1、最新資料推薦自1996年由美國國家研究理事會（National Research Council,簡稱NRC）頒布第一部科 學課程標準至今的十多年以來， 科學教育研究一直是美國基礎教育研究的熱點。 國家研 究理事會（NRC）、美國科學教師協會（NSTA ）、美國科學促進協會（AAAS ）、達 成機構（Achieve） 1相繼成為開展科學教育實證研究的重要支持者。隨著社會的變 革，知識經濟時代的到來給 K- 1 2年級科學教育以較大的沖擊。 美國在世界格局中下降的 競爭優勢、 美國學生在國際科學教育評測中較為落后的學業成績， 以及學習科學的理論 變革促使美國教育界對科學教育的不斷反思。 ? 通過

2、基于標準的科學教育研究， 2010 年7月NRC公布的K-12科學教育框架（草案），以及1年后正式出版的K-12科學教 育框架：實踐、跨領域概念和核心概念（以下簡稱框架）標志著美國新一輪科學 教育改革已初步完成，如今即將面世的新一代K-12科學教育標準（Next GenerationScienee Standards NGSS，以下簡稱標準）則是該輪教育改革的標志性成果。今年5月，達成機構的官方網站 （）以在線方式公布NGSS的內容以向 公眾征求意見。本文結合達成機構及NSTA官網（ ）上的具體內容，介紹美 國新一代K-12科

3、學教育標準的制定過程和內容概要。?NGSS的制定過程一一從框架到標準先有框架再出臺新標準，這是美國新一代K-12科學教育標準制定中的兩個核心步驟。首先由NRC根據1989到2011年期間匯集的近十幾年來科學技術發展和科學教育的研 究成果及經驗的一系列研究文獻，制定新的科學教育綱領性指導建議，即2011年由NRC正式出版的框架，其中以概念描述的方式明確規定了 K-12年級所有學生應該學習的 具體內容。第二步則在達成機構的管理下開展 K-12年級科學教育標準的制定，該標準將 擁有豐富的內容和實踐指導， 以貫穿學科和年級的方式組織， 為所有學生提供具有國際 化基準的科學教育。NGSS以框架為基礎，為

4、學生的大學學業和職業需求做準備。NGSS的制定由國家和多個科學、科學教育、高等教育和工業方面的相關機構合作完成。由國家認可的科 學、科學教育、 商業和工業領導人組成的咨詢委員會提供對 標準 的評論和指導建議。 作為必要的制定過程， 標準將會經歷眾多相關機構部門對兩個公共草案的評閱，允 許所有與科學教育相關的人員有機會了解和熟悉標準的制定過程。NGSS的內容概要3個維度（ Three dimensions）無論是在框架中，還是目前公布的NGSS的部分內容中，都反復強調科學教育中的3個維度，即實踐(practices)、跨領域概念(crosscutt ing con cepts)和學科核心概念(d

5、isciplinary core ideas，即內容)。實踐？ 實踐描述了科學家在研究和建構有關自然世界的模型及理論時的行為，以及工程師們在使用設計搭建模型和系統時一系列關鍵的工程實踐。NRC在框架和標準中使用 實踐”代替 技能”以強調參與科學研究不僅需要技能，而且需要有針對性 的特定知識。使用 實踐”能更好地解釋和拓展 探究”在科學上的意義，說明實踐所需要 的認知、社會和自然實踐的范圍。實踐更加拓展了工程領域中的科學教育，盡管工程設計很類似于科學探究，但兩者 仍然存在較大的區別。例如：科學探究涉及的是通過研究可以回答的具體問題，而工程 設計包含的是可以通過設計來解決的問題。在NGSS中強調工

6、程方面的內容將幫助學生了解在日常生活中科學、技術、工程和數學方面的聯系。實踐方面的內容包括2:提出問題和明確需解決的難題建立和使用模型設計和實施調查研究分析和解釋數據利用數學和計算思維建構解釋和設計解決方案基于證據的論證獲取、評估和交流信息跨領域概念? 跨領域概念在所有科學領域中均可運用。其本身就表明和體現了在不同科學領域中統一的思維方式。框架中強調在科學教育中需要明晰這些概念，是因為它們能幫助學生將不同科學領域中相互關聯的知識組織成連貫的、條理清晰的基于科學的對客觀世界的認知。跨領域概念包括3:模式原因與結果尺度、比例和數量系統和系統模型能量與物質結構和功能穩定性與變化學科核心概念（學習內容

7、）？ 學科的核心概念具有聚焦 K-12年級在科學方面最重 要的課程、教學和評測內容的功能。至少具有以下條件中的2條，最好是都滿足的概念可被認可為核心概念。能跨越多門學科或工程領域的具有明顯重要性的概念，或是一個具體學科知識組 織中的關鍵概念能提供對于理解和研究更復雜概念和解決問題的關鍵工具能與學生的興趣和生活經驗相關，或能連接需要科學和技術知識的社會或個人問 題通過增加深度和復雜性，能在持續的多個年級中教和學學科概念涉及4個領域：物質科學，生命科學，地球與空間科學，工程、技術和科學 運用。以上3個維度就像1根繩索中纏結在一起的3股，應將其看作是1個有機結合的系統。 實踐是建構和使用核心概念的過

8、程，以幫助學生實現對自然和現實世界的認識，三者之間呈現出相輔相成的關系。（如上圖）注釋:1達成（Achieve）是兩黨聯立的非盈利組織，該機構幫助國家提升學術水平、改 進評價，以及改善和加強為所有年輕人籌備的高等教育、工作和公民權益的問責制。:2具體內容可參考中國科技教育2012年第2期 P41:3具體內容可參考中國科技教育2012年第4期 P40新一代K-12科學教育標準(NGSS)的內容？ NGSS的呈現方式不同于1996年版的科學 教育標準，它將3個維度結合在每一條標準中，并在所有標準之間設置了有意義的連接。為了給所有標準使用者提供指導和說明，制定者創設出能夠突出標準、所涉及的3個維度的

9、內容，以及與其他年級和學科相聯系的體系結構。每條標準都通過表格形式呈現，其中包括3個主要部分，即預期成果(performanee expectation)、基礎框(the foundation boxes)和聯系框(the connection boxes)。如下圖：Inside the NGSS BoxFoundation bomWbat isLhtikuld h* 円 * m rd.fm. riT(M«urwic iklpr* / J-uimf KT|I t* larH* i*Connection BomCRhr<nThf WfT(5*#* 住*fF EgigCwr Sfl

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12、標準的表格的第一部分為 預期成果”，是說明評測內容的欄目， 也是每條標準的 主要內容。通過預期成果的方式描述出學生掌握該條標準后應達到的能力和水平，再由說明”給出相關實例， 評測界線”則對該條表述的評測給予指導。例如：魁臆菲t孫便用輛啟陀由作羅鍛小的打不處的竝平所戡嚨響模梨余描述 和岬牌n常園軀.【說鬧，n需現傘也恬弓:球的當Mt空F對大哩輸 岸的更*l xmm時的此軫】b. W材料的做理鑄鉉 便用這些特樁叵別捕料.便朗；R 軸的!ft雁特怔包插址蒐瞎解TE水中IH曲干不KL銅堆可口侍電何梃帶 他 金屬簿勺能傳別M冰晞訪勺卻不徒判g研究2個或劣傘詢瞰的相互作用.旻供證蹴說明刖不同軸蔚謹 沖加一

13、電時，由物嬌的種婁和JH度決定T龍曲不16附成I種ifcU種新 的具有平間耕怪的物気 Lumt陽崛物盼的抽互tvm蝴佻怪小莽 打品酵，不誰幵屹新竹比的和匝柞用如輕合小耳打戸.*】d. ttfl和議囂研兗lUil世當仙導菽孌解就*和化和爾 M 諒解對兀息堂的魅響* IlfM界蛭：無獲嘗Vt室文看斗見的林立 榊樣就啦wsm刑和匕研覚并確建號物幡1竹閃盧生Sf腳眼時時制戦總用燦的岀 響.ItiRi轉弔帕堇作用啦I囲射耳泠的畔放fL4閉的泮川:購- 或在用的棄襯中和牛初】【評諒帰料 込*審質園無痔區 井曜和尬雹1預期成果雖然是按照主題的方式呈現，但其實也可以獨立出來。主題成組的方式并 未暗示這是教學的

14、最佳順序，同樣也不是一個主題下的所有預期成果都必須在一個課程 單元中教與學。？基礎框基礎框圖中提供了附加的有用信息，拓展并解釋與預期成果相關的3個維度中的具體要求。基礎框圖中的每一條陳述的末尾都用代碼標志出與其對應的預期成果。依據3個維度，基礎框分為科學與工程實踐”、學科核心概念”和跨領域概念”個欄目，其中科 學與工程實踐”的陳述選自K-12科學教育框架：實踐、跨領域概念和核心概念（以 下簡稱框架）中8個實踐種類的具體內容，以進一步解釋在每個年級段科學和工程 實踐的重點； 學科核心概念”欄目的陳述內容完全對應于框架，詳細的描述對于支 持學生掌握核心概念非常必要；跨領域概念”欄目的陳述也源自于框

15、架，進一步解釋了在每個年級段強調跨領域概念的重要性。例如：上述預期戰睪的發展使用到如下遷自:框無、的弦常科蘭和工程實踐學科軼血尿念建立和便托懂型-A朝嘉的站腳和特II能畳與WS皓建剛修曲住甘喪勺附料Jfi邯可口拘斬由純子但是即鎚如此軻慣側蕊徉在1±桎前肩鉤Ifilft件和誰討解決方也可以用其他方蟄揺究列如R的童化鍬蹤£11過厠:就咸舟肘耳他犧評的牝質的澀動和M HI Hf ft坤.枸航的總ItK乍插評屯舉.小的看不皚的可以圧率綁申自不兌童化.IU1拘山".創的惰小她粒蛆禰的軽空氐即岳址功能的口住乘統內丹，因星主系包桔氣陣鯉子咋用拆構體在面丟城訓件輸，能上|抑氣總）

16、和丸的n !»2甌能以布岡的體（朝14,懸律在空中的宦膨式在軻岸間轉劉収艮祥聯詩連程申和券ft# (a) (d (e)利便業學和計再中可看到的水瀟.通過擴層，的耘拈虎淙”（和PS1B需要說明的是，雖然大多數主題中強調的僅是幾種實踐類型，其實所有實踐類型對 于每個年級段都很重要，教師在教學中都應該鼓勵學生使用多種實踐類型。同樣，雖然 大多數主題中只強調幾個跨領域概念的類型，其實所有跨領域概念都可以在每個年級段內強調。因此，基礎框中列出的僅僅是重點，并不全面，也沒有限制教學的意圖。？聯系框聯系框分為3個部分，即同年級段中其他學科核心概念的聯系 ”跨年級段間學科核心 概念的關聯”以及 與通

17、用核心國家標準的聯系”。? 同年級段中其他學科核心概念的 聯系”中包括了同一年級段內具有相關核心概念的其他學科主題的名稱，例如物質科學 和生命科學標準中都包括與光合作用相關的核心概念，它們可以在教學中彼此相關；跨年級段間學科核心概念的關聯”中包括了其他科學主題的名稱，這些主題可能出現在之 前的年級段，以提供學生理解該條標準概念的基礎，也可能出現在后續的年級段，以說 明該條標準為后續學習提供的基礎；與通用核心國家標準的聯系”中包括了在英語語言藝術、文學和數學的通用核心國家標準中出現的與該條標準相關的代碼和名稱。以 說明該條標準與語言、數學等其他學科教學的聯系。例如：? 雖然目前標準還未最終成形，但達成機構的官網上已經公布了按照主題組織起 來的預期成果的內容。這種組織形式不同于框架中按照領域組織大概念的方式，而 是通過每個年級段中可學習的主題，以及在該主題中所涉及的3個維度的具體內容來呈現。