互动科普

基本上是虚构的公立学校科学水平的下降再一次引来匆忙的改革，而这些改革忽视了孩子们应当知道哪些东西的最佳建议。

今年二月一个寒冷的雨天，Bruce Alberts表情严峻地跨上华盛顿特区全新闻俱乐部讲台。第三届国际数学与科学学习(TIMSS)最终结果刚刚揭晓，美国高中学生几近榜末。

克林顿总统已经愤怒地指出，“这是无法原谅的。”教育部长警告，“结果简直不能令人接受。”全国教育协会主席声称美国学校已处于危机状态。而眼下身为国家科学院院长的Alberts也说，他从该报告中看到了“教育悲剧的所有东西。”

他补充道，“美国人总是奋起面对危机，我们清楚看到未来充满了威胁。让我们现在就行动起来，关注这一重要的觉醒召唤。”这样，随着全国各地的社论作者和教育工作者急切地敲响警钟，美国教育再一次进入危机状态。

托莱多大学Gregory J. Cizek说，这是一种周期性的事件，自从40年代以来每十年重复一次。l957年苏联发射人造地球卫星，掀起了惊人的周期事件的序幕，1963年海军上将Hyman Rickover的著作《美国教育：国家的失败》使其达到了高潮。他在书中做出了著名的预言，由于俄罗斯科学和数学课程更加严格，“俄罗斯将埋葬我们。”从1983年《处于危险中的国家》出版开始，一篇又一篇的一流报告警告，大众教育失败已使美国将自己的领先地位让给日本和其他竞争对手——结果证明这一结论是不成熟的。

虽然每次教育危机的特征各不相同，但总有些共同的主线联系着这些事件。Cizek说，每次事件都将公众的愤怒和来自教育研究界的愤怒汇成不可阻挡的怒潮。通过整理过去30年的教育文献，Cizek最近发现400多篇(本)文章和著作的作者都阐述了某种学校危机——但却很少花力气去说明什么危机迫在眉睫。据全国意向研究中心调查，每一事件都吞噬着公众对学校的信任，1973—1996年下降了38％。

最为重要的是，所有危机都有一条中心逻辑。因为学校不能培养足够的科学家、工程师和其他技术熟练的人，美国的经济和科技优势已处于崩溃的边缘。因此，学校危机危及到了美国在全球经济中的竞争力及其提高美国生活水平的能力。

然而，Cizek强烈呼吁，“我们应当对关于危机的种种说法持更加怀疑的态度，”其他教育史学者对此表示赞同。虽然研究人员喜欢这种周期性发生的政治现象及其所带来的资金投入，但有三方面的理由怀疑它的作用。一是过去的危机导致了大量的开支和立法——据斯坦福大学Paul Dehart Hurd统计，自70年代强化学校改革以来通过将近1000项法律——但是学生所学的东西没有什么变化。Hurd指出，在一次危机中，政客们势必根据不可靠的证据发动大变革。

例如，在田纳西州取得小规模实验快速成功之后，加州耗资37亿美元来缩小教学班规模。3年后，学生成绩根本就没有什么变化。然而，联邦政府已预算花124亿美元来缩小教学班规模。

怀疑的第二个理由是，仔细研究统计证据表明高中毕业生的科学和数学知识水平并没有突然下降。相反，十多年来，全国性测试中的青少年成绩逐渐提高，调查显示，一般年轻成人知道的基础科学知识略多于其父母和祖父母(参见框内文字《沉默但并非哑巴》)。

尽管到了大学入学年龄的人口减少了，但从1980年全1995年大学入学人数上升了29％。(顺便提一下，这种下降情形明年将发生逆转。)1996年与1966年相比，值得教师骄傲的是，拥有硕士学位的人及教龄均翻一番。高中学学生与教师的比率比在同一时间降低了27%。最近l0年，大学授予的科学和工程学位数大幅度上升。

美国青少年在TIMSS中的失望表现说明了什么呢(TIMSS是一项为期4年，涉及40个国家、50万名学生的国际凋查。甚至连教育顾问Gerald Bracey都承认它是所有这类测试中规模最大、方法上控制得最好的)？乔治华盛顿大学教育政策研究所Iris C．Rotberg等一些人指出，将美国学生同其他要求更长在校时或史多科学课程国家的学生进行比较是不公平的。Bracey同样抱怨，在几个高分国家中，其中高年级学生的年龄比美国学生大，并且更不可能像美国学生那样参加工作。

美国TIMSS队协调者William H．Schmidt反驳说，这些批评完全忽视了进行国际调查的立足点，该项活动的目的是耍弄清管理学校的同方式怎样影响学生的学习状况。他指出，毕竟美国能够延长义务教育的年龄，向学生提供补贴(瑞典亦如此)，这样需要找工作的人就可以减少，如果这些政策是成功的前提的话。实际上，TIMSS表明情况并非如此。它提供的信息要比国家排名丰富得多。它表明，有时被奉为好学校的必要或充分的主意都是不正确的。例如，在许多高分国家中，其学生和美国同伴相比通常家庭作业较少，并且通常参加较大的班级。他们用于数学和科学的课堂时间并不多于(有时还少于)美国学生。很少国家将学生分为快慢班。大多数学校利用的技术手段少于美国学校。

然而，课本似乎有关系。TIMSS研究人员分析了参与国最常用的800种左右的数学和科学课本。美国课本覆盖的课题比外国课本多得多，并且同样的课题翻来覆去地讲，很少有例外。Schmidt说，“美国学生从4年级至8年级在所有测试领域中进步很小，没有哪一学科有大的进步。高中只不过保持了这种趋势。”

在一组强调基本事实和方法、主要为多项选择的问题中，美国少年得分略低于许多海外同伴。这是为什么?领导全国科学教育标准开发的Angelo Collins说，“我不相信TIMSS高分等于科学能力强。”斯坦福大学J．Myron Atkin对此表示赞同，“测试并不反映解决问题的长期技能。试图提高TIMSS分数是一种落后做法，因为那些测试并不等同于我们希望我们的孩子了解的东西。”

在一场教育危机中，学校应该教什么科学和数学知识这一问题在急于提高测试分数的浪潮中被忽视了。这就是对大叫“狼来了”是否有益表示怀疑的第三条理由。科学教育研究者、教师和实践科学家之间开始出现共同的看法：学校应当造就有科学能力的公民，而不是为少数学术精英培养更多的候选者。

Hurd认为，在整个美国历史中，大学前科学课程就是筛选最聪明和最积极的学生。Atkin同意，“如果你擅于记忆术语和公式，就继续吧！这是为进一步学习做准备，但不是为真正的生活做准备。”

证据表明，实际上科学家和工程师的供应决定于大学而不是中学(参见框内文字《美国研究没有感到什么危机》和《欲求者，优秀思想者也》)。1998年，在选修大学基础物理课程的30.5万名学生中，只有1.6％的人继续学习该学科并获得学士学位。此批人中只有区区700人获博士学位。萨斯喀彻温大学Glen S．Aikenhead说，如果美国需要更多的科学家，最快捷和最可靠的方法就是更少淘汰有抱负的大学生。还有很好的理由怀疑公立学校对经济竞争力或生产力有重大影响这一观点(参见框内文字《美国研究没有感到什么危机》和《欲求者，优秀思想者也》)。如果科学教育真的是促进科研和带动经济的薄弱环节，那么学校试图教授的许多科学和数学知识都是毫无意义的。

Aikenhead说，“我和其他研究人员研究了成年人在实际作决定时必须了解的科学知识——无论他们是审理案件的法官，还是计划委员会的政治家，还是预计能源支出的穷人，还是其孩子患有特殊疾病的父母——我们发现，理想化的抽象科学完全是没有用处的。”

科学教育的失误危机掩盖了这样可怕的事实：大多数学生被传授与其生活完全无关的科学知识——并且“科学家是问题的主角；许多科学家认为制度是好的，因为它造就了他们，”南加州大学wil1iam F. Mceomas如是说。

他说，“中学之后的大量时间里，这些未来的科学家学琐碎的科学事实。”Hurd指出，学生需要从学校学到的东西是更高超的思维技巧，以“区分证据和宣传、可能与必然、理性信念和迷信、数据和主张、科学和传说、理沦和教条”以及机遇和危机。

美国研究没有感到什么危机

不管中学数学和科学教育的现状如何，为美国培养科学家和工程师等高级人才的大学院系并无聪明学生短缺之虞(右)。自1966年以来，每年培养的科学和工程哲学博古已猛增130％，而同期美国人口仅增长35％。当然，某些学科情况好于其他学科——自1992年以来，攻读物理学哲学博士的入学人数下降了27％。但是，美国物理学研究所Patrick J．Mulvey宣称，这种下降情况只是反映与国防相关学科后冷战职位市场的衰退。

在其他领域，预测者更担心的是新科学家的猛增而不是短缺。去年，全国研究理事会的一份报告呼吁各大学在近期内冻结生物学研究生计划。美国哲学博士培养量增长的部分原因是国际留学生的稳定增长(右)。毕业之后，这些哲学博士学位获得者大部分留在美国工作，并且这一比例还在上升。

1996年，获得博士学位的外国公民68％计划留在美国，而1980年这一比例为49％。

——D.F.

欲求者，优秀思想者也

斯坦福大学J. Myron Atkin认为，“经济糟糕的时候，学校总是受到指责；但是经济良好的时候，它们从来得不到褒扬。”

Atkin说到了点子上。今年有关全球经济竞争力的两项独立分析将美国排在第一或第二位(仅次于弹丸之地新加坡)。然而，这些分析报告的合著者之一、哈佛大学经济学家Michael E. Porter在6月份的一次新闻发布会上警告说，“虽然美国极具竞争力，并且今天以令人兴奋的速度搞出创新，但是推出这些创新的科学家5到20年前就从大学毕业了。”Porter总结道，“在推动创新的诸因素之中，美国的最大问题就是科学和技术人员危机的不断加剧。”他及其哈佛同事Jeffrey Sachs认为美国的公立学校是罪魁祸首。

许多人理所当然地认为，中学毕业生的科学和数学技能是美国经济健康发展的关键，但几方面的证据并不支持这一假设。首先，Porter等人的详细宏观经济分析是竞争力报告的基础，这些分析列出了数十种变量，从贸易政策到反托拉斯检察官的热情，都影响着一个国家在全球经济中成功的能力“教育状况”在变量名单中位于较后位置——排在比如说“港口基础设施质量”之后，“科学家和工程师的水平”甚至位居更后。这两者都是政治家最难改变的因素。

此外，虽然有Porter的警告，但大学培养的科学家和工程师正在全面增长(见美国研究没有感到什么危机)，尽管存在来自强大的劳动市场的竞争以及20—24岁左右人口的猛减。无人能预测最近的毕业生是否像他们的前辈那样具有创造性。但是，有趣的是，“5至20年前”从大学毕业的许多创新者在80年代早期的科学教育“危机”期间正在接受中小学教育。

新泽西州普林斯顿教育考试服务中劳工经济学家Anthony P. Carnevale提出了第三点。他说，“技术是经济馅饼的主要成份，并不意味着这块馅饼能分成技术职位。”哈佛历史学家Claudia Gold指出，上世纪末本世纪初，以电力、铝、汽车和人造纤维为基础的新技术为技术专家创造了一些工作职位。但主要结果是更多的办公室职位和对是基础读写能力和算术能力的更高要求。

Carnevale说，信息技术的进展具有类似的效应。l959至1997年间，全国办公室职位的增加是技术职位的5倍。根据对人口普查统计数字的详细分析，Carnevale得出结论，最多13％的美国工人在其工作中需要高等数学(三角或微积分)。但是大约57％的工人需要大量的分析和语言推理能力。有多种方式教授高水平的推理技巧，Carrievale指出，“我们过去教拉丁文；现在数学取代了它的功能。但是，它是越来越需要的一般能力，而不是特殊能力。”如果这是真的，那么传统的数学和科学教育——重点强调记忆事实和公式——就使学生受害。

由于就业率达96％，热门技术工的短缺就不可避免。但是通过公立学校的改革解决短缺问题是缓慢和不确定的过程。华盛顿特区计算研究协会负责人William Aspray指出，“当人事部门希望人们对仅仅诞生18个月的技术具有3年的经验的时候，他们是找不到这种人才的。”

——W．W．G和D．F

三所学校生活的一天

W. Wayt Gibbs

得克萨斯阿马里洛Tascosa中学

大多数美国人会发现Tascosa中学的许多东西是熟悉的。学生们喧嚷着经过装有体育奖品的大箱子；他们称某些教师为“教头”。响铃之后，大楼管理员拦住没有票的少年。在2100名学生中，“出勤是个最大的问题，”校长Bob Daniels说，他对着扬声器宣讲有关运动队和社会活动的事情。此校的科学和数学课同样沿袭着一个世纪的美国传统。

在221教室里，Rebecca Evans通过投影复习九年级物理课学期课程。所有的内容几乎只问定义或公式：什么是折射？什么是比热？衍射光栅的作用是什么？

几位学生老生常谈地问一些没有意义的问题“Welk的单位是什么?”一位学生问，将功(work)读错了。“是(m+m/s吗?”另一位问，他把动量单位读错了。

一位新生说，“示范课酷。”他详细讲述了Evans在一节示范课中向一个瓶子里装进水和压缩气体，然而将瓶子射向空中的情形。“我们发现瓶里水越多，它升得越高。”为什么？“因为水越多，空气就被压缩得越厉害，”他自信地讲，暴露出他对有关火箭如何工作的认识存在根本错误。他们800页的课本只用了3句话来解释推进与被排出的推进剂(水)的质量成正比这个道理。

在Michael Miller的化学课堂上，高年级学生Clay Estes说，“许多科学教师只想你作笔记和自学。但是在这儿我们经常进行课堂讨论，人人都参与。”“Miller教头是真真正正的老师，”Lainie Kitser附和道，他也是位高年级学生。“但是化学似乎没有生物学那样有用。实验课仅仅是照方抓药，我们又回到了记方程式和周期表的老路。如果人们决定在阿马里洛建座化工厂，我不会感到喜欢教给我的那些东西。”

许多改革专家建议，中学应当教授孩子们能应用到实际生活中的科学知识。但是，Tascosa中学的老师没有什么积极性去这样做。Jo. Meaker开创了一门亲手实践的海洋科学课程，通过该课学生们能够合格地监测当地水库的水质。Terri Slaughter开设了一门解剖学和生理学课程，经常到医院和兽医诊所进行现场实习。但是，两人都在今年将其教学班从3个砍为1个。

化学教师Teresa Railsbaek指出，“令人为难的是州要求的科学课程旨在培养准备上大学的少年。你可能喜欢教给他们消费者化学以使他们成为见多识广的公民。但是你不希望他们进入大学后要面对两学期的化学补习。”

大学科学课程盛行死记硬背和抽象的计算问题而传统还在继续。

瑞典于默奥Dragonskolan中学

Lena Bjorklund身着白色实验外套，注视着实验装置上的仪表盘，她向装置中注入了一小瓶紫色液体。学生们簇拥着Lena，将她的作法同实验指导上的详细步骤进行比较。几分钟后，他们就将模仿这些做法。Bjorklund解释，“本实验的目的是学习如何使用分光光度计。”

大厅另一头，Gunnar Kallstrom讲了10分钟光电效应。墙上没有钟，没有铃声表示上课的开始或结束，也没有扩音器。“有什么问题吗？”他问道，但唯一的回答是沉闷的呵吹。他转向黑板，高年级学生在Kallstrom快速串讲原子结构、能级及电子激励等理论的15分钟里。认真地抄他的笔记。“有什么问题吗？”又是一阵沉默。“okay，继续讲相对论……”

许多美国人羡慕瑞典的中学。在上次国际科学测试中，瑞典高年级学生成绩全世界最好。Dragonskolan中学2000名青少年比他们的得克萨斯同伴更专心更文静。科学课堂是传统教学的典范。物理和数学教师Andreas Lindgren说，“我们注重解决各类问题的方法。很少接触到应用问题。重点是充实良好研究人才输送渠道。”为此，二年级学生必须在l6个方向中进行选择。只有两个方向面向大学，这些方面将使他们接受严格的理论训练，课程包括生物学、化学、物理学和数学(直至微积分)。

然而，瑞典人自己并不满意他们的学校，并迫使教育部进行彻底改革从1994年起，已取消了全国统考，用各地学校能够达到而且它们认为合适的标准取代了国家课程。还削减了必修课程要求科学和数学课既要强调理论和计算，又要强调应用、历史渊源和社会问题。

5年后，这些变革仅是一点点渗透到了Dragonskolan学的角落。在一问教室里，一群上环境科学课的孩子在演示二氧化碳、磷、淡水和臭氧在经济和生态圈中的运动情况。他们的教师Anna Malmros提出了一些引导性问题以激励有关耕作方法和政府法规的热烈讨论。Malmros解释，“鼓励学生对这些问题形成看法，并提出解决它们的方法，现在我们将利用这些信息。”

Kallstrom的数学课更典型一些。这些二年级学生已经学习基础微积分，并且完全用英语——一种外国语——进行讲授，这在美国人的眼里完全是惊人的挑战。但是几位学生说只有英语似乎有趣和有用。

“我可以提个愚蠢的问题吗?”在讲课的间歇一个女孩尖声问道。“这就是所谓积分吗？因为我不懂什么是积分。”Kallstr在反复讲解积分和反导数之间的含义区别。女孩的脸上没了失败的困惑，她又专心看书了。

加拿大萨斯卡通Bedford Road大学学校

正如在瑞典一样，加拿大的中学高年级学生在l995年TIMSS测试中的科学和数学成绩比美国学生好得多。从那以后，加拿大和瑞典一样，推动其学校彻底审视了这些学科。但在萨斯喀彻温谷物产区Bedford Road这座l0．8万人的城市里，一所典型中学的变化比Dragonskolan和Tascosa中学更显而易见。

科学教研部负责人Richard Dybvig说，“我过去按死板的程序教学。但我最终意识到我在制造小机器人。”Dybvig帮助本省撰写新的课程指南，呼吁教师更多地依靠随意的实验，讲述科学和技术造成的社会问题。

在其先进生物学课上，许多学生对代表遗传序列的字母感到疑惑。Dybvig要求他们找出一条DNA小片段序列中的配对，然而无一人意识到他们必须找到互补片段中序列的字母。他在旁边站了10分钟，用他自己的问题回答他们的问题，直至每组都找出它为止。

然后，他解释同一原理如何用于法院案子中的DNA指纹鉴定“如果你有某一疾病的遗传序列，这是不是意味着你肯定会患此病？”(Dybvig以乳癌为例子讲述遗传倾向)。“如果你能改变衰老基因，你会活得更长吗?”(他承认他不知道，但他总结了细胞分裂限度的最新研究状况。)

“对90％的课程，我让他们自己选择内容，”Dybvig说，“‘课题是能量’，我会说。‘告诉我你想学什么。’当我们转向他们想学的方向时，他们一定意识到自己必须知道某些基本的事实和原理。但那是他们想知道的东西。”

学生们希望他们学习的东西是有意义的，有用的在低年级微积分预备课上，Keyin Sawatzky在黑板上写了一个方程，描述了求解过程的每个步骤。在每一步都有几位学生叫道“你怎么知道的？”他停下来解释，他们都满意后才继续后面的步骤。

“这有什么用处呢?”一位学生问。“我将为你提供一些使用有理函数的电子工程问题，”老师保证，“怎么样？”“酷！”男孩说。

低年级学生Jordan Bean说，“我们做实验的时候，通常是瞎闯。后来我们逐步得出自己的理论，并跟书上的东西比较。”Jesse Campbell补充道，“那样作好玩多了。并且杜绝你伪造结果。”

楼上，Norman Stonehouse在挤满高年级学生的教室里蹦来蹦去，学生们让有轮小车在桌面上互相碰撞。用纸带和一台旧PC机测量碰撞前后的车速。Stonehouse解释，“我告诉他们看看动量和动能是否守恒。但是让他们自己决定情况如何，并且他们不整理自己的数据就不知道答案。”

高年级学生Ellie Bony说，“我喜欢得到的是获得知识的技巧而不是强制灌输我们知识。”Stonehouse说，“他们的下一挑战是决定弹弓发出的弹子的速度。”

他在上课结束整理教室的时候，学生们鱼贯走出教室，男孩女孩热烈地交谈着，但不是谈论闲言碎语、体育或音乐，而是物理学。

提高科学和数学能力的六大步骤

《科学美国人》向科学教育家请教了改进公立学校科学和数学教育的经过检验的行之有效的措施。以下就是他们回答的部分内容。

1、探索和发明取代死记硬背

(Arthur L．White——全国科学教育研究协会执行秘书)

传统科学教学遵循三个步骤。首先，教师通过课本阅读和讲解引入新术语和新概念；第二步，教师在黑板上解例题并布置练习题；最后，教师一步一步地讲出控制实验的做法，而学生已经知道实验的结果。

30多年的认知科学研究和课堂试验已经表明这种方法存在严重缺陷。从根本上说，问题在于孩子们面对新信息时，和成人产生截然不同的联想。当孩子被告知“密度(Density)等于质量(mass)除以体积(Volume)”时，他立刻试图将其同亲身经验联系起来：参加星期曰“弥撒”(mass)，调收音机上的“音量”(Volume)旋钮，被同伴称为“愚钝之人”(dense)。孩子常常就这样被弄得稀里糊涂，从而感到灰心并放弃。

我们现在知道一种较好的方法，称为学习循环。它也采用三个步骤。但是首先进行实验，并鼓励学生采用他们愿意用的方式来探索现象。然后教师帮助学生在数据中找出规律，并形成有关潜在原则的假设——就像科学家所做的那样。只有到这时，教师才给孩子们观察和发明的东西贴标签和术语。关键的最后步骤是通过野外考察、更多实验、现实问题、阅读和其他联系新知识的手段将这些知识应用到学生认为的“买际生活”中。

大量研究发现，用此种方法教的学生较多记住了他们所学的东西，以更大的热情研究科学，更好地完成高难度推理任务，更熟练地解决实际科学问题。

2、浓缩中学课程精华

(Wi1liamH．Schmidt一一第三届国际数学与科学学习(TIMSS)美国协调员)

TIMSS结果证实了对美国学校的长期批评：学校讲授的课程广度有余而深度不足。美国学校试图比其他国家的学校开设多得多的课程，几乎没有什么例外。美国教师还更可能一个年级又一个年级地重复相同的信息，而深度只增加一点点或根本就没有加深。集中进述少量关键概念可能大大改进科学能力，还能为孩子理解实验室之外的科学怎样发挥作用这一长期规划留有余地。

例如，在圣弗朗西斯科半岛的一所中学里，生物学学生调查面临重新规划之沼泽地上栖息的动植物种类。学生们必须通过请教当地官员以拟出问题，制订研究策略，实施调查，收集和分析资料。向城市当局提交成果在此过程中，他们了解了大量生物，了解了能在不同生态小境中延续的生物以及其他大量知识——所有这一切的深度都超过了课本或课堂讲授的知识。

《全国科学教育标准》和《美国科学进展协会(HAAS)科学能力标准》根据研究的优势和科学家、教师与公众的多年辩论，提出了每个孩子能够和应当了解的核心思想和事实。几个州和学区已经主要依据这些文件制订出了它们的课程标准，其余的亦应如此。

3、正确选择数学课本

(Gerald Kulm——美国科学进展协会(AAAS)2061项目主任)

决定使用何种课本是数学教师要做的最重要专业判断之一，但同时也是最困难的。美国出售的大多数数学课本范围太广，重复太多，过分强调术语和计算方法，以致实际上今孩子们无法掌握今后在成年生活中最有用的数学概念。数学课本被选中的原因通常是课本好看，满足了表面的选择标准。更深层次的比较需要金钱、时间和专门知识。

但现在已经有了关于数学课本的((消费者报告》，学校应当利用它。2061项目仔细分析了十多种中学数学课本的内容和讲解质量。只有4种得分较高。报告全文可在万维网获得，网址是http：//project2061.aaas.org/matheral/。今年秋天2061项目还将公布它对科学课本的分析结果。

4、取消慢班

(Robert M．Hauser一一威斯康星一麦迪逊大学社会学教授)

各国学校通常将孩子分为快中慢班，特别是在数学和科学方面，这种现象在美国更为普遍。大多数小学对不同组别的学生讲述不同的内容(至少是在部分时间中如此)，有时是根据统一考试的结果(经常是些并不适合的考试。)这种做法在中学更为明显。其结果之一就是少于1／4的中学生大量接触物理学。

在全国研究理事会今年发表的一份报告中，我和其他人引述了令人信服的证据，证明慢班根本就不强调高层次的知识和思维技巧，而这些东西都与未来的成功关系极为密切。从理论上讲，补习班有助于慢班学生迎头赶上。但是，研究发现慢班通常课程差，期望低，教师无能；因而随着时间的推移，快慢班学生间的差距就越来越大。

5、评价表现而不是反馈

(J．Myronhtkin——国家科学院科学教育委员会主任)

公立学校科学课程倾向于强调回顾孤立的信息，很少注重对科学原理或科学发生作用的方式的深入理解作为认定学校质量的州级统一考试的盛行，就像TIMSS一样，使这个问题进一步恶化现在已经很明显。如果说考试有什么结果的话，那就是老师为考试而教。相反，学校应当评价学生在完成与课程目标相匹配的任务时的表现，学校还应根据反映课程目的的报告、演示和实验来给学生打分。

证据表明，考试本身对帮助学生更好地理解科学没有任何意义。有些甚至有负作用。然而，其他类型的测试实际上可能改进学习状况。帕萨迪纳、西雅图、安克雷奇和其他地方的学校发现，当老师经常给予学生自由反馈——不是学像提问而是像对话那样——孩子们就能更好地判断他们自己的成绩和其他人的成绩。如果学生明白他们试图学习什么和什么还没有掌握，那么他们进步就更快，学得更多。

6、利用孩子对科学的预想

(Senta. A. Raizen——WestEd改进科学教育全国中心主任)

学生不会空着脑袋来到科学课堂，而是带着大量有关自然世界如何作用的坚定的先成之见来到课堂。例如，许多人相信某些材料(例如羊毛)本来就暖和，而别的材料(如金属)自然就冰冷。这些错误观念被顽固坚持，甚至在正规的科学指出相反结果时仍是如此。在一项研究中，当被问到为什么会有四季之分时，许多哈佛大学高年级学生回答，夏天地球比冬天离太阳更近。

科学课本经常宣称考虑了学生的先入之见。但事实上，它们只做了点表面功夫，如果不是一点未作的话。现在有很有效的策略解决错误观念问题。第一步是让孩子们表述他们的信念。然后老师可用某些学生意见作为实验的起点并可讨论为什么科学上接受的解释会更好。

当给予六年级学生这种讲解时，他们对理论物理问题的表现比在同所学校接受了常规教育的十一和十二年级学生表现更好其他试验取得了类似的成功。显然，进行此种教学要求教师必须深入理解他们所教的学科。不过现在有一种称为Diagnoser的计算机程序，它能暴露学生对物理现象的看法，并提示帮助他们培养更正确直觉意识的活动，此软件从下列网站下载http://weber.u.washington-.edu/~huntlab/diagnoser/。