展示设计概念分析

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展示设计概念分析范文第1篇

关键词： 高一函数概念 教学设计 集合与映射

一、引言

在高一数学教材讲述函数概念时，主要是通过集合与映射引入.但是每个教师在教学中讲解函数概念的方式、对课本知识的理解程度不相同，使得对于相同的知识各自的教学设计也有所不同.

本文首先给出了三种不同的教学设计的一般环节及优缺点，然后叙述了函数概念教学的意义及困难现状，接着通过具体的高一函数概念教学设计分析教学设计的优势及缺点，吸收教学方案中的优点，进而加以反思，最后总结出函数概念教学设计研究中的体会.

二、教学设计的分类

（一）传统教学设计

传统教学设计，它的设计理念是基于教师“教”为主体的思想上，以教师为课堂教学中心进行设计编排教学策略与方法的教学设计模式.

1.传统教学设计主要环节

（1）目标分析；

（2）学习者分析；

（3）确定教学方法与策略；

（4）选定教学媒体；

（5）实际教学，并获得教学反馈.

2.传统教学设计的优点及不足

传统教学设计是以教师为主体的教学设计模式，其优点在于教师能够充分发挥主导作用，有助于学生系统掌握科学知识.

传统教学设计的不足主要表现在以教师为中心，忽视学生的自主学习能力，没有充分考虑学生的创造性，不利于学生成长.

（二）建构主义下的教学设计

建构主义下的教学设计是以学生为主体的教学模式设计，以学生自主的“学”为中心，学生是信息加工的主体，是知识的建构者.

1.建构主义下的教学设计主要环节

（1）情景创设；

（2）信息资源提供；

（3）自主学习策略设计；

（4）组织与指导自主发现，自主探索.

2.建构主义下的教学设计的优点与不足

建构主义下的教学设计是以学生为中心的教学模式设计，其优点在于能够充分发挥学生的自主学习和探索发现能力，有利于培养学生的创新能力与发散思维.

建构主义下的教学设计不足表现在，过分以学生为中心，忽视了教师的主导作用，学生的学习不够系统科学.

（三）“学教并重”的教学设计

“学教并重”的教学设计，既强调学生的自主学习，又肯定了教师的主导教学，是传统教学设计理论和建构主义下的教学设计理论的结合.

1.“学教并重”教学设计的主要环节

（1）教学目标分析；

（2）学习者特征分析；

（3）教学策略的选择和活动设计；

（4）学习情景设计；

（5）教学媒体选择与教学资源的设计；

（6）实际教学过程中形成性评价并根据反馈信息对教学设计加以改进.

2.“学教并重”教学设计的优点与不足

“学教并重”教学设计是结合了教师的“教”与学生的“学”，可以灵活选择“发现式”教学和“传递―接受式”教学，便于考虑情感因素，即动机的影响.

“学教并重”教学设计不足在于教师对知识的理解程度及教师素养等的差别，从而导致教学设计的不同，因而我们仍要学习不同的教学设计改进教学.

三、函数概念教学设计的相关问题

（一）函数概念教学的意义

函数是数学学科学习中的重要内容之一，对其概念的学习是学习函数知识及其他数学概念的基础.因此，了解函数的背景是十分有益的[1].

（二）中学生对函数概念理解程度

从思维发展的特征来看，初中生处于从形象思维为主的逐步向经验型的抽象思维发展的阶段，由于高一学生还处于经验型的抽象思维阶段，根据经验理解函数概念非常不适应，这是构成函数概念学习困难的主要根源[2].

（三）函数概念教学中存在的问题及解决办法

1.函数概念的抽象性

在中学生函数概念教学的诸多问题中，函数概念的抽象性是其中最重要的一个问题[3].针对函数概念的抽象特性，教师在教学设计时注意把概念具体可观化，利于教学.

2.教师对函数概念理解不够深刻

在函数概念教学中，除了函数概念本身的抽象难懂之外，教师对函数概念理解本身就不够深刻也是教学中存在的一大问题.

四、具体函数概念教学过程设计研究

函数概念教学设计

1.教学重、难点：理解函数的模型化思想及“y=f（x）”的含义，用集合与对应的语言刻画函数，掌握函数定义域和值域的区间表示法.

2.教学过程：

（1）阅读课本引入新知，体会函数是描述客观事物变化规律的数学模型的思想.

（a）炮弹的射高与时间的变化关系问题.

（2）引导学生应用集合与对应的语言描述各个实例中两个变量间的依赖关系.

（3）根据初中所学函数的概念，判断各个实例中两个变量间的关系是否是函数关系.

（4）函数的概念.

（5）函数定义的五大注意事项[5]：

（a）f表示对应关系，在不同的函数中f的具体含义不一样；

（b）f（x）是一个符号，表示x经过f作用后的结果；

（c）集合A中数的任意性，集合B中数的唯一性；

（d）“f：AB”表示一个函数的三要素：法则f（核心），定义域A（要优先），值域C（上函数值的集合且C∈B）.

（6）函数定义域和值域的表示方法.

3.例题讲解：

例1：根据函数定义，判断下列图像是否为y关于x的函数图像：

4.课堂小结：（a）函数的概念.（b）函数定义的五大注意点.（c）函数的三要素及符号的正确理解和应用.（d）定义域、值域的表示方法.

5.课后作业及板书设计.

从函数概念教学设计研究中，我们可以得到以下启发：第一，函数概念教学有四大核心，函数的概念、函数的表示、函数的定义域与值域及对应法则、函数的应用；第二，函数概念的教学随着函数概念的发展应循序渐进，相关概念的教学在教学设计中应把握整体，首先认识函数中的变量，突出函数各变量之间的关系，其次学习函数表达式，最后把握概念本质，理解“对应”，牢记函数定义，形成函数对象，建立函数模型；第三，函数概念教学设计的具体环节应考虑全面，包括重难点的把握，新课的引入安排，师生互动安排，代表性例题的选择等；第四，教学设计完成后，经过实际教学，形成教学反思，通过反思，总结经验，改进教学质量[6].

参考文献：

[1]方晓燕.浅谈中学函数概念的教学[J].教育教学论坛，2010（3）：47-48.

[2]朱文芳.函数概念.学习的心理分析[J].数学教育学报，1999，8（4）：24.

[3]夏也.学生在函数概念学习中的困难分析[J].电大理工，2007（3）：66-67.

[4]烁箩.《函数的概念》教学设计中存在的问题及其解决――兼评网上教学设计[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2012，25（12）：27-29.

展示设计概念分析范文第2篇

关键词：学习进阶；科学核心概念；大气压强；课例研究

提高学生的科学素养是科学课程的宗旨，以核心概念来组织学习内容是科学课程改革的一大特点。为了使概念的建构有一个循序渐进的合理顺序，使其不断深入，近年来，“学习进阶”成为科学教育研究的新领域。目前，科学教育界对学习进阶的概念界定呈现多样化，比较典型的为“学习进阶是对一段时期内，儿童学习或者探究某主题时，其思维方式的连续且不断精致发展的描述”[1]。本文以浙教版《科学》八年级上册《大气压强》一课为例，尝试应用进阶理论分析该部分内容知识和能力的层次阶段，并通过相应的实践研究，期望对“学习进阶”理论在初中科学课堂教学的应用开发上有一定启发。

一、教材特点与教学现状

（一）教材编写突出主题 弱化了核心概念的产生或复合

浙教版初中科学教材将生命科学、物质科学、地球与空间科学作为一个整体来设计，教材的章节编写采用主题形式将各领域知识进行融合。“大气压强”概念属于物质科学领域，但由于天气变化与大气压有关，因此被安排在八年级上册第二章《天气与气候》第三节《大气的压强》，编者试图打通各领域概念“隔阂”，实现从“大气压强”到“天气与气候变化”的概念进阶。

与大气压强相关的核心概念是“压强”，“压强”是物质科学领域“运动和相互作用”的核心概念之一，固体压强、液体压强、大气压强、浮力等概念都由这个核心概念衍生，其中固体压强和液体压强的内容被教材编入七年级下册第三章《运动和力》。

（二）教师缺乏核心概念意识 忽视了学生思维的进阶发展

《初中科学课程标准（2011年版）》对该节的内容目标设计为：通过实验认识大气压的大小和方向，知道大气压的变化及其对生活的影响；活动建议为：用实验估测大气压的大小，显示大气压的方向。《科学教学参考书》中，该部分的教学目标为：1.能列举证明大气压存在的实验现象和生活现象，并能用大气压解释有关现象。2.能说出标准大气压的数值，说出测量大气压的工具：水银气压计和空盒气压计。比较课程标准和教参对该部分内容的要求，发现课程标准侧重于实验在建构这部分概念中的作用，而浙教版《科学》则更侧重于对现象的认识和解释，在大气压这一概念的深度上要求稍低，广度上要求更高。

通过教学调研，发现许多教师普遍存在如下问题：教学形式采用的大量实验缺乏层次性，学习内容缺乏梯度设计，没有按照逻辑顺序呈现，对以核心概念来组织学生的学习认识不足，忽视学生思维的进阶发展，不能生成系统的知识和技能。

二、学习进阶分析

浙教版《科学》八年级上册第二章《大气压强》之第一课时学习进阶全景图见图1。

学习进阶并非是每一名学生都遵循的同一认知进程，不同的学生以不同的思维路径抵达终点。构建学习进阶图可以让教学定位一目了然，让学生对核心概念的相关学习更加深入、更加贯通、更有关联性，减少对孤立事实和概念的记忆。

三、学习进阶视域下的“大气压强”教学设计与实践

环节一：重现原有知识经验 推测大气压强的存在

教师用矿泉水瓶演示如图2实验，问：看到了什么？这一现象说明什么？

教师在学生回答的基础上追问：液体压强产生的原因是什么？

（通过简单的演示实验，唤醒学生原有知识经验，巩固液体压强的特点和产生的原因，为后续内容的学习作好铺垫）

教师继续问：有什么办法可以让小孔中的水不流出？

教师根据学生回答，分别演示用手堵住小孔和盖上盖子，引导学生思考：盖上盖子的效果可以与用手堵的效果相同，那么瓶子的周围有什么存在呢？

（利用具体的演示实验，造成学生视觉上的冲击，引导学生进行抽象思维：在瓶的周围有一种物质像手一样堵住了小孔，使学生感受大气压强的存在，顺利踏上学习的阶梯）

教师引导学生寻找论据，应用科学思维进行推理：地球表面有大气，大气受重力作用且有流动性，则大气应该也有压强。

环节二： 证明大气压强的存在

进阶水平1：体会大气压强的存在。

教师用纸杯和纸片演示图3至图8所示的系列实验。

（1）演示图3，问：纸片为什么会掉？

（2）演示图4，问：纸片为什么不掉下来？并对纸片进行受力分析。

（3）演示图5，问：纸片为什么不掉下来？对纸片进行受力分析，得出推测：大气对纸有向上的托力。（有学生提出是因为水把纸片吸住，教师用大头针在杯底扎一小孔，空气进入杯中后纸片迅速下落）

（4）演示图6和图7，问：纸片也不掉下来，说明什么？

（5）演示图8，瓶吞鸡蛋对比实验。

（采用图3～5系列实验进行铺垫，并辅以实时的纸片受力情况分析，通过层层深入的引导，给学生的思维构建阶梯，让学生逐渐清晰地体会到大气对处于其中的物体会产生压强。再通过图5～8实验的组合，让学生认识到大气会向各个方向对处于其中的物体产生力的作用，完善知识结构，实现思维的进阶发展）

教师引导学生思考：为什么纸杯内未装水时纸会掉下，装水后纸就不会掉下？为什么瓶内空气受热后再冷却鸡蛋就掉入其中？

（师生共同分析实验原理，提炼实验中隐藏的科学方法，为下一活动的顺利开展在思维上做好点拨，为更高水平的学习铺好阶梯）

进阶水平2：设计实验证明大气压的存在，应用大气压知识解释现象。

材料：针筒、吸盘、矿泉水瓶、吸管、纸杯（内有矿泉水）、热水等。

学生利用以上材料，通过小组合作，设计证明大气压强存在的实验。

（利用生活用品进行实验，消除科学的神秘感，激发学生的创造性思维，巩固“大气压存在”的概念）

趣味活动：教师组织两个学生比赛用吸管吸相同体积的饮料，看谁吸得快（大个子学生用的吸管被剪了一个小孔）。

活动结果：大个子学生输给小个子学生后，发现吸管上有小孔，认为比赛作弊。

教师请大个子学生解释为什么吸管上有小孔就是作弊。

（由进阶水平1的观察、分析、获取概念，到进阶水平2的设计并完成实验验证、解释实验现象，实现能应用大气压知识对相关事物做出科学性的解释，实现在能力水平方面的提升，在科学方法上的进一步渗透）

进阶水平3：设计定量实验，测量大气压强。

在完成马德堡半球实验的教学之后，教师问：大气压很大，究竟有多大？如果给你一个量程足够大的测力计，你能否在现有材料（进阶水平2中所使用的材料）的基础上，完成对大气压大小的粗略测量？（提示：根据固体压强的计算公式p=F/S）

学生小组讨论：画出粗略测量大气压值的设计图，并说明实验的思路和计算方法。

汇报设计结果如图9或图10。

教师组织学生对设计结果在科学性和测量精确性方面进行评价，介绍科学史上人们对大气压值测量的研究和1个标准大气压值的大小。

（在进阶水平2的铺垫下，通过小组合作模式设计定量实验，提升到运用文字、符号、模型、公式等解释并概括探究过程和结果的进阶）

环节三：拓展延伸

教师引导学生联系液体压强的影响因素，分析大气压值随海拔高度的上升将会发生怎样的变化？

布置课后探究任务：利用生活中的常见材料设计实验证明大气压随高度的变化而变化。

四、教学启示

（一） 学习进阶有助于学生构建概念体系

国外研究者认为，以整合的概念体系为核心、围绕少数概念进行深入探究的进阶学习，能够有效改变其“广而浅”的科学学习现状，最终实现科学素养的发展[2]。本课例围绕“压强”这一核心概念，在“液体压强”的基础上，通过组织多个活动，在完成对“液体压强”概念重现的同时，引领学生深入探究“大气压强”，使学生形成完整的、系统的“压强”概念，改变了原有教材中因相关概念分布零散而导致的学生核心知识零碎和孤立的现象。

（二） 学习进阶有助于学生发展科学素养

科学教育应该从学生感兴趣并与他们生活相关的课题开始，逐步进展到掌握大概念。科学教育所有课程活动都应该致力于深化学生对科学概念的理解，同时应该考虑其他可能的目标。例如，科学态度和能力的培养。本课例中，教师首先对该课的学习目标进行分“阶”分析，学生活动的材料（如纸杯、针筒、吸盘挂钩等）均来自于学生熟悉的生活用品，从学生熟悉的事物、已有的知识经验出发，在完成对概念逐“阶”建构的同时，侧重于对学生科学思维能力的逐渐提升。构建学习进阶，能较好地呈现概念发展进程，符合学生认知发展规律，促进科学素养的连续一致发展。

（三） 学习进阶有助于学生跨越概念之“阶”

教学实践表明，学生在系列概念认知发展历程中，存在着概念之“阶”现象，从而成为教学难点。对课堂中“阶”的理解以及如何设计教学以促进学生跨越“阶”最能体现教师教学智慧。学生的经验概念是学生的一种“信念”，在教学中可以看作是活动的假设，教学过程则是不断对这个信念提供证据以证实或证伪的过程[3]。围绕“进阶”设计核心活动，有助于学生实现“阶”的跨越，也有助于教师在教学设计时找到抓手。

参考文献：

[1]王磊，黄鸣春.科学教育的新兴研究领域：学习进阶研究[J].课程・教材・教法，2014（1）：112-118.

展示设计概念分析范文第3篇

关键词： APOS理论 职高数学概念课 《函数的概念》

一、引言

能够识别一类刺激的共性，并对此作出相同的反映，这一过程被称为概念学习.数学是反映现实世界中空间形式和数量关系的学科，而数学概念是数学学科知识体系的基础，是数学知识本质属性的反映，是构建数学理论的基石.因此数学概念学习就成为数学学习的核心.数学概念是反映数学对象的本质属性和特征的思维形式.它排除了对象具体的物质内容，抽象出内在的、本质的属性.在现实教学中，由于数学概念的抽象性与概括性，往往令很多学生头疼.实际上，中职学生原本数学基础比较薄弱，对那些抽象的数学概念难以理解，学习时更是困难重重.如何上好职高数学概念课，让学生理解掌握数学概念呢？本文就以一节概念课为例进行探讨.

二、APOS理论

20世纪90年代以后，建构主义的教育理论思潮迅速流行.其主要观点就是学生获取知识不是被动的，而是通过学习主体自主建构.APOS理论是以建构主义为基础的数学学习理论，由美国学者杜宾斯基（E.Dubinsky）提出的，主要针对数学概念的学习，从数学心理学的角度将学生的心智建构分为四个阶段：action（操作）、process（过程）、object（对象）和schema（图式）.它的核心是引导学生在社会线索中学习数学知识，分析数学问题情境，从而建构他们自己的数学思想.

（一）操作（Action）阶段——引入概念.

操作阶段是学生理解概念的基础.通过操作感觉事物，感受概念的直观背景和概念间的联系，是感性认识阶段.

（二）过程（Process）阶段——概括概念.

教学中应充分发挥学生主体的能动性，通过前一阶段的操作活动进行思考，经历思维的内化过程，总结出概念的定义.

（三）对象（Object）阶段——分析概念的内涵与外延，揭示概念的关系.

通过对概念演化发展过程中资料的分析、抽象，认识概念的本质，对其赋予形式化的定义及符号，使其达到精致化，成为一个具体的对象.

（四）图式（Scheme）阶段——深化学习.

学生不断调整自身已有的认知结构，通过同化和顺应建立新的平衡，形成新的知识图式.

APOS理论充分反映了个体认知数学概念的思维过程，揭示了数学概念学习的本质.对职高数学的概念教学具有极大的启发意义.

三、教学设计

（一）教学内容解析.

函数是贯穿整个中职数学课堂的主线之一，它所蕴涵的数学思想和方法渗透到科技和生活的各个领域，是现代数学的基础.函数的教与学使学生由初中形象思维向高中抽象逻辑思维转化，培养学生基本运算能力和解决实际问题能力.因此，在学生高中数学知识体系的构建上，本节课起到了至关重要的基石作用.

函数概念的教学要求利用集合的观点，对初中学过的函数知识进行再认识，拓展了函数概念的外延，丰富了其内涵.针对学生的实际认知水平，本课的教学基于建构主义的APOS理论，采用问题驱动的方式，利用生活中的实例启发和引导学生抽象出函数的概念，从而使学生掌握知识和发展思维.

（二）教学重难点.

本课的重点确定为：函数的概念，函数的两要素，求函数的定义域.而对函数的概念及记号的理解，判断两个函数是否相同，这些内容作为本课的难点.

重难点突破：利用加油站计价器的动画导入函数的概念，让学生体会探究并发现两个变量之间的依赖关系，从集合的角度抽象出函数的概念.通过计价器的变化帮助学生理解函数的定义域，指导学生求出函数值.通过三个计价器的动画对比剖析，引导学生深入理解定义域与对应法则是函数的两个要素，判断两个函数是否相同要看这两个要素是否相同.

（三）教学目标解析.

通过生活中实例帮助学生建立函数的概念，理解函数的定义及函数符号的含义；使学生能用集合与对应的语言描述函数，深入理解函数的两个要素.通过从实例中抽象出函数概念的活动，培养学生的抽象概括能力及数学思维能力；理解函数定义域的含义，会求函数的定义域，并能将函数的定义域用集合的方式表示出来；通过函数值的求解，培养学生的计算能力；认识函数的两要素，掌握判断两个函数是否相同的方法，培养学生对比分析问题的能力，学会抓住问题的关键.

教学过程中鼓励学生积极、主动地参与课堂教学的整个过程，感受数学严谨的逻辑推理过程，通过师生的课堂问答，帮助学生建立攻克难点的自信，发现探索新知的乐趣，获得成功的体验.

（四）教学过程设计.

依据APOS理论，本课的教学分成四个阶段：

1.操作阶段：创设情境，问题引导.

播放动画：3月初，小王开车来到中国石化加油站加油.请同学们仔细观察视频中加油计价器上数字的跳动.

回答下面四个问题：

（1）这个加油的变化过程中，有哪些量在变化，哪些没有变化？哪个量依附于哪个量在变化？

（2）请同学们计算，当加油量为15升，36升和48升时，计价器上显示的金额分别是多少？

（3）加油量是否一直在增大？写出加油量的变化范围.金额是否一直在增加？写出金额的变化范围.

设计意图：

问题（1）是让学生寻找加油过程中的两个变量，引导学生用已有的运动变化的观点抽象出函数概念.

问题（2）是引导学生求函数值，培养学生的计算能力.

问题（3）因为汽车油箱容积一定，所以加油到50升时就满了，油箱的容积决定了函数的定义域，加满油时金额也不会再上升，初步找出加油量与金额的变化范围，并用集合表示出来.

（4）如果把加油量看成x，把金额看成y，你能建立起x与y之间的关系吗？

由于前三个问题的铺垫，水到渠成，学生顺利得出加油量与金额之间的函数关系，对于自变量x的取值范围，应加以强调.

通过以上回忆、计算、推理等数学操作活动，学生对函数的概念有了感性认识.

2.过程阶段：对照引例，形成概念.

在上述例子中，我们可以发现，在汽车加油的变化过程中有两个变量：加油量x与金额y，因为油箱只有50升，即自变量x有它自己的取值范围：D={x|0≤x≤50}.在D中的每一个加油量x，按照8元/升的价格，都有唯一的金额y与之对应，我们可以建立起加油量x与金额y之间的对应关系：y=8x{0≤x≤50}.由此总结出函数的概念：在某一个变化过程中有两个变量x和y，设变量x的取值范围为数集D，如果对于D内的每一个x值，按照某个对应法则f，y都有唯一确定的值与它对应，那么把x叫做自变量，把y叫做x的函数，记作y=f（x）.

设计意图：把引例中的数学问题进行压缩、提升，将新的集合的观点描述的函数的概念，加入学生已有认知结构中.

3.对象阶段：概念剖析，巩固强化.

y=f（x）是函数概念的形式化的符号，x表示自变量，如例中的加油量，y是x的函数，如例中的金额，f表示对应法则，如例中加油量与金额之间的对应法则是单价8元/升，那么，不同的对应法则可以用不同的符号表示，如g（x），h（x），F（x）等，自变量x的取值范围叫做函数的定义域，如例中油箱的容积为50，D={x|0≤x≤50}.

定义域与对应法则称为函数的两个要素.

当x=x■时，函数y=f（x）对应的值y■叫做函数在点x■处的函数值，记作y■=f（x■），如f（15）=8×15=120，表示函数在x=15处的函数值.函数值的集合{y|y=f（x），x∈D}叫做函数的值域，如金额y的取值范围C={y|0≤y≤400}.

基于学生对函数概念的初步认识，设计了3个例题.

例1.判断下列代数式哪些是函数，哪些不是？

（1）y=2x+1 （2）y=x■-3

（3）y=1 （4）y■=x

设计意图：前两小题学生能很快做出回答，分别是熟悉的一次函数及一元二次函数.学生对3、4题的判断出现了意见分歧.有的学生仍停留在初中对函数概念的认识，认为3不是函数，因为没有变量x，而4是函数，因为x和y都有.这时回顾函数的集合定义，强调定义中的“每一个”“唯一一个”的准确理解.从而使学生对函数概念的理解上升到理性阶段.

例2.求下列函数的定义域：

（1）f（x）=■ （2）f（x）=■ （3）f（x）=（3x+2）■

设计意图：强调函数的定义域是自变量x的取值范围.在实际问题中，定义域是由问题的实际意义所确定的，如油箱的容积为50，在用代数式表示的函数中，定义域是使代数式有意义的自变量x的取值范围.

例3.设函数f（x）=■，试求f（0），f（2），f（-5），f（b）的值.

设计意图：第一题由老师求解，后面三小题可由学生板演.

通过有关函数值的计算，培养学生的计算能力.

4.图式阶段：对比实例，深入解析.

观察三次加油的课件：

1.2014年3月初，小王车加油，油箱50升，单价8元/升.

2.2014年3月初，小张车加油，油箱35升，单价8元/升.

3.2014年1月初，小王车加油，油箱50升，单价7元/升.

问题1：观察1、2两个加油过程，计价器的变化相同吗，为什么？（定义域不同）

问题2：观察1、3两个加油过程，计价器的变化相同吗，为什么？（对应法则不同）

设计意图：回归到汽车加油问题中，改变加油量的最大值与单价，教师引导学生从中得出判断两个函数为同一函数的标准：定义域与对应法则是否相同.紧随其后设计例题.

例4.指出下列函数中，哪个与函数y=x是同一个函数：

（1）y=■ （2）y=■ （3）s=t

函数的定义域与对应法则是函数的两个要素，判断两个函数是否相同就是判断两个函数的定义域与对应法则是否相同，而与表示函数所选用的字母无关.

设计意图：通过以上四个例题的分析求解，深化目标.学生最终形成函数概念的心智结构.

通过本课的学习，学生的认知结构中只能形成函数概念的初始阶段的图式，今后还需要长期的学习活动（如指对函数、三角函数等）进行完善.

紧扣本节课的重难点，设计几道课堂练习题，帮助学生应用知识，强化训练.

1.求下列函数的定义域：

（1）f（x）=■ （2）f（x）=■

2.已知f（x）=3x-2，求f（0），f（1），f（a）.

3.判断下列各组函数是否为同一函数：

（1）f（x）=x，f（x）=■

（2）f（x）=x+1，f（x）=■

最后进行归纳小结，布置作业.

四、设计体会

APOS理论对学生的函数概念的理解作了分层分析，真实反映了学生的心智建构过程，揭示了函数概念学习的本质.学生对本概念的理解不是线性的，而是呈循环螺旋上升的趋势.基于APOS理论设计的本课的教学，实质是“以学生为主体”的理念在课堂探究中的体现，学生在形成函数概念时自觉地完成了由感觉、知觉到表象，由感性认识上升到理性认识的过程.在函数的概念教学中，教师引导学生不断探索，相互交流，培养了学生解决实际问题的能力；引导学生自主实践，勇于发现，培养了学生的创新能力.

参考文献：

[1]刘超，王志军.论核心数学概念及其教学.高中数学教与学，2011（11）.

[2]叶立军.数学课程与教学论.浙江大学出版社.

[3]翁凯庆.数学教育概论.四川大学出版社.

[4]顾泠沅，鲍建生.数学学习的心理基础与过程.上海教育出版社.

展示设计概念分析范文第4篇

关键词：绿色建筑；设计人员；认知程度；济南市

收稿日期：20130531

作者简介：孔秋硕（1991—），男，山东济宁人，山东建筑大学管理工程学院大学生。中图分类号：TU986 文献标识码：A

文章编号：16749944（2013）07014804

1 引言

为了解掌握山东省济南市建筑设计从业人员绿色建筑理念的认知程度，最近，主要通过前期调查和后期统计分析两个阶段，采用走访调查和问卷调查、重点调查和分层随机抽样调查样本采集方法，对该课题进行了较为全面的调查分析。首先走访调查了济南市发改委及包括科研、房地产开发、设计、施工和后期物业管理在内的建筑全寿命周期单位，具体为：山东建筑大学、山东省城建设计院、山东祥泰实业、济南二建集团公司。之后，深入山东省建筑设计研究院、济南同圆设计集团（原济南市建筑设计研究院）、山东省城建设计院、山东省能源建筑设计院、中铁工程设计咨询集团济南设计院、山东建筑大学建筑规划设计研究院等济南市区综合甲级设计院开展调查，发出调查问卷315份，回收310份，其中有效问卷286份，回收率98.41%，有效率92.25%。调查的建筑设计院覆盖面近70%，其承担的工业民用建筑设计业务量达85%。

2 调查分析

2.1 调查内容

主要调查济南市建筑设计从业人员对绿色建筑理念的认知程度，具体包括：对绿色建筑概念把握、不同层次有关绿色建筑文件的了解程度和绿色建筑评价标准的认识程度，以及绿色建筑项目的设计实践经历及其影响，进而评估该地区建筑设计从业人员绿色建筑素养的基本情况。

2.2 调查样本

在确定重点调查单位后，为使所抽取的样本更具代表性和说服力，采用分层随机抽样的方法，将总体按受教育程度、主要设计专业、从业时间及是否取得国家级注册工程师资格等4个标志分别区分为不同层次，而后在各层次中进行简单随机抽样得到各个子样本，由其组成总样本。调查样本总量为286人，4个子样本分别为如下所述。

（1）受教育程度分布。本科学历180人，占6293%；硕士研究生（以下简称硕士）学历103人，占3601%；博士研究生（以下简称博士）学历3人，占106%。

（2）主要设计专业分布。建筑设计师98人，占3427%；结构设计师61人，占2133%；电气设计师40人，占1399%；水暖设计师53人，占1853%；园林设计师13人，占455%；城市规划设计师21人，占734%。

（3）从业时间分布。从业时间0～5年109人，占3811%；6～10年94人，占3286%；11～15年56人，占1958%；16～20年15人，占524%；20年以上12人，占420%。

（4）是否取得国家级注册工程师资格分布。已取得资格63人，占2203%；未取得资格223人，占7797%。

2.3 分析方法

采用Visual Basic语言自编统计程序，运用Spss和Excel软件进行数据统计分析。

3 调查结果及分析

3.1 对绿色建筑理念的基本认知及自我评价

3.1.1 对绿色建筑概念的了解

在总体分析的基础上，按不同学历，不同从业时间，是否取得注册工程师资格3个标准分别分层分析。

（1）调查对象的总体分析。接受调查的286名设计师中，159名表示不了解绿色建筑的准确概念，127名表示了解其准确概念，分别占5559%、4441%。由此可推知，在调查覆盖区域的设计师队伍中，有半数左右甚至超过半数的人员对绿色建筑存在模糊认识，无法明确其准确概念或区别其与其他环境友好型建筑概念的不同。

（2）基于不同学历的分析。在学历为本科、硕士、博士的设计人员中，了解绿色建筑准确概念的人数及比例分别为77人，占本科学历人数的4278%；48人，占硕士学历人数的4660%；2人，占博士学历人数的6667%，由此可见，对绿色建筑概念的了解程度呈现随学历升高而加深的趋势，且在博士设计人员中超过了半数。通过分析可以看出，学习过程中的广泛涉猎以及参与相关学术活动的经历是造成这种内部差别的主要原因。

（3）基于不同从业时间的分析。在以上5个从业时间依次增加的分组中，了解绿色建筑准确概念的人数及比例分别为36人，占从业时间0～5年人数的3303%；41人、占从业时间6～10年人数的4362%；31人，占从业时间11～15年人数的5536%；9人，占从业时间16～20年人数的6000%；10人，占从业时间20年以上人数的8333%。同样呈现出明显的梯度上升趋势，可见，对绿色建筑的了解不仅可以在学习过程中获取，工作经历和项目设计阅历同样是不可忽略的重要途径。

（4）基于是否取得国家级注册工程师资格的分析。取得国家级注册工程师资格的设计人员了解绿色建筑准确概念的为40人，占本层次人数的6349%，未取得资格了解绿色建筑准确概念的为87人，占本层次人数的3901%，前者比例明显超过后者。取得国家级注册资格的工程师是设计师队伍的中坚力量，无论是注册师资格考试的要求还是较广的设计阅历和较高的业务素养都为其绿色建筑素质奠定了基础。

3.1.2 对绿色建筑理念具备程度的自我评价

（1）调查对象的总体分析。调查显示，214人认为自己尚不具备绿色建筑理念，占7483%；65人认为自己具备绿色建筑理念，占2273%，而认为自己已充分具备此理念的仅7人，占244%。如此悬殊的比例表明，设计师队伍绿色建筑设计理念的薄弱。

（2）基于不同学历的分析。在不同学历维度上将充分具备与具备整合分析，调查结果显示，学历为本科、硕士、博士的设计人员自我评价为充分具备或具备的人数与比例依次为44人，占本科学历人数的2444%；25人，占硕士学历人数的2427%；3人，占博士学历人数的10000%，可见在这一方面本科学历与硕士学历的设计人员并没有明显的区分度，而博士学历人员存在极大的比例跳跃，考虑到博士学历的设计人员样本较少且自我评价带有主观性，故暂忽略此分组，认为绿色建筑理念的具备程度在不同学历的维度上不存在明显的区分度。将此部分的结论与部分的结论对比可见，学历的提高增加了绿色建筑的有关知识，但在培养全面的绿色建筑素养方面并无显著推进作用。

（3）基于不同从业时间的分析。在从业时间以5年一个跨度递增的五个分组中，表示具备及充分具备的人数与比例依次为15人，占从业时间0～5年人数的1376%；15人，占从业时间6～10年人数的1596%；25人，占从业时间11～15年人数的4464%；9人，占从业时间16～20年人数的6000%；8人，占从业时间20年以上人数的6667%，呈现明显且平稳的上升趋势。由此推知，相比于学习经历，工作经验和阅历对设计人员具备绿色设计理念的促进作用更加明显。

（4）基于不同设计专业的分析。调查了解到，现今济南区域实现较多的绿色建筑往往是低水平的绿色建筑，而且在不同设计专业上发展不均衡，较普遍的绿色节能设计主要集中于水暖、电气方面。接受调查的建筑、结构、电气、水暖、园林、城市规划设计师中自我评价具备或充分具备绿色建筑理念的比例分别为28%、28%、33%、19%、8%、19%，这样的比例分布与对比，与绿色建筑在各专业上的发展程度并不完全相符，但值得注意的是，回答充分具备的设计师在各组中所占的比例依次为2%、2%、5%、4%、0%、0%，其中电气和水暖设计专业的比例最高。

（5）基于是否取得国家级注册工程师资格的分析。调查表明，取得国家级注册资格的工程师中表示具备或充分具备绿色建筑理念的为28人，占本层次人数的4444%，非注册工程师中为44人、占本层次人数的1973%。说明注册工程师绿色建筑理念的具备程度远高于其他设计群体，但单就注册工程师看，不到半数的比例并不理想，在发挥领军作用方面尚有所欠缺。

3.1.3 小结

通过以上分析可见，济南市建筑设计从业人员在绿色建筑基本概念了解程度和绿色建筑理念具备程度自我评价两方面的现状并不理想。现今该地区建筑设计队伍中，从业时间较短、学历为本科和硕士、未取得国家级注册资格的设计师是其主要构成部分，但他们的回答往往是较消极的方面，只有从业时间长、学历为博士或取得国家级注册资格的设计师所反映的情况较为乐观，但在单独分析下并未达到理想水平。

3.2 对绿色建筑有关政策规范条文的了解程度

深化绿色建筑理念，提高绿色设计技能，了解当今不同层级的有关政策、法规以及设计规范是首要工作。我们在从济南市发改委得到的项目节能审批报告上摘取了不同层级的几个主要条文，以总体分析为主，对于一些重要的政策法规辅以是否取得注册工程师资格维度的分析，对于一些常用设计规范、设计标准辅以不同设计专业维度的分析。

3.2.1 对国家层面有关条文了解程度

（1）《中华人民共和国节约能源法》。在接受调查的设计人员中，表示了解该法律内容的为36人、占1259%，表示不了解的为250人，占8741%。可见，该部宏观说明建筑绿色节能有关内容的法律并不为设计人员所熟知。因为在注册工程师资格考试中会涉及到有关专业法律，所以我们进行了下一部分的分析。调查显示，已取得和尚未取得国家级注册资格的设计师，表示了解该部法律内容的分别为16人，占已取得资格人数的2540%和20人，占未取得资格人数的897%。虽然注册工程师与未注册的相比了解程度更深，但注册工程师中了解人数的比例偏低，远达不到绿色建筑时代对建筑设计主要力量提出的素质要求。

（2） 《中国节能技术政策大纲》。相比于《中华人民共和国节约能源法》，这一文件与建筑业的联系更为紧密，对建筑绿色节能技术的说明更为具体，但在接受调查的设计人员中，仅有35人、占1224%表示了解其内容，这从一个侧面反映出其较薄弱的绿色建筑理念认知程度。那么，设计从业人员对于更为细致、与日常设计工作息息相关的绿色设计规范是否了解？我们选取《民用建筑绿色设计规范》进行了调查。

（3）《民用建筑绿色设计规范》。调查显示，表示对该《规范》了解的为110人，占3846%，说明此区域内的建筑设计从业人员对于细节性的绿色设计规范还是有一定了解的。但作为国家层级绿色建筑设计的指导性、强制性规范，这一未过半数的比例仍未达到令人满意的水准。不同设计专业的具体情况如何，我们进行了以下进一步统计分析。调查表明，反映了解此《规范》的分别为：建筑48人，占该设计专业人数的4898%；结构16人，占该设计专业人数的2623%；电气18人，占该设计专业人数的4500%；水暖24人，占该设计专业人数的4528%，园林0人，城市规划4人，占该设计专业人数的1905%，其中建筑、电气和水暖三个设计专业的比例已接近50%，这一比例符合绿色节能设计技术在不同设计专业上普及程度的差别，但园林和城市规划设计专业中较低比例与国家倡导大力推行更高水平的绿色建筑并不协调。

3.2.2 对山东省层面有关条文了解程度

（1）《山东省节约能源条例》。调查显示，44人表示了解该《条例》，占1538%。由此可见，此区域内建筑设计从业人员并没有表现出随地域细化而了解程度加深的趋势。为了反映在细节性的设计规范标准方面的情况，我们选择《山东省居住建筑节能设计标准》进行了以下调查分析。

（2）《山东省居住建筑节能设计标准》。统计结果为，对该《标准》表示熟悉的为170人、占5944%。与上一部分国家层级的实物性文件《民用建筑绿色设计规范》相比，比例明显增加。但这一文件仅涉及居住建筑，在走访调查的过程中我们获知，济南市的绿色建筑推行主要集中于民用居住建筑方面，可以推知，表示了解的比例在其他类型建筑设计规范上将会降低。调查显示，在不同设计专业中熟悉该《标准》内容的依次为建筑69人，占该设计专业人数的7041%；结构29人，占该设计专业人数的4754%；电气23人，占该设计专业人数的5750%；水暖41人，占该设计专业人数的7736%；园林3人，占该设计专业人数的2308%；城市规划5人，占该设计专业人数的2381%，比例大小分布同于国家层面的《民用建筑绿色设计规范》，但各项比例明显增大，若为其他类型建筑的设计规范，各比例将出现一定幅度减小。

3.2.3 小结

通过以上两个层面的独立及比照分析，济南市建筑设计从业人员对于国家及山东省关于绿色建筑的宏观法律法规、政策规范的了解程度处于较低水平，而对于有关实务性规范标准，了解的程度相对较高，对山东省有关条文的了解程度高于国家有关条文，建筑、水暖、电气3个设计专业的设计人员了解程度高于其他设计专业。由此反映出，济南市建筑设计从业人员对绿色建筑理念的认知程度并不高，只有特定专业对特定区域特定设计方向的条文的了解程度基本令人满意。

3.3 对绿色建筑评价标准的了解程度

我们选择国家、山东省和国际3个层次的现行标准分别开展调查，并在总体、已取得国家级注册资格工程师子样本两个维度上进行分析。

3.3.1 《中华人民共和国国家标准绿色建筑评价标准》

该《标准》于2006年开始推行，是以国标形式出台的唯一绿色建筑评价标准。调查显示，熟悉该《标准》的为134人、占46.85%，比例不足50%的现状成为进一步推进绿色建筑发展需要重视的问题。

（2）已取得国家级注册资格工程师子样本的分析。仅有31名、占注册工程师人数49.21%的设计人员表示熟悉，这一比例基本和总体比例相同，没有体现出推行绿色建筑带头人应具备的素养。

3.3.2 《山东省绿色建筑评价标准》

（1）调查对象的总体分析。调查显示，表示熟悉这一《标准》的为83人、占2902%，并未同22部分不同层次的条文一样表现出随地区细化而了解程度加深的现象，也反映出绿色建筑在该地区未能得到广泛推行的现状。

（2）已取得国家级注册资格工程师子样本的分析。调查表明，熟悉该内容的为25人、占注册工程师人数的3968%，但仍小于该子样本对国家绿色建筑评价标准表示熟悉的比例。

2013年7月 绿 色 科 技 第7期3.3.3 国际先进绿色建筑评价标准

（1）调查对象的总体分析。在调查中，我们列出现今国际上使用较广的绿色建筑评价标准，主要有美国LEED、英国BREEAM、加拿大GBTool和澳大利亚NABERS。结果显示，对LEED了解的为86人、占3007%，对BREEAM了解的为30人、占1049%，对GBTool了解的为18人、占629%，对NABERS了解的为13人、占455%，表明济南市建筑设计从业人员对国际先进绿色建筑评价标准有一定程度认知。

3.3.4 小结

以上统计分析表明，济南市建筑设计从业人员对《中华人民共和国国家标准绿色建筑评价标准》和《山东省绿色建筑评价标准》的了解程度较低，反映出对绿色建筑理念认识不足。但对国际先进绿色建筑评价标准的了解程度与对山东省相关标准的了解程度基本持平，反映出对绿色建筑理念的认识既有一定基础又需要继续加深。

3.4 绿色建筑设计实践

3.4.1 绿色建筑设计经历

（1）调查对象的总体分析。调查显示，参与过绿色建筑设计的为120人、占4196%，未参与过相关设计的为166人、占5804%。其中参与过有关设计的设计师中，参与过20项以上的为4人、占140%，16～20项的为4人、占140%，11～15项的为8人、占280%，6～10项的为18人、占629%，1～5项的为86人、占3007%。总体分析，济南市建筑设计从业人员的绿色建筑设计经历相对不足。

（2）基于不同设计专业的分析。在建筑、结构、电气、水暖、园林和城市规划等设计专业中，有过绿色建筑设计经历的依次为46人、占该设计专业人数的4694%，21人、占该设计专业人数的3443%，19人、占该设计专业人数的4750%，28人、占该设计专业人数的5283%，1人、占该设计专业人数的769%，5人、占该设计专业人数的2381%，显示绿色建筑设计经历较丰富的专业分别为水暖、电气和建筑，但其比例也仅为半数左右，以微小的比例超过总体水平。

（3）基于不同从业时间的分析。统计结果显示，在从业时间5年一个跨度的分组中，参与过绿色建筑项目设计的设计师人数及比例依次为26人、占从业时间0～5年人数的2385%，45人、占从业时间6～10年人数的4787%，30人、占从业时间11～15年人数的5357%，11人、占从业时间16～20年人数的7333%，8人、占从业时间20年以上人数的6667%。以上数据表明，随着从业年限增加，参与过绿色建筑设计的比率总体上在增加。

（4）基于是否取得国家级注册工程师资格的分析。调查显示，国家级注册与非注册工程师拥有绿色建筑设计经历的人数及比例分别为34人、占注册工程师人数的5397%，86人、占未注册工程师人数的3857%，表明注册工程师的此类经历更为丰富。可以推知，该地区近半数的注册工程师未参与过绿色建筑的设计工作。

3.4.2 小结

通过上述分析可见，济南市建筑设计从业人员缺乏参与绿色建筑设计工作的经历，注册工程师中尚有半数未曾参与绿色建筑项目的设计，相关设计经历在不同设计专业及不同从业年限的子样本中分布不均，主要的设计经历拥有者存在于建筑、水暖、电气三个设计专业和从业时间在10年以上的分组中。

3.5 分析总结

综合分析全部调查结果可看到，目前济南市建筑设计从业人员对绿色建筑理念的认知和实践程度处于较低水平，主要体现在四个方面：没有准确把握绿色建筑的概念等有关基本问题；对国家、山东省有关绿色建筑的文件不熟悉；对国家、山东省绿色建筑评价标准的认识不足；总体欠缺绿色建筑项目的设计实践经历。同时，这种情况在该地区建筑设计队伍内部存在一定的区分度，学历为本科和硕士、从业时间较短、未取得注册资格的设计人员低于总体平均水平；学历为博士、从业时间在10年以上、已取得注册资格的从业人员则高于平均水平。应注意的是，前者是构成济南市建筑设计从业人员的主要组成部分，而且后者绿色建筑理念认知程度并未达到理想水平，这使得其在推进绿色建筑建设中无法发挥有力的引领指导作用。但是，该地区建筑设计人员对于此方面的自我认识较为客观，拥有一定的提升基础和发展空间。这些现状反映出，加深济南市建筑设计从业人员绿色建筑理念认知程度已成为今后的紧迫任务。

4 建议与对策

（1）大学和科研院所应重视绿色建筑理论知识的普及工作。在建筑相关专业本科、硕士和博士各个学历教育层次上普及绿色建筑相关知识，开展与学生所学专业相关的绿色建筑理论和实践教学。

（2）大力推进大学本科绿色建筑教育进程。将有关教学工作融入建筑相关专业教育之中，一方面不断提升教师队伍的绿色建筑素养，使得绿色建筑知识在与教学人员所教授课程的融汇中走入课堂；另一方面，适当缩短教学计划调整的时间跨度，紧跟建筑业的发展步伐，主动将先进的建筑理念和建筑技术引入日常教学工作之中。同时，利用多种方式宣传绿色建筑理念，开办有关公共选修课等，积极营造良好的绿色建筑学习氛围。

（3）建设行政主管部门应结合当地实际情况制定绿色建筑短期及中长期发展规划，建立健全相关的制度体系和落实措施，并努力推进和监督其落实工作。做好绿色建筑有关项目的节能审批工作，积极引导基本具备条件的在建或拟建项目申报绿色建筑评价评级，为地区绿色建筑发展创造良好环境。切实加强绿色建筑的宣传工作，及时普及和解读各级有关政策、法律法规、设计标准规范，为设计人员提供诸如报刊杂志、网络、观摩交流等学习平台。

（4）建设行政主管部门、设计单位与大学、科研院所应紧密配合，开展建筑设计从业人员绿色建筑有关培训工作。

（5）建筑设计从业人员应加强在岗学习和绿色建筑设计实践。主动了解绿色建筑文件规定和国际国内先进建筑设计理念及技术，积极参加绿色建筑培训，并努力做到学用结合，多参于绿色建筑项目设计工作，在允许范围内主动发挥绿色设计理念，通过实践逐步提升绿色建筑素养。

参考文献：

[1] 佚 名.中国建筑师对绿色建筑评价的理解及选择——对一级注册建筑师的问卷调查[J].记录与思索，2005（6）.

展示设计概念分析范文第5篇

关键词：物质构成奥秘；认识模型；单元整体教学；微观认识发展；教学策略

文章编号：1005C6629（2015）2C0024C06 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

“物质构成奥秘”是义务教育化学课程标准[1]规定的5大主题之一，包含化学物质的多样性、微粒构成物质、认识化学元素和物质组成的表示4个二级主题。该主题教学对学生有两大发展点：（1）帮助学生建立正确的微粒观；（2）应用微观认识描述物质的组成和构成，对物质进行分类，解释物质性质和变化。

日常教学中，很多教师反映：学生基于日常生活常识以及小学科学和初中物理的学习对“物质构成奥秘”主题有一定的认识，他们对原子、分子、元素等概念并不陌生，但是经过“物质构成奥秘”主题的学习后，仍然会出现一系列的错误，如：概念混淆、物质分类出错、概念应用错误、宏观与微观分不清楚、对变化的本质把握不准。已有研究[2]提出学生在本主题存在一些认识偏差，如表1。可以说，学生并没有形成基于微粒的认识方式，不能基于微粒去认识物质组成/构成、性质和变化。

已有研究[3～5]中关于“物质构成奥秘”主题教学研究主要集中在：如何创设生动的情景增强教学的直观性，如何创设联系学生生活实际的情景增强教学的趣味性，如何利用科学史实培养学生严谨求实的科学态度，如何创设丰富的情景探查学生微观认识本身的认识偏差，如何通过任务活动落实化学基本观念等。综上教学现象究其关键，本主题教学中存在的问题有：（1）概念建构孤立，不能结构化设计和整合安排教学；（2）以定义为中心教授概念，不重视概念之间的联系，不重视概念的功能价值。如：教师重视讲授原子和分子的区别，进行很多是非判断练习，但不关注学生学习原子和分子后对物质和微粒关系的认识，以及化学反应和物质性质的认识。

本研究针对“物质构成奥秘”的教学价值以及教与学的现状分析，力图构建“物质构成奥秘”主题的认识模型，促进学生的微观认识发展；基于此，设计并实施促进学生微观认识发展的“物质构成奥秘”主题的单元教学；并进一步反思、提炼促进学生微观认识发展的“物质构成奥秘”主题的有效教学策略。

2 “物质构成奥秘”主题的认识模型

义务教育教科书（2012版）[6]在单元小结处呈现了“物质构成奥秘”单元的知识内容结构，总结了概念之间的关系，如图1。

然而，在日常教学中，图1常被一线教师作为单元知识总结图。为了让图1从表达来看更加功能化，我们将图的形式和认识功能整合起来，构建并提出“物质构成奥秘”主题的认识模型，如图2。该认识模型有3大功能：（1）明确了认识对象和认识角度；（2）体现了概念之间的关系；（3）落实了概念的功能价值。

在“物质构成奥秘”主题的认识模型中，可以看出本主题的认识对象是物质组成/构成、物质分类、物质性质及变化，认识角度是物质、分子、原子、元素，认识角度之间的关系可以成为学生认识特定对象、分析和解决特定问题时的推理路径和认识思路。由于认识角度之间是相互联系的，需要学生基于概念关系建构，发挥概念的认识功能价值，多角度系统分析和解决问题。这些概念的认识功能价值体现在：分子可用于区分物质，在此基础上可用于区分混合物和纯净物、区分物理性质和化学性质、区分物理变化和化学变化；原子可用于认识物质的构成、解释和区分分子、解释不同分子间的转化关系；元素是基于原子水平的概括，可用于区分单质和化合物、建立不同物质之间的联系、找到不同物质之间的异同之处。

3 促进学生微观认识发展的“物质构成奥秘”主题的教学设计与实施

如何通过本主题的教学设计与实施促进学生的微观认识发展？即如何帮助学生建构“物质构成奥秘”主题的认识模型，能够基于微粒认识物质组成/构成、性质和变化，形成基于微粒的认识方式？

3.1 单元整体结构化设计

本主题的单元整体结构化设计主要体现在以下几个方面：（1）将分子、原子、元素等概念基于整体关系去建构，通过引导学生讨论静态的物质组成/构成和分类，帮助学生建构这些概念。如给学生一组物质（混合物、纯净物），让学生进行分类，学生自然就建立了分子的概念；再让学生对其中的纯净物（单质、化合物）进行分类，学生自然就建立了元素的概念。（2）基于认识模型，通过认识物质组成/构成的变式任务、认识物质分类的变式任务、解释物质性质和变化等任务不断引出新概念并彰显概念的认识功能，促进学生微观认识发展。如让学生解释宏观的现象或反应，通过解释性问题的驱动，体会概念的认识功能。

3.2 教学设计

根据“促进学生微观认识发展”的基本教学理念，单元整体结构化设计教学，具体见表2。

3.3 教学实践与检验

我们选取北京市某示范校初三年级进行4节课的教学实践，并全程跟踪了其中一位授课教师关于该主题的日常教学。为了调查教学效果，分别在“物质构成奥秘”主题授课的前、后对学生进行侧重微观认识发展的问卷测查和访谈。由于本次教学中该校所有初三班级均参与了教学研究，故研究者在同等级学校安排对比班测试。

对比班教学首先分别进行分子、原子、元素等概念教学，再利用所学的概念从宏观和微观角度去认识物质和变化。具体教学过程是通过酒精挥发引入教学主题，提出假说“物质是由更小的物质构成，物质是由小微粒构成”；通过化学史实和物质的扫描隧道图证明“物质是由分子等微粒构成的”；通过氨水遇酚酞变红、酒精与水混合、比较压缩空气和水三个实验进行分子特征的教学，然后让学生从微观的角度分析宏观现象；通过物质的分子结构模型让学生认识到分子由原子构成，再从微观角度看物质、纯净物和混合物以及变化，总结分子和原子的区别与联系；通过化学史上原子模型认识的发展进行原子结构的教学；通过多种含铁元素的物质引出元素概念，观察元素周期表得出“决定元素种类的是质子数”，解读元素周期表，从宏观和微观角度结合看物质及其变化；最后进行化学式的意义、化学式的书写、简单化合物的命名、化合价的原则、化合价的标法和含义、化学式的计算、混合物中元素含量计算等教学。

测查及访谈具体安排如表3。

调查问卷为自编测试题，针对已有测验的探查点都是指向学生对微观概念本体认识的具体偏差，而没有探查学生建立微观概念后能够解释什么宏观的现象、事实或变化，即没有关注学生是否基于微观概念发展了相应的认识方式和能力。因此本测查问卷中设置描述性任务和解释性任务，测查学生如何分析和解释所看到宏观的现象、事实或变化，然后我们通过学生的答题情况进行赋分，看学生是否建立了微观认识角度，形成了微观认识方式。

用单维Rasch模型对学生样本的前后测数据进行量化分析，得到学生信度是0.78，试题信度是0.95，具体数据如表4。

根据表4，我们可以看出实验班与对比班学生在主题授课前差异性不显著，授课后实验班学生的平均能力值高于对比班学生，且存在显著性差异。

本研究进一步对学生概念关系、概念功能价值认识两个方面的情况进行了统计分析。对学生概念关系认识的测查主要看学生是否能够主动建立并应用“物质-微粒”、“分子-原子”、“物质-元素”、“元素-原子”、“原子-离子”间的关系来分析和解决问题，如表5所示的后测问卷中的第2题。对概念的功能价值认识的测查主要看学生能否建立认识角度去描述物质的组成/构成，对物质进行分类，解释物质性质和变化，如表6所示的后测问卷中的第4题。

分析结果见表7和表8。问卷测查和学生访谈结果表明，实验班学生对概念关系认识高于对比班学生，实验班学生多角度描述物质的组成/构成的能力优于对比班学生，但实验班学生多角度对物质进行分类、解释物质性质和变化的能力与对比班学生基本一致。同时，我们也可以发现，实验班和对比班学生解决问题时均很难自主做到宏微观结合，如表6所示的题目，大部分学生基于物质、元素的角度，或者基于分子、原子的角度。

4 “物质构成奥秘”主题的有效教学策略

反思“物质构成奥秘”主题的教学设计与实施过程，可以提炼出以下有助于促进学生微观认识发展的“物质构成奥秘”主题的有效教学策略。

4.1 基于概念关系整体建构相关知识

该主题的有效教学策略之一是基于概念关系整体建构有关知识，形成系统的认识模型，推进教学进程。在该主题教学的第一课时中，我们利用认识物质的组成/构成和物质分类任务驱动学生基于概念关系建立分子、原子、元素的概念，借助相对非定义性的概念理解找到分子、原子、元素与物质的关系，初步建构“物质构成奥秘”主题的认识模型；在教授完原子的构成后再次理解分子、原子、元素和物质的关系；整个教学过程中通过认识物质的组成/构成、物质分类、解释物质性质和变化等任务，反复多次从不同的视角梳理分子、原子、元素、物质这些概念之间的关系，系统建构“物质构成奥秘”主题的认识模型。

4.2 基于核心概念认识功能和价值设计驱动性任务

该主题的有效教学策略之二是基于核心概念认识功能和价值设计驱动性任务，实现学生原有认识的探查、相应概念模型的建立、有关知识的应用。已有概念教学会先观察分子的存在，直接给出扫描隧道图，让学生体会原子的存在，完全是为了得出概念，而上述教学策略路线是学生学了分子、原子、元素的概念之后能帮助学生解决哪些任务，就将那些任务作为驱动性任务，激起学生学习的需求，驱动学生建立概念。基于此，我们在教学中设置了一系列驱动性任务，主要包括如何看物质的不同与相同、如何看物质的分类、如何看物质的性质和变化这3组任务，如表9。

4.3 基于“宏观-微观-符号”三重表征设计学生活动

本主题的有效教学策略之三是基于“宏观-微观-符号”三重表征设计学生活动，发展认识方式类型。教学中，利用宏观的现象、反应、事实、信息等创设情景，将微观的概念外显，并使用化学用语分析、表达化学宏观的现象等。如在物质分类任务的学生活动中，不同小组的学生拿到不同表征方式的卡片；再如认识物质变化的任务中，从多个角度表征反应。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2] Hans-Dieter Barke， Al Hazari， Sileshi Yitbarek [M]. Misconceptions in Chemistry， 2009.

[3]胡久华，王磊.初中化学教学策略[M].北京：北京师范大学出版社，2010.

[4]肖红梅，朱纷.“物质构成的奥秘”主题教学的难点分析及其突破[J].中学化学教学参考，2010，（11）：8～9.