教小学科学可能是一场斗争。
数学和英语在初年级的课程表上占主导地位,通常留给科学的时间很少。和大多数小学教师没有科学背景这意味着,对于想要深入研究科学主题的教育工作者来说,学习曲线可能会很陡峭。
另一个障碍是:找到能够应对这些挑战的材料——所有这些都要符合国家标准。
“我们公立学校的很多老师觉得,他们必须从零开始创造一切,”新奥尔良私立学校伊西多尔·纽曼学校(Isidore Newman school)低年级科学系主任詹妮弗·威廉姆斯(Jennifer Williams)说。
一个即将推出的课程项目旨在填补这一空白。
OpenSciEd,一个提供免费的,开源的教学材料与下一代科学标准一致的倡议,正在开始开发基本单元,以补充其日益增长的稳定中学课程.该组织计划在未来几年开始发布这些设备。
由各州和科学教育组织合作制定的《下一代科学标准》(NGSS)于2014年发布。从那时起,20个州和哥伦比亚特区采用了这些标准,24个州在这个框架的基础上制定了自己的标准。
但是基础材料仍在“追赶”这些新标准最近的报告国家科学、工程和医学科学院对该领域现状的报告。评估课程一致性和易用性的组织只对少数产品给予了很高的评价。
在某种程度上,标准和材料开发之间的这种滞后与NGSS与过去科学教学方式的差异有关,瓦内萨·沃尔布林克(Vanessa Wolbrink)说,她是NextGenScience的副项目主任,该团队隶属于研究和咨询组织WestEd,支持在地区实施这些标准。
“你可能认为你必须改造你的房子。但是你必须推倒那座房子,重新建造。”
在这样的重大教学转变中,免费课程可以发挥重要作用。
例如:当“共同核心州标准”(Common Core State Standards)在2010年代初首次出台时,纽约州开发了一个名为EngageNY的资源库,供教师下载。在最初的几年里,内容已经下载量超过2000万次全国其他州的教育工作者。
NGSS与以往的科学教学方式有何不同
下一代科学标准的目标是把科学变成孩子们能接受的东西做西北大学(Northwestern University)教育与社会政策学院(School of Education and Social Policy)学习科学教授布莱恩·雷瑟(Brian Reiser)说,在这门课上,他们只知道别人做了什么。他说,我们的目标是让科学与学生的生活联系起来。
Reiser在西北大学的团队正在领导一组开发人员创建OpenSciEd基础单元,他还帮助开发了指导NGSS的科学框架。
新标准的一个特点是学生提问。课程和单元是围绕现象可见事件设计的,比如飓风或气候变化-然后学生们通过科学原理进行解释。与此同时,他们正在学习如何使用科学家和工程师在工作中使用的实践。
新奥尔良科学系主任威廉姆斯说:“我们在NGSS下教授科学的新方法和意义构建,我们必须放开控制。”“这对我们那些经验丰富的教师来说完全是一种思维转变。”
这种教学挑战存在于所有年级,但小学教师在调整教学以适应新标准时也面临着独特的障碍。
作为188竞猜比分《教育周刊》报道在美国,小学教师通常没有广泛的科学背景。这些教师的大多数预备课程都不需要生物、化学或物理课程。
小学生在认知发展方面也与年龄较大的孩子处于不同的位置。一个五年级的学生可能能够评估他们对“现象”的理解,然后思考他们还需要知道什么。但OpenSciEd的执行董事詹姆斯·瑞安(James Ryan)说,对于一年级学生来说,这个过程可能需要简化。
他说:“我们在初高中教材中设置的一些常规课程必须进行调整。”
最后,还有时间的障碍:在小学课堂上,科学经常受到冷遇,被数学和阅读这两门强制性考试的重点学科挤占。瑞安说,只有当一所学校在数学和英语/语言艺术方面的考试成绩很高时,它才会“放心地为科学腾出时间”。
“如果一所学校陷入困境,考试成绩不好,他们就会加倍努力,在这些学科上投入更多的时间——他们放弃了科学教学,”他继续说。“这看起来是一个非常不公平的系统。”
开发“创造性”的方法,将科学融入学校的日常生活
OpenSciEd开发团队正在努力解决这些障碍。开发团队成员、密歇根州立大学(Michigan State University)科学教育副教授阿米莉亚·戈特瓦尔斯(Amelia Gotwals)说,首先,这些单元的设计将帮助学校在将科学纳入课程安排方面变得“有创意”。
她说:“我们认为课程是由部分或部分组成的,你可以在上学的一天中分成不同的时间。”一些小学每隔一天有一次科学课;另一些人则把科学和社会研究的时间交替几周。她说:“我们正在努力创建适用于所有不同模式的课程。”
这些材料还将整合计算和读写技能,因此它们涉及数学和ELA标准,以及科学标准。Gotwals说:“我们发现,能够指出这一点对管理人员非常有帮助。例如,一个帮助学生理解科学现象的文本集可以用作朗读块的一部分。
在阅读过程中融入更多的科学和社会研究是ELA社区的一个想法,在“知识建设课程”的倡导者中也获得了支持。研究表明,建立学生的背景知识,包括生物学和地球科学等关键科学内容,可以帮助他们在其他文本中遇到这些主题时的阅读理解。
包括科学朗读是在一天中建立更多科学时间的一种方法。但戈特瓦尔斯和雷瑟都强调,这不应该是学生们唯一了解这门学科的时间。
相反,文本应该作为一种方式,学生可以寻求他们提出的问题的答案,Reiser说。
一节初级课程应该如何组织?
上一节四年级的水波课。老师不会一开始就描述一个模型。相反,雷瑟说,老师可能会这样开场:“我们将以一个有趣的故事开始这个单元,关于人们发现成千上万的多立多脆薯片袋被冲到海滩上。”
为什么会发生这种情况?
“那次谈话提出了很多很多问题,”雷瑟说。为了回答其中的一些问题,学生们可以阅读一篇关于风暴如何影响波浪模式的文章。阅读有一个特定的目的。
“我们这么做不是因为现在是阅读时间;我们这样做并不是因为它是关于海浪的。我们这样做是因为我们有所有这些问题,”雷瑟说。
戈特瓦尔斯说,学生如何记录他们的发现和记录证据,对最年轻的学习者来说也会有所不同。她说:“对于年龄较大的学生,我们经常可以使用文字来帮助他们思考自己的思维。”
她说,孩子们可能会把他们的好奇记录在一个单元内正在进行的问题板上。对于那些还不能流利阅读的学生,该团队正在想出其他方法来达到同样的目的。
OpenSciEd单元的开发是一个多年的时间表:该项目要到2026年才能完全完成。教师将需要修改现有资源,使其更接近标准。
新奥尔良的科学教师威廉姆斯说,她和她的同事们在他们教授的课程中嵌入了基于地点的现象,比如飓风、修复项目或本地入侵物种。“它向孩子们展示了现实生活中的联系,”她说。