中美小学科学教材中物理实验内容的比较研究——以苏教版《科学》教材和美国《科学启蒙》教材中“电和磁”模块为例
教材是教师教学和学生学习的直接载体。当前，我国小学科学教材正处于对接发展人的核心素养的关键时期，小学科学教材在小学科学课程标准更新与修订下，不断追求与时俱进、创新适切性。科学实验是小学科学课程的基础，物理实验是组成科学实验的重要环节，科学教材中的物理实验部分内容改编与完善对发展学生核心素养至关重要。美国在世界科学教育中处于领先地位，对中美两版小学科学教材中的物理实验部分（以“电和磁”模块为例）进行比较研究，借鉴美国小学科学教材中有价值的编写经验，挖掘中美小学科学教材在物理实验部分的特色和优点，对优化我国小学科学教材中的物理实验内容编写、提升教师教学和学生学习质量价值不言而喻。 本研究依据教材分析结构理论，运用了文献研究法、比较分析法、案例研究法，在比较研究中美两国科学课程标准的基础上构建教材比较框架，主要从表层结构模块和深层结构模块对两版教材“电和磁”模块中的物理实验进行对比分析。其中，表层结构模块研究的问题依次是科学实验体系结构、实验数量、实验类型、实验插图、实验器材；深层结构模块主要是对实验难度进行比较；最后，对两国教材中典型的物理实验进行案例对比分析，并从文化角度探究教材差异的原因。本研究的结论如下： 1.从课程标准内容要求得出：科学探究是物理实验学习的中心环节。中美两国科学课程标准都对科学探究要素以及“电和磁”模块内容提出了明确的要求，差别在于：（1）教育受众不同。我国的受众群体是3-6年级小学生，而美国是幼儿园至12年级的学生；（2）对科学探究标准的要求不同。我国注重“知道、体验、理解”等行为动词的具体阐述，美国重视将科学探究要素分年级进阶性地划分。（3）对“电和磁”模块内容的表述不同。我国注重文字表述的具体、清晰化，“电”、“磁”、“能量”知识点之间的联系较少，而美国注重知识间的融合、完整性。 2.从物理实验体系结构得出：中美两版小学科学教材的结构都属于单元式排列结构；在“电和磁”模块下美国小学科学教材章节多且物理实验内容的组织方式为螺旋式，而我国小学科学教材采用直线式组织物理实验内容；中美两版小学科学教材设置的栏目丰富，都重视开展物理实验活动和知识的拓展运用。 3.从物理实验数量得出：中美两版小学科学教材关于“电和磁”的物理实验都集中在“电”和“磁”主题，“能量”主题下的实验最少；从物理实验对应的概念内容来看，中美两版小学科学教材中同一概念内容下的物理实验在教材中出现的顺序不同且对应的实验数量也有所区别。 4.从物理实验类型得出：中美两版小学科学教材都是探索性实验数量最多；美国小学科学教材中的验证性实验占比多于中国小学科学教材，中国小学科学教材中应用性实验占比多于美国。 5.从物理实验插图得出：中美两版小学科学教材插图都具有图文并茂的特点，且都是实验解释图占比最多。美国小学科学教材更注重规范学生的实验操作和实验记录习惯，而我国小学科学教材更注重创设富有趣味性、真实性的实验情境。 6.从物理实验器材得出：中美两版小学科学教材选取的实验器材都体现了材料易得、经济性、便捷性等特点，且都是生活用品类的器材占比最多；从实验室仪器类的选择中可以发现美国小学科学教材对于物理实验的操作更突显规范，而我国小学科学教材更倾向于体验探究过程。 7.从物理实验难度得出：整体上美国小学科学教材的难度大于我国小学科学教材。其中，中美两版教材的实验器材和探究要素这两大因素难度值接近，而实验步骤、拓展问题部分美国小学科学教材的难度大于中国小学科学教材；中国小学科学教材中的实验类型难度大于美国小学科学教材。 8.从文化差异角度得出：美国小学科学教材以分科形式进行编写，但知识点之间联系相对紧密，同时重视知识学习的完整性，方便学生展开自主学习；我国小学科学教材采用综合学科的形式进行编写，相对缺少单元知识回顾，学生的主体性较难体现。
小学科学;教材编写;物理实验;内容设置
闽南师范大学
硕士
科学与技术教育
杨妙霞
2021
中文
G624.601
2021-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）