系统科学的概念精选(九篇)

第1篇：系统科学的概念范文

关键词:大学计算机基础;操作系统;教学策略

中图分类号:G642 文献标志码:B

1问题的提出

计算机基础教学旨在为非计算机专业学生提供计算机知识、能力与素质方面的教育,提高学生的计算机素质,为将来利用计算机解决本专业实际问题打下基础。在计算机基础课程系列中,作为第一门计算机课程,“大学计算机基础”发挥着重要作用,承担着普及计算机基础知识,提高学生计算机操作水平,为后续学习做好准备的重任。

操作系统是计算机系统核心组成部分。从理论学习的角度看,操作系统实现中所采用的思想与方法也被广泛应用在整个计算机科学与技术领域。了解操作系统的功能和基本工作原理,对于理解计算机系统的工作机理具有重要意义。从操作技能培养的角度看,应用软件与操作系统的关系十分密切,学习操作系统知识有益于对应用软件的理解和对操作技能的掌握。

与计算机专业“操作系统”课程相比,“大学计算机基础”操作系统部分的教学存在着特殊之处:

(1) 教学目标不同。“操作系统”课程是计算机专业的核心课程之一,目标是使学生掌握操作系统基本概念和结构,理解各子系统的工作原理及设计方法,培养其操作系统应用、维护、管理的能力,重在学习原理,掌握设计与开发技术。与之不同的是,“大学计算机基础”操作系统教学以基础知识教学为主、操作技能训练为辅,目标是使学生掌握一些系统软件基础知识,结合操作训练,加深其对计算机系统工作机理的认识,重在理解与应用。

(2) 教学对象不同。计算机专业“操作系统”课程安排较晚,原因在于前导课程的教学需要一定的周期,包括“计算机程序设计”、“数据结构与算法”、“计算机原理”等,经过前导课程学习的学生建立了支持理解操作系统知识的知识结构,较为熟悉计算机系统。而“大学计算机基础”课程开设在入学之初,大部分学生缺乏系统的学习,对计算机的认识很多是靠经验和直观感觉获取的,与科学概念之间存在着差距。

(3) 教学条件不同。从前导内容看,“操作系统”课程的前导课程较为完善,知识结构之间的衔接更为连贯;而“大学计算机基础”操作系统部分的前导内容仅涉及计算机基本组成、基本工作原理等,知识点之间联系较为松散。从课时上看,“操作系统”课程课时安排充分,而“大学计算机基础”能够分配给操作系统部分教学的课时相当有限,以我校为例,课堂学时仅4学时。从实验环节看,“操作系统”课程开设的多是验证性实验,与理论教学相呼应;而“大学计算机基础”操作系统实验以操作训练为主,重在对操作技能的培养。

这些区别表明“大学计算机基础”操作系统教学不可能采取“操作系统”课程的教学模式,要在短学时内取得较好的教学效果应设计更符合该课程特点的教学策略。虽然随着计算机技术的发展以及信息技术教育在中小学的普及,越来越多大学新生的计算机基础水平已经摆脱了“零起点”,但是,他们对一些基本概念的理解还仅限于直观认知的水平,大多并不系统和准确。大学计算机基础操作系统部分的教学重在理解与应用,其内容以基本概念为主,辅以基本操作训练,可以帮助学生建立基于科学概念的对计算机系统工作机理的正确认知。但是,根据认知理论,学生的学习是以其原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识的,学生缺乏对计算机系统准确的认知基础必然会给大学计算机基础课程教学带来不利的影响,增加其难度,因此,根据教学对象的认知特点设计教学策略就成为“大学计算机基础”课程教学研究的重要问题。

2基于迁移理论的教学策略设计

根据“大学计算机基础”课程教学对象的特点,我们可以将教学内容归纳为两类,一类是学生已经具有了一定的经验和直观认识,但认知不够准确或全面的知识点,另一类是学生完全缺乏相关经验和背景的新知识点。学习是一个连续的过程,任何学习都是在学生已有的知识经验和认知结构等的基础上进行的,而新的学习过程及其结果又会对学生原有的知识经验和认知结构等产生影响。因此,教学应尽可能的利用其原有知识、创设情境,促成新知识点与学生原有知识之间的关系。

迁移理论是教学策略设计中的常用理论,它体现了新旧学习之间的相互影响。迁移是“在一种情境中技能、知识和理解的获得或态度的形成对另一种情境中的技能、知识和理解的获得或态度的形成的影响”(James M. Sawrey)。迁移既可以是顺向的,也可以是逆向的。如果学生根据所学的科学概念解释了操作系统问题,或利用原有的其他领域知识获得了操作系统知识或解决了操作系统问题,这就是顺向迁移;如果学生原有的知识不严谨、不全面、不正确,不足以支持对操作系统的理解,需要通过教学,在肯定原有知识合理性的基础上,对其进行补充、改组或修正,这就是逆向迁移。

2.1基于前概念的教学策略

基于前概念的教学策略主要针对学生已经具有一定观念的知识点,教师应在肯定或者补充学生概念的基础上实现教师的引导。学生在科学领域学习某一概念和原理之前,根据日常经验或在学校教学情境中,对事物和现象的正确或不正确的看法和观念,称为前概念。前概念与错误概念不同,它可以与科学概念一致,只是缺乏严谨而科学的表述,对于这部分概念,教师只要稍做引导即可;它也可以与科学概念相冲突、甚至相悖,对于这部分概念,教师应该转变观念,试着去理解其合理性,进而对概念进行补充修正,实现知识的逆向迁移。根据我们的教学经验,大学新生的前概念相当普遍,如表1所示:

学生持有的前概念对于科学概念的学习既可能产生积极影响,也可能导致消极影响。利用与科学概念基本一致的前概念进行教学,教师只需对这些前概念做适当引导即可获得较好的教学效果,这并非研究的重点。与科学概念相冲突的前概念却可能给教学带来负面影响,学生的操作系统前概念大多是基于自身对计算机系统的观察和以及计算机操作经验而形成的,通过直观经验建立起的前概念通常具有相当的稳定性,拥有这些与科学概念相冲突的前概念,学生往往难以接受科学概念。

实现前概念向科学概念逆向迁移的首要条件是引发学生认知冲突,使得学生不满意自己的观点,认识到已形成概念的不足和不合理的地方,意识到新概念对于自己的价值,从而做好将新概念内化为自己知识体系内容的心理准备,提高教学的实效性。在“大学计算机基础”的操作系统教学中可以采取有针对性的设计实例或反例,或创设具体情境或背景的方法,使学生原有的操作系统观念无法解释新现象,转而接受更为合理的科学概念。

下面,以并发概念为例说明前概念向科学概念逆向迁移的方法。一般学生操作计算机时都会有同时运行多个应用程序的经验,如使用QQ聊天,同时使用MP3播放器听音乐,甚至还浏览网页、处理邮件等,但不会感觉到明显延迟。教学中可以基于这些直观认识引入并发概念。但是根据现实世界的经验,学生通常会认为在同一时间内有不同程序的多条指令在计算机中执行,如果排除高级体系结构、多CPU等因素,这显然与常用微机系统存在着不一致,此时如果提示学生注意只有一个CPU,即在同一时间内只可能有一个程序的一条指令能够获得执行,前概念认知就无法和实际系统相统一,从而引发学生的认知冲突。教师继续就该问题连续提问获取不同回答,则会进一步激化这种冲突,激起学生的求知欲,促使其积极思考。此时教师再适时提出正确的概念表述,科学概念就会很容易排除前概念的稳定性影响,得到学生的认可与接受。在原有观念被修正的同时,学生对并发概念的认知也进一步深入。过程如图1所示:

2.2基于相似情境的教学策略

一般而言,“大学计算机基础”中的操作系统内容比较浅显,以基本概念居多,大多可以通过日常经验或在教学情境中形成前概念,并以此为基础进行教学。但是,也有一些涉及计算机系统运行机理的基本原理、主要技术,受实验条件所限,很难获取直接经验,加上缺乏必要的前导知识,学生理解难度较大。学习是基于已有的知识经验和认知结构等进行的,因此,对于这些缺乏经验和背景的知识点,应采取不同的教学策略。我们可以从社会文化背景出发,创设学生熟悉的情境和背景,使其能够在已有生活经验的基础上建构知识体系。常用的方法之一就是根据日常生活经验设计相似情境,通过相似情境向新知识点的顺向迁移实现教学。一个好的相似情境不仅易于实现向新知识点的顺向迁移,使学生更容易理解和接受新知识点,而且能够提高学生的学习兴趣。

下面以进程三种状态的转换过程为例,说明基于相似情境的教学方法。该知识点属于操作系统基本原理,难以通过操作获取直观经验,我们选择排队就诊作为相似情境来阐释进程状态的变化过程,帮助学生理解。

进程状态转换与排队就诊之间的概念对应关系如表2所示(假设只有一个医生,一队病人)。

设计的排队就诊相似情境流程如图2(a),进程状态转换过程如图2(b)。

虽然设计的排队就诊流程与现实存在着一定差别,但是由于排队就诊是日常生活中的情境,因此,学生拥有足以理解该设计流程的经验背景。依图2可知,设计的流程与进程三种状态的转换过程具有很大的相似性,基于上述的概念映射关系,学生很容易实现从排队就诊流程向进程三种状态转换过程的顺向迁移,理解并接受新知识点。

3结束语

“大学计算机基础”是普通高等学校计算机基础教学的重要课程,操作系统在计算机系统中的重要地位决定了相关知识必然是该课程教学的重要内容。由于教学目标、教学对象和教学条件的差异,操作系统基础知识的教学历来是“大学计算机基础”课程的一个难点。本文根据这些特点以及教学实践经验,在知识分类的基础上,对“大学计算机基础”操作系统教学策略进行了一些探讨。实践表明,这些教学策略较好地解决了学生听操作系统内容枯燥、理解操作系统概念难的问题,不仅活跃了课堂气氛,而且更易于学生理解和接受操作系统基本概念、基本原理和方法,改善了教学效果。“大学计算机基础”课程还在不断发展完善中,随着社会的进步,该课教学目标、教学对象、教学条件等因素也在不断发展变化,相关的教学策略的研究也将继续。

参考文献:

第2篇：系统科学的概念范文

目前国内外文献中有关核心概念定义的表述众多，地理学相关文献中有“Key concepts”、“Central concepts”、“关键概念”、“主要概念”等[2][3][4][5]，虽然表述存在一定的差别，但其代表的意义相近。本文认为核心概念是指位于学科中心的概念性知识，包括重要概念、原理、理论等基本理解和解释。核心概念构成学科的骨架，呈现学科发展的图景，对学科核心内容具有统摄作用[6]。因此，凡具有此种功能的概念性知识，无论其表述为关键概念或主要概念等，皆等同于本文所探讨的核心概念。

核心概念对于地理教育的意义，早在《地理教育国际》中就被提及过。《地理教育国际》是指引全球地理教育工作者开展工作的重要纲领性文件，明确提出了地理学习的核心概念（Central concepts），为地理教育的实施指明了方向。本文收集了有关地理学核心概念的研究成果，梳理了国内外地理教育界有关核心概念的教育教学状况，为探讨我国中学地理教学中建立围绕核心概念的地理课程提供了相关的参考。

一、地理学核心概念

地理学是一门兼有自然科学性质和社会科学性质的综合性学科。与其他学科相比，地理学并没有发展出一个位居专业核心、可鉴定的清晰概念，而是出现了多个概念，其中最为核心的有空间、地方、景观、环境、系统、尺度和时间等，这些核心概念凸显了地理学的学科性质，有助于认识地球表层及人类与地理环境之间的关系[7][8]。我国许多学者也针对某一核心概念进行了有关研究，并通过核心概念内涵的演化过程阐明了核心概念是处于动态变化中的，这也与地理学的发展图景一致[9][10]。地理学核心概念的内涵表达了地理学最重要的思想，在认识地理学思想传统和基本问题上发挥着重要的作用[11]。

在地理教育中，《地理教育国际》最先提出了地理学核心概念，指出地理教育共存在5个核心概念，即“位置与分布”、“地方”、“人与环境的关系”、“空间相互作用”及“区域”。对于为什么提出地理教育的核心概念，《地理教育国际》给出了明确的答案，认为地理学的学习范围广阔，研究方法多样，有着自然和人文各学科内容的高度综合性，并十分重视处理人与环境的关系。地理学的六大问题是“它在哪里？它是什么样子的？它为什么在那里？它是什么时候发生的？它产生了什么作用？怎样使它有利于人类和自然环境？”要想较好地回答这些问题，人们就需要认识地球的位置、空间分布、空间相互作用和人地关系等内容，这本身就构成了地理学核心概念的基本内涵。因此，从核心概念出发进行地理教学，人们能够从整体层面把握地理学的核心知识与学科特点[12]。

二、围绕核心概念的国际基础教育地理课程体系

自1992年国际地理联合会地理教育委员会组织起草并通过了《地理教育国际》以来，许多国家围绕地理学核心概念进行了基础教育地理课程体系的建设，说明了地理教育工作者逐渐加大对地理学核心概念的重视力度。

表1列举了一些围绕核心概念而形成的国家（地方）地理课程标准。尽管许多国家地理课程标准中将核心概念表述为“主题”、“基本因素”等，但其实质都是地理学核心概念的其他表述方式。从各国的国家地理课程标准中可以看出，尽管他们对地理学核心概念的理解有所差别，但都是围绕核心概念来建立国家地理课程体系，这也表明核心概念具有提纲挈领的作用。

各国国家地理课程标准中均提及用空间（包括空间分布与空间相互作用）来显示地理学的学科特性，这也源自地理学的空间传统。多个国家地理课程标准中提及地方（地区）和区域，这说明了地理学具有区域性特点。此外，人地关系（人与环境的关系）也出现在多个课程标准当中。因此，从各个国家课程标准中提及的核心概念来看，尽管核心概念的选择并不一致，但对地理学最核心内容的认识却是趋同的。

总体来说，《地理教育国际》中提出的地理教育核心概念，被纳入国家地理课程体系中，成为国际地理教育发展的趋势。通过核心概念来统摄地理学科内容，人们可以明确清晰地把握地理学的主要问题。

三、渗透地理学核心概念的中学地理教育

地理学核心概念对中学地理教学中的作用，已经逐渐地被地理教育工作者所关注。由于地理学核心概念涵盖了中学地理教学的观念和思想方法[18]，其被渗透在诸多地理教育教学研究与实践中。

1.地理学核心概念与地理学思想方法

中学地理教育界已经开始重视思想方法的教育教学研究。有学者明确地提出中学地理课程与教学需要基于地理思想方法来实施，其提及的如空间尺度、空间定位、将世界组织定为区域加以认识、时空关联、空间相互作用思想等[19]，均是对“空间”这一核心概念内涵的表述。“人地关系”这一核心概念，体现了人地关系思想，贯穿于地理教育教学研究成果中。一些学者提到自然地理教学的重要思想是“系统的思想”[20]，这与“系统”这个核心概念及现代地理学的发展有直接的关联。由此，核心概念与地理思想方法在中学地理教学中的要求是一致的。

2.地理学核心概念与地理素养

《义务教育地理课程标准（2011年版）》中提及地理课程要培养具有地理素养的公民[21]，这是中学地理教育的核心。地理素养具有综合性、空间性、终身性、动态性和实践性等特征，其中最为重要的综合性、空间性与地理学核心概念中的系统、空间等核心概念的内涵相吻合。地理学核心概念对培养学生地理素养具有积极的作用。地理素养中有地理思维的成分，地理思维具有综合、区域、空间、联系、批判、追求新结论等基本品质[22]，这也直接体现了系统、区域、空间等地理学的核心概念。地理思维能力的培养，需要让学生认清人地关系，具备空间思维与综合思维，这些也体现在核心概念方面。

3.地理教育界对核心概念内容的教育教学研究与实践

围绕核心概念的具体内容，教育工作者已经开展了丰富的教育教学研究与实践活动。例如，一些学者对“空间”这一核心概念进行了教育教学研究。中学地理教学中有关空间的教学内容包括空间位置、空间分布、空间组合、空间联系等，这些都可整合为空间要素，促进学生形成空间思维，这是对“空间”这一核心概念在地理教学运用中的具体阐释。

对于“人地关系”这一核心概念，许多教育工作者也进行了实践研究。人地关系思想是地理学的一个核心思想，也是地理教育重要的核心概念，贯穿于整个中学地理教学活动中。因此，无论是自然地理模块，还是人文地理、区域地理模块，都会涉及人地关系思想。

“区域”是在中学地理教育教学实践中有诸多研究成果的一个核心概念，这也与地理学的学科特性有关系。由于地理学科的特性，“区域”作为地理教学中重要的教学内容，产生了众多研究成果。从区域特征的分析、区域地理学习思路的归纳到区域可持续发展的教学，都是“区域”这一核心概念在地理教学中的应用。

此外，北京教育学院地理学科团队也提出了以《地理教育国际》所给出的核心概念为基础的初中地理教学核心概念，分别是“位置与分布”、“地理环境”、“人地关系”、“空间差异与空间联系”及“区域”。以这5个核心概念统摄初中地理教学内容，赋予了核心概念更多的地理教育教学实践的应用价值。

四、地理学核心概念对我国中学地理教育的启示

自《地理教育国际》中提出地理核心概念以来，大部分地理教育工作者已经围绕核心概念来实施地理教学，这在许多国家的地理课程标准中均有所体现，反映出地理教育的国际发展趋势。然而，我国地理教育主要是以内容主题的形式来表现的，主题众多，不利于学生掌握地理学的核心内容，所以我国地理教育应从教学实际情况出发，提炼出适当的核心概念，围绕这些核心概念开展地理教学，提高地理学科内容的概括性。

地理教学要体现地理学科思想，培养学生的地理素养，这已经获得许多学者的共识。然而，如何在教学中进行实践仍处于探讨阶段。核心概念对地理学科教学具有很好的统摄性，地理教学核心概念是贯彻地理学科思想方法的重要载体，符合培养学生地理素养的要求。因此，地理教育要加强基于核心概念的地理教育教学的研究与实践，促进地理教育教学活动的开展。

此外，从各国的国家地理课程标准来看，由于地理学科性质的缘故，各国对地理学核心概念的界定不尽相同。因此，我国的地理教育要针对我国的国情，结合我国地理学发展状况，提炼出适合我国地理教育的核心概念，建立基于核心概念的国家地理课程体系。

参考文献：

[1][3][6]张颖之，刘恩山.核心概念在理科教学中的地位和作用——从记忆事实向理解概念的转变[J].教育学报，2010（1）：57-61.

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[10]周尚意，唐顺英，戴俊骋.“地方”概念对人文地理学各分支意义的辨识[J].人文地理，2011（6）：10-13.

[11]苏珊·汉森.改变世界的10大地理思想[M].北京：商务印书馆，2009.

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[18]张素娟.什么是最有价值的知识——基于核心概念的地理知识解析及案例分析[J].中国教师，2012（7）：66-68.

[19]袁孝亭.基于地理思想方法的地理课程与教学研究[J].课程·教材·教法，2010（7）：82-87.

[20]庞艳辉，徐宝芳.中学地理教学中地理思想与方法研究综述[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2011（8）：117-120.

[21]中华人民共和国教育部.义务教育地理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

第3篇：系统科学的概念范文

1、概念教学与概念图

1.1 生物学概念与概念教学

生物学概念是人们对生物结构、生理乃至一切生命现象原理及规律的精确而本质的阐述，也是进一步探究深层的生物学与规律的基础，具有很强的客观性、概括性和抽象性。概念教学和探究教学一样也是培养学生科学素养的一种途径，经过一段时间的实验，现在两条途径有机整合到一起，成了一条通向科学探究的宽广大道。它以纠正、补充、完善学生的前概念，建构正确的认知为己任，意在给学生的日常生活、学习及以后的人生产生有意义的影响。因此概念教学注重学生前概念的了解，并基于学生的认识来设计教学，帮助学生建构概念。在教学中，使学生深刻理解和准确掌握基本概念，不仅是学好生物学基础知识的前提，也是提高学生能力的必要条件。

1.2 概念图

概念图最早是在20世纪60年代由美国康奈儿大学诺瓦克教授等人提出，如图l的实例。

概念图一般包括以下几部分：命题（概念词和连接词）――在概念之间建立有意义的联系，可以形成陈述性的结论语句，如实例中的“生物与环境相互依赖、相互影响”就是命题；层次（分支）――最高层的概念分解成若干有效的概念，如实例中的“生态系统”（一般概念）包括“生物部分”和“非生物部分”（具体概念），最后“举例”（最具体的概念），如实例中的“阳光、空气、水、土壤、温度等”。如果有复杂的概念图，则会具备交叉连接――同层次概念之间有效的联结整合，关键词连接的同层次的概念，形成陈述性语句。

2、初中生物重要概念教学中的概念图策略

2.1 运用概念图策略优化概念的传递方式，深入理解概念

概念传递的方式通常有两种，一是概念术语或名词，二是概念内涵描述。初中生物教师习惯用概念术语或名词的方式来传递相关的重要概念，如：“生物”、“环境”、“基因”、“生殖”等。但研究表明：用概念内涵描述的方式来表述概念有利于教师在教学中把握教学要求，并向学生传递概念，如：“科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径”，“一个生态系统包括一定区域内的所有的植物、动物、微生物以及非生物环境”。

在习惯与使用概念术语或名词来传递概念时，常常可以引人如图2所示的概念图。图中的重复概念是“基因”，从中可以知道：基因（遗传因子）是遗传的物质基础，是DNA（脱氧核糖核酸）分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列的总称，是具有遗传效应的DNA分子片段，基因包括显性基因和隐性基因，通过复制把遗传信息传递给下一代，使后代出现与亲代相似的性状。若要使用概念内涵描述的方式来呈现概念（图3），图中呈现了克隆羊“多利”的产生过程：取出甲羊乳腺细胞的细胞核与去掉细胞核的乙羊卵细胞融合形成胚胎，再把胚胎植入丙羊子宫内，最终从丙羊体内娩出的就是多利羊。这种方式给学生以概念的直观表现，学生更容易接受，并理解其内涵。

2.2 运用概念图策略揭示和矫正学生错误的前概念，形成科学概念

学生在没有学习科学概念之前，已存在概念称之为“前概念”。

运用概念图策略进行生物学概念教学，有利于揭示和矫正学生错误的前概念，帮助学生理解科学的生物学概念本质，从而形成正确的生物学概念。

教学中，为了比较光合作用与呼吸作用的异同点，教师先让学生自己绘制出光合作用（图4）与呼吸作用（图5）的概念图，从图中发现学生错误的或者不科学的前概念，随后指出并纠正，再进行异同点的比较。学生不但复习了已学知识，同时对光合作用和呼吸作用这两个概念有了深入的理解，比较它们之间的异同点也就轻而易举。

2.3 运用概念图策略构建生物学概念体系，完善认知结构

第4篇：系统科学的概念范文

一、生物学概念意识的确立，是进行概念教学的前提

概念是人们对事物本质的认识，是逻辑思维的表现形式，是思维的产物，是人类对一个复杂过程和事物的理解。

在以往的教学过程中，我也曾经认为概念的教学就是概念知识的记忆，概念教学最主要的就是使学生记忆概念的定义。概念的定义记忆固然重要，但对概念的形成过程的深入理解、掌握和运用则更能体现生物作为一门科学的核心。因此，教师在教学过程中要牢固树立概念意识，围绕重要概念来展开课堂教学，引导学生进行探究，帮助学生形成概念，不仅要使学生记住最基本的概念的定义，还要帮助学生理解并能运用自己掌握的生物学概念，在生活中做出判断和决策。在教学设计、教学过程中就会注重以学生的活动为中心，淡化教师的角色，自始至终做好导演的作用，从而真正落实还课堂给学生，让学生体会学习的乐趣。

二、在课堂教学中落实概念教学，提高课堂效率

1.课前精心做好教学设计。以前备课只是要求教师写好教案，怎么教，教什么，而现在做教学设计，更关注学生为什么学，学什么，怎么学，更重视了教学是教与学的双向活动，学生是学习的主体，发展的主体，教学的有效性最终是落实在学生的成长上的。课堂教学效果的程度，往往取决与课前的设计，做好教学设计是我们创造性地把课程标准倡导的课程理念、标准以及规定的课程目标、标准确立的具体内容转化为实际的教学行为，以取得良好教学效果的保证。要做好教学设计，首先，教师应确立在教学中应帮助学生形成哪些重要概念。这就要求教师要认真钻研教材，积极参加学科培训，了解学科的性质，认识学科的特征，对生物学的基本概念和原理有较深入的了解，教师才能做到心中有数。新教材在每节开始部分的“通过本节学习，你将知道”以问题的形式列出本节的重要概念或相关知识；其次，教学设计应紧紧围绕学生。以往，教师在写教案、做教学设计的时候都会注重于这节课自己怎样去教，让学生跟着老师走，这样就必然会忽略学生的主体作用，教师讲得很精彩，但学生掌握的并不多。所以，现在教师在写教案、做教学设计的时候要充分研究学生，做好学情分析，掌握学生的J知障碍，确定教学的起点和教学的目标，给学生提供丰富的教学资源，注重对生物学概念和原理的理解，帮助学生形成概念；再次，做教学设计侧重于“学”的设计。教师一堂课讲得很精彩，但学生掌握的并不多，那就是因为这节课的设计是以教师的怎样教来设计的。课堂教学应以学生中心，体现学生的主体作用，努力调动学生的积极性，这已经成为新课程背景下教学设计理念的共识。以“生物与环境组成生态系统”一课为例来说说我的课前教学设计，在这节课里要帮助学生形成以下几个重要概念：（1）在一定的空间范围内，生物与环境所形成的统一的整体叫做生态系统；（2）生态系统的成分包括生物成分和非生物成分，前者由生产者、消费者和分解者组成；（3）在生态系统中，物质和能量沿着食物链和食物网流动，一些不易分解的有毒的物质能够沿食物链累积；（4）生态系统靠自身的调节能力维持相对的稳定，但这种调节能力是有一定限度的。当人为的或自然因素的干扰超过这种限度时，生态系统会遭到严重破坏。

第5篇：系统科学的概念范文

不仅课程设置的间断使初高中生物课学习的跨度加大,而且,初高中教材版本的不统一、不配套也会使学生对生物科学的认知无法达到螺旋式上升。这样,虽然在新课标中初高中生物课程主题基本一致,但由于初高中教材所用版本不同,教学内容差别较大,学生知识体系也会存在断层。

一、初中生物教学应做好第一衔接

课程学习的断层,需要生物教师在教学中加以处理和衔接。很多初中教师认为衔接工作只是高中教师的事,与初中教学无关,笔者认为不然。初中与高中的生物教学内容存在内在的联系,学生学习生物学的兴趣也是从初中开始培养的。生物教师恰恰应在学生的初中阶段做好课程教学的第一衔接。如果初中生物课堂教学能主动与高中生物课堂教学进行衔接,那么,无论是对于培养学生学习生物学的兴趣,还是对于实现初高中教学的有效衔接,都是至关重要的。

面对学生间断两年的生物课程学习,初中教师如何做好课程衔接的第一步工作?经过很长一段时间的反思和实践,笔者认为,只有坚持以构建生物核心概念为目标,以反映生物科学主题为主线来开展教学活动,才能让学生深入理解核心概念,并将生物科学的概念和思想方法灵活地运用到实践中,在高层次上实现课程学习的连续与过渡。

二、构建生物核心概念,有效实现课程衔接与过渡

生物学核心概念是生物学最核心的概念性知识,包含了概念、原理、规律等,是生物学的学科骨架。这样的概念能反映生物学科的本质,统摄学科的一般概念,可以揭示一般概念之间的联系。围绕核心概念的各种学习活动和训练,不仅能帮助学生领悟生物科学的思想主线,还有利于帮助他们理解一般概念之间的联系,整合自己的学科知识体系。在初高中两个学段的教学中,如果教师们都能够坚持以建构核心概念为目标,那么,学生的生物基础知识、基本技能会不断得到强化,生物核心概念也会潜移默化地形成。而核心概念一旦建构成型学生则很难遗忘,这对解决初高中生物教学衔接的难题具有重要意义。

1.研究新课程标准,在初高中全学段范围内分析核心概念

课程标准是确定核心概念的纲领性文件,是支撑生物科学主题不可或缺的教学元素,也是确定核心概念、教学目标、教学衔接点的依据。为此,初中生物教师必须先通读初高中课程标准,全面把握初高中教材的知识体系和核心概念,全盘梳理初高中教材内容衔接点,并根据学情需要确定具体适当的教学目标;并且围绕核心概念作适度拓展,使学生的生物学习能够以核心概念为联结点形成有机的整体。初中教师还应参加高中课程研究培训,及时了解高中学段课程改革的进展。如有条件,还可以向学校申请初高中大循环的教学工作,加强对衔接问题更深刻的认识。

以“生态系统的结构”这一节(北京版初中生物第四册第十六章第一节和人教版生物七年级上册第一单元第二章第四节)的教学设计来说,教师应把“生态系统”这个核心概念放在初中和高中两个学段教学内容中去分析。

在初中教学内容中,有关“生态系统”的内容有生态系统的结构、生态系统的功能、生态系统的稳定性。这一节学习的是生态系统的组成、食物链和食物网、生态系统具有一定的自动调节能力等内容。可以看出,“生态系统”这个核心概念的理解对学生掌握生态系统的成分及各成分的关系、生态系统的营养结构、食物链与食物网等重点内容起着关键性作用。

在高中生物必修部分的三个模块(包括“分子与细胞”“遗传与进化”“稳态与环境”)中,有关“生态系统”的教学内容与“稳态与环境”模块密切相关。高中课程必修部分选择的都是生物科学的核心内容,同时也是现代生物科学发展最迅速、成果应用最广泛、与社会和个人生活关系最为密切的领域。利用各种教学方式构建“生态系统”这个核心概念,能够让学生很容易理解生态系统的结构,对生态系统中各组成部分之间的相互关系产生深刻的印象,也对分析和解决生活中的实际问题产生很大帮助。从近处说,这为接下来的两课时深化“生态系统”这个核心概念起到了“修桥铺路”的作用;从远处看,这为高中学段继续学习“稳态与环境”打下坚实的基础。

鉴于以上分析,笔者的教学设计始终以稳态与环境科学主题为指引,以理解、掌握和应用“生态系统”这个核心概念为目标,开展各种形式的课堂教学活动。

2.根据学情确定和调整教学目标

要顺利地达到构建核心概念的目的,教师还需要根据学情确定和调整具体的教学目标。笔者利用四个平行班的教学,根据课堂反馈反复分析,反复调整和改进教学设计,使教学目标能够符合学生的实际。

从笔者所教学生的基础看,学生在学前已具备了诸如环境因素、环境对生物的影响、生物对环境的适应和影响等知识储备,能够对简单的文字资料、图片资料作出一般的观察、分析和信息处理。因为这节内容与实际生活紧密相关,所以学生的学习兴趣很浓,积极性很高,但学生在对生物学专有名词的理解上存在一些困难,如不易接受营养级、初次级消费者、生产者的社会学概念与生物学概念的区别等。特别是让学生深入理解“生态系统是一个有机的统一整体”和“结构与功能相统一”等学科观点,有较大的难度。对此,笔者选择在提高学生学习兴趣和启发学生探索上下功夫,制订和完成较高的教学目标。

(1)知识目标:知道生态系统的组成成分及生态系统的营养结构;举例说明生产者、消费者和分解者是生态系统的三大功能类群;图解生态系统各种组分之间相互关系;举例说明生态系统中生产者和消费者之间的营养关系,理解食物链和食物网是生态系统内物质流动和能量传递的渠道。

(2)能力目标:通过学生制作生态瓶的过程,进一步培养学生观察、记录、分析、推理和交流的能力;通过分析生态系统中各种组分之间的相互关系增进学生信息处理的能力以及比较分析和归纳的能力。

(3)情感目标:认同生物与环境是一个统一的整体,从而树立“人与自然”和谐统一的观点;强化学生保护生态环境的意识。

3.根据教学目标设计教学流程和方法

在教学中,笔者先通过引导学生分析客观事实归纳出一般的认知性概念,如非生物环境和生物环境、食物链和食物网、物质循环和能量流动等,再构建核心概念――“生态系统”,为将来建构“稳态与环境”模块中的核心概念――“稳态”打下坚实的基础,也为认识生命系统的环境、调节与“稳态”找到一个宏观的视角。(见图)

笔者借助多媒体课件,运用“引导―探究”式的方法,采取讲授与讨论相结合、比较与归纳相结合等多种教学方法,使抽象的理论变得形象、生动。组织学生在兴趣中逐步深入教材的内容,达到主动学习的目的。

4.根据教学流程细化教学过程

“生态系统的结构”教学过程设计

(1)导入

播放音乐视频集锦,内容是北京市昌平区几处学生熟悉的生态园:北京绿色农业生态园,盛世源生态园,百辰生态园,浩华绿色生态园,英达生态园,红栌生态园。可提问:这些场所为什么叫生态园?你根据什么认为生态园就是生态系统?

(2)生态系统的成分

向学生展示生态瓶,这是同学们初中甚至小学就接触到的小型生态系统――生态瓶,引导学生分小组讨论:①生态瓶内有哪些成分?②生态瓶内各成分的关系怎样?学生交流,教师适当评价。

以上同学们探究了小型生态系统――生态瓶的成分及各成分之间的关系,现在再来看看生态园在成分上与生态瓶有什么异同点?学生识图探究,教师引导学生在自己的练习本上总结生态园与生态瓶在组成相同点。小结生态系统的组成。

讨论:生态系统各成分间的作用和关系如何?指导学生观看视频:生物与非生物环境的关系,生物与生物环境的关系。引导学生分析各个生物因素的功能与地位:生产者、消费者和分解者。

(3)食物链与食物网

在生态系统中,生产者与消费者之间由于食物关系而形成的联系叫做食物链。以草原生态系统为例组织学生分析讨论生物之间的营养供应关系,请学生在练习本上写出几组食物链,利用实物投影进行讲评。向学生阐述食物链中的初级消费者、次级消费者、三级消费者以及营养级的判断。判断谚语“螳螂捕蝉黄雀在后”是不是一条完整的食物链。激发学生兴趣,调节课堂气氛。

实际上,在一个生态系统中,食物链并不是单独孤立的,而是许多条食物链彼此相互交错连结成复杂的营养关系,形成食物网。

游戏:食物网中的生物角色关系。

引导学生讨论:食物网上某一生物的增加或减少对整个生态系统有何影响。

请学生分析:在生态系统中,某一生物的增加或减少会对整个生态系统有什么影响(包括分析种群变化)。

(4)生态系统的结构

讨论:你对“生态系统中非生物环境与生物环境是相互作用的”如何理解?你对“生态系统中的各种成分是统一的整体”怎样理解?

课堂反馈:请学生用5分钟时间在练习本上总结生态系统的结构。

(5)阅读思考

资料:内蒙古沙漠禁牧10年又见风吹草低。10年前,内蒙古正蓝旗的4万亩草原,因为过度放牧,变成沙漠。10年间,中科院的科学家们开始治沙试验,“无为而治”,禁止放牧,让沙地自行修复。10年后,草原上重现草色,到夏季,牧草的平均高度预期会超过1米,最高的能达到1.8米。

思考:人类对生态系统有何影响?

第6篇：系统科学的概念范文

【关键词】课程教学;领域本体;构建方法;C++程序设计

【中图分类号】G420【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)04―0033―05

引言

现代教育技术的发展推动着教育教学诸多方面的变革,同样也面临着一些问题。各教学系统因不同开发者使用不同系统工具和开发软件,相同系统间资源表示方式不同,不便于知识继承和共享,造成教学资源的重复建设,成为人们关注的焦点之一。

领域本体及语义网技术逐渐被应用于教育教学领域,促进了知识的共享和重用。本体是实现语义网的基础,因此,很多教育技术研究人员开始使用和开发各种教学本体,以实现教学资源在语义层面上的共享和重用。然而,目前的学科领域本体数量很少,能够实现共享和重用的学科本体库更是捉襟见肘,远远达不到当前教学资源实现语义共享的需求。快速而高质量地构建各学科领域本体急待解决,以促进教学资源实现更大程度的共享,早日实现语义功能。

一 领域本体

本体,在信息科学领域,指的是概念化的明确的规范说明,能够以一种明确的、形式化的方式来表示领域知识,促进知识共享。本体用来表示特定领域内部不同主体之间进行交流的一种语义基础,领域本体就是本体中的一种。

领域本体是在特定领域中可重用的本体,提供了该特定领域的概念定义和概念之间的关系,是领域知识规范的抽象和描述。

教学领域本体是对学科概念的一种描述,任一门课程中的概念及其关系都能构成本体。在通常情况下,教学资源领域本体是以某学科知识章节的纵向联系和知识间的横向联系两维度为主线进行构建的。将课程中的知识点看作一个概念,知识点之间的关系表现为概念之间的关系,每个概念还与网络中的学习资源相关联。教学领域本体最终目的是捕获领域知识,提供人机对知识的共同理解。

本体构建和构建方法息息相关。好的方法是本体构建的保证。遗憾的是,目前国内外还没有专门的学科本体构建方法,故学科本体的构建速度和质量不高。

二 基于ISD的领域本体构建方法

教学领域本体的构建,某种程度上是教学系统化设计(Instructional Systematic Design,ISD)的过程。教学系统化设计是运用系统方法对学习过程和学习资源进行统筹安排,对教学目标、知识内容、教育者和学习者进行分析,编制教学资源,并对教学过程进行评价。本文对目前已有的本体构建方法进行了分析和比较,并将教学系统化设计理念融合到教学领域本体中去,结合教学的实际需要,确立了构建教学领域本体的设计原则,提出了一种适用于教学领域的方法,即基于ISD的本体构建方法。

1 构建原则

为保证本体的科学性和规范化,任何本体的构建都要按照知识概念的标准化表达和构建步骤的规范化过程这两个基本原则进行。同时,为体现具体学科特点,本体构建要遵循明确性、一致性、可进化性,以及对知识进行合适的粒度划分等原则。其中,明确性是指概念应尽可能的完整并能有效表达课程特性,保证其唯一性和确定性;一致性是指要始终保证概念在逻辑上的一致性,以确保最后推理结果的正确性;可进化性是指概念可根据特定的要求进行扩展和进化,以与知识更新同步;合适的知识粒度是指知识粒度的划分要与教学步骤相对应,在保持知识的局部完整性的前提下,将学科知识点表示到对应的教学步骤中。

2 构建方法

目前,人们常使用复用已有本体和利用本体工具等方法来构建本体,具体各不相同。常见的本体构建方法有“骨架法”、“评价法”等。但是,这些方法或多或少地存在着需求不充分、建设过程缺少规范性、缺乏评价标准等不足。同时,这些方法各自适合不同领域,不能满足学科本体的具体要求。本文结合教学普遍规律,从教学系统设计的具体过程出发,依据本体建模的基本的建模元语类(或概念)、关系、实例等,提出了一种新方法(图1)。该方法可以从抽象到具体、自顶向下地建构学科领域本体,通过各种知识获取方法获得学科领域的主要概念和关系,用精确的语言加以描述,能够生成学科本体的核心语义内容。

(1) 教学领域本体需求分析

充分理解构建学科本体的需求,是本体构建的必要条件。

第一,在教学领域构建学科本体的目的。开发课程本体是为了形成对具体某课程知识组织结构的共同理解与认识,以满足异构系统间的信息交互和集成,提供基于语义的信息服务,为进一步建立个性化的课程资源管理系统服务。

第二,教学领域本体所涉及的具体学科。学科知识的范围和边界是模糊而交叉的,应把所有涉及到的学科或交叉学科都考虑在内,避免知识的缺漏。

第三,教学领域本体的使用对象是学生、教师,还是其他人。

第四,构建过程的时间分配。要考虑到课程知识的复杂性,不要求大求全,要以实用为基本原则,按工作量大小和难易程度合理分配时间。本体的进化需要更长的时间。

第五,本体描述语言的选择。本体描述语言的选择直接影响本体模型的表达能力和可扩展能力。目前的形式化本体描述语言主要有RDF、RDFS、OIL、DAML、OWL等,推荐使用W3C最新的描述标准。

(2) 建立核心本体库

首先,获取概念并定义类。通过收集学科领域的知识信息,充分了解知识的组织结构,从学科领域专家、专业权威书刊、网络以及已有的相关本体中获取学科的重点概念,并对这些概念进行分析抽象和归纳,依据概念唯一性、同级概念间互不相交、并集覆盖整个父类概念范围的要求,并形成以继承关系为主要关系的层级模型。这些模型化的概念被抽象为本体中最基本的类。类是本体的核心。定义本体的类,应能表示出类的最突出的属性,一个概念只能创建一个类,创建一个类应能增加其父类不具备的新属性。

其次,确定类的属性。概念层次结构是本体的骨架,类的属性和概念间的关系才是本体的血肉。类的属性用来描述概念的内部结构关系,是区别类的重要标志,包括类的固有性质和与其它个体的基本关系等。不同的类有不同的属性,一个类可以有多个属性。一般,属性的表现形式有属性名和属性取值。类的属性和类一样,也具有很强的继承性,这样就减少了属性冗余,增强了概念的表达能力。确定了类的属性以后,对概念进行归纳和分类,逐步建立起类的层级化的分类模型。

根据教学知识点与教学资源之间的映射关系,学科领域本体中知识点类的属性可以定义为知识点同义词(Synonym)、教学目标(TeachingGoals)、知识点大小(KnowledgeScale)、重要程度(SignificanceLevel)、知识点之间关系、与章节的关系、与资源的关系(hasResource)等基本属性。

再次,建立类之间的逻辑关系。一个概念的定义和描述往往会涉及到多个其他概念。概念之间具有关联性,这一关联就是概念间的关系。概念的关系可以是多个,一个关系包括关系名和关系取值等。学科概念模型中的类除了具有父子关系(SubClassOf)外,还要构建符合教学步骤和教学规律的其他关系,据此,本文定义了学科知识点之间的六种基本关系(表1)。所有关系形成了一个复杂的网状结构。网状结构与树状结构相结合,使得整个教学领域知识本体库成为一个语义复杂、完整但又清晰的、便于理解的语义网结构模型。在具体应用中也可以根据需要选一个或多个,或建立其他关系。

最后,创建类的实例。明确了本体的概念及概念间的关系,类的层级模型和类之间的关系建立之后,添加实例并建立一个实例集。实例反映了具体概念的知识表示,每个实例是由实例名和实例url地址组成。

(3) 进行形式化编码

确立了建模元语与概念之间的关系以后,接下来就要对本体进行编码了。本体最终是为了让机器理解教学中的概念及关系,也就是用计算机可识别的语言将本体描述出来,并将编码的过程和结果存储。本体编码就是将教学实际资源和本体进行关联,使类之间形成一个复杂的网状关系。在具体应用中,本体有非形式化语言、半形式化语言、形式化语言等形式,学科本体可以用自然语言、框架、逻辑语言等形式来描述本体。

OWL(Web Ontology Language,网络本体语言)是一种形式化本体描述语言,是W3C最新的一种语义网本体语言,它提供了丰富的类公理,功能上超越了XML、XML Schema、RDF等,能准确描述知识的类、属性和实例及其复杂的逻辑关系,支持良好的知识推理,弥补了RDF与XML。因此,本文推荐使用OWL来描述本体。

(4) 调试和集成

本体的构建和描述离不开本体构建工具的支持。Protégé体系软件是斯坦福大学为知识获取而开发的一个工具,是开放的模块化的,支持RDF Schema、带DTD的XML文件、XML Schema文件等格式的存储和导入。表2是Protégé与其他工具的比较。

从Protégé与其它工具的比较来看,Protégé具有很多独特的优点,因其开放性、不断更新性、可扩展性、良好的互操作性、界面友好性及对中文的良好支持等多方面的优点,成为人们构建本体的首选工具。

(5) 本体评价

构建完成的本体需要评价。但是目前没有标准化的本体评价方法。本文综合现有的本体评价方法,结合教学课程本体构建实践,认为教学领域本体构建应该从正确性、清晰性、一致性、可扩展性和有效性等方面进行评价。

(6) 本体进化

学科知识是无边界和不断扩展的。因此,进化是领域本体建设的重要环节。教学领域本体的构建是个不断进化和衍生的过程,在核心本体建好的基础上,不断修改和完善来扩展和进化本体,才能逐步建成一个较为完整和实用的教学领域本体来。

三 基于ISD的领域本体构建方法应用实例

“C++程序设计”课程随着教学内容的发展变化,教学资源不断更新。采用本体标准化的描述方式,建立通用的规范的教学资源库,实现资源的广泛共享和重用,是该课程资源库建设与发展的重要方向。本文以“C++程序设计”双语课程为例,采用ISD本体构建方法,以课程知识的纵向和横向关系相结合的方式,构建了该课程本体。

1 需求分析

理清本体的实际需求,是成功构建的必要条件。第一,开发“C++程序设计”双语课程资源本体的目的是为了形成对该课程知识组织结构的共同理解与认识,满足异构网中双语教学资源信息的交互和集成,并能提供基于语义的信息服务,为进一步建立个性化的“C++程序设计”双语课程资源管理系统奠定基础。第二,所建本体主要为双语教学资源的共享服务,所涉及学科领域是“C++程序设计”课程领域。第三,该课程资源领域本体面向对象是C++程序设计课程的学习者、本学科教师、其他学习者。第四,选用OWL语义描述语言。

2 建立核心本体库

(1) 获取概念

“C++程序设计”双语课程知识丰富。本文以Nell Dale等编著、高等教育出版社出版的《C++程序设计(第三版 影印版)》教材为基础,参照国内C++程序设计课程的知识结构,按照教学规律和步骤,将知识进行了三层粒度划分(详见图2),分别是根节点、顶层核心概念集、第一级子概念集,并归纳出五个顶层概念,分别是程序基础、面向对象、数据结构、程序举例、学习资源,一级子概念20个,二级子概念100多个,基本覆盖整个“C++程序设计”双语课程的全部知识内容,可作为该课程资源本体未来进化的种子。

按照教学系统设计理论,对这些核心概念进行扩展,建立整个本体概念模型:把“C++程序设计”作为根结点,向下扩展为五个顶级概念,顶级概念继续向下扩展,以此建立的层次结构以树型结构呈现。图3是使用Protégé4.0对顶级概念“学习资源”的下级概念(包括案例、课件、文档、指导、材料、测试等六个子概念)建成的类层级图。

(2) 确定类的属性和关系

根据课程需求,将知识间的关系定义为知识点之间、知识点与教学资源之间等的映射关系,定义了同义词(hasSynonym)、资源(hasResource)、程序举例(hasCaseStudies)、重要程度(SignificanceLevel)、等基本属性(图4)。定义了该课程本体的类之间的同位知识(ParaConcept)、上位知识(SuperConcept)、下位知识(SubConcept)三种最基本的关系。其他属性和关系可具体定义,如知识点名称、教学目标、知识点大小规模、重要程度、交互类型、知识点之间关系、与章节的关系等,以使本学科的知识点在横向上紧密联系起来。

(3) 创建类的实例

属性和关系建立后,接下来添加实例。本文为Classes类建立了三个实例,分别是classLoan、classTime、classString,如图5。

3 “C++程序设计”双语课程教学资源领域本体的OWL实现

本文通过使用Protégé4.0进行建模,按照教学具体要求和学科知识组织结构,形成能覆盖整个学科领域的概念结构。由于篇幅限制,这里只给出图4的OWL描述代码。图4基本实现了本体概念、属性及其关系的复杂关系,是整个本体的缩影,可以用来说明所建本体的科学性和可用性。

xmlns=qrnu.省略/bilingual-teaching/C++.owl#

xml:base="qrnu.省略/bilingual-teaching/C++.owl"

xmlns:rdfs="省略/2000/01/rdf-schema#"

xmlns:owl2="qrnu.省略/bilingual-teaching/C++.owl#">

四 总结

本文开发完成了“C++程序设计”双语课程教学资源领域本体,共包括概念82个、上下位关系102个、属性50个,包括了该课程领域的几乎全部重要概念之间的关系,描述了知识点之间的语义关系。该本体概念层级多样化,具有良好的完整性,概念间的关系在逻辑上比较严密和一致,且可扩展性较强,支持语义逻辑上的推理,方便以后的进化,为下一步实现资源管理的语义检索功能奠定了基础。

构建教学领域本体最终是为了在实际教学资源管理中予以应用,以实现共享,促进资源的语义管理。教学本体在实际应用中的问题,是进一步的研究工作。

参考文献

[1] 杨建学.领域本体构建在学习资源管理中的应用[D].长沙:湖南大学,2006.5.

[2] 王梅. OWL领域本体构建方法研究[J].图书情报工作, 2006,(12):30-33.

[3] 马文峰,杜小勇.领域本体评价研究[J].圈书情报工作, 2006,(10):68-71.

[4] 王秀芳,徐峰,魏莉.浅谈网络教学资源本体的构建[J].山东电大学报,2007,(1):11-13.

第7篇：系统科学的概念范文

关键词：防空导弹；快速概念设计；需求分析

中图分类号：TJ760 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）03-0054-02

典型的防空导弹设计过程按照系统工程的观点，通常分为三个阶段：概念设计、初步设计和详细设计。根据波音公司统计，概念设计所花费的费用只占整个系统全寿命费用的约1%，但它却决定了整个系统全寿命周期费用的70%。正是基于概念设计阶段在全寿命周期费用中的重要作用，因而，必须采用各种优化技术和手段，大力提高概念设计阶段的质量。

一、防空导弹快速概念设计的内涵

在防空导弹概念设计阶段，主要进行防空导弹方案论证及发展战略制定，确定防空导弹的外形、载荷、尺寸、质量及总体性能等。

防空导弹概念设计涉及气动、弹道、动力、总体布局、结构及控制等多学科专业，而且各学科之间相互影响、相互耦合。因而，导弹快速概念设计是要充分利用各个学科之间的相互耦合可能产生的协同效应，以获得最优的导弹总体方案。导弹快速概念设计是典型的多学科问题，在新型导弹中表现更为突出。由于新型导弹的基本特性和学科相互影响关系复杂，较难形成闭合的、高质量的总体方案。为了解决此问题，总体人员必须要深入了解导弹各学科的特征和相互影响关系，并从顶层建立新型的一体化设计流程，即建立防空导弹快速概念设计平台。通过各学科的模块化并行设计来缩短设计周期，通过考虑学科之间的相互耦合来挖掘设计潜力，通过系统的综合分析来进行方案的选择和评估，通过系统的高度集成来实现导弹的自动化设计，通过各学科的综合考虑来提高可靠性，通过门类齐全的多学科综合设计来降低研制

费用。

二、目标和内容

防空导弹概念设计应处于防空导弹研制的最早阶段，是在战术技术任务提出后，其开展目的包括以下三个方面：

1．根据总体指标要求，确定防空导弹的主要特征，以满足质量、尺寸、精度以及毁伤效果的设计

要求。

2．确定防空导弹设计可能达到的总体指标要求，作为研制考核依据。

3．形成各分系统指标，为其开展详细的设计和研制工作提供依据。

其中，第1项工作是核心，第2项是通过反复调整第1项的输入实现；第3项是第1项任务的结果。

根据防空导弹的组成特点，这些特征包括：外形、部位安排、弹道设计、弹体结构、动力装置、制导控制系统、引战系统、电气系统。其中，按照防空导弹组成特征和使用原理特征，可将其分解为图1所示的各种设计工作：

图1 防空导弹设计内容

其中，发动机、导引系统、控制器件、舵系统、引信、战斗部、能源等弹上设备在概念设计阶段不进行详细设计，仅考虑影响全弹质量、尺寸、精度、毁伤效果的特征设计。

（二）快速概念设计的必要性

防空导弹概念设计的困难性表现在：

1．在各种设计活动中涉及到大量计算过程，即使是这些设计活动完整执行一轮，其计算工作量也非常可观。因此，难以开展大规模设计选型工作，限制了防空导弹的设计自由度。

2．涉及到多个专业学科，大规模的子设计活动，而这些设计活动之间的输入输出又是相互关联的，如何使设计活动的输入输出达到最佳的、匹配的状态需要开展大量的指标协调工作，具有很大的

难度。

3．指标协调过程中面临设计活动输入条件的不断改变，而这些设计活动需要反复进行。因此，进一步加剧了设计工作的负担。

我国现有的防空导弹设计大都是在已有防空导弹型号上进行小规模的调整，其中非常重要的原因是由于缺少快速设计手段，尽可能避免设计工作的反复性，但这种思路从很大程度上限制了防空导弹的发展跨度。为此，我们必须寻求更为快捷的防空导弹概念设计方法。

（三）快速概念设计手段

根据以上概念设计的困难性，提高其快速性的手段包括：

1．提炼形成流程化、程序化的概念设计过程，并开发支持流程快速构造和数据自动交互的软件工具，提高设计工作衔接快速性。

2．发展快速的专业计算模型（包括设计和分析），缩减整体计算规模。

3．融入多学科耦合设计思想，减少概念设计整体迭代次数。

4．在确定设计特征过程中，充分应用自动数值优化和敏感性分析手段，支持参数的快速确定。

（四）概念设计的过程

概念设计涉及到多个专业内容，包括串联、并联、迭代的混合过程，主要涵盖总体、气动、动力、弹道、结构、控制、引战等专业。导弹总体根据战术技术指标提出多种方案设想，并进行战术技术指标协调分配，初步预估导弹的发射质量、外形尺寸、发动机总冲等技术指标；气动、动力专业根据总体分配的战术技术指标进行分系统方案优化设计；弹道专业根据气动参数、发动机内弹道数据、导弹的质量质心和转动惯量数据，进行导引规律设计和弹道计算。弹道计算的结果作为结构载荷计算和控制专业控制弹道仿真的依据；结构进行结构设计、模态计算及热防护设计，将模态计算结果输出给控制专业；控制专业根据气动数据、弹体模型及动力系数等参数，进行控制规律设计并进行协同仿真。导弹总体根据分系统初步设计结果并综合考虑各学科相互作用的协同效应，经过层次化、系统级的综合优化，最终形成最佳的导弹总体方案。

三、概念设计涉及专业

概念设计过程涉及的专业包括：

1．总体专业：负责总体方案构思、导弹总体技术途径选择、总体布局、部位安排、质量质心及转动惯量计算等。

2．气动专业：负责外形设计、气动计算、气动弹性分析。

3．发动机专业：负责发动机方案设计、内弹道计算。

4．弹道专业：负责导引规律设计、理论弹道计算、动力系数计算。

5．结构专业：负责载荷设计、模态计算、强度校核、热防护设计。

6．制导控制专业：负责制导系统初步设计、控制回路设计、控制器件初步设计及控制弹道仿真。

7．引战专业：负责引信、战斗部、引战配合设计。

参考文献

[1] AIAA. Multidisciplinary Design Optimization Technical Committee.Current State of the Art on Multidisciplinary Design Optimization（MDO）[M]. An AIAA White Paper.ISBN 1-56347-021-7，September，1991．

[2] 王振国，陈小前，罗文彩，张为华．飞行器多学科设计优化理论与应用研究[M]．北京：国防工业出版社，2006.

[3] 于本水．防空导弹总体设计[M]．北京：中国宇航出版社，2005.

第8篇：系统科学的概念范文

【关键词】初中科学；概念教学；基本策略

【正文】2011版《义务教育初中科学课程标准》指出，科学知识的表现形式包含科学事实、科学概念、科学原理、科学模型和科学理论。科学概念是科学知识体系的基石，科学概念的掌握水平是科学学习成败的关键，因此，科学概念教学是初中科学教学的重头戏，。但在实际教学中，多数科学教师由于缺乏科学概念教学的一些方法、策略，而使学生对科学概念的掌握打折扣，影响了科学教学质量。以下是笔者基于多年的教学经验，通过详实的教学案例，从利用前概念、概念建立和概念内化三方面的教学策略进行概述，以期为一线科学教师进行科学概念教学提供借鉴。

一、基于前概念的教学策略

前概念亦称“日常概念”，是指未经过专门教学，人们在日常生活中逐步形成的概念。前概念是科学概念建立的基础，科学概念如果和前概念不一致，往往成为学生学习的难点。如果教师能够把握住学生的前概念，就会使教学有的放矢，更好地提高教学效果。

（一）还原稀释，转化为生活原形

科学概念通常以学术形态表述，具有概括性和抽象性，学生比较难接受和理解。因此，概念教学首先要挖掘相关的生活原形，从生活原形出发，架设桥梁，引导学生逐步过渡到科学概念。

例如“压强概念教学”。压强的定义是“单位面积上受到的压力”，对学生来说相当抽象。教学设计时可以按下列思路挖掘压强的生活原形：压强（还原）概念属性：压力的作用效果（还原）学生熟悉的事例：人在泥地上，人越重陷得越深，单脚比双脚陷得更深；按图钉，用力越大陷得越深，钉尖越尖越容易按入。教学就是从这些学生熟悉的事例出发，引导学生建立假设“压力的作用效果跟压力大小和受力面积大小有关”，然后引导学生

设计实验证实假设，最后在实验结论的基础上进行抽象，建立压强的概念。

又如“传染病概念教学”。传染病的定义是“由病原体引起的，能在人与人或动物与人之间传播的疾病”。教学设计时可以按下列思路挖掘相关的生活原形：传染病定义（稀释）两个本质特征：原因和特点（还原）学生熟悉的事例：SARS、狂犬病、肺结核等。教学就是从这些学生熟悉的病例出发，引导学生比较、分析，总结出传染病的病因及特点，进而抽象建立传染病的概念。

根据加涅的概念划分类型，科学概念可以分为具体概念和定义性概念两大类。具体概念是指能通过直接观察获得的概念，如花朵、水、土壤、长度、体积等概念。定义性概念是指不能直接通过观察，必须通过定义才能获得的概念。定义性概念比较抽象，有的还涉及几个概念的关系。如：压强、密度、电阻、力、溶解度、动能等都是定义性概念。初中阶段学生学习的科学概念多数为定义性概念，因此，在初中科学概念教学中一般都需要将概念进行还原稀释，寻找相关的生活原形。基本思路是：从概念的定义或属性出发，通过还原稀释寻找概念的生活原形。

（二）直面错误概念，引发认知冲突

前概念可能是正确的，也可能是错误的。正确的前概念容易产生正迁移，有利于科学概念的建立；错误的前概念往往成为新概念建立的绊脚石，但如果利用好错误的前概念，不仅能帮助学生建立新概念，而且能加深学生对新概念的理解。如何正确利用错误的前概念呢？一般策略是：巧妙诱导，暴露前概念尝试解释，引发冲突引导认知调整，建立科学概念。

例如“密度概念教学”。学生对密度的前概念是：密度即物体的轻重，如“铁的密度比泡沫大”，学生的观念就是“铁比泡沫重”。教学中可以从学生的这一错误观念出发，逐步引导建立科学概念。具体如下：创设情境：举重比赛，规则是一分钟举起哑铃个数多者胜。教师出示两个一模一样的哑铃，一个是铁质的，一个是泡沫的。要求选择哑铃并说明理由。学生都选择泡沫的哑铃，理由是泡沫比铁轻。然后，教师再出示两个哑铃，一个是体积很小的铁质哑铃，另一个是体积很大的泡沫哑铃，问哪个重一些，此时意见不一。教师继续问，那“泡沫比铁轻”的观点是否一定成立？此时学生意见非常统一，一致认为“不一定”。教师引导学生对观点作修正――“体积相同时，泡沫比铁轻”。教师继续追问，这一观点是否一定成立？学生疑惑---，教师引导：如果把两个哑铃带到完全失重的太空，这一观点还成立吗？学生顿悟。然后教师将两个形状大小一样的哑铃放在调平好的天平两盘，发现铁质哑铃这边托盘下沉，由此引导学生对观点继续作修正――“体积相同时，泡沫的质量比铁小”。此时教师顺势提出问题：相同体积的其他物质质量关系如何呢？引出对水、酒精和铝等物质的质量和体积关系的研究，从而发现：相同体积的不同物质，质量不相同；同种物质，质量和体积成正比。由此进一步抽象建立密度概念。

学生在学习新概念之前，在生活中积累的前概念往往是片面的，甚至是错误的，教师在概念教学中，应当善于诱导学生暴露这些错误的前概念，再设法纠正这些错误的观念，建立正确的概念，这样有利于加深新概念的建立和内化。

二、基于概念建立的教学策略

概念建立是引导学生抽象概念本质的过程。著名瑞士心理学家皮亚杰认为：个体对周围环境的认知有两个基本过程：同化和顺应。同化是指个体将外界环境提供的信息整合到自己原有的知识结构的过程；顺应是指外部环境发生变化，个体知识结构发生重组和改造，使个体适应外界环境变化的过程。有些概念本身容易在生活中找到原形，学生容易产生同化，而有些概念学生却缺乏感性，需要教师创设有效情境，架设桥梁，增加认同感，促使学生顺应，以利概念的建立。

（一）求同比较，揭示本质

有些概念的原形是学生熟悉的生活实例，如传染病、种群、生态系统等。这些概念的教学，可以从学生熟悉的实例出发，引导学生通过几个同类实例的比较，揭示概念的本质，建立概念。

例如“传染病概念教学”。教师在学生列举熟悉传染病病例：流感、SARS、狂犬病、肺结核等，和非传染性疾病病例：癌症、关节炎、高血压、糖尿病等，之后提出以下问题：

我们根据什么来判断一种疾病是传染病还是非传染病呢？也就是说，传染病有什么特点呢？

传染病流行时，“传染”是什么东西在传，病人“感染”的又是什么呢？传染病流行时，“传染”是在什么生物之间发生的？通过这些问题的讨论，引导学生进行分析比较，得出传染病具有两个本质特征：由病原体引起；能在人与人或动物与人之间传播。由此得出定义：由病原体引起的，能在人与人或动物与人之间传播的疾病，叫做传染病。

（二）通过实验，强化感知

有些概念在生活中很难找到原形，如大气压、电流、电阻等，这些概念的建立，就需要借助实验来增加学生的感性认识，增强学生的认同感，以帮助学生建立概念。

例如“大气压强概念教学”。在压强概念建立之后学气压，本身并不难。问题是，大气本身看不见摸不着，而且人由于生活在大气中，对大气压的适应，使得人很难感觉到大气压的存在，给教学带来困难。突破这一难点是建立大气压强概念的关键。教学中可以先演示“覆杯实验”，引导学生分析：硬纸片为什么不下落？学生会有两种想法：一种认为是空气把纸片托住，另一种认为可能是水把纸片粘住。为了进一步证明是空气把纸片托住，教师继续演示：把“覆杯”固定在玻璃真空罩内，不断抽出玻璃罩内的空气，发现此时“覆杯”下的硬纸片下落。此时学生一致认为原来“覆杯实验”中纸片不落是由于被空气托住的缘故。在这基础上，教师因势利导，学生很容易建立大气压强这一概念。然后教师继续演示“后覆杯实验”：将“覆杯”倾斜并向各个方向转动，发现纸片都不落。引导学生分析大气压的方向，从而完善大气压的概念。

（三）利用类比，架设桥梁

有些定义概念，如溶解度、比热、电压等，由于具有高度的概括性，所以非常抽象，即使借助实验手段，也很难让学生接受。此时我们可以尝试类比的手段，架设合理的桥梁，帮助学生建立概念。

例如“溶解度概念教学”。溶解度的定义是“一定温度下，在100克溶剂（通常指水）中达到饱和状态时所溶解的溶质质量（克），叫做该溶质在该温度下的溶解度。”相当抽象，学生很不易接受。教学中，我们可以先引导学生讨论：如何比较食盐和蔗糖在水中的溶解性？通过交流达成共识：一定温度，等量的水，达到饱和，看谁溶解得多。然后演示实验：室温下，分别在10克水里溶解食盐和蔗糖，直到饱和，结果是蔗糖溶解得多。然后引导学生得出：同等条件下，蔗糖比食盐更易溶于水，即蔗糖的溶解性比食盐大。此时教师顺势提出问题：如何定量比较物质的溶解性大小呢？接着借助“百米游泳比赛”的例子进行类比。百米游泳比赛：路程100米，水温相同，达到终点，比较时间；比较溶解性大小：100克溶剂，温度相同，达到饱和，比较所溶解的溶质质量（克）。在此基础上，引出溶解度的概念，它是用来定量表示溶解性大小的量，这样学生就比较容易接受溶解度的定义。

三、基于概念内化的教学策略

概念教学一般经历“创设情境”、“抽象加工”和“巩固内化”三个环节。“创设情境”的目的主要是挖掘学生的感性，为下一环节做好铺垫。“抽象加工”是概念教学的主要环节，就是通过分析比较，找出概念所反映的本质特征，形成概念定义的过程。完成这一环节，此时似乎概念教学已经完成，但实际上，如果没有第三个环节“巩固内化”，学生建立的概念往往不够深刻，甚至很快遗忘，影响概念教学是质量。

（一）利用模型，强化本质

有些概念涉及微观本质，例如：蒸发、沸腾、溶解等，在概念建立之后，可以借助模型强化概念的本质特征。比如“沸腾概念教学”，在得出沸腾概念以及沸腾的特点之后，可以利用水沸腾的微观模型揭示水沸腾的微观本质，帮助学生内化沸腾的概念，提高教学质量。

（二）剖析关键词，强化本质

有些概念涉及的要素比较多，定义比较复杂，比如：比热容、溶解度等，在概念建立之后，学生往往还是比较模糊，不够深刻。此时，需要对这些概念的定义的关键词做进一步的剖析，以强化概念的本质特征，帮助学生巩固内化概念。例如“比热概念教学”，在得出比热定义后，强调定义的三要素：“单位质量”、“温度升高（或降低）1℃、“所吸收（或放出）的热量”；又如“溶解度概念教学”，在得出溶解度定义之后，强调定义的四要素：“一定温度”、“100克溶剂”、“达到饱和”、“溶质质量（克）”，再通过正例和反例加以巩固。

（三）巧用例证，强化本质

概念的例证包括正例、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，是概念所反映的具体对象。即包含概念的本质特征的肯定例证。列举概念的肯定例证，有利于学生分析概括，加深对概念本质属性的理解。例如：“生态系统”概念，正例有：一个城镇、一个池塘、一片草地、一块农田、一片森林、一条河流等。

概念的特例指的是特殊的例子，属于概念的外延这一集合，但它不具有或不完全具有概念所反映的本质属性。其特殊性在于，从概念的内涵上来看，它不符合“概念的质的规定性”，但从概念的外延上来看，它是这一概念的对象。在概念教学中，忽略特例，往往会导致概念的内涵混淆，外延扩大或缩小。所以，应列举充分和典型的特例。例如：“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大类微小生物的总称”。“微生物”的特例就有“蘑菇”、“银耳”、“黑木耳”、“金针菇”等大型真菌。“动物细胞”的特例是“红细胞”，因为它没有细胞核。“有性生殖”的特例是单性生殖。

概念反例指的是不具有某种属性的具体事物，即不在某一概念的外延中。在概念教学中，反例的列举是非常必要的，它有利于学生区别某种事物的本质属性和非本质属性，从而加深学生对（正）概念的准确把握，提高科学概念的教学效果。例如“生态系统”的反例有种群、群落的例子等。“细胞”的反例是病毒等。

（四）运用“变式”，强化本质

变式是通过变更对象的非本质特征而形成的表现形式。变更人们观察事物的角度或方法，以突出对象的本质特征，突出那些隐蔽的本质要素。 例如“重力概念教学”，如果我们在举例时，只是列举固体物质的例证，往往容易使学生产生只有固体才有重力的错误观念，而影响教学效果。所以在举例时，要善于利用“变式”，分别例举固体、液体、气体的例证。又如“生态系统概念教学”，可以利用变式，对生态系统的组成从不同角度进行描述，如：“生态系统是由一定区域内生物群落与其无机环境组成”、“生态系统是由一定区域内非生物物质和能量及所有作为生产者、消费者、分解者的各种生物组成”、“生态系统是由一定区域内全部生物和非生物因素组成”等，以加深对生态系统的理解。

总之，初中科学概念教学地位重要，学生又处于从形象思维到抽象思维的过度期，所以需要教师掌握一定的概念教学策略，架设好桥梁，化抽象为具体、化“无”为有、化深为浅，提高概念教学的质量。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定. 义务教育初中科学课程标准（2011版）[M]. 北京：北京师范大学出版社， 2012.

[2]胡卫平. 科学概念教学中思维能力的培养[J]. 中国教育学刊， 2004 （9）：48-51

第9篇：系统科学的概念范文

我不知道现代的学科系统是否也像电脑的界面一样，变幻无穷。有些评论家用“寓言的机器”描述寓言叙述的多向性，把玩着语义。不过，任何一个寓言的界面呈现，极易成为文本的想象游戏。当中世纪但丁的地狱之行进入现代电脑的编码程序中，其途径经过在线数据库，得到的却是一张神秘的魔法般的空间图像。

美术理论，顾名思义，是对美术之理（或曰道）的思考与论述。道，既是规律又是途径，涉及本质问题，是通向形而上的思辨之途——以“道”为题，必然进入哲学的发问与解答。故理论一词，往往追究本质，探讨美术的发生意义以及内容与形式的审美关系，探讨造型艺术自身构成的诸种要素及组合规律。在人文社会学科中，美术理论与美学最易接近，甚至被认为是美学的分支，似乎等同艺术哲学（英文art就是指视觉的造型艺术，即我们所谓的“美术”）。当人们企图用“艺术哲学”这一学科概念代替“美术理论”时，是否表明他们就是站在哲学的立场研究造型艺术呢？

美学，德文asthetik，最初叫“感性认识的科学”，（注：此为德国鲍姆加登在meditationes philosophicae （“哲学的沉思”，1735）文中所提出的学科概念，词源来自希腊文αíσcησís（感觉、知觉）；1750年，又著附图一书。1742年，metaphysica（《形而上学》，第二版）一书亦如是说（"scientia sensitive cognoscendi"——感官鉴别的科学），至1757年第4版时，改称“美的科学”。参见［日］竹内敏雄主编《美学百科辞典》，池学镇译，黑龙江人民出版社，1986年版，第116页。）研究感性认识的规律。“美学”成为一个学科的概念，本身就表明一种学术意向——将一个哲学的认识论问题提升到科学层面上。稍后，康德就反对这种做法，认为将人们的感性判断纳入理性原理之中，并探讨其所谓科学的规则是一种错误的希望，它只能在“先验感性论”中得以保留。（注：康德以“统觉之先验统一”的原理，否认表象在经验直观中的必然联系，而认为“表象之相互关系，实由于直观综合中统觉之必然的统一”。见［德］康德《纯粹理性批判》，蓝公式译，商务书馆，1960年3月版，第105-106页。）但在20世纪初，康德的意见在东方没有引起太多的注意，那时“科学主义”正风靡东亚，尤其是日本和中国。日人以汉名“美学”对译德文asthetik，并在1907年以前传入中国。（注：1907年10月创刊的《震旦学报》第1期“美学”栏目，刊载侯毅译的《近世美学》（［日］高山林次郎著）。）时至1918年，北京美术学校创办，即在高等部中国画和西洋画两科设置“美学及美术史”公共课程，美术史分设中国绘画史和西洋绘画史，“美学”课程实为美术史学概论，近似美术理论。（注：《北京美术学校学则》（教育部指令，1918年7月5日），教育部总务厅文书科编《教育法规汇编》，1919年5月。参见章咸、张援编《中国近现代艺术教育法规汇编》(1840-1949)，教育科学出版社，1997年7月版，第121-127页。）

若回溯中国美术理论的传统，始终未曾进入哲学内部，与其建立系统的联系（哲学或文学理论向美术理论渗透，是单向度的外部关系），更无“科学”一说。古代中国，具备理论形态的造型艺术，主要是画论与书论（雕塑业和建筑业，其理论多在技术规范，尽管亦有审美的文化的诸种意识贯注其中，但未形成自上而下的理论体系）。古代中国的画论与书论自六朝后历代不断，前后相系，是专论，号称“画学”、“书学”，或“画论”、“书论”。以“理论”的性质而言，是密切联系创作实践的一种阐释体系，不是纯粹形而上的思辨体系。因为是阐释，一明源流，二重事理，三言观念，四讲品位，史论评三者共为一个理论整体，且与创作实践形成辩证的互动关系，这是中国古代美术理论的系统定位。

美术学是20世纪初出现的一个新学科概念，意味着“美术”研究将成为一门独立的知识系统。但国人最初使用“美术学”，着眼点却在美术史学。1907年，国粹派的刊物《国粹学报》第26期“美术篇”栏目，发表刘师培的文章《古今画学变迁论》；第30-31期连载刘师培《中国美术学变迁论》（未完稿）；第31期还刊登刘师培《论美术援地区而论》一文。（注：参见《国粹学报》第26期（第2年第1号）、第30-31期（第3年第5-6号），上海国粹学报馆，1907年3月4日、6月30日、7月29日。）这是由传统“画学”、“书学”概念转向“美术学”概念之最早例证。刘师培所用“美术学”，就是美术史研究，或称美术史学。这是当时的风气，受西学影响，对各种对象的研究，均以“学”名冠之（含有科学的名义）。所以，刘师培的“美术学”概念，并不是将传统的中国美术理论整体提升到学科层面上，而仅仅将中国美术史作为一门学科独立出来。若认真考究，中国人“理论”的概念弹性很大，可指称某种学问或学说，也可指称某种学科或某一领域相对于实践的知识部分。中国古代的美术理论多归学理研究一类，与创作实践相关。所谓相关，一及创作实践，二级欣赏与批评实践，故其技法原理、创作观念及评判标准等，都在此列。究尽中国画学，古时品评议论及理法文章，均属“理论”。1937年，于安澜将中国古代绘画典籍分三，先后编辑出版《画论丛刊》、《画品丛刊》和《画史丛刊》，其“论”、专指“画法画理”，而欣赏与接受理论，则以“品第鉴别”之类单列。1942年，沈子丞编《历代论画名著汇编》，将理法著作与品评著作一并收入。这是在现代学科意义上，对中国古代绘画理论第一次系统的知识

不过，20世纪50年代的中国，作为一门独立的现代学科建制的还是美术史学（在中央美术学院设立美术史系），它基本沿用历史学的学科规范。美术理论因无学科建制，相关研究人员分散在普通高校哲学系、艺术系，或美术学院的理论教研室、美术研究所等单位，——作为纯粹思辨形态的造型艺术理论，往往进入哲学或美学系统；而作为一般造型技艺理论或与本体形态相关的阐释理论，往往以课程的方式出现在专门的美术院校。1978年后，在专业美术院校和艺术研究院设立了“美术历史与理论”的学科名称（简称“美术史论”），至此，美术理论才进入学科建设的门槛。

“美术历史与理论”正式改称“美术学”是1990年的事（这里无意将两者等同，但二者之间的关系尚待讨论），而将“美术学”确定为“二级”或“三级”学科，则到了1992年（注：1990年，国务院学位委员会专业目录调整会议决定，将“美术历史与理论”改称“美术学”，并向全国正式颁布。1992年11月，国家技术监督局《学科代码表》，“美术学”以二级学科的名义出现，包括理论研究和创作研究等下属三级学科，原“美术历史与理论”亦以“美术学（三级学科）名之，但内涵有变。）。二级学科的“美术学”，基本上包含原先术科的“美术”系列，从术科到学科，意味着增强学术含量，全面提升学术品质。原先依附创作实践的美术理论同样提升到“学科”层面，而且和美术史学合并成为三级学科的“美术学”。在二级学科的大系统内，美术理论和创作实践还是一个整体，只是更强调了美术的本体性研究和学科独立性，强调理论和实践的相互促进关系，促使技艺性学科在建制上不断完善。同时，作为三级学科的“美术学”，在概念的内涵上，绝不等同于刘师培时代的“美术学”（注：参见邓福星《关于美术学及其它》，《美术观察》1998年第1期，第55页。），在学术立场上，重新确立了中国美术理论“史论评”三位一体的传统。由此，美术理论亦开始以学科的名义真正进入学术系统，但问题也接踵而来：其学科性质如何？学科规范何在？学术阈场如何界定？

如果说，美术理论进入艺术理论系统或美学系统，还有既成的规范（西方的）可以遵循，但到了“美术学”的新建系统，所有的一切必须重新链接，重新规范，重新定位。

高等院校专业教学课程的设置是学科最明显的标识。在美术学院，除了美术史外，有关的理论课程为艺术概论、透视学、解剖学、色彩学等，均作为专业基础理论的共同课，这种状况几十年不变。作为学科的基本理论，我们主要关注“概论”。早期的《美术概论》，有黄忏华的著述（1927年，参照日人及欧洲人的著作），20世纪50年代则搬用苏联教材（如涅陀希文著的《艺术概论》），事隔二十多年，又出几本国人编写的《艺术概论》，特别是80年代初文化部组织编著的《艺术概论》，几乎是通用教材。直至1994年，中央美术学院艺术理论教研室才编写出一本《美术概论》。一门学科，如果连“概论”的课程都不完备，还能说些什么？

概论者，一为基本原理的阐述，二是历论的通诠，三是基本范畴的解说，藉此进入历史文本研究。如果我们研究历代的美术理论，关注的不会是概论，而是时论。无论中西，真正能体现彼时彼地他者理论观和价值观的，不在概论而在时论。概论是总结，时论是现状研究，关注时下美术现象，以既定价值标准，审视与评判美术实践之主体与客体及其相互关系。因此，时论既是批评文本，又是历史文本，在历史片断中直接传达创作观念与审美意识。事实上，在美术理论的发展历史中，概论之寂寂与时论之煌煌，对比极为鲜明。无怪乎，中国文学理论史，常冠名以“中国文学批评中”或“中国文学理论批评史”（注：参见陈钟凡《中国文学批评史》，1927年版；郭绍虞《中国古典文学理论批评史》，上海古籍出版社，1962年版（1979年12月新版，名为《中国文学批评史》。）；敏泽《中国文学理论批评史》，人民文学出版社，1981年5月版。）。批评，是西方的概念，与中国传统的艺术理论（如文论、画论、乐论等）并不相符。理论不等于批评。若论中国的美术批评，与其说它接近理论，毋宁说它接近品鉴。中国古代的品鉴就是一种时论，是理论最直接的应用与表述，其方式可点评可议论，可指正可判断或褒贬、品第。

二、学科概念

常言，美术理论是一门研究与考察美术活动和美术现象，探求其规律的人文学科，是一个关于美术的知识系统。研究者必须将他对美术现象的感受与体察之经验转化成理智的(intellectual)形式，将它整理成首尾一贯的合理体系，它才能成为一种知识。我国美术理论界目前又有多少首尾一贯的知识系统？

我们可以对美术理论进行整体描述，但总是模糊的。一个成熟的学科，必须要有相对明确的研究对象，要有相对固定的学术规范，在高校还要有相应的教学实体，包括教材。中国的美术理论的学科建设问题，长期以来有教学和研究实体，却无教材无规范（技法理论除外），且研究领域涣散，一直无法走上正常的学科建设轨道。如果检测近20年来我国所有美术理论研究方向的硕士或博士论文，你会得出什么结论？你能看到一个学科的外轮廓么？不可能。众多选题中，既有美学问题研究，也有形式本体问题研究、形态研究、批评研究、心理学研究等，还有一些跨学科的边缘性的研究选题。我们什么时候能从边缘地带划出一道清晰的学科界限？或在学科内部建立一道学术底线？解决这个问题，似乎最有效的办法就是系统性处理，即将现有的各种知识系统化，寻找各个知识系统（小系统，模式块）间的相互链接。链接的情况还得进一步处理，分析其知识导向与基本局性，才有可能在学科图表上显示其内在的与外在的各种关系。

不可否认，理论学科的研究对象比历史学复杂，可是否研究对象自身的复杂性就造成美术理论研究的不确定性？科学研究的意义就是将复杂的问题有序化。一个系统的学科会建立自身的研究基点，确立基本范畴，建构一系列的学科概念。20世纪80年代以来，学界一再提倡美术本体研究，可为什么还是一再徘徊在学科边缘而无法进入基本理论问题的研究？似乎学派还不是问题的关键，每一学科都存在不同学派不同学说，但都不会影响其学科的整体规范，不会淡化以至解构学科特征，至少在某一时期如此。每一学科也都会出现新兴的交叉学科，都会模糊、淡化甚至重复学科的研究对象，同样也不会改变本学科艺术质。美术理论为什么会存在这么一个学科概念，却无明确的学科定位和学科规范呢？因为历来中国美术理论就缺乏一个大的系统建构。

当我对自己所接触的知识进行整理时，发现中国历史上所谓“美术理论”，都只是一个个“知识点”，缺乏系统性，没有自己的学科归宿，或者说缺乏一个系统网络接纳这些知识。追求系统知识，并非就是“唯科学主义”。科学，包含自然科学和社会科学，也关系到人文学科(humanities)。显然，美术理论属于人文学科，研究重点在于人的情感、人格尊严及其自我实现的内在需要——注重人的精神性、个体性和审美价值观，是关于美术现象的整体价值评述。但是，美术理论也涉及到人与对象物，人或对象物与社会之间的关系，需要观察、统计与逻辑推理，这就涉及到“科学”，涉及到观察与理论的关系问题。中国历代的美术理论，几乎都是品评赏鉴，或者说都在某种价值预制的前提下进行的理论评判（即“你能观察到什么，说明你拥有什么样的理论”）。在许多情况下，理论先于观察，有时则交替进行，先发现而后评价（不过是既定理论体系的补充、拓展与完善），一个总结性的评价将现象定性定位，构成知识点，随后便发生转移。以价值观为基点的系统性理论建构，应有一个时间维度。但我们又无法辨别当一个系统理论出现时，是否标志着一个时期的开始抑或完结？譬如，我们该如何评价顾恺之的“形神论”与谢赫的“六法论”？顾恺之是历史的决结，而谢赫是新时期的开端？我以为，无论何者，都只是一个“知识点”的问题，未成体系。理论体系与时期并无绝对的必然的对应关系。一种理论体系可以概括一个时期的实践状况，也可以跨越几个时期，而一个时期也可能出现几个不同的理论体系。我们只能根据理论表述自身的性质决定体系的存在。文化系统比较好确认，它有一个相对固定的时间轴和区域空间的标定。美术也一样，作为人类造型的活动和现象，也从属于各个不同的文化系统，而研究这些活动和现象的美术理论，也必须成为一个自在的体系，并在不同体系之间建立对话和交流的关系。

在“美术学”、“美术理论”等学科概念上，中国和日本的学术界有着比较接近的看法。

可以对证以下两个文本：

(1)《中国大百科全书》美术卷中的“美术理论”词条，总定义是：“关于美术实践的科学总结。”后分两种含义：一是广义，泛指史、论、评三者：二是狭义，专指基础理论。以学科的概念论，当属狭义。美术理论学科的研究对象是：所有的美术现象自身（包括创作、欣赏、作品和作者）、美术与社会外部的关系、美术理论自身；其任务是：原理研究、技法研究、史学理论研究等。最后，串讲了中外美术理论的发展源流，比较两者间的形态和功用，结论：“由于美术实践的多元性、多层次性和复杂性，并且总是在不断地发展，所以，美术理论不应该也不可能是独尊一说和凝固不变的。”（注：《中国大百科全书，美术》，中国大百科全书出版社，第524页。）

(2)日本学者竹内敏雄主编《美学百科辞典》，其“美术学”词条言其概念相当于“艺术学”（德文kunstwissenschaft，英文science of art，法文sciencede art），表示很多含义。德文kunst指造型艺术，日文无对应词，故以“美术学”相译。——“美术学泛称造型艺术的学问研究”，这是广义，其下属“体系美术学”和“美术史”两种。什么是“体系美术学”？“即研讨一般造型艺术的本质和意义，阐明造型艺术各领域的特征、界限、相互关系等”，且“关于美术史的原理论和方法论及风格论跟体系研究颇有直接联系”（注：［日］竹内敏雄，前引书，第197页。），最后，又特别说明“狭义上则除了美术史，专指体系研究”。

对学科性质，《中国大百科全书》的用语是“科学总结”，竹内敏雄的用语是“学问研究”，均十分小心地避开“科学”或“人文学”的概念。我国美术界在1990年以前没有明确的“美术学”学科定位，日本学者在20世纪初就对应德文kunstwissenschaft，明确提出“美术学”的学科概念，这概念相等于我国当时的“美术理论”，或者说，作为学科概念，其广义的“美术学”已等于我国现行的三级学科之“美术学”，而狭义的“美术学”，即“体系美术学”等于我国“美术学”下属之“美术理论”学科。

什么是体系美术学？竹内敏雄主编的《美学百科辞典》将其分为两大基本问题：一是“美术是什么？”二是“什么是美术？”前者是哲学的发问，涉及美术本质；后者是在形态学意义上发问，涉及美术本体的基本构成要素、种类划分以及在历史发展过程中的形态风格。那么，美术理论的研究领域是否就是本质论和形态学？美术理论就是放大了的内容与形式相统一的知识系统？以逻辑推论至此，竹内敏雄的所谓体系美术学，狭义上就是美术基本理论研究，它的注意力不在于把握单个的美术作品，而是整体的美术现象，它的广义，也等同于《中国大百科全书·美术卷》中“美术理论”概念的广义之解。看来，“美术理论”的概念表明亚洲人在西方文化的冲击下，希望能以西方的学术规范（主要是西方的哲学规范）统摄东方的美术经验，从而建立一种跨文化的理论研究体系。

三、学科图表

美术理论的知识系统包括基本理论、应用理论与交叉学科三大板块（见下图：美术理论学科图表）。基本理论研究是学科基点，以原理论为核心。所谓“原理论”，即质性研究，规定美术的本质特征及其相关概念，回答“美术是什么”及“什么是美术”这两个最基本问题，由基本命题扩展出相关的概念群及系列范畴——直接以哲学化的思考确立某种艺术观。由原理论直接导向论方法论研究，其任务一是规定美术理论体系的总体建构方式，二是探讨理论的思维法则、研究路向、系统结构法，三是研究美术理论方法自身的历史现象与规律。此外，基本理论还向“学术阈”和“创作阈”延伸，一方面是实践主体的理论，阐述美术活动过程中主体的性质与作用，在人（创作主体、接受主体或批评主体）和作品（理论文本）之间建立一个阐释体系和评价体系；另一方面是历史客体的理论，阐述人类历史中美术作品的发生原理、形态流变及类型性质，在作品（理论文本）和社会（历史语境）之间确认一个意义系统和文化类型。二者直接体现着理论的双重性——以历史性的眼光确认某种文化观，呈现出某种自在的社会性；以主体性的研究确立某种批评观，呈现出某种自为的实践性。显然，美术理论以原理论、实践主体理论和历史客体理论三者构成一个基本理论系统，其学科性质由原理论部分决定。传统学科就在原理论部分建构一元化的结构体系，其内限性强，相对封闭——如果这一部分遭到否定，便会导致整个系统崩溃（如表现论对反映论的否定，价值赋予理论对本质论的否定等等）；而现代学科建制依然保持这种大结构框架，但基本理论部分却呈现开放的多向包容的态势，尤其是在本体的质问达到十分激烈的时候，原理论基本模块就会开裂，出现各种不同的学说与流派，重新形成多元组构的基础模态——种非本质论的外化倾向。

美术理论系统的开放性真正体现在外部边缘的两大学科系列：进入创作阈的右向系列为应用学科，进入学术阈的左向系列为交叉学科。二者的研究阈场可增可减，完全是动态的开放的，随着对象的变化而变化，随着时间的推移而变化，随着区域的转换而变化。按常理，进入学术阈的学科模块其学术性较强，有较大的研究空间；进入创作阈的学科模块其实践性较强，研究的深度和广度多受对象制约。应用理论的研究对象也是它的研究目的，即直接针对造型艺术自身的实践，为实践活动提供理论支持。说明性、可操作性和序列规范成为应用理论的研究特点，对象成为纯粹的研究客体，可使用科学的实验的手段，以实证或否证的方法进行研究。交叉学科的范围更为广阔，可变性大，性质最活跃。第一，与传统的人文学科或社会学交叉，如美术史学理论、美术社会学、美术心理学、美术人类学、艺术哲学或造型美学等；第二，与新兴学科交叉，如比较美术学、阐释美术学、发展美术学。另有一些两栖类学科，如美术思潮史、美术理论史、美术批评史等，论学科性质应属于史学系列，但研究对象的属性则在美术理论范畴（未列入学科图表）。交叉学科是学科分化的现象，处在学科外沿，也是学科的前沿，不断对外交换，激励学科发展，开拓学科视野，研究传统学科边界上的“遗漏问题”或传统学科无法包容的“新增问题”。

附图

美术理论学科图表

分析上列图表，可见基本学科模块亦可成为课程模块。众所周知，课程建设是学科建设的基础，是第一步的工作。目前，应用理论和交叉学科两部分的课程容易切入，易于规范，因为有章可循（参照西方既有的学科课程），且又相对独立，有各自的研究对象和研究方法。基本理论部分的情形却不相同，在西方也没有权威的或比较完整的美术原理著作。所有关于“艺术原理”的研究都在美学范畴内，研究对象几乎都是西方的造型艺术，极少涉及西亚或东亚地区。比较美术学的研究刚兴起，远未深入，未能阐释人类造型活动最普遍的规律并提出相关的艺术法则（是否存在普遍规律和通行法则，此处暂不讨论）。理论阐释有着很强的针对性，即特定的对象、特定的语境和特定的概念术语所形成的一系列规限性的表达。中国现代的美术理论面对的不仅仅是中国传统的书面创作体系（这是最低限度的说法），而是在中国本土由现代的中国人所进行的种种造型实践活动，或曰，与视觉相关的美术活动（暂且使用“美术”概念，既是约定俗成，亦无更加恰当的词可以取代），其中很大部分属于西学体系，或中西结合的现代实验。以怎样的理论话阐释这种美术现象？如何界定又如何评价？理论依据是什么？基本理论的问题最多最复杂，直接诉求个体的感性经验，一时难以澄清，故也无人问津，或无法问津。

四、学科话语

学科建制是对话语的限制。任何一门学科都有自身的命题，特定的研究对象和特殊的概念系统，通过学术体制确立知识－理解模式。它强调在特殊的语境中讨论理论问题，而不是先验地假定问题的答案，推行非语境化的脱离实践的本质主义的思维方式。

学科概念系统的话语重构，曾流行的两种说法，一是实现中国古论话语的现代转换，二是实现西方现论话语的中国化。在中国，现代美术理论并不是一个纯粹的外来学科，也不是一个纯粹的传统学科，传统中国或现代西方的学科概念和范畴都同时存在，二者碰撞，自然整合。但是，二者在量上或质上均不对等，交流的势态相差亦大。现在理论学科的系统框架是在西方理论思维模式影响下产生的，话语符号是中国的，言说对象是现代的，文化意识层面还有传统的观念，概念系统的话语方式与系统之间不是绝对的文化对应关系，中国古代的理论话语依然进入。系统是被开发的，话语是灵变的，其准则只在于自身的理论立场和对象的特性表达。

美术的概念与范畴是对美术样式的艺术功能、社会作用及审美规律的一种抽象表达。有关样式的分类、流变及艺术特征的理论，必然形成相应的范畴体系，样式的历史沿革又导致理论范畴的推移变化。在古代中国，就有三次大的变化：一从汉代的“君形”论到六朝的“畅神”论；二从六朝的“形神”论到宋代的“形意”论；三从宋代的“意象”论到明清的“逸兴”论。其中，六朝和宋代是两个转折点，而形神论的核心概念是“畅神”，形意论的核心概念是“意象”主流样式的审美特征转换与概念范畴的推移变化基本一致。问题是到了现代，一方面在文化守成主义思潮和狭隘的民族意识驱动下，中国历史上所有的概念范畴泛滥成灾，失去了对象性；另一方面在文化激进主义思潮和开放的全球意识下，西方现代艺术中流行的概念范畴也泛滥成灾，同样失去了对象性。或许我们不能单纯地责怪现代中国美术理论的失范与混乱，因为创作实践本身都处在探索实验阶段，无所适从。旧范式被批判，旧理论被质疑，旧概念被颠覆，传统的语境丧失了，在“解构”和“多元”的现代世界中，在文化大批判的时代，我们能否期待一个共通的美术样式及其相应的概念系统？显然不能。因此，中国古代的理论话语是否需要实现所谓的“现代转换”？西方现论话语是否需要实现所谓的“本土化”？其实，这个问题可以简化——对古论话语的重新诠释，就是“现代转换”；在自我意识界面上接受西方的理论话语，在汉字符码上实现意义的重新组接，使之成为当下有效的理论工具，就是“本土化”。任何一次历史文化的转型或外来文化的输入，都存在这种现象。若究深意，在“现代转换”和“本土化”口号的背面，则隐藏着一个“新中心”论，或期待着一个新的话语霸权。本文提出的，“话语重构”，不是要建立威权话语模式，而是在清理（让概念系统进入各自的话语模式）之后，以大系统的链接方式建立一个新秩序，即在社会公共的话语空间实现某种理论定位，并以有序的方式进行对话。

五、学科建设

当代西方最流行的文化研究，不是划定学科界限，而是要建立跨学科的知识探索领域，打破传统学科的封闭性及其狭隘的话语生产方式，促使研究者从“技术知识分子”的角色中走出，提倡关心总体性的、传统的思想家意义上的知识分子，从而促使理论研究者能够批判性地介入公共的社会政治问题（注：henry giroux,david shumway,paui smith,james sosnoski:the need for cultural studies:resisting intellectuais and oppositional public spheres,参见jessica munns and gita rajan编： a cultural studies reader:history,theory,practice,london and new york,1995,pp647.）。对中国而言，这种文化研究的知识倾向非常接近中国传统儒家的“文人”品性，即家国政治的学术情结和广泛的人文关怀。但在现代的中国和西方，学术方面的诸种现象都有着相悖逆的发展倾向。比如，人文化倾向与科学化倾向，本质论倾向和非本质论倾向，整体的辩证的与局部的分析的，系统的与非系统的。在造型艺术方面，则写实的与抽象的（暂且使用这一对不甚确切的概念），具象的与意象的，视觉的与观念的等等，几乎都是逆向发展。学科的建设和发展是否也存在着逆向现象？建立专门的知识领域，厘清研究对象和研究范型，是现代中国学科建设的基本任务。对于自然科学和一般的社会科学而言，一向如此（现今，亦开始将目光投向边缘地带，注意跨学科的研究，甚至跨越科学和艺术的边界）；而中国的人文学科，尤其是艺术学科，却明显规范不足（中国学术界“史论结合”的传统就是一种文化研究的态度）。

美术理论研究要不要提倡文化研究？或曰，是否消解学科边界，进入跨学科的文化研究（注：s·霍尔指出，文化研究是由多种形构组成的系统，拥有多种话语（在福柯的意义上，文化研究是一种话语的建构），具备一系列不同的方法与理论立场，且所有立场都处在争论中。参见stuart hail cultural studies and it’s theoretical lebacies,见l.grossberg等编：cultural studies,routledge,1992.pp.278.）状态？对照上述的学科图表，“交叉学科”部分就是跨学科的研究。新时期以来，中国美术理论界著述最多的，在交叉学科不在基本理论。在论文撰著方面，活跃的也是“边缘性研究”，这已成为现时存在的普遍状态。