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中美日初中科学教科书STEM内容比较研究

蔡婷婷  
【摘要】:课程综合化是国际科学课程改革的共同趋势,科学实践成为扭转误解科学探究的关键,而STEM教育则被视为解决课程综合化问题的有效途径。教科书作为课程的基本物质载体,能够将课程理念显性化,因此对课程的研究直接落脚到对教科书的研究上。基于当前国内外STEM教育以及科学实践的已有研究成果,尝试构建科学教科书STEM内容研究框架,运用定量与定性相结合的研究方法对中国、美国、日本三个国家初中科学教科书展开比较研究,从中找到三国教科书STEM内容的异同点,以试图探索教科书关于学科整合以及科学实践的设计差异,并为中国科学教科书的编写和课程标准的修订提供具体的参考依据。本研究要解决的问题如下:(1)如何在已有研究基础之上构建科学教科书STEM内容研究框架?(2)中国、美国、日本初中科学教科书学习活动中的STEM学习内容的选择有何异同点?(3)中国、美国、日本初中科学教科书学习活动中的STEM学习方式的设计有何异同点?(4)中国、美国、日本初中科学教科书与课程标准的契合度如何?(5)中国初中科学教科书的编写和课程标准的修订还可以做出哪些努力?本研究分以下七个部分:第一部分为绪论,主要介绍本研究的研究缘起、研究问题及其意义;第二部分为文献综述,对本研究的核心概念“初中科学教科书”、“STEM内容”进行概念界定,对中国、美国、日本在第三次国际综合科学课程改革中的背景及成效进行比较与分析,解读国内外关于教科书与STEM教育的研究现状及成果,为本研究奠定理论基础;第三部分为研究设计,介绍本研究的研究思路、研究对象、分析单元、研究方法以及研究工具的构建;第四部分是对三个国家初中科学教科书中STEM学习内容展开定量与定性分析;第五部分是对三个国家初中科学教科书中STEM学习方式展开定量与定性分析,对三个国家教科书中的典型案例进行剖析,并基于STEM内容对中国初中科学教科书中的案例编写提出参考建议;第六部分是对三个国家的初中科学教科书与其课程标准的契合度进行分析;第七部分阐述本研究的结论、启示、反思与展望。本研究的结论如下:(1)STEM学习内容:三国初中科学教科书学习活动中的科学、技术、工程、数学四个元学科总数及单个元学科数目的相对大小均是:美国中国日本;科学元学科在三国教科书的占比均远大于其他三个元学科,技术元学科的占比在美国和中国教科书中均是最少的,日本教科书中数学元学科占比最少。从学习活动中体现的学科融合这一角度来看,美国教科书中的学科融合不论在融合数量上还是在融合质量上都要优于中国和日本教科书,三国初中科学教科书中的学科融合均是立足于学科本位上的学科融合,通过彰显本土优势的形式来强化国家意识形态。(2)STEM学习方式:三国初中科学教科书学习活动设计的共同特点是方案细致有余而开放性不足,能够为学生提供具体详细的活动步骤及材料,但在允许学生自己设计方案、提出假设方面有所弱化;三国教科书的设计凸显了科学活动的社会性,但在强化交流合作的同时却弱化了论辩与反思。从学习活动中体现的科学实践这一角度来看,美国教科书在认知水平上的覆盖面更广,相对于中国和日本教科书更加注重对学生诸如批判与创新思维、模型与原型的开发与应用、应用与实践等认知能力的训练;中国教科书注重训练学生对事物和现象的感知能力,而日本教科书侧重于对要解决的问题与目标进行细化。(3)教科书与课标的契合度:三国课程标准均将课程目标定位于全面提高学生的科学素养,而三国教科书秉承课程标准的这一宗旨进行设计,引导学生在经历科学探究的过程中掌握科学的核心概念与原理,加深对科学本质的理解;从课程标准的设计的全面性上来看,中国课程标准不亚于美国,远优于日本;从两者的契合度上来看,仍存在一些在三国课程标准中被强调而在三国教科书中被弱化的要素,以技术学科的选择与反映科学本质两个层面较为突出。


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