可视化教学设计研究——以中学化学学科为例

吴晓红　黄金莎

(宁夏大学化学化工学院，宁夏 银川 750021)



学科教学

可视化教学设计研究
——以中学化学学科为例

吴晓红黄金莎

(宁夏大学化学化工学院，宁夏 银川 750021)

[摘要]随着信息化教育的迅猛发展、数字化技术的涌现，教师的教学设计方式发生了巨大的变革。教学设计由文字描述转变为借助可视化工具以图示的形式呈现。进行可视化教学设计需要转变设计理念(由文字叙述向图示设计转变；由线性表述向多维度呈现转变；由思维的局限性向设计的创造性转变)，将理性与创造性、科学性与艺术性融合起来，形成理性与创造性融合为一体的教学设计观。最终可视化教学设计实现教学设计过程具体化，教学设计内容图示化，教学设计思路可视化，教学设计成果共享化。 新课程改革的理念已经被广大的一线教师所接受，但是在实践中由于受到传统知识本位的影响，常常出现教学理论和教学实践脱节的现象。五步教学法是一种基于教学实践的教学方法，它对教学过程提出了具体细致的要求。本文以生物教学为例，探究五步教学法的理论内涵和基本实施过程(导入新课、展示目标、探究新知、实践巩固、归纳提升)。 科学概念是对科学事实的总结和概括，也包括对科学现象的看法、观点、观念。核心概念居于科学知识的中心位置，起着统率、主导科学概念的作用，有助于具体概念理解，反映学科内容，蕴含着学科思想和方法。教师应探索促进核心概念建构的科学教学策略，提炼和甄别核心概念，做好课堂教学的顶层设计；多角度解析核心概念，把握核心概念的内涵；联结一般概念和具体概念，建构核心概念的逻辑性支撑；丰富概念具体事例，寻找核心概念的事实性支持；加强核心概念的思维训练，加深核心概念的理解。 通过对来自内蒙古H市的10所幼儿园的10名教师进行访谈，获知了当下该地区幼儿园科学领域教学实践中的一些重要信息。幼儿园科学领域被称为“冷领域”，变成幼儿园教育中的一块短板，其原因主要在于教师难以驾驭幼儿的探究行为，幼儿园科学领域的教学内容易小学化，部分幼儿教师缺乏科学素养。对此，应以《3~6岁儿童学习与发展指南》引领幼儿科学领域的方向，用赛课缩短幼儿教师专业成长的周期，用培训提升幼儿教师的科学素养。

[关键词]可视化教学设计；设计理念；设计主线；设计原则 五步教学；模式结构；合作研究；生物 科学教学；概念；核心概念；建构；概念图 幼儿园科学；冷领域；《3~6岁儿童学习与发展指南》；教育策略

可视化教学设计是指利用各类可视语言将复杂的教学设计过程和思想以更加直观的方式在计算机屏幕或纸本上直接表征出来。[1]E-learning 的时代影响着学生的学习，也影响着教师的教学设计方式，更促进了可视化教学设计的发展。可视化教学设计已不再单纯地借助纸笔来呈现，而是更多地借助技术，例如思维导图和概念图等工具呈现教学设计的全貌，直观地呈现教学活动的全过程。

一、教学设计理念向“可视化”转变

可视化教学设计作为一种全新的设计理念，需要设计者转变原有的对教学设计方式的认识，打破传统教学设计基于纸笔的设计方法，勇于接受技术带来的便捷和效率。在将教学设计进行可视化设计的过程中，需要从转变设计理念开始。

1.由文字叙述向图示设计转变

由文字叙述向图示设计是教学设计方法最大的突破。传统的教学设计运用文字表达的形式传递整个设计思路，而往往过多的文字表述容易给人以枯燥乏味的感觉[2]，久而久之，教师会逐渐失去教学设计的热情和耐心，教学设计仅仅是为了完成任务，而并没有将其作为一项重要的工作对待。同时，用文字表述完成的教学设计不适合在教师之间进行交流，不利于教学信息的共享和传播，也不能充分体现出教师的创造能力和创新能力。由于过多地使用文字表述，不利于教师把握教学内容之间的逻辑关系和组织结构，从而导致教师无法全面把握教学设计的内容。教师在可视化教学设计中，利用思维导图、概念图等可视化工具取代了语言文字，将头脑中的教学内容、教学过程、教学活动等以可视“图”的形式展现出来，具体而又直观。不仅能够提升教师的教学设计能力，而且促进教学设计的思维发展，同时还赋予教师更多的自主权和发挥个人特点的机会，锻炼教师发散性思维以及提炼有效教学信息的逻辑能力。

2.由线性表述向多维度呈现转变

文字叙述的最大弊端就是自始至终思路的呈现都是线性的，从一而终，缺乏并行性。早在20世纪60年代中期，在系统科学方法论的指引下，已经将教学设计放在系统科学的研究定位上，并得到迅速深入的发展和深化。[3]吴俊明[4]认为化学教学设计是一个系统设计的过程，并不是单一维度的线性结构，而是具有多重维度的结构。他将时间阶段维和逻辑步骤维复合成逻辑阶段维，把领域维和基础维复合成基础领域维，以三维的形式呈现教学设计的过程和方法。可视化教学设计正是基于这种多重维度的模式，直观化、形象化地表现出来。以图示的形式将教学设计科学系统化地表现出来，体现出教学设计中一些要素的并行关系和相互作用。根据脑科学的理论，以多维度进行教学设计顺应人类的思维过程，更能体现出人类的思维特点。在可视化工具的支持下，教师融合自身对教学的理解，运用形式多样的图示表达对教学理念、教学思想的理解，充分体现教学设计中所蕴含的系统论，以及系统整体与各要素之间的相互关系。

3.由思维的局限性向设计的创造性转变

教学设计是一个解决问题的过程，而画图是一种非常有效的思维表达形式，画图的过程是教师进行创造性思维的过程，是思路流畅表达的过程。运用“画图”这种可视化的形式设计教学方案时，能够分清楚主次，能够更清晰地认识教学系统中各要素的关联，从而全面认识整个课堂，促进教学设计的完整性和可操作性。教学设计的可视化理念，为教学设计方法带来了新的曙光，在一定程度上开放教师的视野和思路，解放了教学设计方法传统的观念和态度。图示为教师搭建了一个非常广阔的设计平台，在这个平台上可以肆无忌惮地发挥其设计的才能，任意凸显其创造的能力，运用形式多样的图示充分展现出教学设计的各个方面。可视化教学设计也使得教师敢于大胆地表现自己，手脚并用全身心投入设计，积极地发挥主动性和创造性。可视化教学设计的价值在于真正体现出教师是设计者的角色，赋予图形以创造性知识，并且充分展示课堂教学的生命活力。

二、可视化教学设计的设计主线

教学设计是一个动态发展的过程，其本质特点是探索性和创造性[5]，可视化教学设计的呈现就是要体现出教学对象或者教学内容在教学发展的过程中随时发生的变化。对于这样复杂的过程，教师需要抓住教学中的关键性要素，运用图示描述各个要素之间的关系。

1.以课堂教学时间序列发展和教学主成分分析为主线

可视化的教学设计必须牢牢按照时间的序列发展为主线来呈现。教学设计越来越注重各种因素整合下的学习环境的建构，而这种建构过程也必须建立在课堂可以承载的时间范围内，无论是知识发展的顺序还是学生教学目标的达成，都是伴随着课堂的时间发展在进行，从而达成最终教学目标。有效的教学强调的是高效，有效的教学设计也应注重在有效的时间内使学生获得知识。可视化教学设计强调时间的重要性，时间的准确安排对教学设计方案的有效性起着举足轻重的作用，依据时间来呈现可视化的教学设计，不仅有助于帮助教师及时地把控课堂教学，也有助于教师在教学过程中做到心中有数，教学设计也更能体现出对课堂教学的指导性和指引性。

例如，以“铁的重要化合物”教学设计为例，教师以课堂教学时间为主线，分析教学活动的主要成分，规划每个时间段里的具体教学环节，同时在某些具体的环节中表示出学生需要达成的教学目标。通过有计划、有步骤的规划设计，提升教师控制课堂教学时间的能力(如图1所示)。

2.以教学活动间的层次和逻辑顺序为主线

可视化教学设计过程重在教学活动的依次呈现，表达活动间的层次和逻辑关系。可视化教学设计过程的形式化描述，降低教学过程设计的难度；教学过程设计环节可直接将实际的教学过程元素有机集成，从而将教学活动的规划环节和最终的实施紧密结合起来，有效提高教学过程设计的效率。根据活动理论，教学设计过程中，最佳的分析单元是活动，教学设计者的核心任务就是分析活动系统的要素及各要素之间的动态关系。为此可尝试从学习活动及其流程的可视化表征入手，寻找解决方案。[6]既然教学过程本身属于教学系统的一种运动形式，是由一系列的活动组成的，这些活动一般有着比较明确的逻辑先后顺序。因此，教学过程的可视化应该具备描述教学活动时间先后顺序及其相互层次逻辑关系的双重功能。

例如，在“铁的重要化合物”教学设计中，以探究问题为主线，探究活动和学生的认知发展为副线，描述本节课探究的问题所对应的具体探究活动，以及从问题的提出到问题的解决过程中，学生的认知所发生的变化，促使教师清楚地把握教学活动的有效开展，以及学生在学习过程中心理和认知的发展，提升教师调控教学的能力(如图2所示)。

图1　以教学时间序列发展为主线的可视化教学设计

图2　以教学活动间的层次和逻辑顺序为主线的可视化教学设计

3.以关键性活动和教学用具直接绑定为主线

可视化教学设计中教学活动需要教师深入、具体地描述，在教学活动实施的过程中，伴随着教师的方式方法和教学媒体等的应用。将具体活动和特定活动下使用的工具进行绑定，有利于教师正确把握实施环节过程中的具体操作。活动作为主线贯穿于教学的始终，工具作为辅助与其一一对应，提升教学实施过程中的效果和效率。同时，活动与工具的相互绑定，也是在一定程度上关注教学方法的有效实施，注重教学过程中多种形式的信息流通以及工具对学习者的积极刺激。因此，教学设计的可视化将教学活动与具体工具相对应进行描述，具有其实践价值(如图3所示)。

图3　以关键性活动和教学用具直接绑定为主线的可视化教学设计

例如，在“铁的重要化合物”教学设计中，以具体的教学活动为主线，表达出实现教学活动对应的教学媒体，以及使用教学媒体所产生的功效。教学活动与教学媒体的绑定，使得教师在教学过程中灵活自如地使用教学媒体，达成优化教学效果的目的。

三、可视化教学设计原则

1.教学设计体现角度多样性

在传统教学设计过程中，由于文字是唯一的表述方式，文字表述只能是线性的叙述，这无疑给教师多维度、多角度地呈现教学设计思路造成了很大的困难，但是可视化教学设计中引入可视化工具，将文字表述转变为图示表述，轻松地解决了表达上的困难。教师可以任意借助图形、模型的空间组合，轻松表达复杂、动态发展的教学过程，可以选择空间立体图形表达，也可以选择坐标轴多维度表现，或者用特殊符号表达信息，简化文字繁多的压力。总之，多维度地呈现教学设计是可视化教学设计最大的突破和特色。

2.教学设计体现整体把控性

可视化教学设计最大的优点就是始终将教学设计过程当作一个系统，每个设计的环节都充分将教师、学生、教学内容等组成部分有机地结合起来。在可视化教学设计的过程中，综合容纳教学系统中的每个子系统，其中教与学两个主要要素始终相互影响，相辅相成，共同体现教学设计的科学系统观。画图的过程，教师站在更高的视野下，表达信息之间的联系和关系，构建信息的组织形式，表征信息的思维特点，从全局的角度审视整个设计过程，对整个设计思路具有整体上的把握和操控。

3.教学设计体现思维视觉性

可视化教学设计是基于脑科学和逻辑学提出来的，其目的就是为了顺应人脑的思维认知规律，简化教学设计繁重的文字表述形式。可视化最大的亮点就是要注重视觉的表现形式，遵循人们接受信息的方式来呈现，使得人们在短时间内能够接受有效的信息，降低接受信息的潜在压力。图示的设计遵循大脑的思维逻辑结构，并且按照人脑认识事物的组织形式呈现出来，真正将理论与实践有机地结合，创生出更具价值的教学设计方案，以期高效地指导后期的课堂教学。总之，图形、图示的设计紧紧把握住视觉传播的最佳效果，结合思维的非线性表达，呈现了美妙绝伦的视觉盛宴。

4.教学设计体现过程创造性

有些学者把教学设计描述为一种创造性的过程，他们强调教学设计的艺术性和创造性。如果教学设计是创造性的过程，那么将教学设计可视化的过程，则更要凸显其艺术性和创造性，更应注重设计者的直觉性和思想的丰富性，以及对问题解决方案新颖性的追求。所以说可视化教学设计在一定程度上解放设计者的灵感与直觉，重视人的想象力、创造力以及主观能动性。可视化的教学设计给予教师自由发挥的广阔平台，在这个平台上每个图示的设计形式都是教师自己独特创造性的结晶，是其专属的设计产品，设计的每个环节和过程，都时时刻刻体现着创造能力和创新精神。

采用图示的形式表达复杂的教学设计过程，按照大脑的思考方式呈现可视化的思维影像，借助可视化工具将理性与创造性、直觉性思维综合起来，促使教师在教学设计过程中思路清晰、层次清楚、体系严密，结果鲜明。可视化教学设计将理性与创造性、科学性与艺术性融合起来，形成理性与创造性融合为一体的教学设计观。最终可视化教学设计实现教学设计过程具体化，教学设计内容图示化，教学设计思路可视化，教学设计成果共享化。

[参 考 文 献]

[1] 钱旭鸯. 教学设计可视化研究：教学设计的视觉转向[J]. 全球教育展望，2010(7)：30-35.

[2] 国程悦.参与式可视化教学设计的应用研究[D].上海：华东师范大学，2012.

[3] 罗伯特 D 坦尼森，弗兰兹肖特.教学设计的国际观[M].北京：教育科学出版社，2005：1-27.

[4] 周青.化学教学设计与案例分析[M].北京：科学出版社，2014.

[5] 李芒，蔡旻君.可视化教学设计方法与应用[J].电化教育研究，2013(3)：16-22.

[6] 曹晓明. 可视化教学过程设计研究[J]. 中国电化教育，2009(3)：16-19.

[责任编辑：陈学涛]

学科教学

[DOI]10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2016.03.020

五步教学模式之生物例谈

李虹1杨昌友2

(1.重庆市秀山县实验中学，重庆 409900；

2.重庆市秀山县教师进修学校，重庆 409900)

一、五步教学法的内涵及模式结构

五步教学法是新课程背景下的一种新型的教学模式，它是将教学理论与教学实践相结合，运用多种教学策略引导学生以自主、合作、探究等方式进行学习的教学过程。[1]该教学法坚持引导—探究—创新的思想，以学生为主体，以教师为主导，以培养学生的创新意识和创新能力为目标。五步教学法主要包括五个教学环节：导入新课、展示目标、探究新知、实践巩固、归纳总结。

1.导入新课

导入是教学过程中的重要环节，也是最容易忽视的环节。导入能否激发学生的学习兴趣和认知冲突，直接决定着学生的课堂参与度。导入的方式是多样化的，但是在传统的教学中，大部分教师采用的是直接导入和复习导入两种。直接导入法是一种直接阐明学习目标和要求、交代各个重要部分教学内容及教学程序的导入方法，概括为“开门见山，直奔主题”。此种导入法的最大优点是直截了当，能在最短时间内使学生获取与教学有关的内容，诸如学什么、为什么学、怎样学等涉及教学目的、教学要求及教学方法的重要信息，从而简化了一般导入法容易出现的冗杂程序。所以在针对学生熟知或已有知识掌握相对比较扎实的基础上，导入新课时适宜使用这种导入法。但这种导入法由于简化了对旧知识的复习环节，没有留给学生逐渐进入新课学习角色转换的时间，显得平铺直叙，不能激发学生学习兴趣。因此，这种导入法对学生学习的自觉性、主动性和已有知识的掌握程度均有着较高的要求，容易使学生感觉枯燥乏味。复习导入法是一种基于已有经验、知识基础之上，通过教师引导，使用讲解、谈话、复习提问或习题练习等方法作为教学活动的开始，指导学生通过回忆，寻找新旧知识联系点，自然地进入新课学习，并激发起学生求知欲望而导入的方法。其特点可以概括为“从已知推出未知”或“温故而知新”。这种导入法由于注重了前后知识的联结和学生学习情绪的酝酿，所以对于构架整体知识体系和激发学生学习兴趣有着独特的作用和良好的效果。但是这种导入法在实际应用中容易导致时间冗长，对新知识学习的目的、方法等缺乏指导性等。而五步教学法主张开放式的导入，教师通过创设情境有计划、有目的导学案，或者引导学生观察生活现象、进行课外实践，或者以图片、问题的形式导入等，采用多样化的方式导入新课。[2]

2.展示目标

在传统的教学中，教学目标通常是因为备课的需要而出现在教师的教案中，而不是真正贯穿于教学过程中，所以教学目标大多数只是一种空洞的摆设而已。大多数教师正是因为没有根据学生的特点和教学内容精心设计教学目标，也没有按照教学目标组织教学，所以常常出现课堂教学内容杂乱、冗长、延展性差等不足。五步教学法提出以后，目标的地位得到突显，它不仅是教师教学的目标，也是学生学习的目标，是对“教”和“学”的共同引领。所以目标应该清楚明确地出现在学生的导学案中和新课教学开始的时候，并且教师还要引导学生对目标认真地进行阅读和解读，以使学生明确自己本节课的学习任务到底是学什么，不至于“学”的时候昏昏然、茫茫然。

3.探究新知

这一部分是五步教学法的中心环节，既体现了教师“怎么教”，也体现了学生“怎么学”。[3]新课程要求改变传统课堂知识本位、应试本位和分数本位的教学弊端，建立以学生为中心的课堂，把主动权交给学生，让学生借助已有的知识经验自己去探索、发现解决问题的方法。这就要求教师正确处理教师“引”和学生“探”的关系，做到既不放任自流，让学生漫无边际去探究；也不过多限制，束缚学生思想，禁锢学生思维。当学生思维难以展开、学生对重难点知识难以突破、探究中的诸多问题无法解决、课堂教学目标难以达成时，教师要及时适当点拨，拨开学生学习上的迷雾，使学生看到光明，看到希望。当然点拨的关键是要符合学生学习的认知实际需要，因为只有这样，学生才能顺利进行探究，并取得预期的探究效果。例如在探究人的性别遗传时，教师先组织学生阅读教材上的资料，然后提问，让小组合作探究：黑、白围棋各代表什么？为什么要把棋子放在不透明的纸盒里？实验者从盒里拿棋子时为什么不能挑选？各个小组模拟精子与卵细胞随机结合的结果是怎样的？全班模拟精子与卵细胞随机结合的结果又是怎样的？模拟精子与卵细胞随机结合的结果说明了什么问题？通过课堂提问、小组合作探究学习、同伴交流等环节，培养学生合作探究能力，完成教学任务，达成教学目标。

4.实践巩固

新知识的学习过程包括知识的吸收和内化过程，探究新知是学生吸收理解新知识的过程，实践巩固是知识内化的过程。只有经过内化的知识，才可能成为学生自己的知识。在传统教学中，知识的内化过程通常是放在课后的习题中，由于缺少教师的监督和同伴的协作，学生对知识的内化通常不能得到预期的结果。五步教学法提倡将知识的巩固和内化过程放在课堂教学中，既不缺少教师的督促，也不缺少同学间的协作，因而实践证明效果良好。除了习题巩固外，还有其他的巩固方式，如实践巩固。教师可以通过课外实践活动的设计引导学生将知识运用到生活实际问题中。这种方式，不仅可以巩固知识，还能培养学生良好的学习习惯，锻炼学生运用知识的能力、解决问题的能力，可谓一举多得。[4]

5.归纳提升

教学中内容的讲解往往是通过分解知识点的方法进行的。这种方法的好处是可以降低知识的难度，“教”与“学”都方便；但也有不足，即知识被分解以后就成了零散的碎片，一般完整的系统的知识比零散的知识更有价值，而只有通过归纳以后零散的知识才可能系统化。所以教师们都非常重视“归纳”这一环节。通过归纳，教师不但引导学生再次回顾本节课所学的内容，而且学生对本节课的内容在大脑里也形成了知识结构图。知识的学习是一个螺旋上升的过程，课堂教学某一环节内容的完毕，既是本节课学习的结束，也是下节课学习的开端。因此懂得归纳、善于归纳，对于课堂内容的延伸和扩展，对于开阔学生的思维，对于提升学生的能力，对于学生进行下一步乃至下几步的学习都十分有利。

二、五步教学法的基本实施过程

下面以“生物进化的原因”(第一课时)为例，谈一谈在教学过程中如何去实施五步教学模式。

1.导入新课

出示“恐龙灭绝”、“各种品种鸡的形成”和“生物进化树”三组图片，引导学生思考：在漫长的生物进化过程中，为什么有的物种会灭绝？新的生物种类又是怎样产生的呢？生物进化的原因是什么呢？通过三个层次递进的问题的导入，不仅直奔新课教学内容，而且能够较好地吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣，引发学生的思考。

2.展示目标

(1) 知识目标。以小组为单位模拟探究保护色的形成过程，分析生物进化的原因，明确保护色的概念。

(2) 能力目标。通过探究保护色的实验，增强学生动手操作的能力和分析数据的能力。

(3) 情感、态度、价值观目标。探究保护色的形成过程，关注生物与环境的关系，形成环保意识。

3.探究新知

为了较好地达成教学目标，要分小组对所要学习的问题进行探究。第一个探究的问题是黑色桦尺蛾的数量由少到多、浅色桦尺蛾的数量由多到少的原因是什么？桦尺蛾体色变化的原因是什么？第二个探究问题是对保护色相关知识的学习。通过多媒体展示雷鸟、变色龙等体色随环境不同而变化的图片以及不同环境中的枯叶蝶、菜青虫、青蛙等的体色对比，引导学生归纳保护色的概念。第三个探究问题是模拟保护色形成的过程，引导学生做出假设，设计实验过程，并记录，完成讨论题。为了顺利完成探究任务，把全班分为11个探究小组，每个探究小组各选择一个问题进行合作探究，时间是15~20 min。在这个过程中教师在各小组间走动，监督和指导各小组的学习过程，掌握各小组的探究情况，对小组探究过程中遇到的问题给予指导，要求小组中的每个成员都参与讨论交流。待学生合作探究完成以后，再以小组的形式对探究问题进行展示。展示过程要求每个小组派一名成员发言；展示的内容包括本小组基本探究过程和研究结果的展示。各小组展示完毕小组之间及时进行互评。对探究、展示过程中的基本知识点学生解释不清楚，没有理解或者理解不到位的地方，教师应给予指导和点拨。这种学生自主合作探究学习的方式，学生对知识的理解会更加深入，在运用的时候也会灵活自如。

4.实践巩固

学生展示完成以后，对本节课基本知识点的讲解也已经基本完成，这时教师应引导学生组织知识竞赛，通过竞赛来巩固知识。各探究小组轮流担任评委和出题方，担当评委的学生不参与问题的回答。答题以抢答的方式进行，答对一题得2分，答错不扣分，各小组的得分计入平时成绩。学生提出的问题包括：(1)自然界中生物进化的外在原因是什么？()(2)下列哪项不是动物保护色的含义()A.使动物容易躲避敌害B.有利于动物捕食猎物C.能保护动物皮肤的美丽D.动物的体色与周围环境相似(3)冬季雷鸟的羽毛是白色的，但是当降雪来迟，白色的雷鸟却容易被捕食，这种现象称为()等，这些问题都紧扣对本节课教学内容，所以对这些问题的解答有利于对本节课所学知识的巩固。在学生不理解或者答错试题时，可以借助同伴和教师的再次“讲解”，加深印象，得到巩固。同时，教师通过播放视频——动物昆虫的警戒色，引导学生再次延伸学习，了解拥有警戒色的昆虫和小动物具有哪些共性特征、警戒色是如何形成的、警戒色形成的原因是什么？这样将学生的学习与生活密切地联系起来，促进知识的实践运用。

5.归纳提升

本节课是“生物进化的原因”的第一课时，内容比较简单，所以教师没有必要自己总结，完全可以引导学生以回顾知识、选取小组代表等形式进行总结，也可以通过采用知识结构图的方式对本节课的内容进行总结。这样做会使学生对本节课的知识有一个整体的认识；同时，教师通过播放长颈鹿脖子变化过程的视频，展示在不同环境下不断争夺食物的过程所出现的现象，可以引发学生对长颈鹿进化原因的思考，为下一课时的学习奠定知识基础，引发学生对新内容的预习。

综上所述，五步教学法由导入新课、展示目标、探究新知、实践巩固和归纳提升五个教学环节组成，但每个环节没有甚至是不可能有固定的教学模式和教学方法。教师只有根据班级学生的具体情况和学科的特点，选择适合自己的恰当的教学方法进行教学，才是明智之举、善教之为。

[1] 魏艳柯.“五步教学法”在初中生物教学中的应用[D].开封：河南大学，2014.

[2] 杭先平.浅谈五步教学法在生物教学中的运用[J].新课程(中学)，2014(2)：8.

[3] 黎雪源.“两课”教学的“五步教学法”：《“两课”教学理论联系实际，加强针对性、实效性研究》课题报告之一[J].萍乡高等专科学校学报，2003(1)：60-62.

[4] 刘川.“五步自主教学法”在初中生物教学中运用的反思[J].文山学院学报，2011(6)：113-116.

[责任编辑：陈学涛]

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[DOI]10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2016.03.021

促进核心概念建构的初中科学教学策略

一、关于科学“核心概念”的理解

1.科学概念和科学事实的区别

科学概念是对科学事实的总结和概括，而科学事实只是科学现象的列举。科学概念是人类知识体系的组织要素或构造块，能对复杂的现实世界简化和概括，能解释和阐明简单的自然现象。例如，种子发芽、树叶变绿、西瓜成熟属于具体事实，与之相对应的概念是“生命运动”。科学事实是科学概念的基础，科学概念是科学事实本质属性的总结。

2.核心概念的内涵

美国的课程专家艾里克森认为，核心概念是学科中重要知识，起着关键性作用，处于主导地位，能统领一般概念，它在科学学科中多次出现。[1]在某种意义上，核心概念相当于科学课程标准中规定的核心知识，包括概念、规律、定律、原理、观念等。科学中“核心概念”主要有三个特点：

(1) 核心概念能统率、主导章节内容，起着提纲挈领的作用。梳理初中科学的概念，明确有关的核心概念在学科中的地位是科学教学的重中之重。例如，在“能量的转化与守恒”这章中，能量守恒性无疑是一个核心概念。无论是机械运动，还是生命运动，无论是电磁运动，还是化学运动都涉及能量的变化，能量在变化过程中，其总量是守恒的。能量概念的建立有助于学生用发展与变化的眼光来认识自然界，同时，理解能量在变化中存在不变。否则，学生学习了能量的转化与守恒内容后，只看到物体纷繁复杂的变化，而不能看到能量变化的本质，舍本逐末。

(2) 核心概念能反映学科内容，蕴含着学科思想和方法。在科学教学中有很多诸如电阻、密度、压强等抽象的概念，学生难以理解。教师在进行这些概念教学时，应该挖掘概念蕴含的学科思想和方法，使学生参与解决问题的过程，让学生在数据中发现规律，渗透控制变量的思想方法。这样学生不但能理解抽象的概念，还能够灵活运用这些规律。掀开人类智慧的科学历史的篇章，我们知道，科学概念实质上发挥传递科学知识和科学思维能力的作用。牛顿用实验与科学推理的方法创立了牛顿第一运动定律，法拉第用磁力线科学模型方法形象地描述磁场。这些定律、模型都是科学家运用科学智慧而取得成功的光辉典范。因此，概念的教学不单是科学知识的传授，更是思维能力的培养。

(3) 核心概念应该处于概念图中的核心位置。核心概念应统领具体概念并且有助于具体概念的理解。[2]每节课都有一个主题，相应地有一定的知识目标，即有核心概念。“酶”是“食物的消化与吸收”中的一节内容，其基本知识包括酶的概念、酶的催化特性，影响酶催化作用的因素以及应用。教材先介绍酶的概念，再以唾液淀粉酶为例了解酶的作用，在此基础上认识酶的多样性、高效性和专一性，通过探究活动认识影响酶催化作用的因素，因此，依据本节课教材分析，酶应作为核心概念，酶的概念、酶的特性、酶的影响因素、酶的应用是酶核心概念的下位概念。

二、促进核心概念建构的科学教学策略

1.提炼和甄别核心概念——确定课堂教学的中心

面对一章或具体一节课的内容，如果缺乏一个核心概念或思想，那么这样的课堂教学无异于行尸走肉。例如，在“动物的行为”教学中，根据教材中动物行为的基本类型，让学生对动物行为进行分类。如果对教材做这样的一般处理，那么就只有单纯知识的罗列，缺乏一个核心概念统领本节主旨。如果以动物的“生存和繁殖”作为核心概念与思想，从身边熟悉的动物着手，让学生举例动物的行为，接着挖掘动物行为的原因——为了“生存和繁殖”。再讲述动物先天性行为和后天性行为，这样教学，知识便有了“灵魂”和思想。然后再总结：有些动物的先天性行为消退，后天性行为得到强化，这是动物对环境的一种适应，是自然选择的结果。“生存和繁殖”核心概念，统率了本节课所有的知识，突出课堂教学的中心，体现了科学的本质和价值。所以让学生在课堂教学中罗列具体事实，然后对具体事实进行总结和概括，从知识形成过程中提炼核心概念，这是促进学生概念建构的有效策略之一。

2.多角度解析核心概念——把握核心概念的内涵

概念的得出并不意味概念教学的结束，概念的内涵远比概念的定义丰富、深刻得多。教师要多角度解析核心概念，把握核心概念的内涵和外延。[3]例如，得出比热的定义c=Q/mΔt之后，要对比热的定义公式解释：(1)c=Q/mΔt是比热的定义式，它表明比热、吸收(放出)热量、质量、升高(降低)温度，这四者存在内在的量的联系；同理，可以利用公式变形，计算四个量中其中一个量。(2)c=Q/mΔt提供了一种测量比热的方法。比热是物质的一种特性，它是由其本身性质决定的，而不是由吸收(放出)热量、质量、升高(降低)温度三者共同决定。(3)科学中概念定义式不同于数学中公式，科学概念定义式是具体，有科学特定含义；而数学公式是抽象的，没有具体含义。其次，理解建立比热概念时运用的科学思维方法。在研究物质比热时，先通过定性方法设计了对比实验，得出不同物质升高的温度不同。然后运用定量的方法，收集数据，制作图像，通过分析图像，得出单位质量的物质吸收的热量与升高的温度成正比规律。最后，类比密度定义方法，引出比热概念。所以，比热概念的建立，是经历现象到图像再到抽象的思维过程，通过严密的思维方法得出的。

3.联结一般概念和具体概念——建构核心概念的逻辑性支撑

将教材中的一般概念、具体概念与核心概念进行关联是核心概念教学的关键。[4]例如，在“物体的内能”教学中，出现的概念比较多，有内能、热运动、做功、热传递、温度、热量等，这些概念比较抽象，如果教师没有梳理概念之间的逻辑关系，有可能会造成混淆。因此，教师可以根据概念的上、下位关系，制作概念图(如图1所示)。

图1　物体的内能概念图

由上例可见，应用概念图建立概念关系，已不是概念教学的简单重复，而是从概念的相互联系与统一性的高度来重新认识事物的变化与发展。

4.丰富概念具体事例——寻找核心概念的事实性支持

(1) 创设生活性情境，寻找典型事例。陶行知说：“教育即生活。”教师要留心学生的生活，创设生活性情境，寻找典型事例，寻找学生的最近发展区来构建科学概念。例如，学习“速度”概念时，教师设置问题情境，情境一：两学生100 m比赛，某一时刻一前一后，请问谁快谁慢，你的理由是什么？情境二：100 m 跑步结束，计时老师报出两位学生的成绩，分别是14 s 05和14 s 58，谁跑得快，理由是什么？在此基础上引导学生总结出“相同时间比较路程”和“相同路程比较时间”的两种方法。接着追问，如果小明跑1 000 m用5 min，小红跑300 m用59 s，时间和路程都不相同，怎么比较？学生会结合前面的方法，提出用路程/时间的方法，或用时间/路程的方法，展开小组辩论，分析、得出结论。科学上把“路程/时间”的比值就叫作速度，它可以表示物体运动的快慢。

(2) 利用实验丰富学生的表象，构建科学概念。实验是科学教学中必不可少的手段，很多概念要通过具体、感性的实验来体现，帮助学生寻找事物的本质属性，从而建构概念。例如，杠杆的力臂是学生学习的难点，教师可以利用实验丰富学生的表象，建立力臂概念。在塑料板上画上等距离的同心圆，和“杠杆”一起固定在支架上。一端挂上一定数目的钩码，另一端用多次拉力的作用点和拉力的方向，然后，把拉力的方向以及反向延长线显示出，不但读出拉力的大小，还每次读出支点到拉力作用点的距离以及支点到拉力作用线的距离，并把数据列在表格里进行比较。通过实验所测的数据，学生会恍然大悟：拉力大小原来是由支点到拉力的作用线的距离决定的。这个时候引出力臂的概念，学生不但明白力臂的含义，并且能准确画出各种力臂图示，也为下一课时杠杆的平衡条件打下了学习基础。

5.加强核心概念的思维方式训练——加深核心概念的理解

(1) 运用变式练习，巩固概念的理解。变式就是抓住事物中的本质属性，通过变更呈现形式、条件、情境等非本质属性的一种教学形式。例如，教学“功”后，可以创设一系列不同梯度的变式习题让学生进行练习。某同学用5 N的推力使重50 N的物体在水平面上移动了4 m，推力做功有多少焦？某同学用5 N的推力使重50 N的物体在粗糙的水平面上移动了4 m，推力做功有多少焦？某同学用5 N的推力使重50 N的物体在光滑的水平面上移动了4 m，推力做功有多少焦？通过变式练习，学生能多角度地抓住概念的本质属性，克服思维定式，全方位地理解概念。

(2) 绘制概念图，提高核心概念元认知水平。应用概念图制作，搭建可视化的思维支架，外显学生思维过程，可以提高学生对核心概念的元认知水平。例如，在复习《科学》八上第四章“电路探秘”时，教师布置前置性作业，以概念图的形式把电路的相关知识表现出来。学生课前将电路探秘有关知识以概念图进行归纳，绘制出概念图的初稿。课堂上，学生小组展示自己小组的概念图，并进行适当的解释，同时回答其他小组提出的质疑。教师在此基础上进行分析、点拨、修改和补充，然后修改和完善概念图。通过概念图制作，学生互评，教师分析、总结，学生能从整体上建构概念图式，反思概念的内在联系，促进学生对概念的意义学习。

(3) 以动促思，在实践中加深理解概念。美国视听教育家戴尔提出了“经验之塔”的理论，教师应让学生更多地获取直接经验，而避免过多的间接经验，防止从概念到概念的说教。[5]动手制作，以动促思，是评价学生概念理解程度的重要途径之一。例如，学习“光的直线传播”，组织学生利用身边的牛奶盒、牙膏盒，制作小孔成像仪，在展示的过程中加深对“实像”的理解。学习“浮力”知识后，可以布置学生制作“浮沉子”简易密度计；学习“力的作用是相互的”后，可以布置学生回家制作水火箭；学习动能与势能后，利用塑料笔芯和橡皮筋，制作“小弓箭”；学习指南针为什么能指方向后，利用缝衣针制作一个指南针。

总之，建构符合学生认知发展规律的核心概念策略，促进学生对核心概念建构，是提高学生科学素养的一个重要方法。这需要教师长期研究与探索，也需要考量学生的已有认知水平和接受能力，更需要教学实践的检验。

[1] 张颖之，刘恩山.核心概念在理科教学中的地位和作用：从记忆事实向理解概念的转变[J].教育学报，2010(1)：57-61.

[2] 艾里克森.概念为本的课程与教学[M].兰英，译.北京：中国轻工业出版社，2003：79.

[3] 周建秋.促进学生观念建构的初中科学教学策略[J].现代中小学教育，2015(4)：96-98.

[4] 胡玉华.科学教育中核心概念及教学价值[J].课程·教材·教法，2015(3)：79-84.

[5] 戴尔.视听教学法[M].北京:教育科学出版社.2010：106.

[责任编辑：陈学涛]

学前教育

[DOI]10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2016.03.022

幼儿园“冷领域”探析

孟庆玲仲伟秀

(呼伦贝尔学院，内蒙古 呼伦贝尔 021008)

2015年11月内蒙古H市迎来了来自本市所辖的4个地区的10所幼儿园的10名幼儿教师的国家级培训项目，她们都是清一色的女教师，平均年龄为35岁，平均教龄为10年，教师来源类型多样，有学前教育专业出身的，有音乐美术专业的，还有小学教师转岗的。因此，对该群体的调查能代表该地区大部分幼儿园教育教学的实际情况，甚至能够辐射出民族地区幼儿园教育的大部分情况。通过访谈和问卷两种方法，对10名幼儿教师进行了调查，获得了该地区当前幼儿园科学领域教学的一些重要信息。

一、幼儿园科学领域：“冷领域”之说

为了获得幼儿园实践中科学领域教学的实际情况，调查就“在幼儿园公开课中，哪个领域最受欢迎，哪个领域最受冷落？”这一话题，让教师们展开讨论，结果几乎毫无异议：艺术领域被称为“热领域”，而科学领域被称为“冷领域”。

科学领域的“冷”究竟冷在哪里？针对该问题我们对10名教师进行了进一步访谈，发现“科学领域”之所以“冷”的两种典型表现：第一，教师不能放手让幼儿进行自主探究；第二，不能很好地根据幼儿年段特征进行教学内容的科学布设。前一种表现主要针对“科学探究”，后一种表现主要针对“数学认知”。

幼儿园教育五大领域就如同人的五根手指，它是从不同方面培养幼儿的五种能力：健康培养幼儿的自我保护能力，语言培养幼儿的表达能力，社会培养幼儿的社交能力，科学培养幼儿的思维能力，艺术培养幼儿的审美能力。科学领域所担负的是培养幼儿“思维能力”的重任。然而，当下科学领域却被称为“冷领域”，变成了幼儿园教育中的一块短板，这不得不引起我们的关注和深思。

二、幼儿园科学领域：“冷领域”的成因

1.难以驾驭幼儿的探究行为

访谈中教师们表示，在幼儿探究过程中会出现很多教师难以控制的问题或情况，一个没有超强课堂掌控能力的教师是不敢尝试的。教师们坦言，她们最大的担心就是在公开课上被幼儿问倒，因为她们自身还没有不被问倒的自信或相应的应对技巧。这是教师们不敢尝试科学领域的外在原因。

2.幼儿园科学领域的教学内容易小学化

幼儿园科学领域是培养幼儿思维能力的一门学科，没有两到三轮幼儿园教学经验和幼儿心理学理论功底的教师，是很难把握其教学尺度的。这使得教师所教授的内容，特别是“数学认知”方面的内容，容易超越幼儿的年龄界限，使教学顺势滑向小学化的错误轨道。[1]这是在公开课中教师们不敢尝试科学领域的直接原因。

3.幼儿教师的科学素养有待提升

在访谈中，有近三分之一的教师指出自身不做科学领域公开课的原因，就是因为自己的知识面过于狭窄，不能带给幼儿更多科学方面的启发和成长。这才是教师们不尝试科学领域公开课的根本原因。

综上所述，科学领域的“冷”，既有来自幼儿方面的原因，也有来自学科性质方面的原因，但最关键的原因是幼儿教师缺乏科学素养。因此，提升幼儿教师科学素养将是打破科学领域“冷”的“瓶颈”。[2]

三、幼儿园科学领域：教学质量的提升策略

1.用《3~6岁儿童学习与发展指南》引领幼儿科学领域的方向

(1) 用《3~6岁儿童学习与发展指南》(以下简称《指南》)探究科学，明确年段特征，避免小学化。《指南》的内容从宏观上可以用数字“5-11-32-87”来描述，5是5大领域，11是11个子领域，32是32个目标，87是87条建议。《指南》关于“科学领域”的数字描述是“2-6-19”，即2个子领域，6个目标和19条建议。根据《指南》的具体内容可知，一个子领域是“科学探究”，它有3个目标9条建议，另一个子领域是“数学认知”，它有3个目标10条建议(详见表1)。

表1　《指南》中科学领域的目标与建议

如何看待科学领域的6个目标和19条建议，这是运用《指南》指导科学领域的精髓所在。首先，在6个目标的使用上要注意三点。第一，6个目标中每一个都有各年段的“典型表现”，即小、中、大班各年龄班的具体表现，这些“典型表现”是该年段“末期”才达到的教育要求，而不是该年段之初或之中就达到的；第二，这些典型表现是教育的“参考”而非“标准”，它不可以作为衡量幼儿发展水平的标尺；第三，这些典型特征要因人而异，允许幼儿发展有早晚的差异。其次，在19条建议的使用上也要注意三点。第一，这些建议不是包治百病的灵丹妙药；第二，这些建议也不能穷尽所有的教育办法；第三，这些建议是针对教育实践中存在的问题而提出来的，因此应该尽量避免出现建议中提到的问题，避免小学化，为幼儿创设适宜的教育。[3]

(2) 用《指南》佐证科学，通过两大途径，实现启蒙教育。科学学习是幼儿学习与发展中非常重要的内容，是幼儿学习与发展中的难点。《指南》指出“幼儿的科学学习是在探究具体事物和解决实际问题中，尝试发现事物间的异同和联系的过程。”[4]这说明幼儿的科学学习是通过“探究具体事物”和“解决实际问题”两个途径来进行的，幼儿在“尝试发现事物间的异同和联系的过程”中达成学习与发展目标。因此，建议幼儿教师要牢记科学领域的本质特征，运用《指南》中所提出的两种途径，不断探索幼儿的“最近发展区”，给予幼儿适宜的教育，让科学领域真正实现对幼儿科学的启蒙作用。

(3) 用《指南》提升层次，运用三维学习，兑现指导价值。《指南》的出台距今已有三年，但通过对10名幼儿教师的访谈可知，大部分幼儿教师的学习还停留在“读一读”“背一背”“考一考”这样的初级阶段，距离“用一用”“评一评”这样的高级阶段还很远，这将严重影响《指南》研究成果的实施和推广。

学习可以分为三个层次：第一层次是记录式的“平面学习”，第二层次是在实践中的“立体学习”，第三层次是教授别人的“三维学习”。从上文可知，H市大部分幼儿教师对《指南》的学习还停留在“平面学习”这个初级层次上，应在实践中将《指南》作为“实操手册”来用，并将自己关于《指南》的学习方法教授给别人，才能更好地提升学习《指南》的层次，兑现《指南》在实践中的指导价值。

2.用赛课缩短幼儿教师专业成长的周期

(1) 关于幼儿教师赛课模式的调查。对10名幼儿教师进行访谈了解到，大部分幼儿园在提升教师专业成长方面，常会采用“赛课”的形式，[5]“赛课”的形式基本上可分为两种：一种是“自选模块的赛课”，一种是“指定模块的赛课”。访谈对象中，有8所幼儿园用的是第一种形式，即“自选模块的赛课”；只有2所幼儿园采取的是第二种形式，即“指定领域的赛课”。可见，“自选模块的赛课”形式在该地区中占有主导地位。

(2) 自选模块与指定模块相结合的赛课模式。自选模块的赛课能让教师在自身的长项上出彩，给他人带来更好的学习机会。然而这种形式容易导致“热领域”更热，“冷领域”更冷的“马太效应”。因此，笔者建议在首选“自选模块的赛课”后，要根据园所教师的实际情况，积极筹备“指定模块的赛课”，以便达到各领域齐头并进的发展局面。在幼儿园教育五大领域中，科学领域作为“冷领域”，它就是木桶中的短板，因此要提升它在五大领域中的地位，“指定科学模块赛课”将是较好的选择。

3.用培训提升幼儿教师的科学素养

(1) 进行“科学素养”的认知培训。科学素养有科学态度、科学方法和科学知识三个要素。在幼儿教育阶段，对于幼儿教师而言，科学的态度和精神永远是第一位的，其次是科学方法，最后才是科学知识。因此，用培训提升幼儿教师的科学素养，最重要的就是要让幼儿教师明确科学的三个要素，并准确地把握其主旨要义。

(2) 进行“科学领域”的专项培训。提升幼儿教师的科学素养，要进行“科学领域”的专项培训。秉承“走上去”原则，以“翻转课堂”和“模拟教学”模式，进行二位一体培训。具体做法是：第一，走出园门，参加幼儿教师的国家级培训，接受当下最新的科学教育方面的信息，引发对自身教育实践的深度思考；第二，运用翻转课堂中的“慕课”来填充幼儿教师的国际视野，并运用“模拟教学”给幼儿教师提供实施发展幼儿思维能力的真实情景，让其亲身体验到科学领域教学的真正做法，获得科学经验，更好地对幼儿实施科学教育。

(3) 进行《指南》的专项培训。提升幼儿教师的科学素养，要针对《指南》中提出的“科学领域”的目标和建议进行专项培训。让幼儿教师理解《指南》的精髓，掌握“科学领域”的“6个目标和19条建议”的使用方法、注意事项。其中，“科学探究”应侧重以“放手让幼儿进行自主探究”为主线，“数学认知”应侧重以“掌握幼儿的年段特征及其教学内容”为主线。[6]

另外，研究者对10所幼儿园中的某一个幼儿园的30名幼儿教师进行了问卷调查，问卷内容是“幼儿园三年六个学期”中“数学认知”子领域内容的布设，调查结果令人担忧。幼儿教师对教参依赖性过强及对自己专业提升的主动性过弱是这一问题的重要原因。因此，以《指南》为参考，对“幼儿园三年六个学期”的科学领域内容做宏观规划，将科学的学科逻辑性和幼儿思维发展的螺旋性有机结合，将是使幼儿科学领域“科学化”的重要措施。

[1] 李槐青.当前幼儿园科学教育存在的问题及其解决策略[J].学前教育研究，2010(7)：60-62.

[2] 王萍.高师学前教育专业学生科学素养的现状及发展对策[J].学前教育研究，2008(3)：25-27.

[3] 冯雅静.3~6 岁幼儿科学教育实践探索[J].中国教育学刊，2013(12)：31-33.

[4] 中华人民共和国教育部.3~6岁儿童学习与发展指南[EB/OL].教基二[2012]4号，2012.32-37.

[5] 段发明.课程改革：幼儿园教师专业发展的契机[J].学前教育研究，2014(9)：59-63.

[6] 杨磊.幼儿园科学教育中自主探究的生态化简析[J].苏州教育学院学报，2014(4)：106-108.

[责任编辑：黄晓娜]

[文献标志码]A A A A

[文章编号]1002-1477(2016)03-0076-04 1002-1477(2016)03-0080-03 1002-1477(2016)03-0083-03 1002-1477(2016)03-0086-03

[中图分类号]G633.8 G633.91 G633.7 G613

[作者简介]吴晓红(1960-)，女，宁夏银川人，硕士，教授，硕士生导师；黄金莎(1990-)，女，宁夏中宁人，硕士研究生。 李虹，(1978-)，女，重庆秀山人，中学一级教师；杨昌友(1969-)，男，重庆秀山人，硕士，中学高级教师，中学教研员，中国教育学会会员，重庆市秀山县教育管理先进个人，“重庆市秀山县教学能手。 周建秋(1975-)，男，浙江瑞安人，硕士，中学高级教师，温州市“新世纪551人才”(第二层次)。 孟庆玲(1981-)，女，内蒙古通辽人，硕士，讲师；仲伟秀(1974-)，女，内蒙古呼伦贝尔人，硕士，教授。

[基金项目]中国化学会化学教育委员会基础教育“十二五”规划2014年重点课题(HJ2014-0007)。

[收稿日期]2015-08-04 2015-10-19 2015-07-21 2016-01-10

[DOI]10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2016.03.019