STEM視角下的美國科學課程教材分析
——以FOSS K-5年級科學教材為例

周鵬琴，徐 唱，張 韻，李 芒

(北京師范大學 教育技術學院，北京 100875)

STEM視角下的美國科學課程教材分析
——以FOSS K-5年級科學教材為例

周鵬琴，徐 唱，張 韻，李 芒

(北京師范大學 教育技術學院，北京 100875)

為探究美國科學課程的教學內容特點，從而了解美國科學教育的發展狀況，該文以STEM教育為視角，應用定量與質性相結合的研究方法，對美國FOSS K-5年級加利福尼亞2007年版的科學教材SCIENCE RESOURCES知識點和教學活動等內容進行分析。從教材知識點的整體分布，物質科學、生命科學、地球科學三大主題知識點分布以及教學活動等其他內容三個方面獲得研究結果。結合已有研究，得出結論：教材注重學科間的相互滲透與干涉，強調STEM教育視野下綜合性的科學素養，體現STEM教育對生活的價值。最后獲得啟示：我國科學教育發展應樹立正確的科學教育理念、提高學科地位、建立完備的課程體系、充分發揮教師的作用、實現從知識到實踐的跨越、加強實證研究。

STEM教育；科學教育；FOSS；科學教材

一、引言

美國國家科學委員會(NSB)在1986年發表了報告：《本科的科學、數學和工程教育》，它被視為STEM教育的開端，并且也對科學教育改革戰略具有重大意義[1]。自此，STEM受到教育領域的廣泛關注，STEM課程建設與開發在社會上引起高度重視。例如，據英國《衛報》2013年3月26日報道，來自31個歐盟國家的55所大學聯合發起了“開放教育”運動，并制定STEM開放課程計劃，以培養歐洲學生的STEM素養[2]；澳大利亞雖然在STEM課程上沒有提出國家統一的政策和要求，但是一些州根據其自身的STEM教育發展特點，提出了具體可行的改革措施，開展了系列有效活動[3]。“科學和數學學校”，一所來自美國北卡羅來納州的STEM精英學校，其STEM學科建設比較全面，并且在工程和技術、數學和科學方面均有涉及[4]。在我國，STEM教育理念大多體現在軟件編程課、信息技術課和綜合應用課中，吳俊杰將Ledong Scratch互動教學平臺作為開展STEM 教育的載體[5]；吳秀鳳在STEM理念指導下，對基礎教育領域的Arduino 機器人教學模式進行了探索[6]。

STEM由Science(科學)、Technology(技術)、Engineering(工程)和Mathematics(數學)的首字母組成，它融合了科學、技術、工程與數學的學科知識，并將知識的獲取、方法與工具的利用以及創新生產的過程進行了有機統一[7]。如今，STEM已經成為科學教育的發展趨勢，主導著許多國家科學教育的研究方向與相關政策，促進了各國科學課程的改革。美國在20世紀80年代就實現了自然課向科學課的轉變，融入先進的科學技術內容，注重探究和實驗教學。1995年，由國家研究理事會(NRC)制定的美國第一部《國家科學教育標準》，為科學教材的編寫提供了重要依據。美國《2061計劃》規劃了K12階段學生應學習和掌握的科學、數學和技術領域的知識內容，在該計劃的推動下，美國組織了相關領域專家，形成了項目研究團隊，開發了FOSS、STC、INSIGHTS教材，并且成為了美國最流行的科學教材，這些教材都具有以科學探究為中心、注重跨領域知識融合等特點。其中，FOSS教材開發最早，它具有最豐富的教學資源和最完整的教材體系[8]。我國從2002年將小學自然課正式改名為科學課以來，國家對如何培養和提升學生科學素養的研究給予了高度重視。我國《科學課程標準》的宗旨是培養學生的科學素養，并且提倡他們能夠積極參與實踐探究活動，以科學嚴謹的方式解決問題，從而使他們能夠認識科學的本質，學會問題解決的方法，提升解決問題的能力[9]。相對于美國的科學課程，我國的科學課程改革較晚，在課程設計方面經驗不足，開發團隊成員專業背景單一。本文從STEM教育的視角對美國科學課程教材進行數據統計和質性分析，希望能發現其中的精華，從而為我國科學課程建設提供有益的啟示。

二、研究設計

將Arts(藝術)學科與STEM原有四個學科融合，形成STEAM，它由G.Yakman在2006年首次提出。本研究以STEM教育為理論基礎，基于Yakman提出的STΣ@M金字塔結構框架中確定的S、T、E、M各學科包含的特定學科內容，對教材進行研究，圖1為STΣ@M金字塔結構框架。研究的教材為美國FOSS K-5年級加利福尼亞2007年版的科學教材SCIENCE RESOURCES。該教材主要有三部分內容：物質科學(Physical Sciences)的混合物和溶液(Mixtures and Solutions)、生命科學(Life Sciences)的生態系統(Living Systems)以及地球科學(Earth Sciences)的水世界(Water Planet)。具體研究設計與過程如下：

(一)研究問題

STEM的本質是發現學科知識間的內在聯系[11]，本研究基于STEM結構框架對科學教材的知識點按具體學科編碼，將學科知識量化，結合對教材的質性分析，探討以下問題：

1.美國的科學教材如何整合不同學科的知識內容？

2.科學教材最重視的教育培養目標是什么？

3.教材設計所體現的教學理念是什么？

(二)研究方法

因為本研究需要將教材文本內容分解為其所要傳播的知識點，將其量化，并加以解釋和分析，因此研究者運用內容分析法，采用定量與定性相結合的研究范式，分析K-5年級科學教材SCIENCE RESOURCES的教學內容，劃分每個章節的知識點，并按照一定的編碼方式對各個知識點進行學科編碼，將教材內容量化，并利用數據統計軟件對知識點數據進行分析，從而得出STEM各學科(S、T、E、M)的知識點在教材中的分布情況。同時，還對教材的整體結構、教學活動、目標陳述、知識總結和練習題等內容進行質性分析，以期對教材有更加深入的理解。

(三)研究工具

STΣ@M金字塔結構框架以STEM教育為基礎，解釋了如何整合傳統的科學、技術、工程、藝術和數學學科，以此制定課程計劃。G.Yakman首先對這些學科進行了研究，并對它們做出了界定：科學解釋了什么是自然存在的，以及其如何影響人類生活；技術是指人類制造的；工程是以數學和科學為基礎，應用創造力和邏輯，通過技術為世界做貢獻；數學是理解其他學科的基礎；藝術是指，在過去、現在和將來，社會是如何發展的，社會是如何影響它的態度與習慣的，社會如何與它的態度和習慣進行聯系，如何理解或解釋它的態度和習慣。然后G.Yakman確定了S、T、E、M、A五個元學科(Meta-discipline)分別包含的具體學科，并將其作為框架的一部分。本研究舍棄Art部分，形成STEM編碼表，下頁表1為STEM編碼表及其具體樣例。G.Yakman通過對文獻進行調查和總結，對科學、技術、工程、數學和藝術等元學科的概念進行了界定，并將各具體學科按照以上五種學科進行分類，其研究的理論基礎扎實，由此得出的STEM編碼表具有較好的內在信度。

表1 STEM編碼表及樣例

(四)研究過程

為了保證本研究的外在信度，兩位編碼者共同使用STEM編碼表進行預編碼，并將結果經過一致性Kappa檢驗，得k指為0.938，屬于幾乎完全一致(Almost Perfect)，具有較高的外在信度。確定外在一致性后，編碼者再對教材的知識點進行劃分，并按照STEM編碼表編碼。編碼結束后，從教材知識點分布的整體情況，物質科學、生命科學和地球科學三部分內容的STEM知識點分布情況等兩方面進行數據統計和分析。除將知識點量化以外，本研究還對教材內容進行質性分析，包括分析教材內容的編排和各部分內容的特點，如活動類型、目標陳述、知識總結與課后練習等。最后結合研究結果，在已往研究的基礎上，得出研究結論，并根據研究結論思考其對中國STEM教育的啟示，以期為國家創新人才培養提供借鑒和參考。

三、研究結果

(一)知識點分布的整體情況

經過編碼統計，該教材的S、T、E、M知識點總數為406個，學習內容十分豐富。其中，以S類知識點最多，總數為256個，所占比例為63%，超過了總體知識點的六成。其次是T類知識點，為71個，所占比例為18%。E和M類知識點個數分別為45和34，比例分別占11%和8%，比較相近。且在具體學科知識點中，S類的S-3(化學)、S-2(生物)、S-4(地理)知識點個數最多，分別為90、53、51，其他學科知識點個數均在30以下。可見教材緊緊圍繞科學知識的學習內容而展開，數學知識點相對而言十分欠缺。如圖2所示，為S、T、E、M各學科的知識點統計分析。

圖2 S、T、E、M知識點統計分析

(二)教材三大主題的知識點分布情況

研究者根據教材中的物質科學、生命科學和地球科學三大主題，進行STEM框架的編碼分析，并統計各主題中STEM知識的分布比例。

如下頁圖3所示，物質、生命和地球科學三大主題中S類知識點的分布存在顯著的差異。物質科學重點呈現化學領域的知識點，其余如物理、生物的知識比例很低，知識覆蓋面集中。在生命科學主題中，物理學的比重最大，其次是生物化學的綜合知識，體現了一定的學科融合特性。在地球科學部分，則以地理科學的所占比例最大，其次是空間科學和物理學。

圖3 物質、生命、地球三大主題中S知識點的分布

對T類知識點的分布進行分析，從圖4可以發現，三大主題呈現一定相似的分布維度，均以醫學知識為主要內容，操作性技術的知識次之。尤其是生命科學主題，醫學內容占有的比例遠大于其他方面知識。可見，在T技術知識方面，三大主題的內容分布一致性較高。

圖4 物質、生命、地球三大主題中T知識點的分布

從E類知識點的分布來看，三個主題存在較為明顯的差異情況，如圖5所示。在物質科學主題中，各方面的E工程知識均有涉及，其中以航天工程和材料科學兩方面的內容為主，其次是化學制品和計算機的相關內容，分布較均勻。而在生命科學主題中，E知識的數量非常少，只涉及計算機和化學制品的內容，其余方面并沒呈現。地球科學主題則以航天工程和計算機的知識內容為主。

圖5 物質、生命、地球三大主題中E知識點的分布

在對三大主題的M數學知識統計中可以發現，各主題的分布具有一定共性，從數量上看數學知識大量呈現在地球科學主題，其余兩個主題所涵蓋的數學知識點較少，均以基本數學運算的知識為主。在地球科學主題中，數及其運算的相關知識最多，其次是數據分析和概率知識，也有涉及問題求解、量度等其他性質的數學問題(如圖6所示)。

圖6 物質、生命、地球三大主題中M知識點的分布

(三)教材其他內容數據分析

研究者通過統計教材中的活動類型及數量發現，美國教材中涉及課堂討論、調查研究、發明制作、動手操作、實驗分析和展示匯報六類，圖7為教材的活動內容分布。教材中共有82個活動，其中動手操作、實驗分析、調查研究類活動數量遠大于其他活動數量，均在20個以上，所占比例分別為34%、29%和24%，總比例超過85%。這說明美國科學教材重視對學生自主學習與實踐能力的培養，有利于形成學生的探究性思維。如利用互聯網進行調研、設定假設和變量進行實驗等，更多的是課外延伸活動和家庭學習活動。這些活動往往具有很強的個性化特性，學生可以根據自己的興趣，從課堂延伸到課外進行，即使沒有教師的指導學生也可以根據教材內容的操作提示自主完成。

圖7 教材的活動內容分布

在教材中，每一單元都會呈現這節課的學習目標，提示學生去自查是否已掌握關鍵的學習內容。此外，每一章后都會附上本章的專業詞匯表，對整章的關鍵知識點進行梳理、回顧和總結，并提出3至5道題目給學生課后思考完成。

四、結論與討論

根據研究結果，以研究問題為出發點，發現美國科學課程注重各學科間的相互滲透與干預，以培養學生的綜合科學素養為目標，體現了STEM教育理念。結合已有研究，主要從以下三方面展開討論：

(一)注重學科間的相互滲透與干預

整合性與學科間性是科學課程區別于生物、化學、物理等分科課程的特點之一，該教材也充分體現了學科間的相互滲透與干預。從數據上看，教材包含了科學、技術、工程和數學知識點，且除科學外，其他三類知識點數量相差不大，說明教材對知識的整合，同時又突出科學知識，體現學科的差異性。物質科學、生命科學、地球科學三大主題由于教學內容不同，S、T、E、M知識點分布情況差別顯著。物質科學主題部分以化學、醫學和操作知識點為主，生命科學主題部分以生物學、生物化學和醫學知識點為主，地球科學主題部分以地理科學、空間科學和物理學知識點為主，說明對學科進行整合時，由于各學科特點和學習需求不同，整合的形式與內容的結構組成也有所不同，從而突出了學科間的差異性。科學、技術、工程、數學等學科彼此間相互交融和影響，STEM教育的價值在于既保存了每一門學科具備的特殊性，又將其可以相互滲透和融合的部分結合在一起，從而促進了各學科的發展[11]。例如地球科學部分的表面積實驗，其教學目標是：學生能夠發現表面積如何影響水等液體蒸發的原理。液體蒸發是物理學知識，而在教材中呈現了實驗操作過程，利用方格計算盛水盒子表面積的方法以及利用圖像和表呈現數據幫助學生發現規律。通過實驗，學生不僅可以學習水的蒸發和表面積關系的物理科學知識，還可以學習表面積計算方法的數學知識以及如何設計實驗和操作。且在實驗過程中，數學知識是獲取科學知識的基礎，規范的實驗設計和操作等技術知識是完成實驗的保障，三者相互干預，數學知識和技術知識滲透與物理知識當中。在地球的水單元中，有一小節的內容為用水量，其教學目標是學生能夠從數據分析出國家的用水情況，懂得水的重要性和掌握保護水資源的具體措施，包括數據分析、地理科學和環境工程知識點。任何工程都需要借助數學和技術來完成，且不能違背科學和自然規律。

(二)強調STEM教育視野下的綜合性科學素養

STEM教育視野下的綜合性的科學素養，在一定程度上融合滲透了技術、工程和數學素養的要求，強調將STEM領域綜合知識與技能遷移到新情境中的應用能力，是一種綜合性的理解和解決現實事件的能力[12]。研究者發現教材中有大量的動手操作、實驗分析、調查研究活動。例如在學習生命細胞時，要求學生按照給定的材料和方法制作聽筒器，聽自己身體各器官運作的聲音。為探索液體表面積與蒸發速度的關系，設計實驗，進行實驗操作和數據分析。在學習太陽系時，指導學生通過網絡調查太陽系和其他行星的信息，且教材給定了網址并提出問題，避免了學生在網絡搜查時因無關信息干擾而浪費時間的現象，體現了互聯網給學習帶來的便捷性與干擾性，提高了學生的信息素養。這些活動，學生都可以在家中完成，使得學生能夠將所學知識應用于生活情境中，解決問題。教材注重培養學生的科學探究精神，在實驗中強調實驗設計的嚴謹性，重視數據或現象背后的科學原理。根據美國教育部領導下的學術競爭力委員會(ACC)構建的STEM 教育的詳細目標可知，美國STEM教育在K-12階段的培養目標之一為“培養學生的科學、技術、工程和數學技能，為其在21世紀科技經濟中獲得成功做準備”[13]。美國科學教育的目標，就是使他們的學生能夠用科學的思維、態度、精神和習慣去解決將來在學習、工作與生活中遇到的問題[14]。

(三)體現STEM教育對生活的價值

美國STEM教育在K-12的另一個培養目標為：提高學生在STEM 教育中的參與度，使學生認識到STEM教育對生活的價值。該教材的內容包括物質科學主題的混合物與溶液部分、生命科學的生態系統部分、地球科學主題的水世界部分，這些都與學生的生活世界息息相關，學生可以將知識應用到生活中，對周圍的事物能夠有更加深刻和全面的認識。STEM教育對生活的價值在教材中主要體現在以下幾點：(1)注重人與人的溝通以及知識與生活的聯系，例如在生命科學主題的第三章“糖類和細胞”，有一節介紹糖尿病，教材用近三頁篇幅呈現了一位大學生與糖尿病人的對話。通過學習此段對話，學生進行遷移，以類似的方式去調查了解生活中的其他疾病，體會到健康生活的重要性，并愿意幫助這些病人，體現了高度的人文關懷。(2)注重培養學生的責任感，例如用數據說明地球水資源短缺，使學生明白水資源的重要性，具有保護水資源的意識。(3)知識點以故事方式呈現，以問題為線索，以生活情境為依托。例如，在介紹水蒸發時，通過狗身上的毛弄濕后很快干，將濕的泳裝放在密閉的塑料袋中，當將其打開時泳裝依然是濕的等真實的生活情境，設計問題，學生能夠在家中體驗并解答問題。同時，它以故事性的語氣將內容展開，激發了學生的興趣和積極性。(4) 教材中具有豐富的圖片，圖片不僅能幫助學生理解知識，而且能形象真實地反映生活。例如在第一節“混合物”中，就有沙、胡蘿卜葡萄干沙拉、混合的堅果、不同形態容器里花生、不同形態容器里的水、洛杉磯上空的霧等19個圖片，幫助學生理解混合物的定義，辨識生活中的混合物，并能制作一些混合物。教學內容在生活中體現價值，不但能激發學生對生活的熱情，使他們能夠積極樂觀地面對生活中的問題。

五、對中國科學教育的啟示

基于以上研究結果與結論，結合我國的科學教育發展和研究現狀，參考美國有關科學教育的實踐與研究經驗，研究者總結出以下六條啟示：

(一)應樹立正確的科學教育理念

受美國《2061計劃》的啟示，在一批科技專家的主張下，2003年我國啟動了《2049行動計劃》。雖然它們的出發點相同，即都是致力于國家的科學教育發展，但是它們的側重對象與具體目標卻有所不同。《2061計劃》的目的在于從小培養學生形成自覺的科學思維習慣，并將科學精神用在生活和工作中，而《2049行動計劃》的目標是使我國每一名公民具備基本的科學素質。可見，美國非常注重K-12基礎教育階段的科學教育，而我國更關注于全體公民的整體科學素質。因此，我國在普及科學知識與實施科學教育的同時，應關注對學生科學素養的培養，而不僅僅是具備科學素質的簡單要求，應提倡學生“像科學家”一樣思考和探究。要相信我們的孩子都是天生的發明家和創造者，他們能通過自己的思考、探究，對科學知識進行主動建構。

(二)應提高科學課程的學科地位

美國從1995年制定第一個《科學教育標準》，到2011年制定《K-12科學教育框架：實踐、跨學科概念、學科核心思想》，再到2013年的《新一代科學教育標準》，都體現了美國在不同發展階段對K-12科學教育的重視與支持。雖然我國早在2001年就制定了科學課程標準，但是科學教育的地位一直不容樂觀。首先就科學課程的學科地位而言，相比于語文、數學、英語等學科，科學課程一直處于邊緣地帶，甚至會出現其課時被其他學科所占用的現象。其次，科學教師的師資隊伍也遠不如其他學科，這使得學校的科學教研氛圍難以形成。然后是科學課程欠缺成熟的考核評價體系，要想讓科學教育得以發展，必須建立系統的評價體系。最后，教育資源的分配不均，尤其是農村偏遠地區實驗器材缺乏、師資力量不足等問題，都是科學教育面臨的巨大挑戰。國家應出臺相應的政策，號召全社會的力量，尤其是科學與教育領域專家的支持，致力科學教育在中小學的發展，提高其學科地位。

(三)應建立完備的科學課程體系

研究發現，美國科學課程具有較強的結構性和系統性。例如，FOSS 是一套涵蓋從幼兒園到八年級的科學課程，其教學資源豐富全面，包括FOSS網站、FOSS科學故事、工具包、教師指導手冊、備用錄像帶和閱讀材料等。與美國科學課程相比，中國的科學課程雖然也有相關網站和資源以及針對教師和學生的教材等，但其各類資源缺乏結構性和系統性。而且，美國的課程開發人員由科學研究、教育教學、技術支持等多個相關領域的專家組成，課程開發的過程就是研究的過程。而中國的課程改革則是以政策為推動，參與改革與開發的人員組成較單一，缺少科學教育研究領域的專家，從而不能為成體系的課程提供科學保障。只有當課程資源與教材配套使用時，學生才能夠在課外，通過查閱和學習已有資源，進行自主探究，拓展學習。

(四)應充分發揮科學教師的作用

科學教育的發展離不開科學教師，因此不能忽視科學教師的作用。隨著國家對教師培訓的重視，各種形式的教師培訓在全國各地開展，但這些培訓主要面向語文、英語、數學等所謂“主要學科”的教師，而對科學教師的培訓卻很少。所以，國家與學校應加強對科學教師的培訓，培訓內容不僅包括專業知識，還應包括先進的科學教育理念、教學方法等。科學課程的跨學科性要求科學教師具有豐富的科學知識以及扎實的專業基礎，科學實踐的復雜性和嚴謹性要求科學教師必須具備良好的科學素養、創新實踐能力。學校應為科學教師提空足夠的教學空間，盡可能地支持教師組織教學活動，尤其是教室外的科學實踐活動。科學教師應加強與數學、物理、化學、生物、信息技術等學科教師的合作，為學生設計多學科的實踐活動，由于中小學沒有設置工程學課程，所以教師更要重視設計科學與工程學的結合。此外，科學教師的教育教學方法直接影響著學生的學習效果，教師應以學生為中心，鼓勵學生實踐，并給予學生必要的指導。學生在學校接觸最多的就是教師，科學教師對學生的科學觀和科學素養的培養至關重要。

(五)應實現從知識到實踐的跨越

《全日制義務教育(3-6年級)科學課程標準(實驗稿)》指出課程是為了培養學生的科學素養，應為學生提供充分的科學探究的機會，使他們在實踐過程中不僅能夠獲取科學知識，還能體驗科學探究的樂趣，提升實踐能力。科學素養不僅體現在科學理論知識的儲備上，還體現在解決實際問題的能力上。因此，科學教育應實現從知識到實踐的跨越，為學生參與科學實踐提供支持。閆蒙鋼等研究者發現，我國小學科學教材的課程設計多采用“主題一活動”模式，主要是以問題的形式直接進入探究活動，缺少了與實踐主題相關的引導性材料和提示，忽略了對學生的先行組織者的關注，雖然活動內容設計得比較豐富，但還是需要加強內容的深度[15]。因此在教材內容上，應設計綜合性的實踐活動，加深活動內容的層次性，為活動開展提供必要的指導，使得學生能夠整合應用多學科知識自主完成實踐，提升綜合應用能力。此外，實踐應加強與社會生活的聯系，教育的根本就是人的發展，人作為社會人，必須具備在現實世界生活的能力與競爭力，以及正確的價值觀念和積極的生活態度，教材對環境、資源、人、生態系統等的關注，將有助于學生的發展，加強他們對社會各領域的認識，深化他們對國家和社會的責任意識。

(六)應加強科學教育的實證研究

美國在制定任何教育標準時，都是在堅實的教育研究成果上制定的，而我國在科學教育方面的實證研究非常欠缺，導致改革很難進行[16]。中國的科學教育變革需要向國際先進經驗學習，特別是科學教育的實證研究范式和實踐[17]。相對于美國，我國科學教育領域人才較少，研究隊伍相對薄弱，研究者們對科學教育的研究偏于理論，而關于科學教育的實踐卻非常少，尤其是在科學課程標準制定與科學課程建設方面缺少研究數據支撐。因此，我們應加強人力與物力，壯大科學教育的研究團隊，支持科學教育研究項目，大力開展科學教育的實證研究。尤其是在科學與技術、工程和數學的整合策略，如何制定科學合理的課程標準，如何建立科學課程評價體系，以及如何使課程內容能滿足學生的需求等方面，都缺少研究數據，同時這些也是科學教育的重要研究方向。本研究對美國科學教材知識點進行量化，即希望為科學與各學科的融合策略提供數據支撐。近年來，隨著STEM課程和有關項目的大力發展，STEM和科學教育成為了研究熱點和重要趨勢。我國應充分利用這種趨勢的影響，提高研究者們的研究熱情，充分發揮研究者們對科學教育政策制定、教材編寫和教學實施的作用。

科學教育的發展離不開國家、地區、學校的支持，同時學科專家、研究者、教師等社會各界人士的作用也不能忽視，它不僅需要理論的指導，更需要實踐數據的支撐。標準制定、教材編寫、課程建設、資源配置、人才培養等各個環節都不容忽視。本研究通過對美國教材的量化與質性分析，得出了研究結論和以上啟示，以期對我國科學教育發展能有所貢獻，為研究者們提供研究的思路與方向。

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An Analysis Study of American Science Textbooks from STEM Perspective—Taking the FOSS K-5 Edition as an Example

Zhou Pengqin, Xu Chang, Zhang Yun, Li Mang
(School of Educational Technology, Beijing Normal University, Beijing 100875)

In order to explore the teaching content characteristics of American Science Curriculum and understand the development of Science Education in the United States, this study analyzed the knowledge points and teaching activities of FOSS Grades K-5 California Edition ? 2007 “SCIENCE RESOURCES” from STEM perspective, combining quantitative and qualitative research methods. The knowledge points of the three main themes (Physical Sciences, Life Sciences and Earth Sciences) and teaching activities in the textbooks were coded and counted. The result shows that: American science textbook focus on the mutual penetration and interference between subjects, the comprehensive scientific literacy, and the value of STEM education to life. Finally, attain the enlightenment about developing the Science Education: we should establish correct science educational concept, improve the subject status, establish a comprehensive curriculum system, give full play to the role of teachers, realize the leap from knowledge to practice and reinforce the empirical research.

STEM Education; Science Education; FOSS; Science Textbooks

G434

：A

周鵬琴：在讀碩士，研究方向為信息化教學應用、教師專業發展和移動學習等(zhoupengqin@126.com)。

徐唱：在讀碩士，研究方向為教育技術基本理論、計算機支持的協作學習等(merryxc_1991@163.com)。

張韻：在讀碩士，研究方向為教學設計、科學教育(zyun@mail.bnu.edu.cn)。

李芒：博士，教授，博士生導師，研究方向為教學行為研究(leemang@bnu.edu.cn)。

2016年1月20日

責任編輯：李馨 趙云建

1006—9860(2016)05—0025—08