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摘 要： 由美国科学促进协会（AAAS）和达成机构（Achieve）主导,携手26个州及广泛的基础工作团队共同完成的美国《下一代科学教育标准》于2013年4月9日公开发布.本文结合达成机构官方网站上的内容,对该标准进行简要分析,重点关注NGSS与以往的标准在结构和观念之间的区别,以及其在教学中的影响.

关 键 词 ： 美国 科学教育标准 转变

美国NGSS于2013年4月9日正式发布[1],基于2011年7月美国国家研究理事会（NRC）发布的《k-12科学教育的框架》（以下简称《框架》）[2]的指导,该标准从2012年5月第一次将用于搜集公众意见的草案公布至今,整个制定过程历时3年之久.纵观该标准,其内容在结构上、观念上都有重大的转变.

一、结构的转变

在NGSS开发之初,为了消除潜在的冗余,让《框架》的内容与新标准中的核心概念顺利地衔接起来,写作团队设置了“NGSS学科核心概念”围绕“NGSS主题”的方式制定标准.这种安排提供了标准的基础结构,并将相应的学生个人的表现预期反映在科学标准的学科核心概念部分中,方便科学教育工作者的使用.

从具体的科学内容标准的系统结构而言,NGSS以“表现预期”“基础框”和“联系框”三个方面依次建构了科学教育内容标准,后二者都是围绕“表现预期”展开的.

1.表现预期

为了让学生能够融会贯通地将学科核心概念、跨学科概念和科学与工程实践三方面要求展示出来,NGSS设置了“表现预期”这一命题,有效地将“基础框”中的三个维度的内容结合在一起,这也是NGSS最大的创新.这一创新为教育者提供了独特的指导,同时也为课堂中的科学教学定下了基调.

“表现预期”陈述了学生在某一学段应该理解和能够做到的相关科学内容,转变了之前标准中“学生应该知道和理解的科学知识”这一说法.由于学生对同一科学内容会有不同的理解而导致没有一致的教学评估.国家为了弥补这一不足,通过“表现预期”来断定哪些学生的行为能够表明他们符合标准要求,从而为课程、教学和评估提供统一的、具体的目标.突出学生能将知识的掌握转化为可评估的行为表现,以确定学生是否达到标准中的要求.

2.基础框

为了更好地诠释表现预期的内容,在此栏目的下方建构了“基础框”,基础框中的内容是依据《框架》制定的,分为三个维度,即学科核心概念（DCIs）、科学与工程实践（SEPs）、跨学科概念（CCs）,实践和跨学科概念都是围绕学科核心概念的.

（1）学科核心概念

确定学科核心概念,最大的挑战是形成一套系统的、可操作的标准.学科核心概念阐述的内容主要是取自《框架》中所要求的,关于所有学生在高中毕业时应该能够理解的最基础的科学概念,涉及物质科学、生命科学、地球与空间科学和工程、技术及其科学运用4个领域,共11项核心概念,39项分解概念.制定者要对这些核心概念和分解概念在不同等级上进行详细的诠释或者进行提炼,期望每位学生都能在不同年级阶段结束前对所学知识有彻底的理解.与现行标准相比,内容少而精,在深度上提出更高的要求.

（2）跨学科概念

跨学科概念的内容也是源于《框架》的,共有7条跨学科概念,分别为模型、原因和效果、规模、比例和数量、系统和系统模型、能量和物质、结构和功能、稳定性和变化,为学生更好地了解世界建立一种组织结构,并帮助他们理解和连接不同学科领域不同年级阶段的学科核心概念.虽然大多数核心概念中只涵盖一个或几个跨学科概念的类型,但是所有跨学科概念在每个年级阶段中都能通过不同的学科核心概念得以运用.

值得我们更进一步了解的是学科核心概念和跨学科概念之间的联系,《框架》中提到“学生要在教材中提供的核心概念的指导下,反复使用跨学科概念,才能增强对这些概念的领悟.反过来,跨学科概念提供一种连接性的结构,能更好地理解科学学科及被研究系统中的特殊定律”.下面以“模型”这一跨学科概念简要阐述物质科学中的“地球系统”这一学科核心概念,以求更好地理解“学科核心概念”和“跨学科概念”之间的联系,见图1.

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图1 学科核心概念：地球系统——所用的跨学科概念：模型

（3）科学与工程实践

科学与工程实践所陈述的内容是来自《框架》中八个实践类别中的内容,八个实践内容是从专业的科学家和工程师的操作实践中提炼出来的,用来进一步解释学生在每个年级阶段实践的重点.虽然实践的种类形式不多,但是对每一个年级段都作出了要求.新标准鼓励教师在一项任务中交叉使用多种实践,并且不要受限于“表现预期”,只将它作为指导性评估.该标准中的实践不仅仅是为了加强学生科学技能,也是为了能让学生对科学与工程的本质有更深的理解.而早在2003年,已有研究证明“实践”教学方法——也被《框架》和NGSS提出的三个维度之一,与传统的、被动的学习方式相比,确实能提高学生学习的效率及对科学的兴趣.[3]

简而言之,以上三个维度的有效整合,可以通过科学实践的做法来发展学生研究自然世界的能力；通过工程设计的过程来解决实际的问题；通过聚焦于核心概念来掌握四个科学领域的知识内容；通过跨学科概念进一步理解和联系科学知识.

3.联系框

联系框中的内容旨在支持“表现预期”中的每一条标准,通过连接到其他科学领域中的内容或者通用国家核心课程来体现.联系框中的内容也分为三个小部分：

一是“同年级阶段中的其他核心概念”,包括同一年级阶段内不同科学领域中涉及同一主题的内容,提示教学工作者在讲授课程时要注重彼此的关系.

二是“跨年级阶段间的学科核心概念”,是指同一核心概念可能在不同年级段可能都会涉及,并呈螺旋式的递进.因此,据NGSS的描述,某一核心概念在之前的年级出现可为概念的渗透提供基础,在之后的年级阶段出现可为后续学习巩固基础. 三是“与通用国家核心课程标准的联系”,主要是用来联结在《英语语言艺术、文学和数学通用核心国家标准》中出现的与该条标准相关的知识点.

总体上,《下一代科学教育标准