自然環(huán)境論文精選(九篇)

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第1篇：自然環(huán)境論文范文

眾所周知，大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)直接暴露于自然環(huán)境的太陽照射下，其與外界間熱量交換主要依靠對流換熱和輻射，故混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)模型有別于有遮擋或背陰條件下混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)模型．混凝土在太陽輻射的作用下，考慮日照的導(dǎo)熱邊界條件可用式（21）表示。聯(lián)立方程式（13），（21），（22）和（23）可知，當(dāng)獲取現(xiàn)場地理和太陽日總輻射量等信息后，即可建立無遮擋條件下混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)模型與自然環(huán)境溫度作用模型間的聯(lián)系，如式（25）所示。從式（21）還可看出，若無輻射傳熱（即R＝0）則其轉(zhuǎn)化為式（18）．這表明若利用所求解的混凝土熱擴(kuò)散系數(shù)α值（式（16）和（17））、混凝土表面溫度梯度（即式（19））和溫度（即式（8））及其自然環(huán)境溫度等參數(shù)，則可推導(dǎo)出混凝土與自然環(huán)境間的實(shí)時表面換熱系數(shù)β值．該法克服了傳統(tǒng)求解表面換熱系數(shù)的不足（如多基于穩(wěn)態(tài)傳導(dǎo)，試樣與現(xiàn)場實(shí)況誤差大等），能用于實(shí)時求解自然環(huán)境與混凝土間的表面換熱系數(shù)，這為研究現(xiàn)場自然環(huán)境和人工模擬環(huán)境提供了理論依據(jù)．此外，從上述推導(dǎo)亦可知，若利用式（16），（19），（21）和（22）及其測定的混凝土與自然環(huán)境溫度等參數(shù)，則可反推導(dǎo)出太陽實(shí)時總輻射熱量，這為獲取現(xiàn)場實(shí)時太陽總輻射熱量提供了求解方法．

2試驗(yàn)

2．1試驗(yàn)原料、混凝土配制及試驗(yàn)儀器試驗(yàn)所用的主要原料為P•O42．5級硅酸鹽水泥（湖南長沙平塘水泥廠），聚羧酸系列高效減水劑（湖南長沙黃騰外加劑廠），I級粉煤灰（湖南湘潭電廠），S95級礦粉（湖南漣源鋼鐵集團(tuán)有限公司產(chǎn)），長沙本地產(chǎn)河砂（細(xì)度模數(shù)約為2．9），連續(xù)級配粒徑5～20mm石灰?guī)r碎石，長沙本地自來水．配制C30級混凝土所用原料配比（質(zhì)量比）為水泥∶礦粉∶粉煤灰∶砂∶石∶水∶減水劑為290∶50∶60∶730∶1050∶164∶4．2．所采用的溫度測定儀為湖南省長沙市三智電子科技有限公司生產(chǎn)的SHT10溫濕度傳感器，測試前應(yīng)對其精度進(jìn)行校正，其精度為±0．1℃，掃描響應(yīng)時間為5s，漂移量小于0．4℃／yr，可實(shí)時測定溫度值．

2．2試樣制作與試驗(yàn)過程按照J(rèn)TGE30—2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》和T0553—2005《水泥混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法》的力學(xué)性能試驗(yàn)要求安排實(shí)驗(yàn)；澆筑尺寸為150mm×150mm×150mm立方體試樣，成型24h后脫模，放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)池中養(yǎng)護(hù)；28d的實(shí)測抗壓強(qiáng)度約為34MPa．采用鉆芯機(jī)從試樣側(cè)面取芯，制成直徑為100mm±1mm，高度為150mm±1mm的圓柱體；然后，利用鉆機(jī)鉆取距表面不同厚度（35mm和50mm）的孔，相應(yīng)孔徑約為10mm±1mm，將溫度傳感器置入孔中并用相同級配的混凝土砂漿密封；養(yǎng)護(hù)一定程度后，將所制備的含傳感器的試樣置于杜瓦瓶中（其端面與杜瓦瓶口平齊），并采用相同級配的混凝土澆筑成型和養(yǎng)護(hù)；根據(jù)測試要求，將試樣長時間（不少于3個月）置于所測自然環(huán)境中，以使得混凝土內(nèi)各處溫濕度基本一致．圖1為用于測定一維混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)規(guī)律的試件簡圖。圖2為相應(yīng)的實(shí)物圖．測試有遮擋條件下混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)規(guī)律的過程中，將試樣置于四周空曠且距地高度約為1．5m的百葉箱中，傳感器一端連接測定儀，記錄不同時刻環(huán)境溫度值和混凝土內(nèi)不同深度溫度響應(yīng)值；自然環(huán)境溫度隨時間變化規(guī)律亦采用溫度傳感器測定，其探頭直接懸掛于百葉箱中間；與之相比，無遮擋條件下混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)規(guī)律測定過程中，試樣置于相同場地距地高度約為1．5m鋼筋架上．

3分析與討論

3．1有遮擋條件下自然環(huán)境中混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)為了更好地研究自然環(huán)境溫度和混凝土內(nèi)溫度變化規(guī)律，本文以長沙地區(qū)2011年8月16至18日為例研究了有遮擋條件下自然環(huán)境中的混凝土內(nèi)不同深度處溫度的變化特征，并對17日的實(shí)測結(jié)果進(jìn)行了擬合，相應(yīng)的測試結(jié)果及其部分?jǐn)M合曲線如圖3所示。從圖3可以看出，自然環(huán)境溫度和混凝土內(nèi)溫度呈現(xiàn)出有規(guī)律的周期性變化，其波動周期約為24h，利用所建立的正弦（余弦）函數(shù)模型擬合實(shí)測結(jié)果可大致描述溫度波動規(guī)律．這表明上述所推導(dǎo)理論模型是合理的．至于部分區(qū)域出現(xiàn)擬合曲線與實(shí)測結(jié)果偏離是因晝夜時間長短不等使得升溫和降溫波動周期不相等造成的，將另文詳細(xì)闡釋．自然環(huán)境溫度與混凝土內(nèi)溫度間的差別主要表現(xiàn)為混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)波動曲線相對光滑、數(shù)據(jù)離散性小、溫度波動滯后和幅值衰減等方面，這是因混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù)、密度及其比熱容等賦予混凝土較大的熱阻———起延滯和消弱作用造成的．從圖3可知，有遮擋條件下混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)主要受環(huán)境變化、混凝土傳熱系數(shù)和表面換熱系數(shù)影響．利用實(shí)測數(shù)據(jù)的溫度波動幅值，結(jié)合式（16）可求出混凝土內(nèi)的熱擴(kuò)散系數(shù)約為3×10－3m2／h；實(shí)測混凝土的密度約為2300kg／m3，若取其比熱容為920J／（kg•K），利用實(shí)測數(shù)據(jù)和式（18），則可求得實(shí)測現(xiàn)場混凝土表面與空氣間的表面換熱系數(shù)（對流換熱）約為20．5W／（m2•K）；將計算參數(shù)代入本文建立的混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)模型，可求出35mm和50mm處的相位滯后分別約為0．44和0．54，其與圖3中的擬合曲線的相位差基本吻合，這表明該模型具有較好的精度．

3．2無遮擋條件下自然環(huán)境中混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)工程多暴露于太陽直接照射下，為了研究有／無遮擋對自然環(huán)境溫度和混凝土內(nèi)溫度變化規(guī)律，本文以長沙地區(qū)2011年8月19日為例研究了無遮擋條件下自然環(huán)境與混凝土內(nèi)不同深度處溫度的變化特征．長沙地區(qū)測量現(xiàn)場約處于北緯28．2°，日出時間約為6時，日落時間約為19時，8月19日天氣狀況與16～18日基本相同，相應(yīng)的日輻射小時最大值約為1．73MJ／（m2•h）．鑒于此，該處僅對太陽照射期間（即6～19時）溫度變化規(guī)律進(jìn)行探討，相應(yīng)的實(shí)測溫度值及其擬合曲線如圖4所示．從圖4中可以看出，被太陽直接照射的混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)規(guī)律明顯有別于有遮擋條件下混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)，主要表現(xiàn)在溫度響應(yīng)的波動幅值增加、溫度變化率大、最高溫度值增加及其時間提前等方面．本試驗(yàn)所擬合的曲線是基于太陽照射期間溫度值，從圖4中可以看出分別基于混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)和自然環(huán)境溫度所推導(dǎo)出的等效環(huán)境溫度理論擬合基本一致，部分區(qū)域略有差異是因參數(shù)取值等造成的，這表明上述理論推導(dǎo)所提出的環(huán)境等效溫度可以用于描述相應(yīng)日照條件下混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)規(guī)律．混凝土內(nèi)溫度隨太陽升起而快速增高，隨日落急速降低，于13時左右混凝土內(nèi)（35mm）的溫度出現(xiàn)極大值；而自然環(huán)境溫度于14．5時左右達(dá)到最大值，其隨日落而緩慢降低；無太陽照射期間混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)規(guī)律與有遮擋條件下的響應(yīng)規(guī)律相似．無遮擋條件下，混凝土獲得的熱量主要來源于太陽輻射能量———部分輻射能轉(zhuǎn)化為混凝土內(nèi)能以提高自身溫度，另一部分以紅外線形式散射入環(huán)境中．混凝土溫度極大值是在其接受太陽輻射能和自身散射失掉的能量達(dá)到平衡后出現(xiàn)的———若混凝土獲取的輻射能量大于散射失掉能量，則多余的能量將轉(zhuǎn)化為混凝土內(nèi)能以升高混凝土溫度；若散失能量大于混凝土通過輻射獲取的能量，則混凝土溫度會逐漸降低；故混凝土表層溫度達(dá)到最大值會出現(xiàn)在混凝土獲取的輻射能與散失掉的能量達(dá)到平衡時刻．環(huán)境溫度升高主要是通過吸收混凝土散射能量（紅外線）而到達(dá)的，混凝土向大氣散失能量需要一個時間過程，此即為相應(yīng)的滯后時間．因而，自然環(huán)境溫度出現(xiàn)極大值滯后于無遮擋條件下混凝土出現(xiàn)溫度極大值時刻．產(chǎn)生這兩者差異是由于有／無遮擋條件下混凝土與外界環(huán)境之間熱能傳輸方式不同造成的．在有遮擋條件下，混凝土與環(huán)境間傳熱主要以表面對流換熱為主；而太陽照射條件下，兩者間換熱方式由輻射和對流換熱主導(dǎo)．輻射至混凝土表面的熱能大量傳導(dǎo)入混凝土內(nèi)，從而使得混凝土溫度快速升高，部分能量以對流換熱和輻射方式傳遞給空氣．從圖4中還可以看出，太陽照射的混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自然環(huán)境溫度，理論計算混凝土表層溫度可超過50℃，這表明混凝土內(nèi)溫度響應(yīng)規(guī)律受其獲取能量的方式影響顯著，自然環(huán)境溫度變化規(guī)律能否直接等效于混凝土內(nèi)溫度變化規(guī)律，應(yīng)視混凝土所處自然環(huán)境條件而定，這為人工室內(nèi)模擬試驗(yàn)溫度參數(shù)選取提供了依據(jù)．

4結(jié)論

第2篇：自然環(huán)境論文范文

在分析法的本質(zhì)之前，作者認(rèn)為有必要先搞清楚法和法律的區(qū)別，這對于認(rèn)識環(huán)境法能否調(diào)整人與自然的關(guān)系有著重要的基礎(chǔ)作用。此處所說的法是比法規(guī)、規(guī)章、條例等更加廣義的法，是自然界中的各種法則的總稱;法律是國家立法機(jī)關(guān)制定的，體現(xiàn)階級意志的規(guī)范總和。早期的馬克思從自然法學(xué)的某些觀點(diǎn)中吸取并指出，“法是自由的無意識的自然規(guī)律，而法律則是法的表現(xiàn)”。這里自由無意識的自然規(guī)律所指的法是客觀存在的法則，而不是主觀的認(rèn)識，法律則是將這種無意識的自然規(guī)律變成有意識的法規(guī)，也就是說法律是立法者通過自己的大腦和筆將自己所認(rèn)為的法的樣子描寫了出來，法律的樣子就取決于立法者的思想和認(rèn)識。再后來，馬克思在批判黑格爾的時候指出，“法的關(guān)系正像國家的形式一樣，既不能從他們本身來理解，也不能從所謂人類精神的一般發(fā)展來理解，相反他們根源于物質(zhì)的生活關(guān)系”，這也就說明法的內(nèi)容都是根據(jù)物質(zhì)條件而變化的，物質(zhì)條件的改變會引起法的表現(xiàn)形式和體現(xiàn)的意志有所變化，但是這不會改變法的本質(zhì)，它所改變的都是法的表現(xiàn)形式———法律。

二、法的本質(zhì)與環(huán)境法的本質(zhì)———內(nèi)容與形式的體現(xiàn)

作者認(rèn)為，法的本質(zhì)是調(diào)整關(guān)系，調(diào)整是促進(jìn)、抑制、保護(hù)、協(xié)調(diào)等，它有很多種方法;關(guān)系有很多種，利益關(guān)系、身份關(guān)系、人與自然的關(guān)系等。這種本質(zhì)是客觀存在的，環(huán)境法只是其中的一種表現(xiàn)形式。有些學(xué)者提出法的本質(zhì)是變化的，但是這種變化的核心是利益，法的本質(zhì)是隨著利益的變化而同時發(fā)生著改變的，作者同樣認(rèn)同法的本質(zhì)變化的觀點(diǎn)，但是這種變化的根據(jù)是物質(zhì)基礎(chǔ)，也就是生產(chǎn)力，這是從意識根源到物質(zhì)根源的轉(zhuǎn)變。法的本質(zhì)在于調(diào)整自然界中各個生物之內(nèi)和生物之間的法則。法的價值、目的等都是法的本質(zhì)的體現(xiàn)，以為在不同時期環(huán)境條件下，法的這些體現(xiàn)都是不一樣的，因?yàn)榛A(chǔ)不同，所以體現(xiàn)的內(nèi)容和形式也就不一樣。

三、環(huán)境法調(diào)整人與自然關(guān)系的宏觀方法———公法與私法的重新界定

公法與私法的劃分從古羅馬時代就有法學(xué)家提出過，他的分類標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)法律調(diào)整的主體和調(diào)整對象是否涉及社會利益。這種劃分方法雖然具有重要的意義作用，但它的劃分也不是絕對的，法律公私性質(zhì)的劃分應(yīng)當(dāng)是在一定的條件和范圍內(nèi)才能夠進(jìn)行的。例如經(jīng)濟(jì)法、社會保障法、環(huán)境法的調(diào)整對象，就超出了傳統(tǒng)法律公私劃分的邊界，呈現(xiàn)“法律理論的基礎(chǔ)與社會生活的狀況極不一致的現(xiàn)象”。作者想指出的是，這種公法與私法的劃分是對法律的劃分，不是對法的劃分，是對意識形態(tài)的進(jìn)一步區(qū)分，而不是對法這個客觀存在進(jìn)行的分類。這也就說明，這種叫法是不準(zhǔn)確的，應(yīng)該是公法律和私法律。那么，以類似的標(biāo)準(zhǔn)———調(diào)整對象，對法進(jìn)行分類的話，公法應(yīng)該是自然之法或宇宙之法，私法應(yīng)該是人類之法，私法調(diào)整人之間以及人組成的社會組織、團(tuán)體、機(jī)關(guān)、國家之間的關(guān)系，公法調(diào)整其他物種之間以及人與它們的關(guān)系。

四、環(huán)境法調(diào)整人與自然關(guān)系的微觀方法———人的行為

第3篇：自然環(huán)境論文范文

在黃山‘十二五’規(guī)劃中明確指出：黃山市以建設(shè)現(xiàn)代國際旅游城市為目標(biāo)，以“十大工程”為載體，以“四區(qū)建設(shè)”為抓手，著力“壯大徽州旅游，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，打造無煙工業(yè)，做強(qiáng)特色產(chǎn)品”， 面對新的競爭與挑戰(zhàn)。市委、市政府先后出臺了《關(guān)于實(shí)施科技規(guī)劃綱要增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力的意見》、《國家技術(shù)創(chuàng)新工程黃山市試點(diǎn)工作實(shí)施方案》和《黃山市貫徹國家技術(shù)創(chuàng)新工程安徽省試點(diǎn)工作若干政策》等一系列自主創(chuàng)新文件，全面啟動安徽省國家技術(shù)創(chuàng)新工程黃山市試點(diǎn)工作。“十一五”期間，全市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值343.11億元，較“十五”期間增長210%。

一、黃山市的資源狀況

黃山市的資源可分為歷史自然，自然資源和人文資源。

（一）歷史資源

黃山作為中華十大名山之一，一直以來都受到古今中外文人雅客的青睞古代就有詩云：“壑遠(yuǎn)潭清水亦香，黃山縹緲惹仙藏”來描繪黃山的仙境，更有“五岳歸來不看山，黃山歸來不看岳”的詩句來表達(dá)黃山在人們心中的地位。1990年黃山又被聯(lián)合國教科文組織列入――世界自然和文化遺產(chǎn)名錄，自此黃山以“震蕩國中第一奇山而聞名。

（二）自然資源

1、氣候資源

清代曹文值用“四月始知春，一歲竟無夏”來形容黃山天氣可謂絕妙。黃山地處我國東部的季風(fēng)區(qū)，有著典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，全年平均氣溫在15-16攝氏度，降水多，云霧大，山高谷深，氣候垂直變化，形成了特殊的山區(qū)季風(fēng)氣候，由于水熱條件充足適宜多種林木茶葉果樹及農(nóng)作物生長。

2、地質(zhì)資源

黃山為堅(jiān)硬的花崗巖經(jīng)冰川運(yùn)動和地理風(fēng)化而成，形成了垂直節(jié)理發(fā)育的峰林結(jié)構(gòu)，其山體高大雄偉，主峰屹立于江南丘陵之中，是其中一道靚麗的風(fēng)景線。

3、水資源

由于黃山的河流水源主要是以降水作為補(bǔ)給，其典型的季風(fēng)氣候也就決定了河流的水文狀況，即汛期集中在夏季時間分布不均，年際變化大，加之黃山特殊的山高谷深的特點(diǎn)，應(yīng)運(yùn)而生的是黃山著名的“四絕三瀑”――奇松，怪石，云海，溫泉和三大瀑布，這也為黃山旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了有利的條件。

4、土壤資源

黃山市中低山地多為黃壤，土層較厚，肥力較高，有利于茶樹，林木，藥材的生長；丘陵地帶多為紅壤，酸性很大，肥力較差，但水熱條件充足，適合油茶，櫟松等作物的生長；在河谷地帶，由于河流沖擊帶來大量肥沃土壤，加之地勢平坦，適合農(nóng)業(yè)播種生產(chǎn)。

（三）人文資源

黃山文化是徽文化的重要組成部分，黃山至今還保存著許多徽州古建筑，徽雕藝術(shù)，繪畫以及詩詞歌賦?；罩莨盼膶W(xué)，以及黃山畫派在全國占有重要地位，是中華文化的重要組成部分。

二、黃山市經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

（一）基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)不足

黃山市的旅游配套設(shè)施雖然近年來得到了一定的提升，但是受環(huán)境承載量、經(jīng)濟(jì)、消費(fèi)市場等因素的影響，旅游業(yè)的配套設(shè)施仍然無法全部滿足旅游的需要。

（二）旅游資源開發(fā)不合理，破壞嚴(yán)重

客流量過大以及人為破壞等因素導(dǎo)致一些不可避免的損失。

（三）商業(yè)活動缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃

黃山作為世界著名旅游城市，商業(yè)發(fā)展水平較為低下，缺乏種類齊全的商業(yè)街，沒有發(fā)達(dá)的商業(yè)與旅游業(yè)相互協(xié)調(diào)，難以帶動整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

三、提升黃山市綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的舉措

分別從第一，二，三產(chǎn)業(yè)出發(fā)，進(jìn)行具體說明。

（一）第一產(chǎn)業(yè)與生態(tài)旅游業(yè)相結(jié)合

1、農(nóng)產(chǎn)品市場化

結(jié)合黃山自然條件及自然資源，重點(diǎn)栽種適應(yīng)市場需求的濟(jì)作物，如黃山茶葉，貢菊，野生菌類等作為發(fā)展旅游業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)價值。

2、進(jìn)一步開發(fā)鄉(xiāng)村觀光旅游業(yè)

即‘農(nóng)家樂’旅游，把鄉(xiāng)村自然風(fēng)光與旅游業(yè)緊密結(jié)合起來，打造‘中國鄉(xiāng)村旅游第一品牌’。

（二）走具有創(chuàng)新力的新型工業(yè)化道路

1、開發(fā)生產(chǎn)綠色環(huán)保產(chǎn)品

結(jié)合黃山自身?xiàng)l件與自然資源，貫徹落實(shí)黃山工業(yè)無污染化的方針，開發(fā)綠色無污染的環(huán)保工業(yè)，如黃山著名的龍頭企業(yè)――黃山一品有機(jī)茶葉有限公司。

2、發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)

通過引進(jìn)人才，區(qū)域合作，中外交流，與時俱進(jìn)，發(fā)展例如聚酯樹脂，高級粉末油墨等高科技產(chǎn)業(yè)，一定做到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境并存，如黃山最大的工業(yè)企業(yè)永佳有限公司。

（三）重點(diǎn)開發(fā)以旅游業(yè)為核心的第三產(chǎn)業(yè)

1、旅游營銷方式創(chuàng)新

打通校園，企業(yè)，社區(qū)宣傳渠道，采取旅游宣傳途徑多樣化方式，加強(qiáng)景區(qū)城市基礎(chǔ)設(shè)施商業(yè)規(guī)范化建設(shè)，強(qiáng)化黃山旅游城市形象宣傳，提升知名度和品牌形象。

2、文旅結(jié)合

發(fā)揮‘非物質(zhì)文化遺產(chǎn)’品牌效應(yīng)，提升文化軟實(shí)力。推廣‘徽韻’，黃梅戲等特色歌舞演出，使游客領(lǐng)略徽文化的意蘊(yùn)；深入開發(fā)徽文化的旅游產(chǎn)品，如著名的潛口民宅非物質(zhì)文化遺產(chǎn)以及西遞宏村文化產(chǎn)業(yè)建設(shè)。

3、統(tǒng)籌區(qū)域規(guī)劃

第4篇：自然環(huán)境論文范文

Abstract： Computer classroom teaching is an important form of college and university education， but the existing computer classroom environment and mode seriously restrict the effective development of teaching activities. Therefore， it is necessary to build a new type of computer classroom teaching environment to reduce the construction and maintenance cost of computer classroom and the work of computer classroom management staff and at the same time improve the teaching effect. Through the cloud desktop technology， the system resources， teaching resources and office environment can be put on the cloud platform so that teachers and students can get the resources through various terminals， thus the time and space environment， equipment environment， interpersonal environment， information organization environment and emotional environment of computer classroom teaching can be effectively improved and promoting teaching as a result.

關(guān)鍵詞： 云平臺；機(jī)房；教學(xué)環(huán)境

Key words： cloud platform；computer classroom；teaching environment

中圖分類號：TP308 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）25-0188-03

0 引言

隨著web技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在新形勢下對于傳統(tǒng)機(jī)房教育的拓展成為了可能。機(jī)房教學(xué)是當(dāng)代高校特別是職業(yè)院校的重要教學(xué)形式，它承擔(dān)著學(xué)?；谟嬎銠C(jī)的基礎(chǔ)課程、實(shí)踐及相關(guān)考試、培訓(xùn)任務(wù)，它不但需要承擔(dān)計算機(jī)主干課程的學(xué)習(xí)，更負(fù)擔(dān)了基于計算機(jī)的相關(guān)課程（比如自動化專業(yè)、汽車專業(yè)、財務(wù)專業(yè)、設(shè)計類專業(yè)等）學(xué)生通過動手訓(xùn)練鞏固習(xí)得的知識和技能，提高實(shí)踐操作能力。近年來，教育信息化建設(shè)推進(jìn)了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和信息系統(tǒng)的建設(shè)，尤其是作為學(xué)校信息化程度重要指標(biāo)的教學(xué)機(jī)房更是大量涌現(xiàn)。然而，面對機(jī)房教學(xué)對設(shè)備的可擴(kuò)展性、高安全性、高性能性、高兼容性等需求，學(xué)校的現(xiàn)有硬件設(shè)備、軟件環(huán)境又進(jìn)入了食之無味、棄之可惜的兩難境地。那么我們應(yīng)該如何通過優(yōu)化教學(xué)環(huán)境來高效地利用現(xiàn)有資源，更好地服務(wù)教學(xué)，提高教學(xué)效果呢？

1 概念界定

1.1 教學(xué)環(huán)境 關(guān)于教學(xué)環(huán)境概念的界定，由于研究者的立場和角度的不同，對教學(xué)環(huán)境都有不同的理解，在國內(nèi)外也尚未形成一致的意見。一般來說，研究者通常從自己的研究目的、內(nèi)容等出發(fā)給教學(xué)環(huán)境下適合自己的定義。我們傾向于使用我國學(xué)者田慧生在《教學(xué)環(huán)境論》一書中的描述，按照教學(xué)環(huán)境諸要素的特點(diǎn)，將教學(xué)環(huán)境分為物質(zhì)環(huán)境和心理環(huán)境，物質(zhì)環(huán)境主要由時空環(huán)境、設(shè)施環(huán)境、自然環(huán)境構(gòu)成；心理環(huán)境主要由人際環(huán)境、信息環(huán)境、組織環(huán)境、情感環(huán)境、輿論環(huán)境等組成。[1]

1.2 云技術(shù) 云技術(shù)即云計算是一種新興的超級大規(guī)模的計算方式，是以數(shù)據(jù)為中心的一種數(shù)據(jù)密集型的超級計算。在多個領(lǐng)域有其獨(dú)特技術(shù)，如數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理、編程模型、虛擬技術(shù)等。云桌面技術(shù)是其虛擬化技術(shù)方面的主要應(yīng)用之一。[2]

云桌面技術(shù)能夠以精簡的、低成本的瘦客戶機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的個人電腦，并利用強(qiáng)大的服務(wù)器集群部署策略，通過虛擬化技術(shù)將各種應(yīng)用作為集中服務(wù)，按需交付，從而實(shí)現(xiàn)桌面與后臺工作系統(tǒng)的連接訪問及應(yīng)用部署方式的革命性創(chuàng)新。

2 傳統(tǒng)機(jī)房教學(xué)環(huán)境存在的問題

我們通過教師、學(xué)生和機(jī)房管理員等不同角色對本校教學(xué)機(jī)房的使用情況進(jìn)行了深入調(diào)研，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際教學(xué)過程中存在很多問題，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

2.1 一機(jī)房多應(yīng)用，教學(xué)的自然環(huán)境復(fù)雜

由于教學(xué)機(jī)房不足，不能滿足與專業(yè)一對一的應(yīng)用，往往一個機(jī)房承擔(dān)多個專業(yè)的教學(xué)任務(wù)，而不同的課程又需要不同的系統(tǒng)設(shè)置和應(yīng)用軟件，由于不同系統(tǒng)環(huán)境下軟件設(shè)置的不統(tǒng)一，快速更新的軟件版本的前后不兼容、操作用戶（師生）對于某項(xiàng)目標(biāo)的操作形式不相同，經(jīng)常會造成應(yīng)用軟件的損壞，甚至系統(tǒng)文件的破壞，導(dǎo)致死機(jī)等現(xiàn)象。軟件安裝過多不僅影響機(jī)器的使用性能，還會分散學(xué)生在上機(jī)操作時學(xué)習(xí)的注意力，同時給課堂教學(xué)秩序帶來了管理難問題。

2.2 機(jī)房設(shè)施投資大，淘汰速度快

為了滿足全校師生教學(xué)和科研的需求，機(jī)房規(guī)模較大，硬件設(shè)備的一次性投入動輒幾十萬。根據(jù)戈登·摩爾（GordonMoore）提出的關(guān)于計算機(jī)硬件更新的周期較短

（約18個月）性能就將提高一倍，學(xué)校教育需要應(yīng)對新的市場軟件需求版本也隨之提升，然而大量的硬件更新將使學(xué)校的設(shè)備投入與日俱增。同時，學(xué)校機(jī)房使用強(qiáng)度大，PC機(jī)零部件損壞概率加大，應(yīng)用軟件升級對計算機(jī)性能要求逐步提高等原因，每2至3年就要對機(jī)房設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代，造成極大的資源浪費(fèi)，也給學(xué)校帶來不小的經(jīng)濟(jì)壓力。

2.3 病毒肆虐，信息安全性差

機(jī)房作為一個教學(xué)的公共場所，學(xué)生存儲介質(zhì)的交叉使用幾乎使其成為公認(rèn)的病毒集散地，不但加重了機(jī)房管理員的維護(hù)工作，而且妨礙計算機(jī)的運(yùn)行，影響教學(xué)。若想通過殺毒軟件解決病毒問題，不僅面臨高額的使用費(fèi)用，現(xiàn)行軟件病毒、木馬往往還具有自我傳播與變異的可能，對于此類惡意程序，殺毒軟件將無能為力，同時還存在文件誤刪問題。

2.4 教學(xué)時間、空間環(huán)境受限

目前教學(xué)機(jī)房多采用集中教學(xué)的形式開展教學(xué)活動，且有嚴(yán)格的上課時間。如果學(xué)生在課堂內(nèi)不能完成學(xué)習(xí)任務(wù)，由于教學(xué)環(huán)境的不可轉(zhuǎn)移性，他不得不中斷學(xué)習(xí)，課后的再學(xué)習(xí)也只能是紙上談兵，這樣勢必使學(xué)習(xí)效果大打折扣。同時，不同的軟件對于操作系統(tǒng)的要求也不同，學(xué)生難以或無法在個人電腦上安裝教學(xué)軟件，后期的學(xué)習(xí)更無從談起。

2.5 人力資源緊張，組織運(yùn)維難以滿足教學(xué)需求

一方面由于機(jī)房的使用對象發(fā)生改變或是軟件的更新升級，每學(xué)期初，管理員都要大面積地安裝調(diào)試軟件，工作量不容小覷，如果機(jī)房的硬件設(shè)備沒及時跟進(jìn)，安裝問題更是層出不窮；另一方面機(jī)房的維護(hù)還存在不對計算機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行還原保護(hù)，則計算機(jī)軟件頻遭破壞，限制過多，則影響教學(xué)過程和教學(xué)效果的矛盾。[3]

3 基于云平臺的機(jī)房教學(xué)環(huán)境建設(shè)

針對當(dāng)前機(jī)房教學(xué)中存在的問題，本研究以提高教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生知識技能的習(xí)得為目的，通過基于云平臺的虛擬桌面技術(shù)，從時空環(huán)境、設(shè)施環(huán)境、人際環(huán)境、信息環(huán)境、組織環(huán)境、情感環(huán)境等方面優(yōu)化機(jī)房教學(xué)環(huán)境建設(shè)。

3.1 基于云平臺的教學(xué)環(huán)境架構(gòu)

通過基于云平臺的機(jī)房教學(xué)環(huán)境架構(gòu)，具體架構(gòu)圖如圖1所示。

其主要目的是為學(xué)校提供虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)環(huán)境，使師生可利用最低配置的終端設(shè)備隨時隨地的進(jìn)行工作、學(xué)習(xí)，從而真正實(shí)現(xiàn)移動教學(xué)，創(chuàng)新教學(xué)模式；實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的高效整合和共享，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的個性化定制，提高教師教學(xué)的高效性和學(xué)生學(xué)習(xí)的便捷性；為學(xué)校構(gòu)建一個不限地點(diǎn)的辦公環(huán)境，教師可通過智能手機(jī)、平板電腦等終端設(shè)備隨時隨地進(jìn)入數(shù)字校園各業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行辦公，更好地輔助教學(xué)活動。具體應(yīng)用效果圖如圖2所示。

3.2 基于云平臺的機(jī)房教學(xué)環(huán)境的優(yōu)勢

3.2.1 一對一應(yīng)用，凈化教學(xué)自然環(huán)境。通過云計算平臺管理所有相關(guān)實(shí)驗(yàn)資源后，學(xué)生可按照不同年級、課程、學(xué)習(xí)內(nèi)容獲得不同的學(xué)習(xí)資源、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件環(huán)境。同一個機(jī)房，可以實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)度分發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺資源，滿足不同教學(xué)需求。同時，該環(huán)境還為學(xué)生提供申報項(xiàng)目、課程預(yù)約、導(dǎo)師輔導(dǎo)、精品課件學(xué)習(xí)、網(wǎng)上圖書館、個人信息查詢等教學(xué)管理服務(wù)，為教職員工提供日常辦公所需數(shù)字校園軟件應(yīng)用、備課系統(tǒng)、教研數(shù)據(jù)的實(shí)時傳遞、Cernet網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享等。根據(jù)教學(xué)要求和管理需求，學(xué)生可以通過云計算平臺獲取學(xué)生桌面，使用所有學(xué)習(xí)所需資源，老師可以通過云平臺獲取教師桌面，使用備課、授課等相關(guān)的應(yīng)用軟件和資源，完成教學(xué)任務(wù)。

3.2.2 降低終端配置需求，延長設(shè)備使用壽命。因?yàn)樵诳蛻舳松辖邮盏膬H僅是中心服務(wù)器經(jīng)過計算的最終數(shù)據(jù)，只是結(jié)果圖形化展示的結(jié)果，它比傳統(tǒng)的B/S結(jié)構(gòu)的客戶端還要節(jié)省資源。所以，可以實(shí)現(xiàn)用低配置的計算機(jī)來完成原來需高配置計算機(jī)才能完成的教學(xué)任務(wù)，對各專業(yè)尤其是對設(shè)計類專業(yè)更是大大降低了終端設(shè)備購置成本，且延長老舊機(jī)器繼續(xù)工作的年限。

3.2.3 病毒易控，確保信息安全性。在桌面應(yīng)用中殺毒采用集中方式、操作系統(tǒng)是獨(dú)立環(huán)境。環(huán)境用戶由于不參與數(shù)據(jù)運(yùn)算、安裝，同時不會關(guān)聯(lián)任意程序，所以不會使得用戶的終端設(shè)備中毒。而即便中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)本身有問題，但因?yàn)?，程序服?wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器物理分隔，在病毒源查殺方面能夠更高效，并且可將擴(kuò)散范圍控制到最小。

同時，即便個人終端本身帶毒，在與服務(wù)器交互過程中，可以借用中心服務(wù)器先進(jìn)、高端的殺毒軟件進(jìn)行處理，以獲得安全環(huán)境。

所有應(yīng)用通過云平臺到校園網(wǎng)或者因特網(wǎng)，學(xué)生和老師可以通過不同的終端設(shè)備，接入云計算平臺，高效、安全地訪問這些資源，而且不用擔(dān)心病毒、數(shù)據(jù)泄露等安全問題。

3.2.4 突破時空限制，滿足個性化學(xué)習(xí)需要。平臺集中建設(shè)在學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心，相關(guān)設(shè)備可以通過有線、無線無縫漫游到全校各區(qū)及公網(wǎng)。在外網(wǎng)環(huán)境中有效減少VPN的licence數(shù)量，提高VPN通道效率。教師可以通過智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等終端設(shè)備隨時隨地進(jìn)入數(shù)字校園各業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行辦公或?yàn)g覽下載教學(xué)資源，更好地輔助教學(xué)活動；學(xué)生可以隨時隨地獲取機(jī)房的教學(xué)軟件環(huán)境完成課堂上未完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，或是利用云平臺上的教學(xué)資源進(jìn)行個性化的學(xué)習(xí)。

3.2.5 統(tǒng)一、快速的應(yīng)用環(huán)境部署。云計算中心在部署中的優(yōu)勢在于所有操作系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)的安裝和相關(guān)配置工作都在虛擬機(jī)上完成，可進(jìn)行批量地桌面復(fù)制，一次定制、長期使用、及時更改。通過前期對于環(huán)境的進(jìn)行需求定制，一旦終端用戶有需求發(fā)起，應(yīng)用服務(wù)器將所需軟件環(huán)境進(jìn)行推送。機(jī)房統(tǒng)一桌面環(huán)境的布設(shè)快速便捷，即使機(jī)房有臨時性的不同專業(yè)課程的教學(xué)任務(wù)，也能輕松解決應(yīng)用軟件環(huán)境的安裝調(diào)試。對于管理員，如果軟件有更新升級或更換，也只需在平臺模板上操作即可。

3.2.6 多變的人際情感環(huán)境，適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格?；谠破脚_的機(jī)房教學(xué)環(huán)境可以輕松地把教學(xué)資源和教學(xué)軟件環(huán)境推送到任何有“瘦”終端的地方，因此，可營造多樣的人際情感環(huán)境，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。比如：場依存型學(xué)生喜歡與學(xué)習(xí)同伴互幫互學(xué)，那就可以多利用課堂時間或課后組隊(duì)開展學(xué)習(xí)活動；場獨(dú)立型學(xué)生則偏愛在不受干擾的環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)，他們覺得與同伴在一起不易集中注意力，相互討論不如自己學(xué)習(xí)效果好，那就可以多利用課余時間在圖書館等安靜的環(huán)境自主學(xué)習(xí)。

發(fā)展與展望：由于云桌面的應(yīng)用，用戶實(shí)際上沒實(shí)體機(jī)，全部應(yīng)用都由平臺提供，所以對用戶對系統(tǒng)需求的提升只需更新后臺分配的資源，方便簡單。對平臺容量的擴(kuò)充只需增加服務(wù)資源，升級技術(shù)的難度低，影響應(yīng)用的涉及面小。

4 結(jié)語

計算機(jī)機(jī)房教學(xué)在高校教學(xué)中的地位非同一般，在培養(yǎng)學(xué)生動手能力、業(yè)務(wù)操作能力、空間想象力、創(chuàng)意創(chuàng)新能力等方面發(fā)揮著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。然而其高成本的維護(hù)更新、費(fèi)時費(fèi)力的軟件應(yīng)用環(huán)境布設(shè)，致命的時空限制性和防不勝防的病毒隱患卻讓使用者頭疼不已。基于云平臺的機(jī)房教學(xué)環(huán)境架構(gòu)讓當(dāng)前機(jī)房教學(xué)環(huán)境面臨的問題迎刃而解。它通過云技術(shù)和虛擬桌面技術(shù)對常用操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和教學(xué)資源進(jìn)行集約化管理，構(gòu)建一個和諧、開放、多維互動的教學(xué)環(huán)境，師生可利用各種低配的終端設(shè)備開展個性化的備課、教學(xué)和學(xué)習(xí)活動，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]田慧生著.教學(xué)環(huán)境論[M].江西：江西教育出版社，1996.

[2]韓寧.云桌面技術(shù)在高校信息化建設(shè)及教學(xué)中的應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊，2012（5）.

[3]張建嬌.基于虛擬化機(jī)制的新型機(jī)房研究與構(gòu)建[D].[工程碩士學(xué)位論文].南京：南京郵電大學(xué)，2012.