第一篇:裙撑造型研究与创新应用
裙撑的造型研究与创新应用 摘 要 裙撑在长达5个多世纪的发展演变中,从结构,制作材料,舒适性,实用性等各个方面都有着不同时期的不同特点。而随着科技的发展,服装材料学的研究和人们对装饰性和舒适性的双重要求,都使裙撑不仅仅停留在单纯的造型轮廓的设计上,更多的要去注意服装对人体机能性的发挥,工艺和面料的舒适性。本文希望通过对裙撑的基本要素和结构工艺的分析讲解,让大家明白裙撑是怎样制作出来的,并在服装设计中应用和起到的作用,试图为裙撑如何更好的为礼服服务提出建议。在实践方面,通过对两个具体裙撑的造型分析,有助于帮助设计者在设计中能够根据不同的造型制作合乎要求的裙撑,有助于使用者购买使用时能够选择适合自己礼服的裙撑。
关键词:裙撑,演变,服装设计 Evolution and its application and development in garment design Abstract Men in the development for more than 5 centuries of evolution, from the structure, material, comfort, various practical aspects have different characteristics in different periods.With the development of science and technology, people study and clothing material requirements for the decoration and comfort, the panniers not only stay in the simple outline design, more attention to clothing on body function of the play, technology and fabric comfort.This paper hopes through the analysis on the basic elements and the structure of the process-to let everyone know how, bustle is made, and the application and play a role in the clothing design, to how to better the service dress-recommendations.In practice, based on the two specific panniers modeling analysis, help designers in the design according to the different models in line with the requirements of the panniers, can choose their own dress to buy to the user when using.Key words: pannier,evolution,clothing design 目 录 摘 要 Ⅲ Abstract Ⅳ 一、绪论 1(一)研究背景 1(二)研究目的与研究意义 1 1.研究目的 1 2.研究意义 1 二、裙撑设计的结构造型与其中的美学观点 2(一)廓形造型 2 1.蓬型裙撑 2 2.A型裙撑 2 3.鱼尾裙撑 2 4.下摆拖据裙撑 2(二)裙撑结构图形中的美学观点 3 1.裙撑结构的稳定性 3 2.裙撑结构的合体性 3 3.裙撑造型的饱满性 3 4.裙撑的隐蔽性 4 三、基于裙撑的创新与应用 4(一)裙撑的设计灵感 4(二)裙撑的色彩选择 4(三)裙撑的设计过程及面料选择 5 1.结构设计 5 2.款式设计 5 3.面料的选择 6 结束语 7 参考文献 8 致 谢 9 一、绪论(一)研究背景 裙撑除了在14世纪中叶到19世纪末的欧洲服装史上扮演了重要角色,在现在的礼服婚纱中、国际秀场也占有不可或缺的地位。在礼服的设计中,往往利用腰臀差来突出女性的形体特点,这时就需要作为支撑扩展轮廓的内裙一一裙撑发挥强大的造型作用[1]。裙撑在长达5个多世纪的发展演变中,从结构,制作材料,舒适性,实用性等各个方面都有着不同时期的不同特点。而随着科技的发展,服装材料学的研究和人们对装饰性和舒适性的双重要求,都使裙撑不仅仅停留在单纯的造型轮廓的设计上,更多的要去注意服装对人体机能性的发挥,工艺和面料的舒适性。目前国内的礼服设计往往都更加注重表层的褶皱装饰的设计,大部分礼服和婚纱使用的裙撑都是基本简单的款式,忽略了裙撑结构与服装造型的内在联系和变化规律。并没有完全发挥裙撑作为调整服装的外形效果的志质作用。目前婚纱在国内外都是婚礼上不可缺少的服饰,而礼服也越来越多的场合被人们所穿着,那么随着应用空间的增大,质量要求的提高,加上设计师们的无限创造力,裙撑必然还在服装设计中发挥重要的作用,设计师们也必将根据自己的需求对裙撑进行不断的改良和深入探讨。
(二)研究目的与研究意义 1.研究目的 由于裙撑要具备结构的稳定性,造型的饱满行,裙撑的合体型和遮蔽性的基本要素,才能使裙撑的结构和礼服的造型设计密不可分,怎样进行结构的合理设计使裙撑更加舒适合理?裙撑的材料的选用与服装呈现效果有什么样的联系?裙撑的设计与使用对服装设计的作用和意义?结合自己的毕业设计在尝试回答这些问题的同时,提出对裙撑的发展趋势的展望。
2.研究意义 研究的目的和结果决定研究的意义。从理论方面本文希望通过对裙撑的基本要素和结构工艺的分析讲解,让大家明白裙撑是怎样制作出来的,并在服装设计中应用和起到的作用,试图为裙撑如何更好的为礼服服务提出建议。在实践方面,通过对两个具体裙撑的造型分析,有助于帮助设计者在设计中能够根据不同的造型制作合乎要求的裙撑,有助于使用者购买使用时能够选择适合自己礼服的裙撑。
二、裙撑设计的结构造型与其中的美学观点 (一)廓形造型 1.蓬型裙撑 这种造型根据裙摆的大小,分为不同大小的喇叭状。也是最常见的裙撑款式,沿用时间最长的款式。能够很好的烘托礼服的造型,通常使用这种裙撑的婚纱礼服都显得庄重典雅。如图1。
图1 蓬型裙撑 2.A型裙撑 这种造型可以说是基本款。摆幅不大,自然随意,适用范围较广,活动自由方便,流行时间较长,适应各种季节。多用于小礼服。
3.鱼尾裙撑 鱼尾型是很多设计师钟爱的造型,特别体现女性的流畅的曲线美。通常都是腰臀部位合体,裙撑在臀围以下至膝围的位置:根据裙撑的表现位置,又可以分为圆周鱼尾和后拖鱼尾。圆周鱼尾是像四周撑开,均匀分布。后拖鱼尾通常是前面较平整,或者根木就与身体垂直,摆幅突出在左右两侧和后面,或者只在身后拖延很长。
4.下摆拖据裙撑 也叫船型裙撑。这样裙撑搭配做出来拖尾裙更加立体生动,拖尾效果流畅自然。
(二)裙撑结构图形中的美学观点 1.裙撑结构的稳定性 稳定性是裙撑的基本条件。裙撑顾名思义,必须起到“撑”的作用,支撑外裙的造型是裙撑存在的目的。裙撑如果本身没有稳定性,必然无法支撑外裙。为了防止裙撑晃动影响外裙得造型,最合理的方法就是能让裙撑有稳定的结构,并与外裙的形态保持一致。裙撑最早是由金属圈骨制品等坚硬的材料支撑,但发展到现在,尤其是在婚纱礼服中的应用,裙撑得实用性比重大于装饰性,这就要求裙撑的轻便灵活。在这个基础上做到稳定性,那么有钢圈和硬纱构成的有骨裙撑得稳定性比较容易控制,钢圈的数量越多,排列越密集整齐,那么裙撑的稳定性就越好。而无骨裙撑完全靠硬纱制作的,那么重心就成为关键,无论多少层或者拖尾有多人,重心始终要与人体重心保持一致,其次就是和外裙的锲合度,既要留一定的空间,让裙撑完全蓬起来,实现它的根本目的,又不能都有太大的松量,让裙撑和外裙完全分离,这样只能造成行动的不便,裙子走形。
2.裙撑结构的合体性 裙撑得合体性主要是针对小A型和鱼尾型及其演变类型的裙撑,对于大蓬型这样从腰节处直接鼓起的造型本身已经脱离身体,就谈不到合体型了。小A型和鱼尾型裙撑的特点是腰臀部是合体的,设计这样款式的礼服通常为了彰显女性流畅的曲线美。如果内部的裙撑腰臀部位做的不够合体,或者鼓起的位置不合理,那就完全破坏了设计意图,显得腰部臃肿难看。为了使腰臀部位过度自然,这个位置不宜加钢圈,并做合体的约克分割,分割部位不能做抽褶的处理,可以做喇叭的处理。每一层的褶皱处理都要以礼服的造型与轮廓为基础,多余的褶量就会造成裙子表面的不平整。针对前平后扩展的鱼尾裙型,钢圈的弧度应该根据需要进行处理,硬纱网的褶量尽量向后集中,前面减少或者直接留有开口。
3.裙撑造型的饱满性 裙撑的造型饱满性是裙撑能否发挥作用的关键。不够饱满的裙撑会使整件礼服看起来无精打采,粗细大小是相对的,撑不到足够的轮廓造型,也就无法凸显腰身的纤细动人。裙撑永远都是为了夸张腰臀差服务的。有骨裙撑自然可以通过调节钢圈的大小来控制其饱满性,而且不容易变形。无骨裙撑就要用硬纱的层数和褶量来保证它的饱满程度。也就是说裙摆大小是由裙撑得体积决定的,而裙撑体积的是由硬纱的层次,褶量的密集程度,连接的位置来构成的,合理的组合这些要素才能做出完美的裙撑。而且裙撑往往要做的比实际要求的更蓬松一些,因为面料有一定的重量,会把裙撑压下去一些,要把这个量预留出来。
4.裙撑的隐蔽性 裙撑通常也被称为“衬裙”“内裙”,就是因为它穿在裙子的里面,通常是用外裙掩盖起来的。尽管有一段时期流行裙撑外露,也有偶尔特别的款式故意露出做工精美的裙撑,但是总体来讲,裙撑还是主要隐藏在内部的。为了使裙撑不外露,并且走路时不被踩到,通常把裙撑做的比实际裙长短6-10CM。另外一种情况就是外裙的面料十分的轻薄,或者下垂感非常好,这样的面料容易使裙撑里的钢圈或者硬纱网的褶皱暴露出来,出现影响外形美观的印子,这时我们需要在整个裙撑外面罩上全圆式结构裙撑,这样可以在掩盖裙撑得层层硬网纱的同时把外裙撑的均匀平整,更加蓬松。
三、基于裙撑的创新与应用 (一)裙撑的设计灵感 事物,不管是衣服还是其他的什么,比如建筑物、日常生活用品、餐具等等,都是对称并且形状规则的,这固然一方面是为了收纳方便以及量产考虑,但是太过于中规中矩,就没有办法彰显自身的个性和性格特色了。
笔者一直比较喜欢超脱平凡的事物,所以在此次的设计理念中,灵感也是由“不平凡、做自己”而得来的。说到不平凡,有什么比不对称的设计更加不平凡呢?再加上充满了迷幻色彩感觉的印花,就成了这一系列的风格。而在迷幻感和不对称之上,笔者还想表达青春跳脱的感觉,所以在颜色的使用上也比较大胆。
(二)裙撑的色彩选择 服装的第一印象是服装色彩感。色彩是语言传递的艺术,文化品位,给人的服饰风格,体现着人们的审美理想、审美情趣和审美水平,因此它也影响着服装商品的价格。艺术的相关规律只有认识到服装搭配的颜色,才能根据服装的不同颜色对穿着者的身份、年龄、职业、社会阶层和文化素质表现出不同的风格。有些人认为色彩堆砌越多,“丰富多彩”的效果将更好,这种颜色往往给人一种很幼稚的感觉。服装的美不美,色彩不丰富,关键是合理的色彩,适合年龄、身份、环境和风俗习惯,更重要的是色彩的统一性、和谐性。
在色彩方面,笔者采用了比较清纯活泼的色系,也就是黄、绿、蓝、粉色等色调较浅的亮色来突出青春的活力。本来最开始粉色的套装是要选择更深一点的桃红色的,但是后来发现桃红色和其他三套服装的风格比较不搭配,难以凑成一个系列的统一风格。在其他三套都是淡色彩的情况下,桃红太过于艳丽了,而且太过鲜艳的颜色有种增龄的效果,不适合展现青春的风格。实际上后来笔者查阅资料及看了各种品牌的服装之后,发现桃红色比较适合轻熟龄的女性服装,在主打青春风格的服装系列里面其实很少应用,所以后来在红色系的颜色里选择了很久,笔者还是选择了粉色系的服装作为最后的定稿选项。
(三)裙撑的设计过程及面料选择 1.结构设计 在服装的造型线的结构、分布和加工过程中,会直接影响到服装的三维造型和内在质量,是服装质量的重要指标。无论是传统的还是流行的风格都是基于人体的特点和设计的基础上设计的,不能脱离线。服装发展到现在,强调的是立体造型。因此,掌握和结构变化的人体分割规则结构的特点,可以在结构设计领域是很方便的,如果处理不好会影响穿着的舒适度和立体感,通过线的分割和服装人体美的分析理解,与视错觉原理来改变人体分自然形态、创造理想和完美的服装设计,结合人体分割和特殊工艺,使设计更适合。
在设计结构的时候,如何掌握服装设计效果上的平衡和布料的堆叠是一个难题,笔者采取了立体剪裁的方式,将每一片需要进行扭曲的布料都实现规划好规则,然后在服装上进行拼接、剪裁,最后在作出成品。
2.款式设计 在不同的历史时期和社会文化背景的影响下,服装的造型有着多种不同的形式,但我们仍然找不到一定的规律。服装是人体的主体,另一个变化是人体的人体,参考肩部,胸部,腰部和臀部是支撑服装的几个关键部分,服装外轮廓的变化不能千变万化没有这些关键部件。服装的形状可以改变,主要是因为设计师的关键部位的不同程度的强调或局部覆盖,从而形成了各种不同的型材。轮廓形状是服装轮廓的外部形状,是线条的轮廓的形状,它是服装从整体造型中抽象出来的,也是服装的基本造型。不同的型材可以反映不同风格的服装也可以反映穿着者不同个性的轮廓的肩部、腰部、臀部的关键部位,改变服装的衣边可以自由变化,使服装呈现出不同的形状。
在款式设计方面,因为为了展现青春活泼的感觉,最开始笔者考虑过短裤或者中裤的搭配来增添少年感。但是在图样画出来之后,笔者觉得这样的设计实在是太过于中性了,不能表现女性特有的甜美特质,所以改成了短裙的基础设计。
在廓形设计中,原本有上下连体式或者茧型风格的设计。近年来茧型风格大热,所以设计一件廓形外套也在笔者的设想中,但是后来想到由于想展现少女活泼的特质,所以在风格上选择了上下两截式的设计。在设计的时候展裙子的长度也经过了一番思考。设计裙长的时候有40cm,50cm,60cm这三个选项。用普通的布料尝试过之后,发现在长度上非常地难以把握,长一点太长,在视觉上给人一种累赘的感觉,但是太短了除了过分活泼之外,又不够庄重。在裙长的部分笔者进行了相当长时间的尝试,最后选择了45cm这个选项。
作为介于40cm和50cm之间的裙长,在长度方面,刚好可以给人一种青春活泼的感觉,但是又不会过于轻浮,在试穿之后,笔者对于在行动方面的便利性也比较满意,所以最后裙长都是45CM左右的。
3.面料的选择 新颖独特的面料能激发设计师的创作激情和灵感。设计师们,在材料上,往往开始想象翅膀,产生了各种各样的感觉和联想。意大利著名的设计师说:服装设计作品,一方面研究动态的身体,另一方面是注重面料和造型艺术,因为织物可以对人的情绪有很大的重量,所以在织物的创造是一个非常重要的组成部分。在设计和创作的过程中,他特别注意织物是新的或旧的,以及它的基本形状,然后使他自己的想法的草图迅速工作。材料不仅为服装的概念奠定了基础,也给设计师的设计理念,丰富了内容和旺盛的生命力。
从某种意义上说,服装设计就是风格的设计。服装风格的体现要有相应的面料来支持。不同的面料具有不同的表现性,面料特征对服装风格的形成起到了至关重要的作用。可以说,服装的造型风格在很大程度上是由面料的风格决定的。面料的纹样、色彩、质地等因素往往对服装的风格产生很大的影响,当今纺织面料的丰富多彩决定了服装的变化无穷。
在选择面料的时候,着实费了一番功夫。棉料是最先被排除的选项。在大部分的服装设计中,棉麻的面料都是为了展现自然、闲适的风格,在展现青春活泼的方面,棉麻等天然材质的棉料就略显不足,而且由于本系列的设想是要展现不对称的结构设计,所以在面料的要求上会对支撑性的要求比较高。
结束语 随着社会经济与贸易的发展,人们对于服装的观念也开始发生变化。为了能够使裙摆有足够的蓬松效果,妇女们需要穿上无数层这样的衬裙,人们也比较重视这种穿在里面的裙子,斜纹布及天鹅绒等在当时极为昂贵的面料都应用到内裙上面,还有用马毛和绢丝混织的硬挺面料做的衬裙。而往往还点缀精美华丽的刺绣和缎带等装饰物。随着对下摆不断加大的要求,衬裙的样式也逐渐发生着改变。这种衬裙就是裙撑的基本雏形。
参考文献 [1]叶蓓.婚纱裙撑的工艺研究[J].轻纺工业与技术,2016,45(06):77-80.[2]黄帼鸿,张欣.裙撑的结构演变及选用[J].浙江纺织服装职业技术学院学报,2009,8(03):42-45.[3]黄帼鸿,张欣.无骨裙撑结构设计探析[J].天津工业大学学报,2009,28(04):40-43.[4]张黎,张浩.从裙撑的演变看服装的装饰性与功能性之间的关系[J].饰,2007(04):46-48.[5]李凤阳.洛可可样式女装研究[D].东北师范大学,2007.致 谢 首先,感谢我的指导老师,没有您的细心的指导,我不可能在这么短的时间内就完成了这篇论文。您如此学识渊博,让我在学习论文写作期间受益匪浅。
其次,感谢我的父母,感谢你们把我带到这个世界上来,并给予我学习知识的物质和精神帮助,没有你们,我不可能在大学里面深造。
再次,感谢大学里面所有教过我的老师和帮助过我的同学,没有你们的大学生活,必然是索然无味;
有了你们,生活变得多姿多彩,而且我也学到了很多知识。
第二篇:应用意识与创新意识
在前面的货架上一些内容和改点的解读,我想各位大虾们会在不同版本的《解读》中有详述,大家可以参照解读。我这里不重复了。这里我只准备选择”应用意识和创新意识”两个关键词,从“流变”的角度和大家交流我的理解——本来应当把这一节放在上面的框架下,但考虑到这两个关键词的地位,便单列了。自然,单列后,就不只是讲“流变”了,请各位阅读时注意。
1.只有应用意识是不够的应用意识与创新意识这两个为什么放在一起?不是我手懒,是应用意识必须跟着创新意识,只有应用意识是不够的。
《标准2012年版》专门将培养学生的应用意识和创新意识作为核心概念专门表述,“为了适应时代发展对人才培养的需要,数学课程还要特别注重发展学生的应用意识和创新意识。”
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应用意识
那么,什么是应用意识呢?
《标准2012年版》是怎么说的?“应用意识有两个方面的含义:一方面,有意识利用数学的概念、原理和方法解释现实世界中的现象,解决现实世界中的问题;另一方面,认识到现实生活中蕴涵着大量与数量和图形有关的问题,这些问题可以抽象成数学问题,用数学的方法予以解决。”
这两个方面,第一个方面是说学了数学后知道用。这就好象是一个好逞能的小伙子,学得了一些拳脚,总想找个活儿亮亮自己的能耐,头脑中想的是“我能干点啥”。第二条,是说你遇上事了,要想着数学,想着数学能帮你。就象郭冬临演的小品《有事你说话》。
这两条先把“我能干点啥”放在“有事你说话”前面了。我感到顺序倒了。交换一下可能可好。从数学的产生来说,我们是先遇上问题,遇上事,“有事”了,才想寻找解决的法子,才有了数学。而“我能干点啥”是先有了数学,是你掌握了数学以后的事。从创新意识看,前者的创新因素更多些。无论是从数学发生发展的历史顺序,还是从数学发生发展的重要性,都应当交换一下次序。——当然,《标准》这样说,不会引发“两桃杀三士”,不会引发“两雄”争霸的残酷战争,但我还是感到交换一下次序更有利于理解创新意识的地位。
创新意识是新增的关键词。我认为加的很好,很有必要。
虽然在应用意识的注解中,《课标》有“认识到现实生活中蕴涵着大量与数量和图形有关的问题,这些问题可以抽象成数学问题,用数学的方法予以解决。”这样的说明,其中也蕴含有“创新意识”的意思。但是,应用意识(http://www.xiexiebang.com)主要还是指用现有的工具做同样的或类似的事情,是现有工具的重复使用,是一种“啃老族”的文化体现。正如彭加勒(又译作庞加莱)所言:“仅仅着眼于直接应用的那些人,他们不会给后世留下任何东西,当面临新的需要时,一切都必须重新开始”(【法】昂利﹒彭加勒著,李醒民译,《科学与方法》,商务印书馆,2006年,北京)。一旦换一个新的情境,现有的工具就会象一位尊贵的骑士躲到一边,摊摊双手表示他的遗憾,此时的创新意识就成了我们谋求的勇士,特别希望他能冲到问题的最前面。庞老先生的话短,却说的很全面,既说了观点,又说了为什么。
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创新意识
那么,什么是创新意识呢?《课标(2012年版)》没说,我也没有现成的答案,也许这个问题本身就不值得摆上桌案。我们还是先换一个问法:怎样理解创新意识?
我们先看《课标(2012年版)》,第7页,是这样说的:“创新意识的培养是现代数学教育的基本任务,应体现在数学教与学的过程之中。学生自己发现和提出问题是创新的基础;独立思考、学会思考是创新的核心;归纳概括得到猜想和规律,并加以验证,是创新的重要方法。创新意识的培养应该从义务教育阶段做起,贯穿数学教育的始终”。
说了地位,要求,基础,核心,方法,„„。把创新意识提到了前所未有的地位,这不仅是现代数学教育的 “基本任务”,而且要求体现在全过程中,贯穿数学教育的始终,——其实,创新又何尝不是科学、物理、化学等其他学科的“基本任务”呢?只是我们数学标准不能干涉其他学科的内政罢了。这是说我们培养学生的创新意识不能三天打鱼两天晒网,想起来就创新一阵子,想不起来就搁置在了一边。不能象学习雷峰,只在3月一阵风。中间几句主要是说学生要掌握科学的思考方法:发现问题、提出问题、猜想、验证。特别指出要让学生独立思考,这一点特别重要,思考是自己的事情,思考不能替代,我们却常常忽视这样的常识。
独立思考,这是学会思考的条件,思考只能在独立思考的过程中去学会。什么是“会”呢?可以把下面的方法“归纳概括得到猜想和规律,并加以验证”作为答案来理解。
当然,你仍然会感到“不治饿”。依然会象进了冬天的公园,看到的是冷冰冰的枝桠。理念树条不能少了案例的绿叶,一片绿叶就是大树生命的体征。还是让我讲一个例子。
2.例谈一节课中的创造
这是一节数学游戏课。20点游戏。每人轮流摸牌,各张牌点数之和不能超过20,点多为胜。
上课老师用了近20分钟讲游戏规则,然后学生进行 游戏,汇报经验。
——前面我把教育分为三类或说三个阶段:知识传承、技能训练、思维启迪。这节课你可以看出很典型突出了前面两个功能:知识传承、技能训练,而思维的开启却没有在这样的课中充分体现。最后的汇报经验只是对前面两个环节的“效果检验”。
评课时,我说:“如果我是家长,我会质疑,我在家几分钟就能教会孩子玩这种游戏,为什么要把孩子送到你手上?也就是说,我们做教师的要思考这样一个问题,在我的课堂上,孩子受到的教育与他日常生活中受到的教育中有什么不同?——我想最大的不同,应当是学校教育要让学生学会思考、学会创造,而不能仅仅重复于传统教育和生活教育中的会用之目的。这样说并不是说生活教育中没有创造。而是说,一般的家庭中的游戏多在“应用”上下功夫,而学校的游戏应当多在“创造”上下功夫。”
那么,这节课在什么地方学生可以创造呢?
单说规则吧。
游戏是讲究规则的,一个游戏规则往往由基本规则、补充规则、拓展规则组成。我认为规则有下面的特点:
(1)规则是讲究公平的;
(2)规则是由社会共同体制订的;
(3)规则是可创造的,可变换的。——这就有了可创造的空间。
第一、基本规则的教学
游戏本身是不是新?游戏的新旧,当然不是由纸牌的物理属性决定,不是指是不是新买的“处女牌”。新旧是由游戏的基本规则决定的。
如果游戏规则是新的。这种规则学生自己能不能看懂?如果能看懂,你不要讲了,把游戏规则说明发下去,让学生自己学习。
——慢,有人插话了:低年级学生识字没有几个,你不讲,他们看不懂的。
对不起,这次我要做一个双手下按的姿势,请你先不要激动。我知道你说的是事实,并且这样做也是为孩子着想。我一点也不否认你的责任感。在我没看这节课前,我是和你一样存在这种担心:学生会不会看识得这些字,通过听课我没有这种担心了。
你看到了,当你出示这个游戏规则之后,前面有个小姑娘不等你说话,就用手指着念出这句话了。可是你没有理会她的多嘴。心里可能还会感到她扰乱了你的教学秩序。我不知道她能认多少字,就是有不会的字,也不要紧,小组内是不是可以帮助一下?小组内不行,组际之间行不行?最后有几个字不会,还不一定需要你来讲,缺一个两个字可能也不影响学生理解这个规则说明。
会用多少时间吗?你在用讲的方法时,用了17分钟(而学生玩一次只用5分钟)。你让他们自学7分钟能不能学会、能不能看懂这个游戏说明?——可能比你单一地讲“高效”多了。
把问题情境设计好,让学生自己通过自己的努力,学着阅读、学着合作,学着求助于他人,学着指导他人,在互相帮助中了解新的游戏规则。这样,学生是不是已是在创造了。他们通过阅读,孩子们知道了一个新的规则,知道扑克还有新的玩法。而这些经验的获得,源自孩子们自己的发现。
有的老师可能会问,你前面的意思是只让孩子们学习说明书吗?不让学生接触纸牌吗?
不是的,可以让孩子们自己结合手中的牌,对比说明书来理解规则。并且这样做使文字说明、实物操作相结合,可以更好地理解规则,也符合学习的规律,符合创造的规律。因为创造体现在过程中,而理想的学习的过程,是一个不断修正的过程。这样的过程中处处体现着创造。
如,规则说明中有“摸到纸牌上的数字的和最大的人获胜。”学生要理解这个句子。他们的思维要经过下面的几个过程:
(1)认识里面的字词,并知道各个词所表达的意思。这一步是词的意义的理解。
如“数字”、“和”这两个词,学生需要知道“数字”是指纸牌上的数字,“和”的意思是说“几个数字做加法运算的结果”。
(2)将字词放在句子中去理解。这一步是从结构上去理解。
把“数字”“和”放在“摸到纸牌上的数字的和最大的人获胜。”句子中,知道是把手中各牌上的数字都加起来,然后比数字大小。这里有一个前提,要摸牌,要比较,不是你一个人比。蕴含着你手中要有牌的意思,要有同伴和你一起做,才能比,通过和同伴的比较来知道结果谁“最大”等等。
(3)将上面的短句,作为行动的指令来进行实际的操作。这一步是从情境中去理解。
将这个句子结合具体的情境,或说放在具体的“真实世界”中去操作。在讨论中、同伴共同阅读说明书中,有的孩子可能并不需要“真做”,可能通过想象,头脑中已建立了按这个指令操作的情境。有的孩子们的思维可能还是处于懵懂状态,对词的意义可能并不清楚,这时就需要一边阅读对照、一边进行具体的操作帮助理解规则。
在这个过程中,我们会发现,学习并不是象容器注水一样的简单累加。而是通过一个不断尝试、反复、修正、澄清,从而达到更透彻、更深刻的认识过程。在这个过程中,处处可以体现学生的创造。
第二、补充规则的教学
除了怎么定胜负这样的基本规则外,还有针对特殊情况处理的一些补充说明,我称为补充规则。诸如:出现一样的点数了怎么办?大于10的牌,如J、Q、K„„如何处理?
对于这样的补充规则,我仍然不建议在学生玩之前作为基本规则介绍给孩子们,而是希望让孩子先玩,当出现这样的情况时,让自己做出处理,自己制定规则。——在玩之前介绍这些规则,他们没有体验,对这一条规则可能感受并不那么深,你的规则并不能马上变为学生的内在需要,最为关键的,我的建议是能让学生体会到创造的需要。哪怕是你告诉孩子们“我们是不是可能再加上这样一个规则,„„”也比事前告知孩子要好,因为这会让他们知道,创造并不是人们的随意捏造,规则的产生也是来自于实际的需要。
那么,一旦他们发现了需要,也就培育了“提出问题”的秧苗。由需要,提出问题、讨论解决问题的方法、最终选择一个方案,这又是一个创造的过程——创造中的一个要素是选择。
在上面的游戏中,如果你的点数是10,我的点数也是10.我们俩人是同样的点数,怎么算胜负?这里会有不同的解决方案:
(1)
并列第一。这是一种规则,两个人都乐意。
(2)
谁手中的牌少,谁为胜。这样的规定当然也可以。
(3)
两人都放弃手中的牌,重新再摸一次,以新摸的一张点大为胜者。可能这样的规定要触动孩子的心灵了,因为这样做需要孩子放弃手中既得的利益,两人间重新再开始一次游戏。
(4)
„„
关于牌面数字多于10的牌的处理:
(1)把大于10的,包括大王、小王统一定为1.这是一种规定;
(2)把大于10的分别按个位数计数又是一种;
(3)这些牌和大王、小王分别按0算也是一种规定。
(4)„„
第三、拓展规则的教学
基本的规则和补充规则教学完之后,基本上可以宣告一节课的结束了。但我认为,理想的教学不要在此画上句号,把规则拓展一下、做一下变通,会给孩子们打开一个新的窗口,让他们自己看到更广阔的天空,还他们一个天地,让他们嬉戏,品尝到创造的快乐。拓展规则的制定也许会让学生进一步或者更多地尝到创造和发明的喜悦。
就这个游戏的拓展规则,我们可以尝试着做几点改动,看一看是不是可创造的空间更大?
(1)关于胜负的规则:可以不可以规定五局三胜制?可以不可以改为最后的胜负以各局的点数之和大者为胜?可以不可以胜一局就记一个分数,最后看分多者为胜?
(2)关于游戏人数的确定:两人可以吗?三人可以吗?„„人数多与人数少,又可以做哪些规则上的调整?
(3)关于奖励。能不能制定一些奖励的规定?胜一局加1分,连胜两局加2分,连胜三局加3分,等等。
(4)„„
制度都是滞后的。规则需要在游戏中完善、在活动中制定。制定规则的过程,需要经过社会共同体的约定和确认,规则确立的过程充满选择,充满创造。当然,规则一经确定,谁都不能再私自更改,除非再次出现规则中没有包含的情境——这是创造的一个条件,创造必须在一个社会共同遵守的大规则内的进行创造。让小学生凭空创造规则,并理解这些规定可能很难,但他们在游戏中却能实实在在的经历和体验到创造的过程。
创造,不是你定规则我遵守,创造,是大家一起根据需要选择、建立规则。选择、建立一个普适性的规则,是对现实问题的解决,也是对自己既得利益的放弃,更是对他人的尊重。成大事者没有一个是“默守”规则的人,相反,创造在某种意义上却是一种对已有规则的破坏和新的规则的重新建立。
我这儿说的游戏规则,也许不仅仅是指玩这个纸牌游戏本身。也包括我们与人相处,在社会中立身。当然,更包括我前面说的“家长为什么把孩子送到你的手上”这一款社会游戏。公维华老师有一天很高兴地告诉我,他们学校在招生,来了好几千家长,特兴奋。为什么会来这么多家长?这里不会有强迫,不会有行政命令的一呼百应,不会有利诱(当然这里指的“利“,相信你不会误解为单纯的物质利益),这是社会选择的结果。选择的标准是什么?家长们都很清楚,他们看到的是学校办得水平。他们把孩子送到这儿是因为这儿“利好”。这个利是学校能给孩子们的,如果你的工作和努力不能给孩子这方面的“利”,你就需要付出其他方面的“利”为这种失衡来配平,社会游戏需要的是公平,虽然在追求公平、配平失衡中会有许多的不公不平存在。
上面的战线拉得是不是又长了。来,我们浓缩一下:
学习不是简单的累加,需要自己不断去修正和选择,在这个过程中,充满创造。创新不是告知,需要自己去发现创新并不随意,创造有创造的需要;创造并不神秘,孩子们也可以创造。
3.独立学习与创造
我曾想就“低学生段数学教学可创造内容举例”为题写篇文章,列举一下小学低学段可创造的内容,后来放弃了。因为每一节课中都有创造,每一个过程都有创造,不是吗?每一节课中,数学概念的得出、公式、公理、法则的总结,模型、思想方法的应用,问题的解决,哪一环节没有创造?现在需要的不是指出哪节课中有创造,而是需要我们老师们树立一个让学生“创造”的意识、给孩子们创造的空间。我们老师们往往也知道要让学生学会创造,要培养学生的创新意识。但在实际的教学中却总是扶的多、给的多。
我为什么如此强调要让学生独立学习,希望老师们少指导,少讲解,尽量做一做“垂帘听政”的“皇太后”呢?
当然是为了不熄灭孩子创造的火苗,培养孩子创新的意识。这样的回答可能太过平常,不会给我们留下有什么印象。我们还是再做一次溯源。看看“创造”的定义怎么说。
什么是创造?
百度上给出的定义和例子很好,转述如下:
创造是指将两个以上概念或事物按一定方式联系起来,以达到某种目的行为。
创造的本质在于甄选!甄选出真正有建设性的联系(事物或概念之间的联系)。
例如,当你想拿到桌子上的一个花瓶而又因为自己太矮而够不着时,你挠挠头往周围看了看,发现旁边有一个凳子!你突然想到也许可以通过站到凳子上而够到花瓶,这是最关键的一步,通常称为灵感(这个现象类似于生物中的突变,这里发生的变化是改变了凳子只是用来坐的这样的观念),做到这一步时你已经将“凳子”和“自己的身体”这两个概念在头脑里联系起来了,并且进行了一个思想试验过程:首先看了看凳子的高度,大概判断了下自己如果站在上头很可能就可以够着花瓶了,并且觉得自己肯定可以爬到凳子上去。于是你头脑中迅速闪过了你爬到凳子上然后顺利够着花瓶的图景。这个思维过程完成后,你就完成了一个“手续概念”的创造。为了方便陈述,你还可以把刚才这个手续概念命名为:“通过站在凳子上拿到桌子上的花瓶的方法”。
为了验证刚才创造的这一手续的可行性,你将你的想法付诸实现,结果也许真的可行,也许不可行,或者造成了你没有想到的结果。比如凳子翻了你摔倒了,还把花瓶打碎了。这都是因为你在头脑中模拟的过程忽略了某些应该考虑的重要因素(比如凳子的稳定性,地面的摩擦系数,或者对凳子和自己的高度判断不准确等等)造成的。如果可行,并且拿到了花瓶,那么你就进行了一个“概念的物理实现”的创造过程。也就是说你将你创造的概念的“物理实际”也创造出来了。它本质上就像你完成了一个建筑的设计,并且亲自把它建造出来一样。经历了这件事后,再遇到类似的问题就能够马上想起已经建设完成的这个概念,这就是你增长的知识。可见创造可以分为概念的创造和概念的物理实现创造两种。
这一段说的很是详细,由于上面的文中用了一些概念,我们可能读起来吃力,我想结合上面的话,再强调一下几点:
1.创造的实质是联结,联结可以是抽象概念之间的,可以是具体事物之间的,体现在思考问题与具体的做事方法、过程中。
2.创造是个体的创造,创造会带来个体的内心的愉悦而一定会成为自己的经验。别人的告知不是创造。虽然都起到了使主体由“未知”到“已知”的结果,但告知不是创造。
注意:告知不是创造的敌人,更不是课程改革要“革命的对象”,它也是我们重要的学习方式。后文会详细谈及。
3.创造不仅是一种发现,还是一种选择。它是从诸多现象和联系中洞察到什么最有价值,而做出的一种选择。创造是选择,不是给予。
如,在上面的例子中,有人告诉你把“可以通过站到凳子上而够到花瓶”,你照着做了。这里面已没有了创造,这只是按指令去做,是按程序去做。如果有你的选择和反思在里面,你获得的“可以通过站到凳子上而够到花瓶”可能是一个经验,再遇上时你也会这样做。如果没有选择和反思在里面,别人的告知或说给予也许只成为你完成这件事的一个指令,它会随着任务的完成而遭到遗弃。——当然,我们有时会把遗弃的东西再次捡回,但那要等待合适的时机了。
我在做业务校长时,有一次陪我们县教研员赵克平老师听课,他听到老师讲公式的推导过程时,有些愤愤的说:“这一节课最甜的地方又让老师自己吃了。”他把课比做吃甘蔗,要让学生自己吃,你老师不能嚼了喂孩子。最有营养的都进了你的肚子,孩子再吃你嚼过的,能愿意吃吗?
我在我们的文字里没有去区分创造和创新。无论这两个词有什么不同,我想有一点是共同的,拿来的,别人给的,都不在创造和创新之列。
那么,独立学习是不是不要老师们指导呢?不是的,我们不要从一个极端走到另一个极端。教与学的关系,我想在后文“重新认识学与教的过程中”详细去谈。
4.孩子能否创造?
孩子们能创造吗?
面对这样的困惑,我想只说一句“能”或“不能”是解决不了老师们的困惑的。我一直认为对于孩子的理解是造成我们教学法分歧的主要原因之一。我们的困惑应当是来自于对孩子能力的理解,而有些观点是来自于我们受到的教育和自己在传统教学行为影响下的学生给你的看法。
我们先来看一下名家的观点。
“他们是尚未成年的新生一代人,身体弱小,没有经验,甚至连一般活动的能力和认识能力都还不具备,要求他们像成年人那样生产和生活、进行科学认识或艺术认识,以谋自身的发展,是不可能的。”
——王策三
“学生是带着认识世界的前概念到课堂里学习的。他们带着丰富的先前知识、技能、信仰和概念进入正规教育,而这些已有知识极大地影响着他们对环境内容以及环境组织和解释方式的理解。反过来,这也影响着他们记忆、推理、解决问题、获取新知识的能力。学生带到课堂上的经验可以两种方式呈现:作为他们日常的、非正式的、经验性的、学校以外的知识,或者作为他们基于学校的和“教学的”知识。”
——徐斌艳:《面向学生的小学数学学习项目设计》,新世纪小学会议资料,2010年12月3日广东茂名。
“每个在校的儿童,他们都有着丰富的生活体验和知识积累,这其中包含着大量的数学活动经验与运用数学解决问题的策略;同时,在现实生活中,小学生可以广泛地接触到数、量、空间、图形、数据、可能性、关系等丰富的数学知识。”
——义务教育数学课程标准研制组 组编《义务教育课程标准实验教科书·数学教师教学用书(六年级上册)》,北京师范大学出版社,2007年6月第3版,第2页。
“儿童有一种进行推论的天生素质,并且有实验和检验的内在的愿因。”(约翰﹒杜威)
上面的对儿童的论述都是名家之高见。我不知道他们为什么会得出如此不一致的观点和看法。我们听谁的?谁的话更接近真理?
当理论的双方或多方对峙不决时,我们不妨做一次战争年代逃亡的难民,“远离”这纷争的是是非非——去安静的课堂和儿童生活的世界中去观察一下他们的生活,用我们自己的观察决定理论战争的胜负。
下面,我们一起看几个事例,看你能不能吹响绿茵场上裁判的金哨。
(1)曾见到一本《甘蔗有多高》的书。它的奇异处在于作者是一群幼儿园的孩子。这可不是一本你印象中的日记集,也不是你印象中的学生作文选。它是一本有关幼儿测量概念学习的书,是从头到尾记录下孩子在幼儿园中围绕测量这一主题的学习进程记录,是一本实实在在的小朋友写的“专著”。
那天,我和位惠女老师同去书店,店员推荐我们这本书。听说是幼儿的书,我有些不屑一顾,碍于店员的面子,便随手翻了几页。这一看,我们俩人都迷上了,都想买。可是,书只有一本。不好与位老师相争,便提一个条件,请位老师就这本书写一篇文章让我和更多的老师分享。我则和店员约定,再进来书给我通知,我再来买。几天后,店员电话告知我书到了,我则买了三本,不断给好友推荐,到最终,我手中留存的却是一本复印本了。
这本书写的是什么内容呢?
起因很象是我们的春游。老师本意是要带领孩子们去参观稻米的收割过程的,但学生却对路旁的甘蔗产生了兴趣,趴在地上,翘着屁股,观察开了甘蔗。敏锐的老师“嗅”到孩子的兴趣点,于是和孩子们一起开始了一段长达五个月的以测量为主题的学习活动。
种下甘蔗后,孩子们特别关心甘蔗有没有长大。老师抓住这次课程的契机,引导孩子思考甘蔗该用什么量,孩子用食指、拇指比划,但是每次比的都不一样。“那么,用什么方式,才不会变来变去。”孩子们想到了吸管和树枝。细致的老师,将孩子们测量甘蔗的“工具”贴在白纸上,并在旁边写下测量的日期、测量人,随着甘蔗的长高,成长图越来越长,甘蔗成长的情况形象具体地呈现在孩子面前。
随着甘蔗的成长,孩子们也在寻找着不同的测量材料以便测量甘蔗有多高,他们想到了回形针,孩子们用一长串的回形针结成长长的连环扣,不仅量甘蔗,也量教室里的其他物品、甚至于爬上楼顶去量高楼。在孩子们测量的过程中,老师用一个小本子,鼓励孩子将他们测量的结果记录下来,和大家一起分享测量的结果。
在孩子们的眼中,教学楼很高很高,于是,他们把一箱子连环扣全部串在一起,几个孩子到楼顶放连环扣,楼下的人接应,还特别关照二楼也要有人,防止连环扣卡住。量好后,大家开始数连环扣的数目:353个连环扣。“353个连环扣是多高呢?怎么告诉别人呢?”老师此时介入,使学生不再沉醉于成功之中,引出了尺子的学习。„„五个月后,孩子毕业了,一本由他们自己动手编辑,插图的图书也成册了。
——这是我看到的最小的孩子们写成的书。我感叹孩子们的创造!
那么,在我们的课堂中呢?我们的孩子同样不缺乏创造的能力。
(2)下面的教学片断选自《新世纪小学数学》杂志,2012年第二期,张学明、项竹贤《课堂追问的时机》,26页)
【例】教学《万以内退位减法》的片段。
在“质疑问难环节”,一个学生突然举手问:“老师,四位数的减法,可不可以从高位减起?”这可是教师备课时没有想到的问题,全班学生也齐刷刷地向这位同学投去了惊异的目光。
师:谁能说一说,你在从高位减起时遇到了什么麻烦?
生:从高位减起,后面遇到需要退位时不好办。
师:你是怎样改的?
生:差比原来少写1。
师:那你们能不能想办法,在经过退位以后,使差不做改动呢?
生:老师,可以这样做,在从高位算起时,可以一次同时看两位,如果下一位需要退位,在写差时就先留下一个1。
这位学生边说边以黑板上的题目为例进行说明,其他学生点头表示认同这位同学的观点。
师:你真了不起!还别说,这个方法真能行得通。
生:老师,既然这种方法可以,那为什么书上说‘从个位减起’呢?
师:这个问题提得好!你们能谈谈自己的看法吗?
生:老师,我认为按照书中介绍的计算方法算起来简便。
生:我也认为从个位减起要比从高位减起简便。
师:就是这个道理。我们在计算时要尽可能地选择比较简便的方法。不过,今天我们要特别感谢x x同学所提出的这个问题,正是由于他的这个问题使我们对多位数的减法有了更进一步的了解。我提议,让我们大家把最热烈的掌声送给他!
在这个案例中,我们可以把学生的话和老师的话分开来看。你会看到,所有的结论和发现都是来自于学生,没有一处是老师的告知和讲授,处处都是我们学生的创造。显然,这里孩子们的创造,源于老师不是把“从高位减起”作为一种知识来教,而是用追问,引导学生自己来思考。
当然,这里有两点说明:
(1)竖式计算的问题从哪位算起,似乎已成既定的规则,如果再给学生更大的空间,追问“竖式计算只能从低(高)位算起吗?”,让学生自己去思考并探索发现一个法则是如何形成的,你会给孩子打开了一扇创新的大门,他们又会看到另一片天空。
(2)这里只是展示了“质疑问难环节”中的学生创造,在其他环节,老师是不是也是这样的用启发式引导学生思考,我们不得而知。这里的学生创造中,老师引导的痕迹稍显过重。我希望能看到一节课的所有流程都是全部的、真正放给学生的,看到学生精彩观念绽放的课堂。(这种课堂将在教学过程中介绍两处)。
相反,下面的例子就不是在让学生创造了。
【例】异分母分数相加减
出示1/2+1/4,让学生自己动笔算一算,当学生出现1/2+1/4=2/6或1/2+1/4=2/4等多种不同答案时,可以适时一问:两个加数的和应该比加数大,那么用自己喜欢的方法验证一下你算的和是否正确?
这里,老师虽然也是想用启发式,让学生自己通过计算发现错误。——这里虽然用了“适时”二字,但这两个字最难把握。作者没有说什么是适时:给学生留下了多少的反思时间?给没有给学生操作的机会?给没有给学生合作交流的空间?是学生经过再三的思考后最终认定自己做的就是最后的结果了、还是发现学生算完,未等学生给验算就进行了下面的启发?文中没有说明,我们无从得知。但是,我们注明到,在“如何做”这个问题上,老师却是采取了“告知规则、让学生按规则行事”的方式。这样的教不是在让孩子创造而是让学生在“服从”中“确认”别人的发现,如此长期的影响会降低学生的自信心。另外,“两个加数的和应该比加数大”也不是数学中普适的结论,它只在算术中成立,当两个加数学中出现0或负数时,就不适合了。不适合在小学加以强化并当成一个普适的规则来使用。如果我们放弃“适时”的过程,一定要告知时,建议改为:“这两个加数的和会比最大的加数小吗?用自己喜欢的方法验证一下你算的和是否正确?”这样是引发学生观察、思考,把发现和创造的空间留给学生自己。
我这几年负责的杂志,其中有一个栏目,是专门发表孩子们是怎样学习数学的,发表了很多学生在学习中的成果;也时也到各地培训、回访、讲学,见到过很多孩子们的作品,如、广东植秀盛老师、公维华老师以及大庆袁明老师学生日记,河南金水连续几届的《学数学、用数学》活动,在活动中,学生们用报告的形式汇报他们用数学的成果,有的学生涉及到商场的选址调研,研究的思路和严谨堪比大学的学生。读他们的作品,我常常为他们出色的创造兴奋不已。
我在教学初中时,我教的学生中就有多人发表过文章。其中,崔艳梅一次得了200元的稿费,令全校为之惊呼——那时我的工资还不到800多元钱,在农村无论孩子、还是大人的眼中200元都不是一个小数目。
我分别用幼儿园、小学、初中的例子想说明,我们的孩子可能天生就有创造的才华,只是因为我们的“教”不得法,而使他们的这种才华和天性得到了扼杀。我的这样的话,并不是危言耸听。后面,我会有更多的例子说明我们的教是如何阻碍了学生的发展。——也很感谢网友“离线”,看到我的日记后给我发来了她在教学中积累的“教阻碍学生发展”的大量案例。
当然,社会中阻碍创新的因素就更多了,如山寨文化、盗版行为等等。而在我们的意识中,有些“盗”了却不知是盗,最可怕。我说这叫“误盗”,是为了给我们大家保留一下脸面。不是吗?我们常见有人引了大段别人的文字,但却不加注明。我现在虽然还没有发现盗用“我看课标系列”的现象,但我敢说你会在某个角落或某篇文章中看到我的这些文字或观点被“误盗”的情况。
5.结语
创新有两大表现:发明与发现、联结与转换。有时是发明,有时是发现。但从思维上看,实质是经验的再抽象和经验的再提炼、是经验和知识的相互联结和转换。具体说来创新有下面的表现:
l
发现了新的现象,新的联系。
l
在有人质疑某一观点时,提供了新的辩护性案例。
l
发现了现有经验、传统观点、方法中的谬误或不足;
l
将现有的经验、观点、方法进行了抽象、归纳、推广、提升,使之更简捷、方便、更具有一般性。
l
转换或发现新的方法、观点,将人们的思维转换到一个新的视角或话题,表现为结束一场争论、或开辟一个新的领域。
打住。我知道研究创新能力培养的老专家们有意见了。为什么没有介绍大家公认的创造性思维的几个特征?根据美国心理学家吉尔福特、兰斯等人的研究成果,典型的创造性思维一般具备以下六方面的基本特征,敏感性、独特性、流畅性、灵活性、精确性和变通性是典型的创造性思维所具备的基本特征。你为什么避而不谈?也许我理解上的原因,我感到这只是把一个美女拉到我们了面前,告诉我们这位美女有几大特征,让我们欣赏欣赏一下而已。而我们所做的不是只做欣赏美的工作,更为重要的是要创造美,塑造美,要知道这个美是怎么产生的,怎么才能创造出这样的美来。因此,我想从教育者职业需要的角度,多从可操作的层面,谈创造、看创新,以便大家看得懂、想得清、用得上。因此,不惜用了这么长的篇幅谈创造,说创新。
现在可以做一个小结了。我的主要意思是什么?我们看一个问题,要看流变,就象我们选择股票,不仅仅看它当前的市值,还要看它是不是潜力股,要看他的发展。在这一小节里,我是借助应用意识和创新意识谈流变的,只有应用是不够的,还要有创新。无论创新的形式,还是创新的内容,都与已有的经验和知识基础相连。由此,我们可以理解,关注创新意识,必然会关注经验的积累。因为,经验是创新的起点。希望在教学中不要把处处存在的创造之花而扼杀。方法呢?放手,多给学生思考、创造和分享的时间和空间。——注意,我没有用多引导这样的字样!原因将在后文谈及。
教育改革是一场创新,前面说了教育的三个阶段。我们身处新的时代,需要有一种新的教育教学方式适应时代的需要。由此,特别需要有人用行动为过时的教育教学方式画上句号。不这样,何谈这是一场教育改革!
每天来我空间交流的朋友,你能承担起这份重任吗?你这样如饥似渴,关注我们的改革,舍你其谁?
最后,留几个思考题:
1.前面转引的名家对学生的论述,你赞同哪一个?注意,不要被我的例子和观点所误导。要用你的例子来分析,在自己经验的基础上形成你的观点。谨记:“莫将经验做本真,你我都是摸象人”。
2.新课程那么重视应用,为什么不提倡应用题分题型教学?试谈谈你的观点。
3.新修订的课标加了运算能力,是因为我们的运算能力弱需要再进一步强化吗?
第三篇:《Web技术应用基础》课程创新研究与实践
《Web技术应用基础》课程创新研究与实践
摘要:通过“项目引领、任务驱动”的教学模式,借鉴迭代式项目教学法的特点,进行《WEB技术应用基础》课程体系的创新设计,践行尖子生培养模式,实现个性化教学,使学生掌握WEB开发实战技能和职业规范,充分体现教、学、做一体化。
关键词:Web技术;教学模式;课程体系;职业素养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)02-0105-02
Web技术是IT领域的一项关键技术,是互联网上各种应用开发的技术基础。随着网上应用系统、企事业管理信息系统、电子商务和电子政务等需求的增加,使用Web方式进行信息处理和应用系统开发已经成为主流发展趋势。《Web技术应用基础》涵盖了计算机信息管理专业的主干技术,也涵盖了IT行业中信息应用与处理的主流技术,课程可面向各行各业中信息技术工作岗位。课程是兼具技术基础课程与技术实践课程双重特色,是一门综合性强,既涵盖了常用的信息应用概念,又综合了大多Web应用系统技术的实际操作的具有相当复合程度的课程。《Web技术应用基础》是面向计算机信息管理、软件技术、计算机应用等专业,培养学生基于WEB系统开发的核心课程,其先修课程有网页设计、程序设计编程逻辑和数据库技术等。该课程要求学生具备较强的综合实战能力,通常在大三第一学期开设,对于学生就业有极大的助推力。
一、课程教学创新思路
《WEB技术应用基础》的课程目标是通过“项目引领,任务驱动”的教学模式,使得“形象思维强,逻辑思维较差”的高职生精通Web站点构建技术,较好地掌握Web编程技术和数据库信息发布技术,同时具备项目需求分析、功能分解的能力,接触系统开发设计规范、项目设计方法,进一步提升职业素养。课程改革创新思路是实践校企双主体模式,以企业WEB开发人才的用人标准和职业岗位工作过程为导向,以学生为服务主体,推行“项目引领、任务驱动”教学模式,以培养高端职业技能为核心,理论实践并举,突出课程的职业型、实践性和应用性。
二、课程改革创新实践
1.“阶梯稳打-螺旋递升”课程体系构建[2]。“阶梯稳打-螺旋递升”遵循学生职业能力培养的基本规律和高职学生的形象性思维强的特点,以企业真实项目为教学项目,将其划分为能够覆盖课程核心知识点的系列迭代阶梯式小目标,遵循项目开发工作流程,以阶梯目标为引领,由浅到深、由易到难循序渐进地推进教学进度,不断增强软件项目的功能,最终实现项目开发的阶段目标和教学目标的同步进行直至教学任务完成和项目的验收[2]。“阶梯稳打-螺旋递升”以工作任务及过程为依据,整合序化教学内容,合理设计学习性工作任务,形成了阶梯递进的创新课程体系。在《WEB技术应用基础》创新教学实践中,按照职业岗位工作群的能力标准,以市场主流技术、实用技术和成熟技术为主,兼顾先进前沿技术,确定采用JSP2.1技术[2]。采用JSP2.1教学,利用标记简单易学的特点,让学生快速高效地掌握如何开发一个中小型WEB系统。本课程将教学项目进行任务分解,串联核心知识点,依据工作过程序化教学内容,确定了九个能力教学单元,课程创新教学体系的整体设计如表1所示。其中No 1~No 5为基本技能和知识单元,以完成“用户登录”、“鲜花显示”、“鲜花搜索”和“鲜花分页”四个阶段项目的设计为核心。No 6为标记文件的应用,要求学生熟悉标记文件的配置与应用,若Java技术基础较好的学生,可以在教师指导下深入学习自定义标记的开发。No 7~No 8是数据库的综合应用,要求全体学生必须熟悉SQL查询、增删改的技术,并且能够按照项目进度要求和具体指标推进项目逐步完善。No 9是集中训练环节,在“学校BBS讨论区”、“基于WEB的网上书店”、“旅游资讯管理系统”和“作业在线管理系统”中任选一项并,重在检验学生学习效果,能够反映学生完成项目的独立性、学以致用能力和创新能力。
2.教、学、做一体化。根据《中国高等职业教育课程改革状况研究报告》中调查对象的94.3%对基本技术技能训练课程感兴趣,78.1%对专业理论知识课程感兴趣,可见在高职教育中,理论与实践要齐头并进,不能仅仅停留在“理论够用”的地步,不利于学生学习能力的拓展和可持续发展。本课程创新教学以“网上花店”为项目载体,借鉴迭代项目教学法[1],将项目合理分解为九个能力单元,覆盖课程核心教学知识点,做到融理论于实践,以具体任务指导实践,推进项目进度,有效监控学生学习过程。该课程借鉴企业团队负责系统开发模式,营造小组开发的开发环境工作格局,由专任教师与企业能手组成指导团队,让学生实现“学中做,做中教,做中学”,按照项目进度指导手册,高效有序地完成实战教学项目。在“项目引领,任务驱动”教学模式中,学生不断积极主动地构建自身的技能和知识体系,真正实现了“趣在求是”的教学出发点,实现了理论实践齐头并进,真正践行了教、学、做一体化。
3.尖子生人才的培养。在创新课程教学中,如何在保证教学质量的前提下有效提升“尖子生[3]”的高技术高技能培养,能够充分发挥“尖子生”领头雁的特点,引起学生积极自主学习的热潮,推动整个课程教学的教学内涵品质。尖子生人才培养的重要性在于,尊重学生原有学习基础和学习能力差异化的特点,本着对每一个学生高度负责的教学态度,使得全体学生在学习过程中实现自己的可行性目标,在原有的层次上分批次迈向新的台阶,共同提升WEB开发能力。教学实践证明,推行“尖子生培养”模式,是实现个性化教学的有效途径。以《WEB技术应用基础》课程教学实践中的“网上花店”为例,对于学习能力较强的学生,增加特定任务,如“系统登陆的安全防范、文件上传与下载、图片上传处理,自定义标记的应用”等,取得了良好的教学效果。
三、课程改革的成果与展望
《WEB技术应用基础》于2014年成功入选为第三批国家级精品资源共享课,我们将会按照《教育部关于国家精品开放课程建设的实施意见》,依据精品资源共享课的建设原则继续完善该课程共享资源的精品化,实现课程的基本资源免费共享,拓展资源有条件共享,以高校教师、学生和社会学习者为服务主体,保证国家级精品资源共享课的便捷获取和广泛使用。
参考文献:
[1]陈战胜,王廷梅,李明.项目教学中应用迭代开发方法的研究与实践[J].计算机教育,2010,(7):130-133.[2]陈战胜,沈大林.JSP2.1动态网站设计案例教程[M].北京:电子工业出版社,2011.[3]文敏.信息技术尖子生培养和发挥作用的研究[J].中国校外教育,2012,(2):28.
第四篇:中国古代共振研究与应用
中国古代共振研究与应用
粟 新 华
(邵阳学院物理系, 湖南邵阳 422000)摘要:介绍了中国古代共振现象与共振实验,指出共振效应在中国古代的应用.关键词:《墨子》;张华;沈括;钟;弦;泉;共振
中图分类号:N09:O42 文献标识码:E 令人震骇的共振现象
唐段成式在《西阳杂组》指出:“蜀将军皇甫直,别音律,击陶器能知时月。好弹琵琶,元和中,尝造一调,乘凉临水池弹之,本黄钟而声入蕤宾,因更弦再三奏之,声犹蕤宾也。直甚惑,不悦,自意为不祥。隔日,又奏于池上,声如故。试弹于他处,则黄钟也。直因调蕤宾,夜复鸣弹于池上,觉近岸波动,有物激水如鱼跃。及下弦则没矣。直遂集客,车水竭池,穷池索之。数日,泥下丈余得铁一片,乃方响蕤宾铁也。”[1] 关于共振现象,古籍中记载最多的是钟不扣自鸣。如 《宣室志》:“开元中,清江郡叟常牧牛于郡南田间„„得一钟„„是日辰时,不击忽自
[2] 鸣,声极震响。清江之人俱而惊叹。”
《太平广记》:“永建时,殿上钟自鸣,帝甚忧之。公卿莫能解,乃问英。英曰:‘蜀岷山崩,母崩故子鸣,非圣朝灾也。’”[3]“魏时,殿前钟忽大鸣,震骇省署。华曰:‘此蜀铜山崩,故钟鸣应之也。’蜀寻上事,果云铜山崩,时日皆如华言。”[4] 《渊鉴类函》:“天中记云,汉武帝时,未央宫前殿钟无故自鸣,三日三夜不止。诏问太史,待诏王朔,朔言恐有兵.更问东方朔,朔曰,臣闻铜者山之子,山者铜之母,以阴阳气
[5]类。言之子母相感,山恐有崩弛者,故钟先鸣。”“西河有钟,在水中晦朔辄鸣,声响悲[6]《激,羁客闻而凄怆。”册府元龟》:“天宝十载六月乙亥,中书奏昨日辰时,大同殿前钟楼[7][8]上钟自鸣。”《天中记》:“光化三年冬,武德殿前钟声忽嘶嗄。道州钟吼跃入江。”《广古今五行记》:“陕州黄河有铜钟,水大水小常自浮出,每昧朔阴雨之日辄鸣,声响悲亮,行[9]客闻之莫不怆然.”闻过则喜
《池北偶谈》:“康熙戊申六月十七日戌刻,山东、江南、浙江诸省同时地大震„„.又天鼓鸣,(指的是风声、雨声、雷声、潮水泛滥的吼声、山溃的崩塌声、地壳的爆裂声等)[10] 钟鼓自鸣.”《三冈识略》:“宁波府新建庆云楼,中悬巨钟.五月初四夜不叩自鸣,百胜哗言寇至,郡守设醮以禳之.(按,明隆庆时,燕河营真武庙钟自鸣.又平阴县有钟,不叩自鸣.后亦无他异).”[11]
除钟以外,古籍中记载的还有铃、盘、磬等金属品有时也不扣自鸣:
“元和中,翰林院有铃,夜中文书人,则引之以代传呼.长守中河北用兵,铃辄自鸣,与军中息耗相 应,声急则军事急,声缓则军事缓.”[12]
“晋中朝,有人畜铜澡盘,晨夕恒鸣如人扣.乃问张华,华曰:‘此盘与洛钟宫商相应,宫有朝暮撞钟,故声相应耳.可错令轻,则韵乖鸣自止也.’如言后不复鸣.”[13] “洛阳有僧,房中磬子日夜辄自鸣,僧以为怪,惧而成疾.求术士百方禁之,终不能已.曹绍夔素与僧善,乃笑曰:‘明日设盛馔,余与为除之.’僧虽不信,绍夔言异或有效,乃力置馔以待.绍夔食讫,出怀中错,鑢磬数处而去,其声遂绝.僧问其所以,绍夔曰:‘此磬与钟律合,故击彼应此.’僧大喜,其疾便愈.”[14] 1 上述所有摘录,均属于固体共振的内容.在古代多数人看来,这些现象似乎有一种不可理喻的神秘感,它令人觉得不安.但仔细分析不难看出,作者的本意不在于宣传共振的神秘,而在于证实共振是一种物理现象,即由某一固体的振动能通过空气引起另一具有固有频率的固体器物的振动.事实上,上述攀英、张华(232-300)等已对共振作出了合理解释,他们深暗共振机制,巧妙地应用共振原理和避免因共振而产生的干扰.翰林院铃辄自鸣,说明铃的固有频率与军中某一器具(如军号、铜鼓)的振动频率相对应,军情急,则铜鼓急,铃声紧.军情缓,则铜鼓缓,铃声慢.铃的缓急预兆着军中情况的好坏.如果想消除那些纯粹因巧合而产生的共振的干扰,只要改变被干扰器具的固有频率就可实现.上述澡盘、磬等与钟律合,将其凿掉一都分,即可避免因共振而带来的烦恼.皇甫直的琵琶突然走调,这使他感到吃惊和不解.但丰富的音律知识使他一直保持着清晰和科学的头脑:先是异地弹奏,以确定问题发生的地点;然后异弦弹奏,以便找出产生该问题的原因.当近岸水面波动时,就断定池中有物相应.其实验方法如此科学,不能不说他已是一位振动学研究的专家.就连记载此事的段成式等,均不是等常之辈.因铁片在泥下丈余深处与琵琶弦声相应而产生共振,幷激发近岸波动,从能量角度看,这是不可能的,但他们深信不疑幷予以记录,说明他们相信其原理正确.妙趣横生的共振实验
世上最早记载共振实验的文章,当数《庄子·杂篇·徐无鬼》,是书指出:“于是为之调瑟,废一于堂,废一于室,鼓宫宫动,鼓角角动,音律同矣.夫改调一弦,于五音无当也,鼓之,二十五弦皆动.”[15] 这个实验发现了两种现象,一种是基音与基音之间的共振,另一种是基音与泛音之间的共振,后一种现象在一般情况下较难察觉.到了宋代,有关共振现象的研究也就更加深入了.沈括(1031—1095)曾经提到:“予友人家有一琵琶,置之虚室,以笛管色奏双调,琵琶弦辄有声应之,奏他调则不应,宝之以为异物.殊不知此乃常理.二十八调但有声者即应;若遍二十八调而不应,则是逸调声也.”[16] 他还指出:“琴瑟弦皆有应声:宫弦则应少宫,商弦即应少商,其余皆隔四相应.今曲中有声者,须依此用之.”[17] 为了在实践中掌握和调整弦调的声律关系,沈括还设计了一个非常巧妙的实验:“欲知其应者,先调诸弦令声和,乃剪纸人加弦上,鼓其应弦,则纸人跃,他弦即不动.声律高不苟同,虽在他琴鼓之,应弦亦震,此之谓正声.”[18]
此外,周密也进行过类似研究:“琴间指以一与四、二与五、三与六、四与七相应.今凡动第一弦,则第四弦自然而动,试以羽毛轻纤之物,果然,此气之自然相感动之妙.”[19] 由此可见,沈括与周密的实验研究,分别发现了共振发生在振数比为1/2(宫与少宫,商与少商),2/3(隔四相生)等处.同样的实验研究方法,意大利达芬·奇在十五世纪进行,牛津诺布尔和皮戈特在十七世纪进行.他们的研究比沈括(1031—1095)、周密(1232—1298)要晚几百年.为了观察共振现象,古人还制做了一种叫“喷水鱼洗”的演示仪器:
“古州城外河街,有陈顺昌者,以钱二千向苗人购一古铜锅,重十余斤.贮冷水于中,摩其两耳,即发声如风琴,如庐笙,如吹牛角.其声嘹亮,可闻里余.锅中冷水即起细沫如沸
[20]水,溅跳甚高,水面四围成八角形,中心不动.”
这就是“喷水鱼洗”,它始于汉代,大多类似洗盆,盆底刻鱼,盆沿有两耳.摩其两耳,盆体发声,盆内的水因受盆体激荡而跳跃,水珠溅跳高度可达几十厘米.鱼洗的喷水原理是:当用两手同时磨擦鱼洗两耳时,激励源的振动带动洗壁振动,激振波在均匀媒质中传播,并在边界处反射,反射波与激振波相互叠加,最后形成适应特定边界条件的稳定驻波.此时媒质中各质元以同一频率、不同的恒定振幅振动.在振动波腹处,水的 2 激励最为强烈,水溅出洗外.事实上,鱼洗就像一只倒置的钟,其振动与钟的振动相似,属于板振动范围.国外最早研究板振动,直到十八世纪下半叶开始,比我国要晚二千年.除“喷水鱼洗”外,我国还有一种叫做“传声筒”的装置:
“传声筒者,截竹筒两枚,空其两端,各以一面用皮纸冒之,胶封甚固.两筒纸面相向,取长数丈之细线穿过之.使两人各执一筒,一人属口于此筒之空面,一人属耳于彼筒之空面,[21]相去数丈,属口者随意言语,属耳者听之了了,他人不闻也.” 这种装置,今名“土电话”,它的工作原理是:人对着话筒讲话,声音从话筒经细线传给听筒,使受话人接收发话人的声音.装置中的话筒、听筒均为同鸣箱,对声音起放大作用,它们与下面即将提到的“瓮听”、“地听”相似.共振效应的神奇运用
“令陶者为罂,容四十斗以上,固(顺)之以薄“古法以薄
为矢服,卧则以为枕,取其中虚,附地枕之,数里内有人马声,则皆闻之,盖虚能纳声也.”[26]著革,置井中,使聪耳者伏罂而听之,审知穴之所在,凿穴迎之.”[22] 这是记载在《 墨子》中的一段话,它描述了战国时,墨家运用共振效应侦察敌情的事情.这种设置,由于坛口蒙皮,其坛腔形成共振腔,可产生“交混回响”.当敌人打隧道的声音通过泥土沙石传给坛壁时,坛内空气振动引起坛口蒙皮振动,这就容易为人所察觉.《墨子》一书中多次介绍了这种侦敌方法,且坛的放置位置、方法、数量、坛口蒙闭材料均根据实际需要而有所变化.宋代曾公亮(999-1079)也曾使用坛子侦探敌情.原理一样但使用方法略不同:
“瓮听,用七石瓮,覆于地道中,择耳聪人坐听于瓮下,以防城中凿地道迎我.”[23] “地听,于城中八方,穴地如井,各深二丈,勿及泉,令听事聪审者,以新瓮自覆于井处,则凿地迎之,用熏灼法.”[24] 此外,曾公亮还介绍了另外一种利用固体传声和共鸣进行战争侦察的方法:“选聪耳少睡者,令卧枕空胡鹿,其胡鹿必以野猪皮为之,凡人马行在三十里以外,东西南北皆响闻.”[25] 类似上述侦敌方法,沈括在《梦溪笔谈》中也有记载:“古法以牛革为矢服,卧则以为枕,取其中虚,附地枕之,数里内有人马声,则皆闻之,盖虚能纳声也.”[26] 共振效应不只是运用于军事,在其他方面的运用也毫不逊色和含糊.如《酉阳杂俎》:“谯郡有功曹涧.天统初,济南来府君出谯郡.时功曹请河崔公恕,弱冠有令德,于时春夏积旱,送别千余人,至此涧上,众渴甚思水,升直万钱矣,来公有思水色.恕独见一青鸟于涧中乍
[27]飞乍止,怪而就焉.鸟起,见一石,方五六寸,以鞭拨之,清泉涌出.”这话听起来好象十分谎谬,但细细思索则不无道理.一个小石子,内部又是空的,用鞭有节奏地拨弄它时,极有可能发生共振,把泉水激出石外.这种情形就象用手磨擦鱼洗使其喷水一样.除击鞭引水,还有以声引水的.《小知录》就举出许多例子:“‘乐音泉’,强村乐音泉,唱浪淘沙曲,即得一杯.„„‘咄泉’,寿州咄泉,大叫则大涌,小叫则小涌.‘抚掌泉’,昭明读书抚掌泉,闻拍掌声则溢.‘喜客来’,大茅峰喜客来泉,客至则出.‘笑泉’,无为州笑
[28]泉,闻笑声则沸.‘卫泉’,西宁卫泉,客至则溢.”此外,清陆蕃在《粤西偶记》还记载泗洲城有“骂泉”,游客们想饮此泉之水,只要给牧童几文钱,牧童们则对着泉眼破口大骂,片刻间就有泉水涌出.上述是运用共振原理取水、娱乐.下面举一些运用共鸣现象预测气候、祸福的例子.“昆
[29]明池刻玉石为鱼,每至雷雨常鸣吼,尾皆动.汉世祭之以祈雨,往往有验.”这是预测气候,其间杂以迷信成份.又如:“‘石鼓’,冀县有天鼓山,山有石如鼓.河鼓星摇动,则石鼓鸣,鸣则秦土有殃.”[30]这是预测祸福.长期的生活经验告诉人们:雷雨风暴时,钟不扣自鸣;潮涨潮落时,钟不扣自吼;地震来临,钟无故悲鸣;敌寇入侵,钟鼓应和.难怪古代人一听 3 到这种钟声,总觉凄怆和不安.关于共振效应的应用,实际上本文第一、二部分有所涉及,其他例子也不再枚举.本文收束前,顺便提一下何良俊《语林》中所讲的一个故事:“太常缺黄钟,铸不能成,李嗣真居崇山里,疑土中有之,弗得其所.道上逢一车,有铎声甚历.嗣真曰,宫声也.市以归,振于
[31]空地,若有应者,掘之得钟.”这个故事有点玄乎,不可置信.但如果钟也悬在空中,“以铎引钟”就有可能,所以,以共振现象寻找相应之物的方法未必不可取.参考文献
[唐] 段成式.酉阳杂俎·前集卷之六·乐[M].北京:中华书局,1981.65 2
[唐] 张读 .宣室志·补遗[M].北京::中华书局,1983.147-148 3
[宋] 李昉等.太平广记·第一册·卷第七十六·方士一[M].哈尔滨:黑龙江人民出版社, 1999.459 4
[唐] 李昉等.太平广记·第四册·卷第一百九十七·博物[M].北京:中华书局,1969.1475
5[清] 张英、王士祯.渊鉴类函·卷二百七十八·人部·博物[M].北京:北京市中国书店,1985
6、7、8、9 [清]张英、王士祯.渊鉴类函·卷一百九十一·乐部·钟[M].北京:北京市中国书店,1985 10 [清]王贞祯.池北偶谈·卷二十二·谈异三·地震[M].北京:中华书局,1982.523 11 [清] 董含.三冈识略·卷七·钟自鸣[M]. 沈阳:辽宁教育出版社, 2000.147 12 [唐] 陆勋.集异志·卷二[M].北京:中华书局, 1985.30 13 [宋] 刘敬叔.异苑·卷二[M].上海:上海古籍出版社,四库笔记小说丛书.1991.1042 14 [唐] 韦绚.刘宾客嘉话录[M].上海:上海古籍出版社,四库笔记小说丛书西京杂记卷.1991.466 15 [战国] 庄子.庄子·杂篇下·徐无鬼[M].杭州:浙江民出版社, 百子全书第八册, 1984.16 [北宋] 沈括.梦溪笔谈·卷六·乐律二[M].北京:团结出版社, 1996.68 17 [北宋] 沈括.梦溪笔谈·补笔谈卷一·乐律[M].北京:团结出版社, 1996..336 18 [北宋] 沈括.梦溪笔谈·补笔谈卷一·乐律[M].北京:团结出版社, 1996..336 19 [宋] 周密.癸辛杂识·续集上·琴应弦[M].北京:中华书局,1997..134 20 [清]徐珂.清稗类钞·第九册·鉴赏类[M].北京:中华书局,1986.4344 21 [清]徐珂.清稗类钞·第五册·工艺类[M].北京:中华书局,1984.2417. [春秋战国] 墨翟等.墨子·备穴第六十二.杭州:浙江人民出版社, 百子全书第五册,1984 23、24 [宋] 曾公亮.武经总要·卷十二·守城篇[M]. 25 [宋] 曾公亮.武经总要·卷十二·警备篇[M]. 26 [北宋] 沈括.梦溪笔谈·卷十九·器用[M].北京:团结出版社, 1996..216 27 [唐]段成式.酉阳杂俎·前集卷之九·事感[M].北京:中华书局,1981.86 28 [清]陆凤藻.小知录·卷二·泉石[M].上海:上海古籍出版社,1991.45 29 [汉]刘歆撰、[晋]葛洪辑·西京杂记·卷一[M].上海:上海古籍出版社(四库笔记小说从书),1991.5 30 [唐]段成式.酉阳杂俎·前集卷之十·物异[M].北京:中华书局,1981.96 31 [明] 何良俊.语林
(三)·卷二十三·术解第二十[M].上海:上海古籍出版社, 1983.13
Investigation and application of Resonance in ancient China
SU Xin-hua(Shaoyang Teachers’College , Shaoyang Hunan, 422000)
Abstract: The resonant phenomenon and experiments in ancient China are presented in this paper, and the application of the resonant effect are also introduced.Key words: Mozi;Zhanghua;Shenkuo;Bell;String ;Resenace 5
第五篇:油棕的研究与应用
油棕的研究与应用
摘要:棕榈油是世界油脂市场重要的油脂品种.棕榈油以其良好的氧化稳定性、相对低廉的市场价格受到食品行业的青昧.我国是世界第一大棕榈油进口国,并且对棕榈油的需求呈上升趋势.我国应在适宜种植地区扩大油棕的种植,发展我国的棕榈油产业,满足市场不断增长的需求,并对油棕的综合利用进行了展望。关键词:油棕;研究利用
油棕又称油椰子.是多年生高大乔木植物,主要生长在热带地区.是一种四季开花结果及长年都有收成的农作物。其果实含油丰富,单位面积产油量是花生的5倍、菜籽的10倍、大豆的12倍,故有“世界油王”之称。除生产棕油外,油棕树还有很多纤维副产品,如树干、空果穗、果壳、果渣等[5]。油棕起源于热带非洲,目前,油棕已广泛分布于南纬10。和北纬15 o之间的亚非拉广大热带地区。据FAO统计,全球已有40多个国家种植油棕,主要分布在亚洲的马来西亚和印度尼西亚,非洲的西部和中部,南美洲的北部和中美洲。其中,马来西亚和印度尼西亚这两个国家的栽培面积分别占世界栽培总面积的50%和30%以上,其次是尼日利亚[2]。我国对油脂的需求量巨大,发展我国油棕生产,不仅能满足人们日益增长的生活需求,还可缓解油、粮、棉争地的矛盾,对于维护国家的战略安全具有特殊的作用。而开展我国油棕产业发展战略与规划研究,对于推动产业健康、有序地发展具有积极意义[6]。1.油棕的引种
油棕分布在非洲、亚洲和美洲赤道附近的热带地区,存在半野生、野生和栽培、种种植园,其中以栽培种植园比例最高,油棕栽培种植园的出现和发展是依靠引种来推动的。1.1国外油棕引种
大规模的油棕引种选育工作始于20 世纪20年代参与的机构主要有刚果农业研究所、印度尼西亚和马来西亚的大种植公司、印度尼西亚的苏门答腊东海岸植胶者协会和马来西亚农业部相关研究机构。在非洲,通过对薄壳型油棕的引种选育,开创了厚壳型x薄壳型油棕杂交种系列20世纪30年代。东南亚通过对引种的实生油棕开展选育工作,确立了日里型油棕的标准型性状,并导致了远东油棕业的发展。同时,也推动了世界油棕种植业的发展。1.2中国油棕引种
中国于1926年开始引种油棕,20世纪50年代后期。由华南亚热带作物科学研究所系统地、有组织地进行了油棕引育种。王开玺等考查了我国的油棕种质资源,发现和收集海南油棕种质 10个.其中杜拉变种5个,杜拉变种下又分5个类型,比西夫拉变种1个,单那拉型1个,非洲油棕和美洲油棕各1个[9]。2.棕榈油发展的独特优势
棕榈油是世界油脂市场的重要组成部分。随着全球经济的发展,棕榈油以其独特的营养成分、相对低廉的市场价格被众多行业所青睐,广泛应用于食品及化工等领域。与其他食用油脂相比,棕榈油有其独特的优势。2.1 良好的抗氧化性(耐炸性)
因为棕榈油不饱和度适中,不含亚麻酸,富含天然高效抗氧化剂维 生素E及三烯生育酚,这使棕榈油与其他油脂相比更适用于煎炸、烧烤食品。2.2高熔点
棕榈油具有高熔点的性质。起酥油需要这样的性质,既要有液态油也要有固态油,这样才能裹入空气,烤出来的面包、蛋糕等才能非常松软。
2.3脂肪酸组成
棕榈油含有50%的饱和脂肪酸,直接用于食品加工,不需要氢化,而大豆油等其他油脂则不行。2.4维生素A和维生素E含量高
棕榈油中含有丰富的维生素A(500~700 m∥kg)和维生素E(500一800 mg/kg)。将棕榈油进行分提,使固体脂与液体油分开,其中固体脂可用来代替昂贵的可可脂作巧克力;液体油用作凉拌、烹饪或煎炸用油,其味清淡爽口。2.5价格最低,具有经济性
油棕是一种高产的多年生油料植物,其1次栽种可收获20年左右,而且单位面积年产油量远比其他植物油料高,并且产量相对稳定,每公顷土地可产棕榈油5 t,而每公顷土地仅产出菜籽油O.5 t。这些都促使棕榈油成为世界上最具价格优势的食用植物油,它的价格几乎低于所有食用植物油[7]。
3.棕榈油的利用
棕榈油具有两大特点:①含饱和脂肪酸较多,稳定性好,不容易发生氧化变质;②棕榈油中含有丰富的维生素A和维生素E。棕榈油的特性决定了其在世界上的广泛应用。餐饮业、食品制造业及油脂化工业中都离不开棕榈油的身影。3.1棕榈油在餐饮业的应用
历史表明.人类将棕榈油应用于餐饮已经有超过5 000年的历史。由于棕榈油含50%的不饱和脂肪酸、无反式酸,不易与酸质聚合,而且棕榈油不饱和度适中.不含亚麻酸,富含的天然维他命E及三烯生育酚是天然的高效抗氧化剂.这使棕榈油与其它油脂相比更适用于煎炸、烧烤食品。另外,用油的成本一直是餐饮业选择煎炸、烧烤用油的重要考虑因素。油棕一年四季开花结果。常年都有收成。一次种植可采收20 a左右,而且单位面积年产油量远比其它植物油料高,并且产量相对稳定.这些都促使棕榈油成为世界上最具价格优势的食用植物油。
3.2棕榈油在食品制造业的应用
棕榈油在食品制造业中.一般被加工成起酥油、人造奶油、氢化棕榈油、煎炸油脂和专用油脂等。象其它食用植物油一样。棕榈油不仅容易被消化、吸收,还能促进人体健康。而且棕榈油在食用油脂中是少数既含有胡萝卜素,又含有维生素E的油脂。从棕榈油的组合成分来看,它的高固体性质甘油含量让食品避免氢化而保持平稳。并能有效地抗拒氧化.成为炎热的气候下糕点和面包厂产品的良好佐料。由于棕榈油具有良好的天然抗氧化性、独特的物理特性、适于人体健康的营养构成及显而易见的经济性.随着油脂研究机构的不断努力,棕榈油将更广泛地应用于食品业的各个领域。3.3 棕桐油在工业中的应用
棕榈油在工业的应用主要分2类:①从棕榈产品中可以直接得到的.如皂类、环氧棕榈油及其多元醇、聚氨酯和聚丙烯酸酯类产品;②油脂化工类产品,如脂肪酸、酯、脂肪醇、含氮化合物及甘油。在这些产品的基础上.还可以通过不同的化学方式生产出各种衍生产品:如用棕榈油制造的肥皂经济性较好.还能够持久地保持香味;用棕榈油制造的工业用合成润滑剂具有良好的润滑性、低温流动性及抗氧化性:用棕榈油生产洗涤产品,生产工艺简单,去污效果好,而且既环保又经济;用棕榈油还可以生产涂料、塑料、增塑剂、稳定剂、表面 活性剂等[5]。.油棕副产品的利用现状
棕榈树通常2—3 年开始结果。8—15 年进入旺产期.到18-20 年后开始老化,产量降低,这个时候通常需要砍掉重植。一棵油棕树的商业性生产可保持25 年。在这25 年中,一棵油棕树因正常生长砍下的树叶.结果的果穗。以及生产棕油产生的果实残渣就是一个非常庞大的数字。这些纤维副产品若利用好就是可以带来经济效益的宝贝。若丢弃作废弃物处理就会造成严重的环境污染。4.1果实残渣与果穗
棕榈油生产产生的果实残渣与果穗都可以提取出大量的棕榈丝。棕榈丝是多种生活用品原材料,如麻绳、棕垫、麻袋以及棕丝刷等。棕榈丝经过特殊工艺还可以加工成中密度纤维板。它是一种木质人造板.具有密度适中、尺寸稳定、力学性能好、接近于天然木材、可代替木材使用、应用范围广等优点。目前已成为世界上应用最广的一种新型人造板材。4.2树干、树叶与空果壳
大量的实验研究表明,科学家们已经研制出用油棕树的树干、树叶与空果壳制成纸浆,并且由树干与空果壳制成的纸板的各项主要强度指标均超过国家箱纸板优等品的技术指标。2009年,世界上第一家用油棕果壳为原料的制浆造纸厂在马来西亚投入生产。该技术不仅减少对森林资源的破坏,也是变废为宝的最好实例。4.3 油棕果柄
油棕果柄经过前处理加工.进入好氧堆肥环节进行生物资源利用,发酵后制成有机肥,掺混部分氮肥、磷肥和钾肥后生产生物有机无机复混肥。实现油棕果榨油厂废弃物资源化利用的目的。不仅果柄可做肥料.榨油剩下的果渣、采收的空果穗都可以制成生物有机肥。4.4 油棕壳
油棕壳可生产活性炭。这种活性炭的孔面积展开比一般的果壳活性炭要大将近2倍.其吸附能力也接近于其它果壳活性炭的2倍。4.5棕油可提炼生物柴油
生物柴油是典型的绿色能源.是优质石油柴油的代用品。在能源需求量日益增加.可用能源不断减少的今天,大力发展可再生的生物柴油对经济可持续发展、落实科学发展观、推进能源替代、减轻环境压力、控制城市大气污染具有重要的战略意义。生物柴油是以植物油、动物脂肪油或废烹调油等作原料经交醋化反应获得的脂肪酸单烷基醋类,即脂肪酸甲基醋。在美国,生物柴油的主要原料为大豆油.欧洲则主要使用菜籽油.而世界上其他地区大多使用棕搁油。油棕的单位面积产油量与其他油料作物对比高出多倍.确定了棕榈油在未来能源市场的重要地位[5]。5.我国油棕发展
5.1 国内棕榈油市场需求巨大
据海关统计数据显示,我国棕榈油进口量:2001年212.0万吨,2002年266.0万吨,2003年335.3万吨,2004年385.1万吨,2005年435.O万吨,2006年508万吨,2007年560万吨,2008年620万吨,占全国植物油脂消费的比例分别为11.1l%,13.02%,15.03%,15.08%,16.96%,17.20%,18.1%,24.8%。据专家预计,到2030年我国棕榈油进口总量将达至U1700万吨。同时,由于世界化石能源资源日渐减少,而对能源需求迅速增长,生物柴油等替代能源将有巨大的发展空间,因此对原料油脂的需求巨大。5.2国内发展油棕的资源条件 5.21较好的自然环境条件
我国热带地区自然环境条件较好。其中,海南和云南西双版纳等热带地区,气温较高(年均气温约22℃或以上,常年无霜)、光照充足(年日照时数1700~2600tJ'时)、雨量充沛(年雨量海南1500一--2500毫米,西双版纳约1200--一1500毫米)、土壤比较肥沃,但雨量分布不均,(海南)时有台风影响但范围有限。尽管冬季低温、春季干旱,但水热同季,在一定程度上弥补了水热资源不足。因此,我国海南岛大部和云南西双版纳部分地区是比较适宜油棕种植的地区之一[10]。据初步估计,这些区域有几十万公顷土地可以利用。5.22 丰富的社会资源条件
在我国,除了有充足的农村劳动力资源之外,还有雄厚的科技资源、先进的信息服务能力、大量的资金资源和农业农村优惠政策资源可以利用。
5.23 有一定的产业基础
在上世纪60年代初我国开始了油棕科学研究,从事相关科学研究的单位主要有中国热带农业科学院、广东省华侨管理局和农垦科技部门等。主要研究领域涉及油棕选育种、油棕适应性栽培和油棕丰产栽培等,并取得一批科研成果:基本摸清了油棕生态适应性,提出了海南发展油棕初步规划,开展DXP杂交育种并初选出试种品种,发展了丰产栽培技术等,其中有4项科研成果获得了奖励。这些科研工作积累为我国油棕产业发展打下了一定科技基础[8]。6.小结与展望
现今社会.科技与工业飞速发展,支持发展的能源却日趋减少.由能源引发的国内国际矛盾也日渐增多。在世界能源供应结构里,煤炭、石油与天然气等不可再生能源占绝大部分.新能源和可再生能源开发不足.这不仅造成环境污染等一系列问题.也严重制约社会与科技的发展。按目前的消耗量,专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪,煤炭也只能维持大约2个世纪。而目前的消耗量还在持续增长.所以不管是哪一种常规能源结构,人类面临的能源危机都日趋严重。开发一种可再生、绿色无污染、可持续发展的新型能源。成为了全球科学研究人员共同努力的目标。油棕近乎完美的可利用率.决定了它在未来能源市场中将占据不可撼动的重要地位。
参考文献:
1.熊惠波、曹红星、孙程旭等.油棕育种的研究进展和展望.中国农学通.2010, 26(2).2.谢龙莲、张慧坚.世界油棕产销现状与发展趋势.中国热带农业.2009(6)3.李瑞、夏秋瑜、赵松林等.棕榈油生物柴油加工技术研究进展.热带作物学报-2009, 30(4)4.王忠田.马来西亚油棕业发展概况.世界热带农业信息.2006,(3)5.邓干然、郑 爽、曹建华等.油棕的综合利用[J].热带农业工程.2013, 37(2)6.张以山、曹建华、林位夫.中国油棕产业发展战略研究[J].中国热带农业.2009,(4).7.李艳,王必尊,刘立云.棕榈油发展现状及前景[J].中国油脂,2008,(07):4-6.8.李艳、王必尊、刘立云等.我国油棕研究现状与发展对策.现代农业科.2007(23).9.张希财,林位夫.油棕育种与引种研究进展[J].热带农业科学,2006,(05).10.冯美利、曾鹏、刘立云等.海南发展油棕概况与前景.广西热带农业.2006,(4).11.左青.棕榈油的现状及展望.中国油脂 2009, 34(6).