基于概念的科学教学设计
基于学科大概念的小学数学单元整体教学设计—以“圆柱和圆锥”单元为例
基于学科大概念的小学数学单元整体教学设计—以“圆柱和圆锥”单元为例一、引言《义务教育数学课程标准（2022 年版）》（以下简称“2022 年版课标”）的颁布，使得为学生的学科核心素养发展而教成为数学课堂教学改革的核心关切，探索发展学生学科核心素养的实施路径成为数学教师的行动指向。
2022 年版课标在“课程实施”中提出，要推进单元整体教学，让学生经历数学思考，逐步培养学生的核心素养。
同时指出，实施单元整体教学要设计具有整体性和阶段性的教学目标，整体把握教学内容，改变过于注重以课时为单位的教学设计，重视单元整体教学设计。
单元整体教学设计不是简单地重组教材单元，而是在学科大概念的统摄下对知识单元进行重构和结构化设计。
学科核心素养和学科结构化知识是单元整体教学设计的核心关注点；学科大概念就是将学科核心素养嵌入学科具体知识的锚点，是将学科结构化知识转化为解决实际问题所需方法与能力的重要方式；学科大概念统摄下的单元整体教学设计是实现知识向素养转化的有效路径。
因此，本文以小学数学六年级“圆柱与圆锥”单元为例，探索在学科大概念统摄下开展指向学科核心素养培养的小学数学单元整体教学设计。
二、学科大概念的内涵与价值美国课程专家马克·威森强调学科大概念是学科中的不同概念、性质、规律等产生内在关联的根源，学科大概念居于学科知识领域的中心，它具有普适性、迁移性、持久的解释力。
梅查尔斯认为学科大概念是学科知识的主干，它能够把各种数学理解联系成一个连贯的整体，即使学生忘记了具体的学科内容，也能够继续基于所理解的学科大概念进行新知识的探索。
结合数学学科来理解，数学学科大概念不同于数学一般概念或数学方法，它是将学科不同知识建立起内在联系，揭示最本质、最核心的数学原理或思想。
数学学科大概念作为总括性的上位概念，具有更强的普遍性和更广的解释力。
例如，在进行30×2的口算和笔算时，都是用“3个十×2=6个十”的算法找到结果60 的，这一算法就是在进行计数单位“十”的累加，这里让学生感悟的算理“乘法计算就是进行计数单位个数的累加”就是学科大概念。
基于STEM理念的小学科学课程教学设计探析
基于STEM理念的小学科学课程教学设计探析摘要：STEAM教育理念关注学生对科学知识的领会与运用，自主探究与实践以及独立研发产品的能力。
其目标是整合各学科领域的知识和技能，将科学思维与动手操作结合起来，锻炼批判性思维与解决问题的能力，培养社会需要的实用型创新人才。
因此，本论文研究契合国家培养创新发展新型人才的需要，可以为小学阶段基于STEAM教育理念的科学课程教学设计的发展提供可借鉴的课堂案例，可以为STEAM教育理念融入我国中小学课堂带来有益启示。
基于此，本篇文章对基于STEM理念的小学科学课程教学设计探析进行研究，以供参考。
关键词：STEM理念；小学科学课程；教学设计引言将STEM概念引入小学科学课程的教学设计是至关重要的。
STEM将科学,工程,机械工程和数学相结合,以实现最佳整合,从而提高学生的创新精神和实践能力。
近年来,这一理念越来越受到教育界专家和教育工作者的认可,许多学科开始引入这一理念,以培养更多符合社会发展需要的人才。
在新形势下,作为小学教师,要切实推进教育改革,符合小学学生科学素养培养的要求,将STEM理念融入小学课程,扩大小学科学教育的广度和深度。
在混合背景下,学生可以更好地理解科学知识,并将科学知识与其他学科的知识相结合,以解决实际生活问题,实现全面发展,提高识字率和能力。
1国内STEAM教育研究现状国内学者对STEM教育的首次探索可以追溯到发表在2007年第10期的《教育技术咨询》杂志上的《全球化时代美国教育的STEM战略》这篇文章。
随后，朱学彦、孔寒冰两人在2008年合作发表了一篇具有里程碑意义的文章：《科技人力资源开发一一美国STEM学科集成战略解读》。
作者通过展示美国STEM战略的全部发展历程，以此获得相关规律及启示，进而对国家以及相关部门政策的各项实施情况做深入研究和探索。
此论文的创新点在于以STEM学科集成战略的发展历程为一条时间线索，先后展示了美国从1986年到2007年与STEM教育相关的一系列报告和法案，为我们提供了极为丰富的文献资料。
基于概念图的教学设计——以计算机文化基础课程为例
般 为 ７ 个 学 时 ，课 堂 讲 授 和 上 机 实 践各 ３ 学 时 。 教 学 ２ ６
Ｉ ｓ ｒ ｃ ｏ Ｄ ｓ ｎ ａ ｅ ｏ Ｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｓ Ｃ ｍ ｕ ｅ Ｃ ｕ ｅ ｏ ｎ ａ ｎ ｏ ｒ ｅ ａ ａ Ｅ ａ ｐＩ／ Ｌ ｔ ｕ ｔｉｎ ｅ ｂ ｓ ｄ ｎ ｏ ｃ ｐ Ｍ ｐ ： ｏ ｐ ｔ ｒ ｕ ｒ Ｆ ｕ ｄ ｔ Ｃ ｕ ｓ ｓ ｓ ｎ ｘ ｍ ／ ｉ ｎ ｉ ｇ ｌ ｔ ｉ ｏ ｅ
６ ２
李 武 基 概 的 学 计 宪 ： 于 念图 教 设
教学 园地
基于概 念 图的教 学设计
— —
以计算机文化基础课 程为例
李宪武 山东女子 学院教务处 济南 ２ ０ ０ ５０２
摘 要 概念 图作 为 一种 教 学工 具和 教 学策 略在 教 学 过程 中得 到 广泛 的应 用 。 以高等 院校 中普遍 开 设 的计算 机 文
计 算 机 文 化 基 础 是 高 等 院 校 非 计 算 机 专 业 开 设 的
一
据 教学 内容 的所 在结 构 设计 合理 的教 学计 划 。概念 图作 为 一种 教 学策 略 ， 可 以将 学 习 内容和 学 会 如 何 学 习 结合 为 一体 ，在 教学 中被 广泛 采用 。
门 计算 机 基 础 课 ，属 计 算 机 方 面 的 入 门课 程 ，涉 及 计
学 中 成 为 一个 系 列课 程 ，学 习者 所 具 备 的 知 识起 点 差异 非 常 明显 。 同 时 ，计 算 机 知 识 内容 不 断 更 新 ，教材 内容 相 对 滞 后 ， 如 何根 据 每 一 个 学 习者 的 自身情 况 ， 帮助 学 习者 树 立 完 成 学 习 的 自信 心是 首先 要 解 决 的 问题 。 笔者 从 最 具 操 作 性 和 指 导性 的教 学 模 式 入 手 ，在 传 统 的课 堂
基于大概念的教学设计优化 第一二章
第一章：基于大概念的教学设计概述教学设计是教育活动的重要组成部分，教师通过设计教学活动来引导学生学习知识、培养能力。
而基于大概念的教学设计则是一种新的教学设计理念，它强调通过概念的引导和构建，帮助学生建立起对知识的整体认识和联系，从而提高学习效果。
本章将通过对基于大概念的教学设计的概念、原则和实施方法进行深入探讨，以便帮助读者深入理解这一理念。
1.1 基于大概念的教学设计的概念基于大概念的教学设计是指在教学设计过程中，以大概念为核心，整合教学内容，梳理知识结构，构建教学目标和任务，传达核心思想，培养学生综合运用能力的一种教学设计理念。
与传统的教学设计相比，基于大概念的教学设计更加注重知识的整合和联系，注重培养学生的综合运用能力，有助于提高学生的学习兴趣和学习效果。
1.2 基于大概念的教学设计的原则基于大概念的教学设计有其独特的原则和方法，其中包括以下几点：- 突出核心概念：从知识的体系结构中找到核心概念，通过核心概念来串联整个知识体系。
- 整合知识结构：将零散的知识点整合成体系化的知识结构，有助于帮助学生理解和记忆知识。
- 强调跨学科思维：通过跨学科的对比和综合，加深学生对知识的理解和应用。
- 注重学生参与：通过启发式教学、案例教学等方式，激发学生的学习兴趣和主动参与，培养学生的自主学习能力。
1.3 基于大概念的教学设计的实施方法在实践中，基于大概念的教学设计可以采用如下的方法来实施：- 设计概念引领的教学任务：通过确定核心概念，设计相关的教学任务，引导学生对知识进行整体认识和联系。
- 制定概念导向的课程规划：在课程规划中，将核心概念作为贯穿全课程的重要纽带，促进知识的交叉融合和学科整合。
- 运用多元教学策略：在教学过程中，结合项目化学习、问题解决学习、合作学习等多种教学策略，让学生在实践中进行知识运用和实践。
第二章：基于大概念的教学设计在课堂教学中的应用基于大概念的教学设计理念落地后，在课堂教学中有哪些具体应用呢？本章将通过介绍基于大概念的教学设计在课堂教学中的案例和实践经验，帮助读者更加深入地理解这一理念在教学实践中的具体运用。
基于教育学科“大概念”的单元教学设计
基于教育学科“大概念”的单元教学设计介绍本文档旨在为教育学科教师提供一个基于“大概念”概念进行单元教学设计的指导。
通过使用“大概念”，教师可以帮助学生理解和掌握教育学科的核心概念，并将其应用于实际场景中。
教学目标- 使学生理解和定义“大概念”在教育学科中的重要性和应用价值。
- 培养学生分析和解决教育问题的能力。
- 培养学生批判性思维和创新能力。
教学内容及步骤第一课：介绍“大概念”- 向学生解释“大概念”的概念。
- 提供教育学科中常见的大概念样本。
- 引导学生思考大概念与教育学科其他概念的关系。
第二课：应用大概念- 选择一个具体教育问题，例如学生厌学情况。
- 将学生分成小组，让他们应用一个或多个大概念来分析和解决该问题。
- 引导学生思考不同大概念之间的联系和相互作用。
第三课：批判性思维和创新- 引导学生对教育系统中存在的问题进行批判性思考。
- 创造一个真实场景的案例，要求学生提出创新解决方案，并考虑大概念的应用。
教学评估- 设计一份考试或小组项目，测试学生对大概念的理解和应用能力。
- 评估学生的写作和口头表达能力，了解他们对教育问题的批判性思考和创新能力。
教学资源- 教材和参考书籍，包括关于大概念和教育学科的内容。
- 网络资源，如在线文章、视频和教育学科门户网站。
- 采访当地教育专家，以获取实际案例和观点。
结束语通过基于“大概念”的单元教学设计，教育学科教师可以帮助学生全面理解和应用教育学科的核心概念。
同时，教师还可以培养学生的批判性思维和创新能力，使他们成为有能力解决教育问题的未来教育从业者。
基于概念图的课堂教学设计——《多边形面积计算》复习与整理课例
识 。
四 、教 学 过 程
（一 ） 复 习 导 入 师 ： 到 目 前 为 止 我 们 学 过 哪 些 多 边 形 ？ 它 们 的
面 积 计 算 公 式 分 别 是 什 么 ？ （教 师 根 据 学 生 的 回 答
通 过 以 上 的 分 析 可 知 ， 这 节 课 的 主 要 内 容 是 系 统 梳 理 知 识 点 之 间 的 关 系 ， 使 最 近 学 习 的 知 识 与 以 前 学 过 的 知 识 建 立 联 系 ， 促 使 学 生 形 成 系 统 、 完 整 的 知 识 结 构 。 为 了调 动 学 生 的 积 极 性 ，让 他 们 在 竞 争 、 协 作 的 氛 围 中 体 会 知 识 的 生 成 过 程 ， 形 象 直 观 地 表
系 ？
（ 计 意 图 ： 为 了 让 学 生 积 极 参 与 教 学 活 动 ， 我 设 们 分 小 组 进 行 协 作 探 究 式 学 习 。 由 于 小 学 学 生 难 以 把 握 学 习 重 难 点 以 及 活 动 的 具 体 参 与 方 式 ， 我 给 全 班 学 生 五 个 指 导 性 的 问题 来 引 导 学 生 的 探 究 活 动 ，
面 图形 面 积 计 算 公 式 的 相 关 知 识 ，让 学 生 进 一 步理 解
（ ） 分 组 布 置 任 务 二
师 ： 我 们 分 小 组 研 究 各 种 多 边 形 及 其 面 积 计 算
公 式 之 间 的 关 系 ，每 个 小 组 选 择 一 种 图 形 （长 方 形 、
基于概念形成教学模式的微课教学设计
基于概念形成教学模式的微课教学设计一、引言随着互联网技术的发展和教育教学理念的更新，微课教学模式逐渐成为教学的一种趋势。
微课教学模式具有内容精炼、形式多样、学习灵活等特点，可以帮助学生在各个领域进行知识学习，特别是在基础概念的形成和理解上具有一定的优势。
本文将以基于概念形成教学模式为基础，设计一份微课教学方案，旨在引导学生通过观看微课视频，对概念形成过程进行深刻理解和掌握。
二、教学目标1. 知识目标(1) 了解概念形成的基本概念和过程；(2) 理解概念形成在学习中的重要性；(3) 掌握概念形成的方法和技巧。
2. 能力目标(1) 提高学生的观察能力和思维能力；(2) 培养学生的概念形成能力，提高学习效率；(3) 培养学生的自主学习和团队合作能力。
三、教学内容本微课的教学内容为“概念形成的基本概念和过程”，主要包括以下几个方面的内容：(1) 什么是概念形成？通过生动的案例和比喻，让学生了解概念形成是指人们在认识对象时，不同知觉和知识要素在大脑中发展为个别的概念、一般概念、一般的方法概念和理论概念的过程。
(2) 概念形成的基本过程介绍概念形成的基本过程，包括感知、注意、记忆、思维和表达等环节，提高学生对概念形成的认识和理解。
(3) 概念形成在学习中的重要性通过案例分析和实例说明，让学生了解概念形成对于学习的重要性，激发学生对概念形成的重视和兴趣。
四、教学方法1. 激发学生兴趣利用图文并茂的方式，设计引人入胜的微课视频，引导学生主动探索、思考和发现，激发学生对概念形成的兴趣。
2. 组织互动讨论通过微课视频展示和学生讨论，引导学生理解概念形成的基本概念和过程，鼓励学生提出自己的见解和观点，促进学生之间的互动和思想碰撞。
3. 案例分析利用真实案例和实例说明，引导学生理解概念形成在学习中的重要性，提高学生对概念形成的认识和理解。
4. 团队合作鼓励学生在小组内进行讨论和合作，互相交流和学习，培养学生的自主学习和团队合作能力。
基于STEM理念的“制作泡菜并检测亚硝酸盐含量”教学设计
基于STEM理念的“制作泡菜并检测亚硝酸盐含量”教学设计【摘要】本文基于STEM理念设计了一节“制作泡菜并检测亚硝酸盐含量”的教学课程。
在介绍了背景和教学目的。
正文部分首先探讨了STEM理念在教学中的应用，然后介绍了制作泡菜的过程和亚硝酸盐的危害及检测方法。
接着列出了教学设计步骤和实验材料准备。
结论部分总结了教学体会，展望了教学效果，并提出了未来拓展的方向。
通过本课程，学生不仅可以学习到泡菜制作的技能，还能了解到食品安全的重要性，培养STEM素养和实践能力。
希望通过这样的教学设计，激发学生的创新思维和解决问题的能力，为他们的未来发展打下坚实的基础。
【关键词】STEM理念、制作泡菜、亚硝酸盐含量、教学设计、实验、教学体会、教学效果、拓展、教育、科学、技术、工程、数学、食品安全、实验材料、教学目的、教学步骤、危害、检测方法、学生参与、创新思维。
1. 引言1.1 背景介绍泡菜是一种受欢迎的传统食品，具有酸甜可口的味道。
但泡菜中可能存在的亚硝酸盐含量成为了食品安全的关注点。
亚硝酸盐是一种可能对人体健康造成危害的物质，长期摄入会增加罹患癌症的风险。
对泡菜中亚硝酸盐含量进行检测具有重要意义。
STEM教育是一种注重培养学生综合能力的教育理念，强调科学、技术、工程和数学等学科的整合应用。
本教学设计将结合STEM理念，引导学生通过自主制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的过程，从而深入了解食品安全知识，并培养他们的实验能力、动手能力和问题解决能力。
通过这一实践教学活动，将激发学生对科学的兴趣，培养他们的团队合作精神，提升他们的创新思维和实践能力。
通过这一教学设计，期望学生能够在实践中感受到STEM教育的魅力，积极参与提高食品安全意识，同时掌握检测亚硝酸盐的方法，为未来的健康打下基础。
1.2 教学目的本教学设计旨在通过制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的实践活动，培养学生的实践能力、创新思维和STEM（科学、技术、工程和数学）综合能力。
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3.引导学生学习在事实的基础上建立科学概念
——让儿童理论与证据相互作用从而进入儿童的内心
• 能够区分理论和证据（想到的和感受到的）
• 能注意到理论与证据的不一致，并乐于协调（解释、 预测、正确对待反例）
从四年级（上册）第一单元 《空气的性质》的过程设计说起
设计1：
1、猜谜语导入 2、收集空气，利用材料证明周围存在空气 3、对照表格，运用观察水的方法研究空气 4、汇报交流 5、纸巾不湿的秘密 6、赶空气 7、怎样才能带回一瓶纯的当地的空气
——让学生像科学家一样做科学并理解为什么要这样做
• 观察、记录、假设、交流、讨论 • 进行科学探究或运用其它形式学科学 (必须从感性认识上升到理性认识）
2.引导学生理解科学知识是怎样形成的
——理解科学的本质、科学的认知方式
• 崇尚事实（客观、理性）
• 尊重规范（数据与解释之间的逻辑推理）
• 强调可重复性（用于接受检验、反思与面对质 疑）
（一）基本观点
• 建构主义的知识观
–知识是经验性实在 • 知识并不是对现实的准确表征,它只是一种解释、 一种假设,而不是最终答案
–知识只是一种“可行性” • 知识并不能精确地概括世界的法则,在面对具体 问题时更不会一用就灵,而是需要针对具体情境 进行再创造
–知识源于主体的建构 • 人认识的对象是经验性实在,那么,认知者与认 知对象就不能断然分离 • 学习者是具有大量生活经验和先前知识的主 体，这些知识与经验可能促进新的学习,也可 能妨碍新的学习,但无论如何它们是学习的基 础
——类比迁移，充分暴露初始想法
• 比较点之二：借助工具研究空气
（工具有吸管、塑料袋、气球等）
设计1：对照表格，运用观察水的方法研究空气
•
•
眼睛 手 口 鼻 皮肤 其他
水
无色 无形
摸不着 无味
无嗅
可以 流动
空气
设计2：借助工具观察研究，把自己的重要发现， 简单地记录在卡片上 （工具有吸管、塑料袋、气球、注射器等） ——在原有认识的基础上深化、拓宽对空 气的了解。
（二）建构主义理论在教育中的应用
• 抛锚式教学
– 这一教学模式的主要目的是使学生在一个完整、 真实的问题情境中，产生学习的需要，并通过镶 嵌式教学以及学习共同体中成员间的互动、交流 ，即合作学习，凭借自己的主动学习、生成学习 ，亲身体验完成从识别目标提出和达到目标的全 过程。
• 认知学ห้องสมุดไป่ตู้教学
–通过允许学生获取、开发和利用真实领域中的活动 工具的方法，来支持学生在某一领域中的学习
《Fish is Fish》
牛
鸟
人
理解依赖于个人的 经验，知识与学习 者不可分离
建构主义的学习观
– 学习是学习者主动建构内部心理表征的过程 • 学习者总是主动选择一些信息,忽视一些信息,并 从中进行推论，而且在推论过程中,也总是与他以 前的经验相结合建构对输入信息的解释
– 学习中的建构是双向的 • 建构一方面是对新信息的意义的建构,另一方面是 对原有经验的改造和重组 • 学习不仅是理解和记忆新知识,而且要分析它的合 理性、有效性,从而形成自己对事物的观点,形成 自己的思想
基于概念建构的科学教学设计
洪潮 沙河口区教师进修学校
一、 建构主义思想追溯
• 哲学及科学哲学渊源 • 心理学渊源
–皮亚杰 • 儿童在与周围环境相互作用的过程中，逐步 建构起关于外部世界的知识，从而使自身认 知结构得到发展
–维果斯基 • 认知发展发生于社会文化环境中，社会文化影 响着认知发展的形式； • 儿童的许多重要认知技能是在与父母、老师以 及更有能力的同伴的社会交往中发展起来的；
• 支架式教学
–为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架，这 种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理 解所需要的
• 随机通达教学
–由于事物的复杂性和问题的多面性，要做到对 事物内在性质和事物之间相互联系的全面了解 与把握，即形成对所学知识全面深刻的意义建 构是很困难的，往往从不同的角度考虑可以得 出不同的理解
从四年级（上册）第一单元 《空气的性质》的过程设计说起
设计2： 1、学生观察并描述两个杯子（一个装水，一个空
杯），导入新课 2、借助工具，研究空气 3、空气信息发布会 4、保护纸巾 5、漏斗的秘密 6、喷泉游戏
同活动内容的不同目标导向
比较点之一：引入活动（情境创设） 设计1：谜语——对四年级学生，不具有“谜”感 设计2：观察比较两个杯子即比较水和空气
– 学习者对学习对象的理解存在差异 • 学习者的个体经验是相当丰富的,又是存在差异 的 • 每个学习者都有以自己的方式看待新知识的倾 向,不同人看到事物的不同方面,通过学习者的 合作或社会性学习,可以使理解更加丰富和全面
建构主义的教师观及学生观
– 教师是知识学习的促进者 • 建构主义在原则上否定知识传递的可能性 ，否 认教师能够“教给”学生任何知识 • 教师应该重视学生自己对各种现象的理解,倾听 他们现在的想法,洞察他们这些想法的由来,以 此为根据,引导学生丰富或调整自己的理解
–在教学中必须注意对同一教学内容，在不同时间、 不同情景、为不同的目的、用不同的方式加以呈现 ，从而使学习者获得对同一事物或问题的更为全面 深刻的认识与理解
二、关于“过程”的思考
• 关于过程的三个关键维度： • 学生学习认知过程及特点 • 科学研究的过程及特点 • 课堂教学过程及特点
科学课堂的过程
– 学生是富有背景经验的主体 • 在日常生活中,在以往的学习中,学生已经形成 了丰富的经验, 从自然现象到社会生活,他们几 乎都有一些自己的看法 • 把学生现有的知识经验作为新知识的生长点,引 导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知 识经验
– 教学是以学生活动为主的师生互动过程 • 教学的作用在于给学生设置有效的活动机会,使 学生在活动和讨论中、在问题解决的过程中建 构自己的知识
学生认知过程
注意、警觉 回忆原有经验
冲
联
突
反应、强化、 系 协调、反思
建 构
概念转变
教学过程
情境，检索 已有经验
聚焦问题
建构活动
（观察、实验、阅读、制作、 讨论、记录、交流）
提供新情境
科学过程
观察（信息）
提出问题
实
假求
践
设
认
检
识
验真
结论与表达
科学课堂应该是怎样的过程？ ——过程任务
1.引导学生参与并理解科学实践活动