以大概念理念进行科学教育

• 舒婷

  2023-12-04
  在实施以大概念为理念的教学中，有三个方面会产生特别重要的影响：※国家或州课程文件的形式和内容会影响到对内容、教学法和评测的决策；※教师在内容和教学法方面知识的核心作用是决定学生学习机会的关键因素；※教学的形成性评估和学生的课堂经验可告知改善教学实践及建立便于实施的教师专业发展资源。国家课程文件的作用是给出学习的目标和原则，应该用于指导学习目标和原则的实施，而不是用来建议学习活动。科学教育的最根本目标是对一些科学概念相互管理的理解，而不是一连串的事实或小概念的堆积。课程文件也应该清楚地说明，获得对大概念理解的过程是不断的、连续进行的。这样做可以使教师、家长和其他人能够认同向大概念的进程，可以看到特定的活动如何对这个进程做到贡献。有关科学知识的大概念的表达在表述中应该指出在也定阶段上，要求达到的对概念的理解水平，或是模型与连接，这样才能发生作用。学生的成果表述为：学生要证实他们能够做什么。而表述的详细程度则是在给定的学习阶段里，对期望学生学习的概念和能力如何表达，应该服从于保证趋向于总体目标进程的要求。教师对大概念的理解。小学教师会面临特别的挑战，年幼儿童一般注重探索周围局部的环境，调查研究和观察会引导到一些“小”的概念，这些小概念要与科学大概念相联系，就显得太单薄了。因而在小学水平，要保持与科学大概念相连的教学就更为困难。其次，在许多情况系，教师自己接受的科学教育使得他们对大概念缺乏应有的掌握，并且很少有机会学习如何将他们已经具有的片段知识联系在一起。因而，他们很可能没有足够的基础，认识到出现的概念和能更广泛应用的概念之间的联系。另外，可能由于关注在动手上，影响到进行讨论和思索的环节。中学教师则面临着在过于繁重的课程内容中如何进行探索的问题，以及本身具有的知识知识局限于特定科学领域所带来的困扰，要进行横跨所有科学领域里的教学，对于所有的人来说都是挑战，即使是受过训练的科学...
• 舒婷

  2023-12-04
  用大概念理论来进行教学的实践中，关键要素包括课程内容的选择、教学法和对学生的评测。在考虑这三个因素时必须牢记平等的原则，确信所有学生都有学习的能力。尽管学生在入学前性别、文化背景以及社会经济地位而造成成绩上的差距明显存在，他们所受的科学教育可能来自校内和校外，但是学校仍然是提供正规学习机会的关键来源。为保证所有背景的学生都能获得同等的学习机会，学校需要教师、社会支持、专业设备和必要的指导。可以采取重新配置人力和物力资源的方法。同时要引导将学生的差异性变成有利因素，按照活动选择的原则，所有学生带到学校来的日常生活经验和想法，就会成为他们学习科学概念的基础。课程内容课程内容是指要进行学习的特定课题或主题。对学生来说，它是一种载体，通过它达到在正式学习项目中列出的关于知识、技能和态度方面的目标。从周围世界中选择内容：教师一般都会本能地认识到抓住学生兴趣的必要性，而做到这一点做好的办法是选择内容与某个真实或是可能的、但又是有待证实的经验相关。真实世界的课题会引出学习的兴趣和动力。但是，对学生来说，存在与周围的事件和现象都过于复杂，事件中所具有的数量巨大的细节，会掩盖需要甄别的特征，而甄别这些特征，正是为了掌握概念和把它转化应用于其他场景所需要的。教师需要帮助学习者去关注复杂问题中的关键特征（而非不那么重要的特征），同时，教师也不应该假设学生自己就能鉴别处问题的本质与可观察现象间的相互关系。因此，为了避免因限于现场学习而出现的困惑，要把问题的实质部分带到课堂或者实验室里，这样就可以更直接地进行试验和学习科学概念，不论激发学习动机的内容是故事还是参观，学习的科学内容知识某个现实场景的简化版本，以便在课堂或实验室里可以控制条件，对可变的因素进行测量。在这个过程中，很重要的是不要失去和周围事件的联系。如果不能保持和真实场景之间的关键联系，就会存在忽视课堂活动相关性的危险。所以需要在丰...
• 舒婷

  2023-12-04
  概念进展模式主要有三种：第一种是以爬梯子的形式比喻进展的过程。在这个进程中，必须完成前一步后一步才能着手开始。这种方法容易给出一种固定的线性发展印象，发展过程好像被看做是一系列可分离的不同阶段（阶梯式）；第二种模式是只对最终要求给出描述，允许用不同的方法，缺点就是在决定适当的学习项目时，提供给教师和课程研制者的指导过少（拼图式）；第三中模式是将总的目标分解成几条链（螺旋式），这种模式容易失去不同链条表达的概念之间的联系。在学习的每个阶段的目标都是向着掌握大概念前进一小步，而并不是将每一个活动和概念都十分精细地编织在一起。
• 舒婷

  2023-12-04
  范围：科学教育关心的并不只是虽概念的理解，除了学习能解释世界的科学知识之外，还包括：※理解科学的本质；※参与科学活动的能力；※科学态度和对科学所持的观点；※支持科学和其他学科相联系，特别是与技术、工程与数学的联系。科学教育可以导致不同的受益，但在科学教育涉及的各个方面科学知识起到了核心作用。培养对知识的理解是所有科学教育活动的共同特点。科学探究能力，或者说实践能力以及科学态度和观点是在参与一些活动中形成的，这些活动的内容包含着对科学知识的理解，否则这样的活动就不能称之为科学活动。所有的科学活动都应该在加深对科学概念理解的同时，关注如何达到其他一些可能具有的目标。对科学本质的理解即学生在了解科学活动的同时，也能理解这些概念是如何得出的。也就是说，不止是知道这些概念是什么。也知道这些用于解释周围世界事物的概念是如何得到的。在一个日益依赖于科学应用的社会里，人们需要懂得对以为见解依据的信息质量如何进行评价，否则可能会感到无助。在科学上，这种评价涉及在检验理论时所用的收集、分析和解释数据的方法。参与科学探究能使学生学习到有关科学本身的概念，并了解如何通过科学活动来逐步形成。学生对不知道如何回答的问题寻求答案，或者对他们不理解的事物寻求解释，是这些活动的关键特点。体现教师能力的一个方面就在于能够引入问题，引入的方法要是学生在确认这些问题时，感到好像是自己提出问题。对有些问题的回答，可以来自第一手的调查研究工作，有些问题的回答需要来自第二手资源的支持，但两种情况都需要实证来检验提出的想法。因此，在学习概念时，进行科学探究的能力起到了关键的作用，支持发展大概念的教学法，也必须要促进探究能力的发展和对探究的信心。之所以提出有关科学、技术、工程和数学（STEM）之间的联系问题，是因为在日常生活中这些领域常常交织在一起。在科学教育项目中更多地整合STEM，有利于教学更好地符合工作岗位和研...
• 舒婷

  2023-12-04
  应用与科学教育目标的原则：※在义务教育阶段，学校应该通过科学教育项目，系统地发展和保护学习者对世界的好奇心、对科学获得的喜爱以及懂得如何能够阐明自然现象；※科学教育应该为每个学生提供平等的机会，使他们在遇到影响到他们自己和他人利益以及环境问题时，能够参与决策，并采取适当的行动。因此，科学教育的目的为：理解有关科学的大概念，包括科学知识的大概念和有关科学本身及其应用有关的大概念；收集和运用实证的能力；科学的态度和倾向。科学教育应该促进学习者的好奇心和质疑，应该引入并让学生经历科学探究经历的活动。学生应该得到发现新经验并将新经验与已有经验建立联系的亲身体验。这种体验，不止会给他们带来欢愉和满足，更让他们领会到，通过主动探究能够增长知识。科学活动的过程和成果，都会唤起正面的情绪反映，激励学生投入进一步的学习。应用于选择学习活动的原则：※依据现在的研究和学习是如何产生的理解，学习项目应该显示一个趋向于科学教育目标的清晰进展。趋向于大概念的进展应该来自于对所涉课题的研究，并与来自所有背景学生的生活相关。学生的多样性应该有助于全体学生的学习。※学习活动应该让学生具有科学和科学探究的体验，并于当前科学和教育的理念相符。学习活动应该加深对科学概念的理解，同时也需要有其他的目标，例如态度和能力。学生带入到学校的观念，是他们通过在日常生活中的活动，观察和思考而形成的有关对世界的看法。这些必然是实现科学教育目标--培养知识的理解、能力和态度的起点。应该告知趋向目标的进程，包括告知已经知道的有关进程的方向和特点，尤其是在学校教育的不同阶段，我们期待学生能够知道、理解、操作和推理的内容。对一些让学生感到没有意义的学习任务，他们会很难从中获得对知识的理解。学习活动应该能使学生带着真实的问题，接触真实的探究对象。教与学的项目需要有足够的灵活性，以容纳经验的差异，特别是在考虑选择在什么地点来进行...
• 舒婷

  2023-12-04
  教育技术在快速发展，对于了解学习过程和如何进行学习有了进一步的进展；工作环境也发生了变化，技术使得某些类型的工作不再被需要，具有中等水平劳动力的工作机遇正在消失，哪些能创造新产品、解决问题和从事复杂任务的人，才有可能避免失业和遭受由此带来的社会后果。为了在这个现代创新的社会里获得成功，需要具有掌握不同问题实质的能力。针对科学教育目标，明确提出了一些核心概念的依据：※学生对科学持有误解，认为科学是一些事实和理论片段的集合，与他们没有太大关系，针对这种现状，需要将科学概念建构成描述世界如何运作的连贯写照；※提供课堂活动的基础，以帮助学生能对他们认为重要的事物进行解释；※为从浩瀚的可以用作课程的内容中进行选择，提供基础；※为建立在以趋向大概念进程之上的课程框架的研制提供信息。新增依据※在科学教育中，基于探究的教学法已被广泛采用；※已经认识到，在日常生活环境中科学和其他STEM课程之间存在着联系；※又神经科学提供的，对影响学习过程各种因素的了解，获得了较大的进展。基于探究的教学法已在全球范围内基本普及。用探究的方法来学习科学，学习者通过自己的思维和实际活动来获得对知识的理解，包括从他们已经有的想法开始，通过收集、分析和解释所获得的实证，得到更为有用并且科学的概念，以便能够去解释新的事件和现象。他体现了社会建构主义的学习观点，学生以一种与科学家工作类似的方式进行学习，以此来发展对科学活动特性的热爱。要有效地实施探究，需要较长的课时。为了有效地利用有限和宝贵的学习时间，必须要对课题和活动进行选择。因而要认真采用基于探究的教学方法，必然需要选择关键的重要概念，这些概念在理解周围世界时更为有用。工作岗位和科研活动的变化，越来越需要多学科/跨学科的梯队来处理涉及范围广泛的科学问题和有社会意义的问题。当政治力量将被动员起来解决一些问题时，所有公民都需要对这些议题和他们在伦理上的含义有总...
• 白青

  2020-05-06
  学生需要了解现今和历史上科学知识如何应用在工程和技术上，以及可能对社会产生的正面和负面影响。在财富、就业、健康和教育诸多方面，世界存在着诸多的不平等，在理解和处理导致上述问题产生的有关议题上，科学教育具有独特的作用。
• 白青

  2020-05-06
  对周围世界面貌的理解，有助于个人在影响自身健康、环境以及生涯选择等问题上作出自己的抉择。提出问题、寻求实证和解答、与他人分享观点，都有利于建立自信和尊重自己与他人。
• 白青

  2020-05-06
  在思想上具有对发展总方向的考虑，就会构建出教师在学生的活动、提问和交谈中要观察和寻找的内容；能够帮助他们确定对于学生的反馈，以及帮助他们通过形成性评测来修改自己的教学，以支持学生进一步的学生活动。
• 白青

  2020-05-06
  为了有效地利用有限和宝贵的学习时间，必须要对课题和活动进行选择。
• 白青

  2020-05-06
  提出一些核心概念的依据：1.学生对科学持有误解，认为科学是一些事实和理论片段的集合，与他们没有太大关系。针对这种现状，需要将科学概念建构成描述世界如何运作的连贯写照。2.提供课堂活动基础，以帮助学生能对他们认为重要的事物进行解释。3.为从浩瀚的可以用作课程的内容中进行选择，提供基础。4.为建立在以趋向发概念进程之上的课程框架的研制提供信息。5.在科学教育中，基于探究的教学法已被广泛采用。6.已经认识到，在日常生活环境中的科学和其他STEM课程之间存在着联系。7.由神经科学提供的，对影响学习过程各种因素的了解，获得了较大的进展。
• 白青

  2020-05-06
  科学教育也需要考虑工作岗位的改变，工作岗位需要将科学与工程、技术、数学（STEM）相联系的能力；迫切需要学生对重大的全球问题进行关注，例如气候变化的负面影响；对学生进行评测所造成的正面和负面影响以及神经科学对理解学习带来的日益增长的贡献。
• 白青

  2020-05-06
  同以前一样，关于学生和教师对科学所持观点的考虑，仍然是重要的因素。
• 白青

  2020-05-06
  书中提出了一些所有学生都应该理解的大概念，它并不是只针对那些义务教育以后继续学习科学，或是从事以科学为基础职业的学生而准备的。而是对所有学生，不论性别、文化背景的差异，不论是否残疾，都应该是同样需要的。
• 白青

  2020-05-06
  一些科学教育课程内容过于繁琐和零碎，这是造成学生把科学看成是由一些含义很小的、割裂的事实堆积而成的原因之一。为了解决这个问题，需要认识到为达到科学教育的目的，不能依靠事实和理论堆积而成的知识，而需要把科学教育作为趋向于理解核心概念（“大概念”）的进程，这些核心概念又是与学生在校期间和毕业以后的生活相关的。
• 白青

  2020-05-06
  科学教育不应该传授给孩子支离破碎、脱离生活的抽象理论和事实，而是应当慎重选择一些重要的科学观念，用恰当的、生动的教育方法，帮助孩子们建立一个完整的对世界的理解，初步形成科学态度，掌握科学方法，了解科学精神，构建一个健康协调发展的基础。