网络通信基本概念篇1

文章编号：1671-489X（2014）21-0031-04

1 前言

在“苏州市2008年在线课程培训”中，笔者接触到概念图及Inspiration工具，了解到了一些相关知识，并在教学中尝试应用概念图。在实际应用中，觉得概念图对信息技术有效教学的实施有一定的帮助，对复习学业水平测试中的基础理论知识也非常有效果。

新课程的目标是提高信息素养，而在信息技术的一些知识概念课的学习中，往往由于授课方式的沉闷，导致学生基本没有兴趣学习这些知识，使得新课程下信息技术有效教学实施面临困难，事实上并未有效地提高学生的信息素养。本文希望通过对概念图应用的探讨来改变教师和学生对信息技术有效教与学的理解，更好地提升学生的信息素养。

2 概念图应用于教学的理论依据

概念图是指一种用来组织知识概念之间联系的工具。它是以图解的方式，直观地将某个主题的概念和概念之间关系表征出来的一种呈现方式。概念图构图时通常先将某一主题的有关概念置于圆圈或方框中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念间的意义关系，这样就形成了关于该主题的概念或命题网络。

由于信息技术学科的知识点比较零碎，教学中涉及的概念也较多，通过绘制概念图将知识形成一个彼此联系的知识网络，有利于学生的理解和记忆，是信息技术有效教学的一种好方法。例如，在讲“域名与IP地址”时，知识点比较零碎，学生对一些概念的内涵和外延认识不很明确，笔者给学生提供一串名词如域名、IP地址、DNS等，让学生区分概念范围的大小，绘制概念图（如图1所示）以明确概念。实践证明学生通过绘制概念图，将知识形成一个彼此联系的知识网络，对这些概念也有了多层面的理解和记忆。

3 概念图在高中信息技术有效教学中的应用案例

案例背景 本案例是新课程体系下高中信息技术选修课网络技术应用的一个教学案例，具体内容为普通高中课程标准实验教科书《网络技术应用》（选修）第三章第一节“网络的功能与构造”。案例运用“概念图”组织实施有效教学。

教学设计

1）教学目标。

①知识与技能目标：了解网络的功能;了解构成网络的主要硬件、软件;使学生进一步认识网络。

②过程与方法目标：通过“概念图”直观、系统地表征本节内容，使得学生能够清晰地掌握相关概念的关系，完成教学目标。

③情感态度与价值目标：激发学生学习信息技术的热情，培养从基础学习起，从基本理论概念掌握起，有理论的支撑，才能进一步认识网络、应用网络，并促使学生主动地学习，积极参与信息整理与加工的学习态度。

2）内容分析。信息技术新课标中提出：“普通高中信息技术课程的总目标是提升学生的信息素养。”学生如何“学会根据需求合理网上学习，能够自觉维护网络安全等”是非常重要的。所以“网络的功能与构造”是必备的基础知识，让学生全面系统地了解“网络的组成;常用网络连结设备如何连接;怎样管理网络;网络的基本功能;了解网络的分类”等，才能高效地利用网络。

教学重点：掌握网络的分类、网络的功能;了解网络的主要硬件和软件。

3）学生分析。学生的学习信息技术的兴趣很浓，大部分学生基本上都能通过网络获取他们所需求的信息，都可以打开“搜索引擎”来查找想要的信息，但他们对网络的认识很少。所以，要让学生从认识网络的基本理论开始，让他们较为系统地了解身边的网络，让学生通过联系实际来提高对知识概念的认识和理解。

4）教学策略设计。本节课通过讲授法，用“概念图”的形式来组织实施，并且让学生了解和认识“概念图”。

教学流程：将本节课的知识用“概念图”来呈现出来，对各个知识点逐一讲解，在讲述完后，再回到“概念图”中进行小结，使学生做到掌握相关知识理论，心中有图，能够脱离书本。

教与学的实际过程描述 “同学们都爱上网！这个‘网’到底是什么呢？” 这个问题一下子吸引了学生的注意力。“我们通常上网时，用浏览器Internet Explorer，Internet是什么呢？接下来我们就来学习。”接着，将Internet概念图（如图2所示）呈现出来，使学生对Internet的认识有了一个更直观的理解。

从概念图上看，Internet（国际互联网）是一组全球信息资源的汇聚，Internet是由于许多区域网络互联而成的一个逻辑网，每个网络中连接着若干台计算机或子网络。那么“什么是网络呢”“网络有哪些功能呢”“网络由哪些设备组成呢”“网络中的设备是怎样连接的呢”“网络又是如何工作的呢”等一些问题的提出，这些问题相关的知识采用“概念图”（图3～图5）以投影的方式来呈现。

接下来对上面的问题对照概念图有条理地进行解释。

1）网络的主要功能（如图3所示）是数据通信（如电子邮件往来、ATM取款等）、资源共享（如机房里面共享的网络打印机、电影游戏资源等）和分布处理（大型软件的开发等）。

2）网络按覆盖范围来分（如图3所示），分为广域网、局域网、城域网，从概念图中可以得知它们的应用领域和地域范围。

3）网络由网络硬件和网络软件组成。从概念图中可以清晰得知网络硬件（如图4所示）是指的服务器、工作站、传输介质和通信连接设备（路由器、交换机等），并指导学生识别学校机房里面硬件设备，比如机房里面交换机、双绞线等。

4）网络软件（如图5所示）。网络软件主要由网络操作系统和网络应用软件组成。网络管理员通过网络操作系统进行统一的管理和控制;普通用户通过网络应用软件来使用网络资源，网络应用软件的结构有两种：客户机/服务器（C/S）和浏览器/服务器（B/S），一般情况下上网在IE中操作的是B/S结构，而C/S需要安装客户端软件，像一些远程控制、监控等。

解释了这些问题之后，通过对“网络概念图”知识理解，并总结得出网络的概念：“网络是由两台或两台以上的计算机通过网络通信设备连接起来所组成的系统，计算机间可以进行数据通信、数据共享及协同完成某些数据处理工作。”

最后，再回到“概念图”（图2～图5），让大家回顾本节课的知识内容及这些内容间的联系，加深对网络基本理论的理解和掌握，使学生进一步认识网络。

教学反思 教师利用概念图进行有效教学，其实绘制概念图的同时就是备课的过程。通过绘制概念图，可以清晰地知道本节课的教学内容、各个知识点之间的联系。在教学中需要考虑到的问题和知识点都可以在概念图中表示出来。

从学生接受来看，像本节课这样的概念比较多的课，如果单纯靠概念的罗列，很容易让学生感到枯燥、乏味，甚至厌倦，更糟糕的是学生最终还是弄不清概念之间的联系，从而很难实现教学目标;而利用概念图使学生可以非常形象地看到每一个概念之间的关系，促进有效学习，提高学生对概念的认识，从而真正地做到有效教学。

4 结束语

概念图不仅形象系统地再现了课程知识的理论体系，有助于有效教与学的实施;而且使学生能够正确地分析和比较学习的知识概念。因此，将概念图作为实施有效教与学的工具应用到实际教学中，提高了学生的学习情趣，减低了学生认知的难度，提升了教与学的效果。这种教学方式能够有效地促进教与学，真正将新课程“提高学生的信息素养”的目标落到实处。

注：文中的概念图是笔者使用Inspiration Trial Edition

7.5b（概念图绘制软件）工具绘制。■

参考文献

[1]赵俊莉，赵冬生.概念图在信息技术课堂中的应用[J].现代教育技术，2005（15）.

[2]李，杨威.概念图在高中信息技术课程教学中的应用研究[J].中小学电教，2008（1）.

[3]袁维新.概念图：一种促进知识建构的学习策略[J].学科教育，2004（2）.

网络通信基本概念篇2

1建立大网概念的意义

计算机网络是计算机技术和通信技术的交叉学科,涉及大量错综复杂的概念和新技术,对刚接触计算机网络的学生来说,这是一门比较难学的课程。在现有教学模式下,学生对教学效果的普遍反映是:入门难,术语、概念多,理论复杂;课堂上可以理解,但很难留下深刻印象,理论和实践都没学好。虽然现

在的计算机网络教学已经非常重视理论与实践结合,但在真正的实践中,实验内容只是实际网络复杂情况冰山的一角。另外,学生已习惯平时从应用层面使用网络的简单感觉,一旦进入理论学习就觉得和自己想象的网络差异太大,不学还明白点,学了更糊涂,从而失去学习的兴趣,其问题在于没有把理论和实际紧密、有机结合,缺乏大网的概念。

所谓大网概念,就是要让人们了解其每天都在使用的互联网络是一张实实在在的网络,而不是一张虚拟的网络,它是由各种类型和规模的小网从小到大组成的,任何两点之间的通信都由这张网络上的一条实实在在的物理连接承载,由构成这条物理连接的网络设备和链路实现数据的转发和传送。从提供网络服务看,它是单一的虚拟大网;从解决网络问题看,它是庞大而复杂的物理真实网络。

建立大网概念是计算机网络教学的切入点。网络无处不在,大家每天都在使用互联网络,学生在没有接触本课程之前已形成了对网络的模糊概念,如果本课程教学一开始就从理论出发,学生自然会迷糊,并产生学习混乱和抵触情绪。因此,教学应从学生身边最熟悉的网络谈起,之后,再引申到学生熟悉的互联网络Internet,告诉学生网络的电子邮件、QQ聊天等正是基于身边最小的网络,并开始不断互联、延伸形

作者简介:邵鹏飞(1978-),男,讲师,硕士,研究方向为无线宽带网络与网络控制。

成大网――Internet,正是因为大网的存在,电子邮件、QQ信息才能从一个地方传到另一个地方。然后,老师要告诉学生计算机网络课程就是要研究这张大网是怎么工作的,比如构成大网的小网是怎么工作的,一个个小网是怎样组成大网的,数据在大网上是怎样传递的;在搞懂网络怎么工作后,就要了解怎么管理这张网、怎么用这张网。通过让学生建立大网概念的方式,淡化理论与现实的差距,使学生头脑中模糊的网络概念变得清晰,同时,让学生明确网络到底研究什么,本课程学什么,应该掌握什么,学了之后有什么用。总之,建立大网概念可以让学生在实际网络和计算机网络原理之间建立一种联系,从而激发学生了解计算机网络原理是如何解决实际问题的兴趣。

建立大网概念是全局把握网络技术的需要。互联网络有两个层面:物理网络和逻辑网络。物理网络指构成互联网络的网络设备和线路,它是逻辑网络的基础。逻辑网络架构在物理网络之上,包括基于网络层次体系结构的网络互联方法和为网络应用提供服务的网络云的概念。大家都熟悉的是逻辑网络为网络应用提供服务的概念,比如基于网络的电子商务,基于网络的网络游戏等,这些网络主要指逻辑网络。而物理网络和网络层次体系结构是计算机网络研究和课程教学的重点。在计算机网络教学中,从熟知的为网络应用提供服务的逻辑网络概念出发,提出网络云内部到底是什么样的,网络云是怎样形成的,从网络云引出物理网络,从而建立大网的概念。有了大网的概念,逻辑网络和物理网络也就成为一体,学生就会对网络形成深刻的印象,整个学习过程就有了一个理论基点。

简单地看,网络技术又可分为两个部分:局域网技术和网络互联技术。这两部分也正是计算机网络教学的核心。整个互联网络正是由一个个小型局域网和接入网通过网络互联技术互联而组成的。建立大网的概念,明确实际中的大网和理论中的局域网、网络互联的关系,就能让学生比较容易地把握网络技术的全局,明白计算机网络课程的主要学习目标就是先要学好局域网的技术,然后学好将局域网互联组成更大网络的网络互联技术。从教学内容看,计算机网络教学主要包括:计算机网络的基础理论和知识、网络系统集成实践(基于交换机和路由器的企业组网、局域组网、企业信息网络配置等)和进阶的高级路由与交换技术等。大网的概念在这些内容的学习中都是站在制高点,并贯穿始终。

建立大网概念是服务型网络人才培养的基本要求。从就业形势来看,我们正面临巨大就业压力。大学生的就业面临两个方面压力:一方面是高等教育大众化产生的学生数量方面的压力;另一方面表现为大学生能力缺失,其知识、能力、素质不能满足企业对人才的要求。从全球就业市场看,以构建面向社会,服务经济社会为宗旨的服务型人才培养模式越来越成为高等教育发展的重要方面。服务型网络人才培养应以社会对网络人才的需求为导向,强调“就业―可雇佣性”[7],以应用教育为特征,强调“有用教育”,主动服务经济社会,为电信运营商、网络公司、企事业单位培养各种有用的网络人才。大网概念在整个互联网络的运行维护中是非常重要的,此时网络中的设备、小型网络、企事业网络不再是一个独立的个体,而是大网中的一份子,它们的网络行为也就成了整个大网运行状况的一部分,同样,大网中其他部分的运行状况也就会直接或间接地影响它们的运行结果。架构在网络上面的各种网络应用更是与大网密不可分,在应用中,从通信源端到目的端的双向数据传输,完全是建立在大网中各个被选中的中间节点的双向路由选择上面,而且,基于网络的变化这些选择完全是动态的。只有建立大网概念,才能全面正确地处理这些问题。因此,在计算机网络课程教学中,重视建立大网概念,才有利于培养社会所需的具有“就业―可雇佣性”的服务型网络人才。

2建立大网概念的方法

在计算机网络课程教学开始时,如果既想给学生很好的入门知识,又想让学生建立大网的概念,教师就要在实际网络和理论网络之间建立一种联系,将学生从熟知的实际网络带到理论网络,因此,选用学生熟知的网络应用引出大网概念比较合适。描述大网概念要注意两点:一是切忌泛泛而谈,而要给学生塑造实实在在的大网形象,建立大网概念,比如可以选用电信经营的ChinaNet网络作为案例;二是切忌过多过深地谈论其技术,重点是让学生形成对大网的感觉和印象,对大网工作机制有初步了解。下面以网络QQ聊天为例,以电信ChinaNet网络为背景介绍建立大网概念的方法(以下的各个级别电信网仅指电信的数据网络)。

案例:大网概念――笔者在浙江万里学院4号楼213办公室与在美国的朋友通过QQ聊天,信息是怎样通过网络传过去的。

(1) 从身边的网络谈起。首先,我们给出4号楼办公网的网络拓扑图(如图1所示),由此表明“我”的位置,其次,交代清楚主要的网络设备、网络结构和连线方法,指明这是用户接入层的网络,属于最低级的物理网络,同时,可说明这个网络的网速、容量等基本情况,这些内容同学们都很熟悉,讲解的目的是让学生明确身边网络的概念。最后,我们向学生展示4号楼办公网通过大楼出换机接到校园网的情况,并提出问题:它的上一级网络是什么?很自然地,学生能回答出它是浙江万里学院校园网。

图1浙江万里学院4号楼办公网网络拓扑

(2) 上一级网络:校园网。首先,我们给出校园网的示意拓扑图(如图2所示),其中,1、2号楼及其他教学办公楼的办公网和4号楼一样,这些教学办公网通过校园网网管中心组成浙江万里学院校园网,其次,我们指出校园网管中心的位置、主要设备及校园网与大楼办公网在设备、网络结构、网络能力上的主要区别,向学生强调以4号楼办公网为例的每个教学办公网只是校园网的一个子网。最后,我们展示校园网通过出口路由器设备连到外部网络的情况,目前,该网是连到宁波市电信网,此时,我们也可顺便交代一下防火墙的作用及校园网可能有多个网络出口的情况,并向学生提出问题:校园网的上一级网络是什么。学生自然明白再上一级就是宁波市电信网。

图2浙江万里学院校园网拓扑示意图

(3) 再上一级网络:市电信网。首先,我们给出市电信网的一个示意拓扑图(如图3所示),重点指明学院校园网相当于宁波市电信网的一个接入用户,是其中的一个子网,而其他的大学校园网、企事业单位网络和下级区县电信网络跟万里学院校园网一样,都是市电信网的接入子网,通过市电信网管中心的路由器设备互联在一起,组成整个电信宁波市网。其次,我们要让学生了解市网与校园网的最大区别是:校园网属于局域网范畴,一般属内网,可采用内网私有地址,而电信市网属于城域网,属于公网,只能使用公网地址。另外,电信市网的组网结构更加复杂,设备更加高级,网络容量更大。最后,指出宁波电信市网通过网管中心的核心路由器的出口电路接到电信浙江省网,继续接入更高层次的网络。

图3电信市网示意拓扑图

(4) 更高一级网络:电信省网。首先,我们给出电信省网(部分)的一个示意拓扑图(如图4所示),说明这个层次网络只是互联的设备更多、更高级、处理能力更强、速度更快,连接的网络更多、规模更大、更加复杂、带宽更宽,而连接方法并没有多大改变。其次,需要强调在这个网络中,电信市网只是省网的一个接入网、一个组成部分,而省网就是由一个个类似电信宁波市网的城域网络通过省网核心路由器设备互联而组成的。另外,在省网这个层次可举例介绍自治系统的概念。最后,指出电信省网通过省网出口设备接入电信全国网络,而且出口电路一般有多条,起业务分流和电路备份的作用。

图4电信浙江省网(部分)示意拓扑图

(5) 电信全国网。首先,我们给出电信全国网(部分)的一个示意拓扑图(如图5所示),指出这是最高级别的运营商网络,每个运营商,比如移动、联通等都有一张各种独立运行的全国网络。其次,向学生介绍在电信的全国网中,有三大一级核心节点:上海、北京、广州,以及二级核心节点:天津、武汉、西安、乌鲁木齐等,这些核心节点构成了电信全国网的骨干网络,需强调此时省网只是电信全国网的一个接入子网,一个组成部分,省网通过其核心出口设备接入电信骨干网络,全国的各个省网通过电信骨干网络互联在一起就组成了电信全国网络。可顺带介绍电信网络的国际出口、国际电路和海缆的情况,让学生获取更多的额外信息。最后,我们提问:电信全国网是最大的网络吗?还有更高级别的网络吗?

(6) 全球互联网:Internet。我们给出全球互联网(部分)的一个示意拓扑图(如图6所示)。这里仅需说明电信全国网代表中国的互联网与美国、日本等其他国家的互联网络通过国际电路互联在一起,构成全球的Internet。美国的国内互联网络是跟我国类似的一张网络,指明我在美国的朋友处在美国某个州某个区的某个办公楼里,他正在通过网络跟我QQ聊天。

图5电信全国网(部分)示意拓扑图

图6全球互联网(部分)示意图

(7)QQ聊天信息的传递路径。有了前面关于网络的充分介绍,我们就可以向学生讲解我与在美国的同学的QQ聊天信息传递过程:我发给美国同学的信息从我所在的4号楼213办公室的电脑上发出,经4号楼办公网、校园网、电信宁波市网、省网和全国网,从电信的国际出口经国际电路到达美国国内互联网络,再逐级到达我同学使用的电脑,最后在QQ程序上显示出来。而我同学回复我的信息经过了一个相反的过程。我们需要向学生强调,每一次信息传送都是基于这张大网上的一条传送路径,而这条传送路径由这张大网上实实在在的设备和线路经过路径选择后建立。同时,我们让学生想象这条路径上的任一设备或线路出现问题时,信息传递会发生什么变化,怎么去发现和查找网络上发生的问题。在课时允许的情况下,可现场操作路径跟踪演示,逐跳分析经过的设备IP地址,查询IP地址的归属地可判断每一跳处于哪个网络,从而核实上面分析的大网路径是否属实,给学生更深刻的印象。

(8) 总结。通过教学告诉学生QQ聊天与其他网络应用一样,都是基于这张大网,只有充分了解这张大网的工作原理、组网技术,才能解决实际的网络问题,并更好地利用网络,计算机网路就是研究这些内容的,网络中的所有问题最终都要放到这张大网上。所以,这门课不仅仅是学点理论和实践知识,而是要通过掌握理论知识、实践技能更好地解决这张大网上的问题。

在计算机网络教学中,还有很多建立大网概念的方法,比如单机对等网络与跨越互联网络的点对点通信的类比等。从本质上讲,建立大网概念就是对计算机网络的深入浅出的把握,从浮于表面熟知的网络应用深入到网络内部,再回归到为应用提供服务的单一虚拟大网。

3结语

本文通过剖析大网的内部物理网络组成结构,反复强调子网和组成更大网络的概念,让学生对大网的形成和大网的结构有一个深刻的印象。有了大网概念,进一步的教学工作怎么开展,全局教学怎么安排。对于这些问题,我们可以通过上述几个简单的问题,来引出计算机网络课程必须关注的核心知识点,这就是网络协议体系结构,从网络体系结构讲到事实的标准TCP/IP协议栈,讲课和实践中可围绕大网概念重点讲解局域网技术和网络互联IP技术。同时,我们可以进一步提出以下的问题:上述案例中的网络是根据什么原理互联在一起的(网络技术不同,设备不同,怎么能够统一的互联起来)?这些网络中的设备又是采用什么方法传送数据的?答案很明确,这就是标准的网络协议体系。而我们还要提出新的问题:为什么必须是统一的标准?这个网络协议体系又是什么样的?对此,我们在讲解网络协议体系时,同样可以通过大网概念,并通过解决一个实际网络问题的过程而总结出来,因为网络协议体系中的核心层、网络层指的正是我们所说的大网。

参考文献:

[1] 王绍强. 应用型本科计算机网络教学改革的研究与实践[J]. 计算机教育,2009(18):16-18.

[2] 刘彦保. 计算机网络课程教学改革与实践[J]. 黑龙江高教研究,2006(2):111-112.

[3] 李冠峰,王红艺,郑瑞娟,等. 新形势下的“计算机网络”教学研究与实践[J]. 计算机教育,2009(9):106-108.

[4] 陈智罡,方跃峰,李继芳. 合作性教学方法在“计算机网络”课程中的探索与实践[J]. 计算机教育,2008(11):136-139.

[5] 刘伟. 研讨式教学模式建构[J]. 高等教育研究,2008,10(10):65-67.

[6] 方芸,高仲合,高博文,等. 计算机网络实验教学改革[J]. 实验室研究与探索,2008(6):91-93.

[7] 胡赤弟. 双重压力下服务型人才培养模式的重构[J]. 高等教育研究,2009,2(2):80-85.

On Network Awareness in Computer Networking Teaching and Personnel Training

SHAO Peng-fei, YANG Ya-ping

网络通信基本概念篇3

 

一、加强计算机网络教材建设的必要性和指导思想

 

(一)加强计算机网络建设的必要性

 

国与国外相比有较大的局限，原因在于我国的经济实力和信息技术水平与国外有一定的差距■具体表现为缺乏好的适合国情的教材，实验条件差。

 

当前计算机网络课程教学方面存在的问题，从学生与教师两方面都有所反映一些研究生在学过多门计算机网络课程(如计算机网络、计算机网络理论与设计、网络工程网络通信基础网络编程Internet技术等)之后，才认为真正学懂了计算机网络;一些本科生又从另一极端反映：“计算机网络就是些概念，太简单”，但一接触实际，很多概念又不大清楚，动手能力差而教师们则深感要在有限时间(例如48学时把计算机网络的概念、原理讲清楚，且能结合实际，并非易事这些情况表明，社会迫切需要较好的计算机网络教材。

 

根据教育部教高[2001]4号文关于大力提倡编写、引进和使用先进教材的精神，我们决定努力编写一本较好的计算机网络教材，作为“《计算机网络》课程教学内容体系改革与实验环境建设研究”项目的重点工作之一。该项工作的成果是《计算机网络原理与设计》一书(87万字，高等教育出版社，2003.12)

 

要编写一本较好的计算机网络教材，我们深感责任重大如何用有限的篇幅系统而又全面地介绍计算机网络技术全貌，使读者能在较短时间内掌握计算机网络的基本原理体系结构、网络技术的发展趋势和网络应用研究的基本方法，这就是我们编写本书的目的。计算机技术和通信技术的快速发展使计算机网络的新技术和新标准不断面世，用技术爆炸来形容，一点也不过分在这种技术进步日新月异的情况下，编写教材最难的就是内容的选取

 

(—■)加强计算机网络教材建设的指导思想

 

通过对《中国计算机科学与技术学科教程2002〉的深入领会和20多年来从事计算机网络教学科研的实践，我们认为，重要的是在教材中把基本原理讲清楚具体地说，就是要把计算机网络的体系结构(包括ISO/OSIRM和“?/正协议族)讲清楚，这是学好计算机网络的关键这种观点正逐步被越来越多的人士所共识;理论必须与实际相结合，但不应该把教材写成网络产品的说明书;教材不应写成计算机网络标准文档的缩写本;而要强调严谨性，要重视理论分析和应用;内容要贴近教学，应该有利于教师组织课堂教学，容易转变为教师的讲稿，也应有利于学生的复习和自学;适当介绍新的技术发展，以开阔读者的眼界。

 

1.教材的取材原则

 

讲清计算机网络的原理只要有利于读者建立起计算机网络的概念，即使是计算机网络早期的技术，也不必因其“过时”而轻易抛弃，例如X.25就是这样既要联系实际，又要掌握好“度”，不能把教材写成产品使用说明书重点是关注在实际中经常用到的知识，例如，局域网的冲突域概念，在网络建设中十分重要，应该重点讨论;又例如，路由选择在Internet的建设中也很重要，要把概念讲清楚至于具体的实验、操作、配置则应由与本书配套的《计算机网络应用与实验教程》或其它实验教材去解决本书就不必过细介绍网络产品性能配置等应用细节了。对协议的介绍，重在原理和概念，细节(文本)不必多讲

 

面对计算机网络涉及到的如此广泛的技术问题，唯一的办法是选材要少而精。例如路由选择，要讲清关键点:物理编址、下一站转发源地址独立性、层次地址与路由的关系、缺省路由等。面对大量具体的路由算法，大可不必介绍，只要把关键的Dijkstra算法和一个典型的VD(矢量距离)算法讲清楚就可以了。而对VD算法又可以分阶段循序渐进逐步深化例如，可在一般地介绍一个网络内的路由选择时，介绍VD的原理(算法);而在学习Internet时，再从互联网角度介绍;最后，在学习路由器时，总结性地介绍在IP中如何具体使用VD算法通过这样安排，学生对路由选择的掌握普遍较好。

 

2在取材方面的一些具体考虑

 

具有适当深度的理论内容。对计算机网络教学的最大误解是，把它降低到单纯网络产品的介绍和配置使用以及操作的应用培训课程。大学生和研究生应当掌握适当深度的理论内容，否则，很难说他们真正学懂了计算机网络。为此，本书第2章介绍网络排队模型和自相似通信量，以便为计算机网络资源共享及链路容量优化等设计问题准备适当的理论基础。有限状态机和Petri网模型，则用于对协议的理解和验证。既要覆盖计算机网络的基本内容，但又应重点突出例如，路由选择和局域网的冲突域就应该是重点，但又要设法将计算机网络技术的全貌展现给读者。

 

对计算机网络通信技术及发展，如ISDN帧中继、ATM接入网技术DWDMRPRNGN软交换、主动网络等进行适当的介绍即可网络应用与设计问题，如链路容量优化，建网技术和方法，IP电话、企业网络管理、网络拓扑搜索、网络入侵检测、计算机网络中的嵌入式系统及应用、网络信息系统的开发等，这些都是网络应用中的重要问题结合我们的研究工作，对上述问题进行了简要的介绍，希望能对读者有所帮助。

 

二、计算机网络教学实践

 

1.教学计划建议

 

通过计算机网络课程的学习，期望读者对计算机网络的体系结构和基本技术有一个初步的掌握，为进一步的学习和研究打下较为坚实的基础。

 

将《计算机网络原理与设计》一书用于不同层次和专业的教学时，教学计划建议如下：

 

(1)经济管理类本科(32学时)

 

教学目的和要求:要求学生掌握计算机网络的基本概念组成和应用。

 

教学内容：

 

1.1计算机网络的一般概念，1.2计算机网络体系结构与协议;

 

3.1数据传输基本原理，3.2常用的物理层标准;

 

4.6PPP;

 

5.1广域网的基本概念;

 

6.1网络互连概念，6.2因特网上的网络层;

 

7.4TCP,7.5.1影响计算机网络的若干因素;

 

8.2IEEE802标准概述，8.3IEEE802.3,8.4快速以太网;

 

9.2TCP/IP协议族的应用层，9.3域名系统DNS，9.4计算机网络管理，9.5计算机网络安全，9.6计算机网络操作系统;

 

10.1联网设备概述，1Q2调制解调器，10.3网卡，10.4中继器和集线器，10.5网桥，1016交换机，10.7路由器，10.8建网技术，10.9网络建设方法

 

(2)理工类四年制本科(48学时)

 

教学目的和要求:要求学生基本掌握计算机网络的体系结构，各层涉及的技术问题及解决方法，为进一步学习和参与网络设计、建设、运行以及网络的应用奠定基础。

 

教学内容(只列出在经济管理类本科基础上添加的部分)：

 

21概述，22M/M/1排队模型;

 

4.1数据链路层的基本概念，4.2停止等待协议，4.3连续ARQ协议，4.4选择重传ARQ协议，4.5HDLC;

 

5.2路径选择，5.3拥塞控制，5.4X.25;

 

7.1运输层概述，7.2TCP，体系中的运输层，7.3UDP;

 

9.1ISO/OSIRM的高三层;

 

11.2帧中继，11.4接入网技术，11.6计算机网络技术的发展;

 

124网络信息系统开发

 

(3)理工经管类硕士研究生(48学时)

 

教学目的和要求:要求学生较好地掌握计算机网络的组成、体系结构、协议、设计和分析等方面的基本理论与方法

 

教学内容(只列出在理工类四年制本科基础上添加的部分，并注明删除的部分)：

 

23M/M/m排队模型，2.4M/G/1排队模型，25具有不同优先级的排队模型，2.6排队网络，2.7自相似通信量;

 

4.7协议的形式描述和验证;

 

删除5.4X.25;

 

7.5性能问题;

 

8.1通道访问技术删除8.2和8.3中以太网的冲突域和覆盖范围问题之外的部分，删除8.4快速以太网;

 

m10计算机网络优化设计研究，删除10.1联网设备概述，10.2调制解调器，1Q3网卡，10.4中继器和集线器，10.5网桥;

 

删除11.2帧中继，11.4接入网技术，11.6计算机网络技术的发展;

 

121IP电话12.3网络拓扑搜索，126入侵检测系统的设计与实现。

 

2采用的辅助教材

 

作为《计算机网络原理与设计》一书的补充，我们编写了《计算机网络辅助教材》它是按西南交通大学计算机与通信工程学院当前执行的《计算机网络教学大纲》的要求编写的，以满足该大纲对双语教学和习题集的需要若不采用特定的教学大纲，也不采用《计算机网络原理与设计》作为教材时，本书的内容仍然可以

 

作为其它计算机网络课程的辅助教材本书的主要内容如下：

 

第一部分：习题及参考答案给出了《计算机网络原理与设计》全部习题及参考答案

 

第二部分:英文阅读材料。教育部要求积极开展双语教学，在计算机网络课程的教学能够全面采用外文教材之前，应该有一个过渡期，即以中文教材为主，但向学生提供合适的外文阅读材料，在教师的指导下，配合教学的进度学习一方面可以提高学生的外文能力，另一方面也可以通过外文教材借鉴国外的教学方法(即教材不一定很深很艰但要提供大量思考题和练习题，鼓励学生充分利用图书馆和Internet，自己去获取知识，掌握学习方法)为此，首先应有适合作为阅读材料的英文教材。但原则是应选用国外最新版本的著名教材本书选用国外者名教材：BehrouzA.Forouzan，DataCommunicationandNetworking2nded.2001McGraw-HillCompanies，Inc中有关TCP^P协议族的内容，加以编辑整理，作为英文阅读材料

 

网络通信基本概念篇4

Concept Map Technology in Netwrok Learning Environment

WANG Lijun

(College of Teacher Education, Zhejiang Normal University, Jinhua, Zhejiang 321004)

Abstract This article describes the application of the concept map network learning environment. Concept map showing the retrieval process and results; concept map to guide students to network inquiry learning; site implicit in the concept map to guide students to explore the learning process; concept map for the network of cooperation based on inquiry learning.

Key words concept map; learning environment based on network; inquiry learning; cooperation learning

Lee (2004)①讨论了网络搜索引擎和网络浏览器作为学习环境的缺点，探索了利用概念图和数据开采技术相结合来克服网络学习的缺点。Lee认为利用概念图技术可以减少认知负荷。这篇文章介绍了利用概念图呈现网络检索的结果，可以与别人分享，可以作为自己以后检索的参照，可以作为学生探究学习中教师制作的先行组织者，给学生提供有价值的网站。用于探究学习，学生利用教师的概念图作为先行组织者初步学习，然后通过概念图中导引的网站进一步学习，补充建构自己的概念图，同伴之间可以相互对比各自建构的概念图。利用Inspiration 软件建构概念图导引网站具有两个功能：对网络搜索的记录、对应用网络进行探究学习的导引；利用概念图作为网络搜索的导引。

1 利用概念图呈现检索的过程和结果

概念图能够显示检索路径和检索结果，概念图中的文字可以超级链接到网站和课件资源。概念图还能够显示每次检索所想到的思路，可以利用概念图记下来，作为以后继续做的提示。利用概念图作为指引网络探究和记录网络搜索的工具。在个人计算机中制作的呈现搜索结果的概念图，可以通过网络链接被发送到遥远的服务器上，与全世界的人分享网络搜索的结果。如图1所示，图1是利用inspiration软件制作的概念图，显示了检索路径和检索结果；如果图1放在inspiration软件中，文字下面有下划线的，还能够超级链接到相应的网址；图1还显示了这次检索所想到的思路，可以利用概念图记下来，作为以后继续做的提示。

MacGregor & Lou (2004-2005)②研究美国五年级学生基于网络的探究学习，两个班级，每个班级26人，探索提供学生概念图模板对学生自由回忆信息和学生多媒体幻灯片产品的影响。实验前测成绩显示没有显著性差异。实验班级学生被引导利用概念图支架组织他们通过网络探究获得的知识，而没有要求控制组学生利用概念图支架。研究是否提供概念图支架对学生学习的影响。成绩包括对信息的自由回忆、学生幻灯片产品的创造性、内容和组织。

2 利用概念图引导学生进行网络探究学习

Carnot等(1999)③利用概念图引导学生进行网络探究学习。在因特网上找到有用信息可能是一个使人畏缩的任务，如果给学习者提供一个概念图作为搜索的指引，则网络探究学习会变得容易。在Carnot等的研究中，图2是教师提供给学生作为网络搜索指引的发展心理学概念图。

图2的含义是：（1）发展能够依据时间段进行解释，发展能够解释能力改变，发展研究使用纵向研究设计、横断设计、系列研究设计；（2）时间段包括胎儿期、幼年期与儿童期、青春期、成人期；（3）胎儿期包括身体发展；幼年期与儿童期、青春期、成人期包括身体发展、认知发展、社会/情感发展、道德发展；（4）能力改变包括身体发展、认知发展、社会/情感发展、道德发展。

研究结果表明：与没有提供概念图作为搜索支架的学生相比，利用概念图组织信息引导学生网络搜索，学生能够获得更为准确的内容。

Su & Klein (2006)④将概念图应用于大学生自主学习的导航工具，教师提前制作好要求学生学习的网页，提供了概念图作为导航工具；李新成（1999）⑤在网络条件下引导学生利用概念图导航进行学习，利用概念图形式组织知识导航。

3 把网站隐含在概念图中能够导引学生探究学习过程

在一个探究学习活动中，概念图环境能作为知识建构的一种工具。探究学习，作为实现建构主义学习理论的一种学习方式，在学习中贯穿学生自己的探索过程，强调学生的主动作用。从前的研究已经表明探究学习有许多好处。概念图环境能使学生把丰富的网络资源更容易地整合进探究学习活动中。对于一个学生将要学习的主题，应用概念图环境作为网络探究学习的基础，教师可以呈现一个部分建构的概念图作为高级组织者（Ausubel 1960）。依靠阅读教师加到概念节点上的注释，学生能够学习基本的概念和它们相互之间的关系。另外，依靠访问教师连接到概念节点上的各种网站，学生能够更好地理解基本的概念。对于要学习的概念，这些相关联的网站提供了多种表述。例如，在科学课堂上，当学生学习内容‘全球变暖和臭氧的作用’时，依靠阅读一个描述什么是臭氧损耗的网页，观看一个描述臭氧是怎样形成、又是怎样被破坏的网页动画，学生对于[化]臭氧损耗概念能有一个更清晰的理解。在掌握了最初概念图中提供的基本概念以后，学生们就开始依靠他们自己扩充概念图了。依靠提供有效利用网络信息的方式，概念图环境隐含的网络搜索能力将会促进学生的知识建构过程。学生利用他们在网络上发现的信息独立地扩充了概念图，这样学生就能够学习新的知识。而且，学生能够比较他们的概念图与同学的概念图，讨论存在的差异。在探究学习过程中，学生在概念图中表征增长的知识，促进了学生间的相互合作（Lee ,2004）。⑥Novak(2002)⑦应用概念图主页和相应的超级连接概念图引导学生学习关于“2000年的火星”内容，研究表明：概念图能够帮助学生进行概念和新知识的重建，促进有意义学习，促进知识结构的改进。

4 概念图用于网络基础的合作探究学习

Chang等（2003）⑧将概念图用于网络基础的合作探究，网络基础的合作探究分为四个阶段：

计划阶段：第一阶段的目的是使学习者熟悉材料、形成假设。开始时，系统提供给学习者阅读的材料，让学习者熟悉材料识别问题的阶段被认为是锚定阶段。在锚定阶段后学生提出了初步的假设、回答阅读材料提出的探究问题。这一阶段最后的学习活动是为了使学习者呈现他们对阅读材料的理解、呈现他们形成假设的证据，因此他们绘制了概念图。这一阶段的成果是呈现个体制作的概念图。

个体探究阶段：在第一阶段后，学习者已经对探究的问题有了某种程度的理解，已经形成了假设。在第二阶段，学习者在网络上搜索资源，寻求证据支持他们的假设。另外，学习者被要求使用系统的笔记本功能来编辑他们发现的相关信息。学习者编辑的笔记是这个阶段的一个成果。最后学习者根据网上看到的信息修改自己的概念图。

合作探究阶段：合作学习强调学习者间的互动过程，强调分享资料、分享产品、分享观点。这一阶段强（下转第15页）（上接第13页）调分享彼此的笔记本、个体制作的概念图、同伴间的相互讨论。分享笔记本是分享资料，分享概念图是分享产品，互相讨论是分享观点。通过修正观点，讨论、质疑、辩论和解释使组成员达成一致。

总结组成果。除了个体的产品，合作学习的一个目标是产生组的合作成果，一些研究者假设在合作学习中努力产生组成果是一种催化剂，有效促进组成员间的讨论和相互帮助。因此产生组产品是合作学习过程的一个重要部分。这个研究断言小组制作的概念图可以作为小组成果。AIKEN认为为了产生合作产品，投票是一个值得使用的策略。按照这个观点，系统拥有了每个小组的核心概念图。为了最后成为小组概念图，随后获胜概念图的拥有者负责修改概念图。小组的其他成员可以通过网上看到概念图的改变，能够通过聊天室给出个人的意见。通过讨论、交流和校正，小组概念图被生成了。第四阶段的目的是为了使学习者从事知识的交流、商议和巩固。

这个研究应用概念图作为一种工具来锚定阅读材料中的概念、计划和假设。在网络探究之后，学生合并新发现的证据进入到原始的概念图中。概念图可以呈现学习者从网络探究中学习到的新知识，从概念图的改变中呈现出来。

将概念图技术与网络的整合，有着深远的发展前景，是一个值得努力开发的课题，概念图技术与网络的多维度整合，必将成为课程开发的一条新途径。概念图与计算机、信息检索、人工智能和网络、校园网络技术等结合具有丰富的研究前景。

注释

① Lee Y J. Concept mapping your Web searches: a design rationale and Web-enabled application. Journal of Computer Assisted Learning, 2004.

② MacGregor S K, & Lou Y , Web-Based Learning: How Task Scaffolding and Web Site Design Support Knowledge Acquisition. International Society for Technology in Education. 2004-2005.

③ Carnot, M.J., Dunn, B., Ca?as, A.J., Baker, G. and Bense, J. The Effectiveness of Computer Interfaces in Information Search. Paper presented at the Southeastern Psychological Association, Savannah, GA. 1999.

④ Su Y，Klein J D. Effects of Navigation Tools and Computer Confidence on Performance and Attitudes in a Hypermedia Learning Environment. Journal of Educational Multimedia and Hypermedia.2006.

⑤ 李新成.多媒体条件下的概念图导航及其对学习者学习的影响.教育心理学博士论文.北京:北京师范大学,1999.

网络通信基本概念篇5

0302040508

课程名称：物联网信息安全

学

分：

4

总

学

时：

64

讲课学时：

64

实验学时：

上机学时：

适用对象：物联网工程专业

先修课程：《物联网工程概论》、《通信原

理》、《计算机网络技术》

一、课程的性质与任务

1.

课程性质：

本课程是物联网工程专业一门重要的专业课。

课程内容包括物联网安全特

征、物联网安全体系、物联网数据安全、物联网隐私安全、物联网接入安全、物联网系统安

全和物联网无线网络安全等内容。

2.

课程任务：

通过对本课程的学习，

使学生能够对物联网信息安全的内涵、

知识领域和

知识单元进行了科学合理的安排，

目标是提升对物联网信息安全的

“认知”

和“实践”

能力。

二、课程教学的基本要求

1.

知识目标

学习扎实物联网工程基础知识与理论。

2.

技能目标

掌握一定的计算机网络技术应用能力。

3.

能力目标

学会自主学习、独立思考、解决问题、创新实践的能力，为后续专业课程的学习培养兴

趣和奠定坚实的基础。

三、课程教学内容

1.

物联网与信息安全

（

1）教学内容：物联网的概念与特征；物联网的起源与发展；物联网的体系结构；物联网安全问题分析；物联网的安全特征；物联网的安全需求；物联网信息安全。

（

2）教学要求：了解物联网的概念与特征，了解物联网的体系结构，了解物联网的安全特征，了解物联网的安全威胁，熟悉保障物联网安全的主要手段。

（

3）重点与难点：物联网的体系结构，物联网的安全特征；物联网的体系结构，物联网的安全特征；物联网安全的主要手段。

2.

物联网的安全体系

（

1）教学内容：物联网的安全体系结构；物联网感知层安全；物联网网络层安全；物联网应用层安全。

（

2）教学要求：

了解物联网的层次结构及各层安全问题，

掌握物联网的安全体系结构，掌握物联网的感知层安全技术，

了解物联网的网络层安全技术，

了解物联网的应用层安全技术，了解位置服务安全与隐私技术，

了解云安全与隐私保护技术，

了解信息隐藏和版权保护

1

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技术，实践物联网信息安全案例。。

（

3）重点与难点：信息隐藏和版权保护技术，物联网的感知层安全技术，物联网的网络层安全技术，物联网的应用层安全技术。

3.

数据安全

（

1）教学内容：密码学的基本概念，密码模型，经典密码体制，现代密码学。

（

2）教学要求：掌握数据安全的基本概念，了解密码学的发展历史，掌握基于变换或

置换的加密方法，

掌握流密码与分组密码的概念，

掌握

DES算法和

RSA算法，

了解散列函数

与消息摘要原理，

掌握数字签名技术，

掌握文本水印和图像水印的基本概念，

实践

MD5算法

案例，实践数字签名案例。

（

3）重点与难点：数据安全的基本概念，密码学的发展历史；基于变换或置换的加密

方法，流密码与分组密码的概念，

DES算法和

RSA算法；数字签名技术，文本水印和图像水印的基本概念。

4.

隐私安全

（

1）教学内容：隐私定义；隐私度量；隐私威胁；数据库隐私；位置隐私；外包数据

隐私。

（

2）教学要求：掌握隐私安全的概念，了解隐私安全与信息安全的联系与区别，掌握

隐私度量方法，

掌握数据库隐私保护技术，

掌握位置隐私保护技术，

掌握数据共享隐私保护方法，实践外包数据加密计算案例。

（

3）重点与难点：隐私安全的概念，隐私安全与信息安全的联系与区别；隐私度量方法，数据库隐私保护技术，位置隐私保护技术；数据共享隐私保护方法。

5.

系统安全

（

1）教学内容：系统安全的概念；恶意攻击；入侵检测；攻击防护；网络安全通信协

议。

（

2）教学要求：掌握网络与系统安全的概念，了解恶意攻击的概念、原理和方法，掌握入侵检测的概念、原理和方法，掌握攻击防护技术的概念与原理，掌握防火墙原理，掌握病毒查杀原理，了解网络安全通信协议。

（

3）重点与难点：双音多频信号的概念以及双音多频编译码器工作原理；信号编解码器芯片引脚组成与工作原理，信号编解码器芯片的典型应用电路图及软件编程。

6.

无线网络安全

（

1）教学内容：无线网络概述；

无线网络安全威胁；

WiFi

安全技术；

3G安全技术；

ZigBee

安全技术；蓝牙安全技术。

（

2）教学要求：掌握无线网络概念、分类，理解无线网络安全威胁，掌握

WiFi

安全技

术，掌握

3G安全技术，掌握

ZigBee

安全技术，掌握蓝牙安全技术，实践

WiFi

安全配置案

例。

（

3）重点与难点：

无线网络概念、

分类，理解无线网络安全威胁；

WiFi

安全技术，

WiFi

安全配置案例；

3G安全技术，

ZigBee

安全技术，蓝牙安全技术。

2

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四、课程教学时数分配

学时分配

序号

教学内容

学时

讲课

实验

其他

1

物联网与信息安全

8

8

2

物联网的安全体系

12

12

3

数据安全

12

12

4

隐私安全

8

8

5

系统安全

10

10

6

无线网络安全

10

10

7

复

习

4

4

小

计

64

64

五、教学组织与方法

1.

课程具体实施主要采用课堂理论讲授方式，以传统黑板板书的手段进行授课。

2.

在以课堂理论讲授为主的同时，

适当布置课后作业以检验和加强学生对讲授知识的理解和掌握；

适时安排分组讨论课，

鼓励学生自行查找资料设计电路，

并在课堂上发表自己的设计成果。

六、课程考核与成绩评定

1、平时考核：主要对学生的课程作业、课堂笔记、课堂表现进行综合考核。平时考核

的成绩占学期课程考核成绩的

30%。

2、期末考核：是对学生一个学期所学课程内容的综合考核，采用闭卷考试的形式，考

试内容以本学期授课内容为主。考试成绩占学期课程考核成绩的

70%。

七、推荐教材和教学参考书目与文献

推荐教材：《物联网信息安全》

，桂小林主编；机械工业出版社，

2012

年。

参考书目与文献：

《物联网导论》

，刘云浩主编；科学出版社，

2013

年。

《物联网技术与应用导论》

，

暴建民主编；

人民邮电出版社，

2013

年。

《物联网技术及应用》

，

薛燕红主编；清华大学出版社，

2012

年。

大纲制订人：

大纲审定人：

3

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网络通信基本概念篇6

目前国内外对网络的界定主要有以下几种说法:第一,网络是信息技术系统;第二,网络是信息交往的平台;第三,网络是新经济模式;第四,网络是新型社会文化生活空间。[7]笔者最先倾向于赞成第四种观点,认为网络就是为了进行通讯和实现信息资源共享而把两台或多台计算机连接起来而形成的虚拟世界[8],后来又倾向于赞成第二种观点,认为网络就是为了进行通讯和实现信息资源共享而把两台或多台计算机连接起来而形成的信息交往平台。[9]但是随着思考的深入,我认为这四种观点都没有错,都有一定道理,只是各自研究的范式不一样。第二种观点和第一、三种观点一样,都是从工具视角给网络下定义,但没有反映出网络和人的本质关系。只有第四种观点接近反映网络和人的本质关系,把网络作为一种人的新型生存空间和生存方式。如果只是把网络当作一种工具来看待,那么这对人文社会科学的研究的意义不是很大。毋庸讳言,网络作为最具现代性的技术之一,对主体和社会都具有直接或间接的影响。但是如果我们局限于把网络理解为工具,势必低估了网络的力量和可能性。网络研究的最终意义在于对人本身的探索。[6]计算机网络也跟一般网络一样,既是工具又是世界。当一个人准备上网时,他最初可能觉得网络仅仅是一种寻找和交流信息的工具;一旦人们在网上尽情漫游,用它来接受教育、经营企业、购买商品、存取电子货币,它就不知不觉地变成了我们的世界。然而,不管你把网络当作“工具”还是“世界”,首先都必须得“上网”。有意思的是,任何“触网”的人———无论是老年人还是儿童———都有一种切身的体会:只要上网就会上瘾———上网就是“落网”。用网络用语来说,这叫“一爪落网,全身被擒”!网络的历史就是人们落网的故事。

从这个意义上说,只要你觉得网络使自己的生活方便,网络游戏给你带来了难以抗拒的诱惑力,甚至只要你模模糊糊地感觉到网络代表全新的未来,你已经吞下了诱饵了———你已经落网了!互联网变成了我们看世界、看未来的视网膜,蜘蛛就是时代的图腾。[3]网络既是工具又是世界。无论是汉语还是英文,“网”这个词本身都包含着“工具”和“世界”这两重含义。[3]人们应该从自身的本质的发展来理解网络的本质。“学者们普遍的看法是,网络把使用电脑的人连接起来了。互联网最大的成功不在于技术层面,而在于人文层面,在于对人的影响。只是和现实世界不同的是,信息网络由于具有现实和虚拟的二重性,所以技术理性对人类主体的作用也呈现两个方面,即将个体置于不同的生存环境之中。具体来说,便是构造了‘双重生活世界’。在虚拟与现实的网络社会区生存的人,并不是抽象的人,而是具有‘可能生活’的‘现实的人’。他们所从事的网络在线活动也依赖于一定的物质条件和信息资源,其‘网络化生存’还有赖于人的全面发展。这种网络能力的全面发展,既表现为网民的心智的全面发展,又表现为人的才能和志趣的全面发展。”[10]“事实上赛博空间的一切技术创造,归根到底还是人脑和人类工具理性的延伸,而且只有人的全面介入,虚拟世界才能真正‘活’起来,并体现人的生存价值以及人和自然的血缘关系。”[11](p.48)所以,网络作为一种虚拟世界,“也只有在人的介入之后才会有意义,将人的本质特征置于脑后,虚拟实践的研究亦便失去了意义”[11](p.45)。网络是人的身体器官的延伸。根据麦克卢汉的媒体理论,报刊是对人体眼睛的延伸,收音机是对耳朵的延伸,电视是对耳朵和眼睛的同时延伸,电话则是对耳朵和嘴的延伸。但是这些延伸都是对各人体感官机械的独立延伸。而互联网已经具备了传统媒体的所有传播特征。事实上无论是书籍和报刊,还是电话、传真、收音机和电视都已经成为互联网的内容。[12]

马歇尔•麦克卢汉说:“如果有人提醒我们说,在事物运转的过程中,媒介即是讯息,我们难免感到有点吃惊。所谓媒介即是讯息只不过是说:任何媒介(即人的任何延伸)对个人和社会的任何影响,都是由于新的尺度产生的;我们的任何一种延伸(或曰任何一种新的技术),都在我们的事务中引进一种新的尺度”,“任何媒介的‘内容’都是另外一种媒介”,“‘媒介即是讯息’,因为对人的组合与行动的尺度和形态,媒介正是发挥着塑造和控制的作用”。[13]网络具有复制、剪贴和通信的功能,可以提供高效的信息资源共享能力,只要是上网的用户,就可以共享网上所有的资源;可以提供高效的信息传输手段。不管计算机分布在何处,只要网络相连,计算机之间就可以高速地交换信息,集中或分散地处理信息。[14]从本质来说,计算机网络是人的知识与智慧的结晶,也是人的理性思维力量的物化,或者说是物化了的人的意识和思维能力。从这个意义上说,电子计算机网络所具有的计算机能力,接受、选择、处理和加工信息与知识等,本质上都是人类的相关本质力量的客体化。同时,一旦网络被人们创造出来并作为相对独立的主体现实地发挥作用,它又会对人的本质力量的发挥和发展具有巨大的促进和增强作用。因为人的本质力量尽管从可能上说是无限的,决不可能在某一天达到顶点,再也没有发展的余地了,然而,人的本质力量既不是上帝预置于人的身体之中的能力,也不是人天生具有的本能,而是人在社会实践中不断生成和社会性积累与突现的力量。也就是说,人的这种本质力量在每一个人的身体乃至每一时代的人类身上往往是有限的或者是潜在的,需要在现实的社会实践中不断地生成和展开,由潜在的力量变成现实的力量,并在本质上还是人类社会系统的整体功能所凸显的力量。[15]人们应该从自身的本质的发展来理解网络的本质。因此我认为,可以给网络作以下的界定:网络是人们以计算机技术、信息技术和通信技术为基础、以实现便捷通讯和资源共享为目的的虚拟世界,是人们新的生存方式,是人的身体器官的延伸,是人的本质的发展,也是人的本质力量的对象化和发展。

二、网络思想政治教育的界定

在总体上,思想政治教育进网络的工作还刚刚起步,所以人们对网络思想政治研究的时间也不长,对网络思想政治教育概念的研究亦如此。这几年对网络思想政治教育的界定基本上都是从工具的视角来进行的。张建松同志最早于1999年6月在《发挥校园网络在思想政治工作中的作用》[16]一文提出了“网络思想政治工作”概念。他认为“所谓网络思想政治工作,通俗地说,就是利用校园网络对学生开展思想政治工作”。这是对网络思想政治教育概念的雏形“网络思想政治工作”所下的工具性质的定义。2000年2月刘梅同志在《论思想政治教育的现代方式》[17]一文提出了“网络思想政治教育”的概念,认为“网络思想政治教育,是根据传播学和思想宣传的理论,利用计算机网络所进行的思想政治教育”。这是国内最先、最直接提出并给“网络思想政治教育”下的定义。这个定义也是从以网络作为思想政治教育的工具的角度下的,没有反映出网络和网络思想政治教育的本质。但是不少人的研究都受到这种思维的影响,如有人认为“网络德育”是指运用计算机技术和网络技术的手段,围绕现代德育目标和内容,开展德育管理和一系列德育活动的过程。[18]

曾令辉等人编著的《网络思想政治教育概论》是目前国内在理论上第一部比较系统研究网络思想政治教育的专著。该书介绍了人们对网络思想政治教育定义的几种观点:一是上面提到的华南师大刘梅同志的观点。二是认为网络思想政治教育就是借助现代信息传播技术,在对传统思想政治教育的继承和发展的基础上,以马列主义、思想和邓小平理论为指导,运用马列主义基本原理和心理学、行为学、传播学、现代信息技术等相关科学知识,培养社会主义“四有”新人的教育活动。三是认为网络思想政治教育是一定阶级、政治集团按照一定的思想规范、道德规范和政治要求,通过新型网络媒体对网民施加一定的影响,并使其选择吸收的教育活动。同时,该书作者认为“上述观点从不同的层面解释了网络思想政治教育的概念,也都含有一定合理性和科学性,但由于对网络思想政治教育本质、规律、内容、对象及途径的研究都尚处于起步和探讨阶段,对其概念的完善和全面发展地把握和表述也还有一个研究和发展的过程”。该书把网络思想政治教育界定为:“所谓的网络思想政治教育,是指一定阶级、政党、社会团体用一定的思想观念、政治观点、道德规范,通过现代传媒———计算机网络对其受众施加有目的、有计划、有组织的影响,使他们形成符合一定社会、一定阶级所需要的思想品德的社会实践。”[19]该书介绍的他人对网络思想政治教育的界定以及作者本身对网络思想政治教育的界定也都是属于工具性质的。笔者前两年的研究也受到网络工具性思维方式的影响,认为“网络德育工作,是指各级各类学校的党委(党支部)、行政、工会、共青团和其他群众组织的有关人员根据传播学原理和思想宣传的理论,通过利用计算机网络用一定的思想观念、道德规范和政治观点,对上网的学生施加有目的、有计划、有组织的影响,使他们形成符合社会发展所需要的思想政治品德的实践活动”[20]。

“网络思想政治工作,是指我国党委、政府、工会、共青团和其他群众组织的有关人员根据传播学原理和思想宣传的理论,通过利用计算机网络,用一定的思想观念、道德规范(特别是网络道德规范)和政治观点,对我国网民施加有目的、有计划、有组织的影响,使他们形成符合社会发展所需要的思想政治品德的实践活动”[21]。上面提到的“网络思想政治工作”、“网络德育”、“网络德育工作”和“网络思想政治教育”在本质上都是一样的,都是网上意识形态活动,只是“网络思想政治工作”是大概念,“网络思想政治教育”是中概念,“网络德育”、“网络德育工作”是小概念。前面提到的对这几个概念的种种界定都是从网络的工具视角来进行的。

这些界定(包括本人以前的界定),其定义的内涵除了以计算机网络为工具以外,其他内涵与传统思想政治教育教科书所界定的思想政治教育概念的内涵一样,创新力度不够大,也没有反映出网络思想政治教育的本质特征。随着笔者所收集材料的增加和研究的深入,笔者认为,光从工具视角对网络思想政治教育进行界定,是不够的。网络思想政治教育的界定必须反映网络和网络思想政治教育的本质,涵盖网络与人的本质关系、网络与思想政治教育的本质关系、思想政治教育与人的本质关系等。因此,我认为,在我国,网络思想政治教育是指抓住网络本质,针对网络影响,利用网络有目的、有计划、有组织地对网民施加思想观念、政治观点、道德规范和信息素养教育方面的影响,使他们形成符合一定社会发展所需要的思想政治品德和信息素养的网上双向互动的虚拟实践活动。这个定义至少包括以下几层意思:

第一,要承认网络是人的本质发展。这是因为:首先,计算机网络是人的身体器官的延伸,是人们以计算机技术、信息技术和通信技术为基础、以实现便捷通讯和信息资源共享为目的而形成的虚拟世界。它推动人的实践形式的新发展,人们因网络而有了新的实践形式———网络虚拟实践。其次,网络深刻影响人们的社会生活,成为人们新的生存方式。再次,网络推动了人的本质的发展。最后,网络既是人的本质力量的对象化,又是人的本质力量的发展。所以,网络思想政治教育的开展必须以承认网络是人的本质发展为前提。

第二,人们可以利用网络来进行思想政治教育活动。网络是适应人们的需要而产生的,人们创造了网络,网络又影响并满足了人们的需要。网络一出现,就被世界各国纳入教育改革的方案中。从某种意义上讲,人类的教育是广义上的信息传播交流过程。它同样是一种特殊的远程信息传播或通信,即按照一定的教育目的要求,选择合适的教育内容,通过有效的媒体通道,把知识、观念和技能等远程地传送给教育对象,教育者和受教育者之间还能实时进行双向交流活动。网络能够使每一个人能随时随地将文本、声音、图像、电视信息传递给设有终端设备的任何地方、任何个人。开展思想政治教育,也是信息的获取、选择和传播的过程,就是用丰富、正确、生动的信息影响人们的思想观念、价值观念,改变人们的精神状态的过程。这就说明网络和思想政治教育的功能具有一致性。首先,网络和思想政治教育具有同样的功能属性。网络具有输入、存贮、传播和感化(熏陶)的功能属性,而思想政治教育则具有传播信息、接受信息、内化信息和外化信息的功能属性。实际上,这两种功能属性是一致的。其次,网络和思想政治教育具有同样的社会属性。网络可以传播信息和情感,而思想政治教育则是传播信息和情感的过程,二者都具有政治性和阶级性。再次,网络和思想政治教育在功能属性和社会属性上的一致性使得网络可以承载思想政治教育信息,并容易为思想政治教育者操作。网络可以把思想政治教育的主体和客体联结起来,思想政治教育主客体可以通过网络进行互动。既然网络同样可以具备“教育者-交流沟通-受教育者-信息反馈-教育者”这一思想政治教育基本环节,那么在网络空间里开展思想政治教育一定会收到名副其实的效果。

第三,网络思想政治教育必须针对网络对人们的思想、道德、行为等方面造成的影响来进行,否则网络思想政治教育就会如同隔靴搔痒,漫无目的。

第四,网络思想政治教育是一种网上双向互动的传播活动。网络思想政治教育是一种网络传播。网络传播将人际传播和大众传播融为一体。网络传播兼有人际传播与大众传播的优势,又突破了人际传播与大众传播的局限。网络传播具有人际传播的交互性,受众可以直接迅速地反馈信息,发表意见。同时,网络传播中,受众接受信息时有很大的自由选择度,可以主动选取自己感兴趣的内容。[22]因此,网络思想政治教育是一种网上双向互动的实践活动。传统的思想政治教育一般是单向灌输,而网络思想政治教育活动则具有双向交互性。双向互动是传统思想政治教育和网络思想政治教育的最大区别。所以这一层意思就使以上定义反映出网络思想政治教育的本质特征。

第五,网络思想政治教育是一种虚拟实践活动。所谓虚拟实践,就是指人们运用虚拟现实技术在计算机网络空间中有目的地进行的能动改造和探索虚拟客体的一切客观活动。网络思想政治教育就是这样的活动。

网络通信基本概念篇7

一、不满和概念替换理论

Posner等人提出的概念改变模式在科学教育领域产生了巨大的影响。其概念改变的理论基础是皮亚杰(Piaget)的认知发展的动机理论，他认为要在儿童原有概念和要学概念之间，创设失衡、不满或者不一致，而解决这种认知冲突的努力会导致对新观念的“同化”和“顺应”过程。

Strike和Posner(1985)概念改变的模型扩展了Piaget通过同化和顺应学习概念的观点。他们描述了概念改变的四个条件：(1)首先 ，学习者对当前的概念产生不满，即当前的概念不能解释新的事件或者不能解决当前遇到的 问题；(2)新的概念必须是可理解的，学习者能明白新概念的含义，理解其意义，发现表征它的方式；(3)新概念必须是合理的，并能够与学习者所认同的其他概念相符；(4)新概念必须是富有成效的，不仅可理解、合理，而且对学习者来说，还必须有价值，能够解决其他概念所不能解决的问题，从而使学习者认为有必要花费时间和精力去学习。由Strike和Posner提出的概念改变理论的核心主张，就是在概念情境——概念生态中，新概念可被理解、判 断、获得或者拒绝。值得注意的是，有许多因素影响概念改变，而非仅概念自身。他们认为学 习者在概念改变的过程中可能经历停止、开始甚至沿原路退回等状态变化。

在这以后，Strike和Posner(1992)又修改了其概念改变的理论，扩展了概念生态的作用。他们认为，错误概念不是被人们明确表达的观点的产物，而是在概念生态中产生的。 他们提出稳定性的问题，认为错误概念是相对松散的、暂时的、不一致的；事实上，它们是 受概念生态的影响。另外他们还提出了概念结构的问题，并关注概念网络的系统本质。

Strike和Posner理论的重要性有两点：(1)对一些因素的关注，例如影响学习者形成概念生态的动机和目标；(2)在课堂教学中的应用。他们的理论已经成为大多数概念改变教 学的里程碑，但是该模型没有充分地提出如何建构相异的概念的过程，不过一旦概念改变过 程和机制的理论弄清楚，研究者要想改变别人的概念，就要返回到这个模型上。

二、知识建构理论

知识建构理论认为某一概念是嵌于稳定而复杂的其他概念的网络中，这些网络能够表征朴素的个人理论，而最基本的思维单元，如本体论和认识论的观点，构成了对因果的自我 解释，这些自我解释一起支持了个人的朴素理论，它将帮我们揭示普遍存在于科学学习的错 误概念。下面阐释两个知识建构理论。

(一)Vosniadou的理论

Vosniadou认为概念根植于并被限定在一个更大的理论结构中。它区分了两种不同水平的理论控制学习者的观念：朴素的框架理论和各种具体的理论。

Vosniadou提出框架理论不为意识所觉察；虽然意识不到，但框架理论限制学习者获得物 理世界的真实知识。它是由本体论和认识论假设组成的。另一方面，具体理论是意识可觉察 到的，并且由一套相互关联的命题组成，这些命题能描述物体可观察到的行为。也就是说， 具体理论是基于个体观察，还有教学信息，并在框架理论的假设限定下逐渐出现的。这两种 理论联合在一起构成了概念结构，学习者通过它们能建立对世界的因果解释。

Vosniadou区分了两种概念改变的方式：丰富和修正。前者被描述为在原有知识上新信息的增加，并且通过累加过程可以获得。后者是发生在新信息与具体理论或框架 理论不一致的时候，是学习者要实现的实质性变化。她认为，新信息和框架理论之间的不一 致比与具体理论之间的不一致更难于解决。

Vosniadou认为在修正的过程中有些概念很难改变，因为框架理论是解释的连贯系统，这些解释是以日常经验为基础，以多年的证据为依托的，从而形成相应的本体论和认识论 ，而概念是以本体论和认识论为根基的，所以概念改变都会引发框架理论系统的变化。这个 论断相似于Strike和Posner的概念生态的含义。学生未能学习某一概念，就是因为要学知识与框架理论之间存在不一致。当儿童力图把一些信息加到错误的原有心理结构上时，就会 产生不一致。错误概念就是学习者努力协调不一致信息块的结果，在这个过程中会产生混合 的模型。这种解释异常数据的尝试类似于解决认知冲突。

Vosniadou(1994)的实证研究表明：(1)存在一个概念获得的顺序；(2)概念结构的重要性就在于对知识获得过程的限定。这些结论引发了这样的理论假设，即概念改变是一 个渐进的，并能导致错误概念的过程。她们也认为，在概念改变过程中存在不同的发展阶段 ：(1)起初的心理模型；(2)混合的心理模型——学习者力图将起初的模型和科学模型协调起来；(3)科学的心理模型。

最近，Vosniadou和Ioannides对原始模型作了两个主要的精致，首先，她们对概念改变的类型做了区分，表明概念改变可能是：(1)自发的，或者(2)基于教学的。前一种类型是源自在社会学习情境中丰富的观察所带来的一种变化，而非正式的科学教学，其中一个例 子就是语言学习，它是社会化的结果。后者是正式教学的结果，它要求建立混合的模型，力 图把科学教学协调到原有的理论中。第二，她们对Vosniadou关于精致过程的原有论断做了进一步阐释。元概念意识所起的作用被加强了，精致被看作“带有更系统、连贯和 解释力的理论框架”的发展。

(二)diSessa的理论

diSessa和Sherin(1998)非常关注概念形成和概念改变的过程和机制等更深入的问题。以朴素学习者占有空乏的因果模型这一假设为基础，理解物理概念的学习，提出了概念形 成的理论。他认为因果观点由现象本源(phenomenological primitives简称p-prim)组成， 现象本源是从一般的经验中抽取出来的，P-prims是特定知识成分的最小单元，并能产生解释 。p-prims直观地等同于物理定律，并构成了人们所见和解释世界的基础。因此，p-prims能 解释diSessa所称的因果网络的结构。而p-prims并不是概念自身，多个p-prims涉及到因果网络的创设。

因果网络近似符合人们直观期望的因果。他们认为：“因果网络大致是‘在观察背后的理论’的替代品，或者是蕴含在基于理论的种类观点中”(diSessa & Sherin)。因此 ，因果网络可被描述为用于理解世界的基于推论的解释，这反过来构成了人们理解世界的理论基础。他们通过一个结构成分，即联合种类，把这种解释机制与概念获得联系起来。为了理解这个复杂的成分交织情形，我们需要一些背景信息。

diSessa和Sherin首先认为所有概念都是不相同的。事实上，像“知更鸟”这样的概念不同于像“速度”或者“力”这样的概念，理解它们需要不同的认知过程。人们需要将前者分类到鸟的类似种类的概念中，人们需要将后者分到一个特殊种类的概念中，他们将其称为联合种类，这些联合种类由结构成分构成，结构成分执行两个明显不同的活动：(1 )围绕通过选择所“看”到的(称为“读出策略”)事物收集信息；(2)以已经提及的因果网络活动为基础。

第一部分，读出策略，或者信息收集，相当于一个隐喻的“看”，“看”的方式上的转 变被看作是概念改变的核心问题。他们表示：“在许多例子中，这种‘看’是学习的实质完成 ，并将在一定程度上依赖人们基本的知觉能力。此外，‘看’的这些形式有时涉及明确的策略和扩展的推论”。

因此，diSessa和Sherin把概念改变定义为在读出策略中和在因果网络中的不同变化的介入。他们同时还举例说明，有可能现有的读出策略会被逐渐组织起来，以不同方式使用。在因果网络方面，可能需要建构一个新的因果网络，或者可能需要发展和再组织一个的因果网络。

因果网络是学校中学习物理学科的困难源泉。因此他们建议：“在其他事情中，它(因果网络)需要更系统的组织起来，恒定和整合的观点可能在要使用的因果网络的组织和选择中起到作用”(diSessa和Sherin)。但是他们并没有阐释，在因果网络中发生了什么 样的变化?换句话说，如果我们要关注新的因果关系，需要什么填补这个空缺?要回答这个问题，我们必须转向Chi的概念改变的理论。

三、Chi的概念改变的本体类别理论

Chi等人(1994)建立了这样一个基本假设，学习者在学习概念的时候，可能已经将这些概念归到某一本体类别中。因此，概念改变就被定义为种类分配上的变化。据此，Chi的概念改变理论的最重要方面是概念从某一本体树种类重新分配到另一本体树种类中。在某一树的种类特征本体上不同于另一本体树的种类特征。

Chi的概念改变的理论(Chi te al．，1994)建立在三个假设的基础上：(1)一个认识论 假设，它是关于本体论上的分配和世界上实体本质的观点，由这一假设可以定义“相异”的标准；(2)一个形而上学的假设，它是关于特定科学概念的本质；(3)一个心理假设，它是关于学习者的朴素概念和揭示出的错误概念的分类。

Chi等人(2002)的概念改变理论有两个主要变化。第一，在错误概念移除上的难度；第二，种类的结构。她澄清了嵌于朴素理论中的概念结构的观点。此外，她明确承认朴素 理论和科学理论的假设是不相容的。她认为概念改变的主要挑战源自于这样的事实，“学生 可能缺乏什么时候需要转变的意识和可能缺乏转变后的另一种类”。她们假设，科学上适当 种类的缺乏会阻止学生进行必要的重新分类：“如果实现概念转变不可能，那么学生就不能 修改错误概念，这就是为什么某些错误概念比其他概念更难于修改的原因”。

Limon(2001)称：“尽管我们已经报告了一些积极的效果，可能使用认知冲突策略研究所得到的最突出的结论就是，学生缺乏效力去达到一个强大的概念重建，和随后深入理 解新的信息。有时，学生可以达到部分的变化，但是在某些案例中，教学介入后的短暂时期 内部分变化会消失。为什么即使学生意识到冲突，他们还如此抵抗变化?为什么学生能部分 修改观念和理论，而保持起初理论的核心成分?”。

Chi的概念改变理论恰能够回答这些问题，正如她所说：“问题是除非学生有一个不同种类，把概念分配到这个种类中，不然这种教学将不会有效。”

四、评述

从概念改变的理论研究中我们可以看到：第一，研究者越来越重视概念背后的东西，概念生态、因果网络、具体理论、框架理论、本体类别等等，其中有些描述具体的知识领 域的概念，如具体理论和因果网络等等，然而比较这几个理论的发展变化，研究者越来越认识 到有些从具体知识领域中抽取出来的更深层次的东西，如框架理论和本体类别等的重要性， 这些往往是概念难于改变的最根本原因。第二，概念改变并不仅仅是改变概念本身，还要 触及到支持概念的复杂的知识体系，有些概念非常难于改变，就是因为其背后有一个完整的 、连贯的、复杂的知识体系，所以对概念的理解和学习要放到与之相联系的复杂的知识网络中 。

参考文献：

［1］Chi M T H，Roscoe R D.The processes and challenges of conceptual chan ge.In:M.Limon and L.Mason(Eds).Reconsidering Conceptual Change:Issues in Theoryand Practice.Kluwer Academic Publishers，The Netherlands，2002，3-27．

［2］Chi M T H，Slotta J D，ds Leeuw N.From things to processes:A theory ofconceptual change for learning science concepts.Learning and Instruction，1994，4 :27-43.

［3］diSessa A..Knowledge in pieces.In:G forman & P Pufall(Eds.)，Construc tivism in the computer age.Hillsdale，NJ:Erlbaum，1988．

［4］Limon M.On the cognitive conflict as an instructional strategy for c onceptual change:a critical appraisal.Learning and Instruction，2001，11:357-380．

网络通信基本概念篇8

一、不满和概念替换理论

Posner等人提出的概念改变模式在科学教育领域产生了巨大的影响。其概念改变的理论基础是皮亚杰(Piaget)的认知发展的动机理论，他认为要在儿童原有概念和要学概念之间，创设失衡、不满或者不一致，而解决这种认知冲突的努力会导致对新观念的“同化”和“顺应”过程。

Strike和Posner(1985)概念改变的模型扩展了Piaget通过同化和顺应学习概念的观点。他们描述了概念改变的四个条件：(1)首先 ，学习者对当前的概念产生不满，即当前的概念不能解释新的事件或者不能解决当前遇到的 问题；(2)新的概念必须是可理解的，学习者能明白新概念的含义，理解其意义，发现表征它的方式；(3)新概念必须是合理的，并能够与学习者所认同的其他概念相符；(4)新概念必须是富有成效的，不仅可理解、合理，而且对学习者来说，还必须有价值，能够解决其他概念所不能解决的问题，从而使学习者认为有必要花费时间和精力去学习。由Strike和Posner提出的概念改变理论的核心主张，就是在概念情境——概念生态中，新概念可被理解、判 断、获得或者拒绝。值得注意的是，有许多因素影响概念改变，而非仅概念自身。他们认为学 习者在概念改变的过程中可能经历停止、开始甚至沿原路退回等状态变化。

在这以后，Strike和Posner(1992)又修改了其概念改变的理论，扩展了概念生态的作用。他们认为，错误概念不是被人们明确表达的观点的产物，而是在概念生态中产生的。 他们提出稳定性的问题，认为错误概念是相对松散的、暂时的、不一致的；事实上，它们是 受概念生态的影响。另外他们还提出了概念结构的问题，并关注概念网络的系统本质。

Strike和Posner理论的重要性有两点：(1)对一些因素的关注，例如影响学习者形成概念生态的动机和目标；(2)在课堂教学中的应用。他们的理论已经成为大多数概念改变教 学的里程碑，但是该模型没有充分地提出如何建构相异的概念的过程，不过一旦概念改变过 程和机制的理论弄清楚，研究者要想改变别人的概念，就要返回到这个模型上。

二、知识建构理论

知识建构理论认为某一概念是嵌于稳定而复杂的其他概念的网络中，这些网络能够表征朴素的个人理论，而最基本的思维单元，如本体论和认识论的观点，构成了对因果的自我 解释，这些自我解释一起支持了个人的朴素理论，它将帮我们揭示普遍存在于科学学习的错 误概念。下面阐释两个知识建构理论。

(一)Vosniadou的理论

Vosniadou认为概念根植于并被限定在一个更大的理论结构中。它区分了两种不同水平的理论控制学习者的观念：朴素的框架理论和各种具体的理论。

Vosniadou提出框架理论不为意识所觉察；虽然意识不到，但框架理论限制学习者获得物 理世界的真实知识。它是由本体论和认识论假设组成的。另一方面，具体理论是意识可觉察 到的，并且由一套相互关联的命题组成，这些命题能描述物体可观察到的行为。也就是说， 具体理论是基于个体观察，还有教学信息，并在框架理论的假设限定下逐渐出现的。这两种 理论联合在一起构成了概念结构，学习者通过它们能建立对世界的因果解释。

Vosniadou区分了两种概念改变的方式：丰富和修正。前者被描述为在原有知识上新信息的增加，并且通过累加过程可以获得。后者是发生在新信息与具体理论或框架 理论不一致的时候，是学习者要实现的实质性变化。她认为，新信息和框架理论之间的不一 致比与具体理论之间的不一致更难于解决。

Vosniadou认为在修正的过程中有些概念很难改变，因为框架理论是解释的连贯系统，这些解释是以日常经验为基础，以多年的证据为依托的，从而形成相应的本体论和认识论 ，而概念是以本体论和认识论为根基的，所以概念改变都会引发框架理论系统的变化。这个 论断相似于Strike和Posner的概念生态的含义。学生未能学习某一概念，就是因为要学知识与框架理论之间存在不一致。当儿童力图把一些信息加到错误的原有心理结构上时，就会 产生不一致。错误概念就是学习者努力协调不一致信息块的结果，在这个过程中会产生混合 的模型。这种解释异常数据的尝试类似于解决认知冲突。

Vosniadou(1994)的实证研究表明：(1)存在一个概念获得的顺序；(2)概念结构的重要性就在于对知识获得过程的限定。这些结论引发了这样的理论假设，即概念改变是一 个渐进的，并能导致错误概念的过程。她们也认为，在概念改变过程中存在不同的发展阶段 ：(1)起初的心理模型；(2)混合的心理模型——学习者力图将起初的模型和科学模型协调起来；(3)科学的心理模型。

最近，Vosniadou和Ioannides对原始模型作了两个主要的精致，首先，她们对概念改变的类型做了区分，表明概念改变可能是：(1)自发的，或者(2)基于教学的。前一种类型是源自在社会学习情境中丰富的观察所带来的一种变化，而非正式的科学教学，其中一个例 子就是语言学习，它是社会化的结果。后者是正式教学的结果，它要求建立混合的模型，力 图把科学教学协调到原有的理论中。第二，她们对Vosniadou关于精致过程的原有论断做了进一步阐释。元概念意识所起的作用被加强了，精致被看作“带有更系统、连贯和 解释力的理论框架”的发展。

(二)diSessa的理论

diSessa和Sherin(1998)非常关注概念形成和概念改变的过程和机制等更深入的问题。以朴素学习者占有空乏的因果模型这一假设为基础，理解物理概念的学习，提出了概念形 成的理论。他认为因果观点由现象本源(phenomenological primitives简称p-prim)组成， 现象本源是从一般的经验中抽取出来的，P-prims是特定知识成分的最小单元，并能产生解释 。p-prims直观地等同于物理定律，并构成了人们所见和解释世界的基础。因此，p-prims能 解释diSessa所称的因果网络的结构。而p-prims并不是概念自身，多个p-prims涉及到因果网络的创设。

因果网络近似符合人们直观期望的因果。他们认为：“因果网络大致是‘在观察背后的理论’的替代品，或者是蕴含在基于理论的种类观点中”(diSessa & Sherin)。因此 ，因果网络可被描述为用于理解世界的基于推论的解释，这反过来构成了人们理解世界的理论基础。他们通过一个结构成分，即联合种类，把这种解释机制与概念获得联系起来。为了理解这个复杂的成分交织情形，我们需要一些背景信息。

diSessa和Sherin首先认为所有概念都是不相同的。事实上，像“知更鸟”这样的概念不同于像“速度”或者“力”这样的概念，理解它们需要不同的认知过程。人们需要将前者分类到鸟的类似种类的概念中，人们需要将后者分到一个特殊种类的概念中，他们将其称为联合种类，这些联合种类由结构成分构成，结构成分执行两个明显不同的活动：(1 )围绕通过选择所“看”到的(称为“读出策略”)事物收集信息；(2)以已经提及的因果网络活动为基础。第一部分，读出策略，或者信息收集，相当于一个隐喻的“看”，“看”的方式上的转 变被看作是概念改变的核心问题。他们表示：“在许多例子中，这种‘看’是学习的实质完成 ，并将在一定程度上依赖人们基本的知觉能力。此外，‘看’的这些形式有时涉及明确的策略和扩展的推论”。

因此，diSessa和Sherin把概念改变定义为在读出策略中和在因果网络中的不同变化的介入。他们同时还举例说明，有可能现有的读出策略会被逐渐组织起来，以不同方式使用。在因果网络方面，可能需要建构一个新的因果网络，或者可能需要发展和再组织一个的因果网络。

因果网络是学校中学习物理学科的困难源泉。因此他们建议：“在其他事情中，它(因果网络)需要更系统的组织起来，恒定和整合的观点可能在要使用的因果网络的组织和选择中起到作用”(diSessa和Sherin)。但是他们并没有阐释，在因果网络中发生了什么 样的变化?换句话说，如果我们要关注新的因果关系，需要什么填补这个空缺?要回答这个问题，我们必须转向Chi的概念改变的理论。

三、Chi的概念改变的本体类别理论

Chi等人(1994)建立了这样一个基本假设，学习者在学习概念的时候，可能已经将这些概念归到某一本体类别中。因此，概念改变就被定义为种类分配上的变化。据此，Chi的概念改变理论的最重要方面是概念从某一本体树种类重新分配到另一本体树种类中。在某一树的种类特征本体上不同于另一本体树的种类特征。

Chi的概念改变的理论(Chi te al．，1994)建立在三个假设的基础上：(1)一个认识论 假设，它是关于本体论上的分配和世界上实体本质的观点，由这一假设可以定义“相异”的标准；(2)一个形而上学的假设，它是关于特定科学概念的本质；(3)一个心理假设，它是关于学习者的朴素概念和揭示出的错误概念的分类。

Chi等人(2002)的概念改变理论有两个主要变化。第一，在错误概念移除上的难度；第二，种类的结构。她澄清了嵌于朴素理论中的概念结构的观点。此外，她明确承认朴素 理论和科学理论的假设是不相容的。她认为概念改变的主要挑战源自于这样的事实，“学生 可能缺乏什么时候需要转变的意识和可能缺乏转变后的另一种类”。她们假设，科学上适当 种类的缺乏会阻止学生进行必要的重新分类：“如果实现概念转变不可能，那么学生就不能 修改错误概念，这就是为什么某些错误概念比其他概念更难于修改的原因”。

Limon(2001)称：“尽管我们已经报告了一些积极的效果，可能使用认知冲突策略研究所得到的最突出的结论就是，学生缺乏效力去达到一个强大的概念重建，和随后深入理 解新的信息。有时，学生可以达到部分的变化，但是在某些案例中，教学介入后的短暂时期 内部分变化会消失。为什么即使学生意识到冲突，他们还如此抵抗变化?为什么学生能部分 修改观念和理论，而保持起初理论的核心成分?”。

Chi的概念改变理论恰能够回答这些问题，正如她所说：“问题是除非学生有一个不同种类，把概念分配到这个种类中，不然这种教学将不会有效。”

四、评述

从概念改变的理论研究中我们可以看到：第一，研究?者越来越重视概念背后的东西，概念生态、因果网络、具?体理论、框架理论、本体类别等等，其中有些描述具体的知识领 域的概念，如具体理论和因果网络等等，然而比较这几个理论的发展变化，研究者越来越认识 到有些从具体知识领域中抽取出来的更深层次的东西，如框架理论和本体类别等的重要性， 这些往往是概念难于改变的最根本原因。?第二，概念改变并不仅仅是改变概念本身，还要 触及到支持概念的复杂的知识体系，有些概念非常难于改变，就是?因为其背后有一个完整的 、连贯的、复杂的知识体系，所以对概念的理解和学习要放到与之相联系的复杂的知识网?络中 。

参考文献：

［1］Chi M T H,Roscoe R D.The processes and challenges of conceptual chan ge.In:M.Limon and L.Mason(Eds).Reconsidering Conceptual Change:Issues in Theoryand Practice.Kluwer Academic Publishers,The Netherlands,2002,3-27．

［2］Chi M T H,Slotta J D,ds Leeuw N.From things to processes:A theory ofconceptual change for learning science concepts.Learning and Instruction,1994,4 :27-43.

［3］diSessa A..Knowledge in pieces.In:G forman & P Pufall(Eds.),Construc tivism in the computer age.Hillsdale,NJ:Erlbaum,1988．

［4］Limon M.On the cognitive conflict as an instructional strategy for c onceptual change:a critical appraisal.Learning and Instruction,2001,11:357-380．

网络通信基本概念篇9

认知语言学认为，隐喻不仅是语言修辞手段，而且是一种思维方式。当人们要认识和描写以前的事物，而原有的语言符号不能表达新概念时，人们往往依赖已知的概念及表达方式以加深对不熟悉事物的认识和了解，通过想象和联想，看到概念之间的联系，从而从一个易于理解的源域（source domain）概念映射到一个较难理解的目标域（target domain）概念。本文正是以此为理论基础对本论题进行考察。

辩证唯物主义认识论认为，语言是联系思维和外部世界的现实中介，“主体的认识成果和意识内容只有借助于语言才能获得持久的存在形式”，①人们认识的成果必须以语言的形式展现出来。语言中，词汇对社会生活的变化最为敏感，概念的形成依靠语言中的词，因而人们的认知成果更多地通过词汇表现出来。

当代西方人本哲学家认为，人类最初的思维方式是神话思维、隐喻思维等非逻辑思维。对于这种非逻辑的东西，人们常常运用隐喻化语言来体现。在当代科学认识活动中，主体实际上必须应用一种形式化的演绎方法，用不反映事物终极事实的隐喻性词语对认识客体的本来状态进行假设，创造性地提出语言模型，采取新的认识方法来把握客体。这种思维方式就表现为科学语言的隐喻特征。与其它认知科学一样，科学家们在探索计算机领域时，用已知的概念来认知未知的概念，以具体喻抽象，以通俗喻科学，创造出了大量的隐喻性计算机词语，这是隐喻所具有的认知功能的充分体现。

根据上述理论，我们把通过隐喻方式创造出来的计算机及网络词语称为隐喻性计算机词语。通过研究这些词语，我们发现，隐喻不仅在计算机领域普遍存在，而且体现了我们对计算机的认识。

二、计算机隐喻性词语分析

1.计算机是人

认知语言学认为“人们习惯从自身的角度出发，从行为动机、情感特征，以及行为方式来理解和认识人体以外的东西”。②为了生动形象地描述一个物体或抽象概念，人们会把无生命的东西看成是有生命的。这种拟人化的过程也是一种隐喻，称为本体隐喻（ontological metaphor）。通过人们在谈论计算机时常有的如下表达方式，我们可以得出“计算机是人”这一隐喻概念。

（1）我们知道HTPC的关闭模式是将电脑由运行转为睡眠模式（即进入待机模式）。（《微型计算机》，2006年第2期）

（2）难道电脑中毒了？（《微型计算机》，2006年第9期）

（3）病毒和木马经常利用操作系统漏洞直接导致电脑死机。（《微型计算机》，2006年第9期）

在以上的这些例子中，计算机被赋予了人的特性。一方面，计算机是一个系统，由不同的部件构成，每一部件都有自己的作用，缺一不可。另一方面，健康的身体取决于人体各器官的相互协调，缺一不可。因而，我们把计算机当成人一样来理解，计算机可以“睡眠”，能因感染“病毒”而发出“死”的行为。

类似拟人化的计算机隐喻词语还有“传染、入侵、记忆、对话框、程序语言、发送、读取、破解、主板（motherboard）、子板（daughterboard）、子窗口（childwindow）”等。每一个这样的隐喻都是由人类自身的特征这一源域到计算机这一目标域的投射。

2.计算机是容器

本体隐喻中最典型、具有代表性的是容器隐喻（container metaphor）。这种隐喻的物质基础是：人在自然界中占有一定的空间和位置，是独立于周围世界以外的实体，以皮肤作为界面，有体内和体外之分，因此每个人本身就是一个容器。人们将这种概念投射到人体以外的其他物体上，甚至将一些抽象、无形的事件、活动也看作一个容器。当人们把这种概念投射到计算机这一具体事物上，那么计算机也被当成了容器。如：

（1）“勇气”号的病因是电脑存储器中的数据堆积过多，耗尽了存储器的存储空间。（《京华时报》，2004）

（2）如果对方没有处理供热投诉，热线信息将长时间保存在电脑中，相关部门将根据信息及时进行追踪处理。（《新京报》，2006）

（3）面对这一“流氓”行径，小孙无可奈何，只得请人清空计算机，重装系统。（《湖南日报》，2006）

从上面的例子中可以看到：人们将“人本身就是容器”的概念映射到计算机上，计算机被概念化为容器。在映射过程中，属于某一领域的相关概念转移到另一领域，而这一映射过程的基础是两个领域存在某些方面的相似性，这种相似性不完全是因为客观事物本身具有相似的特征，也因认知主体在不同概念之间辨认或创造的共享特征和联系。隐喻思维方式使人们看到了计算机和容器概念之间的联系，参照容器经验域来理解计算机，对容器中的物质人们可以发出存放、清除、查找的行为，同样人们也可以对计算机中的信息资料进行存储、清空、寻找。

三、网络领域中隐喻性词语分析

计算机网络是基于计算机技术而建立起来的，因此网络中的隐喻语言现象也是计算机用语隐喻所包含的内容之一。文中提到的网络隐喻专指已经渗透到人们生活各个领域，并为人们所关注的互联网中存在的隐喻现象。

1.互联网是生物系统

传统上，我们把互联网视为一种交流的媒介，现在我们把互联网当成一个与生物体系非常相似的信息环境。以这个新的角度看待互联网，我们发现在这个虚拟的生物系统中，有许多生物不断地生长、消亡。计算机有不同的“种群”：大型计算机、小型计算机、个人计算机、掌上电脑，等等，所有这些计算机都要遭遇“病毒”（病毒程序）的“入侵”。为了避免“感染”病毒，计算机被注射疫苗――安装防御病毒程序，这些程序能够“查杀”病毒。此外，在互联网中还有其他生物存在，如“蠕虫”（可自我复制的互联网病毒），它们在互联网这个信息平台上不断地自我繁殖，从一个生命机体（计算机设备）传播到另一个。如果“蠕虫”太多，将会阻碍互联网上信息的传播。在互联网这个生物系统中，还存在着许多的“臭虫（bugs）”（系统、设备或程序中的一种错误或故障），电脑黑客开发这些“臭虫”去攻击互联网中的电脑设备。“蜘蛛”（一种网站搜索程序）是这个信息交流平台的另一个重要的生命机体，它不断地在互联网上“爬行”，搜索信息。在“蜘蛛”这一种搜索程序的帮助下，我们能够使用百度、Google等搜索引擎查询我们需要的信息。

除了以上我们提到的“病毒”“入侵”“蠕虫”“臭虫”“蜘蛛”等词语外，还有一些隐喻性的网络词语能够反映出“计算机是生物系统”这一隐喻概念，如“地鼠”（一种互联网搜索引擎）、“千年虫”、“网络蚂蚁”（下载软件）、“网络蚊子”（下载软件），等等。这些熟悉的词语使我们能够更好地理解与互联网相关的许多抽象概念。

2.互联网是社会

在互联网这一虚拟的环境中，存在着几乎与我们现实社会相对应的每一个事物。互联网上有“网上超市”“网络商场”“网络银行”，人们可以“网络购物”从事“电子商务”；有“电子图书”“电子期刊”，人们可以就读“网络大学”；还有“网恋”“网络爱情”“网络中介”“网络警察”，等等。我们几乎可以把存在于现实社会中的任何事物概念，甚至包括现实社会所遵行的行为准则、道德规范等抽象概念都投射到互联网中。近年来“信息高速公路”成为使用频率极高的词语。以下是从报刊中摘取的有关互联网报道的新闻内容：

（1）如今，数字地球已成为发达国家为抢占科技、经济制高点的一个与信息高速公路相提并论的战略。（《人民日报》，2006）

（2）而建在清华的中国教育和科研网络中心，更是为之提供了四通八达、连接全国和世界的信息高速公路。（《中国教育报》，2006）

从上面的例子可以看出，“信息高速公路”成为计算机网络隐喻中的一个中心概念，它是组织人们有关信息服务的概念系统中的一个重要的核心概念。下面是源域高速公路和目标域互联网的对应情况：

从上面的对应情况中，我们可以看到目标域的概念和源域概念有着本体对应效果，这种形象对应是通过隐喻来实现的。

我们不仅将网络视为高速公路，还认为网络是社区。社区隐喻概念强调的是在网络虚拟空间人们之间的交流。人们可以通过“电子邮件”“论坛”“电子公告板”“聊天室”等这些方式进行交流，这些交流方式摆脱了空间距离的限制，可以使身处世界各地的人们通过互联网进行实时的交流。这样方便快捷的交流拉近了世界各地的人们之间的距离，仿佛世界各地的人们在一个共同的社区里互相交流。

互联网还是一本书。我们从书的特征来看，每一本书都有封面，标显出书的内容。每一个网站也有封面，我们称其为“主页”。主页中包含着与主页相关的信息，每一条信息又可以看作是一个书页，我们称其为“网页”。从“浏览、浏览器、个人书签、网页搜索、标记、网页图片、网络版权、远程目录、阅读器软件”等词语中我们能够发现，“书”这一认知域的许多元素能够被投射到目标域互联网中，互联网被隐喻成由“网页”构成的书。

上面讨论的互联网中的隐喻词语不是任意制造出来的，它们扎根于与我们不断相互作用的自然和文化环境中。

3.其他隐喻

“冲浪”是我们经常提到的词语，当我们说“在网上冲浪”时，在人们的思维中互联网被隐喻化为海洋。“冲浪”一词所激活的场景是：人们遨游在广阔的信息海洋，为了防止迷失，我们用“导航”系统获取所需信息。

此外，还有很多词语能够反映出“网络是交易场所”这一隐喻概念，如网络营销、网上采购、网上拍卖、网上消费、网上银行、网上赚钱、虚拟市场，等等。

结语

从认知角度，通过对与计算机及网络相关的词语的考察，我们发现，首先隐喻的言语现象在计算机领域普遍存在，并体现了我们对计算机的认识。其次，隐喻不仅能够在人类对计算机科学的认知、理解和推理中起着重要的作用，而且会反过来激发、促进隐喻性计算机词语的生成，极大地丰富汉语的词汇系统。

注释：

①王晓升.中国人民大学博士文库：语言与认识［D］.北京：中国人民大学出版社，1994：184.

②Lakeoff，Johnson.Metaphor We Live By［M］.Chicago：University of Press，1980：33.

参考文献：

专著：

［1］冯晓虎.隐喻――思维的基础篇章的结构［M］.北京：对外经济贸易大学出版社，2004.

［2］束定芳.隐喻学研究［M］.上海：上海外语教育出版社，2000.

［3］束定芳.语言的认知研究――认知语言学论文集［C］.上海：上海外语教育出版，2004.

［4］蓝纯.认知语言学与隐喻研究［M］.北京：外语教学与研究出版，2005.

［5］赵艳芳.认知语言学概论［M］.上海：上海外语教育出版社，2000.

论文：

［1］赵艳芳.语言的隐喻认知结构――我们赖以生存的隐喻评价［J］.外语教学与研究，1995，（3）.

［2］刘宁生译.我们所依存的隐喻［J］.修辞学习，1992，（6）.

［3］范立云.计算机英语隐喻的认知价值［J］.四川大学学报（哲学社会科学版），2004，（1）.

［4］林丽芳.论计算机英语的隐喻性［J］.厦门大学学报（哲学社会科学版），2001.

网络通信基本概念篇10

1.1概念控制的目的

概念并不是孤立存在的，一个概念总是与其他概念之间存在着各种各样的关系，如上下位关系、同义关系、反义关系等。关键词也会出现一词多义、一义多词以及同一事物多种表述的情形。根据概念之间的相互联系，在词的概念含义层次上建立联系，为检索用户提供相关的结果分析是概念控制的一个应用前景。例如，“体育”这一概念根据上下立类的关系可以细分为足球、排球、奥运会、亚运会等，单纯的字面匹配会漏检甚至误检很多与之相关的信息。通过概念控制就可以将一个上位类的概念扩展为多个子概念。体育新闻的检索就可以扩展为：体育新闻、球类（足球、篮球、排球）、田径运动、体育赛事（奥运会、亚运会、世界杯）等概念，同时对那些具有下位概念的词汇可以再次扩展，这样就大大地提高了检索效果。“计算机”和“电脑”是同一事物的不同表述，机械匹配的话就只能检索到有关“计算机”或“电脑”的信息，采用概念控制的相关方法可以将这些相同概念的词汇统一到检索匹配中，这样就扩大了检索面，提高了检全率。在自然语言检索系统中进行慨念控制，就是把信息检索从目前的基于关键词层面提高到基于知识（概念）层面，能够从概念意义层次上来认识和处理检索用户的请求，从而提高检全率和检准率。

1.2概念控制的主要方法

目前虽然没有一个检索系统可以完全实现理想状态下的高层次的语义检索，但有些自然语言检索系统已经采用概念控制查询。主要的方法是利用知识体系建立概念间的关系进行查询扩展，深度匹配，优化检索效果。

概念控制的内容包括：提问句概念语义块的抽取，从提问句中切分出概念词或词组等语义单位；基于知识体系对抽取出的语义单元进行概念扩展；概念的组配，将选择出的各检索单位基于知识体系的组织信息转换成体现概念关系的逻辑表达式。

概念抽取不等同于分词处理，其中包括普通概念的识别和人名、地名、事件名等专有名词的识别，并进行概念提取。对于普通的概念字串采用逆向最长匹配算法（或正向最长匹配算法），并综合切割标记等分词手段切分就可以进行概念抽取。对于词典中未收录的概念词，可以采取基于句模、句子结构分析、词和词组构成规则、句内结构性标志字、标点符号等来进行切分。除切割标志外，已知的词也可作切割标记使用。

自然语言检索系统的本质是查询满足特定主题概念的文本，因此被检索的内容不是和提问句的字面匹配。对提问进行分析后抽取出的主要是概念或概念的组合，需要进行概念匹配，这就需要对检索句中的词进行概念扩展，即考虑提问句中词的同近义词、上下位词和关联词。可以通过知识体系保存同近义关系、上下位关系和其他关联关系，当处理用户检索需求时，通过查询知识体系可对提问句中的词按概念进行扩展。如“我国今天的体育新闻”，可以通过知识体系对“体育”进行扩展，查询包括“篮球”、“赛车”、“奥运会”、“世界杯”等方面的内容，“今天”一词指检索者进行检索时的日期，因此需通过规则将“今天”映射为检索时的时间，将“我国”扩展为“我国”V“中国”V“中华人民共和国”（知识体系中可能只存在“中国”和“中华人民共和国”之间的同义关系，没有“我国”这一词条）。

概念组配，按其内在逻辑关系，可分为限定组配和相交组配。限定组配将一个概念的内涵增加到另一个概念的内涵中，从而加深概念的内涵，缩小或限定了概念的外延。相交组配将具有共同的属概念、概念之间具有相交关系、外延部分重合的概念组合成一个新概念。在构成查询表达式时，基于知识体系的扩展词和原词间为“逻辑加”的关系。如“美丽”扩展为“美丽”V“漂亮”V……V“标志”。提问句中语义块间的关系通常为逻辑乘的关系。语义块间的概念组配通常存在如下逻辑关系：(1)主谓结构，描述的是一种陈述与被陈述的关系。(2)偏正结构，描述的是一种修饰与被修饰的关系。(3)动宾结构，描述的是一种作用和被作用的关系。(4)并列结构，描述的是一种成分间的并列关系[1]。主谓结构、偏正结构和动宾结构间为“逻辑乘”关系，并列结构为“逻辑加”关系。但通过对检索提问句进行分析后发现，部分并列结构在用户的检索概念中为“逻辑乘”关系，于是采用通过句模分析和指示标志来确定语义块间的“逻辑乘”或“逻辑加”关系。提问句语义块之间的“逻辑加”关系通常存在显式指示标志，如“或”等。分析传统的主、谓、宾、定、状、补六大成分与句型的关系，可以辅助获取语义块的逻辑关系。检索提问句的语义概念和提问句的结构紧密相关。需要分析谓语的性质、句子的结构，如“把”字、“被”字句等。

概念控制的3项关键技术中，概念扩展和概念组配都离不开知识体系的支持，知识体系的好坏直接关系到检索效果的优劣。

1.3概念控制系统

国内外已有一些检索系统在不同程度上实现了概念控制，代表系统有首信搜索引擎、孙悟空、UMLS等。下面以UMLS为例进行介绍。

UMLS(UnifiedMedicalLanguageSystem，美国统一医学语言系统），是美国国立医学图书馆(NLM)于1986年开始研制的一项长期开发研究计划，旨在克服计算机生物医学信息检索中的两个显著障碍（相同的概念具有不同的表达方式；有用的信息分散在不同的数据库系统中），使用户很容易地跨越了在病案系统、文献摘要数据库、全文数据库以及专家系统之间的屏障。UMILS包括4个部分：专家词典、超级叙词表、语义网络、情报源图谱。专家词典是一个包含众多生物医学词汇的英语词典，可以确定英语词汇的范围以及识别生物医学术语和文本词的词形变异，也为超级叙词表提供了确定范围的医学术语和词汇。超级叙词表是生物医学概念、术语、词汇及其涵义等级范畴的广泛集成。语义网络是为建立概念、术语间错综复杂的关系而没计的，它为超级叙词表中所有慨念提供了语义类型、语义关系和语义结构。情报源图谱是一个关于生物医学机读情报资源的数据库，其目的是利用超级叙词表和语义网络实现以下功能：确定情报源与特定提问的相关性，以便选取最合适的情报源；为用户提供特定情报源的范围、功能和检索条件等人工可读的信息；自动链接相关情报源；在一个或多个情报源中自动检索并自动组织检索的结果。2支持概念控制的知识体系

实现概念控制离不开知识系统的支持，没有合理的知识系统，就无法实现概念扩展和概念组配，也就无法达到概念控制的目的。进行概念控制的核心是构建合适的知识体系。

2.1知识体系及其形式

目前，有关知识体系的研究主要集中在对Ontology的探讨中。国内关于Ontology的中文译法也不统一，有“知识体系”、“本体”、“概念集”、“概念体系”、“本体论”等多种提法。Ontology是一个源于哲学的概念[2]，原意指关于存在及其本质和规律的学说，后来被人工智能研究领域引入，特指对共享概念模型的明确的形式化规范说明。Ontology能够将词汇有关概念关系显式地表示出来，从而将术语的语义和概念关系显式化表示出来，因而在语义查询、概念控制方面发挥着重要作用。

Ontology中的概念表示一般采用框架结构，使用槽来表示概念的属性以及概念之间的关系[3]。借助概念之间的关系，Ontology在整体上形成了一个语义网。概念之间有4种基本关系：part-of表达概念部分与整体的关系；kind-of表达概念间的继承关系，类似面向对象中的父类和子类之间的关系；instance-of表达概念间实例和概念之间的关系，类似面向对象中的对象和类之间的关系；attribute-of表达某个概念是另一个概念的属性，例如概念“价格”可以作为概念“桌子”的一个属性。在实际应用中，概念之间的关系将不会局限于上述4种关系，可以根据特定领域的具体情况定义相应的关系。

2.2语义网络

概念与概念之间有着横向或纵向的联系，形成了语义网。语义网络(SemanticNetwork)是美国语言学家奎廉(R.Quilian)于1968年提出的。1972年美国人工智能专家西蒙斯(R.F.Simmons)和斯乐康(J.Slocum)将语义网络用于自然语言理解系统中。语义网络是当今网络的扩展，这可扩展的网络给出了信息明确的定义，同时优化了人与汁算机的合作[4]。

如何构建语义网络更好地将信息定义明确化目前仍没有统一的准则，这涉及到语言学、认知心理学等学科方面的知识。但是构建语义网络的统一原则都是将概念之间的横向或纵向联系显式化，组织成一个有机的结构形式。

Wordnet是由普林斯顿大学认知科学实验室开发的在线词汇参照系统。它将所有英语词汇分成5类：名词、动词、形容词、副词和功能词。名词按照3种关系被加以组织：部分关系、上下位关系以及物质与材料。同时有反义的名词被标注了反义关系，这样形成了一个互相高度连通的名词网络。动词的多义性比名词更高，在Wordnet中动词被组织成各种推演（蕴涵）关系，而组织动词的不同关系可以被总结成一个覆盖它们的基础词汇的推演，包括四种[5]。

2.3概念词表

知识体系中除了概念间相互关系形成语义网络，对于每个单独的概念还必须有概念词表。没有概念词表的语义网络只是一个单纯的概念关系网而不是与词汇相结合的知识体系。Hownet中的词表就是一个概念词表。Hownet是一个以汉语和英语的词语所代表的概念为描述对象，知网是一个利用一种知识词典描述语言来描述概念与概念之间的关系以及概念的属性与属性之间的关系的知识系统[6]。Hownet包括词表和义原体系表。词表中记录了每一个词语的概念及其描述，每一个概念用一个记录来表示，如下所示：

其中NO.为概念编号，W_C,G_C,E_C分别是汉语的词语、词性和例子，W_E,G_E,E_E分别是英语的词语、词性和例子，DEF是知网对于该概念的定义，是知网的核心。每个DEF被称为一个语义表达式，采用知识描述语言，将与词汇有关概念关系采用显示的表示出来。如从概念编号为017144的DEF可知“打”的概念之一是“锻炼”，属于体育范畴。

2.4构建知识体系的问题

构建一个适用合理的知识体系对于改善检索效果至关重要。但目前已成形的知识体系都存在一些不足。

构建一个知识体系最重要的是词的构造性信息，不完善的知识体系中被遗漏的信息大部分是关于词的构造性信息而非事实性信息。传统词典的定义尽力涵盖了有关每个词义的所有事实性信

息，但却忽略了词汇概念之间内在的各种关系[7]。

如何选择知识体系的用词目前都在探讨和实验中，世界知识体系(Ontology)给出了一些选词的规定[8]：语义网络的非叶子节点不可以是多个类的词，如“蔬菜和水果”；也不可以是没有下位类的选词，如“职业者”。要避免使用混合类的词，不要将叙述属性和抽象概念的词进行搭配作为语义网络的非叶子节点，如“空杯子”、“破车”，要避免选词时加入个人的判断因素，将一些主观的属性值与类名组合成非叶子节点，如“热咖啡”、“明亮的车”。但是要使知识体系能理想地添加新的类、新的属性和关系，仅有这些规定是远远不够的。

是将概念领域化还是通用化各有优劣，目前都没有定论。通用的知识体系有Wordnet、Hownet等，专门领域的知识体系有UMLS和首信等。

构建语义网络结构本身存在一定的缺陷。用有限的结点和弧不可能代表万事万物及其相互之间的所有联系，语义网络对知识的表达有一定的局限性。单纯增加概念和联系会大大增加网络的复杂度。语义网络结构本身没有语义上的约定，不具备逻辑系统那样的有效性。单层的语义网络结构容易产生语义解释循环或语义悖论。

国外语义研究的理论与方法，并不完全通用。汉语是语义型语言，具有语义先决性、句法强制性和语用选定性等特点。汉语语义结构上的复杂性与多变性以及词与词之间无自然界限、无词尾形式标志、无形态变化的“三无”现象的存在，给语义分析带来了困难。

知识的获取与表示，其中较难解决的问题就是如何把复杂多样的专业知识系统化。如果把人工智能技术应用到一个多学科综合的检索系统中，如何辨别某个多义词当前的具体含义，如何辨析用户特定的需求，这些都有待于继续研究。

网络通信基本概念篇11

在众多的网络语言中,符号网络语言被应用得最为广泛。这是因为符号网络语言利用了各类符号的同时又超越了原有符号的使用范畴, 形象地引入了图画等表现方式,将更多的情感赋予一系列符号中,使单调的符号赋予了生动的内涵,来表达丰富的语言内容。在网络上经常见到的符号网络语言例如:1314,7456,orn,cu,^-^, :- O,BTW,3X,4a4a等。

概念整合理论是由Gilles Fauconnier 和Mark Turner 在他们的著作《概念整合原则》和《我们的思维方式》中提出来的,并被认为是“基本的心理认知机制”。在心理空间理论的基础上,概念整合理论提出了一个认知模型,即概念整合网络模型。在这个网络模型中存在四个心理空间,分别为输入空间I,输入空间II,类属空间和整合空间,这些心理空间通过跨空间映射和选择性投射彼此联系。在经过组合,完善和扩展过程后,层创结构(或新创结构)最终在整合空间形成。概念整合网络被认为是研究语言加工过程的强有力模型以及在认知理论中解决大量问题的潜在解决方案。

目前,网络语言的研究主要是从它的描写,分类及其语用学,修辞学和社会学等方面开展。人们对于研究符号网络语言不太关注,尤其是对于符号网络语言意义构建的认知研究关注者很少,从概念整合理论视角对符号网络语言的意义构建加以深入研究。

二、概念整合理论简介

Fauconnier 对于概念整合的研究是以心理空间理论研究为基础的。Fauconnier认为:“心理空间是局部结构,随着我们的思考和交谈而扩展,使得我们的话语和知识结构的细密切分成为可能” (Fauconnier,1997)。心理空间理论把意义定位于说话者的心理表征中,并构建语言结构作为暗示来鼓励说话者在有所指的结构中建立因素。1997年,Fauconnier 在他的著作Mappings in Thought and Language 中提出了“概念整合”,并在之后的著作中,他和他的合作者逐步完善了概念整合理论。

实际上,心理空间就是指心理空间域,是人们在言语交际过程中建立起的临时性在线动态概念。概念整合理论是心理空间理论的发展,是多个心理空间合并而产生的层创推理。映射和投射被用来建立和开发概念整合的处理过程。概念整合的过程可以把真实,虚构,想象的东西概念化来形成人们的认知,概念合成理论就是关于对言语交际过程中各心理空间相互映射并产生互动作用的系统性阐述,其宗旨就是试图揭示言语意义在线构建背后的认知过程(王文斌,2004)。

概念整合网络是概念整合理论的核心架构,它是一个多空间动态投射模式。Fauconnier认为一个完整的概念整合网络包含四个空间:输入空间I1( input space I1)、输入空间I2( input space I2)、类属空间(generic space)和整合空间(blending space/blend)。如下图:

其中在两个输入空间内的相应元素间存在跨空间映射(Cross-space mapping)关系;类属空间对每一个输入空间进行映射,它反映输入空间所共有的抽象结构和组织,并决定跨空间映射的核心内容,为空间合成框定目标话语;合成空间是从对输入空间的概念结构进行选择性地投射(Selective projection)而来,并以各种方式形成两个输入空间所不具备的层创结构(emergent structure)(图1中用方框表示)。

合成空间通过三个心理认知过程进行运作:(1)组合(composition):对输入空间I1和输入空间I2投射到合成空间的构成概念的部分元素进行组合,并形成各个输入空间以前均不存在的新关系,其组合过程也就是一个新范畴构建的过程。(2)完善(completion):组合后的结构会立即激活我们长期记忆中的知识结构,并借助背景框架知识,认知和文化模式与之动态地进行匹配,逐步将之完善为合成空间内的层创结构。(3)扩展(elaboration):合成空间中的结构可以扩展,即根据它自身的层创逻辑在合成空间中进行认知运作。

三、概念整合角度下符号网络语言的意义构建

对于符号网络语言的研究笔者是通过在互联网上随机选取的不同符号网络语言建立语料库的方法开展的。根据符号在音,形,义上与其所代表的意义潜式的相似性,对这些符号网络语言进行了分类,进行系统的研究。符号网络语言的意义构建是一个涉及多个心理空间运作的复杂认知过程,符号网络语言所处的语境以及交际者的相关文化背景知识在其意义构建过程中起到了不可忽视的作用。

根据概念整合理论,符号网络语言的意义构建过程首先基于两个输入空间。在网络交际中,特定的交际事件及相关的背景知识激活这些输入空间,使输入空间1和输入空间2组合,也就是代表符号集和意义潜式集的组合。意义潜式主要指一个人记忆的某一个词语的用法和这个人能与该词语联系起来的信息总和。信息总和的语义部分包括人们常称为的词语的‘百科知识’和‘词汇’信息(张辉,2003)。本质上这两个输入空间的组合体现的是表征和所指的组合。

符号集中包含网络上被普遍应用于交际的各种符号,意义潜式集中包含交际者根据语境的需要所联想的意义潜式。这里组合的过程就是将符号的一些特征和意识潜式中的一些特征组合在一起,经过组合后的投射形成各个输人空间以前均不存在的新关系。由于符号在音、形、义上与相对应的意义潜式相似,在类属空间中二者的相似性使它们建立了认知上的关联。由于心理空间紧密联系着人们头脑中长期形成的图式,组合后的结构立即会激活交际者记忆中的相关文化背景知识,然后交际者再根据认知文化模式将它逐步完善成合成空间内的层创结构。

在这一过程中,在两个输入空间中具有相似性的符号和意义潜式被相互照应地突显,通过选择性投射把它们从众多的符号和意义潜式中选择了出来并投射到整合空间,在整合空间最终被整合成作为层创结构的符号网络语言。由此,原本单调的一系列符号经过整合,最终成为了被赋予一定含义的符号网络语言,并且在这个过程中符号网络语言的意义被构建了出来。

四、结论

概念是思维的基本形式,反映客观事物一般的、本质的特征。概念是体验的,经过心智加工的,体验越深,概念的印象就越深(王正元,2009)。符号网络语言的意义的构建是概念整合机制的体现,在其意义构建过程中来自不同心理空间的概念被语境等相关背景因素激活,结合不同的文化认知模式整合加工,最终形成崭新的层创结构。概念整合理论是探索人类信息整合的一个重要认知理论,是分析符号网络语言的意义构建的一个重要理论框架。

参考文献

网络通信基本概念篇12

1.概念图在解决网络课程现存问题的必要性分析

网络课程从产生至今，在不断的完善与发展中。要设计一门优秀的网络课程，网络课程的系统设计，尤其是教学内容的分析是一个必不可少的环节，其遵循以教为主的教学设计原则；网络课程的内容织是以有良好导航策略支持的Web页面为主的。

网络课程是通过超链接将各个知识点连起来的教学内容的集合，没有教师指导，缺乏知识之间的系统性。而传统的教学内容分析方法，是在传统课堂中，在教师的指导下，有既定课程教学目标的指引，按照一定的教学顺序，将学习者的个性特征、教学者的教学风格等因素考虑在内的教学。用传统的教学内容分析方法，并不能将各个零散的教学内容联系起来，建立起明确的内容联系。而基于概念图的方法可以避免这个弊端，可以将教学内容之间的零散内容通过概念图的形式将其建立起某种关系，在学习者头脑中建立起知识之间的概念框架，形成概念图。

网络为人们提供了海量信息的同时，却也使人们在非线性的知识海洋中迷航，因此面对众多的网络课程的教学内容，学习者并不能有效的运用到学习中来。而概念图的另一个作用就是对课程教学内容的导航作用，利用概念图导航，避免学习者在学习过程的迷航。学习者清楚知道自己在学习过程中所处的位置，从而建立知识之间的逻辑关系。鉴于此，我们提出一种行之有效的分析网络课程的教学内容分析方法――概念图的方法。

应用概念图进行分析与设计的理论基础有：皮亚杰的认知发展理论，奥苏贝尔的有意义接受学习理论，布鲁纳的认知结构理论等等，在促进学科教学与学生的学习方面有积极作用。在教的方面，概念图作为一种教的工具、技能和策略，帮助教师教学思想的转变，从传统的以教为主的教学思想转变为学生主动建构知识意义的教学思想，教师则是学生主动建构意义的帮助者、促进者，教师不再是教学过程中的主宰者。在学的方面，概念图作为一种学的工具、技能和策略，在促进学生有效掌握知识、学会学习等方面有非常积极的作用[1]，培养学习者由传统的教学内容的被动接受者逐渐转变为学习的主体。

相关研究证明概念图是一种行之有效的教学效果促进工具[2]。使用概念图辅助教学设计，有助于教师理清概念间的讲解关系，根据教学内容的所在结构设计合理的教学计划[3]。概念图还是一种交流的有效方法，可以促进师生进行反思[4]。概念图对教学内容的导航作用体现在：形象性，结构性，增进理解，提高最基础知识的理解能力。

2.应用概念图进行教学内容分析与导航设计的方法与步骤

2.1 应用概念图进行教学内容分析的方法与步骤

将概念图用于教学内容分析，使具体的教学内容可视化，概念之间的逻辑更加紧凑，促进学生主动建构知识的能力以及有意义学习的发生。利用概念图对教学内容分析的具体步骤如下：

1.抽取知识元素――确定教学子目标

在这一步中，将给定教学目标的教学内容分解成各个知识元素。对于知识元素的形式，可以是概念、原理或者是某知识技能的组成部分。

2.确定各个子目标之间的直接关系，做出各子目标的关系矩阵图

根据各个教学子目标的直接关系，画出关系矩阵图，其中的元素包括ID、知识点、相关知识点ID、知识点、Link、ID Link。其中ID代表各个知识元素的序号，知识点代表知识元素，相关知识ID即与前面知识元素有直接关系的知识元素的序号，Link即为此二种知识元素之间的关系，ID Link即为二者是如何联系起来的。

3.根据各子目标的关系矩阵图，求出教学目标的概念图

根据各子目标与其他相邻子目标的之间关系，得出其的间接关系，利用概念图工具，将其绘成概念图。

2.2“概念图导航设计方法”的实施步骤

对于概念图用于导航的途径主要分为两类：一是将概念图放在网页上，直接作为导航工具；二是通过概念图跟踪用户的浏览路径或学习路径。[5]

（1）将概念图放在网络课程中，作为学习者学习的导航工具。目前的网络课程的教学内容主要以浏览为主，以文字、视频、声音、动画等形式出现的信息内容，易使学习者出现迷航现象。将概念图放在网络课程上作为导航工具，能够清晰地展示所学的知识结构。将类似的知识、概念归类，使学习者更清晰的了解所学内容的总体框架，以及注重对各概念在该课程中的总体把握。

（2）在网络课程的学习中，利用概念图跟踪学习者的学习路径。一般操作方法：在Internet上通过Kmap Agent获得用户浏览网页的踪迹，并建立概念图。概念图窗口上方附近的文本框中显示出正在浏览的窗口的名字。如果用户点击弹出菜单按钮，就可以在概念图中创建不同级别节点，这个节点储存了窗口的名字以及文件的URL，用户可通过概念图上的链接打开文件。[6]

3.基于概念图的《摄影技术与艺术》教学内容分析与导航设计

3.1《摄影技术与艺术》总体教学内容分析与导航设计

根据对《摄影技术与艺术》课程的总体把握，既要求学习者对理论方面的掌握，更重于实践，能够将理论知识运用于实际拍摄的过程中。其中，摄影曝光、摄影用光、摄影构图专题摄影章节的部分小节，这些是本门课程的教学重点，也是学习本门课程的难点，不仅需要对其理论方面进行掌握，更要对其技术操作、实践方面有相当程度的了解。而对于其他章节，是关于照相机的基本认识的内容，还是一些需要有拍摄图片处理技术的知识，都可以通过概念图清晰的呈现出来。

在进入网络课程的学习过程中，首先看到一张总的关于该课程的所学章节的概念图，学习者可以从该图中得知本课程的章节的脉络，并且可以根据上次学习的情况、进度，选择本次要学习的内容，方便进行本次课的学习。任意选择某一章节，就可以进入本章的学习。概念图将知识内容清晰的展示出来，更加有条理，脉络清晰，将知识结构形象的呈现在页面上，学习者学习的自由度较大，得到的是清晰、直接的结构信息，可以自由选择学习内容。减少了学习者在浏览课程时的无目的性，使学习者按照教学组织者所设计的最有效的学习路径来进行学习，不致偏离教学目标。

3.2以章节为单位的《摄影技术与艺术》教学内容分析与导航设计

要想拍出一副好的作品，除了对照相机的基本掌握之外，还要掌握摄影过程中所需要的基本操作技能，这是进行摄影曝光的基础和前提。“摄影曝光”一章在本门课的学习中有举足轻重的作用。我们选用本章作为研究对象，利用概念图制作工具制作出一副概念图，选用的工具为Inspiration 8。

首先，抽取知识元素，有曝光、基本曝光模式、选择曝光、其他曝光模式、测光、曝光补偿、多重曝光七个关键知识元素，有这七个关键知识元素引申出众多的各自相关的知识元素，将全部知识元素列出来。譬如，与曝光相关的知识元素有其含义、曝光量、等量曝光、正确曝光、曝光对摄影质量的影响等，再列出员这几种元素各自相关的元素。其次，找出各知识元素之间的各种关系，画出关系矩阵图。此步骤将各个知识元素之间的关系清晰的展示出来。最后，利用概念图制作工具将各知识元素之间的种种关系呈现出来，即为概念图。制作出的概念图如图所示。此概念图将本章的主要内容呈现出来，使教学内容一目了然。例如，要拍摄雪中的人物，并且要体现出雪正在下的动感，这种情况要选择合适的曝光。根据概念图中呈现的内容，选择所需的快门速度以及曝光的恰当模式。因为该景物中，要表现雪花飘落时的动感，需要较慢的快门速度譬如选择比1/15秒慢的速度。选择1/15秒的慢速度，可以在快门速度优先的模式下进行，照相机会自动选择合适的光圈。

当我们在学习摄影相关知识时，可能出现的关键词有摄影构图、摄影曝光、曝光补偿、程序自动曝光模式等。我们在学习这些学习内容时，在Internet上通过Kmap Agent获得用户浏览网页的踪迹，并建立概念图。该历史浏览记录形象、可视化，有利于用户对网络活动的监控，方便对学习进度的了解，并解决了学习者学习迷航问题，为提高网络课程的学习质量提供了保障，达到教学组织者和网络学习系统开发者预期的教学目的。

4.总结语

随着网络课程建设的迅速兴起，在注重网络课程建设的同时，思考如何才能建设使学习者能够进行有效学习的网络课程显得尤为重要。因此，我们需要思考如何才能将教学内容设计成更符合学习者学习的网络课程，如何帮助教学者进行有效教学。

概念图不只是在网络课程中能够得到应用，在我们传统的课堂学习知识中也可以使用概念图促进学习。在一些高中的辅导书籍中，已经存在利用概念图将一些基本内容进行详细的展示，学生只要在每章每节的开头部分浏览一下概念图，就可大致了解本章本节所要掌握的内容信息，抓重点比较快捷迅速，对学生掌握知识内容起到积极促进作用。

利用概念图对教学内容进行分析，如何才能将概念图的形象、结构化等特征应用于教学中，如何提高网络课程的质量以满足现代各学科的教学，这些都需要大家继续探讨、研究。

参考文献

[1] 网页[EB/OL].http：///Article/view/40450

[2] 张红波.概念图应用于课堂教学的实践研究[J].中国电化教育，2010

[3] 秦爱梅，赵冬生.概念图在高职计算机基础教育中运用的可行性分析[J].中国现代教育装备，2007

网络通信基本概念篇13

概念控制及其实现基础

    .　概念控制的目的

    概念并不是孤立存在的，一个概念总是与其他概念之间存在着各种各样的关系，如上下位关系、同义关系、反义关系等。关键词也会出现一词多义、一义多词以及同一事物多种表述的情形。根据概念之间的相互联系，在词的概念含义层次上建立联系，为检索用户提供相关的结果分析是概念控制的一个应用前景。例如，“体育”这一概念根据上下立类的关系可以细分为足球、排球、奥运会、亚运会等，单纯的字面匹配会漏检甚至误检很多与之相关的信息。通过概念控制就可以将一个上位类的概念扩展为多个子概念。体育新闻的检索就可以扩展为：体育新闻、球类（足球、篮球、排球）、田径运动、体育赛事（奥运会、亚运会、世界杯）等概念，同时对那些具有下位概念的词汇可以再次扩展，这样就大大地提高了检索效果。“计算机”和“电脑”是同一事物的不同表述，机械匹配的话就只能检索到有关“计算机”或“电脑”的信息，采用概念控制的相关方法可以将这些相同概念的词汇统一到检索匹配中，这样就扩大了检索面，提高了检全率。在自然语言检索系统中进行慨念控制，就是把信息检索从目前的基于关键词层面提高到基于知识（概念）层面，能够从概念意义层次上来认识和处理检索用户的请求，从而提高检全率和检准率。

    .　概念控制的主要方法

    目前虽然没有一个检索系统可以完全实现理想状态下的高层次的语义检索，但有些自然语言检索系统已经采用概念控制查询。主要的方法是利用知识体系建立概念间的关系进行查询扩展，深度匹配，优化检索效果。

    概念控制的内容包括：提问句概念语义块的抽取，从提问句中切分出概念词或词组等语义单位；基于知识体系对抽取出的语义单元进行概念扩展；概念的组配，将选择出的各检索单位基于知识体系的组织信息转换成体现概念关系的逻辑表达式。

    概念抽取不等同于分词处理，其中包括普通概念的识别和人名、地名、事件名等专有名词的识别，并进行概念提取。对于普通的概念字串采用逆向最长匹配算法（或正向最长匹配算法），并综合切割标记等分词手段切分就可以进行概念抽取。对于词典中未收录的概念词，可以采取基于句模、句子结构分析、词和词组构成规则、句内结构性标志字、标点符号等来进行切分。除切割标志外，已知的词也可作切割标记使用。

    自然语言检索系统的本质是查询满足特定主题概念的文本，因此被检索的内容不是和提问句的字面匹配。对提问进行分析后抽取出的主要是概念或概念的组合，需要进行概念匹配，这就需要对检索句中的词进行概念扩展，即考虑提问句中词的同近义词、上下位词和关联词。可以通过知识体系保存同近义关系、上下位关系和其他关联关系，当处理用户检索需求时，通过查询知识体系可对提问句中的词按概念进行扩展。如“我国今天的体育新闻”，可以通过知识体系对“体育”进行扩展，查询包括“篮球”、“赛车”、“奥运会”、“世界杯”等方面的内容，“今天”一词指检索者进行检索时的日期，因此需通过规则将“今天”映射为检索时的时间，将“我国”扩展为“我国”V“中国”V“中华人民共和国”（知识体系中可能只存在“中国”和“中华人民共和国”之间的同义关系，没有“我国”这一词条）。

    概念组配，按其内在逻辑关系，可分为限定组配和相交组配。限定组配将一个概念的内涵增加到另一个概念的内涵中，从而加深概念的内涵，缩小或限定了概念的外延。相交组配将具有共同的属概念、概念之间具有相交关系、外延部分重合的概念组合成一个新概念。在构成查询表达式时，基于知识体系的扩展词和原词间为“逻辑加”的关系。如“美丽”扩展为“美丽”V“漂亮”V……V“标志”。提问句中语义块间的关系通常为逻辑乘的关系。语义块间的概念组配通常存在如下逻辑关系：()主谓结构，描述的是一种陈述与被陈述的关系。()偏正结构，描述的是一种修饰与被修饰的关系。()动宾结构，描述的是一种作用和被作用的关系。()并列结构，描述的是一种成分间的并列关系。主谓结构、偏正结构和动宾结构间为“逻辑乘”关系，并列结构为“逻辑加”关系。但通过对检索提问句进行分析后发现，部分并列结构在用户的检索概念中为“逻辑乘”关系，于是采用通过句模分析和指示标志来确定语义块间的“逻辑乘”或“逻辑加”关系。提问句语义块之间的“逻辑加”关系通常存在显式指示标志，如“或”等。分析传统的主、谓、宾、定、状、补六大成分与句型的关系，可以辅助获取语义块的逻辑关系。检索提问句的语义概念和提问句的结构紧密相关。需要分析谓语的性质、句子的结构，如“把”字、“被”字句等。

    概念控制的项关键技术中，概念扩展和概念组配都离不开知识体系的支持，知识体系的好坏直接关系到检索效果的优劣。

    .　概念控制系统

    国内外已有一些检索系统在不同程度上实现了概念控制，代表系统有首信搜索引擎、孙悟空、UMLS等。下面以UMLS为例进行介绍。

   

   

UMLS(Unified Medical Language System，美国统一医学语言系统），是美国国立医学图书馆(NLM)于年开始研制的一项长期开发研究计划，旨在克服计算机生物医学信息检索中的两个显著障碍（相同的概念具有不同的表达方式；有用的信息分散在不同的数据库系统中），使用户很容易地跨越了在病案系统、文献摘要数据库、全文数据库以及专家系统之间的屏障。UMILS包括个部分：专家词典、超级叙词表、语义网络、情报源图谱。专家词典是一个包含众多生物医学词汇的英语词典，可以确定英语词汇的范围以及识别生物医学术语和文本词的词形变异，也为超级叙词表提供了确定范围的医学术语和词汇。超级叙词表是生物医学概念、术语、词汇及其涵义等级范畴的广泛集成。语义网络是为建立概念、术语间错综复杂的关系而没计的，它为超级叙词表中所有慨念提供了语义类型、语义关系和语义结构。情报源图谱是一个关于生物医学机读情报资源的数据库，其目的是利用超级叙词表和语义网络实现以下功能：确定情报源与特定提问的相关性，以便选取最合适的情报源；为用户提供特定情报源的范围、功能和检索条件等人工可读的信息；自动链接相关情报源；在一个或多个情报源中自动检索并自动组织检索的结果。

支持概念控制的知识体系

    实现概念控制离不开知识系统的支持，没有合理的知识系统，就无法实现概念扩展和概念组配，也就无法达到概念控制的目的。进行概念控制的核心是构建合适的知识体系。

 .　知识体系及其形式

    目前，有关知识体系的研究主要集中在对Ontology的探讨中。国内关于Ontology的中文译法也不统一，有“知识体系”、“本体”、“概念集”、“概念体系”、“本体论”等多种提法。Ontology是一个源于哲学的概念，原意指关于存在及其本质和规律的学说，后来被人工智能研究领域引入，特指对共享概念模型的明确的形式化规范说明。Ontology能够将词汇有关概念关系显式地表示出来，从而将术语的语义和概念关系显式化表示出来，因而在语义查询、概念控制方面发挥着重要作用。

    Ontology中的概念表示一般采用框架结构，使用槽来表示概念的属性以及概念之间的关系。借助概念之间的关系，Ontology在整体上形成了一个语义网。概念之间有种基本关系：part-of表达概念部分与整体的关系；kind-of表达概念间的继承关系，类似面向对象中的父类和子类之间的关系；instance-of表达概念间实例和概念之间的关系，类似面向对象中的对象和类之间的关系；attribute-of表达某个概念是另一个概念的属性，例如概念“价格”可以作为概念“桌子”的一个属性。在实际应用中，概念之间的关系将不会局限于上述种关系，可以根据特定领域的具体情况定义相应的关系。

    .　语义网络

    概念与概念之间有着横向或纵向的联系，形成了语义网。语义网络(Semantic Network)是美国语言学家奎廉(R.Quilian)于年提出的。年美国人工智能专家西蒙斯(R.F.Simmons)和斯乐康(J.Slocum)将语义网络用于自然语言理解系统中。语义网络是当今网络的扩展，这可扩展的网络给出了信息明确的定义，同时优化了人与汁算机的合作。

    如何构建语义网络更好地将信息定义明确化目前仍没有统一的准则，这涉及到语言学、认知心理学等学科方面的知识。但是构建语义网络的统一原则都是将概念之间的横向或纵向联系显式化，组织成一个有机的结构形式。

    Wordnet是由普林斯顿大学认知科学实验室开发的在线词汇参照系统。它将所有英语词汇分成类：名词、动词、形容词、副词和功能词。名词按照种关系被加以组织：部分关系、上下位关系以及物质与材料。同时有反义的名词被标注了反义关系，这样形成了一个互相高度连通的名词网络。动词的多义性比名词更高，在Wordnet中动词被组织成各种推演（蕴涵）关系，而组织动词的不同关系可以被总结成一个覆盖它们的基础词汇的推演，包括四种。

    .　概念词表

    知识体系中除了概念间相互关系形成语义网络，对于每个单独的概念还必须有概念词表。没有概念词表的语义网络只是一个单纯的概念关系网而不是与词汇相结合的知识体系。Hownet中的词表就是一个概念词表。Hownet是一个以汉语和英语的词语所代表的概念为描述对象，知网是一个利用一种知识词典描述语言来描述概念与概念之间的关系以及概念的属性与属性之间的关系的知识系统。Hownet包括词表和义原体系表。词表中记录了每一个词语的概念及其描述，每一个概念用一个记录来表示，如下所示：

    其中NO.为概念编号，W_C,G_C,E_C分别是汉语的词语、词性和例子，W_E,G_E,E_E分别是英语的词语、词性和例子，DEF是知网对于该概念的定义，是知网的核心。每个DEF被称为一个语义表达式，采用知识描述语言，将与词汇有关概念关系采用显示的表示出来。如从概念编号为的DEF可知“打”的概念之一是“锻炼”，属于体育范畴。

    .　构建知识体系的问题