理解科学概念是学习科学的核心，但我们的教学前概念往往成为达成适当理解的障碍。在本单元中，我们将展示如何引导学生从日常概念转向科学概念。您将学会如何利用学生的前概念作为科学教学的起点，而不是障碍。我们将向您展示一些快速评估学生概念的方法。我们将研究如何改变学生的观念以及如何帮助学生改变观念的策略。最后，我们将探讨作为教师如何促进学生参与课堂。第二周结束时，您应该能够在教学中解决学生的教学前概念问题。

本周我们要展示的是如何将无形的概念变得有形。在日常生活中，我们通过比较和对比可以学到很多东西。通过研究，我们知道类比和隐喻的使用是科学研究的重要特征，在科学教学中使用类比和隐喻似乎是一种自然的延伸。我们提出的问题是，类比是否只是出色的交流工具，还是能够产生新的知识？当使用类比来解释分子结构、扩散和板块构造等抽象而困难的观点时，大多数学生真正理解了什么？我们的研究表明，考虑学生的个人建构非常重要，因为没有一个学生是以 "白板 "的形式进入课堂的。科学课堂是使用类比来加强概念学习的常见环境；因此，改进科学教育中使用类比的方式具有重要的教学效果。在第三周结束时，您应该能够为科学教学选择好的类比方法，并卓有成效地加以实施。

本周，我们要向大家展示如何构建科学教学框架，以提高学生的兴趣、积极性和理解力。在第一课中，我们将探讨科学教学的框架如何帮助学生认识到科学与社会的相关性。我们探讨了日常生活中的问题，以及这些问题促进学生理解科学的潜力。激活学生是降低课堂失败率的关键之一。我们将探讨如何通过设定学生必须达到的目标来设计新课程，以及如何在指导论文时促进学习。最后，我们将探讨如何以适当的方式交流风险和不确定性，以促进理解。本周结束时，您应该能够确定科学教学的框架，使其与学生息息相关。

本周我们的重点是提高学生在实验室或野外的学习效率。在第一课中，我们将向您展示如何设计实验课，然后我们将重点介绍如何上好实验课。我们将向您展示如何利用设计原则（即 "格式塔原则"），以学生易于理解的方式展示实验。然后，我们将介绍一个学生实验能力模型，您可以利用该模型跟踪学生的概念发展。通过研究我们知道，学生往往对科学的本质和科学努力持有不恰当的概念。我们将向您展示如何解决这些概念问题，使您的学生能够理解科学实验、模型和理论的意义。最后，我们将重点讨论模型在科学教育中的作用。我们将为您提供一个模型能力模型，您可以用它来分析您的学生所处的位置，并训练他们处理模型的不同层面。本周结束时，您应该能够设计一堂提高学生探究能力的实验课。