生命現象的基本特征范文
時間:2024-01-19 17:49:11
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篇1
《生物的特征》是學習生物學的第一節課,這樣安排的目的是使學生從生活經驗和認知水平出發,學生只有了解了什么是生物,生物具備哪些特征,才能為進一步學習生物打下堅實的基礎,并以此激發學生學習生物的興趣,所以,本課在教材中占有十分重要的地位。
【三維目標】
知識目標:
1.知道什么是生物,能區分生物與非生物。
2.舉例說明生物具有的基本特征。
能力目標:
通過觀察和比較,對生物的基本特征進行歸納和概括。
情感、態度、價值觀目標:
增強熱愛大自然、保護大自然的情感,更加熱愛生活,珍愛生命。
【重點和難點】
重點:生物的基本特征。
難點:植物的營養、呼吸、排出廢物。
【教學方法】
本節課利用多媒體來組織和引導學生觀察、分析、討論、歸納和總結,在教學中要充分調動學生的積極性和主動性,發揮其主體作用。
【教學策略】
在教學中要運用多種教學方法和手段,教師有針對性地引導,學生開展觀察、比較、質疑等活動,充分地調動學生主動學習的積極性,從而突破教學的重難點。
【教學過程】
情景導入:
教師利用多媒體展示一幅美麗的圖片。
教師提出問題:圖片中哪些是生物?哪些是非生物?
學生觀察后,說出觀察的結果。生物和非生物有什么區別?生物具有哪些特征呢?從而引入課題。
講授新課:
[觀察比較――辨別生物與非生物]
一、觀察是科學探究的一種基本方法
在日常生活中,你一定認識不少生物。如果要了解這些生物的主要特征,要將兩種生物區分開來,這就需要對生物進行觀察。那么,在觀察的過程中需要注意哪些問題呢?請你閱讀教材中的相關內容,嘗試進行歸納和總結。
二、什么是生物
教師展示生物和非生物的實物。教師引導學生分析哪些物體是生物,哪些物體是非生物,并引導學生歸納總結什么是生物,通過分析達成共識:具有生命現象的物體是生物,不具有生命現象的物體不是生物。
[結合實例――感知生物的特征]
三、生物的特征
1.生物的生活需要營養。
分析:請同學們說一說,你是否經常吃小食品?家長愿意讓你吃這些小食品嗎?
2.生物能進行呼吸。
學生表演動作:用手捏住鼻孔,閉上嘴。
幾秒鐘后感覺到憋悶,說明人能進行呼吸。
3.生物能排出身體內產生的廢物。
回顧:當人運動之后會出汗,汗液流到口中,你的感覺如何?
觀看:尿液的顏色,這種顏色說明了什么?
4.生物能對外界刺激作出反應。
動作表演:教師請一名學生來到講桌旁,讓學生把手伸到教師面前,教師拿一根織毛衣用的竹針,當用這根針去扎學生的手時,學生馬上把手縮回。這種現象說明了什么?
5.生物能生長和繁殖。
穿衣表演:課前讓兩名學生各找出一件上小學時穿過的漂亮的衣服,在課堂上讓這兩名學生穿上。
學生觀察、分析:衣服小了,這說明了什么?
描述:當青年人結婚之后,家庭成員的數量會發生什么樣的變化?
6.生物都有遺傳和變異的特性。
觀察:教師出示班級中一名學生的全家福照片,這名學生有哪些地方像父母?有哪些地方長得不像父母?
7.除病毒外,生物都是由細胞構成的。
此特征是學生在下一個環節中閱讀教材來掌握的。
[閱讀教材――理解生物的特征]
1.教師指導學生閱讀教材。
2.學生進行質疑、釋疑。
[知識拓展――說出生物的其他特征]
教師進一步引導、啟發:生物除了具有上述特征外,還具有哪些特征?
學生進行積極的思考、討論,并在小組內進行交流。(生物能運動,生物有一定的壽命,生物能適應環境、影響環境等)。
【課堂小結】
通過本節課的學習,你有什么收獲?(學生進行總結)。
教師:因為有了這些生物,我們的生活才更加美好,所以,我們要熱愛大自然,保護大自然,熱愛生命,保護生命,對學生進行情感教育。
【課后反思】
篇2
1對生命本質的不斷探索與生命的信息定義
生命究竟是什么?這是一個很難下定義的概念。高中生物教材在緒論中借助于形形的生命形式列出了生命的六大基本特征,包括新陳代謝、生物體特有的組成與結構、應激性、生長發育與生殖、遺傳變異與進化、生物對環境的適應性等。這種對生命的描述性定義雖然容易理解,但是并不能真正體現出生命的最本質屬性。長期以來,許多哲學家、生命科學研究者都試圖給生命下一個更能反映其本質屬性的抽象性定義,當今許多生物哲學家都把生命本質問題作為其著述立說的主要論題之一。作為高中生物教師更應當對生命的本質定義有所了解和認識。
近年來有人從信息論角度對生命進行了剖析,認為生命的本質在于生長和繁殖過程中信息的傳遞作用。該定義強調兩點:①強調生命的本質在于它是一個信息系統,是一個能夠通過自我復制與自我繁殖不斷地傳遞信息的系統;②強調生命的出發點不是個體,而是群體,生物群體具有無限度地不斷適應新環境的特征。該定義啟示我們,任何生命機體之所以表現出生命,其根源在于其系統中信息的不斷傳遞和系統與環境之間的信息交流。事實上,大量證據表明生命過程本質上就是信息傳遞過程。
2生命機體是一個復雜的信息網絡系統
隨著分子生物學的發展,人們發現在生物機體內部,細胞與細胞之間、細胞內部各大分子之間普遍存在著信息流動,這種信息流動與環境的信息流動相互協調,從而構成了機體內環境的動態平衡――穩態的形成。高等動物尤其是人類機體內的信息網絡系統主要是由神經系統、內分泌系統和免疫系統構成,其信息傳遞過程大致如下所示。
首先是細胞外的信息分子,包括神經遞質、激素、細胞調節因子等,它們構成了第一信使,作用于細胞之間,傳遞各種信息,調節著機體發生、發展、生存和死亡;其次是受體系統,細胞接受信息具有選擇性及特異性,其關鍵在于細胞膜上與信息分子特異性結合的蛋白質,即受體;第三是第二信使,當第一信使與其相應受體結合之后,在細胞膜上各種酶的作用下產生出許多有活性的小分子化合物,如c―AMP、c―GMP、Ca2+、NO等,它們構成了專門在細胞內起調節作用的第二信使;接著第二信使將信息繼續輸送,逐級放大,引發一系列特異性反應,在細胞內激活一系列特異性激酶,每一個激酶又有多種底物,由此引發出千變萬化的生理效應。這些信號在傳遞過程中出現的信息量多少以及信息傳遞通道是否暢通等等,都直接影響調控的正常或失常,并與各種疾病的產生直接相關。
從信息角度看生物進化,進化實質就是生物遺傳信息在一代又一代的傳遞過程中所產生的變化。它同時體現出環境信息對于生物遺傳信息的選擇與協調。由于人們認識到生物繁殖的基本單位是種群而不是個體,因此從宏觀上看,物種的信息流以群體的形式向下傳遞,而生物群體具有不斷適應新環境的能力,于是,種群的遺傳信息就以基因庫的形式存在并傳遞下去。
綜上所述,不僅生命機體本身是一個復雜的信息網絡,生命系統與生態系統之間也構成復雜的信息網絡。上述事實充分證明,生命的信息定義中所強調的生命本質屬性有助于我們從信息角度深刻認識生命。
3生命的信息定義對高中生物教學的啟示
篇3
關鍵詞:應用化學專業 生物化學 教學內容 教學方法
近年來,生物化學已滲透到各個領域,生物化學課程進入化學專業學生課堂也已逐漸成為事實。教育部理科化學教學指導委員會在最新制定的《理科化學專業和應用化學專業化學教學基本內容》中首次列入了生物化學,國內外一些名牌大學的化學院系在教學計劃中也將生物化學這門課程放在了重要的位置,其教學課時及所占學分與有機化學等骨干課程相近或持平。我院也適時地在應用化學專業課程體系中設立了生物化學選修課,得到了該專業學生的積極響應。針對應用化學專業學生的特點,我們對開設此門課程的必要性、教學內容和教學方法作了一些思考和嘗試,取得了較好的效果。
一、應用化學專業開設生物化學課程的必要性
在傳統的課程設置體系下,無機化學和有機化學為生物工程專業學生的基礎課程,而生物化學課程則不列為應用化學專業學生的課程體系。在應用化學與生物工程教學日益密切聯系的今天,這在一定程度上限制了學生認知和發展的空間,更不能使學生畢業后適應實施新一輪基礎教育改革后的教育工作和當前就業形勢的需要。因此,在現行教育教學改革中,應鼓勵和支持學生跨專業選修一些相關和與個人發展聯系密切的學科。從應用化學專業學生的培養目標和我們現在師資力量看,有目的地選修生物化學課程十分必要也完全有可能。
生物化學是聯系化學與生物學的橋梁,像天然產物和生物高分子的研究都應用于這一范疇。現在我們所講的與生命現象的聯系,已經不只是停留在從前的研究天然產物或代謝物的結構解析和全合成的水平上了,而是與體內和體外發生的化學過程相關連或者是對它們的模型體系的研究。從現階段生命過程化學研究的目標是分子和分子集合體水平上了解和認識更為復雜的生命現象看,可以相信,隨著今后人們對生命現象本質認識的提高和深化,一定會將化學帶入一個新天地,從而給人類社會的進步以深刻影響。基于這一認識,當化學家在預測或規劃未來化學發展的方向時,都將把與生命現象關連的化學放到十分重要的地位。近年來,pi―MenteI等組成的委員會受美國科學基金會的委托,對今后的化學提出的主要優先發展方向進行分析,發現有很多都滲入了對生命現象的研究。國外的一些著名科學家在預測今后5年或20年化學在基礎和應用方面的進展時,也一致認為與生命過程有關的領域會占相當大的份額。
二、構建適合應用化學專業特點的生物化學課程教學內容
為適應應用化學專業特點,在教學內容的構建上,要盡量避免知識的重復,對在化學學科中已經學過的化學知識要做到精選、精講,達到知識銜接的目的;由于應用化學學生生物學知識缺乏,要增加基礎生物學知識,如生命現象及基本特征、細胞與細胞膜、人體與代謝有關的幾大系統、生物進化與生物分類、生物與環境等,為化學專業學生提供學習生物化學的基本背景性材料,有利于形成一定機制下的過程和定位概念,突出生命科學的特點,提高學生學習的積極性;由于是應用化學專業,所以教學內容選擇的重點應放在生物體內物質變化及變化規律(即動態生化)、結構和功能的關系、現代化學技術在生物化學中的應用、生命物質的提取和制備方法等方面。從而構建一個既有聯系又體現不同課程特色,適應化學專業學生學習的生物化學教學知識體系和學科結構。
三、使用靈活多變的教學方法提高教學質量
第一,教學過程中要注意調動學生的學習積極性。生物化學是一門注重記憶和理解的學科,在教學過程中要注意避免學生的畏難情緒,調動學生的興趣和學習的主動性。否則,教學活動就難以收到良好的效果。
首先,要做好學生的思想工作,讓學生對生物化學的重要性有足夠的認識,想方設法促使其掌握生物化學學習的方法,提高學生學習的興趣。其次,在課堂教學中學習和掌握多種技巧。教師不但要備好課,而且要在深入研究教材的基礎上,注意授課的科學性和藝術性,注意教學語言和教學方法的靈活多變,力求吸引學生。此外,要激發和調動學生的學習積極性,還要注意有效地運用一些激勵手段,抓住學生身上的積極因素,不斷地對學生進行激勵。例如對學生的提問和思考加以鼓勵,啟發學生自己解決問題、找到答案。一旦學生取得了一定的成績,得到肯定和鼓勵后,學習的信心和積極性就會明顯提高。所以在教學過程中,對學生的態度親切誠懇,對學生的參與多作肯定和表揚,用目標激勵、榜樣激勵等手段來激發和調動學生的學習積極性,有助于提高教學效率。
第二,多媒體等先進教學手段的應用。如何調動學生學習生物化學的興趣,提高教學效果,我們探索了多種教學方法,讓多媒體教學更加適合生物化學的教學。
(1)利于學生的學習和記憶。生物化學的教學內容比較抽象,化學反應過程復雜,學生理解困難,教師運用傳統的教學方法講解也有一定困難,往往教師費盡心思,但是學生理解起來仍有困難,使學生害怕學習生物化學,更談不上學習的興趣。通過使用多媒體教學,可把教學中枯燥的化學反應方程式與抽象的體內化學變化規律運用生動的圖片和動畫等多媒體形式講解,提高趣味性,例如:在講解DNA和蛋白質的生物合成過程時,由于參與的物質較多,而且反應過程復雜,過去我們用傳統的教學方法講授時,學生理解起來有一定困難,但是用動畫的形式演示了DNA和蛋白質的合成過程后,教學內容變得生動、形象,把整個復雜的過程簡單化,更直觀地展現在學生們的面前,加上教師的簡單講解,學生們就很快掌握了,說明多媒體教學能充分調動學生的各種感官,提高了學生們的學習興趣。而且,多媒體教學綜合運用了視頻、音頻、圖片、動畫等多種媒體,使授課內容形象生動,營造了一種學生喜聞樂見、生動活潑的教學氛圍,激發了學生們學習興趣,有利于培養學生學習的主動性和積極性。
(2)增加課堂信息量。生物化學課程內容較多,而且一些反應過程前后聯系緊密。為了學生能全面掌握、融會貫通,有時教師必須對一些重要反應過程在黑板上進行詳盡的講解,板書占用了大量課堂時間,使我們感到教學時間不足。而應用了多媒體教學后,就基本解決了這一問題。教師可以在課前把一些重要的反應方程式和前后關聯的反應用流程圖的形式組織在一張圖片上,節省了大量的課堂時間,提高了教學效率。
(3) 利于學生接觸網絡技術。我們教學應用的課件是各位教師通過網絡等手段,收集了大量資料,并綜合運用一些PowerPoint、FrontPage等軟件進行編輯、處理,制作成適合教學的課件,在課堂應用的過程中,使學生認識到先進的計算機技術在醫學教育和醫療實踐各領域的應用價值,并及時引導學生利用網絡技術獲得最新的技術資料,盡早地在醫學的學習中利用先進的計算機技術和網絡技術,并可以組織學生自己動手制作一些教學課件,為培養綜合性人才打好基礎。
總之,生物化學課程體系的改革已在應用化學專業開始實施,取得了良好的效果,但是如何進一步認識生物化學課程對于化學專業學生乃至化學學科發展的重要性,如何才能使得這門課程的教學內容、教學體系及教學方法真正符合化學專業的實際,真正成為與其它化學學科相互銜接、融為一體并成為化學專業不可或缺的主干課程,還必須進行不斷的研究和探索。
參考文獻:
篇4
一、生物教學中對化學分子學知識的應用
1. 關于元素的異同
組成生物體的化學元素與化學教材中的相關元素有何異同?在講到這一知識點時,可以先引申到化學教材中有關化學元素的特征,然后再通過比較,讓學生理解和掌握生物體內組成化合物的元素和自然界中的元素在種類和含量之間的區別。如在介紹“元素含量差異”時,列舉出碳元素在生物細胞干重中占55.59%,而碳元素在地殼中含量只有0.087%的事例,就能讓學生對組成細胞的元素有清晰的認識,可以幫助學生加深理解并做到深刻記憶。
2. 關于化合物的異同
在講授組成生物體的化合物這一知識時,可通過自然界的化合物可分為無機化合物和有機化合物兩大類,引出組成生物體的化合物也可分為無機化合物和有機化合物兩大類,但生物體內的化合物種類遠遠沒有自然界的多。化學中無機化合物大致分為氧化物、酸、堿、鹽等;而生物體內無機化合物包括水和無機鹽兩類。化學中根據有機物分子中所含官能團,分為烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴和醇、醛、羧酸、酯等,根據有機物分子中的碳架結構,可分為開鏈化合物、碳環化合物和雜環化合物三大類;而生物中有機化合物分為糖類、脂肪、蛋白質和核酸四大類。另外在含量上兩者也有顯著差異。這就說明了生物是自然界的一部分,兩者有統一的一面,同時又存在著差異性。
3. 關于生物大分子的異同
生物大分子是組成生物體的主要物質,當講到這一知識點時就可以與化學分子進行比較。以蛋白質為例,化學中講解了蛋白質的知識,如蛋白質的組成元素、組成單位氨基酸、結構、性質、變性等,但組成生物體的蛋白質和化學中的蛋白質有許多不同之處。例如,組成單位氨基酸,在化學中只要含有氨基和羧基的化合物就稱為氨基酸,而生物體內組成蛋白質的氨基酸只有約20種,它們都是α—氨基酸。在結構上要特別強調組成生物體的蛋白質有特定的空間結構,空間結構一旦被破壞,蛋白質就不是原來的蛋白質。在性質上要強調蛋白質的生物性,就是一旦失去生物活性,就不能完成生物體的各項功能。在講到蛋白質的變性時,可通過化學中講到的變性條件,物理因素可以是加熱、加壓、紫外線照射、超聲波作用等;化學因素有強酸、強堿、重金屬鹽等,再結合生物體實際情況講解生物體內的蛋白質變性知識。
二、生物教學中催化原理的應用
生物體內的化學反應能快速有效地進行,當講到這一章節時,可以通過應用化學中的催化劑原理進行講解。化學中的催化劑是指使化學反應變快或減慢或者在較低溫度環境下進行化學反應,而它本身的質量和化學性質在反應前后保持不變的物質。 生物體內發生的各種化學反應正因為有了酶這種催化劑才能快速有效地進行。酶是一種特殊的催化劑,它與化學中的催化劑有著許多區別:從化學本質上看,絕大多數酶是特殊的蛋白質,而化學催化劑大多數是簡單的化合物;從催化特點看,酶只能加快化學反應速率,并且一種酶只能催化一種或一類化學反應,而化學催化劑既有加快化學反應速率,也有減慢化學反應速率,并且可以催化多種化學反應;從催化效率看,酶是一種高效催化劑,它的催化效率是普通催化劑的10~100倍。從這幾方面比較,學生就容易掌握酶的多樣性、高效性和微量性的特點。
三、生物教學中氧化還原原理的應用
生物體內發生的反應大多是氧化還原反應,如光合作用、細胞呼吸等,若能巧妙利用氧化還原原理,對掌握生物體內發生的化學變化有很大幫助。以有氧呼吸過程為例,如果我們掌握了氧化還原反應過程中得失電子總數相等的原理,我們就能很容易推出1 mol葡萄糖完全氧化需要6 mol氧氣參與,而6 mol氧氣完全被還原成水需要24 mol [H],這就說明在有氧呼吸過程的第二階段必須有6 mol水參加反應才能生成20 mol [H],這樣才能保證電子得失守恒。
四、生物教學中化學反應原理的應用
化學反應能否進行取決于化學物質本身的結構和性質,有些反應能夠進行,有些反應不能進行,有些反應是某些物質的特征反應,化學上常利用這些反應來進行物質的鑒別。生物教學中在探究生物體內反應原理時,為了探究反應的步驟和反應的中間產物,常常需要鑒別某些反應的中間產物。例如酵母菌是一種兼性厭氧型生物,它在有氧和無氧條件下都能生存。為了探究酵母菌發酵產生酒精的反應條件是有氧還是無氧,我們要分別對有氧和無氧條件下的產物進行鑒定。首先要鑒定二氧化碳的產生,要用到化學中二氧化碳的鑒別方法(使澄清石灰水變渾濁)來觀察二氧化碳產生的速度。其次要探究酵母菌是在無氧條件下發酵產生酒精,還是在有氧條件下產生酒精,要探究兩種不同條件下是否都能產生酒精。要鑒別酒精的產生要用到化學中酒精的鑒別方法(在酸性條件下,橙色的重鉻酸鉀溶液與酒精發生化學反應變成灰綠色)。在生物實驗教學中,檢測生物組織中各種物質的種類時也會用到很多化學知識,如在檢測還原糖存在時必須要知道還原糖與斐林試劑的特征反應等。
五、化學方程式的應用(生理反應式和化學反應式的異同)
細胞中的化學反應式是生命特有的一種現象,用現在觀點說是基因的選擇性表達,是有一定的生物目的,如提供能量、形成某種物質參與機體的構建等,基本上都是有機反應,且都是在常溫常壓下進行的酶促反應。而化學反應(化學角度)是一種非生命現象的過程,不具有特定的生命目的,且大多數反應條件苛刻。因此在書寫生理反應式時要注明反應的場所,注明反應條件和目的,如以下三個反應是以能量代謝為目的:
光合作用:6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2
有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+大量能量
篇5
【關鍵詞】聯系;實際;創新;教學
新課程改革明確要求生物教學要緊密聯系生活實際,從學生生活經驗和已有的知識出發,創設生動有趣的情景,引導學生從生物學角度去觀察和思考問題,發展學生的思維能力,激發學習生物的興趣,領悟生物學知識的作用如何培養學生學習生物的能力和創新精神,是新課改的一個目標。在生物課堂,聯系生活實際,是創新生物教學的改革方向。
1 創新情景助學,導入生活實際,引出生物問題
生物知識來源于生活實際,最終服務于生活實際,生活離不開生物,生物離不開生活。當學習的內容和學生熟悉的生活實際越接近,學生自覺接納知識的程度就越高。基于以上認識,我在實際教學中,努力使生物教學聯系生活實際,引出生活中的生物問題,激發學生的學習興趣,主動投入到學習、探索之中。例如,我在教學微生物知識時 ,以學生實際生活中剩余飯菜發酸變質的現象和春節學生家中做米酒為例,讓學生從 身邊的生活現象去體驗和引導出生物問題和教學內容,增加學生學習生物的興趣,增強了教學效果。
2 借助學生的生活經驗感性幫助,設疑探究生物問題
教師在授課時不能一成不變地按教材趙本宣科,應由教師根據教學目標和知識特點及學生心理創造性地聯系生活實際設計例題,講題盡量貼近學生實際中的經驗。例如講遺傳物時,圍繞DNA和RNA的區別設疑提出生物問題,展開探索。DNA在細胞 中存在的部位和作用,設計怎樣實驗證明RNA也是遺傳物質?這樣使學生聯系實際回答探討,從而培養學生的應用能力。
3 以生活實際最終結果解決生物問題
學以致用時生物教學的基本原則教師應該充分利用學生已有的生活經驗,引導學生把所學的生物知識應用到現實中去,以體會生物學在現實生活中的價值,教師要注重引導學生領悟生物“來源于生活又用于生活”的道理把有些生物知識完全可以讓學生在生活實踐中感知,學會從生活實踐中解決生物學的問題。例如講微生物聯系到釀造技術,從細菌致病到醫院治療用藥抗生素,由抗生素研究到制約工業,生物技術工業,將學生所學知識返回到生活實際中去,又從生活實踐中彌補課堂上學生知識面的欠缺。自然瞞足了學生的求知欲同時讓學生在生活實踐中解決生物問題,達到預其的教學效果。
4 關注課堂教學,抓住核心內容,打好生物學知識基礎,創新生物教學
課堂是學生獲得知識最直接最有效的途徑之一,在這種特定的環境下,學生通過生物學理論知識的學習,逐步掌握該學科 的基礎知識,生物學是從生物生態、生物分子等多角度去探索生命現象的一般規律,內容的慨念性和理論性頗強,所以,課堂必須抓住核心,化繁為簡,。例如,講“遺傳物質基礎”就是一個例子,在課堂教學中,用抓核心,展細節的方法,將抽象性強、難度大、數量多的遺傳物質基礎,在課堂重點講解,讓學生總結出DAN是主要遺傳物質,強調DNA的兩個基本功能。在此基礎上,將DAN的結構,DAN的復制,基因的表達,歸納出遺傳信息在遺傳物質體內的傳遞過程。抓住核心DAN,就把比較繁多的內容簡單化了,便于學生記憶,達到事半功陪的效果。
5 關注生活拓思路,前后貫通,智、能共育,創新思維來思考生物問題
篇6
一、德育滲透的基本原則
德育不是空洞的說教,這就需要教師掌握和運用高超的科學加藝術的教學方式、豐富多彩的教學手段、風趣幽默的教學語言,組織生動活潑的教學活動,使學生于不知不覺間產生共鳴、情感受到激蕩、道德得到熏陶、心靈得到凈化。正如教育家蘇霍姆林斯基所說:教育取得成效的關鍵是要善于“掩蓋教育意圖”。
(1)與生物學知識緊密結合進行。在生物教學中滲透德育,關鍵是找準知識傳授、技能訓練與思想教育的有效結合點。有的知識結合點屬于“顯性”,例如,李時珍編著的《本草綱目》被譯成多種外國文字,是世界上享有盛名的植物學家。只要老師講述,或者學生閱讀,就可以受到愛國主義思想教育。有的知識結合點屬于“隱性”,需要教師去發掘。例如,植物生長素的濃度較低會促進植物生長,濃度過高會抑制植物生長。由此,教師強調:超過了物質的數量界限,就會改變事物的性質,這就是“量變到質變”。結合生長素濃度的變化,進行辯證唯物主義觀點的教育,使學生印象深刻。這樣的知識點需要發掘、升華。
(2)教育對象的易接受性。生物學科的認識和方法,給學生唯物主義的世界觀奠定了基礎。學生所學的生物學知識和其他自然學科一樣,大都具有可直接驗證的特點,因而知識的客觀性在學生頭腦中印象會更為深刻,對生物學知識真理性的信念也就更為牢固。從這個角度上說,由此進行的思想熏陶,學生更易于接受。例如,從運動系統、循環系統的角度闡述了體力勞動和體育運動對人體健康的好處,從呼吸、神經等系統的生理衛生說明了吸煙、酗酒的危害;講青春期身體重要器官要到25歲左右才發育完善,說明了晚婚晚育的生理學基礎;遺傳學闡明了為何《婚姻法》規定直系血親和三代以內旁系血親禁止結婚。像這樣一些具有思想意義的內容,在生物教學中進行,要比離開科學知識單純進行紀律教育、道德規勸效果要好。
(3)育人效果的依賴性。生物學科的思想教育是通過生物教師去執行的,因此思想教育的效果依賴于生物教師的思想素質、專業知識和教學技能的水平。教師的政治態度、思想品德、意志、情感,通過言傳身教對學生產生導向作用。如果生物教師富于教學機智,就會善于根據教材和教學情境進行思想教育。教師的教學藝術水平越高,學生學>-j興趣越濃厚,思想教育就會理入而情動,最終促進學生良好思想品德的形成。
二、德育滲透的基本內容
(1)愛國主義教育。培養學生的愛國主義是學科教學的重要環節。教材中根據內容特點安排了多處我國生物科學的成就,為教學提供了不可多得的德育素材。教師應不失時機地把握好,以幫助學生增強愛國信念,激發學習熱情,提高學生學習的積極性和主動性。我國幅員遼闊,自然環境復雜多樣,從而孕育了極其豐富的物種和多種多樣的生態系統,但我國的生物多樣性同樣也面臨著威脅。通過這些內容的具體介紹,讓學生既為我國有豐富的動、植物資源而自豪,又增進了他們愛護環境、保護和合理開發利用自然資源的意識,進而培養他們愛國主義的責任感。被國際上譽為“雜交水稻之父”的袁隆平培育出的新型水稻——兩系法雜交水稻,被譽為糧食生產上的一次‘綠色革命”,這些成果展現了我國當代科學家的智慧以及為世界科學所作出的巨大貢獻,可進一步激勵學生的愛國熱情。
(2)辯證唯物主義教育。①生命是物質的,物質是運動、發展、變化的。生物的基本特征之一就是都具有共同的物質基礎。原生質是生命的物質基礎,由c、H、O、N等多種化學元素組成,在生物體內,組成生物體的各種化學元素又構成了各種化合物,由各種化合物共同組成了細胞,而細胞是生物體的結構和功能的基本單位。因此,一切生物都是由自然界最普通的化學元素所構成的,從而揭示了生物界統一于物質的觀點。分子生物學的研究,不僅從分子水平上豐富了世界統一于物質的唯物論原理,而且還指出生命現象的物質基礎是分子運動。例如,生物的個體發育都是從受精卵開始,經過由小到大,由幼體到成體乃至衰老死亡的過程;生物從簡單到復雜,從水生到陸生,從低等到高等不斷發展進化的過程等等,都闡明了生物是不斷發展、變化的,而不是靜止不變的。②生物現象之間是普遍聯系辯證統一的。通過生物課的學習,需要讓學生明確四組辯證關系:一是生物體結構與功能的辯證統一。例如:蛋白質分子的結構,由于組成每種蛋白質分子的氨基酸種類不同,數目成百上千,排列次序變化多端,肽鏈的空間結構千差萬別,因此蛋白質分子的結構是極其多樣的,決定了蛋白質分子具有多種重要的功能。二是生物體局部與整體的辯證統一。細胞是生物體結構和功能的基本單位,但必須指出,細胞的各個部分并不是彼此孤立,而是相互聯系,協調一致的,共同組成一個有機的統一整體。細胞只有保持結構的完整性,才能正常地完成各項生命活動。三是生物多樣性和共同性的辯證統一。生物雖然具有遺傳的多樣性、物種的多樣性、生態系統的多樣性,但生物體還具有共同性的一面。如生物都具有共同的物質基礎,說明生物的多樣性是建立在共同性的基礎之上,它們之間還具有統一性的一面。四是生物體與其生活環境的辯證統一。生物體都能適應一定的環境,也能影響環境。所有現存的生物,它們的形態結構和生活習性都是與周圍環境大體相適應的,不然就要被環境所淘汰;同時生物的生命活動也會使環境發生變化。③生命活動是受客觀規律支配的。生物學以自然界中的生物體和生命現象作為研究對象,揭示其本質規律。生物界的一切生命現象都是受一定的客觀規律支配的。例如:研究生態系統中能量流動的規律,可以幫助人們合理地調整生態系統中能量流動的關系,使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。人們只有認識了生物界的客觀規律,才能按照人們的意愿,利用、改造、控制生物,以便更好地為人類服務。
(3)實踐觀點和群眾觀點的教育。生物學實踐性強,生物課有很多實踐活動。例如,實驗、實習、參觀訪問、植物栽培、動物飼養等。通過學習生物學知識,培養學生能力為主要內容的社會實踐,可引導學生學習當地群眾的實踐經驗。組織學生參觀果園、農場、科學站、高產田、飼養場等,讓學生了解農業生產中的新情況、新技術、新經驗。通過這些活動,使學生關心家鄉的農業生產,認識科學的社會價值,促使其立志為家鄉經濟建設作貢獻。
(4)對學生進行科學態度及良好習慣的培養。科學態度利于學生良好的思維習慣養成和不斷進取的科學精神發展。科學態度的培養應貫穿予科學研究過程的每一環節及每一教育活動之中。一個生物科學發現史就是一個好的德育素材,高中生物教材中有關生物科學發現史一共有四處,它們包含了科學家的思維、分析、假設和判斷等全過程,是科學家嚴謹作風、勇于探索的結果。在高中生物教材中還有很多關于生物實驗的教學,教師在教學中要充分利用這些德育素材,培養學生嚴謹求實的科學態度,不怕挫折、困難的探索精神。
三、德育滲透的基本途徑
由于生物學科具有多種多樣的教學實踐活動,因此決定了這門學科有多種多樣的思想教育途徑。除課堂教學的主要途徑而外,還有實驗、現場教學、野外實習、生態系統的調查、參觀訪問、作物栽培、動物飼養等不同形式的教學活動。教師不僅要研究課內,還要研究課外活動的思想教育特點;不僅要研究教材,還要研究實踐活動的思想教育特點。現將生物課的幾種教學實踐活動的主要思想教育內容分述如下。
①實驗課。要教育學生愛護公物,遵守實驗規則。學生分組實驗,可進行團結協作的教育。做實驗,要求學生要嚴格、謹慎、細心,培養嚴謹的作風,實事求是的科學態度。
②現場教學。可進行聽指揮,守紀律,理論聯系實際的教育。
③野外實習和調查。要進行吃苦耐勞、團結友愛的教育和安全教育。教育學生愛護莊稼、花草樹木,培養熱愛大自然的情操。利用自然美景來美化學生心靈,進行審美觀的教育。
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感悟,還能夠讓學生在學習的過程中保持強烈的學習、探究欲望,以滿足其課程學習、發展的需要。問題引導也是優化課程教學過程和方法的重要途徑和方法,能為提高課程教學有效性奠定堅實基礎。
一、創設問題情境引導質疑,吸引學生的注意力
創設接近真實的課堂學習情境,能夠在調動學生學習思維感官的基礎上,豐富其學習視野和思維,激活學習的興趣和情感欲望。在相似的情境中,能夠運用與生物學習內容相關的題目引導,更能夠幫助學生深化認知、感悟。
以情境為誘導,結合課程學習知識要求來鼓勵學生拓寬思考途徑和方法,更能夠吸引學生的注意力和集中力。首先,教師應對生物課程教學內容有一定的了解,形成整體認知感悟。其次,注重學習任務的運用,拓寬學生課程學習的知識視野。
學生在有效的生物學習情境的引導下,更能夠健全自身的學習知識內容和方法。例如,在蘇教版七年級上冊的“第五章綠色植物的一生”中“植物的開花和結果”的教學中,筆者就利用多媒體資料播放《西游記》中孫悟空推倒人參果后請觀世音菩薩來救活人參果樹時的一段視頻,通過這樣的情景引導,能夠讓學生對植物的根、生長過程、開花結果等有一定的了解。在此基礎上,可要求學生回答:(1)世上果真有這樣的植物嗎?(2)你認為植物生長最不可缺的要素有哪些?(3)綠色植物給人們帶來了哪些益處?學生在這樣的問題引導下,能夠更好地了解課程學習內容,形成一定的知識結構體系,也能夠加深對學習內容的理解。
二、優化知識要點設計問題,增強學生的理解力
圍繞生物課程知識要點來幫助學生深入理解感悟是解決課程教學中“知識體系不明,重、難點不突出”的有效途徑。以生物學習中的重點和難點為突破口,注重運用全面梳理和層層推進的方法來展示知識要點,更利于學生學習掌握。
對課程知識要點運用一定的問題進行引導,能夠幫助學生深化對生物課程的理解。在教學中,不妨根據課程學習重點和難點設計一定的問題,尤其是在重點內容中要求學生能夠運用生物知識及觀點來予以解答,對學習難點,則運用層層引導推進的方法設計相應的問題,要求學生能夠根據這些問題引導來理解。
這些知識要點的優化,能夠為學生提供更為明確的學習任務和要求。例如,在“我們周圍的生物”教學中,可設計如下的思考問題:(1)你喜歡中央電視臺播出的《人與自然》節目嗎?在觀看中你又有哪些啟示?(2)有人認為,“一切生物皆有生命,一切皆有因果”,怎么理解這句話?(3)在多姿多彩的生物世界里,生命現象錯綜復雜,但它們又有一些共性。各種生物有哪些共同的特性呢?通過這樣層層推進式的問題引導,能夠讓學生在了解生物的一些基本特征的基礎上,形成整體學習運用思維意識,更好地掌握課程學習內容的重點和難點。
三、依據學習差異提問引導,提高學生的發展力
學生學習能力有差異,接受知識思維有不同。根據學生的這些差異性特點來優化問題設計,能夠在滿足不同層次和類型學生學習發展需要的基礎上,突出因材施教,使得學生在各自的最近發展區域內得到發展和提高,都能夠跳起來摘果。
依據學生的學習差異來設計符合其認知規律的問題,不僅能夠更好地激活學生生物學習的心理需要,更能夠提高學生的問題解決、探究能力水平。例如,在血液是體內運輸物質的重要組成部分中,結合學生的不同學習理解,可設計:人的生命為什么離不開血液?手不小心被劃破后為什么能夠自動愈合?血液的組成成分中有些什么?以這樣的問題引導,能夠更好地滿足學生綜合學習發展的需要。教師應該在把握課程知識內容的基礎上,依據學生的認識和解決的范圍在最近發展區內的提問,一方面,能夠讓學生有話可說,讓學生感到問題具有一定的引導作用;另一方面,能夠讓學生在問題回答中集思廣益,滿足他們的發展需求。
通過豐富的問題引導,使學生的思維不斷拓展延伸,分析能力、判斷能力、解決問題的能力不斷提升。教師可要求學生發揮想象思維,對生物課程中的一些現象進行實踐探索,滿足他們的學習發展及創新需要。
正如以上所言,運用問題引導的方法來優化教學過程和方
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一、對觀察重要性的認識——培養學生觀察能力是中學生物教學的重要目標
科學的學習要從觀察入手,觀察是獲取知識的門戶,學生獲得知識的思維過程是:觀察直覺思維想象抽象思維本質揭示。實踐證明,如果一個學生具有較強的觀察能力,他就有更多的機會獲取知識,就更能從觀察對象上發現事物的本質特征。
觀察能力、實驗能力、自學能力和思維能力是生物學課程的四項主要能力目標,而觀察能力又是其它諸能力的基礎。培養觀察能力是中學生物教學中能力培養的主要內容,應貫穿于整個中學生物學教學的始終,尤其是初一階段。
觀察能力的重要性直接體現在生物學課程的編訂上。教材是對教學內容和培養目標的具體化,新編義務教育生物教材在內容和編排上保證了培養和發展觀察能力的需要,突出了觀察的地位。主要表現在:
1.新教材在減少內容、壓縮篇幅的情況下,增加了實驗內容。教材安排學生實驗38個、演示實驗18個、觀察4項,與舊教材相比,平均每課時增加0.46個實驗觀察內容。
2.采用先觀察后講解的編排順序。新教材以實驗觀察為主線,將學生實驗寫入正文中,改驗證性實驗為探索性實驗。要求學生盡量多看實物,關于形態方面的,教材一般寫入“看一看,想一想”欄目,關于生理方面的,教材一般寫入“演示實驗”欄目。每個欄目提出了具體的觀察要求和思考性問題。
3.圖文并茂,插圖數量增加、質量提高。凡是配上插圖能有助于加強理解的內容,都盡量配有插圖,連實驗操作過程也圖解化。有些插圖取代了文字的地位,使得許多知識須通過讀圖獲得。這樣,新教材的插圖數量大為增加,僅第一冊(上)就有300余幅之多。
二、觀察能力的培養須建立在對學生的深入研究的基礎之上
在教學三角關系中,學生是與教師、教材并列的一個“角”,是教學活動的主體。通過平時對初一、二年級學生的觀察分析,我們認為影響他們進行成功的生物學觀察的因素主要有:
1.觀察目的不明確和興趣指向偏差。觀察是有目的有計劃的知覺,如果不知道要觀察什么和通過觀察要得到什么,其觀察活動就有較大隨意性和盲目性,初中學生知覺的無意識性和情緒性仍較明顯,注意往往與興趣聯系在一起,容易被無關的內容所吸引。如有的學生在觀察自制洋蔥表皮細胞裝片時,把注意力主要放在擺弄鏡頭和觀察游移不定的氣泡上,在觀察永久裝片時也主要是欣賞染色標本的色彩。
2.觀察的精確性和敏銳性較差。生物學觀察是一種精細的觀察,如細胞的顯微結構甚至亞顯微結構、草履蟲活體的生理活動,需要觀察者要有較好的精確性和敏銳性。而且,有些實驗需要觀察者的精確和敏銳來彌補手段上的不足,如通過移動玻片標本和轉動目鏡來觀察判斷雜質是在玻片上還是目鏡上或物鏡上。而初一、二年級學生的這種能力普遍較差。
3.雙基和觀察方法上的障礙。基礎知識、基本技能和觀察方法是觀察能力形成和發展的基礎。觀察水綿和衣藻,學生必須具備細胞及其結構等有關知識,必須會使用顯微鏡,必須掌握“整體局部整體”的觀察方法。我們曾做過一次統計,在觀察洋蔥表皮細胞實驗中,42人有28人未觀察到液泡,其中16人是由于沒有控制好視野明暗度或微調不到位,5人屬于制片失誤,7人則由于未弄清植物細胞的基本結構。
4.觀察僅停留在知覺水平上,缺乏抽象性、概括性和思考性。觀察能力不是單一的知覺能力,而是一種多因素的智力結構,生物體和生命現象是復雜的,觀察中應調動各種分析器協同活動,在知覺的基礎上進行分析綜合。許多學生常常把觀察與思維割裂開來,不善于明辨主次是非。例如,觀察枝條上的葉痕,大部分同學僅停留在葉痕呈半月形及其內有許多微小斑痕這種感性水平,只有極少數同學通過思考發現這些斑痕呈規律性排列從而推出它們是輸導組織的端痕。
三、觀察能力的培養——以實驗觀察為主線組織教學,對學生進行多方位的訓練和培養
《探索生物的奧秘》不僅是新教材“緒論”的標題,更是全書乃至每一堂生物課的指導思想。教師應充分發揮新教材的優勢,以實驗觀察為中心統領整個生物學教學,將課內觀察與課外觀察結合起來,努力培養和發展學生的觀察能力。具體教學應注意以下幾方面:
1.提高學生對生物學觀察重要性的認識。避免空洞說教,應滲透在具體教學過程中。一是利用生物學史進行教育,如達爾文、李時珍、童弟周等成績顯赫的生物學家是如何重視觀察的,細胞、光合作用、青霉素、病毒等生物學發現又是如何通過實驗觀察產生的;二是利用名言警句進行教育,如將巴甫洛夫的“觀察、觀察、再觀察”用大幅標語貼在生物實驗室前壁上,將達爾文的“我既沒有突出的理解力,也沒有過人的機智,只是在對事物進行仔細觀察的能力上,我是超過一般人之上的”,讓學生抄錄在生物課本的扉頁上,可以起到潛移默化的作用。
2.以觀察為教學先導,并制定具體觀察要求,量化觀察結果。盡量采用探索式教學,先觀察實物或模型、圖解,再進行知識講解。幾乎每一課甚至每一個知識點都可以從觀察入手,例如《有機物的制造——光合作用》一課就是從對一個學生實驗和兩個演示實驗的觀察開始的,再如“氣孔”這一知識點也是從實驗觀察和對教材上彩圖七及插圖l-34的觀察開始的。在觀察前教師必須幫助學生明確觀察要求和觀察程序,并將觀察內容具體化和題目化。例如《用顯微鏡觀察植物細胞》實驗,教材僅籠統地提“觀察洋蔥表皮細胞和番茄果肉細胞”的要求,教師必須使之具體化:①觀察細胞壁、細胞質、細胞核、液泡并推測細胞膜的位置;②觀察細胞與細胞間的排列關系、細胞的形狀和大小;③比較洋蔥表皮細胞和番茄果肉細胞的異同。
3.培養學生隨時隨地勤觀察的習慣。留心處處皆學問,生物學尤為如此。一次動物園參觀或一次野外郊游,有的同學會從中學到不少生物學知識,有的同學則除了高興了一回再一無所獲。那么應如何培養觀察習慣呢?一是在課堂教學中要多聯系自然界和日常生活中的實際,以激起學生課后觀察的沖動與好奇心;二是直接組織學生進行課外觀察,如開展小課題研究、進行現場參觀教學;三是利用鄉土生物教材,讓學生認識和關心本地生物資源及其經濟、社會價值。
4.加強觀察方法的指導。生物學觀察中常用的觀察方法有:
(1)順序觀察:觀察玻片標本時,應先用肉眼看一下標本的位置、大小、形狀和顏色,有了大概印象后再放鏡下觀察。觀察時一般先整體后局部、先外后里,有的還應按對象本身的發展順序,如“根尖結構”須按“根尖”到“根毛區”的順序觀察。
(2)對比觀察:比較就是在觀察中區分客體,確定客體的異同,這是培養觀察的精確性和敏銳性的有效方法。如異中求同——通過“草履蟲”與“變形蟲”形態結構的比較觀察找出原生動物的基本特征;同中求異——觀察“葉表皮細胞”時又要能把表皮細胞與保衛細胞以及保衛細胞、細胞壁本身不同部位的厚度進行比較,發現差別。
(3)表述觀察:人的知覺形象通常是用詞語表示的,用形象化的語言來表述觀察對象,可以使學生在觀察中更好地對現象進行分析概括。一方面,教師用形象化的語言來指導學生觀察,另一方面,學生又應用清晰的語言來表述出自己的觀察過程和觀察結果。
(4)摹像指示觀察:對復雜的觀察對象和能力較差的學生,可以擴大需要觀察的特征,用模型、掛圖等摹像來幫助他們觀察,以更好地辨別細微特征和復雜的結構。例如觀察“草履蟲內部結構”時,可以用模型或掛圖作參照。這是因為初中生觀察的抽象性和概括性較差,需要直觀表象的支持。
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1(略)1.1(略)
1.2生態位要素生物生存離不開其所在的環境,構成環境的各種要素是環境因子,環境因子中對生物生長、發育、生殖、行為和分布有直接或間接影響的環境要素是生態因子,所有生態因子構成了生態環境。生態元是從基因到生物圈內任何一種具有一定生命力或生態學結構和功能的組織單元,是構成上一層次生態系統的基本組分。生態位理論普遍認為在生態空間中所有的生態元均具有相應的生態位,在生態因子的變化范圍內,能夠被生態元實際、潛在占據利用或適應的部分就是生態位。因此生態位主要由生態元與生態因子兩個要素構成。生態因子的變化范圍稱為基礎生態位,被生態元實際占據利用或適應的部分稱為實際生態位,潛在占據利用或適應的部分稱為潛在生態位,實際生態位與基礎生態位的接近度體現了生態位適宜度,常用生態位寬度測度表示[5]。
2城市建筑生態位
如上所述,生態位是一個既抽象又內涵豐富的生態學名詞。它不僅已經滲透到了現代生態學研究的諸多領域,成為了生態學中最重要的基礎理論研究內容之一,而且日益廣泛地應用于政治、經濟、農業、工業、教育、管理和城市建設等領域,并取得了積極的研究成果,促進了人類生態文明的發展,形成了強有力的理論分析和實踐工具[5]。在城市規劃、建筑設計領域也已開始探討這一概念的應用,栗德祥教授指出,世界上一切的事物,包括建筑領域都可以看作生態元。對于建筑與空間的研究就是挖掘生態因子因素,以合理應用現實的生態位,努力開拓潛在的生態位,使原來不被生態元適用和利用的部分轉變成現實的生態位[7]。張峽豐博士開展了城市建筑生態化的生態位評價研究,將超體積生態位與系統論結合,利用層次分析法(AHP)構建了以城市建筑生態化為目標的生態位寬度主觀評價體系,并對評價方法進行了初步探討[5]。
2.1城市建筑生態位的界定城市建筑雖然不是傳統定義上的生命體,但任何城市建筑都要經歷從材料的開采、加工運輸、規劃設計、建造、使用、維修、更新改造直到最后拆除、廢棄物處置的整個“生命周期”過程,表現出類似于生命體那樣的產生、生長、成熟和衰亡的過程。早在20世紀初,世界著名建筑大師賴特(FrankLioydWrignt)在談到有機建筑時曾稱之為“活”的建筑,意指“建筑與一切有機生命相類似,總是處在一個連續不斷的發展進化之中”。在日本,以丹下健三(KenzoTange)為代表的新陳代謝派的“生命系統”建筑觀同樣將生命過程的特點引入至建筑現象中,認為建筑與有機生命體一樣,處于不斷的生長變化的過程中[8]。建筑在其整個生命周期內始終與外界存在著物質與能量的交流,并對環境產生各種影響。建筑的這種類生命特征要求人們在進行建筑活動時,可以從生物學的觀點出發,視建筑為有機整體,研究其內外的物質、能量循環利用與再生機制,應用生態技術,解決以往城市建筑活動所帶來的環境污染、資源和能源短缺等問題。基于上述分析,借鑒生態學的生態位原理,可以將城市建筑生態位定義為:在建筑所處的城市自然與社會環境背景下,城市建筑生命體從所在的自然與社會環境中所能獲得的各種自然資源和社會資源的總合,包括各種資源的類型、數量及其在空間和時間上的分布,它反映了城市建筑生命體在環境中的性質、功能、地位和作用,也反映了城市建筑在其生命周期物質、能量、信息流動過程中所扮演的角色,是城市建筑生命體與其所處的城市自然與社會環境互動適應后的客觀狀態。城市建筑生態位概念的提出,有助于人們從可持續發展的角度研究城市建筑生命體在其所處的自然與社會環境中的作用和功能。城市建筑規劃設計研究便可視為在特定的自然與社會環境背景下,建立城市建筑生態元與自然和社會環境生態因子的適應關系,探討如何構建城市建筑生態位。
2.2城市建筑生態位的基本特征從以上分析可知,城市建筑生態位的概念源于生物物種的生態位概念,其實質是城市建筑給人類生存和活動所提供的生態位,是城市建筑生態元提供給人類的或者是可被人類所利用的各種生態因子和生態關系的集合。城市建筑生態位從一個側面反映了人類生存的狀況和訴求,與生物生態位相比具有以下基本特征。
2.2.1城市建筑生態位的多維性城市由建筑構成,城市建筑承載著人類生活,反映人類社會發展變化的要求,它是在特定自然與社會環境下的產物,其相關影響因素構成了復合的生態系統,城市建筑生態位體現出多維度、超體積的特征。由于人類具有自然與社會的雙重屬性,因此,作為人類居所的城市建筑,其生態位不僅可以反映出自然生物生態位的基本特點,而且還具有社會生態位的基本特征。它可以從自然與社會兩方面分解,在此基礎上還能夠進行進一步的細化。比如在自然維度方面可以從城市建筑所處的氣候條件、地形地貌、生物環境、物質資源等方面進行考察;在社會維度方面可以從政治、經濟、文化、技術等方面加以研究。因此,城市建筑生態位可以做出相應的解析:分解為城市建筑自然生態位和城市建筑社會生態位。依據構成社會的基本要素,城市建筑社會生態位還可分為建筑文化生態位、建筑經濟生態位和建筑技術生態位等多維度向量,這種多維性與城市建筑的各屬性密切相關,體現了人類城市建設活動的多樣性需要。
2.2.2城市建筑生態位的重疊與分離生態位重疊一般是指不同物種共有的生態位空間或生態位之間的重疊現象。當兩個或多個物種對資源位或資源狀態共同利用時,就會涉及到資源數量的分享、共存程度及競爭等問題[2]。生態位分離是指物種為了減少對資源的競爭而形成的在選擇生態位時存在某些差別的現象,是指兩個物種在資源序列上利用資源的分離程度。生態位分離是物種進化的基本動力,亦是生物多樣性變化、群落結構變化與演替的主要原因,是物種共存的充要條件[6]。在城市建筑自然生態位方面,由于人類活動空間范圍的不斷擴大,占據了原生物物種的生態位,造成自然生物生態位與城市建筑生態位重疊,人類的強勢作用必然對原自然生態系統造成一定程度的干擾和破壞。而且,人類的群居和對土地資源的高度利用也造成了各建筑生態位的相互重疊,重疊程度越高,可利用的環境資源越匱乏,對資源和能源的需求競爭就越激烈。無序的物質與能源使用狀況,必將帶來大氣水體污染、熱島效應、交通堵塞、垃圾圍城等一系列城市環境問題。因此,建筑的合理規劃與布局、城市規模的適當控制、城市中的綠地保護與生態系統修復、可持續的能源供給系統和物資循環利用等是促進各生態位分離,達到相互共生的基本要求。在城市建筑社會生態位方面,當今世界文化的全球化現象導致建筑文化生態位的重疊,城市建筑地域特征的喪失與國際樣式建筑風格的泛濫造成千城一面的消極化后果。因此,必須遵循生態位分離的原理,強調建筑的氣候與地域文化特征,傳承不同地域特有的建筑文化和人們的生活方式,豐富世界建筑文化寶庫,這對世界文化的多樣性和人類的可持續發展具有重要意義。
2.2.3城市建筑生態位的擴充與壓縮生態位擴充指的是由于生物單元無限增長的潛力所引起的態和勢的增加。生態位擴充是生態系統發展的本能屬性,生物的發生發展過程即是其生態位擴充的具體體現[9]。如果出現外來種群侵入并發生競爭,這種競爭會導致生境壓縮,而不會引起食物類型和所利用資源的改變,這種情況就稱為生態位壓縮[10]。人類生態位的擴充是指人類社會的發展狀態和對環境的影響或支配能力(即態和勢)相對于生物圈中其它生物種類的態和勢的提高[11]。城市建筑活動是人類社會最基本的活動之一,它不僅要侵占大片的土地,而且在其生命周期內將耗費大量的資源和能源,對人類的可持續發展造成重大影響。城市建筑生態位的擴充實質上是人類生態位擴充的表現形式之一,其擴充的結果一方面必然以消耗其它生物與環境資源為代價,帶來了人口、糧食、資源、能源、環境等問題,另一方面也促使人類要不斷提高其與自然相協調的能力[11]。人類在不斷擴充其自身生態位的同時,還應依靠科技進步、生態修復和資源有效利用等手段主動提高環境的生態承載力。因此,城市建筑生態位的擴充必須以提高環境資源利用率、改善生態環境和降低能耗等一系列有利于可持續發展的措施為前提,否則,城市建筑生態位就會受到壓縮,建筑可利用的各種資源逐步減少,同時生態位寬度變窄,從而導致建筑生命體的品質下降,直接影響人類的生存與發展。
2.3城市建筑生態位構建基于上述分析可知,生態位原理適用于普遍的生命現象,它不僅適用于生物界,同樣適用于人類及其相關活動。人類的城市建設要得以可持續發展,在城市建筑規劃設計階段就必須根據生態位原理,積極采取生態位策略,構建可持續城市建筑生態位,促進人與自然、人與社會的和諧發展。
2.3.1生態位構建理論概述所謂生態位構建是指有機體改變或修復其自身環境的過程[12],其實質是“有機體在其所處環境中的自然選擇”[13]。在自然界可變資源環境中,所有的有機體都具有修復它們生存環境的能力。有機體不僅是自然選擇的被動承受者,而且也是修復環境的主動工程師。有機體通過它們的新陳代謝、活動以及它們的選擇,能夠部分地創建和部分地毀壞自身的生態位。從深層意義上講,有機體能夠通過生態位構建活動,規律性地改變環境中的生物與非生物選擇源并且在進化中產生反饋信息[14]。Jones等的研究表明:有機體能夠修改它們的環境并且部分地控制其所在生態系統中的部分能量流和物質流[15]。有機體的這種修復作用對其能量流與物質流的控制、生態系統恢復力以及物種營養關系等有著深遠的影響[16]。生態位構建不僅反映在自然界動植物有機體的生存與進化過程中,而且適用于人類的自身活動,因為人類活動對自然及其自身的生態環境有著重要的影響和支配作用。
2.3.2城市建筑生態位構建策略城市建筑生態位構建是依據生態位構建理論,從生態學的角度研究城市建筑有機體的生態位構建過程,使城市建筑生態元與其相關的生態因子之間建立良性互動的發展態勢,修復因人類不合理的建筑活動所造成的對生態環境的破壞。可持續的城市建筑生態位構建是人類面對全球日益惡化的生存環境所采取的一種積極策略,是人類社會主動依靠自身的智慧構建可持續發展的城市人居生態環境的過程。基于人類的自然與社會的雙重屬性,城市建筑生態位的構建必須考慮建筑所處的城市自然條件與社會狀況等因素,從自然和社會兩方面構建城市建筑生態位。城市建筑生態位可以通過人為構建而不斷改善,保持城市建筑與自然、社會的相互和諧,促使城市建筑生態位朝著有利于改善人類生存環境的方向發展。如表1所示,城市建筑自然生態位構建可以從氣候、土地、水資源、建材、綠化以及廢棄物循環利用等方面采取有利于城市建筑與自然環境共生的生態位策略;城市建筑社會生態位可以從經濟、文化、技術等不同層面加以研究,構建可持續的社會生態位。
3日本東京中城(TokyoMidtown)規劃設計的生態位策略
綜上分析,可持續的城市建筑規劃設計過程,實質上是人類根據城市建筑所處的自然與社會環境,結合城市自身發展需求,實施生態位策略,構建城市建筑自然與社會生態位。具體地說,就是探討如何更加合理利用城市建筑的實際生態位和積極開拓城市建筑的潛在生態位,建立作為生態元的城市建筑與作為影響城市建筑存在狀況的各環節要素———生態因子之間的適應關系,提高城市建筑生態位的適宜度,優化城市建筑生命體的生境條件,提高城市發展的可持續性。2007年3月30日在日本東京六本木地區開業的東京中城是集旅館、文化設施(美術館)、商業、辦公、居住、醫院、公園等設施為一體的城市綜合體。如圖1所示[17],它是一座由約占40%的公園綠地與6座建筑單體構成的綜合性新型“都城”。該項目用地面積約102000m2,實際占地面積約78400m2,總建設面積約569000m2,由SOM、日建設計、安藤忠雄等世界著名設計機構和建筑師設計完成。東京中城建成以來,以其在各方面所表現出的優良業績,已成功地印證了該項目的開發是一項“城市再生”的典范,獲得了日本可持續建筑獎、MIPIMASIAAWARDS2007SPECIALJURYAWARD(最優秀獎)、2008ULIGlobalAwardforExcellence、2008ULIAwardsforExcellence:AsiaPacific等眾多優秀獎項[18]。為構建一個可持續發展的城市新形態。基于生態位及其構建原理,本項目的開發采取了以下生態位策略。
3.1構建自然生態位規劃設計策略為實現與自然共生、開放的城市街區建設目標,東京中城在綠化系統維護與補償、水資源高效循環利用、建筑節能以及日常使用管理等方面,采取了積極的生態位策略,具體措施如下:
3.1.1綠化系統維護與補償與首都東京城市中的其他建筑群不同,東京中城最大的特點在于擁有大片的綠地。約占建設用地面積40%的廣闊綠地與青山和赤坂地區的綠地相連,形成了綠色走廊(圖2)。該項目建設過程中,在最大限度地保留原基地樹木的同時,還結合屋頂建筑隔熱,增設了2300m2的屋頂綠化。大片綠地的形成不僅為生活在城市的人們帶來了休閑和避難的場所(圖3),而且對緩解城市熱島效應和維護城市的生態系統都具有重要的作用。如圖4所示,在2007年8月對東京中城進行空中熱成像拍攝時,結果表明:白天東京中城范圍內的表面平均溫度比的平均溫度低3℃,夜晚時大約低1℃[18]。
3.1.2水資源循環利用為實現城市水資源的循環有效利用,東京中城采用了雨水收集與污水處理再利用系統。擁有一個容量約4800m3的蓄水池和日處理量680m3的中水處理設施,用于基地內屋面、地面的雨水收集和生活污水的處理。2008年度約152000m3的生活污水得到處理再利用。如圖5所示[18],在景觀用水方面,導入光觸媒技術以凈化水質。此外,還廣泛采取了使用節水型設備、地面透水性鋪裝、透水性管溝等有利于水資源利用和改善城市生態環境的措施。
3.1.3建筑節能、低碳城市東京中城在能源使用方面,采取了各項節能措施。首先,如圖6所示,根據太陽在建筑各方位朝向日照強度及角度的不同,結合計算機遮陽效果能耗模擬,中城的塔樓建筑的東南、西南面采用了水平遮陽,東北和西北面采取了垂直遮陽。遮陽設施的有效設置,使該建筑辦公部分的熱負荷系數(PAL值)削減率約達16%。其次,采用了Low-e中空玻璃窗,有效減低了建筑的熱負荷。此外,還采用了太陽光智能感應的百葉遮陽系統,依據天候與太陽的高度角不同,自動調控百葉的開閉,一定程度上減低了室內的空調負荷。在照明節能方面,除了采用智能感應的高效節能燈外,如圖7所示,還在大型室內公共空間以及地下室積極引入自然光,以減低照明能耗。屋面上安裝的太陽能電池板,還能提供10KW的電量。在利用設備節能方面,采取了熱電聯產系統和水蓄熱系統以及NAS電池的應用,有效改善用電結構和負荷特性,通過利用深夜電力“削峰填谷”緩解用電高峰。據2008年統計,削減峰值電量達3700KW[18]。除上述節能措施外,在日常的使用與管理方面,東京中城實行了垃圾分類處理、回收利用制度。采取了物流統一高效管理運行模式,減少進出東京中城的車輛,緩解交通壓力。使用耐久產品,光觸媒凈化技術的應用,減少了化學藥劑的用量,以降低對環境的污染。據統計,通過實施上述節能減排措施,東京中城從2011年4月至2012年2月削減了約23%的CO2排放量[19]。
3.2構建社會生態位規劃設計策略依據生態位構建理論,城市建筑同樣是在社會選擇和社會生態位構建的共同作用下建立起來的。城市建筑的社會生態位構建可視為主動地適應和改善社會環境,通過城市建筑規劃設計的生態位策略,營造有利于增進人類社會文明進步的城市環境,促進人類社會的和諧發展。東京中城在建設與自然共生的可持續低碳生態城市的同時,在構建可持續的社會環境建設方面,采取了以下社會生態位規劃設計策略。
3.2.1構建多功能復合型街區、創造新價值項目主要開發商三井不動產公司,以融合各種城市功能、創造新價值為規劃設計理念,著手建設一個尊重歷史、與周邊社區協作、富于多樣性的人與社會和諧相處的新型城市開放街區。為此,東京中城通過對居住、工作、游樂、休閑等多重功能相互融合、相互刺激、相互補充,形成城市功能空間的集聚效應,從而創造城市的新價值。如前所述,東京中城由6棟建筑構成,匯集了各種各樣的商店、餐館、寫字間、飯店、高級租賃式公寓、美術館(三得利美術館)等設施。所有這些功能的復合集聚為城市街區集結人氣,同時也帶來了巨大的經濟和社會效益。據媒體報道,僅開張的第一年,到訪東京中城的人數超出了當初的預計,高達到3500萬人次以上。
3.2.2以人為本,培育街區文化,構建多樣化生活空間東京中城處處體現以人為本的規劃設計理念,健全的設施和周到的服務,使每位來訪者都有賓至如歸的感覺。東京中城在打造新的經濟商業圈的同時,還極力營造新的文化生活空間,注重商業與文化結合,培育新的城市街區文化。在東京中城的功能結構中,藝術設計機構占據相當的比例,其中包括三得利美術館、21_21DESIGNSIGHT、東京中城設計中心、富士Xerox藝術空間等,都是享譽全球的藝術機構,由此東京中城被譽為“日本設計的發源地”。文化設施的引入使東京中城在現代商業氛圍中具有獨特的藝術氣質,近一步提升了其文化的內涵。利用街區中的各類設施,構建多樣化生活空間,每年在此舉辦各種社區文化活動,街區的文化生活因此變得更加豐富多彩,有效地增強了人與人、人與社會的和諧關系,促進了城市的可持續發展(見圖8、9)[18]。
篇10
關鍵詞:審美體驗;城市;景觀設計;創新理念
中圖分類號: P901 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著我國社會經濟的快速發展,城市化進程的加快,城市景觀也越來越受到人們的關注和重視。不管是宏大城市廣場到社區的花園建設,還是戶外廣告到城市的核心地標建筑,或者城市標志性建筑到城市大街小巷的一些微觀街景等,這些各式各樣的景觀均遍布于我們的周圍,時刻充實著人們的視野,在當今社會發展過程中,景觀已經逐漸成為了一種無處不在的現象,這些景觀不僅滋潤著人類的感官,同時還提升著人類、的情操和豐富其生活。人們認識城市景觀的一個最佳方式就是置身于其中,在一條街道、一所公園乃至一個城市,其空間和實體均承載了其自身的過去歷史、當今的現實以及未來的理想等,當人們在接觸過程中,根據其生活的切實感受以及真實情感來體驗它,以此產生一種共鳴。
一、城市景觀的皈依—審美體驗
人與所生活的城市之間的對話隨時都在進行,正是由于這種聯系,構成了大量生活體驗以及蘊含這種生活的城市景觀,著名設計師拉波波特曾說過,人們對于環境,首先是情感和整體的反映,接著才是以一種特定的詞語來分析與評估它們,人們若喜歡這種設計,是因為其蘊含了某種意義,和人們的情感產生了一種共鳴。由此可見,城市景觀不是脫離功能或者現實生活若存在的一種東西,也不是功能的一個附加物。認識城市景觀的一個最有效的途徑就是體驗,體驗不僅可以把城市功能、社會生活和空間形式等進行高度綜合,同時還能把人從思維理性深度中帶出來,以此進入到一個情感的維度。
體驗其實就是指在城市景觀的空間里和其生命活動密切聯系的一種審美經歷,其存在著兩個方面的含義,一種為直接性,即在一切解釋、傳達或者處理發生之前,為解釋提供相應的依據,為其的構成提供相應的材料。另外一種是從直接性中所獲得一些收獲,從直接性所保留下來的一些結果。總而言之,就其審美活動來講,體驗不僅是原因,同時也是結果;不僅是出發點,同時也是終結點;不僅是認識論,同時也是本體論。其最基本特征就是與直覺相似的一種直接性,它不僅要求意識直接和對象同一,同時還摒棄了一些外在的東西,這種體驗是自為存在、被分離和脫離概念關系的一種現象。
日本著名建筑師安藤忠雄在其設計作品中經常表現出的一種美學特征就是體驗,尤其是其設計的水之教堂,不僅可以看作是一個景觀建筑,同時也可以看作是環境的延續。在該建筑中,一面通透玻璃墻和其對面人造湖相對,且巨型的十字架立于湖水的中間,其背景為森林與山,和十字架一同掩映在湖水的中間,十字架和自然景觀的景象隨著四季不斷變幻著,煥發出了一種不平凡的魅力,而在這種魅力中由體驗所生成的意義則為人和自然的和諧。
二、基于審美體驗的景觀設計新觀念——隱喻和移情
在西方的傳統哲學中,隱喻通常是指利用形象性語言來說明其哲學思想。而在文藝理論中,隱喻則被定義為比喻中的一種,是指用一個詞或者一個短語指出一種常見的物體或者概念來代替另外一種,以此暗示其之間存在的相似之處。在城市景觀設計的體驗中,其隱喻就是指審美的人經過和城市自身或者城市藝術形象的互動而表現出來的一種認知關系或者其精神、情感態度與心理的一個共鳴等,而這也正好體現了城市景觀設計的目的,即城市景觀的隱喻意義。
移情這一概念主要誕生于19世紀的后期,其主要代表者為利普斯,在利普斯眼中,審美移情主要有三個方面的特征;第一,審美對象不是和主體相對立的一種事物或者實體,而是受到主體灌注的一種生命現象;第二,審美的主體不是日常所謂的“實用自我”,而是一種“觀照自我”;第三,主體與對象之前互相滲透。簡而言之,移情就是將人的情感投影到外部所存在的事物身上,就圖形心理學而言,移情和生命感間有著非常復雜的關系,這種關系能夠激發出移情的潛能,是見景生情或者以物詠志的一種具體表現方式。
在城市景觀設計中,所存在的的隱喻和移情,實際上就是兩種不同的設計觀念與思維觀念,移情主要是利用形象思維或者詩性思維,其側重的是表意,符合景觀表達意境的需求;而隱喻則主要是利用邏輯思維或者抽象思維,其側重的是表義。移情注重偏向于情的一種情感活動,而隱喻則是注重于理的一種邏輯活動。城市景觀作為體驗的對象,在景觀的審美移情作用下,所反映的不是一種理念,而是一種真實的生活、實際的經驗或者實際的感受,通俗一點地講就是活在對象中,由審美的人來親身體驗其自身和對象之間的協調和睦,而這也要求環境與人之間的關系必須要和諧以及默契,從以往的對立關系變為一種你中有我或者我中有你的同一關系。
隨著城市的快速發展,在城市景觀設計中,隱喻實踐使用的例子特別多,比如前蘇聯的廣場和紀念牌,其主體大多都是隱喻偉大的勝利以及充滿豪情的人民。隱喻主要來源于理性思維和語言的本性,它所呈現給人的感受只能是一種被動的解讀,在充滿著大量隱喻的城市景觀中,審美的人最終所獲得只是一種被動的閱讀與設計者的思想,但是在事實上其自身的情感權利以及自主思維就被剝奪了。在這些著重強調隱喻的城市景觀中,通常設計師一般是把標志性的景觀模擬來作為其象征性符號,著重強調的是該符號的意義;或者將景觀看作為交流信息的一個平臺,注重強調的是其表意功能,而這種方式很容易使城市景觀被強加一種意義,不能真正發揮出景觀設計的交流潛能,導致城市活動失去了其原有的意義。因此筆者認為基于審美體驗上的城市景觀設計應該以移情作為主導,通過移情來反映人和物之間的統一存在,將景觀自身美的內涵激發出來。在城市景觀表現模式中,移情不僅體現了人類思維的一種穿透力,同時也體現了人類把自身的生命活動融入到景觀中,深層次地透視其人生或者對自我的一個超越,便于城市景觀自身真正價值的實現。
結束語
綜上所述,隨著社會經濟的不斷發展,人們對于城市景觀也越來越關注和重視,本文就基于審美體驗,提出了城市景觀設計的一些新觀念,即隱喻和移情,并從隱喻向移情發展。在城市發展過程中,城市已經不再是一種功能、綠化、結構以及交通的簡單疊加物,在審美體驗的基礎上,城市景觀的設計目的不再只是塑造和提高城市物質空間和環境,而是在于充實和完善其精神世界,促使其城市景觀不僅是物質的、具體的、思維的,同時也是精神的、抽象的、詩意的,使其和人的體驗、想象、直覺并行,成為人們共居的一個理想家園。
參考文獻:
[1] 楊潔,張建國.溯源情趣感知再造靈動場所——城市環境景觀重構策略[J].中國農學通報,2011,27(6):223-226.