中学物理实验教学研究和实践：教学设计原则

教学设计就是在进行教学前对即将进行的教学活动做计划。但是由于一般的课堂教学与实验教学在功能上存在差别，就形成了两种不同形式的教学设计：一种是以学生获得知识为主要目的的教学设计，称为知识本位的教学设计；另一种是以学生提高能力为主要目的的教学设计，称为能力本位的教学设计。^[2]

（一）知识本位的教学设计内容分析

所谓知识本位的教学设计即传统课堂教学的教学设计。这种教学设计是最为中学教师所熟悉和津津乐道的，是现代课程与教学论中重点研究与推广的形式。

1.知识本位的教学设计模式

传统的知识本位的教学设计是针对一节课或一门课程的课堂教学编制的，比较科学和经典的结构是分为7个层次（或方面），分别为：①了解教学需求。②分析教学对象。③制订教学目标。④确定教学内容。⑤选择教学策略。⑥配置教学媒体。⑦进行教学评价。一些教学设计的内容是在这个基础上做个别增删，但是大同小异。例如：有些教学设计内容增加了教学重点与难点分析，有些则增加了教学过程设计，还有些增加了板书设计、习题设计等内容。分析后会发现，教学重点与难点分析应属于教学目标的内容，教学过程设计应该体现的是教学策略问题，而板书设计和习题设计也都在教学策略的范围内。

还有一种被称为ASSURE的教学设计模式，是于1989年在一本叫《Instructional Media and Technologies for Learning》（《教学媒体与学习技术》）的书中提出的。其中ASSURE是6个教学设计内容的英文缩写，分别为：A——分析学习者（analyze learners）；S——阐明目标（state objectives）；S——选择方法、媒体与材料（select methods，media and materials）；U——运用媒体与材料（utilize media and materials）；R——要求学习者参与（require learner participation）；E——评估与修正（evaluate and revise）。分析这些内容可以发现，由于该书主要介绍教学媒体的作用，所以在教学设计中表现出对教学媒体与材料的特别关注，但是其内容基本都包括在上述7个层次之中。

2.知识本位的教学设计逻辑关系

之所以说7层结构的教学设计比较科学，是因为它的内容具有严格的逻辑关系。

（1）了解教学需求

教学需求即社会需求，社会发展到目前阶段，作为当今社会某年龄段的学生应该具备什么样的知识必须明确。这是社会赋予学生的任务，是社会的需求，当然也是我们教学的需求。

（2）分析教学对象

在明确了学生应该具备什么样的知识之后，我们所面对的学生对这些知识掌握的程度如何呢？这就必须对具体的学生进行通常所说的“学情分析”，找出学习需求与学生已经掌握的知识之间的差距。同时，还要分析学生的学习特点、方法取向、性格特征等情况。

（3）制订教学目标

根据教学对象分析找出学习需求与学生所掌握的知识之间的差距来制订教学目标。教学目标的制订过程就是要把这些差距明确地表述出来，把它们设定为本次教学要解决的问题，并且确定这些目标中针对我们面对的具体学生来说，哪些是重点内容，哪些又是难点内容。教学目标应该是定量的、可测量的，最后还需要得到教学评价的检验。

（4）确定教学内容

应该根据制订的教学目标和知识的重点与难点来选择教学内容，补充教学内容与下面的选择教学策略是息息相关的，因为它们都遵循最近发展区理论的原则。

（5）选择教学策略

一般研究认为教学策略仅仅是为了达到一定的教学目标和教学效果而制订或选择的，其实教师必须根据教学对象的具体情况（已掌握的知识）和教学内容特点，再根据教学目标要求来确定教学策略。最近发展区理论是一个基本原则，就是根据学生已经具备的知识和认知取向，使新知识在原有知识的基础上逐渐呈现出来，以便学生更加容易地获取新知识。课堂教学经常采用的教学策略有脚手架式教学策略、抛锚式教学策略、十字交叉式教学策略等。

（6）配置教学媒体

教学媒体是教学信息的载体，它的配置应该与教学内容和教学策略相关，针对不同的教学内容与教学策略应选择不同的教学媒体去辅助教学。

（7）进行教学评价

教学评价必须是与前面的教学目标一一对应的，评价内容和目的就是要测量和判断，通过课堂教学判断，先前制订的教学目标是否已经达成。所以，教学评价的内容应该是以判断学生掌握知识情况为主，这样的评价才是客观、量化的科学评价方式。(www.xing528.com)

（二）能力本位的教学设计内容分析

实验教学的教学设计应是能力本位的，它不同于知识本位的传统课堂教学的教学设计，它们的目的不同，关注的对象不同，考虑的内容不同，解决的问题也不同。

1.能力本位的教学设计模式

能力本位的教学设计主要具有6个层次，分别为：①分析实验内容。②了解学生特点。③设计实验方法。④预演实验操作。⑤实验教学组织。⑥小结实验结果。可见这个教学设计内容与传统课堂教学设计的内容并不是一一对应的，这是从我国中学实际教学特点出发而得出的结果。

2.能力本位的教学设计逻辑关系

能力本位的教学设计的6个层次也具有很强的逻辑关系，它们必定不能是零散而且毫无关系的简单排列，因为它们需要共同围绕一个十分明确的目标——学习能力的提高。

（1）分析实验内容

实验教学的实验内容不能由教师自行决定，因为它是由课程标准和现行教材规定的，这是中学的教学现状。其实，教师也没有必要去选择其他的实验内容，任何实验内容都会对学生的能力提高有益。但是，考虑到针对性，仍然需要对实验内容进行认真的分析。中学实验的内容多是不同的，其对学生的要求也不尽相同，有的实验注重学生的观察能力，有的注重动手能力，有的注重逻辑分析能力，有的注重协作能力。所以，对实验内容的分析主要是研究该实验在哪些方面有利于学生能力的提高。

（2）了解学生特点

此处所说的是了解学生的能力特点，学生各种能力的程度如何可以从日常教学和生活中观察出来或粗略地分析出来。了解学生能力，而不是精确测量出学生能力是一般教师都能够做到的。了解学生的能力情况对通过实验教学训练而有目的地提高其能力是非常必要的，也可为后续的实验方法设计提供依据与参考。对于相同的实验内容，为了满足培养、提高学生某些方面能力的需求，可以设计出完全不同的实验方法。

（3）设计实验方法

与分析过程（归纳过程，结论具有唯一性）相反，设计过程是一个演绎过程，它的结果具有多样性的特点，这就从理论上保证了为任何一个实验内容设计出的实验方法必然是多种多样的。课程标准与现行教材中的实验内容往往是为了验证被分析归纳出的科学结论，这些科学结论多表现为一系列数学表达式的形式。从这些表达式出发，便可以演绎出许多不同的实验方法。例如，典型物理实验——测量重力加速度传统的方法是使用单摆，但是当我们将含有重力加速度的所有表达式写成显式形式时，不同的测量方法就会呈现出来。同时，一个显式形式的表达式又有不同的书写方式，于是又会在原来的基础上产生出更多的测量方法。根据学生能力、特点选择一种实验方法，其目的是通过该方法使学生得到有效训练，提高相关能力。当然也可以针对不同的学生选择不同的实验方法，但这会使得实验课程的准备工作和组织工作复杂化。

（4）预演实验操作

确定了实验方法后，应该对每种方法进行预演，也就是用这些方法将实验做一下，从中发现问题。预演实验操作对准备实验仪器设备、确定实验过程、找出实验难点、组织实验教学都是十分必要的。预演过程发现的问题应该返回“设计实验方法”层次对实验方法进行调整。

（5）实验教学组织

这是常规的学生分组实验教学过程的组织工作，这个过程的教学设计应该充分考虑针对不同能力目标与实验方法要采取的组织形式。例如，对于注重协作能力提高的实验过程；学生分组形式（同质分组或异质分组）的确定就是十分重要的教学策略问题。同时，应将学生具体的实验操作过程详细地描述出来，以便进行教学指导。组织实验过程发现的问题也应该返回“设计实验方法”层次对实验方法进行调整。

（6）小结实验结果

小结不仅仅是指学生记录实验结果和完成实验报告，它既包括学生的小结，也包括教师的小结。记录下的实验过程与结果是今后对学生能力水平提高程度评价的依据，必须加以重视并认真填写。

（三）实验教学设计与传统教学设计的差异

实验教学设计与传统教学设计之间最大的差别是：实验教学设计没有制订教学目标和进行教学评价两个内容（层次），这是由能力的特点决定的。教学设计是一节课的教学设计，而能力的提高是一个长期而缓慢的过程，并且能力属于隐性知识，其提高的过程与程度也都具有隐性的特征，不可能通过一节课解决问题。所以针对每一节课的能力提高设定目标与进行测量评价都是不现实的。显性知识与此不同，一个知识点往往通过几句话就能够被学生了解或掌握，所以短期目标的制订与目标达成的评价都是可行的。