美國NGSS對我國修訂生物學課程標準的啟示

吳文靜+王威+何瑞

摘要：NGSS是美國的《下一代科學教育標準》，這個新標準中提出了三個維度的框架體系，將科學與工程學實踐、學科核心概念和跨學科概念進行了整合。NGSS是教育的標準或者目標，反映的是學生應該知道什么以及能夠做些什么。其中關于生命科學課程標準對于我國中學生物學課程標準的修訂、生物學課程的設計和教師的教學都具有重要的參考價值。[1]

關鍵詞：NGSS 生物學 課程標準

中圖分類號：G633 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5349（2017）16-0152-01

NGSS是美國的《下一代科學教育標準》，這個新標準是在《K-12科學教育框架：實踐、跨學科概念和學科核心概念》的基礎上制定的，簡稱《新標準》。《新標準》中提出了三個維度的框架體系，將科學與工程學實踐、學科核心概念和跨學科概念進行了整合。NGSS中初中和高中都有關于生命科學的課程標準，且都包含了四個板塊，即（1）從分子到生物：結構和功能。（2）生態系統：相互作用、能量和動力。（3）遺傳：性狀的傳遞和變異。（4）生物進化：統一性與多樣性。每個版塊都包含了三個維度的整合，以此來更好地促進學生有效學習，發展學生的能力，因此在《新標準》每一板塊的內容標準都以表格的形式呈現，整合三個維度的內容。

一、NGSS中初中部分的生命科學課程標準

在NGSS中，不同的下位概念使用“表現期望”來具體實現，各項具體的內容標準都在表現期望中得以體現。表現期望描述了期望學生獲得的知識和技能，它將核心概念與科學與工程實踐、跨學科概念融合，支持學生發展利用科學學科的知識。[1]初中部分的生命科學主要包括了以下四個方面。

1.從分子到生物：結構和功能

這部分內容主要是為了幫助學生解釋細胞哪些方面能構成生物體的功能。該部分中的學科核心概念是來自于美國國家研究理事會制定的《K-12框架》，包含4個子概念：結構與功能，生物的生長和發育、生物體內組織間物質和能量的流動以及信息的處理。《新標準》里，要求學生能夠收集信息，并且能用收集的信息來解釋細胞結構和功能的關系，能夠交流理解細胞學說，能夠基本理解細胞在身體系統中的作用以及能夠基本理解這些系統是怎么運作去支持生物體的生命功能的。對細胞的理解為植物光合作用的過程以及細胞所需物質和能量移動的理解奠定了基礎。學生可以構造解釋去說明環境和遺傳因素是怎樣影響生物體的生長的，可以將這些和動物繁殖行為的作用以及動物在繁殖所依賴的植物聯系在一起。跨學科概念的因果關系、結構和功能、物質和能量作為生物體進程有關的核心概念的組成部分。

2.生態系統：相互作用、能量和動力

這一部分內容幫助學生解釋有生命的和無生命的系統是怎樣運作的，以此滿足生物在生態系統中的需求。生態系統這部分的學科核心概念分為三個子概念：生態系統中相互依存的關系、生態系統中的物質循環和能量流動以及生態系統的動力、功能和恢復力。學生能夠分析和解釋數據，建立模型，構建參數，深入理解生態系統中的資源、物質循環和能量流動，學習生態系統中生物體之間相互作用的模式，認識到生態系統中生物和非生物因素都會影響人口數量，以及學生可以評估維持生物多樣性和生態系統服務的設計方案。

3.遺傳：性狀的傳遞和變異

這部分內容幫助學生解釋生物體的性狀是如何從一代傳遞到下一代的。該部分的學科核心概念也是來自《K-12框架》，包括兩個子概念，即性狀的傳遞和性狀的變化。學生可以利用模型來描述基因突變和有性生殖導致的遺傳變異。跨學科概念的因果關系、結構和功能讓學生深入理解基因的結構是怎樣決定生物體不同功能的。

4.生物進化：統一性與多樣性

這部分內容幫助學生解釋生物體是如何隨著時間作出改變來響應環境中的變化。該部分的核心概念有四個子概念，即共同的祖先和多樣性的證據、自然選擇、適應以及生物多樣性與人類。學生能夠構建解釋來說明基于證據來支持自然選擇的基本認識和進化，能夠使用基因變異的概念來弄清楚生物體的生存繁殖和物種間性狀的傳遞。跨學科概念的模式和結構以及功能有助于證明學生能夠使用它來描述生物的進化。

二、美國NGSS對于我國修訂生物學課程標準的啟示

1.凸顯生物學與相關學科的整合

生物學是自然科學，與物理、化學都是有緊密聯系的。除此之外，我們還應該將生物學與數學、歷史和技術等要素集合到一起，更加凸顯生物學和其他學科的概念整合。

2.強調跨學科共同概念[1]

加強跨學科共同概念的研究，將這些概念加以整合，強化學生對于這些概念的理解，同時培養學生形成多角度的思維習慣。

3.優化生物學課程的內容

將科學探究、STSE整合到生物學課程中，同時注意橫向學科間、學科內課程內容的整合的一致性，縱向不同年級之間或相關問題整合的邏輯性。[2]

參考文獻：

[1] 吳成軍，李高峰. 重視核心概念發展實踐能力——《美國新一代科學教育標準》的分析及啟示[J]. 中學生物教學，2014（Z1）：7-10.

[2] 李丹. 科學實踐理念下美國《新一代科學教育標準》（研究）[D]. 西南大學， 2014.

責任編輯：孫 瑤