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出版者:广西教育出版社

作者:叶佩珉

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页数:0

译者:

出版时间:

价格:13.0

装帧:平装

isbn号码:9787543531741

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课程设计与教学实践：数学、物理、化学教学论前沿探索 图书简介 本书深入探讨了基础科学领域——数学、物理、化学的课程设计与教学实践前沿课题。全书共分为五大部分，系统梳理了当代教育理论在理工科教学中的应用，旨在为一线教师、课程开发者以及教育研究者提供一套全面、深入且具有实践指导意义的参考框架。 第一部分：现代教育理论基础与理工科教学的融合 本部分首先对后现代主义、建构主义以及社会文化理论等当代主流教育哲学思潮进行了细致的阐述。重点分析了这些理论如何重塑我们对“知识的本质”和“学习的过程”的理解。 1.1 认识论转向：从知识传递到知识建构 传统教学模式侧重于知识的标准化传递，而现代教育学强调学习者是知识意义的主动建构者。本章详细探讨了皮亚杰和维果茨基的理论如何具体指导数学和物理概念的引入顺序与深度。例如，在微积分教学中，如何设计探究性活动，使学生在解决实际问题（如优化、变化率）的过程中“发现”极限和导数的概念，而非被动接受公式。 1.2 学习的社会性与协作学习 本节着重讨论了基于协作和对话的学习环境在理工科教学中的构建。我们考察了“同伴互教”模式在解决复杂物理问题（如电磁场分析）时的效率，并提出了在大型课堂中实施有效的小组合作学习的组织结构和评估机制。强调了数学思维（如抽象、逻辑推理）如何在同伴讨论中得到磨砺和内化。 1.3 情感、动机与科学学习 科学学习往往因其难度和抽象性而产生学习焦虑。本部分引入了自我决定理论（SDT），分析了如何通过提供自主选择权、增强胜任感和关联性，来激发学生对化学实验和物理模型构建的内在学习动机。我们提供了案例分析，展示如何将现实世界中的工程挑战融入课程，增强学习的意义感。 第二部分：数学课程论：深度理解与高级思维的培养 本部分聚焦于中学和大学低年级数学课程的结构优化，目标是超越计算技能的训练，培养深层次的数学素养和批判性思维。 2.1 代数与几何的深度连接：拓扑思维的早期引入 本章批判性地审视了传统割裂的代数与几何教学法。我们提出了一种整合性的课程设计方案，通过仿射变换、欧拉公式等中介概念，展示两者在更广阔的几何结构下的统一性。重点讨论了如何使用动态几何软件（如GeoGebra）辅助教学，以可视化抽象的几何关系。 2.2 微积分教学的语境化与概念的精确性 微积分是理工科的基石，但其概念的严谨性常常在教学中被简化。本节深入探讨了如何平衡直觉理解与形式证明。我们设计了基于实际工程数据（如信号处理、经济增长模型）的案例研究，用以阐释级数收敛的必要性，并详细解析了“无限小”这一概念在不同数学语境下的精确含义。 2.3 概率论与统计思维：不确定性下的决策 面对数据驱动的世界，统计思维至关重要。本章探讨了如何将贝叶斯推理和频率学派的观点进行有效整合，避免学生对随机性的误解。案例集中在如何通过模拟（如蒙特卡洛方法）来理解中心极限定理，并教授学生识别和批判常见的统计谬误。 第三部分：物理课程论：模型构建与实验探究的范式 物理教学的核心在于构建、检验和应用物理模型来解释自然现象。本部分致力于提升实验教学的质量和理论建模的有效性。 3.1 经典力学教学中的“概念冲突”策略 学生在学习牛顿力学前往往带有根深蒂固的亚里士多德式（或日常经验）的运动观念。本节详述了如何设计一系列精心挑选的“概念冲突”实验（如斜面上的摩擦力、惯性系中的相对运动），引导学生主动识别并修正原有的错误概念模型。 3.2 电磁学：场观念的抽象化与可视化 电磁场的概念是物理学中最抽象的部分之一。本章提出了从“超距作用”到“场”概念的过渡路径。我们研究了向量场、标量场的可视化技术，并分析了法拉第的实验思想如何指导高斯定律和安培定律的教学，强调了场的源和通量的物理意义。 3.3 现代物理初步：从宏观到微观的思维飞跃 相对论和量子力学的引入是现代物理课程的难点。本部分提出了“基于思想实验的教学法”，通过洛伦兹变换、黑体辐射的“紫外灾难”等历史情境，引导学生体验经典物理的局限性，从而自然地接受新的量子化和时空观。 第四部分：化学课程论：结构、过程与系统思维 化学是研究物质结构、性质、组成、反应规律的科学。本部分关注如何有效传授原子尺度上的概念以及宏观化学反应的动态过程。 4.1 原子结构与元素周期律的深度教学 本章超越了简单的电子排布记忆，探讨了量子力学原理（如薛定谔方程的定性理解）如何决定化学键的性质和元素的周期性。重点介绍了如何使用多媒体模型来展示轨道杂化和分子轨道理论对分子几何形状的影响。 4.2 化学热力学与反应方向的定量分析 热力学是理解化学平衡与反应方向的关键。本节强调了吉布斯自由能作为驱动力的核心地位。课程设计应着重于将熵变、焓变与宏观可观察现象（如溶解、相变）联系起来，避免纯粹的数学推导。 4.3 实验教学的创新：从验证到探究 化学实验是学习的关键环节。本部分提供了关于设计“开放式”或“基于问题的”实验的指导方针。例如，不再是简单地配制标准溶液，而是让学生自行设计一个分析方案来测定未知样品中的特定离子浓度，涉及试剂选择、误差分析和方法优化。 第五部分：课程评估与教师专业发展 课程的成功实施离不开有效的评估和教师的持续成长。 5.1 形成性评估在理工科教学中的作用 本章详细介绍了“退出小测验”（Exit Tickets）、概念检验（Concept Inventory）等工具在数学和物理学习中的应用。强调形成性评估的目的不是打分，而是诊断学习障碍，并即时反馈给教学设计。 5.2 高阶思维的评估：从选择题到任务驱动型评估 探讨如何设计能够真正衡量学生问题解决能力和批判性思维的评估任务，例如要求学生对实验数据提出替代性解释、或对一个物理模型的适用性边界进行论证。 5.3 教师的持续专业学习共同体（PLC） 最后，本部分倡导建立以学科为基础的教师专业学习共同体。通过共同备课、观摩教学和基于实践的反思，教师团队可以持续迭代课程内容和教学方法，确保教学实践始终与最新的教育研究和学科发展保持同步。 本书结构严谨，内容丰富，旨在为构建面向未来、注重深度学习和实践能力的理工科教学体系提供坚实的理论支撑和可操作的教学蓝图。

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拿到这本书时，我最先留意到的是其装帧的质感，那种厚实且略带磨砂感的纸张，握在手里就很踏实，似乎预示着里面内容的重量。然而，真正让我感到惊喜的是，作者在处理那些宏大叙事时，依然保持着对细节的执着。比如，在讲述物种大灭绝事件时，他并未简单地罗列时间线和死亡数字，而是细致地描绘了特定生态系统在环境剧变下的反馈机制，以及幸存物种的适应性辐射过程，这使得历史的冰冷感被一种动态的生命力所取代。我发现自己对时间概念的理解都随之被拉伸了，能更清晰地感受到地质年代的尺度感。而且，这本书在语言运用上非常老练，它既有教科书的清晰准确，又偶尔会流露出一种对生命现象的敬畏和诗意，比如形容基因编辑技术对生命轨迹的重塑时，措辞既审慎又充满力量。这种文风的平衡拿捏得恰到好处，避免了学术著作常见的僵硬感，使得阅读过程中的心流体验非常稳定，让人愿意一页一页地往下翻，生怕错过任何一个精彩的论述点。

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我向来对那些试图在一个领域内“包罗万象”的教材持谨慎态度，总觉得贪多嚼不烂。但这本书在覆盖范围上展现出的平衡感，令人印象深刻。它巧妙地避开了那种百科全书式的堆砌，而是聚焦于生物学中那些最具解释力和前瞻性的核心概念。比如，它对发育生物学的探讨，没有陷入冗长的形态发生细节，而是着重于信号通路和基因调控网络如何实现复杂结构的精确构建，这种聚焦使得知识点的内聚性极强。更值得称赞的是，书中对生物学研究方法论的介绍，采取了一种“案例嵌入式”的教学方法，读者不是在脱离语境的章节中学习如何做PCR或测序，而是通过对某个具体科学发现的追溯，自然而然地理解了这些工具的适用范围和局限性。这对我这样的跨学科背景研究者来说尤其重要，它帮助我快速定位了现有研究的“技术壁垒”和未来的发展方向。这本书的价值，在于它成功地构建了一个高效率的学习路径图，让读者能迅速掌握学科的骨架和最活跃的血肉部分。

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这本书的排版设计，老实说，第一眼看上去略显朴素，可能不会吸引那些追求炫目视觉效果的读者。但正是这种朴素，反衬出内容的厚重与踏实。它没有花哨的边框或多余的装饰，所有的空间都被有效地用来承载信息。我特别留意了注释和参考文献的组织方式，它们处理得非常专业和清晰，每一个关键论断后面都有可靠的出处支持，这为深度学习者提供了极大的便利，方便我们追溯到一手资料进行更深入的探究。在阅读过程中，我发现作者对于“不确定性”的讨论非常坦诚。他没有将生物学描绘成一个已经完全被解答的领域，而是坦率地指出了当前科学界尚未解决的关键难题，以及这些难题背后的哲学困境。这种对知识边界的清晰界定，反而极大地激发了我的探索欲，它不是终点，而是一个起点，激励着读者去思考如何填补这些空白。总而言之，这是一本面向严肃学习者的作品，它的价值不在于快速提供答案，而在于提供一套可以持续思考和质疑的框架体系。

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这本书的阅读体验，坦白说，充满了挑战，但绝对是值得的。我通常习惯于快速浏览学术著作，但面对这本书的某些章节，我不得不放慢速度，甚至需要借助其他参考资料来确保完全理解作者提出的每一个论点。它不像市面上很多通俗读物那样，为了迎合大众而牺牲了科学的精确性，相反，它坚定地站在了严谨科学的立场上，对一些历史上的争议性理论也进行了审慎的梳理和批判性分析。尤其是在遗传学和分子生物学的交叉领域，作者展现了惊人的知识整合能力，将看似孤立的实验数据串联成一个宏大的生物信息流动图景。这种深度的挖掘，虽然要求读者具备一定的预备知识，但对于想要深入专业领域、提升思维深度的学习者来说，简直是一座宝库。我特别欣赏它对实验设计哲学层面的探讨，不仅仅是告诉我们“是什么”，更重要的是教会我们“为什么”要用这种方法去探究自然规律，这对于培养未来科学工作者的批判性思维至关重要。书中的案例选取也十分独到，常常能从看似平凡的生物现象中，挖掘出深刻的科学原理。

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这本书的封面设计非常引人注目，那种深邃的蓝色调配上醒目的白色字体，立刻就给我一种沉静而专业的学术气息。我原本是抱着一种对生命科学基础知识的梳理和巩固的期望来翻开它的，但很快发现，它远不止于此。作者的叙事方式极其流畅，仿佛不是在陈述枯燥的理论，而是在引导我们进行一场探索之旅。特别是它对细胞结构和功能演变的描述，那种层层递进的逻辑性，让人在理解复杂机制的同时，还能体会到生物体内部运作的精妙与和谐。比如，在讲解光合作用时，它没有停留在化学方程式的堆砌上，而是深入剖析了不同植物应对环境胁迫时，其光合系统是如何进行动态调整的，这一点对我这个长期关注生态适应性的研究者来说，提供了全新的视角和坚实的理论支撑。阅读过程中，我多次停下来，去翻阅附带的图示和表格，那些精美的插画将抽象的概念具象化，极大地降低了学习的门槛，使得即便是初次接触这些复杂生物学概念的读者，也能迅速抓住核心脉络。这本书在内容广度上保持了基础科学的严谨性，同时又在深度上有所突破，成功架起了基础理论与前沿应用之间的桥梁，让人读起来酣畅淋漓，收获良多。

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