最近我们一直在热聊一个问题，这次新冠疫情的爆发显示了 NGSS在科学教育有什么不足之处。主要有话说的是Penny Noyce大姐，她是麻州州长科技教育的顾问，也是麻州的K-12教育框架的主要负责人之一，是我们许多美国国家科学教学协会NSTA推荐的畅销书作者。
美国下一代科学标准NGSS在国内也红了很久了， 早些年，我们机构竞标科学中心国际教育项目时，我也老爱挂在嘴边，麻州的科技教育是引领美国的，而且超出美国绝大多数地区标准。NGSS是参考了麻州的科技教育框架的，但很多地方照顾了全国的水平。同志们批评我，怎么这么不谦虚，这个好像没啥好谦虚的，麻州的教育好得都不需要解释，人才就是实力。
现在，我想深入说点贴己话给妈妈们听，这些也许是标准不说的，学校不说的，老师不说的，但一定要说。有些矛盾是美国中国都存在的，应试教育下的中国学校可能更有不得已的苦衷，所以大实话只能私下说。父母为孩子不计一日之短长，计的是长远，远到一辈子。有些东西，考试不考，人生要考。
麻州的教育好最显著的一个指标就是实用性强。所以，Penny 和麻州其他一些专家认为，这次疫情，揭示了NGSS一些有待改进的地方。按照现行NGSS的学习标准，学生从学校毕业了不知道免疫，病毒，抗体，疫苗，疾病控制中心，世界卫生组织。他们不会去调查比如说麻疹疫苗的功效或者吸电子烟带来的风险，他们也不会在大众媒体中搜索可靠的信息，并且识别、评估、拒绝虚假信息。比如关于新冠病毒起源的相关理论，他们要学习很多比如“使用数学表示法来支持有关生态系统中生物之间物质循环和能量循环的论点。”，即使他们中很少有人这辈子有可能使用这种知识。而我们缺少的这些教育恰恰是这回疫情爆发时最需要的。
2017年，全球最大的跨学科科学学会美国科学发展协会（AAAS）的首席执行官霍尔特就说过，公众中很少有人理解“科学是将真与假分离的一种特殊方法”。学生们需要接受教育，使他们能够理解这些紧迫的问题。当疫情来了，流言漫天飞的时候，这种能力是自保，是救人，也是为了未来。西方有句谚语说战争太重要了，不能留给将军们。我们也许应该补充说，科学教育太重要了，不能留给一小部分人。学校，家庭，社会需要做标准之外的事。
这里要讲一下美国科技教育的历史，美国国家科学教育标准最早于1989年与《面向全体美国人的科学》一起制定，这是由美国科学促进会的2061项目创建的。七年后，美国国家科学院国家研究委员会发布了国家科学教育标准（NSES）。然后，批评就来了，认为它包含了太多的主题，导致了“一英里宽，一英寸深”的科学课程。之后，在由两党州长和商业领袖组成的非营利组织Achieve的推动下，许多非营利组织和二十来个州联手开发新标准，结果就是由美国国家科学院出版社于2013年发布的下一代科学标准（NGSS）。
324页的NGSS在很多方面对NSES进行了改进。最重要的是，尽管减少了总内容的数量（旨在更深入地研究较少的项目），但它包括一些重要但以前被忽略的却对未来生活相关的主题（例如气候变化），并且整合了新的研究领域。因此，“工程设计和技术应用”以及物理，地球，空间和生命科学现已被视为K-12科学课程的主要分支。此外，值得赞许的是，NGSS并没有将科学探究本身作为一个单独的主题（就像NSES一样），而是强调了整合关键科学实践的重要性——例如分析和解释数据，凭实证测试主张以及基于证据进行推理。这些纳入标准的每个部分，以便学生通过“做科学”来了解科学现象。此外，除了重点学习核心科学内容外，还需要通过科学方法来学习贯穿科学课程的一些基本概念（例如，“因与果：机制与解释”和“能量与物质” ：流动，循环和储存”）。根据NGSS，这三个各个维度（学科内容，科学实践和核心科学概念）是相互联系的，应该一起教授，而不是分别教授。
这些对中国科技教育还是很有可借鉴之处的，当NGSS刚到中国时，很多中国学校请了美国专家来演示。但是，这种演示很多本身是断章取义，以至于课程结束，很多人留下印象是美国教育就是折折纸飞机、放放火箭，而其中的推理、实证、解释、归纳总结，触类旁通反而被淡化了。
那么，NGSS缺少了什么？我们在此并不是要贬低创建新的教育标准的工作。NGSS的作者们面临着复杂而艰巨的任务，不仅是在编写文档方面，而且在决定不要什么内容方面。显然，以前的标准太长了，某个标准可能对张三重要，另个标准可能对李四重要，所以必须权衡、优先事项，并且必须仔细推敲每一个去掉的内容。
尽管如此谨慎的情况下，还是有一些不明智的决定，例如，在新标准的早期，代表50,000名科学教育者的美国国家科学教学协会（NSTA）就说过“所有学生…… 需要了解科学的本质和历史。”但是，NGSS的最终文件并未提及单个科学家的名字，也没有期望学生了解科学史上的关键事件，例如伽利略与教会关于地球在太阳系中的位置或乔纳斯·索尔克（Jonas Salk）的发展之间的冲突；脊髓灰质炎疫苗的决定以及将它置于公共领域的决定。有人辩论说，提这些干什么，看看一提，全都是白人、男人， 在现在美国极左之风影响下，更是有意回避。但是，有些东西是不能被莫名其妙的政治影响的。
自标准发布以来，NSTA（2016年，2020年）多次发表了立场声明，重申学生“在社会和个体关注的背景下”学习科学的重要性，不管是关于他们自己的医疗保健决定，或是他们参加有关疫苗接种，监督农药法规，在线隐私保护以及许多其他问题的公开辩论、政策制定，这些未来生活方方面面都离不开这方面的科学教育。NSTA的立场在它的声明中已经指出，要求学生了解科学的性质和历史，并在科学与个人和社会问题之间建立联系。这与美国国家研究委员会2012年编写的《 K-12科学教育框架》中的立场相呼应，该框架部分用作2013年标准的蓝图。它在早先的文件中也声称，学生应该是“做与日常生活有关的科学技术信息的谨慎消费者”，但是，NGSS几乎没有提这方面内容。
但是，每一项新发现或发明的到来，都会提醒我们要对孩子、对学生、甚至对成年人也一样，不要忘记要对科学的历史以及随之而来的各种争议进行更好的教育。比如，当今的生物技术可以对病毒，植物，动物甚至人类进行基因重新设计，孩子们不仅应该了解这一前沿科学，而且还应该有机会讨论和辩论这个新科学带来的深刻的伦理和政治问题。是否应使用基因编辑来改变农作物？公司是否应该使用它来延长付费客户的寿命？应该用来克隆人吗？谁来作决定？去年，当贺建奎的事情发生时，他一定想不到，斯坦福都攻下了，却把自己送到了监狱里。
同样，Penny 另一个观点就是，就像麻省理工学院前院长苏珊·霍克菲尔德在《科学》杂志上指出的那样，如果公众希望“从这个科学黄金时代获得最大收益”，那么他们必须了解科学机构的关键作用——他们有着重要的角色，他们赞助和进行科学调查，并就将科学应用于重大社会问题为决策者提供建议。例如，IPCC的工作通过将在多个专业领域工作的数百名科学家召集在一起，展示了科学的协作性质。没有人能做IPCC所做的事情，并且IPCC的权威性得到了极大增强，因为它代表了众多专家的共识。同样，CDC分析并综合了数十种有关疫苗功效的研究。很难想象如果不参考IPCC或没有CDC获得对气候变化的深刻理解。这样的组织可以在学生离开课堂很长时间之后，仍然让他们受益，不断提供有关专业领域的最新信息，并且对他们工作的了解，有助于学生成为具有科学知识的成年人。但是，NGSS对此类机构的存在，更不用说其历史和职能没有介绍。如果有，美国这次疫情可能不会这么戏剧化，一会儿喝漂白水；一会儿要几个月出疫苗，可能还不会意识到这个问题的重要性。
如今，大约45％的青少年说他们“几乎一直”在线，成人更是手机不离手，那里的错误信息泛滥。从网络上获得新闻的人比从报纸和电视广播等传统来源获得的新闻要多得多。但是NGSS里没有如何在互联网上找到可靠的科学信息或评估媒体中的科学方面的内容。我们自己身边的体验，喝酒，抽烟可以防新冠病毒，病毒由美国大兵带来，只在亚洲人身上传播，吃什么什么治新冠，你们听过的最滑稽的谣言是什么，我听过的是有大胡子的人可以免戴口罩，没有足够科学教育的代价可能是付出生命。我们要提高科学教育水平，以确保年轻人具有科学素养，可以区分可信信息和彻头彻尾的虚假信息的能力。
当然，还有一个方面， 实际上，只有少数学生将需要在大学或未来的工作中使用专门的科学技术知识，大多数人用不着。而且，对于那些没有上大学的孩子呢，大学不是唯一终点。无论什么情况，每个孩子都需要能够将运用科学知识来更好的生活和生存。而这方面的准备显然是欠缺的。
马萨诸塞州的目标是让学生做好将科学知识“应用于公民参与所需的现实应用”的准备。鉴于NGSS的众多优势，应该扬其所长，避其所短。最重要的是，我们认为，与其将重点放在为学生准备大学和职业做准备上，不如确保所有学生都具备作为科学知识公民的能力。通过要求年轻人在学习核心科学方法的同时学习其他一些重要的科学内容和原则，让标准帮助他们成为有科学素养的公民，这方面有很长的路要走，一个有科学素养的公民必须：
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对疾病，疾病预防，流行病学和其他公共卫生基本知识有基本了解。
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了解关键科学组织的重要作用，包括审查和评估科学发现，帮助建立科学共识以及向决策者和公众传达可靠的信息。
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此外，其他主题对于特定地区的公民生活实践可能至关重要。例如，在农村地区的每个学生都应该对农业科学有基本的了解，而住在沿海社区的那些学生应该对海洋生物学有所了解。
在学校，那些将科学内容、原理和实践已经让老师们筋疲力尽。但是，学生需要东西在并不只是每堂课都进行实验、测试、陈述或“科学”的情况下就具备科学素养。有时，他们应该阅读和讨论杂志上与科学有关的文章，或者写一些相关感兴趣主题，读书，整合和写作是重要的学习方式，应当增加关键科学机构的性质和作用，对疾病的基本了解以及学会确定可靠的科学信息来源。学生应该学会“评估科学文本中出现的多种主张，方法和/或设计的有效性和/或可靠性，并对其进行综合，并尽可能验证数据。”
美国的学校在教学内容和方法上总是面临着艰难的选择，这对每个国家，每个领域都是一样的，而不仅仅是科学教育。例如，几年前，一些政策制定者急于要求所有8年级学生接受代数教学，其理论认为这样能使他们在大学中取得成功，并改善教育公平性。但是，批评家认为，这种强制性要求适得其反，因为许多学生根本不准备学习代数——随后的研究表明批评家是正确的，一些评论员认为代数根本不应该是必修课，而另一些评论者则认为，不是高等数学的学习，而是通过主题学习（例如统计学和个人金融基础知识）可以更好地为大多数学生服务——这将更有助于帮他们成为具有数学知识的公民。这对于每门学科的标准制定都是至关重要有借鉴价值的。
我们不是要淡化学校学科教育，而是确保学生不仅掌握这些学科的基础知识，而且还学习他们作为人自由生存而且蓬勃发展所需的知识。在科学教育方面，COVID-19的爆发应该使所有人都更清楚地看到这些弱点。所以必须讲给孩子那些学校不讲的道理，培养孩子能力去做一个强大而健康的社会的人。
从明天开始连载Penny Noyce著作《邪恶致病疫苗案》，还是老规矩喔，每天十分钟，就是一小段，你也能学最正宗的英语和最前沿的科技，并且了解科技的起源和发展过程。中国需要这样的科普，也需要学习的你！
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