时间：2023-06-06 09:30:05
关键词：地理；课程改革；课堂教学
读研让我掌握了最新的教学理念；参加《地理新课标完全解读》的编写，让我对新课标有了更深的理解；走进课堂践行新课改是我义不容辞的责任。下面，把我日常教学中一些不成熟的做法呈现出来，请同行们给予指教。
一、现实的问题更能激起学生学习地理的欲望
地理是一门实践性很强的学科，把地理教材的知识点与现实生活相联系，让书本上的知识“活”起来，让“地理”走进我们的生活。激发学生的学习欲望，进而培养他们的现代地理素养。具体案例如下：
1.由现实生活问题导入主题，“地理”就在身边
在导入新课“低压（气旋）、高压（反气旋）与天气”时，我先给学生展示了以下两个台风的画面：
画面一：台风致中国渔船遇险：8月28日凌晨2时40分左右，受15号台风“布拉万”影响，山东威海市两艘渔船在济州岛附近海域遇险，两艘船上共有33人。截至目前，已有18人获救，5人遇难。韩国海警正在展开救援工作，预计将有更多的船员获救。
画面二：台风“启德”过境后的画面：据8月19日12时初步统计，今年第13号台风“启德”已造成广东、广西、海南3省区2人死亡，2人失踪，53万人紧急转移。
仅8月间就有五个台风登陆我国，台风到底是什么？它为什么会产生如此巨大的破坏力呢？我们这节课就揭开它的神秘面纱――“低压（气旋）、高压（反气旋）与天气”。
2.展示学生普遍关心的问题，带着问题学习新课
在讲“全球气候变化”时，我给学生展示了以下三个画面：
画面一：1984年北极海冰范围与2012年北极海冰范围对比图：北极海冰面积已经由1984年的670万平方公里下降至341万平方公里。在北极海冰融化过程中，北极熊将是最大的受害者。美国科学家在一份研究报告中警告，到2050年，北极熊或将灭绝。
画面二：倡导低碳生活的图片宣传：节能减碳，扭转生态环境亚恶化的势头，需要的是我们每一个人的努力。低碳生活首先是一种生活态度。只要愿意，每一个人都可以做到！节电、节油、节气、节水、植树、废物利用、以步代车……点点滴滴，生活中的各个方面，都可以选择低碳生活的态度。低碳生活还代表着一种更健康、更自然的生活方式。
画面三：抗洪抢险：7月11日以来，贵州省强降雨天气持续，凯里、都匀、铜仁、毕节等多地出现山洪、泥石流等灾害。目前，贵州全省169.9万人受灾，13人死亡，3人失踪。民政部已紧急启动国家四级救灾应急响应并派出工作组前往灾区。
以上这些问题都是什么原因引起的呢？对，都是气候变化引起的。这节课，我们就一起研究“全球气候变化”：分析变化的趋势、预计可能产生的影响、研究我们的对策。
二、让学生动起来，学习效果更好
学生是学习的主体，教师要充分发挥主导作用。课堂上调动好学生学习的主动性和积极性，让学生动起来，化被动学习为主动求知。那些不容易讲清、不容易理解的问题，学生感受不深、容易忘掉的知识点就会迎刃而解了。学生知识牢固了、教师也轻松了。具体案例如下：
1.让学生“当”地球、“当”太阳
在讲“太阳日与恒星日”时，让班级学生两个人一组：一个当太阳，站在那儿不动，另一个当地球。让当地球的学生选择教室外面跟“太阳”在一条线的一个物体当遥远的恒星，“地球”开始围绕“太阳”转。这时“太阳”要监督“地球”不光要自转还要公转。“地球”旋转一周再看到“恒星”时，就是一个恒星日；再多转一个角度才能看到“太阳”，这才是太阳日。让“地球”感受恒星日与太阳日的区别。然后，两个学生互换角色，让另一个学生也感受一下恒星日与太阳日的区别。
2.鼓励学生学做一次教具
在讲“太阳直射点的移动”时，我做了一个大的和几个小的教具，大的教具用于我在讲台上演示太阳直射点的移动，小的是拿给学生自己研究这个问题的。
小的教具很简单：一个乒乓球做地球，一段铁丝做成地轴，一个废光盘当地球公转轨道面，一个适当高度的垫物托起光盘。
当学生拿到这个小教具时，一下子课堂气氛就活跃了起来，学生按照我演示的方法也研究起太阳直射点的移动来。我借机鼓励他们也自己学做一个这样的教具。
“同学们，自己动手能不能做成这个教具啊？”
“能――！”
“那么，思考一下做这个教具要注意哪些问题呢？”（学生一边演示一边讨论）
提问学生回答：（1）黄赤交角要正确（地轴与黄道平面交角应为66度34分）；（2）垫物高度要适中。
“你用这个简单的教具演示地球公转时，要注意什么问题呢？”
学生回答：地轴始终指向同一方向（北极星附近）。
三、多让学生自己“走”，哪怕他们步履蹒跚
《老子》：“授人以鱼，不如授之以渔，授人以鱼只救一时之急，授人以渔则可解一生之需。”教师在传授知识与技能的同时，应该注重培养学生获得知识的过程与方法，鼓励学生自主探究，改教方法为引导学生探索方法，培养创新型人才。具体案例如下：
1.鼓励学生探究，培养他们勇于探索的精神
学生在做“分析海陆风对海滨地区的气温调节作用”时，首先分析了白天和夜间海陆温差，然后在图上标出了海陆风的风向。我让学生总结一下海陆风的规律。
学生：“白天由海洋向陆地刮，夜间由陆地向海洋刮。”
教师：“谁还能总结一下？”
教室里突然变得鸦雀无声。
“哪儿热向哪儿刮。”一名学生小声地说。
“对！答得很对。我为你鼓掌，因为你勇敢地迈出了探索的一步。”教师说。
教师：“谁还有补充啊？”
有人冲锋陷阵了，跟随者就接踵而来：“方向都是一个环形。”“刮来的风都是凉的。”
教师：“这个结论得有个条件吧？”
学生，稍停了一下：“热力环流。”
2.改教方法为引导学生探索方法、践行方法
在讲“气压带和风带对气候的影响”时，教材案例1中有“热带雨林气候”“温带海洋气候”和“地中海气候”三种类型。许多教师采用预先设计好表格，然后在课堂上让学生填写表格的方法。我认为整个过程应该让学生自己去探索，我的做法是：先让学生自己探索出用表格的方法，然后启发学生自己设计表格项目（这是重点），填写表格内容，进而画出“气温和降水量图”（这是难点），最后应用自己的成果。
具体课堂教学过程：
教师：“案例1中有三种受气压带和风带影响而形成的气候类型，你想用什么方法来研究这三种气候类型呢？”
学生：“比较法。”
学生：“表格法。”
教师：“表格是比较法的一种常用形式，我们就用表格的形式来进行比较。表格的关键在于如何设计表格的项目，也就是表格中应该含有哪些项目。怎么才能找出这些项目呢？”
学生：“那就分条呗。”
学生：“找关键词。”
教师：“找关键词，按关键词设计表格的项目。下面，同学们可以相互研究、讨论来设计这个表格了……”
经过学生讨论、评定，最后选出最优的表格如下（因篇幅原因未附内容）。
学生自行设计的气候对比表
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沙漠奇迹
澳大利亚南部的奥古斯塔港郊外有一片沙化荒地，煤电厂、炼铅厂点缀其间，偶尔能见到毒蛇、赤背蜘蛛、袋鼠和鸸鹋，咸海水不时漫上岸边。这里唯一丰富的自然资源是阳光。
德国人菲利普·绍姆韦贝尔带领一群来自欧洲、亚洲和北美的年轻人来到这片荒芜之地，买下一大块土地，建起一座沙漠温室，名为“阳光点滴农场”。由此，这片土地开始焕发生机。“阳光点滴农场”的计算机化种植系统看起来简单，设计其实相当复杂。
这套系统的核心技术是太阳能发电和海水淡化。一个长75米的大抛物柱面镜全天候跟着太阳方向转动，将吸收的太阳热量集中到一根输油管上，油受热后，可为附近的储水箱加温。水是从地下深处抽取的海水，温室离海岸仅100米左右，抽取海水不但方便而且免费。
温室内，一面墙壁安装蜂窝状的风扇系统，用于通风和喷洒水分，使温室内保持凉爽湿润。种植过程可通过远程控制，当栽培负责人、27岁的加拿大人戴夫·普拉特有事进城或返回加拿大时，他只需通过一个智能手机软件，就能掌握温室内所有植物的生长状况。
创造这一切的是现年33岁的绍姆韦贝尔，“阳光点滴”公司的创始人兼CEO。他是德国人，家境富裕，在英国戈登斯敦受教育，拥有哈佛大学MBA学位，职业生涯始于对冲基金管理，曾就职于高盛银行，后来加入总部位于慕尼黑、从事农业投资的家族企业。
做起农业生意后，他意识到，现代农业无论号称有多“环保”，核心也只是“把柴油变成粮食再浇上水”。他开始寻求改变途径。“盐碱地农业”引起了他的兴趣。
他到图书馆查阅资料，发现了英国工程师查理·佩顿和他的实验。
“海水温室”
利用阳光和海水这类纯天然资源来栽培农作物，是佩顿的发明。现年62岁的佩顿曾是伦敦戏院灯光师，后来创立“海水温室”公司。
1995年，佩顿与一些科学家合作，在特内里费岛按其理念创建一座实验温室，结果运行良好，引起外界兴趣。欧盟同意为项目提供部分资助。1999年，佩顿的项目获得“理性设计奖”，4万英镑的奖金让其团队得以在中东的阿布扎比和阿曼分别建设温室。
“海水温室”的主要运作模式是：在干旱地区抽取海水，海水一方面用来为空气加湿和降温，另一方面利用太阳能加热设备在蒸发过程中挥发掉盐分，产生适于浇灌植物的淡水。最后，剩余的潮湿气体被释放出温室，改善温室外植物的生长环境。海水蒸馏过留下的盐和其他成分可以加工再利用，或直接倒回海中。
佩顿现在家乡伦敦东部一栋三层建筑的屋顶修建实验温室。他在环保人士圈中名声赫赫，去年11月，他获得英国皇家艺术协会授予的“皇家工业设计师”头衔；早些时候，“海水温室”在英国最大的减缓气候变化奖“气候周”的最佳产品类别中夺得头奖。
佩顿的实验带给绍姆韦贝尔灵感。他说：“尽管他的方法显然是闭门造车想出来的，而且他的实验项目没有一个真正投入运行——事实上全都半途而废——他的创意还是有着不容忽视的发展潜力。”
前途无量
对佩顿的实验理论和环节加以改良后，绍姆韦贝尔的“阳光点滴”获得成功，在全世界得到广泛认同。
澳大利亚政府资助的海水淡化研究所负责人尼尔·帕尔默赞赏“阳光点滴”说：“这些人居然坚信自己能够做到这一切，这本身就已足够勇敢，富有冒险精神。”
“阳光点滴”团队信心十足，认为其事业“前途不可限量”。
如今，“阳光点滴”已跨越实验阶段，成功培育的西红柿、辣椒和黄瓜等蔬菜产量以吨计，并已进入奥古斯塔港蔬果杂货店，作为高端环保产品售卖。按照澳大利亚的规定，由于并非生长于天然土壤，“阳光点滴”的农产品不能归类于“有机食品”，但它在栽培过程中不使用杀虫剂和化肥，且卖相甚佳，对消费者颇有吸引力。公司正打算进一步拓宽领域，用同种技术生产鱼肉、鸡肉等蛋白质食物。
“阳光点滴”在南澳大利亚的项目18个月以来运行良好，声名鹊起，投资机构和连锁超市纷纷派人前往奥古斯塔港考察，以至于当地为数不多的旅馆和餐馆人满为患。
“阳关点滴”准备在澳另建一座耗资800万英镑、占地8万平方米的大型温室，计划年产280万公斤西红柿和120万公斤辣椒。同时，公司还在卡塔尔开展新项目，打算进一步推广这种技术。
“海水”与“阳光”分道扬镳
对于自己的创意能在万里之外的澳大利亚沙漠中发扬光大，佩顿感到骄傲，但他和绍姆韦贝尔的合作最终还是因为两人理念不合而中止。
澳大利亚的温室最初由佩顿和家人打造，但“阳光点滴”拒绝照搬佩顿的技术，认为佩顿的自制系统过于粗糙原始，而且从商业角度上毫无可行性。比如，佩顿自制的太阳能电池板框架是木制的，虽然还能使风扇转动，却已破旧不堪、岌岌可危。此外，大约1.5万根用于热转换的管道也是用塑料制成，海水不时会渗出，滴到植物上，造成灾难性的结果。
“阳光点滴”把大部分设备都换成高科技产品，包括花16万英镑购买德国制造的追光抛物柱面镜、瑞士造的高级海水淡化系统和热转换储水箱。佩顿对此不以为然，斥之为“花里胡哨的噱头”。
课题摘要
学科
小学科学
学段
小学高段---六年级
年级
六年级
单元
六年级下册第三单元 《宇宙》
教材版本
科教版
课程名称
《太阳系》
一、学习内容分析
1.教材分析
星星、月亮、太阳这些天体每天都伴随着孩子们的生活，孩子们会对它们产生浓厚的兴趣，有探究的欲望。从学生认识的角度来看，这一个单元是让学生把他们的视野扩大到地球以外的宇宙空间，在科学课堂上尝试用不同于平时常用的观察、实验方法去认识宇宙中的事物，这对学生的发展具有意义和挑战性。但我们也必须清楚地意识到，本单元的学习对学生来说是有难度的，教师应有充分的心理准备和教学准备，采用合理而有效的教学方法和策略，让本单元教学内容能促进学生的多方面发展。
2.学情分析
小学阶段从三年级开始开设科学课程，也就是说从三年级到六年级，毕业班的学生已经学习了三年的科学知识。通过三年的学习，同学们的知识、技能与情感态度价值观方面都有了一定的进步。我所任教的六年级毕业班，学习氛围良好。同学们学习态度端正，对世界、对科学充满了探究的兴趣。只是还需要任课老师的指导和提点。
3.教学目标
（1）科学概念：
太阳系是以太阳为中心，由八大行星、矮行星、小天体等组成的一个天体系统；八大行星从近到远排列的顺序依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
（2）过程与方法：
知道组成太阳系的天体以及八大行星的排列顺序；会运用收集资料的方法来认识和了解太阳系；能对数据、信息按需求进行处理，并在此基础上用一定的材料来建立太阳系的模型；初步建立太阳系是一个较大的天体系统的概念。
（3）情感态度与价值观：
在课外能积极地从事信息收集活动；能积极地与同伴一起合作、交流有关太阳系的信息；能创造性地制作太阳系模型；意识到收集、整理和交流资料是科学学习的一种重要方式；意识到太阳系中天体的运动是有规律的并且是可以被认识的。
4.教学重点
太阳和围绕它运行的行星、矮行星和小天体组成了太阳系。
5.教学难点
根据八大行星距太阳的平均距离及各行星赤道直径数据表建立太阳系的模型。
6.教学准备
太阳系图片、课件、八大行星数据表、橡皮泥、小皮球等
二、教学环境选择
√简易多媒体教室 交互式电子白板 网络教室 移动学习环境
三、教学过程设计
一、认识太阳系
1.自学课文，思考下列问题：
（1）你知道哪些天体在围绕着太阳运动吗？
（2）你能说出课件图片中太阳系各成员的名称吗？
（3）你能向大家介绍其中一个成员的特点吗？
2.举行一次介绍太阳系交流会（提前布置，每组介绍一种天体：太阳、水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、小行星、矮行星、彗星、流星等）
3.小结：太阳系是以太阳为中心，由八大行星（包括卫星）、矮行星、小天体（包括小行星、流星、彗星）等组成的一个天体系统。
二、建立太阳系模型
1.提出任务：建一个太阳系八大行星模型
2.讨论：建立这个模型，要解决哪些问题？
（每个行星的大小、排列的顺序、绕太阳转动的轨道和方向等）
3.从书本里查找八大行星的数据资料。
4.教师提供八大行星的大小比较图，让学生进行直观比较。
5.用橡皮泥捏太阳系八大行星各成员的大小。如果把木星的直径捏成7厘米大小，那么其他行星的直径大约捏多少厘米？
6.按太阳系八大行星排列的顺序摆放在桌面上
7.思考并回答：各大行星是按什么方向绕大阳公转的？哪个行星公转周期最短，哪个行星公转周期最长？有什么规律？
8.思考并回答：各大行星在公转的同时还在自转吗？哪个自转最快？自转方向都一样吗？哪个自转方向与众不同？
9.思考并回答：如果让各大行星绕太阳公转，在桌上行吗？为什么？
三、观看一段关于介绍太阳系的视频
1.拓展性提问：太阳系是怎么形成的？
2.你还有什么疑问？
四、教学评价设计
1.评价方式与工具
√课堂提问 √书面练习 制作作品 测验 其它 建立太阳系模型
2.评价量表内容（测试题、作业描述、评价表等）
作业：课后收集关于太阳系的资料，并与全班同学交流
六、备注
技术环境下课堂教学管理思路、可能存在的教学意外及相应的应急预案等
1、准备纸质图片代替ppt
2、演示模拟实验代替视频
一、目标和方向正确远比速度重要
俗话说：“抬头看路重于低头拉车，定方向是头等大事。”人地关系是永恒主题，建立正确的人地关系，是高中阶段地理学习的最高目标。自然也是高考出题的指向标，因此抓住人地关系这一线索对高三阶段的复习具有战略意义。在教学实践中要注意做到两点：一是在学习目标中体现方向。对每个专题内容都要先做好近三年的考情分析、考向预测，制定复习策略，以确保方向正确，少走弯路。以地球运动为例做了4个考向预测。
* 以重大时政事件（如国庆60年大阅兵等）为背景，考查地方时、区时的计算。
* 以图文结合、图表结合方式考查读图能力、计算能力及空间思维能力。
* 以重大时政事件为背景，结合光照图，综合考查昼夜长短、正午太阳高度及季节的判断。
* 以实际生活知识，如楼间距、太阳能热水器等为切入点，考查正午太阳高度的计算。
二是在学习过程中体现方向。请看以下例题，图1为某地住宅建筑冬夏正午日照示意图，完成（1）～（2）题。
（1）该地可能是：
A.刚果盆地 B.撒哈拉沙漠南缘
C.巴西高原 D.北美洲五大湖地区
【答案】D。根据某地住宅建筑冬夏正午日照示意图中正午太阳高度角相差46°52′，且太阳光全是从南方照射进入房子，可以推出该地位于北回归线到北极圈之间的地区，结合选项只有北美洲五大湖地区符合要求。
（2）仅考虑地球运动，图示窗户、屋檐搭配对室内光热的影响有：
①利于夏季遮阳，冬季采光 ②冬至到春分，正午室内的日照面积逐渐增大 ③春分到夏至，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强 ④利于减少室内能源消耗
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
【答案】C。根据上题可知，图中正午太阳高度大的光线是该地夏至日正午的光线，正午太阳高度小的光线是该地冬至日正午的光线，仅考虑地球运动，图示窗户、屋檐搭配利于夏季遮阳，冬季采光，冬至到时春分，正午太阳高度变大，正午室内的日照面积逐渐减小，春分到夏至，正午太阳高度变大，正午屋檐的遮阳作用逐渐增强，因而该房室内冬暖夏凉，有利于减少室内能源消耗。
以上例题，通过光照图，考查了正午太阳高度季节的变化及人类对该自然现象趋利避害的应用。是近几年高考题中运用地理原理规律，解决人地矛盾，和谐人地关系的经典案例。
二、求理求图求过程
学好地理关键在“理”上，主要指地理原理和规律，它既是高考出题的基本依据，又是高频考点，必须要理解掌握和学会运用；同时，对图的大量应用也是地理学科一个显著特点，学会读图、分析图、应用图、会绘图可帮助学生更好理解地理原理和规律，因此求理求图才是学好地理的核心；另外高三地理课有一，就是不能把课讲成单一的知识堆砌，像堆积木一样越堆越多越堆越高，而是应该通过逐级的知识体系将知识层层相连、环环相扣，强调内在联系和相互关系，用正确的逻辑关系表现地理原理的过程与结果，尤其要强调知识体系不是只建立在教辅书和多媒体的屏幕上，而是构建在学生脑海里。如大气环流是教材的重难点，很容易只重结果弱化过程，如果用图2大气环流关系图讲，将影响大气环流的四个因素即冷热不均、地球自转、地球公转、海陆分布由少到多一步步考虑，用过程把大气环流的复杂性逐步表现出来，这样会使问题简单清晰，有层次、有条理，便于学生理解，可起到事半功倍之效。
三、抓住本质化繁为简
首先，对一些常用知识点进行浅入浅出分析以求做到突出本质化繁为简，例如，黄土高原水土流失与防治是教材的一个经典案例，但考试往往并不考黄土高原，这就要求在学该部分时应把水土流失的本质提炼出来，“水――一定强度的降水；土――疏松的表层；流失――一定的坡度”。只要满足以上条件，任何地方都有可能发生水土流失，万变不离其中。
其次，从教材整体把握上抓住本质化繁为简。例如，必修1中自然地理的灵魂是运动。以运动为线索将地球运动、大气运动、水运动、地壳运动串起来，将分散的知识整体化，便于学生理解和把握自然地理的本质。必修2应以发展为线索将人口、城市、生产活动、交通、环境联系起来，在发展中产生，也在发展中解决。必修3应以区域发展为核心将自然和人文融合一起，放到某个大比例尺小范围的区域，解决目前人类生存环境出现的各种人地矛盾。再如中国地理――找差异求发展。世界地理――立足世界看中国。
请看以下例题，图3为某区域模式图，读图回答（1）～（2）题。
（1）关于图中各区域河流水文特征的叙述，正确的是：
A.①区河流水位季节变化小
B.②区河流春汛长于夏汛
C.③区河流含沙量大，有结冰期
D.⑥区河流汛期短，径流量季节变化小
【答案】C。由题干和图3可知，①②③和④⑤⑥分别位于北方地区和南方地区，其分界线是秦岭―淮河一线。③区位于华北平原，河流含沙量大，有结冰期；⑤和⑥区位于长江中下游平原和江南丘陵地区，河流汛期长。
（2）深秋时节，一旅游者从图中某区域乘火车外出旅游。出发时落叶纷飞，满目金黄，穿越重重隧道后，蓦然树木葱郁，山清水秀。火车经过的区域是：
A.从①到② B.从②到④
C.从③到⑤ D.从⑤到⑥
一、梳理学生质疑，设计课堂主问题
课堂教学应该以“学”为主，学生是学习的主人。我一直重视培养学生在课前质疑的习惯。学习课文前，布置学生预习，将不理解或很想了解的问题写书上，作批注。孩子们天生有好奇心，到课堂上，纷纷晒问题，期望得到解决。于是一种现象产生了：孩子们学习主动性增强了，课堂活跃了，但也形成“满堂问”模式。学生成了“放牛郎”，老师被学生的问题牵着鼻子走。回顾整堂课，看似热闹，收效甚微。困惑之余，我开始反思。我发现学生们的问题可分为两类：重要的和不重要的（表层的、简单的，很容易解决的）。如果将一个个问题梳理成一个至两个有价值的问题作为主问题，大家围绕主问题展开学习、讨论，那么课堂开放的同时又能很好地集中。经过几番尝试，我采用如下策略：课前的预习质疑时，让学生尽量有条理地将问题写出来，交由学习小组的组长收集、整理。个别的、简单的问题可以在学习小组内通过合作学习予以解决；有共性的则交给老师。与教学目标和任务无关或不是直接相关的，则可以延伸到课后解决。语文课上前五分钟，老师将共性有价值的问题呈现于大屏幕上，讨论后合并成一至两个主问题。接下来结合主问题，进行对话、体验、感悟、交流等活动。这样的课堂交流显得有针对性、目的性。有时大家会结合主问题展开争辩。不过，万辩不离主线，老师轻松地成为课堂的掌舵手。
如上《两小儿辨日》时，梳理学生的质疑后确定主问：两小儿的话都有道理吗？孔子是个怎样的大师？
争辩片断：
生1：我认为因为早晨人们看到太阳的大，傍晚看到的太阳小来确定太阳离人远近是不对的，不科学的。
生2：我认为太阳与人之间不存在远近的距离问题。因为，根据“地心说”，在银河系中，地球每时每刻绕着太阳转。地球本身有吸引力，有磁场，这个距离应该不会改变。
生3：我有补充，数学课上学过圆的性质：圆上任意一点到圆心的距离相等。所以地球与太阳的距离永远相等。
生4：我反对。地球并不在太阳这个圆上，而只是围绕太阳转，你能确定上作圆周运动吗？
生5：我补充，地球本身是个椭圆，况且本身也在自转。这当中也许会有误差，所以造成距离不一样。
生6：假设你们说的是对的，那么人们感觉“早上凉而中午热，早上刚升起时太阳看起来大而中午时看起来小”这一现象又怎么解释呢？，
师：看来这是个很深奥的问题呢！
生：所以孔子不能答也！
……
通过争辩，得出孔子不愧是位实事求是，谦虚谨慎的大师啊！
二、找准重、难点，设计课堂主问题
在平时课堂教学中，许多语文老师仍然习惯于在教学中不断地提问，过多、过散、过易、过难的提问会影响课堂效率的提高，频繁的提问让学生静不下来，得不到沉思默想和实践练习的大量时间。如果教师所提的问题是表面的、随意的、模糊的、笼统的，学生要么是不需要认真思考，要么是不知道如何思考，那么这样的提问也没有多大的价值。例如，有位老师在上《草原》一文时，欣赏完草原图片后提问：“同学们，草原的景色美不美？”“你们喜欢草原吗？”学习课文第一自然段时，教师又提问：“草原上的空气怎么样？天空怎么样？天底下怎么样？”“课文把‘羊群’比作‘大花’，把‘草原’比作‘绿毯’，对不对？”“‘流入云际’一词中的‘际’是不是边的意思？”“课文把‘骏马’和‘大牛’当作什么来写的？”
课堂中的提问都是一些简单的、表面的问题，答案要么是预设好的，要么是课本上的，要么是简单的是非问，这样的课堂既费时又无效。深人钻研教材，找准重难点精心切入，精心设计主问，使问题能引起学生探究的兴趣和欲望。以下笔者在“小语工作室”的二次磨课经历：《老人与海鸥》第一课时（第一次上课：）感受老人对海鸥的爱
问1：默读课文，说说安放老人遗像的地方发生了什么“意想不到的事情？”
生：一群海鸥飞来，围着老人的遗像翻飞盘旋，连声鸣叫，叫声与平时大不一样，像是发生了什么大事。
问2：是啊，天空那么大，海鸥为什么唯独要在老人遗像前盘旋呢？而且海鸥在遗像前连续鸣叫，如此反常的举动，预示着什么呢？
生：海鸥们急速煽动翅膀，轮流飞到老人遗像前的空中，像是前来瞻仰遗容的亲属。
问3：同学们，瞻仰表示什么？从这里我们发现，海鸥把老人当成自己的亲属。
生继续找到相关句子。
问4：为什么会发生这样的事呢？快速浏览课文，找出老人平时喂海鸥与其他人不同之处？
……
这堂课就在老师不断地提问与学生回答中草草结束，直至课堂的后十五分钟，才绕到本课的重点。这次失败的尝试令我深思：除备课时我没有好好备学生外，更重要的是问题的琐碎，一个个小问题串联成了一节课，导致学生跟着老师的问题走，效率低下！在工作室老师及学校领导的指导下，我将教学环节简化了。体会老人与海鸥间那浓浓的亲情是本课重、难点。于是，我从课文重、难点出发，整合了课堂中的众多小问题，设计了主问题。
主问：细细品读课文，从哪些语句感受到老人对海鸥如同亲人一般？
生：“朋友告诉我，十多年了，一到冬天，老人每天必来，……”体会到老人对海鸥的爱。
师：爱是十多年的坚持！
生齐读句子：“朋友告诉我，十多年了，一到冬天，老人每天必来，……”
生：“他背已经驼了，穿一身褪色的过时布衣，背一个褪色的蓝布包，连装鸟食的大塑料袋也用得褪了色。”三个“褪色”充分感受到老人十分勤俭。而这一切都是为了海鸥啊！
师：爱是节衣缩食给海鸥喂食，爱是爱海鸥胜过爱自己！
生：还有“爱是亲昵的取名，爱是亲热的说话，……”老人把海鸥当成自己的儿女！
师：爱是节衣缩食给海鸥喂食，爱是爱海鸥胜过爱自己！
……
学生油然而生感叹：老人确实是把海鸥当成了自己的“儿女”啊！为第二幅“海鸥送别图”作下铺垫。
“唉，作业真是太多了，而且又这么难，老师还有没有良心呀！”我边写作业边抱怨。忽然，我眼睛一亮，自言自语地说：“可以找WC博士帮忙呀！”我来到WC博士家，第一句话就是问他还有哪个星球有学校。WC博士想了想，带我来到多功能电脑旁边。我迫不及待地叫他打开电脑，进入外星学校专业网站。我看见了好多外星学校，有边享受阳光浴边听课的水星学校，有坐着冰登子，趴在冰桌子上的海王星学校……不过，我最终还是选中了火星学校。
WC博士打开了时空隧道，准备让我进去。我纳闷地问WC博士：“怎么不穿太空服呀！”“我有一盒东西，吃了它，就可以在太空呼吸了。”他将一盒绿色的糖果交给了我，原来是呼吸丸。我和博士各吃了一粒呼吸丸，踏上了时空隧道。经过一番颠簸，终于来到了火星，我看见火星上四处是浓烟，没有植物，只有水，泥地，太阳光直射进来，热死我了。我跟着WC博士只走了几分钟的路，就到了学校。我立刻就被那里美丽的环境给迷往了：那里绿树成荫，鲜花盛开，毛茸茸的小草就像地毯一样铺在地上，空气中弥漫着醉人的芳香，花蝴蝶在空中飞来飞去，美丽极了。用火星的外表来跟这学校相比，简直是天堂与地狱！“咦，这学校怎么没有教室呢？”“在这儿呢！”WC博士指首一个小小的蘑菇说，“这就是你们的教室。”“蘑菇会成教室吗？”他一言不发，故作神秘。然后用一个机器把我们俩都变小了。我们进了教室，可宽敞的教室里什么也没有。我看见那些地坂上有许多颜色的格子，我踏进门，刚想踩进一个黄色格子，一个同学尖叫了进来：“不要！”可我已经踩下去了。“咚”教室马上不见了，变成了丛林。这时，一头暴龙冲了出来。要不是火星班长及时按还原电钮，我们可能早就被恐龙给K了。后来火星班长还给我介绍了各种格子用处，看来踩格子也有学问呀！
开始上语文课了。一个小机器人钻进我的耳朵里，指挥我学习。我打开电脑似的电子书，发现里面所有知识都有。它一会给我讲课，一会让我在电子书上点来点去，一会儿给我讲生字，而且老是那几套，我都烦了。不过它还让我玩儿了生字游戏，如果生字游戏失败，它就再给你一次机会，要是机会用完了，就得把这篇课文再学一次，我都被罚过好几次。还有一次我不好好听讲，被它罚了“痒痒罪”也就是在耳朵里挠痒，我生来怕庠，不得不好好听话。
第二节课是我们最喜欢的海洋探索课，火星班长往蓝色格子上一摁，教室突然变成了一艘轮船，在海上航行。“哗哗”我看见了一层层碧蓝的海水，偶尔在远处出现一两个小岛，四只鲨鱼。这时，船舱前面出现了一个大屏幕，里面显示的是当然是海洋的知识了。而且，这个大屏幕还会说话，还说得非常流利。像我这样视力不好的人，只用听就行了，后来，我们还潜了海，在海底，有好多好多珊瑚和贝壳，让我大饱眼福，比地球上潜海好玩儿多了！接着，我们又上了音乐课、地理课……好多好多。
火星学校真有趣，我真希望一直在这优美的环境里好好学习。
男儿立壮志,十年磨一剑
1989年,从兰州大学物理系本科毕业后,作为天之骄子的王聪坚定着求学信念继续深造。95年,他在中科院物理所获得凝聚态物理专业的博士学位,当时师从国内著名的相图与晶体学专家梁敬魁院士,进行的是高温超导氧化物的晶体结构分析与新材料探索。同年9月,王聪赴北京科技大学理化系从事博士后工作。1997年10月,博士后出站后的王聪,成功获得德国洪堡基金的资助,在德国卡尔斯鲁尔大学从事了一年半的液态金属表面相变的研究。
术业有专攻,科研得突破
两年后,王聪从大洋彼岸回国,作为人才引进到北京航空航天大学理学院工作,开始从事太阳能光催化半导体薄膜和负热膨胀功能材料的研究。例如,关于光催化半导体TiO2薄膜的研究工作,在能带调制以提高太阳能利用率方面做了大量基础研究工作。
其间,王聪两度重洋,于2002年7月应法国奥尔良(Orleans)大学的邀请,在其等离子体实验室担任客座教授工作,主要从事应用磁控溅射技术进行金属多层膜的制备。2003年10月回国;2009年9月至12月,王聪作为高访学者在美国马里兰州国家实验室NIST工作了三个月。
常言道:达人无不可。确实如此,王聪在科研成果上已有累累硕果。在国内较早开展了“反钙钛矿”化合物负热膨胀(晶格收缩)行为的研究工作,并与该材料的磁性、电输运性质关联起来进行了系统、深入研究。在我国较早从事太阳能热发电关键材料与技术的研究工作,在开发中高温稳定的光谱选择性吸收涂层,以及研制中高温真空集热管方面成绩突出,开发出用于太阳能光热转换的多个氧化物和氮化物金属陶瓷新型中高温太阳选择性吸收多层膜体系。成为我国太阳能热发电领域的专家之一。他曾多次作为邀请嘉宾参加国际会议,并兼任多个杂志特约审稿人。
多年来,他在Phys.Rev.B,Appl. Phys. Lett.等刊物上100多篇, SCI收录70余篇,SCI他引463次,获得国家发明专利11项。他承担和参加了国家自然科学基金,国家863项目,国家973项目,航天科技支撑计划项目等近20项。他主持的项目“含稀土氧化物高温超导体系热力学、相结构和相关系”曾获国家冶金工业局科学技术进步二等奖;其论文“Ln2-x-yLayCexCuO4-δ电子型超导体系的晶胞参数与超导电性关系的研究”获第四届北京青年优秀科技论文一等奖。
心系科研情,歌我学者心
目前,王聪教授的主要科研方向与研究领域包括:①金属、氧化物及其多层膜的光电特性研究,如太阳光谱选择性吸收涂层(光-热转换多层膜),半导体光催化纳米材料的研究等;②磁控溅射薄膜制备技术与薄膜物理;③固体材料的反常(负、低、零膨胀)热膨胀性质、及其晶体结构与热力学;④X射线粉末衍射晶体结构分析等。
在科学家的眼中，树叶能完成光合作用，是利用太阳能的“高手”，人类所需的氧气、食物和能源都来自于自然界的光合作用。绿色植物都可以通过绿叶的光合作用酶吸收太阳光，将水和二氧化碳转化为碳水化合物，同时放出氧气。然而，任何一片绿叶都能做的这种最简单最普通的“工作”，对于科学家而言却是最具挑战的课题。科学家们一直希望构建一个利用太阳能直接全分解水并放出氧气和氢气的人工光合作用系统，让高能量的氢气燃烧后生成水，让人类能够使用清洁能源。
不久前，中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室及洁净能源国家实验室的研究者在人工光合研究项目上取得重要进展，实现了利用太阳光分解水制氢气和氧气的反应。研究者在研究中提出了复合人工光合体系的理念，试图杂化集成自然和人工光合体系的优势，建立自然光合和人工光合的复合杂化体系，以实现太阳能到化学能的高效转化，并揭示自然光合体系的奥秘。围绕这一理念，团队先后构建了杂化体系，实现了高效产氢、氢转移及二氧化碳加氢等还原反应，为发展全分解水体系奠定了基础。
试验中，研究团队利用光合酶PSII和人工光催化剂的优势，构建了植物PSII酶和半导体光催化剂的自组装成杂化光合体系，在可见光照射下实现了分解水生产氢气和氧气。他们将装有催化剂的烧瓶置于户外阳光下，就可以分解水放出氢气。有关专家认为，这项研究为进一步构建和发展自然―人工杂化的太阳能高效光合体系提供了思路。
与中国科学家的方法不同，美国科学家目前通过模仿一棵树的能量转换过程，开发出了一种高效的太阳能制氢技术。该技术水解氢气的效率比传统技术高两倍以上，且能十分方便地安装在湖泊、海洋和陆地上，为氢燃料的制备提供了一个新的选择。对于水解制氢技术，世界各地的科学家们已经探索了多年，但这些技术大都需要将光催化剂淹没在水中。由于阳光在与水面接触后会发生折射和衍射，这极大限制了这些技术的制备效率。
新研究中，美国威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系助理教授王旭东（音译）与美国林业产品实验室的蔡志勇（音译）博士专门对此进行了创新。他们试图通过模仿树的能量转化过程来解决这一难题。这一“树形”设备的顶部是由纤维素制成的面板和用二氧化钛介孔材料制成的催化剂涂层，它们能最大限度地获取阳光并增加水与催化剂接触的面积；而在这颗“树”的底部，则是由纳米碳纤维（CNFs）组成的庞大“根系”，这些纳米碳纤维制成的根系组织能够将水分运输到顶部的催化剂“叶子”上，在那里，水会被分解成氢气和氧气。整个过程与树木的光合作用极为相似。由于催化剂不会完全淹没在水中，同时又保证与阳光的充分接触，这种技术不但大大加快了水分解的时间，效率也比传统技术要高的多。
美国科研团队在世界范围内第一个采用了基于纳米碳纤维材料的催化剂涂层技术，该技术与传统技术相比还具有极为优异的亲水性能。“在地面上放置一个盛水的容器就能通过该技术获取氢燃料，如果能将这种装置架设到湖泊或是海洋上将会更为便利。该技术有望最大限度地消除水面环境的局限性，最大限度地提高太阳能的转化效率。以这种技术建立的制氢工厂既能建立在陆地上，也能建在水体上。”他说。
接下来，王旭东和他的合作者希望制造一个更大规模的原型。该项目由美国能源部资助，目前美国林产品实验室正在为该技术申请专利。
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关键词：探究教学；基本原则；地理课堂
一、兴趣性原则
地理学习兴趣是促进学生地理学习的最有效动力，就其内涵而言，地理学习兴趣是学生对地理学习活动或地理事物现象的一种力求认识或趋近的倾向，这种趋向和一定的情感紧密相连[1]。日常教学中，如果教师能够使学生对地理学习产生比较稳定、持久的兴趣，那么必然会使学生形成良好的地理学习动机。
案例1：创设情境，激发兴趣
某教师在“用观测日影的方法，粗略测定学校所在地的经度”教学中，为激发学生学习兴趣，首先出示如下案例：美国南北战争期间，五名北军俘虏乘坐气球，从南军大本营里士满出逃。途中遭遇风暴，被抛到一个荒无人烟的小岛――神秘岛。为了知道自己所处的地理位置，这五名北军俘虏中的工程师史密斯，在岛上选了一片开阔而平整的地方插上一根杆子。当杆子的日影最短的一刹那，史密斯看了看手表，时间（西五区）刚刚17：01，于是便向他的同伴们宣布：神秘岛的经度大约是西经150°。接着向学生提出实践活动要求：上述案例提供了一个测量当地经度的方法，但具体做法需要同学们开动脑筋，自己去设计和实践，希望经过大家的努力，能够较准确地测量出我们学校所在的经度[2]。
案例1中，为激发学生课外观测的兴趣，教师通过创设实践情境，提出一个测量当地经度的方法，同时指出这一方法的实际用途，使本来枯燥的地理课外观测活动被赋予了一定的文化含义，也由于教师向学生提出富有一定挑战性的观测要求而变得充满趣味，较好地激发了学生的学习兴趣。
二、科学性原则
地理探究教学以理性认知为主要特征，具体操作中必须淡化对孤立的、琐碎的地理事实的记忆要求，通过地理技能、地理思维的培养带动地理知识的学习，突出对具有概括性、应用性、可迁移性的地理内容的教学。所以，地理探究教学应该遵循科学性原则，突出地理学科本身的科学性，培养学生的地理科学思维能力、地理科学思维品质及地理科学素养等。
案例2：“人类活动与温室效应的关系”探究教学
某教师在进行“人类活动与温室效应的关系”探究教学时，组织了如下三个活动，引导学生积极探究，培养学生认识问题的科学态度和科学思维。
活动1：任何事物都有两面性。温室效应增强对自然和社会的影响利弊均有，请举例说明其利弊。
弊：海平面上升，海水入侵，危及沿海城市、港口；冰盖断裂，冰山解冻，威胁航行……
利：中高纬度气候变暖，降水增加，适合农业发展；便于人类对亚寒带地区的开发和利用……
活动2：《京都议定书》是世界各国为控制温室气体排放共同制定的重要文件，但美国最终拒绝在《京都议定书》上签字，为什么？美国的这些观点是否有说服力？
提供美国国会辩论中反对签约的观点：中世纪欧洲，波兰可以种植葡萄，英格兰不结冰，格陵兰岛一片葱绿……气候变暖是全球自然现象，无须干预……地球具有自我调节功能……
美国国会中赞成签约的观点：2万年前的冰期，全球温度比目前低4℃，按照目前气温变化速度，上升4℃只需100年……
活动3：提供世界气象组织关于温室效应问题认识的研究历程，组织讨论。
学生搜集证据和讨论结果：对目前人类的居住地和已经取得的文明成就的影响方面，全球变暖利小弊大，且利的方面存在相当的不可预知性；科学界对于温室效应问题的认识尚未统一，尚不能有科学的结论；人类在温室效应问题面前必须慎重！约束人类自身的行为，开展全球合作是目前可采取的最好措施[3]。
案例2中，教师通过向学生提供具有思辨性质的课程资源和相关教学问题，在教学过程中充满了地理学习的思辨性，有效激发了学生的探究学习兴趣，较好体现了地理探究教学的科学性。
三、适度性原则
教师在设计探究教学问题时，不宜过易或过难，最好由易到难，依次递进。适度的探究，既可调节学习气氛，促进学生思考，激发学生的求知欲望，又能促进师生间的有效互动，培养学生的学习能力，增强探究教学的实效性。
案例3：“地球的公转”探究教学（片段）
某教师在进行“地球公转运动”的教学时，为较好地通过引导学生观察教材中的立体示意图，理解太阳直射点的移动规律与四季变化，安排了如下探究学习活动（片段）。
课堂上，一个学生坐在前面的椅子上扮演太阳，并伸出单臂表示太阳直射光线。另一个学生扮演地球。
教师：如何表现地球上的赤道和回归线？
学生：以他的腰带作为赤道，再在他的胸部和臀部上用红粉笔画上南北回归线。
教师：一切准备完毕，地球开始公转（“地球”围绕“太阳”转一圈）。
学生：错了，“地球”公转的方向应该是逆时针。
教师：地球重新开始公转（“地球”调整方向，重新转一圈）。
学生：地球应该是歪着脖子围绕太阳转，否则太阳直射点总在赤道上。
学生：不是歪着脖子，而是歪着整个身子。
教师：这个意见很好，说明你们进行了仔细观察（地球又重新转一圈）。
学生：太阳直射点看不清楚。
教师：“地球”请慢点公转，在二分二至点上停留一会儿，让大家看看太阳直射什么位置。
……
学生：冬至和夏至及春分太阳直射点的位置看得比较清楚。秋分时地球背向我们，看不清楚。
教师：请大家上台观察。
学生：这回看清楚了，仍然直射赤道[4]。
“地球的公转运动”是课堂教学中较难处理的内容。案例3中该教师的做法，既有效地激发了学生探究学习的兴趣，也促进了学生对这一知识点的理解，而且该教师在设计探究学习活动时，对探究学习的适度性把握较好。首先，该教师正确估计了学生的学习潜力，探究问题比较接近学生智力的“最近发展区”；其次，探究问题目的明确，由易到难，依次递进；第三，学生探究过程中，教师进行适度指导，保证探究学习的顺畅。
四、激励性原则
激励是一种教育手段，同样是一种教育原则，在探究教学过程中，教师恰当地对学生的探究行为进行激励性评价，对学生的学习发展是一种有效的促进剂，也是一种对内因施加催化作用以改变学生外在表现状态的教学手段，可以使学生的学习思想状态以波动的、快速前进的方式发展。
案例4：“常见的天气系统”教学片段
某教师在“常见的天气系统”教学时，组织学生进行气旋与反气旋异同特征比较的探究。
教师：气旋与反气旋是两个不同的概念，能引起不同的天气现象，这两个概念具有哪些相同之处和不同之处？
……
很多学生都举了手，但也有几个学生未举手，于是教师便指定一个未举手的学生起立回答问题。那位学生面露难色，红着脸，声音很低地说：“我说不好。”
教师走到他跟前平静地说：“说不好没关系，谁也不能保证站起来就能说好，大胆地说就行了。”在教师的鼓励下，该生回答了问题。
“虽然没有百分百地答对，但对知识的掌握也还不错，以后继续努力”，教师及时鼓励了他。
过后教师又提问了刚才回答问题的学生，经过刚才的激励，该生的回答明显比之前有了自信。
“这次回答比上次有进步，能更详细地阐述你的理解吗？”
在教师又一次的激励下，该生进行了令人较为满意的回答。
“答得很好，一次比一次有进步。”
案例4中，对于信心不足的学生，教师没有说“你很勇敢”、“你肯定行”之类的空话，而是非常体贴地鼓励学生“大胆地说就行了”， 为学生搭了一个台阶、竖了一把梯子，激励学生由胆怯变得自信。之后，对该生的回答又进行鼓励。适时激励是探究教学的重要组成部分，恰到好处的激励可以激活教学气氛，激发学生参与学习的积极性和主动性。
参考文献：
[1] 夏志芳.地理课程与教学论[M].杭州：浙江教育出版社，2003.
[2] 林培英，马贺山.普通高中地理课程分析与实施策略[M].北京：北京师范大学出版社，2010.
[3] 何美珑.新课程地理课堂[M].上海：上海社会科学院出版社，2008.
关键词：太阳能500TL；S7-300；CP343-1 Lean
1 项目简介
人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳，植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料是由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。目前国际能源越来越紧缺，用可再生清洁能源代替传统的能源也是大趋所向。在中国北方很多地方，由于日照时间比较长，日照强度比较大且少雨等综合现象，比较适合发展太阳能产业。西门子在青海的德令哈有一个20MW的太阳能项目。
2 光伏发电系统介绍
在日照条件下，太阳能光伏板吸收太阳光能并将其转化为电能。若干光伏板以串联的方式成一组接入汇流箱，每个汇流箱中接入的若干组串级的光伏板则为并联方式。然后将每个汇流箱的直流电流并接到安置在逆变室里的直流柜，直流柜再连接到西门子的逆变柜，通过逆变，将750V左右的直流电转换为50HZ，328V的交流电，由于电压过低无法并网，所以要经过升压室将328V的交流电升压到10KV的高压电，然后再升压到110KV并入电网。在整个系统中，核心的逆变装置是西门子生产的500TL系列逆变柜。逆变柜采用PLC自动控制。当启动时，传动装置采集电网的电压幅值，相值，频率，并且根据采集到的数据控制IGBT的通断，使逆变器的电压输出波形紧随电网电压。逆变器直流侧也同样的有电压电流采集系统，这些数据被送到PLC进行处理。若直流侧开路电压小于750V，PLC控制直流接触器逐个闭合，完成逆变柜的总启动；若直流侧开路电压大于750V，则先闭合第一个直流接触器，此时直流斩波器工作，将电压降到750V以下，然后再逐个闭合直流接触器，完成总启动。
3 控制系统构成和产品应用特点，主要软件功能的实现
整个控制系统基本采用西门子S7-300系列PLC，为了追求整个系统的可读性和可维护性，系统采用了基于PROFIBUS-DP 网络的分布式I/O 系统，将模拟信号和数字信号统一放在ET-200S从站中。有了这个控制系统，在现场基本上能够实现无人值守，逆变器能够自动监测光照强度启动逆变，同时也能自动停止逆变。
PLC 控制系统中所用硬件产品类型及作用特点：1） CPU 315-2DP：控制系统的大脑，运行客户程序，控制整个系统的正常运行，集成了Profibus-DP接口，可以与其它模块通讯；2） CP 343-1 Lean：通讯处理器，可以将S7-300连接到工业以太网；通过工业以太网实现时间同步，可实现使所有PLC与上位机时间同步；3） CP 341：通讯处理器，带 RS422/485 接口 ，可以实现通过RS422/485接口进行通讯；4） ET-200S：是S7-300系列PLC的扩展，经济，灵活，性能卓越的小型分布式I/O 设备，可以分布在每个主从柜的箱体内；5） Web'Log：监控现场主从柜顶部和底部的温度，并且记录CPU的历史数据；6） Comserver：连接操作面板，将以太网接口转换为串口；7） 传动装置：通过Profibus-DP接口与CPU通讯，同时受控于CPU，进行快速运算，并控制逆变器中的IGBT晶闸管快速通断，将直流电转变为交流。
3.1 控制系统的以太网网络
20个逆变室之间是用以太网网络连接起来的，为了将我们的设备与监控设备连接起来，我们要将设备的IP地址全部设置在一个网段，组成一个局域网，根据现场情况我们的设备全部设置192.168.0.X这一网段。此时现场的Web'Log，Comserver 和 CP 343-1 Lean 都需要将IP地址设置在此网段，组成一个网络系统，这样CPU 就可以实现与这些设备的通讯。同时根据业主要求，要同步现场10套设备的时钟，我们在“Time-of-Day Synchronization”中勾选“Active NTP time-of -day synchronization”，然后将上位机的IP地址加入，整个系统都将上位机的时间作为参考对象。
3.2 传动装置和PPsolar
本设备中主从柜各有一个传动装置。它主要是控制逆变器中的IGBT晶闸管快速通断，将直流电转换为50HZ交流电。在逆变柜的尾端有一组测量电网电压和电流的装置，在设备启动时可以检测到电网的相位和幅值，根据采集到的电网参数快速计算出晶闸管的通断状况，送出符合并网要求的电。在系统中要使用PPsolar对传动装置进行配置，设置一些电网保护参数，也可以使用这个软件读取一些实时参数和波形。
4 与上位机监控的连接
青海德令哈20MW项目有20 个逆变室，每个逆变室是通过以太网连接的，组成的是一个环形网络。只有第一个逆变室和第20个逆变室引出了2条网线连接到监控室。由于业主使用的监控系统不是西门子的产品，是另外一个厂家提供的监控平台，所以无法和西门子的PLC直接连接，在此我们使用了Simatic Net软件实现了和监控平台的通讯，Simatic Net软件是西门子开发的网络通信的软件，里面有很多组件，可以做西门子PLC的OPCServer，显示并存储PLC 采集到的一些模拟量和数字量。同时在上位机没有安装Step 7的情况下，也能够实现通信，由于我们有20 个监控室，在上位机上要显示的数据都是存在每个程序的同一个地址，所以要在软件系统中添加20次“Insert New Connection” ，建立20个名字不同的连接，从而在后面的显示中显示20个逆变室的信息。
5 项目运行、应用体会
西门子太阳能20MW设备第一次在国内的高原上正式运行，业主给与了我们设备高度的赞同，由于其可靠安全的无人值守的运行方式，可以很大程度的节约劳动力。在项目调试过程中，西门子产品的灵活性、开放性和德国技术专家的技术支持，给使用者提供了极大的帮助，同时，西门子产品的多样性和良好的网络服务给消费者带来了很大方便。
参考文献
[1]S7-300教程[Z].
[2]通过ETHERNET建立Simatic Net OPC服务器与PLC的S7连接[Z].
[3]s7-300入门指南[Z].
建筑节能是指在房地产开发的规划、设计、新建（改建、扩建）、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。建筑节能的实质，就是在保证和提高房地产项目室内环境质量的条件下，在建筑物使用过程中合理使用能源，包括充分利用可再生能源，不断提高能源利用效率。建筑节能是可持续发展概念的具体体现，也是世界性的建筑设计大潮流，同时又是建筑科学技术的一个新的增长点。设计、建造、使用节能建筑有利于国际旅游岛建设和国民经济持续、快速、健康发展，保护生态环境。
2建筑节能在海南房地产行业推行的必要性
2.1推行建筑节能是海南国际旅游岛建设对海南房地产行业要求
五年前，海南国际旅游岛建设上升为国家战略，从此，海南迈入发展的黄金期，踏上波澜壮阔的新征程。在海南国际旅游岛建设过程中，海南省房地产开发投资保持高速增长。随着各类建筑面积持续增长，建筑能耗的加剧明显地增加了二氧化碳排放量，建筑用能已成为大气污染的主要因素。而只有通过建筑节能的途径，才可以有效减少常规能源的使用量，从而减少排放二氧化碳、二氧化硫和粉尘等污染物，对于改善大气环境质量具有直接的作用，减轻由于空气污染导致的疾病对居民的伤害。同时应用环保节能技术，能够最大限度地降低人造材料的使用规模，实现节能减排的目的，达到人与自然的和谐相处。海南国际旅游岛建设的战略定位之一就是：在海南国际旅游岛建设过程中要把海南建成“全国生态文明建设示范区。坚持生态立省、环境优先，在保护中发展，发展中保护，推进资源节约型和环境友好型社会建设，建设低碳经济示范区，探索人与自然和谐相处的文明发展之路，使海南成为全国人民的四季花园。”（海南国际旅游岛建设发展规划纲要（2010~2020））。可见推行建筑节能是海南国际旅游岛建设对海南房地产行业要求。
2.2推行建筑节能是提高海南房地产产品品质的保证
产品的品质就是产品满足使用功能的特性，包括功能、用途、性能、质量、用户体验、可靠性、便利性及附加价值。房地产的产品品质是一个很复杂的问题，与其他行业的产品相比，房地产产品的品质很难判别。例如：买房前，客户关注的是“区位和环境”、“户型结构”、“绿化和景观”等；签署合同时，最担心的是面积缩水、公摊过大、配套跟不上；对已经入住一段的时间的房子，最不满意的是“户型面积”、“户型结构”以及物业管理。为了追求开发产品的高品质,大型落地窗、中央空调、多部电梯、24h热水等都成了开发商追求的卖点。对更深层的产品的品质，例如，建筑物及小区环境是否节能环保不满意的反而很少。认识只停留在某些具体感受上，怎么我的日照时间达不到晴天每天一小时？怎么我的电梯老是要排队？怎么站在小区草地上感觉很压抑？怎么停车位总是不够？怎么我的卫生间和厨房的通风不畅？怎么我的小区生活就不如别的小区那么多姿多彩？并沒有看到问题的本源是房地产开发企业,沒有按建筑节能要求来进行规划、设计、施工。随着现代建设和人民生活水平的提高，舒适的建筑热环境日益成为人们生活的需要。如何有效地利用能源，满足这种需要成为房地产企业当前亟需解决的问题。目前在我国能源供应紧张的情况下，只有合理使用和节约使用能源，尽可能提高能源利用效率，使改善建筑热环境与建筑节能结合，才能更好地改善建筑热环境，它不仅包括温度、阳光、空气品质、通风换气效率、噪音分贝等，还包括平面空间布置、私密保护、视野景观、观感色彩、材料选择等。只有推行建筑节能，才能提升建筑物居住品质，提高人民的居住质量。可见推行建筑节能是提高海南房地产产品品质保证。
2.3推行建筑节能采用节能建材是海南房地产行业发展必由之路
节能建筑是建筑节能的基础，如果建筑本身达不到建筑节能要求，再怎么提倡节能，也无法真正实现节能。同理，如果不采用合乎节能要求的建筑材料，无论怎样强调建筑节能，也难以达到建筑节能的要求，可见采用节能建材是海南房地产推行节能建筑的必由之路。据海南省住房和城乡建设厅文件,自2014年起,海南省将从政府投资的建筑和大型公共建筑开始,全面执行绿色建筑标准。自2014年起,政府投资的机关、学校、医院、博物馆、科技馆、体育馆等建筑,以及单体建筑面积超过2万m2的机场、车站、宾馆、饭店、商场、写字楼等大型公共建筑全面执行绿色建筑标准。此外,海口市、三亚市和儋州市的保障性住房全面执行绿色建筑标准;其他市县新建保障性住房30%以上要达到绿色建筑标准。随着国家对建筑节能要求的日益提高，新的节能建筑的大量兴起，加上已有建筑大规模的节能改造，产生了巨大的市场需要，墙壁、门窗、屋顶、地面以及采暖、空调等建筑物基本组成部分都发生了巨大的变化，材料设备、建造构造、施工安装等方面都在进行大规模的技术革新，许多新型的保温材料、密封材料、节能设备、保温管道，自动调控原件大量进入建筑市场。面对这种情况海南房地产开发企业应顺应发展趋势，积极釆用节能建筑材料,打造节能建筑促进海南房地产行业发展。
3建筑节能在海南房地产行业推行的途径
3.1海南地理气候民用建筑能耗状况
在海南房地产行业推行建筑节能,不能脱离海南地理、气候，民用建筑能耗状况,只有从海南地理、气候，民用建筑能耗实际情况出发,才能在海南房地产行业推行建筑节能。海南省位于中国最南端，北以琼州海峡与广东省划界，西临北部湾与越南相对，东濒南海与台湾省相望，东南和南边在南海中与菲律宾、文莱和马来西亚为邻。海南省全省陆地总面积3.5万km2，海域面积约200万km2，其中海南本岛面积3.39万km2。海南岛地处热带北缘，属热带季风气候，素来有“天然大温室”的美称，这里长夏无冬，年平均气温22~27℃，大于或等于10℃的积温为8200℃，最冷的一月份温度仍达17~24℃，年光照为1750~2650h，光照率为50%~60%，光温充足，光合潜力高。按照《民用建筑热工设计规范》（GB5017-1993），海南省属于夏热冬暖地区，但海南受热带季风气候影响，其气候特点与夏热冬暖地区其他省份及城市又有所不同。海南省雨量充沛，年降水量在1000~2600mm之间，年平均降水量为1639mm，有明显的多雨季和少雨季。每年的5~10月份是多雨季，总降水量达1500mm左右，占全年总降水量的70%~90%，雨源主要有锋面雨、热雷雨和台风雨，每年11月至翌年4月为少雨季节，仅占全年降水量的10%~30%，少雨季节干旱常常发生。2013年末，海南省常住人口总量达到895.28万人，比2012年增加8.73万人，与第六次人口普查相比增加26.73万人，2010~2013年三年间人口总量年均增长1.02%，而海南省“五普”至“六普”十年间人口总量年均增长为0.98%。人口总量的增长总体上呈现平稳趋势。伴随国际旅游岛的建设步伐，海南省年建设量快速增加，2003年竣工建筑面积为121万m2，至2012年上升为812万m2左右，10年间增加了约7倍，既有建筑总量也由2003年的2.2亿m2增长至2.6亿m2。根据统计数据显示，海南省既有建筑中公共建筑和居住建筑各占一半，其中公共建筑类型以酒店建筑居多，酒店类建筑面积为海南省公共建筑总面积的46%，办公建筑和商场类建筑分别为15%和14%。在建筑领域，海南省2008年民用建筑能源消耗总量约为169.7万tce,电力消耗119.2万tce，为民用建筑能源消耗总量的70%。单就电力消耗而言，2008年民用建筑电力消耗量31%。近年来海南省电力消耗呈快速增长趋势，1993年海南省全省电力消耗仅为32亿kw·h，2012年上升至208亿kw·h，增长了6.5倍，2000年后电力消耗进入快速通道，且增速不断加快，自2010年以后的三年间，基本呈现线性增长趋势，由全年电力消耗总量可见，海南省的能源需求增速显著，建筑运行消耗了全省31%的电力，建筑领域的节能减排工作对于海南国际旅游岛的建设具有重大意义。
3.2海南房地产行业推行建筑节能的途径
3.2.1重视建筑规划布局，推行建筑节能
在海南房地产行业推行建筑节能,建筑规划布局是重要一环。所谓建筑规划布局是根据建筑所处的纬度、气候区、环境等具置，来确定建筑的设计形式。在房地产开发规划阶段，需应用区域热环境改善技术进行优化规划设计。区域热环境改善技术就是合理建筑布局，充分利用海南水陆风、山地风等优越条件，按照自然通风为主，空调为辅的原则来考虑建筑朝向和间距，科学地进行建筑选址，优化组团布局，合理设计建筑形态。在建筑形态设计上应采取增大通风提高散热措施，住宅小区建筑形态设计可采取底层架空的方法改善周边区域通风效果，从而提高建筑围护结构散热效果；合理配置下垫面形式，尽量减少硬质垫面，避免无绿化遮阳的大面积广场,有效降低热岛效应。所谓热岛效应是受建筑群体和住宅区的建筑高度、容积率、建筑布局、建筑材料、绿地率和水景设施等因素的影响，在长时间太阳辐射的作用下，城市建筑密集区，在夏季会产生“热岛”现象，即该部分区域高于其他地方的现象。海南省因夏季炎热而漫长，热岛效应不仅会增加高温中暑的概率，增加建筑的空调能耗等负面影响,因此该地区建筑节能主要解决由太阳辐射引起的室外热环境的舒适性问题，室外风环境也是该气候区建筑选址的重要因素之一。适应气候的建筑选址与布局，可以充分利用基地周围自然地理环境对气候的调节作用，或者适宜的局地气候环境。生态环境对建筑区域的温度、湿度、风向等微气候特征具有很大的影响。滨水建筑与山地建筑是海南省比较常见的建筑形式，其规划设计应强调与环境的协调一致，最大限度减少对生态的影响，保证场地良好的微气候环境，依据不同地势优化建筑规划布局。海南是海洋大省，漫长的海岸线为滨水建筑规划创造了良好的条件。在海口、三亚、琼海、文昌等都规划和建设了大量的以河流、湖泊、海洋毗邻的建筑。这些项目充分利用水体调节气候，美化环境的功能。海景和水景是影响滨水建筑布局的重要因素，结合场地地形因素设计，并充分利用水陆风是海岛滨海建筑前期设计的关键要素，充分考虑海陆风的优越条件，使整个场地得到良好的自然通风效果。海南有很多大山，如：五指山、尖峰岭、东山岭、霸王山、黎母山、鹦哥岭、呀诺达热带雨林、亚龙湾森林公园、文笔峰等。房地产企业在对山地建筑规划一定要保证其原有生态环境的优势，尽量避免对自然环境的破坏，规划应考虑其自然生态环境的结构功能对人类的各种影响，进行合理应用，调整改造和顺应其建筑生态环境，充分利用山地风。海南省山地建筑总平面布局一般遵循依山就势的原则，突出热带山地建筑的特点，建筑组群高低错落有致，形成富有层次的建筑轮廓，力求向上部发展，开拓上部空间。城市开发房地产项目多属平缓的场地，这种平缓的场地，没有可利用的水陆风和山地风。影响自然通风和日照的主导因素是周围建筑的分布，而场地影响较小，因此，前期的设计布局和统筹规划是关键，如建筑采取高低错落的布局形式，避免多单元并联，从而获得良好的自然通风效果和充足日照，同时要尽量避免和缩小东、西窗，躲开海南强烈的东、西日照。
3.2.2重视景观对室外微环境的影响推行建筑节能
居住区景观涵盖居住区内各个景观要素，住宅、公用建筑、绿地、水景、道路、小品等。设置合理的绿化形式、水景设施以及铺装类型，可有效地降低热岛效应，获得清新宜人的室外空气和适当的辐射环境，可有效地推行建筑节能。要提高景观设计水平就要对景观的特性有充分了解,植被对室外微环境的积极影响。绿色植被通过遮阴作用减少太阳辐射热以及来自路面、墙面的反射热，并通过蒸腾作用降低周边辐射热，而产生降温增湿效果，对缓解城市的热岛效应，提高城市生态环境质量和改善室外热环境有着积极的作用。研究表明，乔木对热环境的改善效果较好，草坪，灌木略差。树木主要通过遮阳来改善室外热环境及行人的舒适性，树木遮挡太阳辐射，使得树荫下区域温度没有明显升高，人们在树荫下感受到辐射温度明显低于无遮阳时的辐射温度。草坪可以通过反射率以及自身蒸腾作用起到降温作用。绿色植被能增强城市空气的竖向流动，由于树冠上方形成低压区，造成林下气流上升，使上下其流交换，两种气流汇合增强了该区域空气的竖向流动。海南绿化形式以热带园林式植被景观为主，其中，垂直绿化和屋顶绿化形式近些年也进入了快速发展阶段，呈现多样化、规模化的发展趋势。要提高景观设计水平就要清楚绿色植物与建筑布局关系，居住区绿化系统布置常采用的模式有集中绿地型、组团围合型、嵌入自然型、带状网络型、散点布局型等。集中绿地型主要应用在高层低密度的居住区，组团围合型是以围合组团为基本单元，由不同主题的组团围合而成，常用于低层高密度住宅区。嵌入自然型适合于具有良好自然生态条件，用地较为宽松，远离城市的居住区，带状网络型以带状的公共绿地贯穿于居住区内，与住宅群空间绿地相互连通，这种模式用于建筑密度较高的项目。散点布局型是将大小不同的绿地布置在居住区内。在上述布局模式设计中应充分考虑到居住区的规模、地理自然条件和建筑布局等因素，有机组合配置不同的布置模式。《海南省城镇园林绿化条例》对绿地率、公共绿地及乔灌草比例等做出了明确要求，房地产项目绿化要突出热带岛屿特色，形成以遮阳乔木为主体，多种植物合理配置的种植结构。城镇建成区绿地率不得低于35%，绿化覆盖率不得低于40%，人均公园绿地面积不得低于12m2，城镇生产绿地面积不得低于城镇建成区总面积的2%。新建建设项目的绿地率不得低于40%。这是海南房地产企业必须完成的推行建筑节能任务。
3.2.3重视建筑自然通风技术，推行建筑节能
建筑自然通风是利用建筑物内外空气的温度差引起的热压或风力造成的风压来促使空气流动而进行的通风换气，是一种既环保又经济的通风方式。采用自然通风取代空调制冷技术至少有两个方面的意义，一是实现了被动式制冷。自然通风可在不消耗不可再生能源情況下降低室内温度，带走潮湿污浊的空气，改善室内热环境；二是可提供新鲜、清洁的自然空气，有利于人体的生理和心理健康。海南省虽属于气候湿热地区，但并非真正的高温，夏季最热月7~8月平均气温为25~29℃，室内外温差很小，建筑最大的难题是高温高湿，保温材料派不上用场，热压通风效果也不明显，因此，该地区主要通风方式是风压通风，民居多为大屋顶，架空的杆栏式，再配合深挑檐用来遮阳和诱导通风。中国工程院院士、清华大学建筑节能研究中心教授江亿指出，在海南建筑物墙两边温度差小，不需要太多的保温，甚至不需要保温，而在屋子里自然通风不好的情况下，保温越好热量就越不容易排出去，反而需要开空调来降温。为了达到良好的通风目的，在建筑总体布局和个体设计中如何创造条件引风入室，同时加快建筑内部气流速度，合理组织室内气流，是自然通风应用的重要原则。在总体布局方面，根据夏季主导风向安排建筑物朝向，使其主要功能房间朝向，主导风向。建筑总体平面布局以错列式和斜列式为好，高度布局建筑物应采取在主导风向上前后高低或有规律的高低错落的布置方式。为使后面的建筑获得更多的穿堂风，建筑长边不宜与主导风向垂直。建筑底层架空可以有效改善前后建筑的通风效果，通过对自然风的利用和组织来调节气候。在建筑体型设计方面，建筑要采用通透的方式，如底层架空、采用轻质材料作为围护结构等，呈现湿热地区建筑通透敞开的特点。加强建筑的自然通风，可以通过建筑形体的凹凸变化、设置通风构件以及门窗口位置等措施实现。构建气候缓冲空间，如通风井、天井、中庭空间、廊道空间等，也是使建筑形体适应气候的辅助手段。通风屋顶也是自然通风系统的重要组成部分，其本身可以成为一个独立的通风系统，内部一般设置空气间层，利用热压通风的原理使气流在空气间层中流动，以降低屋顶表面温度，进而影响室内空气的温度。在室内气流组织设计方面，尽量避免内部产生较大的死角等涡风区，加快室内气流速度。适当的门窗开启位置和尺寸，是保证室内空气流畅对流、自然通风、效果良好的关键。设置大面积门窗，同时结合廊子、阳台、遮阳板、遮阳廊和架空等，引导气流、组成自然通风，形成室内有效的对流，已达到降温效果。深挑檐、导风墙、捕风装置和拔风井等都可以用来诱导气流以加强自然通风。
3.2.4运用建筑遮阳技术推行建筑节能
建筑遮阳在海南十分重要，与北方建筑重视保温不同的是，海南建筑更重视遮阳，有“穿棉祅不如打伞”的说法。建筑遮阳是海南建筑节能的一项重要技术措施。建筑遮阳能有效减少阳光的辐射，改善室内的光热环境质量，提高室内舒适度。建筑遮阳主要有外门窗遮阳、屋面遮阳、墙面遮阳、绿化遮阳等。建筑遮阳作为建筑节能的重要手段之一，可以减少建筑太阳辐射得热、降低空调使用时间，进而减少建筑用电量，降低二氧化碳排放。并有助于提升室内的热舒适、视觉舒适性，营造低碳、健康、舒适的生活环境。海南省太阳辐射强度大，且日照时间较长，建筑所需遮阳时间较长。结合海南省气候条件及民众的使用需求，海南省建筑节能技术应用应坚持以下原则：①优化考虑土建一体化遮阳技术应用形式，坚强遮阳设施的防风防雨性能，海南省多雷暴雨天气，固定遮阳设施安全性比较好，且成本较低，可在不影响自然采光的情况下遮挡太阳直射来改善室内热环境。②活动外遮阳设施，构件的使用应加强安全性能的考虑，抗风等级较差的遮阳设施不宜用于二层以上楼层窗口遮阳。③居住建筑遮阳设计应统筹建筑遮阳与室内自然通风需求。海南省春秋季及夏季部分时间段，太阳辐射较强，但自然通风仍可基本满足民众的降温需求，因此，居住建筑这样设计应分析遮阳设施对自然通风的影响，遮阳设施的安装位置、安装形式、开闭方式等应有利于室外自然风的引入。④公共建筑遮阳形式应综合建筑外立面形式、功能需求以及建筑使用方式。外窗经常开启，促进自然通风的进度，遮阳设计应与建筑自然通风设计同步进行，《海南省居住建筑节能设计标准》指出，居住房间的东、西向外窗应采取活动或固定的外遮阳措施，外遮阳措施必须考虑抗震、抗台风构造。为进一步加快推进海南生态省建设目标的实现，结合海南省的实际情况，海南省提出在海南省推广20项建筑遮阳新技术，以改善室内环境，降低建筑用能水平。
4结语
