【簡介】感謝網友“uyoga_wuhao”參與投稿,下面就是小編給大家分享的科學論文格式范文(共13篇),希望大家喜歡!
同學們你們知道嗎?在我們日常生活中有一種自然現象無處不在,為什么家里的地板會開裂或膨脹?為什么電線桿上的電線會下垂?為什么火車鐵軌的連接處留有縫隙?為什么熱水瓶的木塞會自己跳出來?告訴你,這就是人們熟知的“熱脹冷縮”現象。
什么叫“熱脹冷縮”呢?簡單的說“熱脹冷縮”就是指某個物體受熱以后體積膨脹或受冷以后體積收縮。比如說,家里鋪的地板如果四周不留縫隙的話,在夏天,地板因為膨脹就會發生開裂或翹起。如果電線桿上的電線在夏天拉的很緊的話,那么到了冬天,電線就會因為收縮而拉斷。如果火車鐵軌的連接處不留有縫隙的話,在夏天,鐵軌就會因為膨脹而翹起,造成火車脫軌翻車。之所以熱水瓶的木塞會自己跳出來,是因為當你把木塞蓋上去的時候,一股冷空氣鉆進了瓶里,它遇到了水瓶里的熱空氣,體積就會膨脹,體積脹大了,木塞就會自然地跳出來。
聽了我的介紹后,我想大家已經了解了“熱脹冷縮”這個自然現象了。希望以后在日常生活中,我們大家能夠注意這些方面,以免造成不必要的損失。
一、聲學典籍中有關樂器的記載
在我國古代的典籍當中,有關于聲學的文獻相當豐富,這些文獻資料同時也是音樂文化的典籍。內容主要有音樂史、音樂理論、樂器史、樂律學、樂器制造及演奏等方面?!端牟咳珪分薪洸康摹稌?、《詩》、《周禮》、《禮記》、《春秋左傳》等都能在其中找到與聲學有關的早期內容;史部中的《律歷志》或《音樂志》是必讀的聲學史料;子部藝術類的音樂之屬是與律學、樂器學、音樂聲學關系密切的著作。
樂器的制作離不開聲學原理,我們都知道,凡是聲音都具有高低、強弱、長短、音色等特性,一件樂器所使用的物質材料不同,那么它所發出的音色也就不同。在物理學上,音色與發聲頻譜、波形、振幅有關?!抖Y記?樂記》中敘述了金、石、絲、竹、革五種物質材料做成的樂器音色:“鐘聲I”,“石聲磬”,“絲聲哀”,“竹聲濫”,“鼓鼙之聲”。早在戰國時期就有人對“中聲”進行過討論,“中聲”其實就相當于我們現代鋼琴中央區的發音問題。在戰國末期成書的《呂氏春秋?仲夏紀?適音》中有這樣的觀點:“夫音亦有適”;“太鉅、太小、太清、太濁”,“皆非適也”。只有高、低、強、弱適中的音才能稱之為“中聲”。從這些記載來看,我們可以知道當時的人們規定“中聲”有兩個必備因素:高低、強弱。
二、樂器制作中的選材
北宋的沈括在《夢溪筆談》中總結了琴材特性與琴的音色密切相關,同時他也第一個認識到材料的傳聲沒有選擇性,它可以傳播任意音調的聲音。他的“材中自有五音”,是指物質材料本身能發出諸多樂音?!坝謶T調”是指該材料能夠傳播各種調式的聲音。任何一種天然材料都有能傳播聲音的特點,如果沒有這一特點,琴弦發出了聲音,而它的面板材料不予傳播,共鳴箱體不與之呼應,那這種聲音將是音樂欣賞中的一大悲哀。在沈括后,宋王室之子趙希鵠在其著《洞天清錄集》中詳細敘述了琴材與其發聲的關系。琴聲效果與其選用的木料的關系,就像今天選購鋼琴,總要仔細挑選鋼琴各方的面板是否“紋理條條如絲線密達而不邪曲”。如果面板好,琴槌和琴弦又沒毛病,那么這鋼琴的音質、音色就屬上乘。
不同的樂器都有其所要求的不同材料,沈括和班固都注意到了這一問題,為什么古人制樂器,用銅制鐘、用石制磬?在《漢書?律歷志》中,該書作者班固征引劉歆的話:“銅為物之至精,不為燥濕寒溫變其節,不為風雨暴露改其形?!边@句話前半句意思是:銅不因溫度和濕度的變化而發生脹縮現象。這顯然不對,因為銅的膨脹系數比鐵大,按此原理,應該是“鐵為物之至精”。然而當時的科學家們正確地看到,鐵容易生銹,其危害要大于銅的熱脹冷縮。同理,現代鋼琴中的高、中音琴弦都由鋼絲制成,低音琴弦由鋼絲加紫銅纏絲制成,而非選用其他金屬制。
三、樂器與振動
我們從分析樂器入手,從物理學角度來認識一下物體的振動。古代中國人早在春秋末期已經知道聲音的來源及音調的高低是由振動決定的?!犊脊び?鳧氏》在述及鐘體的設計與制造時,曾寫道:“薄厚之所振動,清濁之所由出?!边@說明最晚在公元前6世紀下半葉到公元前5世紀初已有“振動”一詞,而且人們已將“振動”現象與鐘壁厚薄、音調的高低聯系起來,正確地認識到它們三者之間的關系:鐘壁的厚薄決定了其振動的緩與烈或振幅的大與小,而這又是音調高低的依據。由此可見,振動產生聲音的看法,對古代中國人來說并不陌生。
古代人們創制了很多弦樂器,他們都有著豐富的調音經驗,在長期的實踐中,他們都遵循一個弦振動原理,弦長、張力、絲線的密度與弦振動的頻率密切相關,改變弦長、張力、絲線密度中的任何一個因素,弦振動的頻率都會發生變化。尤其是對同一弦線來說,當張力固定不變時,弦上音調的高低僅僅決定于所取弦長。這正是古代樂律學和定律法的物理依據。宋代何e《春渚紀聞》說:“緩其商弦,c宮同音?!备淖兿业膹埩涂梢愿淖兤湟?。古代文獻中大量的有關記載,表明古人在演奏實踐與理論中都認識到張力與音調的比例關系,準確地說,音調與張力平方根成正比。他們還直接將線密度看做弦粗細,并做了一系列的規定,以組成弦線的絲數保證其粗細有序。早在戰國時期,人們就以文字的形式記錄了音調與線密度的比例關系,準確地說,音調與線密度平方根成反比。唐代司馬貞指出:“宮弦最大,用八十一絲”;商弦“用七十二絲”;角弦“用六十四絲”;徵弦“用五十四絲”;羽弦“用四十八絲”。他所記述的是古代傳統定弦粗細的方法,各音所在弦的絲數與其三分損相生的長度值相同。此外,古人還以“纏弦”法解決線密度問題。沈括曾指出:“琴中宮、商、角皆用纏弦,至徵則改用平弦”,“琴雖增少宮、少商,然其用絲各半本律”。纏弦即指在弦線外再用線纏繞之;平弦指不再外加纏弦的弦。弦樂器的低音用纏弦,這個方法被今天的鋼琴等弦樂器所普遍使用。
四、鋼琴的發聲原理
眾所周知,鋼琴是一種擊弦打擊樂器,在它的制作過程當中,很好的把科學性和音樂性融合在一起。鋼琴制作師在鋼琴上采用了以弦槌擊弦發音的機械裝置,這一裝置是手指通過觸鍵來直接控制琴聲的變化,使鋼琴的聲音更富有表現力,同時極大地豐富了鋼琴的音響效果。所以早期鋼琴的標志與象征便是弦槌擊弦發音。后來制造師對擊弦機的結構進行了深入的改革,在原來的機械當中,安裝了一種起動杠桿,這種裝置與現代擊弦機的復震杠桿系統幾乎是一樣的,它可以使擊弦的速度提高到原來的10倍,可以連續的快速彈奏;并且擴大了音域,增加為4組。我們可以把它看作是現代鋼琴的雛形。簡單的說,鋼琴的發聲原理就是用手操作鍵盤驅動打擊鋼絲線產生聲音,可以通過踏板的方式調輕聲音或使之持續不斷。
鋼琴發音原理最簡單的解釋便是,手指觸鍵通過機械傳導的榔頭去擊弦而發音。在實驗當中,當我們彈某一個鋼琴鍵時,和它相對應的弦槌則會被帶動去敲擊相對應的琴弦,從而引起琴弦的振動。這一振動通過弦碼,傳遞到音板和響板上,響板是鋼琴琴體內最后面的一塊大的金屬鋼板,它會使聲音產生雙重共鳴,聲音通過響板反射并且擴大出來。音板是一塊比較大的薄木板,當琴弦振動時,音板表里兩面的空氣就會形成疏密不均的波,這就產生了我們感官上所能聽到的音。琴弦振動包括全弦振動與分段振動兩種,全弦振動所產生的是基音,分段振動所產生的是諧音。諧音的多少以及其相對的強度決定著一架鋼琴音色的優劣。
弦槌對鋼琴音色來說也是極為重要的,一副好的弦槌可以在很大程度上改善鋼琴的音色。弦槌的作用是使鋼琴上的共振系統,由理論轉化為實踐,鋼琴的音色在很大程度上取決于槌頭擊弦的位置。通過長期的實踐和經驗,設計師們對中音以下的琴弦的擊弦點做了規定,他們通常把擊弦點定在弦長的1/8處。這個擊弦點并不適用于較高的音,根據實踐經驗,從中音向高音,擊弦點這個數字應該逐漸成為一個較小的分數,在最高音的時候,一般會采用1/14到1/16的點位。
我們都知道琴弦是鋼琴的聲源,但是音板的作用也是不容忽視的,如果沒有音板對琴聲的共鳴和反射,我們聽到的聲音將會是微弱的鋼絲振動的聲音。正是因為有音板,它的結構、選材以及制作工藝才使鋼琴發出美的聲音。例如:古箏和古琴、長笛和竹笛音色完全不一樣,就是因為它們有著不同材料的共振體。世界上沒有兩塊完全相同的材質,同樣也就不可能有兩件音色完全一樣的樂器。而就手工制作來說,更不可能有完全一樣的手工工藝。因此,音板的好壞決定著鋼琴音色的優劣。而音板的好壞則取決于它的材質和加工過程的制作工藝。
我們前面說過,鋼琴的音色要受琴弦分段振動所產生的諧音的影響,而這個諧音也同時受到音板和弦碼的影響,比如音板各部位的薄厚、框架的固定程度,肋木的安裝位置、粗細、數量、以及兩端的形狀,弦碼材質的軟硬、形狀、高度、銜接部位的連接方式等等,都影響著音色。由于弦碼、肋木、音板振動、手工制作的復雜性,導致世界上沒有一架音色完全相同的鋼琴。
五、關于新型鋼琴聲源結構的探索
當前,國內外都普遍采用在碼橋上使用的弦碼釘,鋼絲經過弦碼釘處會形成一個角度,鋼絲經過弦碼時有一個向下的壓力來達到發聲。比如在一個名稱為“立式鋼琴音源系統結構”的申請文件中,描述了這樣一個技術方案:包括鐵排、琴弦、弦軸釘、弦軸板、音板、肋木和碼橋,218個弦軸釘分別固定在弦軸板上,弦枕包括高音上弦枕、高音下弦枕、中音上弦枕、中音下弦枕I、中音下弦枕II、低音上弦枕,碼橋包括中高音區碼橋和低音區碼橋,中高音區碼橋和低音區碼橋上共設有上下兩排釘,琴弦的一端固定在弦軸釘上,另一端固定在鐵排下弦釘上,琴鍵標號1號至琴鍵標號30號對應的弦軸釘位于低音區,琴鍵標號31號至琴鍵標號58號對應的弦軸釘位于中音區,琴鍵標號59號至琴鍵標號88號對應的弦軸釘位于高音區。
在實際安裝過程中,由于發音板震動頻率有限,使鋼琴的發聲無法完全釋放出來,限制了鋼琴的音色。
為了解決這個問題,我們設計了一種用于鋼琴的聲源結構,可以減少低音琴弦對聲源音板所產生的壓力,從而使鋼琴的音板得到更充分的震動。這種聲源結構的技術方案為:碼橋下端安裝有一彈簧層,彈簧層由若干彈簧構成,每個彈簧的鋼絲外均套接有硅膠套,每個彈簧都豎直安裝,上端通過上螺紋桿與碼橋下底面螺紋連接,下端通過下螺紋桿與音板上地面螺紋連接,碼橋上端設有弦碼和琴弦,琴弦通過過橋結構與弦碼相連,過橋結構包括支架、琴弦固定軸和卡扣,支架通過螺栓固定在弦碼上,支架為弧形結構,兩端設有凸起的弧形支點,卡扣位于支架上方,琴弦固定軸外套接有軟膠套,卡扣內設有琴弦固定軸,琴弦設置于內卡扣并通過琴弦固定軸進行固定。軟膠套上設有琴弦固定槽,與琴弦大小相匹配??蹫榻饘贅嫾?,呈彎鉤狀。
這樣的聲源結構可以減少低音琴弦對聲源音板所產生的壓力,使鋼琴的音板得到更充分的震動。在實際制作過程當中,還可以進行一些合理的改進。
天然材料的包裝設計往往是以其鮮明的民族藝術風格特色和獨特的藝術品質感受給大眾帶來不俗的印象。很多時候,天然材料的綠色包裝設計作為一種有效的設計載體向受眾傳遞產品的優異性,天然材料包裝設計是綠色環保設計的有機展現,更是彰顯了可持續發展的內涵。
一、天然材料與綠色包裝的關系
(一)對天然材料的認識
材料的選擇是包裝設計中的重要環節,更是有效表達設計創新性的一種有效存在,天然包裝設計的美在于其具有不同層次,具有改良性。最為樂道的是眼下天然材料的包裝設計是符合市場價值規律的,不會脫離社會和市場。
天然材料包裝設計體現了人類審美意趣,也印證了它為服務人們的生活需要為主旨,將不斷豐富的審美過程與實用性運用到具體設計中。
(二)對綠色包裝的理解
生態平衡,環境可持續發展;人類自身健康安全意識:自然以及舒適簡約的設計理念;長期發展設計思想。這在綠色包裝發展的理念上也是包裝文化觀念層和精神層上的一種升華。從內置物的實用性到包裝設計文化的審美情趣、材料形式和創作的風格彰顯了審美潮流到市場消費的規律。
(三)天然材料與綠色包裝設計的視覺表現
包裝作為普遍化的一種藝術設計體裁,它可以將民族精神、企業精神或設計師的精神選擇性的融入到設計中。綠色包裝設計在今天大多易見,受環境與不同因素的影響,為了給人留下深刻的視覺印象,包裝設計不得不充分考慮到設計定位與設計理論。
包裝有著與人近距離接觸的屬性,良好的視覺表現會給人帶來耳目一新的視覺沖擊力,漸漸成為商品銷售好壞的有力因素。包裝設計在社會上影響力愈發廣泛,在包裝的設計中,材料的視覺感受是來自于眼睛對其材料表面特征的感知,我們直觀的接觸天然材料并感受到其材料質感,良性的將產品的固有屬性與天然材料的綠色設計進行探討,從而與之完美結合起來,其包裝的視覺表現與內置物的主體屬性有效的融合。設計師通過包裝材料的選擇,從而是產品增添了濃厚的地域色彩與情感共鳴。
(四)天然材料c綠色包裝設計的文化融合性
科學技術和文化藝術的不斷發展與交流的今天,促使了設計界的元素語言的交流與發展。包裝設計更是以以不斷追求突破地視覺藝術表現形式和彰顯深層次的內涵,更直接、更準確的展現現代藝術設計的創新性特征。
天然材料本身散發出的自然質樸氣息與醇厚鄉情的特色就是對消費者的一種潛在情懷上有力吸引,換句話說,天然材料的自身屬性是對所包裝產品的包裝風格有所影響的。在天然材料作為包裝材料的設計使用中,它是與其自己含有的內在含義具有協調一致性的,從而確切的傳遞出所要表達的文化靈魂,給予包裝設計嶄新的界說與嶄新的視覺表現和觸覺感受。
二、天然材料與綠色包裝設計應用的可行性
(一)天然材料的綠色包裝在設計美學角度中的體現
包裝設計是藝術設計的一種,在謀求信息表達、信息傳遞的同時自身本也是作為一傳播過程中的藝術品。綠色包裝設計中運用豐富的藝術形式來增強包裝的主題吸引力和增強包裝的感染藝術性,煥發受眾心靈上的啟迪和精神上的共鳴。
包裝設計中承載的號召力與藝術感染力,是不能脫離了形象的尋求、色彩的調動、構圖的探索、觀念的轉變的,視覺強烈效果感就是這樣不斷豐富起來的。受眾對包裝的第一印象來源于包裝材料的色彩,它定格了人們大腦中基調,與此同時表達出的人文情感才能起到內心深處的共鳴。天然材料自身所持的色彩是不一樣的,正因其顏色不一才使天然材料設計的包裝具有不同的情感色彩。包裝設計在今天的探討交流發展中,設計美學原理因時制宜的在設計活動過程中有所結合與體現。因此,一直以來包裝設計同自然與社會、物質與精神等文化的聯系緊密。
現如今,綠色包裝設計文化的日益流行,設計美學原理影響滲透在包裝設計中,將設計美學的理論基礎與藝術設計的審美文化相融,使兩者并駕齊驅、蓬勃發展。
(二)天然材料與綠色包裝設計的發展趨勢
綠色與環保是兩個大家并不陌生的概念性詞語,在節能與環保等方面上綠色設計風盛行的今天,環保一直奏響著我們現實社會生活的主旋律,毫無疑問的也是當今流行于設計界的重要設計理念之一。
三、天然材料在食品包裝設計上的運用
(一)基于材料自身的質感表現
現如今,包裝文化的日益流行,包裝設計中材料本身的質地透露的情感表達滲透到設計中,將包裝的設計基礎與設計審美相互相融,使兩者在深入的交流中含有更準確的精神、文化的發展需求。
就材料自身而言,其本身在產品包裝設計中就有著不可忽視、舉足輕重的角色地位,如若缺少了適宜的材料,那再完美的設計語言都躍然為紙上談兵罷了。
(二)包裝內置物對天然材料的選擇性
從文中前面所提到的對天然材料的認識和我們平時對生活的觀察上,我們所能考量的天然材料并不是舍“我”其誰的,在天然材料的選擇上,設計師注意的不只是在對所用材料自身特性的考究和成本等方面的規劃上,還要盡可能的全面的考慮到包裝內置物也就是所包裝的產品的性質,不能生搬硬套。
設計師在選用和采用天然材料作為包裝材料進行設計創作時,先做到分析內置物,明確到哪類用品,是固態還是液體等方面,再到其產品的地域特征、自身特色等。包裝設計中有些元素的設計趨向簡潔而又豐滿的圖形樣式,從設計概念的定位到圖形的轉換,顏色的匹配,然后再到對畫面結構的調整。包裝色劑作為一種視覺表現形式在整個設計層面中具有很高的社會效益。
四、小結
綠色包裝設計有自身所持有的藝術特色,也在所包裝的物品上有強大的功能指向性和物質精神的一致性。天然材料的綠色包裝設計研究要與生活實際緊密聯合,彰顯其秩序美和形式美的藝術追求。包裝設計作品設計手法和天然材料的自身獨特性給觀者呈現煥然一新的視覺沖擊力,能夠更好的達到銷售目標。此外,天然材料在設計中的廣泛應用,在缺乏理性與考量的研究下,也難免引發反審美傾向,引起審美疲勞。
引言
隨著市場經濟的發展和城鎮一體化建設進程加快,我國建筑行業得到巨大的發展。BIM技術作為一種新型的技術得到各大建筑公司廣泛的關注與應用,施工單位可以根據該技術建立數據共享平臺,實現各部門、各專業的資源信息共享。在進行建筑結構設計過程中,利用該項技術建筑工程師、設計人員與業主等所有參與者將共享數據信息,建立可視化的數字模型,通過對建筑結構的反復分析與模式,不斷的調整與優化建筑設計來提高建筑結構設計的質量。
一、BIM技術的概念
近年來建筑行業得到巨大的發展與完善,加上城鎮一體化建設進程的加快,建筑規模在不斷的擴大,建筑形式更加的多樣化。在此背景下,獲取更多的信息資料成為設計人員在進行建筑結構設計時的關鍵。這就需要設計公司通過各種渠道和方式進行信息的收集,對于收集到的信息進行深入分析與利用,以此達到提高施工效率,縮短工期,提高企業經濟效益的目的,同時也能更加有效的提高建筑企業安全管理工作的水平。BIM技術是一種新型的技術,借助該項技術可以實現建筑結構設計由二維向三維的轉化,建立數據共享平臺,實現各部門、各專業的資源信息共享。在進行建筑結構設計過程中,利用該項技術可以實現建筑工程師、設計人員與業主等所有參與者共享數據信息,建立可視化的數字模型,通過對建筑結構的反復分析與模式,不斷的調整與優化建筑設計,同時幫助企業降低各個階段的成本,縮短施工時間,提高企業的經濟效益。
二、BIM技g應用在建筑結構設計中的難點
BIM技術是通過建立建筑數字結構模型,根據結構模型的數據信息反饋到分析軟件中,該軟件可以實現數據的分析與處理。設計人員只需要根據軟件最后得出的數據對設計方案和施工方案進行調整與優化即可,這樣大大提高設計方案與施工方案的質量。BIM技術是通過建筑結構分析與施工方案統一的作用下進行的。利用該項技術構建建筑模型時,為了有效提高建筑結構的安全性,技術呢元必須保證模型空間數據物理模型與空間的真實性,這是保證設計方案的關鍵環節。需要注意的是建筑材料自身的性能以及負載等不同物理特性也會對建筑結構具有一定的影響,因此技術人員在進行數字模型構建時,不可變量的參數和參量會直接影響模型構建的質量與真實性。BIM技術理論指出,在構建數字化模型時,一定要保證工程的物理模型、建筑結構數據分析與施工圖紙實現完全統一。在實際操作過程中,如果一個構建的數據出現問題,就無法保證模型與數據分析、施工圖紙的一致性。因此,在構建數據模型過程中,進行連接結構數據分析時,經常會出現系統無法實現統一,造成有效數據的丟失,進而無法對建筑結構性能進行有效的分析。
三、BIM技術在建筑結構設計中的具體應用
(一)節約能源及利用能源
節約能源和利用能源在評價綠色建筑的標準中是一項十分重要的內容。通過建立一個可視化的建筑三維BIM模型引入分析能量消耗的軟件,或者轉換格式引入分析能量消耗的軟件,并在相關規范和標準的基礎上,結合當地實際氣候氣象數據,對模擬的結果作一個科學合理的調整或優化建筑維護結構和設置相應的參數。此外,通過BIM技術可以分析室外太陽輻射的分布區和太陽輻射強度。因此,用于優化和完善太陽能設備的設計,可以最大程度上對可再生資源的科學合理利用。
(二)BIM技術在鋼結構建模中的具體應用
現階段,在我國建筑施工中鋼結構是大跨度建筑物的主要結構形式,因此在進行鋼結構建模是需要攻克結構連接與加強件布置等難關。再加上設計鋼結構時所涉及到的梁柱連接、梁梁鉸接等多種連接形式,這無疑增加了鋼結構設計的難度。因此設計人員在進行鋼結構設計時一定要根據梁自身的高度,同時將各個連接件進行專項設計并將其參數化。設計人員可以利用BIM系統中參數共享的功能,嚴格控制高螺栓的數量與間距。同時利用對參數的條件實現新的連接件。在鋼結構實際施工過程中技術人員一定要參考相應的設計位置,從而確定出加強件與連接件的準確位置,這樣進一步提高施工人員的工作效率,縮短工期,同時也提高了鋼結構的設計質量。
(三)集成化設計
在設計的過程中應用到集成化設計是將工程學考慮在內的,工程學知識在建筑設計中的應用可以使整體的設計方案更加的完整,可以優化建筑的性能,提供全新的綜合策略。綠色公共建筑設計是一種新型的設計形式,應該多多思考復雜的分析模型,傳統的設計方法和思路會嚴重影響設計的進程,不能夠進行高效準確的設計。利用BIM技術可以提高設計的速度,對信息準確性的把握也可以加大,依靠建筑師的經驗進行定性分析已經不再允許,BIM技術可以提供準確的數學邏輯幫助進行定量分析。
(四)運營與管理分析
BIM技術的核心是參數化的三維可視化模型,這是各個相關專業信息的結合,可以把建筑物涉及到的不同專業中的各種參數加以可視化,并可以與整個建設過程中的信息保持一致,同時能實時提供相關的各種項目的資料。提供的這些數據具有極高的完整性而且可靠性,并能進行實時協作、長時間持續提供經營管理現階段綠色建筑對工程信息的要求。例如項目運行一段時間后需要清洗空調通風系統,此時就要熟悉和掌握所有的空調系統規模、空調管道的位置、以及圍繞該系統的其他功能管線位置都要熟知,之后才能決定投入的相應的人力物力和必要的工具。通過BIM模型就可以實現它并且能夠高品質地滿足這些要求。
結語
綜上所述,隨著我國居民對建筑行業要求越來越高,保證建筑結構設計質量和施工質量成為建筑行業長久發展的關鍵。根據施工現場的實際情況,利用BIM技術對建筑結構進行優化設計,保證建筑施工質量也直接關系到人們的生命財產安全,因此設計單位一定要加強對該方面工作的重視,不斷的引進先進的技術和工藝,從而提高建筑結構設計方案的合理性和科學性,促進建筑行業健康長久的發展。
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節水灌溉技術對于優化水資源配置,降低水資源耗費,提升農產品效益非常有利,可以有效地保障現代農業的可持續發展,只有結合節水灌溉工藝的自身特點,對其實用性充分了解,才能更加科學合理的制定出節水灌溉的應用策略,為促進農業的可持續發展提供有力的保障。
1、節水灌溉的重要性
1.1 節水有利于減災,提高農業收益
近年恚隨著大自然氣候的變化,如:干旱、冰雹、內澇等災害性天氣越來越多,對農業造成重要影響。為了減災,提高農業收益,就需要大力發展節水灌溉工程,節水灌溉工程是有助于減災、防范干旱,提高農業產量的重要基礎,也是必備條件。
1.2 節約用水,提高水資源利用效率
我國的水資源分布不均衡,南方的降雨量多而北方的降雨量少。在廣大農村,人們的節水意識還很淡薄,浪費水現象很嚴重。這就需要大力發展節水農業,大力推廣節水灌溉工程,引進先進的灌溉技術,以實現節約用水,最大限度地發揮水資源的作用。
1.3 有效改善生態環境
由于地理條件、氣候條件、土壤條件的差異,不同地區對水資源的需求也有差別,特別是干旱地區更需要大力發展節水灌溉工程,既可以改善水資源緊缺,還可以改善生態環境,有效的保護生態資源。
2、節水灌溉技術在農田水利工程中的應用
2.1渠道防滲技術
農田水利工程灌溉過程中,水體輸送環節最為關鍵,其中要注意防滲保護,也就是要集中控制水資源傳輸中的下滲與損失,確保灌溉水體足數抵達農田,這其中渠道防滲材料的選配十分重要。一般來說,農田水利灌溉渠道多由砌筑石塊、防滲材料等構筑而成,或者采用混凝土護面、預制面等來控制水體下滲與蒸發,砌筑石料能夠控制70~80%的下滲量,對于混凝土渠道應該首選U 型渠,一方面能夠擴大渠道傳輸水量,另一方面也能縮小過水斷面,從而提高灌溉效率。
2.2步行式灌溉技術在農田水利建設中的運用
步行式灌溉技術與噴灌式灌溉技術有著相同的特點,即他們的運用都需要采用一定的機器設備才能實現,而步行式灌溉技術較噴灌技術而言其灌溉的效果更好,同時運用起來更加方便。這種灌溉技術所采用的設備較噴灌技術所用的設備成本更為低廉,可以利用拖拉機進行有效的灌溉,設備的成本有了很大的下降。與微灌技術進行比較可以發現,這種灌溉技術也是通過滴灌的方式來實現節水這一目的的,但是步行式灌溉技術的滴灌效率要大大超過微灌技術,灌溉過程效率較高,而灌溉的成本也較噴灌技術更為低廉,可以被廣泛的應用到日常灌溉當中。
2.3低壓管道輸水灌溉技術在農田水利建設中的運用
抵押管道輸水灌溉技術是建立相應的灌溉管道。這種地下的灌溉管道可以將水通過低壓的作用傳送到需要用水的農田當中,減少了水資源運輸的成本和浪費。這種灌溉技術的應用需要有一定的壓水工具,構建一種低壓的環境,在這樣的環境下實現水資源的運輸,從而降低水資源發生不必要的滲漏和浪費。這種灌溉方式可以有效的減少水資源的蒸發流失,提高農田灌溉的效率,也對水資源進行了合理的保護。不同類型的節水灌溉技術可以結合農作物的特點和農田水利建設的過程進行應用,在進行合理科學的選擇之后對水資源進行合理的控制和保護,從而降低在農田灌溉中水資源的不必要浪費。
2.4噴灌技術
農田水利工程節水灌溉要達到兩大目標:①最大程度地滋養農田作物;②提高水資源利用率,達到節水節能的目標。對此噴灌技術不失為農田灌溉系統中最為理想、最為高效的技術之一,從目前來看,噴灌技術已經成為農田水利工程灌溉最為重要、應用最廣泛的技術。噴灌主要是借助水泵、動力設備等向水體施加壓力,再將噴灌設備置于規定的高度,水體抵達噴灌裝置,在自然力的作用下,水體透過細密的噴頭以線狀、絲形落向地面,滋潤所要灌溉的植物,最大范圍上滋養農田。水體以細密的水流噴向地面農田,一方面有效節省了水資源、控制了水體的浪費,另一方面也讓所噴出的水分充分流向農田植物,充分發揮了其灌溉功能,達到了灌溉目標。同時,也正因為是細密的噴灌,才使得灌溉分布更為均勻、合理,農作物得到了徹底的滋養。農田噴灌技術具有一定的自然性、靈活性,主要的噴灌技術包括:固定噴灌、半固定噴灌、移動噴灌等,每一種噴灌方式都具有自身的優勢與優點,適用于不同的農田環境。例如:固定式噴灌通常適合小范圍農田,由于噴灌設備位置固定,水體噴灑的范圍相對有限;移動式噴灌技術則適合大范圍、大面積的農田范圍,由于面積過大、需要灌溉的范圍較廣,就必須讓噴灌設備能夠轉移陣地、變動位置,從而達到全方位灌溉的目標。對于地形條件復雜的丘陵、山地、盆地農田,則適合選擇移動式噴灌技術,通過移動噴灌設備機動灌溉、靈活調整,確保任何一種地形條件下,每一個角落的農田植物都能得到充足的水分滋養。最主要的是移動式噴灌能夠靈活控制灌溉量,從而節省水資源。
2.5滴灌技術
所謂滴灌技術,就是根據作物自身所需要的水量,在根部土壤中將水通過低壓管道系統及毛管處安裝的灌水器緩慢且均勻地滴入。滴灌系統包括有首部樞紐、管道和滴頭三個部分。滴灌技術具有灌水量少、灌注時間長、灌注周期短等特點,而且能夠對灌水量進行準確的把握,避免浪費情況的出現,通過自動化的方式對滴灌進行有效管理,相比于噴灌而言,滴灌節水增產的效果更加突出,同時能夠提升一倍以上的肥效。滴灌系統具有兩種,一種是固定式,另一種是半固定式。
總之,要客觀地面對水資源比較匱乏的現實,深入基層調查研究,采取必要措施來提高農田灌溉用水的效率,保證農田節水灌溉工程發揮應有的效能,為建設新農村做出應有的貢獻。
參考文獻:
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[2]劉波.淺談節水灌溉技術在農田水利工程中的應用[J].科技創新與應用,2016(10).
[3]奚阿玲.節水灌溉技術在農田水利工程中的運用[J].鄉村科技,2016(05).
教學理論與教學實踐的關系是教學領域中富有爭議的論題。教學界圍繞二者誰指導誰、誰脫離了誰,二者應否脫離、能否融合,以及從教學理論到教學實踐的中介、轉化、實驗驗證等問題始終爭論不休。正所謂“理論或許在掙扎著‘合理’的存在,實踐卻表現著存在的合理”。時至今日,教學理論與教學實踐的關系在當下的教學語境與教育環境中表現得更加撲朔迷離。無論是立于教學理論批評教學實踐還是立于教學實踐批評教學理論,總難免陷入“自是而他非”的窠臼,因而也就難以深入到教學理論與教學實踐“兩張皮”問題的關鍵之所在。
研究視角的轉換或許能夠帶來新出路的契機。本文試圖通過對教學理論與教學實踐之根本任務、操作程序和契合過程的分析,尋求教學理論與教學實踐的關系之真諦。
一、教學理論與教學實踐之根本任務分析
教學理論的本真訴求,是為了揭示教學規律,展現教學系統中各要素及其相互關聯,亦即對教學的本然狀態進行如實揭示,這既是教學理論的根本任務,也是人們研究教學理論的本真目的。
教學實踐的根本任務,則在于實現對受教育者知識和文化的傳承、技能的掌握、思維能力的培養、以及人格的完善等,這一任務也正是人們積極進行教學實踐的目的。
從(教學)理論的視角分析,我們可以推知“指導教學實踐”并非教學理論的功能,也非教學理論研究的目的,人們所言的“理論指導教學實踐”是人們應用教學理論的目的,是對教學理論應用所持的主觀愿望,在進行教學理論研究時,以應用目的為研究目的很可能會影響到教學理論的邏輯結構、破壞教學理論的完整性。
從教學實踐的視角考察,教學實踐的根本任務在于對教育者和受教育者在教學系統中的存在方式和狀態負責,因而,在教學實踐中應用教學理論絕非是為了“接受教學理論的指導”(而是為了依據教學理論所揭示的教學規律更加科學、合理、具體地進行教學實踐)。
而教學目的是通過系統、科學、有目的的教學活動,使受教育者在期望的時間段內達到教育者所預期、同時也是社會所需要的和受教育者所希望的一般社會化水平,并為其終身發展打下基礎,亦即改造人的自然發展歷程,盡快實現社會和教育者所預期、應該達到的發展水平。因此,以教學目的為出發點就可以發現,在具體教學中教學理論與教學實踐以教學目的相維系,就“真實”而言,教學理論隸屬于“真際”、而教學實踐則是“實際”,二者統一并共同服務于應然性的教學目的。
二、教學理論與教學實踐之操作程序分析
教學理論作為特定前提與結論之間的閉合系統,必須嚴格遵循一定的邏輯主線,具備清晰、合理的邏輯結構,系統內相關聯結關系間的推理具有邏輯必然性,正是這種邏輯必然性決定了教學理論對于教學行為和教學活動的約束力。而這同時也決定了教學理論在操作程序上是“理論思維”認知實體屬性間的必然聯系,并將聯系形成判斷、將判斷聯結成推理、將推理“一以貫之”以形成完整體系的思維方式,其特征是力求邏輯自恰、規避自相矛盾。同教學理論相比,教學實踐則是開放性系統,需要全面認知教學中的各種實體及其不同屬性,并直面教學中的各種矛盾。
就認知維度來說,特定教學理論是“少”、甚至可能是“單”,而教學實踐所需的則是“多”、最好是“全”。教學理論的邏輯自恰性和必然性決定了其認知只能是立于特定前提的認知,這種認知所揭示的教學規律有其特定的適用條件;而教學實踐作為教學工程的系統實施,它對教學理論的應用并不講求邏輯性,而關鍵在于“籌劃”——從教學實踐的需要出發,精選并優化組合各種所需的教學理論。因此,教學實踐的操作程序是“工程思維”——對“理論思維”邏輯地發現的屬性間的必然聯系進行直觀地非邏輯復合,亦即對教學理論進行優化組合式的“籌劃”。
教學理論以“理論思維”認知教學規律,必須邏輯地演進;教學實踐以“工程思維”籌劃教學工程,必須直觀地非邏輯復合?!盎I劃”既取決于教學理論邏輯演進的深度和質量,又依賴于感性直觀非邏輯復合的完整。由此決定了以“教學目的”維系“教學理論”和“教學實踐”的過程中,“籌劃”階段的必不可少。
三、教學理論與教學實踐之契合過程分析
教學理論與教學實踐在具體教學中相互作用的過程,是教學理論同教學實踐反復契合的過程,對這一過程的分析從學理上可以離析出三個層面:
(1)教學理論視域中教學理論與教學實踐的契合;
(2)教學實踐視域中教學理論與教學實踐的契合;
(3)教學實踐視域中教學理論與教學實踐的契合在教學理論視閾中的再審視。
教學理論所揭示的教學規律有待于在教學實踐中不斷地檢驗、改造、修正、完善,這種教學規律在理論視閾中檢視了教學理論與教學實踐的契合,這是第一層面;教學實踐中教學理論見之于教學實踐的實際情形,同理論視閾中二者的契合會有諸多顯著或不顯著的差異,它是對第一層面的辯證否定,這是第二層面;第二層面教學理論同教學實踐契合中所產生的問題會重新回到教學理論視閾中,進行理論視閾的再度審視,它同時也是對第二層面的辯證否定,這是第三層面。由此,形成一個循環往復的發展過程。在此循環中,教學理論檢驗了自身的邏輯系統、其質量不斷提高,教學實踐加深了對自身的認識、其科學性日漸增長,由此教學的面貌不斷革新,教學理論與教學實踐也在持續循環中反復契合。
四、教學理論與教學實踐的關系之基本特征
(一)教學理論與教學實踐的契合狀態:恒矛盾中求和諧
教學理論與教學實踐各有不同的根本任務,教學理論的存在目的并非為了指導教學實踐,而是如實認知教學規律,教學實踐的任務也不在于接受教學理論的指導,相反它要根據教學實際的需要挑選教學理論并對其進行優化組合,形成供依循的、并不僅僅由理論構成的教學方案、計劃等。二者在應然性教學目的上相統一,因而二者之間不存在誰指導誰、誰脫離誰的問題,而是共同服務于“教學目的”。就二者統一于“教學目的”的要求而相契合的過程來說,教學理論的“真際”與教學實踐的“實際”之間永遠存在不可彌合的時空,將二者共同納入實現應然性教學目的的軌道,則本然、實然、應然的矛盾與沖突就必然無處不在、無時不有。
特定教學理論相對于龐大教學系統的不完備性,顯然使教學理論所揭示的“真際”總是滿足不了教學實踐的“實際”需要,甚至我們集現有一切教學理論也不能窮盡對教學系統中任何一個實體的認知,比如教師、學生、課程、教材、文化等?!罢骐H”與“實際”之間的恒久差距,本然與實然在應然性目的驅使下永遠不可能“合二為一”,于是在教學領域就上演了一幕歷史悠久的“教學理論與教學實踐關系”論爭劇,只是至今為止多數人尚未意識到教學理論與教學實踐的“合二為一”才是違反教學規律、永不能達到的“烏托邦”,而教學理論與教學實踐之間的“恒矛盾性”正是二者和諧關系的真態:和諧孕育了永恒的矛盾、在恒矛盾中求和諧。正是由于教學理論與教學實踐“恒矛盾中顯和諧”,才有了教學理論與教學實踐今天的繁榮,而現在正是我們認識其本真面目的時候了。
(二)教學理論與教學實踐的契合支點:籌劃者與實施者的同一
教學理論與教學實踐在以共同的教學目的相維系中,“真際”與“實際”才有了“真實”感,而在二者相互作用的契合過程中,“真際”終歸要為“實際”的實施者所理解,否則其對于“實際”就沒有意義,而“實際”也必須要為“真際”的研究者所關注,否則“真際”在“實際”面前就失卻了旨歸。一方面,“真際”離不開“實際”的滋養,盡管它不對“實際”負責;另一方面,更表明了教學實踐對各種教學理論的“籌劃”必須由實踐的實施者(主要是教師)負責完成,而教學理論研究者盡管學有專攻,也只能是作為輔助者參與籌劃或是對籌劃提出建議,而不能代替實施者充當籌劃者,二者契合的支點就是實施者,他們同時還是籌劃者。這主要是基于以下幾個方面的原因:
第一,教學實踐中的'籌劃是長期籌劃與日?;I劃的統一。教學實踐的實施者要理解并精選教學中所需的教學理論,對其進行教學實際所需要的優化組合,籌劃教學實施的方案、計劃等。這種籌劃既有長期性籌劃,更有日常性籌劃。長期籌劃需要基于學生發展的高瞻遠矚,因此僅有理論學習固然行不通,即使是與學生日常相處的教師也未必能夠做好長期籌劃;而日?;I劃即經常性籌劃更是需要基于同學生朝夕相處的功力,這當然不是一般教學理論研究者能夠親為的,,而只能由從事教學工作的教學實踐實施者來完成。
第二,教學實踐中的籌劃是預先籌劃與即時籌劃的統一。無論怎樣辯駁,其實教學實踐中的預設總是在所難免,因而預先籌劃自不待言,而在教學實踐過程中誰都無法完全預設所有環節和問題,教學中的偶然性、突發性和創造性事件更是無法預設,故即時籌劃在教學實踐中就成為必須,預先籌劃與即時籌劃的統一正是教學實踐實施者的工作性質,其他任何人包括教學理論研究者都無法越俎代庖。
第三,教學實踐中的籌劃是共性籌劃與個性籌劃的統一。就教學的最終目的來說,教學籌劃是共性的,而在教學的實施過程中,每一個教師、每一個學生作為生命個體的完整性卻不容任意裁割,充分尊重每一個學生的個性已經越來越成為教育者的共識,并且學生與教師還具有主動發展的特性,為此,僅有共性籌劃顯然不行,而必須同即時籌劃相統一,二者相輔相成,這種籌劃當然也只有教學實踐的實施者(主要是教師)才能夠完成。
另外,教學實踐必須以“工程思維”為操作程序,教學實踐需要盡可能多的優質教學理論,同時也需要盡可能多的教學理論研究者的參與,這樣就可能有效避免在教學實踐中以“理論思維”操作教學實踐的僭越,免除模仿特定教學理論的教學實踐,或將教學實踐還原為特定教學理論的演繹。
由此可見,教學實踐的實施者成為教學理論與教學實踐契合的支點,而實施者要形成完成這一任務的能力,就必須具備高度的“理論自覺意識”以學習、吸收并批判性運用(多質化的)教學理論,同時還要有博大的“實踐情懷”,以全面認知、籌劃教學工程,實施者在教學層面對于教學的實施與籌劃不能依賴任何人,而必須自立、自強,必須徹底改變“伸手取經”的思維定勢。
(三)教學理論與教學實踐的契合過程:循環式發展
上文所離析出的教學理論與教學實踐契合過程的三個層面,展示了二者循環的契合模式,而教學實踐“工程思維”的操作程序決定了從教學理論到教學實踐并非直接由此及彼的線性契合,而必須經由一個“籌劃”階段,從而展開教學理論與教學實踐之間相互辯證否定、循環發展的契合過程,教學的變革也因此蘊含其中。
教學理論一般或直接或間接地源于教學實踐,但教學理論視域中對教學實踐的審視盡管以揭示客觀教學規律為己任,卻總難免帶有研究者的主觀色彩,而其邏輯推論也必須在實踐中檢驗,所以教學理論必須經過教學實踐的揚棄,教學實踐的實施者從教學實際需要出發,以高度的理論自覺精神和博大的實踐情懷精選教學理論并進行優化組合,制定出教學實施的方案、計劃等,這一階段即是籌劃,教學理論經此階段才進入教學實踐。
在教學實踐中,教學實踐的實施者對籌劃中的各教學理論進行檢驗,并隨時調整、修正教學方案、計劃等,同時為教學理論研究者對這些教學理論的再研究提供原材料,有可能會形成新的教學理論。
教學實踐者在不同的教學環境和教學條件下、面對不同的教學對象、承擔不同的教學任務時,對同一教學理論的理解、闡釋和應用會有差異,同一教學理論在上述的這些不同下對教學實踐的揭示也會存在差異。這些差異在不同程度和不同側面影響著教學理論同教學實踐的契合,在教學理論同教學實踐契合的過程中產生的各種教學事件,客觀上需要教學研究者尤其是教學理論研究者的再審視,以使教學事件更加明晰,而教學理論研究者也同樣需要此方面的信息以使教學理論更加精致,盡管這種再審視由于理論研究者研究范圍、學術視野、學術觀點、教學實踐類型和發展階段等的差異,需要對教學理論進行分別研究,并且各種教學理論的再研究也并非同步進行的。但是,無論如何,對教學實踐視域中教學理論與教學實踐相契合的再次辯證否定,是這一循環式發展必不可少的一個環節。
過再否定的教學理論,再次返回到籌劃階段,同其他教學理論(包括經過檢驗的和未經過檢驗的)一起,經過籌劃重新參與到教學實踐中去,開始新一輪的循環。
有關的科學論文
愛因斯坦認為存在著一個獨立的、外在的、客觀的實在世界,這個世界不以人的意志為轉移。終其一生,愛因斯坦追求的都是對自然界秩序和規律的理性理解。這種執著的追求最終成為一種深摯的信仰,愛因斯坦稱之為“宇宙宗教感情”。在這種信念的影響下,愛因斯坦最終轉向了科學理性論。下面我們就來具體分析愛因斯坦哲學思想的發展歷程。
1.從樸素的唯物主義到“宇宙宗教感情”
愛因斯坦的哲學思想集眾家之所長,早期曾受到休謨、康德、斯賓諾莎、馬赫、亥姆霍茨、彭加勒等哲學家和自然科學家的影響。其中,馬赫對愛因斯坦早期哲學思想形成所起的作用是不容忽視的,有的人甚至認為愛因斯坦早期的哲學思想就是馬赫哲學。但實際上愛因斯坦接觸到馬赫哲學后,并不是不加選擇地全盤接受,而是拋棄了其中的唯心主義成分,接受了經驗論。那么,是什么原因促使愛因斯坦形成唯物主義觀點呢?
當愛因斯坦還是個四五歲的小孩的時候,他的父親給了他一個羅盤,這只羅盤深深震動了愛因斯坦,讓他第一次對世界感到了驚奇。愛因斯坦思考,一定有什么東西深深地隱藏在事物后面。事實上,隱藏在事物后面的正是是看不見的規律,幼年時期的愛因斯坦第一次對現象背后的規律有了模糊的印象。
青少年時期,通過閱讀一些通俗科學書籍,愛因斯坦很快相信,《圣經》里面的許多故事是不可能會真實發生的。愛因斯坦少年的宗教天堂就這樣失去了,他意識到世界不是《圣經》上描述的那樣,所謂的天堂可能并不存在。愛因斯坦認識到在我們自身之外還有一個巨大的世界,這個世界以自己獨有的形式存在著,橫亙在人類面前的這個世界就像是一個永恒的謎,但人類可以依靠觀察和思維來感知它——至少可以部分地來感知。于是,愛因斯坦在這個時期就樹立了樸素的唯物主義信念,從此再也沒有發生動搖。
從少年時期就形成的唯物主義信念伴隨了愛因斯坦一生。不可否認,愛因斯坦在一些場合也使用了“神”和“上帝”等字眼,但我們應該看到,愛因斯坦所說的“神”,絕不是大眾所認為的真正宗教意義上的“神”,而是斯賓諾莎的與自然等同的泛神論之“神”。
愛因斯坦非常欣賞斯賓諾莎的人生觀和處世態度,并以他為榜樣。斯賓諾莎是一位泛神論哲學家,他一生思想自由,品德高尚,個人生活經歷卻十分坎坷。斯賓諾莎認為神是一個有廣延的東西,同時認為只存在一種廣延實體,他稱之為自然界。在斯賓諾莎看來,上帝與自然是等同的,他提出“對上帝的理智的愛”,這成為愛因斯坦生活的最高目標和科學探索的強大動力。
“對上帝的理智的愛”,即追求對自然界秩序和規律的理性理解。愛因斯坦認為,思維的對象是自然的奧秘而不是人格化的上帝;思維的內容是宇宙的合理性而不是上帝的神圣性。愛因斯坦汲取了斯賓諾莎泛神論的思想,并進一步升華為一種宇宙宗教的信仰,即“關于世界的合理性或者可理解性的信念”:“我認為人類世界的可理解性(如果允許我們這樣講的話)是一個奇跡,或者是一個永恒的神秘”在愛因斯坦看來,科學就是以宇宙宗教的信仰(信念)和感情為基礎的。他說:相信世界在本質上是合理的和可知的,這一信念是建筑在宗教感情上的。
在愛因斯坦看來,宇宙宗教感情是一種最高的宗教感情,擁有這種宗教感情的人常常被大眾看成是無神論者或是圣人。在他眼里,德謨克利特、斯賓諾莎、開普勒和牛頓都是有著強烈宇宙宗教感情的科學家。
愛因斯坦認為宇宙宗教感情的純粹形式是難以找到的:沒有擬人化的上帝概念,沒有固定的教條,所以讓人很難理解。真正具有宇宙宗教感情的科學家表現出來的是一種對自然規律的和諧所感到的狂喜和驚奇,這種和諧表達出了一種極為高超的理性,對這種理性的追求和強烈想要了解這種理性的.愿望構成了一種深摯的感情。這種感情成為這些科學家生活和工作的指導原則,同時也作為他們進行科學研究的最強有力和最高尚的動機,促使他們獻身于那種遠離直接現實生活的工作。
從根本上來說,愛因斯坦的宇宙宗教感情與他的唯物主義信念是一致的。正是秉持著堅定的唯物主義信念,愛因斯坦才對宇宙自有的規律產生驚奇。從某種意義上說,愛因斯坦的宗教信仰就是對整個宇宙規律的熱愛和追尋,他的一生都在為尋找宇宙的奧秘而奮斗。
與此相似的是,作為牛頓科學研究動力的那種對于神的虔誠信仰無疑也是一種誠摯的宗教感情,促使他通過科學研究來尋找宇宙的規律,從而揭開神的奧秘。從本質上來看,牛頓對神的崇拜與愛因斯坦的宇宙宗教感情是一致的,都是強烈想要了解自然界的理性,并且都對這種理性抱以謙恭的態度。只是,牛頓給這種理性的來源冠以神的名義,而愛因斯坦卻自始至終認為,這種理性不具有純粹的形式。
2.從懷疑的經驗論到科學理性論
1938年,愛因斯坦給蘭佐斯的一封信中有這樣一段話:“從有點像馬赫的那種懷疑的經驗論出發,經過引力問題,我轉變成為一個信仰理性論的人,也就是說,成為一個到數學的簡單性中去尋求真理的唯一可靠源泉的人”。愛因斯坦早期對馬赫極為推崇。在悼念馬赫的文章中愛因斯坦對他評價很高,其中著重提到了兩個觀點:
第一,概念和規則是經驗材料歸納和排列的結果。
按照馬赫的觀點,科學就是一種用我們已知的觀點和方法,把實際的感覺經驗加以比較和排列的結果。從這個結果中產生的抽象概念和規律是這樣來確定的:概念和規律組成一個排列的綱目,那些經驗材料就可以在這個綱目中可靠又清楚地排列起來。
這就像繪制一份圖表,先把表格中的每個項目按照一定的順序排列,然后把具體的內容填進去,形成一份結構清晰,內容完整的圖表。這個圖表要求要能夠準確體現所要描述的材料內容,所以項目的擬定,排列順序的選擇就不是隨意的,而是要根據材料的內容來形成最佳組合,這和概念和規律的確定是一樣的。
與馬赫觀點相似的是,愛因斯坦也認為經驗事實是理論原理的來源。在普魯士科學院的就職講話中,愛因斯坦在開始就提到理論物理學和實驗物理學兩個物理學領域,并且認為理論家的方法在于應用那些作為基礎的普遍假設或者“原理”,從而導出結論。于是工作就分為兩部分,首先發現原理,然后從這些原理推導出結論。其中,對于第一步原理的發現,愛因斯坦是這么說的:“科學家必須在龐雜的經驗事實中間抓住某些可用精密公式來表示的普遍特征,由此探求自然界的普遍原理”;“歸納的物理學向演繹的物理學提出問題,反過來,演繹的物理學也向歸納的物理學提出問題?!币簿褪钦f,愛因斯坦認為原理是來源于經驗事實的,后面提到的“歸納的物理學”對應的是前面的“理論物理學”,而這正是他研究的領域。也就是說,理論的原理是從經驗事實中歸納出來的,這種認識論的方法帶有明顯的馬赫認識論的成分。
第二,概念是可變的。
馬赫認為概念是會發生“嬗變”的,沒有絕對的永遠有效的觀點,精確的觀察和巧妙的本能是科學家完全可以信賴的導師,只要他們的概念顯得是不適用的,這些概念就會最好地和最快地被事實改正過來5。愛因斯坦認為,“物理學是從概念上掌握實在的一種努力”,“然而為了科學,就必須反反復復地批判這些基本概念,以免我們會不自覺地受它們支配”。相對論的產生修改了空間和時間學說以及力學中的某些概念。為了說明概念不是不可改變的,愛因斯坦提出了概念發展的三種情況:如果它們不能被證明為充分合法,它們就將被拋棄;如果它們同所給定的東西之間的對應過于松懈,它們就將被修改;如果能建立一個新的、由于無論哪種理由都被認為是優越的體系,那么這些概念就會被別的概念所代替。這也就是說概念在發展過程中有三種情況,被拋棄、被修改和被代替。相對論對力學中某些概念的修改就是三種情況中的第二種,而被代替的概念也有很多,著名的“光的波粒二象性”的提出就代替了原來的光的波動性和光的粒子性理論,這是目前為止最優越的解釋光的性質的理論。所謂“充分合法”,“對應松懈”和“優越”,判斷的標準其實就是概念和事實的對應程度,與事實更接近的概念就被認為是更優越的。這和馬赫的觀點是一致的。
廣義相對論的完成對愛因斯坦的哲學觀轉變具有決定性的作用。在悼念馬赫后的第二年,也就是19,廣義相對論剛剛完成不久,愛因斯坦在給貝索的信中是這樣評價馬赫的:“至于馬赫那批小馬,我并不罵它;你會全明白,對此我是怎樣想的。但是,它不可能創造出什么有生命的東西,而只能撲滅有害的蟲豸?!睈垡蛩固骨宄J識到,馬赫哲學在創新上的能力是薄弱的,但他也承認馬赫哲學對理論體系的批判作用。
著名自然科學史家許良英先生在他的研究中指出,愛因斯坦的哲學思想在早期就已經有了理性論的思想,并舉了五例加以說明。我認為這五例已經是很好的證明,現簡述如下幾點。
第一,愛因斯坦在《自述》中提到,失去宗教天堂后,他開始思考“在我們之外又一個巨大的世界,它離開我們人類而獨立存在,它在我們面前就像一個偉大而永恒的謎,然而至少部分地是我們的觀察和思維所能及的。 ?從思想上掌握這個在個人以外的世界,總是作為一個最高目標而有意無意地浮現在我的心目中?!?,這種信念和感受和經驗論是格格不入的,是理性論者所特有的。
第二,194月,愛因斯坦給格羅斯曼的信中表達了他對探索自然界統一性的樂趣。而相信自然界的內在統一性存在并且是可以認識的,這是理性論最基本的信念。
第三,在19狹義相對論論文中,追求統一性和對稱性,賦予兩個原理以公設的地位,這也體現了理性論的思想。
第四,19,當考夫曼宣稱他的實驗結果與愛因斯坦關于電子運動的假設不相容時,愛因斯坦并沒有動搖,還是相信自己的理論是正確的。這表明愛因斯坦否認實驗在認識論上的優先權,更不用說感覺經驗的優先權了。
第五,在關于原子和分子實在性的爭論中,愛因斯坦始終堅持實在論的立場。從這五個例子我們可以很清楚地看到,愛因斯坦早期的哲學思想中確實已經有了理性論的思想,但這個時候還沒有形成一個完整的體系,只是在涉及到與物理學直接相關的問題時才會表現得比較明顯。所以,愛因斯坦后來轉變為一個信仰理性論的人,并不是突然和偶然的,而是一個在科學探索中長期積累的結果。
在這個轉變過程中,普朗克的理性論的實在論、斯賓諾莎對上帝的理性理解、陀思妥耶夫斯基理性論的詩體,還有畢達哥拉斯、伽利略、牛頓、笛卡爾、萊布尼茨、休謨、康德、彭加勒等人的思想對他的理性論的形成都有很大影響。
愛因斯坦的理性論與前人的理性論最大的區別在于,他并不認為理性是科學知識的唯一源泉,同樣,他也不認為經驗是科學知識的唯一來源,而是把兩者結合起來,在傳統的理性論和經驗論之間開辟了一條“交叉地帶”,我們可以稱之為科學理性論。
參考資料:
[1][美]阿爾伯特·愛因斯坦著:《愛因斯坦文集》(增補本)第一卷,許良英,李寶恒,趙中立,范岱年編譯.商務印書館,第2版.
[2]朱亞宗著.《偉大的探索者——愛因斯坦》,人民出版社,1985年第1版.
小學教師科學論文
小學教師科學論文
內容摘要:
我們在科學實驗課上,不僅要引領學生經歷探究,更應該注重探究活動的效益。要求教師精心設計典型的探究活動,根據學生的情況確定探究活動的目標。并給予適時的、必要的、謹慎的、有效的指導,以追求真正在探究中有所收獲。
關鍵詞:
經歷探究 ?激情 ? 提出問題 ? 科學探究 ?效果 ? 方法
小學科學新課程標準明確提出:科學學習要以探究為核心。探究既是科學學習的目標,又是科學學習的方式。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑??茖W課程應向學生提供充分的科學探究機會,使他們在像科學家那樣進行科學探究的過程中,體驗學習科學的樂趣,增長科學探究的能力,獲取科學知識,形成尊重事實、善于質疑的科學態度,了解科學發展的歷史。探究作為學習方式,它是一種教與學的策略。很多教師在課堂上都很重視讓學生親身經歷探究活動,獲得發展。但是,怎樣的探究活動才是有價值的,這個問題很值得我們深思。
有一節三年級的科學課,教師引導學生探究液體的相同和不同。講臺兩側擺滿了各種實驗材料。有食用油、水、牛奶、蜂蜜、蠟光紙、小燒杯、玻璃片、木板、塑料小天平等。學生開始試驗之前,老師提出的問題是:食用油、水、牛奶、蜂蜜有什么不同?學生根據平時的生活經驗說出了很多看法,比如:顏色、透明度、味道、稀稠程度、喝下去的感覺、用途等等。學生的思維頓時活躍起來。接下來,就讓學生動手做實驗。學生一下子蜂擁到講臺上領取材料,想領什么材料就領什么材料。學生頓時忙開了,課堂上很熱鬧。聽課的老師問一個同學,你們在研究什么呀?學生搖搖頭……
這節課,教師準備的`大量工具和材料,是想讓學生通過實驗發現各種液體更多的不同,體會到探究的樂趣。由于教師沒有讓學生確定自己要探究的課題,致使學生盲目地忙亂了一節課,無論是在科學概念方面,還是在科學態度、方法和探究方面,得到的東西很有限。
對于小學生來說,探究絕不等于不要教師的指導,不是完全放手給學生,有人認為探究就是讓學生獨立研究,只要老師指導了,就不是探究。那種“學生想研究什么就研究什么,學生想怎樣研究就怎樣研究”的做法實際上是不符合小學生學習實際的。
新課程改革重視培養學生發現問題和提出問題的能力。在學生提出了許許多多的問題之后,該怎么辦?這些問題是否都有研究的價值,是否都能當堂研究,學生是否具備研究能力,這就需要教師指導他們整理、篩選,然后確定研究的問題,要讓學生明確自己在研究什么,并緊緊圍繞這個問題收集信息。
一個完美的科學探究活動,應該是“學生自己發現可研究的對象,提出問題,進行假設,擬定實驗計劃,收集相關資料,進行實驗,分析結果并進行匯報、交流”。每位科學課教師都希望自己的學生能夠完成這樣的科學探究活動。但是,真正做到這一步,需要一個能力形成的過程,如果只有探究的激情,而缺乏探究的方法,漫無目的地去操作,那么,只能說是科學課教師失去了應有的指導作用,是“有量無質”的探究活動。
作為科學課教師,要根據實際情況,放慢“探究的腳步”。在教學設計過程中,根據學生探究能力的水平,設計由扶到放的一系列活動。不僅要引領學生經歷探究,更要注重探究活動的效果,讓學生從中在各個方面得到最大的發展。當然,在科學探究能力培養的過程中,仍然需要依賴于學生的自主參與,緊密結合科學知識的學習,通過動手動腦,親自實踐,在感知、體驗的基礎之內形成科學探究的能力,而不是簡單地通過講授教給學生。這才是我們在科學教育中所追求的“科學探究”、“情感態度與價值觀”與“科學知識”三維教學目標的系統達成。
剛回到家,我就看見沙發旁邊擺了一個花盆,花盆里裝了半盆石子,石子下面是清水,在石子中央,有一顆“蒜頭”。我驚訝地說:“客廳里還能養大蒜???”媽媽笑著說:“這是水仙花,你別看它現在不起眼,等它長出葉子開出花時,你就會覺得它好看了?!?/p>
我心里充滿了疑惑,想:“就這么個‘大蒜’會變好看嗎?難道這就是‘裝蒜’?”
我開始每天觀察它,很長時間過去了,都沒有開出花來。一天早上我醒來,迷迷糊糊地來到客廳,發現水仙花已經開花啦!花瓣是白色的,花蕊是黃色的,靠近聞一聞,還有一股迷人的清香。那長長的葉子像花仙子的綢帶,微微抖動著。
冬天時的水仙花十分好養活,每天給它澆足夠的水就行了。它在秋冬生長,早春開花,花開了,春天就來了。媽媽說水仙花又叫凌波仙子,詩人說它“只比寒梅無好枝”呢!媽媽還得意洋洋地說:“怎么樣?這下相信我了吧!”
夏天時水仙花枝枯葉落了,我很傷心,媽媽安慰我說:“別傷心,生老病死這是大自然的規律,植物也是一樣的?!眿寢屨f其實它只是沉睡了,當冬天到來時,水仙花又會長出來的。
時光如水,轉眼間冬天到來了,在我的照顧下,水仙花又開了,我高興極了,她還是像以前一樣漂亮。
“借水開花自一奇,水沉為骨玉為肌?!边@樣的水仙花,誰不喜歡呀!
自從我家有了水仙花,我都對它愛理不理,個兒小,跟我家樹比起來乃是天壤之別,壽命短,與長壽竹在一起就是小巫見大巫。
我家的客人進了門,就對那高大挺拔、郁郁蔥蔥的樹木贊不絕口,向葉肥花香的君子蘭豎起大拇指,躲在墻角的水仙花好像拼命要展示自己的豐彩,想炫耀一番,吸引別人眼球,可他們瞧都不瞧一眼,置若罔聞,大聲夸贊其它花。
水仙花并沒有自卑,它正沉住氣,養精蓄銳,鉚足力氣,終歸一天,綻放出屬于自己的色彩。傍晚,在漆黑的家中,一片純潔的白色把我吸引了過去,那白色,隱隱約約,像極了一只白蝴蝶,振翅欲飛。我走進一看,呀,原來水仙開花了,水仙,顧名思義,水中的仙女,一點不假,那嫩綠的莖葉中,冒出一朵潔白無瑕的花,那花純凈疏淡,有種水清玉潔的色彩。湊過去,一陣幽香撲鼻而來,沁人心脾,是人身心愉悅,摸一摸,舒滑柔軟,那花瓣潤如玉、白如雪,整個花點綴在縱橫交錯的綠葉中,亭亭玉立,充滿生機,像一位女者,在同大家宣告:春天的到來。
那花投到影壁上,有的含苞待放,有的完全綻開,還有一絲月光輕柔地籠罩著我們,靜謐、美好、安詳。我完全沉浸在這如水的月色中。
水仙花不僅漂亮,那忍耐的精神也是值得學習的,忍耐這么久,就是等的今朝,一旦綻放,無疑在向世人宣布,我就是別具一格的我。
水仙是中國傳統名花之一,今年寒假里,我媽媽就買來一盆養。
水仙花生長在水中,想必大家都知道。水仙花的習性是喜歡溫暖、濕潤,又要排水良好的環境。如果要放土,用疏松肥沃、土層深厚的沖積沙壤土種植為最適合。水仙花喜歡陽光,白天水仙花盆最好放在陽光充足的向陽處給它充足的光照。因為水仙花需要通過葉綠素經過光合作用提供養分,這樣才可以使水仙花葉片寬厚、挺拔,葉色鮮綠,花香撲鼻。相反,就葉片高瘦、疲軟,葉色枯黃,甚至不開花。
我在寒假里,將水仙花放在陽光最充足的陽臺上,并且定期給它換水。大約兩三天后,水仙花的葉子長高了幾厘米。又過了幾天后,葉子又長高了不少。到過年時,已經有大約十厘米了。照這個速度,估計很快就會開花了。
養水仙還要注意,水仙的花、枝、葉都有毒,雖說應該沒人會喜歡吃它,但還是要警防小孩子無意間的吞食。
水仙花在過年時象征著思念、團圓,因此,很多人喜歡在過年時種水仙,以此討個吉利。
我常常在想:生命是什么呢?隨著我一天天的長大,我漸漸懂得了生命看似渺小,但同樣偉大。后來,從小動物身上,我明白了生命是一種堅持,只有堅持,才會有美好的明天!
一天晚上,我來到花店,里面有玫瑰、風信子……店員看我猶豫不決,就給我推薦了水仙花,他說水仙只要放一點水就能活很久,生命力很強。我就拿起一個像蒜頭一樣的東西,帶回家了。
到了家里,我就把水放在了一個瓶子里,再把水仙花放在瓶子上。前幾天,我對它細心照顧,過了幾天我發現它的樣子一點也沒有變,有些沒有耐心了……因為上學,課外班把這件事給忘了。
我差不多一個月沒有澆水,我一覺醒來看見了水仙冒出了一丟丟綠色的小尖,一天,兩天,三天,四天……過去了,水仙花長出了很高的小綠葉,又過去了幾天,綠色的小尖上長了一朵朵美麗的白色小花朵,還有一點點淡淡的清香,我為這朵倔強而堅強的水仙花而感到震撼。
這朵水仙花早已經謝了,但它的模樣永遠留在我的心中。一朵花面對困難都能如此堅強、樂觀面對,我覺得我們應該像它學習。生命中的任何困難我們都應該有花一般的堅強,花一般的樂觀,那么我們的人生會更加精彩。
入冬后,我家買來一株水仙。買來時,它像個被一層黑皮裹著的洋蔥,樣子很不嬌人。爸爸用水仙盆栽了,丟進幾顆石子,放了點水,然后擱在架子上。那時它還只有幾根短葉子。大家忙了,就不太管它了。
一個星期天,我突然發現水仙已經長出了幾根長葉子,再過兩天葉子又冒高了許多。下雪了,最抗寒的虎尾蘭也垂下了頭;橡皮樹也被搬到屋里來了;最嬌貴的君子蘭葉子也有點發黃。只有這株不太起眼的水仙仍然默默地挺立著,葉子郁郁蔥蔥,像寒風中傲立的仙子。
慢慢地水仙抽出了花葶,待到花葶的高度超出所有的葉子時,花葶上竟然見得到裹緊的花苞。再后來花苞沖出包裹,開出了幾朵淡黃色的小花,花中間是黃色的蕊。另外的幾朵還是花骨朵兒,花苞里含著花朵,眼看就要脹裂開來了。開著的水仙花芬芳撲鼻,在大門口就能聞得到。我情不自禁地湊到花前貪婪地去嗅,那香味使人陶醉。深呼吸,有一種沁人心脾的感覺,真不想立即走開。
日子一天天過去了,很快水仙花和我一起迎來了新的一年。每當我遇到困難時,它好像在說:“春天就要來了!”每當我取得好成績時,它便在微風里向我點頭,像是祝賀呢。
水仙花,讓我們成為好朋友,一起迎接美好的春天。
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