美国《科学与工程指标》中的中小学数学和科学教育

科学教育是提高公民科学素质、建设创新型国家、提高国家核心竞争力的重要渠道。分析了1996-2016年美国出版的11期《科学与工程指标》中反映中小学科学教育的指标，阐述了美国科学教育的重点、指标的构建和重要的统计指标体系，为我国开展相关工作提供参考。

美国国家科学委员会发布的科学和工程指标是由美国国会委托并由国家科学基金会撰写的。自1970年以来，每两年出版一次。这是一份关于科学技术的综合分析和评价报告。该报告向美国总统和国会报告了美国的科学和工程发展水平，并与其他国家和地区进行了综合比较，为美国保持科技创新和增强竞争力提供了决策参考。过去几年的科技指数报告总是把中小学数学和科学教育放在第一章，主要分析美国中小学数学和科学教育的发展。

一、关注主题

1996年至2016年美国科学与工程指标中中小学数学与科学教育的主题(如表1所示)。从表中可以看出，1996年、1998年和2000年的科技指标主要包括:学生的学业成绩、高中课程和教学、教师和教学。2002年的主题比前一年要多得多，包括内容标准、*评估、教学技巧和向高等教育的过渡。在2004年和2002年，情况基本相同，只是学生的学业成绩体现在他们的数学和科学研究中。2006年以后，它进入了一个稳定的阶段。先前的主题归纳为五类:学生在数学和科学方面的学习、学生在数学和科学方面的选修课、数学和科学教师、教育中的教学技巧以及向高等教育的过渡。主要重点是五个主题或其中四个。在2008年和2012年，除了教学技术之外，还包括了四个专题，而在2010年，报告了除选修课之外的四个专题。在2014年和2016年的科技指标中仍然研究了2006年的五个主题，只有教育中的教学技术被转化为教学技术和数字学习。这主要是因为2010年，美国教育部发布了第四个国家教育技术计划，名为“转变美国教育:技术促进学习”，呼吁在整个教育系统中采用先进技术来提高学生的学习，加快有效实践的实施，并使学校能够基于数据和信息不断改进。

由此可见，20年后，中小学数学与科学教育的科技指标重心随着时代的变化而不断更新，从最初的三个主题转变为五个主题。

二。指数分析

自2010年以来，"科学和工程指标"中的中小学数学和科学教育部分已经给出了具体的指标。每个时期的具体指标见表2。从2010年至2016年四个阶段的具体指标来看，不难发现框架每个阶段的内容都是一致的，但该年可获得的具体数据也会略有变化。例如，学生在数学和科学方面的学习成绩主要包括学生的数学成绩、科学成绩和国际比较。每期的细节将取决于当年的数据。在国际比较部分，2010年和2014年研究了4年级和8年级的数学和科学成绩，而2012年和2016年研究了15岁学生的数学和科学成绩。这些主要是由当年国际数学和科学趋势研究项目(TIMSS)和国际学生评估项目(PISA)的数据决定的。从报告的具体指标和内容可以看出，2014年的报告主要分析了2010年、2011年和2012年的数据，其他时期的报告也研究了两年前的数据。由此可以看出，每一期《科学和技术指数报告》都分析了当年能够获得的具有全国代表性的数据，而不仅仅是当年的情况。

三。数据源

科技指标中的数据来源于一些成熟的重要评价指标体系。以2014年科技指数为例，分析了美国中小学数学和科学教育的数据来源，如表3所示。

从表3可以看出，中小学数学和科学教育研究的数据主要来自美国的各种研究项目，这些数据是由国家科学与工程统计中心收集和分析的。在学生数学和科学学习的表现方面，学生成绩的数据主要来自国家教育进步评估(NAEP)，也被称为美国国家成绩单。然而，在中国缺乏对学生成绩的统一评价，不同省市的考试题目不同，无法在全国范围内进行分析和比较。学生成绩的国际比较数据主要来自TIMSS和各学期的PISA。2014年没有新的PISA数据，所以只分析了TIMSS的国际排名。学生数学和科学选修课的数据主要来自大学的纵向研究和美国大学理事会的大学选修课项目。同时，我们还发现，由于教学技术和数字化学习这一课题缺乏全国性的代表性数据，这一部分主要来源于文献综述。

四、对我国中小学数学科学教育评价指标的启示

从国际经验来看，美国在20世纪60年代建立了国家教育进步评估体系。如今，越来越多的国家，如英国的国家课程考试(SATS)、日本的国家学历考试和澳大利亚最近启动的国家评估计划(NAP)，通过大规模的教育评估项目来监测本国的基础教育质量。

中国幅员辽阔，自然环境和地域文化差异很大。如何建立一个大规模的、连续的跟踪监测系统仍需深入研究。根据时代特征和教育规律，明确科学教育应关注的主题，解构问题，结合现有指标体系，补充和发展新的指标体系，是我国中小学数学科学教育评价的一种可行途径。