導(dǎo)語：如何才能寫好一篇自然界中的科學(xué)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、觀察課

觀察課是通過讓學(xué)生觀察描述自然事物和自然現(xiàn)象，獲取豐富、具體的自然知識，達(dá)到培養(yǎng)他們觀察、分 析、比較和概括能力的目的。小學(xué)自然教材中，低年級的《看一看》、《你怎么知道》、《各種各樣的葉》、 《蝸?！?、《金魚》、《天氣》和中年級的《怎樣認(rèn)識物體－－水》、《植物的葉》、《植物的莖》、《太陽 和影子》、《青蛙和蟾蜍》等都屬于觀察課。

復(fù)式班的觀察課教學(xué)，一般可按如下步驟進(jìn)行。

（一）動：明確觀察目的，提示觀察方法和觀察重點。教學(xué)開始由教師告訴學(xué)生觀察什么，為什么要觀察 ，然后出示小黑板說明觀察的步驟和方法并指明觀察重點。如上九義教材第四冊《蝸牛》一課時，觀察方法應(yīng) 是：①觀察蝸牛身體上長著什么？②仔細(xì)地看蝸牛各部分是什么顏色？什么形狀？（觀察重點）③用手摸一摸 蝸牛各部分有什么感覺？④蝸牛怎樣爬？⑤蝸牛吃什么？（用菜葉、樹葉、食物等分別試一試。）

（二）靜：學(xué)生分組或個人獨立觀察。這一步驟要給學(xué)生比較長的時間，讓學(xué)生根據(jù)教師提示和板書的要 求認(rèn)真地進(jìn)行觀察。

（三）動：1．匯報觀察結(jié)果。引導(dǎo)學(xué)生把觀察到的結(jié)果詳細(xì)、具體地描述出來，交流觀察印象。2．教 師小結(jié)。突出重點，系統(tǒng)小結(jié)，講解通過觀察應(yīng)該明確的問題。3．布置作業(yè)，提出進(jìn)一步觀察的問題或自學(xué) 要求。

（四）靜：自動作業(yè)，把觀察后的結(jié)論抄寫在作業(yè)本或觀察記錄本上。

二、實驗課

實驗課是以簡單科學(xué)實驗為主的自然課，它一般是先通過師生的實驗，反復(fù)再現(xiàn)某種現(xiàn)象，同時進(jìn)行觀察 ，從中發(fā)現(xiàn)問題，引起討論和研究，然后概括結(jié)論，最后又用實驗進(jìn)行驗證，使學(xué)生在親自實驗過程中獲取知 識。在小學(xué)低年級自然教材中《磁鐵游戲》、《沉和浮》、《影子》、《鏡子》等和中年級自然教材中《怎樣 認(rèn)識物體－－空氣》、《熱脹冷縮》、《物體的運動》、《人的消化》、《磁鐵》等課，都屬于實驗課型。

復(fù)式班自然實驗課的教學(xué)，一般有這樣幾個環(huán)節(jié)。

（一）動：明確實驗?zāi)康模v解演示實驗的方法、步驟和注意事項。開始實驗前，教師應(yīng)詳細(xì)告訴學(xué)生本 堂課要做什么實驗，為什么要做這個實驗，尤其要交待清楚是觀察某種現(xiàn)象，還是驗證某種假設(shè)。

如在教學(xué)九義教材第二冊《沉和浮》一課實驗前，教師要告訴學(xué)生實驗時要把各種物體一個一個地放入水 中，放一個，觀察一個，記錄一個，不能把一堆東西一下子全放入水中。

（二）靜：學(xué)生分組實驗。

（三）動：1．學(xué)生匯報實驗結(jié)果。2．用討論的方法對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。3．教師小結(jié)，講解通過實 驗應(yīng)該明確什么問題，肯定學(xué)生實驗的成果或糾正學(xué)生不正確的實驗。

三、技能訓(xùn)練課

技能訓(xùn)練課是讓學(xué)生在課內(nèi)外實踐活動中親自動手，獲得必要的科學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生各種技能的一種課型 。在小學(xué)自然教材中，屬于技能訓(xùn)練課型的有：《種大蒜》、《種花》、《葉畫》、《各種各樣的種子》、《 制作葉的標(biāo)本》、《種向日葵》、《養(yǎng)蠶》等課。

在小學(xué)階段，技能訓(xùn)練課主要是培養(yǎng)學(xué)生栽培、飼養(yǎng)、制作等技能。在復(fù)式班可把低、中年級相近的教學(xué) 內(nèi)容統(tǒng)一組合在一節(jié)中采用合－－分－－合的結(jié)構(gòu)進(jìn)行教學(xué)。這樣可以充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生以高帶 低的作用。如低年級《葉畫》和中年級《制作葉的標(biāo)本》這兩課就可以安排在同一節(jié)課，其教學(xué)程序可以這樣 安排：

（一）合動（4分鐘）：教師展示做好的葉的標(biāo)本和葉畫，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣并提示中年級學(xué)生注意制作標(biāo)本 的程序。

（二）分（15分鐘＋15分鐘）：低年級先“動”后“靜”?！皠印睍r教師示范拼葉畫的方法和要求， “靜”時讓學(xué)生用采集來的葉拼擺葉畫并用膠水貼在紙上。

中年級：先“靜”后“動”?！办o”時學(xué)生用壓制好的葉按要求制作標(biāo)本?！皠印睍r教師予以檢查和指導(dǎo) 。

（三）合動（10分鐘）：各年級分別展示自己的作品，引導(dǎo)學(xué)生評價作品；教師總結(jié)，并選出優(yōu)秀作品 給予鼓勵。

這類課型還可以和另一個年級的語文或數(shù)學(xué)課搭配，利用學(xué)生有較長實際操作的自動作業(yè)時間，去突破另 一個年級的教學(xué)重點。

四、科學(xué)考察課

考察是人們?yōu)橹欢ǖ哪康?，?a href="http://www.yuanjingfilm.com/haowen/214285.html" target="_blank">自然界中實地觀察和調(diào)查研究的一種科學(xué)方法?？茖W(xué)考察課就是以此為主 要教學(xué)方法的課型。其基本教學(xué)模式是：現(xiàn)場考察－－取樣分析－－共同研究－－作出結(jié)論。小學(xué)自然教材中 ，《自然水域中的水是不純凈的》、《水域的污染和保護(hù)》、《怎樣認(rèn)識物體－－土壤》、《水·土·植物· 人》、《空氣的污染和保護(hù)》、《土壤的保護(hù)和改良》等課都屬于這類課型。

這類課型的教學(xué)因需到室外考察取樣，在復(fù)式班較好的做法之一，就是把各年級有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)一在一 起進(jìn)行，也可結(jié)合春游、秋游或課外活動等多種形式進(jìn)行。上考察課，應(yīng)主要抓以下幾個環(huán)節(jié)。

（一）做好考察前準(zhǔn)備。使學(xué)生明確考察目的，向?qū)W生傳授考察的方法，提出考察的要求和注意事項等。

（二）指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實地考察。教師既要放手讓學(xué)生自己進(jìn)行考察，認(rèn)真調(diào)查研究，收集資料，又要指導(dǎo) 學(xué)生運用多種感官和方法，實事求是地進(jìn)行考察，使他們通過考察獲得豐富的感性材料，學(xué)到實地考察的本領(lǐng) 。

篇2

（一）自然觀的含義

自然觀是馬克思、恩格斯關(guān)于自然界及其與人類關(guān)系的總的看法，馬恩是自然觀的開創(chuàng)者，但后來的理論家也對其進(jìn)行了發(fā)展。自然觀是自然辯證法不可或缺的組成部分。認(rèn)為，人與自然的關(guān)系得以發(fā)生是要通過實踐的，理解人與自然的關(guān)系，必須考慮人類社會存在的客觀性?！吧鐣侨送匀唤绲耐瓿闪说谋举|(zhì)的統(tǒng)一”。事實上，人與自然界的關(guān)系不同于動物與自然界的關(guān)系，動物只是被動地改造自然，在某種程度上其實是被自然改造了，但人不同于動物，人擁有意識，會對自然界進(jìn)行符合自己預(yù)期的能動改造，使自然界不斷被人化。但同時自然界又通過實踐活動作用于人及社會，使人、社會自然化，而人對自然界的改造，也使自然具有人化的特點。二者是以實踐為中介的統(tǒng)一過程的不可分割的兩個方面。

（二）自然觀的提出

馬克思、恩格斯生活的年代，正是人類的生產(chǎn)力獲得極大發(fā)展的年代，蒸汽機(jī)等先進(jìn)生產(chǎn)工具的發(fā)明及大規(guī)模使用，使得人們創(chuàng)造了讓自己都為之驚嘆的巨大物質(zhì)財富。那時的人類正“野心勃勃”，忙著“開疆拓土”，尚未意識到無節(jié)制的經(jīng)濟(jì)活動，必然導(dǎo)致環(huán)境問題的出現(xiàn)。但具有先見之明的馬恩卻看到了隱藏在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展表象下的巨大環(huán)境危機(jī)，他們指出在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，必須保持人與自然關(guān)系的和諧有序，在這種時代背景上馬恩提出了自然觀。

二、自然觀的主要內(nèi)容

（一）自然界的層次結(jié)構(gòu)和不斷發(fā)展

人類對自然界層次結(jié)構(gòu)的認(rèn)識是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步而發(fā)展的，從分子、原子、原子核等其他極其微小的基本粒子，我們的認(rèn)識在不斷加深?，F(xiàn)代科學(xué)已有的研究表明，自然界中的各種物質(zhì)，雖然就組成、結(jié)構(gòu)、功能而言，都是相對獨立的，但它們都以系統(tǒng)的形式存在，系統(tǒng)有層次的差別，任何層次的物質(zhì)形態(tài)都具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，都包含決定其性質(zhì)的各種要素和它們的相互作用，自然界的層次結(jié)構(gòu)是無窮盡的，人們對它們的認(rèn)識也不會有終結(jié)。

（二）人的自然化和自然界的人化

人生活在自然界中，人的生存和發(fā)展離不開自然界，我們的自然屬性是客觀存在的，無法改變，無論何時人都是自然界中的人，是屬于自然界的，這即是人的自然化。

與人的自然化相對的就是自然的人化，自然的人化，是人類為了獲得更好的發(fā)展，對自然界加以改造，使其更加符合人類的發(fā)展需要，自然界提供了人發(fā)展所需的前提，但是自然界不會主動來滿足人的發(fā)展需要，人類必須通過勞動實踐來獲得發(fā)展所需的一切。

（三）自然界的相互作用

自然觀認(rèn)為，自然界中的萬事萬物都是相互聯(lián)系相互作用的，看似毫無關(guān)聯(lián)的事物，也會存在聯(lián)系。事物之間存在相互作用，但是我們不能錯誤的理解為這種相互作用，是一種此消彼長的關(guān)系，自然觀認(rèn)為事物間通過相互作用，不是要征服對方，而是通過相互作用這種方式達(dá)到雙方的和諧統(tǒng)一。

三、自然觀的中國化

自然觀中國化的最新理論成果，無疑是科學(xué)發(fā)展觀?？茖W(xué)發(fā)展觀是從我國的實際國情出發(fā)、總結(jié)我國的發(fā)展實踐、以及借鑒國外發(fā)展經(jīng)驗的基礎(chǔ)上提出來的全新的發(fā)展觀。

改革開放以來我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展不斷進(jìn)步，但隨之而來的環(huán)境問題也日益突出，進(jìn)而導(dǎo)致了環(huán)境危機(jī)，阻滯了經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。雖然，我們也采取了一些補(bǔ)救措施，但是收效不明顯，只是“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的方法，并沒有全局的戰(zhàn)略。在這樣的背景下，我們黨結(jié)合自然觀的基本原理以及具體的國情，提出了科學(xué)發(fā)展觀，為經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展提供了理論保障，也反映了黨及各管理階層對和態(tài)環(huán)境問題認(rèn)識的進(jìn)一步深化，是對自然觀的提升，也是社會發(fā)展理論與實踐上的創(chuàng)新。

四、自然觀的當(dāng)代啟示

（一）必須始終堅持以科學(xué)發(fā)展觀來指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)建設(shè)

隨著人類改造自然能力的不斷發(fā)展，我們獲得了巨大的物質(zhì)財富，但人與自然的關(guān)系卻日趨緊張，面對如此情況，我們不愿承認(rèn)但又不得不承認(rèn)這樣一個事實：人類現(xiàn)在的發(fā)展是畸形的，不合理的。如果，我們徹底破環(huán)了環(huán)境，即便有巨大的物質(zhì)財富在手，也將無處可用。所以，我們應(yīng)該改變我們的認(rèn)識，應(yīng)該把人與自然的和諧統(tǒng)一視為社會進(jìn)步的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，真正做到科學(xué)發(fā)展觀所倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展，要金山銀山，更要綠水青山。

（二）倡導(dǎo)科學(xué)健康的消費觀和生產(chǎn)觀

政治經(jīng)濟(jì)學(xué)告訴我們，只要人們有需求，市場就會予以滿足，但市場是客觀的，它不會考慮該以何種方式予以滿足，它只知道滿足需求，不會考慮其他。我們可以看到，人類對自然的破壞很大程度上就是為了滿足自己的需要，人類對自己的最大誤解就在于只是在消費領(lǐng)域?qū)で鬂M足，但這種理解確實是不完整的。我們應(yīng)當(dāng)尋求在生產(chǎn)中獲得滿足，而且的確是可以得到滿足的。我們通過參加直接性的生產(chǎn)活動幫助自我實現(xiàn)，根據(jù)馬斯洛需要層次理論，自我實現(xiàn)是最高層次的自我滿足，遠(yuǎn)超口腹之需的生理需求。我們參加生產(chǎn)活動是一種創(chuàng)造性的生活，而不是被動的接受生活的安排。

同時，由于這種生產(chǎn)是為了滿足自我需要，不是為了支撐人們的惡性消費而進(jìn)行的生產(chǎn)，所以這種生產(chǎn)的結(jié)果不會造成人與自然對立，而是會幫助人與自然建立起和諧的關(guān)系，人類在這種嶄新的關(guān)系下會感到滿足和幸福。同事，我們也應(yīng)該大力注重滿足自己的精神文化需求，物質(zhì)需求是基礎(chǔ)我們不會加以排斥，但是對精神文化需求的滿足更能讓人獲得良好的情緒體驗和情感愉悅。

（三）加快建立和完善社會公平機(jī)制

我們要把社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展這塊“大蛋糕”做大做好做強(qiáng)，但是無論“蛋糕”多大多好多強(qiáng)，物質(zhì)守恒能量守恒，總會有人不能得到滿足，根源不在“蛋糕”的身上，而是在于我們的社會機(jī)制，社會機(jī)制的不健全導(dǎo)致了人與人關(guān)系的異化。在當(dāng)今社會，解決人與人之間存在的異化問題的主要途徑是建立和完善社會公平機(jī)制。我們要努力消除社會分配不公問題，消除經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中由于少數(shù)人過分追求“利益差”，如地方政府為追求經(jīng)濟(jì)效益的提升而盲目上馬污染大能耗高的項目。這樣盲目的行為時?？梢月犅?，其勢必對環(huán)境造成破壞。

篇3

關(guān)鍵詞： 經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型新時期 人的生存 路徑選擇

一、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型新時期人類生存遇到的問題

人與自然的和諧統(tǒng)一是一個雙向的作用的過程。人對自然的發(fā)展趨勢有了規(guī)劃，自然同樣也對人的支配權(quán)利有了限制和考核，人被自然化，同時自然也被人化，兩者共同發(fā)展、互利互惠、共生共榮。

（一）人類與生存環(huán)境的背離。

生存環(huán)境由于歷史的演進(jìn)而改變，人類最初對生態(tài)環(huán)境的開發(fā)是無意識和無目的的。生存是人類首要的追求和向往。從發(fā)展的角度看，歷史要被翻新，要被創(chuàng)造，那么歷史就必須得到重大的變革，而變革的必需品是人類能夠生存，必須擁有能夠生存和創(chuàng)造的資料。所以人類在歷史發(fā)展的道路上對自然的依賴油然而生。人類必要的活動和勞作就是靠索取和加工材料來維持人類生產(chǎn)發(fā)展和生活，而這些材料是由人類對自然的控制和對自然物的加工、改造而來。從人的成長歷程看，生源于自然，存在與發(fā)展利用自然，死也歸于自然。自然母親般的懷抱滋養(yǎng)著人類的產(chǎn)生與發(fā)展，這是人與自然無法擺脫的關(guān)系，也是人類與自然的關(guān)系最直接的體現(xiàn)。而人類對自然的選擇是出于人類對自然有選擇余地的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的，只有這樣人類才能對這一空間進(jìn)行更有效的開發(fā)。當(dāng)自然不堪重負(fù)，無法承受人類的生存與發(fā)展，無法再為人類的生產(chǎn)生活提供必需的消耗材料時，人類就沒有了可以選擇的余地，自然也就無法進(jìn)行妥協(xié)，人類與自然終將分離，至此人類的生存將受到嚴(yán)重的威脅，眼前的生存環(huán)境也將無法保持。人類是自然界中物的主體，卻失去了在自然界中的平衡地位。隨著理性意識的增強(qiáng)，科技的威力得到顯著的發(fā)展，人類開始對理性效益產(chǎn)生迷戀。當(dāng)理性成為主體，理性便與非理性沒了區(qū)別，人類對自然的索取、否定和支配便是理所應(yīng)當(dāng)。在工業(yè)科技眼中，地球便沒有了其他生命，一切的生存客體成為了人類的資源和利用的對象，人類否定了自然存在，忽視了周圍的生存環(huán)境，成為了自然界中的主宰，使人類的生存發(fā)展變得非理性化，人類與生存環(huán)境背離。

（二）人類本身的矛盾。

人類社會的快速發(fā)展，使人類對生存的滿足逐漸減少，發(fā)展的浪潮蓋過了人類對生存的需要，科技成為了駕馭和控制自然的理性工具。而技術(shù)在給人類帶來資本的同時，其帶給人類的各種風(fēng)險也更為具體。在物質(zhì)得到極大滿足時，人與其自身的欲望開始從零無限擴(kuò)大，從而與自身開始分裂對抗。這種工具理性與技術(shù)的聯(lián)合，確定了人類社會的霸主地位，至此人類開始從滿足自身需求的生存時代走向自我矛盾、自我對立批判的時代。

當(dāng)今人類面臨的人口、資源、環(huán)境三大問題中，人口是首要問題。資源和環(huán)境問題都與人類直接相關(guān)，從某種意義上來說，人口問題是其他所有問題的根源。人和自然之間相互作用、相互影響。為了獲得更適宜的生存環(huán)境，人類不斷地向自然界索取資源，滿足個人的需要，同時污染環(huán)境。自然界也反作用于人類，限制其無休止地開發(fā)，以各種災(zāi)害來反饋人類。人口的快速增長，人均占有分布不均，人口素質(zhì)差已對我國生態(tài)環(huán)境造成巨大壓力，因此造成了人與其本身的異化，人本身的創(chuàng)造物與人分離，成為一種外在的異己力量與人相對立，并使人的意識和活動從屬于它。這個已經(jīng)“對象化”的東西取代了人的屬性，人本身在尋找問題的根源，但同時又成為了問題的根源，轉(zhuǎn)而對人本身構(gòu)成否定。人的本體與意識分離，成為了對象的對象，異己的異己。這樣他發(fā)現(xiàn)了自己與外界的不同，他從與外界的同質(zhì)同構(gòu)關(guān)系中掙脫出來，他感到自己已不再是外界的一部分，相反神秘莫測的外界對自身構(gòu)成了威脅，導(dǎo)致人與外界疏離了，人經(jīng)歷了最初的自我異化。

（三）人與其內(nèi)在規(guī)律的不平衡

生存環(huán)境涉及人口、資源、社會、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域，它們均具有內(nèi)在的規(guī)律性。人類發(fā)展影響環(huán)境，環(huán)境反作用于人類。當(dāng)下人類生存所需的天然資料取得異常困難，人類生命受到了直接的威脅，而生命所需的三大要素也同時遭到了不同程度的破壞，此時人類的生命就變得相當(dāng)脆弱，生產(chǎn)和發(fā)展較為困難，就連人類的健康也變得岌岌可危。經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須既遵循經(jīng)濟(jì)規(guī)律，又遵循生態(tài)規(guī)律，才能獲得長期穩(wěn)定的發(fā)展。不認(rèn)真考慮其生態(tài)效益，違背生態(tài)規(guī)律，破壞生態(tài)平衡，究其根本是人的本體和精神上的對立。人類中心主義始終保持著主客二分的思維方式，在此基礎(chǔ)之上把本體和精神主客化，把人與身心對立化，忽略了人與生態(tài)規(guī)律的整體關(guān)系，使人的意識只存在于人與物之間，精神層面沒有達(dá)到一個可以驅(qū)使本體和精神合一的狀態(tài)。［1］人類對生態(tài)規(guī)律的輕視，使人類的認(rèn)識論還停留在弱肉強(qiáng)食、適者生存的時代，主客二分的思維就是導(dǎo)致這些的直接原因，本體達(dá)到了極大的發(fā)展，而精神思維還沒有得到全面的進(jìn)化，迫使人類對生態(tài)自然的凌駕，天性和精神無法同步進(jìn)行的增長。因此，由于成長不平衡而導(dǎo)致人與自然精神緊張的關(guān)系。

二、經(jīng)濟(jì)升級轉(zhuǎn)型過程中人類的生存路徑選擇

經(jīng)濟(jì)升級轉(zhuǎn)型是指從一種經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài)轉(zhuǎn)向另一種經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài)。在這里是指我國由粗放型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向集約型經(jīng)濟(jì)，由高耗能經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向低碳經(jīng)濟(jì)的一個升級階段。人類社會對人類生存與自然和諧發(fā)展的路徑選擇是當(dāng)今的重大決斷。

（一）樹立人類與自然和諧發(fā)展的生存價值觀。

生存價值觀是對人類中心主義價值觀反思的結(jié)果，它承認(rèn)自然對于人類具有多重價值并要求人類充分認(rèn)識其價值意義，強(qiáng)調(diào)人與自然的依存性和人類對生態(tài)環(huán)境保護(hù)及管理的責(zé)任，以生態(tài)的合理性為生產(chǎn)生活的價值歸宿，建立“人―自然―社會”的整體進(jìn)化和諧發(fā)展的整體價值觀。價值觀的生態(tài)轉(zhuǎn)變有利于我們思維的整體轉(zhuǎn)變，將功利性的價值取向轉(zhuǎn)變?yōu)榛ダ缘膬r值取向，把人類的幸福衡量建立在一個更廣闊的平臺上。人類合理地改造和利用自然，自然也會給人類以應(yīng)有的回報。人類不是一個單獨的群體，自然界也不是一個霸道的母親，人與其他物種一樣都是自然母親的孩子，自然界中發(fā)生的一切也并不是孤立存在的，事情的發(fā)生與結(jié)束都是自然界相互作用的結(jié)果，人作用于自然界，自然界也作用于人。人是自然界中的一個群體，生存和發(fā)展都依賴于自然界，但人并不是自然界的奴隸，人反作用于自然，改造并利用自然，為自身創(chuàng)造更好的生存環(huán)境。人類通過理性地思維反作用于自然界，與其他物種相比較，人類理性地分析和計劃，是因為人類能夠更清楚地認(rèn)識自然界的本質(zhì)，可以根據(jù)其本質(zhì)對自然進(jìn)行改造，達(dá)到最終的目的。為了實現(xiàn)全社會價值觀的改變，我們應(yīng)當(dāng)綜合運用多種方式，加大宣傳力度，普及教育管理，在全社會范圍內(nèi)樹立尊重自然、愛護(hù)生態(tài)的倫理觀念；推進(jìn)消費觀念的更新，抑制過度消費，形成利于環(huán)境的綠色消費；以生態(tài)價值觀指導(dǎo)人類的實踐活動，愛惜資源，提高利用率，發(fā)揮人的主觀能動性，盡可能地減少資源能源的浪費和對環(huán)境生態(tài)的破壞。

（二）建立和諧的生存模式。

自然界中的一切系統(tǒng)都不是獨立或唯一存在的，他們都是處在與其他系統(tǒng)錯雜之中，互相有著不可分割的聯(lián)系，也有不能相容的界限。但是，人類社會龐大的生物圈快速地融入了自然界，不斷地對自然界的生產(chǎn)資料進(jìn)行掠奪來滿足人類自身的生產(chǎn)生活，同時眾多的資源瀕臨枯竭，大量廢棄的物質(zhì)殘渣落入生物圈，對自然界造成了極大的損害，使自然界的物質(zhì)失去了整體的循環(huán)能力。人類因此面臨著“缺氧”的生活，人類的生命體在這一條件下被孤立了。人類難以從剩余的自然界中索取想要得到的生存條件，自然界也難以分解吸收人類所拋棄的殘渣，生態(tài)平衡無法得到平穩(wěn)的發(fā)展。

1.建立一種生態(tài)的價值觀。生態(tài)價值觀需要人類對科學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用持一種審慎的批判態(tài)度，將自然看做人類的朋友，它以人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展、協(xié)同進(jìn)化為出發(fā)點和歸宿，提倡以適度地利用自然資源取代過度地開發(fā)自然資源，以尊重和保護(hù)自然代替對自然的占有和征服?？茖W(xué)技術(shù)的運用不僅要從人的物質(zhì)生活出發(fā)，而且要考慮到科學(xué)技術(shù)與生態(tài)環(huán)境的共生共榮，并注重人的生活的價值和意義的實現(xiàn)。

2.轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，走一條可持續(xù)發(fā)展的道路。既然是可持續(xù)發(fā)展，就不再是一意孤行，而是與自然和平相處，是在不破壞自然狀態(tài)下巧妙利用自然。

3.建立一種生態(tài)文明的模式。生態(tài)價值觀的建立，增長模式的轉(zhuǎn)變，其最終目的就是實現(xiàn)文明的生態(tài)轉(zhuǎn)型，從工業(yè)文明走向生態(tài)文明?！吧鷳B(tài)文明，是指人類遵循人、自然、社會和諧發(fā)展這一客觀規(guī)律而取得的物質(zhì)與精神成果的總和；是指人與自然、人與人、人與社會和諧共生、良性循環(huán)、全面發(fā)展、持續(xù)繁榮為基本宗旨的文化倫理形態(tài)”。

（三）規(guī)律化生產(chǎn)，走可持續(xù)發(fā)展道路。

生存發(fā)展觀要求走規(guī)律化的發(fā)展道路。它轉(zhuǎn)變高消費、高生產(chǎn)、高污染的工業(yè)文明生產(chǎn)方式，以生態(tài)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過對生產(chǎn)方式和生活方式進(jìn)行生態(tài)化改造，以改善人與自然之間的關(guān)系。生態(tài)化生產(chǎn)方式是仿效自然生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的過程進(jìn)行生產(chǎn)活動的。因為自然和社會的內(nèi)在規(guī)律是使人與自然和諧發(fā)展所必須遵守的。［2］任何事物都是自己的規(guī)律，自然也是一樣，也有一些人類不可觸摸的內(nèi)在原則，人在生存和發(fā)展的過程中也需要有自己的規(guī)律。自然界是沒有廢物產(chǎn)生的，一種有機(jī)物的排泄物是另一種有機(jī)物的食物。再次利用，如此循環(huán)，支撐著自然界的萬物生生不息。人類的經(jīng)濟(jì)活動實質(zhì)上也是物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。在這一發(fā)展的過程中，人類遇到困難是無法避免的，在自然規(guī)律的作用下人不能隨意地對自然進(jìn)行改造和支配。在依賴自然的階段，人類始終保持被奴役的地位，人類無法向自然索取需要的物質(zhì)，而往往對自然產(chǎn)生敬畏和崇拜。在人類對自然認(rèn)識的過程中，人類由依賴轉(zhuǎn)為了征服，由于對自然規(guī)律有了深刻的認(rèn)識，人類才能夠?qū)ψ匀桓玫乩煤椭?，只有附和自然，才能使人類的生存和發(fā)展進(jìn)一步提高。人類對社會規(guī)律的認(rèn)識，使人類的生產(chǎn)方式得到了應(yīng)有的改變，起初人類只能直接向自然索取生產(chǎn)資料，而不顧自然的后果，當(dāng)這一漫長的歷史過程被人類掌握之后，人類才會更有效地對自然進(jìn)行開發(fā)和支配，且不使自然受到破壞。只有對自然和人類社會的演變規(guī)律進(jìn)行了解之后，人類才能與自然走入和諧共生的領(lǐng)域。從發(fā)展的角度來看，自然是人類的母親，人類是自然的工程師，只有這樣相互支持和諧的發(fā)展才能使人類社會和自然界有更多的可以統(tǒng)一發(fā)展的地方。

（四）合理運用科學(xué)技術(shù)使發(fā)展做到又好又快。

人類應(yīng)以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，使科學(xué)沿著正確健康的方向發(fā)展，從而使科學(xué)技術(shù)造福于全人類的幸福事業(yè)。這必然要求我們:轉(zhuǎn)變思想觀念，正確認(rèn)識科技發(fā)展的“雙刃劍”作用?？茖W(xué)技術(shù)極大地促進(jìn)了人類社會的物質(zhì)文明、精神文明和政治文明的進(jìn)步與發(fā)展，這是科技給人類帶來的積極效應(yīng)。然而任何事物都有其兩面性，生態(tài)環(huán)境的破壞、人類的生存危機(jī)都可以說正是科技的運用不當(dāng)所帶來的惡果。正如愛因斯坦所說:“科學(xué)是一種有力的工具，怎樣用他而不取決于工具，全取決于人自己。刀子在人類生活上是有用的，但它也能用來殺人?！保?］所以我們的發(fā)展應(yīng)是“又好又快”地發(fā)展，合理地利用科技，始終保持科技的良性發(fā)展?？萍甲鳛槿祟惛脑熳匀坏墓ぞ?，在實踐過程中如果使用不當(dāng)，則會帶來極大的負(fù)面效應(yīng)，直接威脅到人類的生存與發(fā)展。因此，我們要遵守“又好又快”的發(fā)展原則。所謂“又好又快”是指要始終保持科技發(fā)展與人類自身的生存與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)快速發(fā)展，理性地規(guī)劃科技發(fā)展的前景和后果。［4］在當(dāng)下科技理性占主導(dǎo)地位的今天，我們面臨生存的問題，不應(yīng)該把這種問題的根源歸咎于科技。科技只是一種方法論意義上的工具和手段，而人類盲目地利用生產(chǎn)工具對自然進(jìn)行瘋狂的索取，此時人才是最終的破壞者。只要規(guī)范人的行為，自律，自控，合理使用科技，那么科技的發(fā)展將給人類帶來的是“又好又快”的發(fā)展，而不是災(zāi)禍。

人類實現(xiàn)對自然的和諧統(tǒng)一，這樣的和諧是人對自己，人對社會，人對精神和諧的基礎(chǔ)，只有人類的物質(zhì)和生存得到了保障，才有可能實現(xiàn)以人為本、和諧發(fā)展的社會理念，保護(hù)生態(tài)保護(hù)自然，這是人類經(jīng)歷了千百年行為的總結(jié)。和諧是一切發(fā)展的本源。在圍繞本源發(fā)展的同時，自然允許人類在一定限度內(nèi)開發(fā)利用，來達(dá)到人類的需求；而人類也是自然的一員，有權(quán)利和義務(wù)對自然做出應(yīng)有的保護(hù)和讓步，只有自然得到了尊重和權(quán)利，才能更好地促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉福森.生態(tài)倫理學(xué)的困境與出路.北京師范大學(xué)學(xué)報.［J］，2008.

［2］何玉宏.構(gòu)建人與自然和諧發(fā)展的生態(tài)文明［J］.中國社會學(xué).

篇4

The origin and history of bionic design for garment structure design had been described in this article. Many examples present widest application of bionic design in fashion design. The author expounded that the spirit of “harmony between man and nature” and “l(fā)earning from nature” has permeated through fashion design.

人類除了自身的進(jìn)化以外還不斷向其他生物學(xué)習(xí)生存技能，取長補(bǔ)短。這是人類最初級的創(chuàng)造性活動，是人類仿生意識與行為的表現(xiàn)，雖然這些活動直接而樸素，但卻是仿生概念得以發(fā)展的基礎(chǔ)，是現(xiàn)代仿生學(xué)與仿生設(shè)計起源的雛形。

1 服裝仿生設(shè)計的起源

20世紀(jì)60年代興起的仿生學(xué)是一門模仿生物的特殊本領(lǐng)，利用生物的結(jié)構(gòu)和功能原理來研制機(jī)械或各種新技術(shù)的科學(xué)。仿生設(shè)計是在仿生學(xué)（Bionics）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興邊緣學(xué)科，它不同于一般的設(shè)計方法，是以自然界萬事萬物的“形”、“色”、“音”、“功能”、“結(jié)構(gòu)”等為研究對象，在設(shè)計過程中，有選擇地應(yīng)用這些特征、原理進(jìn)行設(shè)計，為設(shè)計提供新的思想、方法和途徑。

服裝的仿生設(shè)計是在仿生設(shè)計的基礎(chǔ)上延伸出來的，它不是對自然界生物外在形態(tài)的簡單模仿，而是針對服裝的整體藝術(shù)風(fēng)格和各造型要素，仿照生物體和生態(tài)現(xiàn)象的外形或內(nèi)部構(gòu)造、紋理特征、色彩變化等而進(jìn)行的設(shè)計實踐活動。工業(yè)革命帶來了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)械美學(xué)使人類與自然產(chǎn)生了距離，服裝的仿生設(shè)計仿佛連接人類審美與自然美的“橋梁”和“紐帶”。

2 服裝造型的仿生設(shè)計

服裝造型作為服裝設(shè)計參照的三大要素之一，在服裝設(shè)計中占有重要的地位。服裝造型是借助于人體以外的空間，用面料特性和工藝手段，塑造一個以人體和面料共同構(gòu)成的立體服裝形象。服裝的造型分為外造型和內(nèi)造型，其外造型主要是指服裝的外部整體輪廓線，內(nèi)造型指服裝的內(nèi)部款式造型，包括結(jié)構(gòu)線、省道、領(lǐng)型、袋型、袖型等等。

服裝仿生設(shè)計的重心，不在于造型上過分地追求與生物形態(tài)的形似，而是運用解構(gòu)思維，將原型的基本構(gòu)成元素加以拆分、打散，然后重新組合，從而形成全新的設(shè)計。仿生服裝的設(shè)計思維是一種創(chuàng)造性思維，是對自然物種的認(rèn)識和再創(chuàng)造的過程。

仿生設(shè)計在服裝外造型的整體表達(dá)上并不是追求原型的逼真外形，而在于模仿原型的特征和韻味，結(jié)合服裝和人體造型的特點，使其成為既有原型特征，又符合人體結(jié)構(gòu)的服裝造型。仿生設(shè)計的經(jīng)典之作是設(shè)計師克里斯汀?迪奧于1953年推出的郁金香造型服裝，是服裝造型與仿植物形態(tài)完美的結(jié)合。他利用把胸向橫向發(fā)展擴(kuò)大的方法，并直接與袖子連接起來，肩線像拱門一樣呈圓形，腰部收緊，下半身成細(xì)長形，整個服裝外形很像郁金花的形狀，故而得名。

服裝的內(nèi)造型在整個服裝造型中也有著不可忽略的作用，通過服裝內(nèi)造型的細(xì)節(jié)展示出整個服裝的設(shè)計特點。而在服裝造型的細(xì)節(jié)展示中，仿生設(shè)計得到廣泛體現(xiàn)的是袖型的設(shè)計，例如馬蹄袖。馬蹄袖最早起源于中國明代，清朝后，人們根據(jù)馬蹄的外形將箭袖端頭設(shè)計為斜面，袖口面較長，呈弧形，可以覆蓋住手背，稱作馬蹄袖。馬蹄袖的形成，是人們對自然界仔細(xì)觀察和了解的必然產(chǎn)物。它平時挽起成馬蹄形，遇到行禮之時，可方便地將“袖頭”翻下來，既具有實用功能，又有很好的裝飾效果。袖型是服裝中至關(guān)重要的一部分，在袖子的設(shè)計中運用仿生設(shè)計，能夠提升整個服裝造型的美。

3 現(xiàn)代服裝造型的仿生設(shè)計

3.1 現(xiàn)代服裝造型的仿生設(shè)計的靈感來源

現(xiàn)代服裝仿生設(shè)計藝術(shù)的靈感，一方面源自于深邃的歷史文化，表達(dá)對自然的向往和熱愛；另一個方面源自于對現(xiàn)代工業(yè)文明的反思。21世紀(jì)的設(shè)計界彌漫著一股“回歸自然”的風(fēng)潮，各個知識領(lǐng)域都在追根溯源，希望能在自然界中得到啟迪。一些設(shè)計家們也在很多著作中系統(tǒng)地闡釋了自然在設(shè)計中所起的作用。他們認(rèn)為，自然的精髓在于不一致性和多義性，年輕一代的自然倡導(dǎo)者――約翰?羅斯金深受歡迎，他勇于把自然和設(shè)計的復(fù)雜性融合起來。人們開始更多的意識到自己與自然的關(guān)系。人類不是自然地主宰者，所以人的衣食住行都應(yīng)遵循自然法則。于是仿生設(shè)計在服裝領(lǐng)域廣泛運用?，F(xiàn)代的設(shè)計師們從自然中尋找靈感以期望達(dá)到人與自然，人與社會的高度統(tǒng)一。

3.2 整體造型展示

自然界本身具有特殊的、深不可測的魅力。服裝整體造型的仿生設(shè)計使人們從服裝藝術(shù)中充分感受著大自然的魅力。神秘的大自然總能觸動設(shè)計師的心，給人以心靈的震撼。如水母是一種低等的海產(chǎn)無脊椎浮游動物，其外形像一把透明傘，傘體邊緣長著須狀條帶觸手，漂浮在藍(lán)色的海洋里，顯得異常美麗。如圖 1，仿水母造型設(shè)計的服裝，整體造型模仿水母傘狀的外形；面料采用輕薄的白紗，模仿水母的輕柔、透明的感覺，服裝整體與人體的功能、構(gòu)造結(jié)合，就像半透明的水母一樣柔美、飄逸，傳遞了大自然的美。

還有模仿自然界中的昆蟲元素的設(shè)計作品，如黑色飛蛾。飛蛾將身體掩藏在翅膀下，嬌小的頭與后背上龐大的翅膀形成了鮮明的對比。設(shè)計師很巧妙地抓住了這一造型特點，設(shè)計出龐大的披風(fēng)遮蓋全身，與帽子形成巨大的反差，人體在黑色柔軟的披風(fēng)中若隱若現(xiàn)，讓人有了更多的想象空間，同時詮釋了新哥特主義。

3.3 細(xì)節(jié)造型展示

建筑藝術(shù)也是賦予服裝設(shè)計師靈感的來源。如澳大利亞悉尼歌劇院的外型猶如即將乘風(fēng)出海的白色風(fēng)帆，設(shè)計師在服裝的領(lǐng)型上注入悉尼歌劇院風(fēng)帆造型，硬朗的線條搭配較大的銀白色金屬紐扣，建筑感十足（圖 2）。

4 服裝仿生設(shè)計的文化內(nèi)涵

服裝的“仿生設(shè)計”是模仿自然界生物造型、色彩等因素的設(shè)計活動，實際是從形式上喚起人們對于自然美感的視覺審美要求，同時還滿足人們追求和諧與舒適的心理要求。其主旨是“師法自然”，而21世紀(jì)的主題正是回歸的主題，提倡人與自然的統(tǒng)一。這種“師法自然”與“天人合一”的思想，既是中國傳統(tǒng)哲學(xué)理念的精髓，同時亦是服裝設(shè)計未來發(fā)展的主題。

仿生設(shè)計思維在服裝造型設(shè)計中的應(yīng)用是讓我們更好的對自然界中優(yōu)美的一面進(jìn)行提煉和加工，服裝設(shè)計師從對自然界的感性認(rèn)識中給服裝賜予生命的活力。自然界生物的美麗與時尚科技的結(jié)合，如連體鯊魚裝。

宇航服的設(shè)計靈感也可以來源于仿生設(shè)計?？茖W(xué)家從長頸鹿身上受到啟示，在宇宙飛船升空時，根據(jù)長頸鹿利用緊繃的皮膚可控制血管壓力的原理，研制了飛行服――“抗荷服”。 抗荷服在細(xì)節(jié)造型上安裝有充氣裝置，隨著飛船速度的增高，抗荷服可以沖入一定量的氣體，從而對血管產(chǎn)生一定的壓力，使宇航員的血壓保持正常。同時，宇航員腹部以下部位套入抽去空氣的密封裝置中的，這樣可以減少宇航員腿部的血壓，利于身體上部的血液向下肢輸送。

5 結(jié)語

篇5

知識目標(biāo)：

1、知道機(jī)械運動

2、知道參照物，知道運動和靜止的相對性．

3、知道勻速直線運動．

能力目標(biāo)：

1、觀察實驗?zāi)芰Γ耗軓纳钪杏^察到物體機(jī)械運動的實例．

2、思維能力：判定和分析機(jī)械運動，結(jié)合參照物的知識分析運動和靜止的情況．

3、解決實際問題的能力：解釋、判定自然界中的運動現(xiàn)象．

情感目標(biāo)：

1、辯證唯物主義運動觀的教育．

2、培養(yǎng)學(xué)生科技意識，熱愛科學(xué)、崇尚科學(xué)的思想．

3、利用地球同步衛(wèi)星的教學(xué)滲透愛國主義教育．

教材分析

教材從實例中引出了物體運動的問題，并稱物置的變化為機(jī)械運動，再推廣到自然界的實例中．參照物的概念也是由實例引出，并聯(lián)系實際分析生活和自然界中的實例，要求學(xué)生會聯(lián)系實際判定已知參照物的情況下物體的運動情況和由運動情況分析所選的參照物．在此基礎(chǔ)上，感性的分析了勻速直線運動，并說明物理學(xué)研究問題的一種方法，即從簡單的問題入手，逐漸深化，最后分析我國發(fā)射的地球同步衛(wèi)星并思考一些問題．

教法建議

盡量不加深課本上的內(nèi)容，而應(yīng)當(dāng)多聯(lián)系實際，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和由實踐中學(xué)習(xí)的習(xí)慣，加深一些物理學(xué)習(xí)方法的體會．

通過討論引入新課，引導(dǎo)學(xué)生思考問題，并直接界定物理學(xué)中的機(jī)械運動，對于運動和靜止的相對性的學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)提出問題，學(xué)生討論，并由此引出參照物的概念，關(guān)于參照物的問題要由學(xué)生列舉實例，學(xué)生分析，教師可以做評價，最后總結(jié)分析的一般方法．在本內(nèi)容的教學(xué)中可以使用適當(dāng)?shù)拿襟w資料，例如可以用課本的配套錄像帶"運動的相對性"并回答本節(jié)的練習(xí)．

勻速直線運動的教學(xué)，觀察和分析課本上的實例，說明這是近似的勻速直線運動，由學(xué)生思考生活和自然界中近似的勻速直線運動，加深學(xué)生對勻速直線運動的感性熟悉，在此基礎(chǔ)上給出定義．定義中只須講清快慢不變，不宜引入速度的概念．

教學(xué)設(shè)計示例

教學(xué)單元分析

本節(jié)教學(xué)重點是參照物的教學(xué)，關(guān)于參照物要求能夠由運動情況分析所選擇的參照物和知道參照物判定物體的運動情況．

教學(xué)過程分析

一，機(jī)械運動

討論引入新課，學(xué)生閱讀教材的內(nèi)容和提供的參考資料，閱讀問題是：什么叫機(jī)械運動；舉例說明自然界中的機(jī)械運動；課桌、房屋是否做機(jī)械運動，為什么；能舉出絕對不動的例子嗎．

對學(xué)生列舉的示例可以進(jìn)行分析，注重講解的問題：我們把物置的變化叫做機(jī)械運動；宇宙是運動的，其中的所以物體都是運動的．

二，參照物

說明日常生活中對一些現(xiàn)象的解釋，并進(jìn)一步引出了參照物的概念，講解時注重的問題是：通過實例分析，說明不同的人對運動的描述不同，其原因是他們對運動描述所選擇的標(biāo)準(zhǔn)不同，我們把被選作標(biāo)準(zhǔn)的物體叫做參照物．

由學(xué)生列舉實例說明當(dāng)選不同的參照物時，同一物體的運動的情況，并深入分析選其他參照物時的運動特點．

分析兩類實例：已知參照物，判定物體的運動情況；根據(jù)描述的運動情況判定選擇的參照物．由學(xué)生的具體情況可以教師提供參考示例學(xué)生分析，也可以發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，由學(xué)生組成小組，自行設(shè)計問題，討論，由教師評價．提供一些參考示例：“天天的日起日落這句話是以什么做參照物的”、“地球同步衛(wèi)星總是靜止在地球的某處上空，這是以什么做參照物”、“以太陽做參照物，地球同步通信衛(wèi)星的運動情況怎樣”、“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”這句歌詞中前半句和后半句中所選的參照物各是什么”等．

三，勻速直線運動

觀察一些實例，可以提供錄相和視頻文件、圖片讓學(xué)生思考這些運動的特點，對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以由他們發(fā)現(xiàn)其中的共性，總結(jié)出勻速直線運動的特點．講解時，要注重勻速解釋成快慢不變，而不要引出速度的概念，使學(xué)生形成對勻速的感性熟悉，并說明勻速直線運動是最簡單的機(jī)械運動，而物理研究問題是從最簡單的問題入手的．

對于想想議議中的問題，可以提供學(xué)生自然科學(xué)中的圖片資料，對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生可以在課前就布置查閱資料的預(yù)習(xí)內(nèi)容，要求查找關(guān)于我國衛(wèi)星發(fā)射的情況和衛(wèi)星運動的資料．

板書設(shè)計

探究活動

【課題】

查閱關(guān)于“列車速度”的資料

【組織形式】

學(xué)生小組

【參考題材】

1．列車發(fā)展的歷史，包括我國的發(fā)展史和世界的發(fā)展史．

2．各個階段的列車的速度．

3．各個階段的列車的形式（例如蒸氣機(jī)到磁懸浮列車）．

4．世界各地區(qū)對列車發(fā)展的貢獻(xiàn)．

【評價方案】

1．網(wǎng)上查閱的資料，列出歷史記錄．

篇6

關(guān)鍵詞：仿生學(xué)；產(chǎn)品設(shè)計；仿生設(shè)計

中圖分類號：J524文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

自然界中的生物經(jīng)過億萬年的自然進(jìn)化，有很多具備了美妙的形態(tài)、巧妙的結(jié)構(gòu)和神奇的功能，這為人們解決產(chǎn)品設(shè)計工作難題提供了新思路。研究、學(xué)習(xí)、借鑒自然界中生物體的神奇特性，并把它們應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計中，改進(jìn)產(chǎn)品的功能和形態(tài)，這已成為國內(nèi)外的研究熱點。仿生學(xué)的研究成果被廣泛用于軍事、醫(yī)學(xué)、制造、航空等方面，與人類的生產(chǎn)、生活、未來發(fā)展有著密切關(guān)系。

1.仿生學(xué)概述

仿生學(xué)的標(biāo)志是一個巨大的積分符號，把解剖刀和電烙鐵積分在一起。這個標(biāo)志的含義不僅顯示出仿生學(xué)的組成，而且也指出了仿生學(xué)的研究途徑。仿生學(xué)作為一門獨立學(xué)科，1960年9月誕生于美國。仿生學(xué)主要研究自然界中神奇的生物，研究其獨特能力和原理，并進(jìn)行科學(xué)模擬試驗，然后將得出的結(jié)論運用到產(chǎn)品設(shè)計和制造中去。仿生學(xué)是交叉學(xué)科，按研究領(lǐng)域可以大致分為形態(tài)仿生、功能仿生、結(jié)構(gòu)材料仿生等等。

2.形態(tài)仿生

澳大利亞悉尼歌劇院是一座典型的仿生學(xué)建筑，如圖1所示，貝殼形屋頂就是最大亮點。歌劇院的主體結(jié)構(gòu)新穎，由3組殼片組成。1959年悉尼歌劇院開工，如何建造這些巨大的異形混凝土殼體，這是施工單位遇到的最大困難。1973年竣工后，立即成為悉尼市地標(biāo)性建筑。2007年6月被聯(lián)合國教科文組織評為世界文化遺產(chǎn)。

“鳥巢”是2008年北京奧運會主體育場，由中外著名的建筑設(shè)計師合作設(shè)計，外觀如圖2所示，建筑結(jié)構(gòu)特別新穎，立面與結(jié)構(gòu)的組件相互支撐，形成了網(wǎng)絡(luò)狀的構(gòu)架，就像樹枝編織的鳥巢，非常生動。

3.功能仿生

自然生物經(jīng)過長期進(jìn)化，不僅完全適應(yīng)了自然，而且其進(jìn)化程度接近完美，有一些已超越了人類現(xiàn)有的科技成果。正因為如此，人們才會由衷地感嘆大自然造物的鬼斧神工，而研究和借鑒它們的優(yōu)異結(jié)構(gòu)和奇妙的功能，已經(jīng)成為技術(shù)革新的新方向。

雷達(dá)的發(fā)明靈感來源于蝙蝠。蝙蝠能在黑夜里捕捉昆蟲，從來不會撞上障礙物，這引起了科學(xué)家們的好奇心。經(jīng)過大量研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)其中的奧秘，蝙蝠在飛行中發(fā)出超聲波，并能及時感知該超聲波遇到障礙反射的回波，所以它們能成功避開飛行中的障礙物。雷達(dá)的發(fā)明受此啟發(fā)，雷達(dá)發(fā)出的是一種頻率更高，能量更大的電磁波。飛機(jī)裝上雷達(dá)，飛行員如同有了千里眼，可以穿透黑夜和云霧，感知眼睛看不到的遙遠(yuǎn)目標(biāo)。

昆蟲復(fù)眼結(jié)構(gòu)獨特、功能優(yōu)異，是重要的仿生對象。復(fù)眼結(jié)構(gòu)雖然簡單，但是視場大，對運動物體的感應(yīng)十分靈敏。人眼和普通相機(jī)都是使用單個透鏡聚焦光線，這種排列能夠制造高分辨率圖像；而復(fù)眼是天然的多孔徑光學(xué)成像系統(tǒng)，可以產(chǎn)生全景視角，呈現(xiàn)顯著的深度感官?？茖W(xué)家受到昆蟲復(fù)眼結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，成功設(shè)計了復(fù)眼照相機(jī)，半球狀相機(jī)排列著180個顯微透鏡，視野達(dá)到了160度，能夠同時聚焦物體的不同深度。復(fù)眼照相機(jī)在微型廣角監(jiān)視設(shè)備、內(nèi)視鏡等監(jiān)視技術(shù)領(lǐng)域有應(yīng)用前景。

4.結(jié)構(gòu)和材料仿生

隨著仿生學(xué)的深入開展，人們不但從外形、功能去模仿生物，而且從生物奇特的結(jié)構(gòu)中得到啟發(fā)。鯊魚皮泳衣就是國際游泳界的神話?？茖W(xué)研究表明，鯊魚皮膚粗糙的V形皺褶能夠降低水流阻力，鯊魚皮泳衣的超伸展纖維表面模仿了鯊魚皮膚。根據(jù)這種特殊構(gòu)造生產(chǎn)的泳衣富有彈性，另外還在接縫處模仿人類的肌腱，為運動員向后劃水時提供額外動力。

蜜蜂蜂巢由一個個排列整齊的六棱柱形小蜂房組成，每個小蜂房的底部由3個相同的菱形組成，蜜蜂為什么要弄這么復(fù)雜的結(jié)構(gòu)呢？這引起了科學(xué)家的關(guān)注?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)了其中的秘密，蜂巢中菱形的鈍角和銳角大小竟然完全符合數(shù)學(xué)原理，即如何使用最少的材料制造出結(jié)實耐用的大房子的要求。蜜蜂筑蜂巢使用了最少的蜂蠟，就能做到蜂巢內(nèi)部空間最大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最好，真是令人驚嘆。

芳綸蜂窩是一種模仿自然界蜜蜂蜂巢結(jié)構(gòu)、經(jīng)由樹脂浸漬的芳綸纖維紙制成的非金屬復(fù)合材料，圖3是芳綸蜂窩結(jié)構(gòu)圖，具有重量輕、強(qiáng)度高、抗沖擊、耐腐蝕、隔音隔熱，阻燃性能好、便于大面積整體成型等優(yōu)點，被譽為飛機(jī)的“瘦身專家”。目前，美國波音公司和歐洲空中客車公司的所有民航客機(jī)都已全面使用芳綸蜂窩作為結(jié)構(gòu)材料，主要用于圖4中飛機(jī)機(jī)翼、發(fā)動機(jī)罩、艙門、地板、行李箱、側(cè)板等。此外，芳綸蜂窩在高速列車、雷達(dá)、皮劃艇、直升機(jī)、無人機(jī)也有廣泛用途。

美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家丹尼爾.諾塞拉成功研發(fā)了“人造樹葉”，為解決能源枯竭問題提供了新解決方案。這是一種神奇的太陽能人造樹葉，只要有太陽光，它就能將水分解成氫氣和氧氣，這些氣體再被輸送到一個分離的燃料電池中儲存并發(fā)出電力。

自然神奇，創(chuàng)意無限。雖然人類在仿生學(xué)研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了大量重要進(jìn)展，設(shè)計、制造了許多優(yōu)秀的產(chǎn)品，但是神奇的大自然中仍然有無窮的秘密等著我們?nèi)ヌ剿?，例如昆蟲的變色隱身、神奇的壁虎、大豆的生物固氮。大豆有著神奇的生物固氮功能，直接吸收空氣中的氮氣變成植物蛋白造福人類；人們?yōu)榱颂岣咿r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量大量生產(chǎn)和使用化肥和尿素，化肥和尿素工業(yè)化生產(chǎn)過程復(fù)雜，長期使用化肥提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，卻污染環(huán)境。借鑒容易，結(jié)合不易，認(rèn)識自然、模仿自然、超越自然是仿生設(shè)計的三重境界。我們只有掌握了相關(guān)的專業(yè)知識，再經(jīng)過仔細(xì)觀察、分析、思考、研究、實驗等過程，才能發(fā)現(xiàn)自然界的種種神奇之處和內(nèi)在機(jī)理，才能真正找到產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)的新思路。

參考文獻(xiàn) 

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篇7

關(guān)鍵詞：仿生；橋梁設(shè)計；應(yīng)用

一、仿生法的涵義

仿生法是人類對自然界生物自身形式或其運動狀態(tài)進(jìn)行模仿，利用其相似性來發(fā)明創(chuàng)造的一種學(xué)科。就目前而言，仿生法已經(jīng)被應(yīng)用到很多學(xué)科中，包括生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等，并在各自領(lǐng)域均發(fā)揮了重要的作用。自然界是一切生物的起源地，可以發(fā)現(xiàn)，自然界蘊含著宇宙的智慧，也正因如此，自然界中生物的組成結(jié)構(gòu)往往比科學(xué)發(fā)明更先進(jìn)。仿生法將自然界的智慧與各個學(xué)科相結(jié)合，更好的推動了科學(xué)的發(fā)展。在橋梁設(shè)計領(lǐng)域，橋梁設(shè)計師把感性層次的的自然智慧轉(zhuǎn)化為可以度量的理性數(shù)據(jù)，經(jīng)過總結(jié)分析形成一門系統(tǒng)的橋梁學(xué)科，以指導(dǎo)橋梁設(shè)計人員的橋梁設(shè)計工作。

橋梁設(shè)計是工程質(zhì)量的前期保證，一是關(guān)系到后期的施工，二是關(guān)系到人們的安全使用問題。橋梁設(shè)計師作為橋梁設(shè)計的主體，對橋梁設(shè)計的質(zhì)量以及安全都起到關(guān)鍵作用，而設(shè)計師的設(shè)計理念更是對橋梁的外觀和結(jié)構(gòu)起到?jīng)Q定性的作用。仿生法作為一門先進(jìn)的學(xué)科，已經(jīng)被應(yīng)用到各行各業(yè)，并得到了很好的反響，因此，一個具有仿生法理念的橋梁設(shè)計師必然會更好地實現(xiàn)橋梁功能與造型的不斷創(chuàng)新，這對于推動我國橋梁事業(yè)順利發(fā)展具有十分重要的意義。

二、仿生法的理念與實踐

經(jīng)過億萬年的生物進(jìn)化，各種生命結(jié)構(gòu)已經(jīng)呈現(xiàn)出非常合理化的狀態(tài)。它們具有小巧、靈敏、高效的特點，現(xiàn)在很多科學(xué)領(lǐng)域都引入了仿生法，仿生法理念為科學(xué)領(lǐng)域提供了新的思路和方法、概念，通過對仿生法理念的應(yīng)用各學(xué)科都取得了顯著的研究成果。仿生法由于研究角度不同分類也不同，本文從宏觀和微觀兩類來研究仿生法。宏觀仿生法主要研究生物體（包括動物、植物、微生物、人類）和自然界物質(zhì)存在的外部造型、表宏觀仿生面紋理、力學(xué)構(gòu)造特點、生物材料性能、生物的運動方式、行為規(guī)律、視覺意象等，微觀仿生法則研究生物體內(nèi)部微觀系統(tǒng)，重點研究生物體能量轉(zhuǎn)換、內(nèi)部神經(jīng)反應(yīng)機(jī)理、信息傳遞處理和行為調(diào)控能力以及適應(yīng)環(huán)境的生存能力等。在工程研究中，主要是研究生命系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)或功能如何應(yīng)用到工程技術(shù)中來實現(xiàn)其價值。通過研究資料分析仿生在工程中應(yīng)用的可行性，然后建立模型，再通過計算機(jī)技術(shù)，分析、模擬、仿效生命系統(tǒng)，最后設(shè)計、制造出工程結(jié)構(gòu)。

三、仿生法在橋梁設(shè)計與優(yōu)化中的應(yīng)用

人源于自然，因此從潛意識里對自然有一種難以言說的親近感和歸屬感，因此在橋梁設(shè)計工作中，很多思路和理念都來自于自然界，如果仔細(xì)觀察目前的橋梁，可以發(fā)現(xiàn)，有些橋梁造型與自然界的某些事物具有驚人的相似性，這也從另外一個角度說明仿生法在橋梁設(shè)計中已經(jīng)占據(jù)著重要的地位。仿生法可以分為宏觀仿生和微觀仿生兩大類，同樣的，在橋梁設(shè)計中亦包含以上兩類。然而，不管是宏觀仿生還是微觀仿生，按照應(yīng)用來分，均大致可分為三個層面，即功能機(jī)理仿生、形態(tài)仿生以及結(jié)構(gòu)仿生。

（一）仿生法在橋梁功能機(jī)理中的應(yīng)用

仿生法中研究的生物，主要指的就是自然界中的動植物，而對動植物的機(jī)理研究又是仿生法的重要內(nèi)容之一。機(jī)理研究主要研究與動植物相關(guān)的力學(xué)、動植物的運動形式以及植物的能量轉(zhuǎn)換等。事實上，這類仿生人們很早以前就已經(jīng)參與研究，例如參照鳥類的翅膀來對飛機(jī)兩翼進(jìn)行設(shè)計。值得注意的是，科學(xué)發(fā)明與自然生物之間雖然有很多通性，但是畢竟存在著一定的差異，因此仿生法的發(fā)展并不只是一個純粹模仿的短期過程，而必須經(jīng)歷一個不斷糾偏和調(diào)整的長期階段才能達(dá)到較為理想的效果。

顯而易見，橋梁在使用階段，橋梁的可靠性和耐久性對橋梁自身的正常使用起著決定性作用，為了確保橋梁使用階段的質(zhì)量和安全，在橋梁設(shè)計階段就必須全面考慮到這些影響因素，并尋找出解決方案。研究表明，參照動植物的機(jī)理來進(jìn)行橋梁設(shè)計可以有效地解決橋梁設(shè)計問題，一個成功案例是德國一所大學(xué)的生物研究，研究人員對某種巨型植物的剛度進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)這種巨型植物能夠調(diào)整自身的結(jié)構(gòu)和形態(tài)來適應(yīng)外界的壓力，于是研究人員得到靈感，將此原理應(yīng)用于大跨度橋梁的橋墩和橋塔，使得設(shè)計出來的橋梁能夠很好地協(xié)調(diào)各個方面的壓力，從而發(fā)明出有生命特征的大跨度橋梁，對當(dāng)代橋梁設(shè)計的創(chuàng)新起到了很好的推動作用。

（二）仿生法在橋梁形態(tài)上的應(yīng)用

最早的仿生法橋梁設(shè)計師對仿生橋梁的設(shè)計是一種純粹的模仿，設(shè)計出來的橋梁形象怪異，甚至有些脫離實際，造成施工難度很大，有的根本無法與施工技術(shù)相匹配。隨著設(shè)計人員設(shè)計理念的成熟，橋梁設(shè)計師漸漸意識到，仿生法在橋梁建筑中的應(yīng)用，需要立足于實際狀況進(jìn)行設(shè)計，脫離實際的形態(tài)仿生是完全沒有應(yīng)用價值的，也是完全沒有意義的。例如，盡管自然界中很多的生物形態(tài)具有很好的仿效價值，然而在實際的橋梁施工中，則很容易面臨負(fù)荷超重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有可靠的施工技術(shù)等問題，因此在橋梁設(shè)計中，必須根據(jù)現(xiàn)實需求科學(xué)合理地運用仿生法理論，嚴(yán)格分析其可行性，確定其實際可行了之后才能進(jìn)行橋梁的設(shè)計工作。

（三）仿生法在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

如果注意觀察，可以發(fā)現(xiàn)在生物界中，有許多動物的骨骼結(jié)構(gòu)、植物的外形結(jié)構(gòu)均對橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計有很好的參考作用。另外，隨著生物學(xué)科的迅速發(fā)展，生物知識不斷在日常生活中普及，人們也逐漸認(rèn)識到了自然界中更多的生物結(jié)構(gòu)形態(tài)，而這些結(jié)構(gòu)形態(tài)無疑為橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了更多的設(shè)計思路，如果可以將這些生物結(jié)構(gòu)應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)，則橋梁設(shè)計必定會有愈加廣闊的發(fā)展空間。自然界的生物充滿了宇宙的智慧，許多結(jié)構(gòu)均有完美的對稱性和實用性，一旦將這些原則恰當(dāng)?shù)剡\用到橋梁設(shè)計中，那么必定可以設(shè)計出低耗能、高質(zhì)量并擁有美好外觀的新型橋梁。

結(jié)束語

大自然是一位充滿智慧的導(dǎo)師，擁有無窮無盡的知識讓人類去挖掘和學(xué)習(xí)?？梢园l(fā)現(xiàn)，日常生活中各種產(chǎn)品的設(shè)計靈感均或多或少受到大自然的啟示。同樣，橋梁設(shè)計中仿生法的應(yīng)用對于我國橋梁設(shè)計的發(fā)展將起到不可低估的推動作用，這種新型的設(shè)計理念為橋梁設(shè)計師們提供了和諧、新穎的設(shè)計思路，也是我國“科技強(qiáng)國、創(chuàng)新強(qiáng)國”戰(zhàn)略在橋梁事業(yè)中的具體實踐。

參考文獻(xiàn)

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[4]王書榮. 自然的啟示[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1978.18～21.

篇8

Abstract: Construction and utilization of public space plays a more and more important role in the plan and construction of modern city. It embodies the characteristics of city, and is the ties of human and nature. The use of bionics riches the designing method of city public space, and is the headspring of design innovation. It promotes the use of ecological idea in landscape design, which is significant and has vast potential for future development.

關(guān)鍵詞： 仿生設(shè)計；城市開放空間；生態(tài)設(shè)計；可持續(xù)發(fā)展

Key words: bionic design；city public space；eco-design；sustainable development

中圖分類號：TU984.11+3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）03-0083-01

0 引言

城市公共空間是城市環(huán)境的重要組成部分。隨著城市文明的不斷發(fā)展和城市居民生活質(zhì)量的提高，人們對城市建設(shè)有了越來越高的要求，而囊括了所有供城市居民日常生活和社會生活公共使用的城市公共空間的設(shè)計則是城市設(shè)計的重中之重。設(shè)計師們從自然界中汲取靈感，以求通過模仿大自然的設(shè)計過程來解決環(huán)境所面臨的問題。

1 仿生設(shè)計

自然界是人類科技進(jìn)步的源泉。自然界的生物在漫長的進(jìn)化過程中，為了自身的生存與發(fā)展，逐漸進(jìn)化出適應(yīng)自然界變化的各種本領(lǐng)。為了使人類更優(yōu)雅地生存在地球上，設(shè)計師們開始嘗試向自然界中的其他物種學(xué)習(xí)，聽取他們設(shè)計上的建議。仿生設(shè)計便由此應(yīng)運而生。仿生設(shè)計是以自然界萬物為設(shè)計源，以其“形”、“色”、“音”、“功能”、“結(jié)構(gòu)”等為研究對象，有選擇地在設(shè)計過程中對這些特征原理進(jìn)行綜合、利用及改進(jìn)，為設(shè)計提供新的思想、新的原理、新的方法及途徑，以實現(xiàn)人類社會和自然的和諧統(tǒng)一。

2 仿生設(shè)計在城市開放空間中的應(yīng)用形式

我國早在原始社會就有了仿生學(xué)的雛形，如古人們模仿飛禽學(xué)會了筑巢，由此躲避野獸的襲擊；模仿魚類學(xué)會了造船，由此取得水上運輸?shù)淖杂?，等等。仿生設(shè)計發(fā)展到今天，更是在多個領(lǐng)域都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。仿生設(shè)計的源物體為自然界中的一切物種，包括人類自身。而涉及景觀領(lǐng)域的仿生設(shè)計，主要有以下幾種形式：

2.1 形態(tài)仿生 形態(tài)仿生是對具有美感的生物體的線條、形態(tài)、色彩等的直觀模仿或?qū)σ饩车奶釤捄蜕A。它用一種直白的方式蘊含自然哲理，表達(dá)出對自然的向往。由于具象形態(tài)容易表現(xiàn)情趣性、親和性、自然性，直觀地對自然對象的外觀進(jìn)行再現(xiàn)和模仿，可以傳達(dá)出濃厚的情趣感和親和力。故多應(yīng)用于一些景觀小品中來營造活動的氛圍。如居住小區(qū)中用苗木修剪造型而成的鳥類、動物形象， 用石材等制作的人物塑像，以動植物形態(tài)塑造的園林小品等。

2.2 材料仿生 材料的仿生，就是通過對生物組成、形態(tài)、結(jié)構(gòu)的研究和分析，研制出具有一定功能的人工材料，使之與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)。城市環(huán)境中最簡單也最常見的一種就是仿木、仿竹、仿石材料的運用，能給人樸實、自然的感覺，可緩解人們因工作而引起的疲勞與壓力，還能達(dá)到良好的視覺效果。

2.3 結(jié)構(gòu)仿生 結(jié)構(gòu)仿生是建筑仿生學(xué)中一個成熟的分支學(xué)科， 也是運用最為廣泛的。結(jié)構(gòu)仿生通過研究生物整體或部分的構(gòu)造組織方式，對其力學(xué)結(jié)構(gòu)和組織原則進(jìn)行模仿，以解決問題。例如城市廣場中常用的張拉膜結(jié)構(gòu)，其靈感便是來自于昆蟲輕盈的翅膀通過張拉產(chǎn)生力學(xué)美這一自然現(xiàn)象。

2.4 功能仿生 功能仿生是從功能出發(fā)，對生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)、群落的生理機(jī)能或自然力的作用規(guī)律進(jìn)行模仿。生物模擬學(xué)家Benyus認(rèn)為“我們必須具備一種與這些生物體更相近的能力，那就是找到一個方法，減少材料用量，那種我們所用的材料，然后加上設(shè)計?！崩纾藗兡７挛灮鹣x的發(fā)光原理制成的冷光源可將發(fā)光效率提高十幾倍，大大節(jié)約了能量；模擬自然界水體自凈的過程來實現(xiàn)景觀中水生系統(tǒng)的自我凈化等等。

2.5 布局空間仿生 對空間布局的仿生常融合了形態(tài)、材料、結(jié)構(gòu)和功能等多項仿生設(shè)計，使空間布局具有優(yōu)美的構(gòu)圖、強(qiáng)烈的邏輯、完整的結(jié)構(gòu)，并能夠表達(dá)一個明確的主題。例如成都活水公園利用“魚水一家”這一自然生態(tài)原理，在外形上采用了仿魚形設(shè)計，為世人展示了模擬與再現(xiàn)自然環(huán)境對污水凈化處理的全過程。

3 仿生設(shè)計運用于城市公共空間設(shè)計的意義

“想象要設(shè)計一個春天，想象一切和諧編排，想象那些時機(jī)、那些巧合，完全沒有上對下的法則規(guī)律，或政策，或氣候變遷草案，每年都這樣發(fā)生。有很多爭奇斗艷……空氣里充滿愛，有很多盛大的開場。而這些生物體，他們?nèi)季挥行?。”這是Benyus在TED演講中描述的自然界，在這一描述中我們看到了人類所追求的和諧。大自然給我們的靈感是不會枯竭的，我們要向自然界中的生物學(xué)習(xí)如何與我們的生活環(huán)境和諧相處。仿生學(xué)的發(fā)展為我們提供了這一契機(jī)，它豐富了設(shè)計的形式語言，成為設(shè)計創(chuàng)新的源泉，促使生態(tài)理念運用于景觀設(shè)計的更深層次。

4 仿生設(shè)計在城市公共空間設(shè)計中的發(fā)展前景

生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，使綠色未來、節(jié)能經(jīng)濟(jì)成為大勢所趨。隨著時代的變遷，環(huán)境的變化，人類逐漸發(fā)現(xiàn)生物界能夠教給我們很多東西，僅僅認(rèn)識這些生靈是不夠的，與它們共處一室，不僅是為了研究，而是要從它們那里學(xué)到東西，以能夠應(yīng)用到人類的生活中，這可能幫助全球能源問題，減少浪費，提高能源的可持續(xù)性利用。德國著名設(shè)計大師路易吉·科拉尼說：“設(shè)計的基礎(chǔ)應(yīng)來自誕生于大自然的生命所呈現(xiàn)的真理之中?！弊匀唤o設(shè)計的啟示不應(yīng)僅僅只是視覺上的，環(huán)境系統(tǒng)中的仿生更重要的是研究自然生態(tài)系統(tǒng)如何維持自己，使人造環(huán)境具有與自然環(huán)境一樣出色的功能。城市公共空間設(shè)計應(yīng)將這些自然造物法則穿插運用，最大化的為人們營造接近自然的戶外環(huán)境。當(dāng)前人們都在追求低碳生活，但我國的城市共空間設(shè)計中還存在著許多關(guān)于環(huán)保節(jié)能方面的阻礙，但這可能是短暫的，隨著材料、技術(shù)和設(shè)計水平的不斷發(fā)展與提高，隨著仿生設(shè)計的不斷滲透，相信未來的城市公共空間一定會為人們追求低碳生活開辟更加廣闊的道路。

5 結(jié)語

社會是不斷發(fā)展進(jìn)步的，環(huán)境的好壞可以做為衡量發(fā)展的標(biāo)尺。通過向大自然學(xué)習(xí)，設(shè)計師可以模仿自然系統(tǒng)，不斷設(shè)計出更高效的社會環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

關(guān)鍵詞：硅；氧化劑；粗硅制?。籈llindham圖

文章編號：1005－6629(2008)03－0072－03中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

硅是無機(jī)非金屬的主角，是地殼的基本骨干元素，是一種重要的半導(dǎo)體材料。在中學(xué)階段，以碳和元素周期律知識為基礎(chǔ)，向?qū)W生簡要介紹硅及其典型化合物二氧化硅的相關(guān)知識，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，是非常必要的。

但在這一部分教學(xué)時，教師和學(xué)生始終存在一些疑問，下面就對這些疑問進(jìn)行探討，談?wù)劰P者的觀點。

1對硅在自然界中存在狀態(tài)的探討

疑問：教材[1]146頁第一自然段第二行：“在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，……”；145頁第二節(jié)第一自然段第二行：“在自然界中，沒有游離的硅，只有以化合態(tài)存在的硅，……”；既然在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，為什么自然界中沒有游離態(tài)的硅單質(zhì)？

探討：

基態(tài)時,硅的原子電子組態(tài)為：Si:[Ne] 3s23p2, 硅原子價層3s、3p軌道有電子占據(jù),能級相近的3d空軌道可以參加成鍵作用, 因d軌道參加成鍵, 除形成sp3d和sp3d2等雜化軌道外, 還使Si-O等類型化學(xué)鍵因pπ-dπ作用而大大增強(qiáng)[2]。

表1硅化學(xué)鍵的鍵長和鍵能[2]

由表1可以看出鍵能（E）的關(guān)系：E(Si-O)>> E(Si-Si)

自然界中硅的主要存在形式硅酸鹽，主要是以[SiO4]4－基團(tuán)組成， 在[SiO4]4－基團(tuán)中，Si除以sp3雜化軌道和4個氧原子按四面體方向形成4個σ鍵外，Si原子的dx2-y2和O原子的p軌道相互疊加，由O原子提供電子成鍵，如圖1(a)所示， 同時Si原子的dz2軌道也可和O原子的pπ軌道互相疊加，由O原子提供電子成鍵，如圖1(b)所示。 由于這種pπdπ的作用,使Si-O鍵增強(qiáng)，鍵長縮短，鍵能增加。在硅酸鹽中, Si-O鍵的平均鍵長為162pm，比Si和O的原子半徑和(113pm+74pm=187pm)短25pm[2]。

圖1 [SiO4]4-中的pπdπ配鍵(每種只示出一個)

(a)pπdx2-y2， (b) pπdz2， 注：引自文獻(xiàn)[2]

在地殼形成時溫度很高，且硅與氧具有高親和力[3]，能夠生成更為穩(wěn)定的Si-O四面體結(jié)構(gòu)，因此，豐度僅次于氧的硅單質(zhì)在自然界中就并不存在了。即自然界中不存在由Si-Si鍵連接的純硅單質(zhì), 而基本上是以更為穩(wěn)定的Si-O鍵結(jié)合的硅酸鹽的形式存在[2]。

2 對硅與強(qiáng)堿反應(yīng)的探討

疑問：教材[1]146頁第一自然段第二行：“在常溫下，硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外，硅不跟其他物質(zhì)，如……等反應(yīng)”；硅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，氧化劑是何物？

探討：

硅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)氧化劑的常見觀點見表2。

表2 硅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的一些不同觀點

文獻(xiàn)[6] [7][11]介紹了一些實驗事實，下面是對實驗事實的分析：

表3 硅與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的實驗事實分析

從實驗事實可以看出，常溫下，純水與硅不反應(yīng)，只有在600℃時，硅與水才反應(yīng)，觀點三將硅與水在常溫下的反應(yīng)分成條件不同的兩個反應(yīng)顯然是不對的。只有無水加熱狀態(tài)下, 硅可與強(qiáng)堿反應(yīng)，OH－作氧化劑。

該反應(yīng)可分成兩個半反應(yīng), 見表4：

表4 在堿性溶液條件下H(Ⅰ)-(0)和Si(IV) -(0)

電對的半反應(yīng)及標(biāo)準(zhǔn)電極電勢[8]

從電對標(biāo)準(zhǔn)電極電勢可以看出理論上在堿性條件下H2O可作氧化劑氧化Si；從實驗事實四分析，產(chǎn)生H2的量不決定于NaOH的量，從實驗上也說明堿性條件下H2O可作氧化劑氧化Si，所以筆者支持觀點四，此反應(yīng)氧化劑是H2O，NaOH僅作催化劑。

在298K時硅與水反應(yīng)在熱力學(xué)上是可能的，但由于反應(yīng)活化能較高故要使該反應(yīng)發(fā)生，有如下方法：一是給體系加熱，提供能量， 越過活化能（事實一）； 二是加入催化劑（OH－），改變反應(yīng)途徑，降低活化能[9]。

3 對粗硅制取反應(yīng)的探討

疑問： 教材[1] 146頁第三自然段第二行：“在工業(yè)上，用炭在高溫下還原二氧化硅的方法可制得含有較少雜質(zhì)的粗硅。SiO2+2C Si+2CO”，為什么反應(yīng)生成的是CO，而不是常見的CO2？

探討：

1.假設(shè)反應(yīng)為SiO2+C＝Si+CO2，則：

rG =[fG(CO2)+fG(Si)]－[fG(SiO2)+fG

(C)]

=(－394.4+0)－(－805.0+0)=410.6kJ>0kJ, 常溫下，反應(yīng)不能自發(fā)發(fā)生。

經(jīng)計算：rH =465.89 kJ；rS =184.79 J?K-1

根據(jù)rG=H-TS2521.18K時，該反應(yīng)才可能發(fā)生。

2.假設(shè)反應(yīng)為SiO2+2C＝Si+2CO，則：

rG =[fG(CO) ×2+fG (Si)]－(fG (SiO2)+fG (C))

=[(-137.3)×2+0]-(-805.0+0×2)=530.4kJ>0 kJ, 常溫下，反應(yīng)也不能自發(fā)發(fā)生。

同理計算，根據(jù)rG =H-TS1766.88 K時，該反應(yīng)才可能發(fā)生。即當(dāng)溫度超過1766.88K時，反應(yīng)按生成Si和CO方式進(jìn)行。

經(jīng)以上近似計算，在高溫條件下這兩個反應(yīng)都能進(jìn)行。但生成Si和CO的反應(yīng)比生成Si和CO2的反應(yīng)易進(jìn)行，因生成Si和CO的溫度較生成Si和CO2低754.3K。在Ellindham圖（圖2）中 “2C +O22CO”線先于“C+O2CO2”線低于“Si+O2SiO2”線，也可得出該結(jié)論。

圖2 Ellindham的氧化物生成吉布斯自由能與溫度的關(guān)系圖

注： 1)引自文獻(xiàn)[10]， 引用圖形時將無關(guān)部分除去；

2)圖中m表示熔點；×表示相變

所以將SiO2跟C的反應(yīng)寫成SiO2+2C=Si+2CO更能合乎實際反應(yīng)事實。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 肖東梅.《硅》中解疑[J] .中學(xué)化學(xué),2000,8:12.

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[6] 程先華.探究Si與NaOH的反應(yīng)[J] .化學(xué)教育,2007,7:109-113.

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[8] 北京師范大學(xué),華中師范大學(xué),南京師范大學(xué)無機(jī)教研室.無機(jī)化學(xué)(上冊) .第4版[M],北京:高等教育出版社,2002:424-425.

[9] 孔憲萍.硅與強(qiáng)堿溶液作用中何者為氧化劑[J],化學(xué)教育,1987,5:55-56.

[10] 唐宗薰.無機(jī)化學(xué)熱力學(xué)[M],西安:西北大學(xué)出版社, 1990:18.

[11]丁成煒. “硅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)”實驗的補(bǔ)充[J] ,化學(xué)教學(xué),1992,2:27.

篇10

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計；審美；文化內(nèi)涵

下文主要講述了建筑設(shè)計和審美活動都是文化創(chuàng)新活動、審美與建筑設(shè)計的文化沖突與差異、審美與建筑設(shè)計文化融合以及文化的創(chuàng)新推動了建筑設(shè)計的創(chuàng)新。

一?建筑設(shè)計和審美活動都是文化創(chuàng)新活動

（一）建筑設(shè)計是人們?yōu)榱俗分鹕畹母哔|(zhì)量而出現(xiàn)的，建筑設(shè)計的觀念和理念都與審美息息相關(guān)。為人類創(chuàng)造舒適的居住環(huán)境是建筑設(shè)計的目的，也是建筑設(shè)計的追求，建筑設(shè)計的原則追求和諧發(fā)展的目標(biāo)，更是審美觀的具體體現(xiàn)形式。建筑設(shè)計是人對自然環(huán)境有目的地進(jìn)行改造，人們對于自然界的態(tài)度是建筑設(shè)計的重點，要保障建筑設(shè)計和審美活動相融合，完成建筑設(shè)計和審美活動的藝術(shù)統(tǒng)一。

（二）建筑設(shè)計的理念就是幫助人們改善傳統(tǒng)的“冬冷夏熱”的感覺，使人們無論什么時間呆在居民樓里面都感受不到外面的不適氣候，建筑設(shè)計的理念是根據(jù)不同地域的不同氣候特點，有目的地進(jìn)行設(shè)計和建造的，建筑設(shè)計的目的就是為了改善當(dāng)?shù)鼐用窬幼〉沫h(huán)境，比較潮濕、多雨、氣溫高的地區(qū)，建筑設(shè)計的特點就是為了防潮、透氣和通風(fēng)，一些地區(qū)的蟲類比較多，建筑設(shè)計的特點就為了防止害蟲侵襲，人們?yōu)榱烁脑熳陨碣囈陨娴沫h(huán)境，才出現(xiàn)了建筑設(shè)計，在不斷實踐的過程中，不斷地完善建筑設(shè)計，建筑設(shè)計由原來僅僅帶有目的性轉(zhuǎn)向帶有審美觀念的設(shè)計。

（三）建筑審美觀念與建筑設(shè)計是分不開的，都是人類為了更加高質(zhì)量、更加舒適的生活所進(jìn)行的文化創(chuàng)新活動，而且所有生物的居住環(huán)境，都是根據(jù)生物自身的特點建造的，比如說動物的居住環(huán)境都是動物為了安全和溫飽而建造的，一般都是占據(jù)有利的地理環(huán)境就容易滿足，不追求美與不美，美麗與奢華都是人類這種高級動物的一種思想和態(tài)度，建筑設(shè)計的美觀不是與生俱來的，也不是自身造就的，而是通過人類豐富的心理活動和積極的生活態(tài)度衍變而來的，建筑設(shè)計的藝術(shù)美是否高于自然環(huán)境的美，只有靠人類自身來做評判，而建筑設(shè)計的本身則沒有這這么多的懸念，人們認(rèn)為建筑設(shè)計的藝術(shù)美凌駕于自然美之上，藝術(shù)美就比自然美要美很多。

（四）建筑設(shè)計的藝術(shù)美是人的感性生活造就的，同時也是人類心靈的理性參與，使自然物能夠塑造成非自然的美，能夠使自然界中本身存在的東西制造成自然界原本不存在的事物，使自然界中的事物能夠有用處，建筑設(shè)計的成果也是人類文明不斷進(jìn)步和完善的標(biāo)志，建筑設(shè)計給自然界中的事物賦予了價值，使自然界中的事物更加人性化，建筑設(shè)計沖破了自然界的束縛，完成了藝術(shù)與實用相結(jié)合的完美理念，通過人類的智慧和想象創(chuàng)造出屬于人類的有價值的藝術(shù)成果。

二?審美與建筑設(shè)計的文化沖突與差異

（一）建筑設(shè)計在某種程度上，是社會發(fā)展和人類文明進(jìn)步的重要標(biāo)志。建筑設(shè)計是在文化背景中和社會條件下產(chǎn)生的，建筑設(shè)計具有很強(qiáng)的歷史性和代表性，建筑設(shè)計的特點還融合了民族性，不同民族歷史發(fā)展歷程也會不同，每個民族都有自己獨特的文化背景和成果，建筑設(shè)計的文化內(nèi)涵和審美就存在沖突和差異，建筑設(shè)計是將不同民族的不同文化內(nèi)涵融入到設(shè)計里面，使建筑設(shè)計成為代表這個民族獨一無二的文化成果，是不同民族精神文明與物質(zhì)文明的結(jié)晶，不同民族的文化沖突和差異造成了建筑風(fēng)格與審美的文化沖突和差異，受不同民族生產(chǎn)力發(fā)展的制約，建筑設(shè)計的理念和人的審美觀念，代表的歷史背景不同，文化內(nèi)涵就不能夠相融合。

（二）民族歷史發(fā)展的獨特性，決定了建筑設(shè)計獨特的特點，建筑設(shè)計的特點和風(fēng)格其實就是不同民族在歷史衍變過程中的動態(tài)變化，是不同民族的親身實踐，審美和建筑設(shè)計都有民族性的特征，都代表了不同民族的民族精神和文化內(nèi)涵。當(dāng)外來民族的文化侵入本地風(fēng)俗時，區(qū)域文化的特色就會擰成一股繩，一致地排外，避免不同的文化內(nèi)涵相融合，審美與建筑設(shè)計產(chǎn)生了文化沖突和差異，不同民族崇尚的文化心理是不同的，審美觀念也會有所不同，審美理想和審美趣味就會產(chǎn)生沖突和差異。

三?審美與建筑設(shè)計文化融合

審美與建筑設(shè)計，是將不同的專業(yè)知識技能有效地融合在一起并且合理的應(yīng)用到審美與建筑設(shè)計的具體體現(xiàn)，建筑設(shè)計的專業(yè)有材料學(xué)、建筑學(xué)、物理學(xué)、哲學(xué)、社會學(xué)、歷史學(xué)、心理學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)等等，這些專業(yè)的特點和風(fēng)格不一，建筑設(shè)計的風(fēng)格特點都是這些不同的專業(yè)相互融合、相互借鑒、取長補(bǔ)短的過程中實現(xiàn)的，建筑設(shè)計的實用性、藝術(shù)性、合理性、科學(xué)性是這些專業(yè)能夠相互容納的原因，建筑設(shè)計的審美觀與建筑設(shè)計的實用性的功能有很大的關(guān)聯(lián)性。所有專業(yè)的不同風(fēng)格和特點都是緊緊圍繞建筑設(shè)計的理念和實用性的特點服務(wù)的。

四?文化的創(chuàng)新推動了建筑設(shè)計的創(chuàng)新

文化不斷發(fā)展的過程造就了建筑設(shè)計在不同地域、不同時代、不同民族的表現(xiàn)形式。文化的不斷創(chuàng)新和改善推動了建筑設(shè)計的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，文化的演變過程與建筑設(shè)計的演變過程是相輔相成的。

結(jié)語：建筑設(shè)計的風(fēng)格往往反映人的心理特征和人的感性特征，建筑設(shè)計是一種創(chuàng)新文化活動，是為了改善大多數(shù)人的生存環(huán)境，使自然界中的事物能夠得到充分的利用，建筑設(shè)計和審美實現(xiàn)了實用性與藝術(shù)性相結(jié)合，使人類文明和社會發(fā)展的象征。

參考文獻(xiàn)：

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[2]毛桂平.廣東省科技干部學(xué)院.談住宅小區(qū)的建筑策劃設(shè)計與審美機(jī)制.實錄與創(chuàng)意.2008.07.14.