（课程与教学论专业论文）促进课程内容的选择和组织——论导航图在课程设计中的运用.pdf

摘要 “科学素养导航圈”是由美国科学促进协会开发的一种图示模型，其目的是帮助教育者 理解和使用学生将要学习的特定内容。在导航图设计者看来，从初级学校到高级学校，学生 的学习都是建立在他们以前所学的基础之上，现在的学习，将为以后的学习做好准备。因此， 为了帮助学生获得良好的科学素养，教育者都需要了解学生在不同的年级，甚至是不同的学 科之间所学观念和技能如何依赖于或者支持别的观念和技能，否则教师教给学生的不过是一 堆孤立的能力和信息。 以科学素养导航图为代表的导航图，展示了达到特定目标的概念步骤，显示了学生的理 解进程。导航图的这种内在品质，在某些方面满足了课程设计的要求。因此，本论文从理论 上探讨了导航图在课程设计中的运用，认为运用导航图能够促进课程标准内容的选择和组 织，也能够促进教材内容的选择和组织。 关键词 科学素养导航图；导航图；课程设计：课程内容 a b s t r a c t “s t r a n dm a p so fs c i e n c el i t e r a c y i sam a p p i n gm o d e lt h a tw a sd e v e l o p e db ya m e r i c a n a s s o c i a t i o nf o rt h ea d v a n e e m e n to fs c i e n c e i ti si n t e n d e dt oh e l pe d u c a t o r su n d e r s t a n da n du s e t h ec o n t e n tt h a ts t u d e n t sw i l ll e a r n i nt h ed e v e l o p e r so p i n i o n ，f r o mp r i m a r ys c h o o lt oh i e , hs c h o o l ， w h a ts t u d e n t sl e a r ns h o u l db u i l do nw h a tt h e yl e a r n e db e f o r e ；m a k es e n s ei nt e r m so fw h a te l s e t h e ya r el e a r n i n gp r e p a r et h e mf o rw h a tt h e yw i l ll e a r nn e x t t h e r e b y t oh e l ps t u d e n t sa c h i e v e s c i e n c el i t e r a c y , e d u c a t o r sn e e dt os e ch o wt h ei d e a sa n ds k i l l st h a ts t u d e n t sl e a r ni nd i f i e r e n t g r a d e sa n dt o p i c s - - - a n de v e nd i s c i p l i n e s - - d e p e n do na n ds u p p o r to n ea n o t h er o re l s e ，w h a t s t u d e n t sl e a l t li so n l yac o l l e c t i o no f i s o l a t e da b i l i t i e sa n dh i t so f i n f o r m a t i o n s t r a n dm a p so fs c i e n c el i t e r a c ya sr e p r e s e n t a t i v e , t h es t r a n dm a p ss h o wt h ec o n c e p t u a ls t e p s t oa c h i e v es p e c i f i co b j e c t i v e sa n ds t u d e n t s u n d e r s t a n d i n gp r o c e s s t h i si n h e r e n tq u a l i t yo fs t r a n d m a p sm e e t st h er e q u i r e m e n t so fc u r r i c u l u md e s i g ni ns o m ea r e a s s om yp a p e rt h e o r e t i c a l l y e x p l o r e st h a ts t r a n dm a p si su s e di nt h ec u r r i c u l u md e s i g n ，a n dt h i n k st h i s u s ec a np r o m o t e c u r r i c u l u ms t a n d a r d sc o n t e n ts e l e c t i o na n do r g a n i z a t i o n s ，b u ta l s o t o p r o m o t et h et e a c h i n g m a t e r i a l sc o n t e n ts e l e c t i o na n do r g a n i z a t i o n k e y w o r d s 】s t r a n dm a p so f s c i e n c el i t e r a c y ；s t r a n dm a p s ；c u r r i c u l u md e s i g n ；c u r r i c u l u mc o n t e n t i l j jl 学位论文独创性声明 。、y 丑 9 8 8 3 7 3 本人郑重声明： 1 、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 一甥枯表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志加奉衍究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意。 作者签名；鲤继 e t 期印4 ：生g 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其措定机构送交论文的电 子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在 解密后适用本规定。 2 作者签名：望丝丝 日期： 9 215 望! 丛 一、研究问题与缘起 前言 本论文力图从理论上探讨导航图在课程设计中的运用，并期望这种探讨能对课程设计者 在选择和组织课程内容时，有所启发和帮助。 本论文中所进行的研究虽然并不期望直接去解决现实中的问题，但却是来源于现实中的 问题，这也是选择这个研究的原因。导师郝老师参与了国家科学课程标准( 3 6 年级) 的 设计，并且参与了苏教版科学教材的编写。在设计课程标准和编写教材的实践中，她深深地 体会到一个问题，即在课程内容的选择和组织中，究竟应当如何进行的问题。例如，在课程 内容的纵向组织中，人们希望内容螺旋上升，那么究竟该如何上升呢? 依据仟么来上升? 还 有，在每个年级，学生该学些什么内容，又能学些什么内容，以及学到什么程度? 学到的这 些内容又如何与以后的内容相关。促进以后这些内容的学习? 对于这些问题，虽然课程领域 的相关研究提出了一些原则和方法，但却不足以解决这些问题，因为这些原则和方法往往很 抽象、笼统，并没有详细的能达到操作层面的细节。这也是为什么很多没有学过课程设计的 学科专家，也能编制教材的原因。此后，郝老师在接触到了美国科学素养导航图后，感 觉到它的设计思想和设计方式对解决课程设计中存在的问题非常有帮助，因此提出了这个研 究。而我们在跟随郝老师学习的时候，也参加了一些课程设计实践，对课程设计中存在的上 述的一些问题也有了一些初步的体会，于是便选择这个问题进行了一些初步的理论研究。 二、文献综述 本研究最初也是最直接的资料就是英文版的科学素养导航图，“科学素养导航图”是 由美国科学促进协会开发的一种图示模型，其开发目的是作为2 0 6 1 计划主体项目的一个配 套工具，帮助教育者理解和使用学生将要学习的特定内容。与科学素养导航图相关的资 料就是科学素养基准和面向全体美国人的科学。 科学素养导航图描述了科学素养 导航图的名称意义、开发背景与过程、科学素养导航图的组成和功能，以及与科学素养基 准和面向全体美国人的科学之间的关系。因为本论文描述的是导航图，而不是具体的 科学素养导航图，科学素养导航圈在这里是我们描述的一个例子、一个引子，给我们起着一 种例证的作用，我们从中了解更有普遍性的导航图。 除此之外，直接与本研究相关的资料很少。间接相关的资料或研究包括以下几个方面： ( 一) 概念图 概念图是用来组织和表征知识的工具。它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之 中，然后用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念之间的意义关系。概念、命题、 交叉连接和层级结构是概念图的四个基本要素。在概念图中，观念被描绘成彼此是相互关 联的，这些观念包括概念、理论、事实、规则、命题、原则和概括。概念图用图解的方式显 示了观念之间的联系。概念图所表征的各种关系将主要依赖于学科内容。9 制作概念图的步 骤包括确定关键概念、概念的捧序、进行各级连接、反思与完善从建构概念图的步骤中也 可以看出概念图展示的是概念之间的逻辑关系或者学科知识之问的逻辑关系。通过图示的方 。袁维新，概念图：一种促进知识建构的学习策略，学科教育，2 0 0 4 年第2 期 。乔治j 波斯纳，艾伦n 鲁德尼茨基著，学程设计教师课程开发指南，华东师范大学出版社 2 0 0 3 年，第5 卜一5 3 页 式展示概念之间的关系对导航图的建立有启发，并且逻辑联系也是导航图展示的基准之间的 联系的一部分。 ( 二) 课程设计 1 、课程设计的层次 廖哲勋等人将整个课程设计看作是一个有三个阶段、三个任务组成的一个系统的、完整 的流程。简述为“完成三大任务，提交三项成果”，即设计课程计划、课程标准和编制教材， 提交课程计划、课程标准和教材三项成果。o 学者陈侠是以课程编订这个概念来论述课程设 计的，他认为课程编订包括以下几个环节：确定课程设置、规定课程标准、编辑学生用书、 编辑教师用书、设计制作和购置教学具、编制各科教育测验。9 这六个环节可以简化为四个 环节，即制定教学计划阶段、制定课程标准阶段、编制教材阶段、编制测验阶段，主要也就 是三个环节。对此，导师郝老师也有类似的观点。 三个层次的看法展示了一个正式的、全面的课程设计过程，也反映了国外以及我国当前 课程设计过程的实际。因此，考虑导航图在课程设计中的运用时，须尽量地涉及到这三个层 次。 2 、课程内容的选择和组织 在课程内容的选择上，泰勒提出了一个被普遍接受的观点：预期学习结果应当来源于 三个方面：对学习者本身的研究、对校外当代生活的研究、学科专家的建议。虽然泰勒也提 到了如何从三个来源中选择内容，但在操作性上并不强。与泰勒相反，波斯纳提出的选择内 容的步骤却非常适合于操作，这些步骤包括列出“初步观点”的目录、考虑用图解组织者来 帮助详尽地说明自己的初步观点、编制尝试性课程纲要、从初步观点的目录和课程纲要中选 择预期学习结果。考虑到教材的设计是在课程标准完成之后依据课程标准而进行的，因此， 波斯纳提出的选择内容的步骤在课程标准的设计中有更明显的使用。 在课程内容的组织上，泰勒提出了课程内容组织的纵向和横向两个维度。在纵向组织 中，要坚持顺序性和连续性。但这个维度也面临着学科逻辑顺序和学习者心理顺序的矛盾选 择。课程论专家普遍认为，在把课程内容组织成一个有效的顺序时。不能完全不顾个人是如 何发展及如何学习的，同时也不能忽略内容的独立结构或逻辑，必须涉及到这两个方面。 在泰勒看来，课程内容的选择和组织是前后相继的两个步骤，在前一步完成后才能进 行下一步，从大的逻辑上看或许应当如此，但在操作上，波斯纳等人认为两者或许看作是一 个圆周或反复的过程更为恰当一些，内容的选择并不总是在内容的完全确定后才进行，而组 织内容本身可能也是确定内容的另一种手段。这给我们明确了一点，即导航图的出现或使用 可以是在具体的课程设计之前，也可能是在此之后，这个过程存在着反复。 ( 三) 教育心理学理论 认知心理学认为，有妥善组织的和明确成型的材料远比那些无组织、不成型的材料易于 学习，易于记忆。而实际上学校的每一种科目都有其本身的结构，其中都有可以帮助学习、 记忆和回忆的意义系统。有用的教材如果是以合乎逻辑的组织方式提出来的，那就会增进对 有关原则的理解，并因此而迁移到生活情境中。这是向着改进教学前进了一步，但仍不能把 学生忘掉了。认知心理学很重视课程内容组织，并认为单纯依据内容自身的逻辑关系并不够， 还应考虑学习者的因素。 关于学生的因素，其中最重要的一点就是学生的学习准备问题。认知心理学认为，学习 准备问题就是要先弄清楚学习者的认知结构已经发展到什么阶段以及它的性质( 知觉、概念 和意义) ，然后调整新经验，使新经验能够同化到现有的结构，并且依次建立另外的结构， o 廖哲勋、田慧生主编，课程新论，教育科学出版社，2 0 0 3 年，第2 6 1 页 。陈侠著，课程论，人民教育出版社，1 9 8 9 年，第2 5 6 - - 2 6 1 页 。j m 索里、c w 特尔福德著，教育心理学，人民教育出版社，1 9 8 2 年，第3 1 9 页 2 作为高级学习的基础。学习要求在内部的认知结构和信息的输入之间能够互相联系和相且配 合。学习的理想条件在于排除学习者现有的结构与来自他的物质世界和心理境界的输入所引 起的需要或要求之间存在着的矛盾和差距，从而使二者获得最好的平衡。第二组有助于学习 准备状态的成分来源于经验，它包括那些使个人准备去吸收并促进新学习的经验。现在的学 习受以前学习的有力制约，这一原则曾经是数世纪来教育理论与实践的基本原理。 十九世纪早期赫尔巴特提出了他关于统觉的特殊学说。按照赫尔巴特的意见。统觉是把 新知识或观念结合到个人有关知识的现有图式中去。用以同化新信息的已有知识是个人的统 觉群。新观念是通过它们在已有的观念体系中取得了地位而习得的。赫尔巴特阐明了两种必 要性，( 1 ) 要从儿童的有关经验下手：( 2 ) 要把未知的事物同已知的事物联系起来、结合起来 以便习得新知识。虽然“统觉群”一词现在己很少使用，但下述信念不断地被重申：学习与 促进理解的关键在于把新事实同学习者已有的经验联系起来。例如，广为引用的奥苏伯尔的 研究指出，应利用“先行组织者”来促进比较新的有意义材料的学习。这个研究还表明，先 前有关概念( 组织者) 的学习有助于新的有意义文字材料的学习与保持。因此，关注学习者在 新的学习之前，已经了解了什么或者应当了解什么，对于将要进行的学习至关重要。如奥苏 伯尔所言。假如把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么一言以蔽之日：影响学习 的唯一最重要的因素，就是学习者已经知道了什么。 学习准备还与学习中一个重要的问题迁移有关。有学者认为。迁移是最强有力的学习 法则，它包括两部分：过去的学习经验对新学习过程的影响；新学习内容在将来对学习者的 帮助程度。早期的形式训练观强调学习活动的形式，并不强调学习的内容。而现在的迁移 理论则强调学习内容本身，这就使我们需要关注学习者将要学习的内容，以及这些内容在学 习中将要起到的作用。同时将学习内容放在一个与过去、现在和未来有联系的结构中考虑问 题。 三、研究设计与方法 本论文主要是对导航图运用于课程设计的理论探讨，因此，理论上的分析是主要的写作 方式，基本上没有实践上的尝试，具体研究方法就是文献法。文献资料的检索、收集、分析 是论文撰写的坚实基础。在此期间我们的导师郝老师辛勤指导，她将她在课程标准和教材 设计过程中的经验、感受无私地与我们分享，使这篇论文超越了单纯的理论探讨，也融入了 实践经验的成分。 od p 奥苏伯尔等著教育心理学认知观点。余星南等译，人民教育出版社，1 9 9 4 年，扉页 od a v i da , s o u s a 著脑与学习。中国轻工业出版社，2 0 0 5 年。第1 0 7 页 一、概述 ( 一) 名称意义 第一章科学素养导航图 “科学素养导航图”是由美国科学促进协会开发的一种图示模型，如下图1 所示。其开 发目的是作为2 0 6 1 计划主体项目的一个配套工具，帮助教育者理解和使用学生将要学习的 特定内容。 科学素养图谱集( a t l a so fs c i e n c el i t e r a c y ) 是由科学素养导航图组成的一个集合。 在科学素养图谱集中，科学素养“导航图”的英文名称是“s t r a n dm a p s ”，也用到了“c l u s t e r s o fm a p s ”，其本义为板块图、图串。科学素养导航图的设计者之所以用“s t r a n dm a p s ”这 个词，是为了突出这些图的发展本质，即那些在基准群里发展的观念或理论通过了不同的年 级水平。我在这里用时，参考相关资料，。采用它的意译名称“导航图”。 ( 二) 开发背景与过程 1 、2 0 6 1 计划 2 0 6 1 计划是美国科学促进协会联合美国科学院、联邦教育部等1 2 个机构，于1 9 8 5 年 启动的一项面向2 1 世纪的人才培养计划，旨在改革从幼儿园到十二年级的科学、数学和技 术教育。1 9 8 5 年恰逢哈雷彗星临近地球，改革计划又是为了使美国当今的儿童下个世 纪的主人，能适应2 0 6 1 年哈雷彗星再次临近地球的那个时期科学技术和社会生活的急剧变 化，故取命为“2 0 6 1 计划”。 2 、从面向全体美国人的科学、科学素养基准到科学素养导航图 面向全体美国人的科学是2 0 6 1 计划的第一篇报告，它回答了成年人应当具备哪些 科学素养的问题，并对所有十二年级学生毕业时应当知道和掌握的科学、数学和技术方面的 知识和技能提出了建议。在此报告基础上，出版了一系列相关著作，包括科学素养基准、 科学素养导航图、科学素养的设计等。科学素养基准更着重于探讨怎样使学生朝 着具有科学素养的目标进步，并对某一特定的年级应当达到的标准提出了建议。 面向全体美国人的科学提出了一个能够达到学习目标的鼓舞人心的蓝图，而科学 素养基准则是描绘出达到这些目标的途径。它指明了各年级的学生在科学、数学和技术课 程方面应该知道什么和能够做到什么。 科学素养导航图( 也译为科学素养图谱集) ，是由一个个特定的导航图组成的图 集。在一开始，2 0 6 1 计划的设计者就意识到，需要去描述在形成成人科学素养过程中的概 念步骤。面向全体美国人的科学中决定的成人素养目标。通常包括了对概念步骤应当是 什么样和它们是否对全体学生都可行的设想。在1 9 8 9 年面向全体美国人的科学出版后， 2 0 6 1 计划组织了六个学区团队，去建立针对面向全体美国人的科学里所计划的目标的 课程模型。2 0 6 1 计划的设计者向这些团队强调了这条关于学生理解发展的信息： 如果我们将精力放在选择或发明活动、以及凭直觉将它们置于不同的年级水平中，那么 我们将会缺乏2 0 6 1 计划所期望的创新的品质。这项工作不仅要思考整个学习流程，包括观 。美国科学促进协会，面向全体美国人的科学，科学普及出版社，2 0 0 1 年，序言 。美国科学促进协会面向全体美国人的科学。科学普及出版社2 0 0 1 年，前言 4 念问主要的联结，也要去鉴别沿着这些线路将最有利丁- 学生成1 j ：= 的学习经验的种类。 图1 。 9 1 2 每个细胞都有细胞膜覆盖，细胞 膜控制着进出细胞的物质。 除了细胞分子的一般功能外， 分子生物体中的大部分细胞都1 它细胞相比特殊的功能。 弋 7 绷黧够机 体生长与修复。 成千上万个不等，只有通过显微镜才能看到。 3 5 共同组成，一些有机体细胞在外形、 f k 显微镜使观察生物由细 胞组成成为可能。 作 大部分物体 都由部件组成。 放大镜可以帮助人们看到 肉眼看不见的东西。 细胞差异结构分裂 。a m e d c a n a s s o c i a t i o n f o r t h e a d v a n c e m e n t o f s c i e n c e ( a a a s ) ，a t l a s o f s c i e n c e u t e r a c y 。2 0 0 1 ，7 5 5 住开始设计课科模酗之前，每个组都通过“i 割示”，米显示和明了观念和技能在从幼儿 园到人学之间的发展。这些团队很快就开发一套达到素养目标的先导性前提知识达成了共 识，这成为设计和组织学习经验的基础。这样，去说明一套普遍的先导的努力，导致了科 学素养基准的产生。在科学素养基准开发中，虽然没有开发出相应的图示框架，但却 引起了设计者对基准之间存在着的联接的注意。下图2 是关于“自然选择”的部分图示。它 显然已经具有了导航图的一些重要特征，是导航图的雏形。 图2 国 在已有“图示”的基础上，并且在研究了广泛的正式和非正式的评论、大量的工厂和进 行培训教师、设计课程材料和其他特定任务的使用者的反馈后，研究者最终开发出了导航图。 与早期的图示相比，导航图更加清晰明了，内容也更加丰富。但两者有内在的相同之处，即 贯穿理解发展的思维精神是一致的。 在导航图设计者看来，从初级学校到高级学校，学生的学习都是建立在他们以前所学的 基础之上，现在的学习，将为以后的学习做好准备。因此。为了帮助学生获得良好的科学素 养，教育者都需要了解学生在不同的年级，甚至是不同的学科之间所学观念和技能如何依赖 于或者支持别的观念和技能，否则教师教给学生的不过是一堆孤立的和贫乏的理解。科学素 养导航图的目的就在于帮助教育者理解学生被期望在不同年级学习的东西，并且帮助他们去 设计连贯和综合的课程、教学和评价。 二、科学素养导航图的组成 科学素养导航图主要依据科学素养基准里的科学教育基准而制定。在科学素养基准 中大的概念主题下，选择次级的概念主题，根据其内容，设计相对应的导航图。如图1 所示， 是大主题生命环境中的次级主题细胞和器官的导航图。 科学素养导航图主要由四个部分组成： l 、基准( b e n c h m a r k s )基准可以理解为课程目标，指学生在经过某个阶段学习之后，在 知识和技能方面必须达到的水准，其意义等同于课程标准里的“标准”。如图1 中的“大部 分物体都由部件组成”、“不同类的细胞组成不同的身体组织和器官”等。基准是导航图的基 。a m e d c a n a s s o c i a t i o n f o r t h e a d v a n c e m e n t o f s c i e n c e ( a a a s ) ，a t l a s o f s c i e n c e l i t e r a c y 。2 0 0 1 ，1 3 7 6 本成分，导航幽本质上就是描述学生对组成科学素养的观念和技能的理解如何随着时问而发 展。 科学素养导航圈里的基准来自于科学素养基准里的各年级阶段的基准，而科学素 养基准里的基准又是对面向全体美国人的科学里规定的成人素养目标的细化，是达到 最终目标的步骤。由此可以看出，三者是有着内在的紧密的相关。 导航图中的基准可分为让学生能够去做什么和让学生知道什么两类，即技能基准和知 识基准。但在这两类中，有更多的亚类。技能基准要求学生或掌握一些特定的技能，或发展 一般的问题解决能力，如“根据事物的数量、形状、重量、颜色、运动等来描述和对比它 们”。知识基准要求掌握明确的发现、事实、一般观念和理论，图1 中的基准都是知识基准。 在一个导航图里，可以同时存在两种基准，也可以只有一种基准。基准的这些不同也影 响到教学。讨论可能是帮助学生理解般观念的最好方式；展示和试验可能最有利于理解特 定的现象；反复的练习对磨砺技术最有效。在设计导航图时，考虑到保持图形设计的尽可能 秩序井然很重要，就把基准问的这些差异忽视了。实际上基准的类别有时也并不是那么容 易分清的。 在图谱集中，为了去澄清图中观念和技能的流程，一些基准被轻微地改变了。尽管有这 些较小的改进，但图中的基准仍然保持与它们在科学素养基准里的原样一致。在些情 况里，基准被置于比它在科学素养基准里要高一些或低一些的年级水平里，在另外些 情况下，需要一个额外的起作用的观念或技能。这些额外的起作用的观念或技能大部分在面 向全体美国人的科学或科学素养基准里能找到，但在少量情况里，需要设计者建构了 新的基准。总而言之，作图的过程证实设计导航图是一条调整科学素养基准的有效方式。 2 、连接箭头( c o a n e c t i n ga r r o w s )如图l 中基准间箭头所示。连接箭头用来表示个基 准的完成有助于另一个基准的实现。如理解了图中基准“所有生物都有细胞组成，从个到 成千上万个不等，只有通过显微镜才能看到”，有助于学生理解基准“细胞不断分裂，生成 更多的细胞，供有机体生长与修复”。 在这里，研究人员也提到了一个问题，即以箭头代表的联结并不具有同样的“强度”。 一个基准对后一个基准可能是必要的先决条件一也就是说，解释这个概念将用于后来的基 准，一个基准也可能只是简单地支持或加强对后来基准的理解。联结所包含的关系种类上也 不同。个箭头可能意味着较早的基准提供了一些事实，去作为证据支持后面基准里的观念。 例如，在生物进化图中，在初中基准里呈现的化石层的证据支持了高中基准：所有的有机体 都来自较早的有机体。 在导航图里，一个基准可能有助子另外个基准实现，也可能有助于多个基准实现。相 应的，一个基准的实现有时可能需要多个基准的支持。因此，我们在导航图中可以看到有的 从一个基准引出不同的几个连接箭头，有的几个连接箭头导向了一个基准。 有时这种箭头是双向的，表示基准间的支持是相互的。但通常任何学习之间都是存在相 互关系的。有时。一个基准能强化导致它的早期基准。这种类型的关系通常出现在包含有特 定例子的基准和包含有显露的一般原理的基准之间。例如，关于原子和分子的基准，澄清和 解释了导致它们的那些较早的基准。另外，强化早期知识似乎是所有学习的一个特征，所以 图中的每一个基准都有利于支持它的早期基准。但在设计图时。如果都用双箭头显然会使图 形显得复杂难懂，因此设计者就将大部分忽路，只留下一些特别明显的。但学习者在研究这 些图形时，脑子里应当意识到这一点。它们对设计课程、教学和评价有重要的影响。 基准之间的连接不只限于单个图形内部的纵向联系，还包括不同主题的图形之间的横向 连接。例如，在“遗传和经验塑造行为”图中，基准“儿童与父母之间的相似是遗传得来的， 其他的相似是学习得来的”不仅支持本图中的“不像人类，昆虫和其他很多物种的行为几乎 oa m e r i c a n a s s o c i a t i o n f o r t h e a d v a n c e m e n t o f s c i e n c e ( a a a s ) ，a t l a s o f s c i e n c el b r a c y ，2 0 0 1 ，1 4 1 7 完全是由生物遗传决定的”和“一些物种只具有一些遗传决定的行为，另一些物种则拥有更 为复杂的脑，能学习和修改很多种不同的行为”这两条基准的学习而且也支持其他基准的 学习，如在“d n a 和遗传特征”幽中，它支持“为了后代能类似于他们的父母，必须有条 可靠的方式去从一代向下一代去传递信息”等基准的学习。”图1 中的直线以及对应的小字 显示了与其他主题相关的基准。如图中“大部分物体都由部件组成”的基准也支持有关“系 统”的基准的学习。 基准间的连接不是随意的或凭直觉来的。它是建立在客观事物的逻辑联系和关于特定概 念学生如何学习的认知研究基础之上的如认知研究表明，为了理解地球的形状，学生理解 一个先前概念“地球重力”，对他们理解生活在“球底”的人为什么不会掉下去就很重要。 因此，就有一个箭头从理解地球重力指向学生对地球形状的理解，如下图3 所示。当缺乏特 定的认知研究时，基准间的连接就是根据一般的认知原则来设计，如先具体后抽象，先简单 后复杂。可见，这些连接本身就是科学索养重要的组成部分。 图3 3 、标志块( 1 a b e l e ds t r a n d s )在导航图中，少量的一些主要线索被抽出来，作为标志 块，如图l 中下方“细胞差异、结构、分裂”。标志块的用处在于帮助读者发现导航图中的 事物( 主要的概念或事实) ，理解导航图的内容。标志块位于导航图的下方，在标志块的正 上方，通常就是相关的基准。虽然标志块能帮助读者理解导航图的内容，但这并不是说标志 块就能使读者明确清晰地了解内容，标志块只是给读者以大致的印象，并且它通常也并不贯 串整个导航图。也正因为如此，导航图中的标志块并不是任何一个图形中仅有的，读者也可 以发现别的可以用作标志块的线索。 4 、年级范围( g r a d er a n g e s ) 如图中水平线及其左端数字。年级范围表明了什么时候绝 大多数学生应当能够达到这些基准，如图1 k - 一2 ( 幼儿园到小学2 年级) 之间。在这一部分， 学生要达到的基准就是知道“大部分物体由部件组成”和“放大镜可以帮助人们看到肉眼看 不到的东西”。 导航图中有四个年级范围，分别是幼儿园至2 年级、3 至5 年级、6 至8 年级和9 至1 2 年级。导航图中的年级范围对应于科学素养基准里的基准的四个年级范围。但在具体的 内容上，导航图对科学素养基准进行了一些改动和完善。在一些情况里，基准被置于比 它在科学素养基准里要高一些或低一些的年级水平里。 基准的年级范围是相对的而非绝对的，根据学生的兴趣、能力和经验，获得基准的年级 可以上下波动。但它们不能被任意地归入年级中。当观念和技能被推到不适当的较低年级时， 学生的理解就会很困难。当它们呈现的太晚时，学生的兴趣和积极性就会消逝。 另外，由图中我们也可以看到，在相同的年级范围内，通常存在多个基准。除非基准之 间有连接，否则我们不能根据它们所处的垂直高度来判断其难易程度。 。a m e r i c a n a s s o c i a t i o n f o r t h e a d v a n c e m e n t o f s c i e n c e ( a a a s ) a t l a s o f s c i e n o el i t e r a c y ，2 0 0 1 ，9 8 三、科学素养导航图的功能 i 、理解基准和标准。科学素养导航图在孤立的基准之间建立起了意义联系，这能使教育者 了解这些基准来自哪里，导向哪里，又如何与别的基准相关，从而深入地理解作为特定学习 目标的基准的内容和本质，在教学中做到心中有数。例如，我们通常是一开始就直接告诉学 生有关地球形状的知识。但有研究表明，虽然儿童承认地球是圆的，但他们认为是像烧饼那 样的圆形而不是成人所说的球形。年龄大些的儿童可能承认地球是球形的，不过他们会想象 着人类是居住于球形的中央、生活在一片平坦的土地上。 但是如果教师认识到，学生先理解地球重力有助于他们理解地球形状的知识，那么她就 不会疑惑为什么要先教这些，以及教到什么程度。导航图的设计者在2 0 6 1 计划的教师职业 发展培训中也发现。导航图能帮助教育者澄清单个基准的含义，并且帮助他们深入地理解为 什么基准作为一个整体而学习。 2 、设计科学课程。如泰勒所说，在设计课程的过程中，确定课程目标之后，就要选择课程 内容和组织内容。导航图中所包含的年级范围以及其中的基准可以作为选择课程内容的依 据。虽然基准本身并不能直接作为课程内容，但它却是所要选择的课程内容的更为具体的目 标和指示物，它使课程设计者能方便快捷地确定课程内容。 当然，与科学素养基准相比，这并不是导航图最具特色的功能，导航最明显的功能 在于它所体现的课程的连贯性和顺序性。设计课程是一个需要连贯和顺序性的括动，后继的 课程内容必须以先前的内容为基础。以此可以形成累积效应。如导航图的评价者所说，导 航图提供了课程设计的顺序性的信息。o 教育者从中获得了关于先教什么、后教什么的信息， 这有助于他们建构适合不同年级和对象的科学课程，形成教学的累积效果，以增长学生的科 学素养。导航图的设计者认为，设计课程如果考虑到不同年级和内容中的观念和技能之间的 连结，那么设计出的课程将有利于学生的学习。 3 、开发和评价课程材料。课程材料在这里可以理解为包括教科书、活动以及工具箱在内的 具体的教学材料。 不论是在开发材料中还是分析材料中，一个关键的步骤是深入地理解目标基准自身、对 它有帮助的作为先决条件的观念以及应当在材料内容或教师指导中高度关注的概念联结。导 航图能给课程材料的开发者提供一个有用的视角，去看待课程材料针对什么样的基准。导航 图也能帮助他们设计针对特定基准内容的活动和课时，并确定它的适当复杂水平。导航图也 指出了先导和重要的联结，这些都是教科书开发者在创造和排列学习经验时应当仔细考虑 的。 导航图是2 0 6 1 计划的课程材料分析过程中的一个基本部分。图谱集中的很多图最初被 开发出来就是去支持2 0 6 1 计划中的课程材料的评价。在评价教科书上，导航图能帮助分析 者认识到：计划的教学是否针对了特定的基准或只是在相同的大主题标题下的些东西，并 且它是否以一种适当的复杂水平呈现。 4 、完善基准。当基准以孤立的条目形式出现时，人们常常会忽视基准之间的相互作用，以 及基准之间的联结。设计导航图的过程以及导航图本身，都可以使人们认识到基准之间的联 系。同时，在设计导航图的过程中，有些基准被置于比它在科学素养基准里要高一些或 低一些的年级水平里。在另外一些情况下，需要添加一个额外的起作用的观念或技能，甚至 。美国国家科学基金会教育与人力资源部中小学及校外教育处，探究小学科学教学的思想、观点与策略 人民教育出版社，2 0 0 3 年，第2 9 页 。拉尔夫泰勒，课程与教学的基本原理，人民教育出版社，1 9 9 4 年，导言 oa m e l j c e n a s s o c i a o n f o r t h e a d v a n c e m e n t o f s c i e n c e ( a a a s ) ，a t l a so f s c i e n c e l i t e r a c y ，2 0 0 1 ， f o r e w o r d 、p r e f a c e 9 在少螭情况里，建构了新的基准。总而言之，作幽的过程证实设计导航幽是一条调整科学 素养基准的有效方式。 1 0 一、导航图概述 ( 一) 导航图的理论基础 第二章导航图与课程设计概述 前面介绍的是科学课程里的导航图科学素养导航图。当然，也可以有其他学科的导 航图，如更为具体的生物学或物理学导航图等。导航图特别重视在学习中，对一个基准需要 准备什么和应强调什么，来支持后来的学习。当学生学习一个观念时，导航图能被用来决定 什么样的概念支持是必要的和有用的。这点符合加涅提出的学习层级理论，即终点目标的 完成是建立在不同层次的使能目标完成的基础之上。“例如，学生理解力造成物体运动改变 的原理时，他们需要先理解“力”和“运动改变”。而要理解“力”和“运动的改变”，又要 先理解其他一些知识。这样逐层分析，直到被认为非常简单为止，最终就形成个层级结构。 同时，奥苏伯尔的有意义学习理论也可以作为其中的理论基础之。舆苏伯尔认为，有 意义的学习是通过新信息与学生认知结构中已有的相关观念的相互作用才得以发生的；由于 这种相互作用的结果，导致了新旧知识的意义同化。而学生已有知识，将决定这种意义同化 的结果，如奥苏伯尔所言，影响学习的唯一最重要的因素，就是学习者已经知道了什么。因 此在教学中，一个主要任务便是对每一门学科中的概念加以鉴别，并组织成有层次的或相互 关联的系统。 加涅和奥苏伯尔的观点并不完全相同，但两者对学生已有知识的重要性，以及学习的这 种顺序性的看法却非常相似。这两种理论以往主要运用于教学设计中，而将其运用于课程设 计中时，可以据此设计出导航图。 ( 二) 导航图的内容特征 导航图展示了达到特定目标的概念步骤，显示了学生的理解进程，因此，不论是科学素 养导航图，还是其他学科的导航图，都需要具备以下二个特征： 1 、特定年级或年级段内的学习内容或课程的内容目标。在科学素养导航图中，将这些内容 或目标称为“基准”，我们也可称之为标准。都是指学生在经过某个阶段学习之后，在知识 和技能方面必须达到的水准。导航图从开始产生，就与特定的内容或学习目标联系在一起， 这种联系可以使导航图更有针对性，不至于空泛，体现其“导航”的特征。 2 、显示出学习者学习这些内容或基准时的理解的进程。这种理解的进程，包括了知识之间 的相互联系。以及学习者学习时，这种联系所能产生的影响。这种影响包括在学习特定知识 之前，需要习得哪些知识，以及已经习得的特定知识将导向哪里。正是这种理解的进程，确 定了导航图的导航功能。基准间的这些联系应建立在客观事物的逻辑联系和关于特定概念学 生如何学习的认知研究基础之上。当缺乏特定的认知研究时，基准间的连接就是根据一般的 认知原则来设计。如先具体后抽象，先简单后复杂。 嚎m 加涅等著，教学设计原理，华东师范大学出版社，1 9 9 9 年，第1 5 4 页 二、课程设计概述 ( 一) 课程设计的定义 当前对课程设计的看法，并没有非常的一致。国内较有影响力的几种关于课程设计的定 义如下： 施良方认为课程设计是课程所采用的一种特定的组织方式，它主要涉及课程的目标以及 课程内容的选择和组织。他认为课程设计再加上以后的课程实施和课程评价，共同构成了课 程编制。“但也有学者认为，课程设计活动就是课程编制。二者同义。 廖哲勋和田慧生则认为，课程设计是按照育人的目的要求和课程内部各要素、各成分之 间的必然联系而制成一定学校的课程计划、课程标准和编制各类教材的过程，是课程建设系 统工程的一个组成部分。 两种定义并没有太大的差别，都认为课程设计应当包括课程目标、课程内容的选择和组 织，后种观点将课程计划包括了进去，将课程设计的范围稍稍扩大了一点。后者在论述时， 较为清楚一些。在此，本文拟采用后者的定义。 ( 二) 课程设计的层次 从以上两种定义中也可以看出，课程设计绝非是一次性可以完成的活动。简明国际教 育百科全书课程关于课程设计的词条中。涉及到了课程设计的层次问题。 “课程设计是指拟定门课程的组织形式和组织结构、它决定于两种不同层次的课程编制 的决策。广义的层次包括基本的价值选择，具体的层次包括技术上的安排和课程要素的实 施。”。 显然，上述观点区分出了课程设计的两个不同层次，前者带有比较强的基本理念色彩， 决定着课程的基本价值取向，后者更多地是技术性的，将已经确定的价值取向体现并且落实 在具体的课程中。 廖哲勋等人认为课程设计是分层次进行的，具有层次性，包括外在层次和内在层次。外 在层次指某一课程系统在时空延续上的分层设计。例如，我国九年义务教育课程是一个课程 系统，这一课程系统的设计就包括小学课程设计和初中课程设计两个层次。课程设计的内在 层次性是按照某一级学校课程的层次结构进行的分层设计。如果说课程设计的外在层次性属 于课程系统的分层设计。那么，课程设计的内在层次性别属于课程结构的分层设计。例如， 全日制小学课程的整体结构分为宏观课程结构、中观课程结构和微观课程结构。其中，宏观 课程结构和中观课程结构的设计统称为课程的总体设计，微观课程结构的设计则称为课程的 具体设计。课程的总体设计是对一定学校整个课程的类型、标准、宏观与中观结构及主要模 式做出的总体决策。课程的具体设计是对一定学校各类基本教材的内容、结构、体系、深度、 难度做出的具体决策和具体编制。课程的总体设计和具体设计既有区别，又有联系。两者相 互依存，相互制约。构成项有机的系统工程。内在层次用他们自己的话可以简述为“完 成三大任务，提交三项成果”，即设计课程计划、课程标准和编制教材，提交课程计划、课 。施良方著。课程理论一课程的基础、原理与阿题，教育科学出版社，1 9 9 6 年第8 l 页 。艾伦c 奥恩斯坦、费朗西斯p 汉金斯著，课程；基础、原理和问题，江苏教育出版社，2 0 0 2 年， 第2 4 7 页 。廖哲勋、田慧生主编，课程新论，教育科学出舨社，2 0 0 3 年，第2 6 0 页 。江山野主编译：简明国际教育百科全书课程，科学教育出版社，1 9 9 1 年，第1 页 。廖哲勋、田慧生主编，课程新论教育科学出版社，2 0 0 3 年。第2 6 2 页 1 2 科标准和教材三项成果。 学者陈伙是以课程编订这个概念米论述课程设计的。陈侠认为课程编订包括以f j l 个环 节： a 确定课程设置，产生课程文件之一：教学计划。 ， b 规定课程标准，产生课程文件之二：教学大纲。 c 编辑学生用书，产生课程文件之三：教科书。 d 编辑教师用书，产生课程文件之四：教学指导书或教学参考书。 e 设计制作和购置教具、学具。 f 编制各科教育测验。 考虑到现在教材这一含义的扩大，已不再单指教科书了，那么实际上陈侠的这六个环节可以 简化为四个环节，即 a 制定教学计划阶段； b 制定课程标准阶段； c 编制教材阶段： d 编制测验阶段。 联系到前面所讲课程设计的概念，我们可以发现，虽然有人认为课程编制等同于课程 编订，。但与施良方所认为的课程编制相比，陈侠的课程编订缺少了重要的一块，即课程实 施。但陈侠又比廖哲勋等人多出了一个编制测验的阶段。 与此问题相关的是，丛立新认为，从课程近代化以来，尤其在有了相对独立专门的课 程理论之后很久，在教学实践中渐渐形成了课程的一般结构：即教学计划( 课程计划) 、教学 大纲( 课程标准) 、教科书三个层次。 我们讨论的课程设计是具体层面上的课程设计，综合上述观点，可以将课程设计分为 以下几个层次或阶段：确定课程计划的阶段。设计课程标准的阶段。编制教材的阶段。 不论是在课程设计的哪一个层