美国STC教材简介



  STC 是 Science and Technology for Children ( 孩子们的科学与技术 ) 的缩写形式 , 是美国小 学现行科学教材之一 , 它是在美国《国家科学教 育标准》 ( NSES) 的指导下进行编写的 , 是以活
动为基础 , 单元式的小学综合理科教材 。教材中 所选择的活动贴近儿童的实际生活 , 强调科学2 技术2社会 ( STS) 之间的联系 ; 教材注重培养 学生的综合技能 , 如观察和描述所观察到的现 象 、用文字和图表记录观察 、通过写 、画和讨论 来交流观点等 。总而言之 , 这套教材不论是从内 容或从形式上来说 , 都是很有研究价值的 。    、STC 教材的编写依据 一
美国国家科学学院 1996 年初推出了美国历 史上第一部科学教育标准 , 其中规定了 8 个部分
统一的概念和过程 系统 、秩序 、和组织 证据 、模型和解释变 化 、不变性和测量 演化与平衡 形式和功能 作为探究的科学
 [ 收稿日期 ]2001209214 )  [ 作者简介 ] 高   ( 1975 -   ,女 ,山东泰安人 ,南京师范大学教育科学学院课程与教学论专业研究生 。 霞
2002 年 3 月 外国教育研究 Mar. , 2002                   第 29 卷   3 期 第 St udies in Foreign Education Vol. 29   13 No
美国 STC 教材简介
高  霞
( 南京师范大学 教育科学学院 , 江苏 南京 2100
  97)
[摘
要 ] 美国在《国家科学教育标准》的指导下编写了几套小学科学教材 , STC 就是其中比较流行
的一套 。本文主要介绍了 STC 教材的编写依据 、内容体系 、目标体系和教学材料 , 对我国当前正在进行的 小学科学课程和教材改革提供一定的参考 。
[关

词 ] 美国 ; STC 教材 ; 评介
地球和天空的变化
[ 中图分类号 ] G42313Π   [ 文献标识码 ] A    [ 文章编号 ] 100627469 ( 20
  02) 0320032205 712
的科学内容 , 指明了学生们在从幼儿园到 12 年 级 ( K~
  12) 的教育过程中在自然科学方面都应 该知道些什么 、弄懂些什么和能够做些什么 。这 8 部分内容分别是 : ( 1 ) 科学中统一的概念和方 法 ; (
  2) 以探究为特点的科学 ; ( 3 ) 物质科学 ; (
  4) 生命科学 ; (
  5) 地球与空间科学 ; (
  6) 科学 与技术 ; ( 7 ) 从个人角度和社会角度看的科学 ;
(
  8) 科学史和科学的性质 。其中第一个部分是面
对所有年级的 , 因为与这些概念有关的认识和能 力是需要通过对学生们的完整的教育过程才能培 养起来的 , 而且统一的概念和方法是超出学科边 界的 。其余那七个部分则分别是针对 K~ 4 ( 幼 儿园到四年级 ) 、5 ~ 8 年级的 9 ~ 12 年级的程 度 。这三个年级组的标准见表
  1~表 3 。

  1  幼儿园至 4 年级的内容标准
物理科学
生命科学
进行科学探究所需要 的能力 对科学探究的理解
物体和材料的性质 物体的位置和运动
生命体的特性 生命体与环境
生命体的生命周期
光 、热 、电和磁学
地球和空间科学 地球物质的性质 空中的物体
科学和技术
技术设计的能力 理解科学与技术
区别自然物体与人造 物体的能力
从个人与社会角度所 见的科学 个人健康 人口的特征与变化 资源的类型 环境的变化 科技在应付地方性挑 战中的作用
科学的历史与本质
作为人类奋斗目标的 科学
第 3 期                   : 美国 STC 教材简介                高 霞 ·33 ·
表 2   ~8 年级的内容标准 5 统一的概念和过程 系统 、秩序 、和组织 证据 、模型和解释变 化 、不变性和测量 演化与平衡 形式和功能 地球和空间科学 地球系统的结构 地球演变史 太阳中的地球 科学和技术 技术设计的能力 理解科学与技术 从个人与社会角度所 见的科学 个人健康 人口 、资源与环境 自然灾害 风险与效益 社会中的科学技术 作为探究的科学 进行科学探究所需要 的能力 对科学探究的理解 物理科学 物质的性质与物质性 质的变化 运动和力 能量的传递 生命科学 生命系统的结构和功 繁殖与遗传 调节机能与行为 人口与生态系统 生命体多样性和适应性 科学的历史与本质 作为人类奋斗目标的科学 科学的本质 科学史
表 3   ~12 年级的内容标准 9 统一的概念和过程 系统 、秩序 、和组织 证据 、模型和解释变 化 、不变性和测量 演化与平衡 形式和功能 地球和空间科学 地球系统中的能量 地球化学周期 地球系统的起源和演化 宇宙的起源和演化 科学和技术 作为探究的科学 进行科学探究所需要 的能力 对科学探究的理解 物理科学 原子的结构 物质的结构与性质 化学反应 运动与力 能量守恒与无序度的增加 能量与物质的相互作用 从个人与社会角度所 见的科学 个人和公众的健康 人口增长 自然资源 自然灾害与人为灾害 科技在应会地方 、国 家和全球挑战中的作用 生命科学 细胞 遗传的分子基础 生物演化 生命体的相互依赖性 生命体的物质 、能量与组织 生命体的行为 科学的历史与本质
技术设计的能力 理解科学与技术
作为人类奋斗目标的科学 科学知识的本质 历史观点
   、STC 教材的内容体系 二
STC 教材为一至六年级的学生提供了 24 个
四个单元 。这 24 个单元覆盖了 4 个大的主题领 域 : 生命科学 、地球科学 、物质科学和技术设 计 。见表 4 :
单元 , 每个单元由若干个活动组成 , 每个年级有

  4  STC 教材单元分布 领域 年级 1 2 3 4 5 6 生物 蝴蝶的生命周期 植物的生长和发育 动物研究 微观世界 植物实验 生命 、地球 、物理科学和技术设计 天气 土壤 岩石和矿物 土地和水 生态系 时间测量 固体和液体 变化 化学测验 电流 食品化学 磁铁与电动机 比较与测量 平衡与秤重 声音 运动和设计 漂浮和下沉 纸的技术
   STC 教材的一个重要特点就是强调科学探 究 , 是一门以探究为基础的课程 。每个单元都为 学生提供了若干个进行探究的机会 , 让学生直接 探索科学概念和现象 , 思考他们的观察 , 与同学 分享 , 以及将学到的东西应用于新情境 。
NSES 中提出科学的学习要具有灵活性和选
提供了最大的灵活性 。所有 STC 单元可以按表 4 所列上下浮动一个年级 。一年级的单元可以用于 幼儿园 。例如 , 根据总体科学课程或学生能力 , 为二年级开发的 “土壤”也可以在一年级或三年 级教授 。这种灵活性在四 、五年级的交界变得至 关重要 , 他们跨越了 NSES 所规定的年级段 。这 样安排教材 , 可以使学区或教师按照本地区或本 校的具体情况做出适当的选择 , 有利于给学生创
择性 。所以 , 学习目标是以年级段而不是以年级 安排 , 与标准相似 , STC 课程的设置也为年级
                    外国教育研究                 2002 年 ·34 · 造轻松的学习环境 , 充分发挥学生学习的积极主 动性 。 每一个 STC 单元设有四个阶段的学习周期 , 即关注 (focus) 、探索 ( explore) 、思考 ( reflect ) 和应用 ( apply) 。这些阶段是建立在对儿童学习 研究基础之上的 , 研究结果表明 : 知识是由每个 学习者积极构建的 , 儿童只有在他们可以有自己 的发现和亲自参与的实验环境中学习科学 , 效果 才能达到最好 。关注阶段主要是了解学生对某个 主题知道了些什么 、他们还想学些什么 。换句话 说 , 学习要从学生已有的知识和经验开始 , 即了 解学生已有的认知结构 , 使新学的知识与学生认 知结构中的知识建立起某种联系 , 这样才能取得 最佳学习效果 。如 “岩石与矿物”单元中的第一 课就是 “分享我们对岩石的知识” 。通过一系列 的活动了解学生对岩石知道了多少 , 他们还想知 道岩石的哪些奥秘等 。探索阶段是通过一系列的 活动 , 探索一个科学概念或科学现象 。如观察 、 记录 、制作 、测量 。课堂探索通常分小组进行 , 两个人或四个人为一组 。思考阶段主要是学生们 思考他们在活动中的观察结果 , 并把思考的结果 记录在科学日记上 , 与同学一起进行讨论 。应用 阶段主要是让他们有机会将所学的新知识应用到 真实生活中和课程的基他领域 。STC 中的 24 个 单元就是按这四个阶段设计的 , 为所有学生提供 生命科学 、地球科学和物理科学与技术领域中的 探索性体验 , 发展他们的批判性思维和解决问题 的能力 。不仅如此 , 单元中的每一课也都设有四 个学习周期 。如 “运动和设计”单元中的第 5 课 ?? ? 什么使我们的车子变慢和变快 , 首先是 “想 一想” 让学生思考一下如何使车子变快 , 如何 , 使车子变慢 、对此你还想知道些什么等问题 , 让 学生把想法记录下来 。接着 “自我发现” 根据 , 学生的需要提供给学生一些材料 , 如车子 、木 块 、木板 、棉线 、秒表等 , 给学生提供足够的自 我探索的机会 ; 在 “探究建议”中向学生提出进 下思考的问题和要求 ; 最后把思考的结果记录在 科学日记上 , 供同学们一起讨论 。 另外 , STC 教材也意识到了虽然要有自己 独特的内容和进展程序 , 但彼此之间并不是相互 割裂的 , 它们都是学校完整课程的一部分 。各门 学科之间在内容和技能上有许多交叉的地方 。因 此 , 在编写时 STC 教材注意到了科学与其它学 科之间的联系 , 如写作 、语言艺术 、数学 、社会 研究和音乐等的联系 。这一思想在 STC 的教师 用书中的延伸部分有显着的体现 。我们试举 “声 音”单元为例 , 这一单元中的每一课的延伸部分 都提出了本课是如何与语言艺术 、数学 、社会研 究和音乐等联系的 。例如 “声音”单元中 : ( 语 言艺术) 要求学生成对考虑能发出和他们描述的 声音相似的单词 , 如蜜蜂的嗡嗡声 , 细水流的声 音 , 和老虑的咆哮声 , 这种工作叫拟声 构 词 。 ( 音乐) 弄 8 到 10 个不同型号的钉子 , 让学生把 他们组合成木琴 , 这样他们就可以演奏歌曲了 。 (社会研究) 邀请一名警察带一只驯狗哨和一只 狗来到教室 , 请他 ( 或她) 与学生一起分享和讨 论 “沉默的口哨” ( 数学) 挑战学生列出表示时 。 间的声音 , 有摆的落地大座钟声 , 教堂的钟声 , 和学校的铃声会立即映入脑海 。邀请他们讨论这 些声音是如何报告时间的或这些声音是如何计算 流逝的时间量的 。这样教材安排有利于教师在教 学过程中主动与其它学科发生联系 。    、STC 教材的目标体系 三 根据 NSES 的精神 , STC 将教材的总目标 定为 : ① 使科学对所有儿童都是适合的 、有趣的 和富有挑战的 ; ② 有助于孩子对周围世界的概念 性的理解 ; ③ 帮助儿童发展科学推理和解决问题 的能力 ; ④ 促使科学态度的形成 , 如好奇心 、尊 重证据 、灵活性和对生命的敏感性 。这些目标在 每一个 STC 单元中都有所体现 。在此基础上目 标进行分化 , 分为概念目标 、能力目标和态度目 标 。概念目标主要包括对某一科学概念 、科学现 象及其产生 、性质等的理解 ; 能力目标主要有观 察 、分类 、测量 、预测和假设 、实验 、调查 、记 录 、交流 、解释 、运用等 。我们知道 , 科学离不 开实验验证 , 因而离不开观察 、实验 、测量等手 段 ; 科学需要与人交流 , 因而需要调查 、记录与 汇报 ; 科学需要解释一些现象 , 因而需要假设与 总结 。这些能力将被揉合在 STC 的各个单元中 , 有助于学生各种技能的发展 ; 态度目标主要有好 奇心 ( 激发学生对生活其中的世界产生兴趣 , 乐 于提出问题和表达自己的见解 ) 、合作与分享 (学生通过以小组形式进行的学习感受到集体合 作成功的快乐 , 分享自己的见解 , 尊重他人的观 点) 、同情心 ( 通过研究周围环境 , 了解生物之 间相互联系和相互依赖的关系 , 培养尊重人类及 其它生命的感情) 、坚韧不拔的精神 ( 通过一系
第 3 期                   : 美国 STC 教材简介                高 霞 ·35 · 列的实验活动 , 让学生懂得许多科学活动只有坚 持不懈才能得到结果 , 要克服困难 , 善始善终) 、
概念目标    声音是由振动的物体和振动的空 气柱产生的 。 音高和音量是声音的两个特点 。 改变物体振动的方式可以改变它 产生的间地高和音量 。    音高是由振动的频率决定的 ; 音 量是由振动的振幅决定的 。 、改变弦的 长度 , 强度或存度会影响振动的频率 , 从而影响其音
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