基于科学理解的高中生物前概念转变教学设计研究（课题汇报）课件.pptx

1、基于科学理解的高中生物前概念转变教学设计研究某 某 某主目录CONTENTS12345课题内容组织与分工进度预期成果已开展工作课题内容第一部分课题背景理论基础核心概念研究目标、内容、方法国内外研究现状创新之处研究思路课题内容课题背景国内外研究现状理论基础核心概念研究目标、内容、方法 2017普通高中生物学课程标准中强调“生物课程的根本任务是提高学生终身发展所需的生物学学科核心素养。”课标的基本理念以核心素养为宗旨，内容聚焦大概念，在课程实施建议中提出“通过大概念的学习，帮助学生形成生命观念”。大概念是处于学科中心位置、对学生学习具有引领作用的基础知识。在生物学课程中，大概念包括了对原理、理论等

2、的理解和解释，是生物学科知识的主干部分。高中生物学课程的必修课程和选择性必修课程都是围绕着几个大概念展开的，内容基于大概念描述了具有学科逻辑、符合高中学生认知特点的重要概念，形成了课程的内容框架。在教学中，教师设计和组织每个单元的教学活动时，应该围绕大概念和重要概念展开，依据重要概念精选恰当的教学活动内容和活动方式。课程标准特别强调了在教学过程中，教师必须注意学生头中已有的前概念，特别是那些与科学概念相抵触的错误概念。课堂教学活动要帮助学生消除错误概念，建立科学概念。了解学生脑中已有的想法，就能把这些知识经验作为新知识的增长点，设计重组教学活动，有针对性地转变学生的前概念，引导学生在已有知识经

3、验的基础上有效地学习新知识。本课题通过前概念探查，明确学生的起始水平，确定学习起点，以学定教，为优选教学策略，提高教学的有效性，促进学生生物学核心素养的形成提供了依据。创新之处研究思路课题内容课题背景国内外研究现状理论基础核心概念研究目标、内容、方法 1982年，波斯纳、斯特莱克、修森和格特左戈四位教授在科学教育中联名发表论文科学概念的顺应：建立概念转变理论，提出了概念转变模型，认为学生进行概念转变必须满足四个条件：（1）学习者对原有的概念的不满。（2）新概念的可理解性。（3）新概念的合理性。（4）新概念的有效性。密歇根大学的纳斯鲍姆、诺维克提出了“NN三步教学模式”帮助学生修正原有的前科学概

4、念。通过设计有效问题情境使学生原有的概念框架暴露出来，通过让学生在教师适当的指导下描述自己的前科学概念，使教师对学生能否解释某些事实或问题有较好的了解；教师为学生提供额外的经历，加深学生对所学概念的不满，从而可能导致概念上的认知冲突；鼓励学生对新概念进行评论，并形成对有关问题的新的概念图式，即发生认知上的顺应。张惠博在前概念的调查研究方面归纳出六种方法：（1）访谈：这是最常用的方法。（2）概念图（3）维恩图（4）关系图法：包括树形图，网状图，语义分析等。（5）诊断式传统测验题：此种测验题型一般为选择题，可进行大规模的测验，但只能了解学生前概念有哪些，不能知道学生内心的想法。（6）二段式测验：可

5、用于诊断学生的对科学概念的理解，是一种非常好的诊断前概念的手段，试题分两个阶段，第一阶段是选择题，与科学概念有关，第二阶段则属于推理，即探测学生作答的理由。创新之处研究思路课题内容课题背景国内外研究现状理论基础核心概念研究目标、内容、方法 王进（2006）运用二段式测验法测查学生关于光合作用的迷思概念，分析了学生光合作用迷思概念的成因，提出了针对高中学生光合作用迷思概念的教学策略。曹芬芳（2009）研究了初中生光合作用的迷思概念及其转变策略，总结了学生在光合作用学习中形成迷思概念的原因。张爱芳，杨晓婷（2012）对学生高中生物学稳态与环境部分的概念学习进行了跟踪调查，并收集各个生物教师在多年教

6、学发现的学生前科学概念，获取了大量资料，统计了高中生物学稳态与环境部分前科学概念。我国的生物教育研究者在前概念的探查、前概念的诊断分析、概念转变教学策略的探索研究中取得了一定的进展，并且取得一定的成果。但是现阶段的研究存在着以下不足:（1）国内对概念转变的研究主要集中在物理、化学学科教学上，关于生物学科的概念转变实践研究相对较少，对高中生物核心概念的概念转变研究甚少。（2）问卷法多用单选题型，但有限的四个选项并不能全面了探查学生对某概念的理解情况，误差较大。（3）很多学者研究的重点都在前概念的测查上，而具体的概念转换如何实施，有无效果并无过多研究，缺乏具体的教学探索过程。（4）概念转变的教学策

7、略侧重于理论研究，实证教学案例比较少。创新之处研究思路课题内容课题背景国内外研究现状核心概念研究目标、内容、方法 维果斯基的“最近发展区”理论：关注概念形成的发展过程，依据学生的前概念设置教学的“最近发展区”，经由前概念水平跨越“最近发展区”，而达到形成科学概念。奥苏伯尔的认知同化学习理论(有意义学习理论)：了解学生的前概念状况，使新知识在认知系统中找到与之相关联的旧知识作为“固定点”，并在“固定点”的基础上，促使新旧知识之间相互作用，使科学概念纳入知识结构。皮亚杰的发生认识论：根据前概念调查情况，在教学中创设有针对性的问题情景，引发学生心理冲突，通过学生自身的同化或顺应，消除原有的不良的图式

8、，建构新的正确的图式。创新之处研究思路理论基础课题内容课题背景国内外研究现状核心概念研究目标、内容、方法 概念是通过人的主观思维对诸多事实归纳和抽提出来的最本质的东西，有内涵和外延，强调概括和归纳。生物学概念是对生命现象、原理及规律的精确而本质的阐述。本课题对前概念的定义为：学生在正式学习科学概念前，在现实生活中通过长期的经验积累与辨别式学习而获得的一些感性印象、积累的一些缺乏概括性和科学性的经验，是一些与科学知识相悖或不尽一致的观念和规则。前概念探查是指教师教授新概念之前，通过一系列科学的探查方法，深入了解学生对这一主题已经知道了什么，认识有哪些偏差。概念转变是个体在学习过程中对现有的理解、

9、解释作出的改造，最终转变为科学概念的积极的建构过程，概念转变过程是个体对已有知识体系的重构过程。教学设计是指运用系统方法，将学习理论与教学理论的原理转换成对教学目标、教学内容、教学方法和教学策略、教学评价等环节进行具体计划、创设教与学的系统过程或程序。创新之处研究思路核心概念理论基础课题内容课题背景国内外研究现状 研究目标（1）建构不同主题核心概念的前概念探查研究（2）不同课型的前概念转变教学设计研究（3）不同年级学生前概念的来源及转变效果的评价研究 研究内容（1）通过文献检索搜集整理前人有关研究成果，综述、概念转变理论和教学设计等，做出学科理解。（2）通过访谈法和问卷调查法等对人教版高中生物

10、必修1-3的概念形成有关的新授课和复习课前概念做探查，为教师课堂教学设计提供参考依据。（3）在探查前概念的基础上，进行同课异构教学研讨，对高中生物前概念转变教学过程进行实证研究，探索基于科学理解的高中生物前概念转变教学设计。（4）不同年级学生前概念的来源及概念转变效果的评价研究。创新之处研究思路理论基础核心概念研究目标内容方法核心概念课题内容课题背景国内外研究现状 研究方法访谈法：研究者与被调查者面对面的以口头交谈的方式，直接收集资料。问卷调查法：本研究采用结合访谈结果设计问卷对高中生进行调查的方法来探查其前概念。问卷测试题的编制与设计形式采用诊断性测验（diagnostic test）。行动

11、研究法：在自然、真实的教育环境中，教师按照一定的操作程序，综合运用多种研究方法与技术解决教育实际问题。创新之处研究思路理论基础核心概念研究目标内容方法核心概念课题内容课题背景国内外研究现状（1）设计高水平的前概念探查问卷（2）整理高中生在学习人教版高中生物必修1-3中核心概念时存在的前概念，对已有的前概念研究进行补充。（3）综合运用智学网和极课大数据在收集和处理数据上的优势，快速准确获得学生的前概念状况并进行分析。（4）针对不同课型设计合理的概念转变教学策略，应用于实践，并对概念转变教学过程进行实证研究，探索高中生物前概念转变教学策略的有效性，并研究不同年级学生前概念的来源，检验和评价概念转变

12、的效果。研究思路理论基础核心概念创新之处核心概念研究目标、内容、方法课题内容课题背景国内外研究现状理论基础核心概念研究思路核心概念研究目标、内容、方法创新之处组织与分工第二部分组织分工组织与分工分 工 组 织 课题组研究人员是由泰州市黄敏高中生物名师工作室成员组成的，课题组所有成员均为泰州市的一线优秀骨干教师，均为教学实践和教学研究的省市校级骨干，全部具有高级或中级职称，大部分具有名师称号，科研意识强，并且都主持或参与过教育科研课题研究，他们对本课题研究的积极性很高。同时，本课题有省特级教师黄敏担任顾问，黄敏老师还定期邀请省内外知名专家学者前来指导。组织与分工组 织 分 工序号姓名职务职称工作

13、单位对课题的主要贡献1中学一级前概念探查研究2中学高级前概念的来源及转变效果的评价研究3中学高级前概念转变教学设计4中学一级前概念转变策略研究5中学一级前概念探查研究6中学一级前概念转变策略研究7中学一级前概念的来源及转变效果的评价研究8中学高级前概念转变策略研究9中学一级前概念探查研究课题进度第三部分课题进度第二阶段第三阶段第四阶段第一阶段 第一阶段：理念渗透和组织落实阶段 （2018年11月-2019年1月）组织收集生物学核心概念、前概念教学相关资料进行学习交流，了解国内外先进的概念教学内容组织和教学方式，提高教师的理论水平。通过实际听课、问卷调查和访谈了解我市教师概念教学方式、学生的概念

14、学习方法现状，了解学生概念学习中的前概念。分子课题撰写研究方案，准备开题报告。第二阶段：课题实验阶段 （2019年3月-2018年5月）开题，请专家进行论证指导，修改研究方案。各研究小组依照实施方案，根据本年级教学特点，继续收集相关资料进行学习交流，在教学中不断探索前概念检测方法、转变策略；不断开课研讨，积累相关教学设计及课例；建立教学反思档案，不断反思小结概念的调查、转化策略和发展水平评价的经验。定期召开课题研究阶段总结工作会，及时讨论和调整实验方案。课题进度第二阶段第三阶段第四阶段第一阶段 第三阶段：深化研究阶段（2019年6月-2020年6月）各研究小组将初步研究成果进行汇总，并通过下一

15、学年对应年级教学进行验证，不断调整、总结、提高。展示研究成果，发表论文不少于10篇。第四阶段：完善发展和结题阶段 （2020年7月-2020年11月）最终确定不同课型的前概念转变教学策略，形成系列教学规范和教学设计基本操作程式。以教学开放日的形式展示课题研究成果。全面总结研究过程和成果，写出研究报告。提请专家鉴定验收。预期成果第四部分预期成果第二阶段第三阶段第四阶段第一阶段 1.2018年11月-2019年2月 完成我市教师概念教学方式、学生的概念学习方法调查报告；进行文献检索、访谈等，完成二段式诊断性测验的编写。2.2019年3月-2018年5月 初步建立教学反思档案，每位教师围绕本组研究目

16、标，根据自己平时的教学实践，不断反思小结概念的调查、转化策略和发展水平评价的经验。3.2019年6月-2020年6月 撰写相关教学案例、教学设计、教学反思，有一定数量的课例、论文发表，或优质课获奖。4.2020年7月-2020年11月 形成不同课型的前概念转变教学策略系列教学规范和教学设计基本操作程式。以教学开放日的形式展示课题研究成果。全面总结研究过程和成果，写出研究报告。预期成果第二阶段第三阶段第四阶段第一阶段成果名称成果形式完成时间阶段成果（限5项）教师概念教学方式、学生概念学习方法调查报告汇编成册2019.82019.8高中生物前概念二段式诊断性测验汇编成册2019.82019.8教学

17、设计集汇编成册2020.112020.11课堂教学录像集视频2020.112020.11论文集发表或获奖2020.112020.11最终成果（限4项，必含研究报告）相关论文集发表或评奖2020.112020.11教学设计与案例集与录像集、课件包资料集及光盘2020.112020.11结题报告、研究报告汇编成册2020.112020.11已开展工作第五部分已开展工作活动1活动5活动2活动3 名师工作室成立暨读书报告会。本次活动中，工作室各位成员在已查阅和学习相关书籍和文献的基础上，在本次活动中依次进行学习心得汇报，研讨生物教学前概念及其转变策略的研究现状，在讨论中提炼精华，明确了研究的方向。活动

18、1 制订课题研究推进的主要措施。课题组成员从目标导航、学习培训、专题研究、互动交流、资源库建设等方面进行沟通，确定了研究的主要内容、研究的预期成果及呈现方式、研究中的主要分工，制定了本年度详细的执行计划。活动2活动4活动6 活动1活动1 活动2已开展工作活动1活动5活动2活动3 2018年4月20日，某某老师分别开设了研讨课细胞分裂与可遗传变异、人类遗传病。两位老师在读教育硕士期间完成的毕业论文都涉及前概念转换的相关内容，此次开课展示了二段式诊断测验对学情进行诊断的应用，在此基础上针对性的对课堂上采取不同策略，进行概念转换教学的尝试。解凯彬教授针对两节课和大家课题研究中的困惑进行指导，并做了思

19、想的跨越 理性的回归精彩报告，从“学科核心素养的提出是教育思想的一次跨越”、“课标表述方式是一种理性回归”、“核心素养的提出对生物学教学的可能影响”三个方面展开，诠释了新课标的新变化。活动3活动4活动6 活动3已开展工作活动1活动5活动2活动3活动4活动6活动4 活动4已开展工作活动1活动5活动2活动3 2018年6月15日某某老师分别开设了研讨课基因的表达，变异与育种，现代生物进化理论。本次活动中三位老师进一步发展了概念诊断调查问卷的形式，并分别以“图”、以“问题引领任务驱动”，以POE“预测观察解释”三种不同的策略开展了概念转换的教学活动。某某主任对这次活动的主旨进行了解读，对研讨的主题提

20、出了明确的要求：“如何有效地诊断前概念？”在前概念诊断试题的设计方面，大家在做中学，从不了解该如何设计试题，到查阅资料进行尝试，到本次活动试题设计的创新，给课题的推进提供了很好的思路。某某教授对三节课进行了立体剖析，对需要改进之处提出了宝贵的建议，并做了关于“前概念”诊断和转化的前思考讲座。活动4活动6 活动4已开展工作活动1活动2活动3 8月8日，在某某老师的带领下，名师工作室成员一行10人来到华东师范大学，参加了生物学教学创刊60周年暨“中学生物学课程与教学改革”研讨会。聆听了赵占良教授、胡兴昌教授、张治馆长、杜震宇教授和王石老师等诸位专家的学术报告。我室成员杨菲菲老师在此次活动中撰写论文

21、生物复习课的二段式诊断测验编制的问题讨论，获得征文三等奖。活动5活动4活动6 活动5已开展工作活动1活动5活动2活动3活动6活动4 活动6已开展工作活动1活动5活动2活动3 9月7日，某某老师分别开设了研讨课内环境稳态的重要性，细胞生活的环境。本次活动中两位老师采用了课前前概念探查调查问卷、课后前概念转换检测的方法进行教学研究，他们根据前测统计数据发现学生生物前概念存在的误区进而设计教学程序，并通过后测数据与前测数据进行对比，发现教学设计中存在的问题，不断完善基于科学理解的生物前概念转变教学设计。某某教授对两节课进行了立体剖析，高度肯定了两节课的设计思路，特别对根据前概念诊断数据进行教学设计并落到实处，大加赞扬。同时，吴教授对需要改进之处提出了宝贵的建议，并做了基于核心素养的生物学概念教学讲座。活动6活动4 活动6THANKS演示完毕感谢观看