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美国Science Dimensions中“科学与工程实践”内容分析研究

李亭亭  
【摘要】:以移动互联网、云计算、人工智能、大数据、生物工程、新材料、新能源等领域的突破为主要特征的第四次工业革命正以万钧之势磅礴而来,学生究竟应该以什么方式学习科学,才能在瞬息变幻的富技术化环境中成功应对问题?科学教育研究、科学哲学研究、科学学习心理学研究和社会的发展表明,仅仅学会科学知识或机械掌握科学方法已经远远不能适应社会发展对创新型、应用型人才的需求,学习者必须切实参与科学和工程实践。只有在此过程中了解科学知识和工程设计方案究竟是如何发展的,才能深刻理解学科核心概念和跨学科概念,促进由知识向能力和素养的迁移与转变。为了将科学与工程实践的理念付诸于科学教育的实践,美国国家研究委员会在《K-12科学教育框架:实践、跨学科概念和核心概念》和《下一代科学教育标准》中,对科学与工程实践的内涵、目标和内容进行了界定。2018年,霍顿·米夫林·哈考特出版社在K-12科学教科书——Science Dimensions中全面融入了科学与工程实践的内容。分析Science Dimensions中科学与工程实践的内容,不仅能够进一步深入理解科学与工程实践在课程中的地位和作用,还能为我国当前的科学课程建设提供经验和启示。本研究通过文献综述明确教科书的结构和教科书分析的一般思路,结合Science Dimensions的特点,从科学与工程实践内容的选择、组织和呈现三个角度对“工程设计”主题和以《化学》模块为代表的自然科学主题进行了分析。在具体分析中,分别从科学与工程实践概念、活动和情境三个方面分析了教科书内容的选择特点,从编排顺序和编写体例两个方面分析内容组织的特点,从导言与安全提示、栏目、图文、习题四个方面分析内容呈现的特点。经过上述分析发现,Science Dimensions突出工程实践在科学课程中的重要地位,注重学科、跨学科概念和科学与工程实践的融合,强调实践活动的真实性,提供给学生参与实践的机会,并特别关注科学与工程实践与学生当前及未来生活的联系。这启示我国的科学课程建设应重视理解实践,构建工程与科学互融、共存的课程内容体系,基于学习进阶组织课程内容,保证教材的连贯性,精心规划课程内容呈现形式,开发配套课程资源。


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