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教学设计(中学科学)



教学设计
——中学科学

蔡铁权 浙江师范大学课程与教学研究所


1、教学设计的学科性质
2、教学设计的意义



3、教学设计者应具备的基本素质 4、教学设计的基本方法

二、教学设计概述
(一)教学设计简介
1、教学设

计的含义
以获得优化的教学过程为目的,以系统理论、传 播理念、学习理论和教学理论为基础,运用系统方 法分析教学问题、确定教学目标,建立解决教学问 题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和修 改方案的过程 。

2、教学设计的特征
系统性

理论性
具体性和可操作性 科学性和艺术性

3、教学设计与备课的联系与区别 (1)概念 (2)性质 (3)内容

学习任务分析与教材分析
学习者分析和学情分析 教学过程设计与教法、教具和组织策略的考虑

在学习背景分析方面
教学设计对教学目标、教学策略、教学评价是综合设计、 通盘考虑的,是高度一致的,从而使教学质量建立在相对稳 定的可靠的基础之上。 以上五方面 两者存在着本质的区别

4、教学设计的层次和应用范围

(1)教学设计的不同层次 (2)教学设计的应用范围

(二)教学设计的理论基础
1、学习理论 2、教学理论 3、系统科学 4、传播理论

(三)教学设计的过程模式

1、教学设计过程模式概述
(1)过程模式的特点 ①以特定的理论为基础、在教学设计的实践过程中形成的,是 教学设计实践的简化形成; ②可以用来指导不同背景下的项目设计,并为实现特定的目标 服务; ③以文字或图表的形式进行描述,或者两者结合进行描述; ④就教学设计的过程方面而言,它与工业化生产模式不同,而 与艺术的制造模式有关

(2)教学设计过程模式的要素

设计

开发

分析

修改

修改

实施

修改 评价

修改

ADDIE模式

1.分析(analysis) (1)首先确定需要,即要利用教学来解决的问题。 (2)进行教学分析以确定教程的认知、情感与动作技能方面的目标。 (3)确定期望初学者需要具备的技能以及哪些技能会影响对教程的学习。 (4)分析可利用的时间以及在这段时间内可以实现多少目标。有些学者建议进行情境或资源分 析。 2.设计(design) (1)把教程的目标转换成表现性的结果与主要的教程目标(单元目标)。 (2)确定所涵盖的教学主题或单元以及用于每一个主题或单元上的时间。 (3)依据教程目标安排单元顺序。 (4)充实教学单元,确定每一个单元所要达到的主要目标。 (5)确定每一个单元的课与学习活动。 (6)开发出评价学生已习得内容的具体标准。 3.开发(development) (1)确定学习活动与材料的类型。 (2)起草学习材料或者学习活动。 (3)在目的受众中进行材料与活动的试用。 (4)修改、精练、生产材料与活动。 (5)开发教师培训或附加材料。 4.实施(implenmentation) (1)购买材料以便为教师或学生采用。 (2)在必要的时候提供帮助与支持。 5.评价(evaluation) (1)实施学生评价计划。 (2)实施教学评价计划。 (3)实施教程维护与修改计划。

2、迪克—凯瑞的教学设计过程模式
修改教学

评价 需要 以确 定目 标

进行 教学 分析

分析 学习 者和 背景

编写 绩效 目标

开发 评价 工具

开发 教学 策略

开发和 选择教 学材料

设计和 进行教 学的形 成性评 价

设计 和进 行总 结性 评价

3、史密斯-瑞根教学设计过程模式
分析 分析情境 学习者 学习任务

编写测验项目

策略

决定 组织策略 传递策略 管理策略

编写与制作教学

评价

进行形成性评价 修改教学

4、教学设计的一般模式
前期分析 教 学 目 标 阐 明 教学策略设计 学习环境设计 教学顺序确定 学习情境设计 学习情境分析

学习需要分析

学习者分析

教学模式设计

媒体和资源设计

学习任务分 析

学习方式设计

教学组织形式设计

教学方法设计

课堂管理设计

修改

修改

修改

修改

总结性评价 是

教学设计方案编制 和实施



可接 受否

教学设计形成性评 价

二、前期分析
学习需要分析:
涉及到“为什么教”的问题,是以系统的方式找出学习者在 学习方面的目前状态与所期望达到的状态之间的差距。

方法:内部需要分析法和外部需要分析法。 步骤:
①确定课堂教学目标(期望状态)并按重要程度进行排序;

②确定上述目标的现状; ③分析和确定目前的现状和目标之间的差距,确定差距的类型(即学习 需要的类型); ④根据差距找出问题,分析问题存在的原因; ⑤根据分析结果确定问题解决的优先顺序,并制订设计对象的目标。

结果:

(1)确定从设计对象中反映出来的各种问题是否都是可以
通过教学设计解决,如果不是,那么应通过其他途径解决。 (2)提出关于设计对象的总目标。

收集数据的方法: ①原来的教学中是否存在不能满足学习者学习的目 标?②教学结束后,学习者是否明显地表现出没有 达到教学目标?③课程中是否增加了新的教学目

标?④学习者的组成有变化吗?⑤已采用的学习
方式、教学组织形式、传送方式和教学媒体使用 的方式有效吗?是否符合学习者的认知特点、年 龄特征和学习风格等?⑥教学是否吸引人?能否 提高学习者的学习动机、兴趣和耐力?⑦已有的

教学评价方式科学、可行吗?

表2-2-1

学习需要评价表

例:

学习科目、内容:高中物理(必修)第一册第一章第五节 现状 目标 差距 原因分析 学生一直以来都习惯于代数运算,对 矢量这一概念还处于初识阶段,对矢 量运算还不习惯,用数学方法进行物 理运算的能力还比较差

握力的矢量 定性研 定量运 掌 合 成 方 法 —— 究 力 的 算 力 的 平行四边形定 性质 大小 则

学习任务分析:
学习任务分析,是指对学习者所必须掌握的知识与技能、 过程与方法、情感态度与价值观等进行分析的程序或过程, 旨在揭示学习者从起点行为到终点行为之间必须掌握的任 务及其任务间的关系。

过程:
1. 根据学习需要分析确定关于设计对象的目标,确定任务分 析的目标;
2. 3. 4. 5. 6. 根据学习任务分析的理论依据,初步分析任务的类型并评价; 根据任务的类型或不同类型的组合,选择任务分析的方法; 确定任务分析的程序; 根据具体执行的情况,适当地调整分析过程; 将任务分析收集到的数据进行详细描述,为阐明教学目标、设计教学 过程,实施形成性评价等提供依据

学习需要分析

学习任务分析

方法:

方法:

方法:

例: “欧姆定律”
“欧姆定律”是人教版高中物理选修3-1第二章第三节的知识,是电学内容的核 心,它所揭示的电流、电压和电阻三者间的内在联系,是电路计算的基础定 律。并为学习闭合电路欧姆定律、电磁感应定律、交流电等内容作了铺垫。 本节课中分析实验数据的两种基本方法,设计实验的思想、规范接线,科学 读数等,将在后续电学实验中多次应用.因此也可以说,不管是知识还是方 法,本节课都是后续课程的学习准备。 教学重点 (1)电阻的定义; (2)欧姆定律的实验设计、实验过程及学生对实验数据的分析、归纳并得出结 论; (3)利用欧姆定律分析、解决实际问题。 教学难点: (1)电阻的定义及其物理意义; (2)数据处理曲线拟合; (3)伏安特性曲线的物理意义。

学习者分析:
对教学设计有重要影响的学习者因素除了年龄、性别、年 级、物理学学习等基本信息之外,更重要的是学习准备状

态、学习风格、学习动机、焦虑等心理因素。

文本形式:
①知识和技能。对即将学习的知识和技能,学习者目前的状态如何?

已有的经验如何?可能存在哪些误解?已经掌握了多少术语?学习者
的学习技能水平如何,需要多少外部的指导和反馈?学习者能否使用 相关的教学媒体,能否运用新的学习方式进行学习?②过程与方法。 对即将学习的过程和方法,学习者目前的状态如何?已有的经验如何? 可能存在哪些误解?已经掌握了多少术语?学习者已具备的过程和方 法如何,需要多少外部的指导和反馈?③情感态度与价值观。学习者 对学习任务的一般态度如何?对哪些任务可能存有喜好或反感的情绪?

学习者喜欢什么学习风格?学习者喜欢什么学习方式、教学组织形式
和教学媒体?学习者喜欢什么样的评价方式?④其他。学习者的焦虑 水平如何?学习者的一般认知发展水平如何?

表格形式:

内容 已有知识和技能 过程与方法 情感态度与价值观 焦虑水平 一般认知发展水平

收集数据的方法 访谈、行为背景中的观察、前测 访谈、调查问卷、观察 访谈、调查问卷、观察 访谈、观察、问卷 查阅文献或学习者的档案、观察

学习者特征的描述

例:“力的合成”学习者分析
教学对象:高中一年级学生 ①知识基础:学生已经学习了重力、摩擦力、拉力、支持力等,并能计算二力在 一条直线上的合力;对多力作用于物体的生活实例也接触较多;有的学生在 初中也学习了多力合成的定则,因此,对“力”已有较多感性认识。在前几 节内容中,学生在初中原有基础上又深化学习了几种常见的力(重力、弹力、 摩擦力),从而具备了学习力的合成所需要的基本物理知识。此外,学生在 数学中已经学习了直角三角形和平行四边形的知识,为学习做好了相关知识 的准备。但对于力的矢量合成的过程和方法,作为刚接触高中物理的绝大部 分高一学生有一定的难度。 ②认知能力:学生思维活跃,抽象思维能力发展较好;具有较强的分析、概括和 归纳能力;能够开展自主学习和合作学习。 ③学习动机:对新鲜事物有强烈的好奇心,具有较强的求知欲;对于以教育技术 支持物理问题解决具有浓厚的学习兴趣。 ④学习风格:喜欢多媒体技术和网络技术支持的学习环境;具有良好的独立思考 能力,自控能力较好,不易受外界影响,焦虑水平适中。

学习背景分析:
学习背景是指持续影响学习者学习的、由多因素组成的复 杂系统。学习背景分析是指对这一复杂因素系统的考察。 因素:
1. 2. 3.

时间角度 空间角度 综合角度

三、教学目标的阐明
(一)教学目标概述
所谓教学目标就是指通过教学后,学习者在知识 与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面发 生的预期的变化。 1、教学目标与教学目的的关系与区别

2、教学目标的特点
预期性 ;系统性;层次性 ;可行性;灵活性

教学目标分类理论:
?

布卢姆(B. Bloom)将教育目标划分为认知、情感、动作技能三大领 域,每个领域的目标又由低级到高级分成若干层次;

? ? ? ? ? ?

加涅(R. Gagné)的五类学习结果分类;
梅瑞尔(M. Merrill)的二维矩阵分类; 奥苏贝尔(D. Ausubel)的学习分类;

安德森(Anderson)的两种知识(陈述性知识与程序性知识);
豪恩斯坦(A. Hauenstein)的教学目标整合新分类; 梅耶(R. E. Mayer)的广义知识观;

?

罗米斯佐斯基(A. J. Romiszowski)的知识与技能两大类目标观等。

(二)教学目标分类理论 1、布卢姆的教学目标二维分类理论
知识维 事实性知识 概念性知识 程序性知识 元认知知识 认知过程维 记忆 理解 应用 分析 评价 创造

知识维:

(1)事实性知识:术语知识 ,具体细节和要素的知识
(2)概念性知识 :类别和分类的知识 ;原理与概括的知 识 ;理论、模式与结构的知识 (3)程序性知识:具体学科技能和算法的知识 ;具体学科 技巧和方法的知识 ;确定何时运用适当程序的知识

(4)元认知知识:策略知识 ;关于认知任务的知识 ;自
我知识

认知维:
记忆:识别、回忆
理解:解释、举例、分类、总结、推断、比较、说明 应用:执行、实施 分析:区分、组织、归属 评价:核查、评判 创造:生成、计划、贯彻

2、基础教育课程改革下的目标分类 (1)教学目标分类

结果性目标
体验性/表现性目标 (2)三维目标的内涵 知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观

(3)教学目标编写存在的问题

没有以学生为主体,目标表述语的主语混乱
“知识和能力”、“过程和方法”两方面目标的 表述多数比较准确,但不够具体明确,表现在行为动 词的运用不够准确和没有具体的表现程度上。
“情感态度和价值观”方面目标的表述不少是

“正确的废话”,似有实无,无法监测评估。
教学目标的表述内容不全面,存在重“知识和能 力”,轻“过程和方法”、“情感态度和价值观”的 现象。

(4)教学目标的编写
①行为术语法

(ABCD,audience,behavior,condition,degree) 知识与技能领域行为动词
学习水 平 了解 可供选择的行为动词 如说出、知道、背诵、辨认、回忆、选出、举例、列举、复 述、描述、识别、再认等。 如解释、说明、阐明、比较、分类、归纳、概述、概括、判 断、区别、提供、把……转换、猜测、预测、估计、推断、 检索、收集、整理等。 如使用、质疑、辩护、设计、解决、撰写、拟订、检验、计 划、总结、推广、证明、评价等。

理解

应用

技能领域行为动词表
学习水平 模仿 独立操作 迁移 可供选择的行为动词 如模拟、重复、再现、例证、临摹、扩展、缩写等。 如完成、表现、制定、解决、拟订、安装、绘制、测量、尝试、试验 等。 如联系、转换、灵活运用、举一反三、触类旁通等。

②表现性目标表述法

指的是不需要精确陈述学习者学习结束后结果的方法,主要针 对属于内部心理过程或体验等目标而言。
表现性目标行为动词
学习水平 可供选择的行为动词 如感受、参加、参与、尝试、寻找、讨论、交流、合作、分享、参观、访 问、考察、接触、体验等。

经历

反应

如遵守、拒绝、认可、认同、承认、接受、同意、反对、愿意、欣赏、称 赞、喜欢、讨厌、感兴趣、关心、关注、重视、采用、采纳、支持、尊重、 爱护、珍惜、蔑视、怀疑、摒弃、抵制、克服、拥护、帮助等。

领悟

如形成、养成、具有、热爱、树立、建立、坚持、保持、确立、追求等。

③内部心理与外显行为相结合的方法

课堂教学目标分为两个水平 :总体目标; 具体行为 例如:1理解光的全反射现象。1.1说出 临界角的概念。1.2描述发生全反射的条件。 1.3举例阐述全反射现象的应用。

四、教学过程的确定
(一)教学过程的含义 教学过程是教师和学生协同活动的过程,是学生在教师指 导下,依据课程和计划和课程标准的要求,积极主动地掌握系 统的文化科学知识和基本技能,发展身体素质、心理素质和社 会文化素质,并形成一定思想品德和心理品质的过程。 (二)教学过程的本质 ①教学过程是师生个体认识过程与人类一般认识过程的统一; ②教学过程是师生课堂教学交往过程的统一; ③教学过程是教养与教育过程的统一

(三)教学过程阶段论 探究发现范型及其变式 情意型的教学过程阶段范型 系统优化观的教学过程阶段范型

(四)教学过程理论的发展 1、交互主体论 克林伯格认为:①教学是由教师指导的过程,这就是教师指 导作用的原理;②学生必须处于能动的,愈益自觉地学习主体的 地位,这是学生的自主性原理;③教师的指导作用与学生的自主 活动的地位是一种教学现象的两个侧面,它可以作为教学现象的 矛盾关系加以分析和把握。 2、复杂性思维视阈下的教学过程

(1)是一个复杂系统,是一种多维、多层次、多目标系统 (2)是一个互动的、开放的循环系统 (3)混沌性 (4)不可逆性与自组织性 (5)不确定性 (6)非线性 (7)涌现思维

五、教学顺序的确定
(一)言语信息的教学顺序
(二)智慧技能的教学顺序 (三)态度的教学顺序 (四)动作技能的教学顺序

六、教学组织形式设计
(一)教学组织形式的含义 教学组织形式,是为实现一定的教学目标,围绕 一定的教育内容或学习经验,在一定时空环境中,通 过一定的媒体,教师与学生之间相互作用的方式、结 构与程序 。

1、课堂教学的具体组织形式:
全班上课;

分组教学;
个别教学。

2、国外教学组织形式的变革 分组教学 特朗普制 不分级制 开放课堂 协同教学

3、辅助的教学组织形式
课外教学 现场教学 4、特殊教学组织形式

复式教学

七、学习方式设计
(一)学习方式定义
学生在完成学习任务时,经常的或偏爱的基本行 为和认知取向,它是关于学生“怎样学”的问题。

(二)学习方式转变
1、学习方式转变的背景

知识观新发展的要求
课程范式转换的要求 信息技术发展的要求

2、新学习方式的特征
问题性 实践性 主体性 开放性 参与性

(三)自主学习

1、定义
横向:如果学生的学习动机是自我驱动的,学 习内容是自己选择的,学习策略是自主调节的,学习 时间是自我计划和管理的,学生能够对学习结果作出 自我判断和评价,那么他的学习就是充分自主的。

纵向:如果学生在学习活动之前能够自己确定 学习目标、制订学习计划、做好具体的学习准备;在 学习活动中能够对学习进展、学习方法作出自我监控、 自我反馈和自我调节;在学习活动后能够对学习结果 进行自我检查、自我总结、自我评价和自我补救,那 么他的学习就是自主的。

2、特征

能动性;独立性;相对性;有效性
3、必要条件 ①必须以一定的心理发展水平为基础,即“能学”; ②必须以学生的内在学习动机为前提,即“想学”;

③必须以学生掌握一定的学习策略做保障,即“会学”;

④必须以学生的意志控制为条件,即能“坚持学”;
⑤必须有社会性物质条件作支持,即“可以学”

4、促进自主学习的方法 (1)激发学生的内在动机 (2)注重学习策略教学 (3)指导学生对学习进行自我监控 (4)教会学生利用社会性和物质性的资源

(四)探究学习

1、定义

从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题,在教学 中,创设一种类似于学术(或科学)研究的情境,通过学生自主、 独立地发现问题、实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与 交流等探索活动,获得知识、技能、情感与态度的发展,特别是 探索精神和创新能力的发展的学习方式。 2、特征 (1)问题性:起源于或围绕着一个对于探究者来说“新颖”的 问题、情境或材料 (2)过程性:探究过程涉及:观察,提出问题,作出预测、猜 测或假设,设计研究方案并开展工作以搜集数据,对获得的数据 进行处理分析与解释(解读数据)以验证假设,得出初步结论、 考虑可能的其他解释及提出有待进一步探究的问题,将上述探究 过程与结果以一定的方式陈述或表达出来,以及在这一过程中与 他人合作、交流(分享)及开展评价。

3、探究过程的实施
(1)提出问题

(2)形成假设
(3)检验求证

(4)得出和解释结论
(5)交流应用

4、探究的教学模式
(1)学习环教学模式:探索阶段 ;名词引介阶段 ;概念应 用阶段 (2)5E教学模式:投入(Engagement,E1) ;探讨 (Exploration,E2) ;解释(Explanation,E3) ;精致化 (Elaboration,E4) ;评价(Evaluation,E5)
投入 (Engagement ) 探讨 (Exploration)

评价 (Evaluation)

精致化 (Elaboration)

解释 (Explanation )

(3)萨其曼(R.Suchman)的探究训练模式
程序:呈现疑难情境;提出假设和收集资料; 提出结论 (4)施瓦布的生物科学探究模式 程序:确定研究对象和方法重点;学习构建问 题;推测问题症结;解决问题

(5)探究—建构模式
概念/理论 (思维) 世界观: 探究动机和指导探究的一般信 念和价值体系 哲学/认识论: 指导探究的关于知识的本质和 认识的观念 理论: 用来解释事物或对象行为的概 念之间的关系 结构要素: 并非直接来自事物或对象的概 念 概念: 由图表或记录揭示的事物或对 象 方法 (操作)

价值判断: 建立在表明探究价值的知识基 础上的判断 知识结论: 回答焦点问题的结论和对探究 结果的合理解释 转换:图表、概念图、统计或其 他实验记录的组织形式之间的 特殊关系 记录: 对所研究的事物或对象的行为 规则的观察和记录 事物或对象: 为了回答焦点问题,对 所研究的事物或对象的 描述

(五)合作学习

1、定义
合作学习是以合作学习小组为基本形式, 系统利用教学中动态因素之间的互动,促 进学生的学习,以团体成绩为评价标准, 共同达到教学目标的教学活动。 2、要素 积极互赖 ;面对面的促进性相互作用 ; 个人责任 ;社会技能 ;小组加工

3、合作学习的基本方法

(1)学生小组成绩分工法
(2)小组游戏竞赛法 (3)切块拼接法 (4)共学式 (5)小组调查法

4、合作学习的共同特征
小组目标;个人责任;成功的均等机会;小组竞争; 任务专门化;适应个人需要。 5、合作学习的实施流程 教学目标呈现——集体讲授(课堂教学)——小组合 作活动——测验——评价和奖励 6、合作学习与竞争性学习、个体化学习的区别 7、合作学习与小组学习的区别

八、教学模式
(一)教学模式的定义 1、乔伊斯:教学模式是构成课程(长时的学习课程),选择 教材,指导在教室和其他环境中教学活动的一种计划和范型

2、教学模式是根据教育学理论对教学实践的一种提炼、概括, 相对于理论是派生的而且低于理论,比较形象、具体,容易 认识、掌握;相对于实践是升华的而且高于实践,比较概括、 规范,具有一定的智慧含量和迁移价值。它是实践、理论之 间的一个“中介物”,是教学实际工作者用理论指导实践或 由实践上升为理论的媒介,是将教育理论转化为教学行为和 模仿、学习教学的桥梁

(二)教学模式的特征

1、原型:教学模式是对教学活动方式的抽象概括, 源于教学活动经验。
2、模型:教学模式是各要素及其相互关系结构化 的、简约化的表达方式。 3、范型:教学模式具有一定的代表性和示范性

(三)教学模式的要素

1、理论基础
2、教学目标

3、实现条件
4、教学程序 5、教学策略 6、教学评价

(四)教学模式的应用

1、要具有符合现代教学理念的正确教学 指导思想 2、要有所发展和创新
3、优化组合,变通运用

(五)教学模式的表述方式 1、模式的名称

2、模式的特点
3、模式的理论依据 4、模式的基本结构 5、模式的操作要领 6、模式的适用范围

九、教学方法设计
(一)教学方法的含义

为实现既定的教学目标,在教学过程中师生共同活 动时所采用的一系列办法和措施。
教学方法具有以下几方面的含义 :

1、教学方法是以教学目标为指向的。
2、教学方法是在教学过程中展开的。

3、教学方法是教师和学生之间相互联系的活动方式, 是教师发出信息和学生接受信息的途径,它是师生双边 活动的过程。

(二)教学方法的特点

相对性;针对性;多样性;时代性;历史继承性
(三)教学方法的选择 1、教学方法的选择依据 (1)依据学习任务分析选择教学方法 (2)依据学习者分析选择教学方法

(3)依据教学目标分析来选择教学方法
(4)依据教师自身特征选择教学方法

(5)依据教学环境条件选择教学方法
(6)依据教学组织形式选择教学方法

2、教学方法选择的步骤
(1)决定是选择由学生独立地学习该课题的法,还是选 择在教师指导下学习教材的方法。 (2)决定是选择再现法,还是选择探索法。 (4)决定关于选择口述法、直观法和实际操作法的教学 法。

(3)决定是选择归纳的教学法,还是选择演绎的教学法。

(5)决定关于选择激发学习活动的方法问题。
(6)决定关于选择检查和自我检查的方法问题。 (7)认真考虑所选择的各种方法相结合的不同方案。

十、学习环境设计
(一)学习环境的含义

(1)学习环境是为促进学习者发展,特别是高阶能力发展而创 设的学习空间,包括物质空间、活动空间和心理空间。
(2)学习环境是各种支持性力量的结合,这些力量可能来自于 各种资源、工具、教师的支持、心理环境等要素。但是各种要 素的自然堆砌不可能自然构成整体的、积极的支持性力量,它 们需要设计。 (3)学习环境所支持的学习,通常是以学习为中心的学习方式。 它对学习者、教师、学习内容的呈现、学习活动方式、效果评 价等方面提出了建构主义倾向的改变。 因此,可以认为,学习环境是促进学习者发展的各种支持性条 件的统合。

(二)学习环境的构成要素
1、四要素观:情境、资源、工具和支架。 2、五要素观:信息库、符号簿、建构工具、任务呈 现情境和任务管理者。 3、六要素观:问题/项目空间、相关案例、信息资 源、认知工具、学习共同体和社会性支持等六个 要素构成。 4、认知学徒:内容、方法、序列和社会性。

5、学习生态观:外部社会文化环境层、学习社群、 信息资源、技术、学习活动。
6、“7+2”要素观:活动、情境、资源、工具、支架、 学习共同体和评价七大要素

(三)学习环境设计的理论基础 1、情境认知理论 2、活动理论 3、分布式认知理论

三种理论的共性:
①以建构主义学习理论为基调,有共同的社会—文化心理学源 流

②以学习者为中心,关注学习者高阶能力发展;
③注重学习者的活动,重视活动的过程; ④重视学习共同体,强调知识的社会性建构;

⑤强调各种制品,特别是信息技术的应用;
⑥是建构主义倾向的学习环境设计假设。

(四)高技术型学习环境设计
1、高技术型学习环境的定义

高技术型学习环境是指由计算机技术、网络通信技 术、人工智能与虚拟现实等信息技术中的一种或多种介 入的学习环境,它通过信息技术为主的高技术的应用为 学习环境中的各要素(活动、情境、资源、工具、支架、 学习共同体和评价等七大要素)提供支持性力量,为学 习者的发展提支持性条件的综合,其发展趋向主要有智 能导师系统(ITS)、适应性超媒体系统(AHS)、微世 界(Microworld)及分布式学习系统(DLS)等。

2、高技术型学习环境的特征

活动合作化
情境真实化

资源全球化
工具多样化

学习自主化
评价多元化

师生关系交互化

(五)教学媒体的选择与设计
1、教学媒体的概念

教学媒体就是“向学习者呈递教学信息 的物质工具”
从更准确,或更概括的意义上讲,“一种 媒体就是一个符号的生产、发送与接收的 工具系统”

2、教学媒体选择 (1)罗米佐斯基的教学媒体选择模型

(2)问题表选择模式 问题表是列出一系列相关的问题要求媒体选择者回答,通过对 这些问题的逐一回答,来比较清楚地发现适用于一定教学目 标(或一定教学情境)的媒体。 (3)矩阵式
种 功 能 呈现刺激 引导注意和其 他活动 提供所期望行 为的规范 提供外部刺激 类

实物 演示
Y N Li Li

口头 传播
Li Y Y Y

印刷 媒体
Li Y Y Y

静止 图像
Y N Li Li

活动 图像
Y N Li Li

有声 电影
Y Y Y Y

教学 机器
Y Y Y Y

指导思维
产生迁移 评定成绩 提供反馈

N
Li N Li

Y
Y Y Y

Y
Li Y Y Li N N Li N Li

Y
Li Y Y

Y
Li Y Y

(4)算法式 算法式是指通过模糊的数值计算决定媒体的取舍。基本思想是尽 可能选择低价、高功能的教学媒体,其计算公式为:备选媒体 的效益指数=媒体的功能/媒体的代价。 (5)流程图式

(6)ASSURE模式

分析学习者(Analyze Leaners)
陈述教学目标(State Objectives)

选择方法、媒体和材料(Select Methods, Media, and Materials)
利用媒体和材料(Utilize Media and Materials) 要求学习者参与(Require Learner Participation) 评价和修改(Evaluate and Revise)

3、教学媒体的选择程序
(1)描述对媒体要求

(2)采用合适的选择模型
(3)作出最佳选择

(4)阐明媒体运用设想

十一、课堂管理设计
(一)课堂管理的含义

课堂教学管理是师生共同参与,彼此交往,有目的、 有计划和多维度地协调课堂内外各种因素,生成性地实 现教学目标的活动 。 (二)课堂管理目标
1、远景目标是促进学生的健康全面发展

2、基本目标是营造愉悦和谐的课堂教学气氛
3、核心目标是实现课堂教育教学的最优化

(三)课堂管理的新取向

1、课程管理理念新取向:由“确定性思维”转向“生 成性思维”
2、课堂管理目标新取向:由“促成程式性问题解决” 转向“促进课堂生长” 3、课堂管理方式新取向:由“控制”转为“交流与沟 通” 4、课堂管理策略新取向:由“惩罚”走向“激励”

(四)维持新课堂秩序的一般原则

1、事先拟定规章和程序
2、让学生承担责任

3、师生合作
4、减少混乱和拖延

5、计划独立活动和有组织性的课

(五)维持新课堂秩序的策略与方法
1、创建积极课堂环境,满足学生心理需要

2、运用有效沟通技能,改进交流方式
3、坚持健康课堂管理思想,实施健康课堂 纪律 4、改进课堂教学,提高教学有效性

(六)教师课堂教学行为管理策略与方法
1、时间管理策略 (1)对教学时间进行有效的统筹规划 (2)最大限度地扩充教学专用时间 (3)把握学生专心学习时间 (4)扩展学生课业学习时间 2、反思策略 (1)对活动的反思 (2)在活动中反思 (3)为活动反思

十二、教学设计方案的编制
(一)教学设计方案编制的原则
1、规范性与创新性并存 2、理论指导与实际操作结合 3、要素分析与整体综合统一 4、教师施教与学生学习协调 5、静态设计与动态教学兼顾

(二)教学设计方案编制的程序 1、前期分析阶段

2、阐明教学目标阶段
3、教学过程分析与设计阶段 4、评价与修改阶段

(三)教学设计方案的形式

叙述式、表格式、流程图式、框图式,叙述式和流 程图相式结合、叙述式和表格式相结合的形式等
表格式
设计者: 时间: 年 执教者: 月 日 课件制作者: 所教学校、班级:

一、教学内容(教材内容)简要介绍: 二、学生特征分析 三、教学内容与教学目标的分析与确定 1.知识点的划分与教学目标(学习水平)的确定 课题名称 知识点 教学目标

2.教学目标的具体描述
知识点 教学目标 描述语句

3.分析教学的重点和难点 四、多媒体网络资源、工具及课件的运用

知识点 注:

多媒体网络资源、 学习 工具及课件的内容、 水平 形式、来源

使用时间

多媒体网络资 源、工具及课 件的作用

使用的方式 或教学策略

五、形成性练习题和开放性思考题的设计 学 习 水 平

知识点

题目内容

六、课堂教学过程结构的设计

画出流程图:
教学内容与 教师的活动 媒体的 运用 学生的 活动 教学进行 逻辑选择

对流程图简要的说明: 修改意见:

十三、教学设计的评价与修改
(一)教学设计评价的含义
教学设计评价则是指依据评价目标,运用科 学方法,对教学设计进行价值判断。显然,教学 设计成果的评价属于教学评价的范畴 。

(二)新课程教学评价工具的基本类型

1、标准测验
2、自制测验

3、调查问卷
4、观察记录

5、访谈记录

6、作品分析
7、事例研究

8、档案袋
9、个案研究

(三)教学设计的形成性评价

1、定义
教学设计的形成性评价主要是指对运用教学设 计原理设计教学的过程和结果进行价值判断的过程。 2、方法 (1)一对一评价 (2)小组评价 (3)实地试验

3、形成性评价的实施 (1)制定形成性评价计划 ①确定评价对象和评价目标 ②设计评价指标体系 ③研究收集数据的类型 ④确定收集上述数据的方法 ⑤确定上述数据的评价标准 ⑥选择数据收集的对象 ⑦阐明成果的应用条件 ⑧确定日程安排 (2)实施形成性评价计划 ①试用设计成果和收集资料 ②整理、分析和归纳数据 ③形成评价结果

4、教学设计的修改
修改围绕以下四个问题进行:

①教学内容是否过于陈旧?
②所设计的教学活动是不是无法引起学习者 的学习兴趣? ③是不是较差的呈现方式无法被接受? ④是不是教学的质和量都无法促进学习 ?

(四)教学设计的总结性评价

从根本上说,终结性评价着眼于教学设 计的结果,并力图回答两个问题: 教学设计是否真正解决了教学问题?
教学设计是否优化了教学?获得了比较 理想的教学效果?

十四、教学设计案例 ——溶液的酸碱度和pH
一、教学设计思路 根据课堂教学设计的基本原理,按照新课改的理念和科学课程标准, 制定了“溶液的酸碱度和pH”的教学设计方案。对于“pH概念和pH试纸” 内容,主要采用探究学习的方式,具体的设计思路是:通过实验创设问 题情境,引出pH概念,提出问题“怎样测定pH”,运用探究型合作学习 的方式,学习pH试纸的使用,归纳pH试纸使用的正确方法;对于“测定 溶液的pH”内容,主要采用合作学习的方式,具体的设计思路是:各异质 小组先测定四种溶液的pH,讨论测量结果存在差异的原因;对于“pH的 应用和意义”内容,主要采用接受性学习和合作学习共存的方式,具体 设计思路是:教师在阐明鱼类和水的pH关系的基础上,请学生展示和交 流课前完成的、充分利用各种课程资源进行pH探究的资料,最后师生一 起总结“pH的应用和意义”内容。

二、前期分析
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“溶液的酸碱度和pH”是浙江教育出版社版《科学》第一册第四章第五节 《中和反应与pH》第二课时的内容,主要包括溶液酸碱度的概念,pH试纸的正确 使用以及pH的应用与意义。 该内容是学生在学习了中和反应和溶液的酸碱性测定的基础上,继续深入学习 “溶液的酸碱性在工农业、科学研究等方面应用”的。其主要特点是理论联系实 际,如探讨pH对鱼、农作物和人的生命活动的影响等。为后续的酸、碱和盐的学 习打下基础。 学生学习该内容的基本特点主要表现在以下几方面:①已学习了常见的酸和碱, 溶液的酸碱度的测定等内容;②学生对化学实验具有较浓厚的兴趣,但对实验操 作的严谨性、规范性缺乏足够的重视,对实验中出现的问题或应该注意的问题缺 乏深层次的思考;③平时对课本知识的学习比较重视,但缺乏课程资源开发和利 用的能力,解决实际问题的能力较弱;④学生的学习兴趣易被调动,学习动机易 被激发。 本节课的内容具有丰富的课程资源和完备的学校设施、实验条件,也有便利的社 会环境。 1、教学重点 ① pH概念的形成 ② pH试纸的正确使用

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2、教学难点
① 溶液pH的测定

三、教学目标
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1、知识与技能 ① 知道pH的概念 ② 完成pH试纸的正确使用 ③ 能测量溶液的pH,分析测量结果存在差异的原 因 ④ 通过“pH的应用与意义”课程资源的开发与利 用,阐明pH的应用及其意义 2、过程与方法 ① 初步学会科学观察,正确进行实验操作,获取 必要的信息 3、情感、态度与价值观 ① 关注环境保护,初步建立生态意识 ② 初步养成理论联系实际以及STS的意识

四、教学准备
课件;关于pH应用的PowerPoint;烧杯、水、金 鱼(二条)、盐酸;4人一小组,每组一套下列器材:pH 试纸、试管、试管架、玻璃棒、标准比色卡、滤纸、清水、 果汁、食醋、肥皂水、苏打水(Na2CO3);学校操场旁 小河里的水,学校中央花圃里的土壤。

六、教学过程设计

【运用实验创设问题情境】
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以问题导入新课——“金鱼在水里自由自在地游动,如果改 变金鱼生存的水环境,比如往水里滴加盐酸,那么金鱼将 会出现怎样的反应呢?”,以此激疑,引发学生的探究意 识。 演示实验:为了使实验具有可比性,取两只装有等量水的 烧杯,水来自同一水体,即这两杯水的各项指标都相同, 然后取两条同样的金鱼。[通过实物投影,展示实验现象, 以让学生能更清楚地看到实验现象] 师生交流实验现象,讨论引起实验现象不同的原因。

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【新课教学】

① 阐释pH的概念 ? 由上述讨论可知,溶液除了存在酸碱性问题之外,还 存在酸碱性强弱程度问题。我们把溶液的酸碱性强弱 程度叫做酸碱度,它常用pH表示。pH的范围在0~14 之间, pH=7的溶液呈中性,pH<7的溶液呈酸性, pH>7的溶液呈碱性。 ? 课件演示:沿着这个方向,随着pH的减小,酸性是逐 渐增强的;沿着这个方向,随着PH的增大,碱性是逐 渐增强的。那么,pH是如何测出来的呢?

② pH试纸的使用 ? 师:测定pH最简便、最常用的是利用pH试纸。出示pH试 纸。pH试纸遇到酸碱度(pH)不同的溶液可以呈现不同 的颜色,那么,如何正确使用pH试纸呢? ? 学生阅读课本上关于pH试纸使用的内容。请一位学生到 讲台上演示pH试纸的使用,(运用课前准备好的仪器: pH试纸、试管、玻璃棒、标准比色卡)把玻璃棒直接伸 入试剂瓶中蘸取待测溶液,然后把待测溶液滴在pH试纸 上,看到颜色变化,再与标准比色卡,作比较,与哪一种 颜色相近,读出相应的pH。 ? 师:这位同学在操作过程中,有没有不妥当的地方? ? 师生讨论如何正确使用pH试纸。 ? 归纳:(课件演示)pH试纸的正确使用。先用试管取少 量的待测溶液,用一根洁净的玻璃棒蘸取待测溶液,沾湿 pH试纸,观察pH试纸的颜色,然后把pH试纸的颜色和标 准比色卡作对照,根据颜色接近程度,读出待测溶液的 pH。
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③ 测定溶液的pH 师:同学们都知道,日常生活中我们会接触到许多不同的溶液,它们的酸 碱度是不同的。各小组用本组的实验器材(两支试管、试管架、一根玻璃 棒、一杯清水、几张滤纸、pH试纸),测量日常生活中常见的四种溶液 ——果汁、食醋、肥皂水、苏打水(Na2CO3溶液)的pH,将测得的pH 填入表格。 在学生测量溶液的pH过程中,教师应做好引导和指导工作,及时指出并 纠正学生实验过程中存在的问题。 投影:随机抽取一组数据,比较四种溶液的pH,并提出问题:哪些溶液 呈酸性?哪种溶液的酸性最强?哪些溶液呈碱性?哪种溶液的碱性最强? 投影:两组pH有所不同的数据。 提出问题:引起pH不同的原因是什么呢?师生讨论后,引起数据不同的 原因之一可能是,pH试纸的使用尽管比较方便,但精确度不高。如果在 工农业生产、科学研究中需要精确测量溶液的pH,那就需要用到pH计 (或叫酸度计)。投影:介绍不同的pH计,并指出它们都可以精确地测 量溶液的pH。 那么,在刚才的测量中除了使用pH试纸时的精确度不高外,还有没有其 他原因呢?在学生的讨论过程中,教师应做好引导工作,如:用玻璃棒蘸 取另一种溶液之前,玻璃棒擦干了吗?如果没有擦干,将会对测量结果产 生怎样的影响?这样测出的pH是偏大还是偏小呢?等等。 归纳引起测量结果不同的可能原因。

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④ pH的应用及其意义 教师引导学生回顾一开始做的金鱼实验,并测量引起金鱼死亡的那杯 水的pH,学生观察测量的过程和结果(实物投影)。 提出问题:鱼类与水的pH到底是什么关系? 课件:“鱼类与水的pH”的片段。 鱼类与水的pH 水的pH鱼类与水的pH关系6~9.5忍受力的范围7.5~8.5适宜生长<7 鱼类停止活动,摄食量降低,并出现浮头5.0以下或10.8以上对鱼类 有害或致死浓度归纳:水的酸性过强、碱性过强都会引起鱼的死亡, 由此可见,水的pH的确严重影响着鱼类的生命活动。防止水的酸化或 碱化,对人类生活而言,意义极其重大。 课前学生以小组合作的方式探究了以下八个主题:人体各组织的pH和 pH的变化对人体的影响;pH与皮肤、pH与头发、pH与食物;pH与 环境——酸雨问题;作物最适宜的土壤pH;花卉生长与土壤的pH; pH与土壤改良;pH、水和鱼类;pH与水污染的检测和治理。交流和 展示上述八个主题。
【小结】 在学生阐述所学内容的基础上,教师总结。

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【形成性练习】 ①pH可以表示 ,pH值的范围在 之间。 ②人体内一些液体的PH值如下:血浆7.35~7.45,胆计7.1~7.3,胰 液7.5~8.0,胃液0.9~1.5,其中呈酸性的体液是( ) A、血浆 B、胃液 C、胰液 D、胆汁 ③王明同学在家中用pH试纸测得了食盐水、石灰水、汽水、食醋四种 物质的pH.如果把他测得的结果用图9-3-1表示出来(a、b、c、d各表 示一种物质的pH):则pH为d的物质是( ) A、食盐水 B、石灰水 C、汽水 D、食醋图9-3-1 四种物质pH 关系示意图
④测定生活中一些物质的pH,结果如下:参照图9-3-2所示判断,下 列说法错误的是( ) A、 牙膏是碱性的物质 B 、草木灰可改良酸性土壤 C 、胃酸过多的人不宜多吃橘子 D、 食醋能使无色酚酞变红

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图9-3-2 一些物质的PH示意图

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⑤某化学兴趣小组按以下步骤探究某一温度下氯化钠饱和溶液的酸碱 度。 [猜想或假设]溶液的pH可能为(请将你的假设填入空格中):pH < 7 , ___________,____________ 。 [设计和实验]要测定该溶液的酸碱度,除了要有正确的操作步骤外, 其中不能采用下列物质中的_____________(填序号)来进行实验:① pH试纸;②紫色石蕊试液;③酚酞试液。 组内同学进行了如下实验: 甲同学:取pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在 pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,测得pH=7。 乙同学:取pH试纸放在玻璃片上,先用蒸馏水将pH试纸湿润,然 后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准 比色卡比较,测得pH=7。 丙同学:将pH试纸直接浸入氯化钠溶液中,把试纸显示的颜色与 标准比色卡比较,测得pH=7。 [评价] 三位同学中操作规范的是_____________同学,指出其余同 学操作上的错误: ______________________________________________________ ______________________________________________________ _______________________________________ [结论和分析] 丙同学得出:“凡是盐溶液的pH都等于7”,你认为该结 论是否正确 ________,如不正确请举一例说明(如正确,此空不用填 )________。
流程图(略)



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