地理信息科学的概念范文

【关键词】自主论/还原论/生命现象/解释/遗传信息

【正文】

1．目的性解释或功能解释的方式是概念自主性的逻辑延伸

如果承认生物学理论具有自主性，那么理论自主性的根本在于概念的自主性，即存在所谓不能用物理——化学术语进行描述和定义的概念。生物学理论自主性的另一表现——理论体系的目的性解释或功能解释方式，是概念自主性的逻辑延伸。另一方面，生物学理论中仅存在自主性概念并不必然导致目的性解释或功能解释，例如，孟德尔遗传学、公里化处理后的群体遗传学和进化论的演绎体系(1),其中所有的概念都没有与物理——化学发生关联，都是自主的，只有在一个体系中，例如，以分子生物学为主体的现代生物学，存在自主性概念的同时，又存在物理——化学的术语和概念，并且，二者都处于解释起点的位置，才必然导致目的性解释或功能解释的理论结构，这种结构成为融合自主性概念与物理——化学概念为一体的方案。就现代分子生物学来说，其中的物理——化学概念所描述的是生命现象中的分子及其行为，而自主性概念所描述和推演的是我们宏观经验的生命现象本身，这二者之间，从概念的构造和体系的建立的过程来说，分属两套逻辑体系，因而它们之间没有逻辑演绎的导出关系(2)，同时，由于生命现象的复杂性（即使假定把它描述成所谓的因果反馈网络是可行的方案），难于形成一个由前者到后者的历史演化的因果决定性的理论描述，剩下来将二者结合在一个理论中的唯一方案就是目的性解释或功能性解释的方式。由此形成的体系中，自主性概念（如遗传信息）处于核心地位，物理——化学的术语和概念（如dna，蛋白质）是附属的。现代还原论（或称分支论，企图将生物学作为物理科学的一个分支）对生物学理论的目的性解释或功能解释方式的一切责难，以及将其变换为演绎解释方式的企图，如果不首先化解概念的自主性问题，将是徒劳的。

从生物学理论的客观构建过程来说，这些“自主性概念”是直接从生命现象中认定的，因而也是无机世界所没有的。在自主论看来，无论站在什么角度或立场上，“自主性概念”是理论中不可再分解的最基本，最原始的元素，是解说其它现象的起点；而在还原论看来，从物理——化学的立场或从无机界与生命界的关系的角度来看，“自主性概念”是复合的，应由物理——化学的术语和概念复合而成，因而它们就不应是理论中最基本的元素。我们顺着还原论的思路思考下去，还原，就是最终由物理学中的概念逻辑地演绎“自主性概念”的内涵。物理学中所有概念都终究归结为可感知、可操作的三个量纲：质量、空间、时间。物理科学内部的还原都是这种归结：对热质的否定并把热现象归结为能、温度归结为分子的平均动能，从化学到量子力学等等，著名的“熵”，则以热量与温度的关系来表示，在申农创立了信息论之后，人们便千方百计地寻找“信息”与物理学的关系，勉强将其与“熵”联系起来。从有限的意义上说，分子生物学还原了经典遗传学，将基因还原为dna和“遗传信息”，而“遗传信息”如何进一步归结为物理学的量纲呢？“遗传信息”是一系列生命过程的整体赋予dna等生物大分子行为以生物学意义的概念，也就是说在解释的逻辑次序上整体在先，元素在后，这是“遗传信息”这一概念的自主性的来源。因此，分子生物学的还原仅是有限意义上的还原，甚至不能说是还原，因为它仅仅是以一个自主性概念（遗传信息）解说了另一个自主性概念（基因），而“遗传信息”已成为现代生物学的研究范式或纲领的核心。因此，现代分子生物学并没有给还原论以支持，而且具有反作用，因为，如果说经典遗传学是一个演绎体系因而在这一点符合还原论的要求，那么分子生物学由于“自主性概念”与物理——化学概念的混合而具有了目的性解释和功能解释框架的特征，这成为生物学理论自主性的表现特征之一。

现代自主论正是从分子生物学的这些自主性特征出发，声明了自己的原则和立场。

2．现代自主论的原则及其本体论基础

从活生生的生命现象中直接认定一些概念，从而它们独立于无机界，有别于物理——化学语言，使建立在这样的概念之上的理论具有自主性，最极端的例子是本世纪初的生理学家杜里舒（h·driesch）将“活力”概念科学化和理论化，使它成为逻辑解释的起点；孟德尔到摩尔根所构造的经典遗传学中的“基因”，也是直接以生命现象以及从中所获得的数据为根据认定的有别于物理——化学的概念。本世纪六十年代，分子遗传学将“基因”用dna分子片段代替，使人们一度认为生物学的自主性是一种虚幻的认识，迟早会消失的。但是，并非dna分子片段唯一地代替了基因，而是dna分子与“遗传信息”二者一起来解释基因。“遗传信息”又是直接来源于生命现象的概念，仅就这一点来说，分子生物学仍然具有自主性。这是现代生物学自主论的根据。

现代自主论的主要论点是生物学完全有根据形成自主的概念，“自主”意味着不能由物理——化学术语来分解或描述或定义。为了区别于分子生物学诞生之前的生机论或活力论，现代自主论提出以下原则：将生物学能否还原为物理科学与能否用物质原因阐释生命现象严格区分为两个问题。(3)这个原则所要强调的是，物理——化学并不是对物质世界的唯一表述方式，关于生命有机体自身的物质原因的表述（生物学理论）则是另一种关于物质世界的理论表述方式，二者之间不存在逻辑蕴涵或逻辑导出关系。生物学还原为物理科学，其严格意义是以物理——化学的概念和定律来解释生命现象，从而推演生物学理论。仅从概念的层次来说，完全用物理——化学的术语描述或定义生物学概念，已经非常苛刻而至今远未做到。现代自主论“用物质的原因阐释生命现象”则宽松得多，实际上，分子生物学就是这样，以生命大分子组成，再加上遗传信息、复制、转录、翻译以及选择、稳定等诸多生物学独有的自主性概念，成功地阐释了从功能到进化的许多生命现象和活动。这是一个非常实际的原则，既可以摆脱科学史上令人厌恶的“活力”纠缠，又没有象还原论那样自套枷锁。

虽然如此，如果深究这一原则，则存在以下问题：

第一，现代自主论所称的具有自主性的生物学概念的认知来源无疑仍是对生命现象的直接认定，因此，在还原论或分支论那里应该是纯粹的解释对象的生命现象，在此成为认知和解释的起点。至少在这一点上与“活力”概念是相同的；

第二，现代自主论的本意是，生命现象中的物质运动方式为无机界所没有，因而对这些运动方式、关系等可形成独立于或自主于描述无机界物质运动方式的物理——化学的术语、概念乃至规律、理论，作为解说生命现象的前提。这种主张或可与当下的生命现象或“功能生物学”(4)相谐调，但与科学界的一个基本承诺（也是一个从未被证实过的预设）相抵触：生命来自于无机界。这意味着生命现象中的运动方式与无机界的运动方式有—个逻辑与历史相统一的关系，描述它们的理论也应有一个统一的逻辑关系，因而自主性不应该是必然的。

第三，在解释上，“物质的原因”中的“物质”是指生命体组成，主要是生物大分子，因此在现代自主论看来，分子生物学在具有了自主性的同时，又具有了物质性。而具体体现这种主张的分子生物学必然是自主性概念与物理——化学的术语和概念相“混合”的理论，其中，直接以生命现象作为实在性基础的自主性概念占有主导地位，是理论的核心。“遗传信息”规定了未来的蓝图，成为生物大分子所有行为的目的性基础与源泉，(5)它以生物大分子自身的逻辑内涵所没有包容的、因而是外在的东西，来赋予生物大分子行为以生物学意义。这就使得dna等生物大分子成为遗传信息等概念的附庸，导致了目的性解释或功能解释方式(2)。这实际上仅仅一半是物质的，而另一半却仍旧是“生机”的。这样，与其说是解释生命现象，不如说是在阐释生命形式下的分子及行为。这样的理论之所以被人们接受，其原因之一是人们接受了“生命来自于无机界”这个科学界中最基本的承诺之一，它已成为一种指导思想，给人们带来了希望：迟早有一天我们可以使理论上的从无机到生命的逻辑与历史上的从无机到生命的演化过程统一起来。因此，现代自主论的原则尽管与现代生物学相一致，但是，它却与这样一个重大的承诺不谐调。

第四，由此，我们可以做这样的一个回顾：生机论以从生命现象中认定的概念作为解释的起点，可简略称为“以‘生命’解释生命”；还原论则基于近现代科学精神的要求，以描述无机界的概念为起点来解释生命现象（即“以‘物质’解释生命”）；而现代自主论的原则和主张，在分子生物学的具体体现中，却付出了这样的代价：以自主性概念为核心规范了物理——化学的术语和概念，以此为解释起点，但所解释的并非是生命现象本身，而是分子的行为（尽管是生命形式之下的）——自主性的那部分所解释的是生物大分子的（物质的）行为（即“以‘生命’解释物质”），“物质原因”那部分所解释的也仍是物质，而非生命。

以上几点，既是现代分子生物学理论体系中存在的哲学疑难，又是现代自主论的主张所存在的问题。现代自主论的原则是以现代生物学为其合理性依据的，它之所以坚持这一原则，一方面是由于现代分子生物学的内容的确如此，另一方面又企图把这一原则固定为今后理论生物学构建的指导性原则。这不由得使人想起了二千多年前亚里士多德的技巧，他不满意柏拉图在灵魂（生命）与肉体（物质）之间设置的鸿沟，企图找出生命过程与物理过程的密切联系，同时又要界说生命过程以表明与物理过程的区别，他构造了“形式因”和“目的因”的概念来解决这一问题：一件东西赖以构成的原料或物质并没有告诉我们它是什么，但赋予它以形式或目的，我们就可以根据它能做什么来说明它。

进一步的问题是本体论问题。现代自主论的优势在于现代生物学理论的形态和内容确以一些自主的概念作为理论根基的，但它的本体论基础却不令人信服：“生物学自主性的本体论根据在于生命有机体这种体系中的因果关系是复杂的，其中，生命整体行为对部分的制约是无机界所没有的。”(3)在此，存在着这样的悖论：因果关系是对现代生物学自主性的否定，而这里却以因果关系（尽管是复杂的，但仍是因果关系）作为自主性的本体论基础——前文分析了“一个理论体系中自主性概念与物理——化学概念同存并列作为解释的最基本元素，必然导致目的性解释或功能解释的方式”，它的逆否命题便是“非目的性解释（演绎的或因果关系的）体系不允许两种概念混合并列为解释的起点”，只能由一方还原另一方。那么，理论出现了“自主性”，到底是由于生命现象太复杂、纯粹以无机界为起点因果地或演绎地解释生命现象太困难而采取的权宜之计；还是由于存在着无机界所没有的“制约”，因而生命现象在本体上具有“自主性”（自主于无机界、确切地说自主于物理——化学的运动机制），使生物学也具有了“自主性”？接下来就发生这样的重大问题：本体上的自主性是什么？它与“活力”“生命力”的本质区别是什么？现代自主论可以争辩：生物学理论的自主性并不等同于生命现象具有自主性。但是，“整体对部分的制约”等诸如此类的现象如果在本体上不是自主的，而是与无机界有演化机制的因果关联，又为何不能为物理——化学（包括未来的物理科学）所描述？除非承认“科学的认识方法是有限的和不完备的”以及进一步承认“人的认知能力是极为有限的”这样令人气馁的命题，这又回到了“太困难而采取的权宜之计”上来。

因此，现代还原论固执地坚持以下两点与现代自主论的原则以及生物学理论现实作对：第一，生命必须纯粹地作为解释对象，而不能在解释之先从生命现象中预设某些概念作为解释的起点，如果生物学理论中有这样的概念，则它应被分解为物理——化学的语言；由此，第二，用演绎的解释方式转换由于存在自主性概念而采用的目的性解释或功能解释方式。坚持以上两点，也即将生命现象作为纯粹的解释对象而从无机界来演绎，就意味着用“物质的原因解释生命”与“生物学还原”是同一个问题。由于这种理想主义的固执，还原论所遭遇的困境甚于现代自主论。

3．现代还原论的困境

还原论的致命之处，主要不在于它反对现代自主论的原则，而在于反对现实的生物学理论的形式和内容去追求一种不太切合实际的理想。对生物学理论中的目的性解释和功能解释的诸多责难及演绎还原的要求所依赖的合理性依据——解释预言的检验是经验上可操作的，已随着现代生物学的成功而烟消云散，因为目的性解释或功能解释方式同样在试验上可检验。面对现代生物学的成功，以及还原所难以克服的诸多困难，再加上现代自主论强有力的批判和否定，现代还原论发现，剩下来可依赖的唯一合理性是哲学意义上的依据，即“生命来自于无机界”这一预设性和承诺性命题，我们不应“以‘生命’解释生命”，也不应“以‘生命’解释物质”，合理的“解释矢量”的方向应是“以‘物质’解释生命现象”。在这里，“生命现象”是一个很不具体的抽象概念，实际上可具体为被“约束”或“规范”的物质行为表现和“约束”或“规范”机制本身，这是真正的解释对象，也是理论自主性的实在性基础。因而，对于还原论来说，追究“基因”或“遗传信息”的起源和分子进化机制已成为其最后的坚守阵地，并且，当代自组织理论和超循环理论的盛行，似乎为还原论带来了令人振奋的希望。

迈尔曾将生物学理论划分为功能生物学与进化生物学，(4)在功能生物学中，基因所携带的遗传信息是生物学一切功能和目的的基础和源泉，只要突破这一点，即能够用物理——化学的语言演绎地描述形成遗传信息的分子进化机制，那么，还原论至少在原则上取得了胜利。但是，通过以下分析，这种希望似乎又是水中之月。

前面说过，“自主性概念”之所以“自主”，是由于它直接对应于生命现象或认定“生命的实在”，它反映了生命特有的本质，因此，它作为理论的起点，不必给予也不可能进行物理——化学的描述。还原论否认存在生命的特质，把所谓“自主性概念”或直接来自生命现象的概念看成是“复合性”的，可分解为诸多物理——化学的术语和概念，与此相应的试验上可操作性依据是生物化学对生命有机体的组成还原。但是，组成上的还原虽然可作为生命与无机界密切联系的依据，但也没有否定现代自主论的“用物质的原因解释生命不等于还原”的命题及所坚持的原则。否定“自主性概念”的充分条件不仅仅是把它看成“复合性”的，而且要以物理——化学的术语和概念逻辑地导出它的内涵。如果只满足于组成上的还原，结果只能是以“自主性概念”为核心来赋予生物大分子及其行为以生命意义(2)。与逻辑导出相对应的试验依据不是组成上的分解还原，而是与逻辑导出同向的试验可操作性，说白了，就是由无机要素合成生命，哪怕是最简单的生命现象。例如，对于超循环论来说，就是生物大分子超循环耦合能否在试验条件下发生，这涉及到“生命来自无机界”这一命题由哲学化向具体的科学化的过渡，关系到还原论在科学上能否真正站稳。但是：

第一，由无机到生命，经历了漫长时间，并且，生命的产生和演化是在十分优越的条件下选择了唯一快捷的途径而发生的。以人类的有限生命和历史是否有能力进行这种操作呢？这就象大海里的沙子，原则上是有限的，如果想数清楚有多少粒，则在实践上是一个无限的问题。退一步说，仅理论上的操作，即以物理——化学诸要素，通过在无机背景下取得的参数，进行自组织理论的非线性过程计算，来描述无机与生命之间的逻辑关系，这种非线性理论的计算操作也同样是事实上的无限复杂。这种原则上的有限而实践上的无限，直接冲击还原论的哲学基础：决定论。只有决定论成立，由无机到生命的逻辑演绎方式才是理论上可操作的，才具有进行预测和试验上可操作的价值和意义；决定论的前提又是自然有限论，而无限性就意味着不确定性，也就意味着逻辑演绎的理论之路是不通畅的、实践之路是不可操作的。

第二，自组织理论本身的结论——非线性过程的不可逆性，使这种操作不可能。从无机到生命的历史过程，其中有许多偶然性或随机因素起了决定作用并已作为“信息”储存于生物大分子的结构中。由于偶然性或随机因素的不可重复，使时间不可反演，因而整个过程无法进行重复操作。

第三，自组织理论和超循环论的非线性动力学过程的不确定性，使从无机到生命的演绎过程不可能。在此，应对“因果决定论”与“演绎解释方式”作出区分，一般来说，这二者被合二为一地用来与目的性解释或功能解释方式相对立，但它们之间是有区别的。因果决定论是用来表述定律或原理的方式，而演绎解释的方式是解释体系乃至理论体系的构成框架，即因果决定论形式的定律或原理是作为演绎框架的解释前提而出现的。这就可以提出这样的问题：否定了因果决定论的自组织理论的非线性过程的定律、原理是否可以作为从无机到生命演绎解释框架的解释前提呢？按照还原论解释的要求，如果中间环节有不确定因素，将阻碍这种演绎解释的逻辑通道的畅通。只有解释前提的因果决定论形式才与整体的演绎解释框架相谐调。尽管自组织理论及超循环论这一新物理科学曾经被讨论的热火朝天，由于它在分子自组织领域内就已经在逻辑上不确定了，因而，至今为止它对生物学的影响只限于描述性地说说而已，至多提供一个框架式的思想启示。

4．结语

还原论所遭遇的困境，是由于坚守着理想主义的科学信仰而不顾生物学现实。但是，无论是同情还原论而提出的带有折衷性的整体还原，还是反对还原论的自主论，在其构建生物学理论的建议中，只要还主张保存直接来自于生命现象的术语和概念，并且不可被物理——化学的术语和概念、也即描述无机世界的术语和概念所代替，都是在认识论上允许预先设定生命现象作为解释的起点，从而在本体论上承诺了存在着一种生命特质，也就有违于“从无机到生命的历史走向和逻辑走向相一致”这一基本的科学承诺。

在现代生物学面前，还原论成为固执地坚守理想和信仰的牺牲者而在所不惜，自主论由于切合生物学理论的现实而取得了优势，并以能够指导未来生物学理论的构建为最大的价值所在。但是，笔者认为，一门学科，特别是具有哲学色彩的学科，其意义和价值不应仅仅依赖于其他学科，更不能以其可否“指导”自然科学的发展为其价值标准。逻辑实证主义起始的现代科学哲学的历史已证明这种“指导”是虚妄和徒劳的，科学往往自我发展而不听命于哲学家的“指导”。在这方面，还原论也并不是无可厚非。无论是还原论还是自主论，它们的目的都是企图指导生物学理论按照它们指定的框架来运行，结果使我们处于这样一个悖论之中：如果信守“生命来自无机界”这一命题，则应否定“不能用描述无机界物质运动的概念、规律即物理科学进行还原”；而坚持还原论，则遇到操作上包括不确定性对演绎过程的否定的阻碍。这是否值得我们反思一下过于功利主义倾向的行为，以修正我们对科学的哲学探讨的目的？科学哲学的真正意义和价值在于自身，在于对科学及其与自然的关系的理解，在于它自身体系的建立，这个体系体现了人类的心智对完美的追求和向往。这一点，特别是在一个人欲横流的社会里，是极为可贵和重要的。

【参考文献】

(1)rosenberg.a.(1985).thestructureofbiologicalscience．(cambridge：cambridgeuniversitypress）．

(2)郭垒：“生物学自主性与物理科学的理论构建”，《自然辩证法研究》，1995年第3期。

(3)董国安、吕国辉：“生物学自主性与广义还原”，《自然辩证法研究》，1996年第3期。

地理信息科学的概念范文

关键词：教学设计；信息加工；物理概念与规律

一、教学设计的界定

教学设计是一门以学习心理学、教学理论和教学技术的研究

成果为依据，寻求解决教学问题、优化教学总体成效的应用学科。换而言之，教学设计是教师主动自觉地运用教学理论、学习心理学理论以及系统论等其他科学的理论，确定教学目标后，通过整合教材和其他信息资源，形成能够帮助学生习得学习结果的最优实施

方案的过程。它的核心特征是教师能够主动自觉地依据学习理论、教学理论等科学的理论，为一类教学问题提供有效的通用的解决

方案。从立论基础看，教学理论存在两种不同的取向，一种被称为哲学与经验取向的教学理论，另一种被称为科学心理学与实证研

究取向的教学理论，对具体的教学设计而言，基于哲学和经验的教学理论能够给予启示性的作用，但可操作性相对较弱。本文所讨论的观点是基于科学心理学――加涅的信息加工心理学。

二、加涅关于学习的信息加工理论

1.信息加工心理学的基本观点

信息加工心理学重点关注人们如何注意环境中的事件，对要

学习的信息如何编码，如何对信息进行加工、存储以及如何提取信息等等。信息加工心理学的基本观点是：将个体视为一个信息加工系统，学习是信息加工过程，学习者从学习环境中感知，识别信息，在工作记忆中加工成对个体而言的信息。

2.学习与记忆的信息加工模型

加涅在吸取信息加工心理学研究成果的基础上，提出了学习

与记忆的信息加工模型。这一模型包括三个系统：操作或加工、执行控制和预期。操作系统是学习者的信息加工过程，执行控制是跟学习有关的认知策略，预期是有目的地选择跟学习有关的信息。加涅认为，能被注意到的信息存储在人的工作记忆中，工作记忆中贮存的信息可以通过内部复述而得到保持，从而有助于信息编码进

入长时记忆，当学习者需要这些信息时又可以被提取出来回到工

作记忆中，从而与其他输入的信息整合在一起形成新的习得技能，表现出特定的外显行为。

在实验心理学研究成果的基础上，加涅认为学习者的工作记

忆容量有限，并且当呈现许多信息单元时，学习者无法从这些繁杂的信息中整合得出所有结论，只有先呈现一部分信息，学习者经过加工后才能获得一个相关结论，信息加工具有一定的序列性。这些均为物理概念与规律教学设计有效性的判断依据。

三、学习者的信息加工方式――逻辑推理

学生学习物理概念和规律的意义，就是通过学生自己的思维

活动形成这些概念间的本质或因果联系；在物理学科的学习中，学生通过运用特定的推理方式来建立概念间的联系。

物理学科中常用的逻辑推理主要有归纳推理、演绎推理、类比推理等，不同的概念和规律的获得需要选择不同的逻辑推理方式。以演绎推理为例，这种推理有两个前提，即大前提（概括性的一般原理，学习者已经掌握的原理）和小前提（对个别事物的判断），演绎推理的结构就是根据两个前提之间的关系做出新判断（推理），得出结论。例如，以教师运用演绎推理帮助学生习得“物体下落快慢与物体的质量无关”这一结论为例，教师做一个演示实验：将三张质量相同的纸从同一高度同时由静止释放（其中一张纸被揉成

团，一张纸被对折一次，还有一张纸被平展），实验现象是三张纸下落快慢不同，学生观察后得出一个判断“三张纸质量相同，下落快慢不同”，这是小前提；“如果物体下落快慢与质量有关，则质量相同的物体下落快慢相同”，这是学生经验中已有的原理，即大前提；学生能够通过大前提和小前提推理得出结论“物体下落快慢与物体的质量无关”。其推理结构示意图如下：

大前提Pq实例：物体下落快慢与质量有关质量相同下落快慢相同

不同的逻辑推理具有不同的逻辑结构，此处不再一一阐述。

四、“物理概念与规律”教学设计有效性的判断依据

1.有效教学的界定

有效教学的核心是教学的效益，即什么样的教学是有效的？因此“有效”成为关键点，它主要是指通过教师在一种先进教学理念指导下经过一段时间的教学之后，使学生获得具体的进步或发展。有效教学的“教学”，是指教师引起、维持和促进学生学习的所有行为和策略。因此，有效教学就是教师通过各种教学策略，让学生的学习效率得到大幅提升，使教学有效果、有效率、有效益。

2.有效的教学设计应符合的条件

基于加涅的学习与记忆的信息加工理论模型以及物理概念

与规律获得的信息加工机制，笔者认为判断“物理概念与规律”教学设计的有效性应符合以下要求：

（1）符合信息容量限制的要求

根据加涅的信息加工模型，学习者的工作记忆容量是有限的，因此教师在进行教学设计时要注意给学生呈现的信息量要保持在适度的容量限制范围内，更要减少无关干扰信息的呈现，以此减少学生不必要的记忆负担。

（2）符合序列加工的要求

加涅的信息加工模型给我们的启示：学生无法从教师给定杂

乱无章的大量信息中整合出所有结论，教师只有先呈现一部分信

息，学习者经过加工后才能获得一个相关结论，信息加工具有一定的序列性。这就要求教师合理地整合信息资源，明确教学目标，把教学目标分为若干子目标，依据若干子目标合理呈现一部分信息，以便学生有效轻松地获得相关结论。

（3）符合信息加工方式的要求

物理概念与规律的获得机制是逻辑推理，相应的逻辑推理具

有其特定的逻辑结构，因此，教师在帮助学生获得相关概念和规律时所选择的逻辑推理结构应符合特定结论获得的加工方式，从而

减轻学生的理解负担。

（4）控制加工的要求

教师要帮助学习者在所呈现的大量信息中，有目的地选择需

要加工的信息，在教学活动中教师要给予学生有目的的指导，从而减少学生识别信息的盲目性，提高教学的效率。

参考文献：

[1]陈刚.物理教学设计[M].上海：华东师范大学出版社，2009（3）.

[2]孙可平.现代教学设计纲要[M].陕西人民教育出版社，1998（1）.

地理信息科学的概念范文篇3

论文摘要：研究概念的生成，有其理论价值和实用价值。概念的生成也可通过元素组合的方式产生，这是一门新兴的学科，是科学研究的工具。

一

概念是人类抽象思维的元素，是人类文明的基石，是人类进步为脚印。一部人类的智能史也就是概念的发展史:由无到有，由少到多扩由简单到复杂。今天概念已形成一个庞大无比的系统，而且还正在扩大化、复杂化。那么，人类的概念是怎样产生的呢?毛泽东在《实践论》中说:“社会实践的继续，使人们在实践中引起感觉和印象的东西反复了多次，于是在人们的脑子里生起了一个认识过程中的突变(即飞跃)产生了概念。概念这东西已经不是事物的现象!不是事物的各个片面，不是它们的外部联系，而是抓着了事物的本质，事物的全体，事物的内部的联系了。概念同感觉，不但是数量上的差别，而且有了性质上的差别。循此继进，使用判断和推理方法，就可以产生出合乎论理的结论来。”(《毛泽东选集》卷一262页)这是概念的最早的最基本的生成形式。但这并不是概念的唯一的生成形式。

科学的假设当然也是概念，但科学假设的提出，并不一定是严格遵循“感性认识的反复一一飞跃一一概念”的路线的，而科学的假设可能是事物的本质，事物的全体，事物的内部联系，假如它们被证实了的话;但也可能并不是这么回事，假如没有被证实的话，但它依然是概念呀!在现在的信息时代里，研究概念生成的多种多样的形式和途径，这是既有理论价值又有实用价值的，它有利于开发人们大脑的潜能，培养创造性思维，促进人类知识的革命。

二

概念也可以通过元素组合的方式产生。那些最基本的最简单的概念，可以称之为元素，也就是复杂概念或复合概念的区别性特征。如:

这时我们可以排列如下矩阵:

在我们的矩阵中，便出现了16个复合概念。其中第3号内涵是:

这便是电视。一个复合概念的构成元素的总和，即它的区别性特征的总和，‘便是它的内涵。而其中的第4号概念是:

这便是电视电话，有图象的电话。而第1号和第2号概念则是全新的过去不的东西:

第1场新概念可以叫做“全息电视”，第2号概念可以叫做“全息电视电话”。在我们的短阵中，有许多概念所反映的现象是过去没有的，这又有两种情况，一种是过去没有，但今后会有，因为它是合理的，可能的，如这里的第1和第名号新概念;第二种是现在过去没有，将来恐怕也永远不会有，因为这种排列组合是不合理的，不可能的，如这个矩阵中的第13号和第14号概念:

因为无图象、无声音同全息是矛盾的，所以是虚假的概念，不可能找到或制造出它所指代的对象来的。再如我们有如下的基本元素:

同样可以排成如下矩阵：

也同样可以得到16新概念，即i6种新的概念所反映的多功能用品，如:

通过元素的排列组合来生成新概念比在感性认识的多次反复的基础上飞跃而产生概念。当然具有多快好省的特征。第一是“多”，可以产生一大批一大批概念。第二是“快”，很迅速地产生新的概念。第三是好，它提供的是一组概念，一群概念，一个概念场，让你在一个概念场中来检查概念，比较概念，选择最佳的最适用的概念。第四是才‘省”，这样产生概念，目标明确，避免了许多无效劳动。所以这种元素组合式概念生成法是值得也应该提倡的。当然这种方法得以前一个概念的基本生成法为基础，而且也应当受到经验的事实来检验。在人类的知识极其贫困的时代，这种元素组合式概念生成法是很难大显身手的。在今天知识更新的信息时代里，这种概念生成法有了大显身子、英雄用武之地了，时代的进步和发展也迫切需要这种概念生成法了。

三

元素组合式概念生成法可以作为科学研究的工具，也可以作为创建新学科的手段。在这横向联系的科学向综合边缘方向发展的时代里，通过学科的排列组合，便可以得到许多潜在的科学部分，并使之转化为显科学，如:

社会语言学——语言社会学

心理语言学——语言心理学

生物语言学——语言生物学

声学语言学——语言声学

化学语言学——语言化学

地理语言学——语言地理学

地质语言学——语言地质学

数学语言学——语言数学

哲学语言学——语言哲学

逻辑语言学——语言逻样学

符号语言学——语言符号学

历史语言学——语言历史学

法律语言学——语言法律学

美学活言学——语言美学

信息语言学——语言信息学

控制语言学—语言控制学

医学语言学——语言医学

系统语言学——语言系统学

这些新概念所反映的对象有的已经成了新兴的学科，有的不久也可以成为新兴的学科，当然有的将永远是一个虚假的概念。但是当我们以语言学为一方，以其他学科为一方，进行排列组合之后，得出了我们的新概念新学科的名单，这便是我们把握语言学进一步发展的一个类似门捷列夫元素周期表的草案，它帮助我们选择主攻方向，帮助我们预测语言学的下一步发展，当语言学中一个个新兴学科出现的时候，我们不会目瞪口呆，不知所措，而会镇定自如，轻松愉快地接受它，品评它。

在我们的语言学研究中，一些最基本的元素，一些初始的概念，最基本的对立，最重要的区别性特征，如:

它们的排列组合可以生成许多复杂的新概念，其中有不少是有用的概念，还等待我们去开发。

元素组合式概念生成法在现代科学研究中，是十分重要的。我们应当把它运用到基础教育中去，启发中小学生早期掌握元素组合式概念生成法，这对他们掌握丰富复杂的概念有益，让他们感觉到这些仿佛早就存在于他们的大脑中了，不过是老师唤醒了这些复杂的概念罢了，这样他们的学习不但轻松而且愉快。

因此，我们决不把元素组合式概念生成论神秘化。它虽然是新捉出来的东西，但早就存在了，早就被许多人不知不觉地运用了。我们不过是主张把它自觉化，模式化，普及化。这样才能适应提高全民族文化素质的需要，才能适应高科技友展的信息时代的需妥。当然元素组合式的概念生成论还得以溉念的分解为基础。所谓概念的分解包括，一是复杂概念分解为简单概念，二是简单概念分解为一些区别性特征。应该是先有分解后有综合。