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关键字:斜拉桥,拉索,风雨激振
中图分类号:U448.27 文献标识码:A文章编号:
1.引言
斜拉桥是一种由三种基本承载构件,即梁(桥面)、塔和两端分别锚固在塔和梁上的拉索共同承载的结构体系,以其结构受力性能好、跨越能力强、结构造型多姿多彩、抗震能力强及施工方法成熟等特点,而成为现代桥梁工程中发展最快、最具有竞争力的桥型之一,在桥梁工程中得到了越来越多的应用。
由于斜拉索质量、刚度和阻尼都很小,随着斜拉桥跨度的增大,拉索振动问题的影响日益显著。在各种振动情况中,风雨激振是拉索风致振动中最强烈的一种,且风雨激振的起振条件容易满足,振幅极大,对桥梁的危害最为严重,因而关于斜拉桥拉索风雨激振的研究得到了国内外学者的广泛重视。
风雨激振是指干燥气候下气动稳定的圆形截面的拉索,在风雨共同作用下,由于水线的出现,改变了拉索的截面形状,使其在气流中失去稳定性,由此发生的一种大幅振动。
2.研究现状
2.1.现场实测
现场观测是最早用于研究风雨激振的手段。它可以获得拉索风雨激振最准确的特征,为验证风洞试验和理论分析研究结果的真实性、可靠性提供宝贵的资料。
Hikami等[1]对日本名港西(MeikoNishi)大桥的实测。20世纪80年代,在日本建造名港西大桥的过程中,发现了比较严重的风雨激振现象,Hikami等选取了其中24根索进行实测,对该桥进行了为期5个月的现场实测,实测内容包括索面的拉索振幅。
Main和Jone[3]对美国Fred Hartman桥的斜拉索风雨激振记录。进行了16个月的现场监测,分析了记录的5000组5分钟时程的斜拉索加速度和气象资料。
陈政清[4]等对洞庭湖大桥的实测。自2001年1月至2004年4月,陈政清在国家自然科学基金资助下,与香港理工大学合作,在岳阳洞庭湖大桥上进行了连续4年的风雨激振观测研究。
通过研究国内外专家对风雨激振现场观测的结果,得出了一些结论:(1) 与拉索振动形态的关系。进入稳定的大幅振动后,其波形犹如甩鞭状,拉索表面会形成振荡的水线,表现为低阶振型。(2) 与环境参数的关系。风雨激振存在起振振动,只在一定风速范围内发生;在无雨情况下,很少观测到风雨激振,而且雨量为小到中雨情况观测到风雨激振次数最多。(3) 与拉索本身参数的关系。风雨激振的振幅大小与拉索的表面材料、长度、风偏角和倾斜方向等参数有关。
2.2.风洞试验
按照水线的模拟方法,研究风雨激振的风洞试验可分为两种类型:人工降雨试验和人工水线试验。
1. 人工降雨试验
人工降雨试验是在风洞内通过人工模拟降雨,提供与实际拉索发生风雨激振相类似的风雨条件,对通过弹簧悬挂在固定支架上的拉索节段模型进行的一种试验形式。
2. 人工水线试验
人工水线试验是在风洞内对带有人工水线的拉索节段模型进行的一种试验形式。根据人工水线与拉索的连接形式和试验的测量内容的不同,人工水线试验可分为:固定人工水线测振试验、固定人工水线测力试验、固定人工水线测压试验和运动人工水线测振试验。
2.3.理论分析
目前关于斜拉索的风雨激振问题形成机理大致可分为如下几类观点:
1. 驰振机理
日本的Hikami与Shiraishi[1]1985年在Meiko.Nishi桥最先观测到风雨激振现象。随后他们通过一系列的人工降雨风洞实验再现了这一现象。他们在实验的基础上初步分析了风雨振的发生机理,认为风雨激振可能有两种机理:一种是Den Hartog驰振机理;另一种是弯扭两个自由度驰振机理。
2. 上水线振荡诱发机理
H.Yamaguchi[6]认为单自由度Den Hartog驰振理论不能解释风雨振的形成机理水线是风雨激振不可缺少的条件,当水线的振荡频率接近于拉索的自振频率时,水线与拉索之间的相互作用导致斜拉索产生负阻尼,引发斜拉索发生大幅振动。Peil, U.& Nahrath, N[8]认为上水线的运动是导致风雨振的主要原因。Seidel等[9]指出当风速大于某个限制,流动不存在转变,这时不会发生风雨激振;发生风雨激振的速度下限是由风偏角和拉索倾斜角决定的。
3. 上水线特定位置致振机理
顾明和杜晓庆[10]建立了三维拉索风雨激振的准二自由度运动方程,气动力系数根据带人工水线三维拉索模型试验得到,分析了水线平衡位置和水线振幅的取值,采用数值求解方法计算了拉索风雨激振振幅,得出了水线特定位置是引起索结构大幅振动的主要因素的结论。
4. 涡激振动机理
Delong Zuo[11]揭示了风雨激振与高风速下干索涡激振动之间的联系,认为风雨激振的内在机理与涡激振动的相同,与降水无关。由于风偏角和拉索倾角的存在使得这种涡激振动不同于经典卡门涡脱,是一种三维涡激振动。
2.4.CFD数值模拟
风工程的研究方法中数值模拟是最近30年在前三种方法的基础上逐步发展起来的,下面的介绍为CFD技术在拉索风雨激振方面的相关研究。
陈文礼和李惠[13]提出物理试验与CFD数值模拟的混合子结构方法,通过与圆柱涡激振动的流固耦合方法结果进行比较,分析了上水线对绕流场特性的影响,然后采用有限元程序ANSYS和计算流体动力学程序CFX对考虑风速剖面的CFRP斜拉索涡激振动进行流固耦合方法的CFD数值模拟。
3.结语与展望
本文参考国内外文献,对斜拉桥拉索风雨激振问题进行了系统总结, 并对今后的研究提出展望。总结如下:
在现场观测和风洞试验方面,未来的研究应更加关注水线的形成及其在风雨激振中的作用,精确测量不同拉索运动状态下的水线形状和位置,为理论分析和数值模拟提供基础。
在理论分析方面,虽然国内外很多学者和专家提出了各种理论模型和数值解析方法分析风雨激振发生机理,但是迄今为止还是没有一种大家公认的对斜拉索风雨激振的发生机理能够完全解释清楚的模型,今后的研究应侧重于风雨激振的轴向流、风场与水线间的气液两相耦合现象以及风场、水线与拉索间的气液固三相耦合现象的研究,对风雨激振机理进行更加深入和精细化的研究。
参考文献
[1] HIKAMI Y,SHIRAISHI N. Rain-wind-induced vibrations of cables in cable stayed bridges [J]. Journal ofWind Engineering and Industrial Aerodynamics,1988,29: 409 - 418.
[2] 顾明,刘慈军,罗国强. 斜拉桥拉索的风(雨)激振及控制 [J]. 上海力学, 1998, 12: 281~288.
[3] 陈文礼. 斜拉索风雨激振的试验研究与数值模拟[D]. 黑龙江:哈尔滨工业大学,2009.
[4] U. Peil, N. Nahrath, Modeling of rain-wind induced vibration [J], Wind and Structue, 2003, 6(1), 41~52.
[5] C. Seidel, D. Dinkler. Rain-wind induced vibrations-phenomenology, mechanical modeling and numerical analysis [J]. Computers and Structures, 2006, 84: 1584~1595.
关键词:教育游戏 ;游戏任务;任务设计
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)30-7354-04
1 教育游戏的概念
在国外,教育游戏一词最早出现在八十年代的美国,而在我国,教育游戏起步较晚,还属于新生的事物,并且目前对教育游戏的认识仍然没有一个统一的定义。但由于教育游戏给教育教学带来了新的活力,越来越多的专家开始致力于教育游戏的研究,并提出了不同的定义。到目前为止,对教育游戏的认识主要有一下的观点:1)把教育游戏作为一款教学软件;2)把教育游戏作为一款游戏软件;3)把教育游戏作为一种工具;4)把教育游戏作为一种游戏化学习环境。
上述是各个学者对教育游戏的认识。而要想设计好一款教育游戏,游戏任务的设计是主要的部分,那么如何设计教育游戏的游戏任务?要设计一款好的教育游戏,就要从以学习者为中心,以教学目标位向导,结合学习内容设计出适合学习者特征并能激发学习者兴趣的游戏任务上述是各个学者对教育游戏的认识。而要想设计好一款教育游戏,游戏任务的设计是主要的部分,那么如何设计教育游戏的游戏任务?要设计一款好的教育游戏,就要从以学习者为中心,以教学目标位向导,结合学习内容设计出适合学习者特征并能激发学习者兴趣的游戏任务。
2 教育游戏的游戏任务设计要遵循的原则
一般游戏任务分三个过程:游戏者进入情境接受任务——努力探索完成任务并获得奖励——接受新的任务继续体验。而对于教育游戏来说,游戏任务是学习目标和学习内容的载体。因此我们在设计游戏任务时应在充分分析学习目标和学习内容基础上,并结合前面构思的故事情境,设计游戏任务。个人认为,在设计游戏任务时应注意一下几点:
1)要以现有的教学目标为依据,以学习内容为依托
教育游戏的设计要遵循教育性与游戏性平衡,游戏性是指一个游戏的设计首先应该有趣,否则便不能吸引玩家,同样教育游戏的设计也首先必须有趣,只有这样才能吸引学习者参与进来,否则和普通的教学软件就没什么区别。但教育游戏又不同于一般的电脑游戏,它主要是用来帮助学习者学习的,所以设计的游戏必须要遵循教育性原则。而我们在设计一款教育游戏的时候一定要把握要教育性与游戏性的平衡。
而要实现这种平衡的关键是思考如何把学习目标和游戏任务相结合,如何把学习内容很好地融入到游戏任务当中,让学习者在完成游戏任务的同时也掌握了相应的学习内容,达到我们预先设计好的学习目标。因此在设计游戏的任务时首先要对学习目标和学习内容进行分析,争取让学习目标和学习内容无缝地融入到游戏任务当中。
2)以学习者的特征为基础
教育游戏的一个最大优势就是注重是学习者的主体性,即应以学习者为中心。因此游戏任务的设计要以学习者的特征为出发点,设计任务时不仅应考虑他们的心理特征、年龄特征、思维方式等,还应考虑他们目前的认知水平。沉浸理论认为:只有学习者目前的经验水平和所要面对的挑战任务相一致时,学习者才能达到最大程度的沉浸,学习者才能达到最深刻的体验。如图3-4所示。如果游戏的任务难度大于学习者目前的认知水平时,学习者就会在学习者感到焦虑、紧张,相反,如果游戏任务远远低于学习者的认知水平时,学习者就会由于长时间做太简单没刺激性的事而感到厌倦。
因此我们需要根据前面的学习者分析进行,设计出适合他们目前认知水平的游戏任务。我们在设计游戏任务时要根据“最近发展区理论”,设计出让他们通过自己的努力和认真学习会达到的游戏任务。这样才能让学习者在游戏中获得最好的体验。
3)游戏任务的设计要有容易到难,让学习者容易上手。
4)游戏任务要提供激励机制,学习者每完成一定的任务,要奖励他们一定的物品或获得升级等,这样才能激励学习者继续玩下去。这刚好符合学习动机理论。
3 案例《神探小西游唐记》游戏任务设计
本文设计的教育游戏《神探小西游唐记》是一款基于初中化学的教育游戏,该游戏主要是供初三学生在课下学习初中化学时用的,在游戏中玩家小西通过在不同的情境中完成不同的游戏任务学到相关的化学知识、并产生对化学的兴趣。
3.1 游戏主题和故事剧情简介
该游戏的的主题以科幻、穿越为主题,结合目前比较流行的侦探类电视剧《神探狄仁杰》。主要写了中学生小西(被同学称为神探)穿越到唐朝,冲破种种难关拯救被恶魔抓走的英雄任务狄仁杰的情景。
在该游戏中,根据学习内容与学习目标一共设置4个任务情景,每个任务情景设置一个或多个关卡,学习者每完成一个关卡,说明他们已经达到对相应知识点的掌握。为了鼓励学生玩游戏的兴趣,在该游戏中还设置了奖励机制,每完成一定的任务,都会获得一定的奖励,期中包括物质奖励与精神奖励。精神奖励如获得升级、获得荣誉称号等,物质奖励如获得一定的物品、金钱等。
3.2 游戏任务的设计
该教育游戏的游戏总任务是冲破种种关卡、打败魔兽救出狄仁杰。该游戏一共设计四个任务。每个任务都对应一定的知识点,对应一个教学目标。
在每个游戏任务中都根据学习内容与学习目标设置一定的关卡,学习者只有完成前一个场景的任务,获得一定的等级后才可以进入下一个场景,否则的话游戏就不能进行下去,不过每个场景里面都会提供一定的帮助信息,比如有的是通过武术密集(知识宝典)获得帮助,有的是通过询问路人获得帮助。学习者完成相应的学习任务时,就能获得升级,当获得一定的等级后,就能进入到下一个场景。在该游戏中,每个场景的游戏任务都与相应的学习内容或学习目标联系在一起。
每个游戏任务对应的学习内容如表1:
以下是四个游戏任务设计:
1)任务1:地窖之妖
游戏任务:小西在该游戏中利用学所的知识破解地窖之妖之谜,为村民们排除了疑虑与担心。
对应的学习内容为:二氧化碳的物理性质与化学性质。在该游戏中如果玩家破解了该谜语,就会升级并自动进入下一个场景。否则如果玩家破解不了的话就会弹出提示,提示玩家是否要看化学宝典,玩家通过学习化学宝典获得相应的知识,学习完后回到场景中继续执行任务。
游戏情节:当小西到达一个偏远的山村的时候,看到那里的村民满脸的惊慌,他就询问到底是怎么回事。原来是这个村庄出现了妖怪。村庄里有一口干井,无论是人还是动物只要不小心掉下去就再也出不来了,这个井里住着妖怪。小西通过自己的分析加上游戏中的提示破解了这个谜语,原因是里面二氧化碳密度比空气大,所以都沉到井的底部,这样导致井底二氧化碳浓度过大,氧气缺少,而二氧化碳又不支持呼吸,这样就导致里面的人或动物因缺氧而窒息而死。(当然如果小西不知道原因的话或相应的知识没掌握的话可以翻看该游戏提供的化学宝典,在下面的任务中都是这样的,用户可以通过学习化学宝典来完成获得相应的知识,完成相应的游戏人任务。) 通过完成该游戏任务,小西不仅学到了二氧化碳的物理性质,而且还把所学的知识运用到生活当中,为人们排忧解难,更体会到学习的兴趣。
2)任务2:人工降雨
游戏任务:为人们解决干旱之灾,实施人工降雨。
对应的学习内容为:固体二氧化碳的也就是干冰的性质和作用。
游戏情节:在第2个情景中,小西处于一个干旱的地区,到处是饥饿的人们,小西经过了解才知道这个地方常年干旱,庄家常年欠收,几乎好多年不降雨了。小西决定帮助这些人们。正在此时,一个精灵出现了,她问了小西一些与人工降雨有关的问题,只要小西回答对这些问题,就可以人工降雨,帮助这些人们,同时能获得升级。
通过该游戏任务的完成,玩家不仅掌握了固体二氧化碳的性质和作用,还在整个游戏的体验中体会到学习的快乐。因为用所学的知识解决了实际生活中的问题,帮助了这里的人们,小西在整个游戏的体验过程中获得了自我价值的实现。
3) 任务3:火灾之谜
游戏任务:小西断案,破解了火灾之谜的案件。
学习内容:掌握燃烧的三个条件
游戏情节:小西在该游戏场景中应用所学的知识破解了一场冤家错案,通过该任务的完成,小西掌握了燃烧的三个条件。
4)任务4:食狗洞之谜
游戏任务:小西在该任务中解开地窖之妖的谜语,并且打败魔兽救出英雄人物狄仁杰。
学习任务:这是对前面知识的巩固与加深,通过该游戏任务情境的体验,小西进一步了解了二氧化碳的物理性质与化学性质,同时掌握了钟乳石、溶洞的形成原理与过程。
游戏情节:小西冲破种种关卡,终于到达了目的地,关押狄仁杰的山洞,在洞门口遇到了矮人鬼与半身兽在门口守门(这些都是为了增加游戏的兴趣设置的),小西利用前面获得的等级与武器战胜了这些矮人鬼与半身兽,进入了山洞,可却发现自己的小狗生命值越来越弱,自己却安然无事,难受这个山洞中有传说的食狗妖?小西仍然不相信有妖怪一说。通过分析,小西得知其中的原因还是二氧化碳在作怪。
学习者通过在该游戏任务情景的体验,进一步了解了二氧化碳的物理性质与化学性质,并且了解了钟乳石、溶洞的形成。
参考文献:
[1] 尚俊杰,李芳乐,李浩文.“轻游戏”:教育游戏的希望和未来[J].电化教育研究,2005(1).
[2] 李湘,袁志芬.体验式学习的理论与实践策略[J].现代中小学教育,2005(2).
[3] 吕森林.教育游戏产业研究报告[J].中国远程教育,2004(22).
[4] 史忠翠.教育游戏的理论研究与应用[D].北京:北京交通大学计算机与信息技术学院,2009.
1.从描述分布情况角度考查,这类题相对比较简单,在此不做赘述。
2.从影响因素角度考查,结合区域背景,针对区域最主要的影响因素作答,可能从水资源短缺、荒漠景观、植被表现耐旱特征(叶呈针状或退化、叶硬质、叶有蜡质、根系特别发达等)或湖泊萎缩等其他角度设问。
3.从旱灾的受灾体角度考查,分析其危害和对应的具体措施。
下面,我们结合例题,分别看看这三种考查方式应该如何应对。
例1 读下图,回答问题。
在上图所反映的季节里,造成我国华北地区旱灾的原因是( )
A.气温回升快,蒸发量大
B.水源短缺,农田需水量大
C.降水量较少,土壤干燥
D.植被稀少,涵养的水源少
解析 这道题很容易错,在平常课程讲解中,各选项都是导致华北地区春旱的原因,但具体到题目,考查的是旱灾和干旱的区别。干旱是旱灾的致灾因子,而旱灾必须有受灾体。ACD都是华北春季干旱的原因,而B反映了由于干旱导致的水资源短缺,并且导致农业缺水。所以本题选择B选项。
答案 B
点拔 干旱是因长时间无降水或降水量少而造成空气干燥、土壤缺水的一种现象。影响干旱的因素分自然因素和社会经济因素。自然因素,包括降水少、气温高、寒流来袭导致降温减湿、大风导致蒸发加剧、植被差导致涵养水份调节小气候功能下降、地形崎岖影响地表水流速和下渗等一系列原因。社会经济因素,包括人口稠密、工农业发达,生产生活用水量大、水污染、利用率低等导致水资源不足。
对一个地区干旱的影响是单个要素影响或多个要素共同影响。例如华北地区春旱的原因:春季气温回升快,蒸发旺盛;雨带还没到来,降水稀少;农业生产需水量大。需要注意不同地区的影响因素有主次之分,比如季风区更主要的为降水的季节差异和年际变化。
例2 2013年春我国部分地区发生了严重的干旱。读图回答。
在发生重、特旱的地区,此时期最可能出现( )
A.滑坡 B.沙尘暴
C.森林火险 D.土壤盐碱化
解析 这道题考查干旱对受灾体可能带来怎样的危害,属于我们身边能够接触到的地理问题。图中重、特旱的地区主要位于我国西南地区,西南地区山区面积广大,气候湿润,森林覆盖率高。气候干旱容易导致森林火灾。暴雨容易引起滑坡、泥石流,在这个季节很少;沙尘暴天气主要分布在我国西北和北方地区;土壤盐碱化主要由不合理的灌溉引起,并且南方湿润地区由于干旱导致的土地盐碱化问题很少。
答案 C
点拔 干旱常与旱灾相关联,但旱灾与干旱有一定区别。旱灾的发生是某一时期降水比多年平均偏少而导致地区经济活动(尤其是农业生产)、人类生存受到危害。干旱与旱灾的主要区别在于干旱是发生旱灾的致灾因子,而旱灾的发生还需要有受灾体,受灾体主要包括生态、农业和社会经济等,具体如下表所示。
[受灾体\&危 害\&举 例\&生 态\&对生态环境带来不利影响\&如森林大火、病虫害、土地盐碱化、河流断流、湖泊萎缩等\&农 业\&对作物生长、产量或牧场产量足以产生不利影响\&如作物正常生长受到影响\&社会经济\&对人民的生活和生产带来水资源等问题不利影响\&如水资源紧张,高温导致人体健康受到影响\&]
例3 海河流域人均水资源占有量不足全国的1/7。读图,针对流域水资源匮乏的现状,简述农业生产应采取的对策。
解析 针对农业水资源短缺问题,类似于旱灾给农业带来的不利影响问题,可以从缓解农业旱灾的角度出发,主要从培育和种植耐旱作物,加强农业基础设施建设,推广节水灌溉技术(滴灌、喷灌、微灌),提高水资源利用率等方面分析。
答案 推广耐旱作物(调整作物类型、进行品种改良);应用喷灌、滴灌、微灌等节水技术,发展节水农业;加强农业基础设施建设,提高抵御旱灾的能力。
点拔 针对不同受灾体,缓解旱灾的措施如下表所示。
[受灾体\&缓解措施\&生态\&做好监测与预防准备工作;人工降雨等\&农业\&加强旱灾预测,为有效防灾做准备;推广耐旱作物(调整作物类型、进行品种改良);应用喷灌、滴灌等节水技术,发展节水农业;加强农业基础设施建设(跨流域调水,修建水库);人工降雨等,提高抵御旱灾的能力\&社会
经济\&做好监测与预防准备工作;控制人口数量,提高素质;减少水污染;减少浪费,提高利用率;限制高耗水工业的发展;实行水价调节,树立节水意识;海水淡化;适度开采地下水;人工降雨等\&]
通过对上述干旱和旱灾的例题分析,可以总结出针对此类试题的处理流程:
1.仔细阅读题干信息,明确干旱和旱灾发生的区位、季节、自然地理及人文地理条件;
2.结合获取的有效信息,构建试题背景模型,从各角度综合考量试题设问内容;
3.根据构建的模型,详细探究旱灾和干旱发生的原因、影响和对应措施;
4.利用所学地理原理和规律,用科学的地理语言,准确叙述回答问题。
在最后的复习阶段,要求我们在备考中进行对这个专题深入探究,理解本质、辨析区别,真正提高理解、探究和知识迁移能力。
[练习]
1.阅读下列图表资料,回答问题。
我国是世界上自然灾害最严重的国家之一,其中水、旱灾害尤其突出,对我国人民的生产和生活造成极大危害。
1949年到1998年我国部分地区水、旱灾害频次
[地区\&旱灾频次\&水灾频次\&三江平原及长白山地\&32\&219\&松辽平原\&169\&357\&环渤海平原\&415\&799\&黄淮平原\&846\&1407\&长江中下游平原和江南丘陵\&949\&2151\&]
概括我国水、旱灾害的分布及发生频次的特点。
2.干旱灾害是中国主要的气象灾害之一。下图反映了我国1950~1991年间不同区域干旱季节分布及其对农业的影响。读图回答下列问题。
(1)判断图中旱灾最严重的地区(写序号)并说明依据。
(2)分析②、③两区旱灾季节差异的原因。
(3)说明①区春旱引发的最主要的次生灾害及其监测手段。
3.下图所示区域的沿海地区年降水量约50毫米,东部山地雪线高度在4480~5000米之间。自20世纪90年代,该地区开始种植芦笋(生长期耗水量较大),并发展成为世界上最大的芦笋出口区。
分析图示沿海地区气候干旱的原因。
4.森林火灾,是指失去控制,在林地内自由蔓延和扩展,对森林、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为,是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害。全世界每年平均发生森林火灾20多万次,烧毁森林面积约占全世界森林总面积的1‰以上。下图为“2013年美国加利福尼亚主要森林火灾地点分布图”。
试分析加利福尼亚森林火灾的主要自然原因及其影响。
[参考答案]
1.分布特点:我国水、旱灾害集中分布在东北地区;南方以水灾为主,北方以旱灾为主。
频次特点:我国水、旱灾害发生频次较高,且发生频次由南向北减少;无论南方还是北方,频次均是水灾多于旱灾。
2.(1)②区。依据:②区的旱灾粮食损失量占全国旱灾粮食损失总量的百分比(或B)、旱灾面积占全国旱灾面积的百分比(或C)均最高。
(2)②区:春季降水少;升温快,蒸发旺盛。③区:夏秋季受高气压(副高)控制,盛行下沉气流,干燥少雨。
(3)森林火灾;遥感技术。
3.位于热带,全年气温高,蒸发旺盛;(受东部山脉阻挡)处于东南信风的山地背风坡,不利降水;(势力强大的)沿海寒流的减湿作用强。
【摘 要】物理概念是学生学好物理的基石,所以物理概念的教学就显得尤为重要。而教学案是实施概念教学的一种很好的载体,因为它使得课堂更高效。
关键词 概念;教学案;实施
物理概念是某类物理现象和物理过程的共同性质和本质特征在人们头脑中的反映,是对物理现象和物理过程的抽象化和概括化的思维形式。根据物理概念的特征结合学生认知结构的特点,我将概念教学的基本模式归纳为:概念引入——体验——形成概念——巩固——深化。那如何让物理概念教学更加高效呢?我觉得用教学案来实施概念教学就是一种不错的做法。因为教学案有诸多优点:1.它集中了备课组的集体智慧,有利于教师之间的相互学习,共同提高;2.它的教学目标很明确,使教师与学生都能做到心中有数;3.它的应用使得上课更加的有序、更加的高效;4.它能更好的体现“学研考”这一模式,突出学生的主体地位。那又如何利用教学案实施概念教学呢?通过摸索,我在教学案的编制时考虑概念教学的特点,把概念教学的教学案固定模式化,一般模式为:引入——体验——定义——应用——深化——练习。以八年级物理“升华与凝华”的教学为例:
四、升华和凝华(学案12)
【教学目标】1.知道升华和凝华的概念,知道升华要吸热,凝华要放热。
2.了解生活中的升华和凝华现象,并能用物理语言进行解释。
【教学过程】
一、回顾复习
二、新课学习
1.实验:“碘锤”实验
物态变化过程中有没有出现液态的碘?_____
现象:实验加热时,碘由固态_____变为气态;冷却时,碘由气态_____。
定义:_____叫做升华。_____叫做凝华。
升华需要_____热,凝华需要_____热。
2.举例并分析:日常生活中的升华和凝华现象(至少举两个例子)。_____
练习1:指出下面的物理现象属于物态变化的哪种方式。
樟脑丸过一段时间后会变小。______
冰冻的衣服在0℃以下也会干。______
冬天的霜。______
洒在地上的水很快干了。______
戴眼睛的人从寒冷的室外进入暖和的室内时,镜片上会出现一层小水珠。______
练习2:下列物态变化都吸热的是( )
A.熔化、汽化、升华 B.汽化、凝固、液化
C.凝固、液化、凝华 D.凝固、汽化、凝华
3.辨一辨:冬天窗户上的“冰花”(PPT展示图片)属于哪种物态变化?
活动:观察“霜”与“冰”的图片,比较它们形状上的不同点。
小结:凝固而来的固态的水的形状是_____;凝华而来的固态水的形状是______。
4.升华、凝华在生活中有哪些应用?
(1)组织、指导学生分组讨论课本图2-38、2-39实例。
(2)学生自学课本43页“生活 物理 社会”中的“人工降雨”,学习过程中注意“人工降雨”的几种方法中涉及哪些物态变化的过程?
(3)在运输食品的过程中常用干冰来为食品保鲜,为什么?
(4)舞台上经常用喷洒干冰的方法制造“白雾”以渲染气氛,你知道为什么吗?
三、课堂反馈
我们看以上的教学案的第一模块是:引入。它是用通过复习引入的,一般我们还可以实验引入,活动引入等等方法。引入的目的是引入课题。第二模块:体验。这节课是通过实验的方式。同样体验可以是观察图片,活动,举例等等方式。这个模块的目的是让学生获得丰富的感性认识,自然的生成概念。第三模块:定义。无需多说,由于前面丰富的感性认识与分析,概念形成此时就水到渠成了。第四模块:应用。这节课是通过举例分析完成的。一般方法也是举例。但是还可以练习、实验、活动等其他方式。这块儿的目的是让学生加深对概念的理解,以及达到知识迁移的目的。第五模块:深化。这节课是通过辨别冬天窗户上的“冰花”从而引出凝固与凝华而来的固体形状上的特点,使学生更进一步理解凝华。这一板块的目的是深化概念,使学生理解概念的内涵与外延。最后,练习。本节课的练习包括两部分:升华与凝华在生活中的应用和课堂反馈。目的是让学生放慢对概念的遗忘。
另外,在概念教学的教学案编制与实施时,需要注意以下几点:
1.教学案不需要编制的过细,不要把教师上课要上的每一句话都放在上面。比如这份教学案,引入是复习引入,但复习时怎样引入,如何述说就没有必要放在教学案上。实践发现如果教学案编制的过细,教师发挥的空间就很小。这样会导致一个后果:所有用这份教学案的教师上课都是同一个教学模式,甚至上课所说的话都基本一样。用我们校长说的一句话就是:只要听备课组一个人的课,就知道其他人是怎么上课的。
2.此教学案没有必要先发下去让学生预习。因为这个教学案上的思维难度不大,课的容量也不大,完全没有必要预习。也就是说不是每份教学案都需要预习。像这样的教学案如果先发下去预习了,学生就没有期待了。没有期待即不能引起学生学习兴趣的课堂是枯燥乏味的,教学效率当然不会高了。像这样的教学案上课前几分钟发,发了让学生先大概看一下,了解本节课的教学目标与上课流程就行。而有些课程容量大的课则需要将教学案事先发下去预习,让学生把书上有的以及会的知识先填好(可以用铅笔填)。而对于难度大的教学案,可以提前一天或是几天把教学案上的难点布置下去,让学生提前思考(教学案可以不发下去)。
【关键词】中专美术教学 实践能力 策略
美术是一门艺术类课程,具有技巧性、操作性和审美性的特点,对于学生的发展具有重要作用,不仅能激发学生的自我认知能力,还能改变学生对事物的观察角度,有助于促进学生创造力的发展。总的来说,美术教育对于学生的素质发展有着不可替代的作用。为了进一步培养学生的综合素质,中专美术教师应该将教学重点放到实践能力培养方面,充分调动学生的感官系统,激发学生的学习热情,拓展学生的思维空间,增长学生的知识技能,从而达到提高教学效果,提升学习效率的目的。
一、改变单一的上课方式
传统课堂上课方式通常仅限于教室内,往往是老师说,学生听。学生规规矩矩地坐在位置上,听老师讲解,完全听命于老师的指令。这样不利于学生实际能力的培养,还会让学生产生依赖心理,且课堂气氛沉闷,容易使学生厌倦。对于美术课,上课方式应该是灵活的,老师可以结合该节课的主题,让学生走出教室,走进大自然,欣赏大自然美景并进行绘画。例如,该节课的主题是风景,这时老师可以带领学生到学校的草坪或操场或树木绿茵处,让学生通过观察学校的风景进行作画。让学生冲破教室的禁锢,融入大自然,有助于学生激发灵感,使学生的美术作品充满个性。另外,老师可以组织学生以小组的形式进行作品创作。通过小组讨论合作,合力完成作品。这样可以让学生相互交流想法,激发学生的灵感,还能促进学生之间的感情,培养团结合作的精神。此外,老师可以充分利用媒体资源给学生展示具有个性化的美术作品,把学生带入奇妙的美术世界里,使学生从中得到启发,激发学生的创作热情,提高学生美术实践能力。
二、激发创造力和想象力
美术的创作与学生的创造力、想象力以及灵感等因素是紧密联系的。判定一幅优秀的美术作品,不仅根据学生的画功来决定,更重要的是学生的创造力。美术教育的目的在于培养学生的审美能力,使学生富有创造力和想象力。因此,老师要采取相应措施激发学生的创造力和想象力。这样,学生的个性才能在美术作品里体现。例如,教师在教授《学习服装搭配》这一课程,可以将课堂教学延伸到课外,带领学生去服装市场考察,对服装款式及色彩搭配加以了解,从而自行创造作品。通过该措施,学生不仅实践能力得到提高,创新意识也逐渐形成。因此,老师在教学过程中,应该鼓励学生大胆创作,改变照葫芦画瓢的绘画模式,同时引导学生改掉依赖老师的习惯,鼓励学生按照自己的想法进行作画,鼓励学生大胆想象,不受固有的模式限制,勇于创作。
三、提高美术教师教育素质
中专美术教师作为一名教育工作者,是促进学生实践能力形成的关键,肩负着培养人才的重要责任。为了适应不断进步的社会经济体制,中专美术教师首先要适应社会的发展,不断提高自身美术教育素质,特别是现代中专美术教师,应该以有组织的教学工具为材料,以培养学生的审美情趣为核心,开展有目的、有计划、有层次的育人实践活动。其次,中专美术教师要不断提高自身文化修养和道德品质,为学生树立良好的教师形象,以榜样效应影响学生,促进学生健康成长。最后,中专美术教师要具有钻研精神,不断刻苦钻研,加强自身文化修养,为满足学生的学习需求做出努力。
四、充分l挥多媒体优势
随着信息时代的来临,传统教学措施已经无法适应美术教学的开展,因此教师必须改变传统教学方式,调动学生的学习积极性,进而达到提高学生学习效率的目的,促进学生实践能力的形成。在使用多媒体进行教学的过程中,中专美术教师应该根据学生的心理特征,将教材内容与学生的学习需求相结合,在教学过程中开展具有趣味性的教学活动,使学生充分参与到教学活动中,充分发挥自身主观能动性,进而提高自身学习效率。例如,学生在创作《人工降雨》这幅作品时,教师可以通过多媒体来展示人工降雨的过程,从而帮助学生更好地了解知识,促进美术教学的有效实施。
在美术课堂中融入多媒体技术,为学生构建一幅幅生动且形象的画面,将美术中抽象的地方变得更为直观,可以促进学生融入课堂氛围中,有助于促进学生主动学习。
五、结束语
综上所述,笔者对如何促进中专学生美术实践能力进行了分析,实际上中专美术教育对于开发学生智力,拓展学生思维,提高学生审美情趣有着重要作用。因此把多媒体技术融入美术教育中,可以将教育意识趣味化,教育模式网络化,教育方法多元化,有助于激发学生的学习热情,提高学生的学习效率。中专美术教师应不断提高自身专业素养,转变教育观念,为学生营造全新的课堂学习氛围,提高学生的学习效率,挖掘学生的潜能,促进学生全面发展。
【参考文献】
[1]何云霞. 大专美术教育如何培养学生的实践能力[J].美术教育研究,2015(07):157.
一、巧解指导
解答推断题的总体思路:反复阅读题目,挖掘隐含条件,寻找突破口,运用合理方法作出推断,把推出的结果代人验证。
解题方法:1.顺推法,以题首为突破口,按照物质的性质,以及物质之间的相互反应为依托逐步深入下去,直至顺利解题:2.逆推法,以题尾的结论或实验现象为突破口。从题尾入手依次向前逆推,从而获得问题的答案;3.分层法,将整个推断过程分层进行,先得出每层的结论,再统一整理;4.剥离法,根据已知条件把推断过程中存在明显特征的未知物质先剥离出来,再将其作为已知条件逐个推断其他物质。
三、典例分析
1.框图型
例1(2015・孝感)A、B、C、D为初中化学常见的四种物质,它们之间有如图1所示的转化和反应关系(“”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质,“-”表示相连两物质能发生化学反应,部分反应物、生成物及反应条件已略去)。
(1)若A、B、C、D中均含有一种相同的元素,常温下,A为无色液体,C为黑色固体,则A为___,C与D发生的化学反应(填“是”或“不是”)置换反应。
(2)若A、B、C、D为四种不同类别的化合物,C在生活中可用来除油污,且C的固体可作某些气体的干燥剂,则A为___。写出B-C这一反应的化学方程式:___。
研析与解答:根据A、B、c、D为初中化学常见的四种物质,且A、B、C、D中均含有一种相同的元素,常温下,A为无色液体,C为黑色同体,A和B会相互转化,B会生成C,所以A是水,B是氧气,C是氧化铜,D是一氧化碳;若A、B、C、D为四种不同类别的化合物,C在生活中可用来除油污,且C的固体可作某些气体的干燥剂,所以C是氢氧化钠,B可以是碳酸钠,A和碳酸钠会相互转化,所以A足二氧化碳,D可以是盐酸,然后将推出的物质进行验证即可。
操作①:取少量M放入足量的水中充分搅拌、静置,得到白色沉淀和无色溶液,过滤,操作②:向滤出的沉淀中加入足量稀}酸,沉淀全部溶解,此时所得溶液仍为无色。
(1)M中一定不含的物质是__,不能确定是否含有的物质是___。
(2)上述实验过程中,发生反应的化学方程式为___、___。
(3)向操作①后所得的无色溶液中滴加AgN0,溶液,一定能发生的反应的化学方程式为___。
研析与解答:氯化铜在溶液中显蓝色,碳酸钠和氯化钡会生成溶于酸的碳酸钡沉淀。硫酸钠和氯化钡会生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,取少量M放人足量的水中充分搅拌、静置,得到白色沉淀和无色溶液,过滤,氯化铜在溶液中显蓝色,所以混合物中一定不含氯化铜,向滤出的沉淀中加人足量稀盐酸,沉淀全部溶解,此时所得溶液仍为无色,硫酸钡沉淀难溶于酸,所以混合物中一定不含硫酸钠,一定含有碳酸钠,依据题中的现象不能确定硝酸钠是否存在。
3,表格式推断题
例3(2015・宜宾)元素X、Y、z、M是初中化学常见的四种元素,有关信息如表1所示,
(1)M元素的名称是__。
(2)Y形成的天然存在的最硬的物质是___,此物质不属于___(填“有机物”或“无机物”)。
(3)由X、Y两元素组成的最简单的有机物是__(填化学式),该有机物中X元素的质量分数为___。
[关键词] 西南涡 四川盆地 暴雨
[中图分类号] P458.1+21.1 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2013)10-0233-02
我们所说的西南涡在四川盆地的强降雨中有着很大影响力。高原的特殊环境对之有一定的作用,再加上西南地区的地形显得较为特殊,等等,各种因素相互作用形成了一个关于促进降雨的涡旋系统,而这主要是产生于在我国西南地区的对流层低层[1]。在低涡的内部有一个低压中心,这里存在一些气流,会因为环境的影响做旋转运动。很显然,快速的旋转运动必然会对气流产生一定的推理,使之向上运动,局部地区的强降雨系统就是这样产生的。虽然西南涡在全年都是有可能发生的,但是在夏季,它则是引发我国西南地区出现暴雨天气的一个重要因素,这也是今年四川盆地出现特大暴雨的主要原因[2]。
一、 西南涡的形成
多年以来,众多学者对西南涡的产生进行了深入的研究,总的来说,其原因有两个:地形的作用和自然因素导致的动力作用。水汽在凝结的时候释放出的巨大热量是西南涡赖以发展的一个重要机制。
通过研究者们实地探查,最终分析得知,温暖潮湿的中心结构是西南涡的一大特点。此过程的有着其流场有着特有的结构,包括文市场和涡度长也是如此,这是众多专家钻研的一个热点,在利用合成分析法对之进行了一定深度的分析过后,他们指出位于西南涡内部的温湿场与铅直场所展现出来的状态是不对称的,这种分布现象很是明显,这显示了低涡的斜压特质。
专家学者对西南涡的垂直结构进行了一系列的研究,他们发现在对流层的高层环境中,大概是200百帕的范围内,发展相对成熟的西南涡是负涡度。对此,他们也合成分析了西南涡的暴雨过程。结果表明,在气压为200百帕的高层环境中,合成中心的我读分布大片的呈现出负的性质。
二、 此次暴雨中,西南涡降水和水汽输送特征
1.降雨的基本分布和主要特征
根据此次暴雨在全国降水量分布图可知,17日20时到18日20时,降水主要集中在高原低涡东南侧即盆地西北部及陕、甘、川交界处。正是因为三省交界处不断加强的降雨量,降雨的范围也在持续的延伸,更为猛烈的攻势蔓延至四川盆地西部地区,更将其与陕西的中南部地区、华北的南部地区等连成一条强降雨带。
其中,四川盆地西部的雨水量达到此次西南地区强降雨过程中的最高值,甚至在其相当一部分地区出现了特大暴雨,这也是同时期全国范围内的最强降雨。在阿坝、德阳、成都、雅安、绵阳等地区出现了区域性暴雨,全省许多地方出现大暴雨。截至19日20时,在全省数千个观测站中,一百余个站降雨量达60毫米至90毫米,将近四百个站降雨量达90毫米至240毫米,更有100多个站出现大于260毫米的降水。在此过程中,位于都江堰的一个小村镇是强降水的中心区域,降水量高达999.7毫米,是该地区降水量有所以来的最高值。
此外,中低层正涡度向中心流动上升,而高层负涡度则向四周流动下沉,两者相对应,构成是雨水强力发展的有理动力条件。 强降雨开始7月18日20时,四川盆地西部700百帕以上均为上升运动区,这确实的表现出西南涡所带的的天气系统具体情况:系统内的气流有着明显的上升运动趋势,最强上升运动在450百帕左右。气流的快速上升表明盆地西部上空的大气环流的极其不安稳。其后,雨区整层为强的上升气流,位置基本维持在盆地西南部,最强上升高度在300百帕左右,盆地在该时段内强降水也达到最强,以后随着垂直上升运动的减弱,降水也相应减弱。
在此次大暴雨出现之前,四川盆地西部的很多地区都是在300百帕以下的,属于正涡度区域范围,而300百帕以上的则相反。高空是为负,为中低区域则为正,这说明在高层区段的环流为反气流旋转,底层则与之相对。这样其实是一种默契的配合了,能够有效地促进气流比较猛烈的做上升运动,这个的模式适合人工降雨的发展。
全国降水量分布图[4]
2.环流形势与水汽运输
2013年7月18日09时,根据500hPa天气图上可以看出高原低涡在高原上空生成,青藏高原中高纬度高空的环流形似表现为一槽一脊,川西部分表示为一个弱脊,再往东则为一低槽。17日09时至18日21时(如图)高原低涡在其前的弱脊的引导下东移,向四川移动。再加上副热带高压的影响,西南涡的形成已有了先决条件。
此次暴雨的环流形势也是一大关键。14日,波及范围较广的北支冷空气和次之的南支冷空气入侵东北地区,在15日,部分小范围的冷空气被迫分离,但是次日有得以加强。7月17日,汇集的冷空气南下发展,并在一定程度上向东北方向扩展,一系列的扩散诱发了西南涡的形成与快速发展。18日,一支800百帕的西南急流与这支冷空气在四川西南方向汇集,造成了这个范围内的部分地区的大暴雨。
2013年7月18日500百帕高原低涡及西南涡的移动情况
四川盆地位于副热带高压的边缘地带,来自南海地区的水汽在途径贵州等地过后来到此处,在其特殊地形作用下,偏南的气流会被转变,向西发展,再加上高原低沃地形的作用,就在川盆西部产生了较强的降雨。进一步说,在四川盆地西部的高原在一定程度上推进了此次降雨。
由于副热带高压比较稳定,西南低涡稳定少动,两者共同作用,水汽就不会间断的向川盆运输,因此在这个过程中雨水的下降在四川盆地显得比较的稳定。另外,还有较微弱的冷空气从高原地区进入四川盆地,因为不够稳定的大气环境,能够产生强劲的对流效应,有益于强降雨的产生。
根据位于气压为700百帕的环境中的风场分布可知,在这次由西南涡触发的四川盆地西部暴雨过程中,副热带高压的暖气流将水汽输送是水汽输送的主要来源,此外,高原低涡后部的干冷气流也有一定的贯入量[3]。而由于在更早时期,四川盆地内部区域存积了大量的不够稳定的能量,再加上相关的诊断分析也进一步的表明在低涡区及低涡东北侧由低层到对流层顶为整层的上升运动。当出现倒槽这一触发系统时,盆地内就形成了一西南一东北向的强降水带。
水汽的输送对于降水至关重要,这是众所周知的事。目前,气象专家们比较注重的是水汽源源不断的进行输送,这种情况是不是能够集中在某个特定的区域内部。
三、结论
在2013年7月18-19日四川盆地西部地区的强降雨过程中,四川西部地区的西南低涡因为高原低涡的移出而出现,随后就产生了强度的降水。有专家表示,此次川盆降雨表现出比较明显的特点,那就是暴雨集中、降水强度高、且雨水积蓄量大。此外,我们不难发现,在700百帕的气压环境中,西南涡有较为明显的表现。川盆如果出现西南涡,就常常会伴随着雨水的降临。
参考文献
[1]张朝晖,李国平等;《高原山地气象研究》,一次引发四川盆地南部暴雨的西南低涡湿旋转量分析,2011.3
[2]卢敬华.西南低涡概论[M].北京:气象出版社,1986:275
所谓复述法,顾名思义就是重新叙述,即把自己读到或听到的语言材料在理解的基础上,简单的加以概括讲述出来的说话训练方式。合理有效地运用复述法教授说明文,既可以培养学生对文章内容的理解概括能力,还可以提高学生口头表达水平,也可以训练学生思维,达到一举多得的效果。
为了让学生比较准确的进行复述,我觉得指导学生复述时可以采用以下步骤:
1、自读,感知课文内容,特别是重点内容。
2、回忆,在头脑中对知识加以筛选,组织复述的语言。
3、复述,将头脑中组织的内容用语言叙述出来。
4、评价,师生对其复述的内容进行纠正、补充。
复述时,教师还应该教给学生复述的方法,不然学生会有无从下手的感觉。常见的复述法有:摘要复述、简单复述、详细复述、创造性复述。这四种方法的选择需要根据实际教学情况而定。下面,我就具体谈谈这四种方法的使用。
一、摘要复述
摘要复述,就是在较长的材料中或者是很多材料中摘出其中一部分最关键的进行简述。
这种复述要求学生抓住对象的特征性。摘述什么,摘述多少都要根据对象的特点而定,无关的内容一概不选。比如用此法复述《苏州园林》一课时,只需抓住体苏州园林特点:务必使游览者无论站在哪个点上,眼前总是一幅完美的图画。还要抓住体现这一特点的艺术设计方法:他们讲究亭台轩榭的布局,讲究假山池沼的配合,讲究花草树木的映衬,讲究近景远景的层次。苏州园林在每一个角落都注意图画美。苏州园林里的门和窗,图案设计和雕镂琢磨功夫都是工艺美术的上品。苏州园林与北京的园林不同,极少使用彩绘。当然,复述不是简单地找出这些句子就行,要求学生复述时尽量做到简明、连贯。
此种复述法,能帮助他们迅速的了解文章内容和把握文章主要内容,对文章形成轮廓影像,适合学生初读课文时使用。
二、简要复述
简要复述,就是对原文材料进行筛选与概括,转化为自己的语言表达出来。
这种复述要求抓住材料的中心和结构,讲究说明的顺序。教学中教师要注重学法指导,培养学生学抓标志,巧理顺序的方法。比如《故宫博物院》,就要让学生抓住空间顺序和体现这一顺序的方位名词。还可以让学生自己动手,用表格、绘图等方式来加以概括。
此种复述既有利于提高学生宏观把握文章结构的水平,又能提高学生分析、比较、归纳的能力,还可以培养学生把握说明文说明顺序的能力。此法适合于学生再次阅读,分析文章结构时使用。
三、详细复述,品味语言准确性
详细复述,就是要求学生尽量接近原文。
说明文语言的准确性,主要体现在形容词、副词、数量词等表示修饰和限制性的词语的运用上。在传统的说明文教学中,老师多采用灌输法、删词法、换词法等方法。虽然这些教学方法有自身的长处,但是它忽视了学生的主观能动性,漠视了学生的创造力。而复述法更注重学生的主体作用,重视学习方法的习得。详细复述在品味说明文语言的准确性方面具有独特的魅力。比如,教学《中国石拱桥》这一课,在理解赵州桥的四个特点时,就要求学生详细复述。在复述后追问:"在当时可算是世界上最长的石拱""大拱的两肩上,各有两个小拱"中的"在当时""两肩""各"复述时能不能省略?从而让学生明白了说明文语言的准确性。
学生在详细复述的过程中,已不知不觉地掌握了一种学习说明文的方法--用比较法品味说明文语言的准确性。此法适合于学生精读课文,品味课文时使用。
四、创造性复述
创造性复述,就是在原材料的主要思想和主要情节的基础上,加以科学的想像和创造,予以合理的补充与发挥。
1天气预报对农业防灾减灾的意义
1.1长期气象预报对农业防灾减灾的意义
在农作物的发育阶段,如果暴发洪涝灾害,玉米、水稻、高粱等农作物就有可能出现严重减产,甚至绝产。季节性干旱也是农作物在生长过程中可能会遇到的灾害,且其是按气候季节变化来分类的,一年四季都有可能出现干旱,导致农作物枯死。低温冷害、长时间持续下雨等可能导致农作物种子烂根、死苗或诱发虫害等,这些都直接导致了农作物产量的降低。通过以上分析可知,气象灾害对农作物的危害之深,而我国是一个农业大国,气象灾害对我国农业发展的危害是极大的。目前,全球气候变暖已成为显著特征,自然灾害的发生频率也在上升,在这一背景下,要积极采取应对措施,降低气象灾害对农业生产造成的影响。长期天气预报是指1个月以上的预报。预报项目主要是月平均气温距平和月降水量距平以及月平均环流形势。长期气象预报在农业防灾减灾方面具有很大的作用。随着先进气象设备、技术的应用以及预报人员技术水平的不断提高,气象预报的精确率也在逐步提高。长期气象预报可探索较长时间内特定区域的天气变化趋势,从而预测低温、干旱、霜冻等农业气象灾害发生的大概时间,便于农户提早采取应对措施。根据长期预报,尤其是季报、年报等天气预测,人们可以选择适宜的农作物进行种植,选用抗旱、抗低温的品种,避免霜冻、干旱、低温等不利天气的影响。
1.2短期天气预报对农业防灾减灾的意义
短期天气预报指的是1~3d内的天气预报,短期天气预报中短时临近预报对突发性天气灾害更具有服务针对性。短时临近预报一般指0~12h的预报。短期天气预报(包括短时临近预报)也是农户更加关注的天气服务产品,其预报时效短,因而准确率要高于长期天气预报。短期天气预报可以对不同程度的灾害性天气进行监测,根据气象部门的短期天气预报,农业部门可根据实时共享的气象信息及时指导农户进行灾害避险。短期天气预报更加注重气象部门与农业部门的相互配合与合作,及时将天气信息传达给农业用户是做好农业气象灾害防御工作的关键,从而降低不利天气对农业生产的危害。随着气象科技化的发展,结合高炮、火箭等技术,可实现人工降雨和人工防雹,从而达到农业防旱、防雹的目的。当然,除了灾害性天气气象与农业的应急联动能产生的防灾效应外,短期天气预报在指导农户根据天气情况做好其他农事活动,从而让作物、蔬菜、果林等充分利用光、温、水、风等天气条件,进而在促产增收方面也发挥着作用。
2如何发挥天气预报在农业防灾减灾中的作用
2.1建立现代化的气象观测站网
近年来,通过天气预报及气象信息共享,我国的农业结构、生产布局都发生了一定的改变,农业防灾减灾也对气象服务提出了新的要求。因此,必须完善区域性观测网络,建立现代化的气象观测站。现代化气象观测站网络应具备自动化、密度高、要素多的特征,可以准确、及时地收集相关气象资料,随时观察四周的气象观测实况,然后对所收集到的气象资料做好数据统计与分析。
2.2建立健全灾害预测预报体系
只有对灾害进行准确监测预警,才能采取相应的灾害防御措施,达到将农业损失降到最低的目的。可以说,灾害预测预报体系直接决定着农业防灾减灾的成效。要建立完善的灾害预测预报体系,一方面要做好有关灾害性天气预报预警,另一方面要针对农作物生长发育的需求,开展农业方面的气象预报[2]。就我国而言,当前的农业灾害性气象预测效果还不够理想,预测预报的准确率有待提高,预报技术水平需要提升。建立完善的灾害预测预报体系,需要以现代化农业的发展需求为基础,开发适合农业生产的气象项目,着重发展特色农业。由于不同地区会出现不同程度的气象灾害,所以需要对气象产品进行分类,以便采取不同层次的应对措施。
2.3提高气象灾害监测评估能力
灾害监测评估包括灾害数据评估、灾害风险评估、灾害综合评估等,精确的灾害评估数据是实施救援的前提条件。积极建立灾害评估指标体系,深入进行灾害风险研究,及时通过传输系统上传评估结果,以便于各部门采取相应的防御措施[3]。实地调查是进行灾害评估的有效方法,可以把灾害防御技术更好地推广到农业生产中。
2.4建立气象灾害应急响应体系
建立气象灾害应急响应体系需要政府的领导、相关企业的参与、社会公众的积极配合,各方面互相协调,充分利用可用资源,才能制定不同层次的应急方案,快速地组织灾害防御工作,将灾害的影响程度降到最低。要想建立有效的应急响应体系,必须做到各级上传下达,密切配合。其中,基层气象灾害相应单位是气象灾害应急响应体系的重要组成部分,应当在乡(镇)、农村多建立信息传播网络,例如用手机播报灾害气象信息,通过电视更新气象预警信息等。
2.5加强气象知识宣传教育力度
要使气象知识深入人心,就必须进行大范围的宣传。首先,气象部门应对相关单位的领导进行培训,发挥领导的作用,将气象知识普及给下属。宣传是重要的一个方面,应认真制定气象防灾减灾的政策和规划,将气象知识贯彻到人们的日常生活中。可以通过电视、微博、报纸、网络等媒体扩大宣传范围,还可设置微信公众平台,每日及时更新气象知识和防灾减灾方法,让公众了解降低灾害损失的措施,避免灾害来临时不知所措。针对广大农民,可以在农村设立专题咨询、技术指导基站,使广大农民从中获取气象知识和防御技术,提高防灾减灾意识,切实发挥气象预报对农业防灾减灾的作用。