新一代科学教育标准

Stephen L. Pruitt

《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。加利福尼亚州正在采取相似的结构，他们在考虑新的科学评测时聘请了2个不同的工作组提供建议。所以，我对实施NGSS的目标和步伐是有信心的。经过深思熟虑的方案总是最好的。有这样的耐心并不是件容易的事，但却是必需的——对于学生而言，并非对成年人而言。

我们学到了什么？

我在2014年与教育者和各州官员围绕我们遇到的各种问题开展了工作，我从这段工作中学到了最重要的10件事。下面我将它们列出来，它们之间并没有特别的顺序。

消除黑箱是艰难的

当眼前的科学学习需要依赖将来的科学学习时，就产生了黑箱。也就是说，当你对学生说“你到明年才能理解这个问题”时，你就丢给学生一个神神秘秘的事儿。NGSS提供了一个将不同学科联系起来以更好地理解某个现象的途径，这使我们能连贯地看科学教学，从而移除了黑箱。举个例子，理解光合作用在物质循环中所起的作用，意味着你必须在物质科学中对物质的性质有一些了解，同时在地球科学中对物质的分布有一些了解。

围绕某个主题教学vs.理解某个现象

教科学就是帮助学生理解他们周围的世界，既包括自然世界也包括人工世界。教某个主题，比如气体定律、火山爆发或光合作用，而不将它们联系到能帮助学生解释世界的核心概念，就不能给他们提供学习或保留相关信息的理由。气体定律描述了物质的一些结构与性质，在NGSS中可以找到对气体定律的深入理解，但它们潜伏在描述物质结构的广阔画面中。对气体定律的理解铺展于整个学年，涉及高中物质科学的3个核心概念。当学生理解了力、能量、能量的分布，以及微粒的相互作用等科学概念之后，用它们解释世界，比简单地计算查理定律更能体现科学的力量。

简单地读NGSS不能使我们成为NGSS专家

在我们开展“教育者评估教学产品质量” （EQuIP）项目时，我们已经发现只立足于NGSS的专业发展并不能帮助教育者看清NGSS所要求的变革。让教育者参与EQuIP、课程设计、任务设计，抑或围绕先于NGSS的标准畅所欲言，都能激发更深的理解。专业发展还应当推动教育者在思考NGSS时将目光放得更宽广，超越他们所擅长的年级段和学科。

如果你能吃掉它，它很可能不是一个模型

理解科学与工程实践需要时间。全国各地的课堂中都有传统的模型，我猜想其中的80%都是可以食用的（是指用可食用材料搭建的简单模型——译者注）。学生在NGSS课堂中建造和使用的模型与此差别很大。学生需要使用模型及证据解释或预测现象。大多数“可以吃”的模型不能支持这样的学习经验。科学与工程实践是学生要做的，而不是教师的策略。例如，学生应当能够找出一个模型的组成部分，阐明这些组分间的关系，并基于这个模型解释或预测将来的现象。

跨学科概念仍是第3个维度

NGSS有3个维度：科学与工程实践，跨学科概念和学科核心概念。跨学科概念仍然是最难实施的一个维度，但也拥有难以置信的力量。这一维度帮助学生将他们所学到的与周围世界建立有意义的联系。这有难度，但如果教学能清晰地体现跨学科概念如何与其他维度相配合，科学教育就将得到改变。

现象未得到充分展示和重视

《K-12科学教育框架》 （NRC，2012）和NGSS十分关注现象。我们需要将对现象的好奇带到科学课堂中——可以通过研究现象来实现。虽然囿于条件所限，我们发现这是一块硬骨头，但让学生看到真实的科学是必要的。

捆绑并不容易

将各个维度的表现预期捆绑起来，对于为学生描绘连贯的科学图景是至关重要的。捆绑的途径并不唯一，并且它们必须是教师能理解的。所以，挑选一种现象，从所有标准中找到能更好地解释现象的方法，与同事讨论它。只有通过讨论和实践，捆绑才能更容易。

交流，交流，交流，再交流

NGSS勾勒出我们想要科学课堂呈现的样貌，但这样的样貌却与我们的家长曾经接受的教育相去甚远。我们必须做出各种努力，清楚地了解教学目标、学生的发展过程，以及NGSS将如何使我们的学生更好地面对这个世界。

领袖带来转变

教师改变课堂。现在，我们应该认识到教师的职业还能改变社会。教师引领着通往未来的途径。我们在有效实施NGSS的州与地区看到，教师和教育管理者正在承担越来越重要的领导角色。早期的实践者已经向我们展示，高质量的领导者会带来转变。

三维学习是困难的，我们并不想对教师或学生假装它不难

如果有人说自己对NGSS的三维学习了如指掌，你就应该怀疑他在吹牛。三维学习是困难的。但是，每一个行业都需要解决困难，所以我们也会克服这些挑战。摸索怎样在我们的课堂上创建自然的三维学习，任重道远。

正如在前面所提到的，获得专业思维（像专家一样思考）需要很多时间。我们教师应当——像工程师所做的那样——为我们自己提供学习的时间和成长的空间。我们不会一蹴而就，这无妨。我们的NGSS教学会越来越好。但我们必须首先承认，这需要时间，而且我们取得的初步成效也会千差万别。NGSS是学生和科学教育的重大机遇。于我而言，NGSS也为教师创造了一个良机，用我们知道应当使用的方式教科学，并且在我们培养面向未来的学生时成为真正的领导者。