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4、全维教学论概述

4．1、基于全维模型的全维教学论

全维教学论的主题：

全维教学同样追求使基本教学任务高效地完成；

全维教学并不把达成教学目标看作任务的终点；

全维教学论主题是让学生尽其可能地和谐发展。

4．2、全维教学论的实质：

全维教学论是将多种有效教学理论有机整合，运用于教学改革实践的一种思想模式和行动方案；

建立涵盖教学调控全部维度的待解问题模型，是为了让各种有效教学理论在其中合理定位和获得价值评价；

借助全维教学模型所进行的理论判定和反馈评价被作为求解教学全维调控问题的两种基本途径，进而可求出具体问题的最优解。

4．3、全维教学论的四个组成部分

4．3．1、教学资源的全维优化：

（１）增大总量、提高品质；（２）提升层次、完善结构；

（３）延伸供给作用的时间；（４）拓展供给作用的空间。

4．3．2、教学过程的全维调控：

（１）资源整合和结构优选的调控；（２）当前支柱和平台设立的调控；

（３）通道选择和传输程序的调控；（４）时机把握和空间优选的调控。

4．3．3、教学调控的全维评价：

（１）评价体系的内涵；（２）信息反馈的通道；

（３）评价方法的改进；（４）评价主体的确立。

4．3．4、学习素养的全维发展：

（１）丰富宽泛的内涵扩展；（２）结构体系的整合贯通；

（３）素质能力的层次提升；（４）内部机制的和谐高效。

4．4、全维教学论各部分间的关系

（１）教学资源的全维优化是全维教学的前题条件；

（２）教学过程的全维调控是全维教学的核心问题；

（３）教学调控的全维评价是全维教学的优化途径；

（４）学习素养的全维发展是全维教学的目标追求。

如果把学习素养发展看成是教学资源和教学调控的函数，则全维教学论要求此函数最大值的解。

容易确定函数关于教学资源优化这集变量的单调性，因此，求解的核心问题自然也就是教学过程全维调控的优选问题。

4．5、全维教学待解问题求解方法

（1）理论研究和分析评价；（见附件1：理论研究实例）

（2）行动研究和反馈评价。（见附件2：行动研究实例）

5、全维教学的原则及其理论依据

5．1、多维建构的平衡发展；循序渐进和因材施教－－支柱的形成和巩固

结构元依附于原有的经验生长形成。对新内容的同化、顺应；结构元的更新、内聚和强化；结构元之间的重组、整合都是一个渐进的过程。

结构元的内化、体系的重组、整合、贯通还要依靠各支柱之间的转化、互动的加入来逐步完成，所以各支柱也要经过循序渐进的平衡发展过程才能得以巩固。

学生原有经验，结构元的内聚程度、激活状态、互动整合方式和强度等都有很大的个体差异，单一层次的教学难以适应每个学生，必须建立能兼容各个层次的教学平台。

5．2、遗忘规律和重现激活；随机进入教学的应用－－结构元的维持和激活

结构元及其体系的维持，符合遗忘规律，必须靠反复提取维护和营养更新才能巩固和逐步内聚。结构元及其体系的内聚、整合和贯通程度越强化，就越不容易遗忘。

必须先提取相关结构元及其体系，使它们从储存状态转变为激活状态，内化、重组、整合和贯通才能进行。

随机进入教学是指将同一教学内容，在不同的时间、不同的情境下、为不同的教学目的、用不同的方式加以呈现，符合结构元全面地反复提取维护和营养更新的原则，这对促进结构元的内聚、整合和结构元体系的形成有重要的价值。

5．3、协作学习和情景创设；有意义的接受式学习－－当前学习支柱的形成和调控

只有处于当前激活状态的结构元及其整合才具有内化新内容的功能；激活过程靠学习内容的有意义信息刺激而引发，经内部通道产生联动，形成当前学习的支柱结构体系；

学习同伴本身就是一种教学资源，其情感和态度最易产生相互感染，同伴之间其结构元体系存在诸多共性，往往以同样的方式激活，协作学习有利于激活过程的相互促进和差异互补，形成相对同步的当前学习支柱。

当教学资源被组织为有感染力的情景呈现时，某些结构元体系被激发，经支柱间互动使支柱体系容易形成主动吸收的状态，通道变得畅通，形成有意义的接受学习过程。

5．4、外化和内化过程并重；有意义的探究式学习－－外部通道双向功能的利用

各外部通道既有吸收（内化）功能，又有化解（外化）功能，外化过程要调用原有结构元体系，内化过程又让结构元得到内聚和重组。

当教学资源被组织为有感染力的真实问题呈现时，某些结构元被激发，经内部通道调用已经具备的结构元体系，经过外化并借助一定的条件去化解问题，从而获得更有意义的营养，形成有意义的探究学习过程。

探究学习中，我们不仅要关注外化过程中对结构元体系的调用所能产生的效能，同时也要关注对探究经历、结果和感受的内化所能实现的结构元更新和内聚，以及结构元体系的重组、整合和贯通。即探究学习中既要注重过程，也要注重结果，使探究学习发挥其应有的作用。

5．5、联系、思考和内部协商；交流、讨论和外部协商－－支柱成长内部机制和外部动因　

“联系”与“思考”是意义建构的关键，要把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。自我协商是指自己和自己争辩什么是正确的。需要经支柱间内部通道形成互动和转化才能进行，在此过程中结构元得以更新、重组、整合和贯通；

交流、讨论与辩论是指在协作学习中，学习主体跟作为教学资源的教师和同学之间的外部协商，在此过程中将智慧成果为整个学习群体所共享，它包含外化和内化两种形式，都利用外部通道进行，外化过程使原有结构元体系得以整体调用而强化，内化过程又让结构元得到更新和内聚。

所以应把内部协商过程与协作学习中的外部协商过程（即交流、讨论的过程）有机结合起来。

5．6、最邻近发展区理论、支架式教学的应用－－当前教学平台的设立和调控

“最邻近发展区”是指学生解决问题时的实际发展水平跟教师指导下解决问题时的潜在发展水平之间的距离，教学绝不应消极地适应学生发展的已有水平，而应当走在发展的前面，不停顿地把学生从一个水平引导到另一个新的更高的水平。

把完成复杂的学习任务看成最高的平台，事先要在原来平台和最高平台之间设置多个平台阶梯，将复杂任务分解，以便于把学习逐步引向深入。

平台阶梯的阶数和梯度需要根据学习的进展情况随时调控，平台阶梯的设立需要相应教学资源的支持。

在当前平台和当前平台阶梯上进行的教学都具有双重功能，一方面是促使当前学习所需结构元的激活、更新、重组和整合，以建构和强化当前学习支柱；另一方面是以此为依托引导学生向更高一层平台阶梯发展。

5．7、探究学习与接受学习的有机结合――外化和内化的综合运用

在有意义的探究学习中，学生面对所要解决的问题必须作出心向态度、程序图式、概念表象的反应。

首先进行内部协商而激活相关结构体系内的结构元，引发一系列的更新、重组和贯通过程，使之变得清晰有序，为外化作好准备。然后是进行外化过程中的尝试化解和外部协商，这一过程同时又会反过来促使内部的协商和重组调整，此后才是对探究过程中所获得的经历、结果和感受的内化接受。从探究学习对结构体系调动的范围、强度和贯通的效果来看要明显好于接受学习。

但是，探究学习所花的时间较多，经常产生发散的结果，为避免对结构体系形成所产生的干扰，更要花费较多的时间进行分析评价。

如果面临的是可以靠已有知识、技能的迁移和内部协商就能顺利形成结构体系的内容，探究学习跟有意义的接受学习相比，就会显得浪费时间、多此一举，甚至效果适得其反。如果目标问题不够清晰，过程与方法的合理性难以评价，或者难度层次超出最邻近发展区，也不适合作为当前探究的内容。

因此，应将有意义探究学习和有意义接受学习有机结合起来，这也是教学调控的一个重要原则。

6、教学过程的全维调控

6．1、教学调控的基本要求

6．1．1、资源整合和结构优选的调控：

包括对资源利用的总量、层次、成分、组合方式等维度的设计和调控。要求合理筛选充分利用教学资源，努力适应学生过去经验和现有能力，组织协作学习、交流讨论，让同学也都成为教学资源的有效组成部分。

6．1．2、当前支柱和平台设立的调控：

包括对情景创设的有意义程度、同伴的感染和互补的有效程度、支架平台的设立梯度、高度等维度的设计和调控。要求精心组织内容使之更有意义，激活和保持准备充分的主动学习状态，把握最邻近发展区，随时调整教学梯度及高度。

6．1．3、通道选择和传输程序的调控：

包括对通道的选择和组合方法、内化的能动作用、通道通畅度、供给强度等维度的合理设计和调控。要求科学地选择教学方法和手段，优选教学程序和教学进度，并将有意义的探究学习和接受学习有机结合运用。

6．1．4、时机把握和空间优选的调控：

包括对外部通道的有效作用时间、最佳作用时机、作用空间等维度进行选择、组合设计、充分利用的调控。要求不失时机地进行教学、复习、运用和巩固，促进和保持结构体系的稳定性和清晰度；优选有利于教学调控的教学空间来组织教学。

6．2、通道选择的基本思路

由理论研究分析评价可知：三种教学方法分别能直接对应三个外部通道，应被视为主要和直接通道，其它作为辅助和间接通道。

接受教学－－知识、技能

探究教学－－过程、方法

情感培养－－情感、态度、价值观

通道采用的教学方法的价值受学科性质的影响，以情感为基础的艺术学科（如音乐、美术、文学等）探究教学的价值较难体现。当某个直接的外部转输通道不畅时，发挥内部通道的价值就显得尤为重要。

对于学习自然科学而言，偏废任一通道的教学都将是不成功的。这是因为：

大多数的知识仍然需要学生通过“有意义接受教学”来高效率地掌握。

探究教学对学生自主探索、发现、解决问题的能力及创新意识和科学精神培养的功能是接受教学所欠缺的。接受教学和探究教学本身并不具备完善的情感培养功能，在教学实施中必须有意识地兼顾和补充。

7、教学调控的全维评价

包括（一）构建评价体系；（二）建立全维反馈通道；

7．1、构建评价体系

7．1．1、评价的对象：支柱成长跟维度调控的关系。

7．1．2、评价的目的：实现教学调控和资源的优选。

7．1．3、评价的途径：获取支柱成长和维度调控的各种信息。

（1）制定关于学生发展的评价标准。

（2）获得关于知识与技能的信息反馈。

（3）获得关于过程与方法的信息反馈。

（4）获得关于情感、态度、价值观的信息反馈。

7．2、建立全维反馈通道

在完善和改进教师作为评价主体所进行的评价的基础上，我们不能忽视学生作为学习的主体这一事实，学生对教师、教师的教学的外部作用和自身结构元体系建构情况的体会和感受，在教师的评价中往往是不易外显的，而这些又对学习起着关键的作用，所以学生作为评价主体其评价功能有其不可替代性。

7．2．1、新增以学生为主体的反馈评价通道

让学生也成为评价的主体，从教学资源、教学过程；学习过程、学习结果获得信息，对学习过程、学习结果进行自我评价，对教学设计和教学实施进行逆向评价，教师通过学生评价通道获得学生作为主体的评价结果信息。学生自我评价的结果会对逆向评价产生重要影响，学生通过课内直接提出建议和课后评价信息反馈双重渠道参与教学设计，对教师完善教学设计所作的决策产生影响。

7．2．2、对全维反馈评价通道进行重新定义

重建后的评价模型中，通道名称必须重新规划定义，我们将师生双方对教学资源、教学调控进行的教师评价和逆向评价统称为施教评价；将师生双方对学习过程、学习结果的学习评价和自我评价通称为学习评价；将师生双方相互进行的评价通称为师生评价。 

   8、全维教学论的研究发展方向

8．1、具体教学问题的系统求解

全维教学的进一步研究，不仅涉及到具体每一节课乃至每一个教学细节的资源优化、教学调控和教学评价等微观问题的求解，也必然涉及到学科整体进程和学科之间的整体协调等宏观问题的解决，是一个系统工程。为此，必须设立各学科和各层次的课题组作长期深入的系统研究。

8．2、全维程序化智能教学研究

当完成某部分教学问题的全维求解后，我们也就确定了教学过程调控的程序和平台阶梯设置等各维度的细节，一个复杂的教学过程调控判定过程，就能较容易地转化为一系列类似“引言”中所述“认出”或“认不出”的逻辑判定程序。随着信息技术与课程整合的深入发展，我们应该把研究成果向程序化智能教学转化，实现教学研究成果的共享，同时实现真正意义上的个别化教学。

8．3、实物和信息资源系统开发

未来的教学必然会实现信息资源的高度整合，一定程度上能替代教师、教材的功能，但模拟的事物不可能真正替代世界的真实事物，学生的学习离不开在真实社会、生活中学会解决实际问题。就象培养飞行员不仅需要模拟飞行驾驶程序，也需要模拟飞行驾驶舱和真实飞机一样，在开发信息资源的同时，我们必须研究教学实物资源的开发及其与信息资源的系统整合。

2006-4-13

［参考文献］

［1］ 刘炳升.新课程标准理念要求下的物理教学

［2］靳玉乐　　　　　　《探究教学论》西南师范大学出版社，2001年版

［3］ 何克抗　　　　　　《建构主义--革新传统教学的理论基础》

［4］ 陈　耘　　　　　　《奥苏伯尔的“有意义接受学习”理论》

［5］ 于光远　师小伶　　《试论教学中的接受式学习与发现式学习》

［6］ 魏传宪　　　　　　《学习方法多维论》

［7］ 高　文　　　　　　《建构主义学习的评价》

［8］ 林崇德　　　　　　《关于创造性学习的特征》

［9］ 张建伟  陈　琦　　《什么是建构性的学习和教学》

    ［10］印大中  安炳熇    《大脑运行模式(机能)新探索》

全维教学论附件1理论研究实例：资源优化和教学调控

9、理论研究实例：资源优化和教学调控

    以光学《透镜、探究凸透镜成像规律》的理论研究为例，具体论述资源优化和教学调控。

9．1、教材教法分析

    “苏科版”教材本单元编写思路是：“重视学生的生活经验，强调在‘做’中学，强调在问题解决的过程中学习”。实验和探究形式的教学，是一种典型的“基于问题的教学”，它围绕有感染力的真实事件或真实问题展开，学习过程具有：积极的学习、建构性的学习、累积性的学习、目标指引性学习、诊断性学习和反思性学习等明显的特征。

    因此，本内容实施的全维教学资源优化和过程调控将围绕实验和探究为核心展开。

9．2、教学资源的全维优化

    （1）充分利用教材呈现的内容及所提示的生活中和实验室可提供的观察和实验条件；

    （2）为学生开发配备一套内容丰富的适用于学生亲自尝试自主实验探究的组合器材；

    （3）开发配合教学的相关计算机教学课件组织供学生思考探究解决的问题习题系列。

组合器材配备前后资源优化的对比：

    注：表中“配备前”的状态，是指前述组合器材未开发配备的情况下，经过师生共同努力充分准备后才能达到的最佳状态。“配备后”的状态是指无需专门进行器材准备就能达到的状态。

9．3、资源整合和通道选择

    资源整合形式的分类和通道作用的效果

9．4、第一课时教学过程内部机制与分析评价

9．4．1、教学设计过程调控及其内部机制

9．4．2、分析与评价

      （1）教学资源的优化直接产生的作用，是将所有实验观察、验证和探究的内容都整合为学生亲自操作、亲身经历体验的学习内容，学生在对真实性和感染力更强的现象感受和问题即时解决的过程中，进行有意义的学习。

      （2）优化后的教学资源突破了学习时空维度的限制，使课前实验和课后实验得以开展，学生近距离的自主实验探究，又使整个课内教学过程得以在无特殊遮光条件的教室内进行，便于教学过程调控的顺利进行，通道选择的调整转换变得更为灵活方便，将有意义的探究学习和接受学习有机整合、和谐运用、提高效率。

      （3）课前实验虽只要求进行凸透镜聚光的尝试，学生必然的拓宽尝试凹透镜的比较和透镜组的效果，从中发现的问题，就成为本课乃至整个单元学习的“先行组织者”。

      （4）课后实验的安排，是让学生在充满浓厚兴趣的状态下，完成对结构体系的重新提取、激活、内聚的巩固过程，同时也进一步对课内的内化、重组和贯通过程进行弥补或强化。

9．5、第二课时教学过程内部机制与分析评价

9．5．1、教学设计过程调控及其内部机制

9．5．2、分析与评价

      （1）本课的情景创设过程是：研究放大镜用眼观察虚像――增大物距用眼观察倒立实像――用光屏接收倒立实像，整个过程一气呵成。使学生在专注的状态下立即进入本课主题的有意义学习状态。

      （2）教材并没有要求学生进行成像光路图的建构，在完成分段成像特点，只形成相互孤立的结构元就终结教学，没有完成结构体系的贯通。考虑到利用优化后的教学资源整合，在［过程5］学生完成“观察凸透镜成像光路”后，已经具有了光线抽象和内化特殊光线的结构元，在此基础上，加入［过程6］“演示凸透镜成像原理”的特殊光线的抽象动画演示，能很容易地实现成像动态变化全过程的结构元整合和结构体系贯通，使支柱体系的建构层次明显提升，并使其内部结构体系产生质的变化。这正是全维教学论主题所提出的：“让学生尽其可能地和谐发展”的具体体现。

      （3）课后实验的安排，是让学生在充满浓厚情趣的状态下，完成对凸透镜光学特性和成像规律从具体到抽象的一系列结构体系的重新提取、激活、内聚的巩固过程，同时也进一步对课内形成的结构体系的内化、重组和贯通过程进行弥补或强化。

全维教学论附件2行动研究实例：教学评价和过程优化

10、行动研究实例：教学评价和过程优化

    以光学《研究日食和月食》的行动研究为例，具体论述教学评价和过程优化。

10．1、教材教法分析

    “日食”和“月食”是初二物理光学部分在学过“光的直线传播”“影子”知识后所讨论的一个问题。新课程标准并没有提出该内容的教学要求，课本仅对学生提出了解日食、月食时三个天体的相对位置关系的思考要求，但考虑到该研究内容具有的重要教育价值，决定利用安排给物理的综合实践活动课的时机，将“日食”作为一个物理探究课题，开展实验探究活动。

10．2、设计与教学前的评价

    教学设计如下（理论分析的内部机制和价值判断略）：

    １、讲：先让学生明确研究课题和要解决的问题；

    ２、讲：让学生了解准备安排的四个学习程序的具体内容：

　  　（１）看： ①观看描述日食实景的视频资料片；②观看日食的电脑模拟动画课件；

　  　（２）想：思考、讨论日食发生的全过程，想象日食发生时，太阳、月球、地面观察者三者的空间关系；

　　　（３）做：由同学自己查找资料、设计实验，用模拟实验来研究解释日食发生的机会为何较少？从地球外看，日食发生时，月球在地球上投下怎样的影子？日环食和日全食的区别在哪里？

　　　（４）画： 画出日全食和日环食的光路图。

    ３、由学生选择四个环节的顺序组织教学和实践活动。

10．3、行动研究的对比实验

     关于教学调控问题，教师在教学实施前无法得到明确答案的有以下三类：

    １、教学资源是否都是有效的？

    ２、四个环节怎样安排其程序？不同程序的结果有何差异？

    ３、课内学生希望按什么程序？课后学生根据自我反思后，认为的最佳程序是怎样的？

    为此，对由学生选择的两种不同教学程序进行对比实验：

    方案一： （A班实施）看－－－想－－－做－－－画

    方案二： （B班实施）想－－－看－－－做－－－画

10．3．1、［实施方案一］（A班实施）

    （1）～（3）按教学设计进行，当时，有半数学生主张先看资料片和电脑模拟动画再作思考、想象和讨论，最后随意确定先看资料片和动画。

    （４）学生饶有兴趣地看过资料片和动画后，展开了思考、想象和讨论，重点围绕三个问题：①日食发生时太阳、地球和月球三者的位置关系怎样？②在地球上看到的日全食、日偏食、日环食分别将会是怎样的景象和过程？③在地球以外来看日食，将会看到怎样的影子投在日食区？

    （５）学生在讨论中提出较为集中的问题是：动画中看出的情况似乎日食是经常会发生的，但为何实际上却难得一见？借此时机引导学生查找有关数据，在提供的器材中选择合适的器材来设计实验，用模拟实验来研究该问题，进一步观察、分析和验证上一步骤想象和讨论的结果。

    （６）在讨论和探索中，学生共设计了两种实验方案：①在白天阳光下，以乒乓球作地球，小铁球作月球；②在夜间以带球状灯罩的电灯模拟太阳，以乒乓球模拟地球，以小铁球模拟月球来做实验。分别在课间和夜间完成了实验研究。

    （７）在教师指导下，学生用作图操作来描绘日食区的本影、半影，进一步领会和解释日食现象。

10．3．2、［实施方案二］（B班实施）

    只是将上述第（４）步骤中的“看”和“想”倒置，即先“想”后“看”，其他步骤完全相同。实施过程中“想”这一环节所用的时间明显比A班要多。

    学习和实践活动结束后，用同样问卷和测试（只是“想”和“看”顺序相反）。

10．4、行动研究的反馈评价

10．4．1、获取反馈信息

    学习和实践活动结束后，用下列问卷和测试相结合来获得多种反馈信息：

课后问卷和测试

　　　班　姓名　　　　　　．

一、关于你的物理学习情况：

1、就你目前的情况而言，感到学好物理是否比较轻松？   （    ）      ［学习评价］

A、很轻松      B、较轻松    C、有些困难    D、很困难

2、在下列学习材料：A课本、B学习指导书、C物理实验、D多媒体课件、

E资料片、F练习题和测试题中，

你比较感兴趣的有               ；不大感兴趣的有                。 ［学习评价］

二、在学完光的直线传播规律和影子的问题后，今天的物理实践活动课，我们就日食和月食的天文现象进行了研究，请根据你在学习过程中的实际感受，回答下列问题：

1、关于日食是怎么回事的问题，你是在什么时候真正想通的？（    ）   ［学习评价］

A、学之前     B、看过后     C、想过后     D、做过后      E、还是不懂

2、用光路图准确地描述日食，你是在什么时候学会的？      （    ）   ［学习评价］

A、看过后      B、想过后    C、做过后     D、画过后      E、还是不会

3、以学会这个知识和技能，同时发展自己的能力为目标，上述四个步骤中哪几个步骤是有效的？                             .                                 ［施教评价］

你认为有效的步骤最好的顺序安排是：                     .           ［施教评价］

测试题1、在下图中画出能发生日食区域的光路示意图                    ［施教评价］

太阳

                                        　　月球         　      地球

测试题2、此时地面上将能观察到的日食现象为       （    ）           ［学习评价］

         A、日全食              B、日全食和日偏食      

 　　    C、日环食              D、日环食和日偏食

10．4．2、问卷和测试结果统计

表１

表２

10．4．3、统计结果分析评价

    两个班级的学生在本方案实施前的类似调查和测试中反映出初始条件一致。实施后的问卷结果反映，几乎所有的学生都认为这四个学习环节都是有效的，这直接反映出将这四个环节组合在一起使用的必要性，同时也反映电脑模拟动画课件所起的作用是显著的。

    那么，怎样组合设计四个环节的顺序才能实现“高效”和“合理”呢？

    先从知识、技能的教学目标达成情况对比：（1）关于领悟日食现象，两种方案结果没有差异；（2）对是否会画日食光路图这一技能情况统计时，同时考虑学生自我感觉的“会”与“不会”和实际作图正确与否两个方面。发现有学生认为自己会画，但作图却是错误的；也有学生作图正确，但自我感觉还不会画的。将这两种情况都界定为“不会画”，统计结果为：方案一学生真正“会画”的比例为96％，方案二为93％，两种方案实施的结果也无明显差异。

    再考虑两种方案所花费的教学时间的差异：除方案一在“想”这一环节所用的时间比方案二少用了5分钟左右外，其他环节所花费的教学时间无差异。如果仅从知识和技能的发展情况来衡量，方案一“等效”、“省时”不容置疑是“高效”的。但从学生素质的全维发展角度来衡量，结果正好相反。

　　学生在实践研究的学习活动结束后的冷静反思后，绝大部分学生希望先“想”后“看”这不能不引起我们的思考。很显然，学生感到先“看”后“想”的做法抑制了他们丰富的想象，使学生进行的内部协商过程失去了价值。时间是节省了，但这一过程能给学生带来成功愉悦的内部体验却缺失了。

　　仔细分析学生问卷统计数据，还有两项数据差异必须引起我们重视：（1）采用方案一的学生对课本感兴趣的比例比采用方案二的学生低了11％，说明先让学生观看模拟动画演示导致了学生对课本的兴趣和关注程度降低；（2）希望先“做”再“看”的学生能很直接地显示出其大胆探索和勇于实践的精神，采用方案一的学生中有这种意识表现的只占20％，而采用方案二的学生中有这种意识表现的占59％。从努力培养学生创新意识和实践能力的要求来衡量，两种方案的实施效果差异很大。

10．5、教学调控评价后的优化

    可见，用实现学生素质的全维发展要求衡量，方案二具有显著的优势。我们要解决的问题仅仅是如何在“想”这一环节上提高效率。

    “想”是一个内部协商的过程，这一环节要求学生依靠已有知识的迁移和重组、整合来建构、领悟新知识，本内容要求学生由已有的平面中学习的“影子”的知识迁移到立体的状态中来，联系和思考的跨度较大，有一定的难度。只要采取有效措施，用合适的描述太阳系全景的模拟动画（新增资源）和日食过程的视频情景资料片，突破时空限制，提供直接的表象作为思维的依托，适当降低想象和思考的难度，设置良好的问题情景和平台阶梯，就能顺利完成重组和整合过程。

    经过上述优化后的教学过程，具有更为理想的效果，这一点已在后续的教学实施中得到证实。

上述学习过程中的“做”这一环节的实验设计和操作也有相当的难度，且受到课堂条件的时空限制，故设计在“想”和“看”之后。对难度不大，在课堂条件下能实现的实验设计和操作，应该将“做”这一环节移到“看”之前，能更好地发挥这一环节培养学生的创新精神和实践能力的作用。

    按上述结果分析，适合这类教学内容的教学调控优化设计后的主要程序如下：

    （１）以学生已有经验为前题，展示新的问题情景，同时提供必要的思考模型辅助；

　　（２）引导学生猜测、想象、讨论、描述或解释现象；

    （３）由学生设计操作方法进行实验探究，解决问题；

    （４）用图表、文字、数字或动画抽象，领悟本质、归纳方法。

    教学过程调控经过这样的优化，更有利于学生素质的全维发展，实现真正意义上的“高效”。

全 维 教 学 论

1、引言

杨振宁在北京人民大会堂“2004文化高峰论坛”上做题为《〈易经〉对中华文化的影响》的演讲时提出：“《易经》影响了中华文化中的思维方式，而这个影响是近代科学没有在中国萌芽的重要原因之一”。中国传统中独特的人学逻辑这种撒网式的思维方法，总是试图一下子就完整地解决复杂问题，却缺少一条从简单到复杂，从经验到科学的道路，最终只是让人们沉浸于某种玄义的表达，丧失再生和创造的愿望和动力。实际上，中国传统的思维方法中不仅缺少合乎逻辑的严密推演法，也缺少合乎逻辑的严密归纳法。而西方人运用形式逻辑和实验验证等尖刀式的思维方法，通过从简单到复杂的推理演绎过程，把基本的实践知识变成了学理的知识，进而发现规律，形成了近代科学。

当然西方人习惯的这种思维方法并不能解决所有的问题，比如有关教育教学这样的复杂问题，西方虽然有诸多理论形成，但都只能用于解决局部问题。中国人撒网式的思维方法恰恰是西方人所欠缺的，如果将两种思维方式整合运用，我们就有可能获得新方法和新途径。

我们要做的首先是运用祖先给我们的思维方式，为教学全过程构建一个简单而完整的逻辑模型，使其包含教学过程的所有事物以及各种要素的相互关系，并让这些事物及其关系能在此模型中不断再现。再借助西方已有的经实践检验为有效的教学理论，找到一条从简单到复杂，用可见、可听、可摸的方式来控制那些不可见、不可听、不可摸的东西的途径。我们完全可能经过不断的探索，获得经验积累，逐步走向对新事物的发现、发明和创造，最终形成我们自己的教学理论。

2、全维教学

让我们用形式逻辑的思维方法，从简单到复杂，重新审视教学问题之所以简单或复杂的原因所在。

学生能是否辨认出黑板上的一个字？诸如这样的简单问题，其结果要受字的大小、书写质量、反差、距离、视力、辨字能力等多个因素的影响，即存在多个影响结果的维度。该问题之所以简单是因为其只有“认出”和“认不出”两种结果，且结果关于各维度只是单调关系。

关于完整的教学问题就远不是这么简单了，因为教学结果本身就是连续可变的多个结果维度的复杂函数，每个结果维度又是众多过程维度的复杂函数。所以要解答有关课程改革和教学优化的任何一个问题都不是轻而易举的。

教学必须解答的问题有：我们希望达到什么样的教学结果？怎样评价是否达到了希望的结果？

希望的结果怎样做才能达到？怎样评价做的过程是否科学合理？要创造怎样的条件才能做得更好？

如果我们也把教学结果看成是多个维度的复杂函数，那么全面解答这些问题的过程，就是要求教学结果的最大值和所有相关维度的优选解的过程。此解一定存在，且通常不是唯一的，故有“教学有法而教无定法”之说。

不同的教学理念会希望有不同的教学结果，对教学结果最大值的内涵界定就会不同，那么，所有维度的解也一定随之而不同。

我们希望能判定所有维度间的关系，并努力追求对各维度进行有效的调控，进行这种判定和追求的教学理论和实践我们称之为－－全维教学。

3、全维教学逻辑模型概述

3．1、建立关于全维教学待解问题的通用逻辑模型

日常教学每个教学过程都面临着一系列新的待解问题，在缺少能反映问题全貌和实质的直观逻辑模型时，其解必定是顾此失彼的。教学待解问题的全维模型不可能是简单的数理模型。一个基于复杂的教学心理规律所建立的全维待解问题模型，一定是有机关联和动态发展的。

我们把人的学习能力和解决问题的能力的成长看成一族支柱的成长；人是在基于这一族支柱构成的平台上，经外部通道来学习和解决问题的；这一族支柱之间经内部通道相互联系，构成一个协同的整体。

支柱的成长需要内因和外因同时作用。

右图描绘的就是这种支柱体系模型的俯视图

当我们把教学所要调控的所有维度都有序地纳入模型中时，称该模型为――全维教学逻辑模型。

3．2、支柱、通道和平台成长的基本理念描述

三大支柱－――分别代表知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的教学结果三个组成部分；

三大支柱也可称为基本技能、思维技能、个性品质三个基础组成部分；

支柱的均衡壮大，带动平台的平衡扩展和提高－――代表教学结果的收获和积累，带动学习素养的发展和学习层次的提高；

平台的扩展，带动各种通道的扩张并缩短，使外部和内部通道的联系能力加强，传输效率提高－－－代表学习素养发展而带动能力的加强和效率的提高。

3．3、各支柱间通过内部通道互动转化和促进

我们不能因为脑的功能区在空间上相对独立就把三个支柱看成是相互独立的，它们之间存在着极为密切的关联和互动作用，模型中建立支柱之间的内部通道正是反映了这种客观存在的紧密联系。

各支柱既有其相对独立性，也有相互关联、互动和相互转化的紧密联系，并在学习过程中综合发挥效能。

获得方法时必须以相关的知识为前题，而方法中又必然包含有关知识；

科学方法常被称为科学过程技能或探究技能，这是过程与技能的综合；

情感、态度和价值观的建立要依托基本知识的内化和过程体验的支持；

兴趣、动机等情感要素明显影响着知识和方法的建构强度和内化效率；

行动时对知识技能的取舍和对方法过程的选择都将受制于其价值取向。

3．4、各外部通道具有输入和输出的双向功能

外部通道既是调控传输和吸收（内化）通道，又是反馈评价和化解（外化）通道，具有双向功能。

3．5、基于支柱、通道和平台理念的基本观点

（1）三元教学成果构成学生成长平台三大支柱；（2）基于平台的教学资源是支柱成长的营养源；

（3）有意义的教学是支柱成长的营养传输通道；（4）支柱靠同化顺应内化营养来成长而非堆砌；

（5）促进支柱成长和平台均衡发展是教育之本；（6）开拓源泉扩展通道和合理传输是教学之道。

3．6、教学资源的构成形式和需要考虑的维度

3．6．1、教学资源包括：教师、教材、教学设施设备、教学技术和手段、同学、媒体信息资源等为教学实施所能提供的基本资源的综合。

3．6．2、教学资源可呈两种构成形式：(１)构成直接输出的资源形式；(２)构成有待化解的资源形式。

3．6．3、优化教学资源需要考虑的维度有：总量、品质、形式、层次、结构、可作用时间、可作用空间等。

3．7、支柱的内部结构和成长需要关注的维度

3．7．1、实现凝聚状态的结构元是构成支柱的主体：

知识技能支柱内涵的结构元，记载有关于反映事物外部和内部及其变化流程的各种特性，以概念表象和动作流程的形式重现。

过程方法支柱内涵的结构元，记载有关于建立结构元之间联系的方法和过程的各种特性，以逻辑程序化思想图式的形式重现。

情感态度支柱内涵的结构元，记载有与其它支柱结构元相互关联的反映情绪体验的特性，以态度情感反应和心向的形式重现。

3．7．2、结构元实质是形成紧密关联的神经元组合：

（1）神经元的兴奋状态和激活：神经元的兴奋状态有两种阈值，而在思维过程中，不同脑区内也有多个神经元兴奋模式出现着。仅超过第一种阈值时，这些神经元兴奋模式并不为我们觉察，仅能意识到一事物的存在。当神经元兴奋模式超过一定强度时，就能被意识感知，我们称此为第二种阈值（或意识阈值）。超过此阈值愈多，则对此内容的感受愈鲜明。神经系统中广泛存在着相互抑制和相互作用，可以产生无意识兴奋模式和有意识兴奋模式的相互转换。一些脑区专门针对某一给定的认知领域，以至它们只有在一定的条件下才会激活。

（2）结构元及其激活和发展：结构元是意识感知某一事物时形成紧密联系的神经元组合，当组合内的神经元激活至意识阈值时结构元即被激活，结构元进入学习状态。在学习状态下，结构元用同化的方式纳入新内容所涉及的神经元而逐步壮大；当原有的组合方式必须改变才能纳入新内容时，结构元用顺应的方式进行重组，才能使结构元继续延伸；结构元靠反复提取维护和营养更新才能使关联不断加强形成内聚结构；进一步的发展是结构元之间逐步整合并经内部通道贯通形成结构体系。

3．7．3、支柱成长需要关注的维度：

支柱靠结构元的丰富、延伸、内聚和整合而逐步成长。支柱成长需要关注的维度有：

丰富宽泛的内涵扩展程度（柱的面积）；建构体系的有序内聚强度（柱的结构）；

学习能力的层次提升高度（柱的高度）；转化互动的平衡协调程度（柱间平衡）。

3．8、支柱的内部过程机制名称及其定义解释

3．8．1、微观过程

（1）激活－－指相互关联的神经元组成的结构元清晰重现，从而具有了能参与外化和内化活动的活力的过程；

（2）更新－－指结构元纳入新的内容并使其更丰富和清晰的过程；

（3）内聚－－指结构元内部联系加强，内部组合变得更加有序的过程；

（4）重组－－指结构元内部或结构元之间原有的组合方式改变，重新进行组合的过程；

（5）整合－－指新建不同结构元之间的关联或结构元的合并过程；

（6）贯通－－指不同支柱的结构元之间建立关联形成结构元体系的过程。

3．8．2、综合过程

（1）内化－－指结构元纳入新的内容和营养时所进行的激活、更新、内聚和重组过程；

（2）外化－－指调动结构元体系力图分析、解释和化解当前任务和问题的过程，也包括力图表述以表象或图式重现的结构元体系形成经历的过程。

3．8．3、宏观过程

（1）内部协商－－指以联系和思考为方式进行的内化、重组、整合、贯通过程；

（2）外部协商－－指外化前题下的交流、讨论和争论等思想交流过程，外部协商往往也伴随着发生内部协商过程的进行。

3．9、学习的阶段划分和相应的全维模型

3．9．1、学习的阶段划分

支柱的成长和平台层次的升高过程相对于人的学习素养发展过程，可分为三个阶段层次：

（１）导引阶段

学生几乎没有可直接迁移内化、和转化的有关学习内容的原有支柱和通道作为基础，各通道的构建需要丰富水平的教学作为导引。

（２）高级阶段

学生必须为解决相对较为复杂的问题而获得高级知识技能、过程方法，并形成相应的情感态度和价值观。

（３）专家阶段

专家拥有的是丰富的相互联系的知识结构和过程技能，包含内部凝聚性的资源、人际关系、信息、系统、技术五种能力，有稳定的情感指向。

专家几乎不需要教学的支持，而转向对研究环境和资源条件的需求。在这一学习阶段，提供具有丰富水平的教学，反而会起反作用。

3．9．2、模型变化发展规律

支柱的均衡壮大、平台的平衡成长和相互融合、使各种通道扩张和缩短，意味着内化和转化能力的不断强化和学习素养的不断提高。

3．9．3、学习阶段的相对性

学习处于哪一阶段是由所要解决的问题的难度相对于内化通道的传输能力而言的，并非完全由学历和年龄来决定。例如：

成年人接触全新的学科可能就属于导引阶段；

而儿童学习已有丰富相关支柱和通道基础的简单新知识就可能适合用类似专家阶段的方式学习，这是我们在教学中大力创导自主学习和发现、探究学习的理论基础，在实施时我们需要解决的问题是如何提供学生自主学习和探究的丰富资源，如何创造有利于学生发现和探究的条件。