概念课教学设计步骤篇1

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2

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3

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〕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.

概念课教学设计步骤篇6

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。

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