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新课标指导下初中生物大单元

视周刊

视周刊 2025年第2期 29-29页

作者：赵紫涵大连市第七十六中学辽宁大连116092

随着教育改革的不断深入,新课标对初中生物教学提出了更高要求,旨在培养学生的核心素养和综合能力。本文在新课标背景下,探讨了初中生物大单元“教-学-评”一体化教学模式的构建。通过分析新课标对初中生物教学的新要求,明确了教学模式... 详细信息

随着教育改革的不断深入,新课标对初中生物教学提出了更高要求,旨在培养学生的核心素养和综合能力。本文在新课标背景下,探讨了初中生物大单元“教-学-评”一体化教学模式的构建。通过分析新课标对初中生物教学的新要求,明确了教学模式改革的方向。在此基础上,详细阐述了初中生物大单元教学模式的教学内容与方法的选择、教学评价体系的构建等。本研究为初中生物教学提供了新的思路和方法,有助于推动初中生物教学的改革与发展。新课标强调核心素养的培养,注重知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的全面发展。在这一背景下,传统的以知识点为中心的教学模式已难以满足教学需求。因此,探索新的教学模式,以适应新课标的要求,成为初中生物教学的重要任务。

关键词：初中生物教学情感态度与价值观核心素养教学模式改革新课标过程与方法知识与技能教学内容与方法

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秦皇岛外海夏季溶解氧与pH的变化特征分析

海洋学报 2020年第10期42卷 144-154页

作者：赵紫涵宋贵生赵亮天津科技大学海洋与环境学院天津300457 天津大学海洋科学与技术学院天津300072

溶解氧(DO)是海洋生物生存不可缺少的要素。随着人类活动的增加,全球近岸海域低氧情况愈发严重,已经成为威胁海洋生态系统健康的重要因素。通过对2017年5−9月秦皇岛外海区域的观测调查,探讨了该海域低氧与酸化的形成机制并计算了月平均... 详细信息

溶解氧(DO)是海洋生物生存不可缺少的要素。随着人类活动的增加,全球近岸海域低氧情况愈发严重,已经成为威胁海洋生态系统健康的重要因素。通过对2017年5−9月秦皇岛外海区域的观测调查,探讨了该海域低氧与酸化的形成机制并计算了月平均耗氧速率。结果表明,5月秦皇岛外海水体混合较为均匀,表、底层DO浓度一致,均大于8 mg/L;6月开始形成密度跃层,与此同时底层DO浓度和pH开始下降;8月底层呈现明显的低氧和酸化状态,DO浓度下降至2~3 mg/L,pH下降至7.8以下;9月随着层化消失,底层水体DO浓度和pH逐渐升高。相关性分析显示,DO和叶绿素a(Chl a)以及pH具有良好的耦合性,说明秦皇岛外海区域的低氧发生过程主要为局地变化。同时表明DO浓度和pH主要受水体中浮游植物的光合作用和有机物有氧分解的影响。通过箱式模型计算得到2017年6−8月密度跃层以下水体及沉积物耗氧速率为951~1193 mg/(m^2·d)[平均为975 mg/(m^2·d)]。综合来看,水体分层是秦皇岛外海低氧和酸化发生的先决条件,跃层以下的有机物分解耗氧则是底层水体发生低氧和酸化的重要原因。

关键词：秦皇岛外海低氧酸化耗氧速率

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秦皇岛外海溶解氧的季节变化与机制分析

秦皇岛外海溶解氧的季节变化与机制分析

作者：赵紫涵天津科技大学

学位级别：硕士

溶解氧是海洋生物生存不可缺少的要素。近年来,受人类活动的影响,渤海营养负荷不断增加,赤潮频发,生态环境急剧恶化,夏季底层出现季节性低氧现象,主要分布在秦皇岛外海和黄河口外海。由于秦皇岛外海低氧情况更为严重且近岸海域存在大量... 详细信息

溶解氧是海洋生物生存不可缺少的要素。近年来,受人类活动的影响,渤海营养负荷不断增加,赤潮频发,生态环境急剧恶化,夏季底层出现季节性低氧现象,主要分布在秦皇岛外海和黄河口外海。由于秦皇岛外海低氧情况更为严重且近岸海域存在大量养殖场,因此选取了秦皇岛外海作为研究区域。为改善秦皇岛外海生态环境,本文利用观测数据结合物理生态耦合模型,研究了溶解氧的季节变化,并对底层氧低值区的形成机制进行了探讨。根据文献报道,秦皇岛外海氧低值区位于秦皇岛以东辽东湾中部。由此设计了穿过秦皇岛外海氧低值区的断面,于2017年5-8月、2018年6-8月以及2019年6-8月每月一次开展连续观测,此外2017年9月我们搭载黄渤海基金委共享航次获得氧低值区两个站位的数据。连续三年共12个航次数据分析显示,秦皇岛外海5月开始出现弱层结,此时表底层溶解氧浓度一致,溶解氧浓度约为8-10 mg L-1,饱和度在88%-107%;6月水体出现稳定分层后,底层水体溶解氧浓度开始下降,饱和度降低至100%以下;8月底层水体溶解氧浓度达到最低值,特别是2017年8月底层溶解氧浓度下降至2-3 mg L-1,最低为2.3 mg L-1,饱和度仅为28.5%;随着9月水体均匀混合,底层水体溶解氧浓度逐渐回升,表明秦皇岛外海溶解氧浓度的降低属于季节性现象。该现象出现的原因受秦皇岛外海区域物理生物化学的共同控制。研究表明,温度的升高带来的溶解度降低,是导致表层溶解氧下降的主要因素,浮游植物光合作用产氧则补充了表层水体中的溶解氧。水体分层是秦皇岛外海出现低氧区的前提条件,而分层的强弱与底层溶解氧浓度没有显著关系,当跃层强度,即浮力频率的平方达到10-3 s-2以上时,底层溶解氧开始下降,同时在该强度下,底层水体可以维持较低的溶解氧水平。表观耗氧量垂向分布表明表层溶解氧呈过饱和状态,底层溶解氧则处于氧亏损状态,相关性分析显示,跃层以上叶绿素a和溶解氧以及跃层以下溶解氧和pH均呈正相关,相关系数分别为0.52和0.82（剔除特殊天气事件影响）,由此证明表层水体氧过饱和主要与浮游植物光合作用有关,底层水体氧亏损主要是底层有机物分解耗氧所导致的,表观耗氧量可达3 mg L-1以上。通过箱式模型计算得到氧低值区中心站位A5站2017年、2018年和2019年6-8月密度跃层以下水体及沉积物耗氧速率分别为975、834和708 mg m-2 d-1。相比其他近岸低氧区,秦皇岛外海水体和底泥中的耗氧速率要低于其他低氧区域的耗氧速率,这也是秦皇岛外海溶解氧的降低程度低于其他近岸低氧区的原因。利用物理生态耦合模型（ROMS-CoSiNE）模拟的2017年5-9月结果,对秦皇岛外海溶解氧的变化机制进行了探讨。计算结果显示,秦皇岛外海夏季表层溶解氧浓度主要受温度影响,盐度对溶解氧浓度影响很小。6-8月温度升高导致溶解氧的减少量占总溶解氧减少量的平均值为97.22%（盐度一定）,盐度升高导致溶解氧的减少量占总溶解氧减少量的平均值为0.02%（温度一定）。此外,夏季水体中营养盐的增加刺激了浮游植物的生长,其光合作用对表层水体溶解氧具有一定的补充作用。同时,随着浮游植物增加,底层碎屑也不断增加,相关性分析显示,二者的累加速率呈正相关,相关系数为0.52,由此可知浮游植物的大量繁殖导致了底层有机物的增加。底层碎屑和底层表观耗氧量呈显著负相关,相关系数为-0.86,表明有氧分解消耗了底层水体大量的溶解氧,是导致底层氧低值区出现的主要原因。风速增加和风向突变可以增强水体混合,但影响深度有限,底层溶解氧仅能得到表层溶解氧少量的补充。综上所述,秦皇岛外海水体表层溶解氧主要受温度和浮游植物光合作用影响。底层溶解氧主要受有氧分解的影响,分层仅是氧低值区形成的物理先决条件。此外,大风过程会破坏跃层,使得底层溶解氧有所回升,随后跃层迅速恢复,底层溶解氧继续下降。

关键词：秦皇岛外海溶解氧氧低值区物理生态耦合模型

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固体火箭发动机装药燃面推移仿真系统开发

固体火箭发动机装药燃面推移仿真系统开发

作者：赵紫涵南京理工大学

学位级别：硕士

装药设计与燃面推移是固体火箭发动机设计的核心内容之一,本文基于离散点法思想与平行层燃烧规律,对复杂三维装药的参数化建模与表面离散、与一维内弹道耦合计算以及组合装药的燃面推移方法展开研究,并完成装药设计与燃面推移仿真系统... 详细信息

装药设计与燃面推移是固体火箭发动机设计的核心内容之一,本文基于离散点法思想与平行层燃烧规律,对复杂三维装药的参数化建模与表面离散、与一维内弹道耦合计算以及组合装药的燃面推移方法展开研究,并完成装药设计与燃面推移仿真系统的开发。首先,本文在现有的研究基础上完善并优化了基于UG NX二次开发接口的装药设计程序,增加了管槽形装药的参数化建模,对装药离散阶段做了优化设计,提高计算效率,同时开发了管槽形装药的贴合面离散方法以及组合装药自定义离散程序,使得装药设计更具多样性。其次,编写燃面推移计算程序,通过分析管槽形装药推移过程中几何形状的变化,解决了管槽形装药燃面推移面交汇以及离散点的疏密处理问题,同时完善了非管槽装药与一维内弹道耦合的燃面推移过程,优化了离散点数据的管理方法,提高了计算效率。最后,实现了燃面推移与装药设计专家系统以及燃烧过程可视化程序之间的数据传输,提供了专家系统知识库的数据采集,使得装药设计系统更加完整。同时,对组合装药药形的燃面推移过程进行分析,推导燃面、通气面积与自由体积随燃去肉厚变化的数学公式,并考虑侵蚀效应的影响,编写组合药形的燃面推移数值仿真计算程序,解决了本文离散点法对于组合装药推移的过渡段问题。本文研究成果同时适用于管槽形装药与非管槽单通道装药,并对组合药形燃面推移展开初步研究,通过燃面推移仿真系统能够准确地预测固体火箭发动机装药燃烧过程,具备一定的工程应用价值。

关键词：固体火箭发动机装药设计燃面推移一维内弹道

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乳源外泌体对微生物的作用

中国食品学报 2024年第1期24卷 379-389页

作者：赵紫涵谭楚敏吴希阳谢秋玲暨南大学广州510632

外泌体是纳米级(直径40~160 nm)的胞外囊泡,在细胞信号转导、免疫应答和抗原递呈过程中发挥作用,并存在于多种体液,包括血清、唾液、尿液、脑脊液和乳液等。乳外泌体携带蛋白质、miRNA等多种功能分子,很多与人体免疫功能相关。摄取乳液... 详细信息

外泌体是纳米级(直径40~160 nm)的胞外囊泡,在细胞信号转导、免疫应答和抗原递呈过程中发挥作用,并存在于多种体液,包括血清、唾液、尿液、脑脊液和乳液等。乳外泌体携带蛋白质、miRNA等多种功能分子,很多与人体免疫功能相关。摄取乳液后,乳外泌体中的内容物可被人体肠道吸收,从而发挥健康作用。本文总结国内外有关乳源外泌体与微生物关系的研究报道以及本团队的研究成果,阐述外泌体的生物发生过程,主要组成成分,外泌体与病原微生物感染的关系以及乳外泌体对肠道微生物的作用,为研究乳外泌体对人体的营养和健康功效提供参考。

关键词：外泌体微生物肠道菌群牛乳母乳

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甲状腺术中肌电信号对声带运动预测作用研究

甲状腺术中肌电信号对声带运动预测作用研究

作者：赵紫涵吉林大学

学位级别：硕士

目的:通过对喉返神经监测数据分析,探究除振幅、潜伏期外可描述神经功能的肌电信号参数,探索不同损伤因素所对应的神经功能恢复预后,寻找术中神经损伤后的应对方法,辨别预测术后声带运动异常方法优劣,计算术后声带运动异常肌电信号的相... 详细信息

目的:通过对喉返神经监测数据分析,探究除振幅、潜伏期外可描述神经功能的肌电信号参数,探索不同损伤因素所对应的神经功能恢复预后,寻找术中神经损伤后的应对方法,辨别预测术后声带运动异常方法优劣,计算术后声带运动异常肌电信号的相对、精确预测值。方法:首先建立猪喉返神经损伤动物模型,通过模拟神经损伤,观察神经损伤后10min内振幅恢复情况,寻找可描述神经功能的肌电信号参数。此后行临床试验,纳入肌电信号完整并符合入排标准的病人共931例为研究对象。针对所有术前病人进行纤维喉镜检查并进行术前病史评估,术中严格执行神经监测六步法进行操作与数据记录。若病人术中出现喉返神经肌电信号下降至此病人喉返神经初始值50%以下,则判定为可能出现喉返神经损伤。发生损伤时振幅下降至初始值10-50%纳入不完全LOS组,振幅下降至初始值0-10%或振幅值小于100μV则纳入完全LOS组。对于可能出现喉返神经损伤病人,需在发生信号下降至50%时立刻停止手术操作,解除损伤因素后静置等待10min,每2分钟探测损伤点下方的喉返神经肌电信号并记录,此实验所涉及肌电信号均以手写记录神经监测量表和神经监测设备自带截图功能予以记录。术后所有病人均需进行喉镜检查并记录结果。应用Photoshop软件对肌电信号截图进行处理,以测绘像素点方式获取曲线下面积、时程等信息。采用SPSS进行统计分析(IBM,Armonk,New York,USA)。使用非参数检验比较组间连续变量。Mann-Whitney U检验和卡方检验被用于比较病人间的差异。接受者操作曲线(ROC)被用于研究神经监测振幅变化临界值以预测甲状腺切除术后的功能结局。结果:1.猪动物模型喉返神经损伤实验:对于不完全LOS组,振幅和曲线下面积随等待时间延长,其参数值呈逐渐升高趋势,提示对于不完全LOS组,神经功能在损伤后通过排除损伤因素并停止操作,可有恢复的潜力。同时,曲线下面积恢复情况与振幅相似,提示其作为描述神经功能指标的可行性。而不完全LOS组潜伏期和时程并未随神经功能恢复而明显恢复,提示其可能作为描述神经功能指标的能力较差。对于完全LOS组,肌电信号难以恢复,提示一旦发生LOS,术中很难观测到肌电信号明显恢复。2.不同损伤机制对术后声带运动的影响:对于不完全LOS组,半数以上的牵拉伤可在术中明显观察到振幅值恢复,提示较好的神经功能预后。而对于完全LOS组,仅有1例牵拉伤术中观察到肌电信号振幅值恢复至初始值50%以上。常导致不完全LOS的三种损伤因素(牵拉、卡压、不明原因)其声带运动情况普遍较好,而导致完全LOS组的损伤因素(肿瘤侵犯、机械性器械伤、热损伤)均提示较差的术后声带运动情况。3.术中等待10min对喉返神经肌电信号恢复的作用:对于不完全LOS组和完全LOS组的肌电信号,分别进行相关样本配对秩和检验提示在10min恢复过程中,振幅及曲线下面积组间存在统计学意义的显著差异性(p0.05),提示术中等待10min有助于神经功能恢复。4.肌电信号下降对术后声带运动异常预测作用实验:对于所有病人通过Youden指数计算截断值,可见振幅下降百分比超过44.64%为截断值时,其诊断术后声带运动异常的Youden指数最大,其灵敏度和特异度分别为65.5%和93.7%,Youden指数为0.592。肌电信号下降44.64%可作为预测术后声带运动异常的相对预测值。对于振幅下降超过50%病人,损伤后10min振幅下降百分比超过73.87%为截断值时,其诊断术后声带运动异常的Youden指数最大,其灵敏度和特异度分别为88.2%和60.0%,Youden指数为0.482。肌电信号振幅下降超过73.87%可作为预测术后声带运动异常的精确预测值。结论:1喉返神经损伤后排除致伤因素等待10min是喉返神经损伤的有效应对手段。2.喉返神经肌电信号振幅下降50%可作为喉返神经功能损伤的警戒线。3.喉返神经损伤后等待10min时振幅相对初始值的下降百分比是目前最适于术中判断术后声带运动情况的预测方法。曲线下面积在预测神经功能完整性方面,与振幅具有相近的效力,同样为有效的肌电信号参数。

关键词：甲状腺手术喉返神经损伤术中神经监测肌电图曲线下面积

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基于博弈思想的多目标优化算法研究

基于博弈思想的多目标优化算法研究

作者：赵紫涵哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

多目标优化问题研究历史悠久,目前以NSGA-II为代表的多目标进化算法主要是基于非支配解排序的方法来进行种群的更新和迭代,但是一直以来都会有一个问题伴随而来,那就是在种群迭代进化的过程中,使用非支配排序的方法所求得的解集中解的... 详细信息

多目标优化问题研究历史悠久,目前以NSGA-II为代表的多目标进化算法主要是基于非支配解排序的方法来进行种群的更新和迭代,但是一直以来都会有一个问题伴随而来,那就是在种群迭代进化的过程中,使用非支配排序的方法所求得的解集中解的层数不会一直都保持在一个较好的数值,这个数值会有所下降,这也会直接影响到种群的进化效率,进而容易导致两种问题的发生,一是由于进化动力的减弱导致的帕累托前沿收敛速度逐渐降低,收敛性变差;二是由于帕累托最优解集的多样性逐渐变差导致的经常出现算法陷入局部最优的情况以及算法无法完成全局搜索。博弈论(Game Theory)是研究参与者们通过观察和预测进行判断并选择策略来采取行动,从而使各自通过竞争获得最大效用的一门科学,它和多目标优化无论是从基本性质、考虑思路上,还是从解决办法上,相互联系都非常密切。现如今,多目标优化问题的复杂程度日益加剧,提高多目标优化算法对问题的求解效率将成为一个重大课题,而博弈论恰好为提升算法性能提供一个新的可能,因此博弈论与多目标优化二者的结合注定将成为一个必然。众所周知,惯性导航平台系统在运转的过程中一定会伴随误差的出现,然而在实际应用中,这个误差不会维持在一个恒定不变的范围,相反地,误差值会随着系统使用时间的增加而增加,进而大大降低系统的测量精度。这种问题长期以来都一直存在,因此,现在需要研究人员将研究重点放在以下两点:其一是针对于惯性仪表性能稳定性的提高;其二在于针对惯导系统的测量测试技术问题进行研究和发展,这些对于惯性稳定平台的误差分离和补偿来说是非常有意义的。由于在惯导平台运行的过程中,连续翻滚的轨迹有利于获得更好的测试结果,因此一般会采用连续翻滚自标定方法去进行惯导平台的系统级标定的测试工作。但是寻找惯导平台连续翻滚自标定测试的最优旋转轨迹这个问题涉及到了多目标优化领域,因此为了求解问题并得到系统的所有的误差信息,我们需要选取合适的多目标优化算法,高效地将实际问题进行求解。本文主要研究如何将博弈论的思想与多目标进化算法有机结合,实现对多目标进化算法的改进,并用以解决基于惯性导航平台系统连续翻滚自标定的动态试验优化设计问题,最终测试算法的性能。首先对多目标优化问题与算法相关原理概念进行了研究和探讨并主要分析介绍了NSGA-II、SPEA-II两种经典多目标优化算法的原理和流程,并研究了算法性能评价准则与测试函数的基本概念。其次通过对多目标优化和博弈论理论知识的研究,进而提出一种结合博弈思想的多目标优化算法(SMSG-MOGA)。然后根据算法性能评价准则,基于ZDT系列测试问题对算法的性能进行了测试对比工作,从算法分析和仿真实验中得出了新算法的寻优性能更加强大。接着使用Ψ角法对惯性导航平台误差模型进行建模,研究了多目标问题的试验优化设计的相关内容。最后联系实际问题对算法添加约束处理并进行改进以解决上述实际问题,并通过仿真对前面提到的几种算法的搜索效率和全局寻优性能进行比较和讨论。最终仿真结果表明,经过改进和添加约束后的基于完全信息情况下静态混合博弈战略的多目标进化算法(CSMSG-MOGA)在求解此问题上拥有良好的表现。

关键词：多目标优化博弈论惯导平台系统动态试验设计

降雨量减少和氮沉降对羊草生物量及草地氮素分配的影响

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降雨量减少和氮沉降对羊草生物量及草地氮素分配的影响

作者：赵紫涵东北师范大学

学位级别：硕士

以降雨格局变化和氮沉降等为特征的全球气候变化已成为当今地球生态系统正面临的严重问题。羊草草地是我国的优良草场和重要生态屏障。水分和氮素是制约草地生产力的重要因素,在全球气候变化的背景下,降雨量减少和氮沉降将通过影响草地... 详细信息

以降雨格局变化和氮沉降等为特征的全球气候变化已成为当今地球生态系统正面临的严重问题。羊草草地是我国的优良草场和重要生态屏障。水分和氮素是制约草地生产力的重要因素,在全球气候变化的背景下,降雨量减少和氮沉降将通过影响草地生态系统的氮素分配,进而影响草地生产力。因此,研究降雨量减少和氮沉降对羊草草地土壤和植物系统的氮素分配有重要科学意义。本文利用N同位素示踪技术-以羊草(Leymus chinensis)为研究对象,探究降雨量减少(-30%)和氮沉降(10 g N m)条件下,羊草生物量、土壤养分及氮素分配情况。主要研究结果和结论如下:(1)降雨量减少和氮沉降会改变羊草地上和地下部分的生物量分配格局。降雨量减少会显著降低羊草地上部分生物量。而对于羊草地下部分来说,降雨量减少和氮沉降的交互作用显著增加了羊草地下部分生物量。(2)降雨量减少和氮沉降的交互作用对土壤养分有显著影响。氮沉降提高了土壤铵态氮(NH-N)含量,而低降雨量降低了土壤NH-N含量。降雨量减少和氮沉降的协同作用提高了土壤硝态氮含量、全氮含量、全碳含量和总有机碳含量,降低了土壤pH值。(3)沉降在土壤中的氮素,其第一年的羊草回收率在11.92%8.02%之间,土壤残留率在40.03%1.53%之间,未知损失率在26.55%1.95%之间。(4)沉降在土壤中氮素可以被后续羊草吸收利用,第二年和第三年的羊草N回收率范围分别为18.95%0.04%和6.83%.49%,三年羊草的N累计回收率可达38.36%4.89%,羊草各器官的累计回收率分别为:叶的N回收率为14.58%3.66%,地下部分的N回收率为13.78%8.81%,茎的N回收率为4.97%.90%。低降雨量降低了羊草茎和叶的N回收率,提高了羊草地下部分的N回收率。第二年和第三年的土壤残留率分别为24.58%1.32%和19.79%9.79%,未知氮素损失分别为1.59%7.40%和1.73%.13%。综上所述,在未来气候变化(降雨量减少和氮沉降)的背景下,氮沉降条件下的草地氮素分配受降雨量的影响。低降雨量会影响羊草对氮素的吸收利用,改变羊草地上和地下部分的生物量分配格局。主要表现为减少了羊草地上部分生物量和氮素回收率,增加了地下部分生物量和氮素回收率。氮沉降对降雨量减少导致的生物量降低有一定补偿作用,氮沉降通过提高土壤氮素有效性和土壤养分,进而促进羊草个体生长,间接提高草地生产力。沉降的氮素有较多残留在土壤中,土壤残留氮素对未来羊草的生长有促进作用。本研究不仅为羊草草地响应全球气候变化的适应机理提供了理论依据,同时也为我国北方其它草地的氮素科学使用提供借鉴和理论指导。

关键词：羊草降雨量减少氮沉降生物量分配氮素分配氮素去向

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城市高密度环境下中小学校亲自然设计研究

城市高密度环境下中小学校亲自然设计研究

作者：赵紫涵华南理工大学

学位级别：硕士

中小学生需要富有感性和亲近自然的成长环境,但城市高密度的发展,割裂了儿童青少年从校园到自然再到社区的连续空间体验。在高密度导向下,中小学校的应激性变化成为了限制学生成长的桎梏,带来了校园空间品质以及儿童青少年健康形式问题... 详细信息

中小学生需要富有感性和亲近自然的成长环境,但城市高密度的发展,割裂了儿童青少年从校园到自然再到社区的连续空间体验。在高密度导向下,中小学校的应激性变化成为了限制学生成长的桎梏,带来了校园空间品质以及儿童青少年健康形式问题。然而,目前针对城市中小学校的现有研究多集中在集约化策略的总结,重新审视高密度城市环境下的中小学校的设计迫在眉睫。探索与自然环境相融合的城市中小学校设计思维与策略显得尤为关键。基于当前背景,选取城市高密度环境下的中小学校为研究对象,针对其建设现状展开调研,在城市环境与建筑空间两个层面,总结出当前主要存在校园界面参差、与社区隔离严重、运动场地局促、绿化空间不足、建筑设计单调、空间体验不佳、人文环境缺失等方面的问题。研究通过文献研究、案例分析、归纳演绎与实证分析等方法展开,主要可分为四个部分。第一部分总结当前研究背景及研究现状,发现研究缺失。第二部分分析城市高密度环境下中小学校建设现状,明确研究对象的问题所在。第三部分梳理亲自然理论发展及在中小学校中的应用,构建理论框架与设计原则,总结亲自然设计的三种模式:直接自然体验、间接自然体验与参与式空间体验。通过分析国内外高密度城市环境中与自然设计结合度高的典型中小学校案例进行分析,提炼亲自然要素,提出聚焦于城市高密度背景下中小学校设计的生态友好性、地域延续性、空间复合性与感知多样性的四项亲自然设计原则。第四部分针对研究对象问题,结合前文分析提出解决策略,从宏观城市环境和微观建筑空间层面总结促进城市中小学生直接自然体验、间接自然体验和参与式空间体验的设计策略,并综合应用于重庆曾家片区小学校方案设计。研究梳理了当前中小学校研究的整体情况,并总结出当前国内城市高密度环境下中小学校的现状问题及发展趋势,梳理了亲自然理论发展及应用现状,并将其引入中小学设计中解决相应问题,从城市环境与建筑空间两个层面提出了在城市高密度环境下中小学校的亲自然设计策略。研究具有理论及实践层面的价值,拓展了亲自然理论发展的广度,探索了城市中小学设计的新思路。

关键词：亲自然高密度城市设计策略中小学校