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Netlogo是一种基于现代教育教学思想的新型教学软件，其特点在于运用多种表征方式，并且强调各表征之间的联系，使学生可以利用特定的可视模型系统学习特定的概念，并在理解的基础上进行记忆，最终达到灵活运用、解决问题的目的。本文以化学教学为例介绍该软件的使用方法。
一、Netlogo简介
Netlogo软件是由Uri Wilensky于1999年首次提出的，此后由美国Northwestern University的“关联学习中心”不断对其进行完善和发展，使用Java语言编写，提供了一个针对多领域的系统建模的仿真平台。Netlogo先后推出的版本已达十几个，最新版本是2007年12月推出的4.0.2版。
（一）Netlogo界面
1．交互界面（Interface Window）
（1）组成：插入相关变量控件的按钮；人机交互的“black box”可视屏幕，其主要功能是根据用户设置的相关变量数值显示相应的结果（如在温度、压强等因素变化的情况下，微观粒子的运动情况等）。
（2）功能：提供给教师和学生一个可以自己设计并构建针对特定知识点的计算机模型界面，帮助设计者掌握各变量对某特性的影响。
2．信息界面（Information Window）
（1）功能：阐述模型相应的知识点及使用方法。
（2）组成（一般包括）：What is it：简单阐述与模型相关的知识点；How to use it：介绍模型的使用方法；Things to notice 、Things to try：设计者提出一些由浅入深的问题，使用者通过对模型的操作，并且观察模拟现象，思考解答，从而加深对概念的理解；Extending the model：引导使用者在掌握模型的基础上对模型进行衍生修改或者自行设计新的模型；Credits and references：提供模型制作的参考书籍、网站以及鸣谢。
3．程序界面（Procedures Window）
该界面用于显示设计者编写的Java语言。Netlogo专门设置了这个界面让设计语言可视化，这是为了方便用户修改和学习设计语言。
（二）Netlogo的使用方法
1．初学者应首先阅读信息界面中的各个主题，从而了解模型设计的原理和使用方法。使用者建立或者进入某模型后，可以修改交互界面中的变量数值，观察数值变化对模型模拟结果的影响，从而建立各变量和某特定概念之间的关系。
2．对于有一定基础的学生，可以先对模型的模拟结果进行预测，再通过观察模拟结果对自己的预测进行判断、修正，还可以进一步对模型添加、删除变量，再进行预测、验证。这种学习模式鼓励学生利用发散思维对概念进行理解和思考，并且最终获得解决问题的能力。
3．Netlogo鼓励使用者修改设计代码，并且在修改后观察模型中粒子的运动受到了怎样的影响，从而在学习设计语言的同时对概念有深刻的认识。
4．通过操作交互界面和程序界面观察模拟结果之后，使用者可以根据“Things to notice”中的问题，边模拟边观察模拟结果，试着解答问题。接下来，使用者可以尝试解答“Things to try”中的问题，这些问题的难度较“Things to notice”中的问题有所加深，使用者通常不能从模型中直接模拟出答案，可能要求学习者引入新的变量，或者与其他知识相联系来解决。当完成以上活动后，可以根据“Extending the model”中的要求修改模型，从而做出有关特定概念的新模型。
二、Netlogo的特点
以Chemlogo为例，Netlogo提供的学习环境是一个可视的粒子世界，学生可以利用特定的可视模型系统学习特定的概念。Netlogo的另外一个特色在于其提供了一个储量丰富的模型库（可通过主菜单“File”进入模型库Model Library）。模型库中主要包括设计完成的、针对某些特定化学概念的学科示例模型、课堂模型和一些代码示例。课堂模型中包括许多可以相互结合运用于课堂教学的模型实例。代码示例中则包括一些模型代码片段，主要是用于简单地介绍Netlogo的特性和其编写代码过程的一些技巧。
三、Netlogo在化学中的应用实例介绍
进入Netlogo界面（如下图），在Model Library中打开“buffer”（缓冲溶液）模型。使用者首先需要通过阅读信息界面中的相关内容对该模型所介绍的化学概念以及操作方法有所了解。
1.信息及设置区
该区域中包括的控件及其主要作用是：starting-acid、starting-conj-base（分别用于设置初始的酸及其共轭碱的粒子数目）、add-acid、added-acid、add-base、added-base（使用者通过控制add-acid和added-acid来设置加入酸的分子数目，从而观察加入酸后对缓冲溶液PH值的影响；通过控制add-base、added-base观察加入碱对缓冲溶液PH值的影响），同时使用者可以通过调节开关控件see-starting-water选择是否观察模拟开始时水分子的情况。位于信息及设置区最上方的两个控件的作用是设置控件变量数值(setup)和微观粒子反应区开始运行粒子模拟反应(go)。
2.微观粒子反应区
在信息及设置区中完成各变量数值的设定之后，按下控件“GO”，该模型开始模拟。在微观粒子反应区中，使用者可以看到，反应时溶液中各粒子的高速运动以及反应粒子相互碰撞生成新产物的整个过程。
Netlogo还提供了3D 视图的功能控件，即把微观粒子反应区中的模拟结果用3D的效果展现出来，同时使用者还可以控制该3D界面中粒子运动的速度，方便使用者观察和理解。
3.即时反应曲线区
在模型模拟的同时，该区域将相应显示对应的PH变化曲线和分子数变化曲线。曲线趋势会随着溶液中模型粒子的碰撞反应发生相应的改变，并用不同颜色的曲线表示。
Netlogo一个突出的功能就是提供了进行探究学习和问题解决的环境。在熟练掌握该模型之后，使用者可以回到信息界面。“Things to notice”针对模拟的结果提出了三个注意点，引导他们研究改变模型变量对最终模拟结果产生的影响。接下来使用者可以尝试回答“Things to try”中的问题，这些问题往往有一定的难度。例如：“为什么当加入大量的强酸或者强碱时，溶液的pH值会超出缓冲范围”等。在此基础上使用者还可以进行拓展学习，进入信息界面中的“Extending the model”，软件给使用者提供了一些模型设计的提示和建议，鼓励使用者充分发挥想象力和创造力，探索出更完善的关于缓冲溶液的创新模型，由此提高使用者在学习中的发散思维。最后，软件还提供了“Related models”、“Credits and references”作为信息支持，其中包括与该模型主题知识相关的网站和书籍，利于使用者充分借助信息技术手段拓展视野。
使用Netlogo学习化学是一种基于问题解决的教学活动，在这种活动中学生可以在自由的情境中探究假设，并可以得到及时的反馈，从而在人机交互中充分体现和享受探究的乐趣。该软件已经在国外广泛使用，并获得良好效果。已有研究表明，通过该软件的使用，学生以往依靠死记的事实概念，可以得到有意义的理解，依靠机械训练获得的知识可以转化成有效的逻辑推理。
参考文献
[1]陈凯，刘凯.化学教育特色网站简介[J].福建教育学院学报.2005.12：76-77.
[2]任红艳，李广洲.一个基于多重表征的教与学的软件——Netlogo[J].中学化学教学参考.2005.1-2：71-73.
[3]黄玮．信息技术在素质教育中的地位 [J]．中小学信息技术教育，2005.（11）：41-43.
[4]陈凯，周志华．互联网上的化学教育外文资源[J]．化学教学，2004（6）：39-41.
[5]鲜华，陈凯，柳闽生．高中化学新教材中的信息技术教育[J]．中小学教学研究，2007（12）：13-14.
一、Netlogo简介
Netlogo软件是由Uri Wilensky于1999年首次提出的，此后由美国Northwestern University的“关联学习中心”不断对其进行完善和发展，使用Java语言编写，提供了一个针对多领域的系统建模的仿真平台。Netlogo先后推出的版本已达十几个，最新版本是2007年12月推出的4.0.2版。
（一）Netlogo界面
1．交互界面（Interface Window）
（1）组成：插入相关变量控件的按钮；人机交互的“black box”可视屏幕，其主要功能是根据用户设置的相关变量数值显示相应的结果（如在温度、压强等因素变化的情况下，微观粒子的运动情况等）。
（2）功能：提供给教师和学生一个可以自己设计并构建针对特定知识点的计算机模型界面，帮助设计者掌握各变量对某特性的影响。
2．信息界面（Information Window）
（1）功能：阐述模型相应的知识点及使用方法。
（2）组成（一般包括）：What is it：简单阐述与模型相关的知识点；How to use it：介绍模型的使用方法；Things to notice 、Things to try：设计者提出一些由浅入深的问题，使用者通过对模型的操作，并且观察模拟现象，思考解答，从而加深对概念的理解；Extending the model：引导使用者在掌握模型的基础上对模型进行衍生修改或者自行设计新的模型；Credits and references：提供模型制作的参考书籍、网站以及鸣谢。
3．程序界面（Procedures Window）
该界面用于显示设计者编写的Java语言。Netlogo专门设置了这个界面让设计语言可视化，这是为了方便用户修改和学习设计语言。
（二）Netlogo的使用方法
1．初学者应首先阅读信息界面中的各个主题，从而了解模型设计的原理和使用方法。使用者建立或者进入某模型后，可以修改交互界面中的变量数值，观察数值变化对模型模拟结果的影响，从而建立各变量和某特定概念之间的关系。
2．对于有一定基础的学生，可以先对模型的模拟结果进行预测，再通过观察模拟结果对自己的预测进行判断、修正，还可以进一步对模型添加、删除变量，再进行预测、验证。这种学习模式鼓励学生利用发散思维对概念进行理解和思考，并且最终获得解决问题的能力。
3．Netlogo鼓励使用者修改设计代码，并且在修改后观察模型中粒子的运动受到了怎样的影响，从而在学习设计语言的同时对概念有深刻的认识。
4．通过操作交互界面和程序界面观察模拟结果之后，使用者可以根据“Things to notice”中的问题，边模拟边观察模拟结果，试着解答问题。接下来，使用者可以尝试解答“Things to try”中的问题，这些问题的难度较“Things to notice”中的问题有所加深，使用者通常不能从模型中直接模拟出答案，可能要求学习者引入新的变量，或者与其他知识相联系来解决。当完成以上活动后，可以根据“Extending the model”中的要求修改模型，从而做出有关特定概念的新模型。
二、Netlogo的特点
以Chemlogo为例，Netlogo提供的学习环境是一个可视的粒子世界，学生可以利用特定的可视模型系统学习特定的概念。Netlogo的另外一个特色在于其提供了一个储量丰富的模型库（可通过主菜单“File”进入模型库Model Library）。模型库中主要包括设计完成的、针对某些特定化学概念的学科示例模型、课堂模型和一些代码示例。课堂模型中包括许多可以相互结合运用于课堂教学的模型实例。代码示例中则包括一些模型代码片段，主要是用于简单地介绍Netlogo的特性和其编写代码过程的一些技巧。
三、Netlogo在化学中的应用实例介绍
进入Netlogo界面（如下图），在Model Library中打开“buffer”（缓冲溶液）模型。使用者首先需要通过阅读信息界面中的相关内容对该模型所介绍的化学概念以及操作方法有所了解。
1.信息及设置区
该区域中包括的控件及其主要作用是：starting-acid、starting-conj-base（分别用于设置初始的酸及其共轭碱的粒子数目）、add-acid、added-acid、add-base、added-base（使用者通过控制add-acid和added-acid来设置加入酸的分子数目，从而观察加入酸后对缓冲溶液PH值的影响；通过控制add-base、added-base观察加入碱对缓冲溶液PH值的影响），同时使用者可以通过调节开关控件see-starting-water选择是否观察模拟开始时水分子的情况。位于信息及设置区最上方的两个控件的作用是设置控件变量数值(setup)和微观粒子反应区开始运行粒子模拟反应(go)。
2.微观粒子反应区
在信息及设置区中完成各变量数值的设定之后，按下控件“GO”，该模型开始模拟。在微观粒子反应区中，使用者可以看到，反应时溶液中各粒子的高速运动以及反应粒子相互碰撞生成新产物的整个过程。
Netlogo还提供了3D 视图的功能控件，即把微观粒子反应区中的模拟结果用3D的效果展现出来，同时使用者还可以控制该3D界面中粒子运动的速度，方便使用者观察和理解。
3.即时反应曲线区
在模型模拟的同时，该区域将相应显示对应的PH变化曲线和分子数变化曲线。曲线趋势会随着溶液中模型粒子的碰撞反应发生相应的改变，并用不同颜色的曲线表示。
Netlogo一个突出的功能就是提供了进行探究学习和问题解决的环境。在熟练掌握该模型之后，使用者可以回到信息界面。“Things to notice”针对模拟的结果提出了三个注意点，引导他们研究改变模型变量对最终模拟结果产生的影响。接下来使用者可以尝试回答“Things to try”中的问题，这些问题往往有一定的难度。例如：“为什么当加入大量的强酸或者强碱时，溶液的pH值会超出缓冲范围”等。在此基础上使用者还可以进行拓展学习，进入信息界面中的“Extending the model”，软件给使用者提供了一些模型设计的提示和建议，鼓励使用者充分发挥想象力和创造力，探索出更完善的关于缓冲溶液的创新模型，由此提高使用者在学习中的发散思维。最后，软件还提供了“Related models”、“Credits and references”作为信息支持，其中包括与该模型主题知识相关的网站和书籍，利于使用者充分借助信息技术手段拓展视野。
使用Netlogo学习化学是一种基于问题解决的教学活动，在这种活动中学生可以在自由的情境中探究假设，并可以得到及时的反馈，从而在人机交互中充分体现和享受探究的乐趣。该软件已经在国外广泛使用，并获得良好效果。已有研究表明，通过该软件的使用，学生以往依靠死记的事实概念，可以得到有意义的理解，依靠机械训练获得的知识可以转化成有效的逻辑推理。
参考文献
[1]陈凯，刘凯.化学教育特色网站简介[J].福建教育学院学报.2005.12：76-77.
[2]任红艳，李广洲.一个基于多重表征的教与学的软件——Netlogo[J].中学化学教学参考.2005.1-2：71-73.
[3]黄玮．信息技术在素质教育中的地位 [J]．中小学信息技术教育，2005.（11）：41-43.
[4]陈凯，周志华．互联网上的化学教育外文资源[J]．化学教学，2004（6）：39-41.
[5]鲜华，陈凯，柳闽生．高中化学新教材中的信息技术教育[J]．中小学教学研究，2007（12）：13-14.