《美国新一代科学教育标准》的特点及启示
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。
美国STEM教育案例中的“5E”教学模式的分析及启示
美国STEM教育案例中的“5E”教学模式的分析及启示作者：顾文佳曹志江来源：《中学生物学》2020年第05期摘要：介绍了3个美国优秀的STEM教育案例，从两个角度分析了3個案例所采用的“5E”教学模式，分别是“5E”教学模式适用于STEM教育的原因以及“5E”教学模式对促进学生STEM 素养形成的影响。
关键词：“5E”教学模式 STEM教育中图分类号：G633.91 文献标志码：BSTEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）和数学（Mathematics）的简称。
STEM教育强调各学科内容自然融合成整体，而非简单叠加，关注科学知识的掌握、高阶思维的培养、素养能力的具备及科学态度的养成。
美国STEM教育经过多年的发展，已经形成了一套成熟的体系，能为其他国家提供借鉴和参考。
下面以3个美国优秀的STEM教育案例为例，进行分析。
1STEM教育案例介绍1.1案例一：抓错了鱼1.1.1案例背景及需要解决的问题兼捕已成为维持渔业可持续发展和保护濒危物种的一个世界性挑战。
兼捕是渔业中的常见现象，指在捕捞目标生物时，对非目标种类生物的附带捕获。
本案例的主要目的是让学生为金枪鱼捕捞业中的兼捕问题设计一个解决方案，并将此解决方案应用于现实生活。
1.1.2教学过程在本课程中，学生以小组为单位，设计、测试解决兼捕问题的方案。
学生使用数据来优化设计，并考虑模型的现实可行性。
课程采用“5E”教学模式，包括吸引、探究、解释、迁移以及评价5个教学环节。
①吸引阶段——引入“兼捕”的含义及其对渔业可持续发展的影响：学生通过模拟捕捞的活动、阅读相关资料，讨论兼捕的含义及影响，比较不同渔具、捕鱼方式对兼捕的影响。
②探究阶段——设计、测试和优化模型：学生设计、测试解决兼捕问题的方案，使用数据优化“新型渔网”设计。
③解释阶段——分享和讨论：学生展示最终模型，分享设计和优化模型的过程，并选出最佳设计方案。
美国《新一代科学教育标准》简析
美国《新一代科学教育标准》简析作者：赵映红来源：《现代交际》2017年第16期摘要：为适应未来社会的经济发展和提高国际教育竞争力，美国于2013年出台了《新一代科学教育标准》（简称NGSS），NGSS提出了三维整合的框架体系。
NGSS是新世纪美国基础科学教育改革的新举措，新标准强调科学探究向科学实践的转变，旨在培养学生的科学实践能力。
关键词：美国科学教育标准课程改革中图分类号：G571 文献标识码：A 文章编号：1009-5349（2017）16-0151-01《新一代科学教育标准》是在《k-12年级科学教育的框架：实践、跨学科概念和核心概念》（简称《框架》）的三个核心概念的基础上，面向K-12年级阶段共同制定的全国性教育标准。
该标准是对1996年版《国家科学教育标准》（简称《标准》）的改革和发展，称为《新一代科学教育标准》。
NGSS呈现了美国基础科学教育的新愿景，是美国新一轮科学教育改革的标志性成果，将成为21世纪美国进行科学教育的纲领性文件。
一、《新一代科学教育标准》的研制背景伴随科学教育与国家在世界科技领域的竞争力的关系愈加紧密，基础科学教育先后历经了注重课程开发的第一次改革浪潮和以课程标准改革为核心的第二次改革浪潮。
[1]美国制定了旨在全面提高公民科学素养的“2061计划”和“LASER行动”，先后出台了《科学素养的基准》和《国家科学教育标准》，用以指导和规范基础科学教育改革。
而《国家科学教育标准》向《美国新一代科学教育标准》的发展，主要原因是随着社会的变革，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，以及教育理论的变革迫使美国科学教育不断反思、向前发展，以适应社会的发展。
二、《新一代科学教育标准》的编制过程NGSS的制定分“两步走”：第一步由美国国家研究委员会根据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，并发布了以概念描述的方式明确K—12年级学生应该学习的具体内容的《框架》；第二步由美国成就公司组织26个参与州的相关专业人员在《框架》的基础上共同制定标准草案并确定最终的NGSS，NGSS以贯穿学科和年级的组织方式，给出更为具体和详实的内容和实践指导，两个文献相辅相成。
美国科学教育标准：理念及启示
（ 江 师 范 学 院 教 育 科 学 学 院 ， 东 湛 汪 ５ ４４ ） 湛 广 ２ ０ ８ 摘 要 ： 国科 学 教 育 标 准 对 科 学教 育 的 内容 、 估 、 纲 以及 科 学教 师的 专 业 素 养 作 了全 面 、 细 的规 定 ， 美 评 大 详 表
Ｎａｉｎ ｌ ｅ ｅｒｈＣ ｕ ｃｌ牵 头 ， 手 制 定 国 家 性 ｔ ａ Ｒ ｓａｃ ｏ ｎ ｉ ｏ ） 着
的科学 教育标 准 ， 同时 教 育 部 和 国家 科 学基 金 会 为 此 提供 了专 项 资金 ， 以支持 该项 目的运作 。
为 了 对 这 个 重 大 项 目进 行 统 管 ， 国 国 家 研 究 美
课 程改革 和转 变教 育理 念 ， 一步 有 效 实施 素质 教 进
育 的积极举措 。但 是 ， 使 得 这 套 教 材 发 挥其 应 有 要 的效 应 ， 国科 学 教 育 工 作 者 还 有 许 多 工作 要 做 。 我
除 了要 对教材 本身 的 内容 、 构 和关 系有 全面 、 刻 结 深 地理 解之外 ， 还要 了解美 国 科 学教 育 的 标 准 。有 鉴 于此 ， 笔者拟 对美 国 的科 学 教 育标 准及 其 思 路 和 理
２ ４个单元 覆 盖 了 四大 主 题 领 域 ： 命 科 学 、 球 科 生 地 学 、 质科学 和技术设 计 。 物 在 小学 教 育 中 引进美 国科 学 教材 ， 我 国小 学 是
１８ ９ ９年 ， 国政 府批 准 制定 国家 教 育标 准 ， 时 的 美 当 美 国总统乔 治 ・ 布什 立刻 表态 ， 支持 成立“ 国家教育
（ ｈ Ｎａ ｉ ｎ ｌ ｔｅ ｔｏ ａ Ｃｏ ｍｉｔ ｅ ｎ ｃｅ ｃ Ｅｄ ｃ ｔｏ ｍ ｔ ｅ ｏ Ｓ ｉ ｎ ｅ ｕ ａ ｉｎ
新一代科学教育标准
新一代科学教育标准作者：Stephen L. Pruitt来源：《中国科技教育》2016年第02期《新一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards.NGSS）（NGSS Lead States.2013）已经发布2年了，与之相关的工作及其采纳与实施在美国全国持续推进着。
各州采纳NGSS的步伐、它的实施及如何评测是我最常被问到的问题。
在本文中，我将讨论我们现在到了哪儿，以及到目前为止我从这个过程中学到了什么。
当我们实施NGSS的时候，一定要记住：教育是旅程，而不是目的地。
我们现在到了哪儿？截至2015年4月，美国12个州和哥伦比亚特区——覆盖了全国大约30%的公立学校学生——已经采纳了NGSS，其他州和地区正在考虑采纳。
此外，在尚未采纳NGSS的州，越来越多的地区正在将NGSS作为推动科学素养发展的最佳方式，其中很多是较大的地区。
不论州政策如何，这些地区看到了转变科学教育方式的必要性。
所以说，NGSS正显著地影响着整个国家的科学教育。
任何教师都会告诉你，如果缺少评测的方法，采纳和实施NGSS就不能进行。
采纳NGSS 的州必须将改善课堂作为第一个关键步骤。
关注点已经被放在而且必须被放在——课堂上，而不是编写一张试卷。
我们应尽可能多地关注教育者，以及如何使NGSS在课堂中得以实现，然后再开发评测。
当我们从课堂实践中得到越来越多的经验时，支持课堂实践的评测就会得来全不费工夫了。
NGSS所描述的学生展现能力的方式是容易理解和操作的，因而为教师们所接受。
这并不意味着每个人都是专家（许多研究，包括《剑桥专业能力与专家表现手册》（Ericsson等，2006）显示，获得专家思维需要长期的实践），但它的确表明改变正在悄然发生，并且我们必须更多地学习，以更好地为我们的学生服务。
现在，是时候从“评估我们的考查结果”转变为“考查我们的评估结果”了。
比如，在肯塔基州，教育厅聘请了一位“思想合伙人”协助制订评测系统，以确保任何新的评测方法都能全面地评测NGSS。
美国_新一代科学教育标准_述评
进入２１世纪，“整合” 作为基础教育阶段科学 课程改革 的 核 心 理 念 已 成 为 科 学 教 育 研 究 者 的 共 识。从欧亚拉美七国学者联合编著的 《科学教 育 的 原 则 和 大 概 念 》［１］， 再 到 美 国 学 者 提 出 的 “少 即 是 多 （Ｌｅｓｓ ｉｓ Ｍｏｒｅ）”［２］、 “更 少 、 更 清 、 更 高 （Ｆｅ－ ｗｅｒ，Ｃｌｅａｒｅｒ，Ｈｉｇｈｅｒ）”［３］ 都 体 现 了 “整 合 ” 这 一科学教育改革趋势 。整合是指 “基础教育阶 段 科 学课程的学习应力图通过少数大概念来统整学科知 识，促进学生参与科学工程实践，实现对重要原理 的深入探索，发展学生的整合理解并在其中渗透科 学 本 质 教 育 和 ＳＴＳＥ 教 育 ”。［４］ 整 合 可 分 为 纵 向 和 横向两个维度：纵向的整合是指科学课程基于学习 进阶 （ｌｅａｒｎｉｎｇ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎｓ） 研 究， 设 计 适 合 各 阶 段学生认知水平的表现期望，促使学生的科学素养
第 ３３ 卷 第 ８ 期 ２０１３ 年 ８ 月
研究与借鉴
ＣＵＲＲＩＣＵＬＵＭ，ＴＥＡＣＨＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ
Ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．８ Ａｕｇｕｓｔ，２０１３
美国 《新一代科学教育标准》述评
美国《新一代科学教育标准》概述
美国《新一代科学教育标准》概述作者：胡晓营来源：《中国科技教育》2015年第07期学生需要科学素质教育以使他们成为由科学与技术主导的社会的合格成员，并为他们在接受完正规的基础教育后迎接各种机遇作好准备。
《新一代科学教育标准》为学生们提供了这样的基础。
整合了科学与工程实践、核心概念和跨学科概念3个维度，该标准提出一套连贯的学习预期以支持学生跨年级的学习。
标准对课程和教学产生了许多影响，为学生提供了更多的科学探究和工程设计的机会。
这些标准的实施需要时间来整合资源，并得到得教师的支持。
为什么需要《新一代科学教育标准》在科学教育中，标准非常重要，一方面是因为标准与技术息息相关，有了标准我们才能在技术方面作出正确的判断，才能了解我们生活中科学与工程的问题与决策，比如基因检测、气候变化、可再生能源等。
标准对于学生们来说很重要的另一个方面，就是能为学生进入大学和就业作好准备。
标准呈现了一种对于学生达到以上目标需要什么的共识。
请大家设想这样一个场景，将一颗枫树的种子种在地里，慢慢地长出一棵树，现在给你一段枫树的树干，问你手上的树干是从哪里来的。
如果问学生这个问题，他们常常给出的答案是水、土壤等，原因就是学生们能够看到树有根，他们认为很多东西都是来自干树根的。
实际上树干的大部分成分都来自干空气中的二氧化碳，这是一个非常困难的概念，因为对学生来说，他们看不到空气中的分子。
教师也很难给学生们一些实实在在的证据，让他们来信服教师所说的是正确的。
这是一个关于概念的内容，也是教师很难去改变学生心目中已经形成的一些概念的例子。
所以说，科学教育标准是非常重要的。
标准是如何制定的科学的推理对学生进入大学和就业非常重要。
它可以分析真实世界里的科学现象，运用科学推理对科学主张和技术决策进行支持、批判和交流。
在科学和技术的情境中还会应用到相关数学知识。
鉴于此，《新一代科学教育标准》首次提出了三维整合的框架体系，即科学与工程实践、学科核心概念和跨学科概念三者有效地整合。
美国国家科学教育标准全文
美国国家科学教育标准全文美国国家科学教育标准是指美国国家科学教育委员会制定的关于学生所需的科学、技术、工程和数学（STEM）知识以及科学反思和探究技能的指导性标准。
该标准的制定旨在确保学生具有适应未来全球化社会的科学素养，并鼓励学生进行主动的学习和探究。
该标准分为三个维度，分别为科学和工程实践、十大核心科学领域和跨领域的科学及工程概念。
其中，科学和工程实践维度要求学生在探究和评估自然现象时，具备制定问题、设计调查过程、分析和解释数据以及提出自然现象的解释和理由的能力。
十大核心科学领域分别为物理学、化学、地球空间科学、生命科学、科学工程和技术、自然资源、生态学、人类机体健康、天文学和数学。
跨领域的科学及工程概念涉及重要的科学概念、主题和未解决问题，如系统思考、科学交流、以及可持续发展等。
除了上述三个维度之外，美国国家科学教育标准还着重强调，科学教育需要注重学生的多元智力及其个性差异。
同时，教师也需要在教学中注重对学生态度、信仰和文化差异的尊重，帮助学生探索科学中的价值观和科学的社会、历史和文化方面的重要性。
美国国家科学教育标准的意义不仅在于制定教育标准本身，更在于广泛引发教师、家长、教育机构和社会的讨论和反思。
无论是在美国还是其他国家，教育改革都是一个不断进行的过程。
在新一代技术，如人工智能和大数据等的迅猛发展背景下，为学生提供全面的STEM素养和能力，已经成为许多国家所面临的共同挑战。
因此，美国国家科学教育标准的制定，不仅吸引了全球的关注，也为全球的科学教育改革起到了推动作用。
总的来说，美国国家科学教育标准的制定，是在科技和社会发展的大背景下，美国教育界作出的积极和富有前瞻性的改革措施。
通过对科学和工程实践、十大核心科学领域和跨领域的科学及工程概念进行规范和指导，不仅为美国学生提供了全面的STEM素养和能力，也为全球的科学教育提供了有益的借鉴。
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既使得标准使用者对标准内容有整体连贯的把握， 也利于使用者明确各维度的具体目标和要求．
整合三个维度的具体内容标准
Ｍｓ—Ｐｓ２一ａ．基于牛顿第三定律，建立图像或物理模型，测试实际问题的解决方案 ＭＳ—ＰＳ２一ｂ．设计研究以获取实验数据，证明物体运动状态的变化取决于作用在物体上的合力和物体的质量
ａ
ｒａｉｓｅｓ ｔｈｅ ｉｄｅａ ｏｆ ｃｏｌＩｅｇｅ ｐｈｙｓｉｃｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ
），女。在读研究生。研究方向为物理课程与教学论． ）。男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为物理课程与教学论
～１０—
万方数据
２０１４年第２期
表１
前标准 年级 内容 科学的统一概念和过程
Ｋ～４
物理通报 标准的内容框架
新标准 学科核心概念 年级
物理教学新思想新视角
工程实践．其一，新标准将科学与工程实践作为科学 教育新框架的三个维度之一，细分了科学与工程的 ８个实践；其二，新标准将工程、技术和科学应用列 为科学的４个学科领域之一，并确定了该领域的两
作为探究过程之科学 物质科学
物质科学
个核心概念，即工程设计及工程、技术、科学和社会
Ｋ（幼儿园）
之间的联系． 其实前国家标准中也提及了工程与技术，但州 立标准并没有将它们囊括进去，以致工程与技术在 科学课程、教学和评价中没有得到关注．为了改变这 一状况，新标准将工程与技术充分整合至科学教育 的框架之中，并将工程设计提升到与科学探究同等 重要的位置．当然，编写者作出这一改变还参考美国 当前的相关报告与事实．从实践和认知角度来看，工 程与技术提供给学生将科学知识应用于真实情境的 机会，使学生在工程实践中组建学科核心概念和跨 学科概念，从而深化学生对科学及其本质的理解，增 进学生对科学的兴趣Ｈ］．再者，从国家层面来看，美 国的发展需要大量具备ＳＴＥＭ知识与技能的创新 人才．奥巴马白上任后，尤其重视ｓＴＥＭ教育对促 进科学发现及保持国家经济竞争力的作用，并多次 强调了激励年轻一代从事ＳＴＥＭ领域工作的迫切 需要．将工程与技术带进科学教育中，有助于学生适 应科技发达的社会，成为科学知识的学习者、使用者 和创造者．
２．２
整体化设计实现三个维度的整合 新标准的编写者认为，要实现科学教育新框架
中的愿景，更好地促进学生有效学习，必须将科学与 工程实践、学科概念和跨学科概念三个维度有机整 合至标准、课程、教学和评价体系中，而该整合任务
应始于新标准的制定［５］．为此，不同于前标准，新标
准中围绕核心概念的各条标准都以表格的形式呈 现，整合三个维度的内容，形成整体化的体系结构， 以此突出三个维度间的具体联系．下面给出初中阶 段“运动和稳定性：力和相互作用”主题的具体内容 标准．如表２所示，表格的上面部分为成果期望
７
教育部．关于全面提高高等教育质量的若干意见．ｈｔｔｐ：
／／ｗｗｗ．ｇｏｖ．ｃｎ，２０１２一０４—２０
Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ
ｏｎ
Ｕｎ ｉＶｅｒｓｉｔｙ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｅｘｐｅｒｉ ｍ ｅｎ ｔ Ｔｅａｃｈｉｎ ｇ
Ｍｏｄｅ
Ｂａｓｅｄ
ｏｎ乳ａｃ庇ｆ圪ｇ—ＬＰａｒ孢ｆ咒ｇ—Ｐ，ａｃｆｆｃｆ嚣ｇ
Ｚｈｉ Ｚｈｕａｎ ｇｚｈｉ Ｄｅｎ ｇ Ｙａｎ ｈａｏ Ｚｈａｏ Ｚｈｅ
３．２
持续发展等因素，缺乏“科学教育的连贯性”认识．
念，整合了新框架提出的三个维度，建立起前后连 贯、整体一致的概念框架体系，其设计思路值得我国 科学课程改革借鉴．
３．１
重视科学概念与原理突出课程内容的重点 与美国新标准相比较，我国科学课程的内容标
基于学生的兴趣需求和发展完善科学课程
准主要以“课程内容”和“活动建议”两个维度加以 呈现，如“机械运动和力”的专题，初中科学课程标 准中详细列出了相关的知识要点和教学活动建 议［７］，包括运动的描述、常见的力、力的示意图、牛顿 第一定律、惯性现象、二力平衡的条件等内容．而美 国初中阶段“力和相互作用”主题包括牛顿第二定 律、牛顿第三定律、引力相互作用、力场、电磁力强度 等内容．从二者的对比可以发现，美国课程内容的难 度和深度较大，在科学知识方面尤其重视核心概念 及科学原理的建立、理解与运用，而我国则较为注重 科学事实、自然现象与过程的认识、了解和分析，涉 及的知识要点较为零散，课程内容显得广而不深．这 既影响科学课程的系统性，又不利于学生从本质上 认识科学．针对这一问题，我国标准有必要突显科学
２０１４年第２期
物理通报
物理教学新思想新视角
《美国新一代科学教育标准》的特点及启示
陈丹纯 熊建文
广东广州
５１０００６）
（华南师范大学物理与电信工程学院
（收稿日期：２０１３一０５—２５）
摘要：美国《新一代科学教育标准》呈现了美国科学教育的新愿景．本文分析了美国新标准的研制背景、主要 特点及设计思路，并通过与我国科学课程标准进行对比，提出其对我国科学课程改革的借鉴与启示． 关键词：美国 标准 科学教育
科学与工程实践 提出并确定问题 建立并利用模型 设计并实施研究 基于证据的辩论
学科核心概念
ＰＳ２．Ａ：力和运动 ＰＳ２．Ｂ：相互作用的类型 ＰＳ２．Ｃ：物质系统的稳定与不稳定性 ＥＴＳｌ．Ａ：确定工程问题
跨学科概念
因果关系 尺度、比例和数量 系统与系统模型
稳定性与变化
３
借鉴与启示 从这一角度来看，我国应借鉴美国新标准的理念，基 美国新一代科学教育标准聚焦于学科核心概 于学生的兴趣、需求和发展来思考课程内容的设置， 以完善科学课程的基本理念．
（下转第１５页）
的基本理念
美国新标准的设计理念源于美国学生在科学学 习中面临的实际问题，考虑到学生所学知识宽泛零 散，无法为上大学和就业做好充分准备等问题，新标 准以“完善科学教育的连贯性、一致性和系统性”为 理念，期望通过三个维度的整合及核心概念的进阶、 发展提高学生科学学习的兴趣，整合学生的科学知 识，满足学生解决实际问题的需要．与之相比，我国 的科学课程理念则较为关注课程内容本身的特点． 基于对学科领域知识相互渗透的认识，我国初中科 学课程标准强调了课程内容的“整合”和“探究”，提 出课程内容要体现科学、技术、社会、环境的联系，反 映当代科技成果．我国标准更多地强调了科学技术 及其重要作用，而较少立足于学生的兴趣、需求和可 一１ ２
ＭＳ—ＰＳ２一ｃ．提出问题并明确电磁力强度的影响因素，以改善电磁设备的性能
ＭＳ—ＰＳ２一ｄ．基于事实证据辩论说明“引力相互作用依赖于两相互作用物体的质量” Ｍｓ—ＰＳ２一ｅ．设计、实施并评估研究，收集证据说明“即使物体没有相互接触，存在物体问的力场也会使物体有相互作
用”
Ｍｓ—Ｐｓ２一ｆ．确定一个实际问题，通过开发一个带有反馈机制能定期施力的简单系统来解决它
２
量的课程教材，切实提高数学和科学教育的质量．
育一直是美国政府和教育工作者关注的重点．近些 年来，美国政府和各科学教育协会接连发布了促进 科学教育的文件，并发起了科学教育的相关研究．究 其原因，美国科学教育发展的新潮主要受到以下４ 方面因素的推动． 第一，美国科学教育的总体水平呈下降趋势．美 国托马斯基金会依据课程标准对全国科学教育进行 评估，研究报告显示，十几年来全美科学教育的总体 水平呈下降趋势，即由２０００年的Ｃ级下降为２００６ 年的Ｃ一级［１］．
美国《新一代科学教育标准》的特点与设计思路 美国新一代科学教育标准吸取前标准实施十几
年来的经验教训，并以丰富的科学教育研究成果为 依据．标准编写者参考了科学和工程学习的相关研 究，以了解学生有效学习科学的方式，确定了学生需
第二，美国学生的科学教育成绩在国际测试中 显现不佳．２００９年，在测量数学和科学成绩的国际 学生评价项目（ＰＩＳＡ）中，美国学生的得分在６５个 国家中处于中等层次．这一令人失望的测试结果为 美国科学教育敲响了警钟． 第三，美国学生的知识结构和实践技能跟不上 时代的需要，毕业后从事科学工程领域工作的学生 比例过低，难以满足国家对科技人才的需求． 第四，美国联邦政府重视科学、技术、工程和数 学教育（ＳＴＥＭ）．２０１０年美国出台的基础教育改革 新规划中要求各州修改现行的教学大纲，编写高质
（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ），它将实践与核心概念、
强调科学与工程实践 新标准的另一显著特点体现在其凸显了科学与
跨学科概念结合起来，描述了期望学生取得的学习 成果，说明学生需要掌握的概念性知识和技能．下面 一１ １—
万方数据
２０１４年第２期
物理通报
物理教学新思想新视角
部分为基础框（Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｂｏｘ），它进一步解释了 与成果期望相应的三个维度的具体要求（表２中略 去详细的内容要求）嘲．这种独特的标准呈现方式， 表２
核心概念
ｌ
美国《新一代科学教育标准》的研制背景 正是在这种背景和形势的促动下，美国于２０１０ 源于对经济和科技发展的思考与重视，科学教 年初开始新一轮科学教育标准的研制工作，目前已 发布了《Ｋ一１２科学教育框架：实践，跨学科概念与 核心概念》和《新一代科学教育标准》草案．基于Ｋ一 １２科学教育框架，《新一代科学教育标准》展现了美 国科学教育的新愿景．
２．３
５～８
生命科学 地球与空间科学
科学与技术
生命科学
１～５（小学）
地球和空间科学 ＭＳ（初中） ＨＳ（高中）
工程、技术和 科学应用
９～１２ 从个人和社会视角所
见的科学
科学的历史与本质
新标准内容组织思路的变化，足以反映编写者 对学科核心概念的重视．编写者之所以采用与前标 准不同的设计思路，主要基于以下３个方面的考虑． （１）少而精的课程设计理念（ｆｅｗｅｒ，ｃｌｅａｒｅｒ， ｈｉｇｈｅｒ）［３］．前标准和多数州立标准均被认为涵盖的 内容太多，导致科学教学出现“一尺宽，一寸深”的 问题．２００６年９月，美国科学教师协会对１ ５００名教 师开展调查，结果显示，７８％的教师认为前标准的 内容过于宽泛、松散，并且８５％的教师认同下一代 科学教育标准和课程应以科学核心概念为中心．经 过多方实践探索，“少而精，高标准”逐渐成为美国 现行教育标准追求的目标． （２）科学学科的大观念（Ｂｉｇ Ｉｄｅａｓ）．近期美国 教育界对“大观念”进行了相关研究，研究者认识到 植根于科学学科的大观念有利于确定标准必要的概 念框架，同时也有助提升标准的一致连贯性，帮助学 生建立整体而深入的知识系统．目前，大观念已经成 为多个州立标准的修订依据［３］． （３）学习进阶（ＬＰｓ）．有关认知的研究表明，学 生要形成对科学事实的深入理解，就必须在几年内 持续学习相关概念并了解概念的相互联系，以实现 概念的发展．这种系统持续的学习观念被称为“学习 进阶”．新标准的设计正是试图采用学习进阶的方式 呈现跨年级内容间的连贯一致，使科学内容随着年 级的升高逐渐加宽加深．