生物统计的概念篇1
一、概念图的概念
1、概念图的构成以水的概念图为例详细说明概念图的组成，水的概念图如图1。这个概念图中共有概念14个，都放在椭圆框中，其中水是关键概念，放在概念图的最上端，是这个概念图的主题；水的概念图包含三个分支，也就是与关键概念“水”相连的三条线，被称为三条分支，这三个分支中每个分支下的概念代表同一类概念，第一个分支包含三个概念：“生物、植物、动物”，说明水是被生物需要的，这个分支的概念都属于“生物”；第二分支由二个概念组成：“分子、运动”，说明水是由分子组成的，说明了水的组成成分；第三个分支由八个概念组成：“状态、固体、液体、气体、雪、冰、湖、蒸气”，说明水存在的状态，每个分支都体现了概念的分类，关键概念“水”可看作是各分支共用的概念。同一分支下概念上下的排列顺序体现了概念图的水平层次，第一分支下的概念分为二个层次，“生物”概念是第一层次，“植物、动物”两个概念位于第二层次，包容度较大的概念放在上面，包容度较小的概念放在下面，生物包括植物和动物，所以生物概念排列在上面，植物和动物概念排列在下面；第二分支包括两个层次，“分子”概念处于第一层次，“运动”概念处于第二层次；第三分支包括三个水平层次，“状态”概念处于第一层次，“固体、液体、气体”概念处于第二层次；“雪、冰、湖、蒸气”处于第三层次，所以水的概念图最多有三个层次。同一分支下概念间的连接线及其连接语，例如：“水”和“生物”的连接，连接线上的箭头表明连接语的读法，读作“水被生物需要”，两个概念及其连接语形成一个命题，这样的连接共有13个，分别是“水———生物、生物———植物、生物———动物、水———分子、分子———运动、水———状态、状态———固体、状态———液体、状态———气体、固体———雪、固体———冰、液体———湖、气体———蒸气”。不同分支下概念间的连接及其连接语（也叫横向连接）是不同分支概念间的连接，如：“运动”与“状态”的连接，连接语“决定”，读作“运动决定状态”，是属于横向连接。“狗”是“动物”概念的一个例子，“树”是“植物”概念的一个例子，“太湖”是“湖”概念的一个例子。通过以上分析可知水的概念图包括14个概念，3个分支、3个水平层次，13个同一分支下的连接线及其连接语，1个横向连接，3个例子。
2、概念图的制作软件概念图的制作软件是“inspiration",用户可以从网上找到并下载。综观国内外将概念图用于教学和评估的研究，还未见将概念图应用在研究生教育统计课程的复习和评估中，本文就是对以上问题做一些探索。
二、概念图在《心理与教育统计》中的应用
1、教材选用根据浙江师范大学的教学安排和要求，我们选用了北京师范心理学院张厚粲等编写的《教育与心理统计》教材。
2、概念图的应用根据我们对《心理与教育统计》课程体系的理解，为了方便学生复习和巩固已学的知识，我们制作如下的概念图。在词汇上带有的下划线表示具有超级链接,可以连接到讲解相应内容的教师制作的课件内容，有利于检索和复习。
三、采用概念图进行课程考试的实践
（一）设立考试题目
建立一个“统计方法应用条件概念图”要求：
1、概念图应该呈现这学期学习过的所有统计方法
2、概念图应该体现自己理解统计知识的方式，思路要清晰
3、概念或词汇间的连接语言尽可能准确、精练
4、作好之后要不断修改
5、呈交的概念图要打印在纸上，同时发送电子版制作概念图的要领：①选择统计的概念、词汇或统计方法②将选择出的概念、词汇或统计方法放在椭圆框中或矩形框中③在概念、词汇或统计方法间的连接线上写出连接词语表明两者的关系，连接语应该是你想表达的统计知识可参照的内容：①“统计方法使用条件”word文件②讲过的课件③统计教科书及SpSS应用书籍④概念图的相关文章
（二）确定评分方法及标准
学生在参阅教师制作的概念图基础上，会呈交怎样的概念图呢？这样的概念图如何评分呢？在学期放假之前，学生有20天的时间制作概念图，考虑研究生成绩应以鼓励为主，在查阅他们呈交的概念图时，发现大部分学生都认真制作了统计概念图，在仔细分析后决定以三个等级给分，分别是90分、85分和80分。三个等级的标准是这样的：90分———有自己绘制的创新性的概念图，概念图结构不是来自老师的概念图，并且有较多正确的、体现对统计知识较好理解的连接语，图7是某个得90分学生制作的概念图中的一个例图。85分———使用教师的概念图作为模板，但增加了较多的统计词汇和较多的连接语或者在概念图中以较多的注解方式说明相应的统计知识。80分———基本上照搬教师的概念图，只是增加了许多统计词汇，没有增加连接语或连接语只是“包括”、“有”等，没有体现对统计知识的理解。图7体现了该学生对统计知识的较好的理解，从知识内容、概念图的结构组织和连接词语的选择都体现了自己的理解，而且连接词语体现了较好的对统计知识深入正确的理解，所以这样的学生被评为最好，给予90分。
生物统计的概念篇2
（浙江师范大学，321004）
摘要：通用技术课程具有跨学科、多学科的属性，是对学科体系的超越。现行的通用技术课程中有如下几个跨学科概念较为重要，它们分别是：设计、结构、流程、系统和控制，这些概念需要在教学中进一步探索和研究，从而最大限度地开发通用课程的价值。
关键词：通用技术跨学科概念新课题
21世纪，知识的增长一日千里。要想在这个世纪更好地生存，人们所需学习的知识和技能日益增多，特别是科学和技术知识。人们学习的时间和精力是有限的，为此，在当今国际课程领域提出新的变革，那就是跨学科概念（Crosscutting-Concepts）。跨学科知识整合有助于对事物整体属性的揭示和复杂性问题的创造性解决，已成为人类进行知识建构和知识生产的重要方式。在本文中跨学科概念是指一些可以在不同学科或相近学科与领域中都能应用的概念或概括性的理论等。
一、跨学科概念：国际科技课程改革的新主题
2009年，一个目的为确定学生在科学教育中应该接触到的核心概念的国际研讨会在英国邓斯召开，研讨会中提出了科学教育中的大概念这一术语。科学教育中大概念的选择考虑以下一些情况：能普遍应用；能通过不同的内容来展开；可以运用于新情况，使得大概念可以提供一些有力的工具，有效地应用于理解和解释改变着的世界。学过科技课程，学生应该能理解一些物质科学、生命科学、空间科学、能源等以及它们在自然界中相互关系的大概念，也就是本文所使用的跨学科概念。美国国家研究理事会（nRC）于2011年7月正式颁布的新一代科学教育框架（aFrameworkforK-12scienceeducation:practice,CrosscuttingConcepts,andCoreideas）中写到“跨学科概念（Crosscutting1Concepts）是指那些能应用于所有科学与工程领域的通用概念，它们都具有解释的价值”。主要包括7个，分别是：模式，原因和结果，尺度、比例和数量，系统和系统模型，能量和物质，结构和功能，稳定和变化。跨学科概念超越了科学中各分支学科间的界限，能培养学生以通用性的思维来思考科学和看待世界。
此外，国外日益流行的Stem教育更是包括了科学、技术、工程和数学等学科，在Stem课程学习中显然也更需要跨学科概念的学习和使用，才能更好地理解和学习Stem课程。跨学科概念已经成为了国际科学技术类课程改革的新主题。
二、通用技术课程的多学科属性
普通高中通用技术课程属于通识教育范畴，是以提高学生技术素养为主旨的课程，面向全体学生，拓展每一位高中生技术学习的经历。通用技术课程坚持基础性、通用性、选择性与时代性的高度统一，注重国际经验与我国国情相结合，体现未来走向，是具有中国特色、富于开拓创新的高中技术课程新架构。技术课程与自然科学和社会科学都有着密切的联系，强调各种学科资源的融会贯通和整合运用，注重在综合各个学科知识基础上的技术探究、技术设计和技术操作。
通用技术课程包括必修模块与选修模块，必修模块的基本内容是技术设计，技术设计是技术的基础内容和发展关键，是所有技术的通用性的基础内容，也是培养学生技术素养，让学生理解技术、使用技术解决问题的前提。选修模块有七部分，分别是：电子控制技术、建筑及其设计、简易机器人制作、现代农业技术、家政与生活技术、服装及其设计、汽车驾驶与保养。
从通用技术课程的内容可以看出，通用技术课程是通识类的教育课程，具有多学科的属性。现代社会科技的发展日新月异，新技术不断涌现，使得中小学技术教育的内容越来越丰富，技术发明、创造与使用中涉及的学科与相关学科的知识越来越广泛。
三、通用技术课程中的跨学科概念
跨学科概念能加强学科之间的联系，有助于学生形成对技术的整体、连贯的认识，形成适应社会发展的技术素养。通用技术课程具有高度综合性，是对学科体系的超越，现行的通用技术课程中有如下几个跨学科概念较为重要，它们分别是：设计、结构、流程、系统和控制。
（一）设计
设计是对造物活动进行预先的计划，可以把任何造物活动的计划技术和计划过程理解为设计。设计是一个跨学科的概念，一般意义上的设计是指综合设计，它涉及广阔的领域。技术世界中的设计，其核心是技术设计。在通用技术必修1模块中，技术设计是核心内容。关于设计的主要内容有：技术与设计的关系、设计中的人机关系、设计的一般过程和一般原则等。通过技术与设计关系的教学，学生可以学习到设计这个概念的丰富含义，也可以了解到设计在技术发展中的重要作用。在设计中的人机关系课程中主要学习如何合理地处理人机关系以达到高效、健康、舒适、安全的目标，合理人机关系的实现需要综合考虑普通人群与特殊人群、静态的人与动态的人、人的生理需求和心理需求以及信息交互等方面的问题。产品设计的一般过程包括发现与明确问题、制定设计方案、制作模型或原型、测试评估及优化、产品使用和维护等阶段。
《普通高中技术课程标准（实验）》指出：“技术设计具有通用性强、适用面广、可迁移性大、实施条件灵活等特点。”设计的一般过程和设计的原则是设计这个跨学科概念学习的重中之重，它不仅可以应用于技术上，还可以运用在一般的问题解决上。
（二）结构
结构是指不同类别或相同类别的不同层次按程度多少的顺序进行有机排列。从通用技术角度来讲，结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。世界上任何事物都存在着结构，结构多种多样且决定着事物存在的本质。结构不但在技术领域广泛使用，在文学、科学、工程、建筑等众多物质相关的学科中都是一个较为核心的概念。由此可见，结构是一个广泛使用的跨学科概念。
在通用技术课程必修2模块中，对结构这一跨学科概念进行了详细的讲解。首先从力学角度对结构进行了分析，不同的结构其受力分析不同，不同的结构适应不同的力，分析结构的受力情况可以更好地根据设计需要设计出与之相适应的结构。从力学架构与形态方面考虑，结构通常有实体结构、框架结构和壳体结构等基本类型。从技术设计中来考虑结构，主要是要学习如何设计结构使结构具有更好的稳定性和强度。总之，在进行结构设计时注意追求的是牢固、稳定、简约、和谐、美观。
把握物质或产品的结构，使结构牢固、简约、美观等，是一种技术设计思想的体现。学习和掌握结构这个跨学科概念，有助于对其他具有一定抽象或者具体的结构的理解和把握，从而更好地把在通用技术学科中学习过的结构的知识迁移应用到别的学科、领域和生活中去。
（三）流程
流程是指事物进行中的次序或顺序的布置和安排。人的任何活动都是在一定的时间和空间内按照一定的顺序和规则发生的。生活学习和工作中处处都有流程，科学、合理地安排流程可以指导我们正确地做事，提高工作和学习的效率。
在通用技术必修2模块中主要从流程的含义、流程与生活工作和流程的设计优化等方面对流程进行了阐述。流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。通过流程的学习，为日常生活中常见的活动和技术活动中工艺流程的安排提供了优化设计的可能。流程设计的改进通常以提高工作效率，或降低成本，或节约能源，或省力，或减少环境污染等为目的。流程的表达有多种方式，包括文字、表格、图示、模型等多种方式。流程的优化是一个需要不断探索的过程，根据不同的目标可以安排确定不同的流程。
流程的设计根据不同的目标需要考虑许多不同的因素，流程需要根据具体事务的内在性质和本质特点进行安排。很显然，流程是一个跨学科概念。
（四）系统
系统是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。系统论的基本思想方法，就是把所研究和处理的对象当作一个系统，分析系统的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性，并优化系统观点。世界上任何事物都可以看成是一个系统，系统是普遍存在的。
通用技术必修2模块从系统的结构、系统的分析和系统的设计三个方面对技术中的系统进行了阐述。系统的基本特性是整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性。
整体性是观察和分析系统的基本思想和方法，掌握进行系统分析的步骤、原则和方法，学会对系统进行分析，并在分析的基础上对系统进行优化，提高系统的效益。系统分析要坚持整体性、科学性和综合性的原则，系统优化是指在给定的条件下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。
系统是现代社会最重要的方法论之一，是一个跨学科概念，在各学科、技术、工程领域中均可以应用。在通用技术课程中教学“系统”这一跨学科概念，可以拓展学生的思维，帮助学生形成系统的思维和方法，有利于学生把这一方法论和思想迁移应用到生活、学习和工作中去。
（五）控制
事物的发展有多种可能性，人们根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定的方向发展，就形成了控制。控制的概念是很普遍的，工程技术中的调节、补偿、校正、操纵，社会过程中的领导、指挥、支配、管理、经营、教育、批评、制裁等，都是一定的控制行为。在生产和生活中的应用十分广范。
通用技术必修2模块主要从控制的手段与应用、控制系统的工作过程与方式、闭环控制系统的干扰与反馈、控制系统的设计与实施四个方面对控制进行了阐述。过去人们对事物的控制主要采用人工控制的手段，随着科学技术的发展，出现了自动控制。在现实生活和工作中，往往需要对各种事物进行控制，从而提高人们的生活质量。而任何一个控制都需要若干个环节来共同实现，这些环节所涉及的装置就构成了控制系统，控制系统主要有开环控制系统和闭环控制系统。
四、研究小结
通用技术课程中的跨学科概念具有广泛的迁移价值。设计、结构、流程、系统和控制是现代社会广泛使用的跨学科概念，可以在各学科之间相互迁移使用，也可以迁移到人们日常的生活、学习和工作中去。在通用技术课程中教学具有广泛迁移价值的跨学科概念为学生的迁移能力的形成和技术知识与思想的迁移应用，打下了坚实的知识基础。
目前，尤其是广大通用技术教师还没有意识到这些跨学科概念对学生终身发展的巨大价值和意义。因此，通用技术跨学科概念的教学需要进一步的探索和研究，从而最大限度地开发通用技术课程的价值，更好地服务于学生的终身发展。
参考文献：
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生物统计的概念篇3
关键词:统计力学;数学;物理学
数学与物理学的关系在古希腊时期就开始被讨论，数学和物理学最初的研究对象都为自然界，二者在某种意义上存在着相互关联。统计力学是在经典力学的框架之下，运用统计学的方法和概念，通过研究大量微观粒子的运动来描述和解释宏观的现象和规律，物理学研究开始深入微观领域。狄拉克认为，物理学家研究自然现象有2种有效方法，一种是实验和观察，另一种则是数学理性［1］。当研究深入微观领域时，由于人类应用实验方法的局限性，数学开始占据主导方法的地位。统计力学在物理学上被称为经典力学到量子力学的过渡时期，那么，其在数学与物理学的关系上是否也成为一个重要的转折点，在此时期统计力学会对数学与物理学的关系产生什么样的认识论和世界观的转变?本文以玻尔兹曼统计力学为主要理论，对统计力学形成时期数学与物理的关系进行深入研究，探求二者关系发生的变化。
1统计力学形成时期的理论
统计力学形成时期主要是指以克劳修斯在1850年引入统计平均为起到1877年玻尔兹曼确定了熵与概念的关系(玻尔兹曼原理)为止。统计力学形成初期，克劳修斯定性地说明了气体运动论的基本思想，即以气体中大量分子无规则运动为起点，根据力学定律来描述微观分子的运动与宏观现象之间的联系。他认为气体分子运动是一个随机的过程，将分子集合速度的数值看作是平均数值。同时，引进了平均自由程这个统计概念来解决气体分子理论上的速度与气体扩散速度相差较大这一事实之间的矛盾。麦克斯韦基于气体性质的考察来弥补克劳修斯理论的缺陷。他用刚球模型来模拟气体分子，在动力学体系下，对分子碰撞进行数学分析，认为分子碰撞时能量的分配具有规律性，通过讨论分子的速度分布，推导出平衡态的速度分布函数。克劳修斯仅使用了平均值这个概念，麦克斯韦使用概率来定义速度分布函数的概念，描述了微观粒子的宏观状态，具有统计性质。在克劳修斯和麦克斯韦工作的基础上，玻尔兹曼在1872年，借助于麦克斯韦的刚球分子模型和统计分析，通过考虑在均匀空间中无外力作用的情况下，能量为x的分子在6n维相空间中碰撞后在某一位置上某一瞬间数量的变化，得出有关概率密度函数随时间的演化方程。然后考虑在外力作用之下的非均匀分布的情况，玻尔兹曼将物质的不连续性应用到能量上，推导出关于位形和速度的分布函数ft(r，v)随时间的演化方程，成为历史上第一个关于概率在时间上的演化方程［2］，被命名为玻尔兹曼方程［3］:ft+ξfx+ηfy+ζfz+Xfξ+Yfη+Zfζ+∫dξ1dη1dζ1∫bdb∫dψV(ff1－f'f'1)=0(1)玻尔兹曼用此方程推导出单原子分子系统的H定理，dHdt≤0，H定理从微观角度证明了宏观现象的时间不可逆性以及热平衡状态的存在，证明了麦克斯韦分布的唯一性。H定理虽然成功地解释了大量的物理现象，但同时也遭到物理学家和数学家的批评。1876年，洛喜密脱提出可逆性佯谬，说明在力学体系下用微观上的可逆性去解释宏观的不可逆性是矛盾的。1877年，玻尔兹曼在解决不可逆佯谬时开始意识到了热力学第二定律统计解释的意义。他考虑装在完全弹性的容器内的封闭气体，避免分子速度和位置的连续性，利用完全弹性刚球分子模型，依据先验的等概率性，同时对于分子的速度运用离散模型，将能量对分子进行配容，得到下式:m0+m1+m2+……+mp=nm1+2m2+……+pmp=λ(2)这样，由置换论点的方法，可得一个确定状态分布的配容数p，配容数即为该状态的几率。取极限过渡到连续能量情形，利用斯特林公式和拉格朗日乘子方法求logp最大值，即可求得最可几的状态分布。接下来，玻尔兹曼将热力学第二定律与概率理论联系起来，在平衡态下进行考虑，得出熵与几率的对数成正比关系，后被普朗克以精确的公式表示出来，即S=κlogw(3)式中:S为熵，κ为玻尔兹曼常数;w为配容数或者状态的几率。以最可几状态来定义热平衡状态以及确定热力学第二定律与概率之间的关系，标志着统计力学基本形成。
2统计力学形成时期数学与物理学的关系
2.1物理学对数学的影响
玻尔兹曼坚持原子论，认为物质是由不连续的分子组成的，而连续的事物都是由不连续的事物极限过渡产生的。玻尔兹曼将物质的不连续性用于能量上，得出的玻尔兹曼方程不仅是玻尔兹曼统计力学理论的核心内容，首次给了我们以处理微观与宏观现象之间关系的工具，从而预测了宏观现象的不可逆性，而且已成为数学严密理论的研究对象。1994年，路易斯•莱昂因证明了玻尔兹曼方程的存在性获得了菲尔兹奖。玻尔兹曼方程对物理学也是一个有用的工具，尤其是在航空航天上的应用。熵与概率的关系式也是一种数学结构，维纳将此关系式应用到信息传递的过程中，从而发现了信息量其实就是负熵，熵增即代表信息损失。物理学的发展促进了新的数学方程和数学结构的形成，同时因探索描述物理过程而形成的数学方程，将物理学的思想上升到抽象的高度，反过来又促进和丰富物理学的发展。
2.2数学对物理学的影响
(1)数学中的想法可以发现新的物理定律。Vafa认为数学与物理学家之间存在“鸿沟”主要是基于一个事实:即使数学对象进入到物理中，但数学思考的模式对大部分物理学家仍然是陌生的［4］。这就在一定程度上限制了物理学的发展。而玻尔兹曼将数学中不连续的处理方法运用到能量中，形成离散能量模型，再通过取极限将其过渡到连续的情形，在此基础上推导出熵与概率的关系式，从而发展了经典统计力学。普朗克承认玻尔兹曼所使用的离散能量模型导致了他发现了能量子，而量子的概念则为量子力学理论的形成奠定了概念前提。数学不再单单是工具，数学的思维方式介入到物理学中，促进物理学的发展。(2)数学概念和原理的应用形成了新的世界观。在经典力学框架下，以统计学原理和熵概念为基础形成的统计力学改变了人们看待世界的方式，形成了统计世界观，即统计决定论:自然在统计的意义上具有决定性。我们所能观测的量是宏观可测量的量，这本身就存在着统计的性质。H定理中借用分子运动统计分布律推导出熵必然增加。在可逆性佯谬提出之后，玻尔兹曼将宏观量熵与概率联系起来，将系统的熵解释为“一种状态的概率量度”，对熵的概念作了统计解释，熵趋于最大时，趋于宏观平衡态所对应的微观态要比不趋于统计平衡态的微观态大得多。熵减少也存在可能性，只是可能性微乎其微。热力学平衡态是动态的，存在涨落，以此说明了热力学第二定律的统计本质，指出宏观世界运行方向的不可逆性，而微观世界分子运行的可逆性在宏观上的表征体现了自然界遵循的是统计规律。宏观现象可逆性是可以实现的，但由于单位体积内分子数目巨大，发生的概率极其小且经历的时间极其长，可以说自然过程在统计意义上是具有决定性的。(3)数学促进了物理学思想的形成，又反过来影响88了数学在物理学中的作用。在1872年之前，玻尔兹曼的理论都是建立在力学运动方程基础之上的，采用速度分布律对热力学第二定律作了系统的统计论证，而所提到的概率代表相对时间或者相对粒子数，是一种纯力学的解释，作为一种数学方法或者计算工具存在，所以在此之前形成的理论是一种唯象理论。之后，玻尔兹曼意识到统计解释的重要性，首次使用概率论证，将熵与概率联系起来。而概率开始作为一种“非力学要素”［5］，被定义为相空间中的相对体积，概率概念的转变标志着统计力学的诞生。玻尔兹曼以等概率假设为依据，对分子进行配容得出式(2)，确定了最可几分布;利用数学推理，得出熵与概率的关系式(3)，解释了热力学第二定律以及其与概率之间的关系;通过“自旋回波”效应的实验以及对具有大量自由度的系统进行数字实验，表明大量粒子的系统具有时间反演的可能性。由此，统计力学理论首先经历了从唯象理论到非唯象理论的转变［6］，即数学开始由描述物理现象转变为解释物理现象。
3结论
统计力学形成之前，在笛卡尔的机械自然观的引导之下，牛顿将力从物体与运动中独立出来，力具有了本体的位置，从而以力为基本概念发展形成经典力学。在此时期，数学与物理学相互作用，一方面，数学在整体过程中以观念和工具的方式融合进物理，对物理现象进行描述，促进了物理本体的形成，进而对自然进行解释和重构［7］，同时也促进了物理新思想的形成;另一方面，物理为数学提供概念和研究对象，物理学的发展也促进了数学体系的形成。在统计力学形成时期，数学物理关系延续了牛顿力学时期的发展，即数学作为物理的语言和物理计量与推理的工具，如理性力学中微积分的概念代表瞬时变化率，统计力学中用分子速度分布律来表示概率。同时物理学的发展也促进了数学的形成，如微积分、概率微积分方程。但随着数学物理学各自的发展，数学物理关系也发生了变化。从19世纪开始，数学的抽象影响了数学与物理学的关系，数学开始越来越独立于力学和物理，虽仍然相互作用，但开始平行发展，不再相互渗透［8］。在统计力学形成时期，数学观念的改变，数学方法和原理的介入都在物理学中起着重要的作用，甚至对物理学未来发展都有着一定的影响。因统计力学仍然是在经典力学的大背景之下形成的，所以数学物理学的关系没有发生根本性的改变，数学在物理学中的作用最根本还是工具性的运用。虽然玻尔兹曼在置换论点方法中使用了置换群的概念，但并没有产生数学结构的思想，以及意识到数学结构在物理学中的重要作用，使用的仅仅还是描述物理现象的数学模型或方法。但玻尔兹曼作为坚定的原子论者，他相信整数的实在性，因而认为自然界是不连续的。数为最简单基本的概念，对数以及数学的运用构成了自然科学的基础概念，进而认识空间、力、能量等其他概念。19世纪末的数学开始趋向于统一，数和形的区别在于数是离散的，而形是连续的。以统一的观点来看，数是零维的，而图形是一维到更高维的［9］。因此，按玻尔兹曼的观点来讲，数能推导出空间的概念，几何学也就可以用数来研究，体现了毕达哥拉斯万物皆数的思想。所以数学与物理学在一定程度上达到了统一。19世纪末，结构数学萌芽。根据对称性等原理构造数学方程以及利用数学结构来描述物理学成为20世纪物理学发展的惯用方式之一，这一时期数学与物理学的关系更加密切，数学不再仅仅是物理学的工具，很多人把本体论上的数学结构和世界结构关联起来，讨论由认识论更多地上升到了本体论的层次。我们现在回头审视统计力学发展的这一段历史，它在数学物理学发展中承上启下的地位得到了充分地展现。
作者:程瑞许媛单位:山西大学科学技术哲学研究中心
参考文献
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生物统计的概念篇4
关键词：建筑设计；生态系统；空间置换
abstract：thisarticledrawontheecologist'sunderstandingoftheestablishmentofanoverallarchitecturalconcept,analyzinganddiscussingtheecologicalbuildingdesign.
Keywords:architecturaldesign;ecosystems;spacereplacement
中图分类号：tU2文献标识码：a文章编号：
引言：从生态学角度认识建筑系统
建筑系统是建筑师主要关注的问题，生态系统环境是生态学家主要关注的问题。分析比较建筑师和生态学家对两种概念的不同认识，有助于把握注重生态的建筑设计所应该解决的基本问题，以及可能采取的相应的设计策略。
如果回顾现代生态建筑的设计理论和实践，直到西姆提出了“整合设计”的概念，建筑师才进一步从生态学的角度，对注重生态的建筑进行了相对全面的研究。
如果从生态学的角度理解建筑，生态学家不仅将建筑系统视为地球生态系统中各种不同的能量和物质材料的临时的组织形式，而且需要确定建筑系统全寿命过程的各个环节中，与生态系统环境之间的相互作用，不仅包括组成建筑系统的各个建筑元素的安装和制造，还包括建筑系统的使用、建筑元素的弃置和重新利用等。
因此，注重生态的建筑设计具有以下两个特点：
第一，将建筑的全寿命过程看成是一种与能量和物质材料支配相关的过程。建筑师将地球上的能量和物质材料(生物和非生物组成部分)，组装成临时的形式，经过一段时间的使用，最后拆除。拆除之后的各种建筑元素要么重新在其他的建筑系统中利用，要么被自然生态环境所吸收。
第二，是一种对建筑系统的预期性研究。建筑师应认识到建筑系统在全寿命过程中，会对地球资源和生态系统产生不利的影响。建筑师必须全面考虑其中的各种不利影响，将消除和减少这些负面影响作为建筑设计任务的重要组成部分。
2、建筑师和生态学家对环境和建筑概念认识的差异
对于注重生态的建筑设计而言，建筑师应该从建筑师这一职业要求的角度出发，了解生态学的一些基本概念，例如，生态系统的结构和功能等。因为从生态学理论中寻找影响设计过程、设计决策和建筑系统自身的内容，才是建筑师借鉴生态学理论和方法的目的，而不是简单地照搬生态学概念。
(一)认识环境概念的差异
建筑师和生态学家之间的一个明显差异是二者对环境的理解不同。
生态学家认为系统周围的环境对于系统本身非常重要，例如，早在1956年，保罗・西尔斯就已经指出，地球上的每一个生命系统都在一定程度上受到周围环境的状态和稳定性的影响。
如果建筑师将环境概念简化为建筑系统所在的空间区域，例如，一个特定的设计地段和地理上的空间方位，而没有认识到特定的设计地段所固有的生态和生物系统的存在，那么，他对注重生态的建筑设计所强调的环境的认识就非常片面。对于注重生态的建筑设计而言，环境的概念不仅包括建筑的物质环境(无机环境)，还包括建筑的生物环境(有机环境)。
为了吸收、消化生态学家的环境概念，并且将其纳入设计体系，建筑师需要了解的一个最为基本的生态学概念是生态系统，因为生态系统是生态学研究的重点之一。
(二)建筑师应该借鉴生态系统的概念
1935年，英国生态学家坦斯利首次明确提出了“生态系统”的概念(虽然这个概念本身的产生，无疑要早得多)，认为环境中的生物要素和物理要素之间的相互作用，共同构成了一个空间单位，这个空间单位被称为生态系统。比较权威的生态系统的定义由尤金・奥德姆在1971年给出，他认为生态系统是一个单位，就是“包括特定地段中的全部生物(即生物群落)和物理环境相互作用的任何统一体，并且在系统内部，能量的流动导致形成一定的营养结构、生物多样性和物质循环(即生物与非生物之间的物质交换)。”
哈沃德・奥德姆将生态系统分成很多种不同的尺度，例如，湖泊生态系统可以包含很多的子系统，每一个子系统都可以看成是一个独立的生态系统(图2)。对于建筑师而言，这一研究的意义在于：建筑系统同样既可以看成是范围更广的生态系统的子系统，也可以看成是独立的生态系统。
如果接受生态学家的生态系统概念，那么，建筑师就应该不仅将特定设计场地视为一种空间的概念，而且将其视为一个活跃、具有一定功能的生态系统，生态系统的组成部分应该遵循自然过程中的相互作用而整体地考虑。
当然，注重生态的建筑设计还需要分析建筑系统自身。这种分析可以通过一种假设的方式进行：假定建筑系统是经过建筑师的设计，有意识地“嵌入”到特定场地的生态系统中，以便预测建筑系统对自然生态系统结构和功能的影响。这种“嵌入”的影响程度还受到其它因素的作用，像生物多样性、特定场地的生态稳定程度、地理区位、特定场地开发的历史和引起不良后果的行为等。例如，郊区比再开发的城区具有较高的生态多样性和复杂性，因此，也就具有较高的生态承受力。
(三)认识建筑概念的差异
如果说建筑师和生态学家对环境概念认识的差异是由于二者理解的深入程度不同所造成，那么，二者对建筑概念的认识则存在着本质的差异。
从通常的观念来看，作为专业人士，建筑师对建筑的关注点主要集中在美学、场所、空间使用、形式、结构、建筑元素、颜色和阴影的利用等方面。
生态学家是以一种生态系统的观点来理解建筑概念的。例如，哈沃德・奥德姆解释生态系统的不同尺度概念时，只是将建筑系统作为更大范围生态系统的子系统来理解。
生态学家所关注的是由于建筑系统的“嵌入”所导致的周围生态系统中各种条件的变化，例如，地球生态系统和资源的开发、改变和增加。任何可能引发上述变化的建筑系统都被视为具有生态影响的建筑。
生态学家认为建筑系统应该与周围的生态系统融为一体，而不是对立和分离，人类和建筑环境是生物圈中生态系统的一部分，建造行为首先被生态学家看做是一种生命体的行为，然后，才是这一行为的实际作用――建造房屋。对于注重生态的建筑设计而言，必须借助于生态系统的概念分析建筑系统：建筑系统不仅包括物质结构，而且包括人的行为和设计成系统的机械次系统的运作以及生物组成部分，这些可以视为建筑系统的子系统，它们之间同样存在着各种相互作用的关系。当然，通常而言，建筑系统中占据主导地位的组成部分是非生物的组成部分。
(四)建筑系统的生物组成部分的作用
由于建造过程的影响，特定设计地段原有生态系统中的生物组成部分，往往被一种简单化的、人造的和均质化的非生物环境所替代，例如，混凝土、沥青路面和不透水的铺地材料等。
在为了适应极端环境条件而进行的微型生命维持系统的设计过程中发现，人们必须与地球保持一种类似“脐带”的维系关系，或者闭合于一种对陆地生态系统的基本过程进行复制的环境中。为了延长生存的时间，必须引入与陆地生态系统相一致的生物结构。
建筑环境和生态系统的生物结构存在着一些类比关系，在许多方面，完全隔绝的人造微型生命维持系统(例如，宇宙飞船)生存所遇到的难题，与人类在生物圈这样一个“全球生命维持系统”中持久的生存所遇到的难题非常类似。正像对自维持住宅的研究一样，这样的生命维持系统面对的问题也是控制和监测空气和水污染、提供足够的食物营养供应、处理逐渐增加的有毒废弃物质、以及为上述的一切行为提供充足的能量供应等①。一种“维持生命的系统”必须包括地球生态系统中的三种基本的生物组成部分：生产者、消费者和分解者，使生产、消费和分解等各种生命必需的过程，保持平衡状态。
建筑系统不可能脱离周围生态系统，独立维持其运作，而是与周围的生态系统保持着相互依存的关系。因为占据一个特定的设计地段之后，建筑系统已经成为更大规模的生态系统的组成部分，行使着生态系统子系统的功能。
3、依托整体生态观和开放系统观建立整体的生态建筑设计观念
尤金・奥德姆指出：“任何一个层面上的发现，都有助于另一个层面上的研究，但绝不能完全解释那一层面发生的现象。但是，要理解一棵树，就必须研究树所构成的树林和构成树的细胞和组织。”、这些论点都可以看成是一种典型的整体论观点。很多持整体论思想的生态学家，像奥德姆、罗伯特・麦金托什等人认为：必须整体地看待生物圈中生态系统相互依赖的关系。而生态思维的一个最为重要的特点是强调整体研究的重要性和必要性，这与坦斯利对生态系统的定义是相符合的。阿维尔进一步指出，在生态系统之中和不同生态系统之间存在着一个表示相互关系和相互作用的网络模型，其中系统每一部分的变化都会影响系统整体的运作。
如同生物体一样，维持建筑系统运作需要稳定的输入，同时，会产生相应的输出，而输入的来源和输出的终点都是周围的生态系统环境，即建筑系统是一个开放系统，是地球生物圈中能量和物质材料流动的一个环节。而由于所有维持建筑系统的能量和物质材料的生产过程都会导致生态系统环境的变化，所以，建筑师需了解维持建筑系统的能量和物质材料的输入状况，例如，种类、数量等。
通常意义下，建筑师将建筑系统视为一种相对静态和不可变的实体，而整体的生态建筑观则具有以下两个方面的特点：
一方面，作为一种次级系统，建筑系统是生物圈的一个组成部分，是生物圈中连续的能量和物质材料流动的一个环节和阶段。
另一方面，作为一种独立的开放系统，建筑系统自身具有一定的能量和物质材料输入和输出，可以追溯其中的每一个元素的来源和流动的路径：从产地到建筑系统，最终重新返回到周围的生态系统环境中。
综合上述两个方面，整体生态建筑观要求建筑师在建筑全寿命过程中，关注建筑系统中的能量和物质材料流动路径。这种关注的目的主要有两个：第一，从建筑系统作为生物圈中的一种能量和物质材料的流动环节而言，寻找周围生态系统和建筑之间合适的关系，整合二者，尽可能地保护本地资源；第二，从建筑系统作为一个独立的开放系统而言，节约资源，限制可能的不利生态影响。
如果深入比较生态学家和建筑师所具有的建筑概念的差异，那么，可以发现整体生态建筑观所体现的时间因素的影响。建筑系统是更大范围生态系统中，能量和物质材料流动过程的一个环节，而这种流动是处于动态之中，随时间变化而变化，因此，需要整体地研究建筑元素中所蕴涵的能量和物质材料的流动。
生态建筑要求建筑师理解建筑系统内部存在随时间变化而变化的相互作用，以及建筑系统对周围生态系统环境的全寿命过程的影响。为了减少输入和输出的总量，建筑师可以采取相应的设计策略，例如，利用灵活性设计延长建筑的使用寿命，减少建筑系统全寿命过程中所耗费的资源和排出的废弃物等。
如果深入比较生态学家和建筑师所具有的环境概念的差异，那么，可以发现整体生态建筑观体现出的空间因素的影响。生物圈是一个相对封闭的系统，而建筑系统是一个开放系统，与外部生态系统环境存在着相互依存的关系，这些相互作用是以一定的空间范围为基础，而不是仅仅局限于特定设计地段以内。这种空间因素的影响主要表现为两个方面：第一，对周围生态系统的空间置换影响；第二，对周围生态系统的空间影响具有一定的范围。
生物统计的概念篇5
关键词：初中生物；概念教学；新课标；效率
G633.91
作为帮助人们认识生物及生理现象本质特征的生物学概念，既是生物学知识的组成部分，是生物学的基础，又是获得更系统的生物学知识的前提，它是人们认识生物学这一复杂学科的产物，更是人们逻辑思维的表现形式。掌握扎实的生物学概念在帮助学生奠定学生生物知识基础的同时，还有助于引导下学生逐步养成科学的学习态度和学习方法，帮助学生树立正确的学术思维，同时还可以提升学生的生物科学研究素养。所以，在初中阶段引导学生有效掌握并深刻理解生物学概念，不仅是提高学生学习生物效率的重要需求，更是为学生深入学习奠定基础，养成科学学习生物学习惯的重要前提。那么，具体来说如何提升初中生物概念教学质量呢？现笔者结合自己多年的教学实际就此问题谈几点自己的看法。
一、树立生物概念意识是提高教学质量的前提
在传统的教学中，一提到概念教学大多数教师理解的就是让学生记忆概念的定义。殊不知，记忆概念定义知识概念教学的基础，深入理解、掌握并科学运用概念才是概念教学的真正目的所在。从这一点出发，为提高初中生物概念教学效率，引导学生树立科学、正确的概念意识就显得尤为的重要。为此，在教学过程中教师一定要注意在教学活动中注重围绕生物概念展开课堂教学，引导学生积极探究，帮助学生形成概念，从而树立牢固的的概念意识。比如说，关于“植物的呼吸作用”这一小节，对“生物呼吸作用”这一概念的定义并非是呼吸作用这个属于的定位，而是指植物在光合作用的过程中制造出有机物，这些有机物在在细胞中通过线粒体把能量重新释放出来以供给细胞的生活叫做植物的呼吸作用。在这个过程当中氧气、水和二氧化碳都是不可或缺的条件。又比如说，关于光合作用这一概念，实际上也包含了光合作用的原料、产物、条件等几个方面。对于初中阶段的学生而言只要其能够将这几方面有机的联系起来，进而总结出光合作用的基本过程就可算作是掌握了光合作用的概念。由此可见，当学生在教师的而引导下通过一定的实验、观察、探究等方式逐渐理解并掌握概念的本质和内涵是概念教学最终追求的目标，也是教学过程中帮助学生形成概念意识的一种重要教学手段。换言之，在概念教学过程中教师一定要注意改变传统教学中以概念记忆为主要方式的单一模式，转而重视学生在学习过程中对知识的理解，淡化教师角色，真正意义上把课堂还给学生，以学生活动为中心，让学生体验学习和探究的乐趣，从而为提高教学质量打下坚实的基础。
二、创设概念教学情境，提高教学效率
在教学过程中创设以概念教学相关的教学情境，可以简捷明快的引入教学内容，是学生对生物概念的理解和掌握变得水到渠成。例如实验情境，它可以培养学生的实验能力、观察能力，训练学生的思维能力，并引导学生得出概念，增强学生发现真理的能力。又比如说，教师还可以在教学过程中利用实物如挂图、演示实验等直观手段创设概念教学情境。在这个过程中教师提出问题、学生则带着问题学习、探究并最终解决问题。这样不仅丰富了课堂教学，而且还利于提高学生的感性认识，培养学生学习生物的兴趣。比如在学习有关过蒸腾作用的相关知识时，教师就可以在课堂上演示实验，启发学生进行观察并提出问题：塑料袋内壁上的水珠从哪里来的？通过带着问题观察，学生能形象直观地掌握和理解蒸腾作用的概念，最终归纳并理解蒸腾作用是水分以气体状态从体内散发到体外的过程。此外，教师还可以通过创设一些实践情境开展概念教学，提高生物教学质量。比如说在学习生态系统相关知识时，为提高学生对生态系统概念的理解，教师可以先引导学生从生活出发，观察生活中的生态系统如树林、池塘等，分析这些环境中不同生物种类之间、无机环境与生物之间的关系，进而发现植物、动物以及微生物等他们之间相互依存、相互联系共同形成一个有机的生态系统。从而加深学生对“生态系统=生物群落+非生物环境”这里概念公式的的理解。总之，在生物概念教学中，通过创设概念教学情境的方法可以将抽象的概念演变为直观的知识，从而让学生在学习过程中实现由特殊到一般，由现象到本质的飞跃，抓住生物概念的本质特征，建立较完整而科学的概念。
三、精心设计，帮助学生形成完整的概念体系
在初中生物概念教学过程中，为更好的落实生物概念的教学，提高概念教学效率，教师在设计和组织教学活动时，应注意精选恰当的教学内容，围绕重要概念展开，采用适当的教学方式，促成学生对概念的理解和应用从而形成完整的概念体系。为了实现这一点，教师不仅要给学生提供丰富的生物学事实作为佐证，以便为学生概念的形成提供支撑，而且在教学活动不能只停留在让学生记住一些生物学事实，而是要帮助学生通过对事实的进行抽象和概括，构建合理的生物学知识理念，从而建立完整生物学的概念体系。比如说在概念的学习中对每个概念都设计出概念的正例、反例和特例，帮助学生形成完整的概念体系。比如说如一个池塘是一个生态系统，那一个家庭呢？一滴小水滴呢？经过与生态系统的组成的比对，它们都是一个个生态系统。又比如植物能够进行光合作用，但是如蘑菇、平菇等这一特例，同样也能进行光合作用，但它们却是菌类不是植物，是分解者而不是生产者。以此类推通过多种正例、反例、特例的对比帮助学生全面系统地理解概念，从而逐步形成科学完整的概念体系。
四、结语
在我国的基础教育过程中，初中生物课程的设置极为重要，它对普及生物常识，提升学生的生物知R能力有着深远的影响。就目前我国初中生物的概念教学来说，参差不齐，区域之间、校际之间在教学质量上呈现出一定的差距。新形势下，初中生物教师必须结合学情、教情和教学内容，自觉的更新较为思维，创新教学策略，想方设法的提升初中生物概念教学的有效性。
参考文献：
[1]甄真..初中生物重要概念教学的策略研究[D].哈尔滨师范大学，2015（06）
[2]于昕.新课程下初中生物概念教学现状及对策研究[D].曲阜师范大学，2016（06）
生物统计的概念篇6
>>高中物理教学中概念图的应用概念图在高中物理教学中的应用研究试论概念图在高中物理教学中的实际应用概念图在高中物理教学中的应用分析概念图在高中物理教学中的应用概念图在高中物理教学中的应用分析概念图在工科大学物理教学中的应用概念图在初中物理习题教学中的应用概念图在高中物理教学中的应用价值概念图在初中物理教学中的应用分析“概念图”在地理教学中的应用概念图在临床护理教学中的应用概念图在整合地理教学中的应用概念图在中学英语教学中的应用研究例谈概念图在中学数学教学中的应用概念图在诊断迷思概念中的应用初中物理课堂中“概念图”的应用概念图在初中物理单元复习课中的应用概念图在大学物理演示实验评价中的应用概念图在高中物理复习课中的应用オ常见问题解答当前所在位置：中国>教育>概念图在中学物理教学中的应用概念图在中学物理教学中的应用杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款！安全又可靠！document.write("作者：未知如您是作者，请告知我们")
申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。【摘要】本文在阐述概念图在中学物理教学中的作用的基础上，从概念图用于教学设计；概念图贯穿学习每个环节；概念图用于章节的复习巩固三个方面归纳概念图在中学物理教学中的应用。【关键词】概念图物理教学物理概念是中学物理基础知识的主要组成部分。它与物理原理、物理规律、物理计算、物理实验等恰当结合起来,形成一个完整的知识体系。学生只有牢固地掌握基本概念,物理知识的网络结构才能形成。而概念图正是联系概念与概念之间相互关系的空间网络结构图,教师通过概念图的教学,有关新概念的信息就会与学生头脑中已有的概念相互作用,并加入到学生已有概念结构中,逐步建构更加完善的认知结构。
一、概念图在中学物理教学中的作用
中学物理的知识树干怎样用几句话来归纳,是以物理学知识体系为基础,物理基本原理为主线,基本概念贯穿始终,并以物理实验为其基本特征。但由此而发散出去的知识树支、树梢却很多,一般规律中有特殊,特殊之中又有规律可循,再加上特殊的一套物理用语。
1.概念图帮助教师完善教学设计
在教学设计时,教师可以建构宏观上的概念图,尽量将整个教材中出现的主要概念全部放进去,另外对某一个教学环节的知识结构也要用小概念图显示,并将大概念图的节点与小概念图的节点连接在一起,譬如，教材规划概念图、年度教学概念图、学期教学概念图、章节或单元教学概念图、课时教学概念图、知识点教学概念图等。
2.概念图能改变学生的学习方式
在中学物理的探究学习中,教师应尝试用概念图改变学生死记概念的传统学习方式，课堂上大胆使用“头脑风暴”学习法,制定探究学习方案。在学生自主学习时，教师应倡导学生采用概念图的方式,帮助他们建构知识体系。总之,概念图可以把一个复杂的问题进行简单表述，帮助学生理解记忆，提高学生学习兴趣。
3.概念图能真实反馈教学情况
教学效果如何，教师可以通过学生连接的概念图了解他们的学习情况,譬如，学生在教学内容中找出概念的多少、概念图的层级结构、连线的数量等,很快了解学生哪些知识掌握的比较扎实，还有哪些不足及其相关原因,这样教学更有针对性,随时修改自己设计概念图或记录于教学后记概念图中，为日后教学提供参考。
二、概念图在中学物理课堂中的探索
1.概念图用于教学设计
物理教学设计是指物理教师为达成一定的教学任务,对教学活动进行的系统规划、安排与决策。我从学生现有的知识经验出发,对高一物理教材中“力”,运用概念图完成教学设计（如图1）
图1“力”概念图
教学目标:理解力的概念、性质、分类。
学生特点:学生在初中对“力”的概念已有初步知识,对它的性质等有了一定的了解，在此基础上加深对有关“力”的性质进一步探讨。
教学内容设计:力的性质,条件、定律、分类、应用等。重点是力的性质。
2.概念图贯穿学习每个环节
学生学习过程中的每个环节，概念图皆可贯穿之中，譬如，课前预习、课堂学习、撰写笔记、物理实验、课后复习及作业等。
课前预习:针对下一节课堂要学习的内容，学生课前自行阅读,认真总结学习内容中的主要概念或主题,在笔记本上勾画这些概念或主题之间的逻辑关系,草拟概念图草图。
课堂学习:学生在课堂学习知识，可一边听讲一边用有彩笔修改完善课前草拟概念图草图。努力思考每个概念的内涵及外延，不同概念之间大小范围，层级结构，概念之间的区别与联系，同时还可把自己的观点提出来与大家讨论,加深对概念的理解，提高学习效率。
物理实验:思考实验原理、观察实验想象，记录实验数据并作实验的概念图草图。
做作业:解题时用概念图把思路画下来,以帮助思考。
课后复习:学习一段时间后，对所学知识进行复习巩固,用概念图形式进行总结。
3.概念图用于章节的复习巩固
一个章节或一个学习模块内容结束时，教师可引导学生用概念图的形式进行复习，让学生对一些平常无法理解的各种概念原理加深认识，把零碎的知识系统化，机械的记忆灵活化，讨论不同小组建构的概念图，反思个人心学习方式，弥补掌握知识的缺陷，拓展自己的思维。譬如“运动”为例，如图2。图2“运动”概念图
生物统计的概念篇7
[关键词]变构模型；教学设计；学习科学；aLiD模型
[中图分类号]G434[文献标志码]a
[作者简介]李海峰（1978—），男，河北唐山人。助教，硕士，主要从事教学系统化设计理论与方法研究。e-mail：。
一、引言
“促进学生的学习”是教学设计的出发点和归宿，是集诸多教学要素系统化的目的。教学设计的设计基础是在析清“人类是如何学习”这一基本问题的基础上进行有效组织，通过对这一问题的理解和把握来进行学习内容、教师、学习者和媒体等教学要素的组织。关于学习含义的理解有诸多不同，主要分为如下几大学派：第一，以机能为主导的学习理论代表有爱德华·桑代克、伯勒斯·弗雷德里克·斯纳金、克拉克·伦纳德·赫尔等。桑代克倡导联结主义，通过选择和连接进行学习，学习是渐进的而不是顿悟的；斯纳金是激进行为主义的代表，通过应答行为与操作行为结合强化奖惩等措施进行教学研究；赫尔则通过探究驱力、线索、反应和强化来促进学生的学习。第二，以联想为主导的学习理论代表巴普洛夫，他认为学习的发生是通过条件反射而形成的，提出了预期学习理论观点。第三，以认知为主导的学习理论代表为皮亚杰、乔纳森，他们认为学习的发生基础是基于学习者原有知识，通过同化、顺应等进行知识的建构和发展。第四，以神经生理学为主导的学习理论代表为唐纳德·奥尔丁·赫布和罗伯特·C·波尔斯，他们从脑组织、神经网络和进化论的角度研究生物体与学习的相互影响及学习理论。[1]
从四大学习理论派别的发展来看，前两种学习流派过于机械化、简单化，忽视了人类的身心发展；认知学派较前两种理论有了较大的发展，但是同化、顺应的理论具有明显的局限性，而且很难由学习者自己独立发生；第四种学习理论从生物体的层面考虑了器官与学习的联系。然而安德烈·焦尔当认为，学习是从学习者的概念出发进行学习的，学习者的概念是他们用以理解的唯一工具；只有学习者本人才能转化他们自己的知识；学习者不能在没有他者存在的情况下学习。[2]这一观点的提出对于“什么是学习”和“如何促进学习”提出了新的视角，笔者结合这一学习理论探究了如何进行基于变构模型的信息化教学设计，并对该变构学习教学设计模型（allostericLearninginstructionalDesign，aLiD）进行了实证研究。
二、变构理论学习观
（一）变构理论隐喻
变构模型是学习科学视域下的一种新理念，是在分析和弥补从机能主义到认知主义缺陷的基础上，结合生物层面的理论而创造的一种新学习观，它源自生物中“变构蛋白”的特定结构和功能的一种隐喻。这些生物酶是生命的基础，其形态变化及由此而导致的功能变化取决于它赖以生存的环境条件。[3]这一隐喻得出了极具启发性价值的两个结论：首先，学习者的思想（即概念体）是由学习者能够启用和调动的关联决定的；其次，教育者只能通过操作教学环境等外部条件来干预学习者的概念体，从而促进他们的学习。
（二）变构理论学习观
变构模型的学习观主要包括以下几个命题：第一，学习就是转化学习者的概念。学习者的概念不仅是学习者学习的出发点，还是学习活动的结果，也是学习过程所使用的工具本身，学习就意味着从一种概念的结构状态进入到另一种概念的结构状态。[4]第二，概念体由五要素构成：p（问题）、C（参考框架）、o（心智运算）、R（语义网络）、S（意义符）。个体的一个概念总是首先对应一个质问，质问又与相应的（模糊性）问题而存在，概念的炼制通常使其得到明确，同时其他相互作用的四个参数对学习概念起着决定性的作用。第三，概念体既是学习者的工具，又是他们的“智力牢笼”。学习者只能利用自己的概念对信息进行处理、编码和解码；相反已存在的概念体会阻碍新概念的加入，尤其当新知识与已知概念相对质时，因为学习者认知、接受新概念时，总是用已有的概念进行解释，在这一解释过程中，难免会出现误解、对质，从而阻滞了对新知识的理解和认识。
三、变构学习教学设计（aLiD）模型构建与依据
依据变构学习理论的基本观点和教学设计的理论基础，笔者提出并构建了变构学习教学设计模型。
（一）aLiD模型构建的理论依据
变构学习理论认为，学习就是要使学习者原有的概念体发生变化，然而对于教师而言，学习者的概念体并不能人为地直接进行操控，只能像变构蛋白一样通过控制外部环境来影响和改变它。显然，基于变构模型理论的教学设计必须注意以下几点：第一，确定学习者的概念体，这是利用和对质概念体的前提，同时也是确定学习出发点的依据。第二，创设情境，旨在影响和变构概念体。概念体的变构分为直接建构和对质变构，即在特定的学习环境中，学习者可以通过自身的概念体进行同化和顺应新知识，但是大多数情况下概念体的变构是通过学习者与自身概念体的对质、解构和建构等不同阶段来实现概念体的重组的。学习环境的创设应充分利用现代媒体技术、人际互动等创设启动情境，激起学生的对质和动机。教学设计旨在使学习更有效、更高效、更吸引人。[5]主要包括分析、设计、制定、开发、实施、评价、修改教学问题解决方案的全过程，亦即应用系统方法对教学过程的诸要素、环节及其相互关系进行科学的分析、描述、计划或规定，为所需的教学活动制定具体可行、可操作的程序或方案。[6]变构理论教学设计模型旨在基于变构学习理论运用系统方法进行教学过程诸要素的组织与规划，为践行教学活动制定出具体可行、可操作的程序或方案。
（二）变构理论教学设计模型的内容
根据概念变构模型理论，并结合教学设计的相关理念构建了基于变构学习理论的教学设计模型（如图1所示），模型体现了概念体在学习者学习过程中的核心地位，突出学习环境对促进学习者概念体变构的重要作用。
基于变构理论的aLiD模型包括分析阶段、解构与建构阶段和评价阶段三部分。分析阶段主要包括学习目标、学习者特征分析和确定学习起点。学习目标是学习结果的最终预期目的，也是教学工作者通过创设与操控学习环境欲使学习者的概念体发生变化的最终理想形态。学习目标的分析是利用学习者自身概念体的前提，也是与其对质的关键。学习目标的分析主要包括学习内容的组织形式以及与其相关的支持性概念，即既要理解学习内容，又要探究为学习内容与学习者概念体进行变构的支持性概念。学习者特征主要包括概念体、认知能力、学习风格和学习动机。学习者本身概念体的分析主要涉及概念体的五要素：p（问题）、C（参考框架）、o（心智运算）、R（语义网络）、S（意义符），获取学习者概念体的策略主要包括问卷、谈话、画图等形式。学习者的概念体是学习者对现实世界和所获信息进行解释的唯一工具，同时确定和把握学习者概念体是进行教学设计的前提之一，它关系到后续概念体变构的成败。认知能力和认知风格是进行个性化教学的基础，根据每个学习者的身心发展差异进行针对性的教学设计安排；学习动机主要分析学者当前对本学科内容的动机强弱以及原因。通过学习目标和学习者特征分析来确定学习起点，还应注意学习的起点是共性与个性的统一体，即将全体学习者的基本水平与单个学习者的个人起点水平对立统一起来。
变构模型学习理论最重要的环节就是解构和建构阶段。在这一阶段中，环境创设、资源设计和教学策略安排为学习者概念体的变构奠定了坚实的基础，同时也决定着概念体的变构成败。根据概念体的性质，即概念体的可利用性和障碍性进行不同教学形式的选择。如果学习者自身概念体能够直接同化和顺应外在知识，教师将会选择“利用”的教学流程；相反则会进入到概念体“对质”的教学流程之中。（1）“利用”模式。在“利用”教学模式中，学习得以顺利进行的前提条件是学习者已有概念体不存在错误，同时概念体的知识结构与学习内容的组织形态处于一致或类似的状态。此时可以通过创设启动环境激发学习者的动机，为学习者的概念体变构提供信息资源，并运用适当的教学策略提供逐步的帮助和指导来完成概念体的建构。在这一过程中，学习环境创建的成功与否直接影响着学习者原有概念体的变构；学习环境的创建必须与学习者原有概念体产生共振才能激发学习者的动机；学习环境的创建必须以学习内容为基础，为学习者原有概念体与学习内容的结合创设条件。（2）“对质”模式。这一模式应用的目的旨在排除、撼动、驳斥学习者原有概念体中的错误，将学习者的错误概念清除出去，要达到这一目的必须要和学习者的概念反着来。基于这种理论观点的学习环境创设，教师要制造导致思想对立的情境，这种对立可以是学生本身的，也可以是学生小组内部的。学习环境的创设要突出真实感、真切感和共振性，以最大限度地开发和利用各种学生真切感受到的认知冲突。教学策略由于对质的形式不同也存在着差异，在自我对质中，教师可以通过提供数据资料、实物接触、现实接触、实验观察等形式实现；在协作对质中，教师可通过组织辩论、小组讨论以及论坛、聊天室、博客、微博等形式展开。（3）评价阶段。动态性是评价的主要特征，因为在教学预设、进行中、结束等阶段，教师都在实时地进行监控与评价，同时采取相应的措施进行教学策略的调节。
四、基于aLiD模型的实证研究
（一）研究设计
经过对学生教材的设计、实验对象的选取、资料的查找和研究的论证，在2012年2月确定了基于变构模型学习理论的实验研究过程，即基于aLiD模型的应用研究实验。
1.课题选取
研究的目的源于探索基于变构学习理论的教学设计及应用方法。实验方法为准实验研究法。实验对象源自七年级的教学班级，选取两个班级的生物学科进行实验研究，即实验班和控制班。实验班采用基于变构理论的教学设计模式，控制班采用传统教学模式，其他变量相同，同时对教材的教学预设分别进行了两种模式的教学设计开发，便于授课教师进行教学。
2.建立假设与确定变量
研究假设：对于七年级的生物教学，基于变构理论教学设计模式的学习效果优于传统的教学模式。在这项假设中，条件因素C=学生进行七年级的生物课程学习；自变量X=两种教学模式（即变构理论的学习模式和传统教学模式）；因变量Y=学生的生物学习效果；干扰变量为被试者的主观态度、习惯、动机、准备状态、目标定时，为避免或减少这些干扰因素对数据分析产生的影响，笔者每周一都进行课堂调研及时发现及时排解，并将其记录下来作为最终数据分析的参考。此外两个班级采用同一位教师、同样的媒体进行授课，避免这些差异影响最终数据的效度。
3.选取实验对象
首先对河北省遵化市地北头镇中学的七年级所有班级进行传统教学模式的生物教学，在第八周时进行七年级所有班级的生物测试，这次测试以第八周的月考试题作为对学生生物学习效果的前测；接着对各班进行生物成绩平均分和方差齐同性的分析，并检查他们的成绩是否服从正态分布或接近正态分布。通过筛选最终确定了两个班级，分别是七（1）班为实验班和七（2）班为控制班。
4.教材内容设计
教师讲授的教材为七年级下册的《生物》，前八周采用传统的教学模式，在第八周后对七（1）班采用基于变构模型的教学模式进行教学设计，对七（2）班继续延续前八周的教学设计形式。基于变构理论的教学模式强调学习环境的设计，并运用学习环境来影响和促进学生的学习，如与现实对质、与同伴对质、与自己对质等，学习环境的设计仅仅围绕p（问题）、C（参考框架）、o（心智运算）、R（语义网络）、S（意义符）这些概念体的要素进行。教师通过获取学习者概念体，然后创设环境来解构和变构学习者的概念体，基于这一理念进行教学内容的设计与组织。
（二）实验结果
实验研究所采用的数据分析软件是iBmSpSSStatistics18，分析数据包括两个实验组学习者的前测和后测成绩。
1.前测成绩比较
对两个实验组学习者的前测成绩进行独立样本t检验，检验结果显示：实验班的前测平均成绩为79.37，控制班的前测平均成绩为79.28。两个实验班的前测成绩比较结果表明，实验班与控制班前测成绩差异显著性概率p=0.973>0.05，故两者不存在显著性差异。
2.后测成绩比较
对两个实验组学习者的后测成绩进行独立样本t检验，通过F=0.072和p=0.791可以确定，两个实验组的方差具有齐性，不必进行置信度的区间调整。检验结果显示：实验班的后测平均成绩为89.29，控制班的后测平均成绩为80.21。两个实验班的后测成绩比较结果表明，实验班比控制班的平均成绩高9.08，实验班与控制班后测成绩差异显著性概率p=0.013
（三）实验讨论与案例剖析
基于变构理论教学模式进行的生物教学效果明显优于传统教学的学习形式，这表明该学习理论能够有效地促进学生学习。在实验教学的研究过程中，基于变构理论的教学过程是一个复杂、互动的过程，笔者从变构理论视角出发，基于aLiD模型围绕四个维度详细论述如何在实践中进行教学设计及其关键点，并例举相关案例进行解读。
1.概念体的获取与确定
概念体是变构模型的核心观念，因为概念体是学习者认识、理解外界的唯一工具，是新知识的解释系统，没有相关概念体的存在学习将无从谈起。显然，确定学习者的概念体是教学得以成功实施的前提，是教学设计的前提。在教学中，通常采用问卷、谈话、画图、文字描述、录音和视频等手段获取关于学习者的概念体。问卷法适合学期开学时的测评，如果在每一节课开始时都进行测试会对学习时间的分配造成影响，同时测评的结果并不能及时准确分析，也不能及时确定教学内容和策略。谈话法也可称为问答法，即在上课或在教学过程中随时通过问答的形式获取学习者的概念体，这种方式灵活、多变，但是教师所询问的问题并不能完全揭示出学习者与学习内容相关的全部概念体，因为这些内容往往是教师所关注的，通常带有主观性，这一局限性容易忽视学习者起支持作用的概念体，为以后概念体的成功解构和建构产生负面影响。画图法是学生概念体自我表征的一种有效形式，与文字描述方法相结合效果更为突出。在时间充裕的情况下，学习者能够尽显其所掌握的全部相关概念。因此教师可以规定让学生通过概念图、思维导图等形式来描述概念体，这种方式可以弥补谈话法、问卷法所隐含的教师主观性缺陷。录音和视频手段能够实时记录学习者概念表达的任何瞬间，为研究者留有足够的时间去深入研究他们概念体表达的内容、形式。研究表明，学习者概念体的表述并不是一件易事，需要根据内容进行环境设计，即创造激发性的启动环境，激发学习者的动机，使学习者愿意、积极地尽显相关的概念体。
在《血液循环系统》一课的教学中，教师首先通过谈话、填图的形式对学习者关于血液循环体统的概念知识进行测试，通过测试可以明确学习者概念体中的错误概念、空缺概念，为变构他们的概念体做好充分准备。通过测试表明，学习者对血液循环的方向存在着明显的错误认识，把握住学生概念体的这些问题关键点，将有利于进行学习环境、学习策略、学习工具的设计与提供。
2.通过概念体进行学习
学生是从他的概念出发进行学习的，学习者的概念是他们用以理解的唯一工具。学习过程本质上就在于学习者究竟如何解决本身概念体与学习内容的差距问题，即学习者如何在已有概念体的基础上进行对差距内容的编码和解码。利用概念体学习的前提条件是必须理解已有概念体的特征参数，即问题、参考框架、心智运算、意义符和语义网。研究表明，学习者对外界进行解释、编码的过程实际是不断对自己已有概念体进行质疑的过程。例如学生在对人的血液循环系统进行学习时，会不断提出一系列问题，“肺循环的过程是怎样的”、“左心房、左心室和右心房、右心室的血液是如何循环的”、“心脏和肺循环的关系和影响怎样”等。提问的同时，学生通过心智运算会在自己已有的概念体中迅速地搜寻参考框架、意义符，探索所有相关的语义网络。在这一过程中需要注意一个关键问题，也是确保教学成功的关键环节，即在确定学习者已有概念体之后必须对其进行相关参数进行分析，防止学习内容超出学生的“最近发展区”或承载能力。进行教学设计需要注意的是学习内容与学习者概念体的参考系数的一致性或相似性，即教师是否是在分析了概念体已有网络结构的基础上进行学习内容的组织与安排的，是否存在着与新授内容相关的参考框架。简言之，是否能够利用已有概念体将新知识纳入到学习者的概念结构中。研究表明，通过概念体进行学习的有效策略包括补充思维导图和概念图、虚拟实验解剖、接触实物等。补充思维导图和概念图旨在引导学生完成从已有概念体到学习内容之间差距的概念结构，这是一种非常有效的同化和顺应方式；此外通过虚拟实验、实物接触、媒体等手段能够解决学习者提出的各种质问，即通过学习者的观察、探索、质疑进行学习者概念的建构和解构。在《血液循环系统》教学中，通过向学生提供血液循环的半成品概念图，即空缺其中重要的位置和方向，让学生根据已有的知识进行填充和通过资料进行查询。
3.对质与概念体
学习绝对不是累加式的机制，而且只有在一些特殊情况下才可能实现同化和顺应，更多的情况则是突破学生原有概念的“智力牢笼”，与原有概念体对着干。学习者的概念体是对现实和所接受信息进行解码的唯一工具，不能完全被移除，然而教学设计者必须通过分析学习者已有的概念体确定其中的错误之处（即教学设计就是要通过学习环境设计来影响和对质这些概念），最终通过解构和重构实现学习目标。研究表明与学习者原有观念进行对质是一件十分困难的事情，有一部分学生由于害怕自己认为正确的观点得到质疑、挑战而常常处于默不作声或置之不理；有一部分学生在小组讨论对质时情绪异常激动，他们为了维护自己的观点时常争论得面红耳赤，有时甚至走到了理智的边缘，这完全源于自尊心和对自己观点的坚持。学习者原有概念体的改变并不会易如反掌，一方面来自于学习者情感方面的维持，另一方面来自于与之保持较强一致性的概念体网络，只有当学习者的概念体完全无力维持他的观点并且认识到确凿的事实时，才会放弃原有观点，并通过解构和建构来接受新知识，新知识也只有在先拥知识失效的情况下才会真正安置下来。在《血液循环系统》教学中，采用小组讨论与班级答辩相结合的形式进行对质活动，即组内自我对质、小组对质和全班的人际交流。在对质过程中，学生对具有怀疑的问题表现出较高的兴趣。教师应实时监控小组和班级学生的讨论状态，如果发现某个小组兴趣较低，应及时通过设疑、制造矛盾等方式挑起学生的对质热情。
实验表明，与学习者的概念体进行对质的有效策略包括实物与现实接触、自我表述与评析、辩论等。最有效、最直接的莫过于通过实物的接触来驳斥学习者已有概念体的错误，这种对质是学习者通过实物真实感触的自我对质，比较温和且易于接受。此类方法也可以通过多媒体手段实现。自我表述与评析是通过学习者不断进行自我质疑实现的，但这种方式对于改变学习者的概念体效果并不明显。因为学习者很难挑战自己的错误概念，然而这种弊端可以通过设计基于资源的学习模式来实现，学习者通过对自己的质疑和资源搜索不断地解构错误观点，同时建构正确的概念体。辩论是一种较为强烈的对质，辩论的双方或个体会调用所有与其观点相关的论据来驳倒对方。这一过程既是对学习者原有概念体网络结构稳定性、正确性的检验，同时也是验证概念体对于事实完整性、稳定性的一种方式。当学习者已有概念体不能解释对方质疑或者所提出的概念被对方反驳成功时，这时就会引起概念体的“空位”和“认知冲突”，因此学习者不得不重新审视自己的概念体，通过解构和建构实行概念体的变化。辩论是激烈的、痛苦的，但是对于学习者的概念变构是印象深刻的。在教学过程中，教师需要根据辩论的激烈程度进行辩论过程的控制和调节，避免辩论过于激烈或平淡。为了避免面对面辩论过于激烈，可以借助现代技术手段通过聊天室、论坛、微博、博客和其他即时通信工具进行中性辩解。
4.学习环境与概念体
教师或教学工作者不能直接操纵学习者内在的概念，只能通过外在的学习环境设计来影响学习者的概念体。学习环境在学习者的概念变构过程中具有重要的作用。首先，需要创设有效的学习环境以展现学习者的概念体，获取和确定概念体的结构组织，为变构学习者内在概念体提供依据。其次，为与学习者原有概念体的对质创设学习环境，主要通过实践参与、实物接触、媒体虚拟等手段为自我对质、展开辩论提供有效的支持。学习环境设计的切入点不仅仅在于概念体中的要素，而在于要素之间的组织关系，学习环境要针对不稳定的观念要素联系或错误概念及其联系创设一种不协调的外在情境，启动学习者自我质疑，寻求答案的动机。第三，学习环境应为学习者不同变构过程提供适当的信息支持，包括在概念体的表达阶段和变构阶段。在表达阶段主要以问答、填图与画图等形式进行设计，这些形式可以通过多媒体形式来实现。在变构阶段主要通过实物提供、现实接触、数字媒体资源来实现，旨在为利用学习者概念体或对质学习者的概念体提供事实参照，促进概念变构效率。根据《血液循环系统》一课的特点，主要采用了基于网站的信息化学习环境设计，网站的内容包括血液循环系统的Flas、在线聊天室等这几项功能，目的在于向学习者提供自我对质、群组对质的条件，促进学习者识别已有概念体，变构错误概念体，建构新的概念体。
五、结语
通过aLiD模型的提出、构建与实证研究，旨在从变构学习理论的维度探索学习的发生机制和如何通过教学设计促进学生的学习。在变构模型的教学设计中最为重要的一点是获取、确定学习者原有概念体，这是学习者概念变构的前提；同时学习环境的设计是基于学习者原有概念体和学习内容的基础上进行设计和开发的。在对概念体的理解上一定要把握其双重身份，即可利用性和矛盾性，根据其不同的特性进行环境、资源和教学策略的设计。aLiD模型是通过一学期的生物教学实验并结合概念变构学习理论的基础上得出来的，其局限性在于不同学科的性质造成对学习环境设计、资源安排和教学策略的差异性需求，这也是以后需要进一步探讨和研究的。
[参考文献]
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[3]裴新宁.学习究竟是什么[J].全球教育展望，2008，（6）：13～20.
生物统计的概念篇8
上个世纪80年代初，中国引进了西方基于标准化批量生产方式的服装设计教学理念和模式，拉开了中国现代服装设计教育的序幕。发展至今，全国已拥有庞大的师资队伍，形成了富有特色的教学体系，为产业发展培养出大量的服装设计专业人才。然而，中国服装设计教育在过去30年的发展过程中，普遍存在“从形式到形式”的教学模式，即国际时尚体系上游的服装形式本土化的问题。产生这一问题的原因很多，诸如发展历史短，国际时尚体系的制约，产业设计人才的要求等。我们不能断言，中国服装设计教育在过去的30年里，培养了一大批“买手型”设计师，但是，在当今服装产业中买手型设计师大有人在。显然，服装设计专业的人才培养与产业人才需求相对称，但与中国创新型服装产业发展方向不对称。其对称性表现为：二者均存在设计实践结构的不完整，以及对设计理念的淡漠和摒弃。具体表现为“从形式到形式”，即对服装形态的杜撰和对国际时尚体系上游服装形式的修修改改。[1]出于国情考虑，这种被动务实的学习方式在当时社会亦有它的合理性。然而，随着中国经济的迅猛发展及国际地位的不断提高，这一务实的路径，对于创新型人才培养以及创新型产业建造，显然行不通，中国的服装设计教育和服装产业亟待转型升级。
二、人们认识与表现事物的基本程序和方法
中国服装设计人才培养需要转型，但其转型过程不是盲目的，需要根据人们对事物循序渐进的认识及表达规律来对症下药。认识的过程一般由表象到结构再到本质，设计、造物则由本质到结构到表象。设计、造物从本质（被造物）开始，即从概念（文本）开始。从本质上讲，概念（文本）即是事物存在的另一种形式，是设计对象的本质，也是设计的理想价值。中国服装产业和服装设计人才的培养，对设计概念（文本）的淡漠或摒弃，其实质是对事物本质和价值的摒弃。毋庸置疑，在过去的30年里，我们在服装设计教育和服装产业领域，的确没有创建多少有价值的本质，因为我们从西方人那里拿来了本质、形式和价值。我们必须根据人们对事物的认识和造物的基本规律，以及特定的时代背景，培养服装设计人才的创新理念，实现服装设计教育和服装产业的转型升级。转型就是基于造物结构，健全课程体系，即创建新的、有价值的相关学科和知识，视觉化理念的知识和技能，以及生产营销的相关知识。升级就是提升学生文本（概念）创新的能力。
三、中国服装设计人才培养转型升级的途径
人才培养目标是整个人才培养模式的建构基础，培养目标决定于社会的需求和教育思想，前者是实践的要求，后者是理论的要求。[2]培养目标需要满足理论和实践的双重要求。从历史角度看，人才培养目标具有鲜明的时代性，反映当时社会对人才的要求。人才培养应根据社会需求和当前环境因素的变化而不断地进行调整和变革，所培养的人才方能被社会所接受，为社会做出贡献。针对人才培养目标的社会性，创新型复合型人才的培养内容成为本文研究的主要问题，理论与实践双重要求的满足是服装设计人才培养转型升级的基本途径。
1.系统、科学、完整的专业课程体系的建立。服装设计是一门时尚的交叉性综合型应用学科，其学科特点决定了该专业知识体系的综合性、课程内容设置的时尚前沿性，以及与其他学科界限的模糊性。当今服装设计专业的课程内容要以其专业特质为依据，建立以跨学科、多维度、宽领域为原则的专业知识系统，使其更加注重设计与社会、设计与人文、设计与科技，乃至与其他多种学科之间的横向关系。[3]服装设计专业的转型升级基础应该包括课程结构的优化，不同科目之间的横向渗透与纵向衔接，以及每一科目各单元之间、各项内容之间的协调。[4]首先，服装设计专业的时尚性要求其专业课程内容应当具有时代前沿性，其国际性要求该专业应融入先进的国际服装设计思想与理念，符合世界服装设计流行发展趋势的技术手段，使学生以更开阔的视野去研究与解决现实当中所遇到的问题。除专业知识外，文学、美学、史学、哲学、社会学、心理学等人文学科，材料学、环境学、经济学、市场学及信息技术等现代科学知识，不但能增强学生对社会伦理、环境伦理乃至全球伦理的关注[5]，提高学生的人文意识，还可进一步充实服装设计专业的知识构架。其次，服装的文化属性要求提高学生对艺术、文化和生活方式等的理解与学习。正如我国著名艺术大师、教育家吴冠中先生所言：“艺术创造中，路遥知马力的‘力’字，往往隐藏在文化底蕴中。”可见，要想实现中国服装设计教育转型升级，促使中国服装产业繁荣发展，在服装设计人才培养过程中，民族历史文化、传统审美观念以及中华人文精神等相关课程的设置是必不可少的。（图1）因此，在专业课程内容的设置上，我们应当在保证专业知识体系具备国际化、时代性与前沿性的前提下，补充传统文化教育的课程，引导其根植于社会文化的土壤，结合现代审美方式，研究传统文化，增强人文修养，把握历史文脉，将人文内涵贯彻到专业知识传授的过程中，从而以发展的眼光、创新的方法在设计实践中产生符合新时代、新环境的“新思想”，创造新的“设计理念（文本）”和“切实之体（产品）”[6]。
2.高效、有用、先进的专业知识应用系统的建立。服装设计专业的特质决定了其课程设置中实践环节的重要性，服装设计者建立了自己的知识体系及思维方式后，还需要将这种新的设计理念付诸实践，通过实践将其转化成可视的作品，从而完成整个创造过程。通过实践，设计者既能得到自身的完善与发展，又能适应社会，满足社会的需求，这也是在学习者、社会与专业学科三者之间进行有机融合与统一，构建一个高效、有用、先进的专业知识应用系统的必然因素，用以发展学生的创新能力、应用能力、社会能力与可持续发展能力等新型专业能力。在实践课程内容上，增加与之相关的项目课程与专业实践活动，使学生投身整个活动过程中，将所学理论知识应用于实践，亲身体验并实际动手操作，培养学生的动手能力和创新能力，以及用创造性的眼光发现问题、分析问题与解决问题的能力。在参与该类实践课程过程中，学习者还可有意无意间更多地接触他人与社会，通过融入社会，与他人进行交往合作，增强学生的团队合作精神、竞争能力意识与人际关系的协调能力，从而提升其社会能力，为以后进入社会工作夯实基础。隐形课程的开展亦是非常必要的。在完善丰富了服装设计专业理论与实践课程的基础上，可针对服装设计专业的商品属性，引导学生深入社会，深入服装行业之中，进行市场调研，引导学生全面了解社会、了解服装市场，有意地使学生接触更多的隐性课程，以此丰富学生的精神世界与内在意识，培养其以市场为导向的商业设计头脑，促使其树立独特的专业设计理念与正确的人生价值观，帮助学生激发自身潜力，发现自身不同，实现自我教育，以此来促使学生“全面、协调、可持续的发展”。
四、中国服装设计人才培养转型升级的关键
有了丰富的理论知识与实践环节，并不代表具备一定的创新力，概念（被造物本质）的创新才是真正的创新，因为设计概念作为被造物本质的文本形式，是被造物体现的精神内容，也是设计的本质。怎样实现概念的创新，中间必须经历一个研究环节，才能实现现有认识—研究—深入认识—新的概念—实践—视觉化概念的整个过程。首先，创建有价值概念的基础是认识，对客观对象的理性认识和概括，丰富的理论知识给我们提供了宽广的认识面。概念的创新源于认识的深化，没有认识不能形成概念，没有实践就没有创新概念的形成。概念随着认识的深入而产生变革，变革实现创新。所以，只有通过深入研究，在研究方面下功夫，加深对事物的认识，才能不断将感性认识上升为理性认识，促进认识的深化，进而形成有价值的概念。认识是基础，实践是推手，研究是关键，这也是理论、实践、研究三者之间的关系所在。其次，概念形成的基础是继承，在继承的基础上基于特定的时代背景对现有知识进行深入研究，挣脱原有认识与经验的束缚，实现对原有知识与经验的抽象、提炼、超越与升华，转化成新的、有价值的、符合时代要求的新的认识，形成新的有价值的概念，进而通过实践视觉化概念实现真正的设计创新。我们所创建的设计概念不仅指向被造物本质，同时，它对于自然、特定的社会环境、企业和消费者生活应具有价值和意义，这是设计的本质，也是设计的责任。如针对当今服装品牌高库存现象的研究，便于形成以降低库存为导向的设计理念，结合市场营销学和市场管理学，搜集资料并做深入的市场调研，对品牌市场进行认真分析，了解服装市场现状及管理模式。例如，研究日本服装品牌优衣库几乎“零库存”的现象，发现其有一套独特的管理与设计模式——基本款至上。（图2）简单的款式突破了年龄段细分的原则，适合任何年龄段的目标消费者，从而形成大的市场规模，且高比例的基本款降低了设计的犯错率，进而将设计师的精力放在基本款的设计及创新上，同时弥补了其他补充款式不足带来的销量问题。如此，有了设计的参照物，对问题有了深入的认识，有的放矢，才能形成以降低库存、符合企业利益为导向的概念，完成设计的创新。又如图3，是国际时尚大师范思哲的印花作品。不难看出，作者将巴洛克、拜占庭、动物纹样等各种所能想象到的图案从它们各自的历史社会及图形的含义中抽取出来，摇身变成设计师自己的新的概念，应用于服装设计当中，将经典与艺术混搭，风格难辩，加之极简的线条、大胆的用色，使作品不仅成为静止的服装，更是流动的风景，给人们带来绝美的视觉盛宴。概念的形成是一种思维加工过程，对客观事物的深入研究，实现认识的深化，透过事物的表面了解现象的本质，通过实践环节将新的概念视觉化，有助于实现设计从形式到思想的转变，从而提升学生的创新能力，培养出综合型创新性服装设计人才。没有丰富的理论知识作支撑，没有研究这一关键方法做桥梁，没有实践这一物化过程，我们的专业知识、设计理念及设计作品是缺乏想象力和创造力的。以加强自身专业知识的学习为基础，同时拓宽相关知识领域，通过深入研究深化认识并综合运用是培养创新性专业人才的有效途径，只有这样才能将学习者从他人知识框架的复制者转变为自我知识模式的构建者，用自己的专业知识去建立具有服装设计专业特质的新型意识与理念，成为真正意义上的服装设计创新人才。
五、结语
生物统计的概念篇9
一、结合教学中的概念去设计问题
高中生物新课标教材中有很多重要的概念，概念的理解是基础，所以我们非常有必要围绕生物学概念从不同的角度去设计问题。
1.围绕概念中的核心词去设问。一个概念的内涵中，必然有核心词、关键词，在教学过程中我们要能够根据核心词进行设问。如：反射是指在中枢神经系统参与下，机体对内外环境刺激所作出的规律性反应。中枢神经系统在这个概念中是核心词，我们可以围绕它设问“中枢神经系统是指什么？”、“中枢神经系统和神经中枢有什么区别？”等等。
2.围绕概念的外延去设问。概念的外延是指一个概念所概括的思维对象的数量或范围。如：自养生物的概念是指能够利用无机物合成自身的有机物的生物，这样我们可以从概念的外延的角度设问“自养型的生物有哪些？”。
3.围绕概念的例证去设问。某一概念必然有对应的例子，而与概念相关的例子包括正例、特例和反例。概念的正例指的是包含概念所反映的本质属性的具体事物；概念的特例指的是特殊的例子，属于概念的外延这一集合；反例指的是不具有某种属性的具体事物，它不在某一概念的外延中。根据上述理论，我们可以从某一概念的不同类别的例子考虑设计有关问题，如：微生物是一类形体微小、结构比较简单，一般要借助于显微镜或电子显微镜才能观察到的一类微小生物的总称。从正例的角度可以设问“微生物通常包括哪些类别的生物？”，从特例的角度可以设问“蘑菇、银耳、黑木耳等生物是否属于微生物？”
二、结合新课程中的探究式学习去设计问题
高中生物新课程中有好多生物学知识是通过学生的探究学习获得的，那么，在学生学习过程中，教师的引导设问是非常关键的。如：在“基因分离定律”的教学过程中，关于豌豆的一对相对性状的杂交试验，孟德尔用具有一对相对性状的纯合高茎豌豆和矮茎豌豆杂交，子一代表现为高茎。子一代自交，子二代出现性状分离：既有高茎又有矮茎，比例为3：1，这时我们可以引导学生提出问题“为什么F1都表现出显性性状？”“为什么F2代会发生性状分离？”“为什么F2代性状分离比接近3：1？”。随后，孟德尔提出假设进行解释，孟德尔假设的关键点是杂合子中的等位基因相互独立、互不沾染，形成配子时彼此分离，分别进入到不同的配子中，产生两种相等的配子。据此教师可以设问“如何证明孟德尔的假设？”“具体的证明方法都有什么？”于是学生提出可以用测交法或者是F1高茎豌豆自交进行验证。此时我们可以设问“根据假设，测交及自交的实验结果出现什么情况，可以证明假设成立？”。
三、结合教材中的实验去设计问题
新课程下必修模块中的实验内容主要包括：实验目的、实验原理、实验仪器及材料、实验步骤、实验原则等等。我们可以在不同的环节进行设问，加深学生对于知识的理解，强化学生对于实验过程的反思。如“叶绿体色素的提取和分离”实验，围绕实验原理设问“叶绿体中的色素可用什么化学试剂提取？为什么？”，围绕实验材料我们可以设问“叶绿体中色素提取分离实验的材料如何选取，为什么？”，围绕实验过程可以设问“画滤液细线时用毛细吸管，你还能找出什么更好的替代实验用具？”围绕实验结果设问“滤纸条上四条色素带从上到下分别是什么色素？你得到的实验结果与此一致吗，为什么？”，从实验拓展的角度设问“如果把色素提取液放在自然光和三棱镜之间，从棱镜的另一侧观察光谱中明显变暗的区域是哪个区域？”，从实际应用的角度设问“为了使光合作用达到最好的效果，在大棚蔬菜生产中，应选用哪种透明的玻璃罩？”。围绕实验各环节问题的设置，强化了学生对于实验的理解、回顾和反思。
四、结合知识的前后联系去设计问题
生物统计的概念篇10
关键词：概念设计；非理性因素；设计实验
1概念设计的内涵与特征
“概念”一词的本义在《中国大百科全书》中的解释是“怀孕，孕育的意思，即经过十月怀胎之后生成的一种新事物”。概念设计是设计师对建设场地进行实地考察后，有意识的针对场地中的环境构成元素进行深入分析，提炼，浓缩而成的一种可以统领全局，贯穿设计过程始终的构思主线。它一般以抽象的形式出现，追求神似而非形似，具有非理性因素的思维特征，往往是设计师的一些顿悟、灵感就可能形成一些重要设计项目的原始创作意念。同时，概念设计具有很强的实验性，有时甚至纯粹是一种尝试，完全在从事探索性活动。
2概念设计的重要性与意义
概念设计自从上世纪问世以来，已经被许多世界建筑大师在一些重要建设项目中恰如其分的运用，其重要性是不言而喻的。在建设项目的前期阶段，概念设计的主体地位是不可辩驳的。倘若没有优秀的创作意念作为引领整个设计的主线，策划方案设计就会一团散沙，缺乏整体性、有机性，让人有随意拼凑，抄袭之感。另外，重视概念设计有利于激发创作灵感，增强设计师的原创意识，不致步人后尘，而走上自主创新的道路。
3概念设计的策略与方法
首先要对场地的环境因素进行有意识的分类与整理，分析各个条件之间的内在联系与制约关系。从宏观的角度进行分析，不拘泥于细小的实际工程问题，着眼于大局。其次，要充分运用联想的方法，辅助于文学，艺术等学科的知识，使头脑中朦胧，散乱的想法明晰准确地表达出来。在当今建筑全球化背景下，把握地域性，坚持功能性，重视形式性，考虑经济性是建筑创作的核心所在。建筑创作的突破口往往在学科边缘或者交叉学科中。再次，要摆脱自身的思维定式，对于掌握概念设计来说这种思维定式非常不利。因为如果设计者从自身已有的知识出发来进行概念设计，必然会受自身思维定式的影响，所设计出来的成果必然不太理想。设计者需要抛弃传统的为了做某个设计而进行资料收集，文献阅读的不良习惯，在平时就要有意识的阅读一定量的理论方面的文献，积累一套行之有效的设计手法和解决实际问题的策略。最后，要学习已有的优秀作品的概念设计过程，做深入的设计分析与表达，因为设计分析与表达作为一种学习方法对于初学者来说是大有裨益的。
4概念设计的应用举例
4.1这是一个改建项目，位于南京幕府山脚下，原为长安汽车制造厂，现在破产了，改为艺术家村租给艺术家使用。我们一行8人对场地进行数次实地调研。最后我从场地的地形特征——象一条小船，以及场地的环境特征——背山面水，左右围护，三面环山的特点出发提炼出整个区域的设计概念“船”。后来联想工厂破产的情景，以及艺术村将来经营的状况决定再加入风险因素“渡”，因而我的设计概念变为“渡船”。接下来又融入了文学因素，考虑艺术村商业运作的需要加了“的情怀”，最终我的设计概念变为“渡船的情怀”。考虑到整个区域内不同位置的经营状况，现状条件不同，又将整个区域分成6个小区域，每个区域都以自身独有的特征命名，并贯穿在总概念之中，使其有分有合，统一之中蕴含变化。最后，我对场地内的浅蓝色区域进行了环境概念设计，编写了整个区域的故事书，使中心概念在故事书的烘托下显得更加丰满。(4.2陕西西安某古墓博物馆的概念性建筑方案设计中笔者就运用了传统民居地坑院入口的概念。古墓博物馆顾名思义是在新发现的古墓建筑群上就地建设博物馆，以最大可能的保护原址，并使博物馆建筑本身具有静谧，昏暗，冥冥之光的气氛。为了营造这种气氛笔者想到了传统民居四合院的空间布局，将古墓建筑群原址保护在地下一层，地上再建二层将古墓发掘的宝藏进行展示，地面建筑四周没有开窗，参观者从室外通过踏步盘旋而上到屋面层，而后再从屋面盘旋而下到达至各层，各层展厅均有入口对外开在走廊上，打开入口天井中的自然光与室内的人工光源交相呼应，在室外树木的遮挡下，室内光影斑斑，忽明忽暗，更加突出了建筑的神秘性，场所感。置身其中使人有一种强烈的空间感受和震撼的视觉冲击，崇拜仰慕之情油然而生，这正是建筑师所期望达到的效果，使参观者能有深切的体验空间，参观之后难以忘情。(见图2)