摘要美國的《新一代科學教育標準》代表了科學教育的創(chuàng)新進步，整合了前沿科研，并修正了舊標準的問題。通過分析《新一代科學教育標準》在教學素養(yǎng)、課程內容、教學方法和評估方面的創(chuàng)新，以及凸顯科學學科的基礎作用、學科工具的運用、學科理念的革新和教育目標的重新定位等新特征，從科學教育理念、內容與方法方面為我國科學教育的發(fā)展提出建議。

關"鍵"詞美國小學；科學教育；科學課程；教育標準

引用格式張紹清，付超然.美國小學科學教育標準修訂的內容、特點及啟示[J].教學與管理，2025（02）：73-76.

在全球科技與經濟的迅猛浪潮中，科學教育的核心地位愈發(fā)凸顯，成為驅動社會進步與創(chuàng)新的關鍵力量。美國作為這一變革潮流的引領者與積極實踐者，其小學科學教育標準的修訂歷程與成就，不僅彰顯了科學教育理念的現(xiàn)代化轉型，也為全球科學教育體系的優(yōu)化升級樹立了典范。鑒于此，本文深入剖析美國小學科學教育標準修訂的內容和特點，旨在提煉其成功經驗，為我國科學教育改革的深化與拓展提供借鑒和參考。

一、美國小學科學教育標準修訂的內容分析

美國的《新一代科學教育標準》（以下簡稱“新標準”）在內容方面主要可以采用兩個維度劃分：以學科核心劃分和以呈現(xiàn)模式劃分。以學科核心劃分，可分為物質科學、生命科學、地球與空間科學以及工程與技術四個學科領域[1]。其中小學應該掌握的基本知識點，集中分布于地球與空間科學、物質科學和生命科學三大領域。以呈現(xiàn)模式劃分，可以分為題目、單元目標、三個維度的具體目標、聯(lián)系框[2]。新標準將小學科學的學習階段歸類為K-2、3-5年級兩個學習階段。這兩個階段共涉及12個主題，平均每個年級涉及3～4個主題。在這兩個維度的基礎上對新標準內容進行分析，主要變化有以下四點。

1.重新定義素養(yǎng)：突出科學思維與實踐

新標準重新定義了小學生的科學素養(yǎng)目標，著重培養(yǎng)其科學思維與實踐能力。新標準將舊概念“科學探究”修改為“科學工程與實踐”，將“實踐practice”與“技能skill”予以區(qū)分。這樣不僅強調了學生相較于擁有技能，更應該將技能應用于實踐；而且“實踐”一詞更好地解釋了“探究”在科學中的立意：探究方法本就應該是靈活多元的，能夠讓學生手腦并用且理論聯(lián)系實際的[3]。

新標準更加注重培養(yǎng)學生理解、運用和解釋科學現(xiàn)象的能力，創(chuàng)建和評價科學論據(jù)和解釋的能力，理解科學知識的發(fā)展及其本質的能力，以及富有成效參與科學實踐和交流的能力[4]。雖然并未提及“科學素養(yǎng)”的詞匯概念，但不難看出新標準對學生的科學思維的建構與實踐素質的培養(yǎng)做出了一定的規(guī)劃。

2.內容更新：反映現(xiàn)代科學與跨學科融合

新標準的內容不僅僅注重學生科學教育水平的發(fā)展與培養(yǎng)，更對學生的跨學科融合培養(yǎng)有獨特的要求，將“同一概念”變更為“交叉概念”，即在科學、數(shù)學與技術等不同領域中反復出現(xiàn)一些重要的概念，這些概念在幫助學生理解并改進現(xiàn)實世界時發(fā)揮著重要的作用。新標準將跨學科概念、科學工程與實踐和學科核心概念聯(lián)系，三個維度互相聯(lián)結、相輔相成，如圖1所示[5]。

不僅如此，新標準中的“聯(lián)系框”部分也闡述了科學教育與其他學科核心概念的聯(lián)系，向教師展示了如何將現(xiàn)代科學與各個學科進行跨學科融合。雖然在小學階段，大多數(shù)的概念只涉及一個或者幾個核心概念，但是跨學科概念在小學的不同階段、不同學科中都可以予以應用?？鐚W科概念也能夠提供一種科學思維與模型建構的方向，幫助學生更深刻地認識現(xiàn)實世界。

3.教法引導：推動主動探究與合作學習

為適應“以探究活動為核心，以合作學習為主體”的世界科學教育潮流，新標準對教師的教育教學方法提出了更高的要求。倡導教師教學過程中采用“5E”教學方式，即專注（Engage）、探索（Explore）、解釋（Explain）、具體化（Elaborate）、評價（Evaluate），以改變傳統(tǒng)低效的授課模式，在課堂互動與合作學習的輕松氛圍中，提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的科學思維、創(chuàng)新能力等。也就是說，新標準提倡教師摒棄以知識為導向，以結果為最終評價的教學，轉為用更多時間進行如合作學習、自主探究等以學生發(fā)展為中心的教學活動。

4.評估調整：評價標準統(tǒng)一與多元化評估科學素養(yǎng)

在將新標準投入使用后，為了探查與評價教育改革的效果，美國又發(fā)布了《開發(fā)新一代科學標準測評》，其對全美師生開放，對全學段、全課程內容的測評實現(xiàn)了對師生的評價與引導，與新標準形成更加牢固的結合體。新標準區(qū)別于舊標準中重視“學生在學習本節(jié)課后應該知道、懂得某方面的科學知識”，而更加關注“學完本節(jié)科學課程后，學生能夠做到什么”[6]。新測評也希冀改變科學教育的評價模式較為單一的問題，對學生予以多元化的評價，評價的首要標準不再是學生對科學知識的掌握程度，而是通過項目作業(yè)、實驗報告、口頭陳述等形式，多維度、多方面地對學生的科學思維、動手實踐能力等進行綜合評價[7]。

二、美國小學科學教育標準修訂的特征分析

1.以學生為基點：注重公平性與個性化需求

新標準以學生為根基、以最新的群體差異研究為指引，在各方面都十分注重公平性與個性化需求。美國各地學校的學生有不同的性別、年齡、膚色、受教育水平、家庭情況等，針對這一情況，新標準規(guī)定：任何背景的孩子都能夠，或者說必須平等地參與到各類正規(guī)或非正規(guī)教育的科學實踐中。

新標準的跨學科概念、學科核心概念、科學工程與實踐三個維度高度融合，對每個階段的要求層層遞進，不僅能夠為高智商的天才兒童提供更豐富多樣的實踐選項和學習內容，促使他們在學習過后舉一反三，實現(xiàn)高于本節(jié)課內設的學習預期，同時也適用于智力存在缺憾的、學習興趣不高的孩子[8]。新標準還通過擴大科學課程覆蓋面為學生提供差異性學習機會，并給予教師很大的發(fā)揮空間，使教師能夠在完成對學生的學習期望的前提下，根據(jù)學生的學習興趣與需求，自由能動地調整科學實踐活動。

2.以學習進階為手段：圍繞核心連貫展開概念序列

新標準以學習進階理論為根基，并衍生出進階矩陣，作為各州教師撰寫教學設計的依據(jù)與參考。學習進階理論認為，學生在學習的過程中，要想對科學知識有深入的了解，就必須持續(xù)學習相關理論知識，了解各概念間的相互聯(lián)系。如果說科學教育的最終目的是教會學生認識真實的世界，那么學習進階就可以作為達到最終目標的“指南針”。

新標準根據(jù)學習進階理論確定了小學階段的貫通標準，在對各學段概念重疊之處進行刪減的基礎上，結合大量調查與反饋，要求教師在教授學生時應層層遞進，將同一概念進行連續(xù)的、典型的、階梯式的教學。課堂上應該呈現(xiàn)圍繞一個或幾個核心概念展開由簡單到復雜、相互關聯(lián)的概念序列，能讓學生在知識建構中加深對真實世界的理解，將科學概念根植于認知結構中。

3.以開放性教育為指引：鼓勵教師發(fā)揮主觀能動性

美國在教育理念上十分注重開放性。新標準作為美國第一個具有科學教育性質的全國性文本，囊括了整個基礎教育階段。然而，新標準本身只對學生學習科學課程后的表現(xiàn)期望有具體要求。也就是說，雖然新標準的適用范圍廣，但是各個州與地區(qū)的教師仍可以在學生理解其學段內相關學科的核心概念的內容，達到實踐能力的要求后，結合本地的情況，發(fā)揮主觀能動性，對教學順序與內容靈活變通，將科學教育與不同學科應用相結合，如將農學、醫(yī)學、計算機科學等與科學教育相聯(lián)系，讓學生明白教育標準中描述的科學原理在現(xiàn)實中是如何應用的。

對小學科學教育來說，新標準對其具體實踐與課程設計均沒有要求，鼓勵教師以“大科學”概念思考科學教育的方式，教師也不必拘泥于知識點的教授與聯(lián)系框中給予的知識聯(lián)系，可以充分發(fā)揮其主觀能動性，結合本身擅長的教學手段、本地的教育環(huán)境、學校的課程要求與學生的社會背景，自主設計適合學生的科學教育課程。

4.以面向未來為最終目標：培養(yǎng)適應性與創(chuàng)新力

作為美國教育研究的重要成果之一，新標準的最終目的是為本國培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才，以面向未來為目標，提升本國的科學實力與國際競爭力。新標準從工程學思想出發(fā)，旨在通過真實的工程設計與實踐環(huán)境，提升學生對科學中新事物的適應性和創(chuàng)新力。

小學生更有創(chuàng)造力與活力，并能對現(xiàn)代科學有更高的適應度。因此，新標準對小學生的科學表現(xiàn)期望不追求科學知識的邏輯難度與考試成績的提升，而是鼓勵學生在“做中學”“學中做”，在項目中發(fā)現(xiàn)問題，在動手實踐時遇到困難，然后再將知識應用在解決這些問題與困難的過程中獲得新的知識與經驗，并在這種反復應用中培育創(chuàng)新的火花和合作意識，最終形成創(chuàng)新能力與合作能力。

三、美國小學科學教育標準修訂對我國的啟示

1.更新科學教育理念

（1）強調學生主體性與實踐能力

美國的新標準設計之初旨在解決美國學生學習過程中操作時間較少，知識學習浮于表面、寬泛零散，知識與生活脫節(jié)等問題。在新標準中，將“科學探究”轉變?yōu)椤翱茖W實踐”，倡導小學科學教育以學生為主體，以學生學習興趣作為重要參考，以“科學與工程實踐”為教學指南，科學不再是孤立的知識點堆積，而是被視為一個動態(tài)的、互動的探索過程。學生被鼓勵參與到自己的科學和工程實踐中，通過觀察、提問、實踐、分析和交流，構建和深化對科學概念的理解。這種轉變強調了學習的主動性，讓學生成為知識的創(chuàng)造者和探索者，培養(yǎng)了學生在知識的應用過程中發(fā)現(xiàn)問題、應用知識解決問題的能力。

目前，我國在小學科學教育課程中更強調知識的教授，科學教材也更多地強調科學技術在世界上的地位與作用，在“做”這方面，更強調“動腦做”而非“動手做”，總體而言對學生以興趣為基礎進行的實踐學習方面較為薄弱。因此，教師在進行小學科學教育的過程中，要盡量以學生為主體，給予學生更多地將知識與生活結合的實踐操作機會。

（2）培養(yǎng)合作與創(chuàng)新精神

美國新標準中將“跨學科概念”作為重要維度，倡導教師在科學教育的過程中打破學科壁壘，將現(xiàn)代科學技術與其他科目相融合，緊跟世界科學教育“打破學科界限、連結思維模型，將科學知識與現(xiàn)實世界所聯(lián)系”的潮流。而在學科知識融合實踐的過程中，新標準推薦教師使用小組合作探究方式進行教學與實踐，在學生討論、使用知識解決問題的過程中，培養(yǎng)學生的合作與創(chuàng)新精神。

目前我國的小學科學課程不受重視、缺乏創(chuàng)新，課程內的學科壁壘較多，教學評價主要以學業(yè)成績?yōu)閰⒖肌ｋm然一直在倡導改革，但是實際效果不佳。因此，我國應該加強對小學科學課程的重視程度與建設力度，將課程融合創(chuàng)新，縮短知識與生活的距離，在學生心中建立系統(tǒng)性的科學模型與應用方式思維的同時，培養(yǎng)學生合作解決問題的能力與多方位思考的創(chuàng)新理念。

2.優(yōu)化科學教育內容

（1）加強科學與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，注重內容的實用性

美國新標準從知識的實用性出發(fā)，倡導在運用知識解決生活里真實出現(xiàn)的問題的過程中，鞏固知識，提升動手能力，建立科學生活化意識，將科學教育課程由知識教學轉變?yōu)橐越鉀Q實際問題為最終目的的小組合作與探究，讓科學不再與現(xiàn)實生活相脫離。

而我國目前的科學教育還處于發(fā)展中階段，在教學內容方面更注重知識的聯(lián)系性，教材中更注重培養(yǎng)學生認識世界的能力，對學生將知識“用出來”的能力培養(yǎng)不足。因此，我國應在內容方面重視學生更多地將知識應用于生活與將知識從“腦”到“手”轉化的能力培養(yǎng)。

（2）引入前沿科學與技術，更新教材內容與教學方法

美國在制定新標準時，以認知科學為根基，從專家、教師、學生、家長的意見反饋與建議入手，結合最新的教育學、心理學知識體系，富有邏輯性，表述清晰，便于學生學習理解科學課程。雖然沒有嚴格要求教師在課堂上需要教授的內容、使用的教學方法，但倡導教師在教學過程中使用如“5E”教學法、“問題探究”教學法、項目式學習法等目前國際上主流的教學手段來提升教學效果。

而我國的小學科學教材相對來講更新不及時，以應用范圍最廣的人教版為例，還停留在2017年出版的版本。作為教師手中最重要的教學資源之一，我國的小學科學教材顯然更加需要與時俱進，引入前沿科學與技術，更新教材內容。

3.改進科學教育方法

（1）推廣探究式學習與實驗教學，激發(fā)學生主動性

美國新標準倡導學生針對實際問題，合作式、探究式地學習，強調由教師引領學生在真實情景下，讓學生在動手實踐的過程中學習生活知識、增強科學認知。在遇到問題時，摒棄教師平鋪直敘解決問題的方法，轉變?yōu)橐龑W生自行合作探究，在探究中學習將知識運用于生活中，提高學生的學習積極性。

而我國雖然一直在進行課程創(chuàng)新，提倡使用合作式、探究式的教學方法，減輕小學課業(yè)壓力的同時提升學生的動手能力。但目前大多數(shù)小學的科學課程不受重視，不能做到給予學生充足的時間探究學習，只能“匆匆忙忙”地動手操作，其效果往往不盡如人意。因此，要重視科學教育的實踐性和探究性，調整課程結構，更新教學方法。

（2）提升教師教學方法與策略，促進有效教學

美國在科學教學中一直非常注重學生的學習體驗，期望提升學生的學習積極性，在“快樂學習”中“高效學習”，由此美國的專家學者們研究、探討出了一系列新的教師教學方法和策略，旨在保證教學質量的同時，讓學生能更多地體會到學習中的快樂，從“需要學”轉變?yōu)椤跋雽W”，發(fā)揮學生的主觀能動性，提升教學效果，促進有效教學。

我國也十分注重教師教學方法的改進以提升教學效果，但由于目前以考試作為“指揮棒”，部分家長對成績的重視等原因，教師的教學方法一直都被限制在一定范圍內，教學效果的評價也更多地集中在成績是否提升上。對于這種情況，我國應該更加重視將國際上新的教學方法與策略與我國教育實際相結合，創(chuàng)造或改進出適合我國教育的新教學方式以提升教學效率。

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