阅读和理解四年级下一代科学标准具有挑战性。 它们是三维的,具有许多细节和细微差别,但又广泛而包罗万象。这 卫星导航系统网站 提供了一些有关如何阅读每个标准的信息,但是’仍然很难弄清楚每个主题要教什么。

我们已经根据下一代科学标准编写了四年级科学工作站。 下面说明我们是如何使用标准编写单位的。
这篇博客文章将告诉您如何阅读下一代科学标准,并概述它们的组成部分。 有关更深入的分析,请参见 卫星导航系统网站 or the video below.
三维下一代科学标准
下一代科学标准(NGSS)被编写为“Three-Dimensional.” 这意味着这些标准首先要根据其性能期望(PE)进行分类。 这些是学生学习科学内容时应掌握的科学技能和能力。
绩效期望可分为三类,以学科核心理念(DCI)为基础。 这是学生在掌握体育课时所学的实际科学内容。 当学生掌握PE时学习DCI时,他们正在与 科学与工程实践. 他们也在观察 横切概念 这是广义的科学原理,可作为贯穿所有科学领域(模式,因果,系统和系统模型等)的线程
如何创建NGSS课程
要创建与NGSS一致并且为三维的课程,您将从头两个维度开始,即DCI和PE。 它们是相关的,但不是互斥的。 这些组成部分共同构成了标准,并且是评估的目标。
我们如何编写四年级科学工作站以实现NGSS统一
例如,我’将使用4-PS3(能源)中的四年级标准。 如果我决定开始使用DCI构建我的单元,那么我将从中间的橙色框开始。 此DCI有多个组件,每个组件与一个或两个PE相关联,位于白框中。
例如,我注意到DCI 4-PS3.A有两个子主题。 在第一个子主题中,学生了解“给定对象运动的速度越快,它拥有的能量就越大。”这对应于PE 4-PS3-1,“使用证据来构造将物体的速度与该物体的能量相关的解释。”
第二个子主题是“可以通过移动物体或通过声音,光或电流将能量从一个地方移动到另一个地方。” 这对应于两个PE。 第一个4-PS3-2有学生“进行观察以提供证据,证明可以通过声音,光,热和电流将能量从一个地方转移到另一个地方。” 第二个4-PS3-3有学生“提出问题并预测物体碰撞时发生的能量变化的结果。”
将这个DCI与PE结合起来,我想确保学生正在学习运动的能量,他们能够提出假设,进行观察并使用来自文本,演示和实验的证据。

科学和工程实践如何适应?
蓝框内的《科学与工程实践》提供了与NGSS一致的指令的第三维。 对于标准4-PS3,存在三种相关的科学和工程实践。
首先是学生要提出问题并定义问题。 第二个要求学生计划并进行调查。 第三门科学与工程实践课程要求学生构建解释和设计解决方案。
这些实践共同为上述PE提供了更多启发。 总体而言,对于该标准,学生将使用科学方法的步骤来识别问题,提出假设,设计和进行实验,进行观察,并使用这些观察来讨论结果。 Note: 并非所有的标准都涵盖了这一标准所涵盖的科学方法。
此外,学生应利用工程技能和实践来设计与运动能量相关的问题的解决方案。 他们应该有机会机械地解决问题,并在进行过程中调整设计。
横切概念呢?
最后的组件(也是NGSS的第三个维度的一部分)是“横切概念”,位于右侧的绿色框中。 对于该标准,学生将认识到能量可以通过各种方式在物体之间传递,从而了解能量和物质之间的关系。 尽管这将贯穿整个课程,但在我们研究对象之间的能量传递方式时,我一定要特别说明一下,物质的属性(质量,密度等)会影响能量的传递方式。
在本标准中,学生将在整个课程中进行额外的联系。 并非所有标准都具有这些附加连接。 在这种情况下,学生将学习工程师如何改进现有技术或开发新技术,以及大多数科学家和工程师在团队中工作,科学会影响日常生活。 我不会为此开辟单独的课程,而是要指出我们的课堂实验和工程项目中有多少是根据现实中的科学家和工程师处理工作的方式来建模的。 我将让学生讨论我们在课堂上学习的内容如何适用于和/或影响日常生活。
与其从DCI开始,不如选择从PE开始设计单元。 在这种情况下,我查看顶部的白框。 有四个与各种DCI相关的PE。
无论哪种方式,该标准都可以分成几个微型单元。

取自 //www.nextgenscience.org/sites/default/files/NGSS%20DCI%20Combined%2011.6.13.pdf
四年级科学站
我们已经创建了一系列与下一代科学标准(我们的科学工作站设备)保持一致的产品。 每个站集都有八个科学站,这些科学站被设计为可作为指导NGSS学科核心思想的教学工具。
物理科学
✔ 能源:无处不在的能源:能源,能量转移和力量– NGSS 4-PS3.A-D & ETS1.A
✔ 造浪:波浪属性– NGSS 4-PS4.A
✔ 点亮它:愿景& Images – NGSS 4.PS4.B
✔ 与我对话:通过代码探索交流& Technology – NGSS 4-PS4.C
✔ 物理科学丛 Stations
生命科学
✔ 结构&功能:有机体如何生活,行为,繁殖和成长– NGSS 4-LS1.A
✔ 信息处理:了解世界– NGSS 4-LS1.D
✔ 生命科学站捆绑
地球科学
✔ 不断变化的地球– 4-Ess1.C –地质,岩石循环,地震,化石记录
✔ 风化& Erosion – 4-Ess2.A & 4-ESS2.E – Earth Materials & Systems, Biogeology
✔ 板块构造:地震,火山& Mountains – 4-Ess2.B
✔ 4-ESS3.A – Energy & Fuels –化石燃料和可再生能源
✔ 4-ESS3.B&ETS1.B-自然灾害&工程解决方案
有关如何阅读NGSS的更多信息
您可能会发现有用的另一资源是该YouTube视频,该视频解释了NGSS的维度。
我们使用NGSS编写的课堂教学资源
我们已经使用下一代科学标准为二,三年级和四年级编写了科学工作站和5E教学单元。



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