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關鍵詞生態(tài)美學;生態(tài)倫理學;生態(tài)旅游規(guī)劃;生態(tài)景觀設計
AbstractEcological aesthetics is a kind of ethics which reflects the relationship among human beings,nature,society and people’s own ecological aesthesis. Based on the aesthetical and ethical theories of western philosophers,the view of ecological ethics and ecological aesthetics was described,and the importance of the theories used in landscape architecture were demostuated. Meanwhile,the influence of the theories which were applied on ecotourism planning and ecological landscape architecture was interpreted.
Key wordsecological ethics;ecological aesthetics;ecotourism planning;ecological landscape design
1生態(tài)美學原理
生態(tài)美學,是國內近些年美學研究的一個熱點。它是以人與自然的生態(tài)審美關系為基本出發(fā)點,包含人與自然、社會以及人自身的生態(tài)審美關系,是一種包含有生態(tài)維度的當代存在論審美觀。毋庸置疑,生態(tài)美學的出現有其歷史的合理性。長期以來,在美學研究中,存在著一種過于強調人的主體性,強調人對自然的征服與改造,自然如何在人的作用下成為人的自然,成為人本質力量的體現,而忽視自然本身的價值和意義。生態(tài)美學強調不僅人,自然也有其自身的價值;強調不僅要從人,也要從生態(tài)、宇宙自然的意義上去看待審美方面的問題,這對破除對美的僵化理解、將美學研究帶入一個新的境界是有積極意義的。但是,應該明確的是,生態(tài)美學作為當今美學研究的一種顯學和理論思潮的出現,它是與特定的哲學思想相關的,特別是受西方生態(tài)主義和生態(tài)哲學影響深刻,西方生態(tài)主義和生態(tài)哲學則誕生于西方的生態(tài)學視野下。西方當前的生態(tài)主義有3個特點,一是以自然為本;二是反人類中心主義;三是認為作為自然界生物鏈中的一個環(huán)節(jié),人和動物是完全平等的[1]。
1.1我國的生態(tài)美學觀點
在中國《周易》及道家思想、古希臘前蘇格拉底哲學、印度《奧義書》等人類早期的哲學、宗教典籍里蘊涵了萬物生成的思想。老子《道德經》里說:“道生一,一生二,二生三,三生萬物”,即是說人和萬物擁有同一個來源即道。莊子也提出“天地與我并生,而萬物與我為一”不僅是物我不分的審美觀照,也是物我合一的自然哲學。人與萬物同構、同源、同具有道性或神性,這是生態(tài)美學得以成立的哲學基礎。從我國近些年流行的生態(tài)美學觀點來看,其內涵已超出這些,更多的是從人的生命存在,人與自然、環(huán)境的共生諧和的關系看待審美,更多地看到社會文化和人類實踐對生態(tài)環(huán)境的影響。如果從這一立場出發(fā),就不能簡單地提以“生態(tài)”為中心的美學原則,將“生態(tài)中心”與“人類中心”對立起來。生態(tài)主義的合理性在于它強調人應該尊重自然,肯定自然生物的存在權利,但是,它在涉及人與自然的差異,人有著不同于生物存在的社會性、文化性這一方面上,又有著明顯的局限[2]。美學研究不能忽視人與自然的差異,不能不以社會性、文化性的眼光看待生物存在。也就是說,不能放棄以“人類”為中心的視角和立場。只是這里所說的以“人類”為中心,不是不尊重自然,與環(huán)境和生態(tài)保護相違背,而是充分尊重自然,尊重自然生物存在的權利,人與自然、人與環(huán)境相協(xié)調,它實際上也是以“自然”、“生態(tài)”為中心[3]。從這一意義上說,簡單地提以“生態(tài)”為中心和以“人類”為中心,都是不妥當的,最好的說法應該是人與自然的統(tǒng)一、人與環(huán)境的統(tǒng)一。不過,談到這一點時,又需明確的是,人與自然的統(tǒng)一、人與環(huán)境的統(tǒng)一,有一個基本前提,就是人而非自然,應該成為美學研究的出發(fā)點。美學研究是對人自身而言的,沒有人,沒有人類的社會實踐和生存需要,也無所謂美不美的問題。
因為生態(tài)美學是以生態(tài)學整體論方法為基礎,以生態(tài)倫理學的自然價值和權利學說為依據,通過體驗、感受、領悟,可以發(fā)現大自然對人的唯美意義,更為有意義的是,也可以發(fā)現大自然結構內部物種多樣性造就的和諧完美的大自然圖景。這種審視和研究已不再把人作為中心和主體,而是將人類看作地球這個生態(tài)系統(tǒng)的重要一員,置身于大自然中,發(fā)現人的自然美及其在整個生態(tài)系統(tǒng)美中的價值,以及反思地球自然世界與人類世界的自然和諧關系,揭示地球生態(tài)整體生態(tài)美的破缺和人類的責任和義務,提升人與自然唯美關系的層次和境界。這種對生態(tài)美學的理解似乎是一種在自然中實現了的“人道主義”和在人類中實現了的“自然主義”的統(tǒng)一[4]。彭鋒在《完美的自然》中指出:“自然美不是指自然事物符合某種抽象的形式美的規(guī)律,而是指自然在根本上是我們人類及其世界的真身和根源。換句話說,從自然是我們人類及其世界的原初形式來說,自然本身就是美的。”“消融欣賞者與欣賞對象之間的距離感,從而使得欣賞者以一種全方位、多感官的方式沉浸在欣賞對象之中,無論此欣賞對象是自然還是藝術。”
1.2西方生態(tài)美學觀點
西方哲學家尼認為:“美是人的自我肯定,根本不存在‘自在之美’,‘自在之美’純粹是一句空話,從來不是一個概念?!痹诿乐?,人把自己樹為完美的尺度;在精選的場合,他在美之中崇拜自己。一個物種舍此便不能自我肯定……人相信世界本身充斥著美——他忘了自己是美的原因……歸根到底,人把自己映照在事物里,他又把一切反映他的形象的事物認作美的:“‘美’的判斷是他的族類虛榮心……人把世界人化了,僅此而已?!比瞬坏俏┮坏膶徝乐黧w,而且歸根到底是惟一的審美對象?!皼]有什么是美的,只有人是美的”,在這一簡單的真理上建立了全部美學,它是美學的第一真理。而美學的第二真理:沒有什么比衰退的人更丑了則使審美判斷的領域從此被限定了。
馬斯洛說:“不僅人是自然的一部分,自然是人的一部分,而且人必須至少和自然有最低限度的同型性(和自然相似)才能在自然中生長……在人和超越他的實在之間并沒有絕對的裂縫。”美學問題,從根本上說,不是一個自然生態(tài)環(huán)境如何保護宇宙自然中的生命、如何擁有生存權利的問題,而是人如何更好地生存于他所生活的世界上,與世界和諧共存的問題,也是人如何在他所生活的世界上實現自身價值和意義的問題[5]。
2生態(tài)倫理學
生態(tài)倫理學是指導生態(tài)旅游規(guī)劃的理論基石。大自然是一個相互依存的大系統(tǒng),大自然有價值和權力等都是生態(tài)旅游規(guī)劃者必須具備的意識和倫理素質。要求人們對生態(tài)旅游產品的開發(fā)設計,必須強調自然主題和保護要求,必須因地制宜地將生態(tài)旅游設施納入整個生態(tài)系統(tǒng)中,不能在景區(qū)內大搞人工建設,更不宜集中修建賓館、飯店、商店、銀行等形成旅游集鎮(zhèn)。避免生態(tài)旅游景區(qū)城市化、園林化傾向。提倡“生態(tài)旅游建設”,開發(fā)出人與自然協(xié)調的旅游產品。生態(tài)旅游項目本身充分體現生態(tài)倫理學的要求,要以維護生態(tài)系統(tǒng)平衡為目標,使生態(tài)旅游景區(qū)開發(fā)滿足生態(tài)、社會和經濟3個方面協(xié)調發(fā)展的要求。切不可急功近利,只顧眼前和局部的經濟利益而忽視生態(tài)倫理學要求,以免造成不可挽回的損失[6]。
3西方工業(yè)基地的景觀改造
現代歐洲生態(tài)景觀設計的起源可以追溯到20世紀70年代末至80年代初。當時,歐洲工業(yè)化問題和舊城市改造面臨的諸多難題日益突出,促使整個歐洲開始思考以新的建筑、景觀設計手法解決這些問題。而建筑、景觀學術界各種思潮的出現及對新世紀的思考催生了以“生態(tài)”為理念的現代景觀設計。它圍繞“人·自然·技術”三要素為核心,力求平衡人、城市與自然的關系,達到生態(tài)上的“平衡”?,F代歐洲生態(tài)景觀設計崛起的標志是法國巴黎拉·維萊特公園的設計和建造。瓦倫汀教授通過“德國魯爾區(qū)艾美溪工業(yè)景觀改造”、“慕尼黑舊機場改造”和“巴伐利亞環(huán)保部景觀設計”3個案例,依照由大到小的尺度,分別解析了地區(qū)生態(tài)改造恢復、城區(qū)規(guī)劃設計和建筑細部景觀設計中體現的現代生態(tài)景觀設計理念。魯爾工業(yè)區(qū)北部艾美溪河的綠色景觀系統(tǒng)重建項目是現代歐洲生態(tài)景觀設計的典型。在艾美溪河附近聚集了大量的大型工礦企業(yè),使得該地區(qū)的景觀具有強烈的工業(yè)化特點。如今,很多廢棄的工廠礦區(qū)被改建成為人們休閑娛樂的場所。許多殘存的重型機械和高爐、氣罐不僅成為人們游玩的項目,更是成為工業(yè)化發(fā)展進程的象征;同時,生態(tài)系統(tǒng)的改造也使得該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境有了長足的改善。在慕尼黑舊機場改造項目中,設計師以生態(tài)的理念,將慕尼黑老機場規(guī)劃成商務辦公區(qū)、住宅區(qū)和生態(tài)公園3個部分,并通過多變的手法,將三者自然地銜接起來。巴伐利亞環(huán)保部景觀設計中,設計師在建筑物的周圍和一些細部作了非常巧妙而合理的布置,使得整個景觀設計顯現出生態(tài)的氣息,充分體現了“人·自然·技術”的理念[7]。
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【關鍵詞】多元化;學習理論;生態(tài);融合;課堂
【中圖分類號】G40-057【文獻標識碼】A【論文編號】1009―8097(2010)03―0021―04
為了更好地認識人類學習的過程,研究者們近百余年來對學習理論的探索發(fā)展繁盛,各種學習理論紛紛問世。然而,無論是行為主義、信息加工、建構主義、還是目前流行的社會文化觀等,每一種學習理論只不過是選取不同的視角為切入點,描述和解釋了學習現象的某些方面或某一層次,都無法為我們提供對學習的全景的認知和理解[1]。鑒于此,本文試圖從生態(tài)的視角闡釋多元化學習理論融合,以提高人們對學習過程的整體性認識。
一 人們對學習過程的認知發(fā)展
人們對自身學習過程的認識和理解是一個隨時間逐步發(fā)展提高的過程,可分為以下四個階段:
1低級的綜合認識階段:原始社會時期,生產力水平低下,人類的認知水平僅限于籠統(tǒng)模糊地形成對學習過程低級的、整體性的認識。
2低級的分化認識階段:隨著時間的推移,生產力的發(fā)展,人類的認知有所提高,逐步開始了對學習過程簡單的,局部的認識過程的探索。
3高級的分化認識階段:當社會發(fā)展到一定的高度,人們有能力紛紛從不同的視角提出各式的學習理論,展現出學習理論的豐富性和多元化,深化人們對自身學習過程的理解。
4高級的綜合認識階段:流派紛呈的多元化學習理論有各自看待學習的視角,各具優(yōu)勢和不足,這就促使人們試圖集各家理論之所長,探求對學習過程高水平綜合性的深化理解。
當前,人們對學習過程的認知正處于上圖所指的“高級的分化認識階段”,即學習理論的研究與實踐已經發(fā)展到了一個多元化的時代,各種學習理論充盈著我們的頭腦,如行為主義、信息加工、認知主義、建構主義、人本主義、社會文化觀、情景學習理論等等。再加上社會文化價值觀的日益多元化,學習中技術資源工具的日益多元化,正體現了學習研究領域前所未有的豐富和深入。在這個多元化的時代,為了增強對學習過程的整體性認識,人們對學習過程的認知水平需要加速向“高水平綜合性認識階段”挺進,那么學習理論就面臨著一個最突出的任務:融合,有機地融合各種學習理念、學習方法和技術資源工具,實現學習過程和效果的最優(yōu)化,從而促進學生全面和諧的發(fā)展。[2]
二 生態(tài)學習觀的提出
雖然多元化學習理論的出現不僅表明學術上的繁榮,更顯示著人們對自身學習過程認識的深化和提高,然而,多元化學習理論大好景象的背后也暴露出了人們的一些認識上的問題。
1認識二元論
認識論二元取向是一種非常簡單的信念,只有好與壞、對與錯、真理與謬誤之分。持這種取向的人將多元化的各學習理論之間看成是相互對立的。[3]人們都有一種拒斥他人理論以保護自己理論從而證明自己理論徹底完美性的自然傾向。一種觀點的支持者總是妄圖自己的理論可以包涉人類學習的所有方面,拿自己理論的優(yōu)勢抨擊他人理論的不足。最近幾年,建構主義在理論與實踐中不斷地出現,有些人將它存在的合理性建立在對行為主義、認知主義學習理論及其教學實踐弊端的批判上,堅信學生應該建構他們自己的知識。任何與之相背離的觀點都被視為消極被動、單調乏味[4]的學習。當然,通過對一種理論不足之處的批判從而提出新的理論是提高人們認識事物能力的常規(guī)渠道,這是無可否認的。但認識論的二元取向是我們所不能認可和接受的。
2范式轉換論
盡管有關學習的新理論層出不窮,但這并不意味著對以往理論的排擠和徹底的遺棄。然而,有些人對學習理論發(fā)展的認識持范式轉換論[5],即一個理論替代另一個理論,認為后者比前者更具先進性,可以取而代之,認為百多年來對學習的理解經歷的是一個高過一個的革命浪潮,每一場革命都想要徹底根除以往的任何影響。例如:認知主義對行為主義的革命被視為第一次認知革命,到了20世紀的最后10年,又掀起了一場轟轟烈烈的第二次認知革命即社會文化觀。如果說認知主義的出現重點在于個體學習者對知識的主動加工和建構,社會文化觀則開始重視在社會、文化和歷史的情境脈絡中發(fā)揮認知的功能,這是我們所能認同的觀點,但范式轉換論的思想,是我們所不能認可和接受的,如同我們對待上文中認識論二元取向的態(tài)度。
3學習過程的復雜性
有時候人類的學習行為確實是由獎賞塑造而成的,人們也的的確確是在加工信息,而同時又在與他人一起協(xié)商著理解以調適自己去適應環(huán)境。從局部看來,傳統(tǒng)的學習理論對于某些情境、針對某些內容和某些學生,對學習做出某一角度和某一層面的闡釋的確是行之有效的,可以被用來指導人們的學習實踐。然而,學習是一個非常復雜的現象,這是毋庸置疑的。一項任務的學習,往往需要通過對事實、技能和策略等多種知識的綜合才能得以掌握。單靠一種學習理論就企圖對學習做出全面的解釋,這是無能為力的,更不能拿一種學習理論來推演所有的學習形式。
4學習理論的適切性
面對蓬勃發(fā)展的多元化學習理論,我們需要清醒地認識到:無論行為主義、信息加工、認知主義、建構主義、人本主義、社會文化觀或者情景學習理論等,都有其合理性和適切性,都有各自闡述學習的聚焦點,關注的是人類學習的不同側面和層次,都曾給予教育實踐重要的啟迪。例如:行為主義關注行為訓練,通過有效刺激與反應的聯(lián)結、及時連續(xù)的反饋,來培養(yǎng)人的熟練技能和動作,比較適合客觀事實的記憶、簡單規(guī)則的匹配、基本技能的掌握等學習任務。認知學習強調觀念性知識的習得,鼓勵學生在一般理念和概念之間關系的基礎上建構理解,比較適合規(guī)則的推導、程序的建立等較高認知加工的任務。建構主義追求人的高級學習能力,如問題解決、批判性思維等,比較適合一些結構不良領域的復雜知識的學習。目前流行的社會建構主義、情境學習等理論則十分注重社會往、真實的實踐情境對個體學習的重要性。
面對學習現象本身所具有的復雜性以及由此產生的學習理論的多元性,認識二元論及范式轉換論的極端思想不利于學習理論的向前發(fā)展,也會造成實踐工作者的無所適從。我們不能說哪一種理論是“最正確的”、“最完美的”,因為沒有哪一種理論可以包打天下,它們只是以不同的視角,在不同層面來研討人類的學習。美國著名教育心理學家格里諾等人曾精辟地指出:行為主義傾向于從技能的獲得來看學習,認知主義傾向于從概念理解與思維以及理解的一般策略的增長來看學習,情境學習理論則傾向于從更有效地參與探究以及對話的實踐活動來看學習。然而都曾給予教育實踐以重要啟迪的行為主義的技能取向和認知主義的理解取向卻經常被一些人描述成相反的兩極,符合一個觀點的學習排斥符合另一個觀點的學習。實際上,行為主義和認知主義實踐的主要優(yōu)點和價值,可以包括在以情境學習理論為基礎的實踐中。由此格里諾等人暢想學習理論的融合――用情境學習來統(tǒng)整行為主義和認知主義。[6]這一做法給了我們很大的啟發(fā):鑒于學習現象的復雜性以及時下學習理論的多元化,我們不應該再對行為主義等傳統(tǒng)學習理論進行不加分析的攻擊,不應該再將建構主義與客觀主義極端化的對立,而應該以開放的、辯證的、統(tǒng)整的態(tài)度來審視人類以往對學習理論的研究,以生態(tài)的視角看待學習,即生態(tài)學習觀,以期能夠加速人們對學習過程的認知由高級的分化階段向高級的綜合階段的演變,促進各種學習理論的有機融合,還原學習現象的自然性與真實性,以增強人們對學習的整體性理解。
三 生態(tài)學習觀的內涵
與行為主義學習觀相比,生態(tài)學習觀堅持作為主體的學習者不是消極被動地受制于其環(huán)境中的物理刺激,而是積極主動地與其學習的環(huán)境交互作用:與信息加工理論相比,生態(tài)學習觀沒有將學習者視為汲取、存貯和再現信息的熟練的信息加工機器,而是攜有一定生命印跡的、“有情有意”的知識意義的積極建構者;與社會文化觀相比,生態(tài)學習觀強調個體與共同體在學習過程中的相互貢獻、相互形塑。[7]從與一些傳統(tǒng)學習理論的比較中可以看出:雖然目前提出生態(tài)學習理論還不成熟,尚需進一步的研討,但完全可以把生態(tài)學習觀看作審視人類學習活動的一種新視角――追求學習的整體性、開放性、交互性、多元性、適應性和可持續(xù)性。
自然生態(tài)系統(tǒng)是在一定時間和空間內,生物與其生存環(huán)境以及生物與生物之間相互作用,彼此通過物質循環(huán)、能量流動和信息交換所形成的一個不可分割的整體。這樣的系統(tǒng)總是開放的,生活著多樣性的物種,它們相互之間以及與環(huán)境之間保持著相互依存的動態(tài)平衡關系。這樣的系統(tǒng)具有一定程度的自組織性和適應性,但同時也容易受到破壞,需要遵循一定的自然法則。從此角度出發(fā),生態(tài)學習觀將學習過程視為一個由學習者、教師同伴、學習活動、工具資源、社會及物質環(huán)境構成的活動系統(tǒng),使原來處于分散狀態(tài)的各要素相互聯(lián)系,互相促動,協(xié)同合作,共同形成相互依存的有機整體。系統(tǒng)內各學習者之間、學習者與教師、研究者以及其他成員和社會文化之間存在復雜的互動關系,每個人既是知識的生產者,也是知識的消費者。這樣的系統(tǒng)包含著豐富的物質性學習環(huán)境(如學習資源、工具),包含有效的社會和文化互動(如規(guī)則、方法)。
然而,無論是教師的直接教學,還是個人自我指導式的學習或者合作參與式的學習,都離不開作為信息探測者的學習者通過積極主動的活動,借助有目的的反思實踐,與其情境(社會及物質環(huán)境)進行交互,也就是說,學習者的意圖、活動、反思構成了一個交互作用的閉合環(huán),所有的意義建構都要通過這樣的互動得以實現。
生態(tài)學習觀在認可物種豐富性與多樣性的前提下,既希望相互競爭,適者生存,更追求互依互惠,多元共生。多元異質的學習生態(tài)系統(tǒng)中充斥著不同類型的個體,有著異樣的思想和多樣化的需求。異樣的學習個體,借助個性化的工具和豐富的信息資源,通過學習活動相互關聯(lián),民主、平等地生活在充滿活力、人性化和高度社會化的同一系統(tǒng)中,體現著該系統(tǒng)共性中的個性以及個性中的共性。每個人都有自己的人生閱歷,都有自己的能力傾向,也都有可能成為某方面的專家。各成員相互尊重學習活動中每個參與者的專家身份,倡導你追我趕,彼此較量,相互爭勝,鼓勵對話與合作,分享各自專長以彼此互補,利用自己的專長幫助他人,利用他人的專長發(fā)展自己,通力協(xié)作既可解決單憑個人所無法完成的任務,又可分享集體的智慧以增強個人的知識與專長,從而形成相互競爭,適者生存與互依互惠,多元共生的學習共同體。
隨著生態(tài)系統(tǒng)中新的人員、思想、技術、工具的不斷出現,學習環(huán)境時刻在發(fā)生著動態(tài)的演化,個體在與環(huán)境進行建設性的交互中,通過自我調節(jié),不斷地學習、適應和創(chuàng)造。緣于系統(tǒng)內各不同組成部分之間強大的相互關聯(lián)性,各“物種”之間通過彼此的信息交流互動,獲得協(xié)同發(fā)展。為達到系統(tǒng)的平衡,個體/群體必須與外界不斷地進行信息交換,以實現系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。學習者就是在這樣的生態(tài)系統(tǒng)中,實現有效地學習、幸福地生活和可持續(xù)地發(fā)展。
四 對課堂的深化認識
反思我們一生中所接受的教育,絕大部分來自于學校課堂的正規(guī)學習,作為學校教育教學活動基本單位的課堂就成為了學生在校學習的主陣地。因此,深層解析課堂學習的內涵,對推動現代學校教育教學之改革,還原課堂學習過程之本真以及增強課堂學習之實效性具有非常重要的現實意義。
1課堂共同體
人們對課堂的理解大致經歷了以下三種認識觀的轉變。第一種是把課堂理解為教學活動的場所――教室,僅將課堂看作聚集了大量學生,教師為之上課的地方。第二種是把課堂理解為課堂教學活動,就是發(fā)生在教室里的教與學的活動,先是注重教師的教,強調教師的主導作用,后來轉向注重學生的學,強調學生的主體作用,再后來就發(fā)展到既注重教師的教,又注重學生的學,也就是所謂的“學教并重”,倡導“教師主導,學生主體”,力求教與學的最佳結合。第三種把課堂理解為學習共同體,一個由教師和學生組成,彼此之間經常進行溝通交流,共享學習資源[8]并及時尋求外部人員的幫助,以學習活動為主的生活共同體。突出強調了以下四點:①課堂既是學生生活和成長的地方,也是教師開展教學活動,提高自身專業(yè)水平的地方。②課堂學習從注重教師單一的“教”向注重學生的“學”的突破。③各成員之間需要形成相互影響、相互促進的和諧人際聯(lián)系。④學習活動是一種特殊的生活過程,不能把學習活動從現實生活中剝離開來。課堂作為學習共同體的理解是人們對傳統(tǒng)的以班級授課制為基礎,以課本知識為本位,以教師為主宰的課堂學習進行批判的過程中,逐漸形成的一種以學生為本位的課堂學習生活世界的觀點,是現代學校教育發(fā)展中的新理念。
2課堂生態(tài)觀
隨著基礎教育改革的進行,教育工作者基于學生的全面發(fā)展,逐漸形成了一種運用生態(tài)學的基本原理和方法來審視并解釋課堂日常生活現象的研究視角――課堂生態(tài)觀,不僅僅把課堂理解為共同體,更傾向于把課堂看作一個生態(tài)系統(tǒng),將諸如系統(tǒng)性、開放性、多樣性、交互性、適應性、動態(tài)平衡性、可持續(xù)發(fā)展性和相互競爭,適者生存與互依互惠,多元共生等生態(tài)理念貫徹于課堂之中。這是對學習超載、權力控制、關系失衡、無視人性、缺乏生機[9]的傳統(tǒng)課堂的解構和合理性超越。課堂生態(tài)中蘊涵著尊重差異、平等友愛、多維互動、充滿活力、自然和諧[10]與全面發(fā)展等多方面的內涵。課堂應當回歸自然,回歸生活,不斷地與外界互動,通過物質循環(huán)、能量流動和信息交換實現自身由“知識課堂”向“生命課堂”的轉變,使學生在動態(tài)開放的生態(tài)系統(tǒng)中學會認知,學會做事,學會共同生活和學會生存。由此,作為學校教育教學活動基本單位的課堂,要想高質量地完成育人的任務,不僅要成為師生學習的共同體,而且還要成為生態(tài)化的共同體。
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Interpretation of the Ecological Concept of the Integration of Diverse Learning Theory
――Also on the Deepening Understanding to the Classroom
ZHANG PingZHAO Hong-yue
(Institute of Journalism and Communication, Shaanxi Normal University ,Xi’an ,Shanxi ,710062,China)
關鍵詞:生態(tài)學原理;城市濕地景觀設計
中圖分類號:TU984文獻標識碼: A 文章編號:
城市的濕地景觀是城市景觀的重要組成部分。由于濕地系統(tǒng)在生態(tài)上具有重要的調節(jié)作用,在對其進行景觀設計時,應充分考慮生態(tài)方面的設計。生態(tài)學原理在景觀設計中的應用可以幫助尋求資源和空間利用的最適宜途徑與方式,降低對生態(tài)規(guī)律的干擾和未來發(fā)展的不確定性,從而實現可持續(xù)的景觀設計。
為什么要對城市濕地景觀進行生態(tài)設計
濕地環(huán)境是與人們聯(lián)系最緊密的生態(tài)系統(tǒng)之一,對城市濕地景觀進行生態(tài)設計,加強對濕地環(huán)境的保護和建設具有重要意義。首先,能充分利用濕地滲透和蓄水的作用,降解污染,疏導雨水的排放,調節(jié)區(qū)域性水平衡和小氣候,提高城市的環(huán)境質量。其次,這將為城市居民提供良好的生活環(huán)境和接近自然的休憩空間, 促進人與自然和諧相處,促進人們了解濕地的生態(tài)重要性,在環(huán)保和美學教育上都有重要的社會效益。一定規(guī)模的濕地環(huán)境還能成為常住或遷徙途中鳥類的棲息地,促進生物多樣性的保護。
如何在城市濕地景觀設計中進行生態(tài)學原理的應用
1、保持濕地的(系統(tǒng))完整性
濕地系統(tǒng)與其它生態(tài)系統(tǒng)一樣,由生物群落和無機環(huán)境組成。特定空間中生物群落與其環(huán)境相互作用的統(tǒng)一體組成生態(tài)系統(tǒng)。在對濕地景觀的整體設計中, 應綜合考慮各個因素,以整體的和諧為宗旨,包括設計的形式、內部結構之間的和諧,以及它們與環(huán)境功能之間的和諧,才能實現生態(tài)設計的目的。
調查研究原有環(huán)境是進行濕地景觀設計前必不可少的環(huán)節(jié)。因為景觀的規(guī)劃設計必須建立在對人與自然之間相互作用的最大程度的理解之上。對原有環(huán)境的調查,包括對自然環(huán)境的調查和對周圍居民情況的調查,如對原有濕地環(huán)境的土壤、水、動植物等的情況,以及周圍居民對該景觀的影響和期望等情況的調查。這些都是做好一個濕地景觀設計的前提條件,因為只有掌握原有濕地的情況,才能在設計中保持原有自然系統(tǒng)的完整,充分利用原有的自然生態(tài),而掌握了居民的情況,則可以在設計中考慮人們的需求。這樣能在滿足人需求的同時,保持了自然生態(tài)不受破壞,使人與自然融洽共存。這才是真正意義上的保持了濕地網絡系統(tǒng)的完整性。
應用景觀生態(tài)學原理
(1)中尺度
在中尺度的城市景觀規(guī)劃中,以景觀生態(tài)學的理論和方法作為城市濕地研究的基礎,可把城市濕地看作是在城市人工景觀基質上由濕地廊道和濕地斑塊所組成的濕地景觀生態(tài)系統(tǒng)。它特別強調維持和恢復生態(tài)過程及格局的連續(xù)性和完整性,這也是現代城市生態(tài)健康與安全的重要指標。把城市濕地放在區(qū)域整體景觀中進行設計,利用城市的水網結構,通過保持一定的水岸綠化空間,使城市中的山、水、林等自然景觀要素之間形成一個連續(xù)的自然過程,并維持城市自然板塊與作為城市景觀背景的自然山地或水系之間的聯(lián)系,也為城市中的水生、濕生和中生生物提供了一個連續(xù)的空間。
(2)微觀尺度
對于微觀尺度的濕地,規(guī)劃前其景觀基質多為農田,在成片的農田基質上常分布著湖泊斑塊、苗圃斑塊、居住工業(yè)地斑塊、魚塘斑塊以及森林斑塊,各斑塊之間以河流廊道、道路廊道及樹木廊道連接。據研究表明:在不同類型的斑塊邊緣,邊緣效應的存在導致了景觀中的物質流動的改變,一個結構多樣性高的植被邊緣( 無論垂直還是水平結構) ,其內部存在的動物種群的豐富度也高。邊緣的曲折度和寬度共同決定了景觀中邊緣生境的總量。這就是說,大規(guī)模改變濕地的景觀格局對各生物種群的發(fā)展十分不利,某些關鍵物種的消失可能會使整個生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生退化。因此,對于該尺度的濕地景觀,規(guī)劃后應避免景觀的破碎和肌理的損傷。在開發(fā)建設時要嚴格遵循規(guī)劃要求,在保護區(qū)和緩沖區(qū)內不要或盡可能少地進行大規(guī)模建設,以維持景觀的統(tǒng)一性和連續(xù)性,要盡可能維持或改善現有景觀格局和肌理狀況。維護濕地環(huán)境的這種景觀結構穩(wěn)定性,有利于保護系統(tǒng)內部的生物多樣性,而生物多樣性又可促進生態(tài)系統(tǒng)的整體及各部分功能的穩(wěn)定,同時又可提高濕地景觀的生態(tài)美學價值。規(guī)劃后的濕地中,往往會存在湖泊斑塊、農田斑塊、密林斑塊、濕地群島斑塊、草場斑塊、建筑廣場斑塊、樹木廊道、河流廊道和道路廊道等。各種斑塊廊道相互交叉形成網絡,與基質密切聯(lián)系。在中尺度內,斑塊與廊道強調的是其連續(xù)及完整性,而在微觀尺度中,斑塊與廊道自身的形狀、大小、數量則是影響其生態(tài)功能發(fā)揮的重要因素。
應用群落生態(tài)學原理
植物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性
根據生態(tài)學上“種類多樣導致群落穩(wěn)定性原理”,要使生態(tài)園林穩(wěn)定、協(xié)調發(fā)展,維持城市的生態(tài)平衡,就必須充實物種的多樣性。物種多樣性是群落多樣性的基礎,它能提高群落的觀賞價值,增強群落的抗逆性和韌性,有利于保持群落的穩(wěn)定,避免有害生物的入侵。只有豐富的物種種類才能形成豐富多彩的群落景觀, 滿足人們不同的審美要求。也只有多樣性的物種種類,才能構建不同生態(tài)功能的植物群落,更好地發(fā)揮植物群落的景觀效果和生態(tài)效果。
(2)邊緣效應與生物多樣性
植物邊緣效應是基于不同植物群落之間生物的變異和密度增加而提出的, 即在不同植物群落邊緣生物的變異和密度有增加的傾向。邊緣效應對于生物多樣性的研究和保護具有特定的價值,在這種特定的生境中期望有高的生物多樣性。其原因是,在邊緣地帶有新的微觀環(huán)境,導致有高的生物多樣性;邊緣地帶和為生物提供更多的氣息場所和食物來源,允許特殊需求的物種散布和定居,從而有利于異質種群的生存,并增強了居群個體覓食和躲避自然災害的能力,允許有較高的生物多樣性。濕地生態(tài)系統(tǒng)具有明顯邊緣效應的特征。這種邊緣效應使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)的結構復雜,穩(wěn)定性相對較高,生物物種十分豐富。但值得注意的是,人類的某些活動可能會強烈改變自然景觀格局,引起棲息地片斷化、棲息地的喪失和邊緣數量的增加,最終可能導致物種的減少。故在對濕地進行規(guī)劃時,應對敏感區(qū)域劃分等級,采取不同保護、開發(fā)措施,并注意加強邊緣效應的利用和管理,這對生物多樣性的保護有重要的意義。
(3)生態(tài)演替規(guī)律
生態(tài)系統(tǒng)的演替,是指隨著時間的推移,一種生態(tài)系統(tǒng)類型( 或階段) 被另一種生態(tài)系統(tǒng)類型( 或階段) 替代的順序過程。生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)的,從地球上誕生生命至今的幾十億年里,各類生態(tài)系統(tǒng)一直處于不斷的發(fā)展、變化和演替之中。規(guī)劃中需要在遵循生態(tài)規(guī)律的基礎上對植被進行合理的恢復,生態(tài)規(guī)劃要在認清規(guī)劃區(qū)域內現存植被的未來演替趨勢的基礎上再進行規(guī)劃。
城市和社會需要可持續(xù)的發(fā)展。一個自我持續(xù)的景觀設計應能滿足當前人們對它的需要,同時又不對環(huán)境或人類的未來發(fā)展需求產生沖擊。因此我們應該好好地合理的應用生態(tài)學原理。
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【關鍵詞】獨立學院生態(tài)課堂大學英語聽說
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2014)05-0111-02
1.引言
獨立學院作為一支極具活力的社會辦學力量,是我國高等教育辦學機制的大膽探索和創(chuàng)新。獨立院校要不斷發(fā)展壯大就必須提高教學質量,辦出特色。課堂教學是學生學習知識,掌握技能的主要陣地,是保障教學質量的重要環(huán)節(jié)。大學英語是我國目前高等教育所普及的一門課程,也是培養(yǎng)適應全球化發(fā)展趨勢具有綜合素質大學生所必須設置的基礎課程。但是由于招生批次的不同和招生規(guī)模的擴大,使得獨立院校的學生與一本、二本學生在英語基礎和學習能力等方面存在明顯差異。聽說能力是當前大學生普遍存在的薄弱環(huán)節(jié),尤其是獨立學院的學生。因此,如何因材施教,提高英語聽說課堂的有效性,使學生不僅掌握聽說能力而且獲得終生學習的能力的研究成為當今獨立學院英語教學面臨的新挑戰(zhàn)。
1.1獨立學院學生特點分析
獨立學院招生錄取分數普遍低于二本,學生基礎知識總體相對薄弱。但也有少數基礎較好,由于高考發(fā)揮失常而被三本院校錄取的學生。這些學生進取心強,渴望獲得好成績,精神狀態(tài)較好,但有些會受到其他學生的影響,學習效果不理想。其次,獨立學院學生自我意識較強,個性鮮明,但自我控制能力弱,自由散漫,有相當一部分學生沒有養(yǎng)成良好的學習生活習慣,自主學習的能力和毅力不夠,學習目標不明確,學習動力不足,給課堂教學工作帶來一定的難度。最后,獨立學院學生一般家庭條件較好,很多學生從小受過特長教育,因此在社會交往能力、動手能力等方面有突出的優(yōu)勢。
1.2獨立學院英語聽說課堂教學現狀及存在的問題
我國高校自上世紀90年代起開始擴招以來,隨著學生人數的不斷增加,英語教學普遍采用大班進行授課,而且聽說課通常都在多媒體教室進行。由于設備的限制,教師活動的范圍通常僅局限于教室前方的講臺部分,與學生交流的機會較少,師生之間存在距離感。師生之間關系淡漠,學生的課堂參與度較低,有學生會感覺自己在班上不受關注,對課程的興趣也隨之降低,嚴重影響了教學效果。其次,大班教學使得教師貫穿于教學的中心,教師為了趕進度,按照規(guī)定的時間完成任務,使得內容的講授成了“填鴨式”的說課。課堂氣氛較沉悶,師生互動也少,學生學習的積極性和主動性受到了很大程度的抑制。學生思維的創(chuàng)造性和語言交際能力的培養(yǎng)被忽視。最后,大部分學生都只是把英語看作是一種學校開設的必修課,并沒有真正從心理上把英語看作是一種交際方式,有的學生也只是為了單純地通過四六級考試,因此,學生學習的主動性差,課外接觸英語的機會少,缺乏實踐的環(huán)境。
2.生態(tài)化的英語聽說課堂
2.1生態(tài)外語教學觀的產生及其基本觀點
“生態(tài)學”這一術語首先是由黑格爾在十九世紀六十年代提出來的,此后專家學者們從不同的視角對生態(tài)學進行了大量的研究,并將其基本原理應用到多門學科中,從而拓展了生態(tài)學的研究領域。
生態(tài)外語教學觀的基本理論基礎是生態(tài)語言學,它汲取了應用語言學的研究成果,研究各種教育現象,探討教育發(fā)展規(guī)律,為教育向更好的方向發(fā)展提供現實依據,對課堂教學有著重要的指導意義。首先,生態(tài)外語教學觀充分重視自然和社會中物質與人文環(huán)境對教師外語教學與學生外語學習的影響,并強調師生與這些環(huán)境的互動在外語教學中的意義。其次,生態(tài)外語教學觀指出,外語課堂教學存在著多種因素,它們既互相依存,又相互制約,正確處理它們之間的關系,對外語課堂教學的成敗至關重要。生態(tài)外語教學觀將外語課堂視為一個復雜而又可變的體系,將教師和學生看作是發(fā)展中的人群,教學過程是他們在課堂內運用知識和經驗進行有意義互動的結果。
2.2 生態(tài)英語聽說課堂的特征
生態(tài)化英語聽說課堂是由教師、學生和課堂環(huán)境等生態(tài)因子構成的一個有機整體,各生態(tài)因子之間整體和諧。和諧的生態(tài)課堂應“以學生為本”, 充分發(fā)揮學生自己的主動性和創(chuàng)造性,學習氛圍親切融洽,師生相互關愛、彼此促進,并與課堂環(huán)境融為一體、和諧發(fā)展。
2.2.1平衡和諧的課堂環(huán)境
課堂環(huán)境是教學生態(tài)的重要組成部分。課堂環(huán)境直接影響著學生對教學和教師的情感與態(tài)度體驗,和諧有序的課堂環(huán)境對教學有很重要的作用。良好的課堂環(huán)境能增進學生學習過程中正面的情感體驗,創(chuàng)設一種師生間相互尊重、友好合作、充滿人性關懷和具有較高心理安全感、舒適感、歸屬感的氛圍,從而使課堂教學活動能夠有效地開展。
2.2.2“以學生為本”,師生互動的生態(tài)課堂
生態(tài)化英語聽說課堂就是以生為本、互動合作、體驗開放式教學。聽說教學以培養(yǎng)學生的聽說能力為目標,使學生真正掌握聽說技能,并獲得可持續(xù)發(fā)展的能力。教學活動的開展應以學生為主,學生主動參與其中,讓學生自己提出問題并嘗試著自己找出答案。培養(yǎng)學生自己分析問題、解決問題的能力。同時,教師設置的課堂活動及問題要考慮到大多數學生的知識水平,盡量照顧到不同層次的學生,讓每一位學生都得到較好地發(fā)展。
在此課堂上,教師與學生相互交流、相互啟發(fā),一方的存在以另一方的存在為條件和依托,一方的變化影響著另一方的生存狀態(tài)。在教學過程中,教師向學生傳授英語知識和技能,學生的意見和反饋又有助于教師調整和修改教學思路和方法,并使教師不斷獲取新的信息和經驗。
2.2.3崇尚自主、開放發(fā)展的課堂
語言學習的特殊性決定了英語技能必須通過學生的實踐來培養(yǎng)和提高。在生態(tài)化英語聽說課堂中,英語學習不再是知識的接受過程,而是意義的構建過程,學生自主地利用學習資源確定學習目標,自主地調控學習方法和進度,進行自我評價和英語知識的構建。生態(tài)化英語聽說課堂教學是與時代同步的,內容是豐富立體的,教學方法是靈活多樣的。學生在教師的指導下進行體驗、實踐,從社會的大課堂中汲取養(yǎng)料,并提高自己的學習能力和對外界的適應能力,從而實現可持續(xù)發(fā)展。
3.生態(tài)英語聽說課堂的構建策略
3.1確立師生合理地位,營造平等和諧的教學氛圍
在生態(tài)課堂上,教師要努力創(chuàng)建民主和諧的師生關系,明確自己是引導者、合作者和平等的對話者的角色,尊重每個學生的個性和差異性,達到心理相容、互動促進的教學效果。教師要在課前課后多和學生交流,授課的時候也要克服多媒體教室?guī)熒嚯x遠、感情交流不足的缺點,有時可以走下講臺,走到學生中間說話講課,給學生親切感。比如說教師可以利用網絡打破時空限制,師生間多交流,或共享一些資源。
3.2注重知識和技能的結合,營造開放式的語言學習環(huán)境
根據生態(tài)系統(tǒng)理論,任何一個系統(tǒng)都是開放的,與外界環(huán)境有物質、能量、信息的交流與互動,生態(tài)系統(tǒng)才能不斷發(fā)展。一個開放式的課堂表現在教學內容的拓展、課堂氛圍的自由、師生之間關系融洽,師生互動協(xié)作、積極參與靈活的、針對教學內容的課堂活動,而學生正是在這種順應語言習得規(guī)律的環(huán)境下才能學得愉快、說得自然。
例如,教師可以把課前演講引入聽說課上,為學生提供實戰(zhàn)練習的平臺,培養(yǎng)獨立學院學生的英語應用能力,用演講激發(fā)學生的學習熱情,提高語言技能、思辨能力。課前演講,主題選擇恰當,教師積極評價,多給予鼓勵,然后有針對性地對學生進行幫助和指點,循序漸進,逐步提高要求,從而提高課堂教學效率,實現獨立學院應用型人才的培養(yǎng)目標。
3.3應用多種教學手段,創(chuàng)建以生為本的自主式教學模式
要構建“”以學生為本”的生態(tài)課堂,教師應充分利用多媒體網絡技術支持,使教學形式多樣化和生動化,教學內容豐富化和層次化,做好設計師和建筑師的工作,讓每個學生在搭建舞臺時主動、積極、盡情地挖掘和發(fā)揮自己的潛能,展示自己的生命活力。具體到英語聽說課上,教師要為學生提供豐富的聽力素材,學生可以根據自己的實際情況進行選擇,并調整聽的速度和方法,而教師可以通過監(jiān)聽、單獨對話等方式及時了解學生的學習進度并給予必要的指導。在口語教學中,通過采用“合作學習”和“小組學習”的方式,促進師生互動和生生互動,引導學生在學習中相互合作,在競爭中相互促進,極大地調動了學生的學習積極性和主觀能動性。
4.總結
生態(tài)課堂是一個自由、和諧、富有個性的、獨立自主的學習環(huán)境,在此環(huán)境中課堂教學效率和師生生命質量得以共同提升。構建具有獨立學院特色的生態(tài)英語聽說課堂將是新時期新要求下大學英語課堂的有益嘗試,也將是培養(yǎng)具備綜合素質大學生、使學生得以持續(xù)發(fā)展的重要途徑。
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人類全面進入網絡社會,開啟了原創(chuàng)性學術的新時代、新形態(tài)?;ヂ?lián)網+為原創(chuàng)性學術奠定了堅實的技術誠信和價值誠信之雙重倫理屏障,已然使身形變幻的高“文本復制率”和學術剽竊行為無所遁形。全社會呼喚原創(chuàng)性學術,找尋并皈依原創(chuàng)性學術的圣殿。
生態(tài)體驗理論作為一個中國原創(chuàng)性的完整思想體系,其頂層哲學命題為三重生態(tài)圓融互攝,理論主體部分包含三重生態(tài)觀、體驗本體觀、生命樣態(tài)觀、生態(tài)化育觀、魅力實踐觀,深度凸顯了生活世界觀、和諧價值觀、生態(tài)智慧觀,構建并長期大樣本驗證了生態(tài)體驗模式、網絡體驗模式、生態(tài)創(chuàng)生模式等,已成為德育界和社會廣泛關注與應用的理論體系和實踐模式。
作為中國原創(chuàng)理論和中國德育新模式,其源頭活水來自于:頂層哲學理念高位闊遠的價值昭示、擁有向國內外開放的信念共同體學術團隊、理論與實踐深度融合的研究范式、廣闊且生態(tài)多樣的實踐現場、覆蓋全國及國外的從大學以至于幼兒園及家庭教育的全樣本研究群、不斷分岔深化的研究主題、開展掘井式研究的技術路線等。而該理論的一系列范疇和理論命題,已經形成了鮮明的學術價值域。從一定意義上說,生態(tài)體驗理論的原創(chuàng)性學術價值域,無論在廣度、縱深度和復雜性諸方面,都極大地拓展了德育、網絡道德生態(tài)和社會治理的視野和實踐域。
一是圓融性價值域。以三重生態(tài)圓融互攝為其核心價值域,主張人與自然和諧相處,反思人類種種割裂與自然(含動物)的態(tài)度和行為;人與人、人與族群、人與文化互惠共生、榮辱與共、合作共贏,反思類生態(tài)之間的對立、相仇與互撕的言行;人與其身心靈和諧圓融,反思人對自己身心靈的種種非理性態(tài)度以至自戕的行為。進入生態(tài)體驗之境,人的道德境界、生存境界顯著提升。
二是生態(tài)性價值域?;貧w生態(tài),強調自然界和人類社會及一切生命的生態(tài)性存在,自覺聚焦生態(tài)整體、生態(tài)鏈、生態(tài)位、生態(tài)文明、生態(tài)智慧的重要性,反思二元哲學、人類中心主義生存和發(fā)展模式的困局,主張從生態(tài)之道出發(fā)重建人類社會和生命生存的價值、生存實踐方式的合倫理性,重建生態(tài)責任倫理。在實踐領域,切合實際多元切入生態(tài)多樣性的德育活動、豐富多彩的教育資源形態(tài)、充滿個性的教與學樣式都有了合法的價值皈依。
三是體驗性價值域。凸顯體驗,強調體驗是一種圖景思維活動,體驗是生存實踐的本體、道德教育的本體,道德體驗是一種關系融通性體驗。從具身認識論的高度賦予活動、游戲以理論上的合法地位而又不致流于活動表面,主張德育和社會活動凸顯體驗,彰顯對于心靈的浸潤化育效果,深層構建富有親近感、吸引力和感染力的魅力實踐。
四是生命性價值域。尊重生命,強調生態(tài)共生意義上的人道主義,主張德育、教育和一切社會活動遵循生命之道,促進所有人(無論人種、年齡、性別)的健康和諧持續(xù)發(fā)展,陶養(yǎng)潤澤靚麗的生命樣態(tài)。給予動物、植物等一切生命以哲學上的合法地位,強調人的福利、動物福利的價值正當性,把教育從科學文化知識學習的單一異化價值目標,調整到回歸生命本身的自在邏輯、凸顯教育全程的生命感受性與生命成長過程的享用性、生命樣態(tài)優(yōu)化指數。
新的課程觀認為,課程本質上是一種教學事件,教學是一種課程開發(fā)。教學過程是教師和學生之間互相作用的過程,課程是由諸多學生主動參與、尊重學生個性的教學事件組成的教學活動。小學數學新課程標準十分強調課程資源的開發(fā)和利用。動態(tài)教學資源可以分為兩類:一類是預設性教學資源,如音像資料和多媒體課件等,另一類則是生成性動態(tài)教學資源。所謂生成性動態(tài)教學資源,即課堂教學活動中所蘊涵的,有利于實現課堂教學目標的,能對課堂教學效果產生直接影響的,具有一定課程意義的氛圍、環(huán)境、信息和機會。相對于預設性動態(tài)教學資源來說,它是不可預知的。在課堂教學中它是偶遇的、隨機的現象,這些現象只有被那些經驗豐富的教師進行創(chuàng)造性地加工和處理后,才能成為真正意義上的生成性動態(tài)教學資源。
善于把握課堂上各類生成性資源,更好地激發(fā)學生的學習潛能,對完成課堂教學預期的教學目標具有重要意義。善于捕捉和巧用生成性動態(tài)資源,是一個教師需要經歷“教學經驗的不斷積累”和“教學的不斷反思”才能獲得的。對于小學教學青年教師來說,從“學會教學設計”提升到“有效利用生成性動態(tài)教學資源”是一個成長過程中“質”提升。因此,研究小學數學課堂教學中生成性動態(tài)教學資源的有效利用非常具有必要性和現實意義。
二、利用生成性動態(tài)教學資源的途徑
(1)在互動中捕捉過程資源。教學過程是師生互動,生生互動的多維動態(tài)過程。課堂上學生的對話,學生的精彩回答,不僅啟發(fā)著同伴,對教師的教學也有開闊思維的良好作用,往往為教者提供了豐富的教學資源。若教師不會利用,這些資源將會白白流失,因此教師也要學會傾聽,隨時抓取新的信息。特級教師鐘麒生老師執(zhí)教的《分數的簡單計算》,就十分重視利用師生、生生中所產生的各種有效信息為教學所用,當學生暢游在自己關注、自己提出的問題中時,激情與愉悅便會油然而生。為此,鐘老師大膽地對教材進行了改編,根據學生實際,巧妙地設置了課前的談話。如“前兩天我們認識了一個新的數,為了研究這種數,鐘老師這幾天眼里看到的全是這種數,你們有沒有看到?”并隨手拿起一只學生的鉛筆盒問:“你看到了什么?”學生回答:“切成一半占鉛筆盒的1/2。”緊接著出示超市中的清潔球――紅的占2/3、黃的占1/3;桌子腳的墊子――用去的占1/4;巧克力吃了其中的1塊占1/8、全吃了占8/8、吃了3塊占3/8等等。隨后,教師指著從學生口中說出的這些分數,順著問:“看到4/8和3/8,你想到了什么?”“4/8和3/8合起來是多少?”看似簡單談話、隨意的提問,卻已從不經意中構建了學習材料。接下來學生對這些分數加減方法的猜測與驗證,更是互動產生的寶貴的教學資源。筆者在平時的教學中常常把黑板分成兩個部分,中間一塊用來預設板書,邊上的一塊黑板通常用來寫一些學生在課堂上所提供的信息,這些信息題通常來源于課本,往往又高于課本。學生在說的過程中融進了自己的創(chuàng)新思維,也豐富了自己的思考。
(2)把偶發(fā)事件的不利因素轉變?yōu)橛行зY源。課堂中有些偶發(fā)事件的出現,激起了學生的好奇心,吸引了學生的注意力。在這種情況下,教師要想讓學生重新注意于原定的教學內容是十分困難的。如果偶發(fā)事件是教師期待的亮點,這時教師要善于抓住時機深入挖掘;如果偶發(fā)事件是不利于課堂教學目標的完成的,這時教師要進行引導轉移,或者轉而發(fā)掘事件中的積極因素,巧妙地轉化為積極的動態(tài)教學資源,服務于課堂教學,從而實現教學目標。例如,筆者在聽“用字母表示數”一課時,教師出示一個袋子,里面放著幾個乒乓球,問這個袋子里的乒乓球數可以怎么表示,學生回答用字母a。教師拿出另一個袋子,這個袋子里的乒乓球比剛才那個袋子多2個,問學生如何表示,同學們都說用代數式a+2表示。但是有一個學生堅持用字母b表示,教師讓其講講理由,他回答用b比a+2簡單。教師讓用a+2表示的同學講講用a+2的優(yōu)點(既可以表示這個袋子的個數,又可以表示比a多2個),但還是不能讓這個學生改變用b表示a+2的觀點。這個時候教師怎么辦?和這個學生硬碰肯定不行,這個時候教師可以先肯定這個學生關于“簡便”的觀點。師:對啊,b比a+2還少寫幾個字,不是更簡便嗎?用a+2替換b,有優(yōu)點嗎?優(yōu)在何處?最后概括為:另一個袋子可以用b表示,但b可以替換為a+2。
(3)從學生的問題、錯誤中提取有效資源。學生在學習中存在疑問是十分正常的,在學習過程中學生敢于提出問題說明學生正處于積極思考的狀態(tài)。因此,教師要鼓勵學生積極提出問題。當學生提出問題時,教師要認真傾聽,并就問題的價值、方向作出正確的判斷,加以篩選歸類、整合從中找出重點問題,并利用這些價值的問題,深化拓展教材,豐富教學內容,并及時為學生解惑,從分析問題中反思調整教學行為。例如在教“角的度量”一課畫角的環(huán)節(jié)中,經常會發(fā)現學生刻度外圈、內圈不分(如學生把一個120度的角,畫成了60度)。但是當學生出現這些錯誤時,教師不能諷刺挖苦,而應該抱著感激的心態(tài),因為是學生的這些典型錯誤在提醒著你:教學還不到位,還應該改進。教師在征得這名畫錯學生同意的前提下,可以把這名學生畫的結果放在實物投影上展示出來。同學們指出他的錯誤后,教師追問:“那么,你們說說看他為什么會畫錯?”讓同學們幫這名學生搞清錯誤的原因:原來是這名學生畫角時,在量角器上數刻度時數反了!然后讓這個學生自己當場再畫一個正確的角,并鼓勵和感謝他。老師問:“他的錯誤,對同學們有幫助嗎?”讓學生們明白:錯誤并不丟臉,有時更有價值。
三、思考與建議
生成性動態(tài)教學資源的特性決定了我們要善于從日常教學事件中識別、捕捉和利用這種課程資源,若教師沒有這種意識,這些課程資源及其教育價值就會隨時流失。要做到在教學過程中對動態(tài)生成的課程資源及時發(fā)掘并有效利用,我們教師要做以下努力。
(1)樹立新的課程資源觀,并轉化為正確的教學行為。目前,大多數中小學教師的課程資源觀還處于一種簡單化的狀態(tài),教師對課程資源載體或形式的理解還比較局限。一般教師理解的課程資源主要是指教學參考書、輔導資料、練習冊等印刷體形式資源,以及網絡資源,對其它載體或形式的資源還不太了解;教師眼中的課程資源通常是現成的、靜態(tài)的,一般與教科書配套;課程資源的范圍也是僅僅局限在課本和教科書中。這種狹隘的課程資源觀使得教師往往忽視身邊已有的資源,使他們不能真正地走進課堂與學生發(fā)生互動,將其價值發(fā)揮出來。
(2)吃透教材,精心設計預案。教材是學習內容的主要載體,也是學生學習的基本材料。因此,教師在教學預設時要深入鉆研教材,準確把握教材的內容和實質;要挖掘教材中能引發(fā)學生思考并對學生發(fā)展有效的信息。學生的差異和教學的開放,使課堂呈現多變性和復雜性。教學活動的發(fā)展有時和預設相吻合,而更多時候則和預設有差異,甚至截然不同。在遇到后者的情況時,教師就應該靈活選擇、整合乃至放棄教學預設,機智生成新的教學方案,使教學更加精彩。
【關鍵詞】數學教學;動態(tài)生成資源;有效利用
前蘇聯(lián)著名教育家蘇霍姆林斯基說過:“教育的技巧并不在于能預見到課堂的所有細節(jié),而是在于根據當時的具體情況,巧妙的在學生不知不覺中做出相應的變動?!币虼耍處熑绾瓮诰蛘n堂中學生的動態(tài)生成,隨機調控并創(chuàng)造條件引導學生提高數學素養(yǎng),有效利用數學課堂中學生不斷出現的生成性資源,讓它成為數學課堂中不斷涌動的精彩,從而既巧妙地利用動態(tài)生成的資源完成對課堂教學中難點的突破,又不露痕跡引領學生置身于他們自己創(chuàng)設的一個個精彩的情節(jié)之中,這是我們每一位教師在課堂教學中努力的方向。
所謂“動態(tài)生成資源”,是指課堂即時產生、教師預想之外動態(tài)產生的教學資源。在課程的實施過程中,預設的教學過程同課堂的真實情境之間經常存在著不同程度的偏離,其中不乏有價值的成分。老師若能敏感地捕捉住其中有價值的因素,定會生長出比“知識”更具再生力的因素,創(chuàng)造出更多的具有新價值的東西。那么,在數學教學中教師應該如何利用這些動態(tài)生成資源呢?本文簡單談一談筆者的認識。
1.教師要善于利用“錯誤”動態(tài)資源
錯誤也是教育資源,因而,面對學生課堂中出現的錯誤,教師不要急于給出標準答案,更不要代替其去思考,應該巧妙借助錯誤,組織討論,明辨是非促生成。例如,數學課上做作業(yè)時,教師多次強調:利用公式(a+b)2=
a2+2ab+b2計算時,不要漏掉“積的2倍”,即2ab,可是有的學生還是在計算時漏掉了“積的2倍”。面對學生這種“不應該犯的錯誤”,我便在黑板上并排寫上①(5+4)2=
52+42;②(5+4)2=52+2×5×4+42兩個式子。然后組織學生比較兩個式子的不同,計算結果,討論、糾錯并改正。很快好多同學紛紛弄清楚式①是因為漏掉了“積的2倍”,進而達到了學生對這一公式的進一步理解與認識,這樣學生在做作業(yè)時,類似的錯誤率也大大降低,這比老師不厭其煩的強調、反復叮嚀效果不知要好多少倍。因此,教師要確立“學生的錯誤是一種動態(tài)資源”的觀念,幫助他們分析錯誤產生的原因,及時調整原有的教學設計,對“錯誤資源”進行信息重組,有效利用。
2.教師要善于利用“差異”動態(tài)資源
勿庸置疑,學生學習數學的差異是客觀存在的,這種差異,會形成他們“自己的活動經驗”,這種經驗正是他們數學學習的基礎和重要資源。而它在課堂中的現身,由于是來自于朝夕相處的同學,比較貼近學生的“最近發(fā)展區(qū)”,也有利于學生間進行合作交流。在合作交流中,初具“經驗”的學生,通過對自己的“先前經驗”進行解釋、說明和共同論證,可以使得自己的經驗進一步清晰、豐富、完善和科學;“先前經驗”稍缺的學生,能夠在交流中感受別人的思維方式、參與研究的思維過程,共享學習的集體成果,實現了“不同的人在數學上得到不同的發(fā)展?!辈煌闹橇婍椩诤献髦邪l(fā)揮,不同的思維在交流中碰撞,這樣的課堂才是不加修飾的“原汁原味”。
3.教師要善于利用“偶發(fā)”動態(tài)資源
生活中的課堂是沒有彩排的,每一次都是現場直播,而“現場直播”的課堂最具有鮮活性、生命力。當學生心靈開放,思維多向,行為活躍,課堂定會因不可預測因素的出現而波瀾起伏。也許,偶然的因素會使教師措手不及,但是,我們若能巧妙地處理不可預測的因素,將其轉化為教學資源,定能掀起學生認知沖突的,激發(fā)學生的情緒,激活學生的思維。課堂,也會因此而更加生動活潑,充滿生活的樂趣。當然,我們在十分重視“動態(tài)生成”的同時,不能忽視教學的整體目標,要做到“形散而神不散”,在不偏離教學目標的前提下,既要重視教學過程中動態(tài)生成的有效性,分清輕重緩急,分別對待,又要根據學生的需要進行選擇,同時還要面向全體學生,照顧大多數學生的實際需要和水平,組織有效的教學。
例如:兩個三角形全等的條件。在得出兩角和它們的夾邊對應相等的兩個三角形全等即“ASA”后,老師提出:兩個角和其中一個角的對邊對應相等的兩個三角形會全等嗎?學生不假思索齊答會。老師就讓他們動手操作,同桌為一組約好具體的邊、角數據,就開始畫圖、剪拼驗證起來了,時間一分一秒的過去,越來越多的同學驗證了這個命題的正確性,看看時間也差不多了,我正想引導學生“不用實驗的方法你能證明這個命題嗎?”這時有個學生在下面喊了起來:“老師,我和同桌的兩個三角形不全等!”全班同學嘩的一下議論開了,究竟是怎么回事,我急忙走過去,一看明白了其中的原因,這是一個非常好的亮點資源,何不充分利用呢?我隨即把他倆所剪的三角形展示出來。學生們很快就找出了其中的原因,并深刻理解了“對應”的含義。在學生剛接觸用“SSS”、“SAS”、“ASA”判定三角形全等時,我一直在解釋和強調“對應”兩個字,而學生也一直不甚理解,今天這次意外生成的亮點資源的及時捕捉,卻使師生困擾很久的問題得以圓滿解決。
關鍵詞:生態(tài)化模式;獨立學院;心理危機干預
中國分類號:G444
一、 引言
相關研究表明,獨立學院學生有著思維活躍、情感豐富;學習目標不明確、成就動機不高;處理人際關系"自我中心"色彩較強這三個心理特點。而進一步的調研得知獨立學院心理危機學生群體的心理特征包括個性偏執(zhí)且伴隨精神病性;個性敵對且人際關系敏感;焦慮、抑郁心境常出現。他們伴隨著雙重不穩(wěn)定的心理特點,而獨立學院的心理危機干預體系則存在過分關注危機主體;缺乏連續(xù)性;缺少統(tǒng)籌性;支持系統(tǒng)不足等方面的問題,探討其學生心理危機預防與干預工作的對策,建立本土化、多層次、全方位的生態(tài)化危機干預模式非常必要且緊迫。
二、心理危機干預生態(tài)化模式的構建
在調研基礎上總結得知,獨立學院心理危機干預生態(tài)化模式主要包括了時間(危機前-危機時-危機后)縱切面、相關因素(個體-家庭-學校-醫(yī)院-社會)橫切面以及三個維度(時間點-空間點-特征點)這幾方面的內容。
(一) 心理危機干預生態(tài)系統(tǒng)
所有個體,都存在自身生態(tài)系統(tǒng)并產生交互作用,體現在心理危機的時間和影響因素上。歸納為下表:
危機前
危機時
危機后
個體
學習心理健康知識
及時尋求幫助
正確認識危機
學校
宣傳普及心理健康教育
即刻啟動心理救援
關注回訪
家庭
重視內心體會
充分的家庭支持
無條件接納
醫(yī)院
引導正確認識心理健康
及時提供醫(yī)療服務
康復指導
社會
營造重視心理健康氛圍
輿論導向
關愛包容
個體層面,首先要有維護自身心理健康的意識,學習心理知識,提高心理健康水平;其次在危機發(fā)生時能夠及時認清心理形勢,主動尋求幫助;然后在危機后應正確認識危機產生原因及危害,做到不畏懼、不妥協(xié)。
學校層面,應建立心理健康教育體系,把心理健康教育深入學生;及時發(fā)現心理危機并有效啟動心理救援;危機過后建立跟蹤關注,直至學生康復。
家庭層面,提倡關注個體內心體會,營造舒適的家庭氛圍;在危機發(fā)生時第一時間陪護和支持;危機過后需無條件接納和尊重,而不是把其推向社會。
醫(yī)院層面,首先應在常規(guī)工作中引導社會正確理解心理健康;其實是及時提供醫(yī)療服務;然后給危機后的個體提供康復指導,支持其恢復到常態(tài)。
社會層面,時刻注重營造心理健康氛圍;在危機發(fā)生時有正確的輿論導向;危機過后能夠關愛包容危機個體,提供充裕的社會支持。
當心理危機從預防教育、干預和后期跟蹤三個時間點出發(fā),聯(lián)動危機的個體、學校、家庭、醫(yī)院、社會五個層面思考,則構建起了獨立學院心理危機干預的生態(tài)化模式。這要求獨立學院在開展心理危機干預工作中,需關注這五個層面的各時間點,充分搭建起心理危機干預工作的生態(tài)化模式。
(二)心理危機干預各維度內容
在心理危機生態(tài)化模式的構建過程中,同時還應準確把握時間點、空間點、特征點這三個維度,以便更好了解心理危機的總體概況。
時間:入學后、畢業(yè)前、考試前后、季節(jié)(春夏、秋冬交替)。
維度 空間:宿舍、班級、家庭。
特征:家庭困難、戀愛困擾、學業(yè)困難、就業(yè)困難等。
不同年級學生會面臨或遭遇不同性質的問題,這些問題以時間為維度而成為共性的心理問題。比如,大一心理適應問題;大二學習問題;大三考研以及目標選擇的迷惘;大四因就業(yè)問題而產生的困惑恐懼心理等。此外,研究表明在春夏、秋冬交替季節(jié)也是心理危機發(fā)生的高峰時間段,應引起高度關注。
空間指影響大學生心理狀況的學習和生活空間,集中表現在宿舍人際關系緊張、班級競爭壓力、家庭關系破裂等問題上,這些空間上的特性影響了大學生心理氛圍的穩(wěn)定性。
已有實踐研究發(fā)現,心理危機主要發(fā)生于一些特殊人群。這些特殊人群應該成為心理危機干預方案建構的重點關注對象。比如家庭困難、戀愛困擾、學業(yè)困難、就業(yè)困難等,因此應從群體特征的角度出發(fā),建立有針對性的危機預警教育體系。
三、 心理危機干預生態(tài)化模式的應用
(一) 構建心理健康教育體系
構建課堂教學、教育活動、指導咨詢、危機干預與調查研究相結合的校"五位一體"心理健康教育體系。其中,課堂教學是心理健康教育的主渠道,教育活動、指導咨詢、危機干預等課外教育是課堂教學的拓展和有效補充。在體系中,整合危機干預的三個維度,關注危機發(fā)生的群體特征、時間特征、空間特征,有針對性地開展心理健康教育工作。
(二) 建立完善的心理危機干預網絡
有效的心理危機干預機制,需要形成實體性實施干預的組織架構,建立四級互動的組織模式,即宿舍心理信息員-班級心理委員-院(系)心理輔導教師-校級心理咨詢中心。通過四級網絡的建立,一方面能及時發(fā)現心理危機;同時在危機后的跟蹤關注中發(fā)揮著至關重要的作用。
(三) 發(fā)揮朋輩心理輔導隊伍作用
朋輩心理輔導是由受訓或受督導過的非專業(yè)人員在周圍年齡相當群體中開展具有心理咨詢功能的服務、心理知識普及心理問題探討、心理矛盾化解,幫助其解決日常遇到的實際情況和心理困擾,提高自我管理能力,推動群體的互助關懷和支持,實現其自助成長的模式。在高校中可充分利用宿舍心理信息員、班級心理委員、心理社團學生群體以及專門建立的朋輩心理輔導隊伍,一方面同輩中的教育更有說服力和影響力;另一方面彌補了目前獨立學院中專職教師配備不足的現狀。
(四) 開展特殊學生群體排查
每月開展特殊學生群體排查工作,其中包括家庭困難、學業(yè)困難、心理異常、家庭失衡等,建立動態(tài)的心理危機數據庫。一方面,應該全面關注各類學生群體,不僅包含大一新生,還有畢業(yè)生、家族有精神病史的學生、曾患有抑郁癥、強迫癥、焦慮癥、精神分裂癥等心理障礙和有自殺傾向的高危學生。另一方面,建立多個施測點,采取分階段的方式跟蹤記錄,對建檔對象進行長期的跟蹤調查,對高危對象進行定時施測與干預,全面了解學生心理危機的基本情況及其發(fā)展趨勢,并進行動態(tài)分析。通過這樣全方位的監(jiān)控和教育,能及時發(fā)現危機的萌芽。
(五) 建立互動的家校聯(lián)系平臺
大學生心理危機的根源很多來自家庭,然而在具體實施中,家庭的作用卻沒有受到足夠的重視??衫媒邮苄詮姷耐緩浇⒒邮郊倚B?lián)系平臺,例如家校聯(lián)系系統(tǒng)、微信、QQ等,向家長告知個體在校的情況,包括學習生活及心理動態(tài),并傳輸新的教育理念及危機救助方式。亦可開設相關網絡學習課程,注重家庭支持系統(tǒng)的建立。
(六) 搭建醫(yī)校合作途徑
精神衛(wèi)生相關法律指出高校對那些有比較嚴重心理問題或精神疾病的學生,需要轉介到精神??漆t(yī)院治療。心理咨詢人員不得從事心理治療或者精神障礙的診斷、治療,如發(fā)現接受咨詢的人員可能患有精神障礙的,應當建議其到符合規(guī)定的醫(yī)療機構就診。由此可知,在實際工作中,為及時了解危機的實質,應建立和周邊??漆t(yī)院的合作關系,便于心理危機的診斷和干預。
四、小結
在獨立學院的心理危機的預防與干預應該充分考慮到其發(fā)生的前、中、后三個時間的關注以及時間、空間、特征三個維度,充分調動個體、學校、家庭、醫(yī)院和社會的資源,構建完整的危機干預生態(tài)系統(tǒng)。而這樣一個有效的大學生心理危機預防與干預體系,不僅關系到學生個體的健康成長,還關系到學校、家庭的穩(wěn)定,更關系到國家和社會的和諧發(fā)展。
參考文獻:
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關鍵詞:生物力學;有限元分析;步態(tài)研究
中圖分類號:G804.01文獻標識碼:B文章編號:1007-3612(2007)08-1080-03
有限元法(finite element method,FEM)是一種在工程科學技術中廣泛應用的數學物理方法,用于模擬并解決各種工程力學、熱學、電磁學等物理場問題。有限元法應用于生命科學的定量研究,已取得了長足進展。在步態(tài)生物力學研究領域,盡管足底壓力測量、影像分析和表面肌電等技術被廣泛應用,但足部骨骼、軟組織等結構內部的應力傳遞機理始終無法得到力學解釋。當FEM應用于足部生物力學研究時,復雜的骨胳幾何結構、邊界條件和材料的不均勻性等問題便找到了可能的解決途徑。
1步態(tài)的數值建模幾何參數
1.1X光照片從不同方位的多幅X光照片獲得幾何數據重建足部的三維模型是一種方便、經濟的方式。Jocob 和Patil[1,2]通過某健康者和某患有Hansen氏病的主體的X光照片獲得的足部幾何數據,進行了有限元對比分析。但是該方法所得到的模型相對粗糙, 只能給出足部的大致輪廓, 難以細致分辨足部各骨及其組織。
1.2 CT掃描圖像的三維重建CT主要為橫斷層成像,但帶有越來越多的圖像后處理系統(tǒng),如多維斷層重建、三維圖像重建、掃描后再次放大、立體模型與幾何模型測量法等,可以清晰地反映出物體內部的不同結構和組織,對研究及建模帶來很大方便。Camacho等[3]分析了間隔為1mm 的人體足部CT斷層掃描照片(圖1),為進行有限元分析建立了一套較精確的模型。
1.3MRI圖像重建MRI為核磁共振成像,該技術既具有成像清晰、解析度高的特點,又能清晰顯示人體結構的組織學差圖1人體足部CT斷層掃描建立模型異和生化變化,在不改變的情況下,可直接獲取橫、矢、冠、斜4種斷層圖象。研究人員可以得到十分細致的足部幾何模型。Gefen 等[4]從MRI圖像中重建出正常人足部骨骼的幾何構形。Zhang Ming等[5]通過Coronal MRI技術,間隔2 mm建立了糖尿病足的模型(圖2)。
圖2糖尿病足的模型通過上述醫(yī)學成像系統(tǒng)獲得的足部骨骼的幾何學數據是比較精確的,但對于韌帶、肌肉和足底腱膜等其它組織,則還需要從解剖學作更深入的研究,利用圖像后處理分析(由輸出的通用圖像數據文件,存儲在計算機中;采用直方圖修正法來改善圖像質量,或高斯濾波進行圖像平滑以減少噪聲,Sobel梯度算子檢測邊緣)來獲得可靠的模型幾何數據。常用的影像分析軟件有mimics、3d-doctor等。通常方法是從上述軟件得到各組織的邊界數據,再從制圖軟件(solidwork、pro/e、ug等)建立實體模型,這樣才有利于有限元分析軟件(ansys、abaqus、femlab等)更好的處理。
2步態(tài)的數值建模材料力學參數
Huiskes[6]研究發(fā)現在準靜態(tài)荷載下,骨和軟骨可視為各向同性的線彈性材料。但是,Clift[7]對關節(jié)軟骨做了有限元分析,證實關節(jié)軟骨的應力―應變關系隨時間的變化呈現出一定的非線性,故把關節(jié)軟骨看作一種非均質、各向異性的材料更合理。Keyak[8]等把骨的應變張量看成力學激勵,這樣,應變張量中的各元素就是骨再造方程中的系數,然而,系數之多又給計算機模擬數值解造成了一定困難。Koosltra[9]等假設骨能夠根據其應力―應變狀態(tài)來調整小梁骨的方向性和內部密度分布,用應變能作為力學激勵,由于它是標量,使方程的系數為常數,可以保證數值解的取得。因此,骨單元的劃分一般采用六面體塊單元或楔形單元。考慮到關節(jié)軟骨在足部運動中起的重要作用,如果把關節(jié)軟骨都簡化為線彈性材料,計算結果必將有很大誤差。因此,從模型的整體出發(fā),在建模過程中一方面要注意把一些對足部運動影響不大的關節(jié)軟骨(如跗骨間關節(jié))加以簡化,以減小模型的復雜度;另一方面,為保證計算的精確性,對于一些大關節(jié)軟骨(如 距下關節(jié))則要考慮為非線性,最好結合影像分析,獲取其運動參數,以提供較為準確的邊界條件。如何定義足部各關節(jié)的運動方式,并建立相應的足部模型約束條件是足部有限元分析的難點。
韌帶,足底皮膚及肌肉等軟組織屬于非線性材料,所以可劃分為簧單元。Race and Amis[10]對正常人體下肢韌帶進行了單軸拉伸實驗,得出韌帶的材料參數可按下式取值:
3步態(tài)有限元分析的應用
3.1醫(yī)學的臨床診斷應用Jocob 和Patil利用三維有限元模型分析了Hansen氏病和糖尿病病人經常發(fā)生足骨變形、肌肉麻痹和足底局部潰爛等病理現象的力學原因,為解釋和防治上述病情提供了大量有價值的信息。Gefen[12]模擬切斷跖腱膜,發(fā)現完全切斷后足弓廣泛變形,長韌帶承擔的張應力顯著增加,超過正常均值的2倍,據此提出手術切斷跖腱膜必須慎重的觀點。研究還發(fā)現糖尿病足第一跖骨頭下軟組織的張應力是正常足的4倍,第二跖骨頭下張應力是正常足的8倍[13]。隨著組織硬化加重,接觸應力的峰值分別增加38%和50%,表明糖尿病足的損傷很可能始于更深的組織層,即內側跖骨突出部下方的組織最脆弱。吳立軍[14]等建立扁平足第二跖縱弓有限元模型,計算得出扁平足的第二跖骨動態(tài)應力比正常足增加了8%~21%,增加了第二跖骨疲勞骨折的危險性。Zhang Ming等模擬糖尿病足軟組織硬度的增加,發(fā)現足部應力集中于跟部和中間跖骨區(qū),說明了這兩個部位潰爛的力學機理。Peter R.Cavanagh[15]等應用逆向有限元分析,說明了糖尿病足跟部軟組織材料非線性建模的重要性,并且顯式計算了足跟與不同材料和厚度的鞋之間的接觸應力,為緩解病人跟部疼痛的力學因素提供進一步信息。
3.2輔助設計合理的鞋類、假肢和醫(yī)療器械應用有限元分析改進足踝矯形器(Ankle-Foot orthosis,AFO)和假肢的設計是康復工程和生物力學研究的熱點。Abu-Hasaballah 等[16]用有限元法分析發(fā)現主要接觸壓力發(fā)生在AFO的穿夾部分,而最小壓力發(fā)生在小牛皮外殼部分, 因此建議用小牛皮作為原材料制作AFO,既可以減輕AFO重量,又可以提高其舒適度。Lemmon 等[17]對用于治療足部疾病的特殊鞋類的內墊的效果做了有限元分析, 并且驗證了用準靜態(tài)平面應變有限元法研究跖骨前端的足鞋界面,可以得到對足底應力分布的合理預測這一假設。此外,Shiang TY[18]研究了不同鞋跟墊材料對足底沖擊波的吸收能力,并且發(fā)現,只有用二階非線性應力―應變曲線才能正確地描述這些制鞋材料,肯定了FEM在設計具有特殊功能的鞋類中起到的關鍵作用。Gu yaodong等[19]應用非線性材料特性,對青年女性高跟鞋狀態(tài)下足部應力分布的研究,發(fā)現跖骨區(qū)應力值為平底鞋狀態(tài)下的2~3倍,足底腱膜處為平底鞋狀態(tài)下的1.5倍,從力學角度說明了鞋跟高度給足部結構應力值帶來的變化和高跟鞋狀態(tài)引發(fā)的常見足病的成因。Syngellakis等[20]發(fā)現只要認真設定模型的關鍵參數,有限元法是評估各種塑膠足踝矯形器的可靠方法,并且可用來滿足特殊患者的需要。Chen等[21]分析了2種完全接觸式鞋墊的足底壓力再分布情況,與平鞋墊相比,除了中足和趾區(qū),完全接觸式鞋墊可減低足底其它部位的正常應力峰值及平均值。Saunders等[22]建立了一個立體的加后跟墊的踝足模型,利用基于某截肢患者步態(tài)分析所得到的載荷條件加以分析,以了解假肢足跟部的粘彈性,旨在使假肢設計更加個性化。Xiao-Qun Dai[23]等對足、襪、鞋三者接觸的力學分析,以解釋由襪導致的不同足底摩擦系數,發(fā)現低摩擦系數的襪子明顯減少足、鞋之間的剪力,對減少足底水泡和潰瘍等癥狀有顯著效果。
4結論
足部結構的特點在于其形狀的不規(guī)則性,其外形一般多為自由形狀的曲面,難以用準確的數學解析方程進行描述。因此,對足部各種力學行為進行計算機仿真模擬有助于認識和研究步態(tài)的內在力學機理。步態(tài)生物力學有限元研究雖然已取得一定的成果,但仍有許多問題尚待探討。在模型的形態(tài)上,目前主要還是以骨骼為主,韌帶、肌肉、軟骨等結構還缺乏精確的分析;在生物材料特性上,雖然清楚材料性能參數直接影響著研究結果,但生物材料性能測試還缺少辦法。
未來的研究主要圍繞著足部三維運動參數的獲取、三維有限元模型的完善以及足部運動狀態(tài)下壓力、剪切力的準確測量。隨著計算機硬件的飛速發(fā)展與各類有限元應用軟件的持續(xù)改進,醫(yī)學影像技術對足部結構分辨能力的提高和圖像識別技術的進步,在相當細微的程度上構建三維足模型成為了可能,同時,使FEM模擬仿真的精確度、準確度與計算速度不斷提高。人們可以更方便地建立有針對性的有限元模型,用以模擬各種運動狀況,為研究復雜的足部功能、足疾病因、物理治療和康復器械提供更強的研究手段。
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