关键词：高中生物课程；“稳态与环境”模块；知识结构；科学方法
《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称为《标准》）在课程结构上发生了比较大的变化，其中包括设置了“稳态与环境”这个必修模块。对这种新颖的设计，有许多教师不理解，也有一些教师从科学性和合理性方面提出了质疑。本文就此谈一下个人的看法。
一、生物课程内容结构体系的建构
1959年，布鲁纳（JeromeS.Bruner）在《教育过程》中提出了他的结构主义课程的思想，他主张：“不论我们选教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构，学习结构就是学习事物是怎样相互关联的。”自此以后，课程内容要结构化，成为课程专家的普遍追求。
（一）生物课程内容体系改革的必要性
传统的高中生物课程以生命的基本特征来组织内容，这也是传统的普通生物学的学科结构。但是，我们现在必须考虑两个问题。一是现代课程论认为课程体系要反映学科体系，但不等同于学科体系。它除了考虑学科体系，还要考虑学生的认知发展和社会需求。生物学科的内容包括由事实、概念、原理和规律组成的理论体系，及其隐含的学科思想和方法。因此，生物课程的内容既可以根据知识理论体系建构，也可以根据学科思想和方法建构，两者各有其合理性。二是20世纪后半期发生的“生物学革命”，使生物学的“范式”发生了改变。库恩（T.S.Kuhn）在《科学革命的结构》一书中说：“科学革命以后，教科书和它们提出的历史传统必须重写。”例如，已故陈阅增先生主编的《普通生物学》，就打破了传统的普通生物学学科体系，根据当代生命科学从微观到宏观的发展，“按生命的主要结构层次，从低层到高层安排。”[1]
（二）构建生物课程内容结构体系的思路
课程内容结构体系构建的依据，是课程内容之间的逻辑关系和心理学方面的关系。逻辑关系指学科知识之间内在的联系，心理学方面的关系指按照编者所理解的学生认识发展，把课程内容加以组织的关系。对科学课程而言，一般的倾向是在高年级采取逻辑结构的体系，在低年级以心理学结构的体系为主。我国的课程向来关注知识体系，构建高中生物课程的思路，按我国的国情只能取前者。
按逻辑关系构建课程体系，又可以有不同的方法。例如，1.可以按形式逻辑的方法，将若干科学事实或概念作为逻辑起点，通过演绎推理构建一个公理化的体系。这种方法在物理、化学中用得较多，对生物课程，《标准》首次将概念列入了课程目标，《标准》中“遗传与进化”模块的内容，也主要以类似的方法构建；但由于生命系统的复杂性和生命现象的不确定性，以形式逻辑构建知识体系只能适用于生物科学的少数领域。2.进化论无疑是生命科学中最大的一个统一理论，研究生物进化的机制不仅要追溯漫长的生命历史，覆盖各种生物进化现象，并与生命起源承接，还要能对现今全部的生命现象给出说明。我国在20世纪50年代，曾在普通高中开设“达尔文主义基础”课程，希望以进化论为框架构建生物课程体系；但由于进化论远未成熟，结果使生物课程受哲学的支配而走上非科学的道路。3.当代生物学的发展，形成了系统生物学（SystemsBiology）。对生命的本质，生物学界长期存在活力论和还原论之争。20世纪30年代后，科学界对生命的本质提出了新的认识，就是机体系统论。1952年，美籍奥地利生物学家、系统论创始人贝塔朗菲（L.V.Bartalanffy）出版了英文版的《生命问题──现代生物学思想评价》，提出了机体系统论的基本原理：整体原理（组织原理）、动态原理、自主原理。这些原理表明：生物有机体是一个独特的组织系统，其个别部分和个别事件受整体条件的制约，遵循系统规律；生命有机体结构产生于连续流动的过程，具有调整和适应能力；生命有机体是一个具有自主活动能力的系统。[2]1968年，贝塔朗菲又在此书的基础上，进一步写成《一般系统论──基础、发展、应用》，创立了系统论，生物学也由此发展出“系统生物学”。系统生物学的一个重要方面，就是利用系统概念、系统思想和系统方法来理解生物学知识，重新整合原有的生物科学知识体系。这已成为“生物学革命”的内容之一，国际上称为“利用系统方法进行生物学革命”。“稳态与环境”模块的知识结构就是以系统生物学的思想构建的。
二、“稳态与环境”模块的知识结构
（一）关于稳态、调节和环境
稳态的概念最初来自生理学。生理学把维持内环境理化性质相对恒定的状态叫做稳态。稳态是一种复杂的、由体内各种调节机制所维持的动态平衡，一方面是代谢过程使内环境理化性质的相对恒定遭到破坏，另一方面是通过调节使平衡恢复。整个机体的生命活动正是在稳态不断受到破坏而又同时得到恢复的过程中得以维持和进行。后来，稳态的概念逐步扩展，它不仅被用来说明内环境理化特性的动态平衡，而且人们发现细胞、群落和生态系统在没有受到激烈的外界环境因素影响时，也都处于类似的状态，都可以用稳态这个概念来说明它们相对稳定状态的维持和调节。
稳态调节的概念原来也来自个体水平的生理学，例如，哺乳动物体内的温度、渗透压、pH以及各种电解质和营养物的浓度都保持在一个稳定的范围内，这是在其自身神经体液系统调节下，随时进行反馈调节而实现的。生态系统虽然没有与此类似的调节机制，但也具有一定的抵御环境压力、保持平衡状态的能力。特别是成熟的生态系统，每年的能量收支大致相等，营养物质循环近于“封闭式”，流失极少，系统能相当长久地保持一定的外观和结构，这些都是稳态调节的结果。
（二）“稳态与环境”模块概念体系的建立
任何一门科学，都是一个相对完整的理论体系，都是一个知识系统。从一般形式上看，都是由科学事实、基本概念、特定方法、相应理论以及应用范例等构成的。以生命的基本特征为框架来整理和概括生物科学事实，虽然容易被理解，而且从科学发展过程来看，分门别类地划分和组织材料，确实是一切科学的一项必不可少的任务，但是科学事实本身和若干科学事实的简单堆砌毕竟还不等于科学。事实只有以系统的概括的形式表现出来，并且成为概念和规律的根据和验证时，才能够变成科学知识的组成部分。
以这样的观点来看《标准》中“稳态与环境”模块的内容，“3.1植物的激素调节”和“3.2动物生命活动的调节”两个单元，提供的是经过整理的科学事实，它们是建立科学理论的基础和前提。在后续单元中，“说明稳态的生理意义”和“阐明生态系统的稳定性”等知识点，提出了“稳态”的概念；“举例说明神经、体液调节在维持稳态中的作用”“概述人体免疫系统在维持稳态中的作用”“举例说出生态系统中的信息传递”等知识点，提出了“调节”和“环境”的概念。科学概念是由大量科学事实和经验材料经过理性加工和提炼而形成的，科学概念一旦获得，就会使人们的认识发生飞跃，使已有的知识系统化、理论化。然而，概念虽然重要，但仅有概念还不能形成科学理论，概念只是理论的逻辑起点。在稳态、调节和环境概念的后面，还有一个更核心的概念，就是“系统”。因为稳态是系统的状态，调节是系统的行为，环境是系统的存在。这样，“稳态与环境”模块就以“系统”这个本体论概念作为核心概念，以“稳态”“环境”和“调节”三个科学通用概念把生物个体水平和生态系统水平的要素、行为、稳定和发展等问题统一起来，并以“描述体温调节、水盐调节、血糖调节”“描述群落的结构特征”“阐明群落的演替”“讨论某一生态系统的结构”等作为这个理论体系的应用范例。
需要明确的是，这个概念体系是隐性而不是显性的，是运用系统生物学的思想建立的。教材如何编写，教学如何进行，则需按具体情况而定。
三、“稳态与环境”模块的科学方法
一个科学的理论体系，除了科学事实、基本概念、相应理论和应用范例，还有一个重要的方面是特定方法。“稳态与环境”模块的科学方法，主要是系统分析方法以及以模型和数学方法为主的逻辑方法。
（一）系统分析的思想和方法
《标准》在“稳态与环境”模块的前言中指出：“本模块选取有关生命活动的调节与稳态的知识、生物与环境的知识，有助于学生理解生命运动的本质，了解系统分析的思想和方法，提高对生命系统与环境关系的认识。”[3]这就明确提出了“系统分析的思想和方法”。现代生物学的分析性研究已深入到分子、量子水平，但为了揭示生命运动的奥秘，还必须从生命系统的各个组成部分的联系和相互作用中，从它们和外界环境的相互联系和相互作用中来了解整体，这就需要进行系统分析。系统分析能力是一种非常重要的综合实践能力。例如，植树造林是中央的号召，但西北一些地区年降水量很小，蒸发量很大，其地下水主要靠地表下的渗透作用（如熔化的雪水）。在这些地区植树，地下水会因树木的蒸腾作用而过量散失，导致水位下降甚至枯竭。于是近年来中央指示这样的地区要多种草。然而，在我国的中、东部地区，却出现了砍树种草的热潮。殊不知在高温多雨地区，树的生态效益要远远超过草。结果，一些城市政府部门又不得不规定绿化至少要有多少比例的乔木和灌木。导致这些失误的原因就在于缺乏系统分析的思想。
转贴于现代系统分析包括定性分析和定量分析，定量分析是基于数学工具进行的，高中生物学教育一般只能做定性分析。如同美国《国家科学教育标准》所要求的“学会从系统的角度思考和分析问题”，具体说，就是运用系统的概念和系统分析的思想，一方面对生命系统的要素、结构、边界、环境、性能等系统的基本特征做分析，另一方面对系统的状态及其调控做分析。以生态系统为例，其要素指组成成分，即生产者、消费者、分解者等生物成分和非生物的物质和能量；结构包括时空结构和营养结构（食物链和食物网）；边界指系统的范围，生态系统是模糊集合，其边界是一个模糊概念，根据研究的需要划定；环境指一个生态系统的外部环境条件，系统与环境之间具有物质、能量和信息的交流，两者相互联系、相互影响，并共同组成一个更大的系统；性能指系统整体的特性和功能，系统的整体特性表现为该系统与其他系统的区别，系统的功能则反映了系统与外部环境相互作用的程度，或系统获取输入、予以变换而产生输出的能力。以上这些方面构成了一个生态系统的基本特征。至于系统的状态，生态系统都是开放系统，系统的稳态就是生态平衡状态。每个生态系统都具有一定的自动调节能力，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态，实现物质循环和能量流动的相对稳定。生态系统状态的另一个重要指标是它的生产量，包括输入、输出、净生产量和效率。类似的分析在个体水平和群体水平均可进行。“稳态与环境”模块中的“描述群落的结构特征”“讨论某一生态系统的结构”“阐明群落的演替”“分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用”“阐明生态系统的稳定性”“探讨人口增长对生态环境的影响”“关注全球性环境问题”等知识点，以及“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”“调查当地自然群落中若干种生物的生态位”“调查或探讨一个农业生态系统中的能量流动”“调查当地生态环境中的主要问题，提出保护建议或行动计划”等活动建议，都需要渗透和利用系统分析的思想和方法进行教学。
（二）数学和模型方法的运用
20世纪30年代，贝塔朗菲在提出机体系统论概念的同时，主张用数学和模型方法研究生命现象。
1.模型方法
《标准》依据国际科学教育的发展，将模型和模型方法列入了课程目标。所谓“模型”，是指模拟原型（所要研究的系统的结构形态或运动形态）的形式。它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。[4]模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式。模型一般可分为物理模型和数学模型两大类，通常说的模型即指物理模型。物理模型可以模拟客观事物的某些功能和性质，它包括物质模型和思想模型两类。在高中生物课程中经常使用的物质模型有实物模型如生物体结构的模式标本，模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型等。思想模型是物质模型在思维中的引申，根据构建模型的思想方法的不同，又可以分为两类。一类是以形象化方法（或称为意象思维方法）构建的具象模型，它是人们在思维中通过对生物原型的简化和纯化而构思出来的。具象模型具有一定的形态结构特征，如DNA分子双螺旋结构模型、生物膜液态镶嵌模型等。它能使研究对象直观化，既可以促进研究，又可以简略描述研究成果，使之便于理解和传播。另一类是以理想化方法（或称抽象思维方法）构建的模型，是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而构思出来的，例如呼吸作用过程图解、光合作用过程图解等过程理想模型，食物链和食物网等系统理想模型。这类模型使研究对象简化，在科学研究中用于计算推导，引申观察和实验的结论等方面。
在现代生物科学研究中，模型方法被广泛运用，DNA双螺旋结构模型的成功就是一个范例。在生物科学学习中，模型提供观念和印象。认知心理学认为，人的知识经验既包括概念系统，又包括表象。前者有概念、原理、规律、理论，后者的成分包含观念和印象。当代不少学者都主张把表象看做一种符号要素，与语言等其他符号要素一样具有抽象、概括、组合和再组合的功能，因而能构成思维的操作。所以模型提供的观念和印象，不仅是学生进一步获取系统知识的条件，而且是学生认知结构的重要组成部分。正因为如此，美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点，并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。
“稳态与环境”模块中有两个活动建议：“探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替”和“设计并制作生态瓶”，都是运用模型的探究。例如，“设计并制作生态瓶”制作的是一个活体实物模型，运用这个模型进行的是对生态系统运行的模拟实验。在科学研究中，有时受客观条件的限制，不能对某些自然现象进行直接实验，这时就要人为地创造一定的条件和因素，在模拟的条件下进行实验。利用活体实物模型进行的模拟实验，在生命科学研究中被广泛应用，但具有一定的复杂性。因为变量较多，而且变量之间的关系，除因果决定性因素，还存在许多非因果决定性的因素，所以需要做系统分析。就本案例来说，一方面需要对生态瓶的组成成分、结构、环境、性能等做分析，另一方面需要对系统的能量转换和物质流动状态及其调控做分析。这对学生深入理解生态系统的结构、生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用、生态系统中的信息传递、生态系统的稳定性等，无疑具有重要的教育价值。但也正因为生命系统的复杂，所以活体生物模型与实际事物相比，存在较大差异。这是需要讲清楚的。
2.数学方法
数学方法指运用数学语言表述事物的状态、关系和过程，并加以推导、演算和分析，以形成对问题的解释、判断和预测的方法。目前，数学在生物学、医学等领域正起着越来越重要的作用，甚至医生做手术之前都可以先进行数学模拟以预知各种方案可能出现的后果，再依据个人的经验来选择手术方案。数学方法在科学教育中的价值更是不言而喻，《标准》对数学方法的使用，包括以下4个方面。
（1）定义概念。概念有具体概念和抽象概念之分，具体概念指能通过直接观察获得的概念，即实物概念，例如细胞、组织等结构概念，呼吸、遗传等生理活动概念；抽象概念不能通过观察习得，只能通过下定义才能习得，例如呼吸作用、新陈代谢等概念。在抽象概念中，有一类是用数学式来定义的。这类定量的概念以数学方法揭示事物的本质及其发展变化规律，为研究工作提供一种简明精确的形式语言，具有重要的科学认识论价值和方法论价值。“稳态与环境”模块没有明确要求用数学式定义概念，但“列举种群的特征”这个知识点，如果涉及种群密度，年龄结构和性别结构，出生率和死亡率等，那就是用数学式定义的概念。
（2）对生命现象的空间关系和数量关系进行描述、分析和计算。例如，以条形图、曲线图、统计图等来表现某一生命现象的统计数字大小及其变化，这在生物课程中已广泛应用。
（3）统计方法的运用。统计是研究随机现象的统计规律性的方法。统计性规律在生物界广泛存在，主要包括两类。一类是大数过程的规律性，即大量随机事件所组成的系统的规律性，如遗传性状传递过程中的规律。这类问题可用描述统计方法解决。另一类是某些生命系统行为的规律性，例如，生态系统中某种群数量的变化及其生灭过程、生物个体生态寿命的预期分析等，它们是不同条件下生命系统某种行为潜在可能性的数量估计，而不是实际存在的状况。这类问题可用选取统计方法解决。描述统计方法和选取统计方法，《标准》都已引入。描述统计方法主要是对观察、实验的原始材料进行整理、分类、分析等统计加工，得到统计事实。孟德尔正是使用描述统计方法对豌豆杂交实验结果进行定量观察和数据分析，才发现了遗传性状的分离现象和自由组合现象。选取统计方法又称统计推理，是从样本到总体的推理。例如，对种群数量、密度的研究，要完全获得某自然种群总体的状态、特性和变化规律的信息是困难的，甚至是不可能的，实际上也无必要，所以往往根据由样本（样方）所获得的统计事实来推断总体。“稳态与环境”模块中有两个活动建议：“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”和“土壤中动物类群丰富度的研究”。前者是用描述统计方法表达大数过程的规律性，后者是用选取统计方法进行从样本到总体的推理。
（4）用数学模型来表现生物学现象、特征和状况。生物数学模型有两类：一类为确定性模型，它用数学方法描述和研究必然性现象，例如某生物个体的生长曲线、细胞分裂过程中DNA数量变化曲线等；另一类为随机模型，它用概率论和统计方法描述和研究随机现象。例如，种群基因频率的变化没有确定性，有多种可能的结果，究竟出现什么结果是偶然的、随机的，但当种群由大量个体组成，并能随机交配繁殖传代时，基因频率和基因型频率的变化又表现出统计规律性。1908年，哈迪和温伯格用遗传平衡定律（Hardy.Weinberg定律）对此进行了描述，这个随机性的数学模型为种群遗传学研究奠定了基础。对数学模型，“稳态与环境”模块中安排了一个要求：“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”。
根据以上对“稳态与环境”模块知识结构和科学方法的分析，其科学性和合理性应该是没有问题的。当然，随之而来的教材编写和教学实施的问题，仍需要我们认真研究。
参考文献
［1］陈阅增，等.普通生物学──生命科学通论［M］.北京：高等教育出版社，1997.8.
［2］路德维希·冯·贝塔朗菲.生命问题──现代生物学思想评价［M］.吴晓江，译.北京：商务印书馆，1999.
【关键词】城市环境信息系统面向对象技术支持
1城市环境系统及功能
我国的城市环境问题日趋严重，政府也十分重视，投入大量的人力物力，但效果甚微。其中一个主要原因就是城市的生产者、消费者和分解者之间的链状关系断裂。亟需计算机技术建立专项的信息系统――环境信息系统来准确掌握城市生态系统的各方面信息。
1.1城市环境信息系统
城市环境信息系统在计算机技术的基础上结合了地理信息系统、网络、数据库、数学模型等技术。国家环保总局在环境信息机构能力建设方面形成了部级、省级、城市级信息中心组织体系。城市环境信息系统建立是为了适应城市级环保部门的需求，同时还是国家和省级环境信息系统信息的主要来源，负担着环境质量检测、污染源的调查统计和分析等任务。
1.2城市环境信息系统的功能
城市环境系统设计时要结合环境问题和环境工作的特点，针对当地城市工农业分布和自然历史环境的特点。城市环境系统具备以下的主要功能：收集和管理各类数据、图件；监测环境和实时采集数据；评价城市环境现状和预测；对于突发灾害事件的分析；查询环境信息；规划管理环境决策；输出环境各类报表和图件；辅助各类城市环境研究
2结合地图控件的面向对象的城市环境信息系统设计
随着城市经济的高速发展，城市的城市环境恶化，问题越来越突出，同时绝大部分的城市的环境管理和决策并不符合当前城市的发展需要。GIS将各种结合环境地理位置的信息提供给用户，能够高效的使用户获得有用信息，因次可以将面向对象的高级开发语言和地图空间两者结合起来来开发环境信息系统。这种系统即能够实现地理信息系统中的空间分析功能和图形操作，也可以结合环境专业模型来解决问题。
2.1利用MO地图控件开发的城市环境信息系统的特点
MO地图控件是ESRI公司推出地图控件。该地图控件是采用基于COM技术的一种非终端软件，用户可以基于自己的需求灵活的选择不同对象，同时也可以结合其他的多媒体、图形和数据库开发等技术。MapObjects结构由组件集成系统，每个功能都封装在一个组件中，系统的修改和扩充变的相对容易，从而使版本升级和功能扩充的费用降低，优于市场上昂贵的GIS软件。
2.2基于MO地图控件设计环境信息系统的主要模块
2.2.1图形操作模块
（1）显示、放大、缩小以及漫游图形：MO地图控件建立连接Dataconnection和MapLayer图层；使用rectangleScaleRectangle函数进行图件的放大或者缩小操作，Pan函数实现图件的漫游。
（2）地图编辑和图形选择：通过searchbydistance实现框选，通过searchexpression实现逻辑信息查询，通过seatchshape实现空间特征信息查询。
（3）快速浏览：采用大小窗口高效配合方法，小的窗口用来显示定位信息，主要是城市的水系和一些交通线路。
2.2.2数据管理和查询模块
存储空间数据：MO地图空间的空间数据结构结合了空间实体与索引，采用层进行存放的结构。其结构主要有点、线、面三种。将图件进行分层管理可以便于对图件进行调用和更新。
存储属性数据：属性数据分为内部与外部属性这两种数据库，通常是用来反映与空间实体相互对应的属性。MO在生成一个图层时候自动产生内部数据库，该数据库用来存放有关的标识点位置、内部ID等信息。
2.2.3进行空间操作模块
可以进行空间操作是环境地理信息系统的一大优势所在，空间分析也是进行评价环境好坏的常用方法之一。MO提供了建立缓冲区、图层叠加、计算距离等常规的空间分析控件等。GIS的空间分析功能可以通过调用上述的函数来方便的进行。
2.2.4环境质量评价模块
评价环境质量的理论和方法模型种类繁多。本系统采用了评分法、模糊数学法、指数评价法对大气环境和水环境质量进行评价，采用等效连续A声级法对噪声进行评价。各个评价方法从外部属性数据库获得数据，然后进行计算机程序的计算，同时将计算结构存储到外部属性数据库当中。这将GIS和环境应用模型在一起，以便于对空间分析进行下一步。
建立环境数值模型有很多的数学算法，如Areview提供的Avenue语言、MapInfo提供的MapBasic语言。但是这些语言是基本上是专业GIS软件提供的二次开发语言，采用它们来实现环境专业数值模型具有一定的难度。而本系统采用的Delphi和MO地图控件结合的二次开发方式实现就相对而言比较简单，而且本系统利用数据库和图形数据将Delphi编写的专业模型结构连接，从而完成了GIS模型和环境模型的无缝对接了。
2.2.5预警城市环境事故模块
建立预警城市环境事故系统可以提高有关部门处理一些突发事故的能力，从而在最大限度内减少经济和环境等各种损失。本系统中实现的预警环境事故模块，提供了城市主要河流的一维和二维输入响应模型和大气污染的的浓度分布和位置等。
2.2.6成果输出模块
城市环境信息系统查询和评价结果可以以多种方式进行输出，便于用户使用。对于属性数据的查询结果通过各种报表形式输出，而查询空间数据结果可以生成专题图，比如直方图、曲线图、、密度图等等。在一定的情况，也可以输出结合空间数据和属性数据的各类专题图和报表混合。
3总结
城市环境信息系统能够准确、快速、直观的反映环境信息的变化。采用MapObjects和面向对象计算机编程语言相结合的方式设计该系统，具有简单、高效、快捷、可靠性好等优点，既能充分发挥管理空间地图数据的优势，又能生成友好的用户界面，实用性更强。
参考文献
[1]齐文启等.大气颗粒物监测分析机今后研究课题[J].中国环境检测，2002.19（1）43-46.
[2]陈学民，张桥.环境信息系统的设计与实现[J].计算机工程，2007，33（7）：255-263.
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能
够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。转随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地自然条件的毁灭性破坏等一系列问题，也是非常迫切需要研究的课题。此外，长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策，也切枰?重点研究的课题??BR>以主要经济发达的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景，建立一个数字化的区域经济发展模拟系统。与防灾、抗灾和减灾决策支持系统一样，将环境工程、水利工程、土木工程与网络技术、计算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立模型，通过多媒体技术，形象化地针对经济发展规划，预测由于发展经济带来的海域环境水污染的恶化、海洋自然灾害（台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害）频发的情况。人类活动特别是大规模工程建设所引起的海洋环境的变迁和海岸演变，以及它们之间的相互作用，用数字手段统一地加以处理，建立智能化的决策支持系统，以促进国民经济持续、健康地发展，将会是决策部门进行宏观决策和具体规划时的一个十分有
效的手段。
三、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
【关键词】水土流失数学模型科学治理
水土流失现象主要表现为土地水分与泥沙的明显流失，从而失去土壤养分，造成土地贫瘠、沙化，并引发诸如植被消失、环境恶化、农业减产、沙尘暴等自然灾害频发等严峻后果。水土流失不仅严重影响了国家社会经济的正常发展，同时还会严重影响人类的基本生存环境，因此了解掌握水土流失的科学规律、并对其进行有效治理，是我国刻不容缓的重要责任与科研课题。
1水土流失概述
水土流失主要是指由于人工破坏或自然条件的变化，导致某个地区的原有地形地貌或自然环境被破坏，土地的养分、附属植被、水分与土壤逐渐减少或流失，从而导致土地贫瘠、沙化，农作物产量降低，甚至诱发诸如沙尘暴等自然灾害，从而对人类的基本生存环境形成重大影响。
在当今社会，水土流失问题越来越得到世界各国的普遍重视，出于对未来人类生存环境的责任与考虑，世界各国纷纷投入力量对水土流失问题进行了大量分析与研究，在研究过程中创造出计算水土流失数值的多种理论与方式方法。本文谨主要就坡面降雨对水土流失所造成的影响进行了数学建模与计算分析，以期对治理水土流失提供有用的依据与参考。
2坡面降雨侵蚀水土流失数学模型的建立
2.1坡面降雨水土流失数学模型的分析理论
坡面降雨侵蚀是造成水土流失的最主要情形之一。其侵蚀土壤的过程主要如下：当降雨产生后，抛开雨水落地前被蒸发或被植被拦截、吸收的部分，在落到地面后会形成坡面水流及地下渗透水流，对土壤形成侵蚀。当水流与土壤之间产生相互作用后，土壤会脱离原先位置，随着水流产生流动，从而形成水土流失。
在研究、分析坡面降雨侵蚀土壤的过程中应当充分注意，其变化系统中会涉及质量、动量计算及能量守恒定律。本文在建立其水土流失数学模型时，采用了水、土分开计算的分析方法，分别建立了水流与土壤流失方程。在其分析过程中，先暂时忽略了土壤对水流的反作用，而是根据质量守恒定律，通过建立水流方程式，来计算水流在坡面流动的体积、时间，从而分析出坡面降雨的水流量，再根据所计算出的水流量来推算坡面土壤的产沙量。[1]
2.2建立坡面降雨水土流失数学模型的方程式
首先在坡面建立坐标，取微元体，在此基础上，可以建立坡面降雨情形下产生水土流失的数学模型。
（1）降雨量方程式。设水流方向坐标为x，水深高度为h，水流量为q，降雨强度与渗入率之间差额的剩余降雨量为r，根据水流体积无法压缩的特性，则可以建立方程式：
3模型数值计算
考虑到在坡面降雨的实际过程中，水流的流速普遍较大，因此在此模型的数值推算中，采用了迎风显式差分格式来离散方程。
设坡面糙率为N，坡面坡度为θ，降雨水深为h，水流单位宽度流量为q，含沙量（kg/m3）为c，时段为ΔT，步长为ΔX，剩余降雨强度为R，此外假设水深、流量、含沙量等边界条件与初始条件均为零，则可以得出如下模型数值计算结果：
4结语
水土流失是我国当前自然环境所面临的最大威胁之一，也是一项世界性的重要课题。因此对水土流失问题的研究、分析，对于解决环境问题、改善人类基本生存环境有着极其重要的意义。本文通过对前人积累的实验数据进行了比较系统的统计、编程与分析计算，在此过程中所建立的数学模型能够适用于多种地形地貌、植被覆盖状态等等。对于水土流失问题的研究成果，能够比较深入地反映、推算出坡面降雨过程中所带来土壤侵蚀与水土养分流失的状况。此研究成果可以拓展到多个相关领域，能够为水土流失的治理工作提供比较实际的参考与依据。
参考文献：
[1]张若男，郑永平.长汀县水土流失治理与区域综合开发研究[J].安徽农学通报，2013（4）.
[2]赵春红，高建恩，王飞，张通，张梦杰.阻力形式对坡面流流速修正系数的影响[J].农业机械学报，2013（10）.
关键词：虚拟现实情境化教学英语听说教学方法教学效果
中图分类号：G4文献标识码：A文章编号：1673-9795（2013）09（a）-0050-02
学生英语听说能力的培养是英语教学的关键和难点[1]。在实际教学过程中，通，我国高校现行的英语听说教学模式，往往受到班级学生人数多、教学课时紧张、教学资源不足等客观条件的制约，并受到传统的“教师讲，学生听”的主观教学方法的影响，教学效果欠佳。此外，听说课程教学过程中还缺乏有效、真实的英语听说环境。学生学习过程中仍需要依靠传统“死记硬背”的学习方法，使得在某些情况下出现了学生学习兴趣不浓、学习热情不高、学习参与性不强，甚至不愿学习的问题[2]。
语言应用的情境背景对于听说能力的训练非常重要。由于受到语言环境的制约，使用英语交流的机会不多，虽然“英语角、专题讨论、互动式教学方法”[3]等交流形式可以为学生提供英语交流的平台，但是由于缺乏真实的语境氛围，学生在上述场合交流的过程中仍普遍存在“中式英语”泛滥和语法错误缺乏纠正等问题。近年来，视听说逐渐成为英语听说学习的主流方法。该方法将字幕、语音、图像、影像等多种资料融合，促进了学生听说能力的提高[4]。然而该类方法仍存在学生参与性不强、缺乏有效的语言应用背景等不足，仍有待进一步提高。随着虚拟现实技术的快速发展，基于虚拟现实技术的情境化教学方法已经逐渐被应用于教学方法的改革中，王玲[5]、路亚涵[6]、苏宝华[7]、戴琨[8]、郭万群[9]、徐艳[10]、仇鑫奕[11]、史志国[12]等人都探索了借助计算机虚拟现实技术进行虚拟教学的基本方法和优势。但是上述研究均并未描述如何使用相关技术开展教学实践。本文借助虚拟现实技术和情境化教学方法，提出虚拟情境化辅助英语听说教学的途径，试图解决传统教学模式中语境难以构建、学生学习兴趣不强的问题，为英语听说教学提供新的思路。
1基本理论
英语听说教学应尽量让学生在相对真实的语境中自主的学习、认识、掌握英语知识，自主提高实践中英语应用的能力。然而完全满足教学课堂内容的语境往往很难构建。在实际学习过程中，教师大多只能通过调动学生的想象力，通过少量的教学道具，激发想象来模拟对应的语境场景，降低了学生主动学习的兴趣，教学效果受到极大的影响。虚拟情境化辅助英语听说教学的核心是提高学生学习的主动性和英语应用能力，将学生置于虚拟现实技术构建的真实的情境化语境中，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。虚拟现实技术和情境化学习理论是虚拟情境化辅助英语听说教学开展的基础和保障。
虚拟现实技术（VirtualReality）是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。该技术综合利用了计算机图形学、虚拟仿真、多媒体、人工智能、计算机网络、多传感器和人机交互等技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在虚拟场景中通过语言、手势等自然方式进行实时交互，达到真实感体验的目的[13]。教师通过应用虚拟现实技术可以快速地构建符合任何课堂教学内容的情境化语境，可以充分发挥学习者在具有参与性、互动性、真实性的虚拟现实环境中自主学习的优势。虚拟现实技术还可以方便快速地模拟适合语言听说学习的文化背景，促进学习者更好地学习。
虚拟现实技术与建构主义理论紧密相连。建构主义理论是认知心理学领域中的一个分支，它的核心是以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主动构建，进而建立学习理论、教学理论和教学设计理论。建构主义强调学习者在知识构建过程中的主动性，强调知识构建过程中的社会性和协作性，强调通过学习者间的相互沟通、交流和探讨共同完成知识的学习，强调学习过程的情境性。情境学习是建构主义理论的前提，基于建构主义的教学设计都必须满足情境学习，学习者需要在特定的应用情境中学习知识和技能[14]。情境学习理论指出学生是知识构建的主动参与者，教师是知识构建过程中的促进者，教学条件和方法是知识构建过程中情境环境的构建的工具，因此情境化教学方法的目的是建立适合教学内容的特定情境，提高学生知识构建的深度和广度。
2虚拟情境化教学环境的设计
英语听说课程中虚拟情境化教学环境的设计是情境化教学的关键，从技术方法而言需要解决英语听说课程的情境化数字内容的建模、听说课程的情境化数字内容的展示、听说课程的情境化教学效果评估三个问题。
（1）情境化教学环境中数字内容的建模方法。
英语听说课程的情境化教学环境中的数字内容的建模是情境化教学方法的核心和关键，逼真的数字内容可以提高学习环境模拟地模拟程度，提高学习者的学习效果。数字内容的建模过程是根据教学内容的要求，设计并创建适合教学内容的数字场景和交互方式。目前常用的交互模式是多人在线方式，即利用3dsMax三维建模软件建立为每个学习者创建三维数字人物模型，各学习者通过鼠标、键盘或者体感类交互设备控制虚拟教学环境中虚拟人物的行为和运动，学习者通过真实的语音输入实现虚拟人物之间的交互，在数字化虚拟文化背景中完成知识的协同学习和建构。数字场景的建模方法通常是利用3dsMax三维建模软件和Photoshop图像处理软件实现数字内容的三维建模、图像的真实感处理和纹理贴图，通过组合数字模型完成数字内容的创建。为了丰富教学内容，实际应用过程中也引入图像、视频等数字资源，通过二维、三维数字资源的融合，提高情境化教学环境的逼真度。
（2）情境化教学环境中数字内容的展示方法。
如何将已经构建的情境化教学环境中的数字内容实时地展示给学习者，对于情境化学习也具有极其重要的作用。只有提高学习者在学习过程中的沉浸感、激发学习者的想象力、提高学习者在虚拟环境中的舒适度，才能提高学习者的学习效果。Virtools、TorqueGameBuilder、Dirctor等软件虽然已经被应用于情境化教学环境中数字内容的展示，但是其软件成本和技术水平要求高，影响了实际应用的效果。Unity3D是由UnityTechnologies公司开发的一款三维数字资源展示引擎，具有视觉可视化编辑、脚本语言开发、属性编辑和动态预览、具有物理引擎、数字资源库和粒子特效库、支持图像、声音、视频资源等优势，能够满足普通用户快速、低成本开发的要求。实际教学环境设计过程中可采用该引擎实现情境化教学环境中数字内容的展示。
（3）情境化教学环境中教学效果的评估方法。
教学效果的评估可以反馈学习者在情境化环境中的学习效果，进而改善情境化教学环境的设计方法。对于英语听说课程而言，目前可采用主观评价和客观评价两种方法。主观评价即由各个学习者在情境化环境中以所处的情境为背景进行语言沟通和交流，教师根据学习者间对话过程中的表现，主观评价学习者的语言应用是否合理、发音是否标准、问题回答是否准确。客观评价主要是将学习对象的语音与事先预备的标准语音利用计算机技术进行自动匹配和比较，客观度量发音和语调的准确性。实际教学英语中可将采用主观评价和客观评价相互结合的方法，给予学习对象更好的指导。
在具体构建方面，我们以某一英语国家文化为背景，以了解这个国家语言中某一个话题为学习目标，应用3dsMax、Unity3D、语音输入等计算机技术，构建了虚拟情境化教学环境。教学过程中学习者可以通过键盘控制虚拟环境中虚拟人物的行为运动，通过语音方式完成虚拟人物间的对话，通过丰富的数字内容和资源增强学习环境的真实感。当情境化学习结束后，通过教师主观评价和计算机客观评价结合的方法，实现学习效果的反馈。
3总结与展望
针对英语听说课程虚拟情境的创设作为一种新的教学手段和方法有着诸多优点，但同时，也存在着一些缺陷。虚拟情境主要依托人的视觉、听觉以及一定程度触觉之外的感觉，不能对气味和嗅觉等产生作用。并且，对于学习者来说，提供虚拟情境的平台往往受到计算机的配置和网速的影响，当处理速度不能够满足虚拟境的大量数据的实时处理要求，学习效果就会差。
本文结合英语听说课程教学过程中存在的问题，借助虚拟现实技术和情境化教学理论，给出了一种快速建立情境化虚拟教学环境的方法。借助计算机技术构建了特定教学背景下的情境化数字场景，借助数字语音技术实现了学习者与虚拟情境化场景中虚拟人物间的对话，最后将学习者的语音与标准语音进行对比实现了教学效果的客观评估，为英语听说课程情境化教学方法的开展提供了有益的尝试。未来将在、教学应用实践过程中，不断总结、完善和提高情境化教学场景的设计水平，收集整理情境化教学的实际应用效果，为英语听说课程的改革和实践奠定基础。
参考文献
[1]Swain，municativeCompetence：SomeRolesofComprehensibleInputandComprehensibleOutputinitsDevelopment.InGass，S.&C.Madden（eds）.InputinSecondLanguageAcquisition[Z].NewburyHouse，1985.
[2]王玲，凌乐祥.基于虚拟现实技术的大学英语口语教学[J].吉林省教育学院学，2010，26（12）：112-113.
[3]吕红兰.互动式教学法在大学英语口语教学中的应用[J].中国成人教育，2005（5）：91-92.
[4]冯雅娟.英文电影在大学英语高级视听教学中的作用――运用英语语言和文化输入优势以及空间智能存储激活图式[J].北京第二外国语学院学报，2010，178（2）：58-61.
[5]王玲，凌乐祥.基于虚拟现实技术的大学英语口语教学[J].吉林省教育学院学报，2010，26（252）：112-113.
[6]路亚涵.利用虚拟现实技术构建情境化外语教学环境[J].甘肃高师学报，2012，17（3）：89-91.
[7]苏宝华.信息技术环境下目标导向情境化学习的效果研究――以汉语听说课为例[J].电化教育研究，2008，186（10）：78-89.
[8]戴琨.虚拟现实技术在大学英语浸入式教学模式改革中的应用[J].西安外国语大学学报，2012，20（4）：99-102，109.
[9]郭万群，杨永林.虚拟环境下的语言教学研究综述[J].外国语学院学报，2002，25（3）：67-72.
[10]徐艳.虚拟现实技术在教育教学中的应用研究[J].科技教育创新，2008（7）：235.
[11]仇鑫奕.虚拟现实技术支持下的对外汉语教学模式[J].外语电化教学，2006（107）：32-36.
[12]史志国，田秋艳，艾婷.虚拟现实技术的教学应用研究[J].现代教育科学，2008（1）：127.
关键词海洋环境污染海洋灾害海洋工程与海洋环境相互作用
随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
>>网络环境下构建小学数学自主学习模式的实践与思考小学数学自主式学习模式探析网络环境下的大学英语自主学习探析网络环境下会计自主学习模式的探讨网络环境下历史自主学习模式的构建网络环境下大学英语自主学习模式的研究多媒体网络环境下的英语自主学习模式基于网络环境下的外语自主学习模式探讨网络环境下自主探究的小学数学学习模式的构建构建基于网络环境下自主探究的小学数学学习模式网络环境下非英语专业学生自主语言学习模式探析网络资源环境下高中英语听力自主学习模式探析网络环境下高中地理自主学习模式应用探析自主学习模式下的导师制探析自主学习模式探析小学语文自主创新性学习模式探析关于小学数学自主学习的探析网络环境下大学英语自主学习模式初探网络环境下大学英语自主学习模式新探网络环境下英语写作自主学习模式研究常见问题解答当前所在位置：查询万年历中各年的年历卡，并结合课本个人尝试观察，验证搜集的知识。学生以往的设计是教师为学生提供单一年份的年历或者一些固定年份的年历让学生观察，这样的观察具有片面性。基于网络环境下的教学设计可以充分运用网络资源，查找任一年份的年历不受限制，学生才能通过各种不同素材发现有关平年、闰年、整百年份要四百年一闰这些现象。
接着教学本节课的难点“平年与闰年”。由于所观察的年份不同，有的学生看到2月有28天，而有的学生看到2月有29天，什么样的年份2月28天？什么样的年份2月29天？通过观察一些连续年份的2月的天数，学生发现每四年里有一个闰年，如果判断某一年份是平年还是闰年，用这个年份除以4就行了。在此教师不做判断，出示表格让学生对自己的想法进行验证。接着让学生用这种简便方法试着进行判断，又引发了一个矛盾：1900年是闰年吗？教师先不做出判断，引导学生自己查万年历，发现那一年的2月是28天，激起学生疑问，然后引导学生看一个小知识。看完小知识，学生明白了年份是整百的倍数要除以400进行判断。在这个阶段，通过小组合作、观察、验证、交流、探究很好地突出了教学重点，突破了教学难点。在计算闰年年份时，我鼓励学生用计算机自带的计算器进行运算。因为这里运算的数值较大，本节课也不以计算为主，所以这样不仅提高了运算速度，而且培养了学生应用现代化学习工具的意识。
练习的设计运用了计算机的智能化特征，进行人机对话式练习。在学生验证自己发现的年月日的准确性后，教师安排了3分钟测试。测试由电脑出示，学生进行人机对话，学生每做完一道题后由电脑判断对错。在一人一机的网络环境下进行人机练习，增加了练习数量，同时由计算机帮助教师批改也极大地提高了课堂教学效率。
《年月日》一课进行了基于局域网的网络氛围下的数学模式的尝试，其教学流程大致为：课前搜集资料―交流资料提出问题―自主探索验证知识―人机对话分层提高―总结评价。
教学研究表明，网络教学模式为学生开展自主学习活动提供了强有力的技术支持，较好地体现了以学生为主体、以教师为主导的教学理念，使学生在学到数学知识的同时也掌握了一些运用网络处理相关信息的能力，综合素质得到全面提高。
一、高中数学自主探究式教学模式的研究背景
改革开放以来,我国中小学教育教学改革尽管取得了不小的成绩,但是广大教育工作者普遍反映整个教改并没有取得很大的突破。原因在哪儿呢?我们认为,主要问题在于,这些教改只注重了内容、手段和方法的改革,而忽视教学模式的改革。甚至将教学内容的改革、教学手段的改革、教学方法的改革混为一谈。诚然,这些改革确实是很需要的,因为对推动整个教育教学改革有一定的意义。但是在投入大量的人力、物力进行这类改革的同时,却忽视了一个更为根本性的改革,这就是教学模式的改革。高中数学“自主探究学习”课堂教学模式以问题解决为主线,以学生自主探究为前提,以发展学生的创造性思维,培养自学能力为目的,通过创设问题情境学生自主探究合作交流理性归纳与深化学生小结与评价的课堂教学模式,笔者利用一年的教学实践进行初步的检验论证,得出了以下结论:可以促进学生的数学学习,大面积提高数学学习成绩,增强学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生对数学学习的兴趣,促进学生人格的发展和完善.“建构主义”是行为主义发展到认知主义后的进步发展,其核心是认为认知不是被动接受的,而是认知主体以其原有的知识和经验为基础的主动建构,具有社会性.“发现学习”是实施主体发展课堂教学的基本策略,注重知识的发生、发展过程,让学生自己发现问题,主动获取知识是发现学习的主要特点.高中数学“自主探究学习”课堂教学模式旨在吸纳2种理论的精髓,整合二者的优势作用,创建一种自主的、开放的积极参与的学习方式.
所谓的教学模式，是在一定教学思想、教育理论的指导下，教学活动诸要素依据一定教学目标、教学内容及学生认识特点，所形成的一种稳定而又简约化的教学结构。也就是按照什么样的教育思想、理论来组织你的教学活动进程，它是教育思想、教学理论、学习理论的集中体现。教学结构的改变必然会触动教育思想、教学观念、教与学的理论等根本性的问题，可见，教学模式的改革是深层次的改革。
以凯洛夫的五段教学模式（激发动机复习旧课讲授新课运用巩固检查效果）为典型代表的传统教学模式，长期以来一直统治着我们各级各类学校。它以教师为中心，由教师通过讲授、板书及教学媒体的辅助，把教学内容传递给学生或者灌输给学生。老师是整个教学过程的主宰，学生则处于被动接受老师灌输知识的地位。在这样一种结构下，老师是主动的施教者，学生是被动的外部刺激接受者即灌输对象，媒体是辅助老师向学生灌输的工具，教材则是灌输的内容。不难想象，作为学习过程主体的学生如果在整个教学过程中始终处于比较被动的地位，肯定难以达到比较理想的教学效果，更不可能培养出创造型人才，这就是传统的以教师为中心教学结构的最大弊病。
作为“研究型”教师，我经过长期的教学实践和教改实验，终于找到了中小学教育教学改革的突破口——将现代信息技术与高中数学课程加以整合进行课堂教学模式的改革。
二、高中数学自主探究式教学模式的理论构思
我们已初步构建了将现代信息技术与高中数学课程加以整合，以培养学生的数学创新意识、创新精神、创新能力和解决实际问题的能力为宗旨，以数学实验为主要教学方法，以学生自我评价为主要评价方式的，以学生为主体、以教师为主导、以学生自主探究为主线的，以建构主义“学与教”理论和认知工具理论为主要理论依据的，基于校园网网络环境下的以自主学习为核心的“自主探究式”高中数学课堂教学模式：创设情境--提出问题--自主探索--网上协作--网上测试--课堂小结。
三、高中数学自主探究式教学模式的理论基础
高中数学自主探究式教学模式以建构主义“学与教”理论、建构主义“学习环境”理论、建构主义“认知工具”理论为主要理论依据。
建构主义“学与教”理论强调以学生为中心，要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者，建构主义的教学理论则要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者；要求教师应在教学过程中采用全新的教育思想与教学结构(彻底摒弃以教师为中心、强调知识传授、把学生当作知识灌输对象的传统教育思想与教学结构)、全新的教学方法和全新的教学设计。建构主义“学习环境”理论认为，学习者的知识是在一定情境下，借助于他人的帮助，如人与人之间的协作、交流、利用必要的信息等等，通过意义的建构而获得的。理想的学习环境应当包括情境、协作、交流和意义建构四个部分。
（1）情境：学习环境中的情境必须有利于学习者对所学内容的意义建构。在教学设计中，创设有利于学习者建构意义的情境是最重要的环节或方面。(2)协作：应该贯穿于整个学习活动过程中。教师与学生之间，学生与学生之间的协作，对学习资料的收集与分析、假设的提出与验证、学习进程的自我反馈和学习结果的评价以及意义的最终建构都有十分重要的作用。
（3）交流：是协作过程中最基本的方式或环节。比如学习小组成员之间必须通过交流来商讨如何完成规定的学习任务达到意义建构的目标，怎样更多的获得教师或他人的指导和帮助等等。其实，协作学习的过程就是交流的过程，在这个过程中，每个学习者的想法都为整个学习群体所共享。交流对于推进每个学习者的学习进程，是至关重要的手段。
（4）意义建构：是教学过程的最终目标。其建构的意义是指事物的性质、规律以及事物之间的内在联系。在学习过程中帮助学生建构意义就是要帮助学生对当前学习的内容所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系达到较深刻的理解。
建构主义“认知工具”理论认为，学习是以思维为中介的，为了更直接地影响学习进程，应减少一直以来对传递技术的过分关注，而更多地关心在完成不同任务中如何要求学习者思维的技术。认知工具理论就是在这种基础上应运而生的。认知工具是支持、指导、扩展学习者思维过程的心理或计算装置。前者存在于学习者的认知、元认知策略；后者则是外部的，包括基于计算机的装置和环境；它们都是知识建构的助成工具。以多媒体教学技术和网络技术为核心的现代信息技术成为最理想、最实用的认知工具。
四、高中数学自主探究式教学模式的操作特征
以自主学习为核心的高中数学自主探索式教学模式的操作特征如下：
1、创设情境
教师通过精心设计教学程序，利用现代教育技术，在数学虚拟实验室中创设与主题相关的、尽可能真实的情境,使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。学生在实际情境下进行学习，可以激发学生的联想思维，激发学生学习数学的兴趣与好奇心,使学习者能利用自己原有认知结构中的有关经验，去同化和索引当前学习到的新知识，从而在新旧知识之间建立起联系，并赋予新知识以某种意义。
2、提出问题
教师通过精心设计教学程序，指导学生通过课题质疑法、因果质疑法、联想质疑法、方法质疑法、比较质疑法、批判质疑法等方法与学生自我设问、学生之间设问、师生之间设问等方式提出问题，培养学生提出问题的能力，促使学生由过去的机械接受向主动探索发展。
3、自主探索
让学生在教师指导下独立探索。先由教师启发引导(例如演示或介绍理解类似概念的过程)，然后让学生自己去分析；探索过程中教师要适时提示，帮助学生沿概念框架逐步攀升。它有独立发现法、归纳类比法、打破定式法、发明操作法等方法。
学生始终处于主动探索、主动思考、主动建构意义的认知主置，但是又离不开教师事先所作的、精心的教学设计和在协作学习过程中画龙点睛的引导;教师在整个教学过程中说的话很少，但是对学生建构意义的帮助却很大，充分体现了教师指导作用与学生主体作用的结合。
4、课堂小结
或由学生做或教师做或师生共同做，或由学生写成小论文的形式来完成。必要时可以举行论文答辩：各小组推荐一人和教师组成“专家评议组”，由组长抽签决定答辩的顺序，各小组在答辩前，将小论文上传到服务器中指定位置。答辩时，先由答辩者在规定的时间内介绍本组的工作（包括如何选题、解决问题的基本思路、如何克服困难、如何合作等），再由答辩者回答“专家”（教师或学生等）或听众就其工作的提问。由“专家评议组”进行评比，分为“一等奖”、“二等奖”、“三等奖”、“成功参与奖”等四个层次进行奖励。
五、基于网络环境下高中数学“创设情境”的策略数学本身就是一门与生活联系比较紧密的学科，不同的是，学生所要学习的知识是人类几千年来积累的间接经验，它具有较高的抽象性，要使他们理解性地接受、消化，仅凭目前课堂上教师的口耳授受是不可能的。这就迫使教师改变教学观念，探索教学技巧。本人运用现代信息技术从以下几方面创设高中数学教学情境。1、创设真实情境，激发学生学习数学的兴趣与好奇心
建构主义学习理论强调创设真实情境，把创设情境看作是“意义建构”的必要前提，并作为教学设计的最重要内容之一。而多媒体技术正好是创设真实情境的最有效工具，如果再与仿真技术相结合，则更能产生身临其境的逼真效果。
教师利用以多媒体技术与网络技术为核心的现代教育技术创设与主题相关的、尽可能真实的情境,使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。
例如笔者在上“立体几何”导言课时，利用多媒体电脑展示“让所有立体几何图形都动起来”课件。学生在实际情境下进行学习，可以激发学生的联想思维，激发学生学习立体几何的兴趣与好奇心,有效地降低学生对立体几何的恐惧感。学习者能利用自己原有认知结构中有关经验，去同化和索引当前学习到的新知识，从而在新旧知识之间建立起联系，并赋予新知识以某种意义。
2、创设质疑情境，变“机械接受”为“主动探究”
“学起于思，思源于疑”。学生有了疑问才会去进一步思考问题，才会有所发展，有所创造，苏霍姆林斯基曾说：“人的心灵深处，总有一种把自己当作发现者、研究者、探索者固有需要，…”而传统教学中，学生少主动参与，多被动接受；少自我意识，多依附性。学生被束缚在教师、教材、课堂的圈子中，不敢越雷池半步，其创造性个性受到压抑和扼制。因此，在教学中我们提出：学生是教学的主人，教是为学生的学服务的。应鼓励学生自主质疑，去发现问题，大胆发问。创设质疑情境，让学生由机械接受向主动探索发展，有利于发展学生的创造个性。
例如笔者在上高二数学“正方体截面”课时，学生通过网络访问教师放置在服务器上的“正方体截面”课件，积极参与活动，继而提出探究性问题：“屏幕上浅蓝色的三角形是什么三角形？”，“在一个正方体中，类似于这样的三角形有几个？”，“如何截正方体才能得到正三角形？”，“上述三角形截面之间有何联系？”，“用一把无比锋利的刀猛地朝一个正方体的木头砍下去，它的截面将是什么形状的图形？”......在课堂上创设一定的问题情境，不仅能培养学生的数学实践能力，更能有效地加强学生与生活实际的联系，让学生感受到生活中无处不有数学知识的存在，从而让学生懂得学习是为了更好地运用，让学生把学习数学当作一种乐趣。另外，创设一定的问题情境可以开拓学生的思维，给学生发展的空间。3、创设想象情境，变“单一思维”为“多向拓展”
贝弗里奇教授说：“独创性常常在于发现两个或两个以上研究对象之间的相似点，而原来以为这些对象或设想彼此没有关系。这种使两个本不相干的概念相互接受的能力，一些心理学家称之为“遥远想象”能力，它是创造力的一项重要指标。让学生在两个看似无关的事物之间进行想象，如同给了学生一块驰骋的空间。
一位留学生归国后说：如果教师提出一个问题，10个中国学生的答案往往差不多，而在外国学生中，10个人或许能讲出20种不同答案，虽然有些想法极其古怪离奇。这说明，我国的教育比较注重学生求同思维的培养，而忽视其求异品质的塑造。有研究认为：在人的生活中，有一种比知识更重要的东西，那就是人的想象力，它是知识进化的源泉。因此，我们在教学中应充分利用一切可供想象的空间，挖掘发展想象力的因素，发挥学生的想象力，引导学生由单一思维向多向思维拓展。课本上的图形是“死图”，无法表现二次曲线的形成过程，而黑板上的图形鉴于技术原因很难画得准确，更何况有谁能让黑板上的二次曲线连续变化呢？又有谁能一给出离心率就马上显示相应的二次曲线呢？笔者用《几何画板》设计并创作“离心率与圆锥曲线的形状”课件,由学生通过网络访问教师放置在服务器上的课件,让学生独立探索。
【参考文献】
【1】.潘振嵘.课堂教学中创设问题情境的尝试.数学通讯.
数学新课程标准中明确了现代信息技术在数学中的重要作用，数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术，大力开发并向学生提供更为丰富的学习资源，把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具。致力于改变学生的学习方法，使学生乐意并有更多精力投入到现实的，探索性的教学活动中去。
对中学数学课，很多学生都有这样的看法：既折服于数学高深的理论，又无奈于它的晦涩难懂，只能望洋兴叹。但网络环境下的互动性数学教学，可与数学新教材注重动手能力的培养，注重知识的应用，注重研究性学习”的特点有机的结合起来。网络互动教学能够利用多媒体演示知识结构图，变抽象为形象，增加数学课的趣味性。很多数学知识可能引导学生直接在网上查寻。在网络环境下，师生互动或生生互动的教学模式，使得数学教学变得更加生动有趣。
1．对网络环境下数学课堂学习特点的认识
1.1网络环境下，学习没有时间的限制，学生能够根据自己的基础和能力水平，不受老师的控制，在不同时间段学习，通过网络提供的资源去构建知识。
1.2网络环境下，学习突出了学生的主体性和学习的主动性，学生根据自己的学习方式进行学习，既突出了学生学习的自主性，同时，还能方便与其他同学或老师的交流，并能获得及时反馈。
2．转变观念，对比传统的教学模式，重新对老师，学生，媒体以及教学内容的定位
2.1对老师重新定位的认识
在传统的教学模式下，教师是知识的传授者，是主动地施教者，并以监控整个教学活动的过程。www.133229.coM其严重不足是：基本由教师主宰课堂，忽视学生的学习主体作用，不利于具有创新思维和创新能力的创造性人才的成长。
在基于网络环境下得数学课堂教学，教师是课堂教学的组织者，指导者，是学生建构知识意义的帮助者，促进者。
2.2对学生定位的重新认识
在传统教学中学生是知识传授的对象，是外部刺激的被动接受者
在基于网络环境下得数学课堂教学，学生是信息加工的主体，是知识意义的主动建构者。学生主动探索，主动发现，独立或协作去建构知识，他们完全可以根据自己的基础和能力水平，进行自主学习和跨越式学习。在有问题是可请教老师或别的同学，进行协作学习。
2.3对教学内容定位的重新认识
在基于网络环境下得数学课堂教学，数学课本的教学内容不再是学生的唯一资源，通过自主学习，学生还可以从其他途径（如网上资源）获取大量的数学知识。
2.4对媒体定位的重新认识
在基于网络环境下得数学课堂教学，媒体不再是辅助教师的演示工具，它更主要的是促进学生自主学习的认知工具。
3．数学网络教学模式的构建
课堂教学模式把一堂课分为三个阶段，即情境阶段，同化、顺应（自主学习、意义建构）阶段，应用、创造阶段。
3.1情境阶段http://
心理学研究表明：学生的思维总是由问题开始的，在解决问题中得到发展。学生学习的过程本身就是一个不断创设问题情境，引起学生认识冲突，激发学生的求知欲,使学生的思维在问题与探索中得到促进和发展。网络环境下的课堂教学集声，像，动画，文字于一体，能够展现或模拟现实，再现生活中的真实情境，使学生进入身临其境的问题环境，充分调动学生的各种感觉和知觉器官，以各种形象的声音和丰富的画面，挖掘学生的非智力因素对学习的正效应，从而培养学生学习数学的兴趣产生提出问题，解决问题的欲望，激发求知欲。
网络技术在激发学生的学习兴趣方面有其显著的优势，它能呈现丰富多彩、富于变换的文字、图像、动画等内容，为学生营造乐学的氛围，促使他们改变以往常规教学中的角色，在更为广阔的知识领域里自由的遨游。如在教学立体图形的表面积”后，我先让学生欣赏一组室内装饰图片，正当学生享受美的时候，提出问题：室内装修与数学知识有关吗？”由于问题比较广，引起了学生的遐想。学生甲说：做家具时需要测量木头的大小。”学生乙说：粉刷墙壁时要计算墙壁的面积。”……老师对他们的想法都加以肯定。这时，学生不禁要想：这堂课究竟要学什么呢？在这样的学习情景下，学生的求知欲给引发了。任务”的提出也就水到渠成了。
3.2同化、顺应阶段
学生的学习过程从本质上讲是一个认知过程，是一个主动积极的建构过程。同化和顺应是建构的基本环节，也是两种基本的认知方式，意义建构就是通过这两种基本方式来实现的。所谓同化，就是利用新旧知识间的内在联系，通过新旧知识的相互作用，对新知识进行改造，把新知识纳入到原有的认知结构中，充实、完善、发展原有的认知结构。顺应是指当原有的认知结构
转贴于
不能同化新知识时，就需要调整和改变原有认知结构，顺应新知识产生，重建新认知结构，使原来认知结构得到更新、扩展。
例如，在学习轴对称”这一课时，通过蝴蝶翅膀的抖动”这一画面的引入，让学生产生主动探索的欲望后，带学生进入轴对称”知识的模拟网站。网站的主页欣赏、观察、探索、知识、留言等5部分组成，学生根据需要和个人情况，可选择不同的学习篇章进入分页，每个分页中设有不同问题和操作方法提示，学生可根据自己的需要和自身情况选择不同内容进行链接，按不同的顺序进行操作。
3.3应用、创造阶段
应用、创造是学习水平的最高层次。在这个阶段，教师要尽量为学生创设数学应用情境，让学生将所学的数学知识进行再创造，有利于培养学生创造思维能力和实践操作能力。
例如，在进行抛物线的定义及其标准方程”教学时，鉴于课本上的图形是死图”，无法表现曲线的形成过程，而黑板上的图形由于技术原因很难画得准确。我们可以设计并创作抛物线的定义及其标准方程”课件,由学生通过网络访问教师放置在服务器上的课件,随意移动点p到不同的位置，得出曲线的轨迹，让学生独立探索、自由想象。
【关键词】数学建模；高中生物
数学建模是建立数学模型过程的简称，而数学模型是将现实问题归结成数学问题，即用数学的语言将问题的本质描述出来。它的主要思维过程是：对于一个现实对象，为了一个特定目的，根据其内在规律，做出必要的简化假设，运用适当的数学工具，得到一个数学结构，也就是说采用数学的语言如公式、图表或算法来描述这个现实对象中各相关变量之间的关系。
本课内容选自人教版的生物必修3模块《稳态与环境》中的第四章第二节《种群数量的变化》，课程标准关于本节的具体内容标准为“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”。因此引导学生用数学方法解释生命现象，揭示生命活动规律是本节教学策略的着眼点，而数学模型是联系实际问题与数学的桥梁，具有解释、判断、预测等重要功能。在科学研究中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。在教学中，通过分析问题探究数学规律解决实际问题建构数学模型的方法，让学生体验由具体到抽象再具体再抽象的思维不断转化过程。
一、设置问题情境导入，学生及时融入课堂
细菌的结构和分裂方式较简单，学生容易理解细菌数量如何增长的数学问题，学生是学习的主体，要求学生通过观察实验数据总结规律，完成问题。
展示：细菌的繁殖图（单细胞的原核生物）
在营养和生存空间没有限制的情况下（理想条件下），试推算不同时间内一个细菌的繁殖情况，细菌的数量不断增长，学生可以自主得出细菌增长的数学方程式：N=2n
学生完成表格，绘制曲线：
时间（分钟）20406080…….180
细菌数量（个）
同数学方程式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？
曲线图能更直观地反映出种群数量的增长趋势，但不够精确。
让学生自主构建出细菌种群数量变化的图表和曲线，认识到生物现象和规律是可以用数学语言表达出来的。建立数学模型的意义在于可以更好地帮助解决生物问题，如更直观地描述、解释和预测种群数量的变化。数学模型的表现形式可以为公式、图表、曲线等。
二、进一步抽象，建构种群增长模型的方法
提示：这是理想条件下对细菌种群数量变化的推测。
三、进一步抽象，归纳比较两个数学模型
小结：“J”型曲线与“S”型曲线的比较
项目J型增长曲线S型增长曲线
前提条件环境资源无限的理想条件环境资源有限
种群增长率保持稳定先上升后下降
建立模型Nt=NOλt种群数量在K值上下波动
四、再具体，揭示生物学现象和规律的意义
通过学生的自主活动，如绘制种群增长的曲线，构建种群增长的数学模型，探讨两种曲线的特点，分析产生原因，以及开放学生运用本节知识，探讨如何保护大熊猫和如何灭鼠等等，让学生学有所用，加深知识的理解。注重与社会的联系，列举许多实例，如本地的外来物种水葫芦疯长现象，人口增长的“J”型曲线，通过建立自然保护区提高环境容纳量来更好地保护大熊猫等珍稀动物，以及通过分析东亚飞蝗和鲸鱼的种群波动情况来了解影响种群数量的因素，激发学生热爱大自然的情感。
“S”型曲线在生产中的应用：
为了保护鱼类资源不受破坏，并能持续地获得最大捕鱼量，根据种群增长的S型曲线，应使被捕鱼群的数量保持在K/2水平。因为在这个水平上种群增长率最大，增长最快。可提供的资源最多，而且又不影响资源的再生。
同一种群的K值是固定不变的吗？
对某种群而言，K值并不是固定的，会受到环境等因素的影响，种群维持K值的前提是环境条件不受破坏。所以我们要保护人类的家园——地球，地球现在能够容纳一定数量的人口，但如果人类对环境的破坏越来越严重，不改善的话也会使K值发生改变。像恐龙的灭绝很可能是由于当时生态环境发生改变，导致恐龙种群K值的改变。
种群数量的波动和下降：
讨论：影响种群数量变化的因素有那些？学生讨论回答。
直接因素：出生率、死亡率、迁入率、迁出率；
自然因素：食物、气候、传染病、天敌等；
人为因素：人类活动的影响。
看图：鲨鱼的种群数量变化。总结：下降原因是什么呢？海洋环境的改变，还有在主要原因是人的捕获量越来越大。
大多数种群的数量总是在波动之中的，在不利条件之下，还会急剧下降，甚至灭亡。看图：东亚飞蝗种群数量的变化。
与社会的联系：随着人口的增长，科技水平的提高，人类活动范围的扩大，人类活动对自然界中群数量变化的影响越来越大，有时候甚至成为决定性的因素。
研究种群数量变化的意义？
防治有害动物；保护利用野生生物资源；拯救和恢复濒危动物种群。
五、结语
本节教学涉及到生物科学与数学的结合，重点在于引导学生用数学方法解释生命现象，揭示生命活动规律。引导学生建构数学模型，有利于培养学生透过现象揭示本质的洞察能力；同时，通过科学与数学的整合，有利于培养学生简约、严密的思维品质。
参考文献：
【关键词】创新意识；循环性；思维方式
“情境―问题―讨论―反思”教学模式建立在教育学、心理学的基础上，在现代教学理论、数学教学哲学指导下，以初中数学基本知识和数学基本思想为目标，形成相对稳定的、循环的、开放的课堂教学模式。这一模式有四个环节：①由学生熟悉的生活情境中提炼出数学问题，激起学生的己有经验和对新知识的求知欲；②师生在情境中提出问题，并进行独立思考，在个人的经验中各自寻找问题的解决方法；③对各个方案进行交流、比较、讨论，给出相对合理的结论；④对上述结论进行检验、反思，进一步观察是否包含新的问题，从而在结论中提出值得探讨的新问题。
1初中数学“情境―问题―讨论―反思”教学模式的宗旨
国际21世纪教育委员会向联合国教科文组织提交的报告《教育――财富蕴涵其中》指出：面向21世纪教育的四大任务就是：培养学生学会认识；学会做事；学会合作；学会生存。作为中学基础学科的数学教学，担负着重要责任，要教会学生自己发现问题，会提出问题，然后经过主动思考解决问题，建构自己的知识体系。因此，现代数学教学应关注知识的发生和形成过程，关注数学思想方法，重视教学过程中的创造思维及创新意识的培养。然而，我在教学实践中深切地感受到，在初中流行的“教师讲学生练、一切为了考试”的单调重复的教学方式，正在一天天地消蚀学生的数学问题意识，即使教师有时意识到要用问题引起学生兴趣、导入教学过程，往往也是由教师单方面提出问题，问题的产生也缺乏特定情境（尤其是学生熟悉的情境）的烘托和激发，学生依然是木然地对待问题。因而，我在实践中尝试探索的初中数学课堂教学模式，始终贯穿“情境―问题―讨论―反思”这几个基本要素和环节，其主旨在于：创造性地体现数学新教材内涵的基本理念，提高学生的数学素养，为学生终身学习与发展奠基；关注学生的学习动机，以情境中隐含的问题激发学生的求知欲，引导学生自主地探索求知：关注学生的数学学习过程，在经常不断的思考、讨论和交流中，在迎接智慧挑战、有效解决问题的过程中，体验数学学习的成就与乐趣，不断增强数学学习的自信；关注不同学生的数学学习需要，提供多层次选择和发展空间；构建学生必须的共同基础，加强数学的应用和实践。
2初中数学“情境―问题―讨论―反思”教学模式的基本结构
初中数学“情境―问题―讨论―反思”教学模式的基本结构是：“设置问题情境一提出数学问题一思考、讨论、交流一得出结论、反思提高”。设置问题情境是教学的前提；目的是在情境中产生围绕教学目标的数学问题，这些问题将带领师生开展思考、探究等教学活动；学生提出自己的意见或解决问题的方案，经过学生思考、讨论和交流思想，基本达成共识，得到相对合理的结论；对结论进行检验、反思；对已经解决的问题的结论进行讨论分析，提取其中包含的数学信息作为新的数学情境，进一步反思、质疑又提出更深层次的数学问题，就这样不断在提出问题与解决问题的探究过程中，提升学生的思维品质。这一教学模式的四个环节相互依赖，每一环节都为后一环节提供了广阔的思维空间，而后一环节又将教学活动推向新的阶段。
关键词：矿山地质环境；评价；方法
矿产资源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础，为国家建设做出巨大贡献的同时，其开发和利用对环境造成的负面影响也日益凸现，尤其是矿山地质环境问题最为明显。随着人类社会经济的不断发展，矿产资源的开发与利用进入了一个新的高强度大规模开发阶段。面对沉重的环境历史欠账和日趋严峻的生态环境发展态势，环境问题尤其是矿产资源开发利用所引发的地质环境问题已经引起了全世界的高度重视。因此，进行矿山地质环境评价已经成为人类社会发展不可回避的现实。矿山地质环境评价主要是通过调查和评价，摸清矿山地质环境现状，查明主要环境地质问题及其危害，为合理开发矿产资源、保护矿山地质环境、整治矿山环境、恢复与重建矿山生态、实施矿山地质环境监督管理等提供基础科学资料和依据。
1确定矿山地质环境评价的重点内容
1.1矿业活动引发的水资源、水环境变化，包括地表水漏失、地下水资源枯竭、区域水均衡破坏、水质污染等。
1.2矿业活动对土地资源、土石环境的影响和破坏，包括改变土地利用现状、地面变形、土地荒漠化、土石污染等。
1.3矿业活动引发地面隆起、沉降变形、山体开裂、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的情况。
1.4矿业活动对重要工程设施、房屋、厂矿和自然景观的影响和破坏情况。
1.5矿山建设工程和设施可能遭受的地质灾害及其危害程度。
2矿山地质环境现状评价
在充分查明评价前矿区存在的各类地质环境问题，包括地下水资源枯竭、地表水漏失、土地资源破坏、土石环境污染、崩塌、滑坡等，在规模、发育程度、危害对象和生产原因的基础上，对其影响和危害程度进行评价。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.1充分掌握评价区气象、水文、地形、地貌、地层岩性、地质构造、地震、地下水、工程地质等基础条件，查明评价区存在的地质环境问题的种类、规模、特征、发育程度，查明与相邻矿山矿业活动的相互影响特征与程度。
2.2针对各种地质因素在不同局部区域的差异性和复杂性，要做到较为精确的评价，需将整个评价区域划分成若干个评价单元，统一评价单元在地质环境条件方面具有一致性，而不同的评价单元之间应具有可比性。
根据各个小区域的具体地质环境条件，分别赋予所选定的评价指标以不同的属性，然后在根据这些属性进行区域评价。可采用三角形剖分法、正方形网格划分法和不规则多边形网格划分法。
2.3依据具有针对性、简明性、普适性、数据易取性、指标可量化和动态与静态相结合的原则对评价区基础条件基本指标进行选取及数据标准化处理，确定地质环境评价指标权重。
2.4建立数学模型（指数模型、概率统计模型、模糊数学模型和灰色系统模型）选用评价区各种矿山地质环境要素的各种质量参数和定量化指标，定量评价环境质量的优劣以及预测人类活动对矿山地质环境的影响。
&nbs
p;2.5根据数学模型的评价结果对评价区进行现状评价影响程度分区。
2.6评价现状条件下评价区的地质环境质量情况、地质环境抗干扰的能力和矿山地质环境恢复治理的难度。
3矿山地质环境预测评价
在现状评价的基础上，根据矿山类型和矿山开发利用方案确定的开采范围、深度、规模和采、选、冶方法，废弃物处置等，结合评价区地质环境条件及变化特征，预测新一轮矿业活动可能产生、加剧的地质环境问题和矿山建设发生地质灾害的危险性，并对其发展趋势、危害对象、影响程度和恢复治理难度进行评价。主要包括预测矿业活动可能引发和加剧的地质环境问题的种类、规模和原因以及其危害对象和危害程度，并对在本轮矿业活动结束时总体地质环境质量情况进行评价，对矿业活动引发的各种地质环境问题做出恢复治理难度分析。