集成电路基本概念范文篇1

关键词：缩放概念图；电子地图；树形分层；数字化学习

DOIDOI：10.11907/rjdk.161788

中图分类号：G434

文献标识码：A文章编号：16727800（2016）010019203

0引言

随着信息技术和新媒体技术的迅猛发展，教育信息化已经渗透到教育的各个角落。目前，数字化学习作为一种全新的学习方式受到社会各界的重视，数字化学习中以知识数字化为中心的资源建设一直是研究人员探究的主要问题之一。建构主义学习理论认为，知识只有被整合、纳入现有的认知结构中才能有利于建构新知识。而概念图作为支持学生有意义学习的一种技术和方法有利于促进新旧知识的结合，并促使知识意义更加清楚明了，同时能够引起学习者对概念之间关系的注意。而且通过对知识概念图的构建，将原有知识和新知识建立联系，从而让学习者学习和掌握新知识，并培养学习者探索知识、分析问题以及解决问题的能力。因此，在数字化学习中有效地运用信息技术构建概念图，建设创新型数字化资源是当前教育工作者不可推卸的责任和使命。

1概念图及其相关研究

概念图在教学中的应用越来越广泛，特别是在中小学教学中的应用，随着新一代信息技术的普及与发展以及工具软件的不断推出，概念图已经成为信息技术与课程整合的有效手段之一。概念图是用来组织和表征知识的有效工具，它通常将某一主题或知识的有关概念置于方框或圆圈等图之中，然后用标明两个概念之间意义关系的连线将相关的概念和命题进行连接[1]。

概念图由5个要素组成，包括概念、关系、命题、交叉连接和分级结构，是一个五元组，记作O=。其中，C是概念集合，代表事物或事件的规则属性，用一个名词或符号进行指定；R是关系集合，指概念集合中概念间的关系；P是命题的集合，两个或更多的概念通过某个连接词连接起来形成的一定意义关系是命题，命题是真正的意义单元；Cc是交叉连接的集合，表示较远概念之间存在的某种关系或命题；Hs是分级结构的集合，是概念和命题的呈现方式，一般有两种情况，一种是同一知识领域中的概念按照概括水平的不同层次进行分层排列，最综合、最具概括性的概念排在最上层，较具体、概括性低的概念依次排在下层。

概念图自20世纪60年代由美国康耐尔大学诺瓦克博士提出以来，国内关于概念图应用的探索日益活跃，众多学者对其展开了一系列深入研究。笔者在“中国知识资源总库（CNKI）”，以“概念图”为关键字检索2005年1月1日年至2015年12月31日在国内公开发表的期刊学术论文和博士、硕士学位论文，共检索到篇名中含有“概念图”的期刊论文1390篇，以及学位论文222篇（其中硕士学位论文218篇、博士学位论文4篇）。从检索的论文数量和时间关系来看，概念图的研究在国内已经得到了广泛关注，特别是学位论文的深层次研究。自2005年以来关于概念图研究的期刊及学位论文统计情况，如图1所示。

通过对篇名中含有“概念图”的全部论文进行内容分析发现，关于概念图的研究主要集中在以下几个方面：概念图的理论研究、概念图的制作工具及其应用研究，以及概念图自身的应用研究等几个方面。在分析当前研究的基础上，本文从网络电子地图的缩放思想得到启发，进行缩放概念图尝试性研究，以期探索概念图研究的新途径。

2电子地图概述

网络电子地图在地图服务方面给人们提供了巨大便利，它突破了传统地图的空间限制，利用树形分层缩放可视化技术实现了地理信息系统的信息浏览与查询问题。网络电子地图既可以从城市地图放大到某小区地图查看局部信息，又可以从城市地图缩小到省份和国家，甚至整个世界，得到全局地图信息，网络电子地图的树形分层缩放特点体现在每一层中只显示当前地区最关键细节，同时在上下层之间也提供了全局与局部的链接信息。网络电子地图有树形分层、双向互动和按需动态地提供信息等特点。

2.1树形分层

网络电子地图在地图底图的基础上提供了丰富的附加信息，把提供多种附加信息的知识图叫作多层次知识图。多层次知识图是为了解决缩放中不同的抽象水平和上下级内容的表示与呈现问题，以及解决如何递进提供所需要的细节。在不同的地理范围可以同时看到封装在不同知识图中的3个层次的信息：不同范围的版图信息、道路基础设施信息以及交通信息，然后根据不同的地理版图范围进行浏览，可以放大或缩小到不同的地理范围，此时都含有与之相关的其它两层的道路基础设施信息以及交通信息，这就是电子地图的树形分层。树形分层缩放让人们在不同节点和不同等级层面上进行信息浏览，在水平方向上可以通过节点进行版图范围的搜索活动，在垂直方向上可以通过上下层之间不同等级层面上放大或缩小地理范围进行沉浸活动，通过树形分层实现了水平探索和垂直沉浸的一体化。

2.2双向互动

网络电子地图通过递进缩小浏览其概观，通过递进放大浏览其细节，通过概观与细节信息的双向互动，帮助浏览者找到感兴趣的信息，按照地理方位进行分层次缩放浏览，而且上下层之间也隐性展示了概观与细节内涵。由此可见，电子地图在设计中将细节信息融入到宏观结构中，在表示细节的同时提供概括版图，以帮助读者理解复杂的内容，提供垂直方向和水平方向上的概观与细节递进和互动支持，让人们在浏览地图时不容易迷失方向，同时了解其它所需道路基础设施信息及交通信息。

2.3按需动态

网络电子地图根据人们的需要进行放大局部细节或缩小至概观，按需提供细节，从而让浏览者在与电子地图的交互过程中选择动态数据，提供所需信息。比如，可以点击地图的图标以获取加油站等信息，也可以选择不同的路线规划。根据用户需求，动态地提供适量的地图信息是网络电子地图技术的精髓。

基于对电子地图特点的分析，查找某一地点的流程大致是：首先提供地图整体概观，然后进行依次缩放和筛选，再按需提供细节，最后再次缩小了解其概观。可以根据需要，周而复始地完成这一过程。

本文将这种双向的缩小或放大的缩放思想应用于概念图设计，根据某知识领域的合适维度递进提供上下级内容和抽象水平相适应的更详细或更简洁的细节信息，称之为缩放概念图设计。

3缩放概念图设计

概念图以简单直观的图形形式展现复杂的知识结构，运用概念图不但可以从可视化角度清晰地了解概念、知识以及知识之间的关系，而且可以通过概念图连线的引导按需获得与知识有关的各种媒体资源。

3.1知识体系分等级设计

网络电子地图的版图、道路以及交通信息分别隶属于3个范畴，浏览电子地图时可以在访问版图信息和道路基础设施的同时了解交通信息。缩放的概念图维度设计分为知识模型、多媒体资源库和学习者模型3个范畴，同时学习者模型是动态变化的。在进行概念图的叠加设计时应使概念图的导航方向和知识叠加方向正交，并根据不同等级访问概念图的每一层截面，每层截面都可以同时访问概念图的3个范畴的叠加层，为需求细节的信息提供支持，从而实现水平方式的探索。导航方向和知识叠加方向正交促使水平方向的移动和垂直方向的深入都具有开放性，可以实现水平探索和垂直沉浸的一体化。

概念图是将领域知识及相关媒体资源构建成非线性的、开放性的以及逐渐完善的资源集合，它以简单直观的图形形式展现复杂的知识结构，可视地揭示知识之间以及知识与资源之间的关系，使特定领域的知识以整体的、一目了然的方式呈现出来。在一个知识领域中，概念用定义描述，被赋予约定的指称（即术语）。一组概念可依据概念间的相互关系构建成概念体系。一般来说，概念体系反映相应的知识体系，知识体系按照合适的分层等级将领域或课程知识划分出合适的层次结构。如课程以树形分层自上而下依次表示为课程层、章层、节层、知识点层和子知识点层等，以这种方式提供概观和细节，如图2所示。一门课程包含若干章，每一章包含若干节，每一节包含若干知识点，某一知识点又包含若干子知识点。按照这种结构分出层次，包容度较大的章概念放在上面，包容度较小的节概念依次放在下面，同一类概念放在同一层次。

树形分层结构可以用一个五元组来表示，KT=（┬，，N，C，R），其中，┬表示领域顶层概念；表示底层概念；N表示树的节点集合{n0，n1，…，nm}；C表示概念集合{c0，c1，…，cm}，ci（i=0，1，…，m）表示一个键值，是唯一的；R表示树中相邻两层之间连线的集合，R=（Ra，Rb，Rc，Rd），a，b，c，d∈{1，2，…，m}，也即直接相连的两个概念之间的关系集合，包括前提关系集Ra、父子关系集Rb、并列关系集Rc和附属关系集Rd。

3.2缩放界面设计

网络电子地图利用多层知识图建模、树形分层缩放可视化技术、信息叠加、概观与细节双向互动技术以及按需动态提供细节信息等技术，为人们进行概念图设计提供了技术启示和支持。基于缩放的概念图设计在知识体系分等级设计的基础上，设计树形分层缩放可视化界面，实现概观与细节双向互动，将知识模型、多媒体资源库和学习者模型3个范畴的信息进行正交叠加。在缩放界面设计时选择合适的树形分层可视化布局和可视化工具，同时在实现效果上，可以使用动画效果来展示上下层之间的转换过程，这样能够减轻记忆负担，从而改善用户体验。

矢量图形在任意放大、缩小或旋转等情况下都不会失真，因此，可水平移动的缩放界面是一种矢量图形环境，学习者可以通过改变视图范围的比例查看其它信息的概观或细节，可以在虚拟平面中使用二维平移和缩放技术浏览感兴趣的对象，同时，缩放对象允许递归嵌套和任意水平的缩放。缩放情况如图3所示，垂直轴Z表示在水平上不同放大率的比例。

4结语

本文提出的由相关理论基础支持的缩放概念图架构，借鉴网络电子地图的特点，不但可以清楚地描述概念并揭示知识之间的概观和细节关系，使其可视化展示，还可以将不同层次的知识结构与其它媒体类型的相关资源联系起来形成概念图知识模型，从而为学习者提供协作、共享、导航和检索等功能的可视数字化资源，有利于学习者在数字化学习中进行知识的学习与建构。

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集成电路基本概念范文

为以后专业课的学习打下基础的一门很重要的课程，本人在从事这门课的教学好几年中，从中总结一些

教学细节问题和教学技巧。这些在教学中发挥的很大的作用。

【关键词】电工学教学技巧细节

《电工学》在我们学校是作为五年制高职纺织技术专业和染整专业的一门专业基础课程，通过该课程的

学习,可使学生获得电路、电机与继电---接触器控制,安全用电,电工测量及电子技术的基本理论,基本知

识和基本技能。由于它具有概念多、知识面广、综合性强、实践性强等特点，因此在教学中要做到重点

突出、深入浅出，使学生尽快掌握，不是一件简单的事。本文将就《电工学》教学中的细节问题谈谈自

己的体会。

一．合理选择教学内容，突出"学以致用"理念

《电工学》是一门基础学科,它的对象是非电类专业学生,其内容必须与后续专业课相符合,其基本理

论,以必要够用为度。减少数理论证,以掌握概念,突出应用培养技能为教学重点。如电路部分重点介绍电

路的基本概念、基本定律和基本分析方法;电机与控制及安全用电部分主要讨论变压器与异步电动机的外

部特性,控制和使用及安全用电的基本常识;电子技术部分重点介绍电子器件的外部特性与功能及电子电

路的定性分析与应用。而电子测量部分介绍常用电工测量仪表的基本原理和应用及实验,可以放到实测中

去讲解和应用。另外课程的教学的目的不仅仅是教会学生知识，更为重要的是教会学生怎样应用所学的

知识，这里所说的"应用"并不仅仅是会用所学的知识去解题，而是要让学生知道所学的知识有什么用处

，如何在生产实践中应用这些知识。在平时的教学内容选择上，应注重将理论知识与工程技术上的应用

相联系起来。例如，在介绍二极管的特性曲线时，只单纯介绍曲线的基本含义，而特性曲线有什么实际

应用并不介绍，这种从概念到概念的灌输，使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工

程应用的密切联系，在介绍曲线的基本概念后，进一步联系实际，说明二极管特性曲线可由晶体管图示

仪来测量获得，利用特性曲线可以观测二极管的主要参数和检测性能的优劣，从中学生体会特性曲线的

作用和应用。教学中还应注意通过"应用实例"使学生了解单元电路的功能和应用。选择教学内容，突出"

学以致用"理念。

二．根据教学内容，联系实际充分挖掘学生的想象力和推理能力

在《电工学》的教学中，除了合理选择教学内容外，还应突出教学的实践性，充分强调对实际的指

导意义，思考分析理论在实际的具体应用。例如，在分析串联电路的应用时，学生对它的实际指导意义

理解不深，我就补充举了个例子：有一个小灯泡额定电压为12V，额定功率为3W，要把它作为信号灯接到

220V,在电路中，应该串联一个多大的电阻？可选的电阻有500欧姆、700欧姆、1000欧姆、1200欧姆四

种。学生根据小灯泡的电压、功率，算出了小灯泡的额定电流为0.25A，电阻为48欧姆，再根据串联电路

的电流0.25A和总电压220V算出串联电路的总电阻为880欧姆，最后将总电阻880欧姆减去小灯泡的电阻

48欧姆得到832欧姆，即为应串联的电阻阻值。但实际上可选的电阻没有832欧姆的，那么，在接近这个

电阻的700欧姆、1000欧姆两个中应该选取哪一个呢？能否选取最接近832欧姆的700欧姆呢？答案是否定

的。因为如果选了700欧姆的电阻，串联后流过小灯泡的电流为0.29A，超过了它的额定电流，这是不允

许的。在这个问题中前面算出的额定电流在实际应用时隐含的条件是只能小于等于它，而不能大于它。

选取1000欧姆的电阻串联后，虽然电流下降到0.21A，小灯泡的亮度有所下降，但却能保证电路设备安全

。在《电工学》的教学中善于引导和充分发挥学生的想象力也是十分重要的。在讲串联电路中电压和电

阻成正比的关系时，我突然问了这样一个问题：如果两个电阻串联，其中一个电阻特别大，大到了无穷

大，也就是断开了，那么在断口处的电压是多少？有的学生感到茫然，有的学生说那就没有电压了。其

实这个问题可用动态抽象的电路去想象---在那个逐渐变大的电阻两端接上电压表一直监视，则电压表读

数必然会越来越大，最终电压表的读数必然与电源电压相同。这就是为什么电线断线后如果有人碰到就

会触电的原因。引导学生联系实际，挖掘学生的想象力不仅能加深学生对概念的理解，而且同时能调动

学生的学习积极性，让他们感到学的东西有用。

三．合理安排教学顺序，注重相似内容类比区别集中教学

《电工学》的教学内容中有些概念十分相似，很容易混淆。如果按部就班地顺着章节讲述，会造成

内容前后脱节，让学生抓不住要领。如果打破章节顺序，把类似的概念放在一起相互比较，集中讲解则

可起到事半功倍的效果。例如，在"电磁与电磁感应"教学时，左、右手定则和右手螺旋定则均不在同一

节，而且这几个定则都是在介绍其他概念时配合应用的，比较分散，提法又很相近，致使很多学生经常

混淆这三个定则的用法。如果采用类比区别、集中教学的方法，就能解决这个问题。首先把这三个定则

同时列出，并区分它们的适用场合，即右手螺旋定则用于判断通电导线周围的磁场方向，左手定则用于

集成电路基本概念范文

一、善于鼓励学生提问

教学中，教师要善于鼓励学生提问，不管提问题学生程度的高低，也不管所提问题的正确与否，一律热情鼓励．对于不切实际，漫无边际，瞎想出来的问题，对于钻牛角尖的问题要耐心疏导．将他们的思维逐步纳入正确轨道．对那些学生有能力解决的问题应善于点拨，提供思路．让学生自己去钻研解决．

如，是不是越省力的简单机械它的机械效率就越高?有的学生学过电流表和电压表的使用方法后就问：电流表为什么不能并联到被测电路的两端?电压表为什么不能串联到被测电路中?如果电压表串联到被测电路中，电流表并联在被测电路两端有什么现象?能不能达到测量的目的?总之，学生的提问多种多样，教师均应耐心解答开导启发．启发能激起学生思维的千重浪花．使他们获得书本上并没有写进去的许多有用的东西．逐步培养学生会通过形象思维把感性认识上升到理性认识．

二、重视基本概念的学习

掌握基本的物理概念和物理规律是中学物理教学基本任务之一．怎样才能达到这一目的呢?不少教师往往简单地认为教师根据教材一字不差地讲解概念．就完成了物理概念的教学．这是对概念教学的曲解．所谓掌握概念，就是要求学生会在探索概念、在形成概念的基础上运用概念，在运用概念的基础上加深理解概念．

学生很少懂得物理概念是怎样来的，为什么要引入某一概念．如，讲到“杠杆”这一节时，引入杠杆概念前提问学生什么叫杠杆?好多学生被问得哑口无言．这样引入概念是不符合学生认识规律的．其实任何物理概念都是有事实基础的，教师应精心选择最好的事例，最好的演示，最好的实验．向学生提供直观材料，让学生进行观察、分析、比较，透过形形的现象全力抓住事物的本质特征．并能启发学生用自己的语言概括出本质特征来．给概念下定义．就拿“杠杆”概念而言，都必须通过感性认识到理性认识的过程．

杠杆这个概念引入比较容易，一是生活中运用杠杆的例子很多、二是小学自然课本中关于杠杆讲得比较具体．因此我们只要充分发挥这两个长处，让学生摆出各种杠杆的实例．并把有代表的杠杆示意图画出来．如，撬石头，撬开饼干筒的盖，开汽水瓶的盖等．然后引导学生找出这些用途各异的杠杆共同特征给杠杆下定义．

培养学生善于从现象中抽象概括出事物的本质特征的同时，还可以让学生学会将新旧物理概念进行类比的方法．当然被类比的两物理概念必须有某些属性的相似．这样既加深了对旧概念的理解，又为引入新概念铺平道路，一举两得．例如，密度概念，压强概念，速度概念，功率概念等就可进行类比．这四个概念中最早接触的是速度概念．让学生理解作匀速直线运动的物体快慢程度可用相同时间通过的路程来表示．而这个相同的时间一般取单位时间，因此匀速直线运动快慢就用单位时间内通过的路程——来表示速度．这样在讲密度时，当学生知道相同体积不同物质的质量不同，让学生思考如何表示物质的特性呢?让他们可用类比方法，类比出单位体积的质量来表示物质的特性．这样就能顺利地引入密度概念．其他如压强、功率等也可用此类比方法．

三、重视课前的导入