圍繞學(xué)生概念發(fā)展的探究式科學(xué)教育

1、將科學(xué)帶入學(xué)校：K-8年級(jí)科學(xué)學(xué)習(xí)和教學(xué)（Taking Science to School: Learning and Teaching Science in Grades K-8）科學(xué)內(nèi)容和科學(xué)過程：科學(xué)內(nèi)容被視作為科學(xué)成果的積累即期望學(xué)生學(xué)到的觀察結(jié)果、事實(shí)以及理論知識(shí)?？茖W(xué)過程被視作期望學(xué)生掌握的科學(xué)技能，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、測(cè)量或匯報(bào)結(jié)果?；趯?duì)科學(xué)的雙重理解，即一方面將科學(xué)看作是一種知識(shí)體系，另一方面將科學(xué)理解為以實(shí)證為基礎(chǔ)，對(duì)已有知識(shí)不斷擴(kuò)展、完善、修正和建構(gòu)模型的過程。在科學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)內(nèi)容與科學(xué)過程之間在科學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)內(nèi)容與科學(xué)過程之間是是密切相關(guān)密切相關(guān)、不可分割的不可分割的。方面一：

2、方面一：知道、使用和詮釋自然世界的科學(xué)解釋 需要了解、使用并且詮釋對(duì)自然世界的科學(xué)解釋，理解核心科理解核心科學(xué)概念學(xué)概念及其及其之間的聯(lián)系之間的聯(lián)系，去建立和評(píng)論科學(xué)論斷。 更注重概念和概念之間的相互聯(lián)系更注重概念和概念之間的相互聯(lián)系，而不是那些互不相關(guān)的事實(shí)和知識(shí)片斷，還包括了運(yùn)用知識(shí)的能力運(yùn)用知識(shí)的能力。方面二：方面二：產(chǎn)生和評(píng)估科學(xué)證據(jù)和解釋 建立和完善模型和解釋，設(shè)計(jì)和分析科學(xué)研究，用證據(jù)建立和捍衛(wèi)論斷時(shí)所需的知識(shí)和技能。 掌握在構(gòu)建和評(píng)價(jià)知識(shí)論斷時(shí)所需運(yùn)用的概念、數(shù)學(xué)、物理和計(jì)算工具。 很大范圍的涉及設(shè)計(jì)和實(shí)施科學(xué)研究的實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)和實(shí)施科學(xué)研究的實(shí)踐活動(dòng)。包括提問、決定測(cè)量什么、設(shè)

3、計(jì)測(cè)量方法、從測(cè)量中收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、解釋和評(píng)估數(shù)據(jù)、使用結(jié)果來發(fā)展和完善論斷、模型和理論。方面三：方面三：理解科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)和發(fā)展 了解科學(xué)知識(shí)可以隨著新證據(jù)的出現(xiàn)而得以修正科學(xué)知識(shí)可以隨著新證據(jù)的出現(xiàn)而得以修正。 關(guān)注科學(xué)知識(shí)是如何建構(gòu)的，證據(jù)和基于證據(jù)的論斷是如何產(chǎn)生的 學(xué)生反思他們知識(shí)狀態(tài)的能力。（元認(rèn)知的發(fā)展）方面四：方面四：富有成效地參與科學(xué)實(shí)踐和討論 需要靈活參與課堂中的科學(xué)團(tuán)體，并掌握表述觀點(diǎn)、使用掌握表述觀點(diǎn)、使用科學(xué)工具和與同伴交流科學(xué)問題的有效方式科學(xué)工具和與同伴交流科學(xué)問題的有效方式。 學(xué)習(xí)科學(xué)的動(dòng)機(jī)和態(tài)度，為讓學(xué)生積極和富有成效的參與科學(xué)課堂提供了基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)

4、應(yīng)以活動(dòng)的方式進(jìn)行，一種包括了學(xué)生學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)應(yīng)以活動(dòng)的方式進(jìn)行，一種包括了學(xué)生本人參與的實(shí)踐活動(dòng)。本人參與的實(shí)踐活動(dòng)?！翱茖W(xué)科學(xué)”具有多方面的內(nèi)涵，即包含了有關(guān)世界的知具有多方面的內(nèi)涵，即包含了有關(guān)世界的知識(shí)，也包含了知識(shí)和理論賴以發(fā)展和改變的過程，這識(shí)，也包含了知識(shí)和理論賴以發(fā)展和改變的過程，這個(gè)過程包括觀察、提問、調(diào)研和對(duì)實(shí)證進(jìn)行推理。個(gè)過程包括觀察、提問、調(diào)研和對(duì)實(shí)證進(jìn)行推理。并不主張?jiān)谠缙诮逃幸牒鸵罄斫馑械母拍?。并不主張?jiān)谠缙诮逃幸牒鸵罄斫馑械母拍睢！懊嫦蛉w學(xué)生的科學(xué)教育面向全體學(xué)生的科學(xué)教育”意味著這種教育對(duì)意味著這種教育對(duì)所有的學(xué)習(xí)者都是重要的?？茖W(xué)教育為個(gè)人和

5、社所有的學(xué)習(xí)者都是重要的?？茖W(xué)教育為個(gè)人和社會(huì)提供服務(wù)。會(huì)提供服務(wù)?？茖W(xué)教育幫助學(xué)生發(fā)展理解能力、推理能力和科科學(xué)教育幫助學(xué)生發(fā)展理解能力、推理能力和科學(xué)態(tài)度，以及引導(dǎo)學(xué)生擁有一個(gè)身心健康和有價(jià)學(xué)態(tài)度，以及引導(dǎo)學(xué)生擁有一個(gè)身心健康和有價(jià)值的人生。值的人生。學(xué)習(xí)科學(xué)的方法有利于理解力的提高，就能幫助學(xué)習(xí)科學(xué)的方法有利于理解力的提高，就能幫助學(xué)生發(fā)展學(xué)習(xí)的能力。學(xué)生發(fā)展學(xué)習(xí)的能力。通過在日常生活中的活動(dòng)、觀察和思索，兒童在通過在日常生活中的活動(dòng)、觀察和思索，兒童在進(jìn)入學(xué)校時(shí)已經(jīng)形成了有關(guān)世界的一些概念，這進(jìn)入學(xué)校時(shí)已經(jīng)形成了有關(guān)世界的一些概念，這就是科學(xué)教育要達(dá)到的知識(shí)理解、能力和態(tài)度方就是科學(xué)教

6、育要達(dá)到的知識(shí)理解、能力和態(tài)度方面目標(biāo)的起點(diǎn)。面目標(biāo)的起點(diǎn)。為了促進(jìn)學(xué)生逐步發(fā)展到最終的目標(biāo)，了解進(jìn)程為了促進(jìn)學(xué)生逐步發(fā)展到最終的目標(biāo)，了解進(jìn)程的方向和特性是很重要的。的方向和特性是很重要的。關(guān)鍵是要能保證從學(xué)習(xí)特定的課題出發(fā)建立的小關(guān)鍵是要能保證從學(xué)習(xí)特定的課題出發(fā)建立的小概念能逐步發(fā)展成較大的概念。概念能逐步發(fā)展成較大的概念。一種解決的方法是分析建立每個(gè)大概念需要的前一種解決的方法是分析建立每個(gè)大概念需要的前提，以得到一系列的訓(xùn)練。提，以得到一系列的訓(xùn)練。教和學(xué)得項(xiàng)目應(yīng)該具有足夠的靈活性，考慮到學(xué)教和學(xué)得項(xiàng)目應(yīng)該具有足夠的靈活性，考慮到學(xué)生經(jīng)驗(yàn)和特點(diǎn)的學(xué)習(xí)背景，促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生興趣和生經(jīng)驗(yàn)和特

7、點(diǎn)的學(xué)習(xí)背景，促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生興趣和提出問題。提出問題。科學(xué)并不是靜止的，理論是與支持它的實(shí)證有關(guān)科學(xué)并不是靜止的，理論是與支持它的實(shí)證有關(guān)的，因而到新的證據(jù)出現(xiàn)時(shí)，理論可以改變。的，因而到新的證據(jù)出現(xiàn)時(shí)，理論可以改變。反復(fù)得到實(shí)證支持的概念被接受為反復(fù)得到實(shí)證支持的概念被接受為“事實(shí)事實(shí)”，但，但是它們要得到穩(wěn)固的確立還需要廣泛的實(shí)證支持。是它們要得到穩(wěn)固的確立還需要廣泛的實(shí)證支持。不把科學(xué)視為一組機(jī)械的程序和已經(jīng)確立起來的不把科學(xué)視為一組機(jī)械的程序和已經(jīng)確立起來的“正確的答案正確的答案”，而把科學(xué)看做是對(duì)世界理解的，而把科學(xué)看做是對(duì)世界理解的創(chuàng)新，更能吸引和激勵(lì)學(xué)習(xí)者。創(chuàng)新，更能吸引和激勵(lì)學(xué)習(xí)

8、者。能力的培養(yǎng)必須與某個(gè)具體的問題相聯(lián)系，必須有對(duì)能力的培養(yǎng)必須與某個(gè)具體的問題相聯(lián)系，必須有對(duì)“實(shí)際對(duì)象實(shí)際對(duì)象”的觀察和數(shù)據(jù)。的觀察和數(shù)據(jù)。如果如果“實(shí)際對(duì)象實(shí)際對(duì)象”與理解物質(zhì)世界及生命世界無關(guān)，與理解物質(zhì)世界及生命世界無關(guān)，所發(fā)展的能力知識(shí)一般泛指的能力，而不是特指的科所發(fā)展的能力知識(shí)一般泛指的能力，而不是特指的科學(xué)能力。學(xué)能力。大概念必然更適于較年長(zhǎng)的中學(xué)生來掌握，但是教師大概念必然更適于較年長(zhǎng)的中學(xué)生來掌握，但是教師的思維里應(yīng)該清楚地意識(shí)到如何沿著一定的思路來組的思維里應(yīng)該清楚地意識(shí)到如何沿著一定的思路來組織活動(dòng)，最終能聚焦到一起?？椈顒?dòng)，最終能聚焦到一起。要使教師認(rèn)識(shí)到幫助學(xué)生從

9、早期經(jīng)驗(yàn)開始獲得較小的要使教師認(rèn)識(shí)到幫助學(xué)生從早期經(jīng)驗(yàn)開始獲得較小的概念再逐步進(jìn)展到大概念的重要性。概念再逐步進(jìn)展到大概念的重要性。需要的教學(xué)方法應(yīng)該是能夠讓學(xué)生自己建構(gòu)對(duì)概念的需要的教學(xué)方法應(yīng)該是能夠讓學(xué)生自己建構(gòu)對(duì)概念的理解，包括基于可能的想法提出預(yù)測(cè)，用不同的方法理解，包括基于可能的想法提出預(yù)測(cè)，用不同的方法收集數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)，對(duì)比他們的預(yù)測(cè)來評(píng)價(jià)得到的收集數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)，對(duì)比他們的預(yù)測(cè)來評(píng)價(jià)得到的結(jié)果，以及討論這些概念如何運(yùn)用。結(jié)果，以及討論這些概念如何運(yùn)用。關(guān)鍵之處不在于實(shí)際的操作，而在于動(dòng)腦，學(xué)生需要關(guān)鍵之處不在于實(shí)際的操作，而在于動(dòng)腦，學(xué)生需要帶著思考獲取和使用實(shí)證，以及相互之間

10、對(duì)證據(jù)進(jìn)行帶著思考獲取和使用實(shí)證，以及相互之間對(duì)證據(jù)進(jìn)行討論。討論。對(duì)教師的教育課程應(yīng)該認(rèn)識(shí)到教師作為學(xué)習(xí)者時(shí)也需對(duì)教師的教育課程應(yīng)該認(rèn)識(shí)到教師作為學(xué)習(xí)者時(shí)也需要有適合他們水平的科學(xué)活動(dòng)和科學(xué)辯論的經(jīng)驗(yàn)。要有適合他們水平的科學(xué)活動(dòng)和科學(xué)辯論的經(jīng)驗(yàn)。有助于學(xué)習(xí)的評(píng)測(cè)應(yīng)該是在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行的，而不有助于學(xué)習(xí)的評(píng)測(cè)應(yīng)該是在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行的，而不是在學(xué)習(xí)之后發(fā)生的某種事情，所以應(yīng)該嵌入到教學(xué)是在學(xué)習(xí)之后發(fā)生的某種事情，所以應(yīng)該嵌入到教學(xué)項(xiàng)目和教學(xué)指導(dǎo)中。項(xiàng)目和教學(xué)指導(dǎo)中。如果能夠安排一些活動(dòng)，使教師以不同方式分享彼此如果能夠安排一些活動(dòng)，使教師以不同方式分享彼此的專長(zhǎng)，咨詢科學(xué)家，從當(dāng)?shù)毓I(yè)界得到有關(guān)

11、科學(xué)應(yīng)的專長(zhǎng)，咨詢科學(xué)家，從當(dāng)?shù)毓I(yè)界得到有關(guān)科學(xué)應(yīng)用的知識(shí)，或者參與社區(qū)中與科學(xué)有關(guān)的活動(dòng)，所有用的知識(shí)，或者參與社區(qū)中與科學(xué)有關(guān)的活動(dòng)，所有的教師將能從中受益。的教師將能從中受益。-A Framework for K-12 Science Education-Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas核心概念是經(jīng)過充分實(shí)證檢驗(yàn)的學(xué)科中最基本最主要的一些科學(xué)概念1對(duì)于多個(gè)科學(xué)或工程學(xué)科來說都是非常重要的或者是某一學(xué)科的關(guān)鍵組成成分；2為理解和研究更為復(fù)雜的概念和解決問題提供重要工具；3結(jié)合學(xué)生的興趣和生活經(jīng)驗(yàn)，或者結(jié)合需要利用科學(xué)或技術(shù)知

12、識(shí)來理解的社會(huì)或個(gè)人關(guān)注的內(nèi)容；4在深度和復(fù)雜度水平日趨增長(zhǎng)的各個(gè)年級(jí)都能夠開展的教和學(xué)的內(nèi)容。就是說，這些概念對(duì)于年幼的學(xué)生來說也可以學(xué)習(xí)，但在廣度上也足夠在各個(gè)年級(jí)不斷進(jìn)行探究。物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域地球與空間科學(xué)領(lǐng)域生命科學(xué)領(lǐng)域 科學(xué)認(rèn)為每一種現(xiàn)象都具有一個(gè)或多個(gè)原因。 科學(xué)上給出的解釋、理論和模型都是在特定的時(shí)期內(nèi)與事實(shí)最為吻合的。 科學(xué)發(fā)現(xiàn)的知識(shí)可以用于開發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品，為人類服務(wù)。 科學(xué)的應(yīng)用經(jīng)常會(huì)對(duì)倫理、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治產(chǎn)生影響?？蚣苤贫ǖ膸讉€(gè)指導(dǎo)性原則： 兒童是天生的研究者； 關(guān)注核心概念和實(shí)踐； 學(xué)生對(duì)科學(xué)的理解隨時(shí)間而加深； 科學(xué)和工程既需要知識(shí)，也需要實(shí)踐； 科學(xué)教育與學(xué)生興趣和經(jīng)驗(yàn)

13、的結(jié)合； 提升教育公平性。-A Framework for K-12 Science Education-Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas具體內(nèi)容分為三個(gè)維度： 科學(xué)與工程的實(shí)踐（從事科學(xué)探究和工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐）； 跨領(lǐng)域的概念（在科學(xué)與工程領(lǐng)域中通用的、統(tǒng)一的跨領(lǐng)域的概念）； 科學(xué)學(xué)科內(nèi)的核心概念（物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)，以及工程、技術(shù)和科學(xué)的應(yīng)用）。貫穿科學(xué)與工程學(xué)科的7個(gè)跨領(lǐng)域的概念，可以幫助學(xué)生將很多學(xué)科知識(shí)與一個(gè)統(tǒng)一的、科學(xué)的世界聯(lián)系起來。學(xué)生通過對(duì)各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的核心概念的反復(fù)學(xué)習(xí)，來加深對(duì)這些跨領(lǐng)域的概念的理解

14、。PS1：物質(zhì)和物質(zhì)的相互作用：物質(zhì)和物質(zhì)的相互作用PS2：運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定：運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定PS1.A：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特性PS1.B：化學(xué)反應(yīng)LS1.C：原子核反應(yīng)過程PS2.A：力和運(yùn)動(dòng)PS2.B：相互作用的類型PS2.C：物質(zhì)系統(tǒng)的穩(wěn)定與不穩(wěn)定PS3：能量：能量PS4：波及應(yīng)用：波及應(yīng)用PS3.A：能量的定義PS3.B：能量守恒和能量轉(zhuǎn)換PS3.C：能量與力之間的關(guān)系PS3.D：化學(xué)反應(yīng)過程中和日常生活中的能量PS4.A：波的特征 PS4.B：電磁輻射PS4.C：信息技術(shù)和儀器PS1：物質(zhì)和物質(zhì)的相互作用：物質(zhì)和物質(zhì)的相互作用如何解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、特征如何解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、特征和相互作用？和相互作用？PS

15、1.A：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特性粒子是如何組成我們能夠看到的各種物質(zhì)的？到2年級(jí)末： 物質(zhì)以不同的狀態(tài)存在（如，木頭、金屬、水），很多物質(zhì)要么是固態(tài)，要么是液態(tài)，這取決于它們所處的溫度。 由物質(zhì)可觀察到的特性（如視覺的、聽覺的、構(gòu)造的）可對(duì)物質(zhì)進(jìn)行描述和分類。不同的特性適合于不同的使用目標(biāo)。 一個(gè)巨大的物體可由很小的部件組成。一種物質(zhì)的物體和樣品可被測(cè)量，他們的尺寸大小可以被描述和測(cè)量。（界限：體積被引入僅僅為了液體測(cè)量）PS1：物質(zhì)和物質(zhì)的：物質(zhì)和物質(zhì)的相互作用相互作用如何解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、特征和相互作用？如何解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、特征和相互作用？PS1.A：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特性粒子是如何組成我們能夠看到的各種

16、物質(zhì)的？到5年級(jí)末： 任何類型的物質(zhì)都可以被分割為很小的看不見的粒子，但是即便如此物質(zhì)仍然存在，也可以用其他方法探究到（如通稱重量或者對(duì)其他物體的作用）。 物質(zhì)狀態(tài)變化時(shí)質(zhì)量守恒。甚至在看起來消失的變化中，如（溶解中的糖，在密閉容器中的蒸發(fā)）。 各種不同特性的測(cè)量（如硬度、反射率）可被用來識(shí)別具體的物質(zhì)。 界限：在這個(gè)年級(jí)階段，質(zhì)量和重量是不區(qū)分的，也不試圖定義看不見的粒子或者解釋蒸發(fā)或者凝結(jié)的原子尺度機(jī)制。PS1：物質(zhì)和物質(zhì)的：物質(zhì)和物質(zhì)的相互作用相互作用如何解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、特征和相互作用？如何解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、特征和相互作用？PS1.A：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特性粒子是如何組成我們能夠看到的各種物質(zhì)的

17、？到8年級(jí)末： 所有的物質(zhì)都是由大約100種不同類型的原子組成的，原子與原子之間以不同的方式結(jié)合。不同的分子中的原子數(shù)目差異很大，從兩個(gè)到上千不等。 純凈的物質(zhì)由一種類型的原子或者分子組成；每種純凈物質(zhì)都具有典型的物理和化學(xué)特性（在給定條件下對(duì)于任意的大?。┛杀挥脕碜R(shí)別它。 氣體和液體由彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的分子或者惰性的原子組成。在液體中，分子之間總是相互接觸；在氣體中，它們廣泛分散占據(jù)空間，僅會(huì)碰巧撞到一起。在固體中，原子緊密排列，可能在位置上振動(dòng)，但不會(huì)改變相對(duì)位置。固體可能由分子組成，或者由重復(fù)的子單元延伸結(jié)構(gòu)形成，如（晶體）。 隨著溫度或者壓力變化而變化的狀態(tài)可以用這些物質(zhì)的模型來描述和預(yù)測(cè)

18、。（界限：這里的預(yù)測(cè)是定性的，而不是定量的。）PS1：物質(zhì)和物質(zhì)的：物質(zhì)和物質(zhì)的相互作用相互作用如何解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、特征和相互作用？如何解釋物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、特征和相互作用？PS1.A：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特性粒子是如何組成我們能夠看到的各種物質(zhì)的？到12年級(jí)末： 每一個(gè)原子都有一個(gè)帶電的原子核結(jié)構(gòu)，原子核由質(zhì)子和中子組成，被電子環(huán)繞。 元素依原子量從小到大橫向排列，依化學(xué)性質(zhì)相似性縱向排列。元素周期表的這種重復(fù)模式反應(yīng)了外層的電子模式。在大尺度下，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和相互作用是由原子內(nèi)部和原子之間的電子力決定的。穩(wěn)定的物質(zhì)狀態(tài)內(nèi)部電場(chǎng)和磁場(chǎng)能量是最小的。一個(gè)穩(wěn)定的分子比它分開的原子具有少的能量，分子的這個(gè)能量稱為

19、束縛能量，人們必須至少提供這個(gè)能量來分開分子。PS1：物質(zhì)和物質(zhì)的相互作用：物質(zhì)和物質(zhì)的相互作用25812PS1.A：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特性PS1.B：化學(xué)反應(yīng)LS1.C：原子核反應(yīng)原子核反應(yīng)過程過程PS2：運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定：運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定PS2.A：力和運(yùn)動(dòng)PS2.B：相互作用的類型PS2.C：物質(zhì)系統(tǒng)的穩(wěn)定與不穩(wěn)定PS3：能量：能量PS3.A：能量的定義能量的定義PS3.B：能量守恒和能量轉(zhuǎn)換PS3.C：能量與力之間的關(guān)系PS3.D：化學(xué)反應(yīng)過程中和日常生活中的能量PS4：波及應(yīng)用：波及應(yīng)用PS4.A：波的特征 PS4.B：電磁輻射PS4.C：信息技術(shù)和儀器主題詞描述性的語句LS1：從分子到生物體：從分子

20、到生物體LS2：生態(tài)系統(tǒng)：生態(tài)系統(tǒng)LS1.A：結(jié)構(gòu)與功能LS1.B：生物體的生長(zhǎng)與發(fā)育LS1.C：生物體內(nèi)物質(zhì)與能量的流動(dòng)LS1.D：信息加工處理LS2.A：生態(tài)系統(tǒng)中相互依賴的關(guān)系LS2.B：生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量傳遞的周期LS2.C：動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)，功能和自我恢復(fù)的能力LS2.D：生物的社會(huì)和群居行為L(zhǎng)S3：遺傳：遺傳LS4：生物進(jìn)化：生物進(jìn)化LS3.A：性狀的遺傳LS3.B：性狀的變異LS4.A：生物的共同祖先和生物多樣性的證據(jù)LS4.B：自然選擇LS4.C：適應(yīng)LS4.D：生物多樣性與人類LS1：從分子到生物體：結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)：從分子到生物體：結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)25812LS1.A：結(jié)構(gòu)與功能

21、LS1.B：生物體的生長(zhǎng)和發(fā)育LS1.C：生物體內(nèi)物質(zhì)與能量的流動(dòng)LS1.D：信息加工處理LS2：生態(tài)系統(tǒng)：相互作用、能量和動(dòng)態(tài)：生態(tài)系統(tǒng)：相互作用、能量和動(dòng)態(tài)LS2.A：生態(tài)系統(tǒng)中相互依賴的關(guān)系LS2.B：生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)與能量傳遞的周期LS2.C：動(dòng)態(tài)生態(tài)系統(tǒng)，功能和自我恢復(fù)能力LS2.D：生物的社會(huì)和群居行為L(zhǎng)S3：遺傳：遺傳LS3.A：性狀的遺傳LS3.B：性狀的變異LS4：生物進(jìn)化：統(tǒng)一性和多樣性：生物進(jìn)化：統(tǒng)一性和多樣性LS4.A：生物的共同祖先和生物多樣性的證據(jù)LS4.B：自然選擇自然選擇LS4.C：適應(yīng)LS4.D：生物多樣性與人類ESS1：地球在宇宙中的：地球在宇宙中的位置位置E

22、SS2：地球系統(tǒng)：地球系統(tǒng)ESS1.A：宇宙和宇宙中的恒星ESS1.B：地球和太陽系ESS1.C：地球的歷史ESS2.A：地球上的物質(zhì)和圈層ESS2.B：板塊構(gòu)造論和圈層的大規(guī)模相互作用ESS2.C：地球表面水循環(huán)過程中的作用ESS2.D：天氣和氣候ESS2.E：生物地質(zhì)ESS3：地球和人類活動(dòng)：地球和人類活動(dòng)ESS3.A：自然資源ESS3.B：自然災(zāi)害ESS3.C：人類對(duì)地球圈層的影響ESS4.D：全球氣候變化ESS1：地球在宇宙中的位置：地球在宇宙中的位置25812ESS1.A:宇宙和宇宙中的恒星ESS1.B:地球和太陽系ESS1.C:地球的歷史LS1.D:信息加工處理ESS2：地球的圈層

23、：地球的圈層ESS2.A:地球上的物質(zhì)與圈層ESS2.B:板塊構(gòu)造和圈層的大規(guī)模相互作用ESS2.C:水在地球表面過程中的作用ESS2.D:天氣和氣候ESS2.E:生物地質(zhì)ESS3：地球與人類活動(dòng)：地球與人類活動(dòng)ESS3.A:自然資源ESS3.B:自然災(zāi)害ESS3.C:人類對(duì)地球圈層的影響ESS3.D:全球氣候變化全球氣候變化ETS1：工程設(shè)計(jì)：工程設(shè)計(jì)ETS2：工程、技術(shù)、科學(xué)和：工程、技術(shù)、科學(xué)和社會(huì)的聯(lián)系社會(huì)的聯(lián)系ETS1.A：定義和界定工程問題ETS1.B：不斷發(fā)展的解決方案ETS1.C：優(yōu)化設(shè)計(jì)方案ETS2.A：科學(xué)、工程和技術(shù)的相互依存ETS2.B：工程、技術(shù)、科學(xué)、社會(huì)與自然界的

24、相互影響ETS1：工程設(shè)計(jì)：工程設(shè)計(jì)25812ETS1.A：工程問題的定義和界限ETS1.B：不斷發(fā)展的解決方案ETS1.C：優(yōu)化設(shè)計(jì)方案ETS2：工程、技術(shù)、科學(xué)和社會(huì)之間：工程、技術(shù)、科學(xué)和社會(huì)之間的聯(lián)系的聯(lián)系ETS2.A：相互依存的科學(xué)、工程和技術(shù)ETS2.B：工程、技術(shù)和科學(xué)對(duì)社會(huì)和自然界的影響使學(xué)生愉快和充滿好奇，但同時(shí)也能發(fā)展他們對(duì)概念的理解使學(xué)生愉快和充滿好奇，但同時(shí)也能發(fā)展他們對(duì)概念的理解與兒童的生活和健康有關(guān)與兒童的生活和健康有關(guān)也有助于發(fā)展對(duì)科學(xué)本身的理解、探究技能、以及收發(fā)尋求與重視實(shí)證也有助于發(fā)展對(duì)科學(xué)本身的理解、探究技能、以及收發(fā)尋求與重視實(shí)證的意愿的意愿建立在已有的

25、概念、技能和意愿之上，并能促進(jìn)它們的進(jìn)一步發(fā)展建立在已有的概念、技能和意愿之上，并能促進(jìn)它們的進(jìn)一步發(fā)展能使學(xué)生獲得的科學(xué)活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)符合當(dāng)前科學(xué)的發(fā)展能使學(xué)生獲得的科學(xué)活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)符合當(dāng)前科學(xué)的發(fā)展通過形成性評(píng)測(cè)提高學(xué)生的理解力和對(duì)自己學(xué)習(xí)的責(zé)任感通過形成性評(píng)測(cè)提高學(xué)生的理解力和對(duì)自己學(xué)習(xí)的責(zé)任感活動(dòng)應(yīng)該概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的神經(jīng)基礎(chǔ)概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的神經(jīng)基礎(chǔ)開始的開始的 Beginning初顯的初顯的 Emerging能勝任的能勝任的 Competent精通的精通的 Proficient能對(duì)物質(zhì)世界提出問題。能區(qū)別科學(xué)的非科學(xué)的問題。能提出可以通過科學(xué)探究找出答案的問題（科學(xué)的或工程的），并能運(yùn)用這些問題

26、設(shè)計(jì)探究活動(dòng)并建構(gòu)一個(gè)實(shí)事求是的解決方案。能提出關(guān)鍵問題，以確定爭(zhēng)論的前提，找出解釋數(shù)據(jù)組的更多的挑戰(zhàn)和深入探究學(xué)生在任何一個(gè)年級(jí)都可能提出與課本、觀察現(xiàn)象、根據(jù)數(shù)據(jù)得出的結(jié)論和模型等提出問題，但隨著年級(jí)的增加，學(xué)生提出的問題會(huì)越來越切題、聚焦和熟練。要想學(xué)生得到這樣的發(fā)展，就比較提供一個(gè)尊重問題、能體現(xiàn)好問題價(jià)值的課堂環(huán)境和氛圍。開始的開始的 Beginning初顯的初顯的 Emerging能勝任的能勝任的 Competent精通的精通的 Proficient為回答一個(gè)問題提出可能的解釋，并給出理由在問題中使用一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)模型，并引用它建構(gòu)一個(gè)假設(shè)來說明系統(tǒng)將要出現(xiàn)的行為以及隱藏在預(yù)測(cè)背后

27、的原因能建構(gòu)一個(gè)說明模型是如何變化或能回答問題的假設(shè)，并給出能測(cè)試假設(shè)的活動(dòng)建議運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和模型靈活地建構(gòu)可測(cè)試的假設(shè)，并能給出恰當(dāng)?shù)臏y(cè)試活動(dòng)建議。開始的開始的 Beginning初顯的初顯的 Emerging能勝任的能勝任的 Competent精通的精通的 Proficient能認(rèn)識(shí)到觀察、記錄和測(cè)量的必要性能使用簡(jiǎn)單的工具，如直尺、放大鏡能選擇適合的工具測(cè)量所需要的數(shù)據(jù)能選擇和使用恰當(dāng)?shù)墓ぞ邅慝@得一個(gè)數(shù)據(jù)集，并能說明理由能從多個(gè)工具中區(qū)分出測(cè)量一個(gè)特點(diǎn)量值的恰當(dāng)?shù)墓ぞ?，并能精確的使用該工具學(xué)生是通過他們親自參加探查來發(fā)展自親自參加探查來發(fā)展自己的理解己的理解，他們收集和運(yùn)用數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)收集

28、和運(yùn)用數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)想法想法，并找到能最好解釋他們所發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象的概念。數(shù)據(jù)可以是來自直接動(dòng)手操作材料，觀察現(xiàn)象，也可以是運(yùn)用第二手的資源，包括書籍、互聯(lián)網(wǎng)和向別人詢問。在解釋數(shù)據(jù)以提供實(shí)證來檢測(cè)想法時(shí)，應(yīng)包含學(xué)生之間、學(xué)生與教師學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的辯論，以及查證專家的意見之間的辯論，以及查證專家的意見。有意識(shí)地發(fā)掘?qū)W生與所研究的現(xiàn)象發(fā)掘?qū)W生與所研究的現(xiàn)象和和事件有關(guān)事件有關(guān)的的、已有的概念、技能和態(tài)度已有的概念、技能和態(tài)度，運(yùn)用這些信息來幫助進(jìn)行進(jìn)一步學(xué)習(xí)。學(xué)生是發(fā)展和改變他們概念的參與者，幫助學(xué)生獲得不同的想法比幫助學(xué)生獲得不同的想法比他們自發(fā)去解釋周圍的世界更為有效他們自發(fā)去解釋周圍的世

29、界更為有效。獲得不同想法的最好來源是對(duì)其他不同的想法進(jìn)行討對(duì)其他不同的想法進(jìn)行討論論，而不是期待學(xué)生個(gè)別的去獨(dú)自發(fā)展他們的概念（個(gè)體的建構(gòu)）。鼓勵(lì)討論和辯論，以社鼓勵(lì)討論和辯論，以社會(huì)交往的形式來發(fā)展概念將更富有成效會(huì)交往的形式來發(fā)展概念將更富有成效。對(duì)想法的交流和辯論過程將有助于學(xué)生在重構(gòu)他們自己的概念時(shí)考慮到其他人的意見。是一個(gè)周期性連續(xù)的過程，它不斷將有關(guān)學(xué)不斷將有關(guān)學(xué)生想法和技能的信息即時(shí)地提供給教學(xué)過程，生想法和技能的信息即時(shí)地提供給教學(xué)過程，并促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)并促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。它涉及在學(xué)習(xí)過程中收集有關(guān)學(xué)習(xí)情況的實(shí)證，根據(jù)對(duì)課程設(shè)置目標(biāo)進(jìn)展的要求來解讀這些實(shí)證，確定確定適

30、當(dāng)?shù)南乱徊降牟襟E適當(dāng)?shù)南乱徊降牟襟E，以及做出如何實(shí)現(xiàn)它的策略。向教師和學(xué)生提供反饋信息，可以在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中保證學(xué)習(xí)進(jìn)展是伴隨著理解而進(jìn)行的。能使學(xué)生獲得他們自己學(xué)習(xí)使學(xué)生獲得他們自己學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)的主動(dòng)權(quán)也是很關(guān)鍵的。是是科學(xué)教育中的探究式學(xué)習(xí)歸納式的教學(xué)方式以學(xué)生為中心科學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)的過程提出和聚焦問題預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)研究方案收集和獲取證據(jù)收集和獲取證據(jù)從實(shí)證中得出結(jié)論從實(shí)證中得出結(jié)論交流討論和結(jié)論有效的學(xué)習(xí)培養(yǎng)綜合心智培養(yǎng)社會(huì)情緒能力科學(xué)家真正的工作方式和內(nèi)容分離的過程自我學(xué)習(xí)過程無引導(dǎo)過程有利于有利于不是不是模擬模擬基本要素基本要素不同層次的探究不同層次的探究探究層次探究層次問題問題過程過程解答

31、解答驗(yàn)證性探究：驗(yàn)證性探究： 學(xué)生驗(yàn)證已經(jīng)學(xué)過或被告知的內(nèi)容。結(jié)構(gòu)化探究：結(jié)構(gòu)化探究： 為學(xué)生提供問題和過程，學(xué)生通過自己收集數(shù)據(jù)得出結(jié)論。引導(dǎo)性探究：引導(dǎo)性探究： 為學(xué)生提供問題，但要求學(xué)生自己制定研究計(jì)劃，收集組織數(shù)據(jù)，得出基于實(shí)證的結(jié)論。開放式探究：開放式探究： 學(xué)生自己提出問題，制定研究計(jì)劃，收集和組織數(shù)據(jù)，并得出基于實(shí)證的結(jié)論。背景知識(shí)： 大部分房子有里墻和外墻。兩層墻體之間是隔熱層。隔熱層中的隔熱材料常用來減緩熱傳導(dǎo)，因此房間內(nèi)可以保溫。實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)： 隔熱材料可以減緩熱傳導(dǎo)，所以房子可以保溫。實(shí)驗(yàn)材料： 兩個(gè)塑料瓶、熱水、兩個(gè)密閉塑料容器、棉絮、溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)過程：將兩個(gè)塑料瓶灌滿熱水，

32、蓋緊蓋子。一個(gè)塑料瓶外邊包裹棉絮，放在密閉塑料容器中，蓋好蓋子。將另一塑料瓶放在另一密閉塑料容器中，蓋好蓋子。1.20分鐘之后，打開密閉塑料容器和塑料瓶蓋子，用溫度計(jì)測(cè)量水的溫度。數(shù)據(jù)表格：塑料瓶溫度包裹棉絮的塑料瓶沒有包裹棉絮的塑料瓶問題討論：1、20分鐘后，哪個(gè)塑料瓶中的水更熱一點(diǎn)？2、解釋為什么隔離的塑料瓶中的水更熱一點(diǎn)。背景信息： 大部分房子有里墻和外墻。兩層墻體之間是隔熱層。隔熱層中的隔熱材料常用來減緩熱傳導(dǎo)，因此房間內(nèi)可以保溫。實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)： 學(xué)生能夠解釋：因?yàn)楦魺岵牧峡梢詼p緩熱傳導(dǎo)，所以房子可以保溫。實(shí)驗(yàn)材料： 兩個(gè)塑料瓶、熱水、兩個(gè)密閉塑料容器、棉絮、溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)過程：將兩個(gè)塑料瓶灌

33、滿熱水，蓋緊蓋子。一個(gè)塑料瓶外邊包裹棉絮，放在密閉塑料容器中，蓋好蓋子。將另一塑料瓶放在另一密閉塑料容器中，蓋好蓋子。1.20分鐘之后，打開密閉塑料容器和塑料瓶蓋子，用溫度計(jì)測(cè)量水的溫度。數(shù)據(jù)表格：塑料瓶溫度沒有隔離的塑料瓶隔離的塑料瓶問題討論：1、20分鐘后，哪個(gè)塑料瓶中的水更熱一點(diǎn)？2、解釋為什么隔離的塑料瓶中的水更熱一點(diǎn)。為什么我們的房子能隔熱？實(shí)驗(yàn)材料： 兩個(gè)塑料瓶、熱水、兩個(gè)密閉塑料容器、棉絮、溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)過程：將兩個(gè)塑料瓶灌滿熱水，蓋緊蓋子。一個(gè)塑料瓶外邊包裹棉絮，放在密閉塑料容器中，蓋好蓋子。將另一塑料瓶放在另一密閉塑料容器中，蓋好蓋子。1.20分鐘之后，打開密閉塑料容器和塑料瓶蓋子，用溫度計(jì)測(cè)量水的溫度。數(shù)據(jù)表格：塑料瓶溫度沒有隔離的塑料瓶隔離