1、运用“问题连续体理论”设计教学,主要内容： 一、问题连续体及其理论基础 二、小学科学教学内容的上、下位关系分析三、练习：运用“问题连续体理论”设计教学,问题连续体及其理论基础,多元智能理论应用的一个支派问题连续体理论培养创造思维能力的一种方法。 培养学生的问题意识和解决问题的能力。加德纳把这个能力界定为三个梯次： 解决面临实际问题的能力； 提出并解决新问题的能力； 创造并服务所属文化的能力”,在多元智能理论中，把创造性问题解决能力作为智能评价的主要指标。 问题情境的呈现，可激发学生在认知结构中搜寻可填补空缺的知识经验，进行一系列的思维活动。 问题就成为引发学生思维和实践的关键因素。,“主问题”
2、:表达讲课(学习)的脉络. “散问题”:支架提示深化追问,头脑记忆中的知识经验与行动目标之间出现空缺时，学生就处于问题情境之中。 问题一般都包含四个成分 目标：在某个情景下想要干什么(学生得到什么) 个体已有的知识经验：具备哪些有关知识技能 障碍：需要解决的因素(学生分析和相应策略) 方法：可用于解决问题的程序、步骤、策略等,在建构主义学习理论中，问题成为建构学习的载体。多元智能理论则把创造性问题解决能力作为智能评价的主要指标。,问题连续体理论（1991）把问题按解决该问题所需的创造性的程度来划分等级；即从教师和学生两方面，就问题本身、解决问题的方法、答案这三个维度的已知或未知状况;或从问题、
3、方法、答案是唯一的, 系列的还是开放的这些不同层次，把问题分为五个类型,问题 方法 答案已知 未知 已知 未知 已知 未知 1 师已一 已一 已一生已一 已一 未一 2师 已一 已一或多 已一生 已一 未一或多 未一 3师 已一 已多 已多或一生 已一 未多 未多或一,问题 方法 答案 已知 未知 已知 未知 已知 未知 4师已一 未多 未多生已一 未多 未多 5师 未多 未多 未多生 未多 未多 未多,让我们来体验一节用“问题连续体理论”设计的课。 主题：在长期适应生活环境的过程中，动物器官的结构与其生活习性相互适应。(核心概念分解概念)讨论的问题：动物眼睛的位置与其食性有无关系？,核心概念
4、_在长期适应生活环境的过程中，生物器官的结构与其生活习性相互适应。 牙齿_食性 种子传播_结构 眼睛_视力应用 六大器官 心脏四肢_运动 呼吸_环境 口器喙_食性 毛皮_温度外界颜色 聚焦位置_食性 ,谁来画猫、马、兔子、老虎的脸？ 谁来填上它们的眼睛？请注意我提出的问题 问题一：小兔子的眼睛长在哪里？,问题一：小兔子的眼睛长在哪里？ 问题师生已知 解决问题的方法师生已知 既观察（包括直接观察和间接观察） 答案师已知 生并不能够准确地说出兔子眼睛的位置。在解决问题的过程中，学生要学会观察动物器官的细节。,问题一是事实水平的问题，学生在对事实感知的基础上解决问题。问题二：观察马、牛、猫、虎的眼睛
5、长在哪里，你有什么发现？,问题二：观察马、牛、猫、虎的眼睛长在哪里，你有什么发现？ 问题师生已知 解决问题的方法师已知 既观察与分类 生部分已知 答案师知 生未知,解决问题的过程中，学生要把观察到的事实进行比较。 学生心里造成一种悬而未解但又必须解决的求知状态，开始出现问题意识，激发学生强烈的学习愿望，从而注意力高度集中，积极主动地投入学习。同时学生的头脑中会出现假设，并再次用观察羊、骆驼、鹿和狗、狮子、豹眼睛的位置来验证自己的假设。,第二个问题仍然是事实水平的问题，学生在解决问题的过程中要应用比较与分类的思维方法才能解决问题。第三个问题：动物眼睛的位置为什么不同？,第三个问题：动物眼睛的位置
6、为什么不同？ 问题师生已知 解决问题的方法多种 师已知 生未知 答案师已知，生未知,在解决这个问题需要分两步：第一步，教师要讲解关于动物食性的知识，并利用学生已有的经验，引导学生按照食性把动物分类。第二步，再从“类”寻找其背后的规律。得出“在长期适应生活环境的过程中，动物器官的结构与其生活习性相互适应”的结论。 第三个问题是概念水平的问题，通过前面的学习学生建立了概念。,第四个问题：还有哪些动物的器官结构与生活习性具有适应关系(也符合你总结出来的规律)？,第四个问题：自然界还有什么现象也符合你总结出来的规律？ 问题开放性的。 解决问题的方法多种 教师部分已知，学生部分已知答案多种 教师部分已知
7、，学生部分已知,教师并不能够预料学生能够回答出多少中答案，还回提出什么问题。在解决这个问题的过程中，教师已经不是教学进程的完全控制者。,在解决这个问题的过程中，学生平时对动植物的了解，成为自己学习的资源，学习活动对他们来说就不是一种负担，而是一种享受、一种愉快的体验，学习的主动性得到发挥。,每个学生都会认为“我能学”，都有相当强的潜在的和显在的独立学习能力，都有一种表现自己独立学习能力的欲望，创造各种机会让学习独立学习，从而让学生发挥自己的独立性，培养独立学习的能力。,每个学生都有自己独特的内心世界、精神世界和内在感受，有着不于他人的观察、思考和解决问题的方式。尊重学生的差异，并把它视为一种亟
8、待开发和利用的教育教学资源，容易实现学生学习的个体化和教师指导的针对性。,学习不仅要用自己的脑子思考，而且要用自己的眼睛看，用自己的耳朵听，用自己的嘴说话，用自己的手操作，即用自己的身体去亲自经历，用自己的心灵去亲自感悟。这不仅是理解知识的需要，更是激发学生生命活力，促进学生生命成长的需要。,第四个问题属于把具体的关于动物食性与器官位置的概念上升为科学观念“生物器官的结构与其生活习性相互适应”，解决以主题范围内的定向问题为目的。引导学生发散思维，主动参与，互动合作，解决问题。,第五个问题：不仅生物界，还有什么现象也符合你总结出来的规律？ 问题是丰富多彩的，解决问题的方法是多种多样的，答案也是层
9、出不穷的。 在这个过程中学生锻炼了提出并解决新问题的能力。,科学观念扩展到学生生活中去创造性地应用，这种观念和解决问题的方法对与学生今后的学习将产生很重要的影响。,牙齿,四肢,食草动物食肉动物,核心概念(下层),眼睛,体表,呼吸,口器喙,植物,人,第一类型的问题：基本是事实水平的问题，通常是以了解某个别范例的事实为目标。要求学生对事实进行感知的基础上解决问题。 第二类型的问题：仍然是事实水平的问题，但需进行必要的推理等思维活动方能解决问题。,第三类型的问题：是形成概念、掌握规律或原理为目标。注意引导学生从个别扩展到“类”，再从“类”把握其背后的规律。学生不仅需要完成抽象概括的过程、还要完成从系
10、统化到具体化的过程。,第四类问题：运用所掌握的概念、规律或原理，把握该“范例”的上位主题，解决以主题范围内的定向问题为目的。引导学生发散思维，主动参与，互动合作，解决问题。,第五类问题：在主题范围内自行发现与主题相关的综合性问题，自行提出解决方案，解决问题。要求学生不仅提高解决真实问题的能力和创造性，同时要实现对人、对世界的态度、情感和价值观。,主题：平衡 话题：植物怎样喝水？ 概念：植物的根在较稀的溶液中比在较浓的溶液中吸收水分容易。 科学观念：水有从较稀的溶液中向较浓的溶液渗透的性质。,问题1： 把两个胡萝卜分别放在两个玻璃杯中，向2号杯中加两小勺盐，20发展以后观察两个胡萝卜有什么情况发
11、生。问题2： 猜想为什么会产生这样的现象？,问题3； 用另外两种蔬菜做同样的实验，结果怎样？ 通过上面的实验你可以得出什么结论？,问题4： 盛夏，院子里的中的花叶子发黄，发蔫，你能够分析一下可以有哪些原因影响了花的生长吗？ 提示：分析一下土壤？你发现了什么问题？ 你能够想出解决这个问题的方法吗？,问题5： 在你周围的世界中还有哪些现象符合你总结出来的规律？ 你还能够运用这个规律解决什么问题？,学习方式 接受探究 问题结构 完整不良 方法/答案 封闭开放 内容 单一综合 思维 求同求异 指向 书本实践 目标 认知整体,二、小学科学教学内容的上、下位关系分析,未来人的知识结构,哲学观点,跨学科的主
12、题,学科视角、核心概念和方法,基础知识、基本技能,科教兴国 制造大国 0.3 设计小国 3 设计大国 2330,统一概念和过程是大量科学技术统一概念的一个子集。用来选择和组织本标准的某些准则包括： 这些概念和过程必须体现传统科学学科之间的联系； 这些概念和过程必须是基本的、应用广泛的； 这些概念和过程必须能够为实施科学大纲的人所理解和运用； 这些概念和过程必须能够在幼儿园至12年级教育期间以一种由浅人深的方式表达，让学生体会。,“能量” “演化”、 “变化的形式” “尺度与结构” “稳定性” “系统与相互作用”,物质、能量与信息主题构成了任何相互作用的系统的基础，是连接科学不同学科的纽带。在物
13、理学中，所有物理现象及相互作用都与能量的变化相关。能量在不同的形式（机械 、声、热、电、光）之间互相转化。地球科学中能量的变化也很突出，地幔地核内部的能量通过地壳传播，引起造山运动、大陆飘移、火山喷发与地震地球表面在太阳能的驱动下，水、大气、生物有机体的活动形成了气候变化、地表形态变化和生态系统。生物学中生命体内的能量流动驱动其新陈代谢和生长发育，生态系统中的能量流动使其得以存在繁衍。环境科学研究能源的利用与保护等等。各个学科中的能量变化都遵循共同的能量守恒与转化原理。能量主题把各个学科内部的不同分支联系在一起，把各个学科联系在一起。,演化主题从时间顺序上反映自然界面貌。演化涉及到自然界的历史
14、，这些历史本来就是自然界存在与发展中不可分割的部分。演化包含的三个次主题“演化的方向性”、“演化的限制性”和“演化的机会性”将一切地球的、生命的、社会的演化的内外因、形式与结果包容起来。 变化的形式主题及其三个次主题“趋向变化”、“循环变化”、“不规则变化”揭示各种变化的共同规律及相互关系，将各个学科内部和学科之间的发展变化相互联系起来，而且将自然科学整体与社会科学、思维科学，乃至哲学与数学联系起来。,自然界中可以描述的结构，如宇宙的、地球的、生命的、物理与化学的问题非常复杂，从各种层次都可以提出结构问题。科学研究中也充满了尺度与结构问题，例如，在研究物质的性质时，首先要明确是在哪种尺度上研究
15、，尺度不同研究方法也不同。,稳定性与自然现象的可预见性与科学具有可验证性是相互联系的。给定初始实验条件，可以预见应该发生的现象与结果，科学发现应该是可重复六大主题之间基本不存在包含关系的，稳定包括较长时间的静态稳定与动态平衡等不同涵义。 系统与相互作用是自然界最普遍的观念，离开了这样的观念物质的存在就失去了意义。 科学主题是相互交叉，相互联系的，例如，不规则变化反映自然界存在的不可预测性，稳定性则反映自然界存在的可预测性，自然界客观存在的两个矛盾的方面将两大主题联系起来。又如，能量主题在多数情况下和系统与相互作用主题关系密切。,比较,事实1 兔子,事实3猫,事实4 老虎,概念 食草动物、食肉动
16、物,事实2 马,牛、羊、狮子、豹,事实1 兔子,事实3猫,事实4 老虎,概念 食草动物、食肉动物,事实2 马,牛、羊、 狮子、豹,在长期适应环境的过程中 动物器官的结构与其生活 习性相适应,比较,事实1 兔子,事3 松鼠,事实4 大雁,概念 换毛、冬眠、储存食物、迁徙,事实2 熊,狗、青蛙、田鼠、其他候鸟,事实1 兔子,事3 松鼠,事实4 大雁,概念 换毛、冬眠、储存食物、迁徙,事实2 熊,其他 动物,生物过冬面临环境变化 （天气寒冷、食物缺少） 它们形成适应环境的本能,植物,人类如何 帮助 动植物过冬,饺子与 手抓饭,尖顶房与 平顶房,不同与相同,任何一个民族经过漫长的过程 所沉积下来的生活
17、习惯都代表 着这个民族对待自然的态度、 长期积累的生活经验和对生活的认识， 都是合理的，世界各民族之间应该以 欣赏的眼光看待彼此的生活习惯。,突出核心概念 标准中的统一概念和过程 这些概念和过程必须体现传统科学学科之间的联系； 这些概念和过程必须是基本的、应用广泛的； 这些概念和过程必须能够为实施科学大纲的人所理解和运用； 这些概念和过程必须能够在幼儿园至12年级教育期间以一种由浅人深的方式表达，让学生体会。,分类-找出最基本的特征 变量识别与控制 归纳 因果 表格记录_分析比较数据 表_图_获取信息 模型 模拟 表达描述,体验初学 巩固应用,1986年左右 强调主题与核心 概念对 内容 的统
18、摄 与 一致性,2000年回到 大量 的知识点,2006年聚焦，强调 核心 概念、 一致性,第一步：核心概念分解为具体概念 第二步：从自己所教的教材中寻找哪些事实和活动能够帮助学生建立上述核心概念。 第三步：找出学生能够运用核心概念思考和学习的问题。,教师的认识,教学过程中学生的认识,PCK,理论基础,奥苏伯尔的”逐渐分化原则“理科课程设计中非常值得借鉴的思想 根据将要学习的新内容与学习者已经知道的相关内容之间的关系，奥苏伯尔把学习分为下位学习(subordinate learning)、上位学习(superordinate learning)和并列结合学习(combinatorial lea
19、rning)三类：,如果将要学习的新内容在包摄和概括水平上低于学习者原有认知结构中已有的相关内容，这时的学习就是下位学习或类属学习。,如果将要学习的新内容在包摄和概括水平上高于学习者原有认知结构中已有的相关内容，这时的学习就是上位学习或总括学习。 上位学习是在归纳推理的过程中进行的，或者是在当呈现的材料要以归纳方式组织或者涉及把构成的观念加以综合的时候进行的。,如果将要学习的新内容仅仅是由原有认知结构中已有的相关内容的合理组合构成的，因而仅仅能与认知结构中相关内容的一般背景相联系，而不能与认知结构中某些特定的内容构成下位关系（从属关系）或上位关系（总括关系），那么，这时的学习就是并列结合学习。
20、,建构在学习心理中是个概念同化的过程 “概念同化”指学生利用原有认知结构中适当的概念图式来学习新的概念，这是一种下位学习。一般要经历 将新概念与认知结构原有概念相联系； 分析新概念与原有概念异同； 相关概念融会贯通并形成新的认知结构这样三个过程。,一般而言,下位学习的机制是同化。 概念的同化要求学生认知结构中必须具有同化新材料的有关概念，学生要在辨别新概念与原有的上位概念的异同中产生新概念，并将概念组成更新了的概念网络。当学习者具备较多的知识积累和较强的认知能力时，概念同化的学习方式更多地被采用。,教学设计观念 规律 事实,练习 选取一个核心概念 ，寻找内容的上下位关系 运用“问题连续体理论”设计一段教学(主问题系列). 6月3日 以前交,每人交一分,标上同组人员),2:10 交流我们的学习成果。,第一种理解: 原来术语概念(没有改变结构)12 第二种:按照内容主题列出若干核心概念12 第三种:有跨学科主题分解的(国际化),食物链(池塘),食物链(麦田),基本组成要素(名称),相互依存相互制约,森林,系统 要素之间关系 要素与系统的关系 系统与环境 结构与功能(物质与能量)交换,生态系统中的物质 与能量流动,
