认知科学与学科教学.
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认知科学与学科教学
--------从理论到实践(1)
-2-
一、数学 Making it Meaningful
讨论
回顾从小到大学习数学的经 历，在哪些知识点你曾受到 过挫折？
-3-
• 异面直线，数学归纳法，中值定理
–北航史珩
-4-
几个难点
• 比较概念 Mental number line • 多位数减法 BUGGY (Brown, Burton, Van Lehn) mapping instruction (Resnick) • 文字题 Jasper series (Bransford) • 几何题 GPTutor (John Anderson)
- 14 -
• An ill-defined problem is one for which there is no ready-made, best initial representation and no standard solution method.
尝试
你能够用上堂课介绍的人 类认知结构模型，来解释写作 的过程机理吗？
-5-
数学教学存在的问题
• 只知其然，不知其所以然 • 死记硬背计算,而不做推理 • 具备了解决标准题目的计算能力，但是 缺乏高级数学理解力，所以不能在新的 环境下应用这种技能
-6-
数的概念建立
• 7个月大，知道物件数目的差别 • 2岁半，话中带有数字 • 3岁，能数有几只狗，但不知道数得对不 对 • 4岁，知道是否数对了， • 5岁，知道比较大小 • 将数数和比大小结合起来完成简单加法
- 10 -
- 11 -
二、写作教学 Transforming Knowledge
你是怎样写作的？
• 想清楚要写什么 • 组织思路 • 选择合适的词汇表达想法 Knowledge Telling VS. Knowledge Transforming
- 12 -
学校写作的现状
• 学校文化促进了knowledge telling的盛 行，目的是展示学到了什么，而不是自 己认为学到了什么 • 学生的写作策略基于以前的写作经历， 不太注意写作作业的要求
Planning Organizing Goal Setting 新手专家 无区别 Generating Translating Reviewing Evaluating Revising
MONITOR
术语
• Rhetorical knowledge refer to this how-to writing knowledge, such as snappy openings, figurative language, direct quotes, avoiding the passive voice… • Rhetoric is the study of the principles and rules that govern effective speaking and writing. • Rhetoric categories: key point ,purpose, audience, text convention • Task representations the initial representations of writing problems
- 20 -
- 21 -
• 教写作不是教做菜 --- 给你菜谱,然后尝你做的菜 • 教写作要分析写作过程的要素和之间的关 系
–产生内容：长期记忆中检索，要会根据阅读 对象取舍，要舍得剪枝 –有效组织：不是按照想到的顺序写出来 –设定评价写作质量的目标
儿童写作的发展历程
• 小孩：立即就写，想到什么写什么，不改（象 谈话一样） • 10岁，发现题目文字可以做记忆检索词，计划 和成文没有多少差别 • 14岁，计划由表达可能采用思路的短语组成， 明显不同成文，顺序也有变化 • 17岁，计划中有明显的结构特征，很注意内容 的组织(Knowledge-driven planning) • 优秀写手的计划中关于内容的较少,较多 rhetorical planning
- 16 -
Task Environment
•From long term memory
•New symbol structures created in working memory
Output -- actions --utterances
-- Factual knowledge
Hayes-Flower Model
你能找出出错的规律吗?
① 930 -563 433 637 -415 222
326 -117 211
515 -204 311 707 -139 538
542 -389 247
731 -452 ???
-9-
②
427 -293 234
602 -327 225
602 -437 265
326 -117 209
Task Environment
The rhetorical problem Topic Audience exigency
THE WIRTER’S Long Term Memory
TEXT PRODUCED SO FAR
- 17 Knowledge of Topic Audience Writing Plans Wring Processes in Working Memory
– 专家最初对问题的表达如何影响其成文 – TASK ENVIRONMENT = 题目要求+写完的文字+写 作时的社会文化背景
- 24 -
教师培训
资源（组成数据库）： • 学生写作的作品 • 录像带 过程 1.教师分组分析研究学生案例，诊断其literacy problem 2.然后运用他们所知道的有关认知、元认知、学 习和literacy的知识，讨论针对这个问题课堂 应该怎么处理
- 13 -
写作
• Writing is solving ill-defined problems:
Make tentative choices about what to say, who my audience might be, and how to organize the content for that audience
-7-
Mental number line
1
向上数
一个 两个 向下数
2
向上数
向下数
3
向上数
三个 向下数
4
向上数
四个 向下数
-8-
ຫໍສະໝຸດ Baidu
触摸
下一个 数量= +1
触摸
下一个 数量= +1
触摸 下一个
数量= +1
触摸
下一个 数量= +1 -1
-1
-1
-1
32%6岁因为没有建立这 种表示，会数数，但不会 说出差多少
802 -396 506
402 -123 229
307 -168 ???
504 -199 ???
③
☓ ☓
Jasper 和GPTutor现象比较
• • • • • 没有人将研究、公司、学校联合起来 设备要求影响普及（价格） 教学内容 认为文字题比几何重要 老师适应性（设备，角色变化） SELF-PACED 教学与学校文化的冲突问题
- 25 -
技术支持的落脚点
现象： • 学生写作很少做计划 • 很少设定rhetorical representations 原因： • 学生具备RR知识, 但是在计划的时候不会自发 地运用 解决办法：building Rhetorical Representation 案例：Collaborative Planning(Flower):写作提示 OISE’s CSILE：写作对象 better thinker and learners === better writers
- 26 -
• 写作教学从注重 product 到注重 process， 立 刻深入人心 • 1980 – 1990 NAEP 学生写作没有变化 Why? • 肤浅地理解模型：planning-translatingreviewing 为prewriting-writing-rewriting • 早期的认知模型不够细,不足以指导教学
- 22 -
新手和专家的区别
新手 专家 没有区别的地方 • topic knowledge •Generate content 表面计划，只写自己 Rhetorical experts,以此 知道的 设定目标，解决问题 不会选择内容 灵活筛选 内容组织较弱 按目标写作
- 23 -
认知写作模型发展
- 15 -
The human cognitive architecture
Working Memory Metalevel Processes •Planning Problem •Mentoring •Evaluation Active Representations •From environment Long Term Memory Metacognitive Knowledge and Skills Procedural Knowledge (production rules) Schema Knowledge -- word knowledge
- 18 -
你会怎样教写作？
按照信，达，雅的程序。 首先要能条理分明的清楚表意。（通过 写提纲来锻炼） 然后一边背诵，研习名篇经典，一边练 笔，锤炼语言。（先达后雅） 最后，反复修改习作。
• 谭敏讷
- 19 -
你会怎样教写作？
• • • • • • Collects information Organizes it Writes a draft Revise Finishing one process Starting the next one
--------从理论到实践(1)
-2-
一、数学 Making it Meaningful
讨论
回顾从小到大学习数学的经 历，在哪些知识点你曾受到 过挫折？
-3-
• 异面直线，数学归纳法，中值定理
–北航史珩
-4-
几个难点
• 比较概念 Mental number line • 多位数减法 BUGGY (Brown, Burton, Van Lehn) mapping instruction (Resnick) • 文字题 Jasper series (Bransford) • 几何题 GPTutor (John Anderson)
- 14 -
• An ill-defined problem is one for which there is no ready-made, best initial representation and no standard solution method.
尝试
你能够用上堂课介绍的人 类认知结构模型，来解释写作 的过程机理吗？
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数学教学存在的问题
• 只知其然，不知其所以然 • 死记硬背计算,而不做推理 • 具备了解决标准题目的计算能力，但是 缺乏高级数学理解力，所以不能在新的 环境下应用这种技能
-6-
数的概念建立
• 7个月大，知道物件数目的差别 • 2岁半，话中带有数字 • 3岁，能数有几只狗，但不知道数得对不 对 • 4岁，知道是否数对了， • 5岁，知道比较大小 • 将数数和比大小结合起来完成简单加法
- 10 -
- 11 -
二、写作教学 Transforming Knowledge
你是怎样写作的？
• 想清楚要写什么 • 组织思路 • 选择合适的词汇表达想法 Knowledge Telling VS. Knowledge Transforming
- 12 -
学校写作的现状
• 学校文化促进了knowledge telling的盛 行，目的是展示学到了什么，而不是自 己认为学到了什么 • 学生的写作策略基于以前的写作经历， 不太注意写作作业的要求
Planning Organizing Goal Setting 新手专家 无区别 Generating Translating Reviewing Evaluating Revising
MONITOR
术语
• Rhetorical knowledge refer to this how-to writing knowledge, such as snappy openings, figurative language, direct quotes, avoiding the passive voice… • Rhetoric is the study of the principles and rules that govern effective speaking and writing. • Rhetoric categories: key point ,purpose, audience, text convention • Task representations the initial representations of writing problems
- 20 -
- 21 -
• 教写作不是教做菜 --- 给你菜谱,然后尝你做的菜 • 教写作要分析写作过程的要素和之间的关 系
–产生内容：长期记忆中检索，要会根据阅读 对象取舍，要舍得剪枝 –有效组织：不是按照想到的顺序写出来 –设定评价写作质量的目标
儿童写作的发展历程
• 小孩：立即就写，想到什么写什么，不改（象 谈话一样） • 10岁，发现题目文字可以做记忆检索词，计划 和成文没有多少差别 • 14岁，计划由表达可能采用思路的短语组成， 明显不同成文，顺序也有变化 • 17岁，计划中有明显的结构特征，很注意内容 的组织(Knowledge-driven planning) • 优秀写手的计划中关于内容的较少,较多 rhetorical planning
- 16 -
Task Environment
•From long term memory
•New symbol structures created in working memory
Output -- actions --utterances
-- Factual knowledge
Hayes-Flower Model
你能找出出错的规律吗?
① 930 -563 433 637 -415 222
326 -117 211
515 -204 311 707 -139 538
542 -389 247
731 -452 ???
-9-
②
427 -293 234
602 -327 225
602 -437 265
326 -117 209
Task Environment
The rhetorical problem Topic Audience exigency
THE WIRTER’S Long Term Memory
TEXT PRODUCED SO FAR
- 17 Knowledge of Topic Audience Writing Plans Wring Processes in Working Memory
– 专家最初对问题的表达如何影响其成文 – TASK ENVIRONMENT = 题目要求+写完的文字+写 作时的社会文化背景
- 24 -
教师培训
资源（组成数据库）： • 学生写作的作品 • 录像带 过程 1.教师分组分析研究学生案例，诊断其literacy problem 2.然后运用他们所知道的有关认知、元认知、学 习和literacy的知识，讨论针对这个问题课堂 应该怎么处理
- 13 -
写作
• Writing is solving ill-defined problems:
Make tentative choices about what to say, who my audience might be, and how to organize the content for that audience
-7-
Mental number line
1
向上数
一个 两个 向下数
2
向上数
向下数
3
向上数
三个 向下数
4
向上数
四个 向下数
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
触摸
下一个 数量= +1
触摸
下一个 数量= +1
触摸 下一个
数量= +1
触摸
下一个 数量= +1 -1
-1
-1
-1
32%6岁因为没有建立这 种表示，会数数，但不会 说出差多少
802 -396 506
402 -123 229
307 -168 ???
504 -199 ???
③
☓ ☓
Jasper 和GPTutor现象比较
• • • • • 没有人将研究、公司、学校联合起来 设备要求影响普及（价格） 教学内容 认为文字题比几何重要 老师适应性（设备，角色变化） SELF-PACED 教学与学校文化的冲突问题
- 25 -
技术支持的落脚点
现象： • 学生写作很少做计划 • 很少设定rhetorical representations 原因： • 学生具备RR知识, 但是在计划的时候不会自发 地运用 解决办法：building Rhetorical Representation 案例：Collaborative Planning(Flower):写作提示 OISE’s CSILE：写作对象 better thinker and learners === better writers
- 26 -
• 写作教学从注重 product 到注重 process， 立 刻深入人心 • 1980 – 1990 NAEP 学生写作没有变化 Why? • 肤浅地理解模型：planning-translatingreviewing 为prewriting-writing-rewriting • 早期的认知模型不够细,不足以指导教学
- 22 -
新手和专家的区别
新手 专家 没有区别的地方 • topic knowledge •Generate content 表面计划，只写自己 Rhetorical experts,以此 知道的 设定目标，解决问题 不会选择内容 灵活筛选 内容组织较弱 按目标写作
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认知写作模型发展
- 15 -
The human cognitive architecture
Working Memory Metalevel Processes •Planning Problem •Mentoring •Evaluation Active Representations •From environment Long Term Memory Metacognitive Knowledge and Skills Procedural Knowledge (production rules) Schema Knowledge -- word knowledge
- 18 -
你会怎样教写作？
按照信，达，雅的程序。 首先要能条理分明的清楚表意。（通过 写提纲来锻炼） 然后一边背诵，研习名篇经典，一边练 笔，锤炼语言。（先达后雅） 最后，反复修改习作。
• 谭敏讷
- 19 -
你会怎样教写作？
• • • • • • Collects information Organizes it Writes a draft Revise Finishing one process Starting the next one