NGSS中的新模式

肖瑗　葉艷

遵循《框架》的建議，NGSS的具體內容分為3個維度：科學與工程實踐（scientific and engineering practice）、跨學科概念（crosscutting concepts）、學科核心概念（disciplinary core ideas），并強調為了支撐學生在科學和工程方面的有效學習，所有3個維度必須集成在標準、課程、教學和評測中。這在NGSS中是如何得以解決呢？

細讀NGSS不難發現，預期成果（performance expectations）是NGSS解決這一問題的關鍵所在和具體表現形式。預期成果將3個維度與評測整合到一起，表現出學生在學習具體的學科核心概念時，如何通過科學實踐進行科學探究和工程設計，并逐步建構跨學科概念。這種特殊的表現形式不同于以往的課程標準，成為NGSS的一種新模式，并期望其能對學生的學習具有促進作用和指導意義。

為什么要采用預期成果

NGSS指出，過去的科學教育標準將科學的3個維度視為需要在評測或教學中受到重視的孤立的不同組成部分，這使得在科學教育過程中各維度之間的關聯被人為地割裂，對科學教育目標的達成造成了一定程度的阻礙。要解決這一問題，就必須采用一種可以將各維度內容結合在一起的方法。

之前的科學教育標準中只列出學生應該“知道”或“理解”的內容。其實這些內容需要被轉換成可以用來進行評測的學習成果，才能確定學生有沒有達到標準的要求。當然，不同類型的轉換有時也會導致出現偏離課程和教學的評測現象。鑒于之前的困難，NGSS將采用一種能夠說明學生應該達到什么樣水平的呈現形式，以表明他們已經達到了標準的具體要求，這樣才可以為課程、教學和評測提供統一的明確和具體的目標。這就是預期成果。

因此，每一個預期成果都整合了框架中所有的3個維度——科學與工程實踐、學科核心概念及跨學科概念，這代表了一種更為綜合的學習科學的觀點，希望鼓勵學生參與科學活動時更接近科學家的實踐，因此強調了實踐與知識不能分離的重要性。此外，每一組預期成果還列出了與科學與工程領域學科中其他概念的聯系，以及與數學和英語語言藝術領域的“通用核心國家標準”的聯系。

什么是預期成果

預期成果是NGSS的重要組成部分。預期成果詳細說明了學生應該知道什么，理解什么，以及能夠做到什么，即描述了希望學生掌握該條標準后所應達到的能力和水平，以及對他們的表現進行評測的標準。同時，預期成果也闡明了學生要如何參與科學實踐構建對基本知識的更好理解。這些預期成果通過提供可測量和觀察的任務，為有針對性的教學和評測提供了依據。所以從某種程度上說，這些預期成果可以獨立地作為“標準”。

同時，NGSS還指出理解預期成果時需要關注的3個要點如下。

第一：關注預期成果的所有方面

考慮到每一條預期成果都允許有多種評測手段，因此所有學生都應該展現他們在預期成果所有方面的水平和能力，這里的所有方面指向所有領域和要求。這是需要特別關注的，因為在這一點上NGSS與之前的標準有著本質的區別。尤其對高中階段來說，之前的高中已經習慣性地讓學生選修一部分學科課程而不是全部。NGSS特別強調了對此問題的關注，指出一個具有科學素養的人應該在每個主要的科學學科中都能夠理解和運用核心概念，并在科學與工程實踐和跨學科概念中獲得一定經驗。換言之，NGSS關注在K—12年級期間，學生在物質、生命、地球與空間、工程設計4個領域方面的協同發展，這4個領域同樣重要，尤其在高中階段，不能偏科。

第二：預期成果不應限制課程

為了便于讀者的理解，NGSS的預期成果中包含的核心概念只限于框架中所列出的核心概念的一部分，并且預期成果表示的是一個結合3個基礎框內容的“大概念”，列出的僅僅是重點，并沒有限制教學。感興趣的學生可以以這些預期成果為基礎，選修一些更高級的科學與工程的課程內容。

第三：預期成果不是一組教學策略或評測任務

預期成果并不是一組教學或評測的任務。而是學生在教學后通過學習可能達到的能力和程度。各個州、地區的教師可以根據這些預期成果有針對性地幫助學生達到這些標準。

“預期成果”的結構是怎樣的？

在NGSS官網上給出了預期成果以主題（topic）和學科核心概念（DCI）兩種方式的排列結果，每種排列針對某一主題或某一核心概念。圖1是NGSS具體內容的框圖形式，中間灰色區域即為預期成果。

為了說明預期成果的具體結構，表1中通過實例表示4年級物質科學領域中第4個核心概念：波及其在信息傳遞技術中的應用（PS4）的具體內容。

表1中，每一個框圖的標題表明所對應的核心概念。標題下方的欄目中列出了預期成果的具體內容。預期成果及其相應的代碼（4—PS4—1）說明該條預期成果是建立在哪個具體實踐、學科核心概念和跨學科概念上的。由于所有的概念條目都具有若干條預期成果，這種代碼便于讀者查閱各個基礎框中的信息是如何建構每條預期成果的。代碼的第1位表示年級，后面3位表示相應的學科和核心概念，最后1位表示預期成果的順序，同時對應于該核心概念的各個分解概念。接著代碼的是預期成果的表述，其中包括能表示學習成果的行為動詞和知識點，如“建立波的模型，從振幅和波長兩方面描述波的模式……”。

這些預期成果結合學生需要學習的技能和概念，同時提出了評測4年級學生是否獲得下方3個基礎框中指出的能力和理解的方法。

需要注意的是，雖然預期成果可以單獨存在，要想更連貫、更完整地獲知學生應該達到的標準，還是要結合下方的框中的內容，即分別列出了具體的科學與工程實踐、學科核心概念以及跨學科概念，上述預期成果是這3個維度的相互結合。

預期成果是如何整合評測和3個維度的呢？

預期成果與評測的整合

預期成果是如何指導評測的呢？如上所述，預期成果描述了希望學生掌握該條標準后所應達到的能力和水平，并提供可測量和觀察的任務描述，為有針對性的教學和評測提供了依據。如預期成果4—PS4—3是“形成和比較利用模式傳遞信息的多種解決方案”，其中“形成”和“比較”就是教師可測量和觀察的評測點的具體行為描述。指明教學評測時期望學生能在實踐（建構解釋和設計解決方案）時使用一些概念知識（信息技術和儀器、模式）形成和比較“利用模式傳遞信息（信息傳遞技術）的多種解決方案”。

因此，教師要尋找的是能證明學生已發展出以下的能力和理解的證據，如：

學生能理解數字化信息可以傳遞很長的距離而無明顯衰減；

學生能理解一些高技術設備可以接受并解碼信息——將它從數字形式轉化為聲音——反之亦然；

學生能夠基于它們對所設計解決方案的標準和約束條件的滿足程度形成和比較一個問題的多種解決方案；

學生能夠利用模式的異同點對所設計的產品進行排序和分類。

因此，預期成果與評測的整合說明評測應采用橫跨多個事項的一系列廣泛的標準。

從表1還可看出，預期成果的評測任務包括很多體現“做”科學含義的社會化和概念化特征，例如討論和辯論、建模和表征。當學生被要求展現對這些特征的認知時，他們就必須展示出“做”科學的證據，以及評論和交流已經“做”的證據。

這些評測任務還可以按年級段收集起來，以形成一系列說明學生對知識的理解和相關能力展演的證據。

此外，每條預期成果后面都有1～2條用較小字體表示的附加句。這些附加句包括“說明”和“評測界線”，“說明”給出了預期成果的實例或補充說明，“評測界線”則指出了評測的限制。

這里“說明”可以作為教學活動或評測時所運用的例子。例如，“說明：模型的例子可以包括圖表、類比以及用電線說明波的振幅和波長的實物模型”；“評測界線”則明確闡述“對處于某個特定水平的學生，哪些是不被預期的表現”的說明。又如，“評測界線：評測不包括干涉效應、電磁波、非周期波或振幅和波長的定量模型。”這樣的評測界線有兩個目的：一是界定何種詳細程度是合適的；二是指出在相應的年級段末，要讓所有學生掌握與某個核心概念相關的哪些知識可能是有挑戰性的。

預期成果與實踐的整合

預期成果整合了用于建構它們的科學與工程實踐，體現在基礎框的第一欄中。可以發現，NGSS的每一條預期成果中對學習程度的描述都是以指向實踐維度的動詞描述。這點充分說明學生需要通過參與這些知識建構的實踐過程，去解釋和形成對周圍世界的科學認識，并熟練掌握核心概念。預期成果的這種整合是由于考慮到：學生沒有參與探究實踐以及使這些概念形成和完善的討論，就不能完全理解科學與工程概念；同時，他們不能在實踐中學習或展示其能力，除非在具體內容的情境下。因此，這種整合也充分體現了《框架》中新增的指導原則“關注核心概念與實踐”。

通過收集關于學生在多個學科領域的具體情境中運用實踐的證據，預期成果可以指導評測。表2統計了NGSS 4年級的預期成果中各個領域的實踐維度上的成果目標。從表中不難發現，評測內容不再是簡單的“知道、了解、認識”，而且與8個實踐維度相關，如表2所示。

運用NGSS官網上的搜索功能，可以找出與某一實踐相關的分年級段的預期成果，如表3中給出“建立和使用模型”這一實踐維度在所有年級和領域中的預期成果編碼。這無疑體現出學生對這一實踐維度的學習需要整合在各個領域，并貫穿于整個K—12年級的學習過程，而不是一個為期2周的教學。

預期成果與學科核心概念的整合

預期成果與學科核心概念的整合是顯而易見的。NGSS官網上給出了兩種不同檢索方式排列的NGSS內容標準部分，即按照學科核心概念排列和按照主題排列。其中一種方式就是列出與每一條核心概念所對應的預期成果，如圖2中“以核心概念方式排列”圖中所示。不僅如此，在預期成果下側中間的框中還累出與之相聯系的學科內和學科間核心概念，以指導這一概念的教學與學習。圖2中還給出“以主題方式排列”的框圖，同樣顯示出與該主題相關的學科核心概念，以及與之相關的學科內和學科間的核心概念。

可見，兩種排列方式呈現的框圖中都鮮明地指示出這些預期成果所對應及所相關的學科核心概念。

預期成果與跨學科概念的整合

從圖2的框圖中不難看出，預期成果下側右邊框中強調了適用于這些預期成果的跨學科概念。相應的預期成果根據評測限制了跨學科概念的個數，側重于那些在學習學科核心概念時顯而易見的跨學科概念。雖然并不全面，但指導了教學。因此，同實踐一樣，基礎框中列出的只是重點，而所有的跨學科概念都應該在每個年級段內進行強調。

此外，整合跨學科概念也為學生提供了不同學科內容領域的相互聯系以及相關的認知手段，能夠豐富他們對實踐的運用和對核心概念的理解，因此，預期成果整合跨學科概念具有一定的價值，可以收集學生對跨學科概念理解能力的證據，指導評測。

預期成果在這一欄中還整合了科學、工程與技術的相互依存，其他例子中還有對科學本質以及科學、工程與技術對自然界影響的整合。雖然這些不是真正意義上的跨學科概念，但在針對具體的科學概念時，它們是最容易進行教學和評測的。

除了以上的整合，對于不同年級而言，預期成果還指出了在各個年級段末時，學生對實踐、學科核心概念及跨學科概念應該理解和掌握的程度，闡明了預期成果應該如何在長達12年的教學中提高其復雜度。經過這樣的一個跨度，隨著適當的學習經驗的獲得，學生的概念性知識在深度和復雜度上有所增加，這就是預期成果的本質。高年級的預期成果反映了更深入的理解，更高度完善的實踐，以及更復雜的推理。

綜上所述，預期成果是NGSS中一種全新的表達模式，它并非課程。每一條預期成果都表現出對科學與工程實踐、學科核心概念以及跨學科概念的整合，這樣的整合給三者在課程、單元或章節中是如何相互聯系提供了參考和相關依據。當然，學生的預期成果強調的是學生在年級段末時應該達到的將實踐運用于學習學科知識的能力，側重于理解和應用，而不是脫離情境的死記硬背。因此，預期成果對于提高標準的操作性指導作用起到了很大的幫助。它幫助教師更準確地掌握學生每個年齡段應該達到的水平；理解3個維度是如何整合到一起的；并給教學活動和評測過程，提供了一定的指導意見。