美國落實《新一代科學教育標準》的理念與實踐

李秀菊

2013年，美國《新一代科學教育標準》（Next Generation Science Standard，NGSS）正式頒布。頒布以后，美國超過40個州都對其非常關注，截至2016年1 1月4日，已經有16個州及哥倫比亞特區選擇使用《新一代科學教育標準》，還有7個州正在考慮之中，其他的州也用NGSS作為更新其原有科學課程標準的范本。使用和落實好這樣一個面向未來、理念超前的課程文件需要時間、各種資源，以及持續不斷的各方努力。《新一代科學教育標準》的出品方對這個問題認識得非常清楚，所以為了更好地落實《新一代科學教育標準》，開展了很多工作。

落實《新一代科學教育標準》的指導理念

美國國家研究理事會于2015年發布《落實<新一代科學教育標準>指南》，旨在幫助各個學區和學校的領導和教師更好地開發基于NGSS的教學設計，進而將NGSS的核心思想落實在教學實踐中。《落實<新一代科學教育標準>指南》中給出了落實好NGSS的7項原則。

一定要確保在落實和理解NGSS時，不同層級之間（州、學區和學校）要保持一致，不同年級之間保持一致，教育系統的不同組成部分（課程、評價、教學及教師專業發展）也要保持一致。

密切關注“關于科學，哪些內容是獨特的”。

在州、學區和學校等不同水平開發科學學科的領導力，同時為之提供持續的支持。

構建并且充分利用不同組織及不同部門之間的網絡、伙伴關系和合作。

執行和落實好NGSS需要足夠的時間。

落實NGSS過程中要始終把教育公平放在第一位考慮。

確保各部分、各層級及系統內開展密切相關且持續不斷的溝通交流。

在《落實<新一代科學教育標準>指南》中，同時還給出了落實NGSS的6個方面共計21條具體建議。這份報告為更好地落實NGSS提供了強有力的理論支持。

落實《新一代科學教育標準》的實踐

校內科學課程的具體做法——以加利福尼亞州為例

在執行《新一代科學教育標準》的過程中，選用新標準的各州都有自己的時間表和執行計劃。本文將以加利福尼亞州（以下簡稱“加州”）為例，對美國落實《新一代科學教育標準》的情況予以介紹。

加州的NGSS執行計劃包括4個階段。第1階段：盡可能讓各個人群充分接觸NGSS，盡可能地理解NGSS。第2階段：加深對NGSS的理解，達到充分理解的程度。第3階段：圍繞NGSS設計相關教學活動。第4階段：教學活動與NGSS完全一致。第2階段和第3階段可以循環。

4個階段循序漸進有3個目標。第1目標——知曉；第2目標——轉化；第3目標——落實。這3個目標是漸進式的（如圖1所示）。

加州提出落實以上計劃的8條具體措施如下。

為所有的教育工作者創設高質量的專業學習機會，以確保每個學生接觸到的科學教師都能勝任加州版NGSS的教學要求，確保學生達成加州版NGSS要求的深度，并精準達到相應的水平層次。

提供與加州版NGSS相一致的設計好的教學資源，用以滿足所有學生的各種不同層次的需要。

開發和轉化與加州版NGSS相適應的評價，用以支持改進教學，同時也為NGSS的使用提供一些相關信息。

與家長、督導、早期教育機構、其他學習機構和社團緊密合作，將加州版NGSS整合融入到專門為Pre-K、12年級以上，以及校外的各類項目和活動中（注：NGSS覆蓋K-12年級）。

與高等教育、商業團體和其他相關人士緊密合作，確保所有學生都能為今后職業發展和成功進入大學作好相應的準備。

為加州版NGSS執行的各相關人士搜尋、創造和擴散各種相關資源，用以支持加州版NGSS系統落實工作不斷向前推進。

設計和確立一個有效的交流系統，所有與加州版NGSS密切相關的人能夠持續地通過這個交流系統明確需求和散發分享信息。

構建落實加州版NGSS聯盟，用以確保持續的信息交流，并且在落實NGSS的過程中要保持撰寫備忘錄。

校外非正規科學教育機構的具體做法

美國的校外科學教育（informal science education），或稱非正規科學教育，其內涵和包括的范圍非常廣泛，發生在科學中心、課后項目、創客空間和興趣俱樂部的科學學習都算是校外科學教育范疇，同時“媒體中的科學”也包括其中。依據非正規學習和學校中心（該中心由舊金山探索館、加州大學圣克魯茲分校、倫敦國王學院共同成立）在2004年對美國非正規科學教育機構的調查顯示，美國共有大約2 500多個非正規科學教育機構，包括博物館、動物園、水族館、科學與自然中心等。美國十分重視校外科學教育機構的重要作用，在《落實<新一代科學教育標準>指南》中，就提出社區合作者，尤其是非正規科學學習機構，如博物館、科學中心、動物園、水族館、天文館及校外教育項目的重要作用。這些非正規科學教育機構主要通過兩種方式支持NGSS的落實，一種是直接給學齡兒童提供相關服務，另一種是為教師提供專業發展服務。這兩種方式都包括設計科學活動，以及開發能夠促進達成學科核心概念和跨學科概念的理解、促進學生參與科學實踐的技能提升的一些設施。非正規科學教育組織為此專門提供了一些資源，用于與正規科學教育一道共同支持NGSS的落實。以下將介紹美國校外非正規科學教育機構積極落實NGSS的具體做法。

積極開展研究，支持NGSS落實在非正規科學教育機構開發設計的項目和活動中。美國一向是研究先于實踐，在校外教育如何落實NGSS這一方面也是如此。美國非正規科學教育致力于通過開展相關研究支持NGSS落實在實踐中。非正規科學教育研究機構可以對兒童參觀博物館和教師專業發展等內容展開充分的研究，進一步促進NGSS落實在非正規科學教育機構開發的項目和活動中。已經有機構設計了與NGSS一致的5種技術工具，這些工具可以用以支持NGSS中強調的科學探究和核心內容的學習。

通過科學虛擬現實互動游戲促進非正規STEM學習。這是一個由美國國家科學基金會（NSF）支持的項目，是由非正規科學教育組織設計完成的科學游戲項目。該游戲內容與NGSS內容一致，設計用于正規和非正規的設施和環境。第1款游戲的名字叫《灰塵》（DUST）

專門項目——促進“框架”項目。非正規科學教育機構開發了一個探究項目，名字叫《促進“框架”落實》。這個框架即美國于2011年頒布的《K-12科學教育框架：實踐、跨領域概念與核心概念》。這個探究項目是一個早期的支持科學教育標準的相關項目。在項目報告中重點討論了博物館為加州公立學校開發一些適應新的科學教育框架的展覽的可行性和面臨的挑戰。

博物館致力于幫助教師更好地理解NGSS。開發培訓項目，以促進科學教師專業發展的形式促進其理解和執行科學教育標準。美國科學技術中心協會（ASTC）雜志刊登的一篇文章討論過有關美國自然歷史博物館的教師專業發展項目中的工具、過程和挑戰。

博物館成為新科學教育標準的資源庫。《教育周刊》（Education Week）給出了讓博物館成為落實NGSS過程中所需的資源庫的方法概要。《教育周刊》上刊登的文章突出強調了新的科學教育標準聚焦科學過程和實踐，這是科學博物館教育很擅長的領域。博物館可以成為教師落實NGSS的最佳校外場所。

總的來說，為了落實NGSS，美國作了很多準備。但是，落實NGSS的任務具體要落在每一位科學教師的行動中，因此教師對于NGSS的理解及執行就成為NGSS落實的關鍵。從目前的狀態看，落實NGSS的工作仍然處于起步中。正如美國科學教育學者諾曼·萊德曼（Norman G.Lederman）所言：落實NGSS，一切都剛剛開始。