美国“国家科学教育标准”
2008-10-21 15:23阅读：
美国“国家科学教育标准” ——一项富有挑战性的科学教育改革方案
作者：魏冰 主题类号：G1/教育学 【 文献号 】1-850
【原文出处】外国教育研究
【原刊地名】长春
【原刊期号】200003
【原刊页号】20～23
【分 类 号】G1
【分 类 名】教育学
【复印期号】200008
【 标 题 】美国“国家科学教育标准”
——一项富有挑战性的科学教育改革方案
【 作 者 】魏冰
【作者简介】魏冰，广州师范学院 化学系，广州 510400
【内容提要】1996年美国正式公布出版了“国家科学标准”，这是美国科学教育史上第一个“国家标准”，也被称作美国90年代的第三个国家级科学教育改革方案。在这里，本文主要介绍三个方面的内容：（1
）“国家标准”的主要特征；（2）“以标准为基础”的教育改革的战略框架；（3）来自“国家标准”的挑战。
【关 键 词】美国/国家科学教育/国家标准/科学教育改革
【 正 文 】
〔中图分类号〕G53／57.72 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1006—7469（2000）03—0020—04
1991年，在提高各年级学生的科学素养（Scientific Literacy
）的背景下，美国全国科学教师协会（NSTA）请求国家研究院（NRC ）协同努力为美国科学教育设计一个“国家标准”。
国家研究院在1991 至1995年间数易其稿， 终于在1996 年正式出版“国家科学教育标准”（National Science
Education
Standards，NSES）。这个文件与美国科学促进会（AAAS）的2061计划”（1990）、全国科学教师协会的“中学科学的范围、程序和协调方案”（1992）并称为美国90年代三个国家级科学教育改革方案。作为美国科学教育史上第一个“国家标准”，“国家科学教育标准”（以下简称“国家标准”）具有鲜明的特征和丰富的内涵。研究、学习这一重要文献对我国理科课程和教学改革将大有裨益。
一、“国家标准”的主要特征
在“国家科学教育标准”文件中，作者指出，“国家标准”的主要目
的在于产生关于具备科学素养的人的理念以及科学教育的标准。他们认为，“标准”建立起来之后，理念才能变为现实。这些“标准”包括：科学教学标准、科学教师标准、科学教育评价标准、科学教学内容标准、科学课程标准和科学教育体制标准。
通览“国家标准”，可以发现它具有以下特征：
1）强调对所有学生进行科学教育， 即教育平等原则贯穿整个文件；
2）强调理解， 即学生必须全面理解学习材料而不是仅仅记住一些事实或步骤；
3 ）建议发展有一定深度和广度的关于科学内容与科学过程的基本知识；
4）包括内容标准、教学标准、职业发展标准和评价标准等， 即对“标准”的定义不限于学生的学习内容；
5）强调内容而不是课程，即文件并不规定教学内容的顺序、 结构和组织。课程决策由各州和地方学区决定；
6）建议采用综合、集中和连贯的教学方式进行科学教育。
“国家标准”由国家研究院负责牵头设计，参加人员包括科学家、教育家和科学教师等专业团体的人士，因此，它反映了各领域的专家对“学生应该了解什么、应该理解什么、应该能做什么”的一致看法。同时，“国家标准”吸收了现代科学教学的研究成果，从而使之建立在科学的教学理论基础之上。但是，该方案只是目标意义的“标准”，它的实际效果只有当这些“标准”被广泛接受并付诸实践后方能知晓。所以，“国家标准”与通常意义上的课程标准或课程计划是不一样的。国家研究院的科学、数学和工程学教育中心执行主任拜比（R.Bybee
）等人把这种改革方案称作“以标准为基础的”（Standards—based）教育改革。
二、“以标准为基础的”教育改革的战略框架
发展“国家标准”是一项重要而复杂的工作。然而，“标准”建立起来之后并非立刻影响教育政策和教学实际。拜比等人认为，若要在一个教育系统里发生持续而有意义的变化，还需要很多组织和个人的共同努力。一般说来，系统越大（譬如一个国家）越要进行更多的协调行动。为此，他们提出了“以标准为基础的”教育改革的战略框架。这个战略框架由5个部分组成，每个部分有其特定的任务：
传播：使人了解“标准”；
解释：加强有关人员和组织对“标准”的理解和支持；
实施：改变教学方针、教材和教学方法；
评价：监督、调整教学方针、教材和教学方法；
修改：改善“标准”的有效性，提高“标准”的影响力。
“传播”包括在教育政策制定者、教材设计者和教师中宣传“标准”的意图和内容。要回答这样的问题：什么是“标准”？为什么需要这些“标准”？如何使用“标准”来改变教学方针和教学实际？“解释”的目的在于加强人们对“标准”的理解和支持。包括详细的分析、对话以及对现行的教学观念提出挑战。深入而全面的理解是其主要的目的。“实施”阶段的主要任务在于改变现行的教学方针、教材和教学方法使之与“标准”相符，包括修订课程和教材内容、安排教师进修、形成新的评价方式等。“评价”阶段的重点是收集有关信息，监督、调整“标准”的落实情况。从对新的方针、教材和教学的评价中得到的信息可反馈到“标准”的设计者那里，以便对初始的文件进行修改、补充。
各个部分之间有一个逻辑顺序：在通过解释活动使人们深入理解“标准”之前，有必要让人们了解它；没有理解的实施只能产生机械的、浅层的或临时的变化，极端的情况可能会对改革浅偿辄止、轻易放弃，因此，有效的实施需建立在解释的基础上。同样，若不是根据评价的信息进行修订可能会改变“标准”的初始目的，各个部分也是相互交织的。例如，通过教学实践可以增强对“标准”的理解，实施也可使人们对“标准”产生新的或更深入的解释。评价和修订则同时与几个部分相关。因此，整个战略框架的各个部分之间的关系可用下图表示：
附图{图}
图1 “以标准为基础的”教育改革的各个部分之间的关系
各个部分分别由不同组织的人员来完成。这些人可分成4 个门类：政策、教材、教学和大众。每个门类的人员如图2所示：
三、来自“国家标准”的挑战
前文已述，“国家标准”在本质上是一种“以标准为基础的”科学教育改革方案，不同于一般意义上的课程计划或课程标准，因而对广大科学教育工作来说具有极大的挑战性。具体说来，这种挑战性主要表现在以下几方面。
政策：州长和州议员 教学：教师
州和地方学校董事会 学生
学区和学校
教材：学院和大学 大众：科学家和工程师
出版商 工业商
课程设计者和评价者 联邦、州和地方政府
学区 家长
工商业 一般公众
教育家 教师协会
专业团体
图2 “以标准为基础的”教育改革的参与者
挑战一：提高所有学生的科学素养
提高所有学生的科学素养是贯穿“国家标准”的一个首要目标。与此目标相关联的三个问题是：确实是提高所有学生的科学素养吗？什么是科学素养？要实现这一目标应该在哪些方面做出变革？对于第一个问题，大多数人都给以肯定的回答。尽管有人在字面上不同意这一提法，但他们的基本意图仍是增强学生对科学知识的理解和科学能力的提高。关于第二个问题，目前尚没有一个统一的看法，而且各个国家的标准也不一样。“国家标准”中科学素养的定义反映了美国科学教育界对这一问题的一般看法：具备并使用科学、数学和技术学的知识做出有关个人和社会的重要决策。虽然多数人赞成提高所有学生的科学素养，但他们并没有改变他们的教学观念和教学实践以适应这一目标的要求。拜比等人认为，这一目标的含义是广泛的，包括拓宽学校科学内容，改革科学教学及其评价方式，谨慎地看待来自不同文化和语言背景的学生的需要，以及协调教学系统内、外部的方方面面。
挑战二：关于科学探究的本质的认识
“作为探究的科学”（Science as
Inquiry）是“科学内容标准”的重要一项。目前科学教师对这一概念的理解多是“科学过程”、“动手操作”、“让学生参加活动”等，而对通过科学探究发展学生的认识能力重视不够。“国家标准”中的科学探究与传统的科学过程有所不同。尽管也要求学生使用观察、推理、假设等一些科学过程（ScientificProcesses），但科学探究强调的是用逻辑、
想象以及以证据为基础的思维来形成并修正科学解释、识别和分析各种模型、交流并捍卫自己得出的科学结论，即从科学认识论的角度让学生理解科学和科学探究的本质。而这一点正是传统的科学过程教学所忽视的。对于科学探究，人们往往有个误解，即认为学生经历了“动手操作”和其他探究定向活动便能理解科学探究的本质。但实际情况并非都是如此。这就要求教师结合具体内容明确地向学生介绍一些科学观念，如“理论知识指导科学探究”、“科学家依赖技术手段增强数据收集和处理能力”等。
挑战三：关于课程概念的理解
很多人误以为“国家标准”即是“国家课程标准”，或“科学内容标准”即代表科学课程。其实不然，“国家标准”专门有一段话说明这个问题：
“我们提醒所有使用者和研究者注意：这里描述的内容并不是科学课程。内容是学生应该学习的，课程则是内容的组织和强调方式。尽管内容标准对各年级学生获得理解力和能力起着组织作用，但它并不意指任何特定的科学课程。”（文献1，第111页—笔者注）
对于内容的组织，即课程问题，“国家标准”的设计者建议从三个方面来考虑：其一，以立体的观点来组织课程内容——既要横向考虑一个特定年级的具体课程，又要纵向考虑各个年级课程内容的配置。其二，关于前景（foreground）知识和后景（background）知识的关系。人们一般倾向于把生命科学、地球科学以及物理、化学等学科内容放在突出地位（即所谓前景知识），而把科学探究、科学与个人、社会的联系等内容放在次要地位（即后景知识）。但是，对同样的内容标准，不同的观点可能会有不同的组织方式，即也可以把科学探究、科学史、科学本质、科学与个人和社会的关系等内容作为前景予以突出。其三，关于学生的学习机会。以下问题值得考虑：（1
）学生是否经历了在科学意义上前后连贯的课程的学习？（2）学生在何时、 以何种方式有机会发展“标准”上规定的能力和理解力？（3
）学习机会与概念或主题之间的联结方式配合得如何？（4 ）课程能使学生建立并扩展自己的理解力吗？
挑战四：提高教学效果
“亲自动手”（Hands—on
）活动普遍流行于美国初等学校的科学教学。在中等学校，通常的教学方法包括每日复习、内容教授、演示和实验以及测验等方式。总的说来，教学方式是窄浅的。目前关于科学教学的研究很多，其中比较突出的是建构主义（Constructivism）理论在科学教学中的应用。很多科学教育家把科学教学走出困境的希望寄托于建构主义，关于建构主义的教学方法和教学模式也多有报道。但关键问题是科学教师如何把教学理论、学科知识、教学经验同“国家标准”的理念结合起来以取得更大的教学效果。
挑战五：关于教学评价
教师通常乐于按照“内容标准”来调整教学材料以“满足标准的要求”，但与“标准”相符的真正含义是：有充分证据表明学生确实理解了“标准”中规定的内容。这就涉及到教学评价的问题。“评价标准”部分为此提出了专门的要求：
1）必须对学生的科学学业成绩和科学学习的机会进行评价；
2）学业成绩的评价要集中于科学内容， 这些科学内容对学生是最重要的；
3）学习机会的评价要集中于具有说服力的指标；
4）对于学习机会的评价和学业成绩的评价要给以同等的重视。
“国家标准”关于评价的一个显著特点是把“学习机会”（Opportunity to
Learn）列入评价范围，并把它与学业成绩的评价视为同等重要。这里的学习机会是一个关于广义的概念，在课堂、学区、州、国家层次上含义有所不同。在课堂上表明学生具有学习机会的一个指标是教师的专业知识、教学法知识以及对学生的了解程度等。在学区、州和国家层次上学习机会的指标则指向物质条件、财政预算和师资培训等。
〔收稿日期〕1999—04—14
【参考文献】
〔1〕National Research Council. The national scienceeducation
standards. Washington, DC. National Academy Press,1996.
〔2〕Bybee R., et al. National standards and schoolscience and
mathematics. School Science and Mathematics, 97(7),Oct. 1997.
〔3〕魏冰.科学素养—美国科学教育改革的中心概念〔J〕.外国中小学教育，1998，（5）.
