学习韦钰院士翻译的《科学教育的原则和大概念》 [复制链接]

第四个大概念：当事物发生变化或被改变时，会发生能量的转变，但是在宇宙中能量的总量总是不变的。

我看懂的：

1.      有许多不同的方式使某个现象发生或改变。

2.      在所有这类情况下，使得物体发生改变必须要有能量。

3.      在改变的过程中，能量从一个物体传向另一个物体。

4.      物体获得能量，或是源于它们的化学成分，它们的运动、它们的温度、它们在重力场或其他场中的位置，或是源于弹性材料的压缩或变形。

5.      可以用能量的改变来解释许多过程和现象，从植物的生长到天气的变化。

6.      能量不能被产生或消失。

没理解的：

1.将能量转给其他物体的，称为能源。

2.原子的质量是储存能量的一种方式，被称为核能。

楼主，加油。学习了

书已经购了，还在架子上，看来要赶快行动起来了。

我希望读书能帮助自己提高高度，有了支持心里就有底气，记得看到过这样一句话“读书不能改变人生的长度，但可以改变人生的厚度；读书不能改变人生的起点，但可以改变人生的终点。”

继续读书，从读书中收获智慧与宁静！

第五个大概念：地球的构造和它的大气圈以及在其中发生的过程，影响着地球表面的状况和气候。

从中汲取的内容：

1.      地球的表面都被大气所包围，然而逐渐远离地球表面大气会变得逐渐稀薄。

2.      地球固态表面的大部分是土壤，在土壤下面的固体物质是岩石。岩石有许多不同的种类，它们的成分和特性各不相同。

3.      处于地球表面的大气层，对来自太阳的大部分辐射射线是透明的。这些射线可以穿过大气层。被地球表面所吸收的射线是地球获得的外部能源。

4.      大气层中的氧气是由植物通过光合作用产生的。它可以间接保护地球表面生物免于受到来自于太阳射线中短波部分的伤害。

5.      在地球固体外壳下面有一层热的覆盖层，称为地幔。在压力下地幔是固体，当压力减少时，它会融化。

[此贴子已经被作者于2012-6-29 9:16:58编辑过]

我也正在看。

你把书都成电子稿了，哈哈！

哎！读这本书有些累的，先呈现读懂的部分吧！到底都是科学家，没有什么多余的话，很是精炼呢！

杨君读了有何感想啊？呵呵

第六个大概念：宇宙中存在着数量极大的星系，太阳系只是其中一个星系---银河系中很小的一部分。

该概念的内涵：

1.      我们见到的太阳是构成宇宙的许许多多的星球之一。

2.      太阳位于太阳系的中心，是太阳系中唯一能发出可见光的光源。

3.      地球是我们所在的太阳系中的八大行星之一。

4.      空间探测已经证明，行星自形成以来，它们表面一直在变化。

5.      离我们最近的恒星，也比距离我们最远的行星---海王星要远得多。

6.      星系的这种运动支持了宇宙是源于过去曾发生的“大爆炸”膨胀而成的观点，而对宇宙未来的发展目前还不清楚。

不动笔墨不看书！看书发帖！精彩！

谢谢牛奶的鼓励哈！丫儿继续看书、学习、呈现！

第七个大概念：生物体是由细胞组成的。

我所看懂的内涵：

1.      在我们的眼里，生物体（有机体）与非生物体的区别在于生物体能够移动、繁殖和对某些刺激产生反应。

2.      为了维持生存，生物体需要水、空气、食物、排泄废物和温度适宜的环境。

3.      所有的生物体都是由一个或多个细胞构成的。

4.      细胞只能用显微镜来观察。

5.      生命的所有基本功能都源于细胞内发生的过程。

6.      多细胞生物体中的细胞除了具有所有细胞相同的功能外，还有特定的功能。

7.      细胞通常会聚合成组织；组织组合成器官，器官组织成系统。

8.      在细胞内存在着不同种类的分子，它们互相配合以完成细胞的功能。

9.      在多细胞的生物体中，通过将一些递质传送到邻近的细胞来实现细胞之间的相互通信，以协同活动。

10.  不同类型细胞内的活动由酶调控。

11.  疾病通常是由于细胞功能发生故障而导致的。

12.  许多药物通过加速或延缓酶或激素的调控机能来产生作用。

13.  在一定的条件下，细胞的功能处于最佳状态，特别是保持适宜的温度和酸碱度。

第八个大概念：生物需要能量和营养物质，为此它们经常需要依赖其他生物或其他生物竞争。

我看懂的内涵：

1.      我们这样认为所有的生物体都需要通过摄取食物来获得能量，还需要空气、水和一定的温度环境。

2.      生物体之间的这种关系可以用食物链和食物网来表示。

3.      有些动物除了需要植物作为食物外，还以其他方式依赖于植物。植物也以不同方式依赖于动物。

4.      在特定区域内生活在一起的相互依存的生物构成某种生态系统。

5.      在任何特定的生态系统中，为获得生存所需要的能量和物质，物种间会存在竞争。

6.      某个生态系统是消失还是留存，取决于在其环境中是否可以持续获得生命需要的物质。

  第九个大概念：生物体的遗传信息会一代代地传递下去。

1.      在我们现在的视野中，有生命的物体会繁殖同一类的后代，但是在许多情况下，后代相互之间或与它们的双亲并不完全相同。

2.      植物和动物包括人类，他们的许多特征与他们的亲代类似，因为遗传信息从上一代传递给了下一代。

3.      另外有一些特征，如能力和行为，并不能以同样的方式传递，而必须经过学习才能获得。

4.      在一代又一代之间传递的信息，都是组合在一起以编码的形式传递的。

5.      被称为DNA的大分子中存在这种编码。

6.      一个基因是一定长度的DNA。

7.      在细胞的生长过程中和凋亡的细胞被替换时，细胞会发生分裂，遗传信息被复制，使每一个新细胞都携带这母细胞的基因复制件。

8.      环境中的辐射和化学物质会引起基因改变。这种基因的变异只影响该个体。

9.      只有在基因变异发生在性细胞中时，才会影响到后代。

10.  在有性繁殖中，一个来自雄性的精子与一个来自雌性的卵子结合。当卵子和精子细胞形成然后结合时，遗传物质就被选择和重组，这样就导致数量巨大的不同基因组合的可能性，这种差别会代代相传，从而提供了自然选择的潜在可能。

11.  无性繁殖天然地广泛在于生物之中，包括一些细菌、昆虫和植物，它们繁殖出具有相同遗传物质的种群。

12.  通过对不同种类生物的基因组测序，越来越多的遗传信息被获知。获知基因序列后，就有可能人为地改变遗传信息，以赋予生物体某些特殊的功能。

 第十个大概念：生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果。

我看懂的内涵：

1.      可以看到我们当今的世界，存在着许多不同种类的植物和动物。

2.      有许多种类的动植物曾一度生活在地球上，但现在已经灭绝了，我们从化石中了解到它们。

3.      虽然同一物种的生物体非常相似，它们之间仍存在着细微的差异。

4.      生命体总是生存在特定的环境之中，因为它们具有能在该环境下生存的特征。

5.      从36亿年前地球上出现了第一个生命形态以后，对生物体的自然选择就开始了。具有能在特定的环境下更好存活的生物将被自然选择。

6.      生命史的初期出现了单细胞的生物，大约在20亿年以前，出现了多细胞的生物，最终发展成今天众多的动物、植物和真菌。

7.      当气候、地理和种群的条件改变时，遗传下来的特定特征的优越性可能被提高，也可能减弱。人类的活动会对环境产生深远的影响，并已经导致了环境的改变，使许多生物受到了伤害。

8.      生命多样性的减少会导致生态系统显著恶化和适应环境改变能力的丧失。

关于十个科学的大概念是看完了，也摘录整理了，接下来分享---关于科学的概念

关于科学的概念---我所能看懂的内涵

第十一：

1.      我们总会这样做：当某个事件发生时，科学致力于寻找事件为什么会发生的解释，或者解释为什么它们采取了某种特定的方式。

1）这样做基于一个假设：也就是每一个事件的发生的方式是有其理由的。

2）解释不是猜测，必须有一定的理由。

3）仔细地观察，还包括可能的测量，可以预测可能会发生什么情况。

4）也可以执行一些操作来改变某些条件，并观察随之发生的现象。在这里如有可能应使其他条件保持不变，这样便于使我们了解该结果仅仅是由一个条件变化引起的，这样更确定。

2.      对于特定事件或状态的任何解释，都应当基于支持它的实际证据。这里要求仔细、系统的观察以及对观察的精确描述。此时，几个人同时做，但又是各自独立地观察比较好。

3.      对事件的解释可能会有不同的想法，所以必须用实际证据来挑选出哪一个想法确实“有效”。

1）要检测哪个因素，就需要改变这个因素，利用这个假说对变化后发生的现象做出预测，观察，看是否有证据表明发生的现象与预测相符。

2）如果确实如此，结果与预测相符，又没有其他因素导致相同的结果，这个因素就被接受为当前对此现象最好的解释。

3）如果有几个相互影响的因素存在，那么每一个因素的作用还可能是不确定的。

4.      当一些因素不能用实验进行控制，在观察到数据中寻找模式，可能会揭示个因果因素之间的相关函数------当一个因素变化时，另一些因素发生相应变化的规则。

这里有一个比较绕的地方：

1.      在这个观察中包含有不能直接观察或进行改变的特点，仍然可以使用相关函数提出某个基础的模型，这个模型可以用于预测。与此同时这个相关函数又是不能作为这个因素就是变化起因的确定证据。

2.      发现一个现象发生的起因并不意味着找到了这个现象发生的解释机理。解释机理需要基于科学原理建立关联模型。

第十二：科学上给出的解释、理论和模型都是在特定的时期内与事实最为吻合的。

我能看懂的内涵：

1.      对自然界的事物提出问题，是每个人都可以的。而且能做一定的努力来寻求答案，帮助理解发生了什么事。

2.      科学上通过一些系列的探究来完成上述工作，包括用观察或测量所研究目标的特征来收集数据或从其他来源获取数据。

3.      而其中的收集数据也需要根据某种理论或假说对可能发生的现象进行预测。

4.      为了有助于解释观察到的过程和事物发生的原因，科学家会提出一些模型。例如：物理模型、理论模型等。这些模型也不是都稳固地立足于理论之中，有各种不同情况。

5.      生成任何一种模型都需要对事物相互之间可能具有的联系进行想象的能力，以及运用已有知识的能力。这些模型的推理意味着超越了直接观察到的结果，这样的比较，可能可以证实保存着联系。

6.      强调解释不会自行呈现，是需要一个过程去生成的。

7.      同时也提出当前已有的想法和新的数据不能符合，那该想法必须改变。要有接受“不可能正确”的存在，因此，今天一些用于解释我们周围事物的科学概念，和我们过去所接受的不同，有些也很可能和未来的有差别。我的理解是：要有正视的勇气，不要唯“唯一”。

我也买了，很好！

哈哈！江大哥也是学习之人哦！到时候交流交流哈！

谢谢海儿！大家都在暑假做着很有意义的事情，我就看书吧！呵呵

第十三：科学发现的知识可以用于开发技术和产品，为人类服务。

我看懂的内涵：

1.      在我们的领域里，技术有助于为人们提供所需的或能够使用的物品。制作这些物品需要选择对特定应用具有最佳性能的材料。

2.      科学知识能有助于推进技术进展的实例就是科学可以用于制造新的材料。这里有一个互为作用的影响关系：科学运用于制造新的工具和机器，那大批量生产得以实现，商品为更多人所使用。也就是技术的运用支持科学的发展，反过来科学进展了，又可以进行设计和制造人们需要的物品。

3.      问题：事物总有两面性。某些人造材料有助于减少对天然材料的需求，但是人造材料不能像天然材料一样容易降解，废弃时就会出现废物处理的问题。因此要提倡循环使用、保护资源和减少污染。

4.      当问题出现时，需要科学家和技术人才合作，以了解问题和寻求解决的方案。

第十四：科学的应用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。

1.      科学知识可谓对我们帮助颇多，使我们能够阐明自人界中的一些事物是如何运作的。这些知识常常可以用于改变或创造一些事物，以帮助解决人类面对的问题。但是也会出现不利的一面。

2.      许多例子可以说明技术进展如何产生了不希望发生的后果。所以了解了、到不利的后果，就必须仔细考虑在科学运用上有利于无利之间的权衡。

3.      科学研究可以帮助我们了解某些应用可能产生的影响。但是，有关它们是否应该予以实施的决策西医进行伦理和道德方面的判断，这些不是科学所能提供的。还需要考虑短缺资源的使用问题。

4.      在做出抉择时，政府、地区、个人，都需要基于对科学概念以及所包含的技术原理的了解。

引言：为什么需要大概念

        2009年的10月，10位学者聚集在苏格兰罗蒙湖畔。他们中有国际教育计划的负责人，有国家科学教育标准制定者，还有著名科技专家。他们在一起讨论科学教育的话题，从小学到中学，从本国到国际。

      那么到底为什么需要大概念呢？我试图将专家的历程归纳为三步：发现问题，展开思考，落实行动。

      发现问题：专家们发现：1.世界上发达国家，学习科学的年轻人在减少，而且还表现对科学缺乏兴趣，普遍反映学校教的科学与他们无关，对科学不感兴趣。与此关联的还经常听到中学生抱怨：与小学科学相比，他们学的概念变得越来越抽象，在学习的过程中，学的科学概念如果是抽象的、是与学生的生活脱离的，那学生对这些概念的理解就会很困难。2.现在的学生在许多领域学习经验是支离破碎的，这是由于所用的评测方式造成的。常规的测试和考试中是一些不相联系的问题，因为这些是比较容易评分的问题，这样就在无形中鼓励教师传授不连贯的知识点和教授学生如何给出“正确”的答案。高标定型评测造成了学习的压力，就将视野局限于反映评测标准有关的内容了。也就是教什么是由评测什么来决定的，不是考虑增进核心概念的理解、发展推理能力和科学态度方面具有的价值，使得教师的教学方式既不会令学生喜欢，也不会满足学生的需求。

         展开思考：第一，小学阶段要选择好适当的学习内容，使得有限而宝贵的学习时间最有效的被运用。并且使这些内容不仅对学生中学的学习有用，而且对他们的一生都有用。第二，专家们考虑构思科学教育的目标，知识方面不是用一堆事实和理论，用核心概念及进展过程帮助学生理解他们在校及离开学校以后的生活有关的一些事件和现象。第三，在基于采用探究的教学方式的同时，如果改变内容或课程，减少内容的广度，必然需要选定一些大概念。我想这样做的目的就是为了让我们的科学学习不仅是课堂上的事情，更是人类认识世界的过程，并且不断的把这些带到更久远的生活中，也希望对教师产生积极的影响，让教师了解科学活动将周围世界的科学内涵展示出来所起的作用，提高自身的能力。

        落实行动：这些专家们聚集在美丽的罗蒙湖畔，一起热烈的讨论着，这次讨论会的招集者、国际科学院联合组织科学教育国际知道委员会主席温.哈伦教授，以她对科学本质的把握加之长期从事科学教育的丰富经验，将研讨会的共识凝练为这本书《科学教育的原则和大概念》，使我们能分享到这么多专家讨论的结果。非常感谢我国的韦钰院士，将此书及时翻译成中文版。在这本书中他们试图阐明三个问题：1.这些大概念是什么？2.它们是怎么被挑选出来的？3.如何能最好的表达它们。

       而且在其中我看到了这些专家们的严谨、审慎的科学态度！

       理由一：在选定科学中的大概念，已经有过这样的尝试了，但是这些专家们还要这样做，是因为他们看到现有的概念列表没有完全满足他们的要求；还有最重要的是不仅要列出这些概念，还要给出其逻辑依据和背后的思考（也就是我们所说的“知其然，并知其所以然”），也是为了确保学生能够通过研究加深理解，明确认知进展的过程。

       理由二：专家们在考虑大概念之前，先考虑了一些原则，因为原则可以引导回答许多有关科学教育目标和步骤的问题，也考虑了目前的教学内容，不然不符合我们的教学实践也是没有意义的；还有与会专家在研讨会的开始就考虑了原则，到会议结束之时，他们又回顾了这些原则，他们始终用既定的原则在做指导。

       在全书中很多地方，我都能看到专家们的这种精神！

[此贴子已经被作者于2012-8-8 15:11:44编辑过]

第一章

支撑科学教育的基本原则

      我试图理解每一个原则中专家们认为的，在指导科学教育决策和行动中应该考虑的价值观和标杆，他们的那些深入的思考，可能我的理解与概括不一定很完善，希望得到同样看此书的朋友的交流与探讨，使我们对此书的理解更为深入、学习更为有效、落实更为细致。

原则一、在义务教育的所有年级，学校都应该设置科学教育项目，以系统地发展和持续保持学习者对周围世界的好奇心，对科学活动的热爱以及对如何阐明自然现象的理解。

我看懂并概括、理解专家们所制定的这样的原则的思考：

1.      儿童具有寻求周围世界含义和理解的天然倾向，所以在学校里学校科学要以活动的方式进行，在他们亲历发现，将新经验与过去的经验联系，能给他们带来激情和快乐，能通过探究增加他们的知识。并且这样会使他们产生正面的积极的情绪反应，是进一步学习的动力；通过活动使他们开始理解科学活动的本质、科学的威力和局限性，通过学习科学人物、科学史能了解科学是人类的重要事业。

2.      在早期教育中不主张引入和要求理解所有的科学概念。这种理解源于好奇心激励下的探索，出自于对周围世界寻求解释的愿望，是一个随经验增加，不断增加的过程。

3.      科学应该成为小学教育的一部分，小学科学教育会使儿童的一些直觉形成的非科学的想法受到挑战。 这些想法的遏制，能帮助他更好的理解这个世界。

原则二：科学教育的主要目的应该是为了使每个人能够参与有依据的决策和采取适当的行动，这对保证他们个人、社会以及环境的健康和协调发展是重要的。

我看懂并概括、理解专家们所制定的这样的原则的思考：

1.      科学教育的目标是“面向全体学生的科学教育”。对所有学习者都是很重要的。

2.      科学教育为个人和社会提供服务。

3.      科学教育能帮助学习者发展理解能力、推理能力和科学态度以及引导学生拥有一个身心健康和有价值的人生。他们对周围的世界有了科学的理解，能满足求知欲、激发好奇心，能做出抉择，对自己也可以做出正确的选择。这些能力是一生受用的。

4.      还有可以让更多的学生选择科学专业，这也是早期科学教育中对学生在日常生活中对科学的认识所有的影响，使他们有以事实为依据的态度。

原则三: 科学教育具有多方面的目标，科学教育应该致力于：

l 理解一些科学上有关的大概念，包括科学概念以及关于科学本身和科学在社会中所起作用的概念；

l 收集和运用实证的科学能力；

l 科学态度。

我看懂并概括、理解专家们所制定的这样的原则的思考：

1.   几个概念的区别：概念、日常概念、大概念、小概念

这里的“概念”：表示对所观察到的互相关系或特性进行解释后的抽象。

日常概念：可以是不需要基于实证的某种想法。

大概念：可以适用于一定范围内物体和现象的概念。

小概念：与大概念相对应，只运用于特定观察和实验的概念。

2.  通过科学教育学生能理解一些涉及物体、现象和材料以及它们在自然界中相互关系的大概念；促进学生理解有关科学探究、推理和科学方法的大概念和有关阐明科学、技术、社会和环境之间关系的大概念。

3.  在理解有关大概念的基础上，还要提高科学能力和培养学生科学态度。这些科学能力，包括构建问题、为回答问题寻求通过观察、测量收集数据的方法、分析和解释数据和参与到有关探究和获取结果的讨论中去。而科学态度则包括乐于参加科学活动，乐于运用科学的方法参与探究和调研。

[此贴子已经被作者于2012-8-12 17:48:37编辑过]

原则四：基于对科学概念的审慎分析以及基于当前对学习是如何发生的有关研究和理解，应该给出为了达到科学教育各个方面目标的清晰进程，指出在不同阶段需要掌握的概念。

我看懂并概括、理解专家们所制定的这样的原则的思考：

1.      专家们希望在学校教育的不同阶段对学习者有各个阶段的进程递进，期望学生们知道、理解、实践和推理他们所应该知道的内容，达到最终的目标。

2.      专家们在确定概念的进展过程中，经过仔细、周密的思考，按照几个分析进行，一是逻辑分析，找出基于哪些简单的概念开始构建复杂的概念。二是来自思维发展的研究实证，思维的发展有时并不是按照逻辑来进行的。了解了学生如何从经验中学习，就可以了解他们在向目标进取时思维的改变。

3.      因为科学概念是复杂的，理解它的进程是取决于多种因素的。因此会受到学生个体不同经验的影响，专家们只可能对一些共同的趋向进行大致的描述，这里摆出专家们罗列的一些大致相同的共同趋向。

l  逐步提高阐明物体特性的能力，能考虑到用不直接观察到的特性来阐明物体的特性；

l  较高的认知能力，能认识到阐明某些现象时需要考虑多个因素；

l  较好的定量观察能力，能用数学来完善和加深理解；

l  能更有效地运用物理、心理和数学模型。