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教学设计作为一门科学是20世纪60年代在美国兴起的，布鲁纳与奥苏贝尔的认知学习理论对此有着重要影响。其实，教师在上课前都是要备课的，这也可以看成是初级的教学设计，然而，传统教学中的备课主要是以教材的内容为主，教学目标的设置、教学方法的选择主要凭借各人的经验，缺乏科学依据。简单地说，教学设计是在教学开始之前对教学过程中的各种因素(如：学生特点、教学目标、学习内容、媒体设置等等)，进行预先筹划，精心构造，创设教学情境，以期达成教学目标的系统化设计。要详细地分析教学设计的过程，需要对教学设计的基本要求、主要内容、操作过程进行系统研究，才能为灵活运用奠定基础。
一、 中学课堂教学设计的基本要求
课堂教学设计如果按时间分为长期与短期的两种，也可分为学期、单元、课时设计三种。但是，最主要的还是在一节课内的教学设计。如果按课堂教学的对象来分，可分为班级集体授课设计、班级小组授课设计、个别化教学设计等几种。若按场地分，可分为教室授课设计、图书馆教学设计、室外考察的教学设计等等。当然还可以按教学的知识目标来区分，如陈述性知识的设计、程序性知识的设计、策略性知识的设计等。不论哪种教学设计，都应当服从以下几方面要求：
(一) 教学设计的目标要求
在设计课堂教学目标时必然会遇到的问题是：教学目标如何解决班级整体目标与个体目标的矛盾。如果教学内容的思考性比较强，个体学习的差异相对比较大时，这一矛盾就会更加突出。面对这一矛盾，我们传统的做法是设计时以整体目标为依据，适当弥补个体学习困难的学生，如在提问时设计相对浅显的问题，或者留出适当的时间对他们进行个别点拨。然而，可以预见的事实是，浅显的问题既会使学生们产生“回答这类问题的学生无能”的暗示，又会使他们很难有面对困难的机会与勇气;而留出的时间常因教学内容较多而无法兑现。因此，这两个方法虽然也能起到一定作用，但并不能解决问题。对某一段知识的学习不太适应的学生，常常上课时因为遇到一处无法及时解决的问题，而影响了后面知识的学习，使学习进度落后于大多数学生，长此以往，一个学习困难的学生可能会产生了。现代教学理论强调教学设计的个别化要求，这一要求并不是说教学方式的个别化，而是强调在集体授课时，应当将帮助个体学习作为教学设计的重要目标，因为，并不只是学习困难的学生有课堂学习的困难，学习优秀的学生也会遇到，不过，他们的困难可能是教师教的内容他已经掌握了，或者他的某一个想法与众不同，可又遇到了困难，不能当众向老师提问。个别化要求正是用来解决这一问题的。
由于教学过程是多因素构成，因此在进行设计时，有时可能为了考虑某几个因素，而忽视了其它因素的作用。如在设计高中历史《中国资本主义的产生》一课时，为了便于学生掌握这一课的主要知识，可以将其内容(资本主义部分)分解设计为三个中心问题：第一，中国资本主义产生的原因是什么?第二，中国资本主义产生时的状况如何?(如：时间、地点范围、企业规模、特点等等)第三，中国资本主义产生的影响?然而，教师在设计时还应该考虑学生在初次阅读教材与接触这一内容时，还可能出现哪些令他们想不通的问题(如：有的学生可能一开始就会对“什么是资本主义?”产生疑问;有的学生则可能会想了解当时的工厂是什么样?也有的同学一看到学习的内容是经济史就厌恶等等)，这几个问题就反映了不同因素对学生学习的影响。教师的考虑越周到，设计的教学过程越会贴近学生学习的实际。但是，教师在大量考虑教学过程中的种种问题时，必须对这些问题及可能在教学时发生的现象认真分析研究，筛选最值得与学生讨论的问题与可能出现的现象，准备好方法与对策，尤其重要的时要明确每一个问题与方法的直接目标，在教学时通过及时反馈来了解个别学习的情况，这是实现教学目标的重要保证，同时教师还要将每一个直接目标与长远计划相对比，以形成连贯性的教学设计，为实现长期设计奠定基础。
(二) 教学设计的人际互动要求
班级集体授课方式在师生间或学生间的人际互动方面应当注意形成积极而协调的关系。首先在师生间，相互关系有这样几种方式：(1)主从型。即教师处于主导的支配地位，学生则处于被支配或服从的地位;(2)合作型。教师与学生有共同的目标，为达到目标，双方能够互相配合、相互让步、忍耐;(3)主从—合作型。这是师生间一种互补、对称的混合型的人际关系，如果合作因素超过主从因素，则是比较理想的方式;(4)竞争型。这是一种既使人兴奋、紧张，又使人不安、消耗精力的人际关系;(5)主从—竞争型。这种关系常常包含主从型与竞争型中的缺点，关系变化不定，既让人紧张又让人不安。前四种方式都有其优点，教师在进行教学设计时要依据客观因素给自己与学生的关系定位，关键在于将相互关系变成互动关系。教学的目的并不仅仅是知识目标的达成，教师在许多方面都会对学生产生重要影响，如：敢想敢干、认真严谨的研究精神;积极进取、乐观宽容的人生态度等等。一般情况下这些个性品质方面目标在教学设计时不会考虑，人们地考虑知识技能方面的目标。师生互动的要求则提醒教师们注意自己的态度对学生的影响，甚至某些非言语行为(如面部表情、手势等等)都应当考虑在不同的情境中的作用。师生互动的目的是让学生处于积极学习的状态，教师对每一个学生都要作出分析，了解用何种方法可以使他们处于积极的状态。
其次，学生之间的互动有两种方式：一是竞争方式。个体之间、个体与群体之间的目标是相互排斥的，学生在竞争的气氛中能够更加主动、积极地进入学习状态，但是，其缺点也很明显，每一个学生都想超过别人，在紧张的气氛中，学生更会产生疲劳，而厌倦学习，尤其是大多数竞争的失败者。此外，自私、狭隘的不良个性倾向也会滋生。二是合作方式。个人之间的目标、个人与集体之间的目标共同点比较多，在这种情境中，学生对班级、学科及教师都能保持积极的态度，相互间的气氛活跃而融洽，更能促进学生积极学习，学生也更易接受别人的意见，并形成更熟练的社会技能。
由此可见，师生之间的主从—合作方式、学生间的合作学习方式是我们追求的目标。
(三) 教学设计的系统性要求
教学设计虽然不能看成是刻板的计划，但是，在设计中还是应当按照系统性的要求处理教学目标、教学步骤。因为，影响教学的因素实在太多，教师在课堂上也很容易被其它因素影响，如在地理课上，教师与学生讨论影响气候的三大因素时，谈及太阳辐射对气候的影响，有的学生会想“太阳光线的能量究竟是怎么回事?是怎样将热能传递的呢?”这一问题虽然在教学计划中没有提及，但是，设计时应当有所准备。可是有的学生则会想到与太阳能有关的其它问题，有的会想到太阳能热水器等等，这时候教师要首先考虑到教学的系统性要求，不宜在这些问题上用太多的时间，当然也不能训斥学生乱想，而应当很好地引导。在教学过程的系统设计中，从教学目标到教学过程的最后一步教学评价，前后彼此若干个步骤环环相扣，每一个步骤的设计都要符合实证研究的要求，同时，每一步骤的完成应当有助于下一步的实施。当然，专为发展学生想象力的课程不必这么严格。
教学设计的有关要求在操作时应当兼顾，同时，前面提到的四个教学原则在设计时也都应当遵守。