第一篇：專題一：原子結(jié)構(gòu)相關(guān)概念的學(xué)科及教學(xué)研討——科學(xué)概念與教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)代性

高中化學(xué)遠(yuǎn)程研修

專題一:原子結(jié)構(gòu)相關(guān)概念的學(xué)科及教學(xué)研討

——科學(xué)概念與教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)代性

主持人：魏銳 北京師范大學(xué)化學(xué)教育科學(xué)研究所 場(chǎng)內(nèi)嘉賓：李宗和 北京師范大學(xué) 結(jié)構(gòu)化學(xué) 教授

趙河林 山西大學(xué)附屬中學(xué) 王秀忠 山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)

1、引入專題主題

主持人：從今天開始，我們就進(jìn)入物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊的探討，首先，我們進(jìn)入專題一原子結(jié)構(gòu)相關(guān)概念的學(xué)科及教學(xué)研討。在高中化學(xué)新課程當(dāng)中，把物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)作為一個(gè)單獨(dú)的模塊列入選修課程當(dāng)中，那我們?yōu)槭裁窗盐镔|(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)作為一個(gè)單獨(dú)的模塊呢？也就是說在化學(xué)科研的發(fā)展進(jìn)程中，有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究對(duì)我們學(xué)生有哪些意義呢？請(qǐng)李宗和教授談?wù)劇?/p>

2、專家談學(xué)科知識(shí)的意義及核心概念

李宗和：現(xiàn)代化學(xué)的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)和制備新物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)新性能的物質(zhì)具有一定的不確定性，即隨機(jī)性。制備新性能的物質(zhì)就顯得尤為重要。結(jié)構(gòu)化學(xué)的基本理論可以幫助預(yù)見新性能的物質(zhì)，例如C60家族是在1985年發(fā)現(xiàn)的，但是早在1973年蘇聯(lián)的兩位學(xué)者以及1980年美國(guó)的兩位學(xué)者先后發(fā)表了C60的分子軌道能級(jí)，成為發(fā)現(xiàn)C60的先導(dǎo)，結(jié)構(gòu)化學(xué)的基本理論對(duì)于制備新性能的物質(zhì)具有一定的指導(dǎo)意義。分子設(shè)計(jì)擔(dān)當(dāng)了此任務(wù)。結(jié)構(gòu)化學(xué)是現(xiàn)代化學(xué)的重要組成部分，也是現(xiàn)代無機(jī)、現(xiàn)代有機(jī)、醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)以及信息科學(xué)的理論基礎(chǔ)，中學(xué)設(shè)立物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性能這門課是非常必要的，有利于他們?nèi)ヅ实强茖W(xué)的高峰，也有利于他們從事各項(xiàng)工作。在現(xiàn)代化學(xué)當(dāng)中，有兩個(gè)基本的概念，一個(gè)是量子，一個(gè)是軌道。量子是指什么呢？指的是物理量的變化是不連續(xù)的，軌道不是我們平常理解的軌跡，而是一系列連續(xù)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，是粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的真實(shí)存在。

主持人：趙老師你好，你給我們老師一起來介紹一下在化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，對(duì)于中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段，需要建立哪些基本概念？

趙和林：各位老師，大家好。正如剛才李教授所講的，物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)這門課對(duì)于中學(xué)生來講是非常重要的。從學(xué)科角度來講，對(duì)價(jià)層電子對(duì)互斥理論做出重要貢獻(xiàn)的加拿大化學(xué)家著名化學(xué)家吉利斯皮（R J Gillespie）指出六種化學(xué)基本概念為“化學(xué)中的主要觀念”，構(gòu)成了現(xiàn)代化學(xué)的基礎(chǔ)。這六種化學(xué)基本概念為：原子、分子、離子；微粒間的相互作用，如化學(xué)鍵，分子間作用力；分子的幾何形狀；三維化學(xué)；動(dòng)力學(xué)理論；化學(xué)反應(yīng)；能和熵。在吉利斯皮指出的六種化學(xué)主要觀念當(dāng)中前三條都與我們的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)這個(gè)模塊密切相關(guān)，也是出于學(xué)科這樣的考慮，國(guó)家在課程標(biāo)準(zhǔn)里面對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)也有相應(yīng)的定位。物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)這個(gè)模塊有四個(gè)主題：原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)；化學(xué)鍵與物質(zhì)的性質(zhì)；分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)；研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價(jià)值。在主題一中，涉及到的核心概念有：能級(jí)、躍遷；原子軌道、電子云；電離能、電負(fù)性。在主題二中，涉及到了比較多的概念，比如：離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵、金屬鍵；σ鍵和л鍵、鍵參數(shù)；分子構(gòu)型、手性分子、等電子原理；離子晶體、晶格能；金屬晶體的基本堆積模型；原子晶體。在主題三中，主要涉及到的是：分子間作用力；氫鍵；分子晶體。在主題四中，也涉及到了一些核心問題，比如：原子結(jié)構(gòu)與元素周期系；研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法和實(shí)驗(yàn)手段；探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的價(jià)值。那么應(yīng)該說，主要的概念主要是從三個(gè)角度來劃分的，第一個(gè)角度也可以叫第一個(gè)維度，是微粒水平。第二個(gè)角度是微粒間的相互作用，第三個(gè)角度是物質(zhì)的構(gòu)成方式。那么說這樣的基本概念，相對(duì)于我們的傳統(tǒng)教材應(yīng)該說有很多的補(bǔ)充，那么有些老師也講，一些大學(xué)的概念下放到了高中化學(xué)教材里面，那么是不是這樣的下放是不是不合理呢？我想我們大家要從世界課程改革的視角來看待這樣的一個(gè)問題，從全世界的課程標(biāo)準(zhǔn)或者教材來看，在結(jié)構(gòu)與性質(zhì)這個(gè)模塊里面都有最近幾年都有較大的發(fā)展的確很多大學(xué)的化學(xué)概念下放到了高中階段，這也是歷史的趨勢(shì)和必然。比如我介紹美國(guó)科學(xué)課程的標(biāo)準(zhǔn)涉及到的一些概念，我們來看。比如有，能級(jí)、量子數(shù)、原子軌道、電子云、構(gòu)造原理、元素性質(zhì)、元素周期律和周期表；化學(xué)鍵、氫鍵和分子間作用力、分子極性、共振結(jié)構(gòu)、偶極距、雜化軌道理論和VSEPR理論；堆積模型、晶胞、離子晶體、分子晶體、原子晶體、金屬晶體等。所以從這樣一個(gè)角度來考慮，我們應(yīng)該從世界課程改革的視角來看待我們國(guó)家的課程改革。那么這樣的一個(gè)改革是符合歷史的趨勢(shì)的。

主持人：王老師你好。關(guān)于這些核心的概念，你還有什么補(bǔ)充的沒有？

王秀忠：簡(jiǎn)單說一點(diǎn)。兩位老師都從比較高的視角和世界的角度談了下這個(gè)模塊出現(xiàn)的必要性。我感覺這些概念非常多，我們需要不需要掌握，需要不需要給學(xué)生落實(shí)，我談一點(diǎn)自己的感受，就是按需分配。如果這個(gè)東西為我們的認(rèn)識(shí)目標(biāo)是有需求的，或者是有必要性的，我們要提，而不管這個(gè)概念是大學(xué)里邊講的還是高中里邊講的。比如說量子力學(xué)的結(jié)構(gòu)模型的四個(gè)量子數(shù)的提出可能會(huì)存在一些爭(zhēng)議。我想如果出現(xiàn)了這個(gè)東西，對(duì)我們后續(xù)要解決的電子排布問題是不是有一點(diǎn)支撐？如果不學(xué)這個(gè)，不了解這個(gè)，而在認(rèn)識(shí)這些問題，那我們應(yīng)該怎樣去思考，這個(gè)比較值得我們?nèi)リP(guān)注。再一個(gè)，我們?cè)谌债a(chǎn)生活中，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的話，我們直接運(yùn)用的可能是分子層面或者晶體層面。而我們對(duì)于晶體層面的認(rèn)識(shí)關(guān)鍵的是它的基本構(gòu)成微粒以及微粒之間的相互作用，而這種相互作用是不是要考慮到分子層面呢？而這種相互作用，比如說共價(jià)鍵形成問題，是不是必須要用到要講的原子結(jié)構(gòu)問題，所以我們?cè)谝龑?dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)問題的時(shí)候，我們還是要多考慮下這些概念的必要性，從而來思考它該不該出現(xiàn)，出現(xiàn)到什么一種程度，一種什么層次。

主持人：謝謝王老師。感謝剛才的幾位嘉賓的介紹，讓我們對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)這個(gè)模塊整體的情況有了一個(gè)了解。在這個(gè)專題當(dāng)中，我們就聚焦到一個(gè)概念，就是原子結(jié)構(gòu)的問題。我們想它不僅是個(gè)基本的概念，還對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)有鋪墊性的作用。但是在概念教學(xué)當(dāng)中，以及學(xué)生的學(xué)習(xí)當(dāng)中，會(huì)存在很多的困難。不管是哪個(gè)版本的教材，通常原子結(jié)構(gòu)都是排在前面的，它為后面的學(xué)習(xí)搭建一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。但是在教學(xué)過程以及學(xué)生的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中都可能遇到各種各樣的問題，我們老師也會(huì)存在各種各樣的問題和錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，由此，就值得我們對(duì)這些問題進(jìn)行反思：到底應(yīng)該給學(xué)生介紹到什么程度，我們教到什么程度。在這些反思之前，我們更核心地關(guān)注一個(gè)問題，是我們作為老師而言，怎樣來理解這些問題，怎么來理解這些概念。如何科學(xué)地來看待原子結(jié)構(gòu)模型，如何科學(xué)地理解原子結(jié)構(gòu)相關(guān)系的科學(xué)概念。然后我們自己再去思考怎樣去提取對(duì)學(xué)生發(fā)展而言更重要的，再去轉(zhuǎn)化為教學(xué)。這個(gè)專題我們就從這些基本概念入手，探討這些概念應(yīng)該如何理解。請(qǐng)李老師談下，既然我們都認(rèn)為原子結(jié)構(gòu)是一個(gè)非常重要的概念，原子結(jié)構(gòu)的假說的提出在歷史上是十分重要的，你能給我們分享一下它的意義在哪里么？

李宗和：有關(guān)原子的問題在公元前400年希臘的哲學(xué)家就提出了物質(zhì)的最小微粒是原子，它的提出使人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)更深化了一步。在1803年道爾頓把原子的概念引入到化學(xué)當(dāng)中，建立了原子模型，40年后提出了分子學(xué)說。這樣，原子、分子論就提出來了。這樣對(duì)事物的認(rèn)識(shí)就出現(xiàn)了三個(gè)層次，一個(gè)是原子層次，一個(gè)是分子層次，最后就是聚集態(tài)形式。我們的教材就是從這三個(gè)層次來講這個(gè)問題的。在1903年，湯姆遜又發(fā)現(xiàn)了電子，1911年盧瑟福用α粒子衍射實(shí)驗(yàn)提出了原子結(jié)構(gòu)模型。這些都使人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到原子是可以再分的，物質(zhì)是可以無限再分下去的。人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化，越來越科學(xué)化。原子結(jié)構(gòu)模型的建立應(yīng)該說在盧瑟福的時(shí)候就給我們打下了很好的基礎(chǔ)。1913年，玻爾根據(jù)氫原子的光譜然后提出了原子核最外層電子排布的模型，這個(gè)模型使我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)原子。到20世紀(jì)20年代的時(shí)候，又建立了量子力學(xué)模型，量子力學(xué)模型的建立使我們對(duì)原子的認(rèn)識(shí)、電子的認(rèn)識(shí)進(jìn)入了一個(gè)新的階段，而且是個(gè)飛躍的階段。這樣一來，這種化學(xué)認(rèn)識(shí)奠定了現(xiàn)代化學(xué)的基礎(chǔ)，使現(xiàn)代化學(xué)進(jìn)入了用數(shù)學(xué)來描述的階段，成為了一個(gè)有預(yù)見性的科學(xué)。這門科學(xué)建立以后，原子結(jié)構(gòu)模型建立之后，使人們可以預(yù)見一個(gè)新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)。比如可以預(yù)見新物質(zhì)的性能、結(jié)構(gòu)、包括鍵長(zhǎng)、鍵角、二面角，它可以預(yù)見在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物以及產(chǎn)率，同時(shí)可以設(shè)計(jì)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)的條件和催化劑的使用。這門學(xué)科還能提供較為合理和產(chǎn)率較高的合成路線。所以現(xiàn)代化學(xué)已經(jīng)進(jìn)入到了現(xiàn)在從實(shí)驗(yàn)逐漸走向數(shù)學(xué)化的階段，為人們的預(yù)見打下了一個(gè)新的基礎(chǔ)。這樣在化學(xué)領(lǐng)域，人們就從必然王國(guó)向自由王國(guó)邁進(jìn)，使化學(xué)更好地造福于人類。

趙和林：正如剛才李教授所講，20世紀(jì)原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)在的化學(xué)奠定了非常重要的基礎(chǔ)。原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容促進(jìn)了整個(gè)20世紀(jì)自然科學(xué)的發(fā)展，我想我們?cè)趯W(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)的時(shí)候，我們各位老師應(yīng)該有對(duì)原子結(jié)構(gòu)學(xué)科定位的概括。一般認(rèn)為原子結(jié)構(gòu)在20世紀(jì)的影響主要集中在以下幾個(gè)方面。第一，原子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)對(duì)自然科學(xué)研究的思維方法有重大影響；第二，對(duì)人類認(rèn)識(shí)微觀世界的認(rèn)識(shí)方式和理論的影響；第三，對(duì)微觀世界的結(jié)構(gòu)的奧秘以及結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的揭示；第四，對(duì)人類認(rèn)識(shí)微觀世界的技術(shù)發(fā)展的影響等等。

主持人：從剛才兩位老師的討論當(dāng)中，我想值得我們關(guān)注的兩個(gè)關(guān)鍵詞，第一個(gè)是模型，提到原子結(jié)構(gòu)是一個(gè)模型和假說，第二個(gè)是模型是逐漸發(fā)展的。我想這對(duì)于我們的教學(xué)是非常有意義的，我們的教學(xué)是一個(gè)科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)過程，不是直接灌輸式地交給學(xué)生相應(yīng)的概念，我們應(yīng)該讓學(xué)生了解這些概念是怎么來的。那么對(duì)于原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展，其中起到了一個(gè)推動(dòng)性作用的事件就是原子光譜。那么，于是就有老師借助原子光譜的事實(shí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。那好，我們一起來分享一個(gè)教學(xué)案例。

3、王麗老師借助原子光譜的教學(xué)片斷及專家點(diǎn)評(píng)

老師：漂亮的彩虹和精彩的焰火，這些五顏六色的光都因?yàn)榭茖W(xué)家揭示了原子結(jié)構(gòu)的一些問題而揭示了它們其中的秘密，這些我們最后都明白了是電子在運(yùn)動(dòng)的過程中有能量的變化而使我們看到了五顏六色的光。在電子運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的這些光線我們叫光譜，太陽光譜是七色的，彩虹就是太陽光譜，它包含了所有波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的光。我們?cè)趯W(xué)習(xí)的過程中觀察到很多種金屬元素在火焰上灼燒的時(shí)候會(huì)顯示出特征焰色。為什么每種金屬顯示出各種不同的焰色呢？那么除了金屬以外，其他元素是否能產(chǎn)生類似的光譜呢？今天我們就從最簡(jiǎn)單的元素，氫原子的光譜開始了解電子運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。這是一幅氫原子的光譜圖，同時(shí)我畫了一個(gè)氫原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖。在這個(gè)光譜圖中，它對(duì)應(yīng)的有四條譜線，這四條譜線說明了，根據(jù)科學(xué)家給我們的觀點(diǎn)，說明了氫原子的核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)要往外輻射能量的。這個(gè)能量是從哪來的？是什么樣的過程使它輻射能量？它的能量為什么是一條一條一定波長(zhǎng)的光來體現(xiàn)的呢？我們來看下這個(gè)演示過程。當(dāng)電子在固定的軌道上運(yùn)動(dòng)的時(shí)候是不會(huì)向外輻射能量的，如果我給電子一定的能量的話這個(gè)時(shí)候，電子就會(huì)跳到更高的一個(gè)能層上，這個(gè)過程我們成為電子的躍遷。在這個(gè)過程中，電子吸收了能量，所以電子的能量升高了，可是電子在這個(gè)高能量狀態(tài)的時(shí)候它不穩(wěn)定，還會(huì)躍遷到這個(gè)低能量的狀態(tài)。那我們看到的這個(gè)譜線是電子在高能量狀態(tài)躍遷回低能量狀態(tài)時(shí)放出的能量。這個(gè)能量是對(duì)應(yīng)一定波長(zhǎng)的光，所以這一種躍遷就對(duì)應(yīng)了一條譜線。那同學(xué)又會(huì)產(chǎn)生一個(gè)疑問了：氫原子核外只有一個(gè)電子，它為什么會(huì)產(chǎn)生多條譜線呢？而且我這里截取的還僅僅是氫原子在可見光譜范圍內(nèi)的譜線就已經(jīng)有四條，結(jié)合我剛才說的和這幅圖示，看看是不是能想一想，為什么這個(gè)氫原子能產(chǎn)生多條譜線。右側(cè)的圖里面，標(biāo)示了n=1,2,3??，這里n代表了電子層，我用紅圈標(biāo)示了四種躍遷，這四種躍遷就是上面可見光區(qū)對(duì)應(yīng)的四條譜線，通過這個(gè)你是否能看出來，它為什么會(huì)產(chǎn)生四條譜線？你來說說。

學(xué)生：跨越的電子層數(shù)不一樣。

老師：你說下這四條譜線都是怎么躍遷的呢？

學(xué)生：第一條是從第三層躍遷到第二層，第二條是從第四層躍遷到第二層。老師：所以氫原子只有一個(gè)電子，但是在被激發(fā)以后它的不同原子的電子可以跳到不同能層上，不同能層再往回躍遷的時(shí)候，就輻射不同的能量?？茖W(xué)家玻爾也是依據(jù)以上事實(shí)和分析，最早提出了原子核外電子是分層排布的。這也就是原子量子化的最初說法。到現(xiàn)在，我們用來描述電子能量大小已經(jīng)不是這一個(gè)量子數(shù)了，我們把它稱為主量子數(shù)，當(dāng)它取值不同的時(shí)候，就具有不同的能層。在我們同學(xué)探究和明白了氫原子的光譜以后，我們?cè)龠x一種大家熟悉的原子。比如說Na原子，大家想想Na原子的光譜應(yīng)該是怎樣的？這幅圖上面一幅就是Na的光譜圖，看看跟你們想的一樣么？那你就對(duì)比這個(gè)氫原子光譜和Na原子光譜，你看看有哪些異同？同時(shí)對(duì)于這幅圖，你有哪些疑問？

主持人：王老師你好，看完剛才的案例，你能不能從教學(xué)的角度進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。王秀忠：對(duì)于這個(gè)問題，老師們可能都有自己的看法。比如老師認(rèn)為教學(xué)目的就是玻爾模型的建立，我可以把玻爾模型直接呈現(xiàn)出來，它有三個(gè)要點(diǎn)，既快又準(zhǔn)，還能夠節(jié)約時(shí)間。像剛才的教學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)中，王老師設(shè)計(jì)的一個(gè)案例。她是從光譜引出了波爾模型，針對(duì)這種情況來說，它會(huì)多消耗一些時(shí)間。我們靜下心來想想，這兩種處理方式，哪一種更好呢？更容易在學(xué)生那里落實(shí)到能力的培養(yǎng)。我么可以直接給出結(jié)論，但是孩子們要這個(gè)結(jié)論有什么用。而在實(shí)際教學(xué)過程中，我們要讓學(xué)生知道這些結(jié)果是怎樣出來的。將來遇到一些陌生問題的時(shí)候，他們應(yīng)該怎樣思考。我們可以引導(dǎo)學(xué)生，玻爾為什么會(huì)提出一種量子化的模型，他實(shí)際上是在一種不得以的情況下提出的，他要解釋這種光譜現(xiàn)象。這是化學(xué)一種非常重要的發(fā)展模式和思維模式，這起到了很好的教育意義。

趙和林：正如剛才王老師所說的那樣，原子結(jié)構(gòu)教學(xué)中的確存在一些問題。一方面是直接給知識(shí)，不給過程，忽略了原子的能量觀。為什么在教學(xué)過程中要體現(xiàn)過程和能量觀？我應(yīng)該從這幾個(gè)方面來認(rèn)識(shí)：第一，作為新課程，要求包含了三維目標(biāo)，既要有知識(shí)技能，又要有過程方法，還要有情感態(tài)度價(jià)值觀，如果我們的教學(xué)設(shè)計(jì)光體現(xiàn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)，那么這樣的話很難展現(xiàn)它的過程方法，和對(duì)學(xué)生情感態(tài)度價(jià)值觀的教育。原子結(jié)構(gòu)這個(gè)知識(shí)體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生思維方法的教育，而思維方法最大的敵人是結(jié)論，結(jié)論如果給得太快或者說不清楚過程而直接給出結(jié)論，那么必然成為思維的敵人。從知識(shí)的產(chǎn)生角度來講，任何知識(shí)都是動(dòng)態(tài)的，由其產(chǎn)生過程、發(fā)展變化過程。我們通常只注意知識(shí)的結(jié)果，而忽略知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展的過程。光有知識(shí)的結(jié)果而沒有知識(shí)的過程，學(xué)生難以體會(huì)到知識(shí)的意義和價(jià)值，那么不會(huì)對(duì)化學(xué)產(chǎn)生本質(zhì)的一種興趣。從教育意義上，我們也無法做到三維目標(biāo)的意義，也難以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，學(xué)生也感受不到科學(xué)家創(chuàng)造過程，而在創(chuàng)造過程當(dāng)中體現(xiàn)的是科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。所以，我們非常贊同王老師的課堂設(shè)計(jì)，她是要展現(xiàn)過程的，不僅僅是告訴玻爾的原子模型。兩外一個(gè)，在體現(xiàn)光譜教學(xué)的過程當(dāng)中，也體現(xiàn)了原子的能量觀，這種能量觀對(duì)今后的學(xué)習(xí)是非常有價(jià)值和意義的。比如元素的性質(zhì)、電離能的大小，及其變化規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的能量觀有密切的關(guān)系?；瘜W(xué)鍵的形成，元素周期表的結(jié)構(gòu)也與能量觀有密切的關(guān)系，再說到物質(zhì)的宏觀結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)，比如晶體結(jié)構(gòu)的成因，以及晶體結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，比如晶格能等等，也與能量觀密切相關(guān)。所以能量觀在高中化學(xué)3中師很重要的觀念。在原子結(jié)構(gòu)這里就開始體現(xiàn)能量觀，應(yīng)該說老師是很有思想的。

4、專家釋疑

主持人：我們接下來把這個(gè)討論進(jìn)一步拉回到學(xué)科概念當(dāng)中。在這個(gè)教學(xué)片斷當(dāng)中以及在我們對(duì)原子結(jié)構(gòu)教學(xué)當(dāng)中，體現(xiàn)了量子化的思想，對(duì)于什么是量子和什么是量子化，我們很多老師是存在許多模糊的認(rèn)識(shí)的。李老師你能不能給我們解釋一下什么是量子和什么是量子化？

李宗和：微觀粒子和宏觀粒子的運(yùn)動(dòng)是不一樣的。微觀粒子能夠體現(xiàn)出粒子性和波動(dòng)性，在波粒二象性這個(gè)方面體現(xiàn)得很明顯。這時(shí)候微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和宏觀物質(zhì)的差別很大，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化伴隨著物理量的變化，物理量的變化是不連續(xù)的。比如說，微觀粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)候能量的變化是不連續(xù)的，角動(dòng)量的變化是不連續(xù)的。這種物理量不連續(xù)的變化的最小單位就叫量子。一系列物理量的不連續(xù)變化就叫量子化。比如說狀態(tài)的變化使能量一次次變化，這些變化不連續(xù)，那它就是能量量子化；角動(dòng)量的一系列變化是不連續(xù)的，就叫角動(dòng)量量子化。其實(shí)我們現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，這種不連續(xù)的狀況是經(jīng)常變化的，比如說上個(gè)臺(tái)階，它就是量子化的，每個(gè)臺(tái)階的高度就是一個(gè)量子。再比如說，人民幣也有一個(gè)最小的單位，這個(gè)最小單位是一分錢，這個(gè)一分錢就是一個(gè)量子。比如太陽光是由一系列光子組成的，每個(gè)小的光子的能量都不一樣，一個(gè)光子就是一個(gè)量子。

主持人：對(duì)于原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)而言，量子化是一個(gè)非常重要的概念。在這個(gè)模型發(fā)展的過程中，通過光譜玻爾提出他的模型，通過光譜的分裂來說明能量的量子化。如何通過玻爾模型進(jìn)一步發(fā)展，如果借助光譜的證據(jù)再進(jìn)一步發(fā)展原子結(jié)構(gòu)模型呢？我們來觀看一個(gè)教學(xué)的片段。

5、趙和林老師教學(xué)片斷及專家分析

趙和林：玻爾理論只是解決了氫原子光譜的問題，我們不能只拿一個(gè)電子的原子光譜來說明它就是完全正確的，還要經(jīng)受其它實(shí)驗(yàn)的考驗(yàn)。我們來看多電子光譜對(duì)玻爾理論提出的挑戰(zhàn)?？雌聊?，對(duì)于氫原子電子從n=4的電子層躍遷到n=3的電子層時(shí)會(huì)有一條譜線，但是，對(duì)于多電子而言（如Na）電子從n=4的電子層躍遷到n=3的電子層時(shí)會(huì)出現(xiàn)多條譜線。玻爾理論能不能解釋多電子原子的光譜實(shí)驗(yàn)?zāi)?？這個(gè)光譜多條譜線的背后，又隱藏著什么樣的信息呢？我們應(yīng)該用什么樣的手段來探尋這后面的秘密呢？這些都是給我們提出來的問題，我們這節(jié)課就要來研究研究這樣的問題。我想大家都想知道這譜線背后的秘密。請(qǐng)大家交流：多電子原子中的電子從nx→ny產(chǎn)生多條譜線的可能原因？請(qǐng)?zhí)岢瞿愕募僬f。我也希望同學(xué)們也走走前面科學(xué)家走過的道路。四個(gè)同學(xué)作為一個(gè)小組進(jìn)行討論6-7分鐘，然后請(qǐng)小組代表發(fā)言。

學(xué)生：我認(rèn)為時(shí)同一層電子之間的能量具有差異，因而產(chǎn)生多條譜線，很有可能電子對(duì)電子有影響，假說可能是電子層里面含有小電子層，每一層電子之間具有差異。

老師：你們這組來說說。

學(xué)生:我認(rèn)為電子與電子存在一定的相互作用，還有就是電子層之間還有小的電子層，3和3,4和4是不一樣的。

老師：怎么理解3和3,4和4是不一樣的？

學(xué)生：同樣是第三層存在能量的要求，第四層也存在能量的差異。老師：你們?cè)賮碚f說。

學(xué)生：我們跟他們的意見差不多，電子的第三層和第四層可以往下繼續(xù)細(xì)分，比它小的電子層的能量都不一樣，所以可以產(chǎn)生很多譜線。第二就是，多電子的電子與電子之間存在相互作用，造成譜線更多。老師：你們?cè)賮碚f說。

學(xué)生：電子每一層都是不一樣的，每個(gè)層中的每個(gè)電子都是不一樣的，具有的能量都是不同的，這可能也是造成譜線多的原因。還有就是，每層中可能有更細(xì)的分層。

老師：我們來總結(jié)下。首先的話，我覺得大家都能找到一個(gè)關(guān)系，就是譜線和能量的關(guān)系，以前我們認(rèn)識(shí)原子核外電子沒有能量觀，但是經(jīng)過上節(jié)課的學(xué)習(xí)能夠用能量觀來認(rèn)識(shí)電子。那也就是說每一條譜線對(duì)應(yīng)一定的能量，一種電子躍遷，這樣多條譜線就對(duì)應(yīng)了多種能量差，也反映了電子的多種躍遷。剛才大家都提到了同一電子層中的電子的能量可能不相同，存在能量的細(xì)分。還有他們有很貴的一點(diǎn)，還抓住了對(duì)比，一個(gè)是一個(gè)電子還有一個(gè)是多個(gè)電子，認(rèn)識(shí)到了電子與電子之間相互的影響，可能造成同一電子層里的電子的能量有差異。實(shí)際上，這種差異是存在的。玻爾模型之所以能夠解釋氫原子光譜是不是因?yàn)闅湓雍?jiǎn)單?。坎淮嬖诙嚯娮拥南嗷プ饔??？磥矶嚯娮釉拥拇_對(duì)玻爾模型提出了挑戰(zhàn)。我們就來想一個(gè)問題，既然電子能級(jí)的細(xì)分能夠來解釋多電子的情況，而這種細(xì)分也反映了多電子原子中電子的運(yùn)動(dòng)的區(qū)域。那么我們就要考慮了，用玻爾模型中一個(gè)量子數(shù)n還能不能很好地表征這種能量的細(xì)分。因此，玻爾模型經(jīng)不起多電子原子的挑戰(zhàn)，就退出了歷史舞臺(tái)。20世紀(jì)20年代新建立起來的量子力學(xué)理論在玻爾模型的理論基礎(chǔ)上完全遵循了微觀粒子所具備的特點(diǎn)，那就是微觀粒子具有波粒二象性。而宏觀物體主要表現(xiàn)粒子性。

主持人：剛才我們看到了趙老師關(guān)于模型進(jìn)一步發(fā)展的教學(xué)片斷。趙老師，你給我們介紹下你自己是怎樣進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的？你在設(shè)計(jì)這個(gè)教學(xué)案例的時(shí)候有哪些思考？

趙和林：在這么一個(gè)教學(xué)案例的設(shè)計(jì)中，我首先考慮了這幾個(gè)方面。第一就是，在現(xiàn)在的教學(xué)中存在一些問題。比如，第一，重結(jié)果輕過程，忽視光譜實(shí)驗(yàn)在原子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過程中的意義，不能在過程中體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)、模型的科學(xué)方法。我們?cè)诒姸嗟慕虒W(xué)課例當(dāng)中可以看到原子結(jié)構(gòu)的課堂教學(xué)有時(shí)萎縮為1到36號(hào)元素基態(tài)原子核外電子排布的教學(xué)。那么這樣的原因，有的老師會(huì)想高考不考，那么高考考核什么，我們就講什么。高考考核的是1到36號(hào)元素基態(tài)原子核外電子排布或者價(jià)電子排布，那么我就只講這樣的排布模型。讓學(xué)生記住排布模型，就可以完成考試的要求。第二個(gè)問題就是有時(shí)候?qū)送怆娮舆\(yùn)動(dòng)規(guī)律的教學(xué)有時(shí)候過于科普化，這樣的科普化不能帶來對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的真正理解，使學(xué)生無法擺脫學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)層的認(rèn)識(shí)。這樣就容易使學(xué)生失去遷移和理解的價(jià)值，所以原子結(jié)構(gòu)的教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)量子化的思想，又在不能介紹波動(dòng)方程的前提下，要重視實(shí)驗(yàn)這條途徑，從光譜實(shí)驗(yàn)出發(fā)，幫助學(xué)生揭示電子運(yùn)動(dòng)的能量觀，提升學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力和水平。正是基于這樣的思想，我設(shè)計(jì)了從玻爾模型建構(gòu)到量子力學(xué)模型建構(gòu)的過程，在玻爾模型的建構(gòu)過程中，有科學(xué)實(shí)驗(yàn)、假說和模型，那么是光譜實(shí)驗(yàn)反映了原子結(jié)構(gòu)的一定特征。有了光譜實(shí)驗(yàn)以后，光譜實(shí)驗(yàn)反映出核外電子排布的一個(gè)模型，那么玻爾是怎樣解決的呢？他提出了一個(gè)解說，這樣的假說是用量子化的假說，并且用一個(gè)量子數(shù)n來表征能量的量子化。一方面得出了電子量子化的模型，一方面也解釋了氫原子光譜問題。但是，玻爾的話呢，他的原子結(jié)構(gòu)模型不能解釋多電子光譜實(shí)驗(yàn)。多電子原子反映出來的光譜現(xiàn)象更為復(fù)雜，這樣就促使學(xué)生來思考，為什么對(duì)多電子原子來講從一條軌道躍遷到另一條軌道會(huì)產(chǎn)生多條譜線。這樣的話，是不是也反映著原子的特點(diǎn)，反映著電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。那么說光譜實(shí)驗(yàn)同樣也是在反映原子結(jié)構(gòu)的特征，特別是核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。這樣的話，玻爾的一個(gè)量子數(shù)就無法圓滿地解決這樣的問題，這樣就引出20世紀(jì)20年代量子力學(xué)的誕生。那么量子力學(xué)的誕生，促使產(chǎn)生更多的量子數(shù)。更多的量子數(shù)就可以用來表征電子層能量的細(xì)分。電子層能量的細(xì)分進(jìn)而解釋多電子原子的光譜問題。所以在實(shí)驗(yàn)、假說和模型這樣三個(gè)維度里邊，由于實(shí)驗(yàn)反映了原子結(jié)構(gòu)，又用假說合理地解釋了結(jié)構(gòu)和光譜，那么這個(gè)過程就體現(xiàn)了原子結(jié)構(gòu)建構(gòu)過程中的能量觀。這樣的能量觀是通過實(shí)驗(yàn)、假說和模型三維互動(dòng)來實(shí)驗(yàn)的，并不是直接告訴學(xué)生能量觀。我通過這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生的認(rèn)識(shí)能力得到提高，真正認(rèn)識(shí)到能量觀的價(jià)值和意義。

王秀忠：趙老師的這個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)，我覺得整個(gè)設(shè)計(jì)充分考慮了學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展。再一個(gè)，確實(shí)體現(xiàn)了人類認(rèn)識(shí)原子機(jī)構(gòu)的邏輯順序。這個(gè)地方我們首先是通過光譜發(fā)現(xiàn)了問題，比如在玻爾那里也是，他不是主動(dòng)的提出這個(gè)觀念，而是遇到了問題，發(fā)現(xiàn)氫原子的光譜是線狀而不是連續(xù)的，而去解釋這樣的問題，從而提出了假說，這樣的假說被證實(shí)，形成一種模型。而這種模型只是解釋了氫原子光譜是一種線狀光譜，而沒有去深化解釋復(fù)雜的，包括氫在內(nèi)。而這些現(xiàn)象的存在又督促人類對(duì)這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)更進(jìn)一步的深化，趙老師在這個(gè)課上提出來了，也就是量子力學(xué)的結(jié)構(gòu)模型。這既遵守了學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，又遵循了人類對(duì)這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)順序。我認(rèn)為是非常好的。

主持人：在剛才的兩個(gè)案例當(dāng)中，我們看到證據(jù)和假說之間的關(guān)系，體現(xiàn)了假說之間的發(fā)展，那么在歷史發(fā)展的當(dāng)中，也就呈現(xiàn)了課上所說的玻爾模型和量子力學(xué)模型。我這里回到學(xué)科概念上，想請(qǐng)問李老師，您能不能給我們介紹一下這兩種模型在發(fā)展前后，它的概念和模型的主要差異是什么呢？

李宗和：玻爾模型是從氫原子光譜提出來的，然后為了解釋氫原子光譜的事實(shí)，提出了這樣一個(gè)概念。光譜是分級(jí)的，是不連續(xù)的，就必然要涉及到一種軌道，電子在這樣的一個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下是一個(gè)能量，在另外一個(gè)狀態(tài)下是另外的能量。能量的不連續(xù)性就設(shè)計(jì)出來了，這種設(shè)計(jì)完全是認(rèn)為的。但是這種設(shè)計(jì)又不能解釋很多的原子光譜，比如氫原子光譜的復(fù)雜性，也不能解釋其他原子的光譜現(xiàn)象。還想按照經(jīng)典力學(xué)的觀點(diǎn)去討論問題，低粒子運(yùn)動(dòng)的軌道，任何物質(zhì)運(yùn)動(dòng)都有軌道，還是按照這個(gè)想法去走，都有一個(gè)軌跡。因此后來就有索末菲的經(jīng)典理論，又提出來什么橢圓軌道，圓的軌道啊，各種各樣的原子軌道，然后再繼續(xù)解釋問題。最后在完全碰壁的情況下，人們才想到走另外一條路，因?yàn)榭茖W(xué)的發(fā)展不是非得直線行進(jìn)，它有可能從另外一個(gè)分支，另外一個(gè)思想，另外一個(gè)角度來研究和發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題。人們發(fā)現(xiàn)了光具有波粒二象性，那么電子也有波粒二象性，是不是在想，在研究物質(zhì)是不是具有普遍規(guī)律，是不是都具有波性和粒子性。有的為什么波性突出，有的粒子性突出，那就再研究一下，所謂的粒子性是指物質(zhì)本身的重量、體積和其他物質(zhì)的相互作用，它就體現(xiàn)出了。波性呢，是指在傳播的過程中遇到一些小的狹縫出現(xiàn)了干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象，繞射等等。研究后人們就發(fā)現(xiàn)，比如像電子它具有一定的粒子性，要形成波性就要?jiǎng)?chuàng)造一種條件，這種條件需要一種細(xì)小的狹縫。只有一些體積比較小，運(yùn)動(dòng)速度比較快的物質(zhì)通過狹縫的時(shí)候才顯示波性。原子和分子中的電子，質(zhì)量比較小，運(yùn)動(dòng)速度高，運(yùn)動(dòng)的區(qū)域也很小，它的粒子性和波動(dòng)性就完全體現(xiàn)出來了。于是人們從這種思路中建立了量子力學(xué)模型。用這種模型雖然沒有去研究氫原子光譜，也沒有研究多電子光譜，也沒研究其他光譜，但是用它卻解決了氫原子、多電子光譜。在思維的過程中，可能遇到各種各樣的問題，所以不要死走到底。

6、學(xué)科知識(shí)的理解誤區(qū)及釋疑

主持人：這樣是不是說，科學(xué)家的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)非常大的變革。從經(jīng)典的宏觀的物體的有規(guī)律的有形的行動(dòng)作為類比，然后又從波動(dòng)的角度進(jìn)行思考，它涉及到一種認(rèn)識(shí)方式的轉(zhuǎn)變。我想像剛才李老師所說的，從波動(dòng)性的角度來理解微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)我們而言是非常困難的，在我們的理解過程當(dāng)中，也肯定會(huì)有很多的困擾，存在一系列認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。王老師能不能給我們介紹一下，通常我們?cè)诶斫膺@個(gè)問題上我們存在哪些誤區(qū)？

王秀忠：量子力學(xué)中涉及到的軌道跟玻爾模型中的軌道容易混淆，認(rèn)為是一回事，這些在我們教學(xué)活動(dòng)中可能存在，這些在我們的學(xué)生中也可能存在。因?yàn)樗且粋€(gè)詞表示出來的，可代表的含義可能不一樣。比如體現(xiàn)原子結(jié)構(gòu)的電子云問題，電子云中的小黑點(diǎn)到底代表了什么含義？有的老師可能就認(rèn)為代表了一個(gè)電子，還有的進(jìn)一步的話，認(rèn)為是電子曾經(jīng)出現(xiàn)過的位置，等等這些都存在認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。我們想作為老師來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候，存在如何回避的問題。

趙和林：剛才王老師談到了中學(xué)生在認(rèn)識(shí)原子核外電子運(yùn)動(dòng)的一些誤區(qū)，應(yīng)該說核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是原子結(jié)構(gòu)教學(xué)最核心的部分。而這個(gè)最核心的部分是由兩部分構(gòu)成的，一個(gè)方面是構(gòu)建學(xué)生的能量觀，另一個(gè)方面就是學(xué)生要用一種微觀的、統(tǒng)計(jì)的思想、概率的思想來認(rèn)識(shí)核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。因?yàn)槭菑暮暧^到微觀，所以涉及到了人的認(rèn)識(shí)方式的轉(zhuǎn)變，我們實(shí)際上因?yàn)槲⒂^粒子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，微觀粒子運(yùn)動(dòng)特別快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)又看不見，所以我們通常看到的是宏觀物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。那我們自然而然的，在學(xué)習(xí)微觀粒子的特點(diǎn)的時(shí)候，就用認(rèn)識(shí)宏觀物體的方式來認(rèn)識(shí)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。那么這樣的話就在軌道、連續(xù)等等認(rèn)識(shí)觀上存在誤差。在一項(xiàng)關(guān)于高中生使用教材以后，核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的相關(guān)概念的研究中發(fā)現(xiàn)，有百分之六十多的學(xué)生認(rèn)為共用電子對(duì)就是對(duì)特定電子存在于兩個(gè)原子核之間，它不會(huì)到別的地方去。多達(dá)百分之七十的學(xué)生認(rèn)為對(duì)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有強(qiáng)烈的軌道觀念，認(rèn)為電子總是沿著某種固定軌跡周期性運(yùn)動(dòng)的，那么日常生活中，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)總是會(huì)形成軌道的經(jīng)驗(yàn)被廣泛運(yùn)用到微觀世界當(dāng)中。從科學(xué)的發(fā)展來看，從盧瑟福模型到玻爾模型，到量子力學(xué)模型，這樣的發(fā)展是個(gè)革命性的變化。特別是量子化思想的提出，這在當(dāng)年對(duì)許多科學(xué)家來說都是難以理解的，因此這樣的教學(xué)在學(xué)生的心目中產(chǎn)生這樣或那樣的問題，這是正常的。但是我們的教學(xué)的核心是什么呢，就是在必修的基礎(chǔ)上，在學(xué)生錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)變學(xué)生的舊有觀念，樹立較為科學(xué)的觀念。

主持人：感謝二位給我們分享了教學(xué)中常見的一些錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，也調(diào)查了學(xué)生存在的一些錯(cuò)誤概念。我們把兩個(gè)問題分開來討論，一個(gè)是我們應(yīng)該給學(xué)生建立怎樣的認(rèn)識(shí)和觀念，這可能是存在教學(xué)難度的，因?yàn)榭紤]到學(xué)生當(dāng)前的水平，他能接受到什么樣的程度。再一個(gè)，作為老師，我們自己應(yīng)該怎樣去看待原子的相關(guān)概念，我們自己應(yīng)該怎樣去理解。接下來我跟各位老師一起來分享一個(gè)調(diào)查結(jié)果。這個(gè)結(jié)果很有意思，使我們針對(duì)4000多名中學(xué)老師做的一個(gè)調(diào)查，是通過網(wǎng)絡(luò)的形式的調(diào)查，然后它反映出對(duì)于原子結(jié)構(gòu)我們自己怎么去理解原子結(jié)構(gòu)，就有很多的有意思的想法和結(jié)論。那我么來一起看一下這個(gè)調(diào)查。我們的問題式這樣設(shè)置的，給出的第一個(gè)問題是：原子的形狀是什么樣的，是球形對(duì)稱的嗎？A.是（22.07%），B.不是（77.57%）。第二個(gè)問題：選擇上述選項(xiàng)的理由是？A.電子在核外做圓周運(yùn)動(dòng)（7.51%）；B.圓周運(yùn)動(dòng)的軌道可以有不同的取向（19.24%）；

C.有的電子軌道是正圓的，有的是橢圓的（7.25%）；D.電子運(yùn)動(dòng)用波動(dòng)方程描述，像波一樣振動(dòng)（22.69%）；F.以上皆不對(duì)（8.63%）；G.說不清楚（11.62）。針對(duì)這個(gè)問題，李老師能不能給我們以指導(dǎo)。

李宗和：既然在原子當(dāng)中、分子當(dāng)中，電子的波動(dòng)性顯得突出，因此我們不能用準(zhǔn)確的位置跟動(dòng)量來描述，我們就用一個(gè)函數(shù)來表示，這個(gè)函數(shù)就是波函數(shù)，來表達(dá)它自己的運(yùn)動(dòng)方式。對(duì)于任何一個(gè)單個(gè)粒子的用波函數(shù)來表示的就叫軌道。所以說在那么小的范圍內(nèi)，速度又快，又具有波動(dòng)性，干涉和衍射現(xiàn)象非常強(qiáng)，它不可能在一個(gè)小的軌跡上做運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)情況下，我們用軌道來描述，而不是軌跡。軌跡是指某一個(gè)時(shí)間就對(duì)應(yīng)一個(gè)位置，而軌道呢，是指運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是怎樣的。是不是把這樣兩個(gè)概念建立起來后，老師們就好了，學(xué)生也就慢慢明白了。

主持人：那我接著在追問你一個(gè)操作性的問題，比如說我們?cè)谔岬搅塑壍赖哪芰渴橇孔踊?，這樣就有各種各樣的圖示來表示軌道的能量。比如說有的圖示里s軌道和p軌道的能量是相同的，有的圖里又是不同的，那我們又如何去理解這樣的軌道能級(jí)圖，以及氫原子和多電子原子的能級(jí)順序是完全一樣的么？以及能量是完全一樣的么？

李宗和：不一樣，原因在什么地方呢？氫原子一個(gè)電子，一個(gè)核。它是兩個(gè)微粒間的相互作用，沒有第三者參加。而多電子原子當(dāng)中，或者分子當(dāng)中，它就變了，電子之間有相互干擾，和單個(gè)電子相比，它就要綜合考慮三體問題，這就跟兩個(gè)不一樣了。它的能量肯定會(huì)發(fā)生變化。原子軌道的定義是這樣的，把原子中的每一個(gè)電子看成在核和其他電子平均作用下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的。分子軌道也是一樣定義的。

主持人：剛才您的介紹，我們就可以體會(huì)到一些宏觀的類比是存在問題的，比如把軌道想象成能量確定的一些臺(tái)階，這個(gè)就確定了，不同的原子，電子數(shù)不同，就依次填充在確定的能量臺(tái)階里面，就像我們的樓梯一樣，那么這樣的理解是存在問題的。

李宗和：不管是1s軌道中的電子，還是2s中的電子，還是2p中的電子還是其他層的電子，他們都有可能在整個(gè)分子中運(yùn)動(dòng)。測(cè)不準(zhǔn)嘛，只不過是在某個(gè)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的幾率大或者小，比如1s在靠核的區(qū)域出現(xiàn)的幾率大一點(diǎn)，它并不等于在其他位置不出現(xiàn)。比如2p吧，在1s這個(gè)位置吧，也出現(xiàn)，在2s、3d的地方也出現(xiàn)。測(cè)不準(zhǔn)就是只知道它出現(xiàn)的幾率，而不知道它確切的位置。任何一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)都充滿了真?zhèn)€空間，不管是在s軌道、p軌道還是d軌道，都是充滿了整個(gè)空間，僅僅是在某個(gè)區(qū)域出現(xiàn)的幾率大，某個(gè)區(qū)域出現(xiàn)的幾率小而已。

主持人：在使用能級(jí)的圖示的時(shí)候，我看到有的圖示表示s跟p的能量是一樣的，有的又不是一樣的。那么這樣的圖示是針對(duì)什么樣的原子呢？

李宗和：對(duì)于氫原子來說，氫原子無論是在什么s軌道、p軌道、d軌道，在n相同的軌道上它的能量都相同。那也就是說，氫原子的2s、2px、2py、2pz的軌道能量都相同，所以電子出現(xiàn)的幾率應(yīng)該是各自都相同。就氫原子來說3s、3p、3d這樣的幾個(gè)軌道的能量也都相同。

主持人：這樣我們就不難理解，如果我們講單電子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，講氫原子的能級(jí)圖，如果主量子數(shù)n相同，那么這些軌道的能量就是相同的，當(dāng)引入多電子之后，電子之間的相互

2影響，能級(jí)就會(huì)發(fā)生裂分。

趙和林：所以從實(shí)驗(yàn)光譜的角度來看，為什么氫原子光譜非常的簡(jiǎn)單，而多電子原子的光譜相對(duì)就要復(fù)雜。而玻爾的研究首先也是從氫原子這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的光譜入手的。

主持人：這樣從整個(gè)系統(tǒng)來看待原子。盡管我們解析的時(shí)候把模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，把它拆分成各種不同的軌道，每個(gè)軌道填充多少電子，但是它實(shí)際上是一個(gè)整體的體系。

王秀忠：這個(gè)跟物化上體系和環(huán)境類似，我選取這個(gè)對(duì)象為研究對(duì)象的時(shí)候，其他的都作為環(huán)境來考慮。

主持人：既然你談到體系的問題，我想接著再追問李老師。比如我們?cè)诮虒W(xué)中涉及到電離能的問題，涉及到哪個(gè)電子先被電離出來，我們會(huì)簡(jiǎn)單的看做是電子填充在不同的能量階梯上，能量高的就先電離出來。那么電離能就相當(dāng)于那個(gè)軌道的能量。對(duì)于這個(gè)問題我們應(yīng)該怎樣看呢？

李宗和：其實(shí)電離能相當(dāng)于被電離電子所在能量的負(fù)值。電離的時(shí)候，哪個(gè)先電離出來，靠什么呢？靠你外界打它，看你打什么，你用多大能量就能打出相應(yīng)能級(jí)的電子，所以現(xiàn)在有紫外光電譜，還有一個(gè)sps光電能譜，我就打2s、2p和1s，不打其他的，電離的就是它。

趙和林：李老師，中學(xué)教學(xué)里邊還有這樣一個(gè)問題。有的老師會(huì)認(rèn)為到，在講到基態(tài)原子電子排布的問題，比如第四周期，我們先排的是4s軌道的電子，然后再排3d軌道的電子，那么這個(gè)電子在電離的時(shí)候失去，它又是怎樣的一個(gè)順序呢？

王秀忠：我插一句，剛才魏老師提到了這個(gè)問題，對(duì)于排布，我們的理解不一定是正確的，這種排布不是人為排布的，但是現(xiàn)在我們的理解是人為的排布。電子在里邊存在的每一種狀態(tài)是客觀存在的，不是我們假想的時(shí)候，一個(gè)個(gè)塞進(jìn)去的，先排1s，再排2s。

李宗和：一定要弄清這個(gè)問題，它是最外層電子排布，比如說，我有兩個(gè)電子，排了1s，排了2s，第三個(gè)電子排誰呢，先進(jìn)了兩個(gè)之后，再說第三個(gè)，說的是最外層電子排布。并不是所有電子的排布順序都是這個(gè)順序。

主持人：也就是說假如新的電子之后，整個(gè)體系的微粒數(shù)增加了，它會(huì)對(duì)整個(gè)順序產(chǎn)生影響。

李宗和：所以你在排布電子的時(shí)候試這么來填的。書上一再講最外層電子的排布順序是怎么怎么樣的，這是根據(jù)什么呢？一方面是根據(jù)，現(xiàn)在能根據(jù)計(jì)算，以前都是根據(jù)光譜實(shí)驗(yàn)來完成的。

趙和林：認(rèn)識(shí)這個(gè)電子的排布與電離能，都要有一個(gè)系統(tǒng)觀，不能局部去認(rèn)識(shí)。主持人：在剛才那個(gè)題目當(dāng)中，我去掉了一個(gè)選項(xiàng)，我把這個(gè)選項(xiàng)補(bǔ)充出來展示給各位老師。剛才那個(gè)題目：原子的形狀是什么樣的，是球形對(duì)稱的嗎？選不是的比是的要多出很多。去掉的選項(xiàng)是這樣的，E.p軌道的形狀為“啞鈴”形，疊在一起不是球?qū)ΨQ（22.69%）。我們又做了進(jìn)一步的調(diào)查，對(duì)于2p軌道電子，若圖中的紅色曲線表示電子概率密度（電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大小）相等的線（類似于地理上的等高線）。您認(rèn)為以下圖形哪個(gè)可能更正確？

A 17.31% B 7.15% C 64.23% D.以上皆不對(duì)（1.98%）E.說不清楚（8.97%）。針對(duì)這個(gè)調(diào)查，李老師您給我們解析下這三個(gè)圖形具體表達(dá)了什么樣的含義，以及p軌道之間是什么樣的關(guān)系，到底原子是不是球?qū)ΨQ的？

李宗和：A是就電子分布幾率來說的，A圖對(duì)。B圖是角度分布圖，是用角函數(shù)做出來的，C圖是用角函數(shù)的平方做出來的。對(duì)于一個(gè)電子的出現(xiàn)幾率來說，應(yīng)該是一個(gè)整體的，包括兩部分，一部分是徑向部分，一部分是角度部分，而且是整個(gè)的平方，即波函數(shù)的平方。所以A對(duì)。

主持人：這樣我們看來，我們用這個(gè)圖形，它其實(shí)是有一個(gè)界面的。我們來看下是不是可以用其他的模型來表達(dá)p軌道之間的關(guān)系。在這里，我展示了另外一種表達(dá)的方式，請(qǐng)大家看屏幕，左邊表達(dá)了s軌道是一個(gè)球?qū)ΨQ的，我們看到它的電子云分布沒有一個(gè)截然的界面，抽象出來用一個(gè)實(shí)線表示。右邊是p軌道的電子云分布，我們也用實(shí)線表示，可以看到在實(shí)線的內(nèi)部出現(xiàn)的機(jī)會(huì)是比較大的，在線的外部出現(xiàn)的機(jī)會(huì)會(huì)小很多，但是不代表電子只出現(xiàn)在線內(nèi)部或者沿著線運(yùn)動(dòng)。通過這兩種電子云的表達(dá)方式，我們?cè)侔巡煌能壍蜡B加在一起，我們看看它能形成什么樣的形狀。這個(gè)小點(diǎn)的圖是1s軌道的電子云的圖形表示，可以看出1s軌道是呈球形對(duì)稱的，然后2s也是球形對(duì)稱的，但是2s的半徑會(huì)比1s大很多。我們接著看2p，2p就有取向了，它的半徑跟2s比較相近，但是是有取向的。但看一個(gè)p軌道是不呈球形對(duì)稱的。如果把兩個(gè)p軌道疊加在一起就形成了輪胎的形狀。如果垂直與直面還有第三個(gè)p軌道，三個(gè)p軌道疊加在一起，就是一個(gè)球形結(jié)構(gòu)了。我們?cè)诮又矗?s也是球形對(duì)稱的。3p是有取向的，另外一個(gè)3p也是有取向的，兩個(gè)3p加在一起是輪胎形狀，如果加上第三個(gè)3p軌道，也應(yīng)該是球形對(duì)稱的。那么在幾個(gè)圖形當(dāng)中，我們通過s和p軌道的疊加，都說明了電子在核外的分布是球形分布的。那我再問下李老師，在我們看到的圖形當(dāng)中有d軌道圖形，d軌道的花瓣就更多了，而且有5個(gè)d軌道，這5個(gè)軌道如果我們要讓它疊加在一起的話，它也是球形對(duì)稱的嗎？

李宗和：肯定是。

主持人：那我接著再問您一個(gè)問題，在這個(gè)模型當(dāng)中，我們用小點(diǎn)表示了電子云，表示了電子分布的一個(gè)情況，這樣在我們的教材當(dāng)中也會(huì)給學(xué)生呈現(xiàn)電子云的圖形，也會(huì)呈現(xiàn)電子軌道的圖形，那么我們應(yīng)該如何理解電子云模型呢？它的這個(gè)點(diǎn)是什么含義呢？

李宗和：什么是電子云呢？原來的概念是這么說的，電子云是幾率密度的一種表示方法，幾率密度大的地方我們把點(diǎn)弄多點(diǎn)，幾率小的地方我們把點(diǎn)弄少點(diǎn)，黑點(diǎn)多是說明電子在這個(gè)地方出現(xiàn)的幾率密度大，黑點(diǎn)是代表幾率密度的，而不是代表電子本身。用黑點(diǎn)表示出電子出現(xiàn)的幾率之后，像空中的云，所以人們?nèi)∶麨殡娮釉啤?/p>

趙和林：那李老師，我想提一個(gè)問題。現(xiàn)在的教科書上都有電子云圖和原子軌道圖。這兩個(gè)圖有什么樣的物理意義，在今后的使用當(dāng)中應(yīng)該如何使用。比如化學(xué)鍵，我們是應(yīng)該看成原子軌道的組合，還是電子云的重疊？

李宗和：好。第一個(gè)要講的，什么是軌道呢，是電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它具有波動(dòng)性，就不能用位置和動(dòng)量來描述，用波函數(shù)來描述，現(xiàn)在我們畫的軌道圖，是那個(gè)波函數(shù)的函數(shù)值，是波函數(shù)的函數(shù)圖象，并不是電子運(yùn)動(dòng)的函數(shù)圖象。幾率密度也一樣，是波函數(shù)絕對(duì)值的平方的圖象，一定把這個(gè)問題跟另外的一個(gè)問題分開了。第二個(gè)要講的是，在形成化學(xué)鍵的時(shí)候，電子是在軌道上運(yùn)動(dòng)的，你用什么來描述呢？你得用波函數(shù)來描述它。在研究化學(xué)鍵和分子形成的時(shí)候，說的是軌道的重疊，這種重疊還有一個(gè)特性，如果是相同符號(hào)的重疊，它的波動(dòng)性增加，如果是相反符號(hào)的重疊，它的波動(dòng)性減小或者相互抵消。在波動(dòng)性增加的地方形成化學(xué)鍵，在波動(dòng)性減小的地方不能形成化學(xué)鍵。對(duì)于兩個(gè)軌道相互重疊，重疊之后有一個(gè)重疊積分，這個(gè)重疊積分的絕對(duì)值的平方就是電子出現(xiàn)的幾率密度。

主持人：您提到了不確定性，提到了用波函數(shù)來進(jìn)行描述，我想每位老師都想知道科學(xué)發(fā)展到今天，到底電子是怎么運(yùn)動(dòng)的？現(xiàn)在的科學(xué)進(jìn)展有哪些新的結(jié)論么？

王秀忠：我們想知道它有沒有一個(gè)真實(shí)的運(yùn)動(dòng)的軌跡。能不能表達(dá)？

李宗和：就現(xiàn)在來說，我們不能準(zhǔn)確說有還是沒有，今天提出的量子力學(xué)模型解決了絕大部分實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不僅能解釋實(shí)驗(yàn)事實(shí)，還能預(yù)見實(shí)驗(yàn)事實(shí)，具有絕大部分的合理性。是不是還有不合理的地方呢？這也有可能，我們算的能量未必就跟實(shí)驗(yàn)相符，那還有待于人們新的觀察，新的認(rèn)識(shí)，新的探討。不要以為到了今天，量子理論就非常完備了，是不是還有其它的？是，還有，比如英國(guó)有個(gè)應(yīng)變量理論，它說就能找到軌跡。還有多宇宙理論，平行宇宙，哪個(gè)對(duì)都要靠實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

主持人：這也反映了科學(xué)的魅力所在，也是科學(xué)教育的魅力所在?？茖W(xué)教育不是告訴學(xué)生科學(xué)家很偉大，解決了很多問題，而是對(duì)一個(gè)未知的世界提出各種各樣的猜想。這些猜想會(huì)遇到各種挑戰(zhàn)和問題。我們的孩子如果能知道這些，就會(huì)去探索未知的奧秘。在前面分析的案例當(dāng)中，我們就是從光譜的案例當(dāng)中來進(jìn)行引入和討論，作為認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的證據(jù)，來建立原子結(jié)構(gòu)模型。但是很多老師在教學(xué)過程當(dāng)中，很多老師都會(huì)讓學(xué)生用一個(gè)圖像來進(jìn)行分析，圖像也是比較的抽象和困難。我們能不能用形象化的手段，實(shí)驗(yàn)的手段來表示呢？我們一起來分享一個(gè)案例。

7、王瀾獲獎(jiǎng)的教學(xué)片斷及專家分析

王瀾：歡迎大家進(jìn)入物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊選修階段的學(xué)習(xí)。我們今天上第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)，在學(xué)習(xí)這個(gè)之前，我們先來復(fù)習(xí)以前對(duì)原子結(jié)構(gòu)有哪些認(rèn)識(shí)。比如說以Na原子為例，我們通常用這種原子結(jié)構(gòu)模型認(rèn)識(shí)圖表示Na原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)圖，我想問下這個(gè)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)圖表示了Na原子怎樣的結(jié)構(gòu)？

學(xué)生：電子層是3層。

王瀾：也就是說電子是分層排布的。每層的能量是否相同？ 學(xué)生：不同。

王瀾：離核近的電子能量低，離核遠(yuǎn)的電子能量高。電子是靜止的么？ 學(xué)生：不是。

王瀾：那是怎么樣的呢？ 學(xué)生：繞核高速運(yùn)動(dòng)。王瀾：那2、8、1是什么意思？ 學(xué)生：每個(gè)電子層上的電子數(shù)。

王瀾：必修階段我們學(xué)習(xí)過盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)，他提出了行星模型，那么現(xiàn)在就有這么一個(gè)問題呢，那是什么原因使科學(xué)家在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上提出了電子分層排布的呢？回顧歷史我們發(fā)現(xiàn)，光對(duì)我們研究研究原子結(jié)構(gòu)提供了非常多的信息。19世紀(jì)中葉，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)很多物質(zhì)噴灑在火焰上會(huì)發(fā)出不同顏色的光，我今天把三種鹽溶解在乙醇溶液當(dāng)中，然后噴灑在酒精燈上。大家來看下現(xiàn)象，這個(gè)是硫酸銅，看下現(xiàn)象，有綠色的火焰；這個(gè)是氯化鈉的乙醇溶液，應(yīng)該是黃色的顏色；這個(gè)是硝酸鍶的乙醇溶液，紅色的火焰。這是大家非常熟悉的焰色反應(yīng)。必修階段我們就學(xué)過焰色反應(yīng)，我們用焰色反應(yīng)干什么呢？

學(xué)生：鑒別物質(zhì)。王瀾：當(dāng)時(shí)科學(xué)家卻把焰色反應(yīng)當(dāng)做是連接宏觀物質(zhì)和微觀物質(zhì)的橋梁，那大家想一想科學(xué)家是怎樣將這兩者建立起聯(lián)系的呢？大家前后討論一下。我們請(qǐng)這位女生回答下。

學(xué)生：不同顏色的光，它的能量是不一樣的。

王瀾：這位女生告訴我們，物理課上已經(jīng)學(xué)過不同顏色的光，能量是不一樣的。繼續(xù)。學(xué)生：向外輻射的能量也是不一樣的。

王瀾：也就是說原子發(fā)光是向外輻射能量，根據(jù)能量守恒，那么它自己的能量應(yīng)該降低。也就是說它降低的能量是不一樣的。連接兩者的是能量的不同變化。我們看，從科學(xué)上怎樣表示這一過程，我們一般認(rèn)為，原子在通常狀況下能量處于能量較低的狀態(tài)，在火焰中，原子吸收熱，進(jìn)入能量較高的狀態(tài)，能量高的電子不穩(wěn)定，會(huì)回到能量較低的狀態(tài)。這個(gè)過程中，能量就會(huì)以特定顏色光的形式釋放出來。既然我們知道光的顏色和能量對(duì)應(yīng)，那我們能不能通過光的顏色來判斷二者之間的能量差。平時(shí)我們看到的一種顏色的光真的只對(duì)應(yīng)一種能量么？不一定，比如說，太陽光發(fā)出的白光，經(jīng)過三棱鏡可以得到七彩的光譜，那我們?cè)趺捶治鼋裉煅嫔磻?yīng)得到的光呢？現(xiàn)在我給大家介紹一種自制的簡(jiǎn)易分光鏡，大家拿著光盤對(duì)著光看的時(shí)候會(huì)有七彩的光譜，是因?yàn)楣獗P能起到與三棱鏡相類似的作用。用這個(gè)儀器對(duì)著燈光看就可以看到分光之后的圖象。通過攝像頭，圖象就可以顯示在電腦里邊。用這個(gè)裝置分析下剛才的焰色反應(yīng)。先看氯化鈉的，大家看到了什么？一條或者兩條明亮的黃線。再換一下硝酸鍶的溶液，可以看到多條紅色的線。大家看看剛才拍攝的圖象，圖象都是由多條分裂的線構(gòu)成的。那么一條線就代表一種能量，多條線就代表多條能量，我們就在這里添加多條能量的狀態(tài)。核外的電子能夠處于這幾個(gè)能量狀態(tài)，就像是圖中的小人，這個(gè)小人可以站在任何臺(tái)階之上，我們就稱為能量的量子化。20世紀(jì)初，玻爾認(rèn)為核外電子在核外以一定半徑繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它從一個(gè)軌道進(jìn)入另一個(gè)軌道的時(shí)候，就會(huì)吸收或者釋放特定能量的光，這就是著名的玻爾模型。玻爾模型的電子層是用能級(jí)來劃分的，所以稱這些電子層為能層。玻爾模型也有它的問題，它解釋的光譜是有限的，它只能解釋單電子原子?？茖W(xué)家又提出量子力學(xué)的理論，成為我們認(rèn)識(shí)原子模型的工具。它認(rèn)為電子的運(yùn)動(dòng)是不確定的，沒有確定的軌跡，只能用電子云來表示。電子云小點(diǎn)密集的地方，電子出現(xiàn)的概率大，小點(diǎn)稀疏的地方，電子出現(xiàn)的概率小。根據(jù)量子力學(xué)，我們可以解釋很多很多的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但是直到2009年烏克蘭科學(xué)家才幫助人類檢測(cè)到單電子原子運(yùn)動(dòng)的圖象。如果說電子云代表了電子運(yùn)動(dòng)的無序性，那么光譜告訴我們電子能量的有序性。光譜是我們做的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，而電子云模型呢，也已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了。那二者之間的矛盾應(yīng)該如何調(diào)和呢？我們類比一下，通過能量量子化，把電子云也拆分成能量不同的能層。能。通過量子力學(xué)的計(jì)算，比如通過這個(gè)電子云可以拆分成這兩個(gè)能量不同的電子云，這兩個(gè)能量不同的能層形成的電子云疊加起來就是我們剛才看到的電子云。我們結(jié)合現(xiàn)在能層的概念再來理解一下Na原子結(jié)構(gòu)模型，這一個(gè)個(gè)半徑表示的還是能級(jí)，但是跟玻爾的卻不一樣了，它是一個(gè)概率分布的。我們來回顧一下剛才的研究過程，焰色反應(yīng)到線狀光譜，再到量子化的猜想，進(jìn)而建立了玻爾模型，玻爾模型被量子力學(xué)模型取代。謝謝。

王秀忠：在教學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)中有些環(huán)節(jié)是不是需要，應(yīng)不應(yīng)該出現(xiàn)，還是取決于它的功能價(jià)值。最終的教學(xué)目的是有價(jià)值的，并且這種操作是比容易實(shí)現(xiàn)的，我覺得還是可以盡量采用。如果在教學(xué)過程中可以弱化的話，可以歸結(jié)為一種橋梁作用，邁過去就可以，那么是不是必須采用這種方式，那也是根據(jù)老師自己的情況來決定的。

趙和林：剛才王瀾老師談到了，對(duì)于光譜這樣一個(gè)素材的使用。對(duì)于光譜素材的使用，我想談?wù)撊缦聨c(diǎn)。第一，原子光譜實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性，有吸收光譜和發(fā)射光譜，電子躍遷有時(shí)候還存在躍遷禁阻的問題。中學(xué)教材中大都給的是發(fā)射光譜，那么我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)該怎樣面對(duì)？我覺得，第一，我們不要再給光譜分類，不討論光譜儀的實(shí)驗(yàn)原理和躍遷禁阻的問題，這些問題在教學(xué)中都要回避。我們只要求學(xué)生了解最核心的部分，即光譜上的線可以表征光的能量，線條的連續(xù)則是能量連續(xù)，線條不連續(xù)則是量子化，那么能量從高能量的軌道躍遷回低能量的軌道而來的。玻爾模型說電子是在能量確定的軌道上運(yùn)動(dòng)的，所以說光譜的背后隱藏了原子結(jié)構(gòu)的秘密。在連續(xù)光譜和線狀光譜中，教材都有出現(xiàn)，我們應(yīng)該重視線狀光譜的解讀，得到的是能量的量子化，不用刻意去探討經(jīng)典電磁理論和電子穩(wěn)定與不穩(wěn)定的情況。在選修這個(gè)模塊的時(shí)候，物理上這個(gè)模塊還沒有進(jìn)行，所以在選用光譜的時(shí)候要盡量簡(jiǎn)化，體現(xiàn)其最核心的部分。

8、學(xué)科知識(shí)釋疑

主持人：也就是看我們最核心的教學(xué)目標(biāo)是什么。如果我們期望讓學(xué)生體會(huì)到認(rèn)識(shí)發(fā)展過程當(dāng)中，它是有一個(gè)證據(jù)的，那我們就把這個(gè)證據(jù)凸顯出來。如果期望學(xué)生建立這樣的一個(gè)概念，并把這個(gè)概念當(dāng)做后續(xù)發(fā)展的前提，關(guān)注這個(gè)概念本身就可以弱化光譜。所以我們的討論是給老師呈現(xiàn)各種各樣的教學(xué)可能，供老師進(jìn)行選擇。我給各位老師展示一下教學(xué)案中的裝置，用硬紙做成的盒子，常見的光盤上是有刻痕的，刻痕就起到了光柵作用。把光盤插進(jìn)盒子里面，可見光透過狹縫，通過視窗就可以看見光譜的圖象。這樣我們是通過肉眼來查看光譜。這個(gè)儀器是能夠自制的。把這個(gè)裝置跟照相機(jī)結(jié)合就可以接到計(jì)算機(jī)里面，通過大屏幕展示給學(xué)生，可以讓效果更加直觀。拓展資源里有關(guān)于如何制作這些實(shí)驗(yàn)裝置。我們也可以把這樣的教學(xué)活動(dòng)安放到學(xué)生的課外探究活動(dòng)中去，跟其他活動(dòng)整合。回到核心概念的建構(gòu)上，很多老師在講量子化的概念時(shí)，很多老師肯定會(huì)提量子數(shù)。量子數(shù)也是一個(gè)比較抽象數(shù)學(xué)的概念，有不同的取值，到底它是什么含義呢？李老師給我們解釋一下。

李宗和：比如說一個(gè)宇航員從北京出發(fā)，去發(fā)射中心做飛船上天。首先坐汽車去機(jī)場(chǎng)，然后坐飛機(jī)到發(fā)射中心。這樣就經(jīng)過不同的階段，在做汽車的時(shí)候肯定有一個(gè)速度，飛機(jī)的時(shí)候也有，飛船的時(shí)候也有。三個(gè)速度放在一起，就標(biāo)志而來宇航員的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。我們把這樣的三個(gè)數(shù)叫量子數(shù)。比如表示能量的量子數(shù)n表示在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，n不同，它的能量就不同。角量子數(shù)表示電子在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下有不同的角動(dòng)量。磁量子數(shù)呢，就表示角動(dòng)量在磁場(chǎng)方向上的分量?？梢赃@樣簡(jiǎn)單理解量子數(shù)。

主持人：那1/2是什么含義呢？

李宗和：你說的是自旋量子數(shù)。自旋量子數(shù)說的是一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是在哪里區(qū)分開的呢？是在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中把它分開的，比如Na原子光譜，經(jīng)過一個(gè)磁場(chǎng)的時(shí)候就分開了，左右兩邊各一個(gè)，具有對(duì)稱性，一個(gè)正一個(gè)負(fù)。正負(fù)二分之一是在實(shí)踐當(dāng)中總結(jié)出來的。磁量子數(shù)m有不同的取值，是為了滿足數(shù)學(xué)上某些邊界條件而提出的，實(shí)際上它也確實(shí)是這樣的。跟外磁場(chǎng)相互作用的時(shí)候，在磁場(chǎng)方向上的角動(dòng)量大小已經(jīng)分成了幾部分，計(jì)算之后跟實(shí)際結(jié)果一樣。所以不要去追問為什么，因?yàn)橛行┦菙?shù)學(xué)結(jié)果，有的是實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有些是實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)學(xué)結(jié)果完全吻合之后確定下來的。

主持人：關(guān)于量子數(shù)在教學(xué)的實(shí)施過程當(dāng)中，王老師和趙老師有什么樣的觀點(diǎn)？以及你們是在教學(xué)當(dāng)中是怎么處理的呢？

王秀忠：現(xiàn)在存在一種爭(zhēng)議：在高中化學(xué)教學(xué)中，量子數(shù)究竟要不要。在新課改開始的時(shí)候，就有過爭(zhēng)議。所以老師們要自己取舍，自己做出選擇。

趙和林：量子數(shù)講起來會(huì)有一定的難度，但是會(huì)提升學(xué)生的理解力，以及后續(xù)概念的理解力。不講的話會(huì)減小學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，但是也削弱了學(xué)生對(duì)原子結(jié)構(gòu)的理解力。對(duì)出不出量子數(shù)，我是這樣認(rèn)為的。我們先對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)層次劃分五點(diǎn)。第一，認(rèn)識(shí)到微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同與宏觀物質(zhì)，描述方式也不同，可以用統(tǒng)計(jì)概率來認(rèn)識(shí)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也就是電子云；第二，電子層是電子活動(dòng)的區(qū)域，不是現(xiàn)實(shí)中有半徑的現(xiàn)實(shí)軌道，根據(jù)能量電子層還可以細(xì)分；第三，量子數(shù)標(biāo)記這電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；第四，量子數(shù)是由波動(dòng)方程解得的一組數(shù)據(jù)，量子數(shù)之間存在一定的關(guān)系。第五，能夠?qū)懗霾▌?dòng)方程，并利用數(shù)學(xué)知識(shí)求解。對(duì)于基礎(chǔ)不好的學(xué)生，可以不出現(xiàn)量子數(shù)，但是要保留量子化的思想，通過通俗易懂的語言讓學(xué)生接受。區(qū)分高中和大學(xué)學(xué)生應(yīng)該達(dá)到的水平。魯科版從2010年取消了量子數(shù)，但是仍然保持了量子數(shù)的物理意義，量子化的思想以及能級(jí)這樣的概念，這也是一種處理方式。這既降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，又和大學(xué)所要達(dá)到的水平有所區(qū)分，又不影響后續(xù)教學(xué)。

李宗和：你們說的對(duì)，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況?？茨憬虒W(xué)達(dá)到的目標(biāo)來確定。這四個(gè)量子數(shù)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生、化學(xué)鍵的形成等等相當(dāng)有用。比如你想把周期表解釋清楚，你就必須把量子數(shù)的取值范圍解釋清楚。一切都看實(shí)際情況來確定。

趙和林：所帶學(xué)生的基礎(chǔ)好，就可以講解量子數(shù)。如果學(xué)生的基礎(chǔ)不好，我們就可以退而求其次。

李宗和：我談?wù)勚髁孔訑?shù)n，在氫原子中，它決定能量。在多電子原子中，n只起標(biāo)號(hào)的作用，能量是由n和l共同決定的。不能把氫原子的情況套到多電子原子上，也不能把多電子原子套到氫原子上，因?yàn)槔镞呌卸嚯娮拥母蓴_。我再談?wù)勀芗?jí)的概念，它是指能量量子化后的能量值。能層是人為的規(guī)定方式，把n相同的軌道規(guī)定為一個(gè)能層。電離能和氧化值容易混淆，比如說一氧化碳，碳的氧化值是+2，并不能說碳的氧化值是+2，它就打掉了2個(gè)電子，有些書上把這個(gè)的多樣性解釋為電離能的多樣性，這是錯(cuò)誤的。氧化值是形式上的一種能量，是人為規(guī)定的，必須把電子給電負(fù)性強(qiáng)的，并不是把電子真的給了電負(fù)性強(qiáng)的。再說親和能，電離能是等于軌道能量的負(fù)值，并不等于說親和能就是空軌道的能量。對(duì)于電負(fù)性，很多老師不強(qiáng)調(diào)電負(fù)性本身的含義，一句帶過。要講清電負(fù)性的相對(duì)性和使用電負(fù)性的環(huán)境。

9、專家給教學(xué)建議

主持人：最后請(qǐng)王老師給我們提點(diǎn)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)教學(xué)的建議。

王秀忠：在講這個(gè)知識(shí)時(shí)，我們要首先明確課標(biāo)的要求，它要求了解核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，知道電子在一定條件下可以躍遷，了解簡(jiǎn)單運(yùn)用。對(duì)這幾句話，我們要有個(gè)解讀。對(duì)于具體的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生應(yīng)該了解原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展過程，不僅僅是知識(shí)上的，更是認(rèn)識(shí)思維上的：每個(gè)模型為什么會(huì)出現(xiàn)，又為什么會(huì)被否定？將來我們的認(rèn)識(shí)特點(diǎn)是怎樣的？再有一個(gè)就關(guān)注玻爾模型的基本觀點(diǎn)和量子力學(xué)模型的基本觀點(diǎn)。以原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展歷程為背景，結(jié)合咱們的一些欄目，引出玻爾的原子模型，這里邊很重要的一個(gè)就是光譜。光譜就是一個(gè)橋梁作用。我的觀點(diǎn)是簡(jiǎn)潔地展示原子結(jié)構(gòu)各種模型產(chǎn)生的背景，和否定以及被改進(jìn)的原因，簡(jiǎn)單引入光譜的介紹，通過一個(gè)欄目進(jìn)行設(shè)計(jì)符合原子結(jié)構(gòu)要求的模型。這個(gè)可能是在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上提出來玻爾模型的。這個(gè)觀點(diǎn)，我在課上是讓學(xué)生去思考的，盧瑟福的結(jié)構(gòu)模型是這樣的，現(xiàn)在的問題擺出來了，光譜顯示不是連續(xù)的，而是線狀的。讓學(xué)生先去思考怎樣解釋，難度可能很大。讓學(xué)生卻體會(huì)這個(gè)過程，當(dāng)結(jié)果出來時(shí)，學(xué)生就會(huì)有一個(gè)對(duì)比。我們?cè)u(píng)價(jià)玻爾的原子結(jié)構(gòu)的模型，也可以拋給學(xué)生，同時(shí)給學(xué)生鋪設(shè)一些臺(tái)階。最后引出量子力學(xué)的結(jié)構(gòu)。提醒給位老師，這節(jié)的知識(shí)線索是怎樣的，還要充分考慮學(xué)生的認(rèn)識(shí)線索，從而形成我們的教學(xué)設(shè)計(jì)。還有深廣度的控制，根據(jù)我們實(shí)際情況進(jìn)行穿插。

主持人：如何理解和教授這些概念存在各種爭(zhēng)議，我們花了這么大的精力來討論這些問題，并不是經(jīng)過我們的研討就把教學(xué)給解釋清楚了，我想最重要的是發(fā)現(xiàn)其中的教學(xué)問題，提供給老師可以借鑒的素材。下面的更大的空間就交給老師去設(shè)計(jì)了，這也是高中選修模塊留給老師們的空間。謝謝！附錄：

1、作業(yè)

選取本專題涉及的一個(gè)學(xué)科概念，結(jié)合視頻學(xué)習(xí)并通過進(jìn)一步研讀大學(xué)教材或查找資料，談?wù)勀銓?duì)這個(gè)概念有哪些新的認(rèn)識(shí)。

2、拓展資源 ①原子結(jié)構(gòu)與假說

②為不同能力傾向?qū)W生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)——高中化學(xué)選修課程內(nèi)容分析及教學(xué)建議(續(xù))③為不同能力傾向?qū)W生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)——高中化學(xué)選修課程內(nèi)容分析及教學(xué)建議(待續(xù))④乳山一中-基態(tài)原子的核外電子排布-教學(xué)案例 ⑤簡(jiǎn)易高分辨分光鏡的制作

⑥高中化學(xué)新課程《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》選修模塊學(xué)科問題訪談錄——訪北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院結(jié)構(gòu)化學(xué)專家李宗和教授

⑦高中化學(xué)教材的研究和編制——人教版《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》疑難探析

⑧從促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的視角研究高中化學(xué)新課程教材——北師大“新世紀(jì)”(山東科技版)選修模塊教材《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的分析 ⑨波耳軌道貢獻(xiàn)

⑩北京十二中-胡小蒙-原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)-教學(xué)案例

第二篇：教學(xué)設(shè)計(jì)的概念

教學(xué)設(shè)計(jì)的概念

一、教學(xué)設(shè)計(jì)的概念 教學(xué)設(shè)計(jì)（，縮寫為，也稱教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是面向

教學(xué)系統(tǒng)，解決教學(xué)問題的一種特殊的設(shè)計(jì)活動(dòng)。它既具有設(shè)計(jì)的一般性 質(zhì)，又必須遵循教學(xué)的基本規(guī)律。教學(xué)設(shè)計(jì)

整合教學(xué)和設(shè)計(jì)的概念，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)“教學(xué)設(shè)計(jì)”概念的界定做了 深入廣泛的探討，其中，具有代表性的觀點(diǎn)有： 布里格斯（）的觀點(diǎn)“：教學(xué)設(shè)計(jì)是分析學(xué)習(xí)需要和目標(biāo)以 形成滿足學(xué)習(xí)需要的傳送系統(tǒng)的全過程。”④

瑞達(dá)）的觀點(diǎn)：教學(xué)設(shè)計(jì)是“為了便于學(xué)習(xí)各種大小不 瑞奇（同的學(xué)科單元，而對(duì)學(xué)習(xí)情景的發(fā)展、評(píng)價(jià)和保持進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃的科學(xué)”。加涅把教學(xué)設(shè)計(jì)分為鑒別教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行任務(wù)分析、鑒別起始行

為特征、建立課程標(biāo)準(zhǔn)，提出教學(xué)策略、創(chuàng)設(shè)和選擇教學(xué)材料，執(zhí)行形成性和 總結(jié)性評(píng)價(jià)幾大部分。

烏美娜的觀點(diǎn)：教學(xué)設(shè)計(jì)是運(yùn)用系統(tǒng)方法分析教學(xué)問題和確定教學(xué)目

標(biāo)，建立解決教學(xué)問題的策略方案、試行解決方案、評(píng)價(jià)試行結(jié)果和對(duì)方案 進(jìn)行修改的過程。

皮連生的觀點(diǎn)：教學(xué)設(shè)計(jì)是運(yùn)用現(xiàn)代學(xué)習(xí)與教學(xué)心理學(xué)、傳播學(xué)、教學(xué) 媒體論等相關(guān)的理論與技術(shù)，來分析教學(xué)中的問題和需要。設(shè)計(jì)解決方法、試行解決方法、評(píng)價(jià)試行結(jié)果，并在評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的一個(gè)系統(tǒng)過程。它既具有設(shè)計(jì)的一般性質(zhì)，又必須遵循教學(xué)的基本規(guī)律。

徐英俊的觀點(diǎn)：教學(xué)設(shè)計(jì)是指在進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)之前，根據(jù)教學(xué)目的要

求，運(yùn)用系統(tǒng)方法，對(duì)參與教學(xué)活動(dòng)的諸多要素所進(jìn)行的一種分析和策劃的過程。何克抗的觀點(diǎn)：教學(xué)設(shè)計(jì)是以傳播理論和學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，應(yīng)用系統(tǒng)理 論的觀點(diǎn)和方法，調(diào)查分析教學(xué)中的問題和需求確定目標(biāo)，建立解決問題的 步驟，選擇相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)資源，分析、評(píng)價(jià)其結(jié)果，使教學(xué)效果達(dá)到 優(yōu)化的一種系統(tǒng)研究方法。

劉知新，畢華林等的觀點(diǎn)：所謂教學(xué)設(shè)計(jì)是指在教學(xué)之前的對(duì)教學(xué)過程

中的一切，預(yù)為籌劃，從而安排教學(xué)情景，以期達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)。它應(yīng)包括教學(xué)過程的各個(gè)基本部分，而不是僅限于課堂教學(xué)活動(dòng)。鄭長(zhǎng)龍的觀點(diǎn)：化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)是指化學(xué)教師根據(jù)一定的化學(xué)教學(xué)目的

和化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，以及學(xué)生的實(shí)際（包括知識(shí)基礎(chǔ)、能力發(fā)展水平、生理和心 理發(fā)展特點(diǎn)等），運(yùn)用教學(xué)設(shè)計(jì)的一般原理和方法對(duì)化學(xué)教學(xué)方案所做出的

一種規(guī)劃。

王磊的觀點(diǎn)：教學(xué)設(shè)計(jì)是運(yùn)用系統(tǒng)方法與技術(shù)分析、研究教學(xué)問題和需

求，確立解決它們的途徑和方法，并對(duì)教學(xué)結(jié)果做出評(píng)價(jià)的系統(tǒng)的計(jì)劃過

程。

綜合上述觀點(diǎn)“：教學(xué)設(shè)計(jì)”具有如下特點(diǎn)：

①理論性。教學(xué)設(shè)計(jì)必須依據(jù)現(xiàn)代教學(xué)理論、學(xué)習(xí)理論和傳播理論等，對(duì)教學(xué)過程的諸要素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。

②系統(tǒng)性。教學(xué)設(shè)計(jì)必須運(yùn)用系統(tǒng)方法，從教學(xué)系統(tǒng)的整體功能出發(fā)，綜合考慮教師、學(xué)生、教材、媒體、評(píng)價(jià)等各個(gè)方面在教學(xué)中的地位和作用，使之相互聯(lián)系、相互促進(jìn)、相互制約，產(chǎn)生整體效應(yīng)，以保證教學(xué)設(shè)計(jì)中的 “目標(biāo)、策略、媒體、評(píng)價(jià)”等諸要素的協(xié)調(diào)一致。

③差異性。教學(xué)設(shè)計(jì)必須以學(xué)習(xí)者為出發(fā)點(diǎn)，將學(xué)習(xí)者的特征分析作

為教學(xué)設(shè)計(jì)的依據(jù)。它強(qiáng)調(diào)充分挖掘?qū)W習(xí)者的內(nèi)部潛能，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的主

動(dòng)性和積極性，促使學(xué)習(xí)者內(nèi)部學(xué)習(xí)過程的發(fā)生和有效進(jìn)行。它注重學(xué)具有明顯的差異性。④應(yīng)用性。教學(xué)設(shè)計(jì)作為一門新興的教育科學(xué)，它不同于一般的教育 理論，它具有極強(qiáng)的應(yīng)用性，被稱為“橋梁學(xué)科”，通過教學(xué)設(shè)計(jì)，可以很好地將教學(xué)理論與教學(xué)實(shí)踐結(jié)合起來。一方面，通過教學(xué)設(shè)計(jì)，可以把已有的教

學(xué)理論和研究成果運(yùn)用于實(shí)際教學(xué)中，指導(dǎo)教學(xué)工作的進(jìn)行。另一方面，也

可以把教師優(yōu)秀的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)升華為教育科學(xué)，進(jìn)一步充實(shí)和完善教學(xué)理論。

應(yīng)該說，在學(xué)科教學(xué)實(shí)踐中，通過教學(xué)設(shè)計(jì)，完全可以反映教師的教育教學(xué)

理念以及教育教學(xué)理論水平。

⑤層次性。教學(xué)系統(tǒng)是有層次的，它可以大到一門課程，小到一個(gè)課時(shí)

甚至一個(gè)單元片段（如一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)）。教學(xué)設(shè)計(jì)的對(duì)象是教學(xué)系統(tǒng)，因此，教學(xué)設(shè)計(jì)也具有層次性，且一般可歸納為三個(gè)層次：一是以“產(chǎn)品”為中心的層次；二是以“課堂”為中心的層次；三是以“系統(tǒng)”為中心的由于學(xué)層次。

科教學(xué)著重于課時(shí)教學(xué)方案（習(xí)慣稱教案）的設(shè)計(jì)，所以，本書也側(cè)重于以 “課堂”為中心層次的教學(xué)設(shè)計(jì)的分析。

基于上述對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)特點(diǎn)的分析，本書對(duì)化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)的概念做如如下 界定：所謂化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)，就是運(yùn)用系統(tǒng)方法分析化學(xué)教學(xué)背景，確定化學(xué) 教學(xué)目標(biāo)，建立解決化學(xué)教學(xué)問題的策略，選擇教學(xué)媒體，設(shè)計(jì)并實(shí)施教學(xué) 方案，評(píng)價(jià)反思試行結(jié)果和對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反饋修正的過程。第二節(jié)

教學(xué)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)

從教學(xué)設(shè)計(jì)的概念可以看出，在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，至少有四種理論對(duì)其 起了重大作用：學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論、系統(tǒng)理論和傳播理論。這些理論不僅 為教學(xué)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)，而且為教學(xué)設(shè)計(jì)提供了方法和技術(shù)。下面對(duì) 這四種理論在教學(xué)設(shè)計(jì)中的作用做簡(jiǎn)要的介紹，這將有利于我們更好地理 解和應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)的原理與技術(shù)。

一、學(xué)習(xí)理論

學(xué)習(xí)理論是研究人類學(xué)習(xí)的本質(zhì)及其形成機(jī)制的心理學(xué)理論，教學(xué)設(shè) 計(jì)正是為了促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)而創(chuàng)立的一門學(xué)科。因此，只有了 解學(xué)生學(xué)習(xí)的心理學(xué)規(guī)律，探明學(xué)習(xí)的不同類型，以及不同類型學(xué)習(xí)的過程 和條件，才可能進(jìn)行有效的教學(xué)設(shè)計(jì)。

在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，無論是學(xué)習(xí)需要分析、學(xué)習(xí)目標(biāo)確定、學(xué)習(xí)任務(wù)分 析，還是教學(xué)設(shè)計(jì)模式的選擇，以及教學(xué)設(shè)計(jì)過程中每一步驟的完成，都是 建立在特定的學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)之上。

在眾多學(xué)習(xí)理論中，影響最大的主要有三種學(xué)習(xí)理論： 行為主義學(xué)習(xí)理論 行為主義學(xué)習(xí)理論（，主要解釋學(xué)習(xí)是在既

有行為之上學(xué)習(xí)新行為的歷程，是關(guān)于由“行”而學(xué)到習(xí)慣性行為的看法。行為主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是刺激與反應(yīng)的聯(lián)結(jié)，主張通過強(qiáng)化和模仿來 形成和改變行為。其主要代表有桑代克（）的試誤學(xué)習(xí)理論

和斯金納（）的操作學(xué)習(xí)理論等。

行為主義學(xué)習(xí)理論在教學(xué)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用：

試誤學(xué)習(xí)理論用“試誤”來解釋簡(jiǎn)單行為的學(xué)習(xí)；而操作學(xué)習(xí)理論則 用“強(qiáng)化原則”解釋多種復(fù)雜行為。

行為主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)外在環(huán)境對(duì)學(xué)習(xí)的影響，故而在教育上主張獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰。

根據(jù)操作學(xué)習(xí)理論中的強(qiáng)化原則，便產(chǎn)生了對(duì)學(xué)校教育極有影響的 程序教學(xué)、行為矯正、練習(xí)強(qiáng)化等多種教學(xué)方法。認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論

認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論（，旨在解釋學(xué)習(xí)是在既

有知識(shí)之上學(xué)習(xí)新知識(shí)的歷程，這是由“知”而學(xué)到知識(shí)性行為的看法。認(rèn) 知主義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建立與組織的過程，重視新、舊知識(shí)）的認(rèn)知發(fā)

結(jié)構(gòu)的“同化”和發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)。其主要代表有布魯納（）的認(rèn)知同化學(xué)習(xí)理論和加涅的累積學(xué) 現(xiàn)學(xué)習(xí)理論、奧蘇貝爾（習(xí)理論等。

認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論在教學(xué)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用：

認(rèn)知主義學(xué)習(xí)理論高度重視學(xué)生的主觀能動(dòng)性，強(qiáng)調(diào)主動(dòng)學(xué)習(xí)。

布魯納的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)情境結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，奧蘇貝爾的同 化式學(xué)習(xí)理論則強(qiáng)調(diào)學(xué)生已有的“經(jīng)驗(yàn)”，這些理論對(duì)教學(xué)過程的設(shè)計(jì)具有 重要指導(dǎo)價(jià)值。

加涅的累積學(xué)習(xí)理論對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的劃分（詳見本書第二章第二部 分）為教學(xué)設(shè)計(jì)中的學(xué)習(xí)任務(wù)分析指明了方向。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論（）發(fā)展了認(rèn)知主義學(xué)習(xí)

理論中已有的關(guān)于“建構(gòu)”的思想，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的 意義，并力圖在更接近、更符合實(shí)際情況的情境性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，以個(gè)人原有 的經(jīng)驗(yàn)、心理結(jié)構(gòu)和信念為基礎(chǔ)來建構(gòu)新知識(shí)，賦予新知識(shí)以個(gè)人理解的意 義。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論最有代表性的人物是瑞士心理學(xué)家皮亞杰（建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論在教學(xué)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用：

學(xué)習(xí)不是對(duì)于教師所授予的知識(shí)的被動(dòng)接受，而是學(xué)習(xí)者以自身已

有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的主動(dòng)的建構(gòu)活動(dòng)，且這種建構(gòu)的途徑主要有以下 三種：

支架式建構(gòu)。指當(dāng)建構(gòu)新材料A時(shí)，先有同性質(zhì)的材料B的知識(shí)，將有助于A的學(xué)習(xí)。拋錨式建構(gòu)。指當(dāng)建構(gòu)新材料A時(shí)，先呈現(xiàn)一組概念B，從而有助于A的學(xué)習(xí)。

導(dǎo)引式建構(gòu)。指為了建構(gòu)新材料A，可以選用一種材料B的學(xué)習(xí)來引入A 的學(xué)習(xí)，使材料A的意義在材料B的基礎(chǔ)上更易理解。

學(xué)習(xí)者以自己的方式建構(gòu)對(duì)于事物的理解，從而不同人看到的是事

物的不同方面，不存在惟一標(biāo)準(zhǔn)的理解。但是，學(xué)習(xí)者據(jù)此展開的合作學(xué)習(xí)可以使理解更加豐富和全面，因此，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論特別提倡開展合作學(xué)習(xí)。

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論同樣重視原有經(jīng)驗(yàn)的作用，因此主張情境性教

學(xué)，特別強(qiáng)調(diào)教學(xué)與社會(huì)、生活實(shí)際的聯(lián)系。

二、教學(xué)理論

教學(xué)理論是為解決教學(xué)問題而研究教學(xué)一般規(guī)律的科學(xué)。教學(xué)理論為

系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)中，合理安排教學(xué)情境，從而達(dá)到學(xué)校預(yù)設(shè)的教育目的提供

了理論依據(jù)，并且為教學(xué)目標(biāo)的分析、教學(xué)策略的運(yùn)用，以及教學(xué)評(píng)價(jià)方案的制定都提供了依據(jù)，因此教學(xué)理論是教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，同時(shí)，教學(xué)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新和發(fā)展，也大大豐富和充實(shí)了教學(xué)理論，兩者相互影響、相互促進(jìn)、相得

益彰。

我國(guó)教學(xué)理論可謂源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，古代以孔孟為代表的儒家教學(xué)思想至今

在教的方法、學(xué)的方法，以及教與學(xué)的關(guān)系上仍對(duì)我們有許多影響。例如：

孔子的“學(xué)而知之”“、多聞”“、多見”“、學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”、“舉一反

三、循循善誘”“、因材施教”等。孟子的“自得”“、循序漸進(jìn)“、專心有恒”等。，《學(xué)記》中提出的“教學(xué)相長(zhǎng)”“、及時(shí)施教”“、啟發(fā)誘導(dǎo)”“、長(zhǎng)善救失”等 原則和“講解法”“、問答法”“、練習(xí)法”等教學(xué)方法。

近現(xiàn)代時(shí)期，一些著名教育家和思想家梁?jiǎn)⒊⒉淘?、徐特立、陶?知、陳鶴琴等都倡導(dǎo)教學(xué)要重視發(fā)展兒童的個(gè)性，發(fā)揮兒童的主觀能動(dòng)性，從兒童的特點(diǎn)出發(fā)，培養(yǎng)他們的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力，這些觀點(diǎn)仍是當(dāng)今教學(xué)設(shè)計(jì) 中進(jìn)行學(xué)習(xí)者分析時(shí)必須遵循的原則。

國(guó)外教學(xué)理論不斷推陳出新，精彩紛呈，有的在世界范圍內(nèi)都產(chǎn)生了重 要影響。對(duì)于這些先進(jìn)的教學(xué)理論，我們必須認(rèn)真學(xué)習(xí)，參考借鑒，并應(yīng)用 于教學(xué)設(shè)計(jì)之中。

萌芽期。雖然沒有形成獨(dú)立的教育理論體系，但教育家蘇格拉底、柏拉圖）和昆體良（（）等已提出和使用問

答、對(duì)話、練習(xí)、模仿等教學(xué)方法。

近現(xiàn)代期。有較大影響的教學(xué)理論有：捷克教育家夸美紐斯在他的“大

教論”中對(duì)教育目的、內(nèi)容和直觀性、自覺性、系統(tǒng)性、鞏固性，教學(xué)必須適應(yīng) 兒童年齡特征和接受力等教學(xué)原則做了系統(tǒng)闡述；法國(guó)的盧梭（）充分肯定兒童的積極性及在教學(xué)中的作用，并提出觀察法和游戲 法；德國(guó)的第斯多惠）提倡發(fā)現(xiàn)法，指出不僅要用知識(shí)

來充實(shí)兒童頭腦，而且要發(fā)展他們的智力和才能，并提出“一個(gè)壞的教師奉送真理，一個(gè)好的教師則教人發(fā)現(xiàn)真理”。還有德國(guó)的赫爾巴特（）在教學(xué)活動(dòng)程序上進(jìn)行了探索）和瑞士的斐斯泰洛齊（等。

現(xiàn)代發(fā)展期。例如，美國(guó)杜威反對(duì)“教師中心”和“課堂中心”，主張“兒 童中心”和“做中學(xué)”；前蘇聯(lián)的凱洛夫強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用，重視系統(tǒng)科學(xué) 知識(shí)、技能的傳授和“五環(huán)節(jié)”教學(xué)法等。

世紀(jì)

由于教學(xué)設(shè)計(jì)形成于年代，所以對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)影響最大的還是 世紀(jì)中期以后建立和發(fā)展起來的現(xiàn)代教學(xué)理論。例如，加涅的學(xué)習(xí)結(jié)果 分類和信息加工理論，布盧姆的目標(biāo)分類、掌握學(xué)習(xí)和形成性評(píng)價(jià)理論，布 魯納的知識(shí)結(jié)構(gòu)和發(fā)現(xiàn)教學(xué)理論，奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)和先行組織者理 論，斯金納的程序教學(xué)理論，前蘇聯(lián)維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)理論”，贊科夫 的發(fā)展性教學(xué)理論和巴班斯基的教學(xué)過程最優(yōu)化理論，以及德國(guó)瓦根舍因）的范例教學(xué)理論等。

針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段基礎(chǔ)課程改革的特點(diǎn)和需要，除了學(xué)習(xí)和掌握上述耳熟能詳?shù)默F(xiàn)代教學(xué)理論外，還必須重點(diǎn)學(xué)習(xí)以下兩種教學(xué)理論

建構(gòu)主義教學(xué)觀可以概括為如下幾個(gè)方面。

一是，建構(gòu)主義認(rèn)為，在傳統(tǒng)教學(xué)觀中，教學(xué)目的是幫助學(xué)生了解世界，而不是鼓勵(lì)學(xué)生自己分析他（她）們所觀察到的東西。這樣做雖然能給教師 的教學(xué)帶來方便，但卻限制了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展。建構(gòu)主義教學(xué)就是 要努力創(chuàng)造一個(gè)適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)習(xí)者能積極主動(dòng)地建構(gòu)他們自己的

知識(shí)。教師的職責(zé)是促使學(xué)生在“學(xué)”的過程中，實(shí)現(xiàn)新舊知識(shí)的有機(jī)結(jié)合。建構(gòu)主義教學(xué)更為注重教與學(xué)的過程中學(xué)生分析問題、解決問題和創(chuàng)造性 思維能力的培養(yǎng)。

二是，建構(gòu)主義認(rèn)為，教師不應(yīng)是知識(shí)的灌輸者，應(yīng)該是教學(xué)環(huán)境的設(shè) 計(jì)者、學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者和指導(dǎo)者、課程的開發(fā)者、意義建構(gòu)的合作者和促 進(jìn)者、知識(shí)的管理者，是學(xué)生的學(xué)術(shù)顧問。教師要從前臺(tái)退到幕后，要從“演 員”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)演”。但這并不意味著教師的角色不重要了，教師在教學(xué)中的 作用降低了，而是意味著教師起作用的方式和方法已不同于傳統(tǒng)教師。相 反，在建構(gòu)主義教學(xué)理論中，為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)意義的建構(gòu)，教師課下所 做的工作更多，對(duì)教師能力的要求更高。教師不僅要精通教學(xué)內(nèi)容，更要熟 悉學(xué)生，掌握學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，掌握現(xiàn)代化的教育技術(shù)，充分利用現(xiàn)有學(xué)習(xí)資源，設(shè)計(jì)開發(fā)有效的教學(xué)策略，善于設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)境，能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)給 予宏觀的引導(dǎo)與具體的幫助。因此，教師的新角色較之以往傳統(tǒng)的知識(shí)講 演者的角色從深層次的作用上看更為重要。教師只有具備更寬廣的心胸、

第三篇：教學(xué)設(shè)計(jì)概念1

教學(xué)設(shè)計(jì)概念、定義及理論基礎(chǔ)

一、教學(xué)設(shè)計(jì)的概念和定義

1.教學(xué)設(shè)計(jì)的定義國(guó)內(nèi)學(xué)者的界定：

“教學(xué)設(shè)計(jì)是以獲得優(yōu)化的教學(xué)效果為目的，以學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論和傳播理論為理論基礎(chǔ)，運(yùn)用系統(tǒng)方法分析教學(xué)問題、確定教學(xué)目標(biāo)、建立解決教學(xué)問題的策略方案、試行解決方案、評(píng)價(jià)試行結(jié)果和修改方案的過程?！?/p>

“所謂教學(xué)設(shè)計(jì)，就是為了達(dá)到一定的教學(xué)目的，對(duì)教什么(課程、內(nèi)容等)和怎么教(組織、方法、傳媒的使用等)進(jìn)行設(shè)計(jì)?！?/p>

歸納以上的觀點(diǎn)，對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的一般定義描述為：以學(xué)習(xí)論、教學(xué)論、教育傳播學(xué)、信息技術(shù)等作為指導(dǎo)思想的理論依據(jù)，采用系統(tǒng)方法，分析學(xué)習(xí)需要、確定學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)體系，整合教學(xué)策略和制定解決方案，開展評(píng)價(jià)活動(dòng)和試行解決方案、并在評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上改進(jìn)工作和方案的有序過程。教學(xué)設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的最優(yōu)化。2.教學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

1.系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)以系統(tǒng)理論與方法作為其方法論基礎(chǔ)

系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的最根本特征是追求教學(xué)系統(tǒng)的整體優(yōu)化。系統(tǒng)理論把事物看成是由相互關(guān)聯(lián)的部分所組成的具有特定功能的整體。它要求人們著眼于整體，從整體與部分、整體與環(huán)境之間的相互聯(lián)系、相互制約中選擇解決問題的優(yōu)化方案。例如相對(duì)于一堂課來說，不僅要考慮這堂課中的各個(gè)要素，把它本身作為整體來看待，同時(shí)，還要考慮這堂課與本單元教學(xué)甚至本課程教學(xué)的關(guān)系。所以，教學(xué)系統(tǒng)作為一種“人為系統(tǒng)”，其本身是分層次的，而且由于參照點(diǎn)不同，系統(tǒng)的構(gòu)成也是靈活多變的。當(dāng)我們把課堂教學(xué)作為一個(gè)系統(tǒng)來對(duì)待時(shí)，系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)主要是從“輸入(建立目標(biāo))—過程(導(dǎo)向目標(biāo))—輸出(評(píng)價(jià)目標(biāo))”這一視角來看待其整體優(yōu)化問題的。系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)有利于保證真正從行動(dòng)上落實(shí)教學(xué)系統(tǒng)的整體觀念，克服以往的局部改革對(duì)舊教學(xué)機(jī)制觸動(dòng)不大的缺陷。2.系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)更加完整合理地看待學(xué)習(xí)與教學(xué)之間的關(guān)系

系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)致力于設(shè)計(jì)、開發(fā)、利用及評(píng)價(jià)恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，因而，“為學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)教學(xué)”這一當(dāng)代杰出教學(xué)設(shè)計(jì)理論家羅伯特·M·加涅提出的名言，正是人們長(zhǎng)期以來對(duì)學(xué)與教關(guān)系加深認(rèn)識(shí)的總結(jié)。系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)把“學(xué)習(xí)”看成是學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)或業(yè)績(jī)行為發(fā)生的持久變化，這一變化既體現(xiàn)為過程又反映在結(jié)果上?！皩W(xué)習(xí)過程”遵循著一系列復(fù)雜的身心內(nèi)部加工，諸如產(chǎn)生警覺、知覺選擇、復(fù)誦強(qiáng)化、編碼組織、提取回憶、執(zhí)行監(jiān)控、建立期望等；“學(xué)習(xí)結(jié)果”則是身心狀態(tài)的積極轉(zhuǎn)變，例如認(rèn)知完善、情感陶冶、態(tài)度轉(zhuǎn)變、動(dòng)作精致、交往和諧等；兩者共同構(gòu)成了學(xué)習(xí)的內(nèi)部條件。教學(xué)不僅僅體現(xiàn)為教師教與學(xué)生學(xué)的共同活動(dòng)(勞動(dòng))性質(zhì)，更重要的是，教學(xué)是人們精心創(chuàng)設(shè)的環(huán)境，通過外部條件的作用方式，激發(fā)、支持和推動(dòng)學(xué)習(xí)內(nèi)部過程的有效發(fā)生和學(xué)習(xí)結(jié)果的達(dá)成。因此，學(xué)習(xí)的內(nèi)部條件(學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)結(jié)果)與學(xué)習(xí)的外部條件(教學(xué))共同決定了學(xué)習(xí)者的發(fā)展?jié)摿?。然而，教學(xué)本身卻是圍繞著學(xué)習(xí)展開的，教是為學(xué)服務(wù)的。為學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)教學(xué)即意味著不能僅僅考慮教師教得方便、教得精彩、教得舒暢，而是把學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)者作為焦點(diǎn)，以教導(dǎo)學(xué)、以教促學(xué)。

3.系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)重視教學(xué)活動(dòng)的循序操作

系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)中的“系統(tǒng)”一詞，既有著眼整體、統(tǒng)攬全局的意思，也包含有條不紊、合理有序的內(nèi)容。所謂重視教學(xué)活動(dòng)的循序操作，就是要突出教學(xué)在促進(jìn)學(xué)習(xí)過程中的程序化與計(jì)劃性。

也就是說，教師在備課、上課、評(píng)(價(jià))課、說課等一系列教學(xué)工作中都應(yīng)有相對(duì)明確的操作程序和基本要求。這些程序和要求有些是同教師以往的經(jīng)驗(yàn)積累相吻合的，或者他們?cè)趯?shí)踐摸索中已經(jīng)知曉；有些則是集學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論與技術(shù)、傳播理論等多學(xué)科數(shù)十年研究得出的嘗試性結(jié)論，它們往往需要廣大教師，特別是那些有經(jīng)驗(yàn)的教師敞開心胸去認(rèn)真傾聽和擇善而從。人們不能把循序操作看成是對(duì)“教無定法”的否定，當(dāng)然也不是讓人死守教條、刻板行事，而是強(qiáng)調(diào)教學(xué)外部條件應(yīng)環(huán)環(huán)相扣、層層落實(shí)。4.系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)致力于提高教師的教學(xué)素養(yǎng)

系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)雖然以學(xué)習(xí)者為焦點(diǎn)但絲毫不意味著教師學(xué)素養(yǎng)高低與學(xué)習(xí)結(jié)果無關(guān)。恰恰相反，與以往的做法相比較，系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)把教學(xué)成功的基礎(chǔ)建立在教師教學(xué)工作的規(guī)范化、合理化、有序化和技術(shù)化之上。通過系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐，能夠指導(dǎo)幫助教師目標(biāo)更明確(知道要做什么)、程序更清晰(知道應(yīng)怎樣去做)、針對(duì)性更強(qiáng)(知道為什么要這樣做)和靈活性更大(知道在什么樣的具體情況下該做什么和怎樣去做)。從這個(gè)意義上說，系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)于一所學(xué)校、一個(gè)地區(qū)普遍提高教師的教學(xué)素養(yǎng)是一條現(xiàn)實(shí)合理的途徑，也是較為理想富有實(shí)效的“名師工程”，由此推出一大批合乎規(guī)范、質(zhì)量穩(wěn)定的教學(xué)新人，縮短從“新手”到“專家”的轉(zhuǎn)換時(shí)間，減少失誤，少付代價(jià)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，每一位教師都可能隨著經(jīng)驗(yàn)積累與個(gè)人風(fēng)格的形成，逐漸達(dá)到教學(xué)上爐火純青、出神入化的藝術(shù)境界。因而，系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)在提高教師教學(xué)素養(yǎng)上具有“雪中送炭”和“錦上添花”雙重效能。

5.系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)從學(xué)習(xí)者的需要出發(fā)確立教學(xué)目標(biāo)并加以具體化 教學(xué)目標(biāo)是指某一教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后學(xué)生應(yīng)達(dá)到的預(yù)期狀態(tài)。根據(jù)系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的邏輯，教學(xué)始于問題，問題則表明現(xiàn)狀(教學(xué)開始前)與預(yù)期狀態(tài)(教學(xué)結(jié)束后)之間存在的差距，有差距也就是有學(xué)習(xí)與教學(xué)的需要。因此，教學(xué)目標(biāo)的確定除了要把教學(xué)大綱作為依據(jù)，認(rèn)真鉆研教科書和教學(xué)參考資料之外，更重要的是應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需要進(jìn)行評(píng)估和分析。需要評(píng)估是尋找教學(xué)起始點(diǎn)與教學(xué)終結(jié)點(diǎn)之間的差距大小；需要分析則是對(duì)已確定的多項(xiàng)需要加以篩選班別，列出一種或幾種需要作為優(yōu)先考慮滿足的需要。從需要出發(fā)確立目標(biāo)意味著對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)入某一教學(xué)活動(dòng)時(shí)的起點(diǎn)行為進(jìn)行細(xì)致分析。當(dāng)學(xué)習(xí)處于一個(gè)連續(xù)環(huán)節(jié)時(shí)，學(xué)生的起點(diǎn)行為實(shí)際上就體現(xiàn)為對(duì)新任務(wù)掌握起重要影響的先決知能、情感條件。無論是從認(rèn)知學(xué)派或是主張建構(gòu)主義的情境學(xué)派觀點(diǎn)來看，起點(diǎn)行為與教學(xué)目標(biāo)之間的彼此依存關(guān)系都是至關(guān)重要的，因?yàn)槠瘘c(diǎn)行為是做出需要評(píng)估的基本依據(jù)之一。如果人們僅僅以本(教科書)為本、以綱(教學(xué)大綱)為綱開展備課和上課，忽略從學(xué)習(xí)者的需要特別是起點(diǎn)行為出發(fā)來確定教學(xué)目標(biāo)那就勢(shì)必會(huì)造成教學(xué)效果差強(qiáng)人意，因?yàn)榻虒W(xué)大綱、教科書和教學(xué)參考資料實(shí)際上都不能完全確定學(xué)習(xí)者具體、準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)需要。根據(jù)學(xué)習(xí)者的需要確定目標(biāo)之后，還要考慮將教學(xué)目標(biāo)具體化。實(shí)際上，這往往是指把教學(xué)目的、意圖、范圍、領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為具體的行為目標(biāo)或業(yè)績(jī)目標(biāo)。也就是說，應(yīng)當(dāng)按照期望學(xué)習(xí)者身上出現(xiàn)的可觀察、可操作、可測(cè)量結(jié)果的方式對(duì)教學(xué)目標(biāo)做出具體說明。這種說明常常包含了行為(做什么?)、條件(在什么具體情況下?)和標(biāo)準(zhǔn)(達(dá)到什么樣的要求?)三種成分的句子陳述。從系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)看，只有這些具體目標(biāo)得到事先確認(rèn)之后并讓學(xué)習(xí)者在教學(xué)開始前心中有數(shù)，才能憑借教學(xué)條件引發(fā)與強(qiáng)化預(yù)期的行為，才能夠保證教師在教學(xué)中嚴(yán)格貫徹教學(xué)意圖，隨時(shí)對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行調(diào)控。教學(xué)目標(biāo)大而無當(dāng)、籠統(tǒng)寬泛可以說是以往教學(xué)中一直存在的重要缺陷，貌似完美完整的教學(xué)目標(biāo)實(shí)際上不能保證教學(xué)措施得以有效落實(shí)、教學(xué)結(jié)果得以精確檢測(cè)。6.系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)要求教師對(duì)教學(xué)任務(wù)進(jìn)行周密分析

教學(xué)任務(wù)分析要求把教學(xué)活動(dòng)結(jié)束時(shí)學(xué)生應(yīng)達(dá)到的預(yù)期結(jié)果，即終點(diǎn)目標(biāo)分解為若干個(gè)過渡目標(biāo)或從屬技能、過渡目標(biāo)本身之間的關(guān)系又怎樣、過渡目標(biāo)又以哪些先決條件習(xí)得作為支撐。換句話說，教學(xué)任務(wù)分析是要查明新學(xué)習(xí)本身以什么樣的邏輯順序體現(xiàn)層級(jí)關(guān)系或組成關(guān)系，并以哪些原有的知識(shí)技能作為先決條件。顯然，教學(xué)任務(wù)分析是以教學(xué)目標(biāo)為依據(jù)，“由上而下”地逐級(jí)排序，由此對(duì)學(xué)習(xí)過程的開展進(jìn)行“層級(jí)分析”、“程序分析”或“歸類分析”，從而確定“可能的教學(xué)起點(diǎn)”。將來的實(shí)際教學(xué)過程遵循著任務(wù)分析中確定的路徑“由下而上”地逐級(jí)達(dá)標(biāo)。兩者之間的互逆關(guān)系表明教學(xué)任務(wù)分析通過理清目標(biāo)序列和層級(jí)，為教學(xué)過程的設(shè)計(jì)與實(shí)施提供了依據(jù)。如果說教學(xué)目標(biāo)是確定“教什么”，那么，任務(wù)分析則是把握“先教什么，后教什么”并指明應(yīng)“怎樣去教”。由此可見，任務(wù)分析是教學(xué)過程的“路線圖”，繪好這張圖有賴于教師做好以下幾項(xiàng)工作: ①首先確定具體清晰的終點(diǎn)目標(biāo)。

②為了達(dá)成終點(diǎn)目標(biāo)，學(xué)生必須先掌握哪一個(gè)過渡目標(biāo)? ③為了掌握這一個(gè)過渡目標(biāo)，必須先知道什么或先會(huì)做什么？逐級(jí)推演，一直到找出全部過渡目標(biāo)和先決條件為止。

④按照終點(diǎn)目標(biāo)—過渡目標(biāo)—先決條件的層級(jí)進(jìn)行排序。

⑤考慮用什么樣的方法途徑才能最有效地達(dá)成每一項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)。

⑥根據(jù)學(xué)生的起點(diǎn)行為確定“可能的教學(xué)起始點(diǎn)”。從以上操作中可以看到，教學(xué)任務(wù)分析比以往單純確定教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的做法更為周到、詳盡和科學(xué)。

7.系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)歸類的基礎(chǔ)上，提出了“分類教學(xué)”原則

從“為學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)教學(xué)”這一基本觀念出發(fā)，系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)確定了“不同的學(xué)習(xí)需要有不同的教學(xué)條件”新思路，亦即“分類教學(xué)”的原則。所謂“不同的學(xué)習(xí)”，主要是指教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)分析對(duì)學(xué)習(xí)的類型做出歸類。這種學(xué)習(xí)類型顯然不只局限于辨別學(xué)科內(nèi)容或教材內(nèi)容(諸如語文中的閱讀理解或數(shù)學(xué)中的“二項(xiàng)式定理”等等)，而是在此基礎(chǔ)上做出心理學(xué)和教育學(xué)的抽象。當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)家和教學(xué)設(shè)計(jì)理論家越來越傾向于將學(xué)習(xí)任務(wù)的類型劃分為：

①言語信息(陳述性知識(shí))②智力技能(程序性知識(shí))③認(rèn)知策略(策略性或情境性知識(shí))④動(dòng)作技能

⑤情感態(tài)度

⑥社會(huì)交往等諸種領(lǐng)域

如果在備課中一旦能夠確定以教材內(nèi)容或?qū)W科內(nèi)容為載體學(xué)習(xí)任務(wù)屬于哪一種或幾種類型，那么，教師就可以據(jù)此設(shè)計(jì)教學(xué)過程，有針對(duì)性地創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境促使學(xué)習(xí)有效地發(fā)生。沒有進(jìn)行合理的學(xué)習(xí)歸類，就會(huì)導(dǎo)致教學(xué)無的放矢或失之籠統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)“學(xué)習(xí)歸類”，既可以改變以往學(xué)科間互相隔閡、聯(lián)系薄弱的缺陷，又可以為不同類型學(xué)習(xí)結(jié)果之間的轉(zhuǎn)化、遷移、滲透提供保障。

8.系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)要求教學(xué)目標(biāo)與檢測(cè)項(xiàng)目的對(duì)應(yīng)匹配

如何保證全部教學(xué)行為都能夠不脫離教學(xué)目標(biāo)呢?系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)認(rèn)為行為目標(biāo)與教學(xué)結(jié)果檢測(cè)項(xiàng)目之間必須有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，也就是說，一個(gè)行為目標(biāo)至少應(yīng)有一項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目加以落實(shí)，必要時(shí)常常用幾項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目(不同類型、不同形式)檢查一個(gè)行為目標(biāo)。再加上講解實(shí)例、課內(nèi)嘗試練習(xí)和回家練習(xí)作業(yè)的心選擇，系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)為教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成建立了可靠的監(jiān)控調(diào)節(jié)機(jī)制。從這個(gè)意義上說，系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)倡導(dǎo)者所津津樂道的一句格言“為檢測(cè)而教”，就絲毫不帶有“應(yīng)試教學(xué)”之嫌，反倒證明這是在教學(xué)中運(yùn)用全面質(zhì)量管理或全面質(zhì)量控制思想的生動(dòng)體現(xiàn)。傳統(tǒng)教學(xué)(設(shè)計(jì))在質(zhì)量監(jiān)控方面顯得軟弱無力，往往只是到了檢測(cè)實(shí)施之前再來考慮檢測(cè)項(xiàng)目，或者是因?yàn)闆]有明確具體的行為目標(biāo)，檢測(cè)項(xiàng)目選擇的主觀隨意性很大。9.系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)以達(dá)標(biāo)度作為評(píng)估教學(xué)效果的主要依據(jù)

傳統(tǒng)教學(xué)在評(píng)估教學(xué)效果時(shí)往往有兩個(gè)特點(diǎn)：一是從教師的教出發(fā)來考慮效果，例如“教師是否講透講完了教材”、“教師是否使用了電化輔助手段”、“教師采用的教學(xué)方法是否吸引人或帶有新穎性(如發(fā)現(xiàn)法)”等等；二是過分強(qiáng)調(diào)常模參照比較，熱衷于按照百分制、評(píng)等制進(jìn)行橫向排隊(duì)。

系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)則以達(dá)標(biāo)度作為評(píng)估教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的落腳點(diǎn)。由于行為目標(biāo)事先得到了確認(rèn)，檢測(cè)項(xiàng)目又與之對(duì)應(yīng)，因而根據(jù)檢測(cè)結(jié)果得到的達(dá)標(biāo)程度(例如將不同測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目歸并為相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，據(jù)此可以設(shè)計(jì)表式統(tǒng)計(jì)學(xué)生個(gè)體及群體達(dá)標(biāo)度，用適當(dāng)?shù)拇a對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的測(cè)試錯(cuò)誤進(jìn)行歸類)能夠清楚地反映教學(xué)措施的效果究竟如何。這種以“產(chǎn)品”(結(jié)果)為導(dǎo)向的評(píng)價(jià)觀，再加上貫徹因人而異的分層達(dá)標(biāo)思想，能夠真正激發(fā)學(xué)習(xí)者的積極性，使原有的“少數(shù)人掌握大部分目標(biāo)”變?yōu)椤敖^大部分人都能掌握大部分目標(biāo)”，使得教學(xué)評(píng)價(jià)真正擔(dān)負(fù)起了解進(jìn)步狀況，檢查達(dá)標(biāo)程度、激勵(lì)付出努力、監(jiān)控教學(xué)實(shí)施、調(diào)整教學(xué)安排等多重功能。

10.系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)必須精心安排教學(xué)過程

教學(xué)過程體現(xiàn)為按照時(shí)間流程和空間條件制約的教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)際展開的程序。在教學(xué)目標(biāo)的指引下，根據(jù)學(xué)生的起點(diǎn)行為和學(xué)習(xí)任務(wù)歸類，考慮對(duì)教學(xué)任務(wù)所作的周密分析，教師可以對(duì)課時(shí)分配、教學(xué)內(nèi)容處理，策略、方法、媒體及教學(xué)組織形式的選擇做出優(yōu)化決策。當(dāng)代教學(xué)設(shè)計(jì)理論都一致強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程要依據(jù)學(xué)習(xí)過程的性質(zhì)與特點(diǎn)，教的步驟要支持推動(dòng)學(xué)習(xí)過程的展開與預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果的達(dá)成。具體來說系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)所倡導(dǎo)的精心安排教學(xué)過程大體包括了：

第一，課時(shí)的劃分應(yīng)根據(jù)多種因素整體考慮，至少在一堂課的單位時(shí)間內(nèi)包括引入、提取、編碼、練習(xí)、鞏固或遷移等一組“模塊”；

第二，教學(xué)內(nèi)容的排序以學(xué)習(xí)者接受掌握的心理順序?yàn)橹鳎骖檭?nèi)容本身的邏輯順序；

第三，教學(xué)策略、方法、媒體的選擇應(yīng)摒棄某種“先驗(yàn)決定論”或“單一優(yōu)越論”的偏見，提倡合理選擇、優(yōu)化組合；

第四，教學(xué)組織形式應(yīng)著重考慮師生、生生互動(dòng)的適宜性加強(qiáng)課堂交往的力度并根據(jù)需要恰當(dāng)轉(zhuǎn)換互動(dòng)方式；

第五，課堂教學(xué)活動(dòng)的展開應(yīng)遵循學(xué)習(xí)過程發(fā)生的性質(zhì)，包括引起注意，激發(fā)動(dòng)機(jī)，告知目標(biāo)，回憶相關(guān)舊知能，呈現(xiàn)新任務(wù)，幫助指導(dǎo)編碼以理解意義，為每個(gè)學(xué)生提供嘗試練習(xí)、體驗(yàn)結(jié)果的機(jī)會(huì)并給予反饋，精心安排回家作業(yè)進(jìn)一步鞏固和遷移。其核心是促進(jìn)有意義學(xué)習(xí)和確保在“主動(dòng)學(xué)習(xí)時(shí)間”內(nèi)有成功感。

上述對(duì)系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)特色的概括，決不是故意貶低、詆毀以往的教學(xué)理論與實(shí)踐，因?yàn)樗鼈冎g不是簡(jiǎn)單的“有或無”關(guān)系，這樣做只是想說明系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)確實(shí)能夠反映現(xiàn)代教育和心理科學(xué)的重要進(jìn)展，提高課堂教學(xué)中新理論與技術(shù)的含量，著眼于在原有教學(xué)理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)完善，彌補(bǔ)其不足，嘗走出一條擴(kuò)大內(nèi)涵發(fā)展提高效益、批量化培養(yǎng)“專家”教師(尤其是中青年“專家”教師)的新路子。毋需諱言，“沒有最好，只有更好”，從傳統(tǒng)教學(xué)觀到系統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，尚有待于更多的觀念碰撞與實(shí)踐嘗試，唯此，人們才會(huì)進(jìn)一步體會(huì)到當(dāng)代教學(xué)設(shè)計(jì)理論的效用并與廣大教師分享成功的喜悅。3.教學(xué)設(shè)計(jì)的基本前提

（1）教學(xué)設(shè)計(jì)必須是以幫助每個(gè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)為目的（2）教學(xué)設(shè)計(jì)必須運(yùn)用系統(tǒng)方法

（3）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)應(yīng)有利于學(xué)習(xí)者自身的發(fā)展

（4）教學(xué)設(shè)計(jì)必須基于人們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)的知識(shí)

（5）教學(xué)設(shè)計(jì)層次的選擇（根據(jù)教學(xué)問題的大小和簡(jiǎn)繁，相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)也有系統(tǒng)級(jí)、課堂級(jí)、產(chǎn)品級(jí)三種層次）

（6）評(píng)價(jià)和修改是教學(xué)設(shè)計(jì)不可或缺的重要內(nèi)容

二、教學(xué)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和模式 1.教學(xué)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)

（1）系統(tǒng)理論

系統(tǒng)理論是作為一種科學(xué)的方法論對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)產(chǎn)生舉足輕重的影響。任何系統(tǒng)都包括五個(gè)要素：人、物、過程、外部限制因素和可用資源，這五個(gè)要素間有三種聯(lián)系形式：①過程的時(shí)間順序；②各因素間數(shù)據(jù)或信息流程；③從一個(gè)系統(tǒng)中輸入或輸出的原材料(人或物)。

（2）傳播理論

信息傳播是由信息源、信息內(nèi)容、信息渠道與信息接受者為主要成分的系統(tǒng)。進(jìn)行信息傳播，必須對(duì)信息進(jìn)行編碼，考慮信息的結(jié)構(gòu)與順序是否符合信息接受者的思維與心理順序。信息不能“超載”，過于密集的信息直接影響傳遞效果，增加負(fù)擔(dān)。而且不同信息的注意獲得特性不同。有些材料宜于以視覺方式呈現(xiàn)，有些則宜于用聽覺方式呈現(xiàn)。還可以運(yùn)用多種暗示技巧來增強(qiáng)這種注意獲得特性，更重要的是考慮信息接受者的特性(年齡、性別、偏好等)，激發(fā)其內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等。

（3）學(xué)習(xí)理論

行為主義理論與教學(xué)設(shè)計(jì)。概括地說，行為主義觀點(diǎn)在教學(xué)設(shè)計(jì)中最基本應(yīng)用是把可觀察行為作為教學(xué)基礎(chǔ)，提出用可觀察行為動(dòng)詞界定各類教學(xué)目標(biāo)(包括價(jià)值觀與態(tài)度教學(xué))并依此進(jìn)行教學(xué)傳遞與評(píng)價(jià)。

認(rèn)知理論與教學(xué)設(shè)計(jì)。認(rèn)知理論探討學(xué)習(xí)者內(nèi)部的認(rèn)知活動(dòng)，其中主要是信息加工學(xué)習(xí)理論和認(rèn)知建構(gòu)學(xué)習(xí)理論。信息加工學(xué)習(xí)理論把人類的學(xué)習(xí)過程看成是由一系列信息加工的轉(zhuǎn)換過程，例如，加涅的信息加工的學(xué)習(xí)與記憶的8個(gè)階段的學(xué)習(xí)模型。認(rèn)知建構(gòu)學(xué)習(xí)理論是在皮亞杰和維果茨基的學(xué)說基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，認(rèn)知建構(gòu)學(xué)習(xí)理論對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)指導(dǎo)意義是：建構(gòu)過程要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)原有知識(shí)結(jié)構(gòu)與新知識(shí)之間的不協(xié)調(diào)性，然后主動(dòng)去改變它。學(xué)習(xí)的認(rèn)知建構(gòu)發(fā)生在具體的情景中，在具體的情景中，能夠使學(xué)生感受到知識(shí)的意義。人本主義學(xué)習(xí)理論與教學(xué)設(shè)計(jì)。人本主義學(xué)習(xí)理論對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的意義大都是在觀念上，如何發(fā)揮人的潛能問題等。

（4）教學(xué)理論的概念模式

教學(xué)理論的概念模式是教學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，教學(xué)的概念模式分為三類：時(shí)間中心模式、學(xué)習(xí)者中心模式與任務(wù)中心模式。

時(shí)間中心模式的代表性是卡羅爾模式，用理解教學(xué)的能力、能力傾向、教學(xué)的質(zhì)量決定所需時(shí)間，用毅力與學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)決定學(xué)生實(shí)用時(shí)間，與學(xué)習(xí)程度一起組成一個(gè)公式：

任務(wù)中心模式關(guān)注于如何促進(jìn)學(xué)習(xí)的過程，例如，布魯納模式與加涅模式。布魯納認(rèn)為知識(shí)的獲得與儲(chǔ)存取決于知識(shí)的結(jié)構(gòu)方式，提倡編制學(xué)科中心的結(jié)構(gòu)化教材，通過學(xué)生自我的探究來把握、理解學(xué)科結(jié)構(gòu)。加涅模式源于他對(duì)認(rèn)知學(xué)習(xí)的信息加工觀點(diǎn)。他把學(xué)習(xí)結(jié)果(學(xué)習(xí)領(lǐng)域)分為動(dòng)作技能、言語信息、智力技能、認(rèn)知策略與態(tài)度五類，形成系統(tǒng)的教學(xué)任務(wù)分析觀和九個(gè)事件的教學(xué)過程等。

學(xué)習(xí)者中心模式把有效教學(xué)建立在對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)體差異的分析上。它的目的不在于要求每個(gè)學(xué)生接受所有學(xué)科規(guī)定的內(nèi)容，而在于強(qiáng)調(diào)每個(gè)學(xué)習(xí)者都能得到個(gè)體的充分自由發(fā)展。依據(jù)一般都是采用皮亞杰對(duì)兒童認(rèn)知發(fā)展的研究理論。2.教學(xué)設(shè)計(jì)的模式

教學(xué)設(shè)計(jì)過程的一般模式可以用成前期分析、目標(biāo)、策略和評(píng)價(jià)四部分進(jìn)行描述。教學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)過程的一般模式中，前期分析是教學(xué)設(shè)計(jì)的依據(jù)。目標(biāo)是對(duì)按照學(xué)習(xí)的分類和學(xué)習(xí)分類的層次劃分學(xué)習(xí)任務(wù)，為設(shè)計(jì)“教”與“學(xué)”的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)提供的依據(jù)。策略是對(duì)教學(xué)方法、教學(xué)活動(dòng)程序、教學(xué)組織形式、教學(xué)媒體等的一體化規(guī)劃、設(shè)計(jì)和組合。評(píng)價(jià)是通過對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)成果的試用、檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題，提供反饋、修正和進(jìn)行優(yōu)化。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)的前期分析 1.學(xué)習(xí)需要分析

在教學(xué)設(shè)計(jì)中，學(xué)習(xí)需要是一個(gè)專門的概念，是指學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)方面當(dāng)前的狀況與被期望達(dá)到的狀況之間的距離，或者說，是學(xué)習(xí)者已經(jīng)具備的水平與期望學(xué)習(xí)者達(dá)到的水平之間的差距。學(xué)習(xí)需要分析是界定現(xiàn)實(shí)結(jié)果和渴望結(jié)果之間差距的一般過程。學(xué)習(xí)需要分析的結(jié)果提供“差距”的有效資料和數(shù)據(jù)，從而幫助確定總的教學(xué)目標(biāo)。研究的系統(tǒng)大小不同，學(xué)習(xí)需要分析也具有不同的層次，大到對(duì)整個(gè)教育系統(tǒng)作需要分析，小至對(duì)課程單元或一個(gè)課時(shí)作需要分析。對(duì)學(xué)生現(xiàn)狀的調(diào)查在教學(xué)中至關(guān)重要。具體的調(diào)查方法有：與學(xué)生正式或非正式交談、查閱學(xué)生的有關(guān)試卷和作業(yè)、測(cè)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生家長(zhǎng)或相關(guān)教師的調(diào)查與交流等等。

學(xué)習(xí)需要的分析方法包括內(nèi)部參照分析和外部參照分析。內(nèi)部參照分析常用的數(shù)據(jù)收集方法為：設(shè)計(jì)形成性的座談會(huì)、測(cè)驗(yàn)題、問卷或觀察表，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和試卷、問卷和觀察記分析。外部參照分析常用的數(shù)據(jù)收集方法為：跟蹤訪談、問卷調(diào)查，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。學(xué)習(xí)需要的類型劃分為六類，這六類學(xué)習(xí)需要是：標(biāo)準(zhǔn)的需要（通過把一個(gè)對(duì)象與某種既定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較所確定的差距）、比較的需要（通過把對(duì)象組與其它的被認(rèn)為是規(guī)范的學(xué)?；驒C(jī)構(gòu)相比較而確定的差距）、感到的需要（個(gè)人認(rèn)識(shí)或體驗(yàn)到的個(gè)體行為或者某個(gè)對(duì)象行為的差距（或不足）和對(duì)改進(jìn)的要求，或者說，一種現(xiàn)在行為或技能水平與所渴望行為或技能水平之間的差距）、表達(dá)的需要（個(gè)體要把感到的需要表達(dá)出來的一種“需要”）、預(yù)期的需要（指將來理想狀態(tài)的需要）、處理突發(fā)事變的需要。

分析學(xué)習(xí)需要往往是以教學(xué)中存在的問題作為起點(diǎn)的，了教學(xué)設(shè)計(jì)主要考慮7個(gè)方面的教學(xué)問題：教學(xué)中是否有不適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)目標(biāo)？教學(xué)傳送方式所是否有效？教學(xué)能否提高學(xué)習(xí)者的動(dòng)機(jī)、興趣？是否能夠達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)？課程中是否增加了新的學(xué)習(xí)目標(biāo)？學(xué)習(xí)者的組成是否有變化？資源和約束條件的情況？

學(xué)習(xí)需要分析的四個(gè)步驟：規(guī)劃、收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、準(zhǔn)備最后的報(bào)告。2.學(xué)習(xí)內(nèi)容的分析

學(xué)習(xí)內(nèi)容分析工作主要分為四方面內(nèi)容：確定教學(xué)目標(biāo)的類型、對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行信息加工分析和確定學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)內(nèi)容組織（或安排）、初步評(píng)價(jià)。

確定教學(xué)目標(biāo)的類型或稱為.學(xué)習(xí)結(jié)果分類可以按布魯姆等提出的“認(rèn)知、技能和態(tài)度”分成三個(gè)領(lǐng)域，也可以按照加涅提出的五種學(xué)習(xí)結(jié)果“言語信息、智力技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能和態(tài)度”分成五類。教學(xué)設(shè)計(jì)中，把教學(xué)內(nèi)容劃分為課程（單指一門課程）、單元和課堂級(jí)（可以是知識(shí)點(diǎn)或一項(xiàng)技能等）三個(gè)分析層次。對(duì)每一個(gè)層次，依據(jù)言語信息、智力技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能和態(tài)度五種學(xué)習(xí)結(jié)果分類，區(qū)別學(xué)習(xí)任務(wù)的性質(zhì)，并為進(jìn)一步細(xì)化提供依據(jù)，確定教學(xué)目標(biāo)的類型。教學(xué)設(shè)計(jì)中至少用到兩類目標(biāo)：學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)應(yīng)該達(dá)到的目標(biāo)（即教學(xué)目標(biāo)）和學(xué)習(xí)過程中必須達(dá)到的多個(gè)階段目標(biāo)。前一種稱“終點(diǎn)目標(biāo)”，后一類稱為“使能目標(biāo)”。學(xué)習(xí)內(nèi)容分析采用的步驟是從“終點(diǎn)”目標(biāo)開始，然后“由上倒下”、“按部就班”分析確定達(dá)到終點(diǎn)目標(biāo)的一系列的前提條件，并把它們作為按分類層次建立起來的、系統(tǒng)的使能目標(biāo)，或稱為單元目標(biāo)。

信息加工分析又稱“過程任務(wù)分析”，是以學(xué)習(xí)需要分析過程中得到的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)習(xí)者分析中得到的學(xué)生的起點(diǎn)狀態(tài)為依據(jù)，逐步分析列出一系列的信息加工的內(nèi)容和單元目標(biāo)，從教學(xué)的終端狀態(tài)一直延續(xù)至學(xué)習(xí)者的起點(diǎn)狀態(tài)。信息加工分析采用加涅提出的五種學(xué)習(xí)結(jié)果 “言語信息、智力技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能、態(tài)度” 分類，首先將教學(xué)目標(biāo)分解為5類內(nèi)容的子目標(biāo)，然后根據(jù)各類中的內(nèi)容相互層次關(guān)系進(jìn)一步分解成為在內(nèi)容上并列或從屬的子單元。對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行信息加工分析，就是將實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)時(shí)，學(xué)習(xí)者信息加工中涉及的所有心理的和操作的過程揭示出來的分析方法，或者說是確定學(xué)習(xí)者要達(dá)到目標(biāo)所需要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。信息加工分析可以揭示兩種信息：清楚的描述實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的信息加工步驟和單元目標(biāo)，即呈現(xiàn)一系列目標(biāo)和行為。并且還可以揭示出某些不明顯的個(gè)別步驟。信息加工分析完成后，學(xué)習(xí)內(nèi)容分析的另一項(xiàng)任務(wù)就是鑒定從起點(diǎn)到終點(diǎn)之間所必須掌握的先決條件。先決條件包括必要條件和支持性條件兩類。必要條件是指決定下一步學(xué)習(xí)必不可少的條件，也就是使能目標(biāo)。使能目標(biāo)是構(gòu)成高一級(jí)能力或傾向的組成成分。缺乏它，學(xué)習(xí)活動(dòng)無法進(jìn)行。

有效的學(xué)習(xí)除了必要條件之外，還要有一定的支持性的條件。支持性條件則像化學(xué)中的“催化劑”，有助于加速或減緩新的學(xué)習(xí)的進(jìn)行。例如，認(rèn)知策略、心智技能、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與態(tài)度等則是其支持性條件。

學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織是依據(jù)確定學(xué)習(xí)內(nèi)容中具體知識(shí)技能的邏輯結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)理論，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)的安排和組合。學(xué)習(xí)理論關(guān)于學(xué)習(xí)內(nèi)容組織的三種重要觀點(diǎn)：美國(guó)心理學(xué)家布魯納提出的螺旋式排列教學(xué)內(nèi)容的主張；美國(guó)心理學(xué)家加涅提出的直線編排教學(xué)內(nèi)容的主張；美國(guó)心理學(xué)家奧蘇貝爾提出的逐漸分化和綜合貫通的原則。在編排學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)對(duì)上述三種觀點(diǎn)綜合運(yùn)用：由整體到部分，由一般到個(gè)別，不斷分化；確保從已知到未知由淺入深、由易到難、由具體到抽象，由較簡(jiǎn)單的先決技能到復(fù)雜技能的序列，排成一個(gè)有層次或有關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，使前一部分的學(xué)習(xí)為后一部分的學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)，成為學(xué)習(xí)的“認(rèn)知固定點(diǎn)”；按事物發(fā)展的規(guī)律排列；注意學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的橫向聯(lián)系，加強(qiáng)概念原理、單元課題之間的聯(lián)系以及知識(shí)、技能、情感各部分內(nèi)容之間的協(xié)調(diào)銜接，促進(jìn)融會(huì)貫通和學(xué)習(xí)的遷移。初步評(píng)價(jià)是一種形成性評(píng)價(jià)，用于考察選擇和組織的學(xué)習(xí)內(nèi)容的效度和對(duì)學(xué)生的適合性。評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要有：確定內(nèi)容對(duì)目標(biāo)的有效性、確定內(nèi)容組織的科學(xué)性、確定內(nèi)容的教學(xué)性和適用性。

3.學(xué)習(xí)者分析

學(xué)習(xí)者分析包括學(xué)習(xí)準(zhǔn)備、學(xué)習(xí)風(fēng)格和心理發(fā)展的年齡特征三項(xiàng)內(nèi)容。

對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)準(zhǔn)備的分析包括三個(gè)方面：一是分析學(xué)習(xí)者從事新學(xué)習(xí)的預(yù)備技能方面。了解學(xué)習(xí)者是否具備了新的學(xué)習(xí)所必須掌握的知識(shí)與技能，作為從事新學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)；二是分析學(xué)習(xí)者對(duì)新學(xué)習(xí)內(nèi)容的目標(biāo)技能的掌握情況，了解學(xué)習(xí)者是否已經(jīng)掌握了或部分掌握了教學(xué)目標(biāo)中規(guī)定的知識(shí)與技能。對(duì)那些已經(jīng)掌握了的內(nèi)容，顯然沒有必要再作為繼續(xù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。三是分析學(xué)習(xí)者對(duì)從事特定學(xué)科內(nèi)容學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)與態(tài)度，檢查是否存在偏愛或誤解。確定學(xué)生起點(diǎn)行為的方法很多。在一般情況下，教師可以利用學(xué)生的作業(yè)、小測(cè)驗(yàn)或課堂提問等方法了解學(xué)生原有的基礎(chǔ)。教師也可以通過診斷性的單元測(cè)驗(yàn)，來確定學(xué)生的起點(diǎn)能力或傾向。學(xué)習(xí)風(fēng)格是學(xué)習(xí)者持續(xù)一貫的帶有個(gè)性特征的學(xué)習(xí)方式，也是學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)傾向的總和。學(xué)習(xí)風(fēng)格的構(gòu)成有生理、心理和社會(huì)三個(gè)層面。學(xué)習(xí)風(fēng)格的生理要素指?jìng)€(gè)體對(duì)外界環(huán)境中的生理刺激（與聲、光、溫度等），對(duì)一天的時(shí)間節(jié)律以及在接受外界信息時(shí)對(duì)不同感覺通道的偏愛。學(xué)習(xí)風(fēng)格的心理要素包括認(rèn)知、情感和意志動(dòng)機(jī)三方面。認(rèn)知要素具體表現(xiàn)在認(rèn)知過程中歸類的寬窄、信息的順序加工與同時(shí)加工、場(chǎng)依存性和場(chǎng)獨(dú)立性、分析與綜合、沉思與沖動(dòng)等方面。情感要素具體表現(xiàn)在理性水平的高低、學(xué)習(xí)興趣或好奇心的高低、成就動(dòng)機(jī)的差異、內(nèi)控與外控以及焦慮性質(zhì)與水平的差異等方面。意志動(dòng)機(jī)要素則表現(xiàn)為學(xué)習(xí)堅(jiān)持性的高低、言語表達(dá)力的差異、冒險(xiǎn)與謹(jǐn)慎等方面。學(xué)習(xí)風(fēng)格的社會(huì)要素，包括個(gè)體在獨(dú)立學(xué)習(xí)與結(jié)伴學(xué)習(xí)、競(jìng)爭(zhēng)與合作等方面所表現(xiàn)出的特征。

第四篇：教學(xué)設(shè)計(jì)概念以及理解

一、Definitions of Instructional Design 1.ID is interpreted broadly and includes a collection of activities to plan, implement, evaluate, and manage events and environments that are intended to facilitate learning and performance.ID encompasses a set of interdependent and complex activities including situation assessment and problem identification, analysis and design, development and production, evaluation, and management and maintenance of learning process and the ID effort.Instruction design is the systemic process of planning instruction for effective and productive learning.It should lead the learners to reach the required learning stage with full of insights for further learning.Instructional Design is the systematic process of translating general principles of learning and instruction into plans for instructional materials and learning.The term instructional system design was defined with a general description of the design process.Stages of design are often presented as a flow diagram or model to be followed in the design of instructional materials.The instructional system approach is a process of planning and developing instruction that makes use of research and learning theory and employs empirical testing as a means for the improvement of instruction.Instructional System Design(ISD)is an organized procedure that includes the steps of analyzing, designing, developing, implementing, and evaluating instruction.國(guó)外的教學(xué)設(shè)計(jì)概念：

Instructional design is the entire process of analysis of learning needs and goals and the development of delivery system(instructional materials and activities)to meet the needs.L.J.Briggs

Instructional design refers to the systematic process of translating principles of learning and instruction into plans for instructional materials and activities.P.L.Smith

Instructional design can be defined as the science of creating detailed specifications for the development, evaluation and maintenance of situations which facilitate the learning of both large and small unite of subject matter.R.Richey

Instructional design is a discipline that is concerned with understanding and improving the process of instruction.The purpose of any design activity is to devise optimal means to achieve desired ends.Therefore the discipline of instructional design is concerned primarily with prescribing optimal methods of instruction to bring desired changes in student’s knowledge and skills.C.M.Reigeluth 國(guó)內(nèi)的教學(xué)設(shè)計(jì)概念：

教學(xué)設(shè)計(jì)是研究教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)過程和制定教學(xué)計(jì)劃的系統(tǒng)方法。（電教司）教學(xué)設(shè)計(jì)是一種關(guān)于獲得良好教學(xué)效果的方法論。（劉茂森）教學(xué)設(shè)計(jì)是用系統(tǒng)觀點(diǎn)和方法，按照教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對(duì)象的特點(diǎn)，仔細(xì)安排和組織各種學(xué)習(xí)資源，使之系列化。（南國(guó)農(nóng)）

教學(xué)設(shè)計(jì)是應(yīng)用系統(tǒng)方法分析研究教學(xué)問題和需求，確定解決它們的方法和步驟，并對(duì)教學(xué)結(jié)果做出評(píng)價(jià)的一種計(jì)劃過程和操作程序。（李克東）

教學(xué)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)是運(yùn)用系統(tǒng)方法分析教學(xué)問題和確定教學(xué)目標(biāo)，建立解決教學(xué)問題的策略方案、試行解決方案、評(píng)價(jià)試行結(jié)果和對(duì)方案進(jìn)行修改的過程。（烏美娜，1994）

教學(xué)設(shè)計(jì)是運(yùn)用系統(tǒng)方法，將學(xué)習(xí)理論與教學(xué)理論的原理轉(zhuǎn)換成對(duì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)策略、教學(xué)評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)進(jìn)行具體計(jì)劃、創(chuàng)設(shè)教與學(xué)的系統(tǒng)“過程”或“程序”。（何克抗，2002）

ID as a Process: ID is the systematic development of instruction specifications using learning and instructional theory to ensure the quality of instruction.It is the entire process of analysis of learning needs and goals and the development of a delivery system to meet those needs.It includes development of instructional materials and activities;and tryout and evaluation of all instruction of all instruction and learning activities.ID as a Discipline: ID is that branch of knowledge concerned with research and theory about instructional strategies and the process for developing and implementing those strategies.ID as a Science: ID is the science of creating detailed specification for the development, implementation, evaluation, and maintenance of situations that facilitate the learning of both large and small units of subject matter at all levels of complexity.ID as Reality: ID can start at any point in the design process.Often a glimmer of an idea is developed to give the core of an instruction situation.By the time the entire process is done, the designer looks back and he or she checks to see that all parts of the “science” have been taken into account.Then the entire process is written up as if it occurred in a systematic fashion.2.Instructional System Design(ISD)The term instructional system design was defined with a general description of the design process.Stages of design are often presented as a flow diagram or model to be followed in the design of instructional materials.The instructional system approach is a process of planning and developing instruction that makes use of research and learning theory and employs empirical testing as a means for the improvement of instruction.Instructional System Design(ISD)is an organized procedure that includes the steps of analyzing, designing, developing, implementing, and evaluating instruction.

第五篇：物理概念教學(xué)設(shè)計(jì)

物理概念教學(xué)設(shè)計(jì)

▲加涅

將行為主義學(xué)習(xí)論與認(rèn)知主義學(xué)習(xí)論相結(jié)合的代表，從兩大理論中汲取合理的成分，并且在20世紀(jì)70年代之后，引進(jìn)現(xiàn)代信息論的觀點(diǎn)和方法，從而成為認(rèn)知學(xué)習(xí)理論流派中強(qiáng)調(diào)信息加工模型的代表人物。

◇累積學(xué)習(xí)說

學(xué)習(xí)過程是信息的接受和使用的過程，學(xué)習(xí)是主體和環(huán)境相互作用的結(jié)果，“個(gè)體的先前的學(xué)習(xí)導(dǎo)致個(gè)體的智慧日益發(fā)展?！苯虒W(xué)上主張給學(xué)生最充分的指導(dǎo)，使學(xué)生能夠沿著仔細(xì)規(guī)定的學(xué)習(xí)程序，一步一步地、循序漸進(jìn)地進(jìn)行學(xué)習(xí)。知識(shí)學(xué)習(xí)可以看成動(dòng)機(jī)階段（預(yù)期）—了解階段（注意和選擇性知覺）—獲得階段（編碼儲(chǔ)存通道）—保持階段（記憶儲(chǔ)備）—回憶階段（檢索）—概括階段（遷移）－－作業(yè)階段（反應(yīng)）—反饋階段（強(qiáng)化）的這樣的一條鏈條。

加涅認(rèn)為，外部事件可以使用激化、維持、促進(jìn)或者增強(qiáng)學(xué)習(xí)的內(nèi)在過程的種種方式加以計(jì)劃和執(zhí)行。這個(gè)過程就是教學(xué)過程。加涅把與上述學(xué)習(xí)過程有關(guān)的教學(xué)過程也劃分為8個(gè)階段。

⑴動(dòng)機(jī)階段：一定的學(xué)習(xí)情境成為學(xué)習(xí)行為的誘因，激發(fā)個(gè)體的學(xué)習(xí)活動(dòng)，在這個(gè)階段要引發(fā)學(xué)生對(duì)達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的心理預(yù)期；

⑵了解階段：在這個(gè)階段中，教學(xué)的措施要引起學(xué)生的注意，提供刺激，引導(dǎo)注意，使刺激情境的具體特點(diǎn)能被學(xué)生有選擇地知覺到；

⑶獲得階段：這個(gè)階段起著編碼的作用，即對(duì)選擇的信息進(jìn)行加工，將短時(shí)的記憶轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)時(shí)記憶的持久狀態(tài)；

⑷保持階段：獲得的信息經(jīng)過復(fù)述、強(qiáng)化之后，以一定的形式（表象或概念）在長(zhǎng)時(shí)記憶中永久地保存下去；

⑸回憶階段：這一階段為檢索過程，也就是尋找儲(chǔ)存的知識(shí)，使其復(fù)活的過程； ⑹概括階段：把已經(jīng)獲得的知識(shí)和技能應(yīng)用于新的情境之中，這一階段涉及到學(xué)習(xí)的遷移問題；

⑺作業(yè)階段：在此階段，教學(xué)的大部分是提供應(yīng)用知識(shí)的時(shí)機(jī)，使學(xué)生顯示出學(xué)習(xí)的效果，并且同時(shí)為下階段的反饋?zhàn)龊脺?zhǔn)備；

⑻反饋階段：學(xué)習(xí)者因完成了新的作業(yè)并意識(shí)到自己已達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，從而使學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)得到強(qiáng)化。加涅認(rèn)為：“值得注意的是動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化主宰著人類的學(xué)習(xí)，因?yàn)閷W(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)階段所建立的預(yù)期，此刻在反饋階段得到了證實(shí)。”

《基于建構(gòu)主義理論的中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計(jì)》

4．1 物理概念教學(xué)設(shè)計(jì)

從哲學(xué)角度來定義，概念是反映事物本質(zhì)屬性的思維產(chǎn)物。而物理概念是指客觀事物的物理共性和本質(zhì)特征在人的頭腦中的反映，是物理事物的抽象，是物理知識(shí)的重要組成部分，學(xué)生只有掌握好物理概念，才能理解物理事實(shí)。4．1．2物理概念的教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)分析，深鉆大綱和教材，確定教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)大綱的要求，針對(duì)物理概念教學(xué)，著重理解教材上所出現(xiàn)的物理概念的目的性和科學(xué)性，即在物理學(xué)中為什么要提出這一概念?概念怎樣被科學(xué)地表達(dá)出來?它在物理學(xué)中的地位和作用如何? l、教學(xué)內(nèi)容分析

在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，第一步要明確教師教什么，學(xué)生學(xué)什么，也就是明確教學(xué)內(nèi)容。因而對(duì)物理概念教學(xué)內(nèi)容分析主要包括以下幾個(gè)方面。

(1)背景分析。(2)功能分析。(3)結(jié)構(gòu)分析。(4)資源分析。

2、教學(xué)目標(biāo)分析。

3、學(xué)習(xí)者分析。

二、創(chuàng)設(shè)情境，注重概念的引入

概念的引入是概念教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。引入概念的工作做得好，一開始就能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)概念的興趣，使他們的思路納入正軌。這對(duì)正確理解和掌握概念有著直接的影響。

創(chuàng)設(shè)一種好的情境，使學(xué)生處在一種求知的情境，通過演示實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)際圖象和情景再現(xiàn)等，使學(xué)生進(jìn)入一種求知的境界，首先使學(xué)生明確為什么要引入某個(gè)物理概念，應(yīng)當(dāng)朝哪些方面思考問題。如果這樣，就能把學(xué)生的思維活動(dòng)調(diào)動(dòng)起來，并通過創(chuàng)設(shè)一種易于學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念的物理情境使學(xué)生沿著正確的軌道主動(dòng)地思考問題，從而確保概念教學(xué)。

創(chuàng)設(shè)物理情境方法有四種：

1)演示實(shí)驗(yàn)或?qū)嶋H現(xiàn)象及其分析。

2)電腦模擬，創(chuàng)設(shè)動(dòng)畫的效果展示及分析。3)復(fù)習(xí)知識(shí)或聯(lián)系舊概念引入新概念。

4)從實(shí)際或理論需要或從思維發(fā)展逐步點(diǎn)撥必要趨勢(shì)引入。

如在《摩擦力》教學(xué)設(shè)計(jì)中：多煤體展示幾組畫面鉆木取火、鉗口條紋、滑雪、傳送帶；結(jié)合07年底湖南大冰災(zāi)提問：為什么大量的車子會(huì)滯留在京珠高速公路上?人們?cè)诒嫔闲凶邽槭裁磿?huì)跌倒?綁上繩子等后又如何?激起學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望、探究的興趣，從而自然而然引入摩擦力的概念

三、學(xué)習(xí)策略、教學(xué)策略設(shè)計(jì)，揭示概念的本質(zhì)

在教學(xué)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能創(chuàng)設(shè)一種輕松愉快的學(xué)習(xí)情境，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，使學(xué)生主動(dòng)愉悅地投入到概念學(xué)習(xí)中去，對(duì)于相近相似的物理概念，設(shè)置情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，加深對(duì)物理概念的內(nèi)涵與外延的理解。最后設(shè)計(jì)各種知識(shí)“陷阱"，設(shè)計(jì)不同的情境，尤其是生活實(shí)際情境，考察學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用：培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。在教學(xué)設(shè)計(jì)中尤其要盡可能的為學(xué)生提供較多的感性認(rèn)識(shí)，并且已經(jīng)觸及到概念的核心，當(dāng)學(xué)生有了足夠的感性素材，充分意識(shí)到了提出概念的必要性，這樣再提出概念就是水到渠成了。

在教學(xué)設(shè)計(jì)中要充分認(rèn)識(shí)到方法傳授比知識(shí)傳承更重要。要重視物理概念的建構(gòu)過程，而不是采取灌輸?shù)姆椒◤?qiáng)加給學(xué)生，很多概念教學(xué)需要采用類比，比值，實(shí)驗(yàn)等方法來傳授，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到物理概念的必要性，物理概念的重要性，物理概念特點(diǎn)。進(jìn)行物理概念教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要著重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、問題分析，討論，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)得出，最后在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，區(qū)分相似或相近概念，設(shè)置知識(shí)陷阱，讓學(xué)生自己動(dòng)手自己發(fā)現(xiàn)問題，從而加深對(duì)物理概念的理解，設(shè)置各種生活情境，培養(yǎng)學(xué)生具體問題具體分析，從而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力，從生活中來，回到生活中去解決問題，發(fā)展學(xué)生的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。針對(duì)學(xué)生遇到困境，教師適時(shí)點(diǎn)撥，組織師生對(duì)話、生生對(duì)話等方式討論、點(diǎn)撥，清除困境。教學(xué)設(shè)計(jì)中教師的導(dǎo)向作用還表現(xiàn)在對(duì)知識(shí)上的處理上、對(duì)程序性處理上、對(duì)結(jié)果的預(yù)見上和對(duì)方向控制上設(shè)計(jì)出能適時(shí)激發(fā)學(xué)生參與到學(xué)習(xí)過程中去的教學(xué)策略。

四、加深鞏固，逐步提高

在教學(xué)設(shè)計(jì)中對(duì)概念的本質(zhì)揭示得越深刻，就越能使學(xué)生牢固的掌握概念的本質(zhì)。而不致對(duì)非本質(zhì)的東西所迷惑。但是在教學(xué)設(shè)計(jì)中，決不能為突出概念的嚴(yán)密性和科學(xué)性，而忽視了概念教學(xué)的階段性。在設(shè)計(jì)中，要充分認(rèn)識(shí)到一個(gè)物理概念的形成，在許多情況下，并不是一次講課能講透講徹底的，在設(shè)計(jì)中要樹立一個(gè)觀念：概念設(shè)計(jì)必須是一個(gè)由淺入深逐步加深的過程，在設(shè)計(jì)中要充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生的知識(shí)水平和智力水平，發(fā)展物理概念的設(shè)計(jì)采取直線式與螺旋式相結(jié)合的方式，從而幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理概念。設(shè)計(jì)中要緊密聯(lián)系生活實(shí)際，做到從生活中去，回到生活中去，讓學(xué)生體會(huì)到物理知識(shí)的實(shí)用性，讓學(xué)生通過應(yīng)用知識(shí)解決問題，體會(huì)到成功的樂趣，更大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。

《網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下初中物理概念教學(xué)模式>曾偉明

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)不能完全沿襲傳統(tǒng)的教學(xué)方式，而是要積極引進(jìn)、采用新思想、新方法。教師的教學(xué)設(shè)計(jì)必須能夠充分體現(xiàn)這些新思想、新方法，必須能夠支持探索式學(xué)習(xí)、協(xié)作式學(xué)習(xí)等適合網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境的新教學(xué)策略。

一、教學(xué)模式的實(shí)施(一)創(chuàng)設(shè)情境。

激發(fā)動(dòng)機(jī)建構(gòu)主義認(rèn)為：學(xué)習(xí)環(huán)境中的情境必須有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的意義建構(gòu)。也就是說，在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下，教學(xué)設(shè)計(jì)不僅要考慮教學(xué)目標(biāo)分析，還要考慮有利于學(xué)生建構(gòu)意義的情境的創(chuàng)設(shè)問題，并把情境創(chuàng)設(shè)看作是教學(xué)設(shè)計(jì)的最重要內(nèi)容之一。

概念的引入是物理概念教學(xué)的必經(jīng)環(huán)節(jié)，通過這一過程使學(xué)生明確“為什么引入這一概念”以及“將如何建立這一概念”，從而使學(xué)生明確活動(dòng)目的，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提取有關(guān)信息，為建立概念做好準(zhǔn)備。初中物理概念教學(xué)可能通過生活實(shí)例、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、復(fù)習(xí)舊知識(shí)、問題-i，1-淪、學(xué)生活動(dòng)、類比等方法創(chuàng)設(shè)情景，從而引入概念。

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，充分發(fā)揮多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的作用，將更好地創(chuàng)設(shè)情景，從而更好地引入概念。主要表現(xiàn)為：①突破時(shí)空限制，把同一類生活實(shí)例和現(xiàn)象的教學(xué)資源，通過多媒體展現(xiàn)給學(xué)生；②對(duì)效果不明顯的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行協(xié)助，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)效果，對(duì)不能課堂操作的室驗(yàn)進(jìn)行

模擬；③方便調(diào)取舊知識(shí)的資源，幫助復(fù)習(xí)舊知識(shí)、類比舊知識(shí)；④ 提供學(xué)生討論和學(xué)生活動(dòng)的環(huán)境。(二)探究發(fā)現(xiàn)，形成概念 1．協(xié)作會(huì)話，揭露本質(zhì) 在物理概念的形成中，有兩種情況：一種是學(xué)生已有相應(yīng)的感性知識(shí)或通過實(shí)驗(yàn)提供了足夠鮮明生動(dòng)的感性材料，在這種情況下建立概念一般不會(huì)有太大的阻力。另一種是學(xué)生存在與新概念相抵觸的前概念。在這種情況下必須有足夠的強(qiáng)度，以動(dòng)搖學(xué)生的舊觀念。

第一步，教師誘導(dǎo)學(xué)生暴露原有概念，并提出矛盾，動(dòng)搖其原有的理論?？梢酝ㄟ^師生談話法，提出假設(shè)一實(shí)驗(yàn)探究——結(jié)論解釋法，也可通過網(wǎng)絡(luò)即時(shí)完成診斷性題目。待所有學(xué)生的觀點(diǎn)充分暴露后，再提出矛盾。

第二步，組織討論，揭露前概念的不合理性，從而幫助學(xué)生自愿放棄舊的觀念。

第三步，實(shí)驗(yàn)探究(或通過網(wǎng)絡(luò)資源自主探究)。根據(jù)新問題，重新思考，并通過實(shí)驗(yàn)探究其內(nèi)在本質(zhì)。

第四步，引導(dǎo)學(xué)生嘗試建立新概念。2．師生協(xié)作，明確定義

啟發(fā)學(xué)生將已抽取出的本質(zhì)特征加以連結(jié)。學(xué)生相互協(xié)作，并通過BBS等方式，用恰當(dāng)、簡(jiǎn)潔的文字表達(dá)出概念來。教師收集學(xué)生的定義，作出評(píng)價(jià)，并幫助學(xué)生概括出概念的最佳定義。同時(shí)，明確定義式、符號(hào)、單位等。

3．討論意義，建構(gòu)概念 從定義出發(fā)，師生共同討論概念的內(nèi)涵與外延、概念的物理含義以及用途等，從不同角度豐富對(duì)概念的認(rèn)識(shí)。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)新概念的意義建構(gòu)。

(三)鞏固深化，運(yùn)用技能

要使學(xué)生牢固、清晰地掌握概念，必須經(jīng)過概念的鞏固、深化階 段。通過這一階段可達(dá)到以下兩個(gè)目的：

第一、對(duì)易混淆的概念進(jìn)行辨析，進(jìn)一步理解其區(qū)別與聯(lián)系。將易混淆的概念加對(duì)比、辨析，明確它們的區(qū)別與聯(lián)系，是幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤概念，理解、鞏固和深化概念的有力措施，也是形成清晰概念、層次清楚的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的必然要求。

第二、人機(jī)交互進(jìn)行練習(xí)，形成運(yùn)用概念的技能。教學(xué)過程是“由感性的具體上升到抽象的規(guī)定”和“再由抽象的規(guī)定發(fā)展到思維中的具體”這樣兩個(gè)科學(xué)抽象的階段。采用人機(jī)交互的形式，創(chuàng)設(shè)人人參與的環(huán)境，甚至可能將練習(xí)內(nèi)容寓于趣味性的游戲中，使學(xué)生始終處于積極的思維狀態(tài)。通過軟件提供的針對(duì)性的有梯度的練習(xí)，逐步地提高學(xué)生的運(yùn)用概念的技能，不斷地發(fā)展學(xué)生的思維能力。

(四)自我檢測(cè)，總結(jié)評(píng)價(jià) 根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)，利用多媒體軟件即時(shí)反饋效果的功能，先讓學(xué)生進(jìn)行有目的的測(cè)試，再組織進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)小組對(duì)個(gè)人的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的內(nèi)容包括是否完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)和對(duì)小組合作學(xué)習(xí)所作的貢獻(xiàn)等。

初中物理熱學(xué)相關(guān)概念的教學(xué)研究第

初中熱學(xué)相關(guān)概念的教學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)課題引入主要有以下幾種：由科學(xué)史引入新課；由生活中的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)引入新課；由生活中熟悉的現(xiàn)象引入新課；由小實(shí)驗(yàn)引入新課；由演示實(shí)驗(yàn)引入新課；由提出疑問引入新課；通過類比法引入新課。

(一)由生活中熟悉的現(xiàn)象引入新課。。(二)由小實(shí)驗(yàn)引入新課。。(三)由演示實(shí)驗(yàn)引入新課。。

(四)由生活中的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)引入新課。。(五)(五)過類比法引入新課。。

《淺談新課標(biāo)背景下物理學(xué)科概念課高效課堂的構(gòu)建》 龔正波龔棟梁曾獻(xiàn)智

一、物理概念教學(xué)的現(xiàn)狀

高中物理教學(xué)實(shí)踐表明物理概念是物理中既不易“教”也不易“學(xué)”的內(nèi)容。平時(shí)的教學(xué)過程中常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：老師反復(fù)地講學(xué)生反復(fù)地練，但學(xué)生就是不能真正的理解概念所反映的本質(zhì)，更談不上準(zhǔn)確掌握與之相關(guān)的物理規(guī)律，教學(xué)效率低。究其原因：(1)很多物理概念超脫了現(xiàn)象而說明事物的本質(zhì)，和學(xué)生的實(shí)際生活體驗(yàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地脫離，無法直接感知，于是學(xué)生學(xué)起來感到特別的困難。(2)教師方面，往往是由于怕耽誤時(shí)間，概念教學(xué)往往是直奔主題，僅注意從字面意思講解，而不注重引導(dǎo)學(xué)生形成正確的物理概念：(3)學(xué)生方面，往往只注意背定義，記公式、做練習(xí)題，而忽視了對(duì)物理概念的理解。

二、幾條物理概念教學(xué)的有效途徑

物理概念教學(xué)如何才能高效呢?我們只有把握不同概念的特點(diǎn)，選用不同的適用于該概念的教學(xué)方法，才能最大限度地讓學(xué)生充分理解概念的內(nèi)涵，把握概念的實(shí)質(zhì)，為靈活運(yùn)用概念打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。不是簡(jiǎn)單地將概念灌輸給學(xué)生，而是引導(dǎo)學(xué)生積極探索，使學(xué)生在探索過程中形成概念、掌握概念，發(fā)展學(xué)生的多種能力。同時(shí)，也能有效地提高物理教學(xué)質(zhì)量。

l、充分利用好學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn) 日常生活中，學(xué)生可以觀察和接觸到許許多多物理現(xiàn)象和應(yīng)用物理知識(shí)的事例。生活中的這些現(xiàn)象，平時(shí)習(xí)以為常，一旦提到課堂上，情況就大不一樣了。引入概念時(shí)，聯(lián)系日常生活中與之相關(guān)的物理現(xiàn)象，既符合中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，又給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)較好的物理學(xué)習(xí)情境，可以激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲。教師引導(dǎo)學(xué)生在生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過分析、對(duì)比、歸納、抽象等思維活動(dòng)，得出某一類事物或現(xiàn)象的共性，找出本質(zhì)屬性，形成正確的物理概念。例如，在學(xué)習(xí)“摩擦力”的概念時(shí)，讓學(xué)生將手平放在桌面上移動(dòng)體驗(yàn)?zāi)Σ亮?，讓學(xué)生推動(dòng)毛刷在桌面上運(yùn)動(dòng)觀察毛的彎曲方向來判斷摩擦力方向，可以使抽象的物理概念具體化、形象化，有利于學(xué)生對(duì)摩擦力概念的理解、鞏固和深化，又提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。在學(xué)習(xí)“加速度”的概念時(shí)，出示預(yù)設(shè)的課件，展示生活中幾種常見交通工具的速度變化快慢。其效果直觀，能說明問題，讓學(xué)生在視覺上感受速度變化的快慢，自己就有了要提出加速度概念的意識(shí)，再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)速度、速度的變化、單位時(shí)間內(nèi)速度的變化等相近的概念作對(duì)比，使學(xué)生從感性到理性對(duì)加速度產(chǎn)生了較為深刻的認(rèn)識(shí)。像這樣利用學(xué)生熟悉的事例來引導(dǎo)探究，學(xué)生感到親切自然。把生活和物理聯(lián)系起來，有助于培養(yǎng)學(xué)生通過觀察生活，來探索物理知識(shí)的好習(xí)慣。

高中階段有不少像摩擦力、加速度等這些比教抽象較難理解的物理概念都與生活聯(lián)系得非常緊密，只要教師善于恰當(dāng)?shù)乩脤W(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)良好的物理情境，那么學(xué)生正確建立物理概念也并非難事。

2、充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的功能

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，發(fā)揮學(xué)科特色，展現(xiàn)學(xué)科魅力，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理積極性的根本之舉。在教學(xué)中充分利用實(shí)驗(yàn)資源，讓實(shí)驗(yàn)滲透到學(xué)生學(xué)習(xí)的方方面面，既可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，又可提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。在平時(shí)的教學(xué)中，我們可以非常明顯地感受到課堂上，學(xué)生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的興趣是非常濃厚的。如果進(jìn)一步，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體作用，學(xué)生的觀察能力、動(dòng)手能力，以及分析和解決實(shí)際問題的能力就可以進(jìn)一步的得到鍛煉。例如，在學(xué)習(xí)“靜電屏蔽”的概念時(shí)，首先播放日常生活中飛機(jī)遭雷擊的新聞報(bào)道，然后讓學(xué)生對(duì)飛機(jī)內(nèi)的乘客和內(nèi)壁接觸的乘客是否安全迸行了一番猜測(cè)，最后讓學(xué)生根據(jù)提供的一些實(shí)驗(yàn)器材自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來模擬飛機(jī)中的情景，并檢驗(yàn)自己的猜想。學(xué)生帶著懸念通過自己動(dòng)手探究，自然而然地得出靜電屏蔽的概念。像這樣讓學(xué)生親身經(jīng)歷過實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、現(xiàn)象的觀察、分析處理的過程，充分體現(xiàn)學(xué)生在探究活動(dòng)中的主體地位，才會(huì)更好的落實(shí)學(xué)生對(duì)“靜電屏蔽”這些生僻概念的深入理解以及對(duì)科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。也只有這樣才能提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，使學(xué)生從“熟練的解題技術(shù)工人”轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袆?chuàng)新能力的人才。

3、重視物理學(xué)史對(duì)學(xué)生的感染力

一部物理學(xué)史實(shí)際上就是物理學(xué)基本觀念的發(fā)展歷史，它不僅深刻地記述了物理實(shí)驗(yàn)與理論的發(fā)展過程，而且也生動(dòng)地記述了物理學(xué)家的活動(dòng)，因此包含了認(rèn)知和情感兩個(gè)領(lǐng)域的多方面的教育因素。通過物理學(xué)史的學(xué)習(xí)就不僅能使學(xué)生了物理學(xué)的基本概念形成和發(fā)展過程，而且還能掌握獲得這些基本概念的方法，從而能為進(jìn)一步深入理解和靈活掌握這些知識(shí)打下良好的基礎(chǔ)。如果學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物

理的態(tài)度不夠積極，通過物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生了解卓越物理學(xué)家熱愛科學(xué)和執(zhí)著追求真理的精神，了解他們成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的教訓(xùn)，從而激發(fā)起學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。例如，在“電場(chǎng)”的概念引入中，向?qū)W生介紹了物理學(xué)史上的兩種作用觀點(diǎn)以及法拉第的研究成果，讓學(xué)生充分了解“場(chǎng)”概念的形成過程。同過這段物理學(xué)史可以讓學(xué)生深刻的理解場(chǎng)的物質(zhì)性。如果我們只是通過字面意思來強(qiáng)調(diào)場(chǎng)的物質(zhì)性，恐怕學(xué)生很難接受。又如“動(dòng)量”和“動(dòng)能”是物理學(xué)中兩個(gè)極為重要的概念，它們都和質(zhì)量、速度這兩個(gè)概念有關(guān)，只讓學(xué)生記住它們表達(dá)式的區(qū)別難度不大，但要學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)這兩個(gè)概念的物理本質(zhì)，分析具體問題時(shí)正確應(yīng)用，那就比較困難。關(guān)于“動(dòng)量”和“動(dòng)能”這兩個(gè)概念，從17世紀(jì)笛卡兒和萊布尼茲等人提出，經(jīng)過許多科學(xué)家半個(gè)多世紀(jì)的爭(zhēng)論，直到19世紀(jì)中期才由恩格斯精辟地論述。如果我們讓學(xué)生了解一下這段物理學(xué)史，了解它們?cè)跉v史上如何產(chǎn)生、形成和發(fā)展的過程，讓學(xué)生經(jīng)歷物理概念的產(chǎn)生過程，那么學(xué)生就能更深刻地理解它們的本質(zhì)。

4、適當(dāng)對(duì)知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展和深化 物理知識(shí)的學(xué)習(xí)有階段，學(xué)生在學(xué)習(xí)概念時(shí)，往往會(huì)提出一些現(xiàn)有知識(shí)還解決不了的問題，教師可指出“由于目前所學(xué)知識(shí)的局限性，現(xiàn)在還不能解答”，避免學(xué)生鉆牛角尖。但有的概念僅熙本宣科，很難讓學(xué)生真正理解，若根據(jù)概念內(nèi)容適當(dāng)對(duì)知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展和深化，向?qū)W生展示解釋這些問題的思考方向，這樣能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性，拓寬深化他們的思路，有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性。

例如，在學(xué)習(xí)“有效值”的概念時(shí)，由于教材對(duì)“有效值”的引入和定義都缺乏足夠的鋪墊，通常的教學(xué)處理便顯得蒼白無力，從而給學(xué)生在理解概念時(shí)帶來了不少困難。學(xué)生對(duì)“有效值”這一突如其來的概念感到難以接受，反映在處理相關(guān)問題時(shí)，學(xué)生往往不能準(zhǔn)確地把握有效值與平均值間的差異，出現(xiàn)了用平均值求焦耳熱、用有效值求電量的情況。為此，在教學(xué)中就需要從一般性的角度出發(fā)，向?qū)W生展示由“微元法”求解某一交變電流通過__

《物理概念教學(xué)的有效策略的探討》 李秋芬

物理概念是物理學(xué)科中的基本構(gòu)成單元，學(xué)好物理的前提就在于牢牢的掌握相關(guān)的物理基本概念，在現(xiàn)如今的中學(xué)物理課教學(xué)中，物理概念的傳授也是物理課上的重要內(nèi)容，與此同時(shí)，在實(shí)踐的過程中我們也總結(jié)出了許許多多的物理概念教學(xué)方法，期望通過不同的角度與方法來達(dá)到物理概念教學(xué)的預(yù)期目的。

一、興趣激發(fā)

興趣的激發(fā)是一個(gè)人認(rèn)知與探索未知的最大動(dòng)力源泉所在。因此，一旦激發(fā)學(xué)生對(duì)于物理概念的學(xué)習(xí)興趣，他們會(huì)不由自主的全身心投入到物理課程的學(xué)習(xí)中去，因?yàn)橹饔^因素的推動(dòng)，對(duì)于概念的掌握也就會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。所以，在物理概念教學(xué)的過程中，用當(dāng)下學(xué)生們都比較關(guān)注的新聞事實(shí)作為引導(dǎo)，來激發(fā)他們對(duì)于時(shí)間原理的探索興趣。例如，中國(guó)載人火箭的成功發(fā)射一直就是大家所關(guān)注的焦點(diǎn)，可以借此來講解宇宙第一速度以及地球引力計(jì)算等相關(guān)概念來為同學(xué)們解答火箭發(fā)射到預(yù)期運(yùn)行軌道所運(yùn)用的物理知識(shí)。

二、運(yùn)用類比

類比的方法非常頻繁的出現(xiàn)再科學(xué)研究的領(lǐng)域，在科學(xué)的發(fā)展過程中一直都起著很重要的作用。同樣在物理學(xué)中，許多概念的結(jié)論的推倒也是通過類比的方法來得以實(shí)現(xiàn)的。因此，依循這類物理概念的結(jié)論推倒過程，我們可以有針對(duì)性的在物理教學(xué)當(dāng)中用同樣的方法來幫助學(xué)生來掌握這方面的概念知識(shí)。例如，在教授電源的作用時(shí)，可保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差，從而使電路中有持續(xù)的電流，這是個(gè)非常抽象的物理概念，也沒有其他實(shí)驗(yàn)或者工具能夠直觀展示整個(gè)過程，單純講解、分析，學(xué)生聽起來非常吃力。但是，如果利用抽水機(jī)的工作原理進(jìn)行類比，就有助于學(xué)生理解電源的作用。諸如此類，掌握了其中之一，就能通過類比讓另一部分在自己的腦中變得清晰與具體，能很好的幫助學(xué)生牢固的掌握知識(shí)。

三、設(shè)置疑問

在物理概念的教學(xué)中適當(dāng)?shù)脑O(shè)置一些疑問，是有利于激活學(xué)生思維的一種方法。通過疑問的提出，思考以及討論之后，得出一個(gè)結(jié)論，經(jīng)歷這一過程，讓參與其中的人更為深切的體會(huì)到這個(gè)概念的本質(zhì)所在。通過這種方式所獲得的知識(shí)，可以說是那才是真正成為了自己的東西。例如：對(duì)摩擦力的概念，我們可以置疑，摩擦力一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)嗎? 靜摩擦力一定是阻力嗎? 對(duì)加速度的概念，可以設(shè)疑，速度變化越大，加速度就越大嗎? 加速度減小，速度也減小嗎? 加速度為正，速度就增加嗎? 這樣一個(gè)探索的過程，激發(fā)學(xué)生思維，幫助學(xué)生了解概念本質(zhì)所在，更進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的記憶與理解。

四、聯(lián)結(jié)法

物理概念中大部分內(nèi)容都是前后聯(lián)系緊密的，是一個(gè)完整的系統(tǒng)，所以說在物理概念教學(xué)中，一定要重視前后概念的連接，因?yàn)樵谛赂拍畹膶W(xué)習(xí)中許多會(huì)要運(yùn)用到過去學(xué)到的許多相關(guān)的舊的概念知識(shí)。例如，力的概念，在后面所要學(xué)習(xí)的速度加速度，以及電場(chǎng)方面的知識(shí)都會(huì)有所設(shè)計(jì)。再比如，在電勢(shì)的概念進(jìn)行學(xué)習(xí)之前，一定要溫習(xí)一下場(chǎng)強(qiáng)的相關(guān)知識(shí)，以此來說明在電場(chǎng)中某點(diǎn)，隨著檢驗(yàn)電荷電量的增大，所受電場(chǎng)力也隨之增大，但電場(chǎng)力與電量的比值是確定的，這就是該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。所以說，物理的學(xué)習(xí)不能分割，必須是以整體來進(jìn)行，只有在整體的大框架構(gòu)件清晰明朗的前提下，才能更好的更快的掌握新的內(nèi)容。

五、實(shí)驗(yàn)法

物理研究的意義在于揭示我們生活當(dāng)中所有客觀事物發(fā)生的規(guī)律與科學(xué)依據(jù)。因此，最為直觀的物理概念教學(xué)莫過于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過直接可觀的實(shí)驗(yàn)效果，來驗(yàn)證物理概念的具體含義，而實(shí)現(xiàn)的本身也讓學(xué)生拜托課本內(nèi)容的束縛，直接具體的體會(huì)到物理概念的存在與價(jià)值。例如，在講述超重與失重時(shí)，讓學(xué)生在彈簧秤下掛上鉤碼，靜止時(shí)在指針下卡一塊小紙片并記下示數(shù)，當(dāng)提著彈簧秤加速上升時(shí)指針會(huì)把小紙片推到下方，此時(shí)發(fā)現(xiàn)彈簧秤示數(shù)增大了，從而給出超重的概念；同樣，在觀察彈簧秤加速下降時(shí)其讀數(shù)減小的現(xiàn)象后，建立失重概念。諸如此類，讓學(xué)生在概念的理解與掌握過程中將其具體化形象化，培養(yǎng)他們的思維能力，進(jìn)一步提升物理概念教學(xué)效果。

六、通過生活舉例來實(shí)現(xiàn)

物理學(xué)來源于生活也服務(wù)于生活。可以通過生活中的實(shí)力來進(jìn)行舉例說明，介紹物理概念在生活中的具體運(yùn)用。例如，在講解質(zhì)點(diǎn)的概念的時(shí)候，可以用地球圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的事實(shí)來進(jìn)一步闡述質(zhì)點(diǎn)就是忽視物體的大小和形狀，只計(jì)其質(zhì)量的點(diǎn)這一概念。讓學(xué)生了解到一些生活現(xiàn)象的物理本質(zhì)所在，進(jìn)一步幫他們理解與運(yùn)用物理概念知識(shí)。

物理概念教學(xué)的方法遠(yuǎn)不止以上幾種，這里也只是通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的幾種比較有效的方法。畢竟書是死的人是活的，物理概念的教學(xué)方法可以根據(jù)對(duì)象群體的不同而采取不同的具體措施，但目的只有一個(gè)，就是通過各式各樣的方法來幫助學(xué)生完成對(duì)物理概念的掌握。因此，在物理概念教學(xué)的方法探索中，希望相關(guān)從業(yè)者也能盡心盡力，探索出更多的有效方式。

高中物理概念課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的初步研究

加 涅 教學(xué)設(shè)計(jì)的模式

1.引起注意;2.告知學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo);3.激活相關(guān)的原有知識(shí);4.呈現(xiàn)刺徽材料: 5.提供學(xué)習(xí)指導(dǎo);6.引發(fā)學(xué)為行為;7.提供行為正確與否的反饋;8.評(píng)估學(xué)習(xí)行為: 9.促進(jìn)記憶與遷移。

以模式建構(gòu)在信息加工的學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上，并按其基本思想，為學(xué)習(xí)者提供了有效學(xué)習(xí)的基本程序。這些教學(xué)事件可用在各種類型的學(xué)習(xí)過程中，并可根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。加涅指出，具體的教學(xué)設(shè)計(jì)主要集中在4、5、6三不上，教師要根據(jù)實(shí)際情況靈活地應(yīng)用教學(xué)技巧，巧妙的安排教學(xué)活動(dòng)，以優(yōu)化每一教學(xué)事件，保證教學(xué)的整體效果。加涅的教學(xué)設(shè)計(jì)模式科學(xué)的溝通了學(xué)習(xí)與教學(xué)之間的關(guān)系，改變了學(xué)生難學(xué)，教師難教的狀況。