交流的概念篇（1）

不过，在游资们疯狂炒作的背后，医药股的整体价格已明显偏离其实际价值，尤其是甲流概念股，其炒作背后的风险正随着盲目炒作而逐渐隐现。

数据显示，10月以来的近20个交易日中，申万81个二级子行业中，生物制品行业板块的涨幅高居第2位，涨幅达到27.66％，仅次于第一位塑料行业28.22％的涨幅。在生物药品行业内的30只个股中，包括海王生物、星湖科技、达安基金等在内的7只个股涨幅超过30％，远远超越大盘同期10％的涨幅。

市场上公认的14只主要的甲型流感概念股涨幅居前，10月初至11月2日期间，这些股票的平均涨幅达到32.51％。其中，海王生物、白云山A、普洛股份等几只股票的涨幅居前，其涨幅大多接近或超过40％。

在生物制药行业中，此轮甲流概念龙头股――海王生物一马当先，涨幅居于首位，达到62.54％。星湖科技位居其次，10月以来的涨幅达到43.83％。尚未获得甲型流感疫苗订单的海王生物，已然成为甲流概念股的一匹黑马。资料显示，海王生物所处行业属于生物制药领域，其产品包括预防制品、血液制品等。部分主导产品在国内市场占有40％以上的市场份额。公司拥有110多种产品是国家免疫规划疫苗的重要生产基地。但目前尚未获得国家下达的甲型流感疫苗订单。

泰然九路领衔广深游资

虽然像海王生物等甲流概念股尚未拿到国家下发的甲流疫苗订单，但是游，资已经迫不及待，开始借着在全球肆虐的甲流病毒而疯狂入场炒作。

据统计，在10月以来甲流肆虐的形势下，沪深交易所龙虎榜上开始频繁有甲流概念股现身。截至11月2日的近20个交易日内，已陆续有24只甲流概念股及医药类股票登上龙虎榜。其中，海王生物现身龙虎榜次数最多。此外，莱茵生物、白云山A、普洛股份等也频频亮相。

交易龙虎榜信息显示，此轮甲流概念股的炒作以游资为主。机构席位仅仅现身在科华生物、华兰生物和云南白药等有明确甲流概念和绩优的几只股票上。近期市场涨幅最高、爆炒最厉害的医药股海王生物，几乎没有机构参与。在对24只医药股的炒作中，又以广深游资为主。其中，国信证券深圳泰然九路参与的金额最大。统计结果显示，该营业部在10月以来，针对上述重点医药股，合计买人金额达1.64亿元，卖出金额达2.04亿元；其次为光大证券深圳深南中路营业部。这两家营业部也是今年4月底炒作莱茵生物的主力。

除此之外，还有一些广深游资，如世纪证券深圳深南大道营业部和华西证券广州江海路营业部等，也是此次炒作甲流概念股的主力。

其中，参与金额最大的国信证券深证泰然九路营业部，主要炒作的股票是海王生物。在10月9日至30日海王生物的6次交易信息披露龙虎榜中，每次都有该营业部的身影。此外，国信泰然九路近期参与炒作的甲流概念股还涉及莱茵生物、康恩贝、白云山A等。

此前，在4月份与其一起炒作莱茵生物的营业部――光大证券深圳深南中路营业部，此次再度和其联手，炒作海王生物和康恩贝。

炒作手法惯用“对倒拉抬”

在炒作过程中，国信证券泰然九路依然使用了惯用的伎俩――对倒拉抬。这从其10月以来主要的炒作股票海王生物和莱茵生物中可以略窥一斑。

根据深交所提供的交易信息，国信泰然九路对于海王生物的炒作，自10月9日即长假过后的第一个交易日就已经拉开帷幕。当日海王生物大涨8.31％，换手率高达20.52％。

深交所公开交易信息显示，当日国信泰然九路成交总额是所用营业部中最多的，其买人金额为1524万元，卖出金额为1560万元，边买边卖。而其频繁的买卖也成为当日海王生物20％高换手率的一大主因。

市场中一般认为，边买边卖的操作手法是庄家“对倒拉抬”的表现之一。而其后续在海王生物上的连番炒作，更是增加了其“对倒拉抬”的嫌疑。

此后一段时间，甲流概念股有些沉寂。直到10月26日，工信部对多家企业下达甲流疫苗订单，且甲流传播越来越迅速，甲流概念股在市场上再掀一股炒作狂潮。海王生物这匹黑马由此“应运而生”。10月26日至11月2日期间，该股由14.51元暴涨到20.35元，在6个交易日内有5个交易日股价涨停或者逼近涨停，且5次登上交易所龙虎榜。

深交所公开交易信息显示，在10月26日至30日的5个交易日，国信深圳泰然九路每天买卖海王生物的金额都几乎相当，并且其在海王生物上的总成交金额都在前列。如在10月26日，海王生物涨停，国信泰然九路在买人1298万元的同时，卖出了2272万元，合计成交3571万元。次日，该营业部加大资金筹码，买人2969万元，卖出2730万元，合计成交5699万元。此后，10月28日至30日的情况几乎是对前几天交易的重复，该营业部一直遵从“边买边卖”原则，并且其成交金额都居于海王生物炒作席位前列。

这种边买边卖、类似对倒拉抬的操作手法，其实是该营业部惯用的炒作伎俩。资料显示，在今年4月对莱茵生物的炒作中，国信证券泰然九路也用到了这一手法。

据业内人士介绍，该营业部的典型风格就是快进快出，而边拉边出也是其常用招数。

医药估值高炒作风险骤增

在甲流概念股短时间内动辄大涨30％的背后，其价格已远远偏离其价值轨道，炒作风险渐行渐近。

事实上，在经历了20多个交易日的爆炒之后，11月3日的一则消息，成为带动甲型流感概念股调整的导火索。

当日，市场传闻，北京甲型流感病毒的快速散播和甲流疫苗接种有关。言外之意，甲流疫苗大面积接种是导致甲流暴发的罪魁祸首。此后，虽然卫生部高调对此澄清辟谣，但甲流概念股还是纷纷借此调整。

交流的概念篇（2）

学生对新概念认识之前头脑是一片空白的、陌生的，必须提供足够基本材料，对其思维进行细加工，激发学习兴趣。要使学生的更好地掌握物理概念，在教学中应积极创造一个生动有趣并适应学生认知特点的物理环境，借以点燃学生思维的火花，激发学生的探索精神。使学生获得感性认识可通过以下几种途径。

1.创设物理情境

根据教学需要，积极利用一些小故事、小游戏、史料来增加课堂的新鲜感，激发学生学习欲望。

例1、初中物理“杠杆”这一节中，可结合历史实际，生动地引入新课，为新课教学拉开帷幕。可用幻灯机把古埃及金字塔的图象投影到屏幕上，并解说―埃及金字塔是埃及人民引以自豪的名胜古迹，是世界文化遗产之一，可是在几千年前，还没有起重机设备的情况下，人们是如何将质量为几十吨甚至上百吨的石块送到塔顶的？据当今的考古论证，当时古埃及人就是巧妙地应用今天将要学习的知识来解决这一难题的。

2.运用实验

物理实验可以有条件地集中反映自然界中个别物理现象，其特点就是直观性、趣味性；也可以揭开许多自然界神秘的面纱，还可以发现人类肉眼看不见、耳朵听不到许多客观存在东西，激发学生渴求知识的兴趣。

例如，在“摩擦力”一课教学时，为了形象地说明摩擦力和压力的关系，演示“筷子提米”实验：首先用一根筷子插入米中提米，发现根本不可能提起，然后在杯中加入水，过一段时间再做实验：同学竟神奇地发现一根筷子把一杯米提了起来，在此基础上教师引导学生分析摩擦力和压力的关系，学生很容易接受。

3、列举生活中的典型事例：

许多物理现象广泛存在于人们的周围，学生有着较多生活经验，学起来感到很亲切、很有劲，也有许多现象却被学生“视而不见”。适当举例生活中典例，有利于对概念理解。

例如，在“向心力”来源概念教学中，可举例车辆过凹路面和凸路面两种不同路面时人有何不同的感受？（有超重和失重的感觉），火车或汽车过弯道时，内外轨道高度差有何特点？（高度差不同，外轨道高于内轨道），引导学生去联想过山车的种种体验，从而引出最高点向心力的来源。

二、务必使学生掌握如何建立物理概念的方法，这是掌握物理概念的关键

当学生获得足够的感性认识后，教师要充分发挥主导作用，帮助其建立物理模型，才能形成正确的概念，理解其内涵和外延，掌握其实质和应用。所以教学中应教会学生对感性材料进行思维加工，抓住主要因素和本质联系，忽略次要因素和非本质联系，由简单到复杂，循序渐进，最后抽象概括出事物的本质属性和共同特征形成物理概念。

例如，高中物理在“磁感应强度”这一概念教学时，对引导学生如何建立“磁感应强度”这一概念所采用的方法对比以往旧教材所采用方法，显得更科学更循序渐进。其概念的建立大致有以下几步骤：

首先，引入磁感应强度B仍沿用过去教材的讲法，即用一段通电导线作为探测物体，由它受到的安培力定义磁感应强度。与原教材不同的是新教材采用方法，没有像旧教材那样，一开始就泛泛讨论任意磁场，而是演示实验从匀强磁场入手，从而得出B的概念。

其次，引导学生进行想像和推理，将B的概念拓展到一般磁场，这样就避开了教师在使用原教材时经常提出疑问：有限长度的通电直导线的受力，应是某一区域内安培力的平均效应，不适于用来定义各点的磁感应强度。同时使磁感应强度这一较难理解的概念，有一个从简单到复杂的认识过程，降低学生接受这一概念的难度。

最后，启发学生前面学过的电场强度E的定义方法，对比说明引入磁感应强度定义的思路与之类似。使学生对研究“场”这一概念基本方法有一个更进一步的了解。

又如，比热容、电阻等物理概念，不掌握建立它们的思维方法，而直接给出它们的概念，那么学生对它们的理解只能是表面的而不是深入的，在解决问题时容易出现错误，实际的应用能力较差。

三、务必使学生明确物理概念的意义和适用条件，这是掌握概念的根本

物理概念都是在一定条件下反映某个物理现象或物理过程的变化规律，所以有一定的成立条件和适用范围，这就要求教学时应引导学生对概念的相关过程深入研究、认真分析，真正明确概念的成立条件和适应范围，只有这样才能正确地运用这些物理概念来研究和解决实际问题。

例如，导体电阻是导体两端的电压与通过的电流的比值，要是没有理解电阻是导体本身的一种属性，在应用R= 公式时，同学就容易犯如下的错误：

第一、导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过的电流成反比。

第二、导体两端的电压为零时，根据R= 可得导体电阻为零，所以在学习时应注意电阻是导体本身的一种属性，不随电压电流而变化，正确认识其大小只决定于材料、长度和横截面积。

四、务必使学生灵活运用物理概念解决实际问题，这是掌握物理概念的最终目的

学生学习物理是抽象的、艰辛的，掌握物理概念更曲折，其最终目的就是来解决实际问题，能解决实际问题，同时也伴随着对学生能力的培养。所以在教学中，教师应注意结合学生自身的认知特点，选择恰当的物理问题，或典型例题，有计划、有目的地由简到繁，循序渐进、反复多次地进行训练，逐步掌握应用物理概念解决实际问题的思维能力，从而培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生能够全面的深入的理解和掌握物理概念。

例如：高中物理在“交流电”这节内容里对交流电有效值这一概念的应用，是本节重点和难点。而交流电有效值的概念是根据电流的热效应来定义的。学生对应用这一概念解决实际问题确实存在一定的难度，教学中可举一实例来总结。题目可设计如下：

一交流电电压随时间变化关系图线如图3所示，求该交流的电压有效值。

根据有效值的概念，让交流和直流通过同样的阻值的电阻，如果它们在同一时间内产生的热相等，则这一交流电的有效值就跟这个直流电相等，实验和计算指出：按正弦规律变化的交流电有效值，与最大值存在如下关系：

U=Um/ =0.707Um；I=Im/ =0.707Im.

其中U、I为有效值；Um、Im为最大值（峰值）。

事实上，上述给出的按正弦规律变化的交流电电压、电流有效值关系是从交流电有效值的概念出发，从电流热效应上运用数学推导出的关系式，当然其他交流电有效值就不具有这种“ ”的关系。那么这道试题在高中是不是就不能解决？不然，只要在讲授交流电有效值概念中，使学生理解有效值的本质含义，将会比按正弦规律变化的交流电有效值得出更容易。只要运用学生已学过的数学知识就可以得出本题电压的有效值。

解题过程：让这一电压加在阻值为R的电阻上，则每周期内产生的电热将相同。所以，以一个周期为时间段确定有效值，设该交流电有效值为U，则在T=0.4s内，由热效应的等效性。

有：Q= .T= ・ ・ + ・

交流的概念篇（3）

一、准确地理解概念是学好高中物理的关键，物理概念的抽象性导致概念教学经常流于形式

1.概念的重要性

在高中阶段，整个高一高二的物理教学，有一大半属于概念教学。学生学习物理的过程，就是不断地建立物理概念的过程。从质点、位移、加速度，到交流电的瞬时值、有效值、变压器，可以说学生学习物理的过程，就是不断建立物理概念的过程。如果能准确地理解物理概念，那么物理的学习就成功了一半。在高中物理教学中，为了表述方便，在陈述伽利略等人的思想时，就借用了牛顿关于力的概念。有关概念的重要性，由此可见一斑。

2.概念教学中常见的问题

在概念教学过程中，我们有时会犯丢了西瓜捡芝麻的毛病。下面以人教版高中物理选修3-2第五章第二节《描述交变电流的物理量》为例，说明我的观点。

按照传统的教学理念，这一节的重点是帮助学生理解有效值的概念，然后直接给出正弦式交流电的有效值是最大值的倍，接着引导学生区别交流电的瞬时值、最大值、平均值和有效值这四个概念，最后通过做练习巩固对有效值概念的理解。但是问题来了，学生做题的时候，下图这样变化的电流能不能用最大值相除来求有效值呢？

■

答案是否定的，但是到了高三复习时也有许多学生把它求错，更有甚者为了应试记住了求热量一律用有效值。但是这并不是一个放之四海皆准的结论。为什么会这样呢？教师在课堂上分析得清清楚楚，学生却经常是迷迷糊糊。

我们再来看看这本教材配套的《教师教学用书》中对有效值的教学建议：“正弦电流的有效值和峰值的关系，教科书中是直接给出的，一般不要求加以证明，但它十分有用，应要求学生记住。另外要让学生记住，这一关系只对正弦式交变电流成立，对其他波形的交变电流一般不成立”，这样的要求令学生很难把握，大多数学生总是很难区别它属于“一般不成立”还是“不一般成立”的情况。另外，在《教师用书》中还指出：“要视具体问题来选择物理量，在计算平均功率时，应该用有效值。”但是学生往往机械地以为用电流的平均值求出的就是平均功率，用电流的有效值求出的就是电流的有效功率。

如何解决这些问题呢？《教师教学用书中》给出的建议是：教学中可以通过解决一些实际问题的方式来完成。可怜有些学生的小脑瓜，在解决了大量实际问题后，彻底糊涂掉了。

二、物理概念的提出过程往往遵循严格的数学逻辑，根据学生的数学认知水平进行物理概念教学是可行的

1.高中物理概念的特点

物理概念是物理现象和物理过程本质属性的一种抽象，教学过程中如果直接给出概念必然晦涩难懂。但是概念的提出是在大量观察实验的基础上，运用逻辑思维方法形成的。我们在课堂上所要做的就是化抽象为具体，再化具体为抽象的过程。在概念教学过程中，有一些被称为物理量的概念，比如速度、电场强度、有效值，等等，它们具有定量的性质，总是与数学和测量联系在一起。

2.结合数学知识进行物理概念教学的可行性分析

有句古诗说得好：问渠哪得清如许，为有源头活水来。学生对于有效值这个概念理解得不够透彻是一切问题的根源。然而，这么重要的概念和规律，为什么“不要求加以证明”呢？我认为：若要严谨地证明，在证明过程中就要用到微积分知识，从1978年到现在，这部分知识在高中数学教材中进进出出好几次，有时必考内容，有时是选考内容。在编写物理教材的过程中，为了适应学生的数学认知水平，只好对证明过程不了了之。造成的结果是学生对有效值的概念理解过于机械，很难灵活应用概念正确地解题。目前这部分知识在数学课中是什么情况呢？在《普通高中数学课程标准》中，对于导数及微积分的要求如下：

（1）通过实例（如求曲边梯形的面积、变力做功等），从问题情境中了解定积分的实际背景；借助几何直观体会定积分的基本思想，初步了解定积分的概念。

（2）通过实例（如变速运动物体在某段时间内的速度与路程的关系），直观了解微积分基本定理的含义。

看来，学生的本领比老师想象中强大得多，不仅理解微积分的意义，而且能够根据题意灵活地选择积分变量利用定积分求面积。现在的高中数学教材中，微积分是选修2-2的内容，是高考必考内容，是学生在高二下学期的学习内容。这个时间正好是物

理课进行到《交流电》这一章的时候。

三、结合数学知识进行概念教学将取得意想不到的效果

在备课的过程中，我想能不能不拘泥于《教师教学用书》的要求，根据学生的实际数学水平加深一下对有效值的认识。但是这样做会耽误学时，犹豫再三，我还是决定不能让概念成为一个抽象的存在，我要想尽办法还原概念的本性。

在教学实践中，我尝试过几次，感觉效果很好，为了帮助学生深刻理解有效值的概念，完成教学目标，我把难点的突破分三步进行。

第一步，通过生活常识引入有效值的概念，类比之前学过的平均速度及合力的定义，使学生对有效值有一个定性的了解。

第二步，引导学生利用数学工具完成对概念从定性了解到定量分析的过程；在这一步里，我大胆地超越了教参的要求，给出适当提示，让学生根据现有的数学知识证明倍的关系，班级学生中有半数以上尝试用微积分证明，也有一些学生根据P-t图像研究。事实证明：学生完全有能力通过现有的数学知识证明出正弦式交变电流的最大值是有效值是倍这个关系。通过这个教学过程学生深刻理解了有效值的概念，并且清晰地认识到用电流有效值求出的功率是平均功率，而不是形而上学地以为用电流平均值求出的才是平均功率。

第三步，再通过与相似物理量的区别对比，加深对概念的认识。有了第二步数学的引导，学生自然而然地由I-t图象想到面积定积分对应的物理量是电量，而求热量的应该是图像的面积定积分。

这样讲课表面看起来进度慢、效率低，但是它能使物理课更加生动有趣。当大量的概念和规律扑面而来的时候，缺乏逻辑色彩的机械记忆和运算会使我们的物理学科失去它本来的迷人魅力，在学生眼睛里变得面目可憎起来，学生很容易懈怠。如果我们能充分挖掘学生的潜力，尽最大可能地还原概念的本性，帮助学生在课堂上完成逻辑思维与数学运算的结合，数学的抽象性和物理的具体性如果能完美地结合，必将绽放思维的火花。

参考文献：

1.张亚锋.高中物理概念有效教学的策略[J].理科考试研究，2015（09）：56.

交流的概念篇（4）

一、概念图含义

早在20世纪60年代，美国康奈尔大学的诺瓦克教授等人就提出了概念图理论。当时诺瓦克教授把概念图作为一种科学的教学策略，并通过在教学活动中运用概念图来帮助教师和学生提高教学质量。概念图是由节点和连线组成的一系列概念的结构化表征。概念图中的节点表示某一命题或领域内的各概念；连线则表示节点概念间的内在逻辑关系。

二、概念图绘制的一般步骤

概念图的具体绘制步骤一般为：

（1）选取一个熟悉的知识领域。学习制作概念图，非常重要的一点是从学习者熟悉的知识领域开始，如此形成的背景知识有助于确定概念图的层级结构。（2）确定关键概念和概念等级。一旦知识领域选定了，接下来便是确定关键概念，并把它们一一列出来。然后对这些关键概念进行排序，从最一般、最概括的概念到最特殊、最具体的概念依次排列。虽然这样的排列是很粗糙的，但却能帮助我们确立概念图的结构。（3）初步拟定概念图的纵向分层和横向分支。在这一步骤中，可以把所有的概念写在活动的纸片上，然后把这些纸片按照概念的分层和分支在工作平台（如黑板、卡纸）上进行排列，初步拟定概念图的分布。利用活动纸片的好处就是允许学习者移动概念位置以修改概念图的层级分布。（4）建立概念之间的连接，并在连线上用连接词标明两者之间的关系。概念之间的联系有时很复杂，但一般可以分为同一知识领域的连接和不同知识领域的连接。交叉连接是不同知识领域概念之间的相互关系，是判断一个概念图好坏的重要标准之一。交叉连接需要学习者具有横向思维，这也是发现和形成概念间新关系、产生新知识的重要一环，从这一点来看，构建概念图也是一项极好的创造性工作。（5）在以后的学习中不断修改和完善。有了初步的概念图以后，随着学习的深人，学习者对原有知识的理解是会加深和改变的，所以，概念图应不断地修改和完善。

三、概念图在学生学习活动中的应用策略

（1）探究学习策略

探究学习是学生在主动参与的前提下，根据自己的猜想或假设，在科学理论指导下，运用科学的方法对问题进行研究，从而获得创新实践能力、获得思维发展、自主构建知识体系的一种学习方式。利用“探究学习策略概念图”（如图1），教师引导学生开放性思考问题，自主构建概念图，激发学生探究学习的创新性。

活动目的：明确探究活动的目的，带着问题进行探究。

提出问题：教师讲述和学生息息相关的生态环境现状，即学校周围的环境状况，提出问题。

明确探究方案：分好探究小组，分组讨论探究影响生态环境各方面的因素，确定主题，建构小概念图，进行工作分配。

组织人员课外探究：按照建构好的概念图标志进行分工合作。

认真观察：课外认真观察，补充好各个小组的概念图。

整理收集资料：将各个小组的概念图进行整理、填充，绘制成大概念图。

得出结论：根据学生课外探究结果发现影响常熟市元和五区生态环境的因素。

修改完善：补充新调查概念图。提出建议：学生根据调查给出合理建议。

（2）合作学习策略

合作学习是指学生为了完成共同的任务，有明确责任分工的互学习。合作学习鼓励学生为集体的利益和个人的利益而一起学习，在完成共同任务的过程中又提升了自己。利用“合作学习策略概念图”（如图2），学生能清楚明了自己的学习任务和学习效果，便于合作交流。

预习：通过课前5分钟，对所学内容进行通读和速记。

小组成员自制概念图：利用群概念建构式来自制概念图，即学生用教师给出的、有内在联系的几个核心概念建构成概念图。

小组内交流概念图：小组内各个成员将自己绘制的概念图集中在一起，相互交流、补充。

全班完善概念图：根据各小组推出的概念图，全班交流，绘制满意的概念图。

微调修改概念图：课后，学生可和教师或其他组讨论交流，酌情微调修改自己的概念图。

（3）自主学习策略

自主学习是以学生作为学习的主体，通过学生独立的分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。利用“自主学习策略概念图”（如图3），能使学生在明确学习任务的前提下，独立地、轻松地完成学习。

明确学习任务：明确教学内容，明确学习的要求。

个人绘制概念图：利用建构式概念图完成学习任务，即学生通过给出的核心概念，联系出若干相关的下位概念，并建构概念图。利用Inspiration软件进行概念图绘制。

讨论交流概念图：将自己完善好的概念图通过网络在全班进行讨论交流。

个人完善概念图：检查、反思自己绘制的概念图是否还有什么问题还有什么需要补充等。

巩固强化：通过网络小练歌达到巩固和强化所掌握的内容并能促进学生对绘制的概念图再次进行及时的调整。

总之，构建概念图，将知识结构化进行教学，有利于学生对整个单元、整个生物教材中的知识进行加工、理解和储存，全面系统地掌握和记忆知识要点；有利于学生形成完整、系统、清晰和科学的知识体系；同时也可促进学生感知、记忆、想象和思维等心理因素地发展。

参考文献

交流的概念篇（5）

“让学生在生动具体的情境中学习数学”是新课标的一个重要理念。新教材最大的优点之一就是许多知识的引入和问题的提出、解决都是在一定的情境中展开的。因此，教师要善于将文本资源与学生的生活实际进行整合，创设出有利于学生学习的教学情境。新教材特别注意选取生动有趣、密切联系儿童生活的素材，体现了“数学问题生活化”的理念。然而并不是所有的教学内容都可以依靠“拿来主义”，有些内容必须进行教材的重组。

如在《认识正、负数》的教学中，我是这样执教的：课始设计了一个贴近学生生活的游戏“对接反义词”，游戏规则：

师说：前左向东地上我胖了我上楼;

生答：后右向西地下我瘦了我下楼;

通过游戏让学生初步感知相反的意义。再设计加入带数字的游戏：

如：我在银行存入了500元（取出了500元）……

通过学生熟悉的生活中的一些简单的事件，让学生感受到了相反的量。再通过温度计抽象为数轴，感受正负数的意义，这样学生在生活实际背景中学习和感受了正负数的意义，为接下来揭示正负数的概念作了铺垫。

二、依托活动，支撑交往，感受概念

“数学知识、思想、方法必须由学生在实践活动中理解、感悟、发展，而不是单纯依靠教师的讲解去获得。”根据这一理念：数学教学是数学活动的教学，而数学活动应是学生自己建构知识的活动。教师在教学中从学生的认知规律和知识结构的实际出发，精心设计数学活动，让他们通过有目的的观察、操作、交流、讨论，从直观到抽象，主动构建自己的认知结构，真正体现以学生主体实践活动为基础的有效课堂教学。

如：在《分数的意义》的教学中，设计了这样一个活动：将学生分成两组，一组学生圈分4个苹果，一组学生圈分6个苹果，并且根据圈分的过程，创造出分数，看哪个组创造的分数多。都说：“三个臭皮匠赛过诸葛亮”，经过小组共同努力，创造出了不同的分数，在学生充分感受了分数之后，然后让学生总结：“观察这些分数他们有什么共同点？什么样的数是分数？”经过师生、生生的交流，学生总结出了分数的意义。

在本节课中，教师让学生亲自想、圈、分、创造分数，对分数的概念有了初步的感受，然后再引导学生在感受的基础上思考分数的概念，生生、师生交流分数的概念，明晰分数的概念。

三、问题引导，引领交往，内化概念

数学教学中，教师的启发式讲解非常重要，否则，学习质量和效益都无法保证。当然，教师应对如何讲解精心设计，抛出激起学生探究兴趣的问题，引领学生交往，让学生在问题的带动下，探究知识，形成概念，并且内化概念，做到讲授、交往、探究相结合，形成互补，从而促使学生主动学习。这就要求教师设计与提供丰富的数学学习环境，通过恰当的问题，引导学生主动思维、独立思考，引导学生在已有数学认知结构的基础上，通过积极主动的思维而将新知识内化到自己的认知结构中去。

例如：在教学《最小公倍数》时，以阿凡提的故事创设问题情境，阿凡提向巴依老爷讨工资。巴依老爷冷笑着说：“工资我可以给你，不过我的钱都在我的账房先生那里。从五月一日起，我要连续出去收账3天才休息一天，我的账房先生要连续收账5天才可以休息一天，你就在我们两人同时休息的时候来吧。我肯定给钱。”

请大家想一想：“阿凡提是哪天去巴依老爷家的？他用的是什么办法找到这个日期的？你准备如何解决这个问题？”

让学生独立思考，整理解决问题的思路，并在四人小组里交流、讨论。全班汇报，交流想法。在这一过程中，学生想到了他们两个都在的一天也就是4和6的共同的倍数，他们由最大公约数想到了最小公倍数，让后通过找、圈、交流的过程理解了公倍数和最小公倍数。

交流的概念篇（6）

中图分类号：G420文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2013）16-049-2

学生生活在丰富多彩的科学世界中，在正式学习科学之前，就已形成了一些“概念”（前概念）或者说经验。这些概念来源于学生自己的生活经验和直观感受，通常以他们的生活常识为主，是自然而然形成、缺乏引导的。这些生活经验有些是正确的，有些则是片面的，甚至是错误的。但前科学概念是学生根据自己的经验观察和理解世界得出的结果。虽然它仅仅是一种朴素的观念，却是学生思维的产物，也是学生理解新事物的基础，有其存在的客观性。教师不能忽视或嘲笑学生的前科学概念，否则将会挫伤学生的自尊心，降低学生的学习兴趣。

利用什么方式可以有效地进行概念转变呢？在实际教学中，我们尝试以下几种基本对策，取得了较好的效果。

一、以自身的前概念为基石，自我发现问题，使概念转变更深刻

四年级下学期进行电学学习的时候，学生脑子里存在相当多的前概念例，如大多学生认为电池只要和导线、电珠相连，无论连在哪里、怎么连都能使电珠亮起来；电池的电量会使他们触电等等；而关于电路的串联和并联，想法更是五花八门。

这个单元的起始课是让学生了解生活中许多地方都存在电，并学会简单电路的连接方法。既然学生在脑海里对电路有最初的“印象”，于是教师为每位同学准备了一节电池，一根导线，一个小电珠，让他们带着自己的前概念随意摆弄。两个要求：一让小电珠亮起来，二是不论小电珠亮与否，都将连接图画下来。学生们拿到材料后兴致勃勃地动起手来。可是几分钟过去了，没有一个人成功，都未能让电流形成通路，他们不知道导线应该怎么与电珠和电池相连。心急的同学不断向教师打听正确的连法，教师故意置之不理。偶尔，有个同学的小电珠亮了，大家都异常兴奋，走下座位去学习连法，接着一声声“亮了，亮了”不断在教室中响起，同学们更是兴奋地频频展示他们的成果。至此教师再带领同学们回过头来看自己所记录下的连接图，为什么新的连接方法可以使小电珠亮起来，关键在什么地方？这里面有什么规律吗？通过比较再加上他们实验时的感受，学生们马上得出了通路、短路的概念，并且还能举一反三找到其他正确的连接方法。这样，就为学生后面的电路知识的学习打下了一个很好的基础。事实上，在后面的教学中，学生的基本概念一旦得到正确的转变后，再让他们加开关、导线甚至连接并联、串联等复杂些的电路也都难不倒他们了。

从这个例子中，我们可以看出，学生凭借自己的前概念，展开探究，也能发现问题，从而建立正确的、科学的概念，这样的概念转变过程应该是比较常用的，并且学生对转变后的科学概念的印象也是相当深刻的。

二、以他人的前概念为诱饵，引发思维冲突，使概念转变更有效

由于学生头脑中的前概念大多是在具体生活环境中建立的，因此，在课堂上展示出与现实相类似的情境，让学习在与现实相类似的情境中发生，将易于让学生意识到他们的前概念，也易于激发学生的思维冲突，从而建立科学概念。

在五年级下半学期物体的沉浮学习中，物体的沉浮与什么有关系呢？很多学生都会说与物体的重量、物体的大小等等有关。教师创设了一个情境，说：“上节课我在××班时，有个同学跟我说，我给的橡皮泥太大太重了，所以沉了，如果小一点的话橡皮泥就轻了，它就会浮在水面上了，你们觉得呢？”大多数同学顿时都同意这个虚拟同学的说法，而少数同学与之产生了矛盾，他们认为与物体的大小或重量没有关系。教师以此为契机让学生动手进行进一步的探究活动，不同意见的同学都通过自己的实际探究，了解了知识的真相，这样比教师直接传授或开始就放手让他们胡乱动手更易在学生大脑中进行科学概念的转变。

再比如，学生在学到“物体的下落速度与物体的重量无关”这一概念时，教材中阐述了亚里士多德和伽利略的理论，并用伽利略的实验来说明问题。如果让学生看书，或者由教师讲述，能不能达到概念转变的良好效果呢？尝试的结果是，纯理论的东西孩子们并不喜欢。因此，教师让学生扮演伽利略，并且让他们用自己的理论以各种方式来说服代表亚里士多德的理论的教师。有的学生试图从假说的角度来说服教师，有的学生做起了著名的比萨斜塔的两个铁球（硬币）同时下落的实验，孩子们仿佛回到了伽利略当时进行科学论证的年代。在探究过程中，教师进一步利用硬币和纸片不同时下落的实验来迷惑他们。他们又用硬币和纸团来“回敬”教师，一来二去，再由教师出示真空管，完成了在真空条件下羽毛与小铁片同时下落的实验，这个问题的最终答案也揭晓了。大家比课本上要求掌握的知识了解的更多。知道“在真空条件下，物体的下落速度与物体的重量无关”。

就这样，利用同学的前概念、他人的前概念，甚至是古人的前概念与学生自己的概念进行碰撞。在碰撞的过程中产生矛盾，以此来激发有效的思维活动，从而进行有效的概念转变。

交流的概念篇（7）

中图分类号：F124.4　文献标识码：A　文章编号：1672-3198(2009)14-0060-02

1　背景和意义

通常来说，项目尤其是信息系统项目是由多个部分组成，跨越多个组织，需要多方协作。协作生态系统建立了一个全新的创新环境。构建了一个相互促进的生态系统，协作生态系统成员之间的密切合作，带来知识的分享和知识的快速流动，所以也提高了每个成员的“学习经济性”，增强了成员的研究和创新能力，使得创新可以更好更快的实现，这就是创新环境和知识的“溢出效应”。

所有成功项目的公共特征是在整个团队中的有效沟通和协作。整个团队包括客户、开发人员、管理人员、质量专家、文档人员，和其他参与项目的所有人。笔者将协作定义为一组人合作达到一个共同的目标。协作需要沟通，但只沟通是不够的。协作需要对工作目标达成协定，了解如何达到目标，并且知道协作工作的状态。

协作要求民主的领导方式和项目团队氛围，即由原来的“命令和控制”转变为信息民主时代所必需的“连接和协作”。项目协作包括协作沟通、协作支持、协作学习和协作设计等内容。通过协作。所有项目成员对项目的目标。产品的边界，计划都有统一的认识，在此之中，和客户的协作是关键。

2　概念及方法

2.1　协作和知识流的关联

协作和知识流这两个概念是如何关联的?根据定义，协作涉及一个团队，并且协作的工作是基于任务的，而知识流也是基于组织的流程性活动的。一般个人或小组投入创造力来开发工具背后的核心思想。一旦探究了各种方法．并选定一个，项目就转换为协作模式，团队在此模式下构建产品，对应有相应的知识流。

对于信息系统项目组的每个人来说，面对不同情境，协作有两种方式；

(1)使用派生属性，每一次对该责任有影响的事件都必须去更新这个承担责任的属性，这是推的方式。

(2)使用查询方法，让别人主动来完成对你的查询。这是拉的方式。

这表明协作具有相对封闭性、排除性和目标性的特征，这也是一个成员或一个团队选择协作的前提和限定。

关于项目协作知识流模型构建，笔者认为这一构建使得较大开发团队的实时项目协作成为可能。它的构建基于知识可视化和系统分析的思想，表现为概念图和协作图的运用，通过协作过程的知识可视化以达到项目协作知识的低耗流动。

2.2　概念圈在项目中的隐喻及特性

概念图的创始人Novak教授认为，概念图是某个主题的概念及其关系的图形化表示，是用来组织和表征知识的工具，也成为一种可视化隐喻。它表达的是结构化信息。通常将某一主题的有关概念至于圆瞬或方框之中。然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上注明两个概念之间的关系。经常使用的概念图有十余种之多，在项目管理特别是信息系统项目管理的各个阶段。如系统分析阶段，可用树形隐喻描述组织人员构成，用Mindmep隐喻表达用户不断的变更需求，用Flowchart描述业务流程和数据流程。用ISHIKAWA(鱼骨图)描述系统开发的制约因素等。

关于概念地图的特性之一就是可以叠加，组合．能够有效的实现知识创新与传递交流，这反映在概念地图的制作工具如CmaoToois、Keystone等支持同步合作，例如Key―stone包括三个组成部分：(1)概念图绘制工具。(2)服务器，基于IIS的应用程序，内容被存储在Microsoft SQL Server服务器上，通过它用户可以将概念图到网站。(3)协作服务器．是服务器的拓展，不但可以实现概念图的网络与共享．还为多用户之间的协同作图提供了灵活的消息传递功能，实现了多用户协同作图的机制。

2.3　协作图的概念及特性

协作图其实与上文介绍的协作在概念内涵上存在一定差异，它是用于显示对象之间如何进行交互以执行特定用例或用例定部分的行为。协作图显示对象之间的关系，它更有利于理解对给定对象的所有影响，也更适合过程设计。在协作框图中。每个对象都是用方框表示，并且在方框内各自做了不同的标志，这些标志一般前面都标有冒号或者加下划线。而对象之间的关系则用方框间的实线连接表示，对象间的消息，由标记在实线连接上方的带有标记的箭头表示，箭头方向描述了消息的流动方向。协作图具有动态性．流程性和适用于表现多主体活动的特征．

概念图和协作图充分地表达了项目团队内的静态的隐性知识和动态的显性知识，两者的叠合形成了组织的知识流。知识流的起始点和停止点就是知识节点。节点在不同层次上有不同的表现。代表了知识员工或知识库。知识在组织范围内按照知识节点之间的拓扑结构和连接条件发生流动。而概念图的机器化绘制导致了它不再因格式或者结构不一致而是异质知识，可以很容易的在团队或组织内流动。

2.4　项目协作知识流的三个维度

笔者并提出项目协作知识流有三个维度，即项目流程、交互和知识流。项目协作知识流模型能够实现对于项目的设计、开发、测试这些需要频繁人――人、人一机、机――机交互的流程中的知识流的管理模型，它的目的是实现个人知识到组织知识的转化和转移，而频繁的交互要求知识的可视化，即这种转移是以人机交互中的概念图为出发点，进行附加进机一机交互中的协作图，最终实现组织的经验图。

例如，需求是问题域，系统分析人员具有以概念地图表现的知识域，根据知识域，分析问题域，然后得出解域，设计人员根据解域提出具体的解决方案，实施人员再把具体的解决方案翻译成代码。根据UML设计出解决方案，同样需要用UML纪录下来，实施人员根据UML的设计模型，写出代码。在这里。UML是各种角色的交流与协作的语言。

若出现很复杂的需求，用户的需求本身就有很明显的层次性。如每个高层的需求下包含几个层次稍低的需求，层次稍低的需求又包含不同方面而又有所联系的多个需求，此时的需求才有可能用多个主体的概念图和协作图等框图来描述。

2.5　基于概念图交换的协作围模型

下面给出了针对两个简单主体的基于概念图交换的协作图模型：成员一自己的概念地图到服务器，与成员二交互，对两者的概念地图在协作服务器上进行叠加、组合、结构变换等操作，成为两者的共识后，存入路径库和知识库。

根据Stahl(1999)提出的协作知识建构理论，协作知识构建的过程要素依次有头脑风暴、话语表达、反应、组织、分

析和概括。在基于以下的构建模型中，个人对特定情境或任务产生基于隐性知识的解释、理解和同化，显性化地表达为概念地图，完成个人知识建构；通过多人的概念地图的完成群体表达；在协作服务器上，对概念地图的叠加、组合和结构变换对应着解释、讨论和争论，在辨明意义，共享理解和协商观点之后，协作知识正式形成，在此之前，我们可称之为知识协作或者动态的协作知识；协作知识进而扩大了每个成员针对该情境或任务的概念地图，构成了组织的经验图，存人团队或组织的知识库；当有一个新的活动或情境发生时，每个成员进行上述循环过程，对个人知识建构加以修改经协作之后完成团队或组织的知识建构。

3　模型构建需求及其应用

设计团队与其他项目参与者协作，在开发周期的各个阶段同时对同一个概念图进行操作并保持知识库不断更新。不同专业的人员可以共享概念图、直观查看结构之间的配合效果、执行碰撞检查并创建有关协调项目的报告。

针对项目协作知识流模型的构建，需要N层服务器结构。每一层必须完成对应的功能，要求数据容量大、响应速度快，因为协作知识流是一个多媒体信息且要求尽可能高的实时性，对并发控制要求相对较弱，所以说项目协作知识流模型的产生与发展与计算机软硬件的较快发展是密切关联的。

项目协作知识流模型的构建实现了人与人之间的协同工作、人与信息之间的协同工作以及人与业务流程之间的协同工作。它是一个有效的连接人、信息、数据和业务流程的系统集成平台。预期实现基于Person to Person的信息传递、Person to Team的协同工作和Team to Team的共同创作。而协同工作和创作都基于概念地图的创建，修改和再利用。如表一所示；

项目协作知识流模型的构建的意义在于：

交流的概念篇（8）

key words:conceptgeneration; interaction; cognition; innovation design

abstract:the cognitivemodel of product design was analyzed. the concept generation and interactionprocesses and their effects on productdesignwere discussed. the purposes is to provide individualdesigners ordesign teamswith designmethods of the process, the organization, and the strategy in design process accordingto the design theories and their practical applications.

概念设计活动是一个从设计任务的要求开始,到概念生成及其可视化的过程。不论是设计师的个体设计,还是团队设计、协同设计,通过研究影响设计的行为和认知因素就能揭示概念设计活动的根本 规律 。或者说是设计问题中,研究从问题域到解域的具体解决过程、任务和步骤,对于设计研究和设计实践都具有重要意义。

1　概念生成中的认知行为

概念生成是指设计师或设计团队能迅速产生多个有用概念,是一个思维的过程,也是一种认知活动。

传统设计模型将设计作为分阶段、线性或循环的过程进行形式化表达(符号化表达)。设计过程按照分类学分解为若干子阶段和子任务。尽管各种设计模型命名原则不同,设计子流程某些主要种类大体一致。设计过程主要被分为:问题/情境、综合/生成、表达和评价。

marvinminsky在其有趣的书《思维的社会》中提出:无论是人类的思维还是人工智能的思维,都是由原本简单的元素相连而组成,当这些元素组成一个整体时,他们又变为无限复杂的。

设计活动中,概念生成的思维活动应是一种创造性思维的活动。创造性思维的实质,表现为“选择”、“突破”、“重新建构”这3者的关系与统一。创造性思维的关键点在善于进行“重新建构”,有效及时地抓住事物新的本质,构筑建新的思维支架。创造性思维包括:灵感思维、发散思维、收敛思维、分合思维、逆向思维和联想思维[1]。从方法论上讲,强化创造动因的团队激智方法,如头脑风暴法、德尔菲法、cbs法、kj法等,都会结合运用各种创造性思维方法。

研究具体的设计思维过程需要建立认知活动模型[2]。上世纪80年代,就提出研究设计思维(design thinking)。schon,d (1983)建立的设计模型能够从认知方面来获取“设计师脑中的进程”,即把设计当作一种“反射性活动”,从设计问题到设计结果是一个接受(感知)—反射(解释)—反应(转化)的反射活动。schon认为,设计是“与视觉媒介的交互”,目的是“为进一步设计提供信息”的过程,即设计思维的本质是通过与视觉媒介(包括纸媒介、数字媒介等)的交互过程,获得新的设计信息,实现设计创新。在这个研究中,设计情境(designscenario)被定义为2种属性,也就是2种问题形式:创造性设计与常规设计; 2种限制情景:无限制问题与限制问题。

2　设计过程中的交互

设计研究表明设计师通常不是显性地意识到他们按照某种设计交互顺序做设计的。对于实践,研究案例表明设计师应该有意识地运用交互,来实现设计创新。交互作为一种有效的设计方法,体现了设计思维的本质,是设计研究的重要课题。设计师在个体或团队设计概念生成过程中的交互,是一种认知活动的交互,包括人机交互hci(human-computer interaction),人人交互hhi (human-human interaction)。交互实质上是“2个(或多个)参与者之间交替听、想、说的循环过程”或者说是“两者之间(无论是生命体还是机器)连续的作用和反应的过程”。对于设计,交互取决于设计表达和生成,表达是交互的对象,生成是交互的结果。事实上,设计表达和生成能力强的设计师其交互能力和水平也高。

交互的信息是交互的实质,包括数据、图像、语音、行为。交互过程中,交互媒介也可分为传统的纸媒介(paper-based)和数字媒介(digitalmedia),见图1。基于纸媒介的交互,其交互信息是隐性的,基于数字媒介的交互信息被显性化了。后者较于前者,更加系统化、更加完整表述和更易被人接受和操作。

从设计认知活动分析,交互可分为:与自由形态的交互,例如和自己的手绘之间的交互;与数字形态的交互,如与建立的几何描述模型的交互;与由形态语法或拓扑机制 发展 而来的特定机制生成的数字表达的交互;和与由设计生成工具所表达生成的数字环境的交互[5]。

人机交互过程实际上是一个输入和输出的过程,人通过人机界面向 计算 机输入指令,计算机经过处理后把输出结果呈现给用户。人和计算机之间的输入和输出的形式是多种多样的,因此交互的形式也是多样化的。其中数据交互作为人通过输入数据的方式与计算机进行交流的一种方式,并且它是人机交互的重要内容和形式。

人人的交互是一种交流的活动,可表现为对话、问答、演说或者会议等,也通过计算机来辅助人人交互,甚至通过 网络 来实现远程的交互,人人交互不排斥人机交互。在数字环境下,可以设计并实现一个原型系统将多个参与人员和应用程序集中起来,实现不同地点的用户能同步或异步地交互。也可以通过传统媒介,运用团队激智方法在同一地点同步的交互。

3　概念设计认知模型

概念生成的过程是怎样的?它和交互是怎样的关系?它在设计师的认知行为中扮演的角色?设计概念是怎样被提升、组合、适应、重用、抛弃和丢失的。设计研究者和认知学家都发展了各种程序模型来研究设计中的创造。这些模型通常是从观察设计流程和设计草案而分析发展来的。french(1985)提出了一个设计程序模型:分析问题,概念生成,图式(schema)化,和细节设计。这些模型,阐明了设计中的工作步骤或思维步骤[7]。

从研究设计活动的流程和内容,来分析可能的交互机制。idef0是以结构化分析和设计技术(structuredanalysis and de-sign technique, sadt)为基础建立了一种系统功能表达的工具。该模型帮助我们认识概念生成程序的不同阶段。在idef0中,由一个活动所生成的内容作为输出,它可以被输入、控制,或机制。这些活动控制,见图2。基于idef0 (may- er, 1992),建构了一个概念设计的认知模型(yan jin and pawatchusilp, 2005)。

图2的模型包含概念设计过程中4个关键的认知活动和一个交互机制:分析问题,包括理解现存问题和探索再设计中需要满足和保留的需求和约束[4]。通过任务分析,设计目标被提出,约束和需求被定义。作为问题分析,问题求解标准也从设计目标中决定。问题分析的输出是一个完整的问题情境描述。

想法( idea)生成,指生成新的初始概念。根据所给的问题需求和约束条件,设计师从他们记忆中提取相关的记忆信息和知识来创造初始的设计概念。基于finke(1992, creative cogni-tion- theory, research, and application), oxman ( 2002, thethinking eye: visual re-cognition in design emergence)和前面的认知交互模型,想法生成活动不只是记忆提取,而且是“两者之间(无论是生命体还是机器)连续的作用和反应的过程”。组成概念,是初始设计想法到设计概念的发展和构建过程。这个活动中设计师联结思维中先前生成或别人的想法或概念,这种想法的联结会转换为更加成熟的设计概念,组成可以看作是新的生成。

概念评估,是评价组成的概念是否满足设计需求,约束条件和评估标准。作为一个认知的过程,评估意味着设计师确认生成的概念是相关的、有用的、好的。相关的和有用的决定了概念是否满足需求和约束条件,同时设计标准决定其好坏。

概念设计认知模型中的交互机制,是为问题分析、想法生成、组成概念以及概念评估提供的一个支撑平台,通过传统设计环境的纸媒介,或是数字设计环境的数字媒介,设计信息通过交互机制,被交换和操作后形成设计认知互动。

图2中,交互机制中a可是点对点,也可以是点对多点的一个交互过程。交互机制本身可是一个cad系统,或一种团队激智方法。如草图风暴法,其关键在想法或概念的相互激发。这个机制的优点是将多样的设计信息显性化,提供给不同背景的设计师。

作为交互机制本身存在一个二律背反,交互的信息越多越利于生成更多、更完备的设计概念,设计创新度也高;但交互的信息越多,设计师的精力和时间成本越高,不利于概念生成的。所以一个好的交互机制应该是有条理,分阶段,信息管理合理的。例如:参加一次团队激智的成员不宜多,避免交互过于繁复。设计一个交互机制应该是符合伦理,意图明确,注重实效,并包含合适的认知和情感刺激的[3]。

4　案例分析

这里对一个创新性设计案例进行分析,这个案例为团队设计并且是多学科协同设计的过程。由一组研究生和相关专家组成的设计团队来完成一个产品——奥运火炬的概念设计,生成其造型特征并用一个宣传短片明晰和深化其概念,提供给后面进一步的设计。明确设计任务后,向团队成员说明设计要求和设计目标。

向设计师说明要加强交互在概念生成中的运用。见图3,运用草图风暴和书写风暴相结合作为交互机制,这种同步激智方法是一个循环的过程,规定约15min为一个循环,团队成员为10人。生成大量想法后,开始将这些想法进行组合,由相关专家评定,按照获得的信息进行进一步概念生成、组合,几个循环后进行细节设计,生成故事板和火炬的造型特征。由于设计过程有明确的交互机制,设计概念生成更加有序、有效和快速。

为了进一步研究交互机制对概念生成的影响,还把这个设计流程引入到实际设计公司,观察在更加广泛和实际的设计情景中,交互机制的应用。采用近距离的观察来发现实际设计环境下认知活动,并用 自然 语言法(nlp)对设计过程进行分析[6]。设计的对象为手机,观察者作为团队的成员之一,研究发现,见图4。

如图4,设计师的设计活动都可以解释为设计师的信息处理通过设计过程中交互机制里传递的信息,以设计目标和设计流程为标准,将其进行分类和进行定性描述。可以看到设计信息应是显性的,促进性的。公式化的信息更加高效并符合设计问题情景,但是会缺乏创新性。另外作为背离问题情景的信息,不应全部否定,其中部分信息具有高创新性,可以修改后重用。

5　结　语

概念设计的认知模型明确了设计概念生成过程和交互过程,以及相互的联系,可以更好地分析设计的本质过程,提高设计交互的效率和设计创新性。从分析设计师在设计过程中概念生成和交互的行为特点,可以构建更加完备的设计交互机制来促进设计。

参考 文献 :

[1]　简召全. 工业 设计方法学[m].修订版2版.北京:北京理工大学出版社, 2000.

[2]　赵江洪.人机工程学[m].北京:高等 教育 出版社, 2006.

[3]　cooper alan.软件观念革命:交互设计精髓[m].詹剑锋,等译.北京: 电子 工业出版社, 2005.

[4]　黄旭,赵江洪,谭浩.基于案例的产品设计系统中程序型知识检索研究及实现[j].包装工程, 2006, 27(4).

交流的概念篇（9）

小学生的思维尚处在具体运算阶段向形式运算阶段逐步发展的过程，从大量的具体的形象的感性认识基础上，建立起该事物的表象。它既有直观性，又有一定的抽象概括性，是儿童从直观对象到抽象概念之间的一个桥梁，是儿童形成概念的一个重要的基础。学生从直观感知到抽象过渡的过程中，教师要注意在引导学生观察时，让学生充分地明确自己的观察任务，加强学生在感知过程中的语言运用。同时，要在学生获得感知的基础上，引导学生对感知对象的认识进行及时归纳，方便于形成对研究对象本质属性的概括认识。

二、加强概念建立阶段的数学交流

儿童在学习时，其内部的思维常常需要一定的外部语言给予某些支撑，教师应利用学生这个特点，在数学概念的建立阶段，不断训练学生将自己认识用简练的语言表述出来。这不仅方便学生不断地认识和把握对象的本质属性，帮助深刻地理解概念内涵，而且有利于对学生的数学交流能力培养。具体可从以下三个方面来引导学生：

1．表述自己的发现。在概念学习的初始阶段，可以引导学生经常将自己的观察、操作或比较后所获得的发现、体验等与同伴进行交流，学生可以通过对表述和交流所用的语言的逐步准确和精炼，帮助他们获得对概念的认识和掌握。

2．解释自己的观点。数学交流能力的一个重要特征就是能将自己的观点或结论，用清晰、简练和准确的语言给予解释和说明。这个解释和说明的过程，不仅是一个对数学概念理解的过程，还是一个对数学概念的运用的过程。

3. 倾听、质疑和反驳他人的观点。培养学生的数学交流能力，不仅要注重训练学生表述自己的发现或证明自己的观点，还应注重引导学生在倾听接纳他人想法的同时，能经常性地对他人提出的观点、想法提出质疑和反驳。

三、促进学生构建概念过程中的思维发展

在小学生数学概念的教学中，影响学生概念构建的思维能力主要有数学观察能力、分析比较能力和抽象概括能力。

交流的概念篇（10）

key words:conceptgeneration; interaction; cognition; innovation design

abstract:the cognitivemodel of product design was analyzed. the concept generation and interactionprocesses and their effects on productdesignwere discussed. the purposes is to provide individualdesigners ordesign teamswith designmethods of the process, the organization, and the strategy in design process accordingto the design theories and their practical applications.

概念设计活动是一个从设计任务的要求开始,到概念生成及其可视化的过程。Www.133229.Com不论是设计师的个体设计,还是团队设计、协同设计,通过研究影响设计的行为和认知因素就能揭示概念设计活动的根本 规律 。或者说是设计问题中,研究从问题域到解域的具体解决过程、任务和步骤,对于设计研究和设计实践都具有重要意义。

1　概念生成中的认知行为

概念生成是指设计师或设计团队能迅速产生多个有用概念,是一个思维的过程,也是一种认知活动。

传统设计模型将设计作为分阶段、线性或循环的过程进行形式化表达(符号化表达)。设计过程按照分类学分解为若干子阶段和子任务。尽管各种设计模型命名原则不同,设计子流程某些主要种类大体一致。设计过程主要被分为:问题/情境、综合/生成、表达和评价。

marvinminsky在其有趣的书《思维的社会》中提出:无论是人类的思维还是人工智能的思维,都是由原本简单的元素相连而组成,当这些元素组成一个整体时,他们又变为无限复杂的。

设计活动中,概念生成的思维活动应是一种创造性思维的活动。创造性思维的实质,表现为“选择”、“突破”、“重新建构”这3者的关系与统一。创造性思维的关键点在善于进行“重新建构”,有效及时地抓住事物新的本质,构筑建新的思维支架。创造性思维包括:灵感思维、发散思维、收敛思维、分合思维、逆向思维和联想思维[1]。从方法论上讲,强化创造动因的团队激智方法,如头脑风暴法、德尔菲法、cbs法、kj法等,都会结合运用各种创造性思维方法。

研究具体的设计思维过程需要建立认知活动模型[2]。上世纪80年代,就提出研究设计思维(design thinking)。schon,d (1983)建立的设计模型能够从认知方面来获取“设计师脑中的进程”,即把设计当作一种“反射性活动”,从设计问题到设计结果是一个接受(感知)—反射(解释)—反应(转化)的反射活动。schon认为,设计是“与视觉媒介的交互”,目的是“为进一步设计提供信息”的过程,即设计思维的本质是通过与视觉媒介(包括纸媒介、数字媒介等)的交互过程,获得新的设计信息,实现设计创新。在这个研究中,设计情境(designscenario)被定义为2种属性,也就是2种问题形式:创造性设计与常规设计; 2种限制情景:无限制问题与限制问题。

2　设计过程中的交互

设计研究表明设计师通常不是显性地意识到他们按照某种设计交互顺序做设计的。对于实践,研究案例表明设计师应该有意识地运用交互,来实现设计创新。交互作为一种有效的设计方法,体现了设计思维的本质,是设计研究的重要课题。设计师在个体或团队设计概念生成过程中的交互,是一种认知活动的交互,包括人机交互hci(human-computer interaction),人人交互hhi (human-human interaction)。交互实质上是“2个(或多个)参与者之间交替听、想、说的循环过程”或者说是“两者之间(无论是生命体还是机器)连续的作用和反应的过程”。对于设计,交互取决于设计表达和生成,表达是交互的对象,生成是交互的结果。事实上,设计表达和生成能力强的设计师其交互能力和水平也高。

交互的信息是交互的实质,包括数据、图像、语音、行为。交互过程中,交互媒介也可分为传统的纸媒介(paper-based)和数字媒介(digitalmedia),见图1。基于纸媒介的交互,其交互信息是隐性的,基于数字媒介的交互信息被显性化了。后者较于前者,更加系统化、更加完整表述和更易被人接受和操作。

从设计认知活动分析,交互可分为:与自由形态的交互,例如和自己的手绘之间的交互;与数字形态的交互,如与建立的几何描述模型的交互;与由形态语法或拓扑机制 发展 而来的特定机制生成的数字表达的交互;和与由设计生成工具所表达生成的数字环境的交互[5]。

人机交互过程实际上是一个输入和输出的过程,人通过人机界面向 计算 机输入指令,计算机经过处理后把输出结果呈现给用户。人和计算机之间的输入和输出的形式是多种多样的,因此交互的形式也是多样化的。其中数据交互作为人通过输入数据的方式与计算机进行交流的一种方式,并且它是人机交互的重要内容和形式。

人人的交互是一种交流的活动,可表现为对话、问答、演说或者会议等,也通过计算机来辅助人人交互,甚至通过 网络 来实现远程的交互,人人交互不排斥人机交互。在数字环境下,可以设计并实现一个原型系统将多个参与人员和应用程序集中起来,实现不同地点的用户能同步或异步地交互。也可以通过传统媒介,运用团队激智方法在同一地点同步的交互。

3　概念设计认知模型

概念生成的过程是怎样的?它和交互是怎样的关系?它在设计师的认知行为中扮演的角色?设计概念是怎样被提升、组合、适应、重用、抛弃和丢失的。设计研究者和认知学家都发展了各种程序模型来研究设计中的创造性行为。这些模型通常是从观察设计流程和设计草案而分析发展来的。french(1985)提出了一个设计程序模型:分析问题,概念生成,图式(schema)化,和细节设计。这些模型,阐明了设计中的工作步骤或思维步骤[7]。

从研究设计活动的流程和内容,来分析可能的交互机制。idef0是以结构化分析和设计技术(structuredanalysis and de-sign technique, sadt)为基础建立了一种系统功能表达的工具。该模型帮助我们认识概念生成程序的不同阶段。在idef0中,由一个活动所生成的内容作为输出,它可以被输入、控制,或机制。这些活动控制,见图2。基于idef0 (may- er, 1992),建构了一个概念设计的认知模型(yan jin and pawatchusilp, 2005)。

图2的模型包含概念设计过程中4个关键的认知活动和一个交互机制:分析问题,包括理解现存问题和探索再设计中需要满足和保留的需求和约束[4]。通过任务分析,设计目标被提出,约束和需求被定义。作为问题分析,问题求解标准也从设计目标中决定。问题分析的输出是一个完整的问题情境描述。

想法( idea)生成,指生成新的初始概念。根据所给的问题需求和约束条件,设计师从他们记忆中提取相关的记忆信息和知识来创造初始的设计概念。基于finke(1992, creative cogni-tion- theory, research, and application), oxman ( 2002, thethinking eye: visual re-cognition in design emergence)和前面的认知交互模型,想法生成活动不只是记忆提取,而且是“两者之间(无论是生命体还是机器)连续的作用和反应的过程”。组成概念,是初始设计想法到设计概念的发展和构建过程。这个活动中设计师联结思维中先前生成或别人的想法或概念,这种想法的联结会转换为更加成熟的设计概念,组成可以看作是新的生成。

概念评估,是评价组成的概念是否满足设计需求,约束条件和评估标准。作为一个认知的过程,评估意味着设计师确认生成的概念是相关的、有用的、好的。相关的和有用的决定了概念是否满足需求和约束条件,同时设计标准决定其好坏。

概念设计认知模型中的交互机制,是为问题分析、想法生成、组成概念以及概念评估提供的一个支撑平台,通过传统设计环境的纸媒介,或是数字设计环境的数字媒介,设计信息通过交互机制,被交换和操作后形成设计认知互动。

图2中,交互机制中a可是点对点,也可以是点对多点的一个交互过程。交互机制本身可是一个cad系统,或一种团队激智方法。如草图风暴法,其关键在想法或概念的相互激发。这个机制的优点是将多样的设计信息显性化,提供给不同背景的设计师。

作为交互机制本身存在一个二律背反,交互的信息越多越利于生成更多、更完备的设计概念,设计创新度也高;但交互的信息越多,设计师的精力和时间成本越高,不利于概念生成的。所以一个好的交互机制应该是有条理,分阶段,信息管理合理的。例如:参加一次团队激智的成员不宜多,避免交互过于繁复。设计一个交互机制应该是符合伦理,意图明确,注重实效,并包含合适的认知和情感刺激的[3]。

4　案例分析

这里对一个创新性设计案例进行分析,这个案例为团队设计并且是多学科协同设计的过程。由一组研究生和相关专家组成的设计团队来完成一个产品——奥运火炬的概念设计,生成其造型特征并用一个宣传短片明晰和深化其概念,提供给后面进一步的设计。明确设计任务后,向团队成员说明设计要求和设计目标。

向设计师说明要加强交互在概念生成中的运用。见图3,运用草图风暴和书写风暴相结合作为交互机制,这种同步激智方法是一个循环的过程,规定约15min为一个循环,团队成员为10人。生成大量想法后,开始将这些想法进行组合,由相关专家评定,按照获得的信息进行进一步概念生成、组合,几个循环后进行细节设计,生成故事板和火炬的造型特征。由于设计过程有明确的交互机制,设计概念生成更加有序、有效和快速。

为了进一步研究交互机制对概念生成的影响,还把这个设计流程引入到实际设计公司,观察在更加广泛和实际的设计情景中,交互机制的应用。采用近距离的观察来发现实际设计环境下认知活动,并用 自然 语言法(nlp)对设计过程进行分析[6]。设计的对象为手机,观察者作为团队的成员之一,研究发现,见图4。

如图4,设计师的设计活动都可以解释为设计师的信息处理通过设计过程中交互机制里传递的信息,以设计目标和设计流程为标准,将其进行分类和进行定性描述。可以看到设计信息应是显性的,促进性的。公式化的信息更加高效并符合设计问题情景,但是会缺乏创新性。另外作为背离问题情景的信息,不应全部否定,其中部分信息具有高创新性,可以修改后重用。

5　结　语

概念设计的认知模型明确了设计概念生成过程和交互过程,以及相互的联系,可以更好地分析设计的本质过程,提高设计交互的效率和设计创新性。从分析设计师在设计过程中概念生成和交互的行为特点,可以构建更加完备的设计交互机制来促进设计。

参考 文献 :

[1]　简召全. 工业 设计方法学[m].修订版2版.北京:北京理工大学出版社, 2000.

[2]　赵江洪.人机工程学[m].北京:高等 教育 出版社, 2006.

[3]　cooper alan.软件观念革命:交互设计精髓[m].詹剑锋,等译.北京: 电子 工业出版社, 2005.

[4]　黄旭,赵江洪,谭浩.基于案例的产品设计系统中程序型知识检索研究及实现[j].包装工程, 2006, 27(4).