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《国家中长期教育改革发展规划纲要(2010—2020年)》(以下简称《纲要》)的战略主题是:坚持以人为本,全面实施素质教育;其核心是解决好培养什么样的人,怎样培养人的重大问题;重点是面向全体学生,促进学生全面发展. “多元智能理论”提倡人的多元化发展和个性的发展,其教学原则可概括为两点:“为多元智能而教”“通过多元智能来教”,符合《纲要》的要求,有利于教学方法的多元化改革,为提高数学概念教学的质量提供了理论依据.
一、数学多元智能
基于对传统智力理论及智力测验的不满,受美国20世纪80年代教育改革运动的影响,美国哈佛大学教授、发展心理学家霍华德·加德纳在1983年出版的《智力的结构》(Frames of Mind)一书中对智能做了新的界定,并首次提出多元智能理论的基本结构:智能不是某一种能力或围绕某一种能力的几种能力的整合,而是相对独立、相互平等的七种智能(1999年,加德纳在他的专著《智力的重构——21实际的多元智力》中讨论了另外三种智能存在的可能性).
加德纳认为:培养学生的逻辑思维能力并非数学独有;反之,数学不是专门培养逻辑数理智能,对其他智能的培养也很重要. 本人将加德纳的多元智能与数学学科自身的特点相结合,把数学多元智能分为数学言语智能、数学观察智能、逻辑数理智能、数学空间智能、数学乐感智能、数学动觉智能和数学存在智能等. 每个人身上都有这几种数学智能,但在不同人身上以不同的方式和程度组合,使得学生们的数学学习效果存在很大的差异.
二、GeoGebra软件
GeoGebra是由美国佛罗里达州亚特兰大大学数学系教授Markus Hohenwarter设计的动态数学教育软件. GeoGebra集代数、几何和微积分于一体,能做到几何图形与代数方程的同步变化,展示数学对象动态生成的全过程. 它在欧洲及北美地区已得到广泛的推广并广受好评,自2002年开始,曾获欧洲学术软件奖等多项国际奖励.
【关键词】新课改环境下;小学语文;教学新观念
随着我国对于社会基础教育工作重视程度的加强,小学教学工作特别是语文基础教学工作的重要性被更多的社会群体所重视。同时随着我国进行的教育课程改革的开展,如何利用新课改的机会,在这个大环境下做好小学语文教学的改革工作,为新的语文教学理念的建立做好研究工作就成为了现阶段小学语文教学研究者的重要研究工作。在进行这项研究工作中,我们结合了小学语文教学工作的实际情况进行研究和分析工作。
一、小学语文教学工作传统观念中存在的问题
在我们进行新语文教学理念建立的研究工作前,先对于传统的小学语文教学工作理念进行一些研究工作。在实际的小学语文教学工作中,我们发现传统的教学理念存在以下的一些问题。
(一)忽视了学生的个人感受
在我国的传统教学工作观念中教育的主体是教师,而学生只是一个被动的学习者。所以在进行教学工作特别是语文教学工作中,教育者只根据上级的教学要求、自身的教学方法及经验制定教学的计划和目标,从不或很少考虑学生对于教学工作的要求情况,忽视了学生的感受和要求。在研究中我们发现这样的教学观念依然存在小学的语文教学工作中,对于教学工作的实际开展和教学质量造成了一定的影响。
(二)重视成绩,忽视了学生的整体进步
在我国传统的教学理念中,教育者一般都非常重视教学成绩,对于成绩好的学生予以重视。但是在实际的教学研究中我们发现,这种以学习成绩为唯一评价标准的教学观念是错误的。因为在进行语文教学的过程中,其综合全面能力的提升才是真正的评估最佳标准。这种全面的提升包括了成绩、阅读能力、理解能力等全面的能力提升。所以这种传统的教学理念的错误会造成语文教学工作整体的错误。
(三)难以实现学生的整体素质提升
对于我国的传统小学语文教学工作而言,其片面的教学方法会造成学生难以实现整体语文素质的提高。如学生进行语文学习的目的既包括了学习的本身,同时还包括了对于阅读、语言能力等整体素质的学习和能力提升工作。但是我们在传统的小学语文教学理念的工作中难以实现这种整体素质的提升。这是传统语文教学理念对于语文教学工作的重要影响。
二、现阶段小学语文教学中新型教学观念的建立
我们利用新课改的整体环境下,做好语文教学新教学观念的建立工作,针对传统教学工作中存在的问题进行研究。在实际的新小学语文教学新观念的建立工作中,应做好以下的工作。
(一)建立以学生为本,围绕学生进行教学工作的观念
在进行新的小学语文教学观念的建立工作中,我们首先要建立的是以人为本,特别是以学生为本的教学理念,在语文教学工作中紧紧地围绕学生进行教学工作的观念。这种教学观念在实际的教学工作中包括了以下的几点内容。一是在教学的计划制定工作中,教育者应根据学生的实际情况,并主动的采纳学生意见制定语文的教学计划。二是在教学的工作中,教育者应积极地与学生进行互动性的协调工作,利用平等的教学关系进行教学工作。三是在教学工作结束后,教育者应积极地听取学生对教学工作的意见,并在下一步的教学计划中进行采纳。这样的教学工作可以很好地提升小学语文教学工作的质量,同时可以为全面教学观念的转变打下基础。这种教学在实际的教学工作中以以下的教学工作为例。例一、小学语文课文《春天的手》进行教学工作。老师在进行教学计划的制定中可以根据学生的特点制定计划,采用游戏教学的方法开展教学工作。教学中,教师将学生分为几个学习的小组,利用启发式的教学方式开展教学工作。同时在教学工作中,教师与学生进行全面的沟通协调工作,教师学生采用朋友式的教学关系开展教学工作。同时教师利用游戏过程中的交流获取学生对于教学工作的意见。这样的教学过程紧紧地围绕着学生的学习需求进行,可以很好地实现以学生为本的教学观念开展,具有很好的教学观念转变作用。
(二)做好新的教学环境的营造工作
在进行小学语文教学工作新型的教学观念的建立工作中,一个很好的教学观念转变方法就是做好新的语文教学环境的营造工作。这种新的教学环境的营造应以全新的教学理念为基础,其实的工作应包括了以下的几点。一是改变死板的教学气氛。在传统的小学语文教学工作中,其课堂环境要求学生进行单方面的知识接受工作,一般不能提出自己的要求和意见,所以课堂的环境气氛比较死板。但是在新的教学理念中,课堂环境应该是活跃的,学生在学习的过程中可以提出自己对学习内容的意见并提出问题。这样的教学气氛建立可以使我们更好的开展教学工作。二是利用情景教学的方式进行语文教学工作。在进行小学语文教学工作时,利用情景教学的方式开展教学工作也是一个很好的教学环境的营造方法。这种情景教学方式的开展就是利用情景设置的方式,引导学生参加语文学习工作。以以下的教学方式为例。
例二、学习语文古诗《春晓》。教师将课堂中的环境进行设置,利用多媒体形式还原春日的情景进行布置。教学开始后,教师引导学生回忆春日早晨的情景,对《春晓》进行翻译和解释工作,提升学生对于诗歌中意境的理解。这样的教学工作开展既可以很好的启发学生对于古代诗歌学习的兴趣,同时可以提升学生对古代诗歌的学习能力,具有很好的实际教学作用。
(三)做好小学语文合作教学观念和模式的开展
在进行小学语文教学工作中除了进行单独的教学工作外,利用合作教学的方式进行语文的教学工作也是一个很好的新型教育观念建立方式。这种合作教学方式的开展既符合小学学生的性格特点,同时合作教学还可以很好的提高学生的学习成绩。在实际的合作教学工作开展中,应做好以下的工作。一是利用合理的方式进行分组,开展合作教学。合作教学的开展,首先应做好学生的分组工作。这种教学分组工作应考虑好学生的性格特点、学习能力、学习成绩等诸多元素进行合理的分组工作。分组完成后,每个学生都可以在分组合作学习中发挥应有的作用,确实的提高自身的学习成绩。二是做好学生在合作教学中的适应工作。在实际的合作教学工作中,每个学生对于合作教学工作的内容并不适应。在这种情况下,教育工作者应利用自身的教学经验和方法进行引导工作,引导学生适应合作教学方法。
(四)做好学生自主学习意识和能力的培养工作
在我们对小学语文教学新型教学观念的建立工作中,除了做好教育工作者教学理念、方式的转变外,教育工作者要应积极地做好学生学习观念的转变工作。实际的教学研究中我们发现,现阶段的大部分小学生因为长期在传统教育模式中进行学习,所以在其学习过程中缺乏一定的自主学习意识。这种自主学习意识的缺乏在学习中表现为自学的能力差、对于学习方法的自己总结能力差等各个方面的问题。在实际的教学工作中,教育者应积极利用各种的学习教育方法,对学生进行自主学习意识和能力的培养工作。
一、引 言
“促进学生的学习”是教学设计的出发点和归宿,是集诸多教学要素系统化的目的。教学设计的设计基础是在析清“人类是如何学习”这一基本问题的基础上进行有效组织,通过对这一问题的理解和把握来进行学习内容、教师、学习者和媒体等教学要素的组织。关于学习含义的理解有诸多不同,主要分为如下几大学派:第一,以机能为主导的学习理论代表有爱德华·桑代克、伯勒斯·弗雷德里克·斯纳金、克拉克·伦纳德·赫尔等。桑代克倡导联结主义,通过选择和连接进行学习,学习是渐进的而不是顿悟的;斯纳金是激进行为主义的代表,通过应答行为与操作行为结合强化奖惩等措施进行教学研究;赫尔则通过探究驱力、线索、反应和强化来促进学生的学习。第二,以联想为主导的学习理论代表巴普洛夫,他认为学习的发生是通过条件反射而形成的,提出了预期学习理论观点。第三,以认知为主导的学习理论代表为皮亚杰、乔纳森,他们认为学习的发生基础是基于学习者原有知识,通过同化、顺应等进行知识的建构和发展。第四,以神经生理学为主导的学习理论代表为唐纳德·奥尔丁·赫布和罗伯特·C·波尔斯,他们从脑组织、神经网络和进化论的角度研究生物体与学习的相互影响及学习理论。[1]
从四大学习理论派别的发展来看,前两种学习流派过于机械化、简单化,忽视了人类的身心发展;认知学派较前两种理论有了较大的发展,但是同化、顺应的理论具有明显的局限性,而且很难由学习者自己独立发生;第四种学习理论从生物体的层面考虑了器官与学习的联系。然而安德烈·焦尔当认为,学习是从学习者的概念出发进行学习的,学习者的概念是他们用以理解的唯一工具;只有学习者本人才能转化他们自己的知识;学习者不能在没有他者存在的情况下学习。[2]这一观点的提出对于“什么是学习”和“如何促进学习”提出了新的视角,笔者结合这一学习理论探究了如何进行基于变构模型的信息化教学设计,并对该变构学习教学设计模型(Allosteric Learning Instructional Design ,ALID)进行了实证研究。
二、变构理论学习观
(一)变构理论隐喻
变构模型是学习科学视域下的一种新理念,是在分析和弥补从机能主义到认知主义缺陷的基础上,结合生物层面的理论而创造的一种新学习观,它源自生物中“变构蛋白”的特定结构和功能的一种隐喻。这些生物酶是生命的基础,其形态变化及由此而导致的功能变化取决于它赖以生存的环境条件。[3]这一隐喻得出了极具启发性价值的两个结论:首先,学习者的思想(即概念体)是由学习者能够启用和调动的关联决定的;其次,教育者只能通过操作教学环境等外部条件来干预学习者的概念体,从而促进他们的学习。
(二)变构理论学习观
变构模型的学习观主要包括以下几个命题:第一,学习就是转化学习者的概念。学习者的概念不仅是学习者学习的出发点,还是学习活动的结果,也是学习过程所使用的工具本身,学习就意味着从一种概念的结构状态进入到另一种概念的结构状态。[4]第二,概念体由五要素构成:P(问题)、C(参考框架)、O(心智运算)、R(语义网络)、S(意义符)。个体的一个概念总是首先对应一个质问,质问又与相应的(模糊性)问题而存在,概念的炼制通常使其得到明确,同时其他相互作用的四个参数对学习概念起着决定性的作用。第三,概念体既是学习者的工具,又是他们的“智力牢笼”。学习者只能利用自己的概念对信息进行处理、编码和解码;相反已存在的概念体会阻碍新概念的加入,尤其当新知识与已知概念相对质时,因为学习者认知、接受新概念时,总是用已有的概念进行解释,在这一解释过程中,难免会出现误解、对质,从而阻滞了对新知识的理解和认识。
三、变构学习教学设计(ALID)模型构建与依据
依据变构学习理论的基本观点和教学设计的理论基础,笔者提出并构建了变构学习教学设计模型。
(一)ALID模型构建的理论依据
变构学习理论认为,学习就是要使学习者原有的概念体发生变化,然而对于教师而言,学习者的概念体并不能人为地直接进行操控,只能像变构蛋白一样通过控制外部环境来影响和改变它。显然,基于变构模型理论的教学设计必须注意以下几点:第一,确定学习者的概念体,这是利用和对质概念体的前提,同时也是确定学习出发点的依据。第二,创设情境,旨在影响和变构概念体。概念体的变构分为直接建构和对质变构,即在特定的学习环境中,学习者可以通过自身的概念体进行同化和顺应新知识,但是大多数情况下概念体的变构是通过学习者与自身概念体的对质、解构和建构等不同阶段来实现概念体的重组的。学习环境的创设应充分利用现代媒体技术、人际互动等创设启动情境,激起学生的对质和动机。教学设计旨在使学习更有效、更高效、更吸引人。[5]主要包括分析、设计、制定、开发、实施、评价、修改教学问题解决方案的全过程,亦即应用系统方法对教学过程的诸要素、环节及其相互关系进行科学的分析、描述、计划或规定,为所需的教学活动制定具体可行、可操作的程序或方案。[6]变构理论教学设计模型旨在基于变构学习理论运用系统方法进行教学过程诸要素的组织与规划,为践行教学活动制定出具体可行、可操作的程序或方案。
(二)变构理论教学设计模型的内容
根据概念变构模型理论,并结合教学设计的相关理念构建了基于变构学习理论的教学设计模型(如图1所示),模型体现了概念体在学习者学习过程中的核心地位,突出学习环境对促进学习者概念体变构的重要作用。
基于变构理论的ALID模型包括分析阶段、解构与建构阶段和评价阶段三部分。分析阶段主要包括学习目标、学习者特征分析和确定学习起点。学习目标是学习结果的最终预期目的,也是教学工作者通过创设与操控学习环境欲使学习者的概念体发生变化的最终理想形态。学习目标的分析是利用学习者自身概念体的前提,也是与其对质的关键。学习目标的分析主要包括学习内容的组织形式以及与其相关 的支持性概念,即既要理解学习内容,又要探究为学习内容与学习者概念体进行变构的支持性概念。学习者特征主要包括概念体、认知能力、学习风格和学习动机。学习者本身概念体的分析主要涉及概念体的五要素:P(问题)、C(参考框架)、O(心智运算)、R(语义网络)、S(意义符),获取学习者概念体的策略主要包括问卷、谈话、画图等形式。学习者的概念体是学习者对现实世界和所获信息进行解释的唯一工具,同时确定和把握学习者概念体是进行教学设计的前提之一,它关系到后续概念体变构的成败。认知能力和认知风格是进行个性化教学的基础,根据每个学习者的身心发展差异进行针对性的教学设计安排;学习动机主要分析学者当前对本学科内容的动机强弱以及原因。通过学习目标和学习者特征分析来确定学习起点,还应注意学习的起点是共性与个性的统一体,即将全体学习者的基本水平与单个学习者的个人起点水平对立统一起来。
变构模型学习理论最重要的环节就是解构和建构阶段。在这一阶段中,环境创设、资源设计和教学策略安排为学习者概念体的变构奠定了坚实的基础,同时也决定着概念体的变构成败。根据概念体的性质,即概念体的可利用性和障碍性进行不同教学形式的选择。如果学习者自身概念体能够直接同化和顺应外在知识,教师将会选择“利用”的教学流程;相反则会进入到概念体“对质”的教学流程之中。(1)“利用”模式。在“利用”教学模式中,学习得以顺利进行的前提条件是学习者已有概念体不存在错误,同时概念体的知识结构与学习内容的组织形态处于一致或类似的状态。此时可以通过创设启动环境激发学习者的动机,为学习者的概念体变构提供信息资源,并运用适当的教学策略提供逐步的帮助和指导来完成概念体的建构。在这一过程中,学习环境创建的成功与否直接影响着学习者原有概念体的变构;学习环境的创建必须与学习者原有概念体产生共振才能激发学习者的动机;学习环境的创建必须以学习内容为基础,为学习者原有概念体与学习内容的结合创设条件。(2)“对质”模式。这一模式应用的目的旨在排除、撼动、驳斥学习者原有概念体中的错误,将学习者的错误概念清除出去,要达到这一目的必须要和学习者的概念反着来。基于这种理论观点的学习环境创设,教师要制造导致思想对立的情境,这种对立可以是学生本身的,也可以是学生小组内部的。学习环境的创设要突出真实感、真切感和共振性,以最大限度地开发和利用各种学生真切感受到的认知冲突。教学策略由于对质的形式不同也存在着差异,在自我对质中,教师可以通过提供数据资料、实物接触、现实接触、实验观察等形式实现;在协作对质中,教师可通过组织辩论、小组讨论以及论坛、聊天室、博客、微博等形式展开。(3)评价阶段。动态性是评价的主要特征,因为在教学预设、进行中、结束等阶段,教师都在实时地进行监控与评价,同时采取相应的措施进行教学策略的调节。
四、基于ALID模型的实证研究
(一)研究设计
经过对学生教材的设计、实验对象的选取、资料的查找和研究的论证,在2012年2月确定了基于变构模型学习理论的实验研究过程,即基于ALID模型的应用研究实验。
1. 课题选取
研究的目的源于探索基于变构学习理论的教学设计及应用方法。实验方法为准实验研究法。实验对象源自七年级的教学班级,选取两个班级的生物学科进行实验研究,即实验班和控制班。实验班采用基于变构理论的教学设计模式,控制班采用传统教学模式,其他变量相同,同时对教材的教学预设分别进行了两种模式的教学设计开发,便于授课教师进行教学。
2. 建立假设与确定变量
研究假设:对于七年级的生物教学,基于变构理论教学设计模式的学习效果优于传统的教学模式。在这项假设中,条件因素C=学生进行七年级的生物课程学习;自变量X=两种教学模式(即变构理论的学习模式和传统教学模式);因变量Y=学生的生物学习效果;干扰变量为被试者的主观态度、习惯、动机、准备状态、目标定时,为避免或减少这些干扰因素对数据分析产生的影响,笔者每周一都进行课堂调研及时发现及时排解,并将其记录下来作为最终数据分析的参考。此外两个班级采用同一位教师、同样的媒体进行授课,避免这些差异影响最终数据的效度。
3. 选取实验对象
首先对河北省遵化市地北头镇中学的七年级所有班级进行传统教学模式的生物教学,在第八周时进行七年级所有班级的生物测试,这次测试以第八周的月考试题作为对学生生物学习效果的前测;接着对各班进行生物成绩平均分和方差齐同性的分析,并检查他们的成绩是否服从正态分布或接近正态分布。通过筛选最终确定了两个班级,分别是七(1)班为实验班和七(2)班为控制班。
4. 教材内容设计
教师讲授的教材为七年级下册的《生物》,前八周采用传统的教学模式,在第八周后对七(1)班采用基于变构模型的教学模式进行教学设计,对七(2)班继续延续前八周的教学设计形式。基于变构理论的教学模式强调学习环境的设计,并运用学习环境来影响和促进学生的学习,如与现实对质、与同伴对质、与自己对质等,学习环境的设计仅仅围绕P(问题)、C(参考框架)、O(心智运算)、R(语义网络)、S(意义符)这些概念体的要素进行。教师通过获取学习者概念体,然后创设环境来解构和变构学习者的概念体,基于这一理念进行教学内容的设计与组织。
(二)实验结果
实验研究所采用的数据分析软件是IBM SPSS Statistics 18,分析数据包括两个实验组学习者的前测和后测成绩。
1. 前测成绩比较
对两个实验组学习者的前测成绩进行独立样本T检验,检验结果显示:实验班的前测平均成绩为79.37,控制班的前测平均成绩为79.28。两个实验班的前测成绩比较结果表明,实验班与控制班前测成绩差异显著性概率P=0.973>0.05,故两者不存在显著性差异。
2. 后测成绩比较
对两个实验组学习者的后测成绩进行独立样本T检验,通过F=0.072和P=0.791可以确定,两个实验组的方差具有齐性,不必进行置信度的区间调整。检验结果显示:实验班的后测平均成绩为89.29,控制班的后测平均成绩为80.21。两个实验班的后测成绩比较结果表明 ,实验班比控制班的平均成绩高9.08,实验班与控制班后测成绩差异显著性概率P=0.013<0.05,故两者存在显著性差异,即基于变构理论教学设计模式的实验班在教学效果上明显高于基于传统教学模式的控制班。
(三)实验讨论与案例剖析
基于变构理论教学模式进行的生物教学效果明显优于传统教学的学习形式,这表明该学习理论能够有效地促进学生学习。在实验教学的研究过程中,基于变构理论的教学过程是一个复杂、互动的过程,笔者从变构理论视角出发,基于ALID模型围绕四个维度详细论述如何在实践中进行教学设计及其关键点,并例举相关案例进行解读。
1. 概念体的获取与确定
概念体是变构模型的核心观念,因为概念体是学习者认识、理解外界的唯一工具,是新知识的解释系统,没有相关概念体的存在学习将无从谈起。显然,确定学习者的概念体是教学得以成功实施的前提,是教学设计的前提。在教学中,通常采用问卷、谈话、画图、文字描述、录音和视频等手段获取关于学习者的概念体。问卷法适合学期开学时的测评,如果在每一节课开始时都进行测试会对学习时间的分配造成影响,同时测评的结果并不能及时准确分析,也不能及时确定教学内容和策略。谈话法也可称为问答法,即在上课或在教学过程中随时通过问答的形式获取学习者的概念体,这种方式灵活、多变,但是教师所询问的问题并不能完全揭示出学习者与学习内容相关的全部概念体,因为这些内容往往是教师所关注的,通常带有主观性,这一局限性容易忽视学习者起支持作用的概念体,为以后概念体的成功解构和建构产生负面影响。画图法是学生概念体自我表征的一种有效形式,与文字描述方法相结合效果更为突出。在时间充裕的情况下,学习者能够尽显其所掌握的全部相关概念。因此教师可以规定让学生通过概念图、思维导图等形式来描述概念体,这种方式可以弥补谈话法、问卷法所隐含的教师主观性缺陷。录音和视频手段能够实时记录学习者概念表达的任何瞬间,为研究者留有足够的时间去深入研究他们概念体表达的内容、形式。研究表明,学习者概念体的表述并不是一件易事,需要根据内容进行环境设计,即创造激发性的启动环境,激发学习者的动机,使学习者愿意、积极地尽显相关的概念体。
在《血液循环系统》一课的教学中,教师首先通过谈话、填图的形式对学习者关于血液循环体统的概念知识进行测试,通过测试可以明确学习者概念体中的错误概念、空缺概念,为变构他们的概念体做好充分准备。通过测试表明,学习者对血液循环的方向存在着明显的错误认识,把握住学生概念体的这些问题关键点,将有利于进行学习环境、学习策略、学习工具的设计与提供。
2. 通过概念体进行学习
学生是从他的概念出发进行学习的,学习者的概念是他们用以理解的唯一工具。学习过程本质上就在于学习者究竟如何解决本身概念体与学习内容的差距问题,即学习者如何在已有概念体的基础上进行对差距内容的编码和解码。利用概念体学习的前提条件是必须理解已有概念体的特征参数,即问题、参考框架、心智运算、意义符和语义网。研究表明,学习者对外界进行解释、编码的过程实际是不断对自己已有概念体进行质疑的过程。例如学生在对人的血液循环系统进行学习时,会不断提出一系列问题,“肺循环的过程是怎样的”、“左心房、左心室和右心房、右心室的血液是如何循环的”、“心脏和肺循环的关系和影响怎样”等。提问的同时,学生通过心智运算会在自己已有的概念体中迅速地搜寻参考框架、意义符,探索所有相关的语义网络。在这一过程中需要注意一个关键问题,也是确保教学成功的关键环节,即在确定学习者已有概念体之后必须对其进行相关参数进行分析,防止学习内容超出学生的“最近发展区”或承载能力。进行教学设计需要注意的是学习内容与学习者概念体的参考系数的一致性或相似性,即教师是否是在分析了概念体已有网络结构的基础上进行学习内容的组织与安排的,是否存在着与新授内容相关的参考框架。简言之,是否能够利用已有概念体将新知识纳入到学习者的概念结构中。研究表明,通过概念体进行学习的有效策略包括补充思维导图和概念图、虚拟实验解剖、接触实物等。补充思维导图和概念图旨在引导学生完成从已有概念体到学习内容之间差距的概念结构,这是一种非常有效的同化和顺应方式;此外通过虚拟实验、实物接触、媒体等手段能够解决学习者提出的各种质问,即通过学习者的观察、探索、质疑进行学习者概念的建构和解构。在《血液循环系统》教学中,通过向学生提供血液循环的半成品概念图,即空缺其中重要的位置和方向,让学生根据已有的知识进行填充和通过资料进行查询。
3. 对质与概念体
学习绝对不是累加式的机制,而且只有在一些特殊情况下才可能实现同化和顺应,更多的情况则是突破学生原有概念的“智力牢笼”,与原有概念体对着干。学习者的概念体是对现实和所接受信息进行解码的唯一工具,不能完全被移除,然而教学设计者必须通过分析学习者已有的概念体确定其中的错误之处(即教学设计就是要通过学习环境设计来影响和对质这些概念),最终通过解构和重构实现学习目标。研究表明与学习者原有观念进行对质是一件十分困难的事情,有一部分学生由于害怕自己认为正确的观点得到质疑、挑战而常常处于默不作声或置之不理;有一部分学生在小组讨论对质时情绪异常激动,他们为了维护自己的观点时常争论得面红耳赤,有时甚至走到了理智的边缘,这完全源于自尊心和对自己观点的坚持。学习者原有概念体的改变并不会易如反掌,一方面来自于学习者情感方面的维持,另一方面来自于与之保持较强一致性的概念体网络,只有当学习者的概念体完全无力维持他的观点并且认识到确凿的事实时,才会放弃原有观点,并通过解构和建构来接受新知识,新知识也只有在先拥知识失效的情况下才会真正安置下来。在《血液循环系统》教学中,采用小组讨论与班级答辩相结合的形式进行对质活动,即组内自我对质、小组对质和全班的人际交流。在对质过程中,学生对具有怀疑的问题表现出较高的兴趣。教师应实时监控小组和班级学生的讨论状态,如果发现某个小组兴趣较低,应及时通过设疑、制造矛盾等方式挑起学生的 对质热情。
实验表明,与学习者的概念体进行对质的有效策略包括实物与现实接触、自我表述与评析、辩论等。最有效、最直接的莫过于通过实物的接触来驳斥学习者已有概念体的错误,这种对质是学习者通过实物真实感触的自我对质,比较温和且易于接受。此类方法也可以通过多媒体手段实现。自我表述与评析是通过学习者不断进行自我质疑实现的,但这种方式对于改变学习者的概念体效果并不明显。因为学习者很难挑战自己的错误概念,然而这种弊端可以通过设计基于资源的学习模式来实现,学习者通过对自己的质疑和资源搜索不断地解构错误观点,同时建构正确的概念体。辩论是一种较为强烈的对质,辩论的双方或个体会调用所有与其观点相关的论据来驳倒对方。这一过程既是对学习者原有概念体网络结构稳定性、正确性的检验,同时也是验证概念体对于事实完整性、稳定性的一种方式。当学习者已有概念体不能解释对方质疑或者所提出的概念被对方反驳成功时,这时就会引起概念体的“空位”和“认知冲突”,因此学习者不得不重新审视自己的概念体,通过解构和建构实行概念体的变化。辩论是激烈的、痛苦的,但是对于学习者的概念变构是印象深刻的。在教学过程中,教师需要根据辩论的激烈程度进行辩论过程的控制和调节,避免辩论过于激烈或平淡。为了避免面对面辩论过于激烈,可以借助现代技术手段通过聊天室、论坛、微博、博客和其他即时通信工具进行中性辩解。
4. 学习环境与概念体
教师或教学工作者不能直接操纵学习者内在的概念,只能通过外在的学习环境设计来影响学习者的概念体。学习环境在学习者的概念变构过程中具有重要的作用。首先,需要创设有效的学习环境以展现学习者的概念体,获取和确定概念体的结构组织,为变构学习者内在概念体提供依据。其次,为与学习者原有概念体的对质创设学习环境,主要通过实践参与、实物接触、媒体虚拟等手段为自我对质、展开辩论提供有效的支持。学习环境设计的切入点不仅仅在于概念体中的要素,而在于要素之间的组织关系,学习环境要针对不稳定的观念要素联系或错误概念及其联系创设一种不协调的外在情境,启动学习者自我质疑,寻求答案的动机。第三,学习环境应为学习者不同变构过程提供适当的信息支持,包括在概念体的表达阶段和变构阶段。在表达阶段主要以问答、填图与画图等形式进行设计,这些形式可以通过多媒体形式来实现。在变构阶段主要通过实物提供、现实接触、数字媒体资源来实现,旨在为利用学习者概念体或对质学习者的概念体提供事实参照,促进概念变构效率。根据《血液循环系统》一课的特点,主要采用了基于网站的信息化学习环境设计,网站的内容包括血液循环系统的Flash动画、在线聊天室等这几项功能,目的在于向学习者提供自我对质、群组对质的条件,促进学习者识别已有概念体,变构错误概念体,建构新的概念体。
五、结 语
通过ALID模型的提出、构建与实证研究,旨在从变构学习理论的维度探索学习的发生机制和如何通过教学设计促进学生的学习。在变构模型的教学设计中最为重要的一点是获取、确定学习者原有概念体,这是学习者概念变构的前提;同时学习环境的设计是基于学习者原有概念体和学习内容的基础上进行设计和开发的。在对概念体的理解上一定要把握其双重身份,即可利用性和矛盾性,根据其不同的特性进行环境、资源和教学策略的设计。ALID模型是通过一学期的生物教学实验并结合概念变构学习理论的基础上得出来的,其局限性在于不同学科的性质造成对学习环境设计、资源安排和教学策略的差异性需求,这也是以后需要进一步探讨和研究的。
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[3] 裴新宁. 学习究竟是什么[J].全球教育展望,2008,(6):13~20.
不仅课程设置的间断使初高中生物课学习的跨度加大,而且,初高中教材版本的不统一、不配套也会使学生对生物科学的认知无法达到螺旋式上升。这样,虽然在新课标中初高中生物课程主题基本一致,但由于初高中教材所用版本不同,教学内容差别较大,学生知识体系也会存在断层。
一、初中生物教学应做好第一衔接
课程学习的断层,需要生物教师在教学中加以处理和衔接。很多初中教师认为衔接工作只是高中教师的事,与初中教学无关,笔者认为不然。初中与高中的生物教学内容存在内在的联系,学生学习生物学的兴趣也是从初中开始培养的。生物教师恰恰应在学生的初中阶段做好课程教学的第一衔接。如果初中生物课堂教学能主动与高中生物课堂教学进行衔接,那么,无论是对于培养学生学习生物学的兴趣,还是对于实现初高中教学的有效衔接,都是至关重要的。
面对学生间断两年的生物课程学习,初中教师如何做好课程衔接的第一步工作?经过很长一段时间的反思和实践,笔者认为,只有坚持以构建生物核心概念为目标,以反映生物科学主题为主线来开展教学活动,才能让学生深入理解核心概念,并将生物科学的概念和思想方法灵活地运用到实践中,在高层次上实现课程学习的连续与过渡。
二、构建生物核心概念,有效实现课程衔接与过渡
生物学核心概念是生物学最核心的概念性知识,包含了概念、原理、规律等,是生物学的学科骨架。这样的概念能反映生物学科的本质,统摄学科的一般概念,可以揭示一般概念之间的联系。围绕核心概念的各种学习活动和训练,不仅能帮助学生领悟生物科学的思想主线,还有利于帮助他们理解一般概念之间的联系,整合自己的学科知识体系。在初高中两个学段的教学中,如果教师们都能够坚持以建构核心概念为目标,那么,学生的生物基础知识、基本技能会不断得到强化,生物核心概念也会潜移默化地形成。而核心概念一旦建构成型学生则很难遗忘,这对解决初高中生物教学衔接的难题具有重要意义。
1.研究新课程标准,在初高中全学段范围内分析核心概念
课程标准是确定核心概念的纲领性文件,是支撑生物科学主题不可或缺的教学元素,也是确定核心概念、教学目标、教学衔接点的依据。为此,初中生物教师必须先通读初高中课程标准,全面把握初高中教材的知识体系和核心概念,全盘梳理初高中教材内容衔接点,并根据学情需要确定具体适当的教学目标;并且围绕核心概念作适度拓展,使学生的生物学习能够以核心概念为联结点形成有机的整体。初中教师还应参加高中课程研究培训,及时了解高中学段课程改革的进展。如有条件,还可以向学校申请初高中大循环的教学工作,加强对衔接问题更深刻的认识。
以“生态系统的结构”这一节(北京版初中生物第四册第十六章第一节和人教版生物七年级上册第一单元第二章第四节)的教学设计来说,教师应把“生态系统”这个核心概念放在初中和高中两个学段教学内容中去分析。
在初中教学内容中,有关“生态系统”的内容有生态系统的结构、生态系统的功能、生态系统的稳定性。这一节学习的是生态系统的组成、食物链和食物网、生态系统具有一定的自动调节能力等内容。可以看出,“生态系统”这个核心概念的理解对学生掌握生态系统的成分及各成分的关系、生态系统的营养结构、食物链与食物网等重点内容起着关键性作用。
在高中生物必修部分的三个模块(包括“分子与细胞”“遗传与进化”“稳态与环境”)中,有关“生态系统”的教学内容与“稳态与环境”模块密切相关。高中课程必修部分选择的都是生物科学的核心内容,同时也是现代生物科学发展最迅速、成果应用最广泛、与社会和个人生活关系最为密切的领域。利用各种教学方式构建“生态系统”这个核心概念,能够让学生很容易理解生态系统的结构,对生态系统中各组成部分之间的相互关系产生深刻的印象,也对分析和解决生活中的实际问题产生很大帮助。从近处说,这为接下来的两课时深化“生态系统”这个核心概念起到了“修桥铺路”的作用;从远处看,这为高中学段继续学习“稳态与环境”打下坚实的基础。
鉴于以上分析,笔者的教学设计始终以稳态与环境科学主题为指引,以理解、掌握和应用“生态系统”这个核心概念为目标,开展各种形式的课堂教学活动。
2.根据学情确定和调整教学目标
要顺利地达到构建核心概念的目的,教师还需要根据学情确定和调整具体的教学目标。笔者利用四个平行班的教学,根据课堂反馈反复分析,反复调整和改进教学设计,使教学目标能够符合学生的实际。
从笔者所教学生的基础看,学生在学前已具备了诸如环境因素、环境对生物的影响、生物对环境的适应和影响等知识储备,能够对简单的文字资料、图片资料作出一般的观察、分析和信息处理。因为这节内容与实际生活紧密相关,所以学生的学习兴趣很浓,积极性很高,但学生在对生物学专有名词的理解上存在一些困难,如不易接受营养级、初次级消费者、生产者的社会学概念与生物学概念的区别等。特别是让学生深入理解“生态系统是一个有机的统一整体”和“结构与功能相统一”等学科观点,有较大的难度。对此,笔者选择在提高学生学习兴趣和启发学生探索上下功夫,制订和完成较高的教学目标。
(1)知识目标:知道生态系统的组成成分及生态系统的营养结构;举例说明生产者、消费者和分解者是生态系统的三大功能类群;图解生态系统各种组分之间相互关系;举例说明生态系统中生产者和消费者之间的营养关系,理解食物链和食物网是生态系统内物质流动和能量传递的渠道。
(2)能力目标:通过学生制作生态瓶的过程,进一步培养学生观察、记录、分析、推理和交流的能力;通过分析生态系统中各种组分之间的相互关系增进学生信息处理的能力以及比较分析和归纳的能力。
(3)情感目标:认同生物与环境是一个统一的整体,从而树立“人与自然”和谐统一的观点;强化学生保护生态环境的意识。
3.根据教学目标设计教学流程和方法
在教学中,笔者先通过引导学生分析客观事实归纳出一般的认知性概念,如非生物环境和生物环境、食物链和食物网、物质循环和能量流动等,再构建核心概念――“生态系统”,为将来建构“稳态与环境”模块中的核心概念――“稳态”打下坚实的基础,也为认识生命系统的环境、调节与“稳态”找到一个宏观的视角。(见图)
笔者借助多媒体课件,运用“引导―探究”式的方法,采取讲授与讨论相结合、比较与归纳相结合等多种教学方法,使抽象的理论变得形象、生动。组织学生在兴趣中逐步深入教材的内容,达到主动学习的目的。
4.根据教学流程细化教学过程
“生态系统的结构”教学过程设计
(1)导入
播放音乐视频集锦,内容是北京市昌平区几处学生熟悉的生态园:北京绿色农业生态园,盛世源生态园,百辰生态园,浩华绿色生态园,英达生态园,红栌生态园。可提问:这些场所为什么叫生态园?你根据什么认为生态园就是生态系统?
(2)生态系统的成分
向学生展示生态瓶,这是同学们初中甚至小学就接触到的小型生态系统――生态瓶,引导学生分小组讨论:①生态瓶内有哪些成分?②生态瓶内各成分的关系怎样?学生交流,教师适当评价。
以上同学们探究了小型生态系统――生态瓶的成分及各成分之间的关系,现在再来看看生态园在成分上与生态瓶有什么异同点?学生识图探究,教师引导学生在自己的练习本上总结生态园与生态瓶在组成相同点。小结生态系统的组成。
讨论:生态系统各成分间的作用和关系如何?指导学生观看视频:生物与非生物环境的关系,生物与生物环境的关系。引导学生分析各个生物因素的功能与地位:生产者、消费者和分解者。
(3)食物链与食物网
在生态系统中,生产者与消费者之间由于食物关系而形成的联系叫做食物链。以草原生态系统为例组织学生分析讨论生物之间的营养供应关系,请学生在练习本上写出几组食物链,利用实物投影进行讲评。向学生阐述食物链中的初级消费者、次级消费者、三级消费者以及营养级的判断。判断谚语“螳螂捕蝉黄雀在后”是不是一条完整的食物链。激发学生兴趣,调节课堂气氛。
实际上,在一个生态系统中,食物链并不是单独孤立的,而是许多条食物链彼此相互交错连结成复杂的营养关系,形成食物网。
游戏:食物网中的生物角色关系。
引导学生讨论:食物网上某一生物的增加或减少对整个生态系统有何影响。
请学生分析:在生态系统中,某一生物的增加或减少会对整个生态系统有什么影响(包括分析种群变化)。
(4)生态系统的结构
讨论:你对“生态系统中非生物环境与生物环境是相互作用的”如何理解?你对“生态系统中的各种成分是统一的整体”怎样理解?
课堂反馈:请学生用5分钟时间在练习本上总结生态系统的结构。
(5)阅读思考
资料:内蒙古沙漠禁牧10年又见风吹草低。10年前,内蒙古正蓝旗的4万亩草原,因为过度放牧,变成沙漠。10年间,中科院的科学家们开始治沙试验,“无为而治”,禁止放牧,让沙地自行修复。10年后,草原上重现草色,到夏季,牧草的平均高度预期会超过1米,最高的能达到1.8米。
思考:人类对生态系统有何影响?
关键词:教学过程概念教学
中图分类号: G718文献标识码: C文章编号:1672-1578(2012)03-0223-01
1 直接观察
一些概念照本宣科很抽象,可让学生直接观察地理事物的外部特征,再综合、分析,抓住事物的本质特征,形成概念的内涵。如学习温带落叶阔叶林这一概念时,学生观察校园里梧桐树的树叶形状并和一些松树进行对比,同时思考其深秋至冬天的情况,树叶会脱落。这样,学生对落叶阔叶林这一概念的内涵和外延就有了比较全面的认识。
2 抓关键词
表达概念内涵即地理事物本质特征的往往只有几个词语。我们教师要帮助学生抓住关键词,分析疑难点。如“河流侵蚀地貌”是河流在流动过程中,破坏并掀起地表物质,形成的地貌。那破坏并掀起就是理解的关键了,和“河流堆积地貌(搬运能力减弱并沉积)”就有了明显的不同。这两个概念一个 是破坏一个是沉积.
3 归纳法
对内容较多、表述较长的地理概念进行归纳、提炼,分层次、多角度去理解。如自然资源的概念,完整的表达是“人类直接从自然界获得并用于生产和生活的物质与能量”。如果对这一句话进行归纳、转换,就是下列的两个属性:
自然属性:客观性,天然存在,没有经过人类加工。
经济属性:有用性,在当今技术条件下能用于生产和生活。两个属性缺一不可。这样一转换,自然资源的内涵就一目了然。
4 类比法
明确了单个概念的内涵和外延后,为了能达到准确运用的目的,还必须搞清概念间的几种关系。
4.1近似概念
如降水和降雨,都表示大气中水汽凝结降落到地面这一现象。不同点是降水指从云雾中降落到地面的液态和固态水,而降雨即从云中降落到地面的滴状液态水。可见,降雨只是降水的一部分,仅指液态水即雨水。所以,在描述气候特征时,如亚热带季风气候年降水量1000mm左右,用的是“降水量”;河流的五种补给形式之一是“雨水”即降雨,两者不可调换。
4.2矛盾概念
外延相反的概念叫矛盾概念。比如城市化和逆城市化、寒流和暖流、可再生和非可再生性等等,指出他们的所谓矛盾、差异,就可以准确的理解掌握 。
4.3包含关系的概念
地理环境、社会环境、城市环境三个概念,都表示人类生存的环境。但地理环境是以人类为中心的环境;社会环境是人类在自然环境基础上通过长期有意识的社会劳动创造的人工环境;城市环境是人类对自然环境干预最强烈的地区,人口多、房屋密集、交通拥挤是最大的特点。可见三个概念中,内涵最丰富的是城市环境,外延最大的是地理环境。再比如:人口容量、合理人口容量等等。
4.4概念的广义和狭义