生态平衡的基本特征范文第1篇

从教学的具体实践和学生的学习反馈来看，虽然化学平衡常数和影响化学平衡的因素两个方面考试方式多样，试题也愈加新颖，但相对而言学生比较容易理解.而“化学平衡状态”这一概念则较为抽象，较难理解其含义和实质.尤其是新课程中“化学反应限度”这一化学用语的提出，学生更是搞不懂二者之间的关系.

一、化学平衡状态的含义

在一定条件下可逆反应进行到一定的程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态.这时的状态也就是在给定条件下，反应达到了“限度”.但这时正、逆变化过程仍在继续，如果不采用特殊的方法或技术进行干预，实际观察到的则是一种“反应停止了”的表面现象.

二、化学平衡状态的理解

1.只有可逆反应才有可能存在化学平衡状态，且所有反应物和生成物均处于同一反应体系中.

化学反应的可逆性为化学平衡状态的建立奠定了内因基础，但物质的浓度、温度和气体的压强等外因条件也影响着化学平衡状态的建立.当然，内因（可逆反应）是基础，外因（浓度、温度、压强等）是条件，外因通过内因而起作用.内因和外因共同作用的最终结果，就是可逆反应要达到“化学平衡状态”这一“限度”.

2.化学平衡的根本特征是v（正）=v（逆）﹥0，即同一种物质的消耗速率与生成速率相等，但反应并没有停止.

3.达到化学平衡状态时，体系中所有反应物和生成物的浓度保持不变，这也是其根本特征的表征体现，二者相互关联、相互影响.

4.化学平衡是在一定条件下建立的暂时平衡，若影响化学平衡的外界条件改变，化学平衡状态就会被打破，直到达到新的平衡.

可逆反应在一定的条件下会达到化学平衡状态.外界条件改变时， 首先是改变了化学反应的正、逆反应速率， 当二者不再相等时化学平衡即发生了移动.而新的平衡状态则是随着正、逆反应速率的再次相等而建立的.因此，条件、速率、平衡之间存在必然的因果关系.

三、化学平衡状态的判断方法

生态平衡的基本特征范文第2篇

【关键词】信息技术与课程整合；教学模式；课内整合教学模式；“传递―接受”教学模式

【中图分类号】G40057 【文献标识码】A【论文编号】1009―8097 (2008) 08―0008―06

一 “传递―接受”教学模式的产生背景与教学流程

“传递―接受”教学模式的产生背景和美国著名教育心理学家奥苏贝尔提出的有意义接受学习理论有直接的关系。奥苏贝尔认为，学生的学习主要是接受学习，而不是发现学习，即学生主要通过教师讲授和呈现的材料来掌握前人的知识与经验。但是，这种接受学习应该是有意义的，而不是机械的；为此，新知识必须与原有认识、原有观念之间建立起适当的、有意义的联系。发生有意义学习的条件就是要帮助学习者在当前所学新知识与其认知结构中原有旧知识之间建立起某种联系或关系（这种关系应是“类属关系”、“总括关系”或“并列组合关系”三者之中的一种），从而使新知识获得实际意义。这种教学的主要目标是促进学生对知识的掌握（包括对知识意义的理解、保持和运用），并强调要依据知识的内在逻辑关系来帮助学习者形成与扩展认知结构。

在这种教学模式中，教师的主导作用体现在：激发学习者的学习动机；选择适当的教学内容与教学媒体；运用先行组织者策略以帮助学习者建立起新旧知之间的有意义联系（即帮助学习者认识到新知与旧知之间存在怎样的“类属关系”、“总括关系”或“并列组合关系”）；选择和设计适当的自主学习策略和协作学习策略以促进学习者对知识意义的自主建构、深入理解和应用迁移。学习者在学习过程中的主体地位则体现在：积极主动地建立起新旧知识之间的有意义联系，从而获得新知识的意义；与此同时，新知识将通过“同化”被吸纳到原有认知结构中使原有认知结构得以扩展。

“传递―接受”教学模式的教学流程如图1所示。

图1 “传递―接受”教学模式框图

二 “传递―接受”教学模式的内涵与特征

所谓“传递―接受”教学模式是指在教学过程中教师主要通过口授、板书、演示，学生则主要通过耳听、眼看、手记（用耳朵聆听教师的讲解、用眼睛观看教师的板书、用手记下教师讲授要点和板书内容――记笔记；对于小学生尤其是低年级小学生来说，主要是耳听和眼看）来完成知识与技能传授，从而达到教学目标要求的一种教学模式。奥苏贝尔认为，“传递―接受”式教学不一定是机械的，“发现式”教学也不一定是有意义的。教学能否做到有意义――使学生能够真正理解、掌握所教的知识（“掌握”意味着不仅能理解，而且能将所学的知识用于解决实际问题），而不是死记硬背、机械地生搬硬套、不求甚解，关键在于：是否能将当前所学的新知识，和原有认知结构（它保存在大脑的长时记忆内）中的旧知识之间建立起某种内在的联系（即新知与旧知之间是否能建立起上面所述的“类属关系”、“总括关系”或是“并列组合关系”三者中的某一种关系）。如果能够发现或找到这种联系，这种教学就是有意义的，否则就是机械的。教师的责任就在于帮助或启发学生自己去发现或找出这种内在联系，而不是越俎代庖，直接把结果告诉学生――称职教师和不称职教师的一个主要区别正是在这里。

“传递―接受”教学模式的基本特征可以用一句话来概括，就是“以教为主“。具体表现在以下两个方面：

（1） 特别强调充分发挥教师在教学过程中的主导作用

在这种教学模式下，教师不仅是主动的施教者、知识的传授者，还要求教师自始至终引导并监控整个教学进程。显然，这种模式更便于教师主导作用的发挥，更便于教师组织课堂的各种教学活动，更便于师生之间的情感交流，因而有利于对学科知识的系统传授，有利于对前人知识经验的学习与掌握，也有利于情感因素在学习过程中更有效地起作用。

（2） 对于学生在学习过程中的主体地位虽然关注，但有不足

在这种教学模式下，自主学习、自主探究、自主发现的学习方式并没有被排除，但却被置于较次要的从属位置。尽管在建立新知与旧知联系的过程中，学习者也需要积极开动脑筋、认真思考，从而需要发挥一定的主动性与积极性，但是这种主动性与积极性完全是在教师的引导、启发下形成的，和学生在自主学习、自主探究的环境下，独立而自觉地形成的主动性与积极性不能相提并论――在前者的基础上，虽然可以用较短的时间（即以较高的效率）达到对知识技能的理解与掌握，但难以培养出创新的思维与创新的能力；而在后者的基础上，则不仅可以较深入地达到对知识技能的理解与掌握，还有利于创新思维与创新能力的形成与发展，即更有利于创新人才的成长。不过，就等量的知识内容而言，为了达到基本理解与掌握，一般来说，前一种教学模式（“传递―接受”式）要比后一种（探究式）节省时间，即教学的效率更高一些；而且如（1）中所述，这种模式还有利于情感因素在学习过程中更有效地起作用。正是因为具有这些优点，所以尽管“传递―接受”教学模式存在上述不足，但是在当前乃至今后，它仍然是我们各级各类学校教学中（从小学、中学、职业学校、到大学）不可或缺的一种重要教学模式，也是实现课内整合的常用模式之一。

三 “传递―接受”教学模式的实施步骤

这种教学模式通常包含下面四个实施步骤：

1 实施先行组织者策略

这个步骤包括阐明教学目标，呈现并讲解先行组织者和唤起学习者先前的知识体验。阐明教学目标是要引起学生的注意并使他们明确学习的方向。先行组织者是是利用适当的引导性材料对当前所学新内容加以定向与引导。这类引导性材料与当前所学新内容（新概念、新命题、新知识）之间应存在某种非任意的实质性联系，而且在包容性、概括性和抽象性等方面符合认知同化理论要求，从而能对新学习内容起固定、吸收作用。先行组织者实际上就是学习者认知结构中与当前所学新内容具有某种非任意、实质性联系的“原有观念”的具体体现。它是新知识与原有认知结构之间的联系桥梁，它可以帮助学习者建立起有意义学习的心向。和新知与旧知之间存在的三种关系（“类属关系”、“总括关系”、“并列组合关系”）相对应，先行组织者也有“上位组织者”、“下位组织者”和“并列组织者”等三种不同的类型。在实施先行组织者策略的过程中，对此必须有清醒的认识，以便在后面对当前新知识的教学内容进行组织时，能对实施何种“先行组织者”策略做出恰当的选择。

2 介绍与呈现新的学习内容

对当前学习内容的介绍与呈现，可以通过讲解、讨论、实验、阅读、作业或播放录像等多种形式。学习材料的介绍与呈现应有较强的逻辑性与结构性，使学生易于了解学习内容的组织结构，便于把握各个概念、原理以及各识点之间的关联性，从而使学生对整个学习过程有明确的方向感，对整个学习内容能从系统性与结构性去把握。在此过程中，教师还要善于集中并维持学生的注意力。

3 运用教学内容组织策略

为了帮助学生有效地实现对新知识的同化（即帮助学生把当前所学的新知识吸纳到自己的认知结构中），除了要运用自主学习策略激发学生主动学习的积极性以外。还要求教师应依据当前所学新知与旧知之间存在的关系是“类属关系”、“总括关系”或是“并列组合关系”而运用不同的教学内容组织策略。如果新知与旧知之间存在类属关系，则教学内容的组织应采用“渐进分化”策略，如果新知与旧知之间存在总括关系，则教学内容的组织应采用“逐级归纳”策略，如果新知与旧知之间存在并列组合关系，则教学内容的组织应采用“整合协调”策略。至于这三种教学内容组织策略的具体实施办法及应用案例可详见文献[1]的第四章第五节。

为了帮助学生有效地实现对新知识的同化（即帮助学生把当前所学的新知识吸纳到自己的认知结构中），除了要运用自主学习策略激发学生主动学习的积极性以外。还要求教师应依据当前所学新知与旧知之间存在的关系是“类属关系”、“总括关系”或是“并列组合关系”而运用不同的教学内容组织策略。如果新知与旧知之间存在类属关系，则教学内容的组织应采用“渐进分化”策略，如果新知与旧知之间存在总括关系，则教学内容的组织应采用“逐级归纳”策略，如果新知与旧知之间存在并列组合关系，则教学内容的组织应采用“整合协调”策略。至于这三种教学内容组织策略的具体实施办法及应用案例可详见文献[1]的第四章第五节。

4 促进对新知识的巩固与迁移

在实施这一步骤的过程中，学习者一方面要应用精细加工策略和反思策略来巩固和深化对当前所学新知识的意义建构；另一方面还要通过操练与练习策略在运用新知识解决实际问题的过程中来促进对新知识的掌握与迁移。

四 “传递―接受”教学模式的实施案例

1 小学数学教学案例――《长方形与正方形的周长》1

《长方形与正方形的周长》是九年义务教育五年制小学数学第四册的内容，本案例由湖北省麻城市第二实验小学“四结合”课题组的教师设计并执教。本节课的教学是在学生已经掌握长方形和正方形特征的基础上进行的。具体教学过程如下：

情景导入激发兴趣：教师运用多媒体投影显示一组校园及师生活动的图片，请同学们说出图片上有哪些已学过的图形，它们各有几条边？学生回答时，教师用彩笔在图片中画出形状，从而既激发了学生的学习兴趣，又自然地引出本课的主题。

动手操作体验新知：接着教师拿出一些铝条，请同学们猜猜可以围成哪几种图形。学生自己动手用铝条围图形，教师进行巡视指导；学生围完后，先由同组同学检验、评价所围的图形（在同组评价时，着重要求学生运用已有工具，判断所围图形用了多长的铝条）；然后全班交流各组的讨论过程和结果。

形成周长概念：学生通过动手操作亲身体验初步建构出周长概念――“围成平面图形一周的长度叫做这个图形的周长”；再运用多媒体技术把三角形、正方形、长方形的周长逐步展开的过程直观地演示出来，以加深学生对周长概念的理解；最后，教师进一步引导：“树叶有周长吗？五角星有周长吗呢？桌面呢？请小朋友们摸一摸”，从而拓展学生关于周长的知识。

掌握长方形与正方形周长的计算方法：教师先在黑板上画一个长方形，问小朋友们怎样计算这个长方形的周长？教师让全班学生各自独立列式计算，并选几位学生到黑板上演算，同时启发学生思考：“这个问题共有几种算法？你在计算长方形周长时，会选择哪一种？说出你的理由。”在学生们通过讨论、比较，已基本掌握长方形周长的计算方法后，再给学生们一张画有正方形的卡片，请学生们设法计算出正方形的周长。

师生小结：先由教师用言语引导：“同学们通过围一围、想一想、算一算之后，有什么收获？大家能给今天这节课取个合适的课名吗？”然后通过全班讨论，完成小结与归纳。

应用拓展：为了进行应用拓展，本课给学生出了三道练习题。其一是计算正方形手帕，其二是计算本校篮球场的周长，其三是做小小设计师――“学校有一片空地要建一个花坛，谁能帮学校设计一个周长是24米的花坛，谁就能获得小小设计师的称号”。

本节课的教学内容函盖两个知识点，其一是“周长的概念”，其二是“长方形与正方形周长的计算”。本节课的教学是在学生已经掌握了长方形与正方形特征的基础上进行的。在教学过程中，教师提出了两个关键问题：“所围图形用了多长的铝条？”，以及“你怎样计算长方形的周长？”，这两个问题是本课教学中的两个先行组织者，第一个先行组织者对于《长方形与正方形的周长》这一学习内容而言是个上位概念（上位组织者）――“长方形与正方形的周长”类属于“图形的周长”；第二个先行组织者对于当前的学习内容而言是个下位概念（下位组织者）――“长方形周长的计算”是“长方形与正方形周长” 计算的一个方面。

对于上位组织者，教师采用了如下的“渐进分化”教学内容组织策略：在学生动手围图形并用工具测量所用铝条长度的基础上，导出“围成平面图形一周的长度叫做这个图形的周长”这一概念；接者，通过多媒体投影播放动画――把三角形、正方形、长方形的周长逐步展开的过程直观地演示出来，以巩固和深化这一概念。对于下位组织者，教师则采用了如下的“逐级归纳”教学内容组织策略：先让学生根据自己对长方形特征的了解，对给定的长方形列出式子计算其周长；然后对不同的计算方法展开讨论、比较；最后师生共同归纳出最简洁、有效的长方形周长计算公式。在此基础上，为了促进知识迁移，教师又让学生进一步思考如何计算正方形的周长；于是学生通过再次的认真思考、小组讨论、全班交流，共同总结出正方形周长的计算公式。至此，本课的教学目标已大体完成，教师可引导学生对本课的学习过程进行回顾：“你有什么收获？”、“能为今天这节课起个合适的题目么？”，学生们的一致回答是“长方形与正方形的周长”。

本课的内容分成两个阶段：第一阶段主要围绕平面图形周长的概念，通过让学生围一围，看一看，说一说等活动使每个学生都参与到知识建构的过程中来，让学生在充分感知的基础上，形成平面图形周长的概念。第二阶段主要围绕长方形、正方形周长的计算，让学生在过开放式的学习氛围中学到长方形与正方形周长的计算方法，并初步体现不同学习者可在学习过程中得到不同发展的教育新理念。最后给出的三道应用拓展练习题，设计颇具匠心，既密切联系学生的日常生活实际，又能让学生应用当前所学知识去解决问题，从而能较好地促进学生对所学知识的巩固与迁移。

2 初中物理教学案例――《光的传播》2

《光的传播》这一案例由北京市永乐中学侯志红老师设计并执教，其内容是初中物理《光的现象》这一章中的第一节，也是几何光学的基础内容。学生已有的生活经验让他们了解光是沿直线传播的，但是不知道光的直线传播是有条件的；学生也知道三点一线的许多实例但是不清楚这是利用了光的直线传播原理。通过本课的学习，学生不仅能够“知其然”，还能“知其所以然”。此外，本课中还要初步渗透光学的研究方法――知道用光线表示光，是初中学生所接触的、用理想的物理模型去表示抽象物理现象的第一个方法，所以学好这一节课是学好其他物理知识的基础。具体的教学过程如下：

情景导入激发兴趣：教师借助多媒体投影展示一些光与影的图片，以吸引学生的注意；与此同时，教师用话语“光给我们带来了温暖和美丽，今天就让我们来研究光，看看它是怎么给我们带来温暖与美丽的？”作开场白，激发学生对“光”进行研究的兴趣。然后呈现教学内容，并通过提问启发学生思考：“从物理的角度来研究光，大家想想看，都要研究些什么？”于是学生们展开认真的思考，接着进行小组讨论，并将讨论结果推选代表回答，最后在教师的引导下归纳出“认识光源”、“光的传播方式”和“光速”等答案（由教师写出在黑板上）。

认识光源：教师呈现另一些光与影的图片，问“在这些美丽景象中，光是从哪儿来的？”学生分别回答之后，师生共同概括出“光源”的概念。

实验探究光的传播方式：教师先提出三个问题：“光可以在哪些介质中传播？”“通过日常经验猜猜光在这些介质中是如何传播的？”“能否通过实验来证明你的猜想？”让学生思考教师提出的问题，并分组动手做实验验证猜想――这些实验包括“光在固体中传播的实验”和“光在不同介质中传播的实验”；做完实验后，全班同学对实验结果进行讨论。接着，教师又用动画演示并讲解“太阳光射到地球上时光线会发生弯曲”这一现象，然后从中归纳出“光在同一种均匀介质中沿直线传播”的规律；与此同时，还让学生学会利用物理符号来表示光线。

“光的直线传播”实例及其应用：教师继续演示和讲解小孔成像、影子成因、日蚀月蚀成因的模拟等物理实验，让学生了解，光的直线传播现象是光的一个基本特性，在生活中有大量的应用。例如，学生们可以举出：“看物体的边是否直”、“排队站齐”、“射击瞄准”、“激光掘进准直”等实例予以说明。

学习光速：教师通过提出“打雷时雷声和闪电是同时发生的，我们为什么先看到闪电然后才听到雷声？”这一问题，激发学生对光传播速度的思考，从而引出光速的概念和量值。

教师小结和课后迁移：教师在进行上述几方面内容教学的基础上，对本课的主要内容进行小结，以帮助学生梳理知识要点，并把握其内在联系。此外，教师还为学生留了三个课外设计题目：“利用本节课所学内容设计一个可测出某盏路灯高度的方案”，“参考历史上测量光速的有关材料，设计出一个测光速的实验”，“试设计一个针孔照相机”。这组设计题的用意一方面是要促进学生对本节课所学知识的巩固与迁移，另方面也是想以此培养学生理论联系实际的意识与态度。

从上述以教师讲授为主（包括演示、提问、讲解、总结、布置作业等）、辅以学生实验的物理教学案例中，我们不难发现，教师在情景导入这个环节中，利用多媒体手段，联系学生自身的生活经验，激发学生对“光”进行学习的兴趣；与此同时，通过这个环节还呈现了当前学习的先行组织者――“光与影”。这个先行组织者（“光与影”）对于《光的传播》来说，是个上位概念。就《光的传播方式》教学而言，“渐进分化”策略对于其内容的组织无疑是适宜的。随后教师提出三个问题让学生思考，接着让学生分组动手做实验，并对实验结果进行讨论――正是这种“渐进分化”策略运用的具体体现。总之，本课教学过程的组织围绕“认识光源”、“光的传播方式”和“光速”等三个问题展开，与此同时，对本课教学的重点与难点“光的传播方式”，又运用“先行组织者”策略并辅以分组实验、班组讨论、生活实例等多种教学方式予以巩固和深化。最后一个环节的课后迁移设计也很到位――学生完成课外设计的过程，实际是对当前所学知识的意义进一步深入建构、并且融会贯通和加以灵活运用的过程。

从上述案例的整体教学过程看，本节课是在多媒体教学环境下主要采用“先行组织者”教学策略和“渐进分化”内容组织策略的“传递―接受”教学模式的典型案例。

3 初中化学教学案例――《化学平衡》

《化学平衡》是初中化学第二章第二节的内容，本案例由北京市石景山区古城高级中学的线蕾老师设计并执教。本课主要教学目标是要让学生能理解和列举化学平衡的基本特征并在此基础上能给出化学平衡的完整定义，教学过程如下：

情景导入激发兴趣：教师通过学生们熟悉的拔河比赛情景导入本课主题。所用引语是“大家都参加过拔河比赛吧？比赛刚开始，两队僵持不下的时候，绳中间的红线会怎么样？为什么会这样呢？”（学生回答：由于二力平衡）教师又问“在我们自然界存在着很多的平衡，你们能举出一些例子吗？（学生举例：生态平衡，力量平衡，心理平衡……）接着教师指出，“其实在我们身边处处存在着平衡。除了刚才大家所说的几种平衡以外，在人体中还存在着属于化学平衡的电解质平衡，今天我们就一起来学习化学平衡。”

初步建立动态平衡概念：在学生们学习化学平衡的兴趣已被激发起来的基础上，教师让学生进入化学平衡专题网站去操作和观察由该网站提供的“进―出水平衡”仿真实验。

在实验过程中。教师要求学生仔细观察刚打开水龙头的时候有什么现象？并思考和回答以下问题：为什么会有这种现象？此时的进水和出水处于什么状态？这个平衡有什么特征？在动态平衡状态时，变的是谁？不变的是谁？水池里的水是否永远保持这个平衡？

希望学生们通过仔细观察和认真思考，能做出以下回答：水箱里的水面开始时逐渐升高，过一段时间后不再变化；不变化是因为进、出水速率相等，达到了平衡状态，这是一种动态平衡；这种动态平衡的特征是有变与不变，变是指水分子在不断更替，不变是指水分子的个数；水池里的水不可能永远保持这种平衡，随着进―出水速率的变化，平衡会被打破。

进一步扩展动态平衡概念：为了进一步扩展动态平衡的概念，在上述“进―出水平衡”实验基础上，教师继续引导学生做网站上另一个“蔗糖溶于水”的实验。

在实验过程中。教师要求学生仔细观察是否能向少量的水里无休止的加入蔗糖？并思考和回答以下问题：开始溶解的时候溶解速率和结晶速率之间有什么关系？达到饱和状态时又有何关系？这时达到一种什么样的状态？你能解释什么是溶解平衡吗？这种平衡的特征是什么？

希望学生们通过仔细观察和认真思考，能做出以下回答：开始溶解时溶解速率大于结晶速率；后来达到一种平衡状态（饱和状态），这时溶解速率等于结晶速率；溶解平衡是在指一定温度下，溶质的溶解速率和结晶速率相等，溶质的质量分数保持不变的一种状态；这种平衡的特征是动态平衡。

在动态平衡基础上学习化学平衡：教师先强调指出，在微观过程中，分子每秒钟的撞击次数可达10的30次方左右；而咱们在网站上所看到的微观图只是示意性的。换句话说，在每个时间点的最后都有个定格，可以把它看成是用一个速率和倍数都非常高的照相机照下来的一个画面。指出这点，是为了让学生了解实际反应过程和微观图是有区别的，以免学生形成错误概念。接着再让学生在网站上观察化学反应中的平衡（即化学平衡）现象。

教师提出的要求是，一边观察微观化学反应过程中的现象，一边思考以下问题：你能解释一下你在实验中得出的微观图像吗？正反应和逆反应速率如何变化？在正反应和逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度有什么变化？这是一种什么状态？

希望学生们通过仔细观察和认真思考，能做出以下回答：这是一张反映化学平衡过程中正、逆反应速率变化的微观图像；随着时间的增加，正反应的速率逐渐变小，逆反应的速率逐渐变大；最后正、逆反应速率达到相等，反应物和生成物的浓度不再变化。这是一种动态平衡状态。

归纳出化学平衡的特征：最后教师要在上述实验的基础上帮助学生归纳出化学平衡的主要特征。为此教师先提出以下问题：根据实验中得出的两张图像，你能说说化学反应达到平衡状态时具有哪些特征吗？

有了上述实验的体验，再经过教师的启发、引导与提示，大部分学生都能逐步归纳出关于化学平衡的下面几个基本特征：正、逆反应速率相等；反应物和生成物的浓度不再变化；达到一种动态平衡；而且是可逆反应。

总结提高促进巩固与迁移：为了巩固和深化本节所学知识，也为了培养学生的抽象概括能力，教师在总结“二力平衡”和“化学平衡”的联系与区别的基础上，要求学生全面把握化学平衡的基本特征，并为化学平衡下一个完整的定义；为了促进对本节所学知识的应用与迁移，教师还布置了两道紧密联系实际、且颇有启发性的应用题。

本案例中教师在通过拔河比赛情景导入本课主题的同时，也在实施先行组织者策略――由此情景引出的“二力平衡”正是本节学习内容的先行组织者。“二力平衡”和本节要教的新知识点“化学平衡”这二者之间，虽然不存在类属关系或总括关系（即前者既不是后者的上位概念也不是后者的下位概念），但却存在一种“并列组合关系”即二者之间仍然具有某种相关的甚至共同的属性（这种先行组织者，称之为“并列组织者”），正是通过这种相关或共同的属性使得新旧知识之间仍然能够建立起某种非任意的实质性联系，从而达到有意义而非机械的学习。当先行组织者在包容性和抽象概括程度上既不高于、也不低于当前教学内容（即二者之间不存在类属关系或总括关系），但二者之间具有某种相关甚至是共同的属性时，对于教学内容的组织可以采用“整合协调”策略。所谓整合协调是指，通过分析、比较先行组织者与当前教学内容在哪些方面具有类似的或共同的属性，以及在哪些方面二者并不相同来帮助和促进学习者认知结构中的有关要素进行重新整合与协调，以便把当前所学的新知识纳入到认知结构的某一层次之中，并类属于包容范围更广、抽象概括程度更高的概念系统之下的过程。本案例中整合协调策略的运用体现为对当前教学内容按如下方式进行组织：

① （通过视频画面展示和教师的语言描述）介绍拔河比赛中的“二力平衡”现象及有关特性（作为并列性先行组织者）；

② 在教师指导下让学生在专题网站上去操作和观察“进―出水平衡”、“蔗糖溶于水”和“化学反应”等仿真实验，学生们通过仔细观察和认真思考，加上教师的启发引导，逐渐在动态平衡概念的基础上认识和理解了化学反应中的平衡的定义并能列举出化学平衡的基本特征（本课的学习主题）；

③ 教师在总结中指出，二力平衡和化学反应中的平衡（即化学平衡）的共同属性――都是两种要素在相互作用，而且两者的作用效果达到相等时的一种状态；

④ 教师在总结中同时指出，二力平衡与化学平衡的区别――前者的两种相互作用要素是人类的体力或机械力，而后者的两种相互作用要素则是化学反应中正反应速率和逆反应速率所形成的两种不同反应物；

⑤ 通过两道紧密联系实际、且颇有启发性的应用题以促进巩固和迁移。

本案例除了在开头给出一个并列性先行组织者（二力平衡）以外， 为了突破本课的重、难点――认识和理解化学平衡的基本特征，在后面又给出了一个上位先行组织者（动态平衡）。由于化学平衡是指化学反应过程中正反应速率和逆反应速率达到相等、反应物浓度保持不变时的一种动态平衡，所以动态平衡和化学平衡之间存在上、下位关系（即后者类属于前者）。如前所述，这种情况下的教学内容组织，最好采用“渐进分化”策略。在本案例的教学过程中，让学生在专题网站上，依次进行“进―出水平衡”、“蔗糖溶于水”和“化学反应”等仿真实验（在每一个仿真实验中，学生都在教师的启发引导下进行仔细观察和认真思考），正是“渐进分化”策略运用的具体体现；也正因为这一策略的运用，才使学生得以在初步建立动态平衡概念、扩展动态平衡概念和在此基础上进一步学习化学平衡以后，能较全面而深入地认识和理解化学平衡的基本特征，从而有效地突破了本课的重、难点。

从上面所述的整体教学过程看，本节课是在网络教学环境下主要采用“先行组织者教学策略”（其中使用了“并列组织者”和“上位组织者”等两种先行组织者）以及“整合协调”与“渐进分化”等两种教学内容组织策略的“传递―接受”教学模式的案例。

注：

1该案例为教育部教学改革重点课题“学科‘四结合’教学改革试验研究”的研究成果，入选时略有改动。

2 该案例选自《北京市石景山区教学设计汇总》，入选时略有改动。

生态平衡的基本特征范文第3篇

分析一些发达国家所走过的水利发展道路，我们不难发现，人类活动通过对水资源的开发利用实现对大自然的索取，由于索取过度，大自然反过来对人类生存发展形成了反制约，迫使人类活动按照大自然基本规律回报自然。现阶段，我国的水利发展仍然属于向大自然的索取阶段。很多现象证明这种索取在某种程度上已达到了社会、经济平衡发展的极限，有些方面甚至开始向反的方向发展。环境的污染、生态条件的恶化、频繁的洪水或干旱灾害等都预示了这种平衡破坏的情况。在新的历史条件下，工程设计要考虑宏观综合关系。这种关系体现的往往是一种无形的效益。以大坝为例，以往人们多考虑它的防洪、灌溉、发电等综合效益，这些都是能够看得见、可以用经济指标来衡量的东西，而这个工程对上下游的影响（如对河道演变，生态平衡影响），对左右岸的影响（如水位抬高、两岸地下水位上升），对非经济指标能衡量的行业影响都是应该考虑的。

判断水利发展的合理性、综合效益的可靠性等是我们进行战略决策的重要依据。以往的水资源利用方式，水利工程的布设等是否适合所在区的基本特点，是否符合可持续发展的原则往往通过完成工程量的多少来衡量，我们经常说这几年建了多少坝、修了多少堤、打了多少井、灌溉面积又增加了多少亩，对于一个区域这些数量指标是否能够保障全区域内系统水环境水生态安全，是否满足一个区域的可持续发展则不得而知。新的水利发展形势下需要研究更加客观、合理的水利发展判别指标。

综合起来考虑一个区域的水战略问题实质上就是要处理好区域内社会、经济、环境等各要素之间的关系。

1.水质与水量的关系

水质与水量是两个相互依存的概念，破坏了水质就等于减少了有效使用的水量；没有充足的水量，保证良好水质就缺乏基础条件。反过来，如果有足够的水量则为水质的保护提供了一定的基础条件。在实际生活中，无论是人类生存的基本用水还是工农业生产用水、生态用水，水量水质是并重的。然而，在一定的环境条件下，自然界的总水量基本上是恒定的，提高人类有效用水量的重要手段就是大力改善水环境和供水水质条件。水质的保护将可能是我国水利发展战略的重要目标。

2.防洪与减灾的关系

防洪安全只是一个相对概念，绝对安全的环境是不存在的。要根据国家经济发展的战略目标来制定合理的洪水安全标准。但另一方面，就是考虑在发生超标准洪水时的安全问题，这就是减灾。要正确处理防洪与减灾的关系，要双重兼顾，做好经济效益、环境效益、社会效益的综合平衡。

3.洪水与干旱的关系

时间上，汛期来水偏多，产生洪水灾害，非汛期来水偏少，不能满足用水需求；空间上，南方水多，北方水少，东部水多，西部水少。而这种不平衡还时常产生变异。实际上在我国汛期发生干旱、非汛期产生洪水，南方发生干旱、北方发生洪水的灾害情况并不少见。对于发展经济来说，洪水与干旱两者都是灾害。战略决策中要妥善处理好洪水与干旱矛盾的综

合措施，关键在于将时间空间的不平衡调整为相对平衡。

4.局部工程与流域的关系

作为一个相对独立的流域系统内，组成系统的各个因子是相互联系、相互影响的，上下游之间、左右岸之间的宏观影响长期存在，一个工程在一个流域的作用往往影响到相当大的范围甚至整个流域，工程的规划与建设要特别注意这种宏观影响。

5.工程与管理的关系

人类改造自然，现阶段最重要还是通过工程措施，然而工程作用的发挥是通过管理来实现的。在一个区域内不同工程措施有不同的侧重点，如何从系统的角度合理调度、发挥工程的综合作用，在这里要避免工程的重复或者工程运用功能的冲突，甚至对流域综合管理产生负面影响。

6.人类活动与自然规律的关系

人类活动所产生的结果不能违反自然规律。以流域内兴修水利工程为例，流域内水利工程的建设和水资源利用方式将改变流域内水土平衡及水循环特征，形成了新的水资源分布特征，这时，人类调控的程度就需要遵循自然资源与社会发展的基本需求。大量兴建水库、堤防将流域内一部分水资源更多地拦蓄在河道之内或排洪入海，而使另一部分区域相对干旱或少水，造成地下水位下降、湿地流失、湖泊萎缩、植枯等生态恶性变化。因此，水利建设不能盲目满足社会需求，相反要从流域可持续发展的前提出发，考虑自然基本规律，综合减灾、环境、域内社会合理利用水资源。

7.河道与流域的关系

河道是流域内水体的传输通道，与流域是线与面的关系。大部分水利发展活动离不开河道，河道不畅则通道不畅，但河道不是孤立的，河道的治理作用相当一部分都反映在流域上来，我们在实施治理河道工程时要充分考虑这种全局性影响。

8.水与国民经济其他行业的关系

一个区域的水资源量决定了其他行业的开发度，这就是水资源承载力的问题。因此进行区域的水战略布局要了解国家在本区域的国民经济发展布局，根据水资源的可能最大承载力考虑水资源配置。超出水资源承载力极限的，要提出建议对区域经济发展规划进行修正，或者通过必要途径提高水资源承载力。

9.水利开发与生态环境的关系

水利发展全局性目标中，关键是要针对不同区域的特点，分析水利开发对环境生态的影响究竟有多大。实际上，不同区域水利开发程度对生态系统的影响是有区别的。

10.近期与长远的关系

生态平衡的基本特征范文第4篇

关键词：电力系统 时滞 Hopf分岔

中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（b）-0096-01

工程中许多动力系统可由状态变量随时间演化的微分方程来描述。其中相当一部分动力系统的状态变量之间存在时间滞后的现象，即系统的演化趋势不仅依赖于系统当前的状态，也依赖于系统过去某一时刻或若干时刻的状态，我们将这类动力系统称为时滞动力系统。近年来，时滞动力系统已成为许多领域的重要研究对象。在电路、光学、神经网络、生物环境与医学、建筑结构、机械等领域，人们对时滞动力系统作了大量的研究，取得了许多重要成果，并且巧妙地利用时滞来控制动力系统的行为[1]。

1 时滞系统的稳定性分析

稳定性是系统最基本的品质。对于线性动力系统而言，系统的稳定性与平衡点的稳定性相一致。对于线性时不变系统，其稳定性可通过研究其特征方程根的分布来确定。然而，时滞动力系统的特征方程是含有指数函数的超越方程，原则上有无穷多个根，因此其根的分布情况变得相当复杂。

2 算例系统

考虑励磁环节并计及阻尼后，系统模型可以表示为如下4阶微分方程：

（1）

（2）

（3）

（4）

在现代电力系统中，因励磁控制回路的控制参量可取自系统远端母线，使得测量值中可能存在一定的时滞[3]，于是式（4）中引入时滞环节后改写为：

（5）

式中为发电机机端电压取值的延时时间

本系统的原始数据如下：

；；；；；；；；；；；；

时，系统的平衡点应当满足。利用MATLAB对该方程组求得平衡点：，，，，进一步可以得出不计时滞时系统特征方程的根：

（6）

解得的四个特征根实部均为负，证明在不考虑时滞存在的情况下，该系统在平衡点处是渐近稳定的[4]。前面得到系统的平衡点，给予系统一小扰动。

时，利用MATLAB的数字仿真可以直观地观察系统的稳定性随时滞的变化。由于系统方程为四阶带时滞微分方程，故可采用MATLAB中的隐式Runge-Kutta算法dde23（），直接求解时滞微分方程。代入不同大小的时滞，通过观察系统各状态量变化曲线分析系统稳定性。

由于系统在时，平衡点处就是渐近稳定的，所以在时滞增大到时，系统稳定性不发生切换，平衡点处仍然是渐近稳定的。而当时滞增大到时，有一对特征根由复平面的左半平面穿越虚轴到达右半平面，系统稳定性发生切换，不再处于稳定状态，其功角开始随时间作周期性振荡。继续增加时滞量，当其增加至时，仍有一对特征根由复平面的左半平面穿越虚轴到达右半平面，此时系统不再发生稳定性切换，其状态量偏移平衡点越来越远，越来越快，最终系统变得不稳定。

研究表明，较小的延时对系统小扰动稳定性的影响较小，而在延时较长的情况下，时滞环节的存在可能会根本改变系统小扰动稳定性的状况（主导频率与主导特征值发生改变）。对于一小扰动稳定的时滞系统来说，当时滞增大到某一临界值时，系统便会发生Hopf分岔，由原来的小扰动稳定状态转变为临界稳定，系统各状态量开始作等幅周期振荡。若继续增大时滞，系统状态量函数变开始呈发散振荡状态，最终导致系统的失稳。

近年来，控制混沌已经成为一个重要的研究方向，通过对时滞系统的特性分析，Nakajima等人已经成功得出了利用时滞反馈控制混沌的方法理论，类似的研究成果屡见不鲜。然而，尽管人们对时滞电力系统已经作了相当多的研究工作，但对它的认识还很不够，对非线性时滞电力系统的复杂动态行为的理论研究还相当地少。例如，对在什么情况下可以忽略小时滞系统中的时滞、Taylor展开式的有效性等这样的一些非常基本的问题还未解决好，其原因可能是针对时滞系统的研究还没有足够强针对性的方法。对于各类时滞系统，如何获得有效的途径对其动态过程及稳定性进行分析，还是一个富有挑战性的研究课题。

参考文献

[1] 胡海岩.非线性时滞动力系统的研究进展[J].数字化期刊，1999（4）：22-23，29.

[2] 张子泳，胡志坚，胡梦月，等.含风电的互联电力系统时滞相关稳定性分析与鲁棒阻尼控制[J].中国电机工程学报，2012（34）：23-25.

[3] 安海云.基于自由权矩阵理论的电力系统时滞稳定性研究[J].天津大学，2011：22-21.

生态平衡的基本特征范文第5篇

关 键 词：运动训练学；运动训练特征；耗散结构理论

中图分类号：G808.1 文献标识码：A 文章编号：1006-7116(2011)05-0111-03

Characteristics of sports training from the perspective of

dissipative structure theory

WANG Xiang-hong1，CAO Miao-sun2

（1.School of Physical Education，Northeast Normal University，Changchun 130024，China；

2.Department of Sports，Capital University of Physical Education and Sports，Beijing 100191，China）

Abstract: From the perspective of dissipative structure theory, coupled with related characteristics of sports training in terms of time, structure, system and pattern, the authors discussed such characteristics of sports training as irreversible, asymmetrical, non equilibrium, orderly, stable, open and objective. Based on these characteristics of sports training, the authors put forward the following suggestion: 1) we should accurately grasp the characteristics of sports training, straighten out the correlations between various elements in sports training, so that sports training itself develops toward a healthy, orderly benign condition; 2) we should, based on the characteristics of sports training, actively establish new theories and methods suitable for sports training, so that the theoretical foundation of sports training can be constantly expanded and developed in practice; 3) we should, based on the characteristics of sports training, fully understand the characteristics of sports individuals, work out practically feasible sports plans, rationally arrange sports loads, and cre-ate conditions for individuals to achieve their best performance to the maximum extent.

Key words: science of sports training；characteristics of sports training；dissipative structure theory

耗散结构理论是比利时布鲁塞尔学派领导人普利高津(I.Prigogine)教授于1969年在一次“理论物理与生物学”的国际会议上，针对非平衡统计物理学的发展而提出的。该理论指出：“一个远离平衡的开放系统(力学的、物理的、化学的、生物的，乃至社会的、经济的系统)，通过不断地与外界交换物质和能量，在外界条件的变化达到一定的阈值时，可能从原有的混沌无序的混乱状态，转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。”[1]这种在“远离平衡情况下形成的新的有序结构”，普利高津把它命名为“耗散结构”。耗散结构理论的研究对象是开放系统，而宇宙中各种系统，不论是有生命的、无生命的，实际上与周围环境都有着相互依存和相互作用的开放系统。因而，该理论涉及范围之广，在科学史上是罕见的。

我国将耗散结构理论引入于运动训练研究是在21世纪初，宋会君[2]从耗散结构理论看运动员竞技能力发展的有序性。郑宏伟[3]以系统论和协同论的思想为指导，以耗散结构的产生机制作借鉴，在对竞技能力系统动态特征分析的基础上，提出了“超量恢复过程”是非线性的，是竞技能力提高的关键所在。郗敏[4]从耗散结构理论看运动训练对人体有序状态的影响。赵芝玉[5]从系统科学的角度出发，以自组织理论的重要分支耗散结构为依据，探讨专业运动训练系统发生发展的规律和专业运动训练系统自组织的生成，并提出了“运动训练系统的自组织”、“负熵控制”等观点和思路，旨在赋予专业运动训练系统“活性”，以实现专业运动训练系统从被组织到自组织、从无序到有序的方向发展。总的来说，从检索的文献来看，用耗散结构理论来研究运动训练的不多，且较为零散。本研究以耗散结构理论为视角，探讨运动训练在时间、结构、系统、规律4个方面所表现出来的特征。

1 从时间上考量运动训练

世界上各种物质运动无不存在于一定的时间和空间之中。普利高津在耗散结构理论中侧重讨论了时间的可逆性和不可逆性、对称性和非对称性之间的矛盾和转化。在运动训练中也体现出这种理论。

1)运动训练在时间上的不可逆性。

耗散结构理论认为，时间是不可逆的。而对于运动训练而言，时间同样具有不可逆性。比如，出色运动员的培养必须依赖于最早的运动选材，然后再经过循序渐进的系统训练，到最后优秀成绩的获得，整个过程在时间上是不可逆的。我国运动训练理论体系的形成也反映了不可逆性。从最初的“三从一大”(注：“三从”是指训练方针上要坚持“从难、从严、从实践”，“一大”是指“要坚持大运动训练”)训练理论，到“二元训练”理论、“一元训练”理论，再到田麦久[6]最近提出的“我国运动训练学理论体系的新发展”，无不彰显了运动训练在时间上的不可逆性。

2)运动训练在时间上的非对称性。

非对称性也是耗散结构理论在时间的特点表现之一。运动训练也如此。运动训练在时间方面的特征存在非对称性，表现为协同与配合[7]。运动训练的过程是运动训练的时间特征。运动训练的内容与方法是运动训练在时间上的具体表现和应用。只有运动员竞技状态在各种良性因素(注：指运动训练时的不可逆性和非对称性都趋向最佳临界点)协同与配合时，运动员的竞技能力才能在最大程度上发挥出来。比如，一名运动员若要在大型比赛中获得优异的成绩，那么，以该名运动员为核心的运动训练团队在时间上表现出非对称性，既要教练组制定出科学的训练计划，合理安排运动负荷，又要求训练团队的每位成员都要协同与配合，尽一切力量来为运动员取得优异成绩而提供帮助。

2 从结构上考量运动训练

物质结构是富有哲学意义的自然科学基本问题之一。耗散结构理论指出，一个远离平衡的开放系统，通过与外界物质交换物质和能量，可能在一定条件下形成新的稳定有序的机构，实现无序向有序的转化。运动训练要达成的最终状态就是要把运动员的竞技能力从无序向有序转化。

1)运动训练的非平衡性。

耗散结构理论认为，非平衡是有序之源。因此，运动训练的过程当中应该把握平衡和非平衡之间的矛盾转化。比如，某个运动系统从整体上看是非平衡的，但可采用一定的方式将它分为许多小的单元，如每一个训练计划。每一个单元从宏观上看是细小的，因而在一个很短的时间内可以看作是均匀的、平衡的。这样化整为零，就可以把整个运动系统非平衡问题化为许多局域平衡的问题来研究。这样，导致整个运动系统的故障便逐一排除，因而引导整个运动训练朝平衡状态发展，即竞技能力最佳达成状态。

2)运动训练的有序性。

耗散结构理论认为，一个开发系统熵(dS)的变化可以分为两部分：熵产生(diS，是指系统本身由于不可逆过程引起的增加)和熵流(deS是指系统与外界交换物质和能量引起的熵流）。dS＝deSdiS。根据热力学第二定律，diS永远大于零，deS可以大于或小于零。这就是说，运动训练整个大系统的熵会受到熵产生和熵流的影响。前面已经提到，运动训练可以视为某个开放系统，它可以与外界环境进行物质、能量和信息交换，不断地从外界获得并积累自由能，产生“负熵”，使系统从原来混乱无序的状态，转变为一种在时间、空间和功能上有序的结构。该理论嫁接到运动训练方面时，要使运动训练系统保持开放性必须进行“负熵控制”。就要求在“教练和队员相互开放的基础上建立起某种互动机制，不仅使新的技战术可以在训练中顺利进行和形成可持续发展的状态，而且能够优化整个训练系统的内部结构，从而有效抑制正熵流。并积极进行‘负熵控制’，这样就会加快自组织专业运动训练系统的形成和有序”[4]。

3)运动训练的稳定性。

耗散理论还讨论了结构的稳定性问题。即当外界条件的变化达到分支点以后，系统有可能失稳，因此有可能通过涨落或突变进入一个新的稳定有序的定态，耗散结构又具有新的稳定性[2]。运动训练的稳定性主要来自于运动系统内部的涨落和突变。比如，运动员如果能较好地贯彻教练员的训练计划和技战术，那么，运动员的竞技能力有可能进入一个涨落或突变的有序状态。同样，教练员如果能较好地掌握最新的训练技术并通过学习和培训提高自己的能力，并把这种先进的训练意识和战术思想较好地灌输到运动员的训练和比赛中去，那么运动系统的涨落可能又会产生新的稳定性，从而提高运动员的比赛成绩。相反，如果教练员和运动员之间不能默契地配合与训练，互相之间不能和谐地交流和沟通，那么势必会影响整个运动系统的涨落和突变，超过了某个临界点之后，那么就有可能进入一种混沌状态，进而影响比赛成绩，出现新的不稳定状态。因此在训练中，应该尽可能追求运动训练系统的稳定性。

3 从系统上考量运动训练

上面已经提到，耗散结构理论的研究对象是开放系统，而运动训练也属于开放系统。因此，在开放的运动训练系统中，要不断地与外界交换物质和能量，处理好简单和复杂、局部和整体的相互关系。这就要求，置身于运动训练系统中的各子系统，如教练员、运动员、科研人员、服务人员等要相互协作，处理好自身每一个简单系统工作的同时，要注意局部对整体的影响，要注意多个简单子系统形成的复杂系统之间的关系。每个子系统中元素性质的改变，都会对整个运动训练的效果带来正面和负面的影响。运动训练应该吸收耗散结构理论的精髓，从系统论的角度来安排运动员的训练和比赛。

4 从规律上考量运动训练

规律是客观的，是不以人的意志为转移的。耗散结构理论认为，必须遵循事物之间的规律性，才能使系统朝有序化方向发展。运动训练也要遵循科学的规律，如训练的循序渐进等。无论哪个训练环节违背规律的客观性，都会导致致命的后果。如许多运动员损伤的发生，除了运动项目本身的一些特点之外，违背规律的训练和比赛才是最根本的原因。这就要求以教练员为核心的训练团队，要结合每一个运动员的特点，根据项目的不同特征，采取和制定科学、合理的训练和比赛计划，合理安排运动量。积极发挥团队协作的精神，充分利用周边环境的优势，尊重运动训练的规律，最大限度地挖掘运动员的潜力。

从上述分析中可以看出，运动训练在以耗散结构理论为基础的指导下，呈现出了如下特征：从时间方面来看，它表现出了不可逆性和非对称性的特征；从结构方面来看，它表现出了非平衡性、有序性和稳定性的特征；从系统方面来看，它表现出开放性的特征；从规律方面来看，它表现出客观性的特征。结合运动训练的这些特征，在今后的训练中，要努力做到以下几点：

第一、准确把握运动训练的特征，理顺运动训练各元素的相互关系，使运动训练的本体朝健康、有序的良性状态发展。

第二、结合运动训练的特征，积极建构适合运动训练的新理论、新方法，使运动训练的理论在实践中不断的丰富和发展。

第三、依据运动训练的特征，充分了解运动个体的特点，制定出切实可行的运动计划，合理安排运动负荷，最大限度地为个体取得最佳成绩创造条件。

参考文献：

[1] 湛垦华，沈小峰. 普利高津与耗散结构理论[M].西安：陕西科学技术出版社，1982：329.

[2] 宋会君. 从耗散结构理论看运动员竞技能力发展的有序性[J]. 体育与科学，2003(3)：49-50.

[3] 郑宏伟，李国强. 耗散结构论在培养运动员竞技能力中的应用[J]. 天津体育学院学报，2004，19(3)：60-62.

[4] 郗敏. 从耗散结构理论看运动训练对人体有序状态的影响[J]. 体育学院学报，2004(4)：92-95.

[5] 赵芝玉. 耗散结构视野下专业运动训练系统发展的有序性研究[J]. 山东体育学院学报，2008，24(8)：65-66.