時(shí)間:2023-07-03 15:50:18
序論:在您撰寫研究方法的概念時(shí),參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
【關(guān)鍵詞】生物學(xué) 核心概念 核心概念教學(xué) 新課程
生物學(xué)是一門研究生命現(xiàn)象及其活動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué),它以一系列核心概念作為分析、推理、判斷和綜合等邏輯思維過程的依據(jù)來揭示本學(xué)科的基本規(guī)律。生物學(xué)概念不僅是生物學(xué)科的基礎(chǔ),而且是生物學(xué)領(lǐng)域最基本的語言表達(dá)單位。新課程改革的一個(gè)核心就是“注重學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活的背景中學(xué)習(xí)生物學(xué),倡導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中深入理解生物學(xué)的核心概念”??梢娞岣呖茖W(xué)素養(yǎng)不是追求對科學(xué)事實(shí)和信息量的更多占有,而是要求對核心概念和科學(xué)思想的深刻領(lǐng)悟。更重要的是培養(yǎng)學(xué)生接觸到新的“原理、規(guī)律和方法”時(shí)能借助生物學(xué)概念能進(jìn)行自我闡明的能力。因此,學(xué)生能否牢固地、準(zhǔn)確地建立起反映生物學(xué)思想的基本的生物學(xué)核心概念體系,應(yīng)當(dāng)是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的主要目標(biāo)。
一、對生物學(xué)核心概念的認(rèn)識
在學(xué)科教學(xué)中,建構(gòu)匯集信息片段的知識結(jié)構(gòu),并將其納入到信息結(jié)構(gòu)之中,這個(gè)知識結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)就是核心概念。在生物學(xué)這門基礎(chǔ)自然科學(xué)中,離不開對事物和現(xiàn)象的具體描述和分析。生物學(xué)的核心概念,是指代表生物世界中同類的“事”、“物”及“規(guī)律”。我們要從眾多的生物學(xué)概念中提煉出能反映學(xué)科本質(zhì)的、構(gòu)成學(xué)科骨架的概念,因?yàn)檫@樣的概念可以統(tǒng)攝學(xué)科的一般概念,可以揭示一般概念之間的聯(lián)系,具有統(tǒng)整學(xué)科知識的功能,這樣的概念就叫核心概念。我們在課堂上抓住生物學(xué)的核心概念進(jìn)行教學(xué),教學(xué)中前后一致、將生物學(xué)思想主線貫穿始終,致使學(xué)生對生物學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識深入,提高學(xué)生解決生物學(xué)實(shí)際問題的能力,這對學(xué)生的終身發(fā)展是極其有利的。
二、為什么要進(jìn)行生物學(xué)核心概念的教學(xué)
第一,生物學(xué)核心概念有助于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
考試評價(jià)已經(jīng)悄悄地由事實(shí)性知識的記憶轉(zhuǎn)向?qū)诵母拍畹睦斫?。近幾十年來,特別是DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)破譯以來,生物學(xué)的研究進(jìn)入到分子生物學(xué)水平,生物科學(xué)知識呈現(xiàn)出爆炸性的增長,面對如此繁多的知識,如果仍然要求學(xué)生記憶生物學(xué)事實(shí),哪怕是一些經(jīng)典的生物學(xué)事實(shí),恐怕也很難做到。最基本的概念、原理、規(guī)律等一般不發(fā)生巨大的變化,創(chuàng)設(shè)新的情境,要求學(xué)生應(yīng)用概念、原理、規(guī)律等來分析解決問題,以此來評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí),已成為評價(jià)學(xué)生學(xué)業(yè)的主流方向了。
第二,生物學(xué)事實(shí)往往是相互孤立的,難以建立合理的聯(lián)系,組成一個(gè)合理的結(jié)構(gòu),因此對生物學(xué)事實(shí)的考查往往是檢查學(xué)習(xí)者是否記住,是否記得清楚。而生物學(xué)概念主要是在運(yùn)用中得到鞏固,概念的運(yùn)用是把已經(jīng)概括化的一般屬性應(yīng)用到特定場合。
第三,生物學(xué)核心概念具有統(tǒng)攝思維功能。核心概念的提煉和梳理需要按照知識的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律性,將零散的整體化、條理化,建構(gòu)起脈絡(luò)清晰、條理分明、相互之間有機(jī)聯(lián)系的體系。
第四,生物學(xué)核心概念具有很強(qiáng)的遷移教育功能。概念的過程也是概念的具體化過程。一般而言,概念的應(yīng)用有兩種途徑:一是引證具體實(shí)例來說明概念的內(nèi)涵和外延;二是運(yùn)用概念來解決實(shí)際問題。
三、如何進(jìn)行核心概念的教學(xué)
1、以教學(xué)單元作為建構(gòu)核心概念體系的基本單位
教學(xué)單元是一個(gè)相對完整的教學(xué)內(nèi)容體系,它由若干節(jié)具有內(nèi)在聯(lián)系的具體內(nèi)容組成,它們之間形成了一個(gè)有機(jī)整體,因此教學(xué)單元是學(xué)生知識結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展的基本單位。
2、充分應(yīng)用生物科學(xué)發(fā)展史建構(gòu)核心概念體系
生物學(xué)概念的發(fā)展史中,不僅記載著生命科學(xué)知識的形成過程,而且蘊(yùn)涵著科學(xué)家的創(chuàng)造思維方式。所以學(xué)習(xí)生物學(xué)概念的發(fā)展史,不僅有利于更好地理解、掌握生物學(xué)概念,而且有利于學(xué)生形成科學(xué)的觀念,提高生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)、提高學(xué)生的探究能力、培養(yǎng)學(xué)生的“三維目標(biāo)”、實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和人文精神的和諧統(tǒng)一。
3、通過模型法建構(gòu)核心概念體系
“模型”是人們按照科學(xué)研究的特定目的,在一定的假設(shè)條件下,用物質(zhì)形式或思維形式再現(xiàn)原型客體的某種本質(zhì)特征。在實(shí)踐教學(xué)中主要有物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型,通過構(gòu)建模型和直接認(rèn)知模型來把握生物學(xué)概念,是當(dāng)前課改實(shí)踐中的常用科學(xué)方法。模型法可以讓抽象問題更易理解和直觀化。
4、通過概念圖方法建構(gòu)核心概念體系
“知識的構(gòu)建是通過已有的概念對事物的觀察和認(rèn)識開始的”。概念圖是一種用節(jié)點(diǎn)代表概念,連線表示概念間關(guān)系的圖示法。通過建立概念網(wǎng)絡(luò),不斷地向網(wǎng)絡(luò)增添新內(nèi)容,有助于學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),創(chuàng)造新知識,形成有意義的學(xué)習(xí)過程。
生命科學(xué)中的“規(guī)律、原理和方法”都是借助于有關(guān)生物學(xué)概念才得以表述。而概念是人腦對現(xiàn)實(shí)的對象和現(xiàn)象的一般特征和本質(zhì)特征的反映。因此,在生物學(xué)教學(xué)中學(xué)生準(zhǔn)確、深刻地理解、掌握概念,不僅是學(xué)好生物學(xué)的前提,也是發(fā)展學(xué)生智力和邏輯思維能力的必要條件。因此,生物教師要重視概念教學(xué),運(yùn)用有效的策略幫助學(xué)生正確理解和運(yùn)用概念,進(jìn)而運(yùn)用生物學(xué)原理、規(guī)律解決生產(chǎn)、生活實(shí)踐中的有關(guān)生物學(xué)問題。
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關(guān)鍵詞:生物概念;教學(xué)方法;教師;學(xué)生
中圖分類號:G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2013)11-0024
通過《生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》可知,關(guān)于概念的學(xué)習(xí)在高中生物中占據(jù)著比較重要的地位。高中生物中的基本概念有許多,許多生物學(xué)概念比較微觀、抽象,如何幫助學(xué)生理解抽象的概念是教學(xué)中經(jīng)常遇到的難點(diǎn)。假如我們教師在教學(xué)過程中能將抽象的概念具體化、形象化、直觀化,則有助于學(xué)生理解和掌握生物學(xué)概念。下面通過一些筆者在生物教學(xué)中用到的具體例子與讀者共同探討對這些概念的教學(xué)方法。
一、舉例說明法
在高中生物《分子與細(xì)胞》中,學(xué)生剛開始學(xué)習(xí)的第一章的第一節(jié)講生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次時(shí)會學(xué)到“種群”和“群落”這兩個(gè)詞,它們在必修二和必修三還會再次學(xué)到,可以說是高中生物中的核心概念。在開始學(xué)習(xí)生物時(shí),教師要盡量使學(xué)生理解透徹,這對學(xué)生以后的學(xué)習(xí)態(tài)度和信心都非常重要。因此,筆者在講解這兩個(gè)概念的時(shí)候,先自己簡單舉例,然后耐心地找學(xué)生舉例說明,再讓其他學(xué)生找其中的毛病,這樣能使學(xué)生印象更加深刻。
種群指在一定時(shí)間內(nèi)占據(jù)一定空間的同種生物的所有個(gè)體。群落是指在一定生活環(huán)境中的所有生物種群的總和。
教師舉例:一個(gè)池塘中的所有鯽魚就是一個(gè)種群,一個(gè)池塘中的所有生物就是群落。然后反問學(xué)生:“一個(gè)池塘中的所有魚屬于生命系統(tǒng)的什么層次?”
學(xué)生開始的時(shí)候因?yàn)閯倢W(xué)完種群和群落這兩個(gè)詞就容易掉下陷阱,有的說屬于種群,有的說屬于群落。于是教師再提示:一個(gè)池塘中的所有魚可不可以有鯉魚、草魚、鰱魚等多種魚,從而使學(xué)生明確一個(gè)池塘中的所有魚并不是一個(gè)種群;接下來再問學(xué)生:“一個(gè)池塘中除了魚有沒有水草、藻類、小蝦、細(xì)菌等其他生物?”從而使學(xué)生明白一個(gè)池塘中的所有魚并沒有包括這個(gè)區(qū)域中的所有生物,它也不屬于群落。通過先讓學(xué)生掉下陷阱,然后再引導(dǎo)學(xué)生思考,使其得出正確的結(jié)論來加深印象。
二、形象類比法
心理學(xué)研究表明,人大多數(shù)是采用形象、直覺、靈感等去探索和發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律。有些概念比較抽象,對這些抽象概念的理解必須找出中心語,同時(shí)列舉出生動(dòng)形象的模型做比喻,這樣才能使學(xué)生容易理解和終身難忘,課堂教學(xué)效率自然也就能提高。
比如,理解“染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)”,為了讓學(xué)生更好地理解它們的關(guān)系,筆者就讓學(xué)生把染色質(zhì)想成鐵絲,而鐵絲螺旋化后縮短變粗的彈簧就相當(dāng)于是染色體,這樣就可以形象地記住染色質(zhì)和染色體。再如,在講授“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”時(shí),把DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)比喻成摩天大樓的螺旋狀樓梯,把交替連接在外側(cè)的脫氧核糖和磷酸比喻成樓梯扶手,內(nèi)側(cè)的堿基對比喻成臺階。當(dāng)然,比喻只能借助某事物認(rèn)識概念,再貼切的比喻,也不能代替概念本身。我們最終必須把對概念的認(rèn)識歸結(jié)到概念的本質(zhì)上來。
三、圖形演示法
在講解某些概念尤其是一些不容易區(qū)分的概念時(shí)可以用簡單的圖形來表示,通過一系列的圖來講解一個(gè)或幾個(gè)容易混淆的詞有助于學(xué)生理解透徹。比如在講與細(xì)胞周期有關(guān)的一些概念時(shí)筆者就用了這種方法。
細(xì)胞周期:連續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成是開始,到下一次分裂完成時(shí)為止,為一個(gè)細(xì)胞周期。一個(gè)細(xì)胞周期包括兩個(gè)階段:分裂間期和分裂期。
方法一:細(xì)胞周期:BB;間期:BA;分裂期:AB。
方法二:細(xì)胞周期:a+b或c+d;間期:a或c;分裂期:b或d。
四、比較記憶法
所謂比較,就是引導(dǎo)學(xué)生對生物概念的形成過程和本質(zhì)特點(diǎn)加以比較。許多復(fù)雜的生物概念只有借助于比較,才能區(qū)別一般和特殊的屬性并突出其特征,明確其相似性和差異性。
任何概念雖然都是相對獨(dú)立的,但其間也有一定的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別。在教學(xué)上,如果將同一類別的概念并列起來,學(xué)生對近似的概念就不容易混淆了,例如復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯的概念。復(fù)制:以親代DNA分子為模板合成子代DNA的過程。轉(zhuǎn)錄:以DNA的一條鏈為模板按照堿基互補(bǔ)配對原則合成信使RNA的過程。翻譯:在細(xì)胞質(zhì)中核糖體上進(jìn)行的,以信使RNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。
如果把互相對立的概念放在一起,形成反差,從而給學(xué)生留下較深的印象。例如顯性性狀(基因)和隱性性狀(基因)、等位基因與非等位基因等概念。如果把相關(guān)的概念放在一起,加以類比,則可幫助學(xué)生正確理解概念,并將類似概念加以區(qū)分和記憶。
關(guān)鍵詞:評價(jià)指標(biāo);概念設(shè)計(jì);指標(biāo);產(chǎn)品設(shè)計(jì)
0引言
評價(jià)方法有很多種,簡單評價(jià)法可對有關(guān)方案做定性的評價(jià)和優(yōu)劣排序,不反映評價(jià)目標(biāo)的重要程度和理想程度[1]。在評價(jià)過程中,尤其是產(chǎn)品造型方面,有許多評價(jià)都屬于非計(jì)量性的,這也是造成評價(jià)困難的重要原因。對于非計(jì)量性問題評價(jià),不可避免地要受到評價(jià)者的主觀、直覺因素的影響,為了避免后彌補(bǔ)評價(jià)結(jié)果有較大的差異乃至錯(cuò)誤,評價(jià)中一般都是采用模糊評價(jià)的方法,或以多人的方式進(jìn)行評價(jià),最后再綜合,再得出結(jié)論。
1評價(jià)方法選用
對產(chǎn)品造型的評價(jià)方法有很多。簡單評價(jià)法有:點(diǎn)評價(jià)法、名次評價(jià)法。評分法根據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)用分值作為衡量方案優(yōu)劣的尺度,對方案進(jìn)行定量評價(jià)。如有多個(gè)評價(jià)目標(biāo),則先分別對各個(gè)目標(biāo)評分,再經(jīng)處理求得方案的總分。一般主要通過以下幾種方法對草案進(jìn)行分析和選定[46]:
(1)總分計(jì)算法。對于多評價(jià)目標(biāo)的方案其總分可按分值相加法、分值連乘法、均值法、相對值法或有效值法(加權(quán)計(jì)分法)等方法進(jìn)行計(jì)算。其中綜合考慮各評價(jià)目標(biāo)分值及加權(quán)系數(shù)的有效值作為方案的評價(jià)依據(jù)較合理,應(yīng)用最多。(2)意向尺度法。意向尺度法(也稱SD法),意向尺度是一個(gè)心理概念,是人們深層次的心理活動(dòng),它主要借助科學(xué)的方法,通過對人們評價(jià)某一事物的心理量的測量、計(jì)算、分析,降低人們對某一事物的認(rèn)知維度,得到意向尺度分布圖,比較分析其規(guī)律的一種方法。(3)α?β法。這種方法是將參與評比的諸方案作一一評比分析,對其各個(gè)目標(biāo)進(jìn)行價(jià)值判斷,即可得其重要數(shù)值。如果積累的和最大,即判別那種設(shè)計(jì)方案最為理想。α值指諸目標(biāo)評比中相對重要性的值。β值是指各設(shè)計(jì)方案對原定目標(biāo)的滿足度、喜好性。α與β的乘積是對目標(biāo)滿足多少的判斷。
2用α×β評價(jià)分析方法對某一用戶群體的概念方案設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)分析
在確立評估指標(biāo)時(shí),必須明確評估因素,這樣才會做到準(zhǔn)確的對各個(gè)方案進(jìn)行評估。產(chǎn)品都有它固有的機(jī)能,如實(shí)用型、操作性、安全性、舒適性及審美性等。不管產(chǎn)品復(fù)雜與否,評定的基本要素是技術(shù)經(jīng)濟(jì)、美學(xué)和心理等方面。方案評價(jià)在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中十分重要,通過一些評價(jià)方法可以幫助設(shè)計(jì)師做出正確和理性的比較、評定,最終選出最合理可行的方案。針對某一用戶群體對汽車的需求共做了5個(gè)概念設(shè)計(jì)方案,用α×β評價(jià)分析方法進(jìn)行評價(jià)。方案如圖1所示有(a)、(b)、(c)、(d)、(e)五種。
圖1針對某一用戶群體的概念設(shè)計(jì)方案
此法稱為α×β法,如果累積的和最大,即判別那種設(shè)計(jì)方案最為理想。(1)α值得標(biāo)定。如果有三個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)(方案)分別為O1、O2、O3,若O1的重要性為O2的一半,而O1的相對重要性又是O3的三分之一,則評價(jià)者即可將O1、O2、O3分別排列給予1、2、3的評估值。(2)β值得標(biāo)定。β一般由評定者事先給定,其評估尺度常采用+5~-5,1~9,或0~4。若1~9作為β值的區(qū)間,可令9為滿足度最高;8、7、6位尚可;5為適中;4、3、2為不理想;1為很不好(如表1所示)。(3)α×β評估表的測定:α×β值之和α值之和=G,其結(jié)果如表2所示。
結(jié)果:G1=2.86G2=3.16G3=4.34G4=3.92G51=3.61
由以上計(jì)算結(jié)果得出:G3 > G4 > G5 > G2 > G1,方案3為造型的最佳方案。
3結(jié)論
在商品化設(shè)計(jì)中,產(chǎn)品方案的決策應(yīng)聯(lián)系協(xié)調(diào)各相關(guān)部門進(jìn)行分析評價(jià)。然后決定出最符合市場前景的方案,進(jìn)行生產(chǎn),試銷,然后在投放市場。由上面分析可知,方案三即為最優(yōu)方案,在針對某一用戶群體的方案評價(jià)中用α*β的評價(jià)方法是十分適用的,在造型評價(jià)中是可行的。
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注重知識聯(lián)系,形成概念體系
認(rèn)識論原理指出,人們對事物本質(zhì)的認(rèn)識不可能一次性完成,需要經(jīng)歷一個(gè)由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的循環(huán)往復(fù)的過程;同時(shí),由于事物不可能孤立地存在,因此必須用聯(lián)系的觀點(diǎn)才能認(rèn)清事物的本質(zhì)。鑒于此,對于概念教學(xué)的規(guī)律,教師應(yīng)該從過程和聯(lián)系兩個(gè)角度進(jìn)行考察,也就是把概念放到相應(yīng)的概念體系中去,考察它的來龍去脈,不僅要知道學(xué)習(xí)這一概念需要怎樣的基礎(chǔ),還要知道掌握它以后能干什么,這樣才能幫助學(xué)生形成結(jié)構(gòu)更強(qiáng)大的概念體系。
在概念教學(xué)的過程中,教師可以適當(dāng)?shù)貙滩倪M(jìn)行重組,構(gòu)建一個(gè)良好的知識體系框架,進(jìn)行高結(jié)構(gòu)化的概念教學(xué),有基礎(chǔ)、有鋪墊、有延伸,充分運(yùn)用知識遷移的原理來進(jìn)行概念教學(xué)。例如,在教學(xué)《信息的概念》一課時(shí),教材只是簡單地給出信息的特征:信息是用來消除不確定性的東西。如果教師就此一筆帶過,學(xué)生對信息及香農(nóng)都不會有太多了解,但如果引入如何量化地度量信息量這個(gè)問題,不僅能讓學(xué)生對信息論創(chuàng)始人香農(nóng)有感性認(rèn)識,也能讓他們對“比特”這個(gè)信息量的度量單位有初步認(rèn)識。因此,筆者先通過讓學(xué)生猜硬幣的正反面游戲(硬幣的正面用1表示,反面用0表示),使學(xué)生明確猜一枚硬幣的正反面需要的信息量就是1bit,這時(shí)再引出二進(jìn)制數(shù)字,原來bit來自binary digit(二進(jìn)制數(shù)字),二進(jìn)制數(shù)系統(tǒng)中每個(gè)0或1就是一位(bit)。接著,筆者趁熱打鐵,以圖表的形式請學(xué)生填寫:一盞燈泡的狀態(tài)(如果開用1,關(guān)用0表示),可用多少位存放;兩盞燈泡的狀態(tài),可用多少位存放……四盞燈泡的狀態(tài),可用多少位存放。然后,筆者再反問:“4bit是幾位二進(jìn)制數(shù),有多少種狀態(tài)?可以存放從幾到幾的十進(jìn)制數(shù)?”學(xué)生們馬上得出4bit即4位二進(jìn)制數(shù),有16種狀態(tài),可以存放0到15的十進(jìn)制數(shù)字,8bit即8位二進(jìn)制數(shù),有256種狀態(tài),可以存放0到255的十進(jìn)制數(shù)字。最后,筆者又給出字節(jié)與比特的關(guān)系,原來8bit就是1字節(jié),1字節(jié)可以存放0到255間的任意一個(gè)整數(shù)……通過這樣的知識聯(lián)系,學(xué)生對信息的概念有了清晰的認(rèn)識。
對下載速度的單位bps,學(xué)生的理解也是存在偏差的。筆者設(shè)置了這樣一個(gè)情境:電信局在你家的安裝協(xié)議上寫的是10Mbps,但是大家下載文件的時(shí)候,真能達(dá)到這個(gè)速度嗎?為什么呢?這時(shí)候再把B和b的區(qū)別告訴學(xué)生,經(jīng)過這樣的概念引入,學(xué)生通過建立、鞏固、深化的過程,然后對新概念和已學(xué)概念進(jìn)行整理、歸類,就形成了自己的概念體系。
另外,按照教育學(xué)理論,當(dāng)知識構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí),人們對知識的理解和記憶將會更為有效與深刻。所以,教師開展概念教學(xué)時(shí),應(yīng)盡可能地將原有知識體系與新的知識點(diǎn)結(jié)合起來,制作出相應(yīng)的思維導(dǎo)圖,這對體系化的知識點(diǎn)教學(xué)是相當(dāng)有用的。例如,在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)時(shí),將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件體系進(jìn)行分層分類,形成一張思維導(dǎo)圖,這也是一種相當(dāng)有效的手段。
采取多種教學(xué)方法,形成認(rèn)知體系
對概念的學(xué)習(xí),光靠死記硬背沒用,忘記它僅僅是時(shí)間問題。但是在理解的基礎(chǔ)上,要記住概念就容易多了,也只有在理解的基礎(chǔ)上,才能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)概念的靈活運(yùn)用和深化。所以,筆者認(rèn)為在概念教學(xué)中的關(guān)鍵問題還在于教師如何有效地引導(dǎo)和幫助學(xué)生理解概念。
例如,IP地址是一個(gè)比較抽象的概念,理論性較強(qiáng),這就需要教師創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐認(rèn)識及理解IP地址的相關(guān)概念。筆者創(chuàng)設(shè)了如下情境:每位學(xué)生都有一個(gè)身份證號碼,來標(biāo)識自己的身份,網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)也需要一個(gè)身份證號碼,這個(gè)身份證號碼就是IP地址?,F(xiàn)在我們來看一下這個(gè)IP地址是什么樣的?有什么格式?之后,學(xué)生查看自己本機(jī)的IP地址并記錄下來。師生共同歸納IP地址的基本格式。接著,請學(xué)生比較一下自己的IP地址和周圍同學(xué)的IP地址有什么異同?比較后,學(xué)生發(fā)現(xiàn)前三段網(wǎng)絡(luò)地址相同,最后一段主機(jī)地址不同,教師隨即引入網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址的概念。最后,教師介紹三類IP地址。
在教學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容時(shí),各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的作用、協(xié)議的特點(diǎn)是較難理解的,尤其是在講解網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的分組、傳輸和應(yīng)用時(shí),如果學(xué)生在日常生活中沒有技術(shù)基礎(chǔ),認(rèn)識理解這些概念是相當(dāng)困難的。
在具體的教學(xué)中,教師可以做一系列形象的類比,從用戶在瀏覽器點(diǎn)擊某個(gè)超鏈接開始,從本地計(jì)算機(jī)開始到因特網(wǎng),這個(gè)過程中發(fā)生了什么。例如,貨物(http請求的數(shù)據(jù))被傾倒入小車(數(shù)據(jù)包)中,貼上發(fā)件人地址(源IP)和收件人地址(目的IP),進(jìn)入到家門外的路上(局域網(wǎng)),經(jīng)過主干道路(交換機(jī))和樞紐路口(路由器),離開海關(guān)口岸(防火墻核驗(yàn)數(shù)據(jù))后,來到廣闊的交通網(wǎng)絡(luò)(互聯(lián)網(wǎng))中。
至此,教師將數(shù)據(jù)發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)的過程描述了一遍,接下來交給學(xué)生,讓他們完成從數(shù)據(jù)到服務(wù)器并回傳的過程,并將教材中出現(xiàn)的各個(gè)概念一一篩選,在生活中尋找合適的類比。
又如,在講解“信息壓縮”這一概念時(shí),教師可以通過創(chuàng)設(shè)情境、比較、討論等方法,將抽象的概念形象化?;顒?dòng)一:教師給出一串重復(fù)的數(shù)字“2340000000000000000012”讓兩組學(xué)生傳遞,一組逐個(gè)報(bào)數(shù),一組用“234,17個(gè)0,12”的方式報(bào)數(shù),比較哪組傳遞得快。活動(dòng)二:圖像壓縮游戲(“用相同顏色連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)+該顏色名稱”來計(jì)算圖像容量,發(fā)現(xiàn)圖像的容量比原來小了一半多)。學(xué)生通過活動(dòng)明白:信息可以壓縮是因?yàn)榇嬖谥貜?fù)的冗余信息。接著,教師再講解兩類壓縮的特點(diǎn)和適用范圍,用ACDSee和WinRAR軟件進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn),比較壓縮前后及解壓還原后文件的大小。學(xué)生親歷活動(dòng),對概念的理解就更深刻了。
目前國內(nèi)結(jié)構(gòu)抗火研究的水平與國際先進(jìn)水平接近,在有的方面已與國際先進(jìn)水平一致。但在工程應(yīng)用方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于該領(lǐng)域的先進(jìn)國家,我國目前沒有結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)(特別是鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì))的國家標(biāo)準(zhǔn),結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)主要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中所采納的基于獨(dú)立構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)的方法,這種方法由于不能反映真實(shí)火災(zāi)升溫、結(jié)構(gòu)整體性能和火災(zāi)下荷載作用大小對結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火能力的影響,因此不能確保結(jié)構(gòu)抗火安全和結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。
本文從火災(zāi)的特性和建筑結(jié)構(gòu)抗火安全設(shè)計(jì)目標(biāo)出發(fā),通過對火災(zāi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及從中總結(jié)建立的火災(zāi)模型的描述,高溫下的結(jié)構(gòu)材料特性,推導(dǎo)出具有可操作行的抗火計(jì)算和設(shè)計(jì)方法。本文以概念介紹為主,沿結(jié)構(gòu)研究的基本脈絡(luò)對建筑結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)理論做出基本描述。
(一)概念
1.火災(zāi)
a火災(zāi)發(fā)生的條件:存在可燃物;存在空氣、氧氣或氧化劑;存在火源。
b火災(zāi)的特征:發(fā)生燃燒,蔓延成災(zāi)。
c轟燃(flashover):可燃混合物中火焰波的快速傳播或是在這一有限空間的氣相著火。
d火災(zāi)荷載和火災(zāi)荷載密度
火災(zāi)荷載指建筑中的可燃材料的數(shù)量為火災(zāi)荷載。火災(zāi)荷載與建筑面積或容積大小有關(guān)。
火災(zāi)荷載密度定義為房間中所有可燃材料完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的總熱量與房間的特征參考面積之比。
2.結(jié)構(gòu)的防火、耐火與抗火
a防火
當(dāng)防火指防止火災(zāi)時(shí),主要用于建筑防火措施,如防火分區(qū)、消防設(shè)施布置等。
當(dāng)防火指防火保護(hù)時(shí),用于建筑防護(hù)有防火墻、防火門等,用于結(jié)構(gòu)防護(hù)有防火涂料、防火板等。
b耐火
指建筑物在某一區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí)能忍耐多長時(shí)間而不造成火災(zāi)蔓延,及結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中能耐多久而不破壞。有時(shí)間上的意義。
c抗火
一般通過對結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)件采取防火保護(hù)措施,使其在火災(zāi)中承載力降低不致過多而滿足受力要求來實(shí)現(xiàn)。強(qiáng)調(diào)的是結(jié)構(gòu)抵御火災(zāi)影響(包括溫度應(yīng)力、高溫材料變化等),需要考慮荷載與約束條件。
d結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)可歸結(jié)為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)防火保護(hù)措施,使其在承受外荷載條件下,滿足結(jié)構(gòu)耐火時(shí)間要求。
(二)建筑室內(nèi)火災(zāi)
1.火災(zāi)的類型
建筑室內(nèi)火災(zāi)現(xiàn)象與火災(zāi)空間的大小和集合形狀密切相關(guān),可分為一般室內(nèi)火災(zāi)和高大空間火災(zāi)。一般室內(nèi)火災(zāi)其體積大小的數(shù)量約為100m3,且房間長寬比不大。高大空間,如廠房、劇院、車站、機(jī)場、展覽館、商場等,建筑空間高度大(通常大于6m),空間面積大(通常大于500m2),高大空間火災(zāi)的特性與一般室內(nèi)火災(zāi)有極大的差異。一般情況下,高大空間火災(zāi)為燃料控制型火災(zāi),而一般室內(nèi)火災(zāi)為通風(fēng)控制型火災(zāi)。
2.一般室內(nèi)火災(zāi)的發(fā)展
一般室內(nèi)火災(zāi)的發(fā)展可分為三個(gè)階段:初期增長階段、全盛階段及衰退階段。在初期增長階段和全盛階段之間為標(biāo)志著火災(zāi)發(fā)生質(zhì)的轉(zhuǎn)變現(xiàn)象-轟燃,這是室內(nèi)火災(zāi)過程中一個(gè)非常重要的現(xiàn)象。全盛階段室內(nèi)處于全面而猛烈的燃燒狀態(tài),室內(nèi)溫度達(dá)到最高(一般可達(dá)800℃),當(dāng)室內(nèi)溫度下降至最高溫度的80%以下時(shí),即認(rèn)為火勢進(jìn)入衰退階段。衰退階段室內(nèi)溫度逐漸降低,室內(nèi)可燃物僅剩暗紅色余燼及局部微小火苗,溫度在較長時(shí)間內(nèi)保持200~300℃左右,當(dāng)燃燒物全部燒光后,火勢趨于熄滅。
這里應(yīng)注意兩個(gè)概念:一,消防滅火應(yīng)在轟燃發(fā)生前進(jìn)行,轟燃發(fā)生后,消防滅火失效;二,結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)主要研究分析火災(zāi)全盛期的結(jié)構(gòu)性能。
3.標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線與等效曝火時(shí)間
人們通過抗火試驗(yàn)來確定構(gòu)件的抗火性能,為了對試驗(yàn)所測得的構(gòu)件抗火性能能夠相互比較,試驗(yàn)必須在相同的升溫條件下進(jìn)行。我國采用的是國際標(biāo)準(zhǔn)組織制訂的ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線。
采用標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線可以給結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)帶來很大的方便,但標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線有時(shí)與真實(shí)火災(zāi)下的升溫曲線相差甚遠(yuǎn),為更好地反映真實(shí)火災(zāi)對構(gòu)件的破壞程度,而又保持標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線的實(shí)用性,于是提出等效曝火時(shí)間的概念,通過等效曝火時(shí)間將真實(shí)火災(zāi)與標(biāo)準(zhǔn)火聯(lián)系起來。等效曝火時(shí)間的確定原則為,真實(shí)火災(zāi)對構(gòu)件的破壞程度可等效成相同建筑在標(biāo)準(zhǔn)火作用“等效曝火時(shí)間”后對該構(gòu)件的破壞程度。構(gòu)件的破壞程度一般用構(gòu)件在火災(zāi)下的溫度來衡量。
標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線適用于一般室內(nèi)火災(zāi)。
4.高大空間建筑火災(zāi)模擬
高大空間建筑火災(zāi)的特點(diǎn)是:不易進(jìn)行防火分隔,普通火災(zāi)探測技術(shù)無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi),常用的噴水滅火裝置不能有效發(fā)揮作用,人員的安全疏散相當(dāng)困難,建筑結(jié)構(gòu)破壞后果嚴(yán)重。
與一般室內(nèi)火災(zāi)不同的是,高大空間內(nèi)由于空間大,難以產(chǎn)生轟燃,煙氣升溫慢。一般采用場模型進(jìn)行大量參數(shù)分析統(tǒng)計(jì)得出火災(zāi)中空氣升溫公式。
(三)高溫下鋼材材料特性
火災(zāi)高溫對鋼材的性能特別是力學(xué)性能具有顯著的影響。掌握高溫條件下鋼材的性能是進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)。與結(jié)構(gòu)抗火計(jì)算相關(guān)的鋼材性能主要有兩方面:即:高溫下鋼材的物理特性,包括熱膨脹系數(shù)、熱傳導(dǎo)系數(shù)、比熱、密度等,用于計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)的溫度場;高溫下鋼材的力學(xué)性能,包括強(qiáng)度、彈性模梁、應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系以及松弛與蠕變效應(yīng)等,用于計(jì)算高溫下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形、以及驗(yàn)算構(gòu)件的耐火性能。
高溫下鋼材材料特性一般歸納為以溫度為變量的函數(shù)。
(四)結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的一般原則與方法
1.火災(zāi)下結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)
結(jié)構(gòu)的基本功能是承受荷載。火災(zāi)下,隨著結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的升高,結(jié)構(gòu)的承載能力將下降,當(dāng)結(jié)構(gòu)的承載能力下降到與外荷載(包括溫度作用)產(chǎn)生的組合效應(yīng)相等時(shí),則結(jié)構(gòu)達(dá)到受火承載力極限狀態(tài)。
火災(zāi)下,結(jié)構(gòu)的承載力極限狀態(tài)可分為構(gòu)件和結(jié)構(gòu)兩個(gè)層次,分別對應(yīng)局部構(gòu)件破壞和整體結(jié)構(gòu)倒塌。
火災(zāi)下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力極限狀態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)為:
a.構(gòu)件喪失穩(wěn)定承載力;
b.構(gòu)件的變形速率成為無限大。
c.構(gòu)件達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形。具體采用的特征變形可表達(dá)為:
火災(zāi)下,結(jié)構(gòu)整體承載力極限狀態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)為:
a.結(jié)構(gòu)喪失整體穩(wěn)定性。
b.結(jié)構(gòu)達(dá)到不適于繼續(xù)承載的整體變形。其界限值可取為:
2.結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的要求
對于鋼結(jié)構(gòu)和鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu),無論是構(gòu)件層次還是整體結(jié)構(gòu)層次的抗火設(shè)計(jì),均應(yīng)滿足下列要求:
(1)在規(guī)定的結(jié)構(gòu)耐火極限時(shí)間內(nèi),結(jié)構(gòu)的承載力Rd應(yīng)不小于各種作用所產(chǎn)生的組合效應(yīng)Sm,即:Rd≥Sm
(2)在各種荷載效應(yīng)組合下,結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間td應(yīng)不小于規(guī)定的結(jié)構(gòu)耐火極限,即:td≥tm
(3)火災(zāi)下,當(dāng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度分布一定時(shí),若記結(jié)構(gòu)達(dá)到承載力極限狀態(tài)時(shí)的內(nèi)部某特征點(diǎn)的溫度為臨界溫度Td,則Td應(yīng)不小于在耐火極限時(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)在該特征點(diǎn)處的最高溫度Tm,即:Td≥Tm
上述三個(gè)要求實(shí)際上是等效的,進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)時(shí),滿足其一即可。
3.結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)的一般規(guī)定
在一般情況下,可僅對結(jié)構(gòu)的各種構(gòu)件進(jìn)行抗火設(shè)計(jì),使其滿足構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)要求。對于跨度大于80m或高度大于100m的建筑結(jié)構(gòu)和特別重要的建筑結(jié)構(gòu),宜對結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行抗火設(shè)計(jì)。
(五)小結(jié)
建筑結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)受到越來越多的關(guān)注,有可能在將來會成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分工作,國家規(guī)范正在編制中。因此,設(shè)計(jì)人員有必要對結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)保持重視。
參考文獻(xiàn):
《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》(CECS:200-2006)[s]北京:中國計(jì)劃出版社,2006
一、范例分析
如何從日常話語中提煉概念呢? 我們先就下面一句非常普通的話語進(jìn)行分析。
受訪人說:“他這個(gè)人本質(zhì)也不壞,就是平時(shí)說話和打扮,看上去壞壞的?!?/p>
通常情況下,如果讓學(xué)生對這樣一句話進(jìn)行規(guī)范的學(xué)術(shù)討論會茫然不知所措。但如果我們懂得如何提煉概念,事情就會變得輕松有趣而且近乎神奇。我們看這句話,可以簡單整理出一些詞匯:本質(zhì)、不壞、說話和打扮、壞壞的。我們稍微對其提煉一下就可得:“本質(zhì)”與“說話和打扮”對應(yīng)“本質(zhì)”與“外表”,“不壞”與“壞壞的”對應(yīng)“好”與“壞”。然后,我們再對“本質(zhì)”和“外表”進(jìn)行范疇化為事物的“存在方式”,對“好”與“壞”進(jìn)行范疇化為人的“品質(zhì)”。進(jìn)而歸納出四種類型的人:ac、ad、bc、bd。這里歸納出來的人的四種類型,實(shí)際上是對經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行概念化、范疇化和概念圖式化之后得出來的。
二、理想類型法
對上面人的四種類型歸納,人們肯定會有異議,因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活中的某個(gè)具體的人表面上看“好壞”難分, 亦正亦邪,本質(zhì)上就更難分辨了。事情就是這樣,這種歸納出來的概念, 是馬克斯? 韋伯意義上的“理想類型”(idea types)。
理想類型也叫純粹類型,是純粹邏輯上的概念構(gòu)造,它追求完美的邏輯性。比如,韋伯將意義行動(dòng)區(qū)分為“主觀意義行動(dòng)與客觀意義行動(dòng)”。兩個(gè)概念是二元對應(yīng)式的,語義上是閉合性的;依據(jù)社會行動(dòng)目的、手段和過程是否理性建立四種行動(dòng)類型。其中全部是理性的行動(dòng)稱為目的理性行動(dòng),其它行動(dòng)類型在理性程度上是逐漸弱化的,但語義上皆屬于社會行動(dòng)。
再如,界定“手工業(yè)”概念,“所用的方式就是把混雜地存在于各個(gè)不同的時(shí)代和國家的手工業(yè)者那里的、其結(jié)果得到片面地強(qiáng)化的某些特點(diǎn), 結(jié)合在一個(gè)自身無矛盾的理想圖像之中,并且把它們與人們在理想圖像中表達(dá)出來的思想觀念聯(lián)系起來。爾后,人們就可以進(jìn)一步嘗試描述一個(gè)其中所有經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的部門,乃至精神活動(dòng)的部門都由一些標(biāo)準(zhǔn)支配的社會,而這些標(biāo)準(zhǔn)在我們看來也就是賦予提高為理想類型的‘手工業(yè)’一特征的統(tǒng)一原則的運(yùn)用?!?/p>
韋伯實(shí)際上告訴我們,界定概念可以將實(shí)踐歷史和純粹邏輯結(jié)合起來,如界定“手工業(yè)”可以將各個(gè)歷史時(shí)期有關(guān)“手工業(yè)”的重要特征綜合起來,并要求這些綜合起來的特征不能存在邏輯問題。
比如, “好人和壞人”是一個(gè)語義上閉合的概念,但是,如果我單說“好人”, 如果有程度上最好的人,比如圣人, 那么,我們就可以從歷史文化中歸納出與其相比較相對更差的好人,比如亞圣、完人、君子等。這里語義上雖然有閉合,但似乎可以從閉合區(qū)間中構(gòu)造無限概念。但不管如何,這些概念都是純粹邏輯上構(gòu)造的,只具有分析上的意義,很難對應(yīng)到具體實(shí)踐中, 比如,我們不能斷言某個(gè)具體社會行動(dòng)是目的理性的或傳統(tǒng)型的,也很難說某個(gè)人就是概念意義上的圣人。
理想類型的特點(diǎn)就是將概念邊界清晰化,像光束一樣,照亮和顯明部分世界,使得萬事萬物得以區(qū)別和分明。如果說概念是一束光,那么我們可以將上述好人、壞人等概念刻畫出其清晰的邊界,作出概略圖式如右。
三、剩余范疇法
按照韋伯的觀點(diǎn),理想類型是研究者自己界定的,具有很強(qiáng)的主觀性, 與研究者的科學(xué)興趣和主觀價(jià)值相關(guān)聯(lián)。研究者先在主觀上觀測到一定的社會現(xiàn)象和社會事實(shí),然后建立概念,并確保概念在邏輯上的完美。比如, 韋伯將社會行動(dòng)界定為“行動(dòng)者的主觀意義關(guān)涉他人的行為,而且指向其過程的這種行動(dòng)”,試圖以此為社會學(xué)劃出和確立一塊研究領(lǐng)域。可是, 后來諸多社會學(xué)家并沒有固守這塊領(lǐng)地,而是不斷拓展到邊界之外的領(lǐng)域。這是怎么回事呢?
帕森斯說:“理論工作中有一種進(jìn)步正在于從尚未說明的范疇中刻畫出十分明確的概念,并在經(jīng)驗(yàn)性研究中加以驗(yàn)證。因此,發(fā)展科學(xué)理論之顯然無法達(dá)到但可以逐漸接近的目標(biāo),是從科學(xué)里面消除一切剩余性范疇(residual categories), 以便有利于產(chǎn)生意義明確的、能夠憑經(jīng)驗(yàn)加以驗(yàn)證的概念。”帕森斯提出了建構(gòu)概念的另一種方式,那就是消除剩余范疇。
我們以帕森斯在《社會行動(dòng)的結(jié)構(gòu)》中建立“單位行動(dòng)”為例進(jìn)行說明。
帕森斯把“行動(dòng)”從概念上分解為一些“單位行動(dòng)”,把“單位行動(dòng)” 進(jìn)一步分解為“目的”、“手段”、“條件”和“規(guī)范”等不同成分。
按照韋伯的社會行動(dòng)理論,分析社會行動(dòng)只要分析目的、手段等簡單成分就可以了,也就是從主體的意向性和理性這些主觀要素進(jìn)行分析。可帕森斯認(rèn)為,只分析這些成分是不夠的。因?yàn)?,影響一個(gè)人的行動(dòng)因素除了主觀目的、手段選擇外 ,還有客觀條件、社會規(guī)范等。因此要將這些對韋伯而言是剩余范疇的成分納入進(jìn)去,以便消除韋伯未涉及到的概念的剩余范疇。帕森斯認(rèn)為,每每引入一些剩余范疇,就可能對理論產(chǎn)生巨大影響,甚至導(dǎo)致以往理論面目全非。
如何消除剩余范疇呢?
帕森斯說:“想要了解一種理論體系是從哪里開始瓦解的,最好的辦法是從該理論體系本身的最有才干的支持者們的著作中去尋找?!薄皬脑畜w系中的各種說法中找到剩余性范疇,并從中刻畫出明確的理論概念來?!卑凑者@種方法,帕森斯實(shí)際上將馬歇爾、帕累托、涂爾干和韋伯作為社會行動(dòng)理論體系的最有才干的支持者,并從他們著作中尋找剩余范疇, 然后整合成單位行動(dòng)分析成分,并以此為基礎(chǔ)建構(gòu)了社會行動(dòng)體系理論。
帕森斯的做法歸納起來就是不斷尋找和建構(gòu)概念的“分析性成分”, 消除前人理論概念的剩余范疇。結(jié)果是,每每增加一個(gè)分析性成分,就相應(yīng)增加了一束概念之光,能夠照亮更寬廣的領(lǐng)域,如單位行動(dòng)成分圖示所示那樣。
【關(guān)鍵詞】高中物理 核心概念 學(xué)習(xí)方法 研究
【中圖分類號】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)35-0127-01
一 高中物理核心概念學(xué)習(xí)的重要性
1.能完善高中生的知識結(jié)構(gòu)
高中物理的核心概念是高中物理知識的高度概括與抽象總結(jié)。在初中的物理知識中,往往是對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的認(rèn)識和對知識的表象認(rèn)識。在進(jìn)入高中物理的學(xué)習(xí)階段后,學(xué)生需要更多地?cái)[脫表象認(rèn)識,試著從原理的角度來認(rèn)識和解決問題。對高中物理核心概念的學(xué)習(xí),能豐富和完善高中生的知識結(jié)構(gòu),提高自己認(rèn)知和解決問題的能力。
2.能加強(qiáng)各個(gè)知識點(diǎn)的聯(lián)系,強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果
我們知道,高中物理有力學(xué)、電學(xué)等核心知識點(diǎn)。在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)中,不注重對核心概念的學(xué)習(xí),往往造成學(xué)生各個(gè)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)是割裂的,沒有一定的內(nèi)在邏輯。通過對核心概念的學(xué)習(xí),學(xué)生能把一個(gè)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)來遷移到另一個(gè)知識點(diǎn)上,往往能起到事半功倍的效果,能使學(xué)生在已有的理解的基礎(chǔ)上支持后來的學(xué)習(xí)。
二 高中物理核心概念學(xué)習(xí)方法探討
1.核心概念的簡介與梳理
“運(yùn)動(dòng)”是力學(xué)的重要概念。在這一節(jié)中,有兩個(gè)重要的知識點(diǎn),首先是位移這一概念和初中時(shí)學(xué)的不是同一個(gè)概念,這是第一個(gè)要注意的點(diǎn)。第二個(gè)重要的點(diǎn)是加速度概念的引入?!皺C(jī)械能守恒”主要在于介紹動(dòng)能、勢能及其之間的轉(zhuǎn)化。通過機(jī)械能守恒,我們可以引入到“動(dòng)量守恒”。這也就是文中提到過的,讓學(xué)生通過對核心概念的學(xué)習(xí),可以把各個(gè)知識點(diǎn)聯(lián)系起來,因?yàn)檫@些知識點(diǎn)本身就不是割裂的,而是有著自身的內(nèi)在邏輯關(guān)系。
在電學(xué)的一系列概念中,有四個(gè)是比較核心的概念,分別是靜電場、恒定電流、電磁波、磁場,因?yàn)檫@四個(gè)概念是貫穿在其他概念中的,如果能深入理解這四個(gè)核心概念,才能為其他概念的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在“分子動(dòng)理論”這一章節(jié)中,我們可以發(fā)現(xiàn),不管是“熱力學(xué)定律”還是物體的三大形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化,都與“分子動(dòng)理論”有著內(nèi)在聯(lián)系,因而我們把“分子動(dòng)理論”作為這一章節(jié)的核心概念來學(xué)習(xí),通過這一概念的深入理解,可以更好地理解為什么物體的形態(tài)在一定條件下可以轉(zhuǎn)化等神奇的自然現(xiàn)象。在光學(xué)的學(xué)習(xí)中,我們把“幾何光學(xué)初步”和“物理光學(xué)初步”作為兩個(gè)核心概念來學(xué)習(xí)。因?yàn)椴还苁枪獾恼凵洌€是光的偏振和光的色散都和這兩個(gè)概念有關(guān)。
其他的核心概念還有原子的結(jié)構(gòu)、原子的變化、波粒二象性和相對論這幾個(gè)概念。這些核心在它們所屬的章節(jié)中,都是核心概念,此處不再贅述。
2.核心概述的學(xué)習(xí)方法探討
在總結(jié)的11個(gè)核心概念中,在五大領(lǐng)域的分布如下:力學(xué)2個(gè)、電學(xué)2個(gè)、熱學(xué)2個(gè)、光學(xué)2個(gè)、近代物理3個(gè)。接下來,我們主要談?wù)勥@些核心概念的學(xué)習(xí)問題。
第一,以“能量守恒”的學(xué)習(xí)為例。在“能量守恒”這一概念的學(xué)習(xí)中,學(xué)生要注意知識的前后銜接。我們知道,在小學(xué)和初中,我們對“能量”這一概念有所認(rèn)識。小學(xué)生對能量的理解是膚淺的,如電能發(fā)光、熱能傳遞,這種表象化的理解是我們在小學(xué)階段對“能量”的主要理解。在初中階段,我們對“能量”的理解有所深化,但是在初中階段并沒有引入“分子動(dòng)能”這一概念的理解,所以也不能真正理解能量。
進(jìn)入高中階段后,對能量的理解,要更多的和能量的定量、守恒這些性質(zhì)聯(lián)系起來,自覺地對能量守恒這一概念進(jìn)行前后銜接的深入理解。此外,教師可以介紹原子能與其他能量的轉(zhuǎn)化、核能產(chǎn)生的具體機(jī)制及其轉(zhuǎn)化,電勢能與其他能量的轉(zhuǎn)化、定量掌握各種機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化和機(jī)械能守恒等能量守恒的形式,幫助學(xué)生對“能量守恒”這一概念深入理解。
第二,教師對學(xué)生概念性的引導(dǎo)。通過上文我們以“能量守恒”這一核心概念的學(xué)習(xí)為例,我們發(fā)現(xiàn),在核心概念的學(xué)習(xí)中,教師起著很大的作用,這種作用體現(xiàn)在概念性的引導(dǎo)方面,體現(xiàn)在知識擴(kuò)展的引入方面。老師們不用擔(dān)心過多概念的引入會加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。因?yàn)橹R有著系統(tǒng)性的特點(diǎn),單一概念的學(xué)習(xí)反而會引起學(xué)習(xí)效果不佳,而旁及概念的引入,多概念會更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)、理解高中物理中的核心概念。
第三,學(xué)生自覺地銜接前后對概念的理解。通過我們對“能量守恒”這一核心概念具體學(xué)習(xí)方法的介紹,我們發(fā)現(xiàn),學(xué)生自覺地銜接小學(xué)和初中對某一概念的理解,能不斷地豐富自己的知識體系,強(qiáng)化對現(xiàn)階段的物理知識的理解。
三 結(jié)束語
通過對高中物理核心概念的界定,可以發(fā)現(xiàn),這些核心概念貫徹了整個(gè)高中物理的學(xué)習(xí)過程。在對這些核心概念的學(xué)習(xí)方面,一方面老師要做到概念性的引導(dǎo)和拓展,同時(shí),學(xué)生更要在對核心概念的學(xué)習(xí)中發(fā)揮自己的主體作用。常言道:教學(xué)相長,通過核心概念的教學(xué),教師本身也在不斷地豐富自己對高中物理核心概念的理解。
參考文獻(xiàn)
[1]范增.我國高中物理核心概念及其學(xué)習(xí)進(jìn)階研究[D].西南大學(xué),2013