可视化知识读书汇报

剑桥学习科学手册可视化知识4目录CONTENTS1基于项目的学习2让学习者进入真实实践3儿童对物种多样性的探究4科学教育中基于模型的推理能力培养5通过建构和协作探究数学问题目录CONTENTS1基于项目的学习2让学习者进入真实实践3儿童对物种多样性的探究4科学教育中基于模型的推理能力培养5通过建构和协作探究数学问题基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验基于项目的学习（PBL）是一种基于建构主义理论的情境化学习方式，学生通过应用知识、实际操作的方式来学习知识及思想的实践，能够加深对学习材料的理解。在PBL方式中，学生参与真实而有意义的问题探讨，PBL与学生的生活密切相关，学习方式类似于科学家、作家、历史学家等。PBL课堂允许学生探究问题、提出假设、作出说明、讨论思想、彼此质询、试验新思想。基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验驱动问题A情境探究协作活动创造制品技术工具BCDE基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验积极建构学习是一个积极、持续不断的过程，从新的经历和概念中建构、从先行知识和经历中重构。AB情境学习在真实的问题情境中对所学内容的意义建构，运用在更多的情境中。C社会交互在学习共同体中学习者围绕问题，通过反复分享、应用、讨论形成解决问题的方法。认知工具一切能促进学习者认知、帮助学生进行思维的工具，如图表、思维导图等。D基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验20世纪90年代教育存在问题1基于项目的科学课堂2五个特征的经验3基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验驱动问题驱动问题是指以一个真实世界中的情境作为锚点，对学习者而言有意义且重要的问题，是PBL的核心。组织并推动项目的活动，使得整个项目活动连贯、一致，提供一种情境以便学生可以探究和实践。一个好的驱动问题有五个特点：可行性；价值性；情境性；意义性；道德性。帮助学生认识驱动问题的价值1课程标准与内容的深层考察2基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验情境探究帮助学生设计调查方案1撰写结论和解释2科学研究应该效法真实的科学研究过程，科学的目标是解释与预测现象，学生利用学到的新思想作出假设，利用工具和技术进行搜集、分析并解释数据的调查研究方案，然后对现象作出解释。基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验情境探究帮助学生设计调查方案1撰写结论和解释2基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验情境探究提供详细的课程材料，帮助学生设计问题驱动的调查，确定好调查的模式，并让学生提建议，教师要求学生根据材料中提示的技巧设计自己的调查，教师要及时给与反馈。帮助学生设计调查方案1撰写结论和解释2基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验情境探究帮助学生设计调查方案1撰写结论和解释2在调查过程及数据收集完毕后，要指导学生分析、解释他们所发现的事实。提供解释框架：论点、论据、推理。基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验协作活动321帮助学生发展协作的能力：会话转换技巧、倾听、尊重转变学生所期望的讲授——接受模式的课堂文化增加学生协作的时间基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验技术工具A计算机资源不足B需要更多的教学时间C学习技术整合于课程材料基于项目的学习PBL定义五个特征理论背景经验创造制品制品是知识建构的外在表现，首先，通过创造制品，学生建构、重构他们的理解。当学生创造制品、对制品进行反思时，他们积极地运用科学思想。反馈目录CONTENTS1基于项目的学习2让学习者进入真实实践3儿童对物种多样性的探究4科学教育中基于模型的推理能力培养5通过建构和协作探究数学问题让学习者进入真实实践1.帮助学生处理真实实践的复杂性；2.帮助学生理解这些实践要素的基本原理；3.教师过去可能从未接触过这样的实践；4.时间和资源方面也受到限制。A.使学生处于有意义情境的真实实践中；B.减少真实实践的复杂性；C.使真实实践的内隐要素外显化；D.根据发展的进程对学习活动进行排序。挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略让学习者进入真实实践一.通过课程设计支持分析和解释1.根据发展进程为学生安排学习活动序列，将实践活动置于有意义的情境中；2.提供陈述的方式，通过陈述的方式来表达自己的想法，并提供简单、熟悉的工具，如彩色地图、蜡笔、纸。挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略让学习者进入真实实践二.支持分析和解释的工具A支持数据选择B为建构数据表征提供支持C为解释数据陈述提供支持熟悉的科学术语、能量转换图、分析模板可视化表征：彩色截面图、二维图表交互式的表征、多重链接的表征挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略让学习者进入真实实践三.运用社会结构来支持解释1.小组协作学习2.多组独立完成相同任务挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略让学习者进入真实实践一.支持解释的课程设计给学生一个建构解释的理由，通过为学生的解释提供一个听众（真的或是扮演的）在“行星预报员”中，它要求学生为虚拟太空的代理创建一个气候模型，并证明其有用。在“生存竞争”中，学生在一个模拟科学会议的论坛中向对方解释并证明自己的解释。挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略让学习者进入真实实践二.支持解释的工具1.工作表2.解释构造器挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略让学习者进入真实实践三.支持解释建构和解释证实的社会结构完成相同任务或者依据不同的方面分配不同的角色，如陈述者和听众。挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略让学习者进入真实实践一.通过课程设计来支持反思对探究过程的反思，要求学生计划并监控自己的调查。对理解的反思，要求学生能够清晰表述假设。假设中要包含学生当前的理解、观察，还需要学生对他们的假设进行验证、修订。0102挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略让学习者进入真实实践二.支持反思的工具软件工具提供了学生存储思想和产品的一种方式，以便于这些思想和产品可以成为反思的对象，给反思提供脚手架，为反思提供明确提示，对调查的步骤进行组织。挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略进度档案软件工具1存储文本、图形以及声音文档2从其他软件中获取图片，并配有音频注释3记录当前理解、保存调查产品4页面模板让学习者进入真实实践三.通过社会结构支持反思学生在协作的两人组或三人组中工作时，通过分配认知和元认知任务，能使学生更好地参与反思探究的实践中。例如，在同伴协作案例研究中，一个学生主要关注调查活动，而另一个学生则更具反思性，监控整个过程，并对后续步骤提供建议，同时对反思提示作出回应。挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略让学习者进入真实实践挑战及策略分析并解释数据建构并证明解释对实践的反思通向真实实践的策略将实践置于有意义的情境中一种方法是创设提供实践意义的课程情境，另一种是学生置于真实世界的情景中，在这种情景中开展的实践更接近学生的的兴趣和关注点。减少复杂性通过多种方法简化实践以减少实践的认知负荷，例如，将实践分为几个分散的部分，或是为学习者分离出一些可自动完成的任务。根据发展进程安排学习活动序列学习者在概念和控制复杂性上存在问题，在实践中，学生的首要挑战是概念上的困难，而并非复杂性，学习者在新概念的挑战上，为学习者提供概念支撑连接已学知识和实践，据此安排学习活动序列。使真实实践的内隐要素外显化设计者对实践要素（对于新手来说是内隐要素）进行清晰的陈述，帮助学生理解不熟悉的实践中究竟包含什么要素，以及这些要素的基本原理是什么。ABCD目录CONTENTS1基于项目的学习2让学习者进入真实实践3儿童对物种多样性的探究4科学教育中基于模型的推理能力培养5通过建构和协作探究数学问题儿童对物种多样性的探究科学中的复杂推理主要包括解释、预测、根据证据提出科学论点的能力与在新情景中应用结论的能力等。1.根据科学证据形成科学解释；2.分析不同类型的科学数据（柱状图、曲线图、地图等）；3.（在相关证据的基础上）作出假设和预测。含义测量标准科学中的复杂推理课程活动结构科学课程脚手架从数字资源到认知工具课程活动结构发展儿童对物种多样性的探究科学中的复杂推理课程活动结构科学课程脚手架从数字资源到认知工具20世纪60年代初期，罗伯特·卡尔波拉斯为科学学习提出了一个学习框架叫做学习周期，说明了学习哪些知识，以及这些知识应该如何呈现，包括三个阶段：探索、概念介绍/创造、概念应用。布鲁纳：“学习周期”的想法发展至“螺旋课程”，螺旋课程通过不断增加复杂性来对概念进行多次探讨，使对概念的理解从直观发展到更具结构性。约翰·布兰斯福德和他的同事们，强调事实和概念性框架的不固定使用，以此来促进对概念的掌握。010302课程活动结构发展儿童对物种多样性的探究五六年级的学生对动物关系和适应性有一定概念基础，但对概念的处理过于简单化，儿童在适当的指导下，能够对动物复杂交互的原因进行推理。学习可能会随着时间推移而得到促进；布鲁姆：复杂的知识可以在较小年龄段的儿童中培养。理论基础学习者分析研究项目培养目标连续八周的科学单元（单元1，生命科学：生物多样性；单元2，地球科学：天气；单元3，物理科学：简单的机器），能够成为学习者开始形成科学探究能力的跳板，为后续单元中的高级推理形成富有成效的内容和推理基础。主要培养学生的科学探究推理能力，并在探究过程中给予指导（解释的形成、数据的分析、建构假设）科学中的复杂推理课程活动结构科学课程脚手架从数字资源到认知工具课程活动结构发展儿童对物种多样性的探究其次，将活动发展并组织成有指导的顺序（参与、探究、解释与综合），简化复杂科学推理的过程，支持科学复杂推理的发展。首先，在三个单元中确定教授的内容，内容都是由各个领域的科学专家确定的，它既描绘了基本的科学事实，又描绘了内容领域（例如，科学探究）的真实推理。科学中的复杂推理课程活动结构科学课程脚手架从数字资源到认知工具课程活动结构发展儿童对物种多样性的探究需要在学生处理复杂问题、确定相关证据时提供必要的额外支持来协助学生，对有成效和无成效的学习尝试都要提供适当的指导。问题版本B作为一个小组，你们认为哪一张图片最能表明生物多样性：照片：__________________给出选择该照片的两个理由：版本C哪张照片（A、B或C）最能体现生物多样性？回答：我们认为照片____最能体现生物多样性。因为······[数据或证据这张照片有最多的种类？这张照片物种最丰富？这张照片既有显著的丰富性又有显著的多样性？]当给学生提供能够支持解释的适当的内容暗示和提示时，学生能够在产生科学论断和有效科学解释的能力获得进步，探究推理能力随任务难度提高而提高。科学中的复杂推理课程活动结构科学课程脚手架从数字资源到认知工具课程活动结构发展儿童对物种多样性的探究计算机追踪器：它是由专业的非洲动物追踪器而来的，能够在区域中迅速地锁定并鉴别动物，并能帮助学生在校园区域内收集生物多样性数据。重新设计：让儿童集中关注密歇根州校园动物数据的收据。01动物多样性网：包含全世界动物的自然历史、分布、分类以及保护生物学等的一个巨大数据库，其中也包括学生在校园区域内正在观察和研究的动物。重新设计：包含了大量动物种类方面的科学信息，这对于学生来说还是过于复杂，于是我们重新设计了动物目录，包含有密歇根州动物的自然历史、分布、分类以及保护生物学信息，以适合中学生阅读水平为依据来组织。（以一种能减少文本但不会减弱内容的方式转化概念；简化种类描述的组织方式；增加视觉信息；用熟悉的物种名称代替科学名称。）02Tips：将数字资源重新设计成学习工具，包含一系列的测试，这些测试围绕着目标受众、工具的认知效益以及学习目标等。科学中的复杂推理课程活动结构科学课程脚手架从数字资源到认知工具课程活动结构发展目录CONTENTS1基于项目的学