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水循环的本质范文1
1.地理概念是地理问题之源
概念是在人们头脑里所形成反映对象的本质属性的思维形式。把所感知的事物的共同本质特点抽象出来，加以概括，就成为概念，概念都具内涵和外延，并且随着主观、客观世界的发展而变化。
地理概念是人们对客观地理事物本质属性的抽象概括，是最基本的地理思维形式和单元，是地理课程学习的奠基石。地理概念是地理事物、现象或地理演变过程的本质属性在学生头脑中的反映，是学生认识各种地理事物的基础，区分不同地理事物的依据，学习地理原理性知识的前提。
深入地理概念内涵可以发现地理问题，例如：高中必修一《自然界的水循环》一节中，"水循环"这个概念："是指地球上不同的地方上的水，通过吸收太阳的能量，改变状态到地球上另外一个地方。定义里有两个概念又需要质疑：水在地球的状态有几种状态？不同的地方上的水--即地球中的水多数存在于什么地方？改变水的状态需要哪些条件？ 解释中地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。而水在地球的状态包括固态、液态和气态。而地球中的水多数存在于大气层、地面、地底、湖泊、河流及海洋中。
2.预设问题促进对地理概念的理解和应用
既然地理概念是地理问题之源，那么如何在地理概念教学中帮助学生摆脱对地理概念的认识偏差，更好的理解地理概念的内涵、提升地理概念外延的应用能力，就上升为要抓住核心概念，可以通过预设地理问题促进对地理概念的理解和应用。
首先，在地理概念的习得阶段，从生活经验出发，以获得概念理解捷径；利用主观感知，以丰富地理表象；联系已有知识，以促进概念同化。例如：《自然界的水循环》一节从生活可见的水的存在形式和空间分布入手，在教学上设计了以长江水体运动为主线索的一系列有关的探究问题--长江水体之间的相互转化；水的存在形式，长江水循环的类型、环节及对长江流域地理环境的影响，促进对水循环概念的同化。
其次，在地理概念的巩固阶段，进行变式练习，以掌握概念的本质属性；通过概念间的对比，加深对概念特性的认识；通过各种组织策略，以完善概念结构。学生对水循环概念的同化后，教师提高要求能够绘制"海陆间水循环示意图"，并用简练的语言表述水循环的过程，加深掌握对水循环概念的本质属性的认识；让学生掌握简单的绘图技能并学会分析地理现象、描述地理事物的发生过程，以完善概念结构；培养学生的动手能力和知识迁移能力。通过学习水的若干运动转化、更新规律，使学生能够结合生活实H、解释生活中的实际问题，用科学的理念、发展的观点指导个人行为。意在提高学生的图像信息的提取和分析能力；学会运用辩证的观点分析、解决问题。在此基础上教师引导学生进行图文信息的转换教学：以长江"水体"为关键核心词，指导学生构建地理概念图做笔记。
3.构建地理概念图， 揭示地理概念间的联系，使学生形成概念体系
通过构建地理概念图，建立知识系统，找到知识点之间的联系和规律，从而加深理解和记忆；形成概念体系，帮助学生在表达时理清思路，把握全局，使讲解和学习流畅自然、重点突出。
《自然界的水循环》一节在解决上述问题基础上，引导以"长江--水体环境"为关键核心词，指导学生构建地理概念图，利用地理概念图做笔记。
通过运用地理概念图技术，将提升学生思考技巧，逆向思维讨论"如果自然界不存在水循环，那地球将会出现什么状况？"拓展了学生的发散思维和大幅增进记忆力，组织力与创造力，培养自主学习的能力。引导利用"地理概念图"为工具记录笔记，能将老师讲解的知识点核心内容记录下来它们之间的联系用线条连接，使思维重点、思维过程以及不同地理概念之间的联系清晰地呈现在图中。这样的课堂笔记不仅能够迅速帮学生进行归纳总结，而且整堂课的授课过程也被形象地记录在图中，学生形成地理概念体系以便于课后复习，加深对地理概念内涵的理解和外延的拓展应用。
4.注重地理概念的灵活运用，提高地理素质能力
在地理概念的应用阶段，注重概念的灵活运用。可通过启发式自我提问、合作式相互提问、出声式思维训练以及归纳式错题整理等方面进行训练。高考对地理概念的考查，从来源包括对概念内涵的考查、对概念外延的考查及对概念间关系的考查三种形式，考查形式较灵活，对学生知识与能力的考查较全面。
例如【2015年新课标Ⅰ】37.（24分）阅读图文材料，完成下列要求。
（1）分析青藏高原形成多年冻土的年平均气温比东北高纬度地区低的原因。（8分）
学生失分的原因：（1）多"冻土"和"多年冻土"概念区分不清。 （2）只分析青藏地区的纬度、海拔，而没有落脚到太阳辐射强；（3）对青藏地区和东北高纬地区气温年较差特征和成因认识不清。
根据材料中"多年冻土分为上下两层，上层为夏季融化，冻结冻结的活动层，下层为多年冻结层"，可得出以下结论：多年冻土的形成于冬夏季气温有关，只有冬季冻结厚度大，夏季不能全部融化，才能形成多年冻土层，故解答本题的关键在于：当同样形成多年冻土层，青藏高原由于太阳辐射强，气温年较差小，冬季气温较高，冻结厚度薄，只有年气温更低时，才能保证夏季不会全部融化，也才能形成多年冻土层。
水循环的本质范文2
随着经济的发展和人口的增加，人类对水资源的需求不断增加，再加上对水资源的不合理开采和利用，全球水资源、水环境状况加速恶化。由此，全球干旱、洪涝、暴雪等极端降水天气不断增多，且有逐年加剧的趋势，气候紊乱，洁净的水越来越缺乏……
以生命智慧赋予人的能洞见事物本源和本质的内心的眼光和思想来看，所有这些可怕的现状和趋势，还仅仅是水资源水环境危机中人们所能看到、认知到的一个方面!深层次的、涉及全球之水这一大体系的关乎全球水生态整体的问题，隐藏着更为巨大的危机!地球之水这一大体系的失衡和无序发展到一定程度，就可能出现全球之水大系统的系统崩溃!全球水生态大系统的整体崩溃，将使地球、使人类和其他生命体的生存难以为继!……
我们用生命智慧的眼光看到：地球水资源水环境，存在不太被关注、大众认知程度有限的另一面，也是更涉及本质的一面，这直接关乎地球生态整体的生命状态、关乎人类整体的生存的一面，就是地球之水本身是作为一个精巧的生命整体，也赋予了地球以生命!在多如恒河沙数的宇宙星体中，之所以只有地球有生命的特征，是因为地球上有一种具备生命特征的巨大的生命体系，就是“地球之水”这一水的大生命体!。因此，“水”，不只是“水”本身的生命，还是“生命之水”，是能滋养生命的生命。
水覆盖着地球表面71％左右的面积，地球上万物的生命都离不开水。万物生命是水的大生命的不同的外现，万物生命由水构成、由水承载，靠水连接，靠水在特定生命体的循环来运行、来生存、生长。水是生命的本源，水是智慧的本体，水是生命的内含，水是生命的体现；水承载着生命，水维系着生命，水连结着生命，水联系着生命。
地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪山，以及大气、生物体、土壤和地层。这些水虽然很多不直接连接，但是水的渗透性、溶解性以及固液气三相转变的巨大可塑性，决定了全球之水是整体联系在一起的。这一整体是一个大的生命体，具备了生命体的基本特征。在太阳辐射和地球引力的推动下，水在水圈内各组成部分之间不停地运动着，海洋表面的水蒸发到大气中形成水汽，水汽随大气环流运动，一部分进入陆地上空，在一定条件下形成雨雪等降水；大气降水到达地面后转化为地下水、土壤水和地表径流，地下径流和地表径流最终又回到海洋，由此形成淡水的动态循环。
水资源是地球生命的“血液”。犹如血脉和经络之于人之生命的重要，水是地球本身及地球上一切生命机体的组成物质，不仅参与所有生命的代谢活动，全球水循环还是联系地球各圈和各种水体的“纽带”，赋予“地球之水”生命的特征，使其本身成为生命存在。水循环串联起来的大大小小的水系在地球上蜿蜒，使生命和文明遍布全球。对于人体而言，水的代谢循环状态是人的健康状态的最直接反映；同样的，对于地球这一大生命体来说，地球水的整体代谢状态也是地球健康状态的直接表征。
在全球水循环这一而环环相扣的大生命循环体系中，每一个环节都不可或缺。如果某一部分循环不畅，虽然水资源总量保持稳定，但是对于系统的运行来说，都可能造成整体的巨大影响。但是，从降水、蒸发和径流这水循环过程的三个最主要环节来看全球水循环，不难看出全球水循环已处于整体失调，地球之水这一生命体已受到各个层面上的深刻害伤。
生命之水的枯竭和污染，导致全球生态体系的健康状况不断恶化，地球生命体不断衰老。“生命之水”这一大生命体系已屡遭蚕食和重创……
天然林不断被毁，地球生命之水遭受破坏
地球不但是蓝色星球，还是绿色星球，地球上星罗棋布的森林，是隐形的“水库”。但是长期的乱伐森林、伐林造田等等人为的干扰和破坏，使得自然植被越来越稀缺，尤其是热带雨林的大量毁坏，其调节气候、防止水土流失的功能被削弱，对全球水循环有着深刻的影响。植被破坏，导致森林水资源涵养空间被破坏，“大气水一植物水一土壤水一地下水”之间的小循环扰，森林对水的调蓄能力降低，致使旱涝灾害发生。而人类砍伐天然森林后，大面积发展的单一的人工林和农田生态系统，其生态结构单一，生态功能和环境影响有限，涵养水源、保持水土、改良气候和土壤的作用十分低下，甚至人为引起生态退化，导致区域自然灾害发生，加剧自然灾害的危害程度。地球植被减少、植被成分单一，太阳辐射的能量不能被植物充分吸收转化成生物能，直接炙烤大地，造成地表水大量蒸发，水土流失，加剧土地沙化。
“地上水一地表水一地下水”循环减弱甚至循环链断裂，生命之水难以维系
地面生态体系的破坏，减弱甚至切断了“地上水一地表水一地下水”之间的联系，这种情况的普遍存在，严重破坏了自然水体的含蓄和循环，使“地球之水”和地球生态两大生命体遭受重创。
水循环的本质范文3
关键词 土壤；养分循环；调节；植物营养
中图分类号 S158.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）05-0228-02
为了对土壤与植物间的养分循环定向调节方法进行研究，本文采用样区采样调查方法，在样区内部按照规定的标准采集土壤和植物样品进行试验[1-2]。
1 土壤和植物养分概述
1.1 土壤相关概念概述
1.1.1 土壤。它是由多层厚度各不相同的矿物质共同构成的，它在大自然中占据主体地位；同时，也是能够为植物的生长提供必需肥力的疏松层。具体来说，构成土壤的成分有矿物质、有机质、土壤微生物以及空气、水分等物质，它们之间相互联系，相互作用，是一个有自身构成要素、结构和功能的一个特殊系统，就是土壤生态系统。土壤作为森林植被生存的载体，在我国的林业生产中，林业范围涉及到大部分地区，而且这些地区的土壤不仅单纯指森林生长的土壤，还有其他植被生长下的土壤。因此，林业土壤与农业土壤是相对的，它是以林业部门经济范畴的性质为依据而确定的，所有包含于营林范围内的土壤，都称之为林业土壤。
1.1.2 土壤肥力。土壤肥力指为了保证植物生长需求，土壤所拥有的提供和协调营养条件与环境条件的能力，是土壤所具有的各种基本性质的综合表现，是土壤与成土母质和其他自然体之间的差异性的本质特征，是为农业和自然生物生长提供养分的物质基础。主要包括：一是土壤中存在的养分、水分和空气是土壤、生物、环境三者的共同作用下形成和发展的，它们一直处于不断的再循环利用中，而人为活动不仅能够决定土壤肥力的发展方向，还是促进土壤肥力发展的动力；二是土壤肥力一直处于提高、退化和重建三者之间所建立的动态平衡中，且具有较为明显的时间、空间特征，在自然与人为的相互作用下，土壤所处的动态平衡发生不稳定的变动；三是土壤肥力的退化与提高是一个较为普遍的过程，因此人类活动的目的就是为了能够对这2个过程的发展进行调节，使得它们能够向有助于提高土壤肥力的方向运动，其中如何使土壤生态系统中养分循环处于平衡状态是关键；四是在土壤养分循环的动态平衡中，形成了土壤肥力的保持与提高，除了土壤肥力处于退化过程以外，其他过程都需要土壤的物理性质改善的条件下，以不同植物的不同需求为根本，对土壤中存在的养分和水分进行调整，使其保持均衡，并要特别注意各种肥料的实施，而土壤肥力的再循环过程是整个过程的核心和关键。
1.1.3 土壤与土壤肥力的关系。土壤肥力作为土壤自身的本质属性，其与土壤的概念是密不可分的。只有土壤具有足够的肥力，才能够为植被提供所需的养料，保持林产品与农产品的产量和质量。因此，土壤肥力是土壤持续提供植被营养元素的基础，也是林业和农业发展的物质基础。
1.2 植物养分概述
土壤中拥有植物生长所需的营养元素，就是说土壤养分是构成土壤肥力的重要元素，它对林业与农业的持续发展具有重要作用[3]。
在土壤所拥有的营养元素中，氮对植物生长具有限制作用。在植物所吸收的氮元素含量中，至少有1/2来自土壤，所以对土壤进行施肥，提高土壤的含氮量是提高作物产量的重要手段。在20世纪60年代初期，我国就提出了氮与磷相配合、用磷替换氮的做法，为我国的磷肥工业的发展和如何合理施用磷肥做出了重要贡献。在水田磷素化学的研究中，还提出了磷元素在干湿交替的条件下能够发生转化，对土壤磷素存在的转化和其效用进行了研究，并得出即使是石灰性土壤，也需要施用磷肥的结论，并促进了对磷矿粉的使用与酸化磷矿粉的研究。在最近30年，在土壤钾素方面的研究也同样取得了较大进展。初步掌握了在不同的土壤中，钾元素的含量以及基本的分布状况，了解到含钾元素的矿物质和黏土矿物的种类和数量对土壤含有钾素的水平具有决定性的作用，明确土壤钾素的释放、固定与水含量、温度之间的关系。对农作物来说，它的产量、品质等都受到了钾元素含量的影响，因此还研究了如何提高钾肥的有效性及合理施用钾肥的方法。
2 土壤与植物之间的几种养分循环分析
土壤与植物之间的养分循环主要包括水循环与氮、磷、钾及其他微量元素的循环。
2.1 土壤与植物之间的水循环
在植物的生长过程中，水分是必不可少的，植物通过根系吸收土壤中的水分，在经过经脉将水分运转到叶片，水分通过蒸腾作用将水分散发到大气中形成了水分在土壤—植物—大气三者之间的连续循环，即水循环。对水含量平衡中各个因子的运动规律的研究对调节植物生长，提高水资源的利用率，促进农作物高产具有重要影响。
植物对水量的耗费共同取决于植物对水分的需求量、大气的蒸发条件与土壤的水分特性。此外，土壤中所含有的固体颗粒、液态的溶质、气态物质三者也同样影响着植物的吸水，而且植物根系能够吸收土壤水分受土壤因素、植物因素和大气因素三方面的共同影响，忽视其中的任何一个因素，都无法对植物吸水进行全面的系统研究。其中，土壤因素主要包括土壤导水率、水势梯度差和土壤的持水性3个主要构成。通过对植物根系吸水的表达式分析可以看出，植物根系的吸水速率与土壤的非饱和导水率、土壤和植物之间的水势差成正比关系，而同土壤自身的含水量和水势也具有密切联系。此外，植物根系对土壤水分的吸收还受到土壤持水性能的影响。而土壤的持水性能与质地和结构相关，追其根源，就是植物根系吸收土壤水分还受质地和结构的影响。具体来说，质地较细的土壤的持水量较大，中等质地的土壤的持水量最大，比水容量能够反映出土壤的持水性能，如果植物吸收水分的能量相同，那么所吸收的水量会受到比水容量的不同而产生差异，粗质土壤与细质土壤相比，在低吸力段的比水容量高，反之亦相反。
而对于植物因素来说，因为植物吸水的主要渠道就是根系，所以如果土壤中所含的水分较为充足，吸水速率受到根系密度的影响小，而且土壤越干，根系在水分吸收方面就会发挥更大的作用，其原因在于植物的根系越发达，所受到的土壤水流的阻力就越小。根系垂直分布的深度对植物吸水也具有重要影响。
此外，气候条件瞬息万变，而其对植物对土壤中水分的需求具有决定作用，并通过气候条件的变化对水势梯度进行调节。当大气的蒸发力不同时，植物与土壤中所含水分之间的关系也会发生变化。如果大气的蒸发力较高，且土壤的含水量较多，那么植物会呈现缺水状态，相反，植物也会呈现缺水状态。因此，植物根系吸水受到多方面的影响。植物根系吸收土壤水分时，因为土壤、植物自身和大气随时都会发生变化，所以这些因素对植物根系吸水产生影响的过程是动态的，在土壤水分充足、不对植物根系吸水造成限制时，大气是影响植物根系吸水的主要因素；而当土壤水分不足时，土壤因素是影响植物根系的吸水速率的主要因素；而植物因素则是对植物吸水在土壤剖面上的强度进行控制。
2.2 土壤与植物之间的氮、磷、钾及其他微量元素循环
首先是土壤中的氮、磷、钾研究。在氮研究方面，一直遵循着降低投入林业、农业生态系统中的氮含量，提高氮元素的利用率，降低氮的损失，充分发挥氮元素对林业生产和农业生产方面产生的效益，降低氮对环境的破坏作用。而在土壤氮素矿化方面，对土壤有机氮的特性和分解进行了深入的研究，并得出土壤氮素矿化速率的常数[4]。
在对土壤磷的研究中，主要是对磷肥如何转化、在土壤中的去向、磷肥的有效性等进行深入探讨，进而确定更为合理、科学的磷肥使用方法，还应该将氮、磷、钾与其他化学元素的研究相互结合，以便能够更好地为植物的生长提供养分。
而钾元素的研究则是与植物的根系吸收营养相联系，对土壤和根系表面上的钾元素的变化和生物变化进行研究，同时，探讨如何增加钾元素的抗病能力。除此之外，钾元素与气候因素之间的相互作用也是一个重要的研究方向，这是因为气候因素对钾肥的有效使用具有重要影响。同时，土壤中所含的营养元素与植物之间的循环，不仅是将来土壤植物营养化学研究的主要方向，也是核心内容。
然后是微量元素在植物生长中的需求。在集约林业的条件下，一些对植物生长具有重要作用的微量元素出现了稀缺现象，一些地区的土壤中的硫、硅等元素也出现缺乏症状。因此，这一方面内容的研究也是必不可少的。而研究重点就在于土壤提供硫元素、硅元素的方法，以及微量元素对植物生长的作用。
3 结语
通过以上分析，得到了关于调节土壤与植物间定向养分循环的相关结论。首先，稳定土壤的养分库的容量，提高土壤养分的缓冲容量。合理调节有机无机肥料的比例、结构。其中，无机化肥能很快增加土壤中速效养分的含量，在作物需肥阈值内容易产生良好效果，但高浓度易溶性养分的存在容易因为固定、汽化、渗漏等因素而造成不必要的损失。而有机肥不但含有作物所需的养分，且能稳定库容，提高土壤养分的缓冲容量，改善土壤结构和透气性，养分作用周期长、损失少；但有机肥养分释放慢，难以很快见效。其次，对土壤中所含的各种养分的比例进行调节，使其保持平衡。因为土壤中含有的养分不能满足植物生长需求时，会对植物的产量、经济效益造成限制。同时对土壤中养分的输入和输出进行调节，维持养分循环的持续性。最后，科学、合理的管理。在农业发展中，注意做好耕作方式的优化，底肥与追肥二者之间的关系，并对营养生长与生殖生长的养分进行合理调节，协调水分的灌溉和肥料的使用等[5-6]。
4 参考文献
[1] 谷勇，陈喜英，殷瑶，等.浅析土壤与植物间的养分循环[C]//长江流域生态建设与区域科学发展研讨会优秀论文集.北京：中国林学会，2009.
[2] 黄敏，苏以荣，黄道友，等.土壤养分循环实地采样调查方法[J].应用生态学报，2006，17（2）：205-209.
[3] KARLOVSKY J，陆宝树.农业生态系统中的养分循环以及植物对养分的利用[J].土壤学进展，1982（4）：18-30.
[4] 张玉树，丁洪，秦胜金.农业生态系统中氮素反硝化作用与N2O排放研究进展[J].中国农学通报，2010，26（6）：253-259.
水循环的本质范文4
【关键词】建筑节能；暖通系统；设计施工
我们需要清醒的认识到一点：当前居民用建筑对于各类型能源的巨大需求是导致整个经济社会能源问题的一大关键因素。伴随着建筑行业在整个国民经济建设发展中所占据的地位日益关键，社会大众对于建筑设施的节能特性提出了更为全面与系统的要求。空调作为居民用建筑配套设施的一大分类，在整个居民用建筑能耗总需求中占到了近半数作用的比列，是我们节能改造需要重点关注的对象。有相关研究学者曾经指出：如果将建筑节能各项举措融入空调设计施工当中，空调系统将会实现50％作用的节能成效，这对于缓解能源供给问题、能源不可再生问题而言所发挥的作用不可小觑。据此，如何寻求到建筑节能与空调设计施工之间的连接点，以此切入建筑设施空调系统的节能改造当中已成为相关工作人员最亟待解决的问题之一。笔者现结合实践工作经验，以别墅住宅建筑为例，就其建筑节能与空调设计施工之间的关系，谈谈自己的看法与体会。
1 空调节能措施的选取
就别墅住宅建筑来说，其空调系统节能目标的实现可以通过后期的节能改造进行弥补，也需要建筑整体规划在施工前期为其提供保障。简单来说，空调技能与整个住宅建筑的设计规划方案之间存在着密不可分的关系。一般来说，别墅住宅在中央空调系统形式上的选取、规划阶段空调系统负荷参数的运算以及空调系统管道的敷设等施工步骤都将直接反应到整个系统的能耗参数当中。在当前技术条件支持下，冷冻水循环系统改造、热回收技术的应用以及新兴能源需求的探索成为了最切合别墅住宅建筑空调系统实际情况的节能改造方式，是我们应当加以着重关注的节能措施。
2 冷冻水循环系统在空调节能中的改造分析
就别墅区域住宅建筑来说，其空调系统的高能耗问题日益凸出，笔者认为造成别墅住宅高能耗问题的最关键原因在于整个空调系统在水循环方式的设计工作中存在诸多的不合理。在当前技术条件支持下，我国大部分别墅住宅所采取的空调系统冷却水与冷冻水循环方式多为开放式循环系统。下图即为一般意义上空调系统中的开放式循环系统。由图我们不难发现，水箱在整个冷冻水循环系统中肩负着最核心的循环任务。但是笔者认为尽管水箱的设置能够较好的确保整个水循环系统的供水稳定性，但其容易在不断循环降压的过程中产生一定程度的静压损失。在这一情况下，水循环系统的循环任务需要交由水泵进行，这无疑极大的增加了空调系统中水泵的输出功率。与此同时，冷冻水箱在运行过程中消耗的大量换热面积缺乏高质量的保温措施与之相适应，这一缺陷带来的冷冻水冷量消耗往往需要以更多的能源消耗来弥补。针对这一问题，笔者建议将当前别墅住宅广泛采用的开放式冷冻水循环系统改变为闭路式冷冻水循环系统（如图:1所示）。一方面，在取消原有水箱的基础之上增设膨胀水箱补水系统装置；另一方面，在整个冷冻水循环系统供水及回水管的顶端增设相应空气控制阀门装置，以此实现整个别墅住宅空调系统的建筑节能改造。
图1 闭路式冷冻水循环系统工作流程示意图
3 热回收利用技术在空调系统中的应用分析
从理论上来说，空调系统中的热回收利用技术就是指以换热方式及其相关技术为载体，将空调系统在运行过程中所产生的废弃性热量回收并再利用的一个过程。它能够使传统模式下自我排除的废弃性热量变废为宝，重新为整个空调系统的运行提供热能供给，这从本质上来说也是空调系统自我节能的一大表现形式。以别墅住宅空调系统为例，相关工作人员需要在空调送排风系统中添加一种全新热回收装置对制冷空调系统在运行过程中所废弃的低温空气进行高效的回收与集中，在室外新风进入空调系统之前利用回收的低温空气对其进行一定的预处理，使室外新风在进入空调系统时对于冷热量交换的需求大大降低，从而提升整个空调系统的换热效率。就当前别墅住宅空调系统所使用的冷凝器装置而言，要想使其发挥热回收利用功能，只需要对其水箱及换热器作出些许的变化，节能改造的工程量不太，比较适合别墅住宅空调系统的节能改造。下图（见图2）即为某别墅住宅空调系统热回收利用技术的节能改造示意图，笔者现结合该图对其节能改造成效做详细的分析与阐述。
图2 某别墅空调系统热回收利用技术节能改造示意图
由上图所示，该别墅住宅区在屋顶装设有1330m²的太阳能集热器。在每年的1月初至3月中旬，该别墅住宅区空调系统的主要能源依托于太阳能，传统意义上的锅炉房蒸汽仅仅作为空调系统的辅助能源，此时整个空调系统的正常运行对锅炉的需求大大降低；在每年的3月中旬至来年的1月上旬，太阳能同样是整个空调系统的主要热源，而空调冷却水水源热泵会同锅炉房蒸汽一起为整个空调系统的运行提供辅助保障。笔者认为这种将太阳能作为空调系统运行主要来源的节能改造方式，是一种兼顾建筑能耗控制与清洁可再生能源利用的改造方式，值得大力推广与应用。
4 低品位能源的探索在空调系统中的应用分析
简单来说，低品位能源就是指那部分利用比较简单，且能源利用过程中不易造成能源浪费问题的能源统称，当前技术条件支持下的热能、生物能等均可以划分到低品位能源当中。就空调系统的节能降耗工作而言，可值得研究与探索的低品位能源主要包括了太阳能、地热能这两种。结合当前我国清洁可再生能源的结构构成与我国别墅住宅空调系统的实际情况，笔者现对地热能在其空调系统中的应用情况作详细说明。
地源热泵技术作为地热能与空调系统在不断融合促进的过程中必然发展方向是对我国广大地源热泵能量的一种探索与创新。简单来说，地源热泵技术能够将包括地下水水能、地表水水能在内的多种可再生能源作为水源热泵装置的冷源及热源，水源热泵在空调系统运行过程中所需要的冷热能量均来自于地源。在冬季状态下，空调系统中的水源热泵装置能够将地下所存储的热能能量调动起来，为别墅住宅室内供暖提供热能来源；而在夏季季节状态下，空调系统中的水源热泵装置又能够将室内所存储的热量通过热泵管道全部输送到地下存储系统当中，确保别墅住宅室内制冷需求。
笔者现以别墅住宅中的冷媒系统为例，对地源热泵技术在冷媒系统中的应用情况作详细说明。当空调系统终端用户发出制冷指令之后，冷媒系统中的地源热泵机组能够控制压缩机装置进行相应的运作并参与到气液循环的转化过程中当中。与此同时，空气与冷媒之间的热交换器能够将别墅住宅室内空气所携带的热量完全吸收至冷媒储存系统当中。在此基础之上，水循环系统能够将冷媒储存系统所收集到的空气携带热量高效的转移至地下储存系统当中。这一工作过程的不断循环最终会促使冷媒送排风系统以低于13℃的温度为别墅住宅室内环境输送高质量的冷风，从而实现大面积室内环境制冷的高质量需求。
5 结束语
总而言之，建筑节能与空调设计施工是一对相辅相成，密不可分的有机整体。空调设计与施工质量的好坏将直接关系着建筑节能成效的发挥程度；而建筑节能措施的制定与执行又将为空调设计施工提供可靠保障。本文围绕建筑节能与空调设计施工之间的关系做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
参考文献：
[1]胡强.暖通空调节能问题研究. [J].城市建设与商业网点.2009.（18）.
[2]刘学来.李永安.地板辐射供暖设计施工中几个问题的探讨. [J].建筑技术.2005.（36）.
[3]刘学来.李永安.张耀鹏等.地埋管地源热泵空调系统设计施工中应注意的问题. [J].建筑技术.2010.（41）.
水循环的本质范文5
1.突出归纳-演绎和构建与运用模型的方法
高中地理在三大方面应当突出对学生归纳-演绎和构建与运用模型的方法训练。这三大方面是：地理分布规律、地理过程和地理问题分析思路。涉及这三方面的课标内容有很多，地理分布规律方面如“运用地图，归纳世界洋流分布规律，说明洋流对地理环境的影响”，地理过程方面如“运用示意图，说出水循环过程和主要环节，说明水循环的地理意义”，区域发展的分析思路方面如“以某区域为例，分析该区域农业生产的条件、布局特点和问题，了解农业可持续发展的途径”。这些课程标准中少数只是对归纳二字有所提及，而多数对演绎、模型的方法都没有明确提出。从落实好以上课标，提高学习地理素养基本出发点来看，高中地理教学必须采用相应的强化措施。
（1）对重要的规律、过程的理解必须提升到模型的认识层次模型是地理核心概念之一，它即有宽泛的包容力，学生在各学段都要学，且在社会生活中经常接触；能支撑起学科，揭示或反映学科本质；能提供一个框架，有利于教与学。所以把具体的地理分布、地理过程的认识提升到以模型作为核心概念和思维工具来统摄认识高度，这是突出地理思想方法教育和提高学生地理思维能力的必然要求。然而，由于课程标准没有明确提出，许多教师在教学中往往就示意图说分布、讲过程，很少能把规律性认识上升到模型构建的层次。如在归纳世界洋流分布规律时，一些教师通过引导学生观察世界洋流分布示意图，让学生绘制世界洋流模式图。这个教学思路基本是正确的，但很少有教师能够建立起观察较详细的世界洋流分布图———提炼出世界主要洋流分布示意图———进一步提炼出世界洋流模式图———比较以太平洋和大西洋为中心所获得的模式图———确认世界洋流模式图———比照风带分布示意图，简释模式图形成的主导因素———用模式图解释洋流对区域环境的影响这一教学模型，也就无法运用模型来提高学生的地理思维能力。
（2）归纳和演绎的方法必须紧密结合高中地理课程标准较少要求通过逻辑推理引导学生获得地理知识和能力，而是要求学生以观察地理事物和现象———概括分布与运动特点———归纳相关规律的思路来学习地理。所以归纳法在地理教学中得到了强化，但是许多教师在归纳出规律性认识之后，较少及时在不同区域中进行运用，即分析规律或模型在不同区域中的变形，并探寻导致这种变形的主要因素以重新修正规律或模型。如在建构完水循环模式图后，教师就应该引导学生用此模式图研究内流区、城市地域等水循环的常见现象，找出水循环模式的变化及其原因，绘制这些区域的水循环模式。归纳-演绎应以融合的形式运用于教学，指导学生在获得和运用知识的过程中形成地理学习与研究的能力。
（3）构建和运用地理问题的分析模型在地理教学中，不少教师往往只是就具体问题说具体问题，较少在比较、归纳的基础上构建相关问题分析的基本模型，如教师在完成必修三各章的教学后几乎不对区域可持续发展的分析思路进行整理。必修三教学应当把归纳区域可持续发展的思路作为最重要的任务，应当展开空间定位与区域背景特征的分析、地域联系背景下发展条件的比较、发展现状与问题的分析以及发展模式与策略分析，从而构建普适性的分析模型。又如教师往往在分别教授完农业区位条件、工业区位条件后没有把区位分析方法拓展到人类活动的区位条件分析模式的高度，这样学生获得的知识是肤浅的和难以迁移的。必修二、三中有许多涉及人类活动对地理环境影响的内容，如“解释城市化对地理环境的影响”、“地域文化对人口或城市的影响”、“结合实例，说明农业或工业生产活动对地理环境的影响”、“结合实例，分析交通运输方式和布局变化对聚落空间形态和商业布局的影响”、“举例说明产业转移和资源跨区域调配对区域地理环境的影响”等。对于这些课标的落实，教师应当进行必要的整合，形成基本分析模式。另外，一些教师归纳出一些所谓的知识模板，并声称以之减轻学生认知困难。这种模板如果不是建立在学生进行相关问题的比较、归纳过程基础上得出来的话，那么只是死记型的八股模板。
2.强化空间联系、空间差异两个核心概念的形成
空间联系与空间差异不仅是地理学研究的核心内容，而且是地理教学中的核心概念。由于高中地理课程标准没有明确对其进行要求，所以地理教学往往忽视这个涉及地理本质的教学内容。为强化对这两个核心地理概念的认识，可以采用以下策略。
（1）突出空间差异———梯度流（能量、物质）———空间联系的主线在学气运动的原因、人口迁移的主要原因、城市化过程、农业地域类型和工业地域的形成条件、生产活动的地域联系、产业转移与可持续发展等课标所要求的内容时，应当突显空间差异———梯度流———空间联系的逻辑主线。如学气运动时可采用比较能量空间分布差异———能量差异导致的梯度流（大气运动）———梯度流对相关区域的水热调整的认知路线来展开。再如在学习人口迁移的原因时可按照概括人口迁移现象的流向———人口迁入与迁出区的地理特征比较———迁移人口社会属性的比较———人口梯度流的成因———人口迁移对迁入与迁出区的主要影响这条主线来推进。
（2）在章节学习时渗透，在模块复习时提炼在相关章节教学中一般采用渗透的方法，即不要过早提出空间差异和空间联系的概念，而是让学生理解和说出“各地冷热不均是大气运动的根本原因，大气运动调节相关区域的的水热状况”等等。在模块复习时可适时提出空间差异和空间联系的概念，如在总结人口迁移、资源跨区域调配、产业转移、区域发展方向时应首先引导学生归纳：“区域间区位条件落差与变化是人类活动空间转移的主要原因，人类活动空间转移促进区域发展方向的差异，而区域发展方向的差异又进一步强化了相关区域联系的紧密性”。在此基础上，再把区位条件落差和区域联系紧密性提炼到空间差异与空间联系的概念上。
3.在运用系统学方法中强化对整体性与差异性原则的理解
认识地理空间巨系统的各种关系势必离不开系统科学的方法和以整体性与差异性原则的指导，甚至可以说，研究地理学的所有内容都必须如此。所以尽管高中课程标准没有特别指出运用系统科学的方法，但是高中地理教学不能对这种方法缄默不言，而是应当在各种关系的分析中恰当渗透系统科学的方法，要采用要素—结构—功能—特征研究过程。如在落实“运用实例，分析城市空间结构，解释其形成原因”这一课程标准时，可首先让学生观察不同地域城市的空间结构，归纳一般的空间结构模型（圈层结构）；接着引导学生分析影响城市空间结构的要素，并按照要素逐个叠加的方式说出地租支付力、交通、政治、历史、自然条件等要素在城市空间结构形成中的不同作用；进而在不同地域城市空间结构差异比较中进一步认识不同要素的作用，在认识要素不同组织方式的前提下认识不同城市空间结构的优劣点。在教学中，不能在必修一快学完时，才让学生认识整体性和差异性原则，而是要在学习“太阳辐射对地球的影响”、“全球气候变化对人类活动的影响”、“不同区域水循环过程及对地理环境的影响”、“影响地表形态的内、外力作用”等内容时，就应当适度地、逐步地让学生在分析过程中得出自然环境整体性和地域分异的基本认识。当然，在学习“举例说明地理环境各要素的相互作用，理解自然环境整体性”和“运用地图分析地理环境与地域分异规律”的课标时，既要能启发学生得出对整体性和地域分异规律模式图，又要能够引导学生在分析其他具体问题时充分使用这个模式图。
4.适时强调时间尺度与空间尺度转换的观念
高中地理课程标准也没有要求学生形成时间与空间尺度转换的观念，但是这个观念是学习和研究地理不可或缺的重要观念，教师在教学中实际上已经深刻地接触到了这个观念。从时间尺度转换而言，在学习“说明全球气候变化对人类活动的影响”的课标时，教师不仅要让学生从不同时间尺度概括全球气候变化的特点，而且要引导学生认识气候变化对某地近期和长远的不同影响，如让学生认识到近50年冰川融水增多，湖面增大，在更长时间后冰川融水枯竭，湖面萎缩，而不是让学生只是简单地说出某一个片面的结论。又如在学习“产业转移的原因”的内容时，应当为学生提供相关区域发展状况的比较性材料，让他们在区位条件的发展变化中认识产业升级与转移的必然性和规律性。再如在分析“流水作用对地表形态的影响”时不能把学生的认识停留在当前的、静态的、本地的认识层面，而必须引导他们认识流水作用对相关区域的、长远的地貌变化的影响。
水循环的本质范文6
关键词：锅炉原理；教学研究；实验
作者简介：凡凤仙（1982-），女，河南项城人，上海理工大学能源与动力工程学院热能与环保工程研究所，副教授。（上海 200093）
基金项目：本文系“2009年上海市教委重点课程建设项目”的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）01-0023-02
锅炉是火力发电厂三大主机之一，是工业企业的动力之源，在国民经济发展中发挥着极其重要的作用。“锅炉原理”是为热能与动力工程专业本科生开设的主要专业课程之一。“锅炉原理”的教学目标是让学生全面和系统地认识锅炉本体和辅助装置的构造，掌握锅炉工作原理的相关知识，并培养学生分析工程问题、进行锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。该课程工程性强、内容多、难点多，仅依靠理论教学难以实现教学目标，与工程实际紧密结合的实验、实习、课程设计等实践环节是锅炉原理教学中不可或缺的部分。
高校的实验室是理论与实践相结合，培养大学生工程实践能力和创新能力的重要场所[1]。加强并改进实验教学，是对大学生进行能力培养的有效途径之一[2]。实验在锅炉原理实践教学环节中占有重要地位。笔者作为从事锅炉原理实验教学的教师，在教学过程中对传统的教育理念进行改革，从教学目标、教学内容、教学和考核方法上全方位引入现代的教育理念，使教学效果得到明显改善。
一、锅炉原理实验的教学目标
锅炉原理实验教学的基本出发点是通过提供大量模拟锅炉有关现象的装置和系统，以帮助学生更好地理解课程内容，掌握锅炉的基本原理、常用测试方法和运行技术，加强锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。传统的教育以传授知识为教学目的，教师考虑的是如何把知识灌输给学生，而忽视学生能力的培养。现代社会的发展需要高校培养一批高知识、强能力的创造型人才。为适应这一需求，高校应注重学生能力的培养。
锅炉原理实验教学中，应发挥教师在教学中的主导作用和学生在学习中的主体作用，使学生在预习实验指导书，动手操作实验设备和仪器，动脑思考实验现象，通过团队合作解决实验中出现的问题，记录和整理实验数据，撰写报告，完成实验思考题的过程中，自身的学习能力、实验技能、动手能力、独立思考能力、团队合作精神、组织能力、分析和解决工程实际问题的能力、自主创新的能力得到全面地锻炼和提高。
利用精心设计的实验内容，将“锅炉原理”课程的知识点与专业基础课程“工程热力学”、“传热学”、“流体力学”、“热工测试技术”，以及专业课程“大气污染监测技术”、“大气污染控制工程”、“洁净煤发电技术”相结合，通过对多门学科知识的有效迁移和综合，以达到举一反三、融会贯通的教学效果，既可以巩固和加深学生对前期专业基础课的理解，又加深了学生对所学专业知识体系的认识，激发了学生学习后续课程的兴趣和积极性，培养了学生科学思维的能力，从而为后续课程的学习和将来从事工程设计、科学研究奠定坚实的基础。
二、锅炉原理实验的教学内容
实验课程的教学内容关系到实验教学的组织实施，是规范实验教学过程、检查实验教学质量和进行实验室建设的基础。鉴于锅炉原理涉及内容多、实践性强，相关课程多，我们将实验部分剥离出来，单独设课，同时确保实验教学内容设计与前期专业基础课程及后续专业课程的密切联系。在教学内容上，力求从本课程实际出发，不失时机地向其他课程渗透和综合，为学生创建一个系统的热能与动力工程知识体系平台，改变了只从单个课程传授分散知识的传统教学模式。
结合“锅炉原理”理论教学的授课主线“燃料―燃烧及热平衡计算―受热面―自然循环锅炉水动力学―锅炉的启停与运行―锅炉污染物排放监测与控制”，建立了“煤质分析”、“并联管组流量分配”、“自然循环锅炉水动力特性”、“燃烧与环境监测”、“燃烧源污染物排放控制”五个实验室。
“煤质分析”实验室开设了“煤的工业分析”、“煤的发热量测定”两个实验，使学生能够掌握煤质分析、发热量测定的原理和方法，认识煤的质量对锅炉性能的影响。
“并联管组流量分配”、“自然循环锅炉水动力特性”实验室各配备有两套自行设计搭建的实验系统。前者能够使学生对电站锅炉中过热器、再热器管组的进、出口集箱的引入与引出方式布置不当引起的流量分配不均问题有清晰的感性认识；后者使学生对自然循环锅炉水动力特性及提高水循环安全性的措施有更深刻的理解。
“燃烧与环境监测”实验室基于自主研发的“能源岛热电联产系统”，开设了“程序点火及火焰监测显示”、“燃烧调整及燃烧效率测定”、“锅炉热平衡”、“锅炉烟尘测定”、“烟气成分分析”、“气态污染物排放监测”六个实验。“程序点火及火焰监测显示”实验能够使学生了解锅炉安全操作程序及燃烧过程；通过设在锅炉的观察孔，直接观察到火焰形状以及运行参数对火焰形状的影响，大大加深了对书本知识的理解。“燃烧调整及燃烧效率测定”实验使学生对各种因素对燃烧效率的影响有直接的感性认识，同时学到测取锅炉效率有关数据、计算燃烧效率的方法。通过“锅炉热平衡”实验，加深学生对锅炉热平衡原理的理解，培养学生的锅炉热平衡实验测试技能，使学生能够分析造成各项热损失的原因，学会诊断锅炉存在的问题。“锅炉烟尘测定”实验使学生熟悉国家标准、掌握固定污染源排气中颗粒物的排放浓度、折算浓度和排放总量的测定原理和方法。“烟气成分分析”实验使学生掌握奥氏烟气分析仪的工作原理和使用方法。“气态污染物排放监测”实验使学生掌握气态污染物排放测量的电化学法的原理和EUROTRON MK2 8851烟气分析仪的使用方法。通过这一系列的实验为学生从事锅炉设计、运行和研究打下基础。
“燃烧源污染物排放控制”实验室配有四台除尘装置（旋风除尘器、袋式除尘器、电除尘器、湿式除尘器）和一台喷射鼓泡式烟气脱硫装置、一台选择性催化还原烟气脱硝装置，可进行除尘器性能测定和气体污染净化两大类型、六个项目的实验教学，可使学生系统地了解并掌握污染控制的基本知识、基本原理、主要设备和典型工艺等，培养学生分析和解决日益严重的燃烧源污染物排放问题的基本能力，为学生从事相关的工程设计、技术管理等工作提供必要的基础。
三、锅炉原理实验的教学和考核方法
1.教学方法
为便于组织教学，将参加实验的学生分成8至10人的小组，排出实验教学安排表，安排充足的师资力量，指导学生在两周内完成所有实验室的各个实验。在教学过程中，改变传统的灌输式教学方法，不断探索实验教学的新办法，如探究式教学、归纳式教学、换位教学等。
在探究式教学模式下，教师依据学习过程的客观规律，引导学生积极主动、自觉地掌握知识。例如，在进行锅炉热平衡实验教学时，教师提出“什么是锅炉热效率？什么是锅炉热平衡？”在学生明白这些基本概念问题的基础上，设置问题“锅炉正平衡热效率的计算公式是什么？”引出计算锅炉正平衡效率需要测定的参数及测量方法，继续提问“锅炉热损失发生在哪里？锅炉反平衡效率的计算公式是什么？”逐步引导学生积极思考，最后提出“为什么既要进行锅炉正平衡实验，又要进行锅炉反平衡实验？如何有效提高锅炉效率？”教师通过这些涵盖了实验的目的、实验原理、实验方法的探究型问题，激励学生的创造性思维，培养他们应用理论知识分析和解决问题的能力。
在进行演示性实验教学时，采用归纳式教学方法，将“观看”实验转变为“观察”实验。例如，在“自然循环锅炉水动力特性”实验中，不去讲解，也不提出任何问题，只是告诉学生要仔细观察。在每个实验现象出现时，再引导学生归纳实验现象、分析产生这种现象的原因。受知识水平、观察能力的影响，学生难免会遗漏掉某些实验现象，这时通过重复性实验，教师指导学生进行有针对性地观察，对实验现象再次进行归纳和分析。采用这种教学方法，使学生对实验过程充满兴趣，对水循环的形成过程、工质的流动与传热过程、蒸汽的产生过程，上升管中汽水两相流的各种流型（泡状、弹状、环状流动），锅炉水循环的常见故障（停滞、倒流、自由水面、汽水分层、下降管带汽）从现象到本质都有非常深刻的认识。
在实验教学中，还尝试了师生角色换位教学法。例如，在“烟气成分分析”实验教学中，进行了“让学生做老师”的换位教学实践。每组学生经过讨论，选出一位同学，由其充当教师的角色，讲解奥氏烟气分析仪的工作原理，演示其使用方法，并带领本组的同学完成烟气成分及含量测定实验，引导学生思考、提问、讨论。实践证明，这种方式加强了学生之间的交流、师生之间的互动，活跃了实验教学的气氛，收到很好的效果。
2.考核方法
实验考核是对学生实验能力的全面检查，也是对教师教学效果的检查。同时，考核能够给学生以压力和动力，促进学生对实验课的重视。传统的实验考核方法，主要是依据实验报告的好坏来评定成绩，这种方法在一定程度上滋长了学生抄袭实验报告的现象。为减少传统考核方法的弊端，我们采取实验表现、实验报告、实验考试相结合的方法进行实验考核，三者依次占实验总评成绩的30%、30%、40%。实验表现和实验报告采取每个实验单独给分，取各自的平均分作为这两项的成绩；实验笔试则由每个实验设置2～4道基本知识和基本技能试题组成试卷，统一安排考试。实验表现由教师依据实验预习、实验操作、回答问题情况，以及发现和提出问题的能力当场给出成绩；实验报告按照是否按要求撰写实验报告，按时交实验报告，数据、结论是否正确，分析是否透彻评分。通过这种考核方式给出实验综合成绩，实现了对学生的学习态度、观察能力、动手能力、思维能力、综合分析能力等的全面考查。
四、结语
实验教学是将书本知识与实验能力培养相结合、基础理论与工程实践相结合的教学活动，是培养学生能力的重要环节，是培养创新型人才的关键。为提高锅炉原理实验教学的效果，需要承担实验教学的教师关注教学过程的各个方面，对教学目标、教学内容、教学和考核方法等进行顺应时代潮流的改革和创新，不断总结教学实践中的经验和教训，提高业务素质和水平，为提高教学质量、培养适应当今社会发展的创新型人才做出应有的贡献。
参考文献：
