规模效应的概念范文

规模效应的概念篇1

关键词：物理概念 思维导图 物理模型

【中图分类号】G633.7

正文：教师应该在以下几个方面对学生加以指导：

一、 对概念重理解，对规律重应用

1.物理概念一般指物理量，物理模型等，在复习物理概念时要了解所复习到的概念是怎样引入的，它的单位、定义式及计算公式时什么，是矢量还是标量，与之有关和易混的物理概念有哪些，如何区分。同时找出与这些概念密切联系的规律，通过对概念应用进一步掌握概念的内涵和外延。概念的内涵既反映了物理对象某种属性的“质”，又反映了物理对象某种属性的“量”。概念的外延即概念的适用范围，是指概念所反映的具有某一属性的一类现象或事物。根据概念的内涵与外延设问有利于学生对概念本质的理解。

2. 物理规律包括物理定理、定律和法则。对每一个物理规律，要明确它所描述的内容、建立的实验基础、适用范围和成立的条件。更重要的是如何运用这些规律去解决问题。

二、 善于纵横联系，深化、活化知识

复习的目的是巩固、深化已有知识。为此，就要在知识结构上下功夫，只有从不同的角度去归纳、整理所学知识并使其系统化，才能搞清知识的内在联系，形成清晰的知识网络。建立思维导图是最有效的方法。什么是思维导图？英国“大脑基金会”主席Tony Buzan从生理和心理两方面深入研究了人脑记忆和思维的特点，他说：最新的生物学和心理学成果表明，人脑的思维活动不仅是非线性的而且是非常复杂地联系在一起。同时，关键概念也具有联系性和综合性的非线性特点，我们如果能用文字、符号、图画等载体把人脑对于关键概念的这种非线性理解表达出来，这样就会大大提高对于信息的记忆和处理能力。于是他开创了一种全新的记忆方法―“思维导图”，用文字、符号、图画等载体把自己的思想（知识网络）画出来，如同全息照像一样把采集到的重要信息表达出来；它作为一种新的思维模式，结合了全脑的概念，包括左脑的逻辑、顺序、条例、文字、数字，以及右脑的图像、想象、颜色、空间、整体等。

思维导图的优点是：（1）中心或主题能被明确地定义；（2）每个重要想法的关系都被清楚、明白地表达出来，重要想法放在中心，不太重要的则放在边上；（3）关键概念间亲近度和联系使它们被立刻被辨认出来；（4）上述因素必将使回忆和复习变得更有效和快速；（5）这种自然的结构允许方便地添加新的内容，而无需在更改内容时凌乱地挤进或划去；（6）做出来的每一张“思维导图”必须与其他别的图不一样，即它是用来帮助回忆的； （7）使笔记的整理有更多的创作空间，例如：准备评价等等。“思维导图”的无限制性为我们的大脑建立新的联系做了很好的准备。

下图是《运动的描述》一章的思维导图：

三、构建物理模型、明确物理情境

1.物理学所研究的运动，是一种简单的运动形式，物理学的研究方法是通过建立一个个物理模型，使实际复杂多样的物质世界简单化，建立物理模型的过程是一个抽象思维过程，要能抓住事物的本质。高中阶段的物理学习为我们积累了很多物理模型，我们可以将其分类成：①物质结构的模型（如质点、物体的分子结构、理想气体、原子结构、核结构、导体等等）；②作用过程的模型（如：碰撞、能量转化过程、光电效应、核变化等）；③运动模型（匀速直线运动、匀变速直线及曲线运动、平抛运动、圆周运动、简谐振动等等）；④其他模型（电流、电阻、磁流体发电机、电磁流量计、理想变压器等等），也可以说物理中所有的公式、定律、定理都是对一个个不同的模型的描述，我们解题所列的等式，就是将物理模型与具体物理情景相结合的产物。有了系统的物理知识就有了足够的物理模型，解题时所谓建立模型，就是根据从题目中提炼出的有效信息，调出大脑中储存的与之相关的物理模型。

2.运用物理模型解题的步骤

⑴收集题干信息，确定研究对象和研究过程，弄清物理现象和物理事实。⑵处理各物理信息的相互关系。⑶寻找与已有信息（某种知识、方法、模型）的相似、相近或联系，通过类比联想或抽象概括，或逻辑推理，或原型启发，建立起新的物理模型，将新情景问题“难题”转化为常规试题。⑷选择能适合题给信息的物理方法和物理规律求解，力求简洁。

加强物理模型构建方法的研究，不仅对教师的教学方法的有效性还是对学生解题能力的提高都有很大帮助，不论应对现有的高考还是应对新课程改革都是有效的。

四、 根据高考说明，重视阅读课本

高考物理说明是命题的依据，近几年全国高考物理题力求做到不超纲。因此，研究、领会“说明”的精神实质很有必要。经常对照高考说明，把握每一章节的“下限”和“上限”，是提高高考复习效率的重要途径。一些同学认为复习阶段不需要看课本，只要看看复习参考书，坐坐题目就可以了，这是不对的。教材对每一个概念、规律的来龙去脉都阐述得非常精辟透彻，我们要认真阅读课本，并在阅读课本时注意反复推敲，不仅容易把握知识的整体结构，还能弄清很多我们在以前学习过程中不甚理解的问题。要做到四看：看课本内容；看书上例题；看有关习题；看课本上的实验（包括演示实验）。值得一提的是不能忽视非重点内容。

五、 做好解题小结，提高分析能力

在总复习阶段，通过做一定量的习题，以巩固检查所学知识，是非常必要的。但每道题做过以后，要回顾一下，这道题涉及到哪些物理知识和解题技巧，关键在哪里。这道题与我们做过的类似题有什么共性和个性等。尽量把每一道题做透析，从而弄懂这类题该从哪下手。在理解过程中，应注重对问题的分析，分析物体所处的状态和受力情况，分析题中的物理过程，分析题目中的隐含条件… …，切忌乱套公式。

规模效应的概念篇2

[关键词]本体　评估　指标体系

[分类号]G354

面对众多已构建的本体，如何将其选择重用与共享是许多研究者所面临的问题。从某种层面上看，本体评估的意义在于保证本体的构建质量，实现对本体的有效管理与维护，从而为本体构建者提供参考依据，为本体使用者提供选择依据。从国内外本体评估研究看，目前主要采用基于用户、基于任务、基于原则、基于应用、基于黄金标准、基于语料库等评估方法，基于不同的需求目的，每种方法均存在其各自的特点与不足。总体而言，这些评估方法更多地注重结果评估，对本体所拥有的概念及概念关系、应用状况等进行评价，而忽略过程评估，如缺乏对构建规划、构建过程的评估。因此，本文基于本体建设的生命周期阶段，即原模型阶段、模型阶段、应用阶段来构建本体评估指标体系，旨在确定一套科学、合理、全面、客观的本体评价体系，可用于本体建设不同阶段的参考与评估。

1　本体评估内容

评估内容的多元化是评估本体的核心。就评估内容而言，多元评估要求既要体现其共性，更要关注各自本体的个性；既要关注结果，更要关注过程。即以多维视角的评价内容和结果，综合衡量本体的发展状况与水平。本体的评估内容可概括为以下几个层面：

1.1　本体概念层评估

概念是本体的最基本单元，概念表达的准确性、完整性、概括性、抽象性等对于本体的质量有着决定性的影响。

1.2　本体结构层评估

主要包括本体概念体系的结构化及本体表示体系的结构化。本体概念体系的结构化表现为本体概念结构的灵活性及易于扩展性；规范化、结构化的本体表示语言为本体在不同系统之间的导人和输出提供标准的机器可读格式，利于被计算机存储、加工、利用，或在不同的系统之间进行互操作，为本体表示体系的结构化提供了前提条件。

1.3　本体语境层评估

本体语境层表示为本体之间的关联度，通常情况下，本体之间通过建立映射、互相参考引用等方法建立概念间的语义关联，以实现本体之间概念及概念间关系的重用与共享。可通过链接或引用程度不同给予不同的评估值。

1.4　本体应用层评估

以本体的应用领域作为评估对象，涉及本体系统的存储与检索、基于语义网知识层的共享和重用、基于本体的标引与语义检索、文本数据的推理研究等。本体应用层相对于其他层面，影响较小且具有间接性，因此评估难度较大。

2　本体评估指标的构建

本体从构建到应用要经历整个生命周期的三个阶段：原模型阶段、模型阶段、应用阶段：①原模型阶段是本体构建前整体规划及原材料的预处理过程，包括构建本体的参考本体及可行性评估、流程设计、数据库设计、整理网页、挖掘文本语料库等；②模型阶段是本体构建过程，包括概念及概念间关系确定、本体构建的方法和工具选择与应用、本体与其他本体的映射、本体描述语言的选择与应用、本体之前的训练和测试；③应用阶段是本体构建完成后的本体应用状况，主要是运行中本体的监测活动，如知识工程、信息标引与检索、语义web、异构信息集成、本体推理等众多领域。

为实现对本体的整体性及动态性评估，需要对本体建设生命周期三个阶段的关键要素进行提炼，形成一套科学、合理、系统化的评估指标体系，这样既能测度本体构建水平又能评估其运行情况和发展潜力。本体评估指标体系，如图1所示：

2.1　原模型阶段

本体的原模型阶段评估的主要内容有：确定构建目的、构建规划、可行性评估、原材料预处理及选择参考本体。

2.1.1 确定构建目的 确认所构建的本体是否有明确的符合学科建设的发展定位，是否有明确的符合知识组织、知识服务的建设理念，是否有总体建设目标与中长期发展规划，是否有实现目标的方法和措施。

2.1.2 构建规划 包括：①用户需求分析。确认是否有明确的应用需求，是否有可操作的调研计划，是否有详细的调研方案，是否有成文的调研报告，是否了解学科资源状况，是否掌握用户需求及特点，并评判服务模式是否有明显优势，建设效益是否显著。②方案设计。检测构建本体的具体内容，包括确定项目的进度，规划实施方法，评判项目的可操作性，标准本体模型实现计划等。③团队建设。主要是明确构建本体的人员配置，要求有稳定的团队，并且应熟悉掌握知识组织的理论和方法，另外还应配备技术支持人员和领域专家。④经费管理。此阶段应该有经费预算和时间预算，经费应按预算分阶段地持续投入。⑤人员合作。在本体构建的全过程都需要本体开发师(负责构建本体)、本体工程师(重用本体)、项目负责人、领域专家、行业分析家及用户进行合作共建。

2.1.3　可行性评估　可行性评估的目的是确定是否能够用最小的代价在尽可能短的时间内解决问题。它并不是解决问题，而是确定问题是否值得和能够去解决，包括：①技术可行性，即使用现有的技术是否能够实现构建目标；②经济可行性，即本体的经济效益是否能够超过其开发成本；③操作可行性，本体应用系统的操作方式在本体的用户组织内是否行得通。

2.1.4　原材料预处理 预处理是由本体工程师在构建本体前对构建本体时所需的原材料进行收集与预处理，包括流程设计、网页整理、文本语料库的挖掘及对参考本体的资料获取等。在这些收集好的材料被使用之前，本体工程师还要对其质量进行评估。

2.1.5　选择参考本体　包括对本体构建所参考的其他本体的质量进行评估，并对所构建本体与参照本体的相关性进行评价。

2.2　模型阶段

2.2.1　本体概念构建的评估 本体概念来源于文本语料库和专家的参与，以定义新概念、复用且修正参考本体中的概念等。本体概念的评估包括：①概念的完整性评估。本体的概念完整性表现为尽可能包括学科或领域的全部概念，尽管很难达到，但应包括学科领域的基本概念和重要概念、反映学科的新概念和专用术语、体现交叉学科与边缘学科的所有概念。并在此基础上，参考用户的特点与需求，使其达到最佳使用效果。②概念的正确性评估。本体中的概念术语应明确、清晰、无歧义定义，一词一义，词型简练，稳定性强。③概念共享性评估。是指本体中术语所表达的概念与观点应具有普遍性，能够被整个群体所接受。④概念可扩充性评估。概念可扩充性主要表现为在本体的发展及应用过程中应该能加入新的概念。良好的可扩充性使得本体能够随着概念的逐渐增加而不断完善，同

时这样的本体也很容易对其进行概念的修改和删除。⑤概念抽象性评估。是指概念主要体现为基本的、普遍的、抽象的和哲学上的概念，通常顶层本体概念的抽象性更高一些，领域本体是从顶层本体的抽象概念中衍生出具体概念。

2.2.2　本体概念间关系的评估　概念间关系形成的概念网络体系，使各个概念之间建立起语义关联，为其在自然语言理解应用方面奠定了一定的基础。本体概念间关系评估的内容主要包括：①一致性检测。本体系统中概念、断言以及其他各种概念间的关系，前后定义是否具有语义冲突，需进行概念间关系的逻辑一致性检测。②完整性评估。概念间关系是否囊括了学科所有概念的概念间关系及其类别是否完整。③可扩展性评估。本体概念间关系应具有可扩展性，以便在本体应用或后及时增加与修改。④唯一性评估。本体概念间关系应具有唯一性，即概念与概念之间只存在一种关系。

2.2.3　本体映射评估　一般情况下，本体映射是基于概念定义的方法，即在映射时主要考虑本体中概念的名称、描述、关系、约束等。本体映射评估包含：①本体间的互操作性。主要针对本体间映射时的接口进行评估。一般情况下，如接口衔接率高，即需要人工进行概念扩充与整合的接口比较少，则说明两者的互操作性高。②重用性。重用的内容包含两个本体的概念、概念关系、属性限制等，通常重用率越高，映射的效果越佳。

2.2.4　本体表示评估　本体开发中，本体表示是对概念及概念之间的关系进行明确定义，选择合适且适用的本体语言，如DL、RDF、RDFS、Ontolingua、OKB、Loom、DAML，DAML+OIL、CycL、OWL等进行形式化描述。评估内容包含以下方面：①语言规范性。所选择的本体表示语言对本体知识的主要元素、概念、分类体系、关系与函数、实例、公理、产生式规则进行定义时，其语言结构是否规范，语言的推理机制是否合理。②逻辑错误检查。确认是否有逻辑错误的检查能力及检查其结果如何。③语言错误检查。确认是否有语言错误的检查能力及检查其结果如何。④语言的适用性。确认所选择的本体表示语言是否适用于表示目标本体，它对知识主要元素的定义能力如何。

2.2.5本体构建工具评估 目前较为成熟、知名度较高且常用的本体构建工具主要有：DAMHmp(API)、KAON、OilEd、OntoEdit、OpenCyc Server、Protege-2000、 RDFAuthor和WebOnto等。判断一种工具性能如何，主要是判断其是否具有较高的使用效率和是否便于用户使用：①可视化程度。本体构建工具是否提供可视化的本体表达视图，提供的用户界面是否便捷并使用户满意。②共享性。本体构建工具是否可供用户免费使用、下载或在线使用，提供免费软件下载的官方网站是否具有多种语言的版本。③适用性。本体构建工具是否支持Unicode字符集，工具在使用时其输入和输出格式是否支持XML或其语法是否基于本体标记语言XML以及W3C、ISO或IEEE等其他国际组织的相关推荐标准。

2.2.6　本体整体评估　本体整体评估主要是针对本体的构建过程作出整体全面的评价：①开放性。开放性有助于促进本体与其他本体信息的共享及互操作性。完全开放意味着本体可以被自由使用或者扩展，而不加任何限制。一定程度的开放意味着本体提供者要求本体使用者遵循一定的使用条款及许可条件，实现限制条件下的部分开放。②成熟度。主要指本体目前发展的稳定性及其与其他本体的相关性。它通常与一些量化指标有关，如本体的建立时间、更新时间、发展状态及被其他本体引用的程度等。③阶段评估。本体是否进行了阶段性评估，评估的结果如何，阶段性的问题是否解决，有没有对本体进行阶段性训练和测试。④时间成本。本体的构建时间是否在预期时间内完成。⑤费用成本。构建本体的费用是否在预算费用之内。⑥本体管理。包括本体的进化管理、版本管理、存储与交换管理。要求有本体专门维护机构，有科学的理论依据与实践依据，并依据学科发展和标注实践制定了本体概念与概念关联的增、修、删的原则与标准。本体有不断更新的版本以及现实本体的稳定运行、本体存储方式、高效的存取性能、遵循有关标准协议、能够实现不同本体间数据的相互交换。

2.3　本体应用阶段

本体的应用评估主要包含：本体系统辅助功能、语义标注功能、语义检索功能及文本推理功能。

2.3.1　本体系统辅助功能　本体系统辅助功能主要指该本体所提供的服务功能。主要包括以下内容：①与用户的交互。是否提供了与用户的交互机制，提示信息有效、直接，交互语言友好，可视化结果直观、易懂，能够为用户的操作提供适当的引导。②开放性。与本体管理工具和本体应用系统连接的难易程度以及对用户来讲是否容易使用与操作，是否可以免费获取，获取的方式是否快捷等。③个性化服务。所构建的本体应该提供信息定制服务与信息推荐服务，要有清晰的整体说明、详细的功能使用说明与信息注解、帮助信息，并可根据用户关注焦点来选择个性化服务。

2.3.2　语义标注功能 语义标注实为运用本体的词汇来标注语料库与web资源，通过添加语义元数据，使其内容被人或机器所理解。语义标注所要评估的内容是覆盖率、标注工具的效用性、标注结果的准确率。①覆盖率。覆盖率是指本体中描述应用领域的概念在语料文本词汇中所占的比例。覆盖率越高，说明本体描述领域内概念的广度越高，全面性越好。②标注工具的效用性。检测标注工具是否支持各种类型、各种介质资源的自动标识，是否提供了本体概念和关键词标注，是否描述了元数据的标准与通用性，标注流程是否方便，且对于应用用户是否适用。③标注结果的准确率。是指正确的标注结果数占标注数量的比率。准确率越高，语义标注功能越强，可以为进一步的语义检索奠定基础。

2.3.3　语义检索功能　基于本体的信息检索，旨在利用本体中的概念实现对用户信息需求及资源的语义理解与分析，实现概念层面的检索，提高查询的精确率。其功能评估包含以下内容：①查准率。指系统所检索出的术语中有多大比例的术语是相关的，而不考虑它没有检索出的相关术语。精确度越高，就越能有效地确保系统已识别的术语是正确的。②召回率。召回率是系统检索出的相关术语占总相关术语的比例，即检测有多大比例的术语是系统应该识别而实际上识别了的，而不考虑有多少不合格的识别术语。召回率越高，就越能确保系统没有错过正确的术语。③自然语言处理能力。检测系统识别用户检索语言的能力，即问答系统根据上下文的语义联系具有深层语义理解的能力。比如，对一词多义现象的处理，对开放域的答案抽取水平，所涉及的词法分析、句法分析、语义理解等基础处理能力。④用户满意度。是指用户对输出端结果的满意程度，即输出的结果是否为用户所提问题的答案，涉及答案的详细程度、输入端与输出端的时间间隔及人机界面操作的便捷性等。

2.3.4　本体用于推理 本体描述语言起源于人工智能领域对知识表示的研究，因此本体的描述语言不仅仅需要具有良好定义的语法和语义与充分的表达能力，更需要有效的推理支持：①工具的有效性。推理工具是否支持多版本的语言规范，是否可以方便地访问标准语言的类及属性，是否支持基本的对list的处理，是否可以实现类的层级访问和使用，是否可以实现自动或半自动推理等。②概念的可满足性。是否存在相应的解释使得概念成立。③实例检测。是指检测某个概念所对应的所有实例的集合。

3　结语

规模效应的概念篇3

关键字：信息化 环境 初中 数学 物理 教学策略

当前信息化教育环境下，信息化的教学已经成为了教育界的重点和热点。多数学校都建立了多媒体教室，偏远山区的我校每间教室的多媒体设备已运达，正在安装。信息化的教学设备成为教学的必备手段和措施，为传统的教学模式带来了新的生机和活力。然而，在信息环境下，要突破传统教学模式，实现信息技术与初中数学、物理教学的有效整合，构建新型的教学方式，从而进一步实现教育教学的创新。

一、充实教学内容

当前，在信息技术的支撑下，教学内容呈现了多样化的选择，要建立高效的初中数理教学策略，还应在实际的教学过程中充实教学的内容，改革教学内容的呈现方式。信息化环境下，大多数教学内容可通过图片、声音以及动画、视频等方式展现出来，从而呈现出直观且具体的课堂表现，使学生能直接感受到学习的乐趣。

与此同时，教师还可在实际的教学过程中，注重新旧知识的同化和衔接。由于数学和物理这两门学科的抽象性和逻辑性较强，由此在实际的教学过程中，教师应针对这两门学科的特点，注重学生知识体系的形成，建立系统的学习模式。同时还应注重学科之间的知识联系和穿插。此时，信息环境下的互联网则提供了多学科综合教学的实例和范式，教师可通过查阅相关的资料，持续充实课堂的教学内容，为建立高效的课堂奠定了良好的基础。

初中的物理和数学中包含大量的概念、定理和例题，例如力学中的受力分析、杠杆原理，几何中的坐标、立方体、圆锥等等。若是用传统的教学方式，则难以制作出规范的图形。而计算机的存储量较大，教师在制作课件时可将概念、定理、例题等都综合到课件上，从而节约了板书的时间，减少了重复劳动，有效提高了课堂的教学效率。

二、建立直观的教学模式

初中物理、数学的教学过程中，若是遇到较为复杂的物理现象以及数学概念，为了简化问题，一般可重点考虑其主要因素，忽略次要因素，建立物理以及数学模型，从而使物理以及数学概念抽象化。而初中学生在面临抽象的概念时存在理解的困难，也难以掌握。针对学生的该种状况，应尽量使用直观形象的教学方式，多做实验，多举实例，从而使学生能够从生活中的物理现象以及数学问题的解决中建立起数理概念，有效提高学生学习数理的兴趣，增强克服学习难题的信心。直观演示的方式能将抽象的概念与物理的学习兴趣结合起来，将抽象的概念具体化，形象化，从而提高了学生学习数理的兴趣，也为学生适应高中理科的学习奠定了基础。

例如，初中数、理教学过程当中，要实现模型的建立以及实验的演示，可借助多媒体进行模拟，例如教导学生使用常用软件制作数学以及物理模型，从而可将抽象的概念和实例通过具体的演示显示出来，让学生能够通过观察，甚至实际操作获得感性认识，从而明白物理规律以及数学的模型构建构成，从而深刻理解相关物理概念和数学原理。同时也增强了学生的理解。同时，新颖的教学方式也能让学生举一反三，产生浓厚的实践兴趣，最终形成持续的学习习惯和良好的思维方式。

三、改革课堂教学模式

传统的数理课堂是通过教师的讲授、学生听取的方式为主，在实际的课堂教学中多以教师为主，学生被动接受教师所传授的知识和内容。调动学生学习积极性的方式也十分单一，一般是通过提问式的教学方法实现的。长此以往，学生难以在课堂上全身心投入，没有浓厚的学习兴趣。在信息化环境下，初中的物理数学教学模式应进行改革，不再是教师单一的讲解传授，而是将物体的运动以及变化状态和过程直接呈现到学生面前，增加了物理现象和数学概念的真实感，从而形象化、具体化。改变了传统教学抽象枯燥的现象和弊端，加深了学生对物理知识和数学概念的感知和理解，在很大程度上调动了学生的学习积极性，增强了学生在课堂上的投入，并且能在教师的引导下，使用最简便有效的方式掌握知识。

例如，在“杠杆”课程的教学中，使用了Flash做成的课件，对阿基米德移动地球设想实验进行了模拟。并使用多媒体动画演示了地球被撬动的过程，学生由此产生了浓厚的兴趣和好奇，也对阿基米德的设想感到震惊，从而对这个原理产生了学习的兴趣，激发了学生对物理规律探究的积极性。

要改进课堂的教学模式，使每节课创设出相应的教学情境和思维情境，对学生的思维活动进行合理组织，从而有效培养了学生的抽象能力、概括能力、判断能力以及综合的分析和处理问题的能力。在数学以及物理概念以及相关规律和原理的教学过程中，可按照物理学以及数学中概念以及规律的建立和思维的形成过程，从而引导学生运用比较、分析、抽象、等效、类比等思维方式，对感性思维材料进行加工，抓住问题中的主要因素以及本质联系，忽略次要因素和非本质的联系，从现象中抽象概括出主要的本质属性和基本规律，从而建立起科学的物理概念和物理规律，建立科学的物理概念以及物理规律，注重培养和提高学生的抽象概括、实验归纳、理论分析的思维能力和思维水平。在习题的讲解过程中，使用一题多解以及一题多变的解题方法，培养学生的思维策略选择以及运用能力。

学生在教师的提示下，用简单的方法就把刚才还觉得十分复杂的问题解决了，心里将产生欣喜和满足的感觉，形成自豪感和学习的自信，从而也会对这种解题方法、思维过程的印象也会十分深刻。

参考文献：

[1]庞富.初中物理解题能力与数学能力的共同提高[J].中国科教创新导刊

[2]伍春兰，吴京涛，王静伟.北京市初中生数学学习情况的调查与分析[J].北京教育学院学报（自然科学版）

[3]杨永飞.浅谈初中物理课堂教学[J].新西部（下旬.理论版）

[4]王先健.巧架引桥搞好初高中物理衔接教学[J].科学咨询（教育科研）

规模效应的概念篇4

关键词：模型构建；概念模型；物理模型；数学模型

中图分类号：G423.07 文献标志码：A 文章编号：1673-4289（2013）10-0017-03

《普通高中生物课程标准（实验）》明确强调：“学生应领悟假说演绎，建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用……领悟系统分析，建立数学模型的科学方法及其在科学研究中的应用”。同时新考试大纲重新对高考所要考查的能力进行了界定，明确了假说演绎、建立模型、系统分析等科学研究方法在能力要求中的地位。课程标准已将模型纳入基础知识范畴，并且将模型方法规定为高中学习必须掌握的科学方法之一。

一、模型的概念及特点

高中新教材必修1对模型的定义：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。

模型可分为概念模型，物理模型，数学模型。

模型方法是指人们为了认识自然界中某一复杂的对象、或事物发生的过程、规律等，用形象化的具体实物或抽象的语言文字、图表、数学公式等对认识对象进行模拟或简化描述的一种方法。

模型具有三个基本特点：①对实际对象的模仿和抽象；②组成体现认识对象系统中的主要因素；③反映主要因素之间的关系。

二、模型的构建及应用

（一）概念模型

概念模型是指以文字表达来抽象概括出事物本质特征的模型。如达尔文的自然选择学说的解释模型、孟德尔的遗传图解等。新课标强调图文转换和知识联系，引导学生构建知识网络和提高信息转化能力。

1.新旧课程标准对概念模型的要求

旧：能把握所学知识的要点和知识之间的内在联系。

新：能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构。

区别：在“把握”的基础上，增加了“理解”，并能“形成知识的网络结构”。

2.如何构建概念模型

概念模型中最主要最直接的体现形式就是概念图，概念图的模型建构过程一般包括以下几步：第一步确定主题并围绕主题写出关键概念和概念等级。第二步将主题概念放在顶端或中央，向下或四周按概念等级一层一层辐射开来，并用线条把概念连接起来，并用连接词语注明连线，连接词语应能说明两个概念之间的关系。第三步寻找概念图不同部分概念之间交叉连线的连接，并标明连接线。要注意的是在概念图中每个概念只能出现一次。如糖类的概念图构建过程。

3.利用概念模型进行生物教学

（1）概念图在新课教学中的使用

教学完新课后，让学生构建概念图，可以帮助学生很好地抓住主干知识，发现各个知识之间的关系，使零碎知识网络化，系统化，使原来理解不清的知识清晰化，机械的记忆灵活化。正确使用概念图，可有效降低学生认知负担和心理焦虑，提高教与学的效率。如学习了蛋白质这一节内容后可让学生构建或完善如下概念图。

（2）概念图在复习教学中的使用

在复习教学中，尤其是在专题复习中，制作概念图可以帮助学生统整和连贯不同模块的知识，建立良好的知识网络系统。如以“细胞”为核心概念，以辐射的方式将“细胞的化学组成”、“细胞的结构和功能”、“细胞的分化、癌变和衰老”、“细胞的增殖”及“细胞工程”等内容有机地组织在一起，以一个抽象模型的形式开展教学，可以帮助学生认识细胞概念的实质，将相关知识点有机地联系起来，实现对细胞相关知识全方位、多角度的认识。

（二）数学模型

数学模型是指用来描述一个系统或它的性质的数学形式。用来表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等称为数学模型。数学模型可以把复杂的问题简单直观化。当把复杂的研究对象转变为数学问题，经过合理简化后，建立一个能用数学方法揭示研究对象规律的数学关系式，可以更透彻地理解科学知识。如关于遗传规律的计算，再如酶的活性变化曲线、种群增长曲线、微生物生长曲线，种群密度计算公式、组成细胞的化学元素饼状图、能量金字塔等。

1.新旧课标对于在生物学上运用数学模型的变化

旧：能用文字，图表，图解等形式阐述生物学事实，概念，原理和规律等。

新：能用文字，图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容。

区别：增加了“数学方式等多种表达形式”，并且由“阐述”提高到“准确地描述”生物学方面的内容。

2.数学模型的建构过程

数学模型是联系实际问题与数学问题的桥梁，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。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。主要程序如下所示：

在教学中，可以循着“现象本质现象”，或者“具体抽象具体”的思路，让学生体验由具体到抽象的思维转化过程。如构建“细菌种群数量的变化”的数学模型的步骤为：

第一步观察研究对象是为了发现问题，探索规律，“细菌每20min分裂一次”便是通过大量观察和实验得出的规律，这是建立数学模型的基础，在这一基础上运用数学方法将生物学问题转化为数学问题。第二步合理提出假设是数学模型成立的前提条件，假设不同，所建立的数学模型也不相同。第三步是要运用数学语言进行表达，即数学模型的表达形式，此时要避免出现离开生物学讨论数学的倾向。第四步是对模型进行检验和修正。在理想状态下细菌种群数量增长的数学模型是比较简单的，而生物学中现象与规律是极为复杂的，需要通过大量实验或观察，对模型进行检验和修正。

然后再算出一个细菌产生的后代在不同时间（单位为min）的数量，并填入下表，然后以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线。曲线图是数学模型的另一种表现形式，同数学方程式相比，它能更直观地反映对象的特征。（如下图）

3.数学模型在教学中的应用

将数学模型建构运用于生物教学中，可以帮助学生将生物学的一些问题、现象抽象化、形象化，更直观的理解生物学问题。如必修一第2章第2节“蛋白质-生命活动的主要承担者”一课就可以运用数学模型建构的方法教学。教师提供氨基酸的化学基团图片、剪刀、糨糊等简单的材料，学生通过模型构建、成果展示等活动来切身感受氨基酸分子的结构特点及其脱水缩合的过程等。以学生自身为模型推导出氨基酸脱水缩合形成蛋白质的相关计算规律。如让九个同学手拉手一排得到918（9个氨基酸脱水缩合形成一条肽链形成8个肽键，并逐步推出肽键数=氨基酸-肽链数。为学生创造抽象知识的真实感、微观结构的宏观感、复杂过程的直观感，增加了知识呈现的直观性和课堂教学的趣味性，也充分体现了“以学生为主体”的新课程理念。本节内容与后面的DNA分子的复制、转录、翻译、有丝分裂、减数分裂等很多内容有共同之处，也为后面的学习作了铺垫。

（三）物理模型

物理模型是指以实物或图画形式直观的表达认识对象特征的模型。根据相似原理，把真实事物按比例大小放大或缩小制成的模型，其状态变量和原事物基本相同，可以模拟客观事物的某些功能和性质。

1.新课标教材（人教版）有关物理模型建构的内容

整个新课标教材（人教版）共安排了4个物理模型建构的内容，具体如下：

另外，在教材中虽然没有明确说明是模型建构，但却必须运用模型和模型的方法解决问题的内容其实还有很多。如必修一第四章的生物膜的流动镶嵌模型等。

2.物理建模在生物教学中的应用

物理建模是一种创造性活动，学生要经过不断的分析、创新、修正才能得到。这符合学生认知规律，有助于不同层次学生个性的发展和潜能的开发，因此物理模型教学有助于培养学生获取知识、分析和解决实际问题的能力。如制作真核细胞的三维结构模型。

在建模思维中，学生可以从原型出发，根据某一特定目的，抓住原型的本质特征，对原型进行抽象，把复杂的原型客体加以简化和纯化，建构一个能反映原型本质联系的模型，并进而通过对模型的研究获取原型信息，为形成理论建立基础。如模拟减数分裂过程中染色体的变化中，让学生分组构建减数分裂过程中各个时期的染色体的变化模型，然后师生共同对学生的模型进行修改、分析和评价，师生逐步归纳出规范的物理模拟模型，把学生制作的模型展示在班级中，请同学们比较分析图解，找出减数分裂过程中染色体和DNA数目变化的规律。由物理模型总结出概念，再上升为抽象的数学模型。完成对减数分裂本质的认识。并可在图片中加入基因，对基因的分离定律和自由组合定律作进一步的巩固和提升。

展示：减数分裂的物理模型

材料：橡皮泥、A4纸等

由物理模型上升为数学模型

模型方法教育有助于培养学生的创造性思维能力。创造性教育是素质教育的灵魂所在。随着科技进步，模型始终处在不断地“构建—解构—建构”的动态发展过程中，正如同模型的发展一样，模型教学亦应是一个不断发展、修正与完善的过程。总之，不管构建何种模型，都离不开严密的思维和科学探究精神以及小组的合作与交流，因此培养模型构建能力在高中生物教育中是不容忽视的。

参考文献：

[1]施问华.生物模型的分类特点及构建方法[J].中学生物学，2007，（7）：36-38.

[2]黄立军.运用模型方法开展生物学课堂教学[J].中学生物学，2008，（3）：18-19.

规模效应的概念篇5

关键词：数据元素；数据；数据标准化；元数据；信息分类与编码

1 数据元素基本理论

1.1 数据元素及相关定义

在数据元素理论研究中，下面的术语是很重要的，理解好这些术语是理解数据元素的基础。

①数据元素(Data Element)：用一组属性描述定义、标识、表示和允许值的一个数据单元。

②数据元值（Data Element Value）:数据元能许值集合中的一个值。

③数据项：数据元的一个具体值。

④同义名称: 与给定名称有区别但表示相同的数据元概念。

⑤限定词：帮助定度和呈递唯一性概念的术语。

⑥域：一种属性的可能数据值的集合。

⑦值域：允许值的集合。

⑧域名：将数据元的值域及度量单位利用一个统一的名称来表示。

⑨对象类：对象集，现实世界中的想法、抽象概念或事物集合，有清楚边界和含义，并且特性和其行为遵循同样的规则面能够加以标识。

⑩对象：可要想象或感觉的世界的任一部分。

(11)特性：对象类的所有个体所共有的某种性质。

(12)表示：值域、数据类型的组合，必要时也包括度量单位或字符集。

(13)对象类词：数据元名称的成分，用于表示其所属的对象类。

(14)特性类词：数据元名称的一个成分，用于表述对象类的特性，（数据元名称的一个成分，表述数据元所属类别）。

(15)表示类词：数据元名称的成分，用于描述数据元的表示形式。

(16)数据模型：以反信息结构的某种方式对数据组织的某种描述。

1.2 数据元素规范与标准化框架

1.2.1 数据元素的组成

数据元由对象类、特性和表示三部分组成，其中对象类用于收集和存储数据的事物，例如，人、井、岩芯、管线、储罐都是对象类等；特性是用来区别和描述对象的，例如，颜色、性别、年龄、收入、地址、价格等均为特性；数据的表示部分中最为重要的方面是值域，值域是数据元允许(或有效)值的集合。对于值域，数据元中存在两种类型的值域，一种是所谓取值是固定的，即取值是可枚举的，例如，人眼睛颜色这个数据元，其取值可能包括：Brown、Gray、Green、Hazel、Blue，另一种是概括的，即数据元取值是有定义域约束的，其取值可能是有限的，但是无法列出全部值，例如人的年龄，其取值范围可能是1-200，并且每位要求是十进制表示。

1.2.2 数据元结构模型

(1)数据元概念（DEC）：对象类与特性联合在一起形成数据元概念,数据元概念在数据分类中是非常有用的,一般来讲，数据元概念是一个抽象意义上的数据元，但这类数据元的对象类已经限定，只有经过对数据元概念中的各个要素再进一步的限定，才使数据元概念变成真成有意义的应用数据元素。所以，数据元概念本身具有抽象性与分类性。

(2)通配数据元：特性与表示联合在一起形成通配数据元，通配数据元素也具有抽象意义，对于这类数据元来讲，它的特性与表示已经确定，所以它具有通配性，如果将这类数据元与具体的对象类联系在一起，那么该类数据元就可以具体化为有意义的应用数据元。

(3)数据元类型：数据元概念与通配数据元形成数据元类型。

数据元是由数据元概念和表示两部分组成。当一个表示被联合到一个数据元概念上时，就能够产生数据元。数据元和数据元概念间存在多对1的关系，也就是一个数据元必须对应一个数据元概念，而一个数据元概念可以有多个数据元，换句话说，多个数据元可以共享一个数据元概念。

数据元与表示之间的关系是一对一的关系，也就是一个数据元需要一个表示。当数据元的概念模型相同而表示不同时就是两个不同的数据元，数据元中的表示是描述数据元中的数据元概念中的特性，即数据元中的特性有且仅有一个表示。

在数据元概念中对象类和特性之间是一对一的关系，一个对象类需要只需要一个特性（或者特性类），一个特性（特性类）只描述一个对象类，当一个特性和一个对象类建立关联时就产生了一个数据元概念。

同实体关系类的数据模型相比，模型中的实体相当于数据元中的对象类，而实体的属性本当于数据元中的特性和表示。

1.2.3 数据元素的属性

数据元素本身也是一个事物，既然是事物那么就需要属性来描述这一事物，通常我们也将描述属性称为描述数据元素的元数据。

1.2.4 数据元结构模型

经过对数据元理论的深入研究，我们抽象出图2的模型，该模型反映出了数据元概念、表示、基本数据元以及应用数据元间的关系。

1.2.5 值域基本模型

按照数据元素理论，给出了数据元的值域模型。该模型将数据元素的值域抽象为概念域，即所谓的“域名”，一个概念域可能会与多个值域有关系；概念域可能是枚举类型的，也可以是非枚举类型；同样，值域可能是枚举值域，也可能是非枚举值域。

2 数据元的元模型

经过对数据元理论与实际数据规范化应用的研究，我们提出了数据元的元模型。

该框架模型是将对象类、特性类、分类模式由此演生的基本数据元和应用数据元、值域以及数据标准值、实例标准值以及标准实体有机的关联在一起。揭示了数据元与应用的紧密关系。整个模型高度概括了数据标准化的核心工作。

3 数据元素与信息编码间的关系

有些学者讲过，信息标准化实质是信息代码化的过程，周知，信息分类与编码在整个企业信息标准化中占有基础的不可替代的地位。因此如何对企业的各种信息进行有效的分类，并对其进行编码这是信息化过程中一个非常重要的过程。其实数据元素与信息分类及编码有着密不可分的关系，在表1中给出了数据元素分析方法与信息分类与编码的对应关系。

4 数据元应用的领域

数据元素理论属于信息标准化的基础理论，即是数据规范化理论基础。数据元分析在信息分类、数据的集成参考模型、数据模型优化设计、数据元字典以及制订数据交换标准等方面得到应用。

数据元的研究，目前在国际上相当流行，而在国内的研究还处于起步阶段。通过几年的研究，目前，我们已经将这一方法论用于石油上游的数据规范化中，并取得了良好的效果，目前，正在将这一方法论用于中石油的ERP数据平台中的数据规范化中。相信，随着这一方法论的在石油石化领域的不断应用，必将为石油石化信息化建设起到科学的指导与推动作用。

参考文献

规模效应的概念篇6

关键词： 物理概念 物理规律教学 高中物理教学

物理教学的中心是物理概念和物理规律研究，从一定意义上说，两者相比，物理概念更重要。如盖楼房需要钢材、木材、水泥等材料，物理概念是思维问题、分析问题，选择过程是利用一系列概念进行思维判断、推理的过程。

一、中学物理概念教学的重要性

物理定律与公式都是由概念出发，通过实验，经过思考建立的，它反映的是物理概念之间的内在联系。例如，电路的欧姆定律1=U/R，体现了一个电阻上的电流I与电阻R本身的大小及加在它两端的电压U的大小之间的关系。如果电流、电阻、电压等概念不清楚就无法真正掌握欧姆定律及其公式。因此，学好概念是至关重要的。

二、如何提高高中物理概念的教与学的有效性

1.善于抓住物理概念的特点

物理概念的建立，揭示概念的本质特征是关键。充分利用各种方式观察事物，表现或者接触现实生活，在物理现象和事物的构成图像中，抓住主要特征，建立物理模型。

物理思维的一个显著特点是“理想化”，是关于具体的抽象，是抓住带有本质属性的矛盾的主要方面而忽略次要方面的一种抽象。于是出现“物理模型”，出现物理概念，它们源于客观运动着的事物，又不同于事物的原型。因此，物理概念教学必须搞清楚为什么，这是解决所有问题的解决；内涵和外延的新概念，它是什么，它与我们的生活和以前的概念和经验的差异、比较、鉴定，建立一个新概念是一个渐进过程，在整个教学过程中教师要有意识地把它放在不同物理环境中比较、完善和丰富，使学生成为更深刻、立体的理解。

2.正确理解物理概念的物理意义

物理概念是由物理现象和事实抽象出来的，是用来表征物质的属性和描述物质运动状态的。任何物理概念都建立在客观事实的基础上，在建立物理概念的过程中，要尽可能地从具体事物、事例或演示实验出发，使学生对物理现象获得清晰的印象，然后通过分析，抓住现象的本质，使学生从具体的感性认识上升为抽象的理性认识，从而形成物理概念，而正确理解物理概念的物理意义是十分重要的。物理概念有确定的物理意义，只有引导学生深入理解物理概念的物理意义，才能全面、系统、深刻地理解这个物理概念。如向心加速度的概念历来是学生感到抽象难懂的概念。向心加速度只能改变线速度的方向，不能改变线速度的大小，是描述线速度方向变化快慢的物理量。有些学生对向心加速度能改变线速度的方向，但不能改变线速度的大小这一特性不能理解。其原因是对向心加速度的物理意义理解不透，此时应引导学生从向心加速度特点出发，认清向心加速度和线速度方向间的关系，即互相垂直，故向心加速度不能改变线速度。

3.在灵活运用物理概念的实践中体会内容

物理概念最终是为解决物理问题打基础的，掌握得如何，只有通过运用概念解决具体问题加以检验。因此，概念教学中要不断引导学生运用所学物理概念分析、解决有关物理问题和生活中的物理现象、规律的运用，加深对概念的理解，形成自然记忆，并借此提高学生思维的积极性，及时暴露概念学习中的问题，有利于对概念的进一步理解。

三、在物理概念的深化过程中有意渗透物理思想，是增强物理教学效果的有效途径

巴甫洛夫曾说：“有一种很好的思维方法，尽管没有太多人才可以取得很多成就，如果思维是不好的，即使有才华的人将一事无成。”思维方式在物理学习过程中起着重要作用。大多物理教科书的规律是从简单到复杂、由现象到本质、由实际问题到理想模型等，在由浅到深处闪亮着物理思想火花。因此，在学习物理概念的过程中，继续渗透物理思想，从而更好地把握物理规律。

这种教学符合学生的认识规律线，使学生获得知识的物理过程有个人经验，对物理概念本身有一个翔实的理解，而且通过身体训练和思考，使学生不仅掌握物理概念，还在理解中思考物理学习过程中的经验。逐步掌握思考物理的方式，形成自己的物理学习风格，将有效提高学习效率。

规模效应的概念篇7

关键词：MOOC；课程设计；概念图；学习目标；主动；评价

1、MOOC的兴起

2012年是大规模网络公开课程（MassiveOpen Online Course，MOOC）元年，MOOC开始在美国兴起，全球知名大学纷纷加入到MOOC浪潮中，中国的知名高校也不例外。与早期功能单一的在线教育不同，MOOC几乎可以完成传统大学的一切，包括教师按进度授课、学生完成作业及考试乃至为学生颁发相应证书或文凭等。

这种颠覆式的革命使人们越来越意识到MOOC将对传统的大学教育产生巨大冲击。在什么都全球化的今天，MOOC也将教育推上了全球化的舞台，这种变化带来的好处显而易见，最明显的一个特征是打破了教育壁垒，令教育资源平等化。这意味着在世界的任何一个角落，只要有网络就可以接受世界上最好大学的课程教育。

国内的教育家已经认识到MOOC带来的巨大挑战与机遇，国内大学也已经迅速行动起来，努力避免沦为少数国内外一流大学的机构。作为大学教师，我们已经深切感受到前所未有的紧迫感，并开始思考如何在MOOC革命的冲击下设计和变革课程体系。

尽管MOOC不仅有视频辅导材料还有互动评估系统，大规模地冲击着校园教育，但是质疑的声音仍然不绝于耳：有人提出这种MOOC的数字化教育并非等同于个性化学习，会导致教育的单一化、一致化和标准化，培养出的是思想僵化并只追求肤浅、通用知识的学生；还有人提出MOOC方式会让学生缺乏压力和动力，因为学生可以多次选修一门课程，直到通过为止。然而，所有的这些质疑都可以通过校园教育完成和弥补。“精品”的教学内容和“明星”式的教师、个性化的教学和及时的互动是MOOC背景下的必然趋势。新兴的教学模式和教学理念大量涌现，如研讨型教学、翻转课堂、先解决问题后解释、传授学习方法和思维方法等。

计算机程序设计语言课程如C语言课程，是一门受众面广、实用性强的课程，由于每个知识点相对简单和完整，因此它也是适合采用MOOC教学的计算机类课程之一。在新模式和理念的指导下，我们以程序设计语言特别是C语言为案例，对MOOC环境下课程的设计进行一些初步探索和尝试。

2、课程设计与实施

为了达到更好的教学效果，我们需要进行充分的课程设计，为教师和学生制订课程安排，对使用课程资料的整个活动过程进行描述。课程设计在教学过程中需要不断修正和改进，设计的内容包括活动或反馈的要点、指导或讨论的时间、调动热情的方法等。

教学过程应该包含几个阶段一直是教育工作者不断研究和总结的问题，目前比较公认的是BOPPPS模型，该模型将教学过程划分为引入（Bridge-in）、目标（0bjective）、预评价（Pre.assessment）、参与学习（Participatory learning）、后评价（Post-assessment）和小结（Summary）6个部分，简称为BOPPPS。

为了更好地实施BOPPPS模型，我们围绕授课对象进行课程设计，需要考虑概念图、学习目标、主动学习以及评价4个要素。其中，概念图帮助构建BOPPPS模型中的引入（B），建立课程之间的关系；学习目标与BOPPPS模型中的目标（0）紧密相关；主动学习是为了更好地实施参与学习（P）；最后的评价体现在BOPPPS模型中的预评价（P）、后评价（P）和小结（S）。

可见，概念图、学习目标、主动学习和评价4个要素贯穿课程实施过程中BOPPPS模型的始终，是增强教学效果和提高教学水平的重要保证。

3、适应MOOC的c语言课程设计

3.1 概念图

概念图是进行课程设计的基础，反映课程中各个知识点之间的组织关系。构建概念图使得教师在进行课程设计时，能够更好地梳理课程脉络，突出重点内容，从而指导课程的进度安排。

教师在构建概念图时，首先需要挑选课程内容中的关键知识点，形成概念并将其罗列出来，接着以层次、网络等方式将这些概念关联起来，形成概念图。在课程教学过程中，需要不断地对这些概念进行必要的评价和修改，并形成新的概念图。对同一课程而言，不同教师有不同的内容组织方法和教学方法，因此会有不同的概念图。即使是同一教师，随着认识的深入和时间的推移，也会令概念图随之变化。

对c语言课程而言，课程的关键概念或知识点比较明确，如语句、控制结构、顺序结构、选择结构、循环结构、函数、递归函数、数组、指针、引用、结构、if-else、switch、for、while等，需要先将其罗列出来。概念有不同的层次和范围，即概念之间有隶属或关联关系，因此需要梳理这些概念之间的关系并建立概念图，我们以控制结构章节的概念子图为例。控制结构概念图如图1所示。

容易看出，在控制结构这一章中，知识点以层次式结构组织。当然，概念图不都是层次式结构，根据不同的理解能够构建出不同结构的概念图，教师在授课过程中可以根据学生的反馈进行调整和修改。

3.2 学习目标

学习目标确定了期望学习者通过课程学习在一定条件下可观察或可量化的新的知识、技能及情感。制订这种定量化的学习目标还有利于后期的课程设计评价。

课程的学习目标通常能够划分为不同的层次。2005年，Bloom按照人的认知层次将学习目标由低到高逐渐划分为记忆（remembering）、理解（understanding）、应用（applying）、分析（analyzing）、评估（evaluating）、创新（creating）6个层次。Bloom建议针对课程内容，在上述6个层次中定量地制订相应的学习目标，提高可操作性。

学习目标有一定的表述规范，1962年，Mager提出制订学习目标应包含3个要素：成效（学生能够完成什么）、条件（何时/何地学生能够完成）和标准（学生能够做到的程度）。上述3个要素必须具体、可度量、明确而清晰，为的是便于教师实施和操作。

结合Bloom和Mager的理论，科学的方法应是在Bloom的不同层次用Mager规范描述和制订学习目标。以控制结构章节为例制订的学习目标见表l，其中认知层次的学习目标成效是学生能够罗列出控制结构的常用语句，条件是当问到控制结构章节内容时，标准是语句罗列的完整程度以及正确与否。在明确了不同层次的学习目标后，教师和学生可以根据不同层次的需要分别制订各自的主动学习方案。

3.3 主动学习

1978年，诺贝尔经济学奖得主赫伯特西蒙说过，“实践与思考是学生学到知识的途径，也是唯一的途径”，这一点对于c语言课程尤为重要。学生想要具备相关领域中的计算机应用开发能力以及利用计算机分析和解决问题的意识，必须主动学习并动手实践。当学生学会自己对问题进行解释，而不是被动地听教师讲解时，学习效果会好很多。

主动学习是指学生在课堂上主动参与与课程相关的活动，而不仅仅是被动地看、听和记笔记。主动学习过程是以学生为主体的教学过程，是以激发学生的兴趣为目标，强调实践和思考的教学方式。学生更多的是通过自主阅读、书写、讨论、实验等方式达到学习目的。

课堂上的互动是教师在授课过程中促使学生主动学习的主要方式之一。课程中互动环节的设计符合大脑工作规律，John Medina博士针对人类大脑进行了一系列研究，他在注意力方面指出两条规律和两个限制：情感刺激规律和要点层次式规律以及单任务和10分钟限制。因此，互动不仅能够充分调动学生的课堂情绪，而且能够将课堂划分成多个短时（10分钟）的子单元，更好地提高教学效率。互动的方式很多，如可以回答问题、画概念图、作研讨报告、讨论、辩论、案例教学、头脑风暴、课堂练习、问卷调查等，其主旨就是要让学生与教师互动，达到激发兴趣并主动参与的目的。

我们提出一种新的教学模式，旨在设计课堂教学与MOOC相结合的主动学习方案，因此提出“翻转课堂”的学习模式：学生在课下通过MOOC视频学习新的知识或内容，课堂上进行讨论、练习或评述等。在具体操作时，教师需要给出具体的讨论内容和课程进度并将学生编配分组。考虑到人脑注意力的10分钟规律，我们将50分钟的课程划分成5个阶段，平均以10分钟为一个阶段进入不同的教学流程。每进入一个阶段，相当于对大脑进行一次新的刺激，以引起新的兴奋点和注意力。

具体来讲，学生可以在下一次上课之前自行观看MOOC视频和预习书本内容。第一节课的5个阶段如下：（1）由学生讲心得，可以画出概念图；（2）由其他组的学生对其进行讲评；（3）全体学生参与讨论，互相提问并回答；（4）教师根据讨论结果进行总结和讲评；（5）再由另一组学生讲评上次布置的作业，然后教师布置新的作业。第二节课主要以实际动手练习为主，教师布置课堂练习并进行实践性指导，学生可以随时提问，由教师或教辅人员进行一对一指导，在课程的最后10分钟，教师进行实践讲评和答疑。需要特别强调的是，每次的课堂表现都计人课程的平时成绩中。

3.4 评价

评价是课程实施过程中阶段性的量化考核，用以反映前一阶段的教学效果。前期对于学习目标的量化，就是为了能够准确而有效地进行评价¨们，因此教学评价与制订的学习目标是紧密结合的。不同于传统考试，评价的方式和目的更加多样化。评价能够为学生在学习过程中提供反馈，也能够为教师获得学生对教学方法的反馈。这些反馈能够帮助教师及时调整课程内容和进度，为顺利完成教学目标提供支持。

根据要评价的对象，如课程实施、实验安排等，罗列出对象的不同评价条目；根据不同的学习目标和授课对象分别划分出高、中、低3个等级，还可以引人Bloom分类法，注明评价条目的所属层次，绘制出表格，以此给出具体而明确的评价结果。例如，可以将表1中不同层次的学习目标按照高、中、低3个层次打分，从而完成这一学习目标的评价，控制结构学习效果评价见表2。当然，教师可以评价学生，学生也可以评价教师，教师根据不同的目的，均可以制订评价方案以及时获取反馈。

综上所述，在MOOC背景下，笔者针对C语言课程的概念图、学习目标、主动学习和评价4个要素进行课程设计初探，给出了具体的设计方案、实施办法及量化指标，为未来c语言课程更好地适应MOOC变革提供准备。

4、结语

随着MOOC的兴起，传统大学教育的观念和方法都会随之改变，如何应对这一变化，提高学生的学习效果，培养基于深厚理论知识系统的实践能力，是教师面临的一项巨大挑战。从笔者的教学实践情况来看，这种教学设计方式确定了课程的实施方案及操作步骤，以提高学生学习积极性和主动性为导引，能够及时获得反馈，取得了很好的教学效果。

规模效应的概念篇8

【关键词】 中学物理概念 重要性 教学模式

1中学物理概念教学的重要性

当前教学要加强学生基础知识的掌握与基础技能的训练，实践和经验表明，要实现“双基”目标，提高教学质量，就要加强概念教学。中学物理概念教学是物理教学的重要环节，是学生学好物理的关键。

1.1物理概念是物理学的基础。“从物理学的内容看，它的完整体系可以认为是有由以下三部分组成：①反映物质运动形式基本特点和属性的物理概念；②物理概念之间的必然联系及物理规律；③由基本概念和基本规律出发运用逻辑的数学的方法建立起的和得到的必要的结论。”物理概念不仅是物理基础知识的重要组成部分，而且也是构成物理规律，建立物理公式和完善物理理论的基础和前提。物理基本概念是人类对物理世界长期探索得来的，是人类智慧的结晶，正是由于这些基本概念，人们找到了支配物理世界的简单规律，建立了假说、模型和测量方法体系，筑起了物理学理论大厦。例如：整个力学是由力、加速度、质量、机械功和机械能的概念为基础建立起来的；运动学是由位移、速度、加速度三个基本概念及其联系组成的；电磁学是由电路、电流、电压、电阻、磁感应强度、电磁感应等一系列概念组成的。可以这么说，物理学基本概念是物理学理论的精髓，是物理学大厦的基石。

1.2物理概念教学是物理教学的关键。物理学相对抽象且复杂，中学生普遍感到物理枯燥难学。其原因之一在于教师在物理教学的入门――物理概念教学中把握不好，对物理概念教学的重要性认识不够，只重视对物理概念文字、习题的讲解：而学生死记硬背定义、结论，导致概念不清，在今后物理规律、理论学习中无法理解，感到越学越吃力。物理概念是物理科学知识的基本单元，有的贯穿于整个物理学，能否真正的理解，将直接影响整个物理学或某一部分知识的学习和掌握。所以学生对物理概念的理解和认识是物理概念教学的关键，要充分调动学生学习物理的积极性、主动性，提高学习物理的兴趣，为今后理论学习打好基础。

2中学物理概念教学模式

2．1传统中学物理概念教学模式。我国传统基础物理概念教学从总体上来说是成功的，在教学中注意学生知识的系统学习，强调扎实的基本功训练，注重推理、演绎能力的培养。这在物理国际奥林匹克竞赛上得到了证明。但分析我国基础教育现状，也存在一些问题：应试教育的负面影响挥之不去，导致中学教育追求升学率，重知识轻能力、重结果、轻过程。在物理教学中，教师重在灌输解题技巧，采用“题海战术”，用大部分时间进行学生应试训练；学生死记硬背定义，遇到实际问题无从下手，缺乏独立学习和思考的能力。在概念教学上把侧重点放在知识的传授上，强调的是讲解概念的内涵、外延以及相关概念的联系和区别，至于对概念的来龙去脉，对它的形成与发展过程，则是轻描淡写，甚至一笔带过，严重地影响了物理教学质量。在教育实习中，我就了解到一部分学生这样说，我们不知道如何得来物理概念，这些概念用来干什么，我们把概念背得滚瓜烂熟，可还是不懂用。应试教育下的教学只注重了教师的“教”，而忽略了学生的“学”，这就形成了“注入式”的传统教学模式。在物理概念教学中加强教师如何“教”的同时，还应着眼于学生如何“学”，根据学生的学习心理，引导学生在学习物理概念中，该以怎样的方式形成物理概念，让学生不仅知道“是什么”，还要知道“为什么”。

针对以上物理概念教学中出现的问题，要求改革高考制度。而考试改革是全社会的问题，需要循序渐进的过程，有待全社会长时期的努力。当前我们首先应该改进“注入式”教学模式，使教学模式符合现代教学要求来减少应试教育的负面影响。任何一种教学模式都是针对一定的教学目标设计的，有长处也有短处，我们不能指望用一种教学模式包打天下。近年国外丰富的教学理论、现代心理学的新成果陆续被介绍到我国，使得教育领域方面可以从新的角度依据新理论为指导，这为多样化教学模式奠定理论基础。中学物理教学实践客观上需要新的、多样化的教学模式相互借鉴、相互补充，发挥各自长处，使中学物理教师有选择教学模式的广阔余地，更好到促进我国中学物理教学质量的提高。

2．2现代启发式物理概念教学模式。针对中学物理概念教学“教”与“学”相脱离的现象，可以通过促进教师与学生相互关系来改进教学模式。在物理概念教学过程中，把教师的主导作用和学生的主体作用统一起来，充分调动教与学的积极性、主动性。物理概念教学可采用“现代启发式”教学模式。它不同于两千多年前孔子以教师为主的启发式教学模式，只强调教师的作用。“现代启发式”是符合教学规律及教学目标的教学模式，具有创造性及适用性。“启发式教学，就其指导思想来说，是以学生为学习的主体，相信学生愿意学习，能够学好，同时强调教师的作用，从实际出发，要求学生在各种活动中积极的思考，亲自动手、动脑，完成认识上的两个飞跃。即使是教师讲解，也要引导学生经过分析思考，充分发挥学生学习的主动性和积极性。具体的讲，就是要启发学生的学习兴趣、求知欲和热爱科学、勇于攀登高峰、克服困难的意志，启发学生进行观察、实验，了解现象，取得资料，发现问题；启发学生积极思维，建立概念，发现规律；启发学生掌握方法，认识本质，运用知识解决问题。”

物理教学不是把学生“推”进来“拉”进来，而是把学生“引”进来。学生不是被动地“接受”而是主动地“猎取”。教师指导学生，使学生达到欲求其解即孔子的“喷悱’’状态从而向更深层次启发他们，最后学生得出结论，巩固应用加深理解概念。物理概念教学总是包括“教”与“学”两个方面。“教”是教师的活动，“学”是学生的活动。“教”是“学”的一种手段，“学”是“教”的目的。强调教师是学生学习的合作者、引导者和参与者，教学过程是师生交往共同发展的互动过程。

2．3冲突一获得式物理概念教学模式。中学物理教育中，学生开始接受严密自然科学教育，开始逐步形成科学的概念体系。由于生活经验的丰富，中学生普遍存在“前科学概念”。“前科学概念”是指未经专门教学，在同其他人进行日常交际和积累个人经验的过程中掌握的概念。如中学生从生活经验得到：物体运动是因为受力，力越大，运动越快；石头比羽毛下落快，所以重物比轻物下落得快等等。类似这样的情景清晰的留在学生脑海里，成为学生头脑中早期知识结构中的基本成份，如果没有适当的科学的物理教育，将根深蒂固，如此形成的“前科学概念”具有顽固性特征。可以看出，几乎每一重要的物理概念，中学生都有自己的“前科学概念”，而“前科学概念”绝大部分是片面的、主观的、表面的，是非科学的概念。

中学物理概念教学的任务是使学生头脑中形成正确的物理概念，科学的物理概念必须置换学生头脑中的“前科学概念”，使他们的认知结构得到发展。“注入”式教学模式使学生机械的接受物理概念，无法彻底的排除错误的“前科学概念”，必然是低效率的，必须要找出排除“前科学概念”的突破口，要求采取行之有效的概念教学模式进行教学。

由以上分析，我们提出了以“前科学概念”为先导，以“冲突”为核心，以“诱”生“惑”，实验，抽象，练习相结合最终获得概念的中学物理概念教学模式。

2．4探究式物理概念教学模式。教学中的科学探究指的是学生用以获取知识，领悟科学的思想观念，领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动，需要做观察；需要提问题；需要查阅书刊及其它信息源以便了解已有的知识；需要调查；需要核查；需要分析和解释数据；需要提出答案；需要运用判断思维和逻辑思维。科学探究一定要让学生的思维真正投入到针对现象进行的调查和研究中，要帮助学生找到最适合他们的学习方法。探究过程构成了科学教育重要的教学过程，帮助学生建立更清晰更深刻的认识，从而形成科学物理概念。

探究式物理概念教学模式是指在探究教学理论指导下，以求科学概念或规律为出发点，以探究活动为中心，为发展学生的探究能力，培养其科学精神及态度，为学生的可持续发展，按模式分析等方法建构起来的一种教学活动结构和策略体系。学生从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题，能书面或口头表述这些问题。探究课题也可由教师根据教学内容提出，要求教师向学生呈现一个令人困惑的问题情境，这种问题情境一方面必须激起学生强烈的好奇心，本能地产生一种想知道“怎么回事”的冲动；另一方面，这种问题情境最终必然是可以解决的，只有这样才能让学生体验到理智探险的愉快，提高他们探索未知世界的兴趣和勇气。这里要特别强调的是，教师设计问题要考虑到如何激发学生的动机，增加学生的好奇心，从而增强学生的探究欲望。

3结语

物理作为一门自然科学，与现代生活密切相关，物理教学的重要性不言而喻。物理概念是物理学的基础，概念教学在整个物理教学中有着举足轻重的地位。在物理教学中，物理概念的教学是首要任务，如果学生没有建立起一系列清晰、准确的物理概念，不能理解物理概念的含义，就失去了进一步学习的基础。物理教学应重视物理概念的教学，这是物理教师和研究者的共识。根据我国中学物理概念教学的实际，对概念形成过程、不同特点的概念教学方法的研究，弥补传统教学的不足，较大程度的结合教与学的联系，实施教学方法的多样化，将抽象化为具体，将枯燥变生动，激发学生的学习兴趣，充分发挥学生的主体作用；同时发挥教师的带动作用，促进教学方法的改进。当然理论的研究要经过实践的检验，又在实践中不断完善。随着教学研究的深入，人们对教学认识的不断深化，未来的物理概念教学要顺利开展并富有成效，物理概念教学要求具有灵活性，以学生发展为本，提倡素质教育，帮助学生培养思维能力及解决问题的能力。

参考文献

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概念教学研究(D).江西师大，2004.03.19

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大学出版社，1999.1