探究性學習在美國《科學探索者》教材上的體現

摘 要：美國《科學探索者》教材選擇貼近生活的各種實驗活動，為探究性學習創設了良好的情境，以“課題”為主線，將探究性學習和知識學習融為一體，利用各種欄目潛移默化的訓練學生的探究性思維，這對我國新一輪教材編寫和一線教師利用探究性學習策略進行教學具有一定的啟發。

關鍵詞：科學探索者 探究性學習 教材編寫

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）04（b）-0153-02

倡導探究性學習作為新課程理念，是教材編寫的一項重要任務，也是廣大一線教師面臨的重要課題。作為美國最具權威的研究性學習材料《科學探索者》，其在探究性學習部分的編寫特點具有極好的參考價值。為此本文嘗試總結《科學探索者》的生物分冊，即《從細菌到植物》《細胞與遺傳》《人體生理衛生》《環境科學》4本教材在探究性學習上的設計特點，為一線教師開展探究性學習和我國科學教材的設計與開發提供一些有益的借鑒與啟示。

1 貼近生活的內容選擇，激發學生的探究興趣

探究性學習強調學生真正的深入到探究知識的過程中，提出各種問題，這就要求教材和教學在探究性活動的整個過程中能夠激發學生的學習的內在動機，即學習興趣，而激發學生學習興趣的一個重要方法就是提取與現實生活密切聯系的教學內容，創設良好的情境。

該套教材以學生為主體，以實驗為基礎，實驗材料大多來自生活。如“眼見為實嗎”實驗采用的材料是報紙、照片、放大鏡等；“生物為什么千變萬化”只需要一把尺子、10顆葵花籽、放大鏡。其次，實驗內容充分體現STS，如“做一次班級調查”通過讓學生統計全班學生幾個顯性性狀和隱性性狀數目的活動，掌握孟德爾的遺傳定律；與現代科學技術相關的內容，如生活實驗室欄目設計的“有罪，還是無罪”讓學生體驗DNA指紋法是怎樣為破案提供證據的。實驗的組織形式不僅有師生、生生的多樣化合作，也有學生與家長共同完成的“家庭小實驗”，如“在家長的指導下，根據烹調書上的配方用酵母自制面包。向你的家人講解是什么使面包團膨脹的。在烤完面包后，再把它切開觀察，找一找發酵的證據”。

貼近生活的內容選擇，加上以學生為主體的教材語言，拉近了知識與學生之間的距離，使知識的學習和現實生活密切的聯系在一起，讓學生體驗學以致用的喜悅，能很好的激發和保持學生的探究興趣。

2 巧妙的探究性活動設置，將教材串成整體

科學探究要求教材必須滿足學生在短時間內學到學科的基本知識和基本技能，整個過程應該有利于學生的知識建構。美國《科學探索者》教材很好地處理了探究性學習與知識學習之間的關系。該套教材在每章首頁設置了“課題”并以此為主線。針對該課題，首先呈現的是圍繞該課題以各種問題出現的“課題準備”，啟發學生進行思考，明確要研究的問題并做出假設，其次是課題總目標，下設各級分目標，讓學生明確探究任務和操作方法[3]。每節知識的學習作為完成課題的必要條件，知識內容根據“課題”各個步驟完成所需的知識而層層深入，同時，每節開頭作為課前的思考和探索的“探索”一欄針對本節所學內容設計動手操作小實驗，很好的創設了情景，激發學生的探究興趣。學生在“課題”任務的驅動下通過自學或教師講解主動的獲取知識，這種知識比教師的單方面言語傳授要更深刻，更易于內化。教材在相應節的“復習”欄目對學生“課題”完成的進度進行檢查，在章末設置的“學習評估”起到全程監控和即時有效測評學生課題完成情況的良好作用，保證學生在學習本章內容的同時有序的完成課題。這種設計使“課題”成為每個章節內容的一部分，是正文陳述性內容的深度嵌合，與正文構成了統一整體。

如《細胞與遺傳》第一章“細胞的結構與功能”的課題為“雞蛋—— 一個細胞”。首先確定該課題目標：用一枚雞蛋作為細胞模型，觀察各種物質是怎樣進出細胞的。為完成這個課題，教材將這一總目標分解為小目標即：（1）把一枚生雞蛋依次浸入食醋、水、食用色素、鹽水和你自己選擇的一種液體中，然后觀察它所發生的變化；（2）每天測量雞蛋的周長，并把你的數據繪制成圖表；（3）試著解釋雞蛋發生變化的原因。其次通過課題準備，開始實驗前的預測：把生雞蛋在食醋里浸泡兩天后將發生什么變化？浸泡在其他液體中又會有怎樣的變化？找一個不受干擾的地方來放置雞蛋，然后開始你的雞蛋實驗。相應的每節內容設置為第一節：細胞的發現；第二節：觀察細胞的內部結構；第三節：構成細胞的化合物；第四節：細胞與環境。通過各節的“檢查進度”欄保證實驗的有序進行：第一節知識點講授后檢查學生將雞蛋浸入食醋中至少兩天后，測量其周長所得的數據；第二節課后檢查學生將雞蛋放入水、食用色素等不同液體中測量的周長數據和雞蛋外觀變化的描述；第四節課后檢查學生將數據繪制成圖表得出結論而整理出來實驗報告。最后在本章的學習評估中讓學生展示自己的雞蛋并告訴大家他的結果。

由此可見，美國教材將來自于生活的“課題”滲透到各個章節，使每節知識內容的學習都是為了完成該探究性活動服務，它將知識學習和探究性活動很好的融合在一起，極大的提高了學生的學習興趣。同時，對于課題的完成，教材按照提出課題—— 課題目標—— 課題準備—— 檢查進度—— 總結的方式設計符合人類認識問題的一般規律，采用潛移默化的方式對學生進行科學方法教育，讓學生在不知不覺中掌握解決問題的方法，提高解決問題的能力，這種設計具有較好的教學意義。

3 全面的欄目設計，鞏固探究性學習技能

探究性學習包含多方面的要求和多種過程的訓練，其中包括學習者接受觀察、測量、分析數據等探究技能以幫助他們解釋和評價科學性問題、通過交流、推理等探究技能論證他們所提取的結論等。所有這些程序性知識的形成需要經過反復訓練，多次體驗才能得到強化。針對這點，該套教材利用多側面的欄目設計，全面的訓練學生的探究性思維能力。

這些欄目包括學科探索和跨學科探索。學科探索活動都是從每章“課題”和每節開頭的“思考與探索”這一與現實生活密切聯系的生活小實驗開始，如《細胞與遺傳》第一章“細胞的結構與功能”的課題為：雞蛋—— 一個細胞。其相應四節內容的課前思考與探索分別為：眼見為實嗎；細胞有多大；什么是化合物；分子是怎樣運動的。通過這些聯系生活的探索活動，充分調動了學生的學習積極性，開始探究性學習之路。在具體的探究過程中，教材合理的設計了探索技能的專業訓練欄目，包括“增進技能、試一試、技能實驗室”和“生活實驗室”，以及教材附錄的“技能手冊”，對包括觀察、推理、分析數據、預測、交流、推理、計算和得出結論等一系列探究性技能進行遞進的分級訓練。如觀察技能，在“增進技能”中是通過讓學生在低倍顯微鏡下觀察臨時裝片并與列文虎克觀察到的生物進行對比來訓練的；在“試一試”中讓學生對擴散現象進行觀察，不但強化了觀察技能，同時鞏固了擴散這一基本概念；而在“技能實驗室”里學生可以通過觀察顯微鏡下的生命，進一步理解本章學習的基本知識、訓練觀察技能；最后的“生活實驗室”將課本知識與生活實際結合起來，讓學生了解知識在生活中的應用，如“午餐里有什么”這一生活實驗室利用學生已有的觀察和分析能力，根據淀粉和脂類的定性實驗，對午餐中的食物樣本進行檢查。人性化的“技能手冊”則有利于學生在探究性學習的過程中查閱相關技能，很好的體現了STS教育。

跨學科探索是在學科探索的基礎上，綜合歷史、社會等學科進行的探索活動，在體現HPS教育的基礎上設計探究性學習。如“這些細胞屬于誰”針對一個生物學與社會有關的案例展開爭論，包括“病人對他們的細胞是否擁有權力、醫生是否享有使用別人細胞的權力”等，利用社會性爭議話題培養學生辯證思維能力和科學探究能力。最后，每章復習設計的豐富習題是對這些技能進行全面的測評，其中包括應用技能，如觀察、推理等，以及理性思維能力，包括因果推理、應用概念、歸納等。

通過學科探索中的課題—— 課前思考與探索—— 增進技能—— 試一試—— 技能實驗室—— 生活實驗室，以及利用生命科學史和生物學中的社會爭議話題，全面的培養學生的探究能力，這一能力的培養做到了可測評性和定量評價，具有很好的借鑒意義。

4 結語

該套教材將知識融入生活，從現實生活中提取生物學知識，在探究性學習的整個過程中很好地創設了問題情境，能夠較好的保持學生的內在動機，為探究性學習的順利開展提供了很好的保障；同時，以課題為主線，將知識的學習穿插在課題中進行講授，很好的整合了探究性學習和知識學習的關系，使教材的各部分融為一體；最后合理而富有邏輯的教材欄目設計，潛移默化地培養學生的探究性思維能力和技能。這些對于我國教材的編寫和一線教師進行探究性學習具有很好的啟發。

參考文獻

[1]羅星凱.探究式學習：含義、特征及核心要素[J].教育研究，2001（12）：52-56.

[2]張艷，王紅宇.高中生物探究性學習中常見問題與解決途徑[J].長春教育學院學報，2009（4）：142-144.

[3]劉曉燕.談美國研究性學習教材的特點[J].物理通報，2006（9）：15-17.

[4]譚永平.探究性學習與中學生物教材的設計[J].中學生物教學，2005（10）：22-23.

[5]韋慧彥.英國中學生物學教材倡導探究教學[J].中學生物教學，2002（11）：19-20.

[6]趙占良.普通高中生物新課標教材的設計思路[J].課程·教材·教法，2004（12）：59-63.