美國《 科學教育框架 》與我國《 初中科學課標 》的比較研究

2011年美國國家研究理事會頒布了《 K-12年級科學教育的框架：實踐、交叉概念和核心概念 》（以下簡稱《 科學教育框架 》），作為新一代科學課程標準制定的基礎文件，其中體現了美國根據實際國情、對以往科學課程標準弊病的反思以及綜合尤其是在認知領域的研究文集而提出的新思路和新提議。同年，我國教育部制定了《 義務教育初中科學課程標準（2011年版）》（以下簡稱《 初中科學課標 》），其中也不乏與時俱進的新想法。下面就將二者在課程目標、指導理念、課程內容以及實施建議等方面進行對比，從中獲得一些啟示，為我國科學教育課程標準的完善提供新的思路。

一、課程標準指導理念的比較

我國《 初中科學課標 》提出了核心理念：提高每一個學生的科學素養，并羅列了五大基本理念，分別是面向全體學生、立足學生發展、引導學生逐步認識科學的本質、體現科學探究的精神、反映當代科學成果。美國《 科學教育框架 》中提出了六大指導理念，分別是兒童是天生的調查者、專注于核心概念和實踐、對科學的理解是一個逐漸積累的過程、科學和工程都需要實踐、聯系學生的興趣和經驗、提倡平等。

從篇幅來看，《 初中科學課標 》對這一部分的介紹僅僅占了兩頁，每一條理念的論述非常簡短；《 科學教育框架 》在這一部分的介紹用了將近六頁的篇幅。從內容上看，兩者在要求科學課程要面向所有學生，以學生為本，遵循學生的“最近發展區”以及堅持學習是一個循序漸進的過程等方面同樣持肯定的態度，但是《 初中科學課標 》中對每一條理念的論述僅僅是從較為寬泛、概括性的角度進行了介紹，并且每一條理念的提出沒有強調證據的支持，不免給人一種籠統、空洞、類似喊口號的感覺，不利于讀者對其中真正內涵的理解?！?科學教育框架 》是根據已有的研究作為證據支持而提出指導理念，這些研究包括了《 美國實驗報告 》（調查了實驗在高中科學教學中的作用）、《 在非正式環境中學習科學 》（研究了校外科學學習的作用）、《 國家科學評價系統 》（研究了大量的科學學習評價）、《 K-12年級教育中的工程教育 》（關注了在K-12年級要向學生介紹的有關工程的知識和技能）[1]，等等。在每一條指導理念的論述中均體現了有理有據的特點。

二、課程目標和課程內容的比較

1.課程目標

（1）課程總體目標?！?初中科學課標 》中提到科學課程的宗旨是提高學生的科學素養。具體來說有三點：①培養學生對自然的整體認識和與自然界和諧相處的生活態度；②發展學生在科學探究，科學知識與技能，科學、技術、社會、環境等方面的認識和能力；③使學生逐步形成用科學的知識、方法和態度解決個人與社會問題的意識，保護自然的意識和社會可持續發展的意識。[2] 由此看來，我國所提出的總體目標中所涉及的學生將要學習的范圍較寬，盡可能涵蓋科學素養的所有方面，稍顯得空泛，不夠具體。

《 科學教育框架 》也提到了新課程的總體目標是：到12年級之后，所有的學生都能感受科學的美好與奇妙；擁有豐富的科學與工程方面的知識，能夠參與有關的公共事務的討論；針對生活中的一些有關科學與工程的信息做一個明智的消費者；在校外生活中仍有能力繼續學習科學；具備從事自己的事業（包含但是不僅限于科學、工程與技術）所需的技能?？傮w看來美國新課程標準僅僅是圍繞了科學與工程兩個方面做了描述，強調了實踐和技能的掌握，目標具體而明確。同時還反映了課程標準希望改善美國國家目前科學課程中的一些弊?。褐恢匾晫W的“寬度”而忽略了學的“深度”，沒有給學生提供參與科學與工程實踐的機會，等等。

（2）具體目標?！?初中科學課標 》對科學、技術、社會、環境四個方面分別提出了不同的目標，同時針對每一學科領域的每一個主題內容設計了詳細的課程內容和活動建議，但是沒有指明適用于哪一個年級或哪一個年段，顯得比較籠統，很難作為實際操作的指標?！?科學教育框架 》以2年級、5年級、8年級、12年級區分年段，有依據地分別對“概念”和“實踐”的學習目標按年段進行了劃分，詳見表1。

不論是“概念”還是“實踐”的學習進程，都展現了一個螺旋式上升的模型，從簡單到綜合，從生活化到學科化，從樸素到科學，從宏觀到微觀。目標之間銜接貫通，同時也更具體，可操作性更強。

2.課程內容

從《 初中科學課標 》的課程內容來看，與三維目標相對應：知識與技能（科學知識與技能），過程與方法（科學探究），情感態度與價值觀（科學態度、情感與價值觀和科學、技術、社會、環境）?！?科學教育框架 》所設定的課程內容可以歸為兩類：實踐（科學與工程實踐）和概念（交叉概念，學科核心概念）。

（1）“科學探究”與“實踐”。在《 初中科學課標 》中將“科學探究”定義為：學生經歷與科學家相似的探究過程，為獲取知識、領悟科學的思想觀念、學習和掌握方法而進行的各種活動。以科學探究的實踐來實現“做科學”，以此真正提高學生的科學素養。《 科學教育框架 》則使用了“實踐”這一概念，既包含了“科學探究的實踐”，也包含了“工程設計的實踐”。科學探究的實踐幫助學生理解科學知識是如何發展的，提供機會讓學生了解用來調查、建立模型、解釋世界的多種方式；工程設計的實踐讓學生了解工程師的工作，以及工程和科學之間的聯系。這樣加深了學生對學科概念的理解，使得學生所學的科學知識更有現實意義，賦予了“做科學”更豐富的含義。[3] 除此之外，“科學探究”與“實踐”在具體環節上也有所不同，詳見表2。

（2）“知識技能”與“核心概念”?！?初中科學課標 》與《 科學教育框架 》中設計的學科領域有相同之處，都包含了生命科學、物質科學、地球與空間科學，《 科學教育框架 》中還增加了“工程技術和科學的應用”，這也是與“科學與工程實踐”相呼應的。《 科學教育框架 》中“核心概念”的設計是基于美國科學教育研究者對于“學科核心概念”的進展研究和對于學生學習科學的認知發展研究上的。[4] 與之相比，我國《 初中科學課標 》中對學科知識與技能的內容和要求的確定似乎缺少了一些證據支持。

（3）“課程整合”與“交叉概念”。《 初中科學課標 》提出為了使學生能夠從整體上認識自然和理解科學以提高科學素養，強調科學課程的整合。首先是力圖超越學科界限，保留帶有結構性的基本內容，注重不同學科領域知識與技能之間的融通與鏈接。其次是將科學知識與技能，科學態度、情感與價值觀，過程、方法與能力進行結合與滲透。整合科學課程的途徑有：在教學方面可以使用統一的科學概念和原理，注重不同學科領域知識與技能之間的融通，強調科學、技術、社會、環境的關系，組織科學探究活動等；在課程內容設計方面，通過專題的設計采取多種整合方式，可以從不同領域探討同一對象，也可以保持一定的學科邏輯結構并與其他相關學科內容相聯系。

《 科學教育框架 》中提出了“交叉概念”，其目的是為了幫助學生將各學科知識和實踐聯系整合起來，形成一致的、科學的世界觀。根據在科學和工程中的重要作用羅列出了七種主要的“交叉概念”：模式，因果關系，規模、比例和數量，系統和系統模型，能量和物質，結構和功能，穩定和改變。下面用“生命科學”中的一個例子來說明交叉概念與學科核心概念及實踐在課程中的體現，詳見表3。

三、實施建議的比較

我國《 初中科學課標 》依次從教學、評價、教材編寫和資源開發與利用幾個方面提出了課程標準的實施建議。美國《 科學教育框架 》中實施建議則分為五大部分，整合三個維度（學科核心概念、交叉概念和實踐），從課程、教學指導、教師發展、評價等方面實施，科學和工程教育里的平等和多樣化，對課程標準完善者的指導，展望未來。兩個標準在這一部分有相同的地方，例如，在教學中強調課程內容的整合，強調教學方式的多樣化。不同的地方在于：第一，《 科學教育框架 》中每一部分的“實施建議”均附有大量的參考文獻，有證據可循。第二，《 科學教育框架 》在“實施建議”部分再次使用了大篇幅強調了教育平等，而在《 初中科學課標 》中僅僅在“課程目標”中有所提及。第三，《 科學教育框架 》中對教師發展提出了相應的實施建議，而在《 初中科學課標 》中沒有提及。第四，《 科學教育框架 》中提出，課程、教學、教師發展和評價是科學教育過程中的四大關鍵因素，并強調四者的連貫性，包括了橫向連貫、縱向連貫和發展性連貫。橫向連貫，即向課程標準看齊，擁有相同的目標，共同發揮作用；縱向連貫，即各級（課堂、學校、地區、州和國家）對科學教育的目標有共同的理解，對評價的方法和意圖也一致同意；發展性連貫，即對于不同年級重點教授哪些概念以及如何提高學生對這些概念的理解力有著共同的觀點。而《 初中科學課標 》中沒有強調這其中的連貫性。

四、啟示

1.重視相關研究證據的支持，提高科學課程標準的實證性

課程標準應當建立在大量相關研究結論和證據的基礎上，這樣才能經受住理論和實踐的檢驗。[5] 從美國《科學教育框架》中的每一部分所附的參考文獻的篇幅就可以看出其實證性。相比而言，我國《初中科學課標》顯得缺乏實證性。

2.著力課程目標的細化和具體化

與美國《 科學教育框架 》相比，我國《 初中科學課標 》在目標的制定上顯得較為籠統和寬泛，可操作性不強，同時對某一年級或某個年段沒有設定具體的標準，這必然會影響到教材的編寫、教師的教學、評價等過程。

3.工程、技術與科學教育相結合

科學、工程、技術本身就是相互聯系的，而且國家實力競爭也越來越倚靠科學、工程、技術之間的聯系。[6] 美國已經有STEM項目，科學教育中逐漸重視工程學和技術教育?！?科學教育框架 》中提到，工程和技術作為科學應用，為學生提供了一個可以檢測他們所掌握的科學知識并將其應用到實際問題的環境，有助于他們對于科學知識的掌握，增強興趣，了解科學、工程和技術之間的關聯。

（作者單位：上海師范大學生命與環境科學學院，上海，200234）

參考文獻：

[1][4]王磊，黃鳴春，劉恩山.對美國新一代《 科學教育標準 》的前瞻性分析——基于2011年美國《 科學教育的框架 》和1996年《 國家科學教育標準 》的對比[J].全球教育展望，2012（6）.

[2][3][6]胡愷巖，王祖浩.開啟新一代的科學教育——美國《K-12年級科學教育框架》述評[J].化學教育，2012（9）.

[5]曾素林，郭元祥.中美義務教育語文課程標準比較及啟示[J].中國教育學刊，2013（1）.