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STEM视角下的美国科学课程教材分析 ——以FOSS K-5年级科学教材为例
2016年12月12日 10:28 来源:《中国电化教育》 作者:周鹏琴 徐唱 等 字号

内容摘要:我国科学教育发展应树立正确的科学教育理念、提高学科地位、建立完备的课程体系、充分发挥教师的作用、实现从知识到实践的跨越、加强实证研究。

关键词:STEM教育;科学教育;FOSS;科学教材

作者简介:

  作者简介:周鹏琴,北京师范大学教育技术学院在读硕士,研究方向为信息化教学应用、教师专业发展和移动学习等,zhoupengqin@126.com;徐唱,北京师范大学教育技术学院在读硕士,研究方向为教育技术基本理论、计算机支持的协作学习等,merryxc_1991@163.com;张韵,北京师范大学教育技术学院在读硕士,研究方向为教学设计、科学教育,zyun@mail.bnu.edu.cn;李芒,北京师范大学教育技术学院教授,博士,博士生导师,研究方向为教学行为研究,leemang@bnu.edu.cn(北京 100875)。

  内容提要:为探究美国科学课程的教学内容特点,从而了解美国科学教育的发展状况,该文以STEM教育为视角,应用定量与质性相结合的研究方法,对美国FOSS K-5年级加利福尼亚2007年版的科学教材SCIENCE RESOURCES知识点和教学活动等内容进行分析。从教材知识点的整体分布,物质科学、生命科学、地球科学三大主题知识点分布以及教学活动等其他内容三个方面获得研究结果。结合已有研究,得出结论:教材注重学科间的相互渗透与干涉,强调STEM教育视野下综合性的科学素养,体现STEM教育对生活的价值。最后获得启示:我国科学教育发展应树立正确的科学教育理念、提高学科地位、建立完备的课程体系、充分发挥教师的作用、实现从知识到实践的跨越、加强实证研究。

  关 键 词:STEM教育 科学教育 FOSS 科学教材

  中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1006-9860(2016)05-0025-08

  本研究以STEM教育为理论基础,基于Yakman提出的STΣ@M金字塔结构框架中确定的S、T、E、M各学科包含的特定学科内容,对教材进行研究。研究的教材为美国FOSS K-5年级加利福尼亚2007年版的科学教材SCIENCE RESOURCES。

  一、研究结果

  (一)知识点分布的整体情况

  经过编码统计,该教材的S、T、E、M知识点总数为406个,学习内容十分丰富。其中,以S类知识点最多,总数为256个,所占比例为63%,超过了总体知识点的六成。其次是T类知识点,为71个,所占比例为18%。E和M类知识点个数分别为45和34,比例分别占11%和8%,比较相近。且在具体学科知识点中,S类的S-3(化学)、S-2(生物)、S-4(地理)知识点个数最多,分别为90、53、51,其他学科知识点个数均在30以下。可见教材紧紧围绕科学知识的学习内容而展开,数学知识点相对而言十分欠缺。

  (二)教材三大主题的知识点分布情况

  研究者根据教材中的物质科学、生命科学和地球科学三大主题,进行STEM框架的编码分析,并统计各主题中STEM知识的分布比例。

  如图1所示,物质、生命和地球科学三大主题中S类知识点的分布存在显著的差异。物质科学重点呈现化学领域的知识点,其余如物理、生物的知识比例很低,知识覆盖面集中。在生命科学主题中,物理学的比重最大,其次是生物化学的综合知识,体现了一定的学科融合特性。在地球科学部分,则以地理科学的所占比例最大,其次是空间科学和物理学。

  图1 物质、生命、地球三大主题中S知识点的分布

  对T类知识点的分布进行分析,从图2可以发现,三大主题呈现一定相似的分布维度,均以医学知识为主要内容,操作性技术的知识次之。尤其是生命科学主题,医学内容占有的比例远大于其他方面知识。可见,在T技术知识方面,三大主题的内容分布一致性较高。

  图2 物质、生命、地球三大主题中T知识点的分布

  从E类知识点的分布来看,三个主题存在较为明显的差异情况,如图3所示。在物质科学主题中,各方面的E工程知识均有涉及,其中以航天工程和材料科学两方面的内容为主,其次是化学制品和计算机的相关内容,分布较均匀。而在生命科学主题中,E知识的数量非常少,只涉及计算机和化学制品的内容,其余方面并没呈现。地球科学主题则以航天工程和计算机的知识内容为主。

  图3 物质、生命、地球三大主题中E知识点的分布

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