度對(duì)比度減弱，也可以通過(guò)燈具擺放的位置來(lái)避免燈具照明產(chǎn)生的陰影不均勻的情況，也可以避免由于頻閃眩光等問(wèn)題引起的不適。不僅對(duì)能源消耗降低，也能保護(hù)視力。

2.4 用電習(xí)慣

白天可以完成的事最好不要留在晚上做，家用電器不用時(shí)應(yīng)切斷電源。養(yǎng)成早睡早起的好習(xí)慣，這樣既有利于身體健康，又環(huán)保節(jié)能。節(jié)能燈最好不要短時(shí)間內(nèi)開關(guān)（穩(wěn)定時(shí)間為3分鐘），節(jié)能燈在開關(guān)時(shí)是最耗電的，對(duì)于保險(xiǎn)絲的損傷也是最大的。

2.5 直管熒光燈的選用

居民在對(duì)于房間內(nèi)主照明燈的選擇時(shí)，要慎重考慮率單管熒光燈的使用，這是由于直管熒光燈其構(gòu)成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)地福建較多，出現(xiàn)故障的幾率要比其他品種的燈具多，但是大多數(shù)居民由于理論，技術(shù)，工具的局限，直管熒光燈出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候并不能給予及時(shí)的修理，另外，主照明燈的位置多位于房屋的頂端，這樣在修理電燈這類危險(xiǎn)工作上又加上了高度的難度，如果居民本身不是電工等專業(yè)人士，我們還是建議盡量不要給自己添加這樣的麻煩。這時(shí)候應(yīng)該對(duì)使用方便的緊湊型熒光燈加以選用。同時(shí)，主照明燈應(yīng)該對(duì)三個(gè)燈頭以上的形式加以選用，并且用兩個(gè)以上的開關(guān)對(duì)燈具加以控制。這樣做的目的是能夠據(jù)實(shí)際情況對(duì)室內(nèi)照度進(jìn)行調(diào)整。

總結(jié)

通過(guò)本文論述發(fā)現(xiàn)，電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展已經(jīng)成為了現(xiàn)代民用建筑領(lǐng)域越來(lái)越關(guān)注的重要話題，電氣節(jié)能不僅要對(duì)安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性等各項(xiàng)的技術(shù)指標(biāo)加以保證，而要對(duì)諸多因素進(jìn)行綜合的考慮，爭(zhēng)取在“低碳”社會(huì)環(huán)境中想出一些具有創(chuàng)新性的民用建筑電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策，將電氣節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域以及行業(yè)中，進(jìn)而為“低碳”生活下的節(jié)約型社會(huì)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]王浩.淺談我國(guó)民用建筑電氣節(jié)能的設(shè)計(jì)技術(shù)與發(fā)展探討[J].科技信息化，2007，(9).

篇4

【關(guān)鍵詞】工廠企業(yè)；電氣；節(jié)電；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

以我國(guó)發(fā)展的實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，在當(dāng)前強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的背景下，仍然面臨嚴(yán)峻的能源危機(jī)，能源消耗問(wèn)題是需要解決的頭等大事。那么對(duì)于工業(yè)企業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)，是消耗電力的大戶，在電氣節(jié)能方面也具有極大潛力，如何采取有效的電氣節(jié)能措施，保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，是當(dāng)前值得思考的話題。以下從節(jié)電性、經(jīng)濟(jì)性兩大方面進(jìn)行深入分析：

1、工廠企業(yè)的電氣節(jié)電措施

1.1照明系統(tǒng)的節(jié)電

在工廠企業(yè)的日常運(yùn)行中，照明損耗主要來(lái)自不合理的燈具安裝、低效率的熱光源、不合理的時(shí)間與控制方式等。那么針對(duì)這一實(shí)際情況，可采取如下節(jié)電措施：①提高工業(yè)企業(yè)的節(jié)能意識(shí)，將照明光源換成節(jié)能燈；②開關(guān)采取分組、分段控制形式，提高照明設(shè)備使用的靈活性；③在人員活動(dòng)相對(duì)較少的地段，采取聲光控制方法，避免長(zhǎng)期處于浪費(fèi)狀態(tài)；④根據(jù)工廠企業(yè)的活動(dòng)時(shí)間段，采取程控方法；當(dāng)夜間需要生產(chǎn)加工時(shí)，開啟所有的照明設(shè)備；當(dāng)停止生產(chǎn)作業(yè)之后，可關(guān)閉全部或者部分的照明設(shè)備[1]。

1.2輸電線路的節(jié)電

在工廠企業(yè)的輸電線路中，由于存在線路阻抗問(wèn)題，那么流過(guò)負(fù)荷電流之后就會(huì)形成電能損耗；線路的電壓損耗和頻率、負(fù)載電流、材料電阻率、線路長(zhǎng)度等密切相關(guān)，一般電流越大、線路就越長(zhǎng)，導(dǎo)線的截面積相對(duì)較小。同時(shí)，在工廠配電線路和變配電系統(tǒng)中，由于電氣接頭和機(jī)械開關(guān)的觸點(diǎn)比較多，而電氣回路中的電阻越大，電壓損失也就越大。還有一些電氣接頭長(zhǎng)期暴露在外，經(jīng)過(guò)氧化、積污之后，增大了接觸電阻的面積。

針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)該盡量控制線路中間的接頭，減少使用戶外接頭的數(shù)量；在個(gè)別地方需要使用接頭，則實(shí)行壓接或者焊接的方法；在連接銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線時(shí)，可采取“銅-鋁”過(guò)渡端子或者套管，如果不能避免地使用中間接頭，應(yīng)進(jìn)行特殊性的防水處理[2]。

1.3電氣設(shè)備空載的節(jié)電

如果變壓器處于空載運(yùn)行狀況下，將消耗大量的電量。對(duì)于一些工廠企業(yè)來(lái)說(shuō)，在檢修、停止生產(chǎn)或者節(jié)假日期間，一些變壓器仍然處于空載或者輕載狀態(tài)，消耗了大量的消耗電能。針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)在停止生產(chǎn)后直接切斷電源，確保變壓器完全停止工作，以此避免電能消耗，而僅保留1-2臺(tái)變壓器作為值班電源或者照明使用即可。

1.4其他方面的節(jié)電

在工廠企業(yè)的配電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果出現(xiàn)負(fù)荷不平衡分配的現(xiàn)象，可能增加單相電流，增加線路的損耗。那么在進(jìn)行供電設(shè)計(jì)與安裝過(guò)程中，應(yīng)盡量保障三相負(fù)荷的均衡分配；同時(shí)，如果供電線路老化較為嚴(yán)重，降低了絕緣強(qiáng)度，則可能存在漏電損耗問(wèn)題，尤其在雷雨天氣中，戶外架空線路的漏電損耗更加嚴(yán)重，再加上鄰近效應(yīng)、趨膚效應(yīng)等，造成導(dǎo)體的電流路徑狹窄。這一問(wèn)題的解決方法主要包括如下幾點(diǎn)：①及時(shí)改造或者更換老化線路，盡量采取電纜埋地敷設(shè)或者絕緣架空線路敷設(shè)方法，避免將架空輸電線路在外；②在高頻電路中，以空心銅導(dǎo)線為主，可節(jié)約銅材料[3]；③對(duì)于架空輸電線路的中心部分，采用抗拉強(qiáng)度良好的鋼絲，雖然其電阻率比較大，但是不會(huì)對(duì)輸電性能造成影響。

2、工廠企業(yè)的電氣經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

從理論上來(lái)講，如果系統(tǒng)的無(wú)功電源匱乏，那么電網(wǎng)就會(huì)處于低電壓的運(yùn)行水平，此時(shí)無(wú)功功率為平衡狀態(tài)，也就是通過(guò)負(fù)荷來(lái)吸收無(wú)功功率，彌補(bǔ)無(wú)功電源運(yùn)行的不足。而若想保障系統(tǒng)的電壓水平，必須提高無(wú)功電源的充足性，更好地滿足無(wú)功功率運(yùn)行需求，補(bǔ)償無(wú)功功率損耗，進(jìn)而節(jié)約企業(yè)成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利潤(rùn)最大化。對(duì)于工廠企業(yè)大型用電設(shè)備的節(jié)電來(lái)說(shuō)，必須強(qiáng)化對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)的無(wú)功功率補(bǔ)償；當(dāng)前，小型電網(wǎng)以并聯(lián)電容器的補(bǔ)償設(shè)備為主，主要具備如下優(yōu)勢(shì)：

（1）電容器的安裝簡(jiǎn)便、利于調(diào)試，同時(shí)一次性投資與運(yùn)行的成本相對(duì)較低，經(jīng)濟(jì)性良好；

（2）通過(guò)應(yīng)用電容器，可有效降低損耗，提高運(yùn)行效率，減少不必要的浪費(fèi)與損失；

（3）如果使用調(diào)試機(jī)，只能在中心變電站安裝；但是電容器不僅能夠在中心變電站安裝，還可以采取分散安裝的方法，應(yīng)用范圍更廣、選擇可能性更大。

在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，并聯(lián)電容器是應(yīng)用較多的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備之一，以我國(guó)當(dāng)前企業(yè)的電力系統(tǒng)應(yīng)用來(lái)看，也以并聯(lián)電容器為主。例如，在我國(guó)某個(gè)大型煉鋼廠中，使用了電弧爐煉鋼，對(duì)供電質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。當(dāng)電弧爐運(yùn)行過(guò)程中，電壓大幅度降低，而諧波干擾也對(duì)周圍居民住戶產(chǎn)生影響。經(jīng)過(guò)改造并安裝靜止補(bǔ)償裝置，有效改善了供電質(zhì)量，降低電壓波動(dòng)水平，將干擾控制在允許的范圍內(nèi)，有效降低線損，節(jié)約電能[4]-[5]。

實(shí)際上，在整個(gè)電壓調(diào)整過(guò)程中，系統(tǒng)中的任一節(jié)點(diǎn)、電壓等均有所不同，運(yùn)行條件也千差萬(wàn)別，如果系統(tǒng)的無(wú)功功率匱乏，那么就需要增加一些無(wú)功功率的補(bǔ)償設(shè)備，而不能單獨(dú)采取調(diào)整變壓器電壓的方法。如果采用大量的并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備發(fā)生作用，其投資成本較低，更便于后期的維護(hù)與管理；而在具有特殊要求的情況下，可采取靜止補(bǔ)償器，作為一種性能良好、便于維護(hù)的新型補(bǔ)償裝置[5]。

由上可見，從以往工廠企業(yè)電氣運(yùn)行的實(shí)際情況來(lái)看，可知在電氣方面的節(jié)能潛力巨大，應(yīng)該在充分了解電氣設(shè)備原理、性能的基礎(chǔ)上，以工程相關(guān)技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，有針對(duì)性地采取節(jié)能措施，使用并聯(lián)電容器、靜止補(bǔ)償器等先進(jìn)設(shè)備，更好地落實(shí)節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)，無(wú)論對(duì)工廠企業(yè)自身發(fā)展還是社會(huì)整體發(fā)展，都起到積極作用。

參考文獻(xiàn)

[1]戴光燕.節(jié)能技術(shù)在工廠電氣技術(shù)中的應(yīng)用[J].科技傳播，2012（2）

[2]閆冠宇，李明，馮潁.工廠電氣節(jié)能措施[A].2010（南昌）中西部第三屆有色金屬工業(yè)發(fā)展論壇，2010

[3]張欣，劉偉.淺談工廠電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].中國(guó)科技縱橫，2011（19）

[4]張艷華.節(jié)能技術(shù)在工廠電氣技術(shù)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2012（5）

篇5

關(guān)鍵詞:學(xué)校建筑:交流共享:生態(tài)設(shè)計(jì):氣候感應(yīng)理論

中圖分類號(hào):TU244.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1008-0422(2010)07-0105-03

教育作為發(fā)展科學(xué)技術(shù)、培養(yǎng)人才的基礎(chǔ),日益受到人們重視,隨著社會(huì)發(fā)展,校園建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)前所未有的大規(guī)模、高速發(fā)展的時(shí)期。大量私立、民辦學(xué)校的涌現(xiàn),原有學(xué)校的改建、擴(kuò)建。這給校園建筑、環(huán)境設(shè)計(jì)提出了新的要求和挑戰(zhàn)。

當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,有賴于研究實(shí)驗(yàn)手段的先進(jìn)。因此,對(duì)實(shí)驗(yàn)室建筑的需求不斷增加,實(shí)驗(yàn)室建筑反映著先進(jìn)的科學(xué),又是現(xiàn)代技術(shù)的產(chǎn)品,這要求建筑設(shè)計(jì)者在工作中要考慮更多諸如人性化、交流與共享、節(jié)能與生態(tài)等因素。本文將就筆者的設(shè)計(jì)實(shí)踐為例談一下,在教學(xué)建筑設(shè)計(jì)中所思考的一些問(wèn)題,及其解決方法。

1　項(xiàng)目概況

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)是一所有50多年辦學(xué)歷史的省屬高等學(xué)校,校園位于長(zhǎng)沙市芙蓉區(qū)馬坡嶺馬家分區(qū)的南部,東領(lǐng)東湖秀色,南潤(rùn)瀏陽(yáng)河風(fēng)光,西接?xùn)|岸鄉(xiāng),北與長(zhǎng)沙農(nóng)校毗鄰,學(xué)校用地已劃人長(zhǎng)沙市馬坡嶺農(nóng)業(yè)高科技園。

近些年來(lái),學(xué)校加大投資力度,改善辦學(xué)條件,校園規(guī)劃總面積達(dá)212.3hm2。最近規(guī)劃的第2教學(xué)區(qū)靠近現(xiàn)有校區(qū)的北側(cè)。擬建工學(xué)樓是第2教學(xué)區(qū)的起點(diǎn)項(xiàng)目,對(duì)新教學(xué)區(qū)的后續(xù)建設(shè)和形成校園的人文景觀具有重大影響和指導(dǎo)意義。

根據(jù)校園規(guī)劃和第2教學(xué)區(qū)的功能配置,擬建工學(xué)樓位于2教學(xué)區(qū)的東北區(qū)域的地塊內(nèi),東向?yàn)榭平搪?北向?yàn)樾@環(huán)線路,南向與西向?yàn)橐?guī)劃的其它校園建筑。擬建工學(xué)樓分兩期建設(shè),一期工程包括資源環(huán)境學(xué)院和食品科技學(xué)院,二期工程包括工程技術(shù)學(xué)校、東方科學(xué)學(xué)院和公共部分。工學(xué)樓規(guī)劃用地面積24146m,設(shè)計(jì)總建筑面積28009m2,為6層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),建筑總高度控制在24m以內(nèi)(圖1,圖2)。

2　建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思

合理的建筑組合與分區(qū)是確?？蒲泻徒虒W(xué)用房使用高效便捷的重要基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)者綜合研究了設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。確定了整個(gè)工學(xué)樓由互相平行的南北兩棟組成,北棟布置資源環(huán)境學(xué)院和食品科技學(xué)院,南棟布置工程技術(shù)學(xué)院和東方科技學(xué)院,南北棟的連接部位為公共用房。在建筑和結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮一、二期工程分期建設(shè)和獨(dú)立使用的方便性。南北兩棟和學(xué)術(shù)報(bào)告廳各有獨(dú)立的門廳和交通體系,內(nèi)部又可以通過(guò)連廊方便聯(lián)系。學(xué)術(shù)報(bào)告廳可直接對(duì)外疏散人流。

平面關(guān)系有規(guī)則的相對(duì)簡(jiǎn)化有利于模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者在精心安排垂直和水平交通樞紐空間和公共空間的基礎(chǔ)上,力求通過(guò)科學(xué)邏輯化、系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)讓使用空間具有高度的靈活性,能夠適應(yīng)高科技時(shí)展展變化的需要,同時(shí)能夠包容科研、教學(xué)和辦公等不同的功能性質(zhì)。柱網(wǎng)的基本模數(shù)為9m×9m、7.2m×6m和7.2m×10.8m,除學(xué)術(shù)報(bào)告廳外,一層層高為3.9m,2～6層層高均為3.6m。

每?jī)蓚€(gè)疏散樓梯之間構(gòu)成一個(gè)實(shí)驗(yàn)用房單元,實(shí)驗(yàn)室布置在內(nèi)廊兩側(cè),靠外墻周邊布置服務(wù)空間,如交通體、設(shè)備管井、排風(fēng)管井和衛(wèi)生間,確保了科研實(shí)驗(yàn)用房規(guī)整方正,使用效率高,且可靈活變化。

3　綠色設(shè)計(jì)策略

自工業(yè)革命以來(lái),人類文明高速發(fā)展,但人類社會(huì)與自然環(huán)境的關(guān)系卻日益緊張,各種危機(jī)接踵而來(lái):能源危機(jī)、生態(tài)危機(jī)、環(huán)境危機(jī)、糧食危機(jī)等等。大學(xué)生是未來(lái)社會(huì)的建設(shè)者,只有讓他們感同身受人與自然和諧相處的可貴,才能激發(fā)他們對(duì)保護(hù)自然環(huán)境的責(zé)任感。

在設(shè)計(jì)初期,設(shè)計(jì)師首先對(duì)場(chǎng)地規(guī)劃進(jìn)行生態(tài)學(xué)分析,運(yùn)用麥克哈格的“生態(tài)的場(chǎng)地規(guī)劃”原則分析基地原有的自然狀態(tài)。由于基地西側(cè)有兩株香樟樹,枝干粗壯,按照自然主義者的理論,人類與自然界中的其他生物是一樣的,都有生存的權(quán)利,每一個(gè)人,猶如每一個(gè)生物,需要成為創(chuàng)造者,破壞是不可容忍的,所以我們保留了這兩顆樟樹,而將建筑物以此為界向東側(cè)伸展,樹、建筑和人共生共存。

對(duì)建筑設(shè)計(jì)手法的確定,首先考慮的是建筑的地域氣候適應(yīng)性,對(duì)建筑而言,氣候作為重要的環(huán)境因素,深深地影響著地域建筑文化的形成,因此,氣候、陽(yáng)光、溫度等自然地理?xiàng)l件將無(wú)可置疑地成為建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)基本出發(fā)點(diǎn),通過(guò)建筑朝向(總平面)、剖面形式、平面布局、體諒造型、空間組織和細(xì)部設(shè)計(jì)的確定,表達(dá)出它對(duì)所處自然環(huán)境的一種被動(dòng)的、低能耗的正確反應(yīng)。同時(shí),生態(tài)氣候感應(yīng)理論強(qiáng)調(diào)人與外在環(huán)境的聯(lián)系,建筑內(nèi)的使用者應(yīng)該能夠感受到外界環(huán)境的變化以及四季的更替,而這種感受會(huì)令每個(gè)使用者產(chǎn)生一種充滿活力的新的空間體驗(yàn)。

長(zhǎng)沙地處夏熱冬冷地區(qū),冬寒夏熱,春秋短促,冬夏綿長(zhǎng),針對(duì)這種氣候特點(diǎn),建筑設(shè)計(jì)必須兼顧冬季采曖和夏季降溫。采用被動(dòng)式采暖、自然采光和自然通風(fēng)降溫是有效且經(jīng)濟(jì)的生態(tài)氣候感應(yīng)建筑的設(shè)計(jì)策略。

3.1　自然采光設(shè)計(jì)

為了最大量地利用自然光,設(shè)計(jì)師將工學(xué)樓主體設(shè)置為兩條東西長(zhǎng)軸的長(zhǎng)條形體量,在南立面?zhèn)却吧喜?、位于眼睛高度之上的位置設(shè)置了反光板。在冬季,由于太陽(yáng)高度角較低,反光板能有效地反射陽(yáng)光,將直射日光通過(guò)頂棚反射到室內(nèi)深處,把本該照到近窗處的光線折射到室內(nèi)天花板再漫射向室內(nèi)遠(yuǎn)窗處,提高臨近內(nèi)墻空間的照度,同時(shí)降低窗口部位的亮度,使整個(gè)室內(nèi)光線分布更加均勻,同時(shí),太陽(yáng)輻射熱提高室內(nèi)溫度,降低采暖負(fù)荷:在夏季,反光板則起到遮陽(yáng)板的作用,防止直射日光引起室內(nèi)過(guò)熱,降低空調(diào)制冷負(fù)荷(圖3)。

3.2　自然通風(fēng)

對(duì)于實(shí)驗(yàn)室建筑來(lái)說(shuō),及時(shí)通風(fēng)是必不可少的,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生各種難嗅的、有腐蝕性的、或者有毒的氣體,如不及時(shí)排出室外,就要造成室內(nèi)空氣污染,影響實(shí)驗(yàn)人員的健康與安全。恰當(dāng)?shù)亟M織自然通風(fēng)不僅能排出室內(nèi)廢氣,引入室外的新鮮清潔空氣,還能降低機(jī)械通風(fēng)設(shè)備和空調(diào)制冷的能耗。

長(zhǎng)沙夏季盛行東南風(fēng),工學(xué)樓主體的南向體量短于北向體量,在東南向形成一個(gè)自然通風(fēng)的“豁口”,把自然風(fēng)引入兩棟建筑之間的空間,形成一個(gè)風(fēng)道,將南側(cè)實(shí)驗(yàn)樓排出的廢氣帶走,避免這些廢氣倒灌入北側(cè)的實(shí)驗(yàn)樓,保證了北側(cè)實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)的空氣質(zhì)量(圖4)。

3.3　氣候緩沖區(qū)概念

建筑主體東西兩端的房間為樓梯間和衛(wèi)生間等輔助用房,在東西兩端外側(cè)設(shè)置了陽(yáng)臺(tái)和防曬墻,有效地防止了東西日曬,此舉成為熱緩沖策略中的重要部分(圖5―6)。連廓部分的少量東西房間,東西兩則設(shè)垂直和水平綜合型深遮陽(yáng)板,且西側(cè)有寬闊的走廓,遮擋日曬,可以滿足正常使用的要求。

半圍合的庭園空間不僅具有景觀和休閑、交流的功能,同時(shí)可以調(diào)節(jié)局部的小氣候。

篇6

【關(guān)鍵詞】智能配電網(wǎng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：U665.12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

我國(guó)配電網(wǎng)的發(fā)展明顯滯后于發(fā)電、輸電，在供電質(zhì)量方面與國(guó)際先進(jìn)水平也有一定差距。目前，用戶遭受的停電時(shí)間，絕大部分是由于配電系統(tǒng)原因造成的。配電網(wǎng)落后也是造成電能質(zhì)量惡化的主要因素，電力系統(tǒng)的損耗有近一半產(chǎn)生在配電網(wǎng)，我國(guó)配電網(wǎng)的自動(dòng)化、智能化程度以及自愈和優(yōu)化運(yùn)行能力遠(yuǎn)低于輸電網(wǎng)，因此智能配電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)成為我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

一、智能電網(wǎng)概述

智能電網(wǎng)即以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。它以滿足用戶對(duì)電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應(yīng)的安全生、可靠性和經(jīng)濟(jì)性、滿足環(huán)保約束、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場(chǎng)化發(fā)展等為目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的電力供應(yīng)不增值服務(wù)。

智能電網(wǎng)是人類面對(duì)電力供需平衡、新能源的接入、電網(wǎng)可靠性以及信息安全挑戰(zhàn)的一種必然選擇。它的核心內(nèi)涵是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化和互動(dòng)化。它代表了電網(wǎng)將來(lái)進(jìn)化的一種愿景結(jié)合先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)以及可控電力設(shè)備，支持從發(fā)電到用電的整個(gè)電力供應(yīng)環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理，尤其是新能源的接入以及電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

二、智能配電網(wǎng)發(fā)展要求、面臨的問(wèn)題及挑戰(zhàn)

1、智能配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展要求

（1）綜合考慮總體配電系統(tǒng)控制與終端用戶控制，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)性能的優(yōu)化，取得最優(yōu)的電能質(zhì)量和最可靠的穩(wěn)定性。

（2）支持分布式電源高比重的并入，使系統(tǒng)的效率、靈活性、整體性能夠得到有效提高，以利用分布式電源可靠的優(yōu)化系統(tǒng)性能；配電系統(tǒng)故障時(shí)，可利用分布式電源局部供電。

2、配電網(wǎng)急需解決以下問(wèn)題

（1）配電網(wǎng)自愈控制問(wèn)題和運(yùn)行優(yōu)化問(wèn)題；

（2）配電網(wǎng)運(yùn)行中，大量分布式電源的并網(wǎng)，對(duì)配電網(wǎng)的影響問(wèn)題；

（3）支持電力市場(chǎng)運(yùn)行和可再生能源發(fā)電的政策問(wèn)題；

（4）現(xiàn)代化的充放電設(shè)備對(duì)配電網(wǎng)的影響問(wèn)題；

（5）配電網(wǎng)卡脖子問(wèn)題；

（6）對(duì)于用戶參與配電網(wǎng)需求側(cè)管理問(wèn)題；

（7）負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)峰問(wèn)題。

智能配網(wǎng)改變了傳統(tǒng)配網(wǎng)的一些特性，也必然給電網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)一些挑戰(zhàn)。比如分布式電源接入，可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓造成影響，或者不經(jīng)意造成短路甚至引起配網(wǎng)孤島化等問(wèn)題。最近幾年，微電網(wǎng)這個(gè)話題在世界范圍引起熱議。分布式電源接入可以借助微電網(wǎng)的發(fā)展獲得一些優(yōu)勢(shì)，變得更加穩(wěn)定。如果能夠由一個(gè)先進(jìn)的能源管理系統(tǒng)來(lái)控制分布式電源，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行監(jiān)控，分布式電源接入電網(wǎng)可能帶來(lái)的種種問(wèn)題將會(huì)得到有效解決。智能配電及分布式電源接入是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。但是，風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、電動(dòng)汽車充換電站、儲(chǔ)能設(shè)備及微網(wǎng)等新型電源及負(fù)荷直接接入配電網(wǎng)，給配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了新的技術(shù)問(wèn)題和挑戰(zhàn)。因此，配電網(wǎng)急需發(fā)展新的技術(shù)和工具，增加配電網(wǎng)的可靠性、靈活性及效率。目前，各國(guó)都在積極開展許多相關(guān)研究，開發(fā)實(shí)用有效的技術(shù)解決方法，從而應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)。

三、智能配電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

1、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行研究

第一，結(jié)構(gòu)方面，首先，在分析制約配電網(wǎng)智能化的政策及技術(shù)因素基礎(chǔ)上，規(guī)劃配電網(wǎng)走向智能的策略與步驟，其中，需要結(jié)合經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、技術(shù)等約束，分析系統(tǒng)長(zhǎng)期供需狀況，目的是確保資金投入和新產(chǎn)品、技術(shù)有序進(jìn)入，并考慮如何構(gòu)建基于互聯(lián)網(wǎng)的電子商務(wù)式的未來(lái)電網(wǎng)；其次，進(jìn)行分散電源規(guī)劃研究，包括準(zhǔn)入條件(地點(diǎn)、費(fèi)用)分析，采用含成本、可靠性等多種因素的多目標(biāo)規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行投資規(guī)劃及其影響因子分析，含有分散電源的配電網(wǎng)新型潮流、GIS及可靠性分析，分散電源運(yùn)行管理、風(fēng)險(xiǎn)及DR對(duì)運(yùn)行影響分析等。第二，運(yùn)行方面，為實(shí)現(xiàn)完美電力目標(biāo)，支持系統(tǒng)應(yīng)包含自動(dòng)儀表測(cè)量、用戶用電管理、配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化、設(shè)備故障預(yù)測(cè)、停電管理及恢復(fù)、峰荷管理等功能模塊。

2、分散電源、分布存儲(chǔ)及DR研究

①DR市場(chǎng)建設(shè)。首先，提出包括智能儀表、智能電器、智能樓宇、分散電源、分布存儲(chǔ)、熱電聯(lián)產(chǎn)、市場(chǎng)交易平臺(tái)、用戶管理、用戶分析及決策、數(shù)據(jù)管理、結(jié)算及賬單管理、爭(zhēng)議處理、通訊等各種要素在內(nèi)的DR技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；其次，針對(duì)不同用戶，分別確定參與DR的運(yùn)作模式、容量以及評(píng)價(jià)體系；最后，應(yīng)適時(shí)建設(shè)示范小區(qū)。

②分布存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)計(jì)。首先，需確定它與電網(wǎng)間的接口，包括安裝地點(diǎn)、數(shù)據(jù)流及其控制、管理系統(tǒng)；其次，進(jìn)行技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性分析，并實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試；最后，需研究存儲(chǔ)設(shè)備提供輔助服務(wù)的能力及其實(shí)時(shí)性能。值得一提的是，電動(dòng)汽車近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用，它一般選擇在負(fù)荷低谷時(shí)段進(jìn)行快速充電，這類負(fù)荷十分分散，且隨機(jī)性強(qiáng)，如果大量存在，將對(duì)電網(wǎng)的控制及電能質(zhì)量帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，同時(shí)，它也是一個(gè)移動(dòng)電源，用戶可以選擇在負(fù)荷高峰，實(shí)時(shí)電價(jià)高的時(shí)段向電網(wǎng)注入多余電能以獲取利潤(rùn)，這對(duì)未來(lái)市場(chǎng)的運(yùn)行也必將產(chǎn)生巨大的影響，以上兩方面的問(wèn)題都需要做深入研究。

③智能儀表選擇。DR離不開間斷式測(cè)量且提供雙向信息服務(wù)的自動(dòng)智能儀表及其開放式管理系統(tǒng)，需要定義其通訊網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)原型、數(shù)據(jù)格式與功能模塊。此外，眾多智能儀表的產(chǎn)品供應(yīng)商多來(lái)自IT領(lǐng)域，其更新?lián)Q代速度快，會(huì)帶來(lái)相互間不兼容、系統(tǒng)更換頻繁的問(wèn)題，需要采取統(tǒng)一模型和標(biāo)準(zhǔn)以及模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)等措施。

④運(yùn)行分析。一是能根據(jù)電價(jià)及天氣情況實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)分散電源的電量輸出；二是在市場(chǎng)環(huán)境下，進(jìn)行包括隨機(jī)潮流及短路電流等在內(nèi)的穩(wěn)態(tài)分析；三是考慮分散電源運(yùn)行間斷性的經(jīng)濟(jì)調(diào)度和機(jī)組組合；四是包括分散電源、DR用戶、分布存儲(chǔ)設(shè)備、電力電子元件及其控制系統(tǒng)的暫態(tài)時(shí)域及頻域分析，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠；最后，由于分散電源通常由電力電子元件接入電網(wǎng)，因此，需要研究電力電子設(shè)備及通訊系統(tǒng)的可用性及其可能的運(yùn)行模式。

⑤開發(fā)基于分散電源、DR用戶、分布存儲(chǔ)設(shè)備

等元素在內(nèi)的新型能量管理系統(tǒng)。這需要有嶄新的理念、工具和技術(shù)保證手段，重點(diǎn)是研究如何利用這些元素建立自愈網(wǎng)絡(luò)、如何利用遠(yuǎn)方控制協(xié)調(diào)這些分散元素以及如何確保電網(wǎng)電能質(zhì)量等。

3、配電設(shè)備優(yōu)化管理

首先，研究設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)視及診斷的高級(jí)模型、算法與工具；其次，從可靠性、電能質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)支撐等方面進(jìn)行設(shè)備管理風(fēng)險(xiǎn)及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益分析；再次，大力研究如何應(yīng)用新型導(dǎo)體及絕緣材料提高線路熱極限，如何更好地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間互聯(lián)，如何進(jìn)一步發(fā)揮超導(dǎo)等在控制潮流和預(yù)防阻塞方面的作用，如何充分應(yīng)用可視化系統(tǒng)、安全限制下的最優(yōu)潮流等分析工具，使配電設(shè)備更具使用效率。

4、不同類型能源間的相互作用研究

除電力外，還包括天然氣、供熱、水等其他形式的能源系統(tǒng)，它們相互作用，需要建立互聯(lián)模型，并進(jìn)行規(guī)劃及運(yùn)行層面上的全局優(yōu)化，以減少彼此冗余度，進(jìn)而提高整體效率，達(dá)到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境上的最佳狀態(tài)。

結(jié)束語(yǔ)

智能配電網(wǎng)是建設(shè)有中國(guó)特色堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分,是應(yīng)對(duì)我國(guó)未來(lái)能源危機(jī)、環(huán)境污染、氣候變化等問(wèn)題的重要措施,是提升配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)指標(biāo)、提高配電自動(dòng)化水平、解決分布式電源大量接入對(duì)電網(wǎng)造成的負(fù)面影響、增強(qiáng)用戶與電網(wǎng)的互動(dòng)能力及電網(wǎng)的運(yùn)掌控能力的有效手段。

參考文獻(xiàn)

[1] 靜恩波. 智能電網(wǎng)發(fā)展技術(shù)綜述[J]. 低壓電器. 2010(06)

篇7

[關(guān)鍵詞]科研 教學(xué)工作 基礎(chǔ)課

[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）20-0077-02

二十一世紀(jì)科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，對(duì)物質(zhì)世界奧秘的探索至廣至深，各不同學(xué)科深入交叉滲透，取得了驚人的成果?；瘜W(xué)作為自然科學(xué)的一門，涉及的領(lǐng)域非常廣泛，同時(shí)也與我們每個(gè)人的工作和生活聯(lián)系密切。化學(xué)的研究范圍也逐漸擴(kuò)大到了眾多的交叉及邊緣學(xué)科，例如材料化學(xué)、生物化學(xué)、能源化學(xué)、環(huán)境化學(xué)等?；瘜W(xué)已深入社會(huì)、科學(xué)和技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域，并成為高科技發(fā)展的強(qiáng)大支柱，其研究測(cè)試手段快速更新，這些理論與應(yīng)用的迅猛發(fā)展，要求化學(xué)教育工作者必須跟蹤科技前沿，提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)，不斷更新知識(shí)，在教學(xué)改革中，體現(xiàn)出科技的發(fā)展對(duì)化學(xué)教育改革的促進(jìn)，使之對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)，知識(shí)面寬，具有開拓創(chuàng)新能力的人才更為有效。普通化學(xué)課程是高等工科教育中必不可少的基礎(chǔ)課程，也可能成為所有非化工類專業(yè)本科生所接受的最后的和最高的化學(xué)教育，它將在很大程度上影響到當(dāng)代和今后中國(guó)的工程技術(shù)骨干所具有的基本化學(xué)素養(yǎng)。[1]

一、科研工作對(duì)教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充與提高

化學(xué)是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其理論、概念、內(nèi)容、方法等也在不斷地更新。例如：現(xiàn)有的航天技術(shù)已經(jīng)把100多顆空間探測(cè)器送到月球或其它行星，在失重的條件下進(jìn)行了晶體生長(zhǎng)試驗(yàn)，如InSb單晶的快速生長(zhǎng)，并未經(jīng)過(guò)擴(kuò)散而進(jìn)行，與傳統(tǒng)的單晶生長(zhǎng)過(guò)程，成核擴(kuò)散機(jī)理有所不同。再如，金剛石、石墨的同素異形體C60具有獨(dú)特的籠形結(jié)構(gòu)，但它不遵循化學(xué)變化規(guī)律。對(duì)于這些新的化學(xué)發(fā)現(xiàn)，需要?dú)w納總結(jié)，得出新的概念和理論以解決新的問(wèn)題。因此普通化學(xué)課程不僅要比較系統(tǒng)全面地向?qū)W生講授化學(xué)的基本原理和基本知識(shí)，使學(xué)生能夠運(yùn)用化學(xué)的理論、觀點(diǎn)和方法審視公眾關(guān)注的環(huán)境污染，能源危機(jī)以及新型工程材料等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題。[2]同時(shí)還應(yīng)向?qū)W生介紹由化學(xué)所提供的新技術(shù)、新方法、新工藝、新材料在不同專業(yè)領(lǐng)域中的重要作用，以加深學(xué)生對(duì)化學(xué)的總體了解，提高學(xué)生把化學(xué)規(guī)律、知識(shí)、技術(shù)、方法應(yīng)用到本專業(yè)工作中的能力和素養(yǎng)。科研可以促進(jìn)教學(xué)，從事科學(xué)研究能使教師站在學(xué)術(shù)最前沿，及時(shí)地?cái)U(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，把最新的科學(xué)知識(shí)和信息傳遞給學(xué)生，從而使課程體系和教材體系結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，使之更為科學(xué)、合理。[3]教師可以將自己的科研成果與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，形成自己的特色。[4]作為化學(xué)教師，要經(jīng)常查閱資料，跟蹤科技的發(fā)展，了解科技新動(dòng)態(tài)，使自己視野更開闊、思維更活躍。同時(shí)本身要從事科研工作，從自己的實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，找出新問(wèn)題，提出解決問(wèn)題的方法。通過(guò)科研工作掌握化學(xué)科學(xué)在新時(shí)代的新特點(diǎn)。本人多年來(lái)一直從事科研工作，在國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“磁性納米超強(qiáng)酸（堿）的研究”中，一方面對(duì)酸堿的概念有更全面深入的理解；另一方面在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，如用溶膠-凝膠法制備磁性納米超強(qiáng)酸時(shí)，洗滌、過(guò)濾、分離、焙燒等所出現(xiàn)的問(wèn)題的處理及解決方法。在教學(xué)的過(guò)程中，對(duì)于酸堿的定義介紹較之以前更寬泛。納米材料是20世紀(jì)80年代提出的，因?yàn)榧{米材料其異乎尋常的特性引起了材料界的廣泛關(guān)注。本人一直從事納米稀土氧化物、鐵氧體、粉體的合成，磁性納米超強(qiáng)酸（堿）、納米脫氧、脫硫催化劑的制備，從科研工作中掌握了最新的科研發(fā)展動(dòng)態(tài)、納米材料的發(fā)展趨勢(shì)及存在的問(wèn)題，充分認(rèn)識(shí)納米材料所帶來(lái)的不僅是經(jīng)濟(jì)和科技上的革命，它也將完全代替微米時(shí)代的文明，把一種全新的納米文明呈現(xiàn)在人類的面前，產(chǎn)生于微米時(shí)代的信息技術(shù)使世界的距離縮小了，而納米時(shí)代的納米技術(shù)則不僅體現(xiàn)了人類對(duì)自然界的利用，更體現(xiàn)了人與自然的和諧相處。帶著科研工作的體會(huì)和理解，講解“材料化學(xué)”課程，尤其是納米材料一章時(shí)，不是簡(jiǎn)單的照本宣科，枯燥無(wú)味地講解，而是有的放矢地提出問(wèn)題、探討問(wèn)題，與學(xué)生互動(dòng)、討論，大大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，好多同學(xué)下課還意猶未盡與教師進(jìn)一步探討，幾個(gè)同學(xué)決定在畢業(yè)設(shè)計(jì)中就做納米材料方面的研究。材料化學(xué)課程受到了學(xué)生的好評(píng)，獲得了很好的教學(xué)效果。

二、科研工作對(duì)教學(xué)方法的改進(jìn)和提高

教學(xué)有了科研做依托，就能提高自身的檔次。首先，科研能夠?yàn)榻虒W(xué)內(nèi)容提供豐富的知識(shí)源泉。教師具有雄厚的知識(shí)基礎(chǔ)，才能教好學(xué)生，而科研的積累則能提供這種必需的知識(shí)基礎(chǔ)；其次，科研還能讓教師及時(shí)了解到知識(shí)發(fā)展和創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)，[5]使教師更深刻地理解教學(xué)內(nèi)容，懂得科研的過(guò)程和思維的方法，能深入淺出地教學(xué)。把與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的自己研究的課題帶進(jìn)課堂，講述自己科研過(guò)程中的思路和體會(huì)，或者向?qū)W生介紹科技的前沿信息，從而激發(fā)學(xué)生的科研興趣和科研意識(shí)；而有針對(duì)性地提出問(wèn)題要求學(xué)生通過(guò)查閱資料、獨(dú)立思考、調(diào)研、討論等方式解決問(wèn)題，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。教學(xué)內(nèi)容的前沿性和教學(xué)方法的互動(dòng)性，能夠培養(yǎng)學(xué)生更高的興趣和參與率。

單調(diào)的灌輸式教學(xué)方式很難做到因材施教，因而容易忽視學(xué)生的特點(diǎn)和個(gè)性，更難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲望，因此在很大程度上制約和阻礙了學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。教師在教學(xué)過(guò)程中要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考、參與、實(shí)踐的意識(shí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)模式由被動(dòng)性向探索性、研究性、自主性轉(zhuǎn)變，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。為了讓學(xué)生從被動(dòng)的課堂灌輸?shù)街鲃?dòng)探索學(xué)習(xí)，在教學(xué)方法上，教師要經(jīng)常采用討論的方法促進(jìn)同學(xué)之間、師生之間的交流，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和研究熱情，培養(yǎng)他們主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程的意識(shí)，形成互動(dòng)式的教學(xué)模式，這樣不僅可以提高學(xué)生獨(dú)立思考的能力和善于探索的意識(shí)，更能激發(fā)出學(xué)生的創(chuàng)新性思維。[6]正如哈佛大學(xué)Sandel教授所說(shuō)：“學(xué)習(xí)的本質(zhì)，不在于記住哪些知識(shí)，而在于它觸發(fā)了你的思考。[7]”教師除了要傳授給學(xué)生專業(yè)知識(shí)和技能之外，還要讓學(xué)生具有寬廣的視野，掌握更為廣博的知識(shí)基礎(chǔ)。廣博而精深的知識(shí)結(jié)構(gòu)是創(chuàng)新型人才必備的基本素質(zhì)，同時(shí)也是從事創(chuàng)新型研究的基礎(chǔ)條件。

三、科研與教學(xué)結(jié)合對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

科研、教學(xué)融為一體能夠最快地把教師的科研成果帶入教育，帶入整個(gè)人才培養(yǎng)的活動(dòng)中。提高本科教學(xué)質(zhì)量，必須以科研為支撐，構(gòu)建科研促進(jìn)教學(xué)的一體化機(jī)制，尤其是當(dāng)今工科大學(xué)生，很欠缺實(shí)際操作能力，只有豐富的抽象理論知識(shí)，很難將這些知識(shí)運(yùn)用到將來(lái)的工作實(shí)踐中。為了使學(xué)生創(chuàng)新能力不足的現(xiàn)狀得以改變，教學(xué)過(guò)程模式的創(chuàng)新就顯得尤為重要，科學(xué)研究和教學(xué)的結(jié)合，能夠?qū)⒖茖W(xué)研究的成果充實(shí)到教學(xué)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)基于發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生在問(wèn)題中探索、在研究中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)中解惑、在解惑中提高，讓學(xué)生真正體會(huì)到知識(shí)來(lái)源于自然、來(lái)源于社會(huì)和人類的活動(dòng)，使學(xué)生融入真正的求知過(guò)程中，掌握獲取更多知識(shí)的途徑，善于探索、調(diào)查、發(fā)現(xiàn)，以不斷提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新素質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)時(shí)期的創(chuàng)新能力是大學(xué)教育的基本任務(wù)。尊重人才成長(zhǎng)規(guī)律、尊重教學(xué)規(guī)律、尊重科研規(guī)律是科研和教學(xué)相互融合的重要準(zhǔn)則；合適的案例和課程、精心的設(shè)計(jì)和合理的開發(fā)是實(shí)現(xiàn)科研與教學(xué)融合、提高學(xué)生創(chuàng)新能力的重要手段。在科研實(shí)踐中教學(xué)可以提高大學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的能力，促使學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題，從而為國(guó)家、為社會(huì)培養(yǎng)出一批批有用的高素質(zhì)人才。課程教學(xué)與科研項(xiàng)目的有機(jī)結(jié)合，大大促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，同時(shí)也是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑，而科學(xué)的態(tài)度和有效的方法則是科研與教學(xué)融合成功的保證。

科研工作拓寬了教師的視野和知識(shí)面，豐富了課堂的教學(xué)內(nèi)容，不僅是知識(shí)的傳授，更重要的是給學(xué)生一種正確的思維方式，提高了學(xué)生科研與創(chuàng)新的意識(shí)。因此說(shuō)教師在特定的研究領(lǐng)域保持旺盛的創(chuàng)造力和處于學(xué)科的領(lǐng)先水平，可以很好地推動(dòng)教育的發(fā)展。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 宋海農(nóng)，王雙飛，黃顯南.高校本科教育中教學(xué)與科研的關(guān)系[J].高校論壇，2004， （1）.

[2] 生云龍.高校實(shí)現(xiàn)“教學(xué)與科研統(tǒng)一”理念的制度選擇[J].清華大學(xué)教育研究，2005， 26（4）.

[3] 徐穎.國(guó)外研究性大學(xué)教學(xué)與科研互動(dòng)經(jīng)驗(yàn)及借鑒[J].技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究，2011， （6）.

[4] 陳玉琨.教學(xué)與科研相統(tǒng)一的原則――歷史與現(xiàn)狀的比較研究[J].高等師范教育研究，2003， 15（2）.

[5] 吳洪富.紐曼論大學(xué)教學(xué)與科研關(guān)系[J].現(xiàn)代大學(xué)教育，2010， （6）.

篇8

摘要：鑒于嶺南地區(qū)的濕熱氣候，設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)解決建筑的通風(fēng)與阻擋太陽(yáng)熱輻射的問(wèn)題，而嶺南傳統(tǒng)民居建筑在這兩方面有豐富而實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)。本文試通過(guò)對(duì)嶺南傳統(tǒng)灰空間元素進(jìn)行提煉與轉(zhuǎn)化，以低技術(shù)含量的手法來(lái)建造適應(yīng)嶺南地域性氣候的綠色建筑。

關(guān)鍵詞：嶺南地域性建筑；綠色建筑；灰空間

引言

嶺南地區(qū)氣候濕熱，先人通過(guò)千百年的營(yíng)造，特別是在民居設(shè)計(jì)上，其中通過(guò)對(duì)建筑的灰空間的處理，改善室內(nèi)的通風(fēng)與采光條件，很好地適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚺c地理?xiàng)l件。

綠色建筑十分注重場(chǎng)地的氣候地理特征和開發(fā)定位，以充分利用場(chǎng)地的資源與能源，同時(shí)減少建筑對(duì)外部環(huán)境的影響，使建筑與環(huán)境達(dá)到可持續(xù)的和諧共處。故從環(huán)境和氣候出發(fā)，并結(jié)合地域性建筑特色，以低技術(shù)含量的手法來(lái)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)是綠色建筑設(shè)計(jì)的一條很好的出路。如查爾斯.柯里亞在其《形式服從氣候》中所說(shuō)：“我們正在面臨能源危機(jī)……也許這是給我們建筑是的一次機(jī)會(huì)去調(diào)整方向―――最基本形式的起源：氣候?！彼裕詭X南地域性氣候?yàn)槌霭l(fā)，向嶺南傳統(tǒng)民居的灰空間學(xué)習(xí)，用現(xiàn)代的手法再現(xiàn)，把灰空間應(yīng)用到當(dāng)今綠色建筑中。

1 灰空間于嶺南地區(qū)綠色建筑的應(yīng)用

1.1 灰空間的概念

對(duì)于“灰空間”的定義，黑川紀(jì)章講到：“灰色是由黑和白混合而成的，混合的結(jié)果既非黑亦非白，而變成一種新的特別的中間色”。這是一種半室內(nèi)半室外半封閉半開敞半私密半公共的中介空間。這種特質(zhì)空間一定程度上抹去了建筑內(nèi)外部的界限，使兩者成為一個(gè)有機(jī)的整體，空間的連貫消除了內(nèi)外空間的隔閡，給人一種自然有機(jī)的整體的感覺。灰色是黑白的過(guò)渡色一樣，“灰空間”就是封閉空間與開放空間的中介，或者說(shuō)是內(nèi)容與功能不同的空間之間的過(guò)渡空間。由于它的存在，沖破了封閉空間的制約而爭(zhēng)取與戶外空間取得更加廣泛的聯(lián)系，從而使主體與客體情景交融。灰空間把內(nèi)部空間外部化和把外部空間內(nèi)部化，這意味著排除內(nèi)外之間、自然與建筑之間雙重約束的領(lǐng)域，促進(jìn)內(nèi)部與外部之間的相互滲透，將自然轉(zhuǎn)化為內(nèi)部，而又將是內(nèi)延伸于外部，這樣一來(lái)內(nèi)部與外部，自然與建筑相互捕捉，維持了非常良好的平衡關(guān)系。

1.2灰空間、嶺南地域性和綠色建筑的關(guān)系

鑒于嶺南地區(qū)的濕熱氣候，設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)解決建筑的通風(fēng)與阻擋太陽(yáng)熱輻射的問(wèn)題。而嶺南傳統(tǒng)民居建筑在這兩方面有豐富而實(shí)用的經(jīng)驗(yàn)。嶺南民居對(duì)外封閉對(duì)內(nèi)開放，通過(guò)天井、冷巷聯(lián)系各個(gè)功能用房。天井與冷巷還可以通過(guò)熱壓原理，天井與冷巷為建筑通風(fēng)換氣，此外他們是內(nèi)向性嶺南民居中主要的采光源。同時(shí)天井和冷巷是嶺南民居中傳統(tǒng)的灰空間，是室內(nèi)外環(huán)境的過(guò)渡，把室外的自然引入室內(nèi)；由于天井與冷巷的空間尺度較小，可以看作是一個(gè)既是室內(nèi)又是室外的一個(gè)中介空間，是室內(nèi)向室外的延伸。天井與冷巷這種灰空間有效的改善室內(nèi)物理環(huán)境，可以很好的達(dá)到自然通風(fēng)和采光目的，減少對(duì)機(jī)械設(shè)備的依賴，提高能效，達(dá)到了綠色建筑的要求。所以灰空間、嶺南地域性和綠色建筑三者存在著互補(bǔ)關(guān)系。

本文試通過(guò)對(duì)嶺南傳統(tǒng)灰空間元素進(jìn)行提煉與轉(zhuǎn)化，同時(shí)引進(jìn)其他灰空間營(yíng)造方法，以低技術(shù)含量的手法來(lái)建造適應(yīng)嶺南地域性氣候的綠色建筑。對(duì)嶺南傳統(tǒng)民居的灰空間元素進(jìn)行抽象純化，保留其中的物理原理，提煉出基本的模型，然后用現(xiàn)代建筑手法把模型應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去。

嶺南傳統(tǒng)民居中灰空間是指住宅中的天井，通廊，冷巷，檐廊，它們是室內(nèi)和室外的灰質(zhì)過(guò)渡，把室外的自然引入室內(nèi)，是室內(nèi)向室外的延伸，在陽(yáng)光投射下，天井、冷巷與檐廊擋下了陽(yáng)光的直射，人置于其中感受到一種詩(shī)意寧?kù)o的陰影空間，弱化了室內(nèi)外之間的界定。按灰空間的物理作用對(duì)廣義灰空間進(jìn)行抽象提煉，把天井、通廊、冷巷、檐廊進(jìn)行簡(jiǎn)化，讓風(fēng)和陽(yáng)光這些自然元素充盈其中，是通風(fēng)的灰空間，依次對(duì)應(yīng)的基本模型是箱體空間、管道空間、狹縫狹縫、邊廊空間。

2 灰空間的類型及其營(yíng)造手法

2.1箱體空間

箱體空間是嶺南民居中天井的基本模型。箱體空間四面或三面由墻體圍合，嵌入建筑其中，是室內(nèi)與室外之間的一個(gè)插入空間（圖1），是封閉空間與開放空間的中介，或者說(shuō)是內(nèi)容與功能不同的空間之間的過(guò)渡空間。而作為灰空間的一種，箱體空間灰空間，不能是一個(gè)四周完全封閉的中庭，它必須是開敞的，在此自然可被隱退，建筑與自然相互滲透。按安藤忠雄所說(shuō)的，箱體空間/天井是室內(nèi)中的自然，在此你可以感受到光、風(fēng)、陰影，是一個(gè)充盈著自然基本元素的箱體。箱體空間，即天井，其長(zhǎng)寬比高小，空間尺度及比例在此跟院落是不同的。

箱體空間的通風(fēng)機(jī)制的產(chǎn)生是因?yàn)橄潴w空間相對(duì)建筑室內(nèi)受到更多的太陽(yáng)輻射，箱體空間與室內(nèi)產(chǎn)生了氣壓差，形成了熱壓通風(fēng)，原理跟煙囪效應(yīng)相同。同時(shí)箱體空間也可以作為建筑室內(nèi)的采光源之一，故箱體空間可以有效的改善室內(nèi)的采光和通風(fēng)環(huán)境。

安藤忠雄的住吉的長(zhǎng)屋就是箱體空間很好的實(shí)例（圖2）。安藤忠雄從計(jì)劃初期到最后，一直沒有考慮空調(diào)設(shè)備的安裝，而是利用住宅中央的混凝土箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行通風(fēng)，這是個(gè)把城市中逐漸失去的自然導(dǎo)入到住宅的裝置，同時(shí)吸取了當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)住宅適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻淖龇?。長(zhǎng)屋的過(guò)廳、小天井等作用實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)和日照，這是住宅中最基本的環(huán)境條件。長(zhǎng)屋與相鄰建筑之間留有間隔空間，這個(gè)間隔空間的作用有如嶺南民居中的冷巷，起到通風(fēng)作用，而且為了適應(yīng)濕度較大的當(dāng)?shù)貧夂?，每個(gè)房間都設(shè)計(jì)了通風(fēng)門窗，更加提高了通風(fēng)和換氣方面的效率。

圖1 箱體空間模型 圖2 住吉的長(zhǎng)屋

2.2 管道空間

管道空間是嶺南民居中通廊的原型，是建筑中水平方向上貫穿建筑整體通道（圖3），風(fēng)在管道里流動(dòng)，充盈其中，所以管道空間是風(fēng)的通道。同時(shí)，由于管道貫穿建筑，室外的自然通過(guò)管道融入建筑當(dāng)中，把內(nèi)部空間外部化和把外部空間內(nèi)部化，是室內(nèi)與室外之間的過(guò)渡，一種曖昧模糊的灰空間，增加了建筑的透明性和縱深性。

圖3 管道空間模型 圖4 德國(guó)駐日大使館方案

管道空間的通風(fēng)機(jī)制，由于管道貫穿建筑，促進(jìn)了風(fēng)的流通，促使了室內(nèi)與室外之間的換氣。

安藤忠雄的德國(guó)駐日大使館方案中應(yīng)用了管道空間（圖4）。在設(shè)計(jì)過(guò)程中他考慮到使用人群的工作及居住環(huán)境的舒適感，另外十分注重自然能源應(yīng)得到最大限度的應(yīng)用。他的思路是設(shè)計(jì)一個(gè)貫穿整個(gè)建筑的風(fēng)道結(jié)構(gòu)，以此在建筑中引入綠化。方案中南北方向重疊在一起的辦公空間和貫穿有綠化帶的風(fēng)道結(jié)構(gòu)，繼承了日本庭院的灰空間，通過(guò)建筑物之間的綠化和管道空間的開敞性除去了建筑的封閉感，體現(xiàn)整個(gè)建筑內(nèi)部和外部的一體感、通風(fēng)性、透明性以及縱深性。東西向上，鄰接的綠化帶浸透到百葉褶皺型辦公樓之間，形成“微型綠色環(huán)境”。建筑物細(xì)長(zhǎng)而縱深結(jié)構(gòu)確保了內(nèi)部空間最大限度的自然采光，同時(shí)減少了通風(fēng)阻力，結(jié)合管道空間，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)建筑的自然換氣可能。

2.3 狹縫空間

狹縫空間是嶺南民居中冷巷的基本模型，嶺南民居中緊湊的布局在建筑之間形成一道道狹窄的巷道，實(shí)質(zhì)是一種狹窄高聳的天井空間，這就是冷巷的來(lái)源。狹縫空間是嵌入兩建筑體之間的灰空間（圖5），其高與廠遠(yuǎn)大于寬，有如建筑體之間的狹縫，讓直射陽(yáng)光難以進(jìn)入，為建筑引入柔和的漫射光，同時(shí)也有利于增強(qiáng)熱壓作用帶動(dòng)室內(nèi)通風(fēng)。建筑在利用自然條件的同時(shí)，營(yíng)造了陰涼的內(nèi)部環(huán)境。

圖5 狹縫空間模型 圖6 深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館

當(dāng)狹縫空間的一側(cè)有建筑形成陰影區(qū)，受太陽(yáng)照射的面積小，受曬時(shí)間短而長(zhǎng)波輻射少、空氣溫度較低，空間內(nèi)就會(huì)形成溫度差，從而形成熱壓通風(fēng)。狹縫空間是截面面積較小的風(fēng)道，其風(fēng)速會(huì)增大，風(fēng)壓會(huì)降低，與其接通的各房間較熱的空氣就會(huì)被帶出，較冷空氣就會(huì)進(jìn)人補(bǔ)充，達(dá)到通風(fēng)效果。狹縫空間要達(dá)到好的通風(fēng)效果，與它的朝向也有很大的關(guān)系。嶺南地區(qū)的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南或南，因此冷巷為南北向，便于通風(fēng)，還必須造成陰影區(qū)，才能達(dá)到冷巷的目的。

深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館的設(shè)計(jì)采用“冷巷”策略。設(shè)計(jì)者用一個(gè)個(gè) “切口”將圖書館的體量分解（圖6）。狹窄的“切口式”天井與閱覽室單元穿插布置，切口的傾斜方向背離日照方向，在引入陽(yáng)光的同時(shí)促進(jìn)了建筑的“自遮陽(yáng)”。“切口式”天井是對(duì)“冷巷”效應(yīng)的再現(xiàn)，陽(yáng)光順勢(shì)而下，滲透到建筑內(nèi)的每一個(gè)角落，讓閱覽獲得均勻的照度。

2.4 邊廊空間

邊廊空間是嶺南民居中檐廊的基本模型。嶺南民居中，檐廊連接天井，是室內(nèi)與室外的第二次過(guò)渡，檐廊既屬于室內(nèi)，但其對(duì)天井院落開敞，所以又是室外空間，具有曖昧與模糊二重性。邊廊空間作為一種灰質(zhì)的過(guò)渡空間，是樓板結(jié)合結(jié)構(gòu)柱廊之間圍合成的半開放式的空間，其外層是輔助空間，內(nèi)部是主要空間，輔助空間為主要空間阻擋了日曬，光以柔和的散射光進(jìn)入室內(nèi)，同時(shí)保持氣流的流通。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)嶺南民居中的灰空間的學(xué)習(xí)，對(duì)其原理進(jìn)行提煉和轉(zhuǎn)化，并應(yīng)用到綠色建筑設(shè)計(jì)中，以滿足了嶺南地區(qū)的遮陽(yáng)、隔熱、通風(fēng)要求，與嶺南濕熱氣候環(huán)境相適應(yīng)，達(dá)到綠色建筑的節(jié)能目的，并與建筑外環(huán)境相適應(yīng)，且營(yíng)造了舒適良好的建筑內(nèi)環(huán)境，符合綠色建筑的設(shè)計(jì)原則。上述對(duì)灰空間營(yíng)造手法研究探索為嶺南地區(qū)的綠色建筑設(shè)計(jì)提出了一種可能的解決方法。將嶺南傳統(tǒng)建筑元素用于綠色建筑設(shè)計(jì)中，并不是簡(jiǎn)單的回歸傳統(tǒng)，而是將傳統(tǒng)技術(shù)、傳統(tǒng)手法與新形勢(shì)、新技術(shù)以及新的功能要求相結(jié)合。希望本文能為同行作為參考，讓我們一起為建筑的綠色發(fā)展作貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

綠色設(shè)計(jì)不僅需要設(shè)計(jì)師的理性，更需要新興科學(xué)和技術(shù)的融入，同時(shí)具有廣泛的社會(huì)性和持久性，綠色設(shè)計(jì)的推廣不應(yīng)僅限于設(shè)計(jì)師本身，更應(yīng)廣泛深入公眾和消費(fèi)者，從設(shè)計(jì)、實(shí)施、完善為結(jié)構(gòu)的良性循環(huán)將對(duì)文明社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有深遠(yuǎn)的意義。

樹立綠色設(shè)計(jì)的觀念就是要讓工業(yè)設(shè)計(jì)師認(rèn)識(shí)到綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品是現(xiàn)代企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新式武器，因?yàn)閭€(gè)體的消費(fèi)動(dòng)機(jī)雖然來(lái)于他們的心理需求，但那需求的產(chǎn)生和發(fā)展卻不能不受到社會(huì)消費(fèi)時(shí)尚的強(qiáng)烈影響。

關(guān)鍵詞：

生態(tài)環(huán)境 綠色產(chǎn)品 綠色設(shè)計(jì) 可持續(xù)發(fā)展

引言：

進(jìn)入廿世紀(jì)以來(lái)，隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類在消耗自然資源、生產(chǎn)制造大量產(chǎn)品的同時(shí)，又在不斷地加劇生態(tài)環(huán)境的惡化，地球日漸變暖、大氣嚴(yán)重污染、陸地逐漸減少、水土大量流失、耕地瞬間沙化。我們?nèi)祟愓宰约旱摹奥斆鞑胖恰保铀贇淖陨淼募覉@，大自然在不斷為人類提供豐富資源的同時(shí)，也帶來(lái)了連年不斷的災(zāi)難！以上這些人類共同面臨的窘境，已引起世界上許多國(guó)家的高度重視，一股以保護(hù)環(huán)境、保護(hù)有限資源、保護(hù)人類身健康為目標(biāo)的綠色浪潮，正在全球興起。在這綠色浪潮的帶動(dòng)下，相應(yīng)的綠色產(chǎn)品的開發(fā)與設(shè)計(jì)方法也成為工業(yè)設(shè)計(jì)師們所關(guān)注的焦點(diǎn)。

注重綠色設(shè)計(jì) 保護(hù)生態(tài)環(huán)境

綠色產(chǎn)品開發(fā)，是從對(duì)綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開始的，綠色設(shè)計(jì)是以節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境為宗旨的設(shè)計(jì)理念和方法，它強(qiáng)調(diào)保護(hù)自然生態(tài)，充分利用資源，以人為本，善待環(huán)境，使綠色設(shè)計(jì)不應(yīng)僅是一個(gè)倡議和提議，它應(yīng)成為現(xiàn)實(shí)文明和未來(lái)發(fā)展的方向。面對(duì)當(dāng)前全球的環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資源浪費(fèi)和溫室效應(yīng)，資源殆盡，每個(gè)地球人都感到生存的危機(jī)。

因此，工業(yè)設(shè)計(jì)師作為推進(jìn)人類文明發(fā)展的設(shè)計(jì)家，肩負(fù)著重要的使命。而綠色設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)就是使產(chǎn)品來(lái)自自然，又回歸自然，并在本質(zhì)上更接近自然。綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，首先要考慮產(chǎn)品原料和能源的無(wú)公害和低消耗。現(xiàn)代科技的發(fā)展在為人們帶來(lái)諸多方便的同時(shí)，也帶來(lái)了更多的隱患。如制造一臺(tái)個(gè)人電腦需要用700多種化學(xué)原料，而這些原料大約有一半含有對(duì)人體有害的毒素，例如，用于制造電腦機(jī)殼的塑料都含有一層防火的有害制劑。一臺(tái)電腦顯示器中含有約2.5磅的有毒元素鉛，如果將淘汰的電腦垃圾掩埋在土壤中，這些玻璃中的鉛就會(huì)滲透出來(lái)，對(duì)土壤造成嚴(yán)重的污染，而現(xiàn)在采用的方法是將它們進(jìn)行焚化處理，但在焚化過(guò)程中，這些原料將會(huì)釋放大量的有害氣體和重金屬，對(duì)空氣造成污染，最終形成酸雨。鑒于這種現(xiàn)象，目前許多電腦公司都將注意力集中到產(chǎn)品從使用---廢棄---回收處理的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)環(huán)境無(wú)害或危害極小、或最大限度地節(jié)約能源，將產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)的能耗降至最低。最近，IBM公司宣布，該公司新的流水線中，制造中央處理器的塑料將可以百分之百的回收。瑞典的富豪汽車公司，最近也推出一項(xiàng)有關(guān)環(huán)境政策：該公司生產(chǎn)的所有汽車，從設(shè)計(jì)到變成廢鐵回收，都要考慮它對(duì)環(huán)境的影響，不僅最大限度地關(guān)注環(huán)境安全，而且關(guān)注產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)到設(shè)計(jì)、從生產(chǎn)，使用到最后處理的生命周期，以及購(gòu)買零部件時(shí)，都要選擇利于環(huán)保和可回收的材料。

提起消滅害蟲，人們馬上就想到施放農(nóng)藥，噴殺蟲劑，可是當(dāng)噴出大量的化學(xué)藥劑時(shí)，不光殺死了害蟲，還污染了環(huán)境，并使蔬菜瓜果中殘留大量農(nóng)藥，給人們的生活帶來(lái)了危害。而荷蘭的一家蔬菜公司采用益蟲吃害蟲的構(gòu)想：在蔬菜溫室大棚內(nèi)放置一臺(tái)探測(cè)儀，測(cè)出該溫室內(nèi)的害蟲數(shù)量，然后到專門生產(chǎn)益蟲的工廠購(gòu)買數(shù)倍于害蟲的益蟲投入大棚內(nèi)，害蟲 寡不敵眾，終被益蟲一掃而光。這種絕妙的構(gòu)想真可謂一舉數(shù)得，既減少了污染（不用化學(xué)藥劑），又保證了蔬菜瓜果的天然、潔凈，而且還發(fā)展了一個(gè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)-----益蟲生產(chǎn)。

樹立綠色設(shè)計(jì)觀念 重新審視現(xiàn)代設(shè)計(jì)

以往工業(yè)設(shè)計(jì)最終目標(biāo)，是針對(duì)產(chǎn)品的基本屬性：即在完成了該產(chǎn)品應(yīng)達(dá)到的技術(shù)、功能、工藝以及市場(chǎng)的目標(biāo)后，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)就算大功告成了。而綠色設(shè)計(jì)則包含產(chǎn)品從創(chuàng)意構(gòu)思到制造、使用以及廢棄后回收、再生處理的各個(gè)過(guò)程，也就是包括產(chǎn)品的整個(gè)生命周期。在考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性的同時(shí)，預(yù)先考慮防止產(chǎn)品及工藝對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，并以此作為綠色設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

樹立綠色設(shè)計(jì)的觀念就是要讓工業(yè)設(shè)計(jì)師認(rèn)識(shí)到綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品是現(xiàn)代企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新式武器，因?yàn)閭€(gè)體的消費(fèi)動(dòng)機(jī)雖然來(lái)自于他們的心理需求，但那需求的產(chǎn)生和發(fā)展卻不能不受到社會(huì)消費(fèi)時(shí)尚的強(qiáng)烈影響。

在德國(guó)，政府立法規(guī)定電視制造企業(yè)必須回收自己的電視機(jī)方能生產(chǎn)，為此，施奈特電子公司不久前研制出了一種“綠色電視機(jī)”，其零部件回收率高達(dá)90%以上。目前德國(guó)30%的商品已成為綠色產(chǎn)品。這得利于該國(guó)1977年實(shí)施的“藍(lán)天使”計(jì)劃：對(duì)在生產(chǎn)和使用過(guò)程中都符合環(huán)保要求，且對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康無(wú)損害的商品，授予“綠色產(chǎn)品”標(biāo)志。無(wú)此標(biāo)志的商品，在進(jìn)口時(shí)要受到數(shù)量和價(jià)格上的限制，雖帶有明顯的貿(mào)易歧視，卻受到本國(guó)生產(chǎn)者和消費(fèi)者的認(rèn)同。而后，西方其他國(guó)家甚至包括日本也相繼建立了綠色標(biāo)志認(rèn)證制度，以保證消費(fèi)者能識(shí)別產(chǎn)品的環(huán)保屬性，從而也激勵(lì)企業(yè)去生產(chǎn)無(wú)公害、低污染的綠色產(chǎn)品。

在日本，許多儲(chǔ)存了幾十年甚至上百年的舊木酒桶，以往都被人丟棄或當(dāng)柴燒，一家具公司偶然發(fā)現(xiàn)并加以利用，使這廢棄的木酒桶成了家具的上好木材。具體作法是：先將木酒桶拆開，將彎曲的木板條進(jìn)行熱壓處理，然后再將壓直了的木板條拼成板材，進(jìn)行拋光，上漆等工藝處理，成了桌、茶幾、長(zhǎng)椅等家具的面板。利用舊木酒桶做的家具，不僅低降成本35%以上，而且因木酒桶長(zhǎng)時(shí)間被酒精滲透、浸泡，制造出來(lái)的家具竟然從未發(fā)生蛀蟲現(xiàn)象，這真是歪打正著！

進(jìn)入新世紀(jì)，工業(yè)設(shè)計(jì)師今天所擔(dān)負(fù)的使命，比過(guò)去任何一個(gè)時(shí)期都艱辛，他們必須面對(duì)許多新問(wèn)題：要關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計(jì)—生產(chǎn)—消費(fèi)的方法和過(guò)程；要有效的利用有限資源和使用可回收材料制成的產(chǎn)品，以減少一次性產(chǎn)品的使用量；還應(yīng)從材料的選擇、結(jié)構(gòu)功能、制造過(guò)程、包裝方式、儲(chǔ)運(yùn)方式、產(chǎn)品使用和廢品處理等諸方面，全方位考慮資源利用和環(huán)境影響及解決方法。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)把降低能耗、易于拆卸、使材料和部件能夠循環(huán)使用，把產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、成本與環(huán)境指數(shù)列入同等的設(shè)計(jì)指標(biāo)，使更多無(wú)污染的綠色產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。

工業(yè)設(shè)計(jì)從以往單調(diào)的機(jī)械化造型轉(zhuǎn)向具有語(yǔ)意化、人性化的造型設(shè)計(jì)，并力求使造型簡(jiǎn)潔，設(shè)法減少空間、減少材料的浪費(fèi)和消耗，使產(chǎn)品能耐久和持續(xù)使用，綠色設(shè)計(jì)不僅需要設(shè)計(jì)師的理性，更需要新興科學(xué)和技術(shù)的融入，同時(shí)具有廣泛的社會(huì)性，綠色設(shè)計(jì)的推廣不應(yīng)僅限于設(shè)計(jì)師本身，更應(yīng)廣泛深入公眾和消費(fèi)者。綠色設(shè)計(jì)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)師應(yīng)有的良知和責(zé)任。在設(shè)計(jì)中表達(dá)現(xiàn)代與傳統(tǒng)的統(tǒng)一，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的調(diào)和，生產(chǎn)與消費(fèi)的默契，生活與生態(tài)的和諧。工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)經(jīng)常提醒自己：你的設(shè)計(jì)會(huì)不會(huì)減少人類帶給環(huán)境的壓力？能否保護(hù)自然資源？能否拋棄不切實(shí)際的設(shè)計(jì)？是否是民眾真正需要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)？是否能用少量能源而發(fā)揮更大的功能，以保護(hù)不再生之能源？……

轉(zhuǎn)貼于

順應(yīng)綠色潮流 邁向綠色世界

近一個(gè)時(shí)期以來(lái)，回歸自然的熱浪從西方席卷到東方，且波及到人們的衣食住行各個(gè)生活領(lǐng)域：在飲食方面，現(xiàn)代人熱衷于不含農(nóng)藥、化肥的天然綠色食品，連野菜都成了都市人的美味佳肴；使用的食具，也追求粗獷，簡(jiǎn)樸的木器、陶器，這些大方、又有濃厚人情味的制品成了都市人的新寵；在服飾上，回歸自然的風(fēng)尚更是經(jīng)久不衰退，輕松、自由、舒適替代了往日的華貴、繁鎖；在室內(nèi)裝飾方面，都市人追求簡(jiǎn)潔、安寧的裝飾風(fēng)格，并用綠色的植物點(diǎn)綴，使家庭生機(jī)盎然，豪華、闊氣不再是現(xiàn)代人所追求的家庭氣氛，人們期望回到能與自然交融的理想家居中。在建筑方面，對(duì)回歸自然的呼聲更為強(qiáng)烈，現(xiàn)代建筑藝術(shù)大多體現(xiàn)人對(duì)自然的崇敬。但是，一些所謂的“現(xiàn)代建筑”，漠視自然，濫用材料，不僅給城市帶來(lái)視覺污染，而且破壞生態(tài)平衡。在西班牙馬德里的一座大型建筑物上，外墻用玻璃幕墻裝飾，大片玻璃幕墻將藍(lán)天溶入其中，一群在空中自由飛翔的小鳥誤將玻璃幕墻作天空，紛紛撞墻折頸而死，大廈底下堆積片死去的鳥兒。

在西方一些國(guó)家，已經(jīng)出現(xiàn)許多新的綠色消費(fèi)群，而且每年以20%的數(shù)量遞增。他們?cè)谫?gòu)商品時(shí)，拒絕購(gòu)買受到保護(hù)動(dòng)植物制成的產(chǎn)品。他們不光考慮商品的使用價(jià)值，而且還要考慮商品的環(huán)保、回收等一系列的問(wèn)題，如：純棉的服裝穿著雖然十分舒適，但由于種植棉花需要使用大量的殺蟲劑、化肥，所以純棉的制品也許是破壞環(huán)境的非綠色產(chǎn)品。

我國(guó)雖然于1993年開始實(shí)行綠色標(biāo)準(zhǔn)制度，并制訂了嚴(yán)格的綠色標(biāo)志產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，但在某些方面還不盡人意：我國(guó)最大的工業(yè)和消費(fèi)城市上海，每天都有50萬(wàn)不能回收的快餐盒流放市場(chǎng)，這些白色垃圾掩埋地下200年都不會(huì)腐爛，但常年累月與廢水、廢氣等一起充斥我們的空間，嚴(yán)重威脅著我們的生命和生態(tài)環(huán)境。目前，在許多城市的快餐盒已改成可溶解的材料，一些大型商場(chǎng)、超市盡量不使用不易分解的塑料袋，而改用布袋或紙袋。合格的綠色產(chǎn)品是國(guó)際市場(chǎng)的通行證，在先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家，全民生態(tài)意識(shí)、綠色消費(fèi)群體比以往任何時(shí)候都更加認(rèn)識(shí)到蘊(yùn)含在產(chǎn)品里生態(tài)方面的價(jià)值因素，并且從心里樂意接受它們，這就對(duì)綠色產(chǎn)品的工業(yè)設(shè)計(jì)提出了更高的要求，即只有無(wú)公害、耙能少的產(chǎn)品方能問(wèn)世，方能走向市場(chǎng)，否則，就會(huì)被市場(chǎng)無(wú)情地淘汰，沒有發(fā)展的潛力。

目前在世界許多國(guó)家實(shí)施的綠色標(biāo)志認(rèn)證，不僅可以保護(hù)本國(guó)的生態(tài)環(huán)境，而且也可以促進(jìn)本國(guó)企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，正如著名管理學(xué)家喬治.溫特在其所著《企業(yè)與環(huán)境》一書所述：“總經(jīng)理可以不去理會(huì)環(huán)境的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，將來(lái)的公司必須善于處理生態(tài)環(huán)境才能賺錢?！边@說(shuō)明，在目前的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，誰(shuí)擁有綠色產(chǎn)品，誰(shuí)就擁有發(fā)展前景。我們工業(yè)設(shè)計(jì)師如果對(duì)這些動(dòng)充耳不聞，視而不見，或不認(rèn)真去研究對(duì)策，進(jìn)行預(yù)備工作，我們的工業(yè)設(shè)計(jì)將陷于被動(dòng)的境地。

設(shè)計(jì)師要為人類的利益而設(shè)計(jì)，這個(gè)利益是指長(zhǎng)遠(yuǎn)的、全面的、而不是片面的、短暫的?；蛘呤穷櫦暗竭@一面卻又忽視另一面，或是當(dāng)代人受益將來(lái)人遭難。目前市場(chǎng)上大量銷售的一次性商品，從設(shè)計(jì)角度來(lái)看是可取的，因?yàn)樗鼮槿说纳顜?lái)了方便，同時(shí)也給企業(yè)帶來(lái)利益。但是從“綠色設(shè)計(jì)”來(lái)看，從人類長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益考慮，從人類未來(lái)的生存環(huán)境考慮，一次性的消費(fèi)品又是有害的。

多年來(lái)人們對(duì)清新的空氣、純凈的水源、無(wú)污染的環(huán)境都習(xí)已為常。但是，人們眼前的這些生態(tài)環(huán)境都已發(fā)生了急劇的變化，雖然造成被污染的河流、有害的空氣的因素很多，但我們工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)這環(huán)境加速惡化有著不可推脫的責(zé)任。

我們?nèi)祟惤?jīng)歷了從懼怕自然、征服自然、貼近自然與等三個(gè)階段，近年來(lái)的工業(yè)與設(shè)計(jì)的變革，人類生活已經(jīng)發(fā)生了重大變化，人類的生存條件與環(huán)境在許多方面有了重大的改善，但同時(shí)人與自然的關(guān)系也遭到極大的破壞。人類除了要面臨能源危機(jī)、生態(tài)失衡、環(huán)境污染等諸多問(wèn)題外，甚至還得面臨人類自身的生存問(wèn)題。最近頻繁出現(xiàn)在國(guó)際間的一個(gè)新名詞——“可持續(xù)發(fā)展”，說(shuō)明人類能否長(zhǎng)久在地球上生存已成為全球面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。在設(shè)計(jì)理論界已有人提出“適度設(shè)計(jì)，健康設(shè)計(jì)”的原則，試圖給設(shè)計(jì)行為重新定位，以防工業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，防止社會(huì)過(guò)于物質(zhì)化，防止傳統(tǒng)文化的葬送和人性人情的失落，防止人類異化，讓人類過(guò)健康的生活。正如國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)主席彼得先生所言：“設(shè)計(jì)作為人類發(fā)展的一個(gè)重要因素，除可能成為人類自我毀滅的絕路，也可能成人類到達(dá)一個(gè)更加美好的世界的捷徑。”

參考文獻(xiàn)

篇10

知識(shí)整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)法知識(shí)(TPACK)框架是在反思WebQuest和TELS缺陷的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，旨在彌補(bǔ)兩者只強(qiáng)調(diào)“技術(shù)”和以“學(xué)生為中心”而忽視了“教師所需知識(shí)”“學(xué)科知識(shí)、教學(xué)法、技術(shù)之間復(fù)雜的關(guān)系”和“教師在教學(xué)過(guò)程中所起的重要作用”的誤區(qū)。TPACK是整合技術(shù)的教師知識(shí)框架，是在Shulman的學(xué)科教學(xué)知識(shí)(PCK)基礎(chǔ)上建立的，是與技術(shù)的融合。學(xué)科內(nèi)容、教學(xué)法和技術(shù)之間的相互交互形成了四種新的知識(shí)，即學(xué)科教學(xué)知識(shí)(PCK)、整合技術(shù)的教學(xué)法知識(shí)(TPK)、整合技術(shù)的學(xué)科內(nèi)容知識(shí)(TCK)和整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)法知識(shí)(TPACK)。這一框架強(qiáng)調(diào)了教師必須具備的全新知識(shí)，教師是課堂的設(shè)計(jì)者、實(shí)施者，是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和監(jiān)控者，是課程的設(shè)計(jì)者；強(qiáng)調(diào)不同境脈應(yīng)采用不同的整合途徑和方法；強(qiáng)調(diào)解決方案的多樣性、靈活性和適切性。在課堂中整合技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜和結(jié)構(gòu)不良的問(wèn)題，即不存在一種適用于每一門學(xué)科、每一位教師或每一種教學(xué)觀念的解決方案，這種方案的獲得取決于每位教師的認(rèn)知靈活性。

二、研究設(shè)計(jì)

(一)實(shí)驗(yàn)對(duì)象與過(guò)程實(shí)驗(yàn)對(duì)象為河北省遵化市某小學(xué)的六年級(jí)學(xué)生，研究采取準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的研究方法，由同一位教師進(jìn)行教學(xué)。首先對(duì)六年級(jí)8個(gè)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行8周的科學(xué)課程教學(xué)，在第九周進(jìn)行一次前測(cè)，即期中質(zhì)量檢測(cè)；從第十周開始按照前測(cè)的學(xué)習(xí)成績(jī)和方差的齊同性選取了六(2)和六(6)兩個(gè)班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，為了敘述方便，將六(2)命名為A班，六(6)命名為B班，A班為TPACK實(shí)驗(yàn)班，采用TAPCK的理念進(jìn)行教學(xué)，B班為實(shí)驗(yàn)對(duì)照班，繼續(xù)延續(xù)前面的教學(xué)方式；在第十八周進(jìn)行第二次測(cè)驗(yàn)，即期末質(zhì)量檢測(cè)。

(二)建立假設(shè)與確定變量研究假設(shè)：基于整合技術(shù)的教學(xué)法知識(shí)理念對(duì)小學(xué)六年級(jí)的科學(xué)課進(jìn)行設(shè)計(jì)與教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方式。條件因素C=學(xué)生進(jìn)行科學(xué)課程的學(xué)習(xí)；自變量X=兩種教學(xué)方式(即TAPCK方式和傳統(tǒng)教學(xué)方式)；因變量Y=學(xué)生的科學(xué)課程成績(jī)；干擾變量包括學(xué)生的主觀態(tài)度、情緒變化、習(xí)慣和動(dòng)機(jī)等。為了避免干擾因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，教師時(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)生的異常反應(yīng)并及時(shí)妥善解決。

(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.前測(cè)成績(jī)分析。通過(guò)SPSS工具對(duì)A班和B班的前測(cè)成績(jī)進(jìn)行比較分析，A班的科學(xué)成績(jī)平均值為73.12分，B班的科學(xué)成績(jī)平均值為72.91分；兩個(gè)班的差異性顯著概率P=0.81>0.05。通過(guò)這些數(shù)值可以斷定，兩個(gè)班級(jí)的科學(xué)成績(jī)不存在顯著差異，完全可以進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。2.后測(cè)成績(jī)分析。A班的成績(jī)均值為89.21分，B班成績(jī)均值為81.91分，它們的均值之差較為顯著，差異顯著性概率P=0.016<0.05。通過(guò)這些數(shù)據(jù)可斷定，A班與B班的科學(xué)成績(jī)存在著顯著性差異。這也證明了試驗(yàn)的假設(shè)是成立的，即基于整合技術(shù)的教學(xué)法知識(shí)理念對(duì)小學(xué)六年級(jí)的科學(xué)課進(jìn)行設(shè)計(jì)與教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方式。

三、實(shí)驗(yàn)討論與案例剖析

研究表明基于TPACK的小學(xué)科學(xué)教學(xué)與另一組進(jìn)行普通教學(xué)的班級(jí)相比能夠明顯地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，筆者從科學(xué)內(nèi)容知識(shí)、科學(xué)教學(xué)法知識(shí)和教與學(xué)相關(guān)技術(shù)三個(gè)維度來(lái)討論基于TPACK的小學(xué)科學(xué)教學(xué)，并結(jié)合“植物與能量”一課進(jìn)行從設(shè)計(jì)到實(shí)踐的詳實(shí)闡述。

(一)明確科學(xué)學(xué)科中的TPACK要素及關(guān)系科學(xué)這門學(xué)科有它獨(dú)具的特殊性，即科學(xué)與技術(shù)是一對(duì)自然的、長(zhǎng)期相隨的伙伴?？茖W(xué)家們?yōu)榱斯ぷ鞫_發(fā)技術(shù)，同時(shí)也為了商業(yè)目的而進(jìn)行技術(shù)的研發(fā)。在TPACK框架下進(jìn)行科學(xué)知識(shí)的教學(xué)首先面臨的挑戰(zhàn)就是如何把技術(shù)整合到學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中去。在整合教與學(xué)的過(guò)程中，教師必須明確技術(shù)應(yīng)該用于“如果不用技術(shù)就很難甚至無(wú)法完成的事情”之中，而不是重復(fù)使用那些常規(guī)方法就可以完成的事情或者能夠解決某個(gè)具體的教學(xué)問(wèn)題。因此，教師必須通過(guò)TPACK框架進(jìn)行科學(xué)知識(shí)的分析，確定科學(xué)內(nèi)容知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)和技術(shù)之間復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的平衡關(guān)系。學(xué)科內(nèi)容知識(shí)是實(shí)際被學(xué)習(xí)或教授的學(xué)科知識(shí)，本次研究中的學(xué)科內(nèi)容是指“植物與能量”一課的學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)。教學(xué)法知識(shí)(PK)是關(guān)于教與學(xué)的過(guò)程、實(shí)踐或方法的深層次知識(shí)，包括所有的教學(xué)目的、價(jià)值觀和策略。學(xué)科教學(xué)法知識(shí)的核心是轉(zhuǎn)換學(xué)科內(nèi)容從而為教學(xué)所用，即教師通過(guò)解釋科學(xué)的內(nèi)容知識(shí)、尋找多種途徑來(lái)表征科學(xué)知識(shí)以適應(yīng)不同概念和學(xué)生的先前知識(shí)。技術(shù)知識(shí)是為了那些“不得不通過(guò)技術(shù)支持和解決”的學(xué)習(xí)難題或主題而提供的解決方法，同時(shí)應(yīng)該意識(shí)到技術(shù)應(yīng)用的可供性和限制性。整合技術(shù)的學(xué)科知識(shí)旨在通過(guò)技術(shù)富有成效的方式支持?jǐn)?shù)據(jù)的表征與操作，科學(xué)的學(xué)科內(nèi)容也限制了能被采用的技術(shù)類型，同樣技術(shù)也限制了可能的表征類型，但是反過(guò)來(lái)也構(gòu)造了新的、多種多樣的表征。整合技術(shù)的教學(xué)知識(shí)是對(duì)當(dāng)具體技術(shù)應(yīng)用時(shí)教與學(xué)如何改變的一種理解，教師需要放棄技術(shù)“功能固著”的想法，發(fā)展技能以超越當(dāng)前技術(shù)，并且為自己的教學(xué)法而“重新配置”技術(shù)。整合技術(shù)的教學(xué)法知識(shí)需要教師深刻地理解這些技術(shù)工具的教學(xué)功能可供性和限制性，以及技術(shù)運(yùn)用的學(xué)科境脈。整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)法知識(shí)是一種新型的知識(shí)形式，超越了所有三個(gè)要素(科學(xué)內(nèi)容知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)和技術(shù)知識(shí))，這些要素處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，處于一種“必要的張力”狀態(tài)，若這些要素中的任何一個(gè)發(fā)生改變，那么就要由另外兩個(gè)要素發(fā)生改變來(lái)進(jìn)行“補(bǔ)償”?；赥PACK的小學(xué)科學(xué)教學(xué)圖表明，學(xué)科內(nèi)容、教學(xué)法和技術(shù)既彼此獨(dú)立作用，也相互整合作用。成功的整合技術(shù)的教學(xué)要求持續(xù)地創(chuàng)造、維持和重建各要素之間的動(dòng)態(tài)平衡?；赥PACK的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中最為復(fù)雜、最為重要的關(guān)系莫過(guò)于整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)法知識(shí)(TPACK)，它的設(shè)計(jì)與應(yīng)用是體現(xiàn)教師是否能夠成功地將技術(shù)有效地融合進(jìn)學(xué)科教學(xué)知識(shí)中的一種能力，在融合的過(guò)程中將會(huì)引起其它要素和關(guān)系的變化。簡(jiǎn)言之，教師的技術(shù)、科學(xué)知識(shí)和教學(xué)法知識(shí)綜合在一起的關(guān)鍵就是要知道在何處使用技術(shù)，使用何種技術(shù)，如何使用這種技術(shù)進(jìn)行教學(xué)或幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。第一，技術(shù)在何處使用的切入點(diǎn)在于如何促進(jìn)或幫助學(xué)生和教師進(jìn)行學(xué)習(xí)和教學(xué)，這與科學(xué)這一學(xué)科的性質(zhì)和教學(xué)知識(shí)密不可分，即某些科學(xué)的學(xué)習(xí)主題必須通過(guò)技術(shù)才能夠幫助和完成教與學(xué)這一過(guò)程，例如學(xué)生學(xué)習(xí)植物如何進(jìn)行光能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)換時(shí)，通過(guò)應(yīng)用三維動(dòng)畫、視頻等技術(shù)手段，與通過(guò)語(yǔ)言文字和簡(jiǎn)單的圖片描述相比，技術(shù)在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方面呈現(xiàn)出卓越優(yōu)勢(shì)。第二，確定使用何種技術(shù)關(guān)鍵在于明確哪些技術(shù)可用，以及決定應(yīng)該使用哪些技術(shù)。這一過(guò)程是在充分分析科學(xué)內(nèi)容知識(shí)和搜集教學(xué)法知識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合考慮的結(jié)果，即哪些技術(shù)用于服務(wù)教與學(xué)，哪些技術(shù)專門用來(lái)教授和學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，哪些技術(shù)專門用來(lái)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。第三，如何使用技術(shù)進(jìn)行教學(xué)需要教師關(guān)注科學(xué)主題知識(shí)、學(xué)生的理解與認(rèn)知、教學(xué)法知識(shí)，并對(duì)使用技術(shù)時(shí)可能發(fā)生的狀況作出預(yù)測(cè)和準(zhǔn)備。

(二)“植物與能量”的TPACK設(shè)計(jì)1.科學(xué)主題內(nèi)容(CK)教學(xué)主題或?qū)W習(xí)目標(biāo)是進(jìn)行TAPCK設(shè)計(jì)的首要階段，因?yàn)樗墙處熀蛯W(xué)生通過(guò)教與學(xué)活動(dòng)所要達(dá)到的最終目標(biāo)。明確學(xué)習(xí)目標(biāo)不僅是教師組織安排教學(xué)策略的基礎(chǔ)，同時(shí)能夠讓學(xué)生確立明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣?？茖W(xué)內(nèi)容知識(shí)的分析可以分為基礎(chǔ)知識(shí)、重難點(diǎn)知識(shí)，以及與這些知識(shí)相關(guān)的先決知識(shí)，即在對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)分析后同時(shí)要關(guān)注實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)所需的前提知識(shí)?？茖W(xué)主題知識(shí)的分析有利于教師事先建構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)良好的知識(shí)體系，與此同時(shí)，對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)先決知識(shí)的分析將有利于教師做好教授新知識(shí)的預(yù)熱準(zhǔn)備設(shè)計(jì)。除此以外，學(xué)科知識(shí)還包括如何把教授的知識(shí)和現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)，知道與所教授主題相關(guān)的科學(xué)領(lǐng)域中大的未決問(wèn)題等等。關(guān)于“植物與能量”一課的主題內(nèi)容分析主要采取以下幾個(gè)步驟：第一，確定教授或?qū)W習(xí)的科學(xué)知識(shí)。植物與能量這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)以及兩者之間的關(guān)系是本文的重難點(diǎn)知識(shí)，即“植物的能量是什么？”“植物的能量是如何產(chǎn)生的？”“植物能量產(chǎn)生過(guò)程的基本圖解學(xué)生是否能夠理解和進(jìn)行簡(jiǎn)單的語(yǔ)言、圖畫的描述？”，這三個(gè)問(wèn)題對(duì)于學(xué)生的認(rèn)知與理解是一種難度較大的挑戰(zhàn)。此外，學(xué)生還須掌握的知識(shí)是植物產(chǎn)生的化學(xué)能與光能的轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及都有哪些物質(zhì)參加了這一變化過(guò)程。第二，先決知識(shí)的確定。新知識(shí)的習(xí)得是否需要先決條件是確保課程順利引入和開展的前提條件，是提高教學(xué)和學(xué)習(xí)效率的基本保障，以防止學(xué)生初步進(jìn)行新知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)就受到強(qiáng)大的學(xué)習(xí)阻力。需要學(xué)生了解和掌握有關(guān)植物與能量的先決知識(shí)包括生物的生命與能量的關(guān)系、人類和其它動(dòng)物獲取生命活動(dòng)能量的途徑，知道各種生物的生命活動(dòng)都要消耗能量。第三，確定學(xué)科內(nèi)容知識(shí)與現(xiàn)實(shí)的聯(lián)系。概念體是學(xué)習(xí)者唯一可以對(duì)現(xiàn)實(shí)及其所接收信息進(jìn)行解碼的工具，這一特殊的解釋系統(tǒng)決定了解碼信息和建構(gòu)知識(shí)的方式。學(xué)習(xí)正是依賴于這些已經(jīng)在思考和運(yùn)行著的概念范疇，學(xué)習(xí)者也正是通過(guò)它們?cè)忈層山處熁蛎襟w傳播的信息。確定學(xué)習(xí)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)聯(lián)系的目的在于使學(xué)生能夠用直觀、形象的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)來(lái)解釋教師傳授或自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容，如果學(xué)生遇到迷思概念或思維受到阻滯時(shí)就說(shuō)明了他們的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)無(wú)法正確地理解新知識(shí)，此時(shí)須向?qū)W生提供與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的現(xiàn)實(shí)知識(shí)，譬如實(shí)物、虛擬實(shí)物以及相關(guān)的操作和活動(dòng)等等，切實(shí)讓學(xué)生通過(guò)感知的方式加強(qiáng)有關(guān)學(xué)習(xí)新知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)。第四，了解與主題內(nèi)容相關(guān)的未決問(wèn)題?？茖W(xué)的發(fā)展實(shí)質(zhì)是人們不斷地探索世界的過(guò)程，宇宙的無(wú)限廣大以及人生命的短暫決定了人對(duì)自然界、宇宙的認(rèn)知是不可能完全達(dá)到的，會(huì)始終存在著許多困惑科學(xué)家和人類的未解問(wèn)題。教師對(duì)此類知識(shí)的掌握和告知將不僅能夠使學(xué)生明確科學(xué)主題中存在的疑難問(wèn)題，而且教師適當(dāng)?shù)闹v解和鼓勵(lì)將使學(xué)生樹立克服難題的遠(yuǎn)大志向和興趣。就植物與能量這一主題而言，學(xué)生在理解和掌握光在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)化過(guò)程的同時(shí)向?qū)W生提出一些前沿和未決問(wèn)題，如探索在月球的氣候環(huán)境下進(jìn)行植物的生長(zhǎng)和能量的轉(zhuǎn)化，開發(fā)植物能源來(lái)解決人類所面臨的能源危機(jī)問(wèn)題等等，能夠激起學(xué)生進(jìn)一步探索科學(xué)的興趣和決心。2.學(xué)生特征教師除了對(duì)學(xué)生生理、心理特征進(jìn)行了解與分析外，最重要的是掌握學(xué)生會(huì)覺得什么地方理解很困難和學(xué)生在哪里會(huì)有迷思概念。教師對(duì)這些方面的把握可以通過(guò)與學(xué)生進(jìn)行課前談話的形式獲知，此外可以向經(jīng)驗(yàn)豐富的教師請(qǐng)教，也可以通過(guò)查詢教師參考用書獲知教學(xué)的重難點(diǎn)。教師只有知道學(xué)生知識(shí)的掌握情況，才可以決定什么是需要強(qiáng)調(diào)的，以及通過(guò)哪種教學(xué)策略和技術(shù)來(lái)幫助學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)工作。在“植物與能量”一文中，通過(guò)與學(xué)生談話、參閱教師用書和請(qǐng)教資深教師獲知學(xué)生認(rèn)為最難理解的地方是“光在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)化的過(guò)程”，同時(shí)最易使學(xué)生產(chǎn)生迷思概念的地方是植物的根、光、綠葉的能量轉(zhuǎn)換以及淀粉、氧氣、二氧化氮?dú)膺@些產(chǎn)物的生產(chǎn)過(guò)程。3.科學(xué)中的教學(xué)法知識(shí)(PK)如何幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)具體事物是科學(xué)教學(xué)知識(shí)的顯著特征，同時(shí)教師還需掌握與科學(xué)有關(guān)的一般性教學(xué)法。Grossman認(rèn)為PK至少具有四個(gè)要素：學(xué)科教學(xué)目的的概念，有關(guān)學(xué)生理解的知識(shí)，有關(guān)教學(xué)策略的知識(shí)和課程知識(shí)。同時(shí)Magnusson、Krajcik等人描述了PK的五個(gè)知識(shí)組成部分：科學(xué)教學(xué)的定位、課程、學(xué)生的理解、評(píng)價(jià)和教學(xué)策略。雖然他們對(duì)于PK的認(rèn)同存在著差異，但是PK至少應(yīng)包括有關(guān)學(xué)生對(duì)主題理解知識(shí)和教師教授具體主題的教學(xué)策略及表征。除此之外，教師的教學(xué)法知識(shí)還包括如何陳述和解釋教學(xué)內(nèi)容，如何合理組織實(shí)驗(yàn)活動(dòng)以增進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知，以及如何給小組或個(gè)別學(xué)生布置作業(yè)等等。在“植物與能量”一文中，教師進(jìn)行學(xué)習(xí)者特征分析后，確定的難點(diǎn)和迷思概念是教師進(jìn)行教學(xué)法抉擇的關(guān)鍵點(diǎn)，是幫助和支持教師進(jìn)行教學(xué)和學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)的前提。對(duì)于植物在光的作用下如何轉(zhuǎn)換能量這一重點(diǎn)和迷思概念，教師確定了如下教學(xué)方法：首先，通過(guò)圖片表征能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的各個(gè)要素，使學(xué)生形成基本的感性認(rèn)知；其次，根據(jù)學(xué)生自己的先前經(jīng)驗(yàn)、素材資源想象并繪制這一能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的基本概念圖；第三，編制Flas模擬植物能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程；第四，學(xué)生重新建構(gòu)植物能量的概念，在此期間教師可以通過(guò)適當(dāng)組織、監(jiān)控學(xué)生的合作交流、討論活動(dòng)實(shí)現(xiàn)合作性建構(gòu)。4.技術(shù)知識(shí)(TK)技術(shù)包括了任何用于實(shí)踐目的的工具和技巧，技術(shù)不僅包括電腦、錄音機(jī)等，而且還包括方法、技能和過(guò)程。教師應(yīng)該知道如何使用和管理自己的電腦，如何排解電腦上的故障，同時(shí)要不斷地嘗試和探索新技術(shù)的使用。教師不僅對(duì)于一般教學(xué)技術(shù)特征有所了解和掌握，同時(shí)需要知道技術(shù)的可供性和限制性，即針對(duì)某一具體學(xué)科主題而言，哪些技術(shù)是可用的以及如何使用它們。根據(jù)本課的重難點(diǎn)和學(xué)生容易產(chǎn)生概念混淆的地方，教師通過(guò)多媒體展示植物能量轉(zhuǎn)換中要素關(guān)系的圖片，接著通過(guò)編制Flash動(dòng)態(tài)模擬植物如何通過(guò)光合作用進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程，同時(shí)動(dòng)態(tài)模擬中還嵌入了簡(jiǎn)單的智能提示來(lái)提醒和糾正學(xué)生可能產(chǎn)生的迷思概念。整合技術(shù)首要關(guān)注的是學(xué)科內(nèi)容和有效的教學(xué)實(shí)踐；整合效能不能依據(jù)使用技術(shù)的數(shù)量和類型，而要依據(jù)技術(shù)使用的方法和原因。TPACK表明技術(shù)的應(yīng)用是用來(lái)支持具體的教學(xué)法知識(shí)的，它的可供性和限制性是受到具體知識(shí)影響的。5.整合技術(shù)的科學(xué)教學(xué)法知識(shí)(TPACK)科學(xué)知識(shí)、教學(xué)法、技術(shù)是構(gòu)成整合技術(shù)的科學(xué)教學(xué)法知識(shí)的三大基本元素，它們之間的相互交叉與作用又形成了新的知識(shí)；學(xué)習(xí)者特征是進(jìn)行TPACK設(shè)計(jì)所必須進(jìn)行分析的內(nèi)容和前提，沒有關(guān)于學(xué)習(xí)者的分析，其它一切都是徒勞的。技術(shù)、教學(xué)法的抉擇和應(yīng)用的目的在于促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者是課堂學(xué)習(xí)的主人，是教學(xué)設(shè)計(jì)最終服務(wù)的對(duì)象。簡(jiǎn)言之，TPACK的最終目的在于使教師明確在教學(xué)主題中的什么地方可以使用技術(shù)來(lái)促進(jìn)教與學(xué)。在科學(xué)中進(jìn)行基于整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)法知識(shí)形式的教學(xué)關(guān)鍵是知道何處、何種、何時(shí)使用技術(shù)。第一，何處使用技術(shù)。技術(shù)的使用應(yīng)該用于“如果不用技術(shù)就很難甚至無(wú)法完成的事情”中，而不是重復(fù)使用那些常規(guī)方法就可以完成的事情，即教師需要知道在何處可以用技術(shù)解決他所面臨的教學(xué)問(wèn)題。在“植物與能量”一課中，人類不可能通過(guò)肉眼來(lái)觀察植物在光的作用下如何進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換這一過(guò)程，同時(shí)植物能量轉(zhuǎn)換這一過(guò)程進(jìn)行得比較緩慢，轉(zhuǎn)換的過(guò)程受到多種外界環(huán)境的限制和影響。了解和掌握這些知識(shí)對(duì)于小學(xué)六年級(jí)的學(xué)生而言將是巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)在有限的課堂環(huán)境和時(shí)間內(nèi)是根本不可能完成學(xué)習(xí)目標(biāo)的。第二，使用何種技術(shù)。技術(shù)的使用需要教師了解針對(duì)主題內(nèi)容知識(shí)的特點(diǎn)進(jìn)行各種媒體、軟件的篩選，最終通過(guò)比較技術(shù)的可供性和限制性確定需要使用的技術(shù)。這一抉擇過(guò)程不僅說(shuō)明了任何一種技術(shù)都有它的局限性，同時(shí)也體現(xiàn)了針對(duì)不同具體主題知識(shí)的可供性。針對(duì)所存在的這些問(wèn)題，創(chuàng)建Flash動(dòng)態(tài)模擬不僅呈現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間、細(xì)致的實(shí)踐觀察過(guò)程，同時(shí)以突出、形象的形式再現(xiàn)了植物在光的作用下如何進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換這一過(guò)程。第三，何時(shí)使用技術(shù)。安德烈·焦?fàn)柈?dāng)認(rèn)為學(xué)習(xí)者的概念體是學(xué)生理解周圍世界的唯一工具，當(dāng)學(xué)生用已有的概念體詮釋所接受的信息時(shí)，如果學(xué)生無(wú)法解釋或新知識(shí)與已知概念體發(fā)生認(rèn)知沖突，那么就會(huì)引起學(xué)習(xí)者概念體的失衡?！袄Щ蟆被颉皵_亂”狀態(tài)是產(chǎn)生學(xué)習(xí)渴望和發(fā)生學(xué)習(xí)的最佳時(shí)機(jī)，所以教師必須緊抓這一有利時(shí)機(jī)進(jìn)行教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)建，將學(xué)習(xí)者置身于一個(gè)特定的學(xué)習(xí)環(huán)境中，通過(guò)制造適當(dāng)?shù)恼鎸?shí)環(huán)境或利用現(xiàn)實(shí)制造沖突來(lái)促使學(xué)習(xí)者將舊概念轉(zhuǎn)換成新概念。在學(xué)生處于“困惑”或“擾亂”的狀態(tài)下進(jìn)行學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)會(huì)對(duì)他們的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。在教授“植物與能量”一課時(shí)，通過(guò)課堂提問(wèn)、觀察學(xué)生表情等形式了解學(xué)生是否處于這一階段，通過(guò)調(diào)查的結(jié)果來(lái)決定何時(shí)呈現(xiàn)圖片和Flash模擬動(dòng)畫。

(三)教師的角色與知識(shí)在人類教育歷史的長(zhǎng)河中，以教師為中心的教學(xué)模式可謂長(zhǎng)期居于統(tǒng)治地位。隨著信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的運(yùn)用，教師在課堂中的角色與地位發(fā)生了顯著的變化。美國(guó)近代所推崇的WebQuest和TELS模式特別強(qiáng)調(diào)“技術(shù)”的作用和“學(xué)生”對(duì)技術(shù)的自主應(yīng)用，然而這兩種模式卻沒有認(rèn)真關(guān)注“教師所需的知識(shí)”和“教師在信息技術(shù)與學(xué)科整合過(guò)程中的重要作用”，因此，教師必須重新審視自己的角色和地位。第一，教師是課程的設(shè)計(jì)者。課程不能獨(dú)立于教師而存在，教師是課堂教學(xué)構(gòu)建和實(shí)施課程的不可或缺部分。在課堂教學(xué)中，教師決定著如何采取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略、選擇合適的技術(shù)手段來(lái)表征知識(shí)，幫助和促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，只強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心和以技術(shù)為中心的觀點(diǎn)將使學(xué)生的學(xué)習(xí)陷入低效率、無(wú)重點(diǎn)的狀況。第二，教師的主導(dǎo)作用。學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)過(guò)程是動(dòng)態(tài)的、充滿未知的。雖然教師在課前進(jìn)行了學(xué)生特征、先決知識(shí)和重難點(diǎn)的分析，并為學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境，但是由于學(xué)生存在著顯著個(gè)性、文化的差異性，他們的認(rèn)知水平也參差不齊，即使教師進(jìn)行了充分的預(yù)設(shè)也不可能計(jì)劃好所有教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，此時(shí)教師的主導(dǎo)就顯現(xiàn)出突出的作用。當(dāng)學(xué)生在概念上出現(xiàn)迷思或者被阻滯時(shí)，教師要充分發(fā)揮引導(dǎo)和主導(dǎo)作用，使學(xué)生沿著學(xué)習(xí)目標(biāo)的方向前進(jìn)。第三，教師的認(rèn)識(shí)靈活性。學(xué)科知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)和技術(shù)知識(shí)的融合生成了許多動(dòng)態(tài)的新知識(shí)，教師理解、判斷這些新知識(shí)時(shí)需要針對(duì)具體的主題知識(shí)、技術(shù)的可供性和限制性、教學(xué)法知識(shí)進(jìn)行綜合復(fù)雜的權(quán)衡。教學(xué)過(guò)程不良的特性要求教師必須具備與TPACK三個(gè)要素足夠的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)需要教師能夠在教學(xué)過(guò)程中的某個(gè)問(wèn)題、某個(gè)時(shí)間進(jìn)行快速的靈活抉擇來(lái)解決難以預(yù)料的問(wèn)題。在教授“植物與能量”一課時(shí)，教師圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行學(xué)生活動(dòng)安排、技術(shù)應(yīng)用、適時(shí)采取有效的教學(xué)策略。在課程導(dǎo)入階段，教師采用基于問(wèn)題的形式引入話題——“同學(xué)們，我們?cè)谇耙还?jié)課學(xué)習(xí)了有關(guān)動(dòng)物能量的問(wèn)題，誰(shuí)能介紹一下你所知道的動(dòng)物的能量是怎么來(lái)的？”在新授“植物在光的作用下如何進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化”時(shí)，教師實(shí)時(shí)觀察學(xué)生的面部表情來(lái)推斷他們是否能夠表征和解決這一難題，教師通過(guò)觀察來(lái)確定使用何種技術(shù)和何時(shí)使用技術(shù)來(lái)幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

四、結(jié)束語(yǔ)

整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)法知識(shí)框架(TPACK)呈現(xiàn)的是關(guān)于有效技術(shù)整合的一種思考方式，是將技術(shù)有效整合進(jìn)學(xué)習(xí)環(huán)境的知識(shí)。整合模式(TPACK)是針對(duì)WebQuest、TESL兩模式中只關(guān)注學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究，而忽視教師主導(dǎo)作用的缺陷而提出的[10]，但是并沒有否定它們，是在不斷吸收它們優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的課堂學(xué)習(xí)模式。整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)框架突出的特點(diǎn)在于其各個(gè)元素整合的動(dòng)態(tài)平衡性，即教師針對(duì)具體主題內(nèi)容會(huì)不斷地抉擇技術(shù)知識(shí)、教學(xué)法知識(shí)之間整合的最佳平衡點(diǎn)，對(duì)于不同的教師、不同的技術(shù)、不同的學(xué)生、不同的環(huán)境的差異會(huì)產(chǎn)生不同的整合方式。下面就整合中易出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的思考與歸納。

(一)整合中需要注意的問(wèn)題第一，TPACK是劣構(gòu)問(wèn)題。教師必須意識(shí)到?jīng)]有哪一種技術(shù)解決方案能適用于所有的教師、課程或教學(xué)觀，例如即使是同一位教師面對(duì)不同的學(xué)生進(jìn)行教學(xué)法知識(shí)、技術(shù)的權(quán)衡與組織時(shí)，同樣會(huì)產(chǎn)生不同的整合方案，教師不能夠通過(guò)足夠的課前預(yù)設(shè)來(lái)預(yù)料到所有將要發(fā)生的事情。面對(duì)這一問(wèn)題，教師不僅需要做好充分的課前預(yù)設(shè)準(zhǔn)備，同時(shí)還必須具備一種能力——認(rèn)知靈活性，即教師能夠在課程正在進(jìn)行時(shí)根據(jù)當(dāng)時(shí)的境脈進(jìn)行判斷、選擇和維持學(xué)科知識(shí)、教學(xué)法和技術(shù)之間的動(dòng)態(tài)平衡。優(yōu)質(zhì)教學(xué)需要培養(yǎng)對(duì)技術(shù)、學(xué)科內(nèi)容和教學(xué)法間復(fù)雜關(guān)系的微妙理解，并運(yùn)用這種理解開發(fā)恰當(dāng)?shù)?、具體境脈的策略和表征方法。第二，教師的角色與職責(zé)。TACK強(qiáng)調(diào)“教師是設(shè)計(jì)者”這個(gè)理念，強(qiáng)調(diào)教師在課堂中擁有一定的選擇教學(xué)方法、技術(shù)手段的權(quán)力，那種完全以學(xué)生為中心的理念是錯(cuò)誤的或是片面的。

(二)教師的TPACK知識(shí)與培養(yǎng)開展TPACK教學(xué)改革必須具備一支掌握整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)的教師隊(duì)伍，這一群體是教學(xué)改革能否成功的關(guān)鍵力量，創(chuàng)建足夠的條件來(lái)培養(yǎng)這支隊(duì)伍是十分必要的。教師的培養(yǎng)主要包括兩大群體：職前教師和在職教師。第一，職前教師的培養(yǎng)。TAPCK知識(shí)能夠幫助職前教師將恰當(dāng)?shù)牟呗院图夹g(shù)有效地應(yīng)用于他們的實(shí)踐中。根據(jù)職前教師的特征，為他們提供一線實(shí)踐的機(jī)會(huì)或間接參與到教學(xué)過(guò)程中的方式是最為有效的，因?yàn)槿绻苯訉PACK作為一種策略性的思維方式融入職前教學(xué)法課程，這種培養(yǎng)將是失敗的，其根源在于他們根本就不知道如何通過(guò)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和教學(xué)。通過(guò)讓職前教師進(jìn)行觀摩式個(gè)案研究或參與教學(xué)使他們獲得教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，要讓他們進(jìn)一步了解學(xué)生，計(jì)劃并設(shè)計(jì)教學(xué)，開發(fā)有效的教學(xué)策略，獲得有效的課堂管理策略，對(duì)學(xué)生使用技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。在培養(yǎng)過(guò)程中，可以通過(guò)發(fā)展TPACK的動(dòng)態(tài)思維工具培養(yǎng)他們的整合技術(shù)的學(xué)科教學(xué)法知識(shí)能力。第二，在職教師的培養(yǎng)。有經(jīng)驗(yàn)教師的知識(shí)是有情境的、由事件構(gòu)成的和片段式的，他們的培養(yǎng)與職前教師的最大不同在于他們能夠直接將TPACK知識(shí)作為一種策略性知識(shí)應(yīng)用到教學(xué)過(guò)程之中。教師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)可以創(chuàng)設(shè)多種環(huán)境為在職教師發(fā)展TPACK知識(shí)提供機(jī)會(huì)，如創(chuàng)建遠(yuǎn)程協(xié)作與遠(yuǎn)程合作的活動(dòng)，通過(guò)組建教育協(xié)會(huì)間的協(xié)作推動(dòng)TPACK發(fā)展，將信息技術(shù)融入教師專業(yè)發(fā)展的境脈中。