（本文转载自《中国科技教育》杂志2012.6/总第195期 ）

简称NRC）颁布第一部科学课程标准至今的十多年以来，科学教育研究一直是美国基础教育研究的热点。国家研究理事会（NRC）、美国科学教师协会（NSTA）、美国科学促进协会（AAAS）、达成机构（Achieve）［1］相继成为开展科学教育实证研究的重要支持者。随着社会的变革，知识经济时代的到来给K-12年级科学教育以较大的冲击。美国在世界格局中下降的竞争优势、美国学生在国际科学教育评测中较为落后的学业成绩，以及学习科学的理论变革促使美国教育界对科学教育的不断反思。

　　通过基于标准的科学教育研究，2010年7月NRC公布的《K-12科学教育框架（草案）》，以及1年后正式出版的《K-12科学教育框架：实践、跨领域概念和核心概念》（以下简称《框架》）标志着美国新一轮科学教育改革已初步完成，如今即将面世的《新一代K-12科学教育标准》（Next Generation Science Standards，NGSS，以下简称《标准》）则是该轮教育改革的标志性成果。今年5月，达成机构的官方网站（www.nextgenscience.org）以在线方式公布NGSS的内容以向公众征求意见。本文结合达成机构及NSTA官网（www.nsta.org）上的具体内容，介绍美国《新一代K-12科学教育标准》的制定过程和内容概要。

　　NGSS的制定过程——从《框架》到《标准》

　　先有《框架》再出台新标准，这是美国《新一代K-12科学教育标准》制定中的两个核心步骤。

　　首先由NRC根据1989到2011年期间汇集的近十几年来科学技术发展和科学教育的研究成果及经验的一系列研究文献，制定新的科学教育纲领性指导建议，即2011年由NRC正式出版的《框架》，其中以概念描述的方式明确规定了K-12年级所有学生应该学习的具体内容。第二步则在达成机构的管理下开展K-12年级科学教育标准的制定，该标准将拥有丰富的内容和实践指导，以贯穿学科和年级的方式组织，为所有学生提供具有国际化基准的科学教育。

　　NGSS以《框架》为基础，为学生的大学学业和职业需求做准备。NGSS的制定由国家和多个科学、科学教育、高等教育和工业方面的相关机构合作完成。由国家认可的科学、科学教育、商业和工业领导人组成的咨询委员会提供对《标准》的评论和指导建议。作为必要的制定过程，《标准》将会经历众多相关机构部门对两个公共草案的评阅，允许所有与科学教育相关的人员有机会了解和熟悉《标准》的制定过程。

　　NGSS的内容概要

　　无论是在《框架》中，还是目前公布的NGSS的部分内容中，都反复强调科学教育中的3个维度，即实践（practices）、跨领域概念（crosscutting concepts）和学科核心概念（disciplinary core ideas，即内容）。

　　实践描述了科学家在研究和建构有关自然世界的模型及理论时的行为，以及工程师们在使用设计搭建模型和系统时一系列关键的工程实践。NRC在《框架》和《标准》中使用“实践”代替“技能”，以强调参与科学研究不仅需要技能，而且需要有针对性的特定知识。使用“实践”能更好地解释和拓展“探究”在科学上的意义，说明实践所需要的认知、社会和自然实践的范围。

　　实践更加拓展了工程领域中的科学教育，尽管工程设计很类似于科学探究，但两者仍然存在较大的区别。例如：科学探究涉及的是通过研究可以回答的具体问题，而工程设计包含的是可以通过设计来解决的问题。在NGSS中强调工程方面的内容将帮助学生了解在日常生活中科学、技术、工程和数学方面的联系。实践方面的内容包括［2］：

　　●  提出问题和明确需解决的难题

　　●  建立和使用模型

　　●  设计和实施调查研究

　　●  分析和解释数据

　　●  利用数学和计算思维

　　●  建构解释和设计解决方案

　　●  基于证据的论证

　　●  获取、评估和交流信息

　　跨领域概念在所有科学领域中均可运用。其本身就表明和体现了在不同科学领域中统一的思维方式。《框架》中强调在科学教育中需要明晰这些概念，是因为它们能帮助学生将不同科学领域中相互关联的知识组织成连贯的、条理清晰的基于科学的对客观世界的认知。跨领域概念包括［3］：

　　●  原因与结果

　　●  尺度、比例和数量

　　●  系统和系统模型

　　●  能量与物质

　　●  结构和功能

　　●  稳定性与变化

　　学科核心概念（学习内容）

　　学科的核心概念具有聚焦K-12年级在科学方面最重要的课程、教学和评测内容的功能。至少具有以下条件中的2条，最好是都满足的概念可被认可为核心概念。

　　●  能跨越多门学科或工程领域的具有明显重要性的概念，或是一个具体学科知识组织中的关键概念

　　●  能提供对于理解和研究更复杂概念和解决问题的关键工具

　　●  能与学生的兴趣和生活经验相关，或能连接需要科学和技术知识的社会或个人问题

　　●  通过增加深度和复杂性，能在持续的多个年级中教和学

　　学科概念涉及4个领域：物质科学，生命科学，地球与空间科学，工程、技术和科学运用。

　　以上3个维度就像1根绳索中缠结在一起的3股，应将其看作是1个有机结合的系统。实践是建构和使用核心概念的过程，以帮助学生实现对自然和现实世界的认识，三者之间呈现出相辅相成的关系。（如上图）

　　［1］达成（Achieve）是两党联立的非盈利组织，该机构帮助国家提升学术水平、改进评价，以及改善和加强为所有年轻人筹备的高等教育、工作和公民权益的问责制。

　　［2］具体内容可参考《中国科技教育》2012年第2期P41

　　［3］具体内容可参考《中国科技教育》2012年第4期P40■

面向核心素养的科学教育
——2022版科学课程标准解读
什么是科学？ 为什么要学科学？
科学教育的目标：学习像科学家一样思考
科学启蒙，奠基未来 科学探索
地球与宇宙科学 技术与工程
物质与能量 系统与模型 稳定与变化 结构与功能
国际科技发展与科学教育 国内科技科普科教发展背景
学科核心概念 跨学科概念
科学观念 科学思维 探究实践 态度责任
科学教材怎么用 科学课堂怎么学
不同学段的科学教育如何衔接 科学课与其他课程是什么关系
科学课与STEM、PBL是什么关系 科学课与校外科普活动是什么关系 学生如何成为探究实践的主体
突破中等收入陷阱凸显科技创新对国家前途和命运的重要性
新冠疫情、俄乌战争等黑天鹅、灰犀牛事件，预示着未来的不确定性 21世纪以来，全球科技创新进入空前密集活跃的时期，新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构，主要包括：
以人工智能、量子信息、移动通信、物联网、区块链为代表的新一代信息技术加速突破应用
以合成生物学、基因编辑、脑科学、再生医学等为代表的生命科学领域孕育新的变革，融合机器人、数字化、新材料的先进制造技术正在加 速推进制造业向智能化、服务化、绿色化转型
以清洁高效可持续为目标的能源技术加速发展将引发全球能源变革，空间和海洋技术正在拓展人类生存发展新疆域
科技创新 科学普及 科学教育
面向未来的科学教育：NGSS 科学素养：PISA测试
科学教育与科技创新同样重要
在2016年召开的“科技三会”上，习近平总书记强调：“科技创新、科学普及是实现创新发展的 两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。”
建设科技创新强国的需要
在2018年的两院院士大会上，习近平总书记进一步指出，“当科学家是无数中国孩子的梦想，我 们要让科技工作成为富有吸引力的工作、成为孩子们尊崇向往的职业，给孩子们的梦想插上科技的 翅膀，让未来祖国的科技天地群英荟萃，让未来科学的浩瀚星空群星闪耀。”
在2020年9月举行的科学家座谈会上，习近平总书记指出，“好奇心是人的天性，对科学兴趣的引 导和培养要从娃娃抓起，使他们更多了解科学知识，掌握科学方法，形成一大批具备科学家潜质的 青少年群体。”
国内：建设科技创新强国对学生科学素养的要求
国内：科学教育的成就、问题与挑战
学校科学教育的主要进展 ：
利用优秀科普图书，推广科学阅读。
利用优秀科普视频，辅助课堂教学。
利用科普科教和研学基地，打造第二课堂。
对接科技馆和博物馆，推动馆校结合。
以科技竞赛促进科学教育，培养青少年科技创新能力。
开展科技节和主题科普活动，促进校园科学文化建设。
学校科学课程面临的问题：
一、课程的衔接性有待进一步完善
二、课程的适切性有待进一步提高
三、课程的指导性有待进一步加强
四、课程有效实施的支撑不够
教材、师资、实验室面临的问题
确定课程内容 1. 大概念、大单
确定学段分布 2. 科学、技术、
参与和合作探究 以STEM为代
价研究进展 2. 真实情境
学习科学有三个同等重要的维度。 分别对应课标对学生核心素养的要求。 目的是使学生逐渐加深对科学的理解。
科学是一种知识体系，也是一种基于证据的模型和理论建设，不断扩展，完善和修改知识。
义务教育科学课程的性质、课程理念与设计思
作为义务教育阶段一门重要的基础课程，科学课程具有基础性、实践性和综合性的特点。
义务教育科学课程理念与设计思路
一、面向全体学生，立足素养发展
二、聚焦核心概念，精选课程内容
三、合理安排进阶，形成有序结构
四、激发学习动机，加强探究实践
五、重视综合评价，促进学生发展
一、坚持了正确的政治方向，体现了社 会主义核心价值观的基本要求
二、基于核心概念和学习进阶设计课程， 顺应了国际科学课程改革的趋势
三、制订了比较科学的课程目标，基本 反映了科学课程核心素养
四、增加了技术与工程内容，反映了完 整科学教育的基本思想
学科核心思想，贯穿义务教育并衔接高中最重要的概念，符合以下条件：
在多个领域都很重要，或为某一学科的关键概念
为理解更复杂的思想和解决问题提供关键工具;
适应不同年级的教与学，深度和复杂度不断提高。
适用于所有科学领域 连接不同学科的方式
科学家在调查和构建自然界的模型和理论时的行为 工程师在设计和构建模型和系统时的工程实践。
对未知的探索 科学知识
适切性：分为低段、中段、高段；
低年段以现象为主，高年段以机理为主
幼小衔接 小初衔接 初高衔接
科学是一套知识体系，包括：事实、定义、概念、理论、规律……
科学是一系列的方法和过程，包括：观察、测量、估计、推断、预测、分类、假设、实验、 结论……
科学是获得知识的途径：
科学知识要基于证据（仅有观点是不够的）；
科学知识随时间推移而变化（科学知识不是固化不变的）；
创新在科学发展中起着重要作用（批判质疑是科学精神的核心）； 背景知识会影响科学家看待数据的方式（科学研究存在局限性）；
一、科学观念 二、科学思维 三、探究实践 四、态度责任
普及科学知识 传播科学思想 倡导科学方法 弘扬科学精神
四大核心素养：科学观念
科学观念是在理解科学概念、规律、原理的基础上形成 的对客观事物的总体认识。包括：
科学、技术与工程领域的一些具体观念，如对物质、能 量、结构、功能、变化的认识;
对科学本质的认识，如对科学知识的可验证性、相对性、 暂时性的认识，对人与自然关系的认识，以及对科学、 技术、社会、环境之间关系的认识;
科学观念在解释自然现象、解决实际问题中的应用。
四大核心素养：科学思维
科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及
相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思 维等。
模型建构体现在:以经验事实为基础,对客观事物进行抽象和
概括,进而建构模型;运用模型分析、解释现象和数据,描述系 统的结构、关 系及变化过程。
推理论证体现在:基于证据与逻辑,运用分析与综 合、比较与
分类、归纳与演绎等思维方法,建立证据与解释之间的关 系 并提出合理见解。
创新思维体现在:从不同角度分析、思考问题, 提出新颖而有 价值的观点和解决问题的方法。
四大核心素养：探究实践
探究实践主要指在了解和探索自然、获得科学知识、解决科学问题,以及技术与工 程实践过程中,形成的科学探究能力、技术与工程 实践能力和自主学习能力。
理解科学探究的一 般过程和方法;
提出科学问题,并针对科学问题进行合理猜想与假 设;
制订计划并搜集证据,分析证据并得出结论;
对结果进行解释与 评估;
准确表达观点,反思探究过程与结果。
技术与工程实践能力体现在:
了解技术与工程实践的一般过程和方法,针对实际需要明确问题,提出有创意的方案,并根据 科学原理或限制条件进行筛选;
实施计划,利用工具和材料进行加工制作;
根据实际效果进行修改迭代;
用自制的简单装置及实物模型验证或展示某些原理、现象和设想。
自主确定学习目标、选择学习策略、监控学习过 程、反思学习过程与结果
四大核心素养：态度责任
态度责任是在认识科学本质及规律,理解科学、技术、社会、环 境之 间关系的基础上,逐渐形成的科学态度与社会责任。
保持好奇心和探究热情,乐于探究和实践;
有基于证据和逻辑 发表自己见解的意识,严谨求实;
不迷信权威,敢于大胆质疑,追求 创新;
尊重他人的情感和态度,善于合作,乐于分享。
珍爱生命,践行科学、健康的生活方式;
热爱自然,具有节约资 源、保护环境、推动生态文明建设和可持续发展的责任 感;
对与科学技术相关的社会热点问题作出正确的价值判断,遵守科学技术应用中的 公共规范、法律法规和伦理道德,维护自身和他人的合法权益,捍卫国家利益。
取消四大领域的表述 提出跨学科概念
融汇不同学科知识的应用场景
地球科学（地质、地理、海洋、大 气等）、天文学、航天科技
物质具有一定的特性与功能
金属及合金是重要的材料
化学反应遵守质量守恒定律
力是改变物体运动状态的原因
13个学科核心概念：物质科学
研究目标：大多数系统或过程在某种程 度上依赖于其内部发生的物理和化学子 过程，无论是恒星、地球大气层、河流、 自行车、人脑还是活细胞。大系统往往 具有不能用原子尺度过程来解释的特性；
研究方法：要理解一个系统的物理和化 学基础，最终必须考虑原子和亚原子尺 度上的物质结构，以发现它如何影响该 系统更大尺度的结构、性质和功能。类 似地，理解任何规模的过程都需要意识 到物体之间的作用力、相关的能量传递 及其后果。通过这种方式，物理和化学 是所有自然和人为现象的基础，尽管其 他类型的信息传递，例如遗传密码促进 的信息传递或生物体之间的信息传递， 对于理解它们的行为也可能至关重要。
意义：物质科学学习的首要目标是帮助 学生认识到，所有系统和过程中都有因 果机制，可以通过一套共同的物理和化 学原理来理解。
生物具有区别于非生物的特征
地球上存在动物、植物、微生物等不同类型的生物
细胞是生物体结构与生命活动的基本单位
生物体具有一定的结构层次
生态系统由生物与非生物环境共同组成
植物能制造和获取养分来维持自身的生存
人和动物通过获取其他生物的养分来维持生存
人体通过一定的调节机制保持稳态
生物与环境相互作用、相互协调,实现生态平衡
人的生活习惯影响机体健康
人体生命安全与生存环境密切相关
13个学科核心概念：生命科学
植物通过多种方式进行繁殖
不同种类动物具有不同的生殖方式和发育过程
人的生命是从受精卵开始的
细菌、真菌、病毒具有不同的繁殖方式
生物体的遗传信息逐代传递,可发生改变
生物的遗传变异和环境因素的共同作用导致了 生物的进化
研究目标：生命科学专注于生物体的模式、过程和 关系。生命是自给自足、自我维持、自我复制和进 化的，按照物理世界的规律以及基因编程进行运作
研究方法：生命科学家利用观察、实验、假设、测 试、模型、理论和技术来探索生命是如何运作的。
研究范围：空间上，生命科学研究范围从单分子到 生物体和生态系统，再到整个生物圈，也就是地球 上所有的生命。时间上，生命科学研究从眨眼到数 十亿年的时间尺度上发生的过程。
科学思想：生命系统是相互联系、相互作用的。尽 管生物对物理环境或地球圈有反应，但它们也在进 化过程中从根本上改变了地球。
研究意义：生命科学的快速发展有助于为与食品、 能源、健康和环境有关的社会问题提供生命科学解 决方案。
9.1 地球是一颗行星 9.2 地球绕地轴自转 9.3 地球围绕太阳公转 9.4 月球是地球的卫星 9.5 地球所处的宇宙环境 9.6 太空探索拓展了人类 对宇宙的认知
13个学科核心概念：地球与宇宙科学
研究目标：研究在地球上运行的过程，并探讨 其在太阳系和银河系中的位置，涉及的现象范 围从难以想象的大到看不见的小。
研究方法：与其他学科有共通之处，但也包括 一系列独特的方法。物质科学（如力、能量、 引力、磁学）的研究部分是为了了解地球、太 阳和月球的大小、年龄、结构、组成和行为； 物理和化学后来成为独立的学科。生命科学同 样部分植根于地球科学，因为地球唯一有生命 活动的行星，而在岩石地质记录中发现的化石 生命科学家和地球科学家都感兴趣。大部分研 究本质上是跨学科的，属于天体物理学、地球 物理学、地球化学和地球生物学的范畴。然而 地质学的基础，包括岩石的识别、分析和绘图 仍然是本领域的基石。
意义：地球由一系列相关系统组成：大气圈、 水圈、地圈和生物圈。这些系统有不同的能量 来源，它们内部和之间的物质循环以多种方式 和不同的时间尺度进行。一个系统某个部分的 微小变化可能会在其他系统的某个部分产生巨 大而突然的后果，或者根本没有影响。因此， 理解导致地球随时间变化的不同过程（从某种 意义上说，它是如何“工作的”）需要了解多 个系统的相关性和反馈。此外，地球是一个更 广泛的系统——太阳系——的一部分，太阳系 本身是宇宙中众多星系之一的一小部分。
工程是设计方案物化的结果
技 术、 工 程 与 社会
技术与工程创造了人造物,技术的核心是发明,工 程的核心是建造
技术与工程改变了人们的生产和生
科学、技术、工程相互影响与促进
13个学科核心概念：物质科学
目标：学生应该学习如何获得科学 知识，以及如何发展科学解释。学 生应该学习如何利用科学，尤其是 通过工程设计，理解工程、技术和 科学应用之间的区别和关系。
方法：在课堂上使用工程实践帮助 学生获取和应用科学知识，理解工 程实践。设计是工程的核心实践； 工程师不仅设计新技术，有时还制 造、操作、检查和维护新技术。从 学习角度来看，应用科学知识的最 大潜力在于设计的迭代周期。
意义：科学教育如果主要关注科学 活动的具体成果，即科学事实，而 不了解这些事实是如何建立的，或 者忽视科学在世界上的许多重要应 用，都是对科学的歪曲，并将工程 的重要性边缘化。
跨越学科界线的概念，选择这些横切概念是因为它们有助于在科学和 工程中为学生提供一个框架，将不同学科的知识连接成一个连贯的、 基于科学的世界观。
跨学科概念是理解科学和工程的基础，但学生通常在没有任何明确教 学支持的情况下构建此类知识。因此，将它们作为框架的第二维度加 以强调，目的是提升它们在制定标准、课程、教学和评估中的作用。
跨学科概念跨学科和年级。明确提及这些概念，以及它们在多个学科 背景下的出现，可以帮助学生对科学和工程有一个累积的、连贯的、 可用的理解。
在科学方面，学生在任何特定年级处理这些概念和相关主题的能力， 取决于他们之前的经验和指导。基于跨学科概念学习和教学的研究有 限，因此需要进一步实证研究。
5.物质和能量：流动、循环和守恒。追 踪能量和物质流入、流出和在系统内 的流动，有助于了解系统的可能性和 局限性。
子结构决定了其许多特性和功能。
7.稳定与变革。对于自然系统和人工系 统来说，稳定性条件和系统变化率或 进化率的决定因素都是研究的关键要 素。
1.模式。观察到的形式和事件模式，指导组 织和分类，并引发相关性和影响因素分析。
2.因果：机制和解释。事件有其原因，有时
是简单的，有时是多方面的。科学的一项主
要活动是调查和解释因果关系及其调节机制， 6.结构和功能。物体或生物的形状及其
在给定环境中进行测试，并用于在新的环境 中预测和解释事件。
3.规模、比例和数量。在考虑现象时，关键 是要认识到在大小、时间和能量的不同度量 中的相关因素，并认识到规模、比例或数量 的变化如何影响系统的结构或性能。
4.系统和系统模型。定义研究中的系统，明 确其边界，明确该系统的模型，为理解和测 试适用于整个科学和工程思想提供工具。
4. 科学教学质量怎么评价
5. 不同学段的科学教育如何衔接
6. 科学课与其他课程是什么关系
8. 科学课与校外科普活动是什么关系
9. 学生如何成为探究实践的主体
10. 科学素养如何落地
科学是舶来品，发源于古希腊。
科学是在与宗教和神学的战斗中逐渐胜出，传遍欧洲。
1930年，以发现冥王星为标志，世界科学中心逐渐从欧洲转移到美国
1919年的五四运动，科学——赛先生进入中国。
文化入侵：传教士—>利玛窦—>徐光启—>屠呦呦…，结论：科学有用
军事入侵：鸦片战争—>八国联军—>抗日战争—>两弹一星…，结论： 科学救国
古代传统文化与科学是不兼容的，有时候是矛盾冲突的
古代传统文化一方面重视个人修炼，逐渐走向虚无缥缈的玄学；另 一方面重视以实用主义为导向的技术发明。
中国缺少科学的文化基础，批判、质疑、求证、独立思考
赛先生进入中国一百年，我们才开始全民学科学 已经晚了，但还不迟……
科学是以兴趣为导向，以探索未知为目的的创造性活动。
科学的本质是求真，在认识世界的过程中逐渐逼近真理，但可能永 远无法抵达真理。
科学的关键是证据，科学上不应该有权威，也不可能有权威，权威 是阻碍科学创新的。
科学是可以被推翻的真理
科学是理性的，科学对人生发展的作用：理性思考人生，提升个人 价值
科学是需要证据的，科学对社会发展的作用：减少伪科学、反人类 活动，社会秩序平和
科学是批判的，科学对经济发展的贡献：不断否定，追求进步，促 进经济、文化、科技、教育等各领域持续改善和提升
科学是探索性的，科学对人类未来的价值：探索未知领域和未知世 界，扩充认知边界，促进能力提升，延续人类未来
只有懂得足够多，才能认识到自己的无知；
只有站得足够高，才能知道什么是重要的； 只有看得足够远，才能体会到人类的渺小。
经济：投资增加，GDP增长。但一定阶段后，导致瓶颈、滞涨，
科研：经费投入增加，科研产出增加。一定阶段后增长效应减弱
必须厚植基础，培育创新土壤，才有枝繁叶茂。
全民（决策者、企业家、父母、中小学教师）：热爱科学，把科学融入生 活方式（饮食起居、电视、博物馆）。
科学的兴趣随着年龄逐渐递减，特别需要从小培养对科 学的兴趣
科学是反直觉的，因此需要从小启蒙，反复训练，形成 科学思维和科学方法
不要觉得中国现在的科技发展还不错，就觉
得我们的科学教育还不错。
中国对现代科学知识库的贡献还很小，我们 是在西方构建的科学基础上发展起来的。
懂教育的不懂科学，懂科学的不懂教育
学校老师：懂教育，但不懂科学，不会上科学课
科普队伍：懂点科学，但进不了校园
中小学生：不好玩，不用考试，不重视科学课
科研队伍：懂科学，但不懂教育
科学教育不仅是为了培 养未来科学家和工程师
，更是奠定科技创新的 大众基础
科学课应该成为与语文、数学并列的主课
科学教育太重要了，应该成为与数学和语文并列的主课
2017年，中小学首次全面开设科学课，科学教育的春天来了
由于学校科学教育的长期落后，
导致现在社会化科普来补课
健康与幸福：情感教育、健康教育、安全教育、规则教育
如何应对冲突，如何团队合作
如何锻炼身体，如何平衡膳食
如何避免危险，如何保证安全
现状：知识碎片化，缺少体系和逻辑联系，忽视科学方法的训练和科学精神的培养
原因：缺少懂教育、懂科学的科学教育家。
科学教育家，首先应该是科学家。
中国需要既懂科学、又懂教育的科学教育家
教材 o 校外机构 o 社会资源
科学家参与科学教育的作用
科学课教的是科学，科学家不能缺位，不该缺位
感谢教科社把科学家团队引 入科学教材编写，与教研团 队联合工作，特别感谢郁波 主编的开放和包容
科学家：霍金，影响力遍布全球，持续数十年，微博一天吸粉300万
；卡尔萨根（宇宙）：几十种语言，十亿人收看；我们还没有涌现 这样的科学家
科幻片：星际穿越、火星救援，一周票房5500万美元，风靡全球； 我们还没有这样的科幻片
科普节目：Discoversy探索频道，国家地理，科普脱口秀。
科普作品：《时间简史》，五千万册；《暗淡蓝点》；
2016年5月30日，习近平总书记在全国科技创新大会、两院院士大会
、中国科协的第九次全国代表大会——科技三会上强调：
科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与 科技创新同等重要的位置，普及科学知识、弘扬科学精神、传播科 学思想、倡导科学方法，在全社会推动形成
讲科学、爱科学、学科学、用科学的良好氛围，使蕴藏在亿万人民 中间的创新智慧充分释放、创新力量充分涌流。
科学是人的基本素养，文学、艺术、科学，都属于基本素养
提出问题，但问题哪里来：来自生活和观察 o 总结资料，如何收集信息：文献资料的归纳总结 o 作出假设：基于已有知识的合理假设 o 开展实验：验证假设的充分性
观察和记录结果：测量、重复、分析、比较
分享结果：同行评价，接受质疑
法无定法，创新没有固定的路径可循
o 野外考察，实地采样：观察、记录、描述
实验室分析：样品前处理，开展实验，操作流程
结果分析：数据、图片、表格
成果展示：发表论文、海报、学术报告
理论研究也可以直 接从理论到理论
安全注意事项 o 小组分工与合作 o 确定计划节点 o 制定研究方案
参考文献的归纳总结，读书报告，撰写综述
学术研讨与交流：注重结果的表达
科学是严谨的，细 节训练的目的是传 递科学精神，与科 学方法、科学知识 同样重要
科学课不是知识点的罗列，不要让学生记忆大量知识点，不然就会陷入科学知识的汪洋 大海。
科研是以问题为导向，主动寻找、发现和运用知识，目的性更强。
各学科知识不是孤立的，而是相互联系的，知识是系统性的。
信息是碎片化的，不完整的，没有验证的，要经过梳理总结知识。
科学教育的目的，不是培养科学家，而是像科学家一样思考
科学课与前沿科技的关系
科技史：科学的传承、提高、演化
科学哲学：方法论、逻辑、推理、演绎
科学老师要成为科学发烧友
科学老师要多学科技史和科学哲学
科学老师要建立与科学家之间的紧密联系
领导力培养：提升中国在世界上的影响力和领导力，迫切需要熟悉国际规则，参与国际谈 判，争取中国利益的未来人才
跨界能力培养：推动不同领域的跨界合作与创新，迫切需要熟悉两个以上的行业，能够组 织跨界合作和对话的人，
科学思维训练：理性、客观、注重逻辑，与科学家对话的科学作家、科学编辑
数据显示，中小学参加过天文、太空活动的学生今后更可能选择科技职业
，且始终关注科学发现（NRC，1991）。吸引未来一代的科学家和工程师
天文、太空的兴趣不分年龄（从1.5-100岁）、不分学历（从文盲到顶尖 科学家）、不分职位（从平民到国家领导人）
对天文、太空的兴趣是天生的
好奇是人类的天性，探索未知世界、了解自身所处的环境，是源于人类 对自身命运的担忧和对外部世界的向往
仰望星空，超脱浮躁的日常生活，净化人的心灵，深刻认识自身和人类 的命运，将显著影响和改造人类世界观
科学对人的作用：客观认识自我，客观认识世界
地球在宇宙中的真实处境
人类在地球上的最终命运
科学教育重在传播科学文化和科学精神
科学是有趣的：重在启发和引导
世界上只有两样东西值得我们深深敬畏与震撼
一个是我们头顶的灿烂星空
另一个是我们内心的崇高道德准则
要有专门的、系统的、深入的研究
每门学科的受众需求是什么？
如何建立科学家参与科学教育的机制热情？ 如何为科学课提供资源保障？
做好科学教育的建议：像做科研一样研究科学教育
“我有一个梦想，希望孩子们的书桌旁和中小学教室 里，挂上一张太空地图，让他们立足中国、放眼世界
、胸怀宇宙。我相信，从小看着太空地图长大的孩子
，一定会比其他的孩子拥有更加远大的理想，更强的 人类责任感。 ”
l 要给人看，给更多人看
l 要借助外界推力，督促自己写和讲
个人的命运，取决于我们对自己的认识。 人类的命运，取决于我们对自然的理解。

曹 瑞/天津市教育科学研究院教育心理研究所副所长，研究员，心理学博士，主要研究方向为课堂教学心理学、教育与心理测量等。

郑彩华/天津市教育科学研究院副研究员，教育学博士，主要研究方向为课程与教学、教育评价。

周兴文/天津开发区教育文化卫生体育局副局长，开发区教育促进中心主任，教育学博士，主要研究方向为教育管理。

高 华/天津开发区教育促进中心副主任，主要研究方向为教育科研管理。

郭志英/天津市教育科学研究院助理研究员，心理学博士，主要研究方向为认知发展与教育心理学。

教育质量监测与评价可以使我们全面、客观了解学生的发展状况，反思教育中存在的问题，在某种程度上可以帮助教育管理部门制定相应的调整政策，扭转不符合教育规律和青少年身心发展规律的做法，从过度关注学科成绩转向关注学生的全面发展。因此，教育质量监测与评价是教育改革的一个重要突破口，有利于全社会形成正确的教育质量观。

一、“测评项目”的基本情况 

为了能够达到“以评价促发展”的目标，在正式实施前，“测评项目”做了大量的前期准备工作，一方面对开发区的教育教学情况进行充分的调查和了解，以确保被测试区域的各学科质量监测目标具有适切性；另一方面，“测评项目”对当前国内外相关的最新研究动态和成果进行了梳理总结，为项目开展做好了理论和测试工具方面的充分准备。

“测评项目”基于学科核心能力对学生的综合学习质量进行监测，通过“测试+问卷”的测评模式，不仅对该区域内基础教育阶段学生的学习质量进行监测，同时对身心健康状况、非智力因素、家庭背景因素、课业负担等状况等影响因素进行了考查，全面分析并报告开发区教育质量现状。“测评项目”旨在充分运用监测结果指导改进教学，构建以提高教育质量为导向的发展性评价机制，指导学校改变办学观念，促进学生和教师学与教方式的转变，为教育部门努力实现区域义务教育的高质量均衡发展提供科学决策与依据，更好地保障区域教育的优质与公平。

“测评项目”中提到的学科核心能力，指的是学生通过学科学习形成的并且体现在各学科学习中的基本的、关键的、主要的能力，既是学科独有的素养性能力，也是最能体现学科性质的关键的学科能力。学科核心能力具有价值辐射性。学科核心能力一旦形成，不只是局限于某一学科、某一领域，而会辐射到其他学科上。

“测评项目”以现代测评理论为基础，以教育学、心理学理论为指导，以国家政策和课程标准为依据，按照“前期调研、理论研究、标准制定、实践运用、反复调适、总结分析、完善标准、推广应用”的思路进行设计。“测评项目”推进过程中坚持理论构建与实践相结合、标准应用与教学改进相结合，综合运用了多种研究方法。

一是借鉴与创新相结合。“测评项目”吸纳了PISA、PIRLS等先进的测试理念，借鉴美国、日本、新加坡等国的教育实践，聚焦学生的可持续发展，创造性地提出学生核心能力评价的概念，在某种程度上填补了基础教育区域质量监测中的空白。

二是实践改进和示范引领相结合。“测评项目”以能力为重、素养为先、均衡优质为基本导向，既强调通过测评改进学校教学，又对小学阶段其他学科以及其他学段各学科核心能力的培养都有积极的启示和借鉴意义，同时对学生综合素质评价具有很好的示范引领性。

三是理论和实践有机结合。“测评项目”在提出核心能力概念的基础上，通过理论和实证研究，建构出小学学科核心能力测评框架和标准，开发了相应的测评工具，使核心能力的测试和评价更具科学性和可操作性，测评结果也更具指导意义，同时为核心素养培育的有效途径提供了研究参考与借鉴。

二、“测评项目”的主要内容 

本研究旨在为学业质量测评提供科学的依据，为政府和教育行政部门决策提供数据支持，为学校改进教学提供切实指导，为学生的终身发展奠定基础。“测评项目”包括3个环节：一是明确定位、构建框架，通过文献梳理，总结出国内外核心能力研究的发展现状、成功经验以及存在的问题，构建核心能力框架的理论基础、统一框架和制定原则；二是开发测评工具，编制评价标准，制定出小学语文、数学、外语学科核心能力的测评框架、测试工具；三是运用结果、改进实践，提供区级和校级层面的测评报告，为改进教学服务。

 1 利用测评结果可以更好地指导学校改进教育教学

评价的一项重要功能是客观地反馈教育教学质量状况。每次测评结束后，“测评项目”根据测评结果与分析为每所学校出具详细的测评反馈报告。之后，各学校根据本校的反馈报告对测试结果进行分析和运用，召开专门会议对测评结果进行学习和研究，深入挖掘其中反映的教育教学问题，进而提出今后教学工作改进的计划和方案。有了分析反馈报告的指导，教师可以扎实推进课堂教学目标、内容、方式和手段等方面的研究与实践，关注课堂、关注教学、关注质量的理念也逐渐深入人心。

 2 以先进的评价观促进师生教学质量观与教学方式的转变

“测评项目”通过问卷调查分析了学生个人背景和非智力因素对学生综合学业成绩的影响，使学校、教师和家长更加关注学生情感、态度、价值观等方面的学习和发展，以及学生在学习习惯、生活习惯和非智力因素方面的养成和发展。面对学习习惯存在问题较多的外来务工人员子女，学校通过课题研究、家校合作等方式手段，可以培养学生良好的学习习惯，发展学生的非智力因素，从而促进学校教育教学质量观和教师教学方式的转变。

 3 第三方评价可以作为一种新的测评模式为教育决策提供参考

“测评项目”是运用第三方教育评估服务为教育科学决策和教育管理改善提供专业支持的一次成功尝试。它以能力为重、素养为先、均衡优质为基本导向，创造性地提出学生核心能力评价的概念，构建了学科核心能力的测评框架和标准，初步探索出一套“测试+问卷”的评价模式，为实施科学的区域学业质量监测提供了理论和实践支持。

在管办评分离的趋势下，教育管理部门引入第三方来评价学校教育教学质量，不仅是教育评估监测做到客观公正的重要保障，而且第三方的介入能够在命题、试卷分析、成绩报告等方面提供更加专业化的服务，对于区域教育质量监测的开展也具有实践引领作用。

 4评价功能的充分发挥需要建立科学完善的评价体系和检测平台

在信息技术和大数据深入影响教育教学的时代，要充分发挥评价促进教育教学质量的各项功能，需要加强大数据与网络平台的建设，深入挖掘测评过程中获得的各项数据资源。如果能够建立“命题—阅卷—数据分析—质量反馈”四位一体的区域质量检测平台，教育行政管理部门、教研部门、学校、教师、家长都能够利用这个平台参与到教学质量的评价中，这不仅会提高评价的效能，而且会更好地发挥以评价促发展的作用。

 5 评价取向要从重视学业成绩转向关注学生德智体美劳等综合素养

基础教育阶段的工作目标是为学生的终身可持续发展奠定基础的。习总书记在全国教育大会讲话中强调教育要培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。教育评价在取向上要从之前仅关注学生的学业成绩向注重德智体美劳综合素养养成的转向。“测试项目”虽然已经把学生个人家庭背景和非智力因素等纳入到了评价的内容中，但如何更好地开展五育并举的学生综合素养测评还有待于进一步的探索。

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