“事物之間的聯(lián)系”大概念教學(xué)設(shè)計研究報告一、引言在當(dāng)今教育領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)已成為重要目標(biāo)。大概念作為連接核心素養(yǎng)與課堂教學(xué)的關(guān)鍵樞紐，對于構(gòu)建穩(wěn)定的知識體系、打破學(xué)科壁壘以及提升學(xué)生的綜合能力具有不可忽視的作用。本研究以“事物之間的聯(lián)系”為跨學(xué)科大概念展開教學(xué)設(shè)計，旨在探索創(chuàng)新教學(xué)模式，切實提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果與綜合素養(yǎng)。二、教學(xué)設(shè)計概述（一）知識背景、指導(dǎo)思想與理論依據(jù)1.大概念的重要性：大概念能夠?qū)⒃舅缮⒌闹R整合為穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為學(xué)生提供更系統(tǒng)的知識框架。這種結(jié)構(gòu)有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中建立知識之間的聯(lián)系，從而更好地理解和掌握學(xué)科內(nèi)容。同時，大概念的運(yùn)用有助于學(xué)生具備高通路遷移能力和專家思維能力，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識靈活地應(yīng)用到不同的情境中，解決各種實際問題，進(jìn)而落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。2.跨學(xué)科大概念的選擇：本單元以“事物之間的聯(lián)系”為跨學(xué)科大概念，這一選擇具有深刻的理論依據(jù)。在現(xiàn)實生活中，事物之間的聯(lián)系是普遍存在的，無論是自然科學(xué)還是社會科學(xué)，都離不開對事物之間關(guān)系的研究。通過以“事物之間的聯(lián)系”為大概念，可以引導(dǎo)學(xué)生從不同學(xué)科的角度去認(rèn)識和理解世界，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維能力。以“如何建立合適的模型以表示生活中事物之間的聯(lián)系”為大問題，從“變量”這一子概念入手，探索生活中變量之間的關(guān)系，創(chuàng)建解決現(xiàn)實問題的模型。這個過程經(jīng)歷分析問題、建立模型、測試模型、優(yōu)化模型四個步驟，具有較高的遷移價值，能夠讓學(xué)生在解決實際問題的過程中，掌握科學(xué)的思維方法和研究手段。（二）教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定1.知識與技能目標(biāo)：學(xué)生能夠理解變量的概念，掌握變量之間的關(guān)系，學(xué)會建立模型來表示生活中事物之間的聯(lián)系。同時，學(xué)生能夠運(yùn)用圖形化編程工具，模擬生活中的函數(shù)，動態(tài)展現(xiàn)變量之間的關(guān)系。2.過程與方法目標(biāo)：通過分析問題、建立模型、測試模型、優(yōu)化模型的過程，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和科學(xué)探究能力。讓學(xué)生在實踐中學(xué)會運(yùn)用跨學(xué)科的知識和方法，提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生對跨學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣和熱情，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體會到數(shù)學(xué)與計算機(jī)科學(xué)的魅力，以及它們在解決實際問題中的重要作用。（三）大概念的提煉與獲得1.標(biāo)準(zhǔn)抽取與融合：從課標(biāo)中抽取與變量相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，包括CSTA課程標(biāo)準(zhǔn)、信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)。通過對這些標(biāo)準(zhǔn)的分析和整合，結(jié)合學(xué)情、單元目標(biāo)定位和跨學(xué)科標(biāo)準(zhǔn)融合，確定與“事物之間的聯(lián)系”大概念相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。2.開發(fā)策略的運(yùn)用：采用從中間到兩側(cè)延伸的開發(fā)策略，以從內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中尋找大概念為開端，向上確定學(xué)科核心素養(yǎng)，向下確定所知、所能、所成課堂目標(biāo)。具體步驟包括抽取標(biāo)準(zhǔn)、挑選數(shù)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、解讀標(biāo)準(zhǔn)尋找大概念、向上論證與學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)系、請教專家確定最終大概念。通過這一過程，確保大概念的準(zhǔn)確性和有效性，能夠較好地連接兩個學(xué)科的知識。（四）教學(xué)過程分析1.教學(xué)內(nèi)容的劃分：教學(xué)過程分為變量的定義與應(yīng)用、變量之間的關(guān)系、虛擬世界中的現(xiàn)實世界三個部分。每個部分都圍繞“事物之間的聯(lián)系”大概念展開，通過具體的教學(xué)內(nèi)容和活動，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入地理解變量之間的關(guān)系，以及如何建立模型來表示生活中事物之間的聯(lián)系。2.逆向設(shè)計的方法：每個主題采用逆向設(shè)計的方法，讓學(xué)生經(jīng)歷確立目標(biāo)、了解評價、學(xué)習(xí)活動三個過程。這種方法有助于學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，了解評價標(biāo)準(zhǔn)，從而更有針對性地進(jìn)行學(xué)習(xí)活動。同時，逆向設(shè)計能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷反思和調(diào)整自己的學(xué)習(xí)策略，提高學(xué)習(xí)效果。（五）教學(xué)特色分析1.營造“半真實”情境：情境創(chuàng)設(shè)的方式：通過圖形化編程創(chuàng)設(shè)仿真狀態(tài)下的真實情境，模擬生活中的函數(shù)，動態(tài)展現(xiàn)變量之間的關(guān)系。這種方式既能夠讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中體驗到真實生活中的問題，又能夠打破空間的限制，讓學(xué)生在課堂上就能夠進(jìn)行各種實驗和探索。情境創(chuàng)設(shè)的意義：“半真實”情境的營造能夠緊密聯(lián)系生活實際，讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)在解決實際問題中的重要作用。同時，這種情境創(chuàng)設(shè)方式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。2.以“用數(shù)學(xué)”的方式體驗學(xué)數(shù)學(xué)的“浪漫階段”：知識點前置的作用：將函數(shù)知識點前置，以游戲化方式讓學(xué)生理解并運(yùn)用生活中的函數(shù)。這種方式能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中形成感性認(rèn)識，為未來學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。通過游戲化的方式，學(xué)生能夠在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效果。感性認(rèn)識的培養(yǎng)：以游戲化的方式讓學(xué)生體驗生活中的函數(shù)，能夠讓學(xué)生在實踐中感受數(shù)學(xué)的魅力，培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)的感性認(rèn)識。這種感性認(rèn)識的培養(yǎng)有助于學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)中更好地理解和掌握數(shù)學(xué)知識，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。3.理解為先，逆向設(shè)計：設(shè)計理念的遵循：遵循理解為先的設(shè)計理念和逆向設(shè)計原則，幫助學(xué)生更好地理解大概念。理解為先的設(shè)計理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中要先理解知識的內(nèi)涵和意義，然后再進(jìn)行記憶和應(yīng)用。逆向設(shè)計原則則是從學(xué)習(xí)目標(biāo)出發(fā)，反向設(shè)計教學(xué)過程和評價方式，確保教學(xué)活動能夠有效地幫助學(xué)生實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。對學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助：理解為先、逆向設(shè)計的方法能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更加明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)，從而更有針對性地進(jìn)行學(xué)習(xí)活動。同時，這種方法能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷反思和調(diào)整自己的學(xué)習(xí)策略，提高學(xué)習(xí)效果。此外，這種方法還能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力，為學(xué)生的未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。（六）作業(yè)設(shè)計及學(xué)習(xí)效果評價1.作業(yè)設(shè)計的多樣性：文本作業(yè)：設(shè)計了與課程內(nèi)容相關(guān)的文本作業(yè)，如地面氣溫與海拔高度的函數(shù)關(guān)系式等。文本作業(yè)能夠幫助學(xué)生鞏固所學(xué)的知識，提高學(xué)生的解題能力和思維能力。實踐作業(yè)：要求學(xué)生在生活中找到存在一次函數(shù)關(guān)系的場景，并將該場景用圖形化編程模擬出來。實踐作業(yè)能夠讓學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用到實際生活中，提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。探究作業(yè)：提出探究性問題，如用函數(shù)關(guān)系式表示出租車的計費方式等。探究作業(yè)能夠激發(fā)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和綜合運(yùn)用能力。2.過程性評價的重要性：以過程性評價為主，根據(jù)學(xué)生在實踐性作業(yè)中的表現(xiàn)確定學(xué)習(xí)效果。過程性評價能夠全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)態(tài)度，有助于教師及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行指導(dǎo)和幫助。同時，過程性評價能夠激勵學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)活動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。三、專家點評用編程整合數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)，教學(xué)過程層層遞進(jìn)，內(nèi)容設(shè)計比較翔實，是一份不錯的方案。專家的點評充分肯定了本教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新性和實用性。編程與數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)的整合，能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更好地理解和掌握跨學(xué)科知識，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。教學(xué)過程的層層遞進(jìn)，能夠讓學(xué)生逐步深入地理解和掌握知識，提高學(xué)習(xí)效果。內(nèi)容設(shè)計的翔實，能夠為教師的教學(xué)提供具體的指導(dǎo)和參考，提高教學(xué)質(zhì)量。四、結(jié)論本教學(xué)設(shè)計以“事物之間的聯(lián)系”為跨學(xué)科大概念，通過精心設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)特色和作業(yè)評價，為學(xué)生提供了一種創(chuàng)新的學(xué)習(xí)體驗。該教學(xué)設(shè)計營造了“半真實”情境，讓學(xué)生以“用數(shù)學(xué)”的方式體驗學(xué)數(shù)學(xué)的“浪漫階段”，并采用理解為先、逆向設(shè)計的方法，有助于學(xué)生更好地理解大概念，提高學(xué)習(xí)效果。同時，作業(yè)設(shè)計和學(xué)習(xí)效果評價注重過程性評價，能夠全面地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。未來，可以進(jìn)一步探索和完善這種