为理解而提问(2014铜陵).ppt

为理解而提问：让学生开动脑筋,钟能政安徽省教育科学研究院,交流提纲,引子国内研究情况介绍Qu:Est教学策略,引子,国际教育评估组织：有效教学挑战性欲望和高层次思维合适的安静的时间针对性教学,三个维度学科核心概念idea跨学科概念科学与工程实践,三个维度的有效整合：通过科学实践发展学生研究自然世界的能力，通过工程设计解决实际的问题；通过聚焦于核心概念来掌握四个科学领域的知识内容；通过跨学科概念进一步理解和联系科学知识。,美国新一代科学教育标准,初中阶段的主题结构、功能以及信息过程生物体的生长、发育和繁殖生态系统和生物体中的物质与能量生态系统中的相互依赖关系自然选择与适应高中阶段的主题结构与功能遗传和变异生态系统和生物体中的物质与能量生态系统中的相互依赖关系自然选择与进化,科学教育发展趋势之一,越来越多的科学教育工作者认同“少而精（lessismore）”的观念，强调科学教育应聚焦于发展学生对核心概念的深入理解。核心概念能够为新知识的获取提供组织架构，为学生将来更高层次的学习提供理解基础。,国内研究情况介绍,案例细胞膜教学（1）确定本教学主题所聚焦的概念，以陈述句的方式呈现，并梳理概念结构。HS-CM1细胞膜的结构模型是流动镶嵌模型HS-CM1.1细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还含有少量糖类HS-CM1.2磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架，这个支架不是静止的，具有流动性HS-CM1.3蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层的表面、有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的HS-CM1.4有些镶在细胞膜表面的蛋白质分子与糖类分子结合形成糖蛋白HS-CM2细胞膜的功能与其结构相适应HS-CM2.1细胞膜是细胞的边界，将细胞与外界环境分隔开HS-CM2.2活细胞的细胞膜具有选择透过性，控制物质进出细胞HS-CM2.3细胞膜表面的糖蛋白具有进行细胞间信息交流的功能,（2）提出指向核心概念的关键问题。在设计教学方案时将陈述式的核心概念转换成问题的形式，这些问题的答案直接指向核心概念，这些问题本身则是教师需要通过课堂教学引导学生思考解决的问题。“细胞膜”教学主题所属的核心概念需要回答的问题是“生物体的结构如何实现生物功能？”与第1步梳理的概念相对应，开展“细胞膜”主题的教学需要回答以下2个关键问题（keyquestion，KQ）KQ1：什么是细胞膜的流动镶嵌模型？KQ2：细胞膜具有哪些与其结构相适应的功能？,（3）提出回答关键问题需要解决的子问题。基于学生已有的认知水平，指向核心概念的关键问题有些时候并不能直接回答。在回答关键问题之前，还需要解决回答关键问题需要解决的子问题。KQ1什么是细胞膜的流动镶嵌模型？CQ1.1.1细胞膜的主要成分有哪些？CQ1.1.2如何研究细胞膜的成分？CQ1.2.1磷脂是如何存在于膜结构当中的？CQ1.2.2组成细胞膜的磷脂双分子层有什么特性？CQ1.3.1蛋白质分子是如何存在于膜结构当中的？CQ1.3.2组成细胞膜的蛋白质分子有什么特性？CQ1.4糖类分子是如何存在于膜结构当中的？,KQ2细胞膜具有哪些与其结构相适应的功能？CQ2.1细胞膜的存在具有什么物理意义？CQ2.2.1活细胞的细胞膜具有什么特性？CQ2.2.2与这一特性相对应，细胞膜具有什么功能？CQ2.3细胞膜表面的糖蛋白具有什么功能？,（4）提出基于对本教学主题所聚焦概念的理解可以进一步解决的问题。为了进一步巩固和检验学生对相应概念的理解，建议思考基于对相应概念的理解可以进一步回答什么问题，以及可以解决哪些实际应用的问题（applicationquestion，AQ），给学生提供学以致用的机会。细胞膜的特性在科学研究中有哪些应用？可以解释实际生活中的哪些现象？,（5）安排解决问题的逻辑顺序。,“细胞膜”教学解决问题的逻辑顺序,1活细胞的细胞膜具有哪些特性？（此问题指向活细胞膜的其中一个特性：选择透过性）2如何研究细胞膜的成分？3细胞膜的主要成分有哪些？4细胞膜的各种成分是如何组成膜结构的？5活细胞的细胞膜具有哪些特性？（此问题指向活细胞膜的另一个特性：流动性）6什么是细胞膜的流动镶嵌模型？7细胞膜的结构和特性决定了细胞膜具有哪些功能？8细胞膜的特性在科学研究中有哪些应用？9细胞膜的特性可以解释实际生活中的哪些现象？,研讨：减数分裂,教材分析,“问题探讨”由魏斯曼的预言给出减数分裂的定义精子的形成过程：图文结合的形式卵细胞的形成过程：图解、比较法用减数分裂图解进行归纳和总结观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片实验模型建构：建立减数分裂中染色体变化的模型受精作用的过程和实质减数分裂和受精作用在生命延续的过程中和生物的遗传变异中的作用,“减数分裂与受精作用”的内涵,减数分裂和受精作用维持了进行有性生殖的生物世代间染色体数目的恒定，并使同一双亲的后代呈现多样性在多细胞生物体内只有某些细胞进行减数分裂减数分裂是有性生殖的细胞学基础：同源染色体联会、分离，使产生的配子只含有其中一条染色体同源染色体的非姐妹染色单体交换和非同源染色体自由组合，使形成的配子中染色体组合具有多样性，导致不同配子间遗传组成的差异雌雄配子结合是随机的不同配子间遗传组成的差异，以及受精过程中卵细胞和精子结合的随机性，使同一双亲的后代呈现多样性,问题串设计,引入的建议、情境的创设引入上要考虑两个方面的因素，一是与上一章内容联系起来，成为上一章内容的延续和深入，二是能引出本章学习的主要内容或核心概念。如：“1902年有两位科学家发现，细胞核内染色体的传递方式与遗传因子的传递方式有密切的平行关系。于是提出孟德尔的遗传因子即基因位于染色体的假设，这个假设圆满地解释了孟德尔定律”,教学中引导学生思考的核心问题（问题串）引入主题后，通过设计一系列问题，引导学生一步一步对主题进行学习和探究问题1：亲子代之间“染色体”和“遗传因子”的传递是在什么过程中实现的？问题2：染色体在配子的形成和结合过程中是如何变化的？问题3：减数分裂过程是如何实现染色体数目的减半的？第一步可以采用推理的方法，引导学生分析减数分裂的可能的过程，目标指向细胞分裂后染色体数目的减半。第二步可以采用观察的方法。通过观察证明第一步推理的正确性。在观察的基础上，进一步引导学生认识减数分裂过程中的几个重要变化：第一次分裂第二次分裂第三步可以采用模型建构的方法。,问题4：配子多样性形成的原因？第一步可以采用讨论的方法。从减数分裂的过程分析减数分裂形成的子细胞的种类，关注四分体时期非姐妹染色单体之间的交叉互换，非同源染色体的自由组合。第二步可以采用模型建构的方法问题5：精子和卵细胞是如何形成的？在精子和卵细胞形成过程中，染色体如何变化的？可以采用观察、讨论的方式进行。关键是讨论清楚精子和卵细胞形成过程与减数分裂的关系，形成对精子和卵细胞形成过程的总体认识；在关注精子和卵细胞形成过程的不同点。问题6：精子和卵细胞的结合是如何完成的？染色体又有什么变化？,案例：免疫调节,关于特异性免疫的基础知识适应性免疫应答的基本过程抗原识别阶段：指APC对抗原的摄取、加工、提呈，T、B细胞特异性识别抗原。实质是抗原对免疫细胞的克隆选择。免疫细胞活化、增殖、分化阶段：T、B淋巴细胞接受抗原刺激后活化、增殖和分化为效应T细胞或浆细胞，并分泌免疫效应分子。活化实质是抗原特异性的淋巴细胞发生细胞增殖和功能性分化。效应阶段：效应T细胞和效应分子（抗体）共同发挥效应，产生细胞免疫和体液免疫。,抗原提呈细胞（APC）,广义上几乎所有的有核细胞都是抗原提呈细胞（凡是表达MHC分子的细胞），都是抗原提呈细胞（antigenpresentingcells，APC）。专职APC（狭义APC）能够摄取和加工外源性抗原，组成性表达MHC类分子和协同刺激分子的一类细胞，并能向抗原特异性CD4+T淋巴细胞递呈抗原的特化细胞。包括树突状细胞（DC）、巨噬细胞（M）和B细胞。非专职APC只能在一定条件下才能被诱导表达MHC类分子和协同刺激分子。,外源性抗原的识别,内源性抗原的识别,免疫细胞活化、增殖、分化,Th细胞的活化,CD8+T活化,不依赖CD4+T辅助细胞辅助的活化,病毒或肿瘤抗原,交叉提呈,CD8+T细胞,靶细胞,APC,CD4+T细胞对CD8+T的辅助间接辅助：CD4+T诱导或上调APC表达协同刺激分子，为CD8+T细胞活化提供第二信号。直接辅助：APC不能提供足够的协同刺激信号活化的CD4+T分泌IL-2辅助CD8+T细胞活化。条件：二者同时识别同一APC上的抗原肽-MHC复合物或非常接近。,相同的抗原决定簇,同一抗原的不同决定簇,B2细胞的活化、增殖、分化,该图主要说明的是B细胞作为抗原递呈细胞接受抗原递呈给T细胞，在Th细胞的辅助下产生抗体的过程。,Th细胞的辅助作用分为两部分：协同刺激分子的作用及细胞因子的作用,静止的B细胞不表达B7分子，在B细胞活化过程中CD40-CD40L结合产生的信号同时可诱导B细胞表达B7分子。所以作为抗原提呈细胞，B细胞只能激活记忆T细胞，不能激活初始T细胞。在初次应答中CD4+Th细胞主要通过树突状细胞加工提呈的抗原而激活。B细胞对TD抗原的免疫应答：B细胞和T细胞的相互作用是双向的，B细胞提呈抗原给T细胞，并接受来自T细胞的信号以进行分裂和分化。这一相互作用可大致人为分成如下步骤：抗原的构象决定基与BCR特异结合，产生B细胞活化的第一信号。B细胞作为APC，提呈抗原肽给Th细胞，即提供Th活化的第一信号。活化的Th短暂地表达CD40L，并与B细胞表面的CD40结合，产生B细胞活化的第二信号。活化的B细胞表达B7分子增加，并与CD28结合，为T细胞进一步活化提供第二信号。活化了的T细胞分泌IL-4等，作为活化信号进一步使活化的B细胞分化。,效应阶段,CD4+Th1：清除感染了胞内菌的M，表达同种异型MHC的细胞CD4+Th2：辅助B细胞产生抗体CD8+T：病毒感染细胞和肿瘤细胞抗体：具有中和毒素、中和病毒、阻止病原体黏附细胞的作用，与抗原结合后可激活补体、介导调理吞噬及ADCC效应。在一定条件下也可导致免疫损伤。,关于免疫应答的教学,课标要求：概述人体免疫系统在维持稳态中的作用关注艾滋病的流行和预防教学目标概述人体免疫系统的功能；概括特异性免疫的特点；运用特异性免疫的原理解决生活中的相关问题；认同特异性免疫是生物体适应性的体现；认同免疫调节是人体与各种病原体共同进化的结果；关注特异性免疫与自身生活的密切关系。,核心概念,免疫系统通过识别“自己”和“非己”成分，清除病原微生物或异常细胞，从而维持机体内环境的稳态1.1免疫系统是免疫调节的结构基础和物质基础1.2免疫系统可以抵御外界病原微生物的入侵，维持机体稳态1.2.1物理和生物化学屏障、固有免疫细胞和分子抵御病原微生物入侵机体1.2.2免疫系统受抗原刺激后，淋巴细胞特异性识别抗原后活化、增殖和分化并产生效应。在一定时间和强度既能特异性清除病原微生物，又能避免对自身组织、细胞的损伤1.3免疫系统能及时识别和清除体内突变细胞、衰老、损伤的体细胞，维持机体稳态1.4免疫系统也可产生疾病（自身免疫、免疫缺陷、超敏反应）1.5疫苗接种的原理是基于特异性免疫的特异性和记忆,免疫应答教学的问题设计,1你观察到免疫细胞如何处理、识别抗原？1你们回忆细胞膜的结构，它是如何识别抗原？2你观察到T、B淋巴细胞接受抗原刺激后发生什么变化？2你们回忆细胞的生命历程，T、B淋巴细胞接受抗原刺激后发生什么变化？3你观察到效应T细胞（CTL）和抗体如何清除抗原的？4你将B细胞主要靠抗体“作战”的免疫方式命名为什么？5细胞免疫与体液免疫之间存在什么相似点？,可能出现的学生回答都有特异性：特异性指的是对特定抗原而言，免疫应答是特异的。其产生基础是淋巴细胞表面存在识别抗原的特异性受体，能识别抗原分子的一些特殊结构。都有多样性：参与获得性免疫应答的淋巴细胞抗原受体和相应分子（如抗体）在结构上显示高度的异质性，赋予机体具有识别数量极大的抗原并与之其反应的能力。多样性是产生特异性的基础。细胞免疫针对的是进入体细胞的病毒和胞内菌；体液免疫针对的是细菌。,可能出现的学生回答都有记忆性：免疫系统与一个抗原接触后，产生初次应答。当再次遇到同一抗原时，一般产生快速，强烈的再次应答，称为免疫记忆。自我限制：在抗原刺激之后，所有正常的免疫应答水平随着时间的延长而衰减，最终回到静息的基础状态。自我耐受：对入侵者（外源性抗原）识别、应答和清除而对自身物质不产生损害性反应是机体免疫系统的最显著特征之一。都经过抗原识别、淋巴细胞增殖和分化、清除抗原的几个阶段都有高效性都有针对,针对学生的初始回答的连续提问,都有特异性解释性问题：你想用“特异性”表达什么意思？（你说的“特异性”是指什么？）验证性问题：你举出什么例子证明这个过程具有特异性？支持性问题：你依据什么判断细胞免疫与体液免疫具有特异性？细胞免疫针对的是进入体细胞的病毒和胞内菌；体液免疫针对的是细菌。重新聚焦的问题：,6你将这种免疫命名为什么？可能出现的学生回答特异性免疫适应性免疫获得性免疫支持性问题：“什么让你认为“特异性免疫”这个名称适合这种免疫？”,Qu:Est教学策略,收集策略：收集策略是建立概念的基础。被归为收集策略的概念操作有观察和回忆。持有可靠的、有价值的事实是建构合理概念的根本。搭桥策略：Qu:Est教学策略把比较、对照和分组这三项思维操作归为“搭桥策略”。“搭桥”指学习者是如何从收集孤立的事实过渡到连接、向前转变，或创造一条通往建立各种知识主要用来构成概念的关键特征之间的关系的通道。搭桥策略可以帮助教师提出有效问题，为学生提供联系孤立事件，生成概念构成基础的关键属性或特征的机会。锚定策略：主要用来帮助教师在提问时推进贴标签和分类这两项认知操作的展开。学生在建构概念定义时会用到这些策略，接着学生需要为概念命名，或者确定新例子是否符合概念或相关子概念的关键特征。这两项思维操作能帮助学生阐明他们形成的概念，并有助于给这些概念划分类别。,Qu:Est教学策略,形成初始概念的顺序观察和回忆来自每个例子的信息。收集的信息必须包括概念的关键特征和一般信息。对照每个例子，挑选出不是概念关键特征的差异点。比较每个例子，确定概念固有的普遍问题。正是这些要点构成了概念的属性、关键特征、特性或概念定义。为了完成这个顺序，学生可以通过贴标签等发现或创造一个名词，有意识地表述概念所要表达的意思。分类可以用于确定学生是否能鉴别和分析在概念形成的顺序中不是表现这个概念的例子。,Qu:Est教学策略,区分概念观察和回忆涉及两个概念或相关子概念的每个例子的特定细节。通过比较确定概念间的普遍特性，但这些特性并不是分辨这两个概念或相关子概念的关键。通过对照确定关键的、概念或子概念之间的本质差异。为了能有效地表述概念，给每个子概念贴标签。对两个概念的其他例子进行分类，进而评估学生对每个概念的理解与学生利用刚建立的标准分析新例子的能力。,Qu:Est教学策略,从概念推演到相关子概念课程目标经常要求学生理解大量的相关子概念。需要利用概念属性来定义每个概念标签，同时也需要运用概念例子来解释每个概念标签。观察和回忆每个子概念的详细信息。根据所有资料或例子的相似性进行分组。学生也必须确定分组的原因。利用有意义的相关词汇或短语描述了各个分组的关键特征、属性或特性给分组结果贴标签。对新的例子进行分类，把它们分成小组或置于标签内，并且要证明新例子符合小组或标签的概念属性。,有效问题的性质与功能,设计Qu:Est教学策略有三个目的使教师在教学之前就能利用有效提问评估学生的观点及其对内容的理解；开展教学对话，发展和完善学生的思维操作和内容知识；帮助教师在课程结束后，评估学生最近掌握的概念。Qu:Est教学策略由四个概念组成提出思考为中心的问题；利用学生的回答作为进一步提问的基础；测定提问的速度并按顺序安排追加问题，从而实现对学生思考的引导；提供“思考时间”，鼓励学生利用适当的非言语手势与教室空间提出经过深思熟虑的回答。,核心问题,在Qu:Est教学策略中，具有认知性提示的问题被称作核心问题。有效的核心问题能提示和控制课堂对话中的思考经验，主要被用来集中、引导和指导由课程目的或目标指定的特殊思维操作和课程内容。学生进行概念化时，它们同样也被用来支架思考或设计提问顺序，帮助学生从一种类型的思维操作顺利过渡到另一种思维操作。核心问题的措词一般由三个独特的关键属性组成。,核心问题,核心问题的属性目的：集中、引导和指导课堂互动的思维操作与内容关键特征：清晰简洁、中心明确、具有开放性核心问题的关键词：名词：提示课程目标中明确指定的对话内容。谓语：利用动作词汇聚焦思维操作，用来提示分析内容要求的思考模式。问题主干：以“什么”、“以什么方式”或者“怎样”为主体。,核心问题,核心问题的名词应该以所学内容为中心。谓语或动词短语则用来简述学生在回答问题过程中需要执行的思维操作。核心问题必须是开放性的，并且具备一个特殊疑问句的主干，能使学生在回答时生成对话，而非简单回答是或不是。,核心问题,针对概念化过程中个体思维操作的核心问题观察：关于，你注意到什么？回忆：你想起来什么有关的事？比较：与之间存在什么相似点？对照：与之间存在什么差异？分组：依据什么把这些项目分在一起？贴标签：我们可以把命名为什么？分类：我们会怎么划分的类别？,针对学生回答的计划,在设计教学对话时，教师需要问自己的问题我希望学生对课程目标中指定的内容采用什么思维操作模式？在核心问题中，我应该如何表达这个内容？在核心问题中，我应该如何表达这项思维操作模式？学生对我的核心问题有哪些可能的回答？我将如何处理这些可能出现的学生回答？,高质量学生回答的属性,清晰性：学习者回答问题时所用的语词完全可以理解，不带丝毫含糊，也不存在说话不完整或思维混乱现象。准确性：学习者的回答不存在事实性错误，是以正确的信息为基础的。适当性：学习者回答的问题正是提问者所问的问题。确切性：学习者很明确他在跟谁说话以及在讨论什么话题。支持性：学习者提出各种理由、事实或例子来支持他的陈述，或者他会解释构成自身观点的标准或假设。复杂性：学习者的活动表明他意识到可以从多个角度看待正在讨论的问题，而且在达成一个令人信服的看法之前，他必须考虑多重观点的影响。原创性：学习者充分利用现有的知识和过去的经验创造或发现了新观点。,加工性问题,通过对学生生成的回答进行连续追问，并利用学生的回答提出问题，我们便可以更恰当地鼓励学生把课程内容与生活经验联系起来。我们针对学生的初始回答的连续提问既能促进学生思考问题，生成高质量的回答，同时也是发现学生思考模式的一个有效工具。加工性问题通常出现在核心问题的一问一答之后，根据学生回答的品质做出相应的反馈，引导学生更加深入地调查自己的思考过程。在提出加工性问题的过程中，教师必须仔细倾听学生回答的措词，并在追问时充分利用学生的表情。教师必须小心谨慎，不要尝试改变学生的措词。最重要的是，在教学对话期间运用的加工性问题必须能提高学生回答问题的自觉性，同时还必须留意学生正在表达什么，而不是教师希望他们说什么。,加工性问题,在组织教学之前及教学期间，教师必须做出选择：到底提出哪种加工性问题才能帮助学生更全面地理解源自学习的概念。因此，在设计课程时，教师必须考虑可能会影响核心问题的学生回答，并确定促进学生形成更优秀的回答所必须的加工性问题。在设想可能出现的学生回答时，必须同时考虑切中要领的与答非所问的两类回答。,重新聚焦的问题,在绝大多数情况下，重新聚焦的问题都是用来调整学生的答案，使之符合核心问题或限制焦点问题的要求。它的目的是帮助不在研究教学内容的学生，或者是帮助那些采用了其他并非核心问题指定的思维操作的学生。在具体应用时，教师重新聚焦的问题必须再次叙述学生的回答，告诉学生这个问题的哪些方面不合适，然后再重新陈述原始问题。这就叫反射镜技术。你说。我要求你。所以，（再一次提问你的原始问题）。在你的回答里，你陈述。我无法确定那是如何涉及，因此，让我们重新考虑你的答案，注意结合这个问题，（再次提问原始问题）。在你的回答里，你说。我有点困惑，你的答案是怎么与这个问题建立联系的。,解释性问题,这些问题与高质量学生回答的清晰性、确切性和复杂性直接相关。因此，教师必须保证学生在回答解释性问题时一定会给他们使用的词语下定义，而不是给出解释词语内涵的例子。你想用表达什么意思？你会怎样利用其它措词陈述哪一点？你怎么定义呢？我们可以用其他什么词语来描述呢？,验证性问题,验证性问题有助于增进学生思考的精确性与原创性。在提出验证性问题时，教师就是在等着听学生举例子、叙述个人经历、引用权威或参考书目，或者是在等待学生把他们的回答整合起来，概括成极其适合进一步举例说明的结论，或者是最适合为讨论中的内容提供证据的一般原则。验证性问题让学生忙着确认他们提供的信息或观点的精确性。通过这一步骤，学生可以把正在学习的与已经知道的联系起来，就能更好领会主要问题的概念内涵。你怎么知道？你能举出什么例子证明？你在哪儿发现那条信息的？你以前什么时候、在哪儿经历过这件事儿？在哪些方面与相似？,支持性问题,在做出决定之前，支持性问题将配合信息与悬而未决的判断之间的关系来应对学生回答，直到考虑完所有观点为止。它们要求学生抓住能证明自己观点的证据，也要求学生为他们的判断陈述理由。一般情况下，在形成概念的时候，在学生表达的例子或观点与给定的标签或提供的定义无关的时候，就会用到支持性问题。关于，有什么让你认为？你怎么确定是一个？依据什么判断？以什么方式暗示？,限定焦点的问题限定焦点与学生回答的确切性相关，它要求学生把他们的回答提炼到更高的层次。关于（学生回答尚未涉及的特定内容或关键特征），你（思维操作）到什么？重新直接询问的问题,提问模式,提问顺序是一连串按认知发展先后顺序排列的问题，和一系列能促进学生解释、验证、支持和重新回答问题的问题。这些问题可能会促进学生参与教学对话，激发和加深学生对课程概念的理解。应该如何确定核心问题的顺序在某种意义上，提问模式是协助学生从一种思维操作转向另一种思维操作，并把各个孤立事件组成概念的模型和关系的敲门砖。我们必须确保用来表述核心问题的动作词汇能够清楚地暗示，或者能完全激发学生独立展开认知操作。为了实现这个目标，教师必须对