FB体育 FB体育平台自动化概述精选(九篇)

　　随着生产力的发展和科学技术的进步，人们对所用控制设备不断地提出新的要求，各种智能化技术与信息化技术的出现为设备设计过程中提供了各种手段与保证前提。人们在生产的过程中要求设备更加通用、灵活、易变、经济、可靠。在台式钻床的改造过程中拟定了液压系统原理图,选择了液压元件,结合当前的先进科学技术与智能化控制基础给出了主轴电动机、液压泵电动机的电气控制图通过自动控制系统和计算机控制操作流程进行自动化钻床的设计施工流程，并对其图标进行严格的审查过程和控制流程，对其顺序控制的过程、功能和特性进行了描述。PLC可编程控制器作为当前社会发展过程中出现的主要的技术，其在社会发展的过程中推动各种设备进行促进与变化，在钻床的改造过程中也有着不可替代的作用，是实现新一代的工业控制装置的前提基础，具有开发柔性好接线简单安装方便抗干扰性强等特点，是实现当前各种机床控制技术智能化设计的突破口。

　　可编程序逻辑控制器 PLC采用中央处理单元 CPU，不但继承了 PLC 原有的功能，而且具有了顺序控制、算术运算、数据转换和通信等更为强大的功能，指令系统丰富，程序结构灵活，不但可以完成开关量及顺序控制，而且可以用来实现模拟量等复杂的控制。它集中了工业专用机和通用计算机的优点，运行可靠、通用性强和适应性强，发展非常迅速，既可以用来单独构成控制系统，其系统也可作为DCS 系统的主要现场控制系统，是目前工业自动化应用最广的控制设备。PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

　　1.可靠性高。可编程序控制器专门为工业环境而设计，具有很高的可靠性。功能强大。可编程序控制器及相关产品几乎可以实现所有的控制任务，是目前工厂中应用最广的自动化设备。简单方便。

　　2.PLC 产品应用的简单方便体现在以下几个方面： 接线简单，一般直接接线，不需要用户再进行电路板的设计；2语言方面，所有厂家的 PLC 都支持梯形图，编程简单直观；模块化设计或扩展模块的使用，简化了控制系统的形成；系统设计容易，开发周期短，程序易调试和修改； 利用可编程序控制器网络和通信技术易于实现复杂的或分散的控制任务。

　　系统将台式钻床改造为自动钻床并可通过PLC实现自动控制。设计过程按照机床的一般设计步骤先进行总体方案的确定，然后再分别对进给系统、传动系统和控制系统进行具体设计。设计的目标在于通过导入液压进给系统和PLC控制系统，改造后的钻床能实现自动化连续生产、改善产品的加工质量、提高劳动生产效率；降低工作人员劳动强度和工作量；钻床系统能够工作平稳，满足工作要求；经济因素合理。

　　通台式钻床传动系统的改进、进给系统的设计、进给系统液压缸的设计和PLC控制系统的设计等四个方面。其中重点在于进给系统、进给系统液压缸和PLC控制系统的设计。进给系统设计主要是解决主轴高速旋转与轴向进给两个自由度的实现；进给系统液压缸设计包括液压缸的设计、液压缸与主轴的配合和液压缸油路控制； PLC控制系统的设计主要是通过应用PLC控制程序来实现对液压油路的动作控制及钻床加工过程的动作控制。

　　我们通过对传统台式钻床的改进及设计要达到的目标在于通过改进钻床能够实现工作自动化，最终能满足以下要求：

　　总体方案设计的构思和方案拟定关系到产品的功能是否齐全、性能是否优良、经济效益是否显著，因此，我们要确定良好的总体方案设计思想，保证产品的功能、经济效益和实用性能。

　　为了完成普通台式钻床的改造及进给系统的设计，我们依循机床设计的一般步骤，确定自动钻床的总体方案设计。

　　本文对普通台式钻床的自动化改造及进给系统设计是以某五金工具厂钢丝钳生产线的自动化改造为背景。

　　已知：加工对象为钢丝钳加工工序为在钢丝钳上钻削直径为φ12mm（钻床最大钻削直径）的通孔，钢丝钳材料为Q235。

　　（3）传动系统设计应包含切削力计算、电动机选择、传动装置设计、床身结构设计等；

　　与传统台式钻床的加工工艺路线相比较，改造后的全自动钻床基本动作有很大的调整，这其中主要是导入了自动化加工动作。结合设计及生产要求，确定工艺路线如下：

　　启动（电源及控制模块）自动送料自动夹紧主轴快进主轴工进主轴停留主轴快退夹具松开出料

　　自动钻床的设计是在原有传统钻床的基础上进行改造和设计的，改造后的自动钻床是典型的机电一休化产品。设计内容主要涉及到机构学、机械运动学、机械设计学、材料力学、液压传动设计和PLC自动控制理论等多方面的内容。

　　新世纪的诞生使得先进技术获得了很好的发展先机。电气自动化和信息技术的融合可以使得自动化技术获得很好的提升。以往的电气工程因为存在一定的问题，为解决这样的问题就需要在自动化中加入智能化技术，让电气工程更好更快发展。二十一世纪的今天，智能化技术逐渐和先进网络技术进行了紧密的结合，虽然这种融合处于起步阶段但是却有很大的发展潜力。

　　（1）该技术的使用。在如今的市场中应用智能化技术产品可以很好的挥发出自身的优势。该技术除了可以增加设备的稳定性，同时可以减少设备的成本费用。在完善化操作的环境的同时减少了劳动力，增加了工作效用及总体质量。确保危险情况下的施工可以更加好的完成。故障的诊断也变得更加简单[1]。

　　（2）智能化技术的实际概念。上世纪五十年代的时候智能化技术被正式提出，该技术的提出突破了以往的局限，机械化设备可以自行完成某些难度和危险系数高的任务，这种先进技术很快被很多行业使用。该技术在电气自动化设备中的使用是借鉴人脑的计算进行信息的处理，事实说明智能化技术的使用可以很好的提升电气设备的效率，及节约成本，在减少相关操作人员的劳动力的同时确保了施工的总体质量和安全性。

　　人类的进步使得人工智能技术获得了很好的发展，每个行业中对于计算机智能技术的使用可以帮助操作更加便利。智能化设备在电气工程中的使用优势尤为明显。下面就使用进行简单的说明[2]。

　　（1）故障诊断。电气设备的运行多少都会出现一些故障问题，这种故障是因为大多数人们难以预计这种故障发生的可能性。这种智能化技术的使用可以很好地对于故障进行诊断。使用其对其中故障的成因及范围进行确定，随后相关人员依据相关数据内容找寻实际故障地点进行维修处理。

　　（2）智能控制。电气自动化容易出现不可控的危险因素。使用智能化技术可以代替人工操作。实现电气自动化控制的无人操作。在确保效益的同时，保证设备的自主化性能。

　　（3）优化设计。因为行业的特殊性，程序的复杂要求设备人员必须对相关知识有一个基本的了解，因为以往的手动设计会使得质量不高的问题，需耗费较大的人力及费用。但是使用智能化技术则可以使用计算机做好设计，不仅省去了人脑对于复杂内容的思考，同时也确保方案的可行性及总体质量，同时大大缩小耗用时间[3]。

　　（1）性能。电气工程自动化中使用该技术，可以让工程变得更为精准和高效。综合性使用智能化技术可以帮助电力设备变得更为优质。

　　（2）功能。对要素进行利用使得智能化技术可以在电气自动化工程中获得更好的发展。智能化界面使得人们的操作变得更为简单，帮助非专业人员的运用，电气自动控制领域对于可视化技术的将极大地减少产品设计耗费的时间，增加质量减少项目资金。控制系统安装olc便于使用者的修改和编制，创造出适宜的\用程序。智能化设备的使用大大提高了对于信息的处理效率[4]。

　　（3）体系结构。智能化技术为电气自动化工程提供了系统化的发展方向。显示屏大，可以展示很多的信息，便于电气工程自动化显示器发挥自身的效能。该技术的使用可以促进电气自动化的系统模块化。帮助操作更加具有科学性。借助网路的优势，联网作业可以做到无人操作。并在一台机械上对别的机械实施控制，将别的画面集中呈现在一个屏幕中。

　　（1）不用创造控制模型。通常我们在对控制器进行控制的时候会因为种种原因无法对其进行精准的管控，这直接致使设计中会出现很多不可预知的情况，情况的控制可以保证模型的精准度。实际效率也会相应地贬低。智能化减少了模型设计的工序，所以极好地避免模型设计中可能出现的因素，使得控制器精密获得显著的增加[5]。

　　（2）方便管控。智能化控制可以保证自动化控制环节可以很好的完成，自身的性能获得提升。事实证明智能化控制器相比以前的自动化控制器优势明显，并且更加适用于电气工程。电气设备只需要数据作支持就可以完成调节工序，省去了专业人员的工作环节。同时它可以开展远距离调节控制，做到了无人控制的目标。

　　（3）步调一致。智能化控制特征是步调一致性，其对于种类不同的数据处理方面。即使数据再陌生同样也可以有非常好的估计效果。控制效果因为对象的不同而有一定的区别，虽然在进行控制时没有及时进行处理，但是其处理效果还是很好。在进行控制系统的设计时需要将设计进行仔细的考虑，依据对象的不同对于实情进行全方位的考虑。必须使得控制环节严格依据相关要求，如果出现使用中情况不佳的情况，不要往下定义，需要对于工程每个环节进行仔细的分析。

　　上文中我们得知智能化技术在很多领域都获得了较好的发展，其运用在电气工程中也可以推动其自动化进程。所以，相关人员需要加强对于智能化技术的使用。降低劳动者的劳动强度，增加工作成效。确保相关人员的人身安全。在使用智能化技术的时候需要充分结合智能化的理论，理论为基础进行合理化的运用。确保智能化技术可以在电气工程中发挥实际效用，将电气设备真正变为自动化。在进行实际使用的时候需要不断累积总结，将运作时发生的问题进行及时的处理。以助我国的电气自动化工程获得长久性的发展。

　　[1]刘次福.初探智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].通讯世界，2013（11）：118-119.

　　[2]刘璐.基于电气工程自动化的智能化技术应用分析[J].科技资讯，2013（21）：119.

　　[3]华树超，孙娜.基于电气工程自动化的智能化技术应用分析[J].科技创新与应用，2012（26）：158.

　　在这个过程中开展刷新可编程逻辑控制器所实施完的顾客软件。在这过程的实施程序中,中央处理器体系会按照读入、读出城乡区域的相关样式、还有第一时段录入资料开展有关的操纵,实现对别的外部装置的开启。这一程序是可编程逻辑控制器最关键以及必须实现的工作。

　　应用于工业企业的PLC技术可以说是是对传统继电器控制技术的一个极大的改进和飞跃式的发展,其具有传统技术无法比较的优势和特点,其主要优势特点包括:(1)极高的可靠性能、极强的抗干扰能力可编程控制技术具有自我检测诊断能力,能够根据外部的变化采取适当的措施进行信息的保护和修复、错误的警报、故障的检修等确保了整个程序的可靠性,提高了系统的抗干扰能力。(2)强大的通用性、可变的控制程序,方便使用可编程控制器设有功能齐全的软硬件设备和功能,能够实现各种控制功能,用户无需根据自己的个性化需求进行系统的改装设计就能满足其需要。并且程序的设计能够进行变换、使用户使用起来十分的简洁方便。(3)性能强大、使用范围广可编程操纵措施拥有强大的性能,不光可以开展计算、运算、开展操纵并且还可以自己对自身开展检查判断、人机交换性能。不光可以使用到单个的设备操纵、单挑生产线的操纵还能够开展整体制造程序乃至整个单位的操纵,使用范围相当广泛。(4)编程简易、熟练操纵更简易当前可编写操纵设备关键使用的编写方式是梯形图,简单易懂。技术操纵者以及员工通过简单的学习就可以熟悉同时掌握的使用这种措施,开展软件的改变抑或操纵措施。(5)体型小、耗能低、重量轻可编程操纵设备占据的地方小、消耗的能量少、重量不重移动简单、便于装置运用等优势。

　　伴随着可编程措施的持续完善和其安稳性高,使用范围广、操纵简易,实用性强,价格持续减少以及现代工业措施的需要持续上涨,可编程逻辑控制器措施在现代工业中普遍的运用,在工业电气自动化程序中有着不能够被取代的用途。现在其运用范畴也在持续的扩张从电力体系到水利体系再到数控体系都能够使用可编程逻辑控制器措施的运用。不仅能够使用到当前新式装置中并且还能够使用到改革的旧装置中。

　　在火电系统中要使用很多程序,诸如进行水处理、输送煤炭、煤渣的清理、灰尘的去除。在这些过程中离不开各种运行程序的控制、开关功能的控制,这些控制正是PLC技术的需求领域。采用可编程控制器,不仅能够控制某一运行步骤而且还能对整个火电系统进行整体的控制。例如PLC技术应用的火电系统的灰尘清除阶段,在这一阶段主要进行的控制有:吹风机的风度吹风时间长度,气化风机的方向启用和关闭时间,仓泵、加热器、各种阀门和卸灰装备的开关控制,收灰机的强度和收灰管道的压力的控制。PLC技术在除系统的应用给工作人员带来了极大的方便,大大的减轻了劳动力,工作人员无需像原来那样亲临现场只需要在办公室里通过一台电脑就能观测到各个部分的工作状态,然后通过互联在一起的可编程控制器控制各个部分使其保持在需要的工作状态。

　　可编程操纵措施在以往机床的创新使用,在很大程度上完善了以往的由继电设备操纵的以往机床的性能。以往的机床体系消耗能量大、功率低、事故多、修理难等不足。可编程操纵措施在以往机床的创新运用可以开展有用的操纵,完成了消耗能量少、功效高、性能稳定等很多好处。

　　《中国教师》：张老师，您好！2011年版初中生物学课程标准提出注重重要概念的教学，并在内容标准中具体描述了50个重要概念，您那里的初中生物学教师有何反响？

　　张涛：目前看来，教师们对于注重重要概念教学大多非常认同，但也有教师认为，注重重要概念教学是回归知识中心，是弱化了探究性学习，是在走“回头路”。还有些教师对此没有引起足够的重视，还没有意识到提出重要概念将会对今后教学产生的重要影响。

　　张涛：这要从以下两个方面考虑：一是教师能不能真正把握重要概念教学的要求。重要概念处于生物学科知识体系的中心位置，每一个重要概念都有着丰富的内涵，要真正理解并不是一件很容易的事情。以人体血液循环重要概念为例，要理解这一概念需要注意以下两个问题，首先，要把整个概念作为一个整体来认识，而不要割裂开来。有的教师认为，概念中的第一句话“循环系统包括心脏、动脉、静脉、毛细血管和血液”属于事实性知识，因而是“了解”水平的学习要求。但如果从整体上看就会发现，这一句讲的是血液循环系统的结构组成，第二句“其功能是运输氧气、二氧化碳、营养物质、废物和激素等物质”讲的是血液循环系统的功能，把两者作为整体才能体现出心血管结构与功能的适应，而结构如何与功能相适应无疑是需要好好理解的。其次，要把重要概念与课标“内容标准”中相对应的教学要求结合起来认识。因为，即使同属于“理解”层次的目标动词，也包含概述、阐明、举例说明等级别，每一个目标动词的具体要求又是不一样的。关于人体血液循环，“内容标准”要求：“描述人体血液循环系统的组成”“概述血液循环”。对此，首先需要明了的是：什么是描述，什么是概述。然后还要弄清：描述什么，概述什么，即把描述或概述的内容具体化。只有弄清这样一些最基本的问题，才有可能真正把握重要概念的教学要求。

　　二是教师现有的教学方式能不能适应重要概念教学的要求。虽然课程改革已经进行了十多年，但许多教师仍然习惯让学生死记硬背，不太注重知识的理解；习惯直接告知结果，不太注重知识的建构。而重要概念一般都比较抽象，学生对抽象概念的理解需要以事实或者感性的、直观的材料作为基础，因此，教师需要用不同的方式为学生提供足够的事实性材料，让学生经历自己发现知识的过程，学生才能真正把握重要概念的内涵和外延。

　　这样看来，注重重要概念的教学对教师来说任重而道远，搞好重要概念教学对教师将是极大的挑战！

　　《中国教师》：在接下来的生物学科教研活动、教师培训中，该如何帮助生物学教师开展好生物学概念教学？

　　张涛：在这方面需要做的工作有很多。首先，要进行相关的理论培训，比如，帮助教师界定什么是重要概念，知道概念与术语、定义等有什么区别。有关专家前期已经对此进行了比较充分的研究，现在需要做的是通过培训把相关信息传递给广大教师。其次，需要对每一个重要概念进行解读，厘清它们的内涵与外延，形成一个系列性的研究成果，用以指导教学。再次，要提供概念教学的具体方法，最好是通过课例展示和研讨的形式推荐概念教学的范例。这种方式比较直观，也能够对课例进行透彻的剖析，使人不仅知其然，而且知其所以然，因而是广大教师最为喜闻乐见的。

　　张涛：所提供的范例要把重要概念作为核心教学目标，教学的过程应紧紧围绕教学目标如何达成来设计。概括地讲，涉及三个方面：目标的设定、目标的落实和目标的检测。目标的设定，回答的是“到什么地方去”的问题；目标的落实回答的是“怎么去”的问题；目标的检测回答的是“有没有去到”的问题。下面还是以“人体血液循环”为例来说明。

　　在教学目标的设定方面，要做到“概述血液循环”，首先要知道“什么是概述”。理解和领会课程标准中行为动词的含义，这是很多教师容易忽略的，但如果不弄清楚这个问题，就很难把教学目标真正具体化。就词义来讲，“概述”指的是把事物的特征归结在一起，简单扼要地加以表述。因为概述是在直接的观察和实验、客观的原始记录的基础上发现事物共同的特征，所以需要经过归纳的过程。其次要弄清的问题是“概述什么”。照本宣科地说出血液循环的途径：“从左心室出发，进入主动脉，经过各级动脉……，最后回到右心房”，只是描述。许多课堂就是这样仅仅达到了描述水平，虽然这些描述也是前人概述的结果。应该让学生自己进行归纳，总结出血液循环的规律，这些规律性的知识是重要概念形成的基础。而在自己归纳基础上形成的概念，才算是真正达到了概述水平的要求。血液循环包含许多规律性的知识，比如：

　　与心房相通的都是静脉，与心室相通的都是动脉；动脉都是把血液从心脏运往全身各处的血管，静脉都是把血液从身体各处运往心脏的血管。

　　体循环和肺循环都是从心室开始，血液进入动脉，在毛细血管处完成物质交换，再通过静脉，回到心房。

　　在肺部毛细血管处，静脉血变成动脉血；在全身毛细血管处，动脉血变成静脉血。动脉中流动的不都是动脉血，静脉中流动的不都是静脉血。

　　描述逻辑（Description Logic， DL）是一类具有合适定义语义和可判定推理方法的知识表示语言，是语义Web的逻辑基础等；

　　二是为了满足语义Web需要处理模糊和不精确知识的要求，对经典描述逻辑进行了模糊扩展，Straccia等；

　　以上这些描述逻辑都给出了可判定的推理算法，利用这些算法规则能自动检测概念的可满足性或动作的可实现性，即当输入一个待求解的求知或求行问题时，可以根据描述逻辑的算法规则，判定问题是否可知或可行。但是，当问题不可知或不可行时，即问题中的概念不可满足或动作不可实现时，人们希望并不仅仅是得到“是”与“否”的答案，更希望机器能根据概念之间的关系，分析不可满足的因素，提供解决问题的策略，自动或半自动化地解决矛盾问题。

　　为此，本文作者曾引入可拓学中的物元及其发散规则对传统描述逻辑进行扩充，提出了DLMEDR（Description Logic with Matter Element and Divergence Rule）语言，以处理信息不全、存在隐性知识或矛盾知识的问题[20]，但是未从该描述逻辑的集合论基础进行更深入研究，因此，又引入了可拓集合[21]代替经典集合和模糊集合作为描述逻辑ALC的集合论基础，提出了ALCSES（Static Extension Description Logic ALC）[22]，但是该描述逻辑还不能描述动态知识，而且不能描述复杂的信息。对此，本文在描述逻辑SHOQ的基础上进行可拓集合扩展研究，并添加了动作理论来描述动态知识，从而找到可拓集合的质变域和量变域，为矛盾问题的求解提供策略。可拓集合的域是通过关联度值的大小以及它的变化来定义的，为了更方便地描述它，本文还引入了截概念和区间概念，并将它们与动作理论整合在一起，提出了一种新的面向矛盾问题的动态描述逻辑DSHOQES。

　　现有描述逻辑的集合论基础是经典集合或模糊集合，它们对事物的分类都是静态的，不考虑论域中的元素性质变化引起的元素的量变和质变。而可拓集合是为了描述事物的动态分类而在经典集合和模糊集合的基础上提出的，它将论域划分为正负量变域、零界和正负质变域，其中质变域是可拓集合的核心，也是区别于经典集合和模糊集合的重要特点。可拓集合定量化地描述事物的可变性，为矛盾问题的解决过程提供了定量化方法。下面通过与经典集合、模糊集合的对比来介绍可拓集合。

　　文献[23]中提出了统一集的概念，它可以将经典集合、模糊集合、可拓集合等新兴理论统一起来，通过它可以清楚地看出各集合理论的异同点及它们之间的联系。下面给出统一集的定义，并分别给出经典集合、模糊集合以及可拓集合的统一集模型。FB体育 FB体育平台

　　统一集S=（A， B， F， J），其中：S是一个统一集；A是一个非空的经典集合，它定义了所要讨论的事物范围；B是一个非空的经典集合，对A中所有元描述构成一个集合；F是一个A到B的映射，它给A中所有的元素都定义了描述；J是一个对F构成的界壳，它可以是一个集合、一个不等式、一个等式或者若干谓词的组合。

　　描述逻辑SHOQ具有可判定的推理算法，能判断概念的可满足性，但当概念不可满足时，它不能提供相应的求解方法，使概念变得可满足。为此本文引入了可拓集合代替经典集合作为描述逻辑SHOQ的集合论基础，增加了动作理论，以获取概念和关系的正负质变域和正负量变域，从而为矛盾问题的求解提供策略；

　　另外，为了限定动作的操作对象，本文还定义了可拓概念和可拓关系的截集形式作为原子概念和原子关系，提出了一种新的描述逻辑DSHOQES。文中首先给出了DSHOQES的语法和语义解释，然后定义了DSHOQES的Tableau算法规则来判断问题的目标与条件是否矛盾，并针对矛盾问题给出了求解算法，最后用一个简单实例证明了该算法。

　　本文下一步的研究工作是根据语义Web的特点和需求，进一步完善和扩展描述逻辑DSHOQES，为语义Web提供合理的逻辑基础；实现矛盾问题的求解算法，并研究它在Web服务和智能主体中的运用。

　　“知识管理学的母体理论学科是知识科学、管理科学。知识管理学的相关学科包括图书馆学、情报学……等”。可见研究知识管理学需要研究知识科学，学界对知识的研究由来已久，英国哲学家弗兰西斯t培根(Francis Bacon，1561－1626)在《学术的进步》一书中论述了知识的价值，并将世俗的学问按照记忆、想象和理性三种能力对应地区分为历史、诗歌和哲学三个领域。1690年，英国哲学家洛克(J.Locke，1632―1704)出版《人类理解论》，阐发知识来源于感觉经验和反省的观点，论述了知识的范围和结构。1746年，法国哲学家、启蒙运动思想家孔狄亚克(E.B.de Con－dllac，1715－1780)出版了《人类知识起源论》一书。18世纪90年代，德国哲学家约翰・费希特(J.G.Fichte，1762－1814)首创“知识学”这一术语。1791年以《论知识学或所谓哲学的概念》为名出版了为讲座所准备的讲稿。早期的知识学学者为知识学的创立和发展做出了巨大的贡献，但由于诸多局限性而使得该学科难以获得更多的进展。

　　20世纪波兰社会学家、哲学家波兰尼(MichaeI Po－lanyi，1891－1976)提出建立专门研究知识的科学首次阐述了隐性知识(tacit knowledge)和显性知识(ex－plJcit knowledge)的概念；几乎同时，英国科学哲学家卡尔・波普尔(Karl Popper，1902―1994)通过“三个世界”理论阐述了“客观知识”：世界1是指物质实体和物理状态的物理世界；世界2是精神的或心理的世界，包括意识状态、活动的行为意向等；世界3是指思想的客观内容的世界，尤其是科学思想、诗的思想和艺术作品的世界。波普尔指出“客观知识”是人类在不断探索、发现和认识真理过程中生成的自然科学和人文社会等文化符号系统；“它是以解决问题为知识取向的知识，同时也是划相互竞争的推测性理论进行构造、讨论、评价和批判检验的理论；“它由我们的理论、推测、猜想的逻辑内容构成”。客观知识中的客观既包括自然世界中存在着的种种真理的客观性，但更主要地指向人类对真理无限逼近的努力所获得的符号化的知识成果。这两位20世纪杰出的科学家大胆地批判了囿限于逻辑实证主义的僵化的知识观，从而为客观知识的研究在哲学上打开了一条理论通道。

　　客观知识的起源，涉及到人类认识思维的表述问题。表述(representation)，在这里是一个具有哲学意义的同汇，同时它也是一个动同，尽管它有着名词的形式。表述是与表达(presentation)相对的，表达是自然界及人类活动在人的心中呈现人内心的意义世界，是无法向他者呈现任何东西的，应该属于内化过程；而表述是人类对于客观世界的认识向外界表达也即外化过程，内化与外化过程均属于形象思维转变为抽象思维的过程。而思维必须经由语言来再现为符号象征，才能以此来达到沟通人与世界的作用，在此语言成了人与世界的中介。语言与客观实在是一一对应的关系，这里面就存在着一个表述问题。“所谓‘表述问题’即表述(知识、语言、说明、意象、能指、解释项、行动或行为等)与世界(事实、意义、实在、所指、被解释项、意图或原因等)的关系问题”。人类的思维通过表述可以向他者呈现某个主体对于事物的思维过程和思维结果，这种过程和结果在经过表述后可以进行记载和转述，能够进行记载和转述的符号象征我们所理解为的客观知识。

　　对于客观事物的表述是人类社会发展到一定阶段的产物，这种表述是一种客观需要，当人类社会发展到一定程度，人类开始认识客观事物，即人的大脑对于客观事物的领悟，这种领悟一开始是内化的、个体的，是客观世界对于人脑的表达，在这一阶段并非是人类对于世界的表达，此时某个领悟的主体是无法向他者、向外部表达的。如果已经领悟的个体无法进行表述，则个体对于自己的领悟无法清楚地陈述，个体与个体之间更无法进行交流而就各自的感悟和理解达成共识，几乎所有的生产活动都没有办法进行。由于不断发展的社会生产力的要求，人类需要而且必须向他表达自己对于客观事物的领悟，当这种愿望和人类的能力达到一定程度时，人的思维强烈地需要外化，于是产生了人对于客观事物的表述要求。在客观事物被表述的过程中，“科学”是思维的方式，而“表述”是思维的表达，“表述”是把这个科学的(认识)思维过程记录下来表达出去，由此可以看出，关于客观事物的认识过程，“表述”是至关重要的，而人类认识思维的表述与符号性外化就是客观知识的起源。

　　客观世界是能够被表述的吗?回答是肯定的，最具有说服力的是数理科学，如圆周率公式、牛顿定律、门捷列夫化学元素周期表，都是经过实践检验的科学事实，这从一个侧面证明客观事物是能够被表述的日_在某种条件下具有表述的确定性；这种表述的初始也许是对事物表象的表述，随着人类对该事物认识的深化，其表述上升为理性的表述。相关研究表明：“科学是一个自组织的系统；“科学知识的成长与生命的起源具有类似的特点。自组织理论所揭示的生命起源过程是：诸如氨基酸等有机分子聚合成为越来越大的结构，这种结构的出现是偶然的并突然达到一种有序态，从而在一个较高的层面上出现某种新的重要的和具有全新性质的东西。与此类似，科学知识也是或多或少零星地开始形成的，最后在某一较高层次上统一成为一个新东西，一个新规范”，人类认识思维的表述正如波兰尼所说的具有建构性，客观事物和人类认识的关系可以理解为一种即时交流，一种互动和调整，一种表达与表述，客观知识可以理解为人类认识思维的历史记录，它们可以被检验真伪，也可以被修正，事实表明，随着社会历史的发展它们已经或正在不断地被修正。

　　在人类社会中，客观事物被人类所表述是一利，客观存在。在人类的认识思维中，无论是绝对逻辑还是实践经验，都必须经过表述后才能成为外化知识，外化知识的最典型形式就是文献。“记载，是人类的社会行动，标志着人类对社会历史的觉醒，这种觉醒源于劳动，基于认识、利用、改造客观世界的需要，人们在满足

　　自身需要的过程中创造了文献。文献作为一种工具的同时就成为人类了解昨天、把握今天、开拓明天的学习对象；文献属于认识工具”；“客观知识由说出、写出、印出的各种陈述组成，客观知识包括思想内容以及语言所表述的理论内容，它们出现在杂志、书本、图书馆等一定环境之中。人类的认识思维表述之记载，极为普遍地存在于各种各样的文献之中，而文献的存在则有力地证明了人类对于客观事物的表述是一种客观存在。

　　“一些要素构成了知识存在形态。知识存在形态不是考察静态知识的存在形态，而是将知识的存在作为一个开放式的动态过程，知识存在形态是知识在这个运动中的外化的特征”。“人类的知识有三种存在形式：意识形式、符号形式、物化形式”。关于知识分类早已有孔德、恩格斯、罗素、波普尔等先辈按着其所处的时代和理解进行了分类，本文根据马克思的智力“物化”思想，主要就人类的意识形式转变为符号形式及外化之过程进行了基本的划分，以为我们研究客观知识提供一个新的思路。

　　客观事物能够被人类的认识思维所表述，这种表述需要依赖某种工具，这个表述过程需要具有一定的形式、方式、结构和规则。表述的最基本的形式有：①符号：包括字母、数字、数学符号等，人类初始时候的语言是极其简单的，简单到只有一个或几个符号，这些符号有的甚至没有确定的意义，比如英文之类的表音文字的字符与语义没有直接的关系，只有汉语之类的象形文字字符才能直接表达语义，这可以看成是人类思维外化的最初萌芽。②语言：这里主要指基本语言，指那些具有独立意义的能够表达事物的同素以及词素的组合。当人类思维的层次上升到形成语言阶段，其思维的外化就有了明确的形式，这种形式是在不断地交流中被他者认同乃至达成共识的，也可以叫做交流的媒介，语言的产生为思维的外化奠定了坚实的基础，而符号的产生又为思维的表述提供了可用之材。③概念：是人类对客观事物认识进一步深化的思维的产物，概念不仅具有标识意义，也具有抽象意义，概念主要从抽象的角度表述客观事物，慨念的概括能力即是一种抽象能力。概念是思维任意单元，因此“概念”具有很好的表述弹性，可以表述事物的性质、行为、状态、方位等；概念可以表述一个单一的微小的客体，也可以表述一个系统的庞大的客体；概念有单元概念与复合概念，由单元概念与单元概念的组配可以产生许多的复合概念，慨念与概念的组配方式是无穷的，概念的无穷的组合几乎可以涵盖世界上所有的事物。“知识就是概念之间的连结。它是概念的内容的一个方面。我们构造概念的目的归根结底是为了把握直观。因此，概念与概念之间必需彼此连结形成知识。知识是个体通过与环境相互作用后获得的信息以及组织”。④术语：术语是一种上升为专业层次的概念，在专业领域里的意义叫做术语，概念与术语的关系是复杂的，并非单一对应的。概念具有非常好的“表述弹性”，但有时却受到“种”、“属”的限制，而这种限制并非人为的，是由客观事物本身的复杂性使我们在表述方面遇到了逻辑障碍，比如鸟的“翼”与昆虫的“翼”在生物学里是有区别的，而在概念“翼”的表述中却无法体现。人类遇到的这个逻辑障碍说明了迄今为止人类的表述相对于客观事物而言还不够精细和缜密。⑤逻辑：对于自然科学事物的表述，逻辑是不可或缺的，科学是研究某种事物规律的学问，科学追究因果关系和因果次序，因果关系与因果次序就是逻辑。“任何科学都是应用逻辑”，“科学作为把握事物具体真理的知识体系和探求真理的发展过程都不得不应用逻辑”。⑥公式：包括定理、定律等，这些都是运用逻辑推理而推演出的绝对逻辑结果，因此具有唯一的确定性。以上是几种最基本的形式。⑦命题：命题表述是一种更为高级的表述形式，命题是对事物之间关系的表述，是目前最复杂的表述性知识。命题可以分为两类：一类是非概括性命题，只表示两个以上的特殊事物之间的关系；另一类命题表示若干事物或性质之间的关系，这类命题叫概括命题。

　　人类的认识思维，除了表述形式之外还具有一定的结构，如：①时间结构：这种表述在时间上是连续的，因此在时间上的结构是一个线形结构。②空间结构：第一，解析结构。人类表述的载体迄今也没有真正脱离二维空间，纸张、光磁介质、电脑屏幕、影像投射都属于二维空间，而在二维空间不可能真正表述一个三维或以上维度的全息图，因此人类对于客观事物的认识及表述均具有解析的特点；人类从不同的侧面表述一个客观事物，将其进行有机整合后才可以得到该事物关于空间的“全息图象”。例如对于地球的表述，几何学描述了它的形状；测绘学表述了它的宇宙相对位置；地质学表述了它的地质构造以及运动规律；物理学表述了它的物理特性等，将所有关于地球的完全表述进行有机的整合才能得到关于地球的逼真映像，这即是一种解析结构。第二，网络结构。一般来说，个体的关于客观事物的表述以从具体到抽象的层次网络结构的形式存储于大脑之中，即它的内化结构呈现一种网络结构，从而使得它的表达和表述也具有同样的网络结构。③谱系结构：从类属的关系讲，人类认识思维的表述具有谱系结构。这可以从语言发展的历史找出渊源，例如法语、意大利语、西班牙语、葡萄牙语和罗马尼亚语都是从“拉丁语”分化出来的；这样从一个基础语分化出来的语言叫做“亲属语言”。按照语言的亲属关系把语言分为若干“语系”，其下再分为若干“语族”，“语族”以下再分为若干语支。客观知识的基本单元就是概念语言，找它与语言具有同构的特点，因此人类认识思维的表述也具有谱系结构。④其他结构。除以上几种结构之外，还存在着其他结构，需要进一步深入研究。

　　人类认识思维的表述是有规则的，它遵循宇宙普适的基本规则。①恰然规则：就是按照自身的逻辑推演，自己可以证明自己至少不是矛盾或者错误的，科学研究是遵循自洽性的，一个不能够满足自洽性的理论或者方法是无法立论的。②可复制性规则：实践证明科学现象是可以复制的，科学实验的环境及过程都是可以复制的，其结论说明了客观事物的相对稳定性和可再现性。③实践检验规则：只有经得起实践检验的认识才最接近真理，人类对于客观事物的表述遵循实践检验规则，所有经不起实践检验的关于客观事物的表述最终都将从知识系统里被剔除，那些错误的表述记录将被修正和完善。④否定规则：科学只能证伪而不能证真，人类可以运用排除法认识真理，这就是否定规则。⑤统计规则：在某些科学领域比如社会科学领域，由于社会现象的复杂性和人的认知能力的有限性，仅仅依靠刚性的逻辑思维和抽象思维是不可行的，对于个体的人根据自己的感受和经验进行表述的情况，人类运用统计概率来表述科学现象与原理，这就是统计规则，其实也可以称做优选规则，因为虽然我们不能完全证明一种理论的充分真理性，但我们可以在多种理论中进行优选，即从一组竞争理论中优选出一种理论，这个理论可能比迄今为止提出的所有其他理论更接近于真理。⑥审美规则：对于文学艺术等事物的表述与科学事物不同，形象思维的认识表述应该遵从审美规则。此外，其他规则仍有待进一步研究。

　　生物学基本观点的形成,除了需要一定的体验之外,还需要相应的知识作为基础,主要有以下几个方面的原因。

　　前科学概念是指学习者在接受正式的科学教育之前,在现实生活中通过长期的经验积累与辨别式学习而获得的一些感性印象或积累的一些缺乏概括性和科学性的经验,是一些与科学知识相悖或不尽一致的观念和规则。从其负面作用来看,前科学概念会影响科学概念的形成,进而影响正确观点的形成。因此,教学应当首先了解学生有什么样的前科学概念,并且把通过纠正学生错误的前科学概念建立科学概念作为一节课最为核心的任务。正如美国教育心理学家奥苏伯尔所说:“如果我不得不把所有教育学心理学原理还原为一句话,我将会说,影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么,要根据学生原有的知识状况进行教学。FB体育 FB体育平台”从这节课来看,学生已有的前科学概念是“用进废退”。在课的一开始,学生尝试解释原鸡怎样进化成蛋鸡时,一个学生说:“一些鸡总是用来下蛋,就变得适合下蛋了。”在接下来解释工业化以后,英国曼彻斯特地区的桦尺镬为什么由浅色占多数变为深色占多数时,另一个学生说:“环境改变,浅色的桦尺蟆为了躲避天敌,就把自己的身体变成了深色。”这些认识都是“用进废退”的观点。用进废退学说是法国博物学家拉马克提出的生物进化学说,其中心论:环境变化是物种变化的原因;经常使用的器官会越来越发达,不经常使用的器官则会退化;获得性可以遗传。虽然现在已经有越来越多的证据证明获得性是可以遗传的,但并不能认为获得性遗传是生物进化的主要方式。要避免在非主流知识基础上建立起非主流的生物进化观点,仅仅了解用进废退学说是不够的,学生更需要知道的是生物进化的主要原因,而不是少数的特例。因此,需要在学生的前科学概念基础上予以引导,使学生看到生物进化更主要的原因。否则,前科学概念就会成为学生接受自然选择学说的障碍,学生就很难形成主流的生物进化观点。

　　前文提到,观点具有主观性,是自主选择的结果。影响选择结果的因素除了亲身体验之外,间接了解到的事实(即事实性知识)也非常重要。生物进化论之所以为大多数人所接受,是因为它是建立在从自然界搜集得到的大量证据的基础之上,因而才能经受住一个多世纪成千上万科学家的广泛检验。课堂教学中,在呈现事实性知识的同时,最好能够告知学生这些知识为什么是事实。本节课就较好地做到了这一点。对于英国曼彻斯特地区桦尺镬体色的变化,教师首先采用科学史再现的方法陈述事实:1850年,一些生物学家来这里考察,发现大多数桦尺镬的体色是浅色的,只有少数是深色的。100年以后,也就是1950年,曼彻斯特已经变成了一个工业城市。这时候,又有一些生物学家到这里考察,使他们惊讶的是,这里的深色桦尺蟾变成了常见类型,而浅色的桦尺蟾却成了少数。像这样通过科学史的方式告知事实,显然要比直接告知事实本身使学生感觉可信度要高。而越是值得相信的事实,对于学生形成正确的观点帮助越大。

　　概念性知识是经过抽象概括形成的规律性知识,能够揭示生命现象的本质和客观规律。例如,儿童一开始不认识狗,但见过几只狗之后,就会知道狗都会“汪汪”地叫,喜欢对主人摇尾巴。此时儿童的认识就超越了单个狗的特征而有了一定的概括性,也就是形成了有关狗的概念性知识。而在对狗的共同特征认识的过程中,儿童就很容易形成“小狗都很可爱”的观点。由此可见,要形成生物学的基本观点,仅有事实的支持是不够的,还需要对事实性知识归纳概括,形成概念性知识。关于“生物进化的原因”的概念性知识,《课程标准》是这样规定的:“生物的遗传变异和环境因素的共同作用,导致了生物的进化”,提出的具体目标是“概述生物进化的主要历程”。由于观点经常与概念性知识相伴而生,因此“概述”的知识性目标要求是与“形成”的情感性目标相匹配的。而要达成这一目标,首先要明确“什么是概述”,概述是在直接的观察和实验、客观的原始记录的基础上发现事物共同的特征,然后简要表述。其次,要让学生自己去“概述”。照本宣科地说出生物进化的四个环节—“过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存”只是复述。许多课堂就是这样仅仅达到了复述水平,虽然这些复述也是前人概述的结果。本节课上,教师不是自己直接给出结论,而是多次让学生尝试对生物进化的实例进行分析、解释和概括,如此得出的有关生物进化的概念。在这样的过程中,学生也就确立了对待生物发展变化所处的立场或出发点,初步形成了生物进化的观点。

　　1.定义反思：教学目标是指特定教学活动预期所要达到的结果。对于该定义，“特定”如何解释？“预期”如何理解？“结果”是什么？

　　首先，“特定”是指完成某一阶段（如一节课、一个单元或一学期）的教学活动，分别对应课时教学目标、单元教学目标、学期教学目标。其次，“预期”重在强调不是学生现实的学习结果，如学生已掌握的就不是初学目标，其目标层次应是巩固和运用。最后，“结果”就是学生行为的改变，无论是认知的、情感的还是技能的，最后均能表现在行为上，且这些行为是可观察、可测量的。

　　2.设计反思：教学目标设计时要考虑哪些因素？为什么？考虑这些因素的什么？

　　在制定教学目标时，并不是单单根据教材的知识点而制定，它是一个系统工程，要充分考虑到相关因素，总体来说有四个方面，即课程标准、教材、学生及目标分类。课程标准是教材的指导性文件，规定了教材中的核心概念、主要教学内容和活动建议，这正是教学目标所必须涉及的，在设计时不仅要体现课标，还需分析课标；教材作为教学实施的主要材料依据，蕴含了学生学习所需的知识、技能和情感因素，是教师在制定教学目标时必须深刻挖掘的，如教材中的基本概念、事实、原理和方法等；学生作为教学对象，更作为学习的主体，其知识经验和年龄特点是教师无论进行什么教学计划都必须考虑的，教学目标的设计更不能例外。

　　有人认为教学目标既然要体现学生主体，那教学目标改名为学习目标不是更能体现学生主体吗？这里我们忽略了制定者，教学目标的制定者是教师，学习目标的制定者则是学生。教学目标是教师制定的，所以不宜改为学习目标。但教学目标与学习目标有一个共同点：学生主体。因为教学目标是教师为学生制定的，学习目标是学生为自己制定的，都是为了学生，在表述的时候自然都是学生主体。但在命名的时候是根据其不同点――制定者而命名的，若根据相同点命名岂能区分？

　　作为教师和学生各自检测自己成果的依据，从定性角度讲必须易懂，从定量角度看必须可测。纵观我们教师设置的教学目标，大都易懂，但不可测。一个好的教学目标的表述，就是要将一般性的目标具体化为可观察、可测量的行为目标，要清晰地指出学生在教学后能学会什么、会到什么程度，以便教师在教学中有的放矢地教学。一般来说，一个规范、明确的行为目标的表述应该包含ABCD四个要素，分别是Audience（学生）、Behavior（行为）、Condition（条件）、Degree（程度）。

　　反A：把教学目标作为教师要做的事情来陈述，这种陈述指出了教师计划做些什么事情，但它们实际上并不是在陈述教学的目标。鉴于教学的真正目标不在于教师从事某些活动，而是学生行为方式发生重大意义的变化，因此，重要的是要认识到：教学目标的任何陈述，都应该是陈述学生的变化。

　　反B：用课题、概括或其他内容要素的形式陈述的教学目标，确实指出了学生将要从事的内容领域，但它们也不是令人满意的目标，因为它们没有具体指明面对这些要素，希望学生做些什么。例如，在以概括形式陈述目标的情况下，是让学生了解、理解、记住还是运用？学生是否发生了所期望的变化则无从谈起。陈述教学目标的目的是要指明期望学生产生的各种变化，以便用一种很可能达到这些目标的方式来设计和制定各种教学活动；也就是说，陈述教学目标，是为了使学生产生这些变化。因此，很显然，根据内容标题或概括来陈述教学目标，不可能为指导课程的进一步完善提供令人满意的基础。

　　反C：采取概括化的行为方式，这种形式不能具体指明这种行为能运用的领域。例如，人们可能会看到这样陈述的目标：发展批判性思维，培养鉴赏力，形成广泛的兴趣。用这种形式陈述的目标，确实指出了希望通过教育在学生身上引起的某些变化。然而，要达到如此高度概括化的目标是不科学的。我们必须更加明确具体地指出这种行为运用的内容或将要应用这类行为的生活领域。仅仅论及发展批判性思维，不提及从事批判性思维所需要的内容或所涉及的各种问题，这是不恰当的。因此，如果我们用此类目标作为教学指南的话，只是根据行为类型来阐述目标，不可能成为令人满意的陈述方式。

　　反D：如我组在设计光合作用一节的教学目标时，知识目标上有一条是“学生说出光合作用的实质”，同组同学便质疑“说出”是个什么概念？大概说还是准确说？要求的不明确，作为预期结果的教学目标就失去了作用。考虑到学生的差异性，我们便改为“大概说出”，教学目标的程度是面对全体学生的最低标准，所以对学优生，在执行的时候可提高要求，要求其准确全面，因材施教和灵活性原则都在这里得到体现，可见，教学目标具体化的重要性。

　　建构主义的学习方法就是一系列的概念变化。学生的教学前概念与科学概念和原理通常体现在不同的框架之中。认知心理学关注：什么引起概念的变化？怎样带来概念的变化？

　　概念变化的诠释在理科教学中显得尤其重要。这个理论有几个来源：其一，是皮亚杰的同化与适应的平衡概念；其二，是科学哲学和历史学家的研究工作，比如，库思和拉卡托斯等人的成果，强调概念发展过程中理性和逻辑争论的意义；其三，是一些理科教育研究者的工作，他们将学生比喻为科学家，强调理解概念变化的过

　　程；其四，是根据一些研究者所提出的“概念生态”一词，强调学生已有的认知结构是同密切相关的项目组成的，这些项目是生态系统中相互作用的记忆。学生的概念生态是指先前概念与新概念之间相互作用所形成的动力系统。

　　在建构主义看来，学生的先前概念是极为重要的，他是学习能否成功的一个决定性因素。下面我将描述一个经典的“鱼就是鱼”的故事。以便于我们生动地理解有关概念变化的基础。

　　“鱼就是鱼”讲的是，有一条鱼，它很想了解陆地上发生的事情，却因为只能在水中呼吸而无法实现。它与一个小蝌蚪交上了朋友。在小蝌蚪长成青蛙之后，便跳上陆地。几周后，青蛙回到池塘，向鱼讲述它所看到的。青蛙描述了陆地上的各种东西：鸟、牛和人。故事中呈现了鱼根据青蛙对每一样东西的描述所做的图画表征：每一样东西都带有鱼的形状，只是根据青蛙的描述稍作调整――

　　人被想象为用尾巴走路的鱼、鸟是长着翅膀的鱼、奶牛是有着的鱼。这个故事说明了基于自己已有的知识建构新知识的过程中，创造性的机遇和风险并存。

　　首先，概念指导或者决定着学生的感知过程；其次，概念对学生解决问题的行为产生影响；再次，概念对学生学习过程产生影响；最后，概念变化发生在解释学的圈子里。有效的理科学习必须以一定的概念为基础并将这些概念用于解释学的经验或新的知识，因为只有这样才可能产生理解。

　　在有电感线圈和电容器组成的振荡电路中，当电路中的电流增加时，有学生认为电感线圈两端的电压增高。学生的理由是：根据欧姆定律，当流经线圈的电流增加时，其两端的电压增高了。而事实上电路中电流减小的过程就是电容器放电的过程，也就是电容器二级板或电感线圈两端电压降低相对缓慢的过程。而造成学生错误理解的主要原因是把具有自感作用、其电阻几乎可以忽略不计的线圈当做阻值不变的电阻来处理。

　　又如，学生不能很好地理解分子电流的模型。在学生的日常经验中，电流是存在于导线中的。但当学生了解导线中的电流是电子的定向移动时，有助于分子电流模型的理解。若要学生能够主动应用分子电流的思想方法来解决或理解一些物理问题时，还需要一定的时间。种种事例证明，如果教师不了解学生的日常经验或先前概念对当前学习的影响，势必造成无尽的教与学的误解。作为任课教师，当我们就学生目前正在学习中的要领或原理或正在解决的某一问题谈论他们自己的看法，然后，教师给予适当的指导，学生的进步通常会很快。