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多元化教学模式概念

多元化教学模式概念

多元化教学模式概念范文第1篇

Abstract:Multi-intelligence theory is introduced。Basic teaching modes of high school chemistry areput forward。Requirements on using these modes are expounded。

Key words:multiple intelligences; high school chemistry; teaching design

1、多元智能理论及其教学观

根据霍华德·加德纳的多元智能理论,每个人的智能是多元的,而且智能的表现也有差异。学生在化学学科的学习活动中包涵的智能主要有:

语言智能:主要指能否对化学概念、原理、符号、化学术语、实验仪器名称等进行正确而简捷的表述。

空间智能:主要指学生在认识原子结构、分子结构、晶体结构、有机分子结构等化学物质结构以及在化学实验中对仪器的组装、试剂的鉴别、混合物的分离、除杂等方面所表现出来的能力。

逻辑/数学智能:表现方式就是计算和逻辑推理,其核心是学生思维能力。

自然观察智能:化学学科中的自然观察智能不仅指观察实验并记录实验现象的能力,还包括对化学变化中能量变化的观察与感受,以及对抽象的原子晶体、离子晶体、分子晶体和金属晶体空间构型的观察与理解。

身体/运动智能:身体/运动智能在化学学习活动中的具体表现就是模仿能力。比如学生课堂上记笔记的过程首先就是一个模仿过程,其次才是思维过程。

音乐/节奏智能:化学学科中音乐/节奏智能的核心是指对声音的敏感力。例如在金属钠与水的反应中,一会发出”咝咝”的响声,一会发出爆鸣声,同时伴随着着火燃烧的现象。

人际关系智能:所谓人际关系智能是指能够有效地理解别人和与人交往的能力,这一智能的核心在于与他人之间的”理解与交往”,能够善于听取别人的意见。

自我认识智能:自我认识智能是指关于建构正确自我知觉的能力,其核心是留心、反思与重建。化学学科中的自我认识能力表现为:了解自己学习化学知识的方法,学习化学的状态,以及清楚地知道自己学习化学的潜能。[1]

从多元智能理论角度看,化学教学的目标,就是要通过化学基本概念、原理、元素化合物知识、化学实验等内容的教学,从根本上提高学生的化学学习能力,促进学生形成化学学科的科学素养。通过多元化的课堂教学方式,开发每个学生的潜能,促进每个学生的全面发展。多元智能理论所倡导的教学观是一种个性化的、因材施教的教学观。也就是说不论是何种课型,什么样的教学内容,都必须使学生在”知识与技能”,”过程与方法”,”情感态度与价值观”三方面得到统一和谐的发展。[2]

2、多元智能理论下的教学设计

在多元智能理论下,通常认为作为课的教学设计,都应符合下述设计模式:

设计体现学生多元智能发展的教学目标群;

对学生原有智能水平以及强项与预期学习目标差

距,设计能消除目标差的学习内容;

根据学习内容,设计符合教学规律的教与学双边活动的策略;

根据选定的教学策略,设计合适的方法和媒体;

预期反馈信息,设计相应采取的对策;

设计能体现本课学习目标”智能展示”评价。[3]

在此,笔者结合自己的教学实践,具体谈如何在高中化学教学中落实上述设计模式。

2.1 元素化合物知识的教学设计

元素化合物知识是高中化学学习的主要内容之一,它以65%左右的比重,构成了现代中学化学教材的主体内容。元素化合物知识一方面是构成现代社会普通公民基本科学素养的要素之一,另一方面它又是学习化学概念、化学原理和化学实验等化学知识以及学习其他自然学科的基础。因此,元素化合物课成了化学课的课型中最重要的一类课。元素化合物知识以大量叙述性材料为特征,属于陈述性知识,是一种掌握事实的学习,学习时易使学生产生兴趣,却难以使学生的注意力保持长久。因此,元素化合物知识的教学设计与实践应符合下面三个要求:

2.1.1

充分利用基础理论的指导作用,揭示知识之间内在联系

元素化合物知识以叙述性材料为主,故显得知识点分散,记忆量大。应及时对知识进行向比较、纵向联系,将之联线结网:(1)要有意识地用学生能接受的化学理论作为中心,合理展开元素化合物知识的教学。例如以元素周期表为界,”表前元素”的学习宜采用归纳法,从个别到一般,将元素性质的理解向原子结构、元素递变规律的方向归纳;而”表后元素”的学习,则应采用演绎法,从一般到个别,用元素周期表的理论知识指导各分族具体的元素性质的学习。(2)要抓住性质重点。物质的存在、制法和用途都与性质直接相关。而事物之间必然会存在一些内在的联系,元素化合物的教学设计必须揭示出这种联系。(3)帮助学生明了物质之间相互衍变的关系。各主族元素的学习若不构建好各主族元素单质与其主要化合物之间的关系网,有机化学的学习若不抓住”醇—醛—酸—酯”之间的衍变关系,元素化合物的知识仍是无序的。应该将这些线索或明或暗地贯穿渗透于教学的全过程。

2.1.2

以实验为基础创设学习情景

元素化合物知识的学习如果离开实验、模型或其他直观手段,仅凭教师的口述和板书,学生是无法获得生动准确的感性知识的。他们只能是死记硬背,随着所学内容的增多,容易产生”前摄和倒摄抑制现象”,导致知识杂乱、混淆。如果在教学中注意使用化学实验和其它直观教学手段,让学生们注意观察、认真思考、正确描述,就能使学生清楚、准确地认识物质及其变化规律。这样做还能增强学生的学习兴趣,强化学生的形象思维,帮助他们理解和记忆这些重要的知识,充分挖掘学生的自然观察智能。为此要充分开发化学实验的各种功能:首先,实验的设计与组合要能深刻地揭示反应规律,有利于掌握化学事实。第二,实验要能激发、调动学生的兴趣和思维。[4]

2.1.2 紧密联系社会、生产生活实际

元素化合物知识的教学设计无论是为了提高学生兴趣,还是为了培养学生的知识运用能力;无论是为了基础知识的学习,还是为了提高学生的科学素养,都有必要体现”化学与社会”这个主题。因为只有重视元素化合物与社会、生活、环境、科技的密切联系,才能通过元素化合物的教学,培养学生的社会责任感和热爱科学的情感。使他们关心环境、能源、材料、卫生等与现代社会有关的化学问题,从而最终激发学习化学的兴趣和欲望。[5]

2.2 化学概念和化学理论知识的教学设计

化学概念和化学理论都是抽象概括性比较强的知识,比较难理解,但对它们的学习又十分重要。概念是同类事物的共同特征的反映,概念学习实质上是认识同类事物的共同本质特征。有关概念学习的理论认为概念由以下四部分组成:

概念名称;

概念属性(关键特征):概念的一切正例的共同本质属性;

概念例证:同类事物的正例和反例;

概念定义:同类事物共同本质属性的概括

以上四部分构成了概念整体。在概念的教学设计中,应充分体现对概念的分析。根据学习心理理论,概念的学习主要有两种形式:概念形成和概念同化。”概念形成”指学生从大量同类事物中,通过辨别、概括,抽象出其本质属性。由于概念是通过大量处于下位的具体例证概括抽象形成的,因此这是一种上位学习。”概念同化”指学生利用原有认知结构中适当的概念图式来学习新的概念,这是一种下位学习。[6]它要求学生认知结构中具有同化新概念的上位结构,并且上位结构越巩固清晰,新的下位概念就越容易被同化。

概念的形成和概念的同化是概念学习的两种重要形式,这两种学习所要求的学习条件和心理过程不同。[7]概念形成要求有足够的正、反例证,通过辨别、发现和抽象得出概念的本质属性。概念同化则要求学生已有认知结构中必须具有同化新材料的有关概念,学生要在辨别新概念与原有上位概念的异同中产生新概念,并将新概念存入更新了的概念网络。在化学学习过程中,概念形成和概念同化两种方式是相互联系、不可分割的。当学习者具备较多的知识积累和较强的认知能力时,概念同化的学习方式更多地被采用;而当学习者的认知结构中缺少必要的相关知识时,概念的学习则更多采用概念形成的方式。

根据上述概念学习的理论以及大量的化学教学设计的实践,化学概念(或理论)知识的教学设计,应符合下述设计要求:

概念(理论)教学要提供尽可能充足的化学事实(实验、标本、模型或数据图表等),帮助学生建立概念。

重视概念建立过程的教学。要注意运用准确、简明和逻辑性强的语言,抽象化学事实与化学现象的本质属性,分析新概念与原有概念的异同。

要通过正反例证的分析以及对概念的内涵、外延、条件的讨论,帮助学生理解概念。

要在初步建立概念的基础上,及时通过概念的运用,巩固概念。并在后续学习中发展概念。

在化学概念和化学理论知识的教学设计中,不应该停留在”结论加习题”的层面上,应提倡过程教学,因为建立概念或规律的过程,本身就是科学方法的训练和思维能力培养的过程。在此过程中,学生不仅能学会分析、推理、抽象和归纳,还能从中体会并掌握科学方法,培养科学品质。否则,尽管学生也能解答习题,但化学教学给予学生的,不是如何”学化学”,而是”考化学”而已。

2.3化学计算和化学用语知识教学设计

化学计算和化学用语是两类不同的教学内容。但两者又有许多相近之处:化学计算和化学用语的教学都是以对化学基本概念、基本原理的准确理解为基础的,都必须遵循和反映客观的化学事实;化学计算和化学用语书写都是中学化学要培养的重要化学基本技能,属于课程目标中的”知识和技能”范畴,它们的教学都具有明显的技能教学特征,因此教学设计应多采用讲练结合的方式。正是这些共同点的存在,研究者往往把这两部分在表面看似不相干的内容的教学设计放在一起进行讨论。[8]高中化学计算类型繁多,化学用语的范围也十分广泛,但都可纳入技能教学的范畴。因此,在进行教学设计时,应符合下面几个要求:

2.3.1根据教学目标和学生实际开展范例教学

技能学习最宜采用范例教学的方式,而”举例说明”是范例教学最通用的方法。化学计算和化学用语的教学若离开了具体的实例,只是由教师将枯燥的方法、规范和步骤进行罗列,则不管教师表达如何清晰,学生也是不得要领的。因此,化学计算和化学用语的教学应以”范例教学”为中心。开展范例教学要注意以下几点:首先,举例必须符合教学目标及本班大多数学生的认知水平;第二,举例必须精练、典型;第三,所举实例的呈现顺序要经过合理的安排,符合”最近发展区原则”,发挥学生的”自我效能感”,尽量使呈现序与学生认知序产生”共振”。

2.3.2 通过程序性知识的教学,培养学生的心智技能 化学计算与化化学用语知识大多属于程序性知识,因此,在教学设计时要注意”过程和方法”,通过程序性知识的教学,培养学生的心智技能,这是针对当前一些教学上的弊端而提出的教学设计要求。目前较为普遍的通病

是在分析例题时重步骤、规范而轻原理、过程,对于在背后支撑这些具体步骤的化学概念、化学原理,例如质量守恒、电子守恒、离子方程式的概念等等,往往只在讲步骤前作为原则提一提,讲解例题时并没有认真分析,概念和原理成了游离于教学主体内容以外的东西。事实上,它们应该成为化学计算和化学用语教学的主线。虽然这两部分知识的学习都有明显的技能学习的特征,但这种技能是一种以概念原理的理解和运用为特征的心智技能,不能把它等同于以动作模仿为特征的技能。那种只重视具体方法步骤的教学是建立在培养技能模仿层面上的,虽然这么做也能让学生熟练掌握一些基本技能,但并不利于学生智力的发展,不利于学生体会化学的思想,也不利于学生解决与之相关的稍为复杂的化学问题。

以上论述了多元智能理论下高中化学教学设计及其具体要求。相信,只要在教学实践中认真加以落实、执行,我们提高课堂教学效率,优化教学过程的努力才会更理性、更有成效,才能更好地为社会主义现代化建设培养各类人才。

参考文献

[1]霍华德·加德纳(Howard·Gardner).多元智能[M].沈致隆译.北京:新华出版社,2003,8(2):9-10.

[2]中华人民共和国教育部编.普通高中化学课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2004.

[3]查有梁.课堂模式论[M].南宁:广西教育出版社,2001,(4):43.

[4]袁振国.教育研究方法[M].北京:高等教育出版社,2003,(5):210-211.

[5]解守宗.中学化学教学与实践研究[M].北京:高等教育出版社,2003,6:107-109.

[6]高 文,钟启泉.现代教学的模式化研究[M].济南:山东教育出版社,2000,(5):110-112.

多元化教学模式概念范文第2篇

关键词:学习环模式;中学化学教学;化学能与热能;5E学习环

文章编号:10056629(2014)4002604 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

学习环是20世纪60年代美国学者阿特金和卡普拉斯在科学课程改革研究中提出来的一种科学教学模式。它基于皮亚杰的认知发展理论,以科学探究为核心,本质是教学流程的模式化[1]。它被誉为“指引科学教学走出困境的一座灯塔”[2]。我国在20世纪80年代已引入学习环模式[3],其中以刘知新先生为代表的老一辈化学教育工作者发挥了重要作用。当前我国化学教学模式百花齐放,但水平参差不齐,尤其绝大多数模式都拘泥于某一类知识或者某一知识点,很难大范围推广使用。笔者在研究了多种化学教学模式理论之后,发现学习环模式仍然是比较适合化学教学的有效模式,尤其对新教师而言,学习环模式操作简便、易于掌握。

1 学习环模式理论概述

1.1 学习环的分类

根据所学知识性质和对学习结果要求的不同,学习环分为三种类型:描述型学习环、经验-诱导型学习环和假设-演绎型学习环[4]。这三类学习环的侧重点和对学习结果的要求如表1所示[5]:

学习环有多种多样的表现形式,一般包括探索、发明和应用三个环节[6]。以探索为开端,学生从事各种探索活动,在已有经验的基础上产生认知冲突,自发地形成新的观点;发明阶段,学生对发现的新观点或想法命名,教师帮助学生澄清错误观念,形成科学概念;概念应用阶段,学生把新概念应用到不同的情境中去。这三个环节是一个有机的循环系统。在该过程中,教师只需提供必要的指导即可。

1.2 学习环的特点

学习环是一种行之有效的科学教学模式,它以科学探究为核心,但又区别于一般的探究教学,有其自身的特点[7]。

(1)系统性。它以探索为起点,让学生通过探究,自己习得概念的内涵,继而拓展、应用概念解决问题。概念的探索、发明和应用是一个完整的过程。

(2)循环性。探索――发明――应用――再探索……是一个循环往复的过程,但又不是简单的重复,而是一个螺旋上升的过程,每一次循环都是对上一次探索的提升。

(3)广泛性。学习环模式是理科教学的经典模式,可以广泛应用于不同的学科或同一学科的不同课程中。实践已经证明,它在数学、物理、化学、生物等学科都具有较强的适用性[8]。

1.3 学习环的典型模式

学习环模式自从被提出后就得到广泛研究,并有了较大的发展,产生了很多不同的变式。其中比较典型的有5E学习环、元认知学习环和CAT学习环。

(1)5E学习环。包含的步骤是:参与(Engagement)―探究(Exploration)―解释(Explanation)―精致化(Elaboration)―评价(Evaluation)(其关系如图1所示)。由于上述5个环节都是以“E"(英文)开头,所以被称为5E学习环[9]。

(2)元认知学习环。将科学教学过程划分为四个基本阶段,分别是概念评价/状况检查、概念探索/状况检查、概念介绍/状况检查、概念运用/状况检查,其中状况指学习者构建知识的四个条件,即不满意性、可理解性、合理性和丰富性[10]。

(3)CAT学习环。认为概念学习必须经历认知冲突(Cognitive Conflict)、抽象概括(Abstract & Generalization)和迁移运用(Transfer Practice)这三个基本环节,取这三个基本环节第一个英文单词首字母,将这个学习环简称为CAT学习环[11]。

以上几种模式是在学习环发展的过程中形成的几种比较经典的模式,它们一般是综合运用三种类别的学习环。当然,在运用不同类别学习环时,其侧重点会有所不同。例如5E学习环,比较适合探究教学,一般使用经验-诱导型学习环和假设-演绎型学习环频率较高;元认知学习环则较多使用描述型学习环和经验-诱导型学习环;CAT学习环则使用假设―演绎型学习环和描述型学习环较多。

2 学习环在中学化学教学中的应用

学习环模式在化学教学中有着广泛的应用。下面以5E学习环为例,笔者设计了人教版化学2(必修)“化学能与热能”的教学案例并进行教学实践,展示了学习环模式在中学化学教学中的应用。教学过程主要由五个部分组成:E1参与、E2探究、E3解释、E4精致化、E5评价,其中探究和解释是设计的核心。总体流程如图2所示。

2.1 参与阶段

参与阶段是教学过程的开始,起着明确学习主题和探究方向的作用,并且可以激发学生学习兴趣,调动学生积极性使其主动参与学习(见表2)。

评析:通过这一环节,创设学习情境,从身边最常见的实物入手,引导学生思考生活现象背后的化学原理,引起学生的思维共鸣,激发探究欲望。在教师适当提示下,学生认识到暖宝宝发热原理,即化学反应可以放热,进而将这一思想推广到生活中其他常见的实例,从而形成一个“探索――发明――应用”的小循环。

2.2 探究阶段

探究阶段是5E模式的主体,学生在这一阶段可以习得知识、掌握技巧。教师要为学生创造直接参与实验探究的机会和条件,让学生清楚探究目的和注意事项,充分参与实验探究,让学生的猜想在亲自参与实验探究的过程中得以验证(见表3)。

评析:紧接上一环节的认识――化学反应放热,本环节设计了系列实验探究,让学生直观认识到有些反应是放热的,有些反应是吸热的,从而引发认知冲突,进一步激发探究欲望,思考其中蕴含的化学原理。本阶段通过实验探究,让学生积累了一定的实验事实――化学反应可以分为放热和吸热,从而为解释阶段做铺垫。

2.3 解释阶段

解释阶段,学生总结上一环节探究所得经验,试从化学角度解释探究环节中的疑惑,并将之转化成可表达的概括性语言。教师要适时适度地引导学生,帮助其转变错误概念或非科学性认识,建立科学概念(见表4)。

评析:让学生从微观和宏观角度思考化学反应伴随能量变化的原因,引导学生总结判断化学反应吸热放热的方法,并通过实例讲解,帮助学生加深理解。此处本身也是一个“探索――发明――应用”的小循环。

2.4 精致化阶段

精致化阶段的目的是让学生“学以致用”,能运用所学知识在新的情境下解决问题,使学生的理论知识得到升华。习题的量可由具体课时内容与知识点难度决定(见表5)。

评析:学生通过应用知识解决问题,加深了对所学概念的理解。在精致化阶段,教师应注重教授利用知识从多个角度解决问题的方法,案例中所展示的仅为一个片段。学生通过本阶段的学习,初步学会应用知识,更深层次的复杂问题的解决,还需课后继续巩固。

2.5 评价

评析:评价可以分为两类,即过程性评价和总结性评价。同时,评价的主体也存在两个方面,即教师和学生。其目的是反馈问题,调整教学策略,优化教学。

3 对课堂教学的启示与思考

学习环模式在化学教学尤其是探究教学中有很强的可操作性,为教师开发教学设计提供了一种范式,其三种变式使其具有广泛适用性。当然,模式只是一种参考,化学教师在开展具体的教学时,要以自己所处的教学环境、学生情况而定,不可僵化照搬模式,应当活学活用。在应用学习环模式时,需要注意以下几点:

3.1 灵活选用学习环,提高教学效果

学习环模式揭示的是学生获得科学概念的一般过程,以此开发的教学过程能更好地使学生理解所学概念。在运用学习环设计教学时,一定要充分结合学科知识体系,针对知识特点设计,如化学教学中的元素化合物知识、基本概念和理论等知识,在使用学习环时,可以分别使用5E学习环和CAT学习环,甚至某些地方穿插使用不同学习环等,教学中每一个概念或原理的解释也可以设计成一个学习环,一个学习课题则是一个大循环。例如,在教学中,探索――发明――应用是不断循环的过程,在以上案例中的参与环节,就有对暖宝宝发热原理的探索,然后提出可能合理的解释即暖宝宝发热是由化学反应所致,最后将化学反应放热迁移到生活实例。因此,要准确理解学习环的内涵以及不同类型学习环的特点,做到灵活选用。

3.2 合理设计教学环节,优化教学过程

学习环模式倡导教学应是一个探索――发明――应用的过程,具体安排教学时,均有其固定流程,但这并不是机械地将教学过程划分为若干个环节,各环节是一个有机整体,因此在开发教学设计时一定要注意不能割裂教学过程。在设计教学环节时,还应特别注重问题情境的设计。学习环倡导教学过程的推进应依靠问题情境激发学生的认知冲突和探究欲望,进而通过探究获得概念原理,最终引入概念名称,习得新知。好的问题情境可以自然地推进教学进程。因此,问题的设计显得尤为重要,问题难度不能太高又要让学生必须通过探究或思考才能得出合理解释。另外问题必须具有可探究性,即教师要在问题中包含正确的思考方向。如案例中让学生根据产品说明书思考暖宝宝发热原理,明确了探索方向,避免了探索的盲目性;思考化学反应能量变化原因时,指明从宏观还是微观角度思考。这正是教师发挥学习引导者作用的体现。

3.3 善于运用评价反馈,调整教学策略

学习环模式特别注重评价的作用,尤其是5E学习环,将其作为一个单独的环节提出。评价贯穿于学习环模式的教学全过程,每一个概念的探索,每一个问题的解答,都有相应的评价。教师可以通过评价探查学生的学习状态,了解他们对概念的理解程度,同时也可以通过学生的反馈了解自己的教学行为是否有效,进而调整教学策略,改善教学行为,最终提升整体教学效果。在课后更要善于收集和分析学生的反馈信息,总结教学过程中师生的表现,发现教学中的不足,查漏补缺,改进教学策略,以期不断优化教学,构建高效课堂教学模式。

学习环模式是众多教学模式中的一种,在理科教学中的实用性已被大量实践证明。当前,我国课程改革提倡科学探究,但很多一线教师尤其是年轻教师往往不知该如何组织探究教学,或是探究表面化,或是限于个人经验而缺乏理论指导[12],这些都不利于探究教学的大规模开展。学习环正是为广大一线教师在具体操作层面上提供了一种可供借鉴的较成熟模式,但如何更好地切合自己的教学,还需要教师在教学中具体地探索。只有不断的探索――发明――应用,才能更好地发展化学教学的艺术。

参考文献:

[1]孔耀.谈“5E学习环”教学模式在高中化学教学中的实践与探索[J].化学教与学,2012,(3):43~45.

[2] Wise K, Bluhm W J. Scientific Observation and the Learning Cycle: Burning the Candle at Both Ends [J]. Journal of College Science Teaching,2007,37(3):58.

[3]刘知新.化学课堂教学模式初探[J].化学教育,1982,(5):24~27.

[4]杨东移.学习环运用于高中化学教学的研究[D].苏州:苏州大学硕士学位论文,2011.

[5] Wulfsberg Gary. A Piaget Learning-cycle Laboratory Approach to Teaching Descriptive Inorganic Chemistry [J]. Journal of Chemical Education,1983,60(9):725.

[6]何长庚.“探索-研讨-练习”三环教学法初探[J].化学教学,1988,(2):2~6.

[7] Fowler Linda S. An Application of Piaget’s Theory of Cognitive Development in Teaching Chemistry: The Learning Cycle [J]. Journal of Chemical Education,1980,57(2):135~136.

[8][11]林静. CAT:基于学习科学的科学概念学习环[J].全球教育展望,2009,(10):31~35.

[9]吴霞玲,刘娟娟.浅析“5E学习环”在初中化学教学中的运用[J].化学教育,2012,33(5):28~30.

多元化教学模式概念范文第3篇

一、传统医学教学模式的局限性

目前,我国医学教学课程内容繁多,涉及面广,有自然科学和社会科学,生理和病理等,需记忆的内容多,学生普遍感到学习负担较重。由于各种原因,目前,医学教学以课堂教学为主,学生以接受学习为主,认知方式以记忆为主,学生综合运用知识解决问题能力有待提升,批评和创新精神有待加强,因此急需进行医学教学模式改革。医学课程内容包括的大量基本事实、原理、规律等,多与概念有关,概念是理论的基础和精髓,也是思维过程的核心,很多医学课程适合概念图教学,因此,笔者倡导将概念图应用到医学教学过程中,以实现:(1)运用概念图加强医学生意义学习。通过概念图了解学生原有认知结构,在学习新概念和命题时,能够加强与原有认知结构的结合,即D.P.Ausubel的有意义学习理论,知识可以保持更长久,利于迁移和后续学习。(2)运用概念图改变医学生的认知方式。学生批判思维和创新能力与认知方式有关。认知方式是个体对外部世界稳定的知觉形式和概念归类模式。通常有:记忆、规则、质疑、应用几种。有研究表明,学生运用概念图学习时主要采用以规则为主的认知方式,在学习新概念时,通常习惯于分析概念之间的关系,善于批判和创新运用。(3)概念图作为医学教学评价工具,适用于形成性评价和总结性评价。概念图答案往往是开放的,利于学生思维的发散及创造力的激发,但又不是完全没有范围,构建科学、合理、便捷的评价系统是今后研究的重点内容之一。

二、基于概念图的医学教学模式研究现状

概念图首次由美国康奈尔大学J.D.Novak教授提出,被国外广泛用作教学工具,在医学教育领域中,对概念图研究主要体现在两大方面:(1)概念图作为认知工具,包括:概念图对有意义学习的促进作用,对批判思考和解决问题能力的发展[2];以及探索概念图的有效教学方法,如与基于问题学习(PBL)相结合[3]等;还有影响概念图教学效果因素,如反馈的重要性[4]等。(2)概念图作为评价工具:Novak在提出概念图同时,也给出了概念图评分系统。自1995年之后,基于不同的评估任务及作答形式产生了许多评分系统,其中M.A.Ruiz等提出的三种评估法[5]和J.R.McClure等提出了六种评分法[6],是引用最为广泛的概念图评估理论。1990年,概念图理论第一次由方展画教授引入中国教学领域[7],之后概念图教学研究成果逐步增长,21世纪后显著增加,引起我国教育者的极大关注,研究对象主要分布在基础教育阶段,高等教育较少,学科则偏向于生物、化学、物理等理科教学,研究内容主要探讨概念图应用于学科教学的方法。概念图教学具有提高学生批判思维和创新能力的优势,但我国医学教育一线的师生对概念图的认知率较低,在中国知网(CNKI)中,以“概念图”为关键词,进行检索,以“医学教育”作为学科类别进行过滤,共搜索到相关文章为35篇,主要研究将概念图应用到护理、遗传学、生物学、医学文献检索等课程教学中,护理学教学居多(18篇),研究范围包括利用概念图培养学生批判思维[8]、与PBL教学相结合提高教学效果[9]、概念图作为学习策略等,取得了一定的研究进展,但实证研究相对来说比较缺乏、对概念图评价体系研究较少,概念图的优势还没有引起医学教育者的足够重视。

三、基于概念图的医学教学模式实施方法

文章倡导以概念图为切入点,改革医学教学模式,通过基于概念图的学习,改善学生的学习方式、认知方式和教学评价方式等,探索出符合我国教育情境的概念图医学教学体系,提高学生综合运用知识解决问题的能力,变线性思维模式为整体思维模式,促进批判性思维能力和创新能力提高。具体实施方法从以下几个方面探讨:

1.积极探索基于概念图教学模式的理论基础,指导教学模式的实施。包括有意义学习理论、建构主义学习理论等为概念图教学的展开、发现学习法的实施提供理论指导;研究认知心理学理论,如认知负荷理论、图示理论等以更好了解学生认知状态,为概念图教学提供参考;社会心理学理论为分组学习提供借鉴等。

2.从基于概念图教学模式操作程序看,过程大致如下,根据实际实施效果及存在问题调整。(1)向学生介绍概念图学习的一般程序,使学生适应这种学习方法,明确学什么、怎么学,达到什么程度;(2)根据划分好的教学单元,按预定教学计划,对全体学生集体讲授概念图;(3)单元教学结束后,进行单元的形成性评价,可以分个人评价或小组评价;(4)分析测试结果,以达到80%-85%正确率为掌握。对未达目标学生,通过个别辅导、小组合作等进行纠正;(5)再进行一次形成性测验,到大部分学生掌握后,转入下一单元学习。如此循环往复,直至全部教材学完。(6)全班总结性评价。

多元化教学模式概念范文第4篇

以高中《化学2》中《化学平衡状态》作为案例,利用CPUP模型对构成课堂教学内容的板块内容、构成板块内容的单元内容和构成单元内容的基元内容进行解析,找出板块内容之间、单元内容之间和基元内容之间的逻辑关系。走进化学课堂内部,剖析化学课堂教学内容,找出内在规律,为化学教师进行教学设计提供一种新的思路和理论依据,并对授课教师提出合理化的建议。

[关键词]

CPUP模型;单元内容;基元内容

一、问题的提出

在开设高级别公开课之前都有一个环节叫试讲,授课教师先进行教学设计、授课,其他教师进行评课,根据自己的教学经验提出建议和改进意见,往往比较盲目,比较浮在课堂表面。如何提出有针对性的建议,更快更有效地提高授课教师的教学有效性,就应该走进化学课堂内部,剖析化学课堂结构,解析教学内容,从而找出内在规律来构建起评价化学课堂有效性的方法是很有必要的,且是可行的。东北师范大学郑长龙教授课题组在对课堂教学有效性进行系统研究时,实现了对化学课堂教学精细化研究,从内容维度上构建起了化学课堂内容结构的CPUP模型,对化学教学理论有了新的研究思维拓展的同时,也对一线化学教师进行有效化学教学设计提供了参考途径和理论依据。

本文通过利用化学课堂内容结构的CPUP模型,对一位化学教师《化学平衡状态》一节常态课的课堂进行解析,分析课堂教学内容,评价化学课堂教学质量。为高中化学教师的备课、课堂教学、评课及反思等提供了新的视角和途径,为教师的专业化发展提供帮助。

二、化学课堂教学内容结构的CPUP模型

郑长龙教授及其课题组根据系统科学理论,提出一节化学课的课堂内容(ClassContent)是由一个或几个板块内容(PlateContent)构成;板块内容(PC)指化学课堂教学中一个教学板块所承载的教学内容,板块内容(PC)由一个或多个单元内容(UnitContent)构成;单元内容(UC)是由一个或多个教学行为链组合成的完整且相对独立的化学学习单元的教学内容,单元内容又由一个或多个基元内容(PrimitiveContent)构成,一个基元内容(PrC)是一个教学行为链承载的化学学习内容,也就是不能再分的最小教学内容的承载单位。这样,课堂内容(ClassContent)―板块内容(PlateContent)―单元内容(UnitContent)―基元内容(PrimitiveContent)就构成了化学课堂内容结构的CPUP模型。

三、《化学平衡状态》课堂教学内容的解析

(一)《化学平衡状态》课堂教学板块内容解析

(1)课堂教学的板块内容

《化学平衡状态》课堂教学内容分为四个板块:

板块1(PC1) 可逆反应的概念

板块2(PC2) 化学平衡状态建立过程

板块3(PC3) 化学平衡状态的概念

板块4(PC4) 化学平衡状态的特征

(2)课堂教学板块内容的逻辑关系

化学课堂教学板块内容之间的关系有三种类型:并列联结方式、递进联结方式和从属联结方式。

结合《化学平衡状态》的课堂教学实录和化学学科知识本身的逻辑关系,能够确定这四个板块之间为递进联结方式。授课教师分析可逆反应的概念,进而通过学生分析具体的反应NO2和N2O4相互转化时的具体数据和作图像理解化学平衡状态建立的过程,探究讨论可逆反应中各物质的变化得到化学平衡状态的概念,最后学生通过概念和平衡建立过程归纳出化学平衡状态的特征。

(二)《化学平衡状态》课堂教学单元内容解析

(1)课堂教学的单元内容

板块1(PC1) 可逆反应的概念

单元内容(UC1) 可逆反应的概念

板块1主要是理解可逆反应的概念,为完成这个板块主要设计了1个单元内容,教师通过讲授的方式解读可逆反应的定义,再对定义中的关键词进行剖析,学生主要是通过倾听来理解可逆反应的概念。

板块2(PC2) 化学平衡状态的建立过程

单元内容(UC2) 根据所给数据画反应物、生成物的浓度随时间变化曲线图

单元内容(UC3) 根据所做物浓度―时间图,画速率――时间图

单元内容(UC4) 分析化学平衡状态的建立过程

板块2主要是理解化学平衡状态的建立过程,是本节课的重点和难点,教师设计了3个单元内容。老师用“引导―探究”的教学方式,引导学生完成导学案中具体可逆反应的数据分析和完成反应物和生成物随时间变化曲线图和速――时间图,通过问题探究,学生进行讨论整个反应过程中正、逆反应速率,反应物、生成物浓度的变化情况,速率变化与反应物、生成物浓度变化的联系,两个图像中各关键点表示的意义。还有当正、逆反应速率相等时,反应物、生成物浓度和含量如何变化等使学生理解化学平衡状态的建立过程。

板块3(PC3) 化学平衡状态的概念

单元内容(UC5) 化学平衡状态的概念

板块3主要是归纳出化学平衡状态的概念。在化学平衡状态建立过程的问题探究后,通过类比和图像比较容易得出化学平衡状态的概念,且举例加深理解。

板块4(PC4) 化学平衡状态的特征

单元内容(UC6) 化学平衡状态的特征

板块4是学生已经对化学平衡状态的建立过程和概念比较熟悉之后,分析了具体可逆反应过程后可归纳出化学平衡状态的特征。本板块只设计了一个单元内容,讨论分析特征的同时间接得出判断化学平衡状态的标志,用习题加以巩固。

(2)课堂教学单元内容逻辑关系

同一板块内容中的单元内容结合在一起可称作单元内容链,课堂单元内容链类型有有四种:层进式、并列式、混合式和单独式。

在本节课各板块中,板块(PC1)、(PC3)、(PC4)各只有一个单元内容(UC),这三个单元内容的逻辑关系是单独式。而板块(PC2)有三个单元内容(UC2)、(UC3)、(UC4),单元内容(UC2)和单元内容与单元内容(UC3)是层进关系,而单元内容(UC2)、(UC3)、(UC4)是属于混合式。单元内容(UC4)与单元内容(UC5)、(UC6)之间是递进关系,因此,课堂单元内容之间的关系是混合式的。

(三)《化学平衡状态》课堂教学各单元内容下基元内容解析

(1)课堂教学各单元内容下的基元内容

分析本节课的课堂教学,对每个单元内容进行分解,确定了共30个基元内容如下:

单元内容(UC1) 可逆反应的概念

基元内容(PrC1) 可逆反应的定义

基元内容(PrC2) 对同一条件下的解析

基元内容(PrC3) 分析氯气和水反应中的分子和离子的种类

基元内容(PrC4) 分析二氧化硫与氧气反应中O-18原子的物质中的存在

单元内容(UC1)主要是为了理解可逆反应的定义,为完成这一单元的内容,主要用了4个基元内容。首先给出可逆反应的定义,特别强调同一条件下,用三个可逆反应为例分析可逆反应不能进行完全,以此解读概念。

单元内容(UC2) 根据所给数据画反应物、生成物的浓度随时间变化曲线图

基元内容(PrC5) 分析所给坐标图中横、纵坐标表示的意义

基元内容(PrC6) 分析表格中的数据的特点

基元内容(PrC7) 老师指导学生画图

基元内容(PrC8) 图中反应物和生成物浓度的变化趋势

单元内容(UC2)是要根据所给的具体实例的数值进行做图,从浓度变化的角度分析可逆反应中反应物和生成物浓度随时间变化的的规律,设计了4个基元内容,先让学生明确图中纵、横坐标的意义,进而分析所给数据,作图后可清晰明确反应物、生成物浓度的变化。

单元内容(UC3) 根据所做物质浓度―时间图,画速率―时间图

基元内容(PrC9) 分析所给坐标图中横、纵坐标表示的意义

基元内容(PrC10) 探究讨论1,速率变化与反应物、生成物浓度变化的关系

基元内容(PrC11) 老师指导学生画图

基元内容(PrC12) 分析图中重要点代表的意义

单元内容(UC3)是作速率―时间图,但所给的数据是在不同时间反应物、生成物浓度,在作图前应明确物质浓度与反应速率的关系,涉及到影响化学反应速率的因素。本单元设计了4个基元内容,强调图中重要点所代表的意义,初步形成化学平衡状态建立过程。

单元内容(UC4) 分析化学平衡状态的建立过程

基元内容(PrC13) 分析60秒后N2O4浓度不为零的原因

基元内容(PrC14) 分析60秒后N2O4浓度保持不变的原因

基元内容(PrC15) 指导学生阅读教材中对化学平衡建立过程的描述

基元内容(PrC16) 学生分析讨论两图

基元内容(PrC17) 总结化学平衡状态建立的过程

单元内容(UC4)是对上面2个单元内容的归纳和总结,设计了5个基元内容,重点分析PrC13和PrC14,以及两个图像。由于60s后N2O4浓度不为零,说明反应不能进行完全,从速率―时间图中,60s后速率不为零,且浓度又保持不变,说明反应达到平衡。用图像表示化学平衡建立的过程清晰明了。

单元内容(UC5) 化学平衡状态的概念

基元内容(PrC18) 化学平衡状态的定义

基元内容(PrC19) 化学平衡状态研究对象

基元内容(PrC20) 化学平衡状态研究的条件

基元内容(PrC21) 探究讨论2

基元内容(PrC22) 举例

基元内容(PrC23) 化学平衡状态的本质

单元内容(UC5)是通过化学平衡状态的建立过程得到了化学平衡状态的定义,为深刻理解化学平衡状态的概念,本单元内容设计了6个基元内容,首先给出化学平衡状态的定义,分析化学平衡状态研究的对象是可逆反应,研究的条件是必须在一定条件下即影响化学反应速率因素如浓度、温度、压强等条件一定时,从问题探究2的讨论可得出化学平衡的本质是正反应速率等于逆反应速率。

单元内容(UC6) 化学平衡状态的特征

基元内容(PrC24) 分析化学平衡研究的对象

基元内容(PrC25) 化学平衡状态的反应速率关系

基元内容(PrC26) 分析化学平衡状态时反应物、生成物和含量

基元内容(PrC27) 探究化学平衡状态研究条件的原因

基元内容(PrC28) 化学平衡状态的特征

基元内容(PrC29) 判断化学平衡的状态的标志

基元内容(PrC30) 练习

单元内容(UC6)是通过化学平衡状态的建立过程和概念得到化学平衡状态的特征,初步学会如何判断一个反应达到化学平衡状态。本单元内容设计了7个基元内容,从化学平衡研究的对象可知,第一个特征是“逆”;从化学平衡状态本质分析,达到化学平衡时反应没有停止,而是正反应速率和逆反应速率相等,得到特征“动”“等”;从平衡状态时反应物和生成物的浓度、含量的不再发生改变,得到特征“定”;在化学平衡的概念中强调在同一条件下,是因为条件改变,平衡就要被破坏,直到达到新条件下的平衡,这就是特征“变”,也就是将要学习的化学平衡的移动。因此从化学平衡状态的特征“逆、动、等、定、变”,可判断一个反应是否达到平衡,达到应用的目的。

(2)课堂教学各单元内容下基元内容的逻辑关系

同一课堂单元内容中的各基元内容课堂基元内容结合在一起成为基元内容链,也有四种类型:层进式、并列式、混合式和单独式。

单元内容1(UC1)中有PrC1、PrC2、PrC3、PrC4共4个基元内容,基元内容PrC2、PrC3和PrC4都是为了说明什么样的反应是可逆反应,是并列关系,而PrC1与它们是递进关系,所以这4个基元内容形成的链的类型是混合式的。

单元内容2(UC2)中有PrC5、PrC6、PrC7、PrC8共4个基元内容,PrC5、PrC6中的分析坐标和分析数据都是为了更好的画图,它们是并列关系,它们与PrC7为递进关系,作图的目的也是为了分析变化趋势,PrC7和PrC8又是递进关系,4个基元内容形成的链的类型是混合式的。

单元内容3(UC3)中有PrC9、PrC10、PrC11、PrC12共4个基元内容,PrC9、PrC10是并列关系,它们与PrC11、PrC12为递进关系,4个基元内容形成的链的类型是混合式的。

单元内容4(UC4)中有PrC13、PrC14、PrC15、PrC16、PrC17共5个基元内容,基元内容PrC13、PrC14、PrC15、PrC16都是为了更好理解化学平衡建立的过程,是属于并列关系,它们与PrC17是递进关系,5个基元内容形成的链的类型是混合式的。

单元内容5(UC5)中有PrC18、PrC19、PrC20、PrC21、PrC22、PrC23共6个基元内容,PrC19和PrC20是为了更明确化学平衡的状态的研究范围,是并列关系,与PrC18是递进关系。PrC21和PrC22是为了说明平衡的本质,是并列关系,它们与PrC23是递进关系。6个基元内容形成的链的类型是混合式的。

单元内容6(UC6)中有PrC24、PrC25、PrC26、PrC27、PrC28、PrC29、PrC30共7个基元内容,PrC24、PrC25、PrC26、PrC27是并列关系,是为了说明化学平衡状态的特征是逆、动、等、定、变,它们是并列关系,与PrC28是递进关系。从特征可能归纳出化学平衡的标志,习题是化学平衡标志的应用,也是为了更好理解化学平衡状态的特征,因此PrC28、PrC29、PrC30是递进关系。因此,本单元内容中的7个基元内容形成的链是混合式的。

(四)《化学平衡状态》课堂教学中单元内容下基元内容分类及特征分析

(1)课堂教学中单元内容下基元内容分类

《化学平衡状态》课堂教学中共有30个基元内容PrC,从化学教学内容本身及功能的角度分析,不同的基元内容有相似之处,也各自有其自身的特点。基于CPUP模型上对《化学平衡状态》这一节课进行分析,找出其内在的教学规律,进行评价,因此对本节课课堂教学的基元内容进行分类。

根据化学教学内容本身的特点及功能,《化学平衡状态》课堂教学中基元内容的类别有:

概念类、解析类、探究类、总结类、作图类、应用类和理解类。

据统计课堂教学的基元内容PrC中:

概念类有2个,占7%,分别是基元内容PrC1和PrC18;

解析类有13个,占43%,分别是基元内容PrC3、PrC4、PrC5、PrC6、PrC8、PrC9、PrC12、PrC13、PrC14、PrC16、PrC24、PrC25、PrC26;

探究类有3个,占10%,分别是基元内容PrC10、PrC21、PrC27;

总结类有5个,占17%,分别是基元内容PrC15、PrC17、PrC23、PrC28、PrC29;

作图类有2个,占7%,分别是基元内容PrC7、PrC11;

应用类有1个,占3%;分别是基元内容PrC30;

理解类有4个,占13%,分别是基元内容PrC2、PrC19、PrC20、PrC22。

本节课是关于《化学平衡状态》的概念原理类教学在本节课中有2个概念类单元内容,用探究类PrC来辅助理解这些概念,再通过大量的对概念的解析和理解类PrC来强化概念的教学,及时得对所学的内容进行总结并用练习进行巩固和帮助理解。分析该课堂教学,整体各类型比例较为合适,课堂效果较理想。

(2)课堂教学中单元内容下基元内容结构特征

对基元内容进行分类就是要为了更好地深入课堂教学内部,寻找内在的可遵循的规律,从一个新的视角构建课堂教学。

根据上述基元内容的类别统计,课堂教学各单元内容下的基元内容链的连接方式如下:

单元内容1(UC1)中整个的连接是“概念―理解―解析―解析”型,连接的主干是“概念―理解―解析”;

单元内容2(UC2)中整个的连接是“解析―解析―作图―解析”,连接的主干是“解析―作图―解析”;

单元内容3(UC3)中整个的连接是“解析―探究―作图―解析”,连接的主干是“解析―探究―作图―解析”;

单元内容4(UC4)中整个的连接是“解析―解析―总结―解析―总结”,连接的主干是“解析―总结”;

单元内容5(UC5)中整个的连接是“概念―理解―理解―探究―理解―总结”,连接的主干是“概念―理解―探究―理解―总结;

单元内容6(UC6)中整个的连接是“解析―解析―解析―探究―总结―总结―应用”,连接的主干是“解析―探究―总结―应用。

四、结论与启示

(1)本文在基于CPUP模型对《化学平衡状态》一节的课堂教学进行了解析,从课堂宏观的板块内容到单元内容(UC)再到具有化学课堂教学活性的最小基元的基元内容(PrC)对其进行逐层解析,教学内容共有4个板块(PC),6个单元内容和30个基元内容。板块之间的逻辑关系主要是通过递进方式连接,课堂教学单元内容是混合型的,各单元内容下的基元内容链全部是混合型的,30个基元内容分成了7种不同的类型,且基元内容间有不同的结构特征。

(2)本课堂采用“引导――探究的教学模式组织教学,由于理论部分学习内容比较抽象,引导学生从已知的知识出发,通过用导学案对问题进行探究和讨论获取新知识,充分体现了学生的主体作用,提高学生探究问题、分析、归纳和解决问题的能力,教学效果较好。

(3)基于CPUP模型对《化学平衡状态》一节的课堂教学进行了解析,不仅仅是对中学化学《化学平衡状态》这一教学内容的教学本身有一定的价值,而且对研究化学课堂教学及其有效性的方法上起到一定的借鉴作用。

[参 考 文 献]

[1]郑长龙.化学课程与教学论新论[M].长春:东北师范大学出版社,2006.

[2]娄延果.化学课堂“教学行为对”及其组合的研究[D].长春:东北师范大学,2010.

[3]梁紫茼.化学课堂教学中的基元内容组合特征研究[D].长春:东北师范大学,2012(5).

[4]郑长龙等.课堂教学行为研究新视野[M].长春:东北师范大学出版社,2012.

多元化教学模式概念范文第5篇

【论文摘要】采用系统化和面向对象的工程化分析方法,针对教学过程,提出教学知识点的模型框架、知识点的层次结构与图结构表示,以及知识点的独立性问题。这对于教师对知识点的理解与把握,更好地组织与设计教学内容,有着较为重要的意义。

    一、知识点的定义

    知识点这个概念引起理论界的重视是在70年代以后,以人工智能科学、认知心理学和思维科学为理论基础,构建智能教学模式,建立知识库,涉及到知识点的划分问题。他们或者是按书本的章节将知识从大到小进行划分,构建网状超文本知识库,或者是完全按照知识之间逻辑关系将网状知识库分层的方法构建知识库。由此,知识点被定义为“描述教学领域知识的完整的教学单元称为知识点”。知识点可以看作是阐述某一方面、某一教学单位,同时包含相关练习及相应多媒体演示课件、相关知识链的一个完整的教学单元。如一门课程中的某一章、某一节,甚至某一节中的字、词、概念、定理、定律、公式、规律、观点等都可作为一个知识点。

    知识点包括单位知识点和复合知识点:在结构上具有不能再分割的框架结构的知识点称为单位知识点,而由相关的一组知识点组成的知识点称为复合知识点。在不同的知识层面上,单位知识点和复合知识点可以相互转化。

    教学是传授知识的过程,学生一般是以知识点为单位来学习新知识,这是由知识点的构成特点和人的认知特点共同决定的。这也决定了教师在教学活动中按逐个知识点进行教学的过程。因此,将知识划分为各个独立的知识单元,特别是将复杂的知识划分为最小的最基本的知识单元,找到某一知识项目的起始知识点,是十分必要的。它是教师教和学生学的出发点。心理学家苛勒认为,学习心理学的一项重要任务是发现认知的自然单位,但是他始终没有说明这种自然单位是什么。按笔者理解,这种自然单位即是知识单元或知识点。

    实际上,教学内容的知识点是构成整个知识概念的基本理解和记忆单元,或者说,它是知识的基本构件或模块。当教师将教学内容涉及的知识与概念分配到每个知识点时,实际上是分解了整个的教学内容,这种划分的思想有助于在宏观或微观上把握概念和教学重点。当学习者将知识单元关联起来时,就能形成概念的整体结构,并且有益于理解和复习。

    长期以来,人们一直在设计课堂的教学模式,但忽视了教学内容的基本单元—知识点的设计,导致难以设计出符合学习规律的整堂课的教学模式。然而,当我们将目光转向针对知识点设计时,就可以发现符合学习规律的教学模式:即当一堂课的教学内容包含着若干个不同类型的知识点时,教师就可以针对不同类型的知识点使用不同类型的知识点教学模式,逐个知识点地教学。

    本文运用系统工程的建模方法,以教育理论为依据,探讨知识点模型框架、知识点的层次结构与图结构、以及知识点的独立性等问题。为各学科知识提供规范的、可操作的知识点表示与组织结构。

    二、教学知识点的模型框架

    教学是以某种系统的方式设计的,现代主流的系统分析与设计技术,主张采用模型驱动方法。模型是现实系统的一个抽象,也是对现实世界的简化。所谓建模就是“把问题从问题领域转移到解决领域”的过程。

    不同的模型模拟本体不同的属性,它可能是研究和描写本体内部结构的.即结构模式;可能是描写功能表现的,即功能模式;可能是描述行为的,即行为模式;可能是模拟本体稳定的常规属性的,即静态模式;可能是模拟本体的动态发展的,即动态模式。基于上述原则,模型化是一个复杂的过程,其本质是抽象概括,舍弃具体的非本质的特征,保留本质的共性的特征,模型化的结果是构拟出研究对象的结构化框架,这种认知方法体现了面向对象(object orentied)的基本思想。

    在教学过程中,有许多不同的理论模型都是对教学活动模式而设计的,但在这个领域很少讨论知识点模型及规范。例如,知识点如何表示?它的基本框架是什么?应包括哪些主要元素?知识点之间的关系是什么?我们确实很少去注意和讨论这些问题。

    按照我们对教学的理解,采用面向对象的分析建模方法,知识点可表示成一个封装的对象模型框架,它由属性和操作(行为)所构成,属性反应了知识点的静态特征,操作反应了知识点的动态特征。知识点模型框架如图1所示。

    按照这个结构,可把知识模型的结构与详细描述表示成图2。

    知识点的模型符合面向对象的特征,通过对对象的操作,日j一以完成对对象属性的访问及修改。以知识点为基本单元构件,可以构建知识点构件库,每次在设计教学过程时,以及重用或新增知识点时,都应该按照此种方式(或某种方式)来访问知识点库,形成自己的教学方案。

    三、知识点的层次结构及表示

    知识的形式虽然多种多样,内涵及属性也千差万别,但教学中的知识点仍然具有共性。借助面向对象程序设计思想中的基类、子类的概念和继承的思想,可将课程内容知识体系理解为现行教材的知识组织结构,即层次结构(或树结构),该模型反映了知识点的共性。在这个层次结构中(如图3所示),每一个子层次是其巨一个层次的内容的拓展,当教学内容沿着层次从上向下开展设计时,关注的区域越变越窄,分解的基本单元也越来越细。

    图3所示的视图在教学语境内清楚地描绘了层次结构的定义,可采用自上而下的方法来导出。对于课程内容,一般由章、节、小节和知识点等基本单元组成,它们组成了课程内容的体系结构,从而使教师和学生能从整体上理解与把握整个课程,并最终形成教学设计方案。

    为了能更清楚地描述知识点的树结构,我们给出稍微形式化的定义:

    (1)知识点可分为几个级别(层次),组成树状结构。处于教学内容的树结构中第k级的知识点定义为第k级知识点;包含该第k级知识点的第k-1级的知识点,定义为该第k级知识点的父知识点,第k级知识点所包含的全部第k+1级知识点,定义为该第k级知识点的子知识点;处于同一级的知识点定义为兄弟知识点;处于树结构最高级别的知识点是根结点;处于最低级别的知识点是叶结点。

   (2)具有不能再分割的框架结构的知识点称为单位知识点(一般是叶结点),而由相关的一组知识点组成的知识点称为复合知识点(叶结点以上的结点)。

    知识点的划分应该是领域知识的教师或教学研究人员分析的结果,不一定完全与教材的组织方式一致,我们应强调的是将具有紧密逻辑关系的知识点放人某一级别知识的下级知识点集中。

    四、知识点的网络结构及表示

    知识点之间的关系从整个课程结构分析,可以看为树形结构。但由于知识点之间又相互关联,又形成网状结构。若干相关的知识点其内在联系构成的网络称为知识点网络。网络的节点表示知识点,节点间的关系表示知识点间的联系。

    知识点是课程内容的基本单元,从学习认知的角度来看,学习的过程是顺序的、转移的和关联的,所以知识点之间也应呈现类似的结构。除起始结点和终止结点外,每个知识点都有它的前驱知识点和后继知识点,以及可能存在的关联知识点。

   前驱关系可定义为:若学习知识点a,必须先掌握知识点b,则b称为a的前驱,a称为b的后继。前驱与后继关系定义了结点之间的线性结构。

    关联关系可分为包含关系(include)和扩展(extend)关系。包含关系是指一个知识节点包含了另一个(或一些)知识点;扩展关系是指扩充了原知识点。

    知识点关系不仅表示了知识点之间存在的各种关联,还可以用来表示彼此关联的紧密程序。这时知识点网络是一个带权的有向图,其权可在连接结点之间的边上标明。

    当用图(diagram)的形式表示知识点的网络结构时,图中的每个圆点表示一个知识点,有向连线表示知识点之间的关系。为说明起见,假设某个教学内容的知识点呈图4所示的网络结构,图中用数字标识的节点为教学知识点,用字母标识的节点表示为关联知识点。例如结点a是知识点3的包含知识点,结点b是知识点4的扩展知识点,它们的边的指向不同。

    知识点的网络结构还可以清楚地表示教学过程中的知识点学习路径,例如在结点2及结点3,就有路径选择的问题。不同的学习路径表示教学方案的不同以及对相关知识点认知的不同,并以此用来指导学习进程。

    五、单位知识点的独立性

    当应用模块化分解原理划分知识点时会产生一个问题:为了得到最好的一组知识点设计,应如何将教学内容及概念分解到知识点?进一步的问题是,每个知识点中的概念关联的紧密程度如何?知识点之间的内容关联应是紧密还是松散为好?这里面有什么原则和方法来指导呢?有见于此,我们把以上的问题可以定义为单位知识点的独立性度量问题。

    按照工程化方法,单位知识点的独立性通过两项指标来度量:即内聚和祸合。内聚是知识点中的内容相对某个概念联系紧密程度的度量;祸合是知识点间相对依赖(关联)的紧密程度的度量。知识点独立性的概念是内容分解、模块化、局部化概念的直接推广。就其单位知识点的独立性而言,我们一般提倡“高内聚,低藕合”。或者可将这个观点解释成在概念分解成知识点时,内聚是指这个单位知识点的内容都是为说明一个或几个概念而组织在一起的,而低藕合是指当一个单位知识点间的相互影响或关联较弱,当对某个单位知识点的内容进行重新组织或定义时,对其他知识点内容的影响较低。

    在具体分解或定义单位知识点时,这里提出一些可参考的度量指标,用以反映内聚或藕合的程度。

    1.藕合的度量

    .非直接藕合如果一个单位知识点能够独立地解释某个概念,而不需要其他知识点的引人,即知识点彼此是相互独立的,则称为非直接祸合。在这种藕合中,单位知识点中的内容都是为解释或阐述某一个概念而设计的,其藕合程度最低。

    .内容藕合如果一个单位知识点不能独立地解释某个概念,而需要其他知识点内容的引人与说明,即知识点彼此是强关联的,则称为内容祸合。这种藕合程度比非直接藕合要强,属于中度藕合。

    .外部藕合如果一个单位知识点所涉及的概念不仅需要本课程知识领域其他知识点内容的引人与说明,而且需要其他课程或学科知识加以补充或说明,则称为外部藕合。这种耦合说明本知识点设计内容过于复杂或宽泛,并不利于概念掌握。这种藕合程度最高。

    2.内聚

    .偶然内聚一个单位知识点的内容涉及到多个概念,且概念之间是松散的,彼此关联性不强或者是无关的,这样的单位知识点设计显然是不合适的,它的内聚性最低。

    .逻辑内聚一个单位知识点的内容涉及到多个概念,且概念之间存在逻辑上的相关性,或存在其他维度上相关性(如顺序或时间上),这样的知识点由于包括的概念有多个,实际反映了知识点分解得不充分,可以将其分成更小的知识点单元,这样更有助于知识点的把握。逻辑内聚属于中度内聚性。

    内容内聚一个单位知识点中的内容都是为了说明某个单一概念而组织的,冗余的信息都排除之外,且知识点的内容与规模适中,这是比较理想的知识点划分,它的内聚程序最好。

    事实上,以上提到的三种祸合与内聚级别,在一定程序上反映了单位知识点的独立性如何。为我们能够更好地分解与定义知识点提供了某种度量或参照标准。