An Analysis of Selected South African Grade 12 Physical Sciences Textbooks for the Inclusion of the NGSS Science Practices

Abstract

Textbooks remain an important resource in the hands of science teachers in ensuring that curricular aims and educational reforms are realised in school science. In a publication of the National Research Council (NRC) entitled “A Framework for K-12 Science Education,” emphasis is placed on students experiencing inquiry-based practices and not merely learning about them. These “practices” of science describe the behaviour in which real-life scientists engage while they investigate and construct model and theories about the natural and human world. The research reported in this article explored the extent to which these science practices are represented in South African Grade 12 Physical Sciences textbooks using qualitative content analysis. The analysis applied an adapted validated conceptual framework of the eight science practices that have been identified by the National Research Council. A Science Practice Continuum Rubric (SPCR) was developed for the coding of the textbooks. The analysis revealed that the science practices reflected in the textbooks were predominantly teacher-directed with only limited opportunity for student-engagement in the science practices. The findings of this analysis suggest that textbooks should be modified to sufficiently reflect practices at a higher level of student autonomy in order to improve the 21st-century learners’ scientific literacy in South African high school science.

Résumé

Les manuels constituent une ressource importante pour les enseignants en sciences afin que les réformes éducationnelles et les objectifs d’apprentissage soient réalisés dans les sciences à l’école. Dernièrement, l’objectif des réformes dans l’enseignement des sciences est passé de la recherche scientifique à la mise en pratique des principes scientifiques par les apprenants. Dans une publication du Conseil national de recherches (CNR) intitulée « A Framework for K-12 Science Education (Un cadre pour l’enseignement des sciences de la maternelle à la 12^e année)», on met davantage l’accent sur l’expérience de pratiques fondées sur la recherche et non pas seulement sur l’acquisition de connaissances sur le sujet. Ces « pratiques» scientifiques décrivent comment les véritables scientifiques agissent lorsqu’ils étudient et construisent un modèle et des théories concernant les milieux naturel et humain. À travers une analyse de contenu qualitative, le travail de recherche abordé dans cet article explore dans quelle mesure ces pratiques scientifiques sont présentes dans les manuels de sciences physiques utilisés en 12^e année en Afrique du Sud. L’analyse s’est appuyée sur une adaptation validée d’un cadre conceptuel tiré des huit pratiques scientifiques répertoriées par le Conseil national de recherches. Une rubrique du continuum de la pratique des sciences (RCPS) fut développée pour la codification des manuels. Il est ressorti de cette analyse que les pratiques scientifiques présentées dans les manuels s’avéraient surtout dirigées par l’enseignant et qu’elles ne donnaient lieu qu’à peu d’occasions pour l’élève de participer activement aux pratiques scientifiques. Les résultats de cette étude semblent indiquer que les manuels devraient être modifiés de façon suffisante afin de représenter des pratiques requérant un niveau d’autonomie plus élevé des élèves, ceci pour augmenter le niveau de connaissances scientifiques des apprenants du 21^e siècle dans le domaine des sciences au secondaire en Afrique du Sud.