科学

基础科学教材仍然落后于标准。免费资源有用吗?

通过莎拉·施瓦兹 - 2022年10月28日 7分钟阅读
2021年12月3日,周五,苏城佩里溪小学,三年级学生费曼多·莱拉(左)和卡莱·雷吉尔在磁力和力的课堂上用磁铁做实验。这节课是国际学士学位学习调查的一部分。佩里溪小学是该地区三所追求国际文凭世界学校称号的学校之一。
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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。

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