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[专题]利用NGSS中学科核心概念体系开发课程、实施教学

叶兆宁/东南大学儿童发展与学习科学教育部重点实验室 周建中/江苏汉博教育培训中心

2020-08/总第293期

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美国《新一代科学教育标准》(Next Generation Science Standard,以下简称NGSS)发布于2013年,是在2011年制定《K—12年级科学教育框架》(以下简称《框架》)的基础上以标准的形式呈现出对学生的科学学习的明确要求和规范。二者的共同宗旨是帮助实现K—12年级科学与工程教育的愿景,达成2个主要目标:①为所有学生提供科学与工程教育;②为那些会成为未来科学家、工程师和技术专家的学生提供基础知识。通过这2个目标希望学生在学校中能够积极地参与科学与工程实践,运用跨学科概念,加深他们对这些领域的核心概念的理解。

因此,《框架》以概念描述的形式明确规定了K—12年级学生应该学习的具体内容,而NGSS则以贯穿学科和年级的组织方式,给出更为具体和翔实的内容和实践指导。《框架》和NGSS共同呈现出K—12年级学生科学概念发展的完整体系。本文将重点分析NGSS中的概念发展体系,特别是在课程设计和教学实践中的应用,以帮助读者更好地理解和运用NGSS。


NGSS中对学生概念发展的观点

学科核心概念是NGSS三个维度之一,是学生科学学习的主要载体和内容。与1996年的科学教育标准相比,NGSS吸收了近20年科学教育理念、模式和方法的变革,对传统的知识学习提出了新的理解,以“大概念”和“发展”的视角分析学生的科学学习。NGSS中有关学科核心概念及发展主要表现出以下3个观点。

NGSS着眼于学科核心概念中一个较小的集合,即围绕核心概念开展教学

NGSS中关注的是一组有限的科学核心概念,即学生在高中毕业前应该知道的内容,并关注对这些核心概念更深层次的理解和应用,而不仅仅是事实知识的罗列。这些核心概念所形成的集合虽小,却能够提供一个获取新知识的组织结构。理解这些核心概念并进行科学与工程实践有助于学生在今后发展出更广阔的理解和更深水平的科学与工程研究,以支持学生的终身发展。

科学概念的构建贯穿于整个K—12年级的学习过程中

NGSS强调各个年级间集中而连续进展的知识体系,允许学生在整个K—12年级科学教育过程中采用动态过程构建知识。学习科学的研究表明:要对关于世界的科学解释形成透彻的理解,学生需要有数年而不是数个星期或数个月的时间,持续地接触和发展基本概念,以及体会那些概念的相互联系。

概念的发展与实践、跨学科概念两个维度交织

NGSS中的每一条内容都包含三个维度:学科核心概念、科学与工程实践,以及跨学科概念。这三个维度的整合为学生提供了有科学内容的学习情境,将获得和理解科学知识,以及各个学科间跨学科的普遍意义联系起来。


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