景观模型教案(精选8篇)
1.景观模型教案 篇一
浅议居住区景观模型的制作 摘要:介绍居住区园林景观模型设计及制作要点 关键词:居住区园林景观制作设计模型
模型的概念可简单定义为:依据某一种形式中内在的比较联系,进行模仿性的有形制作。模型是设计的一种重要表达方式,它是按照一定比例缩微的形体,是以立体的形态表达特定的创意,以其真实性和整体性向人们展示一个多维空间的视觉形象,并且以色彩、质感、空间、体量、肌理等功能元素表达出设计师的思想,使设计思想转化为可视的、可触的、有真实感的设计效果,以便在景物尚未建成之前给人们提供一个比较准确、直观的评赏机会;模型是一种介于设计图纸和实际之间的立体空间表达,它能有机地把两者联系起来,让设计师、业主和评审者从立体条件下去分析和处理空间及形态的变化,表达它所包含的设计意图,模型是评价审核设计方案的的十分重要的形象载体。这对于设计人员、审批人员及使用者来说,都是十分有益的。
模型制作的设计构思包括比例和尺度的设计构思、形体的设计构思、材料 的设计构思和色彩与表面处理的设计构思共四部分内容。构思包括建筑物与配景 的做法、材料的选用、底台的设计、台面的布置、色彩的构成等。色彩关系 在进行制作设计时,首先应特别注意色彩的整体效果,因为模型是在楹尺 间 视觉 反映个体或群体建筑的全貌,每一种色彩同时映射入观者眼中产生出综合的 感受,若处理不当,哪怕是再小的一块色彩也会影响整体的色彩效果。所以,在建筑模型的色彩设计与使用时,应特别注意色彩的整体效果。其次,建筑模型的色彩具有较强的装饰性.就其本质而言,建筑模型是缩 微后的建筑物。因而,色彩也应作相应的变化,若一味追求实体建筑与材料的色 彩,那么呈现在观者眼中的建筑模型色彩会感觉很“脏”. 模型制作的工具应随其制作物的变化而进行选择。从某种意义上来说,工 具和设备的拥有量影响和制约着模型的制作,但同时又受到资金和场地的制约。在模型制造中,对于重要的材料都有特定的工具,而选择、使用工具显得尤为重 要。对所有工具都适用的一句话就是:买较高品质的工具总是值得的。只有锐利 的切割才能有准确的棱角,好的工具也有较长的使用寿命,只是它们需要磨利、上油等维护。自然界中的树木千姿百态,但作为模型中的树木,不可能也绝对不能如实 地描绘,而必须进行概括和艺术加工。在设计塑造树种的形体时,一定要本着源于自然界、高于自然界的原则去 进行。源于自然界,是因为自然界中的各种树木在人们的视觉中已形成了一种定 势,而这种定势又将影响着人们对模型中树木表现的认知。但源于自然界绝不意 味着机械地模仿,因为模型是经过缩微和艺术化的造型体,同时,它又是用不同 的材质来表现物体的原形。所以,在进行树形塑造时,必须在依据各自原形的基 础上加以概括地表现。
建筑小区模型是建筑单体模型的延伸.小区的规模有大有小,小的几万平方米,大的有几十万至上百万平方米的建筑面积;小区里面又有不同的组团和
建筑形式,因此建筑小区模型是单体模型的深化,需要考虑到各个单体建筑作用之间的协调.小区模型一般要考虑几个方面.
一、模型底盘制作
底盘是模型的一部分,底盘的大小、材质、风格直接影响模型的最终效果.平面底盘的组成有结构底板(需表示出道路)、砸地(包括人行道、广场)和绿地(主要是草地)三部分.在小比例模型上,大马路的车行道和人行道用同一色表示,中用白线区分,主要大色块分为两种;马路与草地.主干道应贴上马路中线和隔离绿岛.结构底板先钉好木板,上蒙三夹板或五夹板,要做玻璃罩的留出相应的位置,断面有卡纸底盘和有机玻璃底盘西种。
二、模型地形制作
模型地形制作是继模型底盘完成后的又一道重要制作工序。地形的处理,要求模型制作者要有高度的概括力和表现力,同时还要辩证地处理好与主体的关系。
模型地形的任务是描述一个现存的自然景观中的自然地形或是被塑造出来的风景。此外,还有对城市空间的描绘,例如游乐场、绿化场地、公园和墓园。广场和街道空间一部分存在于这个模型类型中,一部分则存在于建筑主体模型类型中。除了绿化的描述(树木、树丛、森林、灌木丛)和通过草地、断层面、波浪、凹处和隆起的说明,模型地形描述了交通、绿化、水平面以及表面,例如地面的衬垫、街道铺砌、篱笆围墙的设置。
三、模型道路制作
道路是模型盘面上一个重要组成部分。其表现方法不尽相同,多随比例尺的变化而变化.模型中道路有车行道、人行道、街巷道等。制作模型中的道路时,应根据道路的不同功能,选用不同质感和色彩的材料。一般情况下,车行道应选用色彩较深的材料;人行道应选用色彩稍浅并有规则的网格状材料;街巷道应选用色彩浅的材料。在制作道路时,车行道、人行道、街巷道的两旁要用薄型材料垫高,还要以层次上的变化来增强道路的效果。
四、建筑单体模型的制作
建筑模型的制作,是利用工具改变材料形态,通过粘接、组合产生出新的物质形态的过程,这一过程包含着很多基本技法。作为广大模型制作人员,只要掌握了这些最简单、最基本的要领与方法,即使是制作造型复杂的建筑模型,也只不过是那些最简单、最基本的操作过程的累加而已。建筑单体模型制作所需材料有很多种,如纸板材、聚苯乙烯材、木板材、有机玻璃板及ABS板材等。单体模型分为建筑主体部分、建筑群楼部分及周边道路网、环境部
分。在制作时,要注意相互之间整体关系的协调。建筑主体部分是模型的中心,其制作要求精细程度高,包括建筑主体构筑、建筑细部添加以及材料质感、空间感、建筑色彩表现等。
五、绿地的制作
绿地在整个盘面所占的比重是相当大的。在选择绿地颜色时,深绿、土绿或橄榄绿较为适宜。因为,选择深色调的色彩会显得较为稳重,而且还可以加强与建筑主体、绿化细部之间的对比。所以,大面积的绿地颜色一般选用的是深色调。
但也不排除为了追求某种形式美而选用浅色调的绿地的时候。在选择大面积浅色调绿地颜色时,应充分考虑其与建筑主体的关系。同时,还要通过其他绿化配景来调整色彩的稳定性,否则将会造成整体色彩的漂浮感
另外,在选择绿地色彩时.还可以视建筑主体的色彩采用邻近色的手法来处理。如果建筑主体是黄色调,可选用黄褐色来处理大面积绿地,同时配以桔黄色或朱红色的其他绿化配景,一方面可以使主体和环境更加和谐,另一方面还可以塑造一种特定的时空效果。
绿地虽然占盘面的比重较大,但在色彩及材料选定后,其制作方法也是较为简便的。
六、树木的制作
树木是绿化的一个重要组成部分.在我们生活的大自然中.树木的种类、形态、色彩千姿百态。我们要把大自然中的各种树木浓缩到不足楹尺的模型中,这就需要模型制作者要有高度的概括力及表现力:圆锥体泡沫中间插上根大头针就成了高树;圆球形泡沫粘成一排就成了树墙.散开三五成群粘起来就是树丛;如果把泡沫剪成不规则的细条,再断断续续地粘成一条线就是树篱笆;把泡沫撕成薄片枯在绿地上就成了杂生树丛,而连成几片即植被。总之只要动脑筋就能做出各种绿化植物.
在任何比例的模型里,树高度为5—8m,相当于建筑的2—3层楼高。用这个比例做的树,其感觉是比较适合传达模型中的宜人性。
在小比例模型中(1:500或更小),由于树的单体很小,我们把树做成抽象形树;在大比例模型中(1:300~1:100),有时为简化树的存在从而更好地突出建筑物,也会做成抽象形树.
七、水面的制作
水面,是各类模型中特别是园林模型环境中经常出现的配景之一。水面的表现方式和方法,应随模型的比例及风格的变化而变化。在制作模型比例尺较小的水面时,我们可将水面与路面的高差忽略不计,用蓝色即时贴按其形状进行直接剪裁。剪裁后,再按其所在部位粘贴即可。另外,还可以利用遮挡着色
法进行处理。其作法是先将遮挡膜贴于水面位置,然后进行漏刻。刻好后用蓝色自喷漆喷色,待漆干燥后,将遮挡膜揭掉即可。
八、车辆的制作
车辆,是模型环境中不可缺少的点缀物,在整个模型中有两种表示功能。其一是示意性功能,即在停车处摆放若干车辆,则可明确提示此处是停车场;其二是表示比例关系,人们往往通过此类参照物来了解建筑的体量和周边关系。
车辆在区域规划的模型制作中起着点缀作用和提示作用.还可以增强环境效果.应该指出,车辆色彩的选配及摆放的位置和数量一定要合理,否则将适得其反。
在模型上一般只作小汽车(轿车).它的实际尺寸为4600mmx l770mmx1500mm_左右,在模型上常按50mm或稍长一点的尺寸去做.在大比例模型上(1:100、l:75或1:50)的汽车可直接去玩具店买,尽量选购造型简洁、色彩单一的,以免太花哨起喧宾夺主的作用.其他比例的汽车可以动手制作.
参考文献
朴永吉周涛《园林景观模型设计与制作》 机械工业出版社
郭红蕾阳虹师嘉阳君《建筑模型制作—建筑园林展示模型制作实例》中国建筑工业出版社
2.景观模型教案 篇二
多智能体 系统 ( M A S : M u l t i - A g e n tsystems)的发展源自人工智能科学的“分布式人工智能” (Distributed Artificial Intelligent,DAI) 。自2 0世纪7 0年代末出 现以来发 展迅速,目前已经成为进行复杂系统分析与模拟的思想方法与工具。在与景观设计相关的城市规划、地理学、建筑学方面都已经得到研究与应用。景观空间游人活动多智能体模型的模拟面向景观学科及其他新兴交叉学科领域,景观空间的复杂性来源于作为人活动的容器的景观元素特征、景观空间布局等诸多因素。其跨越学科的广度及深度均要求研究人员转变自身学科原有的思维模式。景观规划师必须从另一个角度重新审视景观学相关方法。
基于多智能体技术的景观规划模型通过对实验条件或参数的改变,组合不同实验条件下,探索景观空间系统的多种可能发展和变化方向。并通过分析不同的模拟结果,从中选择最优的资源利用方式,从而可以对现实的景观空间系统进行优化。研究的现实意义在于:模拟景观空间的多种可能性;评价景观规划设计与建成环境,并提出改进意见;为景观规划提供定量数据,这是传统的规划设计思路无法做到的。研究的理论意义在于建立原型去探究景观空间系统内在的关系,为下一步约束规划条件生成景观结果的研究打下坚实的模型基础。
1.基本原理
新西兰UNITEC理工学院景观学系的罗德·巴奈特(Rod Barnett)教授将景观视为流动的、开放的以及不可预测的复杂自适应系统。多智能体技术的景观规划模型建构是基于这种观点并且认为景观环境和景观中的游人形成互动的自组织关系。这种思维的模拟平台是Netlogo。
多智能体系统由多个智能体构成,其解决问题的方法是将问题分解成多个程序片段或智能体,各智能体具有各自独立的属性及处理问题的方法,通过联合群集的方式,一群智能体能够找到单个智能体无法实现的解决策略。在Net Logo这一复杂系统模拟平台上建立景观空间中游人活动模型的基本原理是景观空间中不能移动的元素作为瓦片 (环境),它以网格状分布作为Net Logo模拟的环境,包括地面、水体、植物、景观小品等;能够移动的是景观空间中的游人,Net Logo中称作海龟 ,也就是智能体。Net Logo中可以执行命令的主体类型:瓦片(Patch)、智能体(Turtles or Agents)、链(links)和观察者(Observer)。瓦片是静止的。智能体在瓦片(网格)上移动,链链接两个智能体。观察者俯视在进行的所有事情,做那些智能体、环境和链自己不能做的事情。使用者从观察者角度,观察智能体(行人、游人、车辆)同时在环境(分析网格)中活动的情形,行人与行人、行人与环境、环境与环境之间互动规则由观察者加以设计,并由简单的规则互动产生复杂的结果(见图1)。初始化时定义了瓦片(景观空间环境)和海龟(智能体也就是游人)的初始状态。包括按瓦片颜色区分景观元素的种类和其它属性等;还有海龟的数量和入口位置。其中瓦片的属性主要包含吸引力[1]和阻力,智能体在没有阻力干扰的情况下以最短路径向吸引力最大的瓦片移动。不同吸引力层可以叠加,并可以用梯度表示。阻力指每一个瓦片阻止智能体移动或进入的能力,例如座椅、水体、植物等景观元素以及其它智能体会产生阻力。智能体从判断瓦片的阻力来选取较容易通过的路线以避开障碍物。这些是以参数写入程序代码,可以随时按需要修改。(图1)
图片来源:Batty, M., Jiang, B., & Thurstrain, G. M. (1998). Local movement: Agent-based models of pedestrian flow (Working paper 4). London: University College London, Centre For Advanced Spatial Analysis Working Paper Service.
2.规则的设定
智能体(行人)在景观环境中根据一定的规则移动,其规则来源于环境心理学。环境心理学是研究环境与人的心理和行为之间关系的一个应用社会心理学领域,人与环境的互动过程中,人会对环境进行某些改变,而相对的,环境也会对人的行为及经验产生影响,而环境心理学的相关研究就是要改进人类环境规划设计的过程,其中和景观空间相关的有以下4点:1、个人空间及邻域(Hal(1966)提出八个等级人际距离的梯度)2、群聚及拥挤。3、隐私权;4、旅游与环境行为。这些在模型中以代码的形式写入程序中。
复杂系统模型中已经有一些关于人或动物与空间互动的模型,它们也是模型的规则。“活动行人”模型(Active WalkerModels,AWM) [2]包含两个基本元素:行人和空间形态(landscapes)。行人能够改变空间形态同时他的行走和步伐也被改变着的空间形态影响。行人改变空间形态是基于“空间形态规则”,这一规则的程序是根据行人的位置函数改变空间形态中任何点的值。行人对空间形态通过“行走规则”做出反应,这种规则使行人根据空间形态的值重新局部定位并行人因此移动。行人的移动力为是受到加速力(acceleration force)、排斥力(repulsive effects)及吸引力(attraction effects)三种作用力交互作用所影响[3]。这三种力可模拟出行人自我组织,例如“自动分道”和“草地路径形成”现象。以这种“活动行人模型”为基础,结合景观空间的特点归纳出两种极端类型的行人行为。第一个是好奇心驱动,对某个地点感兴趣,导致聚集,例如飞行中鸟的聚集模型;而第二个是为了达到目地地,选择最短路径或最佳路径行走,往往导致在人群穿行的情况,例如“蚂蚁觅食算法”。模拟行人在景观空间移动有诸多规则。其中一个规则类似于水的流动规则——水往低处流动。这个模型研究在一个特定场所的动态水流模式和其痕迹的形成。
3.参数的依据
瓦片(环境)的参数有两种:一是吸引力,吸引力层(attractor surface)是各种吸引因素的评价值与其效力乘积的总和3,例如景观环境中的停留者根据是否树荫遮蔽处、私密性、景观、以及是否有座椅等吸引因素选择停留位置;另一个是阻力,也就行阻碍智能体移动的作用力,例如水体、灌木、建筑等景观元素会对游人有一定的阻碍作用。当某一瓦片(网格)的阻力超过预设的阻力最大值,行人不得进入,行人每前进一网格,系统会计算视线范围内邻近瓦片中的阻力,选择阻力最小之瓦片作为可进入瓦片,再分别计算其与目标位置之直线距离,选取移动距离最短的瓦片进入。智能体(行人)的参数取决于智能体的类型。例如在城市休闲绿地中的游人分为三种:停留者、穿越者、等候同伴者。这三种智能体对应于瓦片的吸引力和阻力有不同的值。
建成景观环境的参数根据经验设定在一定的范围,然后设置关键点进行模拟,和现实情况(来源于监控数据)对照,可以找到合适是参数值。这些参数值可以用在景观规划方案的多智能体模拟中。笔者的博士论文《景观空间复杂系统模型》中,详细阐述了三个基于多智能体技术的景观空间模型,第一个小尺度建成景观的模型和第二个在大尺度建成景观空间的模型验证了相应的参数。第三个对景观规划方案的模型使用了经过验证的参数。
结语
3.景观模型教案 篇三
第一章绪
论
第一节
园林规划设计
一、景观
《景观生态学》中对景观的界定: • 一般意义上的景观
• 景观的科学含义
景观(Landscape)指风景、山水、地形、地貌等土地及土地上的物质和空间所构成的自然和人为活动的综合体,它体现了某一特定区域的综合特征。
主要景观特征和次要景观特征
1、景观作为视觉审美的对象,表达了人与自然的关系、人对土地以及土地上的所有物质形态的态度、人对人工构筑的城市的态度。
2、景观作为生活的栖息地、是体验的空间,人在空间的定位和对场所的认同使人与物一体化。
3、景观作为系统,是客观观察分析的对象
景观系统包含了四个生态关系 景观与外部系统的关系
内部各元素之间的生态关系和结构功能关系 生命与环境之间的生态关系
人类与环境之间的物质、营养和能量的关系
4、景观作为符号,是人类历史与理想、人与自然、人与人相互作用关系的综合物化的反映。
二、景观规划与设计的目的
景观规划是在一个相对宏观的尺度上,基于自然和人文背景来认识、协调人与自然的关系,也就是在自然系统中或者利用自然资源,找到最适宜的居住地。
它是物质空间的规划,目标是通过土地和其他自然资源的保护和利用,实现可持续性的发展。• 景观设计是在相对较小的范围和尺度上进一步深化、发展和完善规划意图,以满足不同的功能需要。
第二节
现代园林设计学发展前沿课题和展望
一、城市生态设计
• 将设计作为完善大自然能量大循环的一个手段。• 设计尊重地域自然地理特征。
• 设计从生命意义的角度开拓设计思路,体现了生命优于物质的主题。同时,建构更好的生态伦理。
二、广义的环境艺术设计
• 结合时代特征,探索新的和谐景观艺术; • 通过设计将审美上升为人的生存范畴;
• 对景观与建筑、规划、园林进行整合设计,强化对美的共同追求; • 对现实的了解、文化的领悟、技术的掌握和个性的发挥,决定了设计艺术的水准。
三、创新技术设计
• 体现技术理性,反思其优越性和潜在危险,设计是对人口增加、资源减少、环境变化的应答;
• 体现技术理性,反映技术与人类情感相融合的发展动态和技术审美观念的多样化;
• 体现景观智能化趋势,使景观如有生命的有机体般活性运转、良性循环;
• 尊重地域并结合技术所呈现的景观形式,将其转化为新的设计语言。
四、人性化设计
• 设计体现以人为本,使期望的环境行为模式获得使用者的认同; • 对人类生活空间与大自然的融合表示更多的支持;
• 与人类的多样性和发展性相符合,肯定形式的变化和内涵的多义性。
五、信息化设计
六、多元化设计
第一章
园林景观设计的要素
第一节
园林景观设计的自然要素
自然景观是由自然地理环境要素构成的。
自然景观的构成要素包括地貌、生物植被、水体以及气候。
一、地貌
地貌即地表的各种形态,是由地壳运动以及流水、冰川、风、波浪、海流等外力相互作用而形成的景现形态。
自然景观的地貌大致可以分为三类形态: 平地 坡地 山地
在景观设计时,如何利用地形地貌,应视其所处的具体位置和面积的不同而定。
此外,生态学的考虑也很重要,设计师应努力营造符合当地生态环境的自然景观,减少对环境的干扰和破坏。
二、生物植被
• 植被是景观设计的重要元素之一。
• 植被的生存环境与当地的自然环境关系紧密。
• 植被是自然景观不可或缺的重要组成部分其功能包括:非视觉功能,指改善气候、保护物种的功能;视觉功能,指植被在审美上的功能,即是否能使人感到心旷神怡。
• 在城市总体规划中,城市绿地规划是重要的组成部分。
三、水体
• 水是自然界最为活跃的因素,也是构成自然景观的重要因素之一。• 根据水的景观特点和不同性质,可以把水体景观分为河流、湖泊、海洋、泉水、瀑布五大类型。
• 在景观规划中,一般将水体分为静态水和动态水进行设计。
四、气候
日夜气象的变化、四季的更替是气候显著的特征,且随经度、纬度、海拔高度、日照强度而产生变化。由气候影响形成的自然景观有时是可遇而不可求的,有时瞬间消失的。
1、寒带景观:寒带地处高纬度,受到低温和强风的影响,积雪深、霜期长、日照时间短,形成了独特的自然景观。
2、温带景观:温带景观受四季更迭的影响,有着极丰富的变化。
3、热带景观:热带景观包括湿热带与干热带两类。
第二节
园林景观设计的人文要素
一、有形的人文景观要素
人文景观设计除了物质功能之外,还应贯穿历史,体现时代文化价值,富于精神内涵和审美价值,反映道德水平以及科技与艺术的结合,从而促进整体文化环境的发展和进步。
1、人工与自然相结合的景观。
2、以建筑物为主要构筑物的景观。– 宫殿
– 陵墓
– 民居
– 宗教建筑 3.城市景观建设。
– 把城市作为一个整体景观进行规划设计。
二、无形的人文景观要素
优秀的景观设计不仅具有实用功能而且富有精神功能,也正是其自身体现出的对人类精神创造和人类文明的维护,才使其具有强大的生命力。
1、文化遗址
文化遗址的范围宽泛,它是一定历史时期的人文景观。人类文化经过世世代代的积累与总结,在发展过程中的各个历史阶段均有自身的风貌、特征、范围及局限,在各个国家的发展也不尽相同。
2、民族民俗
• 人文景观是受各个民族生活方式、风俗影响的。
• 文化具有民族性、地域性和时代性,因此景观的建筑形式、风格和所包涵的审美取向也会有差异。
第三节
园林景观设计的其他要素
一、地面铺装
• 地面铺装在手法上表现为构图,但其目的是方便使用者提高对环境的识别性。
• 作用主要有:适应地面高频度的使用;避免雨天泥泞难行给使用者提供适当范围坚固的活动空间:通过布局和图案引导人流。
二、景观设施
• 是建筑景观的外延。根据使用功能可以分为:装饰设施、庆典设施、道路设施、服务设施、卫生设施以及休息设施等。
• 景观设施有着悠久的历史,古今中外的景观设施呈现出多种多样的面貌。
• 任何景观设施都具有一定的使用功能,提供相应的服务。
第二章
植物景观设计
第一节
种植设计原理
一、空间建造原理
有生命的绿色植物以其特有的点、线、面、体形式以及个体和群体组合,形成有生命活力的复杂流动性的空间。
在设计时植物的建造功能是最先要考虑的,其次才是观赏特性等其他因素的考虑。
植物材料可以在地平面上以不同高度和不同种类的地被植物或矮灌木来暗示空间的边界,从而形成实空间或虚空间。
在垂直面上,树干如同室外的柱子,以暗示的方式形成空间的分隔。
如同建筑的顶平面一样,植物同样能限制、改变空间的顶平面。
植物的叶丛是影响空间围合的第二个因素。
1、开敞空间:仅用低矮灌木及地被植物作为空间的限制因素。
2、半开敞空间:这种空间与开敞空间有相似的特性,不过开敞程度较小,其方向性指向封闭较差的开敞面。
3、覆盖空间:利用具有浓密树冠的遮荫树,构成一顶部覆盖、而四周开敞的空间。
4、全封闭空间:这种空间与覆盖空间相似,但其四周均被中小型植物所封闭。
5、垂直空间:运用高而细的植物能构成一个方向直立、朗天开敞的室外空间。
二、美学原理
完美的植物景观设计必须具备科学性与艺术性两个方面的高度统一。既要满足植物与环境在生态适应性上的统一,又要通过艺术构图原理体现出植物个体及群体的形式美及人们在欣赏时所产生的意境美。
园林植物景观设计需要综合自然美、生活美和艺术美。
美学原理相关内容。
三、生态学原理
1、环境分析——植物个体生态学原理
2、种群分布与生态位——植物种群生态学原理
3、物种多样性——群落生态学原理
4、生态系统——生态系统生态学原理
第二节
种植设计类型
园林种植设计的基本类型有三种,即规则式、自然式和混合式。
一、规则式
规则式又称整形式、几何式、图案式等,是指园林植物成行成列等距离排列种植,或做有规则的简单重复,或具规整形状。
规则对称式种植常用于纪念性园林,大型建筑物环境、广场等规则式园林绿地中,具有庄严、雄伟、整齐、肃穆的艺术效果,有时也显得压抑和呆板。
规则不对称设计没有明显的对称轴线和对称中心,景观布置虽有规律,但也有一定变化,常用于街头绿地、庭园等。
二、自然式
自然式又称风景式、不规则式,是指植物景观的布置没有明显的轴线,各种植物的分布自由变化,没有一定的规律性。自然式种植设计常用于自然式的园林环境中,如自然式庭园、综合性公园安静休息区、自然式小游园、居住区绿地等。
三、混合式
混合式是规则式与自然式相结合的形式,吸取规则式和自然式的优点,既有整洁清新、色彩明快的整体效果,又有丰富多彩、变化无穷的自然景色;既有自然美,又具人工美。
第三节
种植设计基本形式
一、孤植
孤植树主要是表现树木的个体美。
要求:构图位置应该十分突出,体形要巨大,树冠轮廓要富于变化,树姿要优美,开花要繁茂,香味要浓郁或叶色具有丰富季相变化
二、对植
在进出口、建筑物前等处,在其轴线的左右,相对地栽植同种、同形的树木,使之对称相适应。
要求:外形整齐美观,两株大体一致。
三、列植
一般是将同形同种的树木按一定的株行距排列种植(单行或双行,亦可为多行)。也可以反复种植异形或异种树,使之产生韵律感。
四、丛植
一个树丛系由二株到九、十株乔木组成,如加入灌木,总数最多可数十株左右。树丛的组合主要考虑群体美,但其单株植物的选择条件与孤植树相似。其观赏效果要比孤植树更为突出。
配置的基本形式如下:
两株配置 :二树必须既有调和又有对比。一般来说两株树的距离应小于两树冠半径之和。
三株配置:三株配合最好采用姿态大小有差异的同一树种,栽植时忌三株在同一线上或成等边三角形。
三株配合是树丛的基本单元,四株以上可按其规律类推。
群植:群植系由十多株以上,七、八十株以下的乔灌木组成的人工群体。树群可分为单纯树群和混交树群两类。
林植:是较大规模成片成带的树林状的种植方式。
第三章
水体景观设计
第一节
城市水景分类
一、现代城市水景形态类型 静水为主的水景造型 以流水为主的水景造型 以跌水为主的水景造型 以喷泉为主的水景造型 以涌泉为主的水景造型 组合水景造型
(一)静水为主的水景造型
1、静水景观的形式类别 自然形水景 规则形水景
2、静水景观的营建形式
下沉式:局部地面下沉,形成蓄水空间,并限定水域范围。 地台式:水景的蓄容空间修筑于地面且高于地面。
镶入式:将水的景观作用由外环境引入建筑内部,或者穿过建筑空间成为连接室内外环境相互沟通的纽带,使水体灵活地发挥带系作用。 溢满式:水池的水面与边缘或地面齐平,无高差变化,增加人的近水、玩水、亲水的感觉。 多功能式
(二)以流水为主的水景造型 自然流水景观
人工流水景观
(三)以跌水为主的水景造型
(四)以喷泉为主的水景造型
(五)以涌泉为主的水景造型
(六)组合水景造型
二、现代城市水景应用类型
就城市水景在城市中的作用和功能来说,可以分为四大类型:城市装饰水景、城市休闲水景、城市庭院水景和城市天然水系。
(一)城市装饰水景
强调的是城市公共空间中水对其他景观元素(尤其是建筑、广场等硬质环境)起着统一、补充、强调和美化的作用。 景观特点:
软体雕塑
突出构筑物,柔性地面铺装 地面景观构图元素的重要补充 丰富空间层次,给人带来平静和享受
应用形式:水池、落水、造景喷泉、水渠或水道。
(二)城市休闲水景
重点是人的行为和水的亲近关系 景观特点
强调亲水性 强调人的参与
对水质、水压要求严格 突出水的趣味性
应用形式:儿童戏水池、涉水池,游戏喷泉,游泳池、冲浪池,海洋公园、水族馆,城市湖体。
(三)城市庭院水景 景观特点
强烈的个性特征 水态的应用自由、创意 水的体量与庭院的尺度有关 讲究细处的搭配与情趣 具有私密性和不开放性。
应用形式:各类水池、落水、喷泉、小型的流水景观。
(四)城市天然水系 城市滨海景观
城市滨水景观
城市河道景观
城市湖体景观
第二节
城市水景导向
一、城市水景规划设计原则 统一协调 目的明确 位置恰当 安全可靠
风格独特
量力而行
二、城市水景设计理念和手法
1、小中见大、扩大空间
―聚‖,汪洋之感;―散‖,不尽之意。
2、步移景异,景观外延
3、空间分隔,层次渗透
4、生态环保,综合效应
5、水园旱做
三、城市水景设计导向和方法
(一)自然式水景设计
首先应以尊重自然风貌为主
谨慎、巧妙地运用人工手法,作到师法自然。
注意保护水景周边的生态环境,尽量使用天然材料进行保护性修建。
(二)规则式水景设计 注重场地关系
(三)流水景观设计
1、岸线护坡
宽大的河流修建岸线必须根据防洪要求进行设计(10年一遇、20年一遇、50年一遇等),并在急弯处加高护岸不小于300mm; 小型流水弯道处必须保证弯曲半径不小于水道宽度的5倍。
2、形式与高差
高差、河道的宽窄均影响流水的缓急。
3、安全与环保
人工景观流水的深度一般控制在200—350mm之间,并在水流汇集处修建排水设施,保障水流洁净。 水岸步行道路注意防滑
4、流水与景观环境
(四)跌水景观设计
分为较大体量的主题水景和较小体量的景观小品。
设置游玩路线,使游人进入水景环境。如隔水通道、高于水面的汀步石、篦水阶梯和高于水面的滨水栈道等。
(五)喷泉水池景观设计
喷泉主要由水源、喷水池、喷头、管路系统和控制系统等组成
1、喷泉与水池
通常,池面四周的宽度是喷泉高度的两倍。
2、给排水系统
应保证定时更换洁净的水,将更换的废水用于环境的绿化灌溉。
3、喷泉与配景 ① 仿自然配景
主要采用的手法有:山石的堆砌、植物种植、动物形象设置等。② 规则形配景
构成具有现代感的景观效果。③ 艺术形象配景
常将喷水的形式与雕塑艺术品结合。④ 与其他水景形式相互配景
(六)水景的光影设计 反射和倒影
光线:光线从喷水与瀑布后方射来,晶莹灿烂
(七)水景的音响设计
(八)水生植物景观设计
(九)水景的生态设计
与生态理念整合,创造有持续生命力的水景
第四章
建筑景观设计
第一节
城市和城市建筑
一、城市建筑与城市形态的历史回顾
1、古希腊的城市与建筑
雅典卫城至今仍被看作建筑与城市规划的典范。
2、古罗马的城市与建筑
建筑形式多样,建筑艺术和结构布局比例恰当并相互呼应。
3、中世纪城市与建筑
教堂建筑对城市结构影响很大,并与世俗建筑对立,使城市在高度上失去了统一的总体景观。
不规则的街道和广场体系形成封闭的城市空间。
城市色彩鲜明、个性突出、尺度适中,具有明确的视觉秩序。
4、文艺复兴和巴洛克时期的城市与建筑
这一时期,建筑师成为设计者而不再是建造者。
提出理想城市模型作为城市布局形态。这种思想理论发展到16世纪,成为巴洛克风格。
5、西方近现代城市与建筑
意识到规划设计对于城市发展的必要性。
追求理想城镇模式,但实践证明,这只是设计者本身的愿望而已。 通过建筑对城市空间和城市景观产生影响,已经成为建筑学的新课题。
二、当代建筑与城市理论概述
1、凯文·林奇的城市形态意象理论
将城市中可意象性的物质形态归纳为5种元素:道路、边界、区域、节点和标志物。
2、莱昂·克里尔和阿尔多·罗西的城市类型学研究
正确处理公共建筑和住宅建筑在城市中的关系。
3、诺伯格·舒尔茨的场所理论与建筑现象学
场所在一段时期内对特定的群体保持方向感和认同感,即具有―场所精神‖。
关注建成环境中的意义问题。这种意义是通过主体(人)对客体(建筑、城市、环境)的感受和认知而产生的,是场所自身特征与人的主观认知因素的叠加。
三、建筑在城市中的景观特征
1、城市建筑自身的景观因素
建筑的内在因素:功能、高度、体量、形式与风格的特异性、所承载的意义
在城市中的位置、可达性、所处城市空间的特性与品质。
2、建筑群体的形态构成
城市建筑群体的组织有其自身的规律和特点 中心和边界
3、建筑群体的轮廓线
―轮廓线是城市生命的体现,同时也是潜在的艺术形象‖
第二节
城市建筑的分类和组成要素
按照建筑对城市公共空间的特性与品质产生影响力的不同,把城市建筑分为地标建筑(即标志建筑)、界面建筑和肌理建筑。
一、地标建筑——点性景观
一幢建筑、一组建筑甚至是一个雕塑 特征
外部形态有着远超出其内部功能的意义。 位于相对重要的城市位置。 明显而易于识别。
二、界面建筑——线性景观
多指街道。具有空间限定、公共性,连续的街道立面能够反映出有关建筑的丰富信息。 特征
最常见的内容是临街商铺。
一幢建筑应该与共同构成边界的其他建筑具有一定程度的,视觉可识别的共性。
界面建筑之间应保持足够的视觉连续性。
三、肌理建筑——面性景观
城市中最常见的建筑形态,如居住建筑。数量最多、面积最大、分布最广。
第三节
城市建筑设计导向
一、设计原则
1、城市对建筑的要求和控制
交通组织
建筑物之间的关系 城市公共空间和城市景观 人在城市空间中的行为和心理
2、遵循模式和塑造城市空间形态格局
3、建筑和城市空间的和谐
形式和谐:对城市形式、秩序、文化的关注
建筑的主要语言、构件、符号;
建筑的形状、轮廓、组成几何元素、虚实关系、比例、节奏、韵律; 建筑的用材、用色、肌理、质感。
空间融合:关注对城市活力的促进
二、设计内容和设计指导
(一)伸展式建筑
通过伸展式建筑,将城市空间融入建筑体积内部或间隙中,缩小与相邻建筑之间距离,增强与相邻建筑的联系,以次创造更多、更丰富的城市空间。
伸展式建筑分为三类:线形、放射形和围合形
(二)建筑形态构成和城市空间形式
空间的感知在于它的连续性,即流动性。
组成空间序列的要素主要包括建筑、广场、街道、中庭、院落、边界等。
(三)建筑边界空间
在建筑周边和边界位置,常需要分隔产生空间层次,或易于感知的局部小空间。
(四)中介空间
建筑入口、中庭和临界面等往往成为建筑群之间的空间,让周边环境引入实体内部,共同形成有活力的建筑。
(五)建筑立面
建筑立面限定城市空间,其组合原则是统一和变化。 对建筑外观的控制包括色彩、材料和样式。
随着功能、材料、技术措施和信息含量等不同,对城市景观具有更大意义。
(六)建筑群体轮廓线
1、层次
充分认识建筑群体轮廓的层次特征,对不同层次综合考虑,是塑造建筑群体景观的必要条件。
2、抽象
考虑组合在一起的建筑整体形象,及其与城市现状的关系。
3、和谐与变化
个体建筑间的某种秩序 建筑群体轮廓的节奏性表现
4、高层建筑的影响
• 给城市带来活力和新形象的同时,也带来了视线、与历史性建筑关系等诸多问题。
第五章
景观照明设计
第一节
基本概念与术语
一、城市照明
功能性照明。目的在于使照明对象在夜间具有一定的亮度,为公众夜生活的展开提供必要的光照,从而便于公众在夜间辨方正位,亮化路径,标识场所,以及方便生产生活等。
艺术性照明。主要目标在于按照美学和艺术的观点,对某照明对象进行晚间的形象美化活动。不是简单的白天景观的夜间再现,而是经过了二次创造。
二、城市照明相关术语
1、光通量(φ):光源发射并被人的眼睛接受的能量总和。单位:流明(lm)
2、照度(E):单位面积的光通量。表示受光表面被照亮的程度。单位:勒克斯(1Lux=1lm/㎡)
3、发光强度(I):光源在特定方向单位立体角内所发射的光通量,单位:坎德拉(cd)
4、亮度(B):又称辉度,单位投影面积在视线方向上的发(反射)光强度(cd /cm2)
5、光效:电能转换成光能的效率。(lm /W)
6、光源的显色性:光源对物体真实颜色的显现程度。用显色指数(Ra)评价。
7、眩光:在视野内亮度极高的物体(或在空间或时间上存在极端的亮度对比),引起视觉不舒服和降低目标可见度。
第二节
城市照明基本要素与方法
一、城市照明光源
(一)电光源
1、固体发光光源
普通白炽灯:多用于临时照明和小规模照明。
优点:显色性好,价格低廉,色彩多样,泡壳外型千姿百态。 缺点:光效低,寿命短。
卤钨灯:克服了普通白炽灯的缺点,常被广泛应用于大面积的室外照明和定向照明上。
LED:发光二极管。优点多,应用广。
2、气体放电光源
辉光放电灯:霓虹灯等,用于室外广告照明。 弧光放电灯:
低压气体放电灯
低压钠灯:光效高,显色性差
高压气体放电灯
高压荧光灯:光效高,显色性差
高压钠灯:光效高,显色性一般,不诱虫。
金属卤化物灯:可制成百万种光色不同的光源,且显色性好。
3、其他
(二)绿色光源
以太阳能、风能、生物能等可再生能源作为光的产生源。
二、灯具的种类
路灯 庭园灯 草坪灯 地灯 激光灯 其它
三、城市照明具体技术方法
(一)泛光照明
主要特征:使用投光器照射到物体表面,使得被照物体的亮度高于周围环境背景的亮度。
大型公共建筑、标志性建筑、纪念碑、大型城市雕塑等。
(二)轮廓照明
在黑暗的背景下利用在物体的边缘布置串灯勾勒出物体轮廓的照明方式。 桥梁、高速路、历史建筑、大体量建筑物等
(三)内透光照明
主要通过室内靠近窗户的照明灯具射出的光线,透过窗户形成整齐有序的点状照明效果。
主要适用于具有大片玻璃窗的或者玻璃幕墙的建筑物。
(四)剪影照明
把光源布置在被照射物体后侧,从背面投射光线,使物体成为黑色的影子突出剪影效果。
适合于本身形态特别,体量较小,表面少有洞口的物体。
(五)点式照明
用于商业街和节日庆典,也常用于草地和树木照明。
(六)激光照明
适用于大型城市公共空间,城市主要公建以及城市中心区等城市重点场所。
(七)灯光表演
第三节
城市景观照明设计导向
一、城市照明基本原则 安全性 整体性 层次感 突出重点 慎用彩色光
绿色照明 光污染
白亮污染 人工白昼
彩光污染 适度照明 绿色照明
二、设计导向
(一)城市总体层次景观照明
1、反映城市文化特色
2、烘托城市结构特征
3、明晰城市轮廓
4、确立景观照明系统
(二)城市街区层次景观照明
1、凸现街区轮廓
2、强化街区中心照明
3、渲染主要景观照明廊道
4、刻画街区关键节点照明
(三)城市细部层次景观照明
必要的照度
1、建筑景观照明:综合考虑建筑物的使用功能、建筑风格、结构特点、表面装饰材料、周围特征等情况。
①照明面的确定:观看几率多的面
②照度的选择:应按建筑物墙壁材料的反射系数和周围亮度条件来决定。③光源的选择: ④灯具的选择:
窄光束投光灯具光束集中,投射距离远,适用于高层建筑的立面照明。 宽光束投光灯具照射面广,亮度较均匀,适用于多层建筑的立面照明。 大功率投射性宽光束投光灯具,适用于大面积立面的高层建筑的立面照明。
⑤灯位的配置与灯具安装:管线布置要灵活,以适应灯位调整。一般装在楼群顶上,自身注意防水,并注意不能破坏屋顶防雨层。
2、街道照明
两方面要求:技术性、艺术性
①注意照明设施在道路中的体量感
灯高和间距:H/D=1 :正常
H/D≥1:不协调、压抑
H/D<1:形成近人尺度
悬臂长度
②灯具排列方式与周围环境的协调
③光源的合理选择 ④灯具风格的艺术性
3、水景照明
喷泉:将灯布置在喷出的水柱旁,或在水落下的地方。
水幕或瀑布:在水流下落处布灯,射光方向可以是水平的或垂直向上的。 水面:用冷光照明照射岸边景物,和水中倒影相映成趣。
4、植物景观照明
利用照明反映植物形态和颜色随季节变化而变化的特征。
依据植物高矮、大小、外形特征和颜色等安排照明方式和灯具位置
冠形浓密的针叶树:在距离植物不远处安放窄照型或中照型上射灯,以突出树冠的质感;
树干和树冠舒展的阔叶树:在树冠投影下方采用宽照型上射灯,以突出树的结构
可用灯光照亮周边树木的顶部,获得虚无飘渺的感觉,同时分层次照亮不同高度的树木,增加景观空间的深度感和层次感。
树丛整体照明,须注重整体颜色和体积。局部照明须针对近距离观赏的对象,单独考虑。
为了突出远景照明,近景宜暗或不照明。 考虑照明对动植物的影响
6、绿地景观照明
目前国内绿地照明设计的突出问题是色彩过艳和亮度过高,庸俗怪异。 关键是通过光影效果更好的突出地形地貌、植被、水景的造景元素,营造一种更为含蓄的景致,甚至为植物生长创造出更好的小气候。
尽量选择方向和控制能力好的光源,减少普通泛光灯的使用,灯具布置力求隐蔽。
7、雕塑小品景观照明 从小品的特征及周围环境出发,采用侧面自上而下投光,不宜从正面均匀照射;
选择窄光束灯具配以适当的光源,避开游人实现方向,防止眩光干扰。
4.模型教案 篇四
【设计理念】
以兴趣为入手点,以模型的学习为载体,以引起学生的思考为落脚点,让学生在学习体验模型的过程中联系自己的实际,实现方法的迁移。
【教材分析】
本节内容在苏教版教材中属于第七章的第一节,是在学生完成了方案构思和设计图样绘制的学习后,进入模型或原型制作的过度环节,起着承上启下的作用。本章是实践性较强的章节,其内容也隐含着一定的思想方法。模型或原型的制作是技术设计的重要环节,它对于学生掌握技术设计的过程,实现方案到产品的转化具有重要作用。本章在第一节中专门设置了“模型在不同阶段的作用”一小节,强调了模型方法在设计的各个环节中的作用。这里,模型不再仅仅是一个具体的模型,它还被赋予了思想方法的内涵。
本节课从模型的概念入手,使学生体会模型的功能及模型在不同设计阶段的作用,渗透制作模型的重要性,明确模型制作过程不仅是设计思想体现的过程,还是发展构思的创造性过程。教材中案例距离学生实际生活较远,且数量较少很难引起学生的兴趣,故教材处理时补充了部分模型案例,变更了榨汁机的模型为汽车模型。
【学情分析】
学生经历了前面的一段时间的学习,从学习内容上来看,学生了解了设计的一般过程,体验了发现、明确问题和方案构思、呈现,应当顺理成章的进入模型活原型的制作环节,但大量的理论消磨了学生的兴趣,此时的学生对通用技术的兴趣正在减弱时期,如何恢复学生对通用技术的兴趣,如何让学生从模型的学习中感悟出来影响自己其他学科学习的潜在根源,从而从根本上解决学习通用技术有没有用、重不重要等问题,因此教师的引导就很重要。
【教学目标】
1.知识与技能:
1)能够列举生活中模型或原型的实例,知道模型或原型及其功能。
2)理解模型制作在产品设计的不同阶段有不同的作用。
2.过程与方法:
经历认识模型的过程,理解模型是技术设计中的一个环节和一种重要方法。
3.情感、态度与价值观:
通过对模型及其功能的认识过程体会动手“做”的重要性,加强学习通用技术的兴趣,实现方
法的迁移。
【重点难点】
重点:
1、理解模型是设计的一个环节和一种重要的技术方法
2、根据设计方案制作一个简单产品的模型或原型。
难点:
如何从模型的学习中体悟到“绝知此事要躬行”的理念的延伸,让学生构建“做中学、学中做”的理念。
【教学方法】
讲授法,讨论法,实例分析法
【教学思路】
积极引导学生讨论在实际生活中经常看到或听到的模型的功能,结合学生和生活实际,选择汽车的设计制作过程为载体,分析模型在构思、试验、改进和交流中的作用,培养学习兴趣。
【教学过程】
【导入新课】今天我们就来学习设计的一般过程中的一个重要步骤,那就是模型或原型的制作。
【讲解】首先我们来认识一下什么是模型或原型。
一、原型与模型
1、原型
【设问】 那什么是原型呢? 原型(prototype)通常是第一个能全面反映产品功能的形体,它广泛应用于新产品的开发中,有时原型就是最终产品。
【讲解】
新产品的开发需要考虑诸多方面的因素,比如:在开发一款新汽车的车型时其美学的创造性要受到安全、人机工程学、可制造性等多方面要求的制约,建立产品的物理原型,可以对这些方面作出较好的评价。一般来说原型有两方面的作用。
2、原型的作用
(1)有利于对设计方案的实现效果进行评估。
(2)有利于实现对于大规模生产的生产技术与成本的估算。
【过渡】 既然原型具有许多作用和优点,那么是不是所有的产品都是直接制备原型的呢?
我们先来看一个案例。
5.景观模型教案 篇五
景观空间格局是指由自然或人为形成的一系列大小不等、形状各异的景观镶嵌体在景观空间中的排列和配置, 它既是景观异质性的具体表现, 又是包括干扰在内的各种生态过程在不同尺度上相互作用的结果[3]。20世纪80年代, 北美的景观生态学逐渐兴起, 美国哈佛大学的Forman教授提出了“斑块—廊道—基质”的景观空间格局模式, 从而奠定了现代景观空间格局研究的基础。1995年Forman教授系统地总结和归纳了景观空间格局的优化方法, 并指出景观空间格局的改变可维持景观功能、物质流和能量流的安全[4]。这表明景观生态学研究已发生了从静态空间格局转为动态空间格局的变化。在研究方法上, 目前景观空间格局的研究正走向定量化, 研究更注重景观格局指数的计算和分析。同时, 以GIS为代表的现代空间信息技术也得到了广泛应用[5,6,7], 使景观空间格局的研究手段和方法不断得到改进。
空间耗费距离分析又被称为“成本距离分析”或“可达性分析”。完成耗费距离计算的前提是确定物质、能量在不同表面的耗费系数[8,9], 其值的高低代表通过不同表面的难易程度。目前空间耗费距离模型主要用于政治中心的影响范围划分[10]、土地利用优化[11]、空间可达性分析[12]、道路路径选择[13]、物种在栖息地斑块中迁徙的可达性分析[14]、模拟生态功能连通性在空间中的变化等。空间耗费距离能充分体现源像元的空间运动趋势。空间耗费距离的景观生态学意义在于:从格局和过程出发, 赋予常规意义上的景观以一定的过程含义, 通过景观流的空间运行分析来探讨构建科学的生态网络的途径和方法, 从而使生态系统变得更加健康、稳定和安全[15]。
本文选择大连市金石滩国家旅游度假区作为研究区, 在GIS和RS技术支持下, 明确大连市金石滩国家旅游度假区景观格局的空间特征。在此基础上, 运用景观流运行原理, 进行景观生态网络构建的实践探索, 以期为大连市金石滩国家旅游度假区生态规划和土地利用优化布局提供有价值的参考。
1 研究区域与研究方法
1.1 研究区概况
大连市金石滩国家旅游度假区坐落在辽宁省大连市金州区的东部, 介于39°05'E、121°59'N, 距大连市区58km。金石滩陆地面积62km2、海域面积58km2, 海岸线长30km。研究区属温带大陆性季风气候, 具有海洋性特点, 平均温度10℃、平均降雨量687mm、平均相对湿度64%—72%、平均风速3—6m/s、日照时数2600h、全年无霜期190日, 四季分明, 冬无严寒, 夏无酷暑, 有“东北小江南”的美誉, 2010年被评为国家5A级旅游景区, 是中国北方理想的海滨旅游度假胜地。
1.2 数据来源与预处理
为了构建景区景观生态网络, 本文收集了1998年、2004年和2009年共3年的遥感影像和土地利用矢量数据 (表1) 。运用ERDAS Imagine软件进行影像纠正、拼接后, 再使用Arc GIS软件建立统一的投影坐标系统, 完成3期影像的空间配置。
本研究根据金石滩土地利用现状, 结合研究区遥感影像特点, 并参考《土地利用现状分类》 (GB/T 21010-2007) 标准、城市旅游地景观分类方法[16]、乡村景观分类方法[17,18]将研究区的景观类型划分为8类 (表2) 。
1.3 景观累积耗费距离模型
源在景观过程发展中起到促进作用, 其促进作用同时体现在对生态功能的维持中, 源具有一定的连续性和空间拓展性。从景观生态功能角度考虑, 一般选择较大面积的林地核心斑块、水域等作为生态源地。为了使景观生态源运行的空间态势得到良好的体现, 结合GIS技术, 通过构建累积阻力模型来实现不同景观类型的各自空间跨越特点表达。耗费距离方程公式为:
式中, Di指从空间某一个景观单元i到源的实地距离;Fi指景观空间中某一景观单元j的阻力值;Ci指景观单元i到源的累积耗费距离值;m、n为基本景观单元总数;Ci为像元i的耗费值 (i=1, 2, 3) ;1为链, 其抗阻为 (C1+C2) /2;2为节点。
在具体应用耗费方程时, 景观空间格局的性质分析通常通过抽象的网格图解法来实现, 运用“节点/链”的像元表示法实现代价表面的呈现 (图1) 。其中, 节点指像元的中心, 每个节点与多条链连接, 链表示一定大小的阻抗, 其大小受到该代价表面上各个像元所代表的耗费值与运动方向的影响[19]。同样, 将源所在的像元赋值为1, 表示其对运动的阻抗最小。因此, 基于“节点/链”的像元表示法, 可实现通过某一代价表面到最近源的累积耗费距离的计算[9], 方程组为:
式中, Ci为像元i的耗费值;Ci+1为沿运动方向上像元 (i+1) 的耗费值;n为像元总数;A为通过某一代价表面到源的累积耗费距离值。式 (2) 适用于当通过某一代价表面沿着像元的垂直或水平方向运动的情况;式 (3) 适用于当通过某一代价表面沿着像元的对角线方向运动的情况[15]。
2 研究区空间耗费距离分析
研究区生态网络的构建需要基于空间耗费距离分析, 具体实现的技术路线见图2。
2.1 创建生态源地
生态源地是物质、能量甚至功能服务的源头或汇集处, 如森林、公园、开敞绿地、湖泊等。从景观生态服务功能值的角度考虑, 生态功能良好的源的首选即为生态服务功能值高的景观类型。因此, 结合研究区景观特点, 选择较大空间规模的林地斑块, 作为生态源地。
大连金石滩国家旅游度假区生态源地主要分布在北部和西南部, 这些源地生态系统服务功能价值较高, 对整个区域生态系统存在较大影响力, 能控制和积极促进区域生态功能的稳定性, 维持区域可持续发展。但与此同时, 源地也面临着易遭到人为干扰的困境。近年来, 由于大连金石滩国家旅游度假区人口不断增加、社会经济快速发展 (表3) , 林地面积显著减小, 斑块破碎度增加, 生态系统功能退化。所以加强生态环境保护, 尽量维持和增加源地斑块面积, 提高景观生态功能已成为当即所需。
2.2 建立耗费成本表面
不同生态源地之间, 景观流空间运行的实现是需要克服一定的阻力, 本文通过耗费成本值来体现这种阻力的大小。目前, 国内外关于耗费成本值的确定还没有公认的方法, 本研究根据研究区的景观空间格局特征, 依据Costanza等[20]、陈仲新等[21]的研究成果计算出各景观类型生态系统服务功能的价值, 进而确定其耗费成本值。研究区林地生态系统服务功能价值最高, 耗费成本最小, 将其值设为1;旅游用途建设用地、辅助性旅游用途建设用地、非旅游用途建设用地生态系统服务功能价值最低, 耗费成本最大, 将其值设为100, 其他景观类型的耗费成本值范围则分布在1—100之间 (表4) 。
比较1998年、2004年和2009年的耗费成本图 (图4, 见封四) 发现, 在快速城市化进程的影响下, 耗费成本高的区域面积增加显著, 主要发生在研究区南部和东南部, 覆盖龙山村、满家滩村、陈家村和庙上村, 以上区域也是人口、交通、经济活动、社会活动较为密集发达的地区。
2.3 生成累积耗费成本栅格图
运用Arc GIS空间分析模块, 通过生态源数据以及耗费成本栅格数据, 计算每个栅格单元到最近生态源的最小累积耗费成本 (图5, 见封四) 。为了了解近年来大连市金石滩国家旅游度假区生态环境的变化, 为构建研究区景观生态网络奠定基础, 依据累积耗费成本值的大小, 将数据划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个类别 (表5) , 将三个不同时期的数据进行对比分析发现:①1998—2004年、2004—2009年, 最大累积耗费成本值呈上升趋势, 上升比率分别为38.501%和14.297%。②1998—2004年、2004—2009年的Ⅰ、Ⅱ类所包含的栅格比率呈下降趋势, 但Ⅰ、Ⅱ类仍然为研究区栅格数据的主要类型, Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类所包含的栅格比率呈上升趋势。③累积耗费成本值高的区域主要分布在研究区的南部和东南部, 覆盖龙山村、满家滩村、陈家村和庙上村。
3 研究区景观生态网络的构建
在复杂的城市景观中, 景观生态网络作为维持城市生活、生产空间与城市自然、社会属性间平衡与协调的一个重要机制存在[22]。生态网络的构建实质上是从区域生态系统角度出发的一种空间规划形式, 其目的在于构建科学合理的区域生态网络体系, 为区域经济、社会、生态环境的可持续发展奠定坚实的基础。生态网络的构建可很好地解决城市生境破碎化问题, 从而提高生境连接度。生态网络的实现需要与现实空间联系的生态廊道和生态节点两种基本元素 (图6) 。
3.1 生态廊道构建
景观生态学中的廊道是指不同于周围景观基质的线状或带状景观要素[23], 物种的扩散以及物质和能量的流动都依靠廊道而得到实现[24], 廊道还具有增强景观组分之间的联系和防护功能的作用。生态廊道是指在生态环境中呈线性或带状布局的, 能沟通和连接空间分布较分散的生态景观单元的一种景观生态系统。生态廊道从空间结构上看, 主要是指由纵横交错的廊道和生态斑块有机构成的生态网络体系, 它可使生态系统的基本空间格局具有整体性, 系统内部具有高度的关联性。
本文采用累积耗费距离模型, 并借助GIS空间分析中的水文分析方法来实现生态廊道的构建。首先, 选取生态源地的栅格图层, 通过计算获得景观生态功能累积耗费距离表面;其次, 结合研究区的景观特征, 确定景观功能流运行的最低阻力通道, 最终得到生态廊道的空间位置。根据生态廊道在研究区景观组分中的分布及其功能特点, 在大连市金石滩国家旅游度假区分别构造城区廊道和农业廊道两类廊道。
城区廊道主要集中在大连金石滩国家旅游度假区的中心地带, 分布在龙山村、满家滩村和庙上村。市区廊道位于大连金石滩国家旅游度假区城市化程度较高、经济社会活动较密集的区域, 此类区域同时存在生态系统较脆弱、生态流运行最易受阻的问题。城区廊道用于连接主城区与生态源。廊道在建设和维护过程中, 首先要保持生态廊道的规模, 必要时建立一定的缓冲带, 保障其功能的稳定;其次, 廊道内部应加强植被绿化;第三, 应尽量避免人为活动对廊道的破坏。农业廊道主要集中在什字街村和陈家村, 将耕地、其他农用地景观斑块和源地相连接, 用于保障农业生产的顺利进行。大连金石滩国家旅游度假区生态结构的经脉系统由农业廊道与城区廊道构成。
3.2 生态节点选择
生态节点是指分布在生态空间中, 连接相邻生态源, 并对景观流起关键作用的景观组分[25]。生态节点的分布区一般为生态廊道上生态功能最薄弱的地方, 这样有利于增强景观生态系统的连通性, 同时对物种的扩散和流通起到重要的作用。
基于累积耗费距离表面, 运用GIS空间分析功能, 首先进行各源地之间最小累积耗费距离路径和最大累积耗费距离路径栅格表面图的提取;其次, 在栅格计算的基础上完成最大和最小累积耗费距离路径栅格表面交集的提取;第三, 结合研究区景观特征, 确定景观生态节点的空间位置。大连金石滩国家旅游度假区景观格局体系中共建有生态节点12个, 根据生态节点所在位置不同分为两类。研究区生态节点主要分布在旅游用途建设用地、辅助性旅游用途建设用地、非旅游用途建设用地和耕地景观中。其中, Ⅰ类节点8个:龙山村2个, 分别位于辅助性旅游用途建设用地和非旅游用途建设用地景观中;满家滩村5个, 分别位于旅游用途建设用地、辅助性旅游用途建设用地和非旅游用途建设用地景观中;庙上村1个, 位于旅游用途建设用地景观中。此类节点主要用于构建城区生态功能维护的次级源地, 易受到人为干扰和破坏, 应加强建设以及保护。Ⅱ类节点4个:什字街村、陈家村各2个, 均位于耕地景观中, 此类节点较易发生景观类型的变化, 应尽可能地减少人为活动的干扰。
3.3 生态网络构建方案
通过对生态源地、生态廊道和生态节点的构建与选择, 利用生态廊道实现各个生态源地之间的紧密连接, 构成点、线、面相互交织、有机结合的生态网络体系, 可最终确定大连市金石滩国家旅游度假区生态网络的具体方案 (图6) 。基于大连市金石滩国家旅游度假区现状, 利用空间耗费距离模型构建生态网络的主要优点为:可实现生态网络在空间上的具体构建;尊重现状, 基于空间耗费距离的原则在区域现状的基础上建设生态网络, 其建设成本低、见效快。缺点在于:受研究区现状的制约, 生态节点分布不均;生态阻力大的地方得不到修复, 部分地区存在生态连接度不高的情况。因此, 有待进一步对构建的生态网络进行评价分析。
4 结论与讨论
生态网络规划实质上是从区域生态系统角度出发的一种空间规划形式, 其目的在于构建科学合理的区域生态网络体系, 为区域经济、社会、生态环境的可持续发展奠定坚实基础。生态网络的构建可很好地解决城市生境破碎化问题, 从而提高生境连接度。生态网络的实现需要与现实空间联系的生态廊道和生态节点两种基本元素。主要是:①基于GIS空间分析功能, 结合研究区景观特点, 选择有较高生态系统服务价值、较大规模、具有良好连续性的林地斑块作为生态源地。生态源地主要分布在研究区北部和西南部, 为区域人口和整个生态系统提供了重要的生存支持, 对整个区域生态系统存在较大影响力, 能控制和积极促进区域生态功能的稳定性, 维持区域可持续发展。同时, 源地也面临着易遭到人为干扰的困境, 所以加强生态环境保护, 尽量维持和增加源地斑块面积, 提高景观生态功能迫在眉睫。②将景观空间理论与空间耗费距离模型相结合, 完成研究区城区廊道与农业廊道的构建, 实现各景观类型与源地的有机连接。③选择在生态源地与生态廊道的关键区域进行生态节点的构建, 建设对增强景观生态系统的连通性以及物种的扩散与流通起到重要的作用。④通过生态源地、生态廊道和生态节点的构建与选择, 利用生态廊道实现各个生态源地之间的紧密连接, 构成点、线、面相互交织、有机结合的生态网络体系, 最终确定大连市金石滩国家旅游度假区生态网络的具体方案。
在构建研究区生态网络的过程中发现, 基于大连市金石滩国家旅游度假区现状, 利用空间耗费距离模型构建生态网络的缺点在于:受研究区现状的制约, 生态节点分布不均;生态阻力大的地方得不到修复, 部分地区生态连接度不高, 因此有待进一步对构建的生态网络进行评价分析。
摘要:以多时序土地利用、遥感数据为基础, 以大连市金石滩国家旅游度假区为例, 利用RS与GIS技术, 获得1998年、2004年、2009年研究区景观格局分布图。在此基础上, 运用空间耗费距离模型构建研究区生态网络。以加强研究区生态网络空间联系为目的, 结合各景观组分的生态系统服务功能价值与空间作用, 确定包括生态源地、生态廊道、生态节点等在内的生态网络构建方案, 完善生态功能。
6.手拉手模型教案 篇六
一、教学目标
1、了解手拉手模型的基本概念
2、掌握手拉手模型的全等与三大结论
3、会利用手拉手模型解决实际问题
二、教学重难点
1、教学重点
能熟练的找出手拉手模型中的全等三角形及其三个结论,并能自己证明。
2、教学难点
会利用手拉手模型的基本结论,解决实际问题。
三、教学方法
教师讲练和启发引导,学生自主探究合作交流。
四、教学过程
1、复习提问
(1)角平分线的判定定理。
教师问:有同学还记得角平分线的判定定理吗?
学生答:角平分线的判定定理:角的内部到角两边的距离相等的点在角平分线上。(2)八字形结论。(3)中位线的定义和性质。
三角形中位线定义:连结三角形两边中点的线段叫做三角形的中位线。
三角形中位线定理:三角形的中位线平行于第三边并且等于它的一半。
(4)三角形全等的判定条件。
2、新知讲解
(1)手拉手模型的定义
(2)手拉手模型的三角形全等证明(3)手拉手的三个结论证明
3、练习巩固
(1)等腰三角形顶点公共的模型(2)等边三角形顶点公共的模型
4、学以致用(1)分析题目(2)点评题目
5、课堂小结(1)
7.桥梁模型制作教案 篇七
小学科学教科版六年级上册第二单元《形状与结构》的第八课《设计建造我们的桥》。
二、教材分析
本课是本单元最后的一课,综合性很强,是科学教育和技术教育相结合的课,学习内容包括了自主开放的探究过程、设计过程、制作过程,学习过程还延伸至课外。课文一开始就以任务导入——“用我们学到的形状和结构的知识,设计建造一座我们自己喜爱的桥”,接着提出用简单的材料进行建造,调动学生的积极性来建造桥的模型。
课文分为三部分,第一部分是研讨设计桥要考虑哪些问题,提示了三点:桥能承重,不能弯曲;考虑材料的特性;选择形状和结构。第二部分是设计和制作桥的模型,课本出示了一份桥的设计方案表格,内容包括了“结构说明、需要材料、简图、步骤”等,目的是为了引导学生去指定方案。第三部分是评价桥的设计和制作,课文对怎么介绍桥给出了6点的内容,设计设计过程、制作过程、结构知识等。通过本课是对整个单元的学习做一个总结。
三、教学对象分析
桥梁对于六年级的学生来说是日常生活中所容易观察的建筑,并且经过前一个课时的学习,学生对桥梁的结构原理有了基本的了解,因此在这些的基础上能利用简单的材料自行设计并把设计的桥梁建造出来。
四、教学调整
建造桥的材料有很多,既然提出要“建造自己喜爱的桥”的话,学生的注意力和兴趣往往在桥梁的外观、美化上,设计桥梁的时候不会主动进行深层次的思考,经常容易忽略了设计桥梁时需要考虑很多的因素,其中最重要的是材料的特性和数量、桥梁的形状和结构等因素,并且在后期制作过程中,不同的材料的链接方法是多样的,例如书上出示的塑料吸管的连接就较为复杂,如果在课堂上完成制作过程的话就浪费了时间。
基于以上的理由,本人在教学设计中规定让学生选用常见而又容易组合、连接的材料——报纸来设计建造桥。纸容易裁剪,具有强大的可塑性,不会限制住学生的思维,而且大大缩短了建造时间。
要注意的是,学生如果已经对如何设计“模型”中要有具体的尺寸、材料的数量等可操作性设计因素有一定的了解,教师就不用花费较多的时间引导学生进行设计,可以把两个课时压缩成一个课时;如果学生的设计能力基础较差,教师要在学生设计前给予充分指导,在小组汇报时利用组间评价及时引导学生完善设计,因此还是需要两个课时的安排,第一个课时设计,第二个课时制作。
注:新版的教科版教材则把此课改为《用纸造一座“桥”》,要求学生在规定时间里(比如20分钟),用纸造一座有一定大小和载重能力的桥。
五、教学思路
创设一个“东风小学桥梁建筑师”考场的情境,提供三项考试给学生,这三项考试分别是口试——说出图片中的桥梁运用了哪些形状与结构的知识、笔试——综合运用所学的形状与结构知识和经验设计符合要求的纸桥、操作试——根据设计图建造纸桥,这三关就是依照教学环节的推进而展开的,难度也不断在提升,让学生的思维和操作有效的结合在一起。
整个教学环节的流程如下:创设情境、确定研究问题、思考重要影响因素、绘画设计图、操作,其中设计和制作过程中都包含了评价与修正、反思。
六、教学目标
【科学概念】
1、设计和建造纸桥的时候,根据造纸桥的要求综合考虑多个因素,如纸的特性和数量、纸桥的形状和结构等。【过程与方法】
1、经历设计、制作、介绍交流的过程,体会设计的重要性,增强动手能力,提高评价能力。
2、能应用形状结构的知识及经验设计和制作符合要求的纸桥。【情感、态度、价值观】
1、在设计和建造过程中乐于动手、善于合作、不怕困难。
2、在交流和评价过程中能尊重他人、认真倾听、敢于发表自己意见。
七、教学重难点:
1、教学重点:设计纸桥的时候要根据建造纸桥的要求综合考虑多个因素,如纸的特点和数量、纸桥的形状和结构等。
2、教学难点:应用学过的形状与结构的知识、经验设计符合要求的纸桥。
八、教学时间:
1~2课时。(根据学生的情况进行调节)
九、教学准备
1、教师:有关课件(包含制作要求和纸桥的图片),纸桥模型。
2、学生:建造纸桥所需的工具(如剪刀、胶水、透明胶、钩码盒、钩码),设计纸桥的实验表格,每组4张8开的报纸。
十、教学过程
十一、教学板书
设计建造我们的纸桥
要求:实用、能承受4个钩码
8.原子结构模型的演变教案 篇八
知识目标:
⒈ 了解原子结构模型的发展历史,从而加深对现代原子结构模型的理解。⒉ 把握现代原子结构模型,理解宏观物体与微观粒子的区别和联系。技能目标:
⒈ 多创设情景让学生自主学习,使学生在讨论和争辩中体验科学研究发展的全过程,了解科学家探索原子结构的艰难。
⒉ 通过汤姆生原子结构模型、卢瑟福原子结构模型等的学习,体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。
⒊ 利用多媒体手段给学生提供丰富多样的素材,帮助学生理解抽象的概念,并且培养学生运用信息技术的能力和意识。情感目标:
从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法,并培养学生对科学探索的热爱。教学过程: 【展示图片】
【引言】无论是“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”的庐山香炉峰瀑布,还是“攀荷弄其 珠,荡漾不成圆”的一滴小小的露珠,它们都是由什么组成的? 【答】都是由水分子组成的。【问】水分子是由什么组成的? 【答】由氢原子和氧原子组成的。【问】原子又是由什么构成的?
【答】是由原子核和核外电子构成的,绝大多数的原子核内有质子和中子。【讲述】当我们从图片中宏观的水回答到微观的质子、中子和电子时才用了几十秒钟的思考 时间。在座的同学有人知道科学家们对原子结构的认识用了多少时间呢? 【答】2500年
【过渡】这是一段艰难而漫长的历史。那么,在早期科学家们眼中的“原子”是什么样的?对于这个称不能称、尺不能量的“原子”,科学家们又是用什么样的方法去了解它的内部结构的呢?今天就让我们抹去脑子里已有的原子知识,回到2500年前开始我们探索原子结构的旅程。
【讲述】公元前5世纪,古希腊哲学家德谟克利特在他的笔记本上写下了这么一段话。By convention colour, by convention sweet,by convention cold,: but in reality atoms and space.感觉上,存在的是缤纷的色彩、浓郁的芳香、刺骨的寒冷,但实际上,存在的是原子和空间。
从这段话中知道,德谟克利特认为世间万物都是由原子构成的。(原子atom:indivisible 不可分割)。当有人问及为什么世界上诸多事物彼此不一样呢?原子论回答说:这是因为组成他们的原子在大小、性质、数量上不一样。比如说有人问水为什么能流动?因此水的原子平滑呈圆形;为什么被火烧到会有刺痛的感觉?因为火的原子是多刺的。【过渡】这样的原子论在古希腊只是哲学家们的猜想,没有事实根据。
【讲述】时间推移到1803年,英国化学家道尔顿在综合研究了质量守恒定律、定组成定律、当量定律等通过化学实验得出的定律后,提出定量的化学原子论。主要观点如下: ①物质由原子组成,原子不能被创造,也不能被毁灭;
②在化学反应中,原子不可再分割,仅仅是重新排列,保持本性不变。【道尔顿原子模型】原子是坚实的、不可再分的实心球。【过渡】这种原子模型在当时条件下看来十分的正确,但在今天的我们看来还有很多的不足,受当时条件的限制。好在19世纪末,由于电的发现,科学家可以研究物质在通电条件下的性质,阴极射线就是当时最著名的实验。
【阴极射线实验】把气体充到一个密封的玻璃管中,抽气让管中的气体变的非常的稀薄,再在两端通上高压电,这时就会有一束粒子从电极阴极通过气体到达阳极,这样的射线就被我们叫做阴极射线。【讲述】那这些射线究竟是什么东西呢?英国科学家汤姆生做了一系列的实验。他发现在磁场和电场的作用下,阴极射线会发生偏转。通过不同的磁场和电场的作用下的偏转,他发现这些射线带负电。他又通过实验测得射线的电荷与质量之比很大。根据他的实验结果,我们能得出什么结论呢?
【思考】在教师引导下,学生依次思考下列问题:
1、这些带负电的射线是哪来的?
2、为什么不管用什么电极材料,什么气体所得到的射线都一样?
3、其电荷与质量之比很大又说明了什么? 【结论】
1、阴极射线是由极小的带负电的电子组成。
2、电子应来自管中的气体原子内部或者电极原子内部。
3、电子是构成所有原子的一种基本微粒。
4、由于电荷与质量之比很大说明电子质量很小。
【讲述】电子带负电,原子带电吗?那你就要解决另一个问题了,原子中的正电荷去哪了?汤姆生就提出了葡萄干面包模型。【汤姆生原子模型】
正电荷均匀地分布在原子之中,而电子就象葡萄干面包中的葡萄干一样散布在原子的正电荷之中——葡萄干面包模型。【过渡】葡萄干面包模型很好地解释了电子管的现象,但随之而来的放射现象又对它提出了挑战。其中对于原子结构贡献最大的就是卢瑟福的α粒子散射实验。
【α粒子散射实验】为了能够间接地“看到”原子内部的结构情况,卢瑟福采用了高速飞行的α粒子(α粒子是氦离子,带2个单位正电荷)去轰击金箔。根据α粒子飞行路径的改变,便可算出靶原子的构造概况。整个实验的安排大致如图所示。作为“炮弹”使用的α粒子由放射源提供,而金箔则作为被轰击的靶。四周放了涂有ZnS的屏幕,若α粒子击中屏幕就回发出荧光,而显微镜则用来观察这样的闪光。【媒体展现】α粒子散射实验
【思考】根据汤姆生模型预言的α粒子散射实验的结果是怎样的?
[点拨思路]α粒子穿过汤姆生原子模型有两种可能:①与电子相碰 ②受到静电斥力.【问】根据汤姆生模型的计算,α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的,因为电子的质量不到α粒子的1/7400,α粒子碰到它,就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样,运动方向不会发生明显的改变。又因为正电荷是均匀分布的,α粒子穿过原子时,它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消,α粒子偏转的力就不会很大。
【过渡】但卢瑟福和他的助手做了无数次实验,得到的现象却是“当用一束平行的a粒子轰击金箔,绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进,少数α粒子却发生了较大的偏转,并有极少数α粒子偏转超过90度,有的甚至被弹回。”这个实验现象可是着实让卢瑟福大吃一惊。用当时的一种流行说法就是你对着一张纸射出一颗重磅炮弹,却被反射回来的炮弹击中自己一样地不可思议。如果说用汤姆生原子模型去解释的话,α粒子会发生偏转,但绝对不会弹回。那这就对葡萄干面包模型提出了挑战。根据α粒子散射实验你觉得原子结构模型是不是葡萄干面包那样?正电荷均匀地分布在原子之中吗?如果不是,那又会是什么样呢? 【思考】在教师引导下,学生依次思考下列问题:(1)为什么粒子会弹回?
(2)为什么绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,只有极少数的粒子被金箔弹回?
(3)为什么粒子被金箔弹回,而金箔中的正电荷却没被弹出?
【讨论】学生分组讨论:根据粒子散射的实验现象,学生提出自己的原子结构模型。并由代表发言。
【追问】原子核带正电,电子带负电,原子核要把电子吸到核上,为什么又没有吸上去呢? 【讲述】就象太阳和行星一样,电子在绕着核做高速的运动。【结论】根据a粒子散射实验,卢瑟福的主要观点是:
(1)每一个原子都有一个体积很小的核,叫原子核。原子全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上;
(2)电子在原子核的周围运转,就象行星环绕太阳运转一样。【讲述】卢瑟福在做了大量的实验和理论计算和深思熟虑后,他才大胆地提出了有核原子模型,推翻了他的老师汤姆生的原子模型。【卢瑟福原子模型】
原子中心有一个带正电荷的核,它的质量几乎等于原子的全部质量,电子在它的周围运转,就象行星环绕太阳运转一样。
【思考】 根据实验事实卢瑟福原子模型否定了汤姆生原子模型,那么两者有没有相同之处和不同之处呢?
【答】相同点:①原子都由带负电的电子和带正电的物质组成,且正负电荷相等.②电子质量很小,原子的质量几乎全部集中在带正电的物质上.不同点:①有核和无核.②电子转与不转(绕核).【讲述】因此卢瑟福是肯定了汤氏原子模型的正确方面,否定了不切实际的部分后提出自己的学说的.这是在肯定的基础上的否定,使认识向前发展.【过渡】但是,这个看来完美的模型却有着自身难以克服的严重困难。根据经典的电磁场理论,在核外做运动的电子会不断辐射出能量,它本身的能量会越来越小,会逐渐地离核越来越近,最终落在核上。有人经过计算发现,行星模型连存在一秒钟都不可能。原子模型需要更好的解释。这次轮到谁呢?他的弟子玻尔出场。
【讲述】玻尔把化学、放射性和光谱学方面的实验事实与原子结构模型联系在一起,在研究氢原子光谱产生的原因中发展了原子结构理论。1913年,玻尔提出了新的原子结构模型:
【玻尔原子模型】原子核外,电子在一系列稳定的轨道运动。每个轨道都具有一个确定的能量值;电子在这些稳定的轨道上运动时,既不吸收能量,也不放出能量,处于一种稳定状态。【过渡】 玻尔的原子结构模型理论也不是十分完美,在解释氢以外的多电子原子的光谱线时,就只能做出近似的估计,无法定量计算。随着科学的不断发展,我们知道电子除了有粒子性之外,还有波动性。也就是说电子既是粒子也是波。电子具有波粒二象性,它在核外的运动速度可以与光速相比,很难同时准确地测定它的速度和位置,只能用统计的方法来描述,因而引入了“电子云”的概念。【媒体展现】电子云
【讲述】电子云是一种形象化的比喻,电子在原子核外空间的某区域内出现,好象带负电荷的云笼罩在原子核的周围,人们形象地称它为“电子云”。氢原子电子云,用小黑点表示氢原子外一个电子在核外某空间单位体积内出现机会的多少,离核近处,黑点密度大,电子出现机会多,离核远处,电子出现机会少。【回顾】原子结构模型的发展史 【问】人们一般都认为:物质是由分子构成的,分子是由原子构成的,原子是由电子、质子、中子组成的。电子、质子、中子就是原子内部最小的粒子吗?
【讲述】20世纪60年代,美国物理学家提出了中子、质子是由更小的粒子——夸克(quark)组成的。夸克和电子就是最小的粒子了吗?我们的科学旅程还将继续。【思考】原子结构模型的演变历史给我们的启迪?
【答】①化学认识发展的形式与科学认识发展的形式一样是继承、积累、突破和革命。
②实验方法是科学研究的一种重要方法,实验手段的不断进步是化学发展的一个
关键。
③科学研究、科学发现是无止境的。
【反馈练习】
1、卢瑟福α粒子散射实验的结果()A、证明了质子的存在
B、证明了原子核是由质子和中子组成的
C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 D、说明原子的电子只能在某些不连续的轨道上运动
2、原子的核式结构学说,是卢瑟福根据以下哪个实验或现象提出来的(A、光电效应实验 B、氢原子光谱实验 C、α粒子散射实验 D、天然放射现象
【景观模型教案】推荐阅读:
金属模型教案09-02
2建立模型教案07-16
3.4 函数模型及其应用 教学设计 教案02-28
分子模型、晶体模型的制作02-18
园林景观设计A2教案任务书(园林)08-02
校园数学模型10-04
精准营销模型11-13
模型社总结01-28
小学模型比赛总结06-10