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1、1,初中科学基于前概念的教学优化（实验优化）主题学习,瓯海区教师发展中心 董爱敏 201203,2,一、前概念研究综述：,前概念是指学生在学习系统科学知识之前，通过日常生活和以往的学习，头脑中对于该知识己经形成的概念。 其中有些前概念与科学规律是一致的，但也有很多前概念与当前的科学理论相违背，即我们所说的错误前概念（迷思概念）。,3,“前概念”产生途径的研究,较有代表性的观点是将形成前概念的心理途径归结为：先入为主的日常生活经验；知识的负迁移和旧有概念的局限；由语词带来的曲解；进行不当的类比等。,4,“前概念”对教学的影响而采取的解决策略,归纳起来主要有： 通过师生对话显示出学生的前概念； 创
2、设各种问题情景引发学生的认知冲突； 以实验验证、概念重释、比较鉴别等方式纠正前概念中的错误成分； 深刻讲授，特别是对于科学概念的教学要给学生以全面的理解（如杠杆）。,6,针对第二类冲突，Clement (1982认为“可以通过解释或预测，让学生说出前概念，让学生自己意识到自己前概念的存在;鼓励学生对比对前概念和科学概念，产生认知冲突”。,7,提纲：,Champagne和Gunstone等人(1985)提出一种以对话为基础的概念教学策略，他们称之为“对抗偏见”，专门用来改变学生特定领域内的原有认识。 步骤如下：首先、使学生明确他们用于解释或预测常见的物理现象的原有观念；第二、每个学生对自己的预测
3、的观念作进一步的分析论证，并向全班同学介绍。第三、学生们要尽力阐明自己的观点是正确的。经过讨论和争论，使每个学生都能明确自己对于有关情境中的现象的看法。第四、教师演示物理现象，并用科学概念对现象进行理论解释。第五、进一步讨论，让学生对自己的分析和科学的分析进行比较。,8,其他策略：,ILDs课程提供了鼓励学生自主完成学习活动的学习环境，学生可以通过真实的活动获得对物理概念的理解。 Dreyfus等研究发现:学生的学习热情和态度对引发其认知冲突很重要 。 Gautrean和Novemsky (1997)尝试了基于小组合作的“Overview, Case Study”教学策略,9,国内对概念教学的
4、研究建议：,（1）了解学生的前概念，主要通过调查、访谈等方法诱导学生暴露原有的概念框架。 （2）设计冲突情景，通过冲突事件，让学生产生好奇心。 （3）组织讨论，学生可以相互之间对现有的观点展开讨论，让学生逐步了解自己的概念，使前概念外现。 （4）组织合作学习，利用头脑风暴法等促进科学物理概念的形成以及前概念的转变。 （5）给出科学概念，并让学生与前概念相比较，使学生看到科学概念的合理性，形成新的概念。 （6）采用“随即通达”教学，通过不同角度进入同一教学内容，让学生形成多角度理解，并与具体情景联系起来，形成背景性经验，使学习者获得对事物全貌的理解和认识上的飞跃。,10,课例分析,指南针为什么能
5、指方向教学中几个教学设计优化的片段 在整个教学设计中强化通过针对性的实验与探究，来帮助学生改变头脑中模棱两可的前概念，建构和应用科学概念。,11,二、要充分发挥实验教学方法在概念转变教学中的应用,实验优化是一种广义的理解。 思路：回归课本实验、拓展实验广度、挖掘实验深度、适度改进与创新。 实验不仅是学生学习的重要方法之一，也是科学教学内容的主要载体，在学生技能的形成、思维的提升、情感的体验等方面有不可替代的作用。,12,实验教学的策略：,1、通过实验设计冲突情景，通过冲突事件，让学生产生好奇心。达到定向的教学目的。 2、通过实验素材进行有组织的讨论，学生可以相互之间对自身现有的观点和实验提供的
6、素材展开讨论，让学生逐步了解自己的概念不足，使前概念外现，实现在自主思考基础上的有意义的合作学习。 3、通过科学实验给出的科学概念，在实验的基础上让学生与前概念相比较，使学生更容易看到科学概念的合理性，形成新的科学概念。,13,三、在实验教学中关注学生思维能力的培养(挖掘实验深度),科学课堂教学的核心是学生的思维能力的培养。要创设学生主动参与的思考情景，关注学生思维发展的起点，结合学生的抽象思维和形象思维，提高学生的思维效率。,14,SOLO分类系统的五个层次,15,1、寻找思维的起点：,能引起学生思考、推动思考不断深入并成为问题突破口的信息群，其具有个体的差异性。教师要创设情景，引发思维共鸣
7、，帮助学生寻找思维起点，其中基于学生的经验引发思维是有效途径。,16,策略：,(1)基于学生的生活寻找事例； (2)利用直观教具或媒体展示； (3)多角度解读平常事物； (4)学生间互动交流，形成共鸣； (5)利用高频信息找思维起点； (6)实验操作中引导学生从两头向中间行进；,17,策略：,(7)关注特有信息； (8)正确的公式和定律； (9)系统分析事物； (10)有序解读图象； (11)寻找新旧信息的联系解决新信息中的问题等。,18,2、建立思维的中间站：,在问题和答案之间增加能够提醒、帮助理解并有助于解决问题的知识和方法。要求教师要小步子、搭台阶，及时帮助学生解决难点突破重点。要做到先
8、易后难，先小后大，先直观后抽象。在具体教学重要根据问题的难易程度，学生的学习能力灵活采用。如问题抽象-增设直观；问题深奥-增设比喻、给予铺垫；问题面广-分解问题、及时补充；问题结构复杂-简化问题、构建模型、帮助分析等。,19,策略：,(1)概念型问题围绕关键字。 (2)公式定律可以从意义、适用范围等建立。 （3）综合性试题可增设审题、挖掘隐含条件、分解等入手，将知识及时运用解决实际问题。 （4）重点知识要把握知识的内在联系。 （5）综合性问题要寻找问题的成因、特征、解决策略等方面入手。,20,2、建立思维的中间站：,21,3、架设思维的连接线：,指能促进不同知识、相关问题取得关联（点、线、面、
9、立体）的手段、途径和策略。,22,策略：,(1)相近知识归类分析，知识有序化。 (2)相关知识比较分析，知识网络化。 （3）相反知识配对分析，深度理解。 （4）交叉知识浓缩化。 （5）综合知识多方位辐射，全方位思考，获取多种解决方法。 （6）复杂问题及时简化，聚焦问题。,23,4、规范思维表达方式：,指在展示解决问题过程中的通常方式和逻辑形式。（没有声音的语言）一般过程如下：感知题意理解题意条件的分析综合问题途径直觉假设思维外显结果表达。,24,策略：,(1)在观察和实验中增加表象认识与积累。 (2)将问题情境变成简约画，鼓励学生预测和猜想。 （3）从科学史中感知思维方法。 （4）明确科学探究
10、的步骤与意义。 （5）表达训练要系统，针对不同问题和题型系统训练。,25,5、优化思维的素质（综合能力）：,策略：（1）思维角度和空间变换； （2）明确参与形象思维和抽象思维的基本方法。,26,策略：,27,5、优化思维的素质（综合能力）：,（3）明确学生的科学技能方法以及科学态度： 学生收集材料的方法：观察、实验、调查、模拟等 学生整理材料的方法：比较、分类、类比、归纳、分析、综合、演绎、科学假说、数学方法，能利用科学方法来鉴别区分科学、非科学、伪科学。,28,中美大学教育的差异,美国大学 美国小学是知识的吝啬鬼，严格限制孩子得到知识的数量 学习有三个阶段：感性认识感悟知识，知识是学习的最高
11、阶段。 美国教育让孩子走完三个阶段，才能得到知识；中国教育是让孩子通过感性认识得到知识，或者直接得到知识。美国教育一个月的知识量只相当于中国教育一天的知识量。相差29天，这29天就是感悟的时间。美国教育通过让孩子感悟比中国教育多产生了一个东西：智慧。美国学生比中国学生多产生了一个东西：创新能力。在高中时期，美国学校培养的是自主学习的习惯。而比较中国，中国的高中是老师填鸭式学习，让学生习惯了依赖。,29,案例2：王春易的教育历程,“讲”还是“不讲”北京十一学校特级教师王春易的选择 文章来源： 基础教育课程2011年第9期第5060页 “新”老师 王春易 文章来源： 人民教育201117期；,30
12、,王春易，北京市特级教师，北京市十一学校生物教师 ，海淀区优秀教师，区师德标兵，区科技标兵，市学科带头人，全国模范教师。,31,证明“胚芽尖端的部位”？,32,促进“观念建构”的科学教学,（1）“观念建构”的科学教学的核心：通过具体的知识教学将客观存在的知识形态的科学观念转化为学生个人形态的科学观念。,33,(3) 观念建构教学策略在单元教学设计中的应用：,确定单元教学的观念目标。 将目标观念转化为基本理解。 筛选和发现核心概念引导思维聚焦。,34,35,36,案例：生命科学 单元主题三：生命活动的调节 【基本知识：】感应性、动物行为、神经系统结构与功能、 内分泌系统结构与功能、生命活动的调节
13、 【基本理解：】 。 【基本观念：】层次性、开放系统、整体性。,37,案例节次：元素 【基本知识】元素、分布、符号、周期表、单质和化合物 【基本理解】定义，分布图、元素符号、周期性、物质分类 【基本观念】微粒观、变化观、元素观、分类观,38,案例节次：运动和能的形式 【基本知识】运动的形式；能的形式 【基本理解】大致定义；运动即变化；每一种运动都伴随着能量的变化，因为运动有多种形式，所以能也有多种形式；结合实例举出具体的运动和能。 【基本观念】分类观、普遍性（综合）、节能减排 (通过本节学习，学生逐步进入科学核心概念的学习中：能量、变化、运动、转化与平衡。) 教学建议：学习有三个阶段：感性认识感悟知识，知识是学习的最高阶段。因此要教学模式可以参考：经验+实验知识应用。,39,谢谢聆听！,40,研修作业,网络研修,41,参考文献： 1、相关前概念文章。 2、基于前概念调查优化教学的课例研究-指南针为什么能指方向 3、王文军中学理科教学思考,
