极限环境下的科学

2024-10-02

极限环境下的科学(精选8篇)

极限环境下的科学 篇1

一、引言

随着我国信息化建设的不断完善,信息技术与教学工作的联系也越来越密切。在信息技术网络环境下的小学科学教学不应仍然秉承着传统的小学科学教学模式,而应采用更先进的、与信息技术联系更为紧密的教学模式。信息技术给我国国民带来了许多生活上、工作上的便利,对于小学科学教学工作也应如此。相较于传统的小学科学教学而言,信息技术网络环境下的小学科学教学更加动态,更加开放,更具活力,也更能提升学生的学习兴趣。而要使信息技术网络环境下的小学科学教学能达到预期的教学效果,小学科学教师在进行教学工作时,应合理利用信息技术与网络资源,以使在信息技术网络环境下的小学科学教学达到更好的教学效果,使信息技术网络环境下的小学科学课堂比以前的传统小学科学课堂更具活力与生机,使学生能在科学课堂中学到更多的科学知识,开阔学生的知识视野,从而使得学生的学习效率与学习质量得到提高。接下来,笔者将对信息技术网络环境下的小学科学教学策略进行探究,以期能为目前正在信息技术网络环境下进行小学科学教学工作的教师带来启发。

二、信息技术网络环境下的小学科学教学策略

1. 利用网络资源进行备课

在信息技术网络环境下进行小学科学教学工作的小学科学教师应注意利用网络资源进行备课。在传统的小学科学教学中,小学科学教师在备课时往往需要查阅大量的与课程相关的资料,在查阅这些资料时,许多教师可能需要去图书馆进行查阅,这样不仅费时,而且还很有可能查不到自己所需要的相关知识。在信息技术网络环境下的小学科学教学就不需要小学科学教师去图书馆查阅相关资料,小学科学教师只要利用计算机查阅与课程相关的知识,然后将课堂上所需要的知识复制下来,利用计算机将其制作成PPT,甚至小学科学教师还可以将相关的视频、音乐保存在U盘里,在课堂上为学生播放。

2. 借助多媒体进行小学科学教学

在传统的小学科学教学中,有时候教材中会涉及许多图像,这时候就需要教师带着大量的图片、模型去教室进行授课。对于教师来说,带着大量的图片、模型进行教学不仅麻烦,而且还有可能会遗漏某些教具; 对于学生来说,有时候坐的比较靠后的学生可能根本就看不清图片、模型的内容,除此之外,有些学生可能在观察图片、模型之后,还是不能理解课本上的内容。在信息技术网络环境下的小学科学教学就可以改善这一点,小学科学教师可以借助多媒体进行小学科学教学,将课堂上所要用到的图片通过PPT进行播放,对于一些难以理解的内容可以播放相关视频,使学生能更加直观地理解。

3. 注意将信息技术融入小学科学课堂

在信息技术网络环境下的小学科学教学,小学科学教师不仅仅需要了解怎样使用信息技术和网络资源进行教学,还应了解怎样将信息技术融入小学科学课堂。在小学科学课堂上,如果教师只是一味地使用信息技术进行教学,难免会忽视与学生的互动,使在信息技术网络环境下的小学科学教学不仅不能提升教学效果,还可能会降低原本的教学效果,对此,小学科学教师应注意将信息技术融入小学科学课堂,使信息技术网络环境下的小学科学课堂更加紧凑、更加生动。

4. 利用网络资源丰富教学资源

信息技术网络环境下的小学科学教学应注意利用网络资源使教学资源得到丰富,为学生创造知识探究的机会,培养学生的自主探究能力。小学科学教学的核心目标应是为学生创造足够的知识探究的机会,培养学生的自主探究能力,信息技术网络环境下的小学科学教学不应局限于查找网络资源、利用信息技术,而应利用网络资源丰富教学资源,使学生能通过丰富的教学资源激发自己的好奇心,自主地对相关的知识进行探究,从而达到培养学生自主探究能力的目的。

5. 注意创设课堂情境

在传统的小学科学教学中,完全没有课堂情境这一说,因为小学科学教学中只有教师、学生以及课本等三个元素,学生要获取科学知识只能通过课本和教师,教师也没有任何途径为学生创设课堂情境。在信息技术网络环境下的小学科学教学中,教师可以利用多媒体为学生创设课堂情境,而课堂情境的创设则可以使学生加深对课本知识的印象与理解。例如,教师在讲授《昆虫》这一课时,教师就可以使用多媒体播放一些由昆虫的叫声组成的音乐,使学生感觉自己置身于大自然之中,然后教师可以给学生播放与昆虫相关的图片、影像,使学生对各种昆虫的印象更为深刻。

6. 重视提升学生的学习兴趣

在传统的小学科学教学中,教师一般是对照着课本进行讲解,在进行知识的延伸时,教师采取的方式是为学生讲述一些相关的知识,向学生展示相关的图片、模型,除此之外,所使用的道具也只有粉笔和黑板,这样的教学方式不免有些枯燥,难以提起学生的学习兴趣。在信息技术网络环境下的小学科学教学中,教师可以借助信息技术对教学方式进行改进,对教学信息进行扩充,使学生能在多样化的教学信息中逐渐提升自己的学习兴趣。仍以《昆虫》一课为例,教师利用电脑为学生设计简单游戏“送昆虫回家”,让学生为相应的昆虫找到自己的家。设计这种游戏,能够大大提升学生的学习兴趣,也能够在无形中强化学生有关昆虫种类的记忆。

7. 教师要提高自身的科学修养

科学课程所涵盖的内容以及背景知识在所有小学课程中是最丰富的,对于教师的科学修养要求较高,需要教授科学课程的小学教师能够掌握物理、化学、生物以及天文、地理、社会等多方面的基础知识,并通过浅显易懂的方式传授给学生。尤其是在如今科学技术发展迅速的背景环境下,如果教师墨守成规,停滞不前,就不能跟上时代发展的步伐,对学生的发展也会带来负面的影响。因此,在信息技术网络普及的今天,教师要时刻注意提高自身的科学修养,利用方面快捷的网络技术,不断汲取最新最科学的理论知识,在研究中成长,在成长中教学。

三、总结

在日趋激烈的国际竞争中,科学技术水平以及国民科学文化修养的决定性作用越来越明显,在我国“科教兴国”和“建设创新型社会”的大背景下,每一个科学教学教师都肩负着重要的责任。随着教学环境的改变,在信息技术网络环境下的小学科学教学应进行教学模式改革,教师应注意利用网络资源进行备课,注意将信息技术融入小学科学课堂,借助多媒体进行小学科学教学,利用网络资源丰富教学资源,在课堂上应注意创设课堂情境,提升学生的学习兴趣。

摘要:近几年来,随着我国信息技术的高速发展,信息技术与我国国民生活、工作以及学习的联系也越来越紧密。在小学科学教学中也逐渐运用到了信息技术,引起了小学科学教学环境的改变,可以说,信息网络技术的发展,使小学科学教学既面对着机遇也面临着挑战。对此,小学科学教师应根据教学环境的改变,结合自身的教学实际,对信息技术网络环境下的小学科学教学策略进行探究。

关键词:信息技术,网络环境,小学科学教学

极限环境下的科学 篇2

从目前小学科学实验教学的情况来看,在学生进行科学探究的过程中,很多教学都涉及实验设计能力的培养。而现在的实验教学情况不容乐观,实验教学效果并不理想。大多数情况都是学生按照教师或教材上预先设计好的步骤机械地操作,刻板地记录数据,然后拼凑实验报告,以完成实验教学的任务。这种做法不仅不能培养学生的实验能力,更不利于学生创新思维的提高。在教学中,教师为什么不让学生自己设计实验,给学生充分的思考时间呢?原因是显而易见的,学生设计方案需要花费太多的时间,学生的设计方案能否实施,其论证需要太多的时间,如果时间都花费在这个上面了,做实验的时间就太少了,往往课的教学进度就跟不上了。而一种新的信息技术――电子白板的产生,使得这些问题的解决成为可能。

一、演示实验,播得精彩

小学科学课中有很多实验是演示实验,在教学的过程中,要求教师在上课时边做实验、边讲解,可是演示实验往往需要准备很多的实验仪器及材料,并且就目前的情况,科学教师大多几节课连在一起上,上完这个班级马上就上另一个班级,演示实验的器材及材料根本就来不及准备与收拾。有部分教师认识到这个问题后,就把自己做实验的视频放入课件,上课时直接播放给学生看,这样既省时又省力。

案例一:在一堂市级公开课上,某教师上了一堂做中学的示范课,内容是《再探单摆》,所授对象是五年级的学生,而《摆》的内容在四年级时学生已经涉及到。教师首先带领学生回忆摆的组成,摆的快慢与摆线的长短有关,进而引入问题:想要做一个持续时间长一点的摆,摆锤是重一点还是轻一点?正当学生争论不休的时候,教师引出实验视频(屏幕上出现两个窗口,一个时钟,两个窗口的摆同时摆动)揭示了答案。

这个实验是一个对比实验,由于本课的重点内容要从这个实验上引出,因此,这个实验的结论很重要!但是,如果上课时做这个演示实验,时间肯定会来不及,教师在这里引用真实的实验视频,就处理得很得当。但是,由于传统的媒体没有固定画面的功能,因此在这个实验的演示过程中两个窗口大小不一样,给人的视觉感受就是这两个实验材料的不同。而电子白板不仅可以固定视频播放的窗口,而且可以设定窗口的大小,如果该教师使用的是电子白板上课,这一个环节将会处理得更加得当,学生的学习效果将会更好。

二、实验设计,拖得精彩

小学科学实验总共可分为:探索性实验、验证性实验和测定性实验,不同类型的实验都有其特定的实验设计思路,并不是千篇 一律的。以往的科学实验设计教学不外乎两种,一种是由学生说出实验想法,教师板书,另一种则是由学生自己写出或画出实验的方案。前者使用较多,后者由于所要花费的时间较长,因此使用较少。不过前者在实施的过程中,教师还是要花费很多时间记录学生的实验方案。而电子白板可以把所需要的实验器材设计在课件中,随意拖动摆放,并且可以通过复制的方法随时取得更多的器材。

案例一:《摩擦力的秘密》。

某教师在让学生研究固体与液体之间的摩擦力与哪些因素有关?教师经过一番铺垫之后就提出这样的问题,学生很快就想到可能与固体的形状、固体的材料、固体的表面粗糙程度、液体的粘稠度等有关。教师根据预设选择了与固体的形状、与液体的黏稠度有关这两个问题让学生进行研究。经过讨论,教师把学生的几种设想用板书加以标示,并且与学生展开讨论,最后确定了实验方案,学生开始实验。

案例二:《摩擦力的秘密》。

某教师在让学生研究固体与液体之间的摩擦力与哪些因素有关?教师经过一番铺垫之后就提出这样的问题,学生很快就想到可能与固体的形状、与固体的材料、与固体的表面粗糙程度、液体的粘稠度等有关。教师根据预设选择了与固体的形状、与液体的粘稠度有关这两个问题让学生进行研究。教师给每个小组发一张纸让学生在纸上画出实验设计,然后让学生放到黑板上,并且经过讨论修改实验方案,最后学生做实验。

很明显,这是一个探究性的实验,探究性实验设计的思路是:为考查学生所研究的科学中设计的几个物理量之间的关系,让学生通过一些开放性的实验,想方设法测出几个物理量的几组数值,通过分析总结,最后归纳出这些物理量之间的函数关系。案例一很明显是大多数教师上课时所使用的一个模式,这种模式充分发挥了教师的主导作用,从而体现了教师教的作用,但是这种做法对培养学生的实验能力毫无益处。案例二的教学设计很好地体现了新课程关于培养学生探究能力、创新思维的理念,但是如果这堂课要是能够使用电子白板,在这个环节将会省下大量的时间。学生可以在小组讨论后,直接在电子白板上把试管等实验材料拖出来进行设计,减少了书写与画的时间,并且可以直接在白板上加以修改,这样就可以避免学生在擦拭的.过程中造成纸面墨迹重重的现象。

案例三:笔者执教的《登月之旅》交互式电子白板教学设计(实验设计环节)。

屏幕上出示内容:

(1)研究的问题(①环形山的大小、深浅与陨石的大小有关。②环形山的大小、深浅与陨石落下的高度有关);

(2)沙盘图片、直尺、小球、打球;

(3)环形山图片;

(4)教师提问:环形山的大小、深浅与什么因素有关?

在白板上,教师利用白板的拖拉功能,让学生自己选择合适的材料,并且使用白板的拖拉、图片旋转功能设计实验,使得实验能够顺利展开。

笔者在这一环节的设计是要引出问题:为什么环形山大小、深浅不同?与陨石的大小、深浅有关?与陨石下落的高度有关?笔者在设计时考虑到要让学生循序渐进地学习,因此,首先出示的是图片与问题:为什么环形山的大小、深浅不同?接着根据学生的回答出示两种假设:环形山的大小、深浅与陨石的大小深浅有关;环形山的大小、深浅与陨石落下的高度有关。交互式电子白板拖拉功能的使用使得这些问题的出示可以随心所欲,能根据学生回答的不同情况出示。

极限环境下的科学 篇3

网络环境中的科学课堂丰富了教学资源, 拓展了教学模式。它将过去传统的、静态的、封闭的课堂变成了现代的、动态的、开放的课堂教学模式, 使科学课堂更形象生动, 更富感染力, 更能激发学生的学习兴趣和求知欲。让学生在有限的教学时间内, 轻松地学到更多的知识。小学科学课作为科学启蒙教育, 重视学生在探究中学习, 在合作中发展。网络环境下的科学教学利用现代化多媒体, 恰好能弥补小学生知识点上的不足, 打破地域限制, 以交互的方式呈现信息。学生在双向甚至多向的知识探讨、辩论及总结的过程中, 主动追求信息, 主动合作学习, 学习与创新得到同步进行, 为我们的教育方式和方法提供了崭新的改革途径。

1. 巧用电教, 化难为易

“大山挡不住信息, 网络连接着未来”、“实施远程教育, 实现资源共享”……这是国家花巨资为我国所有中小学投入远程教育工程时的一句句佳话。随着这项工程的落实, 农村的孩子也可以享用各地优质的教育资源, 也可以把图片、音频、文字材料及板书以动画的形式展现给每个学生。让学生看到也许从未见过的事物;让学生体验一些不易或者无法操作的实验;让学生看到一些平时无法观察到的现象;使学生的知识面进一步扩展。现代化多媒体为我们的教与学提供了很大的便利, 起到其他教学课型无法起到的作用。教师在实际教学科学课时, 应当力争做到由多媒体与活生生的新鲜事物及学生亲身经历相结合的原则, 进行巧妙的教学构思。

例如小学三年级《我们身边的动物》是《寻访小动物》一课的拓展, 我将之设计为一节网络环境下的科学课, 目的是为了激发学生观察动物的兴趣, 进一步认识我们身边的动物, 学习科学的观察方法。本课我选用了学生常见的几种动物, 有猫、狗、鸡、鱼、蚂蚁和青蛙, 它们分别代表着鸟类、鱼类、昆虫类、哺乳类和两栖类动物。教学中, 通过引导学生对动物的观察, 让他们学会科学的观察方法;通过认真倾听、欣赏同学对动物基本特征的描述, 学会博采众长、灵活运用这些方法;通过小组合作中角色的分配与转换, 学会信息的搜集、整理和运用;通过交流、表达与探索, 能发现和观察我们身边更多动物的特征。

2. 提高兴趣, 增强感知

传统教学方式主要靠粉笔、黑板、挂图或模型, 学生兴趣不大, 而网络环境中的科学课堂生动、形象、直观, 学生兴趣浓厚。

例如教学《昆虫》一课, 在学生掌握了昆虫的概念以后, 训练学生能否在众多的动物中判断哪些是昆虫。这时可以在电脑上出示“送昆虫回家”的题目, 让学生以游戏的形式“拖拽”昆虫到相应的栏里, 既引发了学生兴趣, 又强化了知识。

3. 丰富资源, 深化探究

传统教学由于受到时间和空间的限制, 教师几乎成了除课本外的唯一信息来源。现在在教学中运用网络技术, 其拥有的大量信息成为新的知识来源, 成了源源不绝的学习财富, 能很好地弥补传统教学的不足。

例如《保护大自然》一课, 教师可以将学生分成若干个小组, 指导他们登陆相关环保网站, 进行在线收集资料, 大量的资料丰富了课堂教学内容, 学生再将这些信息整理、筛选、归纳, 得出规律性的知识。充分利用信息技术既让学生收集到许多有用的信息, 更是锻炼了学生的动手能力和自学能力。在老师的指引下, 学生们能根据自己的兴趣和能力选择内容进行自主学习和探索, 学生不再是单纯地、被动地接受知识, 而是成为信息加工、处理的主体, 成为知识的主动构建者, 这一点是传统课堂所难以实现的。

但是网络环境下的科学教学如果仅停留在搜集信息加工信息、交流信息这一层面, 是远远不够的, 还需要为学生创造机会, 展示学习成果。如学完了《保护大自然》这一课后, 让学生利用网上搜集的资料出手抄报, 写倡议书等, 深化探究学习, 延伸探究成果。

4. 虚实互补, 优势互补

传统的教学模式在很大程度上难以胜任以探究性学习为主的科学课堂教学, 网络技术和网络环境则打破了传统的时空限制, 显示了更大程度的自由性和开放性, 将学生带入无比辽阔的世界。如讲雨的形成、行星等知识, 就可以利用网络技术形象生动地再现给学生观看, 这样虚实互补, 学生对这类知识就不会只知理论却茫茫然了。

极限环境下的科学 篇4

IBM的《分析:大数据在现实世界中的应用》白皮书认为数据是大数据时代业务发展的主要驱动因素之一[11],一些IT业发达的国家如美国、印度等近来出现了一批以数据的获取、聚合、加工为盈利手段的企业,由此可以看出数据在业务发展中的价值,对于提供以数据为知识来源与主要业务实现基础的情报服务来说更是价值巨大。情报服务机构如图书馆、情报研究所等应认清数据在未来情报服务中的重要性,提高数据收集意识,一方面,对现存结构化数据进行关联、标注、索引等分析与重组处理,实现数据的关联化、语义化,以为数据的发现与关联打下基础;另一方面,注重隐藏着巨大价值但目前收集几乎空白的非结构化数据、半结构化数据的建设,为将来的情报服务提供丰富的数据保障。

3.2 重视对人才队伍的建设与培养

《中国大数据技术与服务市场-预测与分析》报告认为“大数据相关人才的欠缺将成为影响大数据市场发展的一个重要因素”[12]。IDC认为中国大数据技术与服务市场将会从的7760万美元快速增长到20的6.16亿美元,同时麦肯锡 (McKinsey)也认为到,美国需要14~19万名具有“深度分析”经验的工作者,以及150万名更加精通数据的经理人。而多种数据显示这类工作人员非常稀缺,如著名的国际研究暨顾问机构Gartner就认为只有1/3的新的工作岗位能雇佣到熟悉大数据技能的IT专业人员[13]。人才问题同样也会影响到未来数据密集型科学环境下基于大数据的情报服务,因为对数据分析、数据发现等情报服务来说,其不仅要有传统情报服务的信息检索、组织等信息素养,还需掌握对大数据的平台分析等技术,更要在学科服务中具备一定的专业知识。要满足这种服务业务的发展需要,情报机构进行人才引进与人才培养是唯一的两条出路,并且需相辅相成,即一方面,引进一些IT服务商的数据科学家、数据工作者以及高校数据监护、数据监管专业的毕业生,另一方面,选择与高校、IT公司合作,进行现有人才的培训培养。

3.3 重视情报服务合作机制的构建

大数据时代的数据特点决定了数据的收集、利用都需以机构间、团队间的合作为基础,因此,在数据密集型科学环境下,情报机构既需要在数据资源上实现互相的共建共享以避免出现资源重复建设,还需在人才培训、技术合作上实现互补,以通过资源共享、机构协作实现用户需求的最大满足。同时,开展校际合作、校企合作也是一个新的发展思路。这些合作机制的建立,一方面将进一步增强数据资源的互补性,拓展数据资源体系范围,充分发挥科学数据的使用价值;另一方面,合作协作也将增强人才队伍实力,为情报服务的开展拓宽了人才队伍知识领域,提高服务能力。

4 结语

极限环境下的科学 篇5

平面反射阵天线是Berry,Malech与Kennedy等在20 世纪60 年代提出的一种新型天线的概念,他们使用不同长度的末端短路波导单元来得到等相位辐射的远场波束。早期无线设备所用的频率都很低,所以这种波导反射阵列的尺寸与重量都很大,且工作效率较差[1]。近年来,随着卫星通信[2]和深空探测技术[3]的发展,平面反射阵因其剖面低、体积小、重量轻、易携带和可折叠等特点再次受到了研究人员的广泛重视[4]。

平面反射阵天线不仅架设安装便利,而且由于阵列中的单元是从馈源接收辐射的能量,然后再将能量以一定相位辐射出去,因此对单元进行合适的相位延迟校准就可以实现较大的主波束倾斜角,而相位校准可由单元自身的设计来实现。当然,平面反射阵也有自身的一些缺陷。对于平面反射阵来说,馈源照射漏失[5]、幅度衰减[6]、材料的损耗与相位错误等会引起反射效率的降低[7]。另外,其带宽相比抛物面反射器要窄很多。本文从平面反射阵天线的带宽极限出发,通过优化单元特性和阵列F /D比率给出一种改善平面反射阵天线宽带设计实现方法。

1 宽带平面反射阵天线设计

1. 1 带宽极限

1. 1. 1 单元对于带宽的限制

一般来讲,微带贴片单元所拥有的带宽大约为3% ~ 5% 。为了使得一般的天线阵拥有较宽的带宽,可使用较薄的贴片衬底,堆叠的复合贴片类型或连续旋转的子阵列单元。通过以上方式的综合使用,可以得到15% 以上反射阵的带宽。

1. 1. 2 不同的空间相位延迟对于带宽的限制

不同的空间相位延迟对带宽也有限制,这种相位差异是由于从馈源到达不同单元的波程差引起的。这个波程差$S可能是中心频率所对应波长的许多倍,表示为: $S = ( N + d) λ,其中,N为整数,d为波长的小数倍。在每一个单元的位置,波长的d倍都会被合适的相位延迟所补偿,这就需要对单元进行恰当的设计。空间相位延迟如图1 所示。

随着频率的变化,( N + d) λ 变为( N + d) ( λ +Δλ) 。由于每一个单元的相位补偿都是针对于中心频率进行设计的,这样在反射波阵面上就会出现频率偏移误差。而每一个贴片的相位误差就是( N + d) Δλ,而这一误差量可能是波长的或者360°的一个很大的小数倍。这就造成了阵面在特定方向上的辐射能量随着频率的变化急剧下降,导致了阵面窄带宽特性。

1. 2 宽带设计方法

1. 2. 1 优化单元特性

在文献[8]中,提出了一种利用复谐振亚波长单元实现宽带反射阵设计方法。亚波长单元是Pozar在2007 年首次提出的一种完全不同的设计方式。在传统的设计方式中,所有单元都放置于间隔为 λ /2 晶格之中,使得单元工作于谐振点附近,而使用亚波长单元实现平面阵时单元要明显小于谐振尺寸,而且晶格之间的间距也远小于 λ /2。单元为同心双矩形环( 亚波长间隔) 结构,单元内环的尺寸固定在一个优化后的合适值,只有外环的尺寸进行调整。因此,不仅2 个环之间的等效电感发生了变化,它们的等效电容也发生了改变。这可以使得不同频率时相位相对于外环尺寸的响应变得相对稳定,并在很宽的频带范围内呈现出了近线性相位响应,明显改善了反射阵带宽。

1. 2. 2 优化反射面几何特性

Abdelhamid Tayebi等在2013 年提出了一种利用改进的菲涅尔波带片( FZP) 结构来获得宽带特性的设计方法[9]。这种反射阵的几何模型是通过对金属平面进行微变实现的。该天线的设计原理是将平面反射阵的表面进行细微变形以修正入射波相位,得到改进反射波相位所需的相位偏移,在特定方向上产生准直波束或赋形波束。因此,该天线与反射阵天线相比损耗更低。由于变形后的反射面是全金属的,不需要进行阵列的布局,制造也方便。该天线具有与传统的抛物面天线相近的增益,同时还具有平面轮廓、低成本、小体积和低损耗等许多优势;它的3 d B带宽为32. 8% ,且在带内的交叉极化小于- 33. 6 d B。在12. 5 GHz处得到最大增益28. 06d Bi和最大孔径效率52%[7]。

1. 2. 3 时间延迟单元( TDU)

平面反射阵单元在结构与原理上与频率选择表面( FSS) 有着许多的共同特点,在文献[10]中,Seyed Mohamad Amin等提出了一种通过使用小型化单元FSS( MEFSS) 实现具有大带宽特性,时间延迟反射阵天线的结构设计。这是一种新型的具有宽带,TRUE Time Delay( TTD) 响应的低姿态反射阵天线。它由大量排列于平面上的空间时间延迟反射单元构成,这种空间时间延迟单元就是由非谐振单元构成的含接地层MEFSS中的一个单元,每一个单元都是一种低通的MEFSS,而这种MEFSS是由多层非谐振贴片( 被电介质隔开的) 以及底层的接地面构成的。

带金属底板低通MEFSS中的每一个单元都是一个TDU时间延迟单元。每一个TDU由多层的次波长电容性贴片、接地层以及许多的薄电介质层构成。其中,金属贴片可以等效为电容,电介质层可以等效为传输线,而接地层可以等效为一端的短路线[8]。这种反射阵设计的中心频率为10 GHz,经试验验证,其在8 ~ 12 GHz的范围内具有相对稳定的辐射特性,亦即具有40% 的等效带宽。

2 设计实例

2. 1 单元设计

根据上文宽带设计方法,从改变单元自身特性与阵列F /D比率2 个方面着手,设计了一种中心馈电的宽带反射阵天线。单元的中心工作频率为19 GHz,它由接地层、空气层、介质层以及谐振贴片4 层结构组成。单元为10 mm %10 mm的方形结构,介质层厚度选取为0. 813 mm。宽带单元结构及其等效电路图如图2 所示。图2 中,电容C1,C2与C3分别等效的是圆形贴片和内外圆环与金属底层之间的耦合关系; L1,L2与L3分别是这3 个贴片所等效的电感; C4与L4代表的是衬底与金属底层之间空气层的影响; 而C5代表的是单元与临近单元之间的耦合关系。通过调整衬底与金属底层之间的空气层间隔也就是C4与L4,可以得到较大的线性相位范围。

经过参数优化对比,确定中心圆形贴片的直径为0. 4 mm,外圆环的外直径为D,内圆环的外直径为0. 377 D,并且这2 个圆环的宽度均为D的0. 15 倍。使用CST对这种单元进行了分析。

图3 所示的是对应于不同的D值时,单元的相频曲线。由图3 可以看出,每一条曲线几乎相互平行,这是平面阵单元所需具备的重要特性。

图4 所示的是不同频率下,相位随着D从2 ~10 mm变化的曲线,这种单元具有在中心频率处能够得到接近500°的相位变化范围。根据仿真结果,确定可以用来构建平面反射阵天线。

2. 2 反射阵列设计

应用上述单元,构建一个中心馈电的26 cm %26 cm平面反射阵,而在选择馈源位置时,既要得到理想的F /D参数,同时要得到最大的效率。孔径效率 ηa可以看作是照射效率 ηi与漏失效率 ηs的乘积,照射效率与漏失效率由式( 1) 与式( 2) 分别给出。其中,q为馈源方向图的指数系数,θe为馈源到天线口径对向角的1 /2[11]。通过优化后的 θe值就可以得到馈源距离反射阵的垂直距离为24 cm,即F /D= 0. 92。得到馈源位置之后,就可以求出来反射阵面上每一区域所需的相位延迟。

根据相位延迟分布所得到的数据,在仿真软件中进行单元的排列得到平面反射阵的整体结构。并对整个的反射阵天线进行仿真( 平面阵由喇叭天线馈电) 。通过优化馈源位置在中心频率处得到了约为27 d B的增益,整体天线的1 d B带宽大约为25. 3% 。

经实际测试,反射阵天线中心频率增益达到26. 6 d B,1 d B带宽为25. 1% ,效率为30% ,与仿真结果基本一致。

3 结束语

理想的宽带反射阵单元应具有对应于尺寸变化的线性相位变化曲线,不同频率下的曲线应该相互平行且与入射角度无关。文中设计的宽带平面反射阵天线,通过一种新型的宽带单元得到了约500°的相位近线性变化范围,且不同频率下的曲线相互平行,利用这种单元构建成的平面反射阵得到了最大增益27 d B、1 d B带宽25. 3% ,较文献[12 - 13]中20. 56% 带宽提升了约5% 。

极限环境下的科学 篇6

1 村庄整治规划的重要性和基本原则

1.1 村庄整治规划的重要性

改革开放以来,我国社会经济快速发展,城市化进程不断推进,城市基础设施和公共设施日趋完善,人居环境得到改善。但由于城乡发展不平衡及二元结构的存在,导致城乡差距越来越大,农村发展远远落后于城市,基础设施和公共设施匮乏,自然生态环境恶化,村庄面貌遭到破坏等。我国是一个农业大国,农村的建设规划直接关系到我国社会主义现代化建设进程。因此,村庄整治工作势在必行。

村庄整治是一项惠农的德政工程,是缩小城乡差别、促进农村全面发展的必由之路。“加强村庄整治工作,有利于提升农村人居环境和农村社会文明,有利于改善农村生产条件、提高广大农民生活质量、焕发农村社会活力,有利于改变农村传统的农业生产生活方式”。

村庄整治是经济发展的前提条件,是农民富裕的要义,是乡风文明的载体,是农民自主的体现。现代城市规划先驱霍华德曾说过:“理想的城乡结构,就是让城市的活力和文明涌向农村,而让农村的田野风光在城市驻足”。因此,让城市活力和文明涌入农村,改变农村、农业和农民是村庄整治规划的工作努力方向。

1.2 村庄整治规划的基本原则

1.2.1 结合政策,科学规划

村庄整治规划应充分考虑国家政策和各地方政府相关政策,衔接土地利用规划、城镇体系规划、镇总体规划及其村庄布点规划等,根据当地的实际情况,以及社会、经济发展水平、生产生活方式,结合村庄近远期发展目标,科学制定村庄整治规划,避免盲目大拆大建,提高规划的可行性。

1.2.2 征求民意,尊重农民

村庄整治规划的最终目的是改善农村人居环境,提高农民的生活生产水平,为农村的长远发展提供基础设施和空间环境。所以规划要充分吸取广大农民的意见、尊重农民意愿、保护农民权益。村庄整治规划中,要明确农民的主体地位,“整治什么、怎么整治、整治到什么程度等问题应由农民自主决定”,严禁一切侵害农民权益的行为。

1.2.3 因地制宜,符合实际

村庄整治规划要秉承因地制宜的指导思想,一切从实际出发,结合当地的自然环境,地形地貌,不应照搬照抄城市规划的模式,也不宜模仿不同地理环境村庄的整治规划,而是要探索出一条适合当地村庄整治发展的模式。“整治经费应符合政府支持的能力和村庄自筹的可能,切忌过于理想化,导致规划仅仅成为美丽的图画”。

1.2.4 保护生态,突显特色

村庄都有着特有的自然风貌、地理环境等,并且自然生态环境具有不可再生和不可替代的特性,村庄整治规划中应注重自然生态环境的保护。村庄整治要突出乡土特色,保留原有村落格局,保护古建民居,展现民俗风情,弘扬传统文化。对具有历史文化价值和研究意义的物质和非物质要素,如古建筑、古树、民风民俗、传统工艺等,要传承和弘扬。

1.2.5 优化配置,集约高效

村庄整治规划要始终贯彻资源优化配置及集约高效利用的指导方针,充分利用已有条件和设施,坚持以现有设施的整治、改造、维护为主。要充分利用与村庄整治相适应的当地成熟的工艺、技术,优先采用当地原材料,本着合理、节约、高效的原则,利用有限的资源发挥最大效益,达到事半功倍的效果。

1.2.6 远近结合,循序渐进

村庄整治规划要根据村庄的当下发展情况,结合村民实际的生产生活需求,合理制定不同时期的整治项目和目标。优先解决农民目前最急切、最关心的问题,如给水、污水处理、垃圾处理等问题,按照轻重缓急,并结合村庄经济可承受能力,循序渐进的进行项目整治,逐步完善村庄生产生活条件和人居环境。

2 人居环境科学理论

2.1 人居环境科学发展

吴良镛先生集成道萨迪亚斯等先驱者对人类聚居学的研究,综合我国人居环境建设的整体状况,建立了人居环境科学理论。

吴先生于1993年在中科院技术科学部学部大会的学术报告上,正式阐述“人居环境学”。1995年清华大学成立人居环境研究中心,发表了许多相关研究成果,推动学术思想。1999年吴先生负责起草的《北京宪章》就是以广义建筑学和人居环境科学理论为基础。2001年,出版《人居环境科学导论》著作,为我国人居环境科学研究奠定了学科体系与理论基础。2010年成功举办“转变发展方式建设人居环境”研讨会,形成《云浮共识》,标志着我国人居环境科学在理论和实践方面均取得成果。理论在发展,学科也在发展,实践同步进行,人居环境科学已然进入了大科学、大人文、大艺术的范畴。

2.2 人居环境科学系统

根据吴良镛先生对人居环境(Human Settlements)的定义,“是人类的聚居生活的地方,是与人类生存活动密切相关的地表空间,它是人类在大自然中赖以生存的基地”,其核心是人,建设目的是满足人类聚居的需要。吴先生将人居环境的组成概括为五大系统:自然系统、人类系统、社会系统、居住系统和支撑系统(见图1)。

人居环境科学(The Sciences of Human Settlements)是一门以包括乡村、集镇、城市等在内的所有人类聚居为研究对象的科学。它着重研究人与环境之间的相互关系,并强调把人类聚居作为一个整体。人居环境科学是一个开放的学科,以吴先生为首的我国专家学者进行了不懈的探索和创新,其研究成果主要体现在城市人居环境、社区人居环境、小城镇人居环境及古城镇(古村落)人居环境等领域。

本文的研究对象——村庄属于人居环境研究范畴。

3 基于人居环境科学视角下的村庄整治规划

3.1 村庄整治规划与人居环境科学的关系

首先,村庄整治规划以改善村庄人居环境为目标,实现村庄的社会、经济、政治、文化、生态的可持续发展。整治工作涉及面广,针对村庄的建设和发展,面对的问题和矛盾纷繁复杂。因此,以人居环境科学理论作为科学指导是明智之举。其次,村庄整治规划是建设美丽中国的重要组成部分,从人居环境科学的视角研究村庄整治规划,有助于提高整治工作的效率和水平,同时也丰富了人居环境科学理论和实践。以人居环境科学为理论依据的村庄整治规划具有较强的借鉴意义。

3.2 基于人居环境科学视角下的村庄整治规划研究方法

村庄整治规划工作纷繁复杂,面对问题和矛盾多样,只有以人居环境科学理论为基础,运用“融贯的综合研究方法”,以问题为导向,利用已经掌握的知识,在解决问题的探索过程中,抓关键,找重点,解决村庄的人居环境问题,寻求发展之路。“庖丁解牛”“牵牛鼻子”,把整治工作所面临的诸多复杂问题、内容、过程简化为若干方面,并进行提炼与螺旋式上升。在这基础之上,要进一步的概括融合,综合集成,探索综合可行的结论,进而不断深化,以求全面解决村庄所有问题,实现村庄的可持续发展。

3.3 基于人居环境科学视角下的村庄整治规划研究内容

长期以来,在社会主义新农村建设、城乡统筹的背景下,村庄整治进行了大量的实践探索。因此本文通过对红砂岘村的现状、主要问题等进行分析总结,从人居环境五大系统入手,“把人居环境所面对的诸多方面和复杂的内容、过程简化为若干方面”,以高视角明确思路,全局把控。

村庄整治规划与人居环境五大系统均有对应。村庄的自然系统包括土地、地理、地形、环境、资源等,例如土地利用、自然环境保护等。居住系统包括民居建筑、公共建筑等。支撑系统即村庄的基础设施,包括公共服务设施、市政基础设施、旅游服务设施和交通系统等。人类系统主要是指村民作为个体的聚居者,对物质的需求和心理生理需求等。例如安全需求、归属与爱的需求、尊重需求和自我实现的需求等。社会系统侧重村民社会属性,主要指人们在社会相互交往和活动,如公共管理、社会关系、经济发展等,涉及家庭内部、不同家庭之间、不同阶层之间、村民与外来者之间等等的关系。综合上述内容,村庄整治规划从人居环境五大系统分析研究,归纳总结,研究的主要内容包括:土地利用规划、经济产业规划、民居整治、居住环境综合整治、基础设施整治和建设管理措施(见图2)。

4 案例研究

4.1 项目概况

甘肃省为了加快发展,推进区域经济一体化发展,有重点推动美丽乡村建设计划,围绕千村美丽、万村整洁、水路房全覆盖为主要内容的农村人居环境改善行动,坚持彰显农村鲜明特点,保持农村田园风貌。

红砂岘村位于红水镇,地处甘、宁、蒙三省区交界的金三角地区(见图3)。村庄北部有干武铁路通过,内部有一条乡道贯穿东西与省道S308连通。村域面积51.20平方公里,干旱少雨、风沙较多是该村典型的气候地理特征,但其土地开阔、光照充足,具有发展农业生产的有利条件。

红砂岘村辖18个村民小组,共579户,总人口2350人。2013年,选举成立了白银市第一个村党委,为红砂岘经济社会快速发展提供了强有力的组织保障。村内18~60岁的劳动力人数近半,主要从事农业、养殖业、煤炭开采、服务业等。

红砂岘村现状农居主要沿乡、村道路布置,呈现行列式的布局方式,建筑主要为三合院形式,坐北朝南,村庄建筑全部为一层建筑,少量建筑年代久远,质量较差(见图4)。

4.2 主要问题

通过对村庄的现场踏勘、干部访谈及村民走访调查,对红砂岘村存在的问题进行分析总结,主要体现在以下几个方面。

(1)农业发展中打造特色品牌形象的意识不足,生产效率有待进一步提高。村庄旅游业发展出现瓶颈。

(2)村民住宅用地分散且用地浪费,公共设施用地分布不均,农林用地及非建设用地呈现缩减趋势,工业、生产等建设用地呈现扩张趋势。村庄用地存在布局不合理、无序扩张等现象,导致土地利用效率低。

(3)过分追求经济增长,忽略了自然生态环境的保护,导致村庄环境脏、乱、差。村庄内缺少景观绿化,绿化率低。部分道路、街巷无硬质铺装。

(4)村庄基础设施、公共服务设施和旅游设施配套不完善,已建设的设施也存在配置低、设施简陋、风貌不符、管理不当等问题。大部分户厕没改造,安全设施严重不足,这些都在一定程度上阻碍了村庄的发展。

(5)由于缺乏科学规划、建设引导,部分村民住宅建筑布局凌乱,建筑风格改变,破坏村庄整体格局风貌;年代久远的建筑功能结构已不能满足现代村民生活生产需求,甚至由于常年无人居住、修缮不到位等已成危房。

(6)管理方面存在规章制度不健全,管理力度不到位,管理机制无创新,环境管理缺失等问题。

4.3 整治规划

4.3.1 经济产业规划:三产协调发展,激发经济活力

红砂岘村的产业发展定位:以农业种植为基础,以中草药种植、生态园观光为特色,积极发展以煤炭采选业为重点的能源产业,形成农村产业发展多元化的新局面(见图5)。主导建设生态农业,引入新品种,应用新技术和新设施,提高农业生产效益,打造乡村景观特色突出的生态农业。能源产业加快煤矿企业的兼并重组,煤炭行业大力发展“原煤—洗选—精煤”和“原煤—煤矸石—新型建材”模式,形成了以煤炭、火电、水电、风电、光伏发电并举的复合型能源产业链。旅游发展以生态农业采摘、煤炭工业科普展示为主题特色,发展生态农业观光、煤炭工业科普教育等多种旅游活动。

4.3.2 土地利用规划:调整用地布局,节约合理利用

以村民意愿和村庄永续发展为目的,在红砂岘原有空间结构特征的基础上,科学合理地使用土地,对不合理用地进行适当调整(见图6)。集中布置生活片区,产业发展用地集中安置在村庄西侧,旅游服务设施用地集中在村庄东侧。对村庄内闲置的土地进行整合利用,合理布置公共服务设施用地,梳理并适当拓宽村内道路,为基础设施工程管线预留用地。结合现有的村庄裸露地和荒地,适当增加绿化用地,改善人居环境和宜居指数。

4.3.3 居住环境综合整治:景观环境优化,重要节点提升

坚持环境保护和经济、社会发展相协调的原则,严控建设性破坏,保护动植物多样性,形成可持续村庄景观(见图7)。建立完善绿化系统,退耕还林,进一步绿化沙漠,增加庭院绿化。道路除硬质铺装外,进行绿化,突出绿化的乡土特色,选择本土树种。打谷场、硬质铺装、垃圾桶、路灯等,要运用具有乡土气息的元素与符号,体现自然风貌。对月牙湖空间、广场、服务中心、农家院等重点片区进行环境优化整治,保证村庄传统风貌的延续性。

4.3.4 基础设施整治:完善基础设施,体现优质生活

对原有村委会进行改造,完善内部功能,将乡政府改造成为老年活动中心和养老院,在村委会东侧新建幼儿园及卫生所、月牙广场等公共服务设施。梳理路网,拓宽路面,优化道路系统,完善步行空间和停车系统。在现状高位水池增设消毒设施,并进一步完善给水管网系统。新建污水处理设施与污水管网,收集生活污水进行统一处理,选择地埋式一体化污水处理设施。新建公厕,改造户厕。按服务半径设置垃圾收集点,建立环卫管理机构(见图8)。

4.3.5 民居整治:民居建筑整治,新建建筑引导

通过对红砂岘村典型民居的特色进行分析,根据现状建筑分类,分别提出整治方案:局部改造,重点整治,原貌重建(见表1、表2)。新建建筑设计结合红砂岘当地建筑特色,提取传统建筑的中的设计元素加以传承和发扬,提出院落与建筑设计导则的标准。

4.3.6 建设管理措施:健全管理制度,建设乡风文明

“三分规划、七分管理”,建设管理关系着规划的成败。建立民主管理机制,培养有文化、懂技术、会经营的新型农民。发展村党委,选优配齐村委、监委会班子,为红砂岘发展提供组织保障。制定村规,规范村民在生态环境保护、环境卫生管理等方面的行为,提高自觉性。深化建设管理体制改革,逐步形成科学管理长效机制。防止重整治建设、轻运营维护管理。

5 结语

村庄整治规划要以人居环境科学为理论基础,运用融贯的综合研究方法,以问题为导向,抓关键抓重点,从产业经济、用地布局、民居建筑、景观环境、公共设施等方面进行整治和建设,制定建设管理措施,改善村庄人居环境,促进村庄的发展,打造有特色的美丽乡村,实现建设美丽中国的目标。

参考文献

[1]仇保兴.我国农村村庄整治的意义、误区与对策[J].城市发展研究,2006(1).

[2]覃永晖,吴晓,王晶,等.新农村建设整治规划原理[M].成都:西南交通大学出版社,2010.

[3]张泉,王晖,梅耀林,等.村庄规划[M].北京:中国建筑工业出版社,2011.

[4]吴良镛.人居环境科学导论[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.

[5]吴良镛.关于人居环境科学[J].城市发展研究,1996(1).

极限环境下的科学 篇7

关于齐次马氏链与非齐次马氏链的极限定理已有相当多的研究, 但这些研究均是对确定的马氏链而言的, 随机环境中的马氏链是近年来兴起的新课题。Nawrotzki最早研究了随机环境中马氏链的一般理论[1], Cogburn 研究了随机环境中马氏链的遍历理论及中心极限定理[2]。近年来, 毕秋香等人对随机环境中马氏链泛函极限定理进行了进一步的研究[3]。本文通过随机环境中马氏链的一般构造性定义, 利用鞅方法, 将文献[4]中一类随机变量的强极限定理推广到了随机环境中, 得到了随机环境中马氏链的一类强极限定理。

1 随机环境中马氏链的构造性定义

E是有限集或可列集, εE的一切子集的全体构成的σ代数, ZZ+分别表示全体整数及全体非负整数集, EZ+, εZ+分别表示轨道空间及相应的由柱集产生的乘积σ代数。

ME上全体转移概率矩阵, 即M={m (x, y) , x, yE}, m (x, y) 为转移矩阵, 在M上赋弱拓扑定义一最小σ代数Μ, 使对任意的x, yE, m (x, y) 为M可测的;MZ, ΜZ分别表示乘积空间和相应的乘积σ代数。

定义1 设Q为 (MZ, MZ) 上的概率分布, m∈ (mk, kZ) ∈MZ, (MZ, MZ, Q) 空间上的典型过程ηn (m) =mn, nZ称为环境过程, 称可测空间 (MZ, ΜZ, Q) 为环境空间。

x= (xk, kZ+) ∈EZ+及任意E上固定的概率测度μ, 当0<l<∞, 令

m (x0, x1, …, xl) =μ (x0) m0 (x0, x1) m1 (x1, x2) …

ml-1 (xl-1, xl) (1)

式 (1) 确定了ε0l上的分布。由于l是任意的, 因此也确定了εZ+上的一切有限维分布, 全体这样的分布记为mμ, 称mμ是有初始分布μ, 取值于E的非齐次马氏链。

设初始分布μ固定, 对任意ΓMZ, AεZ+, 令

Ω∈MZ×EZ+, FMZ×εZ+,

Ρ (ΓA) =Γmμ (A) Qdm (2)

可以证明, 固定AεZ+, mμ (A) 看成m的函数是ΜZ可测的。故上述定义有意义, 由测度论扩张定理, P可扩张成F上的一个概率测度, 仍记为P

定义2 对任意的mMZ, xEZ+, ω= (m, x) , x在时间n的坐标记为xn, 令Xn (ω) =xn, {Xn (ω) , n≥0}为 (Ω, F, P) 上的随机过程, 这个过程称为有初始分布μ, 取值于E上随机环境中的马氏链。

设E, EQ, Emμ分别表示概率空间 (Ω, F, P) , (MZ, MZ, Q) , (EZ+, εZ+, mμ) 上的数学期望, 于是有E (·) =EQ (Emμ (·) ) 。

2 主要结果及证明

定理 设{Xn, n≥0}是 (Ω, F, P) 上的随机环境中马氏链, 环境空间为 (MZ, MZ, Q) , αMZ的子σ-代数, {an, n≥1}是非零随机序列, 且anασ (X0, …, Xn-1) 可测的。设{ϕn (·) , n≥0}是一列可测函数, ϕn:RR+是一列Borel可测的非负偶函数列。若对某个rt (1≤t≤2) , 并存在常数Kn>0, 满足

0<t1<t2ϕn (t1) t1rΚnϕn (t2) t2r (3)

A1={ω:n=1ΚnE[ϕn (|Xn|) |ασ (X0, , Xn-1) ]dnt/2ϕn (an) <} (4)

A2={ω:n=11dnt/2<} (5)

n=1an-1 (Xn-E[Xn|ασ (X0, , Xn-1) ]) A1∩A2上a.e.收敛 (6)

B={ω:limnan=}A1A2

limnan-1k=1n{Xk-E[Xk|ασ (X0, , Xk-1) ]}=

0, a.e., ωB (7)

证明 对n≥1, 令Yn=1an (Xn-E[Xn|ασ (X0, , Xn-1) , 易证{Yn, n≥1}是关于MZ ×εZ+的σ代数流{ασ (X0, …, Xn-1) , n≥1}的鞅差序列。

由于1≤t≤2, 据Cr不等式及Jensen不等式有:

E[|Yn|t|ασ (X0, , Xn-1) ]2t-1dnE[{|Xn|t+E[|Xn|t|ασ (X0, , Xn-1) ]}|ασ (X0, , Xn-1) ]=2tantE[|Xn|t|ασ (X0, , Xn-1) ]CantE[|Xn|t|ασ (X0, , Xn-1) ] (C

为正常数) , 又由于rt及式 (3) , 则有

E[|Xn|t|ασ (X0, , Xn-1) ]=E[|Xn|tΙ (|Xn|an) |ασ (X0, , Xn-1) ]+E[|Xn|tΙ (|Xn|>an) |ασ (X0, , Xn-1) ] (an) t+ (an) tE[|Xn|t (an) tΙ (|Xn|>an) |X0, , Xn-1) ] (an) t+ (an) tΚnE[ϕn (|Xn|) ϕn (an) Ι (|Xn|> (an) |ασ (X0, , Xn-1) ] (an) t+ (an) tΚnE[ϕn (|Xn|) ϕn (an) |ασ (X0, , Xn-1) ]a.e.

从而由式 (4) , 式 (5) , 则有

n=1E[|Yn|t|ασ (X0, , Xn-1) ]n=1CantE[|Xn|t|ασ (X0, , Xn-1) ]Cn=11dnt/2+Cn=1Κn×E[ϕn (|Xn|) |α×σ (X0, , Xn-1) ]dnt/2ϕn (an) <a.e.ωA1A2 (C)

n=1YnωA1∩A2中a.e.收敛, 即 (6) 式成立。

再由Kronecker引理有 (7) 式成立。证毕。

参考文献

[1]Nawrotzki K.Finite Markov chains in stationary random environments.Ann Probab, 1982;10:1041—1046

[2]Cogburn R.On the central theorems for Markov chains in random environments.Ann Probab, 1991;19 (2) :587—604

[3]毕秋香, 李炜.随机环境中马氏链的泛函极限定理.中山大学学报, 2000;39 (6) :153—156

极限环境下的科学 篇8

关键词:巴赫金,狂欢理论,《极限挑战》

真人秀兴起于20世纪90年代的欧洲, 随后便席卷了欧美。 近年来, 大陆许多电视台纷纷借鉴、模仿、引进国外真人秀节目版权, 中央电视台也不例外, 可见真人秀节目已经得到中国大陆受众的广泛认可。

对于真人秀的定义, 我国学者有不同的见解。在《真人秀节目:理论、形态和创新》一书中, 北京大学媒体与传播研究所研究员谢耕耘指出:真人秀节目是指由普通人而非扮演者, 在规定情境中按照制定的游戏规则展现完整的表演过程、展示自我个性并被记录或者制作播出的节目。

“狂欢”一词由思想家、哲学家巴赫金提出, 对狂欢包含的狂欢思想的总结包括狂欢节、狂欢式、狂欢化等方面。狂欢式是狂欢节的精神核心, 它通过“加冕”、“脱冕”的形式完成人们对狂欢式的世界认知, 使人们获得自由和平等、交替与变更思想、快乐的哲学和理想的精神。狂欢化则代表形式上的内化, 把一切表面上稳定的、已成型的、现成的东西, 全给相对化了;同时它又以自己那种除旧布新的精神, 帮助陀思妥耶夫斯基进入人的内心深处, 进入人与人关系的深层中去。”[1]

巴赫金认为, 狂欢节的欢乐与笑是使人达到自由的途径, 因此从一定意义上来说, 真人秀本身便是一种狂欢。

一、《极限挑战》节目概况

在娱乐定天下的时代, 各大电视台纷纷模仿、引进国外真人秀节目, 央视一套也加入其中, 可见真人秀的魅力所在。真人秀没有辜负各电视台的期望, 《爸爸去哪儿》、《全员加速中》 等节目取得不俗成绩。东方卫视也不甘示弱, 引进韩国经典真人秀节目《无限挑战》, 后更名为《极限挑战》, 并获得成功。

《极限挑战》是一档大型励志体验真人秀节目, 六位固定成员分别是黄渤、孙红雷、黄磊、罗志祥、王迅、张艺兴, 每期邀请其他嘉宾进行开放式的户外挑战运动。

二、《极限挑战》中的狂欢

狂欢节的形式和面貌已发生很大变化, 但是其追求自由、 游戏娱乐的精神内核没有改变。在狂欢中, 人们打破原有的社会阶级结构和身份等级秩序, 通过“加冕”与“脱冕”、颠覆等方式, 在虚拟的现实中获得自由、平等、亲昵的交流, 获得快乐哲学。

(一) 《极限挑战》的全民参与

作为广场式的狂欢, 首先需要有广场式的环境。《快乐大本营》等娱乐节目主要是主持人对明星访谈、与明星间互动游戏, 很少与台下的观众有近距离的接触。然而, 在以《极限挑战》为代表的真人秀节目中, 拍摄地点被安排在人流量多的广场、公园。孙红雷需要在公园向市民问路;张艺兴需要在地铁卖艺挣交通费, 营造了人人参与的游戏环境。其次游戏规则要求参与明星身上只带指定物品, 要想在规定时间内获胜, 必须借助广大市民的帮助。这样便可实现全民互动, 不仅增加了收视, 还为明星赢得亲民形象。

(二) 《极限挑战》中的加冕与脱冕

巴赫金认为在狂欢节中没有等级结构, 人们可以将国王拉下王位, 同时将小丑“奉”为国王。也就是说, 人们实现了对国王的脱冕和对小丑的加冕。

《极限挑战》中, 孙红雷“厚脸皮”粘着黄磊、抢张艺兴的箱子、被幼儿园园长责罚, 展现在我们面前的不再是足智多谋、周旋于敌军内部的余则成, 节目实现了对孙红雷的脱冕, 事实证明生活中的他更受欢迎。

根据剧情设定, 黄磊被冠为“神算子”。节目中, 他表现优异, 预测孙红雷将黄金藏起来, 拿到5把金钥匙中的3把等, 这不免给这位北京影视学院的教授增添了一份神秘色彩。

(三) 《极限挑战》实现了狂欢中的自由与平等

巴赫金认为, 在狂欢节中人与人之间是自由平等的, 在这个基础上才能实现真正的狂欢。

第一期《无限挑战》中, 六位明星通过扔飞镖的方式决定叫醒下一位的方式。张艺兴在大哥孙红雷耳边吹风、罗志祥吻醒黄磊, 他们通过毫无隔阂的形式叫醒年龄、声望不同的艺人。 这种“没大没小”的自由、平等, 给游戏者更大的发挥空间。

自由与平等不仅体现在游戏者之间, 更表现在游戏中的任何场景中。节目要求嘉宾找到“有身份”的人取得游戏线索。 王迅找到衣着不凡的男士, 但未接上暗语。结果这位“有身份” 的人竟是一名导游, 她可拒绝回答嘉宾提出的多余问题。这是典型的普通人参与到节目中并扮演关键角色的例子。在这里, 所有人都没有了社会上赋予的等级, 仅仅是本质上的人。

(四) 《极限挑战》反官方、反教条的快乐哲学

狂欢理论强调一种快乐的哲学氛围, 他认为狂欢节的特征是笑声, 是低级趣味与冒犯, 也是堕落。巴赫金认为狂欢节给人们提供了一种实现集体理想的现实方式, 这种方式以颠覆官方和教会的根本观念为宗旨。

在受众看来, 孙红雷等男神与大众生活在两个世界。这种观念更多来源于经纪公司为艺人塑造的官方形象。然而, 节目中我们看到嬉笑怒骂、插科打诨甚至“不正常”的明星。

可以说孙红雷是《极限挑战》的最大赢家, 因为他了解真人秀节目主要看“艺能”。娱乐大众当然不能站在俯视的角度, 这需要与大众亲昵交往, 营造快乐氛围。

在笔者看来真人秀是“真”和“秀”的结合, 作为现实生活中高人一等的游戏者通过节目融入大众, 在自由、平等的环境中展现真正自我, 与大众一起创造欢乐, 制造暂时的狂欢节盛世。

参考文献

[1]约翰·费斯克.理解大众文化[M].王晓珏, 宋伟杰, 译.北京:中央编译出版社, 2001:99-101.

[2]凌建侯.巴赫金哲学思想与文本分析法[M].北京:北京大学出版社, 2007:49-53.

[3]张惠.狂欢理论视域下交友类真人秀节目分析——以《非诚勿扰》为例[D].华南理工大学硕士论文, 2011.

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