高中新课程生物学科单元教学设计探讨.ppt

高中新课程生物学科单元教学设计探讨,北京教科院基教研中心朱立祥Jyzx_zlx2008年1月,单元教学设计案例的编写成册过程,参与学校：北京市潞河中学、北师大附属实验中学、北京市十一学校、北京大学附中、北师大附中、人大附中、北京市第十四中学、北京第四中学、北京市一零一中学主要执笔教师：人教版：林祖荣、卓婧、马九林、顾咏梅、王伟光、乔文军、于璇师大版：肖乐和、管旭、荆林海、李晓辉、陈月艳、王春易、王金海,特点：1内容丰富每个单元教学设计包括：教材分析（单元教学内容、课程标准的要求、本单元在模块中的地位和作用、学习目标、学习重点）、教学建议（教学思路、教学方法、教学手段、教学评价）、教学资源建议、教学案例四个部分。2资源优势,校对序号：P9、P82、P91、P100、P107、P211,一、什么是教学设计二、为什么强调单元教学设计三、教学设计中应该注意的问题,一、什么是教学设计,（一）专家的定义加涅认为：“教学是以促进学习的方式影响学习者的一系列事件，而教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。”（加涅，1992）肯普提出：“教学系统设计是运用系统方法分析研究教学过程中相互联系的各部分的问题和需求，确立解决它们的方法步骤，然后评价教学成果的系统计划过程。”（肯普，1994）,史密斯等的观点：“教学设计是指运用系统方法，将学习理论与教学理论的原理转换成对教学资料、教学活动、信息资源和评价的具体计划的系统化过程。”（史密斯、雷根，1999）,梅瑞尔在其新近发表的教学设计新宣言一文将教学设计界定为：“教学是一门科学，而教学设计是建立在教学科学这一坚实基础上的技术，因而教学设计也可以被认为是科学型的技术（science-basedtechnology）。教学的目的是使学生获得知识技能，教学设计的目的是创设和开发促进学生掌握这些知识技能的学习经验和学习环境。”(梅瑞尔，1996),帕顿在什么是教学设计一文中提出：“教学设计是设计科学大家庭的一员，设计科学各成员的共同特征是用科学原理及应用来满足人的需要。因此，教学设计是对学业业绩问题的解决措施进行策划的过程。”（帕顿，1989）,乌美娜等认为：“教学系统设计是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标，建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。”（乌美娜，1994）,何克抗等认为：“教学设计是运用系统方法，将学习理论与教学理论的原理转换成对教学目标（或教学目的）、教学条件、教学方法、教学评价等教学环节进行具体计划的系统化过程。”（何克抗，2001）,上述几种定义中有的突出教学系统设计的系统特征，如有的侧重于学习经验与学习环境的设计与开发，如有的则从设计科学的角度出发突出了教学系统设计的设计本质，如,（二）我们的理解（1）教学设计要厘清教学系统中各要素之间的关系（2）教学设计要完成一个解决教学问题的方案（3）教学设计的核心是发现教学问题,（4）教学设计不仅仅是一门技术把教学降格为一种技术，是狭隘和肤浅地理解教育的最突出表现。“教什么”（学习内容）“怎么教”（教学方法）,如果是追求教育的价值旨趣，“教什么”比“怎么教”更重要，因为，在具体的学习内容背后，总是承载着（有时是隐含着）我们所崇尚、倡导的价值观。从关注教学效率的角度讲，“怎么教”自然比“教什么”更重要，因为，“怎么教”更多地关涉学生课堂的参与程度、学生学习过程中的自主程度、学生知识建构的水平。,课堂教学，不仅应该是有效率的，更应该是有灵魂的。鉴于此，教学设计不仅仅是一门技术！,二、为什么强调单元教学设计,1黑格尔的整体观（整体与局部的统一）在教学中应该将学习的内容升华到更大的思考主题，并形成理解框架和概念网络。所以，在教学过程中，既需要深入细节、解剖麻雀，又需要“会当凌绝顶，一览众山小”。,二、为什么强调单元教学设计,2题外话：“模块评价”与“学科会考”第一层次是基于模块的学业评价，主要由模块学习中的过程性评价与模块学习完成后的终结性评价组成；第二层次是基于学科的毕业水平评价。整合学生在学科中多个模块学习的成果,3指导意见中关于教学设计的指导指导意见中第三部分“课程实施建议”中“教学建议”（三）教学设计P16-19（1）针对课程的设计(整体设计)（2）针对模块的设计（3）针对章节（单元）的设计（4）针对课堂教学（课时）的设计,首先，要关注不同章节（单元）的主要内容，找出这些内容在模块中和在整个课程框架中的位置，确定它们之间的相互关系、共性和不同。其次，要根据章节（单元）的教学内容，确定章节中要落实的教学目标、采取的途径和方法、需要完成的学时和时间以及进行的评价方式等，视学生的情况、学校的客观条件和资源以及教师的特点，对章节的教学进行调整，包括调整内容的先后顺序，适当精简或拓展知识，或者变换知识的呈现方式等，既要做到知识在系统性上能够前后呼应，又适合于教学所需。寻找出最佳教学途径加以实施。再者，需要考虑章节（单元）中的实验和探究等活动的设计。尽早充分准备，保证活动落实的时间和质量。总之，在章节设计中要从整体上把握，适当注意细节。,三、教学设计中应探讨的问题,（一）教学设计的一般内容框架（二）教学内容分析的源头：深入研究课程标准中的具体内容标准（三）进行学情分析的理论基础：最近发展区理论（四）教学方法设计的理论基础：现代学习理论（五）确立教学目标的出发点：深刻认识生物学科独特的育人价值,三、教学设计中应探讨的问题,（六）教学目标的设计理论基础：布卢姆的教学目标分类理论和加涅的学习结果分类系统（七）教学目标设计需要注意的几点（八）教学情境的创设和教学中学生活动的设计（九）要根据知识的分类进行生物学教学设计（十）重视生物学概念的教学,三、教学设计中应探讨的问题,（十一）高中新课程教学设计的挑战：教师专业知识方面的挑战（十二）教学设计中要重视生物学科的特色（十三）教学设计的成果是一个弹性化的方案（十四）如何借鉴别人的教学设计,（一）教学设计的一般内容框架,1指导思想与理论依据2教学背景分析3教学目标设计4教学过程与教学资源设计5学习效果评价设计,（二）教学内容分析的源头：深入研究课程标准中的具体内容标准,参考朱正威老师关于“细胞的结构”内容标准的研讨案例P2371）对内容标准各条目使用的目标动词的理解2）这些条目及希望达到的目标探讨,细胞的结构,（三）进行学情分析的理论基础：最近发展区理论,就学生发展层次而言，包括现有发展区和最近发展区。前苏联著名心理学家维果茨基（1896-1934）就教学与发展问题，提出了“最近发展区”之说，即儿童发展可能性的思想，归结为“教学应当走在发展的前面”的结论。与学生的两个发展水平相对应，我们把教学分为两个层次：针对最近发展区的教学是高层次的教学，针对现有发展区的教学是低层次的教学。,（四）教学方法设计的理论基础：现代学习理论,合作式学习体验式学习探究式学习建构主义学习理论“情景”、“协作”、“会话”和“意义建构”是建构主义学习环境的四大属性。,1以学生为中心,重视个人意义的学习2创设真实的问题情境3充分利用各种学习资源4追求学习过程的开放性5主张协作学习6注重师生情感互动,（五）确立教学目标的出发点：深刻认识生物学科独特的育人价值,1新课程改革中一般层次上的教学价值观2新课程改革中学科教学层次上的教学价值观-我为什么要教生物学拓展学科丰富的育人价值着眼于公民的科学素养；让学生体验科学探究的乐趣；感受生命世界的丰富多彩。,（六）教学目标的设计理论基础：,布卢姆的教学目标分类理论加涅的学习结果分类系统,1布卢姆的教学目标分类理论,（1）认知学习领域目标分类布鲁姆将认知领域的目标分为识记、领会、运用、分析、综合和评价六个层次。生物学课程标准：知识性目标分为了解水平（相当于识记水平）、理解水平（相当于领会水平）、应用水平（相当于运用、分析、综合和评价）。,（2）动作技能学习领域目标分类生物学课程标准：技能性目标（模仿水平：在原型示范和具体指导下完成操作。独立操作水平：独立完成操作；进行调整和改进；与已有技能建立联系等。）,（3）情感学习领域目标分类,1964年克拉斯伍（D.R.Krathwohl）接受或注意：反应：评价：组织：价值与价值体系的性格化：生物学课程标准：情感性目标分为经历（感受）水平（相当于接受或注意）、反应（认同）水平（相当于反应、评价）和领悟（内化）水平（相当于组织、价值观的性格化）。,2加涅的学习结果分类系统,（1）言语信息（2）智力技能（3）认知策略（4）动作技能（5）态度,（七）教学目标设计需要注意的几点,1教学的总体目标与具体目标之间的关系,学生通过高中生物课程的学习，将在以下各方面得到发展：获得生物科学和技术的基础知识，了解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用；提高对科学和探索未知的兴趣；养成科学态度和科学精神，树立创新意识，增强爱国主义情感和社会责任感；认识科学的本质，理解科学、技术、社会的相互关系，以及人与自然的相互关系，逐步形成科学的世界观和价值观；,初步学会生物科学探究的一般方法，具有较强的生物学实验的基本操作技能、搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决实际问题的能力，以及交流与合作的能力；初步了解与生物科学相关的应用领域，为继续学习和走向社会做好必要的准备。,知识获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，知道生物科学和技术的主要发展方向和成就，知道生物科学发展史上的重要事件。了解生物科学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用。积极参与生物科学知识的传播，促进生物科学知识进入个人和社会生活。,情感态度与价值观初步形成生物体的结构与功能、局部与整体、多样性与共同性相统一的观点，生物进化观点和生态学观点，树立辩证唯物主义自然观，逐步形成科学的世界观。关心我国的生物资源状况，对我国生物科学和技术发展状况有一定的认识，更加热爱家乡、热爱祖国，增强振兴中华民族的使命感与责任感。认识生物科学的价值，乐于学习生物科学，养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。,认识生物科学和技术的性质，能正确理解科学、技术、社会之间的关系。能够运用生物科学知识和观念参与社会事务的讨论。热爱自然、珍爱生命，理解人与自然和谐发展的意义，树立可持续发展的观念。确立积极的生活态度和涟康的生活方式。,能力能够正确使用一般的实验器具，掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操作、生物绘图等技能。能够利用多种媒体搜集生物学的信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息。发展科学探究能力，初步学会：（1）客观地观察和描述生物现象；（2）通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题；（3）分析问题，阐明与研究该问题相关的知识；,（4）确认变量；（5）作出假设和预期；（6）设计可行的实验方案；（7）实施实验方案，收集证据；（8）利用数学方法处理、解释数据；（9）根据证据作出合理判断；（10）用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；（11）听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改。,就某个具体的教学单元来说，这些总体目标显然过于宏大和遥远，这就需要就该单元制定更为具体的教学目标（Instructionalobjectives）。这里所说的教学目标，是指预期学生在完成一个学习单元的学习后所获得的学习结果，或“通过行为观察的学习者可能具有的性能的明确描述（R.M.加涅等，教学设计原理，147），即学业行为目标（Behavioralobjectives）或作业目标（Performanceobjectives）（表现性目标）。,例如，必修一分子与细胞中“概述蛋白质的结构和功能”（属于内容标准），“概述”属于理解水平，但在具体的教学中还应该细化，可以分解为：当学生获得这种学习结果“概述蛋白质的结构和功能”时，他们能够：概述氨基酸的分子结构特点和通式列举氨基酸的种类,阐明蛋白质分子的化学结构和空间结构解释蛋白质分子结构多样性的原因概述蛋白质在生命活动中的主要功能列举导致蛋白质变性的主要因素简述鉴定蛋白质的实验原理、材料、方法运用实验原理独立完成实验操作分析鉴定蛋白质的实验现象，得出实验结论,2目标的全面性和时空的有限性一个教学单元的教学目标是全方位的，但是，教学单元的教学内容、教学时间和活动的空间等都是有限的。,内容标准:“研究影响光合作用速率的环境因素”,“设计和实施可行性实验，探究影响光合作用速率的环境因素”“解释光照强度、温度、二氧化碳浓度等对光合作用速率的影响”,3目标的指向往和可检测性总体目标可以是高度概括，提纲挚领的，但较为模糊，只能为教学设计提供宏观指导，而不可能直接成为教学设计的具有操作性的指令。要搞好教学设计，必须将总体目标转化为单元或课时教学目标，表述要详细、具体，并且要用行为动词。,知识性目标陈述，解释，用自己的语言表述；技能性目标：“用低倍显微镜观察草履虫的形态”，“制作人口腔上皮细胞装片”；,情感性目标：“爱护显微镜”“对显微镜做到轻拿轻放，使用完毕做到将显微镜小心地放回原处”“做完实验后，做到将实验动物放回它们原来生活的环境中”,4教学目标的表述建议（1）正确定位目标对象（2）学习目标的编写应尽可能明确、具体（3）目标设计要有层次性教学目标表述要体现：A（对象）、B（行为）、C（条件）、D（程度）原则。,（八）教学情境的创设和教学中学生活动的设计,德国一位学者有过一句精辟的比喻：将15克盐放在你的面前，无论如何你难以下咽。但当将15克盐放入一碗美味可口的汤中，你早就在享用佳肴时，将15克盐全部吸收了。情境之于知识，犹如汤之于盐。盐需溶入汤中，才能被吸收；知识需要溶入情境之中，才能显示出活力和美感。,教学情境是以直观方式再现书本知识所表征的实际事物或者实际事物的相关背景，显然，教学情境解决的是学生认识过程中的形象与抽象、实际与理论、感性与理性以及旧知与新知的关系和矛盾。,直观化的情境，只是情境的一个维度：“境”，它是学生进行有意义学习的认知背景，情境的另一个维度是“情”。例如，学习氨基酸的结构、氨基酸脱水缩合形成多肽以及蛋白质结构多样性与功能多样性的关系。,他山之石：一位小学语文教师在教“奶”字时，亲切地对学生说：“看，左边是女字旁，右边像个驼背的人，这就是奶奶的奶字，奶奶年纪大了，走路时背弯弯的，还要拄个拐棍。”,如果教师上课冷漠，学生听课也必然冷漠；教师无激情讲课，学生必然无激情听课；教师无真情讲课，学生必然无真情听课。没有激情，课堂教学就像一潭死水；没有真情，师生即使面对面，也犹如背对背。只有激情和真情才会在师生间产生一种互相感染的效应，从而不断激发学生学习的热情，唤起学生的求知欲，诱发学生进入学习的欲望。,然而，高中生物课有很多理性的东西，并不是仅仅依靠直观和语言的渲染就能实现教学目标的。这就更要依赖于教师创设更有价值的情境，来激发学生的学习热情，在情境中感悟体验。,例如，关于“用数学方法讨论基因频率的变化”的教学给出亲代AA、Aa、aa3种基因型的频率。根据下表，让学生根据孟德尔分离定律的有关知识进行计算并填表。通过一个不确定（学生可以自定）的基因突变比率，计算出突变后群体不同基因型频率，然后可以采用与上述类似的表格进行计算。通过特定的例子计算，可以帮助学习者认识自然选择是怎样改变种群基因频率的。,例如,植物中常见的白化苗，一般是由基因突变导致的，白化苗由于缺乏叶绿素，不能成活，无法留下后代。假定有一株小麦苗表现正常但携带有白化基因，该株小麦自花受粉共结出第1代种子100粒，第1代种子种植后自花受粉获得第2代种子。请分析回答下列问题：1）第1代种子发育的幼苗中，白化苗的株数约为_25_，白化基因的频率为_1/2_。2）第2代种子发育的幼苗中，白化苗的比例为_1/6_，白化基因的频率为_1/3_。,课堂教学中创设情境，设计的教学活动一般要具备：1）活动设计需要考虑活动的价值，是否符合三维的教育目标？2）活动要围绕着核心内容来设计。3）活动要有一定的挑战性，要有一定的难度。4）活动具有科学性。,（九）要根据知识的分类进行生物学教学设计,1生物学知识的分类（1）生物学陈述性知识（2）生物学程序性知识,（2）生物学程序性知识一是智慧技能,是人们运用概念和规则对外顺利办事的能力。加涅把智慧技能的学习分为4个亚类:辨别概念规则高级规则二是认知策略,也称策略性知识,是学生用来调节自己内部认知活动,如注意、学习、记忆、思维等过程的技能。三是动作技能,又称运动技能。,2针对知识的特点进行教学设计,（1）根据生物学陈述性知识的特点进行教学设计一是教学目标的确定应明确学生回忆知识的能力。二是教师应考虑如何帮助学生去掌握这种知识。总之,由于陈述性知识的贮存和提取的关键是编码,其教学设计必须以知识的理解为核心。只有理解了的知识才能按意义进行编码、组织,从而形成良好的认知结构。“为理解而教”“TeachingForunderstanding”,（2）根据生物学程序性知识的特点进行教学设计首先是教学目标的设计,应是考查学生应用概念和规则办事的能力(这种新的智慧技能观:指学生掌握的程序性知识,实质上主要是掌握概念和由概念构成的规则,使之支配人的行为)。其次,是教学方法的设计。,一是对概念或规则理解的设计,这点同陈述性知识的教学设计是相同的。因为概念或规则首先是以陈述性知识的形式获得。二是例证的设计与运用。,（十）重视生物学概念的教学,新课程绝不是轻视知识，也不是要降低对知识教育的要求，而是要求重视“核心概念”的教学，简而言之，即由追求对繁杂的生物学事实性知识的记忆，转向对“核心概念”的深层次理解，体现了国际科学教育“少而精”（lessismore）的原则。,1.关于知识的分类,事实概念原理方法策略,陈述性知识,过程性知识（程序性知识）,事实：事物的外部特征：大小、形状、颜色、.事物的名称：动物、植物、国家等事件：场景、事物、发生和发展的过程,概念：概念是反映客观事物的一般的、本质的特征的符号。（例如：哺乳动物）人类在认识事物的过程中，将事物的共同特点抽取出来，加以概括，并用特定符号来表示，就成为概念。,原理：原理是反映事物之间关系和发展规律的概括性的描述。原理也称定理、定律等。,教学中的“核心概念”不仅仅是符合词典中的概念，同时也包括一些原理、规律、理论等知识。我们说的“核心概念”在某种程度上等同于课程标准中所述的“核心知识”，这样的认识是基于把生物科学知识分为1.科学事实2.科学概念3.科学原理4.科学理论5.科学模型等类型，所谓的核心知识囊括了重要的生物学概念、原理、理论和模型等，因此“核心概念”也可以称之为“概念性知识”，是与生物科学事实相对应的知识。,在教学中事实性知识需要学生通过观察测量获得，学生学习的主要形式为记忆，检测时主要是复述；而概念性知识需要学生归纳推理，需要逻辑加工，最低层次也是需要学生理解，检测评价时一般需要在新的情境中应用。,2如何区分生物学事实和生物学概念,1工业污染区，桦尺蛾的变化是自然选择的结果。2由雌雄亲代双方共同繁殖后代的生殖过程称为有性生殖。3进行有性生殖的生物，减数分裂时，同源染色体要配对。4孟德尔的豌豆杂交试验中，F2的性状表现出现约为9：3：3：1的分离比。5酵母菌是兼性厌氧生物。6有氧呼吸是食物中的能量在生物体内的有氧收集过程。7种群是进化的单位。8艾滋病病毒是逆转录病毒。9调节基因是编码一种蛋白质的基因，该蛋白质控制一个或一组基因的转录。10工业污染区，深色的桦尺蛾越来越多，浅色的桦尺蛾越来越少。,3为什么要区分生物学事实和生物学概念,（1）人的生物学素养反映了生物学核心概念的掌握和应用水平（2）区分事实和概念有助于我们明确教学目标和确定教学重点（3）区分事实和概念，有助于我们选择适合的教学方法和教学策略（4）区分事实和概念，有助于改变学习者的学习结果评价,4概念教学的主要策略和方法,（1）探究式教学是概念教学的最有效的方法之一（2）有效的讲授教学也可以有效地进行概念教学（3）合理的情景创设，恰当的比喻类比有助于学生理解概念（4）多媒体电脑动画等信息技术也有助于学生理解概念（5）运用概念图教学是概念教学的独特的教学策略,（十一）高中新课程教学设计的挑战：教师专业知识方面的挑战,例如：“生物进化理论的主要内容”关于达尔文本人的进化理论，主要包含有：生物是进化的学说、共同起源学说、物种增殖学说、渐变性进化学说和自然选择学说等内容。,自然选择学说，是达尔文进化理论的核心，也是达尔文进化理论中最具有革命性的，自然选择学说唯物地、科学地解释了生命世界的许多进化现象，简言之，自然选择学说认为：生物都具有过度繁殖的倾向，在个体生存和种族繁衍过程中，生物必须进行生存斗争，由于生物又有遗传上的差异,在生存斗争中就出现适者生存、不适者被淘汰的现象，经过许多代之后，自然选择导致了生物的进化。,现代进化理论的发展,主要涉及到现代进化理论的主要流派。20世纪以来，主要的流派有：综合进化论、间断平衡论、新灾变论、分子进化中性学说和社会达尔文主义等。综合进化