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前言

  连贯性是高质量的教学标准、课程安排、教学指导和评价体系的基本要求。我们不应该将学习目标仅仅看做是对各种主题所构成的概念的集合,而应该把学习目标看做是对理解的提高,包括对哪些概念构成了某一特定目标,以及如何达到这一目标。这些清晰的相互关联不仅在概念线索之间显得十分重要,而且对相互作用的邻近线索也十分重要。 “2061 计划”对科学和数学教材的仔细分析表明这些教材的最大缺点就是缺乏连贯性。 许多教材只是简单地列出数百种概念,但并没有将它们用理性的方式串联在一起。

  研究概念间的进展和相互作用对开发《面向全体美国人的科学》(1989) 这一重要文献起到了非常重要的作用;如果不沿着这样的思路考虑尽量合理的步骤,就很难描绘成年人的素养。自从“2061计划”启动以来,我们一直认为,对科学素养的概念来说,不仅单个概念是重要的,而且概念之间的相互支持亦非常重要,这样有助于获得对所有概念的综合理解。 在撰写《科学素养的基准》(1993)这本书的过程中,我们绘制了概念导航图,这些图清晰地表明从幼儿园至十二年级相关概念是如何发展而来的。虽然,当时这些清晰的导航图对研发人员提供了帮助,但并没有在《科学素养的基准》书中展示出来。《科学素养的导航图》中的进展图第一次清楚地描绘了基准之间的许多关联,而这些联系以前并未清晰表示出来。

  自《面向全体美国人的科学》的首次出版以来,许多研究人员和我们同仁都对该作品作出了许多贡献,我们必须要特别感谢索恩.惠勒。他经过四年认真、细致的工作,以非常准确的图框、箭头、连线成功地完成了基准的绘制工作。我对他的聪明才智和辛苦的工作表示衷心感谢。

  在当前的教育改革进程中,许多事情在迅速地发生变化;各州和各学区都在修改他们的课程标准和评价体系,而在逐年级地进行改革。 然而,将概念的发展图形化是一种需求,也是一项缓慢的工作,到目前为止,我们仅仅绘制出了49个较完善的、相互连接的导航图。我们非常希望绘制一整套完整的导航图,但考虑到这些导航图对于教育改革的重要性,我们不得不推迟一年左右才能完成。我们相信读者将发现,尽管目前只能使用并不完整的导航图,但也会发现有很多有价值的和可利用的东西(尽管导航图是为了科学、数学和技术而制作的,但这些图对理解进程概念的描述和对其他领域也同样有所帮助)。

  我们绘制这些进展图的主要目的是让读者开始思考,教学方式应更多地采用图形化的形式。 同时,我们也鼓励他们根据自己的需要修改并完善这套导航图。当然这并不意味着读者就可以草率任意地修改导航图,因为这套导航图是许多科学家和教师经过10多年的努力才完成的。此外,这套导航图经过了许多大专院校的教育工作者的多次研讨和试用。在任何情况下,对重要概念的掌握都是一种挑战,我们应让学生们去认真思考,希望他们掌握理解的真谛。

安德鲁.阿尔根
美国科学促进协会“2061计划”委员会副主任

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