关键词:
STEM教育
比较研究
科学教科书
案例开发
摘要:
跨学科学习是当前课改倡导的重要方向之一,而STEM教育是实现其目标要求的重要途经和载体。研究基于美国学者***提出的STEAM金字塔框架,将河北人民出版社出版的《科学》教科书(以下简称【冀人版】)和美国麦克米伦公司出版的《科学启蒙》小学科学教科书(以下简称【麦克版】),两者6年级中相关的STEM教育知识、编排体例与呈现方式进行定性与定量的比较研究。并依据比较结论与建议、2017版小学科学课标的要求、“5E教学模式”、“多元智能理论”和“最近发展区理论”,对2017【冀人版】6年级上册“创意车模大比拼”一课进行创新教学案例开发与实践研究,实现2017版小学科学教科书使用与教学研究的同步推进。研究通过文献研究法对相关文献进行梳理归纳,阐述研究的相关背景并确定了研究课题、方法、使用工具及思路,对“STEM教育内涵”、“STEM素养”、“STEM教育特征”和“教科书分析”进行概念界定;分析了“5E教学模式”、“多元智能理论”和“最近发展区理论”对拟开发教学案例的指导作用,以此为依据形成对案例课程的设计模式。基于美国学者***提出的STEAM金字塔框架和核心概念的指导,采用比较分析法对中美两版小学科学教科书6年级的STEM教育相关的内容选取、编排体例与呈现方式进行比较分析,得出结论:(1)内容选取。两版教科书均符合STEAM金字塔框架。知识内容方面,【麦克版】教科书中的知识内容广度更大,难度更深,且核心概念内容整体呈螺旋式上升的特征更明显;领域分布上,【冀人版】更符合本国2017版小学科学课程标准的要求。它更注重“技术与工程”领域的渗透,内容难度适中,更贴合学生实际。(2)编排体例。两版教科书各具特色,【麦克版】教科书中整体的栏目设置更加丰富多样,从其固有的进阶阶段客观上也使其具有更优的STEM教育视域下的教育教学功能。【冀人版】的某些专题结构更符合6年级学生的STEM学习需求。(3)呈现方式。语言表达上,【冀人版】多采用情景对话或卡通人物形象的形式,且多使用第一人称,能更好地调动学生对知识的兴趣和好奇心,有利于STEM教育目标的完成。【麦克版】对文字进行了加工,用不同的颜色与字体突出学习重点。插图设置上,【麦克版】教科书中数据图表类相对【冀人版】而言数量较多,更能培养学生的数学素养。实物插图所占比例最大,多展现工程制作的相关内容,图片尺寸大、清晰度高,有利于学生观察。基于该结论及其建议,以及研究理论基础对案例课程教学的设计模式、2017版小学科学课程标准的相关要求,采用案例研究法与实验研究法对【冀人版】六年级“创意车模大比拼”一课进行创新教学案例开发与教学实践研究,并利用SPSS19.0软件进行教学结果检验与评价。研究发现:实验班在STEM教育四大维度的落实情况均优于对照班,且实验班学生对“创意车模大比拼”一课的整体掌握情况高于对照班。基于案例教学实践研究结论,提出进一步完善本案例教学的实施策略:(1)夯实科学原理基础,提升方案设计理性;(2)利用迭代思维方法,突破动力匹配难点;(3)把握设计核心环节,优化工程整体功能;(4)注用好数学理性工具,精准制作科学评测。