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集团控股、分业经营、分业监管、整体上市,平安多年的优良业绩证明了这种综合性金融控股集团构架的有效性。用平安副董事长孙建一的话来说,其好处在于法人治理结构清晰、健全,信息披露充分、完整,经营透明度高,它不仅可以有效地防范金融风险,而且与花旗、汇丰等国际领先金融集团完全一致,得到了国际资本市场的高度认同。
在这种架构下,集团本身不从事具体的经营业务,主要负责制定公司发展战略,代表股东管理和分配资本,并行使监督职责。集团通过上市,从外部获取资源,分配给内部子公司,自上而下配置资源,而并不是从子公司攫取资源,有利于发挥整体优势。
有意思的是,“方向盘”、“红绿灯”、“加油站”,这些交通名词,被平安集团总经理张子欣形象地定位于集团功能。“简单地说,就是集团定战略、对子公司进行规范稽核的管控、并同时进行资源补充。”
方向盘
向左,向右,还是向前?作为公司战略的方向盘,集团董事会负责制定统一的战略愿景,并引领集团各职能和业务单元向这一战略目标前进。
2008年10月6日,平安公告称,计划启动向平安人寿增资人民币200亿元的相关程序。这一举措正是基于平安清晰的战略规划:短期仍以产、寿险业务为主体,持续的贡献利润;中期银行和保险资金投资成为新的利润增长点;长期以消费信贷、企业年金、新型健康险、新渠道和第三方资产管理为新利润增长点。
“集团本身不经营任何具体业务,”张子欣进一步解释,“在平安,董事会是以公司价值持续稳定增长为目标,制定清晰的中长期战略规划,为集团各部门及各子公司提供清晰的发展战略和目标,各业务单元根据集团整体战略制定三年滚动规划,逐年检视,确保战略与计划的紧密结合。”而战略发展目标的制定,主要都是通过董事会下设的各专业委员会在咨询公司的调研和建议基础上,通过充分讨论和论证后制定的。
由此可见,“方向盘”在平安举足轻重。长期战略、中期规划、短期计划环环相扣,平安集团整体战略目标才能层层分解,各级主管都有了清晰的问责计划,以确保整个集团战略目标的达成。
红绿灯
所谓“红绿灯”,即红灯则停,绿灯则过,黄灯准备。在张子欣看来,“红绿灯”其实是个大责任的概念。集团在制定规则的时候需要从整体上考虑如何控制风险。毕竟“集团仅负责将股东资本投向子公司,并对其进行监督和管理。子公司资本利用好了,利润就能返回集团,如果经营不好,集团还要向其注资”。
虽然平安集团下属各子公司拥有独立的法人地位,拥有自己独立、完整的法人治理体系,拥有独立的经营管理团队和董事会,但各子公司都由集团绝对控股,各子公司董事会的大部分董事也由集团相关人员担任,代表集团的利益。对各子公司而言,平安集团为他们提供了一个很好的、专业的董事会,一方面帮助子公司进行重大经营决策,一方面可以协助国家监管机构对子公司实施必要的、补充的监管,确保各项监管政策的落实,并敦促其不断改进经营管理。这有效解决了现在许多保险公司董事缺位、不到位的问题。
在风险防范方面,各金融子公司都实行了严格分业,每一个公司之间都有独立的法人资格和独立的管理团队,彼此间设有严格而清晰的防火墙,风险防范机制完善。
那么,平安集团究竟如何来监督旗下的子公司呢?记者了解到,平安逐步完善了风险管理体系的组织架构,设立稽核部、合规内控部。此外,公司的精算、IT、投资、法律、稽核等相关部门还合作建立了以保险为主的风险评估模型以及风险管理基本流程和风险检视框架,以加强保险资金运用的风险控制。
“其实,公司的投资、预算、风险管理委员会和审计委员会都是公司风险管理体系的重要组成部分。”孙建一所要构建的是符合国际标准和监管要求的全面风险管理体系,这一体系以风险管理委员会为核心、力求建立有效的集中管控的风险管理平台。
加油站
目前来看,平安的保险业务已形成了较稳定的结构和赢利模式,同时,其它金融业务的贡献日增,平安期望未来能够丰富赢利模式,提升银行和资产管理业务系列贡献率,同时使核心保险业务取得更大效益,提升整体竞争力。
平安各子公司都实行严格的分业经营,但也有业务的往来。以平安保险类子公司为例,经过多年的积累,已经拥有了4000万客户的信息资料,这些客户信息就可以为所有子公司共享。平安银行在销售银行产品的时候,就可以共享保险类子公司的客户资源。
“这些子公司,就像兄弟一样,大哥二哥比较成熟了,也懂得如何做生意,而三弟四弟呢,就需要慢慢培养,需要更多地支持。”张子欣需要掌握的就是集团旗下各子公司的发展步伐,达到资源的优化供给。
他对“加油站”定义概括为集团对子公司进行一种除资金以外的其他所有资源的补充功能。设备、人员培训或调动、共享信息、品牌价值等等都是集团推行的共享资源。
此外,统一的IT和后援平台也能鲜明地表现出“加油站”的功能特征。比如,有辆车撞进了一家商场,在整个理赔的过程中,就要涉及怎么定车损、人员伤亡、商场的财产损失,后援平台就会统一进行汇总分析,不仅能够严格防范理赔过程中的内部舞弊,最大程度的减少操作过程中的失误,还将客户服务的水平达到了标准化水平。
在平安看来,良好的品牌,统一的IT和后援平台,忠诚的客户群,良好的风险控制能力、广泛的网点和完善的服务、国内领先的技术支持和综合服务平台,不仅可以降低母子管控成本,还能为客户提供更为优质的服务。
管控市场化
正如张子欣所说,集团的一大功能就是为旗下各子公司发展提供资源供给。那么,究竟如何才能达到资源的优化供给呢?
“市场化就是这个机制的根本。”张子欣认为,能否产生最佳成本效益,是这一考核体系的核心指标。简单的说,就是各子公司之间的业务往来不会以集团的行政手段来管控,完全依据市场化机制来推进。
关键词:生活垃圾;转运站;自动化管理
中图分类号:TN830文献标识码: A
一、前言
近年来,由于环境治理的不断壮大,生活垃圾转运站自动化管理设计问题得到了人们的广泛在重视。虽然我国在此方面取得了一定的成绩,但依然存在一些问题和不足需要改进,在经济突飞猛进的新时期,加强生活垃圾转运站自动化管理的设计,对我国生活垃圾处理工程有着重要意义。
二、生活垃圾概述
生活垃圾包括居民生活垃圾、商业垃圾、集贸市场垃圾、街道垃圾、公共场所垃圾和机关团体企事业单位垃圾。居民生活垃圾占环卫清运垃圾总量的60%以上。
生活垃圾收运系统由收集、运输和中转3个部分组成,中转部分视垃圾产生源至垃圾处理场的运输距离及收集车辆性状而设置。生活垃圾的收集主要有以下几种方式:垃圾密封桶收集:主要设置在部分旧城区的背街里巷和企事业单位;垃圾箱(屋)收集:主要设置在城乡结合部、企事业单位和居民区;垃圾楼道收集:一般设置在多层建筑,在底层设有垃圾储存间。生活垃圾的运输主要有以下几种方式:直接运输:利用大、中型垃圾车直接将各收集点的垃圾运至垃圾处理场;中转运输:通过人力或机动小车运至垃圾转运站,再由大中型垃圾车运至垃圾处理场
三、生活垃圾转运站自动化管理的重要性
生活垃圾转运站是连接垃圾产生源头和末端处置系统的一个结合点,在城市的生活垃圾收运站系统里起到了枢纽作用。垃圾经转运站压缩后不仅实现了垃圾封闭化、大运量的运输,提高了长途运输的经济性,而且也显著改善了垃圾运输的环保性,减少了长途运输的车流量。近年来,转运站在我国越来越多的城市得到了应用,已逐渐成为城市最重要的环卫设施之一。
转运站的建设应该应用系统工程方法,综合考虑各方面因素,制定科学的实施计划,在实施过程中要搞好环境卫生设施的可持续发展和市场化运营管理。只有这样,才能充分地发挥转运站的作用,才能促进转运站的推广和发展
四、自动化管理设计
1、系统总体设计
自动化管理系统工作原理见图1
本方案是生活垃圾中转站整体方案中的一部分,自动化管理系统在垃圾中转站的运营中,起到保障站内各种设备作业有序,站内生产安全、调度科学合理,降低运营成本、提高运营效率等作用,其目的是使整个中转站智能化,能够高效自动化运作,中控系统可极大提升整个中转站的工作效率,体现中转站整体化、系统化、集约化、模块化和人性化的设计理念。
2、中央控制管理系统设计
中控管理系统主要分为垃圾收集车进站派位管理、转运作业管理、除尘除臭控制。通过计算机网络对车辆信息及垃圾收集信息进行采集、存储、统计及打印,并根据要求输出设备控制信号进行垃圾转运控制和其他设备控制,从而达到系统的智能化管理。中控管理系统主要完成:车辆进出站称量信息采集、垃圾车辆智能派位和指引、除尘系统共享收集车辆到位信号、转运车换容器指引、垃圾处理报表查看等功能。
中控管理系统从称量系统获取车辆进站数据,系统根据派位策略运算处理后,将派位信息显示至LED指引大屏及泊位LED条屏,车辆根据LED指引行驶并停靠指定泊位,操作工人根据系统LED条屏及红绿灯指令工作,更换容器车辆根据转运红绿灯进行更换容器操作,各传感器将泊位实时运行状态反馈至中控系统。除此之外,还可以将泊位控制信号传递给前端喷淋系统,以实现车辆停靠时的自动喷淋进行降尘除臭。中控系统拓扑见图2
(1)垃圾收集车进站管理
垃圾收集车进站,由称量系统读取该车发卡信息,对应其车辆信息,然后再进行称量,得出1条进站数据,中央控制系统读取该数据,得到车辆进站信息。中央控制管理系统根据进站车辆所载垃圾质量进行系统自动派位,LED显示屏显示指派泊位信息,指引垃圾车辆到指定泊位进行倾倒。中控管理系统会显示派位信息、各泊位容器内垃圾量、填充度、车辆是否停靠等信息。垃圾收集车辆进站流程见图3。
(2)垃圾转运车转运管理
当容器内垃圾达到设定值时,系统将停止给该泊位分派车辆,系统通过LED条屏提示操作人员进行更换容器操作,操作人员完成压实关厢等操作后,按下请求更换容器按钮,转运红绿灯亮绿灯指引转运车辆拉走容器、放置上新容器,更换容器结束,泊位重新恢复使用,系统开始对其进行新一轮派位
(3)除尘除臭控制
中控系统将泊位车辆检测信号传递到喷淋除臭系统,当转运车在泊位卸料时,喷淋除臭系统
自动打开对该泊位进行喷淋排风除尘除臭等处理。
(4)中控数据报表
中控系统会根据站内运转数据信息自动生成车辆信息报表、垃圾倾倒信息报表,并可以进行实时查询和历史报表查询及打印。
3、系统运行结果及分析
本自动化管理系统目前已经在多个垃圾转运站中投入使用,且运行效果显著。上海某大型生活垃圾转运站在未使用该系统前,所有工作都由人工指挥,效率低下而且经常出现差错,容器的装载率很低,对系统资源造成了极大浪费,使用本系统后不仅运行效率提高,而且大大提升了容器装载率。其自动化系统使用前后参数对比见表1.
从表1可看出,对于1座日均处理500t的中型垃圾转运站,使用本系统后容器的装载率由原来的90%提升至98%,每容器平均可多运1.3t垃圾,由原来每天35车次的转运缩减到每天32车次转运。此项改进将为转运站节约大量的运营成本。
本自动化管理系统结构简单、系统安全稳定、成本较低,比较适合大中型生活垃圾转运站。经过现场实际应用,本系统有效提高了中转站运行的效率、降低了运营成本,并且操作简单、使用方便。
五、生活垃圾转运站自动化管理的意义
垃圾收运设施作为连接垃圾产生源和末端处理处置设施的重要环节,其耗资最大,操作过程也最复杂,已经成为当前垃圾处理过程中的最薄弱环节。据估计,在生活垃圾从产生到处置的全过程管理中,收集和运输的费用占总费用的60%~80%。尽管许多地方掀起了建设垃圾转运站的热潮,并对垃圾转运站的规划进行了理论和实践的研究,但目前大多数收运设施的规划建设和管理水平仍与先进国家和地区存在较大差距。因此,做好生活垃圾转运站自动化系统的规划,对于提高垃圾处理效率、降低处理成本、控制环境污染、促进可持续发展具有重要意义。
六、结束语
通过对生活垃圾转运站自动化管理设计的研究问题分析,进一步明确了自动化管理设计在生活垃圾转运站自动化中的重要性。因此,在生活垃圾转运站自动化管理设计的后续发展中,要不断提高自动化管理设计的研究,促进生活垃圾转运站的发展。
参考文献
[1]李磊,宋叙言,吴育华 城市垃圾系统管理与创新研究 环境保护 2009年
[2]崔宁,高文玲,张娜 陕西省铜川市环卫专业规划 陕西省旅游设计院 2007年
近些年来,欧洲各国都“返璞归真”,大力倡导自行车出行,在英国、荷兰、丹麦、德国等国家甚至修建了专供自行车通行的自行车高速公路。那么何谓自行车高速公路?自行车高速公路是指路面平坦宽阔、专门用于骑自行车的城市间交通线路。这些专用通道两边虽然不是全封闭的,但全程没有交叉路口,因此不用设红绿灯。路上禁止行人行走及汽车行驶,这使得骑车人能以极快的速度在两个城市间来往。让我们看看那些欧洲国家是如何尝试的。
荷兰:继续投资修建自行车高速公路
荷兰全国有阿姆斯特丹至乌得勒支、布雷达至埃滕勒尔等5条自行车高速公路,也是欧洲率先建立自行车高速公路的国家之一。日前,荷兰交通及水运部宣布,计划在接下来的几年内再投资2500万欧元,用于建设自行车高速公路。这项投资是荷兰政府发起的鼓励公众骑自行车出行倡议的一部分。根据调查,增设自行车高速公路之后,约有5%的上班族有意愿放弃开车而改为骑车。计划建设中的自行车高速公路包括海牙至莱顿、阿纳姆至奈梅亨的线路。当然,对于骑车人来说,距离是重要的考虑因素。但赫伊津哈女士说,随着电动自行车的流行,会有更多人利用自行车高速公路。
荷兰有1600多万人口,却拥有1800多万辆自行车,能骑车的人都拥有至少一辆自行车。在所有出行中,自行车出行比例近20%。荷兰自行车联合会的报告指出,如果7.5公里以内的车程能被自行车代替,荷兰的温室气体排放量将减少240万吨,相当于《京都议定书》中规定的、荷兰应削减的温室气体排放量的1/8。目前,荷兰自行车车道超过1.9万公里,其中38%在城市。
英国:发起“骑车革命”,不甘落后于荷兰
尽管伦敦和阿姆斯特丹相比,对自行车并不是那么“狂热”,但是,据伦敦自行车运动协会的估计,伦敦每天还是有55万人次骑自行车出行。并且,每年的9月20日是伦敦的自行车日:这天,自行车爱好者、环保主义者和热爱户外运动的大人小孩都可以在市中心的道路上自由骑行,而大排油烟的机动汽车则被“排挤”到市中心道路之外。实际上,伦敦人对于自行车的热情可能比其他城市更多而不是更少。
在伦敦拥挤不堪的A24公路,看起来不太像一个会发生“革命”的地方。但是,就在那里,有一条1.5米宽的全新的蓝色道路7月刚刚开启。“CS7”的标志用白色油漆涂在道路中,这条道路从伦敦南部延伸8.5英里(约合13.68公里),一直到市中心。这是刚开通的两条“自行车高速公路”中的一条,从默顿区到达伦敦市区,途经A24和A3公路。另一条则从巴金区到伦敦塔入口,途经A13公路和电缆街。现在,这两条路中任何一条,每天都有约5000名自行车“骑士”通过。伦敦交通委员会的目标是:到2013年,每天有27000辆自行车出行;到2025年,与2000年相比增加4倍的骑车人次。
这两条实验性道路是计划的12条自行车高速公路中的第一批,目的是使自行车行驶更快,更安全,让伦敦市民骑自行车上班更加方便。这些高速公路的名字是“巴克利自行车高速公路”。它们的宗旨是:改善以自行车为出行方式的人们的骑车环境;鼓励那些不热衷于骑自行车的人们试着尝试新的交通方式,顺便保持体形;帮助减少交通拥堵,减少碳排放。
这两条道路采用容易识别的亮蓝色,每条道路至少有1.5米宽,除道路本身外,还有一系列配套设置,包括:在路口处设置37面自行车安全镜,当大型车辆司机准备左转弯时,有更好的视野看到骑自行车的人;沿着两条路,在路口处各引进84条新的高级停车线,停车线进深至少为5米,为骑自行车的人在等候红灯时提供空间;重新调整交通和大巴车道,在繁忙的高速公路上为自行车出行者创造更多的空间。此外,还制作了新的标示、路标以及关于行程时间和连接其他道路的相关信息。
丹麦与德国的自行车高速公路尝试
丹麦也是一个自行车王国,500万人口有400多万辆自行车。首都哥本哈根市政府的目标是,到2015年,50%的哥本哈根市民把自行车当作日常上下班的交通工具。20世纪80年代哥本哈根市就开始修建自行车专用道。2006年10月,该市又开辟了一条无红灯的自行车专用快车道。
德国也将建设专供自行车行驶的全封闭高速公路,骑车时速最高可达40公里,没有交叉路口和红绿灯,而且晚间也有夜光照明标识。在德国传统的工业重地鲁尔区,鲁尔地区协会目前正在与政府合作实施这种交通项目,路宽5米,全长约60公里,将串联鲁尔区数个城市。
自行车高速公路给我们带来的启示
欧洲国家发展自行车高速路的理由很简单:一个城市的汽车过多,除了城市交通不堪重负,停车难问题急剧恶化以外,更会加剧城市热岛效应,使大气中可吸入颗粒物更多,大气污染更严重,人们的健康也会饱受
威胁。
尴尬的是,当自行车高速路几乎风靡整个欧洲时,我国许多城市陷入“堵车―拓宽公路―再堵车”的怪圈。基于满足一个城市豪华时尚的虚荣心理,我们的城市管理者一般只会想方设法发展私家车,而不会倡导市民骑自行车,更不会去修自行车高速公路。比如,广州曾在城市远景规划里宣称:2020年的新广州争取家家有车。
再者,出于一边倒的舆论宣传攻势,汽车逐渐成为国人奢侈面子的标志,有不少人已羞于骑自行车,觉得那样会很没面子。更何况,我们的汽车工业正在蓬勃发展,如果你非得来个骑自行车或修自行车高速公路的倡议,没准儿还会招致一些汽车行业代言专家的怒斥,高谈阔论一番诸如社会不能倒退,交通工具要先进的
言论。
关键词:实验教学 思维能力 学习兴趣 教学质量
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)06(c)-0071-01
物理是一门以实验为基础的科学,针对初中学生好奇心强,富于幻想、求知欲旺盛的心理特点,加强初中物理实验教学,不但能激发学生学习物理的兴趣,培养学生观察、实验操作思维能力,而且能加深学生对知识的理解,大面积提高初中物理教学水平。加强物理实验教学,应从以下几个方面入手。
1 认清实验形式,做好实验基础
教师应充分认识各种形式的实验,做好演示和分组实验的基础,具体有以下几点:
(1)精心设计,做好准备。一个好实验,应力求做到目的性强、安排合理、操作简便、效果明显直观、富有启发性。为此要精心设计好实验内容,认真细致的进行准备,正确选用器材,合理安排实验步骤。
(2)操作规范,一丝不苟。教师的动作规范性给学生以潜移默化的影响,在操作过程中要力求做到动作敏捷,自如大方、干净利落。如八年级电学实验,初中学生很容易将电表的“+、-”号接反;九年级中天平的使用时,加减砝码时,镊口的凹边应当朝上,待测物和砝码都应放在砝码盘的中央等。教师要先示范再操作,培养学生科学、严谨、一丝不苟的好学风。
(3)表达准确、分析深刻。教师应对实验中各个现象的实质、性质、结果做出正确的分析判断。语言表达力求做到准确、生动、条理简明、符合逻辑、富有启发意义。在实验中要善于调动学生积极性,使学生更轻松地总结归纳知识的内在规律。
2 变演示实验为学生分组实验,培养学生的实验能力
现在的物理教学,由于课时计划的限制,出现了多演示,少分组的局面。为了进一步让学生有更多手脑并用的机会,在教学过程中,可以把部分演示实验改为学生分组实验,但这样就面临一个教学仪器设备配备不足的问题,造成实验困难。因此,我们应因地制宜,充分利用学生的现有学习用具、教室里的设施以及一些容易找到的材料自制教具,进行一系列“探索性”实验。
譬如在上“物体浮沉条件的应用”这节课时,我让学生找一支普通的钢笔,拿掉它的外壳,露出吸墨水的橡胶胆,使用橡胶胆吸入适量的水,然后把这支钢笔放入一杯水中,使其竖直浮在水面上,细心调节橡胶胆里的水量,可使它进行悬浮、上浮、下沉等实验,让学生更容易接受物理浮沉的基本条件。除此实验外,就这一支钢笔就可以完成初中物理如惯性、摩擦力等40多个实验。由此可见,让学生都动起手来做实验并不是一件难事。
3 在习题课上配上恰当实验,使某些物理现象再现
物理习题,大多是应用物理知识联系实际的问题,但有的比较抽象,学生难以理解。如果结合实验,就会使物理现象再现,使学生真正体会到物理就在实际生活当中。如讲到光的初步知识,布置作业时,“有经验的渔民再叉鱼的时候,不把鱼叉对准所看到的鱼的位置,而是对着稍低于所看到的鱼的位置叉去,才能叉到鱼,为什么?”此题必须利用光的折射原理画图解释,难度较大,于是课上就可以结合实际问题做“分币升高了的小实验”。在空的茶杯里放一枚分币,移动杯子,使眼睛刚刚看不到分币,保持眼睛和杯子的位置不变,慢慢的向杯子里倒水,随着水面的升高,就会看到分币了,通过实验,对渔民叉鱼的习题,就不言而喻了。
4 重视课外实验,培养创造性思维能力
学生的课外实验,从某种意义上说,都是一种非凡的、直观的实践,学生在动手完成各种小实验、小制作过程中,思维异常活跃,学习欲望高涨,参与意识增强,迫切地希望进一步探索问题。通过实验,学生学习到的物理知识比较深刻、牢固。例如,学生看到盲人在过马路时由于看不见红绿灯,易发生危险,因而制作了“盲人红绿灯”。 因为盲人看不见灯,但能听到声音,所以用不同的声音代表不同颜色的灯,盲人可听声辨灯,以保证交通安全。课本中“纸盒烧开水、日光灯启辉器中双金属片的自动控制作用、小风轮、电铃、楼梯开关”等小实验、小制作,有很强的趣味性和知识性,十分贴近学生的生活,符合初中学生好奇、好问、好动、好学的心理特征。教师要鼓励学生做好这些课外小实验、小制作,并有意识地在教学中加以讲评。
5 在实验教学中突出物理方法的教学
物理教学常用的有实验归纳法和实验验证法。在教学中,应有意识地安排这两种方法加强练习。例如,在总电阻教学中,就可进行这两种方法的练习。应用实验归纳法探索电阻串联。首先,教师要求学生根据欧姆定律设计一个电路,测定出各个电阻的阻值,然后由学生进行实验,并从实验中归纳出R串=R1+R2的结论。接着,教师根据串联电路中电流电压的特点和欧姆定律,从理论上加以推导,也得出同样的结果。这样,在获得关于串联总电阻与分电阻关系的同时,学生学习到自己设计电路、总结规律、从理论上论证的初步方法,即实验归纳法。应用实验验证法探究电阻并联。在并联电路的探究中,先由教师从理论上推导出1/R=1/R1+1/R2关系,接着由学生自己设计电路操作实验,然后验证这一关系。最后,由教师进行总结,联系电阻与导体截面积的关系对并联作出解释。这样,在获得关于并联电阻知识的同时,学生学习了实验验证法。
6 把各种实验进行分组归类,使学生的知识进一步系统化
在综合复习时,为了使学生对所学知识有一个综合理解,我把各种实验进行归类。因为,各章节的实验内容,基本上无必然的联系。学生所掌握的有关实验方面的知识,往往既多又乱。因此,在总复习中,我将原教材中实验内容的章节次序打乱,重新归类为如下几部分:观察物理现象、基本仪器的使用、基本物理量的测量、验证物理规律等。实验分组归类,是在学生掌握系统的知识基础上,进一步用实验的方法,由浅入深,由现象到本质配合学生的学习的。打破教材中实验内容的章节,重新分组,目的是避免学生套用一种方法和方式学习物理知识,使学生灵活地运用各种仪器、各种方法,从不同的角度解决实际问题,从而使学生获得新知识、新技能。在归类分组实验中,还可以及时补充对比性或综合性强的实验,以提高学生的综合、分析能力。
多年的物理教学证明,搞好初中物理实验,不但能激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,而且能培养学生的观察实验能力,加深对物理概念规律的理解。作为一名中学物理教师有责任,也有义务克服种种困难加强实验教学,提高学生学习物理的爱好,减少物理学困生,提高物理教学质量。
参考文献
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[3] 阎金铎,田世昆.中学物理教学概论[M].高等教育出版社.
《道路交通管理》是公安学一级学科下属治安学专业的一门重要的专业必修课程,道路交通管理本身也是交通工程学的主要研究对象之一,是指依据道路交通法规,采用交通信号,对道路上的行车、停车、行人和道路使用进行控制,使之畅通有序地运行。[1]由于道路交通系统所特有的复杂性、随机性等特点,使得虚拟仿真技术成为开展研究的重要手段。《国家教育事业发展“十二五”规划纲要》,指出“要落实教学改革重大举措,推动建设虚拟仿真实训系统”。Agent技术与虚拟现实技术的出现为《道路交通管理》提供了理想的虚拟仿真教学方法。本文主要探讨如何设计基于Agent的城市道路智能交通虚拟仿真系统,并应用于《道路交通管理》教学。
1 系统的设计
1.1系统的设计目标
对计算机仿真而言,系统的仿真模型是其最核心的问题。[2]该项目以虚拟现实造型语言VRML为编写工具,以Agent(智能体)思想为核心,围绕交通管理工程专业课程《道路交通管理》为蓝本,开发一个具有高智能的三维虚拟现实仿真系统,能够让学生身临其境地,获取视象、声音、数据等多种要素,并与系统进行互动,完成一系列实验实训项目。
1.2城市道路智能交通虚拟现实仿真系统Agent的设计
基于Agent的城市智能交通虚拟现实仿真系统的目的是对城市复杂的交通主体、交通工具、交通方式等基本要素进行仿真,构造出无限逼近于现实的虚拟仿真环境。交通场景中各类基本要素的运动状态复杂、速度各异,在现实世界中是一个连续的过程,在虚拟现实世界里则是按照时序发展的离散过程。因此机动车、非机动车、行人、交叉口、交通信号灯等要素均可看作是具有高度智能性的Agent,在交互仿真环境中持续自主发挥作用,以探讨如何实现交通控制的目标。
1.2.1车辆Agent的设计
车辆Agent实为驾驶人与机动车共同组成的复合性智能体,一方面具有驾驶人的交通心理、交通法规认识等智能,另一方面具有机动车的制动智能,车辆Agent可以模拟驾驶人获取城市交通环境的各种信号,并自主或根据外部信号而实时反馈,调整行为模式。因此车辆Agent应分为驾驶人Agent与机动车Agent两大模块。
(1)驾驶人Agent的仿真设计
驾驶人Agent包括行车计划智能、交通心理智能、交通法规认知智能三大模块,行车计划智能类函数Driver_ Schedule ( ) 仿真驾驶人Agent原有的行车目的、路线与方式,可以通过随机函数随意组成其行车计划;交通心理智能类函数Driver_Psy ( ) 仿真驾驶人Agent的交通心理特点,根据驾驶人的交通心理状态的特点,可分为疲劳驾驶模式、正常驾驶模式、冲动驾驶模式;交通法规认知智能Driver_Law ( ) 仿真驾驶人Agent的交通规则认知能力,能够识别交通环境中的道路、交叉路口、交通控制信号灯等设施,并根据《道路交通安全法》的要求发出指定的机动车驾驶指令;
(2)机动车Agent的设计
机动车Agent包括速度控制、转弯控制、交叉口控制四大模块,速度控制类函数Car_Speed( )仿真机动车行驶过程中的加减速动作的控制;转弯控制类函数Car_Rot( )仿真机动车的转弯运动模式;交叉口控制类函数Car_Cross( )则仿真了机动车在交叉路口的路径选择运动模式。
1.2.2交通信号灯Agent的仿真设计
交通信号灯是控制城市道路交通系统中行人与机动车行为的重要交通控制设施,主要负责路通流的控制,在虚拟现实场景中以信号灯的颜色变化的方式工作。交通信号灯Agent由信号灯系统与信号机系统两大模块组成,信号灯系统类函数Signal_Light( )仿真交通信号灯的非闪灯即红、绿、黄灯的转换控制,并与驾驶人Agent的交通法规认知智能Driver_Law ( )建立通讯,使驾驶人Agent能够识别交通信号灯,并反馈相应的驾驶动作;信号机系统类函数Signal_Control( ) 仿真交通信号灯的控制方式,包括多时段定时控制法、自适应控制法,并可根据需要在自适应控制法添加神经网络控制、模糊控制等智能算法;
1.2.3道路Agent的仿真设计
道路Agent是整个系统中最基础的交通环境智能体,类函数Road_Queuing( )实现对车辆Agent的感知、排队、统计的功能,当车辆Agent进入某条道路时,类函数Road_Queuing( )将该车赋予队列编号,加入该路的队列中,离开时,该车队列编号即被注销。
1.2.4交叉路口Agent的仿真设计
交叉路口Agent是整个系统中最核心的交通环境智能体,类函数Cross()与车辆Agent与交通信号灯Agent各类函数发生实时通信,完成在交通信号灯Agent控制下的车辆Agent的动作,并实现车辆Agent完成道路间的位置转换;
1.2.5城市交通控制评价Agent的仿真设计
城市交通控制最重要的目标就是缓和交通拥挤、提高交通效益,也就是减少交通拥挤和堵塞现象,因此好的城市交通控制评价Agent就是衡量智能城市交通控制系统是否达到目标的关键。本系统的交通控制评价Agent包括各路段车流量评价与平均每车等待时评价。在现实世界里,长时间堵车与红绿灯等待所造成的每辆汽车的等待实际上是不可忍耐的,因此城市交通的控制者希望通过根据路段的车流量状况,调节各路段的红绿灯信号以达到平均每车等待时间最优的效果。[4]
1.3系统虚拟现实场景的设计
本系统的虚拟现实模型主要是仿真现实城市交通的各种实体,使其形象地表现出城市交通的状况,使观察者有身临其境的感觉。按照系统的仿真需求,可分为静态场景设计和动态场景构建、视点控制设计。
1.3.1静态场景构建
为表现城市交通的实景情况,同时也作为动态类虚拟现实模型的运动参照物,系统需要一些模仿现实物体的虚拟现实模型来进行表现,例如天空、大地、公路、建筑物、树木等物体。这类物体在系统中并不需要产生坐标、颜色、角度的变化,只需要通过VRML语言构建其外形,因此被称为静态类虚拟现实模型。以下阐述几个主要静态模型的构建
(1)天空与大地模型的构建
作为虚拟现实的主要参照物,天空与大地模型的构建相当重要,在VRML语言中,Background{}语句用于构建天空与大地模型,skyColor []用于定义天空不同层次的颜色, skyAngle []用于定义天空弯曲的弧度、groundColor[]用于定义大地不同层次的颜色,groundAngle []用于定义大地弯曲的弧度。
(2)道路与建筑物模型的构建
道路是系统动态类模型运动时的主要参照物,为了表现车辆Agent在道路上行进的动态情况,需要构建城市道路的虚拟模型,同时虚拟道路的长度与宽度数据也是车辆Agent的java控制模型的主要参量。
1.3.2动态场景构建
动态场景是虚拟现实仿真系统的灵魂,其包括静态表现与运动表现两部分。动态场景的静态表现与静态场景一样,其参数在整体仿真系统中并不发生变化,可通过VRML语言构建其形状,例如机动车的颜色、大小、形状等等;动态场景的运动表现的参数随着时序发生一定规律的变化,在虚拟现实系统里,通过VRML与JAVA的接口,利用JAVA控制程序来控制其参数变化,例如机动车的位移、方向、速度;交通信号灯的颜色;交通流量评价器的数字变化等。
1.3.3视点控制设计
基于VRML的虚拟现实系统在展示空间信息时,通过在虚拟世界中的替身来模拟观察者,便于其以第一人身的视角观察与浏览虚拟场景。替身的眼部相当于一个取景器,取景地点与方向、取景范围以及景深都是可以设置的。因此设计者可以在虚拟世界里根据需要设置多个视点,以便系统每次载入文件时,浏览器自动地将观察者置于预定的视点上,观察者可以从该地点的方位观察场景。本系统将利用VRML的视点节点:Viewpoint,节点代码如下:
DEF View1 Viewpoint {
position 0 20 1000
jump FALSE
orientation 0 1 0 1.7
description "View1"
}
该视点名称为View1,在系统中点击View1便可使替身自动切换至该视点所处的位置(0,40,140),在java类控制函数里可以用到该项节点描述,jump域的值表明在视点位置变化时,浏览器是否将观察者视点跳转到新位置,该域值为False表示视点跳到新位置时需要经过时空转换,给观察者一个连续跳跃的过程。
2仿真系统在《道路交通管理》实训教学中的应用
Agent技术与虚拟现实技术并不是为教育量身定做的,在复杂的学习过程中,应以教育的视角去审视新技术的应用[5],因此要充分利用Agent技术的智能性与虚拟现实技术的沉浸性、交互性、构想性等特点从学习的本质出发,用学习理论指导基于Agent的虚拟现实系统在《道路交通管理》教学中的应用,开发了以下实践教学项目。
2.1技能强化型仿真实训项目
2.1.1静态控制设施识别仿真实训
学生通过仿真系统可直观地观察并识别城市道路交通系统中的静态控制设施,包括道路交通标志的颜色、形状、字符图案及设置方式;各类道路交通标线的特征;道路交通安全设施的种类与形状。
2.1.2动态控制设施识别仿真实训
学生通过仿真系统可以观察到交通信号灯的外观,以及识别各种信号灯的动态特征,以及机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯的特征。
学生在仿真系统中,通过肉眼反复识别与训练,真实环境的模拟中不断接受环境的刺激, 不断地尝试与错误, 最终达到由感性知识上升到理性认识的目的,而且比起真实环境,教学组织者并不需要付出过多的教学成本既可达到目的。[6]
2.2验证性仿真实验项目
2.2.1驾驶员交通心理与机动车跟驰仿真实验
现实生活中对驾驶员的交通心理与机动车跟驰现象的实验难以开展,而仿真系统则提供了验证实验的可能。学生可以通过调整仿真系统的特定驾驶人Agent的交通心理智能类函数Driver_Psy ( )以观察到驾驶人Agent在疲劳驾驶模式、正常驾驶模式、冲动驾驶模式的行驶状态,并实时观察到各种交通心理模式下的特定车辆Agent与其他车辆Agent在各类交通环境中的机动车跟驰现象。
2.2.2交叉口单点交通信号控制实验
针对单个有控制信号的交叉路口的控制实验,由于不同方向交通流之间相互冲突的风险,这在真实的城市交通系统中难以开展。在仿真系统中,学生可以通过修改调整信号机系统类函数Signal_Control( )的信号周期、绿信比等参数,观察验证交叉口单点交通信号控制规律以及对交通流控制的效果。
2.3综合设计性仿真实验项目――城市区域交通信号控制仿真实验
学生对驾驶人Agent、机动车Agent、交通信号灯Agent进行综合设计,自行设计仿真系统中驾驶人Agent的行车计划、交通心理类型、机动车Agent制动性能以及交通信号灯Agent的控制方案,在如此复杂的仿真实验环境下验证结果,实验步骤如下:
2.3.1仿真环境概述
仿真系统以重庆市高新区科园一路至四路交通路网为仿真对象,该路网有12个入口路段,实验设置为每个入口路段随机进入虚拟汽车,车流量设定为5辆――20辆/分钟,车速设定为低于40公里/小时;
2.3.2虚拟现实世界的时间设置
本系统采用VRML97的虚拟世界时,在VRML97的虚拟时间设置中,可以根据实验者的需要任意调整虚拟时间与现实时间比,本次实验将虚拟世界的时间与现实世界的时间调整为10:1,也就是虚拟现实世界的10秒相当于现实世界的1秒,如此能够在短时间内观察到更多实验结果。
2.3.3实验方法
学生根据教材要求设定驾驶人Agent、机动车Agent、交通信号灯Agent的各类参数,通过设定不同的仿真时间,经过反复实验,获取输入车流量(辆)与平均每车等待时(虚拟现实秒)的数据。仿真时间分别设置为1500秒、3000秒、5000秒、10000秒。由于在系统初始运行状态,车流量有一个调整的峰值,因此仿真时间较短的1500秒、3000秒需要反复实验多次,以稳定数据。
2.3.4实验的限定条件
本次实验共有12个路口,6个路段,180辆虚拟汽车模型、相邻路口间距为100米、36个车流量传感器。红绿灯信号设置方式见下表:
根据上述条件进行实验得到以下数据:
为确保系统的精确性,系统内植入了验证程序,该验证程序能够进行机动车Agent碰撞检测,一旦发现仿真性错误将立即报警并输出erro结果,也可以通过肉眼监视虚拟汽车队列紊乱、碰撞等非法情况,根据实验结果输出来看,虚拟汽车碰撞度低于0.1%,系统比较精确地反映现实交通。
1.计划好路线
有数据显示,如果每天多行驶2公里,那么你平均每月多消耗6L汽油,按照欧Ⅲ标准计算也就是一辆车每月多排放270克的二氧化碳。
2.检查后备箱
车上每10斤物品随车行驶1000公里,就会消耗0.4升燃料。每增加1千克的负载会增加1%油耗。因此,应经常检查行李箱内是否装有不需要的物品。
3.慢热你的车
车子启动后在原地停留超过一分钟,对冷发动机的损耗非常大,不仅增加了2.7%发动机故障风险,而且还增加了11.3%的二氧化碳排放。正确做法是,无需原地热车,在车子刚启动时不要马上加速,慢行几分钟,让引擎热起来之后再均匀加速行驶。
4.平缓加油,匀速行驶
猛加油每公里会排出多余的0.4克一氧化碳;轮胎磨损增加70倍;追尾风险增加4.3倍。
5.尽量挂高档
低档行驶会消耗更多的能量,所以在驾驶手动变速器的车时在车速稳定下来以后应及时换成高档。对于一辆手动档车来说,低挡高速行车,会使油耗超过正常值的45%。
6、高速行驶时不能开窗户
实验表明,关闭车窗,风阻将降低30%。
8.慎用刹车
每一脚刹车的成本是1毛钱,这其中包括你发动机油嘴刚刚喷出的那口新鲜的油以及刹车皮损耗和轮胎损耗等等。
9.直线驾驶
尽量走直线的车比频繁变道的车每公里油耗平均节省12%。变道时需要频繁地改变速度、急加速、刹车从而使大量的汽油在你完全没有知觉的情况下变成了没充分燃烧的尾气。
10.别开车时打手机
开车打手机,平均车速降17%,而错过路口的风险增加40%。如果把时间也算入环保范畴的话,你打电话开车还会很不环保的浪费你7%的时间。
11.避免让车长时间怠速
试验证明,发动机空转3分钟的油耗可让汽车行驶1公里。因此,凡是等红绿灯超过一分钟、堵车怠速4分钟以上、停车等人最好都要将引擎熄火。
11.定期给车打蜡
安全就是最大的环保,每处理一次事故所需要消耗的能耗是发生事故的170多倍。事实证明,打蜡车辆的亮度比非打蜡车辆高23%,而被其他司机发现的概率高12%,而事故率低3.2%。
12.保持车速
匀速行驶和直线行驶省油的道理是一样的,车速低不一定就省油。当然,最省油的速度是0。
13.注意燃油品质
如果一部车常年使用标号不匹配的汽油,二氧化碳排放超过正常情况4%,发动机的寿命将为此缩短一年。
14.定期保养车辆
而在常见的故障中,有83%是因为没有科学的保养而造成的。而这些故障会影响你车的寿命2.2%,二氧化碳排放7.3%。
15.尽可能减少短距离行驶
如果你只是去小区口的超市,还是走着去吧,这样不仅环保,而且对身体也有好处。
16.保证轮胎正常气压
经测试符合规定要求的胎压可以降低油耗3.3%。若轮胎气压降低30%,当汽车以40km/h的速度行驶时,轿车油耗增加5%-10%,柴油载货汽车油耗增加20%-25%。为了节省油耗,去测一下你的胎压吧。
17.勿盲目使用耗电设备
后风窗加热器使用10小时,整车油耗将增加1升。不要以为车上的电不用电表就是不花钱的。把没用的电器都从你的车上摘下来吧,这样不仅能够减轻车重,而且省很多电。
18.切勿离合器不踩到底
声音的传播距离近,且传播不集中;尖锐的鸣笛声也让人产生不悦感,尤其是对老人和小孩;听到警示铃声后,道路车辆往往不能及时避让,以致救护车无法及时到达目的地。
综合考虑上述问题后,我们设计了一种救护车远程预警系统。
一、设计思路
救护车远程预警系统由GPS模块、无线收发模块、Arduino、液晶显示屏组成。GPS与无线通信技术结合,为救护车定位,并将其计划路径信息传递给交警指挥中心,交警指挥中心及时将相关信息显示在红绿灯灯杆处的显示屏上,为驾驶员提供充裕的避让时间。
二、设计内容
系统工作流程图如图1。
1.主要技术及构件
(1)无线电传输――电磁波
变化的电场周围会产生磁场,这种变化的磁场和电场交替总是在发生,并且向远方传递,电磁场由产生区域向远方传播。变化的电场和变化的磁场互相依存又互相激发,并以有限的速度在空间传播。这就是电磁波。
(2)Arduino
Arduino能通过各种各样的传感器感知环境,通过控制灯光、马达和其他装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可通过Arduino的编程语言编写程序,编译成二进制文件,烧录进微控制器。
Arduino的编程利用Arduino编程语言 (基于 Wiring)和Arduino开发环境(基于 Processing)来实现。基于Arduino的项目可以只包含Arduino,也可以包含Arduino和其他一些在电脑上运行的软件,它们之间通过通信来实现。
我们选用的是Arduino型号中比较适合中学生的一种――Arduino UNO。
(3)LED显示屏
将救护车即将到达某条道路的信息呈现在LED显示屏上,让该条街道上的汽车能及时避让。
(4)GPS模块
GPS是全球定位系统(Global Positioning System)的缩写,这种定位系统基于卫星,用于获得地理位置信息以及准确的通用协调时间。
(5)GPRS/GPS/GSM三合一模块
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线服务技术的简称,它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务,属于第二代移动通信中的数据传输技术。GPRS可以说是GSM的延续。
GPRS与以往连续在频道传输的方式不同,是以封包式传输,因此使用者所负担的费用以其传输资料单位计算,并非使用整个频道。GPRS的传输速率可提升至56Kbps甚至114Kbps。
2.硬件设计与搭建
硬件电路图设计如图2、图3所示。
(1)定位信息发射端:GPS定位模块;无线信息发送模块;Arduino。
(2)定位信息接收端:无线信息接收模块;Arduino。
(3)定位信息接收端模拟交警指挥中心。
三、仿真测试
将定位信息发射端置于房间左侧窗户处,接通电源,GPS模块天线正对天空,使其接收到卫星定位信息。
房间右侧的电脑上连接定位信息接收端和液晶显示屏,按下开关后,电脑接收到完整信息,经处理后显示出经纬度信息。
1.定位信息发射端
GPS定位模块接收信息,通过Arduino处理后交给无线信息发射模块,通过无线信息发射模块远程传送给无线信息接收模块,模拟交通指挥中心。
2.定位信息接收端
接收到无线信息发射模块传送过来的信息后,信息经Arduino处理被输入电脑。
3.显示屏
通过电脑输出救护车的实时位置信息,可以看到显示屏上已经显示出了经纬度信息。这说明在有信号的地方,该系统能够正常运行。
我们可将接收的信息导入电脑,在谷歌地球软件上将实时定位的位置信息显示出来,通过电脑控制道路上的显示屏显示提示信息。
4.GPS信号接收测试
此系统搭建完成后,我们进行了多次仿真实验和数据分析,定位信息数据,再把定位数据导入谷歌地球显示位置,实验成功。
通过一系列仿真实验,证实该系统在有GPS信号时能完成预期目标。
四、展望与设想
1.装置简化
使用三合一模块可大大减少工程量,简化装置,后期我们决定使用GSM/GPS/GPRS三合一模块完成此系统的构建。
对于GSM/GPS/GPRS三合一模块,我们用Arduino的GND口连接模块的GND,Arduino的RXD和TXD分别连接模块的TXD、RXD,就形成了Arduino与模块之间的通信,接着在相应的程序下由模块发出信息与交通控制指挥中心通信,由控制中心根据所得数据将相应的信息显示在LED显示屏上,提醒驾驶员及时避让。
1.1幼儿园迎合家长的观念和需要
目前社会,家长“望子成龙”“望女成凤”的意愿十分迫切,对幼儿园的期盼,希望幼儿园把自己的孩子培养成为众人眼中的乖乖儿,“听话”的孩子,尽量少在幼儿园中闯祸。幼儿园为获得家长的满意评价、吸引留住生源,对待家长小心翼翼,对待幼儿也是小心谨慎,一味地迎合家长的要求,在无形或者有形中对小孩加以束缚,不准幼儿乱拿东西,不准幼儿乱活动等,在一定程度上减少幼儿自由活动的时间、减少户外活动的时间、减少幼儿自己尝试的机会,从而无法在实践中对幼儿进行安全教育。
1.2幼儿园教师对幼儿心理发展特点缺乏了解
幼儿园孩子的年龄阶段在3-6岁,其思维发展正处于以直观思维为主和以感知动作为主的阶段。这个年龄段的幼儿好奇心强,想要亲身尝试很多的动作,即使这种动作是很危险的。有些幼儿教师缺乏对幼儿思维发展的阶段性特点的了解,在教育方式上采取“一刀切”,明令禁止幼儿的尝试行为。如教师发现幼儿拿教师里的扫帚时,会马上对其进行制止,这是因为教师缺乏对幼儿产生这一动作、行为原因进行深入分析,不了解幼儿的好奇心所造成的,这种做法严重挫伤幼儿好奇心,同时也错失了进行安全教育的好机会。
1.3幼儿园安全教育与家庭安全教育不一致
在幼儿的安全教育问题上,家长与幼儿园可能存在不同的教育方式。家长由于对孩子的溺爱,为处处为孩子扫清障碍,给孩子一中封闭状态,不允许接触任何危险的事务,更有甚者限制幼儿进行正常的活动。如幼儿由于好奇想要触摸剪刀,家长看到后直接就是大声“恐吓”幼儿不准这样做,这就导致了幼儿连最基本的安全常识都不知道。而幼儿园安全教育是要把幼儿看成是一个独立的人,让幼儿明白剪刀的用途,以及使用不当会造成怎样的危害,家长的过分保护实际上剥夺了孩子通过实践锻炼提高自我保护能力的机会。
2、应对幼儿安全教育问题的对策
2.1树立正确的安全教育理念
幼儿的安全并不是靠减少活动来保证的,而是通过对幼儿进行适当的安全教育,让幼儿在活动中学会自我保护。提供安全的生存空间,让孩子在拥有知识的同时,拥有健康的体魄,坚强的人生毅力,从而拥有快乐、成功的人生是幼儿园的重要责任。因此,幼儿园应当以安全的环境为基础,尽可能地对不安全因素提前做好防范,预测并及时排除,把伤害率减到最低。幼儿园要消除幼儿游戏的操场的安全隐患,可以在园内铺设塑胶场地,当幼儿在奔跑时,塑胶的柔韧性能给幼儿适当的缓冲,从而减少幼儿的摔倒,即使是摔倒也比较不容易受伤。
2.2开展多种形式的安全教育活动
幼儿的思维特点表现为依赖具体的事物来提高认识和思维能力,不能依靠单纯的口头说教。因此,幼儿园安全教育不仅要有实物、场景,而且要采取多种形式让儿童主动参与,在参与中学会安全保护技能。如设计角色游戏“不给陌生人开门”,教育幼儿对陌生人应持有警觉性和自我保护的意识;设计综合性游戏“安全过马路”,让幼儿自己使用实物构建十字路口,制作红绿灯,用角色扮演的方式学习过马路的规则,练习如何过马路;开展“消防演习”、“火灾自救”等活动,使幼儿在体验中对火灾、对安全具有初步的认识,懂得学会自我保护。
2.3加强幼儿园与家庭的安全教育合作
幼儿教师学前教育幼儿园质量国家颁布《学前教育三年行动计划》以来,给学前教育事业带来了又一股春风。政府的高度重视,促进了学前教育事业的快速发展。教师是影响幼儿园质量的关键因素之一,也是核心竞争力。教师在幼儿教育中有着重要的作用。那么,儿童成长之初最需要的是什么?教师应如何引导呢?
一、为幼儿提供早期经验
作为幼教工作者,每个人都希望做好教师,好教师是什么样的?好教师可以是各种各样的,但是他们的共同点是:了解并满足幼儿发展的需求。在儿童成长过程中,早期经验很重要。童年只有一次,儿童的发展是不可逆转的。作为教师,我们可以不断地改过,但对儿童来讲,是不能重新来过的。因此,教师要尽量减少失误,把最好的教育给每个儿童。首先就是要为幼儿提供有价值的早期体验。
1.早期经验是认识世界的基础
幼儿教育是基础教育的基础。教师应该给这个阶段的儿童什么呢?首先是经验。经验对一个人的影响很大。一般来说,人的认识是从感性上升到理性的过程,感性经验的积累是发展的基础。感性经验需要发展感性器官。也就是说,眼睛要多看、耳朵要多听、手脚要多动,需要开放儿童的各个感知感官,接触与感受各种事物。儿童的发展,总是在一定的经验基础上,儿童认识事物必须有早期经验作为基础,这是发展的必要条件。
早期经验可以刺激人的大脑,促进大脑功能的发展。人的大脑由许多神经细胞组成,它们的生长需要丰富而有效的刺激。打个比方,人大脑中的神经细胞与外界刺激好比灯泡和开关的关系,灯泡能否亮起来,靠的是什么?靠的是“刺激”,只有提供很多“刺激”脑神经细胞才能被激发起来,大脑就能兴奋起来。也就是说,神经细胞原本各自是相互独立的,经过外部刺激,细胞和细胞之间建立起各种联系,儿童如何获得刺激?很重要的,就是为儿童提供丰富多彩的活动,让儿童与环境反复互动,互为刺激。在互动中积累经验,认识客观世界。
2.感性经验促进智力发育
儿童智力的发育对儿童的成长非常重要。所谓智力发育,更多侧重认知能力的发展,包括儿童的想象力、创造力和思维力等。就像我们要学习跳舞,就要有身体协调力、音乐律动力等基本能力,而这些能力的发展除了一定的遗传因素外,更多是经验积累和练习的结果。在儿童认识世界的过程中,他们不可避免地要思考问题,对问题进行比较和分析。要让他们知道事物之间是有联系和区别的,比如在认识图形的时候,需要去触摸和感受,图形有圆形的、方形的、三角形的,这些都是不一样的,并且在同一种图形中也有大有小、有厚有薄、有宽有窄。儿童在认识图形过程中,通过比较、分析与概括,抽象出图形的基本构成要素,比如三角形是由三条边、三个角、三个顶点构成的,无论图形是大还是小,只要具备三个要素就是三角形。试想如果没有经验的积累,没有对各种事物的多方面感受就很难抽象出三角形这个概念。一些老师在教学中往往会这样做:拿出一些三角形并告诉孩子这是三角形,然后要求孩子从众多图形中找出三角形。这种教学方式过于简单和机械。孩子们主要是靠感性的视觉对应进行判断,一旦把三角形换一个角度和位置,孩子就不能正确判断了。教师在教学中不能急于求成,一定要将概念的形成建筑在充分的感性经验基础上。
3.感性经验促进情绪发展
孩子的情绪发展也需要经验积累。要让他们在接触各种事物的过程中,去获得内心真实的感受。不管快乐的还是悲伤的情绪,都是有必要的。切忌用一种情绪代替所以感受,该悲伤时就让他们悲伤,该焦急的要让他们焦急,各种情绪的体验是儿童情商发展的基础。当然,在这个过程中需要教师正确引导。
二、为幼儿提供有价值的经验
作为教师,我们必须为幼儿提供丰富的经验,但是并不是所有的经验都是有价值的,这就需要我们进行选择。我们要分析孩子需要什么样的经验,知道什么样的经验可以支持和促进儿童的发展。有些经验不但不利于儿童发展,反而扼杀孩子的天性,这样的例子比比皆是。比如有些家长强迫孩子学琴,孩子会砸琴;或是强迫孩子学习奥数,孩子非常反感;或是把小学化的东西下放到幼儿园,这些都违反了幼儿发展规律,欲速则不达,甚至会伤害孩子的心灵。我们举一个极端的例子,假如我们让孩子学习用脚写字,孩子可能会学会。或让孩子背字典,他们也能学会,但这种学习有价值吗?孩子的时间是有限,发展经历是不可逆转的,如果你用大量没有价值的经验挤占了孩子宝贵的时间,耽误了孩子的成长!那么,哪些经验是有价值的呢?
1.有效的反馈
在教学过程中,教师对儿童的反映和表现一定要给予积极的反馈,不能漠然对待。因为教师的反映就是一种刺激,对孩子来说就是一种经验。但是刺激不应是简单的鼓励,一定要表达准确而具体。言之有物,不可大而概之。
2.调动孩子的感官
眼睛、嘴巴、耳朵,都是人类认识世界的重要感官,要让儿童从小就多听多看,刺激和发展感官比给很多“死”的知识更有价值。
3.培养孩子的积极情绪
教师的情绪很重要,应该带给孩子什么样的情绪呢?应该是积极的、乐观的、饱满的,这些正向的情绪会给儿童一个幸福人生的底色。反之,孩子会更多表现出消极的、悲观的负面情绪。
4.营造情境
教师要给孩子有准备的环境,包括规律的、秩序的环境。我们常常讲自由和秩序的关系,给孩子自由是放飞心灵,并不是没有要求。马路设置了红绿灯,车辆会走得更快。孩子的行为也要设置“红绿灯”,让他们从小就知道哪些能做、哪些不能做,养成良好的道德行为规范。建立规范是让儿童学会社会规则,不是限制儿童的发展,我们要给儿童提供自由发展的空间,开放宽松的发展环境。
5.启发幼儿的独立性
智力是积极主动的建构过程。教师要把孩子当做独立的个体来看待,尊重每个孩子的发展特点。在教导孩子认识事物的过程中,要启发孩子说出自己的方式,让孩子知道,每个人可以有不同的想法,每个人的想法都是有价值的。
三、做幼儿社会化的启蒙者
好的教师是幼儿社会化的启蒙者。孩子的发展是一个从自然人走向社会人的过程,而教师正是孩子这个过程的引路人。虽然我们常说家长是孩子的第一任老师,但老师是术有专攻者。幼儿在人生的起步阶段,有几个需要“紧走几步”的关键阶段,教师恰恰是这“紧走几步”的关键人物。就好比孩子从河上的小桥走过,要想不掉进河里,就需要学会平衡和控制,老师正是帮助孩子掌握平衡和控制的引导人和教导者。
1.社会化决定人的幸福
意大利诗人但丁曾说过:道德可以弥补能力的不足,而能力却无法弥补道德的缺憾。幼儿是否能成为一个有品德的人,一个受欢迎的人,主要取决于他的社会化水平。幼儿的社会化过程有一个从外化到内化的过程。其中,外化更多是一种简单的模仿。比如孩子喜欢某位老师,他会情不自禁地去模仿老师的声音、动作,这些都是外在的。直到他把这些行为转化为自己比较稳定的行为时,才达到内化。很多人为什么不幸福?这和他的社会化程度分不开,比如社会化程度不高的人,始终停留在模仿水平上,一直达不到内化,这样不免会出现心理冲突,内在和外在的不统一和不和谐。一个人,只有他是发自内心地自主地接受社会的东西,包括道德规范,他们才能从中找到乐趣,从而实现外化向内化的转化。比如,孩子入园前在家里约束少,相对自由些,入园后则要学会过集体生活,要遵守各种规则,刚开始有一个适应过程,慢慢地就形成习惯,达到内化。
2.如何形成社会化
社会化不是教会的,而是实践的结果。因为仅通过认知是不会达到社会性的内化的。幼儿社会化的形成,需要教师为他们营造各种情境来实践。同时还要训练儿童正确的思维方式,比如我们问孩子是马跑得快还是企鹅跑得快,孩子的回答肯定是马跑得快。假如给孩子们看一部关于南极的纪录片,孩子们就会看到企鹅灵巧地在冰雪上行走而马却寸步难行。再问,马跑得快还是企鹅跑得快,孩子们会惊异地发现,企鹅跑得快了。为什么会出现这种情况?孩子们最后发现任何事物都处在一种社会情境和关系中,快和慢不是绝对的,要看具体的环境与情景。如果孩子们有了这样的思维方式,他的思维会更灵活,会容易适应社会。
3.给幼儿创设一个“气场”
引导儿童,老师并不需要做太复杂的事,但要给他们创设有效的环境,孩子们一踏入这个环境就会惊喜,就能表现出无比兴奋。我在美国曾经看到这样一件事情:在一个幼儿园里,孩子都穿好外衣去做户外活动,只有一个小女孩始终穿不好外衣,这时候老师轻轻走到她身边,把她的衣服铺在地上耐心地告诉她如何才能穿好,老师做了示范,又让孩子自己穿,直至这个小女孩学会为止,在这个过程中老师没有着急和催促孩子,而是不断地帮助她、鼓励她。
在很多时候,教师要给孩子理性的东西,给得到不到位就是专业性的体现。好的老师善于运用表情、语言、动作等各种手段创设出一个能激活幼儿情绪的气氛,也就是俗话说得“气场”。
4.给幼儿智慧和艺术
一定要给儿童智慧和艺术。这就需要老师本身就是智慧的和充满艺术的人。儿童是活生生的个体,生动而充满活力,我们的教育不是冰冷的、机械的,而是丰富的、生活的,让儿童能不断地能体会到成长中的烦恼和快乐。这就要求教师要做到:
第一,处理好与家长的关系。家长有时候会要求教师做一些事情,那么我们就要看家长的要求是否符合儿童发展规律。比如,一些家长认为“不打不成材”,只有在高压下孩子才能有出息,追捧“虎妈”的教育模式。但是很多研究告诉我们,遵循儿童发展规律才是最好的教育。家长和教师的目标是一致的,一定要协调统一。一些家长把孩子“扔”给幼儿园,自己图个一身轻,这是不可取的。儿童成长需要家园互动。