數(shù)學和科學教學中的互動課程.ppt

數(shù)學和科學教學中的互動課程,上海市教科院現(xiàn)代教育實驗室 蔣鳴和,應用實驗操作體驗數(shù)學原理,應用實驗操作讓學生體驗數(shù)學概念和原理是探究的一種常用的教學策略,數(shù)學和科學教學中的互動課程,什么是互動課程 互動課程的理論基礎(chǔ)與基本特點 JAVA互動活動程序案例 互動課程教學方案的設(shè)計 幾點啟示,什么是互動課程,引例一探索幾何體及其特性 互動課程簡介,引例一探索幾何體及其特性,對3-5年級學生來說，因他們的幾何空間概念要不斷發(fā)展，所以，對立體圖形內(nèi)部的關(guān)系及立體圖形之間的關(guān)系進行研究與推理很重要。交互數(shù)學研究中的交互工具可以讓學生探索幾何體及其特性。,互動課程簡介,圍繞JAVA互動活動程序（Math and Science Applets）構(gòu)建的數(shù)學和科學互動課程（Interactive Lessons），是以問題為導向，應用計算機模型的模擬開展自主探究和學習的新型課程。它具有在線、交互、多媒體的特點，既用于基于項目的研究性學習活動，也作為學習支架和工具廣泛用于日常的數(shù)學和科學教學中。,互動課程簡介（續(xù)）,模擬和計算機模型是發(fā)展數(shù)學和科學以及應用這些學科的有力的資源。有了可視化的分析的工具，數(shù)學和科學模型從靜態(tài)的圖表發(fā)展到用互動的媒體制作的動態(tài)的模型，從根本上改變了數(shù)學和科學探究的性質(zhì)。,互動課程的理論基礎(chǔ)與基本特點,維果茨基的認知理論與教學策略 維果茨基簡介 鄰近發(fā)展區(qū)理論 支架理論 交互教學理論 深層次學習方式與淺表層次學習方式 互動課程與支架理論 互動課程的特點,維果茨基簡介,維果茨基（Lev Vygotsky） 1896-1934 俄羅斯心理學家 代表著作思維和語言（1962），社會智力（1978），兩本著作均是在逝世后由西方出版，對俄羅斯和西方心理學發(fā)展，特別是兒童發(fā)展領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。,鄰近發(fā)展區(qū)理論,認知的發(fā)展分成實際的發(fā)展層次（real level of development）以及潛在的發(fā)展層次（potential level of development），前者是指個體能夠獨立解決問題的層次，后者則是需要在他人（教師、同伴中較優(yōu)秀者）引導或合作下才能解決問題的層次。在這兩個層次之間的差距，稱之為鄰近發(fā)展區(qū)（zone of proximal development 簡稱ZPD）。,支架理論,所謂支架就是主張學習的過程中由教師提供一個暫時性的支持來協(xié)助學生發(fā)展學習能力，這個暫時性的支持（支架）可能是一種教學策略或教學工具，隨著學習者能力的提升，便逐漸將學習責任轉(zhuǎn)移到學生的身上，最后讓學生能主動學習，並通過學習建構(gòu)出屬于自己的知識。支架最主要目的，就是使學習者保持在他們的鄰近發(fā)展區(qū)活動。這可以通過兩種方式達到目的，一是建構(gòu)學習者的活動和周圍環(huán)境；二是針對學習者目前的需要與能力，不斷調(diào)整成人介入的程度。,交互教學理論,社會交互在認知發(fā)展中起到基礎(chǔ)性的作用。維果茨基堅信學習任何事物都經(jīng)過兩個階段，首先是通過和其它人交互，然后再整合到自己個體智力結(jié)構(gòu)中。因此，可以通過特殊的社會語言來發(fā)展學生的認知能力，在學校環(huán)境中師生之間和學生之間的對話相當重要，交互教學就是根據(jù)他的觀點而發(fā)展起來的一種教學模式。,互動課程與支架理論,互動課程通過互動的多媒體活動程序為學生提供學習活動的支架，使學習者能夠進行比較復雜的學習活動，投入到高級的思考和問題解決活動中去，這些活動在沒有幫助的情況下是達不到如此高度的。在互動課程的實施中，教師正是運用了認知的支架來促進復雜的思考、設(shè)計、科學和數(shù)學原理和概念的學習。,互動課程與支架理論（續(xù)）,經(jīng)過精心設(shè)計的互動的活動程序與傳統(tǒng)的課件不一樣，它不是教師教的工具，而是學生學的工具。它主要通過交互的活動，把關(guān)注的焦點集中于科學和數(shù)學的概念和關(guān)系上，使學生借助于可視化的模擬來探究概念和關(guān)系。因此，與單純的“做中學”不一樣，它強調(diào)的是在理解的基礎(chǔ)上的“做中學”，最后使學生能達到理解科學和數(shù)學這一最重要的課程標準的要求。,互動課程與支架理論（續(xù)二）,交互的活動程序在技術(shù)設(shè)計上也獨具匠心，始終一致的、功能強大和易學的界面，使學生一旦掌握了一個活動的操作，就會很容易地舉一反三地掌握其它活動操作。,深層次學習方式與淺表層次 學習方式,課程改革倡導的學生主動學習、探究學習和合作學習方式，是旨在培養(yǎng)學生高級思維能力和實踐能力的深層次學習方式，高級思維能力指的是比較、解釋、綜合能力和解決實際問題能力。 深層次學習方式與以記憶、復制為特點的淺表層次學習方式有機地結(jié)合起來，形成稱之為“策略學習”的新的學習方式。,深層次學習方式與淺表層次 學習方式（續(xù)）,互動課程的特點,以問題為中心，和真實世界緊密關(guān)聯(lián) 整合多門學科知識和面向真實世界的理論和實踐 在激發(fā)學生學習興趣的基礎(chǔ)上擴展科學和數(shù)學的學習內(nèi)容 龐大的互動活動程序庫和應用互聯(lián)網(wǎng)上傳發(fā)布的廣大教師開發(fā)的互動課程大大地增加了選擇機會，因而能面向不同環(huán)境的學校和不同學習背景的學生。,JAVA互動活動程序案例,案例一 應用模擬理解距離、速度與時間的關(guān)系 案例二 桌球游戲程序 案例三通過變換理解重合、相似和對稱,案例一 應用模擬理解距離、速度與時間的關(guān)系,幫助小學高年級學生理解關(guān)于隨時間變化，路程、速度與時間之間的函數(shù)關(guān)系。,移動賽跑者可改變初始位置,運動軌跡,上下箭頭控制賽跑速度,案例二 桌球游戲程序,紙上臺球游戲活動為學生提供了進一步理解比、比例和最小公倍數(shù)的機會，學生通過不斷改變球臺的長度和寬度，反復模擬球擊落口袋的運動軌跡，總結(jié)球臺長度、寬度與小球彈回次數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，進而可探究球經(jīng)過的路線長度與球臺長和寬之間的函數(shù)關(guān)系。,案例三通過變換理解重合、相似和對稱,在這四部分的 電子范例 中使用了交互性的圖形，使使用者能夠通過操作改變圖形的形狀，以及在一種特殊的變換或?qū)ψ儞Q的比較中觀察圖形的變化。,互動課程教學方案的設(shè)汁,互動課程教學方案的組成 互動課程教學方案的前期設(shè)計 互動課程教學方案的正課設(shè)計 互動數(shù)學課程案例,互動課程教學方案的組成,以java互動活動程序為核心的互動課程教學方案分為三個部分 教學方案網(wǎng)絡(luò)實驗室版，適用于學生能上網(wǎng)的計算機配置教學環(huán)境 教學方案演示版 ，適用于教師能演示的計算機配置教學環(huán)境 學生練習紙,互動課程教學方案的前期設(shè)計,教學目標設(shè)計 學生前需知識和技能分析 課程資源設(shè)計 課的準備設(shè)計,數(shù)學課程標準教學目標設(shè)計,教育目標分類 知識與技能 數(shù)學思考 解決問題 情感與態(tài)度,教育內(nèi)容分類 數(shù)與代數(shù) 空間與圖形 統(tǒng)計與概率 實踐與綜合應用,互動課程教學方案的正課設(shè)計,導入設(shè)計 情境設(shè)計 提問設(shè)計 例題設(shè)計 練習設(shè)計 討論設(shè)計 小結(jié)設(shè)計,導入設(shè)計,功能 引起學生注意 激發(fā)學習興趣和動機 明確目的，調(diào)動學生學習積極性 建立知識之間相互聯(lián)系,方法 實例導入 直觀導入 實驗導入 舊知識導入 懸念導入,情境設(shè)計,互動課程采用實驗情境設(shè)計，應用java互動活動軟件，讓學生通過觀察和動手操作，在實驗的情境中探素規(guī)律、提出猜想，理解數(shù)學概念與原理，提高分析和解決問題的能力,練習設(shè)計,準備性練習 理解性練習 鞏固性練習 運用性練習,案例四相遇問題,行程問題java互動軟件是美國數(shù)學課程標淮提供的經(jīng)典軟件，這份教學設(shè)計的設(shè)計者對該軟件的本質(zhì)理解較深刻，同時在設(shè)計中展示了一線教師的創(chuàng)造力，無論情境設(shè)計，還是例題設(shè)計都有可圈可點之處，真正做到了從學生出發(fā)設(shè)計課程。,行程應用題,案例五認識圖形,案例六長方體的體積教學設(shè)計,案例七：角的分類,案例八探察直方圖,直方圖是表示一組數(shù)據(jù)的一種標準方式。在這項互動數(shù)學活動中包含的交互性工具，使學生能夠建立自己的數(shù)據(jù)集，以及根據(jù)自己選擇的不同數(shù)據(jù)來探查不同的統(tǒng)計功能，例如均數(shù)、中位數(shù)和標準差。,幾點啟示,互動課程把建構(gòu)主義的支架理論用于實踐，就是通過互動的多媒體活動程序為學生提供學習活動的支架，使學習者能夠進行比較復雜的學習活動，投入到高級的思考和問題解決活動中去，使學生認知水平達到新的高度。互動課程開發(fā)、實施與評價的實踐證明，整合不是簡單的“做中學”，也不是理科教育的“文科化”（這和科學教育中弘揚人文精神完全不是一個概念），而是要使學生達到理解科學和數(shù)學這一課程的核心標準。,幾點啟示（續(xù)一）,互動課程的實質(zhì)是改變學生學習方式，模擬指的是學生模擬，充分應用數(shù)字