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设计方法论文范文

时间:2022-02-16 14:44:17

序论:在您撰写设计方法论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。

设计方法论文

第1篇

在课程最前面,往往会有绪论这个部分。这个部分是对课程重要性的一个阐述和讲解,并着重介绍这门课程的主要的研究内容。要将机器中经常用到的结构和零件的组成和特点等都指出,讲解机器的工作方法和工作原理。所以,在进行这一部分教学的时候,要采用新颖大胆的教学手段,综合运用现代科技手段,包括多媒体、绘画等,将产品的参数、特点都表现出来。这样一来,就可以极大地调动学生的学习积极性,使得学生的学习效率大大提高。

二、教师要注重对课堂教学质量的把关

由于机械设计的基础课程内容很多,需要记忆和背诵很多有关的公式、参数等,而且还要求学生要具有很强的实践性。但是,学生的有关课时却在不断地减少,这就产生了巨大的矛盾。为了解决这个矛盾,就需要教师将课堂变得精简充实,丰富多彩。这里说的精简,不是说对教学内容进行剪切,减少教学内容,而是指将教学内容进行浓缩,使得学生在课堂上,用更短的时间,学到更多的内容。教学的内容,要根据学生的具体情况还有学校的实际情况进行设计,尽量做到针对每一个学生,都有最适合的方案。做到因材施教,有教无类。在课前,教师要对教学内容先进行一个课前预习,要了解和掌握本章课程的课程要求,然后,有选择地选取重点内容,进行重点突破。从表面上看,教材的内容是零散孤立的,但是,实际上,教材内容是联系的。在进行课堂教学的时候,教师要把联系教材内容的那条线整理出来,不必按照章节的顺序进行授课,而是要使得教学的效率实现最大化。在进行课程教学的时候,教师要做到成竹在胸,语言要简明扼要,不要废话,不要长篇累牍地宣讲。

三、要和学生积极互动

在课程学习的过程中,真正的主体是学生,而不是教师。教师起到的是主导作用。教师对学生进行引导,通过一定的教学方式和教学手段,引起学生的学习兴趣,让学生更加主动积极地进行课程学习,这才是重中之重。在此过程之中,需要教师和学生积极互动,相互学习。只有互动式的学习方式,才能做到这一点。要改变传统的师生之间的关系,建立起新型的师生关系。

四、运用多媒体手段帮助教学的进行

通过多媒体进行教学,具有很多传统教学手段所无法企及的优势。首先,通过多媒体教学,可以传播大量的信息。其次,这一方式直观强烈,交互性强,课程进行之中,趣味性强,可以极大地提高学生的学习热情和学习效率。因此,多媒体教学已经极其广泛地被运用到了现代的教学之中。多媒体教学,是现代教学手段的一个极其重要的组成部分,极大地促进了教育改革的实施和进行,对教学质量的提高,有着极大的促进作用。运用多媒体进行教学的时候,多媒体课件的质量,直接决定了教学的质量。多媒体课件的内容对教学效果的重要性不言而喻。制作多媒体课件,一定要注重实用性,要突出重点,帮助学生解决学习中的难点。同时,要尽可能地具备一定的艺术性。但是,一定要注意,不能喧宾夺主,将艺术性变成了花里胡哨,凌乱不堪,这是不可取的。

五、做好总结和对比工作

第2篇

文艺学研究方法论作为一门个别学科,既有与其他科学知识体系相同之点,又有自身质的规定性。

就人类的科学知识体系来说,“一般都由经验要素、理论要素和结构要素构成”[②],文艺学研究方法论知识体系也离不开这三个要素。作为文艺学研究方法论的经验要素,主要是文学工作者通过审美体验而得到的关于一切文学现象的经验材料,它构成本学科的基石。文艺学研究方法论的理论要素则产生于对经验材料的抽象,它表现为本学科的特定概念和范畴,构成文艺学研究方法论的理论体系。文艺学研究方法论的结构要素则是作为方法论的原则从文艺学知识整体性中升华出来的,用以揭示文艺学的内容、属性和规律的手段和方式。因此知识体系的结构要素就是方法论。

文艺学研究方法论的结构要素与理论要素和经验要素不同,它不是明显存在,而是蕴含在其他要素之中。从形式上看,它不是形,不实在,似乎无法抽象出来,构成独立的研究对象。其实在考察了文艺学研究的历史之后,人们会惊奇地发现:文艺学流派林立,学说繁杂,分支众多。这种百家争鸣的局面形成的根源之一,就在于各流派方法论的不同。柏拉图以“直观的甚至神秘的哲学思辨方法”开创了哲学美学(其中也包括文艺学)。亚里士多德以自然科学方法、社会科学方法、演绎法建立了自己的美学体系,影响了西欧文坛两千多年。19世纪泰纳以社会学方法建立了实证主义社会学流派。19世纪末叶德国美学家费希纳运用心理学实验方法创立了实验美学。从19世纪末到20世纪,西方出现的精神分析、语义分析美学、结构主义、接受美学等,无不与它们的世界观、方法论和逻辑起点有关。可见,从某种意义上说,“一种方法论的确立,往往意味着一个新的学派的崛起”。[③]

为什么方法论能够成为流派的标志?这是因为结构要素是一定文艺学流派的叙述原则,是文艺学内容各子系统和要素之间联系的方式。当代科学表明,系统是要素与要素之间关系的集合,确定一个系统的质由要素和要素连接的方式——结构所决定。因此结构要素就能确定流派的性质。从这个意义上说,知识体系的结构要素虽不具形,只要有客观性,有独立的价值,我们就能够运用科学的抽象方法将它抽象出来,作为独立的研究对象,建立一门崭新的学科,与文艺学的其他门类,如文学史、文学理论、文学批评并列。因此,文艺学的结构要素——方法完全能够成为文艺学研究方法论的研究对象。

二文艺学研究方法论的内容

文艺学研究方法论的内容包括本学科的指导思想,研究对象,学科地位,学科根据,各层次研究方法的特征、功能、价值以及它们形成与发展的规律,它们之间的相互关系等问题。

三文艺学研究方法论的指导思想

文艺学研究方法论的指导思想是辩证唯物主义和历史唯物主义。辩证唯物主义和历史唯物主义作为哲学世界观,为文艺学研究方法论提供原则、出发点和理论基础,集中表现在本体论问题上。车尔尼雪夫斯基早就指出:“美学观念上的不同,只是整个思想方法的哲学基础不同的结果。”[④]哲学基础决定文学观念,文学观念又制约和影响研究方法。历史上各文艺学流派所采用的方法,无不与其奉行的哲学有关。泰纳的社会历史方法出自实证主义;风靡一时的接受美学,其思想渊源是现代阐释学,其理论动力导源于皮亚杰的发生认识论;18和19世纪发展起来的历史归纳法,与旧唯物主义机械论有关;现象描述法是18世纪经验主义哲学的产物;精神分析法导源于弗洛伊德心理学,直接与非理性哲学相联系,如此等等,都说明了方法论与哲学世界观的密切联系。因此我们在探寻方法的时候,切记一切研究方法手段、认识工具都是从“研究文学本体的成功经验中归纳总结出来的,那种拘泥于封闭的先验框架里作抽象思辨而产生的方法”,是没有活力的。

我们说哲学的世界观指导和制约研究方法,并不等于代替具体学科的研究方法。“文艺学这门科学的方法论同一般的科学方法论——辩证唯物主义不同的地方,不仅在于它把初始的哲学原则具体化了,而且[⑤]在于它包括了特殊的方法”。[⑥]文艺学作为一门独立的个别学科,有适应自己对象特点的个别学科的研究方法,还有从其他学科移植过来的研究方法,这些都是辩证唯物主义所代替不了的。

四文艺学研究方法论的分类

文艺学方法论是“诸种研究方法的手段的学说化的理论”,它本身就是一个多层次的结构系统。面对如此众多的研究方法,如何确定它们的层次地位,这涉及到分类标准问题。到目前为止,分类标准不一,有的则从历史角度,有的从功能价值角度,有的从适应的普遍性范围及程度的角度。从功能价值与适应范围及程度相结合的原则进行分类,大致可以分4个层次:

(一)哲学方法

哲学方法处于方法论系统的最高层次,它适应一切科学,“表现为一种思维定势和原则,对文艺学方法论体系的整体性有规定作用”。[⑦]车尔尼雪夫斯基早就指出:“美学观念上的不同,只是整个思想方法的哲学基础不同的结果。”[⑧]哲学基础决定文学观念,文学观念又制约和影响研究方法。历史上形成的各种方法都与其奉行的哲学有关。比如泰纳的社会历史方法之于实证主义哲学;接受美学之于现代阐释学、皮亚杰的发生认识论;历史归纳之于机械唯物主义;现象描述法之于18世纪的经验主义哲学;精神分析方法之于非理性哲学等等,都被某种哲学所设定,都与其相应的哲学遥相呼应。但是方法论有其相对独立性,并不与哲学等同划一。哲学对方法论的作用只表现为一种指导和制约的作用,绝不能取而代之,它必须通过个别学科的研究方法加以具体化,才能够与各研究方法同文共轨、同条共贯、行之有效。钱学森同志曾对哲学、一般方法、各门学科的具体方法之间的关系做过精辟的分析。他认为,哲学要指导各门学科,但这种指导既不是取而代之,又不是风马牛不相及,而是通过一般研究方法这个中介起作用。比如哲学通过自然辩证法去指导、联系自然科学;通过历史唯物主义指导联系社会科学;通过数学哲学指导联系数学科学;通过系统论方法去指导联系系统科学;通过认识论去指导联系思维科学;通过人天观去指导联系人体科学;通过军事哲学去指导联系军事科学;通过美学去指导联系文艺理论;通过社会论去指导和联系行为科学。一般研究方法“可以使低层次的具体科学方法论得到拓展、深化和提高,进一步密切相互之间更广阔、更多方面的联系,又有可能使具有普遍意义的哲学方法论充实、丰富和发展”[⑨]。同时保证了哲学方法论指导作用的正确实施。

总之,各种研究方法离不开特定的哲学原则的指导与制约,又不能为它所代替。正确的哲学原则确保各种方法的先进性、合理性,先进的科学方法又可以深化、丰富一定的哲学。我们切不可将哲学方法与其他方法对立起来。其实,任何“对立”的做法在实践上都是行不通的(二)一般研究方法

一般研究方法是能为多种学科所采用,处于中介环节的研究方法。它处于方法论系统的第二层次,主要包括系统论、控制论、信息论和逻辑思维方法。

(三)特殊研究方法

特殊研究方法亦称具体方法。它是某一学科特有的研究方法,或者是某一学科从某种角度的研究方法。特殊方法取决于该门学科对象的特殊性,表现为“对文学的切入视角,一般都成为特定的文学流派”[⑩]。特殊研究方法包括:运用于美学的美学方法;由文学心理学派生的文艺心理学方法;由文学信息属性衍生出来的符号学方法、语义学方法;由文艺价值分化出来的艺术价值方法;由读者所决定的接受美学方法等等。

(四)具体的研究手段

具体的研究手段严格说不属于方法,而是组织加工材料的科学方式、技术措施,是属于方法论的工艺部分,或者是科学本身的研究手段。具体的研究手段能为不同方法论的流派共同运用。比如定量和定性、观察和实验、调查、统计、模式化、比较法等等。

上述划分是就整个方法论的结构体系而言。文艺学的方法论体系的划分在参照上述原则的基础上,又有其独特性。

文艺学研究方法与文艺研究的对象有紧密的关系,特定的研究对象要求特定的研究方法。从文艺学研究的历史看,流派林立、方法纷呈,似乎无迹可迹,但用美国学者M·H艾布拉姆斯的“作品、艺术家、宇宙、读者”四要素论来衡量,发现各种方法的产生都与研究对象的转移有关。而对象的转移,无论是按照下列哪种模式,如艾布拉姆斯的模式,刘若愚的模式,或叶维廉的图式(图缺),都无法超出“作品、作家、读者和宇宙”四个重心。所以以作家为重心的研究,就诞生诸如传记研究方法、各种文艺心理学方法(如弗洛伊德的精神分析法、荣格的原型研究方法等);以作品为本体的研究,就产生了诸如符号学方法、形式主义方法、新批评方法、结构主义方法、叙述学方法、现象学方法等等;以读者为研究重心相应出现了文艺现象学方法、文艺阐释学方法、接受美学方法等等;以宇宙和社会为中心的研究形成了社会历史方法、社会学方法、新历史主义方法、解构主义文化美学方法、文化学方法等等。

文艺研究方法本身多姿多彩、丰富多样,像天上的星河灿烂,但又都遵循宇宙原动力,星罗棋布,各在其位,各行其职。文艺学研究方法随文学艺术大系统中子系统的不断被发现、被认识,必将呈现出一幅立体多样、变化无穷的动态发展景观。

[①]陈晋:《文艺学方法的一些基本问题辨析》,《语文导报》,1985

[②]李武:《社会学的方法论与社会学的发展》,《新华文摘》,1985年第3期

[③]陆海林:《方法论放谈》,《文艺理论研究》第7卷,第44页,文化艺术出版社,1986

[④][俄]车尔尼雪夫斯基:《车尔尼雪夫斯基选集》上卷,第167页,三联书店,1958

[⑤][苏]布什明:《文学的方法论问题》,《国外社会科学》,1982年第2期

[⑥][苏]布什明:《文学的方法论问题》,《国外社会科学》,1982年第2期

[⑦]陈晋:《文艺学方法的一些基本问题辨析》,《语文导报》,1985

[⑧]《车尔尼雪夫斯基选集》上卷,第167页,三联书店,1958

第3篇

建筑设计是指建筑物在建造之前,设计者按照建设任务,把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题,事先作好通盘的设想,拟定好解决这些问题的办法、方案,用图纸和文件表达出来。使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。广义的建筑设计是指设计一个建筑物或建筑群所要做的全部工作。设计工作常涉及建筑学、结构学以及给水、排水,供暖、空气调节、电气、煤气、消防、防火、自动化控制管理、建筑声学、建筑光学、建筑热工学、工程估算,园林绿化等方面的知识,需要各种科学技术人员的密切协作。

二、建筑设计的构成要素及原则

(一)建筑设计的构成要素

1.建筑功能是人们建造房屋的主要目的之一,是指所建建筑的用途和使用要求。

2.建筑技术是建造房屋的手段,它包括建筑材料、建筑结构、建筑物理、建筑构造、建筑设备与建筑工程施工技术等各项技术保障。

3.建筑艺术形象也是人们建造房屋的主要目的之一,它包括建筑群体和单体的体型、内部和外部的空间组合、建筑立面构图、细部处理、材料的色彩和质感以及光影变化等综合因素所创造的综合艺术效果。

4.经济合理。建筑构造设计处处都应考虑经济合理,在选用材料上应就地取材,注意节约钢材、水泥、木材三大材料,并在保证质量前提下降低造价。

(二)建筑设计原则

1.整体性设计原则:整体性设计原则是把要设计的建筑作为由各个组成部分构成的一个整体来全面研究整体的功能、构成及其发展规律,从整体与部分相互依赖、相互结合、相互制约的关系中揭示系统的特征和运动规律。

2.综合性设计原则:对任一系统的研究,必须从它的要素、结构、功能、相互关系、历史发展等方面进行综合地考察。在综合的过程中把分析有机地给合起来。从综合出发,在综合的基础上进行分析,再回到综合。每一层次分析的结果都要反馈到上一层次的综合去与整体进行比较,按照比较的差异从新进行分析、修改、整合,使部分与整体达到高度的统一。

3.联系性设计原则:联系性设计原则要求要考虑到相互联系的诸多方面,不仅要考察研究对象这个系统本身的各个方面,还要考察系统的环境。环境是系统存在的外部条件。系统都是在一定的外部环境中发生、维持和发展的,与环境中其他系统有着种种相互联系和相互作用的。这种相互作用包括:环境给系统提供的资源和压力、系统给环境提供的功能和污染。因此,系统与环境是互塑共生的。

4.动态性设计原则:动态原则就是要探索系统的内外联系及系统发展变化的方向、趋势、活动的速度和方式,还要探索系统发展的动力、应用和规律。对于建筑设计来讲尤其要立足现在,兼顾未来,把握时代的发展方向。

5.有序性设计原则:高层系统是由低层系统组成的,低层系统对高层系统具有构成性关系,同一层次的系统之间存在相干性关系。因此,系统都是有序、分层次的,是层层相包的结构关系。而且层次越低,结合度越强;反之层次越高,结合度越弱。结合度递减,层次结构更加稳定,由此可见,使用房间对功能区、单体对群体、基地对环境都具有构成性关系,其结合度应递减方能促进结构和功能的稳定。如果一个功能区过于依赖于它的上层系统,一旦上层系统中某个环节遭到破坏势必会影响到它的使用功能,甚至会瘫痪。因此,正确地确定各部分的关系,有效地进行功能分区,合理地组织各种流线和空间序列,是建筑设计中应认真对待的重要环节。

6.结构性设计原则:结构是要素在关系作用下的结合方式,是性能的载体,普遍地存在于事物之中。结构决定性能,性能表现可以反作用于结构。要素是结构的赖以结合者,要素运动的稳定与否、发展方向将影响结构的稳定与否和方向。关系是将要素连接起来的作用,是构成系统的纽带,关系质和量决定结构性能的稳定性。因此,必须了解它的结构。

7.最优化设计原则:系统形成的过程实际上是差异整合的过程。差异的事物能够整合在一起,它们之间必定有同一性,相互需要、相互支持、优势互补,这是整合的前提和基础。通过差异的整合使建筑的各个部分有机地组织在一起,激发出正的整体效应,促进“整体大于部分之和”。

三、建筑设计的程序与组织

建筑设计的程序包括:方案阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段。

初步设计阶段:首先应重新熟悉设计任务书、踏勘现场,进一步收集在设计中会有用的资料。切实了解项目所在地的环境情况和当地的一些有关的地方性法规。

初步设计阶段的图纸和设计文件,要求建筑专业的图纸标明建筑的定位轴线和轴线尺寸、总尺寸、建筑标高、总高度以及与技术工种有关的一些定位尺寸,在设计说明中则应标明主要的建筑用料和构造做法;结构专业的图纸需要提供房屋结构的布置方案图和初步计算说明以及结构构件的断面基本尺寸;各设备专业也应提供相应的设备图纸、设备估算数量及说明书。

在完成了初步设计的设计文件后,设计单位应当经由建设单位向有关的监督和管理部门提交全部初步设计的设计文件,等候审批。

施工图设计阶段:对初步设计的文件进行细化处理,达到可以按图施工的深度,并且满足设备材料采购、非标准设备制作和施工的要求。

施工图设计阶段的图纸和设计文件,应提供所有构配件的详细定位尺寸及必要的型号、数量等资料,还应绘制工程施工中所涉及的建筑细部详图。其它各专业则亦应提交相关的详细的设计文件及其设计依据,并且协同调整各专业的设计以达到完全一致。

在施工图文件完成后,设计单位应当将其经由建设单位报送有关施工图审查机构,进行强制性标准、规范执行情况等内容的。

四、设计思维的创造性与个性化

建筑的个性,不仅来自于其形式,而且要在满足其使用功能需要的基础上,符合使用的个性和审美要求,通过把人的情感方式和生活方式客观化,创造一个具有文化意味的人性化的空间,使建筑以及和建筑相关的一切都带有人格的力量。个性化设计内涵其实就是一种“以人为本”的思想,是对人性关怀的一个表现。

参考文献:

[1]皮亚杰,《结构主义》,商务出版社,1996.

[2]勒·柯布西耶,《走向新建筑》,天津科技出版社,1998.

[3]汪坦,陈志华主编,《现代西方艺术美学文选建筑美学卷》,洪叶文化事业有限公司.

[4]李大夏,《路易·康》,中国建工出版社,1993.

[5]让-弗·利奥塔等,《后现代主义》,社会科学文献出版社,1999.

第4篇

关键词:设计色彩艺术设计表现方法

在现代艺术设计专业与产品设计、包装中色彩起着十分重要的作用,它与设计产品造型、图案纹样、材料加工一样,是产品设计的主要内容之一。所以,不同的产品设计本身就包括了不同色彩的设计。而设计色彩与绘画写生色彩既有区别,又有联系。绘画写生色彩是以光照作用下产生的色彩变化为主、对表现物体瞬间引起变化的色彩进行敏锐的捕捉,真实地再现自然物象,绘画者的科学认识与观察是表现写生色彩的正确方式。设计色彩则以绘画写生色彩为基础,根据设计专业的特点和要求,运用色彩归纳、概括、提炼等手段,表现物体之空间,它更注重和强调物象的形式美感以及色彩的对比协调关系,培养设计者表现色彩的能力。绘画色彩是感性的、客观的、空间的、真实的,而设计色彩则是理性的、主观的、平面的。这就要求进行色彩学习时,要有侧重地做写生练习。设计色彩将视觉中观察到的色彩经过有目的地筛选、梳理、提炼、变化体现出来。设计色彩是绘画写生色彩与设计用色之间结合的桥梁,是以培养学生的设计思维及表现能力为主旨,经过绘画写生色彩训练,在具备正确观察和认识色彩的前提下,进入设计色彩表现方法的学习是从事艺术设计色彩的必经之路。

一、设计色彩的特征

设计色彩是艺术设计专业一门基础课程,它对现代艺术设计专业如广告、插图、标志、设计、建筑外观、服装设计有着重要作用。它在美化生活、满足物质需要的同时,也提供了精神上的享受,因此色彩的协调与正确运用是产品成功走向市场的保证。正是由于色彩的特殊性,在绘画写生色彩中可以有个人喜好来运用和表现色彩,而在设计色彩中则不允许有明显的个人偏好。当人的审美观念随着时代的发展而不断提高时,设计色彩也在随着时代而不断创新,并要符合时代性与环境、地域等不同的审美要求。同时强调以实用为前提,注重大众接受为目的,其要求色彩效果明确、清晰、单纯。设计色彩在绘画写生色彩的基础上通过高度概括、提炼、归纳等手段,夸张变化地表现出来。它不受光源色、环境色、固有色的影响,它的最大特点就是不满足于自然中客观变化的色彩,而要灵活地调配出比现实生活更理想的色彩,表现出更高境界的色彩。这就要求设计者有丰富的想象力和对色彩的控制能力,同时具备较高的个人审美艺术修养。

二、设计色彩的配色

艺术设计作品的造型以写实和变形为主。写实是指比较真实地反映生活中的物象特征;变形是在不背离物象的基础特征以及自然规律的前提下,根据设计者的审美取向和审美感受对物象进行概括、简化,改变其表现物象的外在形式,将“自然”形态转化为艺术形态,它是对自然物象“形”的美化过程。“变形”是依据不同对象特征所进行的变形,是自然物象的升华。“写实”与“变形”二者是相互联系的。视觉的需要促使着形的变化,有韵味、意味、趣味的“变形”也满足了形式与内容的高度统一。而设计色彩主要以表现平面、单纯、秩序的形式为了。在艺术设计中出现的形象,无论是二维形象还是三维形象,在构图上都处于平面状态;而物象色彩多采用单纯的颜色,使形象具有审美感染力和表现力,形成画面效果所具有的秩序感、韵律感、节奏感。这些形式设计者一般采用重复、渐变、放射、对比、统一等法则来体现,最终达到赏心悦目的效果。设计色彩配色原理,艺术设备者设计色彩时在颜色选择上可以丰富多彩,也可以只选几个颜色,甚至用一种颜色来表现。设计色彩作品之所以打动人,不在于色彩是否强烈,而是色彩的丰富变化上。即使用一种颜色通过黑、白、灰变化其明度或纯度,作出等级色组成的画面,使画面效果产生秩序感、节奏感。设计色彩的配色,要求色彩的形式和内容应该冷暖对比协调统一,通过形与色的结合来实现色彩传递和表达感情的目的。不同表现主题具有不同的韵律,不同的色调可以给人不同的美感。设计色彩的调和方法主要包括同类色调配、类似色调配、邻近色调配、对比色调配、互补色调配等。

三、设计色彩的表现方法

1.变换环境、物象引起的色彩变化学习:任何物体的色彩面貌呈现都是与周围色彩比较的结果,它是固有色、光源色、环境色的综合体现。通过练习可以使学生直接而生动地认识局部与整体色彩的关系,从中发现并掌握一些变化规律与表现形式,为日后理性地运用色彩语言表达设计思想奠定有力的基础。要求对一组静物进行写实色彩写生,然后变换静物组合。如:a.变换光源色(由日光变为白炽灯等);b.变换少量物体;c.变换和拆除静物组合的部分衬布等,使该组静物产生局部变化。最后将前后几张作品对照,从中感悟局部色彩变化所带来的整体色彩变化。在此基础上,为了更进一步地提高对色彩内在联系和变化规律的把握,以及自由运用色彩语言的能力,可以继续进行色彩组合默写训练、变调训练,使学生在解决问题的过程中,理解和掌握设计色彩知识。2.色彩归纳表现:通过掌握对自然色彩的分析、概括与提炼,从中了解如何将画面由三维向二维方向转化的方法,了解由写实表现形式向设计表现形式转化的过程。也便于更加理性地用色,为日后走向设计工作奠定基础。在写实的基础上,对同一景物、风景、花卉进行色彩归纳,并进行概括和提炼的实践。由于客观物象的色彩千变万化,因此在做这一练习时,先画一幅写实性色彩作业,然后再完成两幅不同处理方法的归纳色彩写生作业。色彩归纳训练,是沟通写实与装饰色彩画法的有效措施。归纳色彩写生同样重视色彩感受中的第一印象,只是更进一步地表现对象色彩的本质特征。其表现形式的不同之处是,归纳色彩写生是在排除了光色影响下的色彩作去伪存真的处理,有意识地追求平面化的画面效果。

归纳色彩写生一般有两种方法:一是在保持原有光色关系的基础上,将几种邻近距离范围内的近似色都转化成它们的平均值色,以平均值来代替它们,尽量以平涂式处理,但并不是将对象单纯地用固有色来代替。二是在保持写生物象色调特征下,加强对色彩的主观处理,作必要而适度的夸张,如加强色线的曲直对比、色彩分布的疏密对比等。丰富的景物组合适宜作为写生对象,处理画面的方法除以平涂色块,还可以勾线填色,或对局部进行繁化处理等。同时还应注意色块之间的着色边线必须肯定、明确,颜色在色块内一般不能渐变、渗化等变化。

3.色彩的装饰性表现:要求这一环节是继“色彩的归纳训练”之后的又一个培养具备设计思维能力和设计表达手段的重要命题,它分别以风景、花卉、人物为对象进行装饰色彩的技法练习。以主观性为主,以美化画面为核心,运用归纳、变色、象征等表现手法,讲究色彩自身的韵律效果。装饰性色彩表现是印象派和现代画派画家常用的手法,如高更、劳特里克等。练习应循序渐进,由归纳写生开始过渡,在色彩归纳的基础上尽可能地强调其装饰性,将形体与色块较大程度地整化。第二步可以尝试“限制用色”的方法,达到以一当十的目的,只用数种色彩根据不同搭配形式,产生各种不同的色彩样式。第三步“借用色彩”,吸收古今中外优秀装饰作品的手法,尤其是装饰绘画和图案设计的主要手法。与色彩同样重要的还有体现色彩效应的描绘手法如色点缀,勾线描边、渐变、间隔色块等可以增强画面色彩的丰富性与装饰性,使画面色彩呈现出循序感,从而色彩效果达到调和。

4.色彩抽象化表现。要求摆脱视觉对形象直接识别的依赖性,锻炼学生的设计思维能力,是设计表达手段的重要环节。使形象与色彩取之自然,逐渐脱离自然,最终又作用于自然。使色彩与形式具有暗示、象征、传递意念的功能。通过一些命题设计(如:激越、和谐、生命等进行锻炼)来完成。学生由于自己的经历、文化背景不同、性格等因素导致命题对其有着不同的心理响应,在进行抽象练习时,根据个人的理解不以任何具体形象为装饰的对象,而运用单纯的点、线、面作为表现的形象,来组成作品的面貌。

5.色彩肌理效果表现。要求选择归纳、装饰、抽象中的一幅作品,在不改变其形的前提下,进行肌理效果的处理。如将水粉纸更换为木板,颜料中加入沙子、木屑、碎玻璃粒、石膏粉等方法以取得很好的质感效果,用油画在画面上运用拓印、渲染、磨擦等技法,使画面达到新的境地。

通过对绘画写生色彩、设计色彩特征的认识,使学生从理论学习到实践练习、从感性认识上升到理性认识,从绘画写生色彩的科学观察认识到主观理性地归纳设计色彩。从而培养学生理解与把握色彩、生动表现设计色彩的能力水平,使其掌握不同设计色彩方法在今后从事的不同艺术设计领域中发挥作用,为将来从事的艺术专业正确地使用色彩、设计色彩打下坚实的基础。

参考文献:

[1]冯健亲.色彩.江苏美术出版社,1994年.

[2]马也.色彩基础.辽宁美术出版社,2006年.

第5篇

【关键词】生态设计产品设计产品生态设计

设计活动是为了创造更加美好的生活。然而,工业化所引发的高消费、高能耗却违背了设计的根本目的。为了人类未来的生活可持续性,人们开始提倡保护自然资源、保护环境、绿化环境。在设计界,更加提倡人与自然、人与环境的和谐设计。美化环境、保护环境、节约能源成为设计中需要考虑的重要因素。有人称之为“循环再生”设计,表明设计不仅仅是为产品设计而设计,也要为人类和自然的和谐生存设计。生态设计的思想由此应运而生。

一、生态设计涵义

生态设计也称之为生命周期设计,即利用生态学的思想,在产品生命周期内优先考虑产品的环境属性。除了考虑产品的性能、质量和成本外,还要考虑产品的回收和处理,同时也要考虑到产品的经济性、功能性和审美等因素。在以往的现代意识驱动下,人们追求更新、更好、更高级的产品。产品的不断更新,以刺激消费为动力,以市场需求为目标,追求人均占有的则富和能源,这些价值代表了现代化。在这种价值观念的驱使下,设计的产品往往寿命很短,不把产品的使用寿命放在第一位,无视后续的产品生产及使用过程中的资源消耗以及对环境的影响。但是,随着人们环保意识的提高,人们逐渐认识到设计对环保所起的重要作用,与环境友好的生态设计成为关注的焦点,从重新发现简朴,节制复杂性,优先使用来源充分、易再生、对人类和环境无害的材料,设计寿命长的产品,在未来设计中从真正意义上实现生态设计。

二、产品设计理念的演变历程

1.传统产品设计理念

产品设计是一个将人的某种目的或需要转换为一个具体的物理形式或工具的过程。传统的产品设计理念,是以人为中心,以满足人的需求和解决问题为出发点,无视后续的产品生产及使用过程中资源和能源的消耗以及对环境的污染。传统的产品设计一般包括产品功能需求分析、产品规格定义、设计方案实施、参考产品评价4个阶段。主要考虑的因素有:市场消费需求、产品质量、成本、制造技术的可行性等,很少考虑节省能源、资源再生利用以及对生态环境的影响。

2.产品绿色设计理念

为确保人类的生活质量和经济的可持续发展,自20世纪80年代以来,旨在保护环境的“绿色”行动在世界各国纷纷兴起。“绿色设计”、“绿色产品”、“绿色制造”等新概念、新理论、新方法层出不穷。产品绿色设计是指在产品的设计意识、设计定位及设计方法等问题上,将生态意识、环境因素融入到整个设计理念中,即在产品生命周期内,优先考虑产品的环境属性,以减少对环境的污染。

3.产品生态设计理念

由于绿色设计的局限,现代意义上的生态设计成为设计时尚。这种设计在产品生命周期内优先考虑产品的环境属性,除了考虑产品的性能、质量和成本外,还考虑产品的回收与处理,以及产品的经济性、功能性和审美等因素,从而设计出对环境友好又能满足人的需求的产品。在具体实施上就是将工业生产过程比拟为一个自然的生态系统,对系统的输入与产出进行综合平衡,而在这一平衡过程中需要进行整个寿命周期分析,即产品全生命周期分析,从而设计出安全可靠且具有耐久性的产品。

三、产品生态设计的方法

1.注重材料的性能。在产品满足设计功能的前提下,在制造、使用过程中材料、能源消耗得越少越好,对环境影响越小越好。对环境的影响包括:对空气的影响、水的消耗量和对水的污染、对土壤的影响、制造和使用时的发热和能量的消耗、废物再生可能性、使用寿命等等。德国标准研究所提出,与传统产品相比,对环境友好的产品应当满足使用要求.在制造、应用和回收处理中需要较少的资源,对环境造成较少的负担。这就是说除了高性能质量外,生态产品还要求产品的生态质量,产品制造过程中的生态制造以及回收处理的生态化。

2.选择对环境友好的材料。以来源充分自然生长的、对人体无害的、节省能源的材料来满足产品功能的需要,以最少的用料实现最佳的效果。TBMPS/2E微机的零部件百分之百可以回收重新利用,被称为绿色PC机。1994年德国公司Foron设计了无氟冰箱,它采用简单碳氢化合物物丙烷、丁烷作为制冷剂,首先使压缩机把它液化,然后让它汽化吸热,这种冰箱减少了70%的能耗,达到了既对环境无害又节约能源的双重功效。

四、我国企业如何开展产品生态设计

1.将产品生态设计纳入到企业战略管理层次中。产品的生态设计涉及企业各个部门,最关键的是得到企业领导的认可和支持。只有将产品生态设计纳入企业战略管理层次中,才能真正提高产品环境绩效。主要原因是致力于长期的产品设计战略可以较早地发现未来可能出现的环境机会和威胁,可以从根本上提高企业的环境绩效和企业竞争力。

2.注重企业内部合作。产品生态设计是一个系统工程。产品设计部门是生态设计的关键,但采购部门选购材料,生产部门生产产品,营销部门最终销售产品,这些部门都对产品的环境绩效起着不同的作用。目前,我国企业应该重视生态设计中各个部门之间的合作,如研发部门提出的设计方案需要得到企业内部其他各个部门的认可并提出意见。只有这样,才能保证生态设计的成功实施并切实有利于提高企业产品的环境绩效,提升企业的绿色形象和国际竞争力。

3.加强上、下游企业之间的合作。进行产品的生态设计,必须考虑上游供应商的生态设计状况,与环境效益良好的供应商紧密合作,才能真正生产出环境效益良好的产品。同时,只有对产品进行生态设计,才能成为重视环境效益的下游企业的供应商。

我国企业可以借鉴国外企业的成功经验。对于生产最终产品的企业,对上游企业的环境绩效进行评估,并把结果集成到产品生态设计中,实现从根本上提高企业的环境绩效,提高产品的国际竞争力;对于生产中间产品的企业,通过产品生态设计,改进产品的环境绩效,从而争取成为国外企业长期稳定的供应商。

参考文献:

[1]王庆斌.绿色包装之绿色设计[J].郑州工程学院学报,2001,(2):64-67.

第6篇

关健词:海堤越浪量断面设计护面强度排水自然型海岸

一、概述

我国有总长3.2万公里的海岸线,其中大陆海岸线1.8万公里,岛屿海岸线1.4万公里,随着沿海地区社会经济的快速发展,台风暴潮造成的损失越来越大,已建海堤大部分已很难适应当前防潮、洪的要求。由于缺乏反映海堤自身特点和要求的国家标准,海堤工程设计、施工和管理难以做到安全适用、技术先进、经济合理、管理规范的要求。笔者近年为配合广东省“十项民心工程”的实施,编撰广东省地方标准《广东省海堤工程设计导则(试行)》DB44/T182-2004,期间,对现有海堤作了一些调研,并根据已有的设计工作经验,针对越浪海堤的断面设计,在此提出粗浅看法。

目前,海堤的设计以是否允许越浪划分为两大类,即不允许越浪和允许部分越浪。大部分的海堤建在软土地基上,若都按不允许越浪标准设计,则对堤顶高程和断面尺寸的要求较高,投资大,往往不经济合理,允许部分越浪的海堤的合理设计就成了设计者要认真考虑的问题。越浪海堤的断面设计主要解决越浪量、堤顶高程、堤身断面、护面强度及排水及恢复自然型海岸等方面的问题。

二、设计步骤

2.1堤顶高程

堤顶高程是确定堤身断面规模的关键设计参数。堤顶高程的确定要考虑海堤沉降量,可按下式计算:

(1)

式中——对应设计频率水位的堤顶高程(m);

——与设计频率相应的位(m);

——按设计波浪计算的累积频率为F%的波浪爬高值(m);由于按允许部分越浪设计,取%;

——安全超高值(m),按表2规定值选取。

堤顶高程有两层含义,一是指防浪墙顶面,二是指堤身断面顶面,当堤顶临海侧设有防浪墙、且防浪墙稳定、坚固时,堤顶高程可算至防浪墙顶面。但堤身断面顶面的高程仍应高出设计(水)位0.5以上,且不得低于设计(水)位0.5m。

如何处理好堤顶高程与允许部分越浪的关系,设计时应以堤顶高程的要求初步确定某一高程,越浪量大于允许越浪量要求时,堤顶高程应重新确定,一般是加高堤顶或通过对堤顶、背海侧坡面加强防冲保护等方法来提高海堤允许越浪量。当海堤堤前波浪较大,通过前两种方法均难以满足要求时,也可采用人工消浪措施减小海堤堤前波浪,控制越浪量。沿海城市的沿海(江)堤防一般都有景观要求,为满足城市的总体规划要求,对堤路结合海堤堤顶高程的要求予以适当放宽,但须计算越浪水量,并根据水量设置完备的排水系统,与城市排水系统接驳,以保证越浪量及时排泄。

在考虑预留沉降量后,设计图上的堤顶高程应为考虑堤身固结、堤基附加沉降量后的工后堤顶高程,故设计者应在图纸的说明部分明示计算沉降量及施工时要求的预留沉降高程。

2.2越浪量

大部分的海堤的损毁均由于超标准潮浪的越浪水体作用,允许部分越浪的海堤其越浪量成为海堤断面结构设计的控制因素。海堤的越浪量是指1m单位宽度海堤上每秒钟波浪翻越海堤的水量,其单位为(m3/s.m)。当海堤越浪超过一定数量时,将导致堤身破坏,目前国内外对海堤允许越浪量的确定和越浪量计算方法的研究成果均建立在模型试验的基础上。

以上述值作为堤身越浪量的控制上限,通过越浪量计算,方法见文献第8章,可以令堤身的越浪量满足设计要求。当越浪量超出允许值时,可采取改变断面布置、调整护面结构措施削减波浪或增强护面的抗冲强度。对防护级别较高的1、2级海堤或有重要防护对象的海堤应结合模型试验确定允许越浪量,同时验证堤顶和内坡护面的防冲稳定性。当堤顶为混凝土或浆砌石护面、内坡为垫层完好且有效的干砌石护面时,除按设计重现期波浪条件计算越浪量外,还应提高一级波浪设计重现期校核越浪量,在校核条件下允许越浪量可放宽至0.07(m3/s·m)。

目前海堤允许越浪量和越浪量计算方法均建立在简单单坡和陡墙模型试验的基础上,计算方法和计算公式比较单一且精度有限,难于适应复杂断面结构型式海堤的越浪量计算。从安全和经济的角度考虑,对重要海堤结合模型试验确定越浪量是必要的。

2.3堤身断面

断面设计时,先参照已建类似工程初拟断面形式,根据波浪要素及海堤等级,确定堤顶高程,经过稳定计算,反复调整尺寸,最终确定合理的断面。断面调整的大前提是,降低堤顶高程,控制稳定,应从以下两各方面着手:

(1)断面内部调整

内部调整包括调整边坡、调整护面、调整高程。稳定不能满足时,放缓边坡是比较奏效的措施;调整护面结构,可以不改变断面形状而仅改变堤身护面,利用不同护面的糙率,削减波浪爬高,降低堤顶高程。

(2)断面形式调整

可对堤身设置消浪平台,平台位设置于多年平均位加50cm超高处,可以减少波浪爬高,且有利于断面的稳定性。堤前有滩涂的应采用非工程措施,种植红树林,既可减少波浪爬高,又能固滩保堤护岸。堤前水深较大时,可考虑堤前设置潜堤的工程措施来减少波浪爬高。

2.4护面强度

护面主要指的是临海侧面、堤顶、背海侧面护面的强度。

(1)临海面

临海侧直接经受波浪作用,护面结构主要从整体性、抗冲刷、消浪等角度综合考虑。该部分结构上部应能够承受波浪的打击、上吸。下部应能承受波浪的反复掏刷。因此要求护面结构强度要高,稳定性要满足要求,护面底要做好反滤,同时坡面要留足排水孔,浆砌或混凝土砌石护坡具有较好的整体性,外表美观,抗波浪能力较强,返修率低,管理方便。但适应变形能力差,当岸坡发生不均匀沉陷时,砌缝容易出现裂缝。应在堤身土体充分固结,基础沉降已基本完成,且土坡基本稳定后的堤段经稳定厚度计算,确定护面厚度。混凝土砌石,虽造价稍高于浆砌石,但砌筑质量要优于浆砌石。混凝土护面下的砂心堤段,在波浪破碎时,自波峰抛出的水流的冲击,对板产生周期性动力荷载,引起护面下砂土的运动。当波浪爬升和自斜坡上下落时,护面构件上的压力交换也引起运动。在波浪作用下,混凝土面板即使止水做得够好,也避免不了板下部填料的移动,这种移动最终导致板底脱空,波浪作用时击碎板面。对淤泥质堤基,堤身土体充分固结后,当迎潮面封闭时,可不留排水孔。护脚要有足够的支承力,要能防止底脚被淘刷,或发生淘刷时,仍有足够的能力支承护面结构。

(2)堤顶

堤顶则由于要满足越浪的强度要求,护面的强度要求同迎潮面,由于堤顶一般兼作防汛公路,根据这一特点,护面一般采用混凝土结构。为保证堤顶护面混凝土结构的平整度,要求堤身填土的沉降、固结量已基本完成,此时的堤顶护面结构不再留沉降缝,而只留伸缩缝,路面设计的术语为胀缝,缩缝。胀缝一般设在堤轴线平面曲线曲率变化的起止部位,直线段较长时,可每200m设一条,缝间通过可以伸缩的拉力杆(钢筋)连接。缩缝一般4~6m设置一条,采取诱导切割方式,在护面上切割深3~5cm,宽3~8mm的假缝形式,当护面板收缩时,将沿此最薄弱断面有规则地自行断裂。缝间填灌沥青类材料。

(3)背海侧面

爬上海堤临海侧坡的浪花,越过防浪墙,直接与堤顶或后坡碰撞,因此流速哀减迅速,故背海侧坡的防护主要以能承受垂直于坡面的冲击力为主,无波浪的回流水流的拖拽力,因此护面设置原则应为透水、消能。在保证良好的反滤垫层的基础上,按其造价高低排序,应为干砌石砂浆勾缝,预制混凝土板勾缝,浆砌石。虽然按部分允许越浪设计,但应按越浪量计算成果,使海水在堤顶汇集,通过排水沟排向前坡脚,创造条件使背水坡仍能采用生物措施保护,加铺一定厚度的腐质类土,一来可保证提高成活率,二来可为其繁植提供较丰富的营养积蓄地。背海侧坡脚应设置矮挡墙,既可得保护堤脚,又使工程界限明确,增加美观。

2.5排水

排水主要解决翻越堤身表面的越浪水量及降雨量在堤表面的引排问题。堤身表面排水分为漫坡排水和汇水沟集水排放两种形式。对背海侧采用工程护坡的越浪海堤,采用漫坡排水一般即可满足排水要求,只要在坡底设置汇水沟集水,统一汇入总排水系统。当采用堤顶汇集越浪水量,背海侧仍采用生物措施保护护面方式时,一般堤身高度小于6m的平直段堤围,漫坡排水不会引起集中冲刷,但曲线段则应设置适量的竖向排水沟,以通过引走堤表水流,防止水流冲刷坡面。这些竖向排水沟均设置在陡坡上,属于急流槽,因此,沟内应砂浆批荡。

越浪海堤的越浪量通过计算可以分析出,但一般堤段缺乏当地的高频率常遇洪水的自记雨量降雨强度资料,故可采用文献中介绍的方法,以5年一遇10min降雨强度等值线图及60min降雨强度转换系数等值线图,计算堤面降雨的排水设计径流量,与越浪水量相加则可进而确定坝面排水系统的断面尺寸,使得堤面排水系统的设计更加详尽。

2.6自然型海岸的恢复

所谓的自然型海岸,就是要保持、重现及创造海岸原有的多姿多彩的自然风情。越浪海堤的建设,临海侧、堤顶、背海侧采用的工程措施使得海岸的自然环境受到严重的干扰,因此,要将工程措施与生态学有机的结合,根据海堤所处的不同位置,采取不同的生态恢复措施。

对直接临海的堤,由于受海浪的频繁拍击,海岸生态建设的重点应放在堤前水域和背海侧坡面,应在堤前水域种植红树林,营造防风、防浪的生态林。应在背海侧坡面的干砌石、砼护面块体等工程措施护面的表面覆盖原位弃土,移植或种植草皮。

对堤前有滩地且不直接临海的堤,除了应在堤前积极营造生态林外,对临海侧堤面,也应尽量采用满足抗风浪要求的砌块护面,并上覆土,促成植物快速生长。

三、结语

越浪海堤控制住了上述关键设计环节,其安全性基本可得到保障。此文结尾时值得一提的是:

(1)一般的越浪海堤均建在软土地基之上,施工时应严格控制施工速率,急于求成,不但增加填筑工程量,而且地基破坏的滑弧切割堤身,引起堤身纵向裂缝,削弱堤身总体性,附加断面处理工程量。

(2)临海面、堤顶、背海侧面护面均应在堤顶沉降量小于8mm/月时,方可实施堤顶刚性工程保护措施。沉降未基本稳定时,应采用过渡性工程措施保护堤面,如干砌石护面。用此措施来保证刚性护面不出现裂缝而破坏结构的完整性。

只有精心设计的断面,越浪海堤的安全性才可得到充分的保障,才能达到既经济合理,又安全可靠的目的。只有在改造自然的同时又时时不忘与自然和谐共存,才是海堤设计的可持续发展之路。

参考文献

[1]广东省地方标准,广东省海堤工程设计导则(试行)》DB44/T182-2004,北京,中国水利水电

第7篇

一、实验设计教学的必要性

1996年上海高考第四(5)题要求测定陶瓷管上均匀电阻膜的厚度,就属于设计型实验.但由于题目给出了全部实验器材和所有相关量,使实验定位在电阻或电阻率的测定上,又大大降低了实验难度,只属于局部设计型实验.无论命题者出于何种考虑,设计型实验毕竟半遮半掩地出现了,这多少给教学工作者提了个醒.

1.从小处着眼,加强实验设计教学

上海作为高考改革的试点城市,其成功的改革将为全国高考提供可能的改革方向,甚至一些新颖的题型和情境,都可能为全国高考所借鉴.如1996年全国高考第21题就是从1995年上海高考第一(5)题脱胎而来的.无疑上海高考关于实验设计的考查是又一个成功的改革举措,极有在全国推广的价值.而物理《考试说明》中要求“会用在这些实验中学过的实验方法”,也为实验设计的考查在全国的推广提供了可能.

2.从大处着眼,加强实验设计教学

著名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中,曾严厉指出:“今天我们科学界有一个弱点,这就是思想不很活泼,这也许跟大家过去受的教育有一定关系……”我们常常教育学生“应该……”“必须……”;我们的考试题目常常不惜笔墨描述背景、附加条件,最后只有一个小小的空格“是……”.这样培养选的人才在学校是好学生,步入社会是好职员,大脑中只是机械地跳动着两个问题:“你要我做什么?你要我怎么做?”工作常常:“完成”的相当漂亮,但思想僵化,毫无创见.这正是我们的悲哀!长期以来的这种教育选拔模式,致使我们现在仍只能在很羞涩地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与自豪!

思想不活跃,是因为我们给了学生太多的“必须”的限制;思想僵化,是因为我们留给学生太少的“可能”的余地.实验设计的教学,正是活跃思想,培养能力的一种好方法,授以实验的基本方法,让学生自己去考虑有哪些可能的做法,自己会怎么做.

二、实验设计的基本方法

1.明确目的,广泛联系

题目或课题要求测定什么物理量,或要求验证、探索什么规律,这是实验的目的,是实验设计的出发点.实验目的明确后,应用所学知识,广泛联系,看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过,与哪些物理现象有关,与哪些物理量有直接的联系.对于测量型实验,被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示;对于验证型实验,在相应的物理现象中,怎样的定量关系成立,才能达到验证规律的目的;对于探索型实验,在相应的物理现象中,涉及哪些物理量……这些都是应首先分析的.

举例来说,要测定地球表面附近的重力加速度,我们就应检索:在所学知识范围内,哪些内容涉及到重力加速度,它与其他物理量有何定量关系,并一一罗列出来:

(1)在静力学中,静止物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力大小就等于重力,即T=N=mg.若T(或N)和m能测出,则重力加速度g可测定.

(2)在超重或失重(但不完全失重)系统中,F-mg=±ma.若F、a和m可测出,则重力加速度g可测定.

(3)在运动学中,物体从光滑斜面上由静止下滑,s=12gsinθt2.若s、θ和t可测定,则重力加速度g也可测定.

(4)在运动学中,物体从粗糙斜面上由静止下滑,s=12(gsinθ-μgcosθ)t2.若s、θ、μ和t可测,则重力加速度g也可测定.

(5)自由落体运动中,h=12gt2.若h和t可测出,则重力加速度g也可测定.

(6)用重力加速度测定仪测定.

(7)在平抛运动中,竖直方向在连续相等的时间内位移之差Δy=gt2.若Δy和t可测,重力加速度g同样可以测出.

(8)在斜抛运动中,水平射程可以表示为x=v02sin2θ/g.若x、v0和θ可测出,则重力加速度g也可测出.

(9)单摆做简谐振动时,其周期可以表示为T=2πl/g.若T和l可测,则g可测.

(10)在焦耳测定热功当量的实验中,若能测出水的质量和升高的温度,算出水增加的内能,再测出重物的质量和下落的高度,同样可测定重力加速度.

(11)带电粒子在的匀强电场平行板电容器中平衡时,mg=qU/d.若U、d和带电粒子的荷质比(q/m)可测定,则g可测出.

(12)假设一物体在地球表面附近绕地球做圆周运动,mg=GMm/R2,g=GM/R2.

…………

2.选择方案,简便精确

对于每一个实验目标,都可能存在多条思路、多种方案.教材中关于某个实验目标的实验方案,也只是众多方案中的一种,而且不一定是最好的一种,而只是较可行的一种.那么在众多实验方案中,我们应如何选择呢?一般来说,选择实验方案主要有三条原则:

(1)简便性原则即要求所选方案原理简单、操作简便,各量易测.应尽量避免实施那些原理复杂、操作繁琐和被测量不易直接测量的实验方案.

(2)可行性原则实验方案的实施要安全可靠,不会对人身和器材造成危害;所需装置和器材要易于置备,不能脱离实际,不能超出现有条件.

(3)精确性原则不同的实验方案,其实验原理、所用仪器以及实验重复性等方面所引入的误差是不同的.在选择方案时,应对各种可能的方案进行初步的误差分析,尽可能选用精确度高的实验方案.

以上三原则通常要综合考虑.

在前述方案中,方案(1)中常用的测力计误差较大;(2)中F和a均不易测定;(3)中θ和t不易测定且难以保证斜面足够光滑;(4)中θ、t和μ均不易测定;(5)中若用秒表计时人为因素较大,若用打点计时器计时,纸带受振针阻力与通常小物块所受重力相比不能忽略;(6)中仪器先进但一般中学没有;(7)中若用闪光照像技术则是一种好方案,但设备和技术都达不到要求,若用平抛运动的研究方法误差较大;(8)中θ和v0的测量难度较大;(9)中相对而言较切合中学实际;(10)中需测定的物理量多且很难采取绝热措施;(11)中学阶段不易测定荷质比;(12)只是一个思想实验,无法付诸实践,但可估算,代入数据得g=9.857m/s2,与标准值9.81m/s2只相差4.8.综上所述,中学阶段通常采用单摆法测定重力加速度.

3.依据方案,选定器材

实验方案选定之后,考虑该方案需要哪些装置,被测量与哪些物理量有直接的定量关系,这些物理量分别需用什么仪器来测定,从而确定整个实验需要哪些器材.

在“用单摆测定重力加速度”的实验中,是利用单摆装置来进行实验的,故需铁架台、细线和摆球等来组装单摆.重力加速度可表示为g=4π2l/T2,周期需用秒表测定;摆长l是从悬点到摆球中心的距离,因此需用米尺和游标卡尺分别测定摆线长度l和摆球直径d.从实验原理表达式可以看出,实验与摆球质量无关,故毋需使用天平.

当然,从实验方便性和精确性角度考虑,还需对所选器材作进一步要求,以期把系统误差降到最小.如上述器材中,摆线的伸缩性和质量应较小,摆球的质量应较大.摆线伸缩性大,其长度会随拉力变化而变化;摆球与摆线质量相差越小,系统(摆线和摆球)质心偏离摆球中心越远,误差就越大.为了便于观察,摆球振动的路径宜长,但又要确保单摆做简谐振动,故摆线宜长些,常取1米左右.

4.拟定步骤,合理有序

实验之前,要做到心中有数:如何组装器材,哪些量先测,哪些量后测,应从正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤.对一些可直接测量的物理量,可先行测量;对需通过实验装置才能测定的物理量,须先组装器材,再进行实验、观察和测量.

在“利用单摆测定重力加速度”的实验中.原理表达式g=4π2l/T2中的l和T分别为单摆的摆长和单摆做简谐振动的周期.因此应先组装单摆,再测定摆长,最后让单摆做简谐振动,测定周期T.根据所测数据计算出重力加速度g的值.至于过程细节不再赘述.

5.数据处理,误差分析

高考对此要求不高,但常用的数据处理和误差分析的方法还是应该掌握,在设计实验时也应予考虑.

三、建议