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凯撒的最后一口气

凯撒的最后一口气

目的

通过探索构成我们呼吸的空气的物质,制定深入了解科学和技术进步的性质,以及科学与社会之间的联系。


语境

本课程使用这本书凯撒的最后一口气:解码我们周围空气的秘密由Sam Kean。这本书被选为决赛选手2018 manbetx注册与登录AAAS / Subaru SB&F卓越奖科学书籍在青年类别。SB&F,科学书籍和电影,是美国科学促进会的一个项目。

凯撒的最后一口气探讨了物质组成我们呼吸的空气和涵盖了范围广泛的主题,从物理和化学性质的讨论到引人入胜的故事人们如何发现了我们周围的气体,科技开发利用气体的性质,以及人类如何影响了气氛。

凯撒的最后一口气解释了与大气及其组成部分相关的科学概念,正是与这些概念相关的故事——比如它们是如何被发现或如何被应用的——才真正吸引读者。在采访中对凯撒的最后一口气,Sam Kean谈到使用与英雄和恶棍的故事来使科学更容易获得。The book’s stories around how these discoveries were made go beyond the limited descriptions that might be found in science textbooks (if they are mentioned at all), providing an opportunity for students to learn about and consider what is involved in the practice of science and the connections between science and society, not just the science facts in isolation. In this lesson, students focus on concept strands that come up repeatedly throughout the book related to the history and practice of science and the interconnections between science and society. Students also explore topics in a range of science and technology fields such as physics, chemistry, and geosciences, but learning goals in these areas are not directly assessed in this lesson.

这本书分为三个部分:

  • “吹空气:我们的前四个大气中”看着大气如何在地球首次形成的时候开始,以及与空气主要成分有关的科学和工程进步。
  • “利用空气:与空气的人际关系”看着科学技术的进步,让人类在日常生活中使用气体的性质。
  • 《前沿:新天》着眼于人类如何改变大气层,或者至少试图改变大气层。

除了最后一章与涵盖与本章相关联的较短故事的插曲配对。

凯撒的最后一口气是为普通受众编写的,需要非常小的先决条件科学知识。学生应该对物质和原子和原子和分子理论有一般熟悉,可能涉及中等等级。然而,多章协调政治和军事优先事项和相关道德考虑因素导致的科学和技术进步,最重要的是核试验和德国在第二次世界大战期间的化学武器的发展的故事。因此,一些关于世界大战的知识,第二次世界大战,冷战很重要,以便了解和讨论这些章节。

凯撒的最后一口气识别并解决许多误解。学生们可能对科学实践有一个重要的误解,即科学发现通常是由个人独立完成的。关于科学发现的故事可以加强这一点,因为谈论一个或几个人往往比包括所有作出贡献的人更简单。虽然作者对寻找英雄和恶棍的兴趣有时会强化这种误解,但学生们可能会注意到主角背后的团队——比如安东·拉瓦锡的妻子安妮-玛丽在第三章中指出了燃素理论的问题,或者是关于前曼哈顿计划研究人员和“计算机”的故事。如果学生在讨论或报告中似乎有这个误解,你可能想问一些问题,让他们思考所有的工作,为了发现,例如,“谁可能在这些实验中发挥了作用?”

学生也可能有一种误解,认为气氛是不变的。这一点在本书的第一部分中直接提到。此外,学生们将观看由Sam Kean主持的网络研讨会《凯撒的最后一口气》和《我们呼吸的空气的迷人科学和历史》来帮助解决这个误解。

本节课的思想也与新一代科学标准中的概念相关:

  • HS-PS2-6。沟通科学和技术信息,为什么分子水平的结构在设计材料的功能中是重要的。

本课的内容也与这些共同核心国家标准中的概念有关:

  • 引用具体的文本证据来支持科学和技术文本的分析,注意作者的重要区别以及叙述中的任何空白或不一致。
  • ccss.ela-incaryacy.rst.11-12.2确定文本的中央观点或结论;通过简化简单但仍准确的术语来总结文本中呈现的复杂概念,过程或信息。
  • 分析作者在一篇文章中提供解释、描述一个过程或讨论一个实验的目的,确定尚未解决的重要问题。
  • 集成和评估以不同格式和媒体(如定量数据、视频、多媒体)呈现的多个来源的信息,以解决或解决一个问题。
  • ccss.ela-wtith.whst.9-12.2写信息性/解释性文本,包括历史事件,科学程序/实验或技术过程的叙述。
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提前计划

如果可能的话,有课堂副本凯撒的最后一口气手上。

由于本书篇幅较长,本课程计划的结构是让学生专注于八章中的一章(以及伴随的小插曲),然后分组向全班同学介绍这一章的摘要。每节课的长度可以根据学生阅读章节和完成阅读日志的时间长短而有所不同。以下是主要活动的清单和所需时间的估算:

  • 介绍活动(详见动机部分):全部在课堂上进行,持续30-45分钟
  • 观看美国化学学会(ACS)网络研讨会并填写学生表格:如果学生在课外观看视频,允许几天或一个周末;如果在课堂上观看,允许35分钟观看视频(32:45分钟)
  • 视频签到和阅读作业介绍:课堂上,30分钟
  • 阅读章节和完成阅读日志:大部分是在课外,偶尔检查以确保学生在正轨上,允许至少一周
  • 学生们以小组的形式展开并发表他们的报告:在课堂上有几次小组讨论章节和计划的时间,再加上至少一周的课外时间来展开报告

您可以考虑将学生分配给三个部分中的一个(每个章节)而不是一章。在这种情况下,读数至少计划至少两到四周,并为演示一周一周到一半。

本课程侧重于与科学和工程如何实践的学习目标以及科学与社会之间的联系,这些课程在整本书中提出的科学和社会之间的联系。这本书还触及了特定科学和技术领域的概念,其中许多主题仅在一章中出现。计划时,考虑是否有任何章节(或章节的部分)与您的课程概况特别相关;如果是这样,您可能希望让所有学生阅读这些章节或段落。

凯撒的最后一口气许多作品的典故和涉及的主题可能是语言艺术或历史课程的一部分,提供一个机会,使联系到您的学生的其他课程。例如,你可以集中讨论相关的话题和相应的段落凯撒的最后一口气

文学

  • 荒凉山庄由查尔斯狄更斯
  • 猫的摇篮由库尔特·冯内古特
  • 诗人Samuel Coleridge(第四章的参与者)
  • 诗歌引用沃尔特惠特曼,罗伯特弗罗斯特,e e cummings(见诗歌跨越科学论诗歌与科学教学的结合)

历史主题

  • 法国大革命
  • 第一次世界大战
  • 第二次世界大战
  • 冷战

以下是一些有助你准备的资源:

  • 实验室大声朗读采访旨在教育工作者与山姆·基恩的幕后讨论,包括他在写这本书时所做的选择(24分钟;面试大约3分钟开始)。
  • c - span的采访Sam Kean提供了味道的味道(9分钟,44秒)。

动机

从介绍的第一页所描述的练习开始凯撒的最后一口气.让你的学生做一些缓慢的深呼吸,思考他们呼吸的空气中有什么。请看下面的一些建议问题。你要确保学生不仅开始思考具体的事实,而且开始思考它们是如何被发现的,以及这些信息可能是如何被使用的。

  • 你刚吸入的空气中是什么?
  • 你认为这些物质来自哪里?
  • 你认为这里的空气和一百年前的人呼吸的一样吗?
  • 你怎么知道空气中有什么?
  • 你认为科学家是如何发现空气中的物质的?
  • 为什么你认为人们决定研究空气的组成部分?
  • 科学家和工程师是如何运用这些知识的呢?这对我们的世界有何影响?

(答案可能有所不同。鼓励学生解释他们的答案。)

接下来,让学生们进行思维练习,这本书就是以此命名的:“在你的下一次呼吸中,有多大的几率会出现凯撒大帝最后一口气中的一分子?”你可以自己描述它,也可以让学生阅读山姆·基恩在书的引言中对场景的描述,开头是“甚至更令人吃惊……”(在精装书中,从第4页开始)。学生们应该在以下段落结束时停止阅读:“你可以向海洋开辟一条血管,但你不能指望两千年后一品脱的血会被冲上岸。”(在精装本中,这是在第7页的顶部。)不要让他们阅读基恩的解决方案,而是让他们推测和考虑他们需要什么信息来推理出答案——关键问题,书中的答案如下。学生应该在课堂上推理出这个思维实验,如果他们自己不知道怎么做,你可以帮助他们解决其中的数学问题。

  • 一次呼吸有多少空气?
    (正常呼吸大约半升,但对于凯撒的最后一口气,这本书假设空气充满钢气被驱逐出来,导致1升空气。)
  • 这些分子还在吗,或者它们会分解或在大气中循环吗?
    (大多数分子不是非常有反应,所以不会分解或循环从大气中循环。)
  • 在最后一次呼吸中的分子会在世界各地传播吗?太快了?
    (气体在大气中的扩散速度会在一年内将1升空气扩散到世界各地,遍及所有纬度和经度。)
  • 最后一口气里有多少分子?
    (具有少数化学方程式和温度和压力假设,1升空气转化为25 sextillion(2.5 x 1022.分子。)
  • 气氛有多大?
    (本书描述了地球的气氛,体积约为20亿立方米,1升为0.00000000000000000001的大气(十进制和1:1 x 10之间的19个零)-20.学生可以更容易使用实际体积而不是百分比来计算:将20亿立方英里转换为Liters给出了大约8 x 1021.升(或8的21次方升)。

对于基本计算:凯撒的最后一口气中的分子数量大约是大气中升空气数量的三倍,所以我们所采取的每一个半升呼吸可能含有一个凯撒的最后一口气的分子。


发展

凯撒的最后一口气这本书很长,有三个部分。虽然后面的章节可能会简短地提到之前的信息或轶事,但每个章节或章节都可以单独阅读。每一章(最后一章除外)后面都有一个小插曲,一个与本章主题相关的更集中的故事。这一章和插曲应该一起读。对于这节课,你应该将课堂分成小组,并分配前八章中的每一章去阅读(你也可以要求他们阅读整个章节)。然后,小组将把主要概念、事实和故事呈现给全班其他人。如果你想在课堂上对某些概念或技术主题进行更集中的讨论,你可以只分配章节的一个子集。看到凯撒的最后一口气老师的建议。

要给学生一个介绍,他们应该使用他们的凯撒的最后一口气学生表格观看《凯撒的最后一口气》和《我们呼吸的空气的迷人科学和历史》家庭作业。他们应该回答他们的问题凯撒的最后一口气学生登记表,你可以在教师登记表上找到问题的答案。

在本演示文稿中,Sam Kean讨论了前四个大气,第一部分的主题,这将为学生概述地球大气层背后的科学。它还介绍了爱因斯坦试图发明更好的冰箱的故事。有三种测验风格的民意调查(6:00,15:00和28:23),学生不必这样做。演示文稿在32:45结束,可以跳过Q&A会话。

在学生观看完网络研讨会后,你应该检查学生表格上的问题,作为介绍概念链的入门,并给学生布置阅读日志。特别是,集中讨论爱因斯坦的故事和制冷和相关的问题,可以帮助学生介绍的想法,故事在凯撒的最后一口气对科学的做法以及社会和科学如何连接的实践以及社会和科学事实的实践。您可以提出关于学生超越化学和物理学的问题的问题,跟进有关关于研究的问题以及如何(以及相关工作)影响社会的问题。

从那里,你应该向学生提供凯撒的最后一口气阅读日志并介绍所列出的概念。这些股大致分为两类:

  • 科学的实践:股线1-3涉及科学探究与工程进步的过程。学生将阅读科学如何通过在过去的工作中进行建立并纳入新信息;除了寻找新信息之外,科学结果如何纠正误解;以及公开沟通科学发现的重要性以及与该目标发生冲突的因素。
  • 科学与社会:第4-6条是关于科学与社会是如何相互关联的。学生将探索科学影响社会的方式,社会如何影响科学,以及科学和伦理的相关问题。

无论你是自己介绍这些概念,还是引导学生自己复习这些概念,你都要给他们一个提问的机会,确保他们理解这些概念。你可能想要注意到这些部分有重叠的地方,一些话题可能会被分成多个部分。例如,对于某些主题,科学影响社会,社会影响科学可能是一个反馈循环。在阅读日志中,学生应该总结故事、科学事实和概念,并跟踪每一章的概念链和小插曲。

接下来,让学生阅读书的前八章中的一章和中间段落。除非你选择分配整个章节而不是单独的章节,否则应该跳过第九章,因为它与其他章节有很大的不同。确定学生需要多少时间阅读章节和间隔,并填写阅读日志。你可以计划给至少一个星期,可能更多的时间,让学生阅读章节和完成阅读日志。

为了监控学生的进步,你应该让学生确保在每周分配给他们完成阅读的几天里,他们在课堂上有阅读日志。留出时间让学生对他们所阅读的部分提出任何问题,并检查他们的日志,以确保他们正在进行这些工作。

一旦学生完成阅读日志,他们应该与其他学生见面,以便通过他们所学到的,并计划演示。他们应该共同努力,从他们的部分中拔出最重要的观点。学生可以使用凯撒的最后呼吸介绍学生表帮助他们组织他们的想法,您应该为他们提供他们的演示文稿的格式和组织要求。您应该为学生讨论从阅读日志中讨论最重要的观点的一到两个课堂课程。


评估

对于评估,学生应该使用他们的讨论笔记和学生报告上的其他部分来开发一个关于他们所读章节的报告。你应该根据你的课程主题和资源来决定报告的格式、长度和组织。给学生足够的时间来发展他们的报告——另外一到两周。

对于演示的内容,主要部分应该包括一个故事梗概,重要的科学发现和技术进步,以及每个概念链。更详细的建议包括在学生报告表中。

对于可选的活动,您可以通过指定学生来编写关于本书中描述的科学或技术进步之一的上下文和条件的文章来扩展课程并添加另一个评估。虽然论文应该包括科学发现或工程成就的描述,但它应该专注于科学和科学和社会学习目标的实践,基于以下问题:

  • 为什么在那个时间和地点做出的进步?
  • 是否有社会、经济或政治条件推动了这一发现?
  • 这一发现是否需要技术上的进步?
  • 这一发现的短期影响是什么?长期影响?

根据你的课程,你可以要求学生对他们的主题做研究,并提供关于发现的时间和地点以及/或发现的影响的额外背景。

对于评估,考虑开发与您的课程和课程有关的详细规范。在上面的情况下,专注于内容的示例演示文稿标题凯撒的最后呼吸评估老师表。如果使用此,您还应该具有与适合所选格式和学生级别的演示技巧和组织相关的相应标题。

在互联网上有一些资源描述了在K-12教室中使用红色标记,其中一些在这里被强调。

要了解有关Rubrics的更多信息,请参阅为rubrics腾出空间在Scholastic网站上。

有关Rubrics的具体示例,更多信息和与其他资源的链接,请查看以下站点:

最后,你可以去教师标题制造商在Teach-nology.com网站上创建自己的Rubrics。在本网站上,您可以填写表格以创建适合您特定学生的标准,然后从计算机即时打印它们。


延期

空气群众是9-12科学网络链意甲赞助商万博接课程,帮助学生了解气团及其在天气和气候中扮演的角色。


诗歌跨越科学是一个K-12科学网意甲赞助商万博络链接工具,有使用诗歌丰富科学教学的资源。这个资源可以用来合并一些诗歌是暗指到课程,甚至包括引用的两位诗人凯撒的最后一口气,e cummings和robert frost。


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资助者的信息
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