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1、科学学习与教学,崔光佐，教授 北京师范大学 教育学部,相关概念 科学研究 学习规律 科学教学 教学实例,认知，学习，教学,刺激,反应,环境（人）,认知,认知：自从环境接受到刺激到对环境发出反应之间发生的所有精神过程。,记忆：由神经活动导致的神经元之间联结的稳定变化。,任何认知活动都会产生记忆。以获得知识和技能为目的的认知活动，称为学习。,教学：由教师主导的，为了达到教学目标而进行的师生交互活动。,目标,产生,结果,检验,科学学习与科学教学,科学 （学习 + 教学）,状语 行为的方式,行为 获得学习结果,行为 促进学生获得学习结果,科学学习,科学教学,学习的规律,应用学习规律,教学的规律,应用教
2、学规律,何为规律？内在的必然联系,科学规律及研究,客观规律,事物内在的必然联系 运动是绝对的，静止是相对的 运动变化是有规律的 内因是根据，外因是条件 内部矛盾推动事物的发展 科学研究方法 分析-综合 归纳-演绎 实证研究：假设-（典型实例）验证-结论,人自身的变化，如和研究？,教育的规律 学习和教学的规律,何为学习的规律？,学习过程与学习结果之间的内在联系 学习结果产生的规律-学习理论 记忆生成的规律,学习活动（外部）,学习过程（内部）,学习结果（记忆）,（1）赫布学习,神经元,神经元,次数越多，连接越强,基本规律，学习效率最低,同时激活，共同连接,（2）多巴胺学习,神经元,神经元,神经元,
3、神经元,次数越多，连接越强,多巴胺：一种化学物质，增加激活次数。,为什么强化（反馈）能产生多巴胺？,预期,效果（强化）,实际结果,多巴胺=效果-预期,预期=结果：认知平衡 预期结果：非认知平衡 问题学习 意义学习 意义构建,(b ISA count-order first 1 second 2) (c ISA count-order first 2 second 3) (d ISA count-order first 3 second 4) (e ISA count-order first 4 second 5) (f ISA count-order first 5 second 6) (fi
4、rst-goal ISA count-from start 2 end 4),(p start=goalISA count-fromstart =num1count nil=goalcount =num1+retrievalISA count-orderfirst =num1 ),(P increment=goalISA count-fromcount =num1- end =num1=retrievalISA count-orderfirst =num1second =num2=goalcount =num2+retrievalISA count-orderfirst =num2!outpu
5、t! (=num1) ),(P stop=goalISA count-fromcount =numend =num=-goal!output! (=num),目标设定,所需 陈述性知识,继续,数完，结束,所需 程序性知识,所需 程序性知识,所需 程序性知识,数数能力：完成数数任务的认知过程，特有能力,科学学习,学习规律依据学习规律来指导学习行为，产生对应的学习过程，有效地达到学习目标科学学习,学习过程（内部）,学习结果（记忆）,如何产生？,学习活动（外部）,学习策略、方法,教学环境下的学习,外部行为（学习）,内部过程（学习）,学习结果（教学目标）,教学行为,如何利用学习的外部行为、内部过程和学
6、习结果的关系来指导教学行为，以产生特定的内部过程，并产生特定的学习结果。 -科学教学,学习过程与教学事件的对应,教学目标,学习事件,记忆,时间,交互序列,学习事件 (外部过程),学习的 内部过程,认知操作,记忆改变-学习结果,课堂交互产生学习结果的 认知模型,一个例子：教授一个概念-“命题”,教学目标：理解命题,预期设定,下面我们讲一个新概念-命题。,预期：概念（命题）,句子模式：下面我们讲一个。,理解命题,称能判断真假的陈述句为命题。,预期：概念（命题）,识别概念定义模式,模式: 称。为。,命题是陈述句；命题能判断真假。,复述记忆,学习结果（长时记忆）产生,命题是陈述句；命题能判断真假。,临
7、时记忆,新的名词-命题,原有概念：陈述句，判断真假,发生在：休息或睡觉时 部分存储，非100%,可靠结果：需要测试提取，再学习。,理解概念的过程=概念的记忆和理解,“理解概念”获得的条件是什么？ “理解概念”的认知过程 原有知识（长时记忆） 外部刺激（新信息） 外部刺激激活内部知识（理解过程） 二者的集成（工作记忆） 巩固回忆 测试 再学习,有效学习= 产生该过程,内部过程 ：产生学习结果的认知过程,学习的规律,预期设定：如何习得？,下面我们讲一个新概念-命题。,预期：概念（命题）,句子模式：下面我们讲一个。,理解命题定义：如何习得？,称能判断真假的陈述句为命题。,预期：概念（命题）,识别概念
8、定义模式,模式: 称。为。,命题是陈述句；命题能判断真假。,复述记忆,巩固，如何安排非学习时间？,命题是陈述句；命题能判断真假。,临时记忆,新的名词-命题,原有概念：陈述句，判断真假,发生在：休息或睡觉时 部分存储,非100%,可靠结果：需要测试提取，再学习。,安德森教学目标分类：学习结果的内部过程,达到目标=产生对应的内部过程,每个教学目标都是一种能力，本身也是学习结果。科学教学，应该首先研究这种结果对应的认知过程，然后通过教学产生这种过程。,高级目标-创造力的教学,科勒(18871967)，美籍德国心理学家，格式塔心理学的代表人物之一。 大西洋加那利群岛的腾奈立夫岛上对猩猩的智慧进行著名的
9、实验研究。 提出动物学习的顿悟理论,肠胃感觉,感觉皮层（饿）,搜索食物,觅食,香蕉,拿香蕉,预期 进食,目标 得到香蕉,拿香蕉失败,肠胃感觉,感觉皮层（饿）,扫描,拿香蕉失败,寻找工具,预期 进食,目标 得到香蕉,没达到目标,怎么办？,选择工具,获取香蕉,木棍,肠胃感觉,感觉皮层（饿）,失败,预期 进食,目标 得到香蕉,原因：太短,怎么办？,连接木棍,进食,顿悟,拿到香蕉,获取香蕉,多巴胺=效果-预期,一个实例,众数的教学设计 小学五年级下册-统计122页 概念：众数是出现次数最多的数。,关于教学-维果斯基-思维与语言,杜威-我们如何思维,众数教学-设计理念：创造力培养,设计典型的众数问题，真
10、正的应用问题，挑战性 让学生自己分析问题 构建问题的模型，选择解题策略 让学生创建问题解决的数学模型 让学生自己动手搜集数据 计算结果 寻找出现次数最多的数 该数对应于应用问题的解 目标 不但理解概念本身，而且理解并亲身体验概念产生的意义； 自己体验众数概念的应用情形，自主掌握计算步骤，并自己构建众数解题的策略和方法，形成深度迁移； 并培养学生从应用模型到数学建模的创新能力,典型众数的应用模型,典型的应用问题,请帮班主任想出一个好办法（可以分组） 学校同意我们五（六）班明年要搞一次生日庆祝活动。但只能选在某月的一天，给该月出生同学庆祝。 如果你是班主任 应该如何选择？ 选那个月比较合适？,问题
11、解决的认知模型,动动脑筋，请帮班主任想出一个好办法：,进入思考状态,我们五（三）班明年要搞一次生日庆祝活动。,情境:生日庆祝,我们五（三）班明年要搞一次生日庆祝活动。,但只能选在某月的一天，给该月出生同学庆祝,但只能选在某月的一天，给该月出生同学庆祝,生日宴会脚本 哪些人： 哪一天：,同月出生,待选择,情境:生日庆祝,生日宴会脚本 那些人：同月出生 哪一天：待选择,如果你是班主任,角色：班主任,你打算如何选择？,哪个月？哪一天？,情境:生日庆祝,生日宴会脚本 那些人：同月出生 哪一天：待选择,如果你是班主任,角色：班主任,你打算如何选择？,哪个月？哪一天？,不同的月，结果过生日的学生不同,不同
12、的月，庆祝生日的学生个数不同,应选择什么样的个数呢？多的呢？还是少的呢？,应该选择生日多的月份,情境:生日庆祝,生日宴会脚本 那些人：同月出生 哪一天：待选择,你打算如何选择？,目标：生日最多的月份,方法： 搜集每个人的生日信息， 统计每个月的生日人数； 选出人数的最大值； 该值对应的月份即为结果。,1、如何搜集？,2、数数,3、比较,4、对应值,课前搜集答案，上课安排,1、统计解决方案的类型 A类，B类，C类 2、统计出现最多的方案（众数） 3、大家各抒己见 4、选择众数方案（B）一位同学，发言 5、大家同意么？谁有不同观点？ 6、点名A类同学发言，表达观点 7、统一观点，引出众数的概念 8
13、、归纳众数问题的解决步骤 问题分析，模型构建，数据搜集，数据统计，取最大值 9、讲解教材上的习题,效果跟踪与评价,设计测试题目： 综合性典型问题，基于并稍微高于课本能力 能力迁移：策略创新，众数计算步骤 探究过程跟踪： 口语报告与观察分析（完整音视频录像） 样例选取：A类B类C类各3-4名 目的：探究过程，与结果的关系 对比结果 同年级对照分析：A班，实验组；B班，对照组 同组对照分析： A类B类C类,迁移测试,某鞋厂打算为六（三）班定制生产一批运动鞋。 如果你是鞋厂的经理，你会怎样确定各种鞋号的生产数量？ 如果你是专门为小学生制造鞋子的厂长，你打算如何确定各种鞋号的生产产量？,总结,作业,利用所学知识设计例题3的教学过程。,
