科学教育改革与学校文化的重建.ppt

科学教育改革与课堂文化的重建,方红峰 浙江省教育厅教研室,1、课程改革 curriculum reform,课程（curriculum）就结果而言是学习者在学校环境中获得的全部经验 改革（ reform）不是革命，是革新除弊 课程改革就是保留原来学生获得的合理的经验，改变不合理或增加没有的经验,学生获得经验的分析,基础知识 基本技能 遵守纪律 服从 熟练 竞争 ,揪根问底 创意 自信 好强 尊重 合作 ,课堂生态分析,教师是知识的 拥有者 教科书是学习的根本 科学知识都是对的 答案是唯一的 教学是将现有的结论传递给学生 学校和班级是等级结构的 ,重要的观点：由于获得知识的过程和方法不一样，对学生终身的影响也有可能不同 课堂的生态规范着学习者的行为，同时也将成人社会的文化，在无声息中传递给了学生。 考试则以一种主流意识的文化价值标准为准绳，将考试内容和答案的标准规定好，以一种无声但却有权力的话语将考生的意识和意志划到许可的范围，而考生所理解的知识也在他的心头建构起了一种控制他心灵和智慧的权力。,没有健全的人性，就没有健全的社会和经济。 在民众学校的发展史上，把人当“人”的教学并不是轻而易举就能实现的。教学往往成为压抑“人”的生命活力的“人工窒息机”。 即便在21世纪前夜的今日，教学沦为“人工窒息机”的状况依然没有改观，如今，在受到教学窒息的学生们中间，疲于奔命甚至断送性命者，屡见不鲜。(佐藤正夫：教学原理),创新精神和实践能力的培养，如果只是停留在增加或减少所要学的知识、换本教科书这个层面上，是根本不可能达到这个目的的。 全面地对课堂、学校的文化进行重建是必然之路！ 今天的课堂，将决定着一个民族的明天！,2、科学教育的基本观念 知识观,科学（science）原意为：科学是对知识的拥有。 什么是科学？科学是创造知识的过程。 科学的四个纬度是：科学是一个知识体系；科学是一系列的思维方式；科学是一套探究的方法；科学要与技术和社会相互作用。,1科学是一个知识体系。,包括事实、概念、规则、理论（模型）、定律等。,事实,概念,规则,定律,理论（模型）,A事实：是已知信息的一个单独的部分 地球自转一周约需24h。 绿色植物的叶含有叶绿素。 水分子由氢、氧两种元素构成。 自由落体的加速度为9.8m/s2。 事实是可以发现的，如土壤中有什么？土、树叶、虫子、小石子等。,B概念：连接几个事实和发现的思想 绿色植物生长具有向光性。 月球引起潮汐。 影子的长度与光照的角度相关。 强酸具有腐蚀性。 概念可以被发现：脉搏与运动的关系。,C规则：对几个相关概念的广义结合或概括。 行星、彗星和其他小天体以椭圆轨道绕地球旋转。 为保存物种，生物体必须进行繁殖。 自然界的92种元素组成了地球上的所有物质。 电可用来做功。 规则具有描述和说明的作用。规则：空气遇冷收缩，可用于解释和描述如自行车的轮胎早上变软了、气球放到冰箱内的变化。 规则也是可以被发现的，如降落伞的面积与下落速度。,D理论：看起来正确但又不能被直接证明的规则。 原子论。 进化论。 板块构造理论。 相对论。 理论是通过复杂的调查研究形成的，不能被学生“发现”的。,E定律：被认为是正确的规则。 万有引力定律。 物质不灭定律。 能量守恒定律。 物质和能量守恒定律。 基因的分离定律。 定律一词暗含着永恒的一致性，但科学家不愿意接受绝对的真理，因此许多教科书都不再用定律一词。 学生是难以“发现”定律的。,科学知识的特点：爆炸式地增长和不断的更新。 关于科学是一个知识体系存在2种错误认识： 将科学只看成是一个知识体系 ； 将现有的科学知识看成真理，是不变的。,教师们应明确，尽管科学上的多数主要概念已经经过了大量的实验和观察的证实，这些概念在未来似乎不可能发生重大变化，但所有的科学观念都不是最终的真理，原则上要接受变更和改进的。当科学家们遇到与已有的解释不一致的新的实验证据时，他们的确要改变有关自然界的概念，而事实上他们也已经是这样做的。不再将知识作为绝对真理来呈现，这将有利于学生质疑能力和科学精神的培养。,2科学是一系列的思维方式,科学是一种人类活动，这种活动的重要组成部分就是科学工作者的思维活动。 a强烈的好奇心和求知欲，这是他们深入思考和从事艰苦、看似单调乏味工作的动力。 b科学家所具有的态度、信念和价值观，激励着他们不断地提出问题和解决问题。,c科学还需进行严格地推理，更重要的是需要进行创造性地工作，提出新观点或新的解释。 d科学发生论：来自观察；来自直觉和创意。科学来自问题,科学教育应当引导独立自主性，使个体具有思考能力和行动能力。因此，教师在教学中要重视提供让学生进行深入思考、严格的逻辑推理、创造性思考和批判性思考的足够的机会，而不要只停留在肤浅的问答之中。,3科学是一套探究的方法,A科学是人为创造、修正和再创造模型的循环往复的过程。 在科学研究过程中，科学家所做的第一步通常是对现象的观察。在观察的基础上建立假说或有意义的猜测，用以解释观察到的现象。通过演绎推理形成预见，用以检验假说，设计实验检验预见。最后，将实验的结果与假说相比较，看二者是否一致；如果一致，假说就变成一个工作模型，接受进一步的检验。,B科学探究技能Science Process Skill 观察 Observation 分类 Classifying 测量 Measuring 预测 Predicting 推论 Inferring 建立假设 Constructing Hypotheses 建立模型 Making Models,交流 Communication 设计实验 Designing Experiment 辨别变量 Identifying Variables 变量Variables 应变量Responding Variables 操作性定义 Operational Definition 控制变量 Manipulated Variables,4科学要与技术和社会相互作用,科学和技术有着不同的追求，科学回答“是什么”的问题，技术回答“怎么办”的问题。 科学和技术常常是不可分的，科学和技术互相推动着对方的发展，并呈现融合的趋势。,科学和技术对社会产生了深刻的影响。 社会也对科学和技术产生影响。 如信仰的确影响了科学家的直觉 ；团体从既得利益 对科学的影响等等。 SARS病原体的确认和疫苗的开发。,科学教育家们认为，科学课程和科学教学中四个纬度要有适当的平衡，这对学生科学素养的形成有着重要的影响。 我们应当制定全面的教学目标，并重新看待课堂的效率。,差距,过于注重科学结论的获得，却忽视了学习科学的真正价值理解科学的本质。 致命的问题是：我们树立了某种权威，却忘记了，科学恰恰是反对权威的。,3、科学教育的基本观念 学生观,新课程在智力和学习心理方面与传统都存在明显的分野,1什么是智力,传统智力：语言和数理逻辑为核心，以整合方式存在的一种能力。 多元智力：存在多种智力，并以相对独立的形式存在。分8种：1言语语言智力；2音乐-节奏智力；3逻辑数理智力；4视觉空间智力；5身体动觉智力；6自知反省智力；7交际交流智力；8认识自然智力。,多元智力理论的启示 1积极乐观的学生观不存在“差生”，应该是有各具智力特点和表现形式的学生； 2注重学生的解决问题能力； 3保证学生全面发展； 4促进学生特殊才能的充分展示； 5帮助学生将优势智力领域的特点迁移到弱势智力领域。,2学生学习建构的过程,案例1：电流做功 案例2：静止在桌面上物块的受力分析 案例3：电流做功与爬山 案例4：酒精和水，温度哪个更高？ 学习是学生对概念建构的过程（“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”）,学习的认知建构过程,前概念与科学概念之间的关系,存在三种关系 1顺向关系同化学习 2逆向关系顺应学习 3迷失关系改变和顺应,植物生长与土壤的关系 Van Helmont实验 1/4小学生、1/3初高中生、1/6大学生认为土壤的质量要减轻 小学生：因为土壤提供植物养分，没有它，植物不能生存； 高中生：植物从土壤中吸收蛋白质和矿物，这些成分不可能被补充回来； 大学生：植物的食物来自土壤，人们没有在肥料上花那么多的钱。,基本的学习观点,学生是一个自主的个体，是知识的“消费者” 学习具有主观性和个别性 学习具有社会性，一种社会互动过 程。共同的规则：科学思维、科学探究过程、证据的作用 教师应当帮助学生在使用同样规则的过程中，建构科学的概念和意义，并尽可能与科学概念一致。学习涉及的概念是不断精致化的,学习具有情意性。这些因素包括自我认识、信念、个 人期望等 学习任务同学习者发展与需求的关联性、 生活涉及的真实性，对学习者的挑战与新奇性 学习受到学习者的发展程度的影响 学习包括元认知,4.科学教育的基本观念 社会观,社会取向：人是社会性的人，教育是具有社会性的教育；根据社会对人的各种需求，并把它们转化为课程的目标；适应论、改造论和超越论 适应论：学校课程应当以适应当代社会的需要为根本目的 改造论：教育的根本使命就是通过社会改造而达到“社会一致”,超越论：教育及学校课程不应当是实现社会目的的工具，而应当是社会中的一种主体 新课程更多地持超越论的观点，认为被动地适应社会生活，将课程内容作为社会经验的复制，虽然解决了继承的问题，然而“个性的多样性，自主性和首创精神”又从何谈起呢？ 新课程：将学校教育视为火热的社会实践的一部分，应当主动选择社会生活经验，参与社会价值观的调适，并对社会生活经验不断地进行批判和超越，通过培养具有“新质”的人，构建新的社会生活经验 科学课堂应当是开放的，反映当今社会的，学生应当是用批判地眼光看待成人的社会，应当是对前人的超越,学习的“三位一体”论 1同客观世界(教材)的对话认识性实践 2同他人