学习科学与教育技术授课教案

学习科学与教育技术授课教案内容摘要：

学会生存》和《德洛尔报告》则被世界公认为当代教育思想发展中的两个里程碑。 它彻底改变了以传授知识为主的旧教育模式，强调从小培养自主学习的能力和自我评价的能力，更加注重对学习兴趣和良好行为习惯与情感态度的培养，更加注重对健康个性的培养和创造潜能的开发，由此将以往紧张单调的学校生活转化为轻松和谐、丰富多彩的校园文化。 （ 1） 学 习不仅包括知识、技能的学习，还包括情感、态度、方法、道德品质和行为习惯的学习。 （ 2） 学习是个体性与社会性的统一。 （ 3） 学习的形式和途径多样。 （ 4） 学习是人全身心参与的活动。 （ 5） 学习是一个动态过程。 （ 6）拓展学习的时空观。 （ 7）注重学习活动的创造性。 （８）学习者是学习的主人。 思考题： 1．如何理解教育学视野中的学习定义。 怎样把经验中的学习概念提升为科学的学习概念。 2．行为主义学习理论的基本观点是什么。 学生在学习中可借鉴哪些观点。 3．认知主义学习理论的基本观点是什么。 它与行为主义理论的根 本分歧何在。 4．人本主义学习理论的基本观点是什么。 它对学生的学习有何重要意义。 5．建构主义学习理论的基本观点是什么。 它对学生的学习有何启发。 6．当前大学生的学习存在哪些问题。 联系实际研究如何推动和促进大学生学习观念的更新。 参考书目： ：《程序教学与教学机器》，人民教育出版社， 1979 年版。 ：《发生认识论原理》，商务印书馆， 1981 年版。 ：《论教学的若干原则》，《教育研究》， 1979 年。 ：《教育过程》，文化教育出版社， 1982 年。 ：《当代认知 心理学》，上海教育出版社， 2020 年版。 ：《谢切诺夫选集》，人民出版社， 1957 年版。 ：《西方近代心理学史》，人民教育出版社， 1982 年版。 ,王文静，乔连全等译：《美国课程与教学案例透视 —— 贾斯珀系列》，华东师范大学出版社， 2020 年版。 ：《学习策略研究》 人民教育出版社 1999 年版 ：《大学心理学》 北京师范大学出版社 2020 年版 第三 单元 人是如何学习的 教学目的与要求 通过学习本章，了解 专家的学 习智慧，专家与新手在认知与学习上的差异；掌握 基于认知科学的信息加工学习理论及其脑科学基础，当代建构主义学习理论 ； 理解元认知的内涵与元认知能力培养的策略。 教学重点与难点 重点： 认知科学的信息加工学习理论及其脑科学基础，当代建构主义学习理论；元认知的内涵与元认知能力培养的策略 难点： 专家与新手在学习与认知上的差异 教授课时： 14 学时 教学内容 一、 让学习科学的前沿探索进入大学生学习的课堂 （一） 学习科学主题的时代转变 以往学习科学的研究主要是在心理实验中展开的，许多研究对象是动物，现在的研究对象是人 以往 多数 研究是基于抽象的、规则的、便于研究的、远离实际的问题与情境（如河内塔问题、渡河问题、 16张牌问题等），因此所获得的成果难以运用到学校教育情境之中。 但是近 20 多年来，认知科学的前沿探索不仅吸引了神经科学、社会学、人类学、教育学等众多学科的加盟，而且越来越关注教学改革第一线教师和学生所提供和积累的宝贵经验。 （二） 专家学习智慧的发现 专家之所以成为专家，最根本的原因在于，他在自己的专业领域里具有比别人更强的信息加工能力与学习能力。 专家与新手为什么会存在如此之大的差异。 其原因是专家运用的是与新手完全不同的识别 — 记忆模式。 （三 ）专家与新手在认知与学习上的差异 、模式识别的差异 、思维加工和深度解读能力的差异 专家与新手问题解决比较： 专家在问题解决中的特征 新手在问题解决中的特征 有关于某专门领域的大量陈述性知识和丰富的图式 某领域陈述性知识较少，图式相对贫乏 在图式中有组织良好的、高度联系的知识单元，表征问题而不是搜寻问题解决策略 在图式中有散乱的、联系松散的知识单元，搜寻问题解决策略而不是决定如何表征问题 根据问 题结构的相似性发展问题的熟悉表征 根据问题表面的相似性形成相对贫乏的问题表征 从已有的信息出发，运用策略去寻找不知道的但有利于问题解决的信息 从不知道的信息出发，往回寻找可以运用的已知信息 根据问题解决策略的精致图式选择策略，只有在处理不寻常、不规则问题时在运用手段 —— 目的的分析作为备用策略 经常使用手段 —— 目的分析作为处理大多数问题的策略 图式中有大量与专门领域相关的问题策略的程序性知识 图式包含相对较少的与专门领域相关的问题解决策略的程序性知识。 问题解决策略中的步骤顺序形成了自动化 问题解决 的策略中，很少或几乎没有任何步骤顺序的自动化。 问题解决速度比较快 问题解决速度相对较慢 能够准确预测待解决的问题的难度 不能够准确预测待解决的问题的难度 能有效监控问题解决的策略与过程 不能有效监控问题解决的策略与过程 问题解答准确性高 问题解决准确性低 当问题与问题表征出现矛盾时，能够在适当的策略上表现出灵活性 当问题与问题表征出现矛盾时，适当的策略运用表现出的灵活性较差 二、 感觉与记忆的重新解读 — 学习入口处的重大发现 （一）认知科学的信息加工理论 体性和内在结构 （二）加涅信息加工理论的学习模型 图 31 学习与记忆的信息加工模型 加工系统又叫操作系统，由感受器、感觉登记器、工作记忆（又叫短期记忆）、长期记忆、反映发生器、效应器构成。 学习者从外部环境中接受刺激从而激活感觉器官，感觉器官再将刺激转换成神经信息，这一信息进入一个叫做感觉登记器的结构，信息在这里保持极短的时间，大约只有 1 秒甚至只有几分之一秒的时间，这一阶段，绝大多数信息未受到注意，一小部分信息被注意选择， 转换成学习者可以辨别的样式（比如书本上的符号或图形等），进入短期记忆（相当于电脑的内存）。 进入短期记忆的言语信息，存储的形式有两种：（ 1）听觉形式，即信息是学习者从自己内部听到的；（ 2）发音形式，即学习者听到自己在陈述信息。 信息从短期记忆到达长期记忆（相当于电脑的硬盘），这里有一个最为关键的环节就是编码。 经过工作记忆加工的信息，便传导到反应发生器，这一结构首先决定着人们反应的基本形式，包括语言、躯体肌肉的活动等；其次，决定着它们行为表现的执行控制 预 期 效应器 反应发生器 感受器 感觉登记器 短期记忆 环 境 常 期 记 忆 方式，所要完成的行为动作中的运动顺序和时间；接着开始激活效应器， 这就产生了我们可以从外部观察到的活动方式。 在信息加工的过程中，还有着一个非常重要的过程，即“执行控制”，如上图所示，它不与任何一个操作过程直接相连，对整个加工系统进行调节和控制。 预期系统主要起定向作用，是信息加工过程的动力系统，它也不与操作过程直接联系，通常在学习开始之前就已经建立起来了，直接指向学习目的。 具体表现为学习者达到其学习目的的动机。 学习者要完成的目的会影响他们注意什么、如何对信息编码等过程。 要注意的是，以上三个系统的划分，是为了研究的方便，我们不 能把三者截然分开，三个系统之间是紧密联系，相互影响、相互作用的。 但运用这样一个解读学习与记忆的信息加工模型，不仅有助于我们对学习科学基本原理的理解和应用，而且能具体指导我们采取有效的学习与记忆策略，不断提高自己的学习质量。 （三）脑科学与学习生理基础研究的深化 图 34 大脑皮层的功能定位示意图 颞叶：是记忆仓库和听觉的高级中枢，位于大脑半球外侧。 与人的长时记忆密切相关，特别是人们通过视、听觉形象记忆保存的内容，甚至连人们自己认为已经完全忘记的事物， 刺激颞叶都会使之重新被鲜明地唤起。 额叶：与思维、判断、记忆、性格、行为有关。 额叶在大脑半球的前半部、中央沟之前，面积约占大脑皮层的 30%，是高度发展的区域，具有高级的功能，在形成人的意向、运筹规划等有意识活动中，起决定性作用。 额叶受伤的人，低级行为的方式变化不大，但高级行为方式却发生明显的变化。 枕叶：是视觉高级中枢，位于大脑半球的后部， 顶叶：与躯体感觉有关，在大脑半球的顶部，中央沟的后面，是管理皮肤、肌肉运动、躯体感觉的中枢。 电波 的变化与学习 图 35 脑电波 （ 1） 223。 波：频率 14— 30 次 /秒，完全清醒 时的大脑在这个波段上工作，在思考时或受到外界较强刺激时最为明显。 （ 2）α波：频率 7— 13 次 /秒，此时大脑皮层处于 微弱的兴奋状态，“放松性警觉”，松弛而清醒，这是理想的学习状态。 （ 3）θ波：频率 4— 7 次 /秒，在睡眠的初期阶段出现，在成人困倦时常出现。 （ 4）δ波： — 3 次 /秒，深度睡眠状态时出现，缺氧时也容易出现。 图 36 大脑两半球 如上图所示， 脑分为左、右两半部，右半球就是「右脑」，左半球就是「左脑」。 而左右脑平 分了脑部的所有构造。 左脑与右脑形状相同，功能却大不一样。 左脑司语言，也就是用语言来处理讯息，把进入脑内看到、听到、触到、嗅到及品尝到 (左脑五感 )的讯息转换成语言来传达，相当费时。 左脑主要控制著知识、判断、思考等，和显意识有密切的关系。 在学习中要主义左脑和右脑的协同作业。 （四）大学生学习与记忆的策略 （ 1） 努力提高记忆心向 （ 2） 良好的心理素质可加强记忆 （ 3） 熟悉并运用各种记忆方法，促进学习 （ 1）遵循大脑皮层活动的特点和规律进行学 习 （ 2） 多交往、勤用脑 （ 3） 合理饮食 （ 4） 合理休息 三、从记忆和复述信息到发现和使用信息 — “求知”意义的时代转变 （一）人总是基于已有知识建构新知识 图 38 鱼牛的故事 图 39 郎与狼 漫画说明： 学习是学习者在原有经验的基础上，主动、积极地进行意义构建的过程，其认知受到原有经验、文化背景的支持和限制。 大学生不是空着脑袋走进课堂的，他们总是依据原有的概念、知识、技能、信仰和习惯进行学习，而这些显然极大地影响着他们的记忆、推理、解决问题、获取新知识的具体方式，影响着他们对学习内容的理 解和内化。 在基于原有知识建构新知识的过程中，创造性的机遇和危险并存。 （二 ）建构主义的知识 观和认识论 （ 1） 建构主义认为，人类的知识只是对客观世界的一种解释，它不是最终的答案，更不是终极真理，而是会随着社会的进步不断被新知识和新理论所超越、所取代。 （ 2） 建构主义将学生看作知识意义的主动建构者。 （ 3） 建构主义强调知识应用的情境性，认为知识不可能放之四海而皆准，不可能适用于所有的情境。 小结： 建构主义用辨证的、发展的观点看待知识和人的认识，高扬了认识的能动性、主体性，这不仅是难能可贵的 ，而且具有鲜明的时代特征。 但建构主义在强调知识和人的认识具有相对性的一面时，若忽视其同时具有客观性和绝对性，则势必陷入相对主义和主观唯心主义认识论的误区和陷阱。 （ 1） 认知结构是人类个体学习和认识事物的内在条件，认知结构具有明显的个体差异，但绝不能因此而将认知结构看作是主观的。 （ 2） 人的认识活动是一个双向建构的复杂过程：认知结构参与着对知识的理解和建构；同时，知识的理解和建构过程也影响和促进了认知结构自身的建构与发展。 另外还需要特别强调的是，人的认知结构并不是孤立存在和起作用的，与其 并存、有机联系在一起的还有意志结构、情感结构，三者共同构成人的实践活动结构。 意义： 运用这样的唯物辩证法观点来理解和解读人的认知结构，就能有效地防止和避免西方建构主义的各种理论偏颇。 使建构主义成为一种高效学习与教学的观念、能力、习惯，尤其是成为教师与学生之间更好地相互理解、对话、沟通的桥梁。 （三）建构主义的学习模式与教学方法 教师与学生围绕当前所学知识的“主题”建立一个相关的概念框架，这种框架中的概念是为发展学生对问题的进一步理解所需要的，为此，事先应把复杂的学习任务进行分解，以便于把学生 的理解逐步引向深入。 通过支架的支撑作用不停顿地把学生的智力从一个水平提升到另一个新的更高的水平。 为此，教师与学生要设计好“支架式教学”的几个教学环节：搭脚手架、将学生引入一定的问题情境、学生独立探索、协作学习和效果评价。 教师与学生围绕当前所学知识的“主题”，在相关的实际情境中确定某个真实事件或真实问题，即抛锚，然后学生围绕该问题进行学习，学生对给定问题进行假设，通过查询各种信息资料和逻辑推理对假设进行论证，根据论证结果，制定解决问题的方案，在实施方案的过程中发现问题，从而补充和完善原有的 认识。 具体的教学环节是：创设情境、抛锚、自主学习、协作学习和效果评价。 根据学习与记忆的规律，建构主义强调发挥多种感、知觉系统的作用，有助于提高学习与记忆效果。 因此，教学中学生应针对教师在不同时间、不同情境下，为不同教学目的、用不同方式呈现的教学内容，相应发挥。