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[摘要]教学设计是课堂教学的关键环节，不同课型在教学设计上既有共性的要素，又有个性的差异，科学教师若掌握一定的教学设计理论，将会达到事半功倍的效果。本文是笔者基于近20年的教学经验，经过理性思考和反复论证，总结建构的有关科学课教学设计的理论宽架。包括“科学课教学设计的基本流程”、“优化科学课教学的基本策略”、“不同课型的教学设计”等。
【关键词】课型 教学设计 理论
平时在教学设计时，大多数老师可能会关注“怎么设计”，而很少反思我“为什么这么设计”，或缺乏“为什么这么设计”的理论支撑，往往过于注重细节而丢失宏观把握。因此，在实际实施教学方案时，会遇到诸多预想不到的矛盾和困难，而未能达到预期的教学效果，走了很多弯路，甚至影响个人的专业发展。我想，如果教师具备一定的有关教学设计的基本理论和先进的教育教学理念，并自觉地运用于实践中，定能少走弯路。基于以上认识，笔者反思自己近20年的教学经验，经过理性思考和反复论证，试图建构了一系列有关科学课教学设计的理论框架，以期为一线教师在教学中提供借鉴。
一、科学课教学设计的基本流程
大多数老师在实施教学设计时的行为次序是：首先根据课标、教材、学生的特点确定教学目标，然后将教学目标细化、具体化和可操作化，即将教学目标转化为具体的教学任务或教学事件，最后是设计教学任务的呈现方式。即“确定教学目标”→“策划教学任务”→“设计呈现方式”。但是，按照这一流程并不能指导我们进行不同课型的教学设计，比如新授课和复习课可能会设计出差异不大的课，“复习课”常常上成简单重复的“炒冷饭”课。笔者认为，在课的设计之前，首先要确定支撑本课设计的基本理念，笔者把它叫做“上位目标”。比如：“新授课”的上位目标确定为“建构新知，体验过程”，而“复习课”的上位目标确定为“织线成网、学以致用、温故知新”，讲评课的上位目标确定为“解决共性，纠正方法，养成习惯”。显然，根据不同的“上位目标”设计的课侧重点就会不同，选择的教学方法以及教学的组织也会有较大的差异。
二、优化科学教学的基本策略
1、将科学知识由学术形态深入到教育形态
科学知识存在的形态有三种，即“原始形态”、“学术形态”和“教育形态”。知识的“原始形态”——存在于自然界、生活、社会，可能是一种自然现象，一种经验，甚至是一个错误的观念。知识的“学术形态”——写在书本上的科学概念、规律、原理等，具有高度的概括性和抽象性。知识的“教育形态”——学生可感知、可接受和理解的，具有具体、形象、生动等特点。知识的“学术形态”是科学工作者经过科学研究，在知识的“原始形态”上加以抽象、概括形成的，它源于生活又高于生活，在教学中，只有将科学知识由“学术形态”深入到“教育形态”学生才容易接受和理解。具体做法：一是将知识的“学术形态”还原为“原始形态”，再通过“潜科学分析”达到知识的“教育形态”，如密度概念的建立，可以先挖掘密度的前概念——“铁比泡末重”，即还原为“原始形态”，然后通过创设恰当的情境，让学生通过分析、比较、判断逐步修正前概念，再通过抽象、概括建立密度概念。二是将知识的“学术形态”通过教学设计达到知识的“教育形态”。如电压的教学，可以通过“水压”的类比建立电压的概念；在溶解度教学中，可以在实验的基础上，与百米游泳比赛类比建立溶解度概念。在教学中，可以充分利用实验、观察、操作、游戏、类比、建模等手段，化抽象为具体，化难为易，化繁为简，化远为近，将知识的学术形态深入到教学形态，使学生易感知，易接受，易理解，从而提高教学效率。
2.让学生重演科学知识的形成过程
美籍匈牙利数学家波利亚认为：“在教一个科学的分支(或一个理论.一个概念)时，我们应该让孩子重蹈人类思想发展中的那种最关键的步子，当然我们不应该让他们重蹈过去的无数个错误，而仅仅是重蹈关键性步子。”教学过程的本质是让学生从未知到真知的过程，这一过程恰恰是人类认识历程的重演。因此，在教学过程中，我们应尽量创造条件，让学生重演科学知识的发生过程，从中体验过程、掌握方法、感受观念，使教学效果达到最大化。具体做法：一是对抽象的科学概念要充分还原稀释找到概念的生活原形，在此基础上创设恰当的情境，让学生体验科学概念的形成过程；二是在科学规律、原理的教学中，要创设一定情境，让学生发现问题，并坚持延迟判断的原则，让学生充分思考、讨论、交流，参与科学规律的发现过程；三是在科学探究中，要让学生参与科学实验的设计，从中体验过程，感悟科学思想方法；四是在科学事实等的教学中，要让学生参与科学事实的获取，亲身经历科学问题的解决过程。
3.以STS活动组织整合教学内容
笔者把教学内容分为目标性内容和情境性内容，目标性内容是指由学情所决定的教材内容，情境性内容是指为了更好地完成目标性内容而选择的相关教学情境。如何整合教学内容，使教学效果最大化呢？笔者认为比较有效的策略是：利用STS活动来组织、整合教学内容，使科学课堂活动化、社会化。
例如“宇宙的起源，生命的诞生”（浙教版科学第六册第一章）教学内容的选择与整合：根据学习目标确定的目标性内容主要有“宇宙的起源”、“地球的形成”、“生命的诞生”等，整个内容都是围绕“宇宙是如何起源、怎样演化的？证据是什么？”这一问题展开的。根据这一特点，本节课确定的情境性内容可以是“认识宇宙起源和生命诞生的科学史”，两者有机整合——让学生参与宇宙起源、地球形成和生命诞生的探索过程，整个课堂就是学生重演建立假说的过程。这样处理教学内容，整个课学生的主题地位得以体现，教师成为提供学习素材的服务者和参与讨论的参与者，成为学生学习的促进者，使得教学效果达到最大化。
4.理顺“知识序”、“认知序”和“教学序”
科学知识之间本身存在着内在的逻辑性、系统性、连贯性和关联性，即“知识序”。而学习者认知发展中也存在着内在的程序性和连贯性，如从已知到未知、从感知到理解、从巩固到应用、从具体到抽象、从易到难、由简到繁、由近及远等等，即学习者的“认知序”。科学知识的序不一定就是学习者认知的序，因此教学内容的组织既应考虑知识的序，又必须遵循学生认知的序，通过对教材的合理组织，把教材的知识结构和学生的认知结构很好地结合起来，才会有利于学生快速有效地掌握知识，形成技能，这就是“教学序”。
三、不同课型的教学设计
由于不同课型的教学任务及教学内容的特点有所差异，这种差异决定了不同课型在教学设计上的指导理念不同，包括上位目标、教学重点以及学生的认知模型（如下图）。所以不同课型在教学设计上有它们各自的个性。
1.“科学概念课”的教学设计
科学概念课的设计，首先要注意将科学概念充分还原稀释，将知识情景还原到生活中，让学生从生活中寻找蕴藏概念的生活原形，将抽象的概念稀释为具体、形象的事物，让学生可感知、可接受、易理解。其次是要让学生参与重演科学概念的形成过程，从中体验过程、掌握方法。再次是选择合适的方式对概念的内涵与外延进行深化和内化。其教学设计模型如图6所示。
2.“科学规律课”的教学设计
科学规律课的教学设计，首先要创设合适的情境，让学生发现问题，提出研究的课题。其次要坚持“延迟判断”的原则，让学生充分思考、讨论、交流，参与探寻科学规律的发现过程，要注重科学思想方法的渗透，让学生参与科学实验的设计。最后是设计合适的内化机制。其教学设计模型如图7所示。
3.“科学事实课”的教学设计
科学事实课的教学设计，首先要充分了解学生相关的前知识，在此基础上创设情境，激发学生学习热情，明确学习目标。其次是采用多种手段引导学生充分获取科学事实，亲历科学问题发解决过程。再次是在充分获取科学事实的基础上，加以概括总结，形成较为完整的结构。最后是创设合适的内化机制。其教学设计模型如图8所示。
4.复习课的教学设计
复习课的设计，首先要根据目标性内容选择合适的教学情境，让学生在解决实际问题中，对所学知识进行整理和重组。其次是要针对学生的弱点和难点，采用“讨论与交流”的方式加以辨析和化解。再次是针对各层次学生，设计合理的问题进行反馈。整个教学过程要尽量做到让学生亲历科学问题的解决过程。同时，还要特别注意与新课的区别，新课突出知识的形成过程，而复习课要突出知识的应用与重组；新课问题的设计或教学进展要按照“正序”进行，即从“前知”到“新知”，而复习课的问题设计或教学进展可以采用“逆序”。采用“逆序”更能避免与新课相雷同的成分，更能激发学生学习热情。其教学设计模型如图9所示。
5．讲评课的设计
讲评课的教学设计是在充分调查与诊断的基础上进行的，因此，首先是展示调查诊断结果。然后是针对典型的错误，采用“讨论与交流”的方式进行化解，达成共识。再次是针对学生存在的共性问题，设计相近的问题，进一步进行诊断与反馈，达到方法落实、习惯纠正的目的。最后是采用合适的方式进行理性总结。讲评课与其他课型不同，在教学设计上突出的是解决弱点和纠正习惯，其教学设计模型如图10所示。
有关科学课的教学设计，仁者见仁，智者见智，有关理论和经验总结可谓是“百花齐放，百鸟争鸣”。以上仅仅是笔者初步的想法和做法，很多还需要在实际教学中进一步的检验，并在反思中不断完善和提升。其他课型的教学设计有待进一步的研究和总结。
（作者单位：浙江省温州市实验中学）
【关键词】课型 教学设计 理论
平时在教学设计时，大多数老师可能会关注“怎么设计”，而很少反思我“为什么这么设计”，或缺乏“为什么这么设计”的理论支撑，往往过于注重细节而丢失宏观把握。因此，在实际实施教学方案时，会遇到诸多预想不到的矛盾和困难，而未能达到预期的教学效果，走了很多弯路，甚至影响个人的专业发展。我想，如果教师具备一定的有关教学设计的基本理论和先进的教育教学理念，并自觉地运用于实践中，定能少走弯路。基于以上认识，笔者反思自己近20年的教学经验，经过理性思考和反复论证，试图建构了一系列有关科学课教学设计的理论框架，以期为一线教师在教学中提供借鉴。
一、科学课教学设计的基本流程
大多数老师在实施教学设计时的行为次序是：首先根据课标、教材、学生的特点确定教学目标，然后将教学目标细化、具体化和可操作化，即将教学目标转化为具体的教学任务或教学事件，最后是设计教学任务的呈现方式。即“确定教学目标”→“策划教学任务”→“设计呈现方式”。但是，按照这一流程并不能指导我们进行不同课型的教学设计，比如新授课和复习课可能会设计出差异不大的课，“复习课”常常上成简单重复的“炒冷饭”课。笔者认为，在课的设计之前，首先要确定支撑本课设计的基本理念，笔者把它叫做“上位目标”。比如：“新授课”的上位目标确定为“建构新知，体验过程”，而“复习课”的上位目标确定为“织线成网、学以致用、温故知新”，讲评课的上位目标确定为“解决共性，纠正方法，养成习惯”。显然，根据不同的“上位目标”设计的课侧重点就会不同，选择的教学方法以及教学的组织也会有较大的差异。
二、优化科学教学的基本策略
1、将科学知识由学术形态深入到教育形态
科学知识存在的形态有三种，即“原始形态”、“学术形态”和“教育形态”。知识的“原始形态”——存在于自然界、生活、社会，可能是一种自然现象，一种经验，甚至是一个错误的观念。知识的“学术形态”——写在书本上的科学概念、规律、原理等，具有高度的概括性和抽象性。知识的“教育形态”——学生可感知、可接受和理解的，具有具体、形象、生动等特点。知识的“学术形态”是科学工作者经过科学研究，在知识的“原始形态”上加以抽象、概括形成的，它源于生活又高于生活，在教学中，只有将科学知识由“学术形态”深入到“教育形态”学生才容易接受和理解。具体做法：一是将知识的“学术形态”还原为“原始形态”，再通过“潜科学分析”达到知识的“教育形态”，如密度概念的建立，可以先挖掘密度的前概念——“铁比泡末重”，即还原为“原始形态”，然后通过创设恰当的情境，让学生通过分析、比较、判断逐步修正前概念，再通过抽象、概括建立密度概念。二是将知识的“学术形态”通过教学设计达到知识的“教育形态”。如电压的教学，可以通过“水压”的类比建立电压的概念；在溶解度教学中，可以在实验的基础上，与百米游泳比赛类比建立溶解度概念。在教学中，可以充分利用实验、观察、操作、游戏、类比、建模等手段，化抽象为具体，化难为易，化繁为简，化远为近，将知识的学术形态深入到教学形态，使学生易感知，易接受，易理解，从而提高教学效率。
2.让学生重演科学知识的形成过程
美籍匈牙利数学家波利亚认为：“在教一个科学的分支(或一个理论.一个概念)时，我们应该让孩子重蹈人类思想发展中的那种最关键的步子，当然我们不应该让他们重蹈过去的无数个错误，而仅仅是重蹈关键性步子。”教学过程的本质是让学生从未知到真知的过程，这一过程恰恰是人类认识历程的重演。因此，在教学过程中，我们应尽量创造条件，让学生重演科学知识的发生过程，从中体验过程、掌握方法、感受观念，使教学效果达到最大化。具体做法：一是对抽象的科学概念要充分还原稀释找到概念的生活原形，在此基础上创设恰当的情境，让学生体验科学概念的形成过程；二是在科学规律、原理的教学中，要创设一定情境，让学生发现问题，并坚持延迟判断的原则，让学生充分思考、讨论、交流，参与科学规律的发现过程；三是在科学探究中，要让学生参与科学实验的设计，从中体验过程，感悟科学思想方法；四是在科学事实等的教学中，要让学生参与科学事实的获取，亲身经历科学问题的解决过程。
3.以STS活动组织整合教学内容
笔者把教学内容分为目标性内容和情境性内容，目标性内容是指由学情所决定的教材内容，情境性内容是指为了更好地完成目标性内容而选择的相关教学情境。如何整合教学内容，使教学效果最大化呢？笔者认为比较有效的策略是：利用STS活动来组织、整合教学内容，使科学课堂活动化、社会化。
例如“宇宙的起源，生命的诞生”（浙教版科学第六册第一章）教学内容的选择与整合：根据学习目标确定的目标性内容主要有“宇宙的起源”、“地球的形成”、“生命的诞生”等，整个内容都是围绕“宇宙是如何起源、怎样演化的？证据是什么？”这一问题展开的。根据这一特点，本节课确定的情境性内容可以是“认识宇宙起源和生命诞生的科学史”，两者有机整合——让学生参与宇宙起源、地球形成和生命诞生的探索过程，整个课堂就是学生重演建立假说的过程。这样处理教学内容，整个课学生的主题地位得以体现，教师成为提供学习素材的服务者和参与讨论的参与者，成为学生学习的促进者，使得教学效果达到最大化。
4.理顺“知识序”、“认知序”和“教学序”
科学知识之间本身存在着内在的逻辑性、系统性、连贯性和关联性，即“知识序”。而学习者认知发展中也存在着内在的程序性和连贯性，如从已知到未知、从感知到理解、从巩固到应用、从具体到抽象、从易到难、由简到繁、由近及远等等，即学习者的“认知序”。科学知识的序不一定就是学习者认知的序，因此教学内容的组织既应考虑知识的序，又必须遵循学生认知的序，通过对教材的合理组织，把教材的知识结构和学生的认知结构很好地结合起来，才会有利于学生快速有效地掌握知识，形成技能，这就是“教学序”。
三、不同课型的教学设计
由于不同课型的教学任务及教学内容的特点有所差异，这种差异决定了不同课型在教学设计上的指导理念不同，包括上位目标、教学重点以及学生的认知模型（如下图）。所以不同课型在教学设计上有它们各自的个性。
1.“科学概念课”的教学设计
科学概念课的设计，首先要注意将科学概念充分还原稀释，将知识情景还原到生活中，让学生从生活中寻找蕴藏概念的生活原形，将抽象的概念稀释为具体、形象的事物，让学生可感知、可接受、易理解。其次是要让学生参与重演科学概念的形成过程，从中体验过程、掌握方法。再次是选择合适的方式对概念的内涵与外延进行深化和内化。其教学设计模型如图6所示。
2.“科学规律课”的教学设计
科学规律课的教学设计，首先要创设合适的情境，让学生发现问题，提出研究的课题。其次要坚持“延迟判断”的原则，让学生充分思考、讨论、交流，参与探寻科学规律的发现过程，要注重科学思想方法的渗透，让学生参与科学实验的设计。最后是设计合适的内化机制。其教学设计模型如图7所示。
3.“科学事实课”的教学设计
科学事实课的教学设计，首先要充分了解学生相关的前知识，在此基础上创设情境，激发学生学习热情，明确学习目标。其次是采用多种手段引导学生充分获取科学事实，亲历科学问题发解决过程。再次是在充分获取科学事实的基础上，加以概括总结，形成较为完整的结构。最后是创设合适的内化机制。其教学设计模型如图8所示。
4.复习课的教学设计
复习课的设计，首先要根据目标性内容选择合适的教学情境，让学生在解决实际问题中，对所学知识进行整理和重组。其次是要针对学生的弱点和难点，采用“讨论与交流”的方式加以辨析和化解。再次是针对各层次学生，设计合理的问题进行反馈。整个教学过程要尽量做到让学生亲历科学问题的解决过程。同时，还要特别注意与新课的区别，新课突出知识的形成过程，而复习课要突出知识的应用与重组；新课问题的设计或教学进展要按照“正序”进行，即从“前知”到“新知”，而复习课的问题设计或教学进展可以采用“逆序”。采用“逆序”更能避免与新课相雷同的成分，更能激发学生学习热情。其教学设计模型如图9所示。
5．讲评课的设计
讲评课的教学设计是在充分调查与诊断的基础上进行的，因此，首先是展示调查诊断结果。然后是针对典型的错误，采用“讨论与交流”的方式进行化解，达成共识。再次是针对学生存在的共性问题，设计相近的问题，进一步进行诊断与反馈，达到方法落实、习惯纠正的目的。最后是采用合适的方式进行理性总结。讲评课与其他课型不同，在教学设计上突出的是解决弱点和纠正习惯，其教学设计模型如图10所示。
有关科学课的教学设计，仁者见仁，智者见智，有关理论和经验总结可谓是“百花齐放，百鸟争鸣”。以上仅仅是笔者初步的想法和做法，很多还需要在实际教学中进一步的检验，并在反思中不断完善和提升。其他课型的教学设计有待进一步的研究和总结。
（作者单位：浙江省温州市实验中学）