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， 並將知識的獲取、方法與工具的利用以及創新生產的過程進行了有機統一。
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。
本文對美國FOSS K-5年級加利福尼亞2007年版的科學教材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佈， 物質科學、生命科學、地球科學三大主題知識點分佈以及教學活動等其他內容三個方面獲得研究結果。 最後獲得5點啟示。
▍(一)應樹立正確的科學教育理念
受美國《2061計畫》的啟示， 在一批科技專家的主張下， 2003年我國啟動了《2049行動計畫》。 雖然它們的出發點相同， 即都是致力於國家的科學教育發展， 但是它們的側重物件與具體目標卻有所不同。
《2061計畫》的目的在於從小培養學生形成自覺的科學思維習慣， 並將科學精神用在生活和工作中， 而《2049行動計畫》的目標是使我國每一名公民具備基本的科學素質。
可見，
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 是一套涵蓋從幼稚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、備用錄影帶和閱讀材料等。
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，
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。
▍(三) 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，科學實踐的複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，盡可能地支援教師組織教學活動，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、資訊技術等學科教師的合作，為學生設計多學科的實踐活動，由於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，並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。
▍(四) 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援。
閆蒙鋼等研究者發現，我國小學科學教材的課程設計多採用“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。
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繫，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，將有助於學生的發展，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。
▍（五）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。
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範式和實踐。
相對於美國，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於理論，而關於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資料支撐。
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，都缺少研究資料，同時這些也是科學教育的重要研究方向。
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、學校的支援，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，更需要實踐資料的支撐。
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。
節選自：
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（有刪減）
作者：周鵬琴，徐唱，張 韻，李芒
(北京師範大學 教育技術學院，北京 100875)
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，科學實踐的複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，盡可能地支援教師組織教學活動，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、資訊技術等學科教師的合作，為學生設計多學科的實踐活動，由於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，並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。
▍(四) 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援。
閆蒙鋼等研究者發現，我國小學科學教材的課程設計多採用“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。
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繫，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，將有助於學生的發展，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。
▍（五）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。
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範式和實踐。
相對於美國，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於理論，而關於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資料支撐。
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，都缺少研究資料，同時這些也是科學教育的重要研究方向。
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、學校的支援，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，更需要實踐資料的支撐。
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。
節選自：
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（有刪減）
作者：周鵬琴，徐唱，張 韻，李芒
(北京師範大學 教育技術學院，北京 100875)