STEM视角下的高中理科教材分析

发布时间：2020-08-02 21:16

【摘要】：STEM教育是由美国学者提出,近期在我国兴起的一种新兴的教育模式。它试图整合科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics),旨在通过跨学科方法培养具备问题解决能力的创新型人才。STEM教育一经提出,便受到我国学者的热切关注。本研究以2002年人教版、2004年人教版和沪科版高中物理、化学和生物教材为研究对象,根据学者亚克曼(Yakman)的“ST?@M”教育金字塔中的STEM各个学科的具体分类和我国教材特点,采用内容分析法对教材内容进行分析。主要从STEM各科目知识点总数量和整合知识点的“数量”、“出现位置”、“整合类型”、“整合的紧密程度”、“教学目标”等方面对教材进行量化分析,研究发现:一、整体来说,三版高中理科教材全面涵盖了STEM各科目,且呈现出以科学为主体,工程和数学相对薄弱的特点。二、就整合知识点数量而言,两门科目整合知识点数量最多,三门科目整合知识点数量次之,而STEM四门学科整合的知识点数量最少。三、就整合知识点出现位置而言,“正文”整合知识点出现数量最多,“引文”处出现次数最少。四、整合类型呈现明显的学科差异。物理学科与数学联系紧密,尤其是与数学中“代数”这一亚分类联系密切。而化学和生物则与工程联系紧密。五、就整合的紧密程度而言,教材中对整合知识点的叙述在“5句以内”(包括5句)的数量最多。其次是“5-10”、“10-15”、“15句以上”。六、教学目标三版教材中对整合知识点的教学目标呈现明显版本和学科差异,“04版人教版”教材整合知识点以“应用”和“评价”为目的的数量最多,而“02年人教版”和“沪科版”以“知道”和“领会”为教学目标的数量居多。就教材科目而言,物理学科和化学学科要求学生对整合知识点达到“领会”程度的数量较生物来说更多。而生物学科对整合知识点要求学生进行“应用”的更多。最后,从教材编写应在理论视角上兼顾学科逻辑和STEM教育,教材编写价值取向上注重“创新型,复合型,应用型”人才培养,选材上强调“生动化,生活化,情境化”教材内容等三方面提出今后的教材编写中融入STEM教育理念的价值与策略,并就沪科版物理,高中二年级,第一学期第十四章“电磁感应现象”一节为样本进行了教材编写改进研究。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G632.3
【图文】：

教育发展,重大事件,美国

对STEM教育研究最多和最广泛的国家，因此，笔者从美国STEM教育研究入手，来进行STEM教育的述评。STEM教育在美国经历了从提出到发展近30多年的漫长阶段，“图1.1”以“时间”为线索介绍了STEM教育发展所经历的重大阶段2。美国在1983年，发布了《国家在危机中：教育改革势在必行》的文件，首次提出了对“科学（Science）”、“技术（Technology）”和“数学（Mathematics）”三门学科的整合。1986年，美国国家科学委员会（National Science Foundation）发布《塑造未来：科学、数学、工程和技术的本科教育》报告，对10年来美国大学中STEM教育的开展进行了回顾与总结。2010年，美国总统科技顾问委员会（President’s Council ofAdvisers on Science and Technology ）提出《准备与激励》（Preparation and Motivation）1康建朝.世界主要国家开展 STEM 教育的背景、特征与启示[J].中国民族教育,2018(Z1):10-12.2伊瑞. 基于 STEM 的美国小学科学教材分析[D].华中师范大学,2017.

金字塔结构

青岛大学硕士学位论文程学内容、基本原理、工程学产品等多种方式1。从学科整合角度对教材进行研究的是学者周鹏琴和张韵。二者皆以国外学者亚克曼（Yakman）的“ST∑@M”教育模型为理论框架，在此基础上确定了STEM各学科的定义和内涵，这使笔者深受启发，也成为本文的理论框架和基础。亚克曼提出的ST∑@M模型，是一个不断发展的教育模型，通过这个框架将传统的科学，技术，工程，数学和艺术整合到一起，亚克曼用这个框架来设计整体教育（Holistic education）。该模型以STEM教育为基础，与以往单独强调STEM学科中的各科或把STEM当做整体教育来说，这个模型既强调了各个学科的内容，又体现了这几门学科的融合2。如图1.2：

研究思路

曼的“ST∑@M”框架对我国的高中理科教材进行整体全面的分析。（一）研究思路笔者在进行研究时候，将研究分为四大阶段（见图2.1），第一步，确定研究前提，其中包括研究目的的确定，即：“立足于学者亚克曼的“ST∑@M”教育框架，基于STEM学科整合视角，分析我国理科教材中的知识点整合情况，并为今后教材编写中融入STEM教育理念的价值和策略进行探讨”，研究目的是研究的前提，在此基础上，确定了研究对象和研究方法。第二阶段，开发研究量表，在参考以往研究的基础和对教材进行初步分析之后，确定了分析单位和分析维度，并给出相关的操作性定义

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