美國中學核心教材生物實驗課程的介評

深圳市張海銀教育科研專家工作室，以《基于課程改革的中外中學生物實驗課程的比較研究》課題為依托，完成了首期“中美中學生物實驗課程的比較研究”，主要通過研究美國培生教育出版社（Pearson Education） 2010年出版的中學生物核心教材“Biology”及配套實驗冊的實驗課程及教學內容的設置特點，為國內的中學生實驗教學和教材編寫提供借鑒。那么，美國生物實驗課程及其教學內容的設置有什么特色呢？

一、實驗類型多樣化

該教材安排了豐富而多樣化的科學探究活動內容，實驗類型除了大量的實操性實驗，也有科學思維訓練的實驗。包括實境實驗（Real-World Lab）、實驗設計（Design an Experiment）、探究實驗（Exploration Experiment）、資料分析（Analyzing Date）、問題解決（Problem Solving）、探究活動（Inquiry activities）、小實驗（Quick lab）、認證性實驗（forensics lab）、技能型實驗（skill lab）等多種形式的實驗教學內容，有的安排在主教材之內，有的安排在實驗手冊之內，實驗手冊又分為實驗手冊A（教師用書）和實驗手冊B（學生用書）。

二、科學探究能力目標設置具有針對性和有效性

該教材將科學探究能力所必備的技能進行分解，包括觀察和解讀、做出假設、實驗設計、繪制與運用圖表、預測、概念應用、獲取信息、分類、比較、解釋數據、解釋科學圖示、構建模型、得出結論和因果推斷等。實驗手冊在完整的課題實驗前先設置了實驗技能欄目，對科學探究技能和實驗方法進行單項的訓練，并有清晰的目標達成的標準，能指導學生有效地掌握科學探究的單項技能，為后面的完整實驗的實施奠定了一定的基礎；然后再通過各單元中每一個具體課題完整的探究活動，為學生提供了應用這些科學方法和技能的情景，讓這些技能在解決具體問題和多樣化的活動環節中得到有機結合，避免了探究能力培養的簡單性和程序性。此外，每個實驗都通過“技能聚焦”的形式，只著重強調其中幾個的能力目標，針對性地設計活動引導學生深入探究，使科學思維和探究技能的培養更具針對性和有效性，促進學生更深入地掌握探究技能。

三、重視實驗安全教育

美國實驗課堂始終把安全性放在首位，其實驗安全教育具有較高的專業化程度。該教材在實驗手冊的開始部分就專門設置了“生物實驗室安全”欄目，包括“安全警示圖標、科學的安全規則、安全合同”三部分。教材首先解釋了19種“安全警示圖標”的含義及注意事項；然后從穿戴規范、急救、藥品器具的使用、加熱燃燒、生物處理、器具整理等方面對“科學的實驗規則”進行了規范要求；最后要求學生必須簽訂安全合同才能進入實驗室參與活動。實驗安全教育的這種設計以人為本，考慮得非常細致，具有很強的可操作性和可遵循性。

四、內容呈現形式嚴謹、系統且標準化

該教材對實驗欄目采用了標準化的框架呈現形式，每個實操性實驗一般包括8個模塊：問題、前言、技能聚焦、實驗材料、實驗安全、實驗前思考、分析與討論、拓展探究。首先通過“問題”明確實驗所要解決的具體問題；在介紹了相關的實驗材料和實驗注意事項后，提出幾個關于實驗操作和實驗現象的“實驗前思考”，再讓學生帶著問題，按照實驗步驟開展實驗；實驗完成后，結合實驗過程中的操作和實驗現象展示“分析與討論”；最后是實驗的延伸問題——“拓展探究”。這種框架能幫助學生理解科學家在探究問題答案時的過程和使用的科學技能，加深學生對探究過程本質特征的理解，也能使學生的思維過程更具組織性和系統性。

五、基于問題解決模式，創設了嚴密而富于邏輯的問題情境

該教材整個實驗課程體系是基于問題解決模式的。每一個實驗探究都是通過“問題”模塊從一個給定的問題任務開始，引導學生靈活地應用各種科學方法和科學思維解決問題，使各種技能得到有機的整合，真正發展起探究能力。每個實驗都有針對性的具體的技能要求，這些技能會在實驗的“分析討論”模塊中由問題的形式進行運用、發展。問題的設置常由淺入深，逐步擴展和延伸，每一個問題均對應一項具體的技能，創設了嚴密、富于邏輯而極具導向性的問題情境，能引導學生沿著一定的思維路徑，應用各種思維和方法，發展起探究能力相關的理解和技能，更易在新的問題解決情景中實現遷移。基于問題解決模式的科學探究活動也有助于教師對學生存在的問題做出診斷，有針對性的開展教學。