基于科學(xué)本質(zhì)觀的中美生物教材比較及啟示

張利雙　葉佳

科學(xué)本質(zhì)培養(yǎng)在科學(xué)教育中占據(jù)著越來越重要的位置，而高中階段的生物學(xué)課程作為一門重要的科學(xué)課程，對提高學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀有至關(guān)重要的作用。最新課程標(biāo)準(zhǔn)的制定將以提高學(xué)生的核心素養(yǎng)為主要方向，這就要求學(xué)生需要了解科學(xué)本質(zhì)。學(xué)習(xí)生物課程有利于學(xué)生理解自然界，認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)。科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵在隨著社會科技的不斷發(fā)展中被學(xué)者們逐漸補充和完善，而科學(xué)本質(zhì)觀，即人們對科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識也隨著科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵的不斷完善而不斷變化。不同的學(xué)者對科學(xué)本質(zhì)觀提出了不同的內(nèi)涵，其中建構(gòu)主義的科學(xué)本質(zhì)觀得到了大多數(shù)學(xué)者的認(rèn)識。

盡管目前對于國內(nèi)生物教材中隱含的科學(xué)本質(zhì)觀已有學(xué)者進行一定的分析，但多是對于科學(xué)史部分的分析，對整本教材內(nèi)容進行分析的較少。對美國教材中體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)觀進行分析后，將中美教材進行比較的也不多見。下面選取中美教材中的幾章節(jié)內(nèi)容，參考劉健智的3個維度的科學(xué)本質(zhì)觀對其中體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)觀進行分析對比，旨在為我國的教材編寫提供一定的參考。

1研究方法與比較材料

采用內(nèi)容分析法和比較法，參考劉健智的維度分類和丁嘉琦的研究，構(gòu)建3個維度以及每個維度的不同因素（表1），對美國高中主流理科教材——《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者：生物·生命的動力》（中冊）和我國的人教版《生物必修2·遺傳與進化》教材中體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)觀的內(nèi)容進行對比分析（表2）。

2內(nèi)容的對比分析

本文中的科學(xué)本質(zhì)觀共為3個維度，每個維度中包含若干個因素。對于每個因素，在劉健智對各因素做出的簡單解釋的基礎(chǔ)上，對部分因素又加了一些適當(dāng)?shù)慕忉專ū?）。此外，在分析的操作過程中，認(rèn)定教材內(nèi)容是否體現(xiàn)該科學(xué)本質(zhì)觀的某一因素時，只要教材中出現(xiàn)關(guān)鍵詞或者內(nèi)容所包含的意思有隱含著該因素的解釋，即認(rèn)定它體現(xiàn)了該維度中的某一因素。

2.1對三個維度體現(xiàn)情況的對比（表4）與分析

通過對比分析發(fā)現(xiàn)，中國教材體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)觀的三個維度的總數(shù)超過了美國教材，此外各維度的頻次也均超過了美國教材。并且中美兩國教材都是科學(xué)探究本質(zhì)這一維度的頻次最多，其次是科學(xué)知識本質(zhì)，最少的為科學(xué)事業(yè)本質(zhì)。

2.2對3個維度中各因素的體現(xiàn)情況的對比（表5～表7）與分析

對比兩國教材發(fā)現(xiàn)，中國教材體現(xiàn)的各因素的次數(shù)均多于美國教材。在科學(xué)知識本質(zhì)維度上，中國教材在累積性這個因素上體現(xiàn)最多，其次是公開性；美國教材在認(rèn)識性上體現(xiàn)最多，其次是累積性和重復(fù)性；但局限性上兩者均沒有體現(xiàn)。在科學(xué)探究本質(zhì)維度上，美國教材的歸納性因素體現(xiàn)的最多，其次是實證性和預(yù)見性；中國教材中實證性和創(chuàng)造性體現(xiàn)最多，其次是歸納性和非固定性，最少的為非絕對客觀因素。在科學(xué)事業(yè)本質(zhì)維度上，美國教材中體現(xiàn)最多的因素為科學(xué)、技術(shù)與社會，其次為科學(xué)家身份，中國教材中科學(xué)家身份這一維度體現(xiàn)最多，其次是科學(xué)、技術(shù)與社會；但科學(xué)與道德上兩者均為有體現(xiàn)，科學(xué)共同體因素均體現(xiàn)較少。

3結(jié)論與建議

3.1教材需要加強科學(xué)本質(zhì)觀各維度的體現(xiàn)

從整體上看，我國教材對科學(xué)本質(zhì)觀的三個維度均有體現(xiàn)，但仍存在不足。例如，科學(xué)知識本質(zhì)和科學(xué)事業(yè)本質(zhì)這兩個維度體現(xiàn)相對較少，科學(xué)事業(yè)本質(zhì)這個維度的體現(xiàn)最少。在編寫教材過程中，建議加強對科學(xué)知識本質(zhì)和科學(xué)事業(yè)本質(zhì)的內(nèi)容。

3.2教材需要加強科學(xué)本質(zhì)觀各薄弱因素的體現(xiàn)

從各因素來看，首先是科學(xué)知識本質(zhì)方面，局限性對于兩者教材內(nèi)容均未體現(xiàn)，局限性是指科學(xué)有時候不能回答或解釋出完全正確的答案，如信仰問題。另外中國教材的重復(fù)性因素不多，教材可以加入科學(xué)家得出一些科學(xué)理論后，其他學(xué)者重復(fù)該實驗過程也得出相同結(jié)果的案例，以此來進一步幫助學(xué)生理解得到科學(xué)理論的實驗過程是可以重復(fù)進行的。此外，若能有簡單的實驗指導(dǎo)學(xué)生操作，重復(fù)科學(xué)家進行科學(xué)研究的過程，學(xué)生將更好地理解該因素，提高學(xué)習(xí)效果。

在科學(xué)探究本質(zhì)這個維度上，中美教材中均體現(xiàn)最少的非絕對客觀性這一因素。教材需要增加對這一因素的關(guān)注。美國教材中有一處體現(xiàn)了非絕對客觀性：第17章的“與數(shù)學(xué)的綜合”這一欄目。該處提到達(dá)爾文在孟德爾進行豌豆實驗的同時也在進行著實驗——收集金魚草的數(shù)據(jù)，但他最后沒有獲得成功，因為他缺少孟德爾的統(tǒng)計知識。孟德爾對大量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，最后得到了遺傳規(guī)律，這就是科學(xué)家自身的因素對科學(xué)研究造成的影響。而在中國的教材的相同內(nèi)容處，教材僅用為什么其他學(xué)者未獲得成功這一問題帶過，未深入介紹其他科學(xué)家的相關(guān)內(nèi)容。此外，中國教材對于歸納性這一因素雖有體現(xiàn)，但也需適當(dāng)加強。科學(xué)知識常常起源于觀察，對觀察的結(jié)果進行歸納后得出科學(xué)知識。教師要強調(diào)歸納能力，從而于提高學(xué)生對平常事物的觀察意識及總結(jié)歸納能力。

科學(xué)事業(yè)本質(zhì)的維度，教師中國教材中“科學(xué)、技術(shù)與社會”這一因素頻次較多，要繼續(xù)保持甚至可以再加強體現(xiàn)。近二三十年來，STS（科學(xué)、技術(shù)與社會）教育一直是研究的熱點，旨在讓教師理解三者間的關(guān)系，并正確認(rèn)識科學(xué)的價值，培養(yǎng)具有良好科學(xué)本質(zhì)觀的人才。但需要注意，在編寫教材時，“科學(xué)、技術(shù)與社會”這一因素要體現(xiàn)最新的科學(xué)進展，并要加強教材中STS教育的連貫性和一致性，可加入討論欄目，讓學(xué)生參與討論，加強學(xué)生情感體驗。此外，科學(xué)與道德和科學(xué)共同體的涉及極少，必須要加強。科學(xué)與道德是培育學(xué)生正確的科學(xué)本質(zhì)觀的關(guān)鍵，教師要積極引導(dǎo)學(xué)生形成正確的觀念，讓科學(xué)服務(wù)于社會，拒絕違反道德倫理。

3.3合理利用各種欄目的設(shè)計體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)觀

在分析教材的過程中不難發(fā)現(xiàn)，美國教材欄目的設(shè)置多于中國教材，比如科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技能實驗等，且在欄目中多處發(fā)現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)觀的體現(xiàn)，因此中國教材也可以通過設(shè)計多種合理的欄目來加強體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)觀。

教材作為教學(xué)的工具，在教學(xué)活動中起著至關(guān)重要的作用。但是僅僅教教材是不夠的，目前我國的科學(xué)本質(zhì)觀教育多為隱性教育，讓學(xué)生自己慢慢領(lǐng)悟科學(xué)本質(zhì)觀的含義，這樣的教育并不利于學(xué)生建立正確的科學(xué)本質(zhì)觀。教師在教學(xué)前就應(yīng)該挖掘教材中可以利用的內(nèi)容，進行顯性教學(xué)。教材的編寫也應(yīng)當(dāng)加強科學(xué)本質(zhì)觀的顯性體現(xiàn)，有利于學(xué)生深入理解科學(xué)本質(zhì)，養(yǎng)成理性的科學(xué)本質(zhì)觀。