美國初中科學教科書《科學探索者》“探索活動”體例特色

李宛鴿 董玉芝

摘要：本文將美國初中科學教科書《科學探索者·天氣與氣候》的“探索活動”分為“實驗與操作”、“技術與設計”、“技能與應用”和“圖像演示”四種類型，進而分析這本教材的“探索活動”體例注重動手操作和動腦思考，重視技能的過程性培養，并且不同的探索活動具有不同的功能，彰顯了《科學探索者》一書“探索”的核心理念。

關鍵詞：美國;初中科學教科書;“探索活動”;體例特色

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）43-0210-02

美國自創立科學課程以來，中學科學教育的理念一直隨著社會的需求不斷地調整、改變，已經形成了如今重視科學、技術、社會（STS）以及科學教育的大眾化思想理念。同時，美國的教科書充分體現出對建構主義學習理論的運用，注重學生探究、動手和實踐能力，讓學生在體驗的過程中建構新知識。《科學探索者》因其“探索科學奧秘、指導研究性學習、知識能力方法并重、動手動腦趣味無窮”的教材特點，逐漸成為美國最權威的研究性學習教材。本文依據浙江教育出版社出版的《科學探索者·天氣與氣候》（中國版）中的“探索活動”，對其進行分類，討論該版教科書中“探索活動”體例的特色。

一、美國初中科學教科書《科學探索者》的內容及“探索活動”類型

美國初中科學教科書《科學探索者》由17個分冊組成，本文選取《天氣與氣候》一冊進行分析。《科學探索者·天氣與氣候》共有4個章節。第一章為大氣，從身邊的空氣講起，介紹了地球上大氣的成分、結構，也介紹了大氣的氣壓、氣溫及其隨著海拔、場所和時間的變化而變化的規律和特點，共編寫了4節內容。第二章為天氣要素，主要內容包括大氣的能量及其傳遞，因氣壓、氣溫、風和濕度的差異而促使能量傳遞，從而引起一系列的天氣變化，共編寫5節內容。第三章為天氣類型，從影響北美天氣的角度介紹了鋒和氣團的運動及類型，風暴的各種類型、形成過程及危害和安全法則，最后介紹了一系列天氣系統的預報及如何閱讀氣象圖，共編寫3節內容。第四章為氣候與氣候的變化，主要內容包括以不同地區為例探究影響地區氣候的主要因素，從而介紹了各種不同的氣候類型、氣候帶，通過樹木年輪、花粉、冰期等探究氣候的長期變化及原因，從一些自然現象中發現大氣的全球變化及影響，共編寫4節內容。

美國初中科學教科書《科學探索者·天氣與氣候》由16節課程內容組成，其中“課文”內容為教科書的主體，“探究活動”則是教科書的靈魂，就如《科學探索者》的主編M.J.帕迪利亞所說，“探究是科學教育的靈魂，也是《科學探索者》的核心”。本冊書有65個活動內容，一般情況下，書中每節課都會包含2～3個“探索活動”內容。結合教科書，根據活動設置的位置、目標和實驗場所，這些“探索活動”分為“實驗與操作”（包括本章課題、探索活動、試一試、家庭活動）、“技術與設計”、“技能與應用”（包括技能訓練、實驗室、數學應用）、“圖像演示”四種類型，分別為34項、6項、20項、6項。“實驗與操作”與“技能與應用”為探究活動的主體。“實驗與操作”的活動內容主要是為引發學生課前思考、進行課堂強化及課后鞏固而進行的一系列設計好的實驗操作。“技術與設計”更強調實驗進行的每一步——設計、制作、測試、交流，主要培養學生通過自主學習、探究學習、合作學習的方法解決問題的能力。“技能與應用”部分，顧名思義就是對一些技能的強化訓練及一些數學方法的應用。“圖像演示”是一些大規模的或者無法用肉眼看見的或者危險的實驗或活動的視頻或模擬動畫的播放，將一些抽象、難以理解的內容具體化、形象化，方便學生理解和記憶。

二、美國初中科學教科書《科學探索者》“探索活動”體例的特色

1.鼓勵動手操作，動腦思考，活動形式多樣。美國初中科學教科書《科學探索者》中，動手操作的探索活動約有26項，動腦思考的活動約有11項，占探索活動體例總數的56.92%。動手操作的活動主要表現形式為模擬自然現象、驗證基本原理、制作實驗器械、測量實驗數據、調查自然環境等。其中，大多數活動為驗證自然的基本原理，如空氣有質量嗎、空氣受熱后會怎樣變化等;模擬自然現象設置8項，如霧是怎樣形成的、制造冰雹、模擬氣候條件等;制作實驗器械5項，如制作塑料瓶氣壓計、制作一個風向標等;測量實驗數據4項，如測量不同高度的氣溫、太陽光線與角度等;調查自然環境設有4項，如調查小氣候、觀察天氣等。動腦思考的活動主要是分析圖表、總結現象、分析影響等，分別為5項、3項、3項，如美妙的氣候統計圖、什么是溫室效應、地球緯度對氣候帶的影響等。動手的活動，可以讓學生在實驗操作中學習知識，并感受到自然的奧妙和地理學習的樂趣;動腦的活動，通過一些圖表、自然現象，對學生進行一步步的引導，培養其進行有邏輯的思維。活動形式多樣，且貫穿課程內容的始終，會極大地增強學生的學習興趣。

2.注重“探究活動”過程中技能的培養。美國初中科學教科書《科學探索者》在每節課的課程內容之前，會設置一個探索活動。這項活動不僅用于引起課前思考，激發學生的學習興趣，更是在每個活動下面設有一個思考題，以培養學生的學習技能，如推理、預測、測量、建立模型、觀察、提出假設等。教材將學生所要掌握的技能隱藏在每一個活動中，每一個活動掌握一種技能，同時在“技能與應用”活動中進行專項訓練和強化提高，最后在“技術與設計”中對各種技能進行匯總和應用。當所有的技能都能被熟練掌握時，學生不僅學會了技能，在將其整合運用后還形成了各種解決問題的方法。教科書的最后參考資料中，將本冊書所提出的所有技能進行了整理分類，形成“技能手冊”，包括“像科學家那樣思考”、“科學測量”、“科學探究”、“技術設計”、“繪制圖表”、“數學工具”和“閱讀理解”7種類型的技能總結。由此可以看出，美國科學教育更加強調以技能或者能力的強化和細化，來促進學生對知識的理解和掌握。這也是美國《國家地理課程標準》對美國教科書編寫指導作用的體現。

3.“探索活動”具有不同的功能性。美國初中科學教科書《科學探索者》共四章16節課，設置了65項“探索活動”。為了保證課程內容相對均衡，每一章分別設置15～18個不等的“探索活動”，其中“試一試”、“家庭活動”、“技能訓練”、“實驗室”、“數學應用”和“圖像演示”在每章中的數量都有所不同。但在每章之初，都設置了“本章課題”這一活動;在每節課之初，都設置了一個實驗探索活動。由此我們發現，由于不同類型的“探索活動”出現在教科書中的時機與位置不同，其具有的地位和作用也不同。例如，每一章、每一節課之前設置的實驗與操作的活動內容，用于貫穿整章的探索活動，引發學生的課前思考與探索。“試一試”穿插在課程內容中，其目標在于主要概念的鞏固與強化;“家庭活動”設置在課程內容結束后的“鞏固”中，內容多是一些與課程有關的在家中的現象發現和探究，旨在讓學生進行課后鞏固復習;等等。因此，美國初中科學教科書《科學探索者》中的“探索活動”，因其位置的不同具有不同的功能性。

《科學探索者》是秉承著“新課標、新理念、新學法”的思路編寫的，因而成為美國初中主流的理科教材。通過對《科學探索者·天氣與氣候》（丁國蓮譯版）“探索活動”體例特色的分析，我們認識到，美國初中科學教科書鼓勵學生動手實踐、動腦思考，書中有很多形式多樣的探索活動。這些活動具有不同的功能性，注重在活動的過程中對學生技能的培養，同時重視在探索活動中培養學生解決問題的能力。這對我國中學科學課程教科書的編寫提供了一定的借鑒意義。

參考文獻：

[1]M.J帕迪利亞.科學探索者;天氣與氣候[M].丁國蓮，譯.杭州：浙江教育出版社，2013.

[2]魏志方，李鳳月，董玉芝，等.中韓中學課程比較研究[M].北京：中國紡織出版社，2012.

The Exploration Characteristic of American High School Science Textbook–Science Explorer·Weather and Climate

LI Wan-ge，DONG Yu-zhi

（College of Science Yanbian University，Yanji，Jilin 133000，China）

Abstract：The Exploration part of American junior high school science textbook Science Explorer·Weather and Climate is divided into four types，which are experiment and operation，technique and design，skill and practice，and image demonstration. According to it，we can find three characteristics of the Exploration. They pay attention to the development of manipulative ability，thinking ability and technique. And different explorations have different effects. These features express the exploration，which is the key idea of the book.

Key words：America;Junior high school science textbooks;Exploration;Feature.