生长过程

生长过程（通用11篇）

生长过程 篇1

1 林木生长量与林分密度结构

生长量是森林计测学中一个重要的概念, 森林计测学中所研究的生长主要分树木生长和林分生长两大类。树木生长主要研究主干的生长, 具体表现在增高 (纵向生长) 和加粗 (横向生长) 及形状变化等方面。树木的高、直径和形数等因子随年龄的增大而使树木的大小、形状发生变化, 其变化的量称为生长量。

树木生长量的大小及生长速率, 一方面受树木本身遗传因素的影响, 另一方面受外界环境条件的影响, 在这双重因素的影响下, 经过树木内部生理变化的复杂过程, 表现在树高、直径、材积及形状等因子的生长变化过程。

林木生长在理论上应该始终按指数规律进行增长, 但由于内外因素的相互作用的抑制, 经过一定阶段的速生期以后, 随着指数增长规律的结束, 生长速度开始下降, 整个生长过程曲线呈“S”形。林木各个因子的生长规律都是相似的, 但在生长过程中并不同步, 树高、胸径、材积的生长过程由于速生阶段的提前和滞后而有所差异。

某一种群林木的生长规律 (如某一生长指标速生期的结束) 同时受到立地条件、种群 (或群落) 密度以及经营水平的影响, 在一定的经营水平立地条件下, 林木生长规律与立地条件和林分 (种群或群落) 密度密切相关。所以, 可以通过分析某一树种各个生长指标的生长规律, 探索立地条件对其种群 (林木) 生长的制约程度或种群密度的合理状态, 为林分的经营管理提出科学的依据。

2 林分生长量的种类

在林分生长过程中, 林木株数按胸径的分布每年都在发生变化, 如果在两次测定期间所有林木的胸径定期生长量恰好是一个径阶 (例如2cm) , 则整个林分的株数按胸径的分布都向右移动一个径阶, 同时在此期间内林分还发生许多变化;有些林木被间伐;有些林木因受害被压等原因而死亡;有些林木在第一次测定时未达到起测径阶的小树, 而第二次测定时已达到起测径阶以上, 还有不少林木在两次测定期间内增加了一个径阶。在期初和期未调查时, 林分胸径分布状态如图1。因此, 林分生长量可分为以下几类:

从图1 (b) 中, 可以看出林分生长量的种类大致可以分以下六种:

2.1 毛生长量 (Zgv) 也称粗生长量, 它是林分中全部林木在调查间隔期内生长的总材积。

2.2 纯生长量 (Zne)

也称净生长量, 它是毛生长量减去调查期间内枯损量以后生长的总材积。

2.3 净增量 (Δ)

是期末材积 (v6) 和期初材积 (v1) 两次调查的材积差, 是通常所用的生长量期生长量和连年生长量。

2.4 枯损量 (M0)

是调查期间内因各种原因自然死亡的林木材积总和。

2.5 采伐量 (C)

一般指抚育间伐的材积。

2.6 进界生长量 (I)

期初调查时末到起测径阶的幼树, 在期末调查时, 已长大进入检尺范围之内, 这部分林木的材积称为进界生长量。

3 林分生长过程的特点

林分生长过程是林分从发生、发育一直到衰老或采伐为止的全部生活史, 其基本特点或规律有:

3.1 林分的某些调查因子如直径、树高、蓄积量等随着年龄的增长而增加, 一般分为幼年生长缓慢期、中壮年生长迅速期和老年生长缓慢趋于停止期等几个阶段。如图2所示。

3.2 与上述生长发育规律相反的调查因子如株数、形数、生长率等随年龄的增长而减少, 近似双曲线下降, 在幼中龄时期下降的速度较快, 以后逐渐缓慢。

3.3 在一般情况下, 立地条件好的林分蓄积量大, 增长速度快, 持续时间长。因此, 要使林分速生丰产。重点应放在改善立地条件上。

3.4 幼龄林的枯损量较大, 且不稳定;在集约经营、生长旺盛期的中龄林枯损量较少, 自然稀疏和病虫、衰老木枯损量很大。

3.5 林分平均生长量和连年生长量的关系, 与单株木基本相同。

由此可见, 林分生长的特点是:随着年龄不断增长, 大部分树木不断改变其大小而生长着;而小部分树木因分化或受外界危害而死亡, 即林分随年龄增加立木株数减少而损失部分材积, 这部分材积称为枯损量。

因此从林分生长的特点观察, 我们不应该把林分生长简单地看做是林分中每株树木生长量的总和。林分生长量不仅包括林木的材积生长量, 还包括林分的枯损量及间伐时的采伐量。

这些规律都不是固定的, 如造林方法不同, 树种不同, 经营管理不同都会在不同程度上影响它们的生长变化。

4 林分各种生长量间的关系

林分各种生长量之间的关系可用表1说明。

从表1可知, 林分的生长量实际上是两类林木生长量的总和:一类是在期初和期末两次调查时都被测定过的林木, 即在整个调查期间都生长着的活立木生长量 (Vb-Va-I) , 这些林木在森林经营过程中被称为保留木;另一类是在期初和期末两次调查时, 只被测定过一次的林木生长量 (即期初末测定、期末测定的进界生长量和期初测定、期末未测定的采伐量和枯损量) 。因此这些林木只在调查期间生长了一段时间, 但也有相应的生存量存在。

参考文献

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[2]李维纶.林分生长过程表的编制应用及其评价[J].林业勘查设计, 1987, 3.

生长过程 篇2

今天，我看见妈妈从超市里买回来一小袋绿豆。就满心期待的对妈妈说：“妈妈，可以给我一些绿豆吗？我太想知道一粒小小的豆芽是怎么变成一颗豆芽的了？”妈妈毫不犹豫的说：“可以呀，期待着你的豆芽哦。”于是我先用碗接了一小碗水，再将这些小巧玲珑的绿豆放进碗里浸泡着。我发现刚买回来的绿豆体长约为4毫米，身体圆滚滚的，像一个个又小又圆的小胖子。颜色是嫩绿色的，像穿了一件件嫩绿色的连衣裙，漂亮极了。

10月3日星期三阴

我早上一起来就迫不及待的来到厨房，我惊奇的发现泡了两天澡的绿豆已经有了很大的.变化，由原来的4毫米变成了现在的1厘米，连它那美丽的连衣裙都被它胖乎乎的身体给撑爆了。

10月5日星期五阴

我一睁开眼睛就快速的穿好衣服，以闪电般的速度下楼来到厨房看我的绿豆宝宝变成了什么模样。我看见被湿毛巾裹着的绿豆一端长出了白玉色的小嫩芽，整个身体都有3厘米长了。绿豆不但撑破了自己美丽的连衣裙，还长出了一条又细又长的小尾巴，真像一群群小蝌蚪一样。

10月8日星期一晴

我今天发现我的绿豆宝宝已经变成了一个个身强体壮的豆芽了，现在的豆芽体长为12厘米，颜色是深黄色。豆芽长的可真快呀，短短的几天时间，它从一粒粒小巧玲珑的绿豆变成了一颗颗可以让人食用的豆芽，我真为它感到高兴。中午妈妈就为我做了一道清炒豆芽，我吃着自己养出来的豆芽，心里别提多高兴了。

生长过程 篇3

芒果细菌性角斑病又称细菌性黑斑病或溃疡病，一般台风过后是该病的爆发期，尤其是在地势开阔的低洼地区的芒果受水浸之后发病更严重，而在避风、地势较高的果园地区发病较轻，但在降雨或露水较大的情况下也会发病。该病主要危害芒果的叶片、枝条、花和果实，严重发病时可以引起落叶、落果。受侵害的叶片会沿叶片叶脉形成黑褐色病斑，病斑较大时表面会呈黑亮色隆起，背面颜色浅而且周围有黄色晕圈，后期病斑变成灰白色，病重时叶片易掉落；而果实受侵害时会生成暗绿色的小点，后变成黑褐色隆起的圆形或不定形病斑，中央呈星状开裂，流出琥珀色或黑褐色的胶液；患病的幼梢，果柄也会出现棱形溃裂，渗出胶液，而花或花序则出现长条形的病斑，有时会流胶。角斑病发病后，通常会伴随着芒果炭疽病和蒂腐病的发生，此时，不仅要治疗角斑病，还要注意防治炭疽病和蒂腐病。在开始发病时，这三种病容易混淆，但三种病之间仍有较明显的区别：炭疽病的病斑近圆形，病斑的边缘明显，中央稍凹陷、色浅但边缘色深；角斑病的病斑颜色深，星状开裂，且裂口深、留黏质物，果实成熟后病斑一般不会导致腐烂。蒂腐病的病斑隆起明显，中央凹陷，不纵裂不留胶，组织木栓化，颜色浅。

白粉病则主要危害花序、嫩叶及幼果，产生白色粉状物，在芒果花期至幼果期危害花穗和幼果，引起大量落花和落果。

流胶病的幼苗多从芽接点或伤口处出现黑褐色坏死斑，很快向上下发展，中部稍下陷，造成接穗坏死。主干或枝梢受害，皮层坏死呈现溃疡症状，病部流出开始为白色后呈现褐色树胶，病部以上枝梢枯萎，上生黑色小粒點，枯死枝条上的叶褐色，向上翻卷，易落，果实也干缩，一般不脱落，严重时果面或枝条茎干表面会布满纵惯的条状褐绿色至黑褐色胶带。病部下面有时会抽出新枝条，但长势差，叶片褪色。

关于芒果角斑病的防治，有以下建议：选择1 %等量式的波尔多液、20 %叶枯唑、20 %噻菌铜、80 %乙蒜素、氢氧化铜、辛菌胺等，在果树修剪后或台风、雨季前进行喷药保护，每隔14 d喷洒一次，连续2-3次；喷后若是遇雨要进行补喷；种植时应根据果园的气候特点，尽量选用抗病品种，种植选择无病苗木。在果林建防风林，在雨季定时喷洒波尔多液或其他铜制剂预防。注意果园的清洁，修剪后要清除枯枝落叶，台风雨前再清园一次。

关于芒果白粉病的防治，可以采用40 %腈菌唑悬浮剂、8 %氟硅唑微乳剂、10 %苯醚甲环唑WDG在芒果始花期时施药，在第一、二次生理落果期间，多种药剂轮换使用效果更好。

对于芒果流胶病，通常采用剪除枯枝、集中烧毁等方式进行处理，对于刚发病的枝条用刀削开病部并涂50 %氯溴异氰尿酸，会有效防治流胶病的恶化。其防治建议如下：在芒果的栽培过程中要防止机械损伤和天牛危害，可以有效降低流胶病的发生；从健壮母树上取芽条，嫁接刀要用75 %酒精消毒，芽接苗血种植在空气流通的干燥处，并保持接口部位干燥，芽接成活解绑后要注意通风；结合整形修剪，剪除病枝梢，剪时要从病部以下20-30 cm处剪除，主干上的病斑，要用快刀将病部割除，割至见健康组织，然后将伤口涂上波尔多浆，或70 %甲基托布津可湿性粉剂200倍液混牛粪；在芒果花期可喷3 %氧氯化铜悬浮液，直径约l cm的幼果时期喷0.6 %等量的波尔多液，70 %甲基托布津可湿性粉剂800-1 000倍液或50 %多菌灵可湿性粉剂500倍液，一般10-15 d 1次，共喷3次。

计算机模拟薄膜生长过程研究 篇4

Monte Carlo算法也被称为随机模型算法、随机抽样或统计实验方法。该算法主要用来模拟生长过程,其基本思想是:先确立起一个概率模型或者随机过程,然后对该模型或者过程进行观察或者是抽样实验,根据观察或者实验来对所求参数的统计特征进行计算,并最后得出所求解的近似解。

如今,对薄膜应力在薄膜的基础理论研究以及应用研究非常关注,通过研究能够更好地了解应力对于薄膜生长过程以及微观结构所能够带来的影响。通过对控制应力所形成的条件从而对应力大小进行控制,使得原件的寿命能够得到提高,并减少薄膜元件的形变。有报道显示,已经从实验中发现薄膜应力和薄膜表面粗糙度与薄膜厚度以及原子沉积时间之间存在有一定的联系[1,2],本文是用计算机手段来对薄膜应力进行模拟。

2 算法与模型

在薄膜三维生长过程中,基底采用正方形网格结构,建立三维点阵来处理原子在空间中的排列结构,具体的排列结构如图1 所示。薄膜生长过程主要考虑三种动力学过程:吸附过程、迁移过程和脱附过程。吸附过程中原子以一定的沉积速率入射并被生长表面吸附;迁移过程中既考虑了原子层内迁移,又考虑了原子层间迁移过程;脱附过程是指原子在运动过程中从生长系统中脱离出来。

在薄膜三维生长过程中,原子的吸附、迁移和脱附过程都具有不同的发生概率,将所有的过程组成概率事件列表,通过Monte Carlo从列表中随机抽取一个过程执行。在这个被抽取的过程执行之后,所有的原子这将会重新排列,这个时候就对过程列表进行刷新以对新的事件发生进行确认。其中过程事件被抽取的概率等于这事件的发生概率和过程列表中的所有过程概率之和之间的比值。

沉积事件发生的几率是指单位时间内入射到基底表面的原子数。如果发生的是原子的沉积过程,那么沉积一个原子于基底的随机位置坐标为(i,j)。若此位置满足三个最近邻,沉积原子将停留在此,否则原子将向其最近邻和次近邻处迁移[3,4]如图2,直到找到满足最少三个最近邻,完成沉积过程。

迁移事件是指吸附在生长表面的原子有可能迁移到最近邻或次近邻的空位上,其发生概率为

其中 ν0=(2KBT)/h ,KB为玻尔滋蔓常数,h为普朗克常数,ΔE为原子迁移的激活能,T为基底温度。

脱附事件是指生长表面上的原子有可能因为热运动等原因而脱离生长表面,其发生概率表达式与迁移过程一致,只是目标位置不再有任何最近邻原子。

本文在模拟薄膜生长过程中所采用的技术线路如下:

3 模拟结果与分析

为了描述薄膜的形貌特征,引入了薄膜的表面粗糙度,假定基底面积为40X40 晶位,用h(r,t) 表示t时刻在r附近薄膜的厚度,薄膜的表面粗糙度[4]表示为:

其中,

图4是薄膜厚度达到10个原子层时,不同原子入射率下表面粗糙度与基底温度的变化曲线,从图4 可看出,随着基底温度的升高,粗糙度变化分为两个阶段,第一阶段基底温度较低时薄膜表面较为粗糙,随着基底温度的升高表面粗糙度下降,当达到某一最佳温度时表面粗糙度达到最低值,第二阶段随着基底温度的升高,粗糙度的值又将升高。这是因为温度较低时,随着基底温度升高,构成薄膜的原子扩散能力趋于增强,导致粗糙度下降,但当温度增大至原子能够从低位置向粗糙不平的高位置跳跃时,粗糙度随着基底温度的升高不断增强。

图5为在温度为300K,原子入射率为0.04lay./S,薄膜应力与薄膜厚度间关系曲线,此曲线图与Sunjungkim,Jun-Ho Tang通过电子沉积试验方法模拟的结论[4,5,6,7,8,9]基本吻合,从图线上可以看出,在沉积一个原子层薄膜厚度前薄膜应力随着薄膜的平均厚度呈现增长趋势。

Cu薄膜平均厚度(单位:原子层lay)

图6 是原子入射率为0.04lay./S,基底温度为200K,300K,400K下薄膜应力随沉积厚度间关系曲线。

从图6 和图7 关系曲线上可以看出,在一定原子入射率下当沉积薄膜相同厚度时,薄膜应力随着基底温度的增加而呈减小趋势。

4 结论

用Monte carlo法模拟了薄膜生长过程中的原子随机过程,考虑了原子的沉积过程、扩散过程和脱附过程。合理选择了原子间的作用势能以及周期性边界条件。模拟结果表明,在基底温度较低时薄膜表面较为粗糙,随着基底温度的升高表面粗糙度下降,当达到某一最佳温度时表面粗糙度达到最低值,随着基底温度的升高,粗糙度又将升高。模拟结果还表明在一定原子入射率下,当薄膜沉积相同厚度下,薄膜应力随基底温度的增大而减小。

摘要：该文采用Monte Carlo算法,以面心立方结构材料为例,对薄膜生长过程中的应力进行了计算机模拟,同时也模拟了在薄膜生长的过程中表面粗糙和基底温度之间所存在的关系。通过模拟结果发现,当基底温度较低时薄膜表面相对粗糙,而随着基底温度的身高表面粗糙程度则随之下降,而当温度到达一定程度时表面粗糙度会达到最低,之后这回随着温度的升高粗糙度又将升高。模拟结果还表明在一定原子入射率下,当薄膜沉积相同厚度下,薄膜应力随基底温度的增大而减小。

关键词：Monte Carlo法,薄膜生长,薄膜应力,薄膜粗糙度

参考文献

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绿豆生长过程作文 篇5

国庆假期的第一天，妈妈就给我买了一袋绿豆让我种植，我兴奋地拿起一颗颗饭粒般大小的绿豆种进沙子里。过了一天左右，我拿着洒水壶为绿豆浇水，发现绿豆娃娃已经把“衣裳”脱了，露出了白白胖胖的小肚皮，真可爱!脱下的“衣服”很皱，就像饱经风霜的老奶奶额头上的皱纹。绿豆娃娃好像还不肯离开沙子妈妈的怀抱，躺在摇篮里静静地睡觉。我继续为绿豆娃娃洒些水，让她们睡得更香。

过了一两天，我又提着水壶去给绿豆娃娃浇水。走到阳台上后,我大吃一惊，绿豆娃娃竟然已经伸出了白白嫩嫩的脑袋，好像在为家人站岗放哨呢!我心里甭提有多高兴了!绿豆娃娃终于能勇敢离开妈妈的怀抱，独立生活了。

又是崭新的一天，绿豆娃娃成了一棵棵小豆芽。小豆芽有长得快的，也有长得慢的。长得快的早已自信地昂着头，似乎在炫耀自己的速度，长得慢的只好惭愧地低着头，似乎在反思自己的错误。几天以后，叶子已经完全展开的小豆芽，如同一个个舞蹈演员正在练劈叉。很快，小豆芽变成了一株株健壮的小苗，好像一个个身姿挺拔的士兵列着队，准备接受检阅。

生长过程 篇6

【摘 要】本研究的目的在于研究如何用SAS的proc mixed过程拟合线性代数差分模型。所用数据来源于148个集约经营火炬松人工林。直接拟合了一个胸高断面积的收获模型，而非代数差分生长模型。模型拟合过程如下：i）.同时确定随林分变化的参数和最优拟合的方差结构模型；ii）.依据AIC、BIC和极大似然比检验化简期望模型；iii）.用代数差分法将拟合的收获模型转化为代数差分生长模型。

【关键词】线性代数差分模型；mixed过程；模型筛选；林分生长与收获预估

0.前言

在林分生长与收获预估的模型中，差分生长模型得到了广泛的应用。线性差分模型基本上为Schumacher模型的变型，广泛应用于林分蓄积、胸高断面积的建模，以及单位面积株数和优势木树高生长模型。

差分生长模型拟合方法有“直接最小二乘估计法”和“分类变量回归法”[1]。一般认为后者可以获得近似无偏的估计，而前者则导致检验统计量如RMSE的失真[2]。传统上差分生长模型的拟合主要是直接拟合差分生长模型，然后根据拟合统计量如RMSE、R2等确定最优拟合模型。与传统方法不同，本文直接拟合生长模型，在获得参数估计值后，再用代数差分法导出相应的代数差分生长模型。这样做的优越之处在于非常便于对期望模型和方差结构模型进行筛选。更为重要的是，可以通过模型拟合识别最适合的随林分变化参数。

本文详细讨论了如何用“分类变量回归法”和SAS的mixed过程拟合代数差分生长模型，可简述如下：i）.直接以生长收获模型为对象，同时确定一个随林分变化的参数和最优拟合方差结构模型；ii）. 保持方差结构模型不变，根据拟合统计量逐步化简期望模型；iii）.在确定最优拟合的期望模型后，运用代数差分法导出相对应的代数差分生长模型。所有拟合与筛选均用SAS的mixed过程完成，并给出了详细的SAS代码和代码解释。

1.方法与材料

1.1数据

数据来源于148个集约经营的火炬松实验人工林逐年观测的固定样地数据（样地约0.152公顷）。SAS的数据集basal的内容如表（1）。

表1 模型拟合的基本数据结构

Table 1 data structure for mode fitting

age=林分年龄；fert=经营措施，分别取值为H=施加除草剂以控制竞争植物、F=施肥以增加土壤肥力、HF=除草剂和施肥并用、C=对照；code=样地代码，每个样地有一个唯一代码；logba=样地胸高断面积的自然对数值；logdh=样地优势木树高的自然对数值；iage=林分年龄的倒数；logtpa=样地株数的自然对数值。共有148个样地数据，1491个记录。

1.2数学模型

所考虑的胸高断面积收获的数学模型为

E（lny）=α+αlnN+αlnH+α+α （1）

这里lny、lnH和lnN分别对应logba、logdh和logtpa；1/t对应iage，其余为模型参数。通过不同假设，以上模型可以导出很多广泛应用的差分生长模型。例如假设α0为随林分变化的参数，运用代数差分法可以导出Pienaar和Shiver （1986）的胸高断面积模型[3]；假设α4=0且α0为随林分变化的参数则可导出Forss等人（1996）提出的差分生长模型[4]；假设α4=0和α2=0且α3为随林分变化的参数，则可以导出Souter （1986）的模型[5]。

1.3参数估计方法

从以上代数差分法的讨论中，总是假设模型（1）中有一个参数随林分变化而变化，因而使用“分类变量回归法”以便考虑这一特点。如果用SAS的reg过程，必须构造特殊的数据结构。用SAS的reg过程拟合线性差分生长模型有两点不足之处：1）.需要构造复杂的数据文件。以本研究的为例，数据文件中需要增加额外的148个变量；2）.reg过程无法考虑重复观测数据的自相关性和异质方差结构。由于所考虑的胸高断面积模型均为线性模型，而且数据为典型的重复观测数据，因而模型的拟合与筛选均用SAS的proc mixed过程。

1.4模型筛选和筛选指标选用

模型筛选包括期望模型和最优拟合的自相关与异质方差结构模型的筛选。Ngo和Brand（1997）推荐了两种模型选择方法[6]。一种方法就是首先列出所有可用的数学期望模型和所有可能的方差结构模型，拟合二者间的所有组合，然后根据模型拟合指标选择最优拟合模型。另一种方法为Wolfinger和Diggle提出的方法，即首先考虑最复杂的期望模型，并保持期望模型不变，然后选择最优拟合的方差结构模型。一旦选出最优拟合的方差模型，保持方差模型不变，再逐步简化期望模型。模型筛选指标较多，但常用的指标为极大似然比检验（LRT）、AIC、BIC（或称为SBC）。LRT用于嵌套的模型，而AIC和BIC用于非嵌套模型。

2.结果与分析

2.1残差的方差结构模型

为考虑经营措施对胸高断面积生长过程的影响，将模型（1）改写如下：（2）

这里参数?为不同经营措施对截距和各项回归系数的影响，下标k分别取值为C、F、H和HF，对应四种经营措施；由于差分生长模型需要确定一个随林分变化而变化的参数，因而模型拟合的首要任务就是识别该参数。假设“1/t”的回归系数随林分变化而变化，那么模型（2）则可以表示如下：

这里βi为随林分变化的参数。

根据以往的研究，所考虑的方差模型为：CS模型（同一林分不同年龄的观测值方差相同，而且相关系数为常数）、AR（1）模型（不同年龄观测值的方差相同，但相关系数为一阶自相关模型）、ARH（1）模型（相关系数为一阶自相关模型， 但不同年龄观测值的方差相异）和ARMA（1，1） 模型（不同年龄观测值的方差相同，但相关系数为一阶自相关移动平均模型）。

由于模型（2）中共有5个参数可以考虑为随林分而变化的参数（b0～b4），因而相对应地共有5个期望模型，加上所考虑的4个方差结构模型，所有组合共计为20个模型。首先拟合这20个模型，根据拟合统计量AIC、BIC确定随林分变化的参数及最优拟合的方差结构模型，这部分与Ngo和Brand的方法一致；然后保持方差结构模型不变，根据LRT、AIC、BIC剔除回归效果不显著的因子，包括经营措施效果等，即化简期望模型。而这一部分则与Wolfinger和Diggle的方法一致。方差结构筛选的基本SAS代码如下：

以上代码及以后代码中的粗体字为SAS系统关键词。class语句声明了3个分类变量，分别为fert、code及age。model语句中既包含离散型的分类变量，又包含连续型变量（如logba、logtp等，即未在class语句中声明的变量）。以上代码的model语句意义如下：

i）.代码中model语句中的分类变量表示该变量对回归模型截距的影响。例如model语句中fert表示不同经营措施下的logba的回归模型的截距不同，随fert变量的取值变化而变化。

ii）.如果一个连续型变量与一个分类变量的乘积出现model语句中，且仅以该形式出现，如code*iage，则表示该连续型变量的回归系数随分类变量的取值变化而变化。code是一个分类变量，每个取值对应一个样地，而iage为一个连续型变量，那么code*iage则表示每个样地的iage项的回归系数均不相同，各有其取值。

iii）.如果一个连续型变量与一个分类变量的乘积出现，而且该连续型变量同时独立出现在模型中，同样表示该连续型变量的回归系数随分类变量的取值变化而变化，但与ii）的意义有所不同。例如logdh和fert*logdh同时出现在model语句中，表示logdh的回归系数随fert取值的变化而变化，而且每个fert取值的回归系数均表示为两个分量之和。一个分量为参照回归系数，另一个分量为与参照回归系数相比的增量（可负可正）。mixed过程按照英文字母的排列顺序，以fert的最后一个取值（即HF）为参照，其回归系数即为参照回归系数。而fert其它取值的回归系数则表示为参照回归系数（即HF）和与之相比增量之和。

以上model语句的对应的数学模型如下：

以上四个模型分别对应经营措施C、F、H和HF的回归模型。参数α0、α1、α2、α4为在HF经营措施下，林分胸高断面积的回归系数（参照回归系数）；参数φi，k为k经营措施的第i个回归系数与HF相对应的回归系数相比之增量（k取值为C、H和F）。以对照C的lnH的系数为例，其回归系数为α2+φ2，C。这里φ2，C就是C的lnH的回归系数与HF的lnH的回归系数相比的增量。以上代码中，fert*logtpa、fert*logdh及fert*logdh*iage分别对应各项回归系数与HF的回归系数相比的增量，即φ；logtpa、logdh及logdh*iage则对应参照回归系数，即HF的回归系数α0、α1、α2和α4等。

依据模型拟合统计量AIC和BIC值（其值越小，拟合效果越好）选择模型，指定1/t的回归系数为随林分变化的参数和arh（1）为方差结构模型时，AIC和BIC均取得了最小值，分别为-3629.9和-3585.0。因而arh（1）为最优拟合的方差结构模型，并且可以确认1/t的回归系数为随林分变化的参数。

2.2最优拟合的期望模型

保持arh（1）结构不变，根据AIC、BIC及极大似然比检验的p值进行期望模型的筛选。模型（3）的拟合结果表明，经营措施H和HF各个参数差异并不显著，φ0，H、φ1，H、φ2，H 和φ4，H是否为0的t检验p值均大于0.05，说明经营措施H的各项回归系数与HF并无显著差别。将二者的回归系数合并为一，仅保留截距不同，可拟合如下模型：

（4）

这里bi，k=αi，k+φi，k（i=0，1，2，4；k=C，F，H和HF）；b1，p、b2，p、b4，p为经营措施H和HF的回归系数，b0，H和b0，HF则分别为二者的截距。模型（3）便于比较不同经营措施的效果异同，而模型（4）则便于化简期望模型，即判断一个回归因子对胸高断面积的影响是否显著。注意模型（3）和（4）的唯一区别仅在于将模型（3）中第3个和第4个模型合并为一个而已（仅截距不同）。为拟合以上模型，新引进了一个分类变量“f”，其取值分别为C、F和H，其中经营措施H和HF的样地“f”变量值均为H。拟合模型（4）的SAS代码如下：

模型（4）的AIC、BIC的值均小于模型（3）的AIC和BIC值，LRT检验p值为0.1573，表明模型（4）与模型（3）拟合效果基本相当，但模型（4）更为简洁。由于参数的t检验结果表明仅对照C的lnH/t参数与0相比差异显著，因而剔除F、H和HF的lnH/t项（相应的模型称为模型5）。相对应地，在SAS的数据文件中引入了一个新变量“check”，当且仅当林分的经营措施为C取值为1，其它情形均取值为0。对应的SAS代码如下：

与模型（4）的SAS代码相比，仅用check*logdh*iage 取代了f*logdh*iage。模型（5）的参数t检验结果表明H和HF的回归模型中lnH的回归系数b2，p与0比较差异不显著（p值为0.1181），但剔除该项后的模型拟合的LRT检验平值、AIC、AICC、BIC表现出一种相互矛盾的结果。AIC和AICC表明两个模型拟合效果基本一致，而BIC和LRT检验结果则倾向于选择化简后的模型。本研究最终以模型（5）为最优拟合模型，部分SAS输出的参数估计值见表（2）。

表2 模型（5）的参数估计值

Table 2 parameters estimates for model （5）（下转第164页）

（上接第109页）*仅列出参数估计值部分，与code值相对应148参数估计值未列于此表。

2.3代数差分生长模型的导出

根据表（2）的模型结构，HF对应的回归模型为：

ln=+lnN+lnH+β （6）

假设t=t1时ln1已知，求解关于βi的表达式可有βi=t1（ln--lnN-lnH）；代入模型（6）中可得当t=t2时的lny2的估计式，即：

ln=lny+++

其中ln1用lny1代替。其它经营措施的代数差分模型的导出基本相似，在此略过。

3.讨论与结论

本研究的模型筛选方法与以往研究不同。以往对差分生长模型筛选方法为：拟合选取的差分生长模型，让后根据拟合统计量如RMSE、R2选择最优拟合模型。本文从生长收获模型入手，而不是从差分生长模型入手。首先确定最优拟合的方差结构模型，同时确定最适合作为随林分变化的参数。然后保持方差结构模型不变的前提下，通过AIC、BIC及极大似然比检验的p值逐步化简期望模型。所有模型拟合和筛选均用SAS的proc mixed过程。该过程不仅非常便于拟合有分类变量的回归模型（例如经营措施），而且可以非常方便地拟合方差结构模型。本文所讨论的差分生长模型的拟合方法、筛选方法和拟合过程，均可以应用于其它林分因子如蓄积、优势木树高的线性差分生长模型。对于非线性模型，除了需要构造特殊的数据文件外，其它内容也基本相同。 [科]

【参考文献】

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[5]SOUTER，R.A.1986.Dynamic stand structure in thinned stands of naturally regenerated loblolly pine in the Georgia Piedmont.Ph.D.Thesis，University of Georgia，Athens，GA.

生长过程 篇7

1 自然概况

研究地点位于陕西省延安市西北农林科技大学延安树木园内,该地属黄土丘陵沟壑区暖温带大陆性季风气候森林草原过渡地带,年平均气温9.4℃,极端最高气温39.9℃,极端最低气温-28.5℃,≥10℃有效积温3268.4℃,1月平均气温-6.7℃,7月平均气温22.9℃。年均降水量550.0mm,年蒸发量1585.0mm,年均相对湿度62%,无霜期180d,年日照时数2445h,最大冻土深76cm。土壤以黄绵土为主,母质为黄土,pH值为8.4,土层达100cm以上。天然植被已经不覆存在,多数人工植被发育良好。

2 测定方法

测定油松、侧柏、刺槐等人工林生物量的现存量和生产力,用标准地—标准木—分层切割法。在黄土高原南部和中部,按照林分和树种组成、林分类型、林龄、密度、海拔、坡向、坡位、坡度和土壤因子及人为干扰程度等,设置0.04hm2标准地,测定其立地因子和林分因子。对每块标准地进行每木检尺,确定平均标准木和径阶标准木,将标准木伐倒,采用分层切割法测定林木生物量的现存量。地上部分凡是树高大于11.0m的,树干采用2.0m一个区分段,树高小于11.0m者采用1.0m一个区分段,叶片和树干按区分段取样;枝条按其粗度≤0.5cm、≤2.0cm、≤4.0cm、>4.0cm划分为四个等级分别测定;地下部分,将土壤层次划分为0～20cm、20～40cm、40～60cm及60cm以下四个层次,根系采用全挖法,各土壤层次的根系根据根径大小≤0.5cm、≤2.0cm、≤4.0cm、>4.0cm划分四级和根桩分别测定。选取的样品现场密封于塑料袋中,带回室内称量鲜重,并测定树干、树皮、枝条、根系样品的体积,然后置于105℃下烘至恒重,称量各个样品的干重,求出各自的含水率和容积重。

3 结果分析

延安市区油松、侧柏、刺槐、沙棘、胡颓子、火炬树、核桃、垂柳等乡土树种的树高、胸径、年龄、冠幅以及枝下高等基本情况见表1。

植物的生长属于限制性生长,随植物个体的不断增大,植物所需营养水平不断提高,而供给植物营养的基质,在自然状态下,则随着植物个体的增大,加之群体对营养和生存空间的竞争,植物生长水平持续下降,从而使植物的生长过程呈现出“慢—快—慢”变化节律。

3.1 树高生长分析

从图1～图6可以看出,测定黄土高原中部的树木树高生长曲线分两种类型,以油松、侧柏、刺槐、胡颓子等人工实生林为一种类型,即满足正常的“慢—快—缓慢—稳中有降”的生长规律,而沙棘、火炬树等萌蘖林属于另一种类型,刚开始生长较快,之后逐渐降低,并趋于稳定。油松、侧柏、刺槐、胡颓子、沙棘和火炬树树木树高平均生长量平均值分别为0.350、0.176、0.856、0.259、0.334和0.736m,平均生长量以刺槐的最高,侧柏的最低;连年生长量平均值分别0.334、0.171、0.518、0.200、0.259和0.432m,连年生长量也是以刺槐的最高,胡颓子的最低;油松人工林树高连年生长量的变化在0.045～1.687m,其生长过程有两个峰值,第1次出现在3～5年之间,第2次出现在10～13年之间;侧柏人工林树高连年生长量的变化在0.053～0.457m,其生长峰值出现在11年之前;刺槐林个体树高连年生长量的值为0.091～1.690m,胡颓子的为0.071～0.427m,其生长峰值都出现在3～7年之间,当然树高生长量也出现波动,主要是由于降水量的影响。

3.2 胸径生长分析

所测定的6种树种胸(地)径平均生长量维持在一个相对稳定的状态,油松、侧柏、刺槐、胡颓子、沙棘和火炬树胸(地)径平均生长量的平均值分别0.468、0.197、0.656、0.387、0.261和0.533cm,平均生长量在林木整个生长过程中变化幅度较小,以刺槐的最高,侧柏的最低,前者是后者的3倍多,可见阔叶树大于针叶树,而且实生林的较高;油松、侧柏、刺槐、胡颓子、沙棘和火炬树胸径连年生长量平均值分别为:0.508、0.211、0.485、0.380、0.251和0.399cm,其变幅分别为:0.210～1.141、0.089～0.425、0.212～0.914、0.193～0.611、0.162～0.462和0.224～0.733cm,胸(地)径连年生长量平均值及其变幅均以油松的为最大,侧柏的为最小,前后二者相差2倍以上;在整个生长进程中,针叶树胸(地)径连年生长量峰值出现较晚,一般在5～8年之间,阔叶树峰值出现较早,一般在3～5年之间,而且与气候条件有密切的关系,如近4年延安的大气降水条件较好,胸径生长明显加快(图7～图12)。

3.2 材积生长量分析

随着树木个体年龄的增长,油松、侧柏、刺槐、胡颓子、沙棘和火炬树6种树种的材积平均生长量和连年生长量都呈逐渐增加的趋势(图13～图18)。6种树种的材积平均生长量平均值分别为:4.5780、0.6145、12.4917、0.2471、0.2823和0.5386×10-4m3,前三个树种年龄比较接近,材积平均生长量以刺槐的最大,侧柏的最小,二者相差20倍左右,胡颓子、沙棘和火炬树三树种的年龄也比较接近,材积平均生长量以火炬树的最大,分别是胡颓子和沙棘的2倍左右,胡颓子和沙棘的差异不大。油松、侧柏、刺槐、胡颓子、沙棘和火炬树材积连年生长量平均值分别为:12.7213、1.5569、25.1418、0.5328、0.5731和0.8476×10-4m3,其变化规律与材积平均生长量变化规律相似,只是变化幅度较大,21、20和21年生油松、侧柏、刺槐个体材积连年生长量最大值分别为:47.9664、7.3737和112.9248×10-4m3,刺槐分别是油松和侧柏的2.38和15.34倍;7、11和5年生胡颓子、沙棘和火炬树个体材积连年生长量最大值分别为:1.1231、1.1909和1.4549×10-4m3,三者差异不大。对于黄土高原中部地区,土壤的差异不十分显著,气候条件,尤其是土壤水分状况或大气降水量对树木的影响很大,影响林木高度和胸径的生长,就直接影响到树木材积的生长,因为材积模型为(式中a,b为参数,V、H和D1.3分别为树木的材积、树高和胸径)。

4 结论

(1)生物的生长属于限制性生长,随植物个体的不断增大,植物所需营养水平不断提高,而供给植物营养的基质,在自然状态下,则随着植物个体的增大,加之群体对营养和生存空间的竞争,植物生长水平持续下降,从而使植物的生长过程呈现出“慢—快—慢”变化节律。

(2)油松、侧柏、刺槐、胡颓子等人工实生林树高生长为一种类型,即满足正常的“慢—快—缓慢—稳中有降”的生长规律,而沙棘、火炬树等萌蘖林树高生长属于另一种类型,刚开始生长较快,之后逐渐降低,并趋于稳定。

(3)6种树种胸(地)径平均生长量维持在一个相对稳定的状态,油松、侧柏、刺槐、胡颓子、沙棘和火炬树胸(地)径平均生长量在林木整个生长过程中变化幅度较小,以刺槐最高,侧柏最低,前者是后者的3倍多,可见阔叶树大于针叶树,而且实生林的较高。

(4)随着树木个体年龄的增长,油松、侧柏、刺槐、胡颓子、沙棘和火炬树6种树种的材积平均生长量和连年生长量都呈逐渐增加的趋势。6种树种的材积平均生长量平均值分别为:4.5780、0.6145、12.4917、0.2471、0.2823和0.5386×10-4m3。

摘要：本文对黄土高原中部油松、侧柏、刺槐、沙棘、胡颓子和火炬树等乡土树种树高、胸径及材积生长量进行了测定,结果表明:研究区树高生长曲线分两种类型,以油松、侧柏等人工实生林为一种类型,即满足“慢—快—缓慢—稳降”生长规律,沙棘、火炬树等萌蘖林开始生长较快,之后逐渐降低并趋于稳定。6树种树高平均生长量为0.4518±0.2763m,刺槐的最高,侧柏的最低;连年生长量平均值为0.3190±0.1358m,刺槐的最高,胡颓子的最低。6树种胸径平均生长量相对稳定,平均生长量为0.4170±0.1714cm,刺槐的最高,是侧柏的3倍多,阔叶树大于针叶树,实生林的较高;胸径连年生长量平均值为0.3723±0.1205cm,油松的最大,侧柏的最小;随着年龄的增长,材积平均生长量和连年生长量都呈逐渐增加的趋势,6树种材积平均生长量平均值为3.1254×10-4±4.8827×10-4 m3,刺槐的最大,侧柏的最小,二者相差20倍左右;材积连年生长量平均值为6.8956×10-4±10.1233×10-4 m3,刺槐分别是油松和侧柏的2.38和15.34倍。生长量大小除遗传因素外,主要是降水量的影响。

生长过程 篇8

热场是单晶硅成晶的重要条件之一, 单晶硅石墨热场采用细结构中粗石墨做炉底护盘、保温罩、上下盖;采用进口等静压石墨做加热器、坩埚、导流筒、托杆、锅托等, 保证了石墨坩埚的强度及纯度;热场的梯度分布直接影响着能不能拉出单晶, 以及拉制单晶的质量好坏, 其材质好坏直接影响热场寿命。

2 热场构造特性分析

以石墨为加热材料的单晶炉热场, 可分为静态热场, 半动态热场和动态热场。加热器为静态热场。保温系统成为半动态热场, 坩埚随动系统称为动态热场。影响静态热场的因素有:加热器热场分布, 影响半动态热场因素有保温系统的隔热效果。影响动态热场的因有:拉晶速度, 坩埚上升速度, 晶体直径及热辐射和热对流。

加热器为筒式加热器, 它的热场分布对热场起决定作用且无法更改。它自上而下可分为:降温区, 高温区, 和低温区。降温区特点:自上而下加热效果逐渐增强。高温区:加热器的核心加热部分。自加热器高温区中部向两边加热效果逐步降低。低温区:加热器加热最差的部分。其中, 降温区反应较快, 且性能稳定, 所以拉晶一般在降温区进行。

3 缺陷控制及工艺优化

半导体晶体的性质是结构敏感的, 晶格缺陷对其影响非常大。如果缺陷穿过和存在器件有源区会降低器件和电路的性能, 甚至会引起其失效。另一方面, 缺陷不在器件有源区, 而在硅片体内, 可起到吸除有源区内重金属杂质以及过饱和点缺陷的作用。因此, 无论从建立完美晶体工艺, 还是利用缺陷工程, 都需要对晶体缺陷进行了解和控制。

硅单晶中缺陷种类繁多。从晶体完整性意义上讨论, 硅单晶中经常会出现如下几种微缺陷:位错, 杂质条纹, 热点缺陷如, 旋涡缺陷, COP等, 杂质如, 氧, 碳, 最金属等。

3.1 旋转条纹

掺杂剂 (杂质) 条纹, 掺杂剂浓度与微观生长速率有对应关系。即掺杂剂浓度最大值与最小值跟微观生长速率度最大值与最小值分别相对应, 而且呈周期性变化。Morigane等人对直拉硅单晶的旋转条纹进行了分析, 并得到瞬时生长速度的表达式:

式中:υ0—平均生长速度, ω—晶体转速, t—时间, α=2π△Tω/υ0G

式中:G—生长界面附近的轴向温度梯度, T—界面上一点当晶体旋转一周事的温度变化。

由此可知, 瞬时生长速度呈正弦式周期性变化, 从而杂质浓度也将随之呈正弦式周期性变化。

3.2 非旋转条纹

大家都会发现, 在没有旋转的晶体中也存在条纹, 一般多由于在不稳定热场梯度和熔体热流影响下, 生长的晶体回熔引起的。但这种条纹与旋转条纹不同, 其间距离不规则, 振幅与间距都小于旋转条纹。当有晶体旋转情况下, 这种条纹就会叠加在旋转条纹之上。称这种条纹为非旋转条纹。

熔体内存在主要的不稳定热流为:热浮力引起的自然热对流和表面张力梯度引起的对流及流体动力学的不稳定性。热浮力引起的自然热对流可用瑞利数表征:

式中:g—重力加速度, β—熔体热膨胀系数, ΔT———熔体特征长度 (深度) 的温度差, L—熔体深度, kL—熔体热导率, ν—熔体动黏度系数, 当R值很大时熔体就会变成紊流, 将引起局部温度起伏而导致晶体回熔, 进而产生条纹。

研究结果表明, 条纹与拉速有关。在拉速为2.03”/小时时, 条纹角度为15.1°而当拉速为2.76”/小时时, 条纹角度为27.1°。拉速越高, 条纹角度就越大, 而且条纹也越宽。减轻或抑制晶体中的杂质条纹通常多采用高的籽晶转速。

3.3 晶体原生颗粒 (COP—Crystal originated particles)

COP通称D—缺陷 (D—Defect) , 是八面体浅腐蚀坑, 由于在单晶生长过程中, 在高温下处于过饱和的点缺陷, 随着温度降低发生凝聚而形成的。由于硅片清洗中的端面效应, 它们会出现在硅片表面上。COP和流动图形缺陷 (FPD—Flow pattern defect) 等严重影响栅极氧化膜 (GOI) 的完整性。

拉制大直径硅单晶时, 常出现COP缺陷。对COP的控制是硅单晶生长工艺中的关键技术之一。拉晶速度和横向温度梯度会影响到cop缺陷。

杂质对COP缺陷密度有一定影响。实际工作中发现, 如使用挤压成形等级的石墨部件拉制出的单晶的COPS要比等静压 (铸压) 的部件拉制出单晶的COPS密度要高得多。

氧含量对COP的形成也有一定影响, 一般氧含量越高, 可导致COP尺寸增大, 密度增高。

控制COP缺陷的影响目前采用如下几种方法:

1) 采用“完美晶体”生长技术”:主要是控制晶体的拉速和温度调整温度梯度。这需要优化热场设计和控制熔体热对流, 以及采用比较慢的拉速。据报道, 将生长速度降低到0.35/min时, 可消除COP (free) 。国外已经掌握这种技术, 但用该方法生产的单晶成品率很低, 成本很高。

2) 高温氢和氩处理:长时间高温热处理消除硅片近表面的COP缺陷是另一种比较有效的方法。日本东芝陶瓷 (TOSHIBACERAMIC) 最早成功地做出了Hi-Wafer, 称之为氢退火硅片。硅抛光片在高温氢气氛下热处理能极大地改善近表面区的结晶完整性并降低表面微粗糙度。从而能获得完整性很好的栅极氧化膜 (GOI) 。Wacker则采用高温氩气氛处理工艺, 所得硅片称为A3-Wafer。

3) 外延优化 (Epi-OptimizeWafer) :在抛光片表面生长一层薄外延层, 可湮没COP的影响, 能改善栅极氧化膜 (GOI) 的强度。如MEMC生产的Epi-Ⅱ。Wacker的硅衬底片氧沉淀热处理。

4 结论

根据以上思路的考虑, 通过使用STR软件模拟得到的生长界面的形状来指导工艺。并仔细分析了微缺陷的形成, 指出微缺陷乃是点缺陷因为浓度随着温度降低, 处于过饱和状态而析出、聚结所形成。提出了解决各种缺陷的方法和手段。对工艺的指导有深刻的借鉴意义。并使用实验数据证明了设计的可行性。总之, 我们通过有效的更改和设计, 有效控制了旋转性杂质条纹和旋转性表面条纹。得到晶体的生长状态和品质的差异, 最终选出最优工艺。

对于杂质条纹, 掺杂剂浓度与微观生长速率有对应关系。其形成主要是由于在不对称热场中, 生长界面每旋转一周使生长速率发生变化而造成的。

最终, 通过优化热场和工艺参数, 即控制拉速和改善温场等方法, 可以消除杂质条纹, 并可以很好地减少位错的产生, 达到控制位错密度的目的, 消除或降低其对太阳能电池的不良影响。

参考文献

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[4]李占国, 毛桂盛.硅单晶生长工艺学, 北京:中国有色金属工业总公司, 1986.

生长过程 篇9

目前的研究有从饲料角度出发,研究其质量、组成和种类等对鱼类氮收支的影响[6,7,8,9,10,11,12];也有从外部条件出发,研究投饲节律、温度和养殖密度等对氮收支的影响[13,14,15]。而从鱼本身出发,研究其在生长过程中氮收支变化的报道较少,而实际生产养殖过程中都要经历一个鱼类从幼鱼生长至成鱼的饲养过程,期间鱼类对蛋白的代谢水平是变化的,由此也会引起氮收支组成的变化。该试验旨在研究罗非鱼从鱼种成长至成鱼期间的氮收支变化情况,以期补充目前的氮收支研究数据,为罗非鱼生产应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 装置

试验地点为中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所农业部渔业装备与工程技术重点实验室,试验在3套相同的循环水养殖系统中进行,试验时间为2012年6月12日至8月20日。单套系统示意图见图1。鱼粪通过旋转水流聚集到鱼池1底部中央,在水流带动下进入漩涡分离器2,经沉淀、分离由分离器底部排水阀收集。上层清流自设在漩涡分离器上部的出水口流出,经滤棉过滤后流入调节池3,再由调节池内水泵抽入生物滤塔4,之后经自流回到鱼池,回水沿池壁切向进入,以此实现水体循环利用。曝气在生物滤塔中进行,供氧的同时不搅乱鱼池水流,使粪便随旋流沉淀至池底。

1.2 材料

鱼苗购至广东番禺国家级罗非鱼良种场,5 g以下吉富品系尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus);饲料为浮性膨化商品饲料,粗蛋白质量分数为36%;生物滤塔滤料是分散悬浮式填料;溶解氧质量浓度为8.0～6.0 mg·L-1;pH为7.5～6.5;水温24～30 ℃(6月～8月,自然光照);每套系统总水体体积1 m3,2 h循环1次。

1.3 试验步骤

4月6日收到试验鱼苗,移入试验室暂养60 d。试验前1周,调试系统至运行稳定。试验开始时将鱼饥饿24 h,再选取体长相近的称质量放入3个平行池,鱼池上直径1 070 mm,下直径920 mm,总高810 mm,每套系统水体量1 m3。每池50尾。同时另取3尾,称质量后烘干,用于分析初始鱼体氮质量分数。试验73 d,每天于9:00、13:00和17:00饱食投饲,投喂时少量多次至鱼不再摄食,确保没有残饵。每天于9:00收集分离器和滤棉的排泄物,105 ℃下烘干待测。每隔14 d称鱼总体湿质量1次,除以每池鱼总尾数,得到各池鱼平均质量,对3个平行池的鱼体质量求平均值,得到鱼均质量,观察生长情况。在鱼均质量达到50 g(试验第24天)、100 g(试验第56天)和180 g(试验结束日)时将鱼饥饿24 h,每池随机取3尾烘干,用于分析当前生长阶段鱼体氮质量分数。

试验期间每周监测水质指标2～3次,包括水中总氮、氨氮、亚硝酸盐氮、碱度和pH,其中水中总氮视为氮收支中的鱼排泄氮。试验第1天投饲前测定水中总氮,用于计算排泄氮初始值。试验开始时鱼均质量为18 g,在鱼均质量达到50 g、100 g和180 g时测定水中总氮,用于计算当前生长阶段排泄氮。

1.4 分析方法

鱼样、饲料样品、粪便样品在105 ℃下烘干至恒质量,用定氮仪(Kjeltec 2300,丹麦福斯公司出品)按凯氏定氮法测定氮质量分数[9]。氨氮和亚硝酸盐氮分别用奈氏比色法和α-奈乙二胺法测定;水中总氮用总氮试剂盒(美国哈希公司出品)采用过硫酸钾消解法测定[9]。水温、pH和溶解氧通过便携式水质分析仪(YSI plus,美国维赛仪器公司出品)测定。

1.5 计算公式

氮收支表示为CN=GN+EN+FN,式中CN为摄食氮[mg·(g·d)-1],GN为生长氮[mg·(g·d)-1],FN为粪氮[mg·(g·d)-1],EN为排泄氮[mg·(g·d)-1]。

蛋白质效率(protein efficiency ratio,PER)=增加质量/蛋白质摄取量。

特定生长率(SGR)=100×(lnWt-lnW0)/t,式中Wt为试验结束时鱼体的湿质量;W0为试验开始时鱼体的湿质量;t为试验天数。

日均增加质量(daily weight increment)=(Wt-W0)/t,式中Wt为该生长阶段结束时鱼体的湿质量,W0为在该生长阶段初始时鱼体的湿质量,t为该生长阶段历时天数。

2 结果

2.1 生长

试验期间罗非鱼成活率95%。暂养阶段(4月6日至试验开始前,初始鱼体湿质量5 g,结束鱼体湿质量18 g),鱼生长非常缓慢,日均增加质量(0.19±0.02)g。放入试验系统后生长速度逐渐递增,至生长中期(第Ⅱ阶段)时放缓。之后又进入快速生长期,日均增加质量(5.63±0.53)g(图2和表1)。

2.2 水质参数

在生物滤塔硝化细菌的作用下,试验期间氨氮质量浓度基本维持在1.0 mg·L-1以下,水中总氮则不断累积,累积速度在试验中期减慢,后期又大幅增加(图3)。

2.3 氮收支

通过方差分析表明,不同生长阶段的生长氮和粪氮所占比例均有显著差异,而排泄氮所占比例没有显著差异。摄食氮、粪氮和排泄氮的绝对值均随罗非鱼生长而递增,而生长氮在第Ⅱ生长阶段出现下降,跌至0.95 mg·(g·d)-1。养殖初期生长氮占摄食氮比例最高,达到64%,中期降到47%,末期又再升至54%。排泄氮占摄食氮比例则随鱼不断生长而逐渐增加。粪氮占摄食氮比例在第Ⅱ生长阶段达到最高值9%,第Ⅰ和第Ⅲ阶段分别为5%和4%。

注:P<0.01. 差异极显著;0.010.05. 没有显著差异

Note:P<0.01 .very significant difference;0.010.05.no significant difference

3 讨论

3.1 生长氮变化

不同的试验中生长氮的比例变化跨度很大,从18%到65%不等[6,16,17,18],这与体质量、温度以及饲料水平等多种因素有关。暂养阶段试验鱼质量增加较慢,这符合罗非鱼的一般生长规律,养殖初期从鱼苗生长至25 g规格需要3个月左右[19]。MEDRI等[20]关于尼罗罗非鱼的生长试验,试验鱼从4.32 g生长至22.71 g历时4个月,日均质量增加0.15 g。笔者试验中罗非鱼在幼鱼时期(50 g以下)的生长氮比例最高,这符合一般水生动物吸收蛋白质的特点。鱼类从饲料中获取外源性蛋白质,在体内水解成氨基酸,其中的一部分用于重新合成体组织蛋白,幼鱼用于合成体组织的氨基酸数量大于成鱼[21],因此幼鱼会比成鱼从食物中获取更多用于机体合成的氮。试验末期生长氮比例又开始上升,这可能是由于末期试验鱼的生长速度骤增的缘故,罗非鱼的生长曲线是抛物线形,生长进入中后期会显著加速[19],100 g以后(第Ⅲ生长阶段)鱼质量增加速度明显加快,特定生长率远高于Ⅱ阶段,甚至超过了第Ⅰ阶段(图2和表1)。此外,末期的蛋白质效率也较第Ⅱ阶段有所增加,这意味着更多的摄食氮转化为鱼肉蛋白,使得最后生长氮比例升高。

3.2 排泄氮变化

鱼类的氮排泄分为内源氮排泄和外源氮排泄[22],外源氮排泄是自食物中的蛋白代谢产生的,主要受被消耗食物成分的影响[23];内源氮排泄表示无外来氮源的最低氮排泄率水平,是鱼体内部组织蛋白代谢产生的,它代表鱼类对蛋白质需求的维持水平[24]。笔者试验得到的是罗非鱼饱食情况下外源氮的排泄量。结果表明,排泄氮比例随着鱼的生长,体质量的不断增加而增加。这与大多数试验的结果是一致的,氮的排泄率与体质量呈幂函数关系,符合R=aWb的模式,式中a和b为常数,其中b又称为体质量指数,b值大小反映排氨率对体质量变化的敏感程度[24,25,26]。

第Ⅰ阶段的氮回收率为106%,第Ⅱ和第Ⅲ阶段的氮回收率分别为94%和98%(表2),可能是由于试验中排泄氮的值是直接测定,而非差减法计算,有一定的误差;此外,会有部分鱼粪积聚在生物滤塔内部,或者穿过滤棉沉淀在调节池底部而未被收集,同样引起一定程度的误差,其中生物滤塔内部的鱼粪量非常少,仅占总氮收支的1%,沉淀在鱼池底部的鱼粪每阶段略有不同,占总氮收支的2%左右。

3.3 排氨量变化

作为硬骨鱼类,罗非鱼的氮排泄主要为氨和尿素,大部分由鳃排出,少量随尿液排泄,一般情况下氨氮占总排泄氮的80%～98%,是最主要的排泄物[27,28,29],笔者试验中水体经生物滤塔过滤,氨氮的质量浓度始终维持在1.0 mg·L-1以下,因此将水中总氮(即排泄氮)的累积情况视为氨氮排泄量的变化情况。由图3可见,总氮的质量浓度增加速度在试验中期略降,之后又快速增长,这意味着排氨量并非随着鱼体生长而简单递增。TIMMONS等[29]曾提出氨氮产生量的推测公式undefined,其中PTAN、F和PC分别为氨氮产生量、投喂量和饲料蛋白含量;而0.092是指饲料蛋白中氮元素的质量分数、鱼吸收氮比例、排泄氮比例以及氨氮占总排泄氮比例都为确定值时的乘积。即在饲料不变的情况下如果氨氮占总排泄氮比例不变,排氨量与投喂量、吸收氮和排泄氮比例是成正向关系的。笔者试验中期随着鱼生长加快,对饲料蛋白的需求降低,吸收氮比例减少,使氨氮排泄速度减慢;试验后期鱼生长进一步加快,投喂量和排泄氮比例都大幅度增加,抵消了吸收氮比例降低的影响,氨氮排泄速度反弹。

4 结论

生长过程 篇10

自1954年太阳电池问世以来, 晶体硅太阳电池始终占据世界光伏工业的主流, 占太阳电池总产量的80%~90%。为了改善晶体硅的质量, 提高其太阳电池转换效率, 国内外学者不断地研究和探索各种硅晶体生长的技术, 其中磁场技术在晶体生长的应用始于1966年。20世纪70年代末, 磁场技术才开始引入硅单晶生长中, 主要用于抑制熔体对流, 改善硅晶体中的杂质分布。近年来, 随着磁场理论研究的不断深入, 磁场技术的相关研究重点也将逐步向多晶硅晶体生长领域拓展。

本文着重介绍磁场影响硅晶体生长的机制、磁场类型及各种磁场在硅晶体生长中的应用, 归纳总结目前国内外的研究现状, 并展望磁场在硅晶体生长中的发展前景。

1 磁场对硅晶体生长的影响机制

硅晶体生长时, 由于熔体硅具有导电性, 在外加磁场的条件下, 熔体硅的流动会引起感应电流, 感应电流与外加磁场共同作用, 产生与该流动方向相反的洛伦兹力, 洛伦兹力的作用可以抑制硅熔体的热对流, 降低熔体温度波动, 从而控制硅晶体熔体界面处的点缺陷及杂质分布, 改善硅晶体生长的质量。其中硅熔体中的感生电动势E和抑制硅熔体运动的力F分别以式 (1) 、式 (2) 表示:

式中:E为感生电动势;B为磁场强度;V为硅熔体流速;F为抑制硅熔体运动的力;J为感生电流。

2 磁场的类型

目前, 磁场在晶体生长中的应用一般分为两大类: (1) 稳恒磁场 (Steady magnetic fields) ; (2) 非稳恒磁场 (Non-steady magnetic fields) 。其中稳恒磁场又可分为横向 (水平) 磁场、垂直 (轴向、纵向) 磁场、会切 (勾形) 磁场;非稳恒磁场又分为旋转磁场、行波磁场、交变磁场和电磁场。

3 磁场在硅晶体生长中的应用

3.1 稳恒磁场

3.1.1 横向 (水平) 磁场

横向 (水平) 磁场的磁力线垂直于生长轴, 如图1所示。Suzuki等[1]首先研究了横向磁场下的硅单晶生长, 在400mT磁场下, 采用传统的加热器获得了沿 (100) 面直径为5cm硼掺杂无位错晶体, 氧的浓度从1×1018atoms/cm3减少为4×1017atoms/cm3。Series[2]认为横向磁场可以抑制轴向和水平的热对流, 减少氧杂质的含量。Kimura等[3]研究了横向磁场对浮区法制备Φ20mm掺杂单晶硅的影响, 在0.18T的磁场下, 晶体生长界面形状趋于平坦。Robertson等[4]研究认为横向磁场为0.55T时, 磁场对于晶体生长界面有明显的影响, 使整个生长界面趋于平整, 界面扩散层变厚, 但磁场对杂质条纹的抑制作用不明显。总之, 横向磁场的应用, 减少了硅熔体中的温度波动, 但它的热对称性差, 在长晶过程中易导致周期性的旋转生长条纹。

3.1.2 垂直 (轴向、纵向) 磁场

垂直 (轴向、纵向) 均匀磁场的磁力线与晶体生长轴平行, 如图2所示。一般来说, 垂直磁场可以有效抑制熔体内的流动, 使固液界面变得更为平整, 但是由于熔体对流的抑制, 使得熔体自由界面的温差和结晶界面晶体内的轴向温度梯度增大, 同时易造成杂质偏析。Hoshikawa等[5,6]研究了垂直磁场对单晶硅晶体生长的影响, 在大于0.1T的垂直磁场下, 硅熔体中的温度波动较少;另外, 在0.05T较弱垂直磁场下, 硅晶体中没有条纹, 氧浓度减少, 但硅晶体中径向氧浓度分布不均匀。Hoshikawa等[7]研究了垂直磁场对单晶硅生长中氧和磷径向分布的影响, 发现在垂直磁场下, 硅晶体中轴向氧含量增加, 径向电阻率均匀性减小, 而轴向电阻率的均匀性增大, 在单晶硅晶体边缘处旋转条纹增加。Koichi等[8]研究了垂直磁场对硅熔体中氧杂质浓度的影响, 在0.03T垂直磁场下, 由于坩埚底部温度高于界面温度, 使得硅晶体生长中氧杂质浓度异常增加, 造成的这种异常现象为Benard不稳定性。

3.1.3 会切 (勾形) 磁场

会切 (勾形) 磁场是为了解决横向磁场或轴向磁场作用下存在的问题而提出的一种新设计方案, 如图3所示, 即在抑制非定常对流的同时兼顾径向均匀性, 合理的会切磁场设计可以保证在晶体固液界面处磁场方向垂直于坩埚壁[9]。Hirat等[10,11]在1989年首次将会切磁场应用于硅晶体生长之中, 通过增加磁场强度, 晶体中氧浓度从1×1018atoms/cm3减少为2×1017atoms/cm3, 且径向均匀性好, 没有杂质条纹。Hong等[12]发现硼的有效分凝系数取决于晶体生长方法中的会切磁场, 而ZGP (Zero-Gauss plane) 对硼浓度的径向分布没有明显影响。这些研究主要集中于晶体生长方面, 并没有考虑磁场对熔体流动的影响。

3.2 非稳恒磁场

3.2.1 旋转磁场

旋转磁场是磁感应矢量在空间以固定频率旋转的一种磁场, 如图4所示。在晶体生长中, 由于纯扩散控制的输运过程很难获得, 即使是在微重力下, 极小的残余重力等因素也将破坏其稳定性, 因此通过施加旋转磁场激发熔体的运动, 从而产生强迫对流, 合理调节频率、磁场强度, 使得熔体内以强对流混合为主导, 最终提高晶体中杂质分布的均匀性[13]。Hoshikawa等[14]采用三相交流电源形成旋转磁场的方法, 通过控制籽晶和坩埚旋转, 明显降低了提拉法硅晶体生长中氧的含量, 氧含量由5×1017~11×1017atoms/cm3降低为2.5×1017~3.5×1017atoms/cm3, 并且硅晶体中纵向、径向氧含量分布较均匀。Dold等[15]采用旋转磁场研究掺杂硅的浮区结晶法, 在旋转磁场作用下, 热毛细对流所引起的非周期性掺杂剂的波动明显减少, 杂质径向偏析分布变得更加对称和均匀。

3.2.2 行波磁场

行波磁场是一种由通有三相交流电的多匝线圈产生的随时间变化的移动磁场, 如图5所示。行波磁场产生的洛伦兹力直接使导电熔体产生了对称子午线方向的流动, 这种流动更有利于控制导电熔体中温度和溶质的分布。近10年来, 人们对行波磁场的研究主要集中在行波磁场发生器的设计、行波磁场对流动的稳定性影响、生长界面形貌、溶质分布和铸造充型能力及净化作用等方面, 行波磁场发生器的耐热温度较低, 不适合应用于高熔点合金 (如高温合金等) 的研究[16]。但是随着研究的不断深入, 目前行波磁场开始应用于硅晶体生长[17], Krauze等[18]采用较强的行波磁场显著降低了硅熔体中特征温度差异, 同时在自由表面处硅熔体区域的温度波动也明显减少。

3.2.3 交变磁场

交变磁场是通以交变电流产生的磁场, 且磁场的大小和方向随着时间而按照一定的规律变化, 如图6所示。在晶体生长过程中, 当施加交变电流时, 电磁发生器产生的交变磁场作用于熔体, 形成强制对流作用, 使熔体凝固界面的温度和浓度发生变化。目前, 关于交变磁场的大量研究成果主要集中于金属熔体, 如交变磁场下的液面稳定性或波动行为[19,20], 而交变磁场应用于硅晶体生长中非常少见。最近, Mercier等[21]开始利用数值计算研究了交变磁场下高温硅熔体中碳化硅生长的流体动力学, 采用了2D对称碳化硅晶体生长模型, 结果表明:频率对硅熔体中磁场分布影响较大, 高频磁场产生的洛伦兹力只在液体的外围, 可以忽略不计液体的体积;低频磁场在熔体中产生低密度的洛伦兹力, 但洛伦兹力分布更均匀。横向线圈产生的双闭环模式不适合碳的传输;相反, 在熔体上方增加1匝线圈更有效地提高了溶解区到晶体生长界面的碳传输效率。

3.2.4 电磁场

电磁场是一种由带电物体产生的物理场, 如图7所示。处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。电磁场与带电物体之间的相互作用可以用麦克斯韦方程和洛伦兹力定律来描述。Watanabe等[22]采用电磁直拉法 (即利用电磁力使硅熔体旋转, 坩埚不动) 研究了单晶硅的生长, 在高旋转速率下 (ωm=105r/min) 硅晶体中氧浓度为8×1017atoms/cm3, 低旋转速率下 (ωm=15r/min) 硅晶体中氧浓度为1×1017atoms/cm3, 与常规CZ (直拉单晶制造法) 法相比, 这两种工艺生产硅晶体径向氧浓度的分布更均匀。Egorov等[23]研究了预热电感电磁场频率对单晶硅生长中温度梯度的影响, 并对单晶硅中电磁场强度和温度梯度进行了模拟。Watanabe等[24]采用电磁直拉法在工业级硅晶体生产中 (直径为200mm) 精确控制了氧浓度的大小和分布。

4 主要研究的问题

4.1 杂质的分凝行为

在硅晶体生长过程中, 杂质在晶体生长过程中的行为包括熔体内的输运过程、生长界面处进入晶体的界面动力学过程和晶体内的扩散过程。由于结晶发生在生长界面处, 而且一般情况下杂质在晶体内的扩散过程可以忽略, 因此, 杂质在晶体中的分布主要由生长界面处的杂质浓度场和杂质结合进入晶体的能力决定[25]。生长界面处的杂质浓度分布除了受温度场支配生长界面的形状、稳定性的影响外, 主要由质量输运过程决定, 当杂质输运到生长界面时, 其结合进入晶体的能力用杂质的分凝系数K表示:

式中:Cs为相平衡时晶体中的杂质浓度;Cl为相平衡时熔体中的杂质浓度。

Kakimoto等[26]采用横向磁场研究了硅晶体生长时固液界面处杂质 (包括硼、磷和氧) 的局部偏析, 研究发现在一个小晶体旋转速度下界面处硼和磷的分布呈锯齿状;在不同的晶体旋转速度下氧浓度分布几乎是一样的。Kim等[27]研究了较强轴向磁场对CZ法单晶硅晶体生长中氧分凝行为的影响。Cr9ll等[28]研究了微重力和轴向磁场对浮区结晶法硅晶体中微观偏析和宏观偏析的影响, 研究表明:微重力下浮区结晶法并不能抑制硅晶体中条纹, 但由于减少了熔体混合, 条纹强度略有降低, 且轴向宏观偏析出现了变化。

4.2 数值模拟

磁场可以用于改善硅晶体的生长工艺, 如抑制熔体中热对流和晶体旋转产生的离心强迫对流, 从而有效控制固液界面处的温度波动, 以及改善杂质分布。

硅晶体生长的基础理论一直以来倍受各国学者的关注, 并已有不少有意义的理论和实验, 但定量的研究成果还不多, 主要是由于晶体生长炉结构的复杂性和多系统耦合传热, 同时针对复杂的传热、导热和辐射等方式, 实验测取其各系统的温度参数难度相当大, 采用常规测试方法很难充分了解硅晶体生长炉内部各系统的温度分布规律。近年来, 随着计算机技术和计算方法的快速发展, 数值模拟技术已逐渐成为研究硅晶体生长过程的一种非常有价值的手段。如德国学者模拟了各种硅晶体生长的温度场、杂质分凝、位错密度和晶粒结构[29];清华大学唐亚楠等[30]采用Fluent中P-1和Rosseland辐射传热模型模拟多晶硅铸锭炉内的传热, 获得了多晶硅铸造过程温度场分布;北京有色金属研究总院刘秋娣等[31]对多晶硅锭凝固过程的影响因素进行了分析及数值模拟。然而, 对于磁场下硅晶体生长的数值模拟研究刚刚开始, 德国的Dropka[32]首次采用商业软件Ansys classic和Ansys CFX模拟了行波磁场对多晶硅定向凝固中熔体混合的影响, 结果表明行波磁场在改变熔体流动方面颇有前途。Tanasie[33]采用数值模拟技术研究了各种磁场对多晶硅定向生长的影响, 结果显示磁场可以控制熔体对流、固液界面形状和杂质分布。

5 结语

生长过程 篇11

关键词：生本课堂,有效输入,学习方法,课堂效率

一、教前应先学, 注重课堂精华的“输入”

教育, 要注重过程中的生长。学习, 也要注重过程的生长。

记得在一本书中看到过关于教学的论述, 把老师比喻成接生婆, 学生比喻成产妇, 学习的过程比喻成孕妇生产的过程。仔细想想, 在教学的过程中, 老师的作用的确就像是接生婆, 她的作用不是替产妇生孩子, 而是提醒在什么时间使用什么样的方法或手段, 教会产妇如何正确地进行生产。老师亦是如此, 在学生学习的过程中教会其使用正确的方法或手段, 这远比让他们获得知识更重要。笔者非常赞同这样的说法。

1.“输入”自我学习途中的风景。动笔写此文时, 笔者不禁想起读在职研究生的事情, 也许有人认为笔者只是醉心于达成“研究生”这个目标, 更多的人直接问笔者:你读这个在职研究生有什么用?其实, 问这些话的人, 也许比笔者更醉心于“研究生”的目标。甚至当有人听到笔者研究的论文时, 便会抛出一句“这个研究有什么用?研究结果会对大家有什么帮助?”笔者干脆借用名人一句“刚出生的婴儿有什么用?”回复!比起“研究生”的学历, 笔者更注重学习的过程, 这是别人体会不到的, 因为只有自己走过的路, 才知道沿途风景的优美。人生旅途是个漫长的学习过程, 而在职研究生的学习虽然只是三年的时间, 但让笔者收获了很多。笔者重温了大学的专业课, 更深入地体会到工作中教学实践与理论结合的重要性;笔者遇到了志同道合的学友, 在他们身上学到了追求与付出后翻倍收获的幸福;笔者认识了三尺讲台上的各科教授们、导师们, 分析专业教育的前景, 学会洞察实践课中与教育理论中的关系, 做一个真正会研究和会学习的人。

2.“输入”身边的学习风景。你用学习的眼光来完成教育的工作, 教育的过程会反馈给你更有价值的学习能量。每个人都有令自己仰慕的朋友, 希望那些优点会在自己身上发光;或者是共同话语的朋友, 同样的环境和境遇, 也许他或她的理解与表达, 正是你想的而又做不到的, 是这样的朋友给了你力量。苏霍姆林斯基曾说:“人的心灵深处, 都有一种根深蒂固的需求, 这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。”因此, 作为教师, 莫要忽视在学生身上的学习。笔者有因为想要学生改错而发火, 也因为发火后, 看见学生惭愧的表情而后悔。说过的话和做过的事, 尝试的结果也是令人学习的过程。要让学生脱下厚重的外套, 温暖的南风总比寒冷的北风更有效。就让这股学习的风来自南方吧!

【案例】一次, 参加江苏省教研员孟文研的讲座后, 笔者体验了一节舞蹈课。课上, 分abc三人一组, 然后每组a聚在一起学习, 每组b聚在一起学习, 每组c聚在一起学习;通过老师课前准备的三个学习内容, 分组把内容掌握、消化掉。然后再回到原来的abc小组相互学习所有内容。这样学生会在合作中轻而易举地掌握所学的内容, 再通过小组间展示, 可以看到较好的学习效果。此种合作教学, 看似老师在课堂上的表现很少, 其实老师在课前做了大量的工作, 使自己在课堂上就相对轻松, 把课堂的时间交给学生参与练习。

笔者在课上悟出了“教是为了不教”这句话的智慧。笔者想, 教师根据学生的学习基础、能力、特长、性别等因素, 按照“互补互助, 协调发展, 组内异质, 组间同质”的原则, 灵活分组, 适应学习内容。这种课堂以学生为主, 突出学生的主动性, 突出学生的学习过程, 突出学生的合作探究。在这些过程中, 学生的参与度在提高, 了解了知识与技能获得的过程, 学生逐渐掌握学习方法, 感受到了学习的快乐。笔者想, 这样的课堂才是真的生本课堂吧。

二、教亦是学, 学着做教育, “输出”学习精华

真正的收获在课堂。通过以亲自体验后的生本学习过程和培训课, 感受到教学手段促进学习方法产生的乐趣, 给笔者很大的启发。笔者在自己的课堂上、教学过程中更多关注小学生学习方法的理解与感受, 促进小学生学习方法的掌握, 注重教学方法向学习方法的转变;在教学活动中, 理解“教”与“学”的相互关系, 通过自身的学习的“输入”, 向学生课堂“输出”, 促进学生体验到运动练习的兴趣, 使体育课堂丰富多彩。

1.转变奖惩方式, 激发学习兴趣。如果学生感到体育课的教学枯燥乏味, 体验不到乐趣而是痛苦, 就不会积极参与体育学习, 并厌恶体育课。毋庸置疑, 运动只有给学生带来快乐, 才会促进学生主动参与运动, 并有助于终身运动意识的形成。为了激发学生的练习兴趣, 合作与竞争的练习在体育课上是不可缺少的, 笔者也经常在练习课上使用。合作练习多用在自己的小组, 组与组之间就显出了竞争的练习;体育运动本身就是一种含有竞争性的运动, 竞争的练习是学生积极表现的过程, 我们应当多给予竞争的机会。

【案例】小足球课《脚内侧的传接球》。

安排游戏为巩固动作的练习, 分为四个小组, 每组从排头开始运球绕过标志物回, 回到终点时用脚内侧传球给下一位同学, 然后排在队伍后面;下一位同学接球后, 按路线依次练习, 直到最后一位同学结束。四个小组练习结束后, 排出名次, 小组第一名的2 个俯卧撑, 第二名4 个俯卧撑, 第三名6个俯卧撑, 第四名8 个俯卧撑。

惩罚与奖励是一体的, 是相互衬托的。在这节课中, 虽然是惩罚性的操作练习, 但是同学们的参与性也是很高的。既然全员都参与, 如果只惩罚最后一名, 就有同学抱怨觉得不公平。如此都“处罚”既显得公平又能让所有同学都参与素质的练习。我觉得, 罚也要罚得“艺术”一点, 对学生有个交待。把惩罚当成是数学练习, 因人而异:做的好的是减法, 做的不好的就要用加法多练习, 让每个人都参与, 共同提高练习的积极性。通过变换惩罚方法的素质练习来激发学生的练习兴趣, 体验到运动带来的竞争乐趣, 又能通过学生的练习达到课课练的练习效果。

2.教学手段的保鲜, 促进学习方法新鲜感。小学阶段儿童的心理、生理特点是兴奋占优势, 抑制力差, 注意力不集中, 单调的练习容易使其产生疲劳, 因此要变换队形, 合理的安排练习时间, 这样, 不仅有直观的视觉效果, 也打破了固定的练习队形, 带来了新鲜感。我想, 老师带来的新鲜感, 和教学内容的新鲜感, 与学生交流方式的新鲜感, 诸如此般, 学生才能在学习中表现得鲜活。我想不管是不是自己的班级, 在平时的课中哪怕有一点点的新鲜感, 都能唤醒学生学习的热情。

【案例】一节实心球课, 让学生不再懒。

通常我都是给学生分四组, 四列横队。今天是实心球练习的第一节课, 从开始部分的游戏热身, 到没有球出手的徒手练习, 学生都紧张地练习, 没有出任何差错, 但是当球一出手, 没有了以前的抢球现象, 如此死气沉沉, 一两次练习后连动作都迟缓了。后来, 练习中甚至出现了负面的效果:学生故意不抛远, 怕跑去捡。笔者一气:那我这练习不是白练嘛?转眼, 笔者灵机一动, 换!换队形。把四排向一个方向抛, 改成两两对面抛捡, 还让他们距离拉得相对更远些。这时候, 他们的抱怨就改了:你怎么抛那么近啊, 再远点就到我这了。

笔者不禁想啊, 这些孩子是越来越懒了, 你们懒, 我就想办法收拾你们的懒, 借懒力发动力, 促进教学效果, 这样的课堂会更有效!