美国下一代科学标准NGSS
美国《下一代科学教育标准》(NGSS)对我国全面深化课程改革的启发
美国《下一代科学教育标准》（NGSS）对我国全面深化课程改革的启发作者：刘玲来源：《中学物理·高中》2016年第03期为把党的十八大和十八届三中全会关于立德树人的要求落到实处，充分发挥课程在人才培养中的核心作用，进一步提升综合育人水平，更好地促进各级各类学校学生全面发展、健康成长，教育部发布《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》.当前，高校和中小学课程改革从总体上看，整体规划、协同推进不够，与立德树人的要求还存在一定差距.主要表现在：重智轻德，单纯追求分数和升学率，高校、中小学课程目标有机衔接不够，部分学科内容交叉重复，课程教材的系统性、适宜性不强，与课程改革相适应的考试招生、评价制度不配套等.这些困难和问题直接影响着立德树人的效果，必须引起高度重视，全面深化课程改革，切实加以解决.据了解，本次改革将在改进和完善已有措施的基础上提出三项重点措施，研制学业质量标准是三项重点措施之一.研制学业质量标准，明确质量要求，完善现行课程标准，增强对教学和考试评价的指导性.郑富芝指出，研制质量标准，就是要使学习内容要求和质量要求结合在一起，形成一个对教学和考试评价都具有较强指导性的课程标准.其次是研制学生发展核心素养体系，主要是明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力.再有是加强相关学科课标，教材纵向衔接和横向配合，推动跨学段整体育人、跨学科综合育人.美国自1996年第一个《国家科学教育标准》（以下简称《老标准》）颁布后的15年，科学与科学教育的研究取得了很多新的进展，所以，迫切需要将这些研究成果纳入到课程标准中去.在卡内基基金会的资助下，美国国家研究理事会在2011年7月颁布了《K-12年级科学教育框架》.在此基础上，41位来自26个州的专业人员构成的团队花了近两年的时间，征求各种建议并反复修订，最终在2013年4月正式颁布《下一代科学标准》（以下简称NGSS）.NGSS 旨在培养学生在日常生活中遇到与科学、技术密切相关的问题时尝试利用科学教育的经验做出更好的决断，将所学的科学知识应用到日常生活中去，更好地解决科学与技术问题.80年代以来，我国深受第二次国际基础科学教育改革的影响，于2001年制定了《科学（3-6年级）课程标准（实验稿）））和《科学（7-9年级）课程标准（实验稿）》，该标准为我国基础科学教育课程改革带来了新的契机，但契机背后所隐藏的诸如基础科学教育发展滞后、课堂教学重知识轻实践，应试色彩浓厚等问题仍有待解决.因此，借鉴他国尤其是基础科学教育发展领先国家在新世纪制定的基础科学教育标准，将在一定程度上有助于我国基础科学教育理念和实践的发展.现行课程标准对学生学什么、学多少，讲得比较详细、清楚，但大部分学科对学到什么程度要求不明确、不清晰，难以量化、分级.这使得教育教学活动容易出现偏难、偏深等问题.研究学生学业质量标准就是要改变这种状况.NGSS与《老标准》相比，两者之间既有继承关系，又有极大的差别，差别主要在于以下两点.第一，《老标准》首要关注的是科学课程、教学及其评价，而NGSS首要关注的是学生在各学段的表现预期，通过表现预期将科学和工程实践、学科核心概念和跨学科概念发生有效关联，形成有机的整体.第二，NGSS删除了《老标准》中与四个学科领域并列的“作为探究的科学”主题，取而代之的是“科学和工程实践”，凸显学生在学习科学过程中动手做、动脑思、动笔写、动嘴辩等能力的养成.下面我们结合NGSS中6-8年级段和9-12年级段的物理学的内容进行解读，以期对我国初中物理和高中物理课程与教学改革提供借鉴.1 NGSS的内容体系NGSS以学生的学为主、强调核心能力的达成.课程目标由K-12年级总目标和四个学段的目标组成，四个学段的目标分别为K-2年级段目标、3-5年级段目标、6-8年级段目标、9-12年级段目标.根据以上目标，NGSS创造性地将科学分成4个学科领域，其分别为物质科学、生命科学、地球与空间科学，以及工程与技术、科学应用.本文主要讨论其中物质科学的内容来看NGSS对我们的启示.NGSS分为把物理学科的核心概念四个部分：第一部分（PS1）是“物质及物质间的相互作用”，第二部分（PS2）是“运动和静止”，第三部分（PS3）是“能量”，第四部分（PS4）是“波与其在信息传输技术中的应用”.学科核心概念是位于学科中心的概念性知识，包括了重要概念、原理、理论等基本理解和解释，这些内容能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分.NGSS期望所有学生在高中毕业时应该能够理解这些最基础的科学概念，期望每位学生都能对所学知识有彻底的理解.与《老标准》相比，内容少而精，在深度上提出更高的要求.接下来，我们来了解一下NGSS的科学内容的系统结构.在科学内容的结构中，置于最上层的是“表现预期”这一栏目.然后，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”，基础框中的内容分为三个维度：科学和工程实践、学科核心概念和跨学科概念.这三方面内容都是围绕“表现预期”的，与“表现预期”形成有机整体.它们之间的关系如表1所示.例如，以PS3（能量）为例，对于6-8年级段和9-12年级段的物理学科的第三部分（HS-P3）“能量”，NGSS中的基础结构是这样的：接下来，我们再仔细观察一下栏目中的“表现预期”.NGSS设置了“表现预期”这一栏目.这是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，NGSS转变了之前《老标准》中“学生应该知道和理解的科学知识”这一说法，而是通过“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.例如，在“能量”的“表现预期”中，学生要从周围世界可见的与能量密切相关的生活现象入手，认识能量的相关特点，逐层深入地建构能量的物理模型，从数学的角度建构能量的数学模型，设计、建造、和完善的设备，将能量从一种形式转化为另一种形式.2 NGSS的特点2.1 具体、清晰的学业预期表现从学生学习后应该达到的表现预期来看，《老标准》主要罗列了学生应该“知道”或“理解”哪些内容，而在NGSS中，这些内容需要转换成可以测量的学生表现和他们是否达标的细化指标.预期目标紧密围绕学习进阶，指明了学生应该会做些什么，学生可以依据目标评判自己是否达标，这也为课程、教学及评价提供同样清晰、具体的目标.2.2 学科核心概念的“少而精”NGSS以少而精的学科核心概念来组织学习内容，避免了选择大量的主题，以给教师和学生更多时间去更深入的探究每一种观念，使得学生有机会参与科学调查论证以及获得对物质世界的更深入的理解.减少每个年级阶段所应该学习的核心观念也有助于选择哪些知识最值得花时间变得更加清楚，避免在没有概念背景下学习过多的其他问题.2.3 核心概念的连贯性NGSS指出应该将学习看成是一种连续发展的过程，将同一个核心概念在四个学段按照学生的日常经验和认知发展进行描述.强调学生对核心观念的理解随年级上升而获得系统的发展，这就是所谓“学习进阶”.研究员汤姆·科克伦（Tom Corcoran）等认为科学教育中的“学习进阶”建立在一定的假设之上，即在适当的教学下，学生对科学核心概念和科学实践的理解及运用随着时间的推移会变得更加复杂化.这也体现了布鲁纳和泰勒的教育思想.1949年拉尔夫·泰勒出版了《课程与教学的基本原理》，其中提到组织学习经验时，遵守的三个准则：连续、顺序、整合.连续是指课程要素反复出现，确保学生有机会重复不断地接触这一课程要素得到发展；顺序是指在连续的基础上，同一个课程要素以逐渐复杂的方式展开，每一个后续经验都建立在先前经验的基础上；整合是指在各要素与经验间建立横向联系，使学生将各要素整合起来，获得统一的观点.NGSS总结了物理的核心概念.并把这些核心概念作为课程要素，依照儿童的认知发展阶段的不同，从学前到高中反复以不同的深度出现.2.4 注重科学和工程实践，注重跨学科概念NGSS的主要内容是科学和工程实践、跨学科概念和核心概念三维度的合理配置，融合实践与知识于一体，培养学生科学实践能力.其中，科学和工程实践包括如下几个部分：提问和问题定义；开发和使用模型；规划和开展调查；分析和解释数据；运用数学和计算思维；构造解释和设计解决方案；进行证据论争以及获取、评估和交流信息.跨学科概念包括：模型；因果关系：机制和阐释；规格、比例和数量；系统和系统模型；能量与物质流动、循环及守恒；结构和功能；稳定与变化.美国K-8年级科学教育委员会主席理查德A.杜谢尔（Richard A. Duschl）及其研究成员认为科学实践本身有多层含义，就作为教学理念或策略来讲，其主要特征体现为设计和进行实证性调查、论证解释和创建模型、文本形式的交互和学习论证.课堂中的科学实践有三大要素，即社会交互性、科学专业术语以及科学代表物和工具的使用.美国科罗拉多州生物科学课程研究委员会主任罗杰W.拜比（Rodger W. Bybee）认为科学实践不是对科学探究的取代，而是在原有基础上对科学教育的拓展和丰富，实践性教学促使学生把相关活动作为实验、数据搜集、社会交往、建模和工具使用、调查和解释、数学运算以及论证等学习方式的基础，教学策略与科学实践紧密相连.这实际上也承袭了杜威对教育的理想.杜威的认为：通过科学技术实践，学生以真实世界为起点，在发现问题、解决问题的过程中积极获取知识，深刻理解世界与科学，最终目标是要培养严肃思考、富有创造力的公民.杜威认为教育的最终目的不是让学生记住化学、物理、数学标签下的各种信息，而是让学生通过这些知识理解他们置身于其中的这个世界与社会，在其中寻找每个人存在的意义，在人类面对困境时成为运用知识解决问题的创造者，这正是人类进步的源泉.NGSS承袭了杜威对教育的这一理想：面对真实世界解决问题，在个人与公共事务中严肃思考，寻找证据，富于表达，积极合作.3 NGSS对我们的启发3.1 开发具有连贯性、一致性的《标准》《标准》是教师实施教学的根本，也是学生通过学习应达到的目标.在标准的制订方面，基础科学教育需要进行顶层设计，从分学科制订《标准》走向制订统一的、连贯的《标准》，对基础科学教育各学科分支进行有效整合，寻找其共通的核心，并进行统一架构，形成连贯性、一致性的学生认知发展谱系.另外，在开发新《标准》时，应有效整合新近的科学教育研究成果，应对新《标准》草案广泛征求意见.3.2 注重“科学探究”的实践性我国基础科学教育改革提倡“科学探究”教学，实施以来的成绩是不容忽视的，但也存在一系列的问题，例如出现“假”探究、“伪”探究，出现这些问题的根本原因在于没有注重“科学探究”的实践性.学生进行的科学探究，就是要学生基于当下的自然现象（或日常生活现象），以学生个体（或群体）认识自然的本真方式来认识自然，回到生活世界（或教师创设的情境）中进行实践探究.3.3 重视学科核心概念，重视学习进阶长期的分科教学其实为我们进行更精致的进行核心概念及其学习进阶研究奠定了坚实的基础.对于知识本体而言，找到核心内容是第一步，具有挑战性的是，将其在合适的学段进行定位.这需要心理学对学生思维发展研究的丰富成果以及内容和评价方面国际比较研究的参照.系统化的梳理这些研究成果，并将之准确的外显在课程标准内容中，对于我国课程标准的核心内容系统化具有重大价值.。
科学实践理念下美国《新一代科学教育标准》研究
科学实践理念下美国《新一代科学教育标准》研究一、概述随着全球科技的飞速发展，科学教育的重要性日益凸显。
特别是在美国，面对21世纪的新挑战和机遇，其科学教育系统正在经历一场深刻的变革。
这场变革的核心，便是《新一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards，简称NGSS）。
本文旨在探讨科学实践理念下NGSS的研制背景、核心理念及其在美国科学教育中的实践意义。
NGSS的产生，既是美国对原有科学教育标准的反思，也是对新世纪科学教育发展趋势的积极应对。
它旨在提高学生的科学素养，使他们能够更好地理解和应对现实世界中的科学问题。
为此，NGSS提出了一个全新的三维整合框架，将科学与工程实践、学科核心概念和跨学科概念三者有效地结合起来，形成了一套全面而系统的科学教育标准。
科学实践是NGSS中的核心理念之一。
它强调学生不仅应该掌握科学知识，还应该学会如何运用这些知识进行科学探究和实践。
这种实践理念的引入，使得科学教育不再局限于传统的知识传授，而是更加注重培养学生的实践能力和创新精神。
NGSS的三维整合框架体现了科学教育的综合性和整体性。
科学与工程实践维度的引入，使得科学教育更加贴近现实生活，更加注重学生的实践体验。
学科核心概念维度的确立，则保证了科学教育的系统性和深度，使学生能够全面而深入地理解科学的本质和规律。
跨学科概念维度的加入，则进一步拓宽了科学教育的视野，使学生能够从多个角度和层面来理解和应对科学问题。
在美国，NGSS的实施已经取得了显著的成效。
它不仅提高了学生的科学素养和实践能力，也为美国的科学教育带来了全新的面貌和活力。
同时，NGSS也为世界各国的科学教育改革提供了有益的借鉴和启示。
科学实践理念下的NGSS是美国科学教育改革的重要成果之一。
它以学生为中心，以实践为导向，以综合性和整体性为特点，为美国的科学教育注入了新的活力和动力。
同时，它也为我们提供了宝贵的经验和启示，有助于推动全球科学教育的进步和发展。
【十大课程之六】美国STEM课程(二)
【十大课程之六】美国STEM课程（二）本来还以为到了寒假能轻松一些，结果反倒比平时还忙。
继续上次未完成的话题，今天佩宁老师想要谈谈《下一代科学课程标准（NGSS）》和STEM教育。
《下一代科学课程标准》的制定历时4年，2010年颁布《K-12科学教育框架（草案）》，2011年颁布《K-12科学教育框架：实践、跨领域概念和核心概念》，2013年颁布《下一代科学课程标准》。
这三份文件一脉相承，核心就是下一代科学标准中的三维框架。
上次佩宁老师就提到，对于美国教师来说，科学教育和STEM教育是一个概念，NGSS既是科学课程标准，又是STEM课程标准，所以想要做好STEM教育，不能人云亦云，停留在手工产出这样表象的东西上，而且STEM 与教育技术（3D打印、虚拟现实、编程、机械等等）并非密不可分，必须深入研究NGSS所体现出来的理念，研究科学教育如何开展，研究美国人如何从小培养科学家与工程师，这些内容融入课程，才是真正的STEM课程。
NGSS规定K-12年级的科学教育要建立在三个框架的基础上，包括：科学与工程实践（SEPs），学科核心概念（DCIs），跨学科共同概念（CCs），这三者要关联起来，NGSS中说：目前大多数州和地区的科学课程标准都将这些维度表述为单独的实体，导致它们在指导和评估中分离。
严格的内容和应用的结合反映了科学和工程在现实世界中的实践。
（Currently, most state and district standards express thesedimensions as separate entities, leading to their separation in bothinstruction and assessment. The integration of rigorous content and applicationreflects how science and engineering are practiced in the real world.）一、科学与工程实践（SEPs）NGSS 明确提出“科学与工程实践”代替“科学探究”，因为实践（practices）包含探究（inquiry），包含科学过程（science processes），实践还以应用为目的，更能体现科学与工程格物致知、学以致用的本质。
美国落实《新一代科学教育标准》的理念与实践
美国落实《新一代科学教育标准》的理念与实践作者：李秀菊来源：《中国科技教育》2017年第03期2013年，美国《新一代科学教育标准》（Next Generation Science Standard，NGSS）正式颁布。
颁布以后，美国超过40个州都对其非常关注，截至2016年1 1月4日，已经有16个州及哥伦比亚特区选择使用《新一代科学教育标准》，还有7个州正在考虑之中，其他的州也用NGSS作为更新其原有科学课程标准的范本。
使用和落实好这样一个面向未来、理念超前的课程文件需要时间、各种资源，以及持续不断的各方努力。
《新一代科学教育标准》的出品方对这个问题认识得非常清楚，所以为了更好地落实《新一代科学教育标准》，开展了很多工作。
落实《新一代科学教育标准》的指导理念美国国家研究理事会于2015年发布《落实指南》，旨在帮助各个学区和学校的领导和教师更好地开发基于NGSS的教学设计，进而将NGSS的核心思想落实在教学实践中。
《落实指南》中给出了落实好NGSS的7项原则。
一定要确保在落实和理解NGSS时，不同层级之间（州、学区和学校）要保持一致，不同年级之间保持一致，教育系统的不同组成部分（课程、评价、教学及教师专业发展）也要保持一致。
密切关注“关于科学，哪些内容是独特的”。
在州、学区和学校等不同水平开发科学学科的领导力，同时为之提供持续的支持。
构建并且充分利用不同组织及不同部门之间的网络、伙伴关系和合作。
执行和落实好NGSS需要足够的时间。
落实NGSS过程中要始终把教育公平放在第一位考虑。
确保各部分、各层级及系统内开展密切相关且持续不断的沟通交流。
在《落实指南》中，同时还给出了落实NGSS的6个方面共计21条具体建议。
这份报告为更好地落实NGSS提供了强有力的理论支持。
落实《新一代科学教育标准》的实践校内科学课程的具体做法——以加利福尼亚州为例在执行《新一代科学教育标准》的过程中，选用新标准的各州都有自己的时间表和执行计划。
美国《下一代科学标准》背景下的科学课程构建及启示
美国《下一代科学标准》背景下的科学课程构建及启示[摘要]自美国发布《下一代科学标准》后，如何基于其理念构建科学课程成为美国科学教育研究者与实践者们的重要课题。
文章梳理了《下一代科学标准》理念下美国科学课程构建的基本程序，并从科学课程标准及材料革新、专业化科学师资培育等方面提出对我国科学教育改革的启示。
[关键词]《下一代科学标准》;科学课程;科学教育2011年，美国发布了《K-12年级科学教育的框架：实践、跨学科概念和核心概念》（A Framework for K-12 Science Education：Practices，crosscutting Concepts and Core Ideas，以下简称《框架》）。
2013年4月，美国基于《框架》发布了《下一代科学标准》（Next Generation Science Standards，以下简称NGSS）的定稿，其中两份核心文件的纸质文本由美国国家学术出版社出版，向全球发布[2-3]。
自《框架》发布以来，截至2018年，美国已经有39个州和地区宣布响应更新科学教育标准并逐步深入应用推进。
在此过程中，美国的科学教师和各响应州的教育部门需要解决的核心问题是：如何契合NGSS提倡的科学课程理念，开展教学内容、教学课例与单元以及教学模式的再设计与实施。
美国科学教师协会（National Science Teaching Association，以下简称NSTA）对于契合NGSS的科学课程构建也有明确的指导意见。
本文就此做一个初步的梳理，尝试理清NGSS改革背景下科学课程构建的路径，以期对我国科教改革中科学课程研发及科学教师培育方面有所启示。
一、NGSS倡导的科学课程改革理念NGSS以“大科学”理念为宏观指导，关注学生学习科学的能力，聚焦于科学概念，重视概念的理解发展过程，将“科学与工程实践”（Science and Engineering Practices）、“学科核心概念”（Disciplinary Core Ideas）与“跨学科概念”（Crosscutting Concepts）三个维度整合在一起，形成了不同学段、不同学科领域的“表现期望”（Performance Expectation），即学业目标。
科学实践理念下美国《新一代科学教育标准》研究
科学实践理念下美国《新一代科学教育标准》研究一、本文概述随着科技的不断进步和全球化的深入发展，科学教育在培养未来公民的创新能力和科学素养方面发挥着越来越重要的作用。
作为世界科技和教育领域的领先者，美国在科学教育的改革与发展上一直走在前列。
本文旨在深入研究美国《新一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards，简称NGSS）在科学实践理念下的制定背景、主要内容及其特点，以期为我国科学教育的改革与发展提供借鉴和启示。
本文将概述科学实践理念的核心要义，包括科学探究、科学思维、科学问题解决等关键能力，以及这些能力在科学教育中的重要性和作用。
本文将详细介绍NGSS的制定背景和发展历程，分析其在科学实践理念指导下的改革目标和价值取向。
接着，本文将对NGSS的主要内容进行深入剖析，包括其课程结构、教学要求、评价方式等方面，以展现其在科学实践理念下的独特性和创新性。
本文将总结NGSS的特点和启示，探讨其对我国科学教育改革的借鉴意义，以期推动我国科学教育质量的提升和创新人才的培养。
通过本文的研究，我们期望能够深入理解科学实践理念在美国科学教育标准中的体现和实践，为我国科学教育的改革与发展提供有益的参考和借鉴。
我们也期望通过本文的探讨，能够激发更多教育工作者和研究者对科学实践理念的关注和研究，共同推动我国科学教育的不断创新和发展。
二、科学实践理念的核心要素科学实践理念是美国《新一代科学教育标准》的核心组成部分，它强调了科学探究、工程设计和科学思维在科学教育中的重要性。
这一理念的核心要素主要包括以下几个方面：科学探究被视为科学实践的基础。
科学探究不仅是一种方法，更是一种思维方式，它鼓励学生提出问题、设计实验、收集和分析数据，以及基于证据得出结论。
这种过程性的科学探究有助于培养学生的批判性思维能力和问题解决能力。
工程设计也是科学实践理念的重要组成部分。
工程设计是一种创新性的实践，它要求学生运用科学知识和技术来解决实际问题。
(完整版)美国下一代科学标准NGSS
自1996年由美国国家研究理事会（National Research Council, 简称NRC）颁布第一部科学课程标准至今的十多年以来，科学教育研究一直是美国基础教育研究的热点。
国家研究理事会（NRC）、美国科学教师协会（NSTA）、美国科学促进协会（AAAS）、达成机构（Achieve）［1］相继成为开展科学教育实证研究的重要支持者。
随着社会的变革，知识经济时代的到来给K-12年级科学教育以较大的冲击。
美国在世界格局中下降的竞争优势、美国学生在国际科学教育评测中较为落后的学业成绩，以及学习科学的理论变革促使美国教育界对科学教育的不断反思。
通过基于标准的科学教育研究，2010年7月NRC公布的《K-12科学教育框架（草案）》，以及1年后正式出版的《K-12科学教育框架：实践、跨领域概念和核心概念》（以下简称《框架》）标志着美国新一轮科学教育改革已初步完成，如今即将面世的《新一代K-12科学教育标准》（Next Generation Science Standards，NGSS，以下简称《标准》）则是该轮教育改革的标志性成果。
今年5月，达成机构的官方网站（）以在线方式公布NGSS的内容以向公众征求意见。
本文结合达成机构及NSTA官网（）上的具体内容，介绍美国《新一代K-12科学教育标准》的制定过程和内容概要。
NGSS的制定过程——从《框架》到《标准》先有《框架》再出台新标准，这是美国《新一代K-12科学教育标准》制定中的两个核心步骤。
首先由NRC根据1989到2011年期间汇集的近十几年来科学技术发展和科学教育的研究成果及经验的一系列研究文献，制定新的科学教育纲领性指导建议，即2011年由NRC正式出版的《框架》，其中以概念描述的方式明确规定了K-12年级所有学生应该学习的具体内容。
第二步则在达成机构的管理下开展K-12年级科学教育标准的制定，该标准将拥有丰富的内容和实践指导，以贯穿学科和年级的方式组织，为所有学生提供具有国际化基准的科学教育。
美国NGSS经典生物学单元案例的分析及启示
•8•生物学教学2019年（第44卷）第5期美国NGSS经典生物学单元案例的分析及启示汪亦楠朱育芳胡桂平*（江西师范大学生命^学学院南昌330022）摘要本文选取美国《下一代科学教育标准》的一个高中生物学经典单元案例进行研究和分析，发现其课程内容的设计与教学实施均重视核心概念和跨学科概念的渗透，并具有真实问题情境探究的进阶学习特点,对我国中学生物学教师落实学科核心素养的教学很有启发。
关键词NGSS生物学教学生物进化案例研究核心素养基于“K-12科学教育框架：实践、跨学科概念和核心概念”，美国出台了《下一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards,简称NGSS）o该标准明确了科学课程实施对学生的预期表现要求，具体包括三个维度（即：科学或工程实践，学科核心概念和跨学科概念）⑴。
其中“生命科学”内容围绕着四个学科核心概念（即：从分子到生物体、生态系统、遗传、生物进化）构建了与K-12相应的内容架构。
为了让中学教师更好地落实NGSS,切实提升科学课程教学的质量，NGSS相关网站还提供了标准解读、经典单元案例等丰的常规教学，它的受众不仅仅只是学生，还包括广大听课的教师,它应该让听课教师有所借鉴，起到示范、引导的作用m,但如果把很多应属于其他范畴较为精彩的内容都拉进一节课里，就显得不妥了。
例如,色素提取的实验目的不是让学生来制作分光光度计;可以用模型来说明眼球成像的原理及近视、远视的成因，但不该将课的重点变成凸透镜的成像规律，因为那是物理学的内容;可以用模型来讲解气孔作用的原理，但重点不是该模型的制作原理。
还有些自主研发软件的，可以与其他科目结合或者在校本课堂上进行，在生物学有限的课时里,如果花费很多时间来完成以上内容，其他教学目标的达成肯定会受到影响。
3.4关于实验课的价值大多数教师在说课中都提到了实验课的价值，如加深学生对核心概念的理解，提升学生的实验技能、思维技能等。
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自1996年由美国国家研究理事会（National Research Council, 简称NRC）颁布第一部科学课程标准至今的十多年以来，科学教育研究一直是美国基础教育研究的热点。
国家研究理事会（NRC）、美国科学教师协会（NSTA）、美国科学促进协会（AAAS）、达成机构（Achieve）［1］相继成为开展科学教育实证研究的重要支持者。
随着社会的变革，知识经济时代的到来给K-12年级科学教育以较大的冲击。
美国在世界格局中下降的竞争优势、美国学生在国际科学教育评测中较为落后的学业成绩，以及学习科学的理论变革促使美国教育界对科学教育的不断反思。
通过基于标准的科学教育研究，2010年7月NRC公布的《K-12科学教育框架（草案）》，以及1年后正式出版的《K-12科学教育框架：实践、跨领域概念和核心概念》（以下简称《框架》）标志着美国新一轮科学教育改革已初步完成，如今即将面世的《新一代K-12科学教育标准》（Next Generation Science Standards，NGSS，以下简称《标准》）则是该轮教育改革的标志性成果。
今年5月，达成机构的官方网站（）以在线方式公布NGSS的内容以向公众征求意见。
本文结合达成机构及NSTA官网（）上的具体内容，介绍美国《新一代K-12科学教育标准》的制定过程和内容概要。
NGSS的制定过程——从《框架》到《标准》先有《框架》再出台新标准，这是美国《新一代K-12科学教育标准》制定中的两个核心步骤。
首先由NRC根据1989到2011年期间汇集的近十几年来科学技术发展和科学教育的研究成果及经验的一系列研究文献，制定新的科学教育纲领性指导建议，即2011年由NRC正式出版的《框架》，其中以概念描述的方式明确规定了K-12年级所有学生应该学习的具体内容。
第二步则在达成机构的管理下开展K-12年级科学教育标准的制定，该标准将拥有丰富的内容和实践指导，以贯穿学科和年级的方式组织，为所有学生提供具有国际化基准的科学教育。
NGSS以《框架》为基础，为学生的大学学业和职业需求做准备。
NGSS的制定由国家和多个科学、科学教育、高等教育和工业方面的相关机构合作完成。
由国家认可的科学、科学教育、商业和工业领导人组成的咨询委员会提供对《标准》的评论和指导建议。
作为必要的制定过程，《标准》将会经历众多相关机构部门对两个公共草案的评阅，允许所有与科学教育相关的人员有机会了解和熟悉《标准》的制定过程。
NGSS的内容概要3个维度（Three dimensions）无论是在《框架》中，还是目前公布的NGSS的部分内容中，都反复强调科学教育中的3个维度，即实践（practices）、跨领域概念（crosscutting concepts）和学科核心概念（disciplinary core ideas，即内容）。
实践 实践描述了科学家在研究和建构有关自然世界的模型及理论时的行为，以及工程师们在使用设计搭建模型和系统时一系列关键的工程实践。
NRC在《框架》和《标准》中使用“实践”代替“技能”，以强调参与科学研究不仅需要技能，而且需要有针对性的特定知识。
使用“实践”能更好地解释和拓展“探究”在科学上的意义，说明实践所需要的认知、社会和自然实践的范围。
实践更加拓展了工程领域中的科学教育，尽管工程设计很类似于科学探究，但两者仍然存在较大的区别。
例如：科学探究涉及的是通过研究可以回答的具体问题，而工程设计包含的是可以通过设计来解决的问题。
在NGSS中强调工程方面的内容将帮助学生了解在日常生活中科学、技术、工程和数学方面的联系。
实践方面的内容包括［2］：●提出问题和明确需解决的难题●建立和使用模型●设计和实施调查研究●分析和解释数据●利用数学和计算思维●建构解释和设计解决方案●基于证据的论证●获取、评估和交流信息跨领域概念 跨领域概念在所有科学领域中均可运用。
其本身就表明和体现了在不同科学领域中统一的思维方式。
《框架》中强调在科学教育中需要明晰这些概念，是因为它们能帮助学生将不同科学领域中相互关联的知识组织成连贯的、条理清晰的基于科学的对客观世界的认知。
跨领域概念包括［3］：●模式●原因与结果●尺度、比例和数量●系统和系统模型●能量与物质●结构和功能●稳定性与变化学科核心概念（学习内容） 学科的核心概念具有聚焦K-12年级在科学方面最重要的课程、教学和评测内容的功能。
至少具有以下条件中的2条，最好是都满足的概念可被认可为核心概念。
●能跨越多门学科或工程领域的具有明显重要性的概念，或是一个具体学科知识组织中的关键概念●能提供对于理解和研究更复杂概念和解决问题的关键工具●能与学生的兴趣和生活经验相关，或能连接需要科学和技术知识的社会或个人问题●通过增加深度和复杂性，能在持续的多个年级中教和学学科概念涉及4个领域：物质科学，生命科学，地球与空间科学，工程、技术和科学运用。
以上3个维度就像1根绳索中缠结在一起的3股，应将其看作是1个有机结合的系统。
实践是建构和使用核心概念的过程，以帮助学生实现对自然和现实世界的认识，三者之间呈现出相辅相成的关系。
（如上图）注释［1］达成（Achieve）是两党联立的非盈利组织，该机构帮助国家提升学术水平、改进评价，以及改善和加强为所有年轻人筹备的高等教育、工作和公民权益的问责制。
［2］具体内容可参考《中国科技教育》2012年第2期P41［3］具体内容可参考《中国科技教育》2012年第4期P40■新一代K-12科学教育标准》(NGSS)的内容 NGSS的呈现方式不同于1996年版的科学教育标准，它将3个维度结合在每一条标准中，并在所有标准之间设置了有意义的连接。
为了给所有标准使用者提供指导和说明，制定者创设出能够突出标准、所涉及的3个维度的内容，以及与其他年级和学科相联系的体系结构。
每条标准都通过表格形式呈现，其中包括3个主要部分，即预期成果（performance expectation）、基础框（the foundation boxes）和联系框（the connection boxes）。
如下图： 为更好地说明和了解标准的内容和意义，以下阐述中以5年级“物质的结构、特征与相互作用”主题为例进行说明。
预期成果每条标准的表格的第一部分为“预期成果”，是说明评测内容的栏目，也是每条标准的主要内容。
通过预期成果的方式描述出学生掌握该条标准后应达到的能力和水平，再由“说明”给出相关实例，“评测界线”则对该条表述的评测给予指导。
例如：预期成果虽然是按照主题的方式呈现，但其实也可以独立出来。
主题成组的方式并未暗示这是教学的最佳顺序，同样也不是一个主题下的所有预期成果都必须在一个课程单元中教与学。
基础框基础框图中提供了附加的有用信息，拓展并解释与预期成果相关的3个维度中的具体要求。
基础框图中的每一条陈述的末尾都用代码标志出与其对应的预期成果。
依据3个维度，基础框分为“科学与工程实践”、“学科核心概念”和“跨领域概念”3个栏目，其中“科学与工程实践”的陈述选自《K-12科学教育框架：实践、跨领域概念和核心概念》（以下简称《框架》）中8个实践种类的具体内容，以进一步解释在每个年级段科学和工程实践的重点；“学科核心概念”栏目的陈述内容完全对应于《框架》，详细的描述对于支持学生掌握核心概念非常必要；“跨领域概念”栏目的陈述也源自于《框架》，进一步解释了在每个年级段强调跨领域概念的重要性。
例如：需要说明的是，虽然大多数主题中强调的仅是几种实践类型，其实所有实践类型对于每个年级段都很重要，教师在教学中都应该鼓励学生使用多种实践类型。
同样，虽然大多数主题中只强调几个跨领域概念的类型，其实所有跨领域概念都可以在每个年级段内强调。
因此，基础框中列出的仅仅是重点，并不全面，也没有限制教学的意图。
联系框联系框分为3个部分，即“同年级段中其他学科核心概念的联系”“跨年级段间学科核心概念的关联”以及“与通用核心国家标准的联系”。
“同年级段中其他学科核心概念的联系”中包括了同一年级段内具有相关核心概念的其他学科主题的名称，例如物质科学和生命科学标准中都包括与光合作用相关的核心概念，它们可以在教学中彼此相关；“跨年级段间学科核心概念的关联”中包括了其他科学主题的名称，这些主题可能出现在之前的年级段，以提供学生理解该条标准概念的基础，也可能出现在后续的年级段，以说明该条标准为后续学习提供的基础；“与通用核心国家标准的联系”中包括了在《英语语言艺术、文学和数学的通用核心国家标准》中出现的与该条标准相关的代码和名称。
以说明该条标准与语言、数学等其他学科教学的联系。
例如： 虽然目前《标准》还未最终成形，但达成机构的官网上已经公布了按照主题组织起来的预期成果的内容。
这种组织形式不同于《框架》中按照领域组织大概念的方式，而是通过每个年级段中可学习的主题，以及在该主题中所涉及的3个维度的具体内容来呈现。
为更好地理解NGSS的全貌，本页下方的图表给出了NGSS中的学习主题在学科和年级上的分布。
结语 从上述简略的阐述和分析中，NGSS的雏形已展现眼前，它和《框架》将共同成为美国新一轮科学教育改革的纲领性文件。
其独特的立体化的内容呈现形式以及《框架》和《标准》相结合的方式使得新一代K-12年级的科学教育更聚焦于少数核心概念，更关注科学和工程实践、跨领域概念和核心概念的联系，更关注对学习内容的深入理解和运用，并从《框架》和《标准》的层面给使用者更具操作性的指导。
这些特点与变化或将成为全球科学教育的热点，也必将给我国科学教育改革带来有益的启示和指导。
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