地铁规划及科学价值分析论文

摘要：按照国务院常务会议精神，由国土资源部负责指导监督全国土地、房屋、草原、林地、海域等不动产统一登记职责，建立统一的不动产登记信息管理平台，不动产登记数据由旗县、盟市、省厅通过国土资源业务网，逐级上报到国土资源部。下面是小编整理的《地铁规划及科学价值分析论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

地铁规划及科学价值分析论文 篇1：

城市轨道交通网络规划决策的优化方法

摘要 近些年来，为保障城市轨道交通网络规划决策目标得以顺利实现，各城市地区主动立足于城市轨道交通建设情况，对区域内的轨道交通网络规划决策方法进行合理选择与应用，以切实增强城市轨道交通网络建设水平。基于此，文章结合当前城市轨道交通建设情况，分析城市轨道交通网络规划发展目标，对城市轨道交通网络规划决策优化方法进行总结归纳，以期通过研究更好地为日后轨道交通建设网络规划的完善提供参考性意见。

关键词 城市轨道交通网络;规划决策;优化方法;分析

0 引言

在国家相关政策的推动作用下，国内城市轨道交通建设工作逐渐迈入高效发展阶段。“十三五”时期，我国城市轨道交通运营里程数呈现出逐年增长的态势。且伴随着地铁建设规模的不断扩增，我国城市轨道交通客运量大幅度增加。与“十二五”相比，增长约81.7%。为进一步加强对城市轨道交通网络的健全优化，国家相关部门针对城市轨道交通发展要点以及规划决策问题进行了统筹部署。并通过贯彻落实一系列政策措施，全力推进城市轨道交通建设可持续发展进程。其中，科学合理的城市轨道交通网络规划决策作为有效促进城市轨道交通建设健康持续发展的重要因素。要求相关人员应该立足于城市区域经济条件以及轨道交通建设现状，结合城市轨道线网结构以及线网规模，对当前城市轨道交通网络部署方案存在的短板问题进行及时补齐，以期可以从根本上强化城市轨道交通建设效果。

1 城市轨道交通建设价值分析

1.1 必要性分析

1.1.1 满足公共客运交通运量需求

高质量开展城市轨道交通建设工作在一定程度上可以满足单一方向路线峰值客运量实际需求。如果一个客运交通方向上的单向高峰期客流量每小时人次已经超过限定需求，那么通过高质量建设城市轨道交通不仅可以缓解客流量较大的问题，同时也可以缓解路面交通堵塞问题。最重要的是，如果一条地面常规公共线路难以承担较大的客流量，或者是高峰时期客流量超过限定数值，那么此时就有必要对城市轨道交通路线进行合理部署与科学修建。严格遵循超前预测以及适时建设的原则理念，合理构建城市轨道交通路线以及网络体系[1]。

高质量开展城市轨道交通建设可以满足城市交通整体客运量需求。结合行业内部调查研究发现，在人口密度相对较大且人口绝对数量相对高的城市中，在城市轨道交通建设需求方面表现较大。主要是因为过多的人口以及客流量会导致地面交通存在拥堵不堪的问题。如果长期未得到妥善解决，不仅会影响行人出行安全，同时也无法满足客流需求。最好的解决办法就是建设城市轨道交通网，通过合理利用地下空间缓解地面交通拥堵问题。结合当前建设情况来看，我国绝大多数城市对于城市轨道交通建设工作进行了统筹部署，并且在城市客运交通总量中所占据的比例逐年提高。

1.1.2 满足城市客运交通运距需求

城市轨道交通系统响应速度较快且客运承载量较大，基本上可以满足较远运输距离的客运需求。加速推进城市轨道交通线路建设进程在很大程度上可以对当前城市中心区域人口高度密集的现状问题进行有效缓解。也可以通过利用城市轨道交通线路深度拓展城市郊区以及边远地区的横纵发展，为城市布局的优化调整以及科学布置提供良好保障[2]。

1.1.3 促进城市现代化发展、可持续发展的技术需求与长远需求

大力发展城市轨道交通网络建设工作可以有效增强城市核心竞争能力以及科技水平。主要是因为城市交通现代化是促进城市现代化发展的重要途径。科学开展城市交通网络建设工作可以有效助推城市现代化发展进程。目前城市发展更加侧重于强调环境保护以及资源可持续利用等目标。

城市轨道交通系统建设工作必须精准立足于环境保护以及资源优化等理念，以切实满足城市可持续发展需求。科学开展城市轨道交通建设工作可以对城市科学发展起到引领支撑作用，同时也可以有效降低交通事故发生率。基于城市轨道交通的公民交通行为对环境所造成的污染基本上是影响最低的[3]。

1.2 充分性分析

城市轨道交通建设所涉及的投资成本相对巨大，并且在施工技术要求方面表现严格。在高运营管理以及设备制造要求的控制影响下，城市轨道交通建设所面临的经营风险问题较多。在着重强调城市轨道交通建设可行性以及必要性的同时，还应该对城市轨道交通建设的充分性问题进行重点研究与分析。

城市经济基础以及发展情况基本上可以作为该城市是否满足城市轨道交通建设的指标条件。其中，城市经济基础以及发展情况主要针对人均GDP以及财政收入等指标而言。也可以从城市融资情况以及偿债能力等因素方面进行重点考虑。良好的科学技术基础是保障城市轨道交通建设效果的重要因素[4]。

高水准的城市轨道交通系统建设往往依托于科技以及学科的交叉整合，单纯采取某一项先进技术或者学科内容，难以真正实现城市轨道交通建设的可持续发展。先进合理的观念意识是保障城市轨道交通建设效果的关键因素。建设规划人员应该具备高瞻远瞩的理念意识，主动结合城市经济建设情况以及城市轨道交通需求，從多个方面对城市轨道交通建设方案进行科学部署。

2 城市轨道交通建设现状及发展分析

“十三五”时期，国内城市轨道交通运营里程逐步呈现出稳定攀升的发展状态。且经过多年的建设发展，我国已经跃居成为全球城市轨道运营里程数第一的国家。截至2020年末，我国累计有40个城市开通城轨交通运营。其中，一线城市如北京、上海等所涉及的运营线路较多，并且在城市轨道交通运营里程方面要远超过其他城市地区。从总数上来看，2020年我国运营线路高达7 969.7 km。与国外城轨交通运营里程相比，我国部分城市地区甚至远超国外城市交通运营里程的2倍左右。为进一步促进城市轨道交通建设可持续发展，国家相关部门以及城市轨道交通建设行业针对地铁建设与其他制式轨道交通协同发展问题进行了统筹部署。

目前已开通的其他制式轨道交通主要以地铁、轻轨、有轨电车等为主。从数据上来看，地铁运营线路长达6 280.8 km。从累计客运量上来看，与“十二五”相比，“十三五”增长81.7%。虽然2020年受到新冠肺炎疫情的影响，国内各个城市地区轨道交通客运量大幅度下降。但是伴随着复工复产活动的不断开展，国内城市轨道交通客运量逐步呈现出稳定增长的态势。截至2020年末，城市轨道交通客运量与2019年末的客运水平相对接近。预计到“十四五”时期，我国城市轨道交通建设将会得到进一步持续深入发展，并且在运营里程数以及客运量方面达到新高峰。具体可以参照表1：

3 基于多目标决策的城市轨道交通线网规划特点

城市轨道交通线网规划需要立足于城市总体规划角度，针对轨道交通建设必要性以及可行性进行深度研究与分析。该文结合城市轨道交通流量情况，对轨道交通线网规划进行合理预测。因城市轨道交通建设工作所涉及的问题较多，主要可以围绕城市规划、经济建设以及技术等问题进行统筹部署与合理研究。在核心问题的确立上，围绕网络设计以及线网客流需求进行科学预测。

对可行方案进行合理筛选，并要求专业人员对方案内容所涉及的潜在效益以及成本价值进行科学评价。基于多目标决策的城市轨道交通线网规划在内容确立方面，需要以城市范围内的轨道交通线网规划为重点研究对象。因城市轨网络规划后所面临的建设周期较长，所部署的方案内容应该具备以下特征：线网结构应该与城市结构形态进行协调匹配;线网规模应该立足于客流量需求进行合理建设;线网密度应该按照人口分布特点进行合理预测与设置;线网在建设顺序以及进度的控制方面，立足于城市发展方向以及区域经济建设情况进行合理控制管理。应注意的是，线网所覆盖的范围必须与城市总体规划相匹配。

4 目标决策方法在城市轨道交通网络规划中的应用实践及优化方法

4.1 层次分析法

层次分析法可以视为目标决策方法的重要方式，主要从优劣主观评价角度对城市轨道交通网络规划的可行性进行分析。层次分析法需要依托于订货计划，在数据量需求方面表现较小，通常可以在短时间内做出决策。在运用层次分析法的过程中，相关人员可构建两个层次或判断矩阵。结合以往的经验来看，人的主观判断中个人偏好会对最终判断结果产生较大影响，可能会出现决策失误问题。在应用层次分析法的过程中，主观成分所占据的影响颇大。

4.2 消除和选择转换方法

消除和选择转换方法更加侧重于利用决策矩阵偏好实现对部分信息以及决策的获取以及可行性分析。相关人员可针对所选定的方案进行合理排序。排序的意义不止局限于对方案内容的优劣排序，更多是通过深度研究与分析方案的可能后果以及具体影响，做出相关决策。消除和选择转换方法所获取的信息主要以决策矩阵为主。在解决方案的部署方面，可以通过细化以及提取程序实现合理排序过程。而所谓的多准则决策方法更多侧重于强调理论研究层面，所表现出的实际应用效果并不是很强。结合方法特征表现来看，消除和选择转换方法在特征表现方面主要如下：

（1）个别项目在低矩阵指数方面存在不足问题并未深刻反映出各指标的整体弱点。

（2）分选过程所涉及的流程内容相对复杂。如果出现四个及以上的替代品时，相关人员应该根据强弱正相关系图构建科学合理的正反排序体系。

（3）利用该方法时需要设置主观参数，并且在研究分析过程中引入某些参数。如果在参数分析过程中涉及应用到不确定的计算方法，建议相关人员应该对鲁棒性的分析结果进行筛选、排除。

4.3 模糊综合评价方法

模糊综合评价方法需要针对待选对象的综合评价分值大小进行合理排序，并做好科学评价与分析。在分析过程中，相关人员可按照最大隶属度原则对所属对象的等级情况进行科学评定。虽然该方法操作可行，但是在评价过程中，会涉及主观判断问题。所判断的结果，可以表现出主观性权重因素。通过大量实践证明，该结果的可靠性与准确性会更加侧重于强调选择因素的综合评价结果。因此，在相关因素的获取与分析上，应该主动从构成运营商以及重量分布特点等方面进行科学评价。

4.4 灰色关联法

灰色关联法主要依托于定量与定性相结合的分析方法，实现综合评价过程。与其他方法不同，灰色关联法可以有效解决以往量化评估与统计方面存在的短板问题。并且在分析评价过程中，可以排除人为因素带来的负面影响，促使评价结果更加客观准确。在应用过程中，会存在难以反映绝对水平的问题。主要是因为绿色关联法所反馈的采样数据，只能作为判断對象优劣的标准，难以切实反映出绝对水平。在实际应用过程中，相关人员应该结合城市轨道交通网络建设需求以及区域经济发展情况进行合理应用。

4.5 逼近于理想解的排序方法

逼近于理想解的排序方法也可以理解为双基法双点评价法，是更加侧重于强调近似理想解决方案的排序方法。在应用该方法的过程中，可通过立足于多目标决策问题以及解决方案理想选择等优势，将各个订货计划作为空间中的一个点。所涉及的理想点排序属于具有一定模式特征的定义内容。处于该模式条件下，可以通过寻找一个有效的点对相关计算排序方案进行科学部署。另外，可按照计算排序方案要求对理想点的相对贴近程度进行科学排序，以保障方案建设的可行性与高效性。

5 结语

城市轨道交通网络规划工作并不是短期之内就可以达到预期效果的工作内容。而是应建立在长期规划与建设角度，重点针对城市轨道交通网络规划体系进行健全与完善。在开展城市轨道交通网络规划工作期间，规划设计人员应该主动结合城市轨道交通网络规划决策方法，如该文所研究的目标决策方法。主动立足于城市轨道交通建设发展以及区域经济条件，对城市轨道交通线路以及换乘模式进行深度考虑与研究分析，尽量从多个方面保障城市轨道交通建设质量安全以及效益优化。

参考文献

[1]王楠， 杨少辉， 付凌峰， 等. 中国主要城市轨道交通覆盖通勤空间特征研究[J]. 城市交通， 2021（5）： 91-99.

[2]夏佳， 郑晏群. 城市轨道交通通信网络规划研究[J]. 长江信息通信， 2021（11）： 131-133.

[3]鲍彤， 李君婧， 郭舒婷. 上海市轨道交通网络拓扑特性及客流预测分析[J]. 信息与电脑（理论版）， 2021（20）： 62-67.

[4]刘剑锋. 多层次轨道交通网络助力长三角一体化发展[J]. 财经界， 2021（20）： 1-2.

作者：刘新

地铁规划及科学价值分析论文 篇2：

不动产登记数据资源未来应用探讨

摘要：按照国务院常务会议精神，由国土资源部负责指导监督全国土地、房屋、草原、林地、海域等不动产统一登记职责，建立统一的不动产登记信息管理平台，不动产登记数据由旗县、盟市、省厅通过国土资源业务网，逐级上报到国土资源部。本文从内蒙古自治区不动产登记工作实际出发，展望未来不动产登记数据与住建、林业、农业、公安、民政、财政、银行、法院等相关部门实现数据信息共享后，数据资源会非常丰富，具有很高的社会应用价值。

关键词：不动产登记；数据资源；未来应用

2013年11月20日，国务院召开常务会议，明确提出整合不动产登记职责、建立不动产统一登记制度，由国土资源部负责指导监督全国土地、房屋、草原、林地、海域等不动产统一登记职责，基本做到登记机构、登记簿册、登记依据和信息平台“四统一”。2015年3月1日，国务院颁布实施的《不动产登记暂行条例》规定，国土资源主管部门应当会同有关部门建立统一的不动产登记信息管理平台。

目前，内蒙古自治区12个盟市103个旗县，共有不动产登记信息平台64个。12个盟市中有6个盟市采用“市级集中模式”部署信息平台，分别为乌海市、乌兰察布市、巴彦淖尔市、兴安盟、阿拉善盟、赤峰市；有6个盟市采用“省市都不集中模式”部署信息平台，分别为呼和浩特市、通辽市、呼伦贝尔市、鄂尔多斯市、锡林郭勒盟和包头市。全区64个平台中市级平台12个，县级平台52个（满洲里市、二连浩特市、锡林郭勒盟乌拉盖管理区均按县级平台计算），平台可平稳支撑日常不动产登记业务，实现不动产登记证书停旧发新。截至2017年12月31日，自治区不动产登记信息管理平台共接收各地上报的报文数据1169211条。

按照国土资源部工作要求，未来不动产登记机构将与住建、林业、农业、公安、民政、财政、银行、法院等相关部门实现数据信息共享，将不动产登记数据和共享数据进行大数据融合分析，可以产生很大的社会价值，下面对不动产登记数据资源未来应用进行简单的剖析。

1.不动产关联查询分析

不动产关联查询分析通过选定区域的不动产及相关周边设施如教育、医疗、绿地、交通、消费等资源进行整合关联查询，在地图上进行空间可视化展现。将不动产及周围项目资源情况进行比对，对城市规划的科学性具有指导性作用。

1.1教育资源关联查询分析

实现对不动产标签筛选以及范围筛选，进行划定区域的不动产及教育资源关联查询，查询完成后进行空间可视化展现出不动产周边的学校、培训机构、教育机关单位等相关资源，通过比对分析将相关关键指标呈现出来，实时反映整个不动产及周边区域资源的情况。

1.2医疗资源关联查询分析

通过不动产标签筛选及范围筛选进行制定区域的不动产及医疗资源进行整合关联查询，在地图上进行空间可视化展现出医院、药房、康复中心、相关医保机构等信息。

1.3绿地资源关联查询分析

用户可以针对不动产标签筛选及范围筛选进行制定区域的不动产及绿地资源进行综合查询，可在地图上可展现出周边的公共绿地、宅旁绿地、道路绿所等信息。

2.不动产交易分析预测

不动产交易分析根据市场不动产交易的实际数据进行可视化分析展现，可实现对不动产交易价格、区域、房型、购买人群等多方位分析，并可进行多种分析类型进行组合完成综合分析，预测未来不动产市场变化趋势。

2.1价格分析预测

为更好地推动房地产市场宏观调控，加速“去库存”。不动产交易分析根据市场不动产交易的实际数据进行可视化分析展现，可实现对不动产交易价格多方位分析，分析出各价格段成交的房产套数，并可进行综合分析，预测未来不动产市场变化趋势。

2.2区域分析预测

通过不同的角度及展现方式，不动产交易分析根据市场不动产交易的数据进行分析，可实现对不动产交易区域多方位分析预测，分析出并可进行多种分析类型进行组合完成综合分析，预测未来不动产市场变化趋势。

2.3房型分析预测

根据市场不动产交易的实际数据进行分析，实现对不动产交易房型多方位分析，并可进行多种分析类型进行组合完成综合分析，推进房产管理工作的科学化和分析可预测化。

2.4购买人群分析预测

不动产交易分析根据市场不动产交易的实际数据进行可视化分析展现，可实现对不动产交易购买人群进行多方位分析，并可进行多角度的关联分析，预测未来变化趋势。

3.不动产供求关系分析

不动产供求关系分析通过对不动产的实际交易情况数据与不动产市场供应情况进行叠加比对分析，直观地将不动产供求关系展现出来，用户可一目了然对市场供求关系的科学范围进行判断，为指导不动产供求及去库存等提供支撑。

3.1实际交易情况分析

针对实际交易情况进行分析，直观地将不动产供求关系展现出来，各种面积、几室分布情况，用户可一目了然对市场交易情况的科学范围进行判断。

3.2市场供应情况分析

不动产供求关系分析应用展示深入分析房屋实际交易等数据，以房产管理信息系统为参照，实现与GIS平台的衔接，为其提供底图信息的更替升级服务，多角度地进行供求分析，通过引此功能模块，更好地推动房地产市场宏观调控。

4.不动产区域价值分析

不动产区域价值分析可对指定不动产区域进行综合价值评判，进行各类价值发展比对分析，并可以雷达图的形式进行综合价值分析展现，为政府城市规划决策进行支撑。

4.1人口价值分析

对指定不动产区域进行人口价值分析评判，分析出年龄结构、男女比例、兴趣爱好、高学历人口等数据并进行比对分析，提供决策性依据。

4.2产业价值分析

可对指定不动产区域进行产业价值分析评判，分析出第一产业、第二产业、第三产业等并进行比对分析，以雷达图的形式进行综合价值分析展现。

4.3就业价值分析

针对就业价值分析评判，分析出周边生产性服务业就业、生活性服务业营收、生产性服务业营收、高学历人口、生产企业数量、相关就业机构等并进行比对分析展示。

4.4交通价值分析

交通价值分析评判包括分析出周边公交站密度、地铁站密度等数据并进行比对分析。提供便捷、快速的分析操作方式。

4.5空间价值分析

对指定不动产区域进行空间价值分析评判，分析出通勤指数、距离指数等空间数据并进行比对分析，为政府城市相关规划决策进行支撑。

4.6公共服务价值分析

公共服务价值分析包括城乡公共设施建设，教育、科技、文化、卫生、体育等公共事业的价值分析，为社会公众参与社会经济、政治、文化活动等提供保障。

根据不动产业务需求提供数据多窗口对比分析功能，为征供地业务分析提供便捷、快速的分析操作方式，保证分析结果获取的便捷性、及时性。随着移动互联网的日益普及，基于移动位置的服务被越来越多的用户所接受，互联网上的用户数据也越来越多、越来越细致。在选址决策方面的传统方法被基于大数据的、更加精确的工具所代替。不动产大数据要远比此热力图所展现的要丰富得多，再配以板块价值雷达图展现出通勤指数、距离指数、公交站密度、中学密度、地铁站密度、小学密度、医院密度、生产性服务业就业、生活性服务业营收、生产性服务业营收、高学历人口、生产企业数量等数据，商业项目的区域价值定位工作将大大受益。

5.结束语

在当今信息化、数字化、电子化高速发展的世界，数据资源显得十分重要，但以往政府各部门之間均有壁垒，难以实现数据资源共享应用，给数据资源的综合分析、应用，带来了很多不便。目前，在不动产登记工作的良好契机下，政府各部门之间的数据资源能够在一定范围内实现共享，数据资源进行综合分析后，形成的数据成果可以为政府提供更好的决策依据，为社会公众提供便捷的信息查询和社会化服务。

作者：张明

地铁规划及科学价值分析论文 篇3：

基于真实问题情境的STSE综合实践活动设计

摘要：基于真实情境引导学生提出有价值的探究问题是发展核心素养的一项重要实践策略。本课题紧紧围绕“探秘地铁车厢中CO₂浓度与人体健康的关系”这一问题情境设计STSE综合实践活动，希望学生能够通过以分析化学方法与原理切入，兼顾人体健康、工程技术领域探究的跨学科学习，培养学生勇于创新的实践品质和善于运用科学探究方法进行问题解决的思維品格。

关键词：真实问题情境;STSE;综合实践活动;空气质量;人体健康

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.06.017

综合实践活动是区别于学科课程的一门非学术性课程，主要是通过学生的亲身实践，学习科学研究的方法、增强科学探究的能力、加深对社会的了解、加强课堂知识和社会生活的联系。它不仅有利于学生提升化学研究能力、拓展化学视野、增强社会责任感，更为今后他们进一步开展其他活动积累经验。《普通高中化学课程标准（2017版）》突出了STSE（科学.技术.社会.环境）综合实践活动的重要地位，分别设置了“STSE综合实验”和“STSE综合实践”主题，强调“要倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，转变学生学习方式，培养其创新精神和实践能力”和“要围绕资源、能源与环境等与可持续发展密切相关的问题开展综合实践。

一、活动实施背景

现今，地铁已成为全国各大城市的重要通勤方式之一。随着国家现代化进程的深入推进，越来越多的人们将会选择地铁出行。由于地铁车厢身处较为封闭的地下环境中，当人流拥挤或出行高峰时，一些身体条件较差的人常常会感到不适。据报道，2015年4月20日早8点30分，深圳地铁5号线黄贝岭站一名乘客因不明原因在站台上晕倒，引起站台部分乘客恐慌拥挤，导致9名轻微受伤乘客被送往医院。近年来，类似有乘客在地铁站内晕倒事件时有发生。2018年10月的一天，本课题组成员在早高峰乘坐地铁出行时，巧遇一位老年人在密集的人流中突然晕厥的事件，同学们纷纷伸出援助之手，第一时间拨打120并联系站内工作人员。事发之后，同学们及时向我反映了这一突发事件。随后，我带领同学们讨论这位老年人突然晕厥的可能原因。有位同学大胆提出一个值得探究的科学假设：老年人身体不适可能与地铁这厢内CO₂浓度过高有关！

随后，课题组成员通过文献调研，认同这位同学所提科学假设的科学性和可行性。因为，研究表明大气CO₂是重要的温室气体，全球暖化的元凶之一。与此同时，室内CO，对人体健康影响及行车安全顾虑更是不容忽视的主因之一，生活中CO₂是人类每时每刻都在制造却经常被忽略的气体。数据显示，人体暴露在3%浓度（体积分数）的CO₂中几个小时后，人类的呼吸系统就会产生不适，会造成头晕或呼吸不畅;暴露在7%浓度的CO₂中几分钟，就会造成意识丧失;而暴露在15%浓度的CO₂中会立刻威胁到生命。CO₂对人体造成危害的方式主要是通过排挤空气中的氧气，降低氧气浓度;同时提高血液中CO₂的浓度，造成呼吸系统、神经系统方面的损伤。

由于老年人突然晕厥的事件发生时，正值客流高峰，车厢内部人群非常拥挤，空气憋闷，缺少新鲜且充足的氧气，加之老年人身体基础条件相较于青年人差，所以引发了此次事件。大家商议之后，随即成立课题组就这一问题展开实验探究，开展“探秘地铁车厢中CO₂浓度与人体健康的关系”实践活动。

二、教学价值分析

1.立足真实情境，提出探究问题，强化共同参与社会问题的责任

本活动选取“地铁车厢CO₂濃度”这一贴近生活的社会热点与难点问题，通过引领学生走进社会真实情境，进一步探究空气质量与人体健康等问题，通过“呵护生存环境”等“新课标”中所倡导的主题学习实践活动，了解相关污染物及其危害，为消除危害提供研究支撑，在强化公众共同参与环境治理的责任的同时，也为新课标“环境问题及其处理”模块相关内容提供有益补充。

2.基于项目学习，开展综合实践，运用科学实验破解生活的难题

由师生共同组建的“探秘地铁车厢CO₂浓度变化与人体健康关系”课题研究小组，希望能通过项目学习（Project-based Learning，PBL）的方式开展以化学学科为切人口的跨学科教学创新实践，希望能够科学分析出早高峰时段地铁车厢内CO₂浓度变化特征与规律，并尝试建立CO₂浓度变化特征与人体舒适指数之间的紧密关联，提出改善地铁车厢空气质量的合理化建议，为乘客安全出行保驾护航。

3.指向核心素养，实现跨界学习，引领不同领域探索的创新成长

为了深度学习并参与“探秘地铁车厢CO₂浓度变化”这一与STSE紧密关联的综合实践活动，课题组商议决定实施三个主题的探究活动（图1）：（1）运用数字化实验技术绘制地铁干线CO₂浓度变化地图;（2）地铁CO₂浓度变化与“人体感指数”关系初探;（3）地铁车厢“智能CO₂浓度平衡系统”装置创设。在教师的引导下，以期实现在相对应的探究活动中有所侧重地培养与发展学生学科核心素养目标。

三、实践活动设计

1.实践活动1：基于“化学分析领域”的设计

（1）确定活动主题：运用数字化实验技术绘制地铁干线CO₂浓度变化地图

怎么样科学准确地测量地铁车厢CO₂浓度呢？显然，这需要带领学生一起学习并运用现代分析化学的原理及其相关技术。因此，为了探究地铁高峰时段人们感到难受不适的原因，课题组采用便携式CO₂传感器等数字化实验技术开展实验探究，希望以上海市地铁2号线冬季早高峰（7-9点）为例，针对现代轨道交通地铁干线CO₂浓度的变化绘制出地铁CO₂变化曲线地图，希望能为城市地铁建设及规划提供有益参考。

（2）构思研究思路

经过商议，课题组决定对地铁车厢内部空气中CO₂浓度的测量，根据不同站点的实验数据进行分析并绘制出地铁运行过程中车厢内部CO₂浓度变化曲线地图，以期为后续地铁空气质量优化研究及人们健康出行提供科学依据。

（3）实践活动实施

①课题组成员选择威尼尔Vernier实验探索者LabQuest2传感器采集器、CO₂传感器、湿度传感器（图2），于2019年1月21日、22日、23日三个不同工作日的早高峰时段（7-9点），依次完成实验数据采集;

②每次采集时，成员在上海地铁二号线的始发站淞虹路站车厢内部（每列地铁的中间一节车厢的4门之中心点）开展测试，待发车时开启传感器采集器、CO₂传感器、湿度传感器，实时记录每个站点的CO₂峰值及湿度;

③记录数据后，求出平均值，导人电脑绘制出图像并分析数据的特征值;

④小组讨论分析得出相关结论。

（4）实验活动成果

实验涵盖从淞虹路至广兰路站，共计19个地铁站点的数据采集情况（图3）。其中，南京东路站CO₂浓度峰值最高为2729ppm，其次依次为陆家嘴站2636ppm、人民广场站2439ppm。而淞虹路站（始发站）为1319ppm，为CO₂浓度峰值最低的站点。

（5）实践活动总结

实验全程要经历19个站点，仅单程就需要1个小时。而且恰逢客流高峰时段，人流密度非常大，实验数据采集环境欠佳。课题组成员为了确保实验能够顺利进行，克服了种种困难，完成了实验全程。实践表明，该活动的设计有益于学生进行宏观辨识与微观探析，有利于培养学生的科学方法、证据意识和创新精神。

2.实践活动2：基于“人体健康领域”的设计

（1）确定活动主题：地铁CO₂浓度变化与“人体感指数”关系初探

“化学分析领域”的活动中，课题组运用化学实验，绘制出一份早高峰各站点车厢内CO₂浓度变化曲线地图。那么，究竟CO₂浓度变化与人体感受的实际相关性如何呢？为此，课题组开启了有关“人体健康领域”的实践活动设计。

该实践活动设计需要考虑跨学科学习，不仅涉及到2017版化学新课标中“化学与生活”模块“呵护生存环境”的相关表述，还涉及到《普通高中生物课程标准（2017版）》“健康生活”模块中的教学建议：“创设情境，开发思维，让学生将健康知识与解决社会有关健康问题结合起来，培养社会责任感”。

（2）构思研究思路

为了解决这一问题，课题组尝试提出“人体感指数”概念，通过运用社会调查问卷的方法，重点关注地铁车厢CO₂浓度变化与乘客在对应站点的“人体感指数”的关联程度，探究地铁车厢内CO₂浓度变化特征对人体主观感受程度的影响。

（3）实践活动实施

①设计客流高峰时段，乘客地铁出行主观感受问卷，包括：年龄、性别、现场人体感指数级别、现场体感不舒适的原因、地铁空气质量认知度等多个指标及维度;

②在运用传感器监测车厢内部CO₂浓度实时数据的同时，课题组其他成员通过现场发放问卷的形式，对“人体感指数”等指标开展调查;

③结合现场访谈，补充乘客主观舒适度调查数据。

（4）實验活动成果

课题组通过人体感指数数据（图4）与CO₂浓度数据分析得出，人体感指数（实时感受舒适度）与CO₂浓度变化趋势呈负相关，当CO₂浓度有升高趋势时，人体感指数趋于下降;反而反之。同时，提出出行建议：由2号线早高峰CO₂浓度变化地图和人体感指数变化图共同得出，在早高峰时段，南京西路到世纪公园的CO₂浓度相对较高，建议错峰出行。

（5）实践活动总结

课题组首次提出“乘客在地铁车厢内部的人体感指数”这一概念，用于研究上海市重点地铁线路，尝试建立研究具有创新性。课题组成员经常召开临时会议，充分表达交流、反复查阅求证，最终起草出较为满意的调查问卷，开展了创造性的研究工作。不仅有效增强了学生基于真实问题情境开展STSE综合实践活动的内驱力和创造力，也赋予了学生为改善地铁运营环境，提供研究依据的使命感。

3.实践活动3：基于“工程技术领域”的设计

（1）确定活动主题：地铁车厢“智能CO₂浓度平衡系统”装置创设

那么，有没有优化地铁车厢空气质量的方案，以提升高峰时段人体感指数呢？为此，课题组尝试从工程技术领域突破，最终确定出该活动的主题任务，即：完成一份《关于地铁车厢“智能CO₂浓度平衡系统”装置创设》的创意方案。

（2）构思研究思路

创意方案的完成，需要借助高中《通用技术》领域的相关知识储备和实践能力运用。通用技术学科核心素养主要包括：技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力五个方面。显然，在该活动设计中，鉴于学生现有的知识结构和实践能力基础，对于“物化能力”暂不做过多要求。而仅需要学生在活动中，运用技术意识和工程思维，提出一份创新设计方案并进行图样表达即可。

（3）实践活动实施

①研究地铁车厢的现有内部构造;

②查找可能地铁车厢中引起高峰时段CO₂浓度偏高的薄弱之处;

③通过互联网及相关文献资源，提出“智能CO₂浓度平衡系统”研发设想;

④通过图样表达，进行交流展示。

（4）实验活动成果

课题组提出了如图5及图6所示的科技创意方案。

核心部件为CO₂固定载体模块，它是一种密闭系统CO₂控制器仿真模型，以Labview软件为平台与硬件连接，作为实际控制器，通过对密闭系统中CO₂浓度的监测以调节CO₂固定载体模块的使用时间，进而影响密闭系统CO₂和O₂浓度，从而达到自动调控密闭系统中CO₂和O₂平衡的目的。

（5）实践活动总结

在该活动实施过程中，虽然课题组成员没有将其提出的设计方案最终物化成实物模型，但是这不影响他们在STSE综合实践活动中对“有理念、会设计、能动手、善创造”的通用技术课程目标的理解和体验。通过该活动，课题组成员最终完成了从“地铁车厢CO₂浓度变化地图绘制”，到“人体感指数提出并应用”，再到“智能CO₂浓度平衡系统创设”的跨學科学习体验。

四、实践活动反思

1.基于生活化的问题情境，有利于激发学生的创新探索热情

“探秘地铁车厢中CO₂浓度与人体健康的关系”的活动设计，立足真实情境、基于项目学习、指向核心素养，通过紧密衔接、相互关联的三个主题活动，有效地激发起学生的探究热情，赋予他们勇于创新、勤于实践、敢于质疑的宝贵品质。

2.基于问题化的系列设计，有利于锻炼学生的问题解决能力

在这个主题突出、问题鲜明、时代感强的STSE综合实践活动中，课题组成员基于真实的问题情境，逐一解决了“地铁车厢中CO₂浓度”“人体感指数关联性建构”和“CO₂智能平衡系统创设”三个重要问题，提升了问题解决能力。

3.基于实践不足之处探讨，有利于学生核心素养的持续发展

然而，课题组成员也清楚地认识到实践活动中尚存一定的不足之处。比如，采用便携式手持技术分析设备，所得数据的精密度是否经得起验证？人体感指数的概念界定及指标构建是否科学完善？CO₂智能平衡系统是否可以真正落地开花、造福于民？我们认为，教师要在把握好科学方法的前提下，指导学生科学的开展实践探索，指导他们领悟创新实践的魅力，同时也要适当兼顾教育留白，而恰恰能够让他们能意识到研究的不足才是有益于他们核心素养持续发展的可贵之处。

作者：李法瑞