數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)中的互動(dòng)課程.ppt

數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)中的互動(dòng)課程,上海市教科院現(xiàn)代教育實(shí)驗(yàn)室 蔣鳴和,應(yīng)用實(shí)驗(yàn)操作體驗(yàn)數(shù)學(xué)原理,應(yīng)用實(shí)驗(yàn)操作讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)概念和原理是探究的一種常用的教學(xué)策略,數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)中的互動(dòng)課程,什么是互動(dòng)課程 互動(dòng)課程的理論基礎(chǔ)與基本特點(diǎn) JAVA互動(dòng)活動(dòng)程序案例 互動(dòng)課程教學(xué)方案的設(shè)計(jì) 幾點(diǎn)啟示,什么是互動(dòng)課程,引例一探索幾何體及其特性 互動(dòng)課程簡(jiǎn)介,引例一探索幾何體及其特性,對(duì)3-5年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，因他們的幾何空間概念要不斷發(fā)展，所以，對(duì)立體圖形內(nèi)部的關(guān)系及立體圖形之間的關(guān)系進(jìn)行研究與推理很重要。交互數(shù)學(xué)研究中的交互工具可以讓學(xué)生探索幾何體及其特性。,互動(dòng)課程簡(jiǎn)介,圍繞JAVA互動(dòng)活動(dòng)程序（Math and Science Applets）構(gòu)建的數(shù)學(xué)和科學(xué)互動(dòng)課程（Interactive Lessons），是以問(wèn)題為導(dǎo)向，應(yīng)用計(jì)算機(jī)模型的模擬開(kāi)展自主探究和學(xué)習(xí)的新型課程。它具有在線、交互、多媒體的特點(diǎn)，既用于基于項(xiàng)目的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，也作為學(xué)習(xí)支架和工具廣泛用于日常的數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)中。,互動(dòng)課程簡(jiǎn)介（續(xù)）,模擬和計(jì)算機(jī)模型是發(fā)展數(shù)學(xué)和科學(xué)以及應(yīng)用這些學(xué)科的有力的資源。有了可視化的分析的工具，數(shù)學(xué)和科學(xué)模型從靜態(tài)的圖表發(fā)展到用互動(dòng)的媒體制作的動(dòng)態(tài)的模型，從根本上改變了數(shù)學(xué)和科學(xué)探究的性質(zhì)。,互動(dòng)課程的理論基礎(chǔ)與基本特點(diǎn),維果茨基的認(rèn)知理論與教學(xué)策略 維果茨基簡(jiǎn)介 鄰近發(fā)展區(qū)理論 支架理論 交互教學(xué)理論 深層次學(xué)習(xí)方式與淺表層次學(xué)習(xí)方式 互動(dòng)課程與支架理論 互動(dòng)課程的特點(diǎn),維果茨基簡(jiǎn)介,維果茨基（Lev Vygotsky） 1896-1934 俄羅斯心理學(xué)家 代表著作思維和語(yǔ)言（1962），社會(huì)智力（1978），兩本著作均是在逝世后由西方出版，對(duì)俄羅斯和西方心理學(xué)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(rèn)知的發(fā)展分成實(shí)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?jìng)€(gè)體能夠獨(dú)立解決問(wèn)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(dǎo)或合作下才能解決問(wèn)題的層次。在這兩個(gè)層次之間的差距，稱之為鄰近發(fā)展區(qū)（zone of proximal development 簡(jiǎn)稱ZPD）。,支架理論,所謂支架就是主張學(xué)習(xí)的過(guò)程中由教師提供一個(gè)暫時(shí)性的支持來(lái)協(xié)助學(xué)生發(fā)展學(xué)習(xí)能力，這個(gè)暫時(shí)性的支持（支架）可能是一種教學(xué)策略或教學(xué)工具，隨著學(xué)習(xí)者能力的提升，便逐漸將學(xué)習(xí)責(zé)任轉(zhuǎn)移到學(xué)生的身上，最后讓學(xué)生能主動(dòng)學(xué)習(xí)，並通過(guò)學(xué)習(xí)建構(gòu)出屬于自己的知識(shí)。支架最主要目的，就是使學(xué)習(xí)者保持在他們的鄰近發(fā)展區(qū)活動(dòng)。這可以通過(guò)兩種方式達(dá)到目的，一是建構(gòu)學(xué)習(xí)者的活動(dòng)和周圍環(huán)境；二是針對(duì)學(xué)習(xí)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(xué)理論,社會(huì)交互在認(rèn)知發(fā)展中起到基礎(chǔ)性的作用。維果茨基堅(jiān)信學(xué)習(xí)任何事物都經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段，首先是通過(guò)和其它人交互，然后再整合到自己個(gè)體智力結(jié)構(gòu)中。因此，可以通過(guò)特殊的社會(huì)語(yǔ)言來(lái)發(fā)展學(xué)生的認(rèn)知能力，在學(xué)校環(huán)境中師生之間和學(xué)生之間的對(duì)話相當(dāng)重要，交互教學(xué)就是根據(jù)他的觀點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的一種教學(xué)模式。,互動(dòng)課程與支架理論,互動(dòng)課程通過(guò)互動(dòng)的多媒體活動(dòng)程序?yàn)閷W(xué)生提供學(xué)習(xí)活動(dòng)的支架，使學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行比較復(fù)雜的學(xué)習(xí)活動(dòng)，投入到高級(jí)的思考和問(wèn)題解決活動(dòng)中去，這些活動(dòng)在沒(méi)有幫助的情況下是達(dá)不到如此高度的。在互動(dòng)課程的實(shí)施中，教師正是運(yùn)用了認(rèn)知的支架來(lái)促進(jìn)復(fù)雜的思考、設(shè)計(jì)、科學(xué)和數(shù)學(xué)原理和概念的學(xué)習(xí)。,互動(dòng)課程與支架理論（續(xù)）,經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的互動(dòng)的活動(dòng)程序與傳統(tǒng)的課件不一樣，它不是教師教的工具，而是學(xué)生學(xué)的工具。它主要通過(guò)交互的活動(dòng)，把關(guān)注的焦點(diǎn)集中于科學(xué)和數(shù)學(xué)的概念和關(guān)系上，使學(xué)生借助于可視化的模擬來(lái)探究概念和關(guān)系。因此，與單純的“做中學(xué)”不一樣，它強(qiáng)調(diào)的是在理解的基礎(chǔ)上的“做中學(xué)”，最后使學(xué)生能達(dá)到理解科學(xué)和數(shù)學(xué)這一最重要的課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。,互動(dòng)課程與支架理論（續(xù)二）,交互的活動(dòng)程序在技術(shù)設(shè)計(jì)上也獨(dú)具匠心，始終一致的、功能強(qiáng)大和易學(xué)的界面，使學(xué)生一旦掌握了一個(gè)活動(dòng)的操作，就會(huì)很容易地舉一反三地掌握其它活動(dòng)操作。,深層次學(xué)習(xí)方式與淺表層次 學(xué)習(xí)方式,課程改革倡導(dǎo)的學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)方式，是旨在培養(yǎng)學(xué)生高級(jí)思維能力和實(shí)踐能力的深層次學(xué)習(xí)方式，高級(jí)思維能力指的是比較、解釋、綜合能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力。 深層次學(xué)習(xí)方式與以記憶、復(fù)制為特點(diǎn)的淺表層次學(xué)習(xí)方式有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，形成稱之為“策略學(xué)習(xí)”的新的學(xué)習(xí)方式。,深層次學(xué)習(xí)方式與淺表層次 學(xué)習(xí)方式（續(xù)）,互動(dòng)課程的特點(diǎn),以問(wèn)題為中心，和真實(shí)世界緊密關(guān)聯(lián) 整合多門學(xué)科知識(shí)和面向真實(shí)世界的理論和實(shí)踐 在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上擴(kuò)展科學(xué)和數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容 龐大的互動(dòng)活動(dòng)程序庫(kù)和應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)上傳發(fā)布的廣大教師開(kāi)發(fā)的互動(dòng)課程大大地增加了選擇機(jī)會(huì)，因而能面向不同環(huán)境的學(xué)校和不同學(xué)習(xí)背景的學(xué)生。,JAVA互動(dòng)活動(dòng)程序案例,案例一 應(yīng)用模擬理解距離、速度與時(shí)間的關(guān)系 案例二 桌球游戲程序 案例三通過(guò)變換理解重合、相似和對(duì)稱,案例一 應(yīng)用模擬理解距離、速度與時(shí)間的關(guān)系,幫助小學(xué)高年級(jí)學(xué)生理解關(guān)于隨時(shí)間變化，路程、速度與時(shí)間之間的函數(shù)關(guān)系。,移動(dòng)賽跑者可改變初始位置,運(yùn)動(dòng)軌跡,上下箭頭控制賽跑速度,案例二 桌球游戲程序,紙上臺(tái)球游戲活動(dòng)為學(xué)生提供了進(jìn)一步理解比、比例和最小公倍數(shù)的機(jī)會(huì)，學(xué)生通過(guò)不斷改變球臺(tái)的長(zhǎng)度和寬度，反復(fù)模擬球擊落口袋的運(yùn)動(dòng)軌跡，總結(jié)球臺(tái)長(zhǎng)度、寬度與小球彈回次數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而可探究球經(jīng)過(guò)的路線長(zhǎng)度與球臺(tái)長(zhǎng)和寬之間的函數(shù)關(guān)系。,案例三通過(guò)變換理解重合、相似和對(duì)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(guò)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(dòng)課程教學(xué)方案的設(shè)汁,互動(dòng)課程教學(xué)方案的組成 互動(dòng)課程教學(xué)方案的前期設(shè)計(jì) 互動(dòng)課程教學(xué)方案的正課設(shè)計(jì) 互動(dòng)數(shù)學(xué)課程案例,互動(dòng)課程教學(xué)方案的組成,以java互動(dòng)活動(dòng)程序?yàn)楹诵牡幕?dòng)課程教學(xué)方案分為三個(gè)部分 教學(xué)方案網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室版，適用于學(xué)生能上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)配置教學(xué)環(huán)境 教學(xué)方案演示版 ，適用于教師能演示的計(jì)算機(jī)配置教學(xué)環(huán)境 學(xué)生練習(xí)紙,互動(dòng)課程教學(xué)方案的前期設(shè)計(jì),教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì) 學(xué)生前需知識(shí)和技能分析 課程資源設(shè)計(jì) 課的準(zhǔn)備設(shè)計(jì),數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì),教育目標(biāo)分類 知識(shí)與技能 數(shù)學(xué)思考 解決問(wèn)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(jì)與概率 實(shí)踐與綜合應(yīng)用,互動(dòng)課程教學(xué)方案的正課設(shè)計(jì),導(dǎo)入設(shè)計(jì) 情境設(shè)計(jì) 提問(wèn)設(shè)計(jì) 例題設(shè)計(jì) 練習(xí)設(shè)計(jì) 討論設(shè)計(jì) 小結(jié)設(shè)計(jì),導(dǎo)入設(shè)計(jì),功能 引起學(xué)生注意 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī) 明確目的，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性 建立知識(shí)之間相互聯(lián)系,方法 實(shí)例導(dǎo)入 直觀導(dǎo)入 實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入 舊知識(shí)導(dǎo)入 懸念導(dǎo)入,情境設(shè)計(jì),互動(dòng)課程采用實(shí)驗(yàn)情境設(shè)計(jì)，應(yīng)用java互動(dòng)活動(dòng)軟件，讓學(xué)生通過(guò)觀察和動(dòng)手操作，在實(shí)驗(yàn)的情境中探素規(guī)律、提出猜想，理解數(shù)學(xué)概念與原理，提高分析和解決問(wèn)題的能力,練習(xí)設(shè)計(jì),準(zhǔn)備性練習(xí) 理解性練習(xí) 鞏固性練習(xí) 運(yùn)用性練習(xí),案例四相遇問(wèn)題,行程問(wèn)題java互動(dòng)軟件是美國(guó)數(shù)學(xué)課程標(biāo)淮提供的經(jīng)典軟件，這份教學(xué)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)者對(duì)該軟件的本質(zhì)理解較深刻，同時(shí)在設(shè)計(jì)中展示了一線教師的創(chuàng)造力，無(wú)論情境設(shè)計(jì)，還是例題設(shè)計(jì)都有可圈可點(diǎn)之處，真正做到了從學(xué)生出發(fā)設(shè)計(jì)課程。,行程應(yīng)用題,案例五認(rèn)識(shí)圖形,案例六長(zhǎng)方體的體積教學(xué)設(shè)計(jì),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(biāo)準(zhǔn)方式。在這項(xiàng)互動(dòng)數(shù)學(xué)活動(dòng)中包含的交互性工具，使學(xué)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(lái)探查不同的統(tǒng)計(jì)功能，例如均數(shù)、中位數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差。,幾點(diǎn)啟示,互動(dòng)課程把建構(gòu)主義的支架理論用于實(shí)踐，就是通過(guò)互動(dòng)的多媒體活動(dòng)程序?yàn)閷W(xué)生提供學(xué)習(xí)活動(dòng)的支架，使學(xué)習(xí)者能夠進(jìn)行比較復(fù)雜的學(xué)習(xí)活動(dòng)，投入到高級(jí)的思考和問(wèn)題解決活動(dòng)中去，使學(xué)生認(rèn)知水平達(dá)到新的高度?；?dòng)課程開(kāi)發(fā)、實(shí)施與評(píng)價(jià)的實(shí)踐證明，整合不是簡(jiǎn)單的“做中學(xué)”，也不是理科教育的“文科化”（這和科學(xué)教育中弘揚(yáng)人文精神完全不是一個(gè)概念），而是要使學(xué)生達(dá)到理解科學(xué)和數(shù)學(xué)這一課程的核心標(biāo)準(zhǔn)。,幾點(diǎn)啟示（續(xù)一）,互動(dòng)課程的實(shí)質(zhì)是改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，模擬指的是學(xué)生模擬，充分應(yīng)用數(shù)字