利用NGSS進行教學和活動設計

吳可會

美國《新一代科學教育標準》（ NextGeneration Science Standard，以下簡稱NGSS）的發布為科學教育工作者提供了一個美好藍圖，學生能夠通過實踐充分理解核心概念及跨學科概念。“學習是知識與實踐的結合，而不是將內容和應用分離”，這是NGSS強調的重要觀點。在傳統教學中，工程設計類活動中常見的做法是直接提出一個工程挑戰，由教師引導學生從自身經驗出發討論工程限制條件，隨后就進行模型設計與制作，而較少深入討論為什么要做，以及有哪些真實的工程需求，使學生跳過了系統思考，直接進入了模型設計階段。當遇到真實問題時，如何從錯綜復雜的環境中提煉有效的信息，明確工程任務的核心要求，對學生來說仍然是較難跨越的障礙。

NGSS強調的是發展學生對科學與工程如何實現預期目標的認識，同時強調增強他們的相關實踐能力。當學生參與真正的實踐任務時，他們會獲得更多思考和決策的機會，理解問題產生到問題解決之間的科學過程。與校外的專業人員合作是創造真實任務的一種方法，這種真實任務可以向學生展示科學與工程之間的關聯，理解科學家和工程師是怎樣工作的。下面，我們將通過一個教學案例，分析讓學生參與真正的工程任務的教學設計策略。

○策略一、基于工程任務需求的科學探究實現科學與工程的整合

“科學家和工程師如何合作研究深海熱液噴口處的生命”[1]是美國馬薩諸塞州福克斯波羅的Sage學校的中學科學教師Lisa R. Troy和來自伍茲霍爾海洋學研究所的科學家共同開發的1個工程設計項目，面向中學6-8年級的學生展開。……