统计学概念

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统计学概念范文第1篇

【关键词】 统计学；率；构成比；相对数

作者单位：130061长春，吉林省医学期刊社我们在日常审读医学论文中，经常遇到文章作者错误地使用统计学概念，对调查或实验结果下结论。现对常出现的几个问题分述如下。

1 误用概率（probability）

概率是描述随机事件发生的可能性大小的数值，常用P表示。如某例患者的结果为治愈，这个事件记为A，则该患者治愈的概率可记为P（A），或简记为P，这是医生颇为关心的数值。假如我们用200例的样本，求得治愈率为75%，这只是一个频率。在实际工作中，当概率不易求得时，只要观察单位数充分多，可以将频率作为概率的估计值。但在观察单位数较少时，频率的波动性是很大的，用于估计概率是不可靠的[1]。随机事件概率的大小在0与1之间，即0≤P≤1，常用小数或百分数表示。习惯上将P≤0．05，称为小概率事件，表示在一次实验或观察中该事件发生的可能性很小，可以视为很可能不发生。

2 以“比”代“率”

2．1 构成比（proportion）又称构成指标，说明某一事物内部各组成部分所占的比重或分布。

常以百分数表示，计算公式为：

2．2 率（rate）又称频率指标。说明某现象发生的频率或强度。常以百分率（%）、千分率（‰）、万分率（1/万）、十万分率（1/10万）等表示。计算公式为：

医学中常用某一时点发病率、患病率、死亡率、病死率、治愈率等。

2．3 分析时不能以构成比代替率 例1：甲、乙两市乙型脑炎普查资料见表1。由此得出甲市10岁以上患乙型脑炎情况比乙市严重，10岁以下乙市比甲市严重（结论错误，犯以比代率的错误）。

2．4 注意不能用构成比的动态分析代替率的动态分析 例2：表2为某市1990年和1995年5种常见传染病的发病情况。1995年与1990年相比，痢疾的构成比有明显下降，而肝炎、流脑、麻疹及腮腺炎的构成比均上升，但以肝炎的构成比上升最为明显。若据此做出痢疾发病下降、肝炎发病上升最明显的结论，显然是错误的。因为1995年与1990年相比，5种传染病发病的实际数都在下降。若要反映5种传染病的发病强度，应计算1990年和1995年各种传染病的发病率，再做比较。

4 计算相对数的分母一般不宜过小[2]

通常观察单位足够多时，计算出的相对数比较稳定，能够正确反映实际情况，观察单位过少，偶然性大，则可靠性差，一般当例数较少，如少于30例时以用绝对数表示为好。如必须用率表示时，可列出可信区间。

例4：某医生用某法矫治25名学生的近视眼，其中3名近期有效，该法有效率的95%可信区间为（3%，31%）。

5 讨论

对样本率（或构成比）的比较应随机抽样，并做假设检验 遵循随机抽样的原则才能以该“样本”来推断总体。由于样本率和构成比也有抽样误差，所以不能仅凭数字表面相差的大小做结论，而需进行样本率差别的假设检验。

参考文献

统计学概念范文第2篇

关键词　核心概念　事实性知识　概念教学　化学教学设计

很多教师提出这样的问题：学生只能对教师讲过的问题进行简单模仿，稍加变式或改变情境，学生就不能很好地应对；知识在学生的头脑中似乎只能短暂地停留，考试过后就消失得无影无踪了。以上问题的缘由是学生并没有真正理解所学的知识，只是机械地按照解决问题的步骤来做，并没有理解为什么这样做。这样的学习，习得的知识很容易忘记或在其他信息的影响下被改变成错误的形式；即使学生记住了这些知识，充其量也只是一些零散的事实和孤立的知识点，并不能成为解决新问题的有力武器，其后果是学生抱怨在学校期间学习了大量无用的知识，社会抱怨学生高分低能。因此，必须改变课堂教学过于关注事实的记忆与程序和技巧训练的现状，把具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法(即核心概念)的理解作为重要的教学目标。

1　核心概念的特性

核心概念(big idea)是指可以适用于一定范围内物体和现象的概念。这里的概念(idea)是表示对观察到的相互关系或特性进行解释后的抽象，它和我们日常生活运用的概念含义是不同的。日常概念可以是不需要基于实证的某种想法。对于学科教学而言，核心概念是指居于学科中心，具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法；是一种教师希望学生理解并能在忘记其非本质信息或周边信息之后，仍然能应用的概念性知识。核心概念具有以下特性。

1.1　核心概念具有广泛解释空间

由于核心概念反映的是事物的本质特性与关系，它能对很多事物和现象作出解释。如物质是由微粒构成的这一核心概念，既可以解释为什么人们会闻到花香，也可以解释为什么金属可以拉成丝，还可以解释为什么不能用湿手触摸电器；核心概念不仅能对很多所观察到的现象提供解释，而且能对原来没有观察到的现象作出预测，如从物质是由微粒构成的这一核心概念认识，美国物理学家盖尔曼(M.Gell-Mann)和茨威格(G.Zweig)预测了夸克的存在。再如，依据结构与功能相适应的核心概念，当我们观察到某植物茎叶表层有一层保护蜡膜，叶为刺状，会推测它是生长在干旱地区的植物，而且还可以预测它的根系会很发达。

1.2　核心概念蕴含思想方法

具有迁移价值的关键性概念、原理是核心概念，重要的思想方法也是核心概念，如“科学认为每一种现象都具有一个或多个原因”。而有的关键性概念本身就蕴含思想方法，如“结构决定性质、性质决定用途”是学生学习所有化学物质的思想方法。

1.3　核心概念具有统摄性

由于核心概念是能够解释和预测较大范围事物与现象的大概念，它必然可以统摄其他的下位概念及相关事实，使它们成为有结构的整体。例如，物质是由微粒构成的这一核心概念，可以统摄分子、原子、离子、原子结构和分子结构等有关物质组成与结构的概念，也与物质的特性、物理变化和化学变化等概念形成联结。

2　核心概念的教育价值

2.1　提高学生分析问题、解决问题的能力

学生在学校学习，重要的不是知道了多少事实和规则，而是能够把所学迁移到真实情境中，面对问题能够作出有依据的判断和决策，能够适应社会、服务社会。由于核心概念具有广泛的解释空间，所以它是可迁移知识。运用核心概念可以解释周围的很多事物和现象，更为重要的是能对新情境、新问题作出预测，因此对核心概念的理解可以提高学生分析问题、解决问题的能力。

另一方面，由于核心概念蕴含思想方法，它们可能成为学生以后工作中分析问题的思想方法，如要获取性能更佳的材料，其分析思路是改变现有材料的结构以获得所需要的性质，仿生合成新药等亦是运用以上的思想方法。

从认知发展角度，如果学习重心是“事实”或“现象”的了解与记忆，那么这种认知是低水平的；相反，对核心概念的理解则是要使学生通过对特定现象的认识与理解，发现一般性的理论，并用这些理论理解、解释其他现象。学生不仅知道“是什么”，而且能够认识“为什么——原因、条件、目的、理由”、及“会怎么样——结果、影响、作用、意义”，还能够知道“如何做”，从而将学习引人深层思考和赋予意义与价值的方向。

2.2　有利于学生建构合理的知识结构

布鲁纳在《教育过程》中指出：把握学科的结构就是指对本学科实现了理解，也就是说，能够把所学的知识与其他相关的事物有意义地联系起来。由于核心概念是某学科的重要概念、原理和方法，它们构成了学科的基本结构，因此关注核心概念理解的教学就是关注学科本质与学科结构的教学，将有利于学生建构合理的知识结构。

2.3　减轻学生课业负担

课业负担已经成为我国中、小学生不能承担之重，其原因一方面来自升学压力，另一方面是教师的教学要覆盖课程与教材中的所有知识内容，让学生记忆尽可能多的事实。为了面面俱到，教师不得不采用讲授式为主的教学，这样的教学无法激发学生的积极思考，学生在不理解的状态下机械地练题，不会就模仿，忘记了再训练，反反复复，曾经有一位老师把一张中考试卷让学生练了4遍，这样机械地训练，学生的课业负担可想而知!

通过前面的分析已知，核心概念可以统摄事实与概念，使知识形成有机的整体。信息加工理论告诉我们，被组织成块的信息更容易记忆，因此通过核心概念组织起来的知识，学生是容易记忆的，而且这些知识因核心概念而凸显了学习的意义与价值，那么这些知识更加不容易忘记。又因核心概念是可以迁移的，教师只要选取可以支持概念理解的典型事实，把师生的主要精力用在这些关键内容的理解上，就可以达到“少即是多”的教学境界。

3　如何以核心概念为统领设计化学教学

3.1　构建核心概念的发展体系

以核心概念为统领设计教学的首要工作是构建核心概念的发展体系。在不同阶段，学生需要理解的核心概念不同、理解层次也不同。各学科应该联动以从整体角度构建核心概念的发展体系与结构，因为某些核心概念是跨学科的，如“当事物发生变化或被改变时，会发生能量的转化，但是在宇宙中能量的总量不变”这个核心概念在物理、化学和生物等学科学习中都会涉及。

温·哈伦提出了核心概念应该具有的标准是：

(1)能够用于解释众多的物体、事件和现象，而它们是学生在他们学校学习和毕业以后的生活中会遇到的；

(2)提供一个基础以帮助理解遇到的问题并作出决策，而这些决策将会关系到学生自己和他人的健康与幸福，以及环境和能源的使用；

(3)当人们提出有关自身和自然环境的问题时，他们为能够回答或能够寻求到答案而感到愉快和满意；

(4)具有文化上的意义，例如对人类自身有关的观点——反映科学史上的成就，来自研究自然的灵感和人类活动对环境的影响。

温·哈伦据此标准提出了科学教育上的14个核心概念，但并没有提出在不同阶段，学生需要理解的核心概念层次与内涵。对于化学学科而言，构建出学科核心概念发展体系是摆在课程专家与一线教师面前的迫切任务。

3.2　以核心概念为统领组织教学单元

以核心概念为统领组织教学单元有2种方式，一种是先选定核心概念，然后依据核心概念选取教学素材以组成教学单元；另一种是分析教材内容，区别事实与概念，再把这些事实和概念与某个核心概念联系起来。下面举例谈后一种。人教版初中化学教材第八单元“金属和金属材料”有以下内容：课题1介绍了一些金属的物理性质，常见合金的主要成分、性能和用途；课题2介绍金属与氧气反应以及金属与稀酸的反应，给出了金属活动性顺序；课题3介绍常见金属矿物、铁的冶炼、铁的腐蚀和金属资源的保护。通过对教材知识内容进行分析可以得到图1所示的关系图，即金属的物理性质和化学性质以及合金的成分、性质等是事实性知识，其上位的是金属和合金这2个概念，这些事实与概念可以与“结构决定性质、性质决定用途”这个核心概念相联系。

当确定了“结构决定性质、性质决定用途”这个核心概念后，我们会发现学生先前所学习的有关物质构成的相关知识也纳入本单元的知识体系中，这些知识自然地有机地结合在了一起。

3.3　通过问题与活动的设计激活学生原有知识，帮

助学生建立事实、概念和核心概念间的联系

对核心概念的理解不能一蹴而就，也不能是贴标签、喊口号式的，要把核心概念与具体的教学内容联系起来，这种联系可以通过基本理解来表述，通过问题来激发，通过活动来认识与理解。仍以“金属与金属材料”单元为例，表1给出该单元部分内容的问题与活动设计：

从表1来看，学生通过观察、实验、对比和分析等活动，不仅仅是体验或得出结论，而是寻求证据与解释，在更高层次认识所学内容。

3.4　设计关于学习的评价

对于学生的学习评价有多种方式，如布置讨论题目，通过观察与分析，评价学生是否积极参与学习，是否达到了所学内容的基本理解，还可以通过布置某些任务检验学生是否能够有效应用所学，如让学生设计某性能的合金材料等。总之，教师所设计的学习评价不应侧重于事实性知识，应当给学生以富有挑战的任务，来考查学生对概念与核心概念的理解程度，这样才会激励学生动脑、动手、动口，来积极参与高水平认知活动。

参考文献

[1]　(英)温·哈伦编著，科学教育的原则和大概念，韦钰译，北京：科学普及出版社，2011

[2]　(美)艾里克森著，概念为本的课程与教学，兰英译，北京：中国轻工业出版社，2003

统计学概念范文第3篇

（浙江师范大学， 321004）

摘要：通用技术课程具有跨学科、多学科的属性，是对学科体系的超越。现行的通用技术课程中有如下几个跨学科概念较为重要，它们分别是：设计、结构、流程、系统和控制，这些概念需要在教学中进一步探索和研究，从而最大限度地开发通用课程的价值。

关键词 ：通用技术 跨学科概念 新课题

21 世纪，知识的增长一日千里。要想在这个世纪更好地生存，人们所需学习的知识和技能日益增多， 特别是科学和技术知识。人们学习的时间和精力是有限的， 为此，在当今国际课程领域提出新的变革，那就是跨学科概念（Crosscutting-Concepts）。跨学科知识整合有助于对事物整体属性的揭示和复杂性问题的创造性解决，已成为人类进行知识建构和知识生产的重要方式。在本文中跨学科概念是指一些可以在不同学科或相近学科与领域中都能应用的概念或概括性的理论等。

一、跨学科概念：国际科技课程改革的新主题

2009 年，一个目的为确定学生在科学教育中应该接触到的核心概念的国际研讨会在英国邓斯召开，研讨会中提出了科学教育中的大概念这一术语。科学教育中大概念的选择考虑以下一些情况：能普遍应用；能通过不同的内容来展开； 可以运用于新情况，使得大概念可以提供一些有力的工具，有效地应用于理解和解释改变着的世界。学过科技课程， 学生应该能理解一些物质科学、生命科学、空间科学、能源等以及它们在自然界中相互关系的大概念，也就是本文所使用的跨学科概念。美国国家研究理事会（NRC）于2011 年7 月正式颁布的新一代科学教育框架（A Framework for K-12 science Education:Practice,Crosscutting Concepts,and CoreIdeas）中写到“跨学科概念（Crosscutting1Concepts）是指那些能应用于所有科学与工程领域的通用概念，它们都具有解释的价值”。主要包括7 个，分别是：模式，原因和结果，尺度、比例和数量，系统和系统模型，能量和物质，结构和功能，稳定和变化。跨学科概念超越了科学中各分支学科间的界限，能培养学生以通用性的思维来思考科学和看待世界。

此外，国外日益流行的STEM 教育更是包括了科学、技术、工程和数学等学科，在STEM课程学习中显然也更需要跨学科概念的学习和使用，才能更好地理解和学习STEM 课程。跨学科概念已经成为了国际科学技术类课程改革的新主题。

二、通用技术课程的多学科属性

普通高中通用技术课程属于通识教育范畴，是以提高学生技术素养为主旨的课程，面向全体学生， 拓展每一位高中生技术学习的经历。通用技术课程坚持基础性、通用性、选择性与时代性的高度统一， 注重国际经验与我国国情相结合，体现未来走向，是具有中国特色、富于开拓创新的高中技术课程新架构。技术课程与自然科学和社会科学都有着密切的联系， 强调各种学科资源的融会贯通和整合运用， 注重在综合各个学科知识基础上的技术探究、技术设计和技术操作。

通用技术课程包括必修模块与选修模块，必修模块的基本内容是技术设计，技术设计是技术的基础内容和发展关键，是所有技术的通用性的基础内容，也是培养学生技术素养，让学生理解技术、使用技术解决问题的前提。选修模块有七部分，分别是：电子控制技术、建筑及其设计、简易机器人制作、现代农业技术、家政与生活技术、服装及其设计、汽车驾驶与保养。

从通用技术课程的内容可以看出，通用技术课程是通识类的教育课程，具有多学科的属性。现代社会科技的发展日新月异，新技术不断涌现，使得中小学技术教育的内容越来越丰富，技术发明、创造与使用中涉及的学科与相关学科的知识越来越广泛。

三、通用技术课程中的跨学科概念

跨学科概念能加强学科之间的联系，有助于学生形成对技术的整体、连贯的认识，形成适应社会发展的技术素养。通用技术课程具有高度综合性， 是对学科体系的超越，现行的通用技术课程中有如下几个跨学科概念较为重要，它们分别是：设计、结构、流程、系统和控制。

（一）设计

设计是对造物活动进行预先的计划，可以把任何造物活动的计划技术和计划过程理解为设计。设计是一个跨学科的概念，一般意义上的设计是指综合设计， 它涉及广阔的领域。技术世界中的设计，其核心是技术设计。在通用技术必修1 模块中，技术设计是核心内容。关于设计的主要内容有：技术与设计的关系、设计中的人机关系、设计的一般过程和一般原则等。通过技术与设计关系的教学，学生可以学习到设计这个概念的丰富含义，也可以了解到设计在技术发展中的重要作用。在设计中的人机关系课程中主要学习如何合理地处理人机关系以达到高效、健康、舒适、安全的目标，合理人机关系的实现需要综合考虑普通人群与特殊人群、静态的人与动态的人、人的生理需求和心理需求以及信息交互等方面的问题。产品设计的一般过程包括发现与明确问题、制定设计方案、制作模型或原型、测试评估及优化、产品使用和维护等阶段。

《普通高中技术课程标准（实验）》指出：“技术设计具有通用性强、适用面广、可迁移性大、实施条件灵活等特点。”设计的一般过程和设计的原则是设计这个跨学科概念学习的重中之重， 它不仅可以应用于技术上，还可以运用在一般的问题解决上。

（二）结构

结构是指不同类别或相同类别的不同层次按程度多少的顺序进行有机排列。从通用技术角度来讲，结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。世界上任何事物都存在着结构，结构多种多样且决定着事物存在的本质。结构不但在技术领域广泛使用，在文学、科学、工程、建筑等众多物质相关的学科中都是一个较为核心的概念。由此可见，结构是一个广泛使用的跨学科概念。

在通用技术课程必修2 模块中， 对结构这一跨学科概念进行了详细的讲解。首先从力学角度对结构进行了分析， 不同的结构其受力分析不同，不同的结构适应不同的力，分析结构的受力情况可以更好地根据设计需要设计出与之相适应的结构。从力学架构与形态方面考虑，结构通常有实体结构、框架结构和壳体结构等基本类型。从技术设计中来考虑结构， 主要是要学习如何设计结构使结构具有更好的稳定性和强度。总之，在进行结构设计时注意追求的是牢固、稳定、简约、和谐、美观。

把握物质或产品的结构， 使结构牢固、简约、美观等，是一种技术设计思想的体现。学习和掌握结构这个跨学科概念，有助于对其他具有一定抽象或者具体的结构的理解和把握，从而更好地把在通用技术学科中学习过的结构的知识迁移应用到别的学科、领域和生活中去。

（三）流程

流程是指事物进行中的次序或顺序的布置和安排。人的任何活动都是在一定的时间和空间内按照一定的顺序和规则发生的。生活学习和工作中处处都有流程， 科学、合理地安排流程可以指导我们正确地做事，提高工作和学习的效率。

在通用技术必修2 模块中主要从流程的含义、流程与生活工作和流程的设计优化等方面对流程进行了阐述。流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。通过流程的学习，为日常生活中常见的活动和技术活动中工艺流程的安排提供了优化设计的可能。流程设计的改进通常以提高工作效率，或降低成本，或节约能源，或省力，或减少环境污染等为目的。流程的表达有多种方式，包括文字、表格、图示、模型等多种方式。流程的优化是一个需要不断探索的过程，根据不同的目标可以安排确定不同的流程。

流程的设计根据不同的目标需要考虑许多不同的因素，流程需要根据具体事务的内在性质和本质特点进行安排。很显然，流程是一个跨学科概念。

（四）系统

系统是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。系统论的基本思想方法，就是把所研究和处理的对象当作一个系统，分析系统的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性，并优化系统观点。世界上任何事物都可以看成是一个系统，系统是普遍存在的。

通用技术必修2 模块从系统的结构、系统的分析和系统的设计三个方面对技术中的系统进行了阐述。系统的基本特性是整体性、相关性、目的性、动态性和环境适应性。

整体性是观察和分析系统的基本思想和方法，掌握进行系统分析的步骤、原则和方法，学会对系统进行分析，并在分析的基础上对系统进行优化，提高系统的效益。系统分析要坚持整体性、科学性和综合性的原则，系统优化是指在给定的条件下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。

系统是现代社会最重要的方法论之一，是一个跨学科概念，在各学科、技术、工程领域中均可以应用。在通用技术课程中教学“系统”这一跨学科概念，可以拓展学生的思维，帮助学生形成系统的思维和方法，有利于学生把这一方法论和思想迁移应用到生活、学习和工作中去。

（五）控制

事物的发展有多种可能性， 人们根据自己的目的， 通过一定的手段使事物沿着某一确定的方向发展，就形成了控制。控制的概念是很普遍的，工程技术中的调节、补偿、校正、操纵，社会过程中的领导、指挥、支配、管理、经营、教育、批评、制裁等，都是一定的控制行为。在生产和生活中的应用十分广范。

通用技术必修2 模块主要从控制的手段与应用、控制系统的工作过程与方式、闭环控制系统的干扰与反馈、控制系统的设计与实施四个方面对控制进行了阐述。过去人们对事物的控制主要采用人工控制的手段， 随着科学技术的发展，出现了自动控制。在现实生活和工作中，往往需要对各种事物进行控制，从而提高人们的生活质量。而任何一个控制都需要若干个环节来共同实现， 这些环节所涉及的装置就构成了控制系统， 控制系统主要有开环控制系统和闭环控制系统。

四、研究小结

通用技术课程中的跨学科概念具有广泛的迁移价值。设计、结构、流程、系统和控制是现代社会广泛使用的跨学科概念， 可以在各学科之间相互迁移使用， 也可以迁移到人们日常的生活、学习和工作中去。在通用技术课程中教学具有广泛迁移价值的跨学科概念为学生的迁移能力的形成和技术知识与思想的迁移应用，打下了坚实的知识基础。

目前，尤其是广大通用技术教师还没有意识到这些跨学科概念对学生终身发展的巨大价值和意义。因此，通用技术跨学科概念的教学需要进一步的探索和研究，从而最大限度地开发通用技术课程的价值，更好地服务于学生的终身发展。

参考文献：

［1］陈英和，张淳俊.基于跨学科概念图的跨学科知识整合模型［J］.北京师范大学学报（社会科学版），2010（1）

［2］【英】温·哈伦.科学教育的原则和大概念［M］.韦钰译.北京：科学普及出版社，2011

［3］National/Research/Council.A/ Framework/ for/K-12/ Science/ Education:Practice,Crosscutting/ Concepts,and/Core/Ideas［M］.Washington,D.C.:the/National/Academies/Press,2011

统计学概念范文第4篇

关键词： 光学科学前概念 成因 教学策略

概念是知识的细胞，是个体认识和理解外部世界的起点。进入现代以后，科学技术迅猛发展，科学知识不断膨胀，这就使得作为科学知识基本单元及整个科学知识体系的基本组成单位的科学概念的教学变得极为重要。有效地理解和掌握科学概念可以帮助学生更深刻地认识各种自然现象的本质特征，掌握事物之间的内在关系，进而达到领会自然规律的目的。因此，可以说，科学概念的学习是整个科学学习的基础和关键。

随着近年来人们对概念教学研究的不断深入，儿童的科学前概念受到越来越多人的关注。研究发现，儿童在进入学校接受正规教育前，对一些科学概念和现象已经有了自己的观点和解释，而学校教育需要考虑学生的这些前概念，并对其进行有效的肯定、扩展或纠正。光是儿童生活中经常接触到的一类事物，本文以光学中儿童存在的科学前概念为例，讨论了儿童前概念形成的原因，并针对这些成因，提出了相应的教学策略。

一、儿童生活中的光学前概念

儿童生活中的科学前概念涉及儿童生活的各个方面，有关于生物学的，有关于地理学的，但其中人们研究较多的，并且已经取得一定成效的是儿童关于物理学方面的一些前概念，本文以其中光学部分的概念为例，进行前概念的讨论。光，字典中解释为“照耀在物体上能使视觉看见物体的那种物质”，对于物理学家来说，光是一种从光源发出的、在空间传播的物质实体，它具有多种特性：在均匀介质中，光会以一定的速度沿直线传播，当其在传播过程中遇到物体时发生相互作用，产生反射或折射；如果没有物质阻挡将一直传播下去。以上这些都是经检验的科学知识，但儿童是如何看待光的呢？他们是如何解释生活中各种丰富多彩的光现象的呢？他们对光的特性是如何理解的？以下是我整理的儿童关于光的一些科学前概念。［1］在介绍这些前概念之前，首先对科学教育中的科学概念进行一个简单的界定。在哲学上，概念是指对事物本质特征的反应。而科学教育中所指的概念除了一般的科学概念外，还包括大量的概念性知识，如“地球是球形的。”“地球围绕太阳转。”等。在此界定的基础上，儿童在光学知识中存在的前概念如下：

1.将光等同于光源或光的作用效果，缺乏“光――空间中的实体”这一概念。并且只把强光看做是光，不引起强烈视觉刺激的光，他们往往将其忽略。具体体现为当你问儿童“光在哪里？”时，10―11岁的儿童的回答往往是指着灯或地上的光亮部分。

2.关于影子，儿童能注意到物体与影子间形状上的相似，但把影子看做一种较弱的光。

3.关于光的运动，除非距离很远，否则儿童无法理解光在空间中运动这一概念，总是用光源的运动或光的作用效果的运动来解释光的运动问题。

4.关于光的路径。直接把光看做直线光，而不认为光是沿直线传播的。

5.透镜问题。缺乏守恒的概念，因此，儿童认为放大镜是将光进行了放大，而不是等效集中。

6.对反射的理解不全面，只接受镜子的反射作用，而对其他物体也能进行反射作用持否定态度。

7.关于视觉。儿童认为眼睛能看到物体与是否有光射入眼中无关，仅与物体的颜色和距离有关。

面对儿童形成的这形形的前概念，教师的任务是将它们转变为正确的科学概念，但这些转变往往并不容易，因此我们需要了解儿童前概念的形成原因及过程，进而从根本上纠正儿童的错误思维，完成前概念的转变。

二、科学前概念的形成原因

1.前概念的产生与儿童的个人生活经验有关。

根据皮亚杰的认知学习理论，他将儿童的成长分为四个阶段，在最初的感知运算阶段，儿童主要是靠个人的感知觉能力来认识和了解这个世界的，他们依靠个人有限的所见所闻来解释科学世界的各种现象和问题，虽然这些解释在成人看来是不合理的，甚至是荒谬的，但是因为与儿童的直接经验相吻合，因此会得到儿童的长时间的认可。

2.前概念的产生与儿童生活的环境和他们接触到的人有关。

儿童除了从个人的生活经验中获得前概念，也可能从所生活的社会环境及周围的人当中获得一些前概念。在儿童的日常生活中，成人往往倾向于通过简化科学概念来帮助儿童理解这个世界，而在简化的过程中又往往会扭曲概念的本质含义，给儿童错误的认知。很多研究表明，教师是儿童前概念的一个重要来源，教师的错误阐述，对科学概念的不适当简化等都会使学生产生错误的前概念概念。

3.前概念的产生与儿童的思维发展程度有关。

一切概念都是人脑对事物本质的反应，是在抽象概括的基础上形成并用词来标识的。因此，概念的形成离不开思维，思维是概念形成的内在因素，是概念形成的基础。而儿童前概念的形成也是儿童自我思维加工的结果。

根据皮亚杰的儿童思维发展理论，他将儿童的思维发展分为了四个阶段：感知运算阶段、前运算阶段（表象思维阶段）、具体运算阶段和形式运算阶段。在感知运算阶段，儿童主要依靠个人的感知觉器官来认识和了解世界，思维方式比较简单，概念的形成过程基本不依靠思维。而在儿童2―7岁的前运算阶段，儿童已经开始脱离物体，利用表象来进行思维，这一时期儿童开始运用思维来形成概念，在这些概念当中包括大量的科学前概念，在这一时期，儿童的思维活动具有以下特点：（1）相对具体性，即以表象思维为主，还不能进行抽象逻辑思维。（2）不可逆性，只能单向认识事物间的联系，缺乏守恒概念。（3）自我中心，表现为儿童总是站在自己的角度来看待问题。正是因为处在此时期的儿童在思维上具有这些特点，所以在思考光源问题时才会倾向于将光源或光的作用效果这些与光有关的实在现象理解为光；因为缺乏守恒的概念，所以他们中的很多人才无法理解透镜只是将等量的光汇聚在了一点；由于受自我中心的影响，儿童才会只把自己能意识到的强光看作是光，进而导致对反射的片面理解。

与皮亚杰相同，维果斯基在其著作中详细分析了儿童的概括（即影响儿童概念形成的思维过程）能力的发展，并将其分为三个基本阶段：含混思维、复合思维和概念思维。在含混思维形式的主导下，对儿童起重要作用的通常是直接的、偶然的、情境性的印象。在这一阶段中，儿童的思维以自我为中心，儿童认识、理解、概括事物主要依靠知觉提示给他的主观联系，而不考虑事物的内在客观联系，因此这些联系也往往是无条理的、甚至是矛盾的。这也很好地解释了儿童前概念的形成过程。

综上所述，我们可以发现，儿童前概念的形成，既受外部环境因素的影响，又是儿童内在的思维方式的作用的结果，并且内外部因素间还存在相互作用，外部环境为是思维内在运转提供原料与素材，刺激内部思维的运作，而内部思维运转产生的结果又需要得到外部环境的肯定，儿童的科学前概念正是在这种内外因的互动中形成的。外部环境提到的，儿童将光等同于灯或太阳，正是在这种内外因的互动中形成的。

三、针对概念转变的教学

在对前概念的形成原因进行分析后，针对这些原因，教师就可以制定合理的方案进行概念转变了，以下是在概念转变教学中应注意的几点问题。

1.了解儿童的科学前概念及其逻辑结构。

想要进行概念转变，首先就要了解儿童存在哪些前概念，但是只是单单知道这些前概念是不够的，还要弄清这些前概念间的逻辑关系。儿童的各种概念之间是彼此联系的，一些复杂的概念往往是建立在简单概念的基础上的，而前概念亦然，因此教师要了解清楚儿童基础的前概念，从这些基础前概念入手，逐一进行概念转变。在儿童的光学前概念中，正是由于儿童没有形成“光――空间中的实体”这一概念，导致儿童对后面光的运动及反射等一系列概念的错误理解，因此，如果教师了解了这部分前概念间的逻辑结构，从光的定义为出发点开始教学，则必然顺利地进行其它前概念的转变。

2.创造适宜概念转变的外部环境。

在原因分析中，我们可以清楚地看到，儿童的很多前概念都是外部环境直接灌输的，因此，为了进行概念转变，健康科学的外部环境是不可或缺的。年幼的儿童依靠个人经验来认识世界，但外部世界中的很多现象会对儿童产生误导，作为成年人，我们有义务对此进行指导。考虑到儿童的年龄，我们可以将复杂的知识进行简化，但这些经简化的知识一定要是科学的、正确的。因此，教师要关注儿童提出的每一个问题，在回答时也要谨慎认真，用科学而简单的方式帮助学生领悟知识，尽量避免不良外部环境对儿童的影响。

3.关注儿童思维的发展，通过转变儿童的思维方式来进行概念转变。

概念是思维的细胞，是思维运作的产物，想要彻底地解决儿童的前概念，就要从思维的角度出发，通过弥补儿童思维上的不足，来进行概念教学。如帮助儿童形成守恒的概念，学会多角度看问题，脱离自我中心的误导，等等。思维是概念形成的本源，单纯的概念转变只能改变有限的概念，而真正的思维的补完，却可以实现概念的批量转变，并对儿童未来生活产生深远影响。

科学前概念是儿童在学习科学知识时产生的不同于科学家的科学概念的一类特殊概念，其产生既受到儿童生活的外部环境影响，又受到儿童内部思维发展阶段的制约，教师要充分地考虑到这两方面的影响，制定符合儿童身心发展情况的概念转变方案，还要对儿童的科学前概念有全面的把握，这样才能事半功倍，顺利进行儿童的概念转变，最终帮助儿童形成科学的概念。

参考文献：

［1］罗莎琳德・德赖弗等人主编.刘小玲译.儿童的科学前概念.上海：上海科技教育出版社，2008.

［2］蔡铁权.概念转变的科学教学.北京：教育科学出版社，2009.

统计学概念范文第5篇

【关键词】 CDIO；概率统计；Matlab软件；教学实践

【基金项目】 武汉纺织大学校级教学研究项目（2016JY083）.

一、引 言

CDIO是国外高等工科教育的一种创新模式，其具体目标是为工程教育创造出一个合理的、完整的、可概括的教学目标.CDIO代表着构思（conceive）、设计（design）、实施（implement）、与运行（operate），是当前高等工程教育的一种人才培养理念，意在培养学生的工程能力，该能力不仅包含个人的学术知识，还包含着学生的终生学习的能力，团队交流能力和系统掌控能力.从2000年起，麻省理工学院、瑞典皇家工学院等四所高校形成跨国研究组合，获Knut and Alice Wallenberg基金会近1 600万美元巨额资助，经过4年探索创立了CDIO工程教育理念并成立CDIO国际合作组织.目前，国内一些高校正在进行学习、改革.

概率论与数理统计作为工科高等院校的一门基础数学课程，几乎是所有后续工程专业课程的基础，具有应用性强、与专业结合紧密等特点.一直以来，在其教学过程中存在内容多、学时有限、学生自主学习及实践环节薄弱等问题，这些问题严重影响该课程教学的质量.为了让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式去学习工程的理论、技术及其应用，在CDIO教育理念下，对该课程的教学目标、教学方法、教学手段等方面进行改革，将成为探索CDIO工程教育模式、切实提高工程教育质量、培养应用型工程人才在该课程教学中的重要环节.

二、制订基于CDIO教育理念的概率统计课程新的教学内容

概率统计课程是工科大学生必修的数学课程之一.通过本课程的学习，可以使学生对随机事件、随机变量、参数估计和假设检验的基本概念、基本理论和基本方法有清晰的理解.但多年来，教材一直是沿用传统的教材内容体系，教学内容部分和中学阶段的重复.比如，古典概率在教材中占有很大的比例.事实上，中学阶段，学生已经接触到古典概型.对于类似这样曾经学过的内容，浅显部分可以要求学生自主学习讨论，教师深入讲解难题.因此，对于部分教学内容，可以设置为自学内容.同时，与数学实验相结合的部分，建议设置少量学时的实验课程.

三、改进教学方法、丰富教学手段、增加Matlab数学实验

CDIO模式教学主张用问题启发学生思维，让学生在实践中获得经验和技能，由此支撑并鼓励学生探索性学习，进行创新性的探究.将CDIO模式灵活贯穿到教学活动中，需要更多地采用讨论式、参与式、问题式等方法.所以，在有些概念的引入中，可以通过案例激发学生主动思考、开拓思路，树立“以学生为主”的思想，让学生主动地进行探索、猜测、改进等.在教学过程中我们通常将讨论式、问题式教学方法，恰当地运用于课堂教学的各环节之中，使教师成为学习的促进者，学生成为学习的主动者，将学科知识与学习方法巧妙地结合，引导学生学会学习，学会创造.实现以教师为中心向以学生为中心转变；以课堂单一教学形式向以图书馆、实验室、科学实践多种教学形式转变；开展开放式教学活动，小组讨论等教学模式.目前，还可以把部分课程内容放到网上，让学生有自主学习的渠道，特别是一些实验教学环节，让学生课下进一步学习Matlab等软件.

由于Matlab具有强大的运算能力与出色的数据可视化能力，非常有利于与理论教学相结合.例如，在讲授分布律与概率密度、n重贝努利实验、泊松分布近似表示二项分布、大数定律与中心极限定理的验证、统计中三个常见分布的概率密度函数与参数的关系时，教师都可以给出计算机仿真实现方法，直观地展现随机变化的过程.同时，可布置一些类似的习题，留给学生作为课外作业，从而提高学生学习的自主性、理解能力和动手能力.因此，适当地引进数学实验是必不可少的，是能有效提高学生的学习能力的.

四、结 语

在CDIO工程教育理念的指导下，在概率论与数理统计课程教学内容改革的具体实践中，学生不再简单地按照教师的安排和讲授去得到一个结果，而是在教师的指导下，在主动积极的学习环境中，充满兴趣地、独立地去寻找得到这个结果的途径和方法，极大地激发了学生学习的主动性和动手实践能力.另一方面，教师的作用从单纯的知识传递者转变为学生学习过程的引导者，在引导学生从实践中发现新知识、掌握新内容的同时，不断提升自身的基本能力和专业水平.

【参考文献】

[1]严彦文.基于CDIO理念的工科概率统计教学改革研究[J].课程教育研究，2015（4）：165.