時間:2023-03-30 11:35:06
序論:在您撰寫氣象學(xué)論文時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
明代茅元儀《武備志》中收錄了《測天賦》、《玉帝親機(jī)》二書,收集了許多有關(guān)天氣的經(jīng)驗性認(rèn)識,其中的天氣諺語集中體現(xiàn)了古代勞動人民的智慧。這些諺語來自生活實踐,因難免受封建迷信思想的影響,不少諺語有不科學(xué)之處。到了明末,我國的氣象事業(yè)有了一定的發(fā)展。但人們對于氣象的認(rèn)識較為分散,而且也局限于知識分子階層,沒有普及到群眾中去?!短旖?jīng)或問》作為第一本天文科普讀物,以一問一答的形式,像百性普及相關(guān)知識,其中也涉及到氣象知識,通俗易懂,是中國氣象學(xué)的啟蒙之作。
二、《天經(jīng)或問》中的氣象學(xué)知識
《天經(jīng)或問》共有四卷。卷一共有22圖:昊天一氣渾淪變化圖,黃赤道南北極圖,三輪六合八觚之圖等;卷二有問答17條,各有標(biāo)題:天體,地體,黃赤道,南北極,子午規(guī),地平規(guī),太陽,太陰,日食,交食,朔望弦晦等;卷三有問答25條,各有標(biāo)題:歲差,經(jīng)星名位,恒星多寡,大星位分,太陽出入赤道度分,經(jīng)星東移,觜宿古今測異,七曜各麗天,恒星天等;卷四有問答27條,各有標(biāo)題:分野,年月,歷法,霄霞,風(fēng)云雨露霧霜,雪霰,雹,雷電,霾,慧孛,虹,日月暈,日月重見,風(fēng)雨徵等。游藝結(jié)合中西科技成果,撰成通俗讀物《天經(jīng)或問》一書,很有獨特見解,被收入《四庫全書》,并流傳日本,多次翻印發(fā)行?!端膸烊珪房傋爰o(jì)昀評述這部書:凡天地氣象、日月星辰之運行,月盈日蝕的道理,以及風(fēng)云、雷電、雨露、霜霧、云霓的變化,都設(shè)有問答,明其所以然,條理清晰,通俗易懂;至于星占應(yīng)驗之術(shù),則摒棄不談。
(一)各類天氣現(xiàn)象
“問:雹,冷物也,何以不降于寒而降于暑也?或謂蜥蜴所噴,或謂龍鱗所藏?是乎?否乎?曰:氣之三際:中為冷際,下為地溫,上近火熱,極冷之處乃在冷際之中。二時之雨,三冬之雪,蓋至冷之初際,即已變化下零矣。冬月氣升,其力甚緩,非大地同云不能扶勢,故云足甚廣;二時之云足亦闊,云生緩遲,即雨舒徐,皆變于冷之初際也。夏月郁積濃厚,決絕上騰,力專勢遲,故云足促狹···溝澮旋盈,蓋因其專銳,故能徑至于冷之深際。氣升愈厚,騰上愈速,人冷愈深,變合愈驟,結(jié)體愈大矣。升入極冷之際,驟凝為雹。雹體大小,又因入冷之深淺、云氣之厚薄也。雹中沙土,更多于雪;雹體中虛,以其激結(jié)之驟,包氣于中也。若夫蜥蜴龍鱗之說,則樵木市語也?!痹谠摃?,游藝在對雹進(jìn)行解釋時很明顯的受到了西方“三際說”的影響。在明末清初之際,有一些西方傳教士對“三際說”作了簡要介紹,如利瑪竇的《乾坤體儀》將大氣分為“暖域、冷域、熱域”,熊三拔的《泰西水法》將大氣分為“溫際、冷際、熱際”等,但均未對“三際說”作更為深入的分析。作為最早將西方中世紀(jì)氣象知識與理論介紹到中國的氣象學(xué)專著,《空際格致》對大氣分層學(xué)說進(jìn)行了相對全面地闡述。依據(jù)《空際格致》“,氣厚分有上中下三域:上域近火,近火常熱;下域近水土,水土常為太陽所射,足以發(fā)暖,故氣亦暖;中域上遠(yuǎn)于天,下遠(yuǎn)于地,則寒。”高一志將大氣分為上域、中域和下域,三域的特點分別是熱、寒、暖。此處所說的下域,和我們今天氣象學(xué)里面的對流層極為相似。高一志還提到了下域“暖”形成的原因“,下域近水土,水土常為太陽所射,足以發(fā)暖”,太陽輻射中的一部分被地面所吸收,所以高一志認(rèn)為被吸收的太陽輻射足以使下域“發(fā)暖”?!吧嫌蚪?,近火常熱”,高一志的“上域”和現(xiàn)在的“熱層”相類似,由于太陽輻射中的強(qiáng)紫外輻射的光化學(xué)分解和電離反應(yīng),使得這一層的溫度隨高度的增加而迅速升高?!爸杏蛏线h(yuǎn)于天,下遠(yuǎn)于地,則寒”,“中域”相當(dāng)于現(xiàn)在的“中間層”,中間層大氣吸收的輻射能量很少,溫度隨高度而降低,它是地球大氣中最冷的部分。在“三際說”的基礎(chǔ)上,對雹作出了進(jìn)一步解釋。冬天的時候,這些氣體繼續(xù)上升,但是十分緩慢,力量也比較薄弱,只能依靠大地上性質(zhì)相同的云,此時的云范圍較為廣泛;夏天的時候,氣體越積越濃厚,繼續(xù)上升,力量較強(qiáng),直達(dá)冷際深處。氣體越往上升,越來越厚密,速度也越來越快,聚散變化也越來越突然頻繁。當(dāng)氣體進(jìn)入極冷之際時,會驟然凝結(jié)成雹。雹體積的大小,與進(jìn)入冷際的深淺、云的厚薄程度息息相關(guān)。雹中所含的沙土也比雪多,而且雹的中心是虛的,這是由于它是驟然凝結(jié)而成當(dāng)中包含了氣體的緣故。至于說,是雹是蜥蜴所噴或是龍鱗所藏,都只是老百姓們的市井流言而已?,F(xiàn)代氣象學(xué)上認(rèn)為冰雹來自對流特別旺盛的對流云中。云中的上升氣流要比一般雷雨云強(qiáng),小冰雹是在對流云內(nèi)由小雹體上下數(shù)次和極冷水滴碰撞而增長起來的,當(dāng)云中的上升氣流支托不住時就下降到地面。大冰雹是在具有一支很強(qiáng)的斜升氣流、液態(tài)水的含量很充沛的雷暴云中產(chǎn)生的。游藝用通俗易懂的語言解釋了雹的來源,并且指出民間的流言都是不可信的,在一定程度上破除了封建迷信思想。
(二)大氣光象
《天經(jīng)或問》中還涉及到很多大氣光象。如:①霄霞依據(jù)《天經(jīng)或問》,如霄霞“,問:霄,未見天之何色而指也,霞則見天之五色而著也。雖日月星辰不如霞之彩,測步者獨不關(guān)之者何也?曰:霄者,天之無云氣而青碧者也。天色在五行之外,青亦非其真體壯生。所謂天之蒼蒼其正色耶?其遠(yuǎn)而無所至極耶?其視下也,亦若是則已矣。霞者,云正受日光則透白,虛斜相交則起色,皆假日之光或成五彩也···”游藝認(rèn)為“霞”是由于云受太陽光照射虛實相交后而形成了五顏六色的光象,這與現(xiàn)代氣象學(xué)對“霞”的解釋極為相似,都認(rèn)為“霞是由于大氣對日光的散射作用而產(chǎn)生的一種自然現(xiàn)象?!碑?dāng)陽光透過厚厚的大氣層時,被大量的大氣分子散射。當(dāng)空中的水汽、雜質(zhì)等越多,其色彩越顯著。②日月暈“問:虹是薄雨為日光所映而成紅綠也,然則日月四旁時有紅白之氣圍抱成環(huán),謂之日暈,此暈是何?曰:暈?zāi)丝罩兄畾庵北迫赵轮鈬С森h(huán),其有缺者、有圍者、抱者、背者、薄者、厚者,皆是氣所注射,又有一等氣在天上,外淺中深如井者,深是氣厚處日光所照,一般淺系氣薄日照之,故白色如井欄等?!睍炇怯捎谌赵鹿饩€透過卷層云時受折射作用而形成的。天空中有一層高云,陽光或月光透過云中的冰晶發(fā)生了折射或反射,便在太陽或者月亮周圍產(chǎn)生彩色光環(huán)。大氣的厚薄程度不同,日暈和月暈的形狀也大小不一。③日月重見“問:日月暈,氣是也。日為諸陽之尊,有重出為之抗者,此是何物也?曰:日有重疊,見兩三者,以云封日,一層云稍薄能透光,卻被日光所射后,邊卻又有一層黑而厚者,擋住日光,反透薄云故成重日之象?!边@跟高一志《空際格致》中提到的“日有重疊”現(xiàn)象有相似之處?!犊针H格致》中提到“太陽行時,不拘南北,忽遇潤云在旁,其云間日之面為薄,故深受日光及像,其背日之面為厚,故所受之光與像不能通透,乃退而不及人目,與成虹之云相似,致見日有二,其一系本輪,乃真者,一系旁云,乃偽者。正如對鏡者必生像于鏡內(nèi),凡在旁者見一真人與鏡中所退宛有二像矣?!庇捎谠茖佑泻裼斜。展馔高^薄的云層,遇到較厚的云層時則被擋住了,又反射至旁邊較薄的云層形成了另一輪“太陽”。游藝的解釋通俗簡單,容易理解,即使是不了解氣象學(xué)的人,讀過之后也是一目了然,清楚明白。
(三)風(fēng)雨預(yù)測
“問:日月暈與重出皆雨征也。然暈與重不常見而風(fēng)雨則常有者,更有何征乎?曰:氣行空中為濕性所礙,不得上升,觀之見其彎曲者,雨征也;曉間霧開而復(fù)擁者,雨征也;晨起氣昏者,雨征也……日出時云多,破漏日光散射者,雨征也;日光暗淡而色蒼白者,雨征也……”中國的氣象諺語有很多,如元代婁元禮的《田家五行》中涉及到很多用自然現(xiàn)象來預(yù)測天氣。游藝在《天經(jīng)或問》中也對其中的一部分進(jìn)行了總結(jié),并做了簡單扼要的解釋,便于理解。
三、影響
MeteoMet計劃是EMRP的一部分,并得到歐洲國家計量院聯(lián)合會(EURAMET)的資助。參加此計劃的包括受到資助的18個研究機(jī)構(gòu)和3所大學(xué),以及34個未予以資助的合作機(jī)構(gòu)。該計劃的執(zhí)行期為3年,經(jīng)費預(yù)算為4413683歐元,有6個工作組,30個子項目,計劃交付65個成果,總共需要419人月的工作量。
1.主要方向
MeteoMet計劃的主要研究方向是氣候變化觀測所涉及的計量溯源性,以及從計量學(xué)的角度對地面和高空大氣的溫度、氣壓、濕度、風(fēng)向風(fēng)速、太陽輻射觀測和氣象要素觀測量之間的相互影響的研究。
2.科技目標(biāo)
MeteoMet計劃的科技目標(biāo)基本上可以分為3部分,即新的計量方法,新的校準(zhǔn)設(shè)施,以及對歷時氣候資料的計量學(xué)處理。具體包括5個方面:氣候觀測的不確定度評估方法。研發(fā)對空氣溫度傳感器進(jìn)行精確校準(zhǔn)的實驗室設(shè)施和方法;研究建立風(fēng)速觀測計量溯源性的方法。改進(jìn)濕度傳感器及其校準(zhǔn)方法。研制可溯源、可自校準(zhǔn)、可調(diào)式吸收光譜法二極管激光器(TDLAS),研究水分子的吸收線;研究包括基于準(zhǔn)球面腔體微波共鳴技術(shù)的濕度計、無接觸式大氣測量量多傳感器裝置、超聲風(fēng)速計,以及新的基于GPS和伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星的測量方法;研究無線電探空儀觀測的計量溯源性;獲取用以改進(jìn)水汽公式的新資料,提出新的用于水汽壓力曲線方程式。參考探空儀的校準(zhǔn)裝置。研發(fā)創(chuàng)新性校準(zhǔn)系統(tǒng),包括具有高度優(yōu)化的熱量和物質(zhì)傳導(dǎo)特性的測量箱,建立基于探空儀觀測的計量溯源性。自動氣象站的校準(zhǔn)裝置。提出新的自動氣象站校準(zhǔn)方法和協(xié)議,評估太陽輻射和元器件老化對自動氣象站的影響;研制可對溫度、濕度和氣壓傳感器進(jìn)行同時校準(zhǔn)的實驗室和現(xiàn)場校準(zhǔn)設(shè)施;研發(fā)對自動氣象站軟件進(jìn)行確認(rèn)的協(xié)議。歷史溫度資料的計量學(xué)處理。評估用舊的技術(shù)(方法和儀器)獲得的歷史溫度數(shù)據(jù),估計當(dāng)代數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的一致性;研究和開發(fā)具有A類和B類不確定度①的不均一的歷史觀測資料的分析評估方法和軟件。
3.MeteoMet計劃的6個工作組
MeteoMet計劃從管理和專業(yè)研究的需要出發(fā),設(shè)立了6個工作組:高空觀測傳感器和技術(shù)工作組。研究新的用于高空觀測的濕度傳感器,建立基于TDLAS的絕對濕度傳感器的計量溯源鏈;研制可溯源至國家標(biāo)準(zhǔn)的可移動校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器和新的探空儀傳感器校準(zhǔn)箱;進(jìn)行在接近真實高空條件和擁有國家標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的傳感器比對。氣候要素觀測的新方法和新儀器工作組。研究用于低空和高空大氣溫度、濕度和氣壓觀測的新方法和新儀器,以獲取改進(jìn)飽和水汽方程準(zhǔn)確性的新數(shù)據(jù)。該方程適用的溫度范圍是-80~100℃,目標(biāo)不確定度②為0.85%~0.04%。地面氣象觀測測量方法和協(xié)議工作組。針對氣候研究和氣象學(xué)長期、大尺度觀測的需要,研究地面溫度、濕度、氣壓和風(fēng)速觀測的可溯源的觀測方法和協(xié)議,研究超聲風(fēng)速計觀測資料的不確定度評估和現(xiàn)場校準(zhǔn)方法。觀測資料協(xié)調(diào)化工作組。主要進(jìn)行歷史溫度觀測資料評估和數(shù)據(jù)融合的工作。研究歷史溫度觀測資料不確定度的來源,并將這種來源的不確定納入總的不確定計算報告中,修正氣候模式的輸入數(shù)據(jù)。通過這種工作,強(qiáng)化對氣候變化的識別、預(yù)測和適應(yīng)性評估。除上述4個專業(yè)研究工作組外,MeteoMet計劃還設(shè)立了“推廣和傳播”和“管理與協(xié)調(diào)”兩個工作組。
4.MeteoMet計劃的預(yù)期結(jié)果和影響
通過MeteoMet計劃的實施,可以推動計量學(xué)和氣象學(xué)研究的發(fā)展。預(yù)期成果包括:獲得一個經(jīng)過確認(rèn)的用于歐洲氣候指示因子的基本參數(shù)規(guī)定;獲得可靠的測量協(xié)議和可溯源的傳感器校準(zhǔn)規(guī)程;推動氣象機(jī)構(gòu)所屬自動氣象站的校準(zhǔn)直接溯源至國家標(biāo)準(zhǔn),使得觀測資料更準(zhǔn)確并附有不確定度報告;提高對大尺度和長期溫度觀測資料的標(biāo)準(zhǔn)化和保證計量溯源性的方法的需求。MeteoMet計劃的實施,可以促進(jìn)氣候觀測資料可靠性的提高和對歷史數(shù)據(jù)的正確解讀,降低氣候影響模式的不確定度,從而提高長期和短期氣候變化預(yù)測結(jié)果的可靠性。而更可靠的氣候變化影響模式可以為制定有效的國際和國家應(yīng)對氣候變化的政策提供更好的指導(dǎo)和依據(jù)。
二、MeteoMet計劃研究示例
MeteoMet計劃所有項目的核心和亮點就是計量溯源性。而計量溯源性的兩個核心要素就是校準(zhǔn)(不間斷的校準(zhǔn)鏈)和不確定度(校準(zhǔn)鏈的每項校準(zhǔn)均會引入測量的不確定度)。為滿足氣候觀測的需要,獲取高質(zhì)量的氣候資料,進(jìn)行真正符合計量學(xué)意義的校準(zhǔn)和不確定度分析具有重要的現(xiàn)實意義。例如,由于不具備符合校準(zhǔn)條件的設(shè)施,對探空儀就不能實現(xiàn)業(yè)務(wù)化的實驗室校準(zhǔn)。對大量布設(shè)的自動氣象站也不能進(jìn)行嚴(yán)格現(xiàn)場校準(zhǔn)。再例如,氣候觀測業(yè)務(wù)采用新的觀測方法需要研究解決校準(zhǔn)問題?,F(xiàn)行的業(yè)務(wù)化的校準(zhǔn)方法也需要改善和優(yōu)化。例如,目前對于溫度觀測儀器的校準(zhǔn)通常是在液體槽中進(jìn)行的。而實際上,氣溫是在空氣中觀測的。由于空氣和液體的性質(zhì)不同,它們對氣溫觀測所引入的不確定度的貢獻(xiàn)也是不同的。這種不同對于氣候觀測資料的質(zhì)量也是有影響的。此外,對歷史氣候資料的計量學(xué)處理,主要面臨的問題也是計量溯源性和不確定度。MeteoMet計劃正是圍繞這些實際問題開展了有非常有意義的工作。以下列舉幾個與我國有關(guān)工作可進(jìn)行對照的MeteoMet計劃的研究示例,以幫助對該計劃有一個感性的了解。
1.研制探空儀濕度傳感器快速校準(zhǔn)系統(tǒng)
該項目主要針對的是對參考級探空儀進(jìn)行實驗室校準(zhǔn)問題。提高探空儀濕度觀測的質(zhì)量是WMO世界氣候觀測網(wǎng)參考探空網(wǎng)(GRUAN)的重點。要達(dá)到GRUAN要求的精度目標(biāo),獲得可靠的氣候觀測資料,一個關(guān)鍵的因素就是通過科學(xué)的校準(zhǔn)使探空資料具有良好計量溯源性。但是,目前對探空儀的實驗室校準(zhǔn)是非常困難的。由于在模擬高對流層和低平流層的實驗室環(huán)境條件下進(jìn)行濕度校準(zhǔn)非常耗時,因而,對探空儀進(jìn)行實驗室校準(zhǔn)在目前是難以實現(xiàn)的。為此,MeteoMet計劃研發(fā)對探空儀濕度和溫度傳感器的校準(zhǔn)方法,創(chuàng)建一個用于建立探空儀觀測計量溯源性的參考裝置。該項目主要由芬蘭計量認(rèn)證中心承擔(dān),具體研發(fā)內(nèi)容包括:應(yīng)用熱量和物質(zhì)傳導(dǎo)研究成果,結(jié)合相關(guān)的試驗,設(shè)計和建造一個高效的測量箱。這種測量箱可以縮短包括在低溫范圍的校準(zhǔn)時間,使一套探空儀的校準(zhǔn)可以在一天之內(nèi)完成;研發(fā)一種基于飽和器的低至-90℃的霜點溫度參考標(biāo)準(zhǔn);研制對測量箱的空氣溫度和霜點溫度進(jìn)行準(zhǔn)確和有效控制的裝置;對整個測量箱進(jìn)行測試,并進(jìn)行全面的不確定度分析。
2.研究在空氣中進(jìn)行溫度傳感器校準(zhǔn)的設(shè)施和方法
該項目主要針對的問題是降低溫度觀測的不確定度。對全球氣候變化的估計,需要的溫度觀測資料的不確定度要小于0.1℃。降低溫度觀測資料的不確定度,需要考慮源自傳感器校準(zhǔn)方法本身的不確定度。目前,對溫度傳感器的校準(zhǔn)是在液體槽中進(jìn)行的。而液體與空氣的熱力環(huán)境是完全不同的,由此產(chǎn)生的額外的不確定度經(jīng)常被忽略。該項目的研究目標(biāo)是將空氣溫度傳感器校準(zhǔn)的不確定度,在-20~50℃范圍內(nèi),從0.08℃降到低于0.05℃。這項研究有助于增加對氣象溫度觀測的誤差來源和現(xiàn)實不確定度的認(rèn)識。這將提高溫度觀測(特別是空基觀測)的準(zhǔn)確度。該項目由英國國家物理實驗室負(fù)責(zé),具體研發(fā)內(nèi)容是:研制一個準(zhǔn)確的空氣溫度校準(zhǔn)設(shè)施。該設(shè)施將可對氣流進(jìn)行控制,并可隨校準(zhǔn)環(huán)境的變化對熱交換進(jìn)行調(diào)整。同時,對儀器和其他熱源產(chǎn)生的誤差和不確定進(jìn)行研究分析。最終,在-20~50℃的溫度調(diào)整范圍內(nèi),使在空氣中進(jìn)行的溫度校準(zhǔn)的不確定度小于0.05℃。同時,提出如何將溫度調(diào)整范圍延展的建議。
3.研制可同時對氣象站溫度、濕度、氣壓傳感器
進(jìn)行組合校準(zhǔn)的實驗室校準(zhǔn)設(shè)施該項目針對的是氣象觀測要素之間相互影響的問題。目前對自動氣象站的校準(zhǔn)缺乏對各要素之間的相互影響的考慮。由于傳感器的校準(zhǔn)不是在類似于野外環(huán)境的條件下進(jìn)行的,所以,常規(guī)的校準(zhǔn)可能引入系統(tǒng)誤差。目前,在歐洲沒有專用的可以同時產(chǎn)生和控制溫度、濕度、壓力、風(fēng)速和太陽輻射的環(huán)境校準(zhǔn)箱。這種能同時模擬地球表面條件的校準(zhǔn)裝置,可以更好地對氣象站觀測資料的不確定度進(jìn)行評價,使其具有更可靠的計量溯源性。MeteoMet計劃將研制以上所述需求的校準(zhǔn)裝置。擁有了這種裝置將可對溫度、濕度、氣壓單獨的校準(zhǔn)曲線之間量值的相互干擾,以及太陽輻射和風(fēng)速對其他觀測要素的影響進(jìn)行研究。這項工作將提出自動氣象站溫度、濕度、氣壓傳感器校準(zhǔn)的新協(xié)議和流程,同時還對實驗室校準(zhǔn)與現(xiàn)場校準(zhǔn)的關(guān)系進(jìn)行分析。該項目由多個歐洲科研和計量單位完成,具體研發(fā)內(nèi)容包括:由波蘭低溫和結(jié)構(gòu)研究院等在實驗室條件下,用自動氣象站使用的溫度(-50~50℃)、濕度(10%Rh~98%Rh)和氣壓(800~1100hPa)傳感器進(jìn)行測量。用測量結(jié)果與華沙大學(xué)的自動氣象站的日常觀測結(jié)果進(jìn)行比對分析。這種比對分析結(jié)果可為制定自動氣象站校準(zhǔn)規(guī)范提供基礎(chǔ)。由芬蘭計量認(rèn)證中心利用其壓力-溫度-濕度校準(zhǔn)設(shè)施,對前述3種氣象要素之間,在-50~-20℃的低溫范圍內(nèi)相關(guān)性進(jìn)行研究。在此基礎(chǔ)上設(shè)計出一種考慮到3個要素之間相關(guān)性的優(yōu)化校準(zhǔn)規(guī)程。由意大利國家計量院建造一個新的自動氣象站參考設(shè)施,以滿足用戶對計量溯源性的要求。該裝置為圓柱體,直徑約1.3m,長度為1m。該校準(zhǔn)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)適合安裝各種自動氣象站和氣象觀測用傳感器。溫度、壓力和濕度可分別單獨控制,可同時實現(xiàn):溫度控制偏差小于0.05℃,溫度調(diào)整范圍為-40~50℃;壓力控制偏差小于0.1hPa,壓力調(diào)整范圍為750~1100hPa;在溫度為0~50℃條件下,濕度范圍為5%~98%,準(zhǔn)確度為0.3%~0.7%。該裝置還可產(chǎn)生最大30m/s的風(fēng)速,并具有太陽輻射發(fā)生器,用以評估風(fēng)速和太陽輻射對溫度、壓力和濕度傳感器的影響。
4.研制可溯源的自動氣象站現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置
該項目主要是針對自動氣象站的現(xiàn)場校準(zhǔn)問題?,F(xiàn)行的自動氣象站現(xiàn)場校準(zhǔn)存在許多計量學(xué)方面的弱點。首先,由于用于比對的標(biāo)準(zhǔn)器不能長期在露天狀態(tài)下工作,所以校準(zhǔn)不能覆蓋傳感器的整個量程,因此不能完整地確定傳感器的直線性和不確定度。同時,也無法對觀測要素之間的相互影響進(jìn)行評估。此外,對在高海拔和極地地區(qū)安放的自動氣象站需要有明確的校準(zhǔn)規(guī)定,以保證這些自動氣象站能溯源至國家標(biāo)準(zhǔn)。MeteoMet計劃研制一種用于自動氣象站現(xiàn)場校準(zhǔn)的,可安放在中型汽車上的小尺寸可搬運的氣候箱。通過這項工作,可以提出保證布設(shè)在遙遠(yuǎn)和高海拔地區(qū)的自動氣象站的計量溯源性的方法和規(guī)程。這種可以同時產(chǎn)生溫度、濕度和壓力值的氣候箱,將建在珠穆朗瑪峰腳下,位于尼泊爾境內(nèi)海拔5050m處的金字塔觀測站。通過這種裝置和專用的規(guī)程,促進(jìn)高海拔地區(qū)氣候監(jiān)測的進(jìn)步。該項目由意大利國家計量院負(fù)責(zé),具體研發(fā)內(nèi)容包括:研究和建造一個縮小尺寸的設(shè)施,用于自動氣象站的現(xiàn)場校準(zhǔn)。這種裝置可對溫度、濕度和壓力傳感器進(jìn)行同時校準(zhǔn),測量范圍覆蓋自動氣象站可能遇到的環(huán)境條件。其溫度控制偏差小于0.05℃,溫度調(diào)整范圍為-20~50℃;氣壓控制偏差小于0.1hPa,氣壓調(diào)整范圍為500~1100hPa;濕度調(diào)整范圍為5%~95%,不確定度為1.5%。該裝置產(chǎn)生的溫度、濕度和氣壓的值的儀器測量是直接用測量基準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)的。
5.開發(fā)考慮計量溯源性的用于歷史和未來溫度資料協(xié)調(diào)處理的計算模式
該項目主要針對的是歷史氣候資料的不均一問題。為了改進(jìn)歷史資料序列,需要對不同時期由于采用新的協(xié)議對氣候資料的影響進(jìn)行最優(yōu)估計;同時,還要在模式中考慮不同地區(qū)的人類活動。為了獲得氣候評估所需的時間序列資料的修正值,必須要用最新的統(tǒng)計技術(shù)或新的程序進(jìn)行統(tǒng)計均一性試驗和時間序列均一化處理。MeteoMet計劃研制一套數(shù)學(xué)軟件模式,用來從計量學(xué)測量和不確定度的角度,對時間序列歷史資料進(jìn)行模式化處理。該項目由多個歐洲計量單位負(fù)責(zé),具體研發(fā)內(nèi)容包括:由捷克計量院和斯洛伐克計量院負(fù)責(zé)開發(fā)克服歷史觀測資料地點和時間的不均一性的方法。該方法基于對歷史資料的認(rèn)識和MeteoMet計劃其他相關(guān)部分研究結(jié)果的數(shù)學(xué)軟件模式。該方法可以根據(jù)國際溫標(biāo)的演變,重新計算溫度值,并包含B類不確定估計;依據(jù)對測量方法、觀測儀器等方面現(xiàn)有的知識,按照歷史資料的質(zhì)量,對部分或整個資料集進(jìn)行加權(quán)處理。將A類不確定度和B類不確定度包含在對溫度趨勢的評估中。由挪威計量局負(fù)責(zé)對該模式進(jìn)行測試,對取得的進(jìn)步和遇到的問題進(jìn)行評估。
三、結(jié)束語
水汽是一種在全球氣候系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用的溫室氣體,它不僅吸收和輻射太陽能量,對低層大氣的化學(xué)作用也有影響,我們設(shè)法利用GPS定位中的誤差源來反演大氣中的水汽。如果地面上的GPS接收機(jī)的精確三維坐標(biāo)通過其他方法確定,則可從GPS接收機(jī)測量的衛(wèi)星信號傳播的總延遲量中提取水汽造成的濕延遲,進(jìn)而反演出信號路徑上水汽的累積量。這就是地基GPS氣象學(xué)的基本原理。GPS反演大氣可降水量流程如圖1所示。
2地基GPS反演大氣可降水量處理流程
在應(yīng)用GAMIT軟件處理GPS數(shù)據(jù)反演可降水量時,GPS數(shù)據(jù)處理按照4個步驟進(jìn)行。首先是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備,包括GPS觀測數(shù)據(jù)(rinex格式的o文件)、廣播星歷(brdc文件)、精密星歷文件(igs)、氣象觀測數(shù)據(jù)和相關(guān)表文件;接著用GAMIT軟件處理各時段GPS的觀測數(shù)據(jù),得到一個基線解算文件;然后用GLOBK(卡爾曼濾波)進(jìn)行多時段綜合解算,以得到網(wǎng)平差的結(jié)果及各個測站的平均坐標(biāo)和速度等參數(shù);最后把精確的測站坐標(biāo)帶回GAMIT,對待求測站進(jìn)行強(qiáng)約束,反演對流層的天頂延遲,得到可降水量。如果解算時發(fā)現(xiàn)各個時段的坐標(biāo)相差較大,應(yīng)該分析原因,重新進(jìn)行解算。
3南極地基GPS數(shù)據(jù)解算實例
3.1站點選擇和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
本次實驗所選取的站點采取引入長距離測站的方式獲得絕對PWV。本次實驗參與解算的站包括7個IGS站,分別是VESL,SYOG,MAW1,DAV1,CAS1,DUM1,MCM4;此外,還有中國的兩個南極跟蹤站長城站GRW1和中山站ZHN1(如圖3所示)。為了在解算時較精確地得到可降水量,我們從SOPAC網(wǎng)站上查到2009年7個IGS站的精確坐標(biāo),長城站和中山站的坐標(biāo)可以通過解算得到。這樣在解算時對坐標(biāo)點給予較強(qiáng)的約束。本次解算的是2009年全年9個站的GPS數(shù)據(jù),準(zhǔn)備好所有的數(shù)據(jù)文件后,便可以執(zhí)行GAMIT的批處理命令讓其自動解算一年的數(shù)據(jù),就可以自動解算出9個站一年的數(shù)據(jù)。
3.2可降水量的提取及其精度分析
3.2.1提取可降水量
在GAMIT中提取可降水量的命令為sh_metutil。由于參與計算的天數(shù)有365d,要比對的站有5個,逐天逐條每個站下命令將很麻煩。這時,可以利用Linux系統(tǒng)的SHELL的功能,編寫一個小程序,實現(xiàn)三重循環(huán)。用VI編輯器編寫一個三重循環(huán),以CAS1站為例,編寫一個名為xunhuan.sh的文件,然后通過命令chmod使之成為可執(zhí)行文件,具體命令為:Chmod+xxunhuan.sh。通過調(diào)用./xunhuan.sh來批量執(zhí)行幾百條命令,這樣就比較方便,其他幾個站以此類推。得到各個站點每天的可降水量,然后通過grep命令提取各個站點的可降水量。通過數(shù)據(jù)的整理分析,每個站點整理出一個可降水量文件。
3.2.2GPS/PWV與探空Radio/PWV的比較
目前,世界氣象部門對大氣中水汽的探測主要還是依賴于探空氣球的探測,為了驗證GPS/PWV的正確性和穩(wěn)定性,將GPS/PWV和Radio/PWV進(jìn)行比較。本次參與解算的9個站中有5個附近同時安裝有探空站,分別是SYOG,DAV1,CAS1,DUM1,MCM4。下面將就這5個站解算出的GPS/PWV和探空PWV進(jìn)行比較,其中探空PWV數(shù)據(jù)可以從美國懷俄明州大學(xué)的網(wǎng)站上下載。把2009年5個站點的GPS/PWV和Radio/PWV進(jìn)行比較。由于兩者的PWV在數(shù)值上比較接近,數(shù)據(jù)量又較大,為了能在圖上清晰的顯示,圖4至圖8畫出GPS/PWV的時間序列圖,以及GPS/PWV減去Radio/PWV的差值的時間序列圖。5幅圖中上面的曲線代表GPS/PWV,下面的曲線代表它和Radio/PWV的差值。從定性上去分析圖4至圖8可以得出以下特點:1)除個別點外,GPS/PWV比探空Radio/PWV系統(tǒng)性偏大,這說明用GPS探測水汽有偏高的跡象,并且當(dāng)PWV值偏大時,GPS所測的數(shù)值會表現(xiàn)的更敏感一些,也就是說當(dāng)絕對PWV較小時兩者更為接近。2)圖像顯示PWV兩端較大。差不多是年積日的0~50和300~365這兩個范圍PWV較大,這個時間段恰好是南極的夏天,天氣較為濕潤,出現(xiàn)降雨的可能性大些,這樣和實際降水測量較為一致,解算的結(jié)果正確地反映了降水量的變化趨勢,體現(xiàn)了解算的合理性和正確性。個別站點如CAS1站和SYOG中間也有一段時間(150~200d)PWV也偏大,這與南極部分地區(qū)季風(fēng)性氣候有關(guān),造成這一時段降水天氣的可能性增大。由上述5個圖表顯示及分析可知,GPS/PWV和Ra-dio/PWV在整體上是比較一致的,少部分天數(shù)兩者的差距較大??偟膩碚f,5個站點的PWV值常年都比較小,有少部分天數(shù)PWV急劇上升,這些天數(shù)發(fā)生降雨的可能性就很大。為了得到更為精確的數(shù)據(jù)分析,表1從數(shù)理統(tǒng)計方面分別進(jìn)行定性分析。1)從平均偏差來看從表1中的平均偏差數(shù)據(jù)可知,GPS站反演的PWV高于探空站資料計算的PWV,不同站點的差異各不相同。從表1看出,SYOG站點差異較為明顯,分析原因可知,該站點使用的探空儀器是VaisalaRS2-91傳感器,這種傳感器的誤差較大,這可能是造成兩者之間偏差較大的一個重要因素;SYOG站在垂直方向上的高差相差較大,這也是造成兩者偏差大的一個因素;MCM4站GPS和探空站在垂直方向上的高差最大,但由于它的可降水量太小,故沒能在平均偏差中反映出和其他站點顯著的差異。造成Radio/PWV和GPS/PWV差異的因素還有很多,這些差異與各地的氣候特征、其站點分布的各自海拔高程以及兩者探測水汽方法本身的精度密切相關(guān)。2)從均方差和相對方差來看從表1中數(shù)據(jù)可以看出,除SYOG站外,其他4個站的均方差都在0.9mm以內(nèi),說明利用GPS觀測資料反演PWV具有一定的精度。均方差比平均偏差的值稍大,5個站的均方差值和平均方差值顯示出一定的相關(guān)性,一般來說,平均偏差大的,均方差也偏大。5個站的相對方差,除SYOG站外,都在20%以下,最小的CAS1站為7.91%,該站離中山站最近,約110km,對中山站的可降水量有著較大的參考價值。在檢驗GPS/PWV的精度時,不能單純以均方差大小衡量GPS/PWV的精度,還要結(jié)合相對方差的大小。3)從相關(guān)系數(shù)來看從表1可以看出,用GPS和探空兩種方法計算的PWV相關(guān)系數(shù)很高,都在92%以上,說明GPS/PWV和Radio/PWV在變化上有很好的一致性,即使偏差較大的SYOG站也不會像其他3個指標(biāo)那樣表現(xiàn)明顯。這充分說明了用GPS反演可降水量的變化方面有著很高的精度。如果需要得到更為細(xì)致的結(jié)論,應(yīng)該把一年分成幾個季節(jié)或按月份來分別進(jìn)行統(tǒng)計分析。但由于南極地區(qū)的絕對PWV值比較小,所以只把整年的數(shù)據(jù)放在一起進(jìn)行分析。
3.2.3GPS/PWV的誤差分析
和任何一種測量手段一樣,用GPS來反演可降水量,它的誤差是不可避免的??偟脕碚f,有以下3個來源。1)GPS測量的誤差。包括電離延遲誤差、接收機(jī)鐘差、多路徑效應(yīng)等測量誤差。2)靜力延遲量誤差。由于對流層模式不是很完善,再加上測量大氣元素氣溫、氣壓等氣象要素的誤差,這些將最終表現(xiàn)在延遲量上,造成對流層延遲估算不準(zhǔn)確。3)反演誤差。由濕延遲反演到PWV的主要誤差有濕延遲和轉(zhuǎn)換因子誤差。以上三個方面將綜合影響GPS探測PWV的最終精度,我們必須注意用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ瑢⑦@些誤差盡量減少,以提高探測精度。
4結(jié)束語
有學(xué)者認(rèn)為“制器尚象”是“人法自然”的化身,是其思想的具體運用。《系傳》中說:“《易》之為書也,不可遠(yuǎn)?!北砻鳌兑住纷鳛橄忍煲?guī)律,指導(dǎo)著人們的日常生活,而人們后天的生活行為必須順應(yīng)自然,按照一定的規(guī)律進(jìn)行。古人記載在《易傳•系辭上》的有“:以言者尚其詞,以動者尚其變,以制器者尚其象,以卜巫者尚其占。”簡單地說,就是“制器尚象”應(yīng)該是按照“象”中所制定的規(guī)律,來制造和生產(chǎn)生活器具,體現(xiàn)出文化精神、哲學(xué)思想、社會心理等方面的物象?!爸破魃邢蟆辈⒎侵皇呛唵蔚摹耙镭灾破鳌焙汀坝^象制器”,所謂“象”有象形,意象,象征之意“。制器尚象”的造物設(shè)計思想,以“象”作為設(shè)計靈感的源泉,借助“觀物取象”來把握自然物的物性,再通過“觀象制器”來實現(xiàn)由自然物向人工器具的展現(xiàn)。隨著人類社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展,人們對于“象”的運用,已經(jīng)從對物體外形的模仿升華到,對其事物現(xiàn)象發(fā)展道理的模仿,將具象的事物體形轉(zhuǎn)變?yōu)槌橄蟮囊?guī)律事理,這一升華,也涵蓋了更多的思想理論。在器物造型方面,“制器尚象”主張對事物造型的模仿,將器型作為一種象征符號《。老子》中寫道“:人法地,地法天,天法道,道法自然?!逼渲械摹胺ā北闶切Х禄蜃裱?。這與制器尚象有著異曲同工之妙。中國自古有“天人合一”的傳統(tǒng),在“制器尚象”的思想指導(dǎo)下,在器物造型上表現(xiàn)為,對外形神韻特征的模仿,借助自然之力,吉祥之意表達(dá)美好的愿望“。制器尚象”與“道法自然”兩者雖有相似之處,但不完全相共鳴,兩者,相互影響?!爸破魃邢蟆笔且环N對客觀事物發(fā)展規(guī)律的探索,也是人們順應(yīng)自然,順應(yīng)事物發(fā)展倫理的體現(xiàn),是借自然之力,表達(dá)人們內(nèi)心情感與思想行為的理論依據(jù)。的作品中,不乏對自然物象的表現(xiàn),通過自然的表現(xiàn)手法將更多的意蘊與精神融入其中,也不乏對事物的寓意,象征人世界最美好的東西。因此“,制器尚象”與的設(shè)計作品不謀而合。
2、設(shè)計作品中“制器尚象”思想的體現(xiàn)
事實上,作品的設(shè)計特點與“制器尚象”思想契合,并非是偶爾性的。根本原因,我們還要追溯到所生活與學(xué)習(xí)的大環(huán)境中去。自幼學(xué)習(xí)中國畫,師從水墨畫家呂壽琨,后又與王無邪學(xué)習(xí)設(shè)計學(xué),兩種學(xué)習(xí)的結(jié)合造就了他與眾不同的精神風(fēng)貌。他的畫中多以中國傳統(tǒng)題材為元素,但是在設(shè)計中又脫離其國畫的筆法,因此,在他的設(shè)計作品中常有中國畫的痕跡,漸漸的發(fā)展為他獨特的設(shè)計風(fēng)格。中國畫是一個極具鮮明個性的民族特色與藝術(shù)語言的繪畫藝術(shù)。中國畫講究“超乎象外,得其環(huán)中”,追求意境的表現(xiàn)。而這里的“象”也與“制器尚象”中的象有著一樣的語意。而這樣的語意又多在他的設(shè)計中得以體現(xiàn)。
(1)自然美。認(rèn)為自己起初的設(shè)計風(fēng)格走的是全盤西化的路線,但是導(dǎo)師呂壽琨點評他“:要師古人,學(xué)習(xí)歷史和畫理都很主要?!币源怂脑O(shè)計風(fēng)格有所改變。1999年的設(shè)計作品《九九歸一•》,呈現(xiàn)的心態(tài)與時相似。這幅作品以香港特區(qū)區(qū)花——蓮花,作為主要元素,將蓮花的花瓣以及水紋繪成九九回紋的圖案,以中國畫作為表現(xiàn)手法,表達(dá)一種寬和和平的精神。這幅主題海報的創(chuàng)意,就是來自于一種自然規(guī)律的運用,葉落歸根,花開花落,生生不息,顯示出一種平常心,也詮釋了大自然中自然發(fā)展的規(guī)律。這其中,既有對自然物象的觀摩,又有對事理規(guī)律的遵循,將生命形式與藝術(shù)形式巧妙地結(jié)合在一起。也是將古代傳統(tǒng)思想與現(xiàn)代設(shè)計藝術(shù)完美結(jié)合的典范。
(2)符號美。在“制器尚象”這一思想中,“象”的象征意義通常是通過一些符號得以體現(xiàn)的。作品中的紅點,便具有這樣一種意義。紅點原本作為一種視覺符號,自身沒有什么重要的意義,但是通過與其他元素的結(jié)合,卻能帶給人一種無限的遐想。作品中頻繁使用朱砂墨點,在紙的中心位置輕點一個紅點,色彩不明艷,但卻有一種心靈的震撼力。這個紅點既是個人風(fēng)格的體現(xiàn),也是對于恩師的一種尊敬。這個紅點作為各個作品的視覺焦點,象征溫和的陽光,、大自然的傷痕、母親的、和人的心靈。抽象的紅點給畫面的空白釋放出更多想象的空間。對生命的感悟從有形的畫面轉(zhuǎn)為無限的想象。這些都是“象”作為意象的一種表現(xiàn)。在1989年《我愛大地之母》這幅作品中,淡雅的色彩與設(shè)計運用,使得柔和、人文的“意象”頓時呈現(xiàn)在觀眾面前。
(3)吉祥紋樣。的設(shè)計作品也很好地將中國傳統(tǒng)吉祥圖案與現(xiàn)代設(shè)計結(jié)合在了一起。例如“,靳與劉設(shè)計顧問公司”的標(biāo)志設(shè)計,運用了傳統(tǒng)吉祥圖案“方勝”的造型,寓意“人心同,企業(yè)勝”,最后又將他喜歡的圓點圖案,添加在圖形的四角上,賦予天圓地方的理念。充分體現(xiàn)了中國傳統(tǒng)吉祥觀念與現(xiàn)代設(shè)計的結(jié)合,以象征,借喻、諧音的手法加以表現(xiàn),將整個企業(yè)文化與設(shè)計表達(dá)融為一體。這也正體現(xiàn)了“制器尚象”思想在現(xiàn)代設(shè)計中的運用,體現(xiàn)了天圓地方宇宙觀在現(xiàn)代設(shè)計中的實踐,借用符號來表達(dá)更深層次的含義與意象。
3、總結(jié)
根據(jù)我?!皯?yīng)用為本,學(xué)以致用的”教學(xué)理念,深入貫徹項目式教學(xué)的理念,根據(jù)汽車服務(wù)工程的人才培養(yǎng)目標(biāo)和汽車電子商務(wù)飛速發(fā)展的現(xiàn)狀特點,教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計以自編教材為支撐,根據(jù)就業(yè)市場的變化,每一屆都對教材進(jìn)行適應(yīng)性和前瞻性的改動。教學(xué)內(nèi)容上遵循工作崗位導(dǎo)向式,即每一個汽車服務(wù)工程工作領(lǐng)域為一個教學(xué)項目,遵循“教-學(xué)-做”的主線,展開項目教學(xué)。根據(jù)我校學(xué)生實際,并深入調(diào)研市面上的相關(guān)書籍,自編教材一本。汽車電子商務(wù)作為汽車服務(wù)工程的主干課,是學(xué)生將來主要的就業(yè)方向之一,從電子商務(wù)平臺搭建到汽車電子商務(wù)網(wǎng)站的基本建設(shè)和維護(hù),以及汽車后市場的應(yīng)用,都是汽車服務(wù)工程專業(yè)學(xué)生的主要就業(yè)方向,并且將成為主要的就業(yè)方向。所以項目教學(xué)也是根據(jù)就業(yè)職業(yè)能力進(jìn)行培養(yǎng)項目分解。
2.汽車電子商務(wù)項目教學(xué)的前期準(zhǔn)備工作
2.1準(zhǔn)備項目。
汽車電子商務(wù)作為目前比較前瞻的行業(yè),目前發(fā)展比較快,也是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的一個領(lǐng)域,但是整體發(fā)展仍屬于探索階段,目前只是取得了一些階段性的成果,整體行業(yè)的發(fā)展還有很大的空間。針對行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,汽車電子商務(wù)作為潛力發(fā)展行業(yè),學(xué)生了解現(xiàn)狀,分析發(fā)展方向,掌握未來行業(yè)趨勢,對于拓寬學(xué)生就業(yè),創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)打下堅實的鋪墊。汽車電子商務(wù)項目教學(xué)主要從解決企業(yè)工作過程的實際工作崗位任務(wù)入手,按“提出任務(wù)-相關(guān)知識-任務(wù)實施-任務(wù)評估-學(xué)習(xí)拓展”五個環(huán)節(jié)實施項目教學(xué)。在教學(xué)過程中體現(xiàn)教師引導(dǎo)、學(xué)生訓(xùn)練為主的現(xiàn)代應(yīng)用型教育教學(xué)理念(自主合作式項目教學(xué)),使每一個學(xué)生都參與其中,主人翁的姿態(tài)去學(xué)習(xí),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力的同時,全過程滲透職業(yè)核心能力訓(xùn)練。并對問題解決的方法進(jìn)行潛移默化,培養(yǎng)學(xué)生的工程工作能力。
2.2設(shè)計項目。
設(shè)計結(jié)合實際、知識點涵蓋面廣的優(yōu)秀項目是項目教學(xué)法實施是否徹底的關(guān)鍵。項目教學(xué)的設(shè)計是將典型的實際工作任務(wù)教學(xué)化處理的過程,典型的項目來源于行業(yè)的實際發(fā)展。教師選擇好項目后,要把教學(xué)內(nèi)容潛移默化到項目中,設(shè)計一個可操作性強(qiáng)的項目。這樣,學(xué)生在完成相應(yīng)的項目學(xué)習(xí)過程中,通過具體實施行業(yè)的典型工作任務(wù),了解行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)和發(fā)展方向,學(xué)習(xí)與工作情境相關(guān)的理論知識,對行業(yè)形成深入的認(rèn)識和了解,了解行業(yè)發(fā)展的最新業(yè)態(tài)和未來發(fā)展的方向和趨勢。根據(jù)汽車服務(wù)工程專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo),該項目教學(xué)主要選取汽車銷售和汽車后市場領(lǐng)域為主要行業(yè)研究領(lǐng)域,包括三大項目:汽車電子商務(wù)平臺,汽車電子商務(wù)網(wǎng)站建設(shè)和汽車銷售和后市場領(lǐng)域的發(fā)展。
3.項目教學(xué)的具體實施
3.1項目任務(wù)的分解。
通過講解項目的情景,分析項目的任務(wù),將項目分成多個任務(wù)進(jìn)行講解,并把每個任務(wù)的學(xué)習(xí)目標(biāo)和能力目標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的闡述,通過任務(wù)情境的描述,引入每個任務(wù)的知識點,教師通過案例驅(qū)動式知識點的講解,使學(xué)生對任務(wù)的實施,有足夠的知識儲備,并且,任務(wù)情境已經(jīng)給出任務(wù)目標(biāo),學(xué)生帶著任務(wù)去學(xué)習(xí),有的放矢,效果非常好。
3.2項目的實施。
學(xué)生以小組的形式,進(jìn)行任務(wù)的分析,學(xué)習(xí)小組要求男女搭配和能力強(qiáng)弱搭配,這樣,使每一個學(xué)生都能參與其中。小組成員選出負(fù)責(zé)人,全體成員進(jìn)行任務(wù)的討論,制定任務(wù)實施計劃和分工合作。
3.3項目實施和評價。
每個小組根據(jù)每次項目任務(wù)的不同給出行業(yè)調(diào)查報告或者網(wǎng)頁成果展示,在項目實施的過程中,教師全程給與指導(dǎo)和監(jiān)督,確保每個成員參與其中。項目評價方式多樣化,包括師生評價、學(xué)生評價、小組評價等多種方式。各組項目負(fù)責(zé)人通過PPT匯報片向全班介紹本組任務(wù)實施的成果。通過制作PPT匯報片還可以提高學(xué)生職業(yè)整體素質(zhì)和組織展示能力。同時,其他組的學(xué)生和指導(dǎo)教師也可提出問題,讓小組成員解釋項目的相關(guān)內(nèi)容。通過提問或被提問,學(xué)生對所做的內(nèi)容加深了理解和鞏固。教師可以對提問的學(xué)生或回答比較好的學(xué)生進(jìn)行加分。教師根據(jù)各項目組完成過程的具體情況,表揚優(yōu)秀的大方,指出改進(jìn)的方向,另外還要對學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)進(jìn)行指點,包括匯報片制作、語言表達(dá)能力、回答問題的能力、組織協(xié)調(diào)能力、總結(jié)能力等。
4.總結(jié)
項目教學(xué)法是以學(xué)生為中心,將有關(guān)知識和技能融入到教學(xué)項目中的教學(xué)模式。學(xué)生參與到教學(xué)活動中,項目的每一個環(huán)節(jié),包括收集資料、制定項目方案以及最終的項目評價,都由學(xué)生自主完成。從學(xué)科教學(xué)的角度而言,雖然項目所涉及到的是某一學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容,但是,整個項目的順利完成,要對于多種學(xué)科進(jìn)行研究,以對于概念和原理知識以充分理解。教學(xué)活動中涉及到多種技能,需要學(xué)生進(jìn)行跨領(lǐng)域探索,以做到多門知識的融會貫通。學(xué)生對于知識的掌握程度,通過所制作的項目作品體現(xiàn)出來。
2項目教學(xué)法的具體實施過程
2.1項目任務(wù)的確定
任課教師在項目任務(wù)的確定上,要對于項目操作過程中所涉及到的跨學(xué)科知識進(jìn)行分析,編寫《項目任務(wù)書》。
2.2制定項目計劃
將《項目任務(wù)書》分發(fā)到每一名學(xué)生手中,對項目要求、學(xué)習(xí)任務(wù)等等進(jìn)行講解。之后,將學(xué)生分為若干個小組。項目計劃的制定主要由學(xué)生來完成。學(xué)生通過討論,將計劃制定出來,其中的內(nèi)容要涉及到項目操作的步驟和程序。教師對于項目計劃進(jìn)行審核合格后,可以進(jìn)入到具體的項目實施中。每一個小組的成員都要將項目進(jìn)展以及階段性成果記錄下來。
2.3項目計劃的實施
根據(jù)項目計劃的具體內(nèi)容,小組成員都要將所分配的任務(wù)按時完成。首先,學(xué)生要根據(jù)自己的任務(wù)進(jìn)展情況具有針對性地收集和整理資料,做好項目設(shè)計,在進(jìn)行實際操作和調(diào)試過程中,對于所遇到的問題,要獨立解決,或者小組合作解決。最終完成項目任務(wù)。
2.4項目的檢查評估
項目完成,學(xué)生自我回報項目成果,自我評估,小組間互相評估,最后是教師點評。項目成果的評價階段,是學(xué)生知識運用能力提高的階段。當(dāng)學(xué)生感受到成就感的時候,就會激發(fā)自我學(xué)習(xí)的積極性。
3項目教學(xué)法在變頻器教學(xué)中的合理應(yīng)用
3.1根據(jù)課堂教學(xué)目標(biāo)確定項目任務(wù)
基于變頻器教學(xué)要充分考慮到該技術(shù)的實際應(yīng)用性,在開展項目教學(xué)的時候,要從變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域中選定項目任務(wù)作為課堂教學(xué)目標(biāo)。在提出變頻器項目任務(wù)之前,要對于學(xué)生有關(guān)原理知識以及相關(guān)知識的掌握程度進(jìn)行分析,了解學(xué)生需要掌握的操作技能,結(jié)合應(yīng)用領(lǐng)域中變頻器的使用,具有針對性地設(shè)定項目任務(wù)。此外,項目選擇要符合學(xué)生的接受能力,且與學(xué)生的未來職業(yè)存在著必然的聯(lián)系。比如,在《物料識別與分揀系統(tǒng)的控制》課堂教學(xué)內(nèi)容中,要將項目定位在企業(yè)自動化生產(chǎn)線的末端,系統(tǒng)運用變頻器對電動機(jī)自動調(diào)速。從系統(tǒng)的運行來看,采用變頻器控制,可以推動氣壓驅(qū)動啟動電磁閥,使得整個系統(tǒng)自動運行。項目教學(xué)的優(yōu)點在于,可以直觀地展示順序控制,使學(xué)生對于項目程序充分了解,并在每一個環(huán)節(jié)中,都能夠自主解決疑難問題。
3.2制定項目計劃
項目計劃的制定,是對項目內(nèi)容細(xì)化的過程。任課教師要對項目展開過程中每一個環(huán)節(jié)所涉及到的知識進(jìn)行研究,融合學(xué)生已經(jīng)掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識,以學(xué)生自主討論的方式對課堂上所涉及到的知識內(nèi)容進(jìn)行研究。學(xué)生討論的目的是確保整個項目順利完成,因此,教師要與學(xué)生共同制定項目計劃,并做好分工。學(xué)生討論主要采用分組的方式,5人一組,根據(jù)學(xué)生的知識容量強(qiáng)弱搭配。要求學(xué)生有能力根據(jù)控制要求進(jìn)行I/O分配。將電氣安裝圖繪制出來后,根據(jù)圖紙設(shè)計進(jìn)行外部接線。對于控制系統(tǒng)的功能,還要以小組為單位獨立調(diào)試。
3.3項目的檢查與評估
在項目實施的過程中,要進(jìn)行階段性總結(jié),并回顧項目內(nèi)容,以針對項目中所遇到的問題以討論交流的方式得以解決。比如,項目操作中,學(xué)生通常會遇到操作性問題,此時,教師不宜給予直接的指導(dǎo),而是提醒相關(guān)的知識,引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)過的理論知識解決操作問題。當(dāng)每一個小組的項目完成后,要鼓勵學(xué)生將代表作展示出來,進(jìn)行小組間交流。此時,要引導(dǎo)學(xué)生針?biāo)瓿傻捻椖窟M(jìn)行評估。根據(jù)學(xué)生的項目完成情況,要將任務(wù)評價表設(shè)計出來。學(xué)生根據(jù)評價表中指定的評價內(nèi)容自我評價,然后是小組綜合評價,最后由教師檢查評價,并將評價結(jié)果記錄在表中。評價要做到階段性評價與整個項目評價相結(jié)合,一改學(xué)生僅僅對于項目結(jié)果的重視,而更注重項目過程中所涉及到的知識。
4結(jié)論
X線胸部攝片因其經(jīng)濟(jì)、操作簡單易行被臨床廣泛應(yīng)用,在肺癌的診斷中發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用,X線主要表現(xiàn)是腫塊影,形狀大多呈圓形或橢圓形,當(dāng)腫塊增大到2cm以上時密度往往不均勻,較密實的部分為癌組織,周圍較淡部分為充氣的肺組織癌或阻塞的炎性實變。與肺部感染要進(jìn)行鑒別,可以進(jìn)行隨訪3個月或是進(jìn)一步影像學(xué)檢查。在隨訪過程中,若病灶不減小、消失反而增大,則肺癌的可能性增大,X線攝影對于肺癌早期的診斷作用較為局限,主要是發(fā)現(xiàn)病灶,對于病灶的細(xì)節(jié)遠(yuǎn)沒有CT顯示清楚,并且X線圖像是重疊影像,由于各種結(jié)構(gòu)重疊在一起,影響判斷。只有當(dāng)腫瘤增大后,才可以發(fā)現(xiàn)具有特征性的征象,如:腫塊征、分葉、毛刺以及空洞等。
2胸部CT在早期診斷中的作用
CT因其在解剖結(jié)構(gòu)、組織密度方面明顯優(yōu)于X線,且費用較為低廉目前已經(jīng)廣泛地用做肺部病變的檢查或用于篩查,對于早期肺癌,CT在顯示腫塊密度、分葉、支氣管壁、肺部阻塞性感染、肺不張、淋巴轉(zhuǎn)移等方面較X線明顯優(yōu)越。在中心型肺癌主要有肺段以上支氣管腔內(nèi)腫塊,支氣管壁增厚:支氣管腔狹窄與阻塞,肺門區(qū)腫塊等肺癌直接征象,繼發(fā)性改變有阻塞性肺炎與肺不張,阻塞遠(yuǎn)端支氣管擴(kuò)張形成的黏液栓塞,以及病灶附近或(和)肺門的淋巴結(jié)腫大等;在型肺癌表現(xiàn)為:在肺野可見結(jié)節(jié)、塊狀腫瘤影,早期有時可見典型的空泡證,腫瘤進(jìn)一步增大則可見分葉、毛刺等征象,較大的腫塊往往可以發(fā)現(xiàn)腫塊內(nèi)的偏心性空洞以及結(jié)節(jié)影。對于較小的結(jié)節(jié)影或腫塊影個人主張定期復(fù)查。
3MRI在早期診斷中的作用
磁共振不但能反映病變形態(tài)特征,還能反映組織學(xué)特征。MRI一般不作為肺部常規(guī)檢查,對肺內(nèi)小的腫塊行MRI檢查的目的多是CT檢查后的補充。MRI可以多平面掃描,就能更好地顯示腫瘤的結(jié)構(gòu)以及周圍的解剖關(guān)系,還有就是MRI具有良好的軟組織分辨率,結(jié)合多平面掃描則能進(jìn)一步區(qū)分病灶與正常結(jié)構(gòu),以確定病灶的范圍。MRI還可發(fā)現(xiàn)肺門腫塊和遠(yuǎn)處的肺實變。
4PET-CT在早期肺癌診斷中的作用
PET的應(yīng)用主要是在對腫瘤的診斷方面,占其用途的85%。其原理是利用18氟2脫氧葡萄糖在惡變的細(xì)胞中蓄積提供組織代謝信息。一般作為腫瘤影像學(xué)檢查的最后檢查手段。PET-CT不光是能檢查原發(fā)腫瘤,對于全身的轉(zhuǎn)移性腫瘤其意義更大?,F(xiàn)在許多學(xué)者更傾向于用PET-CT進(jìn)行腫瘤的分期,指導(dǎo)臨床治療。
5各種影像學(xué)檢查的優(yōu)劣對比及互補
胸片簡單易行可作為胸部疾患的篩選檢查,對于常見的肺內(nèi)腫塊有一定的價值;CT具有良好的密度分辨率,并且CT圖像沒有重疊,其作為肺癌早期的首選檢查已得到大家的公認(rèn),CT增強(qiáng)掃描也是一種非常重要的檢查手段,對于腫瘤的檢查作用較大。MRI在肺部的檢查應(yīng)用主要是對CT檢查后的補充,特別是結(jié)構(gòu)顯示不甚清晰的患者和對造影劑過敏不能行CT增強(qiáng)的患者。PET-CT由于檢查昂貴,存在假陽性和假陰性,故選擇時應(yīng)該合理。
6結(jié)語