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关键词:城镇化;乡村文化;乡村文化保护
中图分类号:G127 文献标识码:A
原标题:探究武安市城镇化进程中乡村文化保护
收录日期2016年5月16日
乡村文化包括古建筑、碑刻、雕塑等物质文化遗产以及传统语言、地方戏曲、地方性节庆、民俗、建筑布局、传统工艺以及技艺等非物质文化遗产,具有极其独特的价值。但是,在我国城镇化背景下,我国传统村落逐年减少,由2000年的300余万个减少到目前的200余万个,16年间消失100万个左右的村落,折算后每天消失200个自然村落。其中,传统村落现存数量仅有1.2万左右,最具中国文化特色的传统村落仅存4,000个。因此,新城镇化背景下,以村落为代表的优秀文化正在淡化,乃至消亡。
一、武安市乡村文化的主要内容
乡村文化即村落文化,是农村社会信仰禁忌、价值取向、生活和生产方式、风俗习惯等文化现象的综合,包括物质文化与非物质文化两种形式。依据该定义,武安市乡村文化的主要内容包括以下几个方面:
(一)口头文化。所谓“口头文化”,就是指未形成书面材料但在社会群体文化继承方面起作用并协助塑造群体世界观的习俗、信仰、生产及生活技艺以及文化传统中的口传部分。武安市乡村“口头文化”种类繁多,主要有传说、戏曲(傩戏、赛戏、平调、落子)、方言、故事等。这些口头文化是我们探究武安市传统乡村村民生产方式以及生活方式的“奠基石”。
1、传说。武安太行山区传说较为丰富,主要有京娘投湖、天仙配、天降龙雾、村名来源以及氏族祖先生活传说等等,它们反映了武安先辈们的以及村民精神寄托,体现了他们古朴的生活方式。
2、戏剧曲艺。武安地方戏曲艺术种类繁多,如赛戏、傩戏、平调、落子等等。武安傩戏、平调落子被列入国家级非物质文化遗产。武安傩戏最初以面具戏为主,逐步发展为傩戏、赛戏、队戏等形势,具有分布广、种类多、传承性强等特点。2010年以来,武安市固义村傩戏《捉黄鬼》和白府村《捉死鬼》,以其磅礴的声势,独特的形势,精彩的内容,吸引国内外学者的接踵而来,打破了“长江以北无公认戏”的断言。武安平调落子极具地方特色,念白以武安方言为主,大多数剧目体现了武安居民生活方式、生产方式及其价值观念。
(二)传统节日文化。武安地区节日文化种类繁多,甚至月月有节日。例如,在武安一带流传着农历六月六敬谷神的习俗。农历六月六这天,当地家家蒸馍、豆包,而最时兴吃的好饭是裹卷。敬谷神是为了感激上苍赐给人们粮食,同时也是因传说中人们担心五谷神收回人们享用的粮食。从正月十三至正月十六,武安固义村以傩戏形势欢度元宵佳节,吸引国内外学者关注。这些节日体现了武安人民朴素、踏实的品格,也凸显了武安人民热情、勤劳、遵从孝道、积极向上的价值取向。
(三)传统技艺、工艺以及建筑艺术
1、传统技艺、工艺文化。武安地区拥有悠久的传统技艺文化历史,且形式多样,内容丰富。主要包括酿酒、米醋、冶炼、雕花、雕塑、剪纸等传统工艺。其中,冶炼技艺是武安的传统工艺,拥有2,000年的历史,古冶炼技术曾在古代盛行一方;活水米醋采用地下甘泉水、武安小米、麸曲等,用古老传统手工艺酿制而成。古老的传统技艺与工艺反映了武安人民不断探究,精益求精的探索精神。
2、传统建筑艺术。武安房屋多为砖木结构,高大敞亮,高台阶、高门楼、高房基。建筑造型往往是沿街门楼、陪房门楼、窗框上、照壁上方皆有飞檐盖瓦,瓦上压脊,两端出兽,斜顶后是平顶,人从院内向上看是瓦房,实则是平房;陪房屋檐有的出檐,有的上设女儿墙,墙间设水口,水口由青砖雕刻而成。木雕、彩绘多用于室内装饰,如隔扇、屏风、炕围、梁柱等,也有用于室外的,窗棂、门楼、屋门等。以徐家大院为代表,伯延建筑群反映地方建筑特色,建造工艺独特,细部装饰精美,是历史的见证。它集建筑学、艺术学、设计学之精髓,具有武安地方特色,是武安乡村文化的活化石。
二、城镇化背景下武安市乡村文化存在的问题
在城镇化进程中,由于受到经济全球化和文化多元化的影响,强势的城市文化不断侵蚀着乡土文化,乡村的发展与其自身文化相矛盾,致使传统“乡村文化”面临巨大的困境。
(一)缺乏文化自信致使传承乡村文化的主体逐年减少。随着武安农村经济的发展,作为传统村落主体的农民在富裕之后开始向往现代城市的生活方式,自发的人口流动不断涌向城市,促使村落人口不断减少,“空心村”、“老人村”等问题越加凸显,村落居民由于文化不自信导致村落文化的传承出现断层,致使武安傩戏、赛戏、剪纸技艺的传承人不断减少,民间技艺以及工艺不断失传。
(二)城市文化的不断侵蚀导致乡村文化失去本真。由于城市文化的侵蚀,村落向城市看齐,村民的价值观、生产方式以及生活方式发生改变。为追求高质量生活水平,村民建新房,集体建新厂,从而导致民居建筑的衰颓、村落景观的凋落、山水体系的破坏、传统工艺、地方语言、戏曲的遗弃以及大量以“文化”为名的乱搭乱建,古村落文化在城镇化进程中已经面目全非。
(三)地方政府力不从心。随着城镇化进程的加快,地方政府在乡村文化保护方面凸显出很多问题,如以政府保护造成财政负担大,效力有限;文化监管权责不明,管理困难;缺乏专项资金投入,日常维修保养难以到位;乡土文化保护机制不健全,致使缺乏法律依据;乡村文化保护缺少技术规范支持等。
三、建议
武安乡村文化是人们在这一地域经过漫长的探索所创造一切文化的总和,是中国以及中华民族传统文化的一部分。然而,在今天城镇化进程中却面临着消亡的困境,因此乡村文化保护已迫在眉睫。
(一)政府应在乡村文化保护中发挥职能。乡村文化保护是城市化必经之路,弘扬传统文化的必然选择,彰显乡村价值观的必然之举。武安政府应跟随时代步伐,积极转变观念;规划乡村文化保护项目;加强政府监管,确保资金对号入座;加大资金投入力度,且使其投入渠道多元化;完善乡村文化保护保障机制;设立文化保护专项资金;切实保护传统文化资源,制定相关城乡互补政策,使城乡文化共存荣。
(二)促使村民文化自觉,提高村民文化自信。随着城市文化的侵蚀,乡村文化不断消亡,应在满足村民生存、安全需要的前提下,加大乡村文化保护的宣传力度会引发村民文化自觉,村民文化自觉才能唤醒,从而实现保护传统文化资源的价值。保护传统文化资源激发村落文化资源旅游、经济价值,从而满足村民利益,提高农民收入,使村民自发地保护乡村传统文化。因此,当前政府应重视村民利益,在开发、利用、保护传统文化资源时,不能忽视村民的力量,维护村民利益,提高村民文化自觉以及文化自信。
(三)加大构建乡村文化博物馆力度。武安传统文化资源丰富,且种类多样,依据物质文化、非物质文化两种形式将武安乡村传统文化进行分类,对其进行重点保护。因此,乡村文化博物馆的建设不仅能宣传地方特色和稀缺性的文化资源,而且还能提高村民对武安乡村文化的认可。同时,紧随时代潮流,构建武安乡村文化数据库以及数字博物馆,主要呈现形式以图片、纪实、报刊为主,运用数字化存储手段,对武安传统文化资源资料进行及时更新,真实、全面、详细地记录和归档,展现武安传统乡村文化风采。
主要参考文献:
[1]钟坛坛.城乡一体化进程中乡村社区致力研究:影响因素分析与指标体系构建[D].甘肃:兰州大学,2014.
1网络信息传播
对于网络信息传播的研究,新闻传播学和信息科学的学者分别使用了“网络传播”和“网络信息传播”的术语。由于网络信息传播研究的是网络信息在传播过程中的本质及状态,因此,就使用术语而言,笔者认为“网络信息传播”比“网络传播”更确切。研究者往往从不同的层次和角度研究网络信息传播,由于其自身工作、专业和知识背景等不同而对网络信息传播的本质认识有所不同。其实,网络信息传播是信息在非网络环境中传播的一种延伸和发展,只是传播的环境和手段不同而已,其传播的目的和功能都是一致的。从概念上说,网络信息传播是人类基于互联网进行的各种信息传递、交流和利用活动。在网络信息传播中,电脑是文字、图像、声音等信息的输入、处理、储存、组合、复制输出的智能化操作平台,是网络信息传播的终端工具;互联网是网络信息的传输通道和交流平台,帮助人们实现自由、交互、即时、多元、虚拟的信息传播;网站则是网络信息传播的中继媒介,它为网络信息的传播提供了一种搜索、粘贴、下载、互动、超文本链接的中转站。网络信息传播不但具有很强的时效性、交互性、动态性、虚拟性、全球性特征,而且还具有多媒体功能和超文本功能,信息传播的无序性、传播主体的隐匿性和个性化等特征[1]。
2数字鸿沟
2.1数字鸿沟———网络时代的知识沟
美国传播学者蒂奇诺提出“知识沟”理论,他认为:由于社会经济地位高者经常能比社会经济地位低者更快地获得信息,因此,随着大众传媒向社会传播信息的日益增多,这两者之间的知识沟将呈扩大而非缩小之势。数字鸿沟又被称作电子鸿沟、数码鸿沟、数字分裂等。目前关于数字鸿沟的定义众说纷纭,如美国国家远程通信和信息管理局认为数字鸿沟是信息技术领域中存在的差距现象;美国商务部则认为在所有国家,有一些人拥有最先进的信息技术,而另外一部分人却没有,这两部分人之间的差距,就是所谓的数字鸿沟。随着20世纪90年代互联网的迅猛发展,大量网络媒体不断涌现,并且在信息传播过程中起着越来越重要的作用。网络信息传播导致信息的贫富差距更加扩大,加剧了知识沟现象的产生。这种网络时代的知识沟现象,就是数字鸿沟。因此,数字鸿沟指的是在全球数字化进程中,网络信息技术的迅速发展和广泛普及导致的社会不平等和分化现象,及其造成的“信息贫富分化”和“知识沟”问题。
2.2我国数字鸿沟现状分析
2011年7月,中国互联网络信息中心(CN-NIC)在北京的《第28次中国互联网络发展状况统计报告》(以下简称《报告》)显示,截止2011年6月底,我国网民规模达到4.85亿人,网民规模较2010年底增长2770万人,互联网普及率达到36.2%,较2010年底提高1.9个百分点,我国网民规模依然保持快速增长的势头。其中:家庭电脑宽带网民规模达到3.9亿人,占家庭电脑上网网民总体的98.8%,较2010年底增加840万人;我国手机网民规模为3.18亿,较2010年底增加1494万人,手机网民在总体网民中的比例为65.5%。截止2011年6月底,我国的域名总量达到786万个,中国的网站数,即域名注册者在中国境内的网站数(包括境内接入和境外接入)为183万个。中国国际出口带宽继续发展,达到1182261.45Mbps,半年增长率为7.6%[2]。尽管我国网民规模仍然保持增长,但是增长速度明显减缓。2011年上半年网民增长率为6.1%,是近年来最低水平。新增网民为2770万,网民增长的绝对数量小于去年同期(2010年上半年)3600万的水平。《报告》还显示,截止2011年6月30日,我国农村网民规模达到1.31亿人,占整体网民的27.0%,较2010年底增长4.9%。网民中乡村人口所占比重不断提升,互联网正在向农村地区渗透。随着农村互联网接入条件的不断改善,农村网络硬件设备更加完善,农村地区网民规模持续增长。但由于我国城市化进程的加快,农村地区的人口大量向城市转移,使得农村网民规模增长相对不明显。因此,从总体上看,我国城市和农村之间在互联网应用方面仍然存在着巨大的数字鸿沟。从国际范围来看,中国的信息化水平很低。国家统计局国际统计信息中心分别评估测算了28个国家和地区的信息能力,并且了《中国信息能力及各省市信息化水平的测算与比较》的研究报告。该报告表明,美国列入信息能力总水平排序第一位,其信息能力总水平得分为71.76分,其次是日本,信息能力得分是69.97分,第三名是澳大利亚,总分为65.59分。而中国的信息能力得分为6.17分,仅是美国的8.6%。在所有参加评估的28个国家和地区中,中国排名第27位,处于最低水平之列[3]。
3消除由网络信息传播形成数字鸿沟的策略
网络信息传播是以网络为信息传播的渠道,但网络作为一种传播工具并不是被所有人所拥有和利用。因此,信息通过网络传播势必造成网络信息分布的失衡现象。这种网络信息分布的严重失衡造成了难以逾越的数字鸿沟。数字鸿沟的存在不仅影响我国和其他国家未来的发展,而且它所引起的贫富分化必将恶化社会关系,从而威胁社会的安全。因此,消除数字鸿沟是刻不容缓的重大课题。
3.1开展信息扶贫是基础工作
扶贫是为帮助贫困地区和贫困户发展生产、摆脱贫困的一种社会工作,旨在扶助贫困户或贫困地区发展生产,改变穷困面貌。信息扶贫是指政府借助推广信息技术和开展信息活动的方式解决人们信息贫困的问题,具体方式有:为贫困者提供劳务、人才、技术、产品、资金等方面的信息与咨询服务;沟通贫困地区与外界的交流联系;推广适合贫困地区使用的农业使用信息技术。从2006年开始,为落实总书记要求中国扶贫开发协会“开展扶贫资金技术信息服务”的批示,帮助广大农村通过信息化手段实现跨越式发展,中国村络工程通过解决中国农村信息化“最后一公里问题”,建立网络与便民服务中心、配套网络信息服务平台,从解决导致农村贫困的根源———信息贫困入手,着力开展信息化扶贫。在西部地区和农村,由于交通闭塞、信息传播手段落后,信息极其缺乏,影响经济的发展。虽然我国的信息扶贫工作已经开始实行,但必须从多方面和多途径加大力度做好信息扶贫工作。
3.2提高用户信息素养是重要途径
全球信息化需要人们具备一种基本能力———信息素养。信息素养这一概念是美国信息产业协会主席保罗•泽考斯基于1974年提出的。1989年,美国图书馆学会把信息素养简单地定义为:能够判断什么时候需要信息,并且懂得如何获取信息,如何评价和有效利用所需的信息。信息素养更确切的名称应该是信息文化。信息素养是一种对信息社会的适应能力,美国教育技术CEO论坛2001年第4季度报告提出21世纪人们的能力素质,包括基本学习技能(指读、写、算)、信息素养、创新思维能力、人际交往与合作精神、实践能力。信息素养是其中一个方面,它涉及信息的意识、信息的能力和信息的应用。信息素养是一个较宽泛的概念,包含人文的、技术的、经济的、法律的诸多因素,它与许多学科有着紧密的联系。信息技术强调对技术的理解、认识和使用技能,而信息素养的重点是信息内容及其传播与分析,包括信息检索以及评价,是一种了解、搜集、评估和利用信息的知识结构。信息素养以信息技术为支撑,人们既需要具备熟练的信息技术能力,也需要通过调查、鉴别、推理以获取信息。信息素养是一种信息能力,信息技术是它的一种工具。由此可见,信息素养水平的高低直接决定了用户信息获取能力的大小,笔者认为,应该通过各种方式提高用户的信息素养,如可发挥图书馆的作用,通过举办信息素养教育讲座或利用网络开展在线教学等方式,构建起信息素养教育服务平台,帮助用户提升信息素养,逐步缩小甚至消除数字鸿沟。
3.3加快信息基础设施建设是信息传播的基石
信息基础设施是指能以交互方式传送话音、数据、文本、图像、视像和多媒体信息的高速通信网及相关设施。一般包括电信网、广电网、计算机网、大型数据库、支持环境等。在我国,城市用户早在十前就开始利用网络获取海量信息,而今天,我国边远地区的农村用户还没有接触过网络,无法利用网络获取资源。可获取信息的不平等造成了信息贫富差距。目前,我国信息基础设施比较落后,主要原因在于缺乏资金进行网络化建设。因此,笔者认为必须借助政府的政策引导和财政支持,鼓励企业和个人积极参与信息基础设施建设,多渠道筹集资金,加快我国信息基础设施建设,为边远地区用户提供网络服务。
3.4着力发展经济是消除地区数字鸿沟的抓手
由于经济发展水平和信息基础设施建设的不平衡,我国地区与地区之间、城市与乡村之间出现了数字鸿沟问题。尽管我国早已实施西部大开发战略,并且加大投入力度,建设西部地区和农村信息化基础设施,但是在相当长一段时期内,我国西部地区与东部地区、城乡之间因经济发展不平衡所导致的数字鸿沟仍将存在。着力发展经济,提高西部地区和广大农村地区经济和社会发展水平,加强西部地区和广大农村网络设备建设,使这些地区的用户能获取网络信息,可在一定程度上缩小并逐步消除地区间的数字鸿沟。
关键词:电子地图 组件式GIS 分级显示 移动GIS
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(a)-0017-04
广州市城市管理委员会作为城市综合管理部门,涉及到为市民服务的事项较多,采用现代化的信息技术手段提升服务水平是当前该委的迫切任务。目前,该委已开通了政务网站,提供政务信息公开、网上在线申报、网上投诉等服务功能。为进一步提高城管委服务水平,需要依托政务网站,在综合运用计算机、WEBGIS、嵌入式移动GIS和空间数据库技术,以广州市基础地理信息框架要素和数字城管专题数据为主体内容,建立覆盖全广州市的多尺度、多要素、多用途、定期更新的数字城管专题要素管理与信息平台,并通过Internet或嵌入式移动设备(PDA、智能手机等)向公众或城管工作人员提供城管专题要素或服务机构的浏览、查询、定位、标注、投诉和现场办公等服务。
广州城管委电子地图网站的建设是数字化城市管理综合平台的重要组成部分,能显著提高城管专题要素管理的信息化水平,提高工作效率,在为数字化城市管理规划提供服务和决策支持,提高数字城管的社会化服务水平,增加城市管理的透明度。
该文主要阐述广州城管委电子地图网站实现的关键技术及系统框架、数据库、功能、接口等设计。
1 关键技术
1.1 组件式、构件化开发技术
组件式GIS是面向对象技术和组件式软件在GIS软件开发中的应用。组件的构件化就是将多个组件组织在一起形成不同的构件,随着构件的积累,利用这些构件开发软件就像搭积木一样容易。组件技术是迄今为止最优秀也是发展最快的一种软件重用技术,它比较彻底地解决了软件开发中存在的重用性、适应性差和周期长等问题。组件式GIS具备以下特点:(1)小巧灵活、价格便宜;(2) 直接嵌入MIS开发工具;(3) 强大的GIS功能;(4) 开发简捷。
基于构件的软件开发(Component-Based Software Development, CBSD,有时也称为基于构件的软件工程CBSE)是一种基于分布对象技术、强调通过可复用构件设计与构造软件系统的软件复用途径。基于构件的软件系统中的构件可以是COTS(Commercial-Off-the-Shelf)构件,也可以是通过其它途径获得的构件(如自行开发)。CBSD体现了“购买而不是重新构造”的哲学,将软件开发的重点从程序编写转移到了基于已有构件的组装,以更快地构造系统,减轻用来支持和升级大型系统所需要的维护负担,从而降低软件开发的费用。
开发基于构件的软件系统受到以下几方面因素的影响:(1)COTS构件质量的提高和种类的增加;(2)要求降低系统开发和维护成本的经济压力;(3)构件集成技术的出现;(4)软件开发组织内可以用于新系统开发的已有软件制品的数量增加。
CBSD整个过程从需求开始,由开发团队使用传统的需求获取技术建立系统的需求规约。在完成体系结构设计后,并不立即开始详细设计,而是确定哪些部分可由构件组装而成。此时开发人员面临的设计决策包括“是否存在满足某种需求的COTS 构件”,“是否存在满足某种需求的内部开发的可复用构件”,“这些可用构件的接口与体系结构的设计是否匹配”等。对于那些无法通过已有构件满足的需求,就只能采用传统的或面向对象的软件工程方法开发新构件。对于那些满足需求的可用构件,开发人员通常需要进行如下活动:
构件鉴定(qualification):通过接口以及其它约束判断COTS构件是否可在新系统中复用。构件鉴定分为发现和评估两个阶段。发现阶段需要确定COTS 构件的各种属性,如构件接口的功能性(构件能够提供什么服务)及其附加属性(如,是否遵循某种标准)、构件的质量属性(如,可靠性)等。构件发现难度较大,因为构件的属性往往难以获取、无法量化。评估阶段根据COTS构件属性以及新系统的需求判断构件是否可在系统中复用。评估方法常常涉及分析构件文档、与构件已有用户交流经验、甚至开发系统原型。构件鉴定有时还需要考虑非技术因素,如构件提供商的市场占有率、构件开发商的过程成熟度等级等。
构件适配(adaptation):独立开发的可复用构件满足不同的应用需求,并对运行上下出了某些假设。系统的软件体系结构定义了系统中所有构件的设计规则、连接模式和交互模式。如果被复用的构件不符合目标系统的软件体系结构就可能导致该构件无法正常工作,甚至影响整个系统的运行,这种情形称为失配(mismatch)。调整构件使之满足体系结构要求的行为就是构件适配。构件适配可通过白盒、灰盒或黑盒的方式对构件进行修改或配置。白盒方式允许直接修改构件源代码;灰盒方式不允许直接修改构件源代码,但提供了可修改构件行为的扩展语言或编程接口;黑盒方式是指调整那些只有可执行代码且没有任何扩展机制的构件。如果构件无法适配,就不得不寻找其它适合的构件。
构件组装(composition):构件必须通过某些良好定义的基础设施才能组装成目标系统。体系风格决定了构件之间连接或协调的机制,是构件组装成功与否的关键因素之一。典型的体系风格包括黑板、消息总线、对象请求等。
构件更新(update):基于构件的系统演化往往表现为构件的替换或增加,其关键在于如何充分测试新构件以保证其正确工作且不对其它构件的运行产生副面影响,对于由COTS 构件组装而成的系统,其更新的工作往往由提供COTS 构件的第三方完成。
1.2 基于SOA的Service GIS
在面向服务构架中,服务是自包含、模块化的软件实体,具有网络可寻址的粗粒度接口,服务的位置对于服务请求者是透明的,可以被动态发现绑定。服务是松散藕合的,强调互操作,可以按照某种方式与组件、应用程序或其他服务组合。
ISO/TC2l1中给出了服务、操作和接口的定义,并给出了者之间的关系(ISO19119):
①服务:由实体通过接口提供的明确功能;
②接口:体现一个实体行为特征的具有名称的操作集;
③操作:调用某个对象可实现的转换或查询的描述,操作具有名称和参数列表。
接口的集成形成服务,其目的是为用户提供有价值的功能,接口中操作的集成与接口的定义,目的是为了软件可重用。
GIS服务可以定义为:网络环境下的一组与地理信息相关的软件功能实体,通过接口暴露封装的功能。GIS服务包括GIS数据服务和GIS功能服务,GIS数据服务通过接口向外提供空间数据,GIS功能服务通过接口向外提供空间数据处理功能。
GIS服务根据服务提供的内容不同,可以划分为GIS数据服务和GIS功能服务、数据服务通过服务接口向外提供空间数据,功能服务通过接口向外提供对空间数据的操作和处理功能,实现空间数据的增值。
GIS功能服务和GIS数据服务一起构成了GIS服务链集成的服务基础。OGG的OWS启动项目中定义的一系列GIS数据服务的接口定义,如WMS、
WFS、WCS,得到GIS业界的广泛认可和采纳,为GIS功能服务接口的定义提供了经验和参考。目前对GIS功能服务接口的研究刚刚起步,尚不成熟,OGG的Web处理服务(Web Processing Service(WPS) Specification)提供了空间数据操作和计算的总体模型,但是没有定义具体的功能服务接口和参数(OGG 05-007)。GIS功能服务是通过网络向外提供GIS处理功能的Web服务,与传统的GIS服务相比,它的数据可以来源于网络,经过功能服务的处理后,将结果数据通过网络发送给用户。因此GIS功能服务的特点是服务处理的数据既可以来自本地数据,也可以来自网络或者其他GIS数据服务。GIS功能服务的处理结果可以通过网络返回给调用的用户或应用服务。分布式GIS功能服务的特点要求其接口定义与现有GIS系统和GIS服务中的功能操作(服务)接口定义不同。
面向服务的软件架构(Service-Oriented Architecture),SOA是一种组件模型,它通过应用程序功能单元(称为服务)之间定义完善的接口和契约,来联系应用程序中的不同服务。
Service GIS是一种基于面向服务软件工程方法的GIS技术体系,它支持按照一定规范把GIS的全部功能以服务的方式出来,可以跨平台、跨网络、跨语言地被多种客户端调用,并具备服务聚合能力以集成来自其他服务器的GIS服务。既是地理空间信息(数据)的服务平台,也是GIS能力(功能)的服务平台,还是GIS服务的聚合和集成平台。
1.3 基于服务端和客户端的双智能缓存技术实现海量空间数据的快速浏览
数据智能缓存采用服务器端缓存和客户端混合缓存的技术:①服务器端缓存基于地图切片的地图缓存原理,地图切片之后将其放置于服务器的虚拟目录中,在需要显示某个范围的地图时,借助客户端显示技术将这些图片无缝地拼接在一起,即可得到用户需要的地图;②客户端缓存将服务器最常访问的地图图片复制到本地存储器中,当用户请求该页面时,直接从本地高速缓存中返回该页面图片,从而减少了网络通信流量和缩短访问所需要的时间。
1.4 基于中文分词和Lucene的全文搜索引擎技术实现智能化检索和匹配
Lucene作为一个强大的全文索引引擎工具包,它的全文检索技术是信息检索领域广泛使用的基本技术,具有访问索引时间快、多用户访问、跨平台使用的特点。但是,Lucene是用Java写的全文检索引擎工具包,并不是一个完整的全文检索引擎,而是一个全文检索引擎的架构,可以提供多个应用程序编程接口函数和数据存储结构,并能方便地嵌入到各种应用中,从而实现针对应用的全文索引/检索功能。
本项目的地图网站将在深入剖析Lucene的系统结构和索引机制的基础上,通过集成式二次开发,将其嵌入到网站的“全站检索”功能中。应用表明:基于Lucene的检索的结果由结构化的数据组成,描述针对性强、响应速度快、查准率高。
2 总体框架
系统从下往上,共划分为5层,分别是:硬件设备、系统层、服务层、应用系统层、展现接收入层。其中硬件设备主要是指系统运行所需的基础环境及各种硬件设备;系统层则是系统运行的软基础,包括:操作系统、数据库、中间件;服务层:是复杂的应用系统抽象出通用的公共部分,这一层的功能是为了降低应用开发的复杂程度,避免应用系统出现重复建设的问题,广州市城市管理委员会电子地图网站的相关接口都依赖中间件这一层次上的各项功能;应用层包括地图浏览、专题数据查询、接受投诉、系统维护更新、数据接口功能以及移动GIS服务功能;展现接入层是系统的可视化表现以及与用户的交互界面(如图1)。
3 数据库设计
3.1 广州市电子地图数据库的设计
广州市电子地图数据是由地理实体数据构成,它是依托广州市基础地理信息数据库,通过地理空间框架数据的提取、扩充和重组加工得到,主要分为行政区划、水系、房屋、道路、植被、铁路、注记等(如图2)。
3.2 城管委专题数据库设计与数据制作
城管专题数据一方面是与市民生活密切相关的信息,另一方面也是城市管理规划的重要依据。首先,必须依据相关国家标准或行业规范制定专题数据统一的数据标准,然后进行专题数据的整理、加工、查错,最后入库为数据的、应用打好基础(如图3)。
3.3 电子地图分级显示的尺度设计
电子地图作为地图网站的背景底图,从宏观到细节按9个尺度进行分级显示,每一尺度考虑地图的载负量和图面配置,显示适宜的地图要素细节。比例尺从小到大分别为1∶60万、1∶30万、1∶15万、1∶6万、1∶3万、1∶1.5万、1∶6000、1∶3000和1∶1500。其中1∶60万为广州市全区域表达尺度,反映地势起伏、行政区划等总体信息;1∶30万为中小尺度,主要反映区域内主要的水系、山峰,乡镇,区域内主干交通网络;1∶15万、1∶6万、1∶3万、1∶1.5万为中尺度,主要反映城市内的交通框架、主要水系,政府机关,重要企事业单位,乡村等;1∶6000、1∶3000和1∶1500为大尺度,可反映城市内的主干道、次干道、街区,甚至小区内的道路、房屋面、绿地、水系等;且下一级比例尺的要素包含了上一级的要素(如图4)。
4 功能设计
4.1 功能结构
如图5所示。
4.2 基础查询
主要提供基础地理要素查询,包括按道路名查询、按单位名查询、按地名查询
4.3 城管委专题查询与统计分析
主要提供城管委专题查询与统计分析,包括燃气站点、汽车加气站、环卫公厕、市政道路施工点、户外广告、流动商贩准许摆卖点、严禁乱摆卖区域、零星余泥排放点等的插叙与统计分析。
4.4 接收投诉
接受投诉功能是实现城市管理工作政务公开,接收民众监督、倾听民意,提升城管工作社会化服务水平的重要功能,可以通过地图定位进行投诉,也可以直接进行投诉。
5 接口设计
系统接口是系统不同部分之间业务和数据发生联系的纽带,也是不同组件间相互访问的入口。城管委电子地图网站主要的接口方式有以下三种:开发与数字化城市管理系统的接口;开发与行政审批系统的接口;开发与流动商贩公共服务系统的接口(如图6)。
6 移动GIS软件功能开发
将电子地图网站及相关的城管委专题设施数据等迁移到手机等移动终端,通过无线移动网络实现随时随地的办公环境将极大提升城市管理工作的便捷性、极大提高城管工作的反应速度。具体包括支持互联网电子地图在手机终端的浏览、支持城管专题数据在手机终端的显示查询、支持城市管理问题投诉功能以及支持定位和导航。而且手机终端可以通过GPRS在线访问电子地图网站服务器,与电子地图网站共用同样的服务端,移动GIS软件支持目前主流的手机及手持设备(如图7)。
参考文献
[1] 蒋波涛.插件式GIS应用框架的设计与实现――基于C#和ArcGIS Engine[M].北京:电子工业出版社,2008.
[2] 彭义春,组件式WebGIS的研究与实现[J].计算机系统应用,2011(9).
一、我所期待的教育教学改革
当今世界,科技迅猛发展,然而科技在教育领域的应用却明显滞后。比较尴尬的现实是,我们的教学还是停留在夸美纽斯的班级授课制上,以“讲台、课桌椅、黑板、粉笔”四大基本构件组成的课堂形式一直在惯性延续,就算是投影仪、电脑出现在了我们的教室里,也只能算是对传统教室或者教学模式的初步改良。核心的问题是,课堂教学的组织结构依然如故,教与学在知识方面的单向传授关系并没有得到根本改变,课堂依旧是教的课堂,而不是学的学堂。
显然,重构教与学的关系是目前教育变革的关键所在。作为城区教育的管理者,我一直在期待着一个有效的突破口。2012年春季学期,我们在南宁市五一中路学校引入了合作课堂教学模式,我本人经常深入学校、班级观察课堂,对该校的教改给予了有力的支持。合作课堂让学生由被动学习、个体学习、机械学习向自主学习、合作学习、探究学习转变,从知识建构的角度来说,它对传统的教与学的关系进行了重大的变革。因此,我认为合作课堂是我所期待的教育变革的一个有效的突破途径。
二、怎样去推动合作课堂教学理念的实现与有效发展
合作课堂已在南宁市五一中路学校实验了一年多,整体来看,虽说还是有些保守,在许多方面还需进一步论证和完善,但我们已经从中获得了一些启发,并对学校的教学改革进行了重新设计和积极探索,至少明确了课改的两点共识。
1.课堂是一个相对独立、完整的教学生态体
教学应始于学生对生命成长的本能渴望和对知识的自觉追求;教师必须以课堂教学活动为载体,将学科知识和能力进行个性化的拆分、重组,通过自身的传道授业解惑和学生在课堂上的学习行为,经由师生的个体特质和个性特征,最终完成学生生命成长中知识和能力完整的螺旋上升的过程;每一间教室、每一节课,都应是一个促进生命成长的完整的生态体系。因此,我个人对于合作课堂有一个理想化的期望,那就是构建一个新的教学生态体。在这个新的生态体里,充满了新鲜的空气、阳光、花香,充满了学生的欢声笑语、生命活力。我们的教师也能够在这个新的生态体里拥有全新的职业生涯体验,可以激活自身教育的乐趣和能量,进而与学生和课堂共同成长,书写自己绚丽多彩的生命华章。
2.任何一项改革与创新,都不应该是孤立的
自国家实行基础教育教学改革以来,我们不难发现,成功的改革从来都不是单一推进的,而是系统发展的。各地在改革中一而再、再而三地出现矛盾、阻碍和困境,不能得到根本解决,问题源于改革的系统性。由此我们可以联想,新项目推行的模式应该是这样的:要实现A项目的成功,就必须同步地去实施B项目、D项目,甚至更多的其他项目。那么,要实现合作课堂的持续有效推进,也应该有与之匹配的新的措施与手段,不仅要给予它以充分的保障,更要解决它在推进过程中出现的各种棘手问题。这就是说,长远地看,要真正形成一个新的教学生态体系,我们要做的远远不止是推进课堂革新这一项教学改革。
那么,我们应该怎样去搭建这样一个改革的系统工程呢?在观察和分析南宁市五一中路学校教学改革的过程中,我感觉到,江南区推进合作课堂教学改革,现阶段必须解决两个问题:一是意识观念,二是技术手段。我认为,合作课堂需要更为现代的教学手段,使其更易操作、实施更有效、发展更长远。那么,我们可以这样设计:在理论或理念上以新教育的思想和实验为支撑――朱永新教授的许多经典论述已经在南宁市五一中路学校的合作课堂中熠熠生辉,而在技术层面,则可以同步推动数字教室实验项目。
三、江南区的数字教室实验
1.数字教室与合作课堂
数字教室并不是一个新鲜的概念,到目前为止,人们对它有两个“定义”。
定义一:数字教室指的是远程双向互动教室,其核心功能是远程接收,通过互联网或卫星同步接收课堂授课,教师与学生通过视频实现异地交流互动,从而获得与现场教学同样的效果。数字教室还可以利用网络资源,供学生在课后随时点播学习,在课上交流互动,创造出突破时空限制的学习条件。
定义二:数字教室,指数字化革命逐渐深入到教室中,学生获取知识的方式和师生关系都发生了变化,众多新型的教学工具更多地融入教室,使教学更轻松、直观。
以上两个定义虽各有侧重,但核心都指向这样两个关键词:“自主”学习、“合作”探究。而这正是合作课堂的核心要义。“合作课堂”与“数字化”联姻,可谓天作之合。
2.数字教室实验项目实施的背景
我们开展数字教室实验,源于对现有的电脑、投影仪等教学终端设备最大化和最优化组织应用的考虑。如果以时间来划分,现代技术进入课堂大致可以分为以下几个阶段:第一代,最早的幻灯片投影机,纯手工绘制幻灯片是这个时期的经典记忆,但严格来说,它还不能称为信息化或者多媒体设备,而只是开启了大屏幕多样化展示的雏形;第二代,引入电视,让校园内的电视广播成为现实;第三代,便是延续至今的、电脑加投影仪的绝妙组合,这个组合还在随着实物投影、电子白板等新设备的投入应用而不断发展,它使信息化教学得到了丰富和发展。如今,互联网、手机和平板电脑等便携式数码设备已悄然进入百姓家,并呈迅猛发展之势,可以断言,未来的社会将是数字化的天下。数字教室,正是受了这样一个大时代的召唤。
我们早在2011年便启动了数字教室实验,并把该项目作为城区数字校园计划的早期项目,最早是按“互联网+局域网+教学应用终端”的模型设计,并已与移动和联通两家通讯公司就网络平台开展了合作,但一直欠缺合适的终端设备。直到我们开始在一所新学校批量装备交互式教学平板一体机,我们才意识到,数字化教育的大幕已经悄然开启。
2012年9月,时任国务委员刘延东在全国教育信息化工作电视电话会议上强调,“十二五”期间,要努力建设好“三通两平台”(宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通,教育资源公共服务平台和教育管理公共服务平台),为实现教育现代化、建设学习型社会和人力资源强国提供坚实支撑。在政策利好的情况下,有关的各大厂商在很短的时间内便拿出了许多先进的教学终端和技术。
那么,只是技术的进步和设备的更新就可以推进教育现代化了吗?显然不是,正如前面的论述所言,实现教与学关系的重构才是关键。
3.数字教室实验的核心是解决三对矛盾
数字教室实验的核心,是解决三对矛盾。
一是解决教与学的矛盾。新设备与新技术究竟能够在教学观和教学习惯上产生多大的替代作用,能够实现多大意义上教与学关系的重新定位和改善,是许多教育新科技产品的厂家和学校都在思考的问题。我们不难发现,教育领域的每一个新的科技产品在做推广之前,多数都会有一个课改项目作支撑,意在真正有助于改善或者改进教与学的关系。
二是解决上与下的矛盾。新的教学手段和教学观念的推行,到底是自上而下还是自下而上,哪样更为合理,哪样更具可操作性,争议一直不断。产品的设计、生产者与产品的使用者之间的矛盾尤为突出。一方面是产品的使用者一直在抱怨这些产品不好用,难以适应,甚至还有些极端的想法是“还不如原来的黑板和粉笔”;另一方面则是产品的生产者和推广者强调教师一定要先行适应厂家的产品,唯有适应了新教学设备之后才会有使用效果。厂家极少主动反思产品的改进,如此便把教师和教学服务方固化成了对立的两面。
三是术与用的矛盾。技术真正能够转化为我们教学内力的成分到底有多少?按理说,现在主流的实物投影和交互式教学一体机,再加上互联网,整个系统的功能已经十分强大,此外还有海量的信息和教学资源,这些已有的技术服务产品已经具备了全面应用的能力。然而,现实是,一些教师在新鲜劲过后还是会产生厌倦,以致造成了大量的教学资源的重复投资和浪费。
4.解决三对矛盾的两条思路
解决三对矛盾的美好愿景是:教师在课堂教学中自觉融入新的教学技术,形成真正的习惯替代,形成新的教学力;商家重点做好平台设计,使之可以兼容并蓄、纳旧迎新、承前启后、多方共赢。
为此,我们定下了数字教室实验的思路:第一,引导商家为教师创设更为人性和友好的应用环境,关注教师的体验,让教学设备主动适应教师需求,为教师提供更为便利的使用条件。第二,为新装备、新技术的推广做好平台设计,让新的装备和技术担当合适的角色,发挥应有的作用。
四、合作课堂的数字化方案及其实践意义
2012年,在考察南宁市五一中路学校的合作课堂教改项目时,我发现小黑板是合作课堂小组展示的主要工具,而小黑板的许多原始应用功能存在着广阔的升级空间。由此我找到了合作课堂与数字化结合的契合点,希望可以借助数字化变革,使合作课堂拥有更大的知识容量与更高的教学效率,使课堂在时间、空间和学生个体参与性上实现更为广阔的延伸,并通过优化管理来解决课堂的核心问题。于是,我们出台了南宁市五一中路学校合作课堂数字化解决方案。
这是一次真正意义自下而上的设计开发。在开发过程中,我们将数字化合作课堂定义为一种现代化教学模式的创新实践,它利用教学平板(智能交互式教学一体机)、教师操控平板(7寸平板电脑)、学生小组学习活动平板(10寸平板电脑)等现代教学终端,通过搭建服务器、局域网,在教室内架设新一层级的教学互动环境,应用于合作课堂教学,并以此优化课堂结构,提高课堂教学容量及效率。就当前的教学实践来看,数字化合作课堂已经实现了以下几个方面的功能:
1.更为便捷的教师控制
教师利用教师端的鼠标控制功能,可以实现在教室区域内对教学一体机的实时控制。把教师从讲台中解放出来,利于教师在课堂中组织教学活动。
2.更为便捷的学生小组展示
学生可以利用平板机进行组内合作学习及组内展示,还可以将学习的过程和成果上传到教学一体机向全班展示并录像存档。
3.更为便捷的教学任务管理
教师可以通过教师端向学生的学习小组发送学习任务、回收小组作业,并对小组的学习过程进行统筹管理,实时点拨、实时评估,使得师生、生生之间的互动更为广泛和生动。
4.更为丰富的终端软件体验
三板中的任何一个平板,本身就是一个独立完整的电脑终端,教师、学生都可以通过加载各种应用软件扩展其终端应用,尤其在多媒体体验、绘图、编辑、计算等方面,三板具有传统教学手段无法比拟的优势。
5.更为开放强大的互联网搜索功能
数字教室实现了课堂实时联网检索,这意味着课堂信息和资源空间可呈几何级放大。在后期的开发中,网上学习空间、课堂社交工具等新型学习方式的加入,将使一种全新的小组合作学习体验完美呈现,那更是一件令人兴奋和期待的事情。
6.更能激励创新的互动平台
“易课数字教室教学平台”是自下而上生成的,先天就具有更为开放、自由的使用空间,教师有很大的定制权限。作为一种开放的平台,它使得多种应用软件可以自由组合,更能激发师生的创新热情。在南宁市五一中路学校的前期实验中,有不少应用就是学生自创的,这也让学生的学习变得更为有趣和充满想象。
合作课堂教学模式的数字化发展,是学习新模式与现代信息技术的共生组合,有效地改变了以往新装备新技术应用推广时孤军作战、仅是教学附属品的格局。不言而喻,这种1+1>2的模式对未来教学改革的意义重大。
五、合作课堂数字化带来的启示
南宁市五一中路学校的数字化合作课堂,技术平台的开发目前尚处于初期阶段,无论是硬件还是软件,困难和挑战都是空前巨大的,主要表现在四个方面:一是教师对新设备新技术的掌握和内化还需要时间磨合;二是教师进行教学设计时需要实现从附加式备课向结构化备课转变;三是软件平台还需要进一步优化、提升;四是终端设备的成本还需要控制,以满足批量装备的基本要求。但是,我们坚信,数字化合作课堂是课堂教学的未来。随着全息投影、云计算平台、桌面电脑等高级终端的投入使用,技术进步的量变聚集终将到达临界并实现质的飞跃。在教育发展和技术进步的双重作用下,学生的学习行为与知识建构、教师的地位与作用等都将被重新定义。更重要的是,教与学的关系将会实现真正意义上的重构,一个新的教育时代终将到来!
教学改革的困难,关键在于它本身是对现有体制格局的破坏和重构。因此,一些个体对教改的抵触和反抗是本能的。学会包容,学会期待,教改既是变革,更是一个成长的过程,这成长来自学生、老师、家长和校园,犹如生命之春天百花竞放。教育变革是对我们这个生命体的进化,每一次穿越和攀升,都是一次思想的顿悟和优化,我们要实现的是从与众不同到脱颖而出,从卓尔不群到出类拔萃。
新教育常常用毛虫与蝴蝶的故事启迪每一个志同道合的同仁,我们何尝不是如此。就算是一次次地作茧自缚,难道不正是为了破茧成蝶的那一天?我们在行动中感悟,在感悟的阳光下携手前行,我们有理由相信,合作课堂教学模式的数字化发展将在凝聚大家的正能量中走向辉煌!
目前,世界各国电信公司普遍把发展接入网作为主要的经营策略之一,倾注了很大的力量。设备制造商也积极适应这方面的需要,开发了各种各样的接入网设备产品。
接入网概念的出现,使电信运营者能够综合考虑用户环路的设备配置问题,既着眼于现在的需求又放眼于网络未来的发展。但由于发展的不平衡,服务水平都存在巨大差异。在现阶段接入网发展建设过程中,普遍面临着两个方面的主要问题:一个是在电信欠发达地区缺乏配套的用户线问题,另一个是电信发达地区用户环路的数字化与宽带化问题。在发展中国家,城市和乡村普遍存在着因没有用户线而造成的大量待装用户无法及时装机。
许多国家的电信运营公司认为,采用无线用户环路解决电话网的机线矛盾是见效最快的方法,尤其在偏远的农村和山区,效果更明显。因为目前的农村电话用户基本是固定用户,不存在不同无线技术之间的互通问题,也基本不考虑漫游问题,所以原则上可以不对采用的技术加以限制。
另外,SDH/SONET已大规模推广,ATM也已经从实验室走向公用网,开始商用。因此用户环路也需要相应宽带化以支持各种宽带业务。现在,电信运营公司已经认识到用户环路宽带化刻不容缓,纷纷提出改造或重建用户网络的计划。
用户环路宽带化的方案有很多,如FTTB、FTTC、FTTH、HFC、HDSL、ADSL、WLL等等,并且有可能不断推出更新的接入技术。
对于新的各种接入技术,FTTB、FTTC、FTTZ将在近期内占有较大市场;国外电信界普遍认为FTTH是未来的发展方向;HFC是目前较看好的提供CATV等宽带业务的方法;HDSL在利用现有用户线对提供基群速率业务方面技术相对比较成熟;WLL还限于提供基本电话业务,与有线技术相比很具竞争力。但无论采用什么技术,运营公司最关心的是每线成本及商用的时间。
无线用户环路(WLL)目前主要用于提供基本电信业务,所采用的主要技术是以数字/模拟蜂窝为基础的技术、数字微波技术和毫米波(28GHz)技术、一点多址技术。
目前,无线用户环路在发展中国家应用较多,想以此加快提高和发展电信业务。一些发达国家新的运营公司也用WLL作为竞争手段,在日本,已把发展无线接入技术作为今后通信发展的主要技术政策之一。日本NTT公司将从1998年开始在人口密度低的农村地区,采用光纤接入和固定无线接入方式或有线无线混合接入等方式正式商用PHS-WLL固定无线接入技术,并把这种技术推向国外。一些国家在局部高密度用户区域也开始应用无线接入技术(PHS等)以扩大业务。
二、我国接入发展状况
自“八五”、“九五”规划期以来,我国电信网建设获得了巨大成绩,综合通信能力明显增强,通信网正向全数字化、综合化方向发展。电话网网络规模已跃居世界第二位(交换机总容量达1.1亿门)。全国县城以上城市全部开通了程控电话交换机,程控化比重达到99.7%,长途话路中数字电路占99.2%以上,据ITU统计,1995年美国电信网数字化率达73%。应当说我国通信网路装备水平实现了历史性跨越。但从网络整体看,我国处于网络末端的用户线路短缺问题在一些地区和农村地区十分突出,传统的模拟铜缆为主要的用户线传输手段,在一定程度上限制和制约着通信新业务的发展,成为建设现代化电信网的瓶颈。随着经济发展,高速数据、高质量视频业务等宽带业务的需求日趋迫切,作为交换局与用户终端间的连接纽带,用户接入网的数字化宽带化也被提到重要日程。我国农村通信市场迅速启动,将成为电信业务发展新的增长点。因此,农村用户接入网的建设也十分迫切。农村用户接入网建设受农村用户分散、地形条件复杂,山区、水网、用户线路超长,再加上农村经济条件差,这些特点,使得农村地区的用户接入网建设难度比城市用户接入网建设的难度更大。
目前,接入网的许多技术仍不够成熟,或成本太高,离大规模商用化还有一定距离。我国有关接入网的体制、标准正在抓紧制定中,相关的接入网试验也在几种交接上进行实用化试验工作。因此,在确定各地区接入网发展途径和建设中,一定要根据城市和农村地区具体情况,根据不同特点和条件,坚持实事求是,因地制宜地发展接入网。
三、接入网的定义和定界
国际电信联盟ITU-T已通过关于用户接入网定义、定界和功能的G·902建议,以及接入网的接口建议G·904、G965,我国已制订了接入网的相关标准。
接入网(AN)是由业务节点接口(SNI)和相关用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体所组成的,为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统,可经由Q3接口进行配置和管理,传送实体提供必要的传送承载能力,对用户信令是透明的,不作处理。换言之,接入网是由网络侧V或Z参考点与用户测T或Z参考点之间的所有机线设备所构成。
接入网所覆盖的范围由三个接口定界,即网络侧经由SNI与业务节点(SN)相连,用户侧经由UNI与用户相连,管理方面则经Q3接口与电信管理网(TMN)相连。其中SN是提供业务的实体,是一种可以接入各种交换型和/或永久连接型电信业务的网元,而SNI即是AN与SN之间的接口。可提供规定业务的SN有本地交换机、租用线业务节点或特定配置情况下的点播电视和广播电视业务节点等。
四、接入网的功能、位置及标准化接口
根据接入网的定义,接入网为本地交换机与用户端设备之间的实施系统,它可以部分或全部代替传统的用户本地线路网,可含复用、交叉连接和传输功能。接入网可支持包括窄带和宽带多种业务的综合接入。
为了支持不同的业务,接入网需要有不同的接口。交换侧和用户侧的接口根据具体的应用情况配置,两侧的接口可以是不对称的。目前ITU-T规范接口版本交换侧采用的为V5.1和V5.2接口,将来接口类型还要向前发展,例如宽带V接口,如VB5.1,VB5.2,SDH接口和租用线接口等。
V5接口的诞生对接入网的发展起到了极大推动作用。
直到不久前,音频(VF)接口仍是电话用户与本地交换机之间的唯一接口。超过铜线用户电缆的覆盖范围时,只有采用远端模块或音频转接的用户环路载波设备(SLC)来实现接入。这两种技术目前都存在严重的缺陷。SLC设备在交换机侧需要进行一次A/D和D/A转换,无论在经济上还是技术上都极不合理,而且无法解决数据业务的接入问题,因为数据要求透明传输,不能转换。远端模块在技术上和经济上都比较合理,然而,交换机与远端模块之间的数字接口没有统一规范,不同厂家的设备不能互通,给网络的规划和建设造成一定困难。交换机局间中继的数字接口则由于不能支持用户线信令而不能用于接入网。
V5.1和V5.2建立在2.048Mbit/s接口基础上,除了帧同步时隙外,使用一个或多个时隙作为通信控制信道来传送信令,其它时隙作为承载信道,可以传送64Kbit/s数字话音信号或ISDN的B通道信号。V5·1支持1个2Mbit/s链路,1个位于TS16时隙的通信控制信道,其余各时隙固定分配给各承载信道。V5·2支持1~16个2Mbit/s链路,1个或多个通信控制信道,承载信道时隙动态分配,且具有集线功能。
V5链路接入协议定义了V5的所有功能,内容包括:电话网用户信令信号的双向传递、用户端口的状态和控制信息的双向传递、ISDN的D通道信息的双向传递、V5.2承载信道的动态分配和集线控制、V5.2的多个控制信道的倒换功能和承载信道连接功能、V5.2的多个2Mbit/s链路的管理功能等。
V5接口支持的接入类型包括:模拟电话、ISDN基本速率接口、ISDN基群速率接口(仅V5·2)及半永久连接租用线路。
V5接口的问世推动了接入网的技术和产业的发展。
(1)由于V5规范了数字化的用户接口,从而使接入网的引入变得既经济又有效,使得用户环路中音频转换接技术SLC作为一种应用技术将被取代。
(2)由于V5支持多种业务以及它们的综合接入,使得从此在接入网上能够实现模拟和数字多种业务的综合接入。
(3)由于V5接口将交换机的数字接口标准化,故为开放式接口,打破了交换机远端模块的专有性,交换机与接入网设备可由不同厂家提供。大批的厂家加入到接入网行业中竞争,大量的生产降低了设备的成本。各本地网所处地理位置不同,经济发展水平不齐,对接入网的业务需求差异较大,广大农村地区拉入网的发展相对滞后,但随着交换机数字化,ISDN的引入,多种接入网组网方式的应用,迟早要在农村地区实现。
五、接入网的组网技术选用
1、有线接入技术
当前比较实用的有线接入方案中,除了传统的铜线接入方式外,有以下四种接入技术:
(1)光纤接入(FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等)。FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH等接入方案是按光纤敷设到那里来区分的,即以接入网主干系统与配线系统的交界点—光网络单元(ONU)的位置进行划分的。FTTB是指光纤敷设到办公大楼,FTTC是指光纤敷设到路边,FTTZ是指光纤敷设到用户小区,FTTH是光纤直接到每个家庭。从技术的角度看,FTTB、FTTC、TFFZ基本相近,没有实质性区别。
从运营角度看,当前业务量最大,用户需求最迫切的是FTTB。FTTB的特点是全数字化接入与传输,主干系统的传输媒介是光纤,各种业务以时分复用方式接入,传输速率为155Mb/s或140Mb/s;配线系统使用星型结构的铜绞线作为传输媒介,根据终端设备的种类,配线系统可以使用二线连接或四线连接结构;FTTB与交换局之间应使用V5接口。可实现多种业务的综合服务(包括宽带业务),容易向环型光纤网过渡。
目前发达地区农村接入网已广泛采用了架空光缆,今后在地形条件适宜的农村地区,光缆到乡、镇、村是发展的方向,地、县到乡镇之间地理环境允许的情况下应敷设光缆,接入技术仍可优选远端模块。模块服务半径7~10公里。光缆应备有传送CATV信号的单独光纤为实现共缆分纤综合传输电话和CATV提供基础装备。虽然目前农村普及率水平很低,但近几年农村电话发展速度持续高涨,农村通信水平将有大幅度增长,因此建设农村的光缆接入网应有长远规划来指导建设。
(2)光纤同轴混合接入(HFC)。它的基本特征是以模拟传输方式,综合接入多种业务信息。HFC的主干系统使用光纤,采取频分复用方式传输多种信息;配线部分使用树状拓扑结构的同轴电缆系统,传输和分配用户信息。在HFC网上传输数字语音和数字图像信息时,必须经过宽带调制器(64QAM)将数字信号调制到模拟信道中传输。
HFC可用于解决CATV、电话、数据等业务的综合接入问题。
(3)高速数字用户环路(HDSL)。为了充分发挥现有市话电缆的作用,解决用户线不足和高速业务的需求的矛盾,国外研制开发了高速数字用户环路HDSL技术。使用两对用户线传输2.048Mb/s信息的能力。HDSL可充当用户接入网的主干传输系统。
HDSL的优点是充分利用现有铜缆实现扩容,也可以解决少量用户传输384Kbps和2Mbps宽带信号的需求;安装HDSL设备时基本不改变原有设备,施工方便迅速;当更大容量用户环路建成后,HDSL设备可以转到异地使用。对于原来已铺设有铜缆到乡、镇及村的农村地区,HDSL方式对迅速扩容和开放数据业务也是一种可行的方案。
2、多种固定无线接入技术
在有线通信不断发展的同时,无线通信技术以其灵活方便、建设速度快、维护费用低、受环境限制少、适合于远距离分散用户等功能特点,成为接入网建设中必不可少的手段之一。其中,固定无线接入是解决我国目前机线矛盾等问题的主要方式。地、县到乡镇之间地理环境不允许敷设光缆,接入技术应优选多终端固定无线接入。服务半径10~30公里。
在城、乡用户线紧张的地区,用户的扩容也可采用无线技术接入手段,日本已大量采用无线接入手段、PHS-WLL。
无线接入大体上可分为:
(1)现有移动技术的固定应用,如蜂窝技术和无绳技术;
(2)专为固定无线接入设计的技术;
(3)微波技术(一点多址技术)。
从技术的角度上讲,在城市和农村地区均适用。上海市区已应用一点多址无线接入系统开通电话、传真、数据等业务,农村地区也有较多应用。
采用移动技术或专用固定无线接入技术的系统从应用的角度来说有两种系统结构:与移动混合组网;单独组网。
(1)基于蜂窝移动通信网的网络结构,即固定无线终端接入到移动交换机MSC。此方式可使运营者以同一系统结构服务于移动和固定的不同用户群;
(2)典型的固定无线接入系统结构,即直接接入到PSTN/ISDN,而不接入到移动交换机。
这种结构是由PSTN/ISDN本地交换机来进行呼叫处理、计费和编号识别等。
当固定无线接入系统与PSTN或ISDN连接时,固定无线接入系统应能透明地支持;
(1)PSTN的电话业务、电话新服务项目及非话业务。
(2)ISDN的用户综合(电信)业务、承载业务以及补充业务。
(3)微波一点多址技术是提供中低容量大范围覆盖(几十公里到几百公里)的用户环路技术。它的技术特点决定了它适合在水网地区和山区,每到夏季汛期,通信紧张的矛盾极为突出,但受地理条件限制无法采用有线技术的农村使用,从目前的商用情况看,它的确是解决农村通信的一种主要手段。
“到2020年培育1000个左右各具特色、富有活力的特色小镇。”2016年7月,住建部、发改委、财政部通知,在全国开展特色小镇培育工作,提出了这样一个目标,还命名了第一批共127个中国特色小镇,并明确提出到2020年,我国将培育1000个左右各具特色、富有活力的休闲旅游、商贸物流、现代制造、教育科技、传统文化、美宜居等特色小镇。
财政部从2016年起按照每村每年150万元,连续支持两年,计划“十三五”期间全国建成6000个左右美丽乡村,美丽乡村依然是未来几年国家建设重点。
从特色小镇到美丽乡村,新型城镇化悄然布局。
为特色赋予产业内涵
特色小镇热潮始于浙江,继而在全国迅速发展,但特色小镇并非浙江原创,北京、天津、黑龙江、云南、江西南昌等地都曾提出建设特色(小)城镇并在持续培育。
2016年2月份,国家发改委出面组织了一场特色小镇的专题会,浙江、贵州被视为特色小镇发展的典型地区,伴随中央的肯定与推广,特色小镇迅速推广,多地开花。
特色小镇现在并无明确的概念定义,但按照住建部、发改委、财政部关于开展特色小镇培育工作的通知,特色小镇应具有特色鲜明、产业发展、绿色生态、美丽宜居的特征。
在浙江,特色小镇不是行政区划单元上的“镇”,也不同于产业园区、风景区的“区”,而是按照创新、协调、绿色、开放、共享发展理念,结合自身特质,找准产业定位,科学进行规划,挖掘产业特色、人文底蕴和生态禀赋,形成“产、城、人、文”四位一体有机结合的重要功能平台。
安居乐业是期望,也是一种标准。安居与乐业,孰先孰后,似乎乐业更能安居。1000个特色小镇、6000个美丽乡村把产业建设放在第一位,“依据产业发展确定建设规模,防止盲目造镇”。产业美是美丽乡村的前提,美丽乡村的四化标准是产业美、环境美、人文美、生活美。特色小镇规划了六大产业发展方向:休闲旅游、商贸物流、现代制造、教育科技、传统文化、美丽宜居。
产业从何而来?从历史底蕴、现实基础、地缘交通、资源导入方面营造特色产业,浙江特色小镇聚焦于支撑浙江长远发展的信息经济、环保、健康、旅游、时尚、金融、高端装备等七大产业,同时兼顾历史经典产业,取得了阶段性成果。产业营造并非一日之功,需要一定阶段的培育,才能见效,三部委文件开宗明义就提出了在全国范围内培育1000个特色小镇,浙江经验的重要意义在于为新型城镇化落地找到了抓手,让字面化的概念理论具体化、实践化、样本化。并且通过制度举措进行量化设计,以数字化的方式实现动态管理,资金投入是道硬杠杠――3年30亿元――50亿元的有效投资。
产城融合 和谐共生
2月10日,丁酉年正月十四。走进位于嘉善县大云镇的“甜蜜小镇”,这里的“年味”独具特色:宽敞明亮的车间里,散发着香味的巧克力在流水线上流转。游客操作间里,一群小朋友正在亲身体验蛋糕制作,奶油、可可粉涂得满手满脸。而旁边,几对恋人对着车间背景拍摄婚纱照。
大云镇镇长陆芸介绍:以往,工厂仅是生产的地方。现在,“甜蜜小镇”整合了“巧克力、温泉、水乡、花海、农庄、婚庆”等元素,以产业支撑旅游,以旅游服务产业。
特色小镇有“吃”的,也有“穿”的。在诸暨的“袜艺小镇”,最惹眼的当属投资达5.8亿元、已入驻运行的“袜业智库”――纺织袜业研究院、袜业指数中心等机构。在创美公司,一双新型运动袜拥有4项专利技术;在海润精工,新研制的智能袜机可节省用工70%以上……制袜企业设计上的短板,如今在‘袜艺小镇’都补齐了。浙江的特色小镇,有的依山,有的傍水;有历史古镇,也有现代产业园区;有的改自古粮仓,也有厂房规整的新建筑。但无论哪个小镇,都是风格鲜明,环境怡人。
“特色”小镇一定要先有特色,而利用自身的优质农业资源打造农业类特色小镇是一条实事求是的道路。河北省衡水市阜城县大白乡,就是以特色小镇理念转变现代农业发展方式的一个例子。
大白乡依托高新技术产业示范区,大力发展高效农业、特色农业和科技产业,扶持培育大豆、密植梨、高粱、葡萄等特色产业,培育推广“美白伊人”大豆和“白雪”牌香梨两个品牌。
除了农产品的优质外,大白乡还利用农产品的可追溯体系等“互联网+”功能,将更多科技因素注入经济发展。大豆的种植栽培建立源头追溯制度,从播种、施肥到收割实现全过程监控,消费者可以通过二维码实时查看产品来源及生产过程。随着农业小镇进入“大电商时代”,大白乡构建起“互联网+”扶贫网络,搭建贫困村电商服务体系,拓展特色农产品网上销售渠道。借助大力发展农村旅游的机遇,打造线上“鲜果销售”和线下“观光采摘”双模式,逐渐形成“鲜梨销售、梨园观光、网上认养、采摘体验”等互联网与农业深度融合的新产业链,吸引全国各地的游客源源不断地来到这里。
目前,国家层面认可的特色小镇建设有一个总体原则,其本身要符合广义的PPP范畴,即“政府引导、企业主体、市场运作”,特色小镇建设就是按照这个基本总原则推进的。此外,特色小镇的“产城融合共生”的发展模式被普遍看作是新型城镇化的重要实践形式,以及中国式产业园区的补充和升级,并得到了国家层面的政策确认。
“小城镇内需的潜力很大,小城镇承担着补短板的作用。”住建部村镇司副司长王旭东表示,随着小镇青年返乡需求的提升、城市人生活方式的转变,小城镇要适应这些转变的发展机遇,培育特色小镇是小城镇建设工作的首要内容。
【关键词】少数民族文化传播 媒体 联系 作用 交流
一、前言
现代社会信息传播方式众多,而电视无疑还是大众传播中的主导媒介。电视媒体正在逐步改变着我们的习惯和生活,而这在少数民族地区则表现的更为明显。受到电视媒介的影响,少数民族文化传播的程度和形式正在发生着可喜的变化。电视媒介不仅在加速着经济的发展,而且也为我国各个民族之间在文化上的沟通和交流创造着便利的条件,促进着文化的大融合和大繁荣。特别是近些年以来,一些少数民族文化资源比较丰富的省份正在积极的融入到这种大趋势中,发挥媒体的力量来保存和传播本民族的文化。发掘和研究媒体在文化传播,特别是少数民族文化传播中的作用,有着很大的社会意义和实践意义,在当下是一个非常重要的命题。在此之前,我们先来看一下少数民族文化的特征和它的传播方式。
二、少数民族文化的传播
文化的定义极其广泛和复杂,包括一个地区的生活方式、风俗人情、历史地理、价值观念、文学艺术等等。少数民族的文化指的是他们在自己民族的形成和发展过程中创造出来的具有本民族特点的物质文化和精神文化的总和。在我国,少数民族文化具有环境适应性、形态多样性、认同全族性、分布立体性、传承神秘性等特点。在古代,我国少数民族的文化传播方式主要有战争掠夺、双方使节互访、互市贸易等方式,进入近代以后,传播主要通过纸质印刷和电子媒体等方式,各民族之间还经常出现盛大的节会活动,这也是传播文化的重要机会。总之,我国少数民族文化的传播具有地域性、群众性、民族性、多样性、政府宣传性的传播特点[1]。
新旧交替是事物发展的客观规律,也是文化发展的内在特质。少数民族文化的发展和传播必须要适应所在的社会环境,必须要适应媒体数字化的发展趋势。首先,媒体的传播可以实现少数民族文化传播的高时效性。传统的文化传播方式受到时空的限制,而媒体传播则可以打破这一限制,使人们随时随地的可以感受到其独特的文化魅力;其次,媒体的传播可以将少数民族文化实现全国性和全球性的迁移。少数民族文化具有很强的地域性和民族性,但却较为封闭,媒体可以带领少数民族文化进入一个开放性的文化视野中去;再次,媒体可以实现少数民族文化传播向个人性和多元化转变。通过数字音乐、数字电视、数字游戏等方式实现声像结合、图文并茂、寓教于乐等多种形式的展示。
三、电视媒体在传播少数民族文化中的作用
根据笔者的实际工作经验和归纳思考,总结出电视媒体在促进少数民族文化传播中表现为如下三点:
(一)电视媒介与少数民族文化传播的融合速度在加快
进入新时期以来,随着电视技术的进步和国家对电视硬件设施建设的投入,电视媒体在少数民族地区有着较为坚实的基础。以笔者所在地为例,国家为了保障偏远的少数民族乡村能够看上电视,早在2003年就推出了具有地区特色的工程技术方案,它以村镇为单位,每7户组成一个单元,共用一套电视信号接收机和卫星接收天线,这样信号成本就节约了,政府再通过各种方式为买不起电视的农户提供各种补贴,保证了电视信号覆盖到每家每户。只要少数民族通过的重大节庆活动或是过新年,通过信号传输,很快就能在中央台看到,这其中的建筑、饮食、服饰、传统歌舞都将成为传播民族文化的重点。
(二)电视媒介发展和保护了少数民族文化
电视媒介包含有色彩、动作、声音、形象等信息,这将弥补以往平面媒体传播所缺乏的画面感,从而在主动性和效果上都有很大的提升和帮助。如在对纳西族文化的传播中,《丽水金沙》歌舞剧借助于电视媒介走向了省外和国门,《印象丽江》不仅在电视屏幕上反复播出,而且被制成了光碟,长期保存下来,培养了纳西族人民的民族文化自豪感,促进了他们对民族文化的传承和发扬光大。民族史诗大剧《木府风云》从央视8套到央视1套,该剧在短短不到3个月的时间内持续引发收视热潮,创下国内“一剧两登央视黄金档”的荧屏纪录,《木府风云》的高收视、好口碑,是在新起点上云南民族文化强省建设取得的又一重要成果,是“云南文化”在全国产生的又一重要影响。纳西族的大众文化正在通过电视这个平台,以广告、新闻、流行歌曲、电视文艺、影视剧等多种形式加以包装,产生着更大更好的效果。
(三)电视媒介促进少数民族文化传播趋向长效和聚合
很多少数民族地区居住地偏远,地理环境封闭,纸质媒体并不一定能够到达,而电视信号就可以到达,并且有些少数民族的群众文化水平较,而电视简单操作,易学易用,这都保证了它传播的长效性[2]。近几年来,部分电视台跟踪报道纳西族的三朵节、“祭祀”仪式及纳西族民俗婚礼等,这都展现了纳西族人民的风情和勤劳、善良的民族形象,这些形象不断聚合,都会最终影响整个民族文化的传播。
四、结语
在民族地区社会发展,民族文化传播对国家形象建构、国家发展的意义愈来愈凸现的背景下,凸显民族特色,张扬民族文化,电视媒介已经成为了传播少数民族文化的重要工具。我们要把握时机,加强少数民族文化的新闻传播工作,正确科学的利用这一工具,使少数民族文化在受众心中生根、发芽,促进中国少数民族文化的传承和发展,促进和谐社会建设,展现一个多民族文化的新面貌、新形象,进一步在民族文化的保护和开发上下功夫,以崭新的新形象。
参考文献:
关键词:城市;建筑;设计;规划
在全世界范围内的第三次产业大转移的背景下,我国迎来了城市化进程的高峰时期,现代城市建筑的新概念、交通方式及生活理念的变化,造成传统城市空间的消失,原有维持建筑在城市中角色的有机制约力在城市化过程中逐渐消失,规划师不能用传统的手法对待新形势下的城市规划,必须寻找一种具有操作性和指导性、能够适应各个阶段和层面规划的设计方法,“城市设计”就是一种有效的设计工具。
一、城市设计
城市设计又称都市设计(urbandesign),很多设计师和理论家对这一名词的定义都有自己独特的看法。现在普遍接受的定义是“城市设计是一种关注城市规划布局、城市面貌、城镇功能,并且尤其关注城市公共空间的一门学科”。相对于城市规划的抽象性和数据化,城市设计更具有具体性和图形化,上个世纪中叶以后,很多实务上的城市设计多半是为景观设计或建筑设计提供指导、参考架构,因而与具体的景观设计或建筑设计有所区别。城市设计复杂过程中在于以城市的实体安排与居民的社会心理健康的相互关系为重点。通过对物质空间及景观标志的处理,创造一种物质环境,既能使居民感到愉快,又能激励其社区(community)精神,并且能够带来整个城市影响范围内的良性发展。
城市设计其研究范畴与工作对象过去仅局限于建筑和城市相关的狭义层面。但是,与城市规划、景观建筑、建筑学等较有历史传统的学科概念类似,城市设计这一范畴已经开始变化,除了与城市规划、景观建筑、建筑学等之间的关系日趋绵密复杂,也逐渐与城市工程学、城市经济学、社会组织理论、城市社会学、环境心理学、人类学、政治经济学、城市史、市政学、公共管理、可持续发展等知识与实务范畴产生密切关系,因而是一门复杂的综合性跨领域学科。其衍生出来的城市设计理论主要专注于城市规划过程中城市公共空间的设计实践和理论发展。
二、城市设计与城市总体规划
在城市规划设计实践上,城市总体规划与城市设计都能够处理城市空间等问题,两者关联较高,但两个领域在实践中所产生的效能也有一定的差异。
当代城市设计的主要处理对象是“城市”或是“城市”的一部分。通常情形,城市设计工作可以镶嵌在更大范围、更长期的城市规划工作之中。当城市总体规划将城市区域中的各种主要功能区域(商业区、住宅区、文教区、自然或历史保存区...等)以及其它问题予以确定之时,城市设计便已在各个特定模块之间建立其空间属性,合理深入组织其相关的特性,并随之考虑与其所属物质群体的整体和空间形构。
举例而言,在处理城市交通系统时,城市总体规划不仅考虑大众运输路线所延伸服务的周边其他城市、郊区或乡村,以及这些地区透过大众运输路线与城市所串连而产生的整体社会现象,还要考虑城市内部的公共交通等问题。同时,城市设计需要考虑:公交车站或轨道与社区的关系,例如社区居民如何便利安全地往返于住家与公交车站、公交车站在社区生活中的服务功能与其他社会意涵,轨道、公交车辆行驶与社区景观如何和谐共构、对社区生活的妨碍与防范..等等。此时,城市总体规划与城市设计相互交融。
另外,两者的差异在于:城市总体规划所处理的空间范围较城市设计为大。城市总体规划工作的空间尺度,不仅超越城市中的分区还涉及整个城市的整体构成、城市与周边其他城市、镇、乡村的关联城市总体规划工作经常需要考虑城市在更大范围中的定位,此处所指更大范围,可以指涉及都市群、“区域”(以区域规划专业角度所认定的区域)、省,甚至经济协作发展网络等,而这些往往是城市设计较少着墨的问题。
城市设计与城市总体规划还在其他几个方面有所差异:城市设计不需要在互为关联的城市机能之间决定城市内各分区的土地使用问题,这是城市规划的核心工作。其次,最主要的差别在于城市设计比城市总体规划较少涉入城市政策制定的政治过程。
三、城市设计与控制性详细规划
在城市控制性详细规划(控规)的阶段,城市设计要在三维的城市空间坐标中化解各种矛盾,并建立新的立体形态系统。而控规则偏重于以土地区域为媒界的二维平面规划。二者虽然表现出不同的形态维度,但关联度很高。
城市设计侧重城市中各种关系的组合,建筑、交通、开放空间、绿化体系、文物保护等城市子系统交叉综合,联结渗透,是一种整合状态的系统设计。城市设计具有艺术创作的属性,以视觉秩序为媒界、容纳历史积淀、铺垫地区文化、表现时代精神,并结合人的感知经验建立起具有整体结构性特征、易于识别的城市意象和氛围。
控规的重点问题是建筑的高度、密度、容积率等技术数据,依然是数据平衡问题,例如底层架空奖励容积率的做法就是一种典型的平衡做法,而城市设计的重点是建筑高度(不同于规划中的高度规定)、风格、室外空间与界面、人车交通解决方案、整体材质色彩等等。此阶段的首先要进行宏观层面的城市设计运作,即城市设计的深层内涵研究,以此确定其具有决定意义的“依据”内容。如构建适宜的布局结构、整体景观设计等,宏观层面研究工作内容是城市设计运作的核心工作。控制性主要涉及以下内容:城市历史环境特色的研究、自然环境的保护与利用、结构骨架构思、绿化及步行系统设计、景观视廊的组织、城市结点系统的构思等。
其次,城市设计还要对局部地区的空间环境作进一步控制与整合,将地块与空间转化易于限定和控制的符号、文字、数字,对控规提出的技术数据做一定的整核,用分析和规划控制引导指标形成对不同层次间的界定与表达、并要近远期结合,针对不同地段的城市空间做时序上的统筹安排,并提出不同的控制意见。同时,由于控规用地地块划分较为机械,小地块之间互联不够,运用整体城市设计的手法可以很好的解决控规系统内部无法克服与协调的问题。
桂馨乡村小学科学课教师培训――乡村小学科学课教师培训项目,是基金会为支持中国乡村小学提升教学质量、完善和规范开展教学而特别设立的乡村教师支持项目。项目旨在提升乡村小学科学课教师的教学理念,增强系统知识,改进教学技能,使其成为对学生科学素养形成有决定意义的合格教师。
“科学探究之‘器’”中的“器”是指科学和技术的结晶物。想一想,人类发现自然界里有电,科学家探究它的奥秘,发明了电池,电能才得到了实际应用。这个电池就是“器”,它是技术的产物。一百多年之中,经过不断的改进,电池的种类越来越多,应用也越来越广泛,手机、电脑、电子表、录音机、摄像机、照相机……到处都少不了电池,电池成为现代人须臾不可缺少的“器”。
在其他行当里,如文化领域里边也有“器”。古时候写字用什么写呀?用树枝在地上写,然后发现这块岩石比那块岩石软一点,就拿去在岩壁上画画、做记号。以后发明了羽毛笔、铅笔、钢笔、毛笔、圆珠笔……这也是“器”。军事领域里,武器几乎是决定战争胜负的关键。大刀长矛打不过军舰和枪炮,普通武器打不过原子弹、氢弹,那也是“器”。科学家发现了某些物质的科学规律以后,就会出现新型的“器”。所以我们说,“器”是科学与技术的结晶。
科学探究活动所用的“器”,其主要作用是测量。科学探究的范围很大,下面就介绍一些不太常见的“器”,讲讲如何用这些“器”做科学探究。
最近,国家科技部和教育部课程教材中心共同启动了一个叫做《中小学探究学习与创新人才培养机制实验研究》的课题,在全国范围里开展。笔者参与了其中一所项目学校的课题研究,同时做小学科学探究学习案例的探索和开发。
这所项目学校探究课的研究对象是航空航天科技,这个课题项目研究范围很窄,特别是涉及到“航天”知识。让小孩子去探究一些航天的东西确实比较难。校长动员了学校全体教师,大家一起想办法,在半个多月里,开发出了适合小学生探究的十六个课题。
这些研究课题很巧妙,初看有点稀奇古怪,然而对培养孩子的创新能力是很有价值的,对我们科学教师的教学设计也极有启迪。
一、科学探究中用于测量的“器”
测量是探究技能里很重要的一部分,其他的技能是大家都熟悉的,如:观察、排序、解释数据、推理、比较、提出假设、预测、分类、使用变量、交流、调查、实验、计算、建立模型等。
“测量”如何来定义呢?就是运用各种工具测量一个物体或事件的大小、距离、时间、体积、面积、容积、重量和温度等,同时还要学习使用测量工具。(如:直尺、秒表、量杯、量筒、弹簧秤、温度计及各种传感器)。
1. 测量长度。如果每人手上有一张图,要求大家测量图上线条的长度,想一想,用什么工具来测量呢?
(文具盒里边有一些工具,可以用它们来试试,然后把测量出来的结果用铅笔写在线的旁边。)
(小组汇报测量结果。)
第二小组汇报了测量的长度以及用什么工具测的。很特别的一点是他们测量曲线的长度,他们用一根线去量曲线的长度,再把线拉直放在尺上测量一下就测出来了。但总的来说,曲线测起来还是比较麻烦。
既然这样,是不是来做一个测量曲线的“器”呢?在数学里边,什么东西的长度与它的直径有直接关系?直径定了周长肯定是一定的,就是一个圆。我们可以用纸做一个测距仪。最后做好的测距仪是这样的(如下图)。
制作方法:用文具盒里的材料来做,一支带橡皮头的铅笔,一个图钉,胶水和剪刀,还有一张卡纸,上面有印好的三个圆。做好测距轮后,测量直径,再量出周长。(从零开始滚过去,看一下滚一周有多长,这样就更直接,不用计算了)。
我们剪的时候会有些误差,有些人剪在线的外面,有些人剪在线的里面,所以最后滚一圈的长度会有些差距,还有的可能剪得不太平整,有些坑坑洼洼的,所以还不如就拿着轮,在直尺上从零开始滚过去,轮上有个记号,看看回到记号这儿是多长。
我们为什么要做这个活动呢?就是要让各位教师知道,这是一种很好的测量曲线的方法。也就是说,用它来测量曲线会很方便。这样的“器”现在已经有了,而且是个非常简单的“器”。
笔者出示轮式测距仪。 (右图一)
这个“器”就称为轮式测距仪,目前国外应用的比较多,它的轮子转一圈正好是一米,这儿有个计数器,归零以后,要测量长度的时候,只要拿着这个柄推着走就可以了,这个测距仪用起来非常方便。它的精确程度是一米以下,非常准的。这个仪器最大可以测到五位数,可以用在农村测量土地的大小、长度、宽度上,还可以用在交通警察测量高速公路交通事故的现场,比如车侧翻的轨迹是一个弧形,用直尺量可能有问题,就可以用这个仪器去测;另外就是排电缆,从一处要排另一处,弯弯曲曲的,不知道线该有多长,也可以用它测量;此外,还有运动场里画场地的时候,足球场长应该多少米,宽应该多少米,都可以用它去测。
要做到精确测量,有什么办法可以提高精度呢?其实,就是求平均值 ,一般来说三次加起来除以三,平均数有了,精度就高了。取样的次数越多,精度就越高。教师们在上课时,也要尽量让学生动手去做。
教师们使用测距仪测量弯曲小道的长度。 (见右图二)
我们用电子表格自动求平均数,平均值是21.36875米,当然用不着这么高的精度,可以把后面的数值四舍五入,近似值是21米。我们取了九个样,平均得出来的是这个数值。也就是说,我们测量曲线可以采用这种方法。这个器材应该说是很好用的,很方便。这儿就反映了平均值的意义。图三中的这个曲线,在统计学里边叫做“正态分布曲线”。
测量数据都集中分布在中间这一段,用数学的办法,取它的平均值就能够得到比较精确的结果。小学数学里就有这个内容。
其实,生活中摩托车上的里程表就是用的这个原理。东汉科学家张衡发明的记里鼓车也是用这个原理制造出来的。也就是说,1900多年前中国就有这样的“器”了。
我们骑着摩托车,开着汽车,大多数人并不知道车上的里程表数值是怎么来的。其实它们的原理和我们的测距仪是一样的。
古代的记里鼓车是为了测量路的长度,比如要知道从京城到兴山这个地方路有多远,就用马或者人拉着这个车,它每走一里路有一个木头人敲一下鼓,走了十里路呢,另外一个木头人再敲一下鼓,记里鼓车旁有个人在记数,当时科技不发达,就是手工记的,记到最后,到底走了多少路就可以得出来。
记里鼓车这个“器”就是科学与技术的结晶。这样一个古代的机械,我们今天还在用。当然,随着科学技术的发展,里程表也在不断改进。比如,以前用齿轮来带动计数器,现在有很多是感应式的,里面没有齿轮了,就是一个感应头,它转一圈跳一个数字,自行车、山地车上都用得很多。这些计数器都是感应式的,不是用齿轮传动计数,齿轮传动不论做得多么精巧都会有些阻力,骑车会感到重,而且还会磨损,用感应的办法就不会磨损,这是测量路程的“器”。
另一种测量长度的“器”,一个是超声波的测距仪,一个是激光测距仪(见左图四)。激光测距仪测量的距离可以长一点;超声波测量的距离会短一点。
激光测距仪还有一个功能,可以计算面积。测了长度,只要按一下乘号,再测宽度这一块的面积就算出来了。如果要测这一块的体积也可以,把它翻过来放在地面上,测得高,再把刚才的面积乘以这个数,就是这一块的容积。
像这种测距方法,在那所研究航空航天科技的项目学校里怎么用呢?学生放飞的火箭下降时有个降落伞,比较容易瞄准,学生就对着降落伞测火箭飞的高度。这其实是一种很好的科学方法的训练,不一定测得多么准,就是要让学生知道,现代科技有这样的东西可以用来测距离,他在今后的科学探究活动当中,在生活当中都会想到用它。比如去买房子,这个房子面积多大,层高多少,那就测好了,测了就可以判断售楼材料写的是否准确。
还有一种测量长度的器械,是一个数码显微镜,这个是测微小距离的器械。
测量微小距离的显微镜
显微镜我们大家都知道,学校配备的学生显微镜是生物显微镜,或者是在工具箱里看到的手持式的显微镜。
教育部配的学生显微镜,光都是从下面照上来的,我们把它叫做透射式的,标本要是透明的,如植物的切片、岩石的切片等,切得很薄,夹在玻璃片里,放在显微镜载物台上,光从下面照上来,透过标本。而这个测微距的数码显微镜是上面有光下面也有光,不必将标本切薄就可以观察。
我们主要讲它的测量功能。比如要测面值一元的硬币上面那个“1”的长度,测出来的长度是1.42毫米;它还可以测量圆、测量角度等。
像这样一些器械,用在科学课教学上是非常有利的,它不仅可以观测微小的事物,还可以用来照相,也可以储藏很多的资料,教师上课也很方便。
有所学校做了这样一个研究,看厨房的抹布和厕所马桶盖上哪个的细菌多,结果是厨房抹布上的细菌要比厕所马桶盖上的细菌还多。
有些长度单位我们接触不到,但是关于长度的故事或者距离的故事,会给我们带来感动。下面这个幻灯片就描述了一个长度、距离到达极致的令人震惊的故事。
播放幻灯片《从镜头看世界》:
我们来进行一次高速的旅行,从一米开始,然后按照十的乘方增加,慢慢往上去进行宏观世界的探索,祝大家一路顺风。
这是从一米处看到的树叶;从十米上空看到的一片树林;一百米,看到我们房子的房顶;一千米,十千米,这时城市已经很小了,看不清房子;这是一千公里,这里看到的是美国佛罗里达州的一个角,一万公里,这是人造卫星上看到的,要离开地球了;十万公里,看起来地球很小了,我在哪里呀?一百万公里,地球和月亮的运行轨道,白色部分是月亮的运行轨道;一千万公里,地球轨道的一部分;一万万公里,金星和地球的轨道;十亿公里,水星、金星、木星和地球的轨道;一百亿公里,这时我们能看到太阳系和行星运行的轨道;一千亿公里,太阳系看起来变得有点小了;一万亿公里,太阳看起来就是众多恒星中的一颗,就是红框里边的那一颗,边上都是恒星;一光年(光年是天文学里测量距离的单位,光1秒钟走30万公里,光一年所走的距离就是一光年。在天文距离上用公里就没办法来统计了,数字太大。)十光年,一百光年,在这个距离上我们已经在银河系里边旅行了,你看满天的星斗,我们还没有出银河系;十万光年,开始接触银河系的了;好,这就是银河系,一百万光年,从那个距离我们看到的银河系;一千万光年,我们还能往远处走,但是,我们还是早点回家吧,回去了。宇宙是如此的广袤,人类生活在地球上真是太渺小了,我们是谁?我们将去什么地方?我们从何而来?这样看了以后,我们的眼界也开阔了,不要老看着我们眼前生活上的一些事,经济上的一些事,想想我们在自然界太渺小,我们要为小朋友的科学教育而奋斗。
刚才是往宏观的方向,现在往微观的地方去。一片树叶,十厘米的距离,我们看到树叶的样子;再往里面,一个厘米,我们能够看到它的结构,如叶脉等;一个毫米,细胞组织开始展现;十个微米,细胞内部结构;一个微米,细胞的核;这个是染色体了;这是埃米;一百埃,这是DNA的显微照片,不是模型;十埃米;一埃,大家看清楚啦,这是一个碳原子;十个皮米,我们可以看到电子了;这是一个皮米;我们可以看到原子核;十个飞米,碳原子的原子核,一个飞米,能够看到质子。现在你想想,你是宇宙的中心吗?看了这以后呢,我们对整个自然界有个比较深的了解,从测量展开去,我们看到了宇宙还有物质内部的一些情况,都跟测量有关,都跟我们的长度单位有关。