从经验到科学基于课程标准的化学单元教学设计下.doc

从经验到科学 基于课程标准的化学单元教学设计 下理论：是什么与为什么概念界定一、设计的含义设计是指为了解决某个问题，在开发某种产品或实施某个方案之前，所进行的系统而缜密的计划与构思的过程。从实质上讲，设计就是一种问题解决。系统科学方法论是指用系统的观点来认识和处理问题的各种方法的总称，它是一般科学方法论中的重要内容。所谓系统是指由相互联系、相互作用的若干要素构成的，具有特定功能的统一整体。系统科学遵循的基本原则包括，整体性原则：应从整体出发，立足整体分析要素及各要素间的关系。动态性原则：系统总是动态的，永远处于运动变化之中。最优化原则：运用各种有效方法、选择最优方案、途径，实现整体优化的目的二、教学设计的含义现代教学设计是指在系统科学方法的指导下，运用现代学习理论、教育理论和教师经验，对教学活动进行系统规划，以期达成教学目标的可操作过程。教学设计自20世纪60年代诞生以来，一直在教学工作科学化这一理念下不断发展和成熟，并成为现代教育技术学中的重要组成部分。20世纪80年代教学设计泊入我国，成为我国现代教育技术研究与实践的一个重要领域，并在教学工作科学化中发挥着越来越重要的作用。教学设计是极其复杂的，需要综合多种理论观点为指导，把教学过程看成是一个系统，这个系统由以下要素构成：学习需要、学习内容、学习者的特征等方面的分析、教学目标、教学策略、教学媒体等方面的确定和选择、教学活动的具体展开和教学效果的评价等。现代教学设计以系统理论、传播理论、学习理论、教学理论为理论基础，特别强调：(1)系统论(系统思维、系统编程、系统条件、系统建模)；(2)最优化(问题解决、最优决策、综合权衡)；(3)为学习而设计；(4)科学与艺术的结合。为促进学生的有效学习而设计。学是教的基础，教是为学服务的。只有依据学生的学习规律，才能设计出高效的教学活动，才能最大限度地促进学生的有效学习。因此，现代教学设计强调依据学生学习的基本规律和心理特点设计教学。在传统教学中，教师在上课前要进行诸如备教材、备学生、备教学、写学期(学年)教学进度计划、写课题(或单元)教学计划、写课时计划(教案)等一系列课前准备工作，即备课。备课虽然也属于教学设计的范围，但它往往从教师的主观愿望主发，以教学为中心，凭借的教学经验、主观意志进行安排和策划，其科学性、合理性和有效性都较低。现代化学课程的基本理念，是以学生为中心、突出学习者在学习过程中的主体地位，这就要求教师要遵循学习的内在规律、以学习者的学为出发点，进行科学的教学设计。系统设计教学是一种目标导向的系列活动.不管在哪个年级、哪个课程层次、哪个具体教学环境中开展设计，按照马杰(Mager,R.R,1984)的看法，无非是要回答三个类别的问题：(1)我们要到哪里去?(2)我们怎样到那里去?(3)我们是否到了那里?化学课堂教学设计主要解决三个问题，教什么和学什么?如何教和如何学?教得怎么样和学得怎么样?第一个问题是解决学习目标的问题；第二个问题是解决教学过程中的教学策略问题和教学媒体问题；第三个问题是解决教学评价的问题，即形成性评价和总结性评价。三、什么是单元单元不是一个新的概念。从课程理论得知，单元是教材或教学的基本单位。当提出要研究和重新设计单元的时候，老师们质疑，单元不是现成的吗?教材中的单元是很清楚的，为什么还要设计单元?显然，目前老师们较多地将单元理解为教材单元。在新课程实施中，需要从三维目标的实现的角度赋予单元新的内涵。单元是一个相对完整教学过程，是实现教学目标的基本单位，也是学生发展知识、思维方法和情感态度价值观的基本单位。?单元是一个教学系统，由若干节具有内在联系的课所组成。这些具有内在联系的若干节课相互间形成一个有机的教学过程，其知识、方法、态度等内容也集合成了一个统一的板块。单元是衡量教师教学和教材驾驭能力的基本单位，也是教学设计的基本单位，也是教师专业知识结构诊断、形成和发展的基本单位。四、教学的三种取向基于教师个人经验的教学，教师所能教给学生的只有自我。(王尚文，2007)。基于教科书的教学，教科书是教材的权威，是教学方案的心脏；没有教科书就没有学校，应该教什么?如何教?几乎完全取决于教科书。(Chambliss&Calfee,1999)。基于课程标准的教学程序(1)明确学习结果/内容标准，即如何分解标准的相关内容使之更加具体、清晰?(2)选择评价任务/确定标准，即证明学生达到应知和能做的最好途径是什么?(3)选择内容与设计教学，即怎样组织内容、单元或课程资源才能帮助学生在完成评价任务时表现突出?什么方法和策略才能最好地促进学生的学习?(4)实施教学与评价，即如何获得学生应知和能做的表现证据?(5)检验/修正整个过程，即是否需要补充教学?补充什么?基于课程标准的教学不是要求所有教师教学标准化，一种具体的教学方法，教学内容和课程标准的简单对应。基于课程标准的教学是学习结果/教学目标源于课程标准，评价设计先于教学设计(用教材教；为考而教)，指向学生学习结果的质量(不仅仅是分数)，标准、教学、评价必须具有一致性。五、基于课程标准的化学单元教学设计指介于课程与课时之间所展开的教学系统设计，属于中观层面的教学设计。化学单元教学设计的一般流程可以分为：分析、设计、实施、反思与再设计几个环节。理论分析一、课堂教学设计是由以下几个方面组成的(1)学习需要的分析。就是解决教师为何教，学生为何学的问题。(2)学习内容的分析。就是解决教师教什么，学生学什么的问题。(3)学生情况的分析。就是以学生为中心，时时考虑谁学的问题。(4)教学目标的设计。教学目标应该说明学习结果(三维目标)，在教学活动前，师生双方都应明确教学目标。(5)教学策略的设计。就是解决教师如何教，学生如何学的问题。(6)教学媒体的设计。根据学习内容的需要、学生的特征、教学目标的要求、教学策略的安排来选择最恰当的教学媒体。(7)教学过程的设计。就是把教学的流程通过不同的方式表现出来，也就是简明扼要地表达各要素之间的相互关系，直观地表示教学过程，给大家提供一个可供参考的教学设计方案(图表式、框格式、文字叙述均可)。(8)教学设计的评价。包括对教学方案的评价和调整，对学生学习的评价，对课堂教学的评价。这些共同特征要素构成了教学设计过程模式，其中教学对象、教学目标、教学策略和教学评价则是教学设计的四大基本要素。二、基于课程标准的化学单元教学设计的内容三、单元教学设计必须注意以下几个关键问题1.学生调研。是进行单元教学不可缺少的环节，是有效落实三维目标的基本前提。从单元教学的角度看，学生调研贯穿单元教学的始终。学生调研是制定单元教学目标、设计教学过程、进行教学评价的重要依据之一，也是诊断学生学习情况，进行单元教学反思与再设计的重要方式之一。将学生调研贯穿于单元教学的始终，可以有效落实关注每一个学生发展的教育理念。2.单元是实现教学目标的载体和过程，教学目标是单元教学设计的灵魂。在新课程实施中，需要把握多维目标的内涵，理清三维目标之间的关系，要全面关注三维目标并将它们整合于统一的单元教学过程中。?3.在一个单元教学中应该整体设计结构化的学习活动，这是体现单元整体教学的关键所在。所谓单元结构化的学习活动，可以从以下几个方面来理解：不同类型、水平的知识需要不同的学习方式和活动。活动必须是有效的，内容选择从学生实际出发，活动内容真正触及学生认识中待发展的问题，活动过程和学生的认识真正发生作用。活动与活动之间有明确的内在线索，即用知识结构统领教学过程，根据学生的困惑来建构学生的认知结构。活动与活动之间是相互关联和影响的。从一个活动到下一个活动，学生认知和情感发展脉络是连续的、并且是上升爬坡、不断递进的过程。单元结构化学习活动设计的关键是，需要思考如何将单元的知识逻辑结构与学生的认知结构和谐地结合起来，即用知识结构统领教学过程，根据学生的困惑来建构学生的认知结构。四、单元教学设计与课时教学设计的比较单元教学的着眼点是单元。从教学内容看，单元教学以一个单元为相对独立的教学单位，强调从单元这个整体出发设计教学，突出内容和过程的联系性和整体性。从教学目标看，单元教学是一个相对完整的过程，在这个过程中，三维目标的有机融合和有效落实问题逐步得以实现。从教学方法看，单元教学不是对单元内各课题平均使用力量，而是依据学生的认知特点和某个单元的教学内容，设计合理的、有一定思维梯度的科学学习过程，注重学习的阶段性和层次性。目前，老师们的教学设计大多拘泥于单课时内容的就课论课，一方面缺少了整体上的把握，另一方面对各种教学要素的选择和应用缺乏回旋余地。因此，单元教学跟传统的单课时教学的一个明显的区别在于，前者是系统教学，后者是先分散后总结式的教学。此外，还可以从多个方面来看单元教学设计与传统课时设计的区别。系统的力量在于整体大于部分之和，单元就是由个别课时所组成的系统。单元教学要通过课时教学来实现，课时与课时之间的关系使得单元教学的效果大于个别课时教学效果的总和。1.单元教学目标是通过课时目标群落实的由于学科内容的内在逻辑性，决定了学科整体的教学目标必然由具有内在逻辑联系的单元目标和课时目标群构成，这是教学目标间的纵向关系。也就是说，化学课程总体目标总是要细化为学段目标、单元目标或课堂目标后才得以落实。2.只有在整体把握单元目标的基础上才能合理设计课时目标一节一节地备课、上课，容易导致教学目标的孤立和分割，所以制定具体课时的教学目标一定要从整体着眼，在明确学段目标、单元目标的基础上去把握设计课时目标，这样才能做到既有阶段性，又有连续性，又能注意前后衔接，照顾到各个课时之间的影响和递进性。从这个意义上说，单元教学中的课时教学与传统的单课时教学也是有着明显区别的，前者是单元教学整体中的组成要素，课时与课时之间有着有机的联系，这种联系使得一个课时的结果，能够在先前课时结果的基础上产生。通过计划好的许多课时的共同作用，知识、技能和理解得以逐渐发展，从而产生出越来越复杂的结果。而传统的单课时则是一个相对孤立的教学单位。理念意义一、理念1.减负增效：系统设计教学在减负增效方面所可能做出的贡献就在于：为学生精心创设有效的教学系统或学习环境，善用教学资源和教学策略.运用现代教学技术，走一条内涵增长的教学现代化之路。2.系统思维：系统思维的最主要表现就是统揽全局、循序操作。统揽全局强调关注整体.站得高，看得远；循序操作倡导从行动上突出设计的程序化和计划性，使得教学的各项外部条件环环相扣、层层落实。3.以教促学：教学设计理论强调的是：学不等于教。教也不能代替学，但教必须促进学.要以学习者为焦点.为学习者服务.以教导学、以教促学。4.加速成长：通过系统设计教学的实践.使教师在教学中做到：目标更明确(知道要做什么)、程序更清晰(知道应怎样去做)、针对性更强(知道为什么要这样做)和灵活性更大(知道在什么样的具体情况下该做什么和怎样去做)。正像著名教学设计理论家兰达(Landa，L.N)曾经说过的那样.教学设计是使以前天才才能达到的水平让一般人也能达到。二、意义对化学教师而言，虽然单元教学设计比传统的单课时教学设计更具有挑战性，但其优越性是特别彰显的。通过单元教学，教师的教学设计视野从单课时的微观范畴转向更为宽阔的单元中观范畴，能够从单元整体上把握教学目标、内容和方法，有利于使宏观层面的课程目标落到实处，同时又能使单元内的课时教学变得更加富有弹性，有利于优化教学效果。1.单元教学目标的整体性和可测性，避免了传统课时教学的随意性与盲目性，有利于实现多维目标的融合，真正实现化学新课程提出的总目标。?2.单元教学内容的相关性和层次性，避免了传统课时教学中知识点的孤立学习和机械练习，有利于化学教学过程与结构的优化，提高化学教学质量和效率。?3.单元学习活动的结构化和教学方法的灵活性，着眼于学生科学素养的全面发展，有利于培养学生实践能力和创新能力，促进学生科学素养的提升。?实践：怎么做单元建构?应该说，教材作为构成教学系统的最基本的要素，是教师教和学生学不可缺少的重要载体。但在课程改革中，最现实的问题之一是如何实现三维目标?因此，在实际教学中，教师就不能照本宣科地教教材，必须从三维目标的实现的根本立场上去认识和建构教学的单元。也就是说，教师必须从教材中的单元走出来，将其转化、重组或重新建构适宜学生科学素养提升的教学单元，用教材去教。?教学单元的构建，涉及确立教学目标，界定学习者的需要，以及选择和组织内容等要项。教师在构建教学单元时，一方面依赖于教师对教材的选择和使用，另一方面取决于实际教学的需要。因此，教学单元的构建需要注意以下几个方面。?一、根据课程标准和教材内容构建教学单元?化学课程标准及其实验教科书是确定单元的重要依据。依据课程标准和教科书，在深入分析并准确把握教材内容及其呈现方式所体现的课程目标和教育理念，钻研并开发教材中蕴含的丰富教育资源的基础上，确立教学单元，使之成为学生学会学习和形成正确价值观的基本单位过程。例如碳和碳的氧化物是初中阶段唯一较为全面研究元素及化合物知识的单元，如何根据这部分知识内容的特点,指导学生建立有序的知识结构，这无疑是极为重要的。因此，可以根据这个教材单元进行单元教学设计，将单元知识内容按其内在联系和规律性进行梳理和提炼，引导学生将零散的知识整体化、条理化，形成知识结构，以此提高学生对本单元知识的理解力。?二、对教材内容进行重组来构建教学单元?依据知识内容的相互联系或学习规律，将教材中的某些内容，按照一定的目的，从不同角度或不同层面进行调整、重组来构建教学单元，使繁杂的内容简单化、条理化，更符合学生的认知规律和心理发展规律。如在初三化学新教材中，有很多的化学实验是同气压变化相联系的，明确和把握初中化学教材中化学实验与气压变化知识内容的前后关系，对于有序引导学生深入学习是有帮助的。因此，可以确立化学实验与气压变化单元进行整体设计教学。?三、根据学生认知特点和实际来构建教学单元?教师构建教学单元，必须依据学生的实际情况，一切从学生的发展需要出发，有利于引导学生利用已有的知识和经验，主动探索知识的发生和发展，同时也有利于教师创造性地进行教学，做到用教材教而不是教教材。如初三学生初学化学用语时，常会感到困难，为此，可以采取循序渐进，化整为零的单元教学策略，即从学生学习化学、接触物质开始，就把元素符号、化学式当作代表某种物质的普通符号陆续出现，让学生多见多写，通过反复出现，引领学生从形式上先对化学式有一个最初步的熟悉和了解，为后面正式学习化学式打下基础。四、根据当地的教学资源来构建教学单元?在实际教学中，教师要认真分析并明确教材内容所要实现的课程目标，在此基础上紧密联系当地的社会实践和学生的生活经验，选择具体的教学内容构建教学单元，从而保证三维教学目标的落实。如北京水资源情况的调查的探究活动单元。?教学单元的构建是为实现教学目标服务的，确立什么教学单元是受教学目标所制约的。教学单元的内容与组织，会直接影响学生对教学信息的接受、处理和转化的质量。面对思想、感情、智力水平各不相同的学生，教师必须根据学生的实际情况和本地的实际，对学生经验已有的、学生在社会生活中可能接触到的、以及化学教材中给出的所有课程资源进行开发、选择，合理构建教学单元，从而保证教学目标的实现。设计模式一、教学过程的一般模式二、基于课程标准的单元教学设计模型四大要点一、从学生立场解读文本-深入了解学生，全面探查学生已有的知识经验如果我不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话，我会说：影响学习的最重要因素是学生已知的内容。弄清了这一点后，据此进行相应的教学。-奥苏贝尔教育心理学：一种认知观如何探查学生的已有知识经验?诊断性测试、开放性试题(自由作答)、限制性试题(选择题)、二段式测试(二者结合)自由作答。二、为学生发展选好教学内容-深刻理解教材，分析和挖掘教材内容的价值以传授知识为中心的教材观，将教科书视为预先确定的、至高无上的、不能随意更改的东西，它控制和规范着教师的教和学生的学。教学过程就是教师将教科书规定的知识内容传递给学生，学生则是去接受这些知识信息并把它储存在自己的头脑中。以学生发展为本的教材编制，教科书内容不再被视为预先建构好的现成知识，它只是为教师的教和学生的学提供基本的信息，教科书成为教师和学生交流的媒介和工具，成为促进学生学习和发展的资源和手段。教师和学生处于平等的地位，共同借助教科书所提供的信息进行交流与对话。教师的任务不是怎样去传授教科书的内容，而是思考如何利用教科书促进学生的主动学习。学生则是在教师的启发下，积极主动地对教科书提供的信息进行加工和建构，从而获得智慧的发展和意义的生成。任何科学知识都是科学家运用一定的科学方法，经历艰难曲折的探索过程而获得的，这个过程倾注了科学家的智慧，体现了科学家的思想和观点。化学知识作为人类认识物质及其变化规律的智慧结晶，它所承载的意义绝不仅限于字面所表达的含义，更有知识在发现过程中人的智慧和情感的付出，这正是化学知识的丰富内涵所在。化学知识的价值分析。每一化学知识都是由事实、观点、思想、方法、态度等的融合，都具有丰富而深刻的内涵。分析和挖掘化学知识价值的过程，就是深入揭示化学知识内涵的过程，就是引导学生思维和认识不断深入发展的过程。水的天然循环知识价值分析。下雨了，掬一把雨水，想一想，这些水分子是从哪里来的?当然，现在它们来自于你头顶上的那片乌云，可是去年，兴许它们还凝固在黄河源头的冰川里，抑或流淌在滚滚不息的长江里呢！下雨，只是水天然循环中的一个环节！大自然中的水究竟是怎样循环的?水通过三态变化，实现自身的天然循环。太阳为水提供能量，使水分子的运动加快，达到一定程度后，便摆脱彼此束缚，变为水蒸气，扩散到空气里，升腾到高空中，在高空遇冷凝结成云；云随风迁徙，再遇冷又转变成雨或雪，返回地球，汇入江河湖海，渗入山川平地。通过这一过程，既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配。大自然就是用这样的方式，不断地为地球上的生物补充淡水资源。化学学科的思维方式。宏观与微观的联系是化学不同于其他科学最特征的思维方式。离开这个基本点，就不是化学。建立对微观世界的想象力是中学化学教学不同于其他课程的特点，也是中学化学课程的重要任务。化学学习的三重表征。从宏观、微观和符号三种水平上认识和理解化学知识，并建立三者之间的内在联系，从而形成化学学科特有的思维方式，我们称之为三重表征思维方式。水的天然循环知识价值挖掘。通过水分子的运动这个微观视角来认识水的三态变化及水在自然界中的循环，这就是宏观与微观相联系的思维方式。这段学习材料的根本出发点就是以水分子的运动为思维视角，通过对水的三态变化及水在自然界中的循环这一宏观现象展开微观想象，达到训练学生化学思维方式，加深对物质微粒性认识的目的。事实性知识：水通过三态变化实现自身的天然循环。核心概念：水分子、思想方法：宏观与微观的联系。观念性认识：宏观物质是由微观粒子构成的，微观粒子处于不停的运动之中。三、让学生亲历学习过程-设计有思考价值的问题，如何增进学生对知识的理解。对知识形成深层理解，这是建构性学习和教学的核心目标。为理解而学习是建构主义的一条重要信念。问题是思维的源泉和动力。不同的问题所引起的学生的思维参与程度是不同的，在促进学生对知识理解方面的作用也不相同。教学中应尽量设计有思考价值的问题，引导学生在积极思维的过程中深刻理解所学知识。有思考价值的问题的特征。具有一定的思维容量，具有适宜的难度，具有合适的梯度，具有一定的思维容量。所谓思维容量是指思维的深广度水平。有思考价值的问题必须具有一定的思维容量。首先，从思维方向来看，它应该具备一定的开放性，因为开放性的问题可以给学生更广阔的思维空间，有利于调动学生思维的积极性和主动性，确保思维活动持久地进行；其次，从思维力度来看，它应该是学生通过深入思考才能解决的问题，而不是简单再现的问题，如果学生将书本上或者记忆里的信息原封不动地搬出来就能解答，那么该问题就没有什么思考价值。具有适宜的难度。有思考价值的问题应该是难易适度的。实践证明，问题过易或过难都不能有效地激发学生的思维活动。那些和学生已有的知识经验有一定联系，学生知道一些，但是仅凭已有的知识又不能完全解决，也就是说在在新旧知识的结合点上产生的问题，最能激发学生的认知冲突，最具有启发性，能有效地驱动学生有目的地积极思索。具有合适的梯度。对于那些具有一定深度和难度的内容，可以设计成问题组，用组合、铺垫或设台阶等方法来降低问题的难度，提高问题的整体效益。问题组的设计要紧紧围绕核心主题，逐层递进。既不能梯度太大，使学生迷失了思维的方向；又不能将问题设计得太琐碎，限制了学生的思维发散。要给学生以方向的引导，同时留有一定的思维空间，促进学生有目的地深入思考。优质问题的特征。如果一个问题是有价值的、优质的问题，它必须具有四个特征：(1)能够达成一个或更多的教学目标(2)关注重要的课程内容(3)能够促进在规定的认知水平上的思考(4)清晰地阐明所要问的内容四、用宽容的态度评价学生-科学地制定教学目标如何充分发挥教学目标的功能教学目标是课堂教学的核心和灵魂，是课堂教学的出发点和归宿，它关系到课程改革理念的真正落实。在课程标准中，既有对教学目标总的规定，又在内容标准中对每一项课程内容提出了相应的目标要求，可以说，课程标准为教学目标的确定提供了实际操作上的依据。教学目标制约着教学设计的方向，对教学活动的设计发挥指导作用；同时教学目标为教学评价提供依据。以学生发展为本，以培养科学素养为主旨的化学新课程改革，就是要改变传统课程过于注重知识技能传授的倾向，强调科学过程与方法，重视情感态度与价值观的教育，使学生获得化学知识和技能的过程成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。知识与技能是达成过程与方法、情感态度与价值观目标的基础。过程与方法是掌握知识与技能、形成情感态度价值观的中介，是实现三维目标的关键。情感态度与价值观是掌握知识与技能、形成科学过程与方法的动力，发挥调控作用。教学目标陈述的基本要求。教学目标陈述的是学生的学习结果，而不应该陈述教师做什么。教学目标的陈述应力求明确具体，可以观察和测量，尽可能避免使用含糊的和不切实际的语言陈述教学目标。教学目标的陈述应反映学习结果的层次性。分列式的教学目标陈述。原子的构成教学目标(设计一)(1)知识与技能：认识原子是原子核和核外电子构成的，知道核电荷数、质子数和核外电子数的关系；(2)过程与方法：通过对原子结构的分析、讨论，初步了解假说与模型是研究物质微观结构的重要方法。通过比较、归纳等方法，逐步提高学生的分析、推理能力。(3)情感态度与价值观：利用有关原子结构的科学史实，体会科学发展的曲折性，了解科学家严谨求实的科学态度，培养科学精神。对学生进行物质可分性的辩证唯物主义观点教育。这样的目标陈述，从表面上看，学习结果全面、具体。但是三维目标之间具有什么内在联系?在教学过程中如何实现这三者的和谐统一?这样的目标陈述只是反映了教学活动应达到的最终结果，而对如何达到这一最终结果的教学活动设计却缺乏明确的指导。充分发挥教学目标的教学导向功能，以过程方法为主线，通过活动将三维目标有效地结合起来。从而使学生获得科学知识和技能的过程真正成为理解科学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。这样的目标设计，不但实现了三维目标的有机融合，更重要的是凸显了全面实现三维目标的有效途径，充分发挥了教学目标对教学活动设计的导向作用，对全面落实教学目标是至关重要的。原子的构成教学目标(设计二)(1)以汤姆逊阴极射线实验和卢瑟福散射实验事实为基础，推论物质的原子是由居于中心的原子核和核外电子构成的。(2)根