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专题讲座
专题讲座
小学科学教学设计概述
李亦菲 北京师范大学教育心理与学校咨询研究所
一、如何理解教学设计
教学设计是教学过程的一个环节,是为完成特定的教学任务,在有关教育原则的指导下,对教学诸要素进行的系统谋划。
为了完整而准确地理解教学设计,需要从以下四个方面对教学设计的概念加以分析与说明。
从性质上看,教学设计是教学过程的一个环节,也是最特殊、最重要的一个环节。
具体说,教学设计是教学的起点,是教学成功的基础,是各种教学要素有机地整合起来的一个有机的整体。
从目的上看,教学设计是为了完成特定教学任务而进行的活动。
从宏观层面看,教学任务可以是一门课程或一项教改实验;从中观层面看,教学任务可以是一个学期或一个单元的教学;从微观层面看,教学设计可以是一节课或一个环节的教学。
从指导思想上看,教学设计是在一定教育原则的指导下进行的,一些典型的教育原则包括:
因材施教原则、循序渐进原则、情境导入原则、知情统一原则、学以致用原则等。
从具体任务上看,教学设计是对各种教学要素进行系统谋划。
这里所说的教学要素,主要包括基础要素、组织要素和过程要素三个方面。
其中,基础要素包括学生、教师和课程三种支持性要素;组织要素主要包括教学目标、教学内容、教学组织形式、教学方法、教学资源五种结构性要素;过程要素主要包括教学设计、教学准备、教学实施、教学评价、教学反思五种前后相连的过程性要素。
二、教学设计的OCREA模型
1999年,我国在90年代部分地市课程改革的基础上,启动了新一轮基础教育课程改革,通常称为“新课程改革”或“新课程”,也称为第二轮课程改革。
这是我国为应对21世纪面临的全球化和现代化挑战,在终身教育和可持续发展理念指导下,全面改造基础教育的一项重大举措。
本次课程改革在第一轮课程改革的基础上,吸收和借鉴了西方上个世纪80—90年代的教育理论和改革经验,在课程目标、课程结构、课程内容、课程实施、课程评价、课程管理等方面进行了系统的建构,形成了一个完整的基础教育课程体系。
在新建立的课程体系中,最引人注目的,并具有全局性影响的措施,就是根据新的课程结构和教育理念,编制了基础教育阶段各学科的《课程标准》和一些专项教育(如研究性学习、环境教育等)的《指导纲要》。
在新编制的《课程标准》和《指导纲要》中,由知识和技能、过程和方法以及情感态度和价值观组成的三维目标取代了原学科《教学大纲》中的知识、技能和态度构成的目标体系,成为确定课程目标、内容框架,并提出教学和评价建议的基本框架。
这一目标体系为我国基础教育克服长期以来认知教育与情感教育分离的状况提供了观念和制度上的支持,对于培养认知与情感和谐发展的创新型人才具有重要的意义。
本次基础教育课程改革致力于改变课程过于注重知识传授的倾向,强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。
为实现这一转变,新课程大力倡导以下教育理念:
• 在教学内容方面,不仅要处理好传授知识与培养能力的关系,而且要关注学生的学习兴趣和经验,加强教学内容与学生生活以及现代社会科技发展的联系。
• 在教学评价方面,不仅要关注学生的学业成绩,而且要发现和发展学生多方面的潜能,了解学生发展中的需求,帮助学生认识自我,建立自信。
• 在教学资源方面,要积极开发并合理利用校内外各种教学资源,并充分发挥信息技术的优势,为学生自主学习和全面发展创建开放的学习环境。
• 在教学实施方面,教师要尊重学生的人格,关注个体差异,满足不同需要,创设能引导学生主动参与的、多元互动的学习环境,引导学生质疑、调查、探究,在实践中学习。
以上教育理念从教学内容(Content)、教学评价(Assessment)、教学资源(Resources)、教学实施(Execution)四个方面,对学科教学提出了系统的、明确的要求。
以三维目标为核心,根据这四个方面的要求,可以建立起一个新的教学设计模型——“OCREA模型”。
图1新课程教学设计的OCREA模型
三、OCRAE模型的教学设计框架
“课题名称”教学设计
年级
科目
班级人数
场所
课型
●新授课○复习课○拓展课
教学目标(O)
通过本课题的学习,学生们将能:
K1-
K2-
P1-
P2-
A1-
教学内容(C)
●陈述性知识(DK)
●程序性知识(PK)
●元认知知识(MK)
教学资源(R)
• 印刷材料:
• 多媒体资源:
教学过程(E)
教学事件一:
(分钟)
教学事件二:
(分钟)
教学事件三:
(分钟)
教学事件四:
(分钟)
教学事件五:
课堂检测(5分钟)
评价方法(A)
• 测验法:
• 观察法:
作业
课外拓展
四、小学科学教学设计的基本流程
根据OCREA模型,小学科学教学设计的基本流程包括解读课程目标、分析教学内容、陈述教学目标、安排教学事件、开展教学评价。
下面,分别对教学设计的这五个环节加以简要地介绍。
(一)从学科能力的角度解读课程目标
在心理学中,能力是一种“个性心理特征,是顺利实现某种活动的心理条件”。
根据能力可以表现出来的程度,可以分为实际能力(ability)和潜在能力(capacity)两种类别,前者是个体当前能够表现出来的能力,通常称为“成就”(achievement);后者是当前没有表现出来,但通过学习可能表现出来的能力,称为性向(aptitude)。
根据能力可以应用的范围,可以分为一般能力和特殊能力两种类别,前者是指在不同种类的活动中表现出来的能力,如观察能力、记忆能力、推理能力、想象能力等;后者是指在特殊活动中表现出来的能力,如计算能力、识图能力、绘画能力、音乐能力等。
根据以上说明,从能力的表现程度来看,学科能力属于实际能力;从能力的应用范围来看,学科能力属于特殊能力。
从基础教育阶段学科学习的角度来看,各个学科都包含各自领域内学生应该了解或理解的基本事实、概念和原理,应该掌握的研究方法或学习方法,应该掌握的基本技能,应该解决的特定问题。
因此,虽然不同学科的内容不同,但仍然可以根据这一结构,将学科能力分为表达学科知识的能力、探究学科现象的能力、运用学科技能的能力、解决学科问题的能力四个方面。
下面,分别对这四个方面的学科能力加以简要说明。
1.表达学科知识的能力
学科能力往往开始于对有关学科研究对象的事实的理解,这种理解既来自来源于学生对现象的观察,也来自学生对文字或图形的阅读。
在学科教学中,教师应该帮助通过观察和阅读,对事实做出尽可能真实、准确的描述。
在此基础上,要引导学生理解概念和原理,并且学会利用规范的术语来描述事实、概念和原理。
因此,学科中的理解与表达能力又可以分为描述事实的能力、说明概念的能力、解释原理的能力三个方面。
(1)描述事实的能力:
包括描述学科领域内重要事物的名称、特征和功能,说出学科领域内有关事件的事实等。
(2)说明概念的能力:
概念是反映事物本质特征和本质联系的知识,是理解原理、分析特征、总结规律的前提条件。
在说明概念时,明确概念的内涵与外延是最为关键的。
(3)解释原理的能力:
即描述和概括事物结构与发展变化的能力。
描述要善于运用术语与具体事实的有机结合,表达要简洁、准确与规范;概括则要善于抓住事物的本质与关键。
2.探究学科现象的能力
探究能力主要包括提出问题、提出假设、获取与分析信息、表达交流等方面。
在学习中,并不是对所有问题的探究都需要按照以上四个方面进行完整的探究,而是根据问题的性质灵活地开展部分的探究。
因此,分析与探究能力可以分为以下四个方面,即观察和分析现象的能力,分析文字、数据和图表的能力,计算和推理的能力,猜想与验证的能力。
(1)观察和描述现象的能力:
能观察学科领域中的现象,并能用语言、数据或图标描述现象的特点。
(2)获取和分析文字、数据和图表的能力:
能通过查资料、访谈、调查等方法获得各种文字、数据和图表资料,并利用这些资料进行信息的提取、认定、判断、推理与评价。
(3)计算与推理的能力:
能进行简单的计算和推理,并能进行文字准确、条理清楚、逻辑严密的表述。
(4)猜想与验证的能力:
能运用所学的知识,对观察到的现象或获得的数据进行分析,提出猜想,并通过设计和实施实验,获得证据,验证自己的猜想。
3.运用学科技能的能力
基础教育阶段的不同学科有各自的学科技能,使学生掌握学科的基本技能是学科课程目标的重要组成部分。
语文和英语学科的基本技能主要包括听、说、读、写四个方面;数学学科的基本技能主要包括数字计算、符号运算、识图、证明、推理等;物理、化学、生物等科学学科的基本技能主要包括观察、识图绘图、实验操作等;地理、历史、政治等社会学科的基本技能主要包括访谈、调查、识图、论证等;体育、美术、音乐等学科的基本技能则包括各种运动技能、绘画技能、听音辨音技能、弹奏乐器的技能等。
4.解决学科问题的能力
从学科起源来看,许多学科都是为解决生产和生活中的实际问题而产生的。
例如,几何学起源于丈量土地、力学起源于建造房屋、化学起源于炼金术、地理起源于航海。
因此,每个学科都有着各自能够解决的实际问题。
随着科学技术的发展,各个学科也产生了一些在当时似乎与实际生活无关的纯学科问题。
但从长远来看,对这些问题的思考和解答可能在以后改变人们的生活。
随着社会的发展,人类面临的实际问题也越来越复杂,一个问题往往需要运用多个学科知识和技能才能解决。
不管如何,解决学科问题的能力都是学科能力的重要组成部分。
如果将表达学科知识、探究学科现象、运用学科技能、解决学科问题都看成是学生从事的某种活动或任务,那么,学科能力就是完成学科领域内特定活动或任务的能力。
这些能力的本质是学生实际具备的个性心理特征,既包括感知、记忆、思维等认知因素,也包括动机、情绪、态度等情感因素;既包括认知和情感的过程,也包括认知和情感的结果。
因此,从个性心理特征的角度来看,学科能力就是由知识与技能、过程与方法、情感态度价值观所构成的。
不过,在任何一项学科能力中,这三个维度的目标都不是没有关联地拼合在一起的,而是有机地整合在一起的。
从外部表现来看,可以将各种学科能力描述为完成某项活动或任务的过程与结果,每一项能力都可以通过学生完成相应的活动或任务来展现。
从内部心理特征来看,各种学科能力最终可以归结为三维目标。
那么,怎样才能从学科能力中提炼出三维目标来呢?
一种可行的方法,是分析学生完成特定活动或任务所需掌握的知识内容。
不过,这里所说的知识内容,并不是狭义的陈述性知识,而是在广义知识观的视野下,包括陈述性知识、程序性知识、元认知知识。
这三类知识,构成了新课程理念下的教学内容。
基于以上分析,可以将课程目标所规定的,与学科能力相对应的特定活动或任务称为“核心任务”,教学内容就是为使学生完成这些核心任务而精心组织起来的陈述性知识、过程性知识和元认知知识。
因此,接下来要讨论的问题,就是如何根据广义知识观的要求,为学生完成特定任务而选择适当的教学内容。
(二)基于广义知识观的教学内容分析
在以往的教学内容分析中,通常都是以学科单元为基础,进行教学内容的简单罗列。
这种方式存在两个问题:
第一,将教学内容局限于知识与技能,只涉及事实性知识、概念性知识和操作型的程序性知识,忽略了元认知知识以及支持高级认知过程的程序性知识;第二,简单罗列教学内容的做法不能反映教学内容之间的关系,不利于学生形成良好的知识结构。
为克服以上两个问题,可以在学科单元(或主题)之下,根据学科能力的要求设置具体的核心任务,并围绕核心任务,按照广义知识观的分类框架分析教学内容。
下面,以小学科学“生命世界”模块中“多样的生物”这一主题为例,如何以核心任务为基础按照广义知识观的框架分析教学内容。
首先,在“多样的生物”的教学中,老师应根据四类学科能力的要求,引导学生完成以下核心任务:
(1)在校园和社区中观察常见的树木;
(2)调查当地典型的经济作物、观赏植物、珍稀植物等;(3)在教室里或家里布置生物角;(4)讨论动物与人类的关系,开展保护动物的宣传活动;(5)说明动物的各种运动方式;(6)利用显微镜观察细菌;(7)调查生活中的真菌特别是食用菌种类;(8)搜集资料并讨论人类的哪些疾病是由病毒引起的。
在以上任务中,(5)属于表达学科知识的能力;
(1)、(6)、(8)属于探究学科现象的能力;
(2)、(3)属于运用学科技能的能力;(4)、(7)属于解决学科问题的能力。
下面,对这些任务中所包含的教学内容,按照陈述性知识、程序性知识、元认知知识的类别列表如下:
表1“多样的生物”主题中的教学内容分析表
核心任务
陈述性知识
程序性知识
元认知知识
在校园和社区中观察常见的树木。
常见植物的名称和特点
根据不同的标准,对周围常见的植物进行简单的分类。
植物的形态是多种多样的
调查当地典型的经济作物、观赏植物、珍稀植物等
当地典型植物的特征(包括形状、颜色、气味等)
经济作物、观赏植物、珍稀植物的含义
通过查阅资料、实地考察等方式,了解当地典型的经济作物、观赏植物、珍稀植物等
我们生活的方方面面都离不开植物
在教室里或家里布置生物角。
适合于室内种植的植物
设计和布置生物角。
植物可以为房间增添生机与活力
讨论动物与人类的关系,开展保护动物的宣传活动
动物的几种主要类型,如昆虫、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类。
濒危动物
采用绘画的方式,熟悉动物的外形特征
根据不同标准,对自己知道的动物进行分类
查阅多媒体资料,了解更多有关动物的知识
有的动物成为人类的朋友,有的动物在人类的捕杀下已经灭绝或濒临灭绝
列举动物的各种运动方式
动物的类别
动物的运动方式
根据不同运动方式,对动物进行分类。
动物的运动方式是多种多样的。
利用显微镜观察细菌
细菌的特点
使用显微镜观察细菌,描述细菌的特点。
细菌广泛分布在我们身体上,并对我们的健康产生影响。
调查生活中的真菌特别是食用菌种类
真菌的特点和种类
查资料,了解真菌的种类,分析它们与人类的关系
真菌是一类特殊的植物,有的对人有利,有的对人有害。
搜集资料并讨论人类的哪些疾病是由病毒引起的
病毒是介于生物与非生物之间的一种原始的生命体。
查资料,讨论人类的哪些疾病是由病毒引起的
病毒并不仅仅是损害人类健康的“恶魔”。
在上表按照三类知识所列出的教学内容中,陈述性知识包括事实性知识和概念性知识,属于教师们熟悉的学科内容知识;程序性知识既包括学科的基本技能,如“根据不同的标准,对周围常见的植物进行简单的分类”、“使用显微镜观察细菌,描述细菌的特点”等,也包括支持“分析”、“评价”和“创造”等高级认知过程的程序性知识,如“查资料,了解真菌的种类,分析它们与人类的关系”、“设计和布置生物角”等。
需要重点说明的是,一般将元认知知识包括关于认知任务的情境和条件的知识、策略性知识、对自己知识水平的意识三个方面,从教学内容的角度来看,可以将这三个方面的元认知知识转化为学生自己的特征分析或价值判断,这些元认知知识与情感态度价值观目标密切相关,是学生发展情感态度价值观的认知基础。
(三)根据教学内容陈述三维目标
《<基础教育课程纲要(试行)>解读》一书对三维目标的陈述作出了如下的说明:
“课程目标陈述基本方式可以分为两类:
一是采用结果性目标的方式,即明确告诉人们学生的学习结果是什么,所采用的行为动词要求明确、可测量、可评价。
这种方式指向可以结果化的课程目标,主要应用于‘知识与技能领域’,如‘能在地图上识别不同的地形’、‘举例说明支持某一观点的证据或事实’、‘说出自己喜欢或不喜欢的音乐作品’等;二是采用体验性或表现性目标的方式,即描述学生自己的心理感受、体验或明确安排学生表现的机会,所采用的行为动词往往是体验性的、过程性的,这种方式指向无需结果化的或难以结果化的课程目标,主要应用于‘过程与方法’、‘情感态度与价值观’领域,如‘用不同的物体和方法制造声音,描述自己对这些声音的感受’、‘阅读自己喜欢的作品,收藏自己喜欢的书籍’等。
”
在这里,明确地提出知识与技能目标应采用结果性目标(相当于艾斯纳所说的“教学性目标”)的方式加以陈述,而过程与方法目标、情感态度与价值观目标则采用体验性的或表现性目标的方式加以陈述。
然而,教师们在陈述三维目标的时候,一方面,对知识与技能目标的陈述没有做到行为目标的要求,大量采用“了解、知道、领会、理解、掌握、欣赏、喜欢”等内隐性动词;另一方面,在体验性目标和表现性目标的倡导下,普遍将过程与方法目标、情感态度与价值观目标写成教学活动或学习活动,并热衷于使用“经历(感受)”、“反应(认同)”、“领悟(内化)”等含义模糊的词语。
注意到这一现象,吴红耘和皮连生对新课程中的“过程与方法目标”和“体验性目标”提出了自己的看法。
他们指出:
• “学习方法或思维方法已包含在广义知识概念中,不应该另提‘方法’。
如果此处的知识不包括学习方法或者思维方法即现代认知心理学的认知策略,那么‘方法’应作为独立的学习结果加以描述,否则教育目标项目不全,因为现代认知心理学把学习方法或思维方法的学习看成是创造性能力的核心成分。
”
• “‘过程与方法’是指教学过程与教学方法或者学习过程与学习方法,如自主学习、探究性学习、合作学习等,完全不应该在教育目标范围内讨论它们。
”
• “任何目标都需要经历一个体验过程才能实现。
把体验单独列为目标是荒谬的。
”。
• “新的课程教学目标实际上是两维目标:
一维是学习领域,包括知识与技能、学习方法或思维方法、态度或价值观;另一维是学习所达到的水平。
两个维度的项目相交便构成学习结果。
这样它就与布卢姆教育目标分类完全吻合,只不过新课程中的学习领域和学习水平的划分是粗线条的。
在以上论述中,核心观点是以下两条:
第一,为了不使教学目标与教学过程和教学方法相混淆,将“过程与方法目标”和“体验性目标”排除在教学目标之外;第二,为了与布鲁姆的教育目标分类学相一致,提出由“学习领域”和“学习水平”构成的“两维目标”,并将“学习方法与思维方法”作为与“知识与技能”、“态度或价值观”并列的学习领域。
这两个观点涉及到三维目标的本质和核心,必须加以解释和说明。
首先,“过程与方法目标”既不包括教学过程和教学方法,也不是学生在教学活动中所经历的学习过程和采用的学习方法,作为教学和学习的结果,“过程与方法目标”主要包括跨学科的、通用的基本思想方法、学习的方法、解决问题的方法,并应考虑学生的情感因素对以上方法的影响(参见前面第二部分的论述)。
基于这一理解,“过程与方法目标”是教学目标的重要组成部分。
实际上,吴红耘和皮连生也强调“学习方法与思维方法”的重要性,只是没有考虑解决问题的过程与方法,并且想要回避容易产生误解的“过程”这一词语。
其次,将“三维目标”变成“两维目标”的建议,主要是为了与布鲁姆的教育目标分类学保持一致。
然而,一方面,“知识与技能”、“学习方法与思维方法”、“态度或价值观”不能成为三个相互独立的“学习领域”;另一方面,“学习水平”也不能成为独立于三个领域,并且描述三个领域达成水平的统一尺度。
因此,“两维目标”实际上是不成立的。
实际上,将“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度价值观”称为“三维目标”,恰恰不是要强调这三个方面的区别和彼此独立,而是要强调它们之间的相互联系和相互作用。
因此,不需要、也不可能按照布鲁姆的教育目标分类学的做法,分别对三个领域的目标制定层次性的水平标准,而是要围绕具体的核心任务,将三维目标整合为一个有机的整体,并根据任务的要求,制定综合性的表现标准。
为了制定综合性的表现标准,应该将行为目标和表现性目标有机结合起来,前者关注具体的、规范的知识与技能,后者关注一般的过程与方法和个性化的情感态度价值观。
行为目标的倡导者泰勒在20世纪70年代也修正了自己的观点,强调课程应关注学生学会一般的行为方式,而不是具体的行为习惯,他明确指出:
“目标应该是清楚的,但不一定是具体的”。
这一观点在肯定了行为目标的同时,又没有将行为局限在具体的行为习惯上,从而扩大了行为目标的适用范围。
基于以上分析,可以在将核心任务按照广义知识分解为教学内容的基础上,进一步围绕教学内容陈述三维目标。
具体对应关系如下:
陈述性知识对应于“知识与技能目标”中的知识部分,以具体事物为对象的程序性知识(程序性知识Ⅰ)对应于“知识与技能目标”中的技能部分,以头脑内部的符号和心理加工为对象的、支持高水平认知过程的程序性知识(程序性知识Ⅱ)对应于“过程与方法目标”,元认知知识对应与“情感态度价值观目标”(参见图2)。
根据基于广义知识观的教学内容与三维目标的对应关系,就可以在一个具体的学科主题中,围绕由核心任务建立起来的教学内容陈述三维目标,从而实现基于学科能力的课程目标与基于三维目标的课程目标之间的衔接。
下面,以小学科学“生命世界”模块中“多样的生物”主题为例,列出围绕教学内容陈述的三维目标。
“多样的生物”教学中的三维目标概览
(一)知识与技能目标
【K1】能说出周围常见植物和动物的名称,并描述其外形特征。
【K2】能说出一些主要的经济作物、观赏植物和珍稀植物。
【K3】能说出几种适合于家庭种植的植物名称及特点。
【K4】能正确说出常见动物的类别。
【K5】能说出我国主要的濒危动物(一级保护动物和二级保护动物)。
【K6】能说出常见动物的外形特征和运动形式。
【K7】举例说明各种动物和人类的关系。
【K8】了解显微镜的各部分名称,能正确使用显微镜观察微生物。
【K9】能说出生活中真菌特别是食用菌的种类。
【K10】能说出病毒是一种特殊的生物。
(二)过程与方法目标
【P1】根据不同的标准,对周围常见的植物进行简单的分类。
【P2】通过查阅资料、实地考察等方式,了解当地典型的经济作物、观赏植物、珍稀植物等。
【P3】利用适合于家庭种植的植物,设计和布置生物角。
【P4】采用多种方式,熟悉植物和动物的外形特征。
【P5】根据不同标准,对自己知道的动物进行分类。
【P6】查阅多媒体资料,了解更多有关动物的知识。
【P7】根据不同运动方式,对动物进行分类。
【P8】使用显微镜观察细菌,描述细菌的特点。
【P9】查资料,了解真菌的种类,以及它们与人类的关系。
【P10】查资料,了解人类的哪些疾病是由病毒引起的。
(三)情感态度与价值观目标
【A1】欣赏多姿多彩的植物和动物,用多种方式赞扬自然的美。
【A2】从多个角度说明植物与人类生活的密切关系。
【A3】在家里或教室里种植物,感受植物带来的快乐。
【A4】从正反两个方面,说明人类和动物的关系。
【A5】列举动物的各种运动方式,感受大自然的神奇。
【A6】能说出细
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