将科学融入小学课堂会带来红利

从自然漫步到“观察现象”

你还记得第一次拿起树叶是什么时候吗？ 您可能只有两三岁，正在户外探索。 也许您注意到它独特的形状，以及它是否干燥或潮湿。 也许一个成年人帮助你用蜡笔摩擦它的静脉，你了解到这些是叶子获取营养的方式——就像人一样。

恭喜你——你完成了科学！

“观察现象”是我们大多数人被介绍的方式 科学学习，然后提出问题，进行调查或测试想法，并学习解释自己的想法。 但在全州的小学课堂中，学生每周 1.5 个小时的课堂时间中平均只接受 30 个小时的科学教育。 结果是学生没有为高年级的科学做好准备。

Tana Peterman 是华盛顿 STEM 的 K-12 教育项目官员，该机构负责领导科学教育改革 (LASER)* 联盟的领导和援助。 LASER 和 OSPI 均举办在线网络研讨会，为小学教师和学校领导提供帮助 提出理由 在 K-5 教室中提供更多科学内容。 LASER 还提供免费的在线资源和策略，将科学融入到已经排满的课堂日程中。

他们最近的网络研讨会“基础科学需要卷土重来”就是为了做到这一点：通过重点介绍全州各学区的例子，这些学区的小学教师擅长将科学概念融入数学和阅读课程中。

塔纳彼得曼说：“通过基础科学，我们不断地在需要进行心脏直视手术的系统上贴上创可贴。 我们谈论教育整个孩子，但我们却不断要求他们在孤岛中学习。”

早期科学基础

科学的核心是观察并理解我们周围的世界——由于孩子们与生俱来的好奇心，他们完全有能力做到这一点。

米歇尔·格罗夫 (Michelle Grove) 是斯波坎教育服务区 (ESD) 101 的科学协调员，拥有 25 年的教学经验，包括生物学、化学和解剖学。 她还是东北地区激光总监和全州联合总监。

“小学阶段学习科学是以后一切的基础。 没有它，孩子们就会失去兴趣，然后就不会深入参与。 即使他们在初中和高中阶段获得了高质量的科学经验，但如果没有这些基本技能，例如基于证据的推理的重要性，他们将很难以具有科学素养的成年人的身份退出我们的 k-12 系统。” 她强调，这意味着要理解科学不仅仅是在实验室中工作，还包括规划和开展调查、解决问题、创建模型、分析和解释数据、构建解释以及设计解决方案。

华盛顿东南部 ESD 123 科学协调员兼东南激光联盟主任 Lorianne Donovan-Hermann 表示：“当孩子们上高中时，在科学教育方面，就存在‘富人’和‘穷人’了。” 。 在小学或中学没有学过科学的孩子可能会落后或逃避科学课程，认为“我不擅长科学”。 他们永远不会考虑参加 AP 级别课程。 他们最终会走上完全不同的道路。”

虽然并不是每个孩子长大后都想成为一名科学家，但每个学生确实需要基本的科学知识来了解他们的健康和环境，了解他们在投票箱中的选择，甚至维护他们的家园。 多诺万-赫尔曼说：“基本的住房所有权需要多层科学知识，以防止管道泄漏导致有毒霉菌或了解煤气泄漏的危险。 在我们自己的身体里，了解病毒是如何工作的，并遵循有关如何治疗病毒的最新科学研究，可以帮助我们保证家人的安全。”

克服时间紧迫

甚至在 大流行导致考试成绩下降 对于全国各地的学生来说，小学教师都在努力将科学教育纳入已经排满的日程中。 造成这种情况的上游原因是，大多数小学课堂都专注于数学和阅读，而华盛顿州直到五年级才对科学进行评估。 此外，由于大多数小学教师都没有获得科学方面的认可，对于一些人来说，教授科学可能感觉遥不可及。 然而，有一个有前途的方法：将科学概念融入阅读、写作和数学课程中。

米歇尔·格罗夫表示，人们存在一种误解，认为数学和阅读是分开教授的。 “实际上，科学主题可以融入数学或阅读/写作作业中——这就是所谓的基于现象的写作。”

格罗夫说，她曾与老师合作，​​利用植物解剖学课程进行基于现象的阅读和写作。 开放教育资源 (OER)，为教师提供的免费资源。 “学生们的理解从年初创作简单的图画，到展示对科学过程的无缝解释。”

科学整合的另一个例子来自奥林匹亚地区的一年级和五年级教师，他们计划让五年级学生参观低年级班级，分享他们的科学知识。 多年后，五年级科学老师 TJ Thornton 回忆起这对一名学生的影响有多大：

“我班上的一个男孩问，‘我们什么时候对一年级学生做这件事’？ 现在，他不一定是学业上最强的学生，尽管它是 半辈子以前，他一直在思考这个问题，并很高兴能与一年级学生分享科学知识。”

科学的演变：从“绝对”到整合新发现

对于许多人来说，Covid-19 大流行让他们认识到了解基本科学过程的重要性。 帕斯科的科学协调员多诺万-赫尔曼表示，技术进步对科学理解产生了重大影响。

“自从我上高中以来，科学发生了很大的变化。 以前，我们了解‘绝对’，但现在，当科学发生变化时能够改变我们的想法——这是至关重要的。”

此外，理解基于证据的推理——无论是在科学还是政治学领域——对于全识字学习者的毕业生来说至关重要。

米歇尔·格罗夫回忆道：“我七年级女儿的班级将循证思维的重要性作为为期一年的主题。 因此，当她在电视上看到政治评论员在没有证据的情况下争论时，她很沮丧，说。 “他们不应该被允许这样做！”

寻求更多科学知识

格罗夫说，家长支持科学教育的一种方式是参加学校的开放日并询问“你们在阅读、数学和科学方面做了什么？” 她说，有助于基础科学蓬勃发展的因素是：1）拥护科学的管理者； 2) 拥有技能和信心的教师，以及 3) 来自优先考虑的系统的资金。

获得当地学校董事会的支持可以帮助优先考虑课堂上的科学整合。 Scott Killough 是 ESD 113 的区域科学协调员，也是塔姆沃特地区学校董事会的成员。 他回忆起学校董事会在 Covid-19 大流行结束时与其前校长进行的一次谈话。 董事会决定，为了实现持久的改变，社交情感学习 (SEL) 应纳入年度预算。 “无论人员变动如何，它现在都是我们预算中的一个项目。 SEL 将继续存在。” 他说类似的方法可以帮助整合基础科学。

同样，公共教育总监办公室 (OSPI) 的 Kimberly Astle 在二月份的网络研讨会上鼓励教师思考科学如何成为支持英语语言艺术学习的支柱。 “通过了解科学如何成为学习系统的一部分，我看到了前进的动力。”

科学的奇怪问题

如果课程鼓励学生将他们的文化学习和价值观带入科学调查，那么将科学融入小学课堂也可以对促进种族平等产生积极影响。 近几十年来，教育家和活动家已经开始关注科学教育的“怪异”问题，即科学教育以来自西方、受过教育、工业化、富裕和民主（WEIRD）社会的科学为中心。 在这种情况下，科学常常被忽视 妇女的贡献 和 颜色的人，甚至声称或错误地将他们的发现归因于白人男性同事。 这可能会让学生认为只有某些类型的人才能“从事科学”。

当多诺万-赫尔曼在三城地区教三年级时，她与太平洋西北国家实验室的一位地质学家一起参加了为期一周的教师-科学家合作伙伴关系 (TSP)。 目标是增加教师的知识并将她所学到的知识带回给学生。

“我带回了我和这位科学家一起在野外工作的照片来展示我的班级。 一个来自农村社区的小女孩看了我手机上的照片，然后回头对我说：‘哦——那张照片不对。 科学家的照片在哪里？ 我低下头说：“那就是她——那就是弗兰妮·史密斯博士。” 这个小女孩不知道女性也可以成为科学家。”

这激发了多诺万-赫尔曼邀请这位科学家，“博士。 弗兰妮”向她的班级讲话。 由此开始了一种伙伴关系，她认为这种伙伴关系影响了她的许多学生。 “多年以后，我遇到了那个小女孩； 她现在大约20岁，正在努力攒钱上大学。 我记得当她谈到与弗兰妮博士见面时她的兴奋。”

STEM 教学工具博客提供讨论指导 科学教育背景下的种族，“科学课堂上存在种族和种族主义。 学生，无论年龄多大，都了解种族并反映社会偏见。 他们注意到房间里的人——无论是字面上的（你和其他学生）还是象征上的（谁从事科学？科学家是什么样子？）。

华盛顿 STEM 倡导将科学融入小学课堂，以便华盛顿的所有学生都能回答这个问题， “谁做科学？” 用一句话来说：

“我。”

*由科学教育改革领导和援助 (LASER) 组织，是一个全州范围的组织，由华盛顿 STEM 与 OSPI、教育服务区 (ESD) 和系统生物学研究所合作领导。 （学习更多关于 激光是如何产生的.) 他们共同提供网络研讨会和在线资源，重点关注提高 K-12 科学教育的公平性。