进化论与学习

2022-05-30 版权声明 我要投稿

第1篇:进化论与学习

智慧学习资源进化框架、模型研究

[摘 要] 在智慧教育逐渐普及的背景下,学习资源应具备共享性、进化性、个性化和智能化等特点,然而当前面向智慧学习的学习资源进化无法自适应学习者动态调整的学习需求。基于此,文章提出从多目标优化视角综合考虑学习者个性化和智慧化学习过程中对资源的多种需求,建立了一种面向实际智慧学习场景的学习资源进化框架和学习者—资源多目标优化模型,依据学习者的认知水平、媒介类型偏好、学习内容偏好、学习时间预期等需求,进行最优化求解;利用智能优化算法实现学习资源进化过程中的动态调整。

[关键词] 资源进化; 智慧学习; 进化模型; 多目标优化

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[作者简介] 赵玲朗(1990—),女,吉林长春人。博士研究生,主要从事智慧学习环境研究。E-mail:1391127299@qq.com。

一、引 言

新技术的迅猛发展,深刻改变了教育形态,智慧教育成为教育信息化发展的新趋势。智慧教育侧重学习者个性化的学习方式,关注学习者的主动发展和智慧成长。学习资源作为智慧学习生态系统的核心要素[1],我国教育信息化整体规划性指导文件对其的建设、开发和共享都做了强调。特别是《教育信息化“十三五”规划》强调“激发教育智慧,不断生成和共享优质资源”[2],《教育信息化2.0行动计划》要求“形成覆盖基础教育阶段所有学段、学科的生成性资源体系”[3]。可见,学科学习资源体系共享已成为我国教育战略层面的工作。但是,静态的、预设的学习资源形式较难满足学生的智慧发展,因此,智能时代对学习资源提出了新的要求,即强调学习资源的有机共享与有效协调。因此,本文基于多目标优化方法,从学习者和学习资源两个维度出发,综合考虑学习需求,基于智能优化算法实现海量资源在智慧学习环境中的高效进化。

二、概念解析

(一)智慧学习资源

智慧教育是通过教师智慧教学引导学习者智慧学习,发展师生智慧的过程。在国际学界,大量学者关注基于人工智能技术的智慧学习环境的建设和开发,但理论层面的论述相对较少[4]。国内关于智慧学习的典型论述主要有:(1)将智慧学习描述为技术赋能教育的全新样态。从学习者、教师和管理者三个方面阐述,学习者能够基于优秀教师的教学智慧和典型学习者的学习经验开展学习活动,全面培养系统思维和创新能力。教师能够动态掌握和调控教学过程,依据学习者总体情况调整教学安排。管理者能够全面了解学校办学情况,根据需要调整办学方案[5]。(2)从学习者的角度出发,关注学习者的智慧培养,即讨论如何培养学习者的哪些能力,强调通过在情境中体验和创造以及个性化学习等方式,培养学生合理运用知识的能力和智慧,促进各方面综合发展[6]。

智慧的培养需要为学习者提供开放和按需供给的学习资源。杨现民认为,智慧学习资源是在智慧课堂中,教师围绕教学内容展开教学环节或活动时所依赖的一种数字化学习资源,但是它需要两个条件,一是为开展高效的智慧教与学活动服务;二是以学习者需求为核心[7]。余胜泉认为,智慧学习资源应是一种资源体系,在这种体系中,学习者与学习者之间、学习者与专家之间建立联系,通过交流与共享,学习者能够持续地获得所学知识以及知识的发展变化[8]。前者强调了学习资源与学习情境、学习活动的關联性;后者更加关注学习资源与人的联通性,反映了知识的生长变化是群体智慧的结晶。从有关智慧学习资源概念的论述中可以看出其泛在性、联通与交互性、开放与共享性、进化性、个性化和智能化的特点[9]。学习者的学习活动过程是由若干个独立知识点或知识片段的学习组成的。而每个知识点或知识片段的学习由不同的学习方式来完成[10]。为了实现学习者的个性化学习,每个知识点或知识片段都应匹配若干的支撑学习资源,供学习者选择。因此,智慧学习资源是以知识组块之间的内在联系为客观依据,与学习层次、方式和兴趣爱好相适应的驱动任务、微视频、学习工具等构成的资源体系。

(二)学习资源进化

“进化”有事物生长、变化和发展之意,最终达到适应环境的目的。学习资源进化是指为了不断适应信息技术的发展、学习环境的变化,满足学习者知识结构和认知能力的动态需求,而对自身内容的调整和完善以及资源内外结构的优化[11],体现了“发展、变化、适应”的核心思想,即发展性、变化性和适应性的特征。从定义中可以看出,资源进化的主体是现代智慧学习环境中的学习资源,是泛在的、联通的和交互的。进化目的是为了满足学习者的需要,促进学习者知识建构、能力发展、智慧学习,从而适应学习环境的变化。此外,学习资源需要从自身内容和内外结构两个方面完成进化,内容的组织与进化需要体现群体智慧,通过交互生成知识成果,协同编辑,促进学习内容的快速更新。结构的组织通过自然语言处理技术进行实体命名,通过知识融合调整资源间的关联关系。

基于多目标优化的视角进行学习资源进化是在分析传统视域下学习资源进化方法和特性的基础上,综合考虑学习者个性化和智慧化学习过程中对资源的多种需求,将多目标问题转化为单目标问题,建立了一种面向实际智慧学习场景的学习者—资源多目标优化模型,通过学习资源群体内个体之间的相互合作与竞争产生的群体智能来指导资源进化,保留满足学习者智慧学习需求等多目标的资源,淘汰劣质资源,促使资源动态进化。

三、传统视域下学习资源进化方法概述

传统视域下学习资源的进化方式,如图1所示。网络的普及使学习者可选择的学习资源非常丰富,在巨大的学习资源库中实时获取学习内容和使用相关的知识,并在网络中实现知识创造与共享。通过在课堂中的自评、互评、人机交互、编辑资源内容、发表评论等学习活动,将个性思想融入群体智慧、学习交互、内容协同编辑以促进资源的进化。

学习资源的进化体现在内容进化和结构进化两个方面。内容进化是学习者在学习过程中生成阶段性成果,依托于智慧学习环境对外发布,允许学习同伴和教师协同编辑资源内容。学习者在参与学习的过程中,通过对资源的使用,已经形成了一个微型网络。同时,学习者还可以将优质的课程资源与其他同伴共享,方便学习者获取大量适合自己的课程内容,那些不被学习者使用的学习资源逐渐被淘汰,优质的学习资源得到实时更新,这个过程是学习者对繁杂多样的资源信息进行深度加工并反馈分析,形成所需资源的过程。

学习资源外部结构的进化体现在资源间进行聚合以建立相似关系、上下位关系、前驱关系、包含关系、等价关系等语义关系,形成资源间的逻辑关系网,使所有的资源都成为资源网的一个结点[12]。通过语义建模等技术,挖掘学习资源中最核心的内容和任务语义关系。然后,相似资源进行关联自动形成主题资源群,相同知识点、相同类型的学习资源根据内容进化的标准进行竞争,淘汰不符合要求的主题资源群,满足要求的资源继续参与群体智慧的生成和进化,达到成熟的状态,并再次按照知识的内在逻辑组成结构化的课程资源群。该类方法不能在资源进化过程中综合学习者的认知能力、预期学习时间、资源偏好等实际因素。

四、基于多目标优化视角的智慧学习资源进化框架

在资源进化过程中,学习者需要学习的多个资源需求申请会同时发送到云端服务平台,平台在接收到这些学习资源需求申请后,将其分解为若干个资源进化的子任务,综合考虑多个学习资源需求的子任务因素。每个学习资源都是以学科知识点或特定的知识组块为核心,包含了大量的问题或任务,每类资源的进化都需要根据学习者解决问题或完成任务的认知能力和对应知识点的媒介偏好、内容偏好、学习时间来确定,基于资源进化的多个明确目标对自身内容和结构进行调整和完善,资源需求体现在资源进化的全过程中,以满足学习者对学习资源的动态需求,促进学习者的可持续发展,为学习资源的精准推荐奠定基础。从多目标优化视角出发,结合学习资源进化的内涵和特征构建智慧学习资源设计与进化模型的基本框架, 如图2所示。

为帮助学习者达到智慧学习的目的,教师应当设计具体的学习任务或活动,使学习者经历对问题分析以及方案构想、抉择、评价、归纳的过程和序列学习活动。在传统的网络课程中,学习者通过所设定的点及连接来检索资料,学习活动序列是学习资源的组织。因此,知识点间与学习资源间的连接构成了学习路径。当其在智慧学习平台中参与学习,将学习者的个体特征和学习数据作为学习资源进化的切入点,平台通过云计算、物联网以及大数据等新兴技术感知学习者的学习需求,即被学习者应用的学习资源知识点的难度要适合学习者的认知能力,学习资源所包含的知识点范围应是学习者要掌握的知识点,学习资源的媒介类型符合学习者的资源偏好,推荐学习资源的总学习时间符合学习者预计学习时间。这是一个多目标的最优化过程,本质是需要满足认知能力目标、学习内容需求目标、媒介类型偏好目标、预期时间投入目标的最优资源进化过程。

进化的过程是以多目标为进化视角,基于多目标差分进化算法,通过群体内个体之间得相互合作与竞争产生的群体智能来指导资源进化,计算每个个体与最优个体适应度值的相互关系,进行变异、交叉和竞争操作,满足学习者需求等多目标的资源向学习者个性化资源群聚合,组成资源间涵盖核心内容和任务并建立相似上下位、前驱后继、包含、等价等语义关系的资源群。对于不满足当前学习者需求的资源,则回到原始云平台中的资源储存的位置,为匹配下一个学习者的学习需求,以进行资源进化做准备,或将劣质资源淘汰。这个过程以满足学习者的个性化学习需求为根本点,与其认识水平、学习方式、学习偏好、学习投入相匹配,体现了学习资源的智慧性。

五、基于多目标优化的智慧学习资源进化模型

智慧学习资源有机共享模式包含三部分:资源需求方、资源提供者和云平台。资源需求方以学习者为主体;资源提供者包括学校教师、企业以及学生,对学习资源进行设计、生成和组织;云平台响应资源需求方的需求申请,利用各种信息技术进行资源共享和进化,满足不同学习者的学习需求。学习者是教育教学的主体,其不同程度的投入、认知水平的高低以及媒介、内容的偏好都会影响组织学习资源进行智慧学习的效率[13]。基于多目标优化的智慧学习资源进化模型主要从学习者函数模型、学习资源函数模型出发,构建最优进化策略的目标函数,利用一种自适应调整变异率和交叉率的差分进化算法实现智慧学习资源的进化。

(一)学习者模型

学习内容是资源设计目标确立的依据,根据学习内容设计的学习任务和活动是对学习资源进行组织,然后获得满足学习者智慧学习的过程,学习者的学习活动过程是由若干个独立知识点或知识片段的学习组成的,也就是由若干个学习资源辅助完成的。为了提高资源进化精确度和服务效率,必须考虑学习者的认知水平、学习偏好、投入度等核心特征要素。因此,本研究从认知能力、媒介类型偏好、学习内容偏好、学习时间预期四个要素建立学习者模型。

用Si表示第i位学习者。教育的目的是通过学科知识的学习,培养学科核心能力。学习者的能力需要通过问题解决或任务完成进行刻画,需要学科全局性的知识结构和问题体系进行支撑,因此,定义第i位学习者的认知能力为Si-C={C1,C2,C3,…,Cm},表示m个知识点对应的学习者认知能力集合,集合Cm={Cm1,Cm2,Cm3,…,Cmn}表示学习者对第m个知识点的n个资源的认知能力;用Si-MP表示第i位学习者对承载特定知识点的学习资源类型的偏好,Si-MP={MP1,MP2,…,MPm}即学习者对第m个学习资源的偏好程度。由于一个知识点可能对应多种类型的学习资源,因此,集合MPm={MPm1,MPm2,…,MPmn},MPmn为学习者对第m个知识点的第n个学习资源类型的偏好值,n为学习资源包含的类型个数;定义Si-CP为第i位学习者所学知识点内容的类型,Si-CP={CP1,CP2,…,CPm},一个学习资源包含多个知识点,即涵盖了不同知识点内容的类型,因此,CPm={CPm1,CPm2,…,CPmn}, CPmn為学习者对第m个知识点的第n个内容类型的偏好,值用数学概率表示;Tj表示学习者Si预计学习某门课程在线资源时所投入时间。集合Tl_m={Tl1,Tl2,…,Tl_m}表示第i个学习知识点所需的最短学习时间,Tu_m={Tu1,Tu2,…,Tu_m}表示第i学习者学习第m个知识点所需要的最长时间。

(二)学习资源模型

假设某一门课程具有m个学习知识点,每个知识点有n种学习资源。用C_Si表示第i个学习资源。学习资源的难度是客观存在的,应符合学习者的认知能力,因此,定义Si_D为第i个学习资源C_Si的难度,集合Si_D={D1,D2,…,Dm}为第m个知识点的难度,每个知识点会有多个学习资源与其对应,Dm={Dm1,Dm2,…,Dmn}为第m个知识点对应的第n个学习资源的难度。将特定知识点对应的学习资源的媒介类型用Si_MT表示,集合MT={MT1,MT2,…,MTm}表示m个知识点对应的学习资源类型。将资源类型={文本文档、图片、演示文稿、仿真工具、微课、题库}离散化为{1,2,3,4,5},Tm={MTm1,MTm2,…,MTmn}表示第 m个知识点对应的第n个学习资源的媒介类型。将知识点内容类型={知识类、理解类、应用类、分析类、综合类、评价类}离散为{1,2,3,4,5,6}。用Si_K表示某个学习资源所涵盖的学习知识点,Si_K={K1,K2,…,Kn},如果K_n=0,第n个学习资源不覆盖知识点K,否则为1,涵盖知识点K,第m个知识点对应的第n个学习资源的内容类型的集合为KTm={KTm1,KTm2,…,KTmn}。定义Si_T为学习资源的预计学习时间,第m个知识点的第n个学习资源需要的时间集合为Tm={Tm1,Tm2,…,Tmn},值都用实数来表示。

(三)最优进化策略的目标函数

智慧学习资源进化的核心在于:学习资源所包含的知识点范围一定是学习者要掌握的知识点,学习资源知识点的难度要适合学习者的认知能力;学习资源的媒介类型和知识内容要符合学习者的偏好;学习资源的总学习时间符合学习者预计学习时间。学习资源进化方法的本质在于需要满足以上基本条件的最优化策略选取,即是一个多目标的最优化问题[14]。设变量Xmn,如果学习资源C_Si被选中进行进化,则Xmn=1;否则为0。

学习资源的难易度要尽量符合学习者的学习能力,根据约束条件,构造目标函数F1,见式(1)。其中,N表示一门课在线学习资源的数目,M表示课程所具有的知识点数目。Cmn表示学习者对第m个知识点的n个资源的认知能力,Dmn表示第m个知识点对应的第n个学习资源的难度,用F1函数计算学习者对资源的学习理解力与其难度之间的平均特征差异,表征该学习资源的难度是否满足学习者具有的认知能力。

(四)基于多目标差分进化的学习资源进化

1. 相关参数的确定

在学习过程中,学习者会学习各种不同的学习资源,从而产生大量的学习者与学习资源的交互关系,一个学习者会选择多种学习资源进行学习。因此,学习者与学习资源是一对多的关系。智慧学习环境下的学习资源进化需要满足学习者的学习需求,帮助学习者建立完整的知识体系和知识结构。一门课程有M个知识点,具体分布在每个章节中,且相互之间存在前驱后继、父子兄弟等关系,因此,M个知识点是一个逻辑网络。而各资源间通过知识间的逻辑网络也可以建立联系,能够反映资源与知识以及知识本身的结构和逻辑关系。

在一个课程的知识逻辑网络中,以核心知识点或知识组块为资源关联的结点,一个核心知识点或知识组块存放各种格式的学习资源,包括PPT、Word文本格式、视频格式、动画Flash格式、虚拟仿真实验工具等,根据知识点逻辑组织结构图,这样就可以基于知识点的逻辑顺序遍历学习资源的存储结构。当学习者在知识点逻辑组织结构图中点选学习内容,智慧学习平台将自动记录下点选的所有学习资源和对应知识点,以及每个编号的学习资源的难度Si_D、媒介类型Si_MT、知识点类型Si_K和预计学习时间Si_T;学习者的认知能力、资源偏好、知识点偏好应当基于平台数据并通过大数据和学习分析技术获得,预计投入的学习时间由学习者自主定位以完成数据的确定。

2. 基于多目标差分进化的学习资源的最优进化

根据式(5),学习资源的最优进化问题可以转化为基于约束条件的最优化求解问题[16]。差分进化算法主要包括初始化、交叉、变异和选择等步骤。通过群体内个体之间的相互合作与竞争产生的群体智能来指导资源进化,从随机产生的初始种群开始,根据每个个体与最优个体适应度值的相互关系,自动调节变异算子值,在变异、交叉和竞争之后,保留满足学习者需求的多目标的资源,淘汰劣质资源,不断向最优资源进化。

对第α个个体Xmn随机生成的0或1进行赋值,初始化参数,生成初始种群X(0),将最终的目标函数F作为适应度函数,计算每个个体的适应度值。迭代次数,对种群中个体α由1开始编号,以1号资源个体为研究对象。在资源进化开始阶段,较大的变异率F可有效阻止进化过程陷入局部最优解。后期较小的变异率能提高寻优速度[17]。用FnE+1表示子代资源个体变异率,FnE表示父代资源个体变异率,μH、μL表示自适应的上下限,θn表示父代个体的目标函数值,自适应调整函数和自适应变异率如下:

通过上述方式,根据学习者的学习需求可实现学习资源的动态进化,缩小资源进化的范围,节省运算时间。基于此,结合个性化学习者模型、资源关联分析模型等,采用情境感知算法,识别学习者当前的学习情境,定位当前学习内容,在资源完成进化后,将符合情境和自身学习需求的学习资源以恰当的方式和时机推荐给学习者。

六、结 语

为帮助学习者进行个性化和自适应学习,本文提出基于多目标优化视角的学习资源进化框架和模型,通过学习者模型和资源模型,構建认知能力、媒介类型偏好、学习内容偏好、学习时间预期需求四个目标函数,将多目标转化为单目标寻优的问题,试图从多目标优化的视角探索新型的资源支持智慧学习的服务模式。目前,模型的研究尚处于初始探索阶段,下一步的工作是对模型进行完善,并应用到实践中以检验其有效性。

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[3] 中华人民共和国教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL].[2018-04-18].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

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作者:赵玲朗 范佳荣 唐烨伟 庞敬文 钟绍春

第2篇:进化性学习资源支持的高校智慧教学研究

【摘 要】

近年来随着智慧教育的兴起和发展,教学已经向培养学生的智慧回归,智慧教学已经成为教育技术领域研究的重点。进化性学习资源具有的彰显学习者的主体性、提高学习者的参与度、激发学习者的学习兴趣、提高学习内容的时效性等优势能够很好地促进学生的智慧发展。本研究依托进化性学习资源,构建出包含学习目标、分配任务、小组创生、师生协作、展示交流和总结反思六个部分的高校智慧教学模式,为期一个学期的教学实践结果表明,该模式能够促进学生智慧发展、知识构建以及课程参与。

【关键词】 进化性学习资源;智慧教学;教学模式;思维发展

一、引言

智慧是教育永远的追求。教育的目标之一就是培养具有智慧的人。近年来,随着信息技术的发展,智慧教育成为当今教育领域的研究热点,利用信息技术促进学生智慧发展的理念已经深入各个学校、各个学科的教育教学当中。然而当前的教学,特别是高校的教学仍然存在以传授知识为主、学生参与不足、学习效果不理想等问题,难以促进学生的智慧生成与发展。信息技术的发展为解决上述问题、实现智慧教学提供了支持条件,即将技术、环境、数字资源等应用于教育教学当中,以克服单向的知识传授,从而提高学生的学习参与度,提升教学效果,促进智慧生成。

进化性学习资源是指在开放环境下多用户参与、协同创作与分享的数字化学习资源。进化性学习资源需要学习者在学习中参与资源编辑,加入建设与生成资源的队伍。这种学习方式可以充分调动学习者的学习积极性,有利于学习者建构自身的知识,同时可以让学习者清楚自己的学习效果、了解自身的知识水平。因此,如何利用进化性学习资源开展智慧教学、改善高校教学效果是需要解决的一个重要问题。本研究旨在利用进化性学习资源的优势,设计出一种智慧教学模式,为解决高校目前普遍存在的学生学习参与度不足、教学效果不理想、教学过程以传授知识为主、难以促进学生智慧发展等问题,开展教育教学改革提供参考。

二、智慧教学的内涵分析

(一)智慧的内涵界定及发展过程

1. 智慧的内涵界定

智慧是人類永恒的追求,是经久不衰的议题。从哲学到教育学到心理学再到计算机科学,每个领域都在追寻自己的“智慧”。通过调研现有的关于智慧的定义发现,目前的智慧内涵界定主要包括思维能力、知识体系和态度质量这三个方面(见表1)。

结合以上学者对于智慧的认识,本文倾向于将智慧界定为可操作可测量的、作为一种结果形式存在的思维能力,具体而言智慧是指在获取知识的过程中形成的相对稳定的思维能力。同时,在智慧形成和发展的过程中除了知识以外,还需要坚定的意志和正向积极的与适当消极的情感的参与(见图1)。

根据上述关于智慧的定义可知尽管智慧的构成要素有很多种,但思维却始终是核心因素,对人的智慧起着决定性作用,智慧的实质就是高的思维能力(陶伯华, 2012)。思维是人类特有的心理活动,与人的行为、认知息息相关。高的思维能力往往意味着对事物有自己独特的见解(Lewis & Smith, 1993)、能够解决难以解决的问题(Hmelo & Ferrari, 1997; Guilford, 1967)、能够创造出别人创造不出的事物(Bonk & Reynolds, 1997)、看待事物更加透彻(杜威, 1991; Beyer, 1985)等。因此智慧的发展也就意味着问题解决、独立思辨、创造性思维以及反思性思维等思维能力的发展。

虽然本研究认为智慧在本质上属于思维能力的范畴,但是智慧以知识为基础,只有具备了相关的知识才有可能发展出相应的智慧。《韦氏词典》就将智慧定义为正确使用知识的能力,可见知识是形成和发展智慧不可缺少的要素。同时智慧的获得和发展不是一蹴而就的,而是需要一段时间甚至相对漫长时间的培养,因此在形成智慧的过程中还需要意志和情感的参与。在智慧发展的过程中难以一帆风顺,没有坚定而顽强的意志智慧难以得到长足的发展。当智慧得到发展的时候,人往往能够感受到愉悦,从而更加愿意促进智慧发展,同时适当的挫折感也能激发人的斗志,使人越挫越勇,更能勇往直前。

2. 智慧的发展过程

为进一步明确智慧的发展过程,结合本研究对于智慧的界定和布朗(Brown, 2004)的智慧发展模型,梳理了智慧发展的过程(如图2)。智慧发展主要包括三个步骤:首先,通过外部信息的输入促进个体进行知、情、意三个方面的统整,对自身内部的状态有明确的认识;其次,将统整后的状态通过表达、展示、创作以及评价等实践行动进行呈现;最后,根据同伴、教师和学习者自身的行动回馈进行反思,重整内部暂时稳定的状态。之后再次进行新一轮的知、情、意三方面的统整,实现智慧的一次提升,之后再进行实践行动,以此循环,螺旋上升。同时学习者的智慧对于内部统整、实践行动以及行动回馈三个环节具有指导作用。所以,个体的智慧发展不是一个单纯的线性过程,而是一个不断循环往复的提升过程。

内部统整是指学习者在外界信息的刺激下对自身认知、情感、意志三个方面的统整。通过外界信息的输入,学习者内部对信息进行加工处理,首先认知层面形成新的认识(将信息融合到已有的认知体系中),产生新的知识,为智慧的发展奠定基础;智慧得到发展所带来的积极的、正向的情感体验(如快乐、满足)会促使学习者更愿意去发展智慧;同时这种积极正向的情感体验会渗透到意志层面,促使学习者愿意坚持不懈地、持续地发展智慧。

实践行动是指学习者将心理系统的知、情、意三方面进行统整以后而进行的实践应用。通过创作、表达、展示、评价等输出应用的行为在实践中应用智慧、外显智慧。实践是发展智慧的必要环节,没有实践应用就不会有接下来的改变和成长。

行动回馈是指对学习者实践行动的回馈,主要来自同伴、教师和学习者自身。回馈的结果进入学习者的心理系统,打破原有的知、情、意统整的状态,开启新一轮的心理系统统整过程。对于结果的回馈包括正向回馈和负向回馈。正向回馈是指肯定学习者的实践,有利于学习者建立积极的情感体验,促进学习者智慧发展;负向回馈是否定学习者的实践,中肯的负向回馈有利于学习者认识到自身的不足,给学习者指明完善智慧的方向。但是只有正向或者只有负向的回馈都不利于学习者的智慧发展,最好在肯定学习者实践的同时,指出其中的不足。

除此之外,智慧的发展还受到经验体验、人际互动、环境氛围的影响。

经验体验通过影响内部统整来影响智慧的发展。学习者以往的经验体验会影响到学习者知、情、意三方面的状态。有过好的经验体验会给学习者带来正向的情感体验、强烈的学习意愿以及丰富的知识,相反经验体验不好的学习者会产生负面的情感体验、消极的学习意愿以及匮乏的知识。在知、情、意三方面的状态不同,智慧发展的过程也会有很大的不同,统整以后的心理系统状态也会千差万别,进而影响到实践行动和行动结果。

人际互动通过影响实践行动和行动结果来影响智慧的发展。与他人互动有助于展现和提升智慧,尤其通过“外在对话”(与他人的交互,如展示、表达等)和“内在对话”(与自己的交互,如撰写、反思等),约能提升一个标准差的智慧相关表现(陈利铭, 等, 2010)。人际互动带来的讨论与思辨的机会有助于提升智慧表现。就此而言增加交流互动,提升外在讨论与内在对话的机会对于提升智慧很有帮助。

学习者的智慧发展还需要一定的环境氛围支撑。这里所说的环境既包括有利于学习者之间、学习者与教学者之间进行交互的信息技术环境,又包括鼓励支持学习者智慧发展的教学氛围。因此在搭建技术环境时,要注重为学习者提供获取信息、分享信息以及交流互动的途径、工具等。同时在教学过程中也要注重增加学习者之间交流互动以及实践行动的机会。

除此之外,教师在学习者智慧生成的过程中发挥举足轻重的作用。好的教师是引导学习者发展智慧的促进因素,能够协助学习者统整生活经验。良师的引导是智慧发展的触媒,可以辅助学习者在面对两难困境时选择最佳行动。因此教师要在教学过程中对学习者进行引导,为学习者指点迷津,帮助学习者进行内部状态的统整。

(二)智慧教学的内涵

智慧教学并不是一个新兴的概念,20世纪80年代就有学者提出教学要从知识传递转变为智慧传递,要实行智慧教学。目前对于智慧教学概念的界定主要集中在技术环境和教学本身两个方面。

智慧教育的兴起和发展为智慧教学带来了新的内容——引入新一代信息技术改善教学环境,改进教学成效。杨现民等(2013)就从技术手段方面界定智慧教学,认为智慧教学是在新一代信息技术支持下开展的教学。在高度智能化的信息技术的支持下,教师能够更高效地组织课堂,充分了解学习者的学习情况,从而显著提升教学效果。这个层面的智慧教学更强调技术对教学的支撑和辅助作用。

从教学本身出发界定智慧教学的研究相对较多。如吴晓静等(2009)认为智慧教学是以学习者的智慧发展为价值追求,需要教师对于课程有独到的认识,具有一定的教学智慧,能够在教学设计、实施以及评价中促进学习者的智慧发展。陈静(2014)认为智慧教学应该是高效率的,教学活动也是高效开展的,学习者在参与教学的过程中实现知识和智慧的共同发展。这些从教学本身出发的智慧教学概念都强调对学习者智慧的培养,以培养学习者的智慧为目标,有针对性地计划、组织和实施教学。

本文采用从教学本身出发同时结合技术手段的方式界定智慧教学,认为智慧教学是在信息技术环境支持下,以培养和发展学习者的智慧为目的的一种学习者高度参与、生生之间充分交互的开放性教学过程。基于智慧教学的概念构建了智慧教學的概念框架图(如图3)。

学习者的智慧是指学习者在学习知识的过程中,在学习活动中,获得以及表现出来的稳定的思维能力。智慧教学通过计划和组织开放性的教学活动、学习活动促进学习者参与到教学中,让学习者在相互交流、讨论、协商之中保持高度参与,从而有效地提升学习者的智慧。

学习活动和教学活动是教学理念的重要载体,也是达成教学目标的重要手段。在智慧教学中,更强调能够促进学习者交互与参与的教学活动和学习活动的设计。教学活动和学习活动的设计也更倾向于开放性,开放意味着能够让更多的学习者参与到教学中来,也意味着学习者能够真正地发挥其主体作用。

教学内容是教学中各种活动的起点。在智慧教学中,教学内容不是一成不变的教材或者教学PPT,而是能够动态生成的、更加符合学习者学习兴趣和认知规律的内容。在智慧教学中,学习者在教学内容方面具有更多的话语权,他们可以自行生成自己想要学习的与教学主旨相关的内容,使教学内容具有更强的针对性。

三、进化性学习资源支持的高校

智慧教学模式设计

(一)进化性学习资源支持教学的优势

进化性学习资源是学习者在网络上自主创作或者集体创建而生成的数字化学习资源,包括文本、图像以及音视频等。进化性学习资源强调学习者的主体性,学习者根据自身的认知和需求自主参与到资源进化过程中;同时进化性学习资源还能通过不断进化保证自身的时效性。具体来说,进化性学习资源在支持智慧教学方面具有以下明显优势:

1. 彰显学习者的主体性

进化性学习资源的生成和进化方向以学习者的主观倾向为基础,学习者根据自身的兴趣、爱好以及已有的认知对学习资源进行创建和改造,以实现学习资源的进化。在学习资源进化的过程中,学习者摆脱了预设性资源的“顽固性”,不仅可以阅读学习资源的内容,还可以主动对内容中不妥的地方以及需要补充的地方进行修正,从而将自己的认知融入资源的进化中,真正体现出学习者的主体地位,有助于发挥学习者的主体作用。

2. 提高学习者的参与度

进化性学习资源的生成和进化以学习者的参与作为支撑和动力,通过学习者参与资源的生成和建设实现学习资源的进化。学习者在阅读和学习相关学习材料之后,根据自己已有的认知对资源内容进行初步评价,同时针对资源中的不足和欠缺之处提出意见或者直接进行修正。因此,进化性学习资源的进化过程就是学习者的参与过程,通过资源进化促进学习者参与学习,提高其学习参与度。

3. 激发学习者的学习兴趣

现在的学习者对于网络世界不仅不陌生,还有着丰富的使用经验,并且非常愿意参与到网络资源建设中。他们擅长使用社交软件,喜欢及时分享新消息和自己的经历与认知,并且具有一定的评价和辨别能力。进化性学习资源为设计出匹配学习者这一特征的教学过程提供了支撑。学习者可以在参与学习资源进化的过程中尽情发表自己的观点,并与其他学习者进行探讨交流,这有助于激发学习者的学习兴趣,提高其学习动机。

4. 提高学习内容的时效性

教学内容陈旧、落后于时代发展是目前高校教学中存在的问题之一。教材从编制、出版到出现在课堂上需要经过一段时间,这往往会导致很多前沿的内容变得不再前沿,难以保证内容的时效性。进化性学习资源通过实时动态更新、生成进化,能够在很大程度上提高学习内容的时效性和新颖度,保证其与时俱进。

(二)模式设计

目前已有“激发讨论”智慧教学模式(张奕华, 等, 2004)、“思考金三角”智慧教学模式(吴权威, 等, 2015)等智慧教学模式,但这些模式强调通过交流互动促进学习者对知识的掌握和应用,适用于较低年级的教学,难以适用于需要知识创生的高校教学。本研究从改善高校教学现状、促进学生参与、突出学生主体性、发展学生智慧出发,以“批判学习、深度参与、研究创生、发展智慧”为核心思想,设计出进化性学习资源支持的高校智慧教学模式(见图4)。

模式由四部分组成:教师行为、教学流程、学生行为和智慧发展路径。其中教学流程是模式的重点部分,根据教学流程提出相应的教师行为、学生行为以及智慧发展路径几个部分。具体的教学流程包括确定学习目标、分配任务、小组创生、师生协作、展示交流和总结反思六个部分。其中小组创生和展示交流是教学流程中的重要部分,每个环节各包括六个循环的子环节。在整个教学过程中,学生和教师是重要的参与人员。学生作为学习主体和促进内容进化的主力军,在教学过程中提出需求、交流讨论、质疑评价,这些行为不仅促进了教学内容进化,而且有助于学生掌握知识,发展智慧。

在教学过程中,学生的一系列行为体现了智慧发展过程中内部统整、实践行动和行动回馈几个步骤之间的转换和循环。首先,学生提出学习需求,这是学生的自我认知行为,处于智慧发展的内部统整阶段。学生要表达自身的学习意愿和要求,首先需要了解自己的真实情况。接着是学生领取任务、协作创生和协商评价,这些行为主要涉及智慧发展的实践行动阶段,也是智慧发展最重要的一个步骤。学生在参与内容资源生成进化的过程中,需要不断吸收信息、表达自己、从同伴中获得回馈。在这个过程中,学生不仅获得了与知识相关的回馈,也会获得与思维能力相关的回馈,从而不断促进自身智慧的发展。学生在上一阶段进行了应用智慧的实践行动以后,在展示评价阶段主要接收对其实践行动结果的回馈。其他学生和教师对各个小组的协作情况、内容进化情况进行回馈,学生个体和小组吸取不同的回馈,并进一步对评价进行内化和反思,在知识和思维能力等层面进行新一轮统整(表明智慧得到了发展),为下一阶段的实践行动奠定基础。教师作为教学活动的设计者,对教学和内容进化的方向以及学生的发展等起到重要的指导作用,在教学过程中需要对学生的行为和活动进行监督指引,给出评价回馈。

(三)课程实施流程

课程实施流程由确定学习目标、分配任务、小组创生、师生协作、展示交流和总结反思六个环节组成,具体如下:

1. 确定学习目标

确定学习目标是课程实施的关键步骤,对于选择课程内容、布置学习任務、设计教学活动具有至关重要的作用。与传统的既定课程目标不同,高校智慧教学模式下的学习目标由学生自主提出,教师则根据学生的需求和课程要求进行宏观调整。在智慧教学模式下,学习目标通常具有一定的开放性和生成性。其中开放性是指学习目标由学生自己确定,满足了不同学生的学习需求,体现了开放特征;生成性是指在课程实施过程中,学习目标也在不断扩充和调整,体现了动态发展特征。

2. 分配任务

教学目标确定后,教师根据学生各自的目标将课程内容划分为若干单元,并在各个单元下设计若干任务。学生以小组为单位,在教师公布任务列表后,根据各自的兴趣偏好自主认领任务。为有效保证学生创生内容的周期和效率,教师需要在发布任务的同时公布时间期限等具体要求。确定小组任务是小组进行资源进化的出发点,也决定了小组内容创生的方向。因此各小组在认领任务后,首先需要对任务有基本的了解,即通过小组协商讨论形成对任务的一致理解;其次需要对小组任务进行细分,保证每个小组成员各司其职,高效完成资源内容的创生。

3. 小组创生

小组内容创生是高校智慧教学模式有别于传统教学模式的突出标志,也是教学内容生成进化的关键,是学生知识积累和智能发展的核心要素。小组创生主要包括分享资料、批判学习、协作交流、达成共识和创生资源五个环节,具体如下:

(1)分享资料:内容创生不是靠学生单打独斗实现的,而是通过分享知识、内容实现相互协作、共同创生。即学生通过分享以网络搜索、查阅书籍等方式获得的数据实现小组成员对创生内容的全面了解,从而为内容创生提供保障。

(2)批判学习:创新创造以批判为前提,知识创生也依赖于对原有知识的批判学习。小组成员在共享知识内容后,需要完成对知识内容的批判性学习,从原有知识内容中获得知识创生的内容与观点。

(3)协商交流:批判学习、形成特定认知后,小组成员通常需要集中协商讨论,对存在的认知差异进行协商讨论,集小组集体智慧解决成员的困惑,形成具有小组特色的创生新颖点。

(4)达成共识:通过协商交流,小组成员形成对创生内容的一致理解和认知,明确各自的任务和在后续协作建构过程中的分工。

(5)创生资源:在达成共识后,小组成员开始按部就班搜索资源、分析总结、创建知识内容。在建构知识的过程中小组成员还要及时分享获取的新资源,讨论对问题的新认知,不断生成进化性资源内容。

4. 师生协作

在师生协作环节,各小组确认任务以后首先进行第一轮小组内部创生,就生成的内容框架与教师进行一次或者多次协作讨论,最终敲定内容框架,小组内部根据框架继续对内容进行生成进化。师生协作以教师引导小组协作与知识内化的方向为主,各小组根据自身对任务的认知与教师进行讨论,提出遇到的困难与预计的解决方案,由教师提供指导。

5. 展示交流

展示交流是智慧教学另外一个重要环节,能够促进学习者表达出在小组创生过程中形成的内容,引发全班的讨论与交流,在更大范围内吸收班级同学的回馈,同时给予其他学生新的信息,促进学生共同发展智慧。该环节由以下五个持续循环的关键步骤组成:

(1)阐述分享:阐述分享是学生智慧发展实践阶段的主要环节,能够促进学生智慧的进一步发展和内容的进化。各小组在课堂上公开分享本小组对于任务的认识以及小组协作情况。

(2)提出疑问:在小组阐述分享后,学生通过课程平台查看完整的资源内容,同时结合发言内容发表观点、提出疑问。

(3)协商交流:展示小组根据其他学生以及教师提出的问题进行论证解释,并进行深入的协商讨论。

(4)达成共识:汇报小组以及其他学生和教师针对资源内容、小组合作等方面存在的问题和不足等进行协商,最终在多数学生中达成一致。

(5)持续进化:根据上一环节中达成的一致认知,资源创建者再次修改完善资源内容、调整小组协作方式。资源的创建者可以继续邀请其他小组成员对资源内容进行修改,生成新的内容。

6. 总结反思

在总结反思环节,每位课程参与者首先对专题的知识内容进行总结,然后对完成该专题过程中自己、本小组以及其他小组的表现情况进行反思,不仅促进学生全面掌握学习内容,而且引导学生了解自己的思维过程,促进学生智慧发展。

四、进化性学习资源支持的高校

智慧教学应用结果

本研究选取江苏师范大学教育技术专业大三学生的选修课程“教育项目开发与管理”进行模式应用实践。课程共36课时,设于每周四上午第一大节(课程自2015年9月10日开始至2016年12月31日结束,共18周,每周2课时,每课时40分钟)。

(一)课程参与者

课程的参与者包括任课教师1名、助教2名和教育技术专业三年级学生48名(其中女生40名、男生8名)。每位学生均具有课程需要的学科背景和基础知识以及网络学习经验。全班通过自由组合形成12个小组,每组4人,每个小组均设有组长负责协调统筹组内任务。小组组长采取轮流制,根据小组选取的任务,成员轮流自愿成为组长。课程所有参与者均有笔记本电脑,能够在课上和课下连入校园网络,具备课程开设所需要的硬件环境。任课教师具有教授“教育项目开发与管理”课程的经验,同时具有丰富的网络教学经验。助教为教育技术专业研究生,熟悉网络学习平台,具有一定助教经验,能够与学生及时沟通与交流。

(二)课程平台

课程依托学习元平台(Learning Cell System, 简称LCS)开展教学活动、生成教学内容以及记录学习行为。学习元平台是一个开放的学习管理系统和内容创作系统,学习者可以利用学习元平台提供的协同内容编辑工具实现学习元的内容进化,利用活动设计工具实现活动与内容的整合,利用批注、评论、讨论等工具实现交流互动,利用评价工具完成不同類型的学习评价(杨现民, 等, 2013);同时平台能够记录参与者的所有操作行为。

课程采用建立学习小区和知识群的方式实现教学管理和内容生成。在学习小区中可以建立学习小组,及时布置和提醒小组任务;发布课程公告,通知学生课程最新动态消息;建立讨论区,实现互动交流;上传课程材料,丰富课程资源。

(三)数据采集

本研究将智慧界定为个体在获取知识的过程中形成的相对稳定的思维能力。同时有研究(Baltes & Staudinger, 1993; Sternberg, 1990)表明智慧以问题解决、独立思辨和反思性思维为主要成分。同时团队协作作为能够影响智慧发展的能力(Sternberg, 1990),也需要进行评价和测量。因此本研究对学习者学习课程前后的问题解决能力、独立思辨能力、团队协作能力以及反思性思维能力几个方面进行测量,以此判断学生的智慧发展情况。智慧的发展以知识的积累为前提,有了一定的知识积累才能更好地促进智慧发展,因此本研究也对学生的知识建构情况进行评价。学生高度参与课程是智慧教学的重要标志之一,也是促进学生智慧发展的重要途径。因此本研究还采用社会网络分析法和课堂观察法——从平台活动的参与和交互情况以及课堂上参与讨论发言的情况,对学习者的课程交互情况进行评价。

1. 课程平台数据

课程学习平台(学习元)能够自动记录课程参与者在平台上的操作,并且分类进行存储。管理者可以根据需要汇出相应的平台资料,形成Excel格式的文档,为研究者提供客观、真实、有效的研究资料。

2. 能力测量量表

在研究的前期和后期采用能力测量问卷测量学生的独立思辨能力、团队合作能力、问题解决能力、创造力和反思性思维五种能力的情况。能力测量量表借鉴了时罗等(Schraw & Dennison, 1994)设计的《独立思辨能力评量量表》,杰恩等(Jeng & Tang, 2004)设计的《团队合作能力评量量表》;潘怡吟(2004)设计的《问题解决能力量表》;林幸台等(1994)设计的《创造力测量量表》;肯伯等(Lucas & Tan, 2006)设计的《反思性思维测量量表》。基本能力测试共38题,所有题目均采用李克特五点评分法,如题目为“我会定时检查自己是否达到我的学习目标”,选项包括“非常同意,同意,不确定,不同意,非常不同意”。

3. 课堂观察表

为了更加细致准确地分析课堂情况,采用录像的形式将所有课堂情况记录下来,用于课堂交互分析,主要对课堂的学习氛围、课堂管理、教学过程、学生参与和教学目标五个方面进行观察、记录、打分,同时记录学生在课堂上的参与行为,包括分享信息、补充同伴分享内容、提出问题、回答问题、同伴讨论和做练习。

(四)结果分析

进化性学习资源支持的高校智慧教学模式以发展学生的智慧为目的,依托教学内容生成设计一系列促进学生参与、提高学生思维发展、改善教学效果的教学活动。所以教学的有效性重点表现在学生的智慧发展情况、学生的知识建构情况和学生的参与情况,其中能否有效促进学生的智慧发展是衡量模式应用效果的重要标准。

1. 智慧发展结果

智慧以思维能力为核心,学生的智慧发展情况可以通过测量相应思维能力的发展来评价。采用配对样本T检验对班级上课前后学生的问题解决能力(α=0.80)、独立思辨能力(α=0.91)、创造力(α=0.83)、反思性思维能力(α=0.89)、团队合作能力(α=0.84)进行比较,以此分析学生在这些能力维度上的发展情况。结果显示,学生在五个思维能力层面都有所提升,其中在独立思辨能力、团队合作能力、问题解决能力和反思性思维能力四个层面提升显著,具体情况见表2。

智慧以思维能力为核心,强调个体的问题解决、思辨、批判与合作共赢(Sternberg, 1990)。根据学生的问题解决能力、独立思辨能力以及团队合作能力的前后测对比情况可以看出,本研究提出的智慧教学模式对于发展学生的智慧具有显著作用。本研究提出的教学模式强调学生与学生之间、学习小组与学习小组之间的交互,学生之间有目的、有内容的协作学习和沟通协商促进了学生团队合作能力、问题解决能力与独立思辨能力的发展。

然而学生的创造力没有得到显著提升,且最终得分也相对较低,这与课程实施过程中增加了师生协作环节有一定关系。通过访谈发现,学生对教师的依赖性较强,希望教师对自己的行为给予回馈,这在一定程度上限制了学生自身创造力的发展。

2. 知识建构情况

知识是智慧发展的基石。为了解学生在课程学习过程中的知识建构情况,本研究对课程平台的后台资料进行内容分析,同时也对学生递交的平时作业进行内容分析,以全面了解学生的知识掌握情况。

(1)平台内容分析

采用古纳瓦德纳等(Gunawardena, Lowe, & Anderson, 1997)提出的知识建构分析框架对于课程平台导出的交互数据(评论、批注、发帖)进行内容分析。古纳瓦德纳提出的协同知识建构分析框架包括五部分内容,分别为:共享和比较信息,发现和分析观点间的差异,通过提出新建议共同建构知识,针对建构结果再次进行协商讨论,成员间达成共识,以及应用新知识。同时交互数据还存在一部分互相鼓励的内容,本研究将其作为第六部分——情感交流类,具体的编码框架见表3。

课程共产生数据968条,其中评论628条、批注246条、发帖94条。本研究的分析单位为有明确指向意义的句子。如果一条数据中含有两层或者两层以上的意思,那么编码的时候就按照先后顺序依次编码。例如,一条数据前半部分是P1,后半部分是P6,那么最终编码为P1P6。两位研究者以古纳瓦德纳分析框架为基础进行独立编码,并以交互数据类型为单位进行编码者信度测试。有研究表明归类一致性指数大于0.75则表明编码具有很高的信度(Bakeman & Gottman, 1997)。在編码过程中,两位编码者若遇到不确定的情况,会针对分析框架进行协商,然后再进行编码。最后测得编码的归类一致性指数为0.82,最后两位编码者针对意见不同的分析单位进行协商,统一编码意见。

根据图 5可以看出,课程教学过程中学生之间充分交换、分享了与课程相关的信息(P1=40%),也针对课程内容提出了不同的意见和疑问(P2=27%),同时针对部分有疑问和不同意见的内容进行了深度探讨最终达成了一致(P3=16%)。在课程中学生之间情感互动较为频繁(P6=13%),说明学生之间互动气氛良好,充满“正能量”。同时由于模式强调学生对内容和过程的反思和评价,因此出现了一定量的P4和P5,说明模式在促进学生知识建构方面具有良好的作用。

(2)课程作业分析

在教学过程中每个课程专题结束后都会布置一道思考题和一项绘制专题概念图的任务,通过SOLO分类法对思考题和概念图进行分析可以进一步了解学生对课程知识的掌握情况。

所谓SOLO分类法是Structure of the Observed Learning Outcome的简称,指可观察的学习结果的结构,是一种用来分析学生学习质量的方法。它将学习结果分为五类,由简单到复杂分别为:前结构、单一结构、多点结构、关联结构和抽象结构(如图6所示)。学生的知识结构越复杂(即越偏向抽象结构),说明学生对知识掌握得越牢固,与原有的知识结构或者生活经验结合得越紧密。

根据图 7可知,在“教育项目开发与管理”课程中,学生第一次提交的作业中大多数都为单一结构,共28份,少部分为多点结构,共14份,没有出现关联结构和抽象结构的作业。在第二次提交的作业中,单一结构的作业数量开始减少,降为10份,多点结构的作业有所增加,增至20份,出现10份关联结构的作业和2份抽象结构的作业。在最后一次总复习作业(第三次作业)中,单一结构的作业降到4份,多点结构的作业也有所减少,还有6份,关联结构的作业最多,为27份,抽象结构的作业为5份。

3. 课堂互动情况

课堂是师生、生生思维碰撞形成新知的场所。本研究采用课堂观察法对课程的学习氛围、课堂管理、教学过程、学生参与和教学目标五个方面进行观察、记录、打分,同时记录学生在课堂上的参与行为,包括分享信息、补充同伴分享内容、提出问题、回答问题、同伴讨论和做练习。

如图8所示,课程刚开始时在学习氛围等几个维度得分都比较低,这是由于教师和学生第一次接触这种教学模式,不太熟悉具体的流程,也没有增加模式预热过程,因此导致前几次课的上课效果不是很好。随着教师和学生对于教学模式越来越熟悉,课堂的节奏和氛围也越来越好。从第3周开始,学习氛围、学生参与、课堂管理等指针均直线上升,表明课程的上课氛围良好,师生交互充分,能够很好地完成教学目标。

根据课堂上观察记录的学生交互行为(见图9)可知,学生在课堂上更倾向于提出问题、回答问题和与同伴进行讨论这三项活动,平均每个小组每次课能提出问题26次,回答问题29次。其中G8在课堂上表现较为积极,补充同伴分享的信息、提出问题与回答问题的次数最多,而G12和G11更喜欢与同伴进行讨论交流。

4. 平台互动情况

本研究以小组为单位,使用Excel、Ucinet及NetDraw等软件对课程的交互资料进行分析处理,即具体分析小组之间的互动,如第一小组的某一成员对第二小组负责的学习元进行了评论、批注、回复等操作,则算作一次交互。

社群图是反映一个网络整体情况的图表,社群图中的节点代表各个小组,节点之间的线代表节点与节点之间的关系,箭头代表信息的流向(Haythornthwaite, 1996)。网络中角色权利主要通过中心度来体现。中心度是衡量一个节点在社会网络中寻求互动的程度,即一个节点在网络中接触别人的能力,一般用节点的点度中心度(Tracy & Joy, 2005)来表示。点度包括点出度(out- degree)和点入度(in-degree)。点出度指的是该点所直接指向的其他点的总数;点入度指的是直接指向该点的点数总和。一个具有高点度中心度的节点,会在网络中拥有许多与其他节点之间的直接联系,从而拥有较大的权力。相反,居于网络边缘的节点在关系形成过程中是不活跃的。一个网络的点度中心势表明网络的整体中心度。值越大,说明网络的集中程度越高,网络的向心趋势越明显。本研究主要从社群图和中心度两个方面对课程形成的社会网络进行分析和评价。

根据图 10可以看出,课程中形成的12个小组(每组4人)均和其他小组发生联系,也就是说均和其他小组进行了交流互动;该社会网络的关系全部是互惠性关系,即双向关系,说明各小组之间的互动全部是双向的。这从另一个角度说明各小组之间联系十分紧密,形成的社会网络连接密集。总之,该网络中不存在孤立节点,整个网络中组与组之间均有联系,没有处于绝对边缘的节点。

由表4可以看出,所有小组的点入度和点出度都比较大,说明每个小组都较为积极地参与到活动中。其中G9的点出度最大,说明G9输出的信息最多,积极地对其他小组提出建议意见;G8的点入度最大,说明G8负责的内容受到其他小组的关注。总体而言,12个小组中绝大多数小组的点出度都大于点入度,说明每个小组都积极与其他小组分享信息、互提建议。

根据网络的中心势可以看出,整个网络的点度中心势都相对较低(5.4%和22.2%),说明整个网络几乎不存在向心性,也就是说网络中不存在“权威”个体,每个小组都具有相对均衡的权利,所处的角色地位相差不多。

五、总结

进化性学习资源支持的高校智慧教学模式能够有效促进学生的知识建构和智慧发展。学生通过参与资源进化的过程实现了个体知识框架的更新,形成了以关联结构为主的知识结构,同时在问题解决能力、反思性思维、独立思辨能力等多个方面有显著提高。学生在教學过程中不仅与教学内容发生交互,还与学习同伴进行了充分的交互。各学习小组不仅在网络平台上形成了紧密的互惠性交互网络,小组成员在课堂上也积极提出问题、回答问题以及与同伴进行讨论,形成了良好的学习氛围,学习参与度明显提高。

与此同时,进化性学习资源支持的高校智慧教学模式也存在一些不足。如在线学习和线下学习“脱节”,影响了学生的认知和思维发展,学生创造力提升不明显。这与课程设置有一定关系,需要在实施教学时进一步规划好课程内容安排,同时加强教师与学生之间的答疑解惑和交流互动,减少“脱节”现象。同时由于在大学中难以找到可以对照的相同水平的班级,本研究没有设置对照组,只采用单组前后测的方式对应用这一模式的结果进行评价,难以充分说明模式的有效性。在未来的研究中会针对以上不足进行修正,提高这一教学模式的普适性。

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收稿日期:2017-08-16

定稿日期:2018-01-31

作者簡介:李冀红,博士研究生,北京师范大学智慧学习研究院(100875);

王怀波,博士研究生,北京师范大学远程教育研究中心(100875);

杨现民,教授,硕士生导师,江苏师范大学智慧教育研究中心(221116)。

责任编辑 单 玲

作者:李冀红 王怀波 杨现民

第3篇:中小企业进化过程中构建学习型组织的管理必要性研究

【摘 要】随着当今世界经济由工业经济向知识经济的转变,越来越多的企业意识到有效的知识管理和快速的学习能力已经成为企业获得持续竞争力的重要手段,面对日益激烈的经济竞争,企业必须充分发挥自身知识资源优势和学习能力才能最大提高自身的竞争力,实现企业进化的目标。

【关键词】知识管理;学习型组织;企业进化

我国中小型企业正面临着如何可持续发展、跨越式发展、以及与国际接轨等一系列新的课题。从管理的角度来看,企业的知识学习能力和知识创新水平高低已经成为决定企业核心竞争力和持续发展能力的关键因素。只有擅于学习的企业才能在当今的信息、知识经济时代生存发展。这就要求企业必须转变经营管理理念,构建“学习型组织”,营造良好的知识学习氛围,提高企业总体的学习、交流及创新能力,从而促使企业提供高知识含量的产品和高标准的服务。从组织角度来说学习型组织是一个能够通过不断学习提升创新能力,持续调整自己以适应环境变化的组织;从个人角度来说,是一个通过弥漫于组织内部的学习气氛,员工通过不断学习,充分发挥其创造性思维能力的组织。企业只有有能力比竞争对手学习得更快、更有效率才能占有持久的优势。

1.中小企业目前构建学习型组织的发展现状

随着信息化的日益发展,新的知识经济时代在新的时代创造财富的资源和方式将是对知识的创造和运用。当文化传播的缺失影响到企业市场竞争时,学习型组织的构建也就成了企业发展的必由之路。企业领导作为企业的权威,他的每一项决策都会决定了企业的发展方向。而中小企业文化傳播方式和内容也在很大程度上体现了企业领导的综合素质,价值观、经营理念。相对于国有大中型企业,中小企业用人机制和经营方式灵活。因为中小企业的规模较小、人数较少,企业的管理者与员工之间的关系更为紧密,彼此之间的联系也更频繁,使得管理者能够更多的考虑和了解员工的特点和需求,从而有效地调动员工的积极性和创造性。组织结构相对比较简单,层次相对较少,信息传递所经历的过程较短。这无疑提高了企业内信息传递的效率。相对而言不知道学习型组织究竟是怎样的一种组织模式是中小企业构建学习型组织时首先遇到的最大障碍。许多民营企业缺乏服务社会和公众并被全体员工所认同的价值观,只是为了尽快创业、完成快速发展所需的原始资本积累。不少中小企业领导认识到创新的重要性,但从具体形式上却往往流于表面,只表现在“口号式”创新、“跟风式”创新、“闭门造车”式创新等。

2.中小企业进化的特征和方式

企业的进化是由低级向高级依次为组织内进化、组织进化、种群进化和群落进化。企业进化首先是在企业中的个人的行为和思想的变化中发生的,然而这种低层次的创新并不是企业进化,只有种群和群落层次上的创新才能够推动企业的进化。企业进化处于不停地发生过程之中,企业进化的根源在于企业基因的改变,并且是由某种力量的出现而开始。而促进企业进化有两种方式,一种是组织的学习,另一种是知识的创新。企业进化的表现是企业惯例的改变,当企业面临的环境发生变化,企业并不是要去改变环境,而是根据环境的变化来改变自身。企业一旦获取了内外部环境知识,就要进行变革来适应环境的变化,以保持自身的竞争地位,企业的变革经过组织的学习活动和知识创新活动逐步完成的。企业的新知识和技术应用到企业的实践中,会带来企业生产能力、经营能力和感知内外部信息能力的改变,从整体上改变企业的能力。

3.企业实施知识管理有利于组织的进化

(1)企业的进化是企业在激烈的环境变迁中得以生存和发展的必经过程,企业进化的主要方式和进化的动力就是组织学习和知识创新。企业创建学习型组织为组织的学习和进行知识创新活动创造了条件,通过建立学习型组织,使组织全体成员为了企业的共同目标,全身心的投入组织的学习和知识创新过程中,加快企业的知识管理活动和学习型组织的建设。

(2)学习型组织为员工创造各种条件,营造良好的学习氛围,促进他们对新知识的学习与共享,有利于企业显性知识的转化。同时学习型组织是一种开放性、民主性的组织,每个成员都会最大限度的发挥主观能动性,开诚布公的进行思想和意见的交流,有利于企业隐性知识的转化。因此学习型组织能够有效的促进企业内部知识的转化,增加组织总体知识储备,提高企业知识水平。

(3)如果企业的员工认为以自己的学习获得的知识对自己的工作是有利的,他就会更加积极主动的学习和获取新知识。学习型组织提高员工知识满意度,对员工的知识活动给予及时的肯定和鼓励,对调动企业内部的激励机制有积极作用。企业员工积极地进行创造性的学习活动,为企业的发展做出知识贡献,获得企业的认可和各种奖励,都极大的刺激他们的创新欲望,这有利于完善企业原有的单纯以工作绩效为主的考评体系和激励机制。

建立共同愿景是企业创建学习型组织的一项重要工具,对企业来说,应该建立一个共同的目标,这个共同的目标凝聚了企业所有成员的价值观和自我使命,指引着企业发展的方向。企业把这个共同愿景逐层分解到每个成员的身上,明确每个成员的义务和职责,有利于促进企业的成员努力学习和工作,加强成员间的彼此合作与交流,企业全体成员努力实现企业的共同奋斗目标。因此企业可以结合不同发展阶段的战略建立共同愿景,以此作为企业发展的目标,鼓励员工为了实现这一目标而努力工作,同时实现企业员工的自我价值。建立企业的共同愿景,促进企业员工的终身学习,不仅能激发他们的主动性,实现员工的自我超越;而且能够将企业的发展战略和组织的学习活动紧密结合起来,使学习型组织的各种活动都围绕着企业的发展和进化目标而进行。 [科]

作者:郑鹏 孟丽

第4篇:学习《遗传与进化》的体会

这几天又抽时间好好听了尹卓老师讲的《遗传与进化》模块的解读,真的太精彩了,能有机会听尹卓老师讲课,我觉的我很幸运,自已可能花很长时间都琢麿不透的东西,听了尹卓老师讲的课,一下子明白了,真是豁然开朗。

本模块侧重于使学生在基因水平认识生命系统的发生和发展过程及原因;所以在开篇就讲了孟德尔的两个遗传定律,然后继续讲了两个遗传规律的细胞学基础,也就是减数分裂和受精作 用的知识,进一步解释亲代与子代之间的遗传问题。从而就很自然的引出了基因的概念,并用伴性遗传现象加以证实。有理有据,接下来的一章,又在微观上阐述了基因的作用结构特性等知识,深入浅出,明白易懂。然后又从基因水平讲了有关变异的问题,再由变异引出育种,再由育种引出生物的进化,整本书从宏观到微观,又从微观到宏观,编排的十分有逻辑性,可以说是条理清晰,思路明确,知识准确,是一本既好教,又易学的新课标教材。 另外,这样对教材进行编写,也更好地展现了人类探究生命的科学史,我也认为,这是本模块的一大亮点。教师需引导学生通过对科学史的了解和分析过程来体验科学探究的方法和过程,感受科学发现的魅力,获得知识、能力、情感态度和价值观的提升。晕一步使学生认识生命的延续和发展,了解遗传和变异规律在生产生活中的应用;领悟假说—演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用;理解遗传和变异在物种繁衍过程中的对立统一,生物的遗传变异与环境变化在生物进化过程中的对立统一,形成生物进化观点。”

第5篇:为何人人都要学习进化论

翻译:后溪金 | 2009-01-01 14:12:51 | 阅读1261 | 来源

Evolution should be taught as a practical tool for understanding drug resistance and the price of fish

进化应当作为一个理解耐药性和鱼价的实用工具讲授

Charles Darwin did not think of himself as a genius. “I have no great quickness of apprehension or wit which is so remarkable in some clever men ...” he remarked in one passage of his autobiography. Fortunately for the rest of us, he was profoundly wrong in his assessment. So on February 12 the world will mark the bicentennial birthday of a scientist who holds a rightful place alongside Galileo, Copernicus, Newton and Einstein. 查尔斯·达尔文不认为自己是一个天才。“我不擅长迅速理解事物,即没有一些聪明人引人注目的才智...”他在自传里的一段谈到。幸运的是,对于我们其余的人来说,他的评价大错特错。因此,2月12日,全世界将纪念一位科学家诞辰200周年,这位科学家理应享有与伽利略、哥白尼、牛顿和爱因斯坦并列的地位。

Darwin’s genius—and, yes, genius is the right word—is manifest in the way his theory of evolution can tie together disparate biological facts into a single unifying framework. Evolutionary geneticist Theodosius Dobzhansky’s oft-cited quotation bears repeating here: “Nothing in biology makes sense, except in the light of evolution.”

达尔文的天才——是的,天才一词是准确的,而且在他的进化论中是显然的——能够把根本不同的生物事实联系在一起,形成一个单一的统一框架。进化遗传学家西奥多西厄斯·多布赞斯基的口头禅值得在这里重复一遍:“除非按照进化论来理解,否则生物学毫无意义。” Yet it is also worth noting during this anniversary year that Darwin deserves a lot better than he gets. When the popular press needs an iconic image of a brilliant scientist, it invariably recycles the famous photograph of Albert Einstein having a bad hair day. (Einstein accompanies John Lennon and Andy Warhol on Forbes’s list of top-earning deceased celebrities.) Darwin’s failure to achieve icon status is the legacy of creationists and neocreationists and of the distortion of his ideas by the eugenics movement a century ago.

然而,同样值得注意的是,在这一年的周年纪念期间,达尔文应得到比他得到的更多更好才是。当大众传媒需要一明亮耀眼的科学家偶像时,就毫无例外地重复使用阿尔伯特·爱因斯坦那张头发凌乱的著名照片。(爱因斯坦陪伴约翰·列侬和安迪·沃霍尔出现在《福布斯》娱乐界已故最赚钱的名流之中。)达尔文未能获得偶像地位是神创论者与新神创论者以及一个世纪前歪曲他的思想的优生学运动的遗产。

But Darwin is so much more than just a quaint, Victorian historical figure whose bust in the pantheon deserves a place among those of other scientific greats. Theory needs to explain past, present and future—and Darwin’s does all three in a form that requires no simplifying translation. His theory is readily accessible to any literate person who allots a pleasurable interlude for On the Origin of Species, its prose sometimes bordering on the poetic: “...

from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved.”

不过,达尔文不仅仅是一个古雅的维多利亚时代的历史人物,远远不是,他的半身雕像应该安放在伟人祠,站在其他科学巨人中间。理论必须解释过去、现在和未来——而达尔文的理论把这三者形成一体,无需精简,不必解释。凡是受过教育的人都容易接受他的理论,他们把闲暇用来阅读《物种起源》,真是快活,他的散文有时近乎诗:“ ... 从如此简单的一个开端,无数最美丽和最奇妙的类型已经进化,而且正在演变。

Most important, Darwin’s legacy has a direct bearing on how society makes public policy and even, at times, on how we choose to run our lives. Overfishing of mature adults selects for smaller fish (and higher prices at the supermarket), and excessive use of antibiotics leads, by natural selection, to drug resistance, all considerations for regulators and

legislators. Many modern diseases—obesity, diabetes and autoimmune disorders—come about, in part, because of the mismatch between our genes and an environment that changes more quickly than human genomes can evolve. Understanding this disparity may help convince a patient to make a change in diet to better conform to the demands of a genetic heritage that leaves us unable to accommodate excess, refined carbohydrates and saturated fats from a steady intake of linguine alfredo and the like.

最重要的是,达尔文的遗产直接关系到社会如何制定公共政策,有时甚至关系到我们如何作出选择来过日子。过度捕捞选择成熟的鱼结果是鱼更小(而且超市里的鱼价更高),而过度使用抗生素,通过自然选择,将导致耐药性,对于监管者和立法者来说,这些都需要考虑。许多现代疾病——肥胖、糖尿病和自身免疫性疾病——部分是由于人类基因和环境之间不协调而引起的。环境变化之快,超过人类基因组可能的进化。认识和理解这种巨大的差异也许有助于说服病人改变饮食,更好依照基因遗传的要求,我们不能放任容纳过量的、精致的碳水化合物和源自固定摄入的意大利扁面条、罗马沙司等等的饱和脂肪。

Biologist David Sloan Wilson initiated a program in evolutionary studies called EvoS at Binghamton University that extends beyond just the life sciences to encompass the

humanities and the social sciences: the program is now being adopted at other schools. Students learn the basics, that evolution is both theory and fact and, crucially, that it serves as a way of looking at the world that provides deep predictive and explanatory power. They then proceed to use this analytical framework to explore subjects as diverse as cancer, pregnancy, mate choice, literature and religion.

生物学家大卫·斯隆·威尔逊在宾厄姆顿大学开创了一项称为EvoS的进化学习计划,合理地延伸到生命科学以外,包括人文和社会科学:该计划目前也被其他学校接受。学生学习进化论基础,包括理论和事实,而极其重要的是,进化论作为一种看待世界的方法,将提供深刻地预言与解释的能力。于是,他们着手利用这一分析框架,探讨癌症、怀孕、择偶、文学和宗教等多种多样的主题。

One way to celebrate Darwin’s birthday is to contemplate how evolutionary studies can achieve broader adoption in secondary and higher education. Natural selection and the complementary idea of how genes, individuals and species change over time should be as much a part of developing critical thinking skills as deductive reasoning and the study of ethics.庆祝达尔文生日的一种方式是,仔细考虑进化研究如何在中等教育和高等教育中取得更广泛的接受。作为批判性思维技能发育的一部分,了解基因、个体和物种的自然选择和互补随时间而变应该跟演绎推理和伦理学研究达到同一程度。

Note: This article was originally printed with the title, "A Theory for Everyman".

第6篇:进化与遗传教案

第六节

进化与遗传(一) 学习目标:

1. 识别遗传和变异现象

2. 说出遗传物质的作用,认识DNA、基因、和染色体的关系 教学重点:认识DNA、基因、和染色体

教学难点:理解DNA、基因、和染色体之间的关系 教学过程:

遗传和变异现象

一、遗传

1.对于“种瓜得瓜,种豆得豆”“龙生龙、凤生凤、老鼠生儿打地洞”这些例子学生较为熟悉,引入遗传概念----生物体通过生殖产生子代,子代和亲代、子代和子代之间的性状都很相似,这种现象称为遗传。

2.可以通过举例那你与父母有哪些性状相同?使学生真切地体会到遗传现象是普遍存在的。

二、变异

1. 活动:先可以进行书本上的游戏,让全班同学都站起来,每说出 一个性状特点,让不同类型的同学坐下去,讲到第八个性状时,看 还有几个同学站着。使学生真切地体会到变异现象是普遍存在的。 2.变异:子代与亲代及子代不同个体间的性状差异叫变异。

㈡ 遗传物质的传递

1. 介绍科学家探究遗传物质的主要历程,充分组织学生讨论交流, 让学生体验有关遗传物质传递的各种假说的提出和不断被推翻、 修正、改造的科学发展过程。

2. 染色体:位于细胞核内,同种生物细胞中的染色体数量和种类 几乎完全相同,发送也很相似,不同生物个体间的染色体数量和

种类有差异,性状也有较大差异。(如果蝇有4对8条染色体;17世纪先成论者画的人的精子 蜜蜂中蜂王与工蜂有16对32条染色体;人类有23对46条染色体;

指出男女染色体的异同。如图)结论:细胞核中的染色体可能与遗传有关。

3.染色体的组成:染色体是由DNA(脱氧核糖核酸)和蛋白质组成的,科学家进一步证明,其中的DNA是遗传物质。可以介绍噬菌体侵染细菌实验与肺炎双球菌的转化实验来证明。 各种生物的细胞中染色体的形态结构和数目是不同的;每种生物的染色体有自己独特的特点。

4.DNA分子双螺旋结构模型。由1953年美国沃森和英国克里克共同提出。脱氧核糖、碱基、磷酸组成DNA的基本单位----脱氧核苷酸。

5.实验:制作DNA双螺旋结构模型加深学生对DNA分子结构特点的理解和认识,培养学生合作与交流能力。

6.基因是起遗传作用的DNA片断。一个DNA分子上有成百上千个基因。基因控制性状,蛋白质表现性状。介绍人类基因组计划,计划于1990年正式启动,这一价值30亿美元的计划的目标是,为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。

小结:细胞→细胞核→染色体→遗传物质(DNA)→基因

7.变异实质上是遗传物质(基因、DNA、染色体)发生改变而导致生物体性状的变化。例如白化病患者不能合成黑色素,就是因为控制黑色素合成的基因发生变异造成的;先天愚型是21号染色体多了一条。

课堂总结:

教学反思:

第六节

进化与遗传(二) 学习目标:

1、知道人类基因组计划

2、知道基因工程、遗传与在育种方面的作用

3、举例说明优生的重要性,知道近亲结婚的危害

4、知道基因在生物亲子代间传递过程中也存在自然选择,了解进化理论的发展 教学重点:基因工程、近亲等概念 教学难点:了解进化理论的发展 教学过程:

㈢进化理论的发展

1.回忆达尔文进化论观点:过度繁殖(基础)

遗传变异(内因) 生存斗争(外因) 适者生存(结果)

2.新达尔文主义(综合进化论)认为:亲代的基因在传递给子代的过程中也存在着自然选择。 如含有体格强壮、反应敏捷的基因的动物往往能在择偶竞争中获胜,因此这些基因遗传给子代的机会较大,相反,含有某些遗传病基因的动物往往得不到配偶或过早死亡使这些不利基因传给子代的机会减小。

1、同一物种不同个体细胞内的基因组成是有差异的

2、亲代传递到子代的基因保持相对的稳定性,也发生某些变异

3、某些基因所控制的生物性状对环境的适应性较强,则这些基因会在后代中越来越多。

4、某些基因所控制的生物性状对环境的适应性较弱,则这些基因会在后代中越来越少。 小结:亲代的基因在传递到子代的过程中也发生自然选择

3.达尔文是从个体水平来解释生物进化的,而综合进化论则从群体基因频率变化的角度来解释物种进化过程,让学生了解达尔文的进化论也在不断地修正和补充。

阅读人类基因组计划 思考:“人类基因组计划”有什么意义?它会带来什么问题?

㈣育种和优生

1.杂交优势:杂交的生命力比双亲强的现象。如马和驴杂交得到的骡,杂交玉米等

介绍袁隆平与杂交水稻

见书本29页

2.基因工程:完全按照人的意愿重新组合基因的技术。用优良的基因组合起来,创造出一些具有优良性状的新生物。

运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷,不但准确而且迅速。

通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。

运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物。

介绍转基因技术、转基因食品等。 如转基因鼠(见书本30页图1-42)、抗菜青虫的青菜 3.遗传病与优生。

1)遗传病:遗传物质发生不正常变化而引起的疾病。

问题:“遗传物质不正常”包括什么不正常? 如DNA、基因或染色体

如先天愚型:21号染色体多了一条

性别畸形:23对染色体多或少1条 色盲、白化病、先天性聋哑病

2)我国的婚姻法规定,直系血亲和三代之内的旁系血亲禁止结婚。 原因:近亲结婚的夫妇所生的子女中,多种遗传病的发病率高。

举例达尔文与表妹爱玛结婚生育六个子女,三个中途夭折,三个终生不育。

资料:统计表明,我国人口中有1/5到1/4的人患有危害轻重不同的遗传病!其中单基因遗传病约3%-5%,多基因遗传病约15%-20%,染色体异常遗传病约0.5%-1%。每年新出生的儿童中,有先天性缺陷的约1.3%,其中70%以上是遗传因素所致。在自然流产儿中,约50%是染色体异常引起的!

理解近亲:读图1-43哪些亲戚属于近亲?

布置作业:作业本A本第六节

(二) 教学反思:

第7篇:生物进化的意义与感想

我们都知道,进化论已经被达尔文创立了140余年了,在它诞生时,是作为一种假说。除达尔文对这些植物,动物的外形观察得出了结论以外,但是没有什么其他证据。达尔文在他的书中谈论到,他认为在当时的化石研究中没有证据显示有过度的类型存在,承认这是最简单而且有说服力的。他找到了进化论的不足之处,而且希望有人去证明。但是现在,进化论变成了公理;信仰;甚至是宗教。但是却不能讨论,只能被接受,不然的话就被别人批判,有可能会被贴上伪科学的标签。在现在任意一本生物杂志上,却再也找不到有关进化论的文章了。八十年代的时候,对于4000多种学术文章的检索都没有发现有反对声音的文章,因此进化论的支持者说,进化论的研究已经取得了成功。

通过这学期的学习,我知道进化生物学的

第8篇:2014年中科院古脊椎动物与古人类研究所704生物进化论考研真题

2014年,中科院古脊椎动物与古人类研究所704生物进化论考研真题

一、名词解释:

平衡选择,姊妹群,性选择,镶嵌进化,基因库,适应辐射,达尔文适应度,假灭绝,亲族选择,趋同,分支进化或平进化,祖征、衍征。

二、简答题

1、 分类学中有以两种截然不同的指导思想建立的分类原则,试比较表型分类与谱系分类的

区别。

2、 如何看待达尔文的“最适生存”的观点?现代修正论如何修正这一概念。

3、 性分化对进化过程有什么样的影响。

4、 根据现代综合论对自然选择的解释,在什么情况下发生选择。

三、问答题

1、论述进化生物学的比较方法(三个原理)。

2、论述自然选择在进化中的作用。

3、详细列出地球生命史中最重要的一系列进化事件。

注释:本套题为本人在考场中冒死记下的,愿后来者能够有所参考,祝考研成功。

第9篇:《遗传与进化》中核心概念-------基因教学设计

在《遗传与进化》模块中与基因为核心的相关知识如下:

1、 与DNA的关系

基因是具有遗传效应的DNA片段,一个DNA上有多个基因。DNA分子中没有遗传效应的片段不能称为基因。

2、基因与染色体的关系

一条染色体上有许多基因,基因在染色体上呈线性排列,染色体是DNA的主要载体。此外,线粒体和叶绿体中也有基因分布。

3、基因与脱氧核苷酸的关系

每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。 4 基因与遗传信息的关系

基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息,也就是说基因就是遗传信息的携带者和传递者。

5 基因与性状的关系

是控制生物体性状的遗传物质的结构和功能单位,特定的基因控制着特定的生物体性状。

6、基因表达与细胞分化的关系

在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在结构、形态和生理功能上发生稳定性差异的过程称为细胞分化。细胞分化是通过细胞内一定基因在一定的时期的选择性表达实现的。因此,基因调控是细胞分化的核心问题。

7、基因表达与个体发育的关系

生物的个体发育是指受精卵经过细胞分裂、组织分化和器官的形成,直到发育成性成熟个体的过程。在这一过程中,生物个体的各种性状(或表现型)得以逐渐表现。个体发育是受遗传物质控制的,是通过细胞分化过程实现的,此基因表达与生物体的个体发育的关系也是相当密切的。

8、基因、蛋白质与性状的关系

基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。通过基因表达使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子的结构上来,从而使后代表现出与亲代相似的性状。基因控制生物性状的两种方式:

一是直接控制,一些基因通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状(镰刀型细胞贫血症);

一是间接控制,一些基因通过控制酶(或激素)的合成来控制代谢过程,从而控制生物体的性状(如白化病)。

9、基因控制蛋白质合成过程中碱基、氨基酸的数目关系

mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基称为一个密码子,决定一个氨基酸,mRNA是以DNA(基因)一条链为模板转录生成的。所以,DNA分子碱基数:RNA分子碱基数:氨基酸数=6:3:1。

10、减数分裂与孟德尔定律间的关系

基因的分离定律、基因的自由组合定律都是减数分裂过程中,随着染色体的规律性变化,染色体上的基因亦随之进行规律变化的结果。

在减数第-次分裂前期,联会的同源染色体的非姐妹染色单体之间对应片段的部分发生的交叉互换,结果会使每条染色体上都会有对方的染色体片段,这是基因互换的基础。 在减数第一次分裂后期,当同源染色体被纺锤体牵引移向两极时,位于同源染色体上的等位基因,也随着同源染色体分开而分离,分别进入到不同的子细胞,这是基因分离定律的基础。

在等位基因分离的同时非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而自由组合,这是自由组合定律的基础。 11基因与生物变异的关系

变异主要分为可遗传的变异和不可遗传的变异,其中可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的变异,其来源主要有3个:基因突变、基因重组和染色体变异。基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失,而引起的基因结构的改变。通过基因突变,产生了新基因。

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