時間：2023-11-18 10:25:20
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇基于核心概念的大單元教學，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
（一）案例：《液體的認識》教學片斷，師：請同學們拿起桌子上的燒杯，把里面的水倒進錐形杯、臉盆、茶杯、塑料袋和水槽，看看有什么發現？生：發現水的形狀變了。生：盛水的容器是什么樣水就是什么樣。師：用筆把這些水面描出來。這些相同的水在不同的容器中，水面的高度一樣嗎？生量后回答：不一樣。師：我們把像水這樣的物體，會流動，稱為液體。
（二）現狀思考：從片斷中我們可以看出我們只關注從自己的角度出發交給學生一定方法建構我們腦子中所謂的“液體”概念。然而科學教學的根本目的在于發展學生，新課程主張追求教學整體效應和最大的價值，注意學生的意義的建構，注重學生的創新思維的發展等等。那么，這樣的探究能讓學生獲得對探究本身以及科學本質的理解嗎？我們要引導學生探究時關注的重點是讓學生學習作為探究本質的那些共同的方面，那些具有廣泛遷移價值的，使學生走向社會后也能應用的共同方面。這就需要我們的探究活動指向“核心概念”的思想問題。基于此我們應該站在怎樣的角度去指導學生進行探究活動。使活動不再只是為了一般的科學概念而活動，更能對一般概念背后的本質內涵去思考更多，同時能對概念形成的過程讓學生去參與與體驗，真正關注活動能指向一個具有方法與教育價值的大方向。欲窮千里目，只能更上一層樓，只有在這種大視角大觀念下我們的探究活動才能充滿生機。
（一）什么是核心概念
核心概念是一個科學領域中的核心思想，是人們認識世界、改造世界的核心思想和觀念。具體來說它是各個領域中高于一切具體事實性知識和主題的大概念、大原理、大原則。例如在小學科學課程的四大領域中關于“生命”這個領域其核心概念是：生物需要能量和營養物質，為此他們需要依賴其他生物或與其他生物競爭；具體在課程的學習中可以通過食物鏈與食物網的小概念的學習。小概念下還可以通過對食物關系的具體事實進行學習。可以說核心概念它是統領整個概念體系的一種思想觀念。
（二）核心概念的構建對學生科學素養的發展有什么意義
1.加強對科學概念研究的意義——科學概念包括科學的觀念和看法；發展學生正確的科學觀念，比讓他們掌握大量事實性的信息更受重視。根據粗略的統計，所有科學知識的90%都是近一百年里發現的，而且目前的科學知識還在迅速地增加。 所以，事實性的科學知識是窮其一生也學不完的！
2.基于核心概念教學的意義——欲窮千里目，更上一層樓！教師要從教要超越一般的主題和事實，抽象出具有一定覆蓋程度、可遷移的觀念和思想去教學。這些觀念和思想就是我們想要教學的科學概念。因為以主題和事實為中心的教學，屬于較低水平的認知。超越所給的信息進行思維，獲得重要的和可遷移的觀念，才能促進和發展學生的深層理解力，適應知識膨脹和復雜的環境。這就需要教師從（科學事實）中抽象出適宜教學的科學概念，是有相當難度的。這就要求我們必須從鉆研教材入手，基于教材而高于教材，從認識論甚至是哲學的高度來思考科學概念的內涵。
（三）怎樣開展基于核心概念的教學
建構核心概念是一項復雜的工作，它不能簡單講解告知，而應在教學活動每個環節上進行細致設計，巧妙地深入學生心中。課標指出科學的教學活動以探究活動為主，那么如何圍繞核心概念在探究活動中進行建構呢？
核心概念與我們具體的科學探究活動之間究竟是怎樣的一個聯系呢？下面以《食物鏈與食物網》這一課為例談談基于核心概念下的活動設計與原先忽視這種思想觀念進行活動的區別。1.為“一般概念”教學設計肯定圍繞什么叫食物鏈與食物網進行教學：首先從生物之間的那種食物聯系進行分析與剖析從而讓學生知道什么叫食物鏈，然后把多條食物鏈組合起來剖析它們的聯系，引出食物網。2.基于核心概念思想的設計：首先也會關注食物鏈與食物網，其次會思考為什么會出現食物鏈與食物網，這與一個區域內生物不是孤立存在有關，它的存在必定與周圍的其他生物發生著復雜的食物聯系。為什么它們要發生食物聯系，最后會從生物能量與營養物質流動去思考原來他們需要互相依賴，并且還需要非生物以及環境的依賴。從這三點去思考活動就不會僅限于食物鏈與食物網的教學中，而是把視野放到生物——區域——生命——環境這樣一種多端視角中去教學了。于是活動不會僅限于研究有食物聯系的一組生物以及有食物聯系的多種生物。而是還會根據一種生物推測某個區域內的食物網，并分析食物網中生物的相互作用，最后滲透生物與環境之間的聯系。使探究活動更具全面性與系統性。因此核心概念思想的提出讓探究活動指向一般科學概念背后的本質內涵，使教師更關注內容的結構，知識的系統性，科學教學的教育性。如此一節好課的標準不在課堂上學到多少獨立的科學事實或者說單一知識，更注重學生的體驗，觀點思想，終身學習。
基于這種觀念和思想下，筆者認為科學探究活動的設計除了要引導學生了解一些事實性的科學知識；更要讓學生關注知識是如何產生的，這些知識有什么用；還要幫助學生理解科學概念的內在聯系與本質規律。從而培養和發展學生的科學思維觀點和能力。以下五個方面探究活動中體現的循序漸進性、“核心問題”性、學生的體驗性、學習的方法性，結論的相對性，是筆者在這個思想下的初步嘗試。希望得到專家們的認可。
三、圍繞“核心概念”的構建，進行科學探究活動的設計
（一）活動體現循序漸進性——從單元中找學生核心概念發展的線索
建構核心概念是一項復雜的工作，它不能簡單講解告知，也不是一節課就能完成的事情，是一個循序漸進的一個過程。在課堂中需要教師挖掘課與課之間的內在聯系，把事實性的概念聯系起來，完善學生的認知結構，形成核心概念。以《形狀與結構》單元為例，它的核心觀念思想是：形狀與結構影響著物體承受力的大小。那么在活動中如何設計使學生把握科學概念的內在聯系，設計課堂教學線索呢？
（二）活動體現“核心問題”——幫學生找出探究的核心問題
基于核心概念下的教學希望借助更少、更高、更清晰的教學活動使學生對概念的理解具有一定的發展性。這個核心問題即中心問題、基本問題，是單位時間內的學習重心，集中學生的注意力，點燃學生的思維火花，引導學生展開并解決最為重要的問題，是有效推進科學探究活動的基礎與關鍵。
（三）活動體現學生的體驗性——給學生經歷知識的產生過程
基于核心概念下的活動，十分關注學生概念形成的過程。不僅希望學生參與，更希望學生對概念的形成是在自己體驗基礎上。例如，美國《國家科學教育標準》指出，要“以從個人和社會視角所見的科學及科學的歷史和本質等為背景，學習科學”。從學生們的認知發展與科學史的發展關系來看，重演歷史上科學理論的產生過程，應該是進行“建構”式科學探究的有效途徑之一。當然這里的“重演”不是機械的重復，而是能反映某科學發現的意義和認識過程的一種教學設計。這種設計，我的理解如同教育家波利亞曾說過：學習知識的最佳途徑是自己去發現知識，這種發現學生理解最深刻，也最容易掌握其概念內在規律的聯系。
（四）活動體現學習的方法性——給學生搭建探究的思維平臺
基于核心概念下學生學習科學不僅取決于獲得某些知識或者某些具體的事，而是取決于學生對事物、知識的“推理方式”和“加工信息”的過程。因此，活動中用另外的思維平臺來打開學生的眼界，來建設性、發展性地為構建概念服務是十分必要的。這個平臺，表面看上去可能是一個小小的活動，但活動里隱含的是提供給學生一個思維方向。
（五）活動體現結論的相對性——給學生留下科學探究的思想
基于核心概念下的科學探究活動是一種思想，一種觀點的探究活動。無論從科學知識的相對性來說，（例如十萬年前的北斗七星組成的圖形與現在的“斗”狀圖完全不一樣，現在的北極星到公元4000年后，仙女座Y星將代替它。）還是從學生自我構建的過程性來說，我們所謂的結論并不全是真正意義上的結論。基于此，一節課的探究活動中或者一個單元的探究活動中教學更多的應該留下懸念，讓學生的內心保留“質疑”“好奇”，給學生留下更多想象空間與思維空間。就像愛因斯坦認為想象比知識重要，因為知識是有限的，而想象是無限的，想象是知識進化的源泉。科學教育的過程要真正體現科學探究的本質，就必須把焦點集中于科學思維的培養。
1核心概念的特性核心概念(bigidea)是指可以適用于一定范圍內物體和現象的概念。這里的概念(idea)是表示對觀察到的相互關系或特性進行解釋后的抽象,它和我們日常生活運用的概念含義是不同的。日常概念可以是不需要基于實證的某種想法[1]。對于學科教學而言,核心概念是指居于學科中心,具有超越課堂之外的持久價值和遷移價值的關鍵性概念、原理或方法[2];是一種教師希望學生理解并能在忘記其非本質信息或周邊信息之后,仍然能應用的概念性知識[3]。核心概念具有以下特性。
1.1核心概念具有廣泛解釋空間由于核心概念反映的是事物的本質特性與關系,它能對很多事物和現象作出解釋。如物質是由微粒構成的這一核心概念,既可以解釋為什么人們會聞到花香,也可以解釋為什么金屬可以拉成絲,還可以解釋為什么不能用濕手觸摸電器;核心概念不僅能對很多所觀察到的現象提供解釋,而且能對原來沒有觀察到的現象作出預測,如從物質是由微粒構成的這一核心概念認識,美國物理學家蓋爾曼(M.Gell-Mann)和茨威格(G.Zweig)預測了夸克的存在。再如,依據結構與功能相適應的核心概念,當我們觀察到某植物莖葉表層有一層保護蠟膜,葉為刺狀,會推測它是生長在干旱地區的植物,而且還可以預測它的根系會很發達。
1.2核心概念蘊含思想方法具有遷移價值的關鍵性概念、原理是核心概念,重要的思想方法也是核心概念,如“科學認為每一種現象都具有一個或多個原因”[1]。而有的關鍵性概念本身就蘊含思想方法,如“結構決定性質、性質決定用途”是學生學習所有化學物質的思想方法。1.3核心概念具有統攝性由于核心概念是能夠解釋和預測較大范圍事物與現象的大概念,它必然可以統攝其他的下位概念及相關事實,使它們成為有結構的整體。例如,物質是由微粒構成的這一核心概念,可以統攝分子、原子、離子、原子結構和分子結構等有關物質組成與結構的概念,也與物質的特性、物理變化和化學變化等概念形成聯結。
2核心概念的教育價值
2.1提高學生分析問題、解決問題的能力學生在學校學習,重要的不是知道了多少事實和規則,而是能夠把所學遷移到真實情境中,面對問題能夠作出有依據的判斷和決策,能夠適應社會、服務社會。由于核心概念具有廣泛的解釋空間,所以它是可遷移知識。運用核心概念可以解釋周圍的很多事物和現象,更為重要的是能對新情境、新問題作出預測,因此對核心概念的理解可以提高學生分析問題、解決問題的能力。另一方面,由于核心概念蘊含思想方法,它們可能成為學生以后工作中分析問題的思想方法,如要獲取性能更佳的材料,其分析思路是改變現有材料的結構以獲得所需要的性質,仿生合成新藥等亦是運用以上的思想方法。從認知發展角度,如果學習重心是“事實”或“現象”的了解與記憶,那么這種認知是低水平的;相反,對核心概念的理解則是要使學生通過對特定現象的認識與理解,發現一般性的理論,并用這些理論理解、解釋其他現象。學生不僅知道“是什么”,而且能夠認識“為什么———原因、條件、目的、理由”、及“會怎么樣———結果、影響、作用、意義”,還能夠知道“如何做”,從而將學習引人深層思考和賦予意義與價值的方向。
2.2有利于學生建構合理的知識結構布魯納在《教育過程》中指出:把握學科的結構就是指對本學科實現了理解,也就是說,能夠把所學的知識與其他相關的事物有意義地聯系起來[4]。由于核心概念是某學科的重要概念、原理和方法,它們構成了學科的基本結構,因此關注核心概念理解的教學就是關注學科本質與學科結構的教學,將有利于學生建構合理的知識結構。
2.3減輕學生課業負擔課業負擔已經成為我國中、小學生不能承擔之重,其原因一方面來自升學壓力,另一方面是教師的教學要覆蓋課程與教材中的所有知識內容,讓學生記憶盡可能多的事實。為了面面俱到,教師不得不采用講授式為主的教學,這樣的教學無法激發學生的積極思考,學生在不理解的狀態下機械地練題,不會就模仿,忘記了再訓練,反反復復,曾經有一位老師把一張中考試卷讓學生練了4遍,這樣機械地訓練,學生的課業負擔可想而知!通過前面的分析已知,核心概念可以統攝事實與概念,使知識形成有機的整體。信息加工理論告訴我們,被組織成塊的信息更容易記憶,因此通過核心概念組織起來的知識,學生是容易記憶的,而且這些知識因核心概念而凸顯了學習的意義與價值,那么這些知識更加不容易忘記。又因核心概念是可以遷移的,教師只要選取可以支持概念理解的典型事實,把師生的主要精力用在這些關鍵內容的理解上,就可以達到“少即是多”的教學境界。
3如何以核心概念為統領設計化學教學
3.1構建核心概念的發展體系以核心概念為統領設計教學的首要工作是構建核心概念的發展體系。在不同階段,學生需要理解的核心概念不同、理解層次也不同。各學科應該聯動以從整體角度構建核心概念的發展體系與結構,因為某些核心概念是跨學科的,如“當事物發生變化或被改變時,會發生能量的轉化,但是在宇宙中能量的總量不變”這個核心概念在物理、化學和生物等學科學習中都會涉及。溫?哈倫提出了核心概念應該具有的標準是[1]:(1)能夠用于解釋眾多的物體、事件和現象,而它們是學生在他們學校學習和畢業以后的生活中會遇到的;(2)提供一個基礎以幫助理解遇到的問題并作出決策,而這些決策將會關系到學生自己和他人的健康與幸福,以及環境和能源的使用;(3)當人們提出有關自身和自然環境的問題時,他們為能夠回答或能夠尋求到答案而感到愉快和滿意;(4)具有文化上的意義,例如對人類自身有關的觀點———反映科學史上的成就,來自研究自然的靈感和人類活動對環境的影響。溫?哈倫據此標準提出了科學教育上的14個核心概念,但并沒有提出在不同階段,學生需要理解的核心概念層次與內涵。對于化學學科而言,構建出學科核心概念發展體系是擺在課程專家與一線教師面前的迫切任務。
3.2以核心概念為統領組織教學單元以核心概念為統領組織教學單元有2種方式,一種是先選定核心概念,然后依據核心概念選取教學素材以組成教學單元;另一種是分析教材內容,區別事實與概念,再把這些事實和概念與某個核心概念聯系起來。下面舉例談后一種。人教版初中化學教材第八單元“金屬和金屬材料”有以下內容:課題1介紹了一些金屬的物理性質,常見合金的主要成分、性能和用途;課題2介紹金屬與氧氣反應以及金屬與稀酸的反應,給出了金屬活動性順序;課題3介紹常見金屬礦物、鐵的冶煉、鐵的腐蝕和金屬資源的保護。通過對教材知識內容進行分析可以得到圖1所示的關系圖,即金屬的物理性質和化學性質以及合金的成分、性質等是事實性知識,其上位的是金屬和合金這2個概念,這些事實與概念可以與“結構決定性質、性質決定用途”這個核心概念相聯系。當確定了“結構決定性質、性質決定用途”這個核心概念后,我們會發現學生先前所學習的有關物質構成的相關知識也納入本單元的知識體系中,這些知識自然地有機地結合在了一起。
關鍵詞：燃料的合理利用與開發；核心概念；學科本質；教學策略
文章編號：1005-6629（2013）6-0038-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
在2012年人教版《義務教育教科書·化學（九年級上冊）》中，有“燃料的合理利用與開發”這樣一個“化學與社會發展”類課題，在這個課題中依次介紹了“化學反應中的能量變化”，“化石燃料的利用”，“使用燃料對環境的影響”，“能源的利用和開發”等四個方面的知識。課題中的文字內容比較多，與社會生活聯系非常緊密，涉及到的教學素材也比較豐富，教學內容的開放性很大，那么該如何講好本課題呢？很多教師感覺到沒有教學思路，或者講不出“化學味”。究其原因，是沒有搞清楚支撐“燃料的合理利用與開發”的學科本質是什么？
學科本質即學科獨立存在的根本屬性，比如研究對象、學科性質、理論體系、研究方法和學科發展等等本質問題，它是一切教學法的根本，思考學科本質問題可以幫助教師透過現象看到問題的本質，以不變應萬變。教師可以通過提煉課題核心概念的方法來突破這類課題的教學，提煉核心概念是揭示學科本質的一個很好途徑，可以幫助教師進行基于學科本質的化學教學。
1.課題中的核心概念分析
在《義務教育化學課程標準（2011年版）》中，對“化學與社會發展”類知識的學習要求是：“化學科學的發展增進了人類對自然的認識，促進了社會的發展。但是有的物質或某些化學變化對人類的生活和社會發展可能產生一些不利的影響，因而幫助學生正確認識化學與社會發展的關系是十分重要的。”由此可見，學生也需要辯證認識“燃料的合理利用與開發”。面對豐富的教學素材和零散的學習內容，如何幫助學生從學科本質的高度認識和理解有關燃料的問題顯得尤為重要。化學視角中的“燃料”應該是怎樣的？如何從化學視角認識燃料的開發和利用？如何利用化學的方式解決燃料燃燒過程中所帶來的環境問題？這些都是教師進行教學之前需要思考的本質問題。
在本課題之前，學生已經學習了本單元中有關燃燒的知識，知道了燃燒的定義和燃燒所需要的條件，這為學生學習有關燃料的知識和解決有關燃料的問題打下了基礎。在本課題中涉及到的物質主要是煤、石油和天然氣，在不同的生產和生活用途中它們可以扮演不同的角色，比如礦產資源、化工原料、戰略物資等等，但是在本課題中它們的角色定位是“可以用來獲取能量的燃料”。通過整體分析本單元的教學要求和深入研讀本課題的知識內容，不難發現“化學反應在生成新物質的同時，還伴隨著能量的變化”是理解與燃料相關諸多事實和問題的核心概念，最能體現本課題知識的學科本質。比如，燃料的燃燒是一種釋放熱量的化學反應，燃料作為一種反應物會不斷被消耗，在獲取能量的同時也會產生新物質，產生的某些有害物質會污染環境，等等，這些事實和現象看似雜亂無章，毫不相關，但是都可以通過這個核心概念將其學科本質揭示出來，建立起它們之間的本質聯系。
2.利用核心概念揭示有關燃料問題的學科本質
為了更好地利用核心概念揭示有關燃料問題的化學學科本質，可以把核心概念的表述方式變式成化學反應的文字式來理解（見圖1）。
當把“燃料”放置到化學反應的背景中來理解時，與燃料相關的問題都會在其中找到根源。比如，（1）燃料燃燒可以產生大量的能量，人們利用燃燒的主要目的就是為了獲取能量。（2）燃料燃燒釋放能量的同時也會產生新的物質，產生的某些有害物質又會對環境造成影響，所以需要采取措施吸收有害物質或者開發新能源避免有害物質的產生。（3）每種化石燃料都有自己的特點（比如組成、結構、性質、變化等），并且資源有限，燃料資源的開發會破壞自然環境；作為一種反應物，燃料在燃燒過程中會不斷被消耗直至枯竭，所以需要合理開發化石燃料或者開發新能源替代化石燃料。（4）燃料燃燒需要充足的氧氣，燃燒不充分或者未燃燒都會浪費燃料甚至污染環境，所以為了提高燃料的利用率需要提供足夠的空氣或者增大燃料與空氣的接觸面積。
從上述分析中可以看出，“燃料的合理利用與開發”的課題內容表面上看起來松散、開放，但實際上有關燃料的各種問題都可以通過核心概念將其化學學科的本質揭示出來，抓住了這些學科本質也就是會使得本課題的教學具有很強的學科邏輯。
3.基于學科本質的教學思路
結合對有關燃料問題的學科本質分析和學生的認識發展順序，設計了教學思路（見圖2）。
圖2中“基本思路”體現了學科知識邏輯和學生認識發展順序的有機結合，是整個教學的核心線索。根據實際教學情況，需要把“基本思路”細化成具有邏輯性的教學環節，每個“教學環節”中都要明確指出需要解決的“核心問題”，通過問題把學生的思維引向對化學學科本質的思考，同時也為教師整體把握教學思路提供了保證；針對每個“核心問題”選擇素材設計“教學活動”，讓學生通過參與這些教學活動，把思維和行為統一起來，在情感得到激發的條件下，自主地思考事實背后的學科本質。
4.教學策略及建議
新課程改革背景下，化學教學越來越關注學生的學習，越來越關注化學學科對學生思維和行為的影響。諸如“燃料的合理開發與利用”、“人類重要的營養物質”、“金屬資源的保護和利用”等化學與社會發展類課題的教學，要求學生占有一定量的學科事實和現象是非常必要的，但如果教學僅僅是堆積大量事實而不去關注背后的學科本質則無助于發展學生的深層次理解，也無助于發展學生的化學學科思維。所以，教師要進行超越事實的化學教學，深入挖掘事實和現象背后的學科本質，致力于發展學生的遷移和應用能力。具體可以參考以下幾點做法：
4.1要善于借助課標和教科書思考學科本質
無論采取什么樣的教學方式，選擇什么樣的教學內容，課程標準是唯一的標準。仔細研讀課標不僅可以幫助教師正確把握教學方向，快速把握教學的核心內容，而且還可以為教師的教學設計提供一些思路和方法。
教科書是基于課程標準編寫而成，是課程標準的具體體現。雖然，新課程理念提倡教師要靈活使用教科書，但是并不意味著要完全拋棄教科書。一些高質量的教科書在內容選擇和結構編排上集中了很多專家的智慧，對化學學科的基本問題有著比較深入的理解，這都有利于教師正確把握學科本質，對設計教學思路具有很好的啟示。
當然，教師也要幫助學生養成閱讀教科書的良好習慣，通過閱讀體味化學學科的思維方式，熟悉化學學科的語言邏輯，要比多做幾道練習題有價值得多。
4.2要善于提煉教學內容中的核心概念
教學內容分析是進行教學設計的必修課，但教學內容分析卻不僅僅是要弄清楚要教哪些內容，更重要的是要深入思考為什么要教這些內容，怎么樣教才有效？
落實到具體的操作上，就是需要教師勤于思考化學學科的基本問題，能夠透過課題提供的事實和現象看到背后的學科本質，提煉出課題教學內容中的核心概念。提煉核心概念是進行基于學科本質教學的首要環節，提煉核心概念的過程也是教師揭示學科本質的過程，這既是一種挑戰，也是教師提升自身學科素養的有效方式。核心概念不同于具體的知識，它是對事實和現象內在規律的抽象概括，也是學科本質的一種具體呈現形式，但是不拘泥于具體的表述方式。在實際教學中，核心概念可以起到化繁為簡的作用，能夠減輕學生的學習負擔，發展學生的遷移和應用能力，提高化學教學的品質。
4.3要利用核心概念構建揭示學科本質的思維路徑
由于核心概念具有較強的概括性和抽象性，與具體事實之間還存在一定的距離，還無法直接應用到實際教學中。所以，教師還需要將核心概念進行逐級分解，或者從具體的事實和現象中進行概括總結，深度挖掘核心概念和課題內容之間的縱向聯系，形成一條清晰的、能夠揭示學科本質的思維路徑（如圖1）。
教師教學中遇到的最大問題就是核心概念與具體教學內容脫節，究其原因是教師自身并沒有形成這樣的思維路徑，因而也就無法利用核心概念指導教學，所以，這個環節是實現基于學科本質教學的關鍵環節。
4.4要把揭示學科本質的思路和方法傳遞給學生
教學設計即為學科知識心理學化的基本過程，結合上面的思維路徑和學生的實際情況，需要勾勒出一個基本的教學思路，在此思路的基礎上整體設計教學環節、教學問題和教學活動，讓學生通過參加教學活動、思考教學問題感悟事實和現象背后的學科本質。
當教師對核心概念和思維路徑有了比較清晰的認識之后，活用教科書就有了基本的依據，教學素材的選取就不需要拘泥于教科書，可以根據學生的生活經驗選擇那些熟悉、有趣的素材，引導學生分析和認識這些素材背后的化學學科本質，從而把化學與學生的生活經驗緊密聯系起來。
1. 對兩種教學現象的思考
情境一：
教師A：今天的天氣對我們的生活有什么影響嗎？
生：今天早上下雨了，我們上學時就要帶雨傘了。為了防止鞋子濕掉，我還穿了塑料鞋套。我媽媽騎車是穿雨衣的。我討厭下雨，一下雨我們就不能去操場上體育課了 ……
情境二：
教師B：今天的天氣對我們的生活有什么影響嗎？各小組討論后試著用網狀圖表示出來。
8分鐘后，有一個小組繪制出了 《天氣對我們生活的影響》的網狀圖 （如圖1）。
在學生繪制的網狀圖的基礎上，教師B根據其他學生的補充匯報，最后形成了一幅網狀圖（如圖2）。
比較這兩位教師的教學行為，我們發現：
教師A的教學采用的是問答式的，只限于師生之間的交流。這樣的教學在學生的腦海中形成的知識結構是比較零碎、零亂的。教師B的教學采用小組合作的手段，讓學生從一開始就利用網狀圖進行今天的天氣與我們生活之間的關系的梳理。這樣的教學是通過學生自主建構關系圖，在一開始就加入了概念關系之間的層次關系的思考，在思維的難度和深度上都有所要求。教師B以網狀圖這種學習工具為依托，讓學生從一開始就進入了比較高的學習起點，同時更能發展學生探究學習的能力。
2. 對教師運用思維導圖進行教學的調查與分析
基于思維可視化原理的思維導圖被引入到教育教學領域以來，修訂后的小學科學教材中引入了多種形式的思維導圖，因為它們是學生學習科學的有效工具。為此，我們對3年級至6年級的所有科學教材中的思維圖呈現的次數進行了統計（如表1）。
為了了解科學教師運用思維導圖進行教學的情況，我們采用了問卷調查法，對30名科學教師作了調查。通過調查我們發現，科學教師在運用思維導圖進行教學中存在著如下的一些問題。
（1）忽視思維導圖是學生探究學習的生成物這一功能。有30%的科學教師不重視教材中思維導圖。為了便于自己的教學，他們經常會出現沒有經過研討就直接把答案告知學生，有時為了完成教學任務甚至是直接用實物投影，讓學生抄寫一下就行了。
（2）用思維導圖進行教學的范圍局限于教材。有70%的科學教師會利用教科書上的思維導圖進行教學，但是如何運用這些思維導圖進行有效的科學探究學習則存在一定的困難。大部分科學教師在教學上采用教科書上已有的，如果教科書上沒有的，就不會自主利用思維導圖進行教學了，用思維導圖進行教學的范圍僅僅局限于教材。
（3）用思維導圖進行教學的方法比較單一。有80%的科學教師用思維導圖進行教學主要采用通過教師提問、學生回答，在單一的互動過程中再由教師做一些引導、梳理，最后形成一幅思維導圖。可以說，思維導圖大部分是由教師牽引著完成的，這樣的思維導圖雖然從某種意義上也是由學生建構的，但是學生探究學習的主體性不強，而且探究學習的有效性不高。
針對上述問題，我們試圖利用思維導圖這一工具，通過行動研究的方法，探討如何利用思維導圖這一有效的學習工具切實提高學生探究性學習的能力和水平。
二、思維導圖促進學生科學探究學習的應用途徑
1. 思維導圖應用于教師探究式的板書
板書是幫助教師實現教學目標的重要手段，通過板書教師可以向學生提示教學重點內容，體現教材結構和構建教學認知程序。大部分的教師板書主要采用大綱形式，以文字為主呈線性結構顯現。因為這樣比較方便，制作比較簡單。如六下科學《放大鏡》一課，這是我們采用的原有板書形式（如圖3）。
如果教師采用的板書形式以思維導圖的形式呈現，學生可以充分發揮發散性思維，教師不必再拘泥于自己的預設，可以根據學生的需要調整并推進自己的教學。教師與學生構建思維導圖的過程，其實是知識建構的過程。在建構過程中，學生形成了對知識的整體結構的把握，更有利于學生對知識深層次的理解。如果用思維導圖來展示的教學內容就完全不一樣，以下是《放大鏡》這節課的板書從以上實例中可以看出，用思維導圖展示教學內容，具有直觀、容易比較，而且便于記憶的特點。通過教師整個思維導圖的板書設計，讓學生能夠看到這一節課的教學重點，尤其是理清了一些概念的層次結構。特別是當有一些有獨創性的、生成性的東西，隨時可以作為一個節點納入整個思維導圖中來，從而突破大綱式板書的局限性。這樣的板書注重了學生的生成，更有符合探究性學習的需要。有了教師采用的思維導圖作為的板書的示范，那么學生也就有了模板，慢慢地就學會繪制自己的思維導圖了。
2. 思維導圖應用于單元起始課
單元起始課，是各單元教學的開場白。起始課重要的功能就是了解學生前概念和前概念系統，為教師的以學定教做好一定的指向。在現行的科學教材中，一個單元往往就有一個核心概念，而且整個單元就是按照這個核心概念進行由淺入深地組織教材內容的，這個核心概念起著提領全單元的重要作用，所以在教學中有必要了解一下學生對這個核心概念的了解程度。在起始課中，教師通過創設一定的情境，展示并暴露學生的“前概念”或者“前概念系統”。
例如五上科學《光》這個單元的起始課教學。在教學中，教師首先出示一個手電筒，然后提問：“對于光，你知道些什么？還想知道些什么？”讓學生試著用氣泡圖的形式自由繪制自己所知道的“光” 。最后，教師根據學生的氣泡圖梳理引導板書展示以“光”為中心的網狀圖（如圖5）。
這樣，教師就可以借此了解學生的
初始想法，并以此確定教學的起點、重點
及難點，以便在后續的每一個課時中有
所側重，幫助學生修正錯誤的認識。讓
學生帶著一個個問題進入整個單元的學
習，產生的效能是非常巨大的。
華東師范大學劉濯源教授提出，我們可以運用一系列圖示技術把本來不可視的思維（思考方法和思考路徑）呈現出來，使其清晰可見，即思維可視化，這種可視化后的“思維”更有利于理解和記憶。但實現思維可視化是需要技術支持的，如圖示技術思維導圖、概念圖等及生成圖示的軟件技術mindmapper，FreeMind等。隨著“思維可視化”技術在教育領域的應用，以及新課改的推進，其在基礎教育階段各學科教學中的作用越來越重要。筆者從理論與實踐層面對思維導圖在初中物理教學中的應用進行思考與研究，因而本文主要探討思維導圖技術進入初中物理課堂后，在學生學習方式、教學模式及教師專業發展等方面引起的變化。以期引起更多教師對思維導圖在物理教學中的應用產生興趣，努力嘗試更好地將思維導圖工具與教學結合的方法及途徑，提高物理教學質量，追求高效課堂。
一、概念界定
為了使大家更清晰地理解思維導圖在物理學科中應用的條件、范圍和效果，筆者查閱資料后梳理了相關概念：
1. 思維導圖的定義
思維導圖是英國心理學家東尼?博贊提出的，又稱腦圖、心智圖、靈感觸發圖等，是一種圖像式思維的工具、一種利用圖像式思考的輔助工具。它利用人類大腦放射性思考的方式，將進入大腦的資料形成一個思考中心，由此中心向外發射多個關節點，呈現放射性立體結構，這些點相互連接便構成大腦的記憶，形成個人數據庫。這種簡單有效的思維工具，運用圖文并重的技巧，把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來，把主題關鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接，充分運用左右腦的機能，利用記憶、閱讀、思維的規律，協助人們在各領域開展工作、學習、生活，從而開啟人類大腦的無限潛能。
2. 學科思維導圖的產生
自20世紀90年代博贊思維導圖傳入中國后，很多思維導圖愛好者開始在各領域進行應用嘗試，其中在企管培訓領域的傳播最為廣泛，后來在教學領域也有不少應用實踐及研究。作為中國最早的思維導圖應用研究者，華東師范大學現代教育研究所思維可視化教學實驗中心劉濯源主任，帶領團隊對思維導圖如何在教學領域有效應用開展了深入的系統研究，但隨著教學實踐的深入展開，他逐漸發現博贊思維導圖所倡導的“自由發散式”思考并不適合中國的學科教學，因為任何一個學科都有自己嚴格的知識結構及規律，不尊重學科本身的特點，想到什么就畫什么是行不通的。基于以上原因，劉濯源及其團隊在實踐中提出了“學科思維導圖”的概念，它是廣泛應用于“思維可視化教學體系”中的教學思維工具， 是以思維導圖技術為表現形式，融入邏輯思維理念的內涵，結合中小學各學科，以及思維規律、學科規律、考試規律，提升教師教學效能及學生學習能力的高效工具。
博贊思維導圖主要強調放射性思維，而學科思維導圖則更強調結構化思維。雖然二者都呈現出從中心向四周層層發散的思考形式，但本質卻有很大不同，博贊思維導圖的放射性思維比較主張自由發散聯想――圍繞一個思維原點想到什么就寫上什么，不太要求概念與概念之間的邏輯關系，想到即合理；學科思維導圖的結構化思維則強調概念與概念之間的邏輯關系，而且要求每個概念之間必須要有清晰明確的邏輯關系，才能用引導線將其連接起來，不能畫沒理由的連接。所以博贊思維導圖的繪制更隨意，更自由，可天馬行空，不受約束，學起來更容易，而學科思維導圖的繪制更嚴謹、更規范，必須要按學科本身的結構、規律、特點來繪制，對繪制者的邏輯思維能力及學科功底有較高的要求。
以上是筆者查閱資料后，對思維導圖的定義進行梳理及歸類。筆者認為，東尼?博贊有關思維導圖的界定是廣義的，劉濯源團隊的界定是狹義的，雖然為學科教學，但在教與學的背后，并不是僅僅關注學生的學科知識與技能的學習，而要通過學生的習得折射出教師教學的水平，這就包括教師的教學設計、組織教學的方式、試卷的編制等內容，甚至可以反映出一個團隊的課題或教學問題的研修水平。
二、思維導圖在初中物理教學中的作用
1. 優化教學設計，提高物理課堂教學質量
提高物理課堂教學質量關鍵在于教師，而科學合理的教學設計是核心。物理學科具有嚴密的知識體系及邏輯結構，無論是理論講解還是實驗探究，都必須圍繞相應的物理概念和規律進行。不管是以單元主題為核心的中觀教學設計還是某一節課的微觀教學設計，都逃脫不了概念之間嚴密的邏輯關系或圍繞核心概念展開的從屬關系，見圖1，在學習“壓強”這部分內容時，根據學生已有的知識結構和課標的目標要求，教師從壓力、液體壓強等6個方面，圍繞本單元的核心概念，借助mindmanager技術進行思維導圖的繪制，此過程不僅可以幫助教師從中觀層面把握該單元學習的核心與教學任務，還能清晰地反映出單元主題學習中各具體內容專題之間的層次關系，便于基于頂層設計的思路，進行每節課的教學設計。這種結構化的思維圖示更強調物理學科知識的嚴密性，清晰地體現出概念與概念之間的邏輯關系，這就是筆者所強調的狹義的思維導圖，即學科思維導圖。
2. 改變學生學習方式，培養良好學習習慣
預習和復習是學生學習新知、鞏固舊知的有效學習方式。預習的過程可以幫助學生提前熟悉新知識，根據自己的認知習慣和學習基礎理解問題，在自學過程中梳理出困惑的問題，待教師組織學習新知時便于重點理解與聽講。復習則可以幫助學生系統地整理所學知識，形成完整的知識網，提高學習效率。但現實往往是大多數學生不懂預習與復習的學習技巧，學生更多的是“讀課本、抄概念、背公式”，整個過程不分重點，不會巧學，導致學習時間大量浪費，加重了學習負擔，使得預習與復習的效率低下。將思維導圖運用于預習和復習過程，通過簡單、明了的圖文可更好地發揮學生大腦的整體功能，使其對相應的學習內容在大腦自我構建的過程中可視化。既可以幫助學生找到學習時存在的問題，也可以在聽課的過程中針對問題進一步梳理，加深對新知的理解與鞏固，還可以幫助學生在復習的過程中理解相應的概念與規律。明確概念之間的結構與關系，這種耗時少、效率高的方式學生也樂于接受。例如，上述“壓強”內容的學習過程中，學習新知識之前要求學生提前預習，并在預習本中畫出相應的思維導圖，此時的可視化思維過程就是廣義的思維導圖，根據學生的認知習慣及預習方式，以核心概念為核心，或者以問題研究為主題放射性思維思考的過程，不過度強調概念之間的邏輯關系及從屬關系。教師引導學生學習之后，再次審視“預習提綱”，要求以知識歸納、梳理為中心再次進行思維導圖的繪制，此時的思維可視化過程就是筆者所指的狹義的思維導圖，它更注重概念之間嚴密的邏輯關系。
3. 改變團隊教研方式，促進教師專業發展
集體備課與研修是現行中學教師交流的常規途徑，大多數情況下，交流與研討的內容是圍繞某節課該如何設計、教學中疑難點的有效解決途徑等，采用的形式是聽課、說課、針對具體問題發表觀點等，在此過程中教師交流的信息多以單純的文字匯總與記錄為主，而思維導圖的引入，可大大改變研討的形式，獲得更多的信息。仍以“壓強”內容學習為例，關于本單元的教學設計，教師可以根據自己的備課習慣在紙上或電腦上繪制思維導圖，或者以教學中的困惑為核心展開思維導圖的繪制，這就使研修問題更清晰、目的更明確、針對性更強，同時在教學過程中可不斷以此為教學依據完善教學方法，進行有效的教學反思，促進教師專業發展。此過程中的思維可視化既可是廣義的，也可以是狹義的，根據具體的問題中心的性質而定。
2001年，隨著我國新一輪課程改革的啟動，我國小學科學課程的改革也步入了新的發展階段。這一階段的重要標志是小學課程中的自然課被更名為科學。2001年頒布的國家《科學（36年級）課程標準》（實驗稿）也明確了這門課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程。課程性質的變化，會給我們帶來哪些觀念上的改變？教材編制和課堂教學應發生哪些相應的變革？這些問題曾經十分明確地擺在所有改革者的面前。在探索上述問題的過程中，有兩個基本事實令我們十分關注。其一是，一些發達國家基礎教育階段的科學課程改革已取得長足的進展，并表現出鮮明的價值取向和發展脈絡；其二是，2002年對我國21個省市小學科學教師的問卷調查表明，相對于科學知識等方面，我國小學科學教師的最大困難和問題是缺乏對科學性質的了解，對科學課程和學生的認識也極大地影響著教師的教學實踐。在課程開發和課堂教學中亟待解決的具體問題是，如何根據培養科學素養的新目標設計課程結構和選擇教學內容；如何圍繞核心概念開展科學探究活動；如何在科學概念的學科邏輯結構和兒童認知發展的心理結構之間找到結合點；如何將學習內容、學習態度和學習方法相互關聯，等等。為了應對課程性質變化帶來的挑戰，我們認為，需要借鑒發達國家科學課程改革的成功經驗，同時著力解決我國科學教育發展中面臨的特殊困難。在這一過程中，圍繞一門課程展開基礎性研究，可能是尋求問題解決方法的一種途徑。
為什么選擇STC課程進行實踐研究
經過分析和考察，我們選擇了美國的STC科學課程。原因之一是，近百年來，美國對科學教育的研究較為系統，而近30年來，基于對科學教學和科學學習的大量研究成果，已經形成了關于科學學習本質的一些指導原則，便于我們分析和理解課程設計的理論基礎。另一個原因是，第二次世界大戰后，世界科學文化的中心已由歐洲轉移到美國，美國的科學教育會傳遞出更多的科學文化信息。
從2006年9月起，我們組織遼寧、北京、天津、湖北、重慶、廣東、江蘇和浙江8個省市的10所小學進行了為期6年的美國STC課程實驗。目前，這項實驗已如期完成，共在20個實驗班的741名學生中進行了16年級全部24個單元的課堂教學，對學生在這門課程干預下的言論和行為做了全程、多角度的觀察。
關于STC課程的研究方法，我們也決定突破文本研究的局限而采取課題實驗的方法。我們相信，親身實踐會促使研究者對研究對象做更為深入的了解，課堂實驗會便于我們從教學過程中收集相關的事實形成證據，以作為認識形成的基礎。
為了更準確地把握研究的對象，從實驗伊始，我們就確立了實驗的基本原則——嚴格按照STC課程教師指導用書中的系列設計進行教學，并邀請美國STC課程的培訓師對實驗教師逐單元進行培訓。為了研究的需要，我們也要求兩名實驗教師同時進入課堂。一名進行教學，一名進行觀察和協助收集事實性資料。事實性資料主要包括課堂實錄（用攝像機記錄的課堂教學全過程，共290節）、班級記錄單（教師和學生在新聞紙上記錄的班級討論結果，共1498份）、學生的記錄單和科學日記（學生觀察和實驗的原始記錄、對數據作出的處理以及個人觀點，共13818份）、教師的教學日記（教師記錄的教學軼事、教學感悟和體驗，共1188份）和各種評價信息（單元的前測和后測、過程性評價、終結性評價和學生自我評價，共1580份）等。
將上述事實性資料置于實驗研究的框架之內，運用已有理論進行分析和推理，從實驗中我們獲得了學生發展的相關證據，并識別出課程在其中所發揮的作用。這為我們認識當代科學課程的基本理念、教材編制和課堂教學改革的內容和方向提供了豐富的基礎資料，同時也獲得了對改善我國科學教育現狀的眾多啟發。
STC課程的設計理念和實施策略
美國STC課程的文本教材分為教師指導用書、學生活動手冊和學生科學讀本3大部分。按照大單元的結構，16年級的課程由生命科學、物質科學、地球科學、設計與技術領域的24個單元教學模塊組成，每一個單元需持續進行2個月左右的教學。
STC課程的設計充分體現了現代科學的價值觀、方法論和認識論。在STC課程里，科學被置于課程設計的核心位置上。例如，科學重視證據和數據。孩子們在不同主題的學習過程中能不斷體驗證據和數據是形成和發展某一觀點的基礎，能不斷參與與證據和解釋相關的討論和分析，不斷對證據和數據進行評價，并不斷體驗和反思所學的知識。例如，科學需要經歷一系列復雜的實踐活動。孩子們在課程中能不斷學習如何提出問題，如何進行觀察和實驗，如何組織、表征和使用數據，如何基于證據進行推理論證，以及如何做出解釋等，反復體驗知識的建立和拓展過程。例如，科學是一項凝聚集體智慧和創造力的工作。課程十分強調知識的發現和習得都離不開學習（科學）共同體，不同結果和觀點的存在對修正和完善自身的認識至關重要。孩子們在課程學習中能不斷經歷與伙伴合作探究的過程，逐漸理解社會構建在科學知識建立過程中的作用。例如，科學是運用概念結構和相關事實理解自然現象的。STC課程采用概念分級的方法，從統一概念的層面建立了整體框架，從單元概念的層面確立了單元的學習主題和目標，又從分級概念和子概念層面設計了連貫的課堂教學活動。這樣使孩子們從小學階段就開始學習如何將學習內容與更高層次概念聯系起來，逐步搭建理解自然現象的概念性框架。
課程的設計還充分體現了兒童中心的原則。通過這一原則，STC課程很好地進行了學科邏輯與兒童邏輯的結合，具體表現在對兒童已有學習經驗、能力和態度的關注。課程設計的學習周期、教學步驟、科學記錄單和評價系統，從多方面保證了以兒童的前概念作為教學的起點，使孩子們能夠始終保持學習的興趣，并不斷發展做出預測、進行解釋和科學論證的能力。還表現在所采取的一系列適應兒童發展需要的教學干預措施。“一英寸寬，一英里深”的大單元設計，使兒童有機會進行深入探究，能夠不斷積累連續性的學習經驗并與同伴進行充分的交互。建立在元認知理論基礎上的單元組織結構和活動設計，使孩子們能夠通過回顧和反思，不斷修正和完善自己對事物的原有認識。此外，課程還十分注意將兒童的科學學習與他們的好奇心、學習興趣和日常生活經驗相聯系，不斷激發他們持續學習科學的愿望，并深入理解周圍的自然現象。
STC課程的教學策略包括班級討論、頭腦風暴、合作性學習小組、思維工具和學習（材料）中心。由教師有效引導的班級討論被認為是科學學習中非常重要的手段，它為學生提供了明確表達自己想法、練習依靠證據做出解釋并與同伴進行集體論證的機會。頭腦風暴是在單元或一節課的起始階段具有刺激性和引導性的活動，它使學生和教師了解關于學習主題已有的知識和期待解決的問題，同時學會如何在討論中尊重他人，以及融合自己與他人的想法。合作性學習小組是STC課程中廣泛采用的學習組織形式，它讓孩子們在與同伴的合作中應對挑戰性學習任務，學會通過溝通、交流和分享形成對事物的認識，提高學習的能力。思維工具主要指科學記錄單、網狀圖、維恩圖等。它們發揮了幫助學生組織和呈現實驗數據，對學習主題做盡可能多的聯想，識別概念間的聯系，以及對不同的信息進行比較等信息加工作用。學習（材料）中心是教師在教室里設置的一個由探究器材、科學圖書、視頻資料等組成的學習支持系統。它延伸了課堂教學活動并能協助學生開展課程之外的自由研究。
實踐研究的發現
通過對STC課程的6年實驗，我們從課堂觀察所獲得的大量事實性資料中發現，STC課程的目標基本上都能在實驗班的學生身上得以實現。
STC課程的目標之一是，使科學對所有學生都是適合的、有趣的和富有挑戰性的。從24個單元后的學生自評中，我們看到學生通常都用“有趣”、“興奮”或“有成功感”等詞匯形容他們對單元學習的體會和感受。在每個單元長達2個月的科學學習中，學生們表現出的持續的學習熱情給我們留下了深刻印象，也證明了課程對孩子們的吸引力。挑戰性探究在STC課程中十分突出，不僅表現為活動設計的難度，而且表現為較高的教學要求。我們觀察到，幾乎沒有一個小組的學生會顧及失敗的煩惱，他們總是全身心地投入。適切而又富有挑戰性的教學活動大大促進了他們的發展，使6年級的學生不僅能自行設計實驗和表格，利用簡圖和文字的組合表征觀察結果，還能評價證據與探究方法和工具的關系，關注論證的客觀性、全面性和準確性。
STC的課程目標之二是，有助于學生對周圍世界的概念性理解。從記錄單對事物或現象的大量解釋中我們看到，學生們的概念性理解不僅僅是具象、生動和個性化的，隨著單元教學和年級的推進，他們已經表現出層級發展、多維聯結、富有邏輯和反思性等特征。例如，對“生命特征”這一核心概念，從1年級到6年級，實驗班的學生能夠清晰地呈現。從生物的基本生存需求到生命周期，從生物的相互依存到身體結構、習性與棲息地的關系，從生態系統到外部環境對生物的影響這樣一個逐級發展的特點。從“生態系統”單元的課堂實錄中，可以明顯地看到學生對相互依存概念所形成的包括食物鏈、相互作用、物質與能量的流動在內的復雜邏輯結構的了解。從單元總結課學生對班級記錄單的修改中，也可以看到他們已經具備了不斷對先前形成的概念進行反思和修正的能力。
STC課程的目標之三是，幫助兒童發展論證的能力。在6年的課程實驗中，我們不僅觀察到大量的觀點交互、以證據為依據的學生論證行為，而且發現了學生在論證中已經存在并發展著的評價證據、重復檢測、協調證據與觀點的能力。從對實驗班學生的全程觀察中我們還發現，兒童批判意識的發展是隨著探究熟練程度的提高、收集證據能力的增強而逐漸發展起來的。從低年級到高年級，兒童論證能力變化表現出明顯的階段性特征。在大量的單元前、后測中觀察到，學生正在逐漸形成自己的解釋體系，逐漸脫離情境進行抽象概括，自覺地辨識事物間的聯系，主動尋找證據并形成自己的生成性解釋。
STC課程的目標之四是，促進學生科學態度的形成，如好奇心、尊重證據、靈活性和對生物的敏感性。從嵌入式評價活動中我們發現，學生們基本能夠運用簡單的科學原理綜合或選擇實驗方法。他們不僅能夠較準確地記錄結果，而且也能對之進行卓有成效的處理，還會根據情況用恰當的方式進行呈現。他們對頭腦風暴和集體論證中的3個原則經歷了由不適應到自覺遵守的過程，逐漸能夠傾聽別人的意見，并且聯系事實或證據陳述自己的觀點。在飼養蝴蝶和威斯康辛植物的過程中所表現出來的對生命的敬畏和關愛是教師們在以往的教學中從未見到過的。“生態系統”單元關于海灣污染問題的辯論活動更是表現了孩子們對社會問題的強烈關注。
收集到的大量事實性資料表明，通過STC課程的學習，實驗班學生的科學素養獲得了明顯的發展。這是哪些課程因素成功干預學生科學學習的結果？又為我國科學課程的建設和課堂教學提供了哪些可供借鑒的經驗呢？我們從10個方面進行了梳理并開展了專題研究。這10個方面是，課程的整體框架和知識的組織形式，概念發展的連貫性和廣泛性，適合于兒童的科學實踐活動，情境化的教學設計，集體論證能力的培養，學習共同體的創建，教學評價系統，探究材料的設計和使用，科學閱讀的開展和科學記錄功能的發揮。這10個方面涉及科學課程建設和教學的基本理念，也涉及具體的實施策略，我們認為是它們形成了STC課程的標志性特征，也反映了當代科學課程和教學的眾多要素。
對我國科學教育的啟示
通過6年的課堂實驗，我們認為STC課程給我們的最大啟示是，科學課程的開發和課堂教學都需要建立在對科學本質的深刻理解上。STC課程正是根據科學家的科學實踐設計了學生必須經歷的學習活動，并且在這些活動中突出了科學家在科學實踐活動中必須遵守的共同原則。這些活動使學生逐漸理解科學家是用什么方法認識世界的，科學知識是如何被發現并不斷修正的。這些原則使學生逐漸了解什么是科學的價值觀，理解為什么科學實驗與事實這么重要，為什么一個解釋的產生需要經過反復的檢驗，為什么只有堅持質疑和反思才能幫助我們形成更準確的認識。STC課程用自己的設計生動地向我們展示了用科學建構世界觀和道德意識形態的具體做法，告訴我們作為科學課程和教學的靈魂究竟是什么。相比之下，我國目前的小學科學課程在反映科學的核心要素方面還顯得很薄弱，需要進一步從事實性知識的教學中走出來。
一、跨學科技能培養路徑：主題學習
在北愛爾蘭，跨學科主題學習是培養跨學科技能的主要途徑。跨學科主題學習并不是獨立的一門課程，是經過結構化的主題（Theme）學習的一種學習方式。主題活動打破學科界限，圍繞某一主題，將涉及不同學科的內容、問題和活動，需要綜合應用多學科知識。
1、主題學習的特點與內涵跨學科主題學習最大的特點是結構化、主題化和綜合性。從思維能力、自我發展和跨學科技能的培養目標出發，主題教學包括個人健康、自我認識、可持續發展、了解宇宙、公民意識、職業生涯和文化理解七個子單元。七個子單元的內容體現學生從一個“自然人”成長為“社會人”和具備全人人格的重要內容，為學生在生活所有方面的成功作了鋪墊，這樣的教學內容幫助學生獲得生活的技能，超越已獲得知識的工具，加深學生對自我和社會的理解，并以積極的生活態度去面對人生和未來。與此同時，所有的子單元從愛爾蘭中學課程的不同學科領域入手，設計了與生活密切相關的教與學活動。當然，不同的單元內涵不同。側重點和不同學科領域的關聯度不同。如圖所示：從圖示可以看出：每個單元構成的主要領域，不同單元里學科領域的不同體現了單元教學目標與學科領域內在特征的高度統一。如職業生涯單元強調了對職業的認識、突出了數學、外語和科技在現代經濟生活中的作用；個人健康單元則從家政、體育、科學和自我認識四個領域重點培養學生良好的生活習慣和健身習慣，促進學生的身心健康。單元設計中數學和科學兩門學科幾乎滲透在所有的單元里，將數學與科學與學生周圍的世界相聯系，促進了不同學科之間的聯系密切，培養了學生的人文素養、科學精神和實踐能力，體現了課程的綜合性、實用性和務實性。而其他學科領域的作用也不可忽視，學科本身的育人價值與單元目標也又千絲萬縷的聯系。這樣的設計解決學科之間壁壘森嚴的現象，有效地突破了學生綜合能力不足的問題。不僅僅單元結構設計時充分考慮了學科之間的聯系，活動設計體現了跨學科和綜合性的特點，如文化理解單元的數學學科主題學習中，通過閱讀和統計數據，討論數學觀點等活動將數學與語言學習聯系起來，促進學生的文化理解；通過運用統計大數據來了解和預知個人與社會的選擇，將數學與個人發展、社會了解結合起來；還通過使用數字、圖形、空間、測量來記錄個人運動的表現，提高運動和健身的質量，將數學與體育相聯系。跨學科主題學習以問題的形式提出學習的主題和內容，既有利于激發學生的學習興趣，又滲透了培養學生問題解決能力的價值取向。如在可持續發展單元中，職業生涯領域中提出了“什么是可持續發展？”、“今天的企業和公司面臨怎樣的環境挑戰？”、“雇主有怎么樣的環境責任？”、“在可持續發展的領域中什么工作會充滿活力？”，顯然課程設計者想以問題的解決去培養學生理解可持續發展的意義，并通過合作、探究解決問題，形成自我的判斷和價值。
2、主題學習的實施要求英國教育部門規定“主題學習單元專欄上的活動只是資源，而不是教學活動的全部”，所有教師在主題教學時要遵循統一性和靈活性的原則。教師在學科教學時應將主題教學納入教學計劃中，并在網站上選擇適合于課堂的活動和內容，與此同時，學科教師也要充分發揮教師的靈活性和主動性，創造性地運用和開發主題單元活動，從而使主題單元教學效益最大化。教育管理部門還要求學校在實施過程中要進行基于“從教師的角度，活動會有什么積極的、負面的或有趣的預設效果？從學生的角度，活動會有什么積極的、負面的或有趣的預設效果？”的評估，提高教與學的效益。學科教師會從不同的角度討論主題教學的實施和教學活動的選擇：從你的學科出發，你喜歡或不喜歡哪些主題活動？你發現哪些活動最有效？什么活動對于你來說是新的和愿意去嘗試？在提供的活動策略和活動中，你還能用在其他什么內容上？提出的主要問題很有用或恰當嗎？你怎么使用這些單元來發展你的教學設計？[4]只有解決了這些問題，單元的基本內涵才能在跨學科領域的學習和活動中體現和落實，教師才能深刻理解單元的基本內涵，并形成基于能力和評價的活動設計，還鼓勵了教師如何超越教室組織教學活動，進一步發展他們自己獨特的教學方法和活動。事實上，“培養學生的綜合能力和素質”，“讓學習根植與社會和現實”的理念并不新鮮，但北愛爾蘭的主題學習的獨特之處在于將這理念設計更為系統，貫徹更為徹底，與學科的結合更為緊密。主題學習整合了所有的學科領域，并將生活的元素發揮的淋漓盡致，不僅培養學生的綜合素質，而且賦予了學生適應當下生活和未來生活的能力。
3、通過主題學習培養跨學科技能的案例北愛爾蘭課程網站上的主題單元專欄為教師和學生提供了豐富的教學、學習和評價的主題活動，這些主題活動展示了教學活動如何去服務單元主題，幫助教師去理解新課程中單元教學的精髓和思想，鼓勵教師和學生在學科領域之間建立聯系，提供了大量的機會去培養學生的技能和能力，推進為了學習的評價。案例一：工程師如何運用數學？活動背景：職業生涯教育的數學單元幫助學生認識到數學在工作和生活中的重要性，活動將數學與職業緊密聯系起來，向學生傳遞了“沒有數鄭鋼：透視英國北愛爾蘭地區中學跨學科技能培養學就沒有工作”的理念。而建筑師是在工作中應用數學的典型代表。計算活動1：如果你是工程師，請算一算：長12米寬10米深5米的柱子底座需要多少體積的混凝土？計算活動2：如果將水從Silent山谷水庫的水引到貝爾法斯特，需要多少長的管道？計算活動3：去網上查查泰塔尼克號的排水量和你家每月的用水量，請計算一艘泰塔尼克號的排水量相當于你家幾個月的用水量？小組討論：在完成上述活動時，工程師需要用哪些數學計算方式？小組接龍：在計算和討論后，請每個同學說出數學在工程師眼里是什么？（例：工具、幫助解決問題、思考的方式、語言和幫助你有創意等等）更多的資源和活動：如何建造一座橋國家工程師協會（.uk/education）[5]案例二：如何通過飲食了解文化活動背景：文化理解中的家政單元目的在于幫助學生理解不同國家的飲食文化，了解食物在不同的文化起到了重要的作用，還形成選擇合理飲食的習慣和技能。以小組為單位，設計一個模版，用于食品的類別和特點。組織一次超市調查，記錄超市里出售的食品，并允許每個組購買一種外國的食品。如果無法組織實地調查和購買的話，教師可以使用在線購物網站或邀請零售商來班上上課。允許學生品嘗他們購買的食品，然后從味道、外觀、氣味、制作的容易度、性價比等評價，并記錄在模版上，并向全班反饋。以四人一組為單位，學生選擇不同的國家的代表食物調查，用POWERPOINT、海報和投影儀等媒介匯報調查結果，重點闡述食品中的文化。不同的小組選擇二種菜肴，分工合作制定方案、準備材料和烹飪食物，然后品嘗點評，學生須將燒好的食物拍照，并向同學們展示勞動成果。[6]跨學科主題學習并不是知識的學習，也不是一個人的學習，而是基于活動和探究的學習，基于團隊的某一生活主題的探索和實踐，通過自主探究和協作探究讓學生相關學習概念和學習內容之間建立聯系，幫助強化學習者這對個學習主題的理解。課堂中的教學任務在學生的合作探究，討論問答，展示評價等活動中才能完成，學生得到的往往不是統一的答案，而是在活動中逐漸形成的價值觀和思維判斷，學生的問題解決能力、批判思維能力和人際交往能力在主題學習中得到了有效的培養。這既是跨學科技能的重要部分，也是學生能適應未來社會和生活的重要技能。在跨學科主題學習中，交流、數學和信息技術既是教學的內容，也是組織教學的手段。數學和技術應用幾乎滲透在所有的單元里，教學活動將數學和信息技術與學生周圍的世界相聯系，培養了學生的人文素養和科學精神，體現了課程的綜合性和實用性。如文化理解單元的數學學科主題學習中，通過閱讀和統計數據，討論數學觀點等活動將數學與語言學習聯系起來，促進學生的文化理解；通過運用統計大數據來了解和預知個人與社會的選擇，將數學與個人發展、社會了解結合起來；還通過使用數字、圖形、空間、測量來記錄個人運動的表現，提高運動和健身的質量，將數學與體育相聯系。[7]因此，學生使用數學和信息技術的能力在跨學科主題學習中迅速提高。
二、思考與啟示
縱觀世界各國義務教育階段的學生培養目標，北愛爾蘭地區是為數不多將學生的跨學科技能明確寫入能力要求的國家或地區，其實踐的理念和途徑，對于我國的中學階段學生實踐能力和創新能力的培養具有重要的啟示。
1、跨學科技能是教育培養的核心技能在21世紀全球化、信息化和網絡化浪潮中，知識的高度綜合性和整體性，成了人類發展的重要趨勢。社會和經濟對人才的需求正在發生著深刻的變化，基礎知識扎實，全面發展，具備綜合能力和創新能力是未來人才的核心要素。交流、使用數學和應用信息技術的技能是“綜合能力和創新能力”的具體體現，是人們生存和發展的必要技能，也是適應未來社會變革和發展的重要能力。在北愛爾蘭中學，跨學科技能的培養和學習是課程核心和學習的基石，也是教師教學的重要內容。跨學科技能的培養深刻地體現了社會和時代的特征，有力地展示了教育對社會變革的具體回應。教育只有與社會的需求緊密結合起來，將人的發展與時代的要求緊密聯系起來才有生命力。
2、跨學科技能不僅僅是技能的培養北愛爾蘭的跨學科技能體現了“學習為了工作和生活”的重要理念，將學生社會化的成長與適應落實到具體的教育實踐，主題學習設計了個人健康、自我認識、可持續發展、了解宇宙、公民意識、職業生涯和文化理解等七個單元，將學生個人的身體、心理、道德、職業等健康發展作為重要內容。主題學習中人的身心和諧發展，人與社會和世界的和諧共處的價值取向和教育目標尤其明顯，突出了人的主體地位。主題學習的單元設計將跨學科技能與人的發展結合起來，促進學生從“自然人”成長為“社會人”的教學。因此跨學科技能不僅僅是技能的培養，而是為促進學生自我身心和諧發展的重要工具和手段，超越了技術和手段的外在價值，賦予了技能真正的意義，這才是教育的應有之義。
3、學科融合在生活化教學中實現。在跨學科技能的培養中，課程中各學科領域是教學基點，交流、使用數學和信息技術是教學的媒介，然而學科之間的關系不是割裂和獨立的，而是滲透和交互的關系。學生對不同學科的概念、理論、方法和工具進行整合，超越單一學科領域，加深他們對復雜主題的理解，培養學生的思辨能力、批判性思維和獨立思考能力。跨學科技能的培養和學習并不是依托某一知識而存在，主題學習緊密聯系學生的生活，借助生活現象或問題解決而設計。在學科、社會、技能三維交叉的教育空間下，學生的學習內容回歸生活本質，密切了課程與社會發展、科技進步和學生經驗的聯系，體現課程的時代性，培養學生具有獨立選擇與判斷的意識以及高度的社會責任感。課程內容與現實世界的聯系，使學生有能力在不同學科之間建立有意義的聯系，以便理解和參與這個世界，能夠引發學生對生活和社會的思考，促進他們養成對社會現象的觀察力和洞察力。跨學科技能的培養也是將學生為中心化的教學過程，落實了以學生發展為本的理念。
關鍵詞：CDIO；C#；UML；三級項目
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
1 引言（Introduction）
職業教育的任務是以職業為導向的應用型人才培養。CDIO工程教育模式按照產品生命周期構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）四個環節，以工程實踐為載體，以行業需求為導向，以學生為中心，體現了職業教育的崗位本位，能力本位。近年來，基于CDIO模式的工程教育理念已被業界認可。
2 C#面向對象程序設計課程教學中存在的現實問
題（C # object oriented programming realistic
problems existing in the course teaching）
2.1 注重功能的實現，忽視設計思想的培養
該課程采用傳統的項目教學法已經實施多年，但是在項目教學實施過程中仍然存在一些問題，教師關注較多的是學生的實施、運行能力，學生缺乏應用系統開發的分析、設計能力。學生在遇到具體問題時，受到面向過程程序設計思想的影響，首先進行算法的設計，然后把所有的方法放入一個類中，忽視類的設計，不熟悉面向對象的設計模式，不能夠使用面向對象的思想分析和設計程序。與軟件技術專業人才培養中學生分析、設計能力的培養目標不相符。
2.2 注重課程單元項目設計，忽視課程項目體系的設計
在項目教學實施過程中，教師重視單元項目的設計，能夠針對一個課程單元的多個知識點設計項目。在實際教學中，該課程結束后還會安排20課時的實訓課程，實訓課程是一個綜合性的C#窗體應用項目。由于兩個課程之間是分離的，課程單元項目與實訓項目之間沒有關聯，學生很難在20課時內完成一個完整的項目，項目教學實施效果不理想。
3 CDIO模式下的課程教學改革（CDIO mode of
teaching reform）
CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標[1]。
該課程的人才培養目標是基于.NET技術的軟件工程師，課程改革首先要對該崗位所需能力和崗位開發產品（即軟件項目）開發的過程進行基于CDIO的剖析，在此基礎上，重新整合課程教學內容，構建三級項目體系。
3.1 課程整合UML建模技術，體現構思、設計
該課程的教學目標定位在培養學生的面向對象程序設計能力，不局限于一門編程語言的語法或API，寫出地道的面向對象程序。由此，課程的教學內容需要引入UML和軟件設計模式，并且貫穿于授課過程的始終，以輔助學生分析、設計程序，保證CDIO教學理念落地，讓CDIO教學模式真正進入課堂。
統一建模語言UML是使用面向對象思想對軟件系統進行可視化建模的一種語言，適用于軟件開發周期的各個階段[1]。在面向對象設計教學中，引入UML類圖、UML順序圖、uml建模工具知識，可以直觀地描述類之間的協作關系，鍛煉學生用符號進行表達的抽象思維。
軟件設計模式（Design Pattern）是一套被反復使用、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。使用設計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性[2]。設計模式總共有23種，不需要全部引入課堂學習，而是選擇恰當的設計模式在教學過程中適時引入。在教學實踐中有兩種方式，一是發現.NET類庫中的類所蘊含的設計模式思想；而是使用對比教學方法，啟發學生思考引入設計模式后程序的優勢和最終運行結果的差別。
3.2 構建三級項目體系
依據大連東軟信息學院提出的TOPCARES-CDIO[3]能力指標體系，設置了該課程的三級項目體系，最終將全部教學內容貫穿起來，涵蓋所有的知識點，真正實現一體化的培養方案，具體如圖1所示。經過課堂實踐，取得了較好的教學效果。
圖1 課程三級項目結構圖
Fig.1 Three-lever project structure
課程三級項目是課程設計項目，該項目貫穿課程所有單元和知識點，旨在培養學生綜合運用專業知識設計軟件系統的能力。該項目在課程的綜合實訓階段完成，按照軟件開發的工作流程，本課程選取的是學生成績管理系統項目。
課程四級項目是單元組項目，該項目綜合兩個以上課程單元的知識點，在課程多個單元完成后的總結階段進行，旨在提高學生運用所學知識解決實際問題的能力。本項目可以是課程三級項目的分解項目，也可以是設計的新項目。
課程五級項目是單元項目，該項目綜合一個課程單元的知識點，在課程授課中進行，旨在提高學生對核心知識點的掌握能力。本項目可以是課程四級項目的分解項目，也可以是設計的新項目。
4 教學實施與評價考核（Teaching and evaluating）
教學過程中采用項目式教學方法，以培養學生八個方面的TOPCARES-CDIO能力指標為目標，分別是：軟件開發知識，分析問題能力，概念化和抽象化能力，查詢資料能力，實驗性探索能力，行業應用技術，軟件實施過程。課程每個單元以一個具體項目為導引，根據CDIO構思、設計、實施、運行的教學理念，從項目構思、項目分析、項目實施、知識點詳解、項目完善五個部分展開，符合軟件開發的實際工作過程。讓學生明白是為了完成任務而需要掌握相關知識點，而不是為學習知識點而學習。
在教學過程的各個環節，從學生的出勤、日常表現、作業、測試、項目完成情況及完成質量、TOPCARES-CDIO三級能力目標的實現情況，對學生進行全方位的考核。
課程考核依據TOPCARES-CDIO三級能力指標點，考核過程貫穿于課堂實施的全過程，包括出勤、課堂表現、作業、項目完成情況及完成質量和期末考試，考核評價主體包括學生自評，組內同學互評，教師評價。
5 結論（Conclusion）
C#面向對象程序設計課程的教學現狀在于傳統的項目教學法不能完成軟件專業人才培養中學生分析、設計能力目標。課程改革基于CDIO模式，整合課程教學內容，引入UML建模技術，構建三級項目體系，在教學實施過程中以項目為導向，引導學生在“做中學，學中做”，建立與CDIO模式相適應的評價考核方式，教學效果明顯提高。
參考文獻（References）
[1] 楊瑞龍.引入軟件設計模式的面向對象程序設計教學方法[J]. 計算機教育，2012（10）：97-99.
[2] 王翔.設計模式：基于C#的工程化實現及擴展[M].北京：電 子工業出版社，2009：5-8.
[3] 溫濤.探索構建一體化TOPCARES-CDIO人才培養模式[J]. 中國高等教育，2011（7）：41-43.
作者簡介：
1 課程簡介
Java OOP的全稱是Java Object-Oriented Programming，是計算機軟件測試專業的核心專業課程，它的后續課程幾乎涵蓋本專業所有核心專業課程，因此，學好這門課非常重要。這門課的理論內容繁雜，各知識點的關系錯綜復雜，而這門課程的實踐內容又往往需要綜合運用多個知識點，傳統的教學方法重理論輕實踐、而且也不可能跟蹤知識點提供大量而又合理的實踐，讓學生掌握每一個知識點就會運用一個知識點，所以往往會讓學生記得住理論但動不了手，會做一個應用但又不會做其他的應用程序。
2 斯金納程序教學法的基本原則
斯金納的程序教學法的基本原則有三點：第一，是小步子原則。根據還原論的觀點，如果原來一個較大、較復雜的問題分解成若干個較小、較簡單的小問題，那么就可以使要解決的問題簡化，通過解決這些小問題又可以綜合起來解決大問題。小步子原則就是把教學內容劃分成有層次或遞進關系的小塊內容，學生通過一個一個的小塊內容的學習從而推進整個教學內容的學習。這樣可以降低學習的難度，激發學習動力。第二，是積極反應原則。針對每個小塊內容都設置恰當的提問，在學習每個小塊內容的時候都讓學生對提問有所反應，使學生從消極的接受學習變為積極地反應學習，大大的提高學習效率。第三，是及時強化原則。在學生做出反應后，老師要及時給出反饋，對錯誤的反應給予糾正，直至正確；對正確的反應給予肯定表揚和鼓勵，以強化學生及時明確正確的反應，可以提高學生的自信心，增進學習效果。
3 基于程序教學法的JDBC的教學設計
JDBC是《Java OOP》課程最后一個單元，教學目標是要求學生能運用JDBC編寫數據庫應用程序。首先，把這一單元的內容按照其邏輯先后順序分為四個部分：第一個部分是JDBC的概念；第二部分是JDBC的驅動類型；第三部分是java.sql包中的常用類的使用；第四部分是運用JDBC編寫出數據庫應用程序。由于第四個部分是本單元學習的重點和難點，要學生一下子就完成一個數據庫應用程序是非常困難的，于是把這個部分按照由局部到全局、由易到難的原則又分為四個小部分，依次為只修改函數的參數或類型的小改應用、根據已有程序模擬出相似情境的程序、修改函數的功能或者增加新函數的大改應用和寫出一個全新的應用程序這四個部分。這樣，最終把本單元的內容分為七個小部分。
為了使學生能夠對所學知識積極反應和及時強化，對上述七個部分的學習內容都設置了合理的問題。由于第一部分和第2部分的學習內容都需要用到JDBC概念圖來進行講解，那么第一部分講解完畢后，希望學生能夠正確的解釋JDBC概念圖，第二部分講解完畢后，希望學生能夠指出JDBC概念圖中的驅動類型。第三部分中常用的類之間相互關聯并擔負整個JDBC工作流程、各司其責，所以第三部分講解完畢后希望學生能解釋JDBC的工作流程。前面三個部分的內容最終全部都要綜合應用到最后四個部分中，首先進行局部小改，把一個已經完成的應用程序發給學生，希望學生能夠做到該應用的輸入數據的類型或個數改變時程序中應該修改哪個函數的什么參數、如何修改；接下來，給出和該應用相似的情境，希望學生能夠模仿寫出一個應用程序來。然后進行局部大改，該應用需要增加或者刪除某些功能，希望學生能夠正確寫出新函數或者準確找到要刪除的函數；最后，給出和該應用有些不太一樣的情境，希望學生能夠寫出一個全新的完整的應用程序。
4 基于程序教學法的JDBC的教學實踐
在湖北科技職業學院的11級、12級的計算機軟件測試專業的學生中，《Java OOP》這門課程就采用了程序教學法，而在10級該專業學生中這門課程沒有采用這種方法采用傳統的方法，在單元內容全部講解完后才讓學生做出反應。11級、12級這兩個年級的學生在學習這門課程最后一個單元JDBC時，整個教學活動如圖1所示。
整個教學活動科學合理的貫徹了程序教學法的三個原則，把教學內容劃分成更好讓學生接受的小塊，在每一塊的學習后學生可以立即對設置的問題做出反應并通過網絡及時提交給老師，老師對正確的回答給予鼓勵和表揚，對錯誤的回答給予引導糾正，這樣不僅能及時驗證和了解學生對當前學習內容的掌握程度，還可以避免學生累計錯誤影響到以后的學習，讓學生在整個教學活動過程中都保持興趣和激情。在每個小塊內容教學結束前，老師可以給接受快的學生設置更多同類型深層次的問題，給接受慢的學生足夠的引導使他們能自己發現自己的障礙在那里，從而強化各層次學生對當前學習內容的掌握和理解。最后有學生做出小結，列出自己的錯誤和自己的收獲；老師做出小結，列出要掌握的核心和要注意的問題。
然后進行下一個小塊教學內容的教學活動。直到所有七個小塊內容全部結束。
關鍵詞：校企合作；短距離無線通訊；課程改革
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2015）03-0052-04
高職院校的根本任務是為生產、建設、管理、服務第一線培養高級技術技能型人才。教學工作是學校的中心工作，課程教學是實現高等職業學校人才培養目標的基本途徑，課程教學質量是直接影響人才培養質量的核心要素。“工學結合，校企合作”是高職專業人才培養的基本模式，基于校企合作的課程改革正是這一模式在課程建設中的具體體現。本文以南京信息職業技術學院無線電技術專業中的一門專業核心課程——“短距離無線通信”為例，就該課程進行校企合作改革的思路、方法及存在的問題進行探討。
一、課程改革的必要性
與普通高等教育課程相比，高等職業教育課程建設有其特定的困難，究其原因主要有三點：其一，職業教育是以就業為導向，其課程內容必須根據企業對崗位能力的要求不斷更新；其二，職業教育課程的目的是將學生導向工作體系，而高職學校的教師一般都是從普通高校畢業后直接入職的，他們往往對普通教育中的知識體系類課程比較熟悉，對這種基于工作體系的課程模式卻比較生疏，這無疑在很大程度上增加了職業教育課程開發的難度；其三，職業院校的學生與普通高校的學生相比，其學習能力和學習主動性都相對較弱。因此，職業教育課程開發的一個重要任務就是如何根據這類學生的學習特點，充分挖掘他們的潛力，激發他們對課程內容的興趣。
我院無線電技術專業的人才培養目標為培養具備無線電設備及系統的售前與售后技術支持、工程實施與管理、系統運行維護、系統方案設計、產品輔助設計等能力和職業生涯可持續發展基礎，在無線電技術領域內從事技術服務、方案設計、工程實施等第一線工作的高級技術技能人才。本文所研究的“短距離無線通信”課程正是無線電技術專業的專業核心課程，主要講述了無線通信技術基礎知識、無線局域網技術、藍牙技術、ZigBee技術等短距離無線通信技術的基本概念和基本原理，它與“射頻技術”、“通信技術基礎”等課程相結合，完善了無線電技術專業的基礎理論知識，對本專業所面向的無線電相關產品的檢驗及維修、輔助設計等崗位所需要的知識、技能和素質目標的達成起到支撐作用。然而，該課程以往的實施狀況并不令人滿意：首先，學生普遍反映課程的理論性太強，并且質疑教師所講述的“概念”和“原理”是否有助于他們將來的工作。要解決這個問題，需要教師盡量多地告知學生“要做什么”、“怎么做”、“怎么做得更好”這類過程性的知識，而不是“是什么”、“為什么”這類陳述性知識。其次，由于高職學生大多擅于形象思維，具有這類思維類型的人一般不善于用符號去思考問題，他們需要在一定的環境和背景下進行學習，故教師需要選取適宜的課程內容，為其設置適合的課程體系，并針對具體課程開發相應的課程標準。最后，可供該課程使用的資源較少，如教材不匹配，缺乏可供學生課后自學的教學資源，實踐條件跟不上等。
為解決上述問題，必須進行課程改革，使“專業與產業、職業、崗位對接；專業課程內容與職業標準對接；教學過程與生產過程對接”，即進行基于校企合作的課程改革，進而實現高職教育的人才培養目標。
二、課程改革思路
根據對無線電技術專業學生就業期待的調查分析發現，大多數高職學生在社會環境影響下就業心理發生了改變，他們已很難滿足于畢業后從事枯燥的焊接、裝配、檢驗等崗位，而是期待薪酬及技術含量更高的技術服務崗位。美國信科檢測認證集團（下文簡稱“信科”）的主要業務是對無線通信設備的各項參數進行測試，并且根據各個國家的監管機構所制定的EMC（電磁兼容）和無線射頻安全標準確定其是否通過認證，從而實現無線電產業的標準化。短距離無線通信產品的檢測認證行業對高職學生而言，既具有一定的技術含量，入職門檻也不會過高，因此具有較大的吸引力；而對無線通信設備檢測認證所需要的基本原理正是“短距離無線通信”課程所闡述的內容。鑒于此，自2012年起，學校就“短距離無線通信”課程建設與“信科”開始建立了合作關系，整合校企雙方資源，改革原有課程架構。課程的校企合作改革主要圍繞以下幾個方面展開：
一是課程內容以企業真實項目為載體，圍繞Wi-Fi、藍牙、ZigBee等短距離無線設備的組網及檢測任務展開。學生在學習過程中可以切實體會到課堂所學的正是真實的工作項目中所需要的，從而具有更大的學習熱情。二是采用學校專任教師和企業兼職教師共同授課的方式，結合多樣化的教學方法和手段，提高教學效率。三是校企合作開發教學資源。通過教材開發、微課制作等多種形式，多角度地向學生呈現課程內容，便于學生課堂學習和課后自學。
三、課程改革的實施過程
（一）課程教學內容的設計與組織
課程改革圍繞“培養學生使其具備對短距離無線通信設備進行調試與檢測的能力”這一教學目標，對原有課程教學內容進行了整改。調整后的課程教學內容以無線局域網技術、藍牙無線接入技術以及ZigBee無線接入技術的基本原理為基礎，以對Wi-Fi、藍牙、ZigBee等短距離無線通信設備的組網及檢測任務為載體展開，共分為無線通信基礎、無線設備檢測基礎、無線局域網技術、藍牙無線接入技術以及ZigBee無線接入技術五個教學單元，共45課時。各教學單元的知識技能培養目標以及課時分配，如表1所示。
根據各單元的知識技能培養目標，本課程的知識點結構如下頁圖1所示。圍繞無線通信設備檢測這一核心內容，課程首先介紹了無線通信基礎知識和無線設備檢測基礎知識，而后在基本理論的學習基礎上，以WiFi設備的檢測、藍牙設備的檢測 以及ZigBee網絡的設置為主線，相繼從各種技術的工作原理、主要標準、組網過程、測試方法等多個方面對其進行介紹。
（二）課程教學的實施
由于學校專任教師更多的是專注于理論內容的研究，對具體項目的實施過程并不十分了解，導致其在講解工程案例時不能做到了熟于胸，顯得比較蒼白。因此，本課程的教學實施環節由傳統的專任教師進行理論課的講授改為由學校專任教師和企業兼職教師共同授課模式。學校專任教師的教學課時占總課時的70%左右，主要負責基本概念和基本原理的講解；企業兼職教師的教學課時約占總課時的30%，授課可采用講座、在企業指導學生進行實踐、常規授課等多種形式完成。
本課程中由企業教師完成的授課任務如下：一是第二單元“無線通信設備檢測基礎”對無線檢測認證行業進行了描述，介紹了常見的無線檢測場地與檢測設備并且歸納了常見的測試項目，這一單元所涉及的內容與企業工程項目聯系緊密。因此，這一單元7課時由企業兼職教師來校授課。二是第三單元的實驗項目“WiFi設備檢測”以及第四單元實驗項目“藍牙設備檢測”，則是由學校組織學生前往企業，在企業兼職教師的指導下進行實驗。三是在課程進行過程中，學校將安排企業資深工程師來校進行講座至少一次，介紹企業的具體情況，對檢測認證行業需要畢業生具備的基本素質和技能進行宣講，并且給部分優秀的學生到企業實習的機會。
（三）課程教學資源建設
課程的開發離不了課程資源的支撐，課程資源的合理開發和利用是課程建設順利達到預期目標，促進學生全面發展，有效提高教育教學質量的重要保障。課程資源不只局限于教材這一為人所熟知的形式，它應是包含專業領域、教學領域、學習領域和師生互動領域等多個層次的立體化資源。目前的“短距離無線通信”課程資源建設主要圍繞編寫教材、制作微課、完善習題庫等多個方面展開。
1.編寫教材
如前所述，為了達到高職教育的培養目標，適應當前高職學生的學習特點，我們首先必須開發出一套與既定課程內容相匹配的教材，在教材的編寫過程中。校企雙方采取基于工作過程的方法來組織教材內容，以一個完整的任務為載體，將學生需要掌握的知識和技能分散在任務的提出、完成和驗證過程中，使學生在掌握所需知識和技能的同時，獲取實際工作環境的體驗，縮短課堂和職場的距離，提高學生的職業競爭力。
《短距離無線通信設備檢測》以典型短距離無線通信設備檢測的工作過程為邏輯起點，分別從相關系統的技術原理、通信系統的組網配置方法到設備的檢驗測試過程等環節進行展開，層層遞進，并將企業實際測試案例引入教材中。
2.制作微課
為了讓學生更好地把握知識重點和難點，從而達到更好的教學效果，課程組從課程知識點（如圖1所示）中提煉出重點知識和難點知識（圖1中帶型標志的內容），用三維動畫、Flash、PPT講解視頻等多種形式呈現課程內容。
3.完善習題庫
課程組還對原有的習題庫進行了修改與重組，不但刪去了大量理論性較強的習題，還請企業教師參與習題庫的編寫，使學生的習題庫實用性更強。
總之，圍繞“輔教輔學”這一根本目的，無論在課堂教學或是課后自學的過程中更好地為教師和學生服務，課程教學資源的建設將長期持續及不斷更新。
四、問題與思考
“短距離無線通信”課程經過兩年多的校企合作教學改革，確實具有較大收獲，但不可否認還存在一些問題。由于目前資源的局限性，本課程的教學資源還未能在網絡教學平臺上線運行。因此，在與學生進行在線互動，及時解決學生的問題方面還有一定欠缺。盡管在目前的課程考核中已由企業兼職教師參與命題，但還沒有形成一種完善的校企合作考核機制。因此，在后續工作中校企雙方將進一步探討如何全面客觀地對學生的學習效果進行評價。校企合作實驗室的建立將會使學生更加方便的進行實驗，并且具有更多的實踐機會，這也需在今后的校企合作中進一步加強。
參考文獻：
1.開展項目研究，改進教學方式
實施新一輪課程改革以來，學校課堂教學發生了積極的變化，自主、合作、探究的學習方式與啟發、討論、任務驅動的教學方式不斷推廣，但真正意義上的自主學習還沒有完全實現，學生的學習很多時候處于一種表層狀態。學生核心素養的提出，迫切要求學生深入理解學科概念和學科學習過程，形成發現和解決實際問題的能力，養成良好的學習習慣和學習態度，這就要求我們探索促進學生深度學習的方法。
以“深度學習”促教學改進。學校參加了由教育部基礎教育課程教材發展中心發起的“深度學習教學改進項目”。該項目的切入點基于教師，為教師提供一種教育教學的改進方案和實踐策略，歸宿點指向學生，給學生創設高質量的學習體驗，培養學生理解世界、解決問題的能力。項目直指教學系統中四個最基本的問題――教什么、學什么、怎么教、怎么評，教師要基于深度學習理論，圍繞單元教學設計，聚焦深度學習四要素，構建單元教學設計的基本程序。
我們力爭通過三年時間，形成本土化的深度學習理論體系和教學實踐模型；建設優秀教學實踐案例庫；形成部分學科教學指南。推進中，我們特別強調體驗式研修，在小、初、高各學部都開展了系列研究活動。
以項目式學習改進教與學。我們以項目引領的形式建設專業教室，開設人文主題課程、實踐探究課程、傳統文化課程、思維類課程、STEAM課程、領導力課程、戲劇課程等跨學科課程，豐富學生的實踐體驗途徑。
以STEAM課程為例，STEAM課程群包括通用技術六模塊、工業4.0六模塊、清華大學工業訓練中心課程等。高一學生分成小組，組內合作，設計海報LOGO、項目路徑，學習軟件、設計零件，進行設計組裝，調試運行。小組內的每一個學生都參與其中，分工合作，交流思想。這便是STEAM課程的魅力所在――不僅僅教會學生做，更教會學生在遇到全新事物時如何去認識它、理解它，如何更深入地思考。高二學生的知識水平和技能水平更高，體現出能力層級的發展性。他們首先進行工具及技能學習，如文獻查找、數學建模、設計軟件等，之后基于各自的設計進行嘗試，試錯修正，組裝、編程、調試。該課程將學術性內容直接運用于實際的項目中，強調探究性學習、技術支持下的學術探索及學科在真實世界中的應用，學生通過“工程學”思想和“做中學”模式，全面提升能力。
2.改變評價著眼點，探索多樣化評價
改變評價著眼點，推動課程體系改革。以學生能力發展作為評價的著眼點，能真正推動課程建設、課程實施以及學校各方面建設。評價學生能力，要考量能力點包含什么，如何發展這些能力。學校據此給學生提供培育批判性思維、創新思維、系統思維等一系列能力的課程。
借助大數據，評價學生能力起點。在開學初，我們借助大數據對新生進行學習力的評價。從邏輯推理、概括提煉、心理旋轉、聽力記憶、知識廣度五個方面測評學生的學習特質，以判斷學生的能力起點，對學生進行分類、分層，做好個性化指導。后期還要通過課程管理系統對學生選課進行指導。
關鍵詞：評價方式；化學課堂；美國課堂；多樣化；高考改革
文章編號：1008-0546（2016）10-0025-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.009
評價學生是教師的工作內容之一，對學生具有重要、長遠的影響。2014年開始公布的全國高考改革，便是希望將育人的方向從“單純育分”調整為“全面育人”，從追求“學科成績”轉向促進“學生成長”，將思想品德、學業水平、藝術素養和社會實踐能力兼顧其中。由此，國內教師也要真正改變評價標準，從考試與分數為主向學生全面發展的目標轉變。國家教育部初高中化學國家課程標準研制組組長，華東師范大學化學系王祖浩教授，最近在上海市浦東外國語學校作“化學課程的隱形內容研究”報告時再三強調，中學化學教學要注重化學學科本質、化學的社會價值、化學的研究方法、化學的思想觀念、化學知識內在聯系和化學史等六方面的隱形內容，而不是知識點數量的疊加。那么，當教學目標和教學內容發生變化后，教學評價勢必也要做出更新。美國的中學課堂學生學習評價方法恰好為我們作了很好的參考。
一、美國高中化學課程標準簡介
美國高中化學課程標準包含在美國基礎科學教育課程標準中，全美主要采用2013年公布的《下一代科學標準》（Next Generation Science Standards，簡稱NGSS）。NGSS把基礎教育各個階段講授的科學知識劃分為物理科學（涵蓋了物理和化學學科）、生命科學、地球與空間科學、工程技術及科學的應用共四個學科領域，并在此基礎上明確了各階段、各年級、各學科教學的主要內容。[1，2]例如，在高中階段，學生必須利用元素周期律和元素周期表來預測原子最外層電子排布相似的元素的遞變性（僅限主族元素，僅限定性了解）；建立基于總鍵能變化的化學反應的熱效應模型（只限得出反應物與生成物的相對能量高低，不需計算某一反應具體的總鍵能數據）；應用科學原理和證據解釋化學反應速率隨溫度及反應微粒濃度變化的影響（僅限兩種反應物的反應，不要求得出因素與速率間的定量聯系）等。該標準還要求從三個維度構建科學學習：科學與工程的實踐、學科核心原理、跨學科概念。比如上述例舉的第一條學習內容，科學與工程實踐維度的要求包括建立基于解釋闡述系統間或系統內組分間關系證據的模型，使用模型預測系統之間或系統內組分間的相互關系等等；在學科核心原理維度要求掌握原子是由帶正電的原子核及帶負電的核外電子構成，原子核又由質子與中子組成等等；跨學科概念維度上要掌握在核反應過程中，原子不再是變化的最小單位（不再守恒），但是質子和中子總數仍然守恒等等。三個維度的科學學習是美國科學教育的重大轉變，開啟了更為豐富和科學的評價方式。NGSS開發與制定協會強調課堂評價是教和學的融合，并指出課堂評價應包含形成性評價任務和終結性評價任務。[1]
二、美國高中化學課堂學習評價調查與分析
課堂評價可能包括正式的測驗或對話性的小測驗，也可以基于課堂活動中產生的作品，而不僅僅單純依賴專門為評價設計的任務。這些作品包括學生在課堂中、家庭作業中形成的作品；學生在一個單元或一個學年的作品的檔案袋；或是使用計算機技術完成的活動。以美國加利福尼亞州洛杉磯市Arcadia高中化學基礎課為例，每位選擇該門課程的學生都有一本課堂記錄冊（檔案袋），內含所有與學生考評相關的歷史資料（圖1）。一位學生最終這門課的成績，由以下多個方面的表現綜合衡量：
1. 筆記（Notes）
美國教師授課方式分為演講（lecture）與研討（seminar）等，化學筆記一般出現在演講中，用于教授新課。由于化學筆記多，教師經常給學生準備學案，學生需填入關鍵的筆記。學案中還設置一些開放性問題和計算等練習題，通常用作課后作業。
例如，在“原子量”一課學習中，課堂筆記如下，加下劃線的內容需學生邊聽講解邊填入：
A. 原子質量很小，使用不便。化學家改用原子質量單位。
（1） 一個原子質量單位定義為C-12原子質量的1/12 。C-12穩定，來源廣泛常見。
（2）元素周期表中碳原子量采用12.01，而不是12，為什么？
a. 元素原子量是其所有天然同位素的加權平均值。
b. C-12只是碳原子的一種，自然界中還存在C-13，C-14。
c. C-12占所有C原子的98.89%，C-13占1.110%，C-14比例可以忽略。
d. 原子量=同位素1的原子量×1的豐度+同位素2的原子量×2的豐度+……
例如：C的原子量=12×0.9889+13×0.0110 =12.0098≈12.01
開放性問題①：如何得到元素同位素的豐度值？
e. 為找出每一元素同位素的豐度，科學家使用一種先進的儀器，稱為質譜儀，來氣化并分離同位素。
題1：根據硅同位素質譜圖，計算硅的原子量。
開放性問題②：為何質譜可用于犯罪偵查？
題2：X元素有兩種同位素，X-69原子量68.9u，豐度為60.2%；X-71原子量70.9u，豐度為39.8%，則X原子量為多少？
題3：鎂元素有3種同位素，已知Mg-24原子量23.99u，豐度78.99%；Mg-25原子量24.99u，豐度10.00%；則Mg-26原子量和豐度各為多少？
以上筆記總結了學科核心概念、原理和知識點，并通過開放性問題與計算的設置，在實踐維度評價了學生明確問題、設計方案、分析解釋數據和運用數學等能力。
2. 天天問（Daily Questions）
在每節課之初，教師會出2-3個問題請學生寫在紙上上交，內容是剛學過的知識。除了考查學生是否回家溫習功課，也能發現學生的不懂之處。
例如，在上完“原子結構的發現史”一課后，在下一節課形成以下問題題目：誰發現了電子、原子核和中子？描述湯姆生或盧瑟福的實驗并說出它的重要意義。
“天天問”復習的教學內容主要來自學科核心概念。科學教育中的學科核心原理的學習，要貫穿基礎教育的所有階段和所有學科，成為教師和學生關注的焦點。
3. 閱讀（Reading）
學生可通過網絡獲取與教學相關的教材等材料和教師預設的問題，并在自主學習后作答。閱讀內容并不局限于文字材料，圖片、音頻或視頻等多媒體形式都有。新課預習任務通常通過閱讀這一環節完成。
4. 周周練（Quiz）
小型的測驗，比較簡單，五到十分鐘左右，每周一次。
例如，“物質的量濃度”一課的周周練如下：
a. 1.5 L 0.025 mol/L Cu（NO3）2溶液與1.25 L 0.05 mol/L NaOH溶液混合，得到多少克沉淀？
b. 以下強電解質溶液中含Cl-數目最多的是哪個：100.0 mL 0.30 mol/L AlCl3、50.0 mL 0.60 mol/L MgCl2、200.0 mL 0.40 mol/L NaCl
“氧化還原反應”一課練習題：半反應法配平以下氧化還原反應：I-（aq）+ClO-（aq）I3-（aq）+Cl-（aq）（酸性條件）
5. 單元測驗（Test）
一個小時左右的時間，每個單元結束后進行測試。之前教師會提供答疑機會。
6. 化學實驗（Lab）
課堂實驗步驟不多，難度不大，每學期有十幾次實驗課。根據實驗預習、實驗操作、實驗報告情況打分。
例如實驗“大家都是煉金師――銅變‘銀’和‘銀’變‘金’”，該實驗理論背景基于原子結構的組成和人類對原子結構的認識過程。實驗方法如下：在燒杯中加入1g鋅粉與15mL 1 mol/L的氫氧化鈉溶液，置于煤氣燈上加熱至近沸，放入銅幣（一美分），繼續保持近沸狀態幾分鐘后將硬幣翻面再反應幾分鐘后取出，洗凈。銅幣表面呈現銀色。夾取已呈銀色的硬幣置于煤氣燈火焰上灼燒，硬幣轉為金黃色。問題：詳細描述第一步及第二步反應后硬幣分別發生的變化；用天平稱量硬幣反應前后的質量，有何變化；你認為這真的是銀/金么，為什么？
7.以小組或個人為單位，做學科性質的海報或模型，完成網上的閱讀，寫篇某一主題的綜述等。這些任務通常從科學與工程的實踐維度幫助學生了解科學知識發現和運用的過程，構建理論知識與現實實踐之間的聯系，形成科學世界觀的同時也是對教學效果的綜合性評估。有些任務還需要跨學科概念的相互融合與借鑒，以對世界形成整體的、清晰的、有邏輯性的認識。
例如，電子云模型制作（圖2）：學生利用泡沫塑料、木棍、包裝紙等常見材料自制球形的s軌道、紡錘形的p軌道等電子云理論模型。課堂中的科學和工程實踐本身就為評價活動提供了很好的證據。比如，當學生在開發和使用模型時，他們將被給予機會來解釋他們的模型，并和同學進行討論，從而就可以為教師提供形成性評價的機會，并幫助教師進一步規劃教學計劃。
例如：“販賣”元素（圖3）：每位學生隨機分配一種元素，填寫元素名稱、符號、原子序數、原子量、密度等基本信息，還要制作一份廣告海報，不但要體現該元素的使用價值，還要有良好的廣告效應，讓人看了海報就有“購買”的沖動。該任務包含多重要素，因而需從學科核心知識應用、計算機檢索、藝術效果、內容構思等多方面形成最終的作品評價。
三、美國化學課堂帶來的啟示
我國的普通高中課堂教學評價與美國的公立高中課堂教學評價相比，既有相似之處又各具特色。標準化測試仍是中美兩國評價學生學業進步、診斷教與學的重要方式，特別是在數學、閱讀及寫作這幾大領域，近年來美國法律強制要求每一年級都開展測試。而美國中學的其他學科，除了被許多學院和大學用作入學考試的SAT、AP等統一測試，高中四年只有一次極其簡單的全州畢業考。在日常中學課堂，沒有像我國頻繁出現的各種校級、區級、市級或省級學科統一測試，但這并不意味美國學生日常不需要參加任何考試。相反，美國學生每天都在接受試題型的微小型測試，比如簡答題性質的“天天問”，填空或計算性質的小練習，問答題性質的“開放性問題”，也有正規的以班為單位進行的單元測試。既有形成性評價，也有終結性評價，評價內容和標準由任課教師決定。美國中學沒有教研組和備課組，也沒有頻繁的研活動，教師教學自由度非常大，老師一天上五節課，整日在教室備課或上課，只有每學期若干次能不上課大家坐在一起開個會，商量大致的教學安排。以中學化學為例，相同時間段不同教師的教學內容五花八門，教比熱容、原子結構、核化學的都有，相應的過程性評價內容或方式因此也因課堂而異。對比上海的學校，對教師一直有高度的管理和約束，每學期之初，年級備課組要統一制定教學進度并上報到區，一個學校測試統一度較高，測試難度比國外普遍大，且測試內容遠不如國外豐富。
雖然測試等手段一定程度上有助于對學生的學習成就或教師的教學成就作出判斷，但大部分測試僅僅測量一部分能力。美國心理學家加德納認為，構成智力者乃是以下八種能力：語言智能、數學邏輯智能、空間智能、身體運動智能、音樂智能、人際智能、自我認知智能、自然認知智能，要從多維度的、全面的、發展的眼光來評價學生。對學習物理、化學、生命科學等理科的學生，進行實驗技能評價必不可少，中美課堂均認可實驗這種評價方式。不同的是，美式課堂是走班制，教室設計成多功能，既能上理論課，又有足夠的實驗臺，因此，美國學生進行課堂實驗的機會更多，也更便捷。國內若要進行學生實驗，需去專門的實驗室，基礎課上實驗機會不多。但是，在專門的實驗室，設施會更完善，可以進行更復雜、更高級的實驗。而且，國內還有一點明顯的不同，將實驗技能進行標準化評價，例如上海市針對所有高二學生的實驗操作進行會考。可以說，在很多方面美國教育仍重視廣度（盡管新的教育改革已經提出了改進），我國重視深度。但是，目前上海市許多中學通過開發校本課程，開設拓展課，根據學生需求彌補了基礎課部分的不足。
美國課堂評價較國內課堂最大的不同，是諸多新穎的評價方式，學科模型的自制、學科海報的設計等都是常規作業之一。正如文中實例中提到的，在學習元素周期表的時候，為了讓高一學生盡快對元素的基本表達方式產生印象和興趣，布置了一份題為“販賣元素”的作業。學生積極性特別高，充分利用圖書館、網絡搜集資料，把元素海報做得既學術又藝術。這一任務的設置，既考察了學生對知識技能的掌握，又促進了藝術、探究和動手等多種智能的發展。在國內，只有美術課會布置制作海報的作業。人生來都有一定的創新性和探究性，人的成長之路就是探究之路。但是教師只有不斷且充分給予學生創新或探究的機會，學生才會不斷累積相關的經驗，才可能在未來成為創新之源。
參考文獻
