关键词：知识可视化；初中化学；教学策略
文章编号：1008-0546（2015）07-0002-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.07.001
当今世界，人们处于被视觉信息包围的时空中。现代视觉环境不断改变着人们的认知模式，原先由文字承载的人们的感知和经验正在越来越多地被用图像、图形、图表、视频、动画等可视化的方式表达和传播。2006年，美国学者米歇尔（Mitchell，W.J.T）说：人类历史中正在发生一个重要转向――图像的转向（W.J.T米歇尔，2006）。[1]在这样的背景下，诞生了知识可视化研究，并迅速对教学产生了影响。
一、知识可视化的定义和理论基础
1. 知识可视化的定义
知识可视化的定义最早出现于2004年。瑞士卢加诺大学的马丁・爱普（Eppler，M. J.）和雷莫・布克哈德（Burkard，R. A.）在他们共同编写的《知识可视化：一个新的学科及其应用领域》中首次定义知识可视化的概念，他们认为：“一般来说，知识可视化领域研究的是视觉表征在改善两个或两个以上人之间知识创造和传递中的应用。这样一来，知识可视化是指所有可以用来建构和传递复杂见解的图解手段（Eppler & Burkhard，2004）”。[2]他们将“视觉表征”概括为6种类型：启发式草图，在小组间产生新的见解；概念图，结构化信息并展示其关系；视觉隐喻，映射抽象数据使其易于理解；知识动画，动态的、交互的可视化技术；知识地图，结构化专家知识并提供导航；科学图标，可视化知识域（Eppler & Burkhard，2004）。[3]任悦（2007）认为“视觉表征”，是指“将抽象化、概念化的东西以视觉化的方式再现和表述。”[4]常用的视觉表征形式有：图像、图形、图表、视频、动画等。
2009年，赵国庆在对马丁・爱普等2004定义进行深入分析后，给出了知识可视化定义的新表述：知识可视化是研究如何应用视觉表征改进两个或两个以上人之间复杂知识创造与传递的学科。[5]强调了知识可视化是一门学科和研究领域、知识可视化主要应用于复杂知识创造与传递，认为简单知识仅仅依靠语言文字就能传达，没有借助知识可视化技术的必要。
2013年，马丁・爱普在接受赵慧臣和王淑艳专访时，对知识可视化做出了更简洁明确的说明：知识可视化指应用视觉表征手段，促进群体知识的创造和传播（赵慧臣，王淑艳，2014）。[6]
从教学应用的角度看，知识可视化的实质是将抽象的知识、概念及过程以图解的手段表示出来，形成能够直接作用于人的感官的视觉表征，从而促进学习的发生、知识的传播和创新。
2.知识可视化的理论基础
知识可视化的理论基础之一是双重编码理论。双重编码理论的一个重要原则是：同时以视觉形式和语言形式呈现信息能够增加记忆和识别。该理论于1986年由佩维奥（Paivio，A.）提出，该理论设想有两个认知子系统，一个专门用于表征和处理非语言对象如表象，另一个则专门用于处理语言对象。佩维奥指出：人类的认知是独特的，它在同时处理语言和非语言对象时非常特别。语言系统直接处理语言的输入和输出，同时充当非语言对象、事件和行为的符号功能，任何的表征理论都必须符合这一二重性（赵国庆，黄荣怀，陆志坚，2005）[7]。
佩维奥做过的一个试验发现，如果给被试以很快的速度呈现一系列的图画或字词，那么被试回忆出来的图画的数目远多于字词的数目，这个试验说明，表象的信息加工具有一定的优势。也就是说，大脑对于形象材料的记忆效果和记忆速度要好于语义记忆的效果和速度。佩维奥还假定有两个不同类型的表征单元：imagens和logogens，imagens用于表征心理图像，logogens用于表征语言实体。imagens是以关联和层次的形式组织的，而logogens是以部分整体关系组织的。双重编码理论定义了三种类型的加工：⑴表征性的，语言和非语言表征的直接激活；⑵调用性的，通过非语言系统激活语言系统或反过来通过语言系统激活非语言系统；⑶联合加工，在语言系统内部或非语言系统内部的表征的激活。一个任务可能需要三种加工中的一种或全部。从双重编码理论可以看出，知识可视化将知识以图解的方式表示出来，为基于语言的理解提供了很好的辅助和补充，大大降低了语言通道的认知负荷，加速了思维的发生（赵国庆，黄荣怀，陆志坚，2005）。”[8]
马丁・爱普还指出：视觉空间推理、适应性结构化等也是知识可视化研究的理论支持（赵慧臣，王淑艳，2014）。[9]
知识可视化是在科学计算可视化、数据可视化、信息可视化基础上发展起来的新兴研究领域，其理论基础的研究还不是很充分，有待进一步深化和完善。知识可视化的主要研究对象是视觉表征、知识传播与创新，涉及人际间知识的传递和建构，因此，已有的学习理论、传播理论、脑科学理论等在探讨知识可视化理论基础时也可资借鉴。
二、知识可视化在教学中的应用
1. 知识可视化教学应用的普适性
知识可视化领域研究的是视觉表征在改善群体间知识创造和传递中的应用。知识可视化的目标在于传播知识，并帮助他人正确地重构、记忆和应用知识，由此可见，知识可视化的教学应用具有普适性，并不只限于特殊的学科或领域。
知识可视化几乎可以应用在所有学科的教学中，王淑芬（2014）认为：传统课堂中师生对世界感知和经验的积累以文字为主的时代一去不返，而以视觉图像为主导的信息时代势不可挡，单通道的文化传播正在被多通道的信息交互所替代。知识可视化将促进课堂教学范式由传统向现代转变，并体现在教学内容视觉化呈现、教学方式视觉化表达、教学情境视觉化创设和解决问题视觉化建构等方面。[19]
2014年马丁・爱普谈到知识可视化在教学中的应用时说：“知识可视化的优势可体现在社会、情感和认知三方面。在社会方面，它有助于推动知识在生产者和学习者之间的传播；在情感方面，它有助于从文化情感层面促进知识创新和迁移；在认知方面，它有助于促进学习者记忆、应用新知识。对教学而言，借助可视化手段的帮助，教师和学生可更轻松、更快捷地传播、共享知识（赵慧臣，王淑艳，2014）。”[11]
Gianquinto和Rodd则认为，可视化是“认知和情感”。Gianquinto指出，视觉体验和想象可以生发性情，形成可视化的意念并构成知识。Rodd指出，性情并不局限于认知的本质，它包含情感的因素（或情感和知觉的关系）。因此，性情是受情感影响的，它基于图形的可视化（王淑芬，2014）。[12]
这样看来，知识可视化的教学应用的普适性就十分明显了，在运用知识可视化进行知识传播时，可以借助视觉表征作为语言文本的补充，深化对语言文本的认识；可以综合运用多种视觉表征形式，促进知识的创新、传播和共享，还可以从文化和情感层面促进知识的传播和创新。
2. 知识可视化在初中化学教学中的应用
（1）已有研究
知识可视化思想在初中化学教学中的应用由来已久，但作为特定的研究领域则刚刚起步。介于此，笔者以知识可视化的核心概念“视觉表征”和“初中化学”为题名或关键词，在万方数据库进行精确匹配搜索，剔除其中不是涉及初中化学教学的论文，所得数据列表如下：
对所得论文进行梳理，可以发现：
思维导图的研究相对最多。思维导图在初中化学教学中的应用主要是从教师的角度和学生的角度论证了思维导图既是一种好的教学策略又是一种有效的学习工具。教师在教学过程中的使用主要是：设计导学案，提高预习效率；整合知识，简化板书；建构知识网络，提高复习效率；用于化学探究，培养自主、合作学习能力等。但张丽（2012）在其硕士论文中提到，思维导图“对不同层次学生影响不同，对不同化学知识内容的教学影响效果不同。”[13]孙婷（2014）也提到思维导图教学策略“要与其他策略相结合。”
概念图在初中化学教学中的应用主要在于概念教学和化学知识的复习。不是所有的内容都适合使用概念图，概念图只适合用于概念较为集中的知识领域。
动画在初中化学教学中的应用主要是两大方面：揭示物质的微观结构、反应的微观实质，帮助学生想象和理解微观世界；演示可能发生意外的错误操作，帮助学生强化正确的操作。
图像在初中化学教学中的应用主要在于创设情境、发散思维和学生实验前的实验装置图教学。
图表在初中化学教学中的应用在于浓缩课本知识，便于学生对比、辨析和记忆。
这些研究表明，化学教学中的视觉表征主要有思维导图、概念图、动画、图像、图表等形式，许多教师会在化学教学中采用图像、图形、图表、视频、动画等辅助教学，基于化学以实验为基础的学科特点，实验、实物模型等也在化学教学中得到广泛应用。其中，对思维导图和概念图的研究相对比较深入，但通常缺乏从知识可视化角度对以上教学策略的深入剖析和认识。知识可视化在化学教学中的应用还有待进一步深入研究。
（2）笔者的尝试
在对知识可视化的定义、理论基础和应用现状有了初步了解后，笔者开展了知识可视化在初中化学教学中应用的教学实践。
开学第一节课，笔者对所教班级进行了“大脑半球优势”和“学习感觉偏好”的问卷调查，并将数据用excel进行处理，得出对应的饼图和柱形图。发现学生中大脑双侧平衡和右半球优势的占绝大多数，视觉偏好和触觉偏好的学生人数也是最多的。针对这样的学生现状，笔者在教学过程中尝试对于不同的教学内容采取不同的可视化的教学策略。
刚开学时，讲的知识较少，课后没有作业，笔者将思维导图介绍给学生，说明用途、教给画法。课堂上或讨论、或实验，课后学生用思维导图整理笔记并上交，教师利用课间逐个点评，为学生熟练使用思维导图复习打下基础。笔者曾在课堂上尝试手绘思维导图作为板书，学生热情不高，访谈中学生说：还是课后画好，课堂上要画要写，还要换不同颜色的笔，比较麻烦，而且在笔记本上画容易受原本格子的限制，不利于画面的布局。因而在使用了一节课后停止。之后的教学中主要用于单元复习。每一章讲完后，在周五的课上讨论决定本章思维导图的框架，学生利用周末完成，周一的课上简单点评，并评出最佳的3～4幅作品给予奖励，然后随堂检测复习效果。这样的处理，学生反映良好，说：复习课再也不那么枯燥了；自己也知道化学该怎么去复习了；复习的时候也不那么容易分心了，竟然能连续三个小时集中精力完成思维导图，觉得很不可思议；内容集中到一张纸上，查找和记忆都方便多了。但也有学生一直不习惯使用，他们认为自己没有画画的天赋，画得不好看，而且至少要换三种颜色的笔来写很烦，还有个别学生认为再画一遍跟重抄笔记没有区别，因而不愿意使用。
概念图的使用主要是在第三章“物质构成的奥秘”和第六章“溶解现象”中，这两章概念比较集中，概念图能很好地向学生展示概念的来龙去脉和概念之间的关系。新授课时使用是在学生概念形成后，用小概念图帮助学生将概念纳入已有的知识体系，复习时再引导学生将小概念图组合成大概念图，建立自己的知识体系。教学过程中，笔者发现，相对于自己画概念图，学生更喜欢填空，他们认为，自己画的不如老师利用软件设计的美观，填空的概念图使用很方便。
动画、图片、漫画、实物模型在微观知识的讲授中也取得了不俗的效果：动画可以揭示电子的得失和化学反应的实质；原子结构示意图帮助学生理解“元素的化学性质与最外层电子数有关”；漫画可以帮助学生理解氯化钠的形成，学生还可以利用自己想象的漫画记忆元素化合价；实物模型可以帮助学生理解O2和CO2 结构的不同，从而知道虽然都有“O2”，但是意义大不相同。
化学实验，尤其是对比实验在“身边的物质”的教学过程中功不可没，通过实验的对比，学生很容易得出正确的结论。如用石蕊浸泡的纸花进行二氧化碳的性质实验，引导学生得出“不是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应生成的碳酸使石蕊变红”的结论，比教师费力地去强调效果好得多。
教学实践中，笔者发现表格在初中化学教学中大有用武之地：①对比数据，利于概念的形成。如讲授元素的定义时，可用表格列举三种氢原子和两种碳原子的质子数、中子数，根据数据学生容易得出“元素是质子数相同的一类原子”的结论，便于概念的理解。②纵横对比，辨析概念。如元素和原子，通过列表能清楚地向学生展现这两个概念的区别和联系。③浓缩要点，简化笔记。如讲授“常见的碱”的内容时，对于氢氧化钠、氢氧化钙的研究都是从俗称、物理性质、化学性质等几个角度去进行的，教学中笔者对课本上的表格进行了改进、丰富，将相关的知识全部浓缩于一张表格中，便于学生比较和记忆。④复习时归纳相近知识，便于发现规律。如二氧化碳、氧气、氢气的实验室制法有相似之处，也有一定要区分的特别之处，可将其归纳在一张表格中，便于学生发现其中发生装置和收集装置选择的规律，而不是去死记硬背。
三、对基于知识可视化的教学策略的思考
脑科学的研究表明：人类种族的成功可以部分归因于脑对新鲜刺激的持续不断的兴趣和好奇，当新鲜刺激出现时，人的肾上腺素分泌增加，会暂停所有不必要的活动，将注意力高度集中，以便及时采取行动；反之，相同的或可预期的刺激反复出现，脑对环境刺激的兴趣就会降低，随即转向其他新颖刺激，这就是常说的注意力分散。
2011版的《义务教育化学课程标准》中规定：义务教育阶段的化学课程的基本理念是“以提高学生的科学素养为主旨”，要求学生在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三方面得到发展。
笔者认为，知识可视化的提出，顺应了信息时代的发展对知识传播和创造方式改变的需求。视觉表征概念的深入理解和精细化分析为丰富初中化学教学策略的内涵和教学范式的研究提供了新的视角和途径。可以从以下几方面开展深入研究：（1）根据知识的不同类别，研究相应的视觉表征。（2）根据不同的教学环节，研究相应的视觉表征。（3）根据不同的学生情况，研究相应的视觉表征。同时，在以上研究中需要精心设计教学实验，尽可能多的获得质性的或量化的证据，用证据来得出结论。
参考文献
[1] （美）米歇尔著.陈永国，等译.图像理论[M].北京：北京大学出版社，2006：2
[2] Eppler，M. J. & Burkard，R.A. Knowledge Visualization. Towards a New Discipline and its Fields of Application，ICA Working Paper #2/2004[R]. University of Lugano，Lugano，2004
[3] 任悦.数字时代视觉表征的变化[J].国际新闻界，2007，（2）
[4] 赵国庆. 知识可视化2004定义的分析与修订[J]. 电化教育研究，2009，（3）
[5] 赵慧臣，王淑艳.知识可视化应用于学科教学的新观点――访瑞士知识可视化研究开拓者马丁・爱普教授[J].开放教育研究，2014，20（2）
[6] 赵国庆，黄荣怀，陆志坚. 知识可视化的理论与方法[J]. 开放教育研究，2005，（1）
[7] 王淑芬.网络技术下知识可视化的课堂教学范式重构[J]. 课程・教材・教法，2014，（7）
【关键词】图论；课程教学；教学改革
图论是数学的一个重要分支，在计算机本科专业的《离散数学》、《数据结构》和《运筹学》课程学习中都占据了很重要的地位。图论是研究自然科学、工程技术、经济管理以及社会问题的一个重要的现代数学工具。[1]图论知识具有基本理论严谨、系统性强、高度抽象、图形精美、方法灵活、强调算法等特点，而且研究内容广泛且解决问题的方法千变万化。[2] 图论已经广泛地应用于实际生活、生产和科学研究中，可以解决很多实际问题。本文通过图论课程教学实践改革与思考，主要从以下四个方面进行了总结：
一、优化知识内容，创设学习情境，实施趣味教学
所谓教学并不是原原本本的把课本上所有的东西都教授给学生，教师就像一个知识加工器，一般书本上的知识大多只是简单的知识罗列，还需要我们老师这个工具对知识进行进一步的加工和打磨之后，才能传授给学生，因此优化教学内容和改变教学内容的枯燥性是至关重要的。[3]
图论中概念比较多，初学者掌握比较困难。整个图论知识体系先讲一般图的概念与性质，后讲特殊图：欧拉图、哈密尔顿图、二部图、平面图，再讲树的概念与性质，以及最小枝杈树算法、最短路径算法，最大流量模型等。在进行教学时，要善于结合生活实际，通过多种方式创设良好的学习情境，展示概念的直观背景和算法的来龙去脉，激发学生的学习兴趣，增强学生的自信心和求知欲，把概念具体化，把算法实例化，使学生觉得这些抽象的概念和算法就在自己的身边，伸手可得。有了来龙去脉和具体实例，学生学的也有的放矢，枯燥的文字也变得有生命力了。
根据学生实际，实施趣味教学。例如，图论的诞生源于历史上有名的数学难题“哥尼斯堡七桥问题”，18 世纪中叶在欧洲普鲁士的哥尼斯堡城内有一条贯穿全市的普雷格尔河，河中有两个小岛，有七座桥相连接，当时该城市中的人们热衷于一个难题：一个人怎样不重复地走完七座桥，最后回到出发点？[4]
通过这种趣味问题的引入，来调剂难度，增强了教学感染力。通过学生思考与积极回答，转化为“一笔画”问题，再讲解欧拉图知识点，枯燥的知识引入实际趣味问题，调动了学生的求知欲和学习情趣，提升了教学效果。
二、实际应用问题驱动，激发学生自我思考，强化学生自我探究能力
图论课程教学中，教师应适当地提出一些问题，让学生带着问题听课，使他们处于一种兴奋状态。通过一系列的问题使学生认识到什么是解决问题的实质，不断地把学生的思维引向深入。另外，通过在课堂上以及课后给学生提出一些实际应用的案例问题，让学生带着问题学习，激发学生自我思考，增强他们的学习兴趣，有利于讲清楚一个新的概念或结论与已学过的概念或结论之间的异同，完善学生的认知结构，强化学生的自我探究能力。
例如在讲授完哈密尔顿图知识后，引入实际案例：在7天内安排7门课的考试，使得同一位老师所任的2门课程不排在连续的2天内，如果没有老师担任多于4门课程，则符合上述要求的考试安排总是可能的。[5]引导学生自我思考，对比探究，证明问题的同时强化解决实际问题的能力。
三、充分利用多媒体教学，师生互动，活跃课堂气氛，提升课堂教学质量
灵活运用多媒体教学，在图论课程的教学中尤为重要。随着信息技术的飞速发展，信息技术与课程整合已经成为教学改革的一个亮点。在图论课教学中引进多媒体课件，将计算机与图论课教学实现有机整合，必将带来教学方法和教学模式的发展进步。[6]如今单纯的PPT课件已无法吸引学生的眼球，灵活引入flash课件，将优化课程教学的多媒体教学质量。通过flas效果的展示，让学生在保持高度兴趣的基础上，促进学生认知结构的形成，以培养学生良好的思维习惯。但是，计算机的演示仅仅是帮助学生思考，而不能代替思考，教师应当恰当地给予提示，师生互动。通过与学生讨论交流问题，建立平等合作、互相尊重的师生关系进而给学生提供查询资料、筛选信息的机会，培养学生收集、处理和利用信息的能力，同时提升课堂教学质量。
四、理论联系实际，加强应用改革，引入课程论文写作
在图论教学中，教师要引导学生寻找图论知识的源头，引导学生深化图论思想，探索图论发展的规律，寻找图论知识的实际应用，从而真正理解图论这一学科知识。教师要注重理论联系实际，要善于挖掘相关的其他学科和生产、生活情景中的实际问题，并通过这些问题培养学生分析问题和解决问题的能力。
传统的教学课程考核以日常考勤、实验和考试成绩综合为主，图论知识的教学可以让学生查文献，写论文，这样使他们真正参与到教学中来。以图论知识的应用为研究主题，要求学生通过查找文献、阅读书籍，培养学生观察、分析、类比、归纳、概括、建模等分析问题和解决问题的能力。通过撰写论文的过程，造就学生谦虚、严谨、求实、探索、好学、、坚韧的态度，使学习过程成为学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程。同时，可以大大提高我校本科学生实践能力，为学生毕业论文写作提供实践平台，也为学生进入研究生学习提供了良好的学习机会。
五、结束语
图论知识的应用十分广泛，具有极为重要的实践意义。通过图论课程教学的一系列探索和思考，提高了学生学习的积极性，教学效果和教学质量也有了一定的提高。今后我们将继续致力于图论课程教学改革建设，结合专业实际和学科前沿发展状况，不断尝试、探索和改革，以适应图论教学发展需要和人才培养需求。
参考文献：
[1]徐俊明.图论及其应用[M].中国科学技术大学出版社，2010.
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[4]屈婉玲，耿素云，张立昂.离散数学[M].高等教育出版社，2008.
[5]左孝凌.离散数学[M].上海科学技术文献出版社，1982.
[6]刘广军，刘信生，陈祥恩.对图论课堂教学的探讨[J].周口师范学院学报，2009（26） 46-47.
项目来源：
基于Web的智能学习系统设计在高职院校中的应用研究，山东协和学院（2012xh16）。
作者简介：
关键词：图示理论；化学概念；体系构建
化学知识体系构建主要依据对化学概念的正确理解，对于初中化学概念的教学，直接影响着整个化学课堂教学效果以及教学目标，因此，提高化学概念教学的有效非常重要。图示理论则通过对知识结构的构建，有助于学生对化学知识更加条理化、系统化，同时还能培养学生的逻辑思维能力。本文结合图示理论在化学概念教学中的重要意义，并提出如何利用图示理论更好地完善化学概念教学。
一、初中化学概念的重要性及特点
（一）初中化学概念的重要性
化学这门学科是中学阶段科学教育的重要组成部分，对于学生的全面发展有着不可替代的作用。而学习化学概念不仅可以开阔学生的思路，激发学生的学习兴趣，而且还有助于提高他们对问题的分析与解决能力；加深对化学知识、现象的理解，从而提高化学质量；除此之外，化学概念的学习还可以帮助学生把所学的知识更加系统化、清晰化，同时又培养了学生的逻辑思维能力。
（二）初中化学概念的特点
1.抽象性
初中化学概念与其他学科不一样，具有很强的抽象性，在具体课堂教学过程中需要运用一些直观的手段向学生展示，老师可以利用模型、幻灯片等动画模拟的手段，演示分子、原子、微粒子之间运动的特征，从而让学生更容易了解化学变化的本质。
2.阶段性
对于学生的认识，一般都是从简单到复杂、从具体到抽象、由现象到本质的一个过程，非常符合化学概念的教学，而初中化学教材的编写也符合于这种规律。
3.系统性
初中化学中的每一个概念都不是独立存在的，而是彼此之间存在着内在的联系，具有一定的系统性。而且概念之间往往存在一定的相似性，因此，老师在具体的教学中要进行分析对比，分析化学概念之间的相同点与不同点，从而有助于学生对化学概念的理解。
二、图示理论在初中化学概念教学中的作用
（一）有助于降低化学概念的理解难度
在化学概念教学过程中，可以把一个化学概念的图示分解成多个关联的子图示，通过对子图示的分析理解，从而降低了对化学概念的理解，有助于学生对化学概念的掌握。
（二）轻松迁移知识
把图示理论有效地运用于初中化学概念教学中，有助于对知识的迁移。在构建图示的过程中，也是学生自行获得知识的一个过程，可以利用这种获取知识的思维方法有效完成知识的迁移，从而减轻学习负担。
（三）有助于更好地记忆
在化学概念教学中，利用图示理论构建的教学策略，有助于学生对整体化学概念的记忆，并对各个化学概念之间内在逻辑关系的理解，从而加深对知识网络结构的强化，有利于对知识的记忆。
三、通过图示理论完善初中化学概念教学
（一）善用图示变量理论，有效掌握初中化学概念的特征
图示是由很多变量组合而成，并对知识进行了一定的概括，从而使知识更容易被理解。任何一个事物或者符号都可以成为一种图示，因此，作为组成化学概念的相关知识也是图示的变量。在具体的初中化学教学过程中，老师可以先对组成化学的变量进行分析，并找出相关的构成图示的变量以及之间的关联性，从局部到整体，准确绘出图示的结构，非常有助于学生对化学知识的理解与掌握。例如，在讲解有关酸碱性溶液的确定时，可以通过实验以及酸碱不同的性质与应用，通过对这些变量之间的关系进行深入分析，从而帮助学生加深对相关知识点的理解与掌握。
（二）利用图示构建，梳理化学概念之间的联系
图示理论的构建，需要把所学的新、旧知识进行有效的梳理整合，从而形成相联系、统一的图示结构。由于在化学概念中很多的知识都是微观的，在具体的化学教学过程中，老师通过利用图示理论的构建，从而使得微观的化学知识变得具体化，不仅能更好地向学生解释微观知识，而且还增强了学生的想象力。例如，在讲解有关的氧化还原反应的化学概念时，需要根据之前所学的得氧失氧的图示结构进行调整、组合，从而组合最后的氧化还原反应的图示，在学习新知识的同时，通过图示理论的构建，可以对旧知识进行复习巩固，从而加深对化学概念的掌握。
（三）通过图示形成，引导化学概念教学
在初中化学概念教学过程中进行图示的构建，其实就是把新知识与旧知识相联系之后，形成新的化学概念图示，通过对图示的构建，可以加深对化学知识的理解与掌握，而且直观的化学图示能够集中反映出化学概念之间的相关性。例如，常见的分解反应、复分解反应、置换反应等这些常见的化学反应类型。
（四）根据图示的关系性，指导化学概念应用
化学图示的构建都存在着一定的关联性，而化学概念则可以按照不同的方法构建成多种相关联的图示，从而使化学知识更加条理化、清晰化，容易让学生理解与掌握。例如，在讲解有关酸性电解质的化学概念时，电解质作为一种化合物，而化合物又是纯净物，其图示的构建比较简单，而酸的图式则比较复杂，在进行化学概念教学时，可以利用图示之间的关联性有效帮助学生更好地理解化学概念之间的联系，有助于学生形成一个完整的化学知识体系。
在初中化学概念的教学过程中，老师要善于利用图示理论来进行课堂教学，图示理论的构建，不仅有助于学生对旧知识的温习、新知识的理解，从而形成完整的化学知识体系，有效降低学生对化学知识的理解难度，而且还可以使化学知识更加具体化，从而促进学生对化学知识的理解与掌握。
参考文献：
[1]周仁鸽.论化学课堂的整体构建[J].化学教学，2012（8）.
【关键词】高中化学；图式理论；教学策略
所谓图式（Schema）是指围绕某一个主题组织起来的知识的表征和贮存方式。人们在进行知识的学习时，对于知识并不是杂乱无章的吸收、积累，其学习机制为在大脑中先以主题为单位进行存储，同一主题下相互联系的知识会组成一个单元，即图式。所以说，当我们听到某一化学物质时，通常都会想到它的外观、物理性质、化学性质和相互反应等一系列的知识内容体系。由此可见，图式本质上就是一种认知模式，这种认知模式是关于知识单元的。因此图式的理论研究就是“知识是怎样表征出来的，以及关于这种对于知识的表征如何以其特有的方式有利于知识的应用的理论”。图式理论指导下的高中化学教学，有助于学生化学知识结构的系统构建，促进学生对化学知识的理解、记忆以及应用。
一、图式理论指导下的化学概念教学
在高中化学的教学体系中，概念教学是最为基础的教学，但是却是关系到学生是否能够学好化学的根本。然而高中化学的概念具有覆盖面大、相对枯燥和抽象的特点，所以学生的学习兴趣相对较低，学习热情相对低下，甚至因此而影响了学生化学知识体系的有效构建。化学概念就如同学生化学知识体系中的重要节点，学生只有实现了对化学概念的准确把握，才能为接下来化学知识内在联系以及客观规律的把握奠定良好的基础。为了增强化学概念教学的有效性，高中化学教师要积极利用学生对学过的化学概念的已有认识，借助图式理论增强学生对新概念的认知和理解。
例如，在讲到与物质相关的概念时，高中化学教师就可以借助图式理念绘制概念关系图，让学生从上而下的构建概念知识结构，清晰的表达各概念知识的结构和联系，对学生进行概念区别和记忆起了极大的帮助。如图1所示，对于物质的分类以图式的方法进行展示：物质分为混合物和纯净物，纯净物又分为单质与化合物，单质分为金属单质和非金属单质，化合物分为有机化合物和无机化合物。知识结构非常清楚，学生很容易在大脑中建立物质这一知识点的存储单元。
在图式理论的指导下，化学教师可以引导学生将各个知识点构建一个“单元”，理清其中包含与被包含的关系，有效地帮助学生组织知识并在大脑中形成程序化和结构化的图式，进而为接下来更加深入的化学学习奠定良好的基础。
二、图式理论指导下的化学实验教学
实验教学作为高中化学教学中的重要内容，不仅可以形成对理论教学的辅助作业，有效培养学生的化学科学意识，还可以有效培养学生的创造力和动手实践能力。而学生动手实验的过程，实际上也是对化学理论知识进行理解与运用的过程，所以化学实验教学不是孤立和分裂的，学生在实验前已经接触或熟知了相关知识，然后经过实验后会形成新的化学知识框架和理论体系。
例如，在高中化学中没有二氧化碳溶于水的实验，教师可以先反问学生二氧化碳能否溶于水，然后导入可口可乐等生活案例，并告诉学生饮料中的二氧化碳是利用气压原理融入的，然后让学生自己探索“二氧化碳溶于水”的实验过程，此时需要学生借助图式理论的指导，画出实验草图，将原本抽象的、理性的“文字实验”就变成形象的、感性的“真实实验”，如有的同学就想到了利用一次性注射器将收集到的二氧化碳注入盛水的封闭容器当中，并获得了想要的实验结果。可以说，图式理论指导下的化学实验教学，既促进了学生对于实验的掌握，从而推动学生对于理论知识的理解。
三、图式理论指导下的化学习题教学
一个化学问题的结合，不仅需要学生利用所学知识进行尝试性的解答，还需要学生突破思维障碍，经历特定的心理历程。根据已有的研究，问题的解决通常需要经历认知问题、表征问题、联想与匹配以及反思和评价四个环节，而且各个环节是相互的递进和密切联系的，这其实就是一个明确问题、揭示问题、知识运用、检验答案的过程。因此，在解决某一具体的问题时，可以在图式理论的指导下，实现问题解决的心理图式转化，即从给定的已知条件出发，结合解题目标，选择正确的解题方法，突破解题障碍，最终获取正确答案。
例：①是一种酯酯，分子式为C14H12O2，其中醇②和酸③酯化反应成①，氧化②可以得到③，且①无法使嗅水褪色，请写出①②②的结构简式。对于该题目的解答，学生常常摸不着头绪，容易出现思维上的混乱，遭遇解题障碍。所以教师可以引导学生借助图式理论的指导，让学生先根据题目中的相关内容画出图示，将图示中的已知条件和位置条件描绘清楚，然后通过假设、推理等心理解题过程，就很容易寻找突破点了，真正实现了对所学化学知识的“活学活用”，实现化学解题能力的不断提升，增强学生利用所学化学知识解决现实问题的意识和能力。
结语
总之，高中化学课程具有抽象性、系统性、实践性、应用性等多重特征，高中化学教师只有采取科学有效的教学策略，才能确保高中化学课程的教学成效。图式理论在高中化学教学策略中的指导与应用，有助于学生自上而下或自下而上的对化学知识进行理解记忆和系统构建，大大提升了化学课堂教学效率与质量。因此，高中化学教师要重视对图式理论的研究，加强其在化学教学策略选择上的指导与应用。
【参考文献】
[1]芦岳锋.图式表征法在化学教学中的应用[J].教学与管理，2012，（01）.
[2]康立新.国内图式理论研究综述[J].河南社会科学， 2011，（04）.
[关键词]概念图；数学教学；优化教学
[中图分类号]G642
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712（2014）28-0062-03
[基金项目]本文系江苏省教育科学“十二五”规划课题“基于概念图的数学教学优化策略研究”（B-b/2013/01/042）的阶段性研究成果。
[作者简介]纪宏伟（1977―），男，江苏通州人，硕士，如皋高等师范学校讲师，研究方向：应用数学，数学教育；王志刚（1962―），男，江苏海门人，本科，如皋高等师范学校副教授，研究方向：数学教育，数学课程教学论。
概念图（concept map），意指一种以分层、综合的形式反映概念和概念之间关系的知识结构图，通常包括的基本要素主要是节点、连线、连接词、命题和层级，其作为知识组织和表征的重要工具，最大优点在于以图解的方式，结构化、直观地将某个主题概念和概念之间的关系表征出来。教学优化是指在一定的条件下，通过对课堂教学（如过程与环节、设计与组织、方法与手段、管理与评价等）进行改革创新和整体优化，不断改变不合理、低效益的教学现状，争取最好的教学效果和质量，使教学变得更加完美、优质、高效、成功，达到教学的理想状态和境界。在数学教学中，概念图作为一种思维表达方式和学习工具，能有效促进学生对数学知识的整合，有助于学生的有意义学习，有利于提高学生思维能力，并可作为课堂教学设计的有效工具和教学活动的评价工具，这为优化课堂结构、改善教学环境，提高教学效益提供了有力的支持和保证。
一、研究背景
通过文献检索发现，2000年以前，国内可以查到的相关论文很少，概念图教学处在一种“藏在深闺人未知”的状况。进入21世纪，社会转型和教育变革对教学方式提出了新的要求，概念图也逐步进入广大教育工作者的视野。但是与几何画板、Excel等教学工具比较起来，它对很多教师来说仍然是陌生而新奇的事物，相应的理论和实践成果不够丰富。在国内，鲜有关于概念图的专著出版就是一个很好的例证。尽管也有一些学者一直以来关注概念图的研究，并在中小学努力推广，但由于理论研究与实践应用脱节，案例、课件等教学资源开发困难，还有教师自身观念的束缚，概念图没有得到很好的普及。即使有些学校在积极使用概念图工具，但在实践中也暴露了不少问题，这些问题亟待研究解决。从目前看，概念图的研究明显滞后，表现在研究质量不高、研究创新少、实证研究少、理论提升不够等方面，这使之难以对教学实践提供有效的支撑。聚焦到数学学科，概念图的教学与数学学科的特点、数学教学的内容、学生对数学的接受理解程度等是否贴切、吻合，与数学教学的实际应用效果有何种关联，等等，都存在理论和实践上的盲点、弱点。通过研读文献，我们发现大家对概念图“有什么作用”的问题关注得比较多，对概念图“如何教学优化”的问题则研究得比较少，而研究概念图“如何优化数学教学”的问题更是少之又少。所以，数学教学中使用概念图优化教学的研究亟待加强。
二、研究现状
概念图的研究最早缘于早期认知心理学的研究。20世纪60年代，行为主义理论曾在美国占据主流，但在解释区别于低级动物的人是如何获取知识这一问题时，却显得苍白无力。1962年，奥苏贝尔首次提出关于人的学习的认知理论，根据他的理论，人的学习应该是有意义的学习，有意义的学习就是把新知识和原有知识联系起来，将新知识纳入原有知识结构中，当一个人有意识地将新知识同以前掌握的相关知识联系起来时，有意义学习就产生了。20世纪60年代末，欧美发达国家就儿童能否理解诸如“能量”“细胞”“进化”等抽象概念展开了一场大争论，美国康乃尔大学的诺瓦克博士等人通过实验研究发现。一些低年级儿童已经可以独立画出概念图并解释所画概念图的含义，概念图对儿童认知结构显具有积极的影响，可以帮助其形成良好的认知结构，促进其对客观事物和概念的理解。
从20世纪60年代西方教育界提出概念图到现在，概念图特有的强大的教学功能日益凸显，概念图研究成为国外研究的热点。诺瓦克博士领导的研究小组曾分别在1983、1987、1993年三次主持召开世界性的科学教育研究会议，对概念图进行了研究、宣传和推广，产生了深远的影响。美国的杂志Journal of Research in Science Teaching常开辟专版刊登概念图方面的研究论文。从研究现状看，相关的研究也已经比较丰富和成熟，以搜索引擎谷歌为例，输入“concept map”关键词检索时，相关英文资料显示有863010条之多（2013年2月）。现在概念图已成为西方国家科学课程教学中探讨的一个前沿性课题，并作为“教”和“学”的一种工具、一种策略和一种技术在中小学教学中广泛运用。概念图的发展主要表现在：从功能看，概念图从单一的评价工具逐渐转变为一种教学技能、教学策略；从研究层面看，从中观概念图发展到微观概念图和宏观概念图；从研究领域看，从科学学科逐渐渗透到其他学科甚至社会生活领域；从研究手段看，从过去的手工制图发展到利用电脑软件（如著名的Inspiration、Mind Magager软件）、网络技术（如比较知名的Mindomo、Gliffy网站）制图。
概念图作为一种有效的知识可视化工具，从诞生之日起就一直受到较高的关注。但是就国内而言，概念图的研究发展还处于介绍、引进阶段。高文教授的《教学模式论》一书虽对概念图有效教学设计有理论层面上的论述，但实践操作层面的内容付之阙如。祝智庭、钟志贤主编的《促进多元智能发展》，把概念图作为信息化教学模式典例来阐述，但未作深入探讨。从现刊文献分析，各级各类教学研究人员发表的研究成果从总体来看还有改善拓展的空间，例如概念图作为教学策略的研究方面，多是以谈教师的“教”为主，而较少议学生的“学”，两者的融合度不高；研究领域亦比较狭窄，基本集中在对国外研究成果的介绍，对概念图作用或应用价值的研究，对概念图作为评价工具的研究等方面。在这些研究中，不少研究尽管有理论的介绍，但与实际联系不够紧密，缺乏综合的论述和概念图自身的理论体系研究，更有甚者只是一种经验之谈；在谈到概念图的应用价值时缺乏针对性和指导性，在学科教学中如何结合专业特点和学科特色具体运用概念图的阐述不多；概念图在各学科之间、各年龄段学生之间、各课型之间的作用有无差异，差异如何，影响因素是什么等方面的研究更是乏善可陈。尽管与过去相比概念图的研究有了很大的进展，但与国外相比仍存在较大差距。
关于教学优化，这本身不是一个新兴的话题。两千多年前的我国教育学专著《学记》就已较详细地论述了教学优化的若干原理和策略，如启发教学、教学相长、长善救失等，无不让人耳熟能详。在西方，从夸美纽斯开始，优化教学的理想落实在“大规模效应”及其相应的“教学模式”上。1632年出版的《大教学论》非常鲜明地表达了夸美纽斯优化教学的理想，该书所阐述的优化教学的理想、标准和策略，如面向全体、适应自然、班级教学、分科教学等主张，“在初等教育和中等教育领域中引来和支配着整个现代化运动”，后来甚至变成了现代教学的传统和常规。苏联教育家尤・康・巴班斯基的最优化教学理论对我国甚至世界教学论的发展都做出一定的贡献。可以说，从古到今，人们一直就没有停止优化教学的理想追求，当前我国正在开展的课程与教学改革运动便是很好的例证之一。
目前普遍认为，只要某种或某些方法适用于教学，对教学的效果有提高的作用，那就叫做“优化”，其方法和手段，被提出和使用的有很多。比如中小学数学教师所熟悉的几何画板，实践证明它可以起到优化数学教学的作用。但是关于概念图在数学教学优化中的策略研究问题，在教学中还鲜有教师问津，这方面的研究尚处于萌芽状态，在互联网上检索发现这方面的研究论文确实不多。一些学者如王本陆等从理论上对教学优化概念、本质、标准、基本方式、实现策略等进行了系统研究，但对于教学优化理论如何与概念图教学实践相对接则关注较少。还有不少研究人员研究了概念图理论及其在教学实践中的应用，但是其对专门运用于数学学科的研究比较薄弱，存在不少盲点和弱点：一方面是缺乏对数学教学活动的程序、方法、形式和媒体等因素的系统研究，另一方面是研究结果比较零散、单一，不够系统、完整。这些都为概念图优化数学教学研究提供了指向和引导。
三、研究理论支撑
（一）有意义的学习理论
奥苏贝尔认为，有意义的学习有两个先决条件：1.学生表现出一种有意义学习的心向，即表现出一种在新学内容和已有知识之间建立联系的倾向；2.学习的内容对学生具有潜在的意义，即能够和学生的已有认知结构建立非人为的实质的联系。这种合理的实质的联系指的是新知识能和学生已有的认知结构中某些知识联系起来。奥苏贝尔认为个体认知结构在内容和组织上的特征为认知结构变量，一般来说有三个：第一，在认知结构中是否具有适当的产生固定作用的观念；第二，起固定作用的观念与新知识之间的意义是可辨的；第二，起固定作用观念的稳定性和清晰性。要使有意义学习真正的发生，关键在于新知和已有的认知结构建立实质的联系。而概念图这一认知工具恰好与上述理论相符，它把知识高度浓缩，将各种概念及其关系进行加工、概括，并以类似于人脑对知识储备的层级结构形式进行排列，促进学习者对知识进行建构。
（二）图式理论
所谓“图式”，就是指围绕某一个主题组织起来的知识的表征和贮存方式。大脑中储存的海量知识并不是杂乱无章的，而是围绕某一主题相互联系，从而形成一定的知识单元，这种单元就是图式。简而言之，图式就是一个个的网状知识单元，它与思维模式互依存、环环相扣，两者具有某种相似性。图式理论与概念图在本质上是一致的，可以说概念图就是一种图式结构。学生应用概念图，不仅能够把大脑中的图式结构直观出来，而且可以把所学知识放进图式的空间里，将储存的信息组织成一个有意义的系统结构，从而在大脑中形成无数个知识结构图来节省学习时间，提高学习效率。
（三）信息加工理论
20世纪60年代，心理学家加涅吸收了信息加工心理学和建构主义认知心理学的思想，逐渐形成了既有理论支撑，也有技术操作支持的信息加工理论。这一理论侧重研究人脑学习加工知识的过程和规律，分析信息从外部输入大脑，经过加工阶段，到产生外显反应时所经历的信息加工过程。
信息加工理论的重要分支――格式塔理论的实质就在于把客体看成是一个有机的整体，认为学习就是知觉重组或认知重组，或者是说组织好的材料比较容易学习和回忆。米勒认为，对信息进行分类和分组，使之变成组块，能促进学习。研究表明，即使所学的东西没有经过组织，人们通常也会自己对材料进行组织，以便于回忆。组织过的材料能够改善记忆，原因就在于学习者将所学的东西彼此之间建立了系统的联系。
概念图形成一个完整有序的图式，可以从整体上表现某个广域概念中的各个组成部分。这一制作过程与信息加工理论支持的信息组织过程是不谋而合的。长期应用概念图进行信息加工有助于培养学生形成发散性思维，将表面看似毫无联系的事物进行创造性地链接，产生超出常人的创造力和想象力。此外，通过概念图形成的记忆链条很容易使学生产生联想，将相关的知识点串联起来，运用概念图记忆的效果将大大优于死记硬背。
参考文献：
[1] 纪宏伟，钟志华.运用概念图促进课堂教学的认识和思考[J].高教论坛，2011（7）.
一、知识点连串结合思维导图
初中化学是一门学习内容繁杂的学科，其知识点零碎、繁多，加之学生第一次接触化学学科，其在学习的过程中时常感到困惑，倘若学生借助思维导图串联初中化学的各知识点，则有助于学生在学习化学时达到事半功倍的效果。例如，在进行《燃烧与灭火》这一章节教学时，教师可适当地涉及日常生活中有关火灾及应用火的知识，同时在课前将有关知识点通过制作好的思维导图表进行串联，有助于学生理解各知识点间的联系，节省基础知识教学时间，深化教学内容。在此基础上，教师对学生难以理解的知识点予以指导，加深其理解并掌握学习内容，从而促进教学质量提高。
二、板书整合结合思维导图
初中化学的板书相比其他学科较为复杂，因此教师可借助思维导图整合板书，仅需在黑板上书写出知识关键词，引导学生自行想象构建知识网络图，进而易于教学的开展。这样不仅可缩短课堂教学时间，为学生与教师间的课堂讨论提供更多的机会，有助于教师及时发现学生在学习过程中所存在的误区，并对其进行纠正。通过将板书整合与思维导图进行结合，不但能够保证化学课堂教学的有效性，而且能够切实地落实教学内容的重点。例如，在进行《质量守恒定律》这一章节教学时，教师仅需在黑板上书写“燃烧”、“能量”等关键词，再引导学生自主构建思维导图，适当地予以纠正，从而有助于加深学生对该知识点的理解，促使学生自我学习能力的提高。
三、学习中心结合思维导图
初中化学课堂中，教师通常强调小组合作学习的重要性，但忽略了小组合作学习的实效性，学生未对讨论重点进行记录与整理，因此使得合作学习的成效较低，且学生易偏离教学重点。因此，教师可在学生完成合作讨论后借助思维导图进行教学，吸引学生的注意力，以防出现偏题现象。在教学活动开展前，教师应设置具探究性的化学问题，同时发挥自我指导作用，为学生择取学习价值较高的问题。对学生进行合理分组，每组安排一名记录员，记录讨论重点。在讨论过程中，教师先让学生明确思维导图首要主题为探究问题，再着重知识细节的讨论，合理结合次主题，最终得出思维导图初稿。结束讨论后，各小组共同交流讨论结果，将思维导图进行补充与完善，从而提高教学质量与学习效果。例如，在进行《溶液的形成》这一章节教学时，教师在课前先拟定“溶液都是由水转化而来吗”这类提问，便于学生课中讨论，再借助思维导图将溶液的形成设定为主题，水为次主题。组织学生讨论交流，再逐步修改、补充思维导图，从而帮助学生掌握知识。
四、教学复习结合思维导图
论文关键词 中职 数控技术应用 课程改革 探讨
论文摘要 本文主要对中职的数控技术应用专业的基础课程综合化改革进行探讨，根据数控技术应用技术专业原基础课程体系存在的问题，论述了进行综合化改革的必要性，并对综合化改革的具体做法和注意事项进行了探讨。
1 原课程体系分析
1.1 采用分科课程的组织模式，学科门类划分细、数量多
原先数控技术应用专业基础课程的内容基本与机械加工专业的一致，沿用传统的单一的分科课程的组织模式，强调不同学科门类之间的相对独立性，强调一门学科的逻辑体系的完整性。专业基础课程包括：电工基础、电子技术、工程力学、机械制图、机械设计基础、机械制造基础、金属工艺学、计算机绘图、制图测绘、微机原理应用、机械加工工艺等11门课程。①
1.2 理论与实践分开教学，学生动手操作时间少
原专业基础课程体系中的理论与实践分别开设课程，一般是在理论教学结束后，再进行相应的实践教学。由于实践教学周数有限，实践学时通常都少于理论学时。
1.3 课程衔接处理不够，在时间安排上过于集中
这11门专业基础课程各自成一体系，独立性较强，相互间呈平行关系。故在教学安排时，各门课程衔接性体现不出。且在时间安排上，专业基础课程主要集中在第二、三学期开出，没有与骨干课程进行配套实施。
2 进行综合化改革的必要性
2.1 综合化改革是为更好地适应中职学生的学习特点
中职大部分学生的认知特点是形象思维长于逻辑思维，实践学习长于理论学习，动手能力长于动脑能力。少部分学生的人生目标不明确、自信心不足、学习兴趣不高、学习习惯较差。如果在专业课教学上继续沿用分科课程的组织模式，采用传统的理论和实习教学各自独立进行的方法，理论知识点过多、过深、过杂，就很难产生好的教学效果，很难实现“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的职业教育教学的目标。
2.2 综合化改革是为更好地服务于专业骨干课程
专业基础课程应做到“必需、够用”就行，教学的目的是为使学生更好地学习专业骨干课程来服务的。如果专业基础课程开设过多，占用学时过多，势必影响骨干课程的门数和总课时，不利于深入学习专业知识和熟练掌握专业操作技能，无法真正突出专业技能训练。
2.3 综合化改革是为更好地因材施教
原专业基础课程一般采用理论考试的方式进行考核，考核方式单一，容易形成应试教育，而没有充分考虑到课程的实用性。中职教育应面向全体学生，一方面必须使每个学生在原有基础上都能得到应有的发展，另一方面对不同的学生应尽量给予不同的发展空间。这就需要在教学上能够因材施教，并采用灵活多样的考核方式，使不同层次的学生都能有所收获。
综上所述，原数控技术应用专业基础课程存在着诸多的不足，决定了对其进行综合化改革的必要性。
3 具体做法
3.1 精选教学内容，整合基础课程
首先对各门基础课程的内容知识点进行整理归类，剔除与数控专业无关的知识点，简化理论较深的知识点，然后再进行重新划分课程科目，整合相关知识点，突出服务主干课程和实践训练的针对性。如综合化改革中将原《电工基础》和《电子技术》两门课程整合为一门《电工电子》，以电工初级工的鉴定标准来设计课程内容，去除电子技术的部分理论较深、专业性较强的内容；原《工程力学》中理论计算的内容过多，对大部分中职学生来说太难，并且在后面的学习中应用不多，因此将这门课程中的有关基本概念的知识点并入《机械设计基础》中，使《机械设计基础》主要包括工程力学、机械原理和机械零件等内容，不作复杂计算要求。通过课程整合，基础课程数目减少了，内容更加精练和具有针对性，同时压缩了基础课程的课时，为增加实践课时和开设更多的主干课程提供了条件。 转贴于 3.2 注意课程衔接，优化教学计划
在课程整合的基础上，明确各课程间的相互关系，在教学安排上加强课程间的衔接。如《机械制图》、《计算机绘图》、《制图测绘实训》三门课程间的安排上注意衔接关系，将《计算机绘图》分成两部分：第一部分为计算机绘图软件的基本绘图命令的操作学习，与《机械制图》并行安排教学；第二部分为计算机绘制零件图和装配图的操作学习，安排在《制图测绘实训》后进行为期一周的实训。
3.3 突出技能要求，创新考核方式
进行教学方式、手段的改革也是综合化改革的重点之一，通过引入一体化教学、模块任务教学等方式，鼓励学生参加鉴定考证，突出实际操作技能的训练。如《计算机绘图》采用模块式项目教学法进行训练，以上机操作为主，理论讲解为辅，让学生在各个项目中进行合作和讨论来自己完成任务，避免以往《计算机绘图》中学生依葫芦画瓢，学后就忘的情况出现。在《电工电子》、《计算机绘图》等多门课程组织学生参加技能鉴定，并作为考核方式之一，使学生每学期有一次参加技能鉴定的机会，能较好地适应今后岗位的需求。
3.4 改革后的基础课程体系
（1）《电工电子技术》：以初级电工的鉴定标准要求，简化电子技术的部分内容。（2）《机械制图》：与《计算机绘图》相结合，以学生能够识图为基础，适当降低难度。（3）《计算机绘图》：自编教材，采用模块式一体化教学，与《机械制图》和《制图测绘》实习综合安排教学进度，学生参加绘图员考证。（4）《机械设计基础》：包括工程力学中的一些基本概念、机械运动的基本规律及常用机构和机械零件等内容，对有关理论计算不作要求。（5）《工程材料及机械制造基础》：自编教材，包括常用材料和金属材料热处理的基本知识，及金属切削的基础知识、常用加工方法综述与零件的结构工艺性等内容。（6）《设备控制基础》：将液压传动和气压传动技术相互贯通，压缩了传统内容，利用本校有较好的PLC实训设施，适当拓展了可编程控制器部分的知识与内容。
4 小结
数控技术应用专业基础课程的综合化改革，对学生来说，专业基础课程理论与实作相结合，在学习上更易激发起兴趣。同时，由于能够更快地接触专业主干课程，学生较早地对本专业要学什么、今后干什么有了更深的了解，从而使学习的目标性更强。但在综合化改革的实际操作中，我们也需着重注意以下两方面工作：一是要注意做好配套教材的完善。由于多门课程需进行知识点的综合整理，有些课程难以找到相应配套的教材。对此，我们主要是通过自编教材来满足教学需求。这些自编教材质量的高低将很大地影响到综合化改革的效果。二是要提升教师对专业基础课程综合化改革的认识。要使每一位教师认识到综合化改革不仅仅是简单地对课程内容的整合，更是对整个教学理念、教学方式和手段的综合，从而要求教师去更加全面的掌握各专业基础知识，甚至要组织进行编写教材，尽量采用灵活多样的教学方式和手段，提升自身的教学水平。
关键词：电子地图；可视化
中图分类号：P28 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01
一、引言
电子地图定义的难度在于电子地图的“显示”与“存储”是相分离的。从多媒体信息时代角度，电子地图应是基于数字化地图数据的空间信息可视化表现。电子地图的制作包括地图符号的逻辑设计、空间信息可视化的表现手段，空间信息系统结构设计与空间信息浏览与查询设计等多个方面。更确切的说，电子地图一般意指多媒体地图，是可交互、多功能的空间信息多媒体可视化集成地图。即电子地图的概念是一个动态发展的概念，即数字地图-电子地图-电子地图系统。
二、电子地图的基本概念
Talor（1991）将电子地图定义为“在电子介质上使用的地图”；郭仁忠（1995）年认为投影技术和设备的发展使显示电子地图的介质并不一定是电子介质，运用计算机主机和光学投影仪同样可以在屏幕（白纸、幕布甚至墙壁）上显示地图，故可以认为“电子地图是屏幕上显示的地图的总称”。但为了排除单纯投影与幻灯生成的屏幕地图，因此建议将笛子地图定义为“是基于电子技术的屏幕地图”，并进一步强调了计算机在电子地图中的作用。祝国瑞（2004）从数字地图的可视化作用出发，提出“电子地图是数字地图经可视化处理在屏幕上显示出来的地图”。吴忠性（1993）、张文诗（1994）等从地图数据来源和地图传输的不同角度也给出了电子地图的定义。造成了电子地图多样化现象的原因在很大程度上是因为发展中的电子地图鱼现代技术迅速结合，不断推出新的应用形式，从而在短时间内难以给出一个简洁、科学和明确的定义。从狭义上讲，电子地图是一种以数字地图为数学基础、以计算机系统为处理平台、在屏幕上实时显示的地图形式。而从广义上讲，电子地图应该是屏幕地图与支持其显示的地图软件的总称。前者强调了电子地图的地图特性，后者反映了电子地图的综合特性。
三、地图可视化的基础理论
地图可视化是地图学与可视化技术结合的结果，将地图形式从传统的纸质地图拓展到屏幕显示的电子地图，这是一个巨大的技术飞跃，成为现代地图学发展的支柱。但是，地图可视化不仅仅是技术层面的问题，它也随之带来了一系列地理信息表达与应用的理论问题。如何认识地图可视化的地位与作用，以及如何评价地图可视化与地图应用的关系，国内外地图学领域的许多专家学者对此做出了深入的研究，提出了一些重要的地图可视化理论。
（一）DiBiase的地图可视化理论
借助科学可视化和应用数据分析（Exploratory Data Analysis）的思想，DiBiase（1990）将可视化视为科学探究的工具，并提出了地理可视化的框架。在该框架中，他强调了地图在整个过程中的作用，这种基于地图的可视化由原始数据探究、确认、综合、表达等内容组成
了一条曲线。地图在探究一端的作用是促进个人的视觉思考，在表达一端的作用是把研究结果面向公众的视觉传输。DiBiase认为可视化在研究过程的早期侧重于个人特征的视觉思维，这一框架强调在探究一端地图促进地学视觉思考的作用，从而重建了地图学与地理学的联系。
（二）Taylor的地图可视化理论
Taylor将地图学理论原则和新的计算机技术作为三角形的底边，前者作为地图可视化的理论依据，后者是地图可视化的技术支撑，而传输和认知行为作为等边三角形的两腰，构成了可视化的两大主要作用。地图可视化不再仅仅是静止的表达，同时还具有交互和动态可视化的特征。
（三）MacEachren的地图可视化理论
在MacEaachren的概念模型中，把可视化和传输作为并列的两个方面，强调了可视化和的分析与认知功能，其立方体的对角线（虚线部分）具有和DiBiase模型一致的意义。
综上所述，这三种概念模型考虑问题的角度不同，但都体现了地图可视化所包含的视觉思维（认知分析）和视觉传输两个重要内容，从而将现代地图学与主要强调地图传输的传统地图学区分开来。造成这一变化的主要原因是现代信息技术包括计算机技术的发展，使得地图的表达不再是在传统介质上，而是通过计算机软硬件的支持，建立了更加丰富的交互手段，可以实时实现各种设定条件下的地图再加工与屏幕输出。因此，电子地图实际上就是地图可视化的产物，是集地图表达与动态交互功能于一体的新型的地图形式，是现代地图学发展的标志性成果之一。
四、可视化理论与地图学的结合
可视化理论与技术应用于地图学始于20世纪90年代初，国际地图学协会（ICA）在1993年德国科隆召开的第16届学术讨论会上宣告成立可视化委员会（Commission on Visualization）；1996年该委员会与美国计算机协会图形学专业组（ACMSIGGRAPH）进行了跨学科的协作，探索计算机图形学理论和技术如何有效地应用于空间数据可视化，同时探讨如何从地图学的观点和方法来促进计算机图形学的发展。可见，对地图学来说，可视化技术已经远远超出了传统的符号化及视觉变量表示法的水平，而进入动态、时空变化、多维的可交互的地图条件下探索视觉效果和提高视觉功能的阶段，重点是将那些通过难于设想和接近的环境和事物，以动态直观的方式表示出来。对于地图学来说空间信息可视化更重要的是一种空间认知行为，在提高空间数据的复杂过程分析的洞察能力，多维和多时相数据和过程的显示等方面，将有效地改善和增强空间地理环境信息的传输的能力，有助于理解、发现自然界存在的现象的相关关系和启发形象思维的能力。
参考文献：
[1]龙毅，温永宁.电子地图学[M].北京：科学出版社，2006.
