化学教学论答辩答辩ppt.ppt

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1、答答 辩辩 人：人：苗苗 宁宁专专 业：业：课程与教学论（化学）课程与教学论（化学）指导老师：指导老师：李广洲李广洲 教授教授中学生中学生“化学反应与能量化学反应与能量”学习进程的研究学习进程的研究南京师范大学硕士毕业论文答辩南京师范大学硕士毕业论文答辩本本论论文文主主要要内内容容1342问题的提出问题的提出相关理论梳理相关理论梳理结论与反思结论与反思实践研究过程实践研究过程20102010年，我国第八次公民科学素养调查结果年，我国第八次公民科学素养调查结果1.1.问题的提出问题的提出具备基本科学素养具备基本科学素养的仅占的仅占3.27%理科教育理科教育学习进程学习进程解解决决22.5%1.1

2、 1.1 学习进程的提出背景学习进程的提出背景学习进程的学习进程的萌芽萌芽学习进程的学习进程的萌芽萌芽古古代代近近代代Aristotle 教育要适应儿教育要适应儿童年龄阶段童年龄阶段Comenius（17世纪）世纪）要建立适应儿童要建立适应儿童年龄特征的学校年龄特征的学校教育制度教育制度Bruner（1960）螺旋式课程螺旋式课程Brown,Campione（1994）发展长廊发展长廊Carpenter,Lehrer（1999）认知导向教学认知导向教学 1.2 1.2 学习进程的研究现状学习进程的研究现状得到重视首次提出 2001年：NRC1报告“知道学生所知道”：”教育评价要整合学习进程的研

3、究”开发案例 2005年：NRC报告2：课程、教学与评价要相互联系，学习进程是实现这种效果的潜在工具Smith等：原子分子理论Catley等：进化Kennedy等：浮力Mohan等：碳循环2 2 K-12K-12年级理科学业成绩测试的设计年级理科学业成绩测试的设计1 1 NRCNRC：National Research CouncilNational Research Council美国国家研究理事会美国国家研究理事会注注：2.2.相关理论梳理相关理论梳理学习进程概概 念念教育价值教育价值本本 质质验验 证证特特 征征构构 成成构构 成成构构 成成 2.1 2.1 学习进程的概念学习进程的概念

4、学习进程（学习进程（Learning Progressions）是学生）是学生学习和调查研究一个学习和调查研究一个重要知识或实践领域重要知识或实践领域时，其思维随着时间时，其思维随着时间推移逐渐变得更加复推移逐渐变得更加复杂的一种假定描述。杂的一种假定描述。起点终点水平1水平2水平3水平4水平低水平高水平中间水平 2.2 2.2 学习进程的本质学习进程的本质序列序列“地图地图”位置位置下一步去哪儿？2.3 2.3 学习进程的构成学习进程的构成 目标表现目标表现 过程变量过程变量构成构成要素要素 成就层次成就层次 学习表现学习表现 评价评价 2.4 2.4 学习进程的特征学习进程的特征需要实践验

5、证基于对理科教育和认知心理学等的研究描述的是上下限之间的不同层次的成就有多种可能的途径关注有生成性的学科知识和实践依赖于教学 2.5 2.5 学习进程的验证学习进程的验证外推法外推法横向代表横向代表抽样法抽样法纵向代表纵向代表抽样法抽样法课堂干课堂干预法预法逻辑推逻辑推理法理法构建有效性结果有效性 2.6 2.6 学习进程的教育价值学习进程的教育价值学习进程学习进程促进促进课程标准课程标准评价评价教学教学教师专业化发展教师专业化发展 3.实践研究过程实践研究过程 4、结果分析、结果分析 3、访谈实施、访谈实施1、准备工作、准备工作2、问卷测试、问卷测试3.1 3.1 研究的准备工作研究的准备工

6、作对国外一个研究对国外一个研究对国外一个研究对国外一个研究案例的分析案例的分析案例的分析案例的分析 对国内相关内容对国内相关内容的整理的整理1 TIMSS：The Third International Mathematics and Science Study，第三次国际数学和科学研究，第三次国际数学和科学研究 学生回答中使用的概念和连接学生回答中使用的概念和连接的数目作为得分依据的数目作为得分依据使用来自使用来自TIMSSTIMSS1 1的的1010个题目个题目学习物理的学生知识整合层次学习物理的学生知识整合层次高于学习生物和地理的学生高于学习生物和地理的学生分析课程标准分析课程标准研究教

7、科书研究教科书 3.1 3.1 研究的准备工作研究的准备工作化学反应与能量概念图 3.2 3.2 问卷的编制与实施问卷的编制与实施问卷编制问卷编制试题试题选择选择高考题或高高考题或高考模拟题考模拟题征求一线征求一线教师意见教师意见宏观宏观 微观微观定性定性 定量定量理论理论 实践实践研究课程研究课程标准标准 3.2 问卷的编制与实施问卷的编制与实施被试选择与问卷测试的实施被试选择与问卷测试的实施年级年级被试被试总人数总人数/人人测试时测试时间间/min高一高一金陵中学金陵中学 扬子中学扬子中学49403712高二高二金陵中学金陵中学404040高三高三中华中学中华中学 扬子中学扬子中学1840

8、99 3.3 3.3 访谈的设计与实施访谈的设计与实施研究课程标准 征求中学化学教师意见参考国外访谈问题设计题目设计题目访谈实施访谈实施分层抽样分层抽样包含年级：初三包含年级：初三高三高三各年级人数：各年级人数：9人人 3.4 3.4 结果的讨论与分析结果的讨论与分析正答率 年级 高一高二高三对应人数/百分率%37/75.531/77.516/88.8题目序号：题目序号：1对化学反应吸热放热对化学反应吸热放热的宏观认识的宏观认识表表3.1 被试第被试第1题的正答率题的正答率“吸热反应和放热反应跟反应吸热反应和放热反应跟反应条件没有直接的关系条件没有直接的关系”“化学反应通常伴随能量变化化学反应

9、通常伴随能量变化”“焓变就是体系从外界吸收或放出焓变就是体系从外界吸收或放出的热量的热量Q”访谈摘录：访谈摘录：对对H与与Q不能区分不能区分 3.4 3.4 结果的讨论与分析结果的讨论与分析题目序号：题目序号：2对键能和反应热的对键能和反应热的定量认识定量认识 表表3.2 被试第被试第2题的正答率题的正答率“化学键断裂会放出能量，因为生化学键断裂会放出能量，因为生活中爆炸是产生能量的活中爆炸是产生能量的”访谈摘录：访谈摘录：正答率 年级 高一高二高三对应人数/百分率%25/51.038/95.017/94.4“水中的化学键为水中的化学键为H-OH”物质结构的物质结构的知识有欠缺知识有欠缺 3.

10、4 3.4 结果的讨论与分析结果的讨论与分析题目序号：题目序号：3对化学反应机理的对化学反应机理的理解理解 表表3.3 被试第被试第3题的正答率题的正答率访谈摘录：访谈摘录：正答率 年级 高一高二高三对应人数/百分率%15/30.633/82.518/100“化学反应放出的能量是由物质的化学反应放出的能量是由物质的性质决定的，与状态无关性质决定的，与状态无关”“物质的状态对化学反应中能量的物质的状态对化学反应中能量的变化影响较大变化影响较大”3.4 3.4 结果的讨论与分析结果的讨论与分析题目序号：题目序号：4化学能与热能之间化学能与热能之间的转化的转化 表表3.4 被试第被试第4题的正答率题

11、的正答率“水中氢键断裂，放出能量水中氢键断裂，放出能量”访谈摘录：访谈摘录：正答率正答率 年年级级高一高一高二高二高三高三（1）对应对应人数人数/百分率百分率%19/38.827/67.514/77.8（2）对应对应人数人数/百分率百分率%12/24.525/62.513/72.2“水蒸发吸热，所以加水后放出的水蒸发吸热，所以加水后放出的总能量减少总能量减少”“水汽化吸热，促进反应向右移动，水汽化吸热，促进反应向右移动，所以燃烧地更旺所以燃烧地更旺”3.4 3.4 结果的讨论与分析结果的讨论与分析题目序号：题目序号：5对化学反应与能量对化学反应与能量的综合理解的综合理解表表3.5 被试第被试第

12、5题的正答率题的正答率 正答率 年级高一高二（1）对应人数/百分率%32/65.331/77.5（2）对应人数/百分率%3/6.1223/57.5（3）对应人数/百分率%43/87.840/100（4）对应人数/百分率%36/73.539/97.5（5）对应人数/百分率%15/30.626/65.0 正答率 年级高三（1）对应人数/百分率%15/83.3（2）对应人数/百分率%18/100（3）对应人数/百分率%6/33.34 4 结论与反思结论与反思中学生中学生“化学反化学反应与能量应与能量”学习学习进程的构建进程的构建关于关于“化学反应化学反应与能量与能量”的叠波的叠波动态模型动态模型不同

13、年级的学生不同年级的学生所能达到的成就所能达到的成就水平层次倾向水平层次倾向相关教学与评价相关教学与评价建议建议反思反思不足不足4.1 4.1 叠波动态过程模型叠波动态过程模型图图4.1 关于关于“化学反应与能量化学反应与能量”概念发展的叠波动态过程模概念发展的叠波动态过程模型型4.2 4.2 中学生中学生“化学反应与能量化学反应与能量”学习进程学习进程水平水平1：学生对化学反应与能量的认识停留在感受到的宏观经验或直觉：学生对化学反应与能量的认识停留在感受到的宏观经验或直觉 水平水平2：学生利用物质的分类及性质、化学反应条件或现象初步认识：学生利用物质的分类及性质、化学反应条件或现象初步认识化

14、学反应中的热量变化规律化学反应中的热量变化规律水平水平3：学生通过反应物和生成物的总能量之间的关系和化学键理论：学生通过反应物和生成物的总能量之间的关系和化学键理论预测化学反应中的能量变化规律，理解能量变化的本质预测化学反应中的能量变化规律，理解能量变化的本质 水平水平4：学生意识到能量守恒，能进行化学能与热能、电能之间的转：学生意识到能量守恒，能进行化学能与热能、电能之间的转化，理解能量转化的过程化，理解能量转化的过程 水平水平5：学生深入理解发生能量转化的化学反应本质，可以利用焓变、：学生深入理解发生能量转化的化学反应本质，可以利用焓变、盖斯定律对化学反应能量进行量化，掌握原电池、电解的原

15、理及其盖斯定律对化学反应能量进行量化，掌握原电池、电解的原理及其应用应用水平水平6：学生可以利用化学反应与能量之间的关系解决复杂的化学问：学生可以利用化学反应与能量之间的关系解决复杂的化学问 题，知识点之间能够互相联系，融会贯通，对同一现象进行多重表题，知识点之间能够互相联系，融会贯通，对同一现象进行多重表征，灵活地在三个表水平征之间进行联系和转换征，灵活地在三个表水平征之间进行联系和转换 低低高高 4.3 4.3 不同年级学生所能达到的成就水平层次倾向不同年级学生所能达到的成就水平层次倾向图图4.2 各年级学生达到的水平层次倾向各年级学生达到的水平层次倾向 4.4 4.4 相关教学与评价建议

16、相关教学与评价建议教师要注意两个方面的结合：教师要注意两个方面的结合：微观角度进行的微观角度进行的理论性解释理论性解释宏观事实归纳出的宏观事实归纳出的规律性认识规律性认识教师要运用恰当的工具和策略，帮助学生形成：教师要运用恰当的工具和策略，帮助学生形成：微粒观微粒观能量守恒能量守恒世界观世界观 4.5 4.5 反思不足反思不足未考虑教学类型未考虑学生到达过程中的速度差别未对提出的学习进程进行结果有效性的验证实证的样本容量较小 参考文献参考文献1 韦斯林,贾远娥.学习进程:促进课程、教学与评价的一致性J.全球教育 展望,2012(9).2 李广洲.化学教育统计与测量导论M.南京:南京师范大学出版

17、社,1998.3 刘知新.化学教学论M.北京:高等教育出版社,2004.4 韦斯林,贾远娥.美国教育科学研究新动向及启示以“学习进程”促进课程、教学与评价的一致性J.课程教材教法,2010(10).5 毕华林,黄婕.化学学习中“宏观-微观-符号”三重表征的研究J.化学教育,2005(5).6 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验）S.北京:人民教育出版社,2003.7（美）国家研究理事会,戢守志等译.国家科学教育标准S.北京:科学技术文献出版社,1999.8 梁宁建.当代认知心理学M.上海:上海教育出版社,2003.9 车文博,万云英.学习心理学M.吉林:吉林教育出版社,1990.

18、10 陈琦,刘儒德.当代教育心理学M.北京:北京师范大学出版社,2007.11 王海燕.化学用语中的“宏观-微观-符号”三重表征研究D.广州:华南师范大学,2009.12 李玲,李广洲.原子结构相关化学概念学习的个案研究J.化学教育,2010(8).13 钟永辉.“化学能与热能”教学设计J.化学教育,2010增刊.14 黄都等.高中化学课程实施与案例分析M.桂林:广西师范大学出版社,2007.15 盛珊珊.新课改下的化学课堂教学由化学反应与能量一章引发的思考J.新课程,2010(1).16 李蓉.“化学能转化为电能”的创新教学设计J.中学化学教学参考,2009(8).17 支瑶,王磊.基于促进

19、学生科学素养发展的高中化学新课程教材研究北师大“新世纪”（鲁科版）化学反应原理模块教材分析J.中学化学教学参考,2009(10).18 冷燕平.高中化学教材的研究和编制人教版化学反应原理模块的设计思想J.中学化学教学参考,2009(3).19 王祖浩.为不同能力倾向学生科学素养的发展奠定基础高中化学选修课程内容分析及教学建议（续）J.中学化学教学参考,2008(11).20 人民教育出版社课程教材研究所.普通高中课程标准实验教科书必修2M.第3版.北京:人民教育出版社,2007.21 人民教育出版社课程教材研究所.普通高中课程标准实验教科书化学反应原理M.第3版.北京:人民教育出版社,2007

20、.22 宋心琦.高中化学课程标准指导下的理论教学问题J.化学教学.2010(6).23 梁永平.中学化学教学论M.北京:北京师范大学出版社,2010.24 Corcoran,T.,Mosher F.A.,&Rogat A.Learning progressions in science:an evidence-based approach to reform R.Consortium for Policy Research in Education,Philadelphi,2009.参考文献参考文献25 Duncan,R.G.&Hmelo-Silver C.E.Learning progres

21、sions:aligning curriculum,instruction,and assessmentJ.Journal of Research in Science Teaching,2009,46(6):606-609.26 Smith,C.,Wiser,M.,Anderson,C.W,&Krajcik,J.Implications of research on childrens learning for standards and assessment:a proposed learning progression for matter and the atomic molecula

22、r theoryJ.Measurement,2006,4(1&2):1-98.27 National Research Council(NRC).Knowing what students know:the science and design of educational assessment M.Washingt on:National Academies Press,2001.28 Alonzo,A.C.,&Steedle,J.T.Developing and assessing a force and motion learning progression.Science Educat

23、ion,2009,93(3):389-421.29 Kennedy,C.A.&Wilson M.Using progress variables to interpret student achievement and progressR.BEAR Technical Report.Berkeley Evaluation&Assessment Research(BEAR)Center,Berkeley,2007:1-53.30 on learning progressions C.Learning Progressions in Science Conference,Iowa,2009.31

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25、cience Teaching,2005,45(5):554-573.33 Xiufeng Liu,Anne McKeough.Developmental growth in students concept of energy:analysis of selected items from the TIMSS database J.Journal of Research in Science Teaching,2005,42(5):493-517.34 Liu,X.Elementary to high school students growth over an academic year

26、in understanding the concept of matter J.Journal of Chemical Education,2007,84(11):1853-1856.35 Liu,X.and Lesniak K.M.Students progression of understanding the matter concept from elementary to high school J.Science Education,2005,89(3):433-450.36 Mohan,L.,Chen J.,and Anderson C.W.Developing a multi

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35、g a proposed learning progression for developing understanding of evolution.Paper commissioned for the Committee on Test Design for K-12 Science Achievement R.Center for Education,National Research Council,2005.52 Lee,Liu.Assessing learning progression of energy concepts across middle school grades:

36、the knowledge integration perspective J.Science Education,2010,94(4):665-688.53 Wiser,M.,Smith,C.L.,Asbelle-Clark,J.,&Doubler,S.Developing and refining learning progression for matter:The inquiry project:Grades 3-5R.Paper presented at the Annual Convention of the American Educational Research Association:San Diego,CA.2009.致致 谢谢 感谢导师李广洲李广洲教授，论文的选题、开题、实际研究过程以及最后的论文定稿，每一步都离不开李老师高屋建瓴的指导和悉心的帮助。感谢课程与教学论组的所有老师，感谢马宏佳、邱道骥、马宏佳、邱道骥、任红艳、龚正元、程萍任红艳、龚正元、程萍等老师在我研究生期间的理论学习上给予的指导。特别感谢金陵中学的江敏江敏老师、朱旭文朱旭文老师，中华中学的蒋腊梅蒋腊梅老师，扬子中学的李玲李玲师姐在实证方面提供的支持和帮助。感谢参与论文评审和答辩的专家和老师评审和答辩的专家和老师，感谢你们在审阅和答辩过程中付出的辛勤劳动。Thank you!