关于科学课程设计的思考 - powerpoint 演示文稿

关于科学课程设计的思考北京教育学院 李晶L,基本观点 （一）改革我国科学课程设计中学术化、细化的倾向，继承和优化其结构化的优点。 （二）基本结构： 综合分析综合。 （三）综合的优势在于简化。 （四）大胆的设想：把科学主题作为简化与整合的工具。 （五）启蒙阶段主要围绕少数基本观念螺旋上升，内容和形式都是载体（可选择），内核是渗透观念。 （六）教材应由“点循环”向“块循环”变化，体现课程结构。 （七）阻力在于教师的学科素养较低。出路是教师培训，特别是学历教育和系统提高。,（一）改革我国科学课程设计中学术化、细化的倾向，继承和优化其结构化的优点。堆栈式知识结构知识、技能匠型人才产生创造性思维的土壤在哪里？,哲学 科学主题观念知识,（二）基本结构： 综合分析综合 认识世界的方法（三）综合的优势在于简化。 形成对未来学习更具有支持作用的结构。 比较中美课程标准 比较中美教材 如何简化？,（四）大胆的设想：把科学主题作为简化与整合的工具。什么是科学主题？ 自然界本身是统一体，人类认识自然的活动形成了科学，科学常常被看作是对自然界的事物与现象、事实与数据的无尽的描述，或者对实验事实和探索活动的展示，而一些科学的核心概念可以将这些分立的信息片断融入广阔的、有逻辑内聚力的结构中，在这样的结构中，信息片段的关系可以被显现出来，这种核心概念就是科学主题。,在自然科学中以某些主题来组织两个或者两个以上学科的有关内容，统摄其中基本概念，这样的主题可以揭示学科知识的本质和之间的联系，具有统整自然科学的功能。实际上，科学是存在着这样的主题的，不仅自然科学，其他科学也存在着这样的主题。文化，时间、连续与变迁，人、地与环境，个人发展与认同，个人、团体与制度，权力、权威与管理，生产、分配与消费，科学、技术与社会，全球联系，公民意识与实践。,凡是能够深刻反映科学本身面貌的主题都是可取的。科学主题可以有多种组合，理论上，优选的主题的不同组合所构成的知识结构应该是等效的。 科学的其它领域及人类的社会生活中也同样存在着可以反映事物规律与联系的主题，对于自然科学主题的理解可以迁移到其它领域，这样学生学会整体地、联系地、发展地、本质地看问题，形成科学的思维习惯，掌握了有效的学习方法，就会成为有智慧的人。,如果我们能够成功地提炼科学主题，并且将它们组合成能够反映自然科学基本面貌的主题组，然后围绕这组科学主题选择经过更新后的、最具有教育意义的知识，删除与理解科学主题没有直接关系的知识，这样选择出来的较少量的知识，比原来分科理科课程中庞杂的知识具有更强的教育功能。,这样选择出来的较少量的知识能否使学生形成简化的、实用的、对未来学习更有支持意义的、内在逻辑性较强的科学基础知识结构取决于两个重要的因素：一是科学主题组的确定是否是最优的；二是围绕科学主题选择的知识是否是最有效的。,“能量”、“演化”、“变化的形式”、“尺度与结构”、“稳定性”、“系统与相互作用”,物质、能量与信息主题构成了任何相互作用的系统的基础，是连接科学不同学科的纽带。“能量”主题构成了任何相互作用的系统的基础，是连接科学不同学科的纽带。在物理学中，所有物理现象及相互作用都与能量的变化相关。能量在不同的形式（机械、声、热、电、光）之间互相转化。,地球科学中能量的变化也很突出，地幔地核内部的能量通过地壳传播，引起造山运动、大陆飘移、火山喷发与地震。地球表面在太阳能的驱动下，水、大气、生物有机体的活动形成了气候变化、地表形态变化和生态系统。,生物学中生命体内的能量流动驱动其新陈代谢和生长发育，生态系统中的能量流动使其得以存在繁衍。环境科学研究能源的利用与保护等等。各个学科中的能量变化都遵循共同的能量守恒与转化原理。能量主题把各个学科内部的不同分支联系在一起，体现了自然界的统一性与多样性。,“演化”主题从时间顺序上反映自然界面貌。演化涉及到自然界的历史并预示未来，这些历史本来就是自然界存在与发展中不可分割的部分。演化包含的三个次主题“演化的方向性”、“演化的限制性”和“演化的机会性”，将一切地球的、生命的、社会的演化的内外因、形式与结果包容起来。,“变化的形式”主题及其三个次主题“趋向变化”、“循环变化”、“不规则变化”揭示各种变化的共同规律及相互关系，将各个学科内部和学科之间的发展变化相互联系起来，而且将自然科学整体与社会科学、思维科学，乃至哲学与数学联系起来。,尺度与结构自然界中可以描述的结构，如宇宙的、地球的、生命的、物理与化学的问题非常复杂，从各种层次都可以提出结构问题。科学研究中也充满了“尺度与结构”问题，例如，在研究物质的性质时，首先要明确是在哪种尺度上研究，尺度不同，研究方法也不同。我们可以对于物质的最小组成单元的运作方式进行持续的研究，也可以对于某个系统的各个层次进行观察，研究它们各自在系统中扮演什么角色。,“稳定性”主要有两方面含义，一是自然现象的可预见性及科学具有可验证性的。给定初始实验条件，可以预见应该发生的现象与结果，科学发现应该是可重复的。二是揭示自然界较长时间的静态稳定状态的规律与特征；反映自然界普遍存在的动态平衡状态的规律与特征。,“系统与相互作用”是自然界最普遍的观念，研究任何事物与现象都离不开其存在的系统与环境，系统之中的要素之间、系统与环境之间、系统与系统之间都存在着相互作用，正是这种相互作用的形式多种多样，构成了运动变化着的自然界。,六大主题之间基本不存在包含关系，但是，它们是相互交叉，相互联系的，例如，不规则变化反映自然界存在的不可预测性，稳定性则反映自然界存在的可预测性，自然界客观存在的两个矛盾的方面将两大主题联系起来。又如，能量主题在多数情况下和系统与相互作用主题关系密切。,以科学主题的发展为课程的内在逻辑。根据科学主题在自然界现象中表现的方式，由具体到抽象，由简单到复杂，由表观到内部。,3年级知道 地球的岩石、土壤、水、大气都在不断变化。知道 不同的地形构成大地的面貌。知道 地球的运动带来日夜交替、四季变化。,4年级知道 生命体不断摄取营养、呼吸、运动、生长发育、繁殖。知道 世界上的变化是多种多样的。认识 热可以由多种形式产生，热可以通过传导从一个物体传递到另一个物体。认识 一些物体有明显的变化如粉碎、折短等，也有微小的变化如热胀冷缩现象。知道 地球表面在不断地变化有的变化很缓慢如侵蚀和风化；有的变化很激烈如火山爆发和地震。认识 植物和动物都有生命变化；生命变化有周期，包括诞生、发育成熟、繁殖和逐渐死亡；不同生命体的生命周期细节不同。认识 典型动植物的生命变化；生命变化的特殊性。,5年级认识 电路是一个电流可以通过的完整回路。电路中的电可以产生光、热、声。认识 声音是振动物体产生的，改变振动的频率，就可以改变声音的高低。认识 光在碰到物体之前沿直线传播。光可以被镜面反射，可以被透镜折射，可以被物体吸收。认识 化学变化与物理变化的相同与不同。理解 人体中的变化是一种高度协调的复杂变化。在人体中有物理的、化学的、生命的运动，它们相互协调。,6年级认识 地球系统中发生着许多物理的、化学的、生命的变化，有的很激烈、有的很缓慢，不易察觉。认识 水通过地壳、海洋和大气进行循环。认识 大气的运动模式造成气候的变化。,（五）启蒙阶段主要围绕少数基本观念螺旋上升，内容和形式都是载体（可选择），内核是渗透观念。 如何确定体现科学主题的少数的基本观念？,尺度与结构,宇宙与太阳系与研究方法,地球的圈层结构与物质,生命系统的层次结构与研究方法,系统与相互作用,地球是由岩石圈、水圈、大气圈、生物圈、资源圈组成的大系统，人类生活在地球大系统中。,每个生物体都是一个系统。生命体的结构不同，功能也不同。人体是个复杂的系统。,科学技术使人类生活丰富多彩；科学技术也引发了新问题。,生命与环境具有相互适应、相互改造、相互依存的关系。,变化的形式,地球上的岩石、水、大气、生物、资源都处于不断变化之中。,物质处于不同的运动形式。人们发现了力的运动、热运动、电磁运动、声、光运动和化学变化，并且利用这些物质的运动形式改变社会和人类的生活。,生命体具有共同的特征，生命体都具有摄取营养、呼吸、生长发育、繁殖、应急与反应等基本运动。,地球运动带来地表变化、昼夜变化、四季变化和气候变化。,能量,生命活动需要能量。生命过程中贯穿着能量变化。,物质的运动与能量相关。,地球变化中贯穿着能量变化。,水、大气、生物、资源中都蕴藏着能量。,（六）教材应由“点循环”向“块循环”变化，体现课程结构上位学习与下位学习 根据将要学习的新内容与学习者已经知道的相关内容之间的关系，奥苏伯尔把学习分为下位学习(subordinate learning)、上位学习(superordinate learning)和并列结合学习(combinatorial learning)三类：,如果将要学习的新内容在包摄和概括水平上低于学习者原有认知结构中已有的相关内容，这时的学习就是下位学习或类属学习。 如果将要学习的新内容在包摄和概括水平上高于学习者原有认知结构中已有的相关内容，这时的学习就是上位学习或总括学习。 上位学习是在归纳推理的过程中进行的，或者是在当呈现的材料要以归纳方式组织或者涉及把构成的观念加以综合的时候进行的。,如果将要学习的新内容仅仅是由原有认知结构中已有的相关内容的合理组合构成的，因而仅仅能与认知结构中相关内容的一般背景相联系，而不能与认知结构中某些特定的内容构成下位关系（从属关系）或上位关系（总括关系），那么，这时的学习就是并列结合学习。,教材设计思想：观念规律事实,教学设计策略为学生提供更多的下位学习的机会把部分内容组织为上位学习尽可能地减少并列结合学习的机会,思考：分析小学自然、分析现在使用的教材哪些知