2015
Science Dimensions （《科學(xué)的維度》）是美國全新的科學(xué)和工程教科書，由美國著名教科書出版社 Houghton Mifflin Harcourt （霍頓米夫林哈考特出版社 "HMH"）根據(jù)美國全新科學(xué)教育大綱NGSS編寫，反映了美國K-12科學(xué)教育前沿的理念、方法和內(nèi)容。
雖然這是非常先進的進口原版教材，Science Dimensions 卻十分親民，特別體現(xiàn)在它配套的電子資源，好似一位隨時在線的“外教”老師，給孩子提供講解音頻和視頻、練習(xí)資源、實驗指導(dǎo)，在家?guī)Ш⒆佑?，變得切實可行?/p>
Science Dimensions是一個體系，由教科書和在線教育資源共同組成。
這是一套有“劃時代”意義的科學(xué)教材，不光對美國孩子如此，對于全世界孩子的科學(xué)教育都有很大的啟發(fā)。它強調(diào)了科學(xué)實踐的核心地位，帶孩子通過一系列探究式學(xué)習(xí)去理解科學(xué)概念；同時，它體現(xiàn)了STEM教育的精神，將工程設(shè)計、科學(xué)應(yīng)用與科學(xué)學(xué)習(xí)進行了深度融合。
Science Dimensions 能給中國孩子帶來全新的科學(xué)教育，讓孩子明白：科學(xué)絕不僅僅是記定義、背公式、做習(xí)題，而是包含一整套探索未知、解決問題、發(fā)明創(chuàng)造的方法。跟著這套書學(xué)1-2年，孩子能在“科學(xué)方法論”上獲得巨大的提升，獲得認(rèn)知的飛躍；不夸張地說，這會影響孩子一生。
1、教材理念 - 我們到底應(yīng)該怎樣學(xué)科學(xué)？
2、內(nèi)容特色 - 這樣的科學(xué)教材，我們從來沒見過
3、電子資源 - 給孩子配了“在線外教”，隨時可以跟著學(xué)
4、英文原版 - 對孩子的英語學(xué)習(xí)有什么意義？
5、年級對應(yīng) - 怎么給孩子選適合的年級？
一、我們到底應(yīng)該怎么學(xué)科學(xué)？
要理解 Science Dimensions，一定要知道美國科學(xué)新課標(biāo) （Next Generations Science Standards，下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，簡稱“NGSS”）。2013年，美國發(fā)布了NGSS，定義了從幼兒園、小學(xué)到初高中的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)。
Science Dimensions 就是根據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)來編寫的，主要體現(xiàn)了NGSS下美國科學(xué)教育的三個維度：科學(xué)和工程實踐（Scientific and Engineering Practices, 學(xué)生要做什么）、跨學(xué)科共同概念（Crosscutting Concepts, 學(xué)生要思考什么）、學(xué)科核心概念（Disciplinary Core Ideas, 學(xué)生要知道什么）。
科學(xué)教育的三個維度，美國科學(xué)新課標(biāo)NGSS之核心理念
為什么學(xué)科學(xué)不單是學(xué)知識，而是同時包含三個維度的學(xué)習(xí)呢？編寫教綱的科學(xué)家們是這么說的：
如果我們只教孩子前人已經(jīng)總結(jié)出來的知識，而忽視這些知識是怎么建立的、怎么應(yīng)用的，這樣的教育既不能體現(xiàn)科學(xué)的內(nèi)涵，而且忽視了現(xiàn)代工程技術(shù)的價值，意義十分有限。
簡單概括一下NGSS的三個維度，也就是Science Dimensions 所體現(xiàn)的教育理念：
維度一：科學(xué)和工程實踐
Scientific and Engineering Practices
這三個維度中，占據(jù)第一位的是科學(xué)和工程實踐，具體來說，就是，學(xué)科學(xué)，學(xué)工程，要“動起來”，學(xué)會做八件事。這里的“做”，比起我們通常說的“動手做實驗”，涵義要深刻、廣泛的多，極度逼近長大后真實世界里科學(xué)家、工程師的工作方式。這八件事，分別是：
1、要會問問題（asking questions），搞明白自己到底要解決什么問題（defining problems）
2、要會建模型（developing and using models）
3、要會做調(diào)查研究（planning and carryng out investigations）
4、要會分析數(shù)據(jù)（analyzing and interpreting data）
5、要有數(shù)學(xué)和算法思維 （using math and computational thinking）
6、要能解釋科學(xué)現(xiàn)象（construct explanations），設(shè)計解決方案（designing solutions）
7、擅于用證據(jù)闡明自己觀點（engaing argument from evidence）
8、擅于獲取信息，分析表達(dá) （obtaining, evaluating and communicating information）
這些行為之間的關(guān)系，可以通過下圖去理解 （點開可看大圖） ...
維度二：跨學(xué)科共同概念
Crosscutting Concept
指我們在各個科學(xué)學(xué)科里都會碰到的概念。具體來說，在物理、化學(xué)、生物、工程這些學(xué)科里，孩子們都會常常接觸到這7個方面的“共同”概念，用這些概念去引導(dǎo)自己的思考，探索未知、解決問題：
1、要善于發(fā)現(xiàn)事物的模式和規(guī)律（pattern）
2、要搞清楚事物之間的因果關(guān)系、因果機制（cause and effect）
3、談任何事，要有量的概念，如規(guī)模、比例和數(shù)量（scale, proportion and quantity）
4、要有系統(tǒng)和系統(tǒng)模型概念 （system and system models）
5、要明白能量和物質(zhì)的流動、循環(huán)和儲存，貫穿各個學(xué)科（energy and matter: flows, cycles and conservation）
6、研究事物、解決問題，一定要理解結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系（structure and function）
7、萬事萬物的變化，都可以從兩個狀態(tài)去理解：均衡和變動（stability and change）
比如第一個概念 Pattern，在各個學(xué)科里都有大量體現(xiàn) ...
維度三：學(xué)科核心概念
Disciplinary Core Ideas
這個維度，學(xué)習(xí)的是物理、化學(xué)、生物方面的基本概念。在基礎(chǔ)教育階段， 美國的科學(xué)教育是四個領(lǐng)域同時進行的：物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球和太空科學(xué)、工程技術(shù)。 Science Dimensions 每個年級的書里，都同時包括這四方面的內(nèi)容，層層遞進、螺旋上升。
1、物質(zhì)科學(xué) （physical sciences）：包括我們通常講的物理和化學(xué)，核心概念有物質(zhì)、動力、能量和波這四大方面。
2、生命科學(xué)（life sciences）：包括動物、植物、進化、遺傳、生態(tài)系統(tǒng)這些核心概念。
3、地球和太空科學(xué)（earth and space sciences）：包括宇宙、地球、地球系統(tǒng)，地球和人的關(guān)系等。
4、工程、科技和科學(xué)的應(yīng)用（energy, technology and application of science）：包括工程設(shè)計，以及工程、科技、科學(xué)、社會這四者之間的關(guān)系。
比如，一年級的Physical Science課開始學(xué)“聲音” 的概念 ...
總之，Science Dimensions 全面反映了美國科學(xué)新課標(biāo)，在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中，三個維度緊密結(jié)合、共同進行，也就是讓孩子通過8項科學(xué)和工程實踐，用7個跨學(xué)科共同概念引導(dǎo)思考，建立在4個學(xué)科領(lǐng)域的基本認(rèn)知；在這個過程中，逐步掌握科學(xué)探索、解決問題、創(chuàng)造發(fā)明的方法。
二、這樣的科學(xué)書，我們沒見過
下面，我以 Science Dimensions 的部分內(nèi)容為例，和大家一起感受一下這套美國全新科學(xué)教材的三大特色：探究式學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)內(nèi)容螺旋上升、STEM教育理念的深度融入。
1、沒有公式、沒有做題，全面的“探究式學(xué)習(xí)”
我們小時候?qū)W物理、化學(xué)、生物這些課，學(xué)法大致是這樣的。一上來一堆概念、定義，然后是公式，接著就是做題，算、算、算 ...
這樣的學(xué)習(xí)，對大多數(shù)學(xué)生來說，是非常困難，也是缺乏意義的。學(xué)生往往不理解為什么要學(xué)這些？而且，因為缺乏和生活的聯(lián)系，學(xué)生往往覺得這些概念非常抽象、好難理解。于是，只能跟著老師多做題，在做題中掌握套路，學(xué)會應(yīng)對考試，考完即忘；真正的知識，其實沒學(xué)到多少。
這樣的學(xué)習(xí)，和 Science Dimensions 這類書所體現(xiàn)的現(xiàn)代科學(xué)教育理念，大相徑庭：
孩子們必須懂得，科學(xué)不是一個個孤立的知識點（a body of isolated facts），而是一開始就要進行科學(xué)實踐，形成科學(xué)的思維習(xí)慣（scientific habits of mind），學(xué)會做科學(xué)探究（scientific inquiry），善于做科學(xué)探討（ reason in a scientific context ）。
也就是說，孩子們要在探究過程中理解、掌握知識。
舉個例子，三年級的第一個單元，是讓孩子解決一個工程設(shè)計問題：很多幼兒園或小學(xué)教室里，都有一個植物角?？墒菫槠趦芍艿募倨诰鸵獊砹?，學(xué)校要關(guān)門，沒有人來澆水，植物會干死，怎么辦？
分三個關(guān)鍵步驟把孩子帶入這個問題解決的過程：
清楚定義問題：How do we define a problem?
設(shè)計解決方案：How do we design a solution?
測試和改進解決方案：How do we test and improve a solution?
第一步就是清楚定義問題。學(xué)生們需要設(shè)計一個方案，做一個灌溉裝置，解決這個問題。為此，需要在兩個方面想清楚：
1、這個裝置要達(dá)到哪些性能要求（criteria），比如，不光能給植物自動供水，而且還能控制水流量。
2、你面臨什么樣的約束條件（constraint） ，比如，能持續(xù)工作兩周，不會破壞教室環(huán)境。
這樣，面臨的問題就能被定義得更加精確：
我們需要設(shè)計一個灌溉裝置，能在未來兩周內(nèi)以安全可靠的方式給植物輸送適量的水，讓植物不干死、也不溺死。
我們常說“問對問題，問題就解決了一半”，在科學(xué)探索和工程設(shè)計上，這都是極為重要的環(huán)節(jié)。
那么，怎么解決這個問題？這就要做調(diào)查研究了。
第一個要研究的問題：現(xiàn)實生活中常用的灌溉方式，有哪些？
經(jīng)過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)至少可以考慮四種方式（這張圖右上角有 Explore Online 標(biāo)記，說明學(xué)生此時可以登錄“在線課堂”，利用視頻資源，了解這些生活中常見的灌溉系統(tǒng)）
然后，根據(jù) Criteria 和 Constraint（要求和限制），衡量每一種方式的利弊；會用圖表進行整理歸納，是必須的！
第二個要研究的問題，就是植物角里的每種植物，在未來兩周內(nèi)，要澆幾次水？每種植物，對水的需求量不一樣啊，澆多了，植物也會爛死的！這就是調(diào)查研究，了解各種植物的習(xí)性 ...經(jīng)過研究、分析，總結(jié)出每種植物的澆水需求次數(shù)，一目了然列出來。
好，下面開始構(gòu)建灌溉模型了 （modeling irrigation）
在科學(xué)和工程中，模型往往是現(xiàn)實世界事物關(guān)系的簡化體現(xiàn)（常見的是數(shù)學(xué)模型），在工程里，很多時候體現(xiàn)為原型 prototype；這個概念很重要，我們很多人平時遇到問題，不太明白要從簡單入手的道理，往往被一個問題牽扯到的很多因素搞得暈頭轉(zhuǎn)向。而做原型，就是一個化繁為簡，從簡單情況入手，找出基本解決方案，然后再攻克復(fù)雜問題的有效方式。
這個思想方法，也是做小朋友時就該培養(yǎng)起來的。
在這個例子中，就同作文打草稿一樣，讓孩子用材料先搭建一個簡化版的試驗?zāi)Ｐ停热缦葧簳r不考慮多種植物不同的澆水需求，只解決某一種植物的澆水問題。搭原型之前，還要學(xué)會畫草圖 ....這樣的動手操作，Science Dimensions 每節(jié)課里都有。告訴孩子用什么材料，按照什么步驟，從實踐中理解科學(xué)概念、完成工程制作。
做好原型后，下面就是實際測試了（Engineering Test），看看它能不能像你設(shè)想的一樣的去工作？如果原型測試結(jié)果不錯，下面就可以著手，解決更復(fù)雜的問題了：要把所有植物都考慮進來，在原型基礎(chǔ)上完成這個澆水系統(tǒng)的整體設(shè)計。
這種從需求出發(fā)提問題、做原型、再完成整體設(shè)計的思路，在現(xiàn)代的工業(yè)設(shè)計里比比皆是。Science Dimensions 這樣全新的教科書，就是讓孩子從小接觸這樣的思路和方法，把科學(xué)學(xué)習(xí)從被動的接受已有知識，變成一個親身參與、積極創(chuàng)造的過程。
完成整個設(shè)計和制作后，還要完成10個步驟，才能交付你的“作品”，雖然是孩子的project，但十分嚴(yán)謹(jǐn)，和真實的工程設(shè)計，沒有本質(zhì)區(qū)別。比如，孩子們需要明白，這幾個步驟很關(guān)鍵：
1、再次審視，是不是這個裝置達(dá)到了性能要求，而且能滿足各種約束條件？（強調(diào)性能要求和限制條件，幾乎貫穿所有工程問題）
2、能用文字清楚描述自己的思路和步驟，別人能按照這個步驟復(fù)制和測試你的作品（做程序員的爸爸媽媽應(yīng)該很熟悉這個要求）
3、做詳細(xì)測試（engineering test），比如測試3次，每次記錄結(jié)果，對結(jié)果進行分析，決定哪些需要改進；改進后再測試，有必要測試后再改進 ...
4、zui后，得出結(jié)論，告訴大家你的設(shè)計思路、產(chǎn)品結(jié)果，用實證數(shù)據(jù)去證明你的作品是可行的。
這就是這套書典型的一個學(xué)習(xí)流程，不管是學(xué)物理，還是學(xué)生物、地球科學(xué)，每節(jié)課的基本結(jié)構(gòu)都是相似的：從問題出發(fā)，用生活中的現(xiàn)象把孩子帶入學(xué)習(xí)場景，然后做相關(guān)探索（explorations），觀察現(xiàn)象、學(xué)習(xí)概念、動手操作（hands on activity）。
所以，就 Science Dimensions 這樣的科學(xué)教材來說，比起具體的知識，它包含的這些探索未知、解決問題的科學(xué)方法論，才是zui大的精華所在。說實話，如果我們中國人從小按照這樣的思路學(xué)科學(xué)、搞發(fā)明，諾貝爾獎都已經(jīng)拿到手軟了?。?！
2、學(xué)習(xí)內(nèi)容螺旋上升，為孩子打下牢固的認(rèn)知基礎(chǔ)
從幼兒園到5年級，隨著年級上升，Science Dimensions 是怎樣安排學(xué)習(xí)進度的呢？下面，我以Physical Science （物理、化學(xué)）為例，和大家一起感受下 ...
記得小時候我們是從初中開始學(xué)物理的。物理課是一門很多學(xué)生“害怕”的課，抽象、燒腦；要命的是，沒學(xué)好，就會被打上“笨”的標(biāo)簽，不少女生被這門課搞得默默流淚，自信心備受打擊。
來看看 Science Dimensions 吧，從幼兒園到5年級，另一種學(xué)法 ... 沒有理由學(xué)不懂，被人當(dāng)做“笨”小孩！
孩子們接觸物理的概念，是從幼兒園就開始的。zui初，是 Forces and motion （力和運動）...
對這個年齡的孩子來說，去觀察生活中的各種力學(xué)現(xiàn)象，如推（push），拉（pull），就是學(xué)習(xí)的開始；通過很多實際例子，讓孩子直觀理解什么叫 motion（運動），speed（速度），direction（方向）和force（作用力）... 也向孩子介紹了牛頓，但并沒有直接引入“牛頓三定律”的概念。
一年級，開始學(xué)習(xí)兩個相對抽象一些的概念：Sound（聲音）, Light（光）。像 vibrate（振動）, volume（音量）, pitch（音調(diào)）, communicate（通訊）, shadow（光影）, reflect（折射） ，這些有關(guān)聲音和光的基本概念，都通過一個個現(xiàn)象觀察、動手操作，幫孩子建立初步而生動的理解。
比起幼兒園階段，學(xué)的方式上，更加強調(diào)通過動手實驗（Hands-on-activity）去理解相關(guān)知識。比如，通過小實驗，測試光對不同物質(zhì)的穿透能力。
二年級，學(xué)習(xí) Matter（物質(zhì)）的概念。物理學(xué)的兩大問題：事物是怎么構(gòu)成的 - What is everything made of？ 事情為什么會發(fā)生 - Why do things happen？這里孩子就會開始建立認(rèn)知。
學(xué)習(xí)方式上，除了從生活現(xiàn)象出發(fā)，讓孩子動手之外，還會讓孩子注重分析思考，比如觀察到很多“物質(zhì)狀態(tài)可逆轉(zhuǎn)與不可逆轉(zhuǎn)”現(xiàn)象后，做 Cause and Effect （因果關(guān)系）表，歸納、整理自己的發(fā)現(xiàn)：
到了三年級，再次回到 Forces（力）和Motion（運動）的概念，學(xué)習(xí)層次比在幼兒園（GK）級別明顯提高。比如，引入了 balanced forces （力的平衡），electricity（電力）， gravity（重力），magnet（磁力），static electricity（靜電），frame of reference（參照系）, position（方位）等概念 ...
四年級，繼續(xù)提升對 Matter（物質(zhì)）的學(xué)習(xí)。探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)，讓孩子對現(xiàn)代科技中極為重要的“材料科學(xué)”開始有基本認(rèn)識。同時，首次引入chemical change（化學(xué)變化）的概念，從化學(xué)現(xiàn)象，而不是從化學(xué)元素周期表去引導(dǎo)孩子對這門學(xué)科產(chǎn)生基本認(rèn)知。
到了5年級（美國小學(xué)一般只有5個年級，6年級算middle-school了），開始學(xué)習(xí)兩個比較復(fù)雜的概念：Energy（能量），Waves and Information Transfer （波和信息傳送）。即使到了這個年級，給孩子的講解和練習(xí)也是形象化的。
其它三門科目：生命科學(xué)、地球和太空、工程技術(shù)，每個年級的層層遞進，也是差不多的。總結(jié)下來，這個特點很突出：
會問孩子很多問題，會讓孩子做很多動手實踐，會讓孩子做很多調(diào)查研究、數(shù)據(jù)分析，甚至?xí)尯⒆幼龊芏嗫陬^、文字表述，但并沒有讓他們?nèi)ビ浌?、做?fù)雜的計算題。
這么做的目的，是因為對這個階段的孩子來說，科學(xué)教育重點還是從現(xiàn)實世界出發(fā)，理解自己為什么要“學(xué)科學(xué)”，學(xué)習(xí)怎么去“學(xué)科學(xué)”，在這個過程中獲取基本的科學(xué)概念，培養(yǎng)對科學(xué)的興趣，為進入中學(xué)后更高層次的科學(xué)學(xué)習(xí)打下堅實的認(rèn)知基礎(chǔ)。
沒有這個基礎(chǔ)，像我們小時候一樣，上中學(xué)后直接去學(xué)復(fù)雜而抽象的定律、做繞圈子的題，會很片面、很無效。對此，相信我們都深有體會。
3、全面融入Engineering，符合時代潮流
由于STEM教育在美國越來越受重視，Science Dimension 做的一項很大的努力就是把 Engineering（工程）深度融入了整個學(xué)習(xí)過程中。
STEM，是science, techonology, engineering 和 mathematics的縮寫，體現(xiàn)了這四門學(xué)科的交叉融合概念。
首先，從幼兒園開始，每個年級的第一單元，主題都是 Engineering and Technology比如這一課，讓幼兒園的孩子探索，棒球場里，燈光應(yīng)該怎么設(shè)置，才能達(dá)到滿意的照明效果？
其次，每個學(xué)科單元里，都會包含 Engineering的成分，引導(dǎo)孩子理解，把這里學(xué)到的科學(xué)概念在實際生活中用起來，會是什么樣。比如，在這節(jié)生命科學(xué)課上，讓孩子看看現(xiàn)實世界里，河壩如何設(shè)計，才能不對三文魚產(chǎn)卵路線形成障礙？
Engineering 在 Science Dimensions 體系里，占的比例相當(dāng)高。這里的一個基本思想就是，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中，大多數(shù)學(xué)生長大后會致力于用科學(xué)和數(shù)學(xué)去解決人類的各種實際問題。所以，孩子們從小時候開始，就應(yīng)該不斷加強這方面的認(rèn)知：怎么用科學(xué)知識、數(shù)學(xué)技能和設(shè)計思維，去滿足需求、解決問題？
三、配套“在線外教”，隨時跟著學(xué)
Science Dimensions 通過探究式學(xué)習(xí)，讓孩子動手、動腦去理解科學(xué)概念。你也許會想，這樣的學(xué)習(xí)方式是很好，但是我怎么帶孩子去完成實際操作呢？雖然說追求標(biāo)準(zhǔn)答案已經(jīng)out了，但是我們總得有個基本方向啊，給我教案，給我答案，給我老師?。?！
Science Dimensions是一個體系，由教科書和在線教育服務(wù)共同組成。經(jīng)過跟出版社長達(dá)一年的溝通協(xié)商，終于，我們獨家引進了Science Dimensions 的全套配套電子資源（如同一個“在線課堂”）！
教科書上的概念、實驗，在線資源中都有豐富的講解和拓展，通過視頻和互動練習(xí)，讓孩子充分參與其中；課文，變成了有聲動畫、視頻、音頻；書上的那些“開放”的問題、練習(xí)、實驗，這里都提供了可以參考的思路、答案。
五年級電子資源教學(xué)小視頻截圖
一句話，這套在線電子資源就好像一位可以隨時隨地跟著學(xué)的在線“外教老師”，一個在線自學(xué)課堂，讓孩子跟著這套書學(xué)下來，變得現(xiàn)實可操作。
當(dāng)然，這個過程中，爸爸媽媽作為“中教老師”的角色，也是必不可少的存在，需要付出一定的時間和努力，才能更好地發(fā)揮這套書的價值。
這位“外教老師”起到了什么樣的作用？總結(jié)下來，有三點
1、書本上的學(xué)習(xí)內(nèi)容，“在線課堂”里都有音頻或視頻講解，還有配套的互動練習(xí)
比如2年級“物質(zhì)”這一課，講到物質(zhì)的狀態(tài) ... 頁面右上角有“Explore Online”的標(biāo)記，說明此時孩子可以去“在線課堂”看配套的視頻資源、做一些互動練習(xí)。
教材內(nèi)頁
線上課堂里，有小視頻講解液體是怎么回事兒 ...
視頻截圖
還用視頻，對書上的內(nèi)容做拓展，引導(dǎo)孩子思考，自然界中的物質(zhì)，人們?yōu)槭裁匆淖兯臓顟B(tài)?
視頻截圖
此外，“在線課堂”里還有配套練習(xí)。這些練習(xí)和課文內(nèi)容往往是對應(yīng)的。往往用孩子們?nèi)菀桌斫獾倪x擇題，梳理學(xué)習(xí)要點（當(dāng)然，是有答案的）。
練習(xí)截圖
總之，有了“在線課堂”的配合，使用難度大大下降。
2、對開放式的問題和實驗，都提供了具體的指導(dǎo)、甚至答案，讓孩子“有章可循”
書上有很多開放式的問題，還常常讓孩子動手去做實驗。沒有老師情況下，怎么知道自己的理解是對的呢？不著急，“在線課堂”的講解、示范、參考答案，可以起到大半個老師的作用。
比如，這節(jié)課，從一個生活場景引入，讓孩子探討這些問題 ...
自行車輪胎是橡膠做的，為什么會選擇這種材料？
和其他材料相比，它有什么獨特的優(yōu)勢？
你認(rèn)為橡膠還有什么其他作用？
教材內(nèi)頁
怎么回答呢？看到 Explore Online 標(biāo)志了么?好，可以進入“在線課堂”開始探索了 ...
“在線課堂”中有兩段小視頻。第一個視頻，橡膠有怎樣的特性？
視頻截圖
接著再結(jié)合我們要解決的問題，用第二個視頻探討“為什么橡膠適合做自行車輪胎”？
視頻截圖
看完視頻，孩子們也就找到了答案。
再來看一個“動手做實驗”的例子。這里讓孩子通過一些動手實踐去理解物質(zhì)的屬性（properties）。面對這么多步驟、要填寫的“空格”，怎么辦呢？
教材內(nèi)頁
Explore Online，去“在線課堂”，看拍成視頻的指導(dǎo)，下子就“心定”了！
實驗可能用到什么材料和工具，可以如何一步步去操作，視頻里都有詳細(xì)的說明。（補充一句，Science Dimensions 里用到的實驗材料平時生活里都很常見，很容易收集。）
視頻截圖
3、大部分課文都有朗讀，講解視頻基本都有字幕，讓孩子在標(biāo)準(zhǔn)的英語環(huán)境中學(xué)科學(xué)
還是擔(dān)心孩子讀不出，讀不準(zhǔn)？不用擔(dān)心，“在線課堂”里，全部課文幾乎都能“讀”出來！
比如，每個單元都有一些重點詞匯，也就是重點的科學(xué)概念 ... “在線課堂”中，每個單詞，被做成了電子單詞卡，點擊任何一個詞 ，詞卡的背面就是這個詞的解釋。所有詞匯都有朗讀，孩子可以邊聽、邊看、邊學(xué)，體驗很立體！
電子資源截圖
每節(jié)課會有一些閱讀拓展，比如，讀一段建筑家的故事 ... “在線課堂”中也有視頻，課文以字幕形式展示 ...
視頻截圖
四、對英語學(xué)習(xí)有什么意義？
Science Dimensions 是一套英文原版科學(xué)教材（國內(nèi)沒有引進版）。用這樣的書學(xué)科學(xué)，會接觸到科學(xué)各個學(xué)科非常標(biāo)準(zhǔn)和地道的英文表達(dá)法。雖然對孩子來說在語言上形成了挑戰(zhàn)，但如果做到從易到難，對孩子英語能力的提升，作用也是不可低估的。
其實，對科學(xué)研究、工程設(shè)計有實際工作經(jīng)驗的朋友，都明白：現(xiàn)代科學(xué)原本都是用英文表述的，很多時候，直接讀英文，理解反而會更容易、更到位。
1、用科學(xué)、有效的方法，系統(tǒng)擴充“學(xué)科英語”詞匯量
Science Dimensions 里涉及大量科學(xué)概念，這些對應(yīng)的英語表述，孩子在日常生活和閱讀中很難獲得。
每單元開篇都有這樣的“關(guān)鍵詞匯表”，這是五年級的一頁。和普通的詞匯學(xué)習(xí)不一樣，這里，不光要學(xué)這些詞匯是什么意思，關(guān)鍵是要通過整個單元的學(xué)習(xí)，理解這些詞匯所代表的科學(xué)概念的內(nèi)涵是什么 ...
每本書zui后有索引（Index），我粗略算了下，每個年級孩子接觸到的“專業(yè)詞匯”至少有數(shù)百個，一套書跟著學(xué)下來孩子能夠?qū)崿F(xiàn)幾千個詞匯量（也是科學(xué)概念）的擴充，相當(dāng)可觀。
從GK到G5年級，隨著學(xué)習(xí)級別提升，涉及的詞匯也呈現(xiàn)從易到難的過渡。比如，關(guān)于 Weather（天氣）這個主題，幼兒園大班孩子需要熟悉這些詞匯（概念）：
到了三年級，要掌握更復(fù)雜一些的詞匯（概念）...
比如，幼兒園，講更容易理解的概念：weather pattern，年級高一些，就引入更高級的表達(dá) climate
Weather Pattern: a change in the weather that repeats (GK)
Climate: The pattern of weather an area experiences over a long period of time (G3)
總之，每個年級，詞匯設(shè)置和孩子的認(rèn)知水平是匹配的，讓孩子能循序漸進地去掌握。
2、本身是很好的科普分級讀物，提升孩子對“說明類”文本的閱讀能力
Science Dimensions 每個年級的課文，都基本匹配孩子此階段的語言水平編寫（在幼兒園和低年級階段，需要父母或老師幫助理解），本身就是非常強大的“科普分級讀物”。
比如，這是一年級的課文，聲音是怎么回事兒？
這是四年級的課文，地表水是流向是怎樣的？
另外，孩子還可以讀到大量 Instructional Text（說明性文本），非常典型的就是每節(jié)課中都有很多操作步驟說明。
我想很多朋友有經(jīng)驗，參加英語類考試時，如SAT，GRE，LSAT，常?！邦}讀不太懂”，或者閱讀速度太慢，達(dá)不到考試的節(jié)奏。而讓孩子從小從 Science Dimensions 這類原版教材中不斷提升專業(yè)詞匯量、熟悉對科學(xué)概念的英文說明、對說明類文本的閱讀速度，其實就是非常好的準(zhǔn)備。
3、鍛煉表達(dá)能力，學(xué)習(xí)如何把事情說清楚
Science Dimensions 中有大量開放式的問題，讓孩子用文字去回答。這里，需要的不是“靈感和文采”，而且要訓(xùn)練孩子基于事實，做準(zhǔn)確的表達(dá)。
比如，這是二年級課本的一頁，讓孩子做完實驗后 make a claim（陳述觀點），提出你的證據(jù) evidence
這是五年級課本的一頁，讓孩子 analyze your result（分析結(jié)果）、draw conclusion（總結(jié)）。
可以讓孩子自己先試著寫。然后再去“在線課堂”，看看可以參考的回答方式、表述方式是什么 ...
就像這樣，你可以先嘗試寫出自己的答案。如果有困難，可以點擊 Possible Answer 的按鈕，查看“參考答案”。
“在線外教”告訴你，或許可以這樣回答...
zui后，一定不要忘了“在線課堂” ...
書中的課文在電子資源中都有標(biāo)準(zhǔn)的英文朗讀，視頻和講解幾乎都配有字幕，可以邊聽、邊看、邊學(xué)。這相當(dāng)于給孩子創(chuàng)造了一個純正的科學(xué)英語學(xué)習(xí)環(huán)境，在一點點的積累中立體地學(xué)習(xí)英文表達(dá)。
視頻截圖
五、怎么選合適的年級
作為一套英文原版科學(xué)教材，Science Dimensions 跟我們孩子的年級對應(yīng)關(guān)系，需要考慮兩方面的因素：一是語言難度；二是知識深度。
我們建議在選擇時，你考慮這四個因素：
1. Science Dimensions，和國內(nèi)幼兒園到小學(xué)階段的科學(xué)教育，基本沒有對應(yīng)關(guān)系。比如，即使孩子已經(jīng)到了5年級，也未必對SD中3年級的內(nèi)容有了解。
2. Science Dimensions 中非常寶貴的部分，不是具體的一點一滴的知識，而是我們絕少接觸的“科學(xué)方法論”。這樣的方法論，從一開始就深度融入于各個年級的學(xué)習(xí)中。即使是在幼兒園這個級別，包含的方法論，也是我們的孩子極為陌生的。
3. 對幼兒園和小學(xué)中低年級的孩子來說，要理解全英文內(nèi)容，必須有父母的參與、引導(dǎo)、幫助。四、五年級的孩子，父母的介入，其實也很有必要。
4. 要讓孩子覺得，有一些挑戰(zhàn)，但沒有完全超出他的能力范圍。這樣，孩子才有可能產(chǎn)生興趣、堅持完成學(xué)習(xí)。所以，不要太難，是一個基本原則。
鑒于以上考慮，關(guān)于年級對應(yīng)，我們的建議是這樣的，供參考：
比如，Science Dimensions 的G1級別，如果孩子英語很好，小學(xué)一年級的孩子就可以同步用起來；如果孩子英語水平不錯，那么適當(dāng)退后一年左右，建議一二年級的孩子用；如果孩子英語水平一般，那么建議適當(dāng)退后兩年左右，建議二三年級孩子去用。
看到這里，很多朋友還是會有顧慮：我的孩子已經(jīng)在上高年級了，用低兩三年的書，會合適么？
我們把這套書拿給很多家里有上學(xué)孩子的同事看過，大家普遍的反映是SD的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)路徑、思維方式和咱們太不一樣了，幾乎沒有可比性。因此，我們還是建議多考慮語言難度，做出適合的選擇。
比如，你孩子在讀5年級，英文水平和同齡人差不多，也許可以選擇SD的G3級別；在3年級課本里，孩子也會接觸大量的科學(xué)探究方法，收獲很大。這么做，孩子會覺得沒有那么難，容易產(chǎn)生興趣，這是非常重要的。如果孩子一上來就直接面對G4或G5課本，也許會發(fā)現(xiàn)語言太難，喪失興趣，反而不利于長期學(xué)習(xí)。
然而，我們也真心覺得，用 Science Dimensions 這類書，也許未必要特別糾結(jié)于各種細(xì)節(jié)，而是放寬視野，看大圖景，去衡量這樣一套書所蘊藏的科學(xué)理念、方法、知識可以給孩子帶來的改變，甚至給我們自己帶來的改變 ...
為了展現(xiàn)每個年級的學(xué)習(xí)難容和語言難度，我們?yōu)檫@套書實拍了不少內(nèi)頁照，供大家仔細(xì)參考。6個年級，照片很多，另開了一篇專門展示（想了解更多目錄和內(nèi)頁的信息，請戳這篇文章：Science Dimensions里有什么？分年級目錄和內(nèi)頁樣本）。這里每本書我展示一頁代表頁面，方便大家快速了解。
幼兒園大班（GK）：
一年級（G1）：
二年級（G2）：
三年級（G3）：
四年級（G4）：
五年級（G5）：
2015
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