关于教学模型:一般知识的建构模型

【按】由教育部基础教育课程改革南京师范大学研究中心、中国教育学会小学自然教学研究会和江苏教育出版社联合举办的小学科学教育国际高级研修班于2004523日-25日在南京师范大学举行。本期研修班由国际一流的科学教育专家、美国威恩州立(Wayne STATE UNIVERSITY)底特律大学(DrJazlin  Ebenezer)的杰斯琳·伊布妮沙(Jazlin Ebenezer)教授、博士主讲,主要介绍了一般知识的建构模型和关于教学研究两部分的内容。应广大同仁要求,现根据现场交流和录音整理,供广大同仁学习参考。限于篇幅,现分六部分挂网,敬请谅解。

翻译:美国拉萨尔(LaSaIIe)大学科学教育博士梁玲女士

主持:教育部基础教育课程改革南京师范大学研究中心常务副主任郝京华博士

记录:辽宁省大连教育学院  隋晓红

录音、摄影、整理:江苏省常州市教研室  蔡正秋

 

第一部分:教学模型——一般知识的建构模型

 

探索与分类

建构与交流

解释与拓展

一般知识的

建构模型

反思与评价

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


教学模型——一般知识的建构模型

探索与分类是指教师探索学生的前概念,并对学生的前概念进行分类。而反思与评价是指评估教师对学生的探索和分类、建构与交流、解释与拓展三个环节是否准确。

在模型的探索与分类中有学生的前概念,在建构与交流中同样在评价学生的前概念,在解释与拓展中也有评价学生的前概念。因此将反思与评价放在模型的最下端,在模型中从反思与评价这一环节向上发出的三条虚线表示反思与评价这一环节是潜在的,暗含在其他三个环节当中。探索与分类、建构与交流、解释与拓展三个环节中相互发出的三条实线表示这三个环节之间是双向的,而且是螺旋渐进的,它们之间是互动的。

本期研修班学员——江苏省海门师范附小徐杰同志对这幅图进行了如下改进:

 

解释与拓展

探索与分类

建构与交流

反思与评价

一般知识的建构模型

 

 

 

 

 

 

 

 

 


杰斯琳·伊布妮沙(Jazlin Ebenezer)解释:

教学模型——一般知识的建构模型(共享知识的建构模型)。叫这样的名称有两个原因:一是科学家发展科学知识时用的就是这样的方法;二是这些知识要一代传一代,在学校里希望学生也建构这样的知识。对于教师讲的内容其实学生多少了解一些,可以说学生的很多知识是重叠的,教师知道这些很重要。这一教学方式有四个阶段:

  (一)探索与分类——探索学生的前概念水平及其类型

这一阶段往往被忽视。课堂上应该花时间让学生去建构,而不是教师直接告诉他。因为每个人对一些知识都有一些了解,比如关于矿石,学生是了解一些的,在日常生活中学生都见过,不是一点不了解,因此教学时一定要从学生比较熟悉的事物入手,然后设计要提的问题,如你是怎样认为的,而不是书上是怎样写的,这样做的重要性在于了解学生的前概念,这些前概念不是问问而已,而是在后面的教学时要用到的,比如向大家提出划分岩石的标准和分类,这一步就是了解大家的前概念。还有一些问题如岩石是怎样形成的,到后面再讨论。

这一步的理论基础主要有三个:一是皮亚杰的理论——认知发展理论,该理论认为人的知识在脑中是呈网络状的,教学必须建立在学生已有知识的基础上;二是奥苏伯尔的理论——认知理论,该理论认为学习需要有意义的学习;三是马顿理论——个人-世界之间的对话,该理论认为个人学习与他人学习是相关的,教学重点应放在学生的理解上,学生的理解是有差异的,这种差异性表现在两个层面上:一是学生之间的前概念和经验是不同的,当你探索学生前概念时,学生有的告诉你他有一种前概念、有的有几个前概念,不一定是唯一的,学生之间的观点是不一样的,是有差异的;二是学生自己在脑海中的前概念也不是一样的,也有差异,有时自己也在不断的否定自己,教师要理解学生自己内部的差异和学生之间的差异。

了解这样的差异有什么意义哪?(了解怎么办)

这两个不矛盾,马顿注重前概念之间的关联,在后续的教学中可以去理解,强调前概念之间的层次和相互联系。比如在矿石研究中很多人从最简单的颜色、硬度等方面进行分类,然后进行的是比较高级的研究,如滴酸反映等。科学要面向所有的儿童,这就要求儿童学习同样的内容,让学生接受同样的教育,教师应了解所有学生的起点和想法,但这样不是说会有无穷多的想法。根据教学研究成果,学生的想法只有常见的几种,当你规定一个主题,学生的想法也就是常见的那几种,教师可以引导学生一起把这些想法分成几类前概念,重要的是让学生讲出自己的观点,然后大家一起把观点集中起来进行分类。

对学生科学学习的评估也有分类、把想法简单的记录下来、初步形成观点、研究策略等四个方面。

教师要理解学生的想法,教师必须“眼睛”向下。课堂上没有权威,让学生知道你很重视他们的想法,而且学生知道自己的想法在教学中会被用到。如果把学生的观点一开始就放在错误的行列,那么教学就不会像科学家搞研究那样。应鼓励学生,教师要运用这些想法进行教学,不要总是纠正学生的想法,否则学生会总是问教师;也不要否定学生的想法,在科学上对于不同的想法,科学家的处理方法是在争论中产生新想法的,是否正确要通过设计实验来验证。对于前概念的研究在美国已有二十年的历史,现在已普遍被重视。对于学生的想法要找证据证明它的对与错,运用学生已有的经验收集证据,证明自己的想法,而不是简单地告诉他对与错,要鼓励学生之间的辩论。

学习理论是教师组织教学的心理武器,教学过程不是打开学生的头脑把知识塞进去的,而是通过师生的互动进入学生的心理世界,教师要融入到学生中去。

为加深受培训者对上述理论的理解,杰斯琳·伊布妮沙(Jazlin Ebenezer)博士让大家做了如下的活动。

研究主题:岩石与矿物。

目标:知道岩石有什么相同和不同。

材料:每个小组发几种不同的岩石(七块带标号的岩石)、手持式透镜(放大镜)。

思考题:1、分成几类;

2、用什么标准;

3、用什么方法(看、摸、闻、刻等)。

活动过程:1、触摸每块岩石,描述一下分别有什么感觉;

          2、用肉眼仔细观察每块岩石,写(画)出你看到的所有线条或图案;

          3、借助放大镜观察,写(画)出你看到的所有新现象。

小组分类标准:颜色、光泽、颗粒大小、结构层次、是否易脱落(结构是否紧密)、是否被切割过、大小、硬度、是否含有杂质等。

 

 

 

例:X小组按颜色分了两类:

       色和深   

    (白)   (灰)

    (淡)   (深)

 


1 25  3467

Z小组按分类方法、分类标准、分类结果的表述:

分类方法            分类标准               分类结果

                      颗粒                  

                      形状

                    大小

                      纹理

                      密度(致密程度)

                      光泽

                    是否光滑

                    是否留有痕迹

  滴酸                是否冒泡

Y小组按颜色的颗粒大小分成两类:

     一类呈颗粒大的:1267

     另一类呈颗粒小的:345

   (二)建构与交流——教师与学生共同建构

如何把规范化的想法用表格反映出来。

材料:每个组发记录表和岩石矿物标本盒(盒内有18种标本)。

    问题:如何做关于岩石与矿物的各种实验并记录。

    过程:

    1、往各种岩石上滴稀盐酸,看各种岩石的反应,有的产生很多泡沫、有的产生一点点泡沫、有的不产生泡沫。

    2、用磁铁吸各种岩石,有的能被吸起来,有的不能被吸起来。

    3、研究各种岩石的透光度。

    4、研究各种岩石的纹理,有的有纹理、有的没有纹理。

    5、研究各种岩石的光泽度,有的发暗、有的发亮,这里应注意不是研究颜色的深浅。

    6、研究各种岩石的颜色,有的是单色,有的是杂色。

    7、研究各种岩石的硬度,从最软到最硬依次排列。

    8、研究各种岩石的的条纹,主要指岩石被磨成粉末以后产生的颜色。

9、通过触觉研究各种岩石,有的平坦、有的光滑、有的易碎。

各小组汇报交流。

    出示对各种标本研究的(正确)答案,并与本组的研究进行比较。

例:                     分组活动记录单

岩石名称

                              

 

触觉

硬度

颜色

光泽

条纹

与磁铁接触的反应

与稀盐酸的

反应

透光度

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

互动交流——杰斯琳·伊布妮沙(Jazlin Ebenezer)教授现场答学员问:

1、教学时研究标准是教师给出的还是学生自己建构?

答:应该让学生自己建构,第一个个阶段相当于学生自己建构,而第二个阶段教师给出比较完整的研究方法,让学生自己去修正、补充自己的观念。

2、教学时是否应创设一个情境,引发学生的兴趣?

答;那是另外一种教学方式,叫做情景教学法,就是让学生去解决一个问题,从而引发学生的研究兴趣。今天介绍的这种方法与那种方法不是一样的,教学时教师可以自己选择。

    3、是否教给学生岩石的名称?

答:名称不是重要的,看学生的年龄,高年级可引进名称,主要引进生活中大家熟悉的名称,而不一定是科学上标准的名称。低年级的学生可以不记住名称,重要的是研究的过程。

杰斯琳·伊布妮沙(Jazlin Ebenezer)解释:

科学知识的丰富也是科学本质的问题,教师的科学知识的形成也包括向学生学习。学生的认知过程与科学家的认知过程是一样的,可以用科学家的学习过程来比拟学生的学习过程。知识的发展一方面是理论框架没变,只是测量技术的变化,使之更加精确;另一种是革命性的变化,即原有的理论框架完全被推翻或被修改,新理论取代旧理论。教学中应渗透这种真实的变化,就是学生的经验是在不断丰富、修正以及建构的。教师的作用在于帮助学生解释模型,建立新概念,这一过程是螺旋上升的,不是一蹴而就的。在建构与交流中不是一课就能解决的,而是一系列的教学活动才能完成的。每一课之间是渐进的,有联系的,逐渐深入的。传统教学时,教师先告诉学生岩石有三类,每一类是什么。现在不是这样,而是先让学生自己来分类,学生已有的经验不都是错误的,也有其合理的部分。学习不能以儿童为中心,应该是共享的,达成共识的。教师和学生之间没有专家与学习者之分,教师要从学生最近发展区出发,为学生搭建一个学习的框架,帮组学生从已有的经验出发展开学习。

建构与交流这一环节的理论基础与第一环节一致,只是增加了维果斯基的理论。学习环境与第一环节一致。科学探究活动有很多途径,可以是实验室、野外、网络等。在科学的本质上,重要的是通过对概念的理解来培养学生的推理能力。概念的理解包括概念是什么,怎样获得的概念,概念的作用这样三个层次。课堂上教师要为学生提供各种各样的条件来保证学生学习研究这些问题,学生做了才会实现提高科学素养的目标。

好的教师应多阅读、多做教学研究,多做教学反思,不是忙着让学生做活动。教师自己要多对教学过程提出最关键的问题作为自己的研究课题,如如何指导学生记录等。

2004523日下午,首先全体培训人员答关于科学素养的调查问卷(共五张)继而进行分组活动。

分组活动:体验教学模型中的第二环节——建构与交流

问题1解释变质岩是怎样形成的?

材料:不同颜色的蜡光纸、橡皮泥、重物(代表岩石层)

过程:1、用不同颜色的橡皮泥捏成豌豆大小的小球十余粒,分别代表不同岩石的成分。

2、把所有的小球放在一张蜡纸上,上面再放一张蜡光纸(使蜡光纸光滑的一面与小球接触)。

      3、再在上面放书一类的重物不断挤压。

    通过这一活动让学生理解,在高压下,颗粒之间会相互渗透变质,由开始能区分得比较清晰(是比较独立的颗粒),经过多次挤压,到最终无法区分,形成变质岩。

    小组汇报交流。

    问题2:怎样做沉积岩形成的实验?

    材料:带有盖子的玻璃罐(瓶)水、岩石、卵石、沙子、泥土等。

    过程:1、往玻璃罐(瓶)中装岩石、卵石、沙子和泥土,直到三分之一满;

          2、往罐子(瓶)中倒水,并摇晃;

          3、记下你认为会发生的现象;

          4、让罐子(瓶)里的物体沉淀一段时间;

          5、在笔记本上再记录沉淀后发生的现象。

    小组汇报交流:最下面的是颗粒较大的石子,中间是泥土,最上面是较轻的杂质。

    问题3怎样做岩石晶体的实验(结晶实验)?

    材料:两个试管、一些硫酸镁饱和溶液、一些冰块。

    过程:1、把饱和溶液倒入试管中,相同量;

          2、其中一只放入冰块中,另一只利用培养皿加速自然蒸发;

          3、观察两种情况下饱和液体的结晶情况。

    这一活动让学生理解在不同的温度下岩石结晶的颗粒大小是不一样的,快速降温的结晶体小,慢速降温的结晶体大。地球下面的岩浆进行的是慢速结晶,地球表面的岩浆进行的是快速结晶。

 

杰斯琳·伊布妮沙(Jazlin Ebenezer)解释:

    首先做沉积岩的形成、再做变质岩的形成、最后是火成岩的形成(没做,用结晶试验代替)。在自然界中,变质岩经过风化和侵蚀变为沉积岩,沉积岩经过受热或被挤压变成变质岩;变质岩经过融化和冷却变为火成岩,火成岩经过受热或被挤压变为变质岩;火成岩经过风化和侵蚀变为沉积岩,沉积岩经过融化和冷却变为火成岩。

    火成岩是经过岩浆冷却后形成的岩石。

    变质岩是原先已经存在的岩石由于受热或受到地壳深处的压力变成的。

动交流——杰斯琳·伊布妮沙(Jazlin Ebenezer)教授现场答学员问:

1、学生智力水平不同,是否能达到同样的目标?

答:这一模式不能解决所有的问题,但是对于学生的学习兴趣是有利的,学习的效果会得到提升。很多学生,尤其是以前不愿说话的学生在这样的课堂上变得喜欢讲话和发言了。一些有学习障碍的学生,教师要面对这样的学生,研究证明,采用这样的模式进行教学时教师要有耐心,也有很多困难,教师可以在实践中去研究。

2、如何处理课时与研究时间的问题?

答:你要找出最关键的知识点,如在岩石一课中,最重要的是三类岩石的概念。教师自己应收集一些适合的教学内容,教师要把大纲中的知识点联系起来,选出最主要的内容。然后根据学生的前概念设计适宜的活动,完成教学任务。

主持人郝京华教授郝老师导读:美国杰斯琳·伊布妮沙(Jazlin Ebenezer)博士写了《小学科学教学法》一书,这次来华的主要任务是解释她的教学模型,这一模型表达的是针对传统教学重视中间,忽视两头的状况提出的,其中的前一方面表现为这一模式重视如何探究,也就是特别关注儿童前概念,利用前概念开展学习活动;而后一方面的意思是过去教学中忽视科学知识的运用,而这一模式重视知识的在实际生活中的运用。昨天的活动主要是为解释这一模式。支撑这一模型的理论主要是建构主义,建构主义有两个方面,一是自然建构,另一个是社会建构。而维果茨基强调社会建构,意思是学生在建构中不能完全靠学生自己,需要教师与学生组成一个社会单元,师生互动,相互学习,教师设计情境,帮助学生改变原有的不完善的想法,进而自己纠正错误观点。

杰斯琳·伊布妮沙(Jazlin Ebenezer)博士强调在平时教学中的操作:

1、教学目标:确定研究的题目,教师应该了解本单元的知识背景及相互联系,明确本课的教学目标——探究学生的前概念水平及其分类;

2、把握教学法方面的知识;

3、钻研教材的内容和原理,设计活动方案,探索学生的前概念水平及其分类,从宏观的、微观的、涉及教学模型的各个方面,从学生出发去搜集相关材料,如让学生将岩石分类;该过程中最关键的是如何设计提问;

4、教学方法:主要是观察学生的活动,观察学生在活动中的不同表现;

5、让学生把自己的想法写(画)下来;

6、回家后将学生的记录进行统计分类,对照教材作反思分析,找出学生共同的观点,分析下表三者之间的联系:

教材上的定义

学生的观点(原话)

教师的概括或归类

 

 

 

例如在岩石一课中,第一课时是让学生分类。这样安排有利于教师了解学生的前概念,在这里教师要想好要问的问题,因此教学方法就是让学生进行分类,这是教师决定的。至于课上的安排,教师可灵活机动,可以是个人分类,也可是小组共同分类。这一步很重要,就是给学生很具体的问题,然后把学生的分类和回答进行整理,看与教材有什么不同。列出三栏:一栏写出书上的主要内容,第二栏教师归纳学生正确的观点,第三栏是学生的具体回答记录,这样教师可以把学生的前概念进行分类。

第二课时:教学目标是将学生的前概念与教学联系起来,选择每一类学生的想法,运用这些想法进行教学。

教学时要让学生清楚自己的想法,教师可以将学生的想法列一个大表格展示给学生,让学生提出问题。根据学生的提问,组织学生进行有针对性的实验,最终教师和学生一起得出正确的答案。在这一过程中,传统的教学是先告诉学生相关的知识,然后找一个实验验证,此法不可去,因为它失去了探究的意义。实施以科学探究为核心的教学过程,教师要不断地倾听学生的想法,观察学生的行为,看学生怎么画、怎么动、怎么讲,不断地与学生交流,了解学生的想法,但不能先摆出教师的观点,不能给予学生正确的答案,要给学生思维的自由,然后引出科学概念,而不是先给学生一个框架。这样,看上去表面上会浪费时间,其实不然,学生却能获得收获,这就像爱的历程,先让学生“自由恋爱”,让学生进入探究的情境,甚至“旁若无人”。

这一教学模型对教师教学的要求有以下五个方面:

1、通过第一课时了解学生的想法,即学生是怎么想的,第二课时与第一课时要有联系,如果第二课没有引进第一课所列出的学生的前概念的话那是不行的;

2、第二课是帮助学生了解自己的想法,可以归纳学生的前概念,把它写在黑板上,学生会感到老师在重视他,很亲切;

3、让学生明确本课的目的,可以列出学生的想法或画出概念图;

4、教师是否事先准备好要问的问题,帮助学生提出问题(是否与学生的前概念联系了,还是强加给学生的);

5、实施与问题相关的活动,应该是探究式的,这种探究应以思维为核心,而不是每一次都是动手做实验(否则会只重视活动本身而没有考虑学生的收获)。

她强调这样做的目的不在于“动手做”本身,而在于科学概念的形成,要让学生不断地回到原先的想法中去,这样就能兼顾引进什么知识和如何引进。

教师(在做教案设计时)常犯的错误是:虽然有学生的前概念及其分类,但第二课时与第一课时毫无相关。关键是看第二课时时是否首先将学生的前概念列出来了,继而看是否能帮助学生提出相关的问题,还要看活动的展开是强加的还是自然形成的,实验的质量能否揭示科学概念。

教师不要总是忙忙碌碌,要静下心来思考学生的想法。活动与教学目标要紧密联系,教师应收集一些活动,编辑成册,以便教学时根据教学目标去选择。教师创造的知识是在与学生的交流中诞生的,而不是靠书本上的死知识,提倡教师做研究者。科学知识是科学界共同生成的,科学家发明创造了定律,这与教师和学生共同构建概念(知识)十分相似。