美國小學科學教材特色及啟示

[摘 要] 美國小學科學教材SCIENCE以主題形式融入生物、物理、地理等學科的知識，通過提出問題和講故事的形式呈現，激發學生的學習興趣和求知欲，促使學生形成科學的認知方式和科學態度，旨在培養學生的科學素養。美國小學科學教材的特色與技巧，對我國小學科學教材的編寫及教學具有一定的參考價值。

[關鍵詞] 美國小學科學教材；特點；啟示

[中圖分類號] G624[文獻標識碼]A [文章編號] 1672-1128(2008)10-0043-04

美國最大的教育書籍出版集團McGraw-Hill的一個分公司Macmillan/McGraw-Hill于2005年出版的一套小學科學教材《科學》(SCIENCE)，是美國小學科學的主流教材之一。該教材圖文并茂，通俗易懂，關照兒童的身心和思維特點及發展需求，通過問題和故事方式呈現，具有很強的可讀性；以科學為中心將生物、地理與物理學等相關學科知識和諧地融為一體，使之系統化，因而亦有很強的科學性。透視美國小學科學教材的特點，對于我國的教材編寫及其教學有一定參考價值。

一、結構設計：以主題為中心

回顧當前美國國家教育進步協會實施的科學教育評價標準，科學學科有很多是相互分開的主題，包括美國科學教育進步協會在內的許多機構，都紛紛強調常見主題的重要性。這些報道中所界定的主題的數目和國家評價指標體系雖有不同，但是，在哪些是各學齡段的學生應掌握的基本知識這一點上已達成一致。美國國家教育進步協會以及科學評價委員會一再聲明主題的重要性以及將主題整合在中小學各個年級教材計劃中的必要性。

全書共六冊，供小學1至6年級的學生學習。這套教材，是典型的以主題為中心編制的。教材內容分為三個主題：生命科學(Life Science)、地球科學(Earth Science)和物理科學(Physical Science)。這三個主題同樣包括在1996年的國家教育進步關于科學的評價體系之中，原因是它們構成了主要的科學學科之間的組織原理，而且，它們非但不和各個領域的事實性的內容發生沖突，反而能夠支持和幫助把信息組織到一個連貫的知識體系之中。這六冊教科書有很多相似之處，比如它們都是以主題為框架，每一冊都有這三個主題，這也是美國科學課程標準里規定的幾個方面。再比如說，每一冊分為A，B，C，D，E，F六大專欄，每一個主題有兩個專欄。綜觀整套教材，這三個主題所占的單元比例大體相同，內容分布比較均衡，根據年級不同而各有側重(見表1)。

由表1可見，生命科學占85課時，地球科學占85課時，物理科學占86課時，三個主題基本上各占1/3。

從美國小學科學教材SCIENCE，我們可以看到，以主題為中心的教材編制突出了以下幾個特點：一是有助于聯系學生的現實生活，可以把科學知識融入學生的生活世界，同時又能引導學生在生活世界中省察科學知識；二是便于知識與能力的綜合，通過對主題的探究，可以把相關的科學知識整合到一起，同時也可以由此培養學生綜合運用知識的能力以及探究能力；三是可以凸顯科學知識的發展性和應用性，以科學主題為中心的設計比其按科學結構的編排要靈活得多，可以及時吸納當代的、實用性強的科學主題和問題(如環保)，從而讓學生認識科學的威力和魅力；四是可以建構相對完整的科學知識，一個科學主題就是一個相對完整的知識單元，學生可以憑此習得其中的核心觀念和相對完整的知識。

教材設計還十分強調相關學科間的交叉與滲透，尤其是科學、技術與社會的相互聯系。這是STS教育理念在內容設置上的體現，如1～2年級，即是社會、藝術與人文、自然與生活科技三大學習領域的整合。

二、呈現方式：問題和故事

SCIENCE的設計充分體現了建構主義和探究式學習思想。教材中雖沒有明確提到“建構主義”這個詞，但為使學生掌握科學研究方法和探究技能(包括分類、觀察、推理、假設、預測等)，第三、四、五、六冊教材在各個專欄里都設置了“探究能力構建者”(Inquiry Skill Builder)，針對每一個專欄目錄中還設計了六個單元活動(Activities)。教材每一課都事先提出問題，設置情境，引導學生做好準備，開展活動進行探索，旨在激發學生對科學的興趣和求知欲望，鼓勵學生去探索和經歷科學活動的過程，形成科學的認知方式和科學的世界觀、價值觀，感受科學的魅力；讓學生通過觀察、分析、解決問題，鼓勵學生大膽思維，敢于懷疑，提出自己的不同見解，培養學生的思維能力和創新精神。該教材還引導學生養成凡事不要依賴別人，親自觀察、實踐的良好習慣，對老師、家長的話不盲從，勇于親身體驗和探究。

我們都知道，兒童思維最大的特點是具體形象。他們通過直接感知來接納信息，逐漸學習用符號來代替實物，并把外在的操作行為逐步內化在頭腦中進行認知和運算。該教材設計精美，其中彩色文字和圖片，生動逼真，正是遵循了兒童的身心特點，讓他們在書中領略美麗的自然景觀，吸引其投入到大自然的懷抱，去探索自然界的奧秘，并在學習過程中獲得快樂。教材的每一主題都巧妙地穿插了“奇妙的故事”(Amazing Stories)，使兒童在具有真實性、趣味性與故事性的情境中體驗科學的奧秘，激發他們的興趣和好奇心，激勵他們在科學探索中走近科學家，同時也向他們展示和證明了在這五彩繽紛的世界上，萬物皆物質，相互之間發生聯系且都處在運動之中，進而刺激了他們的學習動機與形成自我導向的科學探究所需的態度與技能。

此外，教材中還給學生提供了參考手冊，如科學手冊和健康指南，并鼓勵學生動手制作各種各樣的折頁，如熱狗、百葉窗、漢堡包、山谷、山脈等，便于學生收集數據時采用。

三、編寫技巧與版本特色

1.目標

總的來看，整套教材是以美國國家教育進步協會頒布的《國家科學課程標準》(National Science Education Standards)(以下簡稱《標準》)作為編寫依據，是與其目標相一致的。這是該教材首要的也是最重要的特征。根據《標準》，美國小學的科學主要分為兩個學科部分：科學認知與技術，科學范疇。地理科學、物理科學和生命科學都屬于科學范疇；概念理解、科學探究和實踐、推理屬于科學認知與技術(見表2)。

《標準》規定，小學科學教育的目標是讓兒童從對自然界的觀察中搜集信息、豐富知識。根據《標準》，小學階段科學評價重點不在解釋、推理或預測，而在強調在學習過程中豐富已知并獲取新的知識和結果，注重科學認知和概念的理解。對概念理解的評價將注重學生掌握自然界的信息廣度以及通過個人親身體驗、經歷，將所學的科學原理運用于解決實際問題。因此教材在每一課左上角位置將文中所要涉及的主要科學概念列舉出來，并在后面的附錄里，對教材中出現的科學概念進行了系統的整理和解釋。這有助于引起學生的思考，也便于學生在日后學習中查詢。

SCIENCE把《標準》作為主要編寫依據。《標準》里對各年級的學生學業要求是不同的，是分段界定的。結合1996年和2000年國家教育進步協會關于小學階段科學表現評價說明，我們還可以得知：從小學1年級到6年級的科學評價難度級別和側重點不一樣，每個年級有三個級別：初級、中級和高級。此外，教材就小學1至6年級學生要達到哪些目標做了具體說明。例如，1~2冊要求學生達到的能力指標有13項，分別為：觀察、推理、預測與交流、測量、定位、比較、分類、探究、舉例和得出結論、閱讀和運用圖片、記錄、搜集信息、使用工具。3~6冊有6項內容指標：觀察和識圖、問題和假設、用科學閱讀、實驗技術和信息識別、收集數據和數學能力、得出結論和科學記錄、運用教材。

如何實現、檢測目標呢?對照《標準》，教材在設計和編排的時候，考慮到了不同學齡的兒童有不同的特點。根據學生的年級對科學知識(生命、地球、物理科學和技術)有不同的要求。對于如何測評學生的掌握情況和能力表現，這套教材不僅強調單元后再考核，還包括學前的考核，在過程中的考核，了解學生所學的知識，以及學生日常觀察和反思。教材每一章后都有單元復習，每兩章即一個主題都有單元能力評估和給孩子會見科學家的時間。在學前主要培養學生觀察、交流以及比較能力。如在1、2年級的發展中注重讀寫和計算等基本能力，而不是科學推理能力。高年級則強調培養學生的探究能力。1、2年級時訓練學生計算和讀寫能力，因為美國是個移民國家，有很多墨西哥、非洲國家的移民，在家是不講英語的。有些學生到了4、5年級還不會讀寫，統考只用畫圈或寫A，B，C，D而不用寫作。

2.妙溝通

首先，教材語言精煉、生動有趣，富有啟迪性。用一些祈使句，如成為科學家(Be a scientist!)、看(Look!)、準備(Get ready)、開始探索(Explore activities)等引起學生的注意力，鼓勵學生樹立遠大的志向；如使用疑問句“你是否想象過……?”(Did you ever wonder…?)、“這是什么?”(What is this?)等提出問題來促使學生想象和思考；配合圖片、模型、標本及表格等生動靈活、鮮活真實的特征，直觀性強，易于引起學生的興趣，同時促進學生觀察和思考。

其次，教材所傳達的文字信息，追求人與人、人與物之間的溝通，努力縮短心與心的距離，具有很強的說服力和親和力。比如，教材引用了美國著名女宇航員薩莉·賴德的親筆來信，信中談了她的童年夢想及夢想實現后的感想，無論是文筆本身，還是信的內容，都給學生以親和力和說服力，從而極大地鼓舞了學生，增強了他們的學習積極性。

最后，教材中還有一些課堂及野外進行科學活動的安全提示(Science Safety Tips)，其中“當心”(Be Careful)更是體現了一種人文關懷，同時指出了學生所應承擔的責任，強調培養學生的環保意識和精神，使學生對環境和生物有尊重和責任感。

四、思考與啟示

目前，我國小學科學教材較之以前的自然課有了很大的進步，其內容編寫也分為“生命世界”、“物質世界”和“地球與宇宙/空間科學”三大板塊，這是值得肯定的。但從教材的設計和內容分布來看還存在一些問題，對照美國小學科學教材SCIENCE，可以得到一些啟示。

1.指導思想和出版設計的特色

《國家科學教育標準》是在美國政府資助下由國家教育進步協會頒布實施的。科學教材以《標準》為依據，主要是教育者、科學家和工程師共同參與編寫的。而我國的科學教材主要是由從事科學研究的教育者或課程專家編寫的。和國外裝禎精美、生動活潑的科學教材相比，我國的小學科學教材在內容和版面設計上顯得單調而且嚴肅，如插圖多是黑白的，內容多是對一些自然現象和如何使用實驗儀器的介紹和解釋。

根據人的認知規律和心理特征，培養適應社會發展需要的高素質人才，是世界各國科學教育改革所共同關心的問題。美國《國家科學教育標準》就是為引導美國國民步入一個具有高度科學素養的社會而撰寫的，詳細地描繪了“一幅在21世紀使面向全體美國人的科學素質教育成為現實的藍圖”。美國把科學教育標準要求滲透于中小學教材之中。另外，教材的呈現方式遵循兒童身心發展特點和認知規律，注重學生的需求，引入學生感興趣、愿意積極參加且又十分重要的科學探究活動，由淺入深，循序漸進。根據兒童的身心發展和認知規律，對不同年級作不同的要求。1年級要掌握哪些知識和技能、2年級要達到什么水平，等等，教材都有詳細說明，避免了知識的無謂重復。

2.指標與活動的銜接

科學教育目的是培養有科學素養的公民。既然是公民，就應該是面向全體，而不是面向一小部分人。在義務教育中應該掌握哪些科學技能，具有什么樣的科學素養。這是一個最基本的標準，也就是說，所有的人都應該達到這個標準。如果想要培養一些精英學生，可以遠遠高于這個標準。把這個標準分段，比如2歲的兒童應該達到什么、8歲的兒童應該達到什么，等等，教材編寫者都應清楚這一點。教材中設計的學習活動不僅應該有助于學生獲得關于世界的科學知識(科學事實、科學概念、科學定律、科學理論和科學模型)，而且有助于培養學生掌握科學探究的技能以及科學的研究方法，如搜集數據、使用實驗工具及科學記錄等，亦有助于學生培養學生養成科學態度和科學的思維習慣，如思考、推理、善于發問的習慣。對于如何評價學生的能力和表現，教材也有具體說明。

3.提倡寬泛而非狹隘的科學教育

提倡寬泛而非狹隘的科學教育一直是各國小學科學課程所關注的一個方面。這在我國的小學科學教材中卻沒有得到充分體現。科學應該傳達給兒童更多的信息，應給學生提供更多的時間和機會參與諸如搜集信息、觀察現象、撰寫概述、使用儀器等與科學有關的活動，使學生具有自己獲取知識和運用知識的能力。如加入科學史的內容，使學生認識到科學不是一蹴而就的，而是一個長期積累的過程；加入“科學—技術—社會”的內容，使兒童認識到科技是雙刃劍，既能為人類造福，也會產生一些負面影響，如溫室效應、環境污染、能源危機等世界性的問題；引導孩子們從小樹立環保意識。

總之，美國編寫的這套小學科學教材有很多地方值得我們學習，但我們也應承認它的不足。比如，教材每一冊都很厚，根本就學不完；內容過于寬泛以至于不夠深入等。美國政府在不久前公布的一份國家級研究報告《把科學帶進學校——幼兒園至8年級的學習與教學》中就指出，美國中小學的科學教育在過去的15年中由于過分寬泛與膚淺導致了其教育深度不夠。教材的知識性和科學性不突出，學生記住的經常是一些毫無關聯的科學常識，而在其他國家，比如日本，則會讓學生探索一些核心的科學觀點，探索的深度也會隨年齡的增長而加深。這一點我們應引以為鑒，既不要削足適履、機械模仿，也不能拾人牙慧，更不能固步自封。

作者單位 上海市奉賢區新寺學校

(責任編輯 王永康)