突破科学教学中的两难 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　《突破科学教学中的两难》用心地提供了十六个科学教育中的当代议题。每一章聚焦在由教师撰写在教室中真实的个案研究，再由知名的国际学者以较大的理论情境脉络来探讨平常教室中科学教学困境引起的两难议题。本书分成四个部分：

◎有关科学的两难：科学的本质和定律、实验室在学校科学中的角色。
◎有关不同的两难：性别、平等、文化和族群与权力在课室中的议题。
◎有关表征的两难：教科书的使用、提问的角色、使用类比和学生的报告。
◎有关教学与学习的两难：伦理、建构主义、课程改革，非本科专长的教学、全民科学。

　　《突破科学教学中的两难》是一本令人兴奋而且容易理解的书，是参与科学教育的任何人士基本的阅读。职前教师会发现这本书可以帮助他们学习到如何反省他们自己的教学，同时，在职教师也会欣然地接受专家对这些普遍问题的洞悉与建议。

John Wallace目前任职于加拿大多伦多大学课程、教学与学习学系教授
William Louden目前任职于西澳大学教育学系教授

好的，这是一份关于一本假想的图书的详细简介，该书聚焦于教育心理学和跨学科实践，完全不涉及“突破科学教学中的两难”这一主题。 --- 书籍名称：《认知负荷的精妙平衡：深度学习环境下的信息处理机制与教学设计》 导言：驾驭心智的疆界 在信息爆炸的当代教育图景中，如何确保知识的有效传递和持久内化，始终是教育工作者面临的核心挑战。《认知负荷的精妙平衡：深度学习环境下的信息处理机制与教学设计》 并非一本停留在宏观理论阐述的著作，而是一部深刻剖析人类心智信息处理瓶颈，并提供精细化教学策略的实用指南。本书的核心在于对“认知负荷理论”（Cognitive Load Theory, CLT）的深入挖掘与创新性应用，尤其关注在复杂、高维度的学习任务中，如何通过精妙的教学设计，将学习者的工作记忆（Working Memory）资源优化配置，从而最大化长期记忆的编码效率。 本书坚信，学习的效率并非与信息量的堆砌成正比，而是取决于学习者心智资源的有效管理。我们旨在为教师、课程设计师以及教育技术专家提供一套坚实的理论框架和可操作的工具箱，用以应对日益复杂的学习内容和不断变化的教学媒介。 第一部分：认知负荷理论的现代重构与批判性审视 本书首先对认知负荷理论（CLT）进行了全面的梳理和更新。我们超越了经典的三种负荷（内在负荷、外在负荷、相关负荷）的简单分类，引入了“情境化认知负荷”（Contextualized Cognitive Load）的概念。 第一章：工作记忆的瓶颈与学习的“天花板” 详细阐述了人类工作记忆的容量限制（如米勒的“神奇数字七加减二”的现代修正版本）及其在学习过程中的作用。重点分析了在大信息量输入时，过度占据工作记忆资源所导致的“认知过载”（Cognitive Overload）现象，并使用神经科学的最新发现来佐证这些心理学观察。 第二章：内在负荷的结构化挑战 内在负荷（Intrinsic Load）源于学习材料本身固有的复杂性和元素间相互依赖性（Element Interactivity）。本书提出了“知识模块化分解指数”（Knowledge Modularity Decomposition Index, KMDI），一个量化评估特定学科知识结构复杂度的工具。通过对不同学科（如高等数学、编程逻辑、复杂系统建模）的KMDI分析，展示如何识别和重构那些因高依赖性而致使学习者陷入困境的知识点。 第三章：外在负荷的“隐形杀手”：教学设计的质量评估 外在负荷（Extraneous Load）是教学设计不当所产生的“无用功”。本书提供了一套详尽的“认知效率审查清单”（Cognitive Efficiency Audit Checklist），用于评估教学材料（如幻灯片布局、多媒体呈现方式、指令清晰度）对学习者心智资源的浪费程度。其中深入探讨了“冗余效应”（Redundancy Effect）和“分割效应”（Split-Attention Effect）在数字教学环境中的新表现形式。 第四章：相关负荷的驱动力：意义建构与自动化 相关负荷（Germane Load）是积极的负荷，它驱动着模式识别和图式（Schema）的构建。本书强调，并非所有的相关负荷都是等价的。我们区分了“浅层加工相关负荷”和“深度整合相关负荷”。核心观点在于：只有当学习者已经有效管理了内在负荷和外在负荷后，才能将剩余资源投入到高效的相关负荷活动中去。我们提供了一系列鼓励“有目的的努力”（Purposeful Effort）的策略，而非盲目的心智操练。 第二部分：跨学科场景下的负荷管理与教学创新 本部分将理论应用于具体的教学实践中，展示如何通过精巧的教学技术来优化认知负荷分配，尤其关注需要整合多种感官通道和学科知识的复杂任务。 第五章：多媒体学习环境下的“双通道协调” 聚焦于视听材料的使用。本书详细分析了当文字和图像信息在不同通道输入时，如何避免通道饱和。提出了“渐进式信息编码模型”（Progressive Information Encoding Model），指导教师逐步暴露复杂信息，确保视觉通道和听觉通道的负荷保持在最优区间。特别关注了动画与解说的时序匹配对理解流畅性的影响。 第六章：问题解决中的“脚手架的艺术” 在解决开放性或设计性问题时，学习者极易因缺乏方向而产生高额的外在负荷。本章阐述了“动态脚手架”（Dynamic Scaffolding）的设计原则——即脚手架应根据学习者的实时表现进行增减和调整。我们详细介绍了基于“错误分析”的负荷干预技术，确保在学生刚开始感到吃力时，即时提供恰到好处的结构性支持。 第七章：跨语言与跨文化教学中的负荷转移 对于有语言障碍或来自不同认知文化背景的学习者，语言的转换和概念的类比本身就构成了额外的负荷。本书提供了一套“认知桥梁构建法”，通过使用具象的、跨文化的类比，降低新旧知识迁移过程中的认知阻力，有效减少因语言处理而产生的额外外在负荷。 第八章：技术赋能：智能系统如何承担认知负担 探讨了人工智能和自适应学习系统在负荷管理中的潜力。重点不是AI教授知识，而是AI如何充当“认知管理者”——自动监测学生的认知状态（通过反应时间、错误模式等指标），并实时调整练习难度、提供定制化的提示，从而确保学习者始终处于“最近发展区”的适度挑战水平。 第三部分：评估与持续优化：从理论到实践的闭环 教育评估往往是认知负荷管理的盲区。本书的最后一部分致力于将负荷分析整合到教学评估和课程改进的日常流程中。 第九章：负荷敏感型评估设计 传统的考试往往只评估了最终知识的掌握程度，却未能区分是由于知识掌握不足（内在负荷问题）还是由于测试设计不良（外在负荷问题）。本书提出了一系列“诊断性负荷测试项目”，用于区分不同类型的学习困难，从而指导后续的教学干预方向。例如，设计包含不同信息呈现方式的同等难度的题目，对比学生在不同条件下的表现。 第十章：教师的自我校准与专业成长 认知负荷管理是一项持续的技能修炼。本章提供了一套自我反思框架，帮助教师系统性地分析自己课堂教学中的负荷分布情况。通过案例研究和反思日志模板，鼓励教师将“我怎样教？”转化为“学生心智资源是如何被分配的？”的深度思考，最终实现教学实践的持续、精细化优化。 结语：走向高效学习的未来 《认知负荷的精妙平衡》是一份对“有效教学”的深度承诺。它要求教育者超越表面的教学活动，深入理解学习者心智的内在运作规律。通过掌握本书提供的理论和工具，教育工作者将能够从繁杂的教学材料中剥离冗余，聚焦于知识的本质传递与深刻理解，最终实现学习效率和质量的显著提升。本书的目标是，让每一位学习者都能在最少的认知损耗下，达成最深远的知识掌握。 --- 目标读者： K-12及高等教育教师、课程与教材开发人员、教育技术专家、教育心理学研究生。 预计篇幅： 约 350,000 字。

第一部分　有关科学的两难
第一章　科学本质
第二章　科学的定律
第三章　实验室

第二部分　有关不同的两难
第四章　性别
第五章　平等
第六章　文化与少数民族
第七章　权力

第三部分　有关表征的两难
第八章　教科书
第九章　学生的报告
第十章　提问
第十一章　类比

第四部分　有关教学与学习的两难
第十二章　伦理的教导
第十三章　建构主义
第十四章　全民科学
第十五章　非本科专长的教学
第十六章　课程改革

评分☆☆☆☆☆

《突破科学教学中的两难》，这个书名实在太贴切了！作为一个在职的大学化学教育研究者，同时也会指导一些中小学教师的实践课程，我深切感受到在科学教育领域，存在着许多看似无解的困境。例如，我们常常在“追求教学的严谨性与学术前沿”和“贴近学生生活经验与认知水平”之间挣扎。有时候，为了讲解一个化学反应机理，需要用到一些高等数学或物理概念，这对于大多数中学生来说是相当抽象和困难的。但如果我们为了迎合他们的现有知识水平，而简化或省略了这些关键的理论基础，又可能牺牲了科学的严谨性，埋下了日后学习的隐患。另一个常遇到的“两难”是关于实验的。一方面，实验操作是学习化学不可或缺的一部分，能够培养学生的动手能力和科学思维；另一方面，大型的、复杂的化学实验往往需要昂贵的设备和严格的安全措施，这在许多学校都难以实现。我迫切希望这本书能深入探讨这些普遍存在的教学困境，并提供一些创新的、可行的、能激发教师思考的策略，帮助我们在科学教学的道路上，走出一条更宽广的路。

评分☆☆☆☆☆

手握《突破科学教学中的两难》这本书，我的思绪瞬间被拉回到了那些在物理课堂上，我与学生们共同探索未知、克服难题的点点滴滴。作为一名高中物理教师，我常常面临一个核心的挑战：如何在“精确传达物理学原理”与“激发学生对物理世界的感知与兴趣”之间找到最佳的平衡点。例如，在讲解相对论的某些概念时，如何才能让学生不只是死记硬背公式，而是真正理解时间和空间的相对性，体会到物理学之美？又或者，在进行涉及复杂计算或抽象模型的练习时，如何才能既锻炼学生的逻辑思维能力，又避免让他们因为难度而产生畏难情绪？我深信，科学的魅力不仅在于其精确性，更在于它能够解释和描绘我们所处的世界。因此，如何设计出既有深度又能引起共鸣的教学内容，是我一直在努力的方向。这本书的出现，让我看到了希望，我非常期待它能够提供一些前沿的、实操性强的教学理念和方法，帮助我更好地应对教学中的“两难”，让物理学不再是冰冷的公式，而是连接学生与宇宙奥秘的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

读到《突破科学教学中的两难》这本著作，我首先想到的是那些在课堂上，我们常常会遇到的“鱼与熊掌不可兼得”的教学困境。身为一位在高中生物教学领域耕耘十余载的老师，我深刻体会到，如何在传授浩瀚的生物知识体系与培养学生批判性思考能力之间找到平衡点，是多么不容易。举例来说，在教授遗传学时，我们既要讲解孟德尔定律、基因突变等核心概念，又要引导学生理解这些概念在实际生活中的应用，例如疾病的遗传、生物技术的伦理问题等。但现实是，很多学生对于抽象的理论模型往往感到困惑，而我们又必须在有限的课时内完成教学大纲的要求，同时还要兼顾考试成绩。此外，如何设计出既能激发学生学习兴趣，又能有效检测其理解程度的评估方式，也是一个长期的难题。我非常好奇这本书是否能提供一些具体的策略，帮助我们打破这些思维定势，让生物教学更具深度和广度，同时又能触及到学生的心灵，让他们真正感受到生命科学的魅力与重要性。

评分☆☆☆☆☆

拜读《突破科学教学中的两难》一书，我脑海中浮现的，是过去在小学科学教学现场，那些令人头疼却又充满启发性的时刻。我是一名小学科学老师，经常在“让学生尽情玩耍探索”和“确保教学进度与知识系统性”之间摇摆。比如说，在进行“认识浮力”的单元时，我当然希望孩子们能够通过各种材料、各种形状的物体在水中实验，自己摸索出浮力的大小跟物体排开水的体积有关，但现实是，课堂时间有限，学生们注意力集中时间不长，而且材料的准备与收整也非常耗费精力。另一方面，如果直接给出公式和结论，又显得过于枯燥，无法激发他们的科学兴趣。我更担心的是，如果过于强调“玩”，孩子们可能无法建立起扎实的科学概念，日后遇到更复杂的科学问题时，就可能出现知识断层。我非常期待这本书能提供一些巧妙的解决方案，如何在有限的资源和时间内，设计出既能让孩子们在玩乐中学习，又能让他们扎实掌握科学知识，并培养出科学探究精神的教学模式。

评分☆☆☆☆☆

这本《突破科学教学中的两难》，光听书名就让人眼睛一亮！身为在第一线耕耘多年的国中理化老师，我真的太能体会那种“两难”的滋味了。有时候，我们明明知道课本上的概念要怎么讲才更容易被学生理解，但碍于时间、教学资源，或是要兼顾升学考试的压力，就得做出取舍，选择“安全牌”。像是要不要花时间解释一些学生可能觉得“好像跟考试没太大关系”但却非常关键的基础概念？又或者是在讲到需要动手实验的部分，是该尽量让每个学生都亲自操作，感受科学的乐趣，还是为了教学进度和安全，只做示范或小组合作？这些都是我们每天都在面对的挑战。我期待这本书能提供一些新的视角和实用的方法，让我们这些在教学现场的老师，能够更有信心、更有创意地去“突破”这些限制，让科学教育不再只是知识的传递，而是真正点燃学生好奇心和探索欲的火花。我特别希望能看到书中关于如何平衡“广度”与“深度”的讨论，以及如何在有限的课堂时间内，有效引导学生进行探究式学习的案例分析。