邮发代码:82-418   刊号:ISSN1671-4350   定价:12.00

[NSTA专栏]机器人与阅读 图书和电路活动提升科学素养和能源教育

文_Omah Williams-Duncan Sara Raven 翻译_张 为

2021-04/总第301期

阅读数3

电是我们日常生活中不可或缺的一部分。我们每天都会用电并注意到电气连接和断开的影响。儿童和成人一样,可以推断出导电性的影响。他们能看到灯泡的照明或感觉到电炉灶散发出的热量,但可能不了解电路所起的作用。关注电能传输的具体方面有助于加强学生对抽象的电的概念的理解。在本文中,我们为小学生探究电路提供参考。我们开设这些课程的目的是让学生提出问题,并将他们对电能的探究与图书中发现的电效应的具体观察联系起来。虽然所述课程的部分内容与《新一代科学教育标准》(NGSS)“表现预期”4-PS3-2“能量”保持一致,但重点还是放在了“表现预期”4-PS3-4“能量”上。

随着STEM内容和实践越来越多地融入到其他学科中,儿童可能会在不了解电效应的情况下看到电效应的示例。儿童不会看到能量通过导电材料传输。他们只听到、看到或感觉到能量运动的结果。例如,在Christina Geist(2016)的《巴迪:睡前“断电”》中,主人公巴迪模仿机器人僵硬地移动和哔哔声装置。其他图书,如James Dean(2015)的《皮特猫:机器人皮特》、Ame Dyckman(2012)的《小男孩和机器人》和Neil Clark(2019)的《拉斯蒂:吱吱叫的机器人》,将机器人描绘成遵从人类指令的金属块。简单电路的知识并不是这些故事的主要内容,故事里只有对完整电路的描述或完整电路的结果。为儿童提供对完整和不完整的简单电路进行体验和实验的机会,从而介绍复杂的电学主题。

在本课中,我们将重点介绍《州共同核心标准》(CCSS)与《新一代科学教育标准》(NGSS)的4年级“能量”表现预期之间的关联。August等(2014)写道,这两套标准都基于学术语言的发展。《州共同核心标准》和《新一代科学教育标准》的设计旨在使学生能够满足所有学科的严格学术要求(Lee,2017),《州共同核心标准》中的语言强调了学科特定知识与素养之间的关联(Cervetti和Hiebert,2015)。此外,《新一代科学教育标准》和《州共同核心标准》中的很多关于学习的描述和主动动词都具有共性,例如分析、解释、观察、注意、提问、回答、绘制、听写、书写和描述(Clark和Lott,2017)。

在小学课堂上,强调这些关联的课程通常利用基于学科的素养。通过提供背景信息帮助儿童建立科学与他们生活之间的联系,融合儿童文学有助于使科学概念更具相关性(Barclay、Benelli和Schoon,2012)。《新一代科学教育标准》和《州共同核心标准》的这种整合表明,“写作和阅读可以作为支持探究式科学的工具”,并且“当进入探究式科学环境中时,会对阅读和写作有帮助”(Pearson、Moje和Greenleaf,2010,第459页)。

即将进行的活动在主题上相关联,形成一个适合《新一代科学教育标准》4年级学习概念的5E课程。前3项“引入”“探究”和“解释”包括在内,但描述很少,因为它们是常见的电学活动,“拓展”和“评估”是本课程的重点,为儿童提供了构建自己的电路和编写故事的机会,并将他们的创作与选定的文本联系起来。


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