美國《科學啟蒙》教材生命科學部分的特色及啟示

鮑佩華

《科學啟蒙》叢書是我國第一套美國小學科學教材的全譯本，由浙江教育出版社2009年12月第一次出版印刷（萬學、姜允珍等譯），這一套科學教材的英文版由美國麥克米倫公司出版，被多數美國小學選用。自2009年引入我國后也受到科學教育領域專家、一線教師及家長學生的喜愛與好評。但以往對這套教材的贊譽往往停留在直觀感受，結合科學教育相關理念和教學實踐嘗試對其進行評價的論述較少，本文嘗試結合科學教育領域的一些理念，結合自己近兩年在教學中的借鑒與引用，對其生命科學領域部分的特點進行剖析。

一、《科學啟蒙》叢書教材體系介紹

為了能更清晰地展開論述，在此先簡單地對《科學啟蒙》的教材體系進行簡單介紹。這一套科學教材的英文版是美國麥克米倫公司出版的，被多數美國小學選用。原書是16開精裝本，1～6年級，每個年級一本。為便于我國的兒童閱讀和使用，浙江教育出版社按照原書的三個單元，將每年級分成《生命世界》《地球科學》和《物質科學》三本，共18冊。每冊分A、B兩個單元，每個單元設兩個章節，每章節分三課。

每一課的編排框架如下：

第一部分——課題、詞匯、準備、探究技能

第二部分——探索活動（探究的問題、活動步驟、得出結論、材料）

第三部分——閱讀學習（重要概念、閱讀總結）

第四部分——探究技能培養

第五部分——本課回顧（學習本課的意義、電子雜志、思考和寫作、鏈接）

教材中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。

二、與現行教科版小學科學教材的對比分析

（一）以探究活動為導向

我國小學科學課程標準中明確提出：親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。《科學啟蒙》教材正是以探究活動為導向的科學教科書。該叢書6冊生命科學的每一課，都會根據本課訓練重點定義一項探究技能。每一課均從探索活動開始，課文中又有一到兩個探索活動或小實驗。真正將“做中學”的理念落實到教材的編寫之中，對師生的教育教學真正起到示范引領的作用。只要使用這套教材開展科學教學，學生就是動手為主，而且始終如一地堅持動手做科學，逐漸地會成為穩定的行為表現，慢慢養成習慣，自己訂計劃、做研究。現行的由教育科學出版社2003年6月出版郁波主編的小學科學教材（以下簡稱教科版）呈現的學生探索活動較少，較多的是提供一些師生探討的問題，雖然問題相對于《科學啟蒙》教材要集中一些，但比較偏向于知識本位。

例如，“生命科學”教學中關于觀察探究技能的訓練，《科學啟蒙》教材依據學生年齡段分層設計，逐漸提高探究技能（見表1）。

表1 觀察探究技能在《科學啟蒙》教材中的分層設計

教 材 觀察技能描述 探索活動 能力要求

生命科學① 當你看、聽、摸、嘗、聞的時候，你就是在觀察 觀察教室里的物體 觀察

生命科學② 當你運用你的感官來了解周圍的世界時，你就是在觀察 比較葉子的相同點和不同點 比較

生命科學③ 當你運用一種或一種以上的感官來鑒別或了解一個物體時，你就是在觀察 植物需要什么 比較實驗的觀察

生命科學④ 當你運用一種或一種以上的感官，辨別、學習一個物體或事件時，你就是在觀察 血液如何在魚和兩棲動物的心臟中流動 先建立模型，然后觀察

如果將《科學啟蒙》教材與教科版小學科學教材中的相同內容——《食物鏈與食物網》進行對比（見表2），也不難發現兩者之間的差別。

表2《科學啟蒙》教材與教科版小學科學教材關于《食物鏈和食物網》內容的編寫比較

教

材 學習

時間 編排

方式 內容

體系 教材

插圖 欄目

設置 語言

表達

教

科

版 五

年

級 “問題導入探究式”編排 重概念，目標導向知識本位 實景拍攝的照片1幅，手工繪圖4幅 沒有分欄目設置，有一處安全提示 簡明扼要，通過系列問題引起學生思考

科

學

啟

蒙 二年級

+

三年級

+

五年級 “問題導入探究式”編排 重能力，目標導向能力本位 實景拍攝的照片15幅，手工繪圖8幅（僅五年級） 分設探索活動、閱讀學習、本課回顧、鏈接 貼近學生用語習慣，有利于激發自信心、閱讀的興趣、探究的熱情

相比較而言，《科學啟蒙》教材倡導自主建構學習，這套教材選取的精美插圖，適合小學生“理性思維不足，而感性思維豐富”的認知特點，能使理性問題感性化、抽象問題具體化、深奧問題淺顯化。特別是探索活動欄目相關的內容設置別具風格，“材料、活動步驟（觀察、分類）、得出結論（推理、進一步探究）”等環節詳細闡述，便于學生獨立完成實驗準備和探究活動。閱讀學習部分的提問也有助于學生更好地利用教材進行主動學習，學生的學習是在與教材的“相互對話和交流”中進行，體現教材即學材的特點。教科版的單元后面附“資料庫”，只能拓展學生的背景知識。

（二）循序漸進地指向核心概念

《科學啟蒙》教材遵循小學科學教育的自身特點，沒有一味追求科學概念的標準化、系統性與嚴密性，從小學生熟悉的現象與事物入手，采用生動的語言，配以精美的圖片，由淺及深、由窄到寬地解釋科學概念、科學原理。同樣的概念，可能在第②、③分冊已經述及，在第④分冊中又將重新提及，但在表述形式、解說難度上會適當加深，逐步指向核心概念。

例如關于“生態系統”這一概念的描述，在不同分冊中的描述如下：

《生命科學③》：生態系統是由生物和非生物組成的。

《生命科學④》：生態系統包括生物和非生物兩部分，其中生物部分包括植物、動物等，非生物包括光、水、空氣、巖石和土壤等。

《生命科學⑤》：生態系統由很多部分組成，是由一個地區的所有生物和非生物構成的一個統一整體。在生態系統中，生物與非生物之間會發生相互作用。

《生命科學⑥》：正是因為有了生物因素和非生物因素，以及它們間的相互作用，才構成了一個完整的生態系統。

這樣循序遞進的概念描述，可以讓學生在每一分冊的學習中溫故而知新，更好地掌握相關科學概念。相比較而言，目前我們使用的科學教材中，對概念的描述依舊過分追求嚴密性、完整性，而忽略了其描述方式是否能被學生接受。《科學啟蒙》教材的編寫，顯然并不把傳授事實層面的結論性知識作為科學教育的主要目的，沒有讓學生面對許多被分割的知識，而是深入地、持續地、連貫地去學習和理解每一個學科的核心概念。

（三）提供豐富的表現性評價任務

在《科學啟蒙》教材中，十分注重表現性評價與教學的結合，每一課后面均有本課回顧和鏈接兩個板塊。其中本課回顧中有學習本課的意義和思考與寫作題目。而鏈接板塊則有“藝術鏈接”“文學鏈接”“寫作鏈接”和“數學鏈接”等表現性任務。這些任務可以測量用其他方法無法測量的復雜的學習結果，任務綜合了數學、語言、藝術和社會學等多方面的知識和技能，引導學生將本課學習的內容擴展到許多領域，受到多方面的綜合訓練，發展學生綜合解決問題的能力。

例如批判性思考這一板塊，這是評價學生理解能力和在科學領域組織和應用信息的能力的有用方法。不難發現，《科學啟蒙》教材每一道論述題都是經過教材編寫組精心設計的，課后的論述題要求學生運用某一特定學習結果所強調的概念理解和思維技能，編寫這樣的論述題是需要絞盡腦汁的，這些現成的題目對于忙碌的科學教師來說相當具有吸引力。

以下面兩道批判性思考題為例：

生命科學③—B23在一個生態系統中，如果消費者比生產者還多，那么將會發生什么現象呢？這個生態系統能長久維持下去嗎？為什么？

生命科學⑤—B31考慮人類社會的共生關系，說明是什么因素維持了這種共生關系。誰從中受益？誰幫助了別人？

這兩道都是關于食物鏈的題目，第一題強調能量金字塔的概念理解，重點評價推理和分析能力；第二題強調生物之間相互影響的概念理解，重點評價分析和綜合能力。這類任務能夠使學生以證據和邏輯的協調方式，更加有效地形成科學概念，從而逐步培養科學思想。

三、《科學啟蒙》教材對我國科學教學的啟示

（一）嘗試以大概念的理念把握教學

2009年10月，來自七個國家的十位科學家、工程師和科學教育專家在蘇格蘭的羅蒙湖畔舉行了一個小型研討會，目的是為了確定學生在科學教育中應該接觸到的核心概念。他們指出，科學教育的目標不是去獲得一堆由事實和理論堆砌的知識，而應是實現一個趨向于核心概念的進展過程，這樣做有助于學生理解與他們生活相關的事件和現象。

《科學啟蒙》教材的編寫正是以幫助所有學生發展大概念為總目標，精心編排學生形成科學大概念的探究活動和閱讀資料，遵循熟悉事物→小觀念→大觀念→更大的觀念→原理和系統的發展過程。所以在我們的教學實踐中，應根據學生的已有經驗一步一步深化他們的概念理解，通過循序漸進的學習進程構建與深化核心概念。例如在執教教科版六上科學第四單元《食物鏈和食物網》一課時，讓學生知道什么是食物鏈、食物網是小概念，教師應該放眼于“生物不斷地與周圍的環境交換物質、能量和信息，適應環境以維持生存”這樣的大概念，《科學啟蒙》教材中這一課的探究活動和閱讀資料都直指向這樣的上位概念。

（二）精心設計科學探究活動

當“科學探究”成為當代科學教育改革的核心詞匯，“科學探究的學習方式”成為積極倡導的科學教育理念時，教材中“科學探究活動”設計就成為影響科學探究教學實施的一個關鍵因素。“探索活動”“探究技能”“小實驗”“探究技能培養”等新欄目，是《科學啟蒙》教材的一個重要特征，該教材中專業而豐富的科學探究活動對于一線的科學教師而言，是一筆難得的優質課程資源。

例如教科版六上科學第四單元《食物鏈和食物網》一課，教材中出示了：稻田中的各種生物圖片，并提示學生找一找，這些生物之間存在著怎樣的食物關系，用箭頭表示出相關的食物鏈。最后引導學生說一說，萬一其中的一種生物滅絕了，會怎么樣。《科學啟蒙》教材生命科學⑤中也設計了這樣一個探究活動：出示各種動植物的名稱，請學生將每一種植物卡片、動物卡片用膠帶固定，并用細繩相連。在記錄完所做的連接關系之后，請學生移除、剪斷其中滅絕的生物，然后分析剩下種群發生的變化。這兩個探究活動都指向幫助學生形成“能推測食物鏈或食物網中某一種生物數量的變化可能引發的食物鏈與食物網的變化”這一概念。但是經過教學實踐發現，《科學啟蒙》教材中的這個親自動手移一移、剪一剪的體驗環節，因為它富有趣味性和直觀性，最后的教學效果明顯理想一些。研讀美國教材后，可以發現該教材中的諸多探究活動，是經過編寫組精心挑選和嚴格論證的，更易受到學生的喜愛，所以借鑒教材中的一些探究活動可以有效充實小學科學課堂，促進學生科學素養的提升。

（三）豐富學生的科學閱讀

有效的科學閱讀有利于激發學生學習科學的興趣，亦有助于其科學概念的掌握。教學中，教師需要把一些和課堂學習相關的有趣書籍推薦給學生看。課堂上再講那些相關的概念時，教師的話仿佛觸動了學生的思想，因而講述的東西在他們心中容易引起興趣。透過科學讀物中的文字與圖畫內容，學生以自己的先前科學概念，對文本提供的信息進行再建構及不斷形成正確的、完整的科學概念，這也是一個概念重構的過程。例如在執教教科版六上科學第四單元《食物鏈和食物網》一課時，課前建議學生閱讀《科學啟蒙》教材中生命科學③—B14～32，可以讓學生廣泛了解有關食物鏈的相關背景知識。學完這一課后，讓學生閱讀生命科學⑤—B16～30，將有助于學生理解“食物能量的傳遞”這一概念，從而有助于學生真正建立“生物不斷地與周圍的環境交換物質、能量和信息，適應環境以維持生存”這一大概念。

《科學啟蒙》教材每一課后面都有科學閱讀鏈接，《科學啟蒙》教材中的彩色文字和圖片，生動逼真，遵循了兒童的身心特點。目前我國現行的教科版教材也是以物質科學、生命科學、地球科學三大領域來編排教材內容，其涉及的主要內容和美國教材趨于一致，所以選用該套教材作為教科版的補充讀物是一個不錯的選擇。可以根據實際情況，在單元新課教學開始之前、之中或之后合理安排學生進行科學閱讀，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，進而刺激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。

（四）實施表現性學科評價

在科學學習中，學生往往有很多難以被傳統客觀性試題很好測量的學習結果，而表現性評價則是測量這些符合教學目標要求的、學生完成任務的能力的有效途徑。表現性評價的主要形式有論述、藝術作品、科學實驗、口頭表達以及使用數學知識解決生活中的實際問題等。其特點是更強調“做”，而不只是“知道”。

《科學啟蒙》教材為科學教師提供了一套豐富多彩的“評價項目自助餐”。其中的本課回顧、小實驗、批判性思考、藝術、文學、寫作、社會和數學鏈接，都比較適合在學科評價中借鑒使用。例如《科學啟蒙》教材的課后鏈接中有寫作鏈接，有比較作文、說服性寫作、說明文寫作等各種類型。如生命科學③—B23：“寫故事，做一本畫冊。寫一篇有關食物網的故事。要求你自己在其中充當一個角色。記住，這個故事要有開頭、中間部分和結尾。在你的故事中還要配上食物網的圖。”完成這類寫作表現在很大程度上依賴的是科學寫作能力。如果我們希望學生能夠表現出較高水平的學習結果，就必須教給他們思維和寫作的技能。

（杭州市采荷第二小學 310016）