市讲座稿-基于概念建构的科学教学设计(从PPT摘录,表格删)

基于概念建构的科学教学设计（一）基本观点哲学及科学哲学渊源心理学渊源皮亚杰儿童在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展维果斯基认知发展发生于社会文化环境中，社会文化影响着认知发展的形式；儿童的许多重要认知技能是在与父母、老师以及更有能力的同伴的社会交往中发展起来的；建构主义的知识观知识是经验性实在知识并不是对现实的准确表征,它只是一种解释、一种假设,而不是最终答案知识只是一种“可行性”知识并不能精确地概括世界的法则,在面对具体问题时更不会一用知识源于主体的建构人认识的对象是经验性实在,那么,认知者与认知对象就不能断然分离学习者是具有大量生活经验和先前知识的主体，这些知识与经验可能促进新的学习,也可能妨碍新的学习,但无论如何它们是学习的基础就灵,而是需要针对具体情境进行再创造建构主义的学习观学习中的建构是双向的建构一方面是对新信息的意义的建构,另一方面是对原有经验的改造和重组学习不仅是理解和记忆新知识,而且要分析它的合理性、有效性,从而形成自己对事物的观点,形成自己的思想学习中的建构是双向的建构一方面是对新信息的意义的建构,另一方面是对原有经验的改造和重组学习不仅是理解和记忆新知识,而且要分析它的合理性、有效性,从而形成自己对事物的观点,形成自己的思想教师是知识学习的促进者建构主义在原则上否定知识传递的可能性，否认教师能够“教给”学生任何知识教师应该重视学生自己对各种现象的理解,倾听他们现在的想法,洞察他们这些想法的由来,以此为根据,引导学生丰富或调整自己的理解学生是富有背景经验的主体在日常生活中,在以往的学习中,学生已经形成了丰富的经验,从自然现象到社会生活,他们几乎都有一些自己的看法把学生现有的知识经验作为新知识的生长点,引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验教学是以学生活动为主的师生互动过程教学的作用在于给学生设置有效的活动机会,使学生在活动和讨论中、在问题解决的过程中建构自己的知识（二）建构主义理论在教育中的应用抛锚式教学这一教学模式的主要目的是使学生在一个完整、真实的问题情境中，产生学习的需要，并通过镶嵌式教学以及学习共同体中成员间的互动、交流，即合作学习，凭借自己的主动学习、生成学习，亲身体验完成从识别目标提出和达到目标的全过程。认知学徒教学通过允许学生获取、开发和利用真实领域中的活动工具的方法，来支持学生在某一领域中的学习支架式教学为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架，这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的随机通达教学由于事物的复杂性和问题的多面性，要做到对事物内在性质和事物之间相互联系的全面了解与把握，即形成对所学知识全面深刻的意义建构是很困难的，往往从不同的角度考虑可以得出不同的理解在教学中必须注意对同一教学内容，在不同时间、不同情景、为不同的目的、用不同的方式加以呈现，从而使学习者获得对同一事物或问题的更为全面深刻的认识与理解二、关于“过程”的思考科学课堂应该是怎样的过程？

——过程任务1.引导学生参与并理解科学实践活动——让学生像科学家一样做科学并理解为什么要这样做观察、记录、假设、交流、讨论进行科学探究或运用其它形式学科学(必须从感性认识上升到理性认识）.引导学生理解科学知识是怎样形成的

——理解科学的本质、科学的认知方式崇尚事实（客观、理性）尊重规范（数据与解释之间的逻辑推理）强调可重复性（用于接受检验、反思与面对质疑）3.引导学生学习在事实的基础上建立科学概念

——让儿童理论与证据相互作用从而进入儿童的内心能够区分理论和证据（想到的和感受到的）能注意到理论与证据的不一致，并乐于协调（解释、预测、正确对待反例）从四年级（上册）第一单元

《空气的性质》的过程设计说起设计1：1、猜谜语导入2、收集空气，利用材料证明周围存在空气3、对照表格，运用观察水的方法研究空气4、汇报交流5、纸巾不湿的秘密6、赶空气7、怎样才能带回一瓶纯的当地的空气设计2：1、学生观察并描述两个杯子（一个装水，一个空杯），导入新课2、借助工具，研究空气3、空气信息发布会4、保护纸巾5、漏斗的秘密6、喷泉游戏同活动内容的不同目标导向比较点之一：引入活动（情境创设）设计1：谜语——对四年级学生，不具有“谜”感设计2：观察比较两个杯子即比较水和空气——类比迁移，充分暴露初始想法比较点之二：借助工具研究空气（工具有吸管、塑料袋、气球等）设计1：对照表格，运用观察水的方法研究空气设计2：借助工具观察研究，把自己的重要发现，简单地记录在卡片上（工具有吸管、塑料袋、气球、注射器等）——在原有认识的基础上深化、拓宽对空气的了解。比较点之三：经典魔术——纸巾不湿设计1：教师示范，学生初次实验，要求：①小组每人轮流做一次；②一张纸只用一次。再次实验：要求：①成功的同学想办法做失败，失败的同学吸取教训，想办法做成功。活动导向：以实验本身的成功和失败为准设计2：保护纸巾，学生每人做一次。活动导向:进一步思考讨论什么原因使纸巾不会被水打湿的 比较点之四：后续活动设计1：赶水——空气会流动，新知识的教学设计2：漏斗的秘密——“空气占据空间”这一概念在新情境中的运用。这是形似神不似的两个案例：形：活动和活动外在形式神：活动的目标内涵我们追求有“目标内涵”的教学这样的课的目标定位，冲击着课程改革初期的科学课，观察热闹的背后，推敲活动的目标，反思探究的有效，能否有一种新的启示？三、关于“概念”1、概念是什么2、为什么要以发展概念为主要目标3、儿童如何学习科学4、对教学设计的启示(1)概念在知识结构中的地位 2)关于概念的定义“科学概念是有组织的、有不同覆盖程度的、用抽象语言表达的、超越主题和事实的一些观念和思想。”所有概念建立者一个共同的特点是：在浩瀚的事实中探求意义，探寻一个概括的体系，把一个问题所有可能的特征包括进去。——兰本达帮助学生建立关于“空气”的概念：空气看不见摸不着，但是我们可以借助其他物体和工具感觉到空气的存在，空气和水有相同的特点，也有不同的特点。2、为什么要发展学生的概念我的理解：它将实现两个基本想法◆日常教学中的活动设计对学生的思维要求提高了，不仅仅是知识理解层面，而且要上升到综合分析层面，这样的教学目标将增强学生的思考力。以探究为核心的小学科学课堂教学找到了落脚点，帮助学生在熟悉事物、收集事实、寻找证据的同时，还要形成一种观念性的概念，用这种概念引领科学探究活动的深入，这对学生长大后所形成的科学素养无疑具有重要的影响。3、儿童如何学习科学 1、学生在真正学习新的科学概念之前，已经有了对一些概念的朴素的理解，它包含原有的经验和假设，但往往与概念的科学含义不一致。2、学生的科学学习过程在某种意义上说是概念改变的过程。为更好地达成概念转变，教学需要使学生产生认知冲突，建构活动，才能完成概念转变。有意义学习的两个条件：（1）学习者原有认知结构中应具有可以用来同化新观念的相应知识；（2）学习者应具备有意义学习的心向。——奥苏贝尔4、对教学设计的启示（1）教师要熟知学生的原有经验，并基于此而展开教学。（2）要让学生乐于学习，保持学生的有意义学习的心向（3）科学课上帮助学生发展的概念，要和学生原有的真实想法相互作用并建立起联系，才能不断丰富学生的经验世界。（4）要监控学生概念的转变。四、基于概念的过程设计1、过程设计路径——以《简单电路》为例2、活动设计策略1、过程设计路径调查学生前概念，设计概念目标分解概念目标，设计概念箭头沿着概念箭头，设计建构活动设计新情境，监控概念转变活动五：如果使电动风扇（马达）旋转应该怎样连接？如果要使新概念真正地成为知识体系中的一部分，还要知道如何运用新概念，并在此基础上做出解释、推论和预测，这样才算完成整个的概念改变过程。设计路径技术：需要强调的是：过程与概念统一，科学的过程设计是前提，以科学的过程为依托，渗透概念的教学是科学教学设计研究的方向。2、活动设计策略（1）直面朴素概念，引发认知冲突（2）设计建构活动，促进理性思考（3）使用新建模型，监控概念转化（1）直面朴素概念，引发认知冲突◆“差异式”活动：与已有的概念完全相反或不同◆“关联式”活动：基于已有概念展开◆“独白式”活动：暴露多种真实概念“差异式”活动例举：《使沉在水里的物体浮起来》第一组材料：西红柿、回形针、泡沫、牙签、纽扣、蜡烛、萝卜、木头学生已有经验：物体沉浮与大小、轻重有关该组材料的事实：物体沉浮与它们的大小、轻重无关——西红柿重，居然浮了；回形针那么小，居然沉了……“关联式”活动例举：《建桥梁》的导入：师：（边演示造桥边谈话）你们知道有哪些办法可以增加桥面的承受力？生：可以增加桥的厚度。师：好。不过增加厚度要增加材料，不增加材料有什么方法？生：可以改变形状，比如作成折纸型。生：可以改变材质。生：还可以增加桥墩。师：加桥墩也要增加材料呀。生：（用手势）如果把这座桥改变成这种形状。师：这是什么形状？生：拱形。“独白式”活动例举：《空气的性质》：你认为被压下来的空气到哪里去了，画出想法。篮球中的空气：“独白式”活动例举：某班级《昼夜交替》问卷调查：1、太阳绕着地球转，地球自转2人7.69%2、地球本身不转，太阳绕地球转8人30.77%3、地球本身不转但绕着太阳转16人1.15%4、地球在自转同时又绕着太阳转5人19.23%5、地球在自转21人80.77%（2）设计建构活动，促进理性思考◆类比活动：使思维可视化◆细化过程：帮助观察细微的变化◆利用概念图：整理信息◆使用关键性问题研讨：促进反思交流类比活动例举：▼简单电路：选择电动风扇的思维意义▼空气的性质：对比观察与描述水和空气对研究空气的思维意义▼空气的性质：对比观察与描述注射器中的水和空气对研究被压缩的空气的思维意义细化过程例举：小