科学教学设计新(2)课件

科学课堂的教学设计浙江省中小学教师培训中心陈晓萍cxp@

国外观念变化：教师无能为力→大有作为科尔曼报告（1966）

4000所学校60万学生6万名教师

“在导致学生成绩好坏差别的各种因素中，学校教育质量这个因素大约只占其中的10%”90%的因素天资学生的社会经济状态家庭环境“喂，爸爸，我猜我成绩糟糕是遗传在起作用”对科学课教学设计现状的反思无设计——照本宣科(完全按教科书呈现的内容和顺序展开)用他人的设计——教参上的设计、网上下载的设计固定用某一种单一的教学设计模式（如讲学稿、探究教学）粗放的经验性的设计教学设计的框架教学内容:重点、难点的把握/知识类型的划分/与单元、课程的关联教学目标:三维目标/普适性目标与特殊的具体目标/高认知水平目标与低认知水平目标/目标对不同类型学生的适应性教学过程:内容、方法的选择与组合/顺序安排/时间安排教学环境:课堂氛围/课堂秩序/课堂问题处理作业:形式/类型/考虑个体需要教学反思:数据分析\教学反思\行动研究2022/11/197我们一起来思考三个问题上课时，你关注:“有无讲清楚”还是“学生是否想明白”？“方法的新颖与有趣”还是“方法与目标是否一致”？备课时，你关注：“教材处理”还是“目标明晰”？对作业，你关注：设计：“多做练习”还是“检测目标”？批改：“对与错”还是“预设与目标的关系”？反馈：“告知结果”还是“改进学习”？一、明晰的目标1、什么是重点？课程内容层次优选示意图应当熟悉的课程内容应了解并能进行实际操作的课程内容应当持久理解的课程内容蜗牛的生活习性——————————蜗牛的形态结构用放大镜观察蜗牛——————————蜗牛生活习性观察与实验形态结构与功能相适应——————————生物与非生物的区别科学实验设计的方法

注意：•课程开发者应警惕不要让课程内容滑入内容琐碎的倾向。

•要与概念性知识相联系“脱离某一领域更宏观的基本结构这一背景，而传授一些特定的具体知识和技能是低效的。理解基本原理和观念是进行相关知识学习的主要途径.在理解某事时,把它置于一个更大的背景之下，并把它看作是这一背景之下的一个特殊例证。”

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布鲁纳物质科学（2013.美国）PS1物质和相互作用PS2力与稳定性，力和相互作用PS3能量PS4波以及在信息传递中的运用生命科学LS1从分子到组织：结构与进程LS2生态系统：相互作用、能量、动力学LS3遗传：性状继承与变异LS4生物进化：统一与多样性地球与空间科学ESS1地球在宇宙中的位置ESS2地球系统ESS3地球和人类活动工程与技术、科学运用ETS1工程设计ETS2工程、技术、科学、社会之间的联系跨学科概念模式因果、机制和解释量度、比例、量系统和系统的模式能量和物质：流动、循环和守恒结构和功能稳定性和变化7、生物体是由细胞组成的。8、生物需要能量和营养物质，为此它们需要依赖其他生物或与其他生物竞争。9、生物体的遗传信息会一代代地传递下去。10、生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果11、科学认为每一种现象都具有一个或多个原因12、科学上给出的解释、理论和模型都是在特定的时期内与事实最为吻合的。13、科学发现的知识可以用于开发技术和产品，为人类服务。14、科学的应用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。八下：结构与功能：粒子的模型与符号、空气与生命、植物与土壤、电与磁九上：转化与平衡：探索物质的变化、物质的转化与材料的利用、能量的转化与守恒、代谢与平衡九下：自然界的演化，发展与和谐:演化与自然、生物与环境、人的健康与环境、环境与可持续发展2、教学目标

认知领域

评

价|

综

合|

分

析|

运

用|

领

会|

知

识|（2）高认知水平目标与低认知水平目标

——与新情境下迁移、思维品质发展或智慧增长有关九年级下营养素的作用七大营养素：水、无机盐、维生素、蛋白质、糖、脂肪、纤维素一、课前预习大检查：猜猜我是谁？二、小组活动：1、每一组一个装有各种食物的篮子2、小组鉴定它们所含的主要营养是什么作用？三、全班活动：你们能猜出我们组主要含什么营养素？植物生殖方式的多样性被子植物的有性生殖一节讨论设计一张自主学习任务单植物生殖方式的多样性自主学习任务单：1、植物开花后要传粉，请说出什么是传粉？2、传粉的方式可分哪两种？各举一例，比较它们的区别。3、按异花传粉途径不同，花又可分哪两类？各自的特点是什么？植物生殖方式的多样性（导学案）回忆并梳理小学学过的植物的器官。画一朵花和一个果实，标出每一部分的名称。寻找花和果实在结构上的对应关系。提出你还存在的问题二、方法与目标的一致（一）知识类型

1事实性知识：学习者在掌握某一学科或问题时必须知道的基本要素

术语、具体的细节和要素知识

2概念性知识：是指一个整体结构中基本要素之间的关系，表明某一学科领域的知识是如何加以组织的，如何发生内在联系的，如何体现出系统一致的方式等。

类别和分类；原理与概括的知识；理论、模式与结构知识

3程序性知识：如何做事的知识。前者“什么”重“结果”，后者“如何”重“过程”

学科技能和算法知识；学科技巧和方法的知识；确定何时运用适当程序的知识4.元认知知识：关于一般认知知识和自我认知的知识。有三种类型：（1）策略性知识；（2）关于认知任务的知识，认识到认知任务是不同的。（知道何时以及为什么运用这些策略的知识）；（3）自我知识（了解自己认知活动中的优势与不足，也包括了解自己什么时候以及采用什么样的一般策略去发现必要的信息）科学事实科学概念科学原理科学模型科学理论科学方法科学思想科学精神科学态度……与科学课程标准的分类的关系知识类型不同，（教）学习方式不同科学事实、科学理论包括--*科学事实：指人们运用感官或科学仪器获得的具体的、可被验证的科学事实。

如：地球自转一周约24小时纯水的凝固点是摄氏0°C动物种类的76%是昆虫*科学的概念：科学概念是对科学事实的归类、概括、抽象。如：动物、植物、力……*科学规律:描述两个或多个科学概念之间的联系。如：磨擦生热、植物需要营养、光

和水……（科学定律永远不能被否认如：物质不灭、能量守恒……)科学理论是用来解释各种科学事实或科学规律的，回答“为什么”之类的问题，不能直接被证明。如：原子理论进化论相对论细胞理论知识类型的区分用显微镜能看到肉眼不能看到的微生物在水中生活着很多形态各异的微生物通过典型微生物的观察了解微生物具有生物的特征学生初步认识微生物的多样性和复杂性对照资料识别微生物使用显微镜观察水中的微生物（二）（美国）安德森的分类3.安德森认知目标分类知识维度认知过程维度1.记忆2.理解3.运用4.分析5.评价6.创造A.事实性知识B.概念性知识C.程序性知识D.反省认知知识

分析如下教育目标学生初步认识微生物的多样性和复杂性知道在水中生活着很多形态各异的微生物知道平面镜的应用根据等高线的特点判读简单的等高线地形图列举常见的细菌、病毒引起的传染病。从一系列实列中，概括物质在不断运动变化在实验室制取氧气和二氧化碳。认知过程维度的重要类别与亚类认知维度记忆再认（识别）：根据图区分动、静脉回忆：物体在平面镜中的像有什么特点？理解解释：重力方向总是竖直向下的。哪幅图是真？哪幅图是假？学习者能够将信息的一种表征方式转换成另一种表征方式。图1图2举例：从一般概念或原理出发，要求找到相应的具体事例例举生活中做功与不做功的事例。分类：具体事例出发，要求找到相应的概念或原理。如：青蛙、龟属什么动物？概要（总结）：作出一个简单的陈述以代表已呈现的信息，或抽象出一个一般的主题。小组分析下列四种情况力对物体是否做功（1）叉车举货时,支持力N对货物做功了吗?（2）马拉雪橇时,拉力F对雪橇做功了吗？（3）人掷铅球，铅球在飞行的过程中，人对铅球做功了吗?（4）叉车运输货物水平匀速行驶，支持力Ｎ对货物做功了吗？那么叉车举着货物静止时，支持力Ｎ对货物做功了吗？让学生总结做功的两要素和不做功的情况。谈谈这堂课的收获：推论（推断）：从已有的信息中得出结论或在一组事例中发现范型。如：仔细观察蜗牛的外形，推测它有哪些感觉？比较：查明两个或以上的客体、事件、观念、问题和情境等之间的异同如：六年级“抵抗弯曲”一课，比较宽度和厚度对抗弯曲能力的关系？说明（建构模型）：指学习者能够建构或运用因果模式。这一模式可以从正规的理论中推演，也可以依据经验或研究得出。如：当一个电路中增加第二个电池时，电流量会发生什么变化？（运用欧姆定律）应用执行：面对一个熟悉的任务，实际去完成任务某一程序。与运用技能和算法有关。一是其步骤遵循固定的程序，二是只要正确地执行，其结果是一个预期的答案。如：用显微镜观察细胞实施：此时学习者选择和运用程序以完成一个不熟悉的任务。如：给出一项探究性学习任务，要求学生设计方案并且实施方案。1、问题：小明要把20千克的一桶水从一楼搬到5楼教室，在三楼台阶上他觉得有些累（如图左），请你设计一种办法，使小明能用最小的力把水桶推上台阶。2、设计：学生根据所学的杠杆原理设计出方案（如图右）分析区分：能够按照恰当性或重要性来辨析某一整体结构中的各个部分。与“比较”有所不同。如：区分鱼类和哺乳类，本质的特征是呼吸器官。而比较可以有许多的相同和不同点。组织：能够确定事物和情境的要求，并识别其如何共同形成一个一致的结构。如：鸟类的形态结构是如何适应飞翔生活的？归属：能够确定沟通对象的观点、价值和意图等。如果要作出“解释”，只要理解材料的意义就可以了，但“归属”要求超越基本理解去推断材料的意图或观点。如：观察和使用：一般生活用剪刀、剪铁皮剪刀、理发用剪刀等三类功能不同的剪刀，画出杠杆示意图，并写一篇500字左右的技术报告。评价核查：检查某一操作或产品看其是否内在一致。如：确定科学家的结论是否来自观察到的数据。（蒸发的因素）评判：基于外部准则或标准判断某一操作或产品。如：判断二种解决问题的方法，哪种适当？想一想，哪些方法“既科学又适合实验室小组操作”？创造创造：强调的是综合成一个整体，而不完全是指原创性和独特性。但它必须从多种来源中汲取不同的要素，然后将其置于一个新颖的结构或范型中。创造过程可以分为三个阶段：生成（创新）：能够表征问题和得出符合某些标准的不同选择路径或假设。如：提出假设来说明观察到的现象计划：能够策划方案以符合某个问题的标准，即形成一种解决问题的计划。如：设计实验，证明假设贯彻（建构）：执行计划以解决既定问题。要求协调4种知识。如：学习了食物链和食物网后，请同学设计一种“新的动物”，说明它的生活习性及会对它的邻居产生的影响。三、目标检测用分类表指导学业评价的设计3.安德森认知目标分类知识维度认知过程维度1.记忆2.理解3.运用4.分析5.评价6.创造A.事实性知识B.概念性知识C.程序性知识D.反省认知知识事实性知识知识领域记忆理解运用分析评价创造事实性知识说明事物是由原子组成的用原子守恒的观点来解释化学反应前后的质量变化做实验来阐明质量守恒能从给出的数据中找出解释质量守恒需要的数据判断能否根据一系列反应中得到的数据作出正确的结论设计一个实验，说明质量守恒知识领域记忆理解运用分析评价创造概念性知识生态系统中“能量流”的定义解释阳光如何通过光合作用为植物等提供食物完成一个实验，说明太阳光对植物生长的影响分析一个生态系统，说明杂食动物的灭亡对草食动物数量的影响评价一个新的政府政策怎样影响生态系统中的各种物种创造一个可选择的EPA政策，改善当地的生态系统概念性知识知识领域记忆理解运用分析评价创造程序性知识认识显