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【關鍵詞】信息化 智能化 網絡 智慧城市
一、智慧城市的內涵
最先提出智慧城市的IBM公司認為,城市在發(fā)展過程中,其管轄范圍內的城市服務、公用事業(yè)、和本地產業(yè)的各種需求,通過運用信息通信技術,來更好的感測、分析、整合城市核心系統(tǒng)的各種信息,以更好的分析和應對經濟調控;協(xié)助政府、醫(yī)院、學校等系統(tǒng)使之整合,使得地方資源運用更有效率,讓城市因此變得更高效、智能,為人類創(chuàng)造更美好的城市生活。①
本文認為智慧城市的內涵主要分為兩個方面:從狹義來講,是以互聯網、電信網、物聯網帶等多樣化的網絡技術路線組合為基礎, 綜合城市的各項基礎設施、社會公共管理、公共服務系統(tǒng)和城市運行系統(tǒng)等各種系統(tǒng),整合資源,做到信息共享、自動感知、信息應用系統(tǒng)協(xié)作、網絡互聯互通以及海量信息智能處理,形成信息化、網絡化、智能化的城市。從廣義來講,智慧城市是一種新型城市發(fā)展戰(zhàn)略,是在信息網絡技術的基礎上,形成的一種城市各系統(tǒng)智能化的階段,是人們對于今后生活的一種理想和向往,展示了生產和生活方式的綠色、和諧、智能,是一種可持續(xù)的城市發(fā)展高級形態(tài)。
二、昆明市智慧城市建設的現狀分析
(一)信息化建設打下基礎
“十一五”時期,昆明市光纖到樓的覆蓋率達到了40%,語音固定電話用戶實現118戶,移動語音用戶實現653萬戶,電子數據用戶為388萬戶,另外有限電視在網的用戶為122萬。據統(tǒng)計,在2010年全市的相關電子信息產業(yè)企業(yè)有116戶,其營業(yè)收入實現了100億元,創(chuàng)下了整個云南省電子信息產業(yè)收入的94.6%的新高。
“十二五”時期,在智慧昆明建設目標的指引下,昆明市進一步強化信息基礎設施建設。期間,昆明智慧城市建設取得了階段性的成效,各項信息技術在全市各個領域得到了廣泛應用,老百姓享受到了實實在在的智慧成果。主要表現為:城中的有線電視網絡實現了雙向改造,三網――電信網、廣電網、互聯網實現深度融合,WiFi信號覆蓋全城;寬帶鄉(xiāng)村試點涵蓋了富明縣、晉寧縣、東川區(qū)等8縣區(qū)共803個行政村。
(二)“智慧政府”管理水平顯著
“智慧政府”是指借助于電子信息網絡技術來構建起電子政務公共服務平臺,提升對突發(fā)事件和自然災害的應對能力,實現主動、實時監(jiān)管,提升相關部門政務的辦事效率。昆明電信公司通過整合信息資源、建設網絡平臺、共享信息來推動政府政務網絡電子化建設,這一措施大大提升了政府行政系統(tǒng)的網絡基礎能力。目前,已構建起電子政務網絡、智慧災害防控系統(tǒng)、城市報警系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)等“智慧政府”項目,并正式投入使用昆明市政務服務三級聯網聯動信息系統(tǒng)。
(三)“智慧民生”生活現代化再提速
民生事業(yè)一直以來都是昆明市重點建設的事業(yè)項目。早在2012年就圍繞醫(yī)療、教育等熱點問題來發(fā)展社會事業(yè),來促進經濟社會協(xié)同發(fā)展。昆明市構建的“智慧民生”公共服務體系,主要有市民一卡通、智慧社區(qū)、智慧教育、智慧醫(yī)療。通過市民一卡通,不用出門就可以在手機上直接交煤氣費水費電費、話費,甚至彩票、電影票都可以實現。市民一卡通將不斷發(fā)展更新,我們只要帶著手機,可以實現手機付賬、乘公交地鐵、超市購物、買機票火車票……將逐步體驗到“智慧”帶來的實惠?!爸腔坩t(yī)療”方面,醫(yī)院可實現診療無紙化、病歷病案電子化、專家網上掛號會診、居民電子健康檔案等方面。這些“智慧醫(yī)療”將有效降低醫(yī)院的運營成本、提高工作效率及監(jiān)管力度,增加醫(yī)療信息的透明度,減少群眾醫(yī)療負擔。
(四)“智慧產業(yè)”產業(yè)競爭力再增強
“智慧昆明”建設過程中產業(yè)建設上取得了很大的進展,產業(yè)的智慧競爭力得到增強。隨著信息技術在各行各業(yè)的推廣,昆明市以“智慧產業(yè)”為載體,用信息化來提升產業(yè)聚集與擴散效應,促使產業(yè)加速轉型升級。農業(yè)方面,相對于傳統(tǒng)農業(yè)模式下,種植戶必須到種植基地去,才能了解種植作物的各項生長指標,“智慧農業(yè)”智能很多,種植戶只要坐在監(jiān)控屏幕前,就能通過視頻信息對大棚中農作物的濕度、溫度、光照、土壤等生長環(huán)境進行監(jiān)測,隨時知道農作物的長勢。
昆明市自然及人文旅游資源豐富,是全國旅游熱點城市之一。旅游業(yè)作為昆明市一大優(yōu)勢產業(yè),結合打造“世界知名旅游城市”的目標,來構建“智慧旅游”。昆明通過整合“三化”――感知化、物聯化、智能化相結合的方式,來有效服務于“智慧旅游”的構建。智慧旅游主要圍繞游客體驗和行業(yè)管理這兩個方面,用這上述兩條主線把游客的吃、穿、住、行等各要素與單位和人員信息有機聯系起來,實現信息的實時溝通和共享。
三、昆明市智慧城市建設中遇到的困難和問題
自五華區(qū)成為國家智慧城市試點,在建設“智慧五華”之初,就提出要通過四年的時間,構建智慧政務、智慧民生、智慧a業(yè)三大工程體系,并在16個重點領域進行智慧系統(tǒng)專項建設,建設一個綠色五華云計算中心的目標。②經過幾年的建設,昆明市已經積累了一定的經驗,取得了一些成果,但同時也遇到了一些亟待解決的問題。
(一)智慧城市整體平臺建設滯后
目前昆明市雖然在政府、民生、行業(yè)等內部實現了一定程度的“智慧化”,但是仍處于起步階段,各方面的智慧程度還不夠成熟,比較滯后。另外,長期以來昆明市各社會部門與市場要素的細分導致城市各職能專門化程度過高,條塊分割、各自為政,很難統(tǒng)一利益訴求來共同構建覆蓋全市所有社會要素的一體化服務平臺建設。
(二)高層次高技能人才匱乏
昆明市位于西南邊陲地區(qū),由于其天然地理條件的限制,該地區(qū)的社會經濟發(fā)展水平相對落后。當地勞動力多數從事手工制造等勞動密集型和低效率低層次的行業(yè),高技能人才流向了中部及東部沿海地區(qū)。人才的流失導致該地區(qū)高層次高技能人才的匱乏,使得新興產業(yè)尤其是現代服務業(yè)的發(fā)展動力不足。智慧城市建設涉及的信息技術和互聯網行業(yè)的技術要求比較高,出現了勞動力供給與需求不對稱的問題。
(三)公共服務建設滯后
當前存在市民個人服務方面效率低、程度滿意度低,醫(yī)療、教育、社保等重點民生領域公共服務發(fā)展不足的突出問題。與個人服務情況類似,當前企業(yè)服務效率也普遍較低。大部分企業(yè)采用傳統(tǒng)的服務模式,沒有有效利用信息化平臺推進企業(yè)服務水平的提升。目前,協(xié)同公共服務辦公平臺、遠程醫(yī)療服務平臺、教育公共服務平臺、人力資源服務平臺、云計算公共服務平臺等公共服務項目尚未建成。相應的智慧服務行政審批平臺、經營納稅平臺、資信認定信息化平臺等企業(yè)服務項目數字化建設尚未達成。
(四)信息資源的綜合利用率不高
昆明市由于其天然的地理特點,很多地區(qū)還比較貧困。比如祿勸縣和尋甸縣,這些地區(qū)的信息網絡比較落后,數字城管中心行政級別較低,以及各部門聯動能力不足,政府應急指揮和決策辦公的信息需要得不到滿足,不能做到事前預警、事中及時迅速處理,導致現有的信息資源沒有得到充分有效利用及大量的信息處于浪費狀態(tài)。另外,昆明市各政府部門之間尚未建成統(tǒng)一的數據、統(tǒng)一的網絡、同一平臺的數據中心,嚴重影響了政府各個部門的數據信息的互聯互通,資源難以整合利用,影響城市運營效率和成果。
四、推進昆明市智慧城市建設的對策建議
(一)國內外智慧城市建設的經驗借鑒
1.智慧東京。日本東京擁有世界上最發(fā)達的軌道交通體系,在智能交通建設方面更是取得了顯著的成績。其在智慧城市建設智能軌道交通方面有很多值得我們學習借鑒的地方:
(1)智慧城市建設目標:主要致力于智慧交通建設,既將道路交通死亡事故減少50%,消除道路交通擁擠,減少汽車燃氣消耗及尾氣排放,其中二氧化碳減少25%。
(2)成功舉措:一是建成世界上最發(fā)達的地圖網絡體系,使之成為城市公共交通的骨架,其承擔了東京全部客運量的86%。二是先進、安全的機動車。該機動車在進入危險區(qū)域的時候,自動的采取安全預防措施,在駕駛人員還沒有遇見時向其發(fā)出警告。該舉措使得日本的道路交通事故發(fā)生率降低了80%。
東京智慧城市建設取得成功的關鍵原因是日本政府通過法律法規(guī)等機制措施來規(guī)范、監(jiān)督軌道交通及環(huán)保工作。例如,嚴格控制二氧化碳的排放總量,嚴禁氟化物的泄露等。
2.智慧上海。
(1)上海市智慧城市建設的戰(zhàn)略目標
上海市在“十二五”時期就就明確提出創(chuàng)建“面向未來的智慧城市”這一發(fā)展戰(zhàn)略,并要求相關部門和企業(yè)投入大量勞動力和資金來實施產業(yè)信息化領先發(fā)展戰(zhàn)略,加快建設成網絡化、數字化、智能化的“智慧城市”。
(2)上海市智慧城市建設的重點措施
第一,推進城市的智能化管理。根據城市發(fā)展需要,加大信息化基礎設施的建設,運用先進傳感技術、網絡傳輸技術和信息處理技術來支持信息化工程項目的實施,推進公共服務信息化和城市管理智能化,提升整個城市的管理服務水平和運行效率,主要有數字城管行動、數字惠民行動、電子政務行動等。
第二,積極推進信息產業(yè)發(fā)展,提升信息產業(yè)化水平。加快新一代信息技術的產業(yè)化,大力推進物聯網、網絡通信、集成電路、汽車電子等產業(yè)自主發(fā)展,實施“云海計劃“,打造云計算產業(yè)鏈。
3.經驗與啟示
(1)智慧城市的建設要有堅實的信息化為支撐。國內外的建設實踐表明,信息化基礎設施建設是智慧城市建設的第一步,只有待信息化水平達到一定高度,智慧城市的建設才真正具備了現實條件。目前,我國除北京、南京、上海少狄幌叱鞘行畔⒒水平已經達到智慧城市建設的需要,昆明、郴州、邯鄲等多數城市的信息基礎都還比較薄弱。這些信息化基礎水平相對薄弱的地區(qū),建設智慧城市的當務之急就是要注重基礎設施建設,提升城市信息化水平。
(2)智慧城市建設需要有強大的組織協(xié)調機制。智慧城市建設涉及的行業(yè)比較多、領域比較廣,加上受到現有體制、機制問題的制約,使得在具體推進過程中困難較大。因此,在智慧城市建設之初,就應成立專門有力的組織機構來決策和協(xié)調,統(tǒng)籌當地智慧城市的建設工作。主導部門應充分發(fā)揮其組織、協(xié)調作用,有效整合參與的資源和力量,明確責任,協(xié)調展開工作。
(3)智慧城市建設需要契合城市特點。不同的城市具有不同的文化、產業(yè)特色,在智慧城市的建設過程中要注重對城市獨特個性的保存和發(fā)揚,不可盲目照搬其他地區(qū)的現有模式。智慧城市的建設要緊密結合其城市規(guī)劃定位、資源優(yōu)勢、產業(yè)布局等特點來進行實施。
(二)推進昆明市智慧城市建設的對策建議
1.以政府為主導。智慧城市的建設是一項包含了政治、經濟、社會、文化等所有發(fā)展要素的系統(tǒng)工程,本質是為了更好地開展公共管理服務。昆明市在建設智慧城市的過程中,必須堅持政府主導、市場輔導的原則,充分發(fā)揮其對市場的監(jiān)督作用、管理社會的作用和調節(jié)經濟的作用。依托物聯網、云計算、互聯網等信息技術和平臺,智能地感知、分析和調節(jié)城市的環(huán)境、安全、基礎設施、公共服務等方面的運行。在此基礎上,實現多個信息網絡的深度融合,進而快捷地掌握和分析城市運行中的各種信息,高效地處理城市管理當中暴露的問題。
2.引進和培育智慧型人才。智慧城市的建設關鍵在人,特別是“智慧型”的高技能人才更是智慧城市建設不可或缺的重要因素。要大力建設相關“智慧型”高技能高層次人才培育基地,打造人才高地,為昆明市智慧城市建設奠定人才基礎。一方面通過相關人才引進政策的引導,創(chuàng)造提供良好的人才發(fā)展環(huán)境,面向其他地區(qū)引進智慧城市建設人才。另一方面,要充分發(fā)揮昆明市大學城各大高校、科研院所、優(yōu)秀科技企業(yè)的優(yōu)勢, 培育一批智慧城市建設所需要的專業(yè)人才,特別是技術操作型人才。
3.推進示范效應。智慧城市中的各項信息技術遍布城市的各行各業(yè),能催生過去無法實現的服務,形成相應的智慧系統(tǒng)。在社會和經濟效益突出傳統(tǒng)領域優(yōu)先按照智慧城市的建設標準進行改造建設,如在社會管理、公共服務、醫(yī)療等領域以此形成示范作用,輻射帶動其他領域,共同實現智慧化。
4.整合各地資源,推進配套信息基礎設施建設。結合各地區(qū)的城市功能地位、自然條件、現有的基礎設施情況,按照智慧城市的要求,加大投人力度,提升和完善現有配套基礎設施功能。一方面,對于各種配套基礎設施比較完善的五華區(qū)、西山區(qū)、盤龍區(qū)、官渡區(qū),應用信息技術和高新技術對現有基礎設施交通,如對通信、供水、供氣等與人們日常生活密切相關的領域進行升級改造。另一方面,加強互聯網、物聯網等信息技術還沒有覆蓋的東川區(qū)、倘甸扶貧開發(fā)綜合試驗示范區(qū)、祿勸縣、尋甸縣等貧困地區(qū)的基礎設施布局。
注釋
①IBM商業(yè)價值研究院.智慧地球[M].北京:東方出版社,2009.
②葛鵬飛.基于指標體系的昆明市五華區(qū)智慧城市建設研究[J].特區(qū)經濟,2016(5).
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關鍵詞:紀錄片;環(huán)保紀錄片;環(huán)境保護
一、宣傳價值
人類最大的問題是環(huán)境保護問題,因為環(huán)境保護問題關乎人類的生存與發(fā)展,而解決環(huán)境保護問題,又是一個復雜的系統(tǒng)工程,為了解決環(huán)境保護問題,宣傳作為一種手段必須得到重視,但是宣傳只是環(huán)境保護工程中的一部分,宣傳只是這個宏偉工程的一部分,宣傳這部分必須調動所有傳媒層面的參與,任何一個傳媒,即便是中央電視臺這樣有力的傳媒機構,也非常難完成這樣巨大的系統(tǒng)工程。自然環(huán)保紀錄片作為一種獨特的手段來宣傳環(huán)境保護問題,能夠極大的吸引電視觀眾,把觀眾帶到情節(jié)當中,以此來讓電視觀眾對環(huán)境保護問題作出深深地思考。同時,自然環(huán)保紀錄片用真切的鏡頭,人性化的表現手法,觸目驚心的鏡頭,表現自然之美和環(huán)境破壞之惡,更能沖擊人的心靈。《北極傳說》是目前我最喜歡的自然環(huán)保紀錄片,它用唯美的畫面和震撼的情節(jié)敲擊著每個觀眾的心。我驚嘆生命的偉大與艱辛,驚嘆自然的神奇與嚴厲。我替Nanu死去的弟弟惋惜,我更替已經不復存在的北極環(huán)境惋惜。你要是看了就不會忘記雌北極熊帶著小北極熊寶寶出去覓食的溫馨和甜蜜,還有海豹們一起跳舞的可愛與憨厚。同樣你也不難想像這些動物們因為環(huán)境改變需要面臨的新的困難與挑戰(zhàn)有多么的可怕。環(huán)保問題是最近一直熱點談論的話題,我想說問題其實我們都認識到了,但是真正要做到環(huán)保,好像沒那么簡單。影片最后的時候那個黯然的“IF”(如果),久久的徘徊在觀眾的腦海里,導演挑選了一些孩子來直白的告誡大家要養(yǎng)成良好的生活習慣,要重視環(huán)保,從小事做起,如果心中多一點溫暖,就能留給北極多一點冰。
二、影響價值
紀錄片的作用就是喚醒大眾的意識,自然環(huán)保紀錄片對人的影響大多都是意識上的,并且是潛移默化的,一點一點積累起來的。我是中央電視臺《人與自然》欄目的忠實觀眾,多年收看節(jié)目,讓我對自然越來越了解,對自然的敬畏之心也是越來越強烈。越是清楚人與自然的關系,就越能感覺到保護自然的重要性,從我自身而言,我不會捕殺或者籠拘鳥類,我不會虐待動物,我會盡我最大的可能去節(jié)約任何資源。同時,自然環(huán)境保護紀錄片能以一種特殊手段展現自然的偉大力量和自然本身的美。自然環(huán)保紀錄片通過聲音與畫面的相互配合傳達給人們精神,這種精神是永恒的,那就是真誠,執(zhí)著,堅韌,決不妥協(xié)。
三、記錄價值
自然環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的根本,我們一方面要用自己實際的行動去保護珍貴動植物資源,另一方面我們也應該拿起手中的攝像機記錄下這些美好的瞬間,作為珍貴的資料保存起來,以備后人查閱。確實是這樣,物種在不斷的滅絕,你不會知道明天你看不到什么物種,也許若干年之后,很多你今天熟悉的動植物,都只能在影像中看到了。今天的自然紀錄片,首要任務是喚醒大眾的環(huán)保意識,向大眾介紹自然的美麗和自然的改變,呼吁大家開始行動,同時它的客觀真實性,也使它可以作為科研資料或者用于自然教學當中。自然紀錄片和自然研究一直是相互促進的關系,有了一定的研究成果,拍攝才能抓住自然的發(fā)展路線,比如《森林之歌》中《云橫秦嶺》一集將秦嶺中的稀有動物金絲猴、大熊貓、朱鹮攝入鏡頭,還講述了一個川金絲猴政權更迭的故事,播出后這個故事是關注度最高的一個。這得益于西北大學多年對秦嶺川金絲猴種群詳盡的研究。而同時,《森林之歌》為正在消逝的中國原始森林,留下了30,000分鐘珍貴的影像檔案。這批檔案以系統(tǒng)、中常時段的學術視野和濃厚的自然價值觀,相對完整的勾勒出不同類型原始森林內部復雜的生態(tài)鏈條和紛繁的變遷過程,這對以后其他研究自然的人,提供了不少的便利。
四、平衡價值
自然紀錄片在很大程度上平衡了紀錄片的發(fā)展。紀錄片絕大部分是以記錄人類生產活動為主,而人類僅僅是地球上無數物種中的一員,只記錄人類就顯得非常片面。自然紀錄片的存在擴展了記錄范圍,平衡了記錄對象,大大提高了紀錄片的價值。從生態(tài)美學的角度說,人類既不是宇宙的精華,也不是萬物的主宰,只是自然界的物種之一,所以人類沒有凌駕于自然之上的任何特權,不能隨心所欲地改造自然和征服自然,而應與自然萬物和諧相處、共同發(fā)展,也就是要親近自然。過去人們在提及一種植物或者一種動物的時候,就是可食用、可藥用,這完全是從人類為中心的角度出發(fā)的。自然紀錄片,給人們提供了一個了解自然、親近自然的機會,可以提供人們思考個人行為以及人類社會和自然的關系??v觀人類發(fā)展史,幾乎每一次技術的重大進步、每一次生產力的巨大提高、每一次生產關系的革新,都不同程度地改變著地球的生態(tài)環(huán)境。在一定意義上說,人類自身的發(fā)展不可避免地對生態(tài)環(huán)境造成了或多或少的破壞。但不同于其他物種的是,人類具備減少或抑制這種破壞的智慧和能力。人類社會經歷了從征服自然到親近自然的轉變,當人們發(fā)現越來越頻繁的災難與日益被破壞的生態(tài)環(huán)境有著密切的聯系時,生態(tài)學、生態(tài)美學、生態(tài)主義備受推崇,這些思潮為紀錄片創(chuàng)作提供了重要的思想文化資源。自然環(huán)保紀錄片也是應運而生,肩負使命。
自然環(huán)保紀錄片的功能還不止這些,它在國際交流、科研教育、影視娛樂、日常生活方面都起到了重要的作用。世界范圍自然環(huán)境的多樣性和生物的多樣性,決定著人類要研究地球環(huán)境、研究人類與自然,就必須加強國際合作和國際交流,而自然紀錄片就是其中一個良好的手段。作為影視節(jié)目的一員,自然紀錄片也是人們精神休憩的驛站,茶余飯后的談資,甚至是精神的支柱。
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關鍵詞:中國傳統(tǒng)建筑環(huán)境;建筑環(huán)境;生態(tài)
低技術生態(tài)手法,繞不開水在中國傳統(tǒng)建筑環(huán)境當中的應用,因為古代沒有足夠地技術對水進行凈化,所以在應用的范圍中需要將水源作為城鎮(zhèn)選址的一個重要參考依據。這也是部分中國傳統(tǒng)建筑呈現出依山傍水的建筑特色的原因之一。文章對水在中國傳統(tǒng)建筑環(huán)境當中的生態(tài)應用進行分析。
1水應遵守的原則
1.1適應性原則
分析現存?zhèn)鹘y(tǒng)建筑時,不難發(fā)現古代許多城市在選址時需要先分析水源情況和水質,同時分析水網密集區(qū)域水的結構,并在水域區(qū)域規(guī)劃好對外交通與交流的主要航線。因此,在江浙一帶,水網密布的格局促使當地居民依靠河流進行交流,從而引水進鎮(zhèn)、圍城環(huán)繞。這些方法都是古代人民所創(chuàng)造出來的低技術生態(tài)方法。在地表徑流比較少的地區(qū),將地下水作為水源,同時將地下水引入城內,儲存在“坎兒井”。在傳統(tǒng)的村落布局當中一般是先有溝渠,再有路。村落的民居布局一般是以“坎兒井”為中心,進行自然布局。這兩種的村鎮(zhèn)格局差異可以說明水在傳統(tǒng)建筑環(huán)境當中需要遵守著適應性原則,即適用周圍的自然條件。利用這種自然條件去保護水資源,從而保證生活以及生產活動有關水資源的供給。城鎮(zhèn)的形成主要體現了水在中國傳統(tǒng)建筑當中的適應性原則。
1.2整體性原則
傳統(tǒng)建筑是將環(huán)境當中的水資源作一個整體性進行考慮,為此對于居民的生活方式的影響主要是整體影響。例如夏季,水可以吸收墻體多余的余熱,這樣做可以調節(jié)城鎮(zhèn)的氣溫。這與人類的皮膚對外界熱量的感應都是十分接近和相似的。從這個角度來看對于我國的傳統(tǒng)建筑的具體情況是需要具備整體性的。
1.3實用性原則
在生態(tài)建筑當中必須重視的就是一個成本計算的問題,一旦生態(tài)建筑所維持的成本超過建筑成本,那么生態(tài)建筑就沒有太多的實用性。因此在中國傳統(tǒng)建筑當中水的生態(tài)應用應該保持著實用性的原則。其中最為典型的就是古城的護城河系統(tǒng),古城充分利用了河水以及周圍基地所形成的地勢差異,挖掘和引水形成眾多的分水渠。而這些分水渠的布局十分均勻進一步保證家家戶戶都可以有水流進出。這一套系統(tǒng)便于水流進城鎮(zhèn)內,從而為居民的生活提供了實實在在的便利,還可以促進水資源流出城鎮(zhèn)。起到了水資源新陳代謝的作用,保證了居民用水的清潔。與此同時,這一套系統(tǒng)有效地促進洪水的泄洪,減少內澇所出現的概率,從這個層面上來說其具備了一定的防洪和防澇的作用??傊@種系統(tǒng)真正有效地保證了當地居民的用水,促進了生態(tài)環(huán)保地實用性。
2水資源的利用與保護
水可以十分有效的凈化空氣,尤其是形成水霧時可以與空氣分子進行結合,產生大量對人體十分有益的負氧離子。但現代的建筑特別在高層建筑當中,過度依賴空調系統(tǒng)對空氣的調節(jié),人體不能吸收足夠的氧離子。因此建筑內部的通風是十分重要的。同時,在傳統(tǒng)建筑當中經常利用地下水進行水資源的輸送,其可以作為能量的載體。一方面地下水會經常保持一個恒定的溫度,所以極少受到外界的影響。在夏季當中,將溫度較低的深層地下水提取出來可以起到調節(jié)室溫的作用。這也是對室溫進調節(jié)的一個十分獨特的方法。古代缺乏對水資源進行開采的技術,水資源的保護可以避免水資源的浪費,在中國傳統(tǒng)文化當中需要借助人們的生活習慣去實現對資源的保護。例如有的古村落就會有兩套的水資源排水系統(tǒng),①生活污水。生活污水不是直接地排掉,而是存入了洗衣井和洗污井當中以供人們洗衣或澆地,這樣做起到了對水資源的二次利用,減少了水資源的浪費;②雨水使用另外的排水系統(tǒng),該排水系統(tǒng)會將雨水保存下來,為人們所使用。由于雨水較為干凈,在長期沉淀之后會減少許多的雜質,進一步對水起到了一定的凈化的作用。古代人民對水資源的利用與保護說明古代人民認識到了水資源的重要性,在不同區(qū)域對水資源的利用方式與利用方法都有所不同。保護水資源一直都是水在中國傳統(tǒng)建筑環(huán)境當中的生態(tài)應用應該貫徹理念。
3水的生態(tài)審美應用
水在中國傳統(tǒng)建筑當中的應用除了表現自身價值外,與水的生態(tài)審美價值也有著十分緊密的聯系。比如中國古代所追求的上善若水的境界,說明水在古人意境當中的重要位置。除此之外。傳統(tǒng)建筑內部和外部水流的不同狀態(tài)對人的心境以及心理感受都有著不同的影響。例如,利用假山與水流營造出小瀑布的狀態(tài),就會讓人體驗到水的活力,而一潭清泉就會讓人感覺到涼爽的意境,讓人忘記煩心事,人們的心靈也得到了洗滌。在古詩當中說道“仁者愛山,智者樂水”,水的多變性總是可以讓人有著諸多的想象,引起人們對自然與生命的思考。因此在中國傳統(tǒng)建筑當中研究水的引入,不僅要分析生態(tài)價值,還要將生態(tài)價值當中所包含的審美趣味與審美價值考慮進去。比如水之濱會給人帶來自然的氣息,也會在空間上起到了加深空間的深度的作用;水還可以減少噪音,因為水流的聲音可以洗刷人們內心的煩躁。因此水在中傳統(tǒng)建筑環(huán)境當中起到了陶冶人性,愉悅身心的作用。
4結束語
文章以水在中國傳統(tǒng)建筑當中的生態(tài)應用進行分析,所分析的不僅僅是單純的建筑技術上,更多的是包含中國古代人民的建筑技術智慧結晶。這種智慧結晶在現代建筑當中是值得借鑒和思考的,中國古代的傳統(tǒng)文化所包含的文化特征也可以通過水在中國傳統(tǒng)建筑當中的生態(tài)應用所體現出來。水不單單是中國傳統(tǒng)建筑環(huán)境的物質載體,也是中國傳統(tǒng)文化以及文化意象的重要載體。文章關于水在中國傳統(tǒng)建筑環(huán)境當中的生態(tài)應用的研究與分析是具有著重要的借鑒意義與參考價值,對于傳統(tǒng)建筑的生態(tài)技術研究和傳統(tǒng)生態(tài)審美的分析也有著顯著的參考意義。
參考文獻:
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中交三公局四公司重慶401120
摘要:改革開放政策把我國的社會主義市場經濟推向了,使人們的物質生活越來越豐富,各行各業(yè)為了滿足這一社會的需要,都在不斷加快步伐,爭取走在前列。當然,我國的土木工程也不例外,它是國建設項目的必要保證,經過了很多年的摸索與探究,取得了不少的成就。現在就土木工程的重要性及發(fā)展趨勢進行探討,希望對正從事土木工程行業(yè)的同仁有所幫助。
關鍵詞 :土木工程;重要性;發(fā)展趨勢
1 土木工程的重要性
我們的生活中隨處可見土木工程,它的存在對人類意義很大。各行各業(yè)的施工中都有土木工程,離開它不能成為系統(tǒng)。近年來,土木工程也有了質的飛躍,各種高科技技術的應用和新型材料的使用,使得土木工程由簡單、平凡日漸趨向完美,所謂的日新月異。土木工程算是一門綜合性的藝術,涵蓋面廣,它把社會性、綜合性與實踐性等融為一體,功不可沒,為人類的住行提供便捷和安全。截至到現在,土木工程可分為鐵路工程、道路工程、建筑工程、特種工程、結構給水排水工程、環(huán)境工程、港口工程、水利工程、橋梁工程等等,發(fā)展非常廣闊,前景壯觀。
2 土木工程的發(fā)展史
2.1 古代的土木工程。土木工程萌芽于新石器時期,有六七千年的歷史了,那時古人就懂得把土木技術用于建筑中,很多震驚的建筑,證實了古人的智慧,成為了不解之謎。比如保存佛祖舍利的古老佛塔、古代埃及的金字塔,巴比倫空中花園、亞歷山大燈塔、壯觀的法特普爾西克里王宮、我國秦朝建造的萬里長城與拉薩布達拉宮,婦孺皆知的河北省趙縣的趙州橋等等,聞名遐邇?,F存最好的是我國的趙州橋,已有一千四百多年的歷史,是古人智慧的結晶,那時就已懂得石拱橋的優(yōu)勢,可以與洪水對抗,并運用石頭的性能建造出不怕風吹雨打,經得起洪浪沖擊,屹立不倒的建筑,雖然只是靠大量的人工筑成,用料也簡單,但是它的質量絕對可靠,現已被定為世界第十二土木工程里程碑。這樣看來,土木工程取得的成績和發(fā)展都不是偶然的,是經過幾千年的千錘百煉,總結摸索取得的成果。
2.2 近代的土木工程。三百多年的發(fā)展,土木工程的用料已由人造材料代替了過去的天然材料,形式多樣,材質更為優(yōu)良。建筑方式也發(fā)生了變化,大量的機械化代替了笨拙的人力,出現了科學施工,圖紙指導,規(guī)范性加強,施工工人的人身也更為安全。有了懂得科技的工程師進行設計指導,建筑的工程也更精巧和復雜。增加了與大自然的抗拒力,較先進的設備能在惡劣的環(huán)境中正常作業(yè),代表建筑物有帝國大廈、金門懸索橋、埃菲爾鐵塔,都偉大卓越,獨一無二。
2.3 現代土木工程。近幾年的土木工程更是變化無窮,花樣百出。不管是從材料上還是技術上都與以往不同,也取得了很多成就。建筑材料方面選用更先進的、更機密的、更有質量的,求輕求強,如鎂合金、鋁合金與玻璃鋼等已經開始應用。高強度的混凝土、高分子的材料、鋼化玻璃等大量被使用,高強度的混凝土,新型的高分子材料廣泛應用,用計算機來繪圖精密計算,與一切惡劣的環(huán)境抗爭,隨心所欲地施工,提高了焊接技術,鋼結構也得到了前所未有的發(fā)展。機械設備更不用說,很多智能化機械代替了人力操作,尤其是惡劣和危險的工作環(huán)境。許多海外歸來的工程師,融合了各國的先進設計技術,使土木工程發(fā)展到極致。值得炫耀的土木工程建筑不計其數。現代土木工程的代表有中國上海的金茂大廈,天津廣播電視塔、小浪底水壩、海明珠電視塔、三峽水壩、武漢長江大橋,外國的有法國的諾曼底斜拉橋,馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓,很多工程堪稱璀璨的明珠,舉世無雙。
3 土木工程現狀
日趨完美的土木工程行業(yè),使用功能增加,工藝多彩多姿。首先,由于大搞經濟建設,我國的土地資源日益減少,可是人口不斷地增長,就產生了居住面積無法滿足人們的生活需要的問題,尤其是在大城市,這樣就滋生了高層建筑,它是我國將來發(fā)展的趨勢,因為它能夠緩解大城市的用地緊張和生活居??;其次,要想發(fā)展經濟就得流通,流通中最經濟實惠的方式就是公路運輸,所謂的要想富得先修路??梢?,交通運輸對經濟的作用是不可估量的。我們國家是多產業(yè)大國,各行各業(yè)的發(fā)展都離不開公路。在城鎮(zhèn)里,各種公路屢見不鮮,但在比較偏遠的山區(qū),還存在交通不便的現象;最后,隨著改革的浪潮,我國更多的建筑工程拔地而起,開發(fā)了很多大規(guī)模工程,尤其是水利的發(fā)展,目前舉世矚目的南水北調工程,三峽水電站工程,都是躋身于世界的大型工程。但是土木工程的發(fā)展空間還是很大。
4 土木工程的發(fā)展趨勢
經濟的飛速發(fā)展帶動著土木工程的日新月異,技術的改良,規(guī)模變大,迭起,難以言喻。新時期的土木工程好比一枝獨秀,前景喜人,發(fā)展大好,真是機遇難得,改革開放政策實施后,大量的國外先進技術被引用,土木工程迎來了發(fā)展。做為新時期的接班人,接過上一輩的重擔,抓住時機,大展宏圖,發(fā)揮我們的才能。正確把握好未來土木工程發(fā)展的良機,趕超世界的先進水平,創(chuàng)造偉業(yè),締造奇跡,為人類謀幸福。
4.1 土木工程要有前瞻性。高瞻遠矚建設土木工程,把可持續(xù)發(fā)展作為方針。建設過程中,要多長遠考慮,部署周密,注重環(huán)保,走可持續(xù)發(fā)展道路。不能為了發(fā)展而發(fā)展,造成錯誤發(fā)展或者倒退發(fā)展,貽害無窮。眾人周知,土木工程發(fā)展最好的是美國,他的科技水平遙遙領先,無人可及,現代化進程極速發(fā)展。可因為一些原因同樣有大量問題存在,需要花大量的資金進行后期排查及修補工作。優(yōu)秀的工程師,要多總結經驗教訓,常反思常學習,大膽嘗試新科技和新思路,取長補短,為土木工程建設奉獻智慧。
4.2 學習綠色設計。提到綠色就想到了環(huán)保,想到了健康。土木工程的綠色設計和綠色建筑是指在一定的范圍內,以節(jié)約資源、減少污染和保護環(huán)境為前提,給人類提供適用、高效與健康的生存環(huán)境,與自然和諧共處。高貴的設計讓人體驗到生命的價值,存在的意義,世界的美好。土木工程從很早之前就存在,經歷了漫長的發(fā)展過程,也創(chuàng)造了無數輝煌的成就。人口基數變大,城市擁擠,土木工程的重要性將有增無減,好的工程師永遠都是供不應求。我們要放遠眼光,重抓品質管理,不斷追求探索,爭取用最少的資源創(chuàng)造出最大的功能,獲取大效益,實現個人價值。
5 結語
總而言之,土木工程行業(yè)是很深奧的,它的存在與發(fā)展給社會帶來了不可估量的作用,為社會的進步提供了動力,為人們的生活也提供了許多的便利。社會發(fā)展的新形勢下,未來的土木工程更應該大膽創(chuàng)新,為我國的社會主義建設添磚加瓦。
參考文獻:
[1]張?zhí)?土木工程概論[M].武漢理工大學出版社,2012.
關鍵詞:塬上地區(qū);下沉式窯院;保護與發(fā)展
Abstract:Cave dwelling in the Western Henan is a special traditional form of residential buildings. Taking the traditional dwellings of western Henan province of loess tableland as a case, this article explores in its Characteristics of the courtyard houses, construction technology and use local materialseach,it provids good reference for traditional housesof better protection and development.
Keywords:loess tableland;cave dwelling;protection and development
中圖分類號:TU-87
文獻標識碼:A
文章編號:1008-0422(2012)05-0050-03
1 前言
地坑窯居是我國的一種特殊的傳統(tǒng)民居建筑形式,其歷史延續(xù)久遠,民居風格和民間文化形態(tài)較有特色。以豫西為代表的地坑窯居是千百年來歷代居民利用本土材料、適應當地氣候、地理條件而建造的,具有良好環(huán)境適應能力的原生態(tài)綠色建筑。這些優(yōu)秀的建筑面臨著消逝和其營造技術也將面臨著失傳,因此我們有必要通過適宜性的策略使這種傳統(tǒng)民居建筑煥發(fā)生機。
2 地理環(huán)境及自然特征
黃土塬是黃土高原在形成過程中在地勢平坦地區(qū)形成的大塊的較厚的黃土覆蓋地區(qū)。“塬”同“原”,意為平坦開闊的平地。
豫西塬上地區(qū)位于黃土高原上,海拔800m左右,處于豫、秦、晉三省交界。這個地區(qū)是黃土高原的東部邊緣地帶,屬丘陵山區(qū),地貌復雜多變,大體是八分山嶺二分平。當地的土質是在早更新世、中更新世和晚更新世堆積而成,主要由石英和粉沙構成,結構十分緊密,具有抗壓、抗震等作用。
氣候干燥少雨,年降水量650mm,很少有大暴雨。冬季寒冷,造成木材較少等自然狀況,為冬暖夏涼、不需木材、綠色環(huán)保的窯洞,創(chuàng)造了發(fā)展和延續(xù)的契機。氣候對豫西窯洞傳統(tǒng)民居的建筑空間也產生了相當大影響,
主要包括三門峽靈寶、陜縣等地區(qū),以及洛陽、鞏義的北部地區(qū)。(如圖1)。這些地區(qū)的黃土覆蓋層厚度從30~200m不等。氣候屬于暖溫帶南緣向北亞熱帶過渡地帶,四季分明,冬季寒冷干燥,夏季炎熱少雨,這樣干燥的氣候對保持黃土的穩(wěn)定性和耐久性提供了有利的條件。
3 豫西地區(qū)窯洞民居特征
在平坦的豫西黃土塬上,沒有山坡、溝壑等崖面可以利用,當地人利用黃土壁立穩(wěn)定的特征向地下索取空間,橫向開洞的窯洞民居,形成地下四合院,這種窯洞西起靈寶,東到鞏義均有此類窯洞,但主要集中在三門峽陜縣地區(qū),如陜縣三大源區(qū):張村塬、張汴塬、東凡塬,現存數量約為4200余座,這里很多村落依然保持獨特的塬上地下村莊景象(如圖2)。
地坑院又稱作“地陰院”或者“天井窯院”。地坑院的生活空間位于地下,窯頂的地面則是生產用地,各家的窯頂是自家的晾曬場所,形成獨具特色的塬上村落形態(tài)(如圖3)。作為中國傳統(tǒng)民居中生土建筑的獨特類型,具有顯著的地域特點和較高的研究價值。
4 塬上地區(qū)地坑院特征
陜縣塬上地區(qū)地坑窯院是豫西傳統(tǒng)民居和文化形態(tài)的代表,無論從自然環(huán)境條件、民居建筑特色、聚落形態(tài)還是民風民俗習慣上看都傳承著豫西悠遠的歷史和多元文化。
4.1空間環(huán)境的表達
4.1.1 空間序列
地坑院的空間變化是較為豐富的。從地面下到窯院,再經由窯院進入窯洞,要經過不同的空間變化,將各個空間聯系起來,形成一個收放有序的空間序列。這個序列是由人在使用上的公共性到私密性的變化形成的。人站在窯皮空間,空間感較為開敞,進入入口坡道內,空間變得緊促與封閉,到窯院內又是豁然開朗。
空間流線層次的變化,反應了人與社會的互動關系,同時也表現在空間布局的流線上。人們由外界進入半公共的窯皮空間,再通過門洞(繞過影壁),進入半私密性的窯院,最后達到私密性的居住空間,這是一個穿過式的由上而下的豎向流線程序,中間加入許多綠地、坡道或踏步的轉折以及標高與材料的變換等,使人們在感受和體驗地坑窯居聚落空間和建筑空間,充滿了韻律感和秩序感。
4.1.2空間環(huán)境
進到窯院內,窯臉除開有窗戶外,均以泥抹壁,勒腳一般以青磚加固。院內地面四周砌一圈青磚。拱形曲線是窯洞立面構圖的重要元素,它與攔馬墻等直線因素形成對比。不同功能窯拱的大小變化,使這些曲線在統(tǒng)一中富于變化和節(jié)奏。各地窯洞拱形曲線不盡相同,概括起來有尖拱、拋物線拱等 (圖4)。
無論是主窯或是次窯,在每個窯洞的門前總要向后退0.5~1m,作為室內外的緩沖空間,這樣不僅在空間上有遞進的層次感,而且在立面上更有虛實感。
4.1.3 居住環(huán)境
地坑窯居院內的微氣候主要是靠種植高大喬木來調節(jié)(圖5)。院內主要種植梧桐樹(招來金鳳凰),梨樹(大吉大利),楊樹(喜氣洋洋),石榴樹(多子多福)等樹木,忌種單棵。這些樹的生長一般長到接近天井高度的時候才展開樹冠,即美化了環(huán)境,又給路人以警示作用。使得地坑窯洞院內既有乘涼之地,又不會過多損失陽光。
窯洞居室內環(huán)境具有冬暖夏涼的特點,但是也存在著采光通風質量差的缺點,影響了生活環(huán)境質量。
4.2 地方材料與結構技術表達
4.2.1地方材料
地方材料在地域性建筑中的應用,不僅因地制宜,取材方便,節(jié)省運輸成本,在這些環(huán)節(jié)上節(jié)省了能源的消耗,而且地方材料的運用經過歷史時間的考驗,且其中許多地方材料更是具有生態(tài)效益,沒有污染,對我們當代的地域性建筑設計頗有啟示。
地坑窯居具有本土性的最大特點就是就地取材、因材施用,黃土作為本土材料也得到了極致得發(fā)揮。當地的黃土粘性較強,適合燒制磚瓦,黃土、磚瓦是陜縣地坑窯居的主要建筑材料。
4.2.1.1黃土
地坑窯居深藏于黃土內部,當然黃土作為最主要的維護材料。地坑窯居除立面外全部位于黃土內部;作為表面材料的黃土主要用于窯臉和窯頂,通過素土夯實的方式來增強其承載力。室內有土炕、土灶、素土夯實鋪地以及略刷白灰的黃土內墻面。整體質感粗獷、風格統(tǒng)一、視覺沖擊力強烈,厚重的黃土作為維護結構用以抵擋冬季的嚴寒和夏日的酷暑,利用簡單的建筑材料為村民提供了一個舒適的生活空間(圖6)。
土坯的應用也是黃土塬上窯居居民尊重自然、利用自然的必然結果。土坯是以土為原料,放在模型里打成土坯。其孔隙率較大,熱空氣能夠在土坯的孔隙中保留較長時間,因此土坯較之于其它材料更有利于保溫,用土坯盤炕可以長時間保持炕的溫度,也保持了窯室的溫度。這種生土材料施工簡便,有利于材料的再生和再循環(huán)使用,不會對窯洞環(huán)境造成污染和破壞。
4.2.1.2磚瓦
磚主要用于窯皮的攔馬墻部位,用于保護人畜安全、防止雨水倒灌,且作為分割窯院窯皮空間的限定界限;磚也用于勒腳部位,防止雨水濺濕墻面;還用于地面鋪裝、窗臺、拱券邊、土炕、坡道等,另外入口處更是重點裝飾部位,多用磚進行雕刻,做法細膩,以顯示主人身份和地位。
瓦主要用于眼睫毛部位,作為保護崖面的主要覆蓋材料,整體為青灰色,排放齊整,形成強烈的韻律感(圖7)。
因為陜縣黃土高原地區(qū)木材匱乏,因此用木材較少,一般只用在門窗部位。
4.2.2結構技術表達
地坑窯居的每個窯洞都是拱頂,其形式也是多樣的,有半圓拱、二心拱、三心拱、多心拱等,在陜縣應用最多的是二心拱和三心拱。拱頂具有良好的承重性,完全可以避免黃土的抗拉、抗剪、抗彎能力差的弊端。以廟上村為例,地坑窯居的最大拱跨一般小于4m,窯洞的高跨比為9:11,而拱的高跨比隨地質條件的好壞而不同,地質良好的比值在1/2以下,地質差的在比值在1/2以上,這些結構比例雖然沒有經過計算,但完全和拱的形式及其受力特點相一致的,這些都是工匠們長期總結經驗的結果,在黃土的自重下產生的應力應變合理,作為傳統(tǒng)的自支撐體系具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。
5 豫西傳統(tǒng)窯洞民居的保護與更新
傳統(tǒng)村落的保護與更新是人居環(huán)境研究中的一大課題。傳統(tǒng)與現代、技術與文明、經濟與歷史,文化價值的沖突在當代村落中顯得越來越明顯。作為一種極具地域特色的傳統(tǒng)地坑窯居,一方面,以其特有的整體風貌與建筑形制展現了濃厚的地域文化特征,對其進行保護是非常必要的。但同時,作為窯居居民社會文化生活的載體,在城市化進程不斷推進的今天,其滯后的居住功能又迫切需要更新和發(fā)展。針對豫西傳統(tǒng)窯洞民居所面臨的現狀問題,我們必須基于適宜技術,分析找出保護與更新的對策和途徑。
5.1 豫西傳統(tǒng)窯洞民居保護
5.1.1傳統(tǒng)窯居文化的保護
豫西地區(qū)窯居文化傳統(tǒng)深刻地反應了農耕民族樸素的生存智慧,村落與聚居地總是盡量選擇在肥沃的土地周圍,遇坡則挖出靠崖窯院,遇平地則挖出地坑窯院,反映出傳統(tǒng)文化中的實用理性的特點。簡潔質樸的門窗裝修、尚黑的民間剪紙藝術等,反映了豐富多彩的地方特色和獨特的審美習慣,最終豐富了豫西窯居文化,具有極高的鄉(xiāng)土文化價值。保持當地人原汁原味的生活方式,將自然環(huán)境、地域歷史、風土人情都納入保護,營造具有本地域傳統(tǒng)特色建筑的同時能保證窯居文化的傳承和發(fā)展。
5.1.2 傳統(tǒng)營造技術和營造方式的保護
豫西地區(qū)窯洞民居傳統(tǒng)的營造方式反映出鄉(xiāng)土建筑營造中廣泛的參與性,每次窯居營造活動不僅僅是建造活動,也是全村的一次較為隆重的社交活動,村民間的互助與“換工”的民俗普遍存在,從窯居的選址、式樣的發(fā)展和建造工藝的傳承和發(fā)展等,都有廣泛的群眾基礎。
豫西地區(qū)窯洞民居的傳統(tǒng)營造技術立足與特殊的氣候條件和地域特點,是當地匠人經驗與智慧的結晶,它體現了勞動人民在生活中的勤勞和智慧。由于長時間的棄窯建房,窯居形式的構造技術做法也隨著老一輩做窯工匠的離去而逐漸流逝。有很多實踐經驗,是不可復制的。應積極的收集并保護傳統(tǒng)營造方式及構造做法,以保持傳統(tǒng)營造技術的延續(xù)。
5.2 豫西傳統(tǒng)窯洞民居建筑的更新
5.2.1地域文化特征的更新
對傳統(tǒng)民居更新改造,必須尊重當地的民俗文化,保持地域性的建筑特色。 一方面努力保持和繼承傳統(tǒng)中有生命力的生活方式和文化習俗,另一方面保證村民進入真正屬于他們自己的現代生活。豫西窯洞民居有著悠久歷史和文化傳統(tǒng),將其充分發(fā)掘并發(fā)揚光大,是窯洞民居地域性特色的重要體現。
5.2.2 窯洞民居功能的優(yōu)化
針對傳統(tǒng)地坑窯居存在的功能混雜問題,首先要保證各個窯洞之間的功能分區(qū),按照動靜、潔污的原則把地坑窯居的每個窯洞的功能分開,分成起居窯、客窯、廚窯、茅廁窯等(圖8),盡量避免出現原有廚房和起居在同一窯洞內完成的情況,防止空氣相互污染;功能的設計還應符合傳統(tǒng)的生活方式和習慣。
通過功能的分區(qū)和功能的復合性來實現平面功能的切實安排;采取一些適宜性的措施使居室內的舒適性得到改善和解決,以提高居住的舒適性;通過解決垂直交通問題,以滿足新的生活的融入。
5.2.3 適宜的構造技術
合理規(guī)劃、增加地坑院建筑密度,是節(jié)約土地的有效途徑。洞頂種植隔水防塌,使窯洞少占或不占耕地;對傳統(tǒng)灶炕的改進、被動式太陽能利用;用沼氣作為能源燃料代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃料,不但有利于窯洞的環(huán)境衛(wèi)生,還有利于保護生態(tài)環(huán)境;增大窯洞的開窗面積,改善采光通風;在窯洞后部通風管道以加強窯內的通風性能,實現空氣的自然流通,保持窯內干燥等適宜技術。
6 結 語
傳統(tǒng)的民居建筑是中國建筑史上的瑰寶,豫西窯洞民居的生態(tài)價值因其就地取材,利用天然的地勢地形,利用厚厚的土質圍護結構保溫隔熱性好,具有冬暖夏涼的優(yōu)點。從節(jié)省資源、能源的角度看,窯居是符合可持續(xù)發(fā)展原則的住居形式。保護傳統(tǒng)民居建筑不能停留在一種保存的表象,而是對傳統(tǒng)民居建筑有創(chuàng)造性的傳承,發(fā)掘傳統(tǒng)歷史文化及其構成的建筑文化元素,汲取傳統(tǒng)中能營造技術。通過適宜性技術可以適當改變傳統(tǒng)民居居住舒適度,使傳統(tǒng)民居繼承原有地域特色又具有現代建筑舒適性特點,為其它地區(qū)的傳統(tǒng)民居保護與發(fā)展提供借鑒意義。
參考文獻:
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關鍵詞:物聯網;關鍵技術;應用前景
0 引言
物聯網是世界范圍內的第三次信息產業(yè)浪潮,前兩次分別是計算機和互聯網。在全世界范圍引起了不小的轟動,因為它對于世界各國來說既是機遇也是挑戰(zhàn)。只有合理的利用好了才能造福社會造福人類。物聯網思想的基本成型是在上世紀末期,現在的思想和技術已經得以應用到實踐中了,并且日趨成熟與完善。在世界范圍內的各個領域都有所推廣,一定程度上提高了工作效率,降低了工作成本,滿足了市場的智能化、便捷高效環(huán)保的諸多需求。本文將主要物聯網作用巨大得以實現的一些核心技術,和根據這些優(yōu)勢,可能的市場拓寬領域,及未來的發(fā)展方向還有存在的一些問題的解決對策進行深入的探討和分析,做出比較合理有價值的評價。
1 物聯網的關鍵技術分析
1.1 傳感器的技術應用
傳感器,顧名思義,就是根據接收到的外界感受(光、熱等)傳達信息的設備。在物聯網中,傳感器可以說是核心設備,它的主要作用就是能夠感受出物聯網的內部和外部的運行環(huán)境如何,是否安全或者滿足處罰條件等[1]。它基本保證了在物聯網中能夠進行信息的傳遞與交流,信息的采集識別與分析以及在分析后通過系統(tǒng)進行及時性的反饋從而做出正確的判斷與抉擇。隨著時代的發(fā)展與科技的進步,對傳感器的要求已經越來越高和嚴格。傳統(tǒng)的傳感器往往是機械式和需要人工不斷配置的,很繁瑣根本無法滿足現在市場的需要,新型傳感器對此加以改進,形成了自動化和網絡化。更有甚者已經達到了嵌入式網站工程式的傳感器要求。這些傳感器的所有節(jié)點都是細小的,并被合理有序的安排在監(jiān)管區(qū)的各個部分,通過無線的方法傳輸信號,把所有的節(jié)點有效的組織在一起,彼此之間能很好的交流信息,構建成了一張網絡[2]。所以通常稱之為無線式的傳感器網絡結構。傳感器實現了網絡化的功能,標志著物聯網的發(fā)展,具有里程碑意義。目前我國技術研究所對傳感器的研究和發(fā)展主要包括了傳感器的底層部分的協(xié)議控制和網絡組成方法的研究,以及傳感器存在的安全方面的研究和應用網絡化技術加以管控等方面的探究性技術研究。
1.2 新一代網絡協(xié)議IPV6的應用取代以前的IPV4
在IPV6出現之前,IPV4已經使用的相當廣泛了,隨著網絡的迅速發(fā)展,IPV4有限的地址已經滿足不了越來越多網民的需要,為此,IPV6開始被提出和應用到當前網絡中。IPV6擁有著更多的網絡地址,可以源源不斷的使用,很好的滿足了市場的需要,供物聯網的終端使用。同時IPV6在安全方面,其自帶的安全體系比IPV4復雜和有效的多,是IPV4無法比擬的,可以很好的阻擋一些網絡黑客的攻擊。主要是IPV6的協(xié)議堆中自帶了IP Sec協(xié)議,這個協(xié)議很好的保證了兩頭的數據在交流通信前經過了嚴格的安全加密措施,給黑客的查詢和捕獲制造了難度,這也是IPV4沒有的。所以總的來說,IPV6比IPV4在安全方面做得更好。另外,IPV6的數據還使用了一個二十位(數據段)的流動標記字段和一個八位的類(class)字段進行識別后再傳送[3],傳送的質量因此遠大于IPV4。這就是當前的物聯網采用的大多是IPV6而擯棄了IPV4的原因。IPV6自身還帶有很多優(yōu)越的特性,比如網絡地址的智能化分配和管理、非靜態(tài)性的主機地址等等。從以上諸多優(yōu)勢來看,IPV6是決定了物聯網能否實現的根本原因之一。
1.3 自動識別和監(jiān)控技術
目前,對物聯網使用的人工自動技術的主要用途和目的,在于能夠自動識別出計算機。主要是依靠人體大腦的感覺,包括冷、熱、光等,進行收集和分析。做出與之相類似的行為。簡單的來說就像是小孩學走路一樣,根據大人做出的動作進行簡單的模仿。從而就能夠對它進行控制和管理,以及做出下一步我們對其要求的指示。和人類不同的是,它不需要消耗很大的能量(化學能和物理能等),而且所需的空間往往不會很大。這就是它的一些主要優(yōu)點所在了[4]。在物聯網的發(fā)展步驟和變化過程中,只有能夠通過環(huán)境,根據一定的模仿完成相類似的動作行為,才能夠去加以進行管控,達到我們所要求的目的,并給以分配下一個行為的指令,完成其連貫性,和加強相互之間的信息的交流與溝通。這是物聯網進行判斷和分析的主要參照面。
1.4 云計算技術和射頻識別技術
云計算技術的定義是在互聯網的基礎上添加和運用及交付相關的服務的一種模式,也是借助互聯網來獲得變化性的可以擴展的虛擬化的資源信息。它擁有很強大的運算和處理數據和信息的能力,很好的滿足了日益擴張的市場需求。而伴隨著物聯網的興起和發(fā)展,越來越多的終端誕生并添加精確了,這個數量是龐大的,普通的數據庫根本無法存儲和處理。只有借助云計算,它能很好的容納和處理這些海量的終端數據,給物聯網帶來了一種高效快捷的保存和計算的技能,同時提供了互聯網供物聯網使用。射頻識別技術,能夠完成不接觸性而達到傳送信息的目的[5],并且可以利用傳送的這些信息進行辨別和判斷。它的主要機制原理是,在物聯網中發(fā)射射頻類型號,這些信號會經過電磁場或者空間耦合磁場,從而把信息不相接觸的傳送出去了?,F在已經被廣泛的應用到了人們的生活和生產中,例如便利店,快遞公司等等。
2 物聯網的應用前景
2.1 應用到我國的醫(yī)療事業(yè)中
我國的醫(yī)療事業(yè)是龐大的,有著縱橫交錯的部門和體系。如何進一步提高其工作效率是當前任務之急。通過物聯網,可以有效快捷的分類出各藥品的詳細信息,并通過物聯網的云計算,納入到云數據庫中,通過互聯網,可以在線咨詢和購買,還有云計算自身帶有的強大計算功能,可以把每天的生產數量、交易數量、金額結算等都有詳細的賬本記錄,供國家相關部門及時的查閱和管控,促進了我國的醫(yī)療事業(yè)走向健康的發(fā)展道路。記錄的詳細信息主要包括了藥品的具體生產所在地、規(guī)格、名稱、運輸和使用過程等等。這些數據都使用電子數據進行存儲,方便整個流程的全部合法有效的監(jiān)督,還可以利用互聯網的射頻識別技術構建完整的醫(yī)院衛(wèi)生的監(jiān)督管理體制,這樣就可以對社會的檢疫過程中檢測出的病毒,進行全程性的定位和跟蹤到個人,并進行有效的管控,防止疫情的擴張。
2.2 應用到國家電網中
我們國家的電網已經有很廣闊的覆蓋范圍,從城市到鄉(xiāng)村,每家每戶每天都離不開電,如何進行有效的管控是個存在的重要問題。運用物理網,可以構建起一張智能電網。通過加入計算機技術和數字化信息技術還有傳感器及嵌入式處理器等等,形成的是一種自動化的網絡型體系。該體系融入了所有的能源,并加入進互聯網,且由于運用了傳感器可以進行分布點式管控,任何時刻都能夠有效和及時性的監(jiān)控電網中所有用戶的用電情況,并進行相關的數據記錄。它的形成和搭建的根本目標不僅是能讓我國居民能夠安全的用電,更能夠保護生態(tài),避免不必要的浪費和污染。更能有效的帶動物聯網技術在其他領域的推廣。
2.3 應用到國家交通管理中
我們國家的交通一直存在著很多問題和缺陷,不僅是由于我國人口多,出行工具多式多樣,在不斷的增加。尤其是大城市例如:北京、上海。存在著很嚴重的交通堵塞情況,尤其是在早晚的上下班高峰期。更多的還是有很多人缺乏交通安全意識,每天的交通事故數量也很龐大,不僅是資源的浪費更有嚴重的人員傷亡。把物理網應用到我國的交通管制中,可以起到很好的改善作用??梢约訌妼Ω鱾€路段和事故的及時性網絡檢測與跟蹤。各區(qū)域的信息采集設備也能夠增加,有些路段已經實現了全程性管控,有效的緩解了交通擁擠現象并很大程度保護了司機的安全,提高了交通的管理效率。
3 結語
綜上所述,近幾年,國內的物聯網的發(fā)展速度相當迅速,它擁有著自身的無可比擬的巨大優(yōu)勢,所以擁有著很廣闊的應用前景,目前已經有了一定的推廣,必須揚長避短,進行更大范圍的普及,讓物聯網造福人類造福社會,進一步促進我國的發(fā)展。
參考文獻:
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[3]趙惠怡.試論云計算在智慧物聯網中的滲透[J].科技致富向導,2011(03).
[4]蒲紅梅.淺談物聯網技術[J].科技資訊,2010(02).
關鍵詞:九寨溝景區(qū);生態(tài)旅游管理;多元化主體;精細化管理
中圖分類號:F590.8
文獻標志碼:A
文章編號:1673-291X(2009)21-0147-02
九寨溝位于四川省阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣境內,因溝內有九個藏族村寨而得名,海拔在2 000米以上,生態(tài)環(huán)境保持得相當完整,溝內分布一百零八個湖泊和大片原始森林,不但有五花海、五彩池、樹正瀑布、諾日朗瀑布等絕佳的風景,還擁有大熊貓、金絲猴、扭角羚、梅花鹿等珍貴動物資源。2007年5月8日,阿壩藏族羌族自治州九寨溝旅游景區(qū)經國家旅游局正式批準為國家5A級旅游景區(qū)。九寨溝曾是一個名不見經傳的山溝,今天卻以“人間仙境”、“童話世界”的美譽蜚聲中外。從20世紀90年代初的年接待游客10余萬人,發(fā)展到現在的200多萬人;景區(qū)年經營收入從100多萬元提高到現在的6億多元,九寨溝的旅游資源得到了極大地開發(fā)。但是,與其他一些景區(qū)的過度開發(fā)以至旅游資源衰竭的情況不同,九寨溝堅持以生態(tài)旅游為核心理念,努力保護自然環(huán)境的秀麗和純凈。九寨溝景區(qū)的管理者,堅持以自然旅游資源的科學開發(fā)為出發(fā)點,全力向中外游客展現一個原始古樸、神奇夢幻的人間仙境,這里原始的生態(tài)環(huán)境、一塵不染的清新空氣和雪山、森林、湖泊組合成幽美的自然風光,成為全國唯一擁有“世界自然遺產”和“世界生物圈保護區(qū)”兩頂桂冠的圣地。九寨溝旅游開發(fā)的巨大成功,是與景區(qū)有效的生態(tài)旅游管理息息相關的。
一、景區(qū)管理理念的生態(tài)轉型
旅游資源通??梢苑譃閮深?即自然旅游資源和人文旅游資源,自然旅游資源主要是以自然界中的山水樹木、鳥獸蟲魚、奇石絕景等為載體。因此,在自然旅游資源為主的景區(qū)中,如何保護生態(tài)環(huán)境的原始、自然和完整,便成為擺在管理者面前亟待解決的問題。九寨溝景區(qū)秉承人與自然和諧共處的理念,始終堅持對九寨溝生態(tài)環(huán)境的強力保護和合理開發(fā),不為眼前的經濟利益放棄生態(tài)保護的長遠目標,為中外游客保存了一個原始古樸的自然環(huán)境,從而吸引著越來越多的中外游客前往參觀游覽。
為了貫徹生態(tài)旅游的理念,九寨溝成功地實現了“溝內游、溝外住”的構想。從2001年4月30日起,九寨溝關閉了景區(qū)內的所有賓館;2003―2004年,大規(guī)模拆除景區(qū)經營性房屋建筑和違章建筑12萬平方米,恢復植被2萬余平方米,有效遏制了景區(qū)城市化現象,維護了世界遺產地的真實性和完整性。同時,景區(qū)每年撥???36萬元作為景區(qū)居民的生活保障費,組織景區(qū)居民入股,建設并運營諾日朗旅游服務中心,優(yōu)先安排溝內居民從事保護、環(huán)衛(wèi)和相關旅游服務工作,保障居民利益,引導居民致富,有效解決了“保景”與“富民”的世界性難題。
九寨溝景區(qū)引入國際標準化管理,確立“綠色旅游”的新理念。九寨溝的“綠色旅游”將保護生態(tài)環(huán)境和綠色資源、滿足“綠色消費”的思想貫穿于整個旅游管理和發(fā)展中,主要表現在:科學測定環(huán)境承載量,實施“限量旅游”政策,嚴格控制日進溝游客數量;開通綠色環(huán)保觀光車,尾氣排放達到歐三標準,大大降低了汽車尾氣對九寨溝生態(tài)環(huán)境的影響;拆除景區(qū)內的所有旱廁,引入智能型全自動免水沖環(huán)保生態(tài)廁所和環(huán)保型車載式流動廁所,從而實現了景區(qū)內污染物零排放;景區(qū)內的諾日朗旅游服務中心以旅游咨詢、環(huán)境教育為主要功能;開發(fā)以綠色為主題的原始森林旅游路線等。九寨溝在旅游開發(fā)的同時,保證了旅游資源的可持續(xù)發(fā)展,促進優(yōu)秀文化精髓的傳播,將旅游和自然、文化、人類生存環(huán)境結為有機的整體。
九寨溝廣泛、深入地開展國際合作交流,使其生態(tài)旅游管理進一步向著國際化和現代化的方向轉變。其舉措包括:每年外派專業(yè)人士出國考察,不斷吸納先進的管理經驗,注重景區(qū)員工的素養(yǎng)提升,以改善景區(qū)服務質量;與美國華盛頓大學就環(huán)境工程、環(huán)境教育和森林生態(tài)學等內容進行科研合作;與四川大學和美國加州大學、優(yōu)山美地國家公園合作,成立“九寨溝生態(tài)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展國際聯合實驗室”;配合世界自然保護聯盟在九寨溝開展實地調研,并與建設部、中國風景名勝區(qū)協(xié)會、世界自然保護聯盟(IUCN)等共同合作開展“中國世界遺產地生物多樣性項目”研究。正是由于景區(qū)采取了科學、生態(tài)的管理方式,保持了九寨溝生態(tài)旅游資源的原始性和真實性,將自然的韻味與地域文化特色結合起來,才吸引了不計其數的游客慕名而來。
二、多元化的環(huán)境保護主體
在全國的其他一些地區(qū),自然景區(qū)內往往存在著景區(qū)內居民與景區(qū)管理者之間的利益沖突:一些景區(qū)管理局為了保護環(huán)境,往往限制或取締景區(qū)內的居民參與旅游服務業(yè)活動;而居民為了獲取自己的經濟利益,也時常置景區(qū)的生態(tài)保護于不顧,二者由此形成了緊張對峙的關系。
九寨溝景區(qū)從保護生態(tài)環(huán)境的角度出發(fā),采取了重要舉措扭轉這種常見的問題。九寨溝管理局認為,景區(qū)內居民是景區(qū)保護的動力,九寨溝人既然始終堅持“以旅游發(fā)展促進生態(tài)保護,以生態(tài)保護促進旅游發(fā)展”的理念,那么就必須想方設法將景區(qū)內居民納入到環(huán)境保護的體系之中,使之成為監(jiān)督、批評和參與的重要力量。為此,九寨溝開創(chuàng)了居民參與景區(qū)保護的管理新模式。九寨溝管理局通過倡導、引導、疏導、指導的方法,使溝內居民認識到保護九寨溝的緊迫感、危機感和責任感,增強其主人翁觀念和憂患意識,變被動的、強制的環(huán)保為居民自覺主動的參與;同時,不斷強化保護環(huán)境的相關規(guī)章制度,形成一個完善的保護機制,遇到問題有法可依、有法必依,從而大大減少了危害生態(tài)環(huán)境的問題的產生。
為了杜絕日常生活垃圾的污染,九寨溝管理局嚴格控制溝內餐廳等服務項目的數量,努力實現服務經營項目向溝外發(fā)展的目標,切實地避免景區(qū)的日常污染;杜絕外來人口對溝內餐廳、攤位的承包、租賃,限制外來人口遷入溝內,從而使環(huán)境保護和創(chuàng)造良好的治安環(huán)境落到了實處。為了實現多位一體的環(huán)境監(jiān)管目標,九寨溝景區(qū)管理局還以溝內居民為骨干,組建120余人的“3隊10站”:護林防火專職消防隊、環(huán)境衛(wèi)生隊、保護區(qū)道路養(yǎng)護隊,長海、日則、諾日朗等七個保護站、生物病蟲害監(jiān)測站、環(huán)境監(jiān)測站、泥石流監(jiān)測站,從而使保護任務落到實處。九寨溝這種以保護為前提和維護居民利益相一致的管理模式,以規(guī)范的行政手段、開放的經濟手段和嚴格的法律手段及當地居民的高度自覺,顯示出了強有力的生態(tài)環(huán)境保護功能。
三、精細化的景區(qū)管理舉措
為了保護生態(tài)環(huán)境,九寨溝景區(qū)從日常工作的細微之處著手,采取了一系列的措施。2003年3月,九寨溝管理局出臺了一項新舉措――實施精細化管理。要求景區(qū)員工做到“六精”(精神、精華、精髓、精品、精密、精通)和“五細”(細分市場和客戶、細分職能和崗位、細分每一個管理、細化程序和環(huán)節(jié)、細化成本控制),立足于細,扎根于實。通過具體的細節(jié),一方面,可以讓游客體會到一流景區(qū)的人性化服務,增加對九寨溝的滿意度、信譽度、美譽度和忠誠度;另一方面,則可以使生態(tài)環(huán)境保護的理念真正地落到實處,讓每一個管理者、每一個工作人員、每一個景區(qū)居民乃至每一個游客都樹立起保護自然環(huán)境的觀念。
“六精”中的“精華”體現了生態(tài)理念的內涵?!熬A”是指有效地創(chuàng)造、運用、輸出景區(qū)先進文化精華(九寨溝自然文化、民俗文化、管理文化)、技術精華、智慧精華等,全面掌握本行業(yè)的先進技術,通過不斷的科學研究,使其具有處于領先行業(yè)地位的核心技術,有力促進景區(qū)的全面、快速、健康的發(fā)展。這種創(chuàng)造、運用、輸出景區(qū)先進文化精華的理念,在九寨溝管理文化的實踐中得到了鮮明的體現。九寨溝景區(qū)一方面是運用、借鑒國內外的先進生態(tài)旅游管理經驗,另一方面又創(chuàng)造性地總結和傳播自己的生態(tài)旅游管理舉措,從而形成一種相互學習、共同提高的文化氛圍。
“五細”之中則包括:細分組織機構中的職能和崗位、健全和完善內部管理體系,使責權利明確,并落實到位;細分每一個戰(zhàn)略、決策、目標、任務、計劃、指令,采取層層目標管理,使之落實到人;細化全局管理制度的制定、實施、控制、檢查、激勵等程序、環(huán)節(jié),做到制度到位。在生態(tài)旅游管理實踐中,九寨溝景區(qū)管理者真正地將生態(tài)保護的理念融入九寨溝旅游的全過程之中,使游客不僅是生態(tài)旅游的消費者和主體,而且也逐漸轉變成為生態(tài)保護和景區(qū)環(huán)境工作的監(jiān)督者、批評者,以此構建一個管理者與游客相互監(jiān)督的新局面。為了幫助游客建立生態(tài)觀念、強化生態(tài)旅游中的教育功能,九寨溝生態(tài)旅游景區(qū)設計了一些專門用來提高游客生態(tài)保護意識的旅游項目及輔助措施,切實有效地建立起從管理者、工作人員、景區(qū)居民到普通游客的多位一體的生態(tài)保護機制。
同時,九寨溝景區(qū)還采取一系列措施加強自然環(huán)境保護和管理。景區(qū)管理局設置了專門的保護機構,配備專職人員對景區(qū)進行科學化管理、維護、調查、觀測、監(jiān)測、研究,遇到有損于生態(tài)環(huán)境的事情及時處理,并強化保護措施;景區(qū)管理局還依法建立健全保護區(qū)的規(guī)章制度和管理措施,將生態(tài)保護的理念細化到一條條具體的規(guī)章制度中。
九寨溝景區(qū)被譽為“世界最佳生態(tài)旅游目的地之一”,其成功的景區(qū)管理經驗,值得國內其他旅游景區(qū)學習和借鑒,是中國生態(tài)旅游管理和發(fā)展的典范。
參考文獻:
[1]任嘯.自然保護區(qū)的社區(qū)參與管理模式探索――以九寨溝自然保護區(qū)為例[J].旅游科學,2005,(3):16-19.
關鍵詞:數字環(huán)保 架構設計 環(huán)境管理
中圖分類號:X32.029 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)08-0124-05
我國的環(huán)境保護有四大環(huán)節(jié),即環(huán)境治理、環(huán)境監(jiān)控、環(huán)境管理和環(huán)境決策,它們構成一個閉合的、雙回路的循環(huán)體系,如(圖1)。其中后三個環(huán)節(jié)都直接與環(huán)保信息化有關,但是我國的環(huán)境保護尚沒有構成有效的循環(huán),這是環(huán)境保護的薄弱所在,也是困難和壓力所在[1]。
面對經濟的多元化迅猛發(fā)展,伴隨的環(huán)境問題錯綜復雜,給人們對環(huán)境問題的掌握和環(huán)保管理的決策造成了巨大的困難,尤其是當這種問題具有無序性、海量性、交錯性和無限時域性時,超出了人類的認知判斷能力就成為必然。處理這種關聯性與漸變性極強、時空跨度極大的問題,就需要新思路、新方法和新技術,“數字環(huán)?!闭窃谶@樣的背景下,來源自“數字地球”范疇的近十年來人類在環(huán)境信息化方面的最新研究應用技術,是解決環(huán)境問題的最新且最實際的方法之一。
只有通過深入推進環(huán)境信息化建設,才能實現環(huán)境信息采集、傳輸和管理的數字化、智能化、網絡化,最終推動各類環(huán)境問題得以有效解決[2]。因此,加快以“數字環(huán)?!睘橹攸c的環(huán)境信息化建設,是實現環(huán)境管理科學決策和提升監(jiān)管效能的基本保障,也是建設服務型機關的重要手段,歸根是建設生態(tài)文明社會的內在要求。
本文旨在介紹為適應省市縣三級環(huán)境管理的迫切需要,融入當前新興信息技術,實現的新型“數字環(huán)?!毕到y(tǒng)設計研究情況,包括架構設計、技術應用創(chuàng)新和功能實現特色等。
1 總體設計
1.1 “數字環(huán)?!钡母拍?/p>
“數字環(huán)?!本褪抢脭底旨夹g、信息技術和虛擬現實技術手段, 對環(huán)保的數據要求和業(yè)務要求進行深入的挖掘和整理,實現對環(huán)保業(yè)務的嚴密整合和深度支持,而最大程度地提高環(huán)保信息化水平、監(jiān)管執(zhí)法水平、工作協(xié)同水平和創(chuàng)新水平,使環(huán)保工作科學化、規(guī)范化、公眾化的一項系統(tǒng)工程[3]。
1.2 系統(tǒng)規(guī)劃目標
針對省市縣環(huán)保系統(tǒng)普遍存在的業(yè)務數據“分而散”、環(huán)境監(jiān)控要素“孤而少”,缺乏決策支持手段等問題,制定了本“數字環(huán)?!毕到y(tǒng)建設的目標,具體目標主要如下:
(1)提高數據應用能力:把分散的環(huán)評、監(jiān)測和監(jiān)察等環(huán)境管理信息和污染源、環(huán)境質量等監(jiān)測信息相整合,形成“邏輯上集中、物理上分散”的環(huán)境數據中心,并實現環(huán)境管理“一張圖”的新模式;
(2)提高監(jiān)控、監(jiān)測能力:實現對污染源和環(huán)境質量常規(guī)、自動、應急等監(jiān)測數據采集,為總量控制、排污收費、環(huán)境監(jiān)管、環(huán)境規(guī)劃等環(huán)境管理業(yè)務提供基礎信息,同時對大氣污染、水污染、固體廢物污染預測模型進行研究;
(3)提高應急管理能力:按照“事先預警應急管理”模式,做到環(huán)境常規(guī)管理與環(huán)境突發(fā)事件應急管理的結合,實現超標預警和移動監(jiān)察等能力;
(4)提高政務服務能力:通過內外網統(tǒng)一門戶,對內為環(huán)境管理與綜合決策提供全方位的信息服務支持,對外為企業(yè)、公眾和政府相關部門提供“一站式”的環(huán)境信息服務。
1.3 系統(tǒng)總體架構設計
為順利完成上述目標,本“數字環(huán)?!表椖拷ㄔO工作將從全省環(huán)保部門的各項業(yè)務實際需求出發(fā),結合當前主流和先進的技術路線,按照“整體規(guī)劃、分布實施、急用先行、務求實效、持續(xù)完善”的思路進行設計開發(fā)。系統(tǒng)總體架構如(圖2)所示,分基礎資源層、應用支撐層、應用系統(tǒng)層、全媒體交互層四個層次構建,主要包括“一個中心、兩個平臺、兩個門戶、多個應用”。
(1)一個中心。環(huán)境數據中心是整個數字環(huán)保系統(tǒng)的核心,對分散的各類環(huán)境信息數據進行集成,提供統(tǒng)一的數據管理、共享交換、分析挖掘、信息,為環(huán)境業(yè)務監(jiān)管和決策提供有效的數據服務。
(2)兩個平臺。1)GIS 平臺:地理信息系統(tǒng)(GIS)是數據的空間圖形展現,實現污染源基本信息、污染源監(jiān)測數據、應急預警等環(huán)保數據與地理空間信息關聯并能在“一張圖”上進行展示,為環(huán)保工作者提供直觀、高效、便捷的管理手段。2)基礎設施平臺:分為基礎運行環(huán)境層與基礎感知層?;A運行環(huán)境層是環(huán)境信息化的軟硬件基礎,基于云計算技術為各類業(yè)務應用和數據庫系統(tǒng)等提供運行環(huán)境,確保數字環(huán)保項目的各業(yè)務應用系統(tǒng)和數據庫系統(tǒng)安全、可靠地運行?;A感知層是使用物聯網技術進行大氣、水環(huán)境自動監(jiān)測、污染源自動監(jiān)控、視頻監(jiān)控的設備設施,支持異構系統(tǒng)數據的傳輸和交換。
(3)兩個門戶。分為內網應用門戶和外網公眾服務門戶。通過環(huán)境內網應用門戶建設,實現面向貴州省環(huán)保廳各類用戶的統(tǒng)一身份認證,達到“一次登錄,全網通行”,避免應用系統(tǒng)間的重復登錄。外網公眾服務門戶建設省、市、縣三級的門戶網站群,完善環(huán)保政府網站公網服務系統(tǒng),為社會公眾、企業(yè)提供良好、便捷環(huán)保政務公開服務。
(4)多個應用。主要包括綜合行政辦公系統(tǒng)、環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境應急信息管理系統(tǒng)等。綜合行政辦公系統(tǒng)集成已建行政管理系統(tǒng),功能包括日常辦公系統(tǒng)、行政許可審批系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)、移動辦公系統(tǒng)等。自動監(jiān)控系統(tǒng)主要包括污染源和環(huán)境質量自動監(jiān)控,可實現重點污染源企業(yè)實時監(jiān)測數據監(jiān)控、超標預警、監(jiān)測報表統(tǒng)計等功能。環(huán)境應急指揮系統(tǒng)為環(huán)境污染突發(fā)事件的應急處理與調度指揮提供統(tǒng)一支撐,前期重點建設囊括法律法規(guī)、應急預案、污染物理化知識庫、應急專家和物資等在內環(huán)境應急資源庫,及環(huán)境監(jiān)察使用的移動執(zhí)法系統(tǒng)。
1.4 系統(tǒng)總集設計
系統(tǒng)集成策略為:標準先行,數據集成,業(yè)務關聯,單點登錄。重點包括以下幾個方面:
(1)流程集成:對于跨部門、跨信息系統(tǒng)且需要協(xié)同工作的業(yè)務需要進行流程集成,設計思路是工作流平臺將應用邏輯和過程邏輯分離,可以不修改具體功能,只修改過程模型來改變系統(tǒng)功能,實現對環(huán)境業(yè)務部分或全部過程的集成管理,有效地把人、信息和應用工具合理組織在一起,提高軟件的重用率,發(fā)揮系統(tǒng)的最大效能。
(2)數據集成:主要指基于分散的子環(huán)境管理系統(tǒng)業(yè)務數據進行再集中、再統(tǒng)一管理和挖掘分析的過程,通過數據集成工具(ETL)將數據處理分為抽取、轉換、清洗、加載、容錯處理五個步驟,只要有新的、不同的數據產生,就不斷重復執(zhí)行數據集成的步驟。
(3)服務集成:主要提供統(tǒng)一的賬戶管理、身份認證和分級權限管理等功能,其主要應用目標是為不同應用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的身份認證服務,解決多個業(yè)務應用系統(tǒng)的用戶統(tǒng)一認證問題,實現單點登陸、訪問控制、并采用相關的安全機制增強用戶身份認證過程的安全性;
(4)展現集成:將各子信息系統(tǒng)集成在一起,以統(tǒng)一的方式給用戶,包括流程統(tǒng)一、界面統(tǒng)一,實現信息的集中訪問。
2 關鍵子系統(tǒng)模塊設計
2.1 環(huán)境數據中心平臺
環(huán)境數據中心是“數字環(huán)保”的核心部分,既要滿足各業(yè)務部門間協(xié)同辦公提供數據支持的業(yè)務要求,同時又要兼顧為環(huán)境決策提供科學依據的功能需求。
環(huán)境數據中心完成對各種環(huán)保業(yè)務數據的采集,與各業(yè)務部門的現有業(yè)務系統(tǒng)可靠地進行數據交換,在數據資源規(guī)劃的基礎上建立數據體系和數據庫體系,形成基礎數據庫、主題數據庫、元數據庫、指標庫和公共代碼庫,通過對基礎庫數據進行深入挖掘分析,為數據分析和數據服務提供支撐。環(huán)境數據中心的主要功能結構如(圖3)所示。
2.2 環(huán)境地理信息系統(tǒng)平臺
環(huán)境地理信息應用系統(tǒng)是集海量、多源異構空間信息資源的整合、管理、、WEB服務、應用搭建為一體的完整的解決方案,是實現應急指揮調度、日常監(jiān)管監(jiān)控的核心,該系統(tǒng)將滲透貫穿于各個子系統(tǒng)之中。系統(tǒng)利用GIS技術、數據庫管理(RDBMS)技術以及計算機網絡技術,采用C/S和B/S相結合的結構體系,建立多尺度、多分辨率且更新及時的空間基礎數據庫和企業(yè)、自動監(jiān)測站三維精細模型,通過整合基礎地理信息數據、環(huán)境專題空間數據及關聯的各類環(huán)境管理業(yè)務數據,實現業(yè)務數據庫與地理空間信息關聯并能在“一張圖”上進行展示。在此基礎上,支撐各個業(yè)務系統(tǒng)中GIS功能的實現,包括定位、空間查詢分析、專題圖展示、GIS監(jiān)控、模型模擬等。
GIS平臺包括基礎地圖管理、地圖基本操作、地圖服務子系統(tǒng)、專題圖管理、綜合分析、環(huán)境模擬及預測等功能。
2.3 綜合行政辦公系統(tǒng)
綜合行政辦公系統(tǒng)系集成建設項目審批、建設項目生產、建設項目驗收、排污許可、排污收費、污染源日常管理、限期整改、限期治理、行政處罰、環(huán)保、固體廢物轉移管理、核與輻射管理、專項資金管理、科研管理等等多個業(yè)務系統(tǒng),采用專用的工作流引擎,將環(huán)保系統(tǒng)各部門相關業(yè)務以人物的形式為驅動,而開發(fā)的一體化的業(yè)務管理系統(tǒng),便于對業(yè)務辦理進行跟蹤、督辦及考核。
系統(tǒng)從污染源產生開始,就將相關環(huán)評、驗收等信息轉入后續(xù)監(jiān)管部門共享,并自動歸聚同一污染源的監(jiān)測監(jiān)察信息,動態(tài)反映污染源的管理狀況;同時加強對環(huán)境質量數據的監(jiān)測評價管理,在污染源排污狀況與環(huán)境質量狀況之間建立關聯,達到通過對點源的管理改善宏觀環(huán)境質量的目標。
2.4 環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)
環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)對污染源、地表水自動監(jiān)測站、空氣質量自動監(jiān)測站、城市噪聲自動監(jiān)測站等主要污染因子及工況參數進行實時在線監(jiān)測,完成對在線數據與視頻監(jiān)控圖像數據的實時采集、入庫、整理、保存、分析及基于地理信息系統(tǒng)的展示,依托污染物排放預警技術, 形成省、市、縣三級連通環(huán)境自動監(jiān)控體系,最終為“削減總量、改善環(huán)境質量、防范風險”的目標提供科技支撐。
2.5 環(huán)境應急信息管理系統(tǒng)
根據環(huán)境突發(fā)事件應急處置工作的實際需求,初步搭建符合全省環(huán)境應急管理的信息化框架,實現環(huán)境應急的法規(guī)、專家、物資庫等信息的集中統(tǒng)一管理,為應急指揮調度、事后評估提供支撐。
詳細建設目標主要包括:
(1)滿足全省應急指揮部門實際應用需要,重點放在應急基礎信息管理,為環(huán)境應急指揮提供必要的信息支撐,實現對應急預案等信息的維護管理,具備便捷的數據更新功能,確保數據的有效性。
(2)建立面向全省省環(huán)境保護工作的應急知識庫,對應急相關的預案、檔案、案例、知識、專家資源、法律法規(guī)進行體系化管理,在突發(fā)應急事件發(fā)生后,工作人員能夠快捷地查詢出應急處置知識,配合應急預案,輔助應急指揮工作。
(3)能夠實現對環(huán)境應急指揮調度工作進行輔助支撐,對應急任務分配等信息進行管理,使指揮調度人員準確掌控全局,提升應急處理的效果。
(4)能夠實現應急處置過程的事后評估與備案,及時對突發(fā)事件應急處置每個環(huán)節(jié)的狀況信息、處置信息等進行歸檔管理,便于后期的備查。
2.6 統(tǒng)一門戶
內網綜合業(yè)務門戶系統(tǒng)為綜合辦公自動化系統(tǒng)、環(huán)境業(yè)務協(xié)同管理系統(tǒng)、移動執(zhí)法及辦公系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)、應急指揮管理系統(tǒng)、GIS平臺應用系統(tǒng)等提供了一個應用集成的統(tǒng)一平臺,通過門戶平臺集成在一起,實現公文流與業(yè)務流的融合,達到協(xié)同協(xié)作的目的;單點登錄的實現為用戶簡化了操作復雜性;給用戶提供更快捷、更方便的應用訪問途徑。包括用戶管理,統(tǒng)一身份認證、單點登錄、應用集成、門戶定制、全文檢索、內、部下載、信息管理、內部論壇、頻道/欄目管理等功能。
外網公眾服務門戶實現了“一站式”政府門戶網站,突出了信息公開、在線辦事、公眾 專題專欄和環(huán)保天地等欄目,另外建立了工作人員業(yè)務處理平臺,以便及時處理企業(yè)在線申請以及公眾的各類互動要求。
3 技術路線
3.1 技術路線原則
本系統(tǒng)采用Java EE作為系統(tǒng)的技術路線和技術架構,滿足系統(tǒng)多平臺的可移植和可擴展要求,系統(tǒng)整體采用B/S架構,移動終端與支撐平臺采用C/S架構,基于環(huán)保專網進行部署運行,采用HTTPS通信保障安全,傳輸XML格式數據。系統(tǒng)開發(fā)的主要工程性原則有:
(1)堅持面向服務(SOA)的系統(tǒng)架構設計思想;
(2)堅持面向對象(OOAD)的系統(tǒng)分析設計方法;
(3)堅持面向方面(AOP)的編程方法;
(4)堅持中間件的系統(tǒng)構建原則;
(5)堅持MVC的系統(tǒng)分離原則;
(6)堅持基于模式的設計原則。
在調查分析應用需求、數據構成和工作流程的基礎,以設計依據為標準,結合工作流、自定義查詢、GIS與MIS無縫集成技術,詳細設計系統(tǒng)功能,確保數據和系統(tǒng)功能的詳細性和完備性,滿足使用部門的需要。
3.2 技術應用創(chuàng)新
(1)基于云計算的應用。目前,云計算沒有統(tǒng)一的定義。一般情況下,云計算(Cloud Computing)就是并行式計算(Parallel Computing)、分布式計算(Distributed Computing)和網格計算(Grid Computing)的進一步擴展,主要通過大量計算機集群的計算處理能力和存儲能力,將用戶待處理的各種計算任務和存儲服務,提交到眾多計算機所組成的龐大系統(tǒng),經分析、計算和存儲,最后將實現結果反饋給用戶[4]。云計算應用可分為軟件即服務(SaaS)、平臺即服務(PaaS)、基礎設施即服務(IaaS),實現的關鍵技術包括虛擬化技術、Web服務、SOA技術、并行編程模型等。針對原先環(huán)保部門典型傳統(tǒng)機房的實際狀況,每一個業(yè)務和應用都有相應的物理服務器,隨著業(yè)務系統(tǒng)不斷豐富,導致總體采購、維護成本攀升,利用率低,缺乏靈活性、容災手段等問題,本“數字環(huán)保”基于虛擬化技術的服務器整合解決方案,采用業(yè)內成熟穩(wěn)定的虛擬化軟件將物理服務器和存儲進行虛擬化,形成統(tǒng)一的計算資源池和存儲資源池,大幅度簡化服務器群管理的復雜性,提高整體系統(tǒng)的可用性,降低系統(tǒng)總成本。虛擬化平臺具有資源動態(tài)調整、虛擬HA、虛擬機動態(tài)部署遷移、虛擬備份等全方位功能。
(2)基于物聯網的應用。物聯網就是在互聯網的基礎上,通過射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描儀等各種信息傳感設備,按照約定額協(xié)議,將任何對象魚互聯網相連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡[5]。本工程基于3S、3G、物聯網、視頻等技術,將自動監(jiān)控設備嵌入到各種環(huán)境監(jiān)控對象(物體)中,建立以重點污染源自動監(jiān)控、廢水監(jiān)控、廢氣監(jiān)控、危險固廢視頻監(jiān)控、輻射環(huán)境監(jiān)控站視頻監(jiān)控等為重點的污染源監(jiān)控與應用GIS技術管理業(yè)務信息系統(tǒng),實現人類社會與環(huán)境業(yè)務系統(tǒng)的融合,以更加精細和動態(tài)的方式實現環(huán)境管理和決策的“智慧”。
(3)基于移動互聯網的應用。隨著無線網絡的飛速發(fā)展,移動互聯技術在我國政府信息化領域得到深入應用,環(huán)保移動互聯應用為環(huán)境管理工作又快又好的發(fā)展提供可靠的技術支撐和便捷的信息服務。本項目移動應用包括移動應用基礎框架、移動門戶、移動辦公、移動執(zhí)法等部分。1)建立移動應用基礎框架:基于移動通訊、GPS定位等技術,建設集設計、開發(fā)、測試、和管理的一體化的具備安全性高、可靠性好、適應性強的環(huán)保移動互聯綜合應用開發(fā)框架,它提供這樣一些基礎服務:①網絡接入服務:建立服務端的斷點續(xù)傳服務和數據解壓縮服務;②安全服務:采用加密方式和多重驗證用戶登錄驗證,建立VPN網絡進行數據傳輸,保障網絡的安全和高效;③用戶權限服務;④消息推送服務:建立基于IP技術和短信技術的消息推送服務;⑤智能更新。2)建立移動門戶,集成移動辦公系統(tǒng)及數據中心移動,并可查看環(huán)境熱點和輿情等信息,可自主定制門戶界面。3)建立移動辦公,實現本期項目各子系統(tǒng)移動處理能力,工作人員可通過移動終端處理日常辦公及行政審批事項,對待辦公文和行政審批事項進行流程處理,實現收發(fā)文的管理,從而提高整個環(huán)保部門的辦公效率和服務水平。4)建立移動執(zhí)法,以移動終端設備為載體,實現省本級和各個市(州)轄區(qū)內信息查詢(環(huán)境管理數據、執(zhí)法規(guī)范數據)、現場執(zhí)法(現場數據采集、執(zhí)法文書生成)、任務管理(常規(guī)任務和臨時性任務定制、發(fā)送、預警)、稽查考核和隊伍管理(考勤、痕跡、軌跡、目標管理等)等功能;為現場執(zhí)法提供技術支持。
4 系統(tǒng)模塊實現與特點介紹
4.1 數據標準規(guī)范化
制定環(huán)境信息標準化體系,就是要保障系統(tǒng)的整體性、資源的優(yōu)化配置與合理布局,最終實現數字環(huán)保系統(tǒng)建設目標。在遵循國家、環(huán)境保護部已經的信息資源相關標準的基礎上,建設應用標準、信息資源標準、網絡基礎設施標準、信息安全標準、管理標準等標準規(guī)范,從而指導應用系統(tǒng)的建設,標準規(guī)范體系建設內容如(圖4)所示。
數據是信息資源的重要表現形式和信息載體,數據標準是標準體系建設過程的關鍵環(huán)節(jié)。包括元數據標準、數據字典標準、分類編碼體系標準、數據交換標準、數據目錄體系標準。本系統(tǒng)在《環(huán)境信息分類與代碼》標準的約束下,設計出符合本次數據中心建設要求的數據體系。對于各個業(yè)務系統(tǒng)使用的各類代碼,包括行業(yè)代碼、污染物代碼、建設性質、企業(yè)性質、企業(yè)規(guī)模等,進行規(guī)范化,保障整合后的數據不會有歧義。同時結合國家環(huán)境信息標準規(guī)范,制定數據服務交換規(guī)范。為數字環(huán)保系統(tǒng)建設和運行的開放性、可擴展性以及可維護性提供相應的體系保障。(圖5)為一企一檔在數據中心中實現的數據格式規(guī)范。
4.2 數據應用產品化
數據應用產品化,主要通過對數據中心的籌建,將各個業(yè)務系統(tǒng)(如建設項目審批、在線監(jiān)控、監(jiān)督性監(jiān)測、行政處罰、環(huán)境、排污許可、污染源普查數據、移動執(zhí)法等業(yè)務數據庫)通過ETL技術進行數據比對、補錄、關聯應用,交換到中央數據庫,不僅通過中央數據庫形成數據初級產品(如統(tǒng)一代碼管理、統(tǒng)一對象管理、一廠一檔展示、各類數據查詢、簡單統(tǒng)計分析等初級產品應用),供用戶查詢使用。而且還可實現各類高級信息資源主題庫,如污染源、排污收費、移動執(zhí)法、環(huán)境、在線監(jiān)測等信息產品庫,最終形成高級信息產品(如各類主題分析、輔助應急、全省水環(huán)境質量變化趨勢、全省空氣PM2.5變化趨勢、場景化分析產品等高級數據應用產品),讓省廳各業(yè)務處室及直屬單位可以簡便智能地使用本產品。(圖6)為環(huán)境質量分析主題產品。
4.3 門戶桌面云端化
本項目門戶建設包括外網門戶和內網門戶,系統(tǒng)通過單點登陸形式實現統(tǒng)一用戶入口,通過云桌面的形式實現門戶桌面的云端化,基于分布式云計算存儲技術,集成互聯網精華應用,依托高度加密算法,為各個層次用戶提供互聯網上最簡便、豐富的環(huán)境信息服務。(圖7)為門戶桌面云端化界面。
4.4 應急防范智能化
智能化:系統(tǒng)基于數據中心數據信息產品的支撐,針對某一具體的突發(fā)事件,通過建立完備的應急知識和應急案例數據庫,將應急處置常識按照突發(fā)事件發(fā)生演化的時空順序和特征進行依次分類存儲。運用智能化技術建立應急處置模型,智能分析突發(fā)事件發(fā)展的各個階段所應處置措施,形成高度智能化的突發(fā)事件應急處置應對系統(tǒng)
實時化:系統(tǒng)綜合運用GPS技術、物聯網技術等現代化定位跟蹤技術,實現應急預案各種相關資源信息的實時動態(tài)跟蹤,開發(fā)更加精確的突發(fā)事件監(jiān)測和參數提取技術手段,使應用系統(tǒng)中的突發(fā)事件模擬更加貼近其真實演化過程,實現事故現場信息上傳實時化,并確保分析結果的準確性(圖8)。
4.5 移動應用多元化
本系統(tǒng)支持多種移動應用端,包括基于Android系統(tǒng)終端的移動應用、基于IOS系統(tǒng)終端的移動應用、基于WIN8系統(tǒng)終端的移動應用,實現移動應用多樣化,消除了信息管理過程中的場所、網絡等限制。(圖9)為在線監(jiān)控移動執(zhí)法終端系統(tǒng)中的應用。
5 結語
本文詳細介紹了新型省級“數字環(huán)?!钡募軜嬙O計、技術應用創(chuàng)新和功能實現特色。與以往類似系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)充分利用了云計算、物聯網、移動互聯網等新興技術, 極大擴展了系統(tǒng)的可應用性, 增強了系統(tǒng)的生命力, 受到了用戶的歡迎。
該系統(tǒng)的建設和應用,實現了省級環(huán)保部門“一個桌面、一張圖、一張網、一個數據中心”工作管理平臺,形成了上連環(huán)境保護部,下通直屬單位與市州局(含區(qū)縣),橫向對接省直相關部門,并能向公眾互動環(huán)境信息的業(yè)務全覆蓋、信息全整合支撐體系。該體系可有效消除信息“孤島”,協(xié)同環(huán)境管理業(yè)務;實現環(huán)境突發(fā)事件預警應急、完善處置方案、指揮聯動;改變規(guī)劃環(huán)評、項目審批過程中基本靠經驗和膽量來定奪的情況,輔助環(huán)境管理決策過程,使得環(huán)境保護工作更具有科學性和預見性,有效促進全省人口、資源與環(huán)境、經濟的協(xié)調發(fā)展。
參考文獻
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關鍵詞:化學;對話教學;設計
文章編號:1005-6629(2011)01-0019-04
中圖分類號:G633.8
文獻標識碼:B
1 問題的提出
對話作為人類存在的一種重要方式。最早可以追溯到古希臘以及中國的春秋戰(zhàn)國時期。蘇格拉底的“產婆術”、孔子的啟發(fā)式教育和百家爭鳴都是以對話為基本特征。對話是人類生存的必需。是人與人交流思想和情感的主要方式。在對話教學中,通過教師、學生、文本三者之間有意義的交流,實現師生精神的相遇和經驗的共享、師生雙方達到認識共振、情感共鳴、思維同步,它植根于多元智能理論、教學交往理論、建構主義理論、合作學習理論和學習化社會與終身學習理論等教育理論的基礎上,對話教學是體現現代教學理念的一種教學形態(tài)。
2 化學對話教學的設計策略
2.1 教師與學生的對話
2.1.1 “問答”式對話教學
問答式是在教學中運用頻率最高的師生對話的策略,也是最容易普及推廣于課堂的教學形式。其操作程序簡單淺顯,一問一答的形式貫穿始終。教師借助這種問答方式,引領求知者找尋答案。問答式對話教學實施的關鍵是教師能夠設計出引導學生探求真知的問題,并在一定程度上做到有的放矢。
如:在“鈉與水的反應”教學中,教師先演示鈉與水反應的實驗并通過投影儀放大,可就如下問題:鈉塊為什么要保存在煤油中:為什么可用小刀切割鈉塊:小鈉塊為什么會浮在水面上:小鈉塊為什么能熔化成一個閃亮的小球并在水面迅速滾動發(fā)出嘶嘶的響聲:產生了大量的氣體:預先滴有酚酞的水溶液變紅了。和學生展開一問一答的對話與交流,從而得出鈉的硬度小、密度小、熔點低;鈉的化學性質很活潑,和水反應劇烈,有氫氣產生并生成氫氧化鈉。
2.1.2 “啟發(fā)”式對話教學
在啟發(fā)式對話教學中。教師在學生學習過程中只是扮演一個點撥者的角色。不再過多地干預學生的學習思考過程。而是提供給學生獨立思考、自由探索的廣闊空間和充足時間,學生在教師的啟發(fā)下自主探究,并運用相關知識和經驗解決疑惑。攻克難關,從而體會到成功的喜悅。而教師在此過程中也同樣得到了許多啟迪,實現了教學相長的目的。
案例:用多媒體在屏幕上展示一望無垠的蔚藍色海洋,它以海納百川的博襟蘊藏了豐富的人類所需的資源,由教師啟發(fā),引導學生之間開展對話交流,達成共識,發(fā)現和提出一些新問題:如怎樣合理有序地開采海底石油和天然氣?若從海水中制得食鹽、燒堿、氯氣、漂白粉、鎂、溴、鉀、鈾和重水及其化工產品有何方法?怎樣開發(fā)潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電?怎樣用低成本的方法制取淡水和使用海水進行循環(huán)冷卻?在海洋資源的開發(fā)利用中我們在環(huán)保方面應注意些什么?
采用多媒體演示和啟發(fā)等手段。讓學生置身于其中進行探究和對話。它把形象思維和抽象思維有機地結合起來,使學生在研究這程中興趣濃厚。主動探究。
2.1.3 “討論”式對話教學
討論式對話教學,是建立在師生關系平等的基礎上,依存于和諧、民主及寬松的討論氛圍。討論的主題通常由教師啟動。向學生輻射擴散。爾后由師生共同深入探討。在討論過程中,學生既可以各抒已見,暢所欲言,使智慧的火花不斷碰撞,又能活躍思維,借鑒思想,使具有創(chuàng)意的觀點啟迪更多的學生,因而這一教學方式可使學生擴展思路。培養(yǎng)多角度全方位看待問題的習慣。
如討論:“哪一只蠟燭先熄滅”,點燃桌面上一高一低兩支蠟燭,用透明玻璃罩罩住,問哪一支蠟燭先熄滅?學生熱烈討論后動手做實驗,結果是長蠟燭先熄滅:教師引導學生討論實驗結果:推論的關鍵是看CO2氣體是上升還是下降;查閱密度表,得知CO2氣體密度大;推出,蠟燭燃燒時產生CO2氣體的溫度比周圍空氣溫度高得多,熱氣體上升,因此長的蠟燭先熄滅;有學生提出另一個問題,玻璃罩的大小和蠟燭的長短是否影響問題答案?教師表揚了這位學生,布置同學們在課后作進一步的探究和討論。
討論式對話教學對教師的組織、監(jiān)控能力要求很高,因為當討論內容不斷擴充膨脹時,討論容易出現大相徑庭、對立相斥的情況,走向避重就輕、偏離主題的誤區(qū)。教師在這種情況下應能虛懷若谷、客觀公正地看待學生的觀點,并及時引導學生回歸主題。
2.2 學生與學生的對話
生生對話教學是指學生之間圍繞某一共同主題所展開的討論與交流。由于學生在年齡、心理發(fā)展和認知水平等方面的相似性,因而在共同對話、探究過程中更容易產生心理安全感。這種安全感能使他們沒有了跟教師對話時的那種緊張和拘束。學生更容易充分表達自己的看法與觀點、貢獻自己的智慧。在交流、對話和研討中,學生學會了與他人對話和合作共同探討問題。學會了跟同學分享研究的成果。學會了欣賞、理解和尊重他人。學會了與他人進行辯論,學會了交流溝通、演講與口才的技能,學會了化學科學研究的方法。學會了客觀地分析問題和辯證地思考問題。
2.2.1 “活動”對話式教學
這種教學形式是在課堂教學中以角色扮演、講故事、化學魔術表演、主題班會、演講會和辯論賽等形式出現。
如在“改善大氣質量”一節(jié)的教學中,先運用多媒體在屏幕上展示煤的燃燒、汽車尾氣的排放等。然后,學生分組開展實驗(見表1),并討論下列問題:①S02對“雨水”的酸度有什么影響?②根據模擬實驗結果,推測酸雨對雕塑、建筑、森林和水稻等會產生哪些影響?
2.2.2 “問題”對話式教學
研究性學習從選題、設計方案、開發(fā)利用資源到探索研究結論。一般都由學生自己操作。通過生生問的互動對話,學生與社會、生活問的對話來完成,它充分體現了學生學習的自主性。拓寬了學生的知識面和對話空間,是課堂教學的拓展和延伸。
課題:“湘江河水的水體調查和污水處理”
首先分小組制訂調查方案和研究步驟:通過查閱資料,掌握相關水質測量的項目(如水溫、pH、溶解氧、微量元素種類、各種鹽、懸浮顆粒、細菌含量、微生物種類等)、污水處理的方法(如混凝法、中和法、沉淀法和氧化還原法等),訪問環(huán)保部門、自來水公司、科研所和高等院校的有關專家,并接受他們的指導:取來湘江河水,進行水質測量和污水的簡單處理:在討論中分析不同方案的優(yōu)劣并對實驗數據進行處理,然后提交改良水體水質的報告:教師依據學生在研究中的表現及報告給予評價:最后將報告寄給市環(huán)保部門,還可對校內師生、附近工廠和社區(qū)居民進行環(huán)保知識的宣傳和教育。
2.3 教師與文本的對話
教師對文本領悟的深度和廣度決定了教學質量。這就要求教師在備課的時候要充分地深入到文本之中,用自己的心真正獨立地感受、體驗和解讀文本。從整體上理解化學課程內容并內化成自己的知識結構。從學生的認知特點和教材的邏輯結構的關系,分析教材的重點和難點,從而確定對話的主題。教師要很好地理解文本內容。除了扎實的化學專業(yè)知識外,還需要有豐厚的文化底蘊?,F代科學技術發(fā)展迅速。各種化學知識會通過電視、網絡和報刊等各種媒介傳播開來。學生獲得的各種化學信息也會在課堂中反映出來。使教師面臨很多意想不到的問題:另外,各學科之間相互滲透和課程綜合化趨勢日益明顯。因此,教師必須學習更多相關學科的知識,豐富自己的知識結構以便更好地理解課程內容。
如:在“纖維素的水解”中,酸的濃度增加和反應溫度升高,有利于水解。但是,當硫酸達到一定濃度后,溫度過高又易造成炭化現象。教師在預備實驗室中通過反復的研究和試驗。作出如下改進,使實驗現象更明顯。首先,以一定量的濃硫酸溶于少量水中(在3-5滴水中加入10滴濃硫酸)。這樣既達到了水解所需的硫酸的濃度,又保證了水解所需要的溫度(約為60℃,避免了炭化)。另外,在濃硫酸溶于水后再加脫脂棉還可避免脫脂棉被局部炭化,通過調節(jié)水和濃硫酸的體積比,選擇最佳實驗條件,得到滿意的實驗效果。
2.4 學生與文本的對話
生本對話指的是學生對文本的理解和批判。學生通過運用自己已有的經驗、知識和情感把握文本的意義,在和文本的相互作用中建構文本意義的世界,這個過程就是通常我們所說的預習。這種對話有三方面的價值:第一,調動了學生積極的、良好的學習情感。通過與文本對話,將學科知識與認知結構盡量的融合。如果涉及到化學實驗,應盡可能通過課本、教學光盤和上網瀏覽、思考,熟悉實驗原理、儀器的安裝、操作步驟、條件的控制等等,有條件的學??蛇m當開放化學實驗室。供學生做些相關的預備實驗。當課堂交流討論的時候,如果自己的理解與教師和其他同學討論的結果正好相吻合時。便會有獨創(chuàng)成功的愉悅感;若自己的理解與討論的結果不甚相合。就作比量短長思索:預習的時候絕不會沒有困惑之處。對不理解的學習內容作好標記,到了課堂對話和討論時,就集中了追求解決的注意力。這種愉悅感、思索和注意力足以鼓勵學生與文本對話的興趣。大大地增進化學對話教學的效果:第二。便于教師以學定教、重導精講,從而提高了教學的效率。教師在學生預習的基礎上,給學生以糾正、補充和闡發(fā)。唯有如此,學生在預習階段既鍛煉了自己看書、從各種途徑查閱資料和獨立思考的能力,在課堂對話、討論階段又得到了切磋琢磨的實益,漸漸養(yǎng)成良好的習慣;第三,能保證師生對話、生生對話化學教學高質量的展開。
例如:學生在預習“氧化還原反應”時,發(fā)現看反應前后元素的化合價是否有變化就可判斷該反應是否為氧化還原反應,覺得這比初中所講的得氧和失氧來判斷方便得多,教師就接過這個話題讓學生繼續(xù)看書,啟發(fā)從四個層次來理解氧化還原反應的定義:①得氧或失氧的化學反應分別是氧化反應和還原反應:②氧化、還原反應同時發(fā)生的反應為氧化還原反應;③元素化合價在反應前后有升降的化學反應都是氧化還原反應;④有電子轉移(得失和偏移)的化學反應都是氧化還原反應,這樣使學生更加全面而深刻地理解了氧化還原反應。
2.5 教師自我反思對話
怎樣開展教師自我反思對話呢?首先。教師要對教學方法、學生的參與度、學生實際接受狀態(tài)等方面及時反省。界定具體的教學實踐中存在哪些教學問題??刹捎萌N方法:①自傳法,包括回憶自己當學生時對化學老師教學的體會以及當教師后在化學教學工作中的一些經驗教訓;②敘事法(教師之間的反思),即向同事講述自已的教學故事,在講教學故事的過程中發(fā)現自己教學中的問題:③觀察實況。觀看自己的教學錄像帶。也可以和同事相互觀課、切磋和批判性對話,從而提高化學教學水平。其次,教師應遵循“從學生中來。到學生中去”的原則。針對癥結主動跟學生溝通、交流,從中尋找線索,啟發(fā)思路,找到更好的解決方案。第三,教師要經常反問自己,我是否認真上好了每一堂化學課。我是否達成了預定的教學目標。我的教學行為是否符合新課程理念。我是否具有較強的課程意識。我是否盡到了一個教師既教書又育人的職責等。這樣經常反省自己。便一定能在理論素養(yǎng)和實踐水平上進步得更快。第四,教師對感覺很成功的課要找出成功的原因所在。以教學案例研究的形式來揭示其內在的規(guī)律。為自己積累寶貴的教學經驗和有效的教學方法:也可以堅持寫教學反思日記,它包括對自身教育理念、教學工作諸方面的總結與分析和積極尋找解決的對策:課堂教學后記反思也是總結評價的一種好的策略。教師以體會、感想、啟示等形式在每節(jié)課后對自身教育教學行為進行批判性思考。
如:在講授“影響化學反應速率的因素”時,教師先采用傳統(tǒng)的教學方法,一問一答,課堂氣氛很活躍,學生圍繞教師轉、被動地接受知識,沒有自主參與探究。第二次上課,教師吸取經驗教訓改變了教學方式,為充分發(fā)揮學生的主觀能動性,讓學生自主探究。此時,學生都表現得非常激動:人人都爭著做實驗,有取試劑的、有洗試管的……,教室里亂成一團糟,在急忙中,下課的鈴聲就響了,結果是學生、教師都一臉無奈地抱怨時間太短,最終沒有按時完成教學任務。課后通過自我教學反思,教師終于認識到:教學既要體現學生的主體性,又要發(fā)揮教師的主導作用。下次上課時,教師精心設計了教學的進程:分組設計實驗組內討論交流給每組布置項探究任務組內分工合作完成實驗一全班交流探究結果教師評價。這樣,在教師的引導下,學生通過自主、合作和探究的學習方式有序地完成了教學任務,且教學的效果很好。
2.6 學生自我反思對話
學生是自覺的主體。是內省自我的主體,學生通過自我反思可以使主體形態(tài)更加成熟和完善。學生在同教師、同伴和文本的對話過程中。內心會產生一些矛盾和困惑。正是這些矛盾和困惑促使學生去思考、去追問、去感悟,也就是去跟另一個自己進行對話,在對話中緩解矛盾、澄清困惑,自身也就得到了發(fā)展。在自我對話中。學生超越跟他人、文本的不和諧,積蓄維系對話平衡的力量。走向下一輪新的對話。
例如,學生進入高中后,學習了弱電解質的定義,知道弱電解質主要包括弱酸、弱堿和水。這其中弱酸的種類很多,但它們的相對強弱不很清晰。課后,教師經常發(fā)現一些愛思考的學生,在認真思考這個問題并請教教師,教師可適時引導學生參考課外書藉,啟發(fā)學生用弱電解質的第一電離平衡常數的大小來判斷弱酸酸性的相對強弱。學生通過自我反思和研究,總結出了弱酸酸性由強到弱依次排列的順序為:H2C2O4、H2SO3、H3PO4、HF、HNO2、HCOOH、
C6H5COOH、CH3COOH、H2CO3、H2S、HClO、H2siO3、HCN、C6H5OH,這樣培養(yǎng)了學生對化學知識的精加工能力。
另外,學生可以通過資料收集、家庭實驗、網絡對話、社會調查、完成“日記”式作業(yè)等方式獲取信息,為“反思性對話”留足空間。記化學課堂筆記也是一種好的自我反思策略。這個過程可以使學生對化學學習進行自我反思,幫助學生回憶上課的過程,總結得失。從而不斷鞭策自己。激勵自己,逐步養(yǎng)成獨立的思維習慣。
3 結語
在現實中。教師理論上的探討與實踐中的行為總存在一些裂痕。表現在化學課堂對話中存在以下問題:第一,有些教師深層意識中的師道尊嚴觀念,沒有真正把學生看作是自己的學習伙伴,使對話教學難于開展:第二。與傳統(tǒng)的教學質量評價標準的矛盾,很多化學教師對教育的改革有顧慮主要是來自于考試的壓力,擔心影響學生的學業(yè)成績。盡管有理論和實踐證明,對話教學與傳統(tǒng)的評價方式之間并非是絕對對立的關系,它關注的是學生的可持續(xù)發(fā)展,是一個心靈積累的過程。需要相對較長的時間里才能顯現出來。第三,對教師組織教學能力和知識積累、文化底蘊要求更高,對話教學中教師要面對更多的不定因素:如性格各異的學生各種意想不到的提問、還涉及到教師沒有掌握的知識積累、知識點的遷移、文化底蘊等。而這些恰恰是從傳統(tǒng)教育走過來的教師所欠缺的。
作為一種新的教學形態(tài)。對話教學在理論和實踐兩方面,都處在探索的階段。還沒有一個成熟的范例可資參照。在敘述上,如何區(qū)分和兼顧作為目的的對話與作為手段的對話。也是一個十分棘手的問題。怎樣結合我國的教學實際,探索出一條適合于中小學教師的將對話教學理念轉化為可操作性的對話教學方式,是人們面臨的又一個重要的課題。
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