时间：2023-11-18 10:25:20
化学教学如何才能达到这样的标准呢？运用核心概念统领教学，这是一个很好的策略[1][2]。核心概念是位于学科中心的概念性知识，包括重要概念、原理及理论等的基本理解和解释，内容能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分[3]。中学化学倡导核心概念统领的教学是引导教师在教学中要把握本质，关注整体，超越具体事实，引领学生通过深刻思考，从本质上认识和理解所学知识，形成化学学科的思想、观点和方法。
一、以核心概念为统领设计单元教学
1.确定教学单元
“化学中的平衡”是中学化学的重要教学内容，必修教材与选修教材均有涉及。必修2第二章第3节中介绍化学反应的限度，使学生认识可逆反应，初步建立化学平衡的概念。选修4第二章第3节则从定性（勒夏特列原理）和定量（平衡常数）角度使学生系统地认识化学平衡。选修4第三章则系统地讨论化学平衡的一个重要应用――水溶液中的离子平衡，使学生有了应用理论解决问题的机会。由于这些内容具有内在的逻辑，所以教师可以将必修2与选修4部分有关化学平衡的内容整合，组成一个有利于学生认识发展的教学单元。
2.提炼单元核心概念
提炼单元核心概念就是教师应明确需要学生理解的重要教学目标。要想让教学目标清晰，教师要将单元核心概念用陈述句的形式表述出来。这种操作方式从学生学习的角度来说便于学生清晰准确地理解什么是最重要的知识，从教师教学的角度来说可以更准确地确定教学内容。对于“化学中的平衡”单元，该单元的核心概念为：可逆反应在一定条件下都会达到反应限度；这个限度的定量描述叫平衡常数；改变条件平衡会向减弱这种改变的方向移动。
为了便于学生理解，该核心概念可以分解为以下三个基本理解：
（1）化学过程都有一定的限度，限度的大小主要由物质本身的性质决定。
（2）平衡是暂时的，外界条件的变化会使平衡关系发生变化――即发生平衡移动，移动的方向总是向削弱这种改变的方向进行（勒夏特列原理）。
（3）平衡体系中各相关物质存在一定的定量关系，这种关系是温度的函数。
3.制定单元计划组织图
学生在学习中首先要依据事实，并将诸多事实中本质的内容提炼出来，形成基本理解，再将基本理解建构为核心概念，通过迁移、应用巩固对核心概念的理解。本单元的知识关系图如图1所示。
教师可以以大晶体制作、水煤气反应平衡数据等事实为教学依托，帮助学生认识可逆反应和平衡常数等概念，进而理解可逆反应在一定条件下都会达到反应限度，这个限度的定量描述叫平衡常数；如果改变条件平衡会向减弱这种改变的方向移动。之后，教师在依据这些核心概念讨论并解决更多的事实（实验现象、工业生产工艺等），在问题解决的过程中，加深对核心概念的理解。该单元的元计划组织图如图2所示。
4.设计教学活动，促进核心概念构建
教师提炼出单元的核心概念、制订好单元计划组织图后，需要将单元划分为具体课时，找出该课时的核心概念，再将每一个核心概念划分为几个基本理解，将基本理解以引导问题的形式呈现给学生，围绕核心概念的构建设计好相应的学生活动。
教学设计依照核心概念基本理解引导问题活动设计进行，课上教学以引导问题和活动为明线展开，经过概括和总结得出基本理解，进而教师要引导学生构建出本节课的核心概念。
以“难溶电解质的溶解平衡”教学为例，基本教学框架如图3所示。
二、以核心概念为统领的教学设计实施感悟
1.有利于三维教学目标的实施
以核心概念为本的教学注重让学生体验知识、原理的生成过程，教学层次分明，有利于学生获取学习知识和掌握技能的能力。在学习过程中，学生感悟概念的形成、规律的揭示与过程方法目标的实现。
此外，以核心概念为本的教学注重所学知识的持久性和迁移性，强调学生深层理解力的发展和复杂思维能力的培养，有利于学生知识目标与技能目标的达成。同时，教师将核心概念的理解作为教学目标，有助于学生理解与他们生活相关的事件和现象，使学生感受化学学习的意义与价值，达成情感、态度、价值观的目标。
2.激发学生的思维
在“难溶电解质的溶解平衡”一节课的学习中，因为教师抽提出“化学中的平衡”的核心概念，并以此作为思维的武器，使学生的学习活动目标明确而有意义。教学活动一开始，教师就和学生通过猜想和实验证实构建“难溶电解质的悬浊液中存在难溶物（固态）”和“对应离子间的动态平衡”的核心概念，且这一平衡符合化学平衡的规律。于是，学生从定性的角度即平衡移动的方向讨论沉淀的溶解和转化，也可以从定量的角度分析沉淀生成的条件，还可以应用上述结论再审视复分解反应发生的条件。在整个教学过程中，学生一直都在思考：事实是怎样的？为什么是这样？有什么理论支持？得到什么结论？这个结论能推广吗？还有什么用？由于整个学习过程有明确的学习目标和问题驱动，每一位同学在学习时会不断地思考为什么与怎么样，寻找不同的、具体的、基于内容的各个例子之间的联系，让其在较高的概念水平整合思维，使思维集中到概念性水平（知识可迁移层次），这样的学习有深度，富有意义，能够激发学生的思维。
3.提高教师课堂教学的实效性
以往在教学“难溶电解质的溶解平衡”时，教师一般会按照教材中的顺序，通过实验证实Ag+和Cl-的反应不能进行到底，引出“沉淀溶解平衡”概念，并不会讨论沉淀的生成，直接利用教材中的例子讲解沉淀的转化和溶解，最后介绍溶度积常数及其应用。教师在讲课过程中虽然会应用平衡移动原理，但通常是为了解释具体问题，时间一长，学生往往就会遗忘。这样的教学模式容易使学生只关注事实本身，不会在更广泛的背景中考虑更上位的内容，达不到更高层次的认知。
在实施以核心概念为统领的单元教学三个月之后，笔者针对本校教学学习效果用调查问卷的形式进行检验，其中“请你用简短的语言说明你对难溶电解质的溶解平衡的认识”，实验班26人中有19人能回答出难溶电解质在固态及其溶液中的离子间存在平衡，该平衡遵循化学平衡的相关规则，还有5人提到用Ksp可以从定量的角度看沉淀的生成和转化。而对照班25人中只有1人提到可以从平衡移动的角度看难溶电解质的溶解，而大部分学生（12人）只提到溶解度大的向溶解度小的方向转化，显然他们的学习只停留在记忆事实方面。又如“向硫酸铜溶液中通入硫化氢气体可产生黑色沉淀，写出反应的离子方程式。若向硫酸锌溶液中通入硫化氢无沉淀产生，分析可能的原因”。实验班15位学生利用Ksp从定量的角度很好地解释了沉淀生成或不能生成的原因，而对照班的学生只有3人从硫化锌与硫化铜的溶解度大小的角度来解释，其他学生不知如何回答。
显然，以核心概念为本的教学对学生深入理解知识和有效转化知识而采取的超越事实的思考方式的影响力是显著的。在面对一个复杂的电解质溶液的变化时，学生能自觉地运用化学平衡理论对变化进行预测，并在预测的基础上，进行实验求证，即以核心概念为本的教学设计能帮助学生在学习中形成科学的态度和方法，解决生活和工作中遇到的实际问题。
本文系北京教育学院市级骨干及学科带头人研修项目周玉芝工作室研究成果。
参考文献：
[1]周玉芝.以核心概念为统领设计化学教学[J].化学教育，2012（6）.
[2]周玉芝.从表层学习到深层学习――以初中化学的分子概念教学为例[J].中学化学教学参考，2012（9）.
1核心概念的特性核心概念（bigidea）是指可以适用于一定范围内物体和现象的概念。这里的概念（idea）是表示对观察到的相互关系或特性进行解释后的抽象，它和我们日常生活运用的概念含义是不同的。日常概念可以是不需要基于实证的某种想法［1］。对于学科教学而言，核心概念是指居于学科中心，具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法［2］；是一种教师希望学生理解并能在忘记其非本质信息或周边信息之后，仍然能应用的概念性知识［3］。核心概念具有以下特性。
1．1核心概念具有广泛解释空间由于核心概念反映的是事物的本质特性与关系，它能对很多事物和现象作出解释。如物质是由微粒构成的这一核心概念，既可以解释为什么人们会闻到花香，也可以解释为什么金属可以拉成丝，还可以解释为什么不能用湿手触摸电器；核心概念不仅能对很多所观察到的现象提供解释，而且能对原来没有观察到的现象作出预测，如从物质是由微粒构成的这一核心概念认识，美国物理学家盖尔曼（M．Gell－Mann）和茨威格（G．Zweig）预测了夸克的存在。再如，依据结构与功能相适应的核心概念，当我们观察到某植物茎叶表层有一层保护蜡膜，叶为刺状，会推测它是生长在干旱地区的植物，而且还可以预测它的根系会很发达。
1．2核心概念蕴含思想方法具有迁移价值的关键性概念、原理是核心概念，重要的思想方法也是核心概念，如“科学认为每一种现象都具有一个或多个原因”［1］。而有的关键性概念本身就蕴含思想方法，如“结构决定性质、性质决定用途”是学生学习所有化学物质的思想方法。1．3核心概念具有统摄性由于核心概念是能够解释和预测较大范围事物与现象的大概念，它必然可以统摄其他的下位概念及相关事实，使它们成为有结构的整体。例如，物质是由微粒构成的这一核心概念，可以统摄分子、原子、离子、原子结构和分子结构等有关物质组成与结构的概念，也与物质的特性、物理变化和化学变化等概念形成联结。
2核心概念的教育价值
2．1提高学生分析问题、解决问题的能力学生在学校学习，重要的不是知道了多少事实和规则，而是能够把所学迁移到真实情境中，面对问题能够作出有依据的判断和决策，能够适应社会、服务社会。由于核心概念具有广泛的解释空间，所以它是可迁移知识。运用核心概念可以解释周围的很多事物和现象，更为重要的是能对新情境、新问题作出预测，因此对核心概念的理解可以提高学生分析问题、解决问题的能力。另一方面，由于核心概念蕴含思想方法，它们可能成为学生以后工作中分析问题的思想方法，如要获取性能更佳的材料，其分析思路是改变现有材料的结构以获得所需要的性质，仿生合成新药等亦是运用以上的思想方法。从认知发展角度，如果学习重心是“事实”或“现象”的了解与记忆，那么这种认知是低水平的；相反，对核心概念的理解则是要使学生通过对特定现象的认识与理解，发现一般性的理论，并用这些理论理解、解释其他现象。学生不仅知道“是什么”，而且能够认识“为什么———原因、条件、目的、理由”、及“会怎么样———结果、影响、作用、意义”，还能够知道“如何做”，从而将学习引人深层思考和赋予意义与价值的方向。
2．2有利于学生建构合理的知识结构布鲁纳在《教育过程》中指出：把握学科的结构就是指对本学科实现了理解，也就是说，能够把所学的知识与其他相关的事物有意义地联系起来［4］。由于核心概念是某学科的重要概念、原理和方法，它们构成了学科的基本结构，因此关注核心概念理解的教学就是关注学科本质与学科结构的教学，将有利于学生建构合理的知识结构。
2．3减轻学生课业负担课业负担已经成为我国中、小学生不能承担之重，其原因一方面来自升学压力，另一方面是教师的教学要覆盖课程与教材中的所有知识内容，让学生记忆尽可能多的事实。为了面面俱到，教师不得不采用讲授式为主的教学，这样的教学无法激发学生的积极思考，学生在不理解的状态下机械地练题，不会就模仿，忘记了再训练，反反复复，曾经有一位老师把一张中考试卷让学生练了4遍，这样机械地训练，学生的课业负担可想而知！通过前面的分析已知，核心概念可以统摄事实与概念，使知识形成有机的整体。信息加工理论告诉我们，被组织成块的信息更容易记忆，因此通过核心概念组织起来的知识，学生是容易记忆的，而且这些知识因核心概念而凸显了学习的意义与价值，那么这些知识更加不容易忘记。又因核心概念是可以迁移的，教师只要选取可以支持概念理解的典型事实，把师生的主要精力用在这些关键内容的理解上，就可以达到“少即是多”的教学境界。
3如何以核心概念为统领设计化学教学
3．1构建核心概念的发展体系以核心概念为统领设计教学的首要工作是构建核心概念的发展体系。在不同阶段，学生需要理解的核心概念不同、理解层次也不同。各学科应该联动以从整体角度构建核心概念的发展体系与结构，因为某些核心概念是跨学科的，如“当事物发生变化或被改变时，会发生能量的转化，但是在宇宙中能量的总量不变”这个核心概念在物理、化学和生物等学科学习中都会涉及。温•哈伦提出了核心概念应该具有的标准是［1］：（1）能够用于解释众多的物体、事件和现象，而它们是学生在他们学校学习和毕业以后的生活中会遇到的；（2）提供一个基础以帮助理解遇到的问题并作出决策，而这些决策将会关系到学生自己和他人的健康与幸福，以及环境和能源的使用；（3）当人们提出有关自身和自然环境的问题时，他们为能够回答或能够寻求到答案而感到愉快和满意；（4）具有文化上的意义，例如对人类自身有关的观点———反映科学史上的成就，来自研究自然的灵感和人类活动对环境的影响。温•哈伦据此标准提出了科学教育上的14个核心概念，但并没有提出在不同阶段，学生需要理解的核心概念层次与内涵。对于化学学科而言，构建出学科核心概念发展体系是摆在课程专家与一线教师面前的迫切任务。
3．2以核心概念为统领组织教学单元以核心概念为统领组织教学单元有2种方式，一种是先选定核心概念，然后依据核心概念选取教学素材以组成教学单元；另一种是分析教材内容，区别事实与概念，再把这些事实和概念与某个核心概念联系起来。下面举例谈后一种。人教版初中化学教材第八单元“金属和金属材料”有以下内容：课题1介绍了一些金属的物理性质，常见合金的主要成分、性能和用途；课题2介绍金属与氧气反应以及金属与稀酸的反应，给出了金属活动性顺序；课题3介绍常见金属矿物、铁的冶炼、铁的腐蚀和金属资源的保护。通过对教材知识内容进行分析可以得到图1所示的关系图，即金属的物理性质和化学性质以及合金的成分、性质等是事实性知识，其上位的是金属和合金这2个概念，这些事实与概念可以与“结构决定性质、性质决定用途”这个核心概念相联系。当确定了“结构决定性质、性质决定用途”这个核心概念后，我们会发现学生先前所学习的有关物质构成的相关知识也纳入本单元的知识体系中，这些知识自然地有机地结合在了一起。
关键词：元素观；建构；策略
一、问题的提出
培养学生的科学素养是科学教育的一个永恒目标。新课标提出，化学课程的基本理念是 “立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，着眼于提高21世纪公民的科学素养，构建‘知识和技能’、‘过程和方法’、‘情感态度和价值观’相融合的高中化学课程目标体系。” 新课标在教学建议别强调要重视引导学生形成基本的化学观念。使学生形成基本的化学观念是化学学科的一个重要教学目标，元素观是化学观念中的核心观念。
二、中学生元素观建构现状的调查
1、调查目的
为了了解中学生对元素观建构的情况及其存在的问题，本文以解释性问题为基本方式，通过调查问卷的方法进行研究。要求学生解释和回答的问题主要涉及与元素观相关的核心基本概念。
2、调查项目设计及评分标准
元素观调查问卷
1.谈谈你对元素的认识。
2.谈谈你对元素性质的认识。
3.从化学的角度谈谈你对物质的认识。
4.谈谈你对物质转化的认识。
5.结合碱金属的学习，谈谈你对金属性的认识。
6.结合卤素的学习，谈谈你对非金属性的认识。
研究者首先对学生进行编码，然后对每一个学生的每一项作答的关键性表述用红笔画出，根据评分标准打出分数。对元素的理解和元素性质的理解按照作答的错误性、朴素性和期望性水平进行编码，其中作答水平错误的定为水平1、朴素水平的定为水平2、理想水平的定为水平3。本研究对于作答者物质和物质转化的认识的分析，是根据他在项目中的作答情况进行的。其中作答为认识水平的定为水平1、知识的理解不全面定为水平2，知识的理解定为水平3。本研究对于作答者金属性和非金属性的认识的分析，也是根据他在项目中的作答情况进行的。其中作答为只说出知识是什么的定为水平1、还能用结构进行解释的定为水平2、能形成模型化理解的定为水平3。
3、调查方法
调查选取洪洞一中高一两个班399，400的学生。共发放问卷83份，收回有效问卷83份。其中，399班43份，400班40份。调查在2015年2月24日晚自习进行，测试时间45分钟。作答是在研究者的监控之下进行的，以保证作答的真实性。
4、结果分析
分析结果表明，高一学生对对元素的理解回答错误的达到了84.33%，处于朴素水平的有13.25%，处于理解水平的只有两个同学，对元素性质的理解回答不出来的就有68.67%，处于朴素水平的有24.10%，处于理解水平的只有三个同学，对物质的认识处于认识水平的学生有62.65%，处于理解水平的也只有三个同学，有33.73%的同学虽有了一定的理解，但还存在缺陷，只能在水平2。对物质转化的认识情况稍好一点，有89.16%的学生处于认识水平，对金属性和非金属性的调查显示，有60.24%的学生知道具体元素的金属性和非金属性是什么，但却不知道为什么，不能从结构方面去分析，仅有24.10%的学生能运用结构理论去分析为什么的问题，但还形不成性质研究模型，有3.16%的同学能运用模型去解决问题，说明他们已经具备了一定的化学观念。
以上分析可以看出，高一学生的元素观大多处于水平1程度，说明尽管经过了初中的学习和中考，但绝大多数学生元素观的意识和建构都处于较低的状态和水平。从调查结果看，尽管学生对元素的概念有一定的认识，但是，理解层次浅，水平低。
5、本次调查揭示的问题
学生形成和运用元素观的情况较差。这与目前教学中较重知识和技能的传授，而不重视学生科学观念的形成有关。
三、元素观建构的教学策略
根据化学元素观的内涵以及上述建构原则，结合教学实践，提出化学元素观建构的教学策略。
（1）在元素概念基础上形成物质的基本分类
元素概念是化学科学的一个基本概念，是中学生化学学习中的一个核心概念。通过元素概念的学习，使学生形成物质的元素性认识，认识到几千万种物质只是百十余种元素的基本组合。从元素组成的角度学习物质的分类，对物质世界形成有序的认识，纯净物可以分为单质和化合物，化合物可以分为氧化物，酸、碱、盐等。通过酸、碱、盐通性的学习，使学生认识到物质的性质与物质的组成有关，物质的组成的相似性可能导致物质的性质的相似性。通过单质、氧化物、酸、碱、盐之间关系的学习，使学生了解各类物质之间的转化关系，在此基础上进一步体会按照元素组成对物质进行分类的意义。
（2）在原子结构认识的基础上理解元素是如何形成物质的
在元素概念的基础上，形成了对元素与物质关系的基本了解，但要真正理解元素与物质的基本关系，必须理解元素是怎样组成物质的以及一种元素为什么能组成不同的物质。而要达到这样的理解，必须从原子结构的角度进行认识。元素的原子由原子核和核外电子构成，电子在原子核外很小的空间内作高速运动。在化学反应中，原子核没有变化，只是核外电子运动状态发生了变化，从而造成物质组成和性质的变化。
（3）在元素周期律学习的基础上形成元素性质研究的基本模型
元素周期律归纳了看似杂乱无章的化学元素之间的相互联系和内在变化规律，提示了元素周期律的实质是元素原子的结构呈周期性变化。元素在周期表中的位置反映了元素原子结构的特点以及由此决定的元素的性质，因此，可以根据某元素在元素周期表中的位置，推测它的原子结构和有关性质。元素的金属性和非金属性与元素的相关物质的性质存在着基本的关系。从元素的原子的结构或在周期表中的位置可以预测其金属性和非金属性，进一步预测相关物质的性质。
（4）在专题性学习中建构化学元素观
化学元素观的内涵极其丰富，其中涉及许多化学概念的学习和化学事实的学习，但是由概念和事实转化为观念并不是一个自动的过程，需要通过“观念为本”的专题性学习帮助核心观念的形成和建构。美国学者艾里克森提出了“观念为本的教学”设计方法：（1）把核心观念转化成一些基本理解；（2）把基本理解以“基本问题”的形式表达，以问题驱动教学和学习，促进学生的基本理解；（3）根据基本问题设计教学活动、学习活动和评价活动，让学生在参与基本问题的讨论和学习中达到基本理解，形成核心观念。
（5）在元素观指导下的应用性学习中丰富元素观
化学元素观建构的价值就在于形成化学的思维方法指导化学的学习和研究。因此，在学生的化学元素观达到一定水平的时候，就要充分利用已经形成的元素观指导新的相关内容的学习，通过应用性学习进一步丰富化学元素观。
参考文献：
[1] 武永兴编译.化学中的主要观念.化学教育，1994，5
关键词：课程改革；核心概念；知识结构
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）08-260-02
一、《普通高中生物课程标准》的任务
2003年，教育部颁布的《普通高中生物课程标准》明确指出，“提高每个高中生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务”。生物科学素养指的就是公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。
促进学生对生物学核心概念的理解是提高学生的生物科学素养的重要途径和内容之一，《普通高中生物课程标准》首次将概念列入课程目标。《普通高中生物课程标准》规定的三大课程目标是知识与技能目标、过程与方法、情感态度与价值观目标，其中知识目标是达成后两个目标的基础。在知识目标中要求，“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识”。整个生物学知识体系的基础就是概念。于此同时，课堂教学是所有教育改革的最终落脚点，那么，毫无疑问生物教学的核心就是生物概念的教学。那么生物概念教学就直接关系着知识目标的达成。又因为知识目标是达成情感态度与价值观和能力目标的基础，生物概念教学也即关系着整个课程目标的达成。生物学概念的教学关系着学生整体知识网络的构建和日后的持续学习。
二、学习《分子与细胞》模块的目的及意义
本模块选取的都是细胞生物学的最基本知识，和细胞研究的新进展以及实际应用，这些知识内容也是学习其他模块必备的基础。学习本模块的知识，学生将在微观层面上了解生命的物质特点和结构特点以及生物界的物质统一性和多样性，活细胞中物质、能量和信息变化的统一，细胞结构与功能的统一，生物体部分和整体的统一等，这样在辩证唯物主义自然观的形成中对学生有巨大帮助。学习本模块后，有助于学生对科学过程和本质的理解。
本模块的学习是学习其他模块的基础。所以，在本模块的学习中，极为必要的就是开展核心概念教学，帮助学生构建一个完整的概念体系和知识框架。
三、《分子与细胞》模块在高中生物课程中的地位及与其他模块的联系
在高中生物学课程的共同的三个必修模块内容中，“分子与细胞”模块主要是阐述生命的本质，即生命的化学基础和结构基础，实现自我更新的生理基础，实现自我复制的遗传信息传递基础；“遗传与进化”模块主要是阐述生命的延续性，和生物界的发生以及发展过程和原因；“稳态与环境”模块则主要是阐述生命系统通过自我调节机制使其保持稳态并适应环境，以及生态系统通过自动调节作用使其结构与功能达到协调统一并持续发展。因此，共同必修部分的3个模块内容之间的知识联系非常密切。而学习其他模块时“分子与细胞”是学习高中生物的基础。此外，学生通过“分子与细胞”内容的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习选修模块的选修一“生物技术实践”和选修三“现代生物科技专题”等知识起到保证作用。
四、《分子与细胞》模块课程的主要内容及要求
1、生命系统这个概念存在于《分子与细胞》第一章第一节，本节是学生进入高中的第一堂生物课，起着承接初中学习开启高中学习的作用。因而本节内容并不需要学生掌握生命系统的所有外延，只需要学生能举例说明生命系统的层次，认同细胞是基本的生命系统即可。
2、“细胞的分子组成”部分，本部分内容的单元知识点有：细胞的元素组成、细胞的分子组成、水和无机盐、糖类、脂质、蛋白质、核酸等，要求是：简述生命元素的类别，说明生物大分子以碳链为骨架。
3、“细胞的结构”部分，本部分内容的单元知识点有：细胞的发现和细胞学说的建立、细胞的研究方法。细胞的类别、细胞的基本结构、细胞膜、细胞器、细胞核、细胞的整体性等。要求是：简述细胞膜的大体功能；举例说出几种细胞器的结构和功能，观察线粒体和叶绿体；简述细胞核的基本结构，阐明细胞核贮存遗传信息。举例说出细胞各部分结构相互联系和协调一致，理解细胞是一个有机的统一体。
4、“细胞的代谢”部分，本部分内容的单元知识点有：物质进出细胞的方式、ATP与代谢、酶与代谢、光合作用、细胞呼吸等，要求是：说明离子和小分子物质的跨膜运转方式，以及大分子进出细胞的方式。酶作用的特性；简述ATP分子结构，解释ATP与ADP相互转化的关系，说明ATP的生成途径，阐明ATP在能量代谢中的作用。细胞的呼吸的两种方式及过和光合作用的过程以及他们之间的相互关系和在生产实践中运用。
5、“细胞的生命历程”部分，本部分内容的单元知识点有： 细胞有丝分裂具有细胞周期，其包括分裂间期和分裂期。要求为“简述细胞的生长和增殖的同期性”，属于了解水平。 .细胞分化 ，细胞分化涉及到基因的选择性表达，与细胞核的内容存在一定的联系，与我们现实的生活也较为接近，另外同细胞的癌变等内容均联系紧密。这部分内容还包括细胞的衰老和凋亡。《新课程标准标准》的知识目标要求为“说明细胞的分化”“举例说明细胞的全能性”，属于理解水平。并要求将细胞的凋亡和细胞坏死进行区分，属于理解水品。
五、实施过程中，我的教学策略：
1、创建良好的问题情境。良好的问题情境对于提高学生的学习兴趣、激发学生的学习动机具有非常重要的作用。教师要根据学科特点和学习者特征，创设恰当的问题情境，让学生在对问题情境的体验中产生问题意识、发现并提出探究的问题。
2、引导学生积极思考，并提供必要帮助。教师在问题解决的过程中是以指导者、促进者的身份出现的。具体学科任务的解决是以学生自主探索为主进行的，但是学生对新知识的认识比较零散，缺乏系统性，只有在教师的引导下进行概括、归纳和总结，才能全面地看待问题。教师要把握时机，从旁指导，促进学生技能的掌握和知识的迁移。
3、进行及时的评价。为了保证问题解决的顺利进行，还要对学生问题解决的完成情况进行评价。值得注意的是，课程整合要求学生学习的重心不再只是放在学会知识上，而是应该转移到学会学习、掌握方法和培养能力上。评价的内容应包括：对新知识的理解、掌握和应用能力；自主学习能力；同学间的相互协作能力；问题解决能力
4、每节设置“练习”，每章设置“自我检测”和“本章小结”，及时复习和巩固，强化自我评价和创新能力。
参考文献：
[1] 《高中生物-教师培训手册》人民教育出版社
[2] 程玉平《在新课程标准下加强和改进生物实验教学》
关键词：主题核心概念；学习进阶；中观教学设计；机械能
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）11-0066-7
1 问题的提出
教学设计是一个系统性规划教学系统的过程，一般有三种方式：一是指向于整本教材、整个学科知识结构的宏观安排；二是指向某一课时、某一概念的微观层面上的教学安排；三是介于二者之间的指向于结构化主题学习单元的中观教学设计。
目前，高中物理教学的设计视角大多指向微观层面，其原因除了教师缺少基于联系视角进行中观教学设计的整体观念外，更重要的原因在于缺乏合适的架构组织来统领大量具体概念，从而造成了学生在整体知识理解上只见“树木”，不见“森林”的误区。
2 核心概念的层次模型及其学习进阶
前些年，美国教育界针对本国科学课程中“一英里宽，一英寸深”的现象提出广泛批评，由此催生了《美国国家科学教育标准》的重新修订。新标准的核心思想围绕少数核心概念进行知识组织，并对核心概念规定了12年一贯制的学习进阶，以促进学生对核心概念的全面理解。由此，核心概念及其学习进阶逐渐成为全球科学教育领域的研究热点。
关于核心概念及其学习进阶，我国科学教育界在介绍国外相关研究成果的同时，在核心概念的确定原则、核心概念的学习进阶规划等方面进行了研究，并围绕核心概念、学习进阶的教学设计进行了初步的实践探索，但对科学概念层次模型尚未达成共识。在本文中，笔者基于图1所示的科学概念层次模型进行了实践研究。
对于物理学科而言，在图1所示的科学概念层次模型中，居于塔尖的“学科核心概念”只有“运动与相互作用”“能量守恒”等少数几个，但却统摄着数量众多的抽象概括水平依次降低的“主题核心概念”“重要概念”和“基础概念”。因此，围绕核心概念进行教学设计时，首先需要对其组织架构关系进行分析，并对“主题核心概念”“重要概念”等下位概念的学习序列进行合理的规划，即对其学习进阶进行研究。
目前，关于学习进阶主要有两种研究取向，一是基于课程论视角，认为学习进阶是符合学生发展规律的概念序列，其研究取向是对核心概念的学习序列进行宏观规划；二是基于教学论视角，认为学习进阶是描述学生的学习路径，是“学习者认知发展过程中用以‘踏脚’的具体的‘脚踏点’”，其研究取向是对具体“脚踏点”进行优化设计。显然，二者虽然研究取向不同，但却相辅相成，因为“仅有路径还不足以提供学习者认知发展的支撑，需要寻找学习者每一次进步的‘脚踏点’，以此帮助学习者发展和完善原有的认知结构，顺利构建有意义的认知”。
3 围绕核心概念进行教学设计的理性思考
基于图1所示科学概念层次模型进行教学设计，主要有三种取向：一是围绕学科核心概念的教学设计，它一般属于课程专家的研究范畴；二是围绕某个重要概念、基础概念的微观处理；三是介于二者之间、基于主题核心概念的中观教学设计。由于主题核心概念是联系学科核心概念与重要概念的桥梁，这样围绕主题核心概念的教学设计，向上可以契合学科核心概念的学习序列，向下可联系学生的思维过程。因此，基于主题核心概念的教学设计是最佳的中观教学设计方式。
需要指出的是，基于主题核心概念的学习路径不是单个重要概念学习路径的简单拼接，因为重要概念间的关联方式既是知识结构的重要组成部分，也是促进知识结构化的重要途径。因此，只有将它们及其之间的关联方式放在系统的高度去统筹规划，才能围绕进阶层级设计出最优化的进阶路径。
关于重要概念间的关联方式，一般有内外之分，其中有关重要概念间的层次关系、概念属性以及建立过程间的逻辑关系属于内在关联方式，而蕴含重要概念的建立、应用的结构化主题则属于一种外在的关联方式。因此，基于主题核心概念学习路径设计，不仅需要对内在关联方式进行优化重组，同样需要重视结构化主题情境这种外在关联方式的构建，以便学生基于情境获得知识、应用知识，从而在丰富其认知结构的同时，有效培养学生解决实际问题的能力。
4 围绕主题核心概念教学设计的实践研究
在围绕主题核心概念的教学设计时，还需要把学科核心概念解构成“颗粒度”适中的主题核心概念。在本文中，以学科核心概念“能量守恒”为例，首先基于科学层次模型对其组织架构关系进行分析，然后探讨主题核心概念“机械能及其守恒定律”的学习路径设计。
4.1 “能量守恒”的组织架构关系
“能量守恒”是中学物理中几个学科核心概念之一，但它却统摄了Ⅰ中的“主题核心概念”、Ⅱ中的“重要概念”以及若干“基础概念”，具体的组织架构关系如图2所示。（注：由于基础概念数量较多，图中没有列出层次，另外，有关的电磁场能量也未列出。）
在人教版必修2及选修3系列的相关章节中，都是围绕“功是能量转化的量度”和“守恒思想”这条主线进行内容组织的，其中关于“功是能量转化的量度”没有采用新课标之前的教材组织方式――在章首直接说明“做多少功，就有多少能量发生转化”，而是采用逐级渗透，使学生在“润物细无声”中体会这一重要思想，具体渗透的章节如表1。
由表1可知，要实现对“能量守恒”的深刻理解，“机械能及其守恒定律”的学习路径设计至关重要。
4.2 “机械能及其守恒定律”单元的教材分析
纵观图2中主题核心概念“机械能及其守恒定律”的“颗粒度”，非常适合单独构成主题学习单元，但人教版教材没有简单地按其概念序列进行内容组织，而是从以下两个层面渗透“功是能量转化的量度”和“守恒思想”的重要主线。
（1）关于守恒思想的渗透方式
关于守恒思想，教材按“追寻守恒量（动能、势能间的转化及其守恒猜测）机械能守恒定律及其实验验证能量守恒”进行组织。在“追寻守恒量”中，以图3所示的伽利略理想实验所隐藏的守恒思想为出发点，重现人类追寻能量概念的思维脉络，初步概括出能量概念，并定义势能、动能，猜测动能、势能在相互转化过程中可能守恒。在“机械能守恒定律”中，运用演绎与归纳的方法建立机械能守恒定律，并安排验证性实验，引导学生从理论与实验两个层面上体验守恒思想。在单元最后安排“能量守恒定律与能源”，其目的是在更宽广的知识背景下引导学生感悟守恒思想，完善能量的知识结构。
（2）关于“功是能量转化的量度”渗透方式
关于“功是能量转化的量度”渗透方式，教材首先阐述在人类认识能量历史过程中建立了功的概念，并举例说明如果物体在力的作用下能量发生变化，这个力一定对物体做了功，以此强调“功”与“能”之间相互依存。其次，是在探讨重力、弹簧弹力做功特点过程中，建立重力势能、弹性势能及其对应的功能关系。最后，是通过“探究功与速度变化的关系”的实验，初步体验合力做功与质量、速度变化关系，然后运用演绎方法建构动能概念和动能定理。
需要指出的是，虽然教材围绕主线进行了精心组织和安排，但我们也注意到，教材中各重要概念之间的联系还是比较隐晦的，因而不利于学生深刻领会主线。另外，基于教学逻辑考虑，教材没有更为清晰地体现出“为什么重力做功对应重力势能变化？为什么合力做功对应动能变化？”同时，在动能和动能定理的建构过程中隐含逻辑问题。
4.3 主题核心概念“机械能及其守恒定律”教学设计
基于上述思考，在设计学习路径时，需要在考虑教学逻辑的同时，突出重要概念间的内外联系。为此，我们以伽利略理想实验及其拓展模型为学习主题，构建起沿追寻守恒量思维脉络的重要概念学习路径图（见图4）。
（1）功的学习路径设计
如前所述，“功”是一个极为重要的概念，其重要性体现在“功”“能”两个概念的相互依存上。因此，“功”概念的建立必然是与能量转化过程密切相关。为此，设计以下学习路径。
①基于伽利略理想实验分析，创建功的概念情境
【问题1】在图3所示的伽利略理想实验中，物体在AB及BC过程中，动能和重力势能如何转化？哪个力做功？
点评：以理想实验为学习情境，构建“功”与“能量”的联系桥梁，渗透“功是能量转化的量度”思想，让学生在进一步“追寻守恒量”的活动中建立功的概念。
②基于伽利略理想实验的分析，引出一般情况下功的公式推导
【问题2】动能、重力势能发生相互转化的原因是有重力做功，而在图3所示情况中，重力与位移方向不在一条直线上，那么如何应用图5所示模型中功的计算公式W=F・l来计算重力所做的功？由此引入一般作用力做功的等效处理。
③基于实际实验分析，巩固已学知识，架起联系桥梁
【问题3】对于理想实验而言，物体由AB、BC过程中，重力对物体做正功还是负功？在实际情况中，物体沿斜面下滑、上升过程还受到摩擦力作用（见图6），试判断其运动过程中摩擦力做功的正负。
点评：上述学习活动设计的目的除了巩固已学知识外，更重要的是为学生思考“为什么重力做功对应重力势能变化？为什么合力做功对应动能变化？”等问题构建学习路径中的“脚踏点”。
（2）重力势能的学习路径设计
关于重力势能概念的建立，教材按“重力做功重力势能变化重力势能表达式”流程进行内容组织，但对尚未建立保守力概念的学生而言，势必会产生“为什么仅仅是重力做功对应于重力势能变化，而不是其他力做功？”的疑问，这是重力势能学习路径设计时首先需要明确的，然后才能按教材组织方式建构重力势能概念。为此，建议按下述方式设计学习路径。
①基于理想实验分析，初步建立重力做功与重力势能变化的对应关系
【问题4】对于图3所示的理想实验，物体由AB重力做正功，重力势能减少，由BC重力做负功，重力势能增加，那么，重力势能变化的原因仅仅取决于重力做功吗？其他力做功与重力势能变化之间有无必然联系？要对其进行论证，需要对图3所示模型进行怎样的拓展？
②基于理想实验模型拓展，论证重力做功与重力势能变化的关系
【问题5】对于图6所示的实际问题，物体沿ABC运动，试将重力、摩擦力做功的正负及其对应过程中重力势能的变化情况填入表2。
【问题6】若图3中的物体还受到与运动方向一致的拉力（见图7），试将重力、拉力做功的正负及其对应过程中重力势能变化情况填入表3。
【问题7】观察以上两个表格，探寻重力势能变化与哪个力做功相对应？并探讨构建重力势能表达式的方案。
点评：以上学习路径设计中，一方面回答了为什么只有重力做功才对应于重力势能变化，从而有效渗透了“功是能量转化的量度”的思想，另一方面也为动能概念及其机械能守恒定律学习路径设计构建了“踏脚点”。
③基于一般理想实验分析，建立重力势能概念
【问题8】若图3所示的光滑斜面相对某一平面的高度如图8所示，试用mg、h1、h2表示出物体AB及BC过程中重力做功的表达式。
【问题9】若将图3的斜面改为一般的曲面，试运用微元法分析重力做功有何特点？如果还是W=mgh1-mgh2形式而与路径无关，那么，mgh就是一个仅取决于重力mg和势h（位置）的物理量，由此，你认为mgh表征了什么性质的物理量？
（3）动能、动能定理的学习路径设计
关于动能和动能定理的建立过程，教材按图9所示理想模型导出W= mv - mv ，并将其称之为动能定理，但是，仔细考查其建立过程，需要回答两个问题，一是为什么是合力做功对应于动能变化？二是由此特殊模型导出的结论具有普遍性吗？也即其建立过程在逻辑上自洽吗？为此，建议按下述方式设计学习路径。
①基于理想实验分析，猜测合力做功与动能变化的对应关系
【问题10】在图3所示的理想实验中，物体由AB、BC中，由于重力做功导致动能变化，其重力做功即为合力做功，那么，是否是合力做功对应于物体的动能变化呢？要对其进行论证，应对图3所示装置进行怎样的拓展？
②基于拓展模型分析，论证合力做功与动能变化的对应关系
【问题11】对于图6所示的实际问题，物体由ABC运动过程，试将重力、摩擦力及合力做功W的正负及其对应过程中动能变化情况填入表4。
【问题12】若物体按如图7所示的方式运动（物体在右侧斜面上做减速运动），试将重力、拉力及合力做功的正负及其对应过程中动能变化情况填入表5。
【问题13】综合上述两个问题，你认为动能变化是由什么力做功引起的？
点评：以上学习活动设计，一是渗透“功是能量转化量度”的思想，二是回答了“为什么是合力做功对应于动能变化”的问题。
③构建一般模型探究动能变化规律
相比于重力做功与重力势能变化的关系探究，合力做功与动能变化关系更为复杂，因为物体所受合力有恒定、分段变化和连续变化之分，而我们又无法在高中阶段按一般演绎推理方式dW=F・dx、F=ma推得W= mv - mv ，这样，要构建合力做功与对应能量变化关系，就需要分别基于直线运动和曲线运动中不同的作用模型进行分类探索。为此，我们设计了图10所示的学习路径。
需要说明的是，在上述学习路径设计中，重点是构建直线运动中的关系式W= mv - mv ，对于曲线运动，可由微元法及变力作用模型简要说明其结论仍为W= mv - mv 。至于具体的问题设计，参见文献[7]。
点评：在学习路径设计中，分别应用分类、演绎、归纳等科学方法建立起普适功能关系W= mv - mv ，由此再类比于重力做功与重力势能变化关系，则可建立起动能概念、“发现”动能定理，并很好地解决了教材中隐含的逻辑问题。
（4）机械能守恒定律的学习路径设计
关于机械能守恒定律的学习路径设计，教材先以光滑曲面上运动的物体为研究对象，运用动能定理论证其机械能守恒，然后对物体与弹簧构成的系统进行研究，归纳出机械能守恒定律。单纯就机械能守恒定律的学习路径设计，这样安排无可非议，但是将其置于主题核心概念建构这一系统上考查，则不利于学生从总体上感悟守恒思想。为此，建议按下述方式设计学习路径。
①基于理想实验分析，猜测机械能守恒条件
【问题14】对于图3所示的理想实验，小球好像具有“记忆”功能，试用动能定理分析AB、BC过程中机械能变化情况，说明小球“记住”了什么？这种“记忆”是否需要什么条件？比如：有摩擦力作用时，是否还有这样的“记忆”能力？
②基于拓展模型分析，归纳机械能守恒条件
【问题15】对于图6所示的实际问题，试将重力、摩擦力做功正负与机械能变化情况填入表6。
【问题16】对于图7所示的光滑斜面，并受到与运动方向一致的拉力作用，试将重力、拉力做功正负及其对应过程中机械能变化情况填入表7。
【问题17】 综合上述两个问题，探讨单个物体与地球组成的系统机械能守恒的条件，并写出图3所示理想实验中物体机械能守恒定律的表达式。
点评：按上述方式设计机械能守恒定律学习路径，按“追寻守恒量”中的猜测达到机械能守恒的理性认识，实现了“追寻守恒量”认识过程的螺旋式上升，同时，又有效建构机械能守恒的条件，加深对守恒思想的领悟。
（5）功能关系的学习路径设计
在人教版教材中，出于认知水平考虑，没有安排除了重力以外的力做的功等于物体机械能变化这一重要功能关系，但在上述方式学习路径中，此类功能关系分析是深刻领会机械能守恒定律的“踏脚点”，这样，只需对上述学习活动中的问题15、16中摩擦力、拉力做功与机械能变化关系进行显性化处理，阐述其物理意义并推广至一般性结论，则可构建起上述功能关系，具体过程从略。
综上所述，对于主题核心概念“机械能及其守恒定律”的学习路径设计，追求的不是每个重要概念的最佳进阶路径，而是按追寻守恒量的思维脉络，通过对伽利略理想实验及其拓展模型功能关系的分析，从中观层面上统筹规划学习内容、学习过程及其重要概念间的关联方式，构建起围绕主题核心概念的最佳进阶路径。
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关键词：：初中数学；概念教学
一、加强对概念的引出
概念的引出是进行概念教学的第一步，这一步走得如何，将影响学生对数学概念的学习。而初中数学教材展现给学生的往往是“由概念到定理，由定理到公式由公式到例题”的三部曲，这一过程掩盖了数学思想方法的形成。因此，教学中教师不应只简单地给出定义，而应加强对概念的引出，使学生经理概念的形成和发展过程，加深对新概念的印象。创设情境是解决这一问题的最好方法。
例如，单项式概念的建立，展现知识的形成过程如下：
（1）让学生列代数式x表示正方形的边长，则正方形周长是 ；②ab表示长方形的长和宽，则长方形的面积是 ；③x表示正方体的棱长，则正方体的体积是；④x 表示一个数，则相反数是 ；⑤某行政单位原有工作人员m人，现精简机构，减少25%的工作人员，则精简人 ；⑥某商场国庆七折优惠销售，定价y元的物品售价 元。
（2）让学生说出所列代数式的意义。
（3）让学生观察所列代数式包含哪些运算，有何运算特征。揭示各例的共性是含有“乘法”运算，表示“积”。
（4）引导学生抽象概括单项式的概念，讲解“单独一个字母或一个数也是单项式”的补充规定。
引入概念时也应创设中小数学教学的衔接。以前小学阶段的解方程，其基本依据是加与减、乘与除之间的逆运算关系。中学学习解方程用的是代数的方法。《标准》明确要求：在小学里学习解方程也是利用等式的性质，这样中学学习不再是另起炉灶。小学里解方程的教学、与中学数学教学的衔接，不仅仅表示为解方程方法的一致，更有价值的是：思考问题的方法趋向一致。根据四则运算的互逆关系解方程，属于算术领域的思考方法；用等式性质解方程，属于代数领域的解方程。两者有联系，但后者是前者的发展与提高。这样，在解方面的教学中，学生较逐步接受并运用代数的方法思考、解决问题，使思维水平得到提高。
二、注重对概念的理解
恩格斯说：数学是关于客观世界数量关系和空间形式的科学。因此，学习数学概念也就是学习、掌握一类对象的关于空间形式与数量关系共同的关键属性。这一关键属性也就是概念的核心。影响数学教学质量的因素众多，但最主要的还是没有围绕概念的核心和数学思想方法进行教学，纠缠于繁琐的细枝末节，简单问题复杂化。
怎样才能让学生掌握概念的核心？无论是接受式的概念学习，还是发现探究式的概念学习，都强调创设恰当的问题情境，诱发学生产生有意义的学习形象，在此基础上通过问题串，揭示概念的核心属性。但有些老师为概念的外延所迷惑，不能正确把握概念的核心。不能正确把握概念的核心就可能导致学生对概念理解的不完整或错误。
案例： “函数”概念的核心“对应”，不是变化，尽管我们强调“在某一过程中存在两个变量x与y……”，但关注的是“每给x一个值y都有唯一确定的一个值与之对应”。由于没有在教学中抓住核心，学生形成的“函数”概念，似乎就是“y=关于的x式子（用x表示的式子）”。为什么会这样？因为老师也没有理解教材，理解函数。且看人教版教材第11.1节。教材首先从5个具有实际背景的问题入手，引导学生通过填表和列式表示问题中相关的量，认识“常量与变量”，进而通过“归纳”栏目总结出这些问题中变量间关系的共同特征，即问题中的两个变量互相联系，当其中一个变量取定一个值时，另一个变量有唯一确定的对应值。教科书又用心电图，人口统计表等问题对这种变化与对应关系进行了强化。
三、初中数学概念的教学的几点注意事项：
1、概念（特别是核心概念）教学中，要把“认识数学对象的基本套路”作为核心目标之一；
2、数学概念的高度抽象性，决定了其认识过程的曲折性，不可能一步到位，需要一个螺旋上升，在已有认知基础上再概括的过程；
3、人类认识数学概念具有渐进性，因此学习像函数这样的核心概念时，需要区分不同年龄阶段的 概括层次（如变量说、关系说、对应说等），这也是“教学要与学生认知水平相适应” 的原因所在；
4、为了更利于学生开展概括活动，教师要重视让学生能够自己举例，“一个好例子胜过一千条说教”；
5、“细节决定成败”，必须安排概念的辨析、概念间联系的分析等过程，即要对概念的内涵进行“深加工”，对概念要素作具体界定，让学生通过对概念的正例、反例作判断，更准确的把握概念的细节；
一、化学核心概念的界定及其教学价值
核心概念译自英文big idea或core concept，虽然英文用词不同，但学者们用这些英文所阐述的含义是相同的，即核心概念是能对众多事物和现象作出解释的大概念[3]。对化学学科教学而言，核心概念是指居于化学学科中心，具有超越课堂之外持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法[4]。
核心概念的特性是具有解释力，可以统摄许多小概念和事实，并与其他核心概念关联。这种特性使得核心概念具有以下教学价值[5][6]：
（1）将对核心概念的理解作为教学目标，有助于学生理解与其生活相关的事件和现象；
（2）核心概念可以为新知识的获取提供组织结构，使学生在学习期间及毕业之后都能够运用这些核心概念，迅速地获取新知识；
（3）教师要选取典型性事实来帮助学生理解核心概念，让学生学习融会贯通、举一反三的方法，从而减轻学生课业负担；
（4）学生能够有充分的时间进行科学探究，提升自身的思维能力，学生的学业水平会因思维能力的提升而有所进步。
二、中学化学核心概念的选取及表述
由于西方科学课程多为综合的，因此需要从科学核心概念的角度来分析中学化学的核心概念。温·哈伦提出科学核心概念应该具有以下标准[7]：
（1）能够用于解释众多的物体、事件和现象，而且它们是学生在学校学习及毕业以后的生活中会遇到的；
（2）提供一个基础，能够帮助学生理解遇到的问题并作出决策，而且这些决策会关系到学生自己和他人的健康、幸福以及环境和能源的使用；
（3）当人们提出有关自身和自然环境的问题时，他们为能够寻求到答案而感到愉快和满意；
（4）具有文化上的意义。
温·哈伦根据此标准提出了科学教育的14个核心概念，如表1所示。
表1中的10个科学核心概念中，与化学教育直接相关的有2个，即“宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的。当事物发生变化或被改变时，会发生能量的转化，但是在宇宙中能量的总量总是不变的”。关于科学的4个核心概念则均是化学教育的任务。
美国的最新Kˉ12科学教育框架也给出了确定核心概念的4个标准[8]：
（1）对多个学科来说都是非常重要的，或是某一学科的关键性原理；
（2）能为理解和研究更为复杂的概念和解决问题提供重要的工具；
（3）与学生的兴趣和生活经验密切相关，或需要利用科学或技术知识来理解利害关系；
（4）在各个年级都可以进行不同水平的教与学，概念的深度和复杂度随年级的增长而增加。
可见，美国新科学教育框架更加明确核心概念是关键性的原理或方法，强调学生需要通过各个年级的不同内容的学习而不断深化和丰富对核心概念的理解。
美国新科学教育框架提出了8项科学与工程的实践和7个跨领域概念（见表2）。这些跨领域概念和科学与工程的实践是包括化学在内的科学教学所要关注的重要核心概念和方法，它们可以使化学学习与其他科学的学习成为一体。学生可以从中体会概念的科学性与迁移性。
美国新科学教育框架提出的学科核心概念中，与化学教学直接相关的三个核心概念是“物质及其相互作用”、“运动与稳定性”和“能量”。这三个核心概念具有丰富的内涵，因此需要对它们进行进一步的分解，如“物质及其相互作用”可以分解为“物质的结构与性质”、“化学变化”和“核变化”三个概念（见表3）。
由于学生需要通过各个年级不同内容的学习来不断深化和丰富对核心概念的理解，因此，教师需要以适合于学习者不同认知发展阶段的方式来表达对核心概念及分解概念的基本理解。例如，不同学段对“化学变化”概念的基本理解就存在很大的不同（见表4）。
高剑南教授指出中学阶段的化学核心知识与学科意识主要体现在以下方面[9]：
（1）世界是物质的，物质是分层次的，化学主要是在原子、分子层次上研究物质；
（2）物质皆由元素组成，元素之间存在相互联系，目前发现的110种元素有秩序地排列在元素周期表中；
（3）化学反应是化学研究的中心问题，化学反应的实质是旧键的断裂与新键的形成，通过化学反应不仅能认识物质，还能合成新物质；
（4）提高物质反应速率是实现化学反应的一个关键因素，催化剂通过改变反应途径来提高反应速率；
（5）结构决定性质，性质体现结构；
（6）任何物质都具有两面性，关键在于人们对物质的用量和使用场合的控制；
（7）客观看待化学对人类社会和环境造成的负面影响；
（8）化学原理反应客观规律。
以上八个方面既有化学核心概念，如“结构决定性质”，也有关于化学学科的认识，如“化学主要是在原子、分子层次上研究物质”。
闫云龙提出中学化学的核心概念为原子、分子、离子、电子、质子、中子、原子结构、核素、同素异形体、原子核外电子排布、核外电子的量子化运动、化学键、离子键、金属键等，并从元素观与微粒观等角度给出了对这些核心概念的基本理解[10]。这些基本理解比较全面地概括了中学化学的核心内容，但在分类上存在某种程度的差异。例如，基本理解“微粒构成物质时是按一定的空间取向排列的，微粒在空间的排列结构是微粒之间相互作用平衡的结果”与基本理解“物质的化学结构不仅包括原子、离子在空间的排列次序，还包括元素的原子（或离子）之间的相互作用，特别是它们之间的强烈的相互作用，即化学键。这两者对物质的性质都有一定的影响，但后者对物质性质的影响是主要的”，两个“基本理解”都在阐述物质的结构与性质，但前者归为“微粒观”的基本理解，后者归为“物质的结构与性质”层面的基本理解。
三、小结
化学核心概念不管是用术语表示，如“物质及其相互作用”，还是用一句或一段话来表述，如“物质的宏观状态与特性是由所构成的原子和分子的种类、排列以及运动决定的”，一定是通过科学研究所发现的，是反映事物的本质特性与关系的概念、原理或方法。
“物质都是由很小的微粒构成的”、“在物质发生化学变化的过程中，质量与能量守恒”及“物质的宏观状态与特性是由所构成的原子和分子的种类、排列以及运动决定的”等是比较上位的化学核心概念，包含了高层次的抽象，因此需要以适合于学习者不同认知发展阶段的方式来表达。我们要依据我国化学课程设置特点与学生认知发展水平来设计不同学段的学生应该掌握的对核心概念的基本理解。此外，我们也要关注跨领域概念和重要的科学方法，在科学的整体视域里开展化学教学。
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关键词 核心概念 科学内涵 教育教学 教学策略
中图分类号 G633.91 文献标志码 A
1 生物学核心概念的科学内涵
核心概念在学科中处于核心位置，具有总领学科骨架的功能，同时能够组织起与之相关的概念和大量的事实。它包含了重要概念、原理、理论等的基本理解和解释，是学科结构的主干部分。了解核心概念，必须从两方面入手：
① 要重视不同概念之间的联系；
② 要重视在不同情境下对核心概念的迁移。
美国国家课程标准中类似的概念是统一概念，可以帮助教师回答这个问题：“当学生离开学校后你希望长久留存学生记忆的东西。”
现如今对学生更多的要求在于理解学科本质的概念性知识。这种理解体现在解决实际问题的过程中，这就要求教师对学生学习知识的方向有所引导，由传统的重视繁杂生物学事实性知识，转向对学科本质内容的深层次认识和理解。在这个过程中，教师充当引导者，学生是主体，教师应该帮助学生建构核心知识，并促进其在新环境中的迁移。核心概念是位于学科中心，展现当代学科图景，是学科结构的主干部分。
新的《美国国家科学教育标准》指出：生物学科的核心概念可以从四个方面阐述――生命科学从分子到生命体的Y构与进程；生态系统相互作用的能量和动力学；遗传与特性的变异，生物演化以及统一性与多样性。具体理解为：生命系统由简单到复杂，由低等到高等都具有一个共同特点――高度有序性，保证生命活动有条不紊的进行；生态体系也是系统，系统就会遵循能力守恒等定律；生物的性状是可以遗传的，同时受到环境的影响，性状也不是一成不变的；自然界在演变，作为主角的生物也会随环境的演变而进化，造就了当今生物的多样性和统一性。
2 生物学核心概念的教学教育价值
目前实施的课程改革更多提倡学生对核心概念的本质理解，因为理解了核心概念基本就抓住了学科本质和学科基本观念。理解核心概念不仅要求理解其科学内涵，更重要是学生在解决日常生活实际问题的时候能结合学科核心概念，理解问题的实质。近年来越来越多的文献报道和论文报告指出，核心概念在学生学习学科本质方面的重要教育教学价值。教师以核心概念为建构课堂教学的主线和抓手，可以让课堂设计思路更加清晰，实施步骤更加明朗，实施结果更加清楚，课堂效果更容易评价。教师在课堂中利用核心概念组织教学，可使学生的知识不再零散，而形成比较牢固的知识体系。这样的知识体系因其明确的有机结构不容易被学生遗忘，有助于学生对学科重要知识的深刻理解，并能轻松地对所学知识迁移到其他的教学单元和模块，有助于学科知识体系的整体建构和应用。
在课堂中，教师可以根据核心概念确立教学目标，对教材的每节课、每个教学单元、每个模块都可以围绕特定的核心概念建立知识网络，进而帮助学生在较短的时间内掌握特定教学单位的知识结构，方便学生更早地定制学习目标，进而学习方向性更准，学习兴趣更浓，同时也使教师在授课的时候方向性更准确，更能有效地检测教学设计的实效性。在核心概念建构中，不能只以生物学现象和事实作为建构的载体，而是要让学生能直观地体会核心概念建构的过程，更重要的是要让学生学会面对众多繁杂的生物学知识点，能找到知识点之间的关联。找准联系各个知识点之间的节点很关键，往往这些节点经过推敲和提炼就能成为学科的核心概念。当然了，学生在建构核心概念的同时不仅要了解核心概念的要素和内涵，还应领会其教育价值，形成生物学思维方法。
3 生物学核心概念相关的教学策略
3.1 生物学核心概念直接关联的探究活动策略
教师在进行某核心概念的教学设计时，要明确该内容在生物学知识体系中的地位、应该处理到的程度、使学生学会透过现象看本质的方法，促使学生客观地认识概念的本质属性，明确概念的内涵和外延，达到由浅入深地运用生物概念去解决一些实际问题的效果。
判定教学活动结构是否优化的重要方面是：是否能够发展学生的探究能力，且能够帮助学生判断问题的价值。当然结构优化的教学应当是为建构“核心概念”而服务的。下面对构建优化的教学结构步骤进行阐述。
（1） 教师要引导学生提出与核心概念直接关联的问题。没有问题设置的教学活动就会变得无的放矢，没有目标性，没有方向性。这样，学生的认识只能停留在初期的感性认识阶段，而不能上升到理性阶段，即形成科学概念。由此可见“问题”对科学探究活动的重要性。
（2） 规范学生与核心概念直接关联的观测活动。科学合理的探究过程包含非常多的探究步骤，每一个步骤都是不同的设计，都有不同的教学目标。当然，一个单元的教学往往不可能穷尽或同等强调所有的步骤。教师可以根据教学内容的性质和学生的情况分别安排观测活动、实验活动、分类活动。通过多次观测、实验和分类活动的进行，帮助学生逐渐摸清核心概念的本质、核心概念的教育教学功能以及核心概念建构需要的步骤，让学生对问题提出的设计方面，对核心概念形成的重要作用有初步的认识。
（3） 设计与核心概念直接关联的实验。观察可以是人的眼睛和其他感觉器官进行的直接观察，也可以是借助于仪器的间接观察――实验。实验活动设计的宗旨是通过对非观测变量进行有效的控制，而对观测变量进行有效地观测。
（4） 交流与核心概念直接关联的内容。一个人的观察往往有限，通过交流可以分享彼此的观察，互相弥补经验上的不足，达到重复观察的效果。教师要注意控制课堂谈论的方向，引导学生对观察对象进行客观、准确的描述。教师不要在缺乏足够的观察、描述时进行“大科学”问题的讨论。另外，课堂讨论的内容要反映探究的过程。
3.2 生物学科核心概念的常规教学方法
（1） 教师要联系实际引入生物学核心概念，如物质跨膜运输实例的教学。教师从生活现象――学生都吃过凉拌萝卜丝，引出质壁分离概念。一般而言，对于常识性的生活问题，学生或多或少有所了解，但是不一定都能从原理上真正理解，或者说不能举一反三。教师可以设计逐一剖析的问题，让学生逐步理解食盐在做凉菜时起到的作用，学生会感到有趣，对接下来的学习充满期待。如呼吸作用的教学中，教师从酵母菌可以酿酒和做馒头、乳酸菌可以制作乳酸饮料说起，到讨论蔬菜水果如何保鲜及冰箱的作用。这样从学生熟悉的事例着手引出呼吸作用的方式、过程及影响因素会很自然。
（2） 实验探究构成概念，如酶的教学。生物学是一门以实验为基础的学科，随着实验发展而发展，通过实验展示学科本质。绝大部分酶的本质是蛋白质，蛋白质的特性会受到温度、pH等因素的影响，因此在设计探究实验时，可以从这些因素入手，通过探究实验的步步推进，让学生在完成探究实验的同时，了解蛋白质的变性与复性的原理和条件。
（3） 建构模型明确概念。在核心概念教学中，有时候单纯通过文字的表述不能很清晰很直观地将重要概念展现出来。生物学科教学中常模型有：图片、实物和数学模型，模型为概念的顺利得出和概括创造条件，能多侧面多角度深化概念，还可以用于延伸概念。具体来说，图片模型可用于减数分裂，实物模型可用于光合作用的教学，数学模型适合遗传规律的讲解，运用图表深化概念，让概念之间产生联系。概念图能较好展示概念之间的逻辑关系，能让概念之间隐性的关系显性化，能更好地组织和呈现教学内容，使学生更容易理解各概念之间的关系及其在知识体系中所处地位。
4 围绕生物学核心概念组织课堂教学的实例展示
生物学核心概念构成了当代生物学科结构的主干，在学科知识中处于最本质和核心的地位。美国的“2061计划”明确提出“少而精”的教学理念，旨在帮助学生减少对大量孤立的琐碎的事实记忆的力度，将学习的重点放在科学知识结构的理解上，让学生能尽快地抓住学科本质的框架。这样不管学科知识如何发展和补充，学生都能游刃有余地分析和理解新知识，让自身知识结构能不断更新和发展。同时可以提以课堂教学的有效性和学习复习的有效性。我国高中生物学课程标准倡导“提高学生的生物科学素养”。指出“生物科学素养反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平”。教师在设计教学活动时，应将帮助学生理解核心概念作为教学设计的中心，将具体的生物学事实作为设计教学活动的工具，调动学生一系列的思维活动去理解并建构生物学核心概念。
4.1 “遗传信息的传递”的教学实践
本节课是高中生物《必修2・遗传与进化》中的一节课。对于这节课的核心概念之一的“遗传信息的传递”教学设计不仅仅需要考虑本节课的核心概念的教学实施^程，同时也需考虑到本节课在其教学单元和教学专题中的地位，给学生呈现的核心概念建构的方法和步骤不仅能适用于本节课，也能在其他课堂中灵活应用。具体来说，本节课堂的教学设计是围绕“遗传信息的传递”中的核心概念展开的。通过参与“分析案件”和“比较组装的2个DNA分子携带的遗传信息是否相同”的活动，学生清晰地认识了：“同一个体的体细胞中DNA分子所携带的遗传信息相同，遗传信息相同是指DNA分子的碱基对数目及排列顺序相同”。通过探究阶段“尝试自己构建DNA分子复制模型”和“沿着科学家的实验历程进行探究”的活动，学生在评价阶段能够正确地用图示的方法表示DNA分子的复制过程，获得本节内容的核心概念。因此，围绕“遗传信息的传递”中的核心概念的教学能有效地帮助学生理解本节课的核心概念。
4.2 “光合作用”的教学实践
光合作用是生物学中最重要的概念之一，其过程较为复杂，一直是学生学习的难点。对这一核心概念做好分析，对教师更有针对性地开展教学具有非常重要的意义。光合作用这一概念包含着大量的生物学事实，一直以来很多教师对于这节课主要还是单纯讲授这些生物学事实，忽视了分析这些生物学事实内在的联系，一味地让学生背诵，造成了学生死记硬背、，厌学生物的现象。
（1） 概念分析：
合作用这一概念，可以分成如下子概念：绿色植物、光反应、暗反应、物质转变、能量转变。绿色植物（表明生物种类）通过叶绿体（表明具体结构），利用光能（表明能量来源）把二氧化碳和水合成储存能量的有机物，并且放出氧气的过程。
（2） 创造冲突的学习情境：
学习被看作是解决新旧知识、经验的认知冲突使原有认知结构发生改变的过程。概念放在一定的应用情境下才会显得生动和有意义，真实的情境能够使学习变得更为有效。学习的目的不仅仅是要让学生懂得某些知识，而且要让学生能运用所学知识去解决现实世界中的问题。
4.3 整体把握是生物学模块教学的关键――以“稳态与环境”为例
现行高中生物课程标准的一个明显特征是：课程结构发生了变化，即确立以模块作为教学体系。现行高中生物课程标准共设置6大模块：3个必修部分，即分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境；3个选修部分，即生物技术实践、科学与社会、现代生物科技专题。以模块来设置生物课程，课程就有了新特点：
① 每一模块相对独立；
② 围绕某一主题，选取知识内容；
③ 有其内在知识逻辑的内容体系。
例如3个必修模块中：“分子与细胞”模块侧重于对生命的物质基础和结构基础的认识；“遗传与进化”模块侧重于对生命延续的认识；“稳态与环境”模块侧重于对生命系统自我调控的认识。每一模块侧重点各不一样。新课程标准提出：学生在学习了必修1的内容之后，既可以先学习必修2的内容，也可以先学习必修3的内容。由此可见各模块具有相对独立性。每一模块是一个整体，每一模块有其内在的逻辑内容体系，对穿插在每一模块的核心概念也就要从这一模块的整体上来把握和分析。
在高中生物学核心概念教学研究中，究竟什么是生物学核心概念？目前对此尚未形成统一的认识，这就给核心概念的教学带来了较大的困惑。下面以“稳态与环境”必修模块为例，讨论如何利用整体的思想、从整体的角度来把握这一模块的核心概念。
4.3.1 整体思路及模块教学的价值体现
（1） 以主题统整模块内容：“稳态与环境”模块的内容包括植物的激素调节、动物生命活动的调节、人体的内环境与稳态、种群与群落、生态系统、生态环境的保护六部分。前三部分是关于个体水平稳态的维持，后三部分是关于群体水平稳态的维持。无论个体水平还是群体水平，所有的生命系统在不断变化的环境条件下，都要依靠反馈调节机制维持其稳态。因此，以“稳态”为主题统领整个模块的内容，有利于学生对生命活动本质的理解。
（2） 以两大核心事件为贯穿模块内容的主线：稳态的维持依赖于反馈调节，产生反馈调节的基础是信息的传递。因此，任何一个水平稳态的维持都依靠两大核心事件――信息的传递和生命活动的反馈调节、相互作用的结果。以信息的传递和反馈调节作为贯穿整个模块的两大核心事件，有利于学生理解本模块知识之间的内在联系，有利于学生以“信息传递”和“反馈调节”为主线来整体认识本模块。
（3） 模块教学价值的整体体现。
① 丰富对生物学的理解和认识，生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。生命活动是物质、能量、信息三位一体的运动和变化。
② 学习系统分析、建立模型、取样调查等科学方法。系统分析包括定性分析和定量分析，高中生物学教育一般只能做定性分析。为了使学生能够运用系统分析的方法进行学习，课标中列举了“探讨人口增长对生态环境的影响”“阐明生态系统的稳定性”等内容。教师借助于这些内容，要教会学生用系统分析的方法来分析问题。在科学探究中经常使用的两种逻辑方法――模型方法（建立物理模型和数学模型）和数学方法（取样调查），在“稳态与环境”模块中都有很好的载体。例如，设计并制作生态瓶――物理模型，尝试建立数学模型解释种群的数量变动等，教师应引导学生运用这些科学方法进行该模块的学习。
③ 了解生物学在生活和生产中的应用。“稳态与环境”模块对学生了解生物学在生活和生产中的应用十分重要。可使学生关注生物科学的发展与社会的关系，如“评述植物激素的应用价值”“关注艾滋病的流行和预防”；可使学生形成环境保护意识，树立人与自然和谐发展的观念，如“关注全球性生态环境问题”“形成环境保护需要从我做起的意识”。
4.3.2 基于“整体把握”的模块教学策略
不论是教学重难点知识，还是普通的教学单元，教学设计都应该站在全面、合理的角度下进行，这就促使“整体把握”这样一个鲜明的模块教学策略应运而生。以往的经验告诉我们，陷在具体的生物学事实和表象性的认识上的教学侧重于学习和记忆数据、术语等，学生只知道一些名词、术语等零散的知识，所形成的知识结构只能是以知识点堆积为主的知识结构，学生迁移能力较差，创新能力和解决实际问题能力不强。这无疑是一种低水平的学习。整体把握基于对模块教学的认识和对重难点知识的理解，从学生思维发展出发，并结合具体事例和学生实际来构建“整体把握”模块教学的基本策略。
（1） 模块整体认识的初步建构。
生命系统（大到生物圈，小到细胞）自始至终都是一个有机整体，从成分到结构再到功能，都是紧密相联系的，生命系统各个部分都有各自错综复杂的知识结构，每个部分的结构有各自的特点。单纯从每个教学知识考虑教学设计，可能对于某一知识点而言，学生还是容易掌握的，但是稍加变换，学生就很难分辨哪个是中心，哪个是核心了。根据课程标准“理解生命系统的稳态，认识生命系统结构和功能的完整性”的要求，笔者认为，对于“稳态与环境”模块应从稳态的视角，认识生命系统是依存于一定环境条件，能够自我调节，维持自身稳态并与环境相适应的系统。生命系统本身就是多层次的，它们都存在跟外界或多或少的信息和能量交流和交换。这是本模块内容教学的关键之一，也是做好初中与高中衔接的一个有效着力点。
（2） 掌握系统分析、建立模型、取样调查等科学方法是发展科学素养的一个重要方面。
新课程理念强调在生物教学过程中重视科学方法的贯彻。科学方法是引导学生发展思维的研究方法，也是培养学生科学素养的重要手段。系统分析、建立模型和取样调查都是科学方法中常用而重要的科学方法。在教学过程中，教师要加强科学方法的贯串，通过有效合理地学习科学方法，让学生在活动中领悟科学方法的实质。在教学中有两个层面的建议：① 使学生在亲身实践的过程中感受、领悟、理解这些科学方法，同时要用好教材中的“活动”“实验”等栏目。② 挖掘教材中有关内容的教学价值，引导学生运用科学方法对具体的内容进行学习。以人教版教材中的练习为例，内环境的稳态是人体进行正常生命活动的必要条件。这其中的关键点是：细胞是生物体的基本单位；细胞直接生活的液体环境叫做内环境；细胞维持正常生命活动的基础是需要内环境的稳态。教师让学生遵循这三点，在系统学习本章知识点的同时把握知识结，让新的知识点能融进原有整体知识结构中，让学生的知识能灵活运用，同时通过整体的学习，让学生能更自如的解决学习栏目中设置的问题，及以后考试中的问题。
（3） 通过宏观与微观的联系发展认识。
生命是一个开放的系统，同时又是一个微观和宏观有机结合的系统。这个系统的层次性表现在多个方面，每一个层次都可以成为独立的生命系统，都存在着稳态，同时，不同层之间的关系也不可忽略。由此，揭示了生命系统中尺度、结构与功能之间有着必然的内在联系，生命系统在不同尺度下存在着不同层次的结构，尺度与结构决定生命系统的功能。建立微观与宏观的联系是“稳态与环境”模块的一种思维方式。它不仅体现了认识稳态的多种角度，还建立起了宏观与微观这两种认识方式的联系。通过宏观和微观的联系不仅是模块学习的重要思路，同时也是生物学建构核心概念的基本思路，由基本生物学事实知识点出发，促成生物学一般概念，同时建构生物学核心概念。
5 生物学核心概念研究的展望
生物学核心概念及核心概念体系的研究和建构是一个巨大的工程，具有划时代意义。核心概念与概念体系的建构是基础性的学科和理论的必不可少的构成元素。要建立理论体系型的概念体系，教师就需要不停地对学科的研究现状进行深刻的反思，在反思中寻求建构的规律和检验方法，同时确定研究方向与研究任务，并在此基础上建立自己的理论体系，为这一门学科乃至相关学科提供新的视角与研究方法。
新课程采用模块方式进行教学，有利于学生掌握生物学核心概念。核心概念的研究最终都要为学生服务，因此，要关注学生^脑中的前概念的形成过程。生物学是研究生命现象并探究其中规律的科学，概念获得理论指引教师要有善于总结和概括的本领，研究生命现象规律离不开对事物和现象的描述，要求能从众多的生物学知识体系中提炼出核心概念。核心概念的建构及教学实施需要教育者帮助学生梳理好生物学核心概念。在教学设计中，教师要注意多思考，多归纳，多提炼，让学生在情景中理解核心概念的本质，有效地构建学科纲要，培养学学习生物科学的兴趣和爱好。
此外，教师要减轻学生的课业负担，关键是要把课教得本质、精确、简明扼要，这些与教师的生物学核心概念理解水平紧密相关。这就要求教师能透过众多的生物学事实聚焦核心概念，精选生物学事实，揭示生物学核心概念的内涵。只有这样才能引发学生的学习兴趣，使学生在有限的时间内学到更本质的、有利于终身发展的知识。提高核心概念的教学水平，既是提高课堂教学质量的保证，也是生物教师专业化发展的必由之路。
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【关键词】起始课；整体性；逻辑性；核心数学思想；学习情趣
优质的起始课是数学章节教学富有成效的坚实基础.于教师而言，上好章节起始课，可以帮助学生初步建立起待学习章节的内容框架，体会到本章节的核心数学思想，理清解决本章节所涉及的基本数学问题及其解决的基本数学思想和方法.于学生而言，通过章节起始课的课堂学习，可以体会到以前自身所学知识向纵深推进、向广阔延展的力量；可以领略到数学知识系统化真谛；可以跳出题海，从更广阔、高远的视角理解将要学习的知识广度和深度，潜意识中树立起求新知、用新知的渴望；更能体验到用核心数学概念、数学思想解决现实生活中更多新的与数学相关问题的优势所在.
为了较好地完成章节起始课堂中教和学的目标，在起始课的具体教学过程中，我们可以在教学设计时充分运用以下策略.
1强调知识的整体性
章建跃先生说：“数学的整体性既体现在代数、三角、几何等各部分数学知识的相互联系上，也体现在同一部分内容之间的前后逻辑性上.”[1]在义务教育A段的授课内容中，一元一次方程的内容既是用“建模思想”解决实际问题的开端，是代数的核心内容之一；又是“数的运算算式含字母的代数式方程概念及列方程（组）解方程（组）方程及方程组的应用”这样的知识逻辑链条上的一个关键节点；同时，一元一次方程还是初中阶段“二元一次方程组”和“一元二次方程”的回归基础，是这两个部分知识的最近发展区.因此，在具体授课时，需要关注三点.其一，从实际问题出发，引导学生用已经学过的问题去解决，让学生感到以前知识的基础性，找到新知识的最近发展区；其二，用新的视角、新的眼光重新审视问题解决的方案，让学生“蹦一蹦，摘着桃”；其三，要让学生感受到，新的知识可以解决更多实际问题，而且是诸多数学问题的出发点和回归点.
在实际授课时，通过两个方面的教学设计，让学生感受一元一次方程概念在初中数学中的整体性.一方面，用旧知引新知，强调在知识形成过程中理解新概念.授课时，本人利用教材的引例――小学阶段常见的行程问题为例，让学生先在课前用自己熟悉的、小学学过的列算式的方法去解决行程问题；然后在实际授课时，再引导学生尝试用列一元一次方程的方法――学生不太熟悉的方法，去解决同样的行程问题.之后让学生对比两种解法的不同和优劣，顺势进入新内容的学习.
在以上不足十分钟的教学环节中，学生首先经历了从算式到方程的过渡，体会到本节课的新知――一元一次方程的优越性.在这个过程中，部分学生感到列算式思路不顺，解题其实“不易”.而全体学生都觉得列方程解题思路顺畅，解题“容易”.通过引导学生分析，思路顺与不顺的原因其实是算式求解中只用已知量表示数量关系，而列方程求解过程中同时用了已知量和未知量表示数量关系.前者可用的量少，后者可用的量多，因而前者不顺，二后者顺，后者打破了前者只用已知量的限制，因此列方程是列算式基础上的进步.由此，学生打心眼儿里开始关注或者重视“新知”.这一教学过程也让学生感受了从实际问题到数学问题的抽象、丰富了用字母表示数的常见数学语言、完成了等量关系的建立，在无形中，老师帮助学生建构了“实际问题数学问题含字母的代数式方程概念及列方程解方程”这样一条清晰的知识逻辑链条，为学生促成知识的完备性建构了适当基础，也保证了学生在自己的“最近发展区”建构新的知识、拓展自己的知识体系.
另一方面，拓宽关联知识，强调在知识体系中辨析、巩固新概念.章建跃先生说“概念教学的核心是概括，在概念的系统中学习概念，要通过概念的应用，在形成用概念做判断的操作步骤的同时，建立相关概念的联系，这是一次新的概括”[2].具体课例中，本人是在方程及方程组的知识体系中让学生认识一元一次方程这个核心概念.实际授课时，不但引入了诸如x2=7、5x+2y=10这类的方程与一元一次方程混搭在一起，让学生辨析.也同时引入了我国古代数学问题“今有，牛五、羊二，直金十两.牛二、羊五，直金八两.牛、羊各直金几何？ ”以及外国古代数学问题――“丢番图”，让学生通过列二元一次方程组或一元一次方程感受到一元一次方程、高次方程、分式方程和方程组等概念其实都是以方程为基础的概念，而一元一次方程是最基础的一种方程.
在最后环节，课堂复结时，老师更是用图1所示的知识逻辑框图，动态地凸显了一元一次方程在初中数学中的核心地位，从而在方程这个完整体系中强化了学生对一元一次方程概念的认识和理解.
2强调知识形成的逻辑性
《义务教育数学课程标准（2011年版）》指出：“要让学生学会数学地分析问题和解决问题”.这句话的含义可以理解为用数学知识解决实际问题应该有其逻辑上固有的方式方法，我们老师有让学生理解或者掌握这些方式方法的责任.其实，在初中数学的大量章节中，研究数学概念或几何关系时，往往采用“实际问题――数学概念――数学表示――数学性质――实际应用”这样的教学逻辑性.这就需要老师上课时帮助学生形成用数学方式分析问题和解决问题的逻辑性.
因此，在课堂中，先用行程问题引入方程的概念，再让学生返回大量实际问题中，列出各种各样的、初中阶段甚至高中阶段可能遇到的方程甚至方程组，进而引导学生观察、归纳出一元一次方程的概念，完成本章“实际问题――数学概念――数学表示――问题解决”前三个知识逻辑阶段的教学，又一次有效地帮助学生以本章的知识逻辑性，建构起学习初中数学各章节的固有方式方法.
3强调数学核心思想的培养
数学的每个章节一定会涉及到数学核心思想的培养.恰如陈伯良老师认为的那样，“要上好数学课，就要充分关注数学的思想和观念.教师通过数学知识这一载体，传达给学生数学的观点，学科的思想，让学生能够通过教学，对数学问题的理解更加深刻，解决问题的方法更加具有普遍意义，更符合数学学科的特点和逻辑”[3].在《一元一次方程》这一章中，“建模思想”必然是学生必须学习的一种数学思想.如何培养学生具有建模思想？这是个大的数学教学问题，需要我们老师在日常教学中对学生加以恰当引导.
一般而言，建立数学模型、特别是建立方程，其基础有三个：其一是将实际问题转化为数学问题；其二用字母表示数；其三是找等量关系[4].在本节课的实际教学中，待引导学生复习了方程的概念后，结合教材，特地引入了三个简单的实际问题：
1.用一根长24 cm的铁丝围成一个正方形，正方形的边长是多少？
2.一个数的2倍与5的和是37，这个数是多少？
3.七（3）班共有学生21人，其中女生比男生少1人，这个班有男生、女生各多少人？
课堂中让学生一步步尝试完成一元一次方程的建立，这既是帮助学生建立一元一次方程的概念的过程，其实也是培养学生的建模意识和教会学生如何建模的过程.同时，由于是起始课，课堂教学中规避了方程的具体解法，重点凸显了方程的建立过程，甚至于课堂中还引入如前所述的“中外古代数学问题”，通过引导学生列方程或者方程组，一方面让学生理解“和、共、值（直）、周长”等关键字在列方程建等式中的作用；另一方面也让学生初步感受到，方程不仅在解决数和代数问题时使用，在解决几何问题乃至今后的概率问题中，也很有用.这样学生在第一次课中就能体会建模思想在解决各类数学问题中的较大作用，从而初步树立起用一元一次方程（即建模思想）解决数学问题的意识.
这样，作为课而言，本节课课堂的数学思想丰盈；作为教学效果而言，学生经历了数学建模的过程、有了用“数学模型”解决数学问题的体验和意识，学生收获丰硕.
4强调“四基”的落实
落实“四基”，是新课标的核心理念之一，也是新课程改革的一个重点.设未知数、找等量关系，是《一元一次方程》这章的基本技能要点，是每节课都要刻意对学生训练的基本技能；将实际问题转化为数学问题、用字母表示数是本节课、本章节的基础知识，老师要不断的引导学生一点点落实；树立建模意识，具有建模思想，是本节课和本章节的基本数学思想，需要一步步引导学生不断建构；在后续教材中的行程问题、几何问题、比例问题、配套问题、利润问题等等数学问题中，让学生积累建立数学模型的基本数学活动经验，也是本节课、本章节要完成的教学任务.
因此，在实际教学中，依据教材内容，力求保持注重“数学基础知识和基本技能”的数学课传统，如用大量实例，让学生设未知数、用字母表示数或式、建立等量关系等；同时又高度重视“数学基本思想的渗透、基本活动经验的体会”，如让学生体会用方程尝试解决实际问题、归纳和辨析一元一次方程概念、将古文叙述的代数学问题转化为用现代语言叙述的数学问题等活动，使“四基”的落实在课堂中形成相互联系、相互促进的一个有机整体.
有基础、有思想；有体验，亦有落实.这样的起始课，对本章内容的教学起到真正引领的教学作用.
5强调学生学习情趣的培养
“学生学习应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程.除接受学习外，动手实践、自主探索与合作交流同样是学习数学的重要方式.”这是《课程标准》对教学的要求，也是对学生的人文关怀，使学生愉快地获得身心和志趣的全方位发展.在实际教学中，从三个方面设计了培养学生志趣的活动.
第一，学生组织方式上，注重“小组合作”的方式.课前，让学生独立思考的基础上，在小组中相互交流用算式解行程问题的思路，使部分感觉列算式解题“不易”的学生豁然开朗.课中，对比算式和方程解决实际问题的异同、优劣；让学生在独立思考后，在小组中讨论一元一次方程的共同特点，经过数学语言概括，然后获得其定义.课的尾声，以开放题的形式让学生对一元一次方程进行辨析，将自己所写的一元一次方程在小组中与同伴交流.这几次小组交流与合作使学生感觉到：n堂学习不孤单，可以独立思考，也可以相互交流，并于合作交流学习中取长补短.正如裴光亚先生所说“合作交流，不只是一种学习方式，它也是一个学生得以发展和完善的平台”[5].学生在合作交流的在课堂中的积极参与、相得益彰，促成了思想的碰撞、收获了发展与“善学”.
第二，学习辅助工具上，利用了“微视频”和“PAD技术”的现代教学技术优势.首先，将学生完成的课前作业――用算式解行程问题，在小组讨论的基础上，让每个小组的学生将本小组的解法用手机录制成了微视频，课堂上让小组派出学生代表，上讲台通过制作的微视频讲解用小学阶段知识解决熟悉问题的思路和解法，共全班其他同学欣赏和交流，作为课堂生成的新资源，为后续知识做铺垫.其次，在列方程或方程组的过程中，每个学生利用手中的PAD终端，将设未知数、找等量关系、列方程等解题过程进行拍照，通过网络传到教室里的大屏幕上，教师则选择其中部分内容与全班同学分享、引导班内同学交流，共同体验“设未知数找等量关系”的建模过程，感受将实际问题抽象为数学问题并实现用方程或方程组完成数学表达的建模方法.整节课中，老师充分使用学生自己的“课堂作品”，引导学生思考、归纳、形成一次方程概念，帮助他们完成数学概念的建构，使课堂中学生在潜意识里找到了“当真正主人”的感觉，课堂氛围既有数学的严谨思考又有分享交流并享受学习成果的快乐，课堂充满轻松愉快的学习情趣，学生乐学.
第三，教学内容上，关注数学传统文化的渗透.在例题教学中，设置了古代购物问题；在结束时，介绍了教材习题中的丢番图.学生身处现代化的网络课堂中，穿越到古代的时空，体验古代圣贤叙述古代问题的方式和解决实际问题的方法，站在古人肩膀上学习新的数学知识和解决问题之道，共享古代数学家的智慧，兴趣盎然，他们爱学.
综上可知，经过充分的教学设计，我们可以让起始课逻辑清晰、层次分明、内容充实、思想丰盈.让学生在课堂上，愉快轻松地在师生交流、生生交流乃至人机交流中，获得新知建构、思想提升、文化渲染，在丰富数学活动中获得知识与能力的螺旋上升.
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环境科学专业核心知识单元，代表环境科学各个知识领域的不同方向，知识点分核心和选修两种，核心知识单元是所有环境科学专业学生要求具有的基础知识内容。
其中，专业基础类核心知识单元包括：①环境问题，核心知识点包括水环境问题、大气环境问题、固体废物污染、全球环境问题，选修知识点包括土壤污染、物理性污染和污染物生物效应。②环境科学基本原理，核心知识点包括环境/生态基本规律、环境科学学科体系和可持续发展理念。③环境科学研究方法，核心知识点包括环境科学方法论体系、生态学方法论、环境体系解析方法论，选修知识点包括环境质量调控方法论、综合/系统分析方法论。
专业原理类核心知识单元包括：①生态过程与效应，核心知识点包括生物对环境的适应、种群及其基本特征、生态系统特征及过程分析、生态学原理的应用。②环境生物过程与效应，核心知识点包括环境污染物在生态系统中的行为、污染物的生物学效应、生物监测原理与方法、环境污染的生物净化、退化环境的生物修复。③环境化学过程与效应，核心知识点包括环境中典型化学污染物、污染物迁移、污染物转化、大气环境化学、水环境化学。④环境地学过程与效应，核心知识点包括地球环境系统的基本组成运动规律及演化过程、地球环境系统有机圈层的组成结构及其功能、各圈层的演变规律及在全球环境变化中的作用、地球环境系统中物质和能量的迁移转化及循环过程。
专业技术类核心知识单元包括：①水污染控制，核心知识点包括废污水的物理处理技术、废污水化学和物理化学处理技术、废污水生物处理技术、废污水的自然处理技术、污泥处理处置。②大气污染控制，核心知识点包括颗粒污染物控制技术原理、颗粒污染物的控制技术、气态污染物控制技术原理、典型气态污染物控制技术。③土壤污染控制，核心知识点包括土壤污染源与污染特征分析、土壤污染控制技术原理、典型土壤污染物控制技术。④固体废物污染控制，核心知识点包括固体废物分类与特征、固体废弃物无害化技术与方法、固体废弃物综合利用。⑤环境监测，核心知识点包括环境标准、水环境监测、环境空气监测、固体废物监测、土壤污染监测、物理性污染监测、环境监测质量保证。⑥环境影响评价，核心知识点包括项目环境影响评价、规划环境影响评价、战略环境影响评价。⑦环境规划，核心知识点包括环境规划的技术方法、水环境规划、大气环境规划、噪声污染控制规划、固体废物污染防治规划。
专业管理类核心知识单元包括：①环境管理，核心知识点包括环境管理学的理论基础、环境管理的制度和政策手段，选修知识点包括企业/产业环境管理实践、区域一全球环境管理实践。②环境法律，核心知识点包括环境法基本概念原则、环境法律制度及法律效力、环境污染防治法、自然资源保护法、国际环境法。
专业实践类核心知识单元包括：①专业实习，核心知识点包括认识实习、生产实习、综合实习。②科研实践，核心知识点包括观察性实验、验证性实验、设计性实验、研究性实验。③毕业论文/毕业设计，核心知识点包括文献查阅、论文开题、论文研究、论文撰写、论文答辩。
二、建立核心课程体系
围绕环境科学专业各专业类别的核心知识单元，建立核心课程体系，承载核心知识点。各门核心课程围绕核心知识点组织基本理论、研究前沿、基本方法、实践案例等内容，形成系统。同时，设置先导课，为核心课程和核心知识点学习提供必要的基础知识储备。例如，“环境化学”课程，就需要无机化学、分析化学、有机及物理化学、环境科学概论、环境监测等课程作为先导课，提供环境化学课程各知识点学习所要求的基础知识储备。
专业基础类核心知识由“环境学基础”和“生态学基础”课程为基本载体。“环境学基础”课程坚持“起点高、容量大和观点新”的教学宗旨，系统介绍环境科学的产生与发展、人口、各环境要素污染与防治、可持续发展等内容，注重学生基本知识、基本技术、基本能力的培养，课程已经建设为国家精品课程，并积极探索慕课教学形式;“生态学基础”全面介绍生态学的基本概念、基本原理和基本应用方法，以及现代生态学的最新进展，该课程已经建设成为南开大学精品课程。
专业原理类核心知识由“环境生物学”“环境化学”“地学基础”课程为基本载体。“环境生物学”介绍环境生物学领域的基本理论和基本概念，结合现实环境中污染物与生物之间的相互作用，培养学生运用环境生物学技术解决实际问题的能力;“环境化学”介绍大气、土壤、水及生物相诸介质中环境物质迁移转化的基本原理，环境中主要污染物的来源及其在环境中的归趋，环境污染控制与修复过程及绿色化学中污染减量及消除的化学原理，“环境化学”课程已经被评为国家精品课程;“地学基础”课程介绍地壳的基本物质组成特征，气象要素的基本概念和表征方法、大气稳定度和逆温等与环境有关的基本知识，城市气候的基本特征，地球上水的循环过程，各种水体的基本特征，土壤的组成特征、形态特征、形成因素和成土过程，地图的基本概念、特征、组成要素、我国基本比例尺地形图的分幅和编号的基本方法，地形图的应用，遥感的基本概念、原理、遥感解释标志和方法，要求学生掌握地学的基本概念、基本规律和形成原因，以及地学基本手段的应用，该课程被评为南开大学精品课程。 专业技术类核心知识由“环境工程学”“环境监测”“环境影响评价与环境规划”课程为基本载体。“环境工程学”介绍水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理与处置工程以及噪声防治与控制等的基本原理和方法，该课程被评为南开大学精品课程;“环境监测”课程全面介绍根据监测的目的进行调查研究、设计监测方案、选择监测方法、进行数据处理以及测试结果的分析评价，掌握环境样品的采集、保存、制备、预处理、测定及质量控制等方法，培养学生实际环境监测问题的分析和解决能力，该课程被评为天津市精品课程;“环境影响评价与环境规划”全面介绍环境评价和环境规划的基础知识、基础理论、基本方法以及评价与规划知识的实际应用。
专业管理类核心知识由“环境管理与环境法学”课程为基本载体，“环境管理与环境法学”课程介绍管理学基础知识和主要原理、中国环境管理的原则与政策、中国环境管理的体制与制度、中国环境法体系及内涵、中国环境法的基本原则和基本制度以及部门环境管理、区域环境管理、工业企业环境管理等。
三、围绕三条主线推动环境科学专业课程教学
1.环境问题识别和分析主线
环境科学是研究环境问题及其解决途径的综合性科学体系，其核心任务是揭示人与环境相互作用规律。环境问题的产生和解决促进了环境科学的产生、形成和发展。围绕着环境问题的识别和分析，形成环境科学基本原理、技术方法、管理工具以及具体实践科学体系。围绕具体环境问题识别和分析，组织核心知识单元、核心知识点和核心课程，课程之间科学逻辑关系紧密，便于学生认知和学习。
另一方面，在我国当前发展阶段，资源环境限制与社会经济发展矛盾空前突出，迫切需要环境科学培养专业人才，应对污染控制、生态修复与环境建设挑战。围绕我国面对的实际环境问题，针对性培养专业人才，建立起环境问题与人才培养之间的直接联系，建立以环境问题识别和分析为主线的人才培养模式，搭建对应的知识结构和课程体系，有利于为国家培养具备解决实际环境问题能力的急需人才。
2.实验与实践教学主线
坚持“注重基础训练、强化教学实习、突出创新能力、提高综合素质”实验教学理念，围绕核心知识单元和核心知识点，搭建专业基础实验教学平台，建立实践教学基地群，严格毕业论文环节，充分发挥实践教学对理论教学的有效补充作用。
(1)专业课程实验。课程实验和课堂理论教学相辅相成。围绕核心知识单元和核心课程，开设专业实验课程，包括环境监测实验、无机及分析化学实验、环境化学实验、生态学基础实验、环境生物学实验、环境微生物学实验。着重训练实验步骤、实验操作、实验安全、药品管理等基础实验技能，培养环境科学分析基本方法和技术。
(2)专业教学实习。合理安排专业教学实习时间，既能促进核心知识的理解和认知，又能为后续毕业论文/设计提供经验。围绕核心知识点搭建专业教学实习平台，建立教学实习基地体系，配合大气污染防治、水污染防治、固体废弃物污染防治、环境管理等核心知识点和核心课程，建立环境监测中心、环保卫生管理中心、科学院、环保科技公司、垃圾处理厂等实践教学基地，形成实践教学基地群，提供直观认识环境科学专业知识在实践中具体应用的机会，培养知识运用和理论联系实际的能力。
(3)毕业论文。设置毕业论文环节，通过学生参与论文选题、查阅文献、开展实验或设计、结果模拟与分析等毕业论文过程，系统锻炼学生运用理论知识、实验技能的综合能力。
3.科研创新训练主线
营造制度、平台、师资环境，建立稳定的科研创新体系。通过部级、省市级、校级、院级各级别科研立项机会，搭建“国家大学生创新计划”“省市大学生创新立项”“学校大学本科创新立项”“学院创新立项”多层次立体化环境科学专业学生创新平台，为不同水平学生提供创新立项机会，逐步提高项目研究质量，严格过程管理，保障创新立项覆盖面。通过团队协作、教师交流、项目答辩等环节，锻炼学生创新思维和创新能力，提高团队合作与交流能力，鼓励学生科研成果报奖。
四、核心课程质量保障
(1)部级特色专业建设。2010年，南开大学环境科学专业获批为国家第六批高等学校特色专业建设点。特色专业结合南开大学环境科学多年来的本科教学特色以及相关教育、教学理念，面向国际社会发展及现实中国社会大背景下的特征需求，同时考虑到学科本身的实践特征、时代特征和应用特征，推动与现阶段校内学习相补益的数个社会实践与互动教学平台建设。
(2)精品课程群建设。提出并实践“精品课程群”建设的教改思路，逐步推动各门课程精品建设，形成“精品课程群”体系，有效保障环境科学专业课程教学的高质量。
(3)部级教学团队建设。2010年，南开大学环境科学专业基础课程教学团队被评为部级教学团队。
(4)优质教材保证。作为知识的载体，教材是本科生质量的重要保障。为了提高环境科学专业人才培养的效果，自编出版环境科学专业系列优秀教材。包括1本部级精品教材《环境化学》，4本“十一五”部级规划教材《环境学基础》《生态学基础》《环境化学》《地理信息系统及其在环境科学中的应用》等。
(5)推动天津市实验教学示范中心建设。积极推动实验教学改革和实验室建设，建设天津市环境科学与工程实验教学示范中心，为专业人才培养提供实践和创新平台。提出“培养具有创新精神的环境科学与工程现代化复合型高素质人才”的实验教学理念，搭建“专业基础实验、教学实践、创新教育”的高素质人才培养实验教学平台，探索“坚守教学神圣，转变师生角色，强化开放综合，学科建设与实验教学相融合”的实验教学模式，取得了丰硕的教学改革与建设成果，学生教学效果突出。
(6)推行精细化教学管理。探索精细化教学管理模式并付诸实践，制订“教学效果的双评议制度”“主讲教师竞聘上岗制度”“教学效果的双评议制度(教学督导组评议和学生评议)”等规章机制，有效实现对教师“教”的目标导向和过程管理。
实行环境科学专业本科教学的课程小组负责制，实现了本科教学的优质师资资源配备，有效地促进了全体教师对本科教学的关注和重视。保证教授、副教授百分之百地参与本科教学，优化教师队伍年龄结构和学缘结构，提高教学效果。
实行“本科生课程主讲教师竞聘上岗”。对列入核心课程群建设的课程实行主讲教师竞聘上岗办法，结合学生评教结果，根据教学能力与教学效果优选课程主讲教师。
一、全面分析单元知识结构，准确把握学习标准。
本单元教材分为“数数和数的组成”、“读数和写数”、“数的顺序和比较大小”、“整十数加一位数和 相应的减法”等四个部分，这四个部分按照知识间的逻辑顺序和儿童学习的认识顺序，经过适当的扩充和有序 的编排，构成了如下相对完整的单元知识结构：
（附图 {图}）
从上述结构图不难发现，前面三部分可概括为100以内数的认识，它是全单元教学内容的主体和核心， 也是教学的重点。第四部分虽是100以内简单的加减法计算，但实际上可看成100以内数的概念的进一步 巩固，因为整十数加一位数的不进位加法和相应的减法，就其本质而言刚好反映了100以内数的组成和分解 的特征。
上述结构图还从另一个侧面向我们全面展示了学生在本单元学习中，只有达到以下学习标准，才算是对1 00以内数的概念的真正掌握。
①熟练地数数。既要能熟练地结合买物数数，又要会准确地抽象数数，特别是接近整十数时能连续正确地 数数。在数数时，不仅要能一个一个地数，还要能十个十个地数。
②掌握100以内数的组成。既要知道一个两位数是由几个十和几个一组成的，又要明确几个十和几个一 合起来组成几十几。
③正确理解数位概念。数位概念在本单元学习中特别重要，它包括知道100以内数的数位名称及排列顺 序，了解100以内数的计数单位，知道相邻两个计数单位之间的进率是10等内容。
④正确理解“读数和写数，都从高位起”的基本规则，并能根据这一规则熟练地读写100以内各数。
⑤掌握100以内数的顺序，能正确地进行大小比较。
上述学习标准告诉我们：本单元教学不只是单纯地引导学生掌握100以内数的读法和写法问题，而是要 帮助学生全面建立100以内数的概念，形成完整的认知结构。在教学中我们要充分发挥这些学习标准的导向 作用，引导学生系统掌握100以内数的概念所包括的内容，确保他们对100以内数的概念的掌握真正落到 实处。
二、抓好数位概念的建立，通过数位概念促进学生掌握100以
内数的读写方法。
数位是指数中各个数字所占的特定位置，一个数的数值意义就在于这种数字和数位的有机结合。任何数学 ，都只有赋于具体的位置值后才有大小的意义，也只有在此基础上我们才有可能从数值意义上对其进行读数和 写数。显然，正确理解数位意义，切实建立数位概念，是正确读、写数的必要前提。因此，在本单元教学中应 把数位概念和读数写数看作一个有机的整体，引导学生通过建立数位概念去促进读数、写数基本规则的理解和 掌握。
1．突出“数位”教学、帮助学生切实建立个位、十位等数位概念。
在“数位”教学中，首先应利用学生熟悉的100以内数的组成的有关概念，引导他们按照数的组成方式 去观察、认识排列的小棒或小棒图，为数位概念的建立提供感性材料。其次要充分利用计数器，特别是计数器 珠子下面数位表的中介作用，让学生主动从小棒和珠子中抽象出数，并突出各个数学所占的具体位置，从而帮 助学生在头脑里建立起个位、十位、百位等数位概念的表象。在此基础上，引导学生初步读出抽象出来的各个 具体的数，让他们在读数中初步体会数学与数位的有机结合，并从中了解每位数位上的计数单位。（如十位上 的计数单位是“十”）为了帮助学生更好地感知自然数是数字和数位的高度统一，还应引导学生对照数位表对 “11”等特殊数作深入观察和思考，使他们进一步认识同一个数字由于所在数位不同所表示的大小也就不同 的道理，由此让学生对数位概念有更深刻的理解。最后对照数位表帮助学生了解每个数位的具体名称，并熟练 地掌握其排列规律。这样，学生从具体到抽象获得对100以内数的数位的完整认识，他们头脑里关于个位、 十位、百位等数位的概念也就比较清晰了。
2．正确理解读数和写数的基本规则，较熟练地掌握100以内数读写的一般方法。
教材在帮助学生初步建立数位概念以后，明确给出了“读数和写数，都从高位起”的结论，这一结论概括 了整数（甚至小数）读数和写数的基本规则。由于这一规则是直接建立在数位概念基础上的，所以教学中要充 分利用学生原有认知基础，引导他们用已获得的数位概念去正确理解这一规则的含义，然后用规则去指导读数 和写数。
①正确理解“高位”的含义。“高位”是一个相对的概念，对三位数来说百位是高位，对两位数来说，则 十位就是高位。在教学中要引导学生通过具体的读数和写数理解这种相对意义，要防止他们用静止的观点去片 面理解它的含义。
②引导学生在读数和写数的活动中主动概括其规则，并在理解的基础上记住这一规则。
③引导学生及时将概括出来的基本规则广泛运用于读数和写数的活动中去，促进其读数、写数水平的不断 提高。
三、以数的组成为中介、实现认数和计算的有机统一。
在本单元教学中，数的组成和数位概念是处于同等地位的核心内容，它不仅是理解100以内数的大小和 数位意义的重要基础，同时又是计算整十数加一位数的加法和相应减法最直接的理论根据。在教学中要充分利 用它在知识结构中的这种中介作用，进一步密切100以内数的概念和计算之间的关系，促进学生对100以 内数的概念及其计算的整体把握。
1．在数的组成教学中适当渗透整十数加一位数和相应减法的计算思路。
学生在数数基础上对两位数有了初步认识以后，教师应适当注意引导他们按照整十数加一位数和相应减法 的计算思路去观察和分析数的组成与分解。如教学数“35”的组成时，除要求学生“35由3个十和5个一 组成”的思路去思考和表述外，还可引导他们按照“3个十和5个一合起来组成35”的思路进行叙述。这样 ，不仅可以促进学生对数的组成有较全面的理解，而且可以从计算方法上为后面的计算作必要的孕状。
关键词：二维图；元素化合物；转化思路
一、问题的提出
在元素化合物知识方面，随着高中化学新课程在全国的实行，对传统的元素化合物知识的教学提出了挑战。现行的新教材突破了传统的“物质中心”模式，不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面全面系统地学习和研究物质，充分重视从学生已有的生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质，将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，体现其社会应用价值。当前，元素化合物知识的教学存在众多的问题，存在着严重的“少、慢、差、费”现象，学生普遍感到元素化合物知识“繁、乱、杂、难”，教师罗列化学反应式时，学生死记硬背化学方程式，使得“形成独立、自主探究的意识”“通过学习具备了较强的分析、解释和解决简单实际问题的能力”等提高学生能力的目标难以实现。在有限的教学时间里，如何让学生掌握具体元素化合物的知识呢？自主地将掌握的这些有限的具体知识成面，增强知识拓展性和迁移；让学生自动形成自主研究元素化合物的一般思路和方法。基于两轮的教学实践及一定的文献研究，笔者认为价类二维图是复习元素化合物知识的一个较好的教学策略。下图为硫及化合物的价类二位图。
二、价类二维图转化为思路的过程
第一步，让学生回忆该元素所有的化合价及对应的物质类别，建立坐标系，坐标系的象限中标出的是元素某价态和种类共同对应的物质化学式，形成一幅常见化合价、常见类别物质图，并基于一个具体物质的化学性质的研究建立该具体物质的二维图；第二步，从研究具体的物质的方法中抽取概括研究物质的一般方法和思路；第三步，应用抽取概括的一般方法和思路研究具体的物质，建立其他物质的二维图。流程图如图2。
图4 硫化钠的价态二维图
三、价类二维图在复习过程的功能与价值
1.有助于学生建立知识体系，培养发散思维
化合价和物质类别是价类图的两大核心，明确元素所能形成的价态和物质类别后，建立起该元素的物质体系，然后再基于转化，把它们之间相关联，形成知识网络体系，不仅能使学生加深对所学知识的记忆，而且有利于思维发散能力的培养。遇到陌生的具体物质时，能自觉地对该物质进行分类，并根据其与各类物质之间的相互关系预测该物质的性质。
2.有助于学生形成化学的基本观念，形成研究无机物的基本思路
化学基本观念是对具体知识的概括提升，具有超越事实的迁移价值。化学基本观念是学生基于自己的认知基础，对化学学科的深刻理解，是学生深入思考和内心体验的结果，它影响着学生分析和解决实际问题的思维方式和价值取向。构建和应用二维图的过程实质是培养学生元素观、分类观、转化观等的过程，让学生基于自己原有的认知基础，深入思考，外显思维，建立一种有序的思维方式和思维习惯，形成研究无机物的基本思路（如图5）。
图5 研究无机物化学性质的一般思路
3.有助于元素化合物知识与基本概念及元素周期律的关联
化合价和物质类别是价类图的两大核心，也是高中化学的两大基本概念。化合价的价值功能是为氧化还原反应做铺垫，据此判断物质的氧化性、还原性和配平氧化还原方程式。物质类别的价值功能是为建构物质间的相互转化关系做铺垫，物质的类别通性如，单质、酸性氧化物、碱性氧化物、过氧化物、两性氧化物、两性氢氧化物、酸、碱、盐的通性。复习时要从原有的基本概念与学生认知出发，对原先转化模型进行拓展，建立起新的模型。在预测物质性质时除了要求学生关注二维图的两个角度，也要运用元素周期表和周期律，把握元素性质（包括元素化合价）的相似性，让学生理解元素的原子结构决定了它的性质，最外层电子相同的主族元素化学性质类似。把握递变性，既能使学生轻车熟路地运用一般规律去认识问题，又能在递变中灵活把握认识问题的不同角度。如预测H2Se的性质时，既要要求学生运用元素周期表和周期律把H2Se与H2S类比，又要关注二维图的两个角度。
参考文献：
[1]姜言霞，王磊，支瑶.元素化合物知识的教学价值分析及教学策略研究[J].课程・教材・教法，2012（09）：106-112.
[2]支瑶，王磊，等.“物质的分类”促进高中生无机物性质学习的功能价值分析及其教学实现[J].化学教育，2012（04）：28-35.
[3]李南萍.以分类观为核心构建元素化合物知识体系[J].化学教学参考，2011（03）：5-7.
