在教学论和教学法著作中，对概念教学的过程一般都表述为：感知--理解--巩固--应用--系统化。这是从学生对概念的认识过程来理解数学概念教学过程的。
的确，数学概念的形成过程是一个由具体到抽象的过程，学生对于数学概念的认识和理解是一个从感性认识向理性认识过渡的过程。对于一个数学概念，学生要先认识其特殊、具体的形式，从具体、感性的认识逐步过渡到对概念的本质的认识。然后再运用概念解决问题，达到巩固和应用。但是对这个问题的理解和认识，不应该局限在某一节概念教学课上，也不应该孤立地看待教学过程的各个环节，而是应该用整体的观点，把一个（或一组）具有完整意义的概念作为一个整体，从整体上认识其形成的规律和教学中所应采取的对策，这就要求我们教师应从总体上把握教学目标，从整体上设计教学方法。下面结合“分数意义”的教学谈一谈对这个问题的认识。
一、总体把握概念的教学目标
概念教学的目标要与小学数学教学的总目标一致，应该包括知识、能力、思想教育等几个方面的内容。但这并不是说在每一节课上都简单地考虑这几个方面的目标，面面俱到地完成各项要求，而是应该在具体设计教学目标时，要从总体上全面把握大纲中所规定的各项目标。具体的落实到某一部分内容的教学时，就要在整体思考的前提下，分清层次，逐项落实。“分数意义”这部分内容的教学，从总体上看，作为一个单元教学的内容，应该达到使学生建立准确的分数概念，培养学生比较、分析、抽象概括等逻辑思维能力，认识分数与整数、小数等知识的联系，以及对学生进行包括学习目的、实践的观点、学习的习惯等方面内容的思想品德教育等。这就较为充分地体现了教学目的的完整性和全面性。在对这一单元教学内容进行研究和分析时，就要充分考虑这些教学目的，每一节课也都应该围绕这些总目标来设计。这些目标构成了一个相互联系、相互制约的整体。设计教学时，只有从总体上把握教学目标，才能使教学大纲中规定的总的教学目的得到落实。而具体一节课的教学目标既要服从于总体的目标，又应该具有一定的特殊性和差异性。要把总体设计的教学目标具体化，落实到每一节课之中，一节课教学目标就应该是有所侧重，即应突出某一个方面的内容。在“分数意义”教学中，开始认识分数意义时，重点是使学生通过具体问题，从具体到抽象认识什么是分数，分数是来自于生活和生产实践的，以后逐步使学生运用分数概念分析解决问题，了解分数与其他数学知识之间的联系，逐步达到灵活地运用和系统化。
二、整体设计概念的教学方法
概念教学方法，一般来说要经过感知、理解、巩固、应用、系统化等几个不同的阶段。但这也并不是说每一节课都要经过这样几个阶段，而是要从学生形成数学概念全过程的整体上看应该经过这样几个阶段。因此在设计概念教学方法时，就要从整体上思考，按照学生形成数学概念的不同阶段设计不同的教学方法。从整体上保证学生经历建立数学概念的几个阶段，才能很好地完成概念教学的任务，实现概念教学的总体目标。在整体思考的前提下，要按照教学内容的进度，根据学生对具体概念的理解和掌握的情况，按照不同的层次，组织概念教学。一节课可能只是概念教学全过程中的一个或几个阶段。在具体的教学中，要把概念的全过程看作是一个整体，把学生对于概念的形成过程看作是一个连续的，但又相对独立的一些课堂学习内容组成的整体。按照这样一个思考，具体地设计一个单元的概念教学时，就要做到整体设计、重点突出、前后联系、逐步深入。
1．整体设计。就是把每一节课都看作是整个概念教学的一个组成部分，从整体上设计教学的内容和方法，保证概念教学的总体目标的实现。在“分数意义”教学中，总体的目标是使学生形成完整、系统的关于分数的概念。这应该包括对概念的初步理解，对概念的深入理解，对概念的进一步巩固，以及概念的系统化等几个环节。这些任务不可能在一节课里完成，在设计时要把这些任务科学地安排分散到各节课的教学中。如第一课的主要任务是引导学生在对具体事物感知的基础上，形成分数的概念，用恰当的语言概括出什么是分数，以及认识分数各部分名称。而分数概念的巩固、应用和系统化的任务则要安排在后面各节课中来完成。
2．重点突出。就是在每一节课中重点体现和落实概念教学中的一项或几项具体的任务。这是设计每一节课所必须考虑的问题。每一节课都有一个重点内容。
而在概念教学中，一节课的重点内容是什么，应该从这节课在整个概念教学的全过程中的地位而定。抓住这节课所要解决的主要问题，就使一节课真正成为学生掌握一个完整的数学概念的有机组成部分。在“分数意义”教学中，学生初步理解了分数的意义后，接下来的课就是要学生重点巩固所学的概念。那么教学的重点就是采用各种“变式”的问题，让学生在不同的情况下认识分数，并学会用分数的意义解释一个具体的数是不是分数，其含意是什么，能够完成“在直线上表示一个分数”；“5／6是（）个1/6，3个1/8是（）”等等诸如此类的问题。
关键词：课程特点;教学方法;教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）45-0096-02
《新概念武器原理》是一门专门介绍新概念武器的工作原理、关键技术、现状与趋势，以及新技术在未来武器装备中转化应用前景的专业选修课程，主要面向我院本科生和国防生开设。通过该课程学习，主要让学员了解最新的武器装备前沿技术和未来武器装备发展趋势，拓展学员思维能力，开阔学员视野，提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力，为培养创新型军事人才奠定基础。由于新概念武器是一类范围非常宽泛的武器装备，它的内涵决定了其研究的范围和包含的种类都在不断地变化，因此，《新概念武器概论》课程要积极适应这种变化，不断加强教学改革，以提高授课质量、强化教学效果。
一、新概念武器的特点
《新概念武器原理》课程的主要研究对象是新概念武器，因此要分析课程特点，首先要了解新概念武器的特点。总体上，新概念武器具有以下几个特点：
1.原理概念新。新概念武器一般指尚没有装备部队，还处于研制或探索中的武器装备。有的新概念武器甚至还只是一个大胆的设想，并没有进入事实研制阶段。因此，新概念武器在工作原理、设计思想、杀伤机制等各个方面都具有较强的新颖性或前瞻性。
2.威慑力大。新概念武器由于采用了新的工作原理、新的杀伤机制，其杀伤破坏效应可能更强，或是对敌方人员造成的心理影响更大，具有现役常规武器装备无法比拟的威慑能力。比如高能激光武器，通过激光反卫、激光反导，能给对方的通信侦察卫星、洲际弹道导弹带来严重威胁，从战略上显著提高我国的威慑能力。
3.时代性强。任何武器装备的发展都受限于当时的科学技术条件和科研人员的认知水平，因此具有很强的时代性。目前，装备部队的各种新型武器装备，在多年前就曾作为一种新概念武器被提出;而如今提出的新概念武器，随着科学技术的发展，在多年以后就可能研制成功，列装部队而成为现役装备。因此，新概念武器是相对当时特定历史时期或特定历史条件而言的，具有很强的时代性。
4.带动性强。任何武器装备的发展都涉及多种技术、多个行业的交叉与融合，新概念武器也不例外。新概念武器的天然特性决定了它的出现会在未来相当长的一段时间内将引领某一领域或者某一方向的武器发展方向，同时会推动相关产业的快速发展，提升整体科技实力和水平。
二、《新概念武器原理》课程特点及现状
新概念武器自身的特点，要求《新概念武器原理》课程体系要与之相适应，才能提高授课质量和教学效果。因此要根据武器装备的发展现状和趋势，在理解和掌握新概念武器发展特点的基础上，准确把握《新概念武器原理》课程的特点和现状，为开展课程教学改革奠定基础。总体上，《新概念武器原理》课程的特点和现状主要包括以下几个方面。
1.技术覆盖面广。新概念武器包括高能激光武器、电磁发射武器、高功率微波武器、环境武器、特效毁伤武器等，种类繁多，相关技术涉及材料、化学、电子、机械等多个学科，因此，《新概念武器原理》课程在介绍新概念武器的工作原理、杀伤机制时，也同样会涉及多个技术领域的交叉融合，从而对授课教员的知识结构、能力素质提出了很高的要求。一方面要注重学科交叉和技术融合，广泛涉猎各种知识，同时又要牢牢把握概论课程的性质，不能过于追求精深，要把握好广度和深度之间的平衡。
2.教材体系滞后。新概念武器的内容新、技术新，所以授课内容应该比较新颖，具有前沿性。但是在当今科技飞速发展的时代，新概念武器的发展可谓是日新月异，而《新概念武器原理》课程使用的教材的编写和更新需要投入较多的人力和物力，因此在时间上很难和新概念武器的发展做到完全一致，具有一定的滞后性，在一定程度上影响了教学质量的提升。
3.教学手段受限。由于新概念武器仍然处于研制或探索研究阶段，因此在教学过程中，不可能采用实装教学;同时由于新概念武器的技术复杂度和系统集成度都较高，许多新概念武器还只是一个概念构想，因此也不可能制作各种教学模型或原理模型进行模拟教学，所以，《新概念武器原理》课程目前主要采用的是课堂讲授方式，教学手段比较有限。而作为专业选修课，“满堂灌”的教学模式很难引起学员的积极性，使得教学效果大打折扣。
三、《新概念武器原理》课程内容体系
新概念武器的内涵非常广泛，任何新技术、新材料、新工艺的出现，都可能催生新概念武器的出现，有些被认为是异想天开的想法，也可能在未来得以实现军事应用。为此，在构建《新概念武器原理》课程内容体系时，既要有所侧重，又要尽可能包罗万象，真正起到开拓学员学术视野、启迪创新思维的作用。
按照人才培养方案需求，构建的课程内容体系主要包括化学能超高速发射武器、电热发射武器、电磁发射武器、电磁装甲武器、定向能武器、非致命武器等六大内容模块，每个内容模块又可以进一步细分为若干个子内容，构建的课程内容体系如图1所示。
对于图1中的每一类新概念武器，还可以按照内容进一步细分，比如对于电磁线圈炮，可以分为同步感应线圈炮、异步感应线圈炮、磁阻线圈炮等，对于每一种线圈炮，重点介绍其结构组成、工作原理、特点优势、关键技术、研究现状和发展趋势。比如对于电磁轨道炮，可结合其研制发展的历程，分析相关技术进步对电磁轨道炮研制的推动作用，一方面可以更加深刻地掌握其研制过程中的关键技术，主要包括能源小型化技术、轨道的抗刨削和烧蚀技术、一体化电枢技术等;另一方面可以从中体会需求牵引与技术推动两者的相互影响，认识武器装备从概念到型号的发展过程与规律，从而提高授课和学习效果，真正起到启迪思维的目的。在教学过程中，要结合当前美国的研究现状和制定的发展路线图进行分析，从而科学把握电磁轨道炮的未来走向和新的军事应用前景。
四、《新概念武器原理》教学改革
为提高教学质量，增强教学效果，要针对《新概念武器原理》课程中存在的不足，积极开展教学改革，构建适应新概念武器发展规律的课程体系。
1.动态更新教材体系。广泛收集资料，了解新概念、新原理、新技术在武器装备发展中的应用现状和趋势，并对种类繁多的新概念武器进行科学合理的界定与分类。同时，课程教学组针对不同类别的新概念武器，分别开展章节编写和修订，最终完成《新概念武器》教材的编写。对于动态更新的新概念武器，由课程组每半年组织一次讲义编写，及时将新的内容以讲义形式和教材同步下发给学员，实现对教材体系的良好补充，尽可能做到装备发展和课程建设同步。
2.多样化的教学手段。尽管新概念武器概论课程的授课不能借助实装完成，但是对于信息技术高度发达的今天来说，通过多媒体示教系统、动画演示等方法，也不失为一种很好的补充。课题组利用动画制作软件，构建新概念武器的原理模型，通过动画演示，形象直观地展示新概念武器作用原理;同时可以制作示教板，演示新概念武器的工作流程。对于电磁发射武器，可以制作简易的缩比教学模型，提升教学效果。
3.开放式的考核模式。《新概念武器原理》课程的考核不能拘泥于传统的课程考试或课外作业，而应该采用开放式的考核模式。比如课程学习后，学员撰写的小论文、制作的新概念武器演示动画或教学模型、构建的三维模型等，都可以作为课程结课成绩的评价依据。通过这种方式，一方面可以使得教员的课程资源更加丰富，另一方面也加深了学员对知识的理解和掌握，强化了其动手实践能力。
五、结束语
《新概念武器原理》是一门拓展学员思维、激发学员创新意识、培养学员创新能力的专业课程，因此要积极适应信息化教学改革的趋势，深入研究课程特点，不断深化教学改革，构建完善的课程体系，探索具有新概念武器特色的教学规律，为提高授课质量、强化教学效果，实现课程建设水平的整体跃升奠定坚实基础。
参考文献：
[1]魏敬和.21世纪新概念武器的特点及应对策略[J].中国电子科学研究院学报，2011，6（2）：136-139.
[2]吕信明.关于新概念武器的发展[J].国防科技，2011，（3）：36-38.
【关键词】高中地理；概念性知识；元认知策略；感性材料；概念系统
伴随着知识经济时代的来临，“科学素养”成为当今教育的独特风景，排在科学素养首位的即是构成现代科学体系的概念性知识。地理概念性知识是地理科学发展的成果，容括了人类对地理现象与地理事实的理性思考，是剥离地理表象的高级思维形态，因此掌握地理概念的过程是理性认知地理的过程，决定着学生分析、推理、判断地理事物的科学素养。作为地理原理、地理经验、地理规律，以及地理践行的基础，强化高中地理概念性知识教学势在必行。
一、高中地理概念性知识的相关概要
（一）高中地理概念性知识的内涵及其特征
地理概念性知识是依据相同地理特征组织而成的对地理事物本质属性的抽象概括，一般具有两层含义，一是客观描述地理事物的现象与演变过程，比如地震波、台风、气旋等地理学概念；二是反映地理事物共同特征，并进行同类事物的差异化界定，比如同为湖泊，有淡水湖与咸水湖之分，高海拔湖泊与低海拔湖泊之分。值得注意的是，高中地理概念性知识与初中地理概念性知识相比，是融合与渗透了其他学科的综合性地理概念，比如高中地理的行星运动知识与核聚变反应知识分别涉及高中物理的万有引力定律与原子、原子核概念。同时，高中地理概念性知识往往不是分散独立的，概念与概念之间还存在着鲜明的逻辑关系，比如岩石与沉积岩的属种关系，冷锋与暖恒的反对关系。基于以上分析，高中地理概念性知识表现出抽象化、阶段化、系统化特征。其中，抽象化特征主要表现为对地理事物的本质属性的提取，比如宇宙天文等地理概念均无法具象，理解这类概念需要鲜明的空间想象思维；阶段化特征方面，由于地理概念基于同类地理事物的细化指标，决定了高中地理教材对概念性知识的螺旋式编排，比如太阳高度角的概念产生后，才会出现正午太阳高度角的概念，这种概念编排分阶段分目的地进行概念延伸，符合学生的认知发展规律；系统化特征指向概念与概念之间直接或间接的关联性，比如概念交叉现象、概念同一现象，以及概念相反现象。
（二）高中地理必修课程的概念性知识体系
高中地理课程由必修一、必修二、必修三构成既相对独立又紧密联系的知识系统。必修一课程设计立足于自然地理的知识内容，其概念性知识包括宇宙及宇宙中的星体概念、自然环境中的物质及运动概念、各地理要素的演变概念、自然资源及自然灾害概念等总共36个地理基础概念性知识，主要以揭示个体地理属性的零散性、单独性概念为主。必修二课程设计立足于人文地理的知识内容，倾向体现人类活动与地理现象的人地关系，比如人口的聚落现象、人类社会行为活动中的地理因素等等，该模块的概念性知识以特定的概念系统存在，表现为以一个核心概念为中心的概念发散形式。比如工业概念衍生出工业类型、工业区、工业地域三个子概念，工业区概念衍生出传统工业区概念和新工业区概念，工业地域概念衍生出工业聚集与工业分散概念，工业类型则衍生出如原料导向型工业、劳动力导向型工业等不同工业类型的概念，因此必修二的概念性知识具有鲜明的辐射性与层次性。必修三课程设计立足于区域地理的知识内容，在必修二的基础上进一步探讨区域环境中的人地关系，包括地理信息技术、区域地理环境、区域地理环境中的人类活动与发展现象，其概念性知识呈现出区域性与过程性特征，比如地理信息技术发展的专有概念（例：全球定位系统）以及揭示地理事物发展过程和规律的综合性概念（例：荒漠化）。
二、高中地理概念性知识的教学策略
（一）高中地理必修一课程的概念性知识教学
高中地理必修课程一的概念性知识多为零散的单独的地理概念，未形成概念系统，概念之间的逻辑性不强，学生在初中地理阶段也并没有获得相关概念的知识储备，因此高中必修课程一的概念性知识不便于记忆，学生对于陌生的抽象概念容易出现理解障碍，需要主动建构全新的认知系统，这就需要教师调动一切感性材料丰富概念形象，借助情境创设拉近学生与新知识的距离，刺激学生的求知欲望。首先，教师需要找到此类概念的准确切入口，有效展示抽象概念的动态过程。比如必修一课程的“台风”概念，教师可以利用多媒体手段播放台风形成与发生的视频影像，强化学生的感性体验；又比如必修一课程的“地球自转”部分的概念学习，教师利用简单的圆珠笔和水杯分别演示北极和南极上空的地球自转方向，便可轻松创设概念性知识的空间想象情境。除了创设具象情境外，以学生的生活体验切入实际教学，是引起学生知识共鸣的重要途径，比如必修一课程的“冷锋”概念，教师可以在与学生谈论气温与降水的日常感受中引入“冷锋”概念，促使学生的生活常识上升为理性认识；又比如必修一课程的“地震”、“火山”等概念，以学生能接触到的灾害性新闻事实为一手教学材料最好不过，真实的新闻现场可加深学生对地理灾害的深切体会。
（二）高中地理必修二课程的概念性知识教学
高中地理必修二课程的概念性知识具有明显的概念集群特征，表现为由一个核心概念进行衍生辐射，概念与概念间的逻辑性较强，层次感明显。此类概念学习的关键是把握概念间的层次区分，建立概念依据。首先，辨析概念外延。概念的外延相对概念的内涵而言，是指概念内涵所容括的具体对象，教师可通过向学生展示概念外延，帮助学生辨析概念与概念的区别。比如必修二课程中的原料导向型工业、市场导向型工业、动力导向型工业、技术导向型工业等各工业类型概念的层次区分便可联系对比概念外延的异同，进行系统归类。其次，有效应用概念图。概念图是一种图示化网络结构，适合用以表达概念与概念间的逻辑归属关系，教师用利用概念图的连接线和连接语，生成学生理解概念的清晰脉络，从而建立概念系统的可视化模式，帮助学生完善知识记忆。比如必修二课程中关于城市的结构概念，可作概念图如下：
三、高中地理必修三课程的概念性知识教学
高中地理必修三课程的概念性知识呈现出区域性与过程性特征，该模块知识多以案例形式展现地理事物和地理环境的变化，因此必修三的课程教学应重点关注地理发生发展过程的分析，重视学生的学习策略运用，促进概念理解。比如必修三课程的工业区域的形成概念，教师需要向学生提供有力的案例支持，以德国著名的鲁尔工业区为例，教师应具体分析鲁尔区怎么从20世纪50年代以前的资源型生产基地转变为高新技术产业为中心的新型经济区，揭示20世纪60年代以来的地理因素变化在其中发挥的决定性作用，即强调变化发生的原因所在。另外，元认知策略的运用在过程性概念教学中效果明显，过程性概念的学习是学生基于信息加工重组，综合理解知识的过程，要求学生参与并解决概念中的问题，探究概念形成的根源，因此教师可在必修三课程的概念性知识教学中融入合作学习与研究性学习模式。合作学习模式是指教师给出围绕概念的中心议题，开展小组谈论，促使学生取长补短，反思自己的思维过程，比如以“煤炭和天然气能源的特征”为论题，进行煤炭和天然气能源的优势与劣势比较，再引入西气东输工程，帮助学生理解工业类型的变化与发展；研究性学习则需要教师从课程中提取研究性课题，比如让学生搜集所在城市的土地资源、劳动力资源、能源优势等综合信息，获取相关概念的感性材料，形成独立的研究案例，促使学生在实际教学中的概念理解更深刻，更到位。
【参考文献】
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[2]侯立欣.《地理概念教学的有效策略―概念地图》.《中学地理教学参考》.2005年第05期。
学习科学，是为了关注和解释自然界，并深刻理解人类对自然界中各种现象已经做出的科学解释，同时要使学习者逐步拥有属于自己的独立思考和判断能力。达成以上目标的基础，是对每一个具体核心科学概念的理解和掌握。核心科学概念是架构整个科学学科领域最基本、最关键的核心思想。学习者只有对解释、思考时运用到的这些核心科学概念进行长期的学习和建构，并深刻理解这些核心科学概念的内在联系，才能拥有足够的科学学科基础知识，才能发展自身的科学思维能力和基本的科学素养。为此，课程的设计者和实施者必须清楚哪些是核心的科学概念，哪些是某一年龄阶段需要掌握的子概念，在一个或一段年龄时期内如何推进学习者的概念改变，并明确该推进到哪一步。总之，必须以整体发展的眼光认识每一节课在学习者核心科学概念发展过程中的位置，必须为学习者完成一个核心科学概念的理解而制定一个长期的目标。在STC课程实验研究中，我们看到它的课程组织结构很好地体现了“让学生对核心概念连续把握并广泛理解”的指导思想。
在“对概念的连贯把握”方面，STC课程的组织有两个特征。
一是强调组织课程必须聚焦于为数不多的几个核心概念，以便有更多的时间深入探索每一个概念所蕴含的具体思想，获得对某一核心概念连贯而深入的理解。
以生命科学领域的教学为例，STC课程主要聚焦于生命与环境、生命特征、生物进化3大核心科学概念，同时这3大核心科学概念又被细化为48个相关的科学子概念。STC课程将它们安排在6年的时间里，每个学年集中学习2个月的时间（约16课时），使3大核心科学概念始终贯穿于每一个学习阶段。核心科学概念和子概念之间形成互相联系、经常反复、逐级提升、不断生长和连贯把握的一个整体。子概念成为对核心概念的深化，彼此又相互联系和相互支撑。3大核心科学概念被分散在各个学段的学习过程中，以不同的表现形式反复出现，每次出现都是在前面学习基础上的发展，最终形成了一个连续而没有终端的概念网络。近96课时的探究过程，也成为一个密切联系、一直连贯的学习进程。
表1具体呈现了生命科学领域3大核心科学概念在6年的学习进程中按学习者年龄特点所进行的逐级连贯安排，这是以学习者大脑的发展为基础，以3大核心概念中相关子概念的连贯性为依据而构建的各个阶段不同主题的学习进程，这样的安排使课程中的不同内容形成彼此有联系、有发展、相互完善、一直连贯的整体。
二是强调学概念是一个不断发展、持续深入的学习进程。通过学习进程的设计，不断使学习者建构、完善相关的知识和能力，加深对概念获得及运用的理解。
将学习置身在一个逐级连贯的概念理解过程中，用大量的时间深入探究并持续若干个年龄阶段，使学习者对概念的把握始终处于一个发展和深刻思考的过程中，这种方式显现出以下优点：
促使学习者开始对某一领域几个为数不多的概念进行反复的认真思考。
促使学习者参与一些对其终身学习有意义的探究和学习。
在不同的阶段引入更适合学习者发展需求的相关核心概念。
促使教育者思考某一领域为数不多的概念在各个年龄阶段呈现的方式，以及逐级建立的依据和相互支撑的联系。
课程建设者可以更科学地根据学习者的学习活动研究和确定课程的范围和顺序。
STC课程对概念的连贯把握，将学习者对重要的核心科学概念的探究和理解置于一个相当长的学习周期中，用联系的、反复的、逐级的、生长的、连贯的概念构建策略，使学习变成一个不断解读概念、不断深入探究、不断思考转化的过程。STC课程这种连贯性的结构，让我们看到科学核心概念的构建不是一条向上的线段，抑或是一条螺旋上升的曲线，而是一条复杂的、有时会反复的、始终连贯的、没有终端的网状关系。这样的连贯性课程结构安排很值得我们国家科学课程建设者借鉴。
在“对概念的广泛理解”方面，STC课程组织有两个特征。
一是强调对科学概念的理解是在多个情境中被不断提取的过程。课程不仅把一个核心概念置于6年的各个单元中以寻求广泛理解，而且在每一个单元中也体现了这一思想。
3年级“植物的生长和发育”单元，学生形成的子概念包括植物的结构和功能、植物的生长周期、遗传、人工选择、自然选择等。但是课程并不是仅仅设置了对这些内容的探究，还包括了播种的技术、间苗和移植的技术、测量的技术、蜜蜂的身体结构和功能、蜜蜂的习性、蜜蜂模型的制作技能、人工授粉的技术、收获种子的技术等一系列与物质科学、设计与技术相关的探究内容。课程设计者认为，这些内容与生命科学领域核心概念的发展是相互依赖和相互促进的，它们同时影响着学生对生命科学3大核心科学概念的理解。
“植物的生长和发育”单元的第4课是“间苗和移植的技术”，作为“设计和技术”领域中农业技能的一个教学角度，学习者在进行一项看似非常精密的农业技能训练，了解间苗和移植的不同与方法，同时也亲手经历了这一过程。实际上，这项技术反过来也影响了学习者对生命科学3大核心概念的深刻理解。间苗和移植的目的是使幼苗拥有足够的空间、阳光、食物、水分和空气循环，如果不这样做，那么幼苗就有可能发育不良或死亡，这是对“生物与坏境”核心概念的思考。间苗和移植后，大部分植株得到了一个良好的生存环境，植物会茁壮成长并在收获的季节生长出更多优质的种子；反之，因为营养不良等因素，种子产量和质量就会降低，影响后续的繁殖。这是对“遗传、进化”核心概念的思考。间苗要注意剪枝的位置，移植要将植株和根系一起拔起并带些土壤，这是对“生命特征”核心概念的进一步理解。人工间苗和移植，将使植株有选择地、更好地生长，这是对“人工选择、自然选择”概念的思考。所以，让学习者全面认识事实，是STC课程对概念的广泛理解的一种思考。只有让学习者广泛关注概念的各个角度，通过对相关联的各个领域进行探究，对概念的理解才会更深入、更深刻和更科学。
二是强调科学概念的理解必须建立在各个核心概念紧密联系的基础上，不仅是让学习者理解单个概念，而且希望学习者在多个重要概念之间寻找相互联系，以获得更多的支持，使概念的理解发生在多脉络的情境中。
把学习置身在一个广泛情境的概念学习过程中，用大量证据支撑每一次概念的建构，使学习者对概念的理解始终处于一个尽可能全面的逻辑实证基础之上，这样的方式显现出以下优点：
孩子对概念的理解是全面而深入的。
孩子参与了多个模块的探究，拥有自己进行鉴别和思考的机会。
在不同概念领域中孩子能主动寻找彼此间的联系并生成真正的理解。
教育实施者需要将概念置身在一个更大范围内的应用，并联系同一年级层次中相关概念之间的结合点，使学生有机会了解事实的全部。
关键词：概念教学；自主学习；合作探究；建构概念
《义务教育生物学课程标准》（2011年版）已经颁布实施，新颁布的课程标准最大的特点是提出生物学重要概念教学观点。新课标指出，初中生物学教学应围绕生物学重要概念的建立开展教学活动，通过精选的50个重要生物学概念教学，引导学生对概念事实的感知、抽象、概括等思维活动，认识事物的特征形成概念，从而加深学生对概念的深刻理解，突出学生自主学习、主动建构知识的主体地位，引领整个生物学教学。并与国际科学教育“少而精”的原则接轨，为学生的成长和发展奠定基础。
目前，生物学重要概念教学的方式多种多样，可以是讲授、教具演示、实验探究、资料分析、小组讨论等，不过，“导学案”也是一种重要方式。“导学案”的最大特点是将教师的导与学生的学融为一体。从教师的角度讲，“导学案”渗透了教师对生物学重要概念的分析、理解、定位，对学习活动的组织、引导、学法的指导等；从学生角度讲，“导学案”突出学生自主学习，强调学生是学习过程中的主体，教学要给学生提供自主、有序、有效地学习活动，引导学生积极、自主建构知识。因此，“导学案”是生物学重要概念教学中，学生主动建构重要概念的一个有效的途径。
“导学案”通常有学习目标、自主学习、合作探究、课堂总结、课堂检测等环节，充分发挥好每一个环节的引领作用，可有效地促进学生主动建构起重要概念。
下面以人教版《生物学》七年级上册“生物与环境组成生态系统”一节课第一课时为例，谈一谈“生态系统”这一重要概念的建立过程。
一、明确学习目标，锁定重要概念
依据课程标准和教材，生态系统概念及生态系统组成，既是本节课教学目标，也是本节课要建立的重要概念。在编写“导学案”学习目标环节时，教师要将教学目标转化成学生的学习目标，明确提出学生学习活动要建立的生物学重要概念等。从学生的角度出发，用简明、易懂的语言阐述学习目标，指明学生学习的方向，引领学生建构重要概念的学习活动，使师生双方的活动能做到有的放矢。
1.说出生态系统的定义。2.概述生态系统的组成。3.认同生态系统是一个统一整体。
二、倡导自主学习，独立感知概念
自主学习是建构重要概念学习活动的基础，设计“导学案”环节时，主要以问题、填写关键词、识图等形式进行加工编写。引导学生阅读原文，感知重要概念，整体把握重要概念中的关键词。使学生能结合教材通过自学完成任务，对重要概念做初步了解，同时在学习过程中发现问题、生成新的问题，为合作探究、深入理解重要概念做好铺垫。
1.生态系统的概念：在____________内，_______与______所形成的统一整体，叫做生态系统。
2.生态系统的组成：生态系统由各种成分组成，包括________和________；后者包括绿色植物、________和________等在内的所有生物，根据这些生物在生态系统中的作用，将它们划分为________、________和________。
三、开展合作探究，深入理解概念
此环节是建构重要概念的关键环节，承载着对重要概念内涵的理解，是借助于丰富的思维活动建构重要概念的核心学习活动，是对重要概念中抽象点、复杂点、关联点等化解的思维碰撞过程。激烈的思维活动需要多样的学习活动支撑，“导学案”可通过设计“认一认”“找一找”“写一写”“说一说”“议一议”等一系列思考讨论类活动，将要探究的重要概念问题化、具体化、活动化，创设学生思维碰撞的场景，引导学生在独立思考的基础上，以小组为基本活动单位，深入理解生态系统概念的内在要素及相互关系，通过质疑、解疑、讨论、交流等合作探究，及时处理重要概念建立过程中生成的问题，来主动建构生态系统等重要概念。
观察池塘生态系统
认一认：观察池塘生态系统模式图，认识图中的各种生物。
找一找：除了生物成分以外，池塘生态系统还包括哪些非生物成分？
写一写：请将池塘生态系统的组成成分填写在表中相应的空格内。
说一说：你能说出绿色植物在生态系统中起什么作用吗？
议一议：池塘中的动物与植物之间有什么关系？
在池塘生态系统中，动植物的遗体和它们排出的废物都到哪里去了？这与哪些生物有关？
四、精心梳理盘点，主动建构概念
课堂总结是整个建构重要概念活动的结晶与升华，该环节通常运用概念图策略，引导学生将所理解、掌握的有关重要概念构成要素，进行系统的归纳总结，纳入到认知结构的网络中去，形成科学、准确、清晰的生物学重要概念。
五、及时课堂检测，力求巩固概念
灵活变形，辨析重要概念。围绕建立的生物学重要概念，遵循典型、适量、多层次的原则，确定课堂检测题，组织学生独立完成，小组内纠错，及时发现对重要概念理解、运用过程中存在的问题。科学分析，准确定位，及时补充、修补存在的漏洞，形成对生物学重要概念的完整、准确的理解与掌握。
1.下列能够称为一个生态系统的是（ ）
A.池塘里所有的鱼 B.革命公园里所有的动物和草
C.水稻田里所有的生物 D.大兴安岭原始森林
2.生态系统一般都包括（ ）
A.生产者、消费者、分解者
B.生产者和非生物部分
C.生物部分和非生物部分
D.消费者和非生物部分
3.人属于生态系统中的什么成分（ ）
A.生产者 B.消费者
C.分解者 D.既是生产者又是消费者
4.生态系统中，消费者的作用是（ ）
A.利用光能制造有机物 B.为生物的生存提供食物
C.直接或间接的以植物为食 D.分解动植物遗体
5.下列说法正确的是（ ）
A.一条河流就是一个生态系统
B.一个生态系统是指一定环境中所有的生物
C.细菌太微小，它们在生态系统中的作用可以忽略不计
D.猪笼草不能看成是生产者
6.小明家里有个大大的水族箱，里面生活着水生植物、动物，还有其他小生物。这样的水族箱能否看作一个生态系统？为什么？
关键词： 概念图策略 生物课堂教学 案例
在新课改的大环境下，教学方式的转变势在必行。高中学生普遍感到生物难学，“懂而不会”是学生学习过程中一个普遍现象，即“课上听得懂，课后不会做”。究其原因，一方面高中生物知识概念繁杂，知识点分散。另一方面，很大一部分学生机械性学习，仅仅停留在背概念上，无法建立知识体系。“懂而不会”问题的解决需要学生自己投入到从意义建构到能力生成的学习活动中。那么，生物课堂教学该如何“教”和“学”？
笔者发现概念图策略的应用为问题的解决提供了新的契机。于是在生物课堂教学中开展了采用概念图策略的行动研究，并将目标锁定为：利用建构概念图的活动为学生提供合作学习的平台，促进对话与合作，加强知识的意义建构。
本行动研究沿着教学设计、教学实施、教学观察、教学反思……螺旋上升的步骤进行研究，以探明概念图策略是否适用于课堂教学。
教学内容多样，课堂教学活动亦不完全相同。下面以几个案例进行阐述。
案例1：《遗传信息的携带者——核酸》（人教版生物必修1《分子与细胞》
这是一节新授课，内容以概念为主。通过全体学生建构并完善概念图，掌握核心概念、相关概念及联系，形成知识体系，运用讨论激励学生强化学习活动，培养自主与合作、创新与反思，批判性思维品质和良好的团队合作精神。
1.教学设计及实施
学生行为包括：预习，建构核酸的概念图——展示概念图，并阐明建构思路——小组讨论，评价展示的概念图——加深对核心概念、相关概念及联系的学习和理解——学生完善自己的作品。
学生从教师精心组织的学习过程中建构知识，而不是从教师的灌输中获得知识，改变“教就是讲、学就是听、能通过测试就是理解”的错误教学认识。
2.教学反思
图1是学生预习过程中建构的关于核酸的概念图。基本达到认知水平的要求，但还存在问题。通过小组合作学习，其他学生指出图1中概念层次错误。作者接受了大家的意见并完善概念图。笔者肯定了作者的共享及合作态度。
图2是学生借鉴教材中的概念图建构而成的。师生交流的过程中，作者表示很开心，因为通过模仿，由不会建构到建构成功，还悟到了一点建构概念图的技巧。他说还会尝试独立建构概念图。笔者给予作者鼓励，表扬他在学习过程中的成长。
建构一幅概念图好比经历一次头脑风暴。当一个人把自己的想法顺利地写下来时，思路会变得更加清晰，头脑中也会产生许多新的想法，从而成为学习新的源泉。建构概念图的过程是学生对自己理解探究能力、逻辑思维能力和动手再造能力的一次综合锻炼。学生展示自己的概念图，与教师、同学的概念图进行比较时，很容易碰撞出火花，从而形成新的想法，有利于学生知识体系的构建。如果制作出一个缜密、直观的概念图，学生就会产生一种成就感，有利于激发学生主动学习的热情。
案例2：《ATP的主要来源——细胞呼吸》第1课时（人教版生物必修1《分子与细胞》）
这是一节实验设计课。在授课过程中，要注重提高学生的实验设计能力。但实验设计具有一定的开放性，起始状态与目标状态之间会存在许多不能直接解决的问题，利用概念图能有效地将这两部分联系起来，建构思维活动的“桥梁”。
1.教学设计及实施
实验教学相对概念教学困难，笔者进行适当引导，确保学生在有意义的思考路线上进行有意义的探索，避免盲目猜测和无效活动。
自主学习——了解实验的原理、实验方法和仪器，参考其他的一些实验方案。
师生交流——实验设计的过程中，要注意哪些基本要素，该如何控制？
小组合作——建构概念图，如下图：
总结提升——小组讨论，结合教材信息，进一步充实概念图。
当堂检测——针对具体的自变量，小组合作写出详细的实验设计。
课后作业——开展实验，实证检验实验设计是否科学可行。
2.教学反思
在小组合作的过程中，教师应让学生有充足思考的时间，让学生有充分表达见解的机会，教师千万不可因种种原因而越俎代庖，否则效果会大打折扣。
在实验设计的过程中，教师适合扮演的角色是“高明的学习者”，和学生一起学习，一起经历学习的整个过程，一起尝试解决解决学习中遇到的问题。
通过一系列的案例实施及分析，笔者总结了几点教学反思。
（1）善于建构概念图的同学积极性高涨，努力表现自己，不善于建构的同学，变得异常沉默，不建构或直接抄袭他人的概念图。
课堂教学是面向全体学生的。教师应该遵循教育心理学原理，激发学生的学习动机。善于建构的学生，肯定的同时指出不足；不擅长的学生，指出其建构过程中的闪光点进行鼓励。注意因人而异，方法多样，如合理运用奖惩、增加趣味性等。调整分组策略，小组内包含不同类型的成员。采用合作型目标结构，规定只有小组所有成员都达到目标时，个体才算获得成功。这样每个成员都积极承担集体义务，尽全力合作，为小组的成功而努力。
（2）学生“画”出的概念图比较随性。建构的概念图出现概念分层和关系混乱、概念缺失等错误。
“有一千个读者，就有一千个哈姆雷特”，同一个主题的概念图，受制作者知识结构、思维方式、理解程度和先验知识等因素的影响，建构的概念图有差异性。教师可以灵活运用教材中的概念图起到示范作用，引导学生先“吃透”，再进行知识迁移，“依葫芦画瓢”建构其他主题的概念图。鼓励学生形成自己的见解并阐明。针对学生学习水平和绘图能力的个体差异有层次、有计划地指导学生独自建构概念图。有效利用反馈与评价，给予学生清楚的反馈。
“问渠那得清如许，为有源头活水来”，概念图策略可以作为生物教学的一股活水。因为概念图作为一种元认知工具，有助于将传统的教学中的机械学习转变为有意义的学习建构。实践证明，教学中运用概念图策略，学生参与的积极性明显提高，主体性增强，学习效果明显。但是笔者也发现不同的课型采用概念图策略效果并不一样，比如偏重概念的课堂教学效果比偏重实验的课堂教学效果好、复习课教学效果比新课的效果好，这些都与教学内容和学生的认知水平有关。因此教师要选择性地活用概念图策略，利用合适的方式组织教学，还要加强对学生的关注，要让全体学生真正参与到课堂教学活动中去，最大限度地调动学生主动参与、激发学生学习兴趣、启发学生问题生成、培养学生创新精神。
参考文献：
[1]刘恩山，徐洪林.运用概念图进行生物教学对学生认知方式的影响.学科教育，2003.
[2]徐洪林，刘恩山.画概念图对高中二年级学生认知结构形成的影响.心理发展与教育，2004.
关键词 课程本体；OWL；数据库原理
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2009）06-0026-02
Creation and Description of Course Ontology//Zou Junhua
Abstract Based on the ontology creation methodology of knowledge engineering, this article describes the steps of course ontology creation, and gives a case of creating course ontology.
Key words course ontology；OWL；database principle
Authors address Faculty of education, Hubei University, Wuhan 430062
本体已经成为人工智能和知识工程中一种重要的工具，在知识的获取、表示、分析和应用等方面具有重要的意义。本体研究促进知识工程中对本质知识的获取[1-2]。本体是语义的基础，可以为语义Web成功增值[3]。作为一种知识表示方法，本体与谓词逻辑、框架等其他方法的区别在于它们属于不同层次的知识表示方法。本体表达了概念的结构、概念之间的关系等领域实体的固有特征。本体表述的语义更明确、一致和规范，因此也更有利于知识的表达、交流和共享。
1 本体构建的方法
知识工程方法通过7个步骤完成本体的开发：确定本体的领域范围和使用目的、重用已有的本体、穷举该本体中的重要的词汇、定义类和类的层次结构、定义类的属性、定义类属性的值域、创建实例。在该方法中，步骤4～6通常需要同时进行，相辅相成。如何将已有的词汇区分是否是类或者类的属性是一项复杂的工作。本文在这个方法的基础上，针对课程的特点，提出课程本体的开发方法。
1.1 重用已有的本体和专业叙词表在开发新的本体前，从目前在进行或者已完成的相关工作中学习，并且从已有的资源中进行提取和扩充。在已有本体的基础上进行改进比创建新的本体要容易得多，因此，重用已有的本体非常重要。目前在网络上已经有不少成熟的本体资源可以使用，如Ontolingua本体库、DAML本体库、WordNet；同时还有很多公开的商业性质的本体资源，如UNSPSC、RosettaNet、DMOZ等。
除了应用已有的本体资源，还可以利用专业叙词表、术语词典等。专业叙词表和术语词典，不但包含该领域中相对完整的术语，而且都经过领域专家多年的有序组织，不仅可以为领域Ontology中概念的创建提供指导，而且叙词表中的限义词、含义注释、等级关系、词间关系，也为领域Ontology概念中的属性、实例以及关系的创建提供了线索及指导。专业叙词表和术语词典是构建课程本体的必备基础。
1.2 从课程中提取重要的概念和术语该步骤主要列出课程中最基本、最有代表性的术语，那些需要被学生了解和学习的概念以及需要注释和解释的词汇。需要指出的是，在这个步骤中只需要穷举出所有可能重要术语，不必考虑概念是否重叠，也不必考虑概念之间的关系和属性。
1.3 定义课程本体之间的通用关系从语义上讲，概念间主要有4种基本关系：attribute of（高度是桌子的属性）、instance of（实例与概念之间的关系）、kind of（家用计算机是计算机的一种）和part of（CPU是计算机的组成部分）。根据这4种基本关系，本文给出本体之间的通用关系（如表1所示）。
1.4 挖掘课程本体中的特殊关系结合特定的课程，分析和挖掘出特殊的关系和属性。如“数据库原理”中的数据库设计部分，数据库设计的6个步骤：需求分析、概念设计、逻辑结构设计、数据库物理设计、数据库实施和数据库运行维护。这些概念之间的关系就可以用一个新的关系――前驱（后继）关系――来描述。
1.5 分析、改进和评价改进是构建课程本体过程的一个组成部分，在构建的过程中不断改进原有的结构，在不断改进的过程中构建起整体的结构。改进的方法包括合并、编辑及自然语言处理的一些方法。在改进的过程中要注意系统整体的一致性。对本体进行分析和评价，确定本体结构是否能准确反应出课程本体的本质和联系。分析、评价与改进共同构成本体的维护过程。
2 用OWL描述课程本体
2.1 OWL本体描述语言面向网络的本体语言OWL（Web Ontology Language），是W3C组织推荐的国际通用的标准本体描述语言。它建立在XML/RDF（Resource Description Frame）等已有标准基础上，通过添加大量的基于描述逻辑的语义原语来描述和构建各种本体。所以基于OWL建立的本体有很丰富的语义表达能力并具有完善的推理机制，比之用其他本体描述语言（如XML、RDFS）建立的本体能更清晰完整地表达领域内的概念和概念之间的联系。OWL有3个表达能力递增的子语言：OWL Lite，OWL DL和OWL Full。OWL Lite是表达能力最弱的子语言，提供类分层的能力和简单的约束功能。OWL DL在可判定性的前提下，提供尽可能大的表达能力，但在某些表达方面仍有一些限制。OWL Full包含OWL的全部语言构造成分并取消OWL DL中的限制[4]。
2.2 用OWL描述“数据库原理”课程本体“数据库原理”是计算机、信息管理与信息系统、工业工程以及电子商务等专业的必修课程，所以本文选取这门课程作为范例。由于篇幅所限，本文仅以这门课程中的数据模型为例来说明如何用OWL来描述课程本体[5]，以便学生更好地理解各个概念以及概念之间的关系。
1）定义数据模型类。
＜owl：Classrdf：ID= “数据模型”＞
＜owl：ObjectPropertyrdf：ID= “数据结构”＞
＜/owl：ObjectProperty ＞
＜owl：ObjectPropertyrdf：ID= “数据操作”＞
＜/owl：ObjectProperty＞
＜owl：ObjectPropertyrdf：ID= “完整性约束”＞
＜/owl：ObjectProperty＞
＜/owl：Class＞
上述定义表示的语义是数据模型有3个属性：数据结构、数据操作和完整性约束。
2）定义关系模型类。
＜owl：Classrdf：ID= “关系模型”＞
＜rdfs：SubClassOfrdf：ID= “数据模型”＞
＜owl：ObjectPropertyrdf：ID= “关系数据结构”＞
＜/owl：ObjectProperty ＞
＜owl：ObjectPropertyrdf：ID= “关系操作”＞
＜/owl：ObjectProperty ＞
＜owl：ObjectPropertyrdf：ID= “关系完整性约束”＞
＜/owl：ObjectProperty＞
＜/owl：Class＞
上述定义表示的语义是关系模型，是数据模型的子类，它是数据模型之一，与数据模型之间的关系是继承关系，反映的是概念之间的层次关系，并且关系模型由关系数据结构、关系操作和关系完整性约束3个要素组成。
3 结束语
目前关于本体的研究愈来愈受到重视，研究的重点多集中于领域本体的建设上面。用本体来描述课程的概念以及概念之间的关系，将会促进学生的理解，也会方便教师的教学，具有很好的理论和实践价值。但是，在课程本体的创建过程中，还有很多问题有待探讨和解决，比如动态知识的描述以及课程本体的自动创建等。本文在知识工程方法建立本体的基础上，阐述建立课程本体的可行步骤，并且给出数据模型的课程本体实例。
参考文献
[1]李善平,等.本体论研究综述[J].计算机研究与发展,2004(7):41-44
[2]杜小勇,李曼,王珊.本体学习研究综述[J].软件学报,2006(9):1 837-1 847
[3]何琳.领域本体的关系抽取研究[J].现代图书情报技术,2008(4):35-38
关键词：大学课程本体；可视化本体编辑器；Moodle系统二次开发；个性化学习
中图分类号：TP316文献标识码：A文章编号：1672-7800（2012）012-0063-02
0引言
自从计算机与人工智能出现以来，教育技术领域对智能教学系统（ITS）的研究便一直没有终止，其中不乏在教学中得到成功应用的优秀成果。然而，这些ITS系统几乎都是针对特殊的一门或几门课程， ITS系统的大规模应用成果始终未有出现。于此同时，随着信息技术的进一步发展及网络教育的普遍开展，涌现出大量优秀的基于Web的在线学习系统，这些学习系统都提供了完善的管理功能，包括学习管理、教师管理、学生管理，以及完整的权限管理机制，但普遍缺乏ITS系统的智能性。为此，一些研究者在基于Web的学习系统中使用课程相关本体，从而在一定程度上实现了“智能教学”。研究者一致建议使用Protégé作为本体编辑工具。但本文研究者在实际应用中发现，让普通教师正确地操作使用Protégé还是有一定的难度。
为解决上述问题，笔者开展了一系列研究，并将研究设计思想应用在教学过程中，对搜集到的数据进行分析，据此进一步调整研究假设。通过不断的学术探究与实际应用研究，最终设计与实现了一个集成3种主流技术的个别化学习系统：富互联网应用的Flex技术、Java语言设计的专用于本体处理的Jena 框架、可扩展的Moodle系统。此外，还使用XML文件、socket 与http协议进行3种技术构成子系统间的数据通信。
1系统架构与典型的应用情境
所设计的系统包括3个子系统，分别为二次开发后的Moodle系统、基于Jena的课程本体处理系统、基于Flex的可视化本体编辑系统，如图1所示。
Moodle系统的二次开发包括对已有课程、词汇、测验、问题与资源模块的修改，对词汇表增加相关词汇、相关资源等字段，对外部资源与试题增加相关概念字段，并对相关操作界面进行修改；新增3个新模块，包括个性化学习建议模块、数据读写API，以及可视化本体编辑工具部署模块。其中，数据读写API提供外部接口处理程序，使外部系统能够通过调用该接口程序进行词汇列表、资源列表，以及各种新增关系的读写操作，实现与大学课程本体处理系统的通信。
基于Jena的大学课程本体处理系统通过调用Moodle系统提供的外部接口程序，获得Moodle数据库中所有课程列表，以及每门课程相关的词汇、资源XML文件，并将之转换为本体文件供可视化本体编缉工具读取相关数据。
可视化本体编辑工具部署在Moodle系统上，使用Moodle的角色管理系统。用户从Moodle中启动该系统之后，该系统首先从基于Jena的本体处理系统中获取所有课程信息，再根据用户在图形用户界面上的操作，向本体处理系统请求相关数据，并以可视化图形形式显示出来。可视化本体编辑工具所能够进行的操作包括检索本体信息，以及对词汇与资源的增、删、改操作。
图2以消息序列图的形式描述该集成系统的一个典型应用情境。
2大学课程本体之顶级本体
本研究使用两个XML Schema文件的形式描述大学课程本体的顶级本体，顶级本体构成如图3所示。在二次开发的Moodle系统和基于Jena的本体处理系统中均保留这两个XML Schema文件，便于相互之间的数据传输。
3系统主要用户界面
3.1二次开发的Moodle系统
二次开发的Moodle系统在原有的词汇表录入、试题编辑等界面上增加相关词汇操作项目，同时新开发个人学习建议用户界面，用于根据学习者的测试结果，为学习者提供测试中错题所对应的相关概念列表，使学习者能够根据测试情况开展有针对性的学习。不同的学习者错题情况不一样，因此获得的学习建议页将不同，从而实现个别化教学。
可视化本体编缉器提供了图形用户接口GUI，帮助用户创建、删除、修改、浏览课程本体构成的下列内容：概念、资源、属性以及他们与概念之间的关系。如图5、图6所示。
图形中间的大圆为焦点概念，周围小圆为焦点概念的相关概念与相关资源，相关概念与相关资源分别以不同颜色、大小的圆形表示。对于新选择的课程，焦点概念为课程名称，双击任何一个相关概念，该概念即成为焦点概念。右击焦点概念弹出浮动菜单，可查看焦点概念的属性，亦可增加相关概念或相关资源。
4应用情境
系统由研究者在混合学习环境下进行了应用评价，应用课程为《计算机科学导论》。在课堂教学开始时，利用可视化本体编辑工具显示当天课程将要学习的主要概念与已学习的相关概念之间的关系。在课程教学结束前，再次利用可视化本体编缉工具将所学习的主要概念进行总结，并预先告知学生下一节课将要学习的主要概念在图示上的位置。
教师在课堂上使用在线测试，通过随机点名，让学生回答系统呈现的客观测试题目，教师在讲台上根据学生的回答进行操作，由系统进行学生答题的判断并给出相应的反馈。基于Moodle的测验系统的使用增强了学生在课堂上的活跃程度。
此外，建议学生课后或实验课上，利用可视化本体编缉工具进行课程内容的预习与复习，利用Moodle系统上的测验进行复习，并发现自己学习中存在的问题。
5评价与结论
本系统是在一系列先期研究结果与实践应用反馈的基础上进行设计与实现的，在系统应用的前两年，研究者便开始在《计算机科学概论》（《计算机导论》的专业班课程）课堂教学中用PPT呈现概念图作为讲课内容的引入与结束时的总结，发现一些学生对概念图的出现非常感兴趣，还用手机将概念图拍摄下来。但期末考试结果与调查问卷数据均显示，单纯使用概念图并没有提高学生的考试成绩和对概念的深入理解。
研究者在其后的《大学计算机基础》（《计算机导论》的全校非专业班课程）中进一步引入基于Moodle的测验，课堂上，大多数学生对于这种形式的教学非常感兴趣，实验课上，部分实验进度较快的学生也会主动进入系统做测试题。期末考试结果与调查问卷数据均显示，基于Moodle系统的测试能够帮助学生提高学习成绩。
由上述前期实验结果可以预测，集成概念图显示的可视化课程本体编辑工具与基于Moodle的测验系统，以及基于测验结果的个别化教学建议功能的使用，一方面提高了学生上课的积极性，另一方面提高了学生的学习成绩。进一步的实验效果研究将在后续课程中开展。
参考文献：
[1]王晓琳.本体驱动的网络智能教学系统研究[D].上海：华东师范大学，2009.
[2]张伟远.创建第三代网络教学[J].现代远程教育研究，2011（1）.
[2]曾玲，丁新，邱崇光.基于本体的适应性学习系统（OBALS）之系统模型[J].华南师范大学学报：自然科学版，2008（1）.
[4]赵品勇.基于本体理论的网络教学适应性及其优化研究[D].重庆：重庆大学，2010.
关键词：起始型概念课；低年段；教学策略
数学课程标准指出，数学教学中应加强对基本概念和基本思想的理解和掌握，对一些核心概念和基本思想要贯穿数学教学的始终，帮助学生逐步加深理解。通过良好的数学概念学习促进学生从具体形象思维发展到抽象逻辑思维，进一步培养数学能力，
通过有效的概念教学，使学生顺利地获取有关概念。
一、起始型概念课教学过程中存在的问题
1.概念教学的目标定位失当
很多教师在上概念课的时候，首先就要求学生把概念强记下来，然后进行大量的强化练习来巩固概念。这种死记硬背的教学方式有着很大的消极影响，由于学生并没有理解概念的真正含
义，一旦实际应用的时候就感到一片茫然。
2.孤立地教学概念
很多教师在教学概念的时候往往习惯于把各个概念分开讲述，这样虽然是课时设置的需要，但是这种教学方式会使学生掌握的各种数学概念显得零碎，缺乏一定的体系，这不仅给学生理解和应用概念设置了障碍，同时还给概念的记忆增加了难度。
3.概念的形成缺乏有效引导
在演绎概念的教学中，教师往往采取“老师带着学生小步走，学生按照老师的思维慢慢走”的引导模式。引导学生准确地理解概念，明确概念的内涵与外延，正确表述概念的本质属性，这是概念教学应该达到的教学目标。
二、低年段起始型概念课的有效教学策略
1.将概念置身于“原始背景”中去理解
起始型概念是在长期的实践中总结出来的，它是在一定知识背景下的某一个情境中自然得到的结果，这个合乎想象的能触发新概念形成的知识背景称为知识的原始背景。当面对一个崭新的概念，都应努力地探寻知识的原始背景，模拟知识发生的情境，将静态的知识结论转变为动态的探索对象，让学生经历概念发生、形成的过程。
2.将概念置身于“现实背景”中去理解
虽然是初级概念，但它仍然是学生的认知发展到一定阶段的产物。如在教学中，教师应当采取一些恰当的方式了解学生，如调查研究等方式，找到新旧知识之间、文本知识和生活知识之间的联结点展开教学，让学生以联系的观点学习新的概念，促进主动建构，这里的联系包含知识系统本身的联系和学生已有生活经验及认知经验的联系。
3.让学生在动手操作的活动中建立概念
学生第一次接触新概念，难免会产生陌生感、畏难感，这时就需要在动手操作的支撑下建立概念，让学生迅速进入新知学习的状态中。建立数学概念有两种基本形式：一是概念的形成，二是概念的同化。概念的形成是一个累积、渐进的过程，是概念教学的中心环节。数学概念的形成一般要经过直观感知建立表象揭示本质属性三个阶段，直观感知和建立表象是建立概念的向导，概念本质属性的揭示是概念教学的关键。动手操作对建立概念能突出体现三个作用：（1）能较好地吸引学生自主参与；（2）能有利于学习过程中的动态生成；（3）能突出知识的本质特征，在较短的时间内解决数学问题。
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