中国教育

　　美国科学教育新框架显示危机意识

　　美国密歇根州立大学的约瑟夫·克拉伊契克教授在会上系统地介绍了美国科学教育的新框架。《K-12科学教育框架：实践、跨学科概念和核心概念》2011年7月19日在美国正式发布，其中的K代表幼儿园，12则代表从小学到高中的各个年级段。

　　这个新框架是在原有科学教育标准之上经过多位专家历时一年多的时间修订而成的。1996年，美国颁布了历史上第一部科学教育标准——《美国国家科学教育标准》。2010年开始，一些专家开始参与修订科学教育标准。修订原因在于：一方面，十多年来科学前进的步伐一直在加快，很多新的内容与研究成果需要增加到科学教育之中；另一方面，部分业内外人士指出，美国的科学教育存在不足之处，比如，整体上缺乏系统的规划，所涉内容较为宽泛而缺乏深度，等等。科学教育新框架的制定者力争构建一个明晰的三维框架结构，并以此来概括所有学生在高中毕业前应学习的科学知识和完成的实践内容。它也是美国“下一代科学教育标准”的基础。

　　这个框架结构第一个维度是科学与工程实践，本维度为科学和工程实践提供了完整的认识。此处“实践”的含义为：重复行为以使其熟练；深入彻底地学习以使其成为习惯；运用知识以使其达成目标。学生在科学课堂上应有机会学习：提出科学问题和界定技术难题；发展和使用模型；计划和实施研究；分析和阐释数据，使用数学、信息、计算机技术和计算思维；构建解释(针对科学)和设计解决方案(针对工程)；参与基于证据的争论；获取、评估和交流等。

　　第二个维度是跨学科概念。跨学科概念是指那些能应用于科学和工程所有领域中的概念，具有重要的解释价值。具体涉及：模式，原因和结果（机理和解释），尺度、比例和数量，系统和系统模型，能量和物质（流动、循环和守恒），结构和功能，稳定和变化等。

　　第三个维度是学科核心概念。学科核心概念以越精越少为原则，涉及物质科学、生命科学、地球与空间科学、工程与技术等领域。它的筛选标准为：其一，在多个学科或工程学科中意义显著，或是组织某个学科的关键概念。其二，为理解或研究某些复杂想法和解决问题提供了关键工具。其三，能与学生的兴趣和生活经历相关联，或能与社会及个人关注焦点所需要的科学技术知识相关联。其四，可在多个年级段教学，随着年级段递增，可逐步复杂，逐渐深入。

　　具体而言，物质科学领域的核心概念包括：物质及其相互作用；运动和稳定；力和相互作用；能量；波及其在信息传递技术中的应用。生命科学领域的核心概念包括：从分子到生物体；结构和过程；生态系统:相互作用，能量和动态；遗传学:性状的遗传和变异；生物进化：统一性和多样性。地球与空间科学领域包括:地球在宇宙中的位置;地球系统;地球和人类活动。工程技术和科学应用领域包括:工程设计，联结工程、技术、科学和社会。

　　可以说，几乎现代生活的每个方面都离不开科学、工程和技术，它们是人类应对当前及未来面临的最紧迫挑战的关键。将工程教育融入基础教育阶段的科学教育，也是为了填补美国理工人才的缺口。