基于STEM框架的中美科学课程教材比较研究以美国FOSS和中国人教版小学五年级教材为例.doc

基于STEM框架的中美科学课程教材比较研究——以美国FOSS和中国人教版小学五年级教材为例-国际教育论文 基于STEM框架的中美科学课程教材比较研究——以美国FOSS和中国人教版小学五年级教材为例 张韵 顿卜双 徐唱 李芒 摘要：本文以美国和中国现行的小学五年级科学课程教材为研究对象，基于科学、技术、工程和数学( STEM)的教育结构框架对两国科学教材内容进行编码比较分析，数据结果反映：两国教材内容的重合度低；美国科学课程知识点数量多，难度大，覆盖面广，重视自主实验调研；中国科学课程知识点数量少，内容浅显，以课堂操作和探究为主，学科综合性弱，缺乏知识陈述与总结。 关键词 ：STEM教育；科学教材；教材比较；编码 作者简介：张韵／北京师范大学教育技术学院硕士研究生（北京100875） 顿卜双／北京师范大学教育技术学院硕士研究生（北京100875） 徐唱／北京师范大学教育技术学院硕士研究生（北京100875） 李芒／北京师范大学教授，博士，博士生导师，教师发展中心主任（北京100875） 一、问题的提出 素质教育是如今教育改革发展的战略主题。2010年，我国通过《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》，强调培养学生创新精神和实践能力的重要性，这与当代科学教育发展所呈现的国际新趋势不谋而合。科学、技术、工程和数学教育(Science、Technology、Engineering and Mathematics)的学科集成和教育融合，简称科技工数(STEM)。为了进一步深化STEM教育，美国国家研究理事会于2011年发布了《K-12科学教育的框架：实践、跨学科概念与核心概念》，首次将工程教育加入科学教育体系中；2013年又紧接发布了与此相辅相成的《新一代科学教育标准》，重点强调了整合STEM学科发展科学教育的内容；《2015年地平线报告：K12版》指出STEM学习是未来1-3年驱动K12教育技术的趋势之一，STEM强调跨学科的学习环境，将逐渐打破传统的科学教育界限。 面对STEM浪潮下的新一轮科教改革序幕，我国科学教育教材的发展是否符合国际先进科学教育理念，教材内容是否与时俱进，符合具备科学素养的创新人才培养需求，值得深入分析和反思。因此，选择基于STEM教育框架对中美两国小学科学课程教材进行比较研究，对进一步深化我国新一轮科学教育课程改革，指导小学科学教材的编写和小学科学教学，具有十分重要的意义。 二、研究现状 （一）STEM教育的发展和结构框架 STEM教育起源于美国，可追溯到20世纪80年代，其宗旨是“以设计和探索为目的，并对技术问题解决进行科学的探索”，课程目标中包含了科学素养、技术素养、工程素养和数学素养等方面，这一教育理念如今己影响着世界各国教育改革的政策，聚焦点也逐步从高等教育倾斜到基础教育学科。早在1986年，美国国家科学委员会(NSB)发表报告《本科的科学、数学和工程教育》中提出了美国STEM学科集成战略，旨在大力培养创新人才和具备科学素养的美国公民。2007年，美国国家科学委员会(NSB)发表《国家行动计划：应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》报告，要求增强国家层面对K-12和本科阶段的STEM教育的主导作用，表明STEM教育从本科阶段延伸到中小学教育阶段。2008年，美国弗吉尼亚理工大学学者G.Yakman提出ST∑@M教育模式，解释了如何将传统的科学、技术、工程、艺术和数学学科整合在一个结构化框架中，以此制定整合的课程计划。G．Yakman在前人研究的基础上对科学、技术、工程、艺术和数学学科进行界定，其中“科学”解释了自然存在以及其如何影响人类生活，主要包括物理学、生物学、化学、地理科学、空间科学等；“技术”指向人类制造领域，主要学科有医学、农业、建造、通讯、运输、电力、能源等；“工程”是以数学和科学为基础，应用创造力和逻辑，通过技术为世界做贡献，涉及航空航天、建筑设计、农业机械、化学制品、土木工程、计算机等学科；“数学”则包含数及其运算、代数、几何、量度、数据分析和概率等方面，如下图所示。 在国外，STEM教育已具有比较完善的课程项目体系、社会公共教育服务，以及以STEM学校为主体构建的人才培养模式。如美国项目引路机构( PLTW)致力于为K-12学生提供严谨且具有创新性的STEM课程，鼓励学生参与基于活动的、基于项目的和基于问题解决的学习；美国多位企业CFO创建的“变革方程”公益机构，以其投资、独特资源和影响力来推动优秀的STEM教育项目在学校和社区中的使用；美国北卡罗来纳州科学和数学学校作为