“可視化”理念指導(dǎo)下的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

黃金莎+吳曉紅+李文婷

摘要：教學(xué)設(shè)計(jì)的可視化是指利用圖示等可視語言將復(fù)雜的教學(xué)過程和思想，以更加直觀的方式在紙本上表征出來。以“金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)”一節(jié)內(nèi)容為例，在多角度分析教學(xué)設(shè)計(jì)可視化價(jià)值的基礎(chǔ)上，探討了教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)模式等方面設(shè)計(jì)過程可視化的方法，以期提供教學(xué)設(shè)計(jì)可視化的思維模型，指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)計(jì)；可視化；鋁的化學(xué)性質(zhì)

文章編號：1005–6629（2015）2–0044–04 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

“可視化”一詞最早于1987年提出，是指通過可以覺察的視覺方式將思維進(jìn)行外化呈現(xiàn)的過程[1]。由于信息可視化、技術(shù)可視化、知識可視化等領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，教學(xué)設(shè)計(jì)也轉(zhuǎn)向?yàn)榭梢暬囊曈X傳遞形式，越來越多的研究者步入可視化教學(xué)設(shè)計(jì)的研究行列?？梢暬虒W(xué)設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)者認(rèn)識教學(xué)過程，解決教學(xué)問題提供有效的方法，其直觀的呈現(xiàn)形式對實(shí)踐教學(xué)更具指導(dǎo)價(jià)值。

1 問題的提出

可視化教學(xué)設(shè)計(jì)是基于腦科學(xué)和學(xué)習(xí)心理學(xué)的研究提出來的。腦科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，人的大腦思考問題是從宏觀到微觀依次分化，具有一定的層級性。傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)主要是以文本的形式呈現(xiàn)，按照直線的順序自始至終進(jìn)行敘述，不符合大腦思考問題的方式，缺乏并行性和交融性。同時(shí)，文獻(xiàn)檢索和實(shí)踐調(diào)查表明，新手教師和師范生在教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中存在以下一些問題：教學(xué)設(shè)計(jì)沒有邏輯性，缺乏指導(dǎo)性；教學(xué)設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，缺乏深入的闡釋；教學(xué)設(shè)計(jì)沒有充分關(guān)注到學(xué)生情緒，缺乏互動性。教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中，缺乏對教學(xué)這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的深刻理解和解釋。

教學(xué)設(shè)計(jì)的過程是解決復(fù)雜教學(xué)問題的過程，需要考慮教師、學(xué)生和環(huán)境等一系列因素，如果教師僅僅用一般的線性規(guī)則和程序去呈現(xiàn)教學(xué)過程，必然是不夠合理和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，也未將教學(xué)看成是一個(gè)系統(tǒng)，不能夠完全做到對課堂教學(xué)過程的深入認(rèn)識。

基于大腦的學(xué)習(xí)方式和教學(xué)設(shè)計(jì)中存在的這些問題，很有必要采用圖示的形式表達(dá)復(fù)雜的教學(xué)設(shè)計(jì)過程，按照大腦的思考方式呈現(xiàn)可視化的思維影像，借助可視化工具將理性與創(chuàng)造性、直覺性思維綜合起來，使得教師在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，思路清晰、層次清楚、體系嚴(yán)密，結(jié)果鮮明。有利于對教學(xué)問題的解決次序、起止時(shí)間以及完成情況等詳細(xì)信息進(jìn)行說明，增強(qiáng)教學(xué)設(shè)計(jì)對教學(xué)實(shí)踐的指導(dǎo)作用。

目前我國中學(xué)化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)研究主要包括理論研究型、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)或理論運(yùn)用型以及具體化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)案例，很少關(guān)注教學(xué)設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式和表達(dá)方式。在可視化理念的指導(dǎo)下，借助可視化工具進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式，改善教學(xué)設(shè)計(jì)中系統(tǒng)性不強(qiáng)、邏輯結(jié)構(gòu)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)葐栴}，解放設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)靈感，給予設(shè)計(jì)者無限創(chuàng)造和表達(dá)教學(xué)思想的機(jī)會。

2 教學(xué)設(shè)計(jì)可視化的價(jià)值分析

從傳播視角和視覺視角認(rèn)識來看，可視化教學(xué)設(shè)計(jì)具有一定應(yīng)用價(jià)值。從傳播的視角來說，圖示是最直觀的交流方式，能夠有效地傳播信息內(nèi)容，具有良好的藝術(shù)性。從視覺的視角來說，人類的信息65%來自于眼睛所看到的，視覺信息的傳播是最廣泛、最迅速，效果最好的形式，視覺化的信息更容易給人們留下深刻的印象?？梢暬慕虒W(xué)設(shè)計(jì)通過視覺傳播，把一些難以用語言表達(dá)的信息詮釋為視覺信息，傳播能力以及滲透能力作用非凡，而且影響力深遠(yuǎn)。教學(xué)設(shè)計(jì)中教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)模式、教學(xué)過程等設(shè)計(jì)過程運(yùn)用視覺元素來呈現(xiàn)，使得教學(xué)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛醚劬硇蕾p的藝術(shù)作品，具有良好的傳播能力，也必將更能體現(xiàn)出其應(yīng)用價(jià)值，增強(qiáng)其實(shí)用性。

從思維視角和邏輯視角來看，可視化教學(xué)設(shè)計(jì)具有學(xué)術(shù)價(jià)值。思維是大腦的機(jī)能，而思維科學(xué)是教會人類養(yǎng)成自覺動腦的習(xí)慣并培養(yǎng)人類形成科學(xué)的思維方式[2]。教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)可視化的方式就是通過畫圖，經(jīng)過對微觀事物的想象，抽象出具體的符號，獲取綜合性的信息，并運(yùn)用圖示進(jìn)行表征。同時(shí)，在對圖示進(jìn)行多次的修正和重建的過程中，幫助人們尋求更有效解決問題的方式。從邏輯學(xué)的視角來說，面對復(fù)雜的問題往往是將其分解為幾個(gè)簡單的問題，從簡單問題入手，尋找問題之間的邏輯關(guān)系，使其連接起來，在分析推理的過程中，最終實(shí)現(xiàn)問題的解決?？梢暬虒W(xué)設(shè)計(jì)需要教師對各個(gè)要素進(jìn)行邏輯分析，將復(fù)雜教學(xué)設(shè)計(jì)過程分解和剖析，從而解決教學(xué)問題。

從多元視角和國際視角來看，可視化教學(xué)設(shè)計(jì)具有實(shí)踐價(jià)值。教學(xué)設(shè)計(jì)是靜態(tài)的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)與動態(tài)的行為表現(xiàn)相結(jié)合，微觀的內(nèi)隱形式與宏觀的直觀表象相呼應(yīng)的復(fù)雜過程?？梢暬虒W(xué)設(shè)計(jì)以“看得見”的形式多維度、多角度呈現(xiàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，使設(shè)計(jì)者清楚地認(rèn)識教學(xué)內(nèi)容之間的聯(lián)系，更直觀地領(lǐng)會教學(xué)設(shè)計(jì)的思想和理念，更全面地認(rèn)識整個(gè)教學(xué)過程，打破線性看待教學(xué)活動的思維范式。教學(xué)設(shè)計(jì)研究至今，對教學(xué)設(shè)計(jì)的研究范式呈現(xiàn)多元化的視角，教學(xué)設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域，一直不斷地超越傳統(tǒng)，并向一切的新思想、新知識、新技術(shù)和新方法敞開大門，大膽地進(jìn)行創(chuàng)新和變革[3]。隨著教學(xué)設(shè)計(jì)研究的蓬勃發(fā)展，對教學(xué)設(shè)計(jì)的研究已經(jīng)呈現(xiàn)出國際化的趨勢，教學(xué)設(shè)計(jì)的可視化將是一次大膽的突破和創(chuàng)新。

3 可視化教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例

教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)可視化可以運(yùn)用概念圖、思維導(dǎo)圖或直接手繪畫圖等方式?？梢暬虒W(xué)設(shè)計(jì)的研究不是專注于這些圖形，而是依據(jù)思維的邏輯順序，找出可視化呈現(xiàn)形式的基本規(guī)律，指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)可視化的實(shí)現(xiàn)，降低教學(xué)設(shè)計(jì)可視化的難度。以“金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)”一節(jié)內(nèi)容為例，繪制出體現(xiàn)設(shè)計(jì)思路進(jìn)程的圖像，呈現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)過程可視化的模板。

3.1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)可視化

在教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中對教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)不合理的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，對教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)形式化、模式化[4]，尤其對教學(xué)目標(biāo)的本質(zhì)把握不清，將知識技能、過程方法、情感態(tài)度價(jià)值觀三維目標(biāo)分割理解。教學(xué)目標(biāo)指示不清，太過籠統(tǒng)，缺乏切實(shí)可行的操作性和指導(dǎo)作用。采用圖示的形式使得教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)思路可視化，不僅明確地表現(xiàn)出教學(xué)目標(biāo)具體落實(shí)的方向，也直觀地展現(xiàn)出教學(xué)目標(biāo)分層設(shè)置，逐步實(shí)現(xiàn)的過程性。教學(xué)目標(biāo)可視化為設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)的思維支架，具體如圖1所示。

教學(xué)目標(biāo)作為在實(shí)際教學(xué)中的導(dǎo)航，對后期的教學(xué)以及評價(jià)都具有一定指導(dǎo)作用，是檢查、評價(jià)教學(xué)成效的尺度和標(biāo)準(zhǔn)。以圖示的形式呈現(xiàn)出具體的教學(xué)活動對應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，使得教學(xué)目標(biāo)更具體、可觀察、易于評價(jià)和精細(xì)化。同時(shí)，借助時(shí)間軸精細(xì)化地預(yù)設(shè)每一個(gè)時(shí)間段內(nèi)所要達(dá)成的教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的指導(dǎo)性和實(shí)用性價(jià)值。

3.2 教學(xué)過程設(shè)計(jì)可視化

教學(xué)過程設(shè)計(jì)是教師在確立教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)化整合的過程。在此過程中，教師按照教學(xué)活動在時(shí)間和空間上的發(fā)展變化，使得教學(xué)過程條理更加清晰，邏輯結(jié)構(gòu)更加嚴(yán)謹(jǐn)。圖示的展現(xiàn)形式，呈現(xiàn)出教師對教學(xué)目標(biāo)的具體揭示；教師對情境創(chuàng)設(shè)、問題提出、教學(xué)方法實(shí)施的深入詮釋；以及教師對教與學(xué)過程中師生互動關(guān)系的動態(tài)呈現(xiàn)。教學(xué)過程本身是由基本的環(huán)節(jié)構(gòu)成，按照教與學(xué)的先后順序依次展開，從空間上看，圍繞著預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)；從師生互動上來看，有互動的載體即活動來承載；從時(shí)間上看，反映師生互動的過程和教學(xué)目標(biāo)的動態(tài)生成[5]。具體如圖2所示。

教學(xué)過程的可視化設(shè)計(jì)，呈現(xiàn)出教學(xué)過程動態(tài)生成性質(zhì)，將序列發(fā)生的事件按照時(shí)間的進(jìn)展依次呈現(xiàn)，表示其內(nèi)在的邏輯結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)教學(xué)過程的發(fā)展性和互動性，以及各個(gè)環(huán)節(jié)的交互性和層次性。同時(shí)，教學(xué)過程設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖可以并行表達(dá)，將思路隨著設(shè)計(jì)過程的深入而拓展?？傊虒W(xué)過程的可視化設(shè)計(jì)呈現(xiàn)師生活動過程中多種形式的交流，提醒教師有意識地關(guān)注學(xué)生，通過這種多向交互作用，推動教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

3.3 教學(xué)模式設(shè)計(jì)可視化

教學(xué)模式是指在一定教學(xué)思想和教學(xué)理論的指導(dǎo)下，建立起來的在教學(xué)過程中必須遵循的教學(xué)程序及其方法的策略體系[6]。教學(xué)模式為教學(xué)實(shí)踐提供了完整的操作步驟和實(shí)施策略，為知識的建構(gòu)提供方法指導(dǎo)。教學(xué)模式既可以面向整節(jié)課，也可以面向課的重要環(huán)節(jié)。從這點(diǎn)來看，教學(xué)過程設(shè)計(jì)可視化和教學(xué)模式設(shè)計(jì)可視化可依據(jù)需要調(diào)整順序。

隨著新課改的深入推進(jìn)和實(shí)施，催生了多種多樣的教學(xué)模式。任何一種教學(xué)模式都有特定的目標(biāo)、功能和使用條件，面對數(shù)量眾多的教學(xué)模式，如何選擇教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)有效的教學(xué)，是教師需要解決的重要問題。以圖示的形式，呈現(xiàn)教學(xué)模式設(shè)計(jì)的思路框架，有效地引導(dǎo)教師選擇合適的教學(xué)模式，并將這種思維過程外顯化，便于教師的思維表達(dá)和信息交流。如圖3所示。

上述教學(xué)模式設(shè)計(jì)思路的可視化模型，按照思維的邏輯順序呈現(xiàn)了可視化的基本規(guī)則。主要包括分析階段和設(shè)計(jì)階段。分析階段主要是通過對課程和教材的地位、教師和學(xué)生的特點(diǎn)以及教學(xué)條件的歸納，形成完整的要素分析，從而獲得教學(xué)模式。設(shè)計(jì)階段則是根據(jù)選定的教學(xué)模式，直觀展現(xiàn)教學(xué)模式具體的操作步驟，為教學(xué)實(shí)踐提供清晰的指導(dǎo)。

4 結(jié)語

教學(xué)設(shè)計(jì)過程可視化的設(shè)計(jì)思路，不僅成為可操作的實(shí)踐計(jì)劃，更成為一個(gè)解決問題的思路，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容圖示化，設(shè)計(jì)思路可視化?？梢暬虒W(xué)設(shè)計(jì)的圖示并不強(qiáng)調(diào)復(fù)雜性和優(yōu)美性，而更注重的是思維表達(dá)的直觀性和流暢性。圖示關(guān)注圖形的組織形式和圖形的結(jié)構(gòu)關(guān)系，注重信息之間的流通關(guān)系和隱性聯(lián)系之間的表達(dá)，突破傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)復(fù)雜的文字表述形式，使得教學(xué)設(shè)計(jì)如一幅優(yōu)美的圖畫，簡單清晰地呈現(xiàn)出教學(xué)思路，體現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)理念對教學(xué)實(shí)踐的指導(dǎo)作用。同時(shí)，畫圖的過程簡化了教師的備課形式，降低了設(shè)計(jì)者的認(rèn)知負(fù)荷，也為設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新、創(chuàng)造提供廣闊的平臺。

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