物联网工程概念篇1
本课的学习对象是小学五年级学生，这个年龄段的学生生性活泼、好奇心强，观察和分析能力较中年级时有了很大的提高，对事物的认知正逐步从形象思维向抽象思维过渡。具备了一定的合作学习能力，恰到好处的分工合作，能让每一位学生在合作中凸显自己的作用，感受自己存在的价值，在合作中体会团队的力量，领会组内互助的意义。
21世纪以来，互联网迅猛发展，五年级的学生一直在互联网环境中成长，对互联网的学习、娱乐、交流等功能有一定的体会。虽然物联网是一个全新的概念，但在日常生活中，学生都或多或少地接触过物联网，如运用手机“我查查”比价等，却不知道这就是物联网的应用，这些体验都将有助于学生理解物联网的概念。
教材分析
“走近物联网”是苏科版小学信息技术拓展模块iii“物联网技术”学习单元的起始课。本节课主要学习内容有：①物联网概念：通过电子传感器、电子标签、摄像头等设备，将所有物品和互联网相连，实现物物相连，以方便识别、管理和控制；②物联网特征：全面感知、可靠传输、智能处理；③物联网应用：广泛应用于智能家居、智能安防、智能医疗、智能交通等各个领域。这三个学习内容层层递进，环环相扣。
教学目标
知识与技能目标：了解物联网的概念；能描述物联网的基本特征，如全面感知、可靠传输、智能处理；能体会生活中常见的物联网应用，如“我查查”、智能摄像头等。
过程与方法目标：在理解物联网特征的过程中，体会实验―分析―理解的学习方法。体会“分工”和“协作”，感受合作的意义和团队的力量。
情感态度与价值观目标：在“体验物联网生活”的过程中，感受物联网生活带来的便捷。
教学重点、难点
重点：物联网概念及应用。
难点：物联网的基本特征。
教学策略
“物联网”对学生而言，是一个全新的概念，概念的建构需要一步步累积，从表层到内涵逐步丰富。在了解其基本含义的基础上，才能理解其特征，领会其应用。概念、特征、应用三个学习内容属于层层递进的关系，所以设计了层层递进的（初步感知，认识物联网―动手实践，理解物联网―智慧生活，体验物联网―畅想未来，展望物联网―思维导图，总结物联网）的学习过程，让学生经历远观―近瞧―进入―展望―总结的学习过程，让学生在做中学，学中思，真正创设“以学生为中心”的学习情境。
教学预设
1.课前谈话，回顾互联网
师：同学们，你们用过互联网吗？用互联网做什么呢？
生：查资料、玩游戏、上QQ……
师：你的父母用互联网做什么呢？
生：工作、购物、聊天……
师：互联网为我们提供了虚拟的学习和娱乐的空间，实现了人与人之间零距离的沟通。
设计意图：熟悉而又感兴趣的话题，容易激起学生的共鸣，使之产生愉悦的情感体验。用上网这个话题进行简单的课前谈话，活跃气氛，让学生以饱满的热情投入到学习中来。而互联网又是物联网的基础，谈论这个话题又为物联网的学习作好铺垫。
2.初步感知，认识物联网
师：你们想知道老师最近用互联网做什么了吗？
活动1：远程监控，感受物联网。
远程互动：将手机屏幕投射到学生机屏幕上，在手机上打开“小蚁摄像头”程序，远程连接，介绍这是老师的家，和家里的人打招呼……
师：老师用互联网做什么了？（远程视频、远程监控）是的，那老师家里肯定有个什么设备？（智能摄像头）对，它就是我的千里眼和顺风耳，我可以通过互联网，随时查看家里的情况，不用担心安全问题。手机，就是我的另一个智能大脑。老师刚才已经用互联网实现了一个新的领域的应用，这个领域叫物联网。今天，就让我们一起走近物联网的世界：①看到“物联网”这个名字，你感觉是个什么样的网？②物联网的英文是internetofthings（iot），看到这个英文名，你能判断出物联网中的“物”通过什么相连的？
设计意图：远程监控在家庭中还未普及，学生的知晓率还不高，用手机远程连接智能摄像头进行场内外互动，有效激发了学生的兴趣，同时和后面学习“物联网的特征”遥相呼应。“物联网”这个概念，对学生而言是陌生的，但“互联网”却是非常熟悉的，此处采用知识迁移引导学生根据中文名猜想“物联网是物物相连的网络”，再根据英文名判断通过“互联网”相连，初步建构物联网的概念。
活动2：视频学习，了解物联网。
师：这些物是怎样连入互联网的呢？请大家，边看边思考以下问题（如上页图1）。
①智能空调为什么能感受到人的移动？（安装了红外传感器和超声波传感器）
②智能冰箱为什么通过显示屏就可以知道冰箱里的库存食物？（食物上有电子标签）
③怎么知道产品的产地、价格等信息？（二维码和条形码）
师：老师的家是通过什么连入互联网，让老师的手机可以看到家里的情况？（摄像头）
小结，完善物联网概念：通过电子传感器、电子标签、二维码、条形码、摄像头等设备，将所有物品与互联网相连，实现物物相连，以方便识别、管理和控制。
设计意图：物联网中的“物”是智能的物，通过观看微视频，帮助学生理解正是电子传感器、电子标签、二维码、条形码等才使得这些物“拥有理解和传输信息的能力”，从而成为智能的物，再回顾远程监控的应用，进一步充实“物”的概念，理解物联网的目的是为了方便识别、管理和控制（如上页图2）。
3.动手实践，理解物联网
师：这些物体是如何进行识别、管理和控制的呢？我们通过实验来体会一下。
活动3：小组合作，理解物联网特征。
①指导实验，明确步骤。
实验分三步走。第一步，在组长的带领下，对照实验学习单了解实验内容，认识实验器材；第二步，根据实验学习单，分工做好实验准备；第三步，教师设置关联，合作完成实验过程，填写实验结果（如图3）。
②分组活动，感受物联网工作过程。
③分组汇报：实验内容、结果。
④引导类比：物联网的工作过程相当于一个人在智慧地处理问题（如图4）。
⑤总结特征：全面感知、可靠传输、智能处理。
设计意图：初步感知物联网后，学生对物联网的认识仅仅停留在概念层面，还不能理解物联网的本质。借助于实验，让学生亲身体验物联网“感知―传输―处理”的工作过程，再将其与“人处理信息的过程”进行类比，得出物联网“全面感知、可靠传输、智能处理”三个基本特征，变抽象为形象，从而深刻理解物联网的工作过程。
4.智慧生活，体验物联网
活动4：线上体验，交流感受。
师：物联网生活是什么样的呢？打开桌面上的“物联网智慧生活线上体验馆”（http：///jiajuanquan.aspx）快捷方式，一起体验物联网开启的智慧生活。
小组自由选择5个体验主题中的一个，体验要求：
①在选定的主题下，组内成员选择不同的场景体验。
②组内交流：说说你体验了什么场景。
③全班交流：小组推荐一名组员说说你们组认为最智慧的场景。
设计意图：智慧的物联网生活还没有普及，学生生活中的体验尚少，不能对物联网形成一个整体的认识，感受不到物联网生活带来的便捷。线上体验馆提供了5个主题多个场景的体验，让学生选择自己喜欢的场景进行体验，并进行组内交流、小组汇报，全面感受物联网给生活带来的巨大变化。再由线上到线下，感受物联网已悄然进入我们的生活。
5.畅想未来，展望物联网
师：如果你是物联网工程师，你最想做的事是什么？（播放视频）10年、20年以后，物联网下的我们会怎么生活呢？老师从你们的惊讶声中听出了你们对物联网生活的期待，而老师更对你们充满了期待。因为我坚信未来在你们手中，未来由你们掌控，老师期待智慧的你们，能为大家创造出更智慧的生活方式。
设计意图：心中有蓝图，天地更宽阔。让学生满怀憧憬，并朝这个方向努力，着眼于学生的终身发展。再通过未来物联网生活视频的播放，让学生深度感受“物联网”给人们生活带来的便捷，进一步激发学生学好“物联网”的决心。
6.思维导图，总结物联网
师总结：用思维导图理清物联网的概念、特征、应用和前景（如图5）。
设计意图：思维导图可以让学生迅速产生“头脑风暴”般的体验，将本节课的学习内容迅速串联起来，理清物联网的相关知识，并内化知识。
点评
本课是一节以陈述性技术知识为主的信息技术课。陈述性技术知识虽然在小学信息技术课中所占比例不大，却是信息技术教学的一个难点。就“走近物联网”这一课而言，往往采用“讲授―复述”的方法来向学生讲解物联网相关的概念和应用，并没有关注学生是否真正理解，导致的结果就是学生不是“走近”物联网，而是离“物联网”越来越远。为了克服以往陈述性技术知识教学中的不足，帮助学生在充分理解的基础上掌握物联网的知识，执教教师做了多方面的尝试：
一是巧用微视频，解读抽象概念。微视频作为一种可以有效呈现教学内容的媒体形式，有着强烈的视觉冲击效果，有利于学生对复杂知识的理解。物联网中的物是如何连入互联网的呢？执教教师精心剪辑了一段介绍物联网的微视频，学生带着问题看完视频后，在交流汇报的过程中充实了“物”的概念，逐步理解物联网中的“物”是智能的物，从而完成知识的建构。
二是开展体验活动，深化概念理解。人类获取知识的途径主要有直接获取和间接获取，通过实验器材让学生从自身感官直接获取知识，是人与生俱来的技能，更能引起学生的学习兴趣。执教教师精选“海尔SmartCare智能家居套装系统”让学生体验、感受物联网的“感知―传输―处理”工作过程，帮助学生进一步理解物联网。在此基础上，借助“物联网智慧生活线上体验馆”，让学生选择自己喜欢的场景进行体验，全面感受物联网给生活带来的巨大变化。
物联网工程概念篇2
短短一个月，“物联网”这一概念就以“迅雷不及掩耳之势”横扫国内科技市场，并在业界广为传播。
9月14日，《it时代周刊》从工信部得到消息，我国物联网标准体系已经形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案也已经被采纳。这是9月11日工信部副部长奚国华在北京召开的“传感器网络标准工作组成立大会暨‘感知中国’高峰论坛”上，指出要力争主导制订传感网国际标准后，我国在物联网标准制订上的一大进展。
最近一段时间，从中央政府到各大企业单位，都把“物联网”的发展提上日程，并一再指出其重要性，物联网概念股更是借此浪潮一跃而上。一时之间，物联网被各大媒体捧上头条，有媒体更是将其称之为“继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮”。
突然而来的过度热捧不免令人思索，物联网是即将到来的又一场新兴科技革命，还是业界对其的一度炒作?物联网离人们的生活到底有多远?
炙手可热
公开资料显示，物联网又叫传感网，该概念最先在1999年由美国人提出。它真正走入人们视线是今年年初在美国总统奥巴马就职后的一次圆桌会议上，奥巴马将“物联网”和“新能源”列为振兴经济的两大武器。
今年8月7日，总理在视察中指出，应加强对物联网发展的重视度，并对我国物联网的建设提出建议。从那时开始，物联网概念开始真正走红。8月24日，中国移动总裁王建宙在访台的演讲上也提及“物联网”，并阐释了不久的将来，物联网对人们生活的重大影响。
在一个又一个重量级人物以及企业的高度关注下，物联网一词开始被业界真正认识。对于物联网的概念，王建宙的解释可能更容易让人理解，“物联网时代的冰箱、彩电等家电产品，都可以用手机控制。例如在家电上安装传感器，就可以用手机通过网络进行操控；其次，诸如远程抄表、物流运输、移动poS等应用。结合云计算，物联网将可以有更多元的应用。”
业界专家指出，王建宙的描述是一个理想状态，物联网的最终目的是让设备与网络连接在一起，为人们进行智能服务。其实早在几年前，涉及物联网概念的科技产品就已经出现了。比如，现在应用很广泛的商品条形码、RFiD等等，都是利用射频技术，通过感应物体上植入的芯片来获知具体信息。只不过近几年“物联网”一词的出现又被赋予了更为广泛的含义。
在如今的科技时代，人与人之间的连通已经极为普遍，人与物、物与物的信息传递就成了未来科技发展的必然趋势。之所以这一词汇被业界热捧，原因在于市场所描绘的其背后的巨大市场。
本刊记者从工信部的内部材料中看到，随着传感器、软件、网络等关键技术的迅猛发展，传感网产业规模正在快速增长，物联网将成为继互联网之后的又一高科技市场，市场前景十分广阔。美国市场研究公司Forrester预测，到2020年，世界上“物物互联”的业务跟人与人通信的业务比例将达到30:1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿美元级的通信业务。
正是因为这个巨大的产业数字，市场上刮起一阵“物联网”的狂潮。对此，有专家预测10年内物联网就可能大规模普及，甚至还有人放言，“如果物联网全部构成，其产业要比互联网大30倍!”
在一系列的炒作和追捧下，物联网概念股也随之大幅攀升。在“感知中国”高峰论坛召开后的一周时间内，a股有不少个股连续走出涨停行情，原因就是市场认为它们具有最近备受热捧的“物联网”概念。
企业的追随和热捧
不仅受到中央政府以及有关部门的重视，物联网的相关产品俨然已经出现在各大企业的产品名单中，并开始了大力推广。
在今年的通信展上，“物联网”无疑成了展会上的新星。中国移动的“物联网”展位上首次展出有关业务，物流信息化、企业一卡通、公交视频等一系列主题，“这些都是物联网概念下的业务分支”，该展台的一位中国移动员工特意强调了“物联网”一词。此外，中国电信、中国联通展区内的部分产品也涉及到“物联网”概念。
物联网之所以受到各大电信运营商的青睐，离不开王建宙的大力鼓吹。这位中国的电信运营商老大在多个公共和私下场合对外表示。“物联网将会成为中国移动未来发展的重点。”此前。中央领导曾指出“要把传感系统和3G中的tD技术结合起来”。
王建宙将3G网络定义为物联网信息传送的有效平台。为做好物联网在通信领域中普及的准备，王建宙还表示将会邀请台湾生产RFiD(无线射频识别)、传感器和条形码的厂商，共同研发物联网终端产品。
不仅如此，不少科技公司也趁机赶来凑热闹。9月14日，iBm宣布推出全新的webSphereSensorevents软件。本刊记者从iBm大中华区相关部门了解到，该软件可以从“物联网”世界中数百万个彼此互联互通的传感器上提取可用的业务信息。iBm传感器解决方案部副总裁martinwildberger表示，“客户可以对大量传感器数据进行收集和分析，获取快速响应瞬息万变的市场所需的业务可视化能力。”
目前，我国国内市场对传感网产品的需求的确增长明显。相关信息显示，前不久，仅浦东机场安装防入侵系统直接采购传感网产品的金额，就已达到4000万元，加上配件共5000万元。“按照这种态势，如果全国近200家民用机场都安装该系统，仅机场一个项目就将产生上百亿元的市场规模。”一位传感网软件生产商说。
经国家标准化管理委员会批准，9月11日全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组。该工作组聚集了中国科学院、中国移动等国内传感网主要的技术研究和应用单位，将致力于传感网标准制订工作，目的就在于通过标准化为产业发展奠定坚实技术基础。
是炒作还是憧憬?
有了中央领导人的关注，政府部门的支持，以及明星企业们的推动，物联网发展的道路似乎已经被铺平了。
然而，各界关于物联网的追捧场景与2000年前大家对互联网的狂热情形何其相似。当时，各国股市对网络股概念的爆炒，国内a股在短期内有上百家上市公司宣布触网，有关互联网的概念股更是一飞冲天。今天对于物联网的炒作势头有望跟当年的互联网股相上下。然而有意思的是，即便是在现在，a股中也没有出现一只血统纯正的网络股。
有专家指出，“物联网”的远大前景不容置疑。然而伴随着物联网的热起，一系列有关该新兴产业的问题同样应该被人们所认识。
就像互联网需要tCp／ip协议一样，作为互联网的延伸，物联网自然也需要一个统一的协议基础。中国移动公司一位内部人员表示，“目前全球尚未形成物联网统一标准，想要抓住将来物联网的话语权，势必要拿下对统一标准的制订。”
总理在对传感网工程技术研发的考察过程中也表示，当计算机和互联网产业大规模发展时，我们因为没有掌握核心技术而走过一些弯路，“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”。也正是因为温总理的一席话，9月14日，工信部召开了关于传感器网络的讨论会议，正式把对传感网产业的发展以及标准的建立提上日程。
不仅是中国，美国、德国、日本等众多国家都在加紧对该网络标准的研究，因为对于一个新兴产业，谁掌握了标准，谁就掌握了市场的主动权，从而可以向全世界推销符合标准的技术设备。
与市场对物联网的热情炒作相比，业界在近期多了一份理性的思考。
“物联网的发展还存在众多的技术瓶颈，”业内人士表示，“例如物联网对ip地址的需求，以及技术问题等。”中国移动在ipv4时代就吃尽了地址匮乏的苦头，在ipv6时代能否抢占先机，是物联网战略的另一个不确定因素。
物联网工程概念篇3
高中生物复习课教学是师生双方从新的视角对所学知识进行系统梳理、深化、拓宽及灵活应用的教学过程，为了使学生对所学生物学知识概括化、网络化，并能灵活地迁移。但目前很多普通高中的学生在备考中主要存在以下的问题：知识结构欠缺、记忆障碍、逻辑推理障碍、知识生长障碍、简答不准确、题干信息获取障碍等。因此帮助学生科学建构知识网络是解决以上问题的有效途径。目前运用最多的是概念图，它是利用图示的方法来表达人们头脑中的概念、思想、理论等，是把人脑中的隐形知识显性化、可视化，便于人们思考、交流、表达。笔者尝试将概念图教学策略引入到高中生物复习教学中，收到了一定的效果。
一、概念图的定义、类型
概念图（conceptmaps）是以命题的形式显示概念间的意义联系,并用具体事例加以说明,来展示概念间层级结构的示意图。概念图是知识组织和表征的重要且有效的工具。研究表明：概念图在理科教学中优于文科；在生物教学中优于理化。概念图的结构包括概念、命题、连接和层级结构。
在高中生物中有关概念图的题型主要有以下三种：
（1）填空建构式:学习者填入专家概念图中空缺的若干概念、连接词的概念图建构方式。如高中生物必修1《分子与细胞》中的众多细胞器，经常会出现添出几种细胞器的作用等；高中生物必修3《稳态与环境》有关免疫的内容，经常会以字母的形式出现整体的免疫过程图，要求识别各字母所代表的概念。
（2）群概念建构式：学习者用给出的、有内在联系的若干个概念建构成概念图的方式。如高中生物必修1《分子与细胞》中经常需要将理清呼吸作用、细胞呼吸、需氧呼吸和厌氧呼吸等概念之间的联系。
（3）核心概念建构式：学习者通过给出的核心概念，联系出若干相关的下位概念，并建构概念图的方式。如高中生物必修2《遗传与进化》需要以概念图的形式总结可遗传的变异包括哪些内容。
二、概念图的作用
作为一种教与学的认知工具，概念图把知识高度浓缩，将各种概念及其关系以层状结构形式排列，清晰地揭示了意义建构学习的实质。在高中生物复习课教学中，概念图的作用主要表现在以下几个方面：
（一）概念图作为课堂教学设计的有效工具
生物课堂教学设计中运用概念图，能将原来显现在教师头脑中的教学内容、教学理论和教学经验以可视化的形式表现出来，相当于在虚拟的环境中完成了一次教学过程，教师能更有效地组织教学内容。课堂教学中，教师通过概念图把知识整合过程清晰地呈现出来，能改变学生的认知方式，使学生看到概念间的关系。学生掌握的是整体的知识框架，更容易了解新旧知识间的联系和区别，学生通过概念图记忆的知识也必然比简单机械记忆更高，他们将更善于解决问题。
（二）概念构图法创设学生主动建构的情境
在实际教学中，概念图的构建最好有学生参与，这是运用概念构图于教学时重要的原则。由于概念图要求重建概念关系，因此，学生无法直接抄录课文，除倚赖书本已有信息，更应进行主动性认知活动。在概念构图中，学生首先要寻找并理解重要概念；然后将这些概念重新组织，并说明适当的连接关系，完成每一个有意义的命题，以表达一个完整的系统性的科学知识架构。
（三）概念图提升概念学习的成效
概念图作为一种学习的策略，能促进学生思维发展、合作学习和创造性学习，最终使学生学会学习。对学生来说，概念图能促使他们整合新旧知识，建构知识网络，浓缩知识结构，从而使学生从整体上把握知识。这种方式可以促使学生积极动手和动脑思考，使他们能够从整体上掌握基本知识结构和各个知识间的关系，在头脑中形成清晰的概念网络。
三、概念图应用于高中生物复习课的实例
（一）、运用概念图，区别容易混淆的知识
在高中生物教学难点“有丝分裂”和“减数分裂”这部分内容中，涉及到不少容易混淆的基本概念。具体概念图构建如下（见图1）。
（二）运用概念图，对知识进行对比复习
“基因”是高中生物教学的核心内容，其中出现的相关概念也很多，光是教材附录中列举的就有三十多个，这些概念之间、这些概念与其他章节的概念之间都有千丝万缕的联系，因此，我设计了如下具体的概念图教学流程：
请学生一起来回忆与基因有关的概念有哪些，如Dna、Rna、染色体、染色质、核苷酸、碱基、核糖、磷酸、氢键、碱基互补配对、解旋、同源染色体、减数分裂、有丝分裂、转录、翻译、逆转录、基因自由组合定律、基因分离定律、基因突变、基因重组、遗传、变异、基因库、基因频率、Dna连接酶、限制性内切酶、质粒、重组质粒、运载体、目的基因、基因工程、显性基因、显性性状、隐性基因、隐性性状……然后介绍概念图的基础知识。教师结合具体讲解我们可以用一定的方法把相互有关系的概念连接起来。（结构图略）
物联网工程概念篇4
关键词：知识可视化可视化工具无机化学教学
当今时代，信息爆炸已经成为一个无可争议的事实。知识总量呈几何级数增长，知识更新速度越来越快，学习无法再单纯依靠大量的记忆，教学更需要培养学生学习的能力，而这种能力的核心便是思维能力和创新能力。笔者将从知识可视化这个新型教学途径入手，探讨无机化学教学中的创新性教与学。
一、知识可视化的概念与必要性
1.知识可视化的概念
可视化的原意是“可看得见的、清楚的呈现”，它作为专业术语始见于1987年的“科学计算可视化”。而知识可视化，则指的是所有可以用来建构和传达复杂知识的图解手段。它不仅要传达事实与概念信息，其更重要的目的在于表达见解、经验、态度、价值观、期望、观点、意见和预测等，并以这种方式帮助他人正确地重构、记忆和应用这些知识。
数据是信息的载体，信息是数据的内涵，知识则是由信息加工和提炼而成的结晶。知识可视化把最有价值的知识通过数据挖掘、信息处理、知识计量、图形绘制显示出来，使个人和组织的认知产生更大的效用。简单而言，知识可视化就是知识的概念化加可视化。
2.知识可视化的必要性
那么，为什么在知识时代需要对知识进行可视化的处理呢？首先，其主观原因在于，人类获得信息的特点是视觉信息占人们所能获得信息总量的绝大多数。因此，可视化技术将抽象的事物或过程变成有利于被接受和认知的图形图像，将为知识的理解和传播做出重要贡献。在这种情况下，人们不应满足于最低层次视网膜的观看，而要达到高层次的对视觉信息的理解。因此如何发展知觉能力，进行视觉认知的学习，也就成了人们学习生活中的重要方面。而在高职无机化学教学中，教师不仅要在教授的知识可视化方面进行努力，也需要提高学生图像认知的水平。
另一方面，当今多媒体技术与网络的普及，为教学中进行知识可视化的变革提供了客观条件。例如，在讲解无机化学实验时，教师不再需要通过真实的实验操作来教授，而可以借助一些化学实验软件，让学生系统了解整个实验过程中物质的变化，并能多次、重复地进行演示，随时停下来进行重点环节的讲解，从而加深学生对于实验的理解，为学生以后进行实验操作打下扎实的理论基础。这样，实验步骤不再是普通的文字，而是可视化的动画与图像，从色彩、声音、动作等多方面进行刺激，有助于学生的记忆与理解。
二、化学教学中的知识可视化工具分析
知识可视化工具有多种，在教育领域中常用的则有以下几种：概念图，它是知识地图的前身；思维导图，是英国人tonyBuzan所创的一种笔记方法，尤其适合对发散性思维的表达；认知地图，又称因果图，主要用于帮助人们规划和决策；语义网络，以概念和有意义的、不受限制的连接词为基础，形成基本的实例或命题，可以包含成百上千的相互关联的概念；思维地图，用以帮助阅读理解、写作过程问题解决、思维技巧提高。
那么在化学教学中，这些工具有哪些具体的使用方式呢？以语义网络为例，这一知识可视化工具的使用有两方面的内涵。一方面，一个知识点与其他知识点存在着联系。如当我们接触到氯气这一知识点时，会联想到氯化钠、氯化氢、盐酸和次氯酸，会联想到漂白粉、氯碱工业，还可以想到氯仿、四氯化碳，甚至联想到化学武器、化学与生活；另一方面，两个知识点的联系方式也不是唯一的，如氯气和氯化氢之间，仅从化学反应的角度考虑，氯气就可以与很多物质反应生成氯化氢，同时氯化氢也能和很多物质反应生成氯气。不断学习能使知识网络充实和优化，而知识的联系是不固定的，由于新的知识充实网络间的联系，会有新的知识间的联系取代旧联系。再如，概念图的使用，有利于学生把握无机化学学科中不同概念之间的上下位关系。这不仅有利于学生熟练掌握学科概念，也能够使学生在巩固知识基础的前提下进行概念之间的区分与联想。这样，知识就不再是分散的“点”，而能组织成一张具有有效联系的“网”。
上面列举的其他知识可视化工具，同样能在不同程度和层面上发挥类似的作用。总而言之，知识可视化工具的使用，基本是以图像和组织的方式对学科知识起到多角度联系的作用。
三、知识可视化的教学价值
教学，是以学生原有的认知结构为基础，以课程内容为载体，学生在教师的引导下，师生双方围绕教学目标而进行“教”和“学”的共同活动过程。而有效教学，则是教学效果与教学效率的综合体现。一方面，教师根据教学目标对教学资源进行调控，选择出有利于提高教学效果的课程资源、教学内容及环境媒体，设计出合理的教学过程，预设出更多课程内容，引起学生的主动反应，教授更多的课程内容；另一方面，教师通过对学生心理因素的积极了解，运用恰当的教学方法和适宜的教学策略，引导教学向目标迈进，使教学以最少的投入收获最大的产出。
而知识可视化，首先能帮助教师进行合理的教学内容设计。教师可以切合学生的认知特点，利用信息技术，设计有利于化学知识记忆的场景、知识内化的情景和思维的情景。这样，教学设计就不仅仅停留在让学生进行“感知记忆”和对知识“机械重复”的层面，而能帮助学生进行化学知识的系统构建与深入探究。其次，运用如思维导图等的知识可视化工具，有利于学生经过引导自己创建一种从全局出发、自上而下的组织结构图，进行放射性思考，在逻辑与想象、抽象与形象之间发挥潜能，提高学习效果。这样，学生不仅能自主地进行学后的复习、记忆，而且能进行分析研究，甚至产生新的理解。而线性结构的文本材料，则不利于达到学习的目的。第三，知识可视化的教学方式能够充分活跃课堂气氛。利用多媒体网络使教学内容形象化、直观化、立体化，使学生掌握知识的欲望更加强烈，学生从“知识容器”变为知识的主动获取者，教学过程由传统讲述变为学生发现问题、探索问题的过程。
无机化学是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的基础自然科学。由于研究对象的独特性，它形成了自己的一套认识物质世界的研究方法，从而形成了特定的概念、定律和理论。在教学中，学生只有运用形成这些概念、定律和理论的方法，才能在脑海中形成这些概念的内涵和外延，并灵活地运用概念去学习新知识、解决新问题。知识可视化让教学从知识本身跨越到思维层面，在新时代的化学教学中，正需要采用这样的新工具提升教学的效果。
参考文献：
[1]孔寒冰.工程学科：框架、本体与属性[m].杭州：浙江大学出版社，2011.
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物联网工程概念篇5
[关键词]概念构图规律教学交流评价自主学习新课程改革
在澳大利亚昆士兰大学短期培训期间,笔者听取了教育专家讲座,观摩了课堂示范课,感触颇深。他们在课改中体现出来的学生参与、师生研讨、强调实践、突出能力的课标要求值得借鉴和学习,尤其是概念规律教学中的“概念图”教学模式对我们的教改有较大的启发和指导作用。
“概念图”是一种用节点代表概念或规律、连线表示概念规律间关系的图示方法,通过它可以表达头脑中概念思想等,把隐形知识显性化、可视化,便于思考交流和表达,常称为概念构图(conceptmapping)或概念地图(conceptmaps),在国内常称为“概念树”(如图1)。概念图模式常应用于概念和规律的学习,不仅能辅助学习和理解,同时也是教师分析和评价学生对知识理解掌握的工具。由于澳洲课堂更注重实践参与和自主研究能力的培养,因此,澳洲课堂中的概念图模式更大程度是评价学生学习效果的工具。
mark先生是一所中学的理化老师,为使学生更好地认识运动规律,课前带学生观看F1方程式赛车比赛,并且交待任务:观看比赛,看到想到哪些与物理知识有关的问题?允许查阅资料,但要求都要在课堂交流展示――掌握了哪些物理知识?还需要那些知识作引导?有什么新的发现?第二天运动规律教学课就正式开始了。
mark先生首先在黑板上写了“赛车比赛”,布置任务:拿出笔和纸,写写昨天观察和研究中涉及到的物理问题,越多越好,学生默默地写出有关结果……
生1:速度有大有小,可应用公式v=st求解(匀速运动)
生2:声音忽高忽低,变化明显、汽车转弯轨道半径不同
生3:赛车形状好像跟普通汽车不一样
生4:驾驶员必须戴上安全帽、小鸟在空中展翅飞翔
生5:加速、刹车时加速度不同、摩擦力大小与路面有关
生6:轮胎很宽、直升机螺旋浆在空中转动……
mark先生巡回观看,均不同程度给予肯定和赞许,同时也提醒学生,有些问题想得很好,但与今天主题无关,不在讨论范围。教师的表扬使学生非常主动、均要争先展示自已的有关成果,一个与赛车比赛主题有关的概念图清晰地呈现在面前(如图2)。由于是学生自身参与和研讨,概念规律间的相互联系也深深印在学生脑海中,成为学生自己真正拥有的东西。
概念图是师生参与构建出来的,教师的检查评价也围绕着这张图,教师选择了一个刹车模型来检查学生的掌握程度。一汽车车速是200km/h,突然发现前方有一小孩穿马路,司机应在何处刹车?对照概念图,学生明确了需要加速度、认为是匀减速,要考虑反应时间(此时间内车为匀速运动)等若干问题的分析,很准确求出了刹车距离s=27.8m,mark老师用脚步比划着这段距离,让学生清楚意识到交通安全是多么重要!
……
以上仅是澳洲物理课堂教学的一小片段,但由此看出概念图模式的作用:可以使学生更好地掌握规律间联系,使学生自主学习真正拥有知识,使教师更好地了解评价学生。
1.概念图是一种学习交流评价的工具。实践表明,学生之所以学习出现困难,主要是忽视对概念的理解和掌握,不能形成知识网络,更不能深刻了解规律间联系,因此,新课程教学中教师要有意识尝试用概念图模式进行教学,选择某一单元、主题或几个联系的知识单元为主线,帮助学生构建网络,指导学生在学习活动中独立获取知识,解决问题,并获得成功体验。教师要学会筛选知识主要关联,要先尝试用概念图进行备课,只有教师早已构建好某一主题或单元的概念图,才会更好地指导好学生的自主学习,并能充分利用概念图对学生做出准确诊断和评价,获得最佳教学效果。
2.概念图是提高学生自主学习能力的全新模式。新课程的物理教学要求贴近生活,联系实际,培养观察分析、应用规律解决问题能力,而概念图教学正是让学生在自主活动获取知识、提高能力的全新模式。理论研究表明当学生试图用图表来表示知识理解时,他们最肯动脑筋;引起对某一问题的兴趣,就能使学习效果持续增强,因此,概念图教学中需要教师多组织科技活动,如研究学生感兴趣的电器、炊具、公共设施、交通工具、体育器材等,引导研究游乐场、车站码头、超级市场内的物理现象和规律,要善于在活动中捕捉学生兴奋点,激发动机;要善于指导和总结,引导学生构图,使他们从整体上掌握知识结构和联系,形成概念网络,产生创新性的理解,从而达到创新能力提高目的。
3.概念图模式使学生能及时进行反思和纠正。概念图教学离不开学生对节点的确定和各节点间关系建立,是否完整,是否正确关联,反思包括对概念图图形构建的反思和对概念规律构图过程中的反思。概念图想表达什么主题、有多少节点、采用什么结构(顺序型、层次型、网状型)等;构图过程中的反思是反思构图目的、是否全部理解知识间联系、有无完全包含主题内容、有无不理解的地方、有无创新性的建议及如何改进等,这种反思可以使概念规律及之间关系清晰,可以使知识融会贯通,是学生自主学习中提高自主学习能力、创新能力的重要途径。
物联网工程概念篇6
关键词：概念图；高考复习；应用
中图分类号：G633.91文献标识码：a文章编号：1671-0568（2012）09-0119-03
高考是对学生“双基”及各种能力的考察，且现在的高考命题己由知识立意向能力立意转变。因此，需要在夯实“双基”的基础上，加强训练各种能力。知识是能力的载体，没有牢固的基础知识，就谈不上什么能力，所以高考生物复习不能忽视基础知识，但又不能简单地重复旧知识，应该从新的视角对所学的知识进行梳理、深化、拓宽及灵活应用，这样不仅有助于克服高考复习中的“高原现象”，而且有助于培养学生的综合能力，提高复习的效率，笔者尝试将概念图引入到高考生物复习中，收到了较好的效果。
一、概念图及其理论基础
1.概念图的含义。早在20世纪60年代，美国康奈尔大学的诺瓦克教授等人就提出了概念图理论。当时诺瓦克教授把概念图作为一种科学的教学策略，并通过在教学活动中运用概念图来帮助教师和学生提高教学质量。概念图实质上是一种组织和表征知识的工具。它通常是将有关某一主题的不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念和命题连接，形成关于该主题的概念或命题网络。这种把概念之间的意义联系以科学命题的形式有机地联系起来的空间网络结构图，就称为概念图。
概念图包括节点、连线、连接词和层次4个基本要素。节点是置于圆圈或方框中的概念；连线表示节点概念间的意义关系；连接词是置于连线上的两个概念之间的意义联系词；层次即将最抽象、涵盖面最广的概念称为关键概念，置于最顶层，涵盖面较小，较具体的概念称为一般概念，位于其次，依此类推，由此显示概念间的等级关系。
2.概念图的理论基础。概念图的理论是建构主义学习理论和美国心理学家奥苏贝尔的意义学习理论。建构主义学习理论认为，学习是学习者以己有的知识和经验为基础，进行知识的主动构建活动。奥苏贝尔的意义学习理论认为，只要将新知识与己有知识联系在一起，即将新知识结合到己有认知结构中去，意义学习就产生了。意义学习的心理机制是同化，学生能否习得新知识新信息，主要取决于他们认知结构中是否有有关概念和新概念之间的相互作用。认知心理学家把人脑看成一个信息加工系统，输入的信息按层级架构来选择和加工，并和记忆中己有的信息进行对照、组合、交换和重新排列。当学习者将新知识与旧知识正确联系在一起时，新知识即成为其已有知识网络中的一个新联结点和知识生长点而整合到其认知结构中。认知科学证明，知识结构便于长时间记忆，知识结构的存在便于概括理解，有助于问题解决。而概念图这一认知工具恰好与上述理论相符，它把知识高度浓缩，将各种概念及其关系进行加工、概括，并以类似于人脑对知识储备的层级结构形式进行排列；它注重学习者的知识建构，注重学习者理解科学概念的过程，强调从事物的关系中把握和拓展概念本身；它可以作为一种模板，帮助学习者组织、建构知识，并使之概括化、网络化，使学生学会学习，促进其陈述性知识向程序性知识转化，提高教学效果。
二、概念图在复习课中的应用
复习不仅要回忆、再现所学知识，还要将所学知识进行梳理、拓展，更重要的是促进知识迁移、能力发展。复习课的最高境界是能够用最少的时间，呈现最大的信息量、培养最强的应用能力和科学探究能力，而且学生还要将前后所学知识联系并进行重新建构，最终达到迁移和应用的目的。
笔者在多年的高考复习中，常发现许多学生在第一轮基础知识的复习中游刃有余，但一进入第二轮能力提高复习时就败下阵来，特别是面对许多换了情境的问题，一脸茫然，不知所措。究其原因，教师采取“教”、“灌”的教学模式，学生采取反复、大量习题训练的学习方式，其结果是：学生所学到的知识多数是未经思维加工而被迫机械记忆的零散、单一的概念、实验现象；所获得的能力是回忆和再认；在知识应用时，不能辨认和建构概念及相关知识的命题框架，不能将知识应用到新情境中解决问题，更不能灵活进行知识迁移。这与目前高考既是对学生“双基”的考察，又是对学生各种能力的考察不相符。笔者在今年高考生物复习中尝试将概念图这一认知工具应用到课堂教学中，让学生绘制概念图，让他们主动参与知识的回顾与提炼，整合新旧知识，建构知识网络，浓缩知识结构，达到灵活迁移知识的目的，取得了较好的效果。
1.运用概念图，辨析概念。在高中生物教学中，有很多重要而又抽象、难懂的概念，这些概念组成一系列互相联系的概念系，搞得学生头晕眼花，影响了重要知识点的学习。笔者在多年的教学中，发现对于这些概念尽管在上新课时详细地讲解、辨析，以及在期终、会考复习，高考第一轮复习，第二轮复习等多次复习课中又重新进行归纳、辨析，最后还是有些学生搞不清楚这些概念系之间到底是怎样的关系。为什么会出现这种现象呢？究其原因，主要是有些学生根本没有参与到概念系的辨析中，而教师一遍遍地详细透彻地讲解、辨析，就好像一阵阵的耳边风吹拂而过。笔者在复习中引导学生把诸如染色质与染色体、染色体与染色单体、染色体与同源染色体、同源染色体与四分体、Dna与基因、脱氧核苷酸等容易混淆的概念一一列出，再引导学生用线段或箭头连接各概念，逐一分析线段两端概念间的关系，并用适当的词标注于线段或箭头上，形成了相关的概念图，最后师生共同归纳形成完整的概念图（图1）。
为了进一步辨析上述概念之间的关系，笔者还引导学生利用等式来表示几者的数量关系：
1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个Dna分子=8条脱氧核苷酸链
学生在自己画概念图时就经历了一次对自己原有知识进行内省、分析、重新评价和组织过程，变被动学习为主动学习，理解概念之间关系。在较多且相互之间有密切联系又极易混淆的概念系的教学上，运用概念图是一种很有效的教学策略。
2.运用概念图，构建知识网络。基础知识是学生解决问题的源泉。在生物学高考中，多是“高起点，低落点”，所以在复习过程中，教师应当引导学生重视对基础知识加以整理和归类，使之成为知识链和知识网，从而形成比较完整的知识体系，便于学生的理解和记忆。如“遗传和变异”这章内容是高中生物的重点和难点，包括很多重要又丰富的知识点，学生往往觉得理不清思绪，学起来比较困难。笔者在复习中，首先要求学生分别从“遗传和变异”两条线索出发，以概念图形式归纳出与遗传、变异有关的知识网络，最后师生共同归纳、整理形成完整的概念图（图2）。
3.运用概念图，培养学习能力。一般来说，概念图可以培养学生对概念的分析、比较、归纳、理解能力，从而加强对概念的内涵和外延的剖析，这是一种重要的能力要求。此外还能促使学生整合旧知识，建构知识网络，从整体上把握知识，帮助学生进行有意义学习，将内容图式化，学习思维过程可视化，改变学生的认知方式。概念图由上到下是一种演绎思考方式，从下到上是一种归纳思考方式，概念图还能呈现辐射思维和收敛思维方式，有助于提高思维能力。完成概念图既可以由学生独立完成，也可以由学生小组合作完成，还可以由师生共同讨论完成，这样就有利于为学生创造一个合作、互助、民主、开放的学习环境，通过师生之间以及学生之间的平等对话和协商，培养学生的合作意识和合作能力。因此，运用概念图教学，有助于培养学生综合学习的能力。
4.运用概念图，进行教学评价。传统的评价方法常常只能考查学生的零散知识，而概念图却可以检测学生的知识结构及对知识间相互关系的理解和产生出新知的能力，有效地评价学生创造性思维水平。概念图作为教学评价工具，适合于教学活动的不同阶段的教学评价。例如，教师通过观察学生设计概念图的构图过程，了解其学习进展和内心思维活动的情况，有助于教师诊断被学生误解的概念及概念间的意义关系，找到影响教学效率的原因，从而及时改进教学，这是形成性评价的好方法。同样，概念图也可以作为终结性评价的工具，它与传统的试题测试不同的优点是，概念图为学生提供的考试结果，已经不仅仅是一个抽象的分数，而是学生头脑中关于知识结构的图示化再现。在将来高中生物试卷中，概念图可能作为一类考试题型出现。例如，2004年江苏省生物高考卷37题给出人和动物体内糖类、脂类和蛋白质代谢的相互转化关系图，要求学生据图回答有关内容的填空。又例如，在湖南省2005年高中生物奥赛初赛试卷中的43题要求以“染色体”这一概念为核心，写出15个以上与“染色体”相关的概念，连接为一个较完整的概念图（图3）。
倘若教师在平常的教学中尝试进行概念图教学，一来可以培养学生学习能力，当遇到这种类型试题时，可以从容应对，准确解答；二来可以巩固有关知识，即使不是直接考概念图，也有助于学生对这部分概念相关的内容进行整理、归纳，从而巩固相应的内容。如图3对以“染色体”相关的一些概念的辨析、归纳，将有助于学生对遗传的物质基础、遗传规律、细胞分裂、生物的变异等相关内容的巩固学习。
总之，概念图教学策略应用于复习课中，可使原来迷惑的概念清晰化，零散的知识系统化，机械的记忆灵活化，最终使学生感到所学知识在由多变少，所学课本由厚变薄，而且还有助于学习能力的提高，应试能力的提高，复习效果的提高。
参考文献：
[1]洪筱华.生物高考复习要实现“知识立体化”[J].江西教育,2011,(27).
物联网工程概念篇7
【关键词】概念图;概念教学;初中生物
概念是生物学科知识的基础，概念教学本身就是初中生物中一个很重要的策略。然而在教学过程中，学生往往忽视对基本概念的掌握，特别是不能够形成概念网络，更不能够比较深刻的了解概念间的联系。在一般的教学过程中，教师往往由于理念缺失、教学功利等原因，自觉或不自觉地采用照本宣科的陈述性教法和文字解释的文字学教法，形成“注入式”或“说文解字式”的概念教学模式，很少涉及有关理论指导下的概念教学策略研究。
一、什么是概念图
概念图是一种关于概念知识、思维过程或思维结果、系统结构、计划流程等的图形化表征方式，能有效呈现思考过程及知识的关联，引导学生进行意义建构的教学策略。一幅概念图一般由“节点”、“链接”和“有关文字标注”组成。
1.节点：由几何图形、图案、文字等表示某个概念，每个节点表示一个概念，一般同一层级的概念用同种的符号（图形）标识。
2.链接：表示不同节点间的有意义的关系，常用各种形式的线链接不同节点，这其中表达了构图者对概念的理解程度。
3.文字标注：可以是表示不同节点上的概念的关系，也可以是对节点上的概念详细阐述，还可以是对整幅图的有关说明。
二、概念图的绘制
概念图绘制步骤大致可以概括为：①选取一个熟悉的知识领域。②确定概念等级关系。③确定概念图纵向分层和横向分支，即概念图草图构思。④建立概念之间的连接，并在连线上用连接词标明两者之间的关系，即形成概念图。⑤在以后的学习中不断修改和完善。概念图绘制规范为：①概念图中每个概念只出现一次。②连接两个概念间的联系词应尽可能选用意义表达具体明确的词。③连接概念的直线可以交错，但向上或向两侧联系时需加箭头。④概念名词要用方框和圆圈圈起来，而联系词则不用。所以，绘制概念图首先要明确概念图的要点和关键，注重科学性和知识的系统性。
三、概念图在教学中的应用
1.在新授课中建构知识结构
在新概念的学习过程中，引入概念图，可以使学生明确当前所学概念在原有知识基础上的发生、发展过程和延伸情况，进一步沟通概念之间的联系，从零碎、片断的机械式学习提升为注重关系、脉络并充满主动探究活力的有意义学习，从而促进生物知识之间的融合，使学生在头脑中形成系统化的生物认知结构。
例如：学习了新课程标准实验教材（苏科版）七年级上册《多种多样的生态系统》之后，引导学生将所学的知识归类，并表示出它们之间的关系（如下图）
2.在复习课中建构知识体系
复习不仅要回忆、再现所学知识，还要将所学知识进行梳理、拓展，更重要的是促进知识迁移、能力发展及情感态度与价值观的培养。复习中最高境界是用最少的时间，呈现最大的信息量、培养最强的应用能力和科学探究能力，而且学生还要将前后所学知识联系并进行重新建构，最终达到迁移和应用的目的。
例如：在复习《生物与环境》一节时在初学时构建的概念图的基础上，让学生绘制整体的概念图（如下图），能淋漓尽致地发挥和体现概念图的作用。
所以，在概念复习课中，引入概念图，可以统整学习的概念，帮助学生探索概念之间的内在联系，并以概念图的形式展现概念之间的联系，从而实现概念知识结构的重组与生成。
3.作为实验设计的思维导图
生物学是一门以实验为基础的自然科学，而初中学生虽对实验的探究有激情，但往往对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考，需要教师的引导。概念图作为一种认知工具，引导思维活动、激发思维灵感、记录思维过程、呈现思维成果，从而可以大大提高思维品质，可以帮助大家完成实验设计。
总之，构建概念图，将知识结构化进行教学，有利于学生对整个单元、整个生物教材中的知识进行加工、理解和储存，全面系统地掌握和记忆知识要点;有利于学生形成完整、系统、清晰和科学的知识体系;同时也可促进学生感知、记忆、想象和思维等心理因素的发展。
【参考文献】
[1]袁维新.概念图：一种促进知识建构的学习策略.学科教学，2004，（2）：41
[2]游隆信.生物学概念的教学策略探析.生物学教学，2005，30（2）：46
[3]徐辉.谈生物教学中对概念的处理方法.中学生物教学，2003，（10）：21
物联网工程概念篇8
一、什么是概念图
概念图由美国着名教育心理学家约瑟夫·诺瓦克最早提出。他认为:概念图就是用来组织和表征知识的工具,它通常是将有关某一主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中,再以各种连线将相关的概念和命题连接起来,这样就形成了关于该主题的概念或命题网络,以此形象化的方式表征学习者的知识结构及对某一主题的理解。概念图研究是基于奥苏贝尔的意义学习理论基础之上的,非常强调学习过程中先前知识的重要性。诺瓦克指出,意义学习需要三个条件:①将要学习的材料必须概念清晰且能以语言及与学习者先前知识有关的例子呈现;②学习者必须拥有相关的先前知识;③学习者必须选择有意义地学习。
概念图的组成主要包括概念、命题、交叉连接、层级结构四个要素。其中,概念被定义为事件或事物的规律性或模式,或者事件或事物的记录,通常用专有名词或符号进行标记;命题是对事件或事物现象、结构和规则的陈述,在概念图中,命题是通过适当的“连接词”将两个或更多的概念连接起来而形成的意义关系,或对某个事件或事物的一句陈述;交叉连接表示不同知识领域概念之间的相互关系,交叉连接常常能够引发新的创造性见解;层级结构是概念的展现方式,一般情况下,最一般、最概括的概念置于概念图的最上层,从属的概念安排在下层,某一领域的知识还可以考虑通过超级链接提供相关的文献资料和背景知识。层级结构有两层含义:一是指同一知识领域中的概念依据其概括性水平不同分层排布;二是不同知识领域间的结构,即不同知识领域的概念图之间可以进行超级链接。
在结构上,概念图包括节点(又称结点)、连线和连接词三个部分。节点就是置于圆圈或方框中的概念;连线表示两个概念之间的意义联系,可以有方向,也可以没有方向;连接词是置于连线上的两个概念之间形成命题的联系词,如“由”、“是”、“形成”等。
二、概念图在地理教学中的作用
概念图以命题的形式显示概念之间的意义联系,形成所有基本概念有机联系的知识网络结构。通过概念图对相关概念直观形象的表达,可以使学习者摆脱被动记忆和理解的缺陷,从而主动积极地对概念进行学习和理解。地理教学中运用概念图主要有以下作用:
1.显着提高地理教师的教学效果
知识的本质即概念和命题,概念是知识结构的基础,命题是知识结构的骨架。概念和命题是教学的精髓和核心,形成概念、掌握命题是教学的中心任务。在地理知识概念图中,以核心概念为中心,次级概念为节点,依次连接不同层级的概念,最终构成一个分层次、多节点的概念网络结构,实现知识的网络化和结构化。概念图以科学命题的形式对不同概念之间的意义联系进行显现,结构清晰,一目了然。通过概念图,教师可以理清不同地理概念间的关系,将相关地理概念以简明扼要的形式呈现出来,通过其层级结构明确不同概念的学习顺序,使整个教学过程直观清晰。同时,通过概念图,教师既可以使学生在掌握地理命题的过程中习得地理概念,也可以使学生在学习地理概念的基础上掌握地理命题。而且,在结构化的概念图中,教师还可以将地理概念与其他学科概念进行知识间的相互渗透,形成不同领域概念之间联系的拓展,从而扩大地理教学范围和视野。
2.积极促进学生学习的知识建构
建构主义认为知识不是单纯通过传授而习得的,而是学习者在一定背景下通过他人(教师、家长及学习同伴等)帮助,利用必要的学习手段及学习资料,通过意义建构的方式而获得的,并且认为要进行有意义的学习就需要将新学习的知识和旧知识建立联系,通过同化和顺应过程实现认知结构的发展。概念图刚好具有促进这一过程完成的功能,因为学习者利用概念图学习的过程,同时也是进行新知识建构的过程。在建构主义学习理论的视野下,概念图是学生建构知识不错的脚手架。作为一个有层次的意义网络,概念图与人类认知结构中表征、组织和贮存知识的方式是吻合的,它以图示的结构将各种地理概念及其关系以类似于人脑对知识储存的层级结构的形式排列,清晰地揭示了各种地理概念之间的意义关系。在地理学习中,通过概念图,学生既能够比较清晰地把握相关概念,也能够比较清晰地辨析不同概念的相对重要性及相互联系,从而有效地实现对地理知识脉络的把握和对地理知识网络的建构。
3.有效进行地理教学的评价诊断
诺瓦克等人最初研究概念图的目的是为了对学生已经具备的知识水平进行测试。传统的评价方法通常只是注重对学生离散知识的掌握情况的考查,而概念图却可以对学生的知识结构及学生对概念问相互关系的理解做出检测和评价。使用概念图进行教学效果评价具有两个方面的优点:①通过概念图的层级结构,可以比较清楚的测试出学生搜索已有概念,把握知识特点,联系和产出新知的能力;②通过概念图中的节点、连线和连接词及所举具体事例,可以较为准确的判定学生对概念意义理解的清晰性和广阔性。正是基于这两大优点,在具体的地理教学过程中,可以将概念图作为评价地理教学效果的重要手段。实践表明,概念图可以作为形成性评价的有效工具,教师通过观察学生制作概念图的过程,能了解学生思维活动的情况,以便及时进行诊断。
三、地理概念图的制作
地理概念图的制作是地理教学中的一个实质性问题,并且是一个动态的过程。通常来说,没有严格的程序规范,主要有如下步骤:
1.选取地理教学内容
制作地理概念图,非常重要的一点是要明确具体的教学内容,明确教学内容涉及的相关概念。概念图的建构跟其所要用到的先前地理概念联系密切,明确的地理背景知识有助于确定概念图的核心概念及相关概念,并准确地进行概念的层级划分,据此制作概念图。
2.确定关键概念并进行概念等级排序
地理教学内容选定后,从选定的教学内容中选出关键(或称核心)地理概念以及与之相关的其他概念,并将这些概念按照从一般到具体,概括性由大到小的顺序进行排序。
3.初步拟定概念图的层级布局
把概括性强、包容性广的概念放在顶层,下面依次为概括性、包容性较低的概念,最具体的概念位于最底层。不同层级的地理概念可用不同形状的方框或不同的颜色表示。
4.建立概念与命题之间的连接
把每一对相关的地理概念用连线联结,并在线上标明二者的关系。如此,同一领域及不同领域中的知识便通过某一相关地理概念而连接起来。然后再次修改或修饰,使各级地理概念及其关系条理清晰,至此,概念图基本完成。概念之间的联系有时很复杂,但一般可以分为同一知识领域的连接和不同知识领域的连接两大类来考虑连接关系。在这里需注意两点:①针对不同概念慎重考虑连接词,以准确表明概念之间的关系;②概念框中尽可能采用规范的地理概念,尽量避免在概念框中使用句子,以免引起误解。
5.反思与完善
地理概念图初步完成后,随着在地理教学中的使用,师生会对原有概念图产生新的认识和看法,可以对原有概念图进行相应的修改和完善。
概念图可以手工绘制,也可以电脑制作。利用电脑制作概念图有许多优点,如修改方便,界面漂亮,可直接打印、网上交流等。针对概念图的制作,国外有多种制作软件,如map2.0,inspiration,mindmanager,Cmaptools等。其中Cmaptools和inspiration是两款目前比较流行的概念图制作软件,Cmaptools目前是一款免费软件,使用者可通过网站(cmap.ihmc.us/download)下载使用。在北京师范大学知识科学与工程研究所的帮助下,Cmaptools的中文版也已。inspiration是美国inspiration软件公司开发的一种专用概念图软件,有多种版本,也可在网上(inspiration.com)下载使用。在地理教学中应用Cmaptools或inspiration进行概念图的制作比较方便、美观,并可以在概念图上创制超链接等,使其表征更多的地理概念及信息,具体操作在此不作介绍。
四、概念图在地理教学中的应用
有关概念图的使用,诺瓦克认为,结合学生熟悉的主题来介绍概念图是很好的办法。他对在教学中如何使用概念图进行了举例说明,例如以“植物”这个主题为例,可以采取如下步骤进行:首先,可以让学生自发地说出一些相关的概念,如叶子、茎、花、根、绿色、水分、光、养料等;接着让学生找出这些概念中最一般、包容性最广的概念,并将它放在概念图的最顶端;然后确定次一级的概念,并将它们放在概念图的第二层,这时还需要确定恰当的概念间的连接词,以形成与植物相关的有意义的命题,在此基础上,绘制简单的概念图;最后让学生以个人或小组的形式向这个框架上添加其他相关的概念和连接词,引导学生对制作的概念图进行交流讨论,修正完善,完成“植物”概念图的制作。概念图在地理教学中的应用可以参照如图2的程序:
物联网工程概念篇9
关键词：物联网技术产品质量检验
中图分类号：Fp393文献标识码：a文章编号：1007-9416(2011)12-0103-03
theapplicationofinternetofthingsonproductQualityinspection
HuaJingjun,DengXiaobo,wanXiuqin,YuGuanghe
(ShandongSupervisionandinspectioninstituteforproductQuality,250103,Jinan,Shandong)
abstract:theauthorintroducedtheconcept,developmentandapplicationof“internetofthings”inthefieldoftraffic,communicationandmedicaltreatment,andputforwardtheconceptofintelligentinspectionsystemviatheideaofintelligentearthbyiBm,discussedtheapplicationof“internetofthings”onproductqualityinspection.
Keywords:internetofthingsproductqualityinspection
1、物联网的概念及发展
“物联网”（internetofthings）是在“互联网”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是：通过射频识别（RFiD）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。
“物联网”概念最早是在1999年，epCglobal的前身麻省理工大学auto-iD中心提出的一个构想，即把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。2004年，日本总务省提出u-Japan构想，希望在2010年将日本建设成一个“anytime，anywhere，anything，anyone”都可以上网的环境，同年，韩国政府制定了u-Korea战略。2005年11月，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（wSiS）上，国际电信联盟（itU）的《itU互联网报告2005：物联网》报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。2009年8月，总理在考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时指出，要积极创造条件，在进入微纳传感网领域比较早的无锡，建立中国的传感网中心。（“感知中国”中心）
2008年11月，iBm提出“智慧的地球”概念，即“互联网+物联网=智慧地球”，iBm商业价值研究院做出了“智慧地球赢在中国”的报告，在智慧的电力、智慧的医疗、智慧的城市、智慧的交通等六大领域中提出智慧行动方案，并提出“让我们共同创建一个智慧的星球”的号召，如图1所示。
2、物联网技术的应用
2.1在交通领域中的应用
物联网在实时交通信息、道路收费和一卡通方面得到了广泛的应用，通过随处安装的传感器，监控和控制交通流量，获取实时路况信息；通过RFiD技术以及利用激光、照相机和系统技术等进行标识车辆并收取费用；针对交通基础设施设立的用户账户，实现公交、火车、出租车甚至是停车场一卡通行，瑞典斯德哥尔摩就是通过物联网技术收取拥堵费减少了汽车流量，示例见图2。
2.2在通讯领域中的应用
在“2009年中国国际信息通信展览会”上，中国移动展出了手机支付系统，中国电信一直在推介自己的全球眼技术，上海海关都采用中国电信的远程监控系统，通过画面可以对货物进行通关检查，也减少人力的使用，这些都是远程监控的物联网应用，公交手机卡示例如图3所示。
2.3在医疗领域中的应用
物联网技术在整合的医疗平台和电子健康档案系统中也有着广泛的应用，整合的医疗保健平台根据需要通过医院的各系统收集并存储患者信息，并将相关信息添加到患者的电子健康档案，电子健康档案系统通过可靠的门户网站集中进行病历整合和共享，这样各种治疗活动就可以不受医院行政界限而形成一种整合的视角，医疗平台示例见图4。
此外，物联网技术在物流、电力、城市等系统中也得到了广泛的应用。
3、在检测领域中应用的探讨
上述应用实例可以看出，物联网技术已经渗透到了生活中的各个行业，在提高生活质量等起到了不可代替的作用。但在产品质量检测方面还基本处于空白状态，目前国内大部分质检机构还是沿用以前的检测模式，需经过送样人员填写委托协议书、样品接收人员现场核对样品并录入样品信息、样品检验人员领取样品进行检测、汇总检测结果形成原始记录、检验人员输入样品信息形成检验报告、报告登记发放等环节，存在流程复杂、多次输入样品信息、检验周期长、样品信息不保密等弊端，急需自动化、智能化改造。物联网技术的出现，为检测系统的智能化提供了解决方案，通过条码、射频技术和互联网，实现样品、检测设备、服务器及终端设备的互联，实现检测系统的智慧化。下面就样品的受理、流转、检测及报告的出具以及远程查询的智能化做如下探讨。
3.1样品的受理
样品受理的过程实际上是样品实物交接和信息确认的过程，在受理的过程中可采用编码技术，将不同厂家生产的不同型号的产品赋予一个特定的编码，这样，同一个型号的样品只需要在第一次受理时输入产品的信息，在以后样品检测的受理过程中无需重复输入样品信息，通过编码识别器进行确认即可，极大地减少了样品受理的时间。
这种做法类似于公安部实施的消防产品身份证管理制度，即利用现代信息技术、网络技术和编码技术，将产品生产过程控制管理，产品出厂、销售及使用等信息与数字准入标志有机结合，实现产品在生产、销售、安装、验收、监督等各环节的全过程、全方位的监控管理，随时掌握产品流向，切实保证产品的质量。
受理后的样品信息直接进入业务系统，样品受理人员只需进行扫描确认即可生成报告编号，同时还可按生产厂家、产品类别、检验类别等信息进行统计和分析工作，进行完全实现数字化、自动化和信息化，样品受理完毕后，进入样品周转流程，样品受理过程如图5和图6所示。
3.2样品的流转
样品受理完毕后，样品通过输送带输送至检验区域，在流转过程中，射频技术将自动记录样品流转的时间、数量等信息并反馈给业务系统，如有受理样品未进入流转过程，系统将会出现提示告知样品受理人员，完成信息反馈工作。根据检验项目的不同，样品流转系统将不同产品输送至不同的实验室，在样品流转过程中，流转系统将提示样品检验人员样品即将到达检验区域，检验人员应做好接样准备，如图7所示。
在此过程中，样品通过专用通道流转，实现人员流和样品流的分离，进一步减少了人为因素对样品的影响。
3.3样品的检测
检验人员接收样品后，经过一系列的样品制备和前处理，检验人员扫描条码后就可进行样品检验，检验设备自动记录数据及温度、湿度、大气压力、等环境参数并参与计算，还可根据标准要求进行数值修约和不确定度的计算，计算完毕后，软件将检测结果传送至业务系统进行记录，无需人为输入结果，在减少检验工序的同时，还可确保检验结果的及时性和准确性，如图8所示。
检验完毕后，检测设备将自动记录检验周期、时间、检验人员等相关信息，发送至业务系统，进行原始记录的编制。检验人员确认原始记录无误后，校核、审核及批准人员依次登陆业务系统，进行原始记录的校核、报告的审核和批准，系统自动生成检验报告，并进行电子存档。
3.4报告的出具和远程查询
报告打印人员登陆系统后进行报告封面及内容的自动打印和装订工作，同时形成产品质量分析报告、业务分析报告等相关统计报告。管理人员可随时登陆业务系统，查看相关统计分析报告和检验情况，以便及时调度检验工作，同时还可将检验状态通过服务器发送至网站，方便委托人员和产品使用方进行远程查询，如图9所示。
物联网工程概念篇10
关键词：初中化学；概念图教学；反思
中图分类号：G427文献标识码：a文章编号：1992-7711（2014）05-078-1
初中化学学科对学生的学习基础要求不高，难度不大，但知识比较零散，概念较多，这在一定程度上对学生的学习造成阻碍。为了能将已学知识系统化、网络化，找出知识间的内在联系，并与相关的现实生活联系起来，进行知识的重组，在专题重组的过程中进行综合能力的突破，笔者总结多年的教学经验，并进行反思，认为在后期复习教学中注重对知识结构图应用，并加以实践，可以改变学生的认知方式，增强学生对知识的内化和升华，切实提高复习教学的有效性。
一、概念图在初中化学复习中的作用
1.利用概念图梳理概念，进行有意义学习。
构建主义学习理论认为，只有发挥学生的主观能动性，使用已有的知识经验，亲身经历知识的形成过程，才能够使学生理解知识。绘制概念图能够有效促进这一过程的发生，并且能把这个整合过程形象直观地呈现出来。在绘制、修改完善的过程中，不断分析、比较概念与概念之间的异同和内在联系，比单纯依靠记忆来学习概念更能激发学习兴趣，知识提取和运用的正确率也越高。
平时我们的教学都是按照单元课次顺序进行的，由于学生学习的概念还处于孤立、零散阶段，尚未将其联系成网络与体系。我们在教学中遇到的“一错再错”现象是学生对相关概念理解不到位造成的，为帮助学生建立科学概念之间的联系，我以概念图作为教的工具。
2.利用概念图作为可视化思维支架，提高元认识水平。
概念图作为一种认知工具，可以引导和支持学生的思维活动。学生在整理、复习的时候，在概念图的引导下进行比较、分析、综合等多种思维活动，在绘制概念图的过程中，帮助学生理清思路，提高思维品质，支持知识的构建。概念图作为学生学的工具，需要模仿和教师的指导。例如，在寻求化学式“C2H8n2”的含义时，要按一定的逻辑或顺序布局，从宏观上看，它表示的是“一种物质”；从微观上看，它表示的是一种物质的“分子”；从组成上看，它是由“元素”组成；从结构上看，它是由“原子”构成；从物质表示的量来分析，它包含“相对分子质量”“各元素质量比”“原子个数比”“元素质量分数”等信息，最后用箭头连线和简洁明了的连接词来表明概念含义的指向，画出概念图。
概念图作为表征知识工具，可以有效地将思考过程可视化，在画的过程中理清知识形成的思路，学会学习，有助于陈述性知识向程序性知识的转化，从而提高学生的元认知水平，提高学习的效率。
3.利用概念图来诊断，促进自省纠错。
概念图可以在教学中用于评测学生对概念的理解程度。在教学任务完成以后，教师将评价主题中核心概念和相关概念罗列出来，或者让学生列出该主题中的核心概念，并完成概念图。例如，在复习物质构成的奥秘这一主题时，我把涉及物质构成的“分子”、“原子”、“离子”、“元素”、“纯净物”、“混合物”等核心概念进行了罗列。然后，让学生用连接词及箭头把它们联接起来，清楚地呈现出各概念标准图，对学生在概念图中所反映的知识掌握质量进行定性评判，引导学生依照标准图进行自我评价。
如果对概念图不理解，概念间关系不清晰，学生是很难将这些概念组织成层次清晰、关联准确的概念图的。只有认知和理解相关概念，学生才能正确地用连接词及箭头把它们联接成一个概念图。所以，利用概念图评价可以准确地反映学生对相关概念的认识和理解程度，是测量学生的理解水平、评价教学效果的理想工具。
二、运用概念图教学的几点思考
1.概念图教学策略的应用有一定局限性。概念图教学策略适用于一个概念较为集中的知识领域，从这个概念能引出相关的一系列概念，这样的知识领域比较适合这一方法，如光合作用、物质的分类等，至于那些浅显的、基本的知识领域的概念一般不必用概念图来表示，以免把简单的问题复杂化。
2.概念图教学策略适宜在复习时应用。概念图教学策略的利用有一个前提，就是学生已经初步了解了相关概念，概念图是把这些概念用连接词及箭头联接起来，以图的形式来表现概念与概念之间的相互关系，以建立良好的知识结构。如果学生没有这些概念基础，无法绘制概念图。
3.要及时有效反馈。同学间的分析和讨论是修正、完善概念图的必要环节，教师应及时发现学生在构建概念图过程中出现的错误，遇到的问题等，及时反馈与指导解决。