Science Storylines Teacher Handbook

2021-11-30
Science Storylines Teacher Handbook
《新一代科学故事线》（https://nextgenstorylines.org）是美国西北大学（Northwestern University）科学故事线项目开发的系列教学单元，反映了Reiser、Novak和McGill（2017）的故事线教学方式。在这些单元中，意义建构由学生所认可的问题（questions and problems）来驱动的。
在故事线中，学生应把每节新课看做解决课堂学习新添的问题。单元利用锚定现象，开启调查和故事线教学历程，引领老师，让问题继续推动意义建构。

新一代科学故事线是什么？

NextGen科学故事线是连贯有序地把一些课节组织起来的教学单元，各环节根据学生在与现象互动中提出问题而展开。在整个故事线中，其目的始终应是解释现象或解决问题。每个环节，学生都应通过科学和工程实践，运用和构建科学思想，并通过实践进一步完善课堂问题，始终致力于解释现象和解决设计问题。
每一个环节还可能产生新的问题，引领到下一个环节。课堂把每节课中所弄清楚的东西放在一起，共同解释单元开始提出的现象或确认所发现的问题。故事线提供的是一条构建学科核心思想和跨学科概念连贯的路径。这条路径以学生自己的经验和问题为基础，运用科学和工程实践，一块一块地构建学科核心思想和跨学科概念，进一步发展科学和工程实践。
在以前的许多科学单元中，教学材料是根据专家如何理解科学思想之间的关系来组织的。你可能会看到一系列章节或教案，这些章节或教案是按照学科逻辑组织的。这种逻辑可能对教师或课程编写者来说很清楚，但对学生来说可能毫无意义。例如，老师可能理解学习细胞的某些活动如何帮助学生理解生物系统如何工作的重要生物学概念，但学生可能只知道他们在学习细胞，因为这是教科书当前章节的标题。或者，老师可能知道某个特定的化学实验是如何证明物质守恒的，但她的学生做这个实验的唯一原因是，这是老师布置的作业的一部分。
在单元设计中使用的故事线方法中，活动的顺序旨在使教师能够处理学生的想法，从而使单元的目标及其随时间的发展对学生有意义（Reiser，2013；Reiser，Novak和McGill，2017）。我们称之为“从学生的角度来看连贯性”。当故事情节从学生的角度来看连贯性时，任何一天来到教室的访客都应该能够走到一群学生面前，问他们为什么要做他们正在做的事情。学生应该能够通过描述他们试图解决的问题或他们试图解决的问题来回答，而不仅仅是说，“因为我的老师让我这么做。”他们还应该能够解释他们如何帮助课堂社区决定他们应该做些什么来调查这个问题或设计问题的解决方案。
在课堂上，找出答案这一过程不是从一个话题直接进入另一话题或从一个实验直接进入到另一个实验。实践不仅仅是技术技能，比如学习使用显微镜或平衡方程式。实践指的是课堂如何在共同目标的引导下、在课堂常规的熏陶和语言的指导下共同努力取得一定的进展。科学和工程实践指导现象和问题的工作，使学生能够发展、测试和完善科学思想。参与实践意味着学生应该知道他们为什么要做他们正在做的事情，并且应该认可这些目标。
通过这种方式，每个故事情节都是一条路径，在这条路径中，所有学生都可以帮助管理其知识构建的轨迹。整个班级，包括学生和老师，随着时间的推移，在关于世界现象的问题的激励下，共同发展想法，每一步都是试图解决课堂当前解释模式中的问题或差距。故事线方法支持学生在意义建构方面的代理：
我们搞清楚科学思想。
我们弄清楚每一步我们要去哪里。
我们找出如何随着时间的推移将这些想法组合在一起。
因此，故事情节描绘刻画的是学生视角下，使意义建构具有连贯性的路径。同时，故事情节并不意味着教师需要遵照学生的问题和想法。故事情节旨在满足目标NGSS绩效预期，现象、问题和问题的顺序事先经过仔细规划，并在故事情节和教材中列出。故事情节不仅仅是一系列精心设计的现象。它需要教学策略，让学生作为合作伙伴参与开发和管理有助于实现学习目标的调查。故事情节经过广泛的测试和修改，以确保教师能够处理现象和问题的顺序，让学生作为合作伙伴（而不是唯一的驱动者）参与制定问题或确定导致有针对性调查的问题。教师需要努力引出和激发学生的问题，引导和挑战他们的发展模式，引入有用的调查和概念工具来帮助学生取得进步。
2.下一代科学故事情节单元是如何组织的？

NextGen科学故事线单元被组织到称为课程集的课程集合中（在早期的NextGen科学故事线版本中称为bends）。在每个课程集中，课堂通过调查锚定现象或问题的一个方面来推进故事情节。在每一课中，学生都会对现象的某些方面提出问题，通过科学调查探索现象，并努力理解他们的调查。在课程结束时，学生们将他们的想法放在一起，完善他们的解释模型或设计解决方案，
课程集由单独的课程组成，每个课程都有几个部分或活动，这些部分或活动共同帮助学生理解某些现象或问题。课程长度从一节课到几节课不等。以下是我们各单位遵循的总体结构：
单元：单元驱动问题（即单元标题）
第1课
第1课：锚定现象与驱动题板
活动1：活动的名称。。。
活动2：活动的名称。。。
第二课：调查
第三课：调查
第4课：拼凑片段并解决问题
第2课：驾驶问题
第五课…
下一节将介绍作为这些课程集轨迹设计基础的教学模型。

3.包括哪些资源来帮助教授下一代科学故事情节？
每个单元都有三个主要的相互关联的规划资源-故事线框架、单元故事线和教师指南（总结在下图中）。这些材料中的每一种都提供了关于特定课程内容的逐步细化的细节。故事情节框架显示了学生在整个单元中的感官塑造的整体轨迹。单元故事线总结了每节课中的意义建构工作，从驱动工作的问题和问题到学生的理解。教师指南提供了详细的学习计划，以帮助教师促进每节课的学习活动。

NextGen科学故事线作为数字资源的集合共享。它们被实现为一组Google驱动文件（幻灯片、文档、工作表），以及附带的视频、图像和其他教学材料。教师可以通过任何网络浏览器访问这些内容。每种资源都根据知识共享署名非商业3.0许可证进行许可https://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0.
在Google Drive中，课程材料的参考版本无法编辑；教师必须先将文件夹复制到其本地系统，然后才能共享或进行更改。某些材料，如学生讲义，设计为易于打印。
以下是一般文件夹结构以及这些文件夹包含的资源的说明。
4.下一代科学故事情节中的评估资源是什么？
我们开发了一套基于社会文化学习理论（Penuel&Shepard，2016）的评估系统，并遵循国家研究委员会（2014）报告的建议，为下一代科学标准制定评估。本报告建议使用多组分任务作为评估的核心，即围绕呈现给学生的场景组织的任务，测试学生运用对核心思想和横切概念的理解来解释现象或使用科学和工程实践解决问题的能力。
每个单元包括一份评估机会文件，该文件概述了整个课程中不同类型的评估，包括预评估、学生自我评估、总结性评估和形成性评估。每节课的个别教师指南中也强调了这些总结性和形成性评估机会。
评估的类型
每个单元包括一个评估系统，该系统为不同类型的评估提供了许多机会，这些评估共同帮助教师在整个课程中为教学提供信息。可以找到的评估类型包括：
预评估：在单元的早期课程中可以找到预评估机会，通常以初始问题、模型、解释和调查想法的形式。预评估的目标是：（1）为教师提供证据，证明学生将哪些想法和实践能力带入本单元；（2）提出一系列不同的想法，教师可以在整个单元中利用这些想法来支持论证和感官设计。许多嵌入式教学活动可以用作预评估，包括初始模型、DQB驱动问题以及围绕早期课堂共识模型的讨论。
自我评估：自我评估是学生在课堂学习社区中学习和成长的机会。教师可以决定在本单元的任何地方帮助学生反思自己的成长。此外，本单元还确定了具体的机会，教师可以让学生使用更通用的自我评估工具对自己的进步进行自我评估。例如，讨论题目帮助学生理解和应用大小组和小小组课堂交流的标准。
总结性评估：本单元内置了总结性评估机会，可在每一课集结束或本单元结束时进行。总结性评估的目的是获取学生所学内容的证据，以便（1）向他们提供关于他们在学习中所处位置的信息（与他们需要的位置相比较），以及（2）向教师提供信息，以调整未来的教学并通常分配分数。总结性评估可以是要求学生理解新现象的转移任务，也可以是单元中探索的现象的最终模型、论点或解释。无论采用哪种方式，总结性评估都应与目标绩效预期密切相关，并直接涉及该部门重点开发和使用的概念和实践。
形成性评估：形成性评估旨在通过提供信息来指导和促进学习，帮助教师了解学生的优势和劣势，并做出后续教学决策。形成性评估机会是本单元的一个组成部分，是教师在理解学生的过程中可以看到学生所处位置的一个点。在三维科学教学中，这通常意味着形成性评估的发生，因为学生仍在努力构建他们对各单元的理解，并且经常会评估最终理解的不完整部分。在“逐课评估”表中，为每节课的绩效预期寻找形成性评估机会。下一节将介绍此表的结构。
形成性评估和课程水平绩效预期（LLPE）
课程水平绩效预期（LLPE）是每节课的三维学习陈述，旨在强调学生对该课的关键期望。每个NextGen故事情节课程都包含一个或多个LLPE。每个LLPE的结构都设计为结合三维学习，结合科学和工程实践、学科核心思想和交叉概念的元素。LLPE中使用的彩色字体表示声明中使用的每段文本的来源/对齐方式，因为它与NGSS维度相关：与科学和工程实践对齐、与交叉概念对齐以及与学科核心思想对齐。
每节课总结评估每节课水平绩效预期（LLPE）的机会。这些机会的例子包括学生讲义、家庭学习作业、进度跟踪或学生讨论。大多数LLPE被推荐为潜在的形成性评估。为每个学生评估列出的每个LLPE可能在逻辑上很困难。有策略地选择哪些LLPE进行评估，以及如何向学生提供及时且信息丰富的反馈，让教师自行决定是否满足这些要求。然而，该系统旨在支持对LLPE、评估指导和学生作业子集的快速审查，以帮助整个单元的教学决策，即使教师不是每次单独评估每个学生。
通过这组评估，每个单元都提供了评估学生个人或独立掌握性能预期的机会，以及评估小组在解释锚定现象或解决设计挑战方面的进展。此外，退学券和自我评估为学生和教师提供了衡量学生归属感、能动性和随时间增长的指标。
NextGen科学故事情节的早期版本可能包括为该单元开发的这些资源的较小子集。例如，传输任务可能不包含在单元的第一个版本中，但在开发之后将包含在未来的版本中。关于发布的单元版本中包含哪些上述评估的详细指南将在“单元评估”文件夹中的评估机会文档中进行总结。

5.下一代科学故事情节中使用了哪些教学策略？
NextGen科学故事线单元使用一组通用的教学例程——构建活动的方式，以完成故事线方法的特定方面。例如，所有故事情节单元都以锚定现象或问题开始。虽然具体类型的活动和工具可能因单元而异，但每个锚定都为学生提供了一个机会，让他们探索现象或问题，试图理解它，并提出问题。这些问题可以使用不同类型的工具（驱动式问题板、通知和奇迹图表或其他方法）进行记录，但常见的是，与主持人互动的目的是在学生试图理解时向他们提出问题，并且这些问题被共享和记录。
Reiser、Novak和McGill（2017）对反映故事情节方法的五种教学惯例进行了初步分析。在本节中，我们将介绍这五个例程，以及它们通常如何在NextGen Science故事情节单元中实现。

在不同的NextGen科学故事情节单元中，如何以及在何处发现例程会有所不同，但这些例程通常遵循一种模式，即学生开始一个单元的学习，调查他们遇到的不同问题，将这些调查中的片段组合在一起，然后对下一组要调查的问题进行提问。根据锚定现象和焦点SEP和CCC，每个单元在特定程序中发生的情况会略有变化，但程序的目的和一般方法在所有单元中是一致的。
接下来的章节描述了这五种常规，它们的目的，组成它们的要素，并举例说明如何通过课堂话语来支持它们。
锚定现象例行公事：启动一个有经验的单位，以激励进一步的调查
它是什么？它的目的是什么？
锚定现象例程用于启动学习单元，并在整个单元中激发学生的动机。锚定现象例程的目的是为学习社区建立一个共同的任务，以激励学生理解现象或解决设计问题。锚定现象例程将学生的学习置于一个共同的体验中，然后利用该体验激发并激发学生的好奇心，这将推动整个单元的学习。锚定现象程序也作为一个关键的地方来捕捉学生的初始想法，作为一个预评估的机会。
锚定现象例程：
为学生提供机会，表达他们对这一现象的初步想法；
确定学生对现象的一个或多个方面背后的机制的看法的一致和不一致的领域；
帮助教师确定学生为这些问题带来的先验知识和经验；
邀请学生将他们正在做的事情与他们在自己世界中的经历联系起来；
引出学生希望在整个单元中调查和回答的问题，教师将能够使用这些问题来激励学生并连接单元中的课程。
什么时候在一个单位内完成？
锚定现象是在单元开始时引入的。
学生通常如何将他们的思维作为常规的一部分来表现？
锚定现象常规促使学生通过写作、绘画和分享他们自己的初始模型、解释或设计解决方案来表达他们的初始想法。这种想法可能会在他们的科学笔记本中体现出来。在锚定现象例行程序中，学生还创建了一个共享的课堂表示，包括初始课堂共识模型、驱动问题板（DQB）和潜在调查的想法（所有内容均在本手册中讨论）。
锚定现象的要素
锚定现象（AP）程序由四个元素组成。这并不是严格的顺序。在不同的单元中，这些元素的顺序可能不同，学生可以在锚定现象例程中多次重温这些元素。这四个要素中的每一个都在帮助课堂为将来的调查制定一套共同的问题和想法方面发挥着关键作用，这些问题和想法将与故事情节的教学弧相一致。

要素1：探索锚定现象：
每个教学单元都应该从学生所经历的一些令人困惑的现象开始。在本节中，学生们将以某种方式探讨这一现象。全班正在研究的问题是：；“我们注意到了什么？”例如，学生可以进行观察，寻找模式，或者创建事件发生的时间线。本节的目的是让学生认识正在发生的有趣事件，并作为一个学习社区，公开承认需要目标DCI关键部分解释的现象方面。
要素2：试图理解
学生应尝试提出解释、模型或其他推理来解释调查中的现象发生的原因或方式。人们可能想知道，这一最初试图理解这一现象的好处是什么。例如，有人可能会说，我们期望学生还不了解ancor中发生了什么。那么，如果这一现象可能是错误的，为什么要让学生花时间来解释它，并建立一个学生在回答问题时会经历“失败”的环境呢？相反，重要的是要强调，这一要素的目的不是让学生想出“正确”的答案。这样做的目的是，在课堂社区尚未完全理解的情况下，开始关注课堂社区所认识到的领域，以便他们能够制定出解决这些问题的计划。有时，学生在被迫超越简单的原因陈述（例如，“声音穿过墙壁”）之前，看不到需要解释的重要或有问题的内容。试图解释一个明显不起眼的现象可以帮助学生识别他们无法科学回答的问题——例如，“什么东西穿过墙壁？”“声音如何穿过固体物体？”“为什么有些墙壁比其他墙壁更善于阻止声音？”
出于这些原因，重要的是每个学生都要单独尝试理解这一现象，然后将自己的想法公之于众。我们的创意多样性对课堂社区是有成效的！它有助于创造一种“我们不在同一页上”的感觉，因此有一些问题需要解决。
在这一阶段，教师的作用有两个：（1）帮助学生把他们的想法写在纸上，不管它在科学上有多准确；（2）促使学生对正在发生的事情做出机械的解释。如果学生认为他们知道答案，则要求他们深入研究。教师需要帮助学生认识到目标不是了解特殊的科学标签（例如，“振幅”、“频率”、“分子”）。相反，我们的目标是一步一步地解释这种现象是如何以及为什么发生的。知道科学标签的学生可能无法解释导致这种现象的因果链。学生们也许能用日常语言说得比他们能用精确的科学词汇标注的更多。
试图理解锚定现象可能包括几个步骤，例如：
首先进行个人感官设计（例如，开发个人模型）
将想法与同龄人进行比较（例如，考虑他们自己的模型与其他模型的比较——可以通过合作伙伴、小组或画廊步行来完成）
课堂感官对话与初始共识模型
要素3：识别相关现象
NGSS故事情节的目标不仅仅是解决一个现象的单一谜团；目标是发展学科核心思想和横切概念，可应用于我们世界的一系列事件。让学生产生相关现象的目的是扩大课堂感兴趣的范围。它还可以让学生将自己的经验带进课堂，使与科学思想相关的问题对他们来说更具相关性和针对性。事实上，如果学生不能想出相关的现象，这可能是一个迹象，锚定现象需要调整，因为学生将不会关心或涉及到课堂正在进行的工作。
识别相关现象可能包括几个步骤，例如：
学生在笔记本上写下他们个人经历中的相关现象。
学生有机会与同学分享他们的经验。
本课程可以公开展示学生的想法，组织学生分享相关现象，并让学生关注相关现象的某些特征（模式）（如果有意义的话）。
要素4：提出问题和后续步骤
在活动的这一部分中，全班列出问题和行动项目的联合清单，以完成他们的任务，即找出单元的驱动问题。三维学习的独特之处在于，学生有机会参与到思考过程和决策中，思考课程应该思考什么以及如何思考。对于每个学生来说，参与生成一个要探究的问题，并将这些问题公之于众是很重要的，这样整个班级就保留了这些问题的所有权。此过程可能采用各种形式，如“驾驶问题板”或“通知和奇迹图表”或其他摘要表示。在提出问题的同时，学生应该参与思考如何回答课堂上的一个或多个问题。在本单元的早期，调查的想法是否有一个循序渐进的程序并不重要；它们不一定是所谓的“实验”，而是学生们正在寻找可行的方法来找出问题的答案。例如，可能全班认为跟进他们的一个问题的一个好方法是查阅专家们的意见或收集二手数据。此外，目标不是提出完美的问题或解决方案，只要学生能够阐明调查将如何帮助课堂社区在他们确定的问题上取得进展的理由。
问题和后续步骤应作为公开课堂记录保存，并应保持有效。问题和下一步应该随着单元的进展进行修改、重新审视和核对。此过程可能包括几个步骤，例如：
老师问：“接下来我们想知道什么？”
学生写个人问题。
学生们大声分享问题。
班级组织DQB上的问题。
老师问：“我们下一步想做什么？”
学生们集思广益地进行调查，帮助他们找出问题，以及为什么调查有助于找到答案。
在DQB附近张贴他们的想法。
要获得更多支持，教师可能希望在NextGen Science故事线网站上查阅故事线规划工具。故事线工具#1提供了一个计划模板，用于支持锚定现象例程的实现。
导航程序：确定调查中的下一步
它是什么？它的目的是什么？
导航程序使学生能够以连贯的故事情节体验单元，其中每个活动都有一个与过去和未来相关的目的。它还为学生提供了一个宝贵的机会，让他们随着时间的推移反思自己的学习。保持课堂作业对学生有意义至关重要，学生可以解释课堂上采取的每一步将如何帮助他们在发现的问题或问题上取得进展，而不是简单地“按照老师和教科书的指示”下一步该做什么。
Navigation routine
｜引导调查下一步的导航程序
｜导航程序使学生能够以连贯的故事情节体验单元，其中每个活动都有目的，并与之前发生的事情和未来发生的事情相关联。它还为学生提供了一个宝贵的机会，让他们随着时间的推移反思自己的学习。导航程序在整个单元的过渡环节进行，以进一步巩固相关科学课堂资源和主题之间的联系。
｜导航程序是关于将学习与课程和活动联系起来的。学生可以通过以下方式表达他们的想法：
｜在科学笔记本中重温他们的初始想法和重点问题在笔记本中重温他们的个人模型，以添加或修改他们的思维，在笔记本中记录“共识”科学模型，使用模型跟踪器，并在课堂上公开返回驾驶问题板回答问题，添加新问题，或改进他们的问题
｜

什么时候进行？
导航程序在整个单元的每节课的过渡点进行。
学生通常如何将他们的思维作为常规的一部分来表现？
导航程序是关于将学习与课程和活动联系起来的。学生可以通过以下方式表达他们的想法：
讨论如何清晰地表达全班学生的想法，并将其记录在进度跟踪器上
回想上次全班同学的想法
阐明下一步似乎合乎逻辑的新问题
重温他们最初的想法，并在科学笔记本中关注问题
返回驾驶问题板，回答问题、添加新问题或完善他们的问题
考虑一个调查的想法如何帮助班级取得进步
导航例程的典型元素
导航例程有两个主要部分，在本单元的每节课之间进行。考虑导航到目标位置所涉及的内容。当一个人试图找出如何到达一个新的地点，并在途中积极导航时，有两个问题需要不断解决。首先，我们现在在哪里？第二，我们下一步应该去哪里？这两个问题发生在每节课的开始和结束，以及在课上可能出现的主要决策点。

要素1：回顾
每节课都以反思或回顾开始和结束。在每节课开始时，学习社区需要回顾并提醒自己：我们的使命在哪里？我们取得了什么成就？我们现在需要做的主要工作是什么？我们的问题是什么？通常情况下，教学材料会促使教师或学生回忆起课程的结束位置。虽然此提示是导航例程中回顾元素的一部分，但有一个重要的区别。虽然教师可能需要开始对话，但反思的工作应该尽可能由学生完成。反思的目的不仅仅是重述。这是为了给泵充油，这样全班同学可以思考，“现在知道我们在哪里，接下来做什么才有意义？”（展望未来）。
要素2：展望未来
在课堂上有机会回顾之后，每节课都以计划或展望开始和结束。当全班同学展望未来时，他们会问：“我们下一步要去哪里？”学生们可能会发现一个新的问题或方向，与他们的老师一起追求。在其他教学材料中，很少有学生被要求参与阐明下一步的逻辑。然而，让学生参与这项工作对于帮助他们发展成为问题解决者以及将他们定位为合作伙伴以了解世界是如何运作的以及为什么运作的至关重要。
调查程序：利用实践来理解科学思想
它是什么？它的目的是什么？
调查程序的目的是了解新的调查现象，以支持找出锚定现象是如何或为什么发生的，或在设计挑战上取得进展。本课程针对导致本课程的问题进行教学，并参与科学和工程实践以取得进步，增加解释或解决方案。这是三维学习工作的基本结构。
什么时候进行？
调查程序在整个装置中进行，以了解锚固现象。
学生通常如何将他们的思维作为常规的一部分来表现？
学生在调查过程中以多种不同的方式表达他们的想法，包括：
制定行动计划
进行实验
探究调查现象
分析来自直接调查或二手数据集的数据
根据当前模型、解释和设计评估数据
阐述新观点并将其与当前模型进行比较
调查程序的典型要素
调查例程是学生在活动中试图找出问题或设计解决方案时使用的主要例程。此例程有三个元素来帮助设置活动、执行活动和跟踪活动。

元素1：确定该类试图了解的内容以及如何取得进展
在第一个元素中，全班同学一起阐述和完善关于现象或设计的问题，在这些问题上他们需要取得进展。请注意，问题和现象部分之间有一个阴阳符号。这个符号表示问题和现象是紧密耦合的。问题栏上方有一列箭头，因为问题通常来自上一课，需要参与新现象。或者，探索新现象会激发全班思考新问题。人们可以把故事情节中的每一步都看作是知识构建的一步，从一个现象产生的问题开始。
接下来，全班同学一起确定关于这个问题的行动计划。该计划可以简单到从外部数据源中确定所需数据的一般类型，也可以详细到计划课堂上进行的实验设计。
指导计划的问题示例包括：
我们需要多少数据？
我们希望报告哪些不同类型的测量？
我们需要测量和控制哪些变量？
我们将如何记录我们的观察结果？
在现实世界中，不同的组件代表什么？
我们认为会发生什么？
要素2：利用科学和工程实践开展工作
学生运用科学和工程实践，如进行调查、分析数据、建模和论证，以理解令人费解的现象、回答问题或在解释上取得进展。这个类的大部分时间和精力都花在这个元素上。学生们应该做一些繁重的工作，比如算计。此外，计算工作应该为班级同意承担的任务服务。如果课堂访客在活动期间的任何时候询问学生他们在做什么，他们应该确定他们试图找出的现象或他们需要回答的问题。使用科学和工程实践的示例包括：
通过实际操作或计算机模拟收集数据
分析图表或数据
审查和批判证据
观察和操纵物理模型来解释现象
比较竞争模型对我们数据的拟合程度和解释能力
要素3：有意义：我们发现了什么？
在每一步中，学生们通过总结和综合有关一种现象的新信息来组装另一块拼图。这可能是一个学科核心理念的一部分，比如振动物体可以发声的理念。学生们还可以扩展他们对交叉概念的想法，如模式或物质和能量。请注意，学生没有先了解科学思想，然后进行实践，用这些科学思想来解释一种现象；事实恰恰相反。学生在发现现象和问题的过程中建立观念。有意义的例子包括：
修改或完善模型
参与讨论（例如，对他人的想法或发现表示同意或不同意）
公开记录我们的见解
将我们的发现与驾驶问题板联系起来（例如，学生问：“它如何帮助我们回答X个问题？”；这可能与导航程序重叠。）
相关调查
两个相互关联的例程，导航例程和调查例程，形成了相互关联的调查。导航例程提供了调查之间的联系，并帮助全班评估他们在哪里以及下一步要去哪里。这有助于全班关注一个新问题，并为下一次调查设定新的轨道。将导航和调查程序结合起来有助于支持两种类型的连贯性：我们找出科学思想的片段，然后决定下一步。他们一起支持相关调查。

NextGen Science故事线网站上故事线规划工具中的故事线工具#2和#3提供了支持实施相关调查的规划模板。
解决问题常规：推动学生更深入
它是什么？它的目的是什么？
问题处理程序的目的是揭示当前模型或解释的潜在问题，以激励学生扩展或修改其模型。老师播种、培养并利用一个新出现的分歧，这个分歧揭示了潜在的问题，并让学生专注于一个可以扩展他们模型的重要问题。

什么时候进行？
问题处理程序通常是在拼凑程序之后进行的，或者在一系列调查中的战略位置进行的，我们需要学生认识到还有更多的问题需要解决。
问题解决程序的典型要素
问题化例程与锚定现象例程有很多共同之处。这两个程序都是为了帮助学生看到现象的某些方面是他们无法解释的。锚定现象程序首次向学生展示了现象令人费解的方面，而问题解决程序通常侧重于学生已经熟悉的现象，但它向学生展示了现象的一些方面，他们还没有弄清楚如何解释。因此，出现在例程中的第一个元素通常不同于锚定现象例程中的第一个元素，但随后的元素通常与锚定现象例程中的元素相同。
要素1：确定共识模型无法解释的现象方面
学生或教师向学习社区介绍锚定现象的一个方面或一个新的相关现象，这是学生当前共识模型要解释的一个问题。教师在这一要素中的作用是提请全班注意并督促全班确定他们提出的某一关键科学思想（或一系列思想）是否能够超越他们迄今为止所考虑的范围。理想情况下，教师的挑战会让学生意识到还有更多的东西需要解释。
元素2：理解模型的极限并考虑修改它的方法
在本节中，学习社区试图真正挖掘新的谜题，并为他们的预测或解释辩护。学生应尝试提出解释、模型或其他推理来解释调查中的现象发生的原因或方式。很重要的一点是，学生们可以单独或小组尝试理解，然后将他们的想法公之于众。这一步骤的一个关键部分是帮助发现迄今为止在应用该模型方面存在的分歧，或者认识到在解释和未回答的问题方面存在局限性。这一步有助于确定需要更深入，课堂工作尚未完成。
要素3：提出问题以解决并讨论下一步
虽然我们不需要学生清楚地阐述每项调查的详细设计，但在连贯的故事情节中，我们希望学生知道我们为什么要进行某项调查，并成为思考过程的一部分。在这里，全班同学列出了完成新任务的问题和行动项目。该元素的示例序列如下所示：
老师问：“我们的分歧到底是什么？”“我们刚刚找出的差距是我们的模型能做什么？”？
学生写个人问题。
学生们大声分享问题。
本课程增加了DQB上的问题。
老师问：“我们如何解决这一分歧或填补空白？”
学生们集思广益地进行调查，以帮助他们解决问题，以及调查为什么会有帮助。
在DQB附近张贴他们的新想法。
故事线工具#4在NextGen Science故事线网站上的故事线规划工具中，提供了支持问题解决程序实施的规划模板。
拼凑常规：集合并使用我们迄今为止建立的科学思想
它是什么？它的目的是什么？
在拼图程序中，学生们将自己在多节课上形成的想法片段进行整理，并找出如何将它们联系起来，以解释课堂正在进行的现象。此程序有助于学生评估自己的学习情况，并与全班形成共识，从而解释目标现象（锚定单元或学习集的现象）的解析或模型。
什么时候进行？
当学生从一系列情境中综合证据以构建解释模型的一个重要组成部分时，在战略时刻进行拼凑程序。该程序通常在课程集结束和单元结束时使用。
学生通常如何将他们的思维作为常规的一部分来表现？
学生通常通过以下方式表达他们的想法：
一个必须拥有它的清单
班级共识模型或解释
工程问题的一类解法
拼凑程序的典型元素
要素1：盘点
第一个要素侧重于评估全班迄今为止所掌握的主要科学思想。这项工作可以采取不同的形式。首先，学生需要时间反思他们正在试图了解的内容。然后，学生需要确定到目前为止收集到的哪些信息可能对他们有帮助。学生可能会在他们的科学笔记本中记录他们所取得的重要发现，或者回顾他们的进步追踪者。或者他们可以回顾一系列的科学原理海报，这些海报是全班每节课都在添加的，以记录他们随着时间的推移所取得的发现。这个元素的目的是让学生了解谜题的所有细节桌子。
要素2：将各个部分组合在一起
例行程序的第二部分包括三个部分：
a、学生尝试将想法放入“必须拥有”清单中，以解释现象或设计解决方案，首先单独工作，这样所有学生都有机会综合证据并形成自己的想法。这种独立思考很重要，这样所有学生都准备好捍卫自己的想法，评估互相评价对方的想法，并在别人的想法中考虑他们的想法。
b、学生与合作伙伴或以小组形式分享和修改他们的想法，以突出我们同意我们希望在课堂共识模型中看到的领域。这一步骤对于确保所有学生都有机会向其他人表达他们的想法，以帮助加深他们的理解，并开始学生的学习过程非常重要在他人想法的背景下考虑他们的想法。这种合作伙伴或小组共享也为不太愿意参与更大环境的学生创造了一个更安全的空间。此外，这种谈话时间有助于合作伙伴或小组确定他们希望为课堂共识模式带来的想法或特点。
c、课堂上有一个共识讨论，学生利用他们的作品分享和评估替代模型或解释，并参与到“必须拥有”清单中，以解释现象或设计解决方案。在此过程中，课堂在将想法组合在一起时形成对其的公开表达，例如一个图表模型，一个显示一系列案例共性的表格，或者一个书面解释。结果是一个修正的班级共识模型。
要素3：重新审视驾驶问题板
根据这个例程在单位中发生的情况，学生可以考虑他们拼凑的拼图片段，对他们所掌握的内容进行盘点，然后重新阅读驾驶问题板上的问题。这一举动可以促使他们确定当课堂进入下一步时需要进一步研究的问题。子集。
要素4：将模型或解释应用于另一种现象（可选）
有时，课堂准备更进一步，这一常规中可能有第四个元素。在课堂就如何组合这些片段达成共识，并且学生对模型感到自信后，他们可能会尝试解释新现象或解决新问题。他们可能会学到更多可能与之相关的想法为了解释这一现象，并考虑其思想的普遍性。

6..教师如何使用驱动问题板来支持连贯性？
驱动问题板（DQB）是一种用于许多NextGen科学故事情节单元（以及OpenSciEd单元）的工具作为课堂社区开发的问题的公开表示。这种公开表示允许课堂使用他们的问题来指导他们的工作，并重新审视和跟踪已经解决的问题。驱动式问题板方法借鉴了基于项目的科学学习的先前工作（例如，辛格、马克思、克拉西克和钱伯斯，2000年；诺丁和托雷斯，2013年；魏茨曼、施瓦茨和福图斯，2010年）。
在故事情节中，DQB是班级共同使命的视觉表现。重要的是，它是一个公众代表，作为课堂社区承诺承担的工作的组织者。教师开发了各种方法来实施DQB。例如，DQB可以用粘性材料构建笔记、索引卡或句子条。它们可以写在白板上，也可以通过共享软件应用程序（如Padlet）来书写。我们鼓励教师探索什么适合他们的课堂，以形成课堂承诺调查的问题的公开表达。
驾驶问题板（DQB）是在课堂学习社区中培养对任何故事情节的共同使命感的重要工具。它应该作为一个活生生的人工制品，课堂可以作为一个单元的进步基础。在单元的任何时候，都应该鼓励学生向DQB添加更多的问题。
正式反思学习集之间的DQB有助于支持连贯性。学习集完成后，班级可以返回DQB，原因有两个：（1）确定班级在哪些问题上取得了进展，哪些问题还剩下。（2）对剩余问题进行优先排序，以启动下一组调查。
确定课堂上哪些问题取得了进展，哪些问题还没有解决
学生们发现，庆祝全班迄今在回答问题方面取得的进步是一种激励。让学生进行评估的一种方法是让学生通读DQB上的所有问题。根据班级规模，老师可能会将所有问题打印在一张纸上，以便学生可以在课桌上阅读。然后进行研究ENT使用彩色贴纸标记他们认为已经取得进展的问题。这是一种非常快速和直观的方式，可以看到围绕特定问题组达成的共识。它还可以直观地识别学生认为剩余的问题，以便全班可以开始对剩余问题进行排序。全班可以讨论回答这些问题，甚至创建一个带有答案的“外卖”板。
对剩余问题进行优先排序，以启动下一组调查
未回答问题的重组和优先排序是支持故事情节连贯性的有力工具。DQB上剩余问题的物理重组可以阐明新的模式或见解，并启动新的调查方向。可以使用子问题、主题或主题对问题组进行分类单元讨论。一旦剩余的问题被组织好，学生们应该讨论下一步的方向。
以下是一些可能有助于使用DQB的讨论提示：
我们的哪些问题相似？是什么使它们相似？
我们应该先回答哪些问题？为什么先回答这些问题？
回答这些问题将如何帮助我们了解锚定现象？
回答这些问题将如何帮助我们解决设计难题？
我们不能一次回答所有这些问题，那么我们应该优先考虑哪些问题？为什么这些问题需要回答，也就是说，为什么这些问题可能有助于我们在更大范围的相关问题上取得进展？
使用DQB有用的地方
在单元开始时
在一套课程结束时
当全班同学问“我们还有什么问题？”和“我们下一步该去哪里？”
围绕DQB的讨论步骤示例
引出新问题
澄清问题的含义
讨论问题的意义
优先考虑问题
7.教师如何支持基于规范的课堂文化？
规范的目的
课堂规范在NGSS教室中起着重要的作用，特别是在NEXGEN科学故事线教室中。本节中提出的策略是通过OpenSeCID和NEXGEN科学故事线开发团队的合作开发的。tnership（SERP）和下一代科学范例项目（NGSX）。两个具体资源包括：Michaels，S.和O'Connor（2014）。建立规范：为学术成果性谈话奠定基础，O'Connor，C.，Ruegg，E.，和Cassell，C.（2017）建立课堂讨论规范。
NextGen科学故事情节和开放式材料依赖于学生通过富有成效的话语和课堂谈话共同找出科学理念。这种有意义的讨论需要一种课堂文化，让所有学生都感觉自己属于这个文化，并且可以安全地参与、分享他们的想法、不同意和富有成效地努力共同学习。教室是一个学习空间，学生的各种文化和语言经验以及了解方式是学习社区感官设计的一个组成部分，可以用来帮助发展和推动所有学生的学习。教室规范的发展和持续使用可以支持安全和公平的学习学生参与协作意义建构。
支持生产性和公平参与的规范
恭敬的
为了让学生冒险与同龄人一起理解复杂的想法，他们需要感到安全，并知道他们不会被嘲笑或嘲笑。建立和实施规范，使课堂成为安全的共享空间，是进行富有成效的谈话的先决条件。相互提供支持和鼓励，分享时间交谈，批评与我们一起工作的想法，但不是与我们一起工作的人，这些都是支持尊重的准则。让学生参与建立这样的课堂规范的对话会非常有帮助。例如，与学生进行对话，讨论什么可能会阻止某人参与讨论。然后集体讨论全班可以达成的协议，这可能会帮助所有学生轻松地分享想法。明确指出分歧是科学意义的重要组成部分，这些分歧有时会感觉像冲突，然后集思广益，找出我们可以不同意他人观点的方法，这一点也很关键。此外，当有人说不尊重的话时，共同努力找出合理和现实的后果有助于建立社区规范，并帮助学生知道在他们不断努力进行尊重的讨论时会发生什么。这些对话可以在学年开始时进行，也可以在整个学年进行，以确保所有学生继续感到支持，并在课堂上安全地分享他们的想法。
公平的
如果我们重视讨论在帮助我们共同理解科学思想方面的重要性，那么所有学生都需要有机会参与对话。这并不意味着每个学生都必须在每次讨论中发言，但应该明确的是，欢迎并期望他们参与。如果一些学生主导了对话，或者其他学生认为某些学生会进行讨论，那么讨论是不公平的。支持公平讨论的准则包括监控我们自己的谈话时间，鼓励我们尚未听到的其他人的声音，以及承认和重视人们以不同方式思考、分享和表达他们的想法。学生们应该集思广益，以确保每个人都感到欢迎加入对话。当我们让学生参与富有成效的学术演讲时，我们要求学生以他们可能不习惯、在家里也不会被期望的方式进行演讲。对于天生害羞的学生、新兴的多语种学生、有高频率学习需求的学生或刚开始学术讨论的学生，可能需要支架和支持（来自老师和同龄人），以帮助学生以其他人能够听到、理解的方式提出论点和解释，并且理解。帮助不愿意参与的学生的一个策略是让他们简单地重复别人说过的话，以帮助澄清同学的想法。这种策略允许学生开始参与，并允许其他人再次听到这个想法，以便他们能够使用它。此外，当学生们开始看到这些讨论是关于有意义和深入思考，而不是得到正确的答案时，他们可能会感到更自在地分享。
致力于我们的社区
我们正在努力“一起变得更聪明”。这意味着我们一起学习，仅仅分享我们的想法而不联系其他人的想法是不够的。在讨论过程中围绕准备和重点制定规范非常重要。培养我们都有责任为我们的学习社区做好准备的想法，分享我们的想法，以便其他人能够理解、仔细倾听并提出问题，这一点很重要。鼓励学生在不确定的情况下提出自己的想法，并鼓励学生提出自己的想法（正确的和不正确的），这在支持这些规范方面大有裨益。
推动我们的科学思维向前发展
我们参与这些富有成果的学术讨论，以加深我们对复杂科学思想的理解和理解。这里我们讨论的是严格的对话，重点是使用证据和推理。错误或不完整的想法是重要的资源，欢迎作为一个社区一起探索。学生们将被要求解释他们的想法，并说明他们为什么会提出特定的主张，而不管他们的想法是否科学准确。重要的是要意识到，这些类型的问题通常向学生发出他们错了的信号。因此，围绕提出问题和共同努力推动我们的科学思维向前发展建立规范是很重要的。我们需要明确地教会学生如何使用和建立他人的想法，提供和要求证据的重要性，鼓励他人澄清他们的推理，以及开放地根据新证据改变我们的想法。教师可以解释他们可能使用的谈话方式，然后问他们感觉如何。例如，老师可能会说，“我会问你，‘你为什么这么想？’”。如果学生指出这些问题让他们觉得自己错了，不想进一步参与，老师可以解释并强调分享他们的推理的重要性，以及帮助每个人学习的重要性。我们（以及他们）可以用来帮助推动我们的科学思维向前发展的动作类型越明确，学生就会变得越自在。
需要考虑的重要问题：
你希望学生参与共同构建课堂规范吗？
你想让你教的每一门科学都有同样的标准吗？
您是否希望与您的团队教师合作，为所有班级的学生建立一套共享的规范？
如果学生不遵守规范，你会执行什么样的后果？
你多久会向学生询问一次有关规范的情况，以及是否需要重新访问或添加规范？
制定社区规范的战略
在建立社区规范时，学生应该了解规范如何帮助社区中的每个人了解对他们的期望。制定规范的两种策略包括：
给学生一套规范作为起点。在年初分发一套社区规范。让学生用自己的话讨论规范的含义。从学生那里引出这些是良好规范的原因。此外，询问学生他们认为哪些规范可能具有挑战性，以及为什么。如果学生认为缺少某些内容，则为他们提供编辑或添加规范的空间。
与学生共同构建规范。解释什么是规范，以及为什么我们需要它们来进行富有成效的科学演讲和课堂文化。让学生共同构建规范，首先在小组中分享想法，然后与全班分享。编制一份商定的社区规范清单。作为教师，您可以添加列表中可能缺少的规范。确保向学生解释你认为你添加的规范是如何有帮助的，以便学生清楚你为什么要将其添加到列表中。
成功设定标准的秘诀
每个课堂社区都是独特的，社区中指导行为的规范应符合成员的独特需求和经验。考虑你的学生的独特需求和经验，以及他们在建立和遵循科学生产性谈话规范时需要多少支持。
让课堂规范对与你一起工作的学生有意义。没有学生输入的僵化的“规范”列表只会变成“课堂规则”列表，而不是共享的规范集。
花足够的课堂时间共同构建规范或讨论一组规范。这将为每个人设定明确的期望。
积极使用和加强社区规范的战略
帮助学生理解规范的基本原理。在使用规范的前几周，当推动学生练习特定的话语动作时，请学生反思你为什么要推动他们。
为什么我要你重复另一个学生说的话？
我为什么要问你的理由？
为什么不同意另一个学生的想法是可以的？这样做如何推进每个人对科学的理解？
带领全班学生办理登机手续。定期与规范讨论进度有助于学生理解，规范始终是预期的行为，而不仅仅是在学年开始时，或是出现“错误”时。定期与全班进行检查，要求学生反思：
我们今天的讨论怎么样？
我们觉得自己成功的谈话方式或准则是什么？
我们需要研究哪些谈话动作或规范？
进行合作伙伴登记。在开始上课时，让每个学生选择一个他们想在一天中关注的标准，并与同伴分享。在一天结束时，给合作伙伴时间与他们的焦点团队分享他们的表现。这提升了社区规范，因为学生对自己的行为更加负责，并帮助学生积极使用和改进这些规范。
以下是一种表示OpenSciEd制定的课堂规范的方法，旨在为教师提供一个模型，以适应与学生建立规范的过程：
OpenSciEd课堂规范（经OpenSciEd教师手册许可再版）

教师如何支持讨论？
科学思想的交流是三维学习的核心部分。在三维学习中，讨论是将科学和工程实践相互联系起来的粘合剂，它将这些实践与学科核心思想和交叉概念联系起来。讨论也是课堂社区理解其调查内容的方式。最后，讨论是课堂学习社区的关键，在这个社区中，所有学生的想法都得到分享和重视。在下一代科学故事情节中，我们以科学教育领域先前在课堂话语、富有成效的谈话和讨论支持方面的工作（如Michaels&O'Connor，2012；2015；2017）以及下一代科学范例项目（Michaels&Moon，2016；Reiser，Michaels，Moon，et al.，2017）开发的工具为基础。OpenSciEd和NextGen科学故事情节单元使用特定类型的讨论来帮助引出学生的想法，支持学生以科学的方式相互交流，并支持学生的感官设计：
·初步想法和讨论
·建立谅解和讨论
·协商一致的讨论
每种类型的讨论都有不同的目的，在课程或单元的不同阶段都很有用。不管讨论的类型如何，总是要考虑如何使所有学生都能有想法。鼓励教师留出时间让学生单独或小组思考，作为讨论计划的一部分。
初步想法和讨论
意图
分享学生最初的想法和经验。
帮助学生将他们在课堂上学习的内容与他们在校外看到或经历的内容联系起来。
提供分享和理解想法的机会，即使这些想法是暂时的或仍在形成中。
当这种类型的讨论有用时
在锚定现象例行程序中
在例行调查期间
在解决问题的例行程序中
任何时候，学生都可以开始理解一种现象
这类讨论的策略
为所有学生提供一种表达想法的方式（认为结对分享是一种策略）。
鼓励学生使用多模式交流来表达他们的想法（如手势、图形表示等），并允许他们使用所有语言资源（这可能包括多种语言）。
让学生有机会澄清彼此的想法，并询问为什么学生认为他们的想法是好的。
让学生总结课堂上的初步想法。
询问学生如何测试或进一步探索他们的想法。
建立谅解和讨论
意图
分享、联系、批评并建立在他人的发现、主张、证据和解释的基础上。
为教师和学生提供一个机会，澄清故事情节中强调的哪些理解已得到解决和发展，哪些需要进一步发展
当这种类型的讨论有用时
在导航例行程序中
在例行调查期间
在拼凑过程中
任何时候学生都在探索新的想法
这类讨论的策略
邀请一名学生或一组学生与全班分享他们当前的解释性模型或设计解决方案。
邀请其他人就模型或解决方案提出问题，提出补充建议，并评论模型或解决方案。
邀请第二个学生或一组学生分享他们的模型或解决方案，然后邀请回应和批评。
询问学生提议的模型或解决方案的相似性和不同性。
邀请类考虑模型或解决方案中可能需要修改的内容，基于所看到的模型和迄今收集和理解的证据。
协商一致的讨论
意图
共同致力于一个共同的（类级）解释或模型。这包括捕获我们有证据的协议领域，以及我们仍然不同意并可能需要进一步证据的领域。
评估我们在解决问题方面的进展，并支持公众对早期想法的修改。
当这种类型的讨论有用时
在拼凑程序中
任何时候，学生都有机会构建新的理解
这类讨论的策略
让学生评估课程的进展情况和得出的结论，提供猜测或模型片段、解释或解决方案。
要求学生提供共识模型、解释或解决方案的建议。
要求学生支持或质疑提议的模型、解释或解决方案，并说明支持或批评的依据是什么。
要求学生根据课堂输入对模型、解释或解决方案提出修改。
在讨论中公平参与
讨论是教学过程中的一个关键点，学生的思想、经验和进一步探索的想法可以在课堂上浮出水面并加以利用。以下是在讨论期间支持公平参与的一些战略：
在引出初始想法或初始问题时，目标是让尽可能多的想法摆在桌面上。考虑让学生“写和传递”一张纸围绕他们的组，直到他们至少有10个项目。这样，所有的学生都有机会做出贡献，看到别人的想法，并以低风险的方式添加他们的想法。确保让学生知道这些想法可以用不同的方式表达（例如，图片、图表），并且不限于英语单词。
利用学生小组的反馈，对课堂调查的想法和问题进行优先排序。例如，让小组将他们的书面清单传递给另一个小组，他们在清单上圈出两个“最紧迫的问题”。当他们这样做时，你可以循环并找到前四或五个问题这是学生生成的驾驶问题的最终列表。
想一想你的学生可能需要什么样的支持，以便能够要求对方澄清和总结问题，而不是批评或评价。你可以试着用教练的比喻来介绍这些思维对分享惯例。你可以试着告诉学生，“这是为了帮助你的合作伙伴作为一名科学家进行实践，并支持他们的思维，因此你将对他们的想法提出问题，鼓励他们进一步发展他们目前的理解，目前，你的想法仍处于次要地位。然后我们将切换，你将有机会分享你的想法在您的合作伙伴的指导下，您的想法。”
为学生提供句子起始语，以便他们知道他们可能会提出什么要求来进一步推动他们的合作伙伴（例如，“你提到了，你能说得更多吗？”），但也可以提供句子起始语来减慢快速解释者的速度（例如，“等等，你说得真快，你能再说一遍吗？”）
考虑学生们进行这些讨论的各种方式，比如在一个画廊散步中，一个人呆在小组的模型、解释或解决方案中，邀请和回应批评，而其他学生则问紧迫的问题。在基于批评的互动过程中，重要的是强调“让我们的想法更强大”，而不是“展示我们有最好的想法”，重要的是批评想法，而不是人。你也可以鼓励学生在这里采取“指导”的立场：他们的角色是提出支持他人观点的问题，并鼓励其他学生在需要澄清或重复的事情时发言。
许多学生不愿意成为“唯一一个”表达不同意见、不满或潜在错误想法的人，因此要求学生使用思维对分享惯例，并仔细倾听他们伴侣的想法。然后让学生思考他们听到的同伴所说的话，并询问教室里的同学在课堂讨论中是否表达了他们同伴的想法。该策略支持所有学生分享、倾听、倾听，并代表他们的想法，并用于促进课堂社区的理解。
支持话语的提问策略
为了让学生参与这些类型的讨论，OpenSciEd和NextGen科学故事情节单元为教师提出了四种提问策略，以促进学生的讨论。这些提问策略旨在展示、挑战和推动学生思维，同时培养科学学习者群体。虽然这些问题最初是教师可以使用的问题，但如果它们被纳入课堂文化规范的一部分，学生也会开始相互提问。
这些提问策略包括：（1）引出问题，（2）探究或澄清问题，（3）质疑问题，（4）支持科学话语问题。
引出问题
引出问题的目的是了解学生先前的知识和经验、当前的理解以及理解其想法是否科学准确的方法。教师越了解学生是如何思考现象和科学思想的，他们的教学就越能适应挑战误解，支持建立更科学、更循证的理解。引出问题还可以帮助学生看到不同的人有不同的想法。激发学生的想法向学生表明所有想法都是有价值的。学生的思维成为一种资源（而不是障碍），开始理解新想法的过程。学生可以利用日常想法构建新知识，作为深入理解的垫脚石。
引出问题的示例包括：
你对（现象）有什么看法？
你对如何解决（这个设计挑战）有什么想法？
你有哪些经验可以帮助你思考（这种现象）？
有哪些方法可以测试我们最初的想法？
我们需要回答哪些问题来解决设计挑战/解释现象？
您的模型/解决方案的一些关键组件是什么？
有人能重申我们的问题（或我们的指控）吗？我们正在就什么建立共识？
探究或澄清问题
提出探究性问题的目的是获得更多关于学生思维和理解的信息。它不是为了教授新思想或“引导”学生找到正确答案而设计的。这些问题可以要求学生提供更多信息（“你能告诉我更多吗？”），也可以要求学生澄清自己的想法（“你的意思是……？”）。与激发学生想法的问题一样，探究学生思维的问题有助于你了解学生的先前知识、误解、经验和理解方法。你越能理解学生是如何思考科学思想和现象的，你就越能调整你的教学，挑战他们的错误观念，支持他们将想法转变为更科学、更循证的理解。
探究或澄清问题的示例包括：
你能多说一点吗？
这个想法是从哪里来的？
这是你以前听过、观察过或经历过的事情吗？
你说“X”是什么意思？
您能告诉我们更多关于您的模型/解决方案的组件吗？
你能澄清一下你的模型/解决方案吗？
你能澄清一下你的解释和证据之间的联系吗？
挑战性问题
挑战学生思维的问题旨在促使学生进一步思考、重新思考自己的思维、建立新的联系和/或使用新的科学词汇。挑战学生思维的问题不是要求学生简单地陈述词汇术语或定义，而是要求他们以有意义的方式使用科学思想。挑战性问题避免直接引出正确答案，而应专注于引导学生思考新概念或更深入的理解。其目的是让学生们思考得更深入，同时也为他们的思维提供更科学的理解。
挑战性问题的例子包括：
这个模型如何解释我们迄今为止关于这一现象的证据？
该解决方案如何符合我们为可能的解决方案确定的标准？
是否有您知道的模型/解决方案中未考虑的证据？
我们如何修改我们所拥有的，所以我们认为我们同意的证据是很重要的？
在我们达成协议之前，是否需要更多的证据或澄清？那可能是什么？
支持科学话语问题
在课堂上支持科学话语意味着让学生学习如何在课堂的科学社区中进行有效沟通，理解提出科学论点和证据的规范，并在科学调查的背景下与同龄人进行富有成效的社会互动。教师可以使用和模拟问题，明确支持学生以科学的方式相互交流。通过这些类型的问题，学生可以被鼓励相互倾听，考虑彼此的观点，然后决定如何最好地将自己的思想和证据传达给同龄人。明确地加强与学生的这种交流是在课堂上建立一个共享、挑战、完善和建立思想的科学社区的重要组成部分。
支持科学话语问题的例子包括：
有人有类似的问题吗？
有没有人有不同的问题，我们还没有讨论过？
有人能补充这个想法吗？
谁对这个话题有不同的想法？
谁能总结一下我们今天听到的一些想法？
这是一个完整的总结吗？有人能补充他们认为缺少的东西吗？
关于他们的模型/解决方案，您对这个小组有什么问题？
你们其他人怎么看这个主意？
谁觉得他们的想法在这里没有得到充分体现？
有人会用不同的方式来表达这一点吗？
讨论计划和反思工具
使用此工具有意识地计划、促进和反思课堂上的关键教学时刻。并非每次讨论都使用此工具；相反，在单元中选择一两个讨论对推进故事情节特别有益的时刻。以下是您在焦点讨论之前、期间和之后考虑的问题列表：
讨论前：

通过这次讨论，学生们试图回答的问题是什么？

讨论的预期结果是什么？（例如，就我们刚刚经历的事情达成共识？找出模型的改进？设计调查？让学生意识到他们有新问题？）

模型或解释的关键要素是什么？

学生们还有什么其他想法？他们可能会问什么问题？

你下一步将去哪里？这将如何影响你结束讨论的方式？（例如，问题化？继续调查？设计调查？将想法应用到主播身上？）

领导讨论

```
你会说什么来启动讨论？
```

你会说些什么来鼓励你的学生用彼此的想法工作？

如果学生似乎认为他们已经解释了这一现象，但你知道他们需要更深入，你可以问什么样的问题来帮助学生理解扩展或修改他们的解释的必要性？

你会说些什么来帮助结束讨论，以建立一个公开记录，记录你们都同意的内容和/或课堂上有哪些新问题？

讨论之后

你听到了什么想法和理由？您如何描述团队对您在规划中确定的想法的理解？

```
讨论中什么进展顺利？
```

什么是挑战？为什么你认为这很有挑战性？

想想当你不确定该做什么的时候。你做了什么，为什么？结果如何？

如果你能重新讨论一下，你会有什么不同的做法吗？

发展科学语言是从事科学实践的一个重要方面。交流解释、批判解释和模型，以及多种形式的科学论述，都需要开发新的语言使用方式。然而，在NGSS时代，关于发展科学词汇的最佳方法，该领域存在一些困惑。一方面，NGSS或K-12科学框架中没有明确的词汇目标。该框架特别强调了认识到学生可能具有科学上复杂的推理能力，并且能够应用科学上准确的模型，该模型借鉴了学科核心思想，而不必使用标记这些要素的所有技术科学语言。NGS评估指南强调不要将正确的词汇与理解概念混淆，也不要将缺乏词汇与缺乏对科学理念的理解混淆（国家研究委员会，2014）。也就是说，了解技术科学术语对于证明掌握学科核心理念既不必要也不充分。
另一方面，科学语言可以帮助我们更精确地表达、批判和修正思想。科技语言在三维学习中肯定有一席之地。
然而，当科学术语本身成为焦点而不是学科核心理念时，问题就出现了。特别是，问题出现在强调在帮助学生发展和思考概念之前引入和定义关键词汇的教学方法上。关于语言在科学中的作用的研究不支持科学词汇教学前等方法的有效性（美国国家科学院、工程院和医学院，2018年）。
关于科学和识字的研究提倡引入科学语言，使学生们建立的科学思想更加精确（而不是超前）。使用NextGen科学故事情节中的词汇是为了不破坏我们希望学生在课堂上的日常工作中所承担的繁重任务。在每节课中，我们都希望学生围绕一个问题进行实践，他们感到真正有动力去解决这个问题。前面加载的词汇通常会给出与学生正在努力理解的有意义的见解和发现相关的那堂课的妙语。
当所有学生都在课堂上对一个想法有了概念性的理解，引入相关的科学术语可能是一个有用的工具。在这一点上，它可以提供一种速记方式来引用一个概念，这个概念是全班一起发展起来的，现在可以用更简短的方式来引用。引入一个词汇词来指代全班已经发展和讨论的概念需要“及时”引入
这种“及时”的学术词汇积累不会削弱学生的理解力，也不会破坏在每节课中找出重要科学思想的目标。我们想给他们一个丰富的机会和经验，在引入词汇来表示这些想法的简要描述之前，努力发展这些重要的科学想法。

这里描述的差异化方法是通过调查中心（Severance et al，2016）、NextGen Science故事情节和OpenSciEd项目的合作开发的。这种方法借鉴了通用学习设计原则（UDL；CAST，1998）。UDL呼吁课程设计者为尽可能广泛的学习者能力创建材料，这些材料可以按原样使用，也可以进行有限的修改。为此，NextGen科学故事情节单元包括多种内容表示模式，通过文本、图像、视频和声音，学生可以通过这些模式获取想法。这些单元为不同形式的表达提供了机会，包括演讲、写作、绘画和操纵计算机模型。最后，通过八项科学和工程实践，有多种参与模式。
NextGen科学故事情节单元中嵌入了几种支持差异化的策略。摘要图表是一种重要的策略。在大多数课程结束时，《教师指南》会提示教师让全班同学共同构建一份他们在课堂总结图表或海报上或在个人进度跟踪器中得出的重要想法的总结。这两种资源都是一个有用的“一站式”位置，学生可以在这里回顾他们将在未来评估中使用的重要思想。教师可以鼓励学生在总结性评估中再次参考这些资源中的任何一种。对于寻求挑战的学生，教师可以鼓励他们先进行这些评估，而无需使用参考资料，如课堂总结表、海报或进度跟踪。
本单元的其他信息包括：为有特殊需要的学生提供差异化活动，为成绩优异的学生提供扩展，以及为需要额外支持的学生提供修改。在每节课的每一位教师指南的学习计划右侧栏中内置了“作为教师支持”框，并有一个图标标记它们，以提供差异化支持：

对于成绩优异的学生，驾驶问题板的使用为与锚定现象相关的独立调查提供了基础，使这些学生能够在探索与自身兴趣相关的新问题的同时为课堂做出贡献。
有些课程还提供了不同的选择，以使用学生家庭学习作业。
致谢
本手册综合了科学教育界的想法、策略和资源。本手册中的许多想法是与BSCS Learning、OpenSciEd和Inquiry Hub的开发团队合作开发的，并通过一个或多个项目的工作不断完善。
工具书类
查询中心和NextGen故事情节项目（2018年）。课程材料，高中生物。版本3.1，于2018年6月发布。授予NGSS设计徽章2/26/2019。从https://www.nextgenstorylines.org/why-dont-antibiotics-work-like-they-used-to
Michaels，S.和Moon，J.（2016）讨论作为一种富有成效的谈话形式。下一代科学范例计划。Ngsx.org。
Michaels，S.，和O'Connor，C.（2012）。谈科学入门。从TERC检索：https://inquiryproject.terc.edu/shared/pd/TalkScience_Primer.pdf
Michaels，S.和O'Connor，C.（2014）《建立规范：为学术成果演讲奠定基础》。下一代科学范例计划。ngsx.org
Michaels，S.，和O'Connor，C.（2015）。将谈话动作概念化为工具：学术讨论的专业发展方法。在L.B.Resnick、C.S.C.Asterhan和S.N.Clarke（编辑）的著作中，通过学术谈话和对话使智力社会化（第346-361页）。华盛顿特区：美国教育研究协会。
Michaels，S.，和O'Connor，C.（2017）。从背诵到推理：通过谈话支持科学和工程实践。在C.V.Schwarz、C.M.Passmore和B.J.Reiser（编辑）中，帮助学生通过下一代科学和工程实践来理解世界（第311-336页）。弗吉尼亚州阿灵顿：NSTA出版社。
国家州长协会最佳实践中心，州立学校首席官员理事会。(2010). 共同核心国家标准。华盛顿特区：国家州长协会最佳实践中心，州立学校首席官员理事会。
国家研究委员会。(2012). K-12科学教育框架：实践、交叉概念和核心理念。华盛顿特区：国家科学院出版社。
国家研究委员会。(2014). 为下一代科学标准制定评估。华盛顿特区：国家科学院出版社。
国家科学院、工程院和医学院（2018年）。STEM课程的英语学习者：改变课堂、学校和生活。华盛顿特区：国家科学院出版社。
NGSS牵头国（2013年）。下一代科学标准：各州标准，各州标准。华盛顿特区：国家科学院出版社。
下一代科学故事线项目（2018年）。我们怎么能从远处感觉到这么多不同的声音？课程材料，中学科学。版本2.1，于2018年2月发布。2018年4月26日授予NGSS设计徽章。从https://www.nextgenstorylines.org/how-can-sense-so-many-different-sounds
诺丁，J.，和托雷斯，R.（2013）。通过驾驶问题板增强科学套件。《科学与儿童》，50（8），57-61。

O'Connor，C.，Ruegg，E.，和Cassell，C.（2017年）。建立课堂讨论规范。战略教育研究伙伴关系（SERP），https://serpinstitute.org/.
OpenSciEd项目（2019年）。OpenSciEd教师手册。从https://www.openscied.org/teacher-handbook/
Reiser，B.J.（2013）。成功实施下一代科学标准需要哪些专业发展战略？2013年9月在科学评估邀请研究研讨会上发表的论文检索自：https://www.ets.org/research/policy_research_reports/publications/paper/2013/jvhf
莱瑟，B.J.，迈克尔，S.，文，J.，贝尔，T.，戴尔，E.，爱德华兹，K.E。Park，A.（2017年）。通过教师领导的研究小组在全州推广三维科学学习。《教师教育杂志》，68（3），280-298。
Reiser，B.J.，Novak，M.，和McGill，T.A.W.（2017）。从学生的角度看连贯性：为什么K-12科学框架的愿景要求不仅仅是“结合”科学学习的三个维度。为科学教育委员会研讨会“下一代科学标准的教学材料”委托撰写的论文。从http://sites.nationalacademies.org/cs/groups/dbassesite/documents/webpage/dbasse_180270.pdf
Severance，S.，Penuel，W.R.，Sumner，T.，和Leary，H.（2016）。组织课程合作设计中的教师代理。学习科学杂志，25（4），531-564。内政部：10.1080/10508406.2016.1207541
辛格，J.，马克思，R.W.，克拉西克，J.，钱伯斯，J.C.（2000）。构建延伸探究项目：科学教育改革的课程材料。教育心理学家，35165-178。
魏茨曼，A.，施瓦茨，Y.，和福图斯，D.（2010）。通过驾驶问题板培养学生的目标感。在R.E.Yager（Ed.）中，《解决社会挑战的示范科学》（第110-130页）。弗吉尼亚州阿灵顿：NSTA出版社。

Science Storylines Teacher Handbook

目录

新一代科学故事线是什么？

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