科學與藝術：如何提升教學設計的境界

英國博物學家赫胥黎曾在《科學與藝術》中形象地比喻：“科學與藝術是自然這塊獎章的正面和反面。它的一面以感情來表達事物的永恒的秩序，另一面，則以思想的形式來表達事物的永恒的秩序。”自古以來，科學和藝術就是攜手相伴、共同前行的。然而，隨著社會分工的細化，科學與藝術似乎是異途而行，漸行漸遠。

教育者常自言自語：“教育的一半是科學，一半是藝術。”確實，盡管我們都認為教學設計就是“科學與藝術”并舉的工作，但它卻經常就像“魚和熊掌”一樣，以兩難問題的形式擺在我們面前。因此，如何處理好“科學與藝術”的關系，展現它們在教育研究實踐中的互洽性，成為我們時時刻刻都將面臨的話題。

如此巧合，周偉老師所設計和執教的教學案例就名為“科學與藝術”。它是高一語文教學內容，同時涉及物理、音樂、數字、美術、信息技術等多學科的知識，對教師的整合能力充滿了挑戰。我全程指導并跟蹤分析了這個信息化教學案例。在整個過程中，周老師展現出了優秀的專業素養，很好地處理了各種疑難問題，實現了“科學”與“藝術”在信息化教學設計中的有機融合。

教學設計要素點評：諸事有法，則操之得法

1．教學框架設計點評：用概念圖來展示結構

周老師有效地使用Inspriration這一概念圖軟件，繪制出了整個教學框架結構的概念圖，使得教學設計的結構框架一目了然，清晰明確。

《科學與藝術》的教學框架組織，是由從主題單元出發的系列專題學習而構成的。在教學框架設計中，周老師將專題學習活動設計成“實踐探索”和“理性探討”兩個板塊。其中，實踐探索又分為“科學家與藝術+藝術家與科學”、“學科與藝術+藝術與學科”兩個子專題。由于子專題的學習目標還顯得偏大，周老師采用了“窺一斑而知全豹”的教學策略：在“科學家與藝術”中著重研究典型代表人物愛因斯坦的藝術素養；在“藝術家與科學”中著重研究典型代表人物達·芬奇的科學成就：在“學科與藝術”中著重研究數學中所蘊藏的藝術美；“藝術與學科”中著重研究音樂的物理構成。這樣的設計，一來能夠縮小教學所涉及范圍，二則可利用已有教材，第三也充分顧及了初、高中知識的銜接。

2．教學目標設計點評：吻合新課程標準要求

教學目標與新課程標準相吻合，是本案例符合新課程教學改革精神的又一亮點。

上海市二期課改高一語文第一學期閱讀讀本(實驗本)第三單元的教學目標旨在促使學生認識到科學和藝術是相輔相成、融會貫通的，培養其高尚的人文情懷，從而幫助他們樹立為了人類更美好地生存、走向更高的文明境界而努力奮斗的崇高理想。但是，在具體教學目標選擇上，課程編撰者只顧及了單元主題詞，卻沒有十分準確地貼近整個單元的教學目標，所以本教案的設計者在維系整個單元教學框架的基礎上，通過教材的重新組合，確立了“較為理性、系統地認識科學與藝術的關系”這一集中的教學目標。“科學和人文的關系”是當代社會的重大命題，學生接觸這一社會重大命題，有益于糾正重理輕文或重文輕理的錯誤觀念，全面發展。

3．教學準備工作點評：教學實施，不打無準備之仗

在教學準備階段，教學者設計了學生信息素養調查表，對學生狀況進行調查摸底，充分做到了心中有數，也為進一步合理劃分學習小組提供了充足的依據。為了幫助學生有效開展學習，教學者還專門設計了“學習支架”：專題研究模板。它是以問題引領為核心的由一系列問題序列所構成的研究綱要，其參照體系主要是布魯姆的六層認知結構和我們精心研究設計的“是何、為何、如何、若何”＋“由何”類問題所構成的二維教學問題設計體系。這些教學問題設計工具調整了教學從低級思維向高級思維發展時問題分布所占的比例，提高了教師的問題設計質量，提升了教學整體品質。

所有這些準備工作，為學生學習起到了扶持幫助作用，使學習目的更明確，有助于提高學習成效。

4．教學環境與資源設計點評：數字時代，技術助力

在《科學與藝術》中，應用到了網絡、計算機、投影儀，音響等信息化和多媒體設備。它們取代了教師傳授講解、板書設計的部分功能，也為學生搜索信息、交流共享、匯報展示提供了支持，構成了與傳統的封閉式課堂迥然相異的信息化教學環境。在教學資料選擇上，傳統教學唯本本教學，教材似乎“神圣不可侵犯”。而本教案設計者圍繞“較為理性、系統地認識科學與藝術的關系”這一集中的教學目標，打破舊有思維模式，充分發揮主觀能動性，選擇教材、改造教材、拓展教材，通過一系列專題式教學促使學生更好地理解科學和藝術的關系，體現了新課程改革的先進教學理念。

5．教學評價設計點評；定性與定量并舉

在教學評價設計上，周老師通過為《科學與藝術》設計教學效果評價量規，并結合教學過程中的學生表現，形成一種定性與定量相結合的評價方式，從而較全面地評價了學生的學習效果。當然，其中不足之處在于量規設計中的項目權重設置比較隨意，描述內容仍不夠明確，學生不易于進行獨立的自評和互評。

教學實踐效果點評：實踐是檢驗真理的唯一標準

《科學與藝術》取得了令人滿意的實踐效果，檢驗和印證了教學設計的成功。

1．“科學家與藝術+藝術與科學家”實錄點評

借助于合適的教學問題為引導，并且得力于教學前對學生信息素養進行的調查，學生的互動討論與資源探究分析都進展順利，效果良好：在探討音樂、文學、哲學對愛因斯坦科學創造的影響時，主持發言的丁浩同學播放了一首貝多芬的《月光奏鳴曲》，全班同學頓時沉浸在優美動人的音樂旋律所構造的寧謐氛圍中，暫時擺脫了平日生活的緊張疲憊，身心感受到前所未有的放松和愉悅。這一親身體驗使學生感悟到音樂的確可以陶冶情操、激發靈感，對科學家豐富的想象力起著重要的促進作用，因此，也從一個側面證明了科學與藝術是不可分割的。

2．“學科與藝術+藝術與學科”實錄點評

在研究音樂的物理基本構成時，學生利用一些仿真軟件和自制的土工具做振幅、音頻、共鳴的實驗，對物理學知識投入了極大的熱情和濃厚的興趣，語文課似乎上成了物理課。但是，經過親自實踐體驗，學生逐漸領悟到原來音樂之中到處都存在著物理機理，“藝術與科學”是一對形影不離的“好朋友”。這一專題的教學效果，也是比較理想的。

3．“純粹理論研究”實錄點評

在這一重點專題的教學過程中，出現了許多亮點。其中，尤以兩處更為出彩，并且與教學問題有著密切的關聯：(1)學生討論“為什么達·芬奇所繪的蒙娜麗莎的眼睛似乎總是注視著觀眾”，這一問題是學生在基于老師的教學問題之上自己提出的；(2)爭論“黃金分割究竟是一條美學原則還是數學原則(為什么)”。對于前一問題，學生通過熱烈的辯論認識到達·芬奇藝術創作背后有著雄厚的科學基礎。而對于后一問題，答案更是令人吃驚。在唇槍舌劍的激烈交鋒中，學生引發出一個具有哲學深度的結論：黃金分割原來只是實踐中的經驗常數，經數學家的科學總結才上升為一條美學原則，而它反過來又對藝術創造產生了指導作用，恰似辯證唯物主義中“從實踐中來，再回到實踐中去”的關系，超出了教學設計者原先預設的答案。

這種讓人倍感振奮的教學場景，讓人深刻體會到學生才是學習的真正主體。其實，學生都心懷無窮的疑問和強烈的學習興趣，只是這種學習熱情平時被種種因素抑制著，只要教師能夠鼓勵學生勇敢質疑、提問、究問，引起學生的學習熱忱，他們的創造精神就會被大大激發。這一專題的教學實踐表明，教師無須對學生有價值的問題和激烈論爭過于擔心，因為正是在這種看似與正統教學無關的問題中、在激烈的言語交鋒中，學生的思維品質和語言表達能力得到了提升，問題探究的能力得到了不斷的擴大和深化。

在本專題的某些教學環節處理上，還是留下了一些缺陷與遺憾。譬如：一些專題研究小組的代表上臺向同學匯報學習成果時，只是參照演示文稿上的文字一條一條地念，不加以擴展補充，不能用自己熟悉的語言表達形式來深入解釋自己的觀點。這種照本宣科的方式，使教師無法判斷知識是否已內化為學生思想：而另一些學生則只對自己小組作品感興趣，對其他小組的演示卻注意力不集中。導致這一狀況的重要緣由，在于教師沒有事先對學生的演講匯報方式進行充分指導，沒有明確要求各小組應該與其他組的問題探究結果進行互動、質疑或交流。

4．綜合作業點評：促進學科教學和深度認知

“我們無法想象沒有藝術的純粹科學與沒有科學的純粹藝術會將這個世界變成什么樣子。如果我們真的害怕面對這個問題，那么就先放下它，將藝術科學化，科學藝術化。創造出更人性化的生存空間!”“科學和藝術是相通的，兩者互補而統一地構成了世界的美的極致，兩者永遠沒有終點。科學求真，真中涵美；藝術唯美，美不離真，那都是熱愛真、善、美的人不斷追求的目標。”

上述兩段文字摘自學生的綜合小論文，從中我們或許可以窺見學生通過這一主題學習對“科學和藝術的關系”有了比較全面深入的理解。事實上，“科學與藝術的關系”，一直是很多哲學家、科學家孜孜以求而從未解決的課題。盡管上述學生見解并不是十分完美精確的答案，但卻實現了本主題單元的教學宗旨：鍛造學生的人文精神，幫助其樹立正確的科學觀念。

教學設計模式總評：問題化教學設計的成功

以“科學與藝術”為主題單元的教學案例，是一個信息技術支持的問題化教學設計案例。它的設計理念體現了問題化教學的諸多研究理念和操作方法，其核心是以信息技術為手段，以精心設計的高質量教學問題集為引導來開展教學。

事實上，問題化教學設計模式旨在通過教學問題集引導主題單元教學，要求學生在教師指導下針對問題展開學習，通過互相交流和教師點撥形成對問題比較完整的理解，從而發展學習者的高級思維能力。《科學和藝術》遵循了這種教學設計模式的指導理念，是一種親身實踐的探究方式，通過教師問題引導、學生在實踐探究中發現和解決問題，獲得了遠比灌輸來得更為扎實的真知。在整個教學過程中，教師依據二期課改的理念和教學目標的要求，為學生的學習提供了具體的幫助指導，在整個課程的實施過程中起到穿針引線的作用。由于沒有受到以往陳規陋習的制約，沒有受到“填鴨式’灌輸的影響，學生充分應用其信息技術方面的優勢來幫助學習，能夠對同伴的學習成果進行質疑，并通過熱烈的質疑討論和爭辯將教學問題不斷導入到更深的層次，他們的學習熱情和興趣被大大激發，并得以長久的維持。

總的來說，該教學案例是一個優秀的、有代表性的問題化教學設計實踐案例。

掩卷之后的點滴沉思：教學設計，任重道遠

在《科學與藝術》案例中，我們為周老師提供了大量的理論指導和設計策略，并反復修訂了教學設計方案。實踐已經充分證明了該案例的優秀性和受歡迎程度。然而掩卷之后，不禁還是要提出幾個問題，供廣大教師認真思索。

1．如何正確處理技術與課程的關系

在處理“信息技術與課程教學”的關系時，《科學與藝術》絕非并無瑕疵。結合這個案例，我們需要關注和思考的是，如何看待信息技術與課程教學、學生問題解決能力、思維技能發展之間的關聯和主次定位?是“技術喧賓奪主、教學主隨客便”，還是“教學為體，技術為用”?或許我們心中都早有答案，但在具體實踐時，是否又會情不自禁地目標漂移而誤入歧途呢?

2．如何增加教學案例的可操作性和表現力

《科學與藝術》的成功，是一個專家指導支持的絕版個案，還是可以讓更多教師復制模仿和操作實施的案例?我一直認為，不可復制的知識是無用的知識。事實上，本人一直關注教學案例設計中“可復制知識”的重要性，并一直努力為教師們創設可以增強案例理念表現力的各種方法和途徑。這一工作盡管細致繁瑣，但我卻認為它將使得更多一線教師受益，使他們能夠分享經驗和心理。在《科學與藝術》中，我設計并明確要求周老師采用概念圖、作品圖、教學問題設計、新課程標準、評價量規等新元素，從而使得該案例更加具有可讀性、可信度和可操作性。對于這些新的設計元素，是否值得一線教師重點關注，并發揮完善?

3．如何用優秀的教學問題設計來觸發學生思維

在《科學與藝術》中，優秀的高質量教學問題設計是使得教學得以熱烈開展并取得優秀教學效果的引發點。這些問題設計，有效地引發了學生的學習興趣和高級思維能力發展。然而，限于篇幅，本案例只展示了教學問題設計的最終結果，卻未能展示教學問題設計的過程，使得其他老師對“問題化教學設計模式”的可模仿學習性大為降低。為此，本人將在《曲案說案》專欄專門設置一“教學問題設計”點評活動，重點探討教學中問題設計的理念與方法。

結語：每次辛勤的努力，都是積極的嘗試

事實上，周偉老師是一個有主見和想法的優秀青年教師，并不輕易接受任何的建議和觀點。在案例設計與實施期間，我們溝通甚至論爭多次，總是在深入研討之后，才能達到“理念的妥協與共識點”。周老師的精彩反思，以及我們之間的互動對話，收錄在我的博士論著《問題化教學設計：信息技術促進教學變革》之中。

辛勤的汗水不會白流。值得欣慰的是，周偉老師的《科學與藝術》案例，榮獲了上海市靜安區教師信息化教學能力大賽一等獎。這對于我的工作來說，是一種欣慰和成功；而對于周老師的努力來說，則是一種贊賞認可，更是一種鞭策和鼓勵……

(作者單位：華南師范大學教育信息技術學院 510631)