概念课教学设计步骤篇1
物理实验、物理概念、物理规律、物理问题是物理教学的主要模块.这几个模块之间是相辅相成的.物理学科发展的基本模式之一就是物理实验.从实验中总结规律，并上升成为物理概念和规律，进而归纳出物理学研究的前沿课题.对于物理教学来说，这几个模块都应重视才能达到物理教学的目的.
在当前应试教育的大环境下，初中物理教学同样面临着以考试为中心的教学模式.从学生的角度看，学生由于考试升学的压力而普遍缺乏学习兴趣，在课前预习的比例偏低，实验时缺乏客观求是的科学精神；在课堂学习中唯分数论，在遇到学习困难的时候往往是就事论事，只针对错误的题目而不是深入地思考物理原理.从教师的角度看，在教学方法上往往是重课堂概念教学，对实验环节重视程度不够，教学方式呆板.
二、实验-探究教学模式的目的
实验和探究都是物理学习中的重要组成部分，同时在教学理论中又都有其理论依据.实验-探究教学模式是把两者有机结合，通过教师将物理现象和物理概念融合到物理教学中，激发学生探索物理规律.
这种教学模式的核心是“探究”，显然“探究”的行为主体是学生而不是教师.施瓦布提出了“探究学习”理论.他主张学生参与研究过程，通过实验研究掌握科学概念、科学方法以及科学的态度.“探究教学法”在美国教育界得到了普遍的运用，而且取得了良好的实际效果.实验-探究教学模式其主旨在于，让学生通过主动探索过程，培养其积极主动的学习态度，很自然地进入到概念学习的环节，认识到对现象研究重要性并不亚于掌握知识本身；探究教学的目的是让学生在“做”中掌握科学原理，并形成正确的科学概念和科学态度.
三、实验-探究教学模式的实施
与注意事项
在实验-探究物理教学模式中，教师应承担主要责任.教师要做的主要是以下几点.（1）明确即将进行的实验课程在年度物理教学中的地位，以便于合理安排课时；（2）明确教学目的，即要清楚地知道通过实验环节让学生掌握何种程度的物理概念和深度；（3）明确对学生的教学要求，即在实验开始之前就必须给学生布置实验任务，让学生知道本次实验要自己动手去了解的物理现象和物理规律；（4）重视探究环节的设计.探究环节是实验-探究教学模式的核心所在，教师需要精心设计这一环节.既要给学生设置难度适中的思考问题，又要激发学生的探究兴趣，并使学生掌握相应的物理概念.
在实施实验-探究教学模式时，需要给学生以必要的心理准备和预习方面的准备.在实验课程开始之前，让学生对即将进行的实验所涉及的原理和实验方法做必要的预习，避免出现实验中的盲目性.
四、案例分析
现以“物质的比热容”为例探讨实验-探究教学模式的实施.本课程在实验室中完成.在教学中，教师的任务是提出问题、猜想假设、制定计划、验证假设、交流提高.实验的目的是让学生联系实际生活经验和物理概念，大胆假设并用实验去求证，实现从感性认识到理性认识的升华.
步骤1：导入课程，在课前将和比热有关的物理现象向学生展示，激发学生的学习兴趣和探索热情，此处以沙滩和海水为例.同时，让学生分组实验.
步骤2：设置问题.让学生按照自己的理解，解释这些和比热有关的物理现象，即解释为什么在日落时海水和沙子的温度会有差异，并在后面的实验中验证自己的猜测.
步骤3：由实验引入理论讲述.通过在石棉网上加热烧杯中的水这一小实验来解释刚才展示物理现象的本质原因，提出比热容的概念.通过对单位质量的水升温1°吸收的热量定义出水的比热容，进而引申到其他物质单位质量温度升高（或者降低）1°吸收（或者放出）的热量就是该物质的比热容.让学生明白之所有前面的物理现象，是因为物质间的比热不同.
步骤4：安排学生实验任务，要求学生以实验数据来回答为什么沙子比水的温度变化要快.
步骤5：安排学生实验环节，并提供记录数据的表格，要求学生以实事求是的态度做实验记录.
步骤6：安排学生小组讨论环节.要求每个小组需要以实验数据为依据，给出为什么沙子和水温度上有差异的原因的讨论结果，并验证实验数据是否和自己的猜测一致.
步骤7：实验完成后，教师给出科学的解释，让学生更加深刻地理解比热的概念.
概念课教学设计步骤篇2
【关键词】课堂教学目标;设计;知识分类;探索
【中图分类号】G637【文献标志码】a【文章编号】1005-6009（2015）42-0011-03
【作者简介】王俊，江苏省宜兴市实验中学（江苏宜兴，214200）校长，江苏省特级教师。
教学目标是教学活动实施的方向和预期达成的结果，是一切教学活动的出发点和最终归宿，有效设计教学目标，是实施有效教学的关键。近年来，我校开展了“基于知识分类的教学目标设计”的实践探索，并努力构建与之相适应的课堂教学过程与策略，有效提高了教师设计教学目标的能力，发挥了教学目标导教、导学、导测的功能，提高了课堂教学实效。
一、对“知识分类”的实践性理解
1.认识知识的类目，实现认知目标的具体化。
当代认知心理学研究成果表明，知识从广度上可以分成事实性知识、概念性知识、整体性知识、程序性知识、策略性知识。每一种知识的本质属性和表征方式各不相同，不同知识的学习方式也有所差别。
（1）事实性知识学习
加涅认为：“事实是表示两个或多个有名称的客体或事件之间的关系的言语陈述。”如“南京是江苏的省会城市”“我国主要河流自西向东流”“我国地势西高东低，呈三级阶梯状下降”等都属于事实性知识学习。许多事实性知识间往往有许多内在联系，可以运用一定的组织策略改进事实性知识的记忆和学习，最有效的组织策略就是努力揭示知识间的内在联系。
（2）概念性知识学习
概念是对同类事物本质属性或关键特征的概括，概念性知识包含概念、原理、规则等，是构成学科知识体系的基础。概念的学习有两种基本方法，一种是先向学生呈现某个概念的正例和反例，然后引导学生进行分析、综合和比较，抽象概括出概念的本质属性或关键特征，对概念下定义，这一过程可概括为：“举正反例证―抓关键特征―下概念定义”，简称“例―概”法。如初中物理学习“功”这一概念时，教师呈现做功与不做功的几个实例，如“提着水桶在水平路上匀速前进”“静止的小车在拉力的作用下向前运动”等，然后引导学生思考这些实例的异同特征，在对做功与不做功的实例分析中，抽象概括出“功”这一概念的关键特征，对“功”的概念下定义。
另一种方式是先呈现给学生一个概念定义。如中学地理学科学习“自然资源”这一概念时，可先给学生呈现自然资源的定义，即“自然资源是指人类可以直接从自然界获得，并用于生产和生活的物质和能量”，在此基础上，努力揭示出这一概念的本质属性或关键特征，即“直接从自然界获得”“用于生产、生活”“物质、能量”，然后举出“煤炭”“汽油”“水稻”等自然资源的正例和反例，并揭示这些正反例的特征，作分析说明，简称为“概―例”法。原理是对概念之间关系的言语陈述，规则从本质上看是概念关系的言语说明，原理和规则的学习，必须在学生已经掌握有关概念的基础上才能进行。
（3）整体性知识学习
所谓整体性知识是指围绕某个主题组织起来的知识整体。如中学地理学科中有关区域地理的知识，就是由区域的地理位置、自然环境和人文环境，以及区域地理学习的思想方法等要素组成的一个整体性知识（见图1）。整体性知识的学习，要努力揭示出构成整体性知识的各个要素及其内在联系，这需要在一个较长的学习过程中逐步理解掌握。
（4）程序性知识学习
程序性知识指的是以概念性知识为基础，渗透学科思想方法的解决问题的操作步骤，程序性知识在本质上是概念、命题在复杂情境中的应用。因此，前述的概念性知识的学习规律也适用于程序性知识的学习，同时，对这类知识的学习，应在把握概念性知识和学科思想方法的基础上，尽可能概括为解决某一类问题的操作步骤及要点。例如在学习用配方法解一元二次方程时，其一般解题步骤为：将一元二次方程中的二次项系数化为1，把常数项移至等式右边，方程两边同时加上一次项系数一半的平方，将等式左边配成完全平方的形式，再开平方，并检验和写上答案。可将一般步骤用下列关键词概括，即“化1、移项、加一半平方、配方、开方、检验、答题”。这时学生对这一解题步骤就上升到了概括化、结构化的水平，成为一种方法程序性知识。在适量的变式训练中，这样概括化的程序性知识就能有效地转化为解决问题的一种自动化技能。
（5）策略性知识学习
策略性知识主要是指能促进学生对知识的理解、记忆和应用，有效提高学习效果的学习方式和方法，如在概念学习中，我们可以运用“关键特征法、语言转换法、概念模型法”等学习策略。
关键特征法，就是在学习某类知识时，要努力抓住这类知识的本质属性或关键特征，并用简明扼要的关键词对其进行概括，从而揭示出不同知识概念的本质区别，使学生更深刻地理解知识本质。例如，在学习数学学科的“轴对称”与“轴对称图形”概念时，从“轴对称”定义可以看出“两图形、折叠、重合”是其关键特征，从“轴对称图形”定义可以看出“一图形、折叠、重合”是其关键特征。这样抓住了概念的关键特征，就加深了学生对概念的本质理解。
语言转换法，即通过“自然语言”和“学科语言”的相互转换来有效地把握相关概念的关键特征。这里“自然语言”指母语，“学科语言”即体现学科特征的表述学科概念的符号、公式、方程式和示意图、实物图等。如物理学科中功的概念可用学科语言中的公式表示，即w=F・s。对比用“自然语言”对功的定义，可以看出，“学科语言”对概念的表述具有简明直观的特点，而“自然语言”则使概念的表述更加明确具体。因此，通过“说”（“自然语言”）与“写、画、记”（“学科语言”），使两种语言相互转换，在相互转换的过程中，能有效地促进学生对概念内涵的理解记忆和迁移应用。
概念模型法。概念模型是指能直观形象地反映概念（包括原理、定律、规律等知识）本质属性或关键特征的示意图、模型图及实物模型等，如物理学科中“光的反射定律”示意图、地理学科中的“地质构造”示意图、数学学科中“平行四边形性质”示意图等。概念模型能将复杂事物或过程简单化，能更直观形象地反映概念的本质属性或关键特征。概念模型法就是在概念学习过程中，借助概念模型，引导学生研读概念模型，说出概念的关键特征，并通过绘制、记忆模型图，来帮助学生理解概念的内涵、记忆概念的特征。
2.从知识分类到学科素养，实现教学目标的全面性。
教学目标设计，应该立足于学生的全面发展，立足于培养学生的学科素养。新课程各学科课程标准都把学科教学的目标定位于“培养基本的学科素养”。所谓学科素养是指在学科学习和实践活动中养成的具有该学科特征的基本知识、基本技能、基本思想和基本经验的综合，它不是多种要素的简单叠加，而是一种处理问题的习惯和思维方式。学科素养内涵结构可用图2直观呈现：
图2学科素养内涵结构图
从学科素养内涵结构图来看，我们在设计教学目标时，不能仅关注学生基本知识的掌握和基本能力的培养，而且要关注学生的主体参与，让学生在学习过程中积累学科基本经验，还要引导学生在解决具体问题中掌握学科思想方法，这是学科教学的灵魂，这样才能使我们的教学目标更全面。
二、基于知识分类，确立教学目标的策略
知识分类理论和学科素养内涵结构，为我们设计课堂教学目标提供了基本的框架，在教学实践探索中，我们可以从广度和深度两个维度来思考教学目标的确立，即本课时应重点学习哪些具体的基本知识，不同的基本知识应达到怎样的认知水平，由此确立教学目标的一般思路：（1）事实性知识的识记及记忆方法;（2）概念性知识（定义、原理、性质、法则等）的识记、理解和运用，及有效学习策略;（3）整体性知识的识记、理解和运用，及有效学习策略;（4）程序性知识的识记、理解和运用，及有效学习策略;（5）学科思想观念和方法的识记、理解和运用，及有效学习策略;（6）学生经历的具体学习活动过程、方式和获得的体验。
现举数例作一说明。
例1苏科版初中《数学》八（下）《分式方程》新授课课时教学目标：
（1）会举例说明分式方程的概念，增根的概念、产生原因及检验方法;
（2）理解并说出解分式方程的基本步骤和要点，并会解一般的分式方程;
（3）经历解题过程，进一步学会运用转化思想、类比方法来解决问题。
说明：教学目标（1）主要为概念性知识，需达到理解水平;教学目标（2）为程序性知识，其操作步骤可简要概括为“去分母，去括号，移项，合并同类项，化系数为1，检验，答题”等，同时要关注每一环节的实施要点，这一程序性知识应达到初步应用的程度;教学目标（3）关注的是数学学科的思想方法，需达到理解和初步应用的水平，同时需要强调的是，这些思想和方法的掌握，需要进行“长时段教学设计”，贯穿在较长时段的学习过程中，不是一两个课时所能完全实现的。
例2苏科版初中《物理》八（上）《长度的单位和测量》新授课教学目标：
（1）理解并说出什么叫长度测量和长度单位，以及测量和单位;
（2）会使用刻度尺测量物体的长度;
（3）通过测量一张纸的厚度，理解掌握“间接测量法”和“平均值减误差法”。
说明：教学目标（1）关注的是概念性知识的理解和记忆，教学目标（2）（3）关注的是程序性知识和物理学科思想方法的理解和运用。对于长度测量的程序性知识，要对其测量的基本步骤和实施要点进行归纳，可概括为“估量程（估量值、分度值）―选工具―作测量（紧靠、放正、对齐）―读数值（视线、估读）―做记录（数字、单位）”等步骤及实施要点。在学习过程中，使学生在理解识记操作步骤和要点的基础上，动手测量，并引导学生阅读书本上的“测量示意图”，来加深对程序性知识的理解记忆。
例3人教版初中《地理》八（上）《发展农业生产要因地制宜》教学目标：
（1）能举例说明影响农业生产的主要因素有哪些;
（2）能分析说明发展农业生产坚持“因地制宜”的主要内容和意义。
概念课教学设计步骤篇3
关键词：“三自主”教学；函数单调性；教学设计
教学背景
函数的单调性是函数的一个重要性质，函数单调性的学习对于今后学习函数其他性质以及研究基本初等函数具有重要意义，在其他方面也有着广泛的应用，在高考中有着重要地位.在前几届的高一教学中，对于函数的单调性，笔者都是按照传统模式上课的，教师引入――提问――讲解――总结，学生思考――回答――练习――小结.但是实践下来，学生对单调性概念中的“任意”两字理解还是不深刻，一些易错的地方总是要出错，如反比例函数在定义域内为什么不单调，定义法证明的步骤不规范、不严谨等.究其原因有两点：一是学生上课前没有预习，缺少对概念的基本了解，学生被教师牵着鼻子走，没有自己的见解和思想.二是虽然教师在讲解时作了适当的引入和铺垫，但由于课堂时间的有限性，还是导致学生参与的太少，因此无法深入理解概念.本文是笔者在函数单调性概念课开展“三自主”教学的一次成功尝试.“三自主”模式是为探索适合我校实际，为提高学生学业成绩和自主学习能力而开展和实施的一种教学模式.“三自主”即课前自主预习、课内自主探讨交流、课后自主练习.“三自主”模式是指学生学习过程中的三个环节：课前预习环节让学生自主预习，完成学案中的问题导引和尝试习题；课内自主探讨交流环节是指在学生完成学案的基础上，师生探讨交流，教师进行有针对性的讲授，然后完成课内过关练习，教师当场组织校对答案，及时反馈课堂教学效果；课后自主练习环节是在完成课堂教学任务后，学生自主完成教师精心设计的课外提高训练.
下面就这一课时的问题导引和尝试练习的编制及教学探讨笔者的设计思路及看法.
学案的设计
问题导引和尝试练习是“三自主”数学学案的两个重要模块，它们的编制要围绕教学目标的达成而设计.现对教学目标作如下分析：（1）知识与技能：理解函数的单调性、单调区间的概念，并能根据函数的图象指出单调性、写出单调区间，能运用定义证明简单函数的单调性，同时体会数形结合的思想方法.（2）过程与方法：通过学生自主预习且完成学案，引导学生举出实例，画出函数的图象，观察、猜想、操作、验证、抽象、概括，形成概念，通过探讨、交流、体验，由直观感知到符号表示、由具体到抽象、由特殊到一般的认知规律，经历和感悟定义形成及数学知识的发生、发展过程.（3）情感态度与价值观：经历自主学习、探讨交流的过程，体验数学的思考和研究问题的方式，提升数学阅读理解能力及数学素养，培养勇于探索、求真务实的科学自主精神.围绕这个教学目标，笔者编制了如下的问题导引和尝试练习：
1.问题导引的设计
（1）函数的表示法有哪些？你能用图象法举出函数的几个具体的生活实例，并结合图象说明函数的变化规律吗？
设计意图：复习上一节内容的同时，通过具体的生活实例让学生观察函数图象的上升、下降，使其形成对函数增减性的直观感知，认识到研究函数增减性的实际意义.
（2）试用图象法说明在定义域内函数y=x2随x的增大，相应的y的值如何变化？
设计意图：借助熟悉的二次函数图象，引导学生归纳出函数图象在定义域内不总是上升或下降，进而提问学生如何更准确、更具体地刻画图象的有升有降，让学生体会引入区间来刻画升降的必要性，说明函数的增减性是相对于某一具体区间而言的.
（3）试用列表法分析和判断f（x）=x2的增减性.
这种分析方法完整和严密吗？为什么？
设计意图：引导学生把从图象上得到的单调性变化规律转化到用数学关系来表述.由直观到抽象，揭示知识的生成过程；使学生认识到自变量取值的无限性，即自变量是无法用表格一一列举完全的，激发学生的寻找有效证明方法的兴趣；从而引导学生想到能代替无限取值的两个任意自变量x1、x2，进而去比较f（x1）与f（x2）的大小.从而突破了教学难点，让学生明白增减性定义形成的必然性和价值.
（4）试用解析法，即代数推理的方法，证明f（x）=x2在区间［0，+∞）上f（x）随x的增大而增大？
设计意图：让学生体会判断函数单调性与证明函数单调性的差别，尝试用定义法去证明单调性，虽然步骤不完整，但因为有了事先对教材的阅读，学生基本上都能想到此法.同时引导学生得出比较两数大小的基本方法：作差法.为用定义法描述和证明单调性作了第一次铺垫.
（5）增函数（减函数）的定义怎样？请指出哪些是关键词，并说明这些关键词的作用与含义.定义中“当x1
设计意图：促成学生对概念的深刻理解，引导学生去探究概念的本质，达到对概念的完整认识，建立斜率与导数的几何形式的联系.特别要引导学生理解以下两方面；一是定义表述中强调了给定区间，就是说函数的单调性是相对于某一具体区间而言的；二是定义表述中的“任意”x1、x2，隐含了两方面的含义：第一x1，x2必须是同一个单调区间上的两个自变量；第二x1、x2在同一个单调区间上必须具有任意性，否则定义将不具备充分性.
（6）什么是函数的单调性？什么是单调区间？单调性与增减性有什么联系？
设计意图：为学生理解相关概念提供思考的问题，引导学生在自主预习中作深入思考，理解概念的本质.单调性分为增函数和减函数两种情况，若一个函数在某区间上它既有增又有减，那它在该区间上就既不是增函数也不是减函数，即在这个区间上不单调；为了能局部地描述图象特征，因此引入了单调区间的概念，也就是说确定在哪个范围是增的，哪个范围是减的，因此函数的单调性是针对某一范围来讲的.
（7）仔细阅读书上第29页例2，体会函数单调性在物理学中的应用，并总结用定义法证明单调性的步骤.
设计意图：掌握证明函数单调性的方法及基本步骤，并深入理解什么是代数证明，代数证明要做什么事，将代数证明程序化、符号化，同时体会单调性在实际问题中的应用，呼应了问题1研究函数单调性的实际意义.
2.尝试练习的设计
例1如图1所示，此函数的单调递增区间是________，单调递减区间是________.
设计意图：能根据函数的图象指出单调性，写出单调区间.
例2填表
设计意图：以表格形式呈现有益于掌握这三个基本初等函数的单调性，同时体会定义域是研究单调性的前提，单调区间一定是定义域的子集.其次二次函数和反比例函数是学好单调性的很好载体，把这两个函数弄清楚了，以后其他的函数也就没问题了.引导学生用两个很形象的语句来描述这两个函数单调性的特征，二次函数的特征是“一国两制”，同一个函数两个不同的单调性，这里对于反比例函数单调性组织学生讨论，最终得出其特征是“军阀割据”，尽管在（－∞，0），（0，+∞）上都是增或减的，但它们各自为营，互相独立，不能将区间合并，同时总结如何用反例否定函数的增减性.
例3已知函数f（x）=x+（x≠0），证明函数在［1，+∞）是增函数.
设计意图：通过学生板演，暴露学生的错误及表达的不规范性，然后让学生自我纠错，完善解题步骤.最后师生总结书写的注意点及解题中关键步骤“变形”的目标和基本技能，形成“取值―作差―变形―定号―判断”这一基本步骤.
例4已知函数f（x）=ax2－2x+3在（－∞，3）上为单调函数，求a的取值范围.
设计意图：对单调性的拓展与延伸，使学生理解“在某个区间上具有单调性”与“函数的单调区间是某个区间”这是两个不同的概念，前者是后者的子集；同时巩固一次与二次函数的单调性知识，渗透分类讨论的思想：其一是对二次项系数是等于0、大于0还是小于0的讨论，其二对单调函数要分成单调增和单调减两种情况考虑.
“函数单调性”的“三自主”教学反思
1.开展“课内探讨交流”前，教师需要充分了解学情
“三自主”模式提出把课堂还给学生，表面上好像解放了教师，其实不然.教师需要对学生及其学习的知识点的情况有很高的熟悉程度，课前需要对学案进行检查和批阅，以便教师更好地在课堂中起启发、引领的作用.譬如例4的解答，在检查学案时发现学生的解答条理不清，不会分类讨论，其次还是用单调性定义在证明.这说明学生不知道一次函数和二次函数单调性的结论可以直接运用.此时就需要教师及时点拨、引导和总结.同时，由于在课堂上可能出现更多、更复杂的一些即兴情况，这就需要教师站得更高，根据实际及时来调整课堂.
2.教师要设计“有效”的问题导引和尝试练习
张奠宙教授提出：“教师的责任在于把写在教科书上的冰冷的学术形态，恢复为学生易于接受的火热思考的教育形态”.学案中的问题导引和尝试练习是学生的指路明灯，它起到指引学生进行自主预习、促进学生由浅入深理解概念及学会运用概念的作用，问题导引和尝试练习编制的质量好坏直接关系到“三自主”上课的成败.“三自主”教学模式基于问题导引和尝试练习的定向设计，使得学生易于接受和理解教科书上的冰冷的学术形态.同时，学生在完成学案和探讨交流中暴露出来的问题，使得教师易于捕捉学生存在的问题，从而进行“有的放矢”的教学，以致提高课堂教学的有效性.最关键的是，“三自主”教学以学生自主预习为前提，以学生探讨交流为重心，易于培养学生良好的自学习惯和提高学生的自主能力，最终达成培养学生分析问题、解决问题和总结反思能力的目的.
概念课教学设计步骤篇4
关键词：猜义；教学法；谓词逻辑；人工智能
1“猜义”教学法的提出
“研究式”教学法也叫探究式教学法、发现法等，是一种注重培养学生能力的教学方法，由美国认知主义心理学家杰罗姆•S•布鲁纳提出。这种方法要求学生在教师的认真指导下，能像科学家发现真理那样，通过自己的探索和学习，“发现”事物变化的因果关系及其内在联系，形成概念，获得原理[1]。这种方法不仅是一种知识教学，更是一种方法教学，使学生既牢固掌握现有知识，同时也能学习研究的方法，提高研究和创新能力。但这种方法花费的时间很多，因此只能有很少一部分课程可以采用这种方法教学。
笔者给本科生讲授人工智能概论，该课程课时少、概念多、理论繁杂，讲深了时间不够，讲浅了流于泛泛。而且人工智能理论的系统性不好，导致学生很难掌握，兴趣不高。同时，学生之间的差距较大，有的学生很优秀，有的学生基础较差。因此，教师授课时主要考虑如何提高学生的学习兴趣；提高他们的思考能力；节省时间、简化过程；满足学生的不同需求，使他们都能够比较公平地有所收获。笔者开始考虑了“研究式”教学法，但由于课时短，经过反复设计，发现还是很难操作。
于是，笔者试图寻找一种具有“研究式”教学法的某些优点，又更加简化省时的方法，提出了“猜义”教学法。该方法就是不直接讲述概念，给出要研究的问题，把概念按一定方式给出来，在教师的引导下，由学生猜测讨论其含义，经过一定深度的讨论后，教师再给出概念定义和理论。由于可以促进学生主动参与、积极思考，并且具有一定的趣味性，因此可以提高学生掌握知识的牢固度。
2心理动因分析
“猜义”教学法为什么能够吸引学生的注意力呢？从心理上来看，主要是可以激起学生的好奇心。猜测是一种动力较强的心理活动，猜对了使人有成就感，猜错了也没关系，因为在潜意识里，猜测的结果是不需要负责任的，参与者没有心理压力，可以很好地激发学生思考的内在动力。较强的内在思考动力和轻松的外部环境，使课堂授课成为一种令人愉快轻松的“脑力活动”，而不是辛苦的“脑力劳动”，如同“打球”对比“打扫卫生”。
杜和戎给出了教学美感的定义公式[2]：
JCD=m
其中，J是发展需要的激励和满足，D是所付出的心理代价，m就是美感。在“猜义”教学法中，猜对产生的成就感就是J，猜错产生的挫折感就是D，根据上面的分析，显然J>>D。因此，m值比较大，具有较强的美感。
从教学法心理上来说，“似是而非”、“朦胧”、“心中有而不能言”的状态会产生美感和好奇心，使人有一种欲言的动力。其实学生脑子里已经存在相应概念，甚至可以不自觉地使用，但是尚不能清楚明白地表达出来。这时候，他们就会有比较强烈的表达愿望，表现在课堂上就是学生积极踊跃回答问题。
另外，把大家的各种意见放在一起分析，最后总结出符合期望的知识，这种“比较”分析也是一种学生喜欢，并提高思维能力的授课方式。
3适用范围
“猜义”教学法适用于具有常识背景的知识，或者说适用于学生们具有相关基础知识的内容，例如人工智能中的“一阶谓词逻辑”相关问题。下面我们从概念形成过程对比“猜义”教学法和“研究式”教学法。
概念是怎样形成的呢？分析人们的学习过程，概念在人脑中的形成经历了如下步骤：感觉内部概念对应外部概念。“猜义”教学法可以看成第三个步骤，即把内部概念和外部概念进行对应的过程。对比一下，“研究式”教学法要完成前面三个步骤，而“猜义”教学法要完成第三个步骤，因此，“猜义”教学法的任务量小一些。但这有一个前提，就是学生已经完成了前面两个步骤。这就给出了“猜义”教学法应用的前提条件：所讲授的知识应当具有常识性的基础，即学生应当有一定的相关基础知识，否则就成了瞎猜，起不到启发思维的作用。
在实际授课时，我们对“一阶谓词逻辑”的部分内容就使用了这种方式授课。学生对逻辑推理都有一定的理解，中学的时候学过“归纳推理”、“演绎推理”、“三段论”等相关概念和方法，大学又学了布尔代数，对谓词逻辑的前期知识已经基本了解，相当于谓词逻辑的发明者当时所具有的知识背景，因此可以进行一阶谓词逻辑方面的思考。绝大多数学生没有学过形式逻辑，即逻辑推理方面的知识不够系统，但我们每个人思考问题时都用了形式逻辑的推理方法，只是很多情况下是无意识使用，即脑子里已经存在相关概念，只是没有把它们明确表示出来。从概念形成的过程来看，思维处于第二个步骤，为在课堂上通过“猜义”完成第三个步骤提供了基础。因此，教师可以使用“猜义”教学法讲授一阶谓词逻辑知识。
由上面的分析也可看出，“猜义”教学法特别适合与常识紧密相关概念知识的讲授。从实际应用经验来看，这种方法需要的时间比正常讲解要多，安排讲课内容时，教师一般应多留出30%的时间，以免拖堂。虽然时间较长，但由于其培养能力、增强记忆的效果比较好，因此总体学习效率要高于普通讲解。
4课程准备
教师课前要精心准备，课上有效掌控讨论过程，并根据讨论情况适当引导和评价学生，才能使“猜义”教学法更好地发挥作用。应当做好的准备工作如下。
1)精心选择授课内容。并不是所有的内容都适合使用“猜义”教学法，教师要选择学生具有一定相关基础的知识，即学生已经完成了概念形成的前两个步骤。课前应当详细了解学生的相关知识基础情况。
2)学生背景知识准备。在详细了解学生背景知识后，教师应指导学生提前阅读一些材料，做好知识准备。有些学生有预习的习惯，教师要提前告知学生不要预习教材内容，否则就无法“猜义”了。
3)精心设计授课过程。如何说明课程背景；怎样合理设问，以引导学生猜义和讨论；相关概念和知识以怎样的顺序出现，都需要精心思考和设计。另外，教师还应当设计好授课过程的阶段，每个阶段可能需要的时间，在时间不足时可以压缩的内容等。
4)预测问题准备应对。教师应当预测学生的回答并做好引导准备。学生的“猜义”肯定会五花八门，经常出现意料之外的奇思妙想。教师要尽可能全面地预测学生的回答，并准备好解释和评价各种回答，考虑思路偏离时如何流畅地返回正题，同时保护学生提出独特见解的积极性。
5)学生心理准备。由于学生保留着以前的学习状态，因此思考的积极性不高，不敢回答问题，这是“猜义”教学法的大敌。教师一定要实践教学民主[3]，培养学生的求异思维和想说、敢说的心理。告诉他们科学不是绝对正确的理论，而是在一定条件下适用但具有很多不足的理论，改进和完善现有理论是每一个人的权力，提出和传统不一样的见解就是创新。
充分的准备是讲好课的基础。一般6∶1的备课时间通常不够用。教师应当花足够的时间精心做好各种准备工作，以确保教学质量。
5课堂操作流程
“猜义”教学法通常按照如下步骤实施。
1)说明课程背景。说明需要这些概念和理论体系的原因，要解决什么问题。必要时教师可先给出一两个应用实例，使学生的猜测有明确的目标。
2)按照一定方式给出要讲解的概念。
3)学生猜测概念的含义，提出不同的猜想，在时间允许的情况下一直猜到没有新猜测为止。
4)所有学生都指定自己支持的猜测。这样可以照顾到每一个学生，防止有人走神，或由于基础较差而无法参与猜测。
5)解释每一种观点的含义和价值。即对每一种观点进行评价，分析其含义，揭示这种观点的价值，这是难点。需要教师具备广博的知识和快速的分析能力。教师应事先充分预测学生的回答，作好准备。
6)指出符合目的的猜测。教师应说明为什么这样定义概念和建立理论体系，呼应第一步要解决的问题和要达到的目的，讲清它们的关联关系。
7)表扬提出独特见解的学生，鼓励所有学生。
猜测过程中，老师要根据学生的反应随时调整和引导课程进程。如果大多数学生都猜不出来，应当给予适当引导，如给出部分含义、给出可类比的概念等；如果学生的猜测结果和期望结果偏差较大，及所猜测概念的含义和实际相差太远，教师要及时指出并引导回来，以免浪费时间。
6对教学效果的调研分析
笔者在讲授人工智能课程时，对知识与知识表示等内容的讲解使用了“猜义”教学法，其中比较典型的即一阶谓词逻辑。
在课上讨论时，大家对“命题”、“个体”、“个体域”、谓词的“元数”等概念的猜测比较准确，经过引导后，“函数”、“一阶谓词”、谓词的“阶”等概念也被学生猜出来了。在猜测和讨论过程中，学生逐步建立起“一阶谓词逻辑”的整个理论体系。第二次课的提问结果也说明，和前两级学生相比，本级学生对概念的记忆和理解效果明显更好。
为了进一步分析“猜义”教学法的效果，我们在学期末做了教学效果调研。关于“猜义”教学法教学效果的题目如下。
在讲解知识和知识表示内容时使用了‘猜义’教学法。对该教学法的效果，请选择一个你认为最合适的选项，同时填写你的改进意见：
a)很好，明显提高了我的兴趣。
B)较好，一定程度上提高了我的兴趣。
C)一般，没什么特殊感觉。
D)不好，还不如直接讲书上概念的定义。
思路很好，但是效果还不充分，缺点是：
还应该这样改进：
本次调研发放问卷60份，回收55份。调研结果如表1所示。
从调研统计结果可以看出，学生对“猜义”教学法比较认可，取得了较好的教学效果。同时，学生也提出了不少改进意见，在教学准备、课堂讨论中的引导、学生基础知识的准备、时间安排、如何强调重点等方面，我们还需要进一步提高。
参考文献：
[1]张梅,毕涛,李桂华.探究式教学法在检测技术教学中的应用[J].合肥工业大学学报:社会科学版,2010(6):159-161.
[2]杜和戎.讲授学[m].北京:高等教育出版社,1995:172-174.
[3]史永庆,陈云昌,郭振安,等.大学教学法研究[G].石家庄:军械工程学院图书馆文印部,1996:45-46.
onmeaning-guesspedagogy
QiJianfeng,tanYuehui
(DepartmentofComputerengineering,ordnanceengineeringCollege,Shijiazhuang050003,China)
概念课教学设计步骤篇5
关键词：概念图；网络课程；教学内容分析；导航
中图分类号：G434文献标识码：a文章编号：1006-026X（2013）09-0000-02
1.概念图在解决网络课程现存问题的必要性分析
网络课程从产生至今，在不断的完善与发展中。要设计一门优秀的网络课程，网络课程的系统设计，尤其是教学内容的分析是一个必不可少的环节，其遵循以教为主的教学设计原则；网络课程的内容织是以有良好导航策略支持的web页面为主的。
网络课程是通过超链接将各个知识点连起来的教学内容的集合，没有教师指导，缺乏知识之间的系统性。而传统的教学内容分析方法，是在传统课堂中，在教师的指导下，有既定课程教学目标的指引，按照一定的教学顺序，将学习者的个性特征、教学者的教学风格等因素考虑在内的教学。用传统的教学内容分析方法，并不能将各个零散的教学内容联系起来，建立起明确的内容联系。而基于概念图的方法可以避免这个弊端，可以将教学内容之间的零散内容通过概念图的形式将其建立起某种关系，在学习者头脑中建立起知识之间的概念框架，形成概念图。
网络为人们提供了海量信息的同时，却也使人们在非线性的知识海洋中迷航，因此面对众多的网络课程的教学内容，学习者并不能有效的运用到学习中来。而概念图的另一个作用就是对课程教学内容的导航作用，利用概念图导航，避免学习者在学习过程的迷航。学习者清楚知道自己在学习过程中所处的位置，从而建立知识之间的逻辑关系。鉴于此，我们提出一种行之有效的分析网络课程的教学内容分析方法――概念图的方法。
应用概念图进行分析与设计的理论基础有：皮亚杰的认知发展理论，奥苏贝尔的有意义接受学习理论，布鲁纳的认知结构理论等等，在促进学科教学与学生的学习方面有积极作用。在教的方面，概念图作为一种教的工具、技能和策略，帮助教师教学思想的转变，从传统的以教为主的教学思想转变为学生主动建构知识意义的教学思想，教师则是学生主动建构意义的帮助者、促进者，教师不再是教学过程中的主宰者。在学的方面，概念图作为一种学的工具、技能和策略，在促进学生有效掌握知识、学会学习等方面有非常积极的作用[1]，培养学习者由传统的教学内容的被动接受者逐渐转变为学习的主体。
相关研究证明概念图是一种行之有效的教学效果促进工具[2]。使用概念图辅助教学设计，有助于教师理清概念间的讲解关系，根据教学内容的所在结构设计合理的教学计划[3]。概念图还是一种交流的有效方法，可以促进师生进行反思[4]。概念图对教学内容的导航作用体现在：形象性，结构性，增进理解，提高最基础知识的理解能力。
2.应用概念图进行教学内容分析与导航设计的方法与步骤
2.1应用概念图进行教学内容分析的方法与步骤
将概念图用于教学内容分析，使具体的教学内容可视化，概念之间的逻辑更加紧凑，促进学生主动建构知识的能力以及有意义学习的发生。利用概念图对教学内容分析的具体步骤如下：
1.抽取知识元素――确定教学子目标
在这一步中，将给定教学目标的教学内容分解成各个知识元素。对于知识元素的形式，可以是概念、原理或者是某知识技能的组成部分。
2.确定各个子目标之间的直接关系，做出各子目标的关系矩阵图
根据各个教学子目标的直接关系，画出关系矩阵图，其中的元素包括iD、知识点、相关知识点iD、知识点、Link、iDLink。其中iD代表各个知识元素的序号，知识点代表知识元素，相关知识iD即与前面知识元素有直接关系的知识元素的序号，Link即为此二种知识元素之间的关系，iDLink即为二者是如何联系起来的。
3.根据各子目标的关系矩阵图，求出教学目标的概念图
根据各子目标与其他相邻子目标的之间关系，得出其的间接关系，利用概念图工具，将其绘成概念图。
2.2“概念图导航设计方法”的实施步骤
对于概念图用于导航的途径主要分为两类：一是将概念图放在网页上，直接作为导航工具；二是通过概念图跟踪用户的浏览路径或学习路径。[5]
（1）将概念图放在网络课程中，作为学习者学习的导航工具。目前的网络课程的教学内容主要以浏览为主，以文字、视频、声音、动画等形式出现的信息内容，易使学习者出现迷航现象。将概念图放在网络课程上作为导航工具，能够清晰地展示所学的知识结构。将类似的知识、概念归类，使学习者更清晰的了解所学内容的总体框架，以及注重对各概念在该课程中的总体把握。
（2）在网络课程的学习中，利用概念图跟踪学习者的学习路径。一般操作方法：在internet上通过Kmapagent获得用户浏览网页的踪迹，并建立概念图。概念图窗口上方附近的文本框中显示出正在浏览的窗口的名字。如果用户点击弹出菜单按钮，就可以在概念图中创建不同级别节点，这个节点储存了窗口的名字以及文件的URL，用户可通过概念图上的链接打开文件。[6]
3.基于概念图的《摄影技术与艺术》教学内容分析与导航设计
3.1《摄影技术与艺术》总体教学内容分析与导航设计
根据对《摄影技术与艺术》课程的总体把握，既要求学习者对理论方面的掌握，更重于实践，能够将理论知识运用于实际拍摄的过程中。其中，摄影曝光、摄影用光、摄影构图专题摄影章节的部分小节，这些是本门课程的教学重点，也是学习本门课程的难点，不仅需要对其理论方面进行掌握，更要对其技术操作、实践方面有相当程度的了解。而对于其他章节，是关于照相机的基本认识的内容，还是一些需要有拍摄图片处理技术的知识，都可以通过概念图清晰的呈现出来。
在进入网络课程的学习过程中，首先看到一张总的关于该课程的所学章节的概念图，学习者可以从该图中得知本课程的章节的脉络，并且可以根据上次学习的情况、进度，选择本次要学习的内容，方便进行本次课的学习。任意选择某一章节，就可以进入本章的学习。概念图将知识内容清晰的展示出来，更加有条理，脉络清晰，将知识结构形象的呈现在页面上，学习者学习的自由度较大，得到的是清晰、直接的结构信息，可以自由选择学习内容。减少了学习者在浏览课程时的无目的性，使学习者按照教学组织者所设计的最有效的学习路径来进行学习，不致偏离教学目标。
3.2以章节为单位的《摄影技术与艺术》教学内容分析与导航设计
要想拍出一副好的作品，除了对照相机的基本掌握之外，还要掌握摄影过程中所需要的基本操作技能，这是进行摄影曝光的基础和前提。“摄影曝光”一章在本门课的学习中有举足轻重的作用。我们选用本章作为研究对象，利用概念图制作工具制作出一副概念图，选用的工具为inspiration8。
首先，抽取知识元素，有曝光、基本曝光模式、选择曝光、其他曝光模式、测光、曝光补偿、多重曝光七个关键知识元素，有这七个关键知识元素引申出众多的各自相关的知识元素，将全部知识元素列出来。譬如，与曝光相关的知识元素有其含义、曝光量、等量曝光、正确曝光、曝光对摄影质量的影响等，再列出员这几种元素各自相关的元素。其次，找出各知识元素之间的各种关系，画出关系矩阵图。此步骤将各个知识元素之间的关系清晰的展示出来。最后，利用概念图制作工具将各知识元素之间的种种关系呈现出来，即为概念图。制作出的概念图如图所示。此概念图将本章的主要内容呈现出来，使教学内容一目了然。例如，要拍摄雪中的人物，并且要体现出雪正在下的动感，这种情况要选择合适的曝光。根据概念图中呈现的内容，选择所需的快门速度以及曝光的恰当模式。因为该景物中，要表现雪花飘落时的动感，需要较慢的快门速度譬如选择比1/15秒慢的速度。选择1/15秒的慢速度，可以在快门速度优先的模式下进行，照相机会自动选择合适的光圈。
当我们在学习摄影相关知识时，可能出现的关键词有摄影构图、摄影曝光、曝光补偿、程序自动曝光模式等。我们在学习这些学习内容时，在internet上通过Kmapagent获得用户浏览网页的踪迹，并建立概念图。该历史浏览记录形象、可视化，有利于用户对网络活动的监控，方便对学习进度的了解，并解决了学习者学习迷航问题，为提高网络课程的学习质量提供了保障，达到教学组织者和网络学习系统开发者预期的教学目的。
4.总结语
随着网络课程建设的迅速兴起，在注重网络课程建设的同时，思考如何才能建设使学习者能够进行有效学习的网络课程显得尤为重要。因此，我们需要思考如何才能将教学内容设计成更符合学习者学习的网络课程，如何帮助教学者进行有效教学。
概念图不只是在网络课程中能够得到应用，在我们传统的课堂学习知识中也可以使用概念图促进学习。在一些高中的辅导书籍中，已经存在利用概念图将一些基本内容进行详细的展示，学生只要在每章每节的开头部分浏览一下概念图，就可大致了解本章本节所要掌握的内容信息，抓重点比较快捷迅速，对学生掌握知识内容起到积极促进作用。
利用概念图对教学内容进行分析，如何才能将概念图的形象、结构化等特征应用于教学中，如何提高网络课程的质量以满足现代各学科的教学，这些都需要大家继续探讨、研究。
参考文献
[1]网页[eB/oL].http：///article/view/40450
[2]张红波.概念图应用于课堂教学的实践研究[J].中国电化教育，2010
[3]秦爱梅，赵冬生.概念图在高职计算机基础教育中运用的可行性分析[J].中国现代教育装备，2007
[4]王大平，李新国.概念图的理论及其在教学中的应用[J].现代教育技术，2010
概念课教学设计步骤篇6
关键词课程本体；owL；数据库原理
中图分类号：tp391文献标识码：a文章编号：1671-489X（2009）06-0026-02
CreationandDescriptionofCourseontology//ZouJunhua
abstractBasedontheontologycreationmethodologyofknowledgeengineering,thisarticledescribesthestepsofcourseontologycreation,andgivesacaseofcreatingcourseontology.
Keywordscourseontology；owL；databaseprinciple
authorsaddressFacultyofeducation,HubeiUniversity,wuhan430062
本体已经成为人工智能和知识工程中一种重要的工具，在知识的获取、表示、分析和应用等方面具有重要的意义。本体研究促进知识工程中对本质知识的获取[1-2]。本体是语义的基础，可以为语义web成功增值[3]。作为一种知识表示方法，本体与谓词逻辑、框架等其他方法的区别在于它们属于不同层次的知识表示方法。本体表达了概念的结构、概念之间的关系等领域实体的固有特征。本体表述的语义更明确、一致和规范，因此也更有利于知识的表达、交流和共享。
1本体构建的方法
知识工程方法通过7个步骤完成本体的开发：确定本体的领域范围和使用目的、重用已有的本体、穷举该本体中的重要的词汇、定义类和类的层次结构、定义类的属性、定义类属性的值域、创建实例。在该方法中，步骤4～6通常需要同时进行，相辅相成。如何将已有的词汇区分是否是类或者类的属性是一项复杂的工作。本文在这个方法的基础上，针对课程的特点，提出课程本体的开发方法。
1.1重用已有的本体和专业叙词表在开发新的本体前，从目前在进行或者已完成的相关工作中学习，并且从已有的资源中进行提取和扩充。在已有本体的基础上进行改进比创建新的本体要容易得多，因此，重用已有的本体非常重要。目前在网络上已经有不少成熟的本体资源可以使用，如ontolingua本体库、DamL本体库、wordnet；同时还有很多公开的商业性质的本体资源，如UnSpSC、Rosettanet、DmoZ等。
除了应用已有的本体资源，还可以利用专业叙词表、术语词典等。专业叙词表和术语词典，不但包含该领域中相对完整的术语，而且都经过领域专家多年的有序组织，不仅可以为领域ontology中概念的创建提供指导，而且叙词表中的限义词、含义注释、等级关系、词间关系，也为领域ontology概念中的属性、实例以及关系的创建提供了线索及指导。专业叙词表和术语词典是构建课程本体的必备基础。
1.2从课程中提取重要的概念和术语该步骤主要列出课程中最基本、最有代表性的术语，那些需要被学生了解和学习的概念以及需要注释和解释的词汇。需要指出的是，在这个步骤中只需要穷举出所有可能重要术语，不必考虑概念是否重叠，也不必考虑概念之间的关系和属性。
1.3定义课程本体之间的通用关系从语义上讲，概念间主要有4种基本关系：attributeof（高度是桌子的属性）、instanceof（实例与概念之间的关系）、kindof（家用计算机是计算机的一种）和partof（CpU是计算机的组成部分）。根据这4种基本关系，本文给出本体之间的通用关系（如表1所示）。
1.4挖掘课程本体中的特殊关系结合特定的课程，分析和挖掘出特殊的关系和属性。如“数据库原理”中的数据库设计部分，数据库设计的6个步骤：需求分析、概念设计、逻辑结构设计、数据库物理设计、数据库实施和数据库运行维护。这些概念之间的关系就可以用一个新的关系――前驱（后继）关系――来描述。
1.5分析、改进和评价改进是构建课程本体过程的一个组成部分，在构建的过程中不断改进原有的结构，在不断改进的过程中构建起整体的结构。改进的方法包括合并、编辑及自然语言处理的一些方法。在改进的过程中要注意系统整体的一致性。对本体进行分析和评价，确定本体结构是否能准确反应出课程本体的本质和联系。分析、评价与改进共同构成本体的维护过程。
2用owL描述课程本体
2.1owL本体描述语言面向网络的本体语言owL（webontologyLanguage），是w3C组织推荐的国际通用的标准本体描述语言。它建立在XmL/RDF（ResourceDescriptionFrame）等已有标准基础上，通过添加大量的基于描述逻辑的语义原语来描述和构建各种本体。所以基于owL建立的本体有很丰富的语义表达能力并具有完善的推理机制，比之用其他本体描述语言（如XmL、RDFS）建立的本体能更清晰完整地表达领域内的概念和概念之间的联系。owL有3个表达能力递增的子语言：owLLite，owLDL和owLFull。owLLite是表达能力最弱的子语言，提供类分层的能力和简单的约束功能。owLDL在可判定性的前提下，提供尽可能大的表达能力，但在某些表达方面仍有一些限制。owLFull包含owL的全部语言构造成分并取消owLDL中的限制[4]。
2.2用owL描述“数据库原理”课程本体“数据库原理”是计算机、信息管理与信息系统、工业工程以及电子商务等专业的必修课程，所以本文选取这门课程作为范例。由于篇幅所限，本文仅以这门课程中的数据模型为例来说明如何用owL来描述课程本体[5]，以便学生更好地理解各个概念以及概念之间的关系。
1）定义数据模型类。
＜owl：Classrdf：iD=“数据模型”＞
＜owl：objectpropertyrdf：iD=“数据结构”＞
＜/owl：objectproperty＞
＜owl：objectpropertyrdf：iD=“数据操作”＞
＜/owl：objectproperty＞
＜owl：objectpropertyrdf：iD=“完整性约束”＞
＜/owl：objectproperty＞
＜/owl：Class＞
上述定义表示的语义是数据模型有3个属性：数据结构、数据操作和完整性约束。
2）定义关系模型类。
＜owl：Classrdf：iD=“关系模型”＞
＜rdfs：SubClassofrdf：iD=“数据模型”＞
＜owl：objectpropertyrdf：iD=“关系数据结构”＞
＜/owl：objectproperty＞
＜owl：objectpropertyrdf：iD=“关系操作”＞
＜/owl：objectproperty＞
＜owl：objectpropertyrdf：iD=“关系完整性约束”＞
＜/owl：objectproperty＞
＜/owl：Class＞
上述定义表示的语义是关系模型，是数据模型的子类，它是数据模型之一，与数据模型之间的关系是继承关系，反映的是概念之间的层次关系，并且关系模型由关系数据结构、关系操作和关系完整性约束3个要素组成。
3结束语
目前关于本体的研究愈来愈受到重视，研究的重点多集中于领域本体的建设上面。用本体来描述课程的概念以及概念之间的关系，将会促进学生的理解，也会方便教师的教学，具有很好的理论和实践价值。但是，在课程本体的创建过程中，还有很多问题有待探讨和解决，比如动态知识的描述以及课程本体的自动创建等。本文在知识工程方法建立本体的基础上，阐述建立课程本体的可行步骤，并且给出数据模型的课程本体实例。
参考文献
[1]李善平,等.本体论研究综述[J].计算机研究与发展,2004(7):41-44
[2]杜小勇,李曼,王珊.本体学习研究综述[J].软件学报,2006(9):1837-1847
[3]何琳.领域本体的关系抽取研究[J].现代图书情报技术,2008(4):35-38
概念课教学设计步骤篇7
关键词：化学史；科学哲学；科学教育；教学设计；理论模型
Doi：10．13884／j．1003－3807hxjy．2015060102
将科学发展历史融入理科教学的主张可以追溯到19世纪中叶的哲学家、历史学家威廉•惠威尔（williamwhewell，1704－1866），他利用科学史论述自己的科学哲学观及其在教育中的作用，这对后来的科学教育产生了积极影响［1］。20世纪中期以来，科学哲学家们越来越多地关注科学教育领域，大大促进了这一研究的发展。但关于在教学中“为什么以及如何使用科学史”的争议从未停止，不同学科背景的研究人员激烈论争，其核心观点随时代变迁也在不断变化。科学哲学家认为，理科教师普遍没有接受过正规的科学哲学学习，他们不了解科学本质方面的内容，在教学实践中常常传播一些错误的观点：理科教学中教师都会强调科学研究的规范性，但许多研究表明，科学的发现并没有一套严格的科学方法或操作程序，相反，科学家们常常以主观的方式进行工作。如门捷列夫（ДмйтрийИвáновичМенделéев，1834－1907）一生都坚持认为，原子是构成物质的最小微粒，它不可再分［2］。所以，要通过化学发现的历史，解释“什么是科学方法”或者“哪些理论是科学的”，是十分困难的。科学史研究者认为，科学研究方法和历史研究方法完全不同：科学研究的目的在于探究自然现象发生的本质原因，一般不需要考虑科学发展过程中的偶然因素或科学家个人特质；历史研究则恰恰相反，只有详细记录考查事件的所有细节，才能从历史中得出有价值的结论。一些研究者进一步指出，科学教育中使用的科学史根本不可能是真正的历史：由于为了达到科学教育的目标或说明科学理论的正确，理科教师会从大量科学历史中选取符合现代科学规范的实验数据、现象解释或标准步骤，有意地忽略不符合当代科学理论的实验现象。所以，理科课堂中的科学史只能是教师按照主观意愿“虚构”的准科学史或虚假的科学史［3］。学习心理研究者认为，有趣的历史轶事和偶发性事件，或许能够吸引学生暂时的兴趣，但不能帮助学生理解复杂的科学知识。例如，历史上化学家们遇到的问题，今天的学生未必感兴趣或无法理解：古代学者为了证明空气的存在耗费了近600年时间，今天的学生已经不会对这一问题产生疑问［4］。可以看出，在化学教学中融入本学科发展的历史不是一件容易的事情。一方面，它要求化学教师能够以历史唯物主义的观点审视学科的发展过程、学科方法的演变和思想观念的进步———门捷列夫在从事科学活动之初就接受了原子论，但没有受传统经验论和形而上学的束缚，而是注重理论与实验的辩证统一，找到了化学过程的合理解释［5］。另一方面，教师需要研究化学史在教材中的地位、呈现方式、学生的认知结构等要素，以此为基础选择或形成有效的教学模型。从而提高教学设计和课堂活动有效性，实现化学史的教学价值。近年来国内对基于化学史的教学研究关注较多，但多数局限于化学史教学功能与价值的说明，而实践层面关注较少［6］，更缺乏从哲学层面对“化学学科方法”“学科思想发展”和“化学与社会之间的关系”等相关问题的反思，也就难以通过化学史的教学使学生真正理解科学本质。正因为此，呈现基于化学史进行教学的常见模型，以期为这一研究领域提供一个值得参考的发展方向。
1历史－探究模型：展示科学方法
自从施瓦布（JosephJ．Schwab）1962年发表其代表作《作为探究的教学》以来，“探究教学”已成为科学教育改革的重要标志。但当时的理科教学普遍存在“科学探究形式化”的倾向：一种形式是探究过程被设计成对科学理论的验证过程，学生遵照“测量数据－计算结果－与标准进行比较－验证理论”的固定步骤学习，科学教育变成了技能训练和公式记忆；另一种是缺乏指导的课堂教学，即完全由学生提出假说，设计实验，至于这种开放性的学习对学生的发展价值，部分教师甚至认为无论探究结果正确与否，学生都能学会科学研究的方法。科普尼斯（Kipnis）认为，这2种方式既不符合科学发现的真实情况，也无法满足学生发展的需要，即使学生体验了整个科学的学习步骤，却无法解决简单的实际问题。为了真正达到理科教学的目标，他提出“历史－探究”（Historical－investigative）教学模式（图1）。复演科学史中的著名实验，学生可以体验科学发现的实际过程。如波义尔（Boyle，1627－1691）将浓盐酸溅到紫罗兰上，发现紫罗兰变成了红色。其后波义尔将药草、牵牛花、苔藓、月季花、树皮和各种植物根作为变量1，不同的酸、碱溶液作为变量2，通过实验提出了酸碱指示剂测定溶液酸碱性的理论。历史－探究教学模型展示了科学发现的以下特点：（1）实验与理论之间的关系。很多时候，科学家提出多种假说并实验验证，归纳出科学理论，这一特点在20世纪前尤为明显。常见的课堂教学却体现出理论在前的特点：教师先告诉学生酸碱指示剂的概念，学生以实验的形式证明理论的正确，这种做法不利于学生形成良好的科学观。（2）归纳和演绎法的关系。“历史－探究”的教学设计中，学生利用简单的材料模拟历史上的经典实验，形成科学概念。这样的学习是通过实验发现各种变量之间的关系，积累足够的感性经验，避免早早进入抽象的理论学习。表1是初中化学“质量守恒定律”教学中，基于化学史材料的教学设计分析。
2科学故事模型：体现科学发现背景
将科学史改编为戏剧或故事进行教学的实践由来已久，它能够提供学科知识整合的应用背景，促使学生思考现实情境中的问题。早在1859年英国皇家学会（RoyalSociety）的圣诞讲座上，法拉第（Faraday，1791－1867）就表演了化学剧《蜡烛的化学历史》，形象生动地阐释了化学反应基本原理，特别适合孩子和初学者［9］。万德斯（wandersee）等开发和使用互动历史故事（interactiveHistoricalVignettes，简称iHV）技术：围绕化学课程每一单元核心概念，搜集历史资源，精心设计一系列互动历史故事视频短片（大约15min），并将这些材料融入正式的化学教学（图2）。iHV的制作包括以下步骤：（1）选择一个合适的iHV事件，准备一系列问题，这些问题将在故事呈现后由教师提出，引导学生有意义地讨论；（2）精心撰写一段有“情节背景”的、符合科学概念发展的纪实电视剧本，它提供了理解科学知识所需要的问题情境；（3）撰写科学发展关键点的“事件脚本”，在课堂教学中，教师应该在此处打断故事，要求学生对科学研究的结果加以预测和探讨；（4）编写呈现“事件结果的脚本”，即在这里将由教师以合适的方式揭示科学故事的真实结果；（5）搜集原始资料，包括历史图片、科学家手稿、影视作品等，编辑制作成录像片或视频材料。原则上，整件iHV（包括在选择点的停顿和学生讨论）所花的课堂时间不要超过7min，也不要连续介绍3个以上的故事。为了保证学习的有效性，这种方法要求教师本人撰写科学历史故事：选择自己最感兴趣并与所教学科课程相关的内容；阅读文献资料，寻找科学史中最引人入胜、具有关键作用的事件，包括科学家面临的难题，运用已有知识解决问题或提出新的科学理论；将科学发现的关键问题转化为学生可以参与研究的问题（表2）。
3概念转变模型：引导学生思维
概念转变理论认为，学生带着不同概念进入课堂，其中包括大量的错误概念或朴素概念，科学教学的目标就是实现学生错误概念向科学概念的转化。心理学家皮亚杰（piaget，1896－1980）提出，学生的错误概念很大程度上和古代科学家提出的错误理论一致，科学史是理解学生科学思维形成过程的有益资源［12］。诺曼（norman）利用社会建构主义理论和科学模型的方法，建立了科学知识发展史中科学模型演变和课堂教学中学生认识发展阶段之间的类比（图3）。（1）智力模型。科学家个人或某个科学团体在研究中提出的概念模型。（2）表述模型。科学家通过演讲、出版等形式，将智力模型转变为供其他群体认知的模型。（3）一致性模型。一致性模型分为2种：①一定时期内被多数科学家认为正确的概念；②学生通过学习形成的新概念。（4）历史模型。随着科学认识发展，大多数曾经被接受的模型会被新的科学模型代替，从而成为历史模型。（5）教师模型。教师在课堂上提供给学生的概念模型。（6）学生模型。随着学生科学认识水平的提高，头脑中逐渐形成更为科学的概念模型。探究每一种历史模型提出过程中理论和实验之间的逻辑关系，或者对几种历史模型进行比较和研讨，是在化学教学中融入化学史行之有效的教学策略（图4）。以化学微粒观的形成为例，抽象的化学概念是导致学生感到化学学习困难的主要原因。与之对应的是，人类对微观世界的探索也经历了数千年。微粒概念形成历史能够体现学生概念形成特点，为教学设计提供有益启示（表3）。概念转化的教学设计中，教师要做好3方面工作：（1）研究具体科学概念形成的历史条件，如当时的认识困难、社会文化观念、语言特征、科学知识的结构与体系等；（2）分析学生思维的特点，如预测他们的认知困难、学习的能力起点、思维论证特点等；（3）把这些条件改造并融入到课堂活动中，如分析历史情境与课堂情境的异同，选择适当的教学策略，采用恰当的元认知水平指导等。
4科学论证模型：形成批判思维
奥斯本（osborn）提出，应该让学生参与历史上科学家的问题解决过程，以此体会科学方法。具体教学实施流程见表4。这一教学模式适用于物理、化学、生物等不同学科，它强调实验证据对科学解释的支持性。课堂上，教师的工作就是鼓励学生提出尽可能多的、不同于他人的观点，并适时提供其他的解释参与讨论；对学生而言，这种讨论能力是他们未来参与社会决策、做出合理判断所必需的。具体到化学学科，这一教学模型能够体现当代教育关注的科学本质内容，促使学生批判思维的形成：（1）同样的化学实验有不同的理论解释或支持不同理论，如过渡态理论和碰撞理论都能够解释化学反应中的能量变化，杂化轨道理论和价层电子互斥理论也都可用于解释物质的结构。（2）历史表明，即使后来被普遍接受的科学理论，至少在开始阶段并不是很容易被人接受。化学发展史上电离理论建立之初就受到水合理论的质疑，双方围绕氯化钠等电解质溶于水中是否发生电离、溶液中存在的是离子还是分子等问题，不断提出新的实验数据和解释［16］。
5课程开发模型：提供教师发展
科学史融入教学实践不是一个直接简单的移植应用过程，它还包括教师的解释过程。尼尔斯（niels）给出了一个将科学史转化为教学实践或课程开发的双循环模型，又称为双循环解释学模型［17］（图6）。在教师的教学解释模型中，t－C1－i循环是一般教师教学所经历的思考过程，即由教材内容向教学实践的转化过程。当教师考虑在教学中使用科学史的内容时，必须经历C2循环，此时教师有2个方面的工作：（1）领会过去的科学家们通过科学现象建立理论的过程，并经过教学加工，呈现于教学之中；（2）考虑C1和C2间的联系，避免陷入琐碎的历史细节，影响科学知识的形成和教学目标的实现。在C1和C2间的关系上，教师可以选择不同的路径，如t－C1－i－C2－i－C1－i的路径是从教材入手，寻求可以利用的科学史，然后思考C1和C2间的联系；t－C2－i－C1－i－C2－i的路径是从科学历史发展开始，思考融入教学的合适角度，然后寻求C1和C2间的联系。这一模型重要的是以科学思想的发展历史提供有关“为什么”的解释和引导。教学设计包含4个步骤：（1）教师掌握教材中有关主题的学科概念体系和知识的历史演进；（2）选取学科知识发展的关键步骤，如关键性思想、理论遇到的困难和重要性问题解决等；（3）对这些关键步骤加以改编，便于在课堂上使用；（4）为关键性步骤配备难度递增的系列问题。4个步骤中，教师和学生都要很好地理解教材内容要求和科学史材料：第（2）（3）步要求教师熟悉科学发展中的困难以及学生理解上的障碍，在历史的启发下选择驱动性问题，激发学习动机。第（3）（4）步中，科学史融入有2种方式，显性融入：按照历史事件组织教学，描述不同时期的科学，展示科学的演化和发展的主要阶段；隐性融入：不必考虑历史顺序，目标始终放在现代形式的科学理解上，对科学史材料的考察也只要运用现代的概念和逻辑。这一解释学模型以学科知识教学与课程开发为目标，重视科学的知识学习和方法论意义。把科学史作为有意义学习的支撑，具体给出了将学科史融入实际教学的途径和方法，体现出化学史教学对教师专业发展的价值（表5）教学设计模型能够沟通理论与实践2个方面，就进一步发展而言，这些教学模型给我们以下启示：（1）充分发挥化学史的教育教学价值化学史在化学教学中的应用模型演化，明显体现出的特征是：①将化学史内容整合到化学课程或教学过程中，而不是作为一项额外的任务；②教学突出对科学方法的重视、教学的探究性和学生理性思维能力的养成；③突出以学生为中心的思想，在展现科学知识形成过程中，促进学生积极思考，参与知识的建构和问题解决，形成动态的、变化的知识观，理解科学与哲学，提升问题解决能力。（2）探讨化学史教学模式的有效性多角度分析教学策略是学科史融入化学教学的关键，基于化学史的教学设计需要考虑多方面的因素。包括：①化学发展史的本体研究，如化学理论发展与实验之间的关系，科学家进行问题解决时的推理过程，与其他科学家相互交流、启发形成新观点的过程，只有对化学发展历史本身的深入掌握，才能科学地对其使用；②化学史教学问题研究，如化学教材选择化学历史内容的标准、呈现的方式等，以此为基础，选择或制定有效的教学模型。（3）化学史应成为学科教师教育的重要内容学科发展历史融入化学教育，不仅有益于教学方法和教学模式创新，还是理科教师专业发展的一个途径。一般的理科教师教育不太重视科学史，职前职后教育也缺乏这一部分内容，导致教师对本学科发展历史重视程度不够，应用学科史教学的自觉意识不强［18］。科学史、科学哲学与科学社会学等内容应作为教师教育的组成部分，加强学科史的教育，开展基于学科史的教学研究，能够有效促进化学教师的专业发展。
参考文献
［1］赫尔奇•克拉夫．科学史学导论．任定成，译．北京：北京大学出版社，2005：9－10
［2］wongSL，HodsonD．Scienceeducation，2009，91（1）：109－132
［3］whitakerm．physicseducation，1979，14（2）：239－243
［4］Fenshamp，GunstoneR，whiteR．theContentofScience：aConstructivistapproachtoitsteachingandLearning．London：Falmerpress，1994：25
［5］《化学哲学基础》编委会．化学哲学基础．北京：科学出版社，1986：219－221
［6］李琳，王宁．化学教育，2014，35（3）：77－80
［7］LawrenzF，Kipnisn．JournalofScienceteachereducation，1990，1（3）：54－59
［8］孟献华．基于化学史教学的理论与实践研究．南京：南京师范大学博士学位论文，2011：145－149
［9］Hirschhorni．JournalofChemicaleducation，1941，18（1）：107－109
［10］mintzesJJ，wanderseeJH，novakJD．teachingScienceforUnderstanding：ahumanConstructivistView．SanDie－go，Ca：academicpress，1998：281－306
［11］wanderseeJH，GriffardpB．theHistoryofChemistry：potentialandactualContributionstoChemicaleducation／／J．K．Gilbertetal．（eds．），Chemicaleducation：towardsResearch－basedpractice．Kluweracademicpublishers，2002：29－46
［12］matthewsm．Scienceteaching：theRoleofHistoryandphilosophyofScience．London：Routledge，1994：50
［13］normanDa．Someobservationsonmentalmodels／／Gent－nerD，StevensaL（eds．）．mentalmodels．Hillsdale，nJ：erlbaum，1983：7－14
［14］SotiriosaS，evagelosGV．Science＆education，1996，5（3）：293－303
［15］osbornR，Freybergp．LearninginScience：theimplica－tionsofChildren’sScience．Heinemann，London，england，1985：116－124
［16］孟献华，李广洲．化学教育，2010，31（12）：7－10
［17］nielsJH．“theHistoricalDimensionofmathematicalUn－derstanding：objectifyingtheSubjective”．proceedingsofthe18thinternationalConferenceforthepsychologyofmathematicseducationvolumei．Lisbon：UniversityofLisbon，1994：152
概念课教学设计步骤篇8
关键词：机械工程基础教学 教学方法 教学程序
一、简析教材
1、本课内容在教材中的地位、作用和前后的联系
《机械工程基础》是一门综合性的技术基础课，其内容包括：《工程力学》、《金属材料及热处理》、《机械零件》等内容。研究的重点是机构和零件。但各种机构和零件，如何决定其尺寸的大小，究竟采用什么材料来制造，又可采取何种办法来改善材料的性能，以满足生产的需要等问题，就需用力学知识和材料热处理知识来解决。而材料力学研究是关键，其研究对象主要是等截面的直杆。杆件在外力作用下可能发生各种各样的变形，但归纳起来，有以下四种基本变形，即拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。今天所讲的《轴向拉伸与压缩》内容，是对杆件进行力学分析的最基础、最重要的内容，并且是后续课程内容的基础，因此本节知识将起到承上启下的作用，只有正确而灵活的运用这些知识，才能设计出体积小、重量轻、使用方便、灵活且可靠的机械结构来。通过本章节内容教学后，使学生能理论联系实际，产生一次认识上的飞跃。
2、教学内容的处理
本次课是《机械工程基础》教材的第二章（材料力学基础）第二节内容，继前一章静力学之后，为材料热处理知识打基础。材料力学基础这一章主要研究四种基本变形，而本次课要讲的轴向拉伸或压缩变形是最主要的变形。结合教材和学生所具备的知识点与理解能力，决定把本章节内容分3次课（6课时）讲解。为了便于学生的理解和掌握。本次课主要讲清轴向拉伸与压缩的概念，以及截面法、轴力与轴力图，为以后讲解其余三种变形和材料力学性能打好基础。
3、教学目标
知识目标：(1)通过本节课的学习使学生了解轴向拉伸与压缩变形的概念。(2)使学生理解如何采用截面法来求解轴力与轴力图。
能力目标：通过课堂练习，利用所学的知识点，并加以拓展，培养学生的主观能动性，思维的积极性，提高学生分析问题和解决问题的能力。
情感目标：通过引导学生参与分析问题和解决问题的过程，大胆的猜想、归纳，使学生体验成功的感受，激发学生的学习热情，增强学生的自信心，培养学生良好的学习、思维的习惯，在教学过程中充分体现学生的主体作用，学生的理解能力得到进一步的提高。
4、教学重点、难点及依据
根据教学计划和教学目标确定本节课的重点是介绍轴向拉伸和压缩的概念。难点是采用截面法来求解轴力与轴力图。
二、教学方法及教学手段
根据本节知识的特点和学生的实际，结合学生的认知规律，采用启发诱导、探索发现等方法进行教学，触发学生积极思维，启迪学生主动求学和探索的精神。根据教学内容的实际，利用三角板等教具，采取常规的教学手段，增强师生之间的互动性，充分挖掘学生的主观能动性，活跃课堂气氛，同时运用多媒体辅助教学，使教学更直观、形象，从而取得良好的教学效果。
三、学法指导
本节课主要学习轴向拉伸和压缩的概念、以及内力的含义。引导学生看书，抓住概念中的关键词，加深理解和记忆。通过学习这些知识点的基础上，再来了解求构件内力的方法（截面法），并进行例题训练，在训练过程中，熟练掌握截面法的步骤及轴力与轴力图的具体求法。让学生积极思考，善于提问，巩固所学知识，提高理解问题和解决问题的能力，并使学生养成良好的学习习惯。
四、关于课前准备
本课程没有专门教学参考书，辅导资料，只有一本教科书，多处地方还存在小错误，可谓美玉有瑕，但瑕不掩玉，因此课前准备很重要。主要是熟悉教材，了解学生的知识背景（数学、物理、静力学等），整合多学科知识，进行螺旋式提升。
五、教学程序
1、复习回顾
材料力学的任务是：研究构件在外力作用下产生变形的规律，建立构件满足强度和刚度要求所需的条件，为既安全又经济地设计构件提供科学的计算方法。为了便于分析和计算构件的强度、刚度，一般假设可变形固体的构造是均匀和密实的，其力学性质在各处都是均匀一致的，在各方向上都是相同的。而且大部分问题只限于对弹性变形的研究。
2、导入新课
结合工程中的实例，与学生一起来分析一下构件的受力情况，让学生来归纳、总结，得出杆件的受力特点和变形特点。然后指导学生带着问题看书，培养学生良好的看书习惯，并使学生了解轴向拉伸与压缩的概念与区别。通过学生对概念的叙述，可训练学生专业语言表达能力，调动学生的学习积极性，加深对概念的理解和记忆。让学生真正参与到知识的发生、发展及形成过程中来。
3、突破难点
构件工作时承受载荷、自重和约束力都称为构件上的外力（前一章节内容已学过构件受力分析）。由外力作用而引起的构件内部的相互作用力，称为内力（本次课讲解内容）。我们知道当外力作用大于内力时，构件将被破坏（变形或断裂）。为了安全，一般要加大构件的尺寸或选用较好的材料，为了经济，则情况相反。显然，安全与经济二者是矛盾的。因此，合理地选用材料，恰当地确定构件的截面形状和尺寸，是构件设计中的重要问题。而这里就是重点介绍构件内力情况、如何求得，为合理选材打好基础。分析求构件内力的方法----截面法，重点把握住四个步骤截、取、代、列，另外必须跟学生说明应用截面法求内力时，应注意哪些问题，利用所学知识点来解决新的难点。鉴于学生存在读书不求甚解的现象，通过分析讲解，让他们明白如何整合知识，融会贯通。这样使学生不仅复习了学过的知识点，又让学生轻松掌握新知识，从而达到预期的教学目的。
4、巩固训练
为了让学生巩固利用截面法来求解构件内力，培养学生的实践能力，养成善于反思的良好思维习惯，激发学生学习兴趣，也体现了学生的主体作用。要求学生按照截面法求构件内力的四个步骤，让学生跟着一起来分析、判断，从而来得出结论，同时培养学生解题的规范性、条理性，进一步加深学生对概念实质的理解，掌握解题步骤。进行“随风潜入夜，润物细无声”的潜移默化，从而磨刀不误砍柴工，提高学生积极学习积极性、主动性。
5、课堂小结
引导学生完成小结，在理解的基础上，要记住轴力拉伸与压缩的含义和求解构件内力的方法---截面法的四个步骤，并能在解题过程中灵活的加以应用，要学会综合运用知识来分析和解决问题的能力。
6、板书设计
利用环环相扣的方法列出重要概念，突出重点，并把各知识点串联起来，以图画加以说明、分析利用截面法求构件内力的过程，直观形象的表达所阐述知识点，加深学生理解，进而使专业知识螺旋提升。
7、布置作业
概念课教学设计步骤篇9
一、以实验环节为突破点
一个实验，即便是最简单的实验，也有几个步骤。几个步骤中，必有最为关键的步骤，这个步骤一错，实验的结果就会出现偏差乃至错误，导致整个实验的失败。提取出一个实验中最重要的步骤作为“点”，以点到面，扩散至整个实验环节，就能有效提高实验效率。苏教版小学科学四年级上册《空气中有什么》一课“研究空气的成分”实验，其实验步骤为：①把蜡烛固定在玻璃片上，放进有水的水槽中，点燃蜡烛；②用去掉底的饮料瓶罩上，拧紧，观察实验现象；③把水槽里的水加到与瓶内水面一样高；④拧开饮料瓶盖，将点燃的火柴棒迅速插入瓶内观察实验现象。可在学生实际操作时，往往忘记步骤③或者没有把水加到相应高度导致实验失败。抓住步骤③作为突破点，让学生讨论为什么要加水？而且还要加到饮料瓶内外一样高？如果不加或者少加会怎么样？会对实验结果产生怎样的影响？学生探究之后明白了，加水到饮料瓶内外一样高是为了使饮料瓶打开时不会产生压力差，这样子瓶外的空气就不会进入瓶内，当点燃的火柴棒插入瓶内时就能够发现瓶内的气体不支持燃烧；而不加水或者少加水就会在瓶盖打开的一瞬间由于压力差瓶外空气进入瓶中从而导致实验失败。找准这个突破点，学生的认知障碍就扫除了，不仅提高了实验效率，而且能激发学生强烈的好奇心和积极的探究欲。
二、以课题为突破点
科学课题不同于语文课题，科学课题一般直接阐明本节课的教学内容，简明扼要，少有修饰，这就为以课题为突破点创造了条件。如教学苏教版科学六年级上册《变色花》一课，可以以课题为突破点，向学生提问：你见过会变颜色的花吗？花怎么会变颜色呢？你猜测是什么原理呢？然后进行变色花表演，让学生见证奇迹，既能激发学生的好奇心，又能促使学生主动探究“变色”背后的秘密，取得良好的教学效果。
三、以科学概念为突破点
对于科学知识，科学课程标准指出：“要注重科学内容的理解与应用，而不是单纯记忆；要注重从整体上对科学的认识以及对统一科学概念的领会，而不是仅停留在各学科的具体知识上。”教学中可以以科学概念为突破点，引领教学，注重理解，在科学探究中领会，在实践中应用。如教学苏教版科学五年级上册《研究透镜一课》，可以以“折射”的概念为突破，设计以下环节：①光进入透明的物质的时候是沿直线传播的吗？②生活中你见过哪些折射现象？③研究凸透镜和凹透镜。这样就以折射的概念穿起整节课的教学环节，提纲挈领。另外，科学教材中还有导体与绝缘体、传导、对流、辐射、解释、质疑等科学概念可以作为教学突破点，就把全课所有教学环节联结成一体了，就像用一条红线串联起无数珍珠。
四、以学生的错误实验为突破点
概念课教学设计步骤篇10
〔关键词〕软系统方法论；教学管理模式
〔中图分类号〕G4〔文献标识码〕a〔文章编号〕1008-2689（2017）01-0113-06
一、引言
伴随着中国高等教育进入大众化、普及化阶段，以人为本的教育理念已逐渐深入人心，高等教育的目的正从过去单一的社会本位向兼顾社会本位和个人本位的方向转变。[1]面对着中国高等教育发展的这种巨大变化，中国高校传统的教学管理模式已暴露出诸多矛盾与问题，从而影响到高校的人才培养质量。因此，改进当前高校的教学管理模式已是当前高等教育管理领域改革中的一个十分急迫地需要解决的问题。
二、高校教学管理模式改进的软系统思考
所谓高校的教学管理模式，实际上是一种在一定的教学管理理念指导下形成的较为稳定的体系和样式。纵观国内外对中国高校教学管理模式改进的研究，似乎对问题的认识缺乏系统的思想，系统地对目前高校教学管理理念存在的问题进行分析，并提出具体的建议；研究的内容大多停留在理论分析层面，实证研究的比较少；即使有些学者提出了改进教学管理的举措，但对这些举措的提出也缺乏结构化的论述。
如果从系统的角度来分析高校教学管理模式中存在的主要问题，我们不难发现这些问题具有如下特性：
1.从系统的要素来看，高校教学管理中不仅涉及事（教学计划、课程等）、物（教室、实验室、多媒体设备等）、信息（教学文件、学生成绩、课表、考试安排等）等诸多要素，还涉及人（学生、教师和教学行政管理人员），是一个典型的人类活动系统（HumanactivitySystem）。正是由于系统中涉及人这一要素，而不同的人又有不同的世界观、文化背景和工作经历，因此人们对教学管理中同一个问题的认识也会有不同的理解和看法。
2.从系统的结构来看，当前教学管理中的这些问题不是孤立存在的，而是相互影响的，因此问题之间的关系复杂，即问题的结构化较差（illstructured）。
3.从系统的运行过程来看，对上述教学管理中的问题的描述大多采用定性的方式，也就是说我们想用定量的方法来研究教学管理中出现的问题比较困难。
面对具有上述特征的教学管理中存在的繁杂（messy）、结构化较差的问题，用传统的硬系统方法论（HardSystemmethodology）来研究如何改进就显得力不从心。英国兰卡斯特大学（LancasterUniversity）的切克兰德（p.Checkland）教授于1981年首次提出软系统方法论（SoftSystemsmethodology，以下简记为SSm）。30多年来，软系统方法论已显示出其对人类活动系统中的非结构化、复杂问题研究与解决极具针对性与有效性，因而本研究试图用SSm来分析与改进目前高校教学管理中存在的问题。
三、基于软系统方法论的高校教学管理模式之改进
1.SSm的基本思想
SSm是一项运用系统思考来理解和解决复杂问题的定性研究技术。它主要用以解决那些包含有大量社会的、政治的以及人为因素的人类活动系统的非结构化的问题。[2]
SSm有七个逻辑步骤（见D1），即：步骤一：感知一个看似有问题的情况或情境步骤二：用种种直觉的方法来表达出这一看似有问题的情况或情境步骤三：设想出与上述情况或情境相关的“概念性”系统并用所谓的“根定义”（RootDefinition）来抽象地准确地描述（即定义）这些“概念性”系统（称为“相关系统”）步骤四：作出相关系统的概念模型步骤五：用概念模型与现实的问题情境作比较步骤六：寻找可行的合乎需要的变革步骤七：采取改革现实问题情境的行动。
其中，步骤一与步骤二说明此类问题是无结构的，只能通过直觉与感知来了解它的情境；步骤三回答了“与改善问题情境有关的人类活动系统是什么”的问题；步骤四回答了“相关系统做什么的”问题；步骤五通过比较步骤二与步骤四，在与问题情境有关的人员中引起一场讨论，以便在步骤六中确定需要且可行的变革；步骤七实施步骤六中确定的那些变革。步骤一、二、五、六、七是在现实世界中进行的，步骤三、四是对现实世界的系统思维，即在切克兰德所说的“系统思考”的世界中进行的。[3]在这样的世界中，我们不制肘于现实，而只依据系统概念来构筑我们的理想系统。
2.基于软系统方法论的高校教学管理模式改进的一般分析过程
按照上述软系统方法论分析的七个逻辑步骤，改进高校教学管理模式可遵循的一般步骤为：
步骤一、二：问题情境的感知与表达。通过对教学管理中的相关利益者（主要包括教师、学生、教学行政主管与教学管理人员）的问卷调查、访谈等多种形式，了解现有教学管理模式存在的主要不足与问题，并采用丰富图（Richpicture）来形象勾画出教学管理中存在的问题情境，列出需要改进的主要问题。丰富图是用来感知和表达人类活动系统中非结构化的问题情境的最常见、最有效的方法，一般包含问题情境中的人、事、物以及它们之间的关系等基本要素。
步骤三：相关系统的根定义。组织教师、学生、教学行政主管与教学管理人员讨论步骤一中所列出需要改进的主要问题，并从各自的认识角度定义出阐述与解决这些主要问题的相关系统。该系统应包含Catwoe六大要素，即顾客（Customer）、行动者（actor）、变换（transformationprocess）、世界观（world-view）、拥有者（owner）和环境约束（environmentalConstraints）。
笔者又一次组织教师、教学行政管理人员代表就上述两大问题状态改变进行了广泛的访谈，听取各个群体代表对这些改变的感受和态度。下表列出了这两个问题状态改变的干预分析、社会分析和政治分析情况。
（6）采取行动改善问题状态
通过上述对两个问题状态改变的干预分析、社会分析和政治分析，我们已经明确了学院核心课程教学中哪些问题状态是需要改变的，且这些改变“在文化上是可行的”。为此，学院制定并实施了“课程负责人”制度，以改进核心课程教学中的问题。
“课程负责人”制度是学院在充分借鉴与消化英国高校“课程协调人”（moduleCoordinator）制度的基础上，设计的一种基于教学过程管理的以课程负责人为核心的教学团队运行管理制度。这个制度的主要内容是在主要的公共基础课、学科基础课、专业核心课的授课教师中，每门课程遴选出一位业务知识和能力，爱岗敬业、有较强组织协调能力、课堂教学水平高、勇于教学改革实践的拥有高级职称的教师担任该门课程的负责人。课程负责人负责组建本门课程的教学团队，并牵头组织教学团队成员进行本课程教学的全过程管理，包括课程教学方案的设计、实施、评估和改进，初步形成了一个基于教学过程管理的、以课程负责人为核心与主导的、责权利一致的课程教学团队的运行机制。
通过“课程负责人”制度实施三年来，有效地改善了课堂教学效果，保证了稳定的核心课程教学质量。学院核心课程的学生评教成绩、学生考试成绩以及其他教学标志性成果均有了大幅度的提高，同时这也减轻了授课教师的教学负担。
同理，问题情境感知与表达中的其他四个问题的分析与改进类似，在此不再赘述。
四、结束语
对于教学管理中存在的那些复杂的、非结构性的问题，采用软系统方法来加以分析和不断改善无疑是适合的而且是有效的。通过SSm的七个逻辑步骤的循环，可以感知教学管理中存在的主要问题，并通过概念模型与现实状况的比较，识别出系统内需要改进的问题。然后经过各利益相关者的讨论，充分考虑文化和环境对改进问题的影响，从而明确系统内需要改进且能够改进的问题并采取有效的行动。软系统方法帮助我们通过“行动研究”（actionResearch）持续不断地认识、驾驭和改善教学管理中存在的问题。
〔参考文献〕
[1]高等学校教学管理要点.教育部高教司[1998]33号文件
[2]Checkland，p.B.Systemsthinking，Systemspractice[m]，Chichester：Johnwiley&Sons，1981.
[3]杨建梅.对软系统方法论的一点思考[J].系统工程理论与实践.1998，（8）：91-95.