生命现象的基本特征范文

时间:2024-01-19 17:49:11

导语:如何才能写好一篇生命现象的基本特征,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

生命现象的基本特征

篇1

《生物的特征》是学习生物学的第一节课,这样安排的目的是使学生从生活经验和认知水平出发,学生只有了解了什么是生物,生物具备哪些特征,才能为进一步学习生物打下坚实的基础,并以此激发学生学习生物的兴趣,所以,本课在教材中占有十分重要的地位。

【三维目标】

知识目标:

1.知道什么是生物,能区分生物与非生物。

2.举例说明生物具有的基本特征。

能力目标:

通过观察和比较,对生物的基本特征进行归纳和概括。

情感、态度、价值观目标:

增强热爱大自然、保护大自然的情感,更加热爱生活,珍爱生命。

【重点和难点】

重点:生物的基本特征。

难点:植物的营养、呼吸、排出废物。

【教学方法】

本节课利用多媒体来组织和引导学生观察、分析、讨论、归纳和总结,在教学中要充分调动学生的积极性和主动性,发挥其主体作用。

【教学策略】

在教学中要运用多种教学方法和手段,教师有针对性地引导,学生开展观察、比较、质疑等活动,充分地调动学生主动学习的积极性,从而突破教学的重难点。

【教学过程】

情景导入:

教师利用多媒体展示一幅美丽的图片。

教师提出问题:图片中哪些是生物?哪些是非生物?

学生观察后,说出观察的结果。生物和非生物有什么区别?生物具有哪些特征呢?从而引入课题。

讲授新课:

[观察比较――辨别生物与非生物]

一、观察是科学探究的一种基本方法

在日常生活中,你一定认识不少生物。如果要了解这些生物的主要特征,要将两种生物区分开来,这就需要对生物进行观察。那么,在观察的过程中需要注意哪些问题呢?请你阅读教材中的相关内容,尝试进行归纳和总结。

二、什么是生物

教师展示生物和非生物的实物。教师引导学生分析哪些物体是生物,哪些物体是非生物,并引导学生归纳总结什么是生物,通过分析达成共识:具有生命现象的物体是生物,不具有生命现象的物体不是生物。

[结合实例――感知生物的特征]

三、生物的特征

1.生物的生活需要营养。

分析:请同学们说一说,你是否经常吃小食品?家长愿意让你吃这些小食品吗?

2.生物能进行呼吸。

学生表演动作:用手捏住鼻孔,闭上嘴。

几秒钟后感觉到憋闷,说明人能进行呼吸。

3.生物能排出身体内产生的废物。

回顾:当人运动之后会出汗,汗液流到口中,你的感觉如何?

观看:尿液的颜色,这种颜色说明了什么?

4.生物能对外界刺激作出反应。

动作表演:教师请一名学生来到讲桌旁,让学生把手伸到教师面前,教师拿一根织毛衣用的竹针,当用这根针去扎学生的手时,学生马上把手缩回。这种现象说明了什么?

5.生物能生长和繁殖。

穿衣表演:课前让两名学生各找出一件上小学时穿过的漂亮的衣服,在课堂上让这两名学生穿上。

学生观察、分析:衣服小了,这说明了什么?

描述:当青年人结婚之后,家庭成员的数量会发生什么样的变化?

6.生物都有遗传和变异的特性。

观察:教师出示班级中一名学生的全家福照片,这名学生有哪些地方像父母?有哪些地方长得不像父母?

7.除病毒外,生物都是由细胞构成的。

此特征是学生在下一个环节中阅读教材来掌握的。

[阅读教材――理解生物的特征]

1.教师指导学生阅读教材。

2.学生进行质疑、释疑。

[知识拓展――说出生物的其他特征]

教师进一步引导、启发:生物除了具有上述特征外,还具有哪些特征?

学生进行积极的思考、讨论,并在小组内进行交流。(生物能运动,生物有一定的寿命,生物能适应环境、影响环境等)。

【课堂小结】

通过本节课的学习,你有什么收获?(学生进行总结)。

教师:因为有了这些生物,我们的生活才更加美好,所以,我们要热爱大自然,保护大自然,热爱生命,保护生命,对学生进行情感教育。

【课后反思】

篇2

1对生命本质的不断探索与生命的信息定义

生命究竟是什么?这是一个很难下定义的概念。高中生物教材在绪论中借助于形形的生命形式列出了生命的六大基本特征,包括新陈代谢、生物体特有的组成与结构、应激性、生长发育与生殖、遗传变异与进化、生物对环境的适应性等。这种对生命的描述性定义虽然容易理解,但是并不能真正体现出生命的最本质属性。长期以来,许多哲学家、生命科学研究者都试图给生命下一个更能反映其本质属性的抽象性定义,当今许多生物哲学家都把生命本质问题作为其著述立说的主要论题之一。作为高中生物教师更应当对生命的本质定义有所了解和认识。

近年来有人从信息论角度对生命进行了剖析,认为生命的本质在于生长和繁殖过程中信息的传递作用。该定义强调两点:①强调生命的本质在于它是一个信息系统,是一个能够通过自我复制与自我繁殖不断地传递信息的系统;②强调生命的出发点不是个体,而是群体,生物群体具有无限度地不断适应新环境的特征。该定义启示我们,任何生命机体之所以表现出生命,其根源在于其系统中信息的不断传递和系统与环境之间的信息交流。事实上,大量证据表明生命过程本质上就是信息传递过程。

2生命机体是一个复杂的信息网络系统

随着分子生物学的发展,人们发现在生物机体内部,细胞与细胞之间、细胞内部各大分子之间普遍存在着信息流动,这种信息流动与环境的信息流动相互协调,从而构成了机体内环境的动态平衡――稳态的形成。高等动物尤其是人类机体内的信息网络系统主要是由神经系统、内分泌系统和免疫系统构成,其信息传递过程大致如下所示。

首先是细胞外的信息分子,包括神经递质、激素、细胞调节因子等,它们构成了第一信使,作用于细胞之间,传递各种信息,调节着机体发生、发展、生存和死亡;其次是受体系统,细胞接受信息具有选择性及特异性,其关键在于细胞膜上与信息分子特异性结合的蛋白质,即受体;第三是第二信使,当第一信使与其相应受体结合之后,在细胞膜上各种酶的作用下产生出许多有活性的小分子化合物,如c―AMP、c―GMP、Ca2+、NO等,它们构成了专门在细胞内起调节作用的第二信使;接着第二信使将信息继续输送,逐级放大,引发一系列特异性反应,在细胞内激活一系列特异性激酶,每一个激酶又有多种底物,由此引发出千变万化的生理效应。这些信号在传递过程中出现的信息量多少以及信息传递通道是否畅通等等,都直接影响调控的正常或失常,并与各种疾病的产生直接相关。

从信息角度看生物进化,进化实质就是生物遗传信息在一代又一代的传递过程中所产生的变化。它同时体现出环境信息对于生物遗传信息的选择与协调。由于人们认识到生物繁殖的基本单位是种群而不是个体,因此从宏观上看,物种的信息流以群体的形式向下传递,而生物群体具有不断适应新环境的能力,于是,种群的遗传信息就以基因库的形式存在并传递下去。

综上所述,不仅生命机体本身是一个复杂的信息网络,生命系统与生态系统之间也构成复杂的信息网络。上述事实充分证明,生命的信息定义中所强调的生命本质属性有助于我们从信息角度深刻认识生命。

3生命的信息定义对高中生物教学的启示

篇3

关键词:应用化学专业 生物化学 教学内容 教学方法

近年来,生物化学已渗透到各个领域,生物化学课程进入化学专业学生课堂也已逐渐成为事实。教育部理科化学教学指导委员会在最新制定的《理科化学专业和应用化学专业化学教学基本内容》中首次列入了生物化学,国内外一些名牌大学的化学院系在教学计划中也将生物化学这门课程放在了重要的位置,其教学课时及所占学分与有机化学等骨干课程相近或持平。我院也适时地在应用化学专业课程体系中设立了生物化学选修课,得到了该专业学生的积极响应。针对应用化学专业学生的特点,我们对开设此门课程的必要性、教学内容和教学方法作了一些思考和尝试,取得了较好的效果。

一、应用化学专业开设生物化学课程的必要性

在传统的课程设置体系下,无机化学和有机化学为生物工程专业学生的基础课程,而生物化学课程则不列为应用化学专业学生的课程体系。在应用化学与生物工程教学日益密切联系的今天,这在一定程度上限制了学生认知和发展的空间,更不能使学生毕业后适应实施新一轮基础教育改革后的教育工作和当前就业形势的需要。因此,在现行教育教学改革中,应鼓励和支持学生跨专业选修一些相关和与个人发展联系密切的学科。从应用化学专业学生的培养目标和我们现在师资力量看,有目的地选修生物化学课程十分必要也完全有可能。

生物化学是联系化学与生物学的桥梁,像天然产物和生物高分子的研究都应用于这一范畴。现在我们所讲的与生命现象的联系,已经不只是停留在从前的研究天然产物或代谢物的结构解析和全合成的水平上了,而是与体内和体外发生的化学过程相关连或者是对它们的模型体系的研究。从现阶段生命过程化学研究的目标是分子和分子集合体水平上了解和认识更为复杂的生命现象看,可以相信,随着今后人们对生命现象本质认识的提高和深化,一定会将化学带入一个新天地,从而给人类社会的进步以深刻影响。基于这一认识,当化学家在预测或规划未来化学发展的方向时,都将把与生命现象关连的化学放到十分重要的地位。近年来,pi―MenteI等组成的委员会受美国科学基金会的委托,对今后的化学提出的主要优先发展方向进行分析,发现有很多都渗入了对生命现象的研究。国外的一些著名科学家在预测今后5年或20年化学在基础和应用方面的进展时,也一致认为与生命过程有关的领域会占相当大的份额。

二、构建适合应用化学专业特点的生物化学课程教学内容

为适应应用化学专业特点,在教学内容的构建上,要尽量避免知识的重复,对在化学学科中已经学过的化学知识要做到精选、精讲,达到知识衔接的目的;由于应用化学学生生物学知识缺乏,要增加基础生物学知识,如生命现象及基本特征、细胞与细胞膜、人体与代谢有关的几大系统、生物进化与生物分类、生物与环境等,为化学专业学生提供学习生物化学的基本背景性材料,有利于形成一定机制下的过程和定位概念,突出生命科学的特点,提高学生学习的积极性;由于是应用化学专业,所以教学内容选择的重点应放在生物体内物质变化及变化规律(即动态生化)、结构和功能的关系、现代化学技术在生物化学中的应用、生命物质的提取和制备方法等方面。从而构建一个既有联系又体现不同课程特色,适应化学专业学生学习的生物化学教学知识体系和学科结构。

三、使用灵活多变的教学方法提高教学质量

第一,教学过程中要注意调动学生的学习积极性。生物化学是一门注重记忆和理解的学科,在教学过程中要注意避免学生的畏难情绪,调动学生的兴趣和学习的主动性。否则,教学活动就难以收到良好的效果。

首先,要做好学生的思想工作,让学生对生物化学的重要性有足够的认识,想方设法促使其掌握生物化学学习的方法,提高学生学习的兴趣。其次,在课堂教学中学习和掌握多种技巧。教师不但要备好课,而且要在深入研究教材的基础上,注意授课的科学性和艺术性,注意教学语言和教学方法的灵活多变,力求吸引学生。此外,要激发和调动学生的学习积极性,还要注意有效地运用一些激励手段,抓住学生身上的积极因素,不断地对学生进行激励。例如对学生的提问和思考加以鼓励,启发学生自己解决问题、找到答案。一旦学生取得了一定的成绩,得到肯定和鼓励后,学习的信心和积极性就会明显提高。所以在教学过程中,对学生的态度亲切诚恳,对学生的参与多作肯定和表扬,用目标激励、榜样激励等手段来激发和调动学生的学习积极性,有助于提高教学效率。

第二,多媒体等先进教学手段的应用。如何调动学生学习生物化学的兴趣,提高教学效果,我们探索了多种教学方法,让多媒体教学更加适合生物化学的教学。

(1)利于学生的学习和记忆。生物化学的教学内容比较抽象,化学反应过程复杂,学生理解困难,教师运用传统的教学方法讲解也有一定困难,往往教师费尽心思,但是学生理解起来仍有困难,使学生害怕学习生物化学,更谈不上学习的兴趣。通过使用多媒体教学,可把教学中枯燥的化学反应方程式与抽象的体内化学变化规律运用生动的图片和动画等多媒体形式讲解,提高趣味性,例如:在讲解DNA和蛋白质的生物合成过程时,由于参与的物质较多,而且反应过程复杂,过去我们用传统的教学方法讲授时,学生理解起来有一定困难,但是用动画的形式演示了DNA和蛋白质的合成过程后,教学内容变得生动、形象,把整个复杂的过程简单化,更直观地展现在学生们的面前,加上教师的简单讲解,学生们就很快掌握了,说明多媒体教学能充分调动学生的各种感官,提高了学生们的学习兴趣。而且,多媒体教学综合运用了视频、音频、图片、动画等多种媒体,使授课内容形象生动,营造了一种学生喜闻乐见、生动活泼的教学氛围,激发了学生们学习兴趣,有利于培养学生学习的主动性和积极性。

(2)增加课堂信息量。生物化学课程内容较多,而且一些反应过程前后联系紧密。为了学生能全面掌握、融会贯通,有时教师必须对一些重要反应过程在黑板上进行详尽的讲解,板书占用了大量课堂时间,使我们感到教学时间不足。而应用了多媒体教学后,就基本解决了这一问题。教师可以在课前把一些重要的反应方程式和前后关联的反应用流程图的形式组织在一张图片上,节省了大量的课堂时间,提高了教学效率。

(3) 利于学生接触网络技术。我们教学应用的课件是各位教师通过网络等手段,收集了大量资料,并综合运用一些PowerPoint、FrontPage等软件进行编辑、处理,制作成适合教学的课件,在课堂应用的过程中,使学生认识到先进的计算机技术在医学教育和医疗实践各领域的应用价值,并及时引导学生利用网络技术获得最新的技术资料,尽早地在医学的学习中利用先进的计算机技术和网络技术,并可以组织学生自己动手制作一些教学课件,为培养综合性人才打好基础。

总之,生物化学课程体系的改革已在应用化学专业开始实施,取得了良好的效果,但是如何进一步认识生物化学课程对于化学专业学生乃至化学学科发展的重要性,如何才能使得这门课程的教学内容、教学体系及教学方法真正符合化学专业的实际,真正成为与其它化学学科相互衔接、融为一体并成为化学专业不可或缺的主干课程,还必须进行不断的研究和探索。

参考文献:

篇4

一、生物教学中对化学分子学知识的应用

1. 关于元素的异同

组成生物体的化学元素与化学教材中的相关元素有何异同?在讲到这一知识点时,可以先引申到化学教材中有关化学元素的特征,然后再通过比较,让学生理解和掌握生物体内组成化合物的元素和自然界中的元素在种类和含量之间的区别。如在介绍“元素含量差异”时,列举出碳元素在生物细胞干重中占55.59%,而碳元素在地壳中含量只有0.087%的事例,就能让学生对组成细胞的元素有清晰的认识,可以帮助学生加深理解并做到深刻记忆。

2. 关于化合物的异同

在讲授组成生物体的化合物这一知识时,可通过自然界的化合物可分为无机化合物和有机化合物两大类,引出组成生物体的化合物也可分为无机化合物和有机化合物两大类,但生物体内的化合物种类远远没有自然界的多。化学中无机化合物大致分为氧化物、酸、碱、盐等;而生物体内无机化合物包括水和无机盐两类。化学中根据有机物分子中所含官能团,分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃和醇、醛、羧酸、酯等,根据有机物分子中的碳架结构,可分为开链化合物、碳环化合物和杂环化合物三大类;而生物中有机化合物分为糖类、脂肪、蛋白质和核酸四大类。另外在含量上两者也有显著差异。这就说明了生物是自然界的一部分,两者有统一的一面,同时又存在着差异性。

3. 关于生物大分子的异同

生物大分子是组成生物体的主要物质,当讲到这一知识点时就可以与化学分子进行比较。以蛋白质为例,化学中讲解了蛋白质的知识,如蛋白质的组成元素、组成单位氨基酸、结构、性质、变性等,但组成生物体的蛋白质和化学中的蛋白质有许多不同之处。例如,组成单位氨基酸,在化学中只要含有氨基和羧基的化合物就称为氨基酸,而生物体内组成蛋白质的氨基酸只有约20种,它们都是α—氨基酸。在结构上要特别强调组成生物体的蛋白质有特定的空间结构,空间结构一旦被破坏,蛋白质就不是原来的蛋白质。在性质上要强调蛋白质的生物性,就是一旦失去生物活性,就不能完成生物体的各项功能。在讲到蛋白质的变性时,可通过化学中讲到的变性条件,物理因素可以是加热、加压、紫外线照射、超声波作用等;化学因素有强酸、强碱、重金属盐等,再结合生物体实际情况讲解生物体内的蛋白质变性知识。

二、生物教学中催化原理的应用

生物体内的化学反应能快速有效地进行,当讲到这一章节时,可以通过应用化学中的催化剂原理进行讲解。化学中的催化剂是指使化学反应变快或减慢或者在较低温度环境下进行化学反应,而它本身的质量和化学性质在反应前后保持不变的物质。 生物体内发生的各种化学反应正因为有了酶这种催化剂才能快速有效地进行。酶是一种特殊的催化剂,它与化学中的催化剂有着许多区别:从化学本质上看,绝大多数酶是特殊的蛋白质,而化学催化剂大多数是简单的化合物;从催化特点看,酶只能加快化学反应速率,并且一种酶只能催化一种或一类化学反应,而化学催化剂既有加快化学反应速率,也有减慢化学反应速率,并且可以催化多种化学反应;从催化效率看,酶是一种高效催化剂,它的催化效率是普通催化剂的10~100倍。从这几方面比较,学生就容易掌握酶的多样性、高效性和微量性的特点。

三、生物教学中氧化还原原理的应用

生物体内发生的反应大多是氧化还原反应,如光合作用、细胞呼吸等,若能巧妙利用氧化还原原理,对掌握生物体内发生的化学变化有很大帮助。以有氧呼吸过程为例,如果我们掌握了氧化还原反应过程中得失电子总数相等的原理,我们就能很容易推出1 mol葡萄糖完全氧化需要6 mol氧气参与,而6 mol氧气完全被还原成水需要24 mol [H],这就说明在有氧呼吸过程的第二阶段必须有6 mol水参加反应才能生成20 mol [H],这样才能保证电子得失守恒。

四、生物教学中化学反应原理的应用

化学反应能否进行取决于化学物质本身的结构和性质,有些反应能够进行,有些反应不能进行,有些反应是某些物质的特征反应,化学上常利用这些反应来进行物质的鉴别。生物教学中在探究生物体内反应原理时,为了探究反应的步骤和反应的中间产物,常常需要鉴别某些反应的中间产物。例如酵母菌是一种兼性厌氧型生物,它在有氧和无氧条件下都能生存。为了探究酵母菌发酵产生酒精的反应条件是有氧还是无氧,我们要分别对有氧和无氧条件下的产物进行鉴定。首先要鉴定二氧化碳的产生,要用到化学中二氧化碳的鉴别方法(使澄清石灰水变浑浊)来观察二氧化碳产生的速度。其次要探究酵母菌是在无氧条件下发酵产生酒精,还是在有氧条件下产生酒精,要探究两种不同条件下是否都能产生酒精。要鉴别酒精的产生要用到化学中酒精的鉴别方法(在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液与酒精发生化学反应变成灰绿色)。在生物实验教学中,检测生物组织中各种物质的种类时也会用到很多化学知识,如在检测还原糖存在时必须要知道还原糖与斐林试剂的特征反应等。

五、化学方程式的应用(生理反应式和化学反应式的异同)

细胞中的化学反应式是生命特有的一种现象,用现在观点说是基因的选择性表达,是有一定的生物目的,如提供能量、形成某种物质参与机体的构建等,基本上都是有机反应,且都是在常温常压下进行的酶促反应。而化学反应(化学角度)是一种非生命现象的过程,不具有特定的生命目的,且大多数反应条件苛刻。因此在书写生理反应式时要注明反应的场所,注明反应条件和目的,如以下三个反应是以能量代谢为目的:

光合作用:6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O2

有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+大量能量

篇5

【关键词】联系;实际;创新;教学

新课程改革明确要求生物教学要紧密联系生活实际,从学生生活经验和已有的知识出发,创设生动有趣的情景,引导学生从生物学角度去观察和思考问题,发展学生的思维能力,激发学习生物的兴趣,领悟生物学知识的作用如何培养学生学习生物的能力和创新精神,是新课改的一个目标。在生物课堂,联系生活实际,是创新生物教学的改革方向。

1 创新情景助学,导入生活实际,引出生物问题

生物知识来源于生活实际,最终服务于生活实际,生活离不开生物,生物离不开生活。当学习的内容和学生熟悉的生活实际越接近,学生自觉接纳知识的程度就越高。基于以上认识,我在实际教学中,努力使生物教学联系生活实际,引出生活中的生物问题,激发学生的学习兴趣,主动投入到学习、探索之中。例如,我在教学微生物知识时 ,以学生实际生活中剩余饭菜发酸变质的现象和春节学生家中做米酒为例,让学生从 身边的生活现象去体验和引导出生物问题和教学内容,增加学生学习生物的兴趣,增强了教学效果。

2 借助学生的生活经验感性帮助,设疑探究生物问题

教师在授课时不能一成不变地按教材赵本宣科,应由教师根据教学目标和知识特点及学生心理创造性地联系生活实际设计例题,讲题尽量贴近学生实际中的经验。例如讲遗传物时,围绕DNA和RNA的区别设疑提出生物问题,展开探索。DNA在细胞 中存在的部位和作用,设计怎样实验证明RNA也是遗传物质?这样使学生联系实际回答探讨,从而培养学生的应用能力。

3 以生活实际最终结果解决生物问题

学以致用时生物教学的基本原则教师应该充分利用学生已有的生活经验,引导学生把所学的生物知识应用到现实中去,以体会生物学在现实生活中的价值,教师要注重引导学生领悟生物“来源于生活又用于生活”的道理把有些生物知识完全可以让学生在生活实践中感知,学会从生活实践中解决生物学的问题。例如讲微生物联系到酿造技术,从细菌致病到医院治疗用药抗生素,由抗生素研究到制约工业,生物技术工业,将学生所学知识返回到生活实际中去,又从生活实践中弥补课堂上学生知识面的欠缺。自然瞒足了学生的求知欲同时让学生在生活实践中解决生物问题,达到预其的教学效果。

4 关注课堂教学,抓住核心内容,打好生物学知识基础,创新生物教学

课堂是学生获得知识最直接最有效的途径之一,在这种特定的环境下,学生通过生物学理论知识的学习,逐步掌握该学科 的基础知识,生物学是从生物生态、生物分子等多角度去探索生命现象的一般规律,内容的慨念性和理论性颇强,所以,课堂必须抓住核心,化繁为简,。例如,讲“遗传物质基础”就是一个例子,在课堂教学中,用抓核心,展细节的方法,将抽象性强、难度大、数量多的遗传物质基础,在课堂重点讲解,让学生总结出DAN是主要遗传物质,强调DNA的两个基本功能。在此基础上,将DAN的结构,DAN的复制,基因的表达,归纳出遗传信息在遗传物质体内的传递过程。抓住核心DAN,就把比较繁多的内容简单化了,便于学生记忆,达到事半功陪的效果。

5 关注生活拓思路,前后贯通,智、能共育,创新思维来思考生物问题

篇6

一、德育渗透的基本原则

德育不是空洞的说教,这就需要教师掌握和运用高超的科学加艺术的教学方式、丰富多彩的教学手段、风趣幽默的教学语言,组织生动活泼的教学活动,使学生于不知不觉间产生共鸣、情感受到激荡、道德得到熏陶、心灵得到净化。正如教育家苏霍姆林斯基所说:教育取得成效的关键是要善于“掩盖教育意图”。

(1)与生物学知识紧密结合进行。在生物教学中渗透德育,关键是找准知识传授、技能训练与思想教育的有效结合点。有的知识结合点属于“显性”,例如,李时珍编著的《本草纲目》被译成多种外国文字,是世界上享有盛名的植物学家。只要老师讲述,或者学生阅读,就可以受到爱国主义思想教育。有的知识结合点属于“隐性”,需要教师去发掘。例如,植物生长素的浓度较低会促进植物生长,浓度过高会抑制植物生长。由此,教师强调:超过了物质的数量界限,就会改变事物的性质,这就是“量变到质变”。结合生长素浓度的变化,进行辩证唯物主义观点的教育,使学生印象深刻。这样的知识点需要发掘、升华。

(2)教育对象的易接受性。生物学科的认识和方法,给学生唯物主义的世界观奠定了基础。学生所学的生物学知识和其他自然学科一样,大都具有可直接验证的特点,因而知识的客观性在学生头脑中印象会更为深刻,对生物学知识真理性的信念也就更为牢固。从这个角度上说,由此进行的思想熏陶,学生更易于接受。例如,从运动系统、循环系统的角度阐述了体力劳动和体育运动对人体健康的好处,从呼吸、神经等系统的生理卫生说明了吸烟、酗酒的危害;讲青春期身体重要器官要到25岁左右才发育完善,说明了晚婚晚育的生理学基础;遗传学阐明了为何《婚姻法》规定直系血亲和三代以内旁系血亲禁止结婚。像这样一些具有思想意义的内容,在生物教学中进行,要比离开科学知识单纯进行纪律教育、道德规劝效果要好。

(3)育人效果的依赖性。生物学科的思想教育是通过生物教师去执行的,因此思想教育的效果依赖于生物教师的思想素质、专业知识和教学技能的水平。教师的政治态度、思想品德、意志、情感,通过言传身教对学生产生导向作用。如果生物教师富于教学机智,就会善于根据教材和教学情境进行思想教育。教师的教学艺术水平越高,学生学>-j兴趣越浓厚,思想教育就会理入而情动,最终促进学生良好思想品德的形成。

二、德育渗透的基本内容

(1)爱国主义教育。培养学生的爱国主义是学科教学的重要环节。教材中根据内容特点安排了多处我国生物科学的成就,为教学提供了不可多得的德育素材。教师应不失时机地把握好,以帮助学生增强爱国信念,激发学习热情,提高学生学习的积极性和主动性。我国幅员辽阔,自然环境复杂多样,从而孕育了极其丰富的物种和多种多样的生态系统,但我国的生物多样性同样也面临着威胁。通过这些内容的具体介绍,让学生既为我国有丰富的动、植物资源而自豪,又增进了他们爱护环境、保护和合理开发利用自然资源的意识,进而培养他们爱国主义的责任感。被国际上誉为“杂交水稻之父”的袁隆平培育出的新型水稻——两系法杂交水稻,被誉为粮食生产上的一次‘绿色革命”,这些成果展现了我国当代科学家的智慧以及为世界科学所作出的巨大贡献,可进一步激励学生的爱国热情。

(2)辩证唯物主义教育。①生命是物质的,物质是运动、发展、变化的。生物的基本特征之一就是都具有共同的物质基础。原生质是生命的物质基础,由c、H、O、N等多种化学元素组成,在生物体内,组成生物体的各种化学元素又构成了各种化合物,由各种化合物共同组成了细胞,而细胞是生物体的结构和功能的基本单位。因此,一切生物都是由自然界最普通的化学元素所构成的,从而揭示了生物界统一于物质的观点。分子生物学的研究,不仅从分子水平上丰富了世界统一于物质的唯物论原理,而且还指出生命现象的物质基础是分子运动。例如,生物的个体发育都是从受精卵开始,经过由小到大,由幼体到成体乃至衰老死亡的过程;生物从简单到复杂,从水生到陆生,从低等到高等不断发展进化的过程等等,都阐明了生物是不断发展、变化的,而不是静止不变的。②生物现象之间是普遍联系辩证统一的。通过生物课的学习,需要让学生明确四组辩证关系:一是生物体结构与功能的辩证统一。例如:蛋白质分子的结构,由于组成每种蛋白质分子的氨基酸种类不同,数目成百上千,排列次序变化多端,肽链的空间结构千差万别,因此蛋白质分子的结构是极其多样的,决定了蛋白质分子具有多种重要的功能。二是生物体局部与整体的辩证统一。细胞是生物体结构和功能的基本单位,但必须指出,细胞的各个部分并不是彼此孤立,而是相互联系,协调一致的,共同组成一个有机的统一整体。细胞只有保持结构的完整性,才能正常地完成各项生命活动。三是生物多样性和共同性的辩证统一。生物虽然具有遗传的多样性、物种的多样性、生态系统的多样性,但生物体还具有共同性的一面。如生物都具有共同的物质基础,说明生物的多样性是建立在共同性的基础之上,它们之间还具有统一性的一面。四是生物体与其生活环境的辩证统一。生物体都能适应一定的环境,也能影响环境。所有现存的生物,它们的形态结构和生活习性都是与周围环境大体相适应的,不然就要被环境所淘汰;同时生物的生命活动也会使环境发生变化。③生命活动是受客观规律支配的。生物学以自然界中的生物体和生命现象作为研究对象,揭示其本质规律。生物界的一切生命现象都是受一定的客观规律支配的。例如:研究生态系统中能量流动的规律,可以帮助人们合理地调整生态系统中能量流动的关系,使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。人们只有认识了生物界的客观规律,才能按照人们的意愿,利用、改造、控制生物,以便更好地为人类服务。

(3)实践观点和群众观点的教育。生物学实践性强,生物课有很多实践活动。例如,实验、实习、参观访问、植物栽培、动物饲养等。通过学习生物学知识,培养学生能力为主要内容的社会实践,可引导学生学习当地群众的实践经验。组织学生参观果园、农场、科学站、高产田、饲养场等,让学生了解农业生产中的新情况、新技术、新经验。通过这些活动,使学生关心家乡的农业生产,认识科学的社会价值,促使其立志为家乡经济建设作贡献。

(4)对学生进行科学态度及良好习惯的培养。科学态度利于学生良好的思维习惯养成和不断进取的科学精神发展。科学态度的培养应贯穿予科学研究过程的每一环节及每一教育活动之中。一个生物科学发现史就是一个好的德育素材,高中生物教材中有关生物科学发现史一共有四处,它们包含了科学家的思维、分析、假设和判断等全过程,是科学家严谨作风、勇于探索的结果。在高中生物教材中还有很多关于生物实验的教学,教师在教学中要充分利用这些德育素材,培养学生严谨求实的科学态度,不怕挫折、困难的探索精神。

三、德育渗透的基本途径

由于生物学科具有多种多样的教学实践活动,因此决定了这门学科有多种多样的思想教育途径。除课堂教学的主要途径而外,还有实验、现场教学、野外实习、生态系统的调查、参观访问、作物栽培、动物饲养等不同形式的教学活动。教师不仅要研究课内,还要研究课外活动的思想教育特点;不仅要研究教材,还要研究实践活动的思想教育特点。现将生物课的几种教学实践活动的主要思想教育内容分述如下。

①实验课。要教育学生爱护公物,遵守实验规则。学生分组实验,可进行团结协作的教育。做实验,要求学生要严格、谨慎、细心,培养严谨的作风,实事求是的科学态度。

②现场教学。可进行听指挥,守纪律,理论联系实际的教育。

③野外实习和调查。要进行吃苦耐劳、团结友爱的教育和安全教育。教育学生爱护庄稼、花草树木,培养热爱大自然的情操。利用自然美景来美化学生心灵,进行审美观的教育。

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感悟,还能够让学生在学习的过程中保持强烈的学习、探究欲望,以满足其课程学习、发展的需要。问题引导也是优化课程教学过程和方法的重要途径和方法,能为提高课程教学有效性奠定坚实基础。

一、创设问题情境引导质疑,吸引学生的注意力

创设接近真实的课堂学习情境,能够在调动学生学习思维感官的基础上,丰富其学习视野和思维,激活学习的兴趣和情感欲望。在相似的情境中,能够运用与生物学习内容相关的题目引导,更能够帮助学生深化认知、感悟。

以情境为诱导,结合课程学习知识要求来鼓励学生拓宽思考途径和方法,更能够吸引学生的注意力和集中力。首先,教师应对生物课程教学内容有一定的了解,形成整体认知感悟。其次,注重学习任务的运用,拓宽学生课程学习的知识视野。

学生在有效的生物学习情境的引导下,更能够健全自身的学习知识内容和方法。例如,在苏教版七年级上册的“第五章绿色植物的一生”中“植物的开花和结果”的教学中,笔者就利用多媒体资料播放《西游记》中孙悟空推倒人参果后请观世音菩萨来救活人参果树时的一段视频,通过这样的情景引导,能够让学生对植物的根、生长过程、开花结果等有一定的了解。在此基础上,可要求学生回答:(1)世上果真有这样的植物吗?(2)你认为植物生长最不可缺的要素有哪些?(3)绿色植物给人们带来了哪些益处?学生在这样的问题引导下,能够更好地了解课程学习内容,形成一定的知识结构体系,也能够加深对学习内容的理解。

二、优化知识要点设计问题,增强学生的理解力

围绕生物课程知识要点来帮助学生深入理解感悟是解决课程教学中“知识体系不明,重、难点不突出”的有效途径。以生物学习中的重点和难点为突破口,注重运用全面梳理和层层推进的方法来展示知识要点,更利于学生学习掌握。

对课程知识要点运用一定的问题进行引导,能够帮助学生深化对生物课程的理解。在教学中,不妨根据课程学习重点和难点设计一定的问题,尤其是在重点内容中要求学生能够运用生物知识及观点来予以解答,对学习难点,则运用层层引导推进的方法设计相应的问题,要求学生能够根据这些问题引导来理解。

这些知识要点的优化,能够为学生提供更为明确的学习任务和要求。例如,在“我们周围的生物”教学中,可设计如下的思考问题:(1)你喜欢中央电视台播出的《人与自然》节目吗?在观看中你又有哪些启示?(2)有人认为,“一切生物皆有生命,一切皆有因果”,怎么理解这句话?(3)在多姿多彩的生物世界里,生命现象错综复杂,但它们又有一些共性。各种生物有哪些共同的特性呢?通过这样层层推进式的问题引导,能够让学生在了解生物的一些基本特征的基础上,形成整体学习运用思维意识,更好地掌握课程学习内容的重点和难点。

三、依据学习差异提问引导,提高学生的发展力

学生学习能力有差异,接受知识思维有不同。根据学生的这些差异性特点来优化问题设计,能够在满足不同层次和类型学生学习发展需要的基础上,突出因材施教,使得学生在各自的最近发展区域内得到发展和提高,都能够跳起来摘果。

依据学生的学习差异来设计符合其认知规律的问题,不仅能够更好地激活学生生物学习的心理需要,更能够提高学生的问题解决、探究能力水平。例如,在血液是体内运输物质的重要组成部分中,结合学生的不同学习理解,可设计:人的生命为什么离不开血液?手不小心被划破后为什么能够自动愈合?血液的组成成分中有些什么?以这样的问题引导,能够更好地满足学生综合学习发展的需要。教师应该在把握课程知识内容的基础上,依据学生的认识和解决的范围在最近发展区内的提问,一方面,能够让学生有话可说,让学生感到问题具有一定的引导作用;另一方面,能够让学生在问题回答中集思广益,满足他们的发展需求。

通过丰富的问题引导,使学生的思维不断拓展延伸,分析能力、判断能力、解决问题的能力不断提升。教师可要求学生发挥想象思维,对生物课程中的一些现象进行实践探索,满足他们的学习发展及创新需要。

正如以上所言,运用问题引导的方法来优化教学过程和方

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一、对观察重要性的认识——培养学生观察能力是中学生物教学的重要目标

科学的学习要从观察入手,观察是获取知识的门户,学生获得知识的思维过程是:观察直觉思维想象抽象思维本质揭示。实践证明,如果一个学生具有较强的观察能力,他就有更多的机会获取知识,就更能从观察对象上发现事物的本质特征。

观察能力、实验能力、自学能力和思维能力是生物学课程的四项主要能力目标,而观察能力又是其它诸能力的基础。培养观察能力是中学生物教学中能力培养的主要内容,应贯穿于整个中学生物学教学的始终,尤其是初一阶段。

观察能力的重要性直接体现在生物学课程的编订上。教材是对教学内容和培养目标的具体化,新编义务教育生物教材在内容和编排上保证了培养和发展观察能力的需要,突出了观察的地位。主要表现在:

1.新教材在减少内容、压缩篇幅的情况下,增加了实验内容。教材安排学生实验38个、演示实验18个、观察4项,与旧教材相比,平均每课时增加0.46个实验观察内容。

2.采用先观察后讲解的编排顺序。新教材以实验观察为主线,将学生实验写入正文中,改验证性实验为探索性实验。要求学生尽量多看实物,关于形态方面的,教材一般写入“看一看,想一想”栏目,关于生理方面的,教材一般写入“演示实验”栏目。每个栏目提出了具体的观察要求和思考性问题。

3.图文并茂,插图数量增加、质量提高。凡是配上插图能有助于加强理解的内容,都尽量配有插图,连实验操作过程也图解化。有些插图取代了文字的地位,使得许多知识须通过读图获得。这样,新教材的插图数量大为增加,仅第一册(上)就有300余幅之多。

二、观察能力的培养须建立在对学生的深入研究的基础之上

在教学三角关系中,学生是与教师、教材并列的一个“角”,是教学活动的主体。通过平时对初一、二年级学生的观察分析,我们认为影响他们进行成功的生物学观察的因素主要有:

1.观察目的不明确和兴趣指向偏差。观察是有目的有计划的知觉,如果不知道要观察什么和通过观察要得到什么,其观察活动就有较大随意性和盲目性,初中学生知觉的无意识性和情绪性仍较明显,注意往往与兴趣联系在一起,容易被无关的内容所吸引。如有的学生在观察自制洋葱表皮细胞装片时,把注意力主要放在摆弄镜头和观察游移不定的气泡上,在观察永久装片时也主要是欣赏染色标本的色彩。

2.观察的精确性和敏锐性较差。生物学观察是一种精细的观察,如细胞的显微结构甚至亚显微结构、草履虫活体的生理活动,需要观察者要有较好的精确性和敏锐性。而且,有些实验需要观察者的精确和敏锐来弥补手段上的不足,如通过移动玻片标本和转动目镜来观察判断杂质是在玻片上还是目镜上或物镜上。而初一、二年级学生的这种能力普遍较差。

3.双基和观察方法上的障碍。基础知识、基本技能和观察方法是观察能力形成和发展的基础。观察水绵和衣藻,学生必须具备细胞及其结构等有关知识,必须会使用显微镜,必须掌握“整体局部整体”的观察方法。我们曾做过一次统计,在观察洋葱表皮细胞实验中,42人有28人未观察到液泡,其中16人是由于没有控制好视野明暗度或微调不到位,5人属于制片失误,7人则由于未弄清植物细胞的基本结构。

4.观察仅停留在知觉水平上,缺乏抽象性、概括性和思考性。观察能力不是单一的知觉能力,而是一种多因素的智力结构,生物体和生命现象是复杂的,观察中应调动各种分析器协同活动,在知觉的基础上进行分析综合。许多学生常常把观察与思维割裂开来,不善于明辨主次是非。例如,观察枝条上的叶痕,大部分同学仅停留在叶痕呈半月形及其内有许多微小斑痕这种感性水平,只有极少数同学通过思考发现这些斑痕呈规律性排列从而推出它们是输导组织的端痕。

三、观察能力的培养——以实验观察为主线组织教学,对学生进行多方位的训练和培养

《探索生物的奥秘》不仅是新教材“绪论”的标题,更是全书乃至每一堂生物课的指导思想。教师应充分发挥新教材的优势,以实验观察为中心统领整个生物学教学,将课内观察与课外观察结合起来,努力培养和发展学生的观察能力。具体教学应注意以下几方面:

1.提高学生对生物学观察重要性的认识。避免空洞说教,应渗透在具体教学过程中。一是利用生物学史进行教育,如达尔文、李时珍、童弟周等成绩显赫的生物学家是如何重视观察的,细胞、光合作用、青霉素、病毒等生物学发现又是如何通过实验观察产生的;二是利用名言警句进行教育,如将巴甫洛夫的“观察、观察、再观察”用大幅标语贴在生物实验室前壁上,将达尔文的“我既没有突出的理解力,也没有过人的机智,只是在对事物进行仔细观察的能力上,我是超过一般人之上的”,让学生抄录在生物课本的扉页上,可以起到潜移默化的作用。

2.以观察为教学先导,并制定具体观察要求,量化观察结果。尽量采用探索式教学,先观察实物或模型、图解,再进行知识讲解。几乎每一课甚至每一个知识点都可以从观察入手,例如《有机物的制造——光合作用》一课就是从对一个学生实验和两个演示实验的观察开始的,再如“气孔”这一知识点也是从实验观察和对教材上彩图七及插图l-34的观察开始的。在观察前教师必须帮助学生明确观察要求和观察程序,并将观察内容具体化和题目化。例如《用显微镜观察植物细胞》实验,教材仅笼统地提“观察洋葱表皮细胞和番茄果肉细胞”的要求,教师必须使之具体化:①观察细胞壁、细胞质、细胞核、液泡并推测细胞膜的位置;②观察细胞与细胞间的排列关系、细胞的形状和大小;③比较洋葱表皮细胞和番茄果肉细胞的异同。

3.培养学生随时随地勤观察的习惯。留心处处皆学问,生物学尤为如此。一次动物园参观或一次野外郊游,有的同学会从中学到不少生物学知识,有的同学则除了高兴了一回再一无所获。那么应如何培养观察习惯呢?一是在课堂教学中要多联系自然界和日常生活中的实际,以激起学生课后观察的冲动与好奇心;二是直接组织学生进行课外观察,如开展小课题研究、进行现场参观教学;三是利用乡土生物教材,让学生认识和关心本地生物资源及其经济、社会价值。

4.加强观察方法的指导。生物学观察中常用的观察方法有:

(1)顺序观察:观察玻片标本时,应先用肉眼看一下标本的位置、大小、形状和颜色,有了大概印象后再放镜下观察。观察时一般先整体后局部、先外后里,有的还应按对象本身的发展顺序,如“根尖结构”须按“根尖”到“根毛区”的顺序观察。

(2)对比观察:比较就是在观察中区分客体,确定客体的异同,这是培养观察的精确性和敏锐性的有效方法。如异中求同——通过“草履虫”与“变形虫”形态结构的比较观察找出原生动物的基本特征;同中求异——观察“叶表皮细胞”时又要能把表皮细胞与保卫细胞以及保卫细胞、细胞壁本身不同部位的厚度进行比较,发现差别。

(3)表述观察:人的知觉形象通常是用词语表示的,用形象化的语言来表述观察对象,可以使学生在观察中更好地对现象进行分析概括。一方面,教师用形象化的语言来指导学生观察,另一方面,学生又应用清晰的语言来表述出自己的观察过程和观察结果。

(4)摹像指示观察:对复杂的观察对象和能力较差的学生,可以扩大需要观察的特征,用模型、挂图等摹像来帮助他们观察,以更好地辨别细微特征和复杂的结构。例如观察“草履虫内部结构”时,可以用模型或挂图作参照。这是因为初中生观察的抽象性和概括性较差,需要直观表象的支持。

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1(略)1.1(略)

1.2生态位要素生物生存离不开其所在的环境,构成环境的各种要素是环境因子,环境因子中对生物生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素是生态因子,所有生态因子构成了生态环境。生态元是从基因到生物圈内任何一种具有一定生命力或生态学结构和功能的组织单元,是构成上一层次生态系统的基本组分。生态位理论普遍认为在生态空间中所有的生态元均具有相应的生态位,在生态因子的变化范围内,能够被生态元实际、潜在占据利用或适应的部分就是生态位。因此生态位主要由生态元与生态因子两个要素构成。生态因子的变化范围称为基础生态位,被生态元实际占据利用或适应的部分称为实际生态位,潜在占据利用或适应的部分称为潜在生态位,实际生态位与基础生态位的接近度体现了生态位适宜度,常用生态位宽度测度表示[5]。

2城市建筑生态位

如上所述,生态位是一个既抽象又内涵丰富的生态学名词。它不仅已经渗透到了现代生态学研究的诸多领域,成为了生态学中最重要的基础理论研究内容之一,而且日益广泛地应用于政治、经济、农业、工业、教育、管理和城市建设等领域,并取得了积极的研究成果,促进了人类生态文明的发展,形成了强有力的理论分析和实践工具[5]。在城市规划、建筑设计领域也已开始探讨这一概念的应用,栗德祥教授指出,世界上一切的事物,包括建筑领域都可以看作生态元。对于建筑与空间的研究就是挖掘生态因子因素,以合理应用现实的生态位,努力开拓潜在的生态位,使原来不被生态元适用和利用的部分转变成现实的生态位[7]。张峡丰博士开展了城市建筑生态化的生态位评价研究,将超体积生态位与系统论结合,利用层次分析法(AHP)构建了以城市建筑生态化为目标的生态位宽度主观评价体系,并对评价方法进行了初步探讨[5]。

2.1城市建筑生态位的界定城市建筑虽然不是传统定义上的生命体,但任何城市建筑都要经历从材料的开采、加工运输、规划设计、建造、使用、维修、更新改造直到最后拆除、废弃物处置的整个“生命周期”过程,表现出类似于生命体那样的产生、生长、成熟和衰亡的过程。早在20世纪初,世界著名建筑大师赖特(FrankLioydWrignt)在谈到有机建筑时曾称之为“活”的建筑,意指“建筑与一切有机生命相类似,总是处在一个连续不断的发展进化之中”。在日本,以丹下健三(KenzoTange)为代表的新陈代谢派的“生命系统”建筑观同样将生命过程的特点引入至建筑现象中,认为建筑与有机生命体一样,处于不断的生长变化的过程中[8]。建筑在其整个生命周期内始终与外界存在着物质与能量的交流,并对环境产生各种影响。建筑的这种类生命特征要求人们在进行建筑活动时,可以从生物学的观点出发,视建筑为有机整体,研究其内外的物质、能量循环利用与再生机制,应用生态技术,解决以往城市建筑活动所带来的环境污染、资源和能源短缺等问题。基于上述分析,借鉴生态学的生态位原理,可以将城市建筑生态位定义为:在建筑所处的城市自然与社会环境背景下,城市建筑生命体从所在的自然与社会环境中所能获得的各种自然资源和社会资源的总合,包括各种资源的类型、数量及其在空间和时间上的分布,它反映了城市建筑生命体在环境中的性质、功能、地位和作用,也反映了城市建筑在其生命周期物质、能量、信息流动过程中所扮演的角色,是城市建筑生命体与其所处的城市自然与社会环境互动适应后的客观状态。城市建筑生态位概念的提出,有助于人们从可持续发展的角度研究城市建筑生命体在其所处的自然与社会环境中的作用和功能。城市建筑规划设计研究便可视为在特定的自然与社会环境背景下,建立城市建筑生态元与自然和社会环境生态因子的适应关系,探讨如何构建城市建筑生态位。

2.2城市建筑生态位的基本特征从以上分析可知,城市建筑生态位的概念源于生物物种的生态位概念,其实质是城市建筑给人类生存和活动所提供的生态位,是城市建筑生态元提供给人类的或者是可被人类所利用的各种生态因子和生态关系的集合。城市建筑生态位从一个侧面反映了人类生存的状况和诉求,与生物生态位相比具有以下基本特征。

2.2.1城市建筑生态位的多维性城市由建筑构成,城市建筑承载着人类生活,反映人类社会发展变化的要求,它是在特定自然与社会环境下的产物,其相关影响因素构成了复合的生态系统,城市建筑生态位体现出多维度、超体积的特征。由于人类具有自然与社会的双重属性,因此,作为人类居所的城市建筑,其生态位不仅可以反映出自然生物生态位的基本特点,而且还具有社会生态位的基本特征。它可以从自然与社会两方面分解,在此基础上还能够进行进一步的细化。比如在自然维度方面可以从城市建筑所处的气候条件、地形地貌、生物环境、物质资源等方面进行考察;在社会维度方面可以从政治、经济、文化、技术等方面加以研究。因此,城市建筑生态位可以做出相应的解析:分解为城市建筑自然生态位和城市建筑社会生态位。依据构成社会的基本要素,城市建筑社会生态位还可分为建筑文化生态位、建筑经济生态位和建筑技术生态位等多维度向量,这种多维性与城市建筑的各属性密切相关,体现了人类城市建设活动的多样性需要。

2.2.2城市建筑生态位的重叠与分离生态位重叠一般是指不同物种共有的生态位空间或生态位之间的重叠现象。当两个或多个物种对资源位或资源状态共同利用时,就会涉及到资源数量的分享、共存程度及竞争等问题[2]。生态位分离是指物种为了减少对资源的竞争而形成的在选择生态位时存在某些差别的现象,是指两个物种在资源序列上利用资源的分离程度。生态位分离是物种进化的基本动力,亦是生物多样性变化、群落结构变化与演替的主要原因,是物种共存的充要条件[6]。在城市建筑自然生态位方面,由于人类活动空间范围的不断扩大,占据了原生物物种的生态位,造成自然生物生态位与城市建筑生态位重叠,人类的强势作用必然对原自然生态系统造成一定程度的干扰和破坏。而且,人类的群居和对土地资源的高度利用也造成了各建筑生态位的相互重叠,重叠程度越高,可利用的环境资源越匮乏,对资源和能源的需求竞争就越激烈。无序的物质与能源使用状况,必将带来大气水体污染、热岛效应、交通堵塞、垃圾围城等一系列城市环境问题。因此,建筑的合理规划与布局、城市规模的适当控制、城市中的绿地保护与生态系统修复、可持续的能源供给系统和物资循环利用等是促进各生态位分离,达到相互共生的基本要求。在城市建筑社会生态位方面,当今世界文化的全球化现象导致建筑文化生态位的重叠,城市建筑地域特征的丧失与国际样式建筑风格的泛滥造成千城一面的消极化后果。因此,必须遵循生态位分离的原理,强调建筑的气候与地域文化特征,传承不同地域特有的建筑文化和人们的生活方式,丰富世界建筑文化宝库,这对世界文化的多样性和人类的可持续发展具有重要意义。

2.2.3城市建筑生态位的扩充与压缩生态位扩充指的是由于生物单元无限增长的潜力所引起的态和势的增加。生态位扩充是生态系统发展的本能属性,生物的发生发展过程即是其生态位扩充的具体体现[9]。如果出现外来种群侵入并发生竞争,这种竞争会导致生境压缩,而不会引起食物类型和所利用资源的改变,这种情况就称为生态位压缩[10]。人类生态位的扩充是指人类社会的发展状态和对环境的影响或支配能力(即态和势)相对于生物圈中其它生物种类的态和势的提高[11]。城市建筑活动是人类社会最基本的活动之一,它不仅要侵占大片的土地,而且在其生命周期内将耗费大量的资源和能源,对人类的可持续发展造成重大影响。城市建筑生态位的扩充实质上是人类生态位扩充的表现形式之一,其扩充的结果一方面必然以消耗其它生物与环境资源为代价,带来了人口、粮食、资源、能源、环境等问题,另一方面也促使人类要不断提高其与自然相协调的能力[11]。人类在不断扩充其自身生态位的同时,还应依靠科技进步、生态修复和资源有效利用等手段主动提高环境的生态承载力。因此,城市建筑生态位的扩充必须以提高环境资源利用率、改善生态环境和降低能耗等一系列有利于可持续发展的措施为前提,否则,城市建筑生态位就会受到压缩,建筑可利用的各种资源逐步减少,同时生态位宽度变窄,从而导致建筑生命体的品质下降,直接影响人类的生存与发展。

2.3城市建筑生态位构建基于上述分析可知,生态位原理适用于普遍的生命现象,它不仅适用于生物界,同样适用于人类及其相关活动。人类的城市建设要得以可持续发展,在城市建筑规划设计阶段就必须根据生态位原理,积极采取生态位策略,构建可持续城市建筑生态位,促进人与自然、人与社会的和谐发展。

2.3.1生态位构建理论概述所谓生态位构建是指有机体改变或修复其自身环境的过程[12],其实质是“有机体在其所处环境中的自然选择”[13]。在自然界可变资源环境中,所有的有机体都具有修复它们生存环境的能力。有机体不仅是自然选择的被动承受者,而且也是修复环境的主动工程师。有机体通过它们的新陈代谢、活动以及它们的选择,能够部分地创建和部分地毁坏自身的生态位。从深层意义上讲,有机体能够通过生态位构建活动,规律性地改变环境中的生物与非生物选择源并且在进化中产生反馈信息[14]。Jones等的研究表明:有机体能够修改它们的环境并且部分地控制其所在生态系统中的部分能量流和物质流[15]。有机体的这种修复作用对其能量流与物质流的控制、生态系统恢复力以及物种营养关系等有着深远的影响[16]。生态位构建不仅反映在自然界动植物有机体的生存与进化过程中,而且适用于人类的自身活动,因为人类活动对自然及其自身的生态环境有着重要的影响和支配作用。

2.3.2城市建筑生态位构建策略城市建筑生态位构建是依据生态位构建理论,从生态学的角度研究城市建筑有机体的生态位构建过程,使城市建筑生态元与其相关的生态因子之间建立良性互动的发展态势,修复因人类不合理的建筑活动所造成的对生态环境的破坏。可持续的城市建筑生态位构建是人类面对全球日益恶化的生存环境所采取的一种积极策略,是人类社会主动依靠自身的智慧构建可持续发展的城市人居生态环境的过程。基于人类的自然与社会的双重属性,城市建筑生态位的构建必须考虑建筑所处的城市自然条件与社会状况等因素,从自然和社会两方面构建城市建筑生态位。城市建筑生态位可以通过人为构建而不断改善,保持城市建筑与自然、社会的相互和谐,促使城市建筑生态位朝着有利于改善人类生存环境的方向发展。如表1所示,城市建筑自然生态位构建可以从气候、土地、水资源、建材、绿化以及废弃物循环利用等方面采取有利于城市建筑与自然环境共生的生态位策略;城市建筑社会生态位可以从经济、文化、技术等不同层面加以研究,构建可持续的社会生态位。

3日本东京中城(TokyoMidtown)规划设计的生态位策略

综上分析,可持续的城市建筑规划设计过程,实质上是人类根据城市建筑所处的自然与社会环境,结合城市自身发展需求,实施生态位策略,构建城市建筑自然与社会生态位。具体地说,就是探讨如何更加合理利用城市建筑的实际生态位和积极开拓城市建筑的潜在生态位,建立作为生态元的城市建筑与作为影响城市建筑存在状况的各环节要素———生态因子之间的适应关系,提高城市建筑生态位的适宜度,优化城市建筑生命体的生境条件,提高城市发展的可持续性。2007年3月30日在日本东京六本木地区开业的东京中城是集旅馆、文化设施(美术馆)、商业、办公、居住、医院、公园等设施为一体的城市综合体。如图1所示[17],它是一座由约占40%的公园绿地与6座建筑单体构成的综合性新型“都城”。该项目用地面积约102000m2,实际占地面积约78400m2,总建设面积约569000m2,由SOM、日建设计、安藤忠雄等世界著名设计机构和建筑师设计完成。东京中城建成以来,以其在各方面所表现出的优良业绩,已成功地印证了该项目的开发是一项“城市再生”的典范,获得了日本可持续建筑奖、MIPIMASIAAWARDS2007SPECIALJURYAWARD(最优秀奖)、2008ULIGlobalAwardforExcellence、2008ULIAwardsforExcellence:AsiaPacific等众多优秀奖项[18]。为构建一个可持续发展的城市新形态。基于生态位及其构建原理,本项目的开发采取了以下生态位策略。

3.1构建自然生态位规划设计策略为实现与自然共生、开放的城市街区建设目标,东京中城在绿化系统维护与补偿、水资源高效循环利用、建筑节能以及日常使用管理等方面,采取了积极的生态位策略,具体措施如下:

3.1.1绿化系统维护与补偿与首都东京城市中的其他建筑群不同,东京中城最大的特点在于拥有大片的绿地。约占建设用地面积40%的广阔绿地与青山和赤坂地区的绿地相连,形成了绿色走廊(图2)。该项目建设过程中,在最大限度地保留原基地树木的同时,还结合屋顶建筑隔热,增设了2300m2的屋顶绿化。大片绿地的形成不仅为生活在城市的人们带来了休闲和避难的场所(图3),而且对缓解城市热岛效应和维护城市的生态系统都具有重要的作用。如图4所示,在2007年8月对东京中城进行空中热成像拍摄时,结果表明:白天东京中城范围内的表面平均温度比的平均温度低3℃,夜晚时大约低1℃[18]。

3.1.2水资源循环利用为实现城市水资源的循环有效利用,东京中城采用了雨水收集与污水处理再利用系统。拥有一个容量约4800m3的蓄水池和日处理量680m3的中水处理设施,用于基地内屋面、地面的雨水收集和生活污水的处理。2008年度约152000m3的生活污水得到处理再利用。如图5所示[18],在景观用水方面,导入光触媒技术以净化水质。此外,还广泛采取了使用节水型设备、地面透水性铺装、透水性管沟等有利于水资源利用和改善城市生态环境的措施。

3.1.3建筑节能、低碳城市东京中城在能源使用方面,采取了各项节能措施。首先,如图6所示,根据太阳在建筑各方位朝向日照强度及角度的不同,结合计算机遮阳效果能耗模拟,中城的塔楼建筑的东南、西南面采用了水平遮阳,东北和西北面采取了垂直遮阳。遮阳设施的有效设置,使该建筑办公部分的热负荷系数(PAL值)削减率约达16%。其次,采用了Low-e中空玻璃窗,有效减低了建筑的热负荷。此外,还采用了太阳光智能感应的百叶遮阳系统,依据天候与太阳的高度角不同,自动调控百叶的开闭,一定程度上减低了室内的空调负荷。在照明节能方面,除了采用智能感应的高效节能灯外,如图7所示,还在大型室内公共空间以及地下室积极引入自然光,以减低照明能耗。屋面上安装的太阳能电池板,还能提供10KW的电量。在利用设备节能方面,采取了热电联产系统和水蓄热系统以及NAS电池的应用,有效改善用电结构和负荷特性,通过利用深夜电力“削峰填谷”缓解用电高峰。据2008年统计,削减峰值电量达3700KW[18]。除上述节能措施外,在日常的使用与管理方面,东京中城实行了垃圾分类处理、回收利用制度。采取了物流统一高效管理运行模式,减少进出东京中城的车辆,缓解交通压力。使用耐久产品,光触媒净化技术的应用,减少了化学药剂的用量,以降低对环境的污染。据统计,通过实施上述节能减排措施,东京中城从2011年4月至2012年2月削减了约23%的CO2排放量[19]。

3.2构建社会生态位规划设计策略依据生态位构建理论,城市建筑同样是在社会选择和社会生态位构建的共同作用下建立起来的。城市建筑的社会生态位构建可视为主动地适应和改善社会环境,通过城市建筑规划设计的生态位策略,营造有利于增进人类社会文明进步的城市环境,促进人类社会的和谐发展。东京中城在建设与自然共生的可持续低碳生态城市的同时,在构建可持续的社会环境建设方面,采取了以下社会生态位规划设计策略。

3.2.1构建多功能复合型街区、创造新价值项目主要开发商三井不动产公司,以融合各种城市功能、创造新价值为规划设计理念,着手建设一个尊重历史、与周边社区协作、富于多样性的人与社会和谐相处的新型城市开放街区。为此,东京中城通过对居住、工作、游乐、休闲等多重功能相互融合、相互刺激、相互补充,形成城市功能空间的集聚效应,从而创造城市的新价值。如前所述,东京中城由6栋建筑构成,汇集了各种各样的商店、餐馆、写字间、饭店、高级租赁式公寓、美术馆(三得利美术馆)等设施。所有这些功能的复合集聚为城市街区集结人气,同时也带来了巨大的经济和社会效益。据媒体报道,仅开张的第一年,到访东京中城的人数超出了当初的预计,高达到3500万人次以上。

3.2.2以人为本,培育街区文化,构建多样化生活空间东京中城处处体现以人为本的规划设计理念,健全的设施和周到的服务,使每位来访者都有宾至如归的感觉。东京中城在打造新的经济商业圈的同时,还极力营造新的文化生活空间,注重商业与文化结合,培育新的城市街区文化。在东京中城的功能结构中,艺术设计机构占据相当的比例,其中包括三得利美术馆、21_21DESIGNSIGHT、东京中城设计中心、富士Xerox艺术空间等,都是享誉全球的艺术机构,由此东京中城被誉为“日本设计的发源地”。文化设施的引入使东京中城在现代商业氛围中具有独特的艺术气质,近一步提升了其文化的内涵。利用街区中的各类设施,构建多样化生活空间,每年在此举办各种社区文化活动,街区的文化生活因此变得更加丰富多彩,有效地增强了人与人、人与社会的和谐关系,促进了城市的可持续发展(见图8、9)[18]。

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关键词:审美体验;城市;景观设计;创新理念

中图分类号: P901 文献标识码: A 文章编号:

随着我国社会经济的快速发展,城市化进程的加快,城市景观也越来越受到人们的关注和重视。不管是宏大城市广场到社区的花园建设,还是户外广告到城市的核心地标建筑,或者城市标志性建筑到城市大街小巷的一些微观街景等,这些各式各样的景观均遍布于我们的周围,时刻充实着人们的视野,在当今社会发展过程中,景观已经逐渐成为了一种无处不在的现象,这些景观不仅滋润着人类的感官,同时还提升着人类、的情操和丰富其生活。人们认识城市景观的一个最佳方式就是置身于其中,在一条街道、一所公园乃至一个城市,其空间和实体均承载了其自身的过去历史、当今的现实以及未来的理想等,当人们在接触过程中,根据其生活的切实感受以及真实情感来体验它,以此产生一种共鸣。

一、城市景观的皈依—审美体验

人与所生活的城市之间的对话随时都在进行,正是由于这种联系,构成了大量生活体验以及蕴含这种生活的城市景观,著名设计师拉波波特曾说过,人们对于环境,首先是情感和整体的反映,接着才是以一种特定的词语来分析与评估它们,人们若喜欢这种设计,是因为其蕴含了某种意义,和人们的情感产生了一种共鸣。由此可见,城市景观不是脱离功能或者现实生活若存在的一种东西,也不是功能的一个附加物。认识城市景观的一个最有效的途径就是体验,体验不仅可以把城市功能、社会生活和空间形式等进行高度综合,同时还能把人从思维理性深度中带出来,以此进入到一个情感的维度。

体验其实就是指在城市景观的空间里和其生命活动密切联系的一种审美经历,其存在着两个方面的含义,一种为直接性,即在一切解释、传达或者处理发生之前,为解释提供相应的依据,为其的构成提供相应的材料。另外一种是从直接性中所获得一些收获,从直接性所保留下来的一些结果。总而言之,就其审美活动来讲,体验不仅是原因,同时也是结果;不仅是出发点,同时也是终结点;不仅是认识论,同时也是本体论。其最基本特征就是与直觉相似的一种直接性,它不仅要求意识直接和对象同一,同时还摒弃了一些外在的东西,这种体验是自为存在、被分离和脱离概念关系的一种现象。

日本著名建筑师安藤忠雄在其设计作品中经常表现出的一种美学特征就是体验,尤其是其设计的水之教堂,不仅可以看作是一个景观建筑,同时也可以看作是环境的延续。在该建筑中,一面通透玻璃墙和其对面人造湖相对,且巨型的十字架立于湖水的中间,其背景为森林与山,和十字架一同掩映在湖水的中间,十字架和自然景观的景象随着四季不断变幻着,焕发出了一种不平凡的魅力,而在这种魅力中由体验所生成的意义则为人和自然的和谐。

二、基于审美体验的景观设计新观念——隐喻和移情

在西方的传统哲学中,隐喻通常是指利用形象性语言来说明其哲学思想。而在文艺理论中,隐喻则被定义为比喻中的一种,是指用一个词或者一个短语指出一种常见的物体或者概念来代替另外一种,以此暗示其之间存在的相似之处。在城市景观设计的体验中,其隐喻就是指审美的人经过和城市自身或者城市艺术形象的互动而表现出来的一种认知关系或者其精神、情感态度与心理的一个共鸣等,而这也正好体现了城市景观设计的目的,即城市景观的隐喻意义。

移情这一概念主要诞生于19世纪的后期,其主要代表者为利普斯,在利普斯眼中,审美移情主要有三个方面的特征;第一,审美对象不是和主体相对立的一种事物或者实体,而是受到主体灌注的一种生命现象;第二,审美的主体不是日常所谓的“实用自我”,而是一种“观照自我”;第三,主体与对象之前互相渗透。简而言之,移情就是将人的情感投影到外部所存在的事物身上,就图形心理学而言,移情和生命感间有着非常复杂的关系,这种关系能够激发出移情的潜能,是见景生情或者以物咏志的一种具体表现方式。

在城市景观设计中,所存在的的隐喻和移情,实际上就是两种不同的设计观念与思维观念,移情主要是利用形象思维或者诗性思维,其侧重的是表意,符合景观表达意境的需求;而隐喻则主要是利用逻辑思维或者抽象思维,其侧重的是表义。移情注重偏向于情的一种情感活动,而隐喻则是注重于理的一种逻辑活动。城市景观作为体验的对象,在景观的审美移情作用下,所反映的不是一种理念,而是一种真实的生活、实际的经验或者实际的感受,通俗一点地讲就是活在对象中,由审美的人来亲身体验其自身和对象之间的协调和睦,而这也要求环境与人之间的关系必须要和谐以及默契,从以往的对立关系变为一种你中有我或者我中有你的同一关系。

随着城市的快速发展,在城市景观设计中,隐喻实践使用的例子特别多,比如前苏联的广场和纪念牌,其主体大多都是隐喻伟大的胜利以及充满豪情的人民。隐喻主要来源于理性思维和语言的本性,它所呈现给人的感受只能是一种被动的解读,在充满着大量隐喻的城市景观中,审美的人最终所获得只是一种被动的阅读与设计者的思想,但是在事实上其自身的情感权利以及自主思维就被剥夺了。在这些着重强调隐喻的城市景观中,通常设计师一般是把标志性的景观模拟来作为其象征性符号,着重强调的是该符号的意义;或者将景观看作为交流信息的一个平台,注重强调的是其表意功能,而这种方式很容易使城市景观被强加一种意义,不能真正发挥出景观设计的交流潜能,导致城市活动失去了其原有的意义。因此笔者认为基于审美体验上的城市景观设计应该以移情作为主导,通过移情来反映人和物之间的统一存在,将景观自身美的内涵激发出来。在城市景观表现模式中,移情不仅体现了人类思维的一种穿透力,同时也体现了人类把自身的生命活动融入到景观中,深层次地透视其人生或者对自我的一个超越,便于城市景观自身真正价值的实现。

结束语

综上所述,随着社会经济的不断发展,人们对于城市景观也越来越关注和重视,本文就基于审美体验,提出了城市景观设计的一些新观念,即隐喻和移情,并从隐喻向移情发展。在城市发展过程中,城市已经不再是一种功能、绿化、结构以及交通的简单叠加物,在审美体验的基础上,城市景观的设计目的不再只是塑造和提高城市物质空间和环境,而是在于充实和完善其精神世界,促使其城市景观不仅是物质的、具体的、思维的,同时也是精神的、抽象的、诗意的,使其和人的体验、想象、直觉并行,成为人们共居的一个理想家园。

参考文献:

[1] 杨洁,张建国.溯源情趣感知再造灵动场所——城市环境景观重构策略[J].中国农学通报,2011,27(6):223-226.