模型和符号

2009-03-05 20:44阅读：

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浙教版《科学》第四册第一章“粒子的模型和符号”重点讲述物质的微观结构。跟传统教材不同的是，教材是用符号和模型的方法来引导学生打开微观物质世界大门的。通过第一年的教学实践，我认为这里有许多问题值得探究与思考。
在教材中符号和模型都是作为认识物质世界时的一种科学方法介绍给学生的。如何区分符号和模型？在教学过程中，这个问题总是会首当其冲被提出来。
符号是符号学中的核心概念。符号作为一门学科被首次提出，学说界一般认为是瑞士语言学家F·索绪尔（1857－1913）。现今世界上最为通行的一般符号学理论体系共有四家：美国皮尔斯理论系统，瑞士索绪尔理论系统，法国格雷马斯理论系统和意大利艾柯一般符号学。符号学的源头可以追溯为现代结构语言学、逻辑学、文化人类学、现象学等，但殊途同归，现代

符号学的研究已经渗透到自然科学、社会科学和人文科学的各个范畴。
在符号学中符号是社会信息的物质载体。它有三个必备的特征：物质性、指代性和社会性。这就是说符号作为载体，本身是物质的，但它必须传递一种本质上不同于载体本身的信息，即有所指代；而且这种指代关系是社会习惯所约定的、而不是个人赋予的特殊意义。
模型，英文中叫model，源出于拉丁文的“modulus”，即尺度、样本的意思。中国古代也有模型一词，指的是铸造器物的模子，“以木曰模，以金曰熔，以土曰型，以竹曰范”，以后引申为规范、样式。
模型，归属为模型方法。这种方法应当是起源于人们对物质世界的认知过程。相当长的一段时间里，模型方法是被认为跟逻辑推理思维方法格格不入的，只能对客观事物进行表面的形式上的说明。现代模型方法则经历了从物质模型到思想模型的飞跃，模型的思维上的认知功能已经广泛地被接受。
模型就是原型的样本，是对现实系统的描述和模仿。它与原型间满足下列三个条件：相似性条件、代表性条件和外推条件。也就是说，模型与原型相似关系的形式已被清晰的表达和精确的规定；在科学研究的过程中模型可以代替原型；对模型的研究可以得到原型的信息。
如果我们将符号和模型用下列简单的图形来表示，就会发现它们容易被混淆的原因。

符号——→信息模型——→原型
（指代）（代表）

那么它们的区别在哪里呢？仔细分析它们的特性不难发现，它们的区别在于：符号传递的必须是不同于符号本身的信息，而且这种符号跟信息的指代关系是社会习惯所约定的、而不是个人赋予的特殊意义，因此符号是作为信息的载体出现的。例如在物理学上，公式v= s / t中，t作为符号被用来指代时间，这种指代关系至少在物理学中是被约定的，它传递的信息不是作为英语的一个字母。模型则是对现实系统的描述和模仿，在科学研究的过程中模型可以代替原型；对模型的研究可以得到原型的信息。这种替代可以是对原型的简化、纯化，突出原型的主要矛盾，忽略对研究影响不大或无关的次要矛盾如地球仪作为模型，它被用来代表地球，在地球仪上我们可以获得地球本身的部分信息。只要我们能抓住它们在特性上的这些差异，符号和模型是可以被区分的。不过我个人认为从广义上讲，模型也可以被看作符号。
最后需要指出的是虽然现行学生作业本和课外辅导材料上出现许多关于区分符号和模型的练习题，但我认为“如何区分符号和模型”不应该成为这章的教学目标。

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