学校科学与技术学习环境创新 实践与探索 121页PPT文档

• 学习者中心 • 知识由学习者创造 • 学生作为创造者 • 基于问题的学习 • 真实的社会情境 • 过程导向 • 广阔的信息来源 • 整体的问题解决 • 合作 • 定制的学习项目 • 领导力 • 注重有效性
教育范式与学习范式的区别
教育范式 所有的学生学习
学习范式 每一个人都是学习者
……同样的东西 ……用同样的方法 ……从相同的人那里
在环境处境理论中，处境把人的因素合并到 空间中，并赋予它个人/或集合的意义。情 感、记忆、多感官的意义，价值和文化等都 是处境的一部分。
David Orr认为处境构建了一个社会关系的 情境，它是人类社区结构与自然遭遇之后的 被放大的表演舞台
影响学校学习环境的因素分析
政治与社会趋势 影响学校活动的外部结构
学习环境与教学的关系
学习者中心的课堂环境 知识中心的课堂环境 评价中心的课堂环境 社区中心的课堂环境
现代学校学习环境的设计原则
学习环境应该提高教与学并适应所有学习者的 需求
学习环境应该充当社区中心 学习环境应该是包括所有使用者的计划和设计
的结果 学习环境应该提供健康、安全 学习环境应该有效的利用所有可能的资源 学习环境应该具有灵活性和适应性以满足变化
通过喷气孔。 如果学生的回答为不是， 教师就说：“正确，鲸不用鼻子呼吸，他们通过喷气孔
呼吸。现在让我们来探索。。。。”
主动学习
主动学习认为学习过程和学习结果一样重要。 主动学习的目标是给学生自己探索鲸的能力。 而不是简单的反馈关于鲸的事实。
例如：
师： “让我们来看看这幅关于鲸的图。你们看出鲸和人的不同吗？” 生1: “鲸的头顶有一个有趣的洞” 生2: “鲸没有胳膊和腿” 生 3: “鲸由一个巨大的觜” 师: “很好。现在我想让你们每一个人探索一下为什么存在这些不同。
时代与教育的变化 教育范式的转换 知识观的变化 学习理论的发展 学习方式的变化
时代与教育的变化
21世纪的技能包括：
个人与社会责任 计划、批判性思考、推理和创造性很好的交流技能，包括人际
间和展示的需要 跨文化的理解力 想象和决策能力 知道如何什么时候运用技术以及选择最恰当的完成任务的工具
基于项目的科学教学的基本特征
驱动性问题组织和引导了教学任务和活动 学生参与探究并解答他们的问题 学生、教师和社会成员就这个问题进行合作研究 学生使用学习技术进行探究，创造出实物产品
传统教学与基于项目的学习
传统教学
基于项目的学习
老师布 置作业
学生听 讲
老师作为辅助者 学生协作
基于问题学习课程的特征
依赖问题驱动课程 ——问题不是测试技能，而是帮助发展技能 问题时真实的结构不良的——不是一种解决，而是在互动、理解
问题、赫解决改变的过程中收集新的信息。
学生解决问题——教师作为辅导者和指导者 只给学生提供如何接近问题的纲要——没有固定的学生解问题
的途径
真实的表现性的评价——不是在教学后的过失评判.
技能 – 计划、探究、调查、组织、交流技能 概念 – 例如，假设、理论模型、分类等 认知能力 – 批判性思考，问题解决，应用，分析，
综合
理解科学的性质——科学事业，科学家如何工作，
已有的多元化的科学方法，科学与技术以及各种科学 学科之间的互动关系
态度——例如，好奇，兴趣，承担风险，客观，严
美国学习环境的演变
时代
1620-1775 1775-1850 1850-1900 1900-1950 1950-1975 1975-2000 21世纪早期
教育学焦点
基于宗教利益 理性时代 工业化的公共学校
进步运动
对物理环境的影响
家庭，教堂，非正规户外空间 一间学校教室
标准化建筑形式 适合儿童尺寸的家具
被动的学习 主动的学习 互动的学习
被动学习
运用的是行为心理学的刺激反应方法。教师 呈现刺激-或者是事实-然后评价学生，看他 是否学到了可以用的信息
例如：
教师呈现的刺激：鲸有喷气孔 教师提供指导：“鲸通过这些喷气孔获得氧气” 教师提问： “鲸通过鼻子呼吸吗” 如果学生回答：是， 教师就在此呈现刺激：不，鲸不是通过鼻子呼吸，而是
基于案例的学习（CBL）
什么是基于案例的学习
运用案例鼓励学生在特殊的情境中，典型的真 实样本中讨论问题。这种方法是学习者为中心的， 在参与者中有非常好的互动。基于案例的学习重在 建构知识和小组共同讨论案例。教师的作用是协助 学生从分析中提出问题，大部分基于案例的学习没 有唯一的正确答案。
基于案例学习的原则
不是告诉你思考什么， 而是使你能够思考
20世纪 工业化的模式
• 教师中心 • 知识由教师传授 • 学生作为产品 • 枯燥的学习 • 孤立的事实 • 内容导向 • 有限的接受信息的途径 • 简单化的问题解决 • 竞争 • 单独的综合项目 • 管理 • 注重效率
教育范式的转换
21世纪知识时 代的模式
……在同一时间 ……在同一地点
……每个学习者学习不同的内容 ……用不同的方式
……从不同的伙伴那里 ……在不同的时间里
……在不同的地点
知识观的变化
经验主义的知识观 理性主义的知识观 实用主义的知识观 格式塔心理学派的知识观 信息加工理论的知识观 建构主义的知识观
17世纪 培根 洛克 18世纪笛卡尔
未来工程师课程框架
课程宗旨 提高技术工程素养 创造美好未来
综合素质
核心目标：
理解技术与工程的本质与特征 掌握技术与工程的和核心概念 熟悉技术与工程的思维方式 了解技术设计的方法 了解工程的运作方式 学会团队合作 学会创造性地解决问题
情感 态度 价值观
建
结
机
航空
交通
机器
筑
构
械
航天
运输
人
重复性 的作业
真实的任务
重复性 的文档
有生命的文档
基于项目学习的案例： 未来工程师项目
宗旨：未来工程师项目旨在提高 青少年技术与工程素养。
活动形式： 俱乐部 博览会、 竞赛 论坛
未来工程师项目理念
• 教育性与竞技性、娱乐性相结合； • 科学、技术、工程与数学相结合； • 科学、技术与艺术的结合 • 科技素养与综合素质培养相结合。
花 根 茎 叶子 种子 食物
植物
有
根 叶子
产生 通常
食物
绿色
存储 种子
茎 支持
变化的形态
变化的
花
产生
也许有 花瓣
也许有
一个典型的 概念图
颜色
基于问题的学习（PBL）
什么是基于问题的学习
是一种比较好的学习途径 是一种学习者中心的教育方法 基于真实世界的问题 是一种激发学习的方式
为什么要用基于问题的学习
概念图
概念图是Prof. Joseph D. Novack 1983年提出的， 它基于奥苏贝尔的有意义学习理论强调新知识的学习依 赖于已有的知识。
概念图是一种视觉化的概念框架，使学习者注意概念之 间的关系。
概念图是一种学习工具，也可以作为课Βιβλιοθήκη 开发工具，评 价工具植物 花
颜色 生长 绿色
基于案例的教学策略
案例对把真实世界的问题带入课堂具有重要意义， 它确保了积极参与和创新的问题解决。
设计案例 管理案例分配 设计案例研究问题 管理讨论和讨论的有效
基于实验室的学习
什么是基于实验室的学习？
实验室是一个非常好的学习科学的地方。它给学生提供了 思考、讨论和解决真实问题的机会。
基于项目的课程方案
未来工程师课程模式
未来工程师课程模式
——基于项目的课程
现有学校课程模式 ——学科为本的课程
综合素质 能力
问题解决式学习 体验式学习 项目学习
——科学 ——物理 ——化学 ——生物 ——地理
仓储式的信息、知识
有关学习环境的研究
美国学习环境的演变 学习环境场所理论 影响学校学习环境的因素分析 有效的学习环境 学习环境与教学的关系 现代学校学习环境的设计原则
实验室教学能够使学生获得第一手的观察和操作经验。科 学实验对发展学生的理解和评价能力都有帮助。
为什么使用实验室学习
科学实验室是学生获得实践科学的难得的机会。为 了使实验室有效，学生不仅要理解如何实验，而且 理解为什么值得做实验，对于理解概念、关系和过 程都非常有帮助。
运用实验学习科学的五种目标
案例学习给学生提供了从理论到实践的机会真实的 世界和可信的内容使学生从多角度看问题，并且看 到为什么人们会期望不同的结果学生可以看到决策 如何影响参与者，包括正反令两个方面。
在学生讨论的过程中学生寻找实事的数据，应用分 析工具，运用相关的经验，提出新情况下的结论。 在这个过程中，他们 需要真正的知识比国内发展 分析、合作和交流技能
个别化教学、多样化 多元智能、所有学生 多样化，责任、不让一个孩子掉队
开放式的教室 管理学校、技术 非学校环境、设计原则
学习环境场所理论
学习环境是一 个场所而不是 一个空间
学习环境场所理论
学习环境场所理论认为学习环境是一个场所 而不仅仅是一个空间。它必须能够说明其中 人（儿童和成人）的相互关系和相互独立， 教育学（教与学的过程和方法）以及物理环 境（包括室内和室外）。
19世纪 詹姆斯 杜威 19世纪 皮亚杰 19世纪 加涅 19世纪90年代
学习理论的发展
1．建构主义学习理论 2．情境学习理论 3．交往互动学习理论 4．信息化（数字化）学习
学习方式的变化
基于探究的学习 基于问题的学习 基于案例的学习 基于项目的学习 基于实验的学习 概念图