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【关键词】 幼儿 生态环境 环境 幼儿教育 大自然
【中图分类号】G612 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)17-0008-01
幼儿生态环境教育应使幼儿在自然、社会、心理三个方面达到和谐统一。在知识方面,使幼儿初步了解生态环境中的各种因素及其相互制约性,自然,人与社会三者的平衡性,人类生存对环境的依赖性;了解人口、资源、能源和污染等问题,培养幼儿初步的环保意识,能关注环境问题。在态度方面,让幼儿学会正确处理人际关系,具有自信品质,对同伴热情友好,与父母相处融合,激发幼儿对周围环境的兴趣。萌发幼儿尊重自然的美好情感,使幼儿形成爱护生活环境的良好意愿和行为习惯。
乌申斯基说过这样一句话:“大自然是教育的最强有利的手段之一,不采取这种手段,即使是最细心的教育,也是枯燥无味的、片面而不能引人入胜的。”
深刻的理解这句话,是在去年春季,我带幼儿去春游,经过一片绿油油的麦田时,好几个幼儿大声喊道:“看,这么多的韭菜”。我立即对他们解释说: “这不是韭菜,这是农民伯伯种的麦苗,麦苗长大后就出产出小麦,我们吃的馒头就是麦子磨成面做出来的。”并详细介绍了麦苗与韭菜的区别。听完介绍,幼儿若有所悟,这一天,幼儿玩的特别高兴,大家认识了许许多多过去不认识或只从书本上认识的花草树木。回来后,我感触很多,不可置否社会的发展和科技的进步为人们的生活增添了更多的现代色彩,尤其是生长在城市的人们,从幼儿时代就认识了高楼大厦,电动汽车、电脑、游戏机,而由于环境封闭对自然界尤其是田野乡村中的万物了解的就少了,相对而言生长在农村的幼儿虽然对现代化了解的少一些,但对人们赖以生存的大自然中的动植物、田野风光、山川河流认识的直观一些,懂得就多;因此对幼儿尤其是城市的孩子们身临大自然中接受教育和启蒙有着重要和不可替代的作用。
自然环境对幼儿的神经系统有着镇静作用,著名文学家高尔基曾说过“森林往往能引起我内心的平静与愉快的情感,于是我的一切愁闷都会在这种情感中消失,使我忘掉一切不愉快的事情。”自然环境中的山山水水都是幼儿进行体育锻炼的良好条件。幼儿成天在室内身体得不到锻炼,只有在户外活动,呼吸新鲜空气,爬爬山,做做运动,才能使身体得到健康发展。大家都有一种感觉,身居闹市的成人,天天三点一线,周而复始,身体也会疲劳,身心也会烦躁。现代城市人提出了“回归大自然”,特别是双休日、节假日,一家人奔向乡村田野领略无限风光,身心压力得到充分释放,不言而愉。所以现代幼儿教育中,教师要充分利用自然环境带领幼儿去观察、散步、游戏、劳动,既满足了幼儿的多种需要,又使幼儿的身体得到了健康发展。
二、自然环境对幼儿智力教育的作用
大自然是幼儿最初获取知识的丰富源泉,自然环境中的万事万物直观具体,使幼儿在接触中懂得了这是什么,那是什么,在我读中学的时候,夏天放暑假我随父亲回到阔别多年的老家,老家的弟妹们陪我游大海,逛田野,面对形形的花草、海货,我只能从记忆中搜寻书本上学过的名称,而老家的弟妹们却如数家珍给我介绍这是车前草,那是蒺藜,马齿苋可以入药是治疗痢疾的好药材,讲的这一些使我很感兴趣,大大增加了我对小我许多的弟妹们的敬佩。幼儿园之父福禄培尔幼年丧母,性格内向,以与植物打交道求得安慰,当他发现一棵植物的种子藏在一个整齐的六角形的囊里时,欣喜异常,由此萌发了研究大自然里的数和形的求知欲望,今天我们引导孩子们观察植物、动物,探索大自然的奥秘,就如同播下一粒种子,将来一定会有收获的。因此,在教育过程中,要充分利用室内自然角和走向大自然的室外教育功能,一年四季应多带幼儿走出去,提高幼儿的认识辨别能力,锻炼幼儿感知觉,发展幼儿思维。自然环境中的事物都是千丝万缕相互联系的,当幼儿通过第一步的观察进入第二步了解其内在关系时幼儿的思维也就得到了发展。
三、自然环境对幼儿进行德育的作用
一个人最不容易忘记的是童年时代的美好时光,最不容易忘记的是故乡的山水风光,著名地质学家李四光拒绝国外优厚的报酬和物质条件,克服了重重困难,毅然回到了依然贫困落后的祖国,献身于祖国的地质事业,也正是由于他没有忘记童年时代生活过的故土,忘不了生他养他的故乡,忘不了儿时曾经游泳过的小河和放过牛的山川。这种对故乡的爱,也正是源于童年时代对大自然的一些愉快的体验和留恋因而产生深深记忆。
另外,幼儿在大自然的活动中,需要有一定的毅力,不怕吃苦,还需要同伴间的相互团结与合作,培养合作精神与相互帮助对德育发展有积极作用。因此自然环境对幼儿的教育不仅能够使其获得更高的知识,重要的是使幼儿产生情绪体验,触动幼儿的情感世界,为幼儿道德观念的形成奠定基础,使幼儿形成良好的品德。
四、自然环境对幼儿进行美育教育的作用
关键词:圣境;传统文化;生态环境保护;生物多样性
中图分类号:X321 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)05-0104-03
1 概述
生物多样性保护是国际社会十分关注的全球问题之一。各国政府和民间组织正在积极采取行动,以寻求人类社会与自然环境的协调发展。一方面,我们需要保护地球上的各种自然资源和生物多样性,因为它们为我们的生存提供了必要的资源;但是另一方面,我们还需要养活日益增长的世界人口。这是我们面临的重大挑战之一。保护并利用地球上的生物资源并不完全是生物学上的问题,它涉及到方方面面,包括经济学、政治学、社会学、心理学和宗教学等众多学科。以往的管理模式通常以生产力为衡量指标,但是这个指标现今已不再适用,因为现在的社会强调的是自然资源与社会和文化相适应。在这种状况下,生态学、民族植物学以及民族生态学等学科的观点、理论和方法在保护生态环境、解决生物多样性危机、满足人类持续利用生物资源方面起到的积极作用越来越受到国内外社会科学家和自然科学家的高度重视和关注,同时已被写入1992年6月在巴西召开的“联合国环境与发展大会”上所签署的《21世纪议程》。世界上的许多地区具有多元化的文化,而这些地区往往同时具有多姿多彩的生物多样性。许多专家指出,在保护生物多样性以及管理和利用生物多样性方面,土著居民的贡献是不可低估的。
以土著居民掌握的传统知识为基础而建立起来的民族植物学以及民族生态学,一方面为研究民族传统知识、自然资源和生物多样性保护提供了理论和方法,另一方面对当地民族文化的保护、传承、利用等都具有较为深远的影响。生物多样性与人类的文化密切相关。文化可以看作是人们的一种生活方式。人类生活在自然界中,物质生活完全依赖于自然资源;同样,精神生活也离不开生态环境,因为美丽的生态环境能够陶冶人的情操,有利于人的身体健康。所以,人与自然生态环境密不可分。自然保护区是近现代才建立起来的。但是,在长期的生活和生产实践中,世界上的各族人民早已建立起了许许多多、各式各样的民间自然保护体系。所谓的“自然圣境”(sacred natural sites)就是这样的民间自然保护体系中的一类。简单来说,“自然圣境”(sacred natural sites)就是一片自然地域,它们被土著居民赋予了精神意义和信仰文化内涵;自然圣境把自然环境与人类的文化与信仰联系在一起,为自然环境赋予了独特的文化意义。圣境是被当地居民保护起来的大片原始地域,具有很丰富的生物多样性;同时,在当地的文化和及禁忌中,这些地域往往是保护村民免受灾祸的神灵的住所。通常,每一个圣境都有作为其组成部分必需的神话及传说。从生物多样性、文化、宗教及民族传统等方面来说,圣境将现今与过去不可分割地联系在了一起。圣境在全球各地都有广泛分布,并往往由当地居民赋予了不同的名字。在生物多样性保护方面,圣境起到了非常重要的作用。一些在外界森林中易危的植物及动物种类在部分圣境中得到保护并存活下来,特别是一些罕见的药用植物在圣境中存量很丰富。此外,珍稀、濒危以及特有的物种往往集中在圣境中。神圣的和禁忌在促进当地居民保护植物及动物区系以及可持续利用这些资源方面起到了重要的作用。
2 圣境的分布
目前已报道的具有圣境分布的有亚洲、非洲、欧洲、澳洲及美国的许多地区。侯赛因报告了孟加拉国的具有丰富植被的多个圣境。
而在中国,一般情况下,每个少数民族村落附近都有公共的神山、神林等。据报道,我国云南省的众多少数民族(例如傣族、独龙族、纳西族、彝族、苗族、布朗族、哈尼族、拉祜族等)均有与“圣境”相关的传统。他们通常会将山寨周围的一些山和树林等视为禁地,同时规定要进行定期的崇拜,并制定了很多具体的禁忌措施,因为他们认为这些地方是神灵、鬼怪或者是本民族祖先们的亡灵所栖息的地方。禁忌措施一般包括禁止翻动石头、禁止开荒种地、禁止砍伐以及禁止放牧和禁止污染水源等措施。另外,在某些规定的时间内要对这些“圣境”进行祭祀,目的是加强当地居民对这些区域的重视。研究中发现,每一个村落中往往同时拥有若干个自然圣境,而且这些区域占据的总面积也比较大。著名的如西双版纳地区的勐宋哈尼村寨,当地的“圣境”包括多种类型,例如“地母”居住的树林被称为“地母圣境”,坟山林被称为“老蹦”,分隔人界和鬼神界的树林被称为“普仓”。楚雄地区的彝族村落拥有龙树林、风水林和山神林三种圣境。除此之外,在云南的某一些地方还存在着一种比较特殊的圣境,这些圣境反映的是当地居民对政治力量的崇拜,例如宁蒗摩梭村寨的土官林,还有西双版纳哈尼地区的sangpabawa。
3 圣境的重要性
圣境在生物多样性保护方面的重要性已得到公认。Gadgil和Vartak等在印度中部的马哈拉施特拉邦的Koloba区丛林中发现了藤本植物Entada phaseoloides仅有的一份标本。Gadgil和Chandran等在喀拉拉邦的圣境中发现一豆科藤本的新种Kunstleria keralensis,并观察到紫檀(Dipterocarpus indicus)仅限在北高止山脉的几个圣境中有分布。邹莉等2005年对云南省迪庆藏族自治州境内香格里拉大峡谷的藏族地区的神山进行了初步的调查和分析,他们同时对处于不同保护状态下的高山松群落和云南黄果冷杉群落进行了比较,最后发现,在面积相同的样地内,非神山植物群落的群落盖度和物种数量要明显地低于神山植物群落。研究者又结合入户调查所得到的资料,分析发现香格里拉大峡谷内广泛存在的藏族神山实际上组成了一个很有效地乡土保护体系,它们不仅保护了当地的生态环境和生物多样性,也为当地居民提供了丰富多彩的产品,从而在不经意间实现了多种生态功能。杨红等以永宁-泸沽湖地区摩梭人自然圣境中的山林自然圣境为研究对象,也得到类似的结论,即在生态环境遭受破坏的情况下,在传统信仰文化的维系下,人们建立了山林自然圣境,从而保留住了比较完整的自然垂直带谱。与相同植被类型对照样地相比较,圣境具有更高的生物多样性。在植物群落物种组成上更接近于原始林地。定量分析的结果还表明,圣境对植被的保护作用是比较显著的,而且这种保护作用具有明显的垂直上升效应,即海拔越高,保护作用则越明显。圣境不仅保护了大量的生物类群,同时也为生态系统的恢复提供了可能性;另外,形状与大小差异很大的圣境以“斑块”的形式存在于农业生态系统和农业生态景观中,对维持整个农业景观和农业生态系统的稳定起到了重要作用。此外,这些圣境还能够保护水源地、防止水土流失、净化空气,为动植物和微生物提供了必要的生存环境。研究者还发现,在大多数的农村地区,生物多样性和生态环境的保护在很大程度上就是依赖于对这些“圣境”的维护和管理。这些圣境及其周边区域保留了丰富的生物类群和物种,并且增加了景观结构的多样性,最终维持和增加了该地区的生物多样性水平。
4 结语
综上所述,“圣境”其实可以看作是一类比较特殊的生态系统。与其他生态系统一样,它也与外界保持着紧密的联系,包括物质、能量和信息的交流,只不过它是通过各种崇拜仪式、不同的文化信仰以及有关的经济和生态过程来实现的。“圣境”是自然与文化之间的一种特殊结合。与其他类型的生态系统相比,“圣境”具有一些复杂的特征,如种类的多样性、文化背景的多元性与复杂性,同时其在管理方式和文化内涵上具有自身的特殊性。生物多样性保护有多种目标,不过最终的目的是要实现资源的可持续利用。但是,如何协调生物资源利用与保护之间的矛盾和冲突是一项艰巨的任务。通过对“圣境”的研究,我们发现土著居民在对“圣境”区域保护的同时,也对其中的资源进行利用,并通过乡规民俗和个人信仰来协调保护与利用的关系。这样的情况下,当地居民在保护“圣境”的过程中也能够通过获取一定的资源而从中获得利益,这就激发了土著居民参与保护“圣境”的积极性,为保护打下了基础。一方面现代自然保护区的管理可以从“圣境”保护中吸取经验,但是另一方面,我们也必须注意,这种保护行为还比较朴素,只停留在感性的和直观的层面,缺乏系统的认识以及科学的方法,这样就不利于更好地进行自然资源管理和保护,而且这一问题还比较普遍。我国拥有丰富的自然资源和多民族文化,这使得我们可以对民族传统文化多加利用,利用这些文化来保护生物多样性和保护生态环境。不过,由于传统文化自身具有一定的狭隘性,这就在很大程度上限制了其功能的发挥。与此同时,随着信息时代的到来,外来文化不断冲击着我们的本土文化,许多重要的传统知识开始丢失,土著居民的自然观和价值观也正在悄悄发生改变。
随着经济建设和乡村开发,土著居民聚居区自然资源的保护与经济建设发展也产生了较大的冲突。因此,如何合理地保护、传承并利用传统知识,如何有效地延续传统文化,如何有效地协调民族地区发展与保护之间的矛盾,是一项艰巨而重要的任务。在保护、传承、弘扬和利用传统知识与传统文化的同时,要加强对它们的科学引导。最后,在大家共同的努力下,促使当地的传统知识和传统文化与现代科技知识相结合,相得益彰,共同促进生态环境和生物多样性的保护,并使当地居民从中获得收益。
参考文献
[1] Wilson E O,Francis M P,Biodiversity[M].Washington D.C.:National Academy Press,1988.
[2] Cooper J E.Wild Species for Sustainable Food Production[J].Biodiver Conser,1995,4:215-219.
[3] Scott J M,et al.Socioeconomics and The Recovery of Endangered Species:Biological Assessment in A Political World[J].Conser Biol,1994:214-217.
【关键词】农村;自然环境;教育资源
虽地处乡镇中心幼儿园,但每年我们组织幼儿去春游。经过那绿油油的麦田时,孩子们会大声喊道:“看,这草长得好好呀”。我立即解释说:“这不是草,是麦苗,麦苗长大后就出产出小麦,我们吃的馒头就是麦子磨成面做出来的。”并详细介绍了麦苗与草的区别。听完介绍,幼儿若有所悟。等会儿看到韭菜了,孩子们又说:哇,这是麦苗。一上午下来,在孩子们的惊呼、疑问,和老师的讲解中,大家认识了许许多多过去不认识或只从书本上认识的花草树木,幼儿玩得特别高兴。
不可置否社会的发展进步为人们的生活增添了现代色彩,孩子们很小就认识了高楼大厦,电动汽车、电脑、游戏机,而现如今第二代独生子女的特殊身份也让他们对自然界尤其是田野乡村中的万物的生疏,对赖以生存的大自然中的动植物、田野风光、山川河流的认识较少了。因此让孩子们身临大自然中接受教育有着重要和不可替代的作用。
一、自然环境对幼儿体育教育的作用
1.让心静下来
著名文学家高尔基曾说过“森林往往能引起我内心的平静与愉快的情感,于是我的一切愁闷都会在这种情感中消失,使我忘掉一切不愉快的事情。”可见自然环境对幼儿的神经系统有着镇静作用,自然环境中的山山水水都是幼儿进行体育锻炼的良好条件。幼儿成天在室内身体得不到锻炼,只有在户外活动,呼吸新鲜空气,做做运动,才能使身体得到健康发展。
2.释放压力,缓解情绪
大家都有一种感觉,身居闹市的成人,天天三点一线,周而复始,身体疲劳,身心烦躁。因此城市里的小区在增加绿化面积,模拟自然环境去建设,努力“回归大自然”。而在双休日、节假日,一家人奔向乡村田野领略无限风光,身心压力得到充分释放,不言而喻。
3.园内可进行的体育教育
我们农村幼儿教育中,教师更应充分利用自然环境带领幼儿去观察、散步、游戏、劳动,既满足了幼儿的多种需要,又使幼儿的身体得到了健康发展。如:
(1)直接利用自然物开展体育锻炼。
玩沙、石、水、泥土等自然物,幼儿可获得丰富的感性经验。幼儿通过触摸、混合、叠加、等活动,即可认识物体的属性,又可锻炼双手的灵巧性。
(2)巧用废物,制作小型体育活动器材进行锻炼
我们在充分发挥自然环境优势的同时,还发动教师、家长、幼儿巧用废物,变废为宝,制作成丰富的活动器材。现介绍几种。
①响球。用硬塑料包装带编成立体六边形小笼子,装进瓶盖。
②摇铃。在蚌壳里装上石子。
③高跷。用竹、木等制作。
④小推车。用竹节、木板制作。
二、自然环境对幼儿智力教育的作用
1.最直观的教具
大自然是幼儿最初获取知识的丰富源泉,自然环境中的万事万物直观具体,使幼儿在接触中懂得这是什么,那是什么。幼儿园之父福禄培尔幼年丧母,性格内向,以与植物打交道求得安慰,当他发现一棵植物的种子藏在一个整齐的六角形的囊里时,欣喜异常,由此萌发了研究大自然里的数和形的求知欲望。因此,在教育过程中,要充分利用自然角和大自然的教育功能,多带幼儿走出去,提高幼儿的认识辨别能力,锻炼幼儿感知觉,发展幼儿思维。
小时候一位上海哥哥来我们老家玩,我们陪他到河里游泳,逛田野,如数家珍的给他介绍车前草,蒺藜,马齿苋。告诉这些可以入药是治疗痢疾的好药材。面对形形的花草、农作物,那位哥哥大大增加了对小许多的弟妹们的敬佩。
2.增强动手操作能力,促进思维的发展
我们引导孩子们观察动植物,探索大自然的奥秘,就如同播下一粒种子,将来定会有收获的。自然环境中的事物都是千丝万缕相互联系的,当幼儿通过第一步的观察进入第二步了解其内在关系时幼儿的思维也就得到了发展。
三、自然环境对幼儿进行德育的作用
1.培养热爱家乡的情感
一个人最不容易忘记的是童年的美好时光,是故乡的山水。著名地质学家李四光拒绝国外优厚的报酬,克服了重重困难,毅然回到贫困落后的祖国,献身于地质事业,也正是由于他没有忘记故土,忘不了生养的故乡,忘不了儿时的小河和放过牛的山川。这种对故乡的爱,也正是源于童年时代对大自然的愉快的体验和留恋因而产生深深记忆。
2.培养热爱劳动人民的情感
例如结合家乡特产多的特点,开展教学活动。家乡的人民用智慧和双手创造许多特产、名产。常州特产萝卜干,麻糕。带领孩子种萝卜,拔萝卜,晒萝卜,腌萝卜等多道复杂工序,使幼儿也真正地理解了 “粒粒皆辛苦”的真正含义,拉近他们与劳动人民的感情。
3.锻炼吃苦耐劳的合作精神
幼儿在大自然的活动中,需要有一定的毅力,不怕吃苦,还需要同伴间的相互团结与合作,对德育发展有积极作用。因此自然环境对幼儿的教育不仅使其获得更高的知识,重要的是使幼儿产生情绪体验,触动情感世界,为幼儿道德观念的形成奠定基础,使幼儿形成良好的品德。
四、自然环境对幼儿进行美育教育的作用
1.欣赏自然美
现代人常说自然美,意即未加任何修饰雕刻的美。而这一点恰恰是自然环境中所具备的。自然环境中的色彩、声响、形态、芳香,都是实实在在的,如蔚蓝的天空,变化的云彩,青青的绿草,鲜艳的花朵,丰硕的果园,茁壮的庄稼,壮丽的山河以及鸟儿的歌唱等等,这一些都对幼儿产生巨大的感染力,使幼儿感受都什么是美,使情操得到陶冶,审美能力得到培养。乌申斯基曾把“芳香的田野”以及“玫瑰色的春天和堇色的秋天”称为“教育家”也正是基于这样的道理。
2.动手再创造美
田野里用来做美工的材料可谓种类繁多、丰富多彩,如:玉米缨、小麦杆、狗尾草、树叶、石子、等都是取之不尽、用之不竭的手工材料。例如:用高粱杆制作的眼镜、地瓜叶柄制作的耳坠、手链;麦杆编制的戒指、烟袋;狗尾草编成的小兔、小狗。这一切无不蕴涵着幼儿的想象力、创造力和动手操作能力,孩子们的绘画活动都可以在这些废品中得到体现,幼儿在操作中学会了剪、团、粘、等技能,锻炼了手指的灵活性,提高了观察力、创造力和表现力,培养了审美情趣。
幼儿是在与环境的交互作用中得到发展的,自然环境对幼儿进行全面发展的作用是巨大的,应当说离开自然环境,幼儿教育的内容就会无味而枯竭,就会变成照本宣科,失去了生动性和教育意义。《幼儿园工作规程》中提出,要“创设与教育想适应的良好环境”,我认为其中也包括自然环境。我们在安排教育活动时,要因地制宜,因时制宜,充分发挥大自然对幼儿的教育作用。
参考文献:
1.1混凝土内温度响应谱对于非稳态物质导热过程可用Fourier导热方程表示[16-17],如式(1)所示。若热扩散系数受温度等因素影响较小(可将其视为常数),则相应的导热方程可用式(2)表示。假定混凝土表面温度(自然环境温度)为一个已知周期为2π/ω的时间函数θ(t),设θ(x,t)代表在时刻t时混凝土内深度x处的温度。对其展开为傅里叶级数的复数形式。对比不同阶次谐波的幅值和相位角可以发现,随着谐波阶次n越大,幅值递减越快,相位滞后越大。表明随着深度增加和谐波阶次增大,内部对外部影响的响应不敏感。故在稳定导热情况下,可仅考虑一次谐波表征形式,即式(10)和式(15)。以下讨论中如无特别说明,自然环境温度和一维混凝土内温度响应变化方程均为该两式。
1.2混凝土内温度响应谱幅值衰减、相位滞后和传播速度对比自然环境温度和混凝土内温度响应变化表达式可知,对于一维混凝土内温度响应的幅值衰减和滞后相位可以表示为分析式(18)和式(19)可知,混凝土内温度响应幅值衰减与深度x成指数关系,相位(时间)滞后与深度x成线性关系。此外,两者均与介质的热扩散系数和温度荷载的循环周期密切相关。当滞后时间为一个波动周期T时,相应的传热深度x即为温度波的波长λ,则波速v可以表示。
1.3混凝土热扩散系数分析一维混凝土内温度响应模型的幅值衰减和相位(时间)滞后可知,当混凝土的热扩散系数α(导温系数)未知情况下,可通过测定混凝土内不同深度处温度幅值或相位滞后大小来求解α值,相应方法称为幅值法和相位法,这为获得不同含水率、空隙率和深度等的混凝土热扩散系数提供了新途径。此外,这亦可作为校正或验证人工室内模拟试验中混凝土响应模型所用式(23)即为幅值法和相位法求解混凝土热扩散系数表达式。经过分析可知,若通过测定自然环境温度作用下混凝土内不同深度处温度响应参数,将获取的温度响应幅值之比的自然对数和相位对深度作图,通过获取拟合曲线斜率,即可求得相应的热扩散系数。事实上,若条件不够充分时,可利用测定混凝土内同一深度处的不同时刻温度值间接求解热扩散系数,这对于求解不同深度处因含水率、空隙率和微观结构差别较大而导致热扩散系数明显不同的情况极为有利,其相应的公式可称为时差法。
1.4混凝土的温度变化率和温度梯度式(10)和式(15)分别对时间t求导,可得自然环境和混凝土内的温度变化率方程,如式(25)和式(26)所示;式(15)对混凝土内深度x求导,可得温度梯度,如式(27)所示。表示随深度增加,温度梯度逐步降低。但不论在何深度处,温度梯度较温度的相位提前π/4,而温度变化率则较温度相位提前π/2,反映在时间上,即提前T/8和T/4。
1.5混凝土与空气间的表面换热系数及其空气边界层厚度当混凝土与空气接触时,第三类边界条件———假定通过混凝土表面的热流量与混凝土表面温度和外界气温之差成正比,可表示。由式(28)可知,当求得混凝土表面温度梯度、表面温度、气温和混凝土热扩散系数时,即可求出混凝土表面与空气表面的换热系数。整理式(28)和式(29)即可求得边界层厚度。空气导热系数λc取决于空气特性,边界层厚度δ取决于混凝土表面的粗糙度、空气的黏滞系数和流速等参数,所以表面换热系数β与固体本身的材料性质无关,而取决于表面的粗糙度、空气的导热系数、黏滞系数、流速和流向等。固体表面换热系数传统的求解方法多基于稳态条件,且多通过模拟两者间热交换平衡来拟合求解获取。本文推导的方程克服了传统求解表面换热系数的不足,可获得自然环境与混凝土间的实时表面换热系数,这为研究现场环境和人工模拟环境提供了依据。此外,该法亦为求解表面换热系数和界面层厚度提供了途径。
2试验
2.1试验原料、混凝土配制及试验仪器试验所用的主要原料为P.O.42.5级硅酸盐水泥,聚羧酸系列高效减水剂,I级粉煤灰,S95级矿粉,本地产河砂(细度模数约为2.9),连续级配粒径5~20mm石灰岩碎石,自来水。配制C30级混凝土所原料质量配比为水泥∶矿粉∶粉煤灰∶砂∶石∶水∶减水剂为290∶50∶60∶730∶1050∶164∶4.2。所采用的温度测定仪为SHT10温湿度传感器,测试前应对其精确度进行校正,其精度为±0.1℃,扫描响应时间为5s,漂移量小于0.4℃/yr,可实时测试温度。
2.2试样制作与试验过程按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》和《水泥混凝土立方体抗压强度试验》的力学性能要求进行试验;浇筑尺寸为150mm×150mm×150mm立方体试样,成型24h后脱模,放入标准养护池中养护;28d的实测抗压强度约为34MPa。采用钻芯机从试样侧面取芯,制成直径为100mm±1mm、高度为150mm±1mm圆柱体,利用钻机钻取距表面不同厚度(35mm和50mm)的孔,相应孔径为10mm±1mm,将温度传感器置入孔中并用相同级配的混凝土砂浆密封。养护一定程度后,将所制备的含传感器的试样置于杜瓦瓶中(其端面与杜瓦瓶口平齐),并采用相同级配的混凝土浇筑成型与养护。根据测试要求,将试样长时间(不少于3个月)置于所测自然环境中,以使得混凝土内温湿度基本一致。图1为用于测定一维混凝土内温度响应模型的试样简图,图2为相应的实物图。测试过程中,将试样置于四周空旷且距地面高度约为1.5m的百叶箱中,传感器一端连接测定仪,记录不同时刻的自然环境温度值和混凝土内不同深度温度响应值。自然环境温度随时间变化规律亦采用温度传感器测定,其探头直接悬挂于百叶箱中间。
3分析与讨论
3.1自然环境温度作用下混凝土内温度响应自然环境温度和混凝土内温度呈现出一定周期性的波动变化,以长沙地区2011年8月16~18日温度为例,采用温度传感器对自然环境温度与混凝土内35mm和50mm处温度变化规律进行测试,测试结果和拟合曲线如图3所示。由图3可知,自然环境温度变化与混凝土内温度响应密切相关,两者间变化趋势基本一致———随时间发生周期性波动。混凝土内温度响应波动曲线与自然环境温度作用谱略有差别,主要表现在曲线相对光滑、数据离散性小、温度波动滞后和幅值衰减等方面。当自然环境温度处于升温阶段时,混凝土内温度低于外部环境温度,而相应的降温阶段则相反;两者变化周期相等表明混凝土自身特性不改变外界温度作用频率;混凝土内温度变化幅值有所降低,是因为混凝土的热传导系数、密度和比热容等赋予混凝土较强的热阻造成的,其综合效果即表现为延滞和消弱效应。
3.2混凝土热性能参数的求解为了更好地利用实测温度结果来表征混凝土的热性能参数,利用上述理论推导计算出的热性能参数见表1。对比表1中混凝土热性能参数可知,采用35mm和50mm处的数值计算出的热扩散系数结果差别较小,而采用自然环境温度的参数作为混凝土表层(0mm处)计算出的结果差别较大。采用混凝土内深处热参数推导出混凝土0mm表层处的相位滞后为0.21,幅值衰减为4.66℃,这表明混凝土表层的温度并非自然环境温度。其相应的相位滞后拟合曲线与实测数据间的关系如图4所示。由图4可知,采用自然环境温度和混凝土内温度参数求解的相位滞后存在差异。这是由于采用混凝土内的热参数计算时,主导热量传输的因素为热扩散系数;而采用混凝土表面的自然环境参数计算时,涉及表面换热系数和混凝土热扩散系数等。因自然环境温度并非混凝土表层的温度,两者界面间的表面换热系数为主导因素;此外,混凝土表层与内部微观结构存在差异也是造成上述现象的原因之一。这表明可采用混凝土内热参数推算混凝土表层温度等参数,其与自然环境温度间的差异即可用于表征自然环境与混凝土表层界面间的表面换热系数。反之,若已知自然环境温度波动状况和界面的表面换热系数,则可预测混凝土内温度波动趋势———此即为考虑混凝土与自然环境间表面换热因素(无风或微风等情况)起主导作用时的混凝土内温度响应模型。在大风或剧变天气等情况下,混凝土表面与自然环境间表面换热在传热过程中为次要因素,而混凝土内的导热系数则成为制约体系传热过程的关键[21]。若此时相应的表面换热可忽略,则可直接将自然环境温度波动视为混凝土表面(0mm处)的温度波动,进而预测混凝土内温度响应规律。若取混凝土密度为2300kg/m3,其比热容为920J/(kg•K),将上述数据与实测值带入式(28)和式(30),则可求得相应的表面换热系数为20.5W/(m2•K),相应的风速约为3~4m/s,界面层厚度约1.3mm,与文献[21]和文献[22]所列结果吻合较好。
4结论
自然环境是指自然界的景物,主要包括人物活动的时间、地点、季节、气候以及场景等。自然环境描写又称为景物描写。
自然环境描写关键是要抓住自然环境的特征,进行细致的观察,发现其变化,精心捕捉其独特之处,合理安排好写作顺序,进行生动逼真的描写。
作品中的环境描写,一般包括社会环境描写和自然环境描写,但它们都不是可有可无的装饰品,而是与人物的思想行动紧密联系着的。其中,自然环境描写对表现人物的身份、地位、性格,表达人物心情以及渲染气氛都有重要作用。
【技法指导】
一、通过自然环境描写渲染文章气氛。
鲁迅先生的《故乡》开头有一段自然环境描写是这样的:“时候既然是深冬;渐近故乡时,天气又阴晦了,冷风吹进船舱中,呜呜的响,从篷隙向外一望,苍黄的天底下,远近横着几个萧索的荒村,没有一些活气。”其对深冬的自然环境描写,渲染了沉寂、荒凉的气氛,为全文奠定了悲凉的基调。
二、通过自然环境描写烘托人物形象。
彭荆风的《驿路梨花》中就很好地运用了自然环境的描写来表现人物特点。开头写“一弯新月升起了,我们借助淡淡的月光,在忽明忽暗的梨树林里走着。山间的夜风吹得人脸上凉凉的,梨花的白色花瓣轻轻飘落在我们身上。”营造出一种优雅迷人的环境氛围。文中写“这天夜里,我睡得十分香甜,梦中恍惚在那香气四溢的梨花林里漫步,还看见一个身穿着花衫的哈尼小姑娘在梨花丛中歌唱……”向读者暗示梨花正象征了哈尼小姑娘。结尾“我望着这群充满朝气的哈尼小姑娘和那洁白的梨花,不由得想起了一句诗:‘驿路梨花处处开’。”首尾呼应,更深入地点明了主题,突出了人物形象。
三、通过自然环境描写推动情节发展。
著名作家林海音在《爸爸的花儿落了》一文里,以“夹竹桃”为线索,通过环境描写,很好地渲染了气氛,推动了情节的发展。开头以“我的襟上有一朵粉红色的夹竹桃,是临来时妈妈从院子里摘下来给我别上的,她说:‘夹竹桃是你爸爸种的,戴着它,就像爸爸看见你上台一样!’”领起全文;文中又写到“我”又看到:“他们在玩沙土,旁边的夹竹桃不知什么时候垂下了好几枝子,散散落落的,很不像样”,通过环境描写渲染爸爸病重的悲哀氛围;结尾“走过院子,看那垂落的夹竹桃,我默念着:爸爸的花儿落了。我已不再是小孩子。”更深切地表达了内心的悲痛。
四、通过自然环境描写深化文章主题。
老舍的《骆驼祥子》中,为了刻画人力车夫祥子的辛苦,揭示旧社会劳动人民的悲惨,作者极力刻画了祥子在烈日下和暴雨中挣扎的情景。通过这样的环境描写,不仅展现了祥子吃苦耐劳、勤劳的本性,更彰显了旧社会劳动人民生活疾苦的主题。
【典例分析】
1.夜晚,敌人从炮楼的小窗子里,呆望着这阴森黑暗的大苇塘,天空的星星也像浸在水里,而且要滴落下来的样子。
(孙犁《芦花荡》)
分析:作者特地选择夜晚的景色来描写,暗示了抗战时期炮火纷飞的时代背景,渲染了紧张、神秘的气氛。
2.桃树、杏树、梨树,你不让我,我不让你,都开满了花赶趟儿。红的像火,粉的像霞,白的像雪。花里带着甜味儿;闭了眼,树上仿佛已经满是桃儿、杏儿、梨儿。花下成千成百的蜜蜂嗡嗡地闹着,大小的蝴蝶飞来飞去。野花遍地是:杂样儿,有名字的,没名字的,散在花丛里,像眼睛,像星星,还眨呀眨的。
(朱自清《春》)
分析:作者以拟人的手法,排比的句式,丰富的想象,令人陶醉的遐想,写出了春天的热闹景象。字里行间流露出作者的喜悦以及对春天的喜爱。
3.我们上了轮船,离开栈桥,在一片平静的好似绿色大理石桌面的海上驶向远处。
……
在我们面前,天边远处仿佛有一片紫色的阴影从海里钻出来。
(莫泊桑《我的叔叔于勒》)
分析:通过景物描写,抒发感情,正所谓“一切景语皆情语”。开头的自然环境描写表现人物欢快、兴奋的心情;结尾的自然环境描写则表现人物失望、沮丧的心情。
4.窗外只有渍痕斑驳的墙壁,贴着枯死的莓苔;上面是铅色天,白皑皑的绝无精彩,而且微雪又飞舞起来了。
……
几株老梅竟斗雪开着满树的繁花,仿佛不以深冬为意;……山茶树,从暗绿的密叶里显出十几朵红花来,赫赫的在雪中明得如火,愤怒而且傲慢,如蔑视游人的甘心于远行。
(鲁迅《在酒楼上》)
分析:前句用景物从正面衬托了主人公懒散怀旧的心情。后句用“梅”与“花”反衬主人公的懒散心情。
5.高山的雪水汇入湖中,又从像被一刀劈开的峡谷岩石间泻落到千丈以下的山涧里。水从悬崖上像条飞练似的泻下,即使站在十几里外的山头上,也能看见那飞练的白光。如果你走到悬崖跟前,脚下就会受到一种惊心动魄的震撼。俯视水练冲泻到深谷的涧石上,溅起密密的飞沫,在日中的阳光下,形成蒙蒙的瑰丽的彩色水雾。就在急湍的涧流边,绿色的深谷里也散布着一顶顶牧民的蒙古包,像水洗的玉石那么洁白。
(碧野《天山景物记》)
分析:文章从多种角度,写出了天山的神奇秀丽。描写细致,比喻贴切,色彩迷人,表现了天山脱俗的美。
【实战演练】
1.分析下面段落的自然环境描写写了什么?有什么作用?
也不知是哪一位热心肠的人,用云杉枝条编织的花环,装点了那一排掩埋忠骨的坟墓,又在小小的墓地周围种植上一圈苍翠的小树。陡坡外高耸着挺拔的青松。谷地里满铺着如茵的嫩草。
这儿是小镇的尽头,阴郁而冷清。只有松林轻声地沙沙作响。四野里复苏的大地散发出新春的气息。
思维拓展:通过阅读可以感知描写对象,不难看出,这个文段里写了初春墓地的景色。自然环境的描写是为突出文章主旨,表现内心情感服务的。“花环”“青松”和“如茵的嫩草”均表现出对烈士的景仰,引发出对生命意义的思考。
2.以“我”终于获奖了,怀揣奖状回家为情景,写一段环境描写衬托“我”的喜悦心情;或以月考(考试)失败了,回家见父母前的心理为情景,写一段环境描写烘托人物烦躁、悲观、失落、懊悔的心情。在景物描写中至少要表达两种感官感受。
思维拓展:景物描写能起到烘托人物内心情感的作用。写作时,我们要注意到,喜悦的时候看到外面的景物会有什么感受,言行举止上有什么特点。伤感的时候,看到相同的景物感受是一样的吗?不是景物变了,而是我们看景物的眼光变了,内心的情感变了,所以看到的景物自然就不一样。