李晶讲座1.ppt

1、第一部分 关于教师的PCK培训 第二部分 关于科学教育中最具有价值的知识 第三部分 课例分析,讲座内容,（一）什么是教师的PCK （二）为什么要进行教师PCK的培训 （三）怎样进行教师PCK的培训,第一部分 关于PCK培训,在开始我们所要研究的内容之前，我们首先看两个教学案例。,例子：探究影响杠杆平衡的因素 1.生活中的杠杆 2.撬石头 3.自主探究影响杠杆平衡的因素 1.翘翘板（认识杠杆） 2.探究影响杠杆平衡的因素（变量控制）,例子：沉入水中的物体是否受到水的浮力？,（一）什么是教师的PCK,国际上的定义和研究 PCK是学科教学知识或教学内容知识( Pedagogical Content

2、Knowledge) 的简称。要点是: 第一,教师必须拥有所教学科的具体知识: 事实、概念、规律、原理等, 第二,教师应具有将自己拥有的学科知识转化成易于学生理解的表征形式的知识。,L.舒尔曼 教师专业知识分析框架 学科知识 一般教学知识 课程知识 学科教学知识（教学内容知识，Pedagogical Content Knowledge，简称PCK） 学习者及其特点的知识 教育情境知识 关于教育的目标、目的和价值以及 它们的哲学和历史背景的知识,Veal 和Makinster 建构了一个金字塔模型, PCK位于塔尖, 是多方面整合的结果。,通过论证认为：学科教学知识（PCK）最能区分学科专家与教

3、学专家、高成效教师与低成效教师间的不同。,教师专业知识基础框架（顾泠沅）,PCK,学生在学习这些内容时可能出现的问题,课堂观察中的分析 教师的核心能力教学设计的核心_ 学科逻辑的心理学转化 讲课中不能够呈现内容的逻辑 不同程度受到影响的学生 85% 不受影响的学生 15% 讲课中不注重心理学转化 不同程度受到影响的学生 35%,（二）为什么要进行教师PCK的培训,教师的知识结构决定了在教育活动中所能够发挥的功能. “现趸现卖”得到的书本与教参上的知识最多只能实现传授知识的“一维”目标。 教育的三维目标给学生美好的体验，它使知识从事件、规则等枯燥的文本转变为丰富、深刻、能够激发理想的宝库。,而教

4、师只有深刻理解学科知识的逻辑，把它融会在自己的教学中，才能够使学生体验到学科知识的丰富性和深刻性。 学生对自然科学的深刻性和丰富性的体验是产生正确的情感、态度、价值观的基础。 反之，能够忍受枯燥学习和训练的学生终究是少数，厌学情绪的产生也就不足为怪了。,教学设计的核心是把学科逻辑心理学化。 学生只有在有内在逻辑的内容中发现才能有意义，符合学生认识逻辑的教学才易懂、易学，即学生能够真正了解所学的内容，把学习到的知识纳入自己原有的认知结构中，才可能实现有意义的学习。长期积累、潜移默化，学生才能够形成良好的学习习惯。,目前对教师进修需求的调查中发现，教师比较重视的有： 课堂的调控技能 教案书写技能

5、说课、评课技能 这些都是目前评价教师教学水平的显性要素，不是激发学生学习动机的核心要素。,我国的情况 小学科学教师有多年的实践探索； 小学科学教师自身对学科知识的理解的水平较低。 学科知识的逻辑进行心理学转化就成为虚谈。 因此，对我国小学科学教师PCK培训应该集中突破小学科学教师自身对学科知识的理解这个“瓶颈”。,（三）怎样进行教师PCK的培训,1.培训模块 第一讲：小学科学教育的目标和任务 主讲人：北京教育学院 李晶教授 模块1 小学科学教师的PCK 第二讲 小学科学教育中最核心的，最具有学生发展价值的内容，及这些内容之间的联系 主讲人：北京教育学院 李晶教授 第三讲 学生容易发生错误的内容

6、分析 主讲人：北京教育学院 王凌诗 第四讲 教会学生的策略 主讲人：延庆教研中心 白毅全,专家学术沙龙 模块2：PCK 的运用 第五讲 小学科学教学设计 主讲人：北京师范大学 李亦菲博士 第六讲 小学科学教学中的变式训练 主讲人：特级教师 应飞 第七讲 小学科学教师说课与评课技能 主讲人：北京市基教研中心 特级教师 彭香 第八讲 小学科学学业评价 主讲人：人教社 综合室副主任 张军霞,2。学习形式 “四步式”远程学习模式,理论讲座 接受,校本讨论 消化,教学实践 实践,交流评价 反思,第二部分 关于科学教育中最具有价值的知识,（一）为什么要突出科学教育中最具有价值的知识 （二）什么是科学教育中

7、最具有价值的知识 （三）怎样在教学中突出科学教育中最具有价值的知识,（一）为什么要突出科学教育中最具有价值的知识,反思小学自然课教学情况 每学期有十几项分立内容，每项内容种有若干知识点.落实“知识点” 2册 种大蒜、各种各样的花 种花 4册 种向日葵 5册 果实、 茎、 植物标本 6册 植物的生长和变化 8册 花的构造、种子的构造 9册 根的作用、叶的蒸腾作用、光合作用、茎的作用 10册 扦插和压条 无土栽培,堆栈式知识结构知识、技能匠型人才,我国课程特点：学术化、结构化、细化,课改的核心问题： 结构与功能的矛盾 课程结构人才素质 科学课程未来人的科学素养和发展桥梁,小学科学教育的任务： 使学

8、生获得重要的科学基本概念并认识科学概念之间的联系； 使学生获得科学探究的技能和方法； 锻炼学生的合作交往和语言表达能力； 使学生受到善于思考、实事求是的科学态度的熏陶。,哲学思想 跨学科的主题 学科视角、观念、方法 基础知识和基本技能,人的创造能力从那里来？,（二）什么是小学科学教学中最有价值的内容 重要的科学基本概念及科学概念之间的联系； 科学探究的技能和方法。,1。重要的科学基本概念及科学概念之间的联系,基础知识、基本技能,（1）教师知识：从上到下的逻辑体系 第一步：把科学主题作为上位的认识工具。,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

9、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。

10、,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。,“能量” “演化”、 “变化的形式” “尺度与结构” “稳定性” “系统与相互作用”,例如：能量主题,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

11、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。,“系统与相互作用”是自然界

12、最普遍的观念，也是小学科学中最容易表现的主题。 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。,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。 例如：,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

13、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。,第二步：把科学主题

14、在物质科学、生命科学、地球科学中的表现分解为最基础的重要概念（我们成之为核心概念） 让我们以“尺度与结构”这个主题为例来说明：,3-4年级 知道 物体是由不同材料组成的，可以根据组成物体的材料的性质区分和描述。 知道 物体的性质有的可以用感官能够直接观察和感觉到；有的需要用仪器测量才能够知道。 认识 材料可以有不同的存在状态，即固态、液态和气态。条件变化物体的状态会发生变化。 知道 我们生活的世界由有生命的和无生命的物质组成。知道 常见动植物是属于不同类别的。 认识 每种植物和动物都有不同的结构，这些结构服务于生长、生存和繁殖等不同功能。,5-6年级 知道 物质有些性质与其数量有关，有些与数量

15、无关。 知道 物质是由无限可分的微粒构成的。 认识 大气是由氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气及其他微量气体组成的混合物。 知道 大气在不同的高度有不同的性质。 知道 地球、太阳系、银河系、宇宙是层次不同的系统。知道 地球是由岩石圈、水圈、大气圈、生物圈构成的大系统。 知道 人类探索宇宙的过程， 宇宙是分层次组成的。,认识 可以从系统、器官、组织、细胞等多个层次研究人体。 认识 种群是在特定的时间与地点，某个物种所有的个体。在同一环境下生存的种群构成生态系统。 认识 地球上的生命是地球大系统中的组成部分。,练习与交流,试着把其他几个主题进行分解，并交流大家的研究成果。,系统与相互作用,系统与环境,系

16、统与要素,要素与要素,结构与功能,第三步：从自己所教的教材中寻找哪些科学事实和探究活动能够帮助学生建立上述核心概念。,恭喜你！,你用新的视角梳理了自己的知识， 已经掌握了科学教育中最重要的概念 和它们之间的联系。,第一步：把“科学主题”作为认识工具 第二步：把科学主题在物质科学、生命科学、地球科学中的表现分解为最基础的重要概念（我们成之为核心概念） 第三步：从自己所教的教材中寻找哪些科学事实和探究活动能够帮助学生建立上述核心概念。,教师的认识,教学过程中学生的认识,PCK,2。科学探究的技能和方法,像科学家那样工作。 科学家的从事科学研究一般要经历如下基本过程： 科学家们用他们的观念和由此而产

17、生的理智来看待或接触自然,尽可能客观地观察自然界的性质与行为。 科学家们通过各种方式来描述他们所观察到的现象。交流想法,阐明观点,交换信息。 他们把事实分成普遍意义的组、群和类。,他们研究物质之间的相互作用,描述其现象,通过对事物相互关系的思考,揭示事物发生的因果,从而更加深刻地认识事物的本质。 科学家们应用已积累的知识推测和预言未知事物与现象,推断将要发生的现象与结果,推断不可直接观察到的现象与结果。 科学知识就是这样通过科学家运用科学思维过程创造出来的。科学家们把科学知识和方法应用于实际,这一过程又加深了他们对科学理论内涵的理解并且丰富了理论的外延。,回忆我们的 学习过程,证明空气的存在

18、证据： 把一个空瓶子浸入水中,。 推理：,测量长度 测量质量 测量温度 测量液体的体积 测量力的大小 使用的测量工具 单位 实例 注意事项,方框图、流程图、循环图、折线图、柱状图,练习与交流,试着把其他探究技能进行梳理，并交流大家的研究成果。,恭喜你！,你用新的视角梳理了学生科学探究技能 形成的过程。今后你设计的探究活动 将是用这个线索联系起来的。,最具有价值的知识还包括科学的魅力,在常人的心目中，科学是深奥的、 严格的、艰难的、枯燥的； 一提到科学家，眼前不由自主地会 浮现出爱因斯坦的形象白发怒张、 满面皱纹。 其实科学是充满魅力的。 你感觉到了吗， 支配宇宙的自然规律是充满魅力的。 例如对

19、称法则。,如果你经常以欣赏的眼光，仔细地观察大自然中的事物，就会发现，大自然存在着许多普遍的规律，这些规律是另人惊叹的。 最平淡无味的人生是对这些美丽的事物视而不见，那就会错过许多令人心动的时刻。 科学像一座神奇的宫殿，吸引人们不断探索其中的奥秘。科学，像一个巨大的磁场，让我们不得不走近她。,千万要保持学生与生俱来的好奇心,在装满水的杯子中能够轻轻地请放入多少个曲别针？,把瓶子里装入不同量的水，敲一敲,科学的魅力体现在探索科学、揭示自然规律的过程中。科学发现和创造发明的过程是趣味无穷的, 是有兴趣，有吸引力，引人入胜的。,把装着热水的小瓶子 放入常温水中,用纸版做一个人体骨骼模型,让我们来模仿

20、纸上层析,科学的魅力在于其博大。人类在解决许多问题的同时发现了更多的问题，于是，人们孜孜不倦地研究，再研究。是科学的博大精深吸引着人们。人类在科学的长河中显得微不足道。 科学的魅力在于它的真实。为了求真，有的人付出毕生精力，有的人甚至现出了宝贵的生命我。 科学的魅力在于科学技术与人类社会的关系是多彩多姿的。,小学科学教育中最核心的内容： 重要的科学基本概念并认识科学概念之间的联系； 科学探究的技能和方法； 感受科学魅力，保持持久的好奇心和求知欲。,（三）在教学过程中怎样突出小学科学教育中最有价值的知识,比较,事实1 兔子,事实3猫,事实4 老虎,概念 食草动物、食肉动物,事实2 马,牛、羊、狮

21、子、豹,事实1 兔子,事实3猫,事实4 老虎,概念 食草动物、食肉动物,事实2 马,牛、羊、 狮子、豹,在长期适应环境的过程中 动物器官的结构与其生活 习性相适应,例子：,主题：动物器官的结构与其生活习性相互适应。 讨论的问题：哺乳动物眼睛的位置与其食性有无关系？,问题一：小兔子的眼睛长在哪里？ 问题师生已知 解决问题的方法师生已知 观察（包括直接观察和间接观察） 答案师已知 生并不能够准确地说出兔子眼睛的位置。在解决问题的过程中，学生要学会观察动物器官的细节。,问题一是事实水平的问题，学生在对事实感知的基础上解决问题。,问题二：观察马、牛、猫、虎的眼睛长在哪里，你有什么发现？ 问题师生已知

22、解决问题的方法师已知 观察与分类 生部分已知 答案师知 生未知,解决问题的过程中，学生要把观察到的事实进行比较。 学生心里造成一种悬而未解但又必须解决的求知状态，开始出现问题意识，激发学生强烈的学习愿望，从而注意力高度集中，积极主动地投入学习。同时学生的头脑中会出现假设，并再次用观察羊、骆驼、鹿和狗、狮子、豹眼睛的位置来验证自己的假设。,第二个问题仍然是事实水平的问题，学生在解决问题的过程中要应用比较与分类的思维方法才能解决问题。,第三个问题：动物眼睛的位置不同的背后有什么共同的规律吗？ 问题师生已知 解决问题的方法多种 师已知 生未知 答案师已知，生未知,在解决这个问题需要分两步：第一步，教

23、师要讲解关于动物食性的知识，并利用学生已有的经验，引导学生按照食性把动物分类。第二步，再从“类”寻找其背后的规律。得出“在长期适应生活环境的过程中，动物器官的结构与其功能相互适应”的结论。 第三个问题是概念水平的问题，通过前面的学习学生建立了概念。,第四个问题：自然界还有什么现象也符合你总结出来的规律？ 问题开放性的。 解决问题的方法多种 教师部分已知，学生部分已知答案多种 教师部分已知，学生部分已知,教师并不能够预料学生能够回答出多少中答案，还回提出什么问题。在解决这个问题的过程中，教师已经不是教学进程的完全控制者。,在解决这个问题的过程中，学生平时对动植物的了解，成为自己学习的资源，学习活

24、动对他们来说就不是一种负担，而是一种享受、一种愉快的体验，学习的主动性得到发挥。,每个学生都会认为“我能学”，都有相当强的潜在的和显在的独立学习能力，都有一种表现自己独立学习能力的欲望，创造各种机会让学习独立学习，从而让学生发挥自己的独立性，培养独立学习的能力。,每个学生都有自己独特的内心世界、精神世界和内在感受，有着不于他人的观察、思考和解决问题的方式。尊重学生的差异，并把它视为一种亟待开发和利用的教育教学资源，容易实现学生学习的个体化和教师指导的针对性。,学习不仅要用自己的脑子思考，而且要用自己的眼睛看，用自己的耳朵听，用自己的嘴说话，用自己的手操作，即用自己的身体去亲自经历，用自己的心灵

25、去亲自感悟。这不仅是理解知识的需要，更是激发学生生命活力，促进学生生命成长的需要。,第四个问题属于把具体的关于动物食性与器官位置的概念上升为科学观念“生物器官的结构与其功能相互适应”，解决以主题范围内的定向问题为目的。引导学生发散思维，主动参与，互动合作，解决问题。,学习方式 接受探究 问题结构 完整不良 方法/答案 封闭开放 内容 单一综合 思维 求同求异 指向 书本实践 目标 认知整体,第一类型的问题：基本是事实水平的问题，通常是以了解某个别范例的事实为目标。要求学生对事实进行感知的基础上解决问题。 第二类型的问题：仍然是事实水平的问题，但需进行必要的推理等思维活动方能解决问题。,第三类型

26、的问题：是形成概念、掌握规律或原理为目标。注意引导学生从个别扩展到“类”，再从“类”把握其背后的规律。学生不仅需要完成抽象概括的过程、还要完成从系统化到具体化的过程。,第四类问题：运用所掌握的概念、规律或原理，把握该“范例”的上位主题，解决以主题范围内的定向问题为目的。引导学生发散思维，主动参与，互动合作，解决问题。,第五类问题：在主题范围内自行发现与主题相关的综合性问题，自行提出解决方案，解决问题。要求学生不仅提高解决真实问题的能力和创造性，同时要实现对人、对世界的态度、情感和价值观。,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(superordi