【关键词】适性教育非实验课科学概念有效构建
科学概念特指在自然科学中已经形成的一些科学定义、科学认知、科学规律，还包括科学的观念和对科学的看法。在学习科学知识的过程中，概念的学习是非常重要的。
目前，小学科学课程中关于教学有效性的研究不胜枚举，但其内容大多以“实验课”为主，而研究“非实验课”中的“科学概念”教学的更是寥寥无几。现实课堂中，许多教师还是“穿新鞋，走老路”，仍然采用“灌输式”的教学方式，通过对概念的机械记忆和背诵来强化学生的认知，缺乏真正的理解和掌握，这对于学生科学素养的培养是很不利的。
为此，笔者确立了研究课题《小学科学非实验课科学概念有效教学的研究》，通过研究，对非实验课程中科学概念的有效构建有了更深层次的认识。
苏教版六年级下册《生态平衡》一课，是典型的非实验课，其中最主要的教学目标就是让学生真正理解什么是“生态平衡”这一“科学概念”，发展学生的认知、能力、情感态度与价值观。现结合两节同课异构的真实课例的主要片段作具体阐述。
【课例一】执教：于老师
师：我们地处江南水乡，农村池塘很多，你们知道池塘里有哪些生物吗？
生：青蛙、蛇、螃蟹、水草、微生物……
师：（出示池塘的剖面图）它们是怎么生存的？
生：大鱼吃小鱼、小鱼吃水草和微生物……
师：水草是怎么生存的？
生：有阳光、水、土壤……
师：鱼、水草等生物连同它们生存依赖的空气、阳光等外部环境就构成了一个生态系统。
师：（出示瓶子）你们能不能在这个瓶子里模拟一个池塘的生态系统呢？需要怎么做？
生：放入小鱼、水草、泥土（师引导后改为“泥沙”）、水（师引导后改为“池塘水”——“绿水”）。
师：（展示课前做好的生态瓶）预测一下，如果不给小鱼喂食，它可以活多久？谈谈自己的想法。
生：2—3天、5天、10天、一个月……
师：池塘里，长期形成的食物网，使各种生物的数量基本保持稳定，处于一种平衡状态，我们把它叫做生态平衡。
师：池塘的生态系统比较小，可能不具有代表性，下面我们将目光投向辽阔的大草原，草原上的生态系统是怎样的？它们是怎样生存的？
生：（略）
师：（播放视频：草原生态系统平衡与不平衡的前后对比）过度放牧是怎么破坏生态平衡的？
师：类似的例子还有很多。（播放视频：过度砍伐、赤潮）
【课例二】执教：崔老师
师：（游戏：老鹰抓兔子）老鹰吃什么？兔子吃什么？你能找出它们的关系吗？在纸上画一条完整的食物链。
（学生回答后操作）
师：通过前面的学习，我们知道了在自然界中，多种生物都要生存在一定的环境中，生物与生物之间有着一定的食物联系，而这些有联系的生物和周围生存的环境就构成了一个生态系统。在一个生态系统中，如果植物、动物及微生物的数量维持在一定的水平且变化不大，这种状态就叫做生态平衡，这种平衡是动态的，需要大自然的自我调节力。
师：（出示补充资料：北极苔原与热带雨林的生态平衡）读一读，谈一谈你的感受，谁比较“脆弱”？为什么呢？
生1：北极苔原比较“脆弱”，因为物种稀少。
生2：热带雨林比较“强壮”，因为物种繁多，自然调节能力强。
师：各种生态平衡会不会一直平衡下去呢？其实生态平衡关系很“脆弱”，自然界长期形成的食物链和食物网维系着生态系统的平衡，这些链、网中的任何环节遭到破坏，平衡关系就会破坏，将会带来意想不到的结果，甚至造成巨大的灾难。
（播放视频：过度砍伐、过度放牧、赤潮）
一、学情调查，了解“前概念”
学生在学习概念之前已经具有对科学事实的认识，即“前概念”。它可以成为学生形成科学概念的生长点，在学生的科学学习中扮演着非常重要的角色。在实际的科学教学中，如果教师能够把握住学生的前概念，就能找准教学目标的定位，并根据目标巧妙地设计课堂教学活动，使教学有的放矢，提高教学效果。
从以上两个课例可以看出，教师课前作了充分的学情调查，知道学生对“生物”“环境”“生态平衡”这些概念已经有了初步的认识，对“食物链”概念的理解也已经到位。因此，两位教师都将教学的重难点放在了如何引导学生构建“生态系统”这一概念上，从认识“生态系统”引出“生态平衡”，教学思路非常清晰，符合学生的认知规律，使学生学得轻松、有效。
二、创设情境，引入概念
良好的教学情境能充分调动学生学习的主动性和积极性，启发学生思维，是提高教学实效的重要途径。
课例一中，于老师设计了一个小池塘情境，这一情境与学生生活实际联系比较近，引出“生态系统”这一概念就显得顺其自然，同时，对“生态系统”的概念理解也更容易一些。课例二中，崔老师设计了一个游戏情境，在游戏中再次体会食物链的意义。随之，教师将食物链关系和生物周边生存的环境概括为“生态系统”，枯燥的内容变得很有意思，概念理解也非常浅显易懂，并没有纠结于纯粹的概念分析，学生乐在其中。
三、多元结合，构建概念
概念教学本身非常抽象，难于理解，因此应采用多元结合的方法帮助学生有效构建科学概念。
1.巧设板书，整合概念。两位教师精心设计的板书像“思维导图”，对核心概念进行了有机的整合，形象生动，化难为易，符合学生思维发展规律，促进了学生对“生态系统”“生态平衡”两个科学概念的掌握与理解。
2.精心选材，拓展概念。两位教师都做了充分的课前准备，搜集了大量的资料，并巧妙地将原始资料进行了剪辑与整合。多媒体的运用，让更多静态的材料转为动态，激发了学生的学习兴趣，促进了学生科学思维与科学情感的发展，保证了教学的有效性。
3.科学引导，深化概念。课例一中，于老师的问题设计环环相扣，针对性很强。通过一个个问题，一个完整的“生态系统”必要的组成要素非常自然地呈现在我们眼前。教师并没有刻意去分析概念，而是让学生在不知不觉中就已经理解了概念。紧接着，引导学生说一说制作模拟生态瓶的步骤和具体要求，能看出于老师别具匠心，有效地促进了学生思维的发展，深化了对科学概念的理解。
课例二中，崔老师通过创设游戏活动情境，在活动中引导学生提取核心要素，既复习了旧知“食物链”，又揭示了旧知与新知“生态系统”、“生态平衡”的联系，概念的教学也显得十分自然、容易理解。讲述了概念以后，教师随即安排了两段关于“生态平衡”的补充资料，更好地引导学生从确实存在的事实中进一步理解什么是“生态平衡”，“生态平衡”的两大要素即生物数量平衡与生存环境平衡，真正使概念教学深化到位。
一、系统整体分析，确定合适的微课教学主题
胡铁生先生认为：微课是以微型教学视频为主要载体，针对某个学科知识点或教学环节而设计构建一种情景化、支持多种学习方式的新型在线网络视频课程。作为一种新媒体、新技术，微课与传统课堂相比优势很明显：短、小、精，一个微视频主要突破一个知识或能力点，精心遴选教学内容，安排教学流程，其生动的视频呈现形式，增强了知识的可视化，提高了学生的学习兴趣，可实现在线的自学、先学和协作学习。但因为微课的授课时间短、容量小、结构不够完整，学生学到的知识往往显得零碎割裂、不成体系，容易“只见树木不见森林”，很难进行知识网络的构建，不利于知识融会贯通的理解、记忆、保持和提取。
如何发挥微课的优点并弥补其缺陷？实践证明：在制作微视频之前，针对学情和知识体系进行知识结构的系统整体分析，确定多个合适的教学主题，制作积件式的系列微视频，可以提高微课的总体应用效益，有效地服务于学生的自学、补漏。
高中生物“必修三”有一个模块“稳态与环境”。“稳态”源于对内环境的研究，后来逐渐发展为在生命系统各个层次上适用的学科观念。本模块的重要价值之一就是帮助学生理解稳态等核心概念，建立良好的知识结构，形成学科观念。在第一章教学中，如何帮助学生构建“内环境稳态”概念、认识“内环境稳态”实质、了解其调节机制、建立对“内环境稳态重要性”的正确认识？单个微视频制作一般5-8分钟，短小，碎片化。但是，学生的认知应该是结构化的，因此，微视频整体设计时要围绕学科思想、观念和方法，进行系统化、结构化的构思，便于（翻转）课堂教学时引导学生对微视频的知识点进行整合，思考概念间的内在联系，融会贯通。教师在设计时首先围绕稳态核心概念主题分析概念体系（如下图），制作微视频时则“化整为零”，根据知识形成的逻辑顺序抓住六个重要概念：内环境概念、内环境各组分之间的联系、内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介、内环境的成分、内环境的理化性质、内环境稳态重要性，分别调查了解学生的学习基础，寻找支撑这些重要概念形成的最为恰当的生物学事实，设计探究性学习活动。微视频设计和课堂教学实施时顺序刚好相反，先提供生物学事实，再通过问题链引导学生对事实进行抽象和概括，形成重要概念，并“化零为整”，引导学生建构合理的知识网络。
二、精心制作微课，帮助学生构建重要概念
教学主题明确后，就要开始分析学情，设计教学活动，选择和组织典型素材（图片、动画、视频等等），制作PPT，然后录制微视频。录制比较简单，只要一台安装有录屏软件的多媒体电脑和一个比较好的无线耳麦就可以了，教师的语言要科学准确，清晰生动，富有感染力，讲解节奏得当。录屏软件可全程录制教师的屏幕操作与讲解，自动生成适合各种要求的视频文件。
微课教学与课堂教学相比，主要作用是满足学生自主学习的需要，对教学设计提出了更高的要求。我认为生物学微课教学设计要遵循以下原则：以学定教、目标明确、创意新颖、直观生动、启迪思维、主线鲜明、短小精悍、讲练结合，要让学生一看到微视频，就会被吸引，有动力往下学，而且很快就能学得会，学得轻松愉快。微课后还要附配套的微测试和解题指导，以检测巩固知识。如获得省二等奖的“内环境概念”微视频的设计有几个主要的步骤。（1）教学需求分析：①学习者起点水平分析。内环境的概念是建立在学生初中对多细胞生物的结构如消化、呼吸、循环、泌尿系统、血液的组成、组织内细胞的物质交换等知识基础上的，因为对此部分内容初高中学习间隔时间长，学生遗忘较多，需要加强回忆或重建。②学习内容分析。内环境的概念比较抽象，应充分利用学生已有的知识、经验和直观图片，搭建学习和理解知识的桥梁，帮助学生形成概念。③教学目标分析。描述内环境的组成，说出内环境的概念，列举具体细胞的内环境，分辨一些场所或物质是否属于内环境。（2）教学设计思路：出示装有草履虫培养液和血液（加过抗凝剂并离心）的试管，首先回忆单细胞生物草履虫如何与外界环境直接进行物质交换，类比引出多细胞生物细胞具体生活的环境，说明血浆是血细胞直接生活的液体环境。提醒学生其他可能见过的细胞外液，如手或脚上磨出了水泡，挑破后流出液体，那是组织液。出示细胞直接与内环境进行物质交换示意图，说明血细胞直接生活在血浆中，组织细胞生活在周围的组织液中，淋巴细胞直接生活在淋巴中，毛细血管壁细胞直接生活在血浆和组织液中。高等多细胞生物的细胞生活在细胞外液中，细胞外液一般常见的为：血浆、组织液、淋巴。由细胞外液构成的体内细胞赖以生存的液体环境也叫内环境。内环境概念中的“内”和“外”相互矛盾吗？边讲边画示意图，画一个细胞，外面加一个大方框代表体壁。“外”是从细胞角度而言，内环境是细胞直接浸浴和生存的环境，是围绕在多细胞动物的细胞周围的液体环境，即细胞外液。“内”是相对于多细胞动物个体所生活的外界环境而言的人体内、细胞外的环境，因此，这里的内和外并不矛盾。但必须注意的是，一切与外界相通的管腔、囊腔（如消化道、呼吸道、肺泡腔、泌尿道、生殖道等）应属于人体内的外界环境的范畴，其中的液体如消化液、尿液等不能误认为是细胞外液。而封闭的管腔、囊腔中的液体，如脑脊液、关节腔内的滑液等应属于细胞外液，是内环境的范畴。接着进行典型例题讲解，帮助学生内化概念加强理解。（3）教学反思：一定情境下形成的概念才会生动和有意义，才能促进学生理解。对内环境这样微观抽象的概念，教学时需要充分利用学生已有的知识、经验和直观手段，为学生搭建“脚手架”，建立感性认识，激发学习兴趣，然后沿“感知―抽象思维―形成概念―深化理解”的路径，促进概念形成。
微视频制作好了，要附关键词、简介，上传到“泰微课”网站，便于他人检索和选择使用，简介要抓住主要特点来描述，其中包含了为什么要裁剪此内容制作，对本内容的理解和教学处理，让人看了一目了然。如获市一等奖微视频《内环境各组分之间的联系》的制作。（1）关键词：内环境、组织液、血浆、淋巴。（2）简介：通过图示讲解了内环境各组分之间的联系。内环境各组分之间的联系中，为什么组织液可以转化为淋巴，而淋巴不能直接转化为组织液？这是学生学习过程中的难点、易错点。本微视频难点抓得准，突破方法好。―是利用形象直观的毛细淋巴管结构示意图，将淋巴不能直接转化为组织液的原理进行透彻、清晰的解释，帮助学生建立结构与功能相适应的观念;二是在血液循环和淋巴循环大背景下，帮助学生建立起内环境各组分之间是动态联系的统一整体的印象，补充淋巴循环的功能，帮助学生形成对组织水肿等现象的理解。两道例题的设计，一是让学生抽象概括出内环境各组分之间联系的概念图，考察学生理解掌握情况;二是联系生活进行“班氏丝虫寄生在人体淋巴管内造成人体下肢肿胀的原因”现象的解释，考察学生对本微视频讲解的知识点是否会应用。对具体题目的讲解，注意思路分析和规律总结。配套练习的选择针对性强，难度合理，有层次性。
三、尝试翻转课堂，加强微视频应用
传统的教学过程主要包含两个阶段：课内知识传授、课外知识内化，学生需要克服学习中的重点难点时，教师往往并不在现场。如果翻转课堂，课外利用微视频进行知识传授，而课内教师现场帮助学生针对困难进行知识内化，学习的有效性将大大提高。对“内环境稳态”的教学，我做了翻转课堂的尝试。（1）课前学生自学，掌握基础。课前一天布置预习任务，发放学案，让学生晚上在家自主学习“泰微课”网站上我做的系列微视频，完成学案上的自学检测，写下疑难问题。第二天由课代表收齐学案交上来，利用课前时间抓紧批阅，分析学生自主学习情况，针对学生的困惑和误区制定教学策略，增强上课的针对性、有效性。（2）课中合作探究，释疑解惑。课堂上，引导学生交流学习收获，把全班学生合理划分为多个学习小组，以“兵教兵”的方式就自学中的困惑进行研讨。教师在小组间巡回走动，适时点拨指导。然后针对共性问题，创设情境，释疑解惑，并出示新的学习材料，适当拓展和补充知识点，归纳总结要点，建构知识体系。错题订正，变式训练，巩固内化提升，有效达成目标。（3）课后复习巩固，扫除盲点。大部分学生课上基本能理解和掌握教材的重点和难点知识，对于极少数尚存疑惑的同学，要求他们再反复回看微视频，或个别辅导扫除盲点。
在分析框架的基础上，将国外当前基于模型的科学学习环境分为三类：主界面只含一种模型的学习环境、主界面含多种模型的学习环境、主界面含共享建模区的学习环境，并进行了比较，讨论了不同类型的学习环境在设计要素方面的特点，得出了异同点。从而提出了在面向不同的学习者和不同主题的教学内容时，基于模型的科学学习环境的设计和应用策略，为我国相关研究提供借鉴。
随着技术的进步，计算机支持的学习环境也得到了不断更新和发展，越来越多此类产品用于支持学生的认知及其相关能力的培养和发展，尤其是各种基于模型的科学学习环境的开发和应用，为研究者所关注和重视。大量研究显示，基于模型的科学学习环境在教学中的应用，不但有助于促进学生科学概念的学习，且能够培养学生的批判性思维、推理能力、自我监控能力以及合作学习能力等。[1][2]所以，基于这些优点，国外研究者开发了大量基于模型的科学学习环境(Model-basedScienceLearningEnvironment，以下简称MbSLE)，有学科专用型和学科通用型两种。[3]学科专用型学习环境，如生物学科适用的BioLogica和PlantMod，化学学科适用的ConnectedChemistry和ChemNet;学科通用型学习环境，如ModelingSpace、Model-It和Belvedere。
除了适用学科的范围有所不同外，由于设计要素的不同，学习对象也会有所不同，如STELLA对于高年级学生科学概念的学习有帮助;[4]与只含模型的学习环境相比，含有建模工具的学习环境对于培养学生的反思和调控能力更有帮助。因此，依据学科范围、知识以及使用对象等的不同，不同的MbSLE在设计和使用效果方面会呈现不同的特点。作为教师，应如何根据教学环境和影响因素，选择适合教学的科学学习环境;作为开发者或研究者，如何从已有学习环境中提取开发要素，设计出对科学学习更有价值的学习环境。
一、相关概念的界定
计算机支持的科学模型是指借助计算机技术通过一定的表达方式对科学现象，尤其是抽象或复杂科学现象、过程、概念以及理论的一种模拟或概括。其特点是能够最大程度地通过对科学现象机制、因果关系、功能等的体现，对科学现象及其相关概念进行描述、解释和预测。科学模型能够体现科学现象最为基本的属性和特质，体现要素之间的基本联系。[5][6]在已有研究中，对计算机支持的科学模型进行了不同的分类。本文将分类依据和相应的类型进行了归纳，见表1。
在MbSLE中，建模是一个重要的概念。建模是指建构和产生模型的过程。研究表明，以形成、测试和修改模型为基本步骤的科学建模过程是科学学习的一个重要方法，不同类型的模型的形成与建模工具密切相关，学生对于建模工具的使用和相应模型的形成，可以表现学生对于概念理解的水平。因此，建模成为教师评价学生心智模型及其水平的重要依据。研究表明，建模不但可以促进学生对科学知识的深度理解，还能促成其有意义学习
二、分析框架的形成
在文献研究基础上，本文将MbSLE的分析要素归纳为学科内容、教学理论、设计特点以及预期学习效果等四个方面。[13][14][15]通过对四个方面中不同内容的分析，得出不同类型的MbSLE设计及其应用特点。分析要素及其内容见表2。
三、基于模型的科学学习
环境的比较和分析
本文将国外MbSLE主要分为三种类型：主界面只含一种模型的学习环境、主界面含多种模型的学习环境、主界面含共享建模区(sharedmodelingworkspace)的学习环境。依据分析框架，以下对这些学习环境的设计要素进行分析和比较，得出有关结论。
(一)主界面含一种模型的MbSLE特点分析
类型1中主界面一般只提供一个模型或一种模型，界面设计相对比较简单。类型1中的模型有直接模拟实物现象，也有模拟抽象事物，如数据等。本文选取PhET、WOW、APoME、Belvedere、Simquest和PlantMod，对这些属于类型1的MbSLE进行要素的分析。其主界面分别如图1a~f所示。
由表3可知，类型1大多为单机型软件，便于在无网络环境下使用。在模型类型来看，类型1中以相对抽象的数据模型居多，因此，适用对象大多为高中生甚至高中以上年级学生。在模型的支持性工具设计方面，为增强模型的调控功能，大多设置可控制因素及其数值大小的操作工具，有些则结合数据输出和输入功能，为观察实时数据提供支持。
与其他由开发人员设计模型的方式不同，Simquest为教师提供了自行设计模型的后台工具，借助该工具，教师可以使用简单的设计语言，设计模型及编辑配套的教学内容，如问题、前测等;另外，作为唯一一种含有建模工具的学习环境，Belvedere为学生提供了三种表征方式从简单到复杂的建模工具，为不同学习水平学生的模型建构提供了支持。研究者还为不同的学习环境提出了不同教学模式及策略，如应用5E教学模式APoME，采用发现式学习理论设计的Simquest。从预期学习效果来看，类型1的设计特点向设计者和研究者传达了一种信息，即抽象数据模型面向的群体为相对认知水平较高的学生，已有研究表明，对于这些学生的科学学习，侧重概念的深度认知、培养其推理能力、批判性思维、数据管理能力、探究能力以及用系统观点认识复杂概念的能力。[16][17][18](二)主界面含多种模型的MbSLE特点分析
从上述分析也可知，类型1在使用上存在一定局限性，如适用对象、适用的学科范围不广;虽提供了一些支持性工具，但模型的可操作性不强，支持学生自主建模的设计不多。因此，此类MbSLE对学生自我调控、推理能力以及反思能力等方面的培养支持不够，也不利于教师分析学生科学概念的形成和修正过程。从类型2的设计特点来看，此类学习环境的开发在一定程度上弥足了类型1的不足，也体现了其特点。本文选择该类学习环境的典型设计Co-Lab、ModelingSpace、Model-It、NetLogo进行分析。其主界面分别如图2a~d所示，具体分析内容见表4。
从类型2的性质看，均为软件，可以在无网络的环境下使用，且大多数可支持联网后学生的合作学习。这些学习环境的共同点是主界面含多种类型的模型，且面向的适用对象和学科范围较广，绝大多数可以满足不同年级水平学生的学习，尤其是中学阶段学生的学习。
此类MbSLE强调建模工具在科学学习中的应用，因此，在模型工具设计中，均设计了建模工具，使得学生能够依据自身对概念系统的理解，建构不同水平的模型，并运行模型后再修改模型，在一定程度上有助于促进学生对学习过程的分析、反思和自我调控，也为教师评价提供了依据。部分设计则融入了渐进式建模的观点，支持学生模型建构水平的逐级递增，如Co-Lab和ModelingSpace，使得建模工具能够面向不同认知能力和建模水平的学习者。
如在ModelingSpace中，学习者可以建构两种形式的模型，一种为概念图，属定性模型，一种为结构图，结构图又分为定性结构和定量结构模型两种;在Co-lab中，存量—流量图变量之间的关系的描述也可以由定性和定量两种来表征。类型2中支持性工具的设计也更为多样化，融入了模型要素库及共享建模区和聊天工具的设计，使得学生的学习方式更为多元。如ModelingSpace中，建模者对自己建构的模型具有所有权，可以决定是否与其他学习者共享模型，如同意，其他人可以在此基础上，对该模型提出修改意见;[20]在Co-lab中，其构成要素中增加了合作白板和建模白板区，聊天框及其聊天记录查询等工具，这些设计均为学生合作学习提供了有力支持。
所以，类型2的MbSLE设计特点，决定了其在科学教学的应用中，除了有助于学生概念的深度学习外，在思维能力训练以及合作学习能力培养方面更有优势。
(三)主界面为共享建模区的MbSLE特点分析
共享工作平台是一种能够使不同地点的人在用一时间一起工作或学习的设计方式，通过共享工作平台的设计来促进实时在线合作是计算机支持的合作学习的一种重要途径。[21]从上述分析可知，在MbSLE中，也融入了这种重要的设计理念，如Belvedere、Co-Lab以及ModellingSpace。以下本文选取更为典型的含共享建模区的平台进行MbSLE分析：CoolModes、Cacoo和CmapTools。其主界面如图3a~c所示。分析结果见表5。
由表中分析可知，含有共享建模区的MbSLE设计有简单也有复杂。该类环境均强调不同类型的建模工具的使用，高年级学生侧重定量建模工具的应用，低年级学生则侧重定性模型工具的使用。建模工具的设计大多比较简单，易于大多数学生学习并使用。在共享程度的设计方面，共享水平有高有底，有些能够共享已有模型，有些则是共享建模的过程，且提供了多种合作学习的支持性工具，如共享聊天框以及共享文件夹等。
如Cacoo，该软件不但提供了共享建模区，使得不同的学习者通过同一个建模区达到实时合作的效果，并且可以辅以聊天框，以便在建模过程中进行交流、讨论并对模型结果作出评价，有利于学生在学习过程中的互评和反思。这种基于共享建模区的合作建模方式不但有助于促进学生完成复杂任务形成专家导向的概念模型，更有助于提高学生的反思和评价能力。
四、结论和启示
(一)模型和建模工具的设计
1.提供简单的建模方式
通过以上分析，本文总结国外MbSLE的建模方式主要分为三种，一种是以PhET和WOW等为代表的需编程人员针对特定学科、特定主题而设计的模型，是基于编程语言的建模方式。使用者较难依据自己需求修改并设计新的模型，因此，该类方法设计的模型种类也相对比较单一，更新慢，适用范围较窄。第二种是以NetLogo和Simquest为代表的通过为教师提供模型编辑区，提供相对编程语言简单的建模语言供教师建构所需模型，并可编辑一定的教学内容，是基于模型编辑区的建模方式。这种环境中往往还提供共享平台或模型库来帮助用户上传、存储以及共享所建的模型，模型种类丰富，更新率高，但不适合建模水平较低的学生使用。
第三种是以Co-Lab、Cacoo、ModelingSpace和Model-It为代表的通过提供面向学生的简单建模工具，并辅以所需的图库或符号库等，以结构图的方式通过一定的关系来形成模型的设计，是基于建模工具的建模方式。这种建模方式更为简便、直观，适合不同认知水平的学生使用。这三种方式的建模难度层层递减，从面向编程人员到面向学生，适用群体也进一扩大。第三种方式中除了提供简单的建模方法外，还为建模提供符号、图片、视频、动画等，使学生从更为直观的角度来理解概念系统的组成。因此，相对于前两种，第三种建模方式更适合中学的科学学习，建议教师在日常教学中多选择含有此类建模方式的科学学习环境。而对于教师自身，也应适当关注并使用第二种建模方式的学习环境，不但有助于增强自身的建模水平，更能为学生提供多样化的学习模型。
2.使用结构图来表征模型
结构图对科学原理或概念的高度概括能力，使得其普适性较其他形式的模型表达方式更强。用结构图表征科学模型能够加强学生推理、概念的深度认知以及系统观点的形成，[22][23]研究也表明，学生更容易通过这种方式表达对概念的认知。[24]在这些结构图示的组成要素中，主要包括主体、变量以及变量与变量之间的关系。本文对上述学习环境涉及的结构图中模型的要素、要素的表达方式进行了总结，见表6。可见，大多数结构图用特定的图形或符号来表征概念系统中的主体、变量及其关系。
面向不同的使用者，设计策略不同。当面向低水平学习者时，资源库中包含更多能够表征一定主体和变量的图片、视频以及动画等。在面向高水平的学习者时，资源库则提供了不同种类的符号以及图形等。在结构图变量关系的表征中，也使用了不同的符号，如直接用直线、直接加文字描述、直线加方程、直线加符号等。便于学习者依据自身能力，建立不同水平的模型关系。这样的设计，也为相关研究者提供了启示，即面向不同水平的学习者，认知符号和表达方式的设计需要有一定的层次性，从具体到抽象、从简单到复杂、从显性到隐性描述的设计原理，为用户提供一个更为灵活的学习环境。
(二)支持性工具的设计
支持性工具主要分为三种：支持控制和执行模型的工具、支持学生学习过程的内容设计、促进学生合作交流的工具。[25][26]
1.提供不同控制程度的模型支持性工具
在模型的建构中，学习者主要通过改变模型要素，参数以及变量关系等来形成模型。在模型的形成中，通过模型建构来生成模型的方式，变化性最强，由学习者全新建构而成，对学生认知水平和建模技能要求较高;附有因素控制的支持性工具的模型可控制性次之，如在类型1中，大多通过设计可控制按钮使因素种类和大小改变来观察模型的变化。
这些均属于可调控模型的范畴，模型的要素大多已经确定，变量关系也由计算机生成而非学习者定义，因此，这样的模型对于学生的认知水平和建模水平的要求相应降低。而无调控工具的模型则适合教师演示和学生观察，对于学生自主探究能力的要求降低。所以，在实际教学中，教师应针对学习者的学习水平，选择不同层次控制程度的建模支持性工具，便于学生观察和控制各种模型。适当对认知水平较高的学生，提供相应的建模工具，为锻炼学生思维、促进系统观点的形成提供更为有力的支持。
2.设计不同程度的共享工具
除其他支持性工具外，当前国外MbSLE的最大特点是共享建模区的设计。该设计使建模过程融合学生的讨论、互评、自我反思等方法，[27]进一步体现了基于计算机的合作学习的价值。在共享建模区中依据共享程度的不同，分为实时建模和非实时建模，实时建模往往表现为共享建模过程，非实时建模则表现为共享建模结果。实时建模是一种更为严格的共享方式，允许少量的合作者共同建模，技术难度较大。在ModelingSpace和CmapTools中，建模主体为一人，其他学习者若想共享模型，则需提出请求。这种一个共享界面在固定的时间只能允许一人建模，是非实时建模的一种。而在Cacoo和CoolModes的设计中，建模过程和结果均可以和其他人实时共享，多个合作者可以在同一时间同一界面合作建构一个模型为实时建模方式。与非实时建模方式相比，实时建模方式对于学习者的交流、合作能力提出了更高的要求，适合具有较高水平合作能力的学习者使用，教师在教学过程中需要介入更多的干预，以加强学生的配合。
3.为教学提供内容设计方法
在MbSLE中，除了基于模型的教学理论应用外，其他教学方法和原理也渗透于教学内容的设计和工具的使用中。比如，学生在使用Simquest时，该软件会为学生提供一系列与模型内容配套的学习内容及其测评工具，如作业、反馈、前侧和后侧等。
[28]这种与模型紧密结合的学习内容，本文称之为联结性教学内容设计;另一种则是设计共享内容，该共享内容以独立的模块存在于该环境中，包括基本知识、技能、方法等，如WOW中为学生提供了基本概念、教学计划以及数据收集和分析方法等，这些共享内容的提供为学生科学探究提供了帮助，但是其内容设计与具体建模活动是分离的，本文称之为独立性教学内容设计;除了教学内容设计外，还有依据学习环境的要素特点，提供相应的教学模式，如APoME的教学，研究者提倡通过5E教学模式，即按照参与(Engage)、探究(Explore)、解释(Explain)、拓展(Elaborate)以及评价(Evaluate)等过程组成的模式来设计教学内容;Simquest则是依据发现式学习的方式来设计教学内容;Model-It的计划、建构和测试的科学建模程序为教学提供了技术支持;在ModelingSpace中，渐进式建模理论的设计，为不同学习水平学生的学习提供了支持，有助于其模型水平的逐级提高。
利用这些教学理论，基于模型的科学学习环境可以更有效地为课堂教学服务。当面向学生中心的教学情境时，基于模型的环境设计需要更关注学生的推理能力、自我调控能力以及反思能力的培养，建议使用联结性教学内容设计方法，该方法也适用于低年级学生的使用。共享式的独立教学内容设计则更适用于高年级学生的学习活动。因此，建模工具和环境设计的教学原理之间的结合关系的确定，依据实际适用对象以及教学情境而定，教师在使用各种性质的基于模型的科学学习环境时，应掌握该环境设计时使用的教学理论，结合教学理论和课堂实际来设计基于MbSLE的教学内容，使得该类学习环境能够体现其应有的价值。
[关键词]学习型党组织网络环境范式范畴
[中图分类号]G641[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2013）18-0130-03
[收稿时间]2013-05-28
[基金项目]本文系教育部人文社会科学研究“马克思主义中国化、时代化、大众化”专项任务项目《网络环境下学习型党组织建设理论与实践研究（编号：11JD71009）》的研究成果。
[作者简介]曾令辉（1966-），广西资源县人，博士，教授，广西师范学院马克思主义学院院长，研究方向：思想政治教育理论与实践；张兴（1973-），湖北罗田县人，博士，广西师范学院马克思主义学院副教授。董晓绒（1984-），陕西咸阳市人，广西师范学院政法学院研究生。
党的十七届四中全会提出“建设马克思主义学习型政党”，随着中国共产党建设马克思主义学习型政党和学习型党组织建设的日益深化，网络环境下学习型党组织建设的范式与范畴研究是一个全新的课题，目前尚无现成模式可供借鉴。客观地讲，网络环境下究竟什么才是学习型政党？网络环境下学习型党组织怎样才能增强吸引力，扩大影响力，发挥党组织的先进性？网络环境下学习型党组织建设有没有自身的特征？与现实环境下学习型党组织和网络环境下一般网络组织本质区别是什么？这是我们在加强网络环境下学习型党组织建设，增强其实效性所面临的重要的问题。要回应或破解这些重要命题，需要构建起网络环境下学习型党组织自身的范式和范畴，才能提高网络环境下学习型党组织建设科学化水平，因此，对网络环境下学习型党组织建设的范式与范畴的研究，为网络环境下学习型党组织建设提供指导和保障。
一、网络环境下学习型党组织建设的范式与范畴的内涵及其价值
网络环境下学习型党组织建设是基于学习型组织理论和马克思主义学习型政党理论而提出和建设的命题，网络环境下学习型党组织内涵表征着网络环境特定场域和本质要求。将范式与范畴植入网络环境下学习型党组织建设具有重要的理论意义和实践价值。
网络环境下学习型党组织建设是建设马克思主义学习型政党的基础内容，它是指基于网络虚拟环境，遵循网络学习的特点和规律，以马克思主义学习型政党理论为指导，以学习、传播、共享党组织的先进理念和思想为手段，不断增强党组织的吸引力和影响力而构建起来的一种网络虚拟组织。政治性构成了网络环境下学习型党组织的本质特性；虚拟性构成了网络环境下学习型党组织的结构特性；学习性构成了网络环境下学习型党组织的价值特性。
“范式”是库恩在《科学革命的结构》一书中提出的核心概念，以范式及其发展变化为基线阐述了科学发展的基本模式[1]。本文所指的范式，即在网络环境下学习型党组织建设理论研究和实践领域中由研究旨趣、核心概念范畴、主要方法、整体话语形态和习惯等所构成，且为广大学习型党组织建设所认同、遵循、持用的基本范例、模式。在一定意义上，网络环境下学习型党组织建设的范式，是对网络环境下学习型党组织建设基本矛盾、基本规律和基本特征的概括，是网络环境下学习型党组织特征的重要标识，也是衡量网络环境下学习型党组织建设所达到的程度的标准。网络环境下学习型党组织建设的范式主要是指网络环境下学习型党组织建设的条件、原则、方法、评价、模式等一整套的话语习惯和体系。
按照《辞海》的解释，“范畴”是指“反映事物本质和普遍联系的基本概念……是人们在实践基础上概括起来的科学成果，标志着人类对客观世界的认识的一定阶段，是帮助人们认识和掌握自然现象之网的网上纽结。”“范畴”在哲学领域，指的是那些反映各门科学共同规律的最普遍、最基本的概念。“范畴”既不是一般的概念，也并非个性概念，而是具有强大的衍生、辐射、衔接和统合功能的原型概念，是学科内诸多常规概念存在和拓展的出发点。范畴的“基本性”不意味着它的概念中的最小单位，而是指范畴所具有的初始性、超越性、创造性和全称性。[2]近年来，关于学习型党组织建设的范畴问题已经成为学习型党组织建设中的一个重要问题，引起学者的关注和热议。网络环境下学习型党组织建设的范畴研究和建设不仅关系到网络环境下学习型党组织建设内容的丰富性、科学性和逻辑性，也是影响网络环境下学习型党组织建设理论的完善程度。网络环境下学习型党组织建设的范畴主要是指网络环境下学习型党组织建设的最基本的概念。但是需要注意的是，并非网络环境下学习型党组织建设中任何概念都是网络环境下学习型党组织建设的范畴，而是在网络环境下学习型党组织建设中具有强大的衍生、辐射、衔接和统合功能的原型概念，是网络环境下学习型党组织建设中诸多常规概念存在和拓展的出发点。
网络环境下学习型党组织建设范畴与范式既有联系、又有区别。它们都是网络环境下学习型党组织建设的一种态度或信念，也都是一种具有导向性的理论框架。所不同的是，网络环境下学习型党组织建设范式在一定时期内具有相对稳定性，一般只有一个。而网络环境下学习型党组织建设的范畴可能有多个；从运用范围来看，范式是网络环境下学习型党组织建设所形成的共识，而网络环境下学习型党组织建设范畴外延要明显小于范式。就表现形式来说，范畴总是有它的对立面，往往以对立的形式呈现，如虚拟性与现实性等。
网络环境下学习型党组织建设的范式和范畴不是先在的，而是在网络环境下学习型党组织建设进程中逐步孕育、形成、发展起来的。应该说，从党的十六届四中全会提出“形成全民学习，终身学习的学习型社会”的目标，到党的十七届四中全会提出“建设马克思主义学习型政党”，再到中共中央办公厅颁发的《关于推进学习型党组织建设的意见》，对学习型党组织建设的重要意义、总体要求及主要原则、学习的主要内容、学习的主要方法途径等方面进行了全面的阐述，明确了建设学习型党组织的步骤和方法。在研究上，从不同的学科、不同的领域、不同的维度和视角对学习型党组织建设进行了多学科、多视角的研究，也形成了一大批有关具有重要理论和实践的价值的研究成果。学习型党组织的研究和建设逐步由经验化走向科学化，由零散走向系统，在此进程中也逐步孕育了学习型党组织建设的范式和范畴。但是即便如此，在中国从学习型党组织提出，到探讨和建设学习型党组织还不到10年的时间，而网络环境下学习型党组织建设更是近几年开始关注和研究的课题。所以，严格来说，学习型党组织建设范式和范畴并没有完全形成和确定，只是处在研究的起步和初始阶段。因此，网络环境下学习型党组织建设的范式和范畴的形成，对于网络环境下学习型党组织建设和实践指导具有重要的意义。
首先，网络环境下学习型党组织建设的范式和范畴研究，是网络环境下学习型党组织建设科学化的重要成果和标志。库恩指出：“有了一种规范，有了规范所容许的那种更深奥的研究，这是任何一个科学部门达到的成熟标志。”[3]因此，只有加强网络环境下学习型党组织建设的范式和范畴研究，才可能使网络环境下学习型党组织建设步入科学化、规范化、制度化建设的轨道和阶段，这无疑是网络环境下学习型党组织建设的所必由之路。如果没有自身一套研究和建设的范式和范畴，也就难有自身建设的特色模式，容易陷入与现实环境下学习型党组织或网络环境下一般网络组织建设无区别的泛化之境遇。
其次，网络环境下学习型党组织建设的范式与范畴研究，是网络环境下学习型党组织建设科学化、规范化的基础。网络环境下学习型党组织建设的范式与范畴是网络环境下学习型党组织建设的基本构架和网结。如果没有一套规范的科学范式和范畴，不仅在思维、理论探索上难以有序规范地开展，而且在实践上也难以把经验性、操作性和应用性的零散的感性认识升华为知识、理论。从属性上来看，范式与范畴研究是网络环境下学习型党组织建设的基础性内容和奠基性工作，可以厘清网络环境下学习型党组织建设范式和范畴的内容、种类和关系，才能指导和推动网络环境下学习型党组织建设理论与实践发展。
再次，网络环境下学习型党组织建设范式和范畴的研究，是网络环境下学习型党组织建设独立性和发展性的关键。范式和范畴是网络环境下学习型党组织建设的理论起点和实践思维的支点，也是区别于网络环境下其他网络组织建设的标志。没有网络环境下学习型党组织建设独立的范式和范畴，就不可能形成自身的特色，也就不可能有长足发展。从网络环境下学习型党组织建设的现状来看，目前还没有形成网络环境下学习型党组织建设的范式和范畴。从范式的视角来看，网络环境下学习型党组织建设的内涵、条件、模式、原则、内容、方式等方面还均没有取得共识性的范式，对网络环境下学习型党组织建设的基本矛盾和基本规律也未取得统一性的范式。从范畴的视角来看，对网络环境下学习型党组织建设的基本概念，如“虚拟性”、“网络学习”、“网络组织”等也均进行科学性的界定，正是基于上述原由，范式和范畴建设是网络环境下学习型党组织建设的关键。
二、网络环境下学习型党组织的范式与范畴的构建途径
加强网络环境下学习型党组织建设的范式与范畴建构是推动马克思主义学习型党政建设、完善学习型党组织建设范畴体系和理论体系的基础和关键，结合范式和范畴问题的研究及其网络虚拟社会的特点，遵循网络环境下党组织建设的规律，加强网络环境下学习型党组织建设范式和范畴构建应着力从以下途径入手。
一是立足网络虚拟社会发展的特点，以马克思主义学习型政党理论为指导，借鉴学习型组织理论，有针对性地开展网络环境下学习型党组织建设范式和范畴的理论研究。互联网络所建构的网络虚拟社会正越来越深入地影响着人们的思维方式、行为方式和生活方式，已经成为传播各种文化的新途径，成为各种社会思潮和意识形态的集散地和社会舆论的放大器。网络虚拟空间的开放性和匿名性，由此容易引发网络色情信息泛滥、垃圾信息横行、泛娱乐化严重、文化安全凸显、黑色信息、灰色文化盛行，导致现实宣传舆论控制乏力，同时也会引发个人信仰危机、降低道德素质、削弱文化品位等。作为网络先进文化的代表者的中国共产党基层党组织，必须主动出击，趋利避害，加强网络环境下学习型党组织建设，不断增强网络环境下党组织的话语权和主导权，范式与范畴建设是网络环境下学习型党组织建设的基础型内功，但是这并没有引起足够的重视，相关研究也没有完全展开。鉴于此，理论界和党建实际工作部门要高度重视网络环境下学习型党组织建设的范式和范畴构建，对现状要有清晰的认识，组织相关学者专家对这些“元问题”进行集体攻关，加以科学的提炼、凝练，并在实践中广泛推广运用。可以从几个方面着手：其一，把握网络虚拟社会的本质特征，明确网络环境下学习型党组织建设范式和范畴的研究任务和目标，尤其要重点研究网络环境下学习型党组织建设的基本矛盾和基本规律，研究其核心概念。其二，运用协同、协作、合作等整合手段，将学习型党组织建设的理论队伍和实际工作部门的队伍整合起来，积极培育和扩大参与网络环境下学习型党组织建设范式和范畴研究的理论队伍。其三，借助报纸杂志以及新媒体，通过讨论、交流、争鸣等方式，积极有效地开展网络环境下学习型党组织建设范式和范畴的专题讨论，鼓励争鸣，达成共识。其四，设立不同层次的科研课题，提供资金和项目，支持有关学习型党组织建设的范式和范畴问题的深度研究。
二是把握学习型党组织建设发展趋势，借鉴多学科理论与知识，实现在多学科交叉中网络环境下学习型党组织建设的范式和范畴综合创新。马克思主义学习型政党建设涉及马克思主义理论、政治学、管理学、社会学、教育学、组织行为学等多学科的理论和知识，在马克思主义学习型政党建设范式和范畴构建的进程中，需要借鉴相关学科的知识和智慧。从马克思主义学习型政党建设的发展态势来看，学习型党组织建设虽已初步完成学科交叉融合，形成马克思主义学习政党理论雏形的话语体系、思维发展模式和理论拓展等。但是，无论是从发展目标还是建设的预期来看，学习型党组织建设，尤其是网络环境下学习型党组织建设理论研究有待于进一步深化和提高，从内容到体系的构架需要更高层次的独立化和特色化。鉴于范式和范畴构建在网络环境下学习型党组织建设中的特殊性，目前尤其要借鉴相关学科领域的范式和范畴，并加以移植和改造再生。其一，广泛地借鉴组织行为学、学习型组织、学习型社会等相关学科领域的范式和范畴。其二，借鉴相关学科领域的范式和范畴，要注重加以改造和移植，而不是简单的复制和粘贴，要依据网络环境下学习型党组织建设特点，使之适应网络环境，并内化为马克思主义学习型政党建设需要的范式和范畴。其三，将移植改造的范式和范畴运用于网络环境下学习型党组织建设的实践中，检验并加以验证其科学性和价值性，进一步推进网络环境下学习型党组织建设的范式和范畴的创新和发展。
三是适应新世纪新阶段中国共产党先进性发展需要，提升网络环境下学习型党组织建设范式和范畴的理论应用能力与转化水平。网络环境下学习型党组织建设中，范式和范畴是具有强大的思想体系创新和理论衍生能力的基本单位。[4]有学者指出：范畴是一套可以发展不同哲学思想体系的基本概念与名言。一方面，它具有超越不同思想体系的中立性；另一方面，又具有参与承受不同思想体系的潜入性。换言之，范畴可以成为建立不同思想体系的基本概念或基本用词；通过这一共同性，或许我们可以解释和预测不同的体系相互影响的可能。[5]正是这种范畴对学习型党组织建设的拓展性，以范式和范畴为基础和起点来建设网络环境下学习型党组织，才可能使网络环境下学习型党组织建设内容更加丰富，形式更加多样。因此，网络环境下学习型党组织建设应适应党组织先进性的需要，积极主动提升网络环境下学习型党组织建设范式和范畴的理论应用能力与转化水平，用学习型党组织的范式和范畴主动引领网络虚拟社会各种文化和思潮。坚持马克思主义学习型政党理论在网络政治文化和学习型党组织建设的指导地位，用中国特色社会主义共同理想凝聚广大网络受众力量，用以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新的时代精神唱响网络思想文化的主旋律，用社会主义荣辱观引领网络文明新风尚，把社会主义核心价值体系融入网络文化建设的各个方面，掌握网络舆论主导权，提高网上党组织的先进性。
[参考文献]
[1]沈壮海.论思想政治教育理论研究的新范式与新形态[J].思想理论教育导刊，2007，（2）：40.
[2][4]宇文利.论思想政治教育学的范畴建设[J].思想理论教育，2011，（4上）：21.
人教版的《全日制普通高级中学（试验修订本·必修）生物第一册》（以下简称新教材）在第三章“生物的新陈代谢”中增加了“内环境与稳态”一节。内环境与稳态是生物学中非常重要的概念，尤其是稳态概念在现代生命科学中已成为普遍使用的一个基本概念，它描述了普遍存在于生命过程中的一个共同规律。增加这一部分内容对于帮助学生认识生命本质和规律具有重要意义。但在实际教学过程中，因学生准备知识不足，难以充分理解稳态的本质内涵，本文提出以下几点教学建议供参考。
1增加“内环境与稳态”概念的发现史
“内环境与稳态”概念的发现史，对于学生理解内环境与稳态概念的本质及意义有一定帮助。19世纪法国著名生理学家伯尔纳（ClaudeBernard）发现，一切生命组织都有一个奇妙的共性，这就是它们的内环境（包括组织液、淋巴、血浆）在外界环境发生改变的时候，能够保持稳定不变。伯尔纳认为：“内环境恒定是机体自由和独立生存的首要条件。”“所有生命机制不论如何变化都只有一个目的，就是在内环境中保持生命条件的稳定。”他的这些观点在50年后被美国生理学家坎农（W.B.Cannon）进一步完善和发展。坎农认为：内环境并不是处于一种静止的、固定不变的状态，而是处于一种可变的、可动的相对稳定状态，并且用稳态（homeostasis）这一术语概括。在教学中增加这些内容，将有助于学生理解稳态概念提出的前提条件，理解稳态概念的动态实质，在有所铺垫的前提下进一步了解内环境、稳态的概念内涵，将有利于学生有意义学习。
2降低知识难度，突出稳态的概念内涵
新教材中用缓冲物质对内环境pH值的调节作用来说明稳态现象，可结合高中化学知识帮助学生理解缓冲物质的作用机理，但不必研究过细。由于课时有限，必须把重点放在对稳态概念内涵的理解上。其实，稳态概念内涵在于突出机体处于相对稳定状态的现象和机制。稳态现象是十分丰富的，新教材在前一节中所探讨的血糖含量的相对稳定状态和肝脏活动之间的动态关系就是一个很好的实例。
传统的生理学观点认为，稳态的形成机制是在神经系统和以内分泌系统为主的体液调节的共同协调作用下，通过机体各个器官系统的统一活动而达到维持内环境相对稳定的作用。但现代生物学认为，神经—内分泌—免疫系统的调节网络才是使机体维持稳态的主要机制。因此，笔者认为，突出机体器官系统之间的平衡和网络调节作用，其意义更为重要。
3在教学中渗透机体整体性、开放性以及系统观、信息观等现代生命科学思想
近几十年来，分子生物学飞速发展，分子水平上的研究成果大大丰富了人们的认识，系统论、控制论、信息论不断渗透到生命科学的各个研究领域，使人们对生命现象的理解上升到全新的高度。在稳态现象的机制问题上，现在已经证实，机体至少有三大调节系统参与到稳态调节中，即神经系统、内分泌系统和免疫系统。前两者的调节作用早已被公认，成为经典的传统的生理学对稳态机制的解释，而后一种调节作用正是当今生命科学的研究热点之一——神经免疫内分泌学的研究范畴。免疫系统通过游走的免疫细胞感受神经系统和内分泌系统所不能感知的其他类型的刺激（比如异物或外来抗原之类的刺激），并且通过释放细胞因子（CK）或形成致敏淋巴细胞，消除这一类引起内环境波动的因素。现代分子生物学揭示，神经系统、内分泌系统、免疫系统之间有着共同的语言——信息分子共享，这些信息分子除了体液因子之外，还有许多生物活性分子（比如多肽激素等等），它们参与机体稳态调节，各自发挥着自身特有的作用，各系统之间通过反馈调节协调一致，维持机体的统一性和整体性。
关健词：人居环境概念建筑学观念
20世纪以来，人类目睹了在世界范围内出现的加速的城市化现象，大量人口向城市集聚，城市不断向外扩展，规模急剧扩大。同时一系列的问题也随之出现：如农田的日益减少，自然生态系统遭到破坏，城市居住条件下降，以及严重的环境污染、交通问题和社会问题等等。城市的快速发展对传统建筑学的观念是一次挑战，同时也是对建筑学发展的一次推进。
与注重单体的建筑的狭隘观念不同，希腊思想家和规划家道萨迪亚斯于20世纪60年代提出了“人类聚居学”。因为其注重“人”的价值和注重整体的系统思想而在20世纪下半叶在国际建筑界和城市规划领域产生了巨大的影响，并且对传统的建筑学的观念加以拓展。道萨迪亚斯建议创立一门益人类聚居为完整对象的系统综合学科，来保护城市和乡村集居的客观规律指导人们的城乡建设。
作为一个概念。“人类聚居”是这一学科的研究对象。道萨迪亚斯为“人类聚居”所下的定义是：人类聚居是为了自己的生活居住而使用或建造的任何类型的场所。它们可以是自然的或人工建造、临时性或永久性的，它们可以是简单的。从这一定义可以看出人类，人类聚居由两部分构成：一是容器，即由自然或人工的元素组成的实体聚居。二是容器内的容器，即由单个的人和由人组成的社会。
作为一门学科。人类聚居学将主要研究人类聚居的5个基本元素―即自然界、人、社会、建筑物、联系网络之间的关系。以及它们与经济学、政治学、社会科学、技术学科和文化学科等涉及人类聚居的问题的学科综合时极其复杂的网络关系。
道萨迪亚斯提出的“人类聚居学”的价值，特别是对今后人类生存和发展研究的意义。是与传统建筑学观念尤其是单体建筑观的比较中明显的。我们认为：正如“人居环境”这一概念字面所体现的那样，其意义也主要表现在人、居、环境这三个方面。
(1)人
建筑学的本质是一种人文精神。由于有人的需求，建筑的遮风蔽雨才具有意义，空间才富有价值，形式才获得生机：建筑的观念、技术、功能等才不断得以发展。由于人的存在和活动，场所才有了灵魂，
与传统的“建筑学”相较，“人居环境”的思想，首先是在概念上强调了人的意义。道萨迪亚斯一直将亚里士多德的“建设城市的最终目的是要使居民们在其中幸福的生活”这句话奉为至理名言，他认为人是聚居的主宰，因此，评价人类聚居的唯一标准,就是看它是否满足人类的需要．传统建筑学往往是：“见物不见人”的，它们往往过多的注意到道萨迪亚斯所说的“容器”一一即物质和实体的部分，而忽视了容器的最终目的和内容，这也是人居环境强调“内容”和“容器”的意义所在。
因为人是生活在一个更大、更复杂和更综合的整体聚居环境中的，但单体建筑的传统建筑学显然往往无法承担起这一重任，只有在人居环境的语境下，才能完成“人文复兴”使命。
(2)居
在关于人类聚居的理论中，有两个相似的说法：即“人居环境”和“人聚环境”。从研究的角度，我们采用了“人居环境”的提法。
“居”首先是一种“定居”的概念，人类的建筑发展历史是“聚而居之”的历史，与“聚”相较，“居”有着更为本质的内涵。在定居文明作为研究的前提下，“居”代表一种最基本的、最稳定的生活内容。人们可以“聚”于商场、“聚”于他乡，但必须“居”于“家”中。正是在“家”这一概念下，海德格尔强调了它与“空间”相比较的优先意义。“居于家中”表明了地点和场所对于人类聚居环境的重要性。
与传统“建筑学”相较，人居环境强调了建筑是由“人”而居的人文精神。不仅如此，由于“居”的概念没有空间的明显边界限定，所以人们不仅“居”于一个建筑内，也“居”于一个社区内、一个城市内……，这就避免了单体建筑的狭隘性。
(3)环境
人居环境强调环境的观念，它与“建筑”这一概念的最大区别在于其外延的广义性。
首先，从人类生存的物质方面看，其居处至少包括两个部分：一是其人工的构成部分，二是其自然的构成部分，两者综合起来，就构成了“居住环境”。由于建筑的概念只重视了人工的部分，而忽视了它的外部空间，特别是建筑的自然环境，所以，建筑学就不完整了。在当代社会，当人们的建筑活动对自然环境有重大影响时尤其如此。
自然环境是人类聚居重要的一部分。中国的园林艺术更是以人工建筑与自然建筑的巧妙融合构成整体“人居环境”的典范。随着文明的进步，尤其是在人工建筑高度发达的城市环境中，人们往往由于过多地与喧嚣的街道、冰冷冷的高楼大厦“为友”，而忘记了自然这一与生俱来的“伴侣”，这正是现代城市的“病状”之一。
关键词：学习环模式；中学化学教学；化学能与热能；5E学习环
文章编号：10056629（2014）4002604中图分类号：G633.8文献标识码：B
学习环是20世纪60年代美国学者阿特金和卡普拉斯在科学课程改革研究中提出来的一种科学教学模式。它基于皮亚杰的认知发展理论，以科学探究为核心，本质是教学流程的模式化[1]。它被誉为“指引科学教学走出困境的一座灯塔”[2]。我国在20世纪80年代已引入学习环模式[3]，其中以刘知新先生为代表的老一辈化学教育工作者发挥了重要作用。当前我国化学教学模式百花齐放，但水平参差不齐，尤其绝大多数模式都拘泥于某一类知识或者某一知识点，很难大范围推广使用。笔者在研究了多种化学教学模式理论之后，发现学习环模式仍然是比较适合化学教学的有效模式，尤其对新教师而言，学习环模式操作简便、易于掌握。
1学习环模式理论概述
1.1学习环的分类
根据所学知识性质和对学习结果要求的不同，学习环分为三种类型：描述型学习环、经验-诱导型学习环和假设-演绎型学习环[4]。这三类学习环的侧重点和对学习结果的要求如表1所示[5]：
学习环有多种多样的表现形式，一般包括探索、发明和应用三个环节[6]。以探索为开端，学生从事各种探索活动，在已有经验的基础上产生认知冲突，自发地形成新的观点；发明阶段，学生对发现的新观点或想法命名，教师帮助学生澄清错误观念，形成科学概念；概念应用阶段，学生把新概念应用到不同的情境中去。这三个环节是一个有机的循环系统。在该过程中，教师只需提供必要的指导即可。
1.2学习环的特点
学习环是一种行之有效的科学教学模式，它以科学探究为核心，但又区别于一般的探究教学，有其自身的特点[7]。
（1）系统性。它以探索为起点，让学生通过探究，自己习得概念的内涵，继而拓展、应用概念解决问题。概念的探索、发明和应用是一个完整的过程。
（2）循环性。探索――发明――应用――再探索……是一个循环往复的过程，但又不是简单的重复，而是一个螺旋上升的过程，每一次循环都是对上一次探索的提升。
（3）广泛性。学习环模式是理科教学的经典模式，可以广泛应用于不同的学科或同一学科的不同课程中。实践已经证明，它在数学、物理、化学、生物等学科都具有较强的适用性[8]。
1.3学习环的典型模式
学习环模式自从被提出后就得到广泛研究，并有了较大的发展，产生了很多不同的变式。其中比较典型的有5E学习环、元认知学习环和CAT学习环。
（1）5E学习环。包含的步骤是：参与（Engagement）―探究（Exploration）―解释（Explanation）―精致化（Elaboration）―评价（Evaluation）（其关系如图1所示）。由于上述5个环节都是以“E"（英文）开头，所以被称为5E学习环[9]。
（2）元认知学习环。将科学教学过程划分为四个基本阶段，分别是概念评价/状况检查、概念探索/状况检查、概念介绍/状况检查、概念运用/状况检查，其中状况指学习者构建知识的四个条件，即不满意性、可理解性、合理性和丰富性[10]。
（3）CAT学习环。认为概念学习必须经历认知冲突（CognitiveConflict）、抽象概括（Abstract&Generalization）和迁移运用（TransferPractice）这三个基本环节，取这三个基本环节第一个英文单词首字母，将这个学习环简称为CAT学习环[11]。
以上几种模式是在学习环发展的过程中形成的几种比较经典的模式，它们一般是综合运用三种类别的学习环。当然，在运用不同类别学习环时，其侧重点会有所不同。例如5E学习环，比较适合探究教学，一般使用经验-诱导型学习环和假设-演绎型学习环频率较高；元认知学习环则较多使用描述型学习环和经验-诱导型学习环；CAT学习环则使用假设―演绎型学习环和描述型学习环较多。
2学习环在中学化学教学中的应用
学习环模式在化学教学中有着广泛的应用。下面以5E学习环为例，笔者设计了人教版化学2（必修）“化学能与热能”的教学案例并进行教学实践，展示了学习环模式在中学化学教学中的应用。教学过程主要由五个部分组成：E1参与、E2探究、E3解释、E4精致化、E5评价，其中探究和解释是设计的核心。总体流程如图2所示。
2.1参与阶段
参与阶段是教学过程的开始，起着明确学习主题和探究方向的作用，并且可以激发学生学习兴趣，调动学生积极性使其主动参与学习（见表2）。
评析：通过这一环节，创设学习情境，从身边最常见的实物入手，引导学生思考生活现象背后的化学原理，引起学生的思维共鸣，激发探究欲望。在教师适当提示下，学生认识到暖宝宝发热原理，即化学反应可以放热，进而将这一思想推广到生活中其他常见的实例，从而形成一个“探索――发明――应用”的小循环。
2.2探究阶段
探究阶段是5E模式的主体，学生在这一阶段可以习得知识、掌握技巧。教师要为学生创造直接参与实验探究的机会和条件，让学生清楚探究目的和注意事项，充分参与实验探究，让学生的猜想在亲自参与实验探究的过程中得以验证（见表3）。
评析：紧接上一环节的认识――化学反应放热，本环节设计了系列实验探究，让学生直观认识到有些反应是放热的，有些反应是吸热的，从而引发认知冲突，进一步激发探究欲望，思考其中蕴含的化学原理。本阶段通过实验探究，让学生积累了一定的实验事实――化学反应可以分为放热和吸热，从而为解释阶段做铺垫。
2.3解释阶段
解释阶段，学生总结上一环节探究所得经验，试从化学角度解释探究环节中的疑惑，并将之转化成可表达的概括性语言。教师要适时适度地引导学生，帮助其转变错误概念或非科学性认识，建立科学概念（见表4）。
评析：让学生从微观和宏观角度思考化学反应伴随能量变化的原因，引导学生总结判断化学反应吸热放热的方法，并通过实例讲解，帮助学生加深理解。此处本身也是一个“探索――发明――应用”的小循环。
2.4精致化阶段
精致化阶段的目的是让学生“学以致用”，能运用所学知识在新的情境下解决问题，使学生的理论知识得到升华。习题的量可由具体课时内容与知识点难度决定（见表5）。
评析：学生通过应用知识解决问题，加深了对所学概念的理解。在精致化阶段，教师应注重教授利用知识从多个角度解决问题的方法，案例中所展示的仅为一个片段。学生通过本阶段的学习，初步学会应用知识，更深层次的复杂问题的解决，还需课后继续巩固。
2.5评价
评析：评价可以分为两类，即过程性评价和总结性评价。同时，评价的主体也存在两个方面，即教师和学生。其目的是反馈问题，调整教学策略，优化教学。
3对课堂教学的启示与思考
学习环模式在化学教学尤其是探究教学中有很强的可操作性，为教师开发教学设计提供了一种范式，其三种变式使其具有广泛适用性。当然，模式只是一种参考，化学教师在开展具体的教学时，要以自己所处的教学环境、学生情况而定，不可僵化照搬模式，应当活学活用。在应用学习环模式时，需要注意以下几点：
3.1灵活选用学习环，提高教学效果
学习环模式揭示的是学生获得科学概念的一般过程，以此开发的教学过程能更好地使学生理解所学概念。在运用学习环设计教学时，一定要充分结合学科知识体系，针对知识特点设计，如化学教学中的元素化合物知识、基本概念和理论等知识，在使用学习环时，可以分别使用5E学习环和CAT学习环，甚至某些地方穿插使用不同学习环等，教学中每一个概念或原理的解释也可以设计成一个学习环，一个学习课题则是一个大循环。例如，在教学中，探索――发明――应用是不断循环的过程，在以上案例中的参与环节，就有对暖宝宝发热原理的探索，然后提出可能合理的解释即暖宝宝发热是由化学反应所致，最后将化学反应放热迁移到生活实例。因此，要准确理解学习环的内涵以及不同类型学习环的特点，做到灵活选用。
3.2合理设计教学环节，优化教学过程
学习环模式倡导教学应是一个探索――发明――应用的过程，具体安排教学时，均有其固定流程，但这并不是机械地将教学过程划分为若干个环节，各环节是一个有机整体，因此在开发教学设计时一定要注意不能割裂教学过程。在设计教学环节时，还应特别注重问题情境的设计。学习环倡导教学过程的推进应依靠问题情境激发学生的认知冲突和探究欲望，进而通过探究获得概念原理，最终引入概念名称，习得新知。好的问题情境可以自然地推进教学进程。因此，问题的设计显得尤为重要，问题难度不能太高又要让学生必须通过探究或思考才能得出合理解释。另外问题必须具有可探究性，即教师要在问题中包含正确的思考方向。如案例中让学生根据产品说明书思考暖宝宝发热原理，明确了探索方向，避免了探索的盲目性；思考化学反应能量变化原因时，指明从宏观还是微观角度思考。这正是教师发挥学习引导者作用的体现。
3.3善于运用评价反馈，调整教学策略
学习环模式特别注重评价的作用，尤其是5E学习环，将其作为一个单独的环节提出。评价贯穿于学习环模式的教学全过程，每一个概念的探索，每一个问题的解答，都有相应的评价。教师可以通过评价探查学生的学习状态，了解他们对概念的理解程度，同时也可以通过学生的反馈了解自己的教学行为是否有效，进而调整教学策略，改善教学行为，最终提升整体教学效果。在课后更要善于收集和分析学生的反馈信息，总结教学过程中师生的表现，发现教学中的不足，查漏补缺，改进教学策略，以期不断优化教学，构建高效课堂教学模式。
学习环模式是众多教学模式中的一种，在理科教学中的实用性已被大量实践证明。当前，我国课程改革提倡科学探究，但很多一线教师尤其是年轻教师往往不知该如何组织探究教学，或是探究表面化，或是限于个人经验而缺乏理论指导[12]，这些都不利于探究教学的大规模开展。学习环正是为广大一线教师在具体操作层面上提供了一种可供借鉴的较成熟模式，但如何更好地切合自己的教学，还需要教师在教学中具体地探索。只有不断的探索――发明――应用，才能更好地发展化学教学的艺术。
参考文献：
[1]孔耀.谈“5E学习环”教学模式在高中化学教学中的实践与探索[J].化学教与学，2012，（3）：43～45.
[2]WiseK，BluhmWJ.ScientificObservationandtheLearningCycle：BurningtheCandleatBothEnds[J].JournalofCollegeScienceTeaching，2007，37（3）：58.
[3]刘知新.化学课堂教学模式初探[J].化学教育，1982，（5）：24～27.
[4]杨东移.学习环运用于高中化学教学的研究[D].苏州：苏州大学硕士学位论文，2011.
[5]WulfsbergGary.APiagetLearning-cycleLaboratoryApproachtoTeachingDescriptiveInorganicChemistry[J].JournalofChemicalEducation，1983，60（9）：725.
[6]何长庚.“探索-研讨-练习”三环教学法初探[J].化学教学，1988，（2）：2～6.
[7]FowlerLindaS.AnApplicationofPiaget’sTheoryofCognitiveDevelopmentinTeachingChemistry：TheLearningCycle[J].JournalofChemicalEducation，1980，57（2）：135～136.
[8][11]林静.CAT：基于学习科学的科学概念学习环[J].全球教育展望，2009，（10）：31～35.
[9]吴霞玲，刘娟娟.浅析“5E学习环”在初中化学教学中的运用[J].化学教育，2012，33（5）：28～30.
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
关键词：生态文明；概念体系；内在逻辑
中图分类号：F205文献标识码：A文章编号：16710169(2012)04002605改善与优化人与自然的关系，促进人口、资源、环境的协调发展，在理论与实践中已经得到了人们的持续关注。在观点表达上，人与自然和谐、经济与生态协调、两型社会（资源节约型、环境友好型社会）、可持续发展、和谐社会、科学发展观、绿色发展、循环经济、绿色经济、低碳经济等相关概念已相继出现，并得到了不断地丰富和发展。这些概念既相互联系，又相互区别，科学有效地构成了一个层次分明、结构合理、正确反映人与自然关系的生态文明概念体系。当然，在这一概念体系中，概念数量众多，并且在内涵与外延上各有侧重，若不能科学厘清这些概念与生态文明概念的内在逻辑和相互关系，则容易造成认识的混乱与实践的困惑。
一、人与自然和谐：生态文明建设的本质人与自然和谐，也称人与自然和谐相处，或人与自然和谐发展。2002年，在全球环境基金第二届成员大会开幕式上指出：“走可持续发展道路，促进人与自然的和谐，是人类总结历史得出的深刻结论和正确选择。”\[1\]人与自然和谐更是十六大以来以为总书记的党中央提出的一个重要理念。“实施可持续发展战略，促进人与自然的和谐，实现经济发展和人口、资源、环境相协调，坚持生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，这既是全面建设小康社会的必然要求，也是贯彻落实科学发展观的重要实践。”\[2\](P69-70)促进人与自然和谐不仅是可持续发展的重要内容，而且统筹“人与自然和谐发展”是科学发展观的基本要求，“人与自然和谐相处”是构建和谐社会的重要特征。
“人与自然和谐相处，就是生产发展，生活富裕，生态良好”\[2\](P706)，简称为“三生”共赢。其中，生产发展是生活富裕和生态良好的物质基础，生活富裕是发展生产和保护生态的最终归宿，生态良好是生产发展和生活富裕的先决条件。“三生”共赢与生态文明建设关系如何？指出：“加快推进生态文明建设，深入实施可持续发展战略，大力推进资源节约型、环境友好型社会建设，加快推进节能减排，加快污染防治，加快建立资源节约型技术体系和生产体系，加快实施生态工程，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。”\[3\](P463-464)“三生”道路是新世纪以来党中央反复提到的一个重要思想，而且都与生态文明、可持续发展等相关问题一起论述。这意味着，“三生”文明发展道路实际上是中国特色生态文明建设道路。
人与自然和谐是党中央提出的重要概念与思想，人与自然和谐就是“三生”共赢，建设生态文明要走“三生”共赢发展道路。这就告诉我们，建设生态文明就是促进人与自然和谐，人与自然和谐是生态文明建设本质所在。这也是学术界的一个基本共识。工业文明是人与自然分裂与冲突的不和谐发展，生态文明是人与自然内在统一与和谐共生的和谐发展\[4\](总序6)。无论是广义还是狭义生态文明，都表征着人与自然关系的进步状态，区别仅仅在于，狭义生态文明将人与自然和谐视为全部内容，广义生态文明将人与自然和谐看成部分内容。
中国地质大学学报(社会科学版)2012年7月第12卷第4期黄娟，等：生态文明：概念体系与内在逻辑二、经济与生态协调：生态文明建设的核心经济与生态协调是经济发展与资源环境相协调的简称，这是党的文献中经常出现的一个重要论述。改革开放以来，我国生态与经济的矛盾日益尖锐化，成为了制约经济社会发展的一对基本矛盾。2006年，在第六次全国环境保护工作会议上指出：“我国在发展中面临着两大矛盾：一个是不发达的经济与人们日益增长的物质文化需求的矛盾，这将是长期的主要矛盾，解决这个矛盾要靠发展。另一个是经济社会发展与人口资源环境压力加大的矛盾，这个矛盾越来越突出，解决这个矛盾要靠科学发展。”\[5\](P5)十七大报告更是将“经济增长的资源环境代价过大”列为前进中面临的问题之首，足见生态经济基本矛盾的严重性。
【关键词】生物；概念；效率
新课标将生物定位为自然科学，重视生物科学概念的学习，凸显概念的教学。在教学中如何创设情境，落实生物的概念教学，从而提高课堂效率呢？
1生物学概念是生物学课程内容的基本组成，而生物学重要概念处于学科的中心位置
生物科学素养是每个公民科学素养的重要组成部分，是反映一个人对生物科学的核心内容的掌握和应用水平，以及在此基础上不断提高自身科学素养的能力。而生物学概念是生物科学素养的基础，生物学重要概念处于学科的中心位置。在新课标理念里提出十大主题，由50个重要概念组成，这些概念构成了生物科学知识最重要的基础，因此，加强初中生物概念的教学显得尤为重要。
2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。
3在课堂教学中落实概念教学，提高课堂效率
3.1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，掌握学生的认知障碍，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。学前分析：通过第一节“生物与环境的关系”学习，学生已经认识生物与环境不是孤立存在的，生物与环境是相互影响、相互依存的关系，环境中的生态因素影响生物的生活和分布，生物以各种方式适应环境，影响环境。但是还不足以让学生认识到生物与环境是一个不可分割的整体。如何才能让学生认同生物与环境是不可分割的一个整体呢？认识这个整体就是生态系统？这个系统是怎样组成的？它如何维持这个系统整体性？以这样的一条主线来进行展开，帮助学生形成生态系统的核心概念。
3.2在课堂教学中落实概念教学，提高课堂效率
3.2.1创设问题情景，激发学生学习概念的兴趣
在引入生态系统的概念时，组织学生观察“想一想，议一议”的插图，是什么原因造成用网罩起的草生长不好？同时播放我国北方草原的牧场轮换放牧的前、后对比视屏，从而认识到生物与环境是一个不可分割的整体，引入生态系统的概念，通过这样具体的实例帮助学生形成生态系统的概念。进一步进行有效情景的设计，丰富和强化学生对生态系统的感性认识，如：你的家乡在哪里？环境好吗？有哪些名胜古迹？我们的校园美丽吗？而它们都是一个个生态系统。
3.2.2通过分析具体实例，帮助学生形成概念
通过我们身边的某一个生态系统，如学校后山上的树林的森林生态系统，让学生进行观察、比较、讨论交流，得出这个生态系统是由生物部分和非生物部分组成，生物部分包括生产者、消费者和分解者，非生物部分包含阳光、空气、水分、土壤等。经过这样的分析比较，学生很快找到所有生态系统都具有这样的本质特征，掌握生态系统概念。
3.2.3设计好概念的正例、反例和特例，帮助学生形成完整的概念体系
在概念的学习中，应尽可能地列举概念的正例、反例和特例，帮助学生形成完整的概念体系。如一个池塘是一个生态系统吗？校园呢？一滴小水滴呢？经过与生态系统的组成的比对，它们都是一个个生态系统；在分解者者中列举蘑菇、平菇这一特例，能进行光合作用，但它们不是植物，是菌类，是分解者，帮助学生全面系统地理解概念。
3.2.4在练习题中加强对重要概念的辨析、应用和迁移
很多老师不注重对练习题的讲评，课后练习题是集中复习、巩固和检测学生对所学内容（主要是概念）的理解和掌握的程度，如果练习过不关，那就说明这个学生对概念的掌握还没吃透，教师不加强对重要概念的辨析，就会造成学生对概念的掌握的“夹心饭”，不利于下一个概念的掌握。如：“生物与环境组成生态系统”练习生物实验室的水族箱里生活着水生的植物和动物，还有其他小生物。这样的水族箱能否看做一个生态系统？为什么？这就是明显对生态系统概念的一次辨析和迁移，通过它可以清晰的看到学生对生态系统的概念的掌握程度。
总之，落实生物概念的教学，教师在设计和组织教学活动时，应注意围绕重要概念展开，精选恰当的教学内容，采用适当的教学方式，促成学生对重要概念的建立、理解和应用。在教学中，教师一方面要给学生提供丰富的生物学事实，为学生概念的形成提供支撑；另一方面，教学活动不能只停留在让学生记住一些生物学事实，而是要帮助学生通过对事实的抽象和概括，建立生物学的概念，构建合理的生物学知识体系。
关键词：关注；学生；前概念水平；有效；探究活动
在科学教学中，学生的前科学概念有正确的，也有错误的，正确的前科学概念对学生的学习有促进作用，但是错误的前科学概念对学生的学习有阻碍作用。在教学中如何正确的利用和转变是很关键的。教师如果能够把握住学生的前概念，就会使得教学有的放矢，就能更好地提高教学效果。如何关注学生的科学前概念，并在小学科学教学中将孩子的前科学概念引导提升为科学概念呢？
一、教学科学概念之前，充分认识和了解学生的前概念水平
学生的前科学概念可能是正确的，也有一些可能是不正确的，甚至是错误的。如果科学概念和前概念比较一致时学生就会容易理解科学概念，反之则会对学生科学概念的形成和发展带来困难。例如：三年级的学生在生活中已玩过磁铁，已形成了磁铁能吸引像钉子、回形针、金属调羹等一类物质的前概念，因此在教学“磁铁能吸引铁一类的物质”这个科学概念时，学生很容易接受；学生在日常生活中已形成了像麻雀、燕子、老鹰这样会飞的动物是鸟的前概念，因此他们很难认为鸡、鸭也是鸟，而会飞的蝙蝠却不是鸟。可见要转变这些前概念，其实质就是让学生从原有的认知结构中走出来，重新认识事物的本质特征，这就需要我们老师的引导。但我们也发现学生前概念的形成具有自发性、隐蔽性、顽固性等特点，一经形成若要改变，光靠老师的简单说教是很难起到效果的。它需要我们在课堂教学中围绕学生的前概念，分析原因、调整策略、主动建构、巩固迁移促进学生前概念逐步转变为科学概念。
例如《食盐在水里溶解了》一课，可以让学生看看糖水，说一说水里的糖去哪儿了？很多学生都会说：“糖在水里溶解了。”“溶解是怎么回事？”学生认为变小了，消失了就是溶解的表现。这样教师就可以根据学生的前概念设计过滤分离、观察高锰酸钾的溶解过程等环节来纠正学生的错误认识。
此外，教师还可以先设计一连串的情境呈现给学生，情境必须与学生所学的科学概念的事例有关，依情境询问学生，引出学生判断的理由，了解学生原有的想法。例如教师在了解学生对恐龙的认识时，创设了这样的情景：首先，教师给学生看恐龙的图片，然后提出这样的问题：
（1）你听说过恐龙吗？从哪儿认识恐龙这种动物的？
（2）你知道恐龙的身体特征吗？
（3）你对恐龙最深的印象是什么？
（4）你知道恐龙都吃哪些食物吗？
（5）想象一下，恐龙时代的环境是怎样的？
通过以上问题，教师发现许多学生对恐龙这种动物非常感兴趣，他们对曾经的恐龙的身体那么庞大充满了好奇，但对恐龙当时的生活环境的相关知识却一无所知，这就使教师的《寻找进化的证据》一课的教学内容充满了意义。
二、呈现错误概念，引发认知冲突
当老师充分了解学生的前概念之后，可以通过问题情境的设置，使科学概念与学生的前概念产生冲突，当学生无法用自己已有的前概念来解释、回答看到的现象，就不得不对已有的前概念进行反思，经历思想上的冲突和震撼。在实际教学中，设置冲突情境的方法有很多，如组织学生讨论，乃至争论，让某些学生充分暴露自己前概念的不合理性；安排类似的实验和生活情境等等。如学生对物体的沉浮大多认为“重的沉，轻的浮”。真的是这样吗？我们可以拿来较重的木块，和分量很轻的回形针分别轻轻放入水中，学生所看到的恰恰是重的浮，轻的沉，事实与学生的前概念发生了冲突，从而有效的激起了学生的探究欲望，引起他们更深的思考：我原先的认识是错误的，那物体在水中的沉浮究竟与什么有关呢？难道和重量没关系，与体积有关？那与体积又存在着怎样的关系？是“体积大的浮，体积小的沉，还是体积小的浮，大的沉？”这时的学生内心充满了疑惑，他们既对自己原先的认识产生了否定的态度，但同时又无法寻找到合适的答案，探究欲望强烈。老师如果在教学中能根据需要为学生建立这样的一种认知冲突情境，能鼓励学生不断地对已有的观点产生怀疑，不断发现新的疑问，不断做出新的假设，他们的探究欲望将会非常强烈，他们的学习状态也将从“要我学”进入到“我要学”。教师如能抓住机会，顺着学生思维的发展，为学生提供新的有Y构的材料，必将对学生科学概念的建构起到一个事半功倍的效果。
三、尊重学生前概念，不作简单否定
前概念是学生学习新概念的基础，教师在教学一定要从学生的前概念出发，对于学生的前概念教师要予以充分地尊重，要把它们作为一种尝试性的解释加以处理，教师要提供尽量多的机会，让学生亲自发现自己前概念中的错误之处。所以在这种情况下，教学情境所引出的问题就不能太分散，否则学生无法对自己的已有认识进行验证和澄清。不能武断地否定掉一些“不科学”的前概念。要从学生的身边的、感兴趣的和存疑的问题入手，遵循从具体到抽象、从简单到复杂、循序渐进、由易到难的教学规律。
四、促进构建活动，形成科学概念
【关键词】小建筑设计；概念性设计思维；课堂教学
小型建筑设计是环境艺术设计专业其中一个重要方向，也是环境艺术设计学中的重要课程，小型建筑设计又包括小型建筑外观设计及对旧建筑的改造，是目前社会实际项目中的重要部分。在小型建筑设计中，要考虑很多实际问题。比如要考虑周围环境的条件、把握功能分区的合理性，使空间动静有别，排列有序、要具备方案实施的必要条件等。
创新的小建筑课程融入了概念性设计思维。概念设计的产生的背景随着21世纪社会经济、科学技术的飞速发展和人们生活质量的不断提高，对建筑结构设计也提出了更高、更新的要求。发展先进的建筑思维理论，加强概念性设计思维等新理论在建筑结构设计中的应用，加快新形式、轻材质、环保材质在实际项目中的运用，成为当代建筑设计的重点。
概念性设计思维是一种比较新型的设计方式，它的创意设计往往能够使建筑物充满活力，成为独树一帜的标志性建筑。概念性设计思维不用以往的小型建筑设计模式，它将设计者的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维，再经过缜密的计算测量，最终完成建筑的设计。概念性设计思维是个别性认识上升为普遍性认识的思维活动。以实践提供的个别经验作为人们思维的基础。概念性设计思维具有综合性、创新性、预见性等特点，是研究、提炼、形成科学的概念、规律及其理论体系的主要思维方法，在科学认识领域里具有显著的作用。
⑴概念设计是由分析设计需求到生成概念作品的一系列有序的、可组织的、有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清晰、由具体到抽象的不断进化的过程。概念设计即是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法。概念设计是完整而全面的设计过程，它通过设计概念将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计。⑵概念设计的宗旨是在特定的建筑空间及环境条件下，用整体概念来考虑结构的总体方案，并能有意识地发挥和利用结构总体系和各基本分体系之间的力学特性与关系。建筑物是一个整体空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，并不是脱离总的结构体系的单独构件。
概念性设计思维方法以建构主义的科学教育范式为指导,以学生和学生的“学”为关注原点,在方法上突出廓清设计知识的结构与关联,在策略上强调搭建自主建构设计知识的平台,有利于培养和引导学生进行有效、科学的自主学习。
随着概念性思维设计被越来越多的设计师所接受，并将在设计中发挥越来越大的作用。在实际课程学习中，往往概念性设计思维只重视单独构件和孤立的分体系的存在，没有考虑到实际运用、实际空间的规划、尺度问题。往往形式大过内容，导致综合运用能力下降，整体结构体系概念模糊。这些对于培养具有创作力的未来设计师是相当不利的。
针对概念性思维设计的重点难点，进行分析案例。以“宁波天一广场某商业建筑外立面改造项目”进行举例。要改造该建筑，首先要对实际项目进行现场勘测，绘制图纸。由于概念性思维设计是不经数值计算，尤其是在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，所以，这就加大了对该建筑改造的难度。为了更好的解决这些难题，我们首先应研究旧建筑的框架结构，使得外立面改造后更好的为室内功能空间服务，使得实用性和艺术性相结合，然后再分析周边状况，比如：道路停车规划、日照、采光、通风的合理性等。然后考察建筑外部的环境和内部的结构有详细的了解，掌握空间的关系和尺度。实际操作过程中，可能空间的尺度会比较难把握，感性认识与实际效果存在差异，但设计完再重新回去检查一遍各个分区功能，优化功能分区，从总体出发，分析个体。这样严格计算，细心处理，可以解决这些问题。由于旧建筑改造方案的设计中，原始建筑框架是不变动的，所以在建筑学方面影响的因素比较少，更加容易把旧建筑外观进行创意设计。同时在学习的过程中，还可以同时分析借鉴一些国外的经典案例进行学习。
要把概念性思维发挥的恰到好处，不但要考虑建筑的外观形式风格。还要考虑外观与大自然的结合，和与周围环境的结合。设计的材料也尤为重要。可选用一些成品材料，便于安装，确保低碳环保设计。不浪费空间，不浪费材料。创造一个全方面相对完整的空间。比如英国剑桥大学就设计出一种“海藻房屋”：把含有海藻的玻璃管嵌入建筑中，在光合作用下，海藻产生氢气，为建筑提供所需能源。氢气的燃烧不会产生污染，属于清洁能源。
旧的教学模式将逐渐退出社会的舞台，而概念性设计思维这种比较抽象的思维方式，会越来越被人们认可，接受。在课堂教学中，推陈出新，在不打算原本教学秩序的基础上，推出理论与实践相结合的教学方式，更容易让学生接受，并学到想学的东西。所以要让学生们了解体验新改革课程的乐趣，必须与实际方案相结合，将概念性设计思维转变成能够实施的方案，让学生们更好的学以致用，更好的参与实践，为以后的设计之路打下坚实的基础。探究出学习环境艺术设计更有效、更具有实际意义的教学方法。
参考文献：