绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇统计学理论基础范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
1专业基础课教学现状分析
专业基础课是高等院校设置的为专业课程学习奠定必要基础的一类课程,它往往在一个专业的课程设置中起到承前启后作用,是学生掌握专业知识和专业技能必须的重要课程,专业不同,将设置不同的专业基础课。同一门课程也可能成为多个专业的专业基础课。以统计学为例,它是一门关于数据的收集、整理、显示和分析、解释数据的方法论学科。对经济管理类专业学生来说,在校学习和毕业后的工作中,都会涉及到很多社会经济方面的数据,也会涉及到一些大数据分析。因此,统计学一直是经济管理类本科专业的核心课程和必修的专业基础课之一。通过统计课程的学习与培养,希望学生能掌握统计学科的基本思想,并将其用于不同学科背景下的数据分析,形成数据统计分析的思维方式,提高解决实际问题的综合能力。现有教学模式基本解决了专业基础课将理论课教师与实验课教师分离的问题,这也在一定程度上解决了理论教学和实验教学的分离问题。但这还未能实现理论教学与实验教学的完整统一。以经济管理类专业基础课《统计学》为例,主要表现在:目前的统计学理论教学材料与实验教学材料仍然相对独立,缺乏统一的知识体系。然而,作为一门工具性和应用性极强的学科,统计理论与统计实验二者本应该是属于同一知识体系下的两个不同教学环节,但因为历史原因,统计理论的发展相对比较成熟,而统计实验却相对滞后,因此形成二者独立存在。一个突出的特点是,理论课学习的知识和方法不能恰当地在实验课中得以实施和训练,实验课的训练未能与理论课同步进行。要想从根本上解决专业基础课理论教学与实验教学相统一的问题,还必须有能将理论课和实验课统一一体的教学材料。因此本文探讨专业基础课理论教学与实验教学材料融合模式的问题显得尤为重要,并以统计学为例,提出总体的融合方案、融合模式,为其它专业基础课教学改革提供参考。
2统计学理论教学与实验教学材料融合方案设计
2.1整合统计学理论教学和实验教学目标
统计学是处理数据的一门科学,通过收集数据、处理数据、分析数据、解释数据并从数据中得出结论的科学。统计研究的是来自各个领域的数据,统计方法是适用于所有学科领域的通用数据分析方法,只要有数据的地方就会用到统计方法,比如政府部门、学术研究、日常生活、企业生产经营管理等。而今,人类已步入大数据时代,知识总量急剧增长。大数据给企业运营、政府管理和科学研究等都带来了革命性变革。大数据对统计学教学也提出了更高的要求,为顺应时展,统计学教学改革势在必行。而在统计学教学改革中,首先要解决的就是现有教学目标的调整。在以往的教学中,通常把理论教学与实验教学孤立开来,其教学目标也不统一。大数据时代使得统计学理论教学与实验教学密不可分,因此,需要整合统计学理论教学和实验教学的教学目标:通过统计学理论课和实验课的教学,培养学生扎实的定量分析能力和理论联系实际的能力,使学生掌握统计学的基本思想、基本理论、基本方法以及运用统计软件处理数据的能力,为后续课程的学习准备必要的统计知识和统计技能。基本内容要求:描述统计重点培养学生统计资料收集、整理、综合能力;推断统计重点培养学生进行统计抽样、运用样本信息对总体进行参数估计、假设检验、方差分析以及统计回归等能力。同时,强化学生的动手能力,掌握一至二种统计分析软件,培养学生运用统计软件处理数据、分析解决实际问题的能力。
2.2构建统计学理论教学与实验教学知识体系融合架构
为解决现有统计学理论教学与实验教学分离的问题,需要从教学资源的融合着手,目前在大部分院校的统计学教学中,理论课教学和实验课教学由同一老师完成,这从一定程度上实现了二者的融合。但是,由于在教学中使用的理论教学材料和实验教学材料相对独立,老师很难将理论教学和实验教学有机结合。从笔者多年统计学教学经验看,要较好地解决二者的分离问题,得将统计学理论教学和实验教学知识体系融为一体,各章内容构架设计:引导案例、基本理论和方法、软件功能模块、实验案例、思考练习题、实务操作题。“引导案例”主要反映一些社会经济热点问题,其目的是引导学生认识本章将涉及到的统计知识;“基本理论和方法”主要介绍经典的统计理论和统计方法,也可以介绍一定的前沿理论和方法;其目的是让学生掌握基本的统计知识,了解前沿统计理论方法;“软件功能模块”主要介绍本章实验需要的软件功能模块,其目的让学生熟悉软件功能及基本操作;“实验案例”主要是结合本章的理论方法给出一至二个案例,介绍如何进行数据处理和数据分析,其目的是让学生能根据实际问题,运用相应的软件模块,进行数据处理和分析;“思考练习题”主要是体现统计基本理论和方法的练习题,其目的是让学生通过练习掌握统计的基本知识;“实务操作题”主要是给出一两个案例,要求学生课后运用软件处理和分析这些实际问题,其目的是让学生能根据实际问题选择相应的软件功能模块进行数据处理和分析。
0 引言
随着全球经济的一体化,世界上对信息技术研究的人越来越多。对信息技术的高效运用更是研究的重中之重,鉴于专家对高科技信息技术的大量研究和证明,使得人们越来越意识到知识和信息对人们生活的重大推动作用,尤其是高技术产业集群,它们是科学知识及其团队的合成和结晶,依靠着科学团队的知识储备和智力,利用集群产业的优势,带动了当地经济甚至国家的经济发展。靠着学科团队的优势形成学科集群,将科学团队的知识运用到产业集群中去,然后进行推广销售,这不仅给产业集群的企业带来了巨大的利益,而且为下一步进行研究的人员提供了基金。通过学科集群产业集群二者的相互促进相互作用,成功地带动了本地区甚至整个国家的经济发展。产业集群学科集群二者的相互配合,协同创新,是我国目前经济可持续发展的重点,产业集群学科集群以下简称为双集群。
1 学科集群与产业集群协同创新的内涵
随着改革开放的发展,学科集群日益壮大,这不得不说得益于与产业集群的合作。但是,他们之间不仅仅只是简单的线性关系,而且产业学科集群也并不是不相矛盾,天然就具有相互协作的能力。学科集群向产业集群输出的知识只有储备到一定程度时才能激发集群内部各要素的创新与协作,进而促进集群的发展,才能促进集群的壮大。
所以产业与学科集群的相互协作是一种全新的创业模式,是集群内各创新要素之间、与内外部环境之间相互竞争合作、依赖促进的关系,促使集群内创新资源在合作共享的基础上形成系统的创新机制,进而使集群创新协同能力得到动态持续的发展。
2 学科集群与产业集群协同创新的特点
产业集群与学科集群二者的相互协同创新是用来解决我国经济发展中遇到的实际问题的,而且渴望在短时间内解决,因此学科集群与产业集群协同创新有其独到的特点。
①广泛性。学科集群与产业集群协同创新是产业部门与高校和科研院所、政府、社会中介服务机构之间进行横向协作的方法和纽带,如果任何一个链条出了差错,效果就发挥不出来了。
②拓展性。一方面,产业集群的协作创新领域已由国内的转向外国学科集群,外延扩大。企业开发的方向也早已由自主转向协作,另一方面学科与产业集群协同创新从最开始的“产学研联合开发”发展到二者的联合体,加强了合作的力度,深度与广度,内涵也在持续更新。
③竞争性。一方面,产业集群对最新的科技成果的引入,增加了产品的竞争力与高科技含量。另一方面,学科集群和产业集群的协作中增加了选择的机会,克服了以前的行政“摊派”也或“撮合”结合的毛病。这些优势,都为产品增加了更多的竞争力和高科技含量。
④互补性。资源与信息的互补是双方协作的原因。他们协同创新因为各有优缺点,可以优势互补,形成相互协作共同发展的良好的合作关系。这种良好的合作关系,构成了两者的互补性。
⑤开放性。协同创新的着眼点在于开发研究,开发研究必须与企业保持密切的联系,只有这样才能满足企业的实际情况,在实验室进行的也是基于实际的了解;而且其开发研究很多时候是两个集群科研人员共同进行的,开发研究的成果首先要经过中试实验;最终还要经过市场的鉴定,这些都反映了协同创新的开放性。
⑥风险性。学科集群与产业集群协同创新想要取得成功,实行产业化,必然会遇到知识创新、技术创新、投资与风险投资和市场创新等几个问题。基础应用研究要么是为了学术价值,要么是为了探索研究方式,不考虑短期的直接的利益。而产学研合作所进行的研究开发则不相同,他首先考虑的因素则是他能否取得的利益,他所研究出来的成果都要接受市场的鉴定。
⑦多样性。学科集群和产业集群协同创新的方式已经从项目合作为主,发展到平台共建、人才培养、提高创新和信息融通等,有的企业已开始实现以资产为基础的机制转换,共同建成长期稳定的联合体。有的因人才交流相互输送,成了“你中有我,我中有你”的新的集群。共同创新进行技术转移,技术转移中有合作,合作中有技术转移,是一种稳定的合作关系,而不是单纯的生意买卖关系。
⑧收益滞后性。协同创新双方为创新能力的提升而投入的现有资源,产生的市场收益是滞后而且是难以预期的。具有风险意识的双方,只有对与协同创新有关的各种经济、科技、社会变量的未来趋势进行科学预测,做出理智的决定,才能解决收益滞后性给投入者带来的困扰。这种对收益的评估是决定投入的主要方面,它可以决定投入量或者是否投入。
3 学科集群与产业集群协同创新的机理分析
了解学科集群与产业集群协同创新的机理是他们之间共同产生效应的前提。在他们相互协作期间,一方面,产业集群可为学科集群提供具体数据与合作研究的基金,又可为学科集群提供实验的场所;另一方面,学科集群则可为产业集群提供技术团队风险评估以及最新研究成果,而且学科集群也可以为产业集群提供建议可在企业内部实施激励措施,可以提高企业工作效率。
产业集群与学科集群两者的协同创新是一种双赢,不仅对企业、科研院所,还是对社会的经济发展都具有重大意义。学科集群与产业集群的协同创新,主要是指两个集群协同作用,一起完成企业产品和技术创新整个过程或创新的某些环节,通过这两个集群的优势互补和集群资源共享,创新能力与支柱系统的资源得到优化配置,可以极大地提高创新效率。惟有不间断地创新科研能力才能促进产业集群稳步健康地发展,所有现有的产业集群建设,企业都是更多地注重产业内部的生产,忘却了与科研团队进行协作提高创新能力。企业惟有与科研团队进行协作才能拥有持续的创新力,企业凭借科研团队来促进创新能力提升,科研团队也只有通过企业提供的经费,才能继续发挥创新能力,在科研创新上也才可能有更大的突破。二者相辅相成,缺一不可。只有让学科集群与产业集群相互协同共同发展,才能有力地促进创新能力的提升。两者协同创新能力的结果与评价则是督促他们共同努力的因素。
4 结语
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》都作出了积极推动高校协同创新的战略部署。在此背景下,对学科集群与产业集群协同创新的基础理论进行深入研究,有利于指导高校协同创新的实践,从而产出一批重大标志性成果,培养一批拔尖创新人才,大力提升高校的创新能力,进而有利于高校在国家创新体系建设中发挥重要作用。
参考文献:
[1]高晓莉.高校参与协同创新模式探析[J].科教文汇,2012(04): 29-30.
[2]邵云飞等.高校协同创新平台的构建研究[J].电子科技大学学报(社科版),2012(04):79-84.
[3]徐乾.基于产业集群升级机制的现状分析及展望探讨[J].价值工程,2012(26).
[4]徐乾.如何以金融创新促进战略性新兴产业发展[J].商业时代,2012(28).
[5]赵剑冬,曹育红.面向中小企业的产业集群政策研究――以广东省为例[J].价值工程,2013(06).
[6]D’ESTE P,PATEL P.University-industry linkages in the UK: What are the factors underlying the variety of interactions with industry?[J].Research Policy,2007,36(9):1295-1313.
基金项目:
现代教学理念强调“以学生发展为本”,确立“学生主体观”,使学生积极主动地学习,以促进学生的终身发展。而建构主义理念正是倡导学生主动建构,自主学习。因此,以建构主义理论为依托进行课堂教学改革,具有重要的现实意义。本文仅以建构主义理论为指导,从学生“学”的特点出发,探讨统计学教师课堂“教”的特色方法。
一、建构主义理论学生“学”的特点
建构主义对学生学习活动的本质进行了科学的分析,认为学生学习有如下特点:
1、学生学习不是从零开始的,而是基于原有知识经验背景的建构。即学生在学习统计课程之前,头脑里并非一片空白。学生通过日常生活的各种渠道和自身的实践,对客观世界中各种自然现象已经形成了自己的看法,建构了大量的朴素概念或前学科概念。这些前概念形形,共同构成了影响学生学习统计学概念的系统。学生的前概念是极为重要的,它是影响统计学学习的一个决定性的因素。前概念指导或决定着学生的感知过程,还会对学生解决问题的行为和学习过程产生影响。
2、学生学习知识是一个主体建构的过程,要突出学习者的主体作用。学习不仅仅是知识由外到内的转移和传递,而是学习者主动地建构自己的知识经验的过程,即通过新经验与原有知识经验的反复的、双向的相互作用,充实、丰富和改造学习者原有的知识经验。在这种建构过程中,学生一方面对当前信息的理解要以原有的知识经验为基础,超越外部信息本身;另一方面,对原有知识经验的运用又不只是简单地提取和套用,个体同时需要依据新经验对原有经验本身也做出某种调整和改造,即同化和顺应两方面的统一。学生不是被动信息的吸收者,而是主动地建构信息,这种建构不可能由其他人代替。因此,教师不能直接将知识传递给学生,而是要组织、引导,使学生参与到整个学习过程中去。
3、学生学习既是个体建构过程,也是社会建构过程。虽然知识是在个体与环境的相互作用中建构起来的,但社会性的相互作用也很重要,甚至更重要。因为人的高级心理机能的发展是社会性相互作用内化的结果(正如统计的特点具有社会性)。此外,每个学习者都有自己的经验世界,不同的学习者对某种问题可以有不同的假设和推论,学习者可以通过相互沟通和交流,相互争辩和讨论,合作完成一定的任务,共同解决问题,从而形成更丰富、更灵活的理解。同时,学生可以与教师、统计专家等展开充分沟通。这种社会性相互作用可以为知识建构创设一个广泛的学习共同体,从而为知识建构提供丰富的资源和积极的支持。因此,课堂上师生交互和生生交互活动起到了很重要的作用,“学习共同体”的形成以及对课堂社会环境和情境的营建是学生获得学习成效的重要途径。
二、建构主义理论教师“教”的特点
建构主义理论认为教师在课堂中的作用,可以概括为教师是课堂教学的组织者、发现者和中介者。
1、教师是课堂教学的组织者,起主导作用和导向作用。教师应当发挥“导向”的作用和教学组织者的作用,努力调动学生的积极性,帮助他们发现问题,进而去“解决问题”。
2、教师是课堂教学的发现者。教师要高度重视对学生错误的诊断与纠正,并用科学的原理和原则,给予正确的引导与指引。
3、教师是课堂教学的中介者。教师是学生与教育方针及知识的桥梁。教师既要把最新的知识和分析方法提供给学生,也要注意提高学生的综合素质。
从辩证法的角度看,教学是一个不断发展的动态过程,教与学是对立统一的矛盾运动,随着教学活动的变化,矛盾的主要方面,或在教师,或在学生。分开来看,“教”的主体是教师,客体是学生,教师发挥主导作用,学生发挥能动作用;“学”的主体是学生,客体是教师,学生进行认识活动和实践活动,教师则对这些活动施加影响。合起来看,在教学活动这一不断发展、循环往复的全过程中,教师与学生的主体客体地位是相互依存、相互规定,又在一定条件下相互转化的。因此,“基于教师在课堂中组织者、发现者和中介者”的角色作用,教师可以实行“提出问题──探索问题──解决问题”的模式组织课堂教学。
“基于学生为主体,教师为主导”的教学思想,在教学过程中,“学”与“导”的活动、学生与教师之间的关系应该是互动的、融合的,在和谐中不断向前发展。因此,按照“学与导和谐发展”的教学要求,教师在课堂教学中按照“提出问题──探索问题──解决问题”的模式组织课堂教学时,可以采取“诱导试学——引导探学——开导活学”方法组织课堂教学。
(1)设置情境,提出问题,激发学生学习的兴趣和热情
教师引导学生学习首先要从现实的、有兴趣的、富有挑战性的真实问题情境开始。让学生一开始进入学习探索就真切地感受到统计就在自己身边,体验到学习统计的价值,从而激发起学习统计的兴趣,萌发积极主动探索统计理论和方法的求知欲望。教师要通过对课堂的组织,让学生对学习统计产生学习兴趣,“热爱是最好的老师”,兴趣盎然地进入了对统计学知识的探索,学生才能学有所长。
(2)探索问题,增强学生主角意识,激励学生积极参与
“基于教师在课堂中组织者、发现者和中介者”的角色作用,课堂教学方式应从根本上改变原有的教师讲、学生听,教师指挥、学生操作的教学现象。学生要在自己生活经验的基础上不断地提出问题,分析问题,对各种信息进行加工转换,对新经验和旧经验进行综合概括,解释有关现象。在教学过程中,教师可以提供一定的支持和引导,设计有思考价值、有意义的问题。学生可以进行小组合作研究探索,教师允许学生从不同的角度去观察分析,允许学生用自己喜欢的方法学习,通过各自想法的交流、碰撞,发现学生有价值的建设性建议及方法措施,及时制止学生运用统计方法计算分析问题时可能出现的偏差,使问题得到正确的解决。
(3)解决问题,培养学生创新能力,提高学生综合素质
在以往统计学教学中,我们关注比较多的是学生能否记住计算公式、方法、意义、应用条件,能否利用这些知识完成所设问题的正确计算。而“基于教师在课堂中组织者、发现者和中介者”的角色作用,教师在课堂中,就应该更加关注学生能否将科学知识与自己的生活经验紧密联系起来,关注学生在灵活应用统计学知识、创造性地解决实际问题时所表现出来的情感、态度和价值观。并通过实践活动,使学生对学习统计产生兴趣,变抽象的科学法则、科学方法为得心应手的工具,从而使学生在解决问题过程中,体验参与学习统计的快乐,享受成功解决实际问题的愉悦。
三、以建构主义理论为指导统计学教法探讨
1、设计课堂教学新模式
统计学课程旨在培养学生能够运用统计学基本理论和定量分析方法,对经济现象进行定性和定量的分析和评价。统计学课程内容基本分为三个模块两个层次。第一模块:研究统计学的一般问题,属于基础理论。第二模块:推断统计的理论与方法,相关与回归分析,属于一般的统计方法及其在社会经济领域的运用。第三模块:时间序列分析与预测,统计指数与因素分析,统计综合评价,属于社会经济统计方法的特有问题,侧重于各种统计分析方法运用。两个层次即理论部分和计算分析部分,两部分知识比为30:70。反映了知识、能力、素质培养的要求。在建构主义学习环境下,教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大变化。因而首先教师必须改变传统的教育思想与教育观念,以现代教育思想和学习理论为指导,利用多媒体等现代化技术优势,探索最优的课堂教学模式。课堂教学中应进一步发挥好学生的主体作用,让学生主动地参与到获取知识的过程中去,做到:(1)合理处理好教材,创造性地使用教材,充分展示学习内容的实用意义。(2)教学思路清晰,过程流畅、自然。(3)采用启发式、精讲多练式、答疑式、案例式等教学方法,构建情景逼近式的教学模式,努力提高课堂教学效果。
2、设计课内课外相融共生的大课堂
课堂教学不仅要教会想要传授给学生的知识,还要教会学生在书本之外查阅图书、报刊、杂志、网络等资料,以开阔视野,扩大知识面,吸取精华,为我所用,要教给学生发现问题、分析问题、解决问题的方法。此外,还要通过课内设计的实训教学内容激发学生主动参与的热情,实训教学内容主要包括统计调查方案的编制、调查问卷的设计、统计表统计图的制作、综合指标分析、统计案例分析等内容。统计实训的课内教学采用精讲、示范、多练、答疑的方式;课外教学采用学生自行分散复习和有组织分组制表、制图、社会调查、整理计算分析等方式。
3、实行点、线、面、体相结合的大统计
“点”是指让学生根据某一知识点完成作业、实习。“线”是指让学生针对某一问题进行深入分析。“面”是指让学生把若干知识点联系起来进行综合的分析和实训。“体”是指让学生能就学科体系及相关学科的内容进行深入、全面、综合的分析与应用。在讲授基本理论和基本知识的同时,注重学生基本技能培养、综合能力培养、设计能力的培养。使学生能从高度整体把握统计的思路和统计分析、评价思想。
4、充分发挥学生的主体作用
建构主义理论强调学习者在建构性学习中的积极作用,是要求教师在课堂教学中善于激发学生的好奇心和求知欲,使学生主动积极的学习。教学中应根据统计教学内容和学生特点,选择适当的教学方法,灵活运用适当的教学手段,设置悬念,使学生产生好奇心和强烈的求知欲。统计学教学过程中涉及到特有的概念及科学家,教学中可以适当拓展,开阔学生的视野,影响学生的心智,塑造学生的灵魂,在潜移默化中激发学生学习统计的兴趣;教师的教学语言要准确生动形象,善于设疑,启发学生思维,活跃课堂气氛,使学生充满求知思索的激情;做到理论联系实际,强化学习的动机,激发学生学习统计持久的浓厚的兴趣,激励学生不断提高对自己能力的欲求,不断增强自己的学习信心,不断地在自我实现中超越自我。
5、设置情境,在交互中实现教学目标
学校是社会的一个细胞,是社会的一个重要组成部分。课堂也不单纯是“老师教、学生学”的木讷课堂。课堂中的社会性环境主要包括两方面,一是师生之间的交互,二是学生之间的交互。建构主义认为,每个学习者都有自己的经验世界,不同的学习者可以对某种问题形成不同的假设和推论。师生在课堂上可以通过合作解决问题、小组讨论、意见交流、辩论等形式,促进学习者之间的沟通和互动。统计教学要从过去主要关注“人机交互”到关注“人际交互”;从只关注学生与教师、教学信息的交互到关注学生之间的交互以及学生与校外专家、实践工作者的交互;从关注个别化学习到同时关注学习共同体的建立。教学中要充分利用社会性资源,调动学生的学习情趣,拓展学生的知识面,在交互中实现最佳的教学效果。
中图分类号:S611文献标识码: A
一、前言
随着当前社会经济的不断发展,电厂的规模也在不断的扩大,化学水处理的作用就显示更加的重要,化学水处理的控制系统也得到了快速的发展,我们要根据电厂的实际情况对化学水处理控制系统进行设计,保证其应用效果。
二、化学水综合控制系统是发展的有效选择
1、化学水综合化控制可达到完善的控制工艺
(一)控制工艺
原有的化学水处理各系统的可控设备采用的设计不够合理,因此,要在改造工艺上进行创新,可以选择增加电动门或气动门的方式,完善各个子系统以及它们之间的联系和功能。
(二)加药工艺
原有的加药点和加药方式设置的不够合理,需要进行很好的改进,可以采用先进的自动加药装置,统一进入PLC进行控制加药,提高自动加药水平。
(三)监测参数
重新按综合系统考虑各子系统测点及监测参数的合理性、可靠性及准确性,优化国产和进曰仪表的使用,使化学水系统在线监测的工艺参数可靠而经济。
2、通信网络的适用性
各PLC厂商为适应未来联网需要,开发出具有多种解决方案的网络模式,可根据电厂各化学水系统的不同,进行相应的综合化控制配置方案。对各化学水子系统不同厂商的PLC产品和相应的通信协议,可采用网关技术或专用以太网卡进行联网,将化学水集控化;针对各子系统采用同一家PLC厂商的产品,通过厂家局域网的方式,使化学水集中化。
3、控制系统具有较高的安全性
由于综合控制系统全部采用PLC。硬件的平均故障率大大下降,同时由于控制功能、运算功能等模块化消除了由于连线不当或接触不良引发的事故。综合系统完善的自诊断功能使维护人员及早发现设备故障,从而缩短设备平均修复时间,提高利用率。
三、电厂化学水处理系统的特点表现在以下几个方面:
1、处理系统类型的多样集点
在电厂的生产发电过程中,所产生的化学水可能包括许多种,而相应的化学水处理系统则是由较为复杂的多个处理装置构成,将这类多样化的处理设备通过化学水处理系统的集中化设计,使得电厂的化学水处理形成一个独立集中的庞大系统,形成化学水处理系统内设备“多而不乱”的特点。比如水处理系统中的净水预处理系统、锅炉补给水系统、凝结水精处理系统、各种废水处理系统等等,虽然各自发挥着各自的作用,但对于整个化学水处理系统来说,都是至关重要的组成部分。电厂化学水处理系统的这种多样化设备集中控制的特点,不仅能够方便日常的化学水处理工作进行,在应对一些突况的时候,也能够针对突发的情况做出更快的应对措施,是化学水处理过程系统化的直接表现。
2、处理系统工艺的实时更新特点
随着时代的发展进步,传统的化学水处理工艺已经逐渐不能满足现代电厂生产发展的需要,需要更多新型的化学水处理工艺来满足电厂的发展。特别是近几年来,电厂化学水处理系统不断完善,根据电厂的生产需求,化学水的处理工艺越来越多样化,许多从前没有使用过的新技术在现在也逐渐成为了电厂化学水处理的必需工艺,完善的化学水处理系统具有“与时俱进”的特点,为电厂的经济效益提升起到明显的推动作用。比如将超滤、反渗透膜处理以及EDI电除盐等技术应用到化学水处理中,代替原来离子交换除盐,就是化学水处理系统中新工艺应用的最直接表现,不仅提高了化学水处理效果,降低了工人劳动强度,更重要是杜绝了离子交换处理时,再生交换器所产生的酸碱废液,避免了对环境所产生的污染,提升了经济效益,还简化了离子交换化学水处理设备的繁琐系统,使化学水处理工艺变得更加高效,也更加简单高效。
3、处理系统理念的生态环保特点
在我国推行可持续发展道路的背景之下,传统的化学水处理理念已经并不适用于当今的电厂发展,与国家的经济发展方针背道而驰。为了响应国家生态环保的经济发展理念,在化学水处理系统中,也应该以生态环保为基本原则,实现化学水的零污染排放。如今,生态环保理念下的化学水处理系统最为突出的特点也正是其“绿色处理”的特点,也是化学水处理工艺改进的主要依据原则。
另外,除了化学水的零污染排放之外,电厂化学水后处理系统的“绿色处理”特点还表现在提高水资源的利用率,以及节约使用水资源等方面,真正实现了“节能减排”的发展理念。
四、化学水处理全自动控制系统技术方案
1、系统概述
化学水处理自动控制系统采用”集中监测,分散控制”的方式。主要由两层组成,第一层为现场控制层,该层是生产控制的执行层,包括锅炉补给水处理、凝结水精处理等各子系统的PLC,以及就地控制室上位监控系统;第二层为系统监控层,采用光纤、光纤收发器、交换机、服务器及工控机,构成第二层完整的监控系统。监控层与现场控制层之间采用冗余星型网络连接,使得整个系统具有极高的可靠性。
2、网络结构
各子系统通过以太网或光纤形成网络,通常采用双缆冗余星形拓扑结构。星形拓扑中的所有节点都连接到一个中心点,此点称作网络的主交换机。各子系统就地控制室均配置有冗余以太网交换机和PLC的冗余以太网接口模块。PLC的以太网接口模块与现场交换机连接,再连接到主交换机上。根据化学水系统的大小,选择网络结构和主交换机。当系统所含子系统不多时,可以选择一个主要子系统的交换机为主交换机,其他子系统均与此主交换机相连,形成星形网络。当系统所含子系统较多,系统庞大时,可以单独设置主交换机,其余子系统均连接到此主交换机上,设置专门的冗余数据服务器,采用客户端/服务器的模式。这样设计的优点在于:
(一)控制室中的操作员站仅与两台服务器进行数据交换;
(二)只有服务器与各个辅助车间子系统进行数据交换,避免了网络负荷的过度集中及冲突;
(三)数据采集及存储仅在服务器上进行;
(四)系统维护及安装方便。
3、硬件配置
各子系统尽量选择同一品牌的PLC、交换机、工控机。这样,一方面同一品牌的PLC通讯方式相同,提高了服务器和操作员站的效率和实时性。另一方面,选择同一品牌的硬件,备品备件可互相使用,减少业主维护成本。各子系统配置就地工程师站,方便在就地进行操作,也增加了系统的可靠性。主控制室设置至少一台操作员站,一台工程师站。硬件配置时要考虑留有与上一级网络(DCS,SIS或辅网)的接口。
4、程序设计
根据不同系统的控制要求,实现对系统的流程及设备的自动控制。流程控制大致分为以下几种控制方式:手动、自动、半自动。在自动、半自动方式中,将仪表参数、设备状态考虑在控制流程当中,当仪表参数超限,设备发生故障时,对流程进行相应的保护措施,同时产生报警,提醒运行人员。泵、电机的控制:当泵、电机处于连锁状态时,可根据液位、压力等连锁信号实现自动启停;当运行设备发生故障时,备用泵自动启动。调节阀门、变频电机的控制:可根据设定值以及实际值实现自动调节。
5、监控画面
主要包括系统画面、操作画面、报警画面、历史趋势画面、报警查询画面、参数设定画面、报表画面、登录画面等。画面要求有中文说明,便于操作;每操作一个设备,不超过3个操作步骤。监控画面要求设置权限,防止误操作
五、化学水处理中膜技术的运用
膜分离技术是近几年才开始采用的化学水处理技术,其较传统工艺相比具有较多的优点。在传统的化学水处理当中,特别是电厂锅炉补给水的处理,存在着较多的手段,通常情况下会经过过滤-软化-分离等一系列的过程,而在这个过程中,每一项工艺都是会应用到酸碱再生电子传递树脂,从而实现性能的恢复,所以在整个过程中会有酸碱化学污水的排放,而其工艺较为复杂,不仅需要大量的劳动力,而且处理起来也有一定的难度,需要占较大的面积及投入较高的成本才能完成。最主要的是其所排放的酸碱废液无法满足当前环保的排放标准要求。而利用膜分离技术则可以有效的将传统水处理技术的弊端进行克服,其不仅操作较为简单,同时其所需分离设备较少,结构简单,不需要占有大面积的地方,整个过程都是自动化控制,劳动强度较小,最重要的一点即是在整个处理的过程中都没有酸碱废液排出,对环境的污染极小,同时在处理过程中实现了高效率低能耗,同时有效的保证水品的质量。
六、结束语
我们要不断对化学水处理的工艺进行优化,对控制系统进行优化设计,保证化学水处理的正常运行。
在培养目标上,两类硕士差距就更加明显了。学术型硕士要求可以进行基本的专业理论研究,有继续进行高等理论研究的素质和潜力,其中的一部分人可以继续攻读本专业及相关金融、管理、经济等相关专业的博士学位,学术性的硕士生更强调理论学习和理论基础的训练。专业学位硕士则要求较好的专业知识实用能力,了解掌握常用统计方法的思想和软件应用,实践能力强,具有分析解决带复杂数据分析背景的实际问题的潜力,强调的是学生对实际问题的处理能力,各种统计方法的综合运用及实战能力。在国外发达国家,目前均有应用统计专业学位博士,就是说将来在我们国家,优秀的应用统计专业学位硕士可以进一步攻读专业学位博士,这类博士应该对实际问题有敏锐的眼光,对各种实用的统计方法有全面的了解,知晓其长处与不足,可以解决复杂的实际数据分析问题,因此应用统计专业学位硕士的概率理论基础训练应更加倾向于实际,倾向于在统计学中大量用到的概率论知识。这就决定了对两类硕士在概率论基础知识要求方面有很大不同。在概率论基础方面,由于两类生源的本科知识体系中都是以《概率论与数理统计》课程为起点,概率论部分基本相同,内容是:概率基础及公式,随机变量及分布,随机向量及分布,数字特征及计算。在硕士生阶段应在此基础上考虑两类硕士的培养目标的差异,分别在概率基础课程中安排不一样的教学内容和重点。
数学课是高等院校中理工、经管类各专业学习的基础理论课,其开课目的在于培养各专业人才所必备的数学素质,也为学生后续专业课的学习打下坚实的基础,其重要性是不言而喻的。近年来,独立学院的专业设置多彩纷呈,对数学基础课提出多元化、小型化、分散化的要求,同时要求精简学时提高效率。线性代数与概率论(统计)自然也不例外。独立院校学生的数学基础相对薄弱,这就对数学教师在线性代数与概率论(统计)课程的教学提出了更高的要求。以东莞理工学院城市学院为例,机械设计制造及自动化、安全工程、物流管理、工商管理等专业都开设了线性代数与概率论这门课程,学时安排48。教什么?怎么教?如何让学生在这48学时中把该学的知识掌握好,这是作为数学教师的我思考最多也是最难的问题。
一、现状分析
线性代数与概率论(统计)是把两门应用性非常强的课程合而为一。不管是线性代数还是概率论(统计)都过于强调细节而将理工、经管等学科中所需要的丰富的数学内容排除在外。现有线性代数与概率论(统计)教材偏重于“现成结论的应用”,而忽视了数学教育是引导学生实现数学再发现再创造的教育发展规律,“应用”这一块还应该在教学中强化。此外,由于没有数学实验缺乏实践的机会,使得理论和实践严重脱节。一些学生经常问老师数学有什么用,学生看不到应用就认为没有用,就没有了学习兴趣,这就影响到学生应用数学的能力和数学素质的提高。
在教学方法上,线性代数与概率论(统计)这种应用性很强的课程,过于注重概念、定理的推导和证明,过于注重计算和解题的技巧,一味使用传统的填鸭式教学导致学生觉得这门课程过于抽象无法理解,该学的学不到。东莞理工学院城市学院的学生本来抽象能力就不是很强,这样过于偏重证明和解题技巧的教学使他们非常难以接受。这完全不符合培养学生创新能力和应用能力的初衷。
原先的线性代数与概率论(统计)都是两门单独的课程,各方面都不觉得有压力。但现在线性代数与概率论(统计)只有48课时,“够用为度”不好把握。课时的严重压缩对线性代数与概率论(统计)产生的教学压力非常大。
二、教学思考
根据上述现状和出现的问题,提出以下几点建议和措施,希望对做好线性代数与概率论(统计)课程的教学提供一些帮助。
(一)调整教学内容
在教学内容的选择上要以“淡化理论,够用为度”为指导思想。传统的线性代数或者概率统计的教学过多地强调数学的严密性和理论的严谨性,教师花大量时间用于定理的证明、方法的推导或者解题技巧的讲解,只注重传授知识,往往缺乏对知识的学以致用。因此,教学效果一直不好,学生普遍感到学起来很吃力。这样的教学导致学生应用意识不强,只知道套公式套方法解书上的习题,这叫读死书。线性代数与概率论(统计)是应用性很强的学科,它的生命力和发展动力在于它与其他学科的密切联系,没有了这种关系,线性代数与概率论(统计)就成了无源之水,无本之木,产生不出有意义的问题和方法[1]。如果在教学中,教师不让学生了解线性代数与概率论(统计)在本专业的应用,不提高学生用线性代数与概率论(统计)的知识解决实际问题的能力,这显然不符合独立学院培养高水平应用型人才的目标。我们应该重新调整、更新教学内容,以适应应用型人才的培养。教学内容的选择要淡化理论,突出基本,使学生学好该学的,为应用打下坚实的基础;教学内容要注重理论与实际的结合,强化培养学生的应用能力。
线性代数与概率论(统计)第一部分是线性代数。线性代数定理多、符号多、计算方法多且麻烦,且前后内容交错,行列式、矩阵、向量、线性方程组,一学期下来学生都搞不清楚这些内容的联系,也不知道学了些什么、有什么用。其实在这四部分内容当中,行列式、矩阵、向量及向量组都是求解线性方程组的基础。线性方程组才是线性代数这门课程的中心。因此,在线性代数这部分内容,首先确定以线性方程组为中心[2],在求解线性方程组的方法中引入行列式和矩阵的概念,并以矩阵秩的概念给出线性方程组有解的充要条件。对任何一个线性方程组,在有解的情况下,我们都能利用初等变换求出它的全部解。那么在线性方程组有无穷多个解的情况下,解与解之间的关系又如何呢?能否利用有限个解表示这无穷多个解呢?而要解决这两个问题,我们必须讨论向量组的线性相关性的有关理论。由此可见,以线性方程组为主,可以将行列式、矩阵、向量组等概念联系起来。这层关系必须给学生指明。其次可讲一次线性方程组的应用专题,结合学生的专业性质,选取一些应用实例,让学生充分认识到线性代数的应用点,同时培养学生应用线性代数解决实际问题的能力。
线性代数与概率论(统计)第二部分是概率论(统计)。概率论(统计)是研究随机现象的规律性的一门数学课程。理论严谨,应用广泛,是理工和经管类部分专业一门重要的基础理论课。对于这样一门应用性很强的学科,应注重学生数学素质的培养,使学生掌握概率论与数理统计在社会实践中的重要性,这样学生才会下定决心学好这门课程。在教学内容的选择上除了基本概念和方法外,还可融入很多实际生活中的实例。因为概率论(统计)的产生来源于生活,从生活中很容易找到生活中的实际问题作为教学素材激发学生的学习兴趣。
(二)改进教学方法
1.结合专业特点,引入案例教学。
学生普遍感觉线性代数与概率论(统计)教学枯燥乏味,缘由就是教学太过抽象,教学方法单一。可在教学中引入实际案例,充分调动学生的主观能动性,主动学起来。在线性代数教学中,可引入线性方程组在各学科中的应用,如(工科专业)在物理电路中的应用、(经济管理专业)在经济平衡中的应用、在减肥食谱中的应用,等等。结合专业特点,讲讲一些实际生活中的例子可以拉近课程与学生之间的距离,让学生了解原来数学离我们并不远。这样就激发了学生的学习兴趣,一举两得。
2.变填鸭式教学为互动启发式教学。
在教学过程中提出一些思考性和启发性都很强的问题,引导学生们自己分析、研究和讨论,让学生自己发现问题,分析问题,然后解决问题[3]。在线性方程组的应用专题或假设检验中,我们完全可以让学生思考,如何对问题进行数学建模,作出假设,求解问题。
(三)编制课程学习指导书
线性代数与概率论(统计)这门课程开课已久,但适合独立学院学生的课程学习指导书倒是少之又少。因此,我们可编制线性代数与概率论(统计)的学习指导书,在书中不仅要列出知识要点,而且要编制配套的例题和习题,辅导学生学好这门课。
三、结语
“要给学生一桶水,老师先要有十桶水”。如果要做好线性代数与概率论(统计)课程的教学工作,教师就一定要多下苦功。教学相长,除了教师在教学方法和内容的改进外,教学还需要学生的主动配合。希望教师在实践中能多总结出一些教学经验,促进教学工作的进步。
参考文献:
中图分类号:G420 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.03.142
1 传统音乐基础理论教学中存在的不足
1.1 缺乏一定的活力和情感
音乐是一门集情感和艺术为一体的学科,在教授基础理论知识的时候,也要重视情感的融入。但是,在实际教学过程中,因为受到传统思想的干涉,在教授基础理论知识的时候,只重视学生的死记硬背,没有加强与艺术性的结合,忽视了音乐知识的艺术活力与情感。在教学过程中,老师只是将其当成是理论科目进行讲解,更加重视知识内容的灌输,机械地强调学生进行记忆。进而失去了一些情感因素的融入,导致学生在学习的过程中无法建立相应的情感,也就无法实现预期的教学效果。
1.2 教学和评价缺少新意
在传统教学过程中,学生大多是处在被动的位置,老师也只是根据自己的方式进行教学。在此教学模式下,老师成为了整个教学活动的主体,在教学方向与方式中发挥了主导作用,而学生在学习中却失去了一定的主体地位,处在被动的局面。大多数学生都非常喜欢音乐,但是均不喜欢基础理论知识的学习,在课堂教学过程中,经常感到枯燥无味。除此之外,在进行教学评价的时候,经常以分数判定学生的成绩,缺少全方位的评价机制,评价太过片面,缺少相应的系统性与科学性。
2 音乐基础理论教学的改革方向
2.1 融入新音乐理论
随着社会多元化的发展,音乐理念也在逐渐更新,更加与时俱进。要想使基础理论教学顺应时代的发展,就一定要在传统教学方式的基础上,进行新音乐理论的融入,使音乐名词、概念更加科学、规范,符合时代的发展要求。随着西方音乐理论的传入,在不知不觉中影响了我国传统音乐教学理念,通过长时间的研究与实践,在我国传统音乐教学中,融入了一些西方的文化色彩,对基础理论教学进行了一定的修正与补充,完善了基础理论教学的内容,形成了一套新的教学体系。在音乐教学过程中,加强新音乐理论的运用,可以有效达到预期的教学效果。
2.2 强化课堂的动态与活力
在开展音乐理论教学的时候,一定要加强对传统教学方法的转变,从发展的角度看待教学活动。在传统教学过程中,主要是将教学课程当成是单纯的学科,提前制定教学规划。这样的课堂教学缺乏一定的活力,自然也就无法取得较好的教学效果。所以,一定要加强新课堂教学模式的构建,使其更加具有活力。关于音乐基础理论知识,可以对其内容进行一定的整合。在开展教学活动的时候,老师一定要结合学生的实际情况,采取灵活多变的教学方法,积极调动学生学习的积极性,使其主动掌握相关的理论知识。
2.3 强化现代化教学手段的运用
在教学过程中,只是依靠老师的力量是无法取得预期教学效果的,一定要加强培养学生的积极性,提高教学环境、工具、体制等方面的综合运用能力,促进教学内容的全面展开。随着科学技术水平的不断提高,教学改革也越来越科技化,多媒体技术在教学过程中得到了普遍的应用在教授音乐基础理论的时候,也一定要加强先进科技的应用,进而全面增强其教学质量。在教学过程中,多媒体技术的应用不仅可以增加教学内容,还可以使基础理论带有一定的情感色彩,激发学生学习的兴趣,促进教学效率的提高。
2.4 强化教学评价体系的建设
随着新课程改革的逐渐深入,音乐基础理论教学也在不断地进行改革,同时要建立一套合理、科学的评价体系,促进教学效果的提高。在社会多元化发展的形势下,一定要增加评价内容,不要只是依靠分数对学生进行评价,应加强互评、自评等评价方式的应用,在音乐基础理论教学的整个过程中,贯穿相应的评价方式,进而对学生展开综合评价,并且相应的评价结果也更加客观、科学。
3 结束语
总而言之,在我国音乐教学过程中,传统教学模式已经无法满足现代教学的需要,一定要进行不断的创新与改革,促进教学效果的提高。对于音乐基础理论教学而言,一定要加强对教学模式的创新,激发学生学习的热情与兴趣,进而主动学习相关知识,提高学生的音乐素养,促进学生的全面发展。
参考文献:
[1]罗晓东.论音乐基础理论教学的实践性[J].广西民族师范学院学报,2011,(6).
《概率论与数理统计》是研究和揭示随机现象统计规律性的数学学科,它从数量上研究随机现象的统计规律性,广泛应用于经济管理、工程技术、金融、生物、环境、国防等领域,在科学技术与人类实践活动中发挥着越来越大的作用和影响。其理论方法独特、抽象,既有严密的数学基础,又与众多学科有着密切的联系。《概率论与数理统计》的传统教学中,概率论部分占的比重大,偏重计算技巧、推理证明,轻视思想方法、理解能力及应用能力的训练和培养,介绍实用统计方法所占比重小,教学几乎远离了计算机,没有相应统计软件的介绍。目前,《概率论与数理统计》是高等学校多数专业的必修课程,也是难度较大的课程之一,学生在学习和掌握这门课程的过程中普遍感到概念抽象,思维难以开展,问题难以入手,方法难以掌握,题目与实际联系不强,缺乏对此门课的学习兴趣。因此,传统的教学思路必须进行改革,以适应新的形势,提高学生学习《概率论与数理统计》的自觉性和学习兴趣,了解课程与实际的结合点,使学生将学到的知识和思考问题的方法与日益发展的科学技术相结合。为此,建议从以下方面进行探索创新。
一、平衡概率论、数理统计的学时分配
目前应用型本科院校由于注重培养学生的专业技术应用能力而增加专业课的教学时数和增加实践性教学环节,《概率论与数理统计》学时被缩减;《概率论与数理统计》教学的重心偏向于概率论知识,甚至有的专业,在削减学时后,只学概率,而不涉及统计,这显然不符合高校培养高水平应用型人才的目标。事实上,概率论与数理统计课程的主要应用部分在数理统计。因此,在充分保证《概率论与数理统计》学时的基础上,适当地减少概率论部分的理论性和难度,从直观性、易于理解的角度把概率论作为数理统计的基础知识加以介绍。在讲数理统计部分时要注重介绍常用统计方法的思想和原理,增加统计推断、统计预测和统计决策的内容,同时应注重加强学生处理数据的能力。
二、转换教学观念、丰富教学方法
目前《概率论与数理统计》课堂教学中,教师基本上采用给出概念、公式、定理,然后再去解释概念,推导公式,证明定理的教学方式,学生感觉枯燥无味,学习兴趣大大降低。由于《概率论与数理统计》是研究随机现象统规律性的一门随机数学,它与学生们以前所学的数学有着不同的思维方式,教师可以尝试在教学过程中提出一些具有启发性的问题,让学生分析,研究和讨论,引导学生去发现问题,分析问题,解决问题。要选用一些学生关注的生活中的实例,运用数学的方法观察和分析这些实例,从实际生活中的事例来创设问题的情境,从而拉近《概率论与数理统计》中理论知识与实际生活的距离。
同时,在教学中采用板书教学与多媒体教学相结合的方式,以节约板书时间,加大信息量,开阔学生知识面。采用多媒体辅助手段,通过计算机图形显示、动画模拟、数值计算及文字说明等,使抽象的内容更形象、生动直观,有效地刺激学生的形象思维。提高教学效率、增强学生学习兴趣。
三、突出实验教学、提高学生解决实际问题的能力
传统的《概率论与数理统计》教学中只有习题课,没有数学实验课,这不利于培养学生运用概率论与数理统计思想和方法解决实际问题的能力。随着科学技术的发展和时代的进步,要充分体现“数学来源于实际,同时又应用于实际”的理念,应该尝试增设数学实验课,指导学生运用所学知识和计算机技术,结合学习SPSS和SAS等统计软件的使用方法,分析解决一些实际问题,通过实验教学体系,使学生巩固已经学到的理论知识,培养以定量分析为主的统计思维。
由于概率论与数理统计是一门应用性很强的课程,模型化方法贯穿课程全过程,如古典概型、几何概型、贝努里概型、正态分布、回门分析等。教师还可以将数学建模融入《概率论与数理统计》教学,融入建模思想,把基本知识和应用联系起来,培养学生利用数学工具分析解决实际问题的意识和能力。
四、改进考试方式、注重综合考评
考试是教学过程中的一个重要环节,是检验学生学习情况,评估教学质量的手段。《概率论与数理统计》一般采用期末一次性闭卷考试和平时考核相结合的方式,平时考核主要看作业,而学生学习的积极性和对做作业的态度差异性很大,学生的作业也不能真实地反映学生学习的好坏,不能合理地给出平时成绩;期末一次性考试的成绩有较大的随机性,不能很好地反映学生的真实水平。因此传统的考试方式导致学生在学习的过程中为应付考试,把精力过多的花在概念、公式的死记硬背上,而不注重对这门课所学知识在实际中的应用,偏离了人才培养目标,不利于培养学生的创新能力。为此,应对概率与数理统计课程考试方式进行改革,首先,把考核概率论与数理统计的基本知识、基本运算和基本理论与考核利用知识理论解决实际问题相结合;其次,把闭卷考试和开卷考试方式相结合,闭卷考试主要考核记忆、理解的内容,开卷考试主要考核知识理论的应用能力;再次,丰富平时考核方式,平时成绩不仅看作业完成情况,也综合考虑学生考勤情况、课堂参与情况等,综合确定平时成绩。
总之,《概率论与数理统计》教学要适应当前社会经济发展的新情况,符合应用型大学人才培养的目标,调动学生学习的兴趣和热情,提升学生利用所学知识解决实际问题的能力,培养学生的“数学素质”,为学生的成长打下良好的基础。
参考文献:
[1] 徐定华, 应用型人才培养模型下的大学数学课程教学改革[C]/全国高等学校教学研究中心。大学数学课程报告论坛论文集。 北京: 高等教育出版社, 2009: 77-82。
[2]林正炎,概率统计课程改革的若干建议[J]。高等数学研究,2001,4(1)。
[3] 单 李善良, 数学: 人的发展中不可缺的内容[J]。 数学通讯, 2002(7): 1-3。
[4]刘国庆,改革课堂教学方法[J]。探索概率统计教学的最佳模式。大学数学,2003,19(3):27- 29。
鉴于数学问题提出在数学课程与教学中的重要作用,学者们开展了一系列关于数学问题提出的相关研究.例如,数学问题提出能力水平的调查研究表明,中国中小学生的数学问题提出能力还有待于提高[6~7].数学问题提出能力和数学问题解决能力关系的调查研究,揭示了学生的数学问题提出能力和数学问题解决能力之间存在较高的相关性[8~10].数学问题提出能力评价的研究认为学生的数学问题提出能力可以从提出数学问题的流畅性、变通性和创新性3个方面进行评价[11~21].但是,学生数学问题提出能力的评价,从数学问题的流畅性、变通性和创新性3个方面是不全面的,既然数学问题的复杂程度也代表了一个学生数学问题提出能力的高低,因此学生提出的数学问题的复杂性也应是其数学问题提出能力高低的一个评价方面.同时,对于数学问题提出能力和数学问题提出观念之间关系的研究还存在一定的空白.学者Philippou和Nicolaou对于数学问题提出能力和观念之间关系的研究提供了一些启示[22].他们调查了塞浦路斯五年级和六年级小学生数学问题提出能力和自我效能观念之间的关系.结果表明塞浦路斯小学生数学问题提出能力和自我效能观念之间存在一定的相关性.但是该研究仅仅调查了学生的自我效能观念与数学问题提出能力之间的关系,没有涉及学生其他的问题提出观念.例如,学生对数学问题提出的重要性的认识,对数学问题提出的兴趣,以及对数学问题提出的教学形式的认识.同时,数学问题提出能力是否能够被有效测量,将直接影响研究者深入探索数学问题提出能力和观念之间的关系.因此,该研究将首先界定数学问题提出和数学问题提出观念的概念,并构建了一套数学问题提出的评价体系.在此基础上,该研究调查了沈阳市小学生数学问题提出能力和观念的情况,以及二者之间的关系.
二、相关概念的界定
数学问题提出是指,新数学问题的提出和已有数学问题的重新阐释,它可以发生于数学问题解决之前、之中和之后[2].学生在数学问题提出的过程中经历信息的理解,信息的转换,信息的编辑,信息的选择4种心理过程[23].信息的理解发生在学生根据一些数学表达式提出数学问题的过程之中;信息的转换发生在学生根据一些数学图片和表格提出数学问题的过程中;信息的编辑发生在没有限制条件下,学生根据一些数学信息、数学故事提出数学问题的过程中;信息的选择发生在学生根据某一个答案提出数学问题的过程中.观念是个体所持有的主观认识和理论,它包含所有个体认为是正确的,但是却不能提供令人信服的证据的认识[24].在观念概念的基础上,研究者认为数学问题提出的观念是指学生对于数学问题提出的重要性、兴趣,以及数学问题提出学习过程中的信心等的主观认识与态度.
三、研究方法
1.样本
调查了沈阳新民市69个五年级小学生和朝阳北票市48个五年级小学生的数学问题提出能力和数学问题提出观念的情况.根据数学课程标准的要求,学生测试前已经学习了因数与倍数、平行四边形、三角形面积、梯形的面积、分数的基本性质,以及分数的加减法等相关知识.另外,由于参与调查的学生所使用的数学教材存在少数的数学问题提出的情境,所以学生对数学问题提出有一定的了解.
2.测试过程
为了避免部分学生对数学问题提出仍然不清楚,测试前,研究者先讲解一个数学问题提出的例题:“服装店中,一件上衣的价格是60元,一双鞋的价格是82元,根据已知条件提出数学问题.”如果学生提出数学问题的时候存在困难,调查者可以给出一个例子:一件上衣和一双鞋一共多少元?之后引导学生根据该情境提出其他的数学问题.例题讲解之后,研究者强调这次测试不是一次真正的考试,其目的是了解他们的数学问题提出能力水平,因此考试的时候不要紧张.在测试的过程中,如果学生对题意等不是很理解,教师可以给予必要的提示.数学问题提出测试结束后实施数学问题提出观念的测试,两个测试一共用时约50分钟.
3.测试工具
数学问题提出能力测试包括6个算术领域的问题提出测试题(测试题2对学生提出数学问题的解决策略的运算类型加以限制的目的是考察学生在数学问题提出过程中对信息理解的能力).从问题提出情境的表征方式来看,有图片、答案、算式、语言描述和表格等.例如,编写两个应用题,使其计算方法(列式)都为1.6×8.数学问题提出观念问卷包括20个五点李克特观念问题,涉及学生对于数学问题提出的重要性,数学问题提出学习过程中的信心,以及对于数学问题提出的兴趣等.这20个观念问题从设计方式上分为10个正向问题和10个反向问题.例如,“尽管我很努力地学习,但是我在提出数学问题的时候还是总遇到困难”为反向问题;“我认为能够从提出数学问题的过程中学到很多”为正向问题.
4.评价标准
数学问题提出测试从流畅性、变通性、新颖性和复杂性4个维度评价.流畅性指提出正确数学问题的个数【评价一个数学问题是否为正确的数学问题,首先,评价所提出的数学问题是否满足题意的要求.其次,评价所提出的数学问题是否为一个可解的数学问题(一个数学问题不可解是指这个数学问题的数学信息不充分或者和已知条件相矛盾).最后,评价所提出的数学问题是否符合生活实际】.对于某一个测试题,学生提出一个正确的数学问题,则得1分,否则得0分.变通性指学生根据某一个问题提出情境提出的两个数学问题的类型的变化程度,如果两个数学问题都错误,或者其中一个错误,或者两个数学问题都正确且属于同一个类型,都得0分,如果两个数学问题都正确且不属于同一个类型,则得1分.数学问题的类型根据该数学问题的总的语义类型来确定.加减法的语义类型分为变化、合并和比较3种类型,乘除法的语义类型分为等量组的聚集、倍数、矩形和组合[25].例如,“小明带了100元,买了2条围巾和1双手套,剩多少元?”和“买2副手套和1条围巾共多少元?”,前一个数学问题的语义类型为变化,后一个数学问题的语义类型为合并,所以该生测试题1的变通性维度得1分.新颖性是指学生所提出的数学问题比较有新意,具体的评价方法是如果提出的某一类正确的数学问题的个数占所有提出的正确数学问题的个数的百分比小于10%,那么这类数学问题就被评价为新颖性的数学问题.该维度中,数学问题类型的划分方法与变通性维度中数学问题类型的划分方法相同.学生提出一个新颖性的数学问题,则得1分,非新颖性的数学问题或者不正确的数学问题为0分.复杂性是指学生提出的正确的数学问题所包含的语义类型的个数.某一个测试题中,学生提出的两个数学问题中至少有一个数学问题包含两种语义类型,则得1分,至少有一个包含3种及以上语义类型的数学问题,则得2分,其余为0分(两个问题中至少一个问题错误或者两个数学问题都正确,但是每个问题仅仅包含一个语义结构).例如,一个学生提出两个数学问题“一共有多少个动物?”和“草地上有5只母鸡和8头牛,草地上一共有多少条腿?”,第二个数学问题包括合并和等量组的聚集两种语义结构,该生复杂性维度得1分.数学问题提出能力测试4个维度的分数重复累计,流畅性和创新性维度的总分各是12分,变通性维度总分是6分,复杂性维度总分是10分(测试题2要求学生根据指定的算式编写数学问题,因此,评价学生根据该问题情境提出的数学问题的复杂性是没有意义的),所以数学问题提出能力测试的最低分为0分,最高分为40分.
数学问题提出观念问卷中,反向问题反向记分.例如,对于问题“尽管我很努力地学习,但是我在提出数学问题的时候还是总遇到困难”,选项“非常不同意”记5分,选项“不同意”记4分,选项“不知道”记3分,选项“同意”记2分,选项“非常同意”记1分.正向问题正向计分,例如,对于问题“我能够正确地评价提出的某一个数学问题是否正确”,选项“非常不同意”记1分,选项“不同意”记2分,选项“不知道”记3分,选项“同意”记4分,选项“非常同意”记5分.数学问题提出观念问卷的最低分为20分,最高分为100分.
四、研究结果
1.数学问题提出能力的结果
从测试总体情况来看,大部分学生能够提出正确的数学问题,数学问题提出能力测试的4个维度得分率情况分别为,流畅性:87.5%,变通性:45.7%,创新性:12.3%,复杂性:20.3%.可见,在问题提出的流畅性维度上,学生的数学问题提出的分数还是较高的.但是,也不乏一些学生提出不符合要求的数学问题,例如,在测试题2中,根据问题的要求,学生需要提出应用题,而有的学生却提出文字表述题,如:“8个1.6的和是多少?”在测试题4中,根据问题的要求,学生需要提出用乘法或除法解决(可以包含加法或减法)的应用题,而有的学生却提出:“小明存250元,小丽存300元,小明比小丽少多少?”在测试题5中,学生需要根据情境中隐含的规律提出问题,但有的学生却提出:“第四天,他用23根火柴搭了几个正方形?”显然这个数学问题不符合题中隐含的规律;在测试题6中,有的学生提出数学问题:“一只母鸡一天下10个蛋,那么5只母鸡一个月30天下多少个蛋?”可见提出的数学问题不符合生活实际.与数学问题提出的流畅性维度相比,学生在数学问题提出能力的创新性和复杂性维度上的表现不容乐观.学生倾向于提出和课本类似的、练习中常见的、简单的数学问题.例如,对于测试题1,类似于“买2双鞋和1副手套共需多少钱?”的合并问题为36%;类似于“2副手套花多少钱?”的等量组聚集问题为26%.
2.数学问题提出观念的结果
从数学问题提出观念问卷来看,部分学生对数学问题提出的观念不容乐观.例如,对于观念问题4“尽管我很努力地学习,但是我在提出数学问题的时候还是总遇到困难”中,有38%的学生选择同意或者非常同意,表明很大一部分学生对学好数学问题提出缺乏一定的信心.对于问题19“我愿意提出和课本上类似的数学问题”,高达62%的学生选择了同意或非常同意,这可能是学生数学问题提出的创新性较差的一个原因.但是,学生很喜欢数学问题提出的活动.例如,对于观念问题15“如果数学课堂能够给学生提供更多的数学问题提出活动,那么数学课堂就会变得更加有趣”,90%的学生选择了同意或者非常同意.
3.数学问题提出能力和观念之间的关系
皮尔逊相关分析表明,首先,学生的数学问题提出能力和观念在0.05的显着性水平上正相关(=0.21,P=0.02);学生的数学问题提出能力的创新性与数学问题提出观念在0.05的显着性水平上正相关(=0.27,P=0.00).其次,对于数学问题提出的4个评价维度,创新性分别和变通性(=0.29,P=0.00)和复杂性(=0.40,P=0.00)在0.05的显着性水平上正相关(研究中只计算了数学问题提出的变通性,复杂性和创新性之间的相关性,而没有把正确性包含在内,因为变通性、复杂性和创新性3个维度是以正确性为基础的,即,只有正确的数学问题才能评价其变通性、复杂性和创新性).最后,学生的数学问题提出观念能够从很大程度上预测他们的数学问题提出能力(R=0.21,F=5.47,p=0.02).
五、讨论
通过该研究,可以得出,学生倾向于提出一些常规性的、熟悉的数学问题,而不擅长提出创新性、复杂性的数学问题.因此,在日常教学活动过程中,需要教师把培养问题提出能力作为一个重要的教学目标,落实在各学段的课堂教学之中.
首先,教师不仅要提供丰富多彩的数学情境,激发学生提出数学问题的欲望,鼓励学生提出数学问题,同时也要教给学生提出数学问题的一些方法,在学生提出数学问题的过程中给予一些帮助.例如,在学生提不出数学问题的时候给学生提供一些例子,在学生总是提出类似的数学问题的时候,提供学生从另外的角度提问的例子,鼓励学生对提出的数学问题进行评价与反思.此外,培养学生提出问题的能力,仅仅依靠课堂教学来促进学生的数学问题提出能力的提高是不够的.还需要借助于各类考试对数学教学的影响作用,即在考试中增加一些数学问题提出的测试题.当然,在考试中,增加什么形式的数学问题提出的测试题,还需要进一步研究.
先秦时代人们已经认识到,野生动植物资源是可以再生的,这种再生是“天”即自然的活动,是自然再生产的过程;因此,它们的生长繁息和农作物、禽畜一样,是受“天时”制约的,其生长发育的阶段性和自然界气候变化的节律是一致的。“三才”理论天地人和万物统一的重要基础正是天时制约的普遍性。作为野生动植物永续利用基础的“养”,其实施的关键就是要顺时。上面谈到了我国先秦时期保护和合理利用自然资源的一系列措施,其中心点是“时禁”,或“以时禁发”。而“时禁”的目的正是保证野生动植物顺应自然界季节变化的规律正常地生长和繁育。因为“养长时,则六畜育(禽兽亦然),杀生时,则草木殖(作物亦然)”(《荀子·王制》)。只有这样,才能达到经济利用和永续利用的目的。因此,保护和合理利用自然资源的思想的出现,是和先秦时代对“天时”认识的深化分不开的。[24]
次述“物宜”。
野生动植物生长虽然普遍受天时的制约,但不同种类的野生动植物对天时的适应方式是不同的。因此先秦时代山林川泽的“禁发”,还要建立在对各种野生动植物生长规律正确认识的基础上,根据“物宜”而作合理安排的。
这种“物宜”的原则在上引《国语·鲁语》里革断罟的记载中反映得十分清楚。当时人们已经认识到鸟兽和鱼类在不同的季节怀孕生産,捕鱼和猎兽的禁与发在时间安排上应该相互交错。春天鸟兽怀孕,此时禁猎。夏天鱼类孕别,此时禁渔,正如韦注所云:“立夏鸟兽已成,水虫怀孕之时,禁取鱼之网,设取兽之物也。”捕鱼安排在冬尽春来的季节,除了气候上的原因以外,还有两方面的意义:第一,春天捕取鱼鳖可使肉食供应不致因禁猎而匮乏,有利于春天禁猎的实行,从而起到“助(鸟兽)生阜”的作用;第二,春天多取鱼鳖晒干储备起来供夏天消费,可免夏天禁渔期间鱼类食物供应的断档,有利于夏天禁猎的实行,从而起到“畜(鱼鳖)功用”的作用。这种安排,相当典型地体现了“三才”理论的整体观、联系观和动态观。
又如人们之所以把砍伐树木时宜安排在冬季,不但因为春夏林木仍在生长,而且因为冬季砍伐质量较好,又利于林木的再生。[25]
《荀子·王制》说:“……万物得宜,得应,上得天时,下得地利,中得人和,则财货浑浑如泉源,汸汸如河海,暴暴如丘山……”这里的“万物”也包括野生动植物在内。
次述“地宜”。
先秦时代的“物地宜,尽地利”,不但包括对各类农田的合理利用,也包括对农田以外的各类土地的合理利用保护和合理利用山林川泽的野生动植物资源,正是当时“地宜”思想的一个组成部分;或者说,是以“地宜”思想为基础的。所以,《逸周书·文传》谈“以时”入山林川泽和“以时”狩猎,是和“土不失宜”相联系的。它又指出:
土可犯,材可蓄。湿润不[可]谷[之地],树之竹、苇、莞、蒲;砾石不可谷[之地],树之葛、木。以为絺绤,以为材用。故凡土地之闲者,圣人裁之,并为民用。是以鱼鳖归其泉,鸟归其林。
在我国的上古时代,虽然种植业早就成为主要的生产部门,但在很长一段时间内,由于地广人稀,原野不能尽辟,农田一段分布在都邑的近郊,郊外则辟为牧场,山林川泽仍然是人们重要的生产对象。山林川泽之所以受到人们的重视,这是因为当时这些地方盛产林木苇材鸟兽鱼鳖等各类山货水产,在以半干旱草原为主的自然环境中显得特别珍贵。山林薮泽被称为“物之钟”、“国之宝”。《国语·周语上》:“民之有口,犹土之有山川也,财用于是乎出,其犹原隰之有衍沃,衣食于是乎生。”山林川泽和原隰衍沃并提,显示了它在经济生活中的重要地位。《国语·楚语下》载王孙圉论宝,把山林薮泽作为国之六宝之一。“山林薮泽足以备财用,则宝之。”这除了与自然环境有关外,还因为当时种植业不够稳定,经常受自然灾害的威胁,需要以山林川泽的天然富源作经济生活的必要补充。[26]《周礼·天官·冢宰》“以九职任万民”,其中“三农”、“园圃”、“薮牧”、“虞衡”、“聚敛疏材”属广义农业范畴,“虞衡”在“九职”中列于第三位,而且“聚敛疏材”实际上也可以包括在“虞衡”之中。大概反映了战国以前生产结构的实况。《周礼》中有“山虞”“林衡”“泽虞”“川衡”之职,统称“虞衡”,就是掌管有关山林川泽的生产事宜的。这类官吏,在《诗经》《左传》《国语》《夏小正》以至金文彝铭中均可找到。《史记·货殖列传》引《周书》曰;“农不出则乏其食,工不出则乏其事,商不出则三宝绝,虞不出则财匮少。”亦见“虞衡”的重要性。到了战国时代,渔猎采集在经济生活中的地位已经下降,但仍不失为农牧业的重要补充。所以,春秋战国政治家在作国土总体利用规划时,总是把山林川泽考虑在内的。《管子·八观》以原野的五谷生产,观一国之饥饱;以山泽、桑麻、六畜之产,观一国之贫富。“夫山泽广大,则草木易多也……山泽虽广,草木毋禁……闭货之门也,故曰时货不遂,金玉虽多,谓之贫国也。”
最后,谈谈山川的禁发与农事安排的关系。
先秦时代山林川泽的“禁发”,除了保护和合理利用自然资源外,还有保证大田农业有充足劳动力的意义在内。故《管子·八观》说:
山林虽近,草木虽美,宫室必有度,禁发必有时。是何也?曰:大木不可独伐也,大木不可独举也,大木不可独运也,大木不可加之薄墙之上。故曰山林虽广,草木虽美,禁发必有时;国虽充盈,金玉虽多,宫室必有度。江海虽广,池泽虽博,鱼鳖虽多,网罟必有正。船网不可一(财)[裁]而成也。非私草木爱鱼鳖也,恶废民生于谷也。
这是就一般年景而言的。山林川泽还作为储藏天然财富的一个“资源库”,在年成丰歉之间作调剂之用。在粮食歉收的年份,统治者就会开放山林川泽,让人民从山泽的资源中获取维持生计的资料,以安全渡过荒年。
总之,先秦时代保护和合理利用自然资源的思想,是我国古代劳动人民长期实践经验的总结,它以“三才”理论为指导思想,是建立在对广义农业生产的“时宜”、“地宜”、“物宜”的深刻认识的基础之上的,同时也与“人力”的调配和农事的安排有关。
三 传统农学思想的现代价值
中国历史上有过优秀的传统农学和发达的传统农业,它们曾经创造了历史的辉煌,不但使中国在土地利用率和土地生产率方面长期领先于世界,而且使中华文明成为唯一延续下来没有中断过的古代文明。到了近代,中国的传统农学和传统农业都已经落伍。我们现在要实现农业现代化,重要任务之一就是要用主要来源于西方的现代科学技术和物质装备来改造传统农业和传统农学。但我国传统农学和传统农业并非一无是处,它仍然包含着合理的因素和有生命力的成分;西方的现代农业和现代农学也并非十全十美。西方现代农业虽然应用近代自然科学的成果取得重大的成就,但西方近代自然科学是把自然界分解成各个部分进行研究的结果,对事物之间的联系注意不够。西方现代农业过分依靠外源能,把农业工业化,在一定程度上违背了农业的本性。二十世纪后半期以来,环境污染、水土流失、病虫害抗性增加、能源过分消耗、“投入—产出比”下降等弊端已日益暴露,引起西方学者的反思,并重视从中国传统农业和传统农学获取启示,以寻找农业的可持续发展的道路。在这种情况下,中国传统农学所包含的合理因素、价值和生命力再次显露出来了。
中国传统农学的核心是“三才”理论。“三才”理论把农业生产看作农业生物、农业环境和作为农业主体的人相互依存,相互制约的整体,比较符合作为自然再生产和经济再生产统一的农业的本性;因而也能比较充分地发挥人在农业生产中的能动作用。在“三才”理论体系中,“人”与“天”“地”并列,人既非大自然(“天”“地”)的奴隶,又非大自然的主宰,他是以自然过程的参与者的身份出现的。因此,人和自然不是对抗的关系,而是协调的关系。人是自然界的一部分,人和自然界是相互依存、休戚与共的。先秦时代保护和合理利用自然资源的思想,正是在这样的理论基础上产生的。当前,片面性的、对自然掠夺式的发展,已导致地球为人类生存和发展所提供的支持系统的严重危机,综合性的、可持续的、人与自然协调发展的呼声日益高涨,在这种情况下,这些思想就更加显出其永久的价值。
如果我们把先秦保护和合理利用自然资源的思想和现在已成为世界各国指导方针的关于经济与社会的可持续发展的思想作一比较,人们就会惊讶地发现两者竟是那样的吻合。兼顾局部的、目前的利益与全局的、长远的利益是可持续发展的基本出发点之一,联合国《关于“可持续发展”的声明》说:“可持续发展系指满足当代人的需要而又不削弱子孙后代满足其需要的能力的发展。”我国先秦时代人们已经认识到“利虽倍数于今,而不便于后,弗为也”,因而在利用野生动植物资源时提出“使国家足用而财物不屈”的要求。现代学者总结了历史的教训,认为在经济的发展中对自然资源的利用,应当采取“在利用中保护和在保护中利用”的原则。我国先秦时代人们已经实行利用资源的用养结合的原则,把“养”视为“用”的基础,认识到“苟得其养,无物不长;苟失其养,无物不消”的道理。可持续发展的核心是人和自然的协调与和谐,有的学者把它称为“天人之约”。现代生态经济学认为,人类的经济系统应该建立在生态系统的基础上,人类的经济活动应该遵循生态规律。我国先秦时代人们已经形成天地人统一的“三才”理论,把农业生产视为农业生物、农业环境和人相互依存、相互协调的系统,把人的作用定位在“助宣气”、“助生阜”、“参天地之化育”之上。先秦时代“时禁”,不但基于对“天时”的把握,也是基于对生物生长规律的把握,或者说,它是建立在对生物与自然环境统一的认识之上的;它的本质就是要求人们的经济活动要遵循生态规律。先秦时代保护自然资源的一系列措施,与现代保护自然资源的办法也是一致或相通的。应该承认,这些思想和理论是我们勤劳而智慧的祖先留给我们最珍贵的遗产之一,至今对现代人仍有借鉴意义。
现代化是一个历史的概念。不应当把西方的现代化绝对化,变成一个殭死的模式。在世纪之交的今天,讲现代化不能离开人与自然的协调和可持续发展。从这个意义上说,传统农学的精髓在一定程度上代表了农业发展的方向。现代农业应当是一种生态农业,它是可持续发展的基础。因而,中国农业现代化应当实现现代科学技术与传统农业中优良传统的结合。
在这里,还需要回答这样一个问题:既然我国先秦时代即已出现保护、合理利用自然资源和可持续发展的思想,为什么后来我国生态环境仍然受到严重破坏?我想,造成这种状况的原因可以从以下两个方面探讨。
一是理论本身的缺陷。自人类社会产生以来,地球上存在“三种生产”:即社会物质生产、人自身的生产和生态环境生产,只有这三种生产协调和谐,才能保证社会经济的可持续发展。先秦时代保护和合理利用自然资源的思想,主要着眼点是协调物质生产和环境生产的关系,即在利用野生动植物资源时,注意遵循野生动植物自身的生长规律,注意保护自然环境中野生动植物自身的再生产能力;但没有注意人类自身生产与物质生产、环境生产的协调。人的生产中包括人口数量、人口素质和消费方式,都没有引起当时思想家的重视。先秦秦汉虽然也出现过“分土制民”、合理安排人地比例、人地必须相称的思想,但这只是从居民点设置或政区规划的角度考虑的,而不是从人口生产与物质生产和环境生产关系的总体来考虑的。在传统农学的“三才”理论中,在处理人与自然关系时,注意到了主观能动性与客观规律性的统一,对资源利用的用养结合,物质生产上的循环利用等,但也没有考虑人自身生产与物质生产及环境的协调。我国历代都鼓励人口的增殖,而不知人口生产也应有所节制。而历史表明,人类自身生产如果安排不好,也会破坏物质生产与环境生产的协调。中国近代生态环境的问题,相当程度上是人口问题引起的。
二是制度方面的制约。协调人与自然的关系,保护环境,实现可持续发展,需要总体规划、全民动员(现在更需要全球性的合作),这在当时的制度下是做不到的。我国古代立法中虽然也有保护环境的内容,但都是零星的局部的,更没有提到基本国策的水平。在分散经营、各行其是的条件下,盲目开发,滥用资源导致生态环境破坏的现象是不可避免的。虽然历代都有思想家提倡节约消费,但难以制约统治者的奢侈无度,以致超越在当时物质生产条件下利用自然资源的合理限度。苛重租赋剥削经常导致一部分农民贫困破产、丧失土地,封建社会晚期人口激增更加加剧了这种情况,无地或少地农民涌向荒山、滩涂、边疆、牧区,盲目垦发,也导致了森林、牧场和水资源的破坏。这些看似农业问题,实际上是制度问题。
可见,我国先秦时代的可持续发展思想毕竟是很初步的,在深度和广度上不能与现代可持续发展思想相比拟。现代可持续发展的思想是在工业文明高度发展引发环境与社会的一系列严重问题的情况下,对人与自然关系全面反思的结果。只有在这个时候,人口、社会、环境和发展的问题才会被作为一个整体来考虑,可持续发展才可能被世界各国普遍接受,并成为我们的基本国策。人与自然、经济与生态的空前尖锐的矛盾孕育着人类的新思维,而上述矛盾的解决将导致新的文明形态的诞生。人类历史已经经历农业文明和工业文明,在即将到来的二十一世纪,人类将迈进生态文明的新时代。 注释
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* 这里所说的自然资源主要是指野生动植物资源。这可以看作当时合理利用土地资源的一个方面。对耕地资源合理利用,先秦时代已积累了丰富的经验并形成了精彩的理论,但由于耕地在一定程度上已属于“人化自然”,故本文不予论述。
[1] 《大戴礼记·主言》载孔子言:“入山泽以时,有禁而无征。”《礼记·王制》所谓“林麓川泽以时入而不禁”,与此同义。
[2] “禁”的另一面是“发”,因此,“时禁”也就是“以时禁发”。其内容很多,不限于保护林木。《吕氏春秋·上农》:“然后制四时之禁:山不敢伐材下木,泽(人)不敢灰僇,缳网罝罦不敢出于门,罛罟不敢入于渊,泽非舟虞,不敢缘名,为害其时也。”这是概括而言的,并非四时皆禁,而是说四时各有其禁。
[3] 《睡虎地秦简·田律》中还有“不夏月,毋敢夜草为灰,取生荔”的记载,整理小组注曰:“荔,疑读为甲,《释名·释天》:‘甲,孚甲也,万物解孚甲而生也。’即植物发芽时所戴的种皮。取生甲,采取刚刚出芽的植物。”
[4] 据王先谦考证,“百索”即百蔬。
[5] 丁士涵改“夫”为“天”(见郭沬若《管子集校》),亦通。
[6] “大寒降”是季冬之月,“土蛰发”是孟春之月。《夏小正》十二月“虞人入梁”。《礼记·王制》:“獭祭鱼,然后渔人入泽梁。” “獭祭鱼”,《夏小正》和《礼记·月令`》均在正月。
[7] 上海古籍出版社标点本作“禁罝罜,设阱鄂” ;韦注“罝,当作罛,罜,小网也”。罝为兽网,不应为水虞之所掌。改罝为罛,义虽可通,但“禁罝罜”与“设阱鄂”不对称。清董增龄《国语正义》作“禁罝,设阱鄂”;韦解“罝,当为罜,罜,小网也”。近是。盖此文原应作“禁罜,设阱鄂”,误为“禁罝,设阱鄂”,韦昭注改“罝”为“罜”:或在“罝”下添小字“罜”为注,遂致窜入正文,成为“禁罝罜”:后人又妄把韦注“罝,当为罜”改作“罝,当作罛”。《说文》:“罜,罜,魚罟也。”罜可特指小魚网,也可泛指魚网。夏天是鱼类孕别之时,故禁罜。
[8] 上海古籍出版社标点本第178页。
[9] 《吕氏春秋·具备》:“宓子贱治亶父……三年,巫马旗短褐衣弊裘,而往观化于亶父,见夜渔者,得则舍之。巫马旗问焉:‘渔为得之,今子得而舍之,何也?’对曰:‘宓子不欲人之取小鱼也。所舍者小鱼也。’巫马旗归,吿孔子曰:‘宓子之德至矣!使民闇行,若有严刑在旁。敢问宓子何以至于此?’孔子曰:‘丘尝与之言曰:诚乎此者刑(形也)乎彼。宓子必行此术于亶父也。’”《淮南子·道应训》也有相似记载。 所谓“诚乎此者刑(形也)乎彼”,是指治政以至诚并表现在行动上。这一记载表明,先秦对自然资源的保护利用,不但运用立法和刑罚的手段,而且采取教育和感化的手段。
[10] 朱右曾说:“骛泽犹竭泽。”见《逸周书汇校集注》,上海古籍出版社,1995年。
[11] “豺祭兽”,《月令》在九月,《夏小正》在十月;“鸠化为鹰”是仲秋的物候。
[12] 《左传》昭公二十九年:“有烈山氏之子曰柱,为稷,自夏以上祀之。”
[13] 火耕和火猎的残留在甲骨文和反映周代情况的文献中均有记载,于此不赘。
[14] 上述两段引文方括号中的字据颜昌峣《管子校释》增补,参看郭沬若《管子集校》。
[15] 《大戴礼记·五帝德》也说:“舜……使益行火,以辟山莱。”
[16] 闻一多改“祥”为“羊”(转见郭沬若《《管子集校》》)。“祈羊”是一种祭祀山泽之名,当与山泽的管理有关。《礼记·月令》孟春之月“命祀山林川泽,牺牲毋用牝,禁止伐木,毋覆巢……”祭祀山川与山林川泽的禁发联系在一起,带有某种“神道设教”的味道。
[17] 吕文郁:《华夏文明与先秦时代的生态环境》,载《陕西师范大学学报》1998年第3期。
[18] 对黄河流域上古时代自然环境和植被情况,学界估计很不一致。有的学者强调当时气候温暖、森林丰茂。我认为当时的森林当然比后世丰茂得多,但不宜夸大。如果上古时代黄河流域森林十分丰茂,覆盖黄河流域广大地区的黄土就不会呈现黄色、碱性,黄河的水就不会那么混浊(早在春秋时代,就有“俟河之清,人寿几何”的民谚在流传)。何炳棣把《诗经》等文献中所记载的植被资料,和对黄土區科学研究的成果进行对照和印证,得出上古黄土区域自然景观是半干旱草原的结论,是有说服力的(《黄土与中国农业的起源》香港中文大学,1969年)。正因为这样,生态平衡的破坏更显出其严重后果,从而促进了生态意识的“早熟”。
[19] 《史记·孔子世家》载孔子说:“刳胎杀夭,则麒麟不至郊;竭泽涸渔,则蛟龙不合阴阳;覆巢毁卵,则凤凰不翔。”《大戴礼记·易本命》:“子曰:夫天之生人、禽兽、万物、昆虫,各有以生。……故帝王好坏巢破卵,则凤凰不翔焉;好竭水搏鱼,则蛟龙不出焉;好刳胎杀夭,则麒麟不来焉;好填溪塞谷,则神龟不出焉。”以此相似。
[20] 《礼记·王制》:“天子诸侯无事,则岁三田,一为干豆,二为宾客,三为充君之庖。无事而不田曰不敬,田不以礼曰暴天物。天子不合围,诸侯不掩群。”就是有节制地利用自然资源思想的一种反映。
[21] 《汇校》引唐大沛云:此句脱二字,当作“无杀童,无夭胎。”
[22]《旧约·创世纪》说:“大地厚生,生生不息,满载于世,征服它吧,努力去支配海中之鱼,空中之鸟,以及地球上走动的一切生物。”文艺复兴以后的西方,科学技术迅速发展,“人类征服自然!”这一豪言壮语,成为鼓舞人心的极大驱动力,把《旧约》的这一段指示发挥得淋漓尽致。关于“三才”理论与西方宗教观念的对立,参看游修龄《中国农学史·序》。
[23] 据《逸周书汇校集注》校改。
数学过程性能力的获得,对儿童来说至关重要。第一,过程性能力是支持儿童获得数学学习内容的有力支撑,它强调了获得和运用知识的方法(NCTM, p37.)。从这一角度讲,过程性能力的获得能够帮助儿童顺利地在各个阶段的数学教育之间过渡,是有效衔接各个阶段数学教育的重要保证,也是一个人终身学习、终身发展的前提。第二,过程性能力是儿童学习与发展的重要目标。一直以来,在我国早期教育中,对数学教育的含义的理解有一定的偏差,常常把数学教育理解为算术教育或计算教育(赵振国,2009),在教育实践中忽视了儿童在学习过程中表现出的一些能力,这导致了我国早期数学教育的小学化倾向比较严重。因此,从这一角度出发,数学过程性能力的提出,对于预防小学化倾向也具有重要意义。第三,从评价的角度来讲,提出数学过程性能力,能够帮助评价主体更好地从过程的角度来理解儿童的学习与发展,从而改变目前这种重内容、轻能力的评价现状。而评价是制定教育政策最为有力的依据,也是教育作出改变的一个重要依据(Broadfoot, 1996a)。从过程的角度评价儿童的数学学习,也是提高数学教育质量的一个有效途径。
2012年,《3-6岁儿童学习与发展指南》(以下简称《指南》)颁布,从学习与发展目标和教育建议两个部分对儿童学习与发展的五个领域进行了描述。其中,学习与发展目标描述了3~6岁儿童应该知道什么、能做什么。但是,《指南》并没有针对儿童应该具备哪些数学能力,特别是过程性能力做出说明。可以说,《指南》更多地只是关于3~6岁儿童学习与发展的内容标准。作为全国指导性的文件,《指南》对儿童数学过程性能力的重视不足,可能会向幼儿教师传递这样一个信息:数学知识的学习比能力的获得更重要。因此,会导致教师在实际教学过程中重视儿童数学知识内容的学习与技能的获得,而忽视数学过程性能力的培养。同时,也会导致对儿童的数学水平进行评价时,将数学知识内容与技能的掌握作为唯一的内容与标准,而忽视数学过程性能力的考量,从而导致评价的无效。
本研究试图通过文献梳理、专家咨询、开放式调查、理论思考和统计分析等方法,构建我国5~7岁儿童数学过程性能力的结构体系,进而编制信度与效度较高的考查量表,以期为儿童的数学教育与评价以及进一步的研究提供理论上的参考和较为有效的研究工具。
二、方法与程序
(一)数学过程性能力的界定
从一般意义上来说,数学能力可以分为内容性能力和过程性能力。其中,内容性能力描述的是学生在学习应该知道的数学内容时表现出的能力,而过程性能力描述的是学生应该如何学习、理解和应用数学(Graf, 2009)。美国国家研究理事会幼儿数学委员会在其《早期幼儿数学学习:通向卓越与公平》报告中将数学过程能力划分为一般^程能力和特殊过程能力。其中一般过程能力是儿童在数学学习过程中时时处处发展着的数学过程能力,包括表征能力、问题解决能力、关联能力、推理与证明能力、交流能力。而特殊能力则是指伴随着某些数学知识的学习发展起来的数学能力,如发现和创造单位的能力、分解组合能力等(张凝,2010)。本研究主要考察儿童的一般过程能力。
我们认为,数学过程性能力是指儿童在数学学习过程中理解、获得和应用数学知识内容的能力。它应该具备以下的特征:1.数学过程性能力的获得是儿童数学学习的重要目标。数学是一门相互联系的学科,因此,数学学习的内容和过程是相互联系和重叠的。过程体现在内容之中,同时内容也体现在过程之中。数学教育不仅要向儿童传递数学知识和技能,还要发展儿童的过程性能力。2.数学过程性能力是儿童数学学习的重要支撑。儿童要深入理解数学知识概念并运用这些知识去解决问题,必须具备一定的过程性能力。如有研究指出,问题解决能力可以帮助儿童更好地理解数学概念,基于问题解决的数学教学对儿童的数学知识的学习非常重要(Hiebert et al., 1997; Lester & Charles, 2003; Trafton & Thiessen, 1999; Van de Walle & Lovin, 2005)。3.数学过程性能力具有延伸性。无论是学前阶段的非正式的数学学习,还是学龄阶段的正式学习,它们都能够对儿童的学习提供支持。也就是说,一旦儿童获得了这些重要的能力,就可以在各种学习活动中加以运用,从而使自己的学习活动更为简单、灵活。
(二)数学过程性能力结构的初步构建
数学能力是顺利完成数学活动所具备的而且直接影响其活动效率的一种个性心理特征,是数学活动中形成和发展起来的,并在这类活动中表现出来的比较稳定的心理特征。因此,考查儿童数学过程性能力的发展,必须要以分析儿童在数学活动中的表现为基础。数学活动的选择要根据以下原则:1. 适宜性,即任务选择要符合儿童的发展水平;2. 条件限制,如活动的时长,要充分考虑各年龄段儿童的特点。在以上原则和标准指导下,本研究深入研究了《指南》《全日制义务教育数学课程标准(修改稿)》(以下简称《课程标准》)中有关数学的内容,《指南》中和要学习的数学内容包括计算、测量、空间几何、统计和模式。《课程标准》中1~3年级小学生需要学习的数学内容有3块内容,分别是数与代数、图形与几何、统计与概率,其中模式包含在数与代数中,测量则包含在图形与几何中。本研究综合了两份指导文件有关数学知识内容,设计了3个数学活动,分别包括计算(分解与组合)、空间几何、统计。
根据数学过程性能力的概念,通过查阅文献、开放式调查、专家咨询等方式,初步确定儿童在学习与运用数学知识内容的过程中所表现出的各种能力,从而编写出5~7岁儿童数学过程性能力考察量表的维度及题项。
对初步提出的数学过程性能力的一阶4个能力要素及相关题项,向国内知名专家、一线幼儿园教师征询建议。根据多方意见,并参考国内外相关研究结果,对初步提出的能力要素及题项进行了修改,从中分析、归纳出可反映儿童数学过程性能力的34个题项,采用他评3点式的方法记分。
(三 )正式量表的编制
1. 被试
样本数的多少直接影响因素分析的可靠性。为了保证探索性因素分析的精确效度,样本数不宜过少;为使验证性因素分析时模型适配度的卡方值不宜达到显著水平而拒绝虚无假设,样本数也不能太多。一般认为,因素分析中样本数与问卷题项数的比例要介于1:5和1:10之间为宜。
本研究前期编制的量表有34题,根据上述原则,本研究共选取200名儿童作为预试的样本。样本的选择遵循方便取样原则。从吉林省四平市选取了两所比较熟悉的幼儿园,从中随机抽取五个大班共100名儿童,男女各半。从四平市选取了两所小学,从中随机抽取一年级六个班共100名儿童,男女各半。
2.数据收集与处理
采用本研究自行编制的预测量表对儿童的数学过程性能力进行测量。采用小组活动形式,4~6名儿童组成活动小组参加数学活动分解与组合,对整个活动过程进行录像。活动过程分为三个环节,即教师提问环节、儿童操作环节和集体讨论环节。儿童表现数据来自教师提问、儿童作品以及录像编码。
在编制与测量表的过程中,只对儿童在分解与组合活动中的表现进行分析。采用SPSS 17.0软件录入数据并进行项目分析、探索性因素分析和信效度检验。儿童在空间、统计活动中的表现进行验证性因素分析,以探讨儿童在不同数学活动中的能力表现是否具有一致性,本文将不呈现这一部分研究结果。
三、结果与分析
(一)项目分析
项目分析(Item analysis)是指通过选择、替代或修改每一个题项而提高问卷的鉴别度和同质性,从而使测验具有较高的信度和效度。即在求出每一个题项的“临界比率”(critical ratio, 简称CR值)。其测量原理与独立样本t检验相同。它以测验总分的前25%~33%为高分组,得分后25%~33%为低分组,求出高分组和低分组被试在每题得分平均数差异的显著性。当被试数量较多,则以测验总分的前后27%为高、低分组的临界点。一般来说,t值越高,表示题项的鉴别度越好。
经项目分析筛选后,在“数学过程性能力考察表”中删除未达标准的题项,结果如表1所示。根据结果,删除CR值不显著(p>0.05)的题项,包括第8、17、21、22、30、33题。
(二)量表的信度
本研究采用内部一致性和重测进行信度检验,因素划分以探索性因素分析的结果为准。内部一致性信度采用克伦巴赫α系数,重测信度采取间隔2个月对40名儿童进行重测。检验后的内部一致性信度及重测信度见表2。
由表可知,儿童数学过程性能力考察量表各因素的α值在0.546~0.775之间(>0.500),重测信度的皮尔逊相关系数在0.417~0.484之间(p
(三)量表的效度
1. 内容效度
确定内容效度最常用的方法是请相关专家对量表的题项与原定内容范围的符合性作出判断。本研究的各个题项来自对一线教师、专家的开放性调查结果,结合相关文献综述,在此基础上形成考察量表,并请专家、一线教师以及学前教育专业研究生对形成的量表进行审查和修改。这些举措保证了本量表的内容效度。
2. 构想效度
本研究采用探索性因素分析的方法检验量表的构想效度,从而对5~7岁儿童数学过程性能力考察量表的理论构想作进一步的探讨。
将200名被试在剩余28个题项上的表现进行一阶因素分析,采用主成分分析法,结合陡坡检验准则提取因子,抽取特征值大于1的因素4个,能解释的总变异量为51.895%。旋转后的因子符合情况见表3。由表可知,抽取出的4个因素共包括16个题项。因素1主要考查儿童能够运用语言去理解、获得和运用数学知识,如发起数学谈话、向同伴提问等,命名为“数学交流”能力。因素2主要考察儿童能否使用动作、图画、通用符号等形式来理解和表达数学观念,命名为“数学表征”能力。因素3主要考察儿童能否提出并验证自己的数学猜想以及使用不同的方法来进行推理和验证,命名为“数学推理和验证”能力。因素4主要考察儿童能否在解决问题的过程中运用原有知识和经验,命名为“数学关联”能力。
四、讨论
心理学认为,能力是在实践活动中直接影响活动效率,使活动顺利完成的心理特征。从这个定义可以看出,能力这种个性心理特征与人们所从事的活动紧密相连,这表现在一种能力常常能在多种活动发挥作用,而并非只对一种活动起作用;另外,要顺利完成任何一N活动,又要求多种能力的参与与配合才能实现。数学过程性能力的作用也如此。为了更好地获得和使用数学知识,保证数学活动的顺利进行,必须获得数学过程性能力。
对数学过程性能力的研究比较具有代表性的是美国。1989年,美国数学教师理事会(NCTM)在众多研究结果的支持下,总结美国数学教育的经验教训,在《学校数
学课程与评价标准》中,提出要在以下五个方面反映新时代所要求的变革(NCTM, 1989):第一,认识数学的重要性;第二,对自身的数学能力充满信心;第三,成为数学问题解决者;第四,学会数学交流;第五,学会数学推理。为了保证数学标准能够保持对数学教育的适用性,NCTM对1989年版本的数学标准进行了修订,于2000年颁布了《学校数学教育的原则和标准》,将儿童的年级向下延伸至学前阶段,指出学前阶段到12年级的儿童都应该具备以下五条过程性能力:问题解决、数学交流、数学推理与验证、数学表征和数学关联。在英国,数学应用能力是幼儿数学教育的一个重点。其他一些国家和地区也在数学教育标准中提出要培养儿童的数学能力,其中包括了过程性能力。如2003年英国政府颁发了《学习型社会:基础阶段――3~7岁》指导文件,指出基础阶段的数学教育要引导学前儿童使用知识和对数学的理解来解决问题,与别人进行数学问题的交流并发展数学推理(崔玉芹,杨晓萍,2008)。加拿大学前教育较发达的省份安大略省在2010年颁布的《全日制幼儿园大纲(草案)》(The Full-Day Early Learning Kindergarten Program(Draft Version))也提出了问题解决、推理证明、反思、选择工具和策略、联系、呈现、交流七个数学学习过程(张亭亭,武欣和胥兴春,2012)。我国的数学教育一直不乏对学生数学知识的学习和数学能力培养的关注。比如,2002年《全日制普通高级中学教学大纲》指出,要“在数学教学过程中培养数学数学地提出问题、分析问题和解决问题的能力,发展学生的创新意识和应用意识,提高学生数学探究能力、数学建模能力和数学交流能力,进一步发展学生的数学实践能力。同时还指出要努力培养学生的数学思维能力”(中华人民共和国教育部,2002)。
通过文献梳理我们发现,尽管各个国家和地区均认识到了数学过程性能力的重要作用,在各个国家和地区的早期数学学习标准中对数学过程性能力也均有一定描述,但对于数学过程性能力的维度及结构要素并没有统一的认识。虽然诸多国家的数学标准中均提到了要培养儿童的数学能力,但明确地将能力标准写入学校数学教育标准,美国是第一个也是唯一一个国家。NCTM将过程标准写入课程标准,一方面表明课程内容与数学能力培养之间高度的相关性,另一方面传递了这样的信息:我们不应该将数学能力的培养仅仅看成是执行数学内容知识的结果,更不应该看成是数学内容知识学习的“副产品”,它们是平行的,是我们在数学教与学的过程中必须同时思考、设计、执行的两个方面。因此,本研究将美国的五因素理论作为编制考察量表的一个重要的参考。
但是,美国的五因素理论是在长期的数学教育实践与理论研究基础上形成的,从方法上讲,是基于理论上和经验上的建构。这种建构的方法有时会因为地区、文化的差异而存在合理性和适宜性的问题。因此,在方法上,本研究在参考相关理论基础上,采用了因素分析的方法对考查量表的结构进行检验。这种数据驱动下的建构可以弥补纯理论建构的不足。而前期基于理论的建构又排除了因素分析中个别因子无法命名或理论上无法解释的可能性。
从理论建构的角度看,本研究建构的数学过程性能力维度结构具有一定的理论支持和实践证据。首先,本研究理论建构和量表编制过程比较严格。通过开放式调查、文献查阅、专家咨询等形式形成初步的维度与题项,并以此编制了考察量表。其次,本研究采用多种方法检验了理论构想的合理性。通过专家鉴定,保证了量表的内容效度;探索性因素分析表明因素结构与理论构想具有一致性。