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《科学素养的导航图》(中文版)序言

  “2061计划”项目委员会非常高兴地看到第一版《科学素养的导航图》中文版在中国出版。《科学素养的导航图》是《面向全体美国人的科学》和《科学素养的基准》的姊妹篇,这两本书中文版已由科学普及出版社出版。《面向全体美国人的科学》描述了每一位被认为有素养的成年人在科学、数学、技术方面所应具备的知识和技能;而《科学素养的基准》则设计了达到这些素养发展之路的认知步骤。如今,为了促进幼儿园至十二年级课程内在的连贯性,《科学素养的导航图》清晰地阐释了这些认知步骤之间概念性的联系。

  为了达到课程内在的连贯性,一门课程必须在先前课程的基础上有所创新,同一年级内部如此,纵跨年级之间亦如此。《科学素养的导航图》明确阐释了科学、数学和技术主题之间的内在联系,并对每一主题相对应的幼儿园至十二年级的学习目标提出了建议。连贯的课程为学生们创造了这样一种可能:随着学生在学校学习的进步,他们可以用更高的水准来理解概念,从而发展他们对周围世界的认知能力。

  在美国,不同的教育工作者都采用《科学素养的导航图》作为教学工具。课程教材开发人员使用该图来指导和决策同一年级或跨年级间重要概念的排序。教师使用该图来事先确定他们所教授的内容。评价开发人员使用该图设计一套项目或任务以考查学生是否已经达到了特定的学习目标。师范教育工作者则使用该图来培训新的教师,让新教师认识到课程连贯性的作用,以及如何应用这种连贯性促进学生的学习。

  我们希望,在中国《科学素养的导航图》将在激励和指导教育改革方面发挥作用。我们相信,当所有公民都具备了科学、数学和技术素养,我们的世界将会更加健康和和谐。“2061计划”项目委员会和美国科学促进协会非常感谢中国科学技术协会促成了第一版《科学素养的导航图》译为中文,并由科学普及出版社出版了中文版。我们期待着双方机构的同仁们再次合作,在不久的将来把《科学素养的导航图》第二版带给中国的教育工作者。

 乔·埃伦·罗斯曼博士
美国科学促进协会“2061计划”委员会主任

Preface to Chinese Translation of Atlas of Science Literacy

Project 2061 is pleased that the first volume of Atlas of Science Literacy is now available in China. The Chinese translation of Atlas is a companion to Science for All Americans and Benchmarks for Science Literacy, which also have been published by Popular Science Press. Science for All Americans describes the knowledge and skills in science, mathematics, and technology that every adult should possess to be considered literate, and Benchmarks lays out the cognitive steps along the way to achieving that literacy. Now, to help promote more coherence in the K-12 curriculum, Atlas of Science Literacy articulates the conceptual connections among these steps.

To achieve coherence, a curriculum must build new ideas and skills on earlier ones, both within each grade and across grades. Atlas of Science Literacy makes explicit the connections among important science, mathematics, and technology topics and suggests K-12 learning trajectories on each topic. A coherent curriculum makes it possible for students to encounter ideas at increasingly more sophisticated levels as they progress through their schooling, thus developing their ability to make sense of the world around them.

Atlas of Science Literacy is being widely used in the United States by a variety of educators. Developers of curriculum materials are using it to guide their decisions about the sequencing of key ideas within and across grades. Teachers are using it to identify prerequisites to the ideas they are teaching. Assessment developers are using it to design sets of items or tasks that can probe whether students have achieved the specified goals for learning. And teacher educators are using it to prepare new teachers to recognize the attributes of a coherent curriculum and how that coherence can be used to enhance their students’ learning.

Our hope is that Atlas will be useful in stimulating and guiding the improvement of education in China as well. It is our belief that a world where all citizens are literate in science, mathematics, and technology will be a healthier and safer place to live.

Project 2061 and the American Association for the Advancement of Science are grateful to the Chinese Association for Science and Technology for stimulating the translation of Atlas of Science Literacy and to Popular Science Press for publishing this volume. We look forward to working with our colleagues in both organizations to bring the second volume of Atlas of Science Literacy to Chinese educators in the very near future.

Jo Ellen Roseman, Ph.D
Director AAAS Project 2061


目 录


前言
导言
关于《科学素养的导航图》 关于进展图
图示
第一章 科学的性质
  节:科学探索
  进展图:科学探索中的证据和推理
      科学调查
      科学理论
      避免科学偏见
第二章 数学的性质
  节:数学探索进展图:数学过程
    数学模型
第三章 技术的性质
  节:设计与系统进展图:设计的约束条件
    设计系统
  节:技术中的问题进展图:技术和社会的相互影响
    使用技术的决定
第四章 自然环境
  节:宇宙
  进展图:万有引力
      太阳系
      恒星
      星系和宇宙
  节:影响地貌的因素进展图:地球表面的变化
    板块构造学
  节:物质结构
  进展图:原子和分子
      物质守恒
      物质状态
      化学反应
  节:物体运动进展图:运动定律
    波
第五章 生存环境
  节:遗传进展图:DNA和遗传特性
    遗传特性的变化
  节:细胞进展图:细胞的功能
    细胞与器官
  节:物质流与能量流
  进展图:生态系统中的物质流
      生态系统中能量流
  节:生命的进化进展图:生物进化
    自然选择
第六章 人类机体
  节:肌体健康进展图:疾病
    保持健康
  节:精神健康进展图:精神苦恼的处理
    精神失常的诊断和治疗
第七章 人类社会
  节:行为进展图:遗传和经验塑造人的行为
    文化对行为的影响
  节:社会变革进展图:对社会变革的影响
    社会的决策
第八章 被改造了的世界
  进展图:农业技术
  节:交流与信息进展图:通信技术
    计算机
第九章 数学世界
  节:数学表达式进展图:图形表示法
    符号表达式
  节:比例进展图:比和比例
    描述变化
  节:统计学
  进展图:平均值与比较
      相关性
      统计推理
第十章 历史展望
第十一章 通用概念
  进展图:系统
第十二章 思维习惯
反思
  进展图的起源
  问题
  进展图的结构
进展图与基准
  图示基准分布
  图示基准索引

参考文献

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