报告指出：美国学生科学认知不足

根据「全美教育成果评量」 (National Assessment of Educational Progress，简称NAEP)最新公布的研究结果发现，美国不论高中、初中或小学生在实际动手科学活动及调查研究时，普遍缺乏更深一层的科学认识和理解。

这份涵盖全美的科学评估报告，是以4年级、8年级及12年级生的实际动手科学实验和电脑上互动式科学活动，两者合并来评量学生的科学程度。NAEP授命从2009年起即以此种评量方式，以及透过每年度的传统纸笔测试的成绩，来检验科学教育的成果。

实际动手的科学实验，学生需要知道如何利用现成的材料及实验室仪器设备去完成一项科学实验。除此，还有最新的方法，就是电脑的互动式教学，模拟大自然和实验室的环境来解开各类型的科学的难题。无论使用传统或最新的电脑科学实验，程序都是要求学生先预测这些特定科学情境下的实验结果会如何，实验进行中仔细观察发生的现象，然後让他们解释自己的新发现或调查结果等。由此观察学生能否主导实验、能否利用实际生活中科学现象来解释，并理解其中所含的科学概念。

4年级、8年级、12年级每个年级大约有2,000名学生接受测试，必须完成2个40分钟的科学实验、或3个20到40分钟的电脑互动式科学任务。譬如给8年级生出的电脑科学任务，就是在城市周围的现存野外地区，利用部分区块筹划新型休闲中心，评估在各不同地区兴建的影响，并决定最适合兴建的地区。NAEP管理委员会的成员Alan J. Friedman表示，这类的评量完全不能靠记忆死背或练习来准备，测验的目的在於评量学生在复杂的环境下能作什麽，以及学生能利用实际物品来作出结果的深度。

一般来说，学生还都能在有限的资讯下，叙述出正在发生的情况，但在掌握多种变数以及实验中作决定时，还是显得备受挑战。此外，能作出正确结论的学生，还是比能根据发现提出合理解释和论点的人数，要多得很多。71％的4年级学生可以正确的答对冰化成水後容积的改变，但只有15％的学生能以实验发现的证据来解释这种现象。

各年级的测验成绩相去不远，只是12年级的学生在电脑任务方面的测试成绩比低年级班的学生还大约差了15％，明显差距反而存在於不同族群、阶层和性别上；弱势及少数族裔学生表现不如白人和亚裔，但女生在动手作实验上（hand-on task）优於男生，但纸笔测试（pencil-and-paper）则低於男生。

上个月(5月)NAEP才公开2011年的科学评量成绩，虽然比2009年表现稍好一些，但只有不到1/3的8年级达到精通级（Proficient），平均来说，弱势族群、非洲和拉丁族裔的学生表现比基础级还差。

这些公布的资料和研究报告也来得正巧，刚好赶上各州教育官员和教育领袖正要完成科学教育新课程标准之前，适时提供有用的资讯，希望能提高科学教育品质的目标，也就是从传统记忆式的教学转换为建立学生有更深的科学核心观念，并能连结及运用到现实生活上。

设於华盛顿的非营利组织Achieve 以26州为骨干，特别设计了科学课程新标准草案，并公布徵询大众意见。内容环绕在科学和工程、跨科学学门交叉原理，和物理、生命、地球、太空等的实质核心课程，还有工程和科技，这些课程标准预期以後几年将陆续完成。到2014年时，NAEP的评量项目，将会再加入科技及工程素养(technology and engineering-literacy)。

密西根大学科学教育及科技学习教授Nancy Butler Songer，长期从事科学教育改进的研究，她表示，虽然NAEP公布研究报告的结论，有点令人失望，但未来美国科学教育的远景还是被看好的。

她解释有NAEP及Achieve等国家单位或非营利组织的努力下，透过专业发展帮助科学老师增强教学技巧、重整课程大纲和标准作为教学方针及利用测试来评估学生的科学理解程度等各项手段，正逐步进行改造美国科学教育的大任务。她也同时表示，想要对科学有更深一层的认识，已无法光靠记忆来达到，必须透过模型或蒐集及运用证据的方式，来了解科学理念。一些对科学的误解，如以背记科学知识等方式来学习，必须连根拔起才行。

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