美国下一代科学标准NGSS精编版

1、最新资料推荐自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- 1 2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

2、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 GenerationScienee 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

3、学教育标准的制定过程和内容概要。?NGSS的制定过程一一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

4、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(crosscutt ing con cepts)和学科核心概念(d

5、isciplinary 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

6、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

7、）？ 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

8、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

9、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(performanee expectation)、基础框(the foundation boxes)和联系框(the connection boxes)。如下图：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、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：魁臆菲t孙便用辆啟陀由作罗锻小的打不处的竝平所戡咙响模梨余描述 和岬牌n常園軀.【说鬧，n需現傘也恬弓:球的當Mt空F对大哩输 岸的更*l xmm时的此轸】b. W材料的做理铸鉉 便用这些特桩叵別捕料.便朗；R 轴的!ft雁特怔包插址蒐瞎解TE水中IH曲干不KL銅堆可口侍电何梃带 他 金属簿勺能传別M冰晞访勺却不徒判g研究2个或劣伞询瞰的相互作用.旻供证蹴说明刖不同轴蔚谨 沖加一

13、电时，由物嬌的种娄和JH度决定T龍曲不16附成I种ifcU种新 的具有平间耕怪的物気 Lumt阳崛物盼的抽互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世当仙导菽娈解就*和化和爾 M 谅解对兀息堂的魅响* IlfM界蛭：无獲尝Vt室文看斗見的林立 榊样就啦wsm刑和匕研覚并确建号物幡1竹闪卢生Sf脚眼时时制戦总用灿的岀 响.ItiRi转弔帕堇作用啦I囲射耳泠的畔放fL4闭的泮川:購- 或在用的弃衬中和牛初】【评諒帰料 込*审质园无痔区 井曜和尬雹1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

14、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”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

15、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：上述预期战睪的发展使用到如下遷自:框無、的弦常科兰和工程实践学科轶血尿念建立和便托懂型-A朝嘉的站脚和特II能畳与WS皓建刚修曲住甘喪勺附料Jfi邯可口拘斬由純子但是即鎚如此轲慣側蕊徉在1±桎前肩钩Ifilft件和谁讨解决方也可以用其他方蛰揺究列如R的童化鍬踪£11过厠:就咸舟肘耳他牺评的牝质的澀动和M HI Hf ft坤.枸航的总ItK乍插评屯舉.小的看不皑的可以圧率綁申自不兌童化.IU1拘山".创的惰小她粒蛆禰的軽空氐即岳址功能的口住乘统内丹，因星主系包桔气阵鯉子咋用拆构体在面丢城训件输，能上|抑气总）

16、和丸的n !»2甌能以布岡的体（朝14,悬律在空中的宦膨式在轲岸间转劉収艮祥联詩连程申和券ft# (a) (d (e)利便业学和计再中可看到的水潇.通过扩层，的耘拈虎淙”（和PS1B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

17、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。