为了创造：基于学科大图景的教学设计
报告的目的
- 回答
- 什么是创造者和创造欣赏者
- 如何帮助其成长
- 改变教育，让世界更美丽，别让孩子白吃苦
- 找到更多其来改变世界的人
- 以及愿意被改变的人
- 老师们，逼你自己，提升你自己，别的都扯蛋
前方高能警告
- 你得有强大的心脏，经得起我怼
- 有问题随时打断我
- 相信我，前方有路
提纲
- 约定只谈数学和科学上的创造者和创造欣赏者
- 什么是创造者和创造欣赏者
- 从三个例子看什么是辅助创造者成长的教学而什么不是
- 如何帮助创造者和创造欣赏者成长
- 教和学什么：高层知识生成器
- 怎么教和学：上下左右融会贯通
- 怎么操作：多层知识网络
- 反思一下现在的教材和课堂？
什么是创造者和创造欣赏者
- 提出和解决问题
- 在过程中，创造知识和创造性使用知识
- 欣赏者：可以欣赏知识的创造和创造性使用
什么是创造者和创造欣赏者
- 从现实世界中提出问题
- 不仅仅在概念世界内提出问题
- 提炼出来新的概念、概念体系
- 创造提出和解决问题的方法
案例一：数、加法和乘法
- 数怎么写，含义直接基于自然语言和生活经验
- 加法，交代合起来数一数，然后算，做到熟练
- 乘法甚至都不讲概念，直接背口诀表
- 这些知识的应用
案例一：数、加法和乘法
- 数来自于对经验体验和日常语言中“数+量+物”的抽象
- 加法来自于对一群对象和另一群对象的合并操作
- 乘法来自于重复多次的合并同样大小的一群对象
- 概念的提出过程和背后的思维——抽象、知识的系统性、数学是语言
案例一：数、加法和乘法
- 数怎么写，含义直接基于自然语言和生活经验
- 加法，交代合起来数一数，然后算，做到熟练
- 乘法甚至都不讲概念，直接被口诀表
- 这些知识的应用
案例一：数、加法和乘法
- 请问，哪一种有利于学习者未来成为创造者？
- 有一般的目标和可操作的方式吗？
- 这些目标和操作方式概念化了吗？实验检验通过了吗？
- 最后这一行其实是科学研究方法和科学精神
案例二：欧姆定律
- 不交代电流、电压的概念，说太难，教用表测
- 对于给定的用电器，测量其上的电压-电流关系
案例二：欧姆定律
- 更换不同电阻值的用电器，测量电阻-电流关系
案例二：欧姆定律
- 画图表，总结出来$U=IR$，得到欧姆定律
- 应用这些知识
案例二：欧姆定律
- 交代电流、电压的概念
- 对于给定的用电器，测量其上的电压-电流关系
- 画图表，猜测出来$U=IR$
- 换用电器，发现$\frac{U}{I}$是一个仅仅和用电器相关的性质，定义电阻和电阻值
- 猜测欧姆定律，进一步做检验
案例二：欧姆定律
- 第一种有逻辑问题——依赖于别人已经给定但是都没有定义过的电阻值
- 逻辑上，电阻是通过欧姆定律的成立而定义出来的
- 请问，哪一种有利于学习者未来成为创造者？
- 有一般的目标和可操作的方式吗？
案例三：代数的思想
- 用符号表示对象：数、量、物、表达式，到含义明确的记号
- 跟学生一起经历把这些各个层次的对象提炼和表达出来的过程
- 甚至幼儿园的时候画个方块代表对象的时候都有了代数的思想
- 体会到背后的做抽象、数学是语言
- 未来体会到从运算定义数学对象的另一种代数的思想
案例三：代数的思想
- 请问，这有助于学习者未来成为创造者吗？
- 有一般的目标和可操作的方式吗？
案例总结和概念化
- 教学的目标：引领和辅助创造者成长
- 帮助学生体会到那些可以用于创造知识的知识（高层知识）
- 学科大图景
- 一般性人类思维
- 教和习的方法
案例总结和概念化
- 通过上下左右贯通的方式来体会到
- 从学科概念知识的被创造的案例来体会到高层知识
- 学科概念知识的内部一定要彻底的贯通
- 必要的时候得具备学科教学知识——历史上创造这些知识的典型场景
案例总结和概念化——理解型学习
- 教学的目标：引领和辅助创造者成长
- 教和学什么：高层知识
- 怎么教和学：上下左右贯通
- 额外原则：越少越好，在能保证领会到高层知识的前提下
- 为什么这样教和学？
- 为什么教和学这些？
- 怎么来实践：多层知识网络
理解型学习核心概念和理念
- 知识的联系和层次
- 高层知识生成器
- 教和学什么、如何教和学、为什么
- 创造体验式学习
- 正反面案例赏析
知识的层次
高层知识生成器
- 创造需要高层知识
- 高层知识具有生成相对低层知识的作用
- 学科思维方式具有创造学科概念知识的作用
- 学科概念知识的被创造的过程体现了学科思维
- 学会第四五层就会了学习和思考的方法，可以生成一切
理解型学习核心理念
- What：教和学高层知识生成器
- How：上下左右贯通地来学会
- Why：只有掌握高层知识的人才能成为创造者，只有上下左右贯通才能真的学会高层知识
- Meaningful：只有这样的教育才能发挥“我”这个创造者教师的作用
创造体验式学习
- 选择体现高层知识在创造其他知识中的作用的案例
- 选择高层知识生成器本身被创造出来的案例
- 带着学生提出问题、提出思路、解决问题
- 必要的时候启发思路、确定可以解决、先撇一眼答案
- 所有学会的知识都是学习者自己创造出来的
案例赏析之平面几何学
- 学到什么：
- 概念（三角形）
- 定理（三角形内角和$180^{\circ}$）
- 逻辑演绎证明（从图形面积和割补来证明勾股定理）
- 数学知识的系统性？
- 为什么教和学这些，为什么这样教和学？
案例赏析之自由落体
- 学到什么：
- 概念（速度、加速度、重力）
- 定理（$mg=F=ma\Rightarrow a=g$，加速度为常数）
- 用数学语言来描述物理现象
- 科学研究方法和科学精神
- 为什么？
案例赏析之自由落体
- 科学精神：
- 只有经过自己的理性检验的东西才能进入自己的认知结构
- 科学研究方法
- 简述演示实验：皮尺、相机连拍、计算距离差、速度差、速度差的差，发现常数，进一步提出问题
- 从现象提出问题、实验获取数据、分析数据规律、概念和数学建模、实验检验模型、反思推广知识系统化
- 为什么？
要看看现在的课堂吗？
- 现在的所谓语文课？
- 现在的所谓数学课？
- 现在的所谓物理课、科学课？
回看当前的教和学
- 老师们教的，可以帮助到学生们创造、创造性地使用知识？
- 甚至都做不倒可以更好地欣赏知识的创造和创造性地使用知识
- 数学主要教计算，语文主要教生字和名人名言好词好句
顺便，数学教和学的真正目标
- 数学是一门语言
- 用数学的语言表达自己的思考，进而描述世界、促进自己的思考
- 看懂别人用数学的语言表达的思考，进而借鉴来描述世界、促进自己的思考
- 围绕这样的目的，教和学什么，怎么教和学，为什么
顺便，语文教和学的真正目标
- 语文
- 搞清楚别人的意思，喜欢去搞懂
- 把自己的意思表达清楚，喜欢表达
- 围绕这样的目的，教和学什么，怎么教和学，为什么
科学家如何创造知识
- 从低层知识提炼出来了高层知识
- 提出来自于实践的问题
- 提出来自于理论本身的问题
- 运用学科知识，尤其是高层知识，来解决问题
- 如果可能，总结创造新的高层知识
从知识的创造看理解型学习
从什么是科学看理解型学习
怎么办？
- 先帮助教师成为创造者教师，至少自己是欣赏者
- 重新确定每个学科的包含高层知识的知识多层网络
- 围绕高层知识来确定教什么和怎么教，在理解型学习指导下
- 让每一个学生成为自己的四不像
一起来，改变世界
- Benjamin Franklin：这世界有三种人
- Immovable 不能被改变的人
- Movable 可以被改变的人
- Mover 改变者
- 希望我们的报告能够找到更多的人来一起改变，或者尝试被改变
致谢和带回家的话
- 感谢您的时间
- 你是可以毁人不倦的：不能理念不对，不愿意这样去做
- 水平问题，学科知识和学科教学知识，理解型学习技能都可以慢慢提升
- 感谢所有教育系统科学研究中心团队成员
致谢和带回家的话
- 教育有情怀
- 学科有认知
- 学科概念知识和高层知识
- 学科教学知识
- 教学有方法
- 理解型学习，尤其创造体验式学习
- 多层知识网络的技术
- 推己及人
致谢和带回家的话
方向有了，
道路也有了，
我们一起来改变教育，让世界更美丽，
通过理解型学习。