生态工程的概念篇1
1概念图的简介
概念图是一种用节点代表概念，连线表示概念间关系的图示法，是一种知识及其内在关系的网络图形化表征，也是思维可视化的方法。它一般由节点、链接和连接词组成。教师利用概念图教学不仅可以发展学生的知识迁移能力，帮助学生更好地掌握所学知识，还可以改善学生的认知结构和信息处理能力。
2概念图在能量流动教学中应用
2.1能量流动在教材中的地位分析
“生态系统的能量流动”属于人教版必修三第五章第二节，是在前面学习了生态系统的类型、生态系统的结构之后继续学习的一部分内容，关系到生态系统中各营养级生物量的制约与发展，同时也为后面学习物质循环打好基础。
2.2导课中利用概念图展示教学流程
概念图可以作为一种引导工具，促进知识结构的整合，并且把整合过程以一种清晰的、可视化的形式呈现出来，这种整合过程就是新知识被同化的过程。如图1所示，一层是学生在第一节学习过的内容，上新课前巩固旧知，对于知识的衔接起到连贯的作用;二层是这节课将要学习的内容，通过概念图展现出来能帮助学生明确本节的学习目标。
2.3新课中运用概念图剖析所授知识点
概念图可以作为一种分析工具展现知识结构，帮助学生从纷繁的信息中找到信息间的联系。本节的重点是能量流动的过程，即能量是怎么输入生态系统的，能量流入某一营养级时的去路有哪些，能量是怎么散失的……这些问题都比较抽象，如果教师以概念图的形式呈现出来，则能够加强学生对此知识点的理解（图2）。
2.4知识比较中运用概念图辨析相关知识点
概念图可以作为一种辨析工具，比较相关知识点的区别和联系。能量流动作为生态系统的一个功能，是生态系统的动力;生态系统还有另一功能――物质循环，作为能量的载体，以元素形式在生物群落和无机环境之间循环利用。两者同为生态系统的功能，可是在形式、特点、范围等方面有着很大的区别，教师可以通过构建概念图，强化它们之间的区别和联系（图3）。
2.5单元小结中运用概念图构建本章整体知识框架
概念图可以作为一种总结工具概括本章主要内容，将所学的知识系统化。生态系统这章所涉及内容较多，共5节，分别为生态系统结构（1节）、功能（3节）、稳定性（1节），节和节之间既独立成章又有一定的联系。教师在整章上完后，引导学生绘制概括所有重点知识的概念图，则能帮助学生构建整体知识框架，理清章节之间的联系（图4）。
生态工程的概念篇2
关键词：概念教学；自主学习；合作探究；建构概念
《义务教育生物学课程标准》（2011年版）已经颁布实施，新颁布的课程标准最大的特点是提出生物学重要概念教学观点。新课标指出，初中生物学教学应围绕生物学重要概念的建立开展教学活动，通过精选的50个重要生物学概念教学，引导学生对概念事实的感知、抽象、概括等思维活动，认识事物的特征形成概念，从而加深学生对概念的深刻理解，突出学生自主学习、主动建构知识的主体地位，引领整个生物学教学。并与国际科学教育“少而精”的原则接轨，为学生的成长和发展奠定基础。
目前，生物学重要概念教学的方式多种多样，可以是讲授、教具演示、实验探究、资料分析、小组讨论等，不过，“导学案”也是一种重要方式。“导学案”的最大特点是将教师的导与学生的学融为一体。从教师的角度讲，“导学案”渗透了教师对生物学重要概念的分析、理解、定位，对学习活动的组织、引导、学法的指导等；从学生角度讲，“导学案”突出学生自主学习，强调学生是学习过程中的主体，教学要给学生提供自主、有序、有效地学习活动，引导学生积极、自主建构知识。因此，“导学案”是生物学重要概念教学中，学生主动建构重要概念的一个有效的途径。
“导学案”通常有学习目标、自主学习、合作探究、课堂总结、课堂检测等环节，充分发挥好每一个环节的引领作用，可有效地促进学生主动建构起重要概念。
下面以人教版《生物学》七年级上册“生物与环境组成生态系统”一节课第一课时为例，谈一谈“生态系统”这一重要概念的建立过程。
一、明确学习目标，锁定重要概念
依据课程标准和教材，生态系统概念及生态系统组成，既是本节课教学目标，也是本节课要建立的重要概念。在编写“导学案”学习目标环节时，教师要将教学目标转化成学生的学习目标，明确提出学生学习活动要建立的生物学重要概念等。从学生的角度出发，用简明、易懂的语言阐述学习目标，指明学生学习的方向，引领学生建构重要概念的学习活动，使师生双方的活动能做到有的放矢。
1.说出生态系统的定义。2.概述生态系统的组成。3.认同生态系统是一个统一整体。
二、倡导自主学习，独立感知概念
自主学习是建构重要概念学习活动的基础，设计“导学案”环节时，主要以问题、填写关键词、识图等形式进行加工编写。引导学生阅读原文，感知重要概念，整体把握重要概念中的关键词。使学生能结合教材通过自学完成任务，对重要概念做初步了解，同时在学习过程中发现问题、生成新的问题，为合作探究、深入理解重要概念做好铺垫。
1.生态系统的概念：在____________内，_______与______所形成的统一整体，叫做生态系统。
2.生态系统的组成：生态系统由各种成分组成，包括________和________；后者包括绿色植物、________和________等在内的所有生物，根据这些生物在生态系统中的作用，将它们划分为________、________和________。
三、开展合作探究，深入理解概念
此环节是建构重要概念的关键环节，承载着对重要概念内涵的理解，是借助于丰富的思维活动建构重要概念的核心学习活动，是对重要概念中抽象点、复杂点、关联点等化解的思维碰撞过程。激烈的思维活动需要多样的学习活动支撑，“导学案”可通过设计“认一认”“找一找”“写一写”“说一说”“议一议”等一系列思考讨论类活动，将要探究的重要概念问题化、具体化、活动化，创设学生思维碰撞的场景，引导学生在独立思考的基础上，以小组为基本活动单位，深入理解生态系统概念的内在要素及相互关系，通过质疑、解疑、讨论、交流等合作探究，及时处理重要概念建立过程中生成的问题，来主动建构生态系统等重要概念。
观察池塘生态系统
认一认：观察池塘生态系统模式图，认识图中的各种生物。
找一找：除了生物成分以外，池塘生态系统还包括哪些非生物成分？
写一写：请将池塘生态系统的组成成分填写在表中相应的空格内。
说一说：你能说出绿色植物在生态系统中起什么作用吗？
议一议：池塘中的动物与植物之间有什么关系？
在池塘生态系统中，动植物的遗体和它们排出的废物都到哪里去了？这与哪些生物有关？
四、精心梳理盘点，主动建构概念
课堂总结是整个建构重要概念活动的结晶与升华，该环节通常运用概念图策略，引导学生将所理解、掌握的有关重要概念构成要素，进行系统的归纳总结，纳入到认知结构的网络中去，形成科学、准确、清晰的生物学重要概念。
五、及时课堂检测，力求巩固概念
灵活变形，辨析重要概念。围绕建立的生物学重要概念，遵循典型、适量、多层次的原则，确定课堂检测题，组织学生独立完成，小组内纠错，及时发现对重要概念理解、运用过程中存在的问题。科学分析，准确定位，及时补充、修补存在的漏洞，形成对生物学重要概念的完整、准确的理解与掌握。
1.下列能够称为一个生态系统的是（）
a.池塘里所有的鱼B.革命公园里所有的动物和草
C.水稻田里所有的生物D.大兴安岭原始森林
2.生态系统一般都包括（）
a.生产者、消费者、分解者
B.生产者和非生物部分
C.生物部分和非生物部分
D.消费者和非生物部分
3.人属于生态系统中的什么成分（）
a.生产者B.消费者
C.分解者D.既是生产者又是消费者
4.生态系统中，消费者的作用是（）
a.利用光能制造有机物B.为生物的生存提供食物
C.直接或间接的以植物为食D.分解动植物遗体
5.下列说法正确的是（）
a.一条河流就是一个生态系统
B.一个生态系统是指一定环境中所有的生物
C.细菌太微小，它们在生态系统中的作用可以忽略不计
D.猪笼草不能看成是生产者
6.小明家里有个大大的水族箱，里面生活着水生植物、动物，还有其他小生物。这样的水族箱能否看作一个生态系统？为什么？
生态工程的概念篇3
1.信息技术使抽象的数学概念变得直观、具体、形象
任何事物的学习都是从概念入手的，通过对事物的感性知觉过渡到理性的理解。数学教学中特别强调对概念的学习。例如：数、方程、函数、点、线、面、三角形、四边形、垂直、平行、变换等等，在中学数学教学中包含了许多个概念。正确理解数学概念是学生掌握数学知识的前提条件，数学教学的主要内容之一就是使学生理解数学概念及其形成过程，并培养学生在理解概念的基础上分析和解决具体数学问题的动手能力。过去遇到一些难懂的概念，教师总是设法把它讲解透彻，尽量让学生听得明白，但是学生的参与是十分有限的，多数学生处于被动的状态。因此，丰富直观、展示概念内涵的数学材料显得尤为重要。而计算机教学这种新颖的手段，提供丰富而动感的图像、图形，展现出一个异彩纷呈的数学世界，恍如变数学为游戏天地，生动、直观、形象，改变学生心目中的对于数学的形象定位：抽象、枯燥、缺少人情味。计算机帮助教师创设教学情境，向学生展示各种数学现象与数学应用，展现数学概念的内涵，使学生产生身临其境之感，变抽象复杂为具体简单，让学生借此进入数学思维状态，这与过去单凭教师口头上来调度学生的联想，引导学生思路，无疑是增添了一个形象的教学助手。因此，应用信息技术辅助数学概念教学其作用十分明显，信息技术可以使抽象的数学概念变得直观、具体、形象。
例如：在讲解平行直线系y=x+b或中心直线系y=kx+2数学概念时，如下图所示，分别拖动图5-1中的点a和图5-2中的点B时，可以相应的看到一组斜率为1的平行直线和过定点（0，2）的一组直线（不包括y轴）。经过这个从抽象到直观的演示过程，学生不仅能够深刻地掌握直线系的概念，也会对数学概念的学习产生浓厚的兴趣。
图1-1平行直线系y=x+b图1-2中心直线系y=kx+2
2.信息技术应用于高中数学教学中，可以突出重点、突破难点
数学教学内容比较抽象，学生学习起来感到枯燥、无味。加之传统的教学手段有一定的局限性，而信息技术可以使抽象的概念具体化、形象化，进行动态展示，加强学生的直观印象，信息技术可以弥补传统教学方式对重点、难点难以达到的教学，达到事半功倍的效果。在教学中要结合教学内容实际，结合数学学科特点和学生心理特点，充分运用信息技术的优势，创造教学情境，化抽象为直观，化静态为动态，化繁为简，化难为易，使教师从大量的解释、说明中解脱出来，着重引导学生把注意力集中在过程及应突出的重点上。因此，信息技术有着传统的教学手段所无法比拟的优点。
高中的主干课程——解析几何来讲，解析几何是综合运用代数知识和几何知识的一门综合性的学科，其特点是数和形的紧密结合。以往这种数形变动的对应性要靠教师黑板画图来展现，其效果很差，尤其是数与形动态的变动性，更是难以确切表达，而信息技术却轻而易举的解决了这个难题。即通过改变变量，达到图形的同步变化，观察各种情形下的数量变化或不变时图形的动或静，把“数”和“形”的潜在关系动态地显示出来。总之，数学知识是抽象的但又是具体的，可以利用信息技术完备的声音、图像、动画等网络资源来突出教学重点、突破教学难点。
例如：在讲解高中数学教学中解析几何与轨迹有关的问题时，为了表示轨迹的动态变化过程，充分揭示数学的内在本质，帮助学生理解和学习数学内容，教师可以选用authorware或flash软件来辅助数学教学中重点问题的解决。以下是双曲线中的一个定值问题的动态显示（如图2）。
3.信息技术有助于对高中数学定理（性质）教学和学习的认识
高中数学中除了特别强调概念教学外，就是对定理、性质的掌握，并加以灵活应用，这也需要借助信息技术加以很好的实现。“几何画板”是一个教学工具，给数学教学提供了现代化的教学手段。以往不容易讲清的数学定理适当使用“几何画板”，可以使学生容易理解，从而可以帮助学生在动机中去观察、探索和发展对象之间的数量变化关系，因而它能充当数学教学有效的学习工具，使学生通过计算机从“听数学”过程转变为“做数学”的学习活动，更重要的是培养了学生的实践能力。
生态工程的概念篇4
[关键词]课程；课程文化；课程哲学
“课程”一词作为课程论学科的核心术语，其概念不仅是课程研究的逻辑起点，更是课程实践的指向航标。但是，研究者们对课程一词的界定却远没有达成共识，反而在见仁见智的阐释中使其处于歧义丛生的境地。笔者从审视传统课程概念出发，分析传统课程概念的哲学基础，确定造成课程概念杂乱界定的深层原因，进而借助课程发展史和课程文化等领域相关研究的成果，从文化的视角重新阐释课程的概念。
一、传统课程概念的审视
我国课程学者施良方教授曾对课程概念进行过细致的分析和梳理，把近百种的课程概念归结为六种类型，即：课程即教学科目、课程即有计划的教学活动、课程即预期的学习结果、课程即学习经验、课程即社会文化的再生产、课程即社会改造。后来，又有研究者在此基础上作进一步的归纳和总结，将后现代主义学者的课程概念囊括其中。
纵观这些结论，不难看出，几乎所有的课程概念都主要是以认识论为哲学基础的，每种概念大都是在认识论的指导下产生的，每种概念都隐含着某些认识论的思想。众所周知，哲学范畴的认识论是基于认知活动的发生学所形成的相关理论，是探讨人类认识的本质和结构，认识的前提和基础，认识发生、发展的过程及其规律，知识的评判标准等问题的哲学学说，也称知识论。因此，虽然有些课程概念将课程界定为静态的学科或经验，如课程即教学科目、课程即学习经验等，有些课程概念认为课程是动态的活动或生产，如课程即有计划的教学活动、课程即社会文化的再生产等；但无论是哪一种课程概念，都没有逃脱知识论的泥沼。以静态的学科或经验为核心的课程概念认为课程是“存储”知识的容器，而以动态的活动或生产为核心的课程概念把课程当作“运输”知识的工具，它们都强调对知识的选择、掌握、传承和评定，强调知识在课程中的基础性地位。
以认识论为基础的课程概念对课程研究和课程实践的展开确实发挥着至关重要的作用，但其不足也在实践的考验中日渐凸显。首先，以认识论为基础的课程概念过度关注知识，把课程作为知识的“容器”或“工具”，这就使人们更多关注课程的外在形式，而忽视了其应有的内在品质，最终使课程沦为缺乏生命力的客体实在物。其次，认识论本身对诸如认识的本质和结构、认识的前提和基础、认识发展的过程及其规律以及知识的评判标准等问题就存在着诸多分歧，这些分歧自然会反映到以认识论为哲学基础的课程概念之中，自然而然会使课程概念呈现出五花八门的特征。当然，也会更进一步地影响到课程研究的深入开展乃至课程体系的建构与完善。再次，以认识论为基础的课程概念强调知识的工具价值，认为人“学习的唯一目的就是掌握知识，以达到对客观世界的本然理解”，这就使人本身也成为了知识的工具，成为一个为了知识的存在，个体的主体性和自在性被抹杀，其精神生命的提升也化为幻影。
二、文化视角的课程概念
从前文的分析来看，课程概念陷入歧义丛生的境地与其赖以存在相互冲突的认识论基础不无关系。更确切地讲，认识论本身的局限给课程概念的界定带来了许多困惑；认识论本身喋喋不休的争论导致课程概念的界定陷入了无法自拔的泥潭。这启示着我们可以尝试暂时悬置认识论基础，转而从一种新的视角——文化的视角——去试验性地阐释课程概念。
透过课程发展史，我们可以清晰地发现，课程自诞生之日起，就已被打上文化的烙印，与文化结下了不解之缘，它既是文化的重要载体，又是文化的重要组成部分。首先，课程作为一种独立的社会事物产生后，它就部分地替代了文化的功用，尤其是在教育实践领域，发挥了文化“化人”的作用，为文化由“粗放型化人”转向“集约型化人”创造了条件；其次，文化是课程永不枯竭的源泉，人们使课程成为社会文化合理的缩影，使课程成为按照某种标准选择部分适合统治阶级需要的社会文化而组成的整体。以理性的眼光反观当前势头正紧的课程文化研究，亦可看到课程与文化的天然联系。一方面，文化造就了课程，使课程成为一种文化；另一方面，课程形成着文化，使文化在课程中得以创生。综合以上两个方面的分析，结合前人相关的研究成果，笔者认为完全可以以文化为视角从静态和动态两个角度阐释课程的概念。
首先，从静态上看，课程是具有教育性的先进文化的方案。
方案是指为了实现某种目标而制订的具体计划，是针对某一特定问题而确立的规划。把课程理解为方案，既意味着课程已经包含了预设的目标和预设的“跑道”，又意味着课程可以在课程实践中不断的生成；把课程界定为方案，既表明课程不仅要关注起点，还要关注终点；把课程诠释为方案，既促使人们注重了课程宏观的框架，又促使人们注重了其微观的细节。
用方案来规约课程的形式，使课程具备了意念中的雏形，成为预设之中的框架。但是，课程要成为具有生命力的实体，仅具备外在的“雏形”和预设的框架还是远远不够的，它必须在外在的“雏形”形成之时，实现其内在品质的提升，达到“内外兼修”，它必须在预设的框架建立之时，完成框架的充实与完善，实现“表里交融”，这样的实体才是名副其实的课程。那么，依靠什么提升课程的内在品质，凭借什么填充课程的框架，这是我们不得不认真对待的问题。从前文所述课程与文化的关系来看，文化，也只有文化才能提升课程雏形的内在品质，也只有文化才可以担当课程方案的合理的“填充物”，也只有文化才能使课程在逐步完善中成长为具有生命力的实体。但是，社会现存的文化浩如烟海且良莠不齐、门类繁多，如果将所有这些文化都纳入课程方案，那课程将会成为庞然大物，也必然会超出学生的学习能力；同时，如果把那些具有负面作用的文化不加剔除的也纳入课程方案，那课程的内在品质将不再高尚而是低俗，这必然会影响课程的本原教育功能的实现。因此，如何从社会现存文化中选择合理而恰切的文化组成课程内容，是我们不得不认真回答的问题。
从文化学的角度看，研究者们根据文化促进人全面发展的程度，把文化划分为先进文化和落后文化。先进文化是文化中具有开放性、革命性的特征，指向人类解放，对人的自由、全面、和谐发展予以深切关怀的那部分文化。先进文化有三个紧密相联的特征：一是先进文化同先进社会生产力的发展要求相适应；二是先进文化反映了人类社会历史发展的客观规律和趋势，有利于社会的全面进步；三是先进文化有利于人自身的解放和发展，能促进人的自由、全面、和谐的发展，这也是先进文化最为重要的特征。而落后文化则是指文化中具有封闭性、孤立性的特征，不利于人的自由、全面、和谐发展的那部分文化。文化学对文化划分方法大大地缩小了我们选择的范围。但是，面对社会现存的先进文化和落后文化，人们究竟作何选择呢?众所周知，课程的职责在于育人，课程所育之人是面向未来、引领未来的，这就要求作为课程内容的文化理所当然地能承担起这个重任，虽然先进文化和落后文化都可以成为课程内容的来源，以它们之中任何一种文化作为内容的课程也能育人，但是二者所育之人的质量却有着天壤之别，这一点自不必多言。人的质量直接决定了他能否面向未来、引领未来，决定了他以何种方式面向未来、引领未来。因此，欲提高人的质量，改善人面向未来、引领未来的方式，就必须选择先进文化作为课程的内容。亦言之，课程必须以先进文化为其内容，才能提升其内在品质，才能使其成长为具备生命力的实体，才能确保课程实现其本原功能。
把先进文化作为课程的内容已是无可争议的事实，是不是所有的先进文化都可以成为课程内容呢?依人类目前的学习能力来看，我们似乎仍无法掌握所有的先进文化。因此，在先进文化成为课程内容之路上还有一道检验标准，也就是先进文化的准入标准——教育性，它包括三项指标，即：具有教育意义，符合教育目的、培养目标和课程目标，适应受教育者身心发展需求。进而言之，只有那些具有教育意义，符合教育目的、培养目标和课程目标，适应受教育者身心发展需求的先进文化才能成为课程内容。
其次，从动态上看，课程是课程研制主体传承和创造先进文化的过程。
动态意义上的课程是一种动作，是一种活动。其中的课程研制主体泛指与课程发生关系的所有的人和组织，参与或影响课程研制活动的人和组织。依据课程研制主体与课程关系的亲密程度和对课程研制活动的影响程度，可以把课程研制主体分为直接主体和间接主体。所谓直接主体，顾名思义，就是指与课程关系较为亲密、直接参与课程研制整个过程的所有的人和组织，包括课程理论研究者、教科书编写者和审定者、政府官员、教师和学生等以及由他们组成的某些组织。以此类推，间接主体就是指与课程关系不太亲密、以某种方式间接影响课程研制整个过程的所有的人和组织，包括社会团体、雇主、学生家长等以及由他们组成的某些组织。无论是直接参与还是间接影响，课程研制主体在其中承担着同样的任务，即传承、创造先进文化。
所谓传承先进文化是指课程研制主体依据判断先进文化的三个标准在现实社会文化中选择、组织先进文化的活动，也是课程研制主体选择课程内容、依某种技术组织课程内容、实施课程内容的活动。这种活动可以确保人类社会的先进文化跨入课程内容之中，可以确保人类社会的先进文化通过课程实施得到最大限度的继承。
所谓创造先进文化是指课程研制主体在传承先进文化的过程中，以已存的先进文化为基础，依据判断先进文化的三个标准，结合特定的环境、对象等要素生产先进文化的活动。这种活动可以确保先进文化在传承中得以创生，可以确保先进文化做到与时俱进。
生态工程的概念篇5
[关键词]桥梁概念设计、应用及展望
中图分类号：U442.5文献标识码：a文章编号：1009-914X（2016）09-0196-01
一、前言
从现阶段桥梁发展现状来看，21世纪将迎来世界桥梁更大规模的建设高潮。桥梁具备产品的一般属性，可以将产生于工业产品设计的概念设计移植于桥梁工程。现在，对桥梁概念设计研究早已引起了世界各国的关注，尤其在欧美等发达国家，桥梁概念早已成为实践的对象，而在我国处于初步阶段，对其研究具有显著理论意义和实践价值。
二、桥梁概念设计的特点
桥梁概念设计牵涉多个学科，多个领域，由建筑师、环境工作者、景观工程师、地质工作者、环保工作者等相关专业人员组成团队合作的结果。
（一）创新性。创新性即桥梁结构体系和造型设计的独创性和原创性，创新是桥梁设计的灵魂，是桥梁发展的动力。设计人员不仅应具有创新的意识，还要有创新的能力，要勇于突破定势思维，打破传统观念和经验的束缚，充分发挥主观能动性和想象力。设计人员应具有扎实的力学知识，在寻求创新的同时，还应实现结构的合理。除了创造力之外，设计者还应具备创造精神和创造人格。设计者应该对人们不断变化的观念有敏锐的洞察力，并能较准确预测桥梁概念设计发展趋势。
（二）协调性。桥梁建设是一个多学科、多领域专业人士合作的复杂过程，桥梁与自然或人工环境、人文环境等得协调一致。因此，设计中需要考虑的因素很多，不仅需要考虑桥梁建设、使用过程中的各种影响因素，还需要考虑桥梁达到使用年限后的问题，各种因素应该在概念设计阶段就提出来，并协调好各因素间的关系，不能等问题出现后再想解决的办法。
（三）适应性。桥梁与环境相互关系大致可以分为如下情况：桥梁与环境相互融合，桥梁成为环境不可分割的一部分；桥梁凌驾于环境之上，这种情况适合地势平坦、单调的环境，或桥梁起路标和象征作用的情况；将桥梁隐藏于环境之中，这种情况适合周围环境非常优美时，而桥梁的介入会破坏优美的自然环境。值得一提的是，当桥位附近有已建桥梁时，新桥概念设计必须考虑到已建桥梁，新桥与已建桥梁是相互补充、互为印证的关系，不能形成彼此独立的局面。当既有桥梁使用价值和概念设计价值较高时，新桥概念设计应从属于旧桥，无论在结构形式、色彩及建设规模上都不应该有明显差异。
三、概念设计在桥梁工程中的应用
由于受到经济发展、交通运输、建筑材料、施工技术和结构设计理论综合影响，桥梁概念设计的发展在不同历史阶段呈现出不同的特点，概念设计思想也应该与时俱进。
（一）古代桥梁。古代桥梁大致指19世纪中叶以前所修建的桥梁，建桥材料以天然的或加工过的木材、石材为主，即竹索、藤索、铁索、铸铁，乃至锻铁。这些桥梁的设计和施工完全依靠建造者的经验，没有力学知识的指导。在桥式方面，有梁、拱和索桥三大类。当时技术落后，工具简陋，不会修建深水基础，施工周期也长。因此，这一时期的桥梁不存在概念设计的问题。
（二）近代桥梁。随着冶炼业的发展，18世纪中期开始采用铸铁建造桥梁。由于铸铁性脆，受拉强度低而受压强度高，故铸铁主要是用以修建拱桥。在19世纪，钢铁等高强材料的大规模使用，导致产生了新的设计方法和设计原则。在混凝土技术的应用方面，19世纪60年代法国园艺家蒙耶发明了用金属条加固混凝土制成钢筋混凝土的方法，后来法国工程师尤金・弗兰西涅（1879年一1962年）发明了预应力混凝土技术。随着铁路和汽车的相继出现，陆地交通运输对桥梁有了更高的要求。桥梁的跨度变大、桥面更宽、承载能力也更大，需要根据不同的实际情况选择建桥材料和跨越体系，于是有了桥梁选型的最初实践，从工程技术角度为桥梁概念设计的产生和发展奠定了基础。
（三）现代桥梁。近年来，桥梁概念设计在标志性桥梁方案比选和人行桥的造型设计中得到了充分发挥。随着桥梁作为建筑的美学价值越来越为人们所重视，概念设计更加广泛，作为桥梁前期设计的重要阶段逐渐得到业内的普遍认可和应用。在国外，瑞士的圣尼伯格桥、德国斯图加特市的内森巴赫山谷高架桥、丹麦的大贝耳特桥、澳大利亚墨尔本的韦伯桥、美国波士顿的邦克山桥、西班牙塞维利亚的Barqueta桥、日本熊本县的牛深桥等，均经历了桥梁概念设计阶段。在国内，桥型方案竞赛已成为许多桥梁招标过程中的重要环节。如天津的大沽桥、昆明草海大桥等。
四、桥梁概念设计的展望
创新是桥梁设计的灵魂，是推动桥梁事业蓬勃发展的原动力。好的桥梁概念设计构思必须以结构合理为前提。
（一）耐久性设计理念。基于结构耐久性设计的新概念设计理念认为桥梁耐久性的保证是需要桥梁设计、施工、运营和维护各个阶段共同努力的结果。桥梁的使用期成本一般远远高于其初始建设成本，因此初始建设费用虽然较高，但使用期费用较低的设计方案应当被重视。长期以来，我国桥梁设计中对于耐久性仅作构造上的考虑，而没有进行专门的耐久性设计，这样做既与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，又不符合结构动态和综合经济性的要求，并且导致了当前结构使用性能差、使用寿命短和工程事故频发的不良后果。我国正处于桥梁建设的高峰期，桥梁耐久性问题必须得到足够的重视，在生命期内的结构必须具有可检性、可换性、可修性、可控性、可强性和可持续性。
（二）桥梁生态设计理念。桥梁生态设计利用生态设计的思想，在桥梁规划和设计阶段，综合考虑与桥梁有关的生态环境问题，设计出既满足人类需求又与环境和谐共存的桥梁。桥梁生态设计的本质就是运用生态思维，将桥梁的设计纳入“人-桥-生态环境”系统，进行优化设计并最终得到与环境成为有机结合体且具备可持续发展特性的桥梁。
（三）多目标优化在桥梁概念设计中应用。变厚度法其基本思想是以基结构中单元厚度为设计变量，以结果中的厚度分布确定最优结构形式，是尺寸优化方法的直接推广。优点是方法简单，一般用于处理平面弹性体、受弯薄板、壳体结构的拓扑优化问题，但不能用于三维连续体结构拓扑优化。均匀化法基本思想是在拓扑结构的材料中引入微结构，其形式和尺寸参数决定了宏观材料在此点处的弹性性质和密度，利用Bensous-an等人发展的一套基于摄动理论周期性结构分析方法，来建立材料微结构尺寸与材料宏观弹性性质之间的关系，具有较严格的数学基础。变密度法基本思想是人为地引入一种假想的密度可变的材料，材料物理参数与材料密度间的关系也是人为假定的。该方法在多工况应力约束下平面体结构、二维连续体结构、结构碰撞、汽车车架设计等问题上得到成功应用。优化时以材料密度为设计变量，这样结构形式优化问题被转换为材料最优分布问题。
五、几点建议
文章总结了桥梁设计概念，并且引入耐久性设计、生态设计、全寿命设计、多目标优化等桥梁概念设计理念，提出以下几点建议：
（一）在可持续发展战略思想指导下，吸收桥梁生态设计和全寿命设计等全新的桥梁设计理念，并以此为概念设计的指导思想在全行业范围内将桥梁概念设计制度化，规范化，全面推进概念设计的应用和发展。
（二）桥梁作为公共建筑承载着越来越丰富的文化心理需求，做好桥梁造型和景观的设计显得尤为重要和紧迫。由于绝大多数桥梁由政府投资建造，其消费者往往不是某些人，而是社会大众，因此桥梁概念设计理论需要更新。
生态工程的概念篇6
关键词:大学计算机基础;操作系统;教学策略
中图分类号:G642文献标志码:B
1问题的提出
计算机基础教学旨在为非计算机专业学生提供计算机知识、能力与素质方面的教育,提高学生的计算机素质,为将来利用计算机解决本专业实际问题打下基础。在计算机基础课程系列中,作为第一门计算机课程,“大学计算机基础”发挥着重要作用,承担着普及计算机基础知识,提高学生计算机操作水平,为后续学习做好准备的重任。
操作系统是计算机系统核心组成部分。从理论学习的角度看,操作系统实现中所采用的思想与方法也被广泛应用在整个计算机科学与技术领域。了解操作系统的功能和基本工作原理,对于理解计算机系统的工作机理具有重要意义。从操作技能培养的角度看,应用软件与操作系统的关系十分密切,学习操作系统知识有益于对应用软件的理解和对操作技能的掌握。
与计算机专业“操作系统”课程相比,“大学计算机基础”操作系统部分的教学存在着特殊之处:
(1)教学目标不同。“操作系统”课程是计算机专业的核心课程之一,目标是使学生掌握操作系统基本概念和结构,理解各子系统的工作原理及设计方法,培养其操作系统应用、维护、管理的能力,重在学习原理,掌握设计与开发技术。与之不同的是,“大学计算机基础”操作系统教学以基础知识教学为主、操作技能训练为辅,目标是使学生掌握一些系统软件基础知识,结合操作训练,加深其对计算机系统工作机理的认识,重在理解与应用。
(2)教学对象不同。计算机专业“操作系统”课程安排较晚,原因在于前导课程的教学需要一定的周期,包括“计算机程序设计”、“数据结构与算法”、“计算机原理”等,经过前导课程学习的学生建立了支持理解操作系统知识的知识结构,较为熟悉计算机系统。而“大学计算机基础”课程开设在入学之初,大部分学生缺乏系统的学习,对计算机的认识很多是靠经验和直观感觉获取的,与科学概念之间存在着差距。
(3)教学条件不同。从前导内容看,“操作系统”课程的前导课程较为完善,知识结构之间的衔接更为连贯;而“大学计算机基础”操作系统部分的前导内容仅涉及计算机基本组成、基本工作原理等,知识点之间联系较为松散。从课时上看,“操作系统”课程课时安排充分,而“大学计算机基础”能够分配给操作系统部分教学的课时相当有限,以我校为例,课堂学时仅4学时。从实验环节看,“操作系统”课程开设的多是验证性实验,与理论教学相呼应;而“大学计算机基础”操作系统实验以操作训练为主,重在对操作技能的培养。
这些区别表明“大学计算机基础”操作系统教学不可能采取“操作系统”课程的教学模式,要在短学时内取得较好的教学效果应设计更符合该课程特点的教学策略。虽然随着计算机技术的发展以及信息技术教育在中小学的普及,越来越多大学新生的计算机基础水平已经摆脱了“零起点”,但是,他们对一些基本概念的理解还仅限于直观认知的水平,大多并不系统和准确。大学计算机基础操作系统部分的教学重在理解与应用,其内容以基本概念为主,辅以基本操作训练,可以帮助学生建立基于科学概念的对计算机系统工作机理的正确认知。但是,根据认知理论,学生的学习是以其原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识的,学生缺乏对计算机系统准确的认知基础必然会给大学计算机基础课程教学带来不利的影响,增加其难度,因此,根据教学对象的认知特点设计教学策略就成为“大学计算机基础”课程教学研究的重要问题。
2基于迁移理论的教学策略设计
根据“大学计算机基础”课程教学对象的特点,我们可以将教学内容归纳为两类,一类是学生已经具有了一定的经验和直观认识,但认知不够准确或全面的知识点,另一类是学生完全缺乏相关经验和背景的新知识点。学习是一个连续的过程,任何学习都是在学生已有的知识经验和认知结构等的基础上进行的,而新的学习过程及其结果又会对学生原有的知识经验和认知结构等产生影响。因此,教学应尽可能的利用其原有知识、创设情境,促成新知识点与学生原有知识之间的关系。
迁移理论是教学策略设计中的常用理论,它体现了新旧学习之间的相互影响。迁移是“在一种情境中技能、知识和理解的获得或态度的形成对另一种情境中的技能、知识和理解的获得或态度的形成的影响”(Jamesm.Sawrey)。迁移既可以是顺向的,也可以是逆向的。如果学生根据所学的科学概念解释了操作系统问题,或利用原有的其他领域知识获得了操作系统知识或解决了操作系统问题,这就是顺向迁移;如果学生原有的知识不严谨、不全面、不正确,不足以支持对操作系统的理解,需要通过教学,在肯定原有知识合理性的基础上,对其进行补充、改组或修正,这就是逆向迁移。
2.1基于前概念的教学策略
基于前概念的教学策略主要针对学生已经具有一定观念的知识点,教师应在肯定或者补充学生概念的基础上实现教师的引导。学生在科学领域学习某一概念和原理之前,根据日常经验或在学校教学情境中,对事物和现象的正确或不正确的看法和观念,称为前概念。前概念与错误概念不同,它可以与科学概念一致,只是缺乏严谨而科学的表述,对于这部分概念,教师只要稍做引导即可;它也可以与科学概念相冲突、甚至相悖,对于这部分概念,教师应该转变观念,试着去理解其合理性,进而对概念进行补充修正,实现知识的逆向迁移。根据我们的教学经验,大学新生的前概念相当普遍,如表1所示:
学生持有的前概念对于科学概念的学习既可能产生积极影响,也可能导致消极影响。利用与科学概念基本一致的前概念进行教学,教师只需对这些前概念做适当引导即可获得较好的教学效果,这并非研究的重点。与科学概念相冲突的前概念却可能给教学带来负面影响,学生的操作系统前概念大多是基于自身对计算机系统的观察和以及计算机操作经验而形成的,通过直观经验建立起的前概念通常具有相当的稳定性,拥有这些与科学概念相冲突的前概念,学生往往难以接受科学概念。
实现前概念向科学概念逆向迁移的首要条件是引发学生认知冲突,使得学生不满意自己的观点,认识到已形成概念的不足和不合理的地方,意识到新概念对于自己的价值,从而做好将新概念内化为自己知识体系内容的心理准备,提高教学的实效性。在“大学计算机基础”的操作系统教学中可以采取有针对性的设计实例或反例,或创设具体情境或背景的方法,使学生原有的操作系统观念无法解释新现象,转而接受更为合理的科学概念。
下面,以并发概念为例说明前概念向科学概念逆向迁移的方法。一般学生操作计算机时都会有同时运行多个应用程序的经验,如使用QQ聊天,同时使用mp3播放器听音乐,甚至还浏览网页、处理邮件等,但不会感觉到明显延迟。教学中可以基于这些直观认识引入并发概念。但是根据现实世界的经验,学生通常会认为在同一时间内有不同程序的多条指令在计算机中执行,如果排除高级体系结构、多CpU等因素,这显然与常用微机系统存在着不一致,此时如果提示学生注意只有一个CpU,即在同一时间内只可能有一个程序的一条指令能够获得执行,前概念认知就无法和实际系统相统一,从而引发学生的认知冲突。教师继续就该问题连续提问获取不同回答,则会进一步激化这种冲突,激起学生的求知欲,促使其积极思考。此时教师再适时提出正确的概念表述,科学概念就会很容易排除前概念的稳定性影响,得到学生的认可与接受。在原有观念被修正的同时,学生对并发概念的认知也进一步深入。过程如图1所示:
2.2基于相似情境的教学策略
一般而言,“大学计算机基础”中的操作系统内容比较浅显,以基本概念居多,大多可以通过日常经验或在教学情境中形成前概念,并以此为基础进行教学。但是,也有一些涉及计算机系统运行机理的基本原理、主要技术,受实验条件所限,很难获取直接经验,加上缺乏必要的前导知识,学生理解难度较大。学习是基于已有的知识经验和认知结构等进行的,因此,对于这些缺乏经验和背景的知识点,应采取不同的教学策略。我们可以从社会文化背景出发,创设学生熟悉的情境和背景,使其能够在已有生活经验的基础上建构知识体系。常用的方法之一就是根据日常生活经验设计相似情境,通过相似情境向新知识点的顺向迁移实现教学。一个好的相似情境不仅易于实现向新知识点的顺向迁移,使学生更容易理解和接受新知识点,而且能够提高学生的学习兴趣。
下面以进程三种状态的转换过程为例,说明基于相似情境的教学方法。该知识点属于操作系统基本原理,难以通过操作获取直观经验,我们选择排队就诊作为相似情境来阐释进程状态的变化过程,帮助学生理解。
进程状态转换与排队就诊之间的概念对应关系如表2所示(假设只有一个医生,一队病人)。
设计的排队就诊相似情境流程如图2(a),进程状态转换过程如图2(b)。
虽然设计的排队就诊流程与现实存在着一定差别,但是由于排队就诊是日常生活中的情境,因此,学生拥有足以理解该设计流程的经验背景。依图2可知,设计的流程与进程三种状态的转换过程具有很大的相似性,基于上述的概念映射关系,学生很容易实现从排队就诊流程向进程三种状态转换过程的顺向迁移,理解并接受新知识点。
3结束语
“大学计算机基础”是普通高等学校计算机基础教学的重要课程,操作系统在计算机系统中的重要地位决定了相关知识必然是该课程教学的重要内容。由于教学目标、教学对象和教学条件的差异,操作系统基础知识的教学历来是“大学计算机基础”课程的一个难点。本文根据这些特点以及教学实践经验,在知识分类的基础上,对“大学计算机基础”操作系统教学策略进行了一些探讨。实践表明,这些教学策略较好地解决了学生听操作系统内容枯燥、理解操作系统概念难的问题,不仅活跃了课堂气氛,而且更易于学生理解和接受操作系统基本概念、基本原理和方法,改善了教学效果。“大学计算机基础”课程还在不断发展完善中,随着社会的进步,该课教学目标、教学对象、教学条件等因素也在不断发展变化,相关的教学策略的研究也将继续。
参考文献:
生态工程的概念篇7
关键词：概率论与数理统计教学方法学习兴趣数学思维
中图分类号：G642.0文献标识码：a文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0163-01
概率论与数理统计是高等学校理工科专业的一门重要工程数学课程，也是应用性极强的一门学科，其理论和方法的应用几乎遍及自然科学、社会科学、工农业生产和国民经济各个领域。因此，概率论与数理统计的学习就显得非常重要，然而很多学生在初学这门课程时感到很多知识难以理解和掌握，学习效果欠佳。为解决这样的问题，培养学生对随机现象的理解及对概率的直觉，提高学生的数学修养及严密的思维能力，我们在概率论与数理统计课程教学理念和方法上进行了一些探讨和研究。
1在教学过程中吸引学生，调动学生的情感以提高学习兴趣
要想使课堂教学达到教学的最佳效果，教师不仅要调动学生的学习兴趣，教育学生学好该课程的重要性，不要惧怕学习过程中的各种困难外，还必须要想方设法使自己的传授能够最大限度地吸引学生。
（1）教师的对课程内容的教学设计要联系学生的客观现实和课程知识现实，与其已有的生活经验和知识结构联系起来，比如在设计正态分布课程内容时，就可以跟学生介绍学生的考试成绩及学生综合素质应基本服从正态分布。另外有些医学现象，如同质群体的身高、体重、血红蛋白量，以及实验中的随机误差等，均呈现为正态或近似正态分布；
（2）教师确立的教学任务对学生具有一定的挑战性，平庸死板的教学安排不可能吸引学生，教师应该尽可能的提高课堂教学效率，充分利用好课堂时间，让学生感到学习充实，信息获取量大。掌握了一道题的常规解法，谁还有其他创新的解法？学习完了一维随机变量及其分布，还有没有二维或多维随机变量可研究？
（3）教师应关注学生听课时的精神状态，在学生注意力涣散或有不耐烦情绪时，应调整教学的形式、授课的语速语调等，将学生的注意力重新拉回到课堂上来。比如在组织教学时采用多种教学模式，如猜想、观察、示范、模拟、操作、自学、讨论、练习、分组竞赛等。
（4）教师自身的魅力在很大程度上也能够达到吸引学生的目的，比如上课时精彩幽默的语言，挥洒自如的教态，简练而漂亮的板书，大方的仪表，亲切的话语，真挚的鼓励，肯定的目光，独到的见解，游刃有余的解题技巧等，都有助于建立良好的师生关系，教师如果能够调动学生的情感和意志这些精神需要，那将会得到持久而巨大的效果。
2加强学生思维能力的培养
数学知识是数学思维活动升华的结果，整个课程教学过程就是数学思维活动的过程，因此，如何通过教学自觉地培养学生的数学思维就成为值得探讨的重要课题。
（1）应使学生对数学思维本身的内容有明确的认识
在传统教学中，数学思维被简单的定义为具有逻辑思维，把直觉、想象、顿悟等非逻辑思维也作为数学思维的组成部分。但是，这种观念阻碍了学生的思维创造意识，要想提高学生的数学思维能力，必须打破这种旧的观念，只有这样，数学教育才能不仅赋予学生以“再现性思维”，更重要的是给学生赋予了“再造型思维”。在用数学解决实际问题及证明数学定理时，凡是简捷的过程、巧妙的方法等都属于创造性思维的范畴。
（2）通过概念教学培养学生的数学思维。数学概念的教学，首先是知识概念的引入的必要性，创设思维情境及对感性材料进行分析、抽象、概括。此时，如果教师能结合有关数学史谈其必要性，这对提高学生的创造性思维起到很好的效果。数学概念教学的任务，不仅要解决“是什么”的问题，更重要的是解决“是怎样想到的”问题，以及有了这个概念之后，在此基础上又如何建立和发展理论的问题。比如在给出了离散型随机变量及其分布律后，又给出了连续型随机变量及其概率密度的概念，这样做的合理性在什么地方，二者的区别何在，又分别适用于什么情况呢。其次，就是对概念的理解过程，这一过程是复杂的数学思维活动的过程。理解概念是更高层次的认识，是对新知识的加工，也是旧的思维系统的应用，同时又是使新的思维系统建立和调整的过程；为了让学生更加准确的理解数学概念，教师在创设思维情境，激发学生学习动机以后，还要进一步引导学生对概念的定义的结构进行分析，明确概念的内涵和外延，在此基础上再启发学生归纳概括出几条基本性质、应用范围以及利用概念进行判断等。总之，要从概念的形成过程中，既培养学生创设思维，又使他们学到科学的研究方法。最后还应指出，概念教学的主要目的之一在于应用概念解决问题；因此，教师还应阐明数学概念及其特性在实践中的应用。例如在讲述n重伯努利试验a恰好出现k次的概率时，我们可以引入以下这个例题：姚明罚篮的命中率为80.9%，若姚明在某次比中获得4次罚球机会，假设每次投篮都互不影响，那么他投中3次的可能性有多大？在解决这个有意思的实际应用问题时更能把概念和公式牢记于心。
学生很难从应用抽象概念转换到具体的实际情景。因为这时既要涉及到抽象的逻辑思维，更要求助于形象的非逻辑思维。概念的教学，从引入、理解、深化、应用等各个阶段都伴随着重要的创设思维活动过程，因而都能达到培养学生数学思维的目的。
（3）在定理的证明过程中培养学生的数学思维
生态工程的概念篇8
关键词：教师专业发展自我概念动力
教师这一职业的专业性被普遍认可是在20世纪中叶以后，教师的专业性被认可后，接踵而来的就是教师专业发展的问题。到底是什么推动了和推动着教师专业不断向前发展呢？教师如何长期保持对工作的投入呢？许多学者都关注教师职业技术的提高、教学技能与方法的采用，而忽视教师的自我概念这种心理因素在教师专业发展中的重要作用。
一、关于教师专业发展的内涵
目前学术界对于教师专业发展内涵的理解大体上有两类。一类是指将教师专业发展视为专业成长过程，即教师在其职业生涯中不断提升自身专业水平，持续发展，最终达到专业成熟的过程。这种理解关注教师专业成长的内在性和内部条件，接近于“教师专业成长”、“专业成熟”之类的概念。如有的学者认为教师专业发展是指在教学职业生涯的每一阶段，教师掌握良好专业实践所必备的知识与技能的过程。还有的学者认为教师专业发展意味着教师个人在专业生活中的成长，包括信心的增强，技能的提高，对所任教学科知识的不断更新、拓宽和深化，以及对自己在课堂上为何这样做的原因意识的强化。台湾学者罗清水则认为：“教师专业发展乃是教师为提升专业水准与专业表现而经自我抉择所进行的各项活动与学习的历程，以期促进专业成长改进教学效果，提高学习效能。”［1］另一类是将教师专业发展看成促进教师专业成长的过程，所关注的是教师专业发展的外部条件，接近于“教师培训”、“在职教育”之类的概念。如有的学者明确指出，对教师专业发展的研究有两种截然不同的路径:一是教师掌握教育复杂性的过程，这些研究主要关注特定的教学法或课程革新的实施，同时也探究教师是如何学会教学的，他们是如何获得知识和专业成熟，以及他们如何长期保持对工作的投入等;二是侧重研究影响教师动机和学习机会的组织和职业条件。
我认为，教师专业发展是指教师作为专业人员在职业道德、专业理想、专业知识、专业能力、专业品质等方面由不成熟到成熟的发展过程，即由一名专业新手发展成为专家型教师或教育家型教师的发展过程。教师的专业发展固然与他从教时间有关，但这又不仅仅是时间的累积，更是教师自身内在素养不断提高、专业理想逐渐明晰、专业自我逐步形成的过程。
二、以外部动力促教师专业发展会使教师陷入被动与迷茫
我国历次的教育改革对教师的专业发展提出了越来越高的要求，随之教师专业发展的策略也应运而生。如：在新课程改革中促教师专业发展，在校本课程开发中促教师专业发展，在教育发达地区成立研究小组、专项培训、行动研究、伙伴协作、校本教研等促教师专业发展，这让人目不暇接，使教师专业发展研究呈现一派“繁荣”景象，似乎教师专业发展已形成了相对完善的体系，教师的专业发展已达到了较高水平，但是若静心思考、深入分析，就不难发现，这些策略的实施更多是建立在如何促使教师在短时间内发生改变，以推动教育改革顺利进行的基础之上。这些教育改革大多只是流于形式，根本没有让广大教师们从中学到实质性的东西或作出根本性的改变。这些以外在强制的力量来推动教师专业发展的做法必然使教师处于一种被动的状态，使他们随波逐流，教育改革的不确定性也使教师对自身专业发展的方向感到迷茫。尽管教育的决策者们认为教育改革的思路和整体设计是完善而适宜的，但教师们并不这样认为，教育改革并不一定符合他们的意愿，并不一定真正能够促进他们的专业发展。另外，教师还面临着竞争上岗的压力、晋升的压力等，这些压力也许会迫使教师的专业素养在一段时间内得到一定程度的提高，但不会使它长期保持下去。
三、教师专业发展的内部动力
许多学者都在关注影响教师专业发展的内部动力，但他们仍然没有找到教师专业发展的核心机制。他们认为，教师的专业发展与教师个人的经历、生活环境等有非常密切的关系，这些个人因素会直接或间接影响教师的学习方式、教学方式、学习动机，进而影响到教师的专业发展。教师专业发展是教师本人自主积极发展的结果，即便有些外在因素的影响和外力的推动，但最终还是要靠教师自身个体来发挥作用的，教师的专业发展取决于教师自身。
在教师专业发展活动中，要使教师专业发展从局限于特定时空的、断断续续的、缺乏内在逻辑联系的模式转到持续进行的、不受时空限制的并且成为教师的实践自觉，必须从根本上寻找动力。
四、自我概念与教师专业发展
保证教师不断自觉地促进自我的专业发展，保证教师对自己的工作全身心地投入，保证教师对自己的工作终生地热爱，这是教师专业发展的核心机制，自我概念就是这个核心机制，也是教师专业发展的根本动力。自我概念最终决定着教师的专业发展方向与专业发展状况，使教师专业发展由“要我做”转变为“我要做”和“我想做”。
自我概念是心理学上的词汇，是指一个人对自身存在的体验。它包括一个人通过经验、反省和他人的反馈，逐步加深对自身的了解。自我概念是一个有机的认知机构，由态度、情感、信仰和价值观等组成，贯穿整个经验和行动，并把个体表现出来的各种特定习惯、能力、思想、观点等组织起来。通俗地说，自我概念就是指当事人如何看待和感受自己。它包括当事人对自己身份的界定（我是谁？），对自己能力的认识（我可以做什么？），以及对自己的理想或要求（我应该是什么样子？）。人的行为是基于“自我概念”而定的，自我概念一旦形成就会长久保持，一个人自我概念越强就越变得既有自发性又有创造性。对于即将从事或已经从事教师职业的个体而言，专业发展不能只是一个被动达到社会要求的过程，更应是一个主动发展、终身学习、不断更新的自觉追求的动态过程。在这一过程中，有众多的因素起着不同的作用，教师的自我概念是一个起制约作用的重要心理因素，它对教师个体的行为有调整和指导作用，积极的自我概念能够帮助教师个体作出适当的决策以实现教师的理想自我，是教师专业发展的持久动力。
自我概念是教师专业发展的动力机制，对教师专业发展有重大的影响，其主要影响体现在对教师专业发展意识和专业发展态度上。
（一）自我概念影响教师的自我专业发展意识
教师自我专业发展意识是教师专业发展的核心，其发展过程是教师专业结构、专业素养不断更新、完善的一个动态过程。其发展的内涵是多层面、多领域的，既包括了知识的积累、技能的娴熟、能力的提高，又涵盖了教育信念的建立、态度的转变、情意的发展。［2］自我概念在教师专业意识发展过程中有着重大作用。教师专业发展关注教师对实践的持续探究，教师是一个成年学习者，是一个“反思实践者”，是一个具有缄默性知识基础的人，能够对自己的价值和与他人的协调实践关系不断进行反思和再评价的人。对于教师而言，他可能受到来自社会的影响，来自家庭、同事、学生、领导等的影响，在他的日常行为中外界和他人的作用如何发生于他本人、如何影响其成长，他自己又怎样理解经验，这需要借助一种途径把这种外化的行为和经验内化为教师自身的一部分，而这正是一个自我反思的过程。其中的关键就是自我和反思，而自我反思和发展意识是教师专业发展的基础和前提。同时，教师已有的自我概念也会受到他的经验和反思的影响，教师通过社会教育活动、教学实践、社会交往等外界刺激，促使自我反思，通过自我反思的一个内化过程，形成积极的自我概念，提高自我专业发展意识，从而促使教师个体自我发展。
（二）自我概念影响教师的专业发展态度
态度，是对具体的对象或主张的肯定或否定的情感反应。态度的成分包括价值和观念，以及程度不同的事实知识，也包括认知、行为、情感方面的因素。态度具有许多种心理功能。它们是工具性的、知识性的，也可以是价值表现性的和社会顺应性的。［3］显而易见，态度作为一种情感因素，教师专业发展态度对其专业发展和最终达到的成功程度是极为重要的。教师的专业发展态度是影响其专业发展的主要情感因素。教师自我概念的形成和发展与其专业发展态度成正相关，直接影响着教师专业发展态度。教师的自我概念在教师专业发展态度上起着不可替代的作用。
从心理学角度来看，古往今来的无数成功人士走过的道路上无一没有他们自我概念指导的印记。这对于身处教育一线的教育工作者――教师而言也不例外。教师专业发展首先必须具有良好的自我概念。有关专家研究发现:良好的教师自我概念对教师专业化发展具有促进作用，它是教师获得专业发展的内在心理条件，是实现教师专业发展的动力机制，是教师专业发展的持久动力。良好的自我概念能够给广大教师一种心理安全感，有了这种心理安全感，教师才可能信心十足地工作，才有可能在这个领域内有所创造、有所建树。因此，教师心理因素在其专业发展中的作用应该受到教师和研究者的重视，学校也应尽可能地创造良好环境来培养教师积极的自我概念。然而，到目前为止，国内外关于教师自我概念在教师专业发展中的重要作用的研究都非常少，并且从心理角度对教师专业发展的研究更是少之又少。因此，进一步开展教师自我概念相关的理论和实证研究很有必要。
参考文献：
［1］罗清水.终生教育在我国小学教师专业发展的意义［J］.研习资讯，1998，（4）.
［2］叶澜.新世纪教师专业素养培养初探［J］.教育研究与实验，1998，（1）.
生态工程的概念篇9
关键词：智能教学系统；云模型；学习质量评价
随着计算机信息技术与网络技术的飞速发展，人们对教育有了更高的期望，传统教学系统已难以满足人性化和智能化的需求。智能教学系统因其具有智能性、高效性、稳定性、个性化和共享性等特点，逐渐受到人们的关注。然而它在为学习者提供了许多潜在优越性的同时，实际应用与发展也显现了一些不足之处。当前的教学系统往往还是以学生单方面获取知识和单调机械的评价测试为主，学生无法深入了解自己在学习过程中存在的问题及制约学习效率的因素，教师也无法从系统中获取学生的学习状况。因此，本文在深入研究云理论的基础上，将云模型引入智能教学系统的应用研究中弥补不足，实现学生、教师及智能教学系统三者间的有效互动。
1基于云理论的评估方法
在许多应用领域中，定性评价一直都受到人们的广泛关注，如：评价学生成绩、评估复杂工程等[1]。在教学系统中，只有通过对学生的学习质量进行定性评价，才能使学生清楚地了解到自己掌握知识的程度，这种评价既可以提高学生的学习积极性，也可以检验教学质量，因此具有重要的理论和实际意义。90年代初，人们提出了以云模型为核心的云理论，它是一种定性语言值与定量数值之间转换的重要方法。利用云模型构建学习质量评估模型，能有效地对学生的成绩进行软划分，实现模糊分类，提高评估的信任度，所以云理论为评价学习质量模型提供了一个新的视野和角度。
目前，云模型已经被广泛的应用于复杂系统，如C41SR系统、电子产品、军事电子信息系统等的综合性能和效能评估中[2-3]。针对评估中的定性变量与定量变量具有的不同特征，应采用不同方向、不同种类的云模型进行处理。在具有多层次和多目标的智能教学系统中，学习质量的评价往往涉及多种因素，单纯使用传统的数学模型很难准确、完整地实现评估，因此，将云理论引入学习质量评价模型以改善现有评价方法的不足很有必要。
1.1正态云的普适性
云模型把随机性和模糊性结合起来，并揭示了两者内在的关联性。其中，正态分布的云模型体现了概念的不确定性，该模型具有普遍适用性，直接或简单地对定性与定量进行了相互转换，并将正态云的普适性应用于学习质量的评价方法中。
从正态云的数学性质可知，云滴构成的随机变量X的期望为：eX=ex；方差为：。因此，满足正态分布的前提条件是：若干个独立的、微小的随机因素，这些因素之间单独的作用较小，而且相对均匀，那么这一现象可以近似地看作是正态分布[4]。依据上述条件我们很容易判断出X的随机分布并不是一个正态分布。然而，在许多情况下，影响结果的各因素中，往往是作用比较突出的某一种或几种因素，这些因素之间又存在着关联性。在这种情况下，若简单地利用正态分布来分析，难以真实地反映客观情况。鉴于上述问题，正态云提供了超熵He，用于弱化形成正态分布的条件。
产生泛正态分布的条件不像正态分布要求那么严格，因此在实际研究应用中，虽然将许多情况近似地看成是正态分布进行处理，但它并不一定会符合正态分布的产生条件，这种泛正态反而更接近客观实际，也就是泛正态的普适性意义比正态分布更广泛，当He=0时，云X分布将变为正态分布。另外，正态云云滴的概率密度函数是固定的，它与数字特征没有任何关系。以上描述对用语言值表示的任何概念具有不同的含义，在论域空间中的分布和物理意义也不同，并且所有云滴的表现在[0,1]区间上也有着不同的确定度。正态分布的普适性与钟形隶属函数的普适性，共同奠定了正态云模型普适性的理论基础[5]。
1.2云模型概念的不确定性
在智能教学系统中，学生学习质量评价所涉及到的内容较多，评价指标的描述大多使用定性自然语言，具有较强的模糊性和随机性，因此在传统模糊数学和概率统计的基础上，提出了定性定量互换模型，即云模型，它实现了定性定量之间的转换。现有的学习评价方法主要是针对所考核对象的成绩进行划分，并且根据一定的规则制定分数线，对学生不同层次的等级划分采用的是硬化分方式，这种硬划分主观性较强，而采用云模型对学习质量进行评价，会有更好的实用性实效性。
不确定性的研究方法有很多种，其中，概率理论是最成熟的一种方法，它是从事件发生的必然性与偶然性出发，从不同的视图研究不确定性，具有明显的约束边界条件和切入点，更有利于对问题的深入研究[6]。同时，自然语言中概念是定性的，所以对自然语言中概念的不确定性理解，不一定必须要从其随机性和模糊性的角度去进行分类。反之，更为重要的是要构建一个定性概念与定量描述之间不确定性的转换模型，用概念的方法对量的不确定性进行转换，使得其更真实，更具普遍性。
1.3云变换
每个云滴是定性概念C映射到数域空间中的一个点，也就是说云滴实现了一次量化。在学习质量评价模型中，我们把学生的每一次测试成绩看作是一个云滴，从一个云滴我们并不能看出什么，但是有一群的云滴就能很方便地研究。因此，我们把学生多次的测试成绩形成云滴群，越为集中的云滴被考虑到的可能性越大，比较离散的云滴可能会被忽略。经统计分析，对于论域U中定性概念C有贡献的云滴，主要落在区域[ex-3en，ex+3en]，在这个区域的云滴贡献率为99.74%，因此[ex-3en，ex+3en]以外的云滴，对定性概念的贡献可以忽略，这就是所谓的正态云的“3en规则”。
云变换算法如下：
Step1：输入:属性X的数据集合D；
Step2：变换允许的误差值。
Step3：输出:n个离散的概念()
1.4隶属概念的判定
云理论表示了定性概念的不确定性，概念集合C可由论域上的基本概念组成，也就是将概念集合C表示为C{，，…，}，其中是云理论表示的基本概念。各概念之间的区分允许有一定的交接；然后再去判定所有的属性值，最终根据隶属度计算判断所属的概念。应用于智能教学系统的学生学习质量评价模型中，利用隶属概念判定可以在属性值中求得学生的前几次测试平均成绩，每一个平均成绩隶属于概念云模型，实现了具有模糊性和不确定性的等级划分。
隶属概念判定的两种方法是随机判定法和极大判定法。随机判定法是依据属性值对概念集中的所有概念隶属程度的比例关系，从隶属程度大的前几名中随机地选择隶属概念。而极大判定法是根据属性值对概念集中的所有概念隶属程度的大小，从中选取最大隶属程度的概念作为隶属概念。其中，极大判定法算法对累加方式进行了改进，该算法避免了事物可能被判定为较小的隶属度概念的缺陷。
2构建学生学习质量评价模型
利用云模型构建的学习质量评价模型，能够对学生在某阶段某课程的平均成绩进行处理，并挖掘其中有价值的信息，如学生的发挥水平，学生的心理素质，学生对课程知识的掌握程度等，以解决评价中的不确定性和动态性，进一步依据这些数据对应调整教学策略，以期达到更好的教学效果。具体的评价模型描述如下。
Step1：利用了前期的历史数据，得到能将学生对知识掌握程度进行定性描述的定性概念ai，选取一定量的测试成绩作训练数据，采用云变换算法对这些数据进行处理，得出知识掌握程度的定性概念。
Step2：将作为云滴的测试成绩看作近似的正态分布，然后利用逆向正态云发生器得到正态云概念，反映出学生的心理素质和发挥的稳定性。其中en和He越大，则表示学生心理素质和发挥稳定性较差。
Step3：利用隶属度的极大判定算法，将得到的若干个正态云模型分别输入X条件云发生器，确定学生测试成绩相对应的定性概念ai和隶属度，体现出学生对知识的掌握程度。
Step4：依次循环，求得学生每次成绩所对应的定性概念ai，最终实现了对学生学习质量的等级划分。
3实验与分析
本实验采用提出的云理论评价模型针对山东省某学院某班级学生高等数学学习质量进行定性评价。首先从该校学生中随机选取1000名学生的高等数学平时测试成绩，然后对其进行云变换算法处理。a1、a2、a3、a4、a5这5个概念是对课程知识掌握程度的定性描述。我们把每个学生最近12次的测试成绩作为云滴，取课程测试成绩的定义域为(25,100)，然后利用逆向正态云发生器，得出每个学生成绩所对应的正态云模型如表1所示。
从表1中可以看出学生学习质量对应正态云模型的数字特征。数字特征en和He偏大的学生分数较高，但也可能存在心理素质或其他因素的原因，导致发挥并不稳定；相比之下，有些学生成绩偏低，但也可能发挥比较稳定。最后根据模型计算出每个学生测试成绩对应定性概念a1、a2、a3、a4、a5的隶属度。在此利用了正态云模型的“3规则”，优先考虑了对隶属云贡献大的云滴，然后利用隶属度极大判定算法得到所对应的概念结果，如表2所示。
由表2可以看出学生对课程知识的掌握程度，例如，对应概念为a5的学生，表明对课程知识的掌握程度很好；而对应概念为a3的学生，则表明对课程知识的掌握程度一般。由实验结果分析可以看出，在实际应用中，利用云模型构建评价模型计算得出的隶属概念，体现了一定随机性和模糊性，实现了对智能教学系统中学生学习成绩的软划分，给出了更加符合实际的学生认知能力和掌握知识程度的客观评价。
4结语
智能教学系统中传统的学生学习质量评价方法采用硬性等级划分，没有考虑成绩的不确定性，而云模型是一个善于解决不确定性问题的方法。因此本文提出基于云模型理论构建智能教学系统中学生学习质量的评价方法，从直观的概念去理解成绩，摆脱了传统的“一刀切”的硬性划分，实现了对学生成绩的软划分。这种方法不仅可以反映出学生对所学知识点的掌握程度，同时还能反映出学生学习知识点时发挥稳定性、心理素质等情况。
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anevaluationapproachofStudentLearningQualityinintelligenttutoringSystemBasedonCloudmodel
LiULizhen,wanGXuren,LiUJie,HUanGXiangyang,wanGwansen
(Collegeofinformationengineering,CapitalnormalUniversity,Beijing100089,China)
生态工程的概念篇10
关键词：文化衍生产品；文化形象设计；产品设计；文化创作；手工艺设计；系统设计
中图分类号：J50文献标识码：a
随着改革开放的进一步深入，我国制造业占国民生产总值比重已超过三分之一，占工业企业工业增加值70%以上，成为世界重要的制造大国。但是，我们必须清醒地看到，我国虽有不少产品产量已居世界前列，但产品创新带来的附加价值极低；我们挣的是廉价劳动力的血汗钱。产品创新是提高制造业价值的重要手段，它包含技术创新和设计创新两方面内容；文化创新则是设计创新的核心内容。现代西方发达国家普遍重视中国雄厚的传统文化宝藏，认为后工业时代中国将逐渐成为世界的主流。如果说前一轮国际竞争是一场以技术创新为主知识产权大战的话，那么现在美国、日本及欧洲发达国家有计划、有目的地研究我国的传统文化，正昭示着另一场以文化创新为主的知识产权大战已拉开序幕。文化创新将是我国制造业转型升级的必经之路。如果说现代工业产品制造业主要满足人们生产和生活的物质需求，那么文化衍生产品制造业主要满足人们生产和生活的精神需求。因此，文化衍生产品开发是我国未来制造业的热点。
一、文化衍生产品概念界定
文化衍生产品是文化产业与制造业融合的产物，是文化产业存在和发展的重要经济基础，也是现代制造业的重要内容。文化衍生产品是满足消费者精神需要的物化产品形态，是记载人类文明成果的物质形态和传播科学文化知识的媒介，是具有特定文化含量的消费品。从文化衍生产品所具有的精神属性的意义上说，现代文化衍生产品制造业是在社会发展到一定程度，可以满足生产力的发展、人们社会物质需求的情况下出现的，是在社会物质生产和精神生产融合的基础上出现并发展起来的。
（一）文化衍生产品与文化的关系
文化衍生产品是服务于文化产业的。换言之，文化衍生产品是对文化的一种表达，是通过对文化的不同特征的解构后产生的一种新的物化的文化产品形态。文化是文化衍生产品形成的必要条件，文化衍生产品是基于一定的文化背景借助现代制造技术才能得以形成的。这里的文化是指一个群体（可以是国家，也可以是民族、企业、家族）在一定时期内形成的思想、理念、行为、风俗、习惯、代表人物及由这个群体整体意识所显现出来的一切生产和生活活动。2008年奥运会期间，吉祥物“福娃”将中国文化很好地展现给了世界。首先是对中国传统文化符号的传播。造型方面将鱼、大熊猫、藏羚羊以及燕子等中国传统文化符号运用到形象设计中，以中国独有的方式向世界传递祝福。其次是对中国风俗文化和语言文化的传播。每个娃娃都有一个朗朗上口的名字：“贝贝”、“晶晶”、“欢炊”、“迎迎”和“妮妮”。在中国，叠音名字是孩子纯真表达事物的方式。谐音是大家含蓄表示美好愿望的方式。当把五个娃娃的名字连在一起，就能读出“北京欢迎您”的寓意。
（二）文化衍生产品与传统手工艺品的关系
文化衍生产品是由文化衍生出的主要用以满足消费者精神需求的。文化衍生产品源于传统文化（含传统手工艺）但又不同于传统手工艺品。传统手工艺品是传统文化物化的表现。工业社会之前的手工艺品是指当时劳动者为生计，就地取材，以手工生产为主的生产工具和生活用具。当今，传统生产和生活必需的工具与用具渐渐丧失其实用性，变成人们缅怀传统文化的精神消费品。文化衍生产品是根据不同地域，不同民族的文化所形成的以机械化批量生产为主要手段的现代工艺产品，主要满足消费者的精神需求。文化衍生产品与传统手工艺品是相互影响，相互促进的。不管是传统手工艺品还是文化衍生产品都不是纯艺术现象，它们服务于民众，并都代表了其区域或族群文化的风格特色。
二、文化衍生产品与现代工业产品开发设计过程的异同
（一）现代工业产品开发过程概述
现代工业产品开发设计又称为产品系统设计。现代工业产品是工业革命之后机械化大批量生产的生产工具和生活用具。产品系统设计是现代工业设计理论的重要组成部分，是工业设计与其他学科相互渗透、融合、吸纳而成的新的分支。它继承了传统手工艺“设计、制造和使用紧密结合”的优良传统，将现代工业产品当作一个整体的系统，加以认识和研究，从全局出发将各组成部分看作是子系统或要素，通过整合，建立起相互之间有机联系以及系统与外界之间的有机关系。一个完整的产品系统设计由产品概念设计、产品造型设计、产品工艺设计和产品商品化设计四部分组成，是由工业设计师、工程师和市场销售人员协同完成的系统工作（如图1所示）。产品概念设计和产品造型设计是产品形象设计的核心工作，是工业设计师的主要工作，其具体过程一般包括产品调研、设计定位、方案构思、结构设计、标识设计、产品原型（样品）制作、人机分析、材料与工艺分析、产品价值工程分析等。
产品概念设计是指从分析用户需求、现有技术、人为因素到形成产品概念的全过程。产品概念设计的首要任务是产品调研，产品调研是收集产品创新元素的过程，是最终确定未来产品文化价值和经济价值所在的过程，它包括：产品市场调研、消费者调研、技术调研、人机调研、造型规律调研、法律法规调研等。因此，产品调研是产品产品概念形成的重要途径。
产品造型设计是工业设计师在遵循实用、经济、美观、舒适安全、绿色、文化认同等美学原则的基础上，按照产品定位的既定目标对产品的形态、结构、色彩、材料等方面进行全面设计的过程。它包括：产品造型方案设计、色彩与标识设计、产品结构设计、产品原型制作、产品人机分析、产品材料与工艺分析、产品价值工程分析等几部分。
产品工艺设计是产品批量化生产之前的技术预演，是产品系统工程的关键过程。产品工艺设计由产品结构工程师和制造工艺工程师（包括技师）领衔，依据产品造型设计定案，确定产品零部件逻辑关系，设计专用件制造工艺，组织零部件装配工艺等。期间，工业设计师配合工程人员，负责设计意图的解释和造型设计方案的进一步完善。
产品商品化设计是产品批量化生产之前的市场预演，是产品实现商品化的关键过程。由于社会分工和艺术门类设计学科的发展，工业设计师不再包揽产品商品化设计工作。产品商品化设计主要由艺术设计师负责。他们遵循企业形象规范，依据销售人员的市场信息，对产品包装、广告、服务等精心设计，以平面、立体，数字多媒体等形式向消费者展销商品。
（二）文化衍生产品开发过程概述
文化衍生产品开发设计同样是一个系统设计过程，一般分为文化形象设计和衍生产品设计两大部分（见图2）。
1文化形象设计
文化形象设计是对所要表现文化进行综合归纳，并以图形、符号、形态等可视化的方式展示的过程。文化形象设计分为文化概念设计和文化形象可视化设计两大部分。其中，文化概念设计是文化形象可视化设计的基础，是文化形象可视化设计所要表达的主要内容。
文化概念设计由文化概念调研和文化概念定位两过程组成。文化概念调研主要包括文化现象调研和消费群体调研两方面内容。文化现象调研是文化概念调研的核心工作，是文化概念定位的重要依据，决定后期文化衍生产品开发设计的正确方向。文化现象调研运用科学的研究方法，对研究对象所体现出的各种文化现象进行收集和整理，了解其形成和发展的自然和社会基础，把握其各种表现特征和运行规律。消费群体调研是对不同层次消费者对所研究文化的消费观念、消费行为和消费心理特征的调查研究，是后期文化衍生产品开发设计市场可行性的科学依据。文化概念定位是在文化概念调研的基础上对所要表现文化的总结和概括，是文化衍生产品开发设计的根本出发点。
文化形象可视化设计是文化概念的视觉传达设计。文化形象即文化概念在人们心目中的意象（文化原形），可以是现实事物的夸张变形（如动物、植物、生活用品等），也可以是人为事物的抽象形态（如神像、圣物、吉祥物等）。面对一种文化，人们心中会有丰富多彩的意象。为此，文化形象可视化设计造型要素的选择必须符合文化概念定位，表达大家都能接受的文化意象。文化形象可视化设计主要通过夸张、联想、变形、拟人等手法进行设计表现。其中“拟人化”的表现手法在现代文化形象可视化设计中最为重要。在设计创造过程中，拟人化的形态具有了一些人的基本特征，更容易在形态上赋予人的情感，给人以似曾相识亲切感，容易得到大众的认同。文化形象可视化设计应尽可能地简洁。使后期开发设计的文化衍生产品适应机械化大批量生产的需求。文化形象可视化设计的具体过程如下：
（1）充分了解文化原形的特征。对文化历史、表象、内涵等诸方面加以综合归纳，得出原形与该文化概念的最佳契合点。
（2）通过夸张、变形、拟人等艺术手法设计出文化形象的基本形态。文化原形应造型简洁、个性突出、色彩鲜艳、动作神态丰富，视觉冲击力强。
（3）根据已定的文化原形方案进行衍生形象设计，完善文化形象体系。如：丰富其形象的动作神态，增添不同的性格特征，又或者是将其衍生成为家族形式等。
2衍生产品设计
衍生产品设计是把文化可视化形象融入礼品、纪念品、玩具、用品等物品形态的过程，是文化产业商业化的重要途径。衍生产品设计包括产品载体选择和产品造型设计两个重要过程。产品载体选择即衍生产品概念设计过程，是设计师在文化概念定位和形象设计的基础上，选择某一产品作为文化形象载体的过程。对所有备选产品的调研、定位及后期的造型设计过程与现代工业产品系统设计过程相似。
（三）文化衍生产品与一般工业产品开发设计过程的联系与区别
文化衍生产品制造行业作为现代制造业的重要组成部分，必须遵循现代工业产品开发设计的一般规律，自然离不开产品系统设计理论的指导。文化衍生产品设计只是比现代工业产品设计更大的一个系统，即在产品内部系统设计之外还兼顾文化形象设计的系统。
文化衍生产品与现代工业产品开发设计的区别主要表现为两个方面。一方面，在保证产品实用功能的前提下，文化衍生产品开发更加注重产品的精神功能开发。创新设计则侧重于产品外观造型的艺术设计；而现代工业产品开发设计则更为注重产品的实用功能开发，体现科学技术与文化艺术良好结合的精神功能，创新设计侧重于产品结构和人机界面的优化设计。另一方面，文化衍生产品开发设计系统由文化形象设计和衍生产品设计两个子系统组成；而现代工业产品开发则是对既定的产品系统进行开发设计。
三、文化衍生产品开发设计的核心工作
（一）文化衍生产品对文化概念的合理演绎
文化衍生产品是文化概念的物化表现，坚持产品形象对文化形象的正确表述。文化衍生产品设计是系统设计过程。必须保证各个环节运行的内在序列，这是由系统理论的基本属性决定的。没有对纷繁复杂的文化现象和形形的消费群体进行深入调研，就不可能形成较为全面和准确的文化概念。不从文化概念出发，文化形象设计就无法保证其科学性和合理性，文化形象就很难被大众所接受。文化衍生产品形态构思不以文化形象为原形，形态转换就无从下手且不知所终。因此，文化产业绝不是单纯的文化艺术现象，是一个较为庞大的社会系统工程。
文化衍生产品又是文化概念的再次升华，坚持产品形象对文化形象的必要创新。文化是特定人群生产和生活过程中形成的共同规范，引导并约束着新人的思维和行为方式；新人们根据自然与社会的变化，又不断地传承和发展着该文化。因此，文化形象设计结果基本符合文化概念定位的同时，又不能完全拘泥于传统的观念和形式。全球化与信息化促进了文化的交流，大家需要彼此交流的平台。文化的认同和交融，使民族化和国际化不再是水火不容的冤家。充分认识本土传统文化的魅力，发挥中国悠久传统文化的优势；冷静面对东西方文化的差异，深入分析东西方文化的共性与个性，科学地解决文化差异带来的矛盾，做好东西方文化的融合，给中国文化注入新的活力。从文化概念入手，文化衍生产品可以借鉴“国际化”的设计风格和现代文化理念来进行造型设计。意大利设计师阿莱西对文化形象产品——清宫木偶设计，遵循清宫人物的基本形制，概括和简化文化概念，对人物的形状、比例和色彩进行大胆的抽象和变形，最终取得巨大的成果。
（二）文化衍生产品材料与工艺的科学选择
材料与工艺的选择直接影响着文化形象和产品形象设计效果的表现。有些材料和工艺本身就具有特殊的文化内涵，在文化衍生产品设计时须充分兼顾这些特质。文化衍生产品设计既要兼顾产品对传统材料与工艺文化的传承，又要避免替代材料与工艺带来的文化冲突。旅游景区商铺中，粗制滥造、以次充好的纪念品问题往往出在材料与工艺的文化表述。现代文化衍生产品设计中，对材质的恰当表现能够与人的心理产生一种心灵呼应的感觉。不同的材料和加工工艺对使用者的视觉和触觉感受是不尽相同的，同时不同的消费者又有着不同的爱好倾向、心理需求和安全需求。如女性喜欢钻石般晶莹剔透的、男性喜欢青铜般雄浑厚实的材质等。当产品使用对象为儿童时，为保证儿童使用的人身安全，必须充分研究儿童的人体机能；产品材料就应该避免使用坚硬、易碎的材料（如：玻璃、金属等），选用柔韧、无毒、不易滋生细菌的材料（如：布艺、橡胶等）。设计师必须充分了解选材的物理化学、人体感觉、机械加工等特性，将产品造型尺度控制在材料各项性能的有效承受范围内，并合理选择产品结构和表面处理工艺。
从设计到市场，还有制造和销售的环节。文化衍生产品在生产运营方面所体现出来的是以现代工业生产效率、产品规模、生产组织、品质管理和市场销售为形式的文化产业。材料与工艺决定产品的生产成本，材料与工艺的选择最终影响着产品制造和商品化的可行性。不同的材料对应不同的加工工艺，不同的加工工艺又决定着产品批量化生产形式。既然文化衍生产品主要是满足大众精神需求的产品，那么面对大众多样化的个性需求产品开发设计也必须表现出多样化。为此，柔性生产方式应该是文化衍生产品生产的首选。柔性生产方式是相对刚性生产方式而言的。刚性生产方式是指机械化自动流水线生产方式，它只能满足单一产品的生产。它的物流、信息流基本上是串行的，即必须按经营、管理、设计、制造的流程一步一步地运作。尽管流水线生产效率很高，但整个工厂运作效率并非很高。某个部门工作脱节往往会影响整个生产。柔性生产方式是在信息技术（计算机技术、网络技术）基础上，以合理的设备配置和系统优化去适应产品多样化的生产方式。它的物流、信息流基本上是并行的。它不排挤传统手工艺和机械加工工艺，不迷信电子加工工艺。追求以有限的投入创造更高的经济效益为目的。尽管流水线生产效率不如刚性生产方式那么高，但整个工厂运作效率很高，产品的市场适应性很强。如南京云锦材料——金线体现特有的金箔文化、纺织工艺体现特有的云锦手工艺文化，在其文化衍生产品——领带批量生产的过程中上就巧妙地掺入部分云锦手工艺、较好地体现了南京金箔和云锦文化。