《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。
美国《新一代科学教育标准》中的生物学教育
题和明确问题所在)利用数学和计算思维)分析和解释 !表 '"& -表现期望.规定了学生在该阶段学习结束后
数据)设计和实施调查研究)建构解释和设计解决方 能够做到的$-基础框.包括-科学和工程实践.-学科
案)基于证据的论证以及获取%评估和交流信息'$(&. 核心概念.和-跨学科概念.三个维度$-联系框.阐述
多年科学教育研究经验)美国颁布*新一代科学教育标 准 后 文 简 称 + ! <06M6[<T696:5<329 K@369@6K<5945:4D) MTKK"& 与*前标准+相比)MTKK 的理念转变为以下七 点# 强调科学教育应反映科学各学科相互联系的本 质$MTKK 是向学生提出的表现期望)而不是具体课程$ 注重 S $& 年级学习内容的连贯性$侧重对学习内容
EK& 生态系统# 相互作用%
EK$ 从分子到生物体# 结构 和过程 EK$?结构和功能 EK$7生物的生长和发育 EK$8物质和能量流动 EK$O信息处理
能量和动力系统 EK&?生态系统中的相互依 存关系 EK&7生态系统中的物质循 环和能量流动 生 EK&8 态系统的动力%功 能和调节
EK&O社群互作和群体行为
表现期望 CK EK' $,提出问题)阐明在编码亲代传给子代特有性状指令的过程中)OM?和染色体的角色关系& '评估范围# 评估不 包括减数分裂的各阶段和编码过程中特定步骤的生化机制&( CK EK' &,提出一个有根据的%可遗传变异的原因)并为其辩护# !$"减数分裂时期的基因重组$!&"基因复制过程中可能 发生的误差$!'"环境因素引起的基因突变& '说明# 重点是利用数据去支持变异发生方式的论断&('评估范围# 评估不包 括减数分裂的各阶段和编码过程中特定步骤的生化机制&( 略 CK EK' ',! "
美国《新一代科学教育标准》述评
美国《新一代科学教育标准》述评本文将介绍美国《新一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards，简称NGSS），阐述其背景、目的、内容，分析在实际教育中的应用情况，并探讨对中国科学教育的启示。
本文的核心主题是美国《新一代科学教育标准》及其对科学教育的改革和发展所带来的影响。
通过对该标准的解读和分析，以期为中国科学教育的改革与发展提供借鉴和启示。
在引言部分，我们将首先引入以下关键词：美国《新一代科学教育标准》、科学教育、教育改革。
通过对这些关键词的解释和阐述，明确本文的主题和重点。
美国《新一代科学教育标准》是由美国科学院、联邦政府、州级教育机构以及相关领域专家共同开发和推广的一套全新的科学教育标准。
该标准的出台旨在培养具有全球竞争力的科学家和工程师，提高美国公民的科学素养，以适应21世纪科技发展的需要。
NGSS以学科核心概念为基础，注重跨学科学习和实际问题解决能力的培养。
它涵盖了生命科学、物理科学、地球与空间科学、工程与技术等四个领域，共分为K-12三个学段。
NGSS还强调科学探究与工程设计能力的融合，倡导学生通过动手实践、主动探究来加深对科学知识的理解。
在实际教育应用中，NGSS展现出了一些优点，但也存在一些不足。
优点方面，NGSS的实施有助于提高科学教育的整体水平，促进学生在科学素养方面的全面发展。
不足之处在于，NGSS的实施需要教师具备较高的专业素养和教学能力，同时需要学校具备相应的教学资源和设施。
由于NGSS涉及到多个学科领域，实施起来较为复杂，需要各学科之间的协同合作。
为了更好地推广和应用NGSS，美国政府和各地教育部门采取了一系列改进措施。
例如，加大对教师的培训力度，提供专业发展课程和资源，以提高教师的实施能力。
同时，加强学校与社区、企业的合作，丰富科学教育资源，为学生提供更广泛的实践机会。
还倡导学校将NGSS与其它学科进行整合，促进跨学科学习和问题解决能力的培养。
美国新一代科学教育标准解读
美国新一代科学教育标准解读作者：李丹来源：《世界教育信息》2014年第07期摘要：培养学生的工程实践能力是美国基础教育科学课程改革的新举措。
基于社会发展、国家安全，以及科学、技术、工程、数学（Science，Technology，Engineering，Mathematics，STEM）教育现状，重视工程实践旨在为优化大学教育和培养未来劳动力做准备。
工程实践与科学实践相辅相成、同中存异，其主要内容是工程与实践的协调配置，是工程与科学并存、由探究向实践转变、重视学习进阶等理念的恰当融合。
关键词：美国；科学教育标准；课程改革；工程实践2011年7月，美国国家研究理事会发布了《K-12科学教育框架：实践、跨学科概念和核心概念》。
该框架是美国制定《新一代科学教育标准》（Next Generation Science Standard，NGSS）的基础。
框架确定后，美国阿契夫公司（Achieve Inc.）牵头研发最终的《新一代科学教育标准》。
2013年1月，阿契夫公司公开发布了《新一代科学教育标准（第二草案）》。
该草案的内容框架主要来源于《K-12科学教育框架：实践、跨学科概念和核心概念》。
“科学与工程实践”作为框架中的三大核心内容之一，在草案中得到了详细的体现。
工程在获得与科学同等重要地位的前提下，关于其实践能力的培养也得到了相应的重视。
一、背景工程实践作为NGSS中的重要内容，是“工程”与“实践”的合理融合，把工程提升到与科学同等的地位，又强调实践相对于探究的优越性。
工程实践能力的培养之所以得到美国基础教育科学课程改革的重视，主要是基于宏观和微观现实状况的考量。
首先，社会发展所面临的挑战要求重视工程实践。
随着人口的增长和经济的高速发展，流行疾病、自然灾害、能源危机、环境危机等人类生存问题随之而生，严重威胁着社会的可持续发展。
美国国家工程院（NAE）的相关研究认为，21世纪全人类主要面临创造清洁能源、提供洁净水源、循环利用资源、防止核恐怖危机、推进医疗信息化、改善城市基础设施建设等多重严峻挑战[1]。
面向全体幼儿的科学教育——美国《新一代k-12科学教育标准框架》之启示
第一 ． 开 阔学 习视 角 ， 重 视交 叉 概念 。 科学 与工
程 并重 。《 新框架 》 认 为若 只局 限于学 科 内的核 心观
念 不利 于科 学 的应用 ．而交 叉概 念可 以弥补 这一 局
限。 工程、 技 术 能 向学 生提供 相关 内容 来检 验他们 的 科 学知 识 。 应 用 知识 到实 际问题 中 。 这 也会 使儿 童认 识 到 科学 、 工程 、 技 术 的相 互 作用 ， 增强 儿 童对 科 学
．Leabharlann ．有 的儿 童观 ： 将儿 童看 作有 能力 的学 习者 ； 尊重 儿童 的兴趣 与经 验 ； 视 每个 儿 童为平 等个 体 、 尊 重儿 童 间
文化 差异 。
第一 ， 将 儿 童看作 有能 力 的学 习者 。 《 新框 架》 将
幼儿 形 成世界 观 的这种 方式 定义 为连 贯 的 、带有 哲 学 色彩 的 。 儿 童虽 然缺 乏相 关知 识经 验 ． 但 仍 旧 自己
的兴趣 。 第二 ， 围绕核 心 观念 ， 建 构 系统学 习框架 。掌握
确 指 出 ：儿 童利用 复杂 思维 的方 式对 自然 现象进 行 解 释是 ｋ 一 ５阶段 的核心 。《 新框 架》 明确反 对科 学教 育 以前 在低 年级 段只描 述 现象 ．高年 级再 对现 象做 出解 释 的做 法 儿童 在很早 就可 以开始参 与科 学和 工 程 的实践
维 度 一 维 度 二 维ｊ 蜚 科学与工程实践 （ 过程 ） 交 叉 概 念 学科核 心观 念 （ 领域） １ ． 提 出科 学 （ 工程） 问题 ， １ ． 模式 １ 确 定科 学 物 理科 学 （ 工程 ） 难 题 ２ ． 原 因 和结 果 ２ 生命 科 学 ２ ． 建 构 模 型 ３ ． 机理 和解 释 ３ 地 球 与 空 间 科 ３ ． 设计 、 实施 研 究 ４ ． 尺度 、 比例 和 学 ４ ． 分析 、 解 释数 据 数 量 ４ 工程学 、 技 术 ５ ．使 用 数 学 与 信 息 技 ５ ．系统 和 系 统 与 科 学 应 用 术 思 维 模 型 ６ ． 给出科 学解释 ． 提 供 ６ ． 能量 和 物 质 工程 解 决 方 案 ７ ． 流动 、 循 环 和 ７ ． 参 与 有 依 据 的 讨 论 守 恒 ８ ． 获取 、 评 估 及 交 流 信 ８ ． 结 构 和功 能 息 ９ ． 稳 定 和变 化
《美国新一代科学教育标准》的特点及启示
作者简介 ： 陈丹纯 （ １ ９ ８ ９一 ） ， 女， 在读 研 究 生 ， 研 究 方 向为 物 理 课 程 与 教 学 论 ．
指导教师 ： 熊建文 （ １ ９ ６ ２一 ） ， 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
第 四， 美 国联 邦 政 府重 视 科 学 、 技术、 工 程 和 数
学 教育 （ Ｓ ＴＥ Ｍ） ． ２ ０ １ ０年 美 国 出台 的基 础 教 育 改 革
主线组 织标 准 的整 体框 架 ， 考 虑 了 同一 核 心概 念 在
各 不 同年级 阶段 的发展 ］ ．
新 规划 中要 求各 州 修 改现 行 的教 学 大 纲 ， 编写 高 质
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 个 核心 概念 ， 即工程 设计 及 工程 、 技术、 科 学 和 社会
科 学 的统 一 概 念 和 过程 Ｋ～ ４ 作 为探 究 过 程 之 科 学 物 质 科 学 物 质 科 学
第二 ， 美 国学 生 的科 学 教 育成 绩 在 国 际测 试 中
显 现不 佳． ２ ０ ０ ９年 ， 在 测 量 数 学 和科 学 成 绩 的 国际
要 掌握 的科 学知 识和技 能 ． 因而 ， 美 国新标 准 的特 点 与设 计 思路 值得 我们 深入 研究 ．
２ ． １ 以 核 心 概 念 为 主 线
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
我国《初中科学课标》和美国NGSS内容对比探析
* ［基金项目］2016 年北京社科基金研究基地项目“京津冀中小学教师效能的内在机制和提升路径研究”（ 项目编号： 16JDJYA007） 。
［收稿日期］2016 － 09 － 11 ［作者简介］ 曲 鹤，女，山东青岛人，首都师范大学物理系硕士研究生。
王晶莹，女，辽宁营口人，首都师范大学物理系副教授，博士后。
以下 先 对 美 国 NGSS 进 行 分 析。美 国 NGSS 详细阐述 了 三 维 科 学 学 习 的 目 标，即 科 学 和 工 程 实践（ Practices） 、学科核心概念 （ Disciplinary Core Idea） 和跨学科概念 （ Crosscutting Concepts） ，并用 表现期望（ Performance Expectations） 来描述学生的 学业成就，进一步强调了科学学习的联系性、关联 性和情境性。［3］
2016 年 11 月 第 32 卷 第 11 期
江苏第二师范学院学报（ 教育科学）
Journal of Jiangsu Second Normal University （ Educational Science）
Nov． ，2016 Vol，32 No． 11
*
我国《初中科学课标》和美国 NGSS 内容对比探析
— 12 —
1． 科学和工程实践
NＲC 在 NGSS 中使用 “科学实践”替代“科学 探究”，更好 地 解 释 了 在 科 学 认 知 范 围 内，何 谓 真 正意义上的“探究”，“ 实践”更加拓展了工程领域 的科学教育。NGSS 中将实践的步骤概述为 8 个 方面：（1 ） 提出问题并明确问题；（2 ） 构造模型并将 其付诸实践；（3） 策划、实施调查；（4） 分析和解释 所得数据；（5）使用数学和计算思维；（6） 阐明数据 并设计方案；（7） 参与基于证据的讨论；（8） 取得、
美国新一代《K12年级科学教育框架》简介
美国新一代《K12年级科学教育框架》简介一、本文概述随着科技的飞速发展和全球化的推进，科学教育在全球范围内都受到了前所未有的关注。
作为世界超级大国的美国，其对科学教育的重视更是体现在其不断更新的教育框架中。
近年来，美国教育部推出了新一代《K12年级科学教育框架》，这一框架的发布，标志着美国在科学教育领域的新思考和新方向。
本文将对这一框架进行简要介绍，包括其背景、目标、主要内容和特点等，以期对我国科学教育的发展提供借鉴和启示。
二、新一代《K12年级科学教育框架》概述新一代《K12年级科学教育框架》是美国教育部近年来推出的重要教育改革举措，旨在全面提升美国中小学生的科学素养。
该框架以培养学生的科学探究能力为核心，注重科学知识的实际应用，强调跨学科的学习，以及科学、技术、工程和数学（STEM）教育的整合。
该框架强调科学教育的连贯性和系统性，从幼儿园到12年级，每个阶段都有明确的学习目标和内容要求。
它提倡以探究为基础的教学方法，鼓励学生通过动手实践、观察实验、数据分析等方式，主动探索科学世界，培养批判性思维和解决问题的能力。
新一代《K12年级科学教育框架》还注重科学教育的多样性和包容性，关注不同学生群体的需求，提供多样化的学习资源和路径。
它强调科学教育与现实生活的联系，鼓励学生将所学知识应用于解决实际问题，培养社会责任感和公民意识。
新一代《K12年级科学教育框架》是美国科学教育改革的重要里程碑，它为美国中小学生的科学教育提供了全新的视角和路径，有助于培养更多具备科学素养和创新精神的未来公民。
三、框架的核心内容美国新一代《K12年级科学教育框架》的核心内容主要围绕着四个关键领域展开：科学实践、跨学科概念、物理科学、生命科学和地球与空间科学。
这些领域共同构成了学生科学知识与技能的基础，旨在培养他们在未来社会中具备科学素养和批判性思维能力。
科学实践是框架中的关键组成部分。
它强调学生通过动手实践、观察、推理和问题解决等活动来发展科学技能。
美国小学科学教育STC课程计划及启示
美国小学科学教育STC课程计划及启示2010-09-07 21:55:32| 分类：默认分类| 标签：科学 stc 小学课程学生|字号大中小订阅科学教育是相对于人文科学教育和社会科学教育而言的,主要指的是以数学和自然科学为主的一种教育社会活动。
科学教育不单单是指科学知识的传授、更重要的是对学生进行科学方法的训练和科学精神的培养。
小学的科学教育主要包括小学的数学和自然科学教育。
我国的中学科学教育长期以来实行分科教育,小学科学教育却与美国小学有相似之处,都是综合性的。
但我国小学科学教育(主要指自然课)至今尚未受到足够重视,自然课教师也普遍缺乏综合的专业科学训练。
而美国小学科学课程在培养学生独立思考、创新、动手操作、主动学习等能力方面颇有建树,对我国当前改革小学科学教学方式,改变科学教育面貌具有启示作用。
一、美国科学教育课程计划“技术-经济增长的动力-创造就业机会,兴建新产业,以及改善我们的生活。
科学则是技术这种动力的燃料。
”①这是克林顿总统和戈尔副总统在《为了国家利益的科学》中的一句话,足见美国政府对科学的重视。
而这种重视是从小学甚至幼儿园就抓起的。
在小学阶段,美国相关机构为孩子们设计了三项科学教育计划:FOSS、INSIGHT和STC。
三项计划均以探究为基础,创造机会让孩子们理解科学概念、获得科学技巧以及形成正确的科学态度,同时鼓励孩子们采用多种学习风格,并将所学应用到现实生活中去。
The F ull Option Science System,“全选择科学系统”,简称FOSS计划。
它为幼儿园到6年级儿童设计了27个单元课程,涉及生命科学、物理科学、地理科学以及科学推理和技术。
所有单元均在幼儿园水平以上,跨越两个年级,对于教师和课程设计者来说,具有很大的灵活性,使得FOSS与每种科学框架、标准和课程相适应。
Insight:an Inquiry-based,Elementary School System,“视野:基于探究的小学科学课程,简称INSIGHT。
新一代美国科学教育标准NGSS导读
➢ 阅读《引言》有助于对NGSS的初步理解
• NGSS中的每一条标准是由哪三个维度构成的？
– 科学核心概念、科学与工程实践和通用概念。
➢ 阅读《引言》有助于对NGSS的初步理解
• 对每个年级、年段所要学习的每个核心概念做出界定，有助于明确 “在有限时间里哪个才是最重要的”,以避免产生舍本求末式的教学。
➢ 附件E对学科核心概念进展的观点
• 第三，《框架》强调科学与工程的学习，包括科学解释的知识（比如， 内容知识）和需要参与科学探究与工程设计的实践相整合。
• 因此，《框架》旨在说明K-12科学教育的学习经历设计应该如何整 合知识和实践。
➢ 关于NGSS的研发
• NGSS研发的过程：
– 制定《中小学科学教育框架》（2011.7）： 体现最前沿的科学研究成果，并以概念描述的方式明确规定
K-12年级所有学生应该知道的科学知识和相互关系。 – 制定《新一代国家科学教育标准》（2013.4）：
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。
➢ 《标准》的体例与基础阅读
主题名称
• 主题名称显示了基于学科核心概念的《标准》内容结构。 • 11个核心概念，其中生命科学4个，物质科学4个，地球与空间科学3个。 • 核心概念又被分解为39个下位概念，在“学生2年级、5年级、8年级、
12年级结束时需要了解的下位概念”目录中，这些下位概念被详细说明。 • 下位概念的年段详细说明称为“学科核心概念”（Disciplinary Core
➢ 附件G对通用概念进展的观点
美国小学科学教育研究
美国小学科学教育研究科学教育在当今世界的重要性日益凸显。
特别是在美国，小学科学教育成为了越来越多人的焦点。
本文将探讨美国小学科学教育的现状，分析存在的问题，并提出相应的解决方案，特别是探究式教学在科学教育中的应用。
自20世纪初以来，美国小学科学教育经历了从注重记忆知识到注重科学方法与探究的转变。
20世纪80年代，美国政府颁布了一系列法案和政策，强调科学、技术、工程和数学（STEM）教育的重要性，推动了小学科学教育的进一步发展。
在此背景下，美国小学科学教育逐渐形成了以探究为核心，注重实践和合作的教学方法。
目前，美国小学科学教育在课程设置、教学内容、师资情况、教育评估等方面具有一定的优势。
课程设置较为丰富，涵盖了生命科学、物理科学、地球与宇宙等多个领域。
教学内容注重实践与探究，学生需要通过观察、实验、调查等方式获取科学知识。
美国小学科学教育对师资要求较高，教师需要具备相关专业背景和一定的教学实践经验。
教育评估方面，美国小学科学教育强调过程性评估，学生在探究过程中的表现与收获。
尽管美国小学科学教育取得了一定成就，但仍存在一些问题。
课程设置相对单一，缺乏跨学科融合。
教学内容有时过于枯燥，难以激发学生的学习兴趣。
第三，教师素质参差不齐，部分教师缺乏科学教育的专业知识和技能。
教育评估体系尚不完善，过程性评估的实施存在一定困难。
丰富课程设置：倡导跨学科融合，将科学教育与语文、数学、艺术等学科相结合，提高学生的综合素养。
推行探究式教学：通过引导学生进行观察、实验、调查等探究活动，培养其创新思维和实践能力。
加强教师培训：提高教师的科学教育专业知识和技能，增强教师的教育教学能力。
探究式教学在美国小学科学教育中发挥着重要作用。
这种教学方法强调学生在教师指导下进行自主学习、合作学习和批判性思维培养。
探究式教学的特点包括：提出问题、猜想与假设、制定计划（实验或调查）、进行实验或调查、收集并分析数据、得出结论、交流与合作等。
ngss课程标准(一)
ngss课程标准(一)NGSS课程标准简介NGSS是Next Generation Science Standards（下一代科学教育标准）的缩写，是美国制定的新一代科学教育标准。
这些标准于2013年发布，其内容包含了对K-12阶段学生的科学学习要求。
NGSS标准的重要性NGSS标准的制定，旨在提高学生对科学的理解和学习效果，培养学生的科学素养和实验能力，使其能够更好地适应未来社会变革的需要。
NGSS标准的通过，不仅意味着美国科学教育的更新，同时也影响着全球的科学教育。
NGSS标准的内容NGSS标准侧重于以下三个方面：学科核心想法NGSS标准将学科知识划分为四个领域：物理学、生命科学、地球和空间科学、工程技术和应用科学。
其中包含了学生需要掌握的学科核心想法。
多重实践技能NGSS标准重视学生的实践能力，提出了多重实践技能的要求，包括问问题、设计实验、分析数据、解释论据等。
交叉概念NGSS标准认为科学知识不能孤立存在，需要将科学学习与历史、技术、工程等其他学科进行交叉整合。
因此，NGSS标准提出了许多交叉概念的要求。
NGSS标准的实施美国的许多州已经开始将NGSS标准应用于课堂教学中，并且正在逐渐进行推广。
NGSS标准的应用使教师们在教学过程中更加注重学生的实践能力，重视科学与其他学科的整合，帮助学生更好地掌握科学知识。
总结NGSS标准的制定与推广，是美国科学教育领域的一次重要的变革。
NGSS标准中所提出的学科核心想法、多重实践技能和交叉概念等要求，为学生的科学学习提供了更为全面的指导。
同时也为全球科学教育领域提供了有益的借鉴。
NGSS标准带来的机遇和挑战NGSS标准的推广不仅带来了众多机遇，如提高学生的科学素养、培养学生的实践能力等，也面临着一些挑战。
教师角色的变化NGSS标准旨在培养学生的实践能力和探究精神，这意味着教师的角色不再局限于传授知识，而需要变为学生的引导者、合作者，引导学生进行探究和实验。
美国《新一代科学教育标准》述评
关键 词 ： 美国； 教育标准 ： 比较 研 究
中 图分 类 号 ： Ｇ５ １ ２
文献标志码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ３ — ２ ９ ２ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ １ ２ ２ — ０ ５
《 新 一 代科 学 教 育 标 准 》 （ Ｎ ｅ ｘ ｔ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ — ｅ ｎ ｃ ｅ Ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｓ ） 于２ ０ １ ３年 ４月 ９日正式 颁 布 。该 标 准 是在 国 家研究 委员 会 （ Ｎ Ｒ Ｃ） 、 美 国成 就教 育 委 员会 （ Ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ） 等 组 织 的领 导下 。 经过美国 ２ ６个 州 的编纂委员会和 ４ １位 来 自科 学 界 、 教育界 、 实 业 界 的权 威 历 时两 年 的通 力 合作 ．在 广 泛 听取 基 层 意见的基础上最终形成的。 《 新标准》 是在（ （ ｋ 一 １ ２ 年 级 科 学 教 育 的框 架 ： 实践 、 交叉概念 、 以及 核 心 观
可 以归纳 为 以下几 点 。
１ ． １美 国经济 的竞 争性 优势 的逐 步丧 失
平 均 阅读 水 平 排世 界第 １ ４名 ， 平 均 科 学课 程 的水 平 排世 界第 １ ７名 ， 平 均数 学成 绩位 列 ２ ５名 。在该 测 评 的六 项 重 要 的考核 内容 中 ，少 于 １ ０ ％的美 国 学 生位 列前 两名 。美 国 的高 中毕业率 在 ３ ６个 经 济 发 展 和合 作 组织 的成 员 国 中仅 列第 十二 位 。超 过 三 分之 一 的美 国八 年 级学 生在 ２ ０ ０ ９年 的 Ｎ Ａ Ｅ Ｐ科 学 测评 中低 于及 格线 。 １ ． ３《 国家 科 学 教 育 标 准 》 已 经 不再 适合 当 今 社 会对 科 学教 育的要 求 美 国 曾经用 １ ９ ９ ６年 由 国家研 究委 员会 （ Ｎ Ｃ Ｒ） 出 台的 《 国家科 学 教育 标 准 》 和 美 国 先进 科 技 发 展 协会（ Ａ Ａ Ａ Ｓ ） 制 定 的《 科 学 通 识标 准 》 来 引导 之 前 的 科 学 教 育 的发 展 。虽 然 他们 都 是 高 质量 的科 学 教 育标准 ， 但经过 １ ５年 的 时 间 ， 由于科 学 的 发展 ， 新 的科 学知 识 的更 新 和 积 累 ．认 知 科 学取 得 的重 大 进展 ， 使 得 它们 已经显 得 过 时 。利 用 最 新 、 最 先 进 的相 关 知 识 制 定 出更 好 更 加 符 合 学 生 认 知 规 律 、 提 高 学 生学 习 科学 知 识 的效 率 的标 准也 就 显 得 势 在 必行 。 １ ． ４相 关 教 育 部 门的 调 查 研 究 成 果 为 《 新 标 准》 的制定 提供 了技 术依 据
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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．