学科底蕴与有效教学(最新版)

梁旭[e-mail]浙江省教育厅教研室学科底蕴与有效教学北京奥运会的启示1.中国获奖选手的心态:巴西记者:获得银牌与铜牌也不开心中国的学生不也这样吗?2.金、银、铜牌数与美国的区别金牌银牌铜牌中国：512128美国：363836金、银、铜牌之间的自然差距并不很大，通过强化训练，银牌、铜牌有可能转化为金牌。如果学生的成绩分布也能象中国队的奖牌分布一样，就会胜人一筹。3.教练对运动员成绩的影响：美国女排，中国女曲、美国体操、新加坡乒乓球启示：训练有方法，教练有“家珍”中国的教师与运动员——中国的教师与学生一、关于学科底蕴观点：教师应该关心教学的核心问题问题：教学的核心问题是什么？厅领导:有效教学,学科底蕴（教学能力）教师学生教什么学什么怎么教怎么学教得怎样学得怎样思考：三个层面表达的内容?上述内容的逻辑关系？教师学生教什么学什么怎么教怎么学教得怎样学得怎样学科底蕴有效教学有效学习思考:教师的教学是否能够改变学生的智力，教师的教学是否能够改变学生的能力，能力是怎样被改变的？几乎同样的学生,为什么有的老师所教的学生成绩总是好一些?为什么有的老师竞赛辅导总是能出成绩，他拥有什么？为什么学生虽然掌握了概念和规律,但还是不会解决困难一些的问题?——破解教师的学科底蕴2007高考题25题(求解该题需要什么?)两屏幕荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别垂直于两屏交线的直线为x和y轴，交点O为原点，如图所示。在y0，0xa的区域有垂直于纸面向内的匀强磁场，在y0，xa的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为B。在O点出有一小孔，一束质量为m、带电量为q（q0）的粒子沿x轴经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最大的粒子在0xa的区域中运动的时间与在xa的区域中运动的时间之比为2︰5，在磁场中运动的总时间为7T/12，其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）。回答一:需要知识,带电粒子在磁场中运动的有关公式(显然还不能解决问题)回答二:需要能力,审题能力,分析能力(受力分析,运动分析),综合能力问题:能力如何培养?通过老师示范,通过学生练习.问题:如何示范,怎样练习?回答三:需要知识层面的知识(模型,在磁场中运动的有关公式)需要方法层面的知识:确定圆心,求半径,寻找几何关系的程序和操作方法;需要策略方面的知识:众多粒子如何转化为一个粒子的运动(临界法,动态分析法的具体操作)需要数学方面的知识(对称隐含的关系),需要审题方面的知识.如图，AO是橡皮绳，BO为不能伸长的细绳，A、B点固定在木板上，木板竖直。绳OC穿过定滑轮（摩擦不计），其下端悬吊一个砝码。此时O点到达一定位置。问：如果任意改变定滑轮的位置，是否还可以找到不在OC直线上的另一处，也能使结点O到达原来的地方？AOBC案例:基于学生问题解决所需要的知识分析AO是橡皮绳，BO为不能伸长的细绳。绳OC穿过定滑轮，其下端悬吊一个砝码。此时O点到达一定位置。问：如果任意改变定滑轮的位置，是否还可以找到不在OC直线上的另一处，也能使结点O到达原来的地方？AOBC结点O到达原来地方B固定，O到达原位置绳OC悬吊一个砝码改变定滑轮的位置是否还能找到另一处合力的大小方向不变一个分力的方向不变另一分力的大小不变另一分力的方向可变是否还有另一个解,怎样求解?把表述转化为物理条件（实际问题转化为用物理术语表达的问题——准确化，清晰化）：合力的大小方向不变一个分力的方向不变另一分力的大小不变另一分力的方向可变是否还有另一个解把物理条件转化为数学条件（物理问题转化为数学问题）：平行四边形对角线的长度、位置一定平行四边形一边和对角线的夹角一定平行四边形另一边的长度一定平行四边形另一边和对角线夹角可变是否还可以作出另一个平行四边形关于学生的电路设计能力？学生敢不敢设计这样的电路？——关键是“电表”在知识结构中的准确认识关于电表的知识结构初中水平模型:电表是测量工具(理想化模型——内阻为零或无穷大）高中新课水平模型：电表是测量工具（真实模型——考虑内阻）高中复习课水平模型：电表是聪明的电阻（能显示自身的电流或电压）VA将一个生活人转化为一个学科人，是教学的目的，也是教学有效性的保障。将生活语言转化为学科语言需要知识，在学科语言的基础上解决问题，需要知识。案例:高压输电的困惑——消耗不是增大了吗?热功率公式：P=I2R，电功率公式：P=IU学生的困惑：电压高了，不是电流也大了吗？模型的变化（电阻模型（欧姆定律）与变压器模型）教学的本质就是建构与完善学生的知识结构。观点：好的知识结构就是能力——知识结构是教学的主要目标。启示：对于学生：做错的题目是最有价值的！考试不好不是能力问题，状态问题，肯定是知识缺陷问题！对于教师：例题、习题的选择不是随意的，不是追求“新异”的，而是为知识结构的建立而服务的。答案的对错是次要的，学生对知识是否有正确的理解和是否欠缺解决问题的方法是主要的。如果有一定数量有学生都不能解决同一问题，则肯定是教师的教学问题。教师的学科底蕴（教学能力），教师的家珍就是本学科的知识结构（完整的结构，清晰、明确、简洁的表述）。检测教师学科底蕴（教学能力）的方案——给5个题目，求解，写出总结提高，然后配上相应的练习。（学科的,教学的）试用能量守恒定律，推导闭合电路欧姆定律。机械能守恒定律。内能变化遵循什么规律。热力学第一定律楞次定律△Ｕ＝Ｑ＋Ｗ【光、原】能量守恒定律的应用光电效应,光子撞电子模型(能级,区分电离与非电离),电子撞电子模型.电磁感应法拉弟电磁感应定律能量守恒定律△E＝0（△EＫ＋△EＰ）＝0（封闭系统）特例“阻碍”【力】【热】【电】tBnE能量守恒知识结构(是否完备？缺少方法与策略层面,需要结合具体例子进行提炼)案例:惯性概念的“运用”——换轮胎教师示范：解释“运动中小车突然停止时，小车上的物体为何会向前倾倒”（1）小车上物体随小车一起运动；（2）小车突然停下；（3）小车上的物体底部受到摩擦力作用，速度变小，物体上部要保持原先运动状态；（4）因此小车上的物体向前倾倒。总结：运用惯性概念解释物理现象的步骤(1)明确研究对象;(2)原先处于什么状态;(3)突然发生什么情况;(4)由于惯性,物体要保持什么状态;(5)出现什么现象.研究对象锤头人原先处于什么状态突然发生什么情况由于惯性,物体要保持什么状态出现什么现象问题:(1)锤头松动的时候,为什么把锤子倒立,把锤柄末端向地上磕一磕,锤头就安牢了?(2)当汽车突然启动时,人为何要向后仰?点评：通过这样的学习，学生不仅习得了知识，还知道运用知识的程序（思维过程）。目前在学什么,教什么环节存在的问题1.对教什么的意识——教师的元认知从我已经讲过了教科书的内容，到学生已经建构（掌握）了知识的转化。（以教体为主体到以学生为主体的转化）（你希望学生下课以后能够浅析地留下什么？一位教师对匀速圆周运动课的意识）2.对教什么的理解——教学的内容结构（为什么概念、规律都记住了，还是不会解决问题（应用））教学不仅需要讲清概念、规律，还需要讲清(通过训练使其内化)模型、方法、策略等，这些都是学生解决问题有用的东西，不能缺少。3.对教什么的积累——学科底蕴的充实教师是否拥有丰富的知识结构是决定你的教学是否深刻、有效的关键，丰富的知识结构是通过对于学生解决问题需要什么的分析而得到。二、关于有效教学思考:为什么学生常常反映能听懂,但不会做?为什么教师的成长总是遵循“不会讲——很会讲——有节制地讲”教师与医生的差异在何处?理科学习是否需要做题?又能够不被人说成是题海战术?只讲不练的问题在哪?只练不讲的问题在哪?精讲多练怎么讲,怎么练?目前怎么教，怎么学中存在的问题是：1.重视新课教学，对单元复习与综合复习的目标和方法不清晰(不同教师差异很大).新课的知识是弧立的,不丰富的,缺少有效的单元复习和综合复习就形不成联系的、功能强大的知识结构，不能很好地解决问题。2.重视课内教学，对学生课外的学习缺少指导（只有简单的发练习卷，如何整理，如何查找缺陷并进行弥补），使学生不会建构自己的知识结构。3.缺少对知识建构的设计,浪费学生的时间和使大部分学生失去学习兴趣.如果一座房子还在进行主体建设,你就把装修材料搬进去了,人家会怎样?教学中是否有这种情况?关于怎么教、怎么学的理论1.学习是有条件的(具备起点知识)2.学习是要有意义的3.教学要符合最近发展区原理的4.知识是建构的(建构主义,是学生像造房子一样造起来的，教师是设计师、监理)5.不同类型的知识用不同方法(懂与会的区别)6.教学是一个系统,系统的各部分都需要优化(只有课讲得好是不够的,例题与习题的选取,反馈的及时等)寻找一个符合上述教学理论的教学阶段模型启发:房子建造特点:在建造之前已经清晰知道建成以后的模样,是科学的,有序的阶段:主体框架——各种管线连接——房子装修启示：主体框架的牢固，是为了最后房子的有用，但在主体施工时，主人还不能享用。各种管线连接，是为了最后房子的有用，但在管线连接时，主人还不能享用。房子只有在装修完成时，才能真正被主人享用。传统的教学阶段模型新课教学——单元复习——综合复习存在问题：1.缺少清晰的目标2.对象不够明确3.教师不知做什么?如何做?出现问题:单元、甚至综合复习仍像上新课,复习课只会发练习，讲练习。（不同于医生的是：不知这些例题和习题的功能和价值），在新课教学时就追求“一步到位”知识建构的“三阶段”模型1.建构某一知识主体结构——知识主体框架的建构(以牢固为目的,以理解深刻为目标,讲解、实验、练习围绕这一目标)2.知识结构的联系——与前面已经学习的知识进行联系与区分3.知识结构的拓展与丰富——讲练结合，通过练，使方法、技巧、策略纳入知识结构。特点：主体的明确：学生头脑中的知识结构（教师只是建构的指导者，情景创建者，有序问题提供者）教师明确在不同阶段的主要任务（有序）关于怎么教，怎么学几个具体问题的说明思考：教学是否有方法好差之分？教学有法，教无定法矛盾吗？观点1：能够使认知结构优化的教学是有效的能够使认知结构清晰（稳固）的教学是有效的能够使认知结构丰富（稳固）的教学是有效的如图所示，一木块沿一斜面下滑，斜面长度为l，斜面与水平面间的夹角为θ，动摩擦因数为μ，求木块到达斜面底部时的速度。θ方法1方法2为求末速度这里的a和t均未知，用已知l和v0=0，需求出a，用F=maF=ΣFiF=mgsinθ-ff=μN=μmgcosθ代入上式得：v=木块沿斜面的分力Fg=mgsinθ摩擦力f=μmgcosθ由F=ma,得mgsinθ-μmgcosθ=ma由，考虑到v0=0，将a代入得v=atvv0alvv2202lgg)cossin(2alvv2202lgg)cossin(2作为老师，你如何给这2位同学打分？例（2006年浙江会考第6题，难度系数0．47）在大型游乐场里，小王乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”，正在向最高点运动，对此过程，下列说法正确的是A.小王的重力势能保持不变B.小王的动能保持不变C.小王的机械能守恒D.小王的机械能减少认知结构中相似知识的区分性例（2007年浙江会考26题，难度系数0．56）地球上赤道表面处的重力加速度为g，赤道上空同步卫星的向心加速度为a，这两个加速度的大小关系是g▲a（填“”、“”或“=”）．认知结构的丰富性——知识之间的联系例（2007年浙江会考13题，难度系数0.40）如图所示，质量相同的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了．则A．绳子对甲的拉力小于甲的重力B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力乙甲认知结构的丰富性——方法、策略层面的知识观点2：不同的内容用不同的方法要求“懂”的内容可以用讲授要求“会”