基于知识迁移理论体系对高中物理教学系统设计毕业论文 推荐.docx
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基于知识迁移理论体系对高中物理教学系统设计毕业论文推荐
毕业论文
题目:
基于知识迁移理论系统在高中物理教学设计
摘要
知识迁移理论是迁移理论的重要组成部分,历来受到心理学家和教育学家的广泛重视,但是将知识迁移理论渗透到高中物理教学设计中进行的不够深入。
本文将知识迁移理论渗透到高中物理教学设计中去研究,深入挖掘影响高中物理知识迁移的重要因素和归纳总结知识迁移理论在高中物理教学设计中应用策略并且有针对性的进行教学案例的设计,最后对这些教学案例进行实践。
关键字:
知识迁移;高中物理教学设计;应用
Abstract
Knowledgetransferisanimportantpartofthelearningtheory,sothepsychologistandtheeducationistwidelytakesitseriously,buttheresearchwhichpenetratesitintoseniorhighschoolphysicsteachingdesignisnotdeepenough,ThisarticlepenetratesKnowledgemigrationtheorytransferintoseniorhighschoolphysicsteachingdesign.Deepmininginfluenceseniorhighschoolphysicsknowledgemigrationimportantfactorsandsummarizesknowledgemigrationtheoryintheseniorhighschoolphysicsteachingdesignapplicationstrategyandthetargetedteachingcasedesign,finally,practicingtheselessonplanning.Thisarticlealtogetherdividesintosevenchapters:
Theseventhchaptersummarizesthisarticleandpointsouttheinsufficientcontentinthisarticle,finally,forecastingtheresearchaboutthistopic.
KeyWord:
transferknowledge,Seniorhighschoolphysicsteachingdesign,apply
第一章绪论
1.1问题的引入
物理学是研究物质结构和运动基本规律的学科,是自然科学的重要组成部分,物理学的研究成果和研究方法,在自然科学的各个领域起着重要的作用。
物理学是现代技术的重要基础,对推动社会发展有重要作用
。
正是因为物理学的重要作用,高中物理教学成了整个高中教学的重要组成部分。
然而我们了解到高中老师在教学设计中不能很好地将知识迁移应用。
在教学过程中,我发现高中物理教学经验丰富的老师更注重知识迁移。
在观摩很多优秀老师的演讲中,我发现高中物理教学出色的教师也很注重培养学生的知识迁移能力。
可见,教师的教学设计和学生的学习效果好坏都与知识迁移有密切的关系,知识迁移能力是造成高中物理教学差异的重要原因之一。
因此,我认为研究知识迁移在高中物理教学设计中的应用是很有没必要的。
1.2问题的研究现状
迁移现象早已为人们所熟悉,无论是我国还是国外,无论是早期的学习心理学思想还是目前认知心理学的学习理论,都有关于迁移的论述及应用。
在每一种迁移论述中,都包含对教育或教学的启迪。
在我国,孔子的“温故而知新”,我们平常所说的“闻一而知十”、“举一反三”、“触类旁道”;在西方,十七世纪英国著名学者培根的名句“读书使人民智,读诗使人聪慧,演算使人精确,哲理使人深刻,伦理学使人有修养,逻辑修辞使人长于思辨”等名句都可以看作迁移
。
关于迁移的思想可追溯古希腊的柏拉图、亚里士多德时代,柏拉图的学园重视几何的学习并非因为几何学的实用价值,而是因为几何学可以训练学生的思考力,这是形式训练说的邹行。
英国学者JohnLocke第一次采用“迁移”(transfer)这个概念。
他认为要使一个人有良好的推理能力,一定要让他及早习惯于推理方法,籍与训练他的心智。
从理论上对迁移进行系统研究,始于18世纪中叶。
关于最早的学说是18世纪德国的官能心理学时期的形式训练
。
国外从19世纪末开始借助实验对迁移问题进行研究,很快引起广泛重视。
20世纪50年代以后,随着科学技术的不断发展,迁移的研究范围逐步扩大,对于知识迁移的过程、机制和影响条件等方面的研究,目前的研究已相当的成熟,然而,知识迁移理论的应用实践、在具体教学设计领域内研究、知识迁移理论、知识迁移理论在学科教学等方面相对贫乏。
我们认为,知识迁移理论在高中物理教学设计的应用研究还有很大的空间。
1.3问题研究的意义
知识迁移是解决问题、创新思维以及一些高级心理加工过程、发明和艺术创造等必须的核心能力,是学生完整的学习过程中必不可少的重要组成部分和期望出现的现象。
首先,知识迁移是学习者的经验得以概括化、系统化,形成一种稳定、整合的心理结构,从而更好地调解人的行为,并能动地作用于客观世界。
其次,知识迁移是向能力转化的关键,能力的形成一方面依赖于知识、技能的掌握,另一方面也依赖于所掌握知识技能的不断概括化、系统
。
因此,在学校学习背景下,人们普遍认为,无论在老师的教学设计中、课堂教学中都会发生迁移。
因此,知识迁移的研究十分重要,历来受到教学的工作者、学者和心理学家们的重视。
英国著名学者Singley&Anderson认为知识迁移的研究对所有综合性认知学习理论的一个严格的检验,他有助于深入揭示知识的本质及规律。
是学习理论建立的主要支柱。
知识迁移自我意义不仅在于它能给学习者带来事半功倍的学习效率,而且能够充分地发挥教学的有效作用。
著名心理学家Simons认为同过有目的、有计划、有规范的训练,学生可以学会如何见他们的知识和技能更好地迁移到实际工作中
。
事实上,古今中外的教育工作者们致力于对知识迁移的研究始终伴有这样的一种信念与追求,他们希望学生们的所有知识能够实现迁移,在一门的学习中,能把一个知识点向另一个知识点迁移;在学校的学习中,则是把一个年级所学的东西向另一个年级迁移,甚至会实现从学校到家庭以及学校到工作场所、到社会生活的迁移。
因此,在教学设计研究和教学实践中,“为迁移而教”成为当今的热门话题。
研究表明,有很多初中物理学习成绩很优秀的同学上高中以后物理成绩直线下滑,很多同学感觉物理是高中最难学的一门课,很多同学上物理课听的懂但不会解题,很多同学学习了物理知识但是不会解释生活中常见的物理现象等等。
为什么会出现这些情况呢?
这是因为高中物理相对于初中物理和其他学科来说虽然其他知识点不是十分繁杂,但是其逻辑性、连贯性、抽象性、应用性很强。
正是由于这些特点,我觉得研究知识迁移理论体系在高中物理教学设计应用很有意义的,将知识迁移理论体系渗透到高中物理教学设计,并从中找出影响高中物理知识迁移的因素。
以使对症下药,有效的提高高中物理教学质量。
普通高中物理课程标准明确指出课程目标是,学习者终身发展必备的物理基础知识和技能,了解这些知识与技能在生活、生产中的应用,关注科学技术的现状及发展趋势;学习科学探究方法,发展自主学习,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题;发展好奇心与求知欲,发展科学探索兴趣,有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神,有振兴中华,将科学服务于人类的社会责任感;了解科学与技术、经济与社会的互助作用,认识人与自然、社会的关系,有可能持续发展意识和全球观念。
由此,笔者认为研究知识迁移理论在高中教学设计的应用来架起知识迁移理论在高中物理教学之间的桥梁即可以加深对知识迁移进一步认识。
又可以带动物理学科教育的进一步发展,从而有效的实现新课标下的物理课程总目的。
第二章知识迁移理论与教学设计理论概述
2.1知识迁移理论
2.1.1定义
JamesM.Sawrey认为知识迁移是“在一种情景中技能、知识和理解的获得或态度的形式对另一种情景中的技能、知识和理解的态度的影响”
。
当代学者吉克和何利欧克研究表明,知识迁移的产生依赖于两个情景之间联系的建立
。
Dettemran,D.K和Stembegr,R.J说:
知识迁移发生的可能性直线取决于两情景之间的相似度
。
以Greeno等为代表,强调知识迁移的情境性,并提出了知识迁移的情境性理论,认为知识迁移问题主要说明在一种情景中学习去参与某种活动将如何影响在其他的不同情景中参与另一种活动。
Campione等研究者探讨了课堂情景对知识迁移的影响,强调通过交谈、给其他同学解释自己学习的东西在多种情景中,进行联系活动等措施,来加强合作学习,进而促进知识迁移
。
也有学者认为知识迁移是过去的学习经验对现在学习过程的影响或者现在的学习对学生将来学习的影响;或者认为知识迁移是先前学习的和技能对新知识进而技能学习与获得的影响。
我认为知识迁移是指一种学习情境下的学习对另一种学习情境下的学习的影响。
知识迁移不仅表现了先前的学习对后来学习的影响,而且变现为后继的学习对先前学习的影响,这种影响可以积极了也可以是消极的。
2.1.2知识迁移的分类
为了更好地理解和研究知识迁移,有必要对知识迁移从领域、方式、方向、效果等方面进行分类。
知识迁移的领域
从知识迁移发生的领域分为知识、动作技能、习惯态度等类型。
如知识领域的迁移,学习了电场知识,有助于电磁知识的理解;学习了重力势能就容易理解电势能;习惯态度的迁移,对学习物理精益求精的态度可以影响到对其他学科也持此态度。
知识迁移的方式
从知识迁移发生的方式可以分为特殊迁移和非特殊迁移。
特殊迁移是指某种学习的内容只向特定的范围内容发生迁移,如学习的牛顿运动定律只对宏观和低速运动物体迁移;非特殊迁移指某种学习的内容对广泛范围学习的迁移,一般而言,这种迁移多发生在学习态度、技巧、策略和方法等反面,物理学习中的刻苦拼搏精神可以广泛地迁移到所有的学习、工作和生活当中去。
知识迁移的方向
从知识迁移中先后发生影响的方向,可以分为顺向和逆向迁移。
先前学习对以后学习的影响称之为顺向迁移;后学习的内容对以前学习内容的影响称之为逆向迁移。
学习迁移的效果
从迁移发生的效果可以分为积极的和消极的迁移,或称之为正迁移和负迁移。
正迁移既是一种学习对另一种学习的积极影响,负迁移是一种学习对另一种学习的消极影响
。
2.1.3有代表性的三种知识迁移理论
在力图学习探讨知识迁移的本质,学习迁移发生的基础上形成了不同的知识迁移理论。
早期学习迁移理论主要有形式训练说、相同要素说、经验樊华说、关系转化说、知识定时说、分析概括说等。
受到当时时代背景和研究条件的限制,早期知识迁移观有共同的特征:
以动物的知识和人的简单知识解释有意义知识和高级知识,这种迁移存在简单化、机械化和表面化倾向。
但是,我们不能否认他们在知识迁移理论的贡献,如:
行为主义者依据刺激与反应之间的关系总结出了四条基本迁移规律至今仍具有价值。
这是我研究当代比较有代表性的三种知识迁移理论:
认知结构的迁移理论、产生式迁移理论和认知策略迁移理论。
认知结构的迁移理论
认知结构在广义上指学习者头脑的认知结构,即学习者的观念的全部内容和组织,狭义上指学生在某一学科的特殊知识领域内,观念的全部内容及组织。
每个人的认知结构各有特点,个人认知结构在内容和组织方面的特征称认知结构变量。
认知结构变量在迁移中的作用可以通过“先行组织者”加以实现。
“先行组织者”是教育学家苏伯尔于1960年首先提出的一个概念,指在认知结构中已有的,具有普遍意义的背景观念材料。
在教学中“先行组织者”可以促使学习者在其已知的材料和需要学习的材料之间架起一道桥梁,从而使学习者更有效地学习。
“先行组织者”可以分为两种:
“陈述行组织者”是为新的学习提供最适当的类属,他与新的学习是一种上位关系;“比较行组织者”是为了比较新材料和认知结构中相类似的材料,从而增加新旧知识之间的可辨性。
研究表明,陈述行组织者能输入一些适当的“组织者”到学习者的认知结构中,使认知结构的可利用性得到加强,从而促进了知识的迁移,对言语分析能力较低的学习者尤其有效。
巴恩斯的研究表明,利用“先行组织者”的被试的概念迁移增加百分数,按学习材料的不同达到16%~50%不等,并且“先行组织者”影响主要体现在知识获得及保持阶段。
产生式迁移理论
加拿大认知心理学家、信息加工心理学家安德森最先提出了产生式迁移理论
。
产生式迁移理论是针对认知技能的迁移提出的,其基本思想是:
前后两项学习任务之间产生迁移的原因是两项任务之间产生式的重叠。
重叠越多,迁移量就越大。
两项任务之间的迁移,是随其共有的产生式的多少而变化的。
该观点认为教材的选择需要考虑循序渐进的原则,先前学习的知识是后继学习的准备,后继学习是先前学习的延伸。
教材知识一般分为若干单元,先后两个单元应该有适当的重叠。
产生式是条件和行动的规则,学习者工作记忆中的内容构成条件,行动则包括外在的变化和头脑内的心理运算。
每一个产生式都包括一个条件表征和一个活动表征,但活动表征必须以条件表征的激活为基础。
产生质的形成必须使规则以陈述性知识的形式编入学习者原有的命题知识网络,并经过练习才能转化。
安德森等人对迁移进行了大量的研究后认为迁移的产生至少和两种因素有关:
一是迁移的数量和性质取决于两种学习之间的相关。
技能之间的迁移主要由两种任务的共有成分量决定的,但这种共有成分指的是两种任务的产生式法则。
二是知识的组织对产生式的获得与迁移有直接的影响,因为对知识的编辑是将陈述性知识转化为程序性知识的重要的学习阶段,知识的组织使许多小的产生式被一个高级的产生式所替代,相应的学习者可以较好地方法解决问题。
认知策略迁移理论
认知策略是认知科学的最新概念之一,认知策略可以理解为处理内部世界的能力,包括理解、信息编码、思维等策略
。
现代认知心理学的一个特点是强调认知策略和元认知在学习和问题解决中的作用,由此认为策略迁移理论越来越受到研究者的重视
。
该理论起源于贝尔蒙特的研究,它系统分析了涉及多种策略训练和被试的100项有关研究,但没有一项策略训练在迁移上获得成功。
研究者指出这100项研究没有一项要求学生对他们所运用的策略成功与否进行反思。
1982年贝尔蒙特等又评论了7项策略研究质量,这7项研究都要求被试对策略运用成功与否进行反思,结果六项获得了成功,这一研究引起了很多心理学家展开了类似的研究,研究结果表明,自我评价是策略迁移的一个重要因素。
加泰勒等对自我评价对策略迁移的影响的实验研究较有代表性。
研究对象为小学生,所教的策略是精加工策略,实验前对被试进行三种不同的自我评价训练,一组策略——用途组,受策略有效训练,二组为策略——情感组,要求他们评价使用某一策略是否开心,三组为不受任何训练组。
研究结果表明,经过策略的有效性自我评价训练的儿童能长期运用训练的策略,并能迁移到类似的情况中,而在其他训练下,策略训练只有短期的效果,评价性的策略教学有助于策略迁移
。
实践也表明,通过引导学生自我提问、自我评价、自我调节等元认知训练,让我们就会掌握有效的学习方法,并广泛地迁移到不同的学习情境中去。
2.2高中物理教学设计
中学物理教学设计的目的是通过优化教学过程达到提高教学效率的目的,它将有利于学生物理课程的学习。
2.2.1物理教学设计概述
中学物理教学设计是人们的设计思想在教学中的运用,也是设计的一种类型。
所谓物理教学设计是教师在一定的教学理念指导下,以物理教学理论为基础,运用系统的方法,为达成一定的教学目标,事先对教学活动进行的规划、安排与决策的过程。
通常的教学中多指物理课堂教学设计。
物理教学设计必须有确定的教学内容和教学目标
学习课程标准
国家课程标准是教材编写、教学、评估和考试命题的依据,是国家管理和评价课程的基础,应体现国家对不同阶段的学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的基本要求,规定各门课程的性质、目标、内容框架,提出教学和评价建议。
因而,教学设计的直接依据是课程标准。
从教学设计的角度来说,需要注意的是,学习课程标准不能只满足于表面上通读课程标准的字词语句,重要的是着重在领会课程标准提出的课程理念、课程的设计思路、课程标准提出的各项要求的内涵上下功夫。
这样才能体会到课程标准对教学的指导作用。
分析与钻研教材
教材是课程标准的具体体现,是教学内容的具体载体。
分析与钻研教材是对每个教师最基本的要求,是教学设计的首要任务,是教师顺利完成教学任务的基本条件。
教师钻研教材大致经过通读、精读两步。
通读教材是基础。
通读的目的是从整体上了解教材的体系与结构。
也就是教材章节的安排顺序,各章节重点知识(概念、规律)的选择与阐述方式,以及物理学的方法等。
精读是关键。
教师在精读教材中应反复推敲、深入考虑以下问题,以便做到透彻理解,融会贯通,灵活运用。
教学资源
在新课程背景下,教材不再是惟一的教学资源。
将教学资源的开发和利用纳入物理教学设计之中,可以为学生生动、活泼、主动地学习提供保证。
在物理教学中,教学资源的开发和利用应重视以下几个方面。
2.2.2如何对物理课堂教学进行设计
教学目标分析
教学目标分析,就是教师要对学生通过本节课的教学应达到的行为状态做出具体、明确的说明。
教学目标是期望学生在完成学习任务后达到的程度,是预期的教学成果,是组织、设计、实施和评价教学的基本出发点。
教学目标可分为长期目标和近期目标。
长期目标被称为教育目标,如“培养学生学习科学的热情等等,这些无法在具体教学中一次性实现,而是长期努力的方向。
近期目标被称为教学目标,这一目标,主要确定一节课教什么内容,通过哪些活动方式来学习。
教学目标尽可能用可观察和可测量的行为变化来作为教学结果的指标,并确定它们之间的层次关系。
正如加涅(GagneR.M.)在《教学设计原理》一书中所指出的那样,设计者开始任何教学,设计以前必须能回答的问题是“经过教学之后学习者将能做哪些他们以前不会做的事?
”或者“教学之后学习者将会有何变化?
”根据马杰和加涅的行为目标理论与技术,一般认为,一个完整、具体、明确的教学目标应该包括四个要素,即行为主体、行为活动、行为条件和行为标准。
例如,“力的图示”认知教学目标可陈述如下:
目标1:
能说出力的三个要素。
目标2:
对提供的实例,能用力的三个要素来分析力的作用效果。
目标3:
对提供的实例,能用力的图示法做出正确的图示。
教学内容分析
教学内容是教师完成教学任务、实现教学目标的主要载体。
教师对教学内容进行分析,就是要明确教师教什么、学生学什么。
对教学内容进行分析主要包括以下几个方面:
背景分析。
重点分析这部分知识发生、发展的过程,与其他知识之间的联系,以及它在社会生活、生产和科学技术中的应用。
功能分析。
主要分析这部分内容在整个物理教学中的地位与作用,以及对于培养和提高学生的科学素养所具有的功能和价值。
结构分析。
主要分析这部分内容知识与技能结构、过程与方法结构和情感态度与价值观结构,以及它们之间的关系和特点。
从而确定教学的重点。
资源分析。
主要对本节课可以利用的教学资源进行分析。
如实验条件、课件、习题等进行分析,以确定能否满足当前的教学需要。
学习者分析
一切教学活动都是为了学生,学生是学习的主体,满足学生的学习要求,从学生的实际出发是教师进行教学设计必须考虑的事情。
对学生进行分析,大体包括以下内容:
了解学生是否具有学习新内容所必需的知识和技能。
把学生的知识、技能可以分为已知的、半知的、未知的。
了解学生的生活概念或前科学概念。
了解学生对新内容的情感态度。
哪些学生能够适应,哪些学生不能适应。
了解学生对新内容的自我监控能力。
即了解学生在学习过程中“应该做什么”、“能够做什么”和“怎样做”。
教学策略设计
教学策略设计:
这是教学设计的中心环节。
此阶段的设计必须建立在教学目标、教学内容、学生分析的基础之上。
包括教学的组织形式、教学方法、学法指导、教学媒体设计。
教学的组织形式:
自主、合作、探究是符合新课程理念和教学目标要求的新的课堂教学组织形式。
这种新的课堂教学组织形式不能用以往的集体授课组织形式来替代。
所以,从座位的编排到小组成员的组合、从教材的运用到资源的开发过程、从学生的参与方式到教师的引导方式方法等都必须在教学组织设计时加以考虑和整合。
教学方法:
教无定法,教学有法。
面对多种多样的教学方法,哪些是教学设计是优先考虑的教学方法?
这些方法应该如何有机的结合在一起?
这些都是制定教学策略的基本问题。
从教学方法选择的指导思想上,应该建立和形成发挥学生主体性的多样化的学习方式,促进学生主动、富有个性的学习
从教学方法选择的原则上,应该根据教学目标、学生实际、教学内容、教师特点、教学资源、教学时间、教学技术条件等诸多因素来选择教学方法。
学法指导:
在学生的学习方式上,既要重视学生学习兴趣的培养和动机的激发,重视教学过程的情感化,还要考虑学生学习方式的养成,重视学生的学习能力和创造能力的培养。
教学媒体设计:
教学媒体设计包括怎样选择媒体、如何运用教学媒体以及在什么情况下运用的问题。
在选择教学媒体时,首先了解各种教学媒体的特性,然后根据教学内容的特点选择相应的媒体。
关于如何运用教学媒体以及在什么情况下运用的问题这是媒体设计的核心内容,设计者一定要明确所选用媒体是什么,要避免滥用媒体的现象出现。
教学过程设计
设计教学过程是教学设计的重要环节,是教师教学理念和教学思想的具体体现。
首先要将教学内容分解成若干个组成部分,并明确各组成部分的意义与作用,然后安排恰当的顺序进行组织。
一个完整的教学过程包括导入、新课和结尾三个环节。
必须指出的是,教学策略的设计与教学过程的设计往往是同时进行的不可分割的两个环节在教学过程设计中通常包含下表中的内容。
教学
时间
教学
环节
教学
目的
内容
呈现
教师
活动
学生
活动
教学媒
体使用
设计
意图
教学媒体设计
从历史发展的角度,可以将教学媒体分为传统教学媒体和现代教学媒体。
传统教学媒体
传统教学媒体是指教科书、黑板、粉笔、挂图、标本、模型、实验演示装置等。
传统教学媒体不是一成不变的,随着新材料新工艺的不断发展,传统教学媒体也在发生着变化。
如教科书内容呈现的方式,链接了许多信息和知识并配以光盘,使之与现代教学媒体靠近或者整合;黑板的磁性化,颜色的人性化(白板、绿板);无尘粉笔等。
现代教学媒体
现代教学媒体是随着电子技术和信息技术的发展而发展起来的,所以在我国也称之为电化教育媒体,如幻灯、投影、广播、录音、录像、电影、电视、计算机、电子白板等。
我国大众媒体系统特别关注教育教学信息的开发,有较多的教育教学频道,音像市场有许多的教学软件,这给师生提供了选择空间。
如果能有意识地利用大众媒体的教育资源,可以弥补学校现代教学媒体的不足。
媒体选择流程图
在综合考虑影响媒体选择的各种因素基础上,还需要一套具体的方法来选出合适的媒体,这里我们介绍一种流程图的方法。
流程图是在计算机算法程序基础上形成的一种媒体选择的方法,这种方法把选择过程分解成一系列有序排列的步骤,每一个步骤就是一个问题,每一个问题都紧跟着前一个问题,如此排列,构成流程图的形式。
设计人员通过对一个接一个
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