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国培示范项目:国家级高中生物学骨干教师研修班 南京师范大学 2012-11. 国外科学教育发展概览 -- 聚焦美国的科学教育发展 刘恩山 北京师范大学 生命科学学院 liues@bnu.edu.cn. 推荐阅读. 刘晟、刘恩山 . 从“科学教师协会( NSTA ) 2012 年会”看美国科学教育的发展 . [J]. 中国科技教育 , 2012, (5): 4-6 王威、刘恩山、李倩 . 将跨学科概念融入高中生物学课程初探 . 生物学通报, [J].2012 , 47 ( 8 ): 29-33
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国培示范项目:国家级高中生物学骨干教师研修班南京师范大学 2012-11 国外科学教育发展概览 --聚焦美国的科学教育发展 刘恩山 北京师范大学 生命科学学院 liues@bnu.edu.cn 北京师范大学 刘恩山
推荐阅读 刘晟、刘恩山. 从“科学教师协会(NSTA)2012年会”看美国科学教育的发展. [J]. 中国科技教育, 2012, (5): 4-6 王威、刘恩山、李倩. 将跨学科概念融入高中生物学课程初探.生物学通报, [J].2012,47(8):29-33 刘晟、刘恩山. 学习进阶:关注学生认知发展和生活经验. [J]. 教育学报, 2012, (2): 81-87 刘恩山. 基础教育理科课程未来十年展望. [J]. 基础教育课程, 2011,(12) V96: 17-18
引言 从我的中学时代说起; 从walkman到iPhone、iPad; 美国科学教育发展令人关注; • 视科学教育为国家安全; • 追求卓越、力争上游; • 基于证据和研究的课程发展决策; • 《K-12科学教育框架》、《下一代科学教育标准(NGSS)》推动科学教育的发展。 北京师范大学 刘恩山
1.劳动力市场变化推进教育改革 美国经济的变化 • 60年代后的30年间,制造业的主导地位由以信息、知识和创新为支撑的服务业所取代 • 信息产品和基于信息的服务业在1967到1997已经由36%上升至56%,并在以后的十几年间产值持续超过制造业 北京师范大学 刘恩山
1.劳动力市场变化推进教育改革 美国就业市场的变化 • 1995年至2005年,美国失去了三百万个制造业的工作岗位 • 与相同时却创造了一千七百万个服务业的工作机会 • 其中主要是高新的信息服务业工作 北京师范大学 刘恩山
1.劳动力市场变化推进教育改革 美国就业市场的变化 • 信息服务业员工与制造业员工年收入的差距平均是两万美元 • 迅速增加的就业机会中,重要集中在高端的职位 • 美国服务业的就业已经成为就业市场主导 • 新的岗位需求还对就业者的能力提出了新的要求 • 应对复杂问题的能力、高效的交流能力、管理信息能力、团队工作能力及创造新知识的能力 北京师范大学 刘恩山
1.劳动力市场变化推进教育改革 对科学教育的关注 国家利益:在竞争中、在经济链条中的地位; 个人的发展:谋生、就业机会,社会中的地位; 科学教育的应对措施 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 7
2.科学实践:科学探究与工程学实践并重 • 工程学实践与科学研究并重,但不尽相同; • 工程学教育的价值得到高度关注; • 人工世界对我们的影响; • 对人工世界的认识和建造; • 工程学教育与创新国家的确立; • 更好地理解科学和数学。 北京师范大学 刘恩山
2.科学实践:科学探究与工程学实践并重 • 科学探究既是是学习方式、也是学习内容; • 工程学实践与科学研究并重,但不尽相同; • 科学探究虽然是科学家研究自然界规律的方式,其基于证据和逻辑来解释现象、寻求答案的思维方式对每个公民都是重要的; • 自然科学领域以外的许多工作岗位上,也需要使用科学探究的技能 。 北京师范大学 刘恩山
3.少而精:聚焦学科的核心概念 • 以核心概念构建的内容框架; • 自然科学划分为三个领域; • 每个领域聚焦少数核心概念; • 少而精是设计思路和教学要求; • 关注学生认知发展和生活经验的学习进阶(learning progression); • 科学教育体系在宏观上具有良好的一致性与连贯性; • 跨学科和跨年级的整体设计。 北京师范大学 刘恩山
4.跨学科通用概念进入课程 跨学科通用概念让学生更加深入地认识科学; “在科学、数学和技术领域中反复出现一些重要的概念,这些概念超出学科的界限,在说明事物、创造理论、以及观察和设计时发挥着重要的作用”; “反复使用这些概念进行教学可以强化学生对学科核心概念(disciplinary core ideas)的理解”。 “运用这些概念将科学各学科内及学科间建立有效的联系”。 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 11
4.跨学科通用概念进入课程 跨学科通用概念: 模式(规律)(patterns) 因果关系:机制与解释 系统与系统模型 物质与能量 结构与功能 尺度、比率和数量 稳定与变化 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 12
4.跨学科通用概念进入课程 跨学科通用概念: 科学探究 科学本质 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 13
5.NGSS:下一代科学教育标准 用各学科的核心概念、跨学科通用概念、学习进阶建构K-12科学教育标准在水平、垂直和发展三个维度上达成一致与连贯; 26个州承诺弃用各自的原有标准NGSS; 2、5、8和12年级对各学科内核心概念和通用概念的理解水平及其发展进程; 对学生表现的描述:既是课程与教学标准、又是表现与评价标准。 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 14
5.NGSS:下一代科学教育标准 北京师范大学 刘恩山
6. STEM融入科学课程 • 中小学科学教育中重视工程教育(Engineering Education); • “工程知识与实践”和“科学知识与实践”为具有同等重要性的两大主题; • 什么是工程学? “The science of building useful stuff using science.” • 工程师做什么? 北京师范大学 刘恩山
6. STEM融入科学课程 哪些是工程师的作品? 这些产品给我们带来什么? STEM教育成为关注的焦点; 新的课程、教学设计和资源支持STEM 进入课堂; STEM对科学教育的全面改革。 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 17
7. 跨学科能力:21世纪的技能 适应能力 应对新的、非常规的、迅速变化的工作环境 应对突发事件、危机状态 学习新的工作、技术和方法的能力 应对工作压力 适应不同个性的人员 体能适应能力 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 18
7. 跨学科能力:21世纪的技能 多种交流能力 处理和解释其他人发出的文字和非文字的信息; 沟通、说服、协商和劝导 与他人磋商,并达成建设性的成果 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 19
7. 跨学科能力:21世纪的技能 非公式化的问题解决 成熟的问题解决者 审视宽泛的信息,察觉规律(patterns) 筛选信息来剖析问题。 梳理和思考信息的关联情况 判断解决问题的策略是否有效 整合表面看上去并无关联的信息 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 20
7. 跨学科能力:21世纪的技能 自我管理及自我发展能力 主动工作; 自我动员和自我监控 乐于并有能力获得与工作有关的新知识和技能 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 21
7. 跨学科能力:21世纪的技能 系统化的思维能力 理解系统如何运转的能力 理解系统中一个部分的运动、变化或故障对系统的其他组分产生的影响 对工作有整体、全面的认识 包括判断、决策、系统分析 2014/11/1 北京师范大学 刘恩山 22
8. 思考与建议 • 为学生步入社会打下良好的基础 • 关注学生持久的发展 • 学习的乐趣和动机 • 兴趣和人生规划 • 关注学生全面的发展 • 学习基础:STEM • 21世纪技能 • 强健的体魄。 北京师范大学 刘恩山
结语 • 我们不会放弃对经济链中高端位置的最求; • 我们要培养可以胜任高端职位的优秀人才; • 跨学科能力成为影响人的就业和发展; • 用学科核心概念和跨学科概念构建知识框架; • STEM教育的发展对教师提出更高的要求; • 我国生物学课程改革与国际科学教育发展同向、同步; • 科学教育要为创新国家的实现做出贡献。 北京师范大学 刘恩山
参考文献:略 提问和回答 谢谢! 北京师范大学 刘恩山