第2章-相关的理论基础.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,回顾,信息技术,、,课程,、,整合,信息技术与课程整合,专家解读,信息技术与课程整合的意义,“整合”的几个基本概念,计算,第三种科学形态,数据素养,科学素养的一个侧面,“整合”,深层次“整合”,计算,第三种科学形态,鉴于,计算机,手段在科学方法中的特殊性，哈佛大学将物理学划分为,理论物理,、,实验物理,和,计算物理,。,计算物理,是基于计算机的物理学研究方法。科学形态在继理论推导、实物实验之后出现了第三种形态,计算（,computation,）,数据素养,科学素养的一个侧面,纵观科学发展史，,量化,是科学的重要方法。,其中伽利略的的工作具有里程碑性质。他将实验和数学引入科学研究之中，物理学因此获得突飞猛进的发展。,在计算机出现之前，数据是研究目标的附属品，是研究假设的验证者。物理学家主要采用数学手段和实物手段来研究物理现象。,数据素养,科学素养的一个侧面,但是，科学发展到近代，一方面实验或实践会产生巨大的数据；另一方面虚拟仿真也会产生大量的数据。,面对庞杂的数据，研究结论对数据分析方法的依赖性空前增强，,数据挖掘,随之产生。,数据挖掘,就是通过数据分析，将数据信息转化为有价值的知识。意义在于知识的发现。,比如，伽利略在教堂做礼拜的时候利用身体的脉搏计数，发现了教堂里吊灯摆动的等时性。,再如，红学专家通过统计红楼梦前,80,回和后,40,回文言虚词的使用频率，确定前,80,回为曹雪芹撰写，后,40,回他人续写。,“整合”,普遍意义的整合,是使系统内部各要素整体协调和相互渗透，从而集中优势，发挥系统最大效益的过程。,信息技术与物理教学整合,，是一种数字环境下以提高学生科学素养水平为目的，以提高学生数据素养水平为方向以实现主流学习范式从被动接受走向自主、合作、探究的教学过程。,“整合”,整合,包括,三个阶段,：,（,1,）采集与交流实验数据；,（,2,）计算与虚拟仿真；,（,3,）交流与传播科学知识。,整合的形式特征,，是数据探究。需要在计算机、教室网络、校园网络和外部互联网等环境中实施。,整合的内容特征,，是,有效地传递科学知识,（利用信息技术有效突破知识教学难点，有效突出教学重点）和,转变主流学习方式,（促使学生能够独立观察与思考，独立解决科学问题）。,深层次“整合”,整合,具有,三种不同层次,：,第一，在教学中生硬地应用计算机或者课件；,第二，能够较为熟练地、合理地应用信息技术辅助物理教学，较有效地实现知识传递；,第三，在第二个层次之上，同时还能够体现过程的多样性，较有效地促进主流学习范式从被动接受转向自主、合作、探究。,信息技术与物理教学整合的发展阶段,第一,，计算机固定课件开发阶段。此阶段一般只关注某一课件的完整性，教学思路单一，缺乏变通性和可移植性。课件开发一般只考虑讲解知识的需求。,第二,，平台加“积件”阶段。通过开发若干课件单元（简称积件），教室可以利用某个应用软件将“积件”组合起来形成课件。积件在一定程度弥补了固定课件的不足，但是一般只考虑讲解知识的需求。,我国物理信息技术教育起步于,20,世纪,80,年代，经历了三个阶段：,信息技术与物理教学整合的发展阶段,第三,，深层次整合阶段。此阶段开始强调学生的自主性，相对于课件概念，“学件”概念开始出现，就是学生使用课件。此阶段关注借助信息技术解决传统物理教学中的教学难点问题，又关注解决知识传递和探究学习的平衡问题。,我国物理信息技术教育起步于,20,世纪,80,年代，经历了三个阶段：,“整合”中选用媒体或课件的原则,“整合”的模式,“整合”中选用媒体或课件的原则,“整合”中选用媒体或课件的原则,基于讲授的“整合”模式,教学模式,是在一定的教育思想和理论指导下，为完成特定教学任务而建立的有效而稳定的教学结构和活动程序。按照使用信息技术主题不同，“整合”模式分为：基于讲授的“整合”模式和基于探究的“整合”模式。,（,1,实物实验,模拟强化“整合”模式,在演示实验的基础上，用计算机模拟实验现象，强化学生闹钟的表象，帮助学生识别现象发生及变化的条件，为顺利完成抽象与概括思维做准备。,“整合”中选用媒体或课件的原则,基于讲授的“整合”模式,（,2,）边教学边实验“整合”模式,贯彻“做中学”教学理念，教学中学生利用传感器或者虚拟仿真课件做实验，观察或测量物理数据，产生科学问题，建立物理概念或者物理规律。一般适用于定量研究的教学。,“整合”中选用媒体或课件的原则,基于讲授的“整合”模式,（,3,）变式练习“整合”模式,贯彻启发式教学理念。在习题教学中，计算机主要用于展示原型问题情景或者变式问题情景，帮助学生建立必要的物理情景，抓住问题的关键，选用合适的物理模型，理清结题的思路，一体多解，一题多变，提高习题教学效率。,“整合”中选用媒体或课件的原则,基于讲授的“整合”模式,（,3,）脑图复习“整合”模式,贯彻启发式教学理念，在复习课中利用计算机可以在短时间内重复出现彼此相关的现象、公式、图表货图线，激活学生的记忆表象，对学生的物理认知结构进行“刷新”，还可以提供典型的问题情景，加深学生的理解，帮助总结方法、规律。,“整合”中选用媒体或课件的原则,基于探究的“整合”模式,体现深层次“整合”理念，要求学生像科学家一样去解决问题和建构知识。其优势是保持学生的好奇心、锻炼学生解决复杂问题的高级思维能力。,典型代表是美国的,WISE,网站和基于,WebQuest,的主题探究网站的教学活动，数据探究的互动信息均来自互联网或者局域网上的资源。,特点：以学生自主学习为主，适应个别化教学。但是如果缺少有效的指导，可能会导致无效的学习。,“整合”中选用媒体或课件的原则,“整合”中选用媒体或课件的原则,1.,知识传递与数据探究相结合原则,基于讲授“整合”模式，应该,：,（,1,）要针对教学难点选用适当的课件。,（,2,）虚拟仿真课件的仿真度应尽量高。,（,3,）演示前要对学生提出观察要求，并指导观察。,（,4,）要改变模拟演示参数，变换不同的物理情景，训练思维的自主性和灵活性。,“整合”中选用媒体或课件的原则,“整合中选用媒体或课件的原则,1.,知识传递与数据探究相结合原则,基于探究“整合”模式，应该,：,（,1,）要选择合适的工具型媒体、课件或者学件。,（,2,）要尽量采用小组合作的教学模式。,（,3,）教师指导和讲授要简练，给学生创设足够的时间从事数据探究。,（,4,）学生要在计算机伙伴的帮助下实验、探索或自学新知识等。,“整合”中选用媒体或课件的原则,“整合”中选用媒体或课件的原则,2.,教师主导与学生自主相结合原则,一方面数字环境中学校的媒体或课件不断走向智能化；另一方面学校教学时一种特殊的、有组织的教学形式。,要明确教师的主导作用，同时要体现学生的主题地位。教学过程中要贯彻启发式教学思想，使学生树立数据探究意识。,解决这对矛盾,“整合”中选用媒体或课件的原则,“整合”中选用媒体或课件的原则,3.,常用媒体与计算机媒体互补原则,（,1,）要根据教学内容及教学目标选用适当的教学媒体。,（,2,）要把握好课件使用的时机。,（,3,）要利用课件激发学生的好奇心。灵活地运用课件，适时创设问题情景,注意：,选用计算机媒体要有限度。否则，教室容易手忙脚乱，无暇顾及启发诱导；学生眼花缭乱，对教学内容无所适从。,“整合”中选用媒体或课件的原则,“整合”中选用媒体或课件的原则,4.,交互性与有序性相结合原则,（,1,）要充分利用多媒体计算机的智能性，展开人机交互对话，激发学生学习兴趣。,（,2,）要按照一定的顺序演示课件。,（,3,）数据探究中要加强教室或课件的导航作用，避免学生盲目活动。,第,2,章 相关的理论基础,第,2,章 信息技术与课程整合的 理论基础,2.1,学习理论,行为主义学习理论,认知主义学习理论,建构主义学习理论,人本主义学习理论,学习理论,是揭示人类学习活动的本质和规律，解释和说明学习过程的心理机制，指导人类学习，特别是指导学生的学习和教师的课堂教学的心理学原理或学说。,一、行为主义学习理论,对“学习”的解释,学习是刺激与反应的联结，有机体接受外界的刺激，然后作出与此相关的反应，这种刺激与反应之间的联接（,S-R,）就是所谓的学习。,代表人物,古典行为主义理论：,华生（行为主义学说）,、,桑代克（联结主义）、巴普洛夫（条件反射学说）,新行为主义理论：,斯金纳（操作性条件反射学说）,斯金纳操作条件反射学说,主要观点：,一切行为都是由反射构成，学习主要在于形成条件反射。,Skinner,斯金纳箱,一、行为主义学习理论,学习是明显的行为改变的结果，能够由选择性强化形成的。,环境,和,条件,，是学习的两个重要的因素。,斯金纳创立的操作性条件作用学说和强化理论，,“,刺激,-,反应,-,强化,”理论,反应+强化 增强反应,反应无强化 减弱反应,反应+惩罚 压抑反应,斯金纳的程序教学法,把教学内容分为具有联系的小步子,要求学生作出积极反应,及时的反馈和强化,因人而宜，自定步调,学生尽可能做出正确的反应，降低错误率,二、,认知主义学习理论,对“学习”的解释,认知学派源于格式塔心理学，它的核心观点是学习并非是机械的、被动的刺激,反应的联结，学习要通过主体的主观作用来实现。,代表人物,苛勒：,顿悟说,布鲁纳：,认知,-,发现说,加涅：,信息加工模式,二、,认知主义学习理论,学习,是知觉的重新组织，是对所遇到的环境条件的,认知,。,学习过程是信息的接收、加工、使用的过程,促进学习有两个条件：,内在条件,与,外在条件,强调学习是积极主动的过程,强调学习活动本身的内部强化,认知主义学习理论的启迪,刺激选择不是一种随机的过程，不能仅仅考虑到刺激的特征，还要关注学习者已有的信息或认知图式。,人类记忆加工信息的容量是有限的，不能一味要求在短时间内掌握大量的信息，要留有加工或思考的时间。,组块理论：为了使学生在短时间内尽可能学习较多的知识，必须把知识组织成有意义的块状，减少机械学习。,信息编码不仅有助于学生的理解，而且有助于信息的存储和提取。,认知主义学习理论的启迪,客观主义的教育理念：知识灌输,比利时罗汶大学校园雕塑,三、建构主义学习理论,建构主义,德国的一则关于“鱼牛”的童话可以帮助我们更好地理解这个问题。,建构主义的教育理念：,知识建构,（理解依赖于个人经验）,源自德国,Schwank,教授,三、建构主义学习理论,青蛙作为“教师”准确地讲出了“鸟”这种动物的特征。鱼作为“学生”，很有学习兴趣，而且很认真地听讲。但在结果上，鱼心目中的鸟却是一种“鱼化“的鸟。青蛙还对外面世界的牛、人都做了描述，而鱼心目中出现的都是“鱼化”了的牛和人。因为它在以自己原有的经验为基础来建构对新知识的理解。这是一则夸张化的寓言，只要冷静反思一下现实的教学，我们不难发现这种寓言的影子。,三、建构主义学习理论,三、建构主义学习理论,基本观点,学习是学习者主动地建构内部心理表征的过程，它不仅包括结构性的知识，而且包括大量的非结构性的经验背景。,学习过程同时包含两方面的建构：对新信息的意义的建构和对已有知识的重组。,学习者以自己的方式建构对于事物的理解，从而不同人看到的是事物的不同方面，不存在唯一的标准的理解。,代表人物：,维果斯基,、,皮亚杰,、,斯腾伯格,客观主义,知识是可以客观表征和准确传递的实体，,它可以借助媒介来表征。,教学是知识的传递。,技术是媒体,建构主义,知识是不能传递的，它只能由个体学习者建构起来。,教学的作用在于给学生有效的活动机会，在活动和互动过程中建构知识。,技术,不简单是媒体，而应该是全面支持知识建构的工具,人本主义学习理论,教育的任务在于帮助人们满足,“,自我实现,”,这个最高的需要。,学习的种类,无意义的学习,意义学习,指一种使个体的行为、态度、个性以及在未来选择行动方针时发生重大变化的学习。,人本主义心理学创建者,罗杰斯,人本主义学习理论的基本原则,1.人类生来就有学习的潜能；,2.当学生觉察到学习内容与他自己目的有关时，意义学习就发生了；,3.涉及到改变自我组织（即改变对自己看法）的学习是有威胁性的，并往往受到抵制；,4.当外部威胁降到最低限度时，就比较容易觉察和同化那些威胁到自我的学习内容；,人本主义学习理论的基本原则,5.当对自我的威胁很小时，学生就会用一种辨别的方式来知觉经验，学习就会取得进展；,6.大多数意义学习是从做中学的；,7.当学生负责任地参与学习过程时，就会促进学习；,8.涉及学习者整个人（包括情感与理智）的自我发起的学习，是最持久，最深刻的；,9.当学生以自我批判和自我评价为主要依据，把他人评价放在次要地位时，独立性、创造性和自主性就会得到促进。,南瓜生长模式研究,某国教育部在全国各地一百多所试验学校开展南瓜生长模式研究项目。该项目要求所有学校同时播种南瓜，学生们每天仔细观察当地南瓜种子的生长情况，并将南瓜的生长情况发布到网上的特定地方，学生们可以通过,Internet,与其他地区试验学校所观察的结果进行比较，以了解在不同气候与地理条件下南瓜的生长情况，最后由学生来总结出南瓜的生长模式，以及地理和气候条件对南瓜生长的影响。,针对该项目所进行的活动，你认为：,(1),是不是可以用行为主义和认知主义学习理论来解释学生的活动？为什么？,(2),如何用建构主义理论来解释学生的活动？对我国学校教育有什么启示？,2.2,教学理论,教学理论,是研究关于教学各方面问题的理论，其研究课题涉及教学过程、教学原则、教学模式和方法等。,与学习理论的关系？,教学理论的研究范畴,研究,教学的价值、目的和教学活动的具体目标,。,研究,教学的本质,，揭示教学过程的因素、结构及其客观规律。,研究,教学内容,，探讨社会、教师、学生与教学内容的制约关系。,研究,教学的模式,、,原则和组织形式,，研究教学的,手段和方法,，为教学实践活动建立规范，提出要求。,教学理论的研究范畴,(,续,),研究,教学评价,，探讨教学评价的标准、要求和手段，为调整教学活动环节，保证和提高教学质量提供可靠的反馈系统。,研究,教学艺术的理论和实践研究教学科学和教学艺术的联系、结合。,研究国外,新的教学思想和教学实践,，借鉴和吸收世界各国先进的经验或成果。,布鲁纳的,“,结构,-,发现,”,教学理论,在教学方法上提倡发现法,发现法特点,强调学习的过程，而不只是最后的结果。,强调直觉思维。,强调内在动机。,奥苏伯尔的教学理论,奥苏伯尔的,“,有意义接受学习,”,“,接受学习,”与“,发现学习,”,“,意义学习,”,与“,机械学习,”,要实现“意义学习”关键是要能在新概念、新知识与学习者原有认知结构之间建立起非任意的实质性联系。反之，如不能建立起这种“联系”，不仅“传递接受”教学方式将是机械的、无意义的，就是“发现式教学”也不可能实现有意义学习的目标。,奥苏伯尔的教学理论,教学原则与策略,逐渐分化原则,整合协调原则,先行组织者策略,是在教学中首先呈现的一种引导性材料，这个材料具有较高的抽象、概括和综合水平。,提出先行组织者逐步分化综合贯通,赞科夫的,“,发展性,”,教学理论,发展教学理论的基本观点,“,以最好的教学效果，来促进学生的一般发展。,”,要把一般发展作为教学的出发点和归宿。,“,只有当教学走在发展前面的时候，这才是好的教学。,”,要把教学目标确定在学生的,“,最近发展区,”,之内。教学要有一定的难度，要让学生,“,跳一跳,”,才能摘到,“,桃子,”,。,其他教学理论,巴班斯基的最优化教学,加涅针对学习条件的指导教学罗杰斯人本主义教学,瓦根舍范例教学,2.3,教学设计理论,什么是教学设计？,一、教学设计的含义,什么是,教学,?,教学是一项有明确目的的教师教与学生学的人类活动。它的根本目的在于促进学生的学习，使学生掌握一定的知识、技能，并使其身心获得较好的发展，形成一定的思想品质。,什么是,设计,？,所谓设计，从广义上讲，是指运用科学技术知识和实践经验，通过分析与综合，创造满足某种特定功能系统的一种活动过程,。,教学设计的含义,教学设计,是运用,系统化方法,分析教学问题和确定教学目标，建立解决问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的,过程,。它以优化教学结果为,目的,，以学习理论 教学理论和传播理论为,基础,。,（乌美娜，,1995,）,教学设计的含义,(,续,),教学设计,(Instructional Design,简称,ID),是以传播理论、学习理论和教学理论为,基础,，运用系统论的观点和方法，分析教学中的问题和需求从而找出最佳解决方案的一种,理论,和,方法,。,（何克抗，,2000,）,教学设计的含义,(,续,),教学设计,是针对教学中的,问题,和学习者的学习,需求,，依据学与教的理论和教学经验，从教学系统的整体性出发，制定对,教学资源和教学过程,开发与实施计划的系统化决策过程。,（冯秀琪，,2001,）,教学设计与其他学科的关系,教学设计的一般过程,学习内容,分析,学习者,分析,形评,总评,学习需求分析,学习目标的阐明,教学策略的制定,教学媒体的选择和利用,教学设计成果评价,修改,基础教育课程改革中的目标分类,新,课,程,三,维,目,标,基础学力,学,科,知,能,学科方法,学科观念,情感、,态度和价值观,知识和技能,方法和过程,（,1,）,教学目标分析,确定教学内容及知识点顺序；,（,2,）学习者特征分析,确定教学起点，以便因材施教；,（,3,）在上述分析的基础上，确定教学方法、策略；,（,4,）在上述分析的基础上，选择教学媒体；,（,5,）进行施教，并在教学过程中作形成性评价；,（,6,）根据形成性评价得到的反馈对教学内容与教学方法、策略加以调整。,以教,”,为主的教学设计,以教师为中心，面向教师的,“,教,”,有利于教师对整个教学过程的监控,有利于系统科学知识的传授和教学目标的完成，对于学生打基础是有利的,重,“,教,”,轻,“,学,”,忽视学生自主探究和自主学习,以,“,教,”,为主的教学设计,传统教学,（,1,）情境创设,创设有利于,学生,自主建构知识意义的情境；,（,2,）信息资源提供,提供与当前学习主题相关的信息资源（教学资源），以促进,学生,的自主建构；,（,3,）,自主学习策略设计,自主学习策略是诱导学生自主学习、自主建构的内在因素，其作用是为了调动学生学习的主动性、积极性以达到自主建构的目标；,（,4,）组织协作学习,通过协作交流、思想碰撞、取长补短深化,学生,的意义建构；,（,5,）组织与指导自主发现、自主探究,在建构知识意义的基础上，通过解决实际问题的发现式学习与研究性学习进一步培养,学生,的创新精神与实践能力。,以,“,学,”,为主的教学设计,以学生为中心，面向学生的,“,学,”,强调学生自主学习，对创新精神培养大有好处,忽视教师主导作用的发挥,建构主义,以,“,学,”,为主的教学设计,（,1,）教学目标分析,确定教学内容及知识点顺序；,（,2,）学习者特征分析,确定教学起点，以便因材施教；,（,3,）教学策略的选择与设计；,（,4,）学习,情境,设计；,（,5,）教学媒体选择与教学资源的设计；,（,6,）在教学过程中作形成性评价并根据评价反馈对内容与策略进行调整。,注意,：在环节（,3,）中已涵盖建构主义的,自主学习、协作学习与自主探究等策略,的设计,；,在环节（,）和在环节（,）中则包括了,情境,创设和,资源提供的要求。,“,学教并重,”,的教学设计,结合上两者的优点，取长补短,以,教,为,主,以,学,为,主,“,学教并重,”,的教学思想双主教学,主导主体,“,学教并重,”,的教学设计,思考：,1,、三个教学设计案例体现的教育思想有何不同？,2,、三类教学设计方案在表现形式和侧重点有何不同,WebQuest,的主要环节是什么？与常规物理教学模式相比较，它有什么优势？,作业,