郭玉英-围绕大概念学习进阶促进学生发展PPT文件格式下载.pptx

1、的画眉，你父亲什么也没教你吗？费曼说费曼说：完全完全不是这样，父亲教了我不是这样，父亲教了我很多很多。注意注意：费曼的父亲教了他什么？是费曼的父亲教了他什么？是如何教他的？如何教他的？父亲父亲说：看那只鸟说：看那只鸟！它！它的名字叫斯宾赛鸣的名字叫斯宾赛鸣鸟（我知道父亲其实并不知道这只鸟的正鸟（我知道父亲其实并不知道这只鸟的正确名字）确名字）。父亲父亲又说：在意大利它叫又说：在意大利它叫XXX；在中国它；在中国它叫叫XXX；在日本它叫；在日本它叫XXX；你可以知道用；你可以知道用世界上不同的语言如何称呼这种世界上不同的语言如何称呼这种鸟。但是鸟。但是，学完了这些，你实际上根本不了解这种鸟，学完

2、了这些，你实际上根本不了解这种鸟，你只知道世界上居住在不同地方的人对你只知道世界上居住在不同地方的人对这这种鸟有种鸟有不同的称呼不同的称呼。所以所以，让我们来仔细观察这只鸟，看看它让我们来仔细观察这只鸟，看看它在做什么在做什么？（观察事物）？（观察事物）那那是我们应该考是我们应该考虑的虑的。（我很小就知道，知道某个物体的名字和我很小就知道，知道某个物体的名字和知道某个物体之间的知道某个物体之间的差别差别）父亲说：比如说，看吧，这只鸟不停地在父亲说：比如说，看吧，这只鸟不停地在啄它的羽毛，它是不是一边走，一边在啄啄它的羽毛，它是不是一边走，一边在啄它的羽毛？它的羽毛？（观察什么？怎样观察？）（观

3、察什么？）费曼：是费曼：是！父亲：鸟父亲：鸟为什么要啄它们的羽毛为什么要啄它们的羽毛？（提出问题）（提出问题）费曼：可能费曼：可能是它们飞行时把羽毛弄乱是它们飞行时把羽毛弄乱了，它们啄羽毛，以便把它们的羽毛了，它们啄羽毛，以便把它们的羽毛理顺理顺。（做出假设）（做出假设）父亲父亲又说：好吧，如果是这样，那么它又说：好吧，如果是这样，那么它们只需要在飞过以后啄一会儿，当它们们只需要在飞过以后啄一会儿，当它们落地一段时间以后，就不应该再啄它们落地一段时间以后，就不应该再啄它们的羽毛了的羽毛了。（根据假设进行推理）（根据假设进行推理）你你知道我问你这个问题的目的吗知道我问你这个问题的目的吗？（引导深

4、层次思维）（引导深层次思维）父亲说父亲说：让我们仔细观察一下，它们是在刚刚：让我们仔细观察一下，它们是在刚刚落下时啄得最多吗？实际上要看清楚这一点，落下时啄得最多吗？实际上要看清楚这一点，并不困难，比较一下那些刚刚落下的鸟和已经并不困难，比较一下那些刚刚落下的鸟和已经在地上走来走去的鸟，它们在啄羽毛上看不出在地上走来走去的鸟，它们在啄羽毛上看不出差别差别。（通过观察检验假设）（通过观察检验假设）我我说：我说：我放弃我的想法，那些鸟啄它们的羽毛，放弃我的想法，那些鸟啄它们的羽毛，并不是为了整理羽毛并不是为了整理羽毛。（得出结论）（得出结论）父亲父亲说：因为说：因为有虱子在咬它，虱子在有虱子在咬它

5、，虱子在吃羽毛上沾着的蛋白的屑屑。虱子的吃羽毛上沾着的蛋白的屑屑。虱子的腿上常常有一些柔软的物质，更小的腿上常常有一些柔软的物质，更小的生物会吃它，这些小生物不能完全消生物会吃它，这些小生物不能完全消化这些物质，就会排泄一些和糖类似化这些物质，就会排泄一些和糖类似的物质，细菌就会在其中生长的物质，细菌就会在其中生长。（做出解释）（做出解释）最后，父亲说：你要知道，最后，父亲说：你要知道，哪里有食物存哪里有食物存在，就一定会存在以它为食物而生存的，在，就一定会存在以它为食物而生存的，有生命的生物。（核心概念）有生命的生物。（核心概念）费曼说，我费曼说，我现在知道，在那些鸟的脚上，现在知道，在那些

6、鸟的脚上，可能存在的并不一定是虱子，在虱子的腿可能存在的并不一定是虱子，在虱子的腿上也不一定有更小的生物，父亲告诉我的，上也不一定有更小的生物，父亲告诉我的，也许在细节上并不准确，但是他却教给我也许在细节上并不准确，但是他却教给我根本上正确的东西。根本上正确的东西。美国科学院美国科学院Alberts院长院长引证了这段故引证了这段故事以后写事以后写道，我们道，我们每个人不可能都有像每个人不可能都有像费曼那样的父亲，培养我们孩子的责任，费曼那样的父亲，培养我们孩子的责任，就应该落在学校的身上就应该落在学校的身上。费曼的父亲要他费曼的父亲要他观察的内容观察的内容，围绕着建，围绕着建立一个立一个核心概

7、念核心概念哪里有食物存在，就哪里有食物存在，就一定会存在以它作为食物的，有生命的一定会存在以它作为食物的，有生命的生物。生物。有些有些科学教科书上要求学生观察的内容常常没科学教科书上要求学生观察的内容常常没有明确的目的，似乎越细越好。要观察植物，有明确的目的，似乎越细越好。要观察植物，大多是估计树有多大多是估计树有多高、多高、多粗、什么形状粗、什么形状；观察；观察叶子叶子的颜色、形状、大小的颜色、形状、大小等。等。要观察纸，就要要观察纸，就要求学生比较纸的厚薄、颜色、吸水性，再拉一求学生比较纸的厚薄、颜色、吸水性，再拉一拉，看结实不结实。各人看各人的，越细越好，拉，看结实不结实。各人看各人的，

8、越细越好，看完了，各人有各人的标准和感受。看完了，各人有各人的标准和感受。天底下不天底下不同同种类的树和树叶多的是；纸也各式各样、千种类的树和树叶多的是；纸也各式各样、千奇百怪，我们课堂上能看到的只是奇百怪，我们课堂上能看到的只是“沧海一粟沧海一粟”。这样的观察结束以后，。这样的观察结束以后，学生记住学生记住了有不同了有不同的叶子，有不同的纸，还有什么？的叶子，有不同的纸，还有什么？案例启示：学科教学要促进学生学科教学要促进学生核心概念核心概念和能力和能力的共同发展。的共同发展。科学教育科学教育不应该不应该传授给孩子传授给孩子支离破碎支离破碎、脱离生活脱离生活的的抽象理抽象理论和事实论和事实，

9、而是应当慎重选择，而是应当慎重选择一些一些重要重要的的科学观念科学观念，用恰当、，用恰当、生动的生动的方法方法，帮助孩子们建立，帮助孩子们建立一个一个完整完整的对世界的理解。的对世界的理解。-周光召周光召大概念与学习进阶中学物理教材中的大概念进阶分析中学生概念发展现状和问题基于概念学习进阶的教学设计主要内容主要内容什么是大概念？什么是大概念？沸腾沸腾汽化汽化物态变化物态变化物质的形态及变化物质的形态及变化物质物质沸点沸点2005年，美国科学促进会年，美国科学促进会（AAAS）提出提出大概念是大概念是“能将众多的科学知识联为一能将众多的科学知识联为一致整体的科学学习的核心致整体的科学学习的核心”

10、。大概念包括大概念包括共通概念共通概念和和学科学科核心概念核心概念：共通概念共通概念侧重于跨学科内容的组织，而侧重于跨学科内容的组织，而核心概念核心概念多用来整合某一学科内的知识多用来整合某一学科内的知识。什么是大概念（什么是大概念（big ideas）共通概念共通概念是涉及科学、数学和技术等各个领域的最是涉及科学、数学和技术等各个领域的最基本的概念，这些概念基本的概念，这些概念超越了学科界限超越了学科界限，反映出不，反映出不同学科的内在统一性，并且相对稳定，对于各种文同学科的内在统一性，并且相对稳定，对于各种文化观念都普遍适用。化观念都普遍适用。美国大学理事会认为，共通概念美国大学理事会认为

11、，共通概念“不仅对科学学习不仅对科学学习意义深远，而且还影响着数学、技术和工程等的学意义深远，而且还影响着数学、技术和工程等的学习习”，有助于学生建立对所有学科的整体认识。，有助于学生建立对所有学科的整体认识。共通概念（共通概念（crosscutting concepts）美国新框架中提出了美国新框架中提出了7个个共通概念共通概念，分别是，分别是“模式模式”“因果关系：机制与解释因果关系：机制与解释”“尺度、比例尺度、比例和数量和数量”“系统和系统模型系统和系统模型”“能量与物质能量与物质”“结构与结构与功能功能”“变化、连续性和稳定变化、连续性和稳定”。我国我国初中科学课程标准初中科学课程标

12、准在课程目标中提出在课程目标中提出“逐步加深对下列自然科学中逐步加深对下列自然科学中统一的概念与原理统一的概念与原理的理解：的理解：物质物质、运动与相互作用运动与相互作用，能量能量，信息信息，系统系统、结构与功能结构与功能，演化演化，平衡平衡，守恒守恒。”科学教育文件中的共通概念科学教育文件中的共通概念学科学科核心概念核心概念是组织整合某个学科自身内容的少是组织整合某个学科自身内容的少数关键概念，如数关键概念，如美国美国新框架确定新框架确定了了13个核个核心概念心概念：物质科学物质科学4个，生命科学个，生命科学4个，地球与个，地球与空间科学空间科学3个，工程、技术和科学的应用个，工程、技术和科

13、学的应用2个个。学科核心概念学科核心概念由若干重要由若干重要概念概念构成构成，其中其中包括重包括重要概念、原理、理论等的基本理解和解释，这些要概念、原理、理论等的基本理解和解释，这些内容能够展现当代学科图景，是学科结构的主干内容能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分。部分。学科核心概念（学科核心概念（disciplinary core ideas）物质的结构和特性物质的结构和特性：物质的宏观状态和特征性质：物质的宏观状态和特征性质取决于物质的类型、组合和以分子、原子为单位取决于物质的类型、组合和以分子、原子为单位的粒子的运动。的粒子的运动。相互作用、稳定性和变化相互作用、稳定性和变化：由相

14、互作用产生的力：由相互作用产生的力构成一切物质结构和转变的基础，这些力的平衡构成一切物质结构和转变的基础，这些力的平衡或不平衡性决定了稳定性和系统内部的变化。或不平衡性决定了稳定性和系统内部的变化。物质科学的四个核心概念（美国新标准物质科学的四个核心概念（美国新标准2013）能量及其转变能量及其转变：系统内部和系统之间的能量转：系统内部和系统之间的能量转换永远不会改变能的总量，但能量往往会耗散；换永远不会改变能的总量，但能量往往会耗散；系统所得的能量决定了任何过程会发生什么。波作为能量和信息携带者波作为能量和信息携带者：我们对波的性能的：我们对波的性能的理解再加上适当的仪器，让我们能利用波，特

15、理解再加上适当的仪器，让我们能利用波，特别是将电磁波化为声波，来对自然进行各种规别是将电磁波化为声波，来对自然进行各种规模的、远远超过我们直接感知的探测。模的、远远超过我们直接感知的探测。物质科学的四个核心概念（美国新标准物质科学的四个核心概念（美国新标准2013）我国初中物理课程标准按照三个大概我国初中物理课程标准按照三个大概念组织知识内容念组织知识内容一级主题一级主题二级主题二级主题1.物质物质1.1 物质的形态和变化物质的形态和变化 1.2 物质的属性物质的属性1.3 物质的结构与物体的尺度物质的结构与物体的尺度1.4 新材料及其应用新材料及其应用2.运动和相运动和相互作用互作用2.1 多种多样的运动形式多种多样的运动形式 2.2 机械运动和力机械运动和力2.3 声和声和光光 2.4 电和磁电和磁3.能量能量3.1 能量、能量的转化和转移能量、能量的转化和转移3.2 机械能机械能 3.3