关键词：工民建；概念设计；结构抗震；发展现状；分析
1 结构抗震模式
1.1 填充墙作用下的框架结构的抗震性能不足
填充墙刚度效应的存在使得结构自振周期减小，从而使作用与整个建筑上的水平地震作用增大。其刚度的影响，抗震规范规定，在按空框架分析的基础上乘以小于 1 的周期修正系数体现填充墙对结构的刚度贡献，而不去计算填充墙的刚度。周期修正系数的取值将直接影响地震作用下钢筋混凝土框架的反应。所以合理地确定周期修正系数是框架填充墙结构抗震计算分析中一个较重要的问题规范只是规定了在一个范围内变化的周期修正系数。
1.2 结构地震所响应的分析方法
一、静力法：静力法把结构看成是刚接于地面的刚体。这样根据地面最大水平加速度计算出结构所受的最大惯性力，并以此作为等效静力进行结构的地震响应分析。由于静力法是19世纪末20世纪初提出来的，当时，人们对地面运动的频谱特性还是不太了解，分析设计的房屋多为低层建筑，采用静力法进行结构抗震设计还是可以接受的。但随着地震学及地震工程领域的研究发展以及越来越多的工程结构抗震设计的需要，静力法已不能满足要求，因此就逐渐被考虑结构弹性性质、阻尼性质及相应动力特性的反应谱法代替了。
二、反应谱法：反应谱法基于线性假定，分析时只取少数几个低阶振型就可以取得较为满意的结果，其计算量较小，且将时变动力问题转化为拟静力问题，易于为工程师所接受。反应谱法的实施过程包括以下三步：1.根据强震记录统计用于抗震设计的地震动反应谱。2.将结构进行振型分解求得各振型的最大反应值。3.用适当的方法将各振型反应最大值结合起来得到结构大响应值。随着技术的发展，各种复杂结构的出现，反应谱法也逐渐暴露出其局限性，主要表现为反应谱法原则上只适用于线性体系的抗震设计。
三、时程分析法：作为反应谱法的补充，时程分析法从 20 世纪70 年代开始成为一种为各国规范普遍采用的动力分析方法。时程分析法将地震时地面运动产生的位移、速度和加速度作用在结构物上，利用数学上的逐步积分法求出结构在地震作用下从静止到振动直至振动终止整个过程的地震响应(位移 内力 变形等)，时程分析法实质上是求解运动微分方程的一种逐步积分法。我国抗震设计规范规定对于那些特别不规则的建筑、甲类建筑和达到一定高度范围的高层建筑以及采用新的结构形式或新的建筑材料的建筑结构，应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。
2 概念设计
2.1 对于概念设计的认识和应用
组织结构抗震设计的目的是使组织结构在强度、刚度、延性以及节能等方面取得最佳、从而满足小震不坏、中震可修、“大震不倒”的要求。在当前的科技水平和经济条件下，为了保证组织结构具有可靠的抗震性能，概念设计应充分考虑以下因素：场地条件和场地土的稳定性，建立组织结构计算模型，抗震组织结构体系的选取，材料效用，温度作用以及组织结构的空间作用等。所得出的结论是：构件的最不利受力状态随着构件和地震作用方向而变化 当地震作用方向与结构主轴方向一致时，梁处于最不利受力状态；当地震作用与结构的主轴方向呈 45 度时，大多数柱处于最不利受力状态。结构薄弱部位的处理，如建筑平面外墙转角处的转角窗，限制了角部结构竖向抗侧力构件的设置，如果采用概念设计，解决这一问题的方法是2竖向构件间应设厚板、暗梁等可靠拉结。再如，由于节点部位的重要性，所以引入抗裂性的概念，以此来比较梁、柱节点偏心所引起的节点性能的变化。建议在地震区，不宜采取梁柱偏心过大的节点形式，而且构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力。
2.2 对于概念设计的必要性和重要性认识
概念设计就是从结构总体方案设计开始，就运用人们对建筑结构抗震已有的正确认识去处理结构设计中将遇到的问题，诸如建筑体型结构体系、刚度分布、构件延性等，从宏观原则上进行评价 鉴别 选择等处理，再辅以必要的计算和构造措施，以消除建筑物抗震的薄弱环节，达到合理抗震设计的目的也就是说概念设计是在特定的建筑空间及地理条件下，用整体概念来考虑结构的总体方案，依据结构总体系与分体系之间的力学关系 结构破坏机理 震害 试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部构造措施的宏观控制概念设计受到国内外工程界的普遍重视，并将发挥更大的作用
长期以来，人们认为结构设计很简单，只需遵循规范和手册，等建筑师完成建筑设计后，使用计算机就可以完成结构设计 但这不能充分地运用结构设计者的知识和技能，而且还会与建筑设计方案产生分歧和矛盾 所以我们应考虑在结构设计中如何运用概念设计，比如结构的抗风设计与抗震设计，抗震设计要求能消减外荷载，吸收或转换震动的能量；而抗风设计则要求结构在风的作用下动力效应较小，刚度较大 这一矛盾必然影响结构体系的抗风和抗震性能 为了弥补这一缺陷，需要合理的概念设计与延性构造措施来加以保证。概念设计的重要性，还体现在方案设计阶段。初步设计过程是不能借助计算机来实现的，这就需要结构工程师综合运用结构概念，选择最为可靠 经济的结构方案。为此，需要工程师不断地丰富自己的设计理念，深入了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们运用概念性近似估算方法，可以在设计方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择。所得方案往往概念清晰、定性准确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的经济可靠性能。同时，这也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。计算软件的选择和使用不当，也会造成结构设计的不合理，甚至影响到建筑物本身的安全性，应用概念设计的思想，可以避免此类情况的发生。
3 结语
经过工民建中多年的抗震探索和研究，总结得到的经验成果将为今后的工民建结构抗震设计开辟了新路。
1注重物理前概念的有效转化
每个学生都不是空着脑袋来学习物理知识的，在物理概念学习前学生大脑中的表象或与概念同向或与概念相悖离.同向的物理前概念可以直接转化为学生内在学习动机，提炼为感性认知推动理性飞跃；相悖离的物理前概念则可以引发认知冲突，再经过一系列物理手段可以将其转化为正确的感性认知或直接实现理性飞跃.两种不同物理前概念的转化流程如图1所示.
案例1在学习“自由落体运动规律”前，学生的物理前概念可能是与亚里斯多德的认识一样的，属于与概念本质相悖离的物理前概念，如何有效转化呢？可以采用实验演示的方法让学生直观地感知在没有空气阻力的作用下，质量不同的物体下落快慢一样.也可以采用问题导学的方法，引导学生通过具体问题的思考和归纳实现理性的飞跃.笔者在和学生学习这部分内容时，首先给学生抛出了两个问题：
问题1生活中，我们会发现不同的物体同时在同一高度由静止开始（初速度为零）释放，出现了落地快慢的差异，结合原有认知，猜想这是由于什么因素造成的？
问题2想一想有没有什么办法消除这些因素的影响？
评析不回避学生的物理前概念，从学生片面的认识出发，以问题的形式引导学生思考，在学生初步推理后，再演示“牛顿管实验”，对比抽气前、后多个不同质量在牛顿管中下落的现象，很自然地完成自由落体运动概念的转化.
2强化过程体验
物理概念不是一蹴而就的，概念教学不能搞强塞硬记，要引导学生体验概念的形成过程，体验物理知识间的联系，我们从物理概念的物理意义出发，创设有利于学生认知发展的问题情境，激发学生的好奇性、学习兴趣等学习正情绪，在兴趣的驱动下对问题情境进行分析，体验概念的形成的过程，丰实感性认识，并以此为基础逐步接近物理概念和规律，及各个物理概念之间的本质联系，实践经验表明，重视概念形成过程的体验，不仅仅有利于概念的记忆、理解和内化，还能有效提高学生的思维品质.
案例2在和学生学习“加速度”这一概念时，如果直接灌输，学生的理解程度低，难以接近概念的内涵，从“加速度”这个概念本身来看，采用的是比值定义法，这个与速度的定义有相似之处，不过学生对比值定义法的认识不深刻，可以说“加速度”是学生步入高中后遇到的一个全新的概念，生活中有“加速”这个说法，不过没有情境的驱动，学生很难构成有效的联系，为此，笔者在教学中从学生身边真实的情境出发，设置问题.如表1所示提供不同交通工具的速度变化情况.
3注重物理思维
数学是物理概念建立的一个重要工具，在建立物理概念时与数学相结合是常用的方法，不过，笔者认为在概念建立时首先应该去思考能不能从学生原有的物理概念出发进行迁移.重视用物理思维思考问题，建立概念不仅仅能够建立新概念，同时还能强化对原有物理概念的理解，有利于概念体系的有效建立.
4注重自主反思
很多学生尤其是高一的新生大多感觉到物理难学，有些学生反映课堂上能够听懂的，但是过不了多久就忘记了，什么原因呢？相比于初中的物理知识，高中物理知识较抽象，而且内容增多，有些学生在课堂上学了前面忘了后面，下课后到底真正掌握了多少，心里没底.为此，笔者认为下课后应及时地反思课堂所学，及时的反思能够较清晰地还原课堂物理学习过程和习得的物理概念.那么要反思什么呢？如何进行反思呢？笔者认为，可以通过问题引导帮助学生养成课后勤于反思的习惯：
（1）本节课上，我学会了哪些物理概念？所学物理概念与原有概念有哪些联系？在物理概念学习过程中有什么不理解的地方？
（2）本节课上，我学会了哪些物理思想方法？所学的物理思想方法在以前的物理概念学习中有没有用过？
关键词：量化词；语义加工；离散性搜索；连续性计算
一、语义的认知表征和加工模型
在语义记忆的研究中，加工进程和表征结构之间的关系一直是个棘手的问题。对此研究者们曾提出一些结构化的模型，如层次网络模型、ACT模型和解释性模型。这些模型认为，语义信息的存贮是有结构的，概念范畴以结点的形式存在于记忆中，而结点间的关系以连接的形式来表征，这些结点和连接形成了一个有序的网络结构。语义加工的机制就是对这样的网络进行搜索，以便找到一条将两个概念范畴连接起来的路径，如找到了这样的路径就肯定，否则就作否定反应。这里不存在对概念范畴进行语义分解及对其特征进行比较计算的过程，也不存在推理的过程，因此这种加工的特点是一种“全或元”的：或者找到了，或者没找到，其间不存在任何部分有用信息的中间状态，是一种两阶段的离散性加工。
另一些研究者则提出了非结构化模型，如特征比较模型、样例模型、Rational模型和连接主义模型。这些模型没有赋予各种概念范畴及其相互间的关系以独立的表征，而是假设概念范畴是由更小的元素成分——语义特征的集合来表征的。这些特征之间相互独立，而且在表征不同的概念时具有不同的权重。这种加工的特点是：它是一个连续性的过程，这个过程中有用的信息是从无到有，从少到多，随时间推移而逐渐积累的，其间有一连串彼此区别的中间状态。当信息积累到某一特定阈限时，就可根据计算比较的结果作出肯定或否定的反应，而在达到这一阈限之前，也可根据积累的部分有用信息作出相应的猜测反应，并且这一猜测反应的正确率会随时间的推移和部分有用信息的不断积累而提高。
二、离散和连续性加工
许多研究者区分了以上两种类型的信息加工模型，即离散性和连续性模型。假如在信息加工过程中不存在对概念范畴进行的语义分解和推理，仅靠搜寻由结点和连接组成的网络结构来找到反应的路径，这种加工就属于离散性质；反之，假如信息加工是一个连续的过程，有用信息随时间的延长而逐渐积累，这种加工就属于连续性质。根据这两种模型，我们可以让被试进行语义判断作业，并在两个相邻时段分别中断他们的加工进程——如果在此过程中的某一时刻突然出现有用信息量的激增，那么加工就属于离散性质，在加工被中断之后，被试猜对语义的概率不受相邻时段时间间隔的影响；假如他们获得的有用信息是随时间推移而逐渐增加的，加工被中断之后就只能根据已获得的有用信息进行猜测，其猜对的概率便会受到相邻时间间隔的影响，加工就属于连续性质。
三、实验研究
（一）研究设想
有研究表明，在语义信息加工中，熟悉度是影响语义信息加工性质的因素之一，高熟悉度的项目倾向于离散性加工；低熟悉度的项目倾向于连续性加工。并且，学习因素也会影响语义信息加工性质的变化：过度的学习会使最初的连续性部分信息积累方式转变为离散性积累趋势。
本研究试图利用普通反应时实验考察不同量化词（全称/特称）的命题句在不同语义距离和熟悉度的概念语义信息加工方式上的差异，进一步证实对两种性质语义加工的区分。按照迈耶（Meyer）的谓语交叉模型（如图1所示），“有些”型命题句的加工在语义加工的第一阶段就完成了，而“所有”型命题句要经过两个阶段。由于第一阶段更多地依靠搜索提取加工，第二阶段则属于特征计算加工，因此熟悉度不同的句子意味着不同的加工方式，那么在量化词和熟悉度之间将会表现出交互作用：在高熟悉度时，“所有”型命题句和“有些”型命题句在反应时上无差异；而在低熟悉度时，“所有”型命题句的反应时将大于“有些”型命题句。
（二）实验设计
采用三因素2×2×2的被试内设计。语义层次距离因素分为远、近两个水平；熟悉度分为高、低两个水平；量化词因素分为全称量化（“所有”）和特称量化（“有些”）两种。
（三）实验被试
20名大学本科生，年龄分布在18到23岁之间。其中男7名，女13名。被试的视力或矫正视力均达到正常。
（四）实验设备
使用联想PIII计算机和反应装置进行实验。
（五）刺激材料
第一，选择三个上位概念：动物、植物、生活用品。分别选取每个上位概念之下的两个下位概念，依次为兽类、鸟类；树木、花草；厨具、服装。将这九个概念范畴制成两个概念联想表：动物、厨具、服装、树木、花草组成一张表；植物、生活用品、鸟类、兽类组成另一张表。
第二，将30名大学生平均分为两组，要求每组被试仅完成一张概念联想表。他们的具体任务是按顺序写下所联想到的每一个概念范畴中的10个例子。这样做的设想是：一是上位概念和其例子之间的语义层次距离应该比下位概念和其例子的语义层次距离远，这样就可以将概念和例子的语义层次距离分为远、近两个水平；二是我们可以根据例子的先后顺序来确定被试对这些例子的熟悉度，即越先联想出的例子被试就应该越熟悉。这样就可以将概念和例子之间的熟悉度分为高、低两个水平。
关键词：强化 概念 深化 电工 教学
电工作为一门专业基础课，广泛应用于机械、机电专业的教学工作中，应用于工业、农业生产领域和人们的现实生活中。如机床的控制，面粉机、抽水机的运转及电风扇、洗衣机的运行等等。如何提高电工课的教学质量，提高学生对电工基本概念、基本知识的理解和掌握程度，是广大电工教学工作者探讨的课题。
受生源条件的限制，技工学校不同于大学，不能选择学生，只能从教师自身方面寻求电工教学质量和效果的提高。因此基础知识教学、基本概念强化就尤为重要。
学生对基本知识、基本概念的学习，皮毛的、表面的知识还可以掌握，稍一深入或形式上有所变化，学生就感到头疼、困惑和不解。教师要根据不同情况采取有针对性的教学方法，使学生理解并掌握这些内容。
一、电阻的连接
电阻的连接是电工基础知识。简单的串并联，一眼就能看得出来，学生基本可以掌握，不存在太多问题。但是只要一变形式，对图形复杂一点、一眼看不出来的内容，学生的问题就出现了。电路是如何连接的、从何入手、怎样分析、怎样计算？这时教师要强调串、并联基本概念，它们的本质区别，让学生从概念上理解和掌握电阻的串联和并联。对于电阻连接的画法，教师要多出些题目，多举些例题进行分析和讲解（注意：举例要有质量，要有针对性），并留些题目由学生自己思考、自己练习、自己完成。通过例题的讲解、学生的思考练习使该问题得以解决、强化，得以巩固和提高，如图1所示。
二、电与磁
电与磁是电工的又一基本内容，发电机、电动机、电铃等都是电与磁内容的具体应用。如电与磁的方向、左右手定则的应用、楞次定律等是学生学习的又一难题。电磁基本定律是电工的基本内容，又是重点知识，学生必须理解和掌握。教师在这一内容的讲解上要下功夫、讲求方法。左手定则主要用于通电导体在磁场中受力方向的判定（主要用于电动机转向的判定），其中电流方向、磁场方向为已知，受力方向为待定量，需要通过判定获知。右手定则主要用于感生电动势或感生电流方向的判定，其中磁场方向、导体运动方向为已知，感生电动势、感生电流的方向由判定获知。然而二者用途又不绝对。左手定则一般适用于电动机，右手定则一般适用于发电机。因电动机中也存在反电势，反电势用右手定则判定；发电机克服的主要是电磁力，电磁力方向用左手定则判定。问题的实质还是要根据已知条件、未知条件来确定左右手定则的具体应用，如图2所示。
楞次定律是电与磁的又一基本定律。它判断的是线圈中感生电流的方向。线圈中感生电流产生的磁场方向总是阻碍原磁场的变化。我们不妨这样理解楞次定律：当线圈中原磁通增大时，感应电流产生的磁通阻碍线圈中原磁通的增大，这时感应磁通与原磁通方向相反；当线圈中原磁通减小时，感应电流产生的磁通阻碍原磁通的减小，其方向与原来磁通方向相同。即线圈中原磁通增大时，感应磁通将阻碍其增大；原磁通减小时，感应磁通将阻碍原磁通的减小。据此，感应电动势或感应电流的方向得以判定，如图3所示。
三、相位、变化率
在交流电路中，由于涉及相位问题，使得学生学习这一内容时难度增大。要弄明白这一内容，只从定义上讲解，学生也还是知其然不知其所以然。因此，必须使学生深入了解、掌握该内容。感性电路、容性电路中电压电流间的相位关系，自己从纯电感电路、纯电容电路着手讲解这一内容。下面以纯电感电路为例讲解电压电流间的相位关系，如图4所示。
按图4连接电路。图中低频信号发生器频率不超过6Hz，当开关闭合后，观察直流电流表、直流电压表的指针变化，研究纯电感电路中电流与电压间的相位关系。
可以看出电压表指针达最大值时，电流表指针为0。当电压表为0值时，电流表指针由0值指向最大值……由此，纯电感电路中，电压、电流不同相，相位相差π／2。
再由公式知，线圈的自感电压与电流的变化率成正比。当电流为零值时，其变化率最大、UL最大；之后电流越来越大，其变化率越来越小、UL越来越小；当经过π／2角度时，电流变到最大值，其变化率为零、UL为零值；之后电流逐渐减小，电流的变化率逐渐增大、UL反向增大。经过这样的讲解，学生明白了纯电感电路中电流、电压达到零值、最大值、反向最大值的时刻不同，相位相差π／2角度，且电流滞后于电压π／2角度。加上前面的电路连接，电压表、电流表指针变化情况的观察，结合波形图，学生对变化率问题、相位问题的理解既有感性的又有理性的，得以升华。依次，纯电容电路中电压、电流的相位问题，感性、容性电路中的电压、电流及相位问题逐步得以解决。t时刻线圈平面与中性面的夹角(ωt+φ0)叫交流电的相位。相位、变化率问题得以解决。
四、基尔霍夫定律
基尔霍夫定律是电工又一基本内容，也是电工课教学的重点内容之一。在这一内容的教学实践中发现，这也是学生的难点之一，容易引起困惑、不解。解题时思路不清、难以下笔。探究其原因，学生根本问题出在基尔霍夫第二定律（回路电压定律）的理解和应用上。“在任一时刻，沿任一闭合回路巡行一周，所有电压降的代数和等于零”。这是回路电压定律的原内容。关键是学生对电压降、代数和的理解存在疑虑，概念不清。为此，笔者主要从这两点下功夫，进行回路电压定律的讲解。电压降，即从高到低，指电压是降低的、电位值逐渐减小，无论是电动势还是端电压，均可这样理解。电阻上压降绝不可不讲，且必须讲透。即在外电路中，沿电流方向电压是降低的；反之，电压升高。（内电路中沿电流方向电位是升高的）！这样学生恍然大悟，从迷惑中解脱出来。什么是电压降、电位升、电位降，大脑中建立了清晰的概念。如此再解释一下代数和，设电压降为正，电位升则为负。结合具体例题，列方程，如图5所示，对于回路Ⅱ：
这样可以使学生理解回路电压定律。再加上适当题目的针对性练习，经学生的思考、演练和教师的指点后，学生将彻底掌握该内容。基尔霍夫定律教学也告一段落。
关键词：中国；教育方针；经典逻辑；价值逻辑
中图分类号：G40-01 文献标识码：A文章编号：1672-4038（2014）06-0003-06
一、教育方针定义的思维方法论
教育方针是什么？新中国60多年来，有关定义不下于数十个。按照对制订教育方针主体的不同理解，可分为国家主体型、政党主体型、政党和国家主体型三类。国家主体型认为，教育方针是“国家根据政治经济的要求，为实现教育目的所规定的教育工作总方向”，国家是颁布教育方针的主体；政党主体型认为，教育方针是“党领导教育工作的根本指导思想”，政党是颁布教育方针的主体；政党和国家主体型认为，教育方针是“党和国家为实现总任务而对教育提出的根本要求”，政党和国家是教育方针的共同主体。按照对制定教育方针出发点的不同理解，可分为社会目的型、教育目的型两类。社会目的型认为，教育方针是根据一定历史阶段国家和社会发展的要求提出的教育工作的指导方针，其着眼点在于实现社会的总目标、总任务或为社会服务；教育目的型认为，教育方针是为实现一定历史时期的教育目的也即人才培养的总目标而制定的教育工作的指导原则。旨在培养合格的人才。按照定义的不同.可分为总方向型、总指导思想型、总政策型三类。总方向型认为，教育方针是国家或政党在一定历史阶段关于教育发展的总方向，一般包括教育的性质、地位、目标、任务、功能及实现途径等原则性规定；总指导思想型认为，教育方针是一定历史时期国家发展教育的总体指导思想或根本指导原则，集中体现了国家的教育意志及其价值倾向；总政策型认为，教育方针是对不同时代教育实践的总结，是教育基本政策的总概括和各项教育政策的总规定。
上述划分仅具有相对性，但值得注意的是，这些定义多是运用形式逻辑的属种定义思维和方法，对新中国各个时期的教育方针进行静态抽象、归纳和概括而得出的结论，其认识尚处于知性思维或朴素的经验理性思维阶段。它仅仅把教育方针当作一个知性概念，亦即抽象概念或抽象同一概念加以认识，还“停留在概念否定的、抽象的形式里”，停留在形式逻辑（初级逻辑）相对单纯的“属加种差”的定义方法上，没有能“按照概念的真实本性将其理解为同时既是肯定的又是具体的东西”，亦即把它当作一个理性概念或称具体概念、具体同一概念――“包含多样性于自身之内”、“包含不同规定的”、“一种综合的统一（对立统一）”的概念加以研究，也没有能将概念的形成过程和给概念下定义的思维活动结合起来，运用辩证逻辑的定义规则，展示其在教育实践的基础上由低到高、由简到繁、由个殊上升到一般、由抽象同一上升到具体同一、由最初的教育宗旨随着时势变迁而发展衍变至今天的教育方针的运动轨迹。
人们对事物的认识通常要经历感性认识和理性认识两个阶段。在理性认识阶段，又存在着两种不同的思维方式或两条相反的路径：一条是从具体到抽象，另一条是由抽象到具体。抽象是对事物某一方面的认识：具体是对事物多方面的认识。抽象的认识之所以可能，是因为事物的个别方面、个别特性是相对独立的，因此，在认识过程中可以抽出某个方面、某个特性而暂时撇开其他的方面和特性。具体的认识之所以可能，是因为事物本身是不同方面、不同特性等多样性的统一，是许多规定的综合，既表现为综合的过程，也表现为综合的结果，而不是表现为起点，它是现实中的起点，因而也是直观和表象的起点。由具象到抽象，由感性到理性，再由抽象思维到思维具体，前一阶段称为知性思维或经验理性，是理性认识的初级阶段，后一阶段称为辩证思维或理论理性，是理性认识的高级阶段，它直逼客观现实，把处于抽象认识水平的概念提升为包含着差别和对立于自身的具体普遍性的概念，从而使人们对客观事物的认识更接近，更深刻、更准确、更科学。
此外，概念的内涵也有初级和高级之分。反映事物同一属性的概念是初级概念，反映事物内部多样性对立统一的概念是高级概念。相对而言，形式逻辑的概念属于知性认识的概念.是对事物同一性的反映。它内部不包含矛盾。不能显示概念变化的内在联系。辩证逻辑的概念属于理性认识的概念。是对事物内部矛盾的反映，它本身是对立面的统一。抽象同一概念。是个别事物，或事物个别本质属性，或同类事物共同本质属性的概括，它反映是事物的第一级本质，即对象自身的同一性及与其他对象的差异性。具体同一概念，从其反映的对象来说，也是对个别事物，或对事物个别本质属性，或对同类事物共同本质属性的概括。但是，它是知性认识的发展，不仅继承知性认识正确反映客观事物的一切成果，而且更深入到被认识事物内部的多样组成部分及其对立统一关系的层面，认识到事物的“特征”之间的辩证关系。这是由对事物一级本质的认识上升到对事物二级本质以及继续深入下去的认识。它不仅反映事物的同一性，而且反映事物的对立面的多样同一性；它不仅反映不同事物之间的差异.而且反映事物自身的内部差异。
循着知性一理性的思想进程，对教育方针定义的方法论也应该是：由感性认识出发，通过知性思维或经验理性思维方式的加工.也即通过对不同教育方针的内容、形式及其定义的整理、归纳和概括，获得关于教育方针概念的抽象认识，而后再对其进行理论理性思维或辩证思维方式的加工，把对教育方针的简单抽象认识提高到具体的辩证的认识，把握并揭示教育方针的复杂形态及其本质。
二、教育方针的辩证逻辑定义
从辩证逻辑由抽象到具体的思维行程来看.概念是从历史发展中产生出来的结果。教育方针的概念也复制了简单到繁富、抽象到具体的运演轨迹，由单一逐步走向复合、综合与集合。
一方面，其名称经历了清末、民国两个政府“教育宗旨”到中华人民共和国政府“教育方针”的演变过程；其思想内容经历了从晚清强调各级各类新学教育的人才培养总目标（也即教育目的），到民初倡行德智体美四育并举和德育为首的教育内容及形式，中经南京政府强化三民主义教育的政治性质、方向、职能和任务，直至新中国融教育的社会主义性质、方向、目的、任务、内容和形式等于一体的演变过程。随着时代的变迁及教育的发展，作为教育的总指导原则，教育方针的功能不断增加，内容越来越多，概念越来越丰满，其定义也由原初的相对单一和抽象发展到后来的相对宏富和具体，既是教育地位、性质、方向、目的、任务、内容、形式和途径等的总规定，也是教育基本政策的总概括。是一定历史时期关于教育发展总的指导方针。
另一方面，教育方针又是一种规范引导教育发展的活动，是一个过程概念。其表现为一定的统治阶层为达到一定的目标而开展的一系列教育及其管理实践活动上，它是动态的，是时间的函数，与历史和未来有关。美国学者詹姆斯・安德森说，政策是一个有目的的活动过程。也说过，政策是一切行动的出发点，并且表现在行动的过程和归宿。如果仅将教育方针表征为某种静态的结果，而不注重其现实运行的过程，那么这种表征是不全面的。事实上，教育方针的动态运行过程也是构成教育方针整体的重要部分，它更能反映事物的本质和实际进展。教育方针本身就是制定和实施、评价和调整的综合体，研究教育方针，既要重视其静态的文字表述，更要考察其贯彻落实情况。应将教育方针的制定和实施当作一个有机体看待，其中，制定是实施的前提和基础，实施是制定的目的和结果，任何厚此薄彼或顾此失彼的做法都有悖于教育方针的本旨或原意。这也是政策科学、教育政治学的一项通则。
教育方针是一种观念，反映或代表了一种思想观念，也是一种决策规范，是统治集团为实现自己的教育意志而做出的相对恒定持久的重大决策。内核是一种指导思想或价值选择，外壳则是一种政策化、法律化了的行动准则或价值规范。它是观念和标准的统一，是意识形态和制度形态的统一，是认识活动和价值活动的统一。
但更重要的是，作为一种行动纲领或指针，它还同时规定着可能有的行动方式和行为的发展方向，是一种鼓励良性期望行为的刺激源，是导引激发健康积极行为的催化剂。它代表了整个教育运动的旗帜，是一般教育规范（政策、法规）根本精神以及教育价值观的集中体现，是教育规范体系的总表征。它是目标、原则、任务、方式、措施、步骤等多项内容的有机结合，是制定和执行、认识活动和实践活动的完整统一。它要求制定者和执行者双方都应自觉自律，达成一种默契，形成一种机制，即坚守行为的一致性和执行的重复性。此外，它本身既是一种教育行为，也是一种政治行为.是一种集政治和教育等几重标准的价值选择行为，也就是统治阶层教育意志表征的一种行为.这里姑且把它称作教育方针行为。
从国内外教育指导方针发展的历程来看.任何一个国家、政府或统治阶层、政权组织（政治团体）对教育的干预总是绝对的，不干预才是相对的，无论其是否有“教育方针”一说.但通过颁布类似的规定或以其他形式实施对教育的规范、引导和控制等干预职能这一点总是类通、恒定的。作为统治阶层的一种行为，它自身也有其诞生、发展、消亡的“生命周期”，这个周期就是教育方针的制定、执行、评价、终止四个环节的循环往复和螺旋上升。从这个意义上说，20世纪中国教育的发展史也就是教育方针“生命周期”的发展史，或者说是一部教育方针行为的发展史与教育方针的实践史。
教育方针不仅表现为一种状态或现象.如观念、思想或标准、规范等，而且也是一种活动过程，是一个由认识、实践和价值活动这三项基本活动组成的有机活动系统。这三项活动既相对独立，又相互联系、相互渗透、相互依存、相互转化构成一幅完整的教育方针活动的“过程图”。在这个活动的程序性链条中，其认识活动较多地体现于教育方针的制定，并表现出较强的实践指向性和最优选择性：其实践活动较多地体现于教育方针的实施或执行，并表现出较强的现实针对性和具体操作性：其价值活动较多地体现于教育方针的评价，并表现出较强的主观价值倾向性。
进而言之，教育方针是上述三个环节、三种活动的辩证统一和有机整体，在实际过程中，它们不仅相互交叉、包容，而且紧密连动、互动。其中，实践活动是核心和基础，认识活动和评价活动都是围绕着实践活动而展开并为实践活动服务的。没有教育方针的制定和评价.教育方针的实践也无从谈起，实践活动必须依靠认识活动和评价活动才能顺利进行。在教育方针的实施过程中，作为教育方针制定的认识活动和教育方针评价的价值活动，既指引着实践活动的方向，又推动着实践活动的发展.而教育方针的实践则检验着认识活动和评价活动的正确与否，使观念形态的认识和评价的结果对象化、现实化。
从更高的层面看，教育方针的制定、实施和评价也是一个历史的过程。在每次具体的教育方针活动中，其实践活动必须在认识活动和评价活动的指导下进行，其认识活动和评价活动又决定着实践活动的方向和内容。当然，这种认识和评价又是在过去实践的基础上进行的。在近现代中国教育方针的发展史上，其实践过程逐渐凝结为一定的教育指导思想和教育理论，积淀为一定的教育政策规范和教育行为准则，上升为教育工作的总方针，成为人们进行教育方针的认识和评价活动所必须依据的一种模式和参照系，深刻影响着教育方针的认识和评价活动。从历史的过程看，一切关于教育方针的认识和评价活动都是以实践为基础、以实施为目的、以实现为归宿。就其实践活动的内部关系而言，它也是由一系列阶段组成的一个过程。在实践的每一个阶段，往往都会带来新的信息，暴露出原来认识和评价中的不足，进而需要重新认识和评价，以修正、调整、充实以至废改原先的教育方针。
姑且撇开对教育方针有制约作用的其他因素不说，教育方针的认识活动和评价活动是随着其实践活动的发展而发展的。实践既是其认识的源泉、评价的标准，同时又是其认识和评价的对象。反言之，教育方针的实践活动又是以其认识活动和评价活动为导引、方向和依据的，认识既是实践的内容，也是评价的基础.评价既是认识的动力，又是实践的调节器，教育方针则是集这三种活动于一身的综合性的教育领导活动。这样，将活动和过程概念引入并包容于教育方针的含义之中，突破其传统的定义域，突出其动态性，从而把定义思路由形式引向过程、由静态引向动态、由平面引向立体。
概言之，教育方针是教育性质、方向、目的、功能、任务、内容和途径等的总规定，是一定统治集团在一定历史阶段规范、引导和管理教育的活动，是观念和标准、意识形态和制度形态及认识活动、实践活动和价值活动的统一。
三、教育方针的价值逻辑定义
如果说关于教育方针的定义是一种判断、是一个事实命题、是关于教育方针“是什么”的认定的话，那么，关于教育方针的内容则是一种指令、是一个价值命题、是关于教育工作“应如何”的行动指示。前者属于认识领域，注重事实逻辑，具有较强的客观性和实在性，后者属于实践领域，遵循价值逻辑，具有典型的主观性和价值性。教育价值指教育的有用性或效用性，是人们有意识地掌握、利用或接受、享有教育时对教育有用性的看法和评价，是教育对人与对社会的意义所在，并通过教育的功能作用体现出来，它反映了作为社会实践主体的人的需要与作为客体的教育活动属性之间一种特定的关系。
在传统逻辑来看，思维的命题就是判断.一个典型的公式是：“s是P”。这种见解与一种根深蒂固的哲学传统有关。按照这种哲学传统.人们的思维就是对于既存实在的认识，思维的全部功能就在于揭示事物。但在实际生活中.人们的思维并不仅限于揭示事物，说明事物“是什么”。思维命题有两种形式，一种是判断.一种是指令。在人类思维中，指令命题是大量存在的，人们的一切行动无不受指令的指导。判断本身并不能直接指导行动，指令才是关于人们“应如何”的行动指示。人类思维实际上涉及认识和实践两个领域，判断是有关认识的思维形式，指令则是有关实践的思维形式。因此，把思维仅仅局限在认识上而不注重实践、积极从事实践，那么，这是狭隘的。同样，仅研究教育方针的定义而不去探讨其内涵也是不够的，因为研究的出发点乃至终点不仅在于对概念的认定，而是要发出关于教育行为的指令，并认定它、揭示它，认识的目的在于实践，制定的宗旨在于实施。
人文与社会科学研究，特别是教育学研究，既要遵循经典逻辑，更要遵循价值逻辑。教育方针的研究具有典型的人文社会性和民族地域性，它不但不排斥价值倾向，而且还必须有明确的价值态度和倾向。任何一个定义都是定义者自身观念、态度、水平的观照和折射，上述定义也不例外。从政策科学的角度看，教育方针具有价值负载的特质，它所面对的不是纯粹的客观事实或自然现象，而是现象背后的利益关系、价值冲突和价值选择，所以，定义、制定、分析乃至实施教育方针过程中，价值是一个不可回避的领域，价值中立的论断是不成立的.教育方针需要价值涉入。但是，教育方针毕竟是一个事实概念而非价值概念，不管定义者自身的价值取向如何，都不能违背经典逻辑定义的规则而想怎么定义就怎么定义，那样也就说不上什么定义，也就无从揭示教育方针内在的本质与特征了。定义教育方针既不可能严守中立、价值无涉，亦不可能随心所欲、价值无边。
在美国教育学家索尔蒂斯看来，并不存在能达成共识的关于教育的唯一定义，这同样适用于教育方针概念的分析。当然，不能陷入相对主义的泥淖，虽然人们对教育方针的认识是主观的、言人人殊的，但它毕竟是一种客观的教育实践活动与教育管理现象。分析教育哲学的代表人物谢弗勒在其《教育的语言》一书中，也曾把教育的定义区分为规定性义、描述性（The Descriptive）定义和纲领性（The Programmatic）定义三种。规定性定义是作者自己所下的定义，即作者“创制地”回答“我所说的事物是什么”的定义，要求被界说的概念在其后的讨论中，始终表示这种规定的意义。描述性定义是指适当地对术语或者使用该术语的方法进行界说的定义，也就是回答“事物实际是什么”的定义。教育科学理论主要陈述教育事实，在此基础上解释教育事实发生的原因与条件，故关于概念的表述一般采用描述性定义，并从描述性定义中择定精确的、揭示概念所反映的对象本质属性的定义。纲领性定义是指或明或暗地告诉人们应有的事实状态，也就是在定义中包括若干关于某种被定义的事实状态的规定性，回答“事物应该是什么”的定义。它与描述性定义所说的“事物实际是什么”不同，与规定性定义赋予事物一定的含义或意义、规定“事物是什么”也不同，它往往包含着是（Is）和应当（should）两种成分，是描述性和规定性定义的混合。同样，谢氏讲的这三种定义方式也适用于教育方针的定义。
虽然有人也在试图寻求一种能够为大家所公认的“一统”的教育方针定义，但由于定义思维与方式的不同，教育方针定义的丛林法则仍将继续存在下去。比如。规定性定义本身就是充分反映定义者价值取向的任意式定义，它要求不同声音的争鸣和讨论，如果只有一个绝对的教育方针定义，反倒不正常。描述性定义主要是陈述或表示教育方针概念所指称的事实.但对于同样的教育方针事实，由于定义者的理解和认识的不同以及定义语境和定义目的的不同，也会有多种不同的描述性的陈述和定义。
如此看来，我们一直在孜孜以求的教育方针的真正定义很可能是一种科学的纲领性表述.也就是集规定性和描述性定义于一体的定义。它既要表述教育方针是什么，又要揭示教育方针应当是什么；既要定义实然的教育方针，对教育方针的史实和经验进行总结、抽象、归纳和概括，揭示教育方针固有的本质意义，又要界定应然的教育方针。对教育方针的概念和过程进行严密的逻辑和语义、语用的辨析与论证，揭示教育方针所应包容的含义；既要运用事实判断对教育方针的“概念”作定性研究，又要运用价值判断对教育方针的“观念”作定向分析。更为重要的是，不同的定义主体也会有各式各样的纲领性定义。因此，现在所能做的是，运用综合式定义，寻找一种纲领性表述.即将“教育方针是什么”和“教育方针应当是什么”结合起来，将教育方针诠释为：“一定的统治阶层为实现一定历史阶段的总方针及其人才培养的总目标而制定的关于教育发展的指导方针及其实践过程。”
概言之，教育方针的定义是经典逻辑和价值逻辑的统一，是集规定性定义和描述性定义于一体的纲领式定义。教育方针是一定统治阶层在一定历史时期关于教育发展的总方针，是教育性质、方向、目的、任务、内容和途径等的总规定，是一种规范、引导和管理教育发展的政策活动。
综上所述，教育方针是一个富有中国特色的语词。作为中央政府规范指导教育发展的工具及其与集权型管理模式相符的教育方针，其概念由抽象到具体、由简单到宏富，其语式由旧中国的教育宗旨到新中国的教育方针，它之能够在近现代中国得到不断的运演、进化乃至强化，有着深刻的历史渊源和复杂的时代背景，既是中国教育管理规制的核心内容，也构成中国教育政治文化的传统特色，是国家教育意志的集中体现和教育基本政策的总概括。运用辩证唯物主义和历史唯物主义相结合的理论视点及经典逻辑和价值逻辑相统一的定义思维，科学界定教育方针的内涵与外延，进一步深化基础理论研究，从而为党和国家的教育方针活动提供系统的学理支持，应该是当前及今后一个时期我国教育方针研究的方向。
参考文献：
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[2]辞海编委会.辞海（缩印本）[M].上海：上海辞书出版社.1980.1469.
[3]黑格尔.小逻辑[M].北京：商务印书馆.1980.358.
关键词：概念重建；过程模型；教学模式；教学策略
近年来，西方国家的科学教育工作者，十分重视从认知发展的角度来研究儿童科学概念的形成和发展，并取得了重大成果。研究表明，学生在学习科学课程之前已经获得各种前科学概念。由于学生是带着原有知识来到科学课堂，所以科学教学要帮助他们重建现有的观念。相比之下，我国在这方面的研究显得十分薄弱。尤其是在科学概念重建过程和机制以及教学模式与教学策略的研究方面，尚未有突破性进展。如何通过科学教学促进学生学习与发展科学概念，有待于我们深入探索科学概念重建的心理机制。基于此，本文拟构建科学概念重建过程模型，进而探讨基于这一过程模型的教学模式和教学策略。
一、科学概念重建的含义
根据概念形成的途径，儿童的概念主要有两种：一是不经过专门的教学，在日常生活中通过积累经验而获得的概念，这类概念称为日常概念(daily concept)，也称为前科学概念(Pre-scienceconception)或前概念(precnception)；二是在科学教学过程中，通过揭示概念的内涵而形成的概念，这类概念属于科学概念(scientific conceptt)。这两种概念有着十分复杂的关系。西方从事科学教学研究的学者经过大量的研究后发现，学生形成的前科学概念由来已久、根深蒂固，这些前概念中有些是对客观世界的朴素概念(naïve concept)，更多的则完全与科学概念相悖，因此，人们一般把前概念也叫做错误概念(misconception)。在科学学习中，学生原有的认知结构中的错误概念不但会妨碍新知识的理解，而且会导致学生产生新的错误概念。但这不等于说前科学概念没有意义。根据建构主义的观点，前科学概念是儿童用以解释周围环境和世界的知识框架和基础结构。学生的概念学习是一个概念发展过程，这一过程不可能绕开学生头脑中的前科学概念，相反，必须依靠学生原有的前科学概念，通过概念转变和重建，形成更加精确的科学概念。
确切地说，科学教学过程涉及许多重要的科学概念，诸如磁场、重力、光合作用、生态系统等。从小学到大学，学生对这些概念的学习不是一步到位，而是要重复多次，螺旋上升的。对这些概念的每次学习，学生都要利用自己的原有的知识，将它们发展到更深入、更抽象的层次。教师的任务就是要改变学生原有的知识结构，使学生的认知结构更加准确、抽象，从而有条理地说明事件和所涉及的过程。这一过程涉及修改原有知识获得新知的学习——概念重建。重建可以表征为学生头脑中的知识或特定的知识结构之间联系方式的变化(Rumelhart Norman，1981)。概念重建的机制是顺应——通过调整原有的知识或重新定义原有的知识的概念解决(conceptualresolution)和以完全不同的知识结构代替现有的知识结构的概念转变(conceptual change)。这是一种有意义学习，只有通过这一过程才能促进学生思维的真正发展，达成发展学生科学素养的目的。
概念重建的程度有很大的差别。作为概念解决，它仅涉及概念结构的微小的变化，作为概念转变，它涉及概念结构的重大变化，需要经历多年的世界观和思维方式的根本转变。概念转变可以说是建构了新的知识结构，它不同于个体原有的概念，概念之间的关系，而且新的知识结构可以解释的现象程度和类型也不同。总之，概念重建是一个从发生概念结构的微小的变化到重大变化的连续体。
如果与作为小学生时具有的知识相比，中学生要发展一个全新的知识框架，这不仅需要同化信息，而且需要重大的知识重建。因此，科学教学应向概念重建教学转向。科学课程的重点不应是扩充关于磁和热等简单事实经验或最终形成的结论或规则，相反，科学教学要转向探索更复杂的概念问的关系，以及这些概念的抽象的最终结论的联系。科学教学要帮助学生从与实物打交道转向实物的表征(类比和模型)，直至更抽象的符号形式的表征。学生要学会更高级的思维技能，发展更多的抽象概念与它们的联系。最后，教师必须理解所有这一切发展导致的最终的教育目的是促进学生的智力的发展。
必须认识到，概念重建对于科学学习与教学的含义在于：首先，重建最好是在原有知识基础上的扩展，以建立新信息与已有知识的联系；其次，现有的知识应该不同程度地用于支持重建的目的，不管重建新知识是否是依赖于同化或顺应的类型。
二、科学概念重建的过程模型
科学概念重建本质上是一种建构性学习过程。维特罗克(Wittrock，1974)提出的生成学习模式(1earning generative model)，就是一种建构性学习理论，它也是概念重建的心理机制。生成学习过程是指学习者根据自己的态度、需要、兴趣和爱好以及认知策略(指学习者对信息进行加工的特殊方式，这种加工方式是通过以前的多次学习逐渐形成的，并且保存在大脑的长时记忆中)对当前环境中的感觉信息产生选择性注意，获得选择性信息并利用原有的认知结构(指储存在长时记忆中的各种表象、事件、判断与技能，即过去的经验与知识)而完成该信息的意义建构从而获得新知识、新经验的过程。维特罗克模式强调以下两个基本观点。(1)人在学习过程中并不是被动地接受和记录环境信息，而是主动地构建对环境信息的理解和解释。具体表现为主体主动地选择某些信息，同时又摒弃某些信息，并从中进行推论。(2)学习者已有认知结构在生成所知觉事物的意义时有非常重要的意义，也即学习者是在自己原有认知结构基础上来理解新知识的。
根据维特罗克模式，我们认为，概念重建的过程就是学习者将已有认知结构(已经储存在长时记忆中的事件和信息加工策略)与从环境中接受的信息(新概念)相结合，主动地选择注意信息并主动地建构信息意义的过程；概念重建过程是一个复杂的信息加工过程，重建最好是在原有知识基础上的扩展，新信息与已有知识相联系；重建是从引发新旧概念的矛盾与冲突开始的。根据学生的认知心理逻辑发展规律(生成学习过程)，结合人类的一般认识过程，我们提出科学概念重建的过程模型。这一过程模型包括以下四个阶段。
(1)感知一探究阶段。通过感知典型的科学事物，或者感知描述典型科学事物的语言，陈述科学知识或准备知识的语言以及相应问题，激活与问题有关的知识经验(前科学概念)，引发其认知冲突，促使学生进行自主探究活动，获得探究的经历与体验。
(2)加工一理解阶段。通过对上一阶段感知的结果进行各种各样的思维加工，由此初步形成对科学概念、科学原理或者对自然界的理解与认识；初步形成的知识以各种形式跟已有知识发生联系，纳入到原有知识体系和认知结构中。
(3)运用一精制阶段。通过实际运用，使所学知识进一步广泛联系而被巩固，同时也可能发现问题，补充、修整、发展所学知识，或者引发新的学习过程。
(4)评价一发展阶段。此阶段，学生需指引自己的注意，监控学习的进展，控制自己的情绪，调节行为与目标之间的偏差，评价学习结果，因此需要学生有较强的自我监控和自我评价能力。学习者的科学概念知识正是在一轮又一轮的学习过程中不断丰富和发展的。
三、基于科学概念重建的教学模式
概念重建教学模式是以上述的概念重建过程模型为依据，以前科学概念为前提，以小组合作学习为基本组织形式，以科学探究为基本方式，以促进概念重建为根本目的的循环性学习过程。该教学模式突出学习的探究性和概念重建的复杂性、交互性和自控性，使概念重建和对科学本质的理解在运用科学方法而展开的科学探究过程中得到统一，强调学生在学习活动中的主体性和自控性，教师在教学过程中发挥组织者、协调者、帮助者和促进者的作用。此模式分为五个阶段，是一种循环过程。其基本程序如图1所示。
(一)定向参与
定向参与是概念重建教学过程的启动阶段。它的主旨是创设积极的富于驱动性的教学情景，帮助和促使学生形成并明确有价值、有意义的问题，作出自己的解释，使学生参与到学习任务中来。这—阶段的主要任务是诊断并引出学生的前概念。教师要从日常生活、生产实际和学生的经验中发现和提出与科学识相关的问题；学生根据各自的已有经验或前概念，作出自己的预测或猜想，并通过小组或全班交流讨论他们的预测与解释，旨在暴露学生的前概念，引发学生的认知冲突。这—阶段要使学生的注意力集中在具体问题情景或事件上，由问题引发的参与过程是激发学生产生探究需要，明确探究期待，做好探究准备的过程。这一阶段教师的作用是创设问题情景、显示不一致事件以及设置驱动性的活动任务促使学生参与，其核心原则是要充分关注学生的已有经验和个人认识(前概念)，真正贴近学生实际，要明确教学任务，制定活动规则和程序促使每—位学生都积极参与。首先，教师通过创设特定的探究性问题情境，为学生的自主探究学习定向。其次，引导学生用自己的不充分的思想(前概念)尝试解释问题，从而引出学生对此主题的前概念。
(二)实验棵究
实验探究阶段为学生提供引出自己原有概念的机会，通过探索新现象，获得与自己原有观念不一致的经验，目的在于造成认知心理的不平衡，促使学生重建原有的概念。
在此阶段，学生多以小组合作的方式，根据自己对现象和问题的想法进行探究，明确自己和小组的观点，进行猜想、假设和预测，设计并制订实验和操究方案，进行实验或实施调查，观察记录实验现象，收集处理数据资料，思考证据与假设和结果的关系，进行初步分析和解释，在小组内交流和讨论。一旦学生参与到活动中，他们就会有真正属于自己的问题、想法和假设，他们就渴望有时间、有机会进一步探究自己的问题，证实自己的想法和假设。如果说定向参与带来了认知不平衡(认知冲突)，那么实验和探究就开始了寻求新的平衡的过程，实验是科学探究的重要方式，也是为了探究或发现、证实或证伪而寻找事实证据、收集数据资料的过程。为了探究而进行的实验过程是基于自己的假设和预期、经过主动设计和计划、不断进行反思和调控的极为丰富的心理活动过程，它远远超越了照方抓药式的机械操作和有什么看什么的被动观察的实验。实验探究阶段的目的还在于建构新的经验，以便为随后的建构与交流提供感性经验的支持。
在实验探究活动中，学生可能会获得一些结果，也可能一无所获，但这些不是主要的，主要的是让学生获得探究的经历与体验。这一阶段还具有以下几个特点。(1)这一阶段要引导学生回忆先前经验或引导学生通过探究获得全新的经验，这些经验与学生的学习目标密切相关。(2)这—阶段的话动要有利于激活学生的思维，鼓励学生进行发散型思考(pergent thinking)，由此产生多种与问题解决相关的想法，哪怕只是一些模糊的想法。(3)在探索活动中，教师要通过一些“差异性事件”(discrepant events)来激发学生的探究兴趣。所谓“差异性事件”，是指一些有趣而且结果往往意想不到，与一般“常识”相违背的科学小实验。教师通过这种实验活动(通常是演示)造成学生心理上的不平衡(disequilibrium)，从而激起学生的求知欲。(4)这个阶段的活动需要教师给学生提供关于探究的技能的知识，因为学生寻求问题解决过程必须依赖于这些知识信息。
(三)建构交流
这—阶段是建构新的认识和初步形成解释的过程，同时也是使有关概念、原理或技能变得易懂、可理解和更加清楚的过程。在这个过程中，充满了学生不同的个人概念和认识之间、个人认识与事实证据之间、个人认识与科学概念原理之间的“冲突”矛盾和斗争。学生在这样的过程中，进一步暴露和明确自己的已有概念和认识，感受不同观点和解释之间的一致与差异，评价、解释、推论假设和证据之间的关系。这—阶段包括三个环节。(1)澄清与交流(clarity and exchange)。学生经由小组讨论、对比、解释彼此的前概念的异同，并与教师的意见交换、沟通，呈现可能的认知冲突，进行同化与顺应。(2)建构新的想法(construction of newideas)。依据上述的讨论，学生可比较不同的现象、理论解释与验证的形式，以发展概念或重建概念。(3)评价(evaluation)。经由实验解释或自我思考与探究，学生可能找到新概念的含义，并知觉到旧有概念的不足。这一环节可以通过实验、讨论、澄清和交换概念，揭示和解决冲突情境，建构新概念，并作出恰当评价。
(四)解释拓展
这是以学生为中心的知识应用与扩展阶段，是学生用前一阶段刚刚获得的科学概念在新情境中解决问题，从而实现对新概念的验证、应用、巩固和重建。当学生通过对问题的探究，发现了事物间新的规律和联系、获取了新的知识和认识之后，必然需要经历一个解释和精致概念的过程。通过这个阶段，新旧经验经相互作用与联系得以整合，原有的认知结构经同化与顺应得到发展，新获得的概念、过程或技能得以精致。
这一阶段包括两个环节。（1）解释。是指学生对自己的经验开始抽象化、理论化，使其成为一种可交流的形式。学生往往要通过比较其他可能的解释，特别是那些体现科学性的解释，并通过进—步的观察和实验，对自己的解释进行修正、求证与评价。在小组合作学习活动中，学生还要面对不同的解释结果展开讨论，通过比较各自的结果，或者与教师或教材提供的结论相比较，由此检查自己提出的结论是否正确，推理过程是否有缺陷等，以保证学生对有关问题的解释达成共识。(2)拓展。在这一环节，学生要扩展自己的概念，使其与其他概念相联系，并运用所建构的新概念解释周围世界或新情境问题，从而实现对新概念的验证、应用、巩固和提高，使新获得的概念在应用和拓展中得以精致。这一阶段要注意以下两点：(1)在概念的拓展应用括动中，教师与学生一起讨论并设计与教学目标相一致的新情境问题，以帮助学生应用新概念与技能；(2)学生要按照教师的要求完成设计好的活动。
(五)反思评价
反思与评价其实应贯穿于整个教学过程之中，反思与评价可随机，依教学进程展开，也可在拓展阶段之后进行总结性的反思与评价。学生的自我反思是最关键的，学生的自我评价和小组内的相互评价是最重要的。教师给予的有针对性的指导性评价是必不可少的，教师要引导学生既针对自己探究和学习的结果进行评价，更要对知识建构过程，探究活动的态度、方式和效果，合作的情况，学习的感受以及在前面的教学过程中各个方面的表现进行反思总结。教师可采用结构性观察、学生谈访、基于特定项目的文件夹评价等。总之，评价要做到定性评价与定量评价、形成性评价与终结性评价、自我评价与他人评价的结合，从而能够促使教师与学生通过评价获得进一步改进教与学的必要信息，并促进学生元认知策略的发展与完备。
四、促进科学概念重建的教学策略
(一)调查学生的前科学概念
学生并不是空着脑袋走进教室的，他们在先前的学习和日常生活中已经形成了自己对各种事物或现象的看法，即所谓的前科学概念。科学概念重建是以学生的前科学概念为基础的，并且要以学生前科学概念为生长点实现概念重建。因此，在教学中调查学生的前科学概念是非常关键的，它有助于了解学生的“先人之见”，激活相关知识经验。由于前概念具有隐蔽性，就需要教师采用各种方法来揭示学生的前概念。一般可以通过提问、访谈、问卷调查、耕作概念图等方式进行。
(二)创设情境与提出问题，引发学生的认知冲突
教师通过创设相应的问题情境，通过观察、阅读材料等途径引导学生发现和提出问题，不仅能激发学生积极思维的兴趣和学习欲望，为学生的自主探究学习定向，而且能引导学生用自己的不充分的思想(前科学概念)尝试解释问题，从而引发学生的认知冲突。教师要从日常生活、生产实际和学生的经验中发现和提出与科学知识相关的问题；学生根据各自的先前经验或前概念，作出自己的预测或猜想，并通过小组或全班交流讨论他们的预测与解释，从而暴露学生的前科学概念，引发学生的认知冲突。
(三)引导学生探究，培养科学过程技能
概念重建特别重视开发学生的智力，发展学生的创造性思维，培养科学过程技能，力图通过自主探究引导学生学会学习和掌握科学方法，促进科学概念的建构。为此，教师要创造条件鼓励学生自己去探究。
教师主要是通过设计各种以学生为中心的活动来引导学生探究。教师在学生活动之前只是简单地提出问题，指明学习要求，鼓励学生通过自己的探究活动寻求问题的答案。例如，一位科学教师在教学土壤概念时，设计在森林地面挖掘小洞的活动，让学生探索土壤的性质、土壤的层次以及土壤演变成现在这个样子的方式等，这将促使学生的概念与科学过程技能的同步发展。科学过程技能包括对土壤性质的观察和分类，从相关的信息中作出有关土壤性质的预测和假设，导出有关土壤性质的推论。
(四)鼓励学生作出解释，生成概念
解释是指学生对自己的经验开始抽象化、理论化，使其成为—种可交流的形式。教师要鼓励学生进行知识的内部加工，总结概括他们自己的想法和前—阶段获得的直接经验，形成自己的观点。
(五)组织交流讨论，促进概念转变
学生内部的加工过程结束后，教师应当组织交流讨论，让学生暴露相应的前科学概念，及时解决学生的疑问。师生、生生之间互相交流讨论，全面认识各种表征的意义，促进学生将原有的前科学概念转变成科学概念。
(六)引导学生联系整合，重建新的概念结构
教师指导学生联系原有知识，将习得的知识整合于原有知识体系与认知结构中，这不仅有利于巩固这部分知识，同时也能使原有知识结构得到改组或扩大，从而重建自己新的知识网络和概念结构。
(七)提供反思与概念发展的平台
其中，概念课的教学具有三个显性的教学任务：
1.知道概念是什么（名称、定义、属性和例证分析）；
2.运用概念去办事（分类、属性的运用）；
3.辨明新概念与有关概念的关系，形成概念系统。
因此，根据概念课的显性教学任务，我们在设计教学环节时一般按照以下的顺序。
1.获得概念：提供尽可能充足的实验事实或数据或经验，加以归纳、概括形成概念。或通过复习原有概念，并分析与新概念的关系，用演绎的方法形成概念。
2.明确概念的适用范围和条件：初步建立概念后，通过解释、判断正或反例、主动举例等变式训练，理解概念的本质属性，明确其适用范围和条件等。
3.运用概念对外办事：通过在新的情景中运用概念进行分类或解释、比较新旧概念、运用概念的属性作出推论等变式训练，巩固、内化新概念，形成概念系统。
本文是基于科学取向教学论的理论指导，对人教版必修2《原电池》的教材内容与学生学习能力起点、教学目标（终点）等进行分析，通过创设情境，激发学生兴趣；提供验证实验，习得原电池概念，理解原电池的工作原理；通过科学探究，总结构成原电池形成的条件，力图帮助学生在学习原电池相关知识的过程中，培养运用原电池相关知识解决问题的能力。
一、教学背景分析
1.教材分析
原电池原理是中学化学重要基本理论之一，从反应物之间电子转移的角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对火力发电的原理“化学能一热能一机械能一电能”思维方式的反思和突破。
2.学生分析
经过一年半化学的学习，学生已经掌握了金属的活动性顺序，氧化还原反应等相关知识，学生也已经具备了一定的基础知识和分析问题、解决问题的能力。
同时由于原电池学生第一次接触学习，学习上力求激发兴趣，不宜马上拓展。
二、教学目标分析
课标要求：《化学课程标准》对于原电池的要求描述是：举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。
1.写图示――明确“教什么”（表1）
2.定内容，析途径――确定教学方法和学习途径
根据图式，本节课主要学习原电池定义（命题学习）、原电池原理（宏观一微观一符号三重表征学习）、原电池形成条件（实验归纳途径学习）。
3.清序列――确定教学顺序
（1）写出主要结论和建立的逻辑过程（见表2）
（2）获得结论的途径
学生学习经历遵循实验归纳途径：提出问题、假设猜测、规划研究方案、设计实验、执行实验、处理数据、获得结论等环节。
4.教学目标的设置
科学取向教学论强调目标的导学、导教和指导测量和评价的作用。为此，教学目标设置要简明、精要，可以观察和测量。教学目标应陈述预期学生学习的结果，用学生通过学习后会做什么（技能）和会说什么（知识）来陈述目标。本节课的教学目标设置如下：
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（1）了解原电池的定义：知道火力发电的原理是将化石燃料燃烧放出的能量（即化学能）先转变为机械能再转变为电能，知道原电池是化学能转化为电能的装置。
（2）理解原电池的工作原理：能以铜锌原电池（稀H：SO4作电解液）为例，从宏观（实验现象）――微观（线路中电子、溶液中离子流动的方向分析）――符号（电极反应式）三重表征，判断正负极，正确规范书写电极反应方程式。
（3）通过探究实验，能说出原电池形成的条件，会判断原电池装置图，了解对比实验在科学探究中的运用，学会控制实验条件的研究方法。
5.知识类型分析（见表3）
综上，本节课属于概念课的范畴。以下是教学实践过程。
2.教学流程
环节一：获得概念
通过火力发电初步习得化学能可以转化为电能。
[引入]展示“西红柿”电池（激发兴趣和探究欲望），]有电，为何灯泡会亮呢？
[讨论]物质中的化学能有无可能转化为电能呢？又是如何转化的？今天我们一起来学习原电池。首先我们看课本第40页，通过图2―7，我们可以了解到我国目前发电总量构成中，火电仍居榜首。结合图2-8燃煤发电过程中能量是如何转化的？
[提问]上述能量转化过程有何弊端？
[小结]环境污染，转化步骤多、损失大，有无化学能直接转化为电能的装置？
[师生小结]原电池的定义：我们把化学能转化为电能的装置叫做原电池
设计意图：以一个水果电池进行课堂引入，马上抓住了学生的注意力，激起学生的兴趣，唤起其好奇心。后续提供了火力发电的弊端，引导学生选择一种能将化学能直接转化为电能的化学反应，然后提出原电池概念，水到渠成。
环节二：明确概念的适用范围和条件
提供实验事实，理解原电池的工作原理（宏观一微观一符号三重表征学习）
[提问]要将化学能直接转化成电能，必须要选择合适类型的化学反应。电流是电子的定向移动引起的，在前面学过的哪种反应类型有电子的转移？
[学生回答]氧化还原反应。
[过渡]要想使氧化还原反应释放的能量不通过热能直接转变为电能，就要设计一种装置，使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，并使其间的电子转移，在一定条件下形成电流。
宏观：
[演示实验]实验2-4：将锌片和铜片用导线连接（导线中间接入一个电流表），平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象并准确记录。
微观：
[提问]第41页《学与问》：根据你所了解的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？你如何判断装置的正、负极？
[学生回答]电子从负极流向正极，电流表指针偏向的是正极。
[教师设疑]1.铜不与稀硫酸反应，铜片上的气体是哪里来的？
2.氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？
讨论结果预设：锌失去的电子通过导线转移到铜片上，氢离子在铜片上得电子转变为氢气；
电流计指针偏转说明导线中有电子流过，证明氢离子得到的电子确实是锌片失去，通过导线传递到铜片上的。
设计意图：我们发现电流表的指针发生偏转，说明产生了电流，通过实验，引导学生从三重表征学习原电池的工作原理，过程中从实验现象中设计疑问，让学生更深刻理解原电池工作原理。
环节三：明确概念的适用范围和条件
通过实验探究，总结原电池形成的条件（实验归纳途径学习）
提出问题：
[过渡]原电池的发明实现了化学能和电能的直接转化，怎么判断一个类似的装置能否组成原电池？（能否有电流产生）
猜想、设计方案并实验：
[学生活动]第41页“科学探究”，学生自行从给定的实验用品中选择组成原电池，画出电池装置示意图。根据小组画出的示意图进行实验，讨论哪些装置可以形成原电池。（使学生学会控制实验条件的方法，探究原电池的组成条件）
实验用品：锌片、铜片、铁片、石墨电极各两套，导线、金属夹、灵敏电流表、稀硫酸、酒精溶液、烧杯。
[v解]根据学生可能的实验结果cu-zn、Cu-Fe、Cu-C、Cu-Cu、Zn-Fe、Zn-C、Zn-Zn、Fe-c、Fe-Fe、C-C等可能组合进行分析，得出可形成原电池的装置。
思考讨论与处理数据：
[思考与交流]通过以上实验，原电池应由哪几部分构成，各起什么作用？构成一个原电池需要哪些条件？（教师还可以根据学生提出的实际情况进行更深的探讨，在探究中点燃学生思维的火花。）
得出结论：[小结]组成原电池的条件：应由有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极；电解质溶液提供离子移动；导线，使两极相连形成闭合电路。相对活泼的金属做负极。
[教师强调]构成原电池的条件：两极一液成回路。
设计意图：这是课本的科学探究，按照实验归纳学习的途径，通过让学生自主设计原电池装置，分析归纳总结出原电池形成的条件，培养学生思考和探究的思维能力。此环节可以按照学生的水平层次，教师可进行改进。
环节四：运用概念对外办事
运用原电池原理解决问题
1.下列各装置中能组成原电池的是（ ）
2.“西红柿”电池中灯泡为何亮了？
3.故事：在伦敦的上流社会，有一位贵族夫人格林太太，她有一口整齐洁白的牙齿。但其中镶有两颗假牙：一颗是黄金的一这是格林太太富有的象征；另一颗是不锈钢的（这是一次车祸留下的痕迹）。
令人百思不解的是：打从车祸以后，格林太太经常头疼，夜间失眠，心情烦躁……尽管一些国际上知名的专家教授绞尽脑汁但格林太太的病症未能有丝毫的减轻，而且日趋严重……她的病真的就没治了吗？
后来是一位化学家解除了她的痛苦。通过这节课的学习，你能知道是怎么一回事吗？
设计意图：通过对原电池的学习，运用所学知识解决生活中的问题，学以致用，培养学生解决问题的能力，体现化学学科的价值，生活处处是化学。
[课堂小结]
四、教学实践反思
现代科技的迅猛发展,尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的进展,使产品结构发生了革命性的变化,机电一体化、模块化已成为工程产品的发展趋势;计算机技术的飞速发展和广泛应用,深刻的影响着设计开发过程、制造过程、营销和售后服务过程,并改变着产品的结构和功能;先进工艺技术和先进制造技术为现代工程设计提供了前所未有的工艺技术手段和社会化制造体系。这些变化都深刻地影响着工程设计的发展。
>！<<P> 工程设计是人们运用科技知识和方法,有目标地创造工程产品构思和计划的过程,几乎涉及到人类活动的全部领域。工程设计的费用往往只占最终产品成本的一小部分(8 ~ 15%),然而它对产品的先进性和竞争能力却起着决定性的影响,并往往决定70 ~ 80%的制造成本和营销服务成本。所以说工程设计是现代社会工业文明的最重要的支柱,是工业创新的核心环节,也是现代社会生产力的龙头。工程设计的水平和能力是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定性因素之一。 工程设计的全过程就是不断建立各种模型,并不断进行综合和分析的过程,即反复地创造模型和评价模型的过程。工程设计的内容大致可分为两类:一类是数值计算型的工作,包括大量的计算、分析、绘图、编写说明书和填写各种表格;另一类是符号推理性的工作,主要是方案设计工作。在设计方法学中,前者称之为细节设计,后者称之为概念设计。概念设计主要包括功能设计和结构设计两大部分。其作用主要体现在产品设计的早期阶段,把主设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架,及它应包括的各主要模块和组件,以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化,确定整体设计方案。再由各责任设计师把总设计师的设计思想落实到具体设计中去,实现细节设计。可见概念设计是个创造性过程,它要求设计者能综合运用许多学科的专门知识和丰富的实践经验,并通过广泛的调查研究而占有大量的信息资料,再经过反复思考、推理和决策,才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。
在工程设计领域中存在这样一个误区:设计、构思的原始冲动是三维概念,最终设计实施之结果即产品也是三维形体。可是多年来以二维绘图为基础的产品设计、制造模式严重地束缚了工程技术人员的创造力和想象力,成为创新的桎枯。
三维建模技术的崛起以及虚拟制造技术的出现为概念设计和创新提供了一种极好的工作平台,设计师们可以直接从三维概念和构思入手,进行概念设计,形成产品的初步框架,然后进一步通过工程分析、数字仿真、虚拟现实等高新技术手段来分析和评价设计方案的可行性及未来产品的质量、可靠性。这种设计方法尤其能充分发挥自顶向下的设计过程中,设计者的智慧和创新能力,不必拘泥于平面图纸的限制和束缚,而把主要精力聚焦于创造性的劳动——创新。
2 概念设计与创造性思维和技术创新
2.1 创造性思维及其特点
要设计就要有创新,而创新正是设计人员进行创造性思维的结果。设计人员要打破习惯性思维,变换角度,开阔视野,才能使自己的创造力得到更充分的发挥。创造性思维是指有创建的思维,即通过思维,不仅能揭示事物的本质,而且能在此基础上提供新的、具有社会价值的产物。创造性思维有扩散思维和集中思维、逻辑思维和形象思维、直觉思维和灵感思维等多种形式。在工程设计的概念设计中,要努力发掘创造性思维的能力,充分注意扩散思维和集中思维的辨证统一,准确把握逻辑思维和形象思维的巧妙结合,善于捕捉直觉思维和灵感思维的“闪光和亮点”,这样才有可能设计出新颖、独特、有创意的产品。
创造性思维具有如下一些特点:
(1)独创性:创造性思维所要解决的问题是不能用常规、传统的方式解决的问题。它要求重新组织观念,以便产生某种至少以前在思维者头脑中不存在的、新颖的、独特的思维。这就是它的独创性。独创性要求人们敢于对司空见惯或“完美无缺”的事物提出怀疑,敢于向传统的陈规旧习挑战,敢于否定自己思想上的“框框”, 从新的角度分析问题、认识问题。
(2)连动性:创造性思维又是一种连动思维,它引导人们由已知探索未知,开拓思路。连动思维表现为纵向、横向和逆向连动。纵向连动针对某现象或问题进行纵深思考,探询其本质而得到新的启发。横向连动则通过某一现象联想到特点与它相似或相关的事物,从而得到该现象的新应用。逆向连动则是针对现象、问题或解法,分析其相反的方面,从顺推到逆推,从另一角度探索新的途径。
(3)多向性:创造性思维要求向多个方向发展,寻求新的思路。可以从一点向多个方向扩散;也可以从不同角度对同一个问题进行思考、解决。
(4)善于想象:创造性思维要求思维者善于想象,善于结合以往的知识和经验在头脑里形成新的形象,善于把观念的东西形象化。爱因斯坦有一句名言:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。”只有善于想象,才有可能跳出现有事实的圈子,才有可能创新。
(5)突变性:直觉思维、灵感思维是在创造性思维中出现的一种突如其来的领悟或理解。它往往表现为思维逻辑的中断,出现思想的飞跃,突然闪现出一种新设想、新观念,使对问题的思考突破原有的框架,从而使问题得以解决。
2.2 概念设计呼唤技术创新
技术创新在概念设计中发挥着至关重要的作用。概念设计中技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想,在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会(用户)的需求而激发出的新颖构思和创见。技术创新的基础是知识的积累和灵感的迸发,是设计人员进行创造性思维的结果。创新本身就意味着不拘一格,不局限也不依赖于某种特定的模式,以下诸多方面都是孕育技术创新的土壤:
(1) 多项现有技术的有机结合或综合运用往往会产生意想不到的效果;
(2) 对已有知识的创造性总结和应用常常带来重大的科技突破;
(3) 突发奇想但经过科学论证或实验证明所产生的新思路、新方法、新技术;
(4) 新知识与现有知识的合理嫁接;
(5) 产品功能上的兼收并蓄和去粗取精;
(6) 学科间的交叉、交融和借鉴;
(7) 新技术、新材料、新工艺的有机结合及应用;
(8) 科学研究中的新发现和新成果应用于工程实践……。
由此可以进一总结出多种行之有效的创新技法:
