促进理解的化学教学策略.ppt
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1、第六章 促进理解的化学教学策略,第一节 从学生已有的知识经验出发第二节 设计具有思考价值的问题第三节 构建学生合理的认知结构,什么是“理解”,辞海中对理解的解释:“理解是通过揭露事物间的联系而认识新事物的过程。”心理学大辞典中对理解的解释:“个体运用已有知识、经验,以认识事物的联系、关系直至其本质、规律的思维活动。”“关于理解的实质,认知学派认为,个体在认识过程中,把新事物同化于已有的认知结构,或是改组扩大原有的认知结构,把新事物包括进去,这样的心理活动就是理解。”,教育心理学中对理解的解释:“理解就是个体逐步认识事物的种种联系、关系直至认识其本质、规律的一种思维活动。”美国密执安州立大学的史
2、密斯(Edward L.Smith)对科学中的理解提出了两条标准:联系性和在一定社会环境中的实用性。概念被理解应表现在,学习者会用适当的方式表示概念并能与其他概念相联系,特别是与学习者自身原有的知识和观念相联系。概念被理解的程度表现在,学习者能运用概念成功地完成他们生活的社会环境中的重要任务。根据布卢姆教育目标分类学,我国中学化学教学目标分类体系中对“理解”这一目标层次的要求是:“懂的为什么。能够领会概念和原理的基本涵义,能够解释和说明一些简单的化学问题。”,美国密执安州立大学的史密斯()对科学学习中的理解提出了两条标准联系性和在一定社会环境中的实用性概念被理解应表现在,学习者会用适当的方式表
3、示概念并能与其他概念相联系,特别是与学习者自身原有的知识和观念相联系。概念被理解的程度表现在,学习者能运用概念成功地完成他们生活的社会环境中的重要任务。,机械性理解和有意义理解,Talsma以一个简单的图示形象地说明了机械性理解和有意义理解的含义理解是知识积累与知识整合的相互作用,从理论上讲,大量的具体知识累积起来,可能是毫无联系或联系很少的(模式A和C),同样,也可能知识的量有限,但是与其它知识整合得很好,或者以多种方式相联系(模式B),当知识变得富有结构且相当整合之后,学生就获得了丰富的、综合的理解(模式D),C 积累的知识多,有一些整合:较浅的理解,D积累的知识多,知识间有多重整合:综合
4、的、完整的理解,A积累的知识少,没有综合:机械的理解,B积累的知识少,知识之间有多重整合:形成更深层次理解的坚实基础,学生能做到哪些,才算是理解,能用自己的语言复述;举出例子;在不同的外表与情况下识别;把握其与其他事物或观点间的联系;以各种不同方式加以利用;预见部分后果(推论);说出其对立面。这七个方面仅仅是一个开始,但可以帮助我们在工作中发现学生是真正理解还是表面上似乎理解。如果教师在教学过程中能有意识地将学生往这些方面引导,那么无疑将促进学生更好地发展。,什么不是理解,知道不是理解 记忆不是理解 照本解释不是理解 照本运用不是理解,什么是理解,能够解释:包括口头或书面的解释;找到例证或范例
5、;能促进类比;能进行合理的辩护能归纳概括事物的特征,综合得出结论表达清楚一个内容具体丰富的知识网及其内外联系有关的概念原理运用到新的情景,并产生新思想通过运用使原有的知识网络得到修改或扩展,知识联系的意义,记忆下列数字:当新知识与学生头脑中已有知识经验建立其实质性联系时,新知识就容易被记忆和理解。知识间的联系越多,越容易记忆,越能灵活地提取运用。,化学学习的三重表征,理解的涵义,所谓理解就是学生通过思维活动找出知识间的内在联系,并能以多种不同的方式重新呈现,且在适当的情境中正确地加以应用,从而使原有认知结构得到扩展和提高的过程。理解的实质是认识事物之间的联系及其本质。学生通过学习应能找出知识之
6、间的内在联系,并根据这种联系形成知识网络。,理解的特征,理解的基础是:已有知识经验;理解的过程是:积极的思维活动过程;理解的结果是:个体认知结构的丰富和发展;理解的实质是:认识事物的联系及其本质。,第一节 从学生已有的知识经验出发,一、学生已有知识经验的分类 二、如何探查学生的已有知识经验 三、从学生的已有知识经验出发设计教学,学生已有知识经验的重要性 如果我不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话,我会说:影响学习的最重要因素是学生已知的内容。弄清了这一点后,据此进行相应的教学。奥苏贝尔教育心理学:一种认知观,已有的知识经验,新旧知识经验的相互作用,一、已有知识经验的重要性 现代心理学
7、认为,“学习不应该被看成是对于教师授予知识的被动接受,而是学习者以自身已有的知识经验为基础主动的建构活动”。学生并不是空着大脑走进化学课堂的,在学习新的化学知识之前,学生已经具备了与所要学习的新知识相关的一些经验和看法。学生头脑中的这些已有的知识经验不仅引导着学生对化学知识的解释,还影响着学生对教师和教材提供的信息的理解。可以说,学生已有的知识经验在很大程度上引导和决定着对化学新知识的学习。,教师灌输,建 构,学生已有知识与学习,假如让我把全部教育心理学仅仅归纳为一条原理的话,我将一言以蔽之:影响学习的惟一最重要的因素就是学生已经知道了什么,教师要探明这一点,并应据此进行教学。奥苏贝尔,按照学
8、生已有知识经验的作用即对新知识学习的影响来分类,可以将其分为以下两类:有利于新知识学习的知识经验 不利于新知识学习的知识经验,二、学生已有知识经验的分类,有利于新知识学习的知识经验,这类知识经验是正确的,能够为新知识的获得提供有利的支撑点,对学生的学习起到积极的作用。从新旧知识的关系来看,有利于新知识学习的知识经验与新知识可构成以下三种关系:已有知识经验是上位的,新知识是原有知识的下位知识已有知识经验是下位的,新知识是原有知识的上位知识已有知识经验与新知识是并列的,已有知识经验为上位的,新知识是原有知识的下位知识 学生已有的知识经验在包容程度和概括水平上高于新学习的知识,新知识与已有知识经验构
9、成下位关系,这时新知识的学习称为下位学习。下位学习是一种注重演绎方法的学习。,已有知识经验是下位的,新知识是原有知识的上位知识 新知识在包容与概括程度上高于学生已有的知识经验时,新知识与已有知识经验构成上位关系,这时新知识的学习称为上位学习。上位学习是一种注重归纳方法的学习。,已有知识经验与新知识是并列的 有时新知识与学生已有知识经验既不能产生上位关系也不能产生下位关系,但是新知识可能与学生已有的知识经验有某种吻合关系或者类比关系,这时新知识的学习为并列结合学习。,不利于新知识学习的知识经验,这类知识经验是模糊的甚至是错误的,它们与科学知识、科学概念不相一致,与新知识存在着矛盾冲突,会阻碍新知
10、识的获得,不利于学生的学习。它们的存在会影响学生对新知识、新概念的正确理解,从而造成学生学习上的困难。,学生在正式学习科学知识之前,往往通过日常生活中的观察或实践,获得了一些经验性的知识,这些经验性的知识被称为个人概念、生活概念或前科学概念。,Griffths和Preston(加拿大)调查了12年级的学生对分子、原子概念的理解,他们在研究中共发现了52种生活概念,几乎半数学生都认同下列5种生活概念:分子比它实际的大小大许多;同种物质的分子大小可能不同;同种物质的分子在不同状态下的大小是可以改变的;同种物质的分子在不同状态下的质量是不同的;原子是有生命的。,研究资料,一项“初中生生活概念的探查”
11、问卷调查结果:关于溶解度这个概念:67.3%的学生认为杯子下层的糖水比上层的糖水甜,只有28.6%的学生认为杯子中的糖水一样甜,少数学生认为杯子上层的糖水比下层的糖水甜,说明学生对溶液的均一性缺乏认识,不少学生错误地认为溶液下层的浓度比上层的浓度要高。,研究资料,请你画出加热时分子运动的示意图,你来完成,加热前,加热后,学生对分子、原于概念的理解:通过下面的两个图可以看出,有些学生认为加热时分子会膨胀,这也是普遍存在的一个生活概念。,三、探查学生的已有知识经验的方法 1.诊断性测验 2.布置作业 3.课堂提问 4.深层会谈诱导法 5.设置认知冲突法,1诊断性测验,诊断性测验也称为摸底考试或准备
12、性考试,是指在新学年新学期开始,或者一个知识单元或教学模块的教学之前进行的测验,其目的在于摸清学生对即将学习的化学新内容具有的预备知识和认知能力状况。诊断性测验不是按照教学目标面面俱到,而是在日常观察的基础上,经精心筛选、设计的有针对性的测试。题目应以教学重点、难点、疑点为核心,以知识的“反例”、“特例”和平时练习及测验中学生的典型“错例”为素材编制而成的。,2布置作业,教师在新授课之前布置相应的作业,让学生在已有知识经验的基础上完成,然后通过批改、检查作业,可以清楚地了解到学生相关的知识经验的情况,实现对整个教学过程的调控。化学作业的一般形式有:回答问题、书写化学方程式、进行化学计算、做学习
13、小结、画概念图、绘制实验装置图、阅读参考材料、社会调查项目,等等。教师在布置作业时应该注意有针对性地去选择设计题目,使之收到触类旁通、以点带面的效果。作业题目的难度要控制在“最近发展区”内。作业的数量也要适当,不能太多,要做到“少而精”。,3课堂提问,课堂提问是教师在课堂教学中有计划地提出问题、引导学生思维、实现教学反馈的一种重要方法,它具有激发学生兴趣、促进学生思维、反馈教学信息和检验教学效果等功能。教师通过课堂提问来探查学生的已有知识经验,所提出的问题一般是呈现性问题而非创造性问题,它往往具有固定的答案和常规的几种求解思路。教师设计的问题时应该根据教科书和学生的生活实际,选择那些能建立广泛
14、联系、迁移性强、活化率高的知识点,从而引导学生思维和学习的方向。同时还要特别重视教学中的重点、难点以及容易遗忘、容易混淆的知识点,这往往是学生认知结构中的模糊点和缺陷点,在新授课教学之前务必要将其探明。,4深层会谈诱导法,深层会谈诱导法是教师就有关概念、事件、物体和实例等学生感兴趣的知识领域,采用“演示观察解释”法、“思维过程展示”法、概念图绘制等技术与学生进行会谈,所有这类研究都记录学生的详细回答,并鼓励学生对之做出详尽的解释。最大的优点:详尽、深刻地揭示出学生已有知识经验的状况;最大的缺点:需要花费大量的时间。,该方法要求采用下列三种转换方式对学生的回答做出诊断性的分析:(1)指出学生严重
15、的知识空白点,或把学生的回答进行分类,并弄清各类回答的具体数量和原因模式。(2)根据学生的回答,推测学生头脑中对教学具有干扰作用的错误观念,即具有内在一致性的各种“选择性观念或结构”。(3)根据会谈结果编制学生的认知结构概念图。,5设置认知冲突法,认知冲突就是学生已有的知识和经验与新知识或新问题之间的矛盾与冲突。当新知识与学生的已有知识经验不相符合,学生原有的认知结构一时不能同化、接纳新知识时,学生便在心理上产生一种强烈的矛盾和冲突即认知冲突。认知冲突的设置可以激发学生的认知内驱力,发展学生的思维能力。,探究学生的已有知识经验有双重目的,对教师而言,完成了探查学生已有知识经验的任务;对学生而言
16、,激活了与新知识相关的已有知识经验,让学生做好知识上的准备。,表1 化学反应速率教学前测试问卷双向细目表,表2 化学反应速率教学前测试结果统计分析表(上),A与事实性知识冲突的不当认识B缺乏原理性知识导致的不当认识C狭隘的思维方式(或价值取向)带来的不当认识,表2 化学反应速率教学前测试结果统计分析表(下),针对重难点的教学设计,四、从学生的已有知识经验出发设计教学,教师一旦探查出学生的已有知识经验,后续教学计划的制定和开展就有了科学的依据。认知心理学家奥苏贝尔认为学习的实质就是新知识与学生认知结构中原有的知识通过相互作用,建立非人为和实质性的联系。新旧知识的相互作用,就是新旧意义的同化,其结
17、果是新知识获得意义,原有认知结构发生改组。在新知识的学习中,认知结构中已有的知识经验起决定作用。,1.先行组织者策略,先行组织者是指先于学习任务本身而呈现给学生的引导材料,其抽象概括水平高于新知识,同时又能清晰地同原有的认知结构相联系,作为架设新旧知识之间的桥梁。先行组织者一般由教师在课的开始提供给学生并贯穿于教学始终,不断为新的学习提供“固着点”,发挥定向引导作用。,教材单元“先行组织者”的形式,学习前的引导性材料学习过程中的信息提示一段有关生活的背景材料一副反映化学现象的插图一个具有启发意义的化学问题一则生动的化学实验 目的是在后继学习的内容之间建立“桥梁”,使学生的学习过程“平易化”。,
18、(1)陈述性组织者,当学生遇到新的学习任务时,倘若其原有认知结构中缺乏同化新知识的适当的上位观念,便可以设计一个概括与包容水平高于要学习的新材料的组织者,这就是陈述性组织者。学生先学习陈述性组织者,以获得一个可以同化新知识的认知框架。例如:在学习“化学平衡”时,教科书就首先呈现了一段叙述性材料。P138-139,(2)比较性组织者,当学生遇到新的学习任务时,倘若其认知结构中已经具备了同化新知识的适当观念,但该观念不清晰、不牢固,学生难以应用,或者学生对新旧知识之间的关系辨别不清,这时便可以设计一个指出新旧知识异同的组织者,即比较性组织者。学生先学习比较性组织者,以用于新、旧概念的整合或辨别。例
19、如:在学习碱性氧化物时,以酸性氧化物作为比较性组织者。,教师运用先行组织者策略进行教学的步骤,在学习新知识之前,教师首先从学生已有的知识经验出发,结合新材料和学生实际设计适当的先行组织者作为引导材料。向学生讲清引导材料,将新知识的上位概念纳入学生的认知结构中。按一般到特殊的顺序有层次地呈现教材,传授新知识。巩固新知识,强化认知结构。,2.概念转变教学策略,所谓概念转变是指个体原有的某种知识经验由于受到与此不一致的新经验的影响而发生的重大改变。概念转变不同于概念的“丰富与发展”,它是对学生现有的理解、解释做出的调整和改造,是由学生的生活概念向科学概念的转变。,不同时期学习者头脑中的概念模型,灌输
20、式教学,或简单的结论式教学,不可能使学生真正地理解科学的概念。学生可能记住和接受了科学概念的定义,但并不意味着彻底放弃原有的错误概念。人的头脑中对于同一概念的理解可以包含相反的成分,科学的概念模型和错误的概念模型。,波斯纳(Posner)的“概念转变模型”,个体原有的概念要发生转变需要满足四个条件:(1)对原有概念的不满意。(2)新概念的可理解性。(3)新概念的合理性。(4)新概念的有效性。因此,学生必须明了他们个人的理论与证据是不适当的、不完整的,而科学的解释可以作为一个更具说服力且更合理的取代物,这时概念的转变才能发生。,实现概念转变的教学,克拉伊契克(Joseph S.Krajcik)认
21、为概念转变的教学过程主要由四个部分组成:(1)学生描述他们自己的理解和认识;(2)重新建构理解和认识;(3)应用新的理解与认识;(4)将新的理解和认识与以前的理解做比较。,概念转变教学过程 图,概念转变的3步教学模式,1982年,密歇根大学的纳斯鲍姆(Nussbaum)和诺瓦克(Novick)提出了概念转变的3步教学模式。(1)揭示和弄清学生已有的前科学概念。(2)引进与前科学概念相冲突的新概念。(3)鼓励学生对新观念进行评论,并形成对有关问题的新的观念图式。,注意,概念转变教学中最新奇的地方就是引出并澄清学生的想法。把学生的想法曝光让别人公开评论是有很大危险的。概念转变是一个困难而又缓慢的过
22、程。,第二节 设计具有思考价值的问题,问题是思维的源泉,更是思维的动力。高中化学新课程提倡开展以问题为中心的教学,引导学生通过高水平的思维来学习,通过问题解决来建构对知识的理解。其实学习过程就是学生不断发现问题、分析问题和解决问题的过程。实施以问题为中心的教学,问题的设计是关系整个教学成败的关键。不同的问题所引起的学生的思维参与程度是不同的,在促进学生对知识理解方面的作用也不相同。因此,教师在教学中应尽量设计具有思考价值的问题,激发学生的思维,使学生始终在积极思维的过程中深刻理解所学知识。,一、问题的类型与水平,根据思维方向,可以将问题分为封闭型问题和开放型问题。根据思维力度,可以将问题分为回
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