论文STEM视角下的美国科学课程教材分析是适合课程教材论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关课程教材开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
摘 要：为探究美国科学课程的教学内容特点,从而了解美国科学教育的发展状况,该文以STEM教育为视角,应用定量与质性相结合的研究方法,对美国FOSS K-5年级加利福尼亚2007年版的科学教材SCIENCE RESOURCES知识点和教学活动等内容进行分析.从教材知识点的整体分布,物质科学、生命科学、地球科学三大主题知识点分布以及教学活动等其他内容三个方面获得研究结果.结合已有研究,得出结论：教材注重学科间的相互渗透与干涉,强调STEM教育视野下综合性的科学素养,体现STEM教育对生活的价值.最后获得启示：我国科学教育发展应树立正确的科学教育理念、提高学科地位、建立完备的课程体系、充分发挥教师的作用、实现从知识到实践的跨越、加强实证研究.
关键词：STEM教育；科学教育；FOSS；科学教材
中图分类号：G434 文献标识码：A
一、引言
美国国家科学委员会（NSB）在1986年发表了报告：《本科的科学、数学和工程教育》,它被视为STEM教育的开端,并且也对科学教育改革战略具有重大意义.自此,STEM受到教育领域的广泛关注,STEM课程建设与开发在社会上引起高度重视.例如,据英国《卫报》2013年3月26日报道,来自31个欧盟国家的55所大学联合发起了“开放教育”运动,并制定STEM开放课程计划,以培养欧洲学生的STEM素养；澳大利亚虽然在STEM课程上没有提出国家统一的政策和要求,但是一些州根据其自身的STEM教育发展特点,提出了具体可行的改革措施,开展了系列有效活动.“科学和数学学校”,一所来自美国北卡罗来纳州的STEM精英学校,其STEM学科建设比较全面,并且在工程和技术、数学和科学方面均有涉及.在我国,STEM教育理念大多体现在软件编程课、信息技术课和综合应用课中,吴俊杰将Ledong Scratch互动教学平台作为开展STEM教育的载体；吴秀凤在STEM理念指导下,对基础教育领域的Arduino机器人教学模式进行了探索.
STEM由Science（科学）、Technology（技术）、Engineering（工程）和Mathematics（数学）的首字母组成,它融合了科学、技术、工程与数学的学科知识,并将知识的获取、方法与工具的利用以及创新生产的过程进行了有机统一.如今,STEM已经成为科学教育的发展趋势,主导着许多国家科学教育的研究方向与相关政策,促进了各国科学课程的改革.美国在20世纪80年代就实现了自然课向科学课的转变,融入先进的科学技术内容,注重探究和实验教学.1995年,由国家研究理事会（NRC）制定的美国第一部《国家科学教育标准》,为科学教材的编写提供了重要依据.美国《2061计划》规划了K12阶段学生应学习和掌握的科学、数学和技术领域的知识内容,在该计划的推动下,美国组织了相关领域专家,形成了项目研究团队,开发了FOSS、STC、INSIGHTS教材,并且成为了美国最流行的科学教材,这些教材都具有以科学探究为中心、注重跨领域知识融合等特点.其中,FOSS教材开发最早,它具有最丰富的教学资源和最完整的教材体系.我国从2002年将小学自然课正式改名为科学课以来,国家对如何培养和提升学生科学素养的研究给予了高度重视.我国《科学课程标准》的宗旨是培养学生的科学素养,并且提倡他们能够积极参与实践探究活动,以科学严谨的方式解决问题,从而使他们能够认识科学的本质,学会问题解决的方法,提升解决问题的能力.相对于美国的科学课程,我国的科学课程改革较晚,在课程设计方面经验不足,开发团队成员专业背景单一.本文从STEM教育的视角对美国科学课程教材进行数据统计和质性分析,希望能发现其中的精华,从而为我国科学课程建设提供有益的启示.
二、研究设计
将Arts（艺术）学科与STEM原有四个学科融合,形成STEAM,它由G.Yakman在2006年首次提出.本研究以STEM教育为理论基础,基于Yakman提出的ST∑@M金字塔结构框架中确定的S、T、E、M各学科包含的特定学科内容,对教材进行研究,图1为ST∑@M金字塔结构框架.研究的教材为美国FOSS K-5年级加利福尼亚2007年版的科学教材SCIENCE RESOURCES.该教材主要有三部分内容：物质科学（Physical Sciences）的混合物和溶液（Mixtures and Solutions）、生命科学（Life Sciences）的生态系统（Living Systems）以及地球科学（Earth Sciences）的水世界（Water Planet）.具体研究设计与过程如下：
(一)研究问题
STEM的本质是发现学科知识间的内在联系,本研究基于STEM结构框架对科学教材的知识点按具体学科编码,将学科知识量化,结合对教材的质性分析,探讨以下问题：
1.美国的科学教材如何整合不同学科的知识内容?
2.科学教材最重视的教育培养目标是什么?
3.教材设计所体现的教学理念是什么?
(二)研究方法
因为本研究需要将教材文本内容分解为其所要传播的知识点,将其量化,并加以解释和分析,因此研究者运用内容分析法,采用定量与定性相结合的研究范式,分析K-5年级科学教材SCIENCE RESOURCES的教学内容,划分每个章节的知识点,并按照一定的编码方式对各个知识点进行学科编码,将教材内容量化,并利用数据统计软件对知识点数据进行分析,从而得出STEM各学科（S、T、E、M）的知识点在教材中的分布情况.同时,还对教材的整体结构、教学活动、目标陈述、知识总结和练习题等内容进行质性分析,以期对教材有更加深入的理解.
(三)研究工具
ST∑@M金字塔结构框架以STEM教育为基础,解释了如何整合传统的科学、技术、工程、艺术和数学学科,以此制定课程计划.G.Yakman首先对这些学科进行了研究,并对它们做出了界定：科学解释了什么是自然存在的,以及其如何影响人类生活；技术是指人类制造的；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；数学是理解其他学科的基础；艺术是指,在过去、现在和将来,社会是如何发展的,社会是如何影响它的态度与习惯的,社会如何与它的态度和习惯进行联系,如何理解或解释它的态度和习惯.然后G.Yakman确定了S、T、E、M、A五个元学科（Meta-discipline）分别包含的具体学科,并将其作为框架的一部分.本研究舍弃Art部分,形成STEM编码表,下页表1为STEM编码表及其具体样例.G.Yakman通过对文献进行调查和总结,对科学、技术、工程、数学和艺术等元学科的概念进行了界定,并将各具体学科按照以上五种学科进行分类,其研究的理论基础扎实,由此得出的STEM编码表具有较好的内在信度.
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参考文献：
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