首页 关于2061计划 研发领域 出版物 会议与研讨
  关于AAAS | 连线2061 | 联系方式
 
 
确定适用于科学素养的课程教材:“2061计划”评估工具

本报告介绍了“2061计划”课程教材评价程序的早期版本。报告基于为学术讨论会“利用国家科学教育标准,指导评价、选择和适应教学教材”编写的文件。会议于1996年10月12日在全国科学技术教育委员会召开。

乔•埃伦•罗斯曼(Jo Ellen Roseman),索菲亚•科斯多(Sofia Kesidou),及鲁丽•斯特恩(Luli Stern)
2061计划

美国科学促进会“2061计划”感谢国家科学基金会对本文的支持。

导言

 “2061计划”出版《面向全体美国人的科学(1989年)》和《科学素养的基准(1993年)》及全国科学技术教育委员会公布《国家科学教育标准(1996年)》以后,全美教育工作者和科学家现在均达成强烈的共识,那就是所有K-12年级(幼儿园到高中毕业)的学生都需要拥有科学、数学和技术领域的知识和能力。《基准》与《国家科学教育标准》间的高度相似,意味着支持学生学习基准的课程教材,也同样可以提高学习科学的水平。这些课程教材的有效性受到全国教育工作者的关心,国家和地区研究框架开始注重这些全国性的文献后,情况更是如此。

1991年起,“2061计划”迅速建起一个可以评估教材的数据库,用于制定当地教材采纳决议。因为现有教材的数据库过大,“2061计划”为数不多的工作人员无法分析全部材料。为扩大分析人员队伍,制定出可运用的分析程序势在必行,分析人员必须经过合理的数理训练,能提供有效、可靠的结论。有效,指得到的结论源于对基准准确的理解,及健全有效的教学原则。可靠,指相互独立的分析家得出类似的结论,并列举出证明它们的类似证据。遗憾的是,还没有任何程序如基准一样,判断课程教材是否或如何匹配具体的学习目标。我们发现,仅凭那些常见的描述性或核对性程序作评,无论他人或我们自己,都无法取得一致或经得起考验的结果。因此,我们开始努力建立充分有效和可靠的程序,我们在这方面已经取得了很大进展。

前提

 “2061计划”分析课程教材程序的主要判断标准是,“它们有多大可能帮助学生完成特定的学习目标”。课程材料是否科学意义准确,是否适合学生年龄,是否能激发学生的学习热情,这些因素固然重要,但教材倘若没让学生学习已达共识的重要概念和技能,是不适合采用的。因此,“2061计划”程序依据一套连贯的学习目标,着重检验课程教材。这里使用的具体学习目标,取自《基准》和《国家科学教育标准》的内容,但原则上任何深思熟虑后表述的学习目标,只要是学习目标,只要具体,均可用来检验。

 “2061计划”分析课程教材的方法的第二个前提是,必须做到兼顾被审查的教材的内容和教学特性。如果教材中推荐的教学策略不适合学生的学习,教材即便囊括具体的学习目标,也益处不大。应明确的是,《科学素养基准》非常符合基准——它包括所有与基准相关的明确、具体的材料,不含任何超纲内容,但没人会把《基准》用作学生教科书。只说明这些目标对帮助学生实现目标远远不够。教材若要可信,显然必须明确学生怎么才能真正学到我们希望他们学到的内容。

程序简介

这里描述的课程教材分析包括四个步骤,下面是简要介绍,更详细的内容在附录A中:

初审

这一步骤判断教材是否值得做进一步分析,如果是,再明确可作为深入研究重心的学习目标。

内容分析

这一步的目的是测定教材的内容是否符合具体的学习目标,不仅要看话题的标题是否相类似。(大多数的课程在“话题”层面上均可能与《基准》或《国家科学教育标准》相符,这一步分析不光要求话题上的相似。)这一步分析结果满意后,审查人员继续进行下一步的分析。

教学分析

这一步审查教材对具体学习目标的处理与学生的学习及教学效果之间是否相符。其目的旨在评估教材中的教学策略,如何有效支持学生学习学习目标要求的概念和技能。应该可以对照基准,指出教材中的有效教学的依据。(教材可能1、吻合特定的基准;2、总体上有合理的指导策略,而不是针对具体基准的指导策略。)

总结报告

分析最后以一总结作结,指出对具体学习目标而言,所审教材是否胜任。

我们发现这四步程序有助于首次作分析的工作者。更有经验的使用者倾向合并若干步骤。例如,随着知识基准与标准的增加,初审与内容分析可同时进行。

分析程度的特点

 “2061计划”程序几个重要特点是它设计的关键。前四大特点是程序本身的策略元素,后四个特点描述了用户可使用的工具。这些特点综合在一起,使“2061计划”分析程序有别于其它的评估形式。

1. 具体学习目标:《基准》与《国家科学教育标准》都十分精准和详细地说明了学生应该掌握的内容或技能。“2061计划”分析程序审查教材是否与具体学习目标符合,从基准和基本理解的角度,而不是从章节标题或总体话题的角度。例如,在“地球”这一节中,《基准》详细说明了学生在结束2、5、8及12年级的学习时,应该掌握水循环的哪些知识内容。2年级末,学生应知道“水放在一个开放的容器里会消失,而放在一个封闭的容器里却不会消失。”5年级末,学生应了解(更复杂的表述)“液态水会因变成气体而消失… …”,8年级末,学生应能在分子的层面上解释蒸发现象。一年级让学生比较世界范围的年降雨模式的活动更偏向于“水循环”的主题,而不是K-2基准的主旨,即“水放在开放的容器里会消失,而放在封闭的容器里却不会消失。”但是让学生观察教室里的鱼缸经过一个假期后水消失了的现象,并亲自实验,给鱼浴缸加盖是否能解决问题,这点较为关键。《基准》和《国家科学教育标准》提供了一系列适当的、循序渐进的目标,这些目标建立在研究学习的基础上,使审查人员不必去凭直觉判断不同年级所适合的内容。

2. 切合学习目标的教学:“2061计划”程序会审查这些教材中的教学和评估策略如何有效帮助学生学习具体基准。例如,这些审查教材是否“包含可提供与现象有关的直接经验的活动”、“包含可指导学生理解并解释现象的一系列问题”的标准,要求评估者审查教材是否包含有活动,是否要求思考每一要求学习的基准。同样,测试题目也要审查,以保证它们满足具体的基准。值得注意的是,审查不同基准要求的各种教材时,这样的现象时有发生,一本教材或许很吻合某一基准,却不吻合另一基准。这就很难形成完美的整体全面的判断标准。当然,考虑教材是否整体上支持教学策略,比如实践活动与合作团队,而不是它们如何有助学习目标,这也是可能的。但这样的教学策略可能会变成只以某些兴趣为学习目标,或者根本没有目标。(这是我们工作最核心的建议:不可孤立考虑学习目标与教学内容!)

3. 有据可依的论点:“2061计划”分析程序要求,每一个判断都应有具体的证据支持,并指出这些证据应兼具量与质的双重保证。“2061计划”不用一个简单的检查表作为判断标准,也不会听取分析家无据可依的意见。分析报告包括对论据的描述,及每一个基准的索引页码,以方便读者查阅并形成自己独立的判断(亦用以判断审查人员的可信度)。审查人员对证据质量形成结论,认为比之只简单指导教师“激发学生讨论他们对分子运动的观点”的教材,含系列而缜密的问题以促使学生反思具体现象的教材,其评价要好得多。我们已发现,要求审查人员证实自己的结论时,他们判断的质量和可信度会提高。

4. 反馈:“2061计划”程序拥有若干由教育家组成的小组,他们互相审查和评论彼此的判断和支持证据。例如,对课程教材中的活动是否真如其声称的那样可达某特定基准要求,某一小组成员可提出疑问。另一小组成员会对一报告中的支持证据是否确实符合标准,提出他们的疑问。基于这样严格的审查,得出的判断和论据大大提高了分析报告的质量,而评估者经缜密周到的工作之后提出的主张,也让他们对自己的判断更有信心。小组成员表示,对于给予的有价值的反馈,他们将非常重视,他们期待反馈。

5. 阐明学习目标:学习目标,其意义无论表述得多么具体和清晰,均有赖运用者的阐释。我们注意到,只阅读基准不足以领悟其用意,因为使用者常会以自己的方式去理解。这导致他们过高或过低估计基准期望学生了解或掌握的程度。(罗斯曼(Roseman),1997年)。评审小组在评判课程教材中的活动是否与基准内容吻合之前,回顾《面向全体美国人的科学》及《科学素养的基准》,弄清基准的含义。《面向全体美国人的科学》中的一段文本叙述,清楚表明基准的目标。在一幼儿园至12年级(K-12)基准列表中,某一基准前后的其他各项基准,均清楚表明该基准所处的难度。《基准光盘》中的图释为我们提供了更多这样的文本,这些文本都基于对基准的理解以及基准的定位。《基准》描述了学生在基准主题上可能遇到的困难,并给出帮助他们实现这些基准的建议。研究摘要表明学生对基准的理解有可能受到限制,并提出按照年级分布设置的基本原理。

6. 具体标准:“2061计划”程序使用非常具体的分析标准。例如,审查教材是否有效提醒教师注意到学生所普遍持有的思想(无论其弊益),诚如《基准》第15章“研究的基础”所述;进而审查教材是否有效清楚地阐释了这些学生所持的具有共性的思想。相比之下,其它程序的要求则比较笼统:例如,“你的教材是否反映当下有关有效教学的知识,以及基于科学教育调查的学习实践?”评价标准越笼统,解释和取样就越多样而不确定,因此,各不相同的分析的解释与反应,其可信度亦越低。

7. 阐明标准:为帮助使用者理解标准,“2061计划”分析程序公布了分析标准的基本原理,并详细阐述了每一标准包含的答案。举例说来,对于“教材是否有效提醒教师注意到学生所所普遍持有的思想”这一问题,有如下段落的阐释:
学生通常在接受到正规教育之前就对世界有了自己的认识。这些更像是直觉的认识,有一些与科学家的观点如出一辙,另一些(通常被认为是误解)却与现已被广泛认可的科学理论背道而驰。学生的这些误解中,有些恰巧与现象完全吻合,难以被更正。有针对性地了解学生的这些想法,可以帮助老师决定建构怎样的知识体系,以及如何进行改进… …

要想回答这个问题涉及如下审查:(a)是否在教材中设计了说明学生在涵盖的主题中持有什么普遍想法的调查;(b)是否在教材中明文要求教师对这些想法进行关注;(c)是否在教材中准确地表达了研究结果;(d)研究结果所揭示的那些学生普遍的想法在教材中占有多大的比例。对学生的科学思想的研究摘要(诸如在第15章“研究的基础”或由罗莎琳德•朱弗(Rosalind Driver)、安•斯夸尔斯(Ann Squires)及瓦莱丽•伍德罗宾逊(Valerie Wood-Robinson)撰写的《中学科学的意义:对儿童的调查研究》(纽约:1994年出版)中的那些基准),都将帮助审查人员了解学生在这些教材所涵盖的话题上有哪些典型的想法。如果没有研究学生对教材涉及的话题的观点想法,教材则因未满足这一标准而无须接受进一步评估。

8. 应用标准的具体实例:“2061计划”分析程序使用符合标准的具体目标和具体教材为实例。提供材料分析完整的个案分析报告,解释标准的运用,高质量论据包含的内容,以及用于评判各等级(高、中、低)的论据。下面这个例子,在“由活动产生思考”这项标准上,是获“高”分的:受审教材《物质和分子》(伯克赫梅尔(Berkheimer)等,1988年)欲讲授“所有的物质都由分子组成,这些分子处在不断运动之中”这一理论。在一活动中,要求学生将硬糖分别置于热水和冷水里,并做出一些预测:

 

1.      你觉得两个杯子里产生的现象会有什么相同点?

你觉得两个杯子里产生的现象会有什么不同点?

请解释一下你的预测。

 [10分钟后,要求学生们查看两个杯子并加以比较。]

2.      两个杯子里产生的现象有什么共同点?

又有哪些不同点?

3.      10分钟后,两个杯子里所产生的现象会有很多相同点,其中重要的一点就是每个杯子里的糖果都融化了一部分。尝试写下这样的现象是如何发生的。记得在你的解释中回答关于物质组成及分子的问题。

4.      一个重要的区别是,糖果会在其中一个杯子里融化得更迅速。那么,哪个杯子里的糖果融化得更加迅速呢?

热水与冷水中的分子有何不同导致了糖果融化速度的差异?


显而易见,相比第一和二个发展周期(见下文),上述所有特点提高了分析程序的可信度与有效性。更重要是,因为分析报告里提供的细节特征,“2061计划”有助于将课程教材与基准和标准更好地协调一致。

程序开发及测试

在发展及试验分析程序方面,“2061计划”动用了100多名中小学教师、教师教育者、教材研发人员、认知调查人员以及科学家。在教材评估的两个周期里,3人小组使用程序来分析一些教材,汇报他们的调查结果,并给程序提出修改建议。在每个周期里,每本课程教材都由两个相互独立的小组进行分析,以检验分析报告的可靠性。类似的方法也曾在6个国家网站上被使用过,有州的也有学区内部的,用以检验投入实际应用领域的程序。附录B中列出了被检验的教材书目。

我们了解到,程序的使用只有满足以下条件才可靠:

o 审查小组对应具备的知识内容的理解不仅仅局限于表面。
o 审查小组了解适合K-12年级(幼儿园到高中毕业)学生难度水平的内容。(分析人员仅仅熟悉这些知识内容是远远不够的,他们还应知道哪些内容对不同年级的素质培养有帮助,《基准》中记作K-2、3-5、6-8及9-12;《标准》中记作K-4、5-8及9-12)。
o 审查小组能有效地对学生在学习这些内容时遇到的困难进行报告。 (《基准》第15章“研究的基础”总结了一份学生对基准的实质内容和年级水平分布的想法的调查。新的“2061计划”工具《科学素养资源》(美国科学促进会,1997年)对《基准》作出补充,增补了100多份相关文章、报告、书籍和视频,以描述学生在学习中所产生的困难。)
o 审查小组在分析程序的使用上接受了很多培训,包括带反馈的练习。(教授程序的使用至少需要4天的时间,而这之后还需要带反馈的练习,以确保培训效果。)
o 要分析的教材与这些在培训中使用的案例教材其内容在类型上并无太大差别。(案例材料使用在生命、地球和自然科学中通常的教学主题,以阐释《基准》中分析标准的应用。分析人员在处理诸如科学的本质这样的不普遍的主题或者通用主题时常常有困难。我们正计划开发更多的案例研究,让程序适用于不太熟悉的主题。)
审查人员对分析工作表现出很大的热情。在一份调查中显示,超过80%的审查人员对继续审查“2061计划”的教材感兴趣。

结果

使用程序的结果常常令人欣喜。分析小组发现,对基准序列或内容标准的快速判断往往背离缜密的分析结果。这种现象在一个项目里的一个或多个单元里都会出现。浅显的审查往往会高估教材可以实现的目标。例如,当教育工作者被问及《河流切割作用》(6-9年级的课程模块)是如何体现基准的,他们的初步判断结果比完成了“2061计划”的分析后得到的判断结果要乐观。粗略阅读了“河流切割作用”后,他们首先列出了疑似存在的22个基准,而后发现实际存在的基准只有其中的12个。在认真学习了基准的含义后,依照更深入的理解来重审这些基准时,他们发现其中只有6个有内容与之相匹配。而考虑了教材的教学策略之后,会发现有教学目标有效支持的基准仅有1个,如下所示。

1 不同阶段的分析,对基准的不同识别:疑似存在的基准,可见的基准,内容匹配的基准,教学目标支持的基准。疑似存在的基准简要地看过教材会被识别;可见的基准在对教材进行了初步分析后被识别出;内容匹配的基准在阐明了基准的含义后被识别出;教学目标支持的基准在大多数的教学分析标准中被评列为“高等”或“中等”。

疑似存在的基准

可见的基准

内容匹配的基准

教学目标支持的基准

1A3-5#1

1A3-5#1

 

 

1B6-8#2

1B6-8#2

1B6-8#2

 

3B6-8#2

3B6-8#2

3B6-8#2

 

3C6-8#5

 

 

 

3C6-8#6

3C6-8#6

 

 

4C3-5#1

4C3-5#1

4C3-5#1

4C3-5#1

4C6-8#2

4C6-8#2

4C6-8#2

 

4C6-8#3

4C6-8#3

 

 

4C6-8#4

 

 

 

4C6-8#6

4C6-8#6

4C6-8#6

 

4C6-8#7

 

 

 

5F6-8#3

 

 

 

8C6-8#5

 

 

 

11B6-8#1

11B6-8#1

11B6-8#1

 

11B6-8#3

 

 

 

12A6-8#1

12A6-8#1

 

 

12A6-8#3

12A6-8#3

 

 

12B6-8#5

 

 

 

12C6-8#5

12C6-8#5

 

 

12D6-8#5

 

 

 

12E6-8#3

 

 

 

 

想成为《河流切割作用》的评判标准,这些结果还相去甚远(当然可以对它们进行调整以符合更多的基准),当下这些结果也只能显示出,浅显的分析多么容易带来误导。对K-12年级(幼儿园到高中毕业)大量的课程教材进行分析,获得的结果大致相同。照此看来,声称他们的教材是在“疑似存在”及“可见”的水平上开发的其它评估程序和开发者,他们的报告是不可信的。

值得庆贺的是,我们已运用此程序确定了极其可信的教材,这些教材可能支持学生学习的基准和标准。例如,教学研究所和密歇根州教育局多年来各自独立研发的单元,在内容与教学上均能很好吻合。这些单元虽未经商业完善,但容易获得且价格低廉,可以被那些急于开始的人使用。小学、初中及高中课程中一些所选单元,可作为已修改、更符合国家学习目标的单元来学习。即使诸如“河流切割作用”一样的小模块,也可以通过调整来帮助学生理解模块的实用性,如在理解河流到底是以怎样的方式塑造地表时,可以设计一系列的问题引导学生解释河流运行,推理河流切割作用的用处以理解真实情况下河流对地球地形的改变。

因程序的工作量要求,如果大规模的课程材料可以通过抽取典型单元进行评估,将大有益处。遗憾的是,我们发现一些学年制及年级制的教材,在对待基准与标准上差距太大。因此,从单一单元获取的分析结果,无论利弊,都不能归纳为整个项目的结果。“2061计划”目前正在开发评估年级课程教材的抽样技术,既不牺牲分析程序的可信度和有效性,同时能较准确的反映教材的全貌。此外,我们还在建立内容和教学分析标准,它们对分析项目至关重要。

让各类教育工作者参与开发和检验“2061计划”分析程序的重要结果,是造就了一批改革者,他们知道什么是一致性,能在工作中灵活运用他们掌握的知识。一些中小学教育骨干,现在越来越了解《基准》和《国家科学教育标准》要求的具体学习目标,能评估课程教材是否符合这些目标。更重要的是,教师培训工作者们正将这些程序运用于职业培训和职业发展项目,这将会造就更多的骨干教师。
 
其它需要考虑的事项

  实证检验

值得指出的是,“2061计划”分析程序虽力争精确,也只能对可能的效果做出判断。课程活动的潜质,可以通过审查它们是否解决具体、重要的学习目标(内容匹配),是否建立在有效教学(教学匹配)原则上以实现目标。然而,课程的“执行”,取决于教师对教材的理解与使用,课程的“实现”,取决于每位学生自身的能力、兴趣和已有的知识水平。未在学生中切实执行这些活动以前,没有确凿证据可知他们通过课程到底可以学到什么。然而,考察学生学习效果的可靠研究成本很高且难以实现。只有一小部分材料可以利用此类数据进行分析,不过一旦取得,它们将与“2061计划”的分析结果高度一致。

成本与资助

如前所述,“2061计划”分析程序只着重教材分析的一些方面:它们与具体学习目标和学习心理的一致性。还有一些其它重要可变因素,比如出版商是否有能力资助,是否能得到他们的资助,这都会影响教材的有效性,甚至影响教材是否能投入使用。现行使用的一些其它评估程序,着重的是这些可变因素。
 
 “2061计划”程序的用途
 
讨论至此似乎表明,“2061计划”分析程序的唯一目的,是提高选择课程教材的决策力。这的确是它最初的用意。但这一程序还有其它重要用途,包括:
  • 找出现有课程教材不足,提出改进意见。
短期内,学校和各地区可能无法将现有的全部教材替换成新教材。的确,即使《基准》和《标准》短期内便得以广泛使用,开发好教材则需花费更长的时间,目前便不太可能有足够的材料建立从幼儿园到12年级的科学素养课程。因此,学校和各地区的教师及课程专家得尽快继续这已耗时很久的极赋创造性的工作。“2061计划”分析教材所提供的具体信息,能帮助他们完成这一任务。
  • 提高教师对符合教学目标的教材所具特点的认知能力,并提高他们区分符合与不符合标准的教材的能力。
所有参与程序开发的教师(即使是那些参加了一两天研讨班,没有接受严格培训的人)都表示,他们之前选择评价课程教材的经验被彻底改变了。他们不再轻信开发者自称的教材如何符合标准,也不只粗略浏览教材。很多人表示,这是他们专业经验上最卓越的一次发展,因为它强调了在具体学习目标上有效教学和无效教学的区别。参与该计划的教师培训者已在他们教师职前培训项目中建立训练环节,以便新教师能发展这些重要技能。
  • 激励符合标准的教材的发展,拓展符合标准的教材的市场。
一方面,“2061计划”吸引教材开发人员参与分析程序的开发的一个重要部分,是鼓励他们既关注正在开发的新教材的内容和教学分析标准。如果资助人鼓励和支持使用这些标准,教材开发人员将更受鼓励去使用它们。另外,了解什么是符合标准的教材的教师,如同知情的消费者一样,会增加对符合《基准》和《标准》的教材的需求。
但是,尽管每位教师都应有一些评估教材的经历这点非常重要,但是让每位教师评估每本教材是对他们时间和国家资金的浪费。我们建议如下三个层次的参与:

第一个层次关注短期的实用性。我们现在就必须对教材做出一些选择,以保持系统化改革工作的势头。从短期来看,我们研究的评价程序过于苛求所有教材都能被列入待处理的资料库中。不过,那些打算使用较简单的程序的人,应该知道更全面的评估系统,以及可能产生的结果。这种敏感将改进简单判断的质量。经过几天的指导训练就足以开始这方面工作。

第二个层次是展望未来若干年。 合格的评估人员的数量增至足以建立一个更为深入的分析系统,并建立一个优秀教材审查基地。大批的参与者将接受为期一周左右的培训,然后定期集中,以分享结论并评估可靠性。这些人中一些经验较为丰富的评估者应是课程开发人员,这样他们从一开始就能制定符合标准的新计划(及修订原计划)。

第三个层次是不断改善方法本身,为未来更多样的教材准备更有效的评估手段。此研发工作还将不断更新和简化第二层次的工作。我们深信“2061计划”在这一层次工作上处于领先地位(感谢美国国家科学基金会颇具前瞻性的资金支持),因而我们视自己的团队正扮演着此类工作的领军人的角色,我们也期待合作者的加入。
 
一种可能性:费城故事

费城校区已致力于教授符合《基准》和《国家科学教育标准》的具体学习目标,并在寻找合适合的教材。为满足迅速地选择教材的需要,我们使用一种新策略,将教材的选择、修订和专业发展结合在一起,这一策略得益于“2061计划”分析程序。

选择教材

教材评论委员会(约由12名中小学教师和教师培训工作者组成)接受培训,使用四步分析法,用它制作分析报告草稿,将这些报告与分析同教材的其它报告进行对比,并试图调和或至少解释分歧所在。这个小组将审查现有教材,并为各地区教材使用提供优选建议。由于时间限制,他们的建议仅基于“2061计划”分析程序的第一步——淘汰那些与具体的教学目标相去甚远的教材。虽然他们承认在教材向学生投入使用之前,迫切希望这些教材能同时接受内容分析和教学分析,可更严格的步骤不得不推后,以便将时间投入到大量还未经过初步审查的教材中。委员会将采用成员的第一手资料——这些资料都是从更加严格的分析结果中得出的——用以为初步判断提供信息。此外重点还放在那些至少已被部分审核过的教材以及那些“2061计划”分析团队认可的教材上。

修订教材

为了利用“2061计划”程序来改进现有教材,教师(a)会对选定的教材是否符合基准规定的内容及教学目的做更加严格的分析,(b)将分析结果作为使这些教材更加符合标准的修改依据。这种修改有可能包括这样的改进措施:开发令学生针对基准概念作思考的问题,增加针对已知的学生学习困难设计的活动,提供有据的论点以培养学生归纳概念的能力,和/或明确阐释基准概念如何有利于学生认识课堂以外的世界。

专业发展

与此同时,一个更大、更多样化的教育工作者团队正通过一系列专题讨论,更加了解《基准》和《国家科学教育标准》的具体学习目标,了解从完成目标方面使用分析标准评估教材。这将帮助他们认识到,现有课程教材中述及具体学习目标时的长处和短处,这一点非常重要,因为即使是相对优秀的教材,在完全符合标准要求之前,仍存在很大差距。随着新的、更符合标准的教材问世,该地区会有大批明智消费者认可、欣赏它们。

教师专业发展得到环隆电器(USI)、艾森豪威尔(Eisenhower)以及其它基金会的大力支持。为帮助改善本科生及研究生的大学课程与教育,该地区将鼓励大学里的教职工自己发展《面向全体美国人的科学》里所界定的科学素养,并认识到具体学习目标的重要性,并借此来为费城的教师设计一套专业发展方案。这样,不论是那些正在拿硕士学位的教师,还是新入职的教师,都将在科学素养上投入足够多的时间和精力。
 
参考文献

美国科学促进会(1997年). 《科学素养的资源:专业发展》. 纽约:牛津大学出版社;
美国科学促进会(1993年). 《科学素养的基准》. 纽约:牛津大学出版社;
美国科学促进会(1989年). 《面向全体美国人的科学》. 纽约:牛津大学出版社;
伯克赫梅尔(Berkheimer G.D.)、安德森(Anderson C.W.)、李澳(Lee O.)与艾秦格尔(Eichinger D.)及萨德兹(Sands K.)(1998年). 《物质与分子:教师指南:科学读本与实践》. 东兰辛,密歇根:教学研究所、教育学院、密歇根州立大学. 非周期性论文期刊 第121号;
朱弗(Driver R),斯夸尔斯(Squires A),伍德•罗宾逊(Wood-Robinson V). (1994年).《理解中级科学:研究儿童的思想》. 纽约:劳特利奇。
National Research Council (1996). National Science Education Standards. Washington, DC: National Academy Press.
美国国家研究理事会(1996年). 《国家科学教育标准》. 华盛顿特区:国家科学院出版社。
罗斯曼(Roseman J).(1997年). 执行基准和标准:“2061计划”的收获. 《科学教师》  64(1)期. 26-29页。


 
附录A :程序的详细介绍

初审

假设目前我们正要开始着手处理一些较有发展潜力的教材,这些教材的内容似乎离科学素养的范畴并不太远,且包含大量的实践活动。我们的任务是,列出这些教材侧重的具体学习目标。

首先,审查人员快速浏览教材(学生教材及教师指南),初步列出它可能针对的所有具体学习目标。然后,更细致地检查该教材,找出并记下每一处对学习目标进行描述的地方,例如,特别的阅读材料、实验及讨论的问题。(在教材中要标识清楚。)然后,根据标识的数量和类型,决定哪些基准和标准需要更仔细的分析。

内容分析

这一步将对教材和选定的学习目标之间的联系进行更严格的审查,同时关注两个方面,即基准的具体含义和教材的具体目标。经审时要对如下的问题作答:
教材中的活动是否表达出了基准的实质?还是仅仅概括出了基准的 “主题”?
这些活动是否与所对应的基准的难度相符?还是更适合前一个或后一个年级的水平?
这些活动反映了具体基准的所有方面,还是只是其中的一部分?如果是后者,会产生什么结果?(每一单元的内容不必涵盖一条基准或标准中的全部概念,这是整个K-12课程的任务。设计这一问题是为了明确教材中包含哪些概念。)
试图从教材的整体出发,评估其内容与学习目标间的重合程度。因此,力求回答如下问题:
对于某一具体主题和年级,教材是否涵盖所有基准关注的方面?如果存在遗漏,哪些被遗漏了?对已被涵盖的基准而言,这些疏漏对已被涵盖的基准的发展是否有用,甚至必要?
教材中是否包含一些超出实现科学素养的教学目标的内容?如果包含,又占多大的比例?这些教材是否对这两类内容明确地加以区分?(区分教材中的素养必备内容与非必备内容,这工作似显奢侈,但两类内容并存,增加了使用该教材的学生范围。辨别出超纲的教材,可以帮助老师指导比较好的学生做更丰富的活动,帮助学生避免超标概念带来的额外负担。)
教学分析

教学分析的目的,是从学生学习到的知识及有效的教学出发,评估教材如何有效地满足基准的要求。做出这种判断的标准,源自对教学活动的调查,以及有着丰富经验的教育家们的专业知识。在科学素养的文章中也有过这方面的总结,如《面向全体美国人的科学》第13章:有效教学;《科学素养的基准》第15章:研究的基础;以及《国家科学教育标准》中唯一涉及科学教育的第三章:科学教育标准。

从这些材料来看,七组标准被视为教学分析的基础。(人们可以把这些视为教材的标准。)每一组标准的具体问题都被列在了下面的草案中。此处的主张为:(1)每一组的所有具体问题都必须在教材中被覆盖到——它们并非可选择性的;(2)这一分析必须在每一个基准上独立进行——如果我们希望得到高质量的高中科学素养教材,我们要在有效教学上高度重视《面向全体美国人的科学》里的每一个重要思想。

第一组、指出目的性:
计划一门连贯的课程时,一部分任务就是确定课程的目的以及有助于达成此目的学习过程。尽管从课程设计者的角度来看,连贯性是很重要的,但是那可能不足以让学生充分理解自己“在做什么”和“为什么这样做”。这一组包括了多条标准,用于判断教材自身或其给教师的指导中,是否清楚地向学生阐明了目的的意义。
结构设计:教材是否以值得被关注的、能够引起学生兴趣和认同感的难题、论点或疑问开篇?
承接顺序:教材是否根据对基准的理解,为学生建立有序的教学活动安排(而非简单的活动汇总)?
结构与顺序的有效结合:如果结构和顺序均已存在,顺序是否很好地与结构相切合?
活动目的:教材是否提示教师表述每一项活动的目的,以及该活动与基准的关系?每项活动是否都鼓励学生去思考活动的目的,它与具体学习目标的关系又是什么?
第二组、考虑学生的想法:
更好地理解学生就需要花时间去关注他们已有的想法,既包括不正确的想法,也包括可能有助于下一阶段继续学习的想法。这样的关注的前提是需要教师掌握理解一条基准所需的先决理念和技能,还有学生前期的想法,尤其是那些可能干扰学生学习科学信息的想法。还有,如果知道哪些可能有用的话,教师可以帮助学生把自己的想法表达出来。这一组审核教材是否包含一些识别学生的想法和与之相关的具体建议。

预备知识/技能:教材是否详细说明学习基准需要预备的知识/技能?
注意普遍持有的想法:教材是否提示教师要注意学生普遍持有的想法(不论其利弊),诚如《基准》第15章“研究的基础”中所描述的?
协助教师确定学生的想法:教材是否为教师提出一些建议,帮助教师发现,在介绍科学思想之前,学生们对与基准有关的熟悉现象有什么想法?
应对普遍持有的想法:教材是否明确指出了如何处理学生普遍持有的想法?
协助教师处理学生已成型的想法:教材是否包含了一些建议,帮助教师处理他们的学生所持有的想法?

第三组、让学生参与到现象中
科学在很大意义上,是用少量的原理或思想解释现象。欲让学生欣赏这样的说服力量,需要先让学生了解哪些现象可以用科学来解释。“学生需要熟悉他们身边的事物,包括器械、生物体、材料、形状、数字,并去观察、收集、掌握、描述它们,因其生疑,对其发问,为其讨论,并尝试为自己的问题找到答案。”(《面向全体美国人的科学》第201页)此外,学生应该意识到,需要在各种不同的背景之下寻求解释。

第一手经验:教材是否包含为与基准相关的现象提供实践的活动,如果不能提供直接经验,是否使用视频、图片、模型、模拟等?
多样化背景:教材是否可以增进提升多样、不同背景下的经验,帮助形成概括性见解?
作答之前的提问:教材是否把关于现象的问题,与解决方法或概念联系在一起?

第四组、开发和利用科学理念:
《面向全体美国人的科学》在它对科学素养的定义中包括了大量重要的、但抽象的观点(比如,原子结构、自然选择、科学的变更性、互动系统、地球和天体运动的通用法则)。这些观点不能从现象中直接推断出来,但是这些观点本身就是经历了数百年,由对理论本身的说服力和它与已有的证据的关系的讨论和辩论中演变而来。科学素养需要学生明白现象和观点的联系,将观点本身看成是有用的。这一组包括了多条准则,用于判断教材是否努力给出现象和观点的联系,并论证观点在各种各样的环境中的有用性。

构建案例:教材是否提供方法帮助学生从他们的实践、阅读及活动中为基准思想开发出以论据为基础的论证?(含阅读发展案例的教材。)
介绍术语:教材是否只介绍与观点或过程相关的术语,或是只在需要促进思考、推进有效交流之时才介绍术语?
概念表述:教材是否包含适当的对科学概念的表述?
建立概念之间的联系:教材是否切实关注基准概念间恰当的关联(例如关注有说服力的范例或者实例的原则性或普遍性,关注某一类似的概念,或者关注某个揭示其它领域的概念)?
技能及知识运用的范例和模型:教材是否包含技能及知识运用的范例和模型或给教师提出相关建议?
实践:教材是否为学生提供了在不同的情况下锻炼技能或者运用知识的任务/问题?

第五组、激发学生的思考:
不论教材中怎样清晰地阐释观点,学生(像所有人一样)都将对其赋予自己的理解。让学生做到以下几点将有助于让他们更好地理解:(1)让学生清晰明确地表达自己的观点和推理;(2)对其进行仔细检查;(3)如有需要,则对其做出彻底的修改。这一组包括多条准则,用于判定教材是否给出了一些建议,帮助学生表达、回想和重构他们的观点,以更好地认识世界。

表达想法:教材是否按照惯例囊括一些建议(诸如小组工作或者让学生写日记),帮助每位学生表达、阐明、辩论和描述自己的思想?是否对何时及如何从同学和老师那里获得反馈提有建议?
对活动的思考:教材是否包含了任务和/或问题,以指导学生理解和推理现象及活动?
思考何时运用知识和技能:教材是否包含用以指导学生了解新的情况下何时运用知识和技能的建议?
自我监控:教材是否给出建设性的方法,帮助学生检查自己的进度,并思考他们的思想如何变化以及为什么变化?

第六组、进度评估:
对学生完成具体的学习目标的过程进行监控是有多条重要的理由支持的。掌握多种方法可减轻教师的创新负担,而增加分析学生的反应并针对这些反应及时做出调整的有效时间。这一组包括多条准则,用于审核教材中是否包括了多种与目标相关的评估。

匹配目标:假设课程内容上满足了基准的要求,那么测试题目是否涵盖了这些匹配要求的内容?
应用:教材是否包含了测试内容,要求学生运用知识而又避免了学生使用低水平的策略,如使用公式或是机械的重复某个术语而根本不去理解它?
嵌入:一些测试是否按照这样的方式嵌入课程之中:指导教师使用其结果来选择或改进活动?

第七组、改善学习环境:
其他的很多重要的考虑因素都在课程教材的选取中涉及到了,例如,帮助教师鼓励学生的好奇心,创造所有学生都可能成功的课堂环境,或者加强教材的科学准确性和吸引力。这一组中列举的准则为审查者提供了评论这些和其他重要特征的机会。

教师学习的内容:教材是否帮助教师提高对科学、数学、技术以及它们间的联系的理解程度?
课堂环境:教材是否帮助教师创造了一个可以激发学生好奇心、奖励创造力、鼓励学生良性思考并避免教条思维的课堂环境?
面向全体学生:教材是否帮助教师创造了一个课堂环境,用以鼓励所有的学生都寄予较高期望,令所有学生都体验成功,并让不同类型的学生都感到在科学课堂里有归属感。
与其他单元相结合:教材是否重视与其它的单元进行合适的结合?
其它优势:教材还存在其它什么特点值得被列举出来?

总结报告

在分析了内容和以内容为目标的教学之后,分析过程的最后一步,是要编写一份报告,总结教材对具体基准的处理情况,以及在整体上关注教材优缺点的证据和评论。然而,报告仅仅是一个简短的总体性意见。它帮助教育工作者在使用某一教材、经修改再使用某一教材,以及完全弃用某一教材的问题上做出决定。比起很多种可能的选择结果,“2061计划”所研发的以目标为中心的分析,可以帮助他们做出更好的决策。


附录B:已被分析过的课程教材

从幼儿园到5年级组

《洞察力:国家的变化》(美国教育发展中心)
《地球系统科学技术公司:月球在那里?》(美国教育发展中心)
《面向儿童的科学与技术:食品化学》(全国科学资源中心)
《纳菲尔德初级(Nuffield Primary)科学:地球与空间》(柯林斯(Collins)教育)
《纳菲尔德(Nuffield Primary)初级科学:生物及其生存环境》 (柯林斯(Collins)教育)
《自由及开源软件:模型及设计》(劳伦斯科学馆,大不列颠)
《自由及开源软件:生命的结构》(劳伦斯科学馆,大不列颠)
《使用过的数字:数据的形状》(技术教育研究中心)

6-8年级组

《物质的变化》(麦克米伦)
《粮食、能源和生长》(密歇根州教育局)
《全球环境监测系统:河流切割作用》(劳伦斯科学馆,大不列颠)
《物质和分子》(教学研究所,密歇根州立大学)
《发电站》(教学研究所,密歇根州立大学)
《科学 2000》(D.C. Heath)
《科学聚焦:索尔特的方法:吸水》(海涅曼)
《SciencePlus:生命过程》(霍尔特、莱因哈特、温斯顿)
《科学普及项目:问题、证据和你》(劳伦斯科学馆)

技术组

《物质世界的模块:复合材料》 (西北大学)
《纳菲尔德(Nuffield)设计与技术》(柯林斯(Collins)教育)
《设计和技术入门:控制技术系统》(托德等人;泰勒)
《送带一体化项目:绝缘小屋》(拉波特和桑德斯,格伦科)

中学计划

《SciencePlus科学+》(霍尔特,莱因哈特,温斯顿)(Holt, Rinehart, Winston)

9-12年级生物学组

《洞察生物学:生命》(美国教育发展中心)
《生物科学:人文视角:进化》(生物科学课程研究,肯德尔•亨特)(Kendall Hunt)
《生物科学:生态学视角》(生物科学课程研究,肯德尔•亨特)(Kendall Hunt)
《健康生物学:第二章》(D.C. Health)

9-12年级化学组

《化学教育:保护化学资源》(美国化学学会,肯德尔•亨特)(Kendall Hunt)
《应用的化学》(密歇根州教育局)
《索尔特(Salters)化学:燃烧与焊接》
《形象化物质:原子结构》(霍尔特)(Holt)

9-12年级物理组

《活动物理:预测》(美国物理教育协会)
《项目之星:第10-15章》(科伊尔等人;肯德尔•亨特)(Coyle et. al., Kendall Hunt)
《概念物理学:第2-6章》 (休伊特,艾迪-韦斯利)(Hewitt, Addison-Wesley)


乔•埃伦•罗斯曼(Jo Ellen Roseman)、索菲亚•凯斯多(Sofia Kesidou),及鲁丽•斯特恩(Luli Stern)(1997年)。确定科学素养课程教材。“2061计划”评估工具。报告基于为学术讨论会“利用国家科学教育标准,指导评价、选择和适应教学教材”编写的文件,会议于1996年10月12日在全国科学技术教育委员会召开。

中国科学技术协会 版权所有 1998-2009 Tel:010-68571875 京ICP备05038051号


中国科学技术协会办公厅 主办 地址:北京市海淀区复兴路3号 邮编:100863


中国科协信息中心 技术支持 地址:北京市海淀区学院南路86号 邮编:100081