生物学教育有关的学习和教学理论.ppt

1、第三章生物学教育有关的学习和教学理论,学习目标 概述教育心理学上两大体系的学习理论。理解“学习” 的含义。 简述建构主义理论及其对科学教育改革的影响。 简述概念转变的条件以及“为转变概念而教”的教学原则。,学习(learning)是指学习者因经验而获得知识或者引起行为、能力和心理倾向较持久的改变的过程。,一、行为主义和认知主义的学习理论,（一）行为学习理论(behavioral learning theory),学习：外显行为改变的过程，是能够由选择性强化形成的。学习者对原本不反应的刺激而表现出反应，即表示产生了学习。 行为主义学习理论强调环境对学习的影响，在教育上主张运用奖励和处罚。,1、经

2、典条件作用理论(classical conditioning) 学习是刺激替代的过程。 从原有的刺激反应关系到建立新的刺激反应关系. （巴甫洛夫华生）,华生：刺激反应联系的形成遵循两个规律 *频因律(frequency) *近因律(recency),对教学的启示： 新的学习总是以原有的学习为基础。 教具的使用有利于教学。 频因律提示对重点、难点加强复习的必要。 近因律提示合理安排教学中的重点和难点。 教学中注意时间的合理分配。,2、联结主义理论（试误学习理论）（桑代克） (trial-and-error learning) 学习即形成联结：通过一系列细小的步骤按顺序逐渐达到的。刺激反应联系的形

3、成遵循准备律、练习律、效果律。,对教学的启示： 准备律：注意学习者的心理调节和心理准备。(law of readiness) 练习律：练习经过强化才能得到巩固。(law of exercise) 效果律：没结果的练习不可能有助于学习。(law of effect) (奖赏比惩罚更有力。教学中应对环境和行为控制做有效的安排，利于学生行为的塑造。),“下至26个字母，上至科学或哲学，其本身都是联结造成的。人之所以善于学习，就是因为他养成了这许多联结。”,3、操作性条件作用学说和强化理论（斯金纳） “刺激反应强化”理论(operant response ),对教学的作用： （1）“刺激反应强化” (

4、positive reinforcement and negative reinforcement) （2）程序教学理论：对教学方法的影响很大。 （如computer-assisted instruction CAI),斯金纳箱,评价： 学习的产生是外控的、被动的、积少成多的，也是渐进的。 行为主义学习理论坚持用实验的方法对学习行为进行客观的研究，重视学习的外部条件、环境对学习的影响及人的外在行为反应。对学习的实质、过程、规律、动机、迁移及教学方法进行了长期的探讨，对学习理论的发展作出了不容低估的贡献。 研究中不考虑人的意识问题，只是强调行为；把人的所有思维多看作是由“刺激反应”之间的联结形成

5、的；把人和动物的学习等同起来，忽视人的学习的社会性，忽视人的学习的主观能动性。,（二）认知学习理论(cognitive learning theory) 学习：学习者在学习情境中，运用其已有的认知结构去认识、辨别以至理解各个刺激之间的关系，增加自己的经验，从而改变（扩大或提升）自己的认知结构(cognitive structure)的过程。 学习产生是内发的、主动的，也是整体性的。在这过程中，学习者学到的是思维方式。,1、发现学习理论(discovery learning theory)（布鲁纳） 主要特征 强调：学习过程 直觉思维 内在动机 信息提取,对教学的作用（讨论）,2、意义学习理论（

6、meaningful learning theory)（奥苏伯尔） 强调要使学生获得有意义的学习 Reception learning and discovery learning Rote learning and meaningful learning,对教学的启示 讲解式教学或陈述式教学(expositive teaching)： （1）提供先行组织者：与新知识有关的引导性材料。 （2）呈现学习材料：遵循渐进分化原则和整合协调原则。,(progressive differentiation and integrative reconciliation),两类学习理论评价： 虽有冲突，但有

7、共同点：以客观主义（objectivism）认识论为基础的，是形成于客观主义传统的。 （认为世界是现实的、外在于学习者的。知识是不依赖于人脑而独立存在的具体实体，只有在知识完全“迁移”到人的“大脑内部”后，并进入人的内心活动世界时，人们才能获得对知识的真正理解）。 两者对知识的本质、组成、来源、发展及应用也存在共同的假定：都试图分析、分解并且简化学习，以便使学习更容易，同时提高教学的效率和效果。,二、建构主义理论和科学教育改革,(Science for all),（一）建构主义的理论来源 杜威：经验性学习理论(experiential learning)。 维果斯基的思想：个体发展水平和最近发

8、展区。 皮亚杰的学说：知识在主体和客体之间的相互作用过程中建构起来的。(assimilation 同化 ；accommodation顺应) 当今的建构主义者更强调学习中的具体情境、非结构性，甚至反对学习中的抽象和概括等。,（二）建构主义的知识观 传统的认识论：科学知识是对客观实在的精神反映，是经过严格的科学方法获得的，是客观真理或客观真理的接近。 建构主义认为：科学知识不是对现实的准确表征，而只是一种解释，一种假设，检验科学知识的标准是看它在实践中是否可行，是否起作用。,（三）建构主义的学习观 学习是学生建构自己的知识的过程；是主动地建构信息的意义。 学习者对当前的信息理解需以原有的知识经验为

9、基础； 对原有知识经验的运用个体同时需要依据新经验对原有经验本身也作出某种调整和改造-即同化和顺应统一.,鱼和青蛙的童话,在学习观方面，建构主义突出以下几点： 强调学习者的经验； 注重以学习者为中心； 创造冲突的真实的学习情境（context): 认知冲突(cognitive conflict)或不平衡(disequilibration)； 注重互动的学习方式： 学习社群(community of learners)。,（四）建构主义的教学观 学习者必须自己通过主动的、互动的方式学习新知识。教师要把教学植根于学生的经验世界之中。 从学习者的经验出发 ； 角色的调整：协助学生自己组合(combi

10、ne)、批判(criticize)和澄清(clarify) ； 布置良好的学习情境 ； 鼓励学习者的反省和思考 ； 重视合作的学习方式。,（五）建构主义对生物教育的启示 1、着重培养学生的科学态度和素养。 2、重视科学技能的培养。 3、教材编写不应是知识的堆积。 4、将生物学教师的素养提到相应的高度。 5、生物教育改革要以提高人类生活品质为最高目标。,评价： 科学教育的问题极为复杂，建构主义不是解决教育问题的万能钥匙。我们要以批判精神吸取理论精髓，以其“另类的”观念思考、反省和规划教育改革，促进教育发展。,三、概念转变理论(conceptual chang theory) 目的：试图理解和解释

11、学习者的先前概念(prior-concept)（正确或错误、完整或不完整）是如何转变为科学概念(scientific concept)的。 Conceptual change model(CCM),1982年，美国康乃尔大学教育系的鄱斯纳等四位教授在科学教育杂志第66卷第2期上联名发表。,（一）概念转变理论及其发展 1、一个人原有的概念发生顺应需要满足四个条件： 对现有概念的不满(dissatisfaction) 新概念的可理解性(intelligibility) 新概念的合理性(plausibility) 新概念的有效性(fruitfulness),2、“概念生态”(conceptual e

12、cology)：影响概念转变的个体的经验背景。 包括：*反例 *类比和比喻 *认识论信念 *行而上学的信念和观念 *其它领域的知识 *与新概念相对立的概念,3、科学教育界对该理论的批评、修正和发展。,（二）生物学教育中的错误概念（迷思概念） 错误概念：指人们在日常生活及以往的学习中形成的那些与当前科学理论对事物的理解相违背的经验的理解。 *中学生生物错误概念的各种表现（举例）,（三）概念转变理论和生物学教学 为转变概念而教(teaching for conceptual change) （1）学生和教师的观念(ideas)要明确成为课堂话语(discourse)的一部分。 （教师需要学生的观念

13、也明确成为教学的一部分。学生的观念应与教师的观念同样地被考虑。） （2）降低或提高概念的地位。 提高概念的地位：举例说明；应用到不同的情境中；以不同方式思考；与其它概念相联系。 降低概念的地位：探讨概念隐含的不可接受的含义、不能解释的一些经验以及这些概念思考方式的不足之处。,本讲小结： 学习的内涵。 行为主义学习理论、认知主义学习理论的概述、启发与评价。 建构主义的学习观、教学观概述。评价：作为教学反省的工具。 概念转变理论的含义、应用原则。,思考与分析 1、列举以行为主义的思想为基础的教学行为或教学活动。 2、认知主义学习理论对生物学教学有何作用。在生物学教学中如何运用认知主义学习理论。 3

14、、提倡探究性学习的理论基础是什么？ 4、观摩教学，详细记录教学情况，试从学习理论角度进行分析：（1）教师的教学行为可以用哪种学习理论解释？（2)教师如何指导学生开展科学探究和促进学生的意义建构的？（3）课堂上学生表现出哪些错误概念？教师如何引导概念转变？,本章结束,生物教育中的错误概念,皮亚杰研究表明，儿童关于生命概念的形成可分为四个阶段： 最小年龄段（3-7岁）：生命是能动的或有用的东西，如有响声的玩具； 7-8岁段：把运动作为生命的特征，如汽车； 9-11岁段：把自发运动作为生命特征，如河流、太阳； 大年龄段（11-12岁）：认为生命就是植物和动物。,以下列举新西兰、英国、美国、原苏联和我

15、国台湾地区有关研究中学生生物错误概念的各种表现,关于呼吸作用的错误概念：呼吸作用在肺进行。缺氧时就没有生物能进行呼吸作用。呼吸作用等于呼吸。植物只进行光合作用，不进行呼吸作用。植物呼吸时用掉二氧化碳制造氧气。有些生物体只在某些时候呼吸。不需其他构造的协助，肺就能自行收缩或膨胀。有些动物，尤其是无脊椎动物，不进行呼吸作用。动物进行有氧呼吸，植物进行无氧呼吸。呼吸作用和出汗一样，是通过皮肤进行的。呼吸作用只在消化系统进行。呼吸作用即是将氧转化为二氧化碳。植物由光合作用取得能量。植物只在夜间进行呼吸作用。植物只在白天进行呼吸作用。,关于演化的产生，学生有几种常见的解释：,个体需要某种特质，所以演化；

16、用进废退；由于产生突变，使其存活下来；由于产生适应，所以存活下来；生活在雪地的动物，生出白毛；由于有变异，在经过竞争后，适者存活下来。 学生对人体的概念通常表现为不清楚人体内的器官有哪些，器官的大小、形状、位置和功能等方面的错误概念则表现为：心脏的形状常画成心型；肺常画得较实际为小，认为空气只是进出口腔和鼻腔，不知道空气在体内会产生改变，不知道为什么呼吸是维持生命的重要部分；胃常画得较低、较大，肠与肾则常被忽略或错位等。,关于心跳和呼吸的各种理解：,心跳加快、呼吸加速，是因为运动；血液可以携带能量至全身或某处的肌肉；血液需要消耗更多氧气；身体或肺需要更多空气或氧气。 关于体温恒定性的概念： 认为生病才会使体温改变