中学生物学教学设计的理论实践

习理论和教学理论为基础，运用系统论的
观点和方法，分析教学中的问题和需求从
而找出最佳解决方案的一种理论和方法。
教学设计的特点
1、教学设计是把教学原理转换成教学材料 和教学活动的计划。教学设计要遵循教学过 程的基本规律，选择教学目标，以解决“教 什么”的问题
2、教学设计是实现教学目标的计划性和决
策性活动。教学设计以计划和布局安排的形 式，对怎样才能达到教学目标进行创造性的 决策，以解决“怎样教”的问题。
•
斯金纳创立的操作性条件作用学说和强化理论
“刺激-反应-强化”理论 反应 + 强化 反应无强化 增强反应 减弱反应 • 强调了外在环 境对学习的影 响，主张运用 奖励和处罚
反应+惩罚
压抑反应
巴浦洛夫—华生的 经典条件作用：刺激的替代作用 桑代克的 联结主义理论：试误学习理论
斯金纳操作条件反射学说— 程序教学论
教学设计的特点
3、教学设计是以系统方法为指导。教学设
计把教学过程各要素看成一个系统，分析教 学问题和需求，确立解决的程序纲要，使教 学效果最优化。
4、教学设计是提高学习者获得知识、技能
的效率和兴趣的技术过程。教学设计是教育 技术的组成部分，它的功能在于运用系统方 法设计教学过程，使之成为一种具有操作性 的程序。
（3）让学习者拥有学习过程的主动权。教师不是 主观武断地控制学习过程，而为他们提供思维上的 挑战。
（4）为学习者提供有援学习环境。当他们 遇到问题或偏离方向时应给予有效的援助和 支持。 （5）鼓励学习者体验多种情境和验证不同 的观点。鼓励各种合作学习。个人理解的质 量和深度决定于一定的社会环境，可互相交 换想法，通过协商趋向一致。
主要观点： 一切行为都是 由反射构成，学习 主要在于形成条件 反射。 美国心理学家Skinner
操作学习：
斯金纳箱
Simple rewarding and small acts can condition complex behaviors.
上一步
错答
解释
提问
（刺激）
回答
（反应） 下一步
确认
（强化） 正答
方法 教学系统
结果 输出
输入
条件 变量 内容特点 教学目标
方法 变量 组织策略
结果 变量 教学效果
授递策略 学生特点 管理策略 实际约束
教学效率
吸引力
教学设计的系统观
教学大纲 教材 教学内容
讲授、答疑
教学方法
教学媒体 教学过程
教师
发问
学生
教师 教学进度
经验
才干
学生 学习同伴 学习材料 目标、方法 信息资源 学习媒体 学习工具 教材 教师 环境、资源设计 指导、管理方法 学生 指导、管理
教学设计的概念
国内学者认为：“教学设计是以获 得优化的教学效果为目的，以学习理论、 教学理论和传播理论为理论基础，运用 系统方法分析教学问题、确定教学日标、 建立解决教学问题的策略方案、试行解 决方案、评价试试结果，和修改方案的 过程。”
教学设计的概念
教学设计（Instructional Design, ID）也称作教学系统设计（Instructional System Design,ISD）是以传播理论、学
• 教学方法是与一定教学目标和任务相关的具体操 作程序，它规定了教学参与者在教学任务中的角色、 不同角色之间的相互关系以及每一角色的具体任务。
教学设计的模式
教学设计的模式分为三类：以系统理论作为 建构基础的过程模式；以学习和教学理论作为建 构基础的过程模式；以传播理论作为建构基础的 过程模式。 以学习和教学理论为建构基础的过程模式是 数量较多的一类模式，其特点是基于学习理论和 教学理论并用系统理论指导设计过程。这类模式 中有代表的有：迪克-凯瑞（W.Dick & L.Carey） 教学设计模式；梅里尔（M.D.Merrill）教学设 计模式；肯普（Jerrold E.Kemp）教学设计模式； 史密斯和雷根（P.L.Smith & T.J.Regan）的教 学模式。
中学生物学教学设计的
理论与实践
教
学
设
计
• 教学设计的概述
• 教学设计的特点 • 中学生物学教学设计的基本原理 • 中学生物课堂教学评价
教学设计的概念
心理学家加涅在《教学设计原理》 （1988年）指出“教学设计是一个系统 化（systematic）规划教学系统的过程。 教学系统本身是对资源和程序做出有利 了学习的安排。任何织织机构，如果其 目的旨在开发人的才能均可以被包括在 教学系统中。”
教学设计基本原理
学习理论与教学设计
学习的定义
广义的学习：指人类学习和 动物的学习 狭义的学习：指人的学习
刺激—反应学习理论
研究
认知学习理论
学习
学习理论
人本主义学习理论 信息加工心理学 建构主义学习理论
学习理论与教学设计
刺激—反应（行为主义）学习理论（S-R）
• 学习是明显的行为改变的结果，
能够由选择性强化形成的。 • 环境和条件，是学习的两个重要的因素。
教学设计基本原理 系统理论与教学设计
系统论认为系统即由相互作用和相互依 赖的若干组成部分结合成具有特定工的有机 整体。
达到一定教育、 教学目的 实现一定教育、 教学功能
教育教学组织形式
教育系统 （教学系统）
社 会
学习层次
教育系统
社 会
大 系 统
教学层次
大 系 统
管理层次 机构层次
教 育 系 统
条件
教与学的 活动 改
修
肯普教学系统开发模型
开发 前 期 研 究
设计
实施
终 结 性 评 价
形成性评价
尼文教学系统设计模型
设计分析
阶 段
设计选择和
决策阶段
选择和决策：
设计发展
阶 段
设计评价和
修改阶段
设计： 完成设计 产品
分析： 教 学 问 题 教学背景 学习任务 学习者
教学目标 设计策略
评价和 修改 形成性 评价 总结性 评价
影响传播效果的因素 信息质量，权威性，可靠性。 师生的传播技术、知识水平、心理因素。 传播媒体、内容、受者需要的配合程度。 传播时机，信息量的合适程度 传播环境、媒体本身的问题等。
戴 尔 的 “ 经 验 之 塔 ”
抽象的经验
观 察 的 经 验
做 的 经 验
两个著名心理实验(Treicher)
人类获取信息的来源:
（5）显式反应与即时反馈：课程中通常包含频繁的交 互活动，尽多地要求学生作出明显反应；当学生作出 反应时应立即给予反馈；
学习理论与教学设计
认知学习理论 （S-AT-R）
• • 学习是知觉的重新组织，是对所遇到 的环境条件的认知。 学习过程是信息的接收、加工、使用的过程 促进学习有两个条件：内在条件与外在条件 • 强调学习积极主动的过程 强调学习活动本身的内部强化作用
图2-5 程序教学的基本过程
程序教学法：
把教学内容分为具有联系的小步子 要求学生作出积极反应 及时的反馈和强化 因人而宜，自定步调 学生尽可能做出正确的反应，降低错误 率
行为主义教学设计原则
（1）规定目标：将教学期望明确表示为学生所能显 现的行为，—可观测的反应；
（2）经常检查：在课程的学习过程中经常复习和修 正，保证能够适当地形成预期的行为； （3）小步子和低错误率：将学习材料设计成一系列 小单元，使单元间的难度变化比较小，达到较低的错 误率； （4）自定步调：允许学生自己控制学习速度；
主动性 责任心 学习能力
教师
教 学 目 标
输入 部分
教师 内容 媒体 方法
X
学习者
Y
O
年龄
基础知识 非智力因素
输出 部分
学习态度
学习行为 认知程度
教 学 目 标
教
媒 体
学
师
教学活动
反
馈
生
学习反应
传播理论与教学设计
传播者 （谁） 教师 信息 (说什么) 教学内容 媒介、信道 （通过什么 途径） 教学媒体 传播（教学）信息反馈 受传者 (对谁说) 学生 传播效果 (产生何 效果) 教学效果
教学设计基本原理
应用系统方法 分析研究教学问题和需求 确立解决它们的方法和步骤 并对教学结果作出评价的 计划过程与操作程序

教学系统 三个设计层次 教学过程
教学产品
教学设计基本原理
理论基础------传播理论、学习理论、系统理论 和教学理论。 指导思想------系统科学方法论。 依据------对学习需求的分析。 任务------提出解决问题的最佳设计方案。 目的------使教学效果最优化。 内涵------调查、分析教学中的问题和需求； 确定目标； 建立解决问题的步骤； 选择相应的教学活动和教学资源； 评价其结果。
学科内容 结构
调整或完善 记忆结构操作
输入变量
过程变量
输出变量
认知教学理论的模型
认知主义的教学设计原则
• 将学习情景和教材性质解释清楚，便于学生 在学习情境中主动获得知识; • 材料的呈示应适合于学习者认知发展水平，按 由简到繁的原则来组织教学内容。由简化的整体 到复杂的整体； • 教师从事知识教学时，要配合学生经验将教 材适当组织； • 教材安排要考虑学生学习动机的维持。 • 学习者自定目标是学习的重要促动因素；
感觉信息
c
c
e 不成功
d
对照记忆 经验做检 验
主动建构 意义（试 验性） 成功
d
对照感觉 经验做检 验
f
意义的 理解 短时记忆
长时记忆
g
感觉经验
生成学习模式(M.C.Wittrock)
四大要素： 情景 建构主义 协作 会话 意义建构
六部分模型：
问题（疑问、项目、分歧）
相关实例（或个案） 信息资源 认知工具 会话与协作工具
视觉 听觉 嗅觉 触觉 味觉 83% 11% 3.5% 1.5% 1% 记忆持久性: 阅读 10%
听
看
20%
30%
听\看
说
50%
70%
视听教育研究实验
90 80 70
60
50 40 30 20 10 0 以听为主 以看为主 视听结合
3小时后
3天后
教学设计模式与教学方法
教学模式，又称教学结构，是在一定的 教育思想指导下建立的比较典型的、稳 定的教学程序或构型。 研究教育模式，有助于我们对复杂的教 育过程的组织方式作简要的表述，
教学模式
教学媒体 教学信息资源
考察：
产品可行 性
设 计 产 品
组织管理
写出评价计划
写出控制文档
设计动机
生物教学设计的影响因素
•
教师的专业素养 教师业务素质 教师的内隐理论
•
教师的学生观 学生是发展的人
信源
编码
信道
干扰 反馈
译码
信宿
7 W 模 式
Who Says what In which channel To whom 谁 说什么 通过什么渠道 对谁 教师或其他信息源 教学内容 教学媒体 教学对象即学生
With what Effect
Why Where
产生什么效果
为什么 在什么情况下
教学效果
教学目的 教学环境
奥苏伯尔的 意义学习论：讲解式教学
布鲁纳的 发现学习论：强调主动思考、 探索求知
布鲁纳：
特征：
• • • •
认知——发现
原则：
• • • • 动机原则 结构原则 序列原则 反馈原则
强调学习过程 强调直觉思维 强调内在动机 强调信息提取
学生现有 认知结构
信息纳入 认知结构 记忆结构 转化 学生显示 适当的/预期的 认知结构
学习理论与教学设计 建构主义学习理论
学习是学习者在一定的情景中，借助他人的 帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构方式 获得知识的过程。
同化：将新经验整合
建构知识意义 的具体机制 到已有经验的结构中， 使之一体化。
顺应：对原知识结
构作变化、调整、 重建 认知结构是通过“同化”和“顺应” 的不断循环，以丰富、提高和发展。
教学内 容分析
学习需 要分析
学习目 标编写
教学策 略设计
教学媒 体选择
教学媒 体设计
教学评价 （形成性 评价）
教学对 象分析
总结性 评价
迪克-凯瑞教学开发模型
修
成 性 评 学习评价 价 后勤服务
改
形
预测
课题任务 总目标 学生特征 学习需要 教学目的 优先和约束
总 结 学科内容 性
学习目标
评 价
教学资源
学习环境
社会背景支持
建构主义
支架式
多学科专题学习 合作调查学习
的教学方法：
抛锚式
认知学徒 随机通达
基于资源的独立学习
情景化教学
建构主义教学设计原则
（1）所有的学习活动都应该与大的任务或问题挂 钩。支持学习者发掘问题作为学习活动的刺激物， 使学习成为自愿的事。学习应有明确的目的性，学 以致用。
（2）设计真实的学习环境，应具有与实际情境相 近的复杂程度，避免降低学习者的认知要求。
杜威的经验性学习理论： 强调学习是建立在经验之上的 维果斯基的思想： 强调学习是在一定历史、社会文 化背景下进行的，社会为学习的发展起 到了支持和促进作用 皮亚杰学习理论： 强调学习是主体与客体间相互作 用的过程
a
与记忆 联系 有关的记 忆存储 归类进入 记忆
过去经验 的影响
b
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注意
持续的兴趣 选择性知觉