环境科学技术

环境科学技术（共12篇）

环境科学技术 篇1

随着现在的城市的不断建设, 环境也出现了一系列的问题, 人们为了加大城市化建筑, 而忽略了环境工作。对环境认识不强, 导致生态平衡失调。因此对我们需要环境监测与环境监测技术的发展进行分析, 从而从根本上保证环境发展, 在进行城市化建设。

1 环境监测的概念

环境监测是对环境质量进行评估的重要手段, 也是进行环境执法的重要依据。以前, 环境监测仅限于对放射性物质的监测, 随着工业的发展和环境污染的加剧, 此后, 环境监测的范围逐渐扩大, 包括对环境质量、环境污染等的监测。环境监测的一般流程是现场调查、布点、收集样品、处理与保存样品、分析测试、数据处理、综合评价。对数据进行分析和处理之后, 往往还需要进行评价, 并写出相关的报告, 为以后进行相关的工作提供合理的依据。

2 环境监测技术的应用现状

2.1 生物技术的应用现状

随着经济的发展, 生物的技术也已经达到了一定进步, 用现在的生物技术的新技术逐渐被人们广泛应用。这种技术已经成为了我国在应急的监测仪器上的重点内容, 生物的技术对于环境的监测之中地位逐渐提升, 表现了科学研究领域的交流与合作, 对环境保护有着非常重要的作用。

这种现代的生物技术是用DNA的重组技术来表现的, 一般用生物学、微生物学等学说作为学术支撑体系, 同时与化工与化学等进行互相的渗透与结合, 逐渐将环境监测技术的理论发展起来。

另外, 在森林与绿地等一些生态系统中3S的技术也逐渐将自身的作用有效发挥出来。在对生态的研究之中, 生物大分子是主要的一种研究范围。和其他的一些手段对比, 这种技术有着广泛、特异等功能, 它可利用分子的水平来研究一些生态问题, 对于解释生物和环境间的作用有着很好的利用。

2.2 3S技术的应用现状

3S主要包含有GPS、GIS、RS这种中独的技术的结合应用, 形成了3S这项综合的技术。它主要包含了信息的处理、获取、应用, 存在着多方面的好处。

2.2.1 在水资源中的应用

对水资源的调查评价当前国内外3S的技术对于水资源的调查与评价上的应用是非常广泛的。其主要应用在流域水文的模拟、生态消耗水量的分析、对水资源的评价等等。对于我国水环境状况的监测应用将GPS、RS以及常规的监测技术进行有效的综合应用, 并用GIS作为对信息进行处理的一个平台, 能够有效实现对于一些水域的分布变化、营养化以及沙泥的污染程度实行监测。

2.2.2 在湿地研究上的应用

应用多相化遥感动态监的技术来获取湿地中的一些信息, 并经过对于地理信息中较为系统的技术中的空间分析的功能以及对数据进行有效管理的功能实现湿地信息的及时更细, 有效取得湿地的一些变化信息。在湿地的制图之中, 现在许多国家已经逐渐出版沼泽的湿地图形。在我国还利用3S的技术编制出各种不相同比例湿地的生态图形等。

2.3 理化科学的应用现状

随着科学技术的不断发展理化学科在环境的监测之中有着非常广泛的应用。其中的动态压膜方法的监测技术在二次污染的监测之中应用的非常广泛, 这种技术表面的张力中的环面积和COD互相有着很大相关性质。它主要的原理就是应用热力学来将温度推出。并且这种技术不用对于水样来进行一系列预处理, 而且不相同性质与浓度的一些有机成膜的分子可获得不同动态的膜压图形, 有效的将分子状态与结构等充分反映出来。

2.4 信息技术的应用现状

2.4.1 对无线传感器的应用

在环境监测之中对于无线传感器的应用时一种层次类型的网络结构, 其中最为地步的层次是在监测的实际之中, 传感器的一个节点。之后的上层有基站、传输的网络, 最后两节到网络之中。

2.4.2 PLC技术的应用

PLC是一种将自动化、计算机一级通信的技术集成一体的一种新型装置, 它在结构之上对于防尘、抗震等都有着有效作用, 适合在条件较为恶劣地方或者是工业的现场。对于一些雨水的监测一级农业的生产或是抗旱防洪等方面有非常重要的作用。

3 海洋环境监测技术

3.1 实时监测岸基海洋环境装置

实时监测岸基海洋环境装置是一种实时采集地区海洋环境预报数据的系统, 它的主要作用是:对岸基海洋的环境进行实时监测, 有利于人们及时了解岸基海洋的环境状况。应用实例有:1991年美国国家海洋大气局在佛罗里达州坦帕湾安装了物理海洋学实时系统, 能够实时获得该海湾的水深、风向、潮汐、潮流以及海面油膜移动等数据和状态, 这些监测得来的数据对海上船只航行、海面油污移动或者海难搜救起到重要作用。平均每年给坦帕湾创造了超过200万的经济效益。

3.2 卫星遥感技术

随着计算机卫星技术的发展, 卫星遥感监测技术已经广泛应用于海洋环境监测, 并取得良好成效。应用的技术配置具体包含有多光谱扫描仪、海洋水色成像仪、沿岸带水色扫描仪和合成孔径雷达等。一般陆地卫星的多光谱扫描仪是用于沿海悬浮泥沙含量和其扩散状态的监测;用于工业排污与生活污水的监侧。应用实例有:在1972~1977年间出现了3次大范围海上溢油问题, 采用海洋水色成像仪与沿岸带水色扫描仪用于悬浮物浓度或者海域叶绿素的分析, 实现全天24h的海洋油污实时监测, 具体监测溢油的分布范围、油膜厚度、移动扩散状况和溢油量等。而合成孔径雷达可以自动生成油污染图像, 能对热污染与城市污水排放成图, 还能帮助追查突发溢油事件的污染源。

3.3 航空油污监测技术

近十年来来, 随着石油工业的发展, 海上石油运输行业也形成一定规模, 由此也引发了石油、原油泄漏等问题, 针对这种情况, 航空油污监测技术的应用逐渐成熟起来。这项技术具有反应快速等优点, 在海洋环境监察及执法取证等方面成效显著。在20世纪90年代初, 英、法、美、日、丹麦等国家在固定海域联合投放了大概25~30台型号、功能不一的航空污染监测系统, 而且这些国家的海域管理部门都配置了油污监测的实时预报系统, 对本国的监测点实施24h不间断的实时监侧, 不仅起到有效测量油溢海区的面积、油膜的厚度以及油溢量等, 还能精确鉴别污染物种和污染来源, 帮助对非法排污者进行有效取证。

结束语

本文针对环境监测与环境监测技术的发展进行具体的分析以及海洋环境监测技术的具体的分析, 通过相关的介绍, 我们认识到了环境监测的重要意义, 因此我们要对环境监测工作倾入努力, 以便环境工作人员进行参考, 建立健全与完善的环境监测体系, 从而保证城市环境发展。

摘要：随着现在社会经济的不断发展, 各种经济都得到了普遍的提高, 人们越来越重视城市的建设, 但是却忽略了环境问题, 近年来, 我国的环境的整体质量在不断的下降, 这不得不引起我们对环境监测的重视。本文针对环境监测与环境监测技术的发展进行具体的分析, 以便环境工作人员进行参考, 从而保证城市环境。

关键词：环境监测,生物技术,3S技术,理化科学,信息技术,发展趋势

参考文献

[1]胡冠九.浅谈我国环境监测技术发展趋势[J].环境科学与理, 2005 (5) .

[2]刘琼玉.我国环境检测与治理技术有关问题探讨[J].江汉大学报.2009.

[3]杨婉平.探讨环境监测技术的现状及发展[J].民营科技, 2011 (6) .

环境科学技术 篇2

第一节地球上的水

水圈：

海洋、陆地、大气中固态水、液态水、气态水构成的一个大体连续、相互作用又相互不断交换的圈层。水的分布

水的循环

1.水的自然循环

2.水的社会循环

人与水的关系－水的用途

1、生活用水

2、生产用水农业用水

3、生态用水

第二节水资源

水资源的含义

天然水量并不等于可利用水量，水资源则一般仅指地球表层中可供人类利用并逐年得到更新的那部分水量资源。如大气降水，江河、湖泊、水库、土壤和含水层的淡水。

水资源的特性： ①作用上的重要性②补给上的有限性③时空上的多变性 ④利用上的多样性

水资源的短缺

全球的水资源短缺

 联合国世界淡水资源综合评价报告指出，世界约1/3人口生活在面临中度和高度水紧张的地区，水资源的短缺制约了当地经济和社会的发展，如果不采取行动，预计2025年世界人口的2/3或近55亿将有面临着这种局面的风险。

我国的水资源短缺联合国已将我国列为全球13个最缺水的国家之一。

农业缺水、城市缺水、生态缺水。

水资源开发与利用对策 ：开源、节流、治污、管理

开源水利工程措施（时间、空间上的调节）其它措施（雨水、海水、再生水利用）

节流城市节水－－节水型城市农业节水－－节水型农业

治污开源节流、治污为本

综合管理核心：提高用水效率综合管理：一龙管水，多龙治水

经济手段：水价

第三节、水灾害

水灾害——水过多、过少所形成的对人类生存发展的不利影响。水过多：洪灾、涝灾、潮灾…… 水过少：旱灾

洪水灾害——由于水体（江、河、湖等）中的水量超过其最大容纳限量而溢出的现象。

1.洪水危害

范围广：陆地2/3，江河中下游

损失大：人员伤亡，财产损失

■黄河1117年(宋)：决口淹死百余万人1642年(明)：水淹开封城, 全城37万人，淹死34万人

■1998年长江、松花江、嫩江流域特大洪水，受灾人口2.23亿，死亡3004人，倒塌房屋5万间，受灾农作物3.18亿亩。直接经济损失2342亿元

2.形成原因（1）自然因素：暴雨、融冰、融雪等（2）人为因素 A．都市化B．荒地毁林C．修建水坝

（3）地质因素：滑坡、断裂、海啸、冰凌洪水 工业用水.防洪减灾原始社会、奴隶社会：适应生存封建社会：土堤技术，堤防工程近现代：坝工技术，水库建设由于堤防不断加高，洪水蓄泄的空间越来越小，防汛负担和防汛风险也不断加重，加高加修堤防与抬高洪水位的恶性循环，如万一溃堤决口，将造成更大的毁灭性灾害。

江河洪水是一种自然现象，要完全消除洪灾是不可能的。人类既要适当控制洪水，改造自然；又须主动适应洪水的客观规律，协调人与洪水的关系。要约束人类自身的各种破坏生态环境和过度开发利用土地的行为，从无序、无节制地与洪水争地转变为有序、可持续地与洪水协调共处。

人与洪水的协调共处，考虑工程措施与非工程措施的结合，成为防洪减灾发展的方向。

工程措施——指通过兴建水库、修筑堤防、整治河道、开辟分洪区等工程，改变洪水的自然状况，包括调蓄洪量、削减洪峰、加大泄量，分洪、滞洪等，以防止或减轻发生洪水灾害的不利影响。

（1）水库工程：水库的主要作用是拦蓄（滞）调节洪水，削减洪峰，减轻下游防洪负担。

长江三斗坪——三峡水利枢纽坝址

*长江三峡水利工程：

■坝址控制流域面积l00万km2，设计正常蓄水位l75m，防洪库容221.5亿m3。

■荆江河段两岸地区的防洪标准将由目前的不足10年一遇提高到百年一遇。

■电站装机总容量l820万kW，每年约替代原煤4000 ~5000万t。

（2）堤防工程

运用工程措施“挡”住洪水对保护对象的侵袭。

★用河堤防御江河、湖的洪水泛滥

湖北荆江大堤，海河干流防护堤。

★用湖堤防御湖泊的洪水泛滥

洞庭湖防洪蓄洪工程，江苏洪泽湖大堤。

★用围堤保护城市地区不受洪水侵袭

汉口长江防水墙，上海黄浦江防汛墙。

★用海堤或挡潮闸防御海潮

秦山核电站防浪工程，钱塘江口造滩防浪工程。

（3）分蓄行洪工程

开辟分洪区，分蓄（滞）河道超额洪水。

黄河的东平湖分洪区（如图）

（4）河道整治

人工扩大河槽、裁弯取直、清除阻水建筑物，以加大江河的泄洪量。

下荆江裁弯工程（如图）

（5）绿化工程

通过植树造林、涵水固沙，防止或减轻洪水灾害。

黄河上游水土保持工程，黄河护岸丁坝绿化（如图）

多种工程措施协同——

■上中游：修建水库，植树造林

■中下游：修筑堤防，整治河道，分洪区

非工程措施——非工程措施不是控制洪水，而是通过工程以外的法规/政策、经济、技术等多种控制手段，以减轻洪灾损失的各种措施。

（1）建立洪水预报预警系统

（2）洪泛区（分蓄洪区）的运用和管理

（3）救灾黄河护滩抢险现场（如图）

干旱灾害——特定地域长期无雨或严重少雨，以致水资源供给不足，而对人类生产、生活与生态环境所发生的严重不利影响。

1.旱灾的危害渐进性：洪灾一条线，旱灾一大片

时间长：数月—数年

旱灾危害的主要表现：■农业减产：植物生长不良，生物量减少，饥荒。

■供水不足：工业和城市用水短缺，人畜饮水困难。

■生态破坏：土地退化，植被死亡，物种灭绝。

2.干旱的分布：全球陆地面积的25%年平均降雨量小于250mm，属于干旱地区。

我国是世界上干旱危害较严重的国家之一。

我国近代各次自然灾害中最严重的一次灾难：

1876－1878年连续三年干旱，遍及河南、山西、陕西、甘肃、山东、安徽等18个省，在旱灾中心地区，80％的人被饿死，死亡人数达1300万人。

3.旱灾的减灾措施

（1）加强长期预报

（2）推广人工降水、主要是根据不同云层的物理特性，向云中播撒水滴、盐粉或溶液滴、碘化银或固体二氧化碳（即干冰）等催化剂，使云滴或冰晶增大到一定程度，降落到地面，形成降水。这是人工影响天气中进行得最多的一项试验及应用。

（3）发展节水灌溉

■改进地面灌溉方式： 河南人民胜利渠，浙江防渗渠。（如图）

■发展喷灌、滴灌： 浙江余姚茶园喷灌，电动时针式喷灌机，滴灌。（如图）

第四节水污染

一、水污染的主要来源

1.点污染源A.工业废水：废水中污染物浓度大废水成分复杂且不易净化带有颜色或异味

B生活污水主要来自家庭、商业、学校、旅游服务业及其他城市公用设施，包括厕

所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、沐浴排水及其他排水等。生活污水中99.9%是水，固体物不到0.1%.大量合成洗涤剂

2.面污染源A农业面源污染B城市径流污染

二、主要的水污染物质

1.悬浮物 : 使水体变浑，影响水生植物的光合作用，吸附有机毒物、重金属等，形成危害更大的复合污染物沉入水底，日久形成淤积，妨碍水上交通或减少水库容量，增加挖泥负担。

2.耗氧有机物 : 排入水体后能在微生物作用下分解为简单的无机物，在分解过程中消耗氧气，使水体中的溶解氧减少。影响鱼类和水生生物的生存，造成水体变黑发臭。

3.植物性营养物 : 主要指含有氮、磷的无机、有机化合物，易引起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖，形成富营养化，使自来水处理厂运行困难，造成饮用水的异味，严重时会使水中溶解氧下降，鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸灭亡。

4.重金属 : 重金属是具有潜在危害的重要污染物质，从20世纪50年代前后日本出现的水俣病和骨痛病，均已查明是由于汞、镉污染引起的公害病。重金属的环境污染已受到人们极大的关注。

5.难降解有机物 : 指难以被微生物降解的有机物，能在水中长期稳定地存留，并通过食物链富集，最后进入人体。它们中的一部分化合物即使在十分低的含量下仍具有致癌、致畸和致突变的作用。

6.石油类 : 主要来源于船舶废水、工业废水、海上石油开采及大气石油烃沉降。它会阻止氧进入水中，妨碍水生植物的光合作用。同时，石油还会粘附在鱼鳃上，使之呼吸困难直至死亡，还会抑制水鸟产卵和孵化。食用在含有石油的水中生长的鱼类等水产品，会危及人体健康。

7.酸碱 : 主要来自矿山排水及许多工业废水。它会破坏水生生态系统的平衡；影响渔业生产，腐蚀船只、桥梁及其他水上建筑。用酸化或碱化的水浇灌农田，会破坏土壤的理化性质，对工业、农业、渔业和生活用水都会产生不良的影响。

8.病原体 : 生活污水、医院污水和屠宰、制革、洗毛、生物制品等工业废水，常含有各种病原体，如

病毒、病菌、寄生虫，会传播霍乱、伤寒、胃炎、肠炎、痢疾以及其他病毒传染的疾病和寄生虫病。

三、水污染特征河流污染，湖泊（水库）污染，地下水污染，海洋污染。

1、河流污染——特点：

■污染程度随径流量变化

■染物扩散快

■污染影响大

我国的河流污染状况：

中国主要河流有机污染普遍，面源污染日益突出。辽河、海河污染严重，淮河水质较差，黄河水质不容乐观，松花江水质尚可，珠江、长江水质总体良好。各大流域片的主要污染河段均集中在城市河段，63.8%的城市河段为IV至劣V类水质。

《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）

Ⅰ类：主要适用于源头水、国家自然保护区；

Ⅱ类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等；

Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区；

Ⅳ类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

Ⅴ类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

2、湖泊（水库）污染——特点： ■污染来源广、途径多、种类复杂 ■污染稀释和搬运能力弱■生物降解

和累积能力强

我国主要湖泊富营养化状况：主要湖泊富营养化问题突出：滇池、太湖

3、地下水污染——特点：■污染来源广泛■污染难于治理■污染危害严重

我国地下水污染状况：主要集中在北方地区

4、海洋污染——特点：■污染源多而复杂 ■污染的持续性强 ■污染扩散范围大

我国近海污染状况：渤海、东海、南海

以渤海为例： 60年代以前：3次；70年代：9次；80年代：74次

90年代：1990年34次，1998年22次，1999年7月3日，出现 了1500 km2面积的严重赤潮，7

月15日更扩大到了6500 km2。

2000年仅辽宁、浙江两次较大赤潮造成的渔业损失就近3亿元。

四、水污染控制

基本控制模式——三级控制

一级控制源头控制接管标准

二级控制污水集中处理出水标准

三级控制尾水最终处置环境标准

再利用/环境水体源头控制

1．工业废水 ■优化产业结构、调整规划布局■清洁生产单位产品耗水量（国外先进

水平——国内平均水平）钢铁行业：3~5m3/t——70~100m3 /t油炼制行业：0.2m3/t——5~6m3/t■就地处理：达到污水排放标准

2．生活污水■合理进行人口密度及分布规划■公众教育现代水输的不利影响 “绿色消费”、“绿色生活”：无磷洗衣粉

3．面源水污染 ■城市径流 收集雨水利用减少硬质地面增加绿化用地

■农村面源发展节水农业减少土壤侵蚀合理利用农药截流农业污水畜

禽粪便处理乡镇企业废水及村镇生活污水处理

一级导流——城市污水截流管网

完善下水道系统——■旧城区：雨水/污水合流制，适当的改造■新城区：雨水/污水分流制

污水集中处理：主导：城市污水处理厂

处理方法分类——■物理处理法

化学处理法

■生物处理法

■物理处理法

去除物质——不溶性的、呈悬浮状态的污染物。

主要工艺——筛滤截留、重力分离、离心分离等。

处理设备——格栅和筛网、沉砂池和沉淀池、气浮装置、离心机、旋分离器等。

■化学处理法

去除物质——呈溶解、胶体状态的污染物。

主要工艺——中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、吸附、离子交换、膜分离等。

■生物处理法

微生物作用分为：好氧生物处理、厌氧生物处理

多种处理方法、多个处理单元有机组合常规工艺流程——如图

三级处理

处理方法：化学法、物化法净化效率：满足排放及回用需要

工业废水处理流程——成分复杂多变，没有通用的集中处理工艺流程。

二级导流——城镇尾水导流系统

尾水导流形式——■管道：城区，造价高

■明渠：郊外，造价低，植树绿化

尾水最终处置主导：污水生态工程

利用土壤-微生物-植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能，既达到对城市污水及部分工业废水的高级净化处理，又可利用其中的有用物质，实现污废水的资源化。

污水生态工程的特点：

■费用低—水、土壤、细菌、高等植物和阳光

■效果好—达到或超过常规系统的处理程度

■空间大、时间长

再利用/再利用途径：■城市回用■工业回用■农业回用■地下水回灌■生态回用

关键——控制水质标准

废水再利用应考虑到诸多因素——■自然角度：长期缺水

■社会角度：确实需要

■经济角度：经济可行

■技术角度：有效去除（潜在微量有毒有害物质）

尾水最终出路：■就近水域■排江■排海

关键——控制水质标准

案例简介——江苏水系污染控制

环境科学技术 篇3

【关键词】环境生态学 教学改革 探讨

【基金项目】海南医学院院级重点课程《环境生态学》建设项目，海南医学院环境科学专业综合试点改革项目、海南医学院校级重点课程《环境化学》建设项目支持。

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）21-0024-01

环境生态学是近40年新兴的一门综合性交叉学科，是环境科学与生态学相互交叉、相互融合而逐步形成的一门学科。环境生态学是一门运用生态学理论，研究人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应，寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学[1]。《环境生态学》课程是许多高校环境科学专业开设的一门重要的专业基础课，该课程对环境科学专业后续专业课程的学习具有非常重要的作用。目前国内很多同行对《环境生态学》课程的教学内容、教学方法、教学手段以及实践教学等方面都积累了丰富的经验[2-5]，但该课程在很多高校环境科学专业仍属于新兴课程，其内容和体系仍处在不断发展与完善阶段，所以在课程教学中存在诸多问题。本文结合医学院校环境科学专业的特点对《环境生态学》课程教学内容、教学方法、教学手段、实践教学以及考评模式等方面进行了改革探索，对提高该课程教学质量具有重要意义。

一、教学内容的改革

目前国内多数《环境生态学》教材的内容体系主要划分为两大部分，一是生态学原理部分，二是应用部分[6]。由于该学科起步较晚，学科体系尚不够完善，借鉴了生态学学科的许多内容，在教学内容上与普通生态学存在着交叉重复现象[7]。因此教材的选择非常重要，经过笔者对众多教材比较，选取了由盛连喜主编的《环境生态学导论》（第二版）作为教材，并根据教学大纲适当对所选教材内容进行取舍和补充。海南医学院环境科学专业在大二上学期开设《环境生态学》课程，学生不具有生态学背景知识，要补充生态学原理的部分教学内容（如个体生态、种群生态、群落生态及生态系统生态等），删除该教材与后续课程重复的内容，如所选教材中的“环境污染物的检测与评价”与《环境监测》、《环境生物学》、《环境微生物学》等课程内容存在重复。此外，随着国际上生态理论的迅猛发展以及全球各种环境问题的出现，使得《环境生态学》课程体系必须紧跟当前形式的发展需求，需要不断补充和更新教学内容，使教学内容更具科学性、前瞻性和动态性。因此，教师在教学过程中要加强信息量，将学科发展的前沿领域引入课堂，一方面增加学生学习的兴趣，另一方面也拓展学习思路。

二、教学手段和教学方法的改革

1.利用多元化的教学手段，增加课堂教学效果

由于《环境生态学》课程中许多生态学基本理论比较抽象难懂，因此学生在学习过程中，如果教师在授课过程中只采取传统说教式的教学，一方面是难理解，另一方面也不能将知识很好的融会贯通，就很难激发学生的学习兴趣，从而影响教学效果。

首先，在教学过程中教师要采用演讲式和启发式相结合的教学方法。在这个过程中，如果教师经常采用讨论式、启发式的教学方法，让学生在面对知识点时先独立查阅资料，然后在课堂上与同学广泛讨论，相信这样会取得更好的学习效果[8]。此外，针对教学中重要理论和实践问题教师可设置许多小专题，让学生独自查阅资料，然后一起分析讨论，并不断启发学生，拓宽其知识面，培养学生的发散思维，从而提高学生学习兴趣和运用所学知识解决实际问题的能力。其次，利用现代化的教学手段辅助教学。与传统的说教式相比，多媒体教学能通过各种声音、图形、图像、动画等方式形象直观生动地展示课程内容，致使教学过程多元化，从而体现出现代化教学手段应有的信息量大、知识面宽、直观、易懂、容易接受的特点[9，10]。采用多媒体教学可大大降低教师的教学难度，提高学生的学习热情。此外，还可利用Flash、Animator和3DStudiomax等动画方面的处理软件制作多媒体课件，演示课程中抽象的教学内容，以加深学生的印象。例如，在讲授生物通过行为传递信息时，把蜜蜂通过舞蹈的形式传递信息制作成Flash动画，使教学内容直观、易接受、加深学生对生物间通过行为传递信息的印象。

2.理论联系实际，提高学生掌握知识的水平

环境生态学是应用性很强的学科，教师在教学过程中除了适当增加反应学科发展趋势的内容外，还要恰当引入生活和生产中的生态案例来充实教学内容，加深学生对理论知识的理解和记忆。案例教学非常实用，学生在了解新信息、开阔视野的过程中，兴趣倍增，而且思路也得到了拓展[11]。例如，在讲授生态入侵时，可以实时联系媒体报道的紫茎泽兰、凤眼莲、大米草等入侵物种在中国大面积出现的实例，并结合海南本地生态入侵物种如飞机草、椰心叶甲等实例让学生运用所学知识去思考和分析。这既是对教材的补充与更新，又能开阔学生视野，拓展学生思维，可大大提高学生掌握知识的水平。

3.改变教学方式，增加教学资源

现代网络技术为师生间的交流提供了理想的枢纽[7]。为了学生能更好地掌握环境生态学知识，该课程已开通基于Blackboard平台的网络课程。从该网络教学平台中，学生可以方便地阅览和下载主要教学资源如课程简介、教师简介、教学大纲、主讲教师授课教案、教学讲义、教学图片和视频材料、习题库及参考答案、课程自测试题等内容，丰富的网络教学资源，有利于学生课后进一步消化课程有关知识。同时，老师的作业布置和学生的作业提交也可通过此网络进行，更加方便了老师和学生之间的相互了解。另外，教师还可在网络课程平台上发布课程调查问卷，通过问卷结果可及时调整自己的教学方式，这样就构建了老师与学生网络实时交流平台。总而言之，Blackboard平台的建立可使教学过程变得生动、活泼，并可促进师生互动，延伸课堂教学，从而达到提高教学质量和教学效果的目的。

4.与科研相结合，拓展学生创新性思维

教学是基础，科研是主导，只有将教学与科研有机结合在一起，才能使讲课的内容更加具有前沿性、独创性和启发性[12]。在授课过程中，教师自身的科研工作对教学也有一个很好的促进作用，可以为学生提供生动的素材。因此，教师要有意识地将课程中的相关教学内容与所从事的科研课题结合起来，激发学生学习兴趣和加深对理论知识的理解；其次，教师让学生有选择地进入实验室参与到教师的科研工作中，培养其科研兴趣，锻炼学生的动手能力；再者，教师还可以组织学生申报国家级、省级等的大学生创新课题，有助于提高学生的综合能力，拓展学生思维，培养具有创新精神和创新能力的高素质人才。

三、实践教学的改革

实践教学是课程教学的一个重要环节，理论与实践结合才能更好地发挥作用[13]。教学的根本是为了提高学生分析和解决实际问题的能力，实践教学环节对提高学生理论联系实际的能力极其重要。环境科学专业本科的环境生态学课程教学，主要目的是让学生应用生态学理论及方法分析和解决实际问题，而不是专门研究环境生态学理论与方法。

学生通过到实践基地进行野外实习，可加深对课堂理论学习的理解和认识，提高学生的专业素质。因此，在海南医学院环境科学专业现有的环境生态实习基地的基础之上，根据专业特点和背景加大实践基地建设的力度，利用海南的资源和环境特点建立实践基地。例如，充分利用海南省本地资源建立海南东寨港红树林自然保护区实践基地、尖峰岭国家森林公园实践基地、呀诺达热带雨林实践基地等。

四、考评模式的改革

考试是检查学生对所学知识的掌握程度及教师教学效果的主要形式，是反馈教与学信息的有效途径，更重要的是要考查学生提出问题、分析问题、解决问题的能力等[14]。传统的考核仅仅是对理论知识原理的死记硬背，缺乏灵活性，并以考试成绩作为考核评价的主要依据，这就限制了学生的个性发展。因此，为了适应新形势，在对该课程教学模式改革的基础上还要对考评模式进行改革。

1.灵活选择考评模式

根据教学内容和教学要求，灵活选择考评模式，打破一张试卷定成绩的传统。通过近几年来对环境生态学考评模式的尝试，探索出考评模式为考评成成绩由期末卷面成绩和平时成绩两部分构成，其中前者占总成绩的60%，后者占总成绩的40%。其中平时成绩包括考勤、平时作业、课堂回答问题、专题讨论、专题汇报、实习报告等环节。该考评模式实施一方面可端正学生的学习态度，激发学生的求知欲，另一方面可促进学生知识、能力、素质的共同发展。

2.考易网络试题库的建设和应用

传统的考试都是由授课教师负责出卷，存在很大的偏向性，不能公平、客观地反映高校教师的综合教育水平[15]。随着计算机及网络技术的发展，通过网络题库建设进行机考是未来的趋势。高等学校的学科试题库建设是实现教考分离的重要基础，也是提升教师教学水平的重要手段。本课程根据教学大纲利用网络资源已初步建成考易网络试题库共1200道试题，可以实现在线组卷和在线考试，同时根据教学目标及考试方式的改革，不断地进行试题库的补充和更新。考易试题库的建立与应用，不仅可以全面公正地评价教师的教学质量及学生学习的效果，促进教学水平的提高，而且对常规教学管理、减轻管理人员和教师的负担会起积极作用。

五、结语

环境生态学的学科发展日新月异，必须紧跟国内外环境生态学理论变化的发展趋势，课程内容、教学方法、实践教学以及考评模式等都需要不断的改进和探索。教学内容要不断补充和更新，使其更具有科学性和前瞻性。教学方法上要充分利用现代化的教学手段和网络资源，结合本专业特点和本地教学资源，采用多元化的教学方法，提高课堂的教学效果，培养学生分析问题、解决问题和自主创新的能力。在实践教学上要充分意识到实践的重要性，通过建设实践基地把理论和实践有效结合起来，开拓学生视野，提高学生的实际动手能力和解决实际问题的能力。在考评模式上要灵活地选择多种考评模式，通过试题库的建设实现教考分离，促进教师教学水平和学生学习水平的提高。总之，通过教、学、研全方面结合，以培养适应社会发展需求的环境类高素质人才。

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[15]杨祎.高等学校学科试题库建设的实践与研究[J].教育观察，2016，5（9）：32-33

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环境监测与环境监测技术的发展 篇4

关键词：经济发展,环境监测,技术发展

我国的经济发展过程中由于经验不足, 管理欠缺, 对环境造成了极大地破坏, 目前, 在经济的稳定运行状态下, 国家相关的部门必须努力提高环境的保护工作, 为广大人民群众营造一个良好的生存发展空间。因此, 环境监测工作迫在眉睫。环境监测是一项复杂而系统的工作, 为了促进其进一步发展需要在现有基础上提高其应用技术。

1 环境监测的意义、作用及任务

1.1 环境监测的意义

环境监测就是通过对影响环境质量因素的代表值的测定, 来确定环境质量 (或污染程度) 及其变化趋势。环境监测工作的意义在于能够对存在的潜在环境威胁进行事前的防范措施, 降低环境破坏之后的环境修复费用, 保护环境的基本质量, 防患于未然, 降低环境保护工作的难度。我国的环境监测工作起步较晚, 国外的成功案例已经表明, 只要做好环境的监测工作, 环境问题将得到有效地控制和改善。

1.2 环境监测的作用

环境监测的作用具体来说就是通过环境监测, 根据环境质量标准可以评价环境质量;根据污染物的分布情况来追踪污染源, 为实现监督管理、控制污染提供依据;收集本底数据, 积累长期监测资料, 为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据;为保护人类健康, 保护环境、合理使用自然资源, 制定环境法规、标准、规划服务。在社会方面, 环境监测可以用于发生污染事故时进行的应急监测, 以确定污染物扩散方向、速度和危机范围, 为控制污染提供依据;在污染事故纠纷中, 它可以对环境执法过程中产生的矛盾进行监测, 以提供具有法律效力的数据, 供执法部门仲裁;它可以对人员进行考核, 对方法进行验证, 对污染治理工程验收监测;还可以为政府部门、科研机构、生产单位提供服务性监测;同时它还可以用于科学研究。

1.3 环境监测的任务

环境监测的任务是开展环境质量监测、污染源监督性检测、突发性环境污染事件的应急监测以及为环境状况调查和评价等环境管理活动提供监测数据的其它环境监测, 为全面反映环境质量状况和变化趋势、及时跟踪污染源的变化情况、准确预警各类环境突发性事件的环境管理工作提供决策, 环境监测的对象包括自然因素、人为因素和污染组分。

2 环境监测的发展阶段及监测技术的发展趋势

2.1 环境监测发展的几个阶段

环境监测的发展大体可分为三个阶段:第一个阶段是典型的污染事故调查监测发展阶段, 或叫被动监测阶段, 由于该阶段的工作难度大, 所以相应的技术研究不深入, 技术制约问题严重;第二个阶段是污染源监督性监测发展阶段或主动监测、目的监测阶段;第三个阶段是以环境质量监测为主的发展阶段或自动监测阶段。环境监测工作能够对国家的环境发展变化进行数据性的量化, 为了强化环境监测的质量, 全面提高我国现有环境质量, 国家已经发布了环境监测的文件, 文件规定必须加强地区之间的环境监测工作的密切联系, 尤其是县级地区之间的沟通, 建立全国高覆盖的环境监测网络, 提高环境监测的质量和环境监测手段的创新, 将环境监测工作作为政府一项重要工作来抓, 既要保证经济建设又要维护环境质量。

2.2 环境监测技术发展的趋势

环境监测工作是环境保护工作的一个重要环节, 虽然我国的环境监测工作起步晚, 但是发展迅速, 国家投入了大量的人力物力和财力, 环境监测的数据成为国家环保部门用于改善环境的基本参考, 经过国家的大力建设和地方的积极配合, 目前, 全国形成了国家、省、市、县4级环境监测网络, 共有专业、行业监测站4800多个, 其中环保系统2200多个监测站, 行业监测站2600多个。国控的空气质量监测网站103个、酸雨监测网站113个、水质监测网站135个。此外还建有噪声监测网、辐射监测网、区域监测网等。监测技术开始由经典的化学分析向仪器分析发展, 各种精密度较高的分析仪器相继产生;同时, 为了保证检测数据的准确, 提高检测工作的效率, 目前的环境监测区域已经实现了智能化操作系统;;由微量分析向痕量、超痕量发展, 例如当前有机污染的治理已成为一大难题, 有机污染物具有一定的生物积累性和“三致”作用, 甚至有些痕量有机物的危害也是很大的, 因此不断寻求痕量、超痕量污染物的监测方法是当今有机污染物监测的重要任务, 随着经济社会的快速发展以及对环境监测工作高效率的迫切需要, 研究高效、快速的有机污染物监测技术已成为国际环境问题的研究热点之一, 特别是在水利系统, 对有机污染物的监测工作研究不够, 急需先进的监测技术支持并指导水质监督工作的发展;由污染物成分分析发展到了化学形态分析, 形态分析是分析化学的一个分支, 它包括物理形态分析和化学形态分析, 例如不同化学形态的重金属, 其毒理特性不同, 不同的化学形态, 对生物体的可利用性也不同, 形态分析为超痕量分析, 需要灵敏度高、检出限低的分析方法, 要求分析方法的选择性要高, 在取样和分析过程中不改变元素的原有形态, 目前的形态分析方法有光谱法、色谱法、多种技术联用及电分析法, 其中电化学分析方法在元素形态分析中最为常用, 包括有极谱法、循环伏安法、溶出伏安法、离子选择性电极电位分析及流动注射进样结合电分析监测。溶出伏安法具有灵敏度高、选择性好和工作电极多样化的优点, 适合于痕量金属的形态分析, 是近年来发展最快的方法;仪器的联合使用和电子计算机化开始形成, 在联用技术中常常将高选择性的分离技术和高灵敏度的监测技术结合在一起, 例如气相色谱与原子吸收法联用, 高效液相色谱与元素选择性检测器联用等, 色谱-质谱联用法中将色谱法所得之淋出流体移入质谱仪, 可使复杂的有机混合物在数小时内得到分离和鉴定, 是最有效的分析方法之一。

经过多方的努力, 目前我国的环境监测网络已经初步建成, 环境监测站基本遍布全国各地, 将国内的环境监测规范到一个有效地管理范围之内, 同时, 环境监测的覆盖种类也得到了拓宽, 包括对国家水质的检测, 对国家大气的监测, 甚至于对国家噪声环境的检测等, 这个覆盖面积大, 覆盖种类齐全的环境监测体系将为我国的环境改善做出一份强有力的贡献。

结束语

科学技术环境对广告的影响 篇5

整个社会的科学技术环境对广告的作用

1、整个社会的科学技术环境的发展促使广告从自发走向自觉，从简单无序走向复杂与成熟；

2、与广告相关的学科为广告的理论发展提供了启示和借鉴，促进了广告理论的深化和丰富，也促进了广告策略的合理化和广告效果的提高；

3、信息传播技术的发展促进了广告制作水平的提高和广告传播形态的改变这是外部科学技术环境对广告发展的最重要作用。

广告行业的科学技术环境作用

1、广告理论的发展，广告技术水平的提高，促使广告代理商的服务水平不断提高，而广告主则直接从中受益；

2、广告理论的逐步发展，使广告研究和教育发展起来，从而也促进了广告行业人员素质的提高和广告服务水平的提高；

3、广告技术的发展，为广告创作人员提供了更广阔的创作空间，同时广告作品的物质品质也逐步提高，从而使广告对客体的作用和效果也得到大幅度提高。当代中国广告行业科学技术环境的特点

1、广告教育与广告实务存在一定程度的脱节；

2、广告行业成为先进技术的最积极追随者；

3、广告技术的采用集中于专业制作公司；

4、过于偏重制作技术；

5、技术技能在广告人员中出现集中化走向。

处于当代整个社会和广告行业自身科学技术环境中的现代广告特点

1、对多学科的交叉借鉴使广告学本身出现新兴的分支学科；

2、其他学科的新观念促进广告新观念的产生；

3、广告技术走向电脑化；

4、高科技广告媒介、广告材料不断出现；

5、广告效果的可控制性增强；

名画艺术与环境科学 篇6

画坛上印象派的名称,是由法国画家莫奈的《日出印象》一幅画而来的。为了此画,莫奈曾到英国伦敦的威斯敏特教堂写生,整个创作过程是在伦敦的雾天进行的,在画面上隐约可见云遮雾绕中教堂的哥特式屋顶。伦敦是世界上著名的雾都,在英国人的头脑里雾总是灰色的,而观众在展览厅里看到莫奈在《日出印象》中,把伦敦上空的雾画成了紫红色,顿时哗然,纷纷指责莫奈别出心裁,标新立异。但当观众走出展览大厅后,顿时瞠目结舌,原来伦敦上空的雾确确实实是紫红色的,而不是想象中的灰色。原来,这紫红色的雾气是从林立的烟囱排放出来的烟,在阳光的作用下形成的。

名画预测地质矿藏

在前苏联的一次画展上,展出画家丘罗夫的一幅风景画。在画面上,山顶是白色的,山脚处的湖水闪着蓝光,而远处却又显出红色,雾气缭绕。地质学家瓦尔霍夫看到此画后,立即问道:“这幅画是真的吗?”丘罗夫答道:“这幅画是在卡顿山脉附近写生的,传说这个地方有魔鬼出没,无人敢涉足。我出于好奇便闯入这个险区,但画毕草图回到家里便病了4年”。瓦尔霍夫听完他的话后,便认真观察了画面,然后他断定那红色的山石是硫化汞矿石,山脚下的湖是汞湖,雾气可能是单质汞分解的蒸汽,画家的病正是因吸入汞蒸汽中毒而诱发的。后来,经地质队对该地区勘察后,证明瓦尔霍夫的判断是完全正确的。

名画预报天气

意大利文艺复兴时期的艺术大师米开朗基罗,在梵蒂冈西斯廷教堂呕心沥血数年,精心创作了巨幅天顶画《创世纪》。在这奇珍异宝般的壁画中,有一幅画除了与其他壁画一样具有无穷的艺术魅力之外,还是预测天气的晴雨表。如果壁画中人物服饰的颜色呈现艳丽的蓝色时,即使当时云雾密布,出门尽可以放心地不带雨伞,因为过不了多久必然会云消雾散,艳阳当空。相反,如果蓝色变成淡红色时,纵然当时天气再好,出门人还是带上雨具为妙。久而久之,罗马的市民养成看画识天气的习惯,有些人宁可不听当地的天气预报,也要打电话询问壁画的颜色有什么变化。

信息技术环境下课堂导入技术研究 篇7

导入是教师运用生动的语言和材料,辅之以相关教学媒体、适当的教学方式和信息手段,设计课堂导入,激发学生学习兴趣,调动学生求知欲,以达到学生自觉学习的目的,变“要学习”为“想学习”。导入是连接新旧知识的桥梁与纽带,在教学中起到承上启下的作用。

导入的功能与作用主要表现为:用旧知识导出新知识,承上启下;设置疑问,引起学生的悬念;把教学目的与意图明确传达给学生,使学生明确新知识的学习内容、目标、教学活动的方向和方式,使学生对新知识学习的重要性与必要性有所领悟,产生对学习的期待;为学生学习新知起铺垫和引导作用,使学生对要学习的课题产生浓厚兴趣,体会思维的乐趣,保持高昂的学习情绪。

由于教学对象、教学内容不同,学生的年龄和心理特点也不同,不同教师也会有不同的处理方法。中学课堂导入方法有以下几种:温故导入,承上启下;开门见山,直接导入;典型事例,经验导入;分析习题,逐步导入。

一、信息技术环境下课堂导入现状调查分析

1.调查对象

对江苏某中学15位教师、随机抽取的150名学生、某高校50位教育实习生作课堂观察与问卷调查。课堂观察主要对15位教师随堂听课,重点观察课堂导入环节,对所听课整理分析,了解初中课堂导入环节现状。设计三份问卷调查教师、学生和实习生:教师发15份,回收有效问卷12份,有效率80%;学生发150份,回收有效问卷140份,有效率93.3%;实习生发40份,回收有效问卷35份,有效率87.5%。

2.调查结果分析

(1)基本情况分析

1教师基本情况分析

年轻教师能积极响应课程教育改革号召,走在教学改革最前沿,学习新技术;年长教师为年轻教师提供宝贵经验,让年轻教师少走弯路,尽快探索属于自己的教学风格。年长教师多是中学高级教师,凭借自己多年教学经验教学,很少再学习新知。

2学生基本情况分析

被调查对象性别构成为男生占52.14%,女生占47.86%;年级构成初一学生占32.86%,初二占34.29%,初三占32.86%。性别方面男女各占比例差距不大,性别差异对问卷回答影响较小;年级方面初一、初二、初三均有涉及,所占比重差距不大。在喜欢学习哪些科目的问题上,喜欢文科的学生较多,喜欢理科的学生较少,但喜欢信息技术的学生相对较多。教师应努力让学生保持对学习的兴趣,让兴趣成为激励学生学习的动力。

3实习生基本情况分析

数据分析发现被调查对象性别构成为男生占40%,女生占60%,被调查对象是江苏某师范大学学生,因此男女比例稍有差距属正常现象。被调查对象年级 构成为大 三学生占46.67% , 大四占53.33%,多数师范生大四实习,只有极少数中文系学生大三实习,因此比例差距也属正常。被调查对象专业与实习科目比例构成基本一致。

(2)课堂导入现状分析

1教师与学生课堂导入现状分析

在课堂导入能否引起学生兴趣与注意力方面,调查发现75%的教师认为他们的课堂导入能引起学生学习兴趣与注意力,很少有教师认为他们的课堂做不到;95%的学生认为大多教师课堂导入能够激发自己的兴趣与注意力,只有3.57%的学生认为教师的导入没有此作用。由此看出,信息环境下大多教师的课堂能吸引学生学习兴趣与注意力。

在课堂导入能否使学生清楚教学目标与学习任务方面,调查发现75%的教师认为课堂导入能使学生清楚教学目标与学习任务,50%的学生认为教师导入后都能明确教学目标,只有极少数学生认为不能。由此可以看出近一半教师在课堂导入时没有真正把它运到实际教学中,致使学生无法明确教学目标与任务。

在课堂导入是否有利于提高学习效率方面,调查发现所有教师都认为课堂导入利于提高学生学习效率,而77.86%的学生赞同此观点,有12.14%的学生认为教师的课堂导入费时、低效。由此可以看出教师的课堂导入并没有达到预期效果。

在课堂导入是否需对学生进行需求分析方面,发现83.33%的教师认为有必要对学生进行分析,16.67%的教师认为非常有必要。76.42%的学生认为教师有必要对他们进行导入需求分析,只有极少数学生认为没必要。因此教师在设计导入时只有对学生进行需求分析才能设计出符合学生学习兴趣的导入。

在课堂导入方法方面,一半以上教师都能使用多媒体设计导入,少数较少使用多媒体;有20%的学生认为教师很少使用多媒体或方法陈旧。这表明在当前信息技术环境下,仍有部分教师不用信息手段设计课堂导入,导入方法仍很传统,极大影响了学生的学习兴趣。

2实习生课堂导入现状分析

在课堂导入重要性方面,90%以上实习生认为课堂导入重要,并在实习中设计导入,调动学生学习积极性。

在课堂导入引起学生注意力方面,86.67%的实习生认为导入能吸引学生注意力,并且所有实习生都能使用信息手段设计导入。

使用短信、微信、QQ等(条件允许)来设计导入方面,66.67%的实习生愿使用它们来辅助设计课堂导入,6.67%的实习生非常愿意使用,并在实习中已尝试使用,也有部分教育实习生并未尝试过。(如图1)

影响实习生使用以上手段进行课堂导入方面,80%的实习生认为导致他们不能使用以上手段进行导入的原因是学校硬件设施条件不足、资源有限;80%的实习生认为自身教学经验、创新意识不足致使他们不用以上手段进行导入设计;33.33%的实习生认为使用以上手段设计导入时间过长,影响教学内容进展(如图2)。

3.信息技术环境下课堂导入存在的问题

(1)部分教师教学无导入环节,对导入重要性缺乏认识,没有把导入真正用到实践中,且没有达到预期效果

调查发现几乎所有教师都认为课堂导入重要,平时教学也注重导入并在备课时设计,在教学中能与同行交流经验和看法并征求学生意见,但从学生的问卷发现有部分学生认为教师在课堂中从不进行导入,因此部分教师对导入的重要性缺乏认识。

多数教师对自己的导入设计过于满意,自认为很成功并能够提高学生的学习效率,但有12.14%的学生认为导入浪费时间,课堂效率低下达不到教学要求,说明教师忽视学生看法,以自我为中心,忽视学生的课堂主体地位。

(2)导入方法单调,与课程内容联系不紧密,教师的信息技术能力还有待提高

调查发现16.67%的教师较少使用多媒体,20%的学生认为教师很少使用多媒体且导入方法陈旧,多数教师只采用自己较为习惯的一种或几种导入方法进行导入,导入方法单调,缺乏创新,与课程内容联系不紧密,导入显得“生搬硬套”、“形同虚设”。

笔者分析发现信息环境下中学课堂导入方法与传统课堂导入所差无几,教师仍停留在传统导入方法上,没有充分把握好当前信息技术环境,更没有充分利用充裕的教学资源、先进的教学工具。有些教师即使在课堂上用多媒体来设计导入,也仅是用投影、电脑放PPT、图片、音视频等,这样不仅不能调动学生的积极性,还会使学生产生厌倦心理。

(3)教师设计导入的素材和手段陈旧,缺乏时效性与新颖性

很多教师都是从网上下载素材和案例设计导入,有些素材和案例很陈旧,不再适合现在的教学,严重影响教学质量的提高。

(4)少数实习生不能认识到导入的重要性,在实习期间未使用信息手段设计课堂导入

调查发现少数实习生不能认识到导入的重要性,在实习期间不精心设计导入,没有活跃课堂气氛,激发学生对新课的求知欲。

二、信息技术环境下课堂导入的建议

1.把课堂导入真正用到教学中,突出其功能与作用

多数教师能认识到导入在激发学生求知欲、集中学生注意力、使学生明确教学内容与目标以及建立新旧知识之间联系等方面的功能与作用。但在课堂教学中很难按照原计划实施或即使实施导入也没有达到预期效果,有些教师单纯认为只要设计导入就能达到以上效果,对导入环节过于自信。因此教师在设计导入时需认真思考什么样的导入能最大程度调动学生的学习积极性,凸显导入的功能。

2.导入设计遵循教师主导、学生主体的原则

教师设计导入要体现教师主导、学生主体的原则,需对学生进行需求分析,从而设计出更加符合学生兴趣发展的导入内容以及最符合学生自身发展的最近发展区。

3.学校积极组织教师参加各项培训,促进教师专业理论知识的发展,提高探索精神

在教学实践中,教师需丰富理论知识,用知识武装自己,这样才能在实践中不断进步。学校应积极组织教师参加各类培训与交流活动,教师也应全身心地投入参与,这样教师才能在教学中探索出适合自己的高效的导入方法。

4.教师应跟上信息化节奏,丰富自身技术,根据学生兴趣需求利用信息化教学工具设计导入

调查发现,68.57%的学生使用或偶尔使用手机,69.29%的学生喜欢QQ聊天,85%的学生希望教师使用电脑或手机来设计课堂导入(如图3),若条件允许,75%的教师愿意用短信、微信、QQ等设计导入,但有很多教师对这些软件不了解,16.67%的教师从未想过用它来设计导入(如图4),创新意识不足,无法满足学生的兴趣需求。若教师能使用手机或电脑来设计导入,79.29%的学生会认真听讲服从教师安排。因此教师应紧跟时代步伐,丰富自身知识,充分利用信息化手段,在课堂教学前,通过手机飞信群发、QQ群发、发微博等向学生传递新授知识。一些年长教师更不能封闭自我,拒绝接受新科技手段的熏陶。这样课堂的导入方法才更新颖、多样,更利于学生学习。

5.学校加强电教硬件设施建设,确保电教资源通畅使用,为信息技术环境下课堂导入的顺利进行提供良好条件

58.33%的教师认为导致他们不用手机、网络设计导入的原因是学校硬件资源不足,影响他们课堂教学。因此,学校应加快网络资源建设,为教师教学提供更宽广的资源平台。

三、信息技术环境下课堂导入设计

1.信息技术环境下课堂导入的优缺点

(1)优点

传统课堂教学因其固有的弱点而常遭批评。然而在可预见的将来,课堂教学仍是学校教学活动的主要方式。目前国家对教育信息化环境建设已达到一个新的高度,利用信息技术来改进课堂教学是当前学校教育改革的一种重要思路。利用信息技术设计课堂导入能改变传统的课堂教学方式,最大程度发挥学生的学习主体作用,改变学生的学习方式,促进学习成绩的提高,使学生由被动学习变为想要学习、享受学习。同时教师能在信息化环境下丰富自身理论知识,运用新技术,提高教学效率。

(2)缺点

中学生心理与生理发展不够成熟,自我控制力不强,若教师一味地在课堂上用信息手段进行导入,自制力差的学生有可能不服从教师安排,做与学习无关的事,使课堂混乱,耽误教学内容进展,同时影响其他学生学习。

2.信息技术环境下课堂导入设计须把握的原则

信息技术环境下课堂导入设计应把握以下原则:导入目的性、针对性强;导入须注意新旧知识之间的衔接,有关联性;导入尽量以生动、具体的实例为依托,具有直观性;导入具有启发性、趣味性,有一定的魅力;导入须把握好信息化环境,充分利用信息技术手段。

有些课程知识学生学起来枯燥乏味,教师可利用信息手段辅助教学,使学生了解其空间结构,学生不因内容的空洞抽象而形成不了真实的感受。运用计算机、手机、网络教学更使教学锦上添花,使学生具有从形象到理论、从具体到一般的认识。

无论采用哪种导入方法,教师的教学语言都要确切、精炼、朴素易懂。注重借助实物、多媒体等手段辅助教学,主动学习新技术,使之用于课堂。

3.信息技术环境下课堂导入的设计

(1)信息技术课堂导入

当今信息技术飞速发展,计算机应用被认为是人才的必备要素之一。初中信息课程承载着培养学生信息技能,提升学生信息素养的责任,然而这门课程在学生心中往往被定义为“玩”课。学生对信息技术的兴趣来自网络和游戏,而非信息技术课程知识本身。因此在信息技术课堂中要有效利用学生对网络与游戏的兴趣,改变学生对信息技术课的认识,并投入到信息技术的学习中。

信息技术课堂导入方法有开门见山法,多媒体视、音频导入,多媒体图片导入等。很多教师没有充分利用计算机与学生之间的互动来设计,没有把握好信息技术环境,抑制了学生的学习兴趣,课堂上未收到良好的学习效果。

(2)其他课堂导入

根据信息环境下信息技术课堂导入设计及效果,笔者认为其导入方法也适用于学科的其他课堂。学校能提供丰富的教学资源、现代化硬件设施,确保资源顺畅使用;教师丰富自身理论知识,学习新技术,提高自身创新意识;学生能在课堂上服从教师安排,少做与课堂无关的事情,提高自制力;那么信息技术环境下课堂导入将顺利展开并收到良好效果。

随着大数据时代的来临,翻转课堂、慕课的大规模兴起,教育领域掀起了教育改革的大浪潮。同时《国家中 长期教育 改革与发 展规划纲 要(2010-2020年)》也提出“信息技术对教育发展具有革命性影响”,要求我们教育教学中要充分利用信息技术开展课堂教学,激发学生学习主动性。“良好的开端是事物成功的一半”,课堂导入的成功与否关系着一节课的成败。在信息技术飞速发展的今天,我们在课堂教学中要充分利用信息手段精心设计课堂导入,将现代信息技术与课堂导入完美整合,使教学进行得更完善,最大程度地激发学生的学习兴趣,保证课堂高效展开,从而培养出更多优秀人才。

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养猪环境控制技术问答 篇8

问:怎样控制猪舍温度?猪舍最佳温度是多少?

答:适宜的温度对猪的生长发育非常重要。一般猪舍的适宜温度, 哺乳仔猪为25~30℃, 生长猪20~23℃, 成年猪1 5~1 8℃。夏季气温过高, 不仅影响猪的采食和增重, 而且可能导致中暑甚至死亡, 因此必须采取降温措施。方法有:经常向地面喷洒凉水、圈外搭凉棚、设置洗浴池、通风、供给充足的饮水等。另外, 搞好绿化也有助于改善猪舍环境温度。冬季气温低, 用于维持体温的能量增加, 使饲料消耗增加, 猪的增重减慢, 采取保温措施, 减少维持消耗, 是提高冬季饲养效果的关键。对于封闭式圈舍保温措施要吊顶棚、加厚垫草、适当多装猪 (增加密度) 、舍内吃食, 定时舍外排泄粪尿, 利用猪体散热来保持舍内温度;敞圈养猪的条件下保温措施是猪圈周围设置防风帐, 堵抹猪圈四周的裂缝, 防止贼风侵袭, 另一方面适当增加饲养密度、垫草、温水温食喂猪等, 减少体温散失。

问:怎样控制猪舍湿度?猪舍最佳湿度是多少?

答:湿度大小对猪生产性能有一定影响, 和温度一起发生作用。如果温度适宜, 即使湿度从45%上升到95%对增重也无明显影响。在高温高湿情况下, 猪因散热困难, 导致食欲下降, 采食量显著减少, 甚至中暑死亡。而在低温高湿时, 猪体散热增加, 猪感觉寒冷, 相应猪的增重、生长发育减慢。此外, 空气湿度过大, 有利于病原微生物繁殖, 使猪抵抗力降低, 易患湿疹等皮肤病;如果湿度过小, 也会导致猪体皮肤干燥、干裂。猪舍的湿度一般控制在50%~70%为宜。为了防止猪舍潮湿, 一般在中午温度较高时, 打开门窗, 加强通风来排出潮气, 如天气阴冷, 可在猪舍走道或地面撒石灰等来吸收潮气。

问:怎样改善猪舍空气环境卫生?

答:由于猪的呼吸、排泄以及排泄物、垫料等的腐败分解, 使猪舍空气中二氧化碳浓度增加, 同时产生一定量的氨气、硫化氢等有害气体及臭味。此外猪舍空气中含有大量的灰尘和微生物。如果舍内空气潮湿污浊, 有害气体、灰尘和微生物含量过高, 会严重影响猪的食欲、健康和生长, 常引起呼吸系统和消化系统疾病。所以, 封闭式猪舍要经常通风换气, 保持舍内空气新鲜。搞好绿化, 粉碎饲料远离猪舍, 避免干扫猪舍地面, 均可减少灰尘。

问:饲养密度对猪有什么影响?

答:饲养密度是指猪舍内猪的密集程度, 即单位面积所饲养猪的数量。饲养密度直接影响猪舍内的空气卫生状况, 饲养密度大, 猪只散发出来的热量多, 舍内温度高, 湿度大, 灰尘、微生物和有害气体增多, 噪声加大。为了防寒和降温, 冬季可适当提高饲养密度, 夏季可降低密度。饲养密度对猪的生长速度有较大影响, 密度过大, 猪过于拥挤, 猪难以安睡, 相互间的争斗增加, 严重影响增重;密度过小, 猪舍利用率降低, 影响养猪的经济效益。对于农村养殖户来讲, 较好的饲养密度应为每头猪占0.8~1.0平方米, 每圈10~15头。

养殖户:我是富裕县养殖户, 家里养了十几头奶牛, 几年来一直养的很好, 可是近一年来奶牛总是流产。我该怎么办?请给我几点建议!

专家:引起奶牛流产的原因很多, 有饲养放牧条件不当因素, 有气候变化、外因损伤、惊吓、管理不当因素, 有普通病、传染病、寄生虫病诱发因素, 也有的奶牛呈习惯性流产因素。建议做好以下几点预防工作: (1) 奶牛怀孕后要进行合理的饲养, 饲草饲料要保证质量好, 品种搭配全面合理, 防止饲料单一、配合不当; (2) 冬季严禁饲喂冰冻饲草饲料, 夏季防止喂霉变和农药污染的饲草饲料; (3) 在管理上要防止顶架、挤撞、跌打、跨越横沟等, 以免造成机械性流产; (4) 发现孕牛出现先兆性流产症状, 要立即肌肉注射黄体酮100毫克, 并尽量保持孕牛安静, 加强护理。

养殖户:种鹅“年年清”好不好?

专家:所谓“年年清”, 就是不论公母种鹅, 一到次年产蛋季节结束, 即行全部淘汰, 而重新选留当年的早春鹅作为后备种鹅的禽群更新制度, 以求得较高的受精率和孵化率。这种一年淘汰制的作法, 对于节省饲料, 保持经济效益, 充分利用棚舍设备和劳力, 无疑是有利的。因此迄今仍为广大养鹅地区所沿用。但有的地区有留养种鹅至二三年的习惯。从育种工作看, 老鹅的产蛋量并不低于一年的种鹅, 且蛋形大, 孵出的雏鹅亦大, 容易饲养, 品质优良, 对提高种鹅群的生活力与产肉力, 是有其一定的育种价值的。为了提高鹅群的产蛋量, 从一年龄鹅中挑选那些体形好, 换羽迟的母鹅, 合理组织种鹅群的年龄, 无疑是有很大促进作用。

养殖户:猪瘟一直是困扰养殖场户的大问题, 如何做好猪瘟的净化工作?

专家:近年来, 猪瘟流行形式已从频发的大流行转变为多地区散发性流行, 有时表现为波浪形、周期性。尤其是大多数表现为温和型猪瘟, 其临床症状显著减轻, 死亡率较低, 或呈亚临床感染。猪瘟使母猪发生繁殖障碍, 导致长期带毒、散毒, 成为猪瘟预防免疫效果差、反复发生以至暴发的重要原因。

猪瘟持续感染, 长期困扰着养猪业, 制约养猪业发展, 造成严重经济损失。特别是那些设备陈旧、圈舍拥挤、经营年限长、管理较差的猪场, 母猪带毒比例较高, 造成的损失较大。即使是一些新建的有先进设备的猪场也会由于急于求成, 从不同地方大量引进未经严格检疫的种猪, 结果猪瘟随种猪携带而来。从第一胎起, 猪瘟在本场便连绵不断, 带毒母猪通过垂直传播和水平传播, 造成猪瘟的持续感染, 如不加以有效控制则愈演愈烈, 造成巨大损失。为此必须做好以净化种猪群为核心的猪瘟综合防制。

猪瘟的净化是当前养猪业所面临的重大实际问题, 也是控制猪瘟、消灭猪瘟的重要手段。同一猪场中各类猪群均可感染。控制和根除猪瘟采用全部扑杀的办法是不现实的, 并且难于实行。我国在猪瘟污染猪场, 实施以净化种猪为主的猪瘟综合防制技术措施是切实可行的。具体做法是一旦确认猪场存在猪瘟, 立即实行净化, 全场所有种猪逐头活体采集扁桃体, 进行猪瘟荧光抗体试验法检查是否是猪瘟。一定要查抗原而不是查抗体, 抗体的高低不能说明该猪此时是否带毒, 只要检查出猪瘟抗原阳性 (带毒) 的猪, 一律立即淘汰。每6个月检查一次, 一般进行3次便可面貌一新, 只需一年半的时间, 猪瘟便可得到完全控制。

环境科学技术 篇9

一、环境监测人才的发展问题

我国环境监测人员的技能水平有很多不足之处, 造成人才发展现状的主要原因分为两方面:一方面, 相关部门未能认识到环境监测人才的重要性, 把人才培养误认为是先进设备采购, 致使监测人才的技能难以提升。另一方面, 某些环境监测部门对监测人才短缺的现状缺乏合理认知, 认为学历高、职称高的监测人才是提升监测水平的唯一方法, 忽略了对人才基础知识、专业技能的培养。这种重视人才引进, 忽视人才培养的状况不利于监测人才的后期成长, 再加上缺乏有效的绩效考核制度, 使人才的评估标准缺乏公正性, 对人才的专业发展、技能创新十分不利。

除此之外, 在监测人才的招聘上, 监测机构应该分清主次, 根据岗位需求招聘具有发展潜能且可长期工作的人才, 而不是一切流于形式。具体应体现在面试与笔试独立进行上, 不能把试用期与实习期概念混淆, 以提升人才的选拔标准。另外监测人才的培训方法不合理, 培训过于形式化, 达不到以补充专业知识、提升技能为目的的培训目标, 难以实现创新工作理念的培训目标, 培训效率低下。还要重视检测人才的日常工作, 一切问题都来自实践, 实际工作是检验监测水平的标准, 重培训轻实践的结果是人才所掌握的知识技能难以与实际工作相对接, 导致培训工作发挥的实际作用不大。

二、基于人才发展的环境监测技术培训

从我国环保事业对监测技术的要求上分析, 技术监测培训没有受到应有的重视, 培训师资的分布区域不均匀、培训人员的任用不严格及培训人员能力不足等原因影响了培训成果。为确保我国环境监测事业取得突破性进展, 打造一支专业技能强、经验丰富的师资队伍十分必要。

(一) 组建优秀师资队伍。组建优秀师资队伍的首要工作是培训教师的选拔, 因为培训教师关系到培训的最终成果, 只有师资队伍过硬才能保证后续的各项工作。针对我国目前的师资状况, 相关部门可考虑建立国家级或省级师资队伍, 同时增加培训教师数量, 可以根据各地情况组建不同特色的师资队伍, 各地政府不同师资机构相互关联, 最终构成培训师资库。构建师资库可以实现信息资源共享, 以便掌握各地培训队伍的相关动态, 使不同地域的培训工作协调进行。在师资队伍的建设中, 除了严格规范培训教师的选拔标准外, 还要鼓励思想先进、具有创新意识的青年人加入队伍之中。

(二) 完善评估考核制度。健全的培训师资机制是培训工作高效开展的前提, 例如做好培训教师的调动工作, 完善评估考核制度等。具体内容为做好详尽的培训教师调用计划, 对教师授课任务早通知、早准备, 以避免因为培训教师不足或时间冲突而导致无授课人员的状况;在教师的评估考核上要制定科学的评估奖励制度, 通过学员抽查反馈、跟班听课等方式监督教师的工作状态, 使师资队伍的整体培训水平得到有效保证。还要定期开展全国优秀培训专家的评选活动, 对在培训岗位任劳任怨的工作者给予晋升或薪资奖励, 以此激励广大培训教师的工作热情, 使全国师资培训队伍形成一种积极向上的团队氛围。

(三) 教学标准统一化。从各区域质量监测人才的技能水平来看, 不同区域或同区域不同教师的培训标准不同, 最终的授课成果也存在很大差异。为了达到更高的培训目标, 实现对培训各环节的动态掌控, 教学标准的统一化十分必要。根据各领域人才的培训需求, 主管机构要对重点课程内容及主要授课方法进行划分, 如背景分析、重点解读、技术实践、分组讨论、技能创新等环节, 并且对各环节所用时间进行规定, 以保证课程内容丰富、比例均衡。并且对培训教师的课件提前审核, 对不同教学方法的可行性进行探讨, 确保教师的授课内容在规定标准内顺利进行, 提升授课效率。

(四) 培训教师的专业化提升。提升培训师资队伍的主要工作之一是提升培训教师的专业化水平, 将培训教师打造成培训专家, 这样可以同时兼顾技术、教学两大难题。培训专家不仅要十分精通监测技术, 也有丰富的教学经验, 如果将培训队伍专家化, 可以培训出多方位发展的高素质人才。由此可见, 师资队伍的专业化提升是环境监测事业的重点工作, 专业化的方向可以从知识理论与授课方法上着手, 提升培训教师研究课题的深度和广度, 鼓励广大培训教师利用先进的教学设备实现教学方法、实践操作的创新。同时国家主管部门还要定期组织不同区域的培训队伍进行教学水平的切磋, 以实现师资队伍的更高发展。

三、结语

环境监测工作关系到环保事业的最终成果, 而今的监测人才技能显然不能满足社会的发展需求。针对不同区域环境监测人才的技能水平, 在基于人才发展上的环境监测培训策略十分关键, 组建优秀的师资队伍, 完善评估考核制度与教学标准的统一化是强化师资队伍的重要途径。同时其它后续工作也要积极进行, 如教材的编订、培训基地的建设及服务水平的提高等, 都将会成为我国提升环境监测人才发展的工作重点。

参考文献

环境科学技术 篇10

新一代信息技术需要关注以用户为中心和社会化共创的服务模式升级。现阶段的服务创新主要表现在计算能力与服务资源的灵活提供,随着云计算与面向服务的体系结构( Service - Oriented Architecture,SOA)[1]的兴起与广泛应用,信息系统的硬件资源与软件资源也越来越多地以服务的形式提供给用户,并在按照用户需求进行更可靠、更高效地动态供给的基础上能力不断地提升。但随着跨领域、跨行业创新的需求进一步爆发,面向下一代信息技术的创新模式出现,实现社会化广泛参与的“以人为本”服务模式创新成为信息产业、乃至国家创新战略所必须抢占的新的制高点。伴随着“感知中国”建设的推进,基于云计算、海计算等信息技术的逐渐成熟,面对垂直系统中信息的多头采集、分散封闭、跨领域信息与服务的不一致、标准缺失,导致系统部署周期长、效率低等问题,产业发展与市场竞争对面向未来信息社会的海云协同服务提出迫切的需求。

海云协同服务运营环境通过打造社会化广泛参与的生态环境,创建一个智慧应用共创、共享的生产模式,实现智慧应用的快速交付,降低开发成本,提高质量。其中,海云协同是指云端的共性服务、智慧应用和海端的各种智慧应用和智能设备间的广泛协同,以及各种服务资源社会化参与的协同共创; 服务运营是指社会广泛参与服务资源和共性服务的共建共享、各种智慧应用的社会化协同开发与交付。发展海云协同服务就是运用组织形式解决互联网领域生产力发展的问题,是实现新一代信息产业振兴的基础力量。

本文在研究云计算、海计算及协同系统模式的基础上,主要针对海云协同环境下服务运营环境进行研究,在结合云计算中服务运营环境探讨的基础上,对海云协同下服务运营环境中的服务环境可控性,服务可扩展性,安全可扩展性等关键技术进行初步的探讨。

2 海云协同服务环境研究进展

随着信息技术的发展和广泛采用,计算日益呈现多样化。一方面,受成本控制的影响,越来越多的计算和存储正在从类似PC的客户端向数据中心或公共云系统转移和集中[2]。另一方面,物或人逐渐通过植入或使用设备和软件获得计算与通信的能力。考虑到物体的生存周期和移动性,可以预期未来物体( 人) 之间的互连和计算将越来越具有分散、场景不确定、行为不可信的特点,这种场景下物体之间的计算模式被称为海云计算[3]。海云计算是分布式处理( Distributed Computing) 、并行处理( Parallel Computing) 和网格计算( Grid Computing) 的发展[4]。海云计算与以往模式的区别在于,它通过网络把信息技术当作封装好的、具有API的服务来使用,以效率原理为基础,降低服务成本并提高部署服务的速度和敏捷性[5]。

海云计算主要从硬件到应用程序的任何传统层面上提供服务,其涵盖了基于基础设施、平台和软件应用等三个类别,基础设施即服务( Iaa S) 、平台即服务( Paa S) 以及软件即服务( Saa S)[6]。在部署应用程序的时候,可以有针对性的选择公共云、专有云或者混合云,包括应用程序的用途、性质、要求等因素。公共云模式通常由第三方运行,向多个客户提供服务,在托管中心部署。公共云的特点是庞大,能够满足灵活伸缩的需耍。专有云模式通常考虑到性能、安全性、数据保存位置等多方面因素,为一个客户单独使用而构建。混合云模式是将公共云模式和专有云模式结合,用公共云的资源对专有云的能力进行补充和扩充来应对负荷波动时服务的平稳性耍求。

从体系结构的角度来看,云计算系统是为配置一系列IT资源、运行客户应用程序而搭建的平台[7]。用户通过应用程序发出获取信息的请求,云计算系统据程序的要求调度计算资源来运行这个应用程序。云计算体系架构研究可分为两个方面: 云计算服务体系架构、云计算技术体系架构。前者从服务的角度划分云,主要突出云计算能给用户带来什么服务; 后者主要从系统属性和设计思想角度论述云,对软硬件资源在云计算技术中充当的角色进行说明。

从存储和信息资源同步角度来看,苹果推出了基于云计算技术的存储和同步服务i Cloud( 云端服务) 。包含了同步邮件、日历、照片、联系人和i Tunes( 数字媒体播放应用程序) 库等功能的i Cloud的确是云服务前沿。

从商务数据上也可以发现,微软商业业务营收增长14% ,订单数增长6% ,其中包括Azure平台、Office365等云计算业务贡献颇多,商业云服务营收增长达到了创纪录的103% 。微软CFO艾米·胡德认为,微软可以提供强大的云端计算能力,使客户根据需求动态选择服务成为可能[8]。云计算服务对整体营收增长确实起到了助推作用。

从图1的时间演进可以清晰发现新的计算模式和创新的发展历程。海云计算的出现代表了现阶段的服务模式创新,比如,谷歌公司的应用引擎( Google App Engine) ,微软公司的Windows Azure平台,和Saleforce公司的force. com都是Paa S的代表产品。以Google App Engine为代表的服务平台提供了更多基础服务来方便编写可扩展的应用程序,但仅限于自身设计框架以内的应用程序。平台的基础服务会帮助开发者和运营者省却部分系统管理的操作,以便将规模扩大到数以百万计的访问,并会在必要的时候开发新的应用实例提升服务功能。

协同系统基本功能是支持交互空间内多用户感知下的信息更改。支持协同是因特网的发展方向[9],目前主流的计算环境是云计算[10]。随着Web 2. 0、移动计算等概念的普及以及多种终端以不同接入模式参与到协同中,出现了许多新形态的协同应用。群组协作没有必要限制在单一网络环境下,需要满足异地或不同归属的群组成员更深入的协作,这就要求协作工作环境被托管在因特网的“云”端中,可以服务于世界任何地方发起的访问。海云计算将计算任务分布到大量服务器构成的虚拟资源池中,可以满足这些新型协同应用的动态性、大规模、数据类型异构等新特性[11]。

3 海云协同环境下服务运营环境的基本问题

3. 1 海云协同服务平台的概念架构

海云协同服务平台首先通过海云协同资源池,管理各种分散孤立的成果、应用和服务。通过智慧应用开发环境,一方面传统的应用能够被基于标准的模式,包装成为标准的服务,由海云协同资源池进行统一的管理和运营; 另一方面,在开发新的智慧应用时,它帮助开发者方便地重用和整合资源池中的服务资源,实现基于资源池的智慧应用的快速开发。同时,为了支持新型智慧应用系统更全面地互通互联,海云协同服务平台利用共性服务平台,提供各种智慧应用普遍需要的共性服务,包括公共的信息服务、通用的应用服务等,实现应用和服务跨领域的智能协同和分析。海云协同服务平台概念架构如图2所示。

基于包含海云协同资源池、智慧应用开发环境和共性服务平台的海云协同服务平台,每个现有应用的拥有者都可以根据应用的普适程度,使用开放、标准的方式将其包装成资源池中的服务; 同时,平台的使用者都可以通过平台方便地重用资源池中的现有服务,基于业务需求打造新型智慧应用,生产者同时也是消费者。配合共创的社区环境,将能够很好地支持逐步打造社会化广泛参与的,面向智慧应用“智造”问题的共创、共享生态环境。海云协同共创生态环境如图3所示。

海云协同服务平台的系统主要的功能模块包括:

( 1) 海云协同资源池。海云协同资源池提供对标准服务的提交、管理、索引、查询和生命周期管理能力。它的创新点: 1基于资源属性,对资源进行分类管理。例如应用服务、数据服务、设备服务、应用、算法等;2根据知识产权的要求,提供安全的资源管理。例如,服务拥有者可以只提供服务的定义和访问方式,而无需提供源码。资源使用者可以根据访问方式说明,直接访问由服务提供者发布的服务。

( 2) 智慧应用开发环境。智慧应用开发环境在普通的开发环境基础上,面向智慧应用的开发特点,内置了智慧应用的需求管理、跨地域团队协同开发环境、服务开发框架、数据分析沙箱、自动化部署服务和运维服务。基于智慧应用开发环境,开发人员能够使用服务开发框架快速将现有应用封装成标准服务,存入海云协同资源池; 多个团队可以方便地分享需求,基于一份需求协同开展工作,重用资源池中的各种服务资源和共性服务平台中的共性服务,使用数据分析沙箱完成数据分析,从而实现智慧应用的快速交付; 并能够通过部署服务,实现智慧应用的自动化部署。

( 3) 共性服务平台。共性服务平台主要包括核心服务、公共信息服务、公共应用服务和服务总线四个主要服务子系统: 1服务总线为共性服务平台提供可靠消息传输,协议转换,数据格式转换和基于内容的路由等功能,屏蔽了协议和数据格式。所有经过授权的系统都可以通过服务总线实现互通互连; 2核心服务为接入共性服务平台的各类应用、服务和数据源提供基本的目录服务,为数据的整合、分析、应用及服务间的协同起着重要的支撑作用; 3公共信息服务抽取了各种智慧应用所需要公共信息收集服务、数据管理服务、数据分析服务,如数据整合、数据交换、接口、支持数据( 包括交换数据、安全数据和管理数据等) 、运维管理服务等; 4公共应用服务抽取了支撑各种智慧应用互通互联和协同所需要的核心应用服务,如服务发现、数据分析服务、流程服务、索引服务、分布式查询、事件通知服务、地理信息服务、协作服务等。一方面可以为各类智慧应用的互通互联提供统一的支持,另外一方面,通过统一的服务重用和管理,加速各类智慧应用的开发与部署,提高效率。

3. 2 海云协同服务运营环境主要技术挑战

由上述可知,海云协同服务平台将面临着“人 - 机 - 物”三元融合,异构环境、普适计算、范在联网、移动接入和海量流媒体等新应用的不断涌现,在新应用的运营过程中,如何解决现有网络服务体系结构的单一可扩展性和网络服务功能的复杂多样性之间的矛盾; 未知的网络服务行为与确定的服务传输控制目标之间的矛盾; 复杂巨系统与网络脆弱性和安全可信需求之间的矛盾; 网络体系结构的相对稳定性和网络服务需求的复杂多变之间的矛盾,这将是海云协同服务运营环境面临的主要技术挑战,如图4所示。

( 1) 服务环境可控性。海云协同运营环境包含大量的异构环境、移动接入、资源信息计算节点、存储节点,层次结构复杂,分布范围广,系统运维大,使得服务资源具有不确定性和不可控性、服务质量的良莠不齐,从而导致海云协同平台系统可信度下降,严重制约了平台的发展。面对平台分布范围广,系统运维大,建立负载均衡,动态容错的具有故障恢复能力的系统是保证协同环境运营可控的基础; 开放的环境下,实体行为的不确定性、信息的不完整性以及推荐信息的不准确性,都给可信服务的评估带来了巨大的困难,因此建立海云协同环境下的服务信任评估模型是保证协同环境运营可控的必要条件。将整个协同环境中对各个物理节点进行合理规划和布局,建立节点分布与服务质量的关系模型,将大大地提升协同环境运营可控的性能。

( 2) 服务可扩展性。服务可扩展性指的是网络中服务的可部署性是否能够随着总体服务规模的增长得到相应增长的性质。即提供弹性的计算能力,所谓弹性,即海云协同运营环境支持动态地扩展或收缩资源量,例如虚拟机的数量等。使服务提供商可以在服务负载量增加时扩展资源保证服务质量,在服务负载量减少时收缩资源节省开支,为了使平台具备这样的弹性能力,我们需要对平台中的服务质量进行监控,并根据监控结果做出弹性决策,即何时应该扩展或收缩资源量,所以服务质量监控与弹性扩展决策对海云协同服务环境是十分重要的。对于弹性扩展决策问题,该机制应接收一个预定义的阈值,根据服务质量监控的结果做出扩展和收缩决策,使监控数据保持在阈值范围之内。我们注意到,海云协同平台的扩展需要一个不可忽略的启动和配置时间,为了在扩展过程中保证服务质量,我们需要通过某种方式预估服务未来的资源使用情况并提前进行扩展。如何确定扩展的时间是弹性扩展决策机制需要解决的主要问题,也是一项具有挑战性的工作。

( 3) 安全可扩展性。传统安全策略通过认证、访问控制、隐私策略等手段来保障安全。然而,在海云协同服务运营环境中,由于其跨组织、跨系统、跨平台的操作所具有的松散耦合等特性,使得在平台环境中会更加容易暴露现有安全保障体系中的弱点或局限。因此如果没有良好的安全机制将会严重威胁海云协同平台的发展及其深入应用。海云协同平台通过海云协同资源池,管理各种分散孤立的成果、应用和服务。各种成果、应用和服务的管理安全机制及分发安全机制是海云协同服务平台必须面对的问题,通过分析和归纳平台安全问题的数据,建立完整的安全问题数据库,建立平台服务安全计划是海云协同服务环境的基本安全保障。

4 海云协同服务运营环境关键技术研究

4. 1 海云协同服务环境可控性

海云协同服务环境包含大量的资源信息计算节点、存储节点,层次结构复杂,分布范围广,系统运维大,一些小规模系统中的微小问题在大规模系统中就会变得显著,例如,系统的负载均衡能力、容错能力和故障恢复能力等各方面都需要得到有效提升; 同时,随着资源信息的业务应用不断深入,各类业务环节对海云协同环境的依赖性不断增大,必然需要协同环境为需求用户提供高可用的服务,最大程度降低服务失效对业务的影响,保证即使软、硬件出现故障后服务仍然可用,这就需要在整个协同环境中对各个节点进行合理规划和布局,对分离的系统进行信息共享、联合优化和动态管理,形成统一的信息服务体系,以满足各种资源信息服务的跨区域协同与共享。

( 1) 动态容错的服务环境。在海云协同服务环境中需要考虑到系统执行过程中服务组合路径中的节点失效问题,实际网络中服务的产生与消失是经常性的,因此,服务组合算法中必须考虑到容错的问题。当服务组合路径上的某节点失效时,应当尽量从失效节点开始重新执行,要避免回退已经执行的服务。基于STBM( 多层结构的服务组合模型) 模型给出了当服务节点失效的容错处理算法,算法能够尽量充分利用已经执行的服务,在不需要用户干预的情况下自动容错执行[12]。

( 2) 服务信任评估模型。服务组合技术的快速发展和应用有助于解决网格研究所面临的应用集成、资源共享、系统互操作和标准化等问题。但是由于海云协同环境的开放性和动态性以及服务的随机不确定性,虽然具有功能等价可相互取代的具体服务非常丰富,但用户得到高质量的服务组合却较为困难,这些困难存在的根本原因在于: 虽然协同环境上的服务非常丰富,但是由于服务的动态生成与消失,同时不同的服务所提供的服务质量不同,造成用户难以选择高质量的服务组合,从而得到高质量服务组合的机率非常低,无法保证服务组合的各参与方的可信性,服务组合的各参与方都有可能存在恶意的、欺诈的、虚假的可能性,真实可信的服务往往得不到良性的回报,甚至受到不公正的对待,导致用户发布服务的积极性并不高,而虚假不真实的服务往往非常活跃,导致真实可信服务被边缘化。这种情况进一步使用户感觉协同环境的不可信,使服务组合面临恶性循环。一种基于黑白板的信任敏感的Web服务组合策略,通过黑白板模型相结合能够实现信任敏感的Qos服务组合[13]。

( 3) 基于知识关联的服务节点部署策略。如图5所示,Zhe Wu[14]等人研究了云计算中服务布置的节点与服务响应速度的关系,得出结论认为距离服务节点越近的用户,得到的服务响应时间越短,服务质量越优越。基于此研究结果,海云协同服务平台在今后的节点布置上及服务发现、存储策略上将采用原则: 1服务概率最大自适应策略; 2支持就近服务的策略; 3基于知识的环境自学习策略; 4Qo S达到pareto最优策略。

4. 2 海云协同服务环境服务可扩展性

海云协同服务环境的服务包括云端的服务及海端的第三方服务,具有服务量大,多种异构服务并存等特点,如何为应用提供不同的服务质量( Qo S) 控制成为海云协同环境进一步发展的制约条件。Int Serv框架能够为每个业务流提供服务质量保证,但由于其缺乏可扩展性而在海云运营环境中真正实施。Diff Serv虽然具有较好的可扩展性,然而它无法区分大量异构业务,不能实现对延迟、丢失率、带宽、花费等一系列Qo S参数的独立控制,更无法为不同Qo S业务选择不同的路径,因此Diff Serv无法从根本上实现对网络传输的Qo S控制。虽然分组调度机制能够在一定程度上提供服务质量控制,然而其缺乏对海云服务运营环境整体特性的统筹考虑,有可能出现某条路径拥塞而其他路径空闲的情况[15]。海云协同环境采用能够跨越多个自治系统的分布式 层次化服 务质量路 由框架( CLQo SR) 来解决海云服务运营环境下的服务可扩展问题,如图6所示。该框架能够实现: 1对网络规模的适应性; 2支持多种Qo S参数和约束条件; 3支持多种路由协议; 4对Qo S请求和分组到达速率的适应性。5 Qo S达到pareto最优方案。框架包含几个部分: 1本次状态测量; 2域内和域间路由机制; 3基于链路状态的多约束Qo SR核心算法; 4端到端的准入控制机制; 5Qo S业务流分组转发机制。由其中的本地状态测量获取节点本地的状态信息,然后通过域内域间的路由协议交互使得每个节点维护经过聚集的网络状态信息,进而使用Qo SR核心算法为服务流分组计算可行路径。服务流分组经过端到端的准入控制后进入环境内部,最终由各个节点完成分组的转发并实现服务流的传输。

4. 3 海云协同服务运营环境的安全可扩展性

传统安全策略通过认证、访问控制、隐私策略等手段来保障安全。然而,在服务计算中,由于其应用程序以及其跨组织操作所具有的松散耦合等特性,使得在服务计算环境中会更加容易暴露现有安全保障体系中的弱点或局限。因此如果没有良好的安全机制,将会严重威胁服务计算的发展及其深入应用。

海云协同服务运营环境首先通过海云协同资源池,管理各种分散孤立的成果、应用和服务。各种成果、应用和服务的管理安全机制及分发安全机制是海云协同服务运营商必须面对的问题。为了不增加服务的成本和复杂性,同时也为了长期保护数据隐私,解决好安全性和弹性方面的基本问题,建立一套涉及到六大安全问题的数据、服务安全计划是海云协同服务环境的基本安全保障。亟待解决的六大安全问题分别是:

( 1) 违反通知和数据驻留。并非所有的数据都需要同等的保护级别,企业应该对云存储的数据进行分类,在数据违反通知或如果数据不得存放在其他司法管辖区时的识别有关的合规性要求。

( 2) 休眠时期的数据管理。服务要明确,以确定海云服务提供商存储数据的生命周期和安全政策,包括: 1如果是使用的多租户存储模式,搞清楚租户之间采用的是什么分离机理; 2诸如标签之类的机制是用来防止数据被复制到特定的国家或地区; 3用于归档和备份的存储是加密的,确保密钥管理策略,包括一套强有力的身份识别和访问管理政策,限制在一定的司法管辖区内。

服务提供方通过使用删除密钥以切碎数字数据信息,实现寿命结束的加密策略,同时确保密钥没有妥协或被复制。

( 3) 运行过程中的数据保护。作为最低要求,海云协同服务环境将支持安全通信协议,如SSL( 安全套接层协议) /TLS( 安全传输层协议) 浏览器访问或基于网关VPN连接的访问以保护环境的服务系统。

敏感的数据与服务在海云中运行时被加密。但如果数据或服务是未加密的,同时正在被使用或储存,则减轻或使得服务提供方免遭数据破坏是义不容辞的责任。

( 4) 加密密钥管理。海云协同服务环境将提供加密密钥管理,基于硬件的密钥管理系统是在严格定义和管理的关键管理流程范围内,并确保访问管理控制到位,满足违反通知要求和数据驻留。系统环境也应提供严密的控制和现场负载监控,以防止潜在的快照分析获得密钥的风险。

( 5) 访问权限控制。海云协同环境支持IP子网访问限制政策,使服务提供商可以限制已知的IP地址范围和设备的最终用户访问。系统环境提供足够的用户访问和管理控制。更强的身份验证,如双因素身份验证、访问权限管理、以及分离安全管理职责,例如安全性、网络和维护[16]。

1对所有访问云资源的用户和管理员进行记录,并以适当的格式提供给系统管理日志或安全信息和事件管理系统;

2限制访问敏感系统管理工具可能带来的“快照”现场工作负载,进行数据迁移,数据备份或恢复数据;

3迁移或快照工具捕获的图像与其他敏感的服务或数据享有相同的安全处理标准。

( 6) 长期弹性的加密系统。海云协同环境应提供诸如“功能保存加密”的选项。例如,保存排序规则,要求使用规范和批准的算法,或可能削弱独立认证加密。

5 总结与展望

海云协同服务环境是面向三元融合的应用和服务的环境,旨在营造和谐的创新生态环境,实现社会化的广泛共享、重用、按需服务和协同生产。本文通过分析现阶段云服务的体系结构及云环境的构建所需的关键技术,及现阶段所面临的问题和下一代互联网的基本框架,初步探讨了海云协同服务环境所需要解决的技术挑战,包括海云协同环境下服务环境的可控性,服务的可扩展性及安全的可扩展性,旨在为中科院先导项目“海云协同社会化服务平台”服务环境的设计提供支持。

摘要：通过描述构建海云协同社会化服务平台的基本机理,详细论述了构建海云协同社会化服务平台服务运营环境所需的关键技术,为海云协同服务运营环境的设计提供参考。

环境科学技术 篇11

关键词：信息技术；科学课教学

信息技术环境下小学科学课教学，能够充分发挥信息技术的功能优势，充分调动学生的多种感官与学习活动，从而有效地启迪学生思维，激发学生的求知欲，促使思维转化，智力发展，有利于寻求最优化的教学过程，达到优化课堂教学，全面提高课堂教学质量的目的。

怎样应用信息技术，多快好省提高小学科学课教学的质量，培养学生科学素质呢？

一、基本作法

（一）信息技术环境下优化科学课程整合

作为小学科学课，由于本身与各学科，人文、社会联系的紧密性及生活运用的广泛性，要求我们在教学中注重学生科学认识，技能培养同时，还要考虑实施过程与方法，情感态度与价值观，力求突破科学课的单一教学，达到与各学科有机渗透，提高学生综合素质，这就要求教学设计具有前瞻性，整体性，整合性。而信息技术环境正架起优化科学课程整合的金桥。如小学科学课《地球的引力》一课设计。是这样教学的：

1.应用信息技术，激发兴趣。通过信息技术展播：在美妙的音乐中卫星航拍遥望地球，晶莹湛蓝，近观世界，森林河流、鸟语花香，生机勃蓬。接着显现树上苹果落下，落向地，跳高运动员跳高，皮球落地弹起却落向地面，启发学生观看现象，述说发现，把单纯的欣赏画面兴趣引各物体受力运动注意倾向，激起探索的欲望，帮助学生理解。

2.创设情景，突破难点。地球的引力向着地心是本课难点，通过网络资源，地球剖分成园，上下、左右各方站8个人手中握球，引导同学观察，地球圆下面的人，脚踏的地面，为什么不掉入宇宙，再标出它的方向，发现每人抛出的球受到引力方向，指向球心。抽象，难懂的道理变得直观、形象。

3.丰富信息，思维拓展。老师组织学生点击网络资源库，出现许多生动的录象画面：利用地球引力，地球上人们修养生息，用水向低处流的力量发电，航运，用抛物落地“扬场”，应用地球引力回收我们神舟5号航天飞船……

4.学生质疑，自主创新。引发学生思考，地球引力向地心所有的东西都向地心运动吗？有例外事物吗？同学们逆向思维积极展开，新奇的问题提出来：飞机为什么飞行不掉下来？宇宙飞船为什么不掉下来？星星为什么不掉在地球上？老师又启发，人类控制了地球的引力，又会有什么现象，同学举出空军跳伞，飞船克服地球引力，腾空升天，导弹的发射等。没有地球引力将是怎么样？老师运用网络课件配音乐“我们都是地球妈妈的孩子”，展示：地球上原来大气层，森森，海洋、城市、人类，逐一脱离地球，飞向宇宙，最后地球变成一个干涸的寸草不生的死球，在强烈的情感中，不但完成地球引力的知识建构，还对信息收集与整理有效地培训，还激发利用地球引力造福人类的志向，提升学生环保意识，进行美术，音乐的欣赏，对地球引力这一自然现象利害思辨，启蒙辩证唯物的认识观，达到各种素质教育优化整合，提高学生综合素养。

（二）信息技术环境下优化自主学习

信息技术环境下优化自主学习，注重对具体的科学课教学内容进行信息化处理，优化学习资源，提供图文声像并茂的多种感官综合刺激，有利于科学知识的获取和保存，激发学生参与教学活动的兴趣，引导学生向预定教学目标前进，保持注意的认识倾向，主动探索的心理，进而形成自主学习动机。如《各种各样的花》一课是这样教学的：

1.视屏展示，激发兴趣。一开课老师组织学生开展“百花仙子”的竞赛活动，让同学把自己带来的鲜花先在小组评选，再推荐代表到班上通过视屏展示台，让全体同学看到，艳丽的风采，并主动附精美的介绍词，参加评选。各小组群情激动，兴趣盎然。

2.网上资源，丰富感受。引导同学评一评田野里花哪种最美，运用网络播录象，阳春三月、果树开花、桃红李白，油菜花开，金黄灿烂，碗豆花白中润紫，喇叭花紫中润红，再用特写放大，突出桃花的艳，李花的洁，油菜花的灿，碗豆花如蝴蝶灵动，喇叭花调皮向天，从而给学生留下深刻的印象，进而展播校园的鲜花学生感觉又亲切，又激动，不约而同地大声说，那是升旗台下金汉莲，哪是科技楼外的金占菊，那是教室外面的月季花、瓜叶菊……

3.自主学习，拓展知识。开展“记住百花我能行”游戏，限时分小组调阅预制的百花形态资源库，展现各种鲜花并配有汉语注意的花名，让同学反复调阅，比赛谁记花名多，同学们汇报时讲了自学方法，有的记颜色，有的记特殊花形，有的记花瓣数，充满自豪与自信。

（三）信息技术环境下优化协作学习

信息技术环境下优化协作学习，信息技术环环境的特征与优势，正为学生这种分工、配合、负责、沟通、评估提供十分有利的条件，极大调动学生积极性主动性、达成科学性，有效性。如《鸟》一课的教学是这样进行的：

1.演释特征，协作求是。老师由哺乳动物特征——对照 北京烤鸭实物，各种鸟类标本，辨别鸟不是哺乳类动物，鸟类有哪些共同性呢？分小组为单位，上网查询（本课网络资源库）开展“比比谁最细心”比赛，即同学们比较网络资料提供麻誉，鸟鸦、鹊雀，翠鸟等6只鸟的彩图，用图中设的确认圈，（可拉动到鸟的各部位、且标有1-6号，每号一式6个，如确定鸟类都有翅膀，就将6个“1”拉动到麻雀、乌鸦、鹊雀、翠鸟……的翅膀上，看哪个组特征找得快、准、多、小组同学积极性高涨，各自观察比较，归纳，协作讨论，综合，形成共识，拖移确认圈，推荐小组代表向全班交流发言，共享成果，热烈而自然。

2.个性归类，协作探究。网络游戏，比比“谁认的鸟最多”。网络课件展示4组每组6种鸟儿的头、翅、身、尾，啄和脚爪，放置在框外，同学把框外啄和脚拖入框中，鸟头，身，拼奏正确，鸟下就现了此鸟名称，规定时间完成，协作学习再掀高潮，既要根据鸟啄，脚爪组合联系合逻辑，又要符合鸟的个性，如猫头鹰，啄又尖又长带勾状，脚爪必状实，且坚利带勾，才符合它凶猛捕食老鼠等害虫独特个性，当啄与脚爪样式对了，此鸟图下即出现它的名字“猫头鹰”迅速记下特征参加全班交流，有的组不但讲出网上这种鸟名字啄木鸟，还讲出它啄又尖且长而硬便于打树洞捉虫。脚爪分四趾，前2后2，前后蹬在树干下，身子稳当便于除虫。

3拓展知识，协作创新。指导学生运用网络，点击资源库。识别益鸟及对人类贡献。如猫头鹰一年吃1000只鼠，一只田鼠消耗17斤粮食，为人类保住了17000的粮食，保护鸟之情由然而生，还可查询珍稀鸟类，查询特殊鸟类，又有新奇发现。

二、教学成效

信息技术环境下小学科学课教学，创造了适宜于学生主动参与，主动学习与创新的教学环境，增强了学习的选择性，协作性，开放性，激发了学生的创新的欲望，培养了学生学习的思维习惯和创新能力。一是科学课上学生亲自动手操作、亲自体验，亲身经历着一个又一个的探究过程，学生分析问题和解决问题的能力不断增强；二是培养了学生的创新精神和实践能力，学生的科技小制作、科技小发明、科技小论文参加市级、国家级比赛，均获大奖。

三、归因分析

信息技术环境下小学科学课教学，为什么效果显著呢？这是因为：第一，信息技术环境下小学科学课教学，充分发挥信息技术的功能优势，充分调动学生的多种感官与学习活动，从而有效地启迪学生思维，激发学生的求知欲，促使思维转化，智力发展，多快好省地提高科学课的教学质量与效率的目的；第二，信息技术环境下小学科学课教学，突出“一切为了每一位学生的发展”的核心理念，充分地发挥学生的主体作用，开展多种探究活动，为学生提供选择的机会，调动学生的多种感官，引导学生多角度、多层次地分析问题，解决问题，在教学目标上，整体实现知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观的课程三维目标；在教学内容上，体现层次性和多样性；在教学方式和学习方式上，充分发挥教师主导和学生主体作用，形成师生积极参与、交流互动、共同学习的过程，实现教学相长和共同发展。

参考文献：

[1]全日制义务教育科学课程标准；北京师范大学出版社；2001，7.

[2]吴 名；《科学合作学习初探》[M]；北京.北京师范大学出版社；2008：25-38.

建筑环境监测技术 篇12

随着人们对生活居住品质要求的不断提高, 建筑在满足了掩蔽性和安全性的要求后, 人们关注的焦点已经转变为如何提高建筑内部环境的舒适性。

达到建筑内部环境舒适性看起来是一个非常简单的要求, 然而想要在实际生活中为居住者提供舒适的条件, 并且能同时达到节能的效果并非易事, 需要综合考虑诸多因素。

建筑和建筑设备的主要功能之一就是创造和维持舒适的建筑环境。在创造和维持舒适环境的基础上达到绿色节能则是建筑智能技术的主要目的。但是, 众所周知, 影响建筑内部环境舒适性的因素非常广泛, 它涉及到人的感官, 即触觉、视觉、嗅觉和听觉。因此建筑设备系统的设计需要提供好的热环境、光环境和声环境, 即新鲜的空气、温暖或凉爽的热环境、没有噪声或气味以及良好的视觉环境。而这些要求, 又往往会带来空调能耗的变化以及照明能耗的变化。因此, 将热舒适、视觉舒适和听觉舒适作为建筑环境的主要指标形式, 并且通过智能传感器等智能监测技术, 将不同地点、不同作用建筑的环境数据进行采集和保存, 以对其他智能化系统, 例如照明系统、遮阳系统等提供数据参数, 使得上述系统得以优化运行, 对于绿色建筑节能意义重大。

2 热舒适性及节能设计

热环境大致可以分为三个类别:

(1) 热舒适度:是指大部分人对所处的热环境感到满意。这主要取决于人们主观上对所处热环境的意识状态。

(2) 热烦躁度:是指人们开始感到不舒服, 即开始觉得或冷、或热, 但并未产生由于不舒适而引起的疾病症状, 他们可能仅仅会觉得有些烦躁与疲倦。

(3) 热应激:是指会导致人们出现明显的有潜在危害的疾病症状。例如:在过热环境中, 人容易中暑;在过冷环境中, 人容易冻伤。热应激往往会引发呼吸系统等问题, 出现体温过低或过高的热环境情况。

热舒适性设计的实践指导可参考CIBSE (Chartered Institution of Building Services Engineers, 英国皇家注册设备工程师协会) 关于舒适性的指南 (CIBSE Guide A, 英国暖通设计手册) 。

日常生活中, 由于存在个体差异, 在各种条件下要找到一个单一的指标来准确反映人体的舒适性是困难的。因此, 在热舒适性的检测过程中, 我们往往关注四个影响热舒适性的环境因素:

(1) 温度

温度可分为空气温度、平均辐射温度、综合温度。

空气温度定义为空气的干球温度, 通常是通过一个远离辐射热交换或不被辐射所影响的温度计来测量。由于普通的固定位置的玻璃水银温度计会受到外界的影响, 例如周围的阳光、散热器的散热等, 因此, 它通常不能准确测量出空气温度。

空间中某点的平均辐射温度是衡量某点周围物体辐射和人体辐射之间相互影响的参数, 即来自于周围空间各种固体表面和物体的辐射热交换的相互影响, 例如墙壁、天花板等, 以及周围空间其他各种辐射源, 如散热器、灯具等。平均辐射温度可以通过空间中表面温度的情况进行测算, 它不能直接被测量, 但是可以通过使用黑球温度计测量出黑球温度, 同时测量该点的空气温度和空气流速, 继而计算出平均辐射温度。

综合温度 (t0) 由CIBSE提出, 并用于国际标准和美国ASHRARE标准中 (ASHRARE, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc.;美国采暖、制冷与空调工程师学会) , 是室内空气温度和平均辐射温度的合并体, 通常被用来作为设计参数。它结合了对空气温度、辐射温度和一定程度空气流速的影响, 其具体讨论和定义可参考CIBSE Guide A, 但在实际应用中, 当空气流速在0.1m/s左右时, 综合温度可取空气温度和平均辐射温度的平均值。

ta——空气温度

tr——平均辐射温度

值得一提的是在隔热性能较好且以对流方式供暖的建筑中, 空气温度和平均辐射温度的差异 (也可以是空气温度和综合温度的差异) 通常很小。

(2) 湿度

湿度是指空气中水分的含量, 也就是大气中水蒸气的含量。湿度通常用某种条件下空气中水分的含量与该条件下相同温度和压力下空气中所含水分最大量的比值来表示, 0%的湿度表示空气是完全的干燥, 而100%的湿度则表示空气完全饱和, 任何多余的水蒸气都会凝结。建筑设备工程中经常用相对湿度 (RH) 及饱和百分率来表示湿度。相对湿度常用于表示水蒸气压力的比值, 而后者常用来计算在空调系统中需要增加或者去除的水分, 从而通过加湿器或除湿器达到房间的湿度要求。

尽管湿度会影响空气品质, 但是只要湿度不是在太干燥或者太潮湿的状态下, 都可以通过改变环境散湿能力来适应, 而不会受到影响。CIBSE Guide A推荐相对湿度应保持在40%～70%之间。

(3) 空气流速

空气流动的速度和方向称为空气流速, 对于热舒适性同样很重要。因为流速太高会引起冷风感, 而流速太低会降低空气品质, 使得某区域空气异味。

由于热量可以通过对流和蒸发从人体散失, 因此流动的空气可能造成降温的效果。空气流速取决于温度和空气的流动方向。日常经验表明, 即便是热空气, 只要流速较高, 也是可以接受的, 然而对于冷空气, 则即便是较低的流速也会引起吹风感。一般活动区中, 舒适的空气流速定义在0.1～0.3m/s。

为了达到活动区域的空气流速, 对于一定高度的出口, 流速一般控制在小于3m/s的范围, 具体取决于房间的高度, 也就是说送风气流在进入人体活动区之前要先进行混合。为了保证所有运行状态下的舒适性, 设计送风出口、送风方向以及送风温度时, 都需要仔细计算。流动空气的温度一般介于室内空气温度和送风温度之间。

(4) 空气品质

虽然目前还没有公认的衡量标准来评价空气品质, 但良好工作场所的空气品质应该保证所在空间中没有明显的污染物, 同时有足够的新风供给。目前, 在热舒适性设计中, 往往通过对二氧化碳浓度等数值的检测来控制新风机的启停与风量, 而新风机的启停与风量又直接影响到空调系统的能耗。因此, 空气品质的监测对绿色节能也有一定的意义。

在目前的设计中, 我们针对不同的需要, 给出以下的新风量:

为呼吸作用提供氧气:0.2l/p.h;稀释二氧化碳:1.0l/p.h;稀释居住者污染物:5l/p.h;给人新鲜感:10l/p.h。

除了上述的4个主要因素外, 还有空气的温度梯度、局部辐射、冷热地板或吊顶等, 均会对热舒适度产生影响。

表1给出的就是某些建筑的热舒适性节能标准, 以供设计参考。

3 视觉舒适性及节能设计

(1) 视觉舒适性

建筑照明的目的就是为了保障室内人员安全的工作与行动, 同时合理的照明设计又能够使人身心愉悦。照明设计主要关注照度、亮度两方面。

光线到达物体表面单位面积上的光照总量称为照度, 单位为lx。工作照度是指人们对于特定工作所需的光亮。办公室的工作照度为300～500lx。

亮度是每单位发光区的光强度, 与物体表面反射的光亮有关, 取决于表面反射率和照度以及入射光线角度等, 单位为CD/m2。

在视觉舒适性的检测过程中, 我们所关注的影响视觉舒适性的主要环境因素有以下几方面:

◆照度, 到达物体表面的光亮, 通常采用照度传感器进行采集;

◆光分布, 光源形式;

◆显色性要求;

◆眩光, 较好的光照设计应减少或降低眩光, 它可由过度强光或反射引起;

◆不均匀性;◆阴影;

◆闪烁:光输出的持续不稳定, 会引起眼部疲劳和头痛。

(2) 视觉舒适性设计标准

表2给出的就是某些建筑的视觉舒适性标准, 以供设计参考。

4 听觉舒适性及节能设计

(1) 听觉舒适性

听觉舒适主要的要求是足够安静的环境, 以便工作时不受干扰, 即没有噪声和振动。声音是一种音感, 是由一些振源引起的空气压力变化所产生。人的听力系统只对20～20000Hz的声音有反应, 其精确范围因人而异。声压是由听力系统从2×10-5～200N/m2的声音测出的, 2×10-5N/m2的是通常能听见的最轻声音, 而200N/m2则可能导致瞬间听力损伤。

影响听觉舒适性的环境因素主要通过两种途径来表现:

◆空气传声:声音大部分通过空气传入耳朵, 因此从外部噪声源来的声音进入一个建筑, 不仅可以通过打开的窗户, 而且还可以透过任何裂缝和结构上的缝隙传入耳朵。内部噪声能够穿越空间, 并通过吊顶空隙和通风管道传播;

◆结构传声:振动通过固体结构传播, 然后被感知, 或者在固体界面处进入空气传声。其振源包括机械或引起振动的任何情况, 比如坚硬地板上的脚步。

减少噪声最有效的方法就是控制噪声源。一般情况下, 我们通过声压传感器来进行数据采集, 同时根据不同建筑、不同功能区对声压的标准, 进行其他系统的联动以限制噪声的传播。

(2) 听觉舒适性设计标准

表3给出的就是某些建筑的听觉舒适性标准, 以供设计参考。

5 建筑环境监测技术展望

在建筑环境监测系统的设计过程中, 我们往往围绕着上述指标, 针对不同的工程, 有侧重点的选择环境参数, 制定不同的监测方案、确定适合的监测模型, 并通过相应程序对环境数据进行比对和处理, 继而对建筑设备进行控制。

其实, 不难发现我们在节能设计过程中, 虽然建筑环境监测系统对建筑节能并没有产生直接的影响, 但是它的作用不容忽视。原因就在于, 通过建筑环境监测技术的应用, 我们可以为其他节能技术提供实时 (阶段性) 数据, 为他们的优化运行提供有利的数据保障。我们坚信, 随着绿色建筑的发展、智能化技术的提高、节能意识的加强, 建筑环境监测技术的作用将越发显得重要。

摘要：将热舒适、视觉舒适和听觉舒适作为建筑环境的主要指标形式, 并且通过智能传感器等智能监测技术, 将不同地点、不同作用建筑的环境数据进行采集和保存, 以对其他智能化系统, 例如照明系统、遮阳系统等提供数据参数, 使得其他系统得以优化运行, 对于绿色建筑节能意义重大。