展示设计概念分析十篇

时间:2023-06-05 18:01:20

展示设计概念分析

展示设计概念分析篇1

关 键 词:展示设计 展示主题 设计程序

展示设计发展迅速,展示活动在不断增多,展示活动已经渗透到人类生活的各个领域,它是展现代社会物质文明与精神文明的一扇独特的窗口,在传播人类文明、陶冶情操、推动社会进步等方面发挥着积极的作用。如何进行展示的设计,有效的传播展示的信息,掌握正确的展示设计程序显得尤为重要。

1.展示设计与展示活动的目的

1.1展示设计

展示设计是一门综合艺术设计,它的主体为展品。展示空间是伴随着人类社会政治、经济的阶段性发展逐渐形成的。在既定的时间和空间范围内,运用艺术设计语言,通过对空间与平面的精心创造,使其产生独特的空间氛围,不仅含有解释展品宣传主题的意图,并使观众能参与其中,达到完美沟通的目的,这样的空间形式,我们一般称之为展示空间。对展示空间的创作过程,称之为展示设计。

1.2展示设计的目的

展示设计的内容极其的广泛,其目的也就各式各样。但展示设计的核心目标是:通过展示空间载体、形态创意媒介,传播展品的信息。从展示目的角度看,展示设计可以归纳为以商业性为目的和以文化性为目的的展示,而公共中心的展示设计则兼乎于两者之间。设计师的重点就是设计一个清晰的空间秩序、环境,表达展品的内容,让展品发出信号,并作用于人,从而达到传递展品的信息。

2.展示设计三要素

展示设计的要考虑的是展品、环境与人三个基本要素以及各要素之间的相互关系。

2.1展品

展品是展示活动的主体,是展示信息传播的核心内容,是展示内容、展示主题意义的载体。展品的内容包罗万象,概括起来说,展品可以分为当代实物展品、文物展品、复制品、文献资料、影像虚拟展品等五大类。

2.2人

人是展示信息传播目标授众对象和展示的服务对象,也是展示艺术之所以产生、存在和发展的基础。为人服务、满足人的需求,是展示设计的根本宗旨。而构成展示的目标受众人 群有现实群体和潜在群体,现实群体是展示设计的直接服务对象,潜在群体是展示设计应该争取的展示目标。

2.3环境

展示的空间环境是展示活动的场,包括场所的空间规模和形状、面积大小等;场所的硬件与设备,如照明、通风、水电、通讯等;场所的性质,是长期展馆还是临时展馆,是室内还是露天展场等。

3.展示设计前期调查研究

展示是研究展品、人、空间环境的三者关系,任何展示设计都必须在一定的空间和时间内完成,对展示设计各方面数据的了解至关重要。为此对展示空间形态进行设计之前需要调查、分析、研究展品、主办方以及展示目标对象、展示环境等客观因素的实际情况。通过调查研究,设计者可以了解展品、展示形式、展示目标观众及同行对一般展示活动的认同感及展示效果的评价,掌握影响展示效果的各种因素,从而确保展示信息传播的准确性、全面性,展示效果的艺术性,展示形式的科学性。

3.1展品调查研究

设计师只有理解、吃透展品,才能准确把握设计的方向。而准确把握设计方向就必须对展品进行调查研究、归类分析,了解展品的种类、属性、形态、色彩、体量、数量、功能、用途以及展品的尺寸或其他特殊要求,把握展品的文化内涵、理念等信息。而有效的掌握展品的方法就是:从展品的角度出发,对相关领域的信息对象作大量的对比、分析后明确展品的属性和特征,以展品为核心,以目标观众为本,从展品的角度去思考展示空间设计的问题。

3.2展示目标对象人的调查研究

不同的人在年龄、个人经历、文化背景、能力和对事物的理解方式等方面存在差异。设计师对于目标受众群体基本信息的掌握,将影响设计师展示设计方法的应用。为此展示设计师必须从展示的目标受众群体开始调研。而目标受众群体可能是来自社会各个阶层的人群。主要调查他们的:民族、生活习俗、年龄段、受教育程度、观展习惯等,并从中归纳总结目标受众群体的共性特点和普遍性要求。这就要求展示设计师必须从目标受众群体的共性特点和普遍性的要求出发去思考展示设计的问题,而不是从目标受众个体的要求和靠设计师个人感受去理解展示设计的问题。如果对展示的目标群体有了一定的了解,那将对展示设计发挥巨大的作用。

3.3展示空间环境调查研究

现有的展示空间环境包含着许多重要信息,展示设计师通过对展示建筑图纸的分析,了解原空间的结构形式,限制程度如主要的方位朝向、主要的人流入口,景观方向、采光与通风、展区内的交通干线、展区与展区的相邻关系、管线入口等,原有功能布局与交通流线的设置是否合理,水平与垂直交通体系的设置特点,空间的基本特征,设备用房对于使用空间的影响等,它们都对展示空间的规划设计提供有益的设计思路与具体的处理手法。

4.项目设计资料归类分析

对调查的项目设计资料和信息进行归类、整理、分析,梳理,把与项目设计有关的设计条件元素、要求、目标等作为正式开展展示设计工作的依据。如:现行业展示设计的业态情况,设计的基本表现手法,设计的流行趋势,设计存在的问题,新材料,新技术的应用等。查阅所有相关的设计规范、阅读相关杂志文章、品味优秀设计案例,阅读分析项目设计的企业背景,企业理念,对现有展示空间形态进行分析,掌握具有启发和参考价值的信息。考察相关的实例工程,通过亲身感受进一步增加对展示空间实际效果的体验与认识。在清晰地了解项目设计的基本情况后,在设计阶段就能有的放矢,得心应手。

5.展示设计的整体策划

展示整体策划是指主办单位或主办人通过周密的市场调查和系统的分析,利用已经掌握知识、信息和手段、合理而有效地整体策划安排展示设计过程,对展示活动的事前性和全局性的策划与打算,为展示设计开展提供行为依据、对策、评价标准。整体策划在整个展示设计的活动中处于指导地位,贯穿展示设计活动的始终,涉及展示活动的方方面面。展示的总体策划要服从展品的形象、企业形象以及展品的营销策略,只有站在整体目标的高度,对展示活动进行系统、全面的策划和部署,才能有限的达到展示的预期目标。

5.1制定展示的目标

展示的目标是指展示所要达到的目的,是指主办方通过本次展示活动所要得到的结果。展示目标分为两种:直接目标和间接目标。直接目标是对展示对象所产生的影响,它主要的表现为展品的知名度、认知度、信任度、喜好度等。间接目标也叫经济目标,它的实现受到多种因素的影响,而直接目标实现是间接目标的实现的基础,只有直接目标实现了,间接目标才有可能实现。

5.2锁定展示对象

展示的对象即是展品在展示活动中确立的目标市场所涉及的顾客。也就是说展示活动要引起那些人注意、兴趣,激发那些人的好奇心、购买欲望,促使那些人来观展锁定展示活动的诉求对象。

5.3确定展示的地点和时间

所谓展示地点,是指企业准备在哪个地区单独开展展示活动或选择参加哪个专业展览会开展展示活动。前者展示的时间可以自己定,后者却由组委会会统一制定,不为某一参展商二改变展示活动的时间

6.编写展示设计脚本

经过调查研究整体策划后开始编写展示设计文字脚本。一般文化类展示空间设计由于内容繁多、复杂所涉及面广、跨度大等原因,需要多方专家的参与定夺编写,其文字脚本的形成往往需要花费相当长的时间来酝酿。而商业性的展示设计却相对简单,常以甲方展示项目设计任务书作为设计前的准备工作。但从整体方案设计的角度出发,文字脚本还是必需的,因为脚本是展示设计的根本,是展示设计工作开展的依据。

7.展示艺术设计

7.1展示主题概念设计

展示的主题是围绕“展品”展开的空间叙述,通过对展示空间的规划设计、展示形态创意设计,对展品进行重构营造特定的展示主题氛围。用展示的主题去连接展品和空间、展品和人、空间和人形成富有主题创意的展示空间,使展示空间的规划设计理念和展示空间形态创意设计更符合展示主题的要求,从而突出展示主题、展示展品、传播展品信息。通过对展示空间的规划设计、展示空间形态创意设计、展示陈设设计和展示信息传播设计,对受众进行明确的指引。通过对展示设计资源的有效配置和运作,满足目标受众深层次的认知和了解展品,利用展示的组织和策划手段表达展示的内容,传播展示的信息,突出展示的主题概念。在进行展示设计创意时,首先要明确展品是展示的核心,空间是展示展品的媒介,展示主题概念是空间的灵魂。展示的设计创意需要以展示主题为核心,以“展品”为原点,从目标受众心理角度去开展展示的创意设计。每一个展示设计师都必须清楚,在对展示主题概念创意设计时,一定要先有一个明确的设计定位及展示的主题概念,才能展开对展示的创意设计。

然而在明确展示设计的主题概念后,需要对展示传播的信息的解读方式进行多方面的比较,在此基础上确立一个主题明确、鲜明、个性化的展示概念,并根据这个概念确定展示设计的主题。接着设计师就可以将这个设计概念运用多种设计手法形成设计方案,并控制展示设计创意的发展方向。这一点非常重要,它直接影响到展示目标受众对象对展示信息的解读方式,并决定展示空间造型形态的创意设计。一旦明确了展示的主题,就可以围绕这个主题来解码信息,使展示传播的信息按照展示主题的要求形成系统化的信息,这种系统化了的信息就形成了展示的主体信息。在选择主体信息的同时,为了避免信息的相似性、模糊展示的主题概念的表达,去除不必要的信息,从而突出展示的主体,强化展示的主题概念。其目的就是为了使信息的解读能沿着一条能体现展示理念的主线采进行,避免信息传达的偏差和近似。这种对展示主题信息解读本身就具有开启思维能力、引导目标受众的思考和联想,从而达到展与示的互动,加深观众对展示信息认知度和认同感,使观众以特定的方式理解展示所传播的主题概念,更好地理解和接受展示的信息内容。

7.2展示空间总体规划设计

展示空间的总体规划设计是在通过对展品的了解、展示活动性质、展示主题概念的创意和参展人数和所需展示道具分析的基础上,从空间环境的角度来确定大的框架, 利用图示分析的方法来确定观众流线、展区的分布及功能区域的位置,确定公共空间、展示区域与主要交通之间的比例、展区之间的展线等。设计中由于现有结构形式、面积的限制,主体展示空间可能适合布置在现有建筑的某几个位置,因此要及早考虑主体展示空间的面积、形状、形式和主立面。随后需要链接其他展示区域,检查展示链接空间是衔接是否顺畅,尽可能的简化过度空间,强化空间的自然衔接。接下来处理其他基本展示的空间设计问题。在整个平面规划布局设计过程中要合理应用前期分析的各种情况,合理安排主次展区,处理好展品展示空间、展品与观众的互动空间、活动演示区、展品体验区的动静关系。同时考虑空间的通风与人流走向,私密展示空间与现行体验区要注意开门方向,避免与通道发生冲突。用展示陈设道具来隔断划分空间是现代展示设计的常用手法之一,在展示空间设计中作为衡量空间尺度,因此在做展示空间设计时常常和道具陈设设计同步进行,这样可以最大限度地将分隔空间与展示陈列功能结合起来,既灵活又节省面积。

整体规划设计的主要任务是对整个展示空间布局、艺术风格、艺术形式、整体形象、整体氛围及展现方式及技术手段的应用,及对展示空间、形状、照明、材质、色彩机理等方面的统筹规划设计,使它们在整体空间环境中发挥其展示优势,相得益彰,统筹发展,达到展示效果的整体性,并独具特色。它的设计重点是展示空间布局、空间的组织,强调空间的统一与变化、新颖与独特个性魅力的塑造,以准确的传达展示的信息,保证展示内容的科学性和真实性。同时,在总体规划设计过程中,应始终把握大的展示方向,以展示展品为目的,合理的把握展区尺度,准确的运用展品工学。对展品基本尺度掌握可以向展示的主办方索取,或测量记录展品的基本尺度。而对于展场内的展示区、工作区、活动区、储藏区都可以根据实际情况计算或对展示预期规模的评估设定,同时对活动演示区,互动交流区做组合灵活多用途的设计,使之能够随着展示活动的开展及时的调整展区。

7.3展示概念草图设计

展示设计的主题概念的确立和展示总体规划的明晰,就意味着找到了设计的发展方向,确立了指导思想,但它还只是—个概念性的想法,处于只能用语言表达的状态,而且可能包含诸多的设计意念。要使设计概念转变成设计方案,设计主题必须转换成空间形态。换句话说,必须用艺术设计的语言来表达设计意念,使设计意念转变成设计意象。虽然意念与意象都是脑中的概念或形象,但从意念到意象,设计师的思维形式已发生了根本的变化,从最初的概念逻辑思维转化成为形象思维这一形象思维的目标在于用某种恰当的或者是令人激动的空间形象及实体形式表达意念。在这一过程中,设计师集中精力,调动才能,挖掘记忆,通过一定的思维模式,向意念目标进行思维冲击,并一步步逼近,直到一个使内己满意的平面形式或空间造型跃现在脑海中,这时设计的立意便从意念飞跃到意象的阶段,实现意念的形象转换在设计意象的思维过程中,设计师往往借助于简单的视觉草图,以理清思想的头绪,引导思考的方向,由此形成的意念向意象转化的意念简图往往是草率的单线条的,或者是摸棱两可的,总之有些随心所欲,但它已具备用视觉形式加以表达的基础。意象的呈现表明设计方案有了最初的雏形,之后通过各种设计理论和心得经验进一步调整设计意念,在设计意图的检验阶段设计师也可能出现新的顿悟。

灵感稍纵即逝,设计师必须掌握快速的设计表达能力。将设计的想法和对目标项目的认识具体化的过程,是创造性思维由抽象到具象的具体表现形式,也是设计师对目标项门进行推敲、思考的过程,是设计公司内部设计师互相交流和提出概念的好方法。在设计草图绘制过程中经常会出现文字的注释、尺寸的标定、材料的选择、形态的推敲、结构的剖析等。为此设计草图的绘制是使展示设计的概念和内容形象化,使展示活动从计划变成现实的必要步骤,是设计推敲空间、结构、形态的表达工具,并把推敲的过程表达出来,以便对方案进一步进行深化设计。设计草图在深化设计方面发挥着重要的作用,可以从草图中发现设计师思考的过程和创意。展示主体可以通过草图和设计师充分地沟通和互动,提出对方案的建议和改进的方向,使方案在评估的过程中得以完善。

7.5深化设计

深化设计是将空间序列以实际的构造付诸实施。设计的重点是展示主体外观、主立面、主入口、重点展示区域、橱窗、门头、形象墙等形态造型区域,同时也是展示版面、展台、模型等的详细造型、具置、详细尺寸和一些技术方面的设计,如构造方式、电力、照明等,并形成相应的技术图,如详细的道具构造图纸、施工图纸等。另外对一些重点展示空间,可采用一些特殊表现手法如模型、动画模拟等加以突出,以更好地表现展示设计的创意。同时设计深化绘制的图纸应符合国家规范、尺寸与材料标注准确。

8.展示工程设计

8.1展示材料与设备装配设计

当设计方案确定设计施工图纸绘制好后,就进入到材质、色彩、特殊装备和绘制施工图纸的阶段,以便加强展示的特点和展示效果的表达。设计师需要考虑到展示道具、陈设装饰物及设备装配过程中的细节及展示过程中可能会出现的问题。设计师需要熟知所有参展元素的特征和使用功能,引入更多的科技手段为下一阶段设计做准备。如果灯光和声效的问题还没有涉及到,那么在这一阶段正是设计师解决这些问题的时候。

8.2展示工程预算设计

方案完全确定后根据施工的要求和工程量的清单,做实施设计方案的工程预算。在这一阶段任何没有被明确包括在预算之内的项目都会给实际的施工带来额外的负担。但如果设计方案的工程预算超过了客户的预期,那么设计师应该在不影响整体展示效果的情况下,做出适当的调整,注意缩减展示元素并简化施工程序以减少开支。在这个阶段里,设计师与工程师以及客户应通力合作,一起寻找一种最能实现展示目标、展示效果的方法,以节省工程成本。

8.3选择施工队

在展示设计方案实施过程中,最需要与工程师、工艺师和施工队一起合作。设计的图纸方案只有在建设完成,成为实物的展示作品之后才有实际的价值,达到展示的目的,成为被人们记住的展示作品,而不再是漂亮的虚拟效果图设计。而施工的目标就是要把设计方案以实体的形态呈现出来。设计师和施工队的成功合作,关键在于双方的沟通、对施工图纸的理解、对设计意图的表现,对方案要达到预期目标、预期效果的明确。设计师对施工队的选择应考虑以下几个问题:施工队过去的工程业绩、施工的质量;对图纸的理解能力、对图纸转换成实物的工程施工能力、把控能力、对于新科技与新方法的应用能力;与设计师和客户的沟通能力;突发事件的应急能力和处理能力等。选择施工队要考虑的因素有很多,有时需要花很多的时间去与施工队交流和沟通,在交流和沟通的过程中能碰撞出许多思想的火花,从而找到最简单、最经济、最有效的施工方式。

9.结语

展示设计它是一项涉及面广、专业性强、时间性强的系统工程,是以传递展品信息为目的的设计活动。在设计开始时就需要对展示设计相关内容进行调查研、整体策划设计建立一个比较科学系统的展示设计工作程序,保证整个设计工作的顺利进行。一般而言,展示设计由开始到结束,历经展示设计的前期调查研究、策划筹备工作、展示艺术设计、展示技术设计、展示工程施工等过程。每个环节并不是截然分开,它是互相联系、互相交叉的,是一个综合性的过程,在每一个过程中,不断的对已有信息进行评估、分析、合成,同时考虑解决问题的方法,确保展示信息传播的准确性、全面性,展示效果的艺术性,展示形式的科学性,展示制作的可靠性,展示经费的合理性。在设计过程中,严格按照严谨、科学的设计程序与设计方法来进行,明确设计要求、设计内容、设计定位,量化目标,合理的应用设计元素和设计表现手法,使整个设计过程呈现出一系列的线性步骤。

课题研究项目:《商业展示设计》广东省精品课程、教育部艺术设计教指委精品课程

参考文献

[1] 王延羽.《谈展示设计的定位》.《艺术教育》[J], 2009年第1期

[2] 甘志浩.《装饰工程施工管理与质量控制监督》[C]http:///product.free.8995940.1/

[3] 叶萍.展示设计[M] 北京:高等教育出版社 .2008.5

[4] 郑念军.展示设计[M]湖南:湖南美术出版社. 2011.2.1

展示设计概念分析篇2

关键词:民用建筑;主体结构设计;概念设计

前言

一个成功的结构设计需要力学计算与概念设计相互融合,才能共同构成。当今高速发展的民用建筑市场,催生了很多体型新颖、造型各异的建筑。同时也对结构设计者的概念设计提出了更高的要求,也越来越受到国内工程界结构设计者的重视。

一、结构设计与概念设计的关系

概念设计是建立在个人经验基础之上,从宏观的角度出发,对建筑结构进行合理的设计的方法。那么与概念相对而言的就是结构设计,结构设计实际上就是概念设计的一个相反过程,要以整体要求为主,结合力学以及各种数据原理进行定量设计,具体内容有内力、配筋以及稳定性等方面。定形设计则是根据规定的构造与概念设计有着密切联系。如果采用的概念设计合理,那么建筑整体性能就会有所保障,反之,建筑物的性能则会受到影响。现阶段,概念设计是一种非常先进的理论和思想,结构工程师工作的最终目的就是要在建筑空间明确的前提下,采用整体概念对建筑结构进行设计,使建筑构件、建筑结构之间以及建筑结构本身之间建立其一种和谐平衡的关系,但是实际的情况中,结构设计以及计算理论还具有一定的缺陷,比如:混凝土结构的设计中,内力计算式是以弹性理论为基础的,而截面设计是根据塑性理论为基础的,那么这样一来,计算本身就产生了分歧,计算结果与实际情况之间必然存在很大区别。这样的问题,就需要采用更加优秀的概念设计进行补充。另外,现代的建筑结构设计中对于计算机的依赖性太大,计算结果往往没有进行科学的分析研究,设计的时候不能够借助计算机进行设计,这就要求设计人员要根据自身的专业素质,工作经验全面的进行分析整合,做到低成本、可行性与可靠性相结合,概念设计与结构设计相互结合,这样才能够更好的实现以上所述。

二、概念设计的重要性分析

现如今,随着我国经济的发展以及建筑行业的不断进步,使得概念设计在当今飞速发展的建筑业中所起的作用日益明显,无论在设计者的施工图设计阶段或者在方案设计阶段,分析如下:

(1)施工图设计阶段,一个熟练掌握概念设计的设计者可以在结构设计中充分展现先进的抗震设计理念,既能使让结构体系满足抗震设防要求,又能使结构造价经济合理,在二者之间取得很好的平衡。这样的结构设计作品既满足业主对建筑造型奇特、体型新颖的要求,又能取得较好的经济性,具有很好的市场效应和社会效应。反过来说,如果设计者仅会死扣规范的数字指标,机械式采用计算机程序计算结果,从表面看其结构设计作品中多遇地震下的计算结果满足规范的指标要求,但结构中的某些构件的应力水平明显高于其他构件,在罕遇地震下,这些构件会首先屈服,严重时引起结构倒塌。所以需要概念设计与延性构造来弥补这些缺陷。

(2)方案设计阶段由于结构设计者要不进行计算机电算的前提下,为建筑设计者提供结构抗侧力构件的布置及配合建筑设计者进行建筑物平面尺寸、立面层高等参数确定,这样必然要求结构设计者熟练运用基本原理和方法进行概念设计。如果不能具备概念设计能力,不仅耽误了设计工期,而且由于方案设计阶段很多未知条件的不确定性和建筑方案会经常修改,导致结构设计者不能有效进行结构体系的比较与选择,容易给后期施工图设计带来大量的修改工作量。随着计算机的广泛应用,人们对计算机分析结果给予过高的信任。计算机分析结果在数学上是正确的,但如果采用了不合适的假设前提和假定模型,其结果是不可信的(包括有限元分析)。对于某些工程情况规范难以界定时,需要应用结构力学概念进行判定分析,而不应仅仅依靠软件计算结果作为设计依据。有限元分析需要对模型进行合适的简化与抽象,确定材料的本构关系,边界条件等都需要建立在概念性分析的基础上。由此可见概念设计在方案设计阶段的重要性。

三、高层民用建筑设计中的应用与分析

1.概念设计在建筑设计中有很多具体的应用。现代建筑多功能使用,往往会出现体系不同,柱网不同、大空间、跃层或错层。结构设计不能将复杂的结构受力完全准确的反映出来。需要概念设计将复杂问题简单化,抓住主要矛盾和关键点,进行定性与定量分析。如图所示项目,建筑功能均为商业,28层主体与4层裙房,除中间交通连通外,其余部分均为大开洞。

若裙房与主体连通设计,存在以下问题:1、开大洞平面不规则;2、主楼与裙房偏心;3、主楼与裙房连接处按刚接设计,平面仍为弱连接,不利于抗震水平力传递。通过概念分析,简化设计问题裙房与主体脱缝设计。由于功能需要,连通部分不能布置竖向构件,通过两边向中间悬挑或者主楼脱缝处设柱与裙房连接。

2.在框架-剪力墙的初步方案设计时,剪力墙是主要的抗侧力构件,如何有效的进行剪力墙平面布置是需要概念设计的。如果没有概念设计的思路指引,只是一味的硬套规范条文或设计手册,所做剪力墙布置的容易存在缺陷,会为下一步设计带来很多麻烦。从概念上说,剪力墙的布置原则是“均匀、分散、对称、周边”。“均匀、分散”要求剪力墙的片数宜多不宜太少,即剪力墙的分布不可太集中;不能使单片剪力墙的刚度太大;“对称、周边”是结构抵抗扭转的要求,同时也是满足纵横刚度相近的需要。从具体概念上说,剪力墙应布置在“竖向荷载较大处、平面形状变化出”。从抗震角度看,剪力墙多设为好,而从经济方面考虑则剪力墙宜少为好。如图所示,平面形状为L形的框架-剪力墙结构,存在扭转效应。图中所示Xm,Ym为质心位置。为减少扭转影响,结构的刚心与质心尽可能接近,能获得较好的经济性。

3.结构感念性设计要求结构受力明确,传力直接。内力传递路径越直接,结构刚度越大。在结构布置中,竖向构件应该从顶部到底部连通设置,不同层之间的支撑杆件应尽量直线连接。传力直接,便于材料强度的发挥,能获得更好的经济性。荷载分布均衡,分散而不宜集中。钢结构由于可以工厂加工,现场安装,可以根据受力情况,截面设计为楔形或者弓形。使材料的强度都能有效发挥,经济性好。混凝土构件由于现场制模施工,受现场施工条件限制,一般截面为矩形,不便根据受力分布情况进行截面调整设计,通过弯矩调幅或有效的布置形式等来保证材料强度有效发挥。

结束语

整个区域的市容市貌主要是由当地的建筑群体反应出来的。建筑结构设计的水平决定了建筑风格和建筑质量。明确建筑结构设计的含义和其概念设计的含义,以及两者之间的关系对于建筑设计水平的提高具有重要意义。设计师要将概念设计运用到实际的建筑设计中,完善自身对结构设计的理解和创新将结构设计。只要认识到概念设计的重要性,灵活运用概念设计,就能设计出更好的建筑结构。

展示设计概念分析篇3

关键词:科学概念;有效性;教学策略

科学概念是科学知识的基本组元,是科学知识结构的基础。科学概念又是人们揭示研究对象具有的科学属性的一种思维形式[1]。正确掌握科学概念是提高学生科学素养的必要前提。

科学概念教学,是形成学生科学概念的基本途径,是科学教学的最基本、最重要的内容之一。但由于受教学评价体制、落后教学观念等因素的影响,科学概念教学存在一些不良倾向。

要实施有效的科学概念教学,应该把握以下六个方面。

一、创设科学概念学习情境

这一环节教学策略的核心是创设概念学习情境,使学生产生感性认识,激发学生的好奇心和求知欲。著名教育学家杜威主张:教学是基于行动,不应该直截了当地注入知识,而应引导儿童在活动中获得经验从而习得知识。

案例1:力的概念教学流程设计(如图1)

概念情境创设的主要策略有:(1)创设生活情境,让学生回归生活,体验生活,感悟生活。在案例1中,通过“感受力”这一鲜活的生活化的情境设计,让学生主动参与,亲身体验,从而引入力的初步概念;(2)创设探究情境,让学生经历科学探究过程中,体会科学概念的内涵。在案例1 中,通过创设“每一种力的作用都涉及几个物体”、“不直接接触的物体间能否产生力的作用”、“ 物体间力的作用总是相互的吗”、“ 力能产生怎样的效果”等一系列探究情境,让学生在相互合作交往中体验、反思、探索“力”,从而建构力的初步概念;(3)创设直观情境,利用模型或图片,将一些抽象的、 看不见的东西直观地呈现出来,使学生对概念的理解更加方便、有效。如在力的概念教学中,通过设置“挤压玻璃瓶会发生形变吗?”等探究,借助微小形变显示装置,不但让学生直观地掌握了力能使物体形变的知识,而且学到了“放大法”、“转化法”等科学研究的方法。

二、把握科学概念的内涵和外延

科学概念的内涵是指概念所反映的对象、现象、过程所特有的本质属性。科学概念的外延是指具有科学概念所反映的本质属性的全体对象。如“力”这一概念的内涵为:力是物体对物体的作用;力不能离开物体而单独存在;物体间力的作用是相互的等;外延有:力能产生怎样的效果;力产生的效果跟什么因素有关;运动和力有怎样的关系;重力、弹力、摩擦力等不同类型的力等等。教师只有切实在教学中把握住了概念的内涵和外延,学生才能更好地理解概念。

教师首先要有效组织承载概念内涵的活动, 帮助学生从活动中整理获取重要信息,促进学生思维的活跃等都要依赖教学策略的合理运用。案例1力的概念教学流程设计,对应概念学习的引入、建立以及运用三个阶段,建立了让学生在活动中感受力,在探索中体验力,在应用中体会力三个学习体验的平台。教师积极引导,使学生处于主动实践,积极思考的探索状态,让他们主动地动脑、动口、动手,独立地观察、比较、联想、归纳,在实践活动中去感受、去发现,从而不断建构属于自己的有关力的知识,深化对科学概念内涵的领悟。

从案例1的流程图还可以看出,教师把力的概念建立的过程设计为让学生在教师的引导下,探索研究、亲身体验、主动建构概念的过程。在这个师生互动的过程中教师的主要作用是进行科学方法的引导,使学生在知识建构的过程中,体验获取知识的方法,提高对科学概念外延拓展的学习能力。

三、揭示科学概念的本质特征

美国教育心理学家奥苏伯尔认为掌握概念有两种形式,一是概念形成,二是概念同化。初中科学许多概念是以同化的方式建立的,它是利用学生认知结构中原有的概念,把新概念的本质特征与学生认知结构中有关概念关联起来,被它所同化,并纳入原有的知识体系,便能理解新概念了。因此,用同化来建立新概念,关键在于揭示新概念与以前已知的有关概念相区别的本质特征。所以建立概念阶段,要特别注意揭示概念本质特征的一些方法。

案例2:压强概念的建立过程

学生活动 :用一支铅笔,第一次用钝头压手心,改变压力大小,观察凹陷深浅怎样变化;第二次用同样的力,分别用尖头和钝头压手心,观察凹陷的深浅。

归纳得出:①受力面积相同,压力越大,产生的效果越明显(第一类现象);②压力相同,受力面积越小,产生的效果越明显(第二类现象)。进一步,进行实验:将相同的砝码盒放在相同厚度、不同受力面积的海绵状泡沫塑料上,如表1中的图甲、图乙和图丙。

师(实验并设问):比较图甲与乙,相同小方面积上哪个受到的压力大?相同小方面积受到的压力大小跟压力产生的效果有什么联系?

生(讨论得出):相同小方面积上受到的压力越大,效果越明显。

师(设问):若压力不同,受力面积也不同,如何比较压力产生的效果?(对比实验,如图甲和丙)

生(观察、分析):①尽管压力不同,受力面积也不同,但只要小方面积上受到的压力大小相同,产生的效果相同。②只要比较相同小方面积上的压力大小,就能比较压力产生的效果。

师(引导学生定量分析): 每平方米(单位面积)受力面积上的压力大小决定了压力的效果,即压力的效果可用单位面积上受到 压力来表示。

案例2在揭示压强概念的本质特征的过程中,教师设计了在海绵状泡沫塑料上画相同的小方格,压力的效果用海绵凹陷程度来显示,每个小方面积上受到的压力是砝码重力的几分之一,学生一目了然,从定性分析着手,有效沟通了“相同小面积上受到压力的大小”跟“压力产生效果”之间的联系,再从分析第二类现象入手,通过定量分析,揭示压强的本质特征,进而用定量的结论来分析第一类现象,从而使学生顺利地同化了概念。

初中学生的抽象逻辑思维尚未发展完善,具体的形象成分在思维过程中仍起着重要作用,难以直接理解许多抽象科学概念。抽象的科学概念需要通过 “架桥”类比策略帮助学生建立前概念与科学概念之间的关系,促成概念理解 。“架桥”策略符合维果斯基的“最近发展区”理论观点,能有效地促成概念的转变。案例2中,从“相同受力面积比压力大小”、“相同压力比受力面积大小”这两种常规的比较压力产生效果的方法为切入点,搭建了这两类现象都可以通过“比较单位面积上受到压力的大小来比较压力产生的效果”这一“桥梁”,突破了第三类现象“在压力和受力面积均不相同的情况下如何比较压力产生的效果?”这一教学难点,顺利实现了概念的同化,也为这类概念的建立提供了一种有效的学习方法。

四、择机进行易混淆科学概念的辨析

科学概念还具有多重抽象性和精细性这两个特殊属性。选择恰当的时机,引导学生通过辨析来区分易混淆的科学概念,能帮助学生克服科学概念的多重抽象性和精细性带来的学习困难。一般地说,在领会阶段学生对易混淆的概念较难区分,因为正确的科学概念尚未掌握,没有比较区别的基础。区分易混淆的概念,最恰当的时机,往往在概念的深化和活化阶段,此时除了文字、公式、单位、条件等宏观的对比之外,还应根据科学概念的精细性,适当追述概念的建立过程,从本源上分析出易混淆的原因。因为单纯的对比,仅有助于外观的分辨和记忆。真正有效的辨析,还必须引导学生透彻理解其不同的科学本质。

案例3:压力与压强概念的辨析

师:如图2甲,把一个凸型物体平放在天平,加砝码使之平衡,若将物体倒放(图2乙),则天平是否仍能平衡?为什么?

生(A):不平衡,因为受力面积减小了。

生(B):仍平衡,因为物体的质量没变。

生(C):不确定,他们说的好像都有道理(众笑)。

演示图2甲、图2乙,学生讨论,分析。

再演示图2丙:将两个相同的凸型重物用两种不同的方式放在面积不同、但厚度相同的海绵状泡沫塑料上,让学生比较、分析、讨论……

概念的运用,是概念的具体化过程,而概念的每一次具体化,都使概念进一步丰富和深入。通过对概念的变式分析、习题训练,使学生巩固概念,这是必要的。但由于概念所反映的事物本质特征往往隐蔽在非本质特征之中,概念和概念之间的联系和区别易使学生混淆,在这里,往往需要突出类比方法。案例3正是抓住了压力与压强这两个概念的本质特征进行合理类比,突破了学生的思维障碍,提升了概念教学的有效性。

五、厘清前概念对学习的影响

前概念是指学生在学习科学概念之前按照自己的习惯、经验、思维方式对问题、现象进行主观判断的一种心理趋向, 包含学生在日常交往、个人生活、各种活动中的所有经验。此类概念良莠不齐,有些是经过生活观察后的正确总结,而有些则是把概念的内涵扩大或缩小了[2]。

对于正确的前概念,我们在概念教学时应充分加以“正迁移”,使学生在认知上进行同化,丰富自己原有的知识结构。如速度、地球的形状、生物的应激性等概念,学生都能较好地理解。对于片面的甚至是错误的前概念,我们应设法消除其“负影响”,使之顺应为新的科学概念,进而构建正确的科学概念体系,只有这样才能真正提高概念教学的有效性。如学生常常认为下滑的物体受到一个下滑的力;重的物体下落的速度快;踢出的足球在空中飞行时受到一个推力;用力推讲台桌没推动,是因为推力小于摩擦力;力是维持物体运动的原因等等。这些前概念,如果教师处理不好,就会产生负迁移或阻碍对科学概念的理解。

在概念转变的科学教学中,教师为促使学生实现概念转变,必须要厘清学生的前概念对掌握新概念的影响,以此为出发点,设置合理情境,使学生产生认知冲突,并适时引出科学概念,帮助学生解决认知冲突,实现概念转变。案例3中,教师利用现有实验设备、 器材,组织安排实验探究的顺序,精巧设计了“天平称量”这一成本低、趣味浓、创意新、有违学生“常识”的实验,吸引学生的注意力,激活学生的思维,通过合理的比较、类比,从根本上动摇并学生错误的前概念,为建构压强的概念奠定了坚实基础。

六、尝试运用概念图开展教学

在教学研究领域,科学概念并不是传统意义上的简单文字定义,而是包含了能够反映事物各方面属性的一个关系总和。因此,概念与概念间的关系成为概念学习的关键。概念图是一种能形象表达命题网络中一系列概念含义及其关系的结构化图形,利用概念图可以构建出特定知识领域的结构[3]。概念图的构建形式多样,不拘一格,例如下列两个概念图,就是比较常见的构图形式。

在科学概念教学中,概念图可以作为一种评价工具来探测学生已有的概念,评价学生概念的转变与发展;概念图还可以作为一种科学概念的教学工具在问题解决、交流合作、反思感悟、复习巩固等环节有机运用。

参考文献:

[1]乔际平,续佩君.物理教育学[M].南昌:江西教育出版社,1992:129-135.

展示设计概念分析篇4

关键词:概念图;网络课程;教学内容分析;导航

中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1006-026X(2013)09-0000-02

1.概念图在解决网络课程现存问题的必要性分析

网络课程从产生至今,在不断的完善与发展中。要设计一门优秀的网络课程,网络课程的系统设计,尤其是教学内容的分析是一个必不可少的环节,其遵循以教为主的教学设计原则;网络课程的内容织是以有良好导航策略支持的Web页面为主的。

网络课程是通过超链接将各个知识点连起来的教学内容的集合,没有教师指导,缺乏知识之间的系统性。而传统的教学内容分析方法,是在传统课堂中,在教师的指导下,有既定课程教学目标的指引,按照一定的教学顺序,将学习者的个性特征、教学者的教学风格等因素考虑在内的教学。用传统的教学内容分析方法,并不能将各个零散的教学内容联系起来,建立起明确的内容联系。而基于概念图的方法可以避免这个弊端,可以将教学内容之间的零散内容通过概念图的形式将其建立起某种关系,在学习者头脑中建立起知识之间的概念框架,形成概念图。

网络为人们提供了海量信息的同时,却也使人们在非线性的知识海洋中迷航,因此面对众多的网络课程的教学内容,学习者并不能有效的运用到学习中来。而概念图的另一个作用就是对课程教学内容的导航作用,利用概念图导航,避免学习者在学习过程的迷航。学习者清楚知道自己在学习过程中所处的位置,从而建立知识之间的逻辑关系。鉴于此,我们提出一种行之有效的分析网络课程的教学内容分析方法――概念图的方法。

应用概念图进行分析与设计的理论基础有:皮亚杰的认知发展理论,奥苏贝尔的有意义接受学习理论,布鲁纳的认知结构理论等等,在促进学科教学与学生的学习方面有积极作用。在教的方面,概念图作为一种教的工具、技能和策略,帮助教师教学思想的转变,从传统的以教为主的教学思想转变为学生主动建构知识意义的教学思想,教师则是学生主动建构意义的帮助者、促进者,教师不再是教学过程中的主宰者。在学的方面,概念图作为一种学的工具、技能和策略,在促进学生有效掌握知识、学会学习等方面有非常积极的作用[1],培养学习者由传统的教学内容的被动接受者逐渐转变为学习的主体。

相关研究证明概念图是一种行之有效的教学效果促进工具[2]。使用概念图辅助教学设计,有助于教师理清概念间的讲解关系,根据教学内容的所在结构设计合理的教学计划[3]。概念图还是一种交流的有效方法,可以促进师生进行反思[4]。概念图对教学内容的导航作用体现在:形象性,结构性,增进理解,提高最基础知识的理解能力。

2.应用概念图进行教学内容分析与导航设计的方法与步骤

2.1 应用概念图进行教学内容分析的方法与步骤

将概念图用于教学内容分析,使具体的教学内容可视化,概念之间的逻辑更加紧凑,促进学生主动建构知识的能力以及有意义学习的发生。利用概念图对教学内容分析的具体步骤如下:

1.抽取知识元素――确定教学子目标

在这一步中,将给定教学目标的教学内容分解成各个知识元素。对于知识元素的形式,可以是概念、原理或者是某知识技能的组成部分。

2.确定各个子目标之间的直接关系,做出各子目标的关系矩阵图

根据各个教学子目标的直接关系,画出关系矩阵图,其中的元素包括ID、知识点、相关知识点ID、知识点、Link、ID Link。其中ID代表各个知识元素的序号,知识点代表知识元素,相关知识ID即与前面知识元素有直接关系的知识元素的序号,Link即为此二种知识元素之间的关系,ID Link即为二者是如何联系起来的。

3.根据各子目标的关系矩阵图,求出教学目标的概念图

根据各子目标与其他相邻子目标的之间关系,得出其的间接关系,利用概念图工具,将其绘成概念图。

2.2“概念图导航设计方法”的实施步骤

对于概念图用于导航的途径主要分为两类:一是将概念图放在网页上,直接作为导航工具;二是通过概念图跟踪用户的浏览路径或学习路径。[5]

(1)将概念图放在网络课程中,作为学习者学习的导航工具。目前的网络课程的教学内容主要以浏览为主,以文字、视频、声音、动画等形式出现的信息内容,易使学习者出现迷航现象。将概念图放在网络课程上作为导航工具,能够清晰地展示所学的知识结构。将类似的知识、概念归类,使学习者更清晰的了解所学内容的总体框架,以及注重对各概念在该课程中的总体把握。

(2)在网络课程的学习中,利用概念图跟踪学习者的学习路径。一般操作方法:在Internet上通过Kmap Agent获得用户浏览网页的踪迹,并建立概念图。概念图窗口上方附近的文本框中显示出正在浏览的窗口的名字。如果用户点击弹出菜单按钮,就可以在概念图中创建不同级别节点,这个节点储存了窗口的名字以及文件的URL,用户可通过概念图上的链接打开文件。[6]

3.基于概念图的《摄影技术与艺术》教学内容分析与导航设计

3.1《摄影技术与艺术》总体教学内容分析与导航设计

根据对《摄影技术与艺术》课程的总体把握,既要求学习者对理论方面的掌握,更重于实践,能够将理论知识运用于实际拍摄的过程中。其中,摄影曝光、摄影用光、摄影构图专题摄影章节的部分小节,这些是本门课程的教学重点,也是学习本门课程的难点,不仅需要对其理论方面进行掌握,更要对其技术操作、实践方面有相当程度的了解。而对于其他章节,是关于照相机的基本认识的内容,还是一些需要有拍摄图片处理技术的知识,都可以通过概念图清晰的呈现出来。

在进入网络课程的学习过程中,首先看到一张总的关于该课程的所学章节的概念图,学习者可以从该图中得知本课程的章节的脉络,并且可以根据上次学习的情况、进度,选择本次要学习的内容,方便进行本次课的学习。任意选择某一章节,就可以进入本章的学习。概念图将知识内容清晰的展示出来,更加有条理,脉络清晰,将知识结构形象的呈现在页面上,学习者学习的自由度较大,得到的是清晰、直接的结构信息,可以自由选择学习内容。减少了学习者在浏览课程时的无目的性,使学习者按照教学组织者所设计的最有效的学习路径来进行学习,不致偏离教学目标。

3.2以章节为单位的《摄影技术与艺术》教学内容分析与导航设计

要想拍出一副好的作品,除了对照相机的基本掌握之外,还要掌握摄影过程中所需要的基本操作技能,这是进行摄影曝光的基础和前提。“摄影曝光”一章在本门课的学习中有举足轻重的作用。我们选用本章作为研究对象,利用概念图制作工具制作出一副概念图,选用的工具为Inspiration 8。

首先,抽取知识元素,有曝光、基本曝光模式、选择曝光、其他曝光模式、测光、曝光补偿、多重曝光七个关键知识元素,有这七个关键知识元素引申出众多的各自相关的知识元素,将全部知识元素列出来。譬如,与曝光相关的知识元素有其含义、曝光量、等量曝光、正确曝光、曝光对摄影质量的影响等,再列出员这几种元素各自相关的元素。其次,找出各知识元素之间的各种关系,画出关系矩阵图。此步骤将各个知识元素之间的关系清晰的展示出来。最后,利用概念图制作工具将各知识元素之间的种种关系呈现出来,即为概念图。制作出的概念图如图所示。此概念图将本章的主要内容呈现出来,使教学内容一目了然。例如,要拍摄雪中的人物,并且要体现出雪正在下的动感,这种情况要选择合适的曝光。根据概念图中呈现的内容,选择所需的快门速度以及曝光的恰当模式。因为该景物中,要表现雪花飘落时的动感,需要较慢的快门速度譬如选择比1/15秒慢的速度。选择1/15秒的慢速度,可以在快门速度优先的模式下进行,照相机会自动选择合适的光圈。

当我们在学习摄影相关知识时,可能出现的关键词有摄影构图、摄影曝光、曝光补偿、程序自动曝光模式等。我们在学习这些学习内容时,在Internet上通过Kmap Agent获得用户浏览网页的踪迹,并建立概念图。该历史浏览记录形象、可视化,有利于用户对网络活动的监控,方便对学习进度的了解,并解决了学习者学习迷航问题,为提高网络课程的学习质量提供了保障,达到教学组织者和网络学习系统开发者预期的教学目的。

4.总结语

随着网络课程建设的迅速兴起,在注重网络课程建设的同时,思考如何才能建设使学习者能够进行有效学习的网络课程显得尤为重要。因此,我们需要思考如何才能将教学内容设计成更符合学习者学习的网络课程,如何帮助教学者进行有效教学。

概念图不只是在网络课程中能够得到应用,在我们传统的课堂学习知识中也可以使用概念图促进学习。在一些高中的辅导书籍中,已经存在利用概念图将一些基本内容进行详细的展示,学生只要在每章每节的开头部分浏览一下概念图,就可大致了解本章本节所要掌握的内容信息,抓重点比较快捷迅速,对学生掌握知识内容起到积极促进作用。

利用概念图对教学内容进行分析,如何才能将概念图的形象、结构化等特征应用于教学中,如何提高网络课程的质量以满足现代各学科的教学,这些都需要大家继续探讨、研究。

参考文献

[1] 网页[EB/OL].http:///Article/view/40450

[2] 张红波.概念图应用于课堂教学的实践研究[J].中国电化教育,2010

[3] 秦爱梅,赵冬生.概念图在高职计算机基础教育中运用的可行性分析[J].中国现代教育装备,2007

[4] 王大平,李新国.概念图的理论及其在教学中的应用[J].现代教育技术,2010

展示设计概念分析篇5

图书情报界组织文献资源的历史已有两千多年,对信息资源的组织也有20多载,面对知识资源的数字化,我们所面临的前所未有的挑战是对知识的组织。什么是知识组织?对知识组织的诠释需与信息组织加以比较才能准确界定。简单地说,信息组织是对无序的信息进行系统化和有序化的过程,对信息的描述、揭示以及序化是信息组织的中心内容。知识组织则是对知识的本质以及知识间的关联进行揭示和控制的过程及方法,对信息的优化和重组,对知识的结构、关系和语义的描述与揭示,对知识的提取、挖掘和智能化表示是知识组织的中心内容。

当前,数字图书馆的资源组织正由信息组织向知识组织迈进,在对数字资源的知识组织中,知识本体无疑是最本质、最重要的技术和方法。知识本体可以看作是对知识规范的抽象和描述,是共享、重用知识的方法,目前已经成为一种提取、理解和处理领域知识的工具。如果把某一学科领域知识抽象成一套概念体系并使其“明确”、“形式化”和“共享”,就构成了这一学科的领域本体。领域本体的特征是针对特定的学科领域,描述了某一学科中的概念、概念的属性、概念间的关系以及属性和关系的约束。通过某领域的知识本体可将该领域的知识组织起来,使数字图书馆对知识的表示从信息的集合到知识网络和知识地图。

构建领域本体的方法已经成为一个新的研究热点,在实践中也产生了一些面向不同应用需求的本体方法,如IDEF-5法、骨架法、企业建模法、METHONTOLOGY法、循环获取法、七步法等。虽然领域本体的开发与建设面向不同的、特定的学科领域,但其过程则具有一定的规律性,需要以一定的科学方法为指导,需要遵循一些通用的技术路线。作者曾在另文中提出本体构建的原型进化方法,本文以此为基础,聚焦于一个本体进化的周期过程,对其中的基本流程和方法作一概要的梳理和分析。

一个学科领域知识本体原型的建设,一般包括本体需求分析、本体构建规划、获取本体信息、确定本体概念及关系、本体形式化编码、本体的评价、本体的进化、本体的表示等过程。

2本体需求分析

领域知识本体建设一定要根据具体的应用需求进行建设。如同软件工程注重需求分析一样,知识本体的开发与建设必须将本体需求分析置于首要位置。

需求分析阶段是本体开发的开端,也是本体建设的基石。它是从实际应用的规划、目标及特点出发,对本体系统进行的一种规范化描述。一般来讲,本体需求可分为功能需求和非功能需求。功能需求主要描述本体的目标实现;非功能需求主要描述本体要达到的性能指标。

作为数字图书馆领域的本体建设的需求分析,其要旨是确定领域本体建设的目的、范围、用途和使用者。基本内容应包括:

所构建的知识本体覆盖的学科领域,该学科领域资源的基本状况。

知识本体的建设目的、任务要求,实现的社会效益与经济效益。

利用知识本体的基本用户与核心用户,用户需求的基本特点。

较之其他资源系统,知识本体将提供什么样的服务。

知识本体和其他资源系统的关系,包括资源的进一步映射和整合。

知识本体在建设时间、进度上的要求。

对本体需求分析时要注意以下问题:

需求分析的过程性。本体需求分析应包括需求调研、分析需求、需求描述、需求认可、需求演进等逐次递进的过程。需求分析不仅应是本体实施的前提,而且应贯穿于本体开发的整个生命周期。故此,要进行科学的安排。

需求分析的动态性。因为本体需求贯穿于整个本体建设过程,用户需求在很多情况下是隐性的。不明确的,所以本体需求分析只能建立在不完全的需求基础上。为此,本体需求分析既要维持需求的稳定性和精确性,也要在实施过程中不断地进行动态调整。

需求分析的文档化。为了指导领域本体建设的后续工作,应该编写一份基本需求描述完整、具有可操作性的“需求分析报告”,以文档的形式明确需求分析的结果,作为该阶段的成果。

3本体构建规划

“凡事预则立,不预则废”。本体建设应有明确的计划,其目的是用一套程序和标准来规范开发过程,让研究者和建设者了解其目标和所要做的工作,将偏离目标的损失减至最小;同时合理有效地开发计划便于对建设过程进行检查和控制,预防可能出现的问题,及时采取有效的应对措施,使本体建设置于一种规范化、可视化、可控制的管理之中,提高本体研究与建设的效率。

本体建设计划应以“需求分析报告”为依据,主要解决三个基本问题:确定目标,确定完成目标的程序,确定工作所需要的资源配置。内容大致包括:

明确计划中要达到的工作目标,论证工作的重要性和必要性。

明确工作的具体任务和要求以及每一阶段的中心任务和工作重点;对任务进行层层分解,列出工作责任矩阵,确定完成工作的优先次序。

明确计划中各项工作开始和完成的时间,在任务分解的基础上进行统筹规划,以便有效地控制和协调。

说明完成计划的方式方法、具体措施,对资源进行合理分配和集中使用,并进行综合平衡。

规定控制标准和工作指标,也就是说必须做到什么程度,达到什么标准才算完成了计划。

制定计划是本体建设过程中必不可少的重要步骤,但在研究项目中往往被忽略,致使其开发过程难以受控,从而导致实施过程中的重新计划。本体建设计划的关键是计划的合理编制和有效执行。

4本体信息获取

获取领域信息是领域知识本体建设的关键。这一阶段的主要目标是确定领域知识本体的信息源,获取领域本体信息,通过收集领域信息,充分了解领域知识的现状,为本体建设奠定基础。获取领域信息大体有两条路径:

复用现有本体。获得领域信息的最根本的方法应该是考虑复用已有本体的可能性,通常的方法也是最行之有效的方法是复用已经广泛使用于各个学科领域的主题词表(也称叙词表)和分类表。

主题词表中的主题是表达文献主题的词和词组,是经过规范化处理的,具有专指性、准确性、明确性和唯一性。其具有完备的参照系统,通过主题词下设置用、代、属、分、参等多种参照项,以表示概念之间的等同关系、等级关系和相关关系,在主题语言系统之间建立起语义联系。

与主题法不同,分类法中的类目(概念)是表达文献内容学科知识领域的概念,是遵循逻辑分类规则建立的科学语言,具有知识的系统性和整体性。分类法具有完备的类目组织系统,通过等级结构、逻辑关系显示文献主题概念(类目)之间的从属、并列、交替、相关等各种关系,在分类语言系统之间建立起语义联系。

本体是概念和概念关系的集合,而主题词表/分类法也是主题词(概念)和关系的集合,其基本功能和本体具有一致性。目前,作为主要检索语言,各种主题词表和分类法已经覆盖各学科领域。复用现有领域本体可以使本体的建立事半功倍。但是,由于传统的主题词表与分类法中的术语是规范的(不能用自然语言来表达)、知识点是线性的(不能反映概念网络)、内容结构滞后(难以经常修订)、语义简单、缺乏对所应用资源的针对性等等,因此将其应用于数字图书馆的领域本体建设,需要对其进一步修改、完善。

利用相关方法与途径获取。如果所建本体领域没有可用的主题词表和分类表,可以采用以下两种方式获取本体信息:一种是组织领域专家承建,领域专家通晓本领域学科体系和知识,能够较为准确地描述与提供领域本体的基本信息;一种是利用知识获取工具从数据库中提取,学科领域现有的不同类型的数据库可以看作是领域的知识源,通过一些知识获取技术(如关系数据库中数据字典、E-R图手段以及人机交互技术、机器学习技术等),从现有的数据库中提取专业术语,挖掘、发现学科的基本知识。

如果将上述两种方式结合起来使用,可以获得更为完整和精确的领域本体信息。

5确定本体概念及关系

这一阶段的主要目标是确定领域知识本体的主要概念,揭示概念间的各种关系,构筑起领域本体的概念模型。

确定领域知识本体的核心概念集。如果是复用现有的本体,即可直接应用领域主题词表和分类表中的主题词与分类名称作为领域本体的核心概念。它们都是经过受控处理的,语义及等级关系清晰、严格,可以根据应用的需要直接复用。

如果是通过其他渠道获得领域知识,那么确定重点概念及关系的过程,可以参考骨架法中提出的middle-out方法。这种方法不要求概念的选择是自底向上或自顶向下。因为在领域知识中要确定哪些是顶部概念、哪些是底部概念是非常困难的。可尽量选取最基本、最常见的概念及关系,并用精确无二义性的术语加以表达。同时对应编制一份“术语集”,把选择术语的过程加以描述,罗列出最终选定的术语,并对每个术语赋予相应的自然语言描述。

构建领域知识本体概念关系。即将所获得的领域概念组织成概念网络。

如果是复用现有的本体,首先应考虑主题词表和分类表的对应关系,即主题词表概念间的等级关系与分类法概念间的学科相属关系。分类表可以看作是领域本体概念网络的主体结构,主题词表可以看作是概念网络的各级概念节点。

目前各学科领域现有的主题词表和分类法都有其相应的电子版,也出版了一些类表和词表完全结合在一起的分类主题一体化词表,这种一体化词表中每一类目都对应着一个概念,类目间的学科等级就是概念间的等级关系。如果领域的主题词表和分类法是分别的或是分类主题对照词表,分类表与主题词之间没有完全的等值对应关系,则需要另外创建类目概念节点。可先利用主题词表中的各参照项关系形成概念网络(具有等同关系的所有主题词可形成一个概念),然后将分类法的学科体系结构嵌入其中,作为概念网络的主干结构,再建立具有等级关系的类目节点和概念间的对应关系。

如果是自己创建的本体,其概念关系的建立也应该遵循上述方法。所建立的本体概念间的基本关系应该包括等同关系、等级关系和相关关系。

将本体概念及关系模型化。明确了本体的概念以及概念间的关系,接下来就可以采用一定的方法(如图示法)来揭示概念间的各种关系。6本体形式化编码

本体的形式化编码阶段就是用选定的本体语言来描述知识本体。

对于知识本体的描述,可以采用自然语言或逻辑语言描述,若要实现较强的推理能力,一般要用形式化描述语言进行表述。描述本体的语言应该具备4个基本条件:①基于某种形式的逻辑;②机器可读的;③具备编码语言的表达性\编码的精确性和语言的语义性;④支持语法和语义的互操作。

本体的描述一般都是基于某种逻辑语言的,

>目前RDF(S)已成为一个能对本体进行初步描述的标准语言。而描述逻辑(DL)是一个相当重要的知识表示语言,目前正被积极应用于本体描述,或者作为其他本体描述语言的基础。描述逻辑吸取了KL-ONE的主要思想,是一阶谓词逻辑的一个可判定子集。与一阶谓词逻辑不同的是,描述逻辑具有强大的推理能力,能够提供完备高效的知识推理机制,满足本体知识表达的需要。而且,描述逻辑的语法容易转换成XML/RDF形式,因此基于描述逻辑的本体模型更适合Web环境下概念建模与知识共享。

目前几个主要的知识本体语言——CKML、OIL、DAML+OIL和OWL就是建立在描述逻辑的基础之上的。其中DAML+OIL是结合了OIL和DAML优点的一种本体描述语言,采用面向对象的方法用类和属性来描述领域概念的结构,具有清晰的语义,但不能表示规则。以DAML+OIL为基础的OWL是一种网络本体描述语言,通过类和属性来描述对象,并通过公理来描述类和属性的特征和关系,可以构造很丰富的关系类并支持自动推理。

上述本体语言的表述能力不断增强,其技术也日臻成熟,已成为W3C国际标准的OWL是一种发展势头很强的本体语言,应作为本体编码的首选语言。为了提高本体编码效率,可以使用一些辅助工具来完成。编码过程结束之后,应该把编码过程和编码结果以文档的形式保存下来,为本体共享提供规范的文档。

7本体的评价

经过上述阶段,已经形成了一个初步的领域知识本体。本体能否实际应用,需要对其进行评估与测试。由于领域本体建设得不成熟,目前尚无通用的本体确认和评价的标准方法,更谈不上标准测试集。格汝伯(Gruber)[9]于1995年提出了本体构建的5条标准,即清楚(Clarity)、一致(Coherence)、可扩展性(Extensibility)、最小本体的承诺(Minimalontologicalcommitment)、最小的编码偏差(Minimalencodingbias)。不过在其设计标准中并没有给出具体的评价内容。笔者类比于软件工程的软件测试,提出本体评价的标准。

对应于软件开发过程的测试阶段,一般需要对领域本体的正确性和有效性进行评价,评价指标应包括:

本体的完整性。即本体是否包括了该领域重要概念,概念及关系是否完整,概念的等级、层次是否多样化。

本体的清晰性。即本体中的术语是否被清晰无歧义地定义。除了规范的主题、分类术语外,对本体进化产生的概念是否给出明确、严格的语义定义。

本体的一致性。即概念间的关系在逻辑上是否严密、一致,能否支持本体在语义逻辑上的推理。

本体的可扩展性。即本体可否顺利实施进化,本体能否在层次结构上可扩充,在语义上可丰富与完善,能否加入新的术语概念。

本体的兼容性。即本体的开放性和互操作性,本体能否和其他领域本体及相关资源系统进行映射,包括系统层、逻辑层、语义层、表现层等的兼容和互操作。

此外,对本体的评价还应包括本体建设过程中其文档的完备性、准确性、可操作性等的评价。

8本体的进化

任何系统都会经过从简单到复杂,由低级到高级的进化发展过程,领域知识本体建设也不例外。随着领域知识的增加和应用需求的发展,本体需要不断进化。特别是对于一个应用性很强的领域本体来说,本体的进化可以看作是本体生命的延续。所谓本体进化,即是在现有领域本体的基础上,根据应用的需要,在本体结构、概念和关系上不断进行丰富、完善、改进的过程和方法。

领域知识本体进化主要包括两方面内容:一是本体的自身进化,即是对已建本体进行更新,增加新的本体概念,扩展本体语义结构,完善本体概念间的语义关系。如何建立本体的自丰富机制,是本体自身进化需要重点研究的。二是本体的对外进化,即不同领域本体之间的互操作。因为不仅本体自身存在关联,不同的领域本体之间也存在多种关联,人类知识本是一个大的宏观的知识网络。目前每个领域都在建设本体,如果各个本体独立发展便将成为一个个本体“孤岛”。本体的对外进化主要通过映射机制,与相关领域本体的概念、关系及资源实体建立对应和关联,实现不同领域本体资源的共知和共享。

领域知识本体进化的方式:

本体的自动进化。即由研究专家采取一定的方法与技术,实现本体的自丰富。如通过机器学习、抽词算法、知识发现等方法发现新的概念和关系,然后定位到本体中去。

本体的手工进化。即由通过了解领域本体建设情况的专业人员,以手工或半自动的方式获取新的概念和关系,将其补充到本体中去。这种进化过程比专家定义容易操作,比机器学习准确规范。但是它需要有合适的工具支持。

上述两种方法的结合。本体的自动进化难以达到较高的准确度,而本体的手工进化存在成本高、速度慢等不足,同时对专业人员的知识性要求也高。怎样将两者在本体建设过程中有机结合起来,是领域本体建设所面临的挑战,也是一个具有理论和实践意义的重要课题。

从理论上说,本体进化是必须的,也是可行性的。但在本体的实际建设过程中,本体的进化是一个比较复杂、难度较大的问题,是包含了众多方面相互作用和相互影响的复杂过程。需要对领域本体进化的模式、机理、过程、路径和技术进行深入的研究。

9本体的表示

建设好的领域知识本体必须面向用户提供服务。以知识本体为基础的资源系统与其他资源系统究竟有什么不同?它给用户在知识获取与利用上究竟带来何种便利?这便涉及到本体如何表示问题。所谓本体的表示,即通过一定的知识表示技术,将建设好的领域知识本体按照一定的方式,清晰有序地在一个统一的界面上层示出来。对本体的表示实际是本体功能的最终实现。

领域知识本体的功能是否能够得到有效的实现,与内部复杂的知识体系结构如何更好地展示有直接关系。一个完整的、有效的领域知识本体的外在表示至少应该满足以下两个基本要求:其一,体现知识导航。即用树型结构将本体的概念网络动态地加以显示,可循着学科等级和概念间的语义关系进行浏览。其二,体现知识检索,即能够实现基于概念的语义检索。给定一个概念,即提示此概念和其他概念间的关系,并显示其在知识体系中的位置;检索过程不再是数据集合中的关键词匹配,而是基于概念网络的概念检索。

本体表示实际上应看作是本体建设的自然而必然的延续。因为,知识本体不仅仅是知识组织的工具,也是知识导航、知识检索的工具;知识导航、知识检索是知识本体建设的逆过程,是本体建设的最终目的。本体表示涉及了最新的Web技术、人机交互、可视化等技术。

展示设计概念分析篇6

一、概念图

20世纪60年代美国康奈儿大学诺瓦克教授等人提出“概念?D”一词,它是用来表征和组织知识的一种工具。在教学活动中,利用概念图可以将学科知识层次化、结构化,通过有意义的连接展现相关命题,不但形象化知识网络,而且促进学生有意义学习。

概念图包括概念、命题、交叉链接和层级结构等四大要素。通常情况下,概念是描述某种属性或规则的专有名词,可以是某一主题或任务、操作对象或操作命令等;层级结构是对主题或对象等概念间层次关系的描述;命题是对概念间有意义联系的描述;交叉链接是对不同概念之间或不同知识领域之间的横向关系。

二、《计算机基础》课程概况

《计算机基础》课程作为卫生职业院校各专业必修的文化课之一,强调技术性和应用性。课程所用教材中明确提出“培养学习者使用计算机解决学习、生活和工作中的实际问题能力,逐步养成独立思考、主动探究、团结协作的学习方法和工作态度,为终身学习奠定坚实基础”。教学内容不仅包括计算机基础知识及办公软件的操作实践等显性知识,而且还包括解决实际问题的相关隐形知识。

通过教学实践与调查,发现目前在该课程教学过程中,多数教师强调操作实践,为学生演示操作步骤并提供繁杂的操作任务,内容多、步骤繁,不能有效地实现教学目标。针对此种情况,作者深入研究课程教学内容与教学目标,挖掘各章节的概念及联系,利用概念图开展教学相关设计,帮助信息技术教师进一步教学目标明确化、教学内容形象化,从而优化课堂教学效果。

三、利用概念图进行教学设计的实例

根据建构主义教学设计模式,教学设计包含教学内容、教学目标、学习者、教学活动与策略、教学评价等相关设计环节,在此以《数据处理---信息资料的管理与分析》一节为教学实践案例,重点阐述利用概念图设计教学内容、教学目标与教学评价等三个环节,设计环境为Camp Tools概念图绘制软件。

1.教学内容的设计

该节学习内容属于办公软件EXCEL2010应用中的核心操作内容,具体包括数据清单的排序、筛选、分类汇总和透视表等四大操作命令,在学习、工作中使用频率较高,但是操作步骤注意事项较多,需要帮助学生深入理解和掌握该内容的核心与联系。

根据该节内容特征,首先,确定关键概念为“数据清单的管理与分析”这一任务主题。第二,按照操作命令与操作对象确定相关一级概念为数据清单、排序、筛选、汇总;二级概念为记录、字段、关键字、自动筛选、高级筛选、分类汇总、透视表;三级概念为字段名、字段值、条件区域、分类字段、标签等。第三,布局所有概念,分别建立操作对象与操作命令概念间的层级联系和横向连接。第四,通过描述概念间的意义连接,形成操作命题,例如:数据清单的筛选包括自动筛选和高级筛选,高级筛选需要先建立条件区域,条件区域由符合条件的字段名和字段值构成。第五,进行修订与完善。

注意事项:概念布局遵循的原则为操作对象放置上层、操作命令放置下层,操作对象的连接方向由上至下,操作命令的连接方向为由下至上。绘制的教学内容概念图如图1所示。

2.教学目标的呈现

《计算机基础》课程的课堂教学目标分为知识目标、技能目标、情感目标。一般表述为:认识操作对象,熟悉操作命令的含义;掌握操作命令的操作步骤;体验操作命令的制作功能与效果,深入分析操作对象。

具体绘制过程为:第一,确定操作对象及操作命令等关键概念;第二,建立概念间的方向与连接;第三,描述意义连接形成教学目标;第四,进行修订与完善。

3.教学评价的策略

《计算机基础》课程的教学评价一般分为过程评价和结果评价,教师利用上机实践操作观察学生的操作过程、评价学生的操作结果。根据学习内容,结合学生接受的难易程度,在教学中概念图评价的方式可以采用口述式、选择式、填图式、创建式等四种方式。口述式:在使用概念图工具的初期,可以呈现教师制作好的概念图,有针对性地请学生进行口头复述。选择式:教师制定概念图,空出其中的重点概念或连接词,给出多个选项,请学生进行选择。填图式:展示教师制作好的概念图,并空出其中某概念或者连接词,请学生进行填写。创建式:教师给出相关主题的文字性说明,请学生在空白纸上写出概念,并建立连接。在以上四种评价方式中具体评分分值由教师从概念、连接词、意义指向、横向连接及命题描述等方面设定相应比例。

展示设计概念分析篇7

关键词:小组合作;学生展示;前导组织;种群;密度

一、教材分析

“种群的特征”是人教版高中生物必修三《环境与稳态》第四章第一节内容。从本章开始,课本开始由个体水平上升到群体水平来介绍生命系统的调控与稳态。在科学方法上,本模块重在系统分析和构建模型的方法。系统分析的一般过程是明确系统的边界后,在分析系统组成要素、特征、层次结构的基础上,分析系统各组分间相互影响的定量关系,建立系统的数学模型。

二、教学目标

1.知识与技能

(1)能说出种群及种群密度的概念;(2)能辨析一个群体是否是一个种群。

2.过程与方法

(1)经历具体种群的预估过程,能选出合适的估算方法估算不同种群的密度;(2)通过讨论总结出样方法和标志重捕法的步骤及注意事项,并能清晰展示表达,提升科学表达能力。

3.情感态度与价值观

关注人类活动对种群数量的影响,了解研究种群密度对于生产实践的意义。

三、教学过程

1.导入

介绍从本章起研究对象将从个体水平发展到群体水平,同时简要介绍在科学方面,本模块重点为系统分析和构建模型的方法,之后通过介绍种群为群体水平研究生命系统的基本单位,引入本节种群特征的教学。

2.种群的概念

先让学生回忆种群概念,之后让学生分析种群概念的三个要点(一定区域,此区域戎秩耗芄唤行正常生长繁殖,可以是自然环境,也可以是人造环境;同种生物;全部个体)。最后PPT展示不同的群体类型让学生辨析是否为种群,如:一片草地的全部蒲公英,某集市上的全部同种萝卜,某城市的全部青年等等。

设计意图:学生在回忆种群概念的同时,也了解到种群作为系统研究的边界及组成成分。种群的概念从字面意义上并不难理解,但对具体事例的分析学生容易混淆,因此可通过具体事例辨析,引导学生从不同角度来认识理解种群的概念。

3.活动探究:估算草坪上的蒲公英数量

承接上文,可通过:“在弄清系统边界及组成成分之后,我们一起来研究种群的特征,而种群的特征主要变现为数量上的变化,认识和把握种群的数量特征很重要。那么,如何来计算种群的数量呢?”来引入本部分内容,同时PPT展示问题:如何来计算一片草地(10 m×10 m)上所有的蒲公英数量?教师分发事先准备好的教具,一张10 cm×10 cm的方形白纸,“”和“”随机分布其上,让学生把“”当做蒲公英来进行计数。学生可分组(2~3人)完成。之后展示有代表性的几组统计结果,同时要求学生将统计过程清晰展示。教师把结果记录在黑板一侧。

4.标志重捕法

提问过度:通过样方法的学习,我们认识到对于植物及活动范围小的动物可以使用样方法,而对于活动范围大的动物来说,可以用样方法吗?(不可以,活动范围大的动物可以从一个样方活动到另一个样方,导致重复计算,影响估算准确性)。此处可以让学生小组讨论,并作交流。那么该用什么方法呢?引出标志重捕法。(可以让一个小组收集资料进行展示,也可以教师自己介绍)

可以通过一个计算题让学生更好地理解标志重捕法:如果在30亩范围内第一次捕获并标记46只野兔,第二次捕获41只,其中被标记的野兔有17只,那么该范围中有野兔多少只?教师通过学生讨论回答,引导总结出计算方法:某种群的总数为N,第一次捕获标记的个体为M,第二次重捕的个体数为n,其中已标记的为m,则N∶M=n∶m,可得种群数量N=Mn/m的计算公式。之后,教师可以简要介绍标志重捕法的注意问题:A.标志物不能太过醒目,不能影响标记动物的行为和寿命等;B.在调查期内,该范围无大量迁入迁出及大量出生和死亡事件。

5.课堂小结

PPT展示整节课的框架及知识点,并展示练习题,让学生完成,反馈学习情况。

四、教学反思

本节重点在于探索种群密度的计算方法。通过蒲公英模拟计算,让学生亲自动手,在相互讨论及对比中,形成前导组织,并有效构建新知识,得出样方法的步骤及估算原则。通过问题串的方式,引导学生关注并思考标志重捕法,理解此方法的适用范围,并学会运用。通过课堂测试反馈,可以看出,学生不仅很好地掌握了新知识,并学会了如何运用,知识与技能目标、过程与方法目标得到较好落实。

本节课让学生尝试自己动手计算种群个体数,使学生经历分析问题、解决问题并总结方法的过程,同时让学生进行小组展示,在提升学生动手及分析问题能力之外,提高了学生的科学表达

能力。

参考文献:

展示设计概念分析篇8

(一)前瞻性评价综合法的优点1.前瞻性评价综合法向决策者提供前瞻性的专业帮助。从国会的角度看,一个议案将要实施前,审计人员应用前瞻性评价综合法可以给予国会决策者专业的帮助,并且让他人对新议案的基本理念和可行性感到信服。从议案角度看,前瞻性评价综合法有助于提供议案前瞻性的信息和提高议案成功的可能性。因此,审计人员应用前瞻性评价综合法可以在新议案实施前帮助国会决策者避免未来可能出现的问题,以促进议案的成功。2.前瞻性评价综合法是系统性的方法,可靠性较强。应用此方法,审计结论具有较强的确定性,不会受人员安排等主观因素的影响,审计人员能够按照确定的程序收集、审阅相关研究文献,并且较为清晰地阐述审计证据和表明议案未来执行中的不确定因素。综上所述,应用该系统性方法更能保证审计工作的质量。3.前瞻性评价综合法成本较低。与其它前瞻性方法如实验性的测试等相比,前瞻性评价综合法主要收集、审阅已经有的研究文献,用以评价议案的可行性,因此所需的人力、财力、时间较少,成本较低。

(二)前瞻性评价综合法的缺点前瞻性评价综合法的适用对象主要是针对未来的议案,它不能解决所有的前瞻性问题,如对政府未来的需求、成本和结果的分析与评价,可能更多地要运用模拟仿真、预测等前瞻性方法。在结果的可靠性方面,前瞻性评价综合法要比试点试验等前瞻性方法稍有逊色。另外,前瞻性评价综合法作为一种新兴的前瞻性方法在实践中的应用还不够广泛,对审计人员的素质要求较高。

(三)前瞻性评价综合法的适用条件前瞻性评价综合法既可用于评价单一的议案,也可用于两个及以上备选议案的比较和选择。在评估单一的议案时,确定明晰的评价标准十分关键,同时也比较困难,因为提案在未来是否成功往往取决于未来的实施过程而非现在订立的目标。另外,评价两个及以上的议案往往会更容易,因为作出相对评价(如哪个更好)比绝对评价(如它每个方面都很好吗?有多好?)更简单。审计工作的客观条件也会决定是否应用前瞻性评价综合法。虽然应用此方法进行审计评价时,所需审计时间通常较短,但也不能马上开展评价工作,开展之前需要一定的准备工作。一般情况下,两个及以上议案的评价至少需要两个审计人员为期三个月的工作,因为只有如此才能保证审计人员有较为充分的时间回顾、综述已发表以及未发表的文献,向技术专家咨询以及对最终信息进行详细透彻的分析。如果这几个议案相当复杂,没有相关充分的研究文献,或者大部分研究文献因未发表较难收集时,通常需要更多的审计时间。因此当GAO接到任务时,应该尽早开展工作,如果时间紧迫,则不适用此方法。另外,在应用前瞻性评价综合法回答某一前瞻性问题时,如果这个前瞻性问题受到广泛关注和激烈讨论,则在短时间内针对同一个前瞻性问题可能会出现许多不同的议案,这会引起逻辑上的或其它方面的一些问题,导致前瞻性评价综合法不再适用。但如果这种情况是在开展前瞻性评价工作过程中出现,审计人员应避免审计范围的扩大,或者要求延长审计时间。前瞻性评价综合法是否适用于绩效审计工作还受到其它很多因素影响。

前瞻性评价综合法的一般步骤

前瞻性评价综合法包括三个阶段六个步骤:第一阶段定义问题和选择评价对象;第二阶段进行概念分析、操作分析和测试模型;第三阶段是列示结果。

(一)定义问题定义问题是应用前瞻性评价综合法的第一步,由GAO审计人员与客户(提出前瞻性问题的人)充分交流意见,明确议案所关注前瞻性问题的范围和性质,以及判断议案是否偏离预设目标。定义问题这一步骤帮助审计人员确定审计工作的范围,并且为确定最终审计建议的适用范围等奠定基础。这一步骤之所以不可或缺,是因为在很多情况下不同的人对于某一看似确定的问题会作出不同的定义,而且对于相同内容的议案,其目标也会大相径庭。比如,许多议案旨在提供粮食补助、推广营养教育和进行身体检查。这其中有些议案致力于解决低收入女性和少女妈妈可能出现新生儿体重偏轻的问题;另外一些议案旨在促进学龄前儿童身高与体重的正常增长。具体的定义问题需要经历四个步骤。

(二)选择评价对象选择评价对象这一步骤由审计人员与客户共同参与,鉴于议案的提出者已经确保议案是有用的,为了进一步保证审计机关的独立性,审计人员并不提出新的议案,而是在满足预设目标的已有议案中进行选择。但是并不是所有议案都适用前瞻性评价综合法。选择评价对象这一步骤需要达到两个目标:第一,筛选出不适用前瞻性评价综合法的议案。比如有些议案不稳定,处在频繁的变化中,或者与以前GAO评价过的议案类似,应用现有知识就可以确定议案未来成功的可能性。第二,对于适用此方法的议案,需要进一步选择最佳的评价思路。最佳的评价思路包括对议案各种因素的考虑,这些因素包括客户的特定利益,各项议案在成本、目标群体、政府措施(监管、税务政策、补助金等方面)上的差异。例如,美国国会曾提出给老年人提供长期护理的议案,众多议案在成本问题上存在显著差异,成本主要受公共费用、环境条件、护理的持续时间等因素影响。一些议案每年要花费数百万元,有些可能达数十亿元。对这些议案的选择体现了对各因素的考虑,也进一步确定了选择评价对象的标准,这有助于明确审计工作范围,防止审计资源的浪费。当备选的议案都无效时,审计人员可以依据已经有的研究文献和审计证据来完善可选议案。如果之前的研究不能支持现有的可选议案,但前瞻性问题的复杂程度在合理范围内,则审计人员会选择处于最切合实际的研究范围之内的议案。

(三)概念分析概念分析这一步骤由审计人员实施,旨在揭示议案的内在逻辑,即在理论层面上分析备选议案能否在未来可行并且有效。具体来说,概念分析就是识别议案的假设、理念、价值和理论基础。对议案内容进行具体分析,通过绘制图表清晰地展示该议案的概念模型,并确保审计人员对概念模型的介绍是准确和完整的。概念模型用来回答这些问题:议案要解决什么样的问题?如何解决?(或者说议案要采取哪些行动?)这些行动预期会带来怎样的结果?审计人员同时也可以与议案的提出者和相关学者进行沟通来获取有用的信息,确保概念模型是正确的。之所以在定义问题、选择评价对象后实施概念分析,主要是有两个原因:第一,通过概念分析帮助审计人员建立如何选择研究文献的标准,这个标准就是找寻与备选议案在假设、理念等方面相同或相似的研究文献。第二,进行概念分析有助于从逻辑上识别可能导致议案未来不可行的原因。总之,这一步骤确定了需要收集和审阅的研究文献,并且识别了议案逻辑上存在的缺陷,有助于提高审计工作的效率。

(四)操作分析操作分析是对议案内容的进一步分析。其重要性和作用与概念分析一样,即有助于找出需要审阅的研究文献,并且从操作层面上找出可能导致议案不可行的因素,最终提高审计效率。操作分析通过对议案内容的细致分析,确定议案实现预设目标的过程,运用绘制图表的方法表示操作模型,以验证对议案具体操作步骤的解释是准确和完整的。操作模型主要用来回答这些问题:议案服务对象是谁?由什么部门提供服务?需要怎样的财务、实施环境或限制条件?操作模型确定了议案受益目标群体、服务的提供者、资金的来源和数目等操作性问题。最后,审计人员可以与议案的提出者和相关学者进行访谈交流,确保操作模型是正确的。

(五)测试模型测试模型包括两个子步骤:第一,确定概念模型和操作模型中需要深入测试的核心假设,概念模型和操作模型包含很多假设和步骤,但面面俱到地分析并不高效,因此审计人员需要与客户以及相关学者交流信息,共同选择能体现不同议案本质区别的关键假设和步骤进行深入测试。第二,审计人员收集研究文献作为审计证据,他们需要评估审计证据的质量,最后将审计证据与关键假设对比,找出矛盾冲突之处,并用图表表示出来,从而确定议案未来成功的可能性。这一环节需要应用评价综合法,即对评价性研究成果进行综合。但需要注意的是,与一般应用评价综合法不同,这里评价综合对象是由概念模型、操作模型的相关假设、步骤和客户认为的重要程度确定的,并且只针对所选的关键假设进行评价综合。测试模型这一步骤最终实现了三合一的分析(概念分析、操作分析和经验分析),使审计结论和建议更为可靠。概念分析和操作分析揭示了逻辑中和操作中存在的缺陷,而测试模型这一过程直接将与研究文献相违背的关键假设暴露出来,这将作为评价议案是否可行的重要依据。如果相关的研究文献表明关键假设在过去实施的议案中是成立的,而且新议案的条件与过去的议案类似的话,则新议案在未来很有可能成功,反之亦然。当概念分析、操作分析和检测模型这三个步骤得出的结果相同,那么审计人员最终得出的审计结论会更加可靠。如果结果不同,那么在出现分歧的地方需要进一步分析。最后,根据未来和过去的相似程度,确定结论的可靠性。当未来和过去的情况在主要方面相似时,审计人员使用前瞻性评价综合法判断的准确性更高;当未来与过去或现在的状况不同时,尽管审计人员仍可以明确地指出在这种情况下,这项议案更有可能或更无可能发挥作用,但这个结论的可靠性必然会降低。

(六)列示结果为了使报告阅读者理解前瞻性评价综合法的实施过程和结果,并且提高审计结论的可信度,审计人员需要列示议案具体的评价过程和结果。列示结果这一步骤要求清晰明了地将概念模型、操作模型、关键假设与审计证据的对比情况揭示出来,主要是通过绘制图表、列示必要的技术说明附件来完成。

前瞻性评价综合法在美国绩效审计中的应用

在美国,通常情况下,审计评价方法更多地用于议案的事后审计,事前审计的应用相对较少。前瞻性评价综合法作为前瞻性方法的一种,应用频率没有评价综合法、案例研究法等审计评价方法高。为了进一步探讨前瞻性评价综合法在美国绩效审计中的应用,在此以GAO在1986年7月帮助国会选择少女怀孕议案的具体案例来阐述。①

(一)案例背景1983年,在20岁以下美国少女中,据统计有100万人怀孕,其中50万人分娩。虽然少女的分娩率总体下降了,但是少女怀孕的比例在逐年提高。针对这个严峻的社会现象,美国国会在1986年提出了很多相关议案。为了在众多的议案中选择正确的议案,国会向GAO提出了两个问题:(1)政府已经采取的措施效果如何?(2)现有关于少女怀孕的研究成果中哪些可以用于制定正确的政策?

(二)审计步骤1.定义问题审计人员在定义问题时主要关注两方面:(1)怀孕少女这一群体的具体定义。审计人员认为少女怀孕本身不构成一个问题,因为政策制定者并不关注20岁以下全部的少女,他们主要关注缺乏物资支持的少女以及分娩给未婚贫穷妈妈和孩子带来的身体伤害和社会不良影响。审计人员通过与客户沟通交流,共同决定将以上两个内容都纳入审计评价,即审计人员要同时评价未婚妈妈这一普遍存在的问题以及这一问题会造成的影响。幸运的是,有关少女怀孕的研究文献通常并不局限于某一方面的内容。大多数研究文献将这两个方面的信息均包含在内。(2)对少女的界定。很显然,18岁以下的一定属于少女。但有些人认为应该是25岁以下,另外一些人则认为是20岁以下。最后,审计人员通过与客户的讨论,一致决定将少女的年龄范围限定在20岁以下。2.选择评价对象对22项关于少女怀孕的议案逐个进行详细的评价将耗费过多的审计时间,因此审计人员如何从中选择适当的评价对象显得尤为重要。审计人员对22项议案的内容进行了分析,用表格的形式列出,包括议案的目标群体、提供的服务和行政管理安排,这样便于揭示各个议案的相同和不同之处。审计人员发现,大多数的议案都建议提供全国性的少女怀孕援助计划,但是各个援助计划提供的服务范围、目标群体、行政管理结构和资金安排有所不同。在与客户详谈后,审计人员决定将选择的重点放在各议案关键的不同之处上,最终选择了两个在关键方面存在显著不同的议案。第一个议案的目标群体是20岁以下怀孕少女和未成年父母,其提供的服务较为灵活,同时配备的行政管理结构相对简单。第二个议案的目标群体更为广泛,25岁以下经济困难的女性也包括在内,同时提供的服务相对规范,配备的行政管理结构较为复杂。这两个议案都指出了如何预防少女怀孕和具体的援助内容。3.概念分析为了评价这两个议案的可行性,审计人员需要对其进行深入分析,首先设计了概念模型,其中第二个议案有两个方案,因此一共有三个概念模型。从GAO的审计报告中可以找到每个议案对应的概念模型,从概念模型中可以看出第一个议案旨在减少再次意外怀孕的情况,第二个议案旨在帮助年轻妈妈完成学业、实现就业,避免她们一直依赖政府的救济金。由于模型较多,在此只展示第一个议案的概念模型。4.操作模型在概念模型的基础上,审计人员又设计了每个议案的操作模型。操作模型偏向于详细描绘议案具体实施过程,其别关注行政管理体制。在此展示第一个议案的操作模型,意在与上述图3对应。5.测试模型(1)估计目标群体规模。搞清楚新议案的目标群体很重要,这样能够帮助审计人员估算议案需要的资金,而资金数量是判断议案是否可行的重要因素。通常情况下,审计人员寻找具有相同或相似目标群体的已实施议案,通过审阅相关研究文献来估算新议案的目标群体。遗憾的是,在这个案例中,审计人员发现已实施议案的目标群体并没有涵盖全部的怀孕少女或未成年父母。因此审计人员结合了国家健康统计中心的信息和应用统计学方法进行估算。(2)查找研究文献。审计人员对近期发表的所有研究文献进行查询,这些文献主要是评价避免再次意外怀孕的议案和向怀孕少女与年轻母亲提供援助的议案。查询的范围包括正式出版物和非正式出版物,并与相关专家进行沟通以获得所有与研究有关的信息。(3)评估每个审计证据的质量。审计人员在审阅研究文献时,需要对将成为审计证据的资料进行质量评估。主要关注这些文献中研究调查的样本规模是否恰当、数据收集是否规范、统计方法是否正确等。(4)综合评估审计证据的整体质量。单个审计证据的质量评估较容易,将研究文献中所有审计证据综合起来进行质量评估较难。这次在关于少女怀孕的研究中,审计人员通过质疑来判断审计证据的整体质量。(5)检验评价得出的结论的可靠性。通过重复评价或者让不同的审计人员评价来确保最终得出的审计评价结论是可靠的。6.列示结果审计人员运用表格的形式将收集到的类似研究的评价结果表示出来,同时概念模型和操作模型都应列示。在这个案例中,审计人员发现评价结果并没有明显的倾向于这两个议案中的某一个,当然此类现象在应用前瞻性评价综合法中并不常见。如1987年关于美国医疗照顾计划的两个议案中,①应用前瞻性评价综合法,审计人员提出了较为明确的审计建议。

前瞻性评价综合法对我国绩效审计的启示

(一)提高审计机关前瞻能力21世纪,我们处于一个发展迅猛的全球化时代,特别是在改革开放取得丰硕成果的中国。如今,中国正面临着转型,这更需要国家政府具有全局观念和前瞻能力。2007年,美国前审计长沃克在南京审计学院做了一场题为《提高政府绩效增强政府问责和前瞻能力》的演讲,其中提到“应该有更多的最高审计机关在自己的能力结构中增加一个新功能。这个新功能有两个组成部分:第一帮助政府官员了解哪些政府计划和政策行之有效,哪些计划和政策不起作用;第二是为政府官员提供处理关键性、正在出现的问题的前瞻能力。这种提供信息和超前思想的能力应该成为传统审计职责的补充,使其更加完善(沃克,2007)。”沃克审计长在这次讲话中充分说明了审计机关帮助政府提高前瞻能力的重要性。在我国,刘家义审计长提出审计“免疫系统”理论,表明从审计作为免疫系统,维护国家经济安全、推进民主法治进程的功能出发,作为政府审计的重要组成部分,绩效审计应突出“预防”这一功能。“预防”就是要尽早感受风险,发挥预警作用,这已经体现了审计应当发挥前瞻功能的要求。因此,随着社会的发展,我国绩效审计应该逐步提高对决策者的支持,为决策提供高质量的信息。审计机关可以根据业务的特点,借鉴美国绩效审计的经验,丰富实际工作中所用的审计方法,合理选择前瞻性方法,前瞻性评价综合法作为前瞻性方法中的一种,在其适用范围内,具有较好的效果。

(二)完善国家审计的法律授权2006年修订的《中华人民共和国审计法》规定:审计机关对财政收支或者财务收支的真实、合法和效益,依法进行审计监督。确立了绩效审计的合法地位,但是在审计机关能否对人大代表的议案和政协委员的提案进行审计方面,法律并没有授权,使得审计机关无法充分地发挥前瞻能力。当然,审计机关这项职能的缺失很大程度上源于我国行政型的审计体制。在现行的行政型审计体制下,审计机关仍可以在提供前瞻信息方面有所作为。比如在政府修订重大政策前,审计机关可以运用前瞻性评价综合法对其可行性、成功的可能性进行评价,给予决策者有用的前瞻信息。这可以极大地提高资金的使用效率、避免滥用。实际上我国审计机关在这方面已经有了初步的探索,如浙江省审计厅开展的就业及其再就业税收优惠政策专项审计调查,就是在相关政策制定前审计机关发挥前瞻能力的重要体现。

(三)提高调查研究能力应用前瞻性评价综合法的前提是具有充足的研究文献,因此我们应该提倡有关政府机构和学术机构等加强调查研究。调查研究是通过对典型问题、情况、事件的深入调查,经过分析、综合,揭示出客观规律的书面报告。纯粹的理论研究是必要的,但是调查研究更为关键,只有通过实地调查,才能了解过去决策的执行情况、具体影响,时刻与群众密切联系,为新决策提供宝贵意见,把握社会建设和管理的发展趋势。将前瞻性评价综合法建立在正确、充实的研究文献的基础上,审计人员最终得出的审计结论和建议将更为可靠。

展示设计概念分析篇9

以核心概念为统摄设计和组织教学活动,使事实性知识的学习服务于学生生物学核心概念的形成与发展。因为对零散的事实性知识和孤立的知识点,学生已花费大量的时间来记忆,但并未形成具有逻辑内聚力的相互关联的结构框架,虽能暂时通过学业考试,但在随后的生活中很快就会忘记。核心概念是居于学科中心的具有超越课堂之外的持久价值和迁移应用价值的概念,是学科结构的主干部分[1]。对核心概念的深层理解,有助于学生掌握学科基本框架,形成有利于终身发展的学科知识结构,这说明在教学中要把对核心概念的深层理解作为重要的教学目标。

随着课程改革的推进,教师越来越关注核心概念教学,但在具体实践中存在一些问题和困惑。为此,本文以“空中飞行的动物”为例,对初中生物教学内容进行教学反思,从教学活动设计角度就如何实施核心概念教学进行一些探讨。

一、深度分析知识内容,明确教学核心

在分析生物教学内容时,教师首先要考虑什么是最值得教给学生的生物学知识。

20世纪90年代,美国教育专家布鲁姆提出,知识依据其教育价值的不同是分层级的,据此建立知识层级结构图[2],并对各个层级给予注释,如图1所示。

该结构模型由六个层级组成,几乎囊括所有学科内容知识,从记忆性知识开始,逐步演进,直到创造性知识。知识层级越高,解释力就越强,越能成为学生分析问题和解决问题的有力武器,最终达到培养学生创新能力的目标。

依据布鲁姆学科内容知识层级结构图,从中学教学角度分析,生物学科内容知识应呈现如图2所示的结构。

由此可见,对某一内容知识进行深度分析,是将知识内容进行分层,区分哪些知识是支撑一般概念建构的学科事实,哪些知识是统摄一般概念的具有迁移应用价值的核心概念,明确教学核心,为教学指明方向。

从单元整体角度看,“生物的多样性”主题中“脊椎动物的不同类群”单元是以脊椎动物的特征为核心的,运用生物分类的有关知识,从不同类群生物的特征及其与人类的关系角度研究脊椎动物,发展学生对生物多样性的认识,从而帮助学生逐步形成不同类群的生物各有特征、在生物圈中具有不同作用及保护生物多样性极为重要的思想观念。

“空中飞行的动物”是本单元的一节内容,从促进学生核心概念形成与发展的角度讲,本课的学习内容包括:第一,认识空中飞行的动物因身体结构的不同是属于不同类群的动物,发展对动物特征及动物分类知识的认识;第二,认识鸟类适行的特征,深化对鸟类身体结构特征与其飞行功能之间关系的认识;第三,从生物体结构与功能相适应角度认识鸟类的形态结构及特点,初步建立相应的认识路径和方法。因此,可以确定“生物体的身体结构与其功能相适应”为统摄“脊椎动物的不同类群”教学的核心概念,而统摄本课的重要概念是“鸟类的身体结构与其飞行功能相适应”。

以上分析,不仅能明确本课的教学核心,为本课教学活动设计指明方向,还能引发教师进一步思考,在具体知识的教学中,到底要让学生学到什么?依据图2的知识结构,从促进学生核心概念形成和发展的角度,学习内容分为三个层级:一是以学科事实为载体学习本学科的一般概念,即对学科的基本理解;二是在对学科基本理解的基础上形成和发展对反映学科本质的学科核心概念的认识;三是对上述认识进行拓展,形成对学科思想与观念的认识。只有这样,才能真正将学生核心概念的形成与发展作为教学核心,在具体教学活动设计中,有效实施核心概念的教学。

二、以核心概念为统摄,形成具有内在逻辑的知识框架

单元内容知识不应是科学结论的简单堆砌,而应是具有内在逻辑的结构体系。核心概念是超越具体事实的深层理解,能统摄相关的具体知识,因此在设计教学活动时,可用核心概念为统摄,设计单元知识整体框架。把具体知识教学置于核心概念统摄之下,让学生学习具有内在逻辑的知识内容,可以摆脱枝端末节问题,使教学变得更为简单高效。

基于上述思考,“空中飞行的动物”的整体知识框架设计如图3所示。

在教学中,教师应以“生物体的结构与功能相适应”这个核心概念为统摄,构建教学活动主线,围绕“鸟类身体有不同的结构―鸟类身体结构有与其他动物不同的特征―鸟类身体结构特征是与其飞行功能相适应”的若干环节展开教学,发挥核心概念对教学的统摄作用,从结构与功能相适应的角度探究鸟类类群结构特征,拓展对动物类群特征的认识。

需要说明的是,教学中要以学科事实为教学起点,在具体事实性知识教学中逐步建立对核心概念的理解。也就是说,教师要从上到下再从下到上形成单元内容的逻辑体系。从上到下是指教师的认识是演绎过程,即在原有学科知识的基础上,提炼单元核心概念,然后将单元核心概念转化为易于学生理解的一般概念,寻找能够支撑这些一般概念的学科事实。课堂教学恰恰相反,是从下到上的过程,通过学生容易获得直接经验的多个事实引入,经过一般概念教学,在足够量的感性认识的基础上,逐渐建立每节课的重要概念,形成单元核心概念,促进学生对学科的理解。

三、以问题驱动教学和学习,促进学生深层理解

通过设计系列问题引导学生参与学习活动,在众多螺旋上升的系列问题的分析和解决过程中,让学生经历科学理性思维活动,感悟和体验分析动物身体结构特征与功能的思路和方法,为深刻理解核心概念奠定基础。因此,就“空中飞行的动物”一课,教师可以设计表1的问题。

学生的学习是在系列问题的驱动下进行的,因此问题系列既是教学中教师引导学生进行积极思维的手段,也是实现教学目标的策略。学生在分析问题和解决问题的过程中经历科学思维活动,体验和感悟知识的形成过程,加深对核心概念的理解。

从本课所设计的问题来说,教师围绕“生物体的结构与功能相适应”这一核心概念,从情境问题入手,通过系列教学活动,在内容问题的驱动下,引导学生在观察宏观现象中分析微观原因,如图4所示。

这一设计思路有助于学生从直观现象入手,在问题分析和解决中循序渐进地理解和加深对核心概念的认识,其应贯穿于整个教学过程。

生物学进行核心概念教学活动的设计要先明确单元核心概念,为单元思维过程指明方向,基于此形成核心概念统摄下的具有内在逻辑的知识框架,并围绕核心概念设计驱动问题,通过问题驱动,帮助学生建构核心概念统摄下的知识整体框架。

因此,要明白:减轻学生的课业负担,关键在于教师要能把课讲得透彻、精练、易懂,而这与教师对学科本质的理解密切相关,教师要能透过生物学事实揭示核心概念内涵,因为核心概念反映的就是学科本质。只有这样,才能激发学生学习兴趣,在有限的学习生物学的时间内,学到更本质的、更有利于终身发展的知识。

参考文献:

[1] 胡玉华. 对生物学核心概念及其内涵的研究[J]. 生物学通报,2011(10).

展示设计概念分析篇10

一、 概念是认知结构的基础与核心

笔者认为,数学教学关注并促进学生构建良好的认知结构是至关重要的。所谓良好的认知结构主要包括两个方面:一方面,是指理解并清晰把握知识与知识之间的关系,即明确每一个知识点之间内在与本质的联系,并在需要时能够灵活地调用、变通与转化,以解决数学问题,这是一种横向的、网络状的结构;另一方面,是指对于每一个知识,不仅要知道它的名称与定义,还应具备对它进行判断、计算与应用等各个层次的相应能力,能解决涉及该知识不同水平要求的数学问题,即拥有该知识从记忆到应用的丰富能力结构,这是一种纵向的、多层次的结构。良好认知结构的这两个方面,反映了数学思维的广阔性和深刻性,对数学概念的建构就应如此。无论是从横向的还是纵向的结构分析,我们都可以发现,数学概念是整个数学认知结构的基础与核心,其解决问题的实质就是概念的应用。

二、 完整概念的要义是它的能力结构

概念教学绝不仅仅是让学生知道概念名称、记住定义,它需要教师在对概念的构成要素进行深入分析、充分把握的基础上设计有效的情境,选择合适的教法,促使学生全面、扎实地掌握概念。

在小学阶段,数的概念和几何概念是两类最重要的数学概念。数的概念教学一般称为数的意义或认识的教学,一个完整的数学概念建构应该包括以下一些要素:(1)知道数的定义(正式的或描述性的),能正确地读与写;(2)理解数的本质特征,能正确地解释现实情境中数的实际意义并举例;(3)掌握数的计量单位及组成规则,能正确地分解和组合;(4)建立数的大小的基本观念,能用自己的方式正确描述数的大小,能对数的应用的合理性作出评价。数学概念中这四个层次的要素其思维水平是逐步上升的,是从知识到能力的发展过程。下面以“百分数的意义”为例再作进一步的具体分析。

从教学目标来看,“百分数”概念的良好认知结构应该包括以下几点。

1. 知道百分数的定义。即“百分数表示一个数是另一个数的百分之几”“百分数也叫做百分率或百分比”;认识百分数并能正确地读、写百分数。例如,读一读:45%、0.8%、100%、115.02%;写一写:百分之十八,百分之六十点五……这是百分数概念构成要素中的基层,是最低水平的要求。

2. 正确理解具体情境中百分数的意义。即它表示的是“谁与谁的比”“谁是百分之一百”;体会百分数与除法、分数之间的联系,即它们都表示一种倍数或比的关系。例如:数学期末考试优秀率66.7%,说一说这个百分数的意义(谁与谁比较?谁是谁的66.7%?谁是100%?)。这个层次的思维要求是理解百分数的本质属性,所以至关重要,这也是知识内化为能力的重要阶段。

3. 理解百分数只能表示两个数之间比的关系,不能表示某个数量的具体大小,分辨百分数与除法、分数之间的区别。这是进一步理解百分数的本质特征,正确进行概念应用的前提。

4. 应用百分数的意义。选择正确的百分数运用于问题情境,或对问题情境中百分数应用的合理性作出评价。例如,将92%、120%、2%分别填入合适的括号里:

(1) 高速公路上,小轿车速度是大客车速度的( )。

(2) 学校这个月的用水量是上个月的( )。

(3) 小明今年长高的厘米数是去年身高厘米数的( )。

应用与评价是概念建构的最高阶段,是能力的体现,对数学概念的学习,只有将思维水平提升到这一层次,才能实现对概念的完整建构,才能实现从数学知识到数学能力的发展目标。

同样,几何概念是几何学习的起点,也是几何计算和几何操作的方法基础。一个完整几何概念的建构,也包含了丰富的能力层次。例如,“周长”概念的形成,应包含以下一些能力要素。

(1) 知道周长的定义,能表述什么是周长。

(2) 能用自己的语言正确描述或指出一个平面图形的周长。

(3) 能根据周长的意义通过测量、计算等基本方法求出一个平面图形的周长。

(4) 能应用周长的意义进行判断和推理,并解决数学问题。

从布鲁姆的学习目标分类理论来看,概念的能力结构正好体现了“记忆、理解、掌握、应用、评价”的思维发展过程。

三、 概念教学的核心是形成良好的能力结构

让学生形成结构完整的数学概念,是概念教学的核心目标,也是进一步学习计算和解决问题的基础。数学能力即生发于此。因此,如何让学生真正掌握好数学概念,形成完整的能力结构,是教学设计和教法选择思考的重点。

(一) 要认真分析概念的结构

这是概念教学设计、确定知识技能目标的第一步。通过概念分析,明确概念的能力构成,清楚学生掌握该概念应该包括哪些层次的能力要素,理清这些能力要素的思维水平和要求,才能做到心中有数,意图清晰,环节目标明确,才能在教学中有层次地引导学生从知识到能力逐步提升。例如,四年级上册“垂直”概念的教学,这是小学数学中的一个基础性概念,对后续的学习非常重要。对它的良好建构,应该包括以下四个层次的能力要素。

(1) “互相垂直”的定义及其表述。

(2) 判断“互相垂直”的方法和垂线的画法。

(3) “垂直关系”与平面上两条直线间其他位置关系的联系与区别,即互相垂直是平面上两条直线位置关系中的特例,同时体会垂直还是描述空间距离的前提。

(4) 应用垂直的概念解决数学问题,如测量距离、判断是否平行等。

通过这样的分析,目标指向就变得非常清晰,教学设计有了明确的导向:每一个环节要探讨什么问题,达到怎么样的思维要求,教学方法如何选择,学习活动如何组织,应该设计怎样的问题情境才有利于学生达到相应的能力水平……这些都有了清晰的依据和思考标准。当然,概念的建构过程具有师生的个性特征和时间上的差异,不能简单的一概而论。

(二) 要突出概念的核心能力要素

一个概念的结构中含有多层次的能力要素,但教学时要避免平均用力,应突出其核心的能力要素。首先,概念结构中的这些要素对概念建构的重要性是不同的,只有涉及对概念本质属性的理解和应用的要素才是最应重视的;其次,概念的建构具有过程性,有时一个概念结构的完全形成并非在一节课中能完成,可能需要一个阶段,因此教学过程中应突出最核心的要素。仍以“百分数的意义”为例,在所有能力要素中,“理解具体情境中百分数的意义,体会百分数与除法、分数等都表示一种倍数或比例关系”和“理解百分数只表示两个数量之间的比例(倍数)关系,不能表示某个数量的具体大小,分辨百分数与除法、分数之间的区别”这两个要素是最重要的。因为一方面它们反映的是百分数概念最本质的属性,另一方面它们是后续有关百分数计算和用百分数解决问题的直接基础。因此,对于前者,教师仅仅让学生解释意义是不够的,需要进一步地深入探讨与理解。例如:

(1) “一件衣服面料中棉占75%”是什么意思?棉的成分可能是100%吗?可能是105%吗?为什么?

(2) “有甲、乙两块地,甲的面积是乙的面积的80%”是什么意思?甲的面积可以是乙的面积的100%吗?这个时候你想到了什么?可以是120%吗?为什么?……

通过讨论与交流,促进学生理解“部分与总量的关系”以及“两个量之间的关系”这两种百分数的意义。而对于后者,教师同样要精心设计问题,做重点的讨论与交流。

例如:“甲、乙两根绳子,甲的长度是乙的长度的”,你能想到什么?还能怎么表达它们之间长度的关系?(甲的长度是乙的0.8倍,甲的长度是乙的80%,甲的长度与乙的比是4∶5……)那么如果“甲的长度是米”,还可怎么表示呢?(可以用0.8米表示)

通过这样的讨论,教师促进学生进一步理解把握百分数的本质特征,突出对“百分数也叫百分率或百分比”的理解,建构层次丰富的概念结构。

(三) 要重视对概念的数学表征

数学表征是用直观、简洁和概括性的方式来揭示数学关系的方法,它反映了学生对数学概念和数学规律等数学知识的建构方式和理解程度。因此,概念教学中重视对概念进行直观、科学的表征,不仅能检测学生对概念的理解是否正确,更能促进学生对概念的深入领会和正确建构。下面是一位教师在教学四年级上册“1亿有多大”中设计的一个环节,目标是研究“1亿粒米有多重”。

(1) 提供信息:“100粒米约2.5克”“50克米约2000粒”。

(2) 学生推算。

(3) 汇报结果:1亿粒米重约2500千克。

(4) 具体表征:如果每袋米50千克,可盛50袋;如果一个人1天吃0.5千克,可吃13年……

“1亿”是一个大数,在“1亿”这个概念结构中,最容易的是“10个千万是1亿”这个知识,但教学不能仅停留于此,而最难的是“具体直观地描述1亿数量的大小”,即建立1亿的基本观念并进行评价,通过以上的具体表征过程,就能够较好地突破这个难点。

同样,在“百分数的意义”教学中,教师可以让学生用自己的方式表示出25%的意义。这是一种多元表征,可以将学生对“25%”的理解用多种方式表征出来,使其头脑中的认知结构得以外显。如“苹果的质量占水果总质量的25%”,“下图阴影部分占整个图形面积的25%”……当学生能够以这样的方式来表示对25%的理解时,概念的本质特征就较好地建构起来了。

(四) 要重视设计有效的情境

学生学习过程中数学思维的发展与教学设计提供的情境和材料密切相关。有效的情境包括问题提出的情境和概念应用的情境。概念应用的情境,是促进学生对概念的掌握达到应用层次的有效手段。所谓的概念应用,不是它的定义内容的简单再现,也不是方法公式的直接套用,而是在一个新的情境中用概念的本质属性进行判断与推理,并解决问题的过程。例如,在认识“周长”以后让学生思考:“下列图形中,阴影部分周长占正方形周长一半的图形是( )。”学生在解决问题时必须先确定阴影部分的周长是什么?由哪几部分组成?它与正方形的周长又有怎样的关系?这样的思考是基于能力和概念应用的,而不是简单地套用公式计算周长。