| 标题 | 围绕核心概念的教学设计 |
| 范文 | 摘 要：如何围绕“少而精”的核心概念组织课程并实施教学已成为科学教育领域的基础问题。教学设计正是落实教育理念的蓝图。从教学目标、教学内容、教学过程、教学策略、学习评价等方面，阐述为什么以及如何围绕核心概念进行教学设计。 关键词：核心概念；教学设计；内容分析 中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）7-0036-5 核心概念是位于学科中心的概念性知识，包括了重要概念、原理、理论等的基本理解和解释，这些内容能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分[1]。核心概念超越了那些孤立而散乱存在的事实或技能，侧重于那些关键性的概念、原则和方法[2]。 传统教育往往强调对事实信息的记忆和背诵，然而要达到深层理解的程度仅凭大量的事实记忆是远远不够的，必然要涉及到对抽象概念原理的精心组织[3]。中小学学生的学习现状往往表现为：学习兴趣不高，科学探究能力不强，科学素养发展不理想[4]。因此，在知识爆炸背景下，科学教育研究者和实践者共同聚焦核心概念，希望通过加强核心概念的教学，改善学生的学习现状。 注重核心概念的教育理念已经体现在各国的科学课程文件中。例如，美国2013年颁布的《新一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards）充分整合当代基础教育课程改革的核心理念，体现围绕核心概念组织科学教育内容的重要特点[5]。“静电场”内容分别在“运动与相互作用”“能量”和“波及其在技术领域的应用——信息传递”等三个学科核心概念下呈现。 由此可见，如何围绕“少而精”的核心概念组织课程成为当代课程设计面临的基础问题。而如何通过教学促进核心概念的学习则成为教学面临的基础问题。围绕学科核心概念进行课堂教学成为国际科学教育界关注的热点[6]。而核心概念不是孤立的，每一个核心概念都包括若干重要的具体概念。因此，学生对核心概念的理解是通过大量相关具体概念的学习而逐渐深入的[7]。例如，“运动与相互作用”是核心概念，促进这一核心概念学习的具体概念包括：参考系、位移、速度、加速度、力、牛顿运动定律等等。而教学设计正是落实教育理念的蓝图。因此，如何围绕核心概念进行教学设计，是解决具体概念促进核心概念学习的实施路线图，是实现围绕核心概念进行教学的理念与实践对接的关键环节，是实现理论向实践转化的中介。从某种意义上讲，没有围绕核心概念的教学设计，就无法在课堂教学中有效促进学生对核心概念的理解。 传统的教学设计有其时代和认识论的局限。表现在很多方面，例如，教学设计的思维方式表现为典型的笛卡尔思维——要素还原主义[8]。具体表现为：有些教学设计直指具体知识点的教学，缺乏核心概念的统领，往往只见树木不见森林。这样教学的结果就是，学生沉浸在琐碎的具体概念之中，概念与概念之间缺乏逻辑联系，更缺乏核心概念对大量具体概念的统摄。 因此，应该提升核心概念在教学设计中的地位和作用。围绕核心概念进行教学设计，不仅是核心概念本身重要性的必然要求，而且是克服传统教学设计局限性的必然要求。 教学设计有广义和狭义之分，本文所指的教学设计属于狭义的，即专指课堂教学设计。教学设计包括若干环节，本文仅从教学目标、教学内容、教学过程、教学策略、学习评价等方面，阐述如何围绕核心概念进行教学设计。 1 围绕核心概念分析教学内容 教学内容是实现教学目标的知识、技能、思想方法等素材，是学生科学素养提升的载体。围绕核心概念分析教学内容，为设计合理的教学过程，选择恰当的教学策略，提供依据。例如，分析“静电场”内容，可以分别围绕“相互作用”和“能量”两个核心概念选择合适的教学内容，设计不同的教学策略。围绕核心概念分析教学内容，有助于教师进一步深入挖掘具体教学内容对促进学生核心概念理解的功能和价值，以利于把握教学难度，并在此基础上进一步设计内容取舍合理、难度适中的学习效果评价工具。 围绕核心概念分析教学内容，不单纯是围绕核心概念对物理学科知识的客观分析，还应该结合教学内容对应的教学目标，因为内容只是实现目标的载体，实现同一目标可以借助不同载体。具体包括： 第一，从核心概念统摄下的学科知识角度看，教育内容对应的核心概念是什么，以及教学内容有什么，具体包括围绕核心概念分析具体教学内容的意义、内涵、外延、关联等等。例如，重力加速度g，可以围绕不同核心概念分析其内涵，从“运动与相互作用”核心概念出发，从运动的角度看，重力加速度是一切物体自由下落的加速度的统称，因此又可称作自由落体加速度；从相互作用的角度看，重力加速度是由重力产生的，即g=■，这便是重力加速度名称的由来；从场这一核心概念角度看，与描述电场强弱的物理量电场强度和描述磁场强弱的磁感应强度类似，重力加速度也是描述场强弱的物理量，只是这种场是重力场而已，因此重力加速度又可以称作重力场强度。 第二，在核心概念统摄的学科知识结构的大背景下，考察教学内容的发生、发展的过程，以及与其他知识的联系等内容。特别要注意物理学知识的变化和发展。这种发展和变化可以表现为两种类型：一是随着人们对客观世界认识的不断深入，物理知识的不断丰富和扩展，但并不是对原有知识的否定，例如，人们对质量的认识经历了从物体所含物质的多少，到惯性质量，到引力质量，再到相对论质量的认识过程。二是对原有物理知识的修正，这是由于人们对客观世界认识的局限性，甚至偏颇，导致产生一些不太科学的认识，但并不能因此否定这些认识曾经起到的作用和历史意义，例如，对原子结构的认识，从原子不可分割，到糟糕模型，到核式结构，到玻尔模型，再到电子云模型。 第三，从促进学生对核心概念理解的角度，明确教学内容在核心概念统摄下的认知结构中所处的地位，考查教学内容在整个课程中的功能。例如，从具体概念的角度看，在中学物理中动能定理反映了物体所受合力的功与动能变化之间的定量关系；但从促进“能量”这一核心概念理解的角度看，动能定理反映了做功是能量转化的途径，并且进一步反映了在能量转化过程中，可以用合力做功来衡量动能转化的多少，结合其他具体能量转化与对应功的关系，得出一般意义上的功能关系。在此基础上，促进学生对能量本身的理解，以及能量的流动、循环和守恒的理解。 值得注意的是，实现同一教学目标的教学内容是可以替代的，也就是说可以选择不同的教学内容达到同一教学目标。例如，为了达成“会用打点计时器研究匀变速直线运动”这一教学目标，在分析数据时，可以用打点计时器打出的纸带求出各计数点的速度，然后作出速度-时间图像，分析物体运动的加速度；也可以根据“相邻的相等时间内的位移差等于加速度与时间平方的乘积”，即xn-xn-1=at2，求解物体运动的加速度。 还需要注意的是，教学内容是为完成教学目标服务的，不能仅仅为了追求教学内容的科学性和严谨性，而不顾学生的认知水平而追求知识教学一步到位，这也是教学阶段性的体现。 2 围绕核心概念确定教学目标 围绕核心概念确定教学目标，就是在核心概念框架下制定并明确表述可操作、可评价的教学目标。 在核心概念框架下确定教学目标，至少有以下几个优势：第一，学科核心概念通常是学生从幼儿园阶段就开始接触，并且通常与日常生活经验紧密联系，往往积累了丰富的体验，便于与学生原有的认知结构建立联系，容易引起学生兴趣，唤醒求知欲望。第二，可以清楚表达学习内容在核心概念中的地位，以及与其他相关内容的联系，有助于学生建立在核心概念统摄下的认知结构。良好的认知结构不仅是学生学习的重要目的之一，也是学生应用能力、探究能力等形成的重要条件。因此，围绕核心概念确定教学目标，可以更有效地提升学生的科学素养，培养探究能力。第三，有利于学习效果评价。学生对核心概念认知的发展表现为学习进阶。学习进阶清楚地刻画了学生在不同学习阶段的认知发展水平。因此，在核心概念框架下确定教学目标，有助于依据学生的认知发展水平，制定合适的测试工具，对学习效果进行有效评价。 理解教学目标与核心概念的辩证关系是围绕核心概念确定教学目标的前提。它们的辩证关系体现在：第一，在核心概念框架下认识教学目标，即在核心概念框架下教学目标是什么；第二，教学目标从哪些角度丰富和发展学习者对核心概念的理解。 围绕核心概念确定教学目标，具体可从以下两个方面入手： 第一，分析课程标准的具体内容标准。但内容标准一般是比较笼统的，需要结合教材内容，细化内容标准，才能转化成具体的教学目标。分析课程标准应该特别注意两点：一是分析内容标准中的具体内容在核心概念统领下的知识结构中的地位与作用，以及与其他内容的逻辑关系；二是分析内容标准通过“了解”“理解”“应用”等行为动词所体现的认知水平。 第二，分析学情。具体内容包括：学生头脑中与教学目标相关的前概念有哪些？这些前概念中哪些有助于教学目标学习？哪些对教学目标的学习产生障碍？学生头脑中与教学内容相关的核心概念有哪些？学生对这些核心概念的认知水平如何？甚至还应该包括对学生的习惯、兴趣、动机等非认知因素的分析。 最后，需要综合考虑以上两个方面的因素，确定符合学生实际的教学目标。 3 围绕核心概念安排教学过程 教学过程通常是由若干环节构成的。一个完整的教学过程通常包括导入、新课和结尾三个环节。教学过程是认识和发展相统一的过程。学生的认识水平不同，往往就会获得不同程度的发展。围绕核心概念安排教学过程，可以在促进学生加深对核心概念认识的过程中，促进学生科学素养的全面发展。 下文分别从教学过程的三个环节探讨如何围绕学科核心概念安排教学过程： 第一，围绕学科核心概念导入课题。由于教师的个人特长、教学条件、学生特点等不同，不同课题，可以采用不同的导入方法，如复习导入、故事导入、问题导入、实验导入等。不管采用哪一种方式导入课题，课题的导入环节都应该让学生一开始进入课题学习就与核心概念建立联系。例如，通过创设新颖情景引入课题，最好选择能体现与教学内容对应核心概念的情景，然后引导学生从核心概念聚焦到所要研究的具体课题。 第二，围绕学科核心概念设计新课教学的组织形式。根据不同的内容和教学条件，可以选取以教师为中心的传统的讲授，也可以选取以学生为中心的自主学习、合作学习、探究学习等课堂教学组织形式。不管采用哪一种组织形式，都应该围绕核心概念设计。 第三，围绕学科核心概念设计结尾。课堂教学的结尾往往是建立教学内容与相对应的核心概念之间关系的好机会，画龙点睛的结尾总结，可以强化学科核心概念对具体的内容的统摄作用，也可以为进一步归纳得出核心概念做好铺垫。 4 围绕核心概念选择教学策略 教学策略是在特定教学情境中为完成教学目的和适应学生认知需要而制定的教学程序计划和采取的教学实施措施[9]。教学策略的突出特点就是针对性和选择性。因此，围绕核心概念选择教学策略，就是要有针对性地选择那些能促进核心概念学习的教学策略。 围绕核心概念选择教学策略是促进学生核心概念学习的重要途径。围绕核心概念选择教学策略，要重点考虑以下几个因素： 第一，具体教学内容的特点，特别是不同知识类型。例如，有的教学内容与生产、生活实际紧密联系，有的教学内容处于知识结构的关键点上。因此，紧密联系实际的内容可以选择通过实验引起认知冲突策略；处于知识结构关键点上的教学内容可以采用建构理论体系的策略，如从理论的逻辑关系上看，动能定理、动量定理处于牛顿第二定律和机械能守恒、动量守恒的关键点上，便可以采用建构理论体系的策略。 第二，学生头脑中核心概念的状态。根据不同学习阶段的特点，选择合适的教学策略。比如，初中物理关于运动与力的关系只是定性的，高中物理才得出定量关系，体现这一定量关系的规律包括：牛顿第二定律、动量定理、动能定理等。因此，在初中，有关运动和力的教学内容一般采用创设具体问题情景的策略；而高中则可以采用建构理论体系的策略。在新知识习得阶段和复习巩固阶段，由于学生头脑中核心概念的状态以及具体知识的丰富程度存在较大差异，也应注意选择合适的教学策略。 为了促进核心概念理解，可以采用如下教学策略。 第一，“脚手架”策略。使用这种策略的关键是找到学生原有认识中可以利用的基础，然后进行适当的铺垫。教师通常使用比喻和类比的方法，将新知识与学生已有的经验建立联系。建立新知识与已有知识联系后，教学并未结束，还应该进一步找到与两者对应的、共同的核心概念。例如，引导学生类比重力场，建立静电场和磁场概念后，还应该进一步把这些具体的场跟“场”这一核心概念建立联系。 第二，概念图策略。概念图是用来组织和表征知识的工具，是一种通过建立概念之间的意义联系，从而把基本概念有机结合起来的空间网络结构图。通过概念的连接可以体现作者对概念所处层次的理解。这样一来，通过建构概念图，可以建构核心知识与教学内容之间的关系，从而促进学生对核心概念的理解。 第三，在缺乏核心概念的情况下，采用归纳学习策略。在学习具体内容时，应注意建立具体教学内容与核心概念间的联系，等具体学习内容积累到一定数量时，便可以采用归纳法建立核心概念。例如，在动能定理教学时，学生头脑中并没有“能量与物质：流动、循环与守恒”这一核心概念，在探究实验基础上，通过理论推导，得出物体所受合力的功等于物体动能的变化，即在此基础上，教师应该引领学生思考等式两边的物理意义，促使学生初步体会到：一个力的功与某种能量的变化有对应关系。当学生进一步学习“重力所做的功等于重力势能的减少量”“弹簧弹力所做的功等于弹簧弹性势能的减少量”等规律后，便可引导学生归纳得出功能关系，促进对“能量与物质：流动、循环与守恒”这一核心概念的理解。 第四，在需要发展核心概念的情况下，采用理论或者实验探究策略。例如，在初中，学生对“运动与相互作用”这一核心概念，只能达到定性水平，即物体的运动并不需要力来维持，力可以改变物体的运动状态等，但并不清楚力的大小与物体运动状态的变化之间的定量关系；在高中，通过理论或者实验探究，学生深化了对运动与相互作用之间关系的认识，即通过牛顿第二定律、动能定理、动量定理等规律反映的运动与相互作用之间的关系。 第五，已有核心概念的情况下，采用下位同化学习策略。例如，在学习力的概念后，学习重力、弹力、摩擦力等就可以采用下位同化学习策略。 5 围绕核心概念评价学习结果 教学设计需要回答的一个重要问题是：预定的教学目标是否达到。因此，评价学习结果是物理教学设计的重要一环。根据不同的分类标准，比如评价内容、方式、目的等，物理教学评价有不同的分类。本文仅讨论物理教学设计中以测验方式进行的随堂评价。 围绕核心概念的学习结果评价与一般的学习结果评价一样，具有激励、诊断和发展功能。核心概念往往是从幼儿园到高中阶段贯彻始终的。在不同的学习阶段，学生对核心概念的认知处于不同层级。因此，围绕核心概念命制针对不同认知层级的测试题，从有效评价学习结果的角度看，至少有几个方面的优势：第一，由于测试题处于不同的认知层级，绝大部分学生能有可以上手的题目，有利于发挥学生潜能，增强学生学习物理的信心。第二，由于测试题是围绕核心概念展开，可以是若干题目围绕同一个核心概念考查，能有效诊断学生所处的认知层级，并且发现学生的认知是在从哪一个认知层级向更高层级跃迁时遇到了困难，为教师进行因材施教反馈准确的信息，也为学生自我诊断提供准确信息。第三，从促进学生发展的角度看，由于大量处于不同认知水平的测试题聚焦于特定的核心概念，有利于学生建构在核心概念统摄下的认知结构。 如何命制围绕核心概念评价学习结果的测试题呢？需要特别关注以下几个方面：第一，评价内容聚焦教学内容所对应的核心概念，控制其他知识影响对核心概念的测查。重点体现教学内容对核心概念学习所起的促进作用，（下转第41页）（上接第39页）以及学习核心概念前学生对核心概念的认知水平。第二，关注核心概念的认知层级。核心概念的学习需要通过具体概念分阶段逐步深入学习。命制测试题之前应该首先弄清楚核心概念有哪几个认知层级，学生处于某个层级的具体表现是怎样的；其次，在随堂测试卷中，对应与核心概念的某一认知层级，最好选取两道以上的题目，这样能比较准确地检测出学生处于核心概念的哪个认知层级。 最后需要指出的是，围绕核心概念进行教学设计，需要综合考虑各个环节，也未必在教学设计的所有环节上围绕核心概念，需要综合考虑各方面的因素，系统规划，方能起到对核心概念教学事半功倍的效果。 参考文献： [1]张颖之，刘恩山. 核心概念在理科教学中地位和作用——从记忆事实向理解概念的转变[J]. 教育学报，2010，（2）：57. [2]The Ministry of Education，The Ontario Curriculum，Grade 11 and 12： Science，（revised）[M].Ontario， Canada：2008. [3]约翰·D·布兰思福特，等著.程可拉，等译.人是如何学习的：大脑、心理、经验及学校[M].上海：华东师范大学出版社，2013. [4]张玉峰，张绪亮.从一道高考试题看物理概念教学——以2011年北京理综试题第24题为例[J].物理教学探讨， 2012，（4）：41. [5]郭玉英，等. 美国《新一代科学教育标准》述评[J]. 课程·教材·教法，2013，（8）：118. [6]张颖之，刘恩山. 核心概念在理科教学中地位和作用——从记忆事实向理解概念的转变[J].教育学报，2010，（2）：57. [7]张玉峰，郭玉英. 围绕学科核心概念建构物理概念的若干思考[J]. 课程·教材·教法，2015，（5）：99. [8]钟志贤. 面向知识时代的教学设计框架[D].上海：华东师范大学博士学位论文，2004. [9]张大均，余林. 试论教学策略的基本涵义及其制定的依据[J]. 课程·教材·教法，1996，（9）：6. （栏目编辑 罗琬华） |
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