編寫《生物與環境（一）》的回顧

按：十七年前，我們有幸與張之仁老師一起參與到小學科學新課程的改革之中，張老師以其豐富的閱歷、善學的品格成為教科版《科學》教材編寫組的核心成員之一。

2005年我們曾邀請張之仁老師撰寫了《編寫〈生物與環境（一）〉的回顧》一文，發表于《科學課》雜志上。在這篇文章中，張之仁老師圍繞該單元的編寫過程，闡釋了新教材的編寫特點，以及怎樣才能準確把握教材的教學目標和活動的設計意圖。從中可以了解到張老師對新教材的理想和追求，以及在經歷了兩次自然課程改革之后所做的歷史性思考。與張老師的溝通和交流，對實驗教師理解、分析和認識新教材，進一步推動新教材的建設與發展產生了巨大的作用。

今天，科學教育進入一個新的發展時期，我們推薦再次刊發此文，正是希冀他在此文中所貫穿的對新課程改革、對新教材的追求與歷史性的思考，能給今天的科學教師繼續帶來啟示，引領我們在科學教育的改革中繼續前進。

讓我們緬懷張之仁老師為中國科學教育所做出的努力，繼續完成他的未竟事業。

——教科版小學《科學》主編 郁波

編寫《生物與環境（一）》單元時，我已經明確意識到從《自然》到《科學》是一種發展，我們編寫的是《科學》教材，也應在《自然》教材的基礎上發展一步。但是，《自然》教材是什么樣的？《科學》教材是什么樣的？怎樣發展一步？雖然已經做了一年的編寫工作，對這些問題仍不能作明確具體的回答。所以接受編寫任務后，我所做的第一件事就是選擇美國STC教材的一個單元《生物體》進行研究，希望通過研究，并與《自然》教材進行比較，找到發展一步的努力方向。

同九年義務教育的《自然》教材比較

STC教材第一學年有四個單元，《生物體》是其中的一個單元，相當于我們半個學期的內容。作為生命科學領域的起始內容，同《自然》一樣，也是從觀察生物個體著手的。為避免涉及面太寬，不容易把我的想法說清楚，所以只就生物體的觀察這一個問題進行比較。

1.分散觀察與結構在一個系統中的觀察

對生物體的觀察，《自然》教材是分散在各冊教材中進行的，各課之間缺乏關聯。STC教材是在有生命的物體這一主題背景下展開的，單元各課之間有著緊密的邏輯聯系。該單元對生物體的觀察有如下內容：

◎觀察種子、種植

◎兩種森林植物（苔蘚與樹苗）的相同與不同

◎兩種淡水植物（兩種水藻）的相同與不同

◎陸生動物（丸藥臭蟲、甲蟲或馬陸）的相同與不同

◎水生動物（淡水蝸牛與小魚）的相同與不同，同一種水生動物（雄魚與雌魚）的相同與不同

◎種子、魚池、群落的變化

◎淡水植物、森林植物的相同與不同

◎淡水動物、森林動物的相同與不同

◎植物、動物與人的相同與不同

從以上列舉的材料可以看出，他們認識一個一個的生物體，不是分散、孤立地進行，而是同環境聯系起來，并且選森林和淡水兩種環境對比地進行，一個單元16課，觀察9種生物體，一步一步地進行比較，使認識不斷發展：從個體生物到兩種環境中的植物和動物—從兩種環境中的植物和動物到整個植物、動物—從植物、動物到人。

2.“相同與不同”也有區別

STC教材把環境聯系起來認識生物體，內容就極大地豐富了，不僅涉及生物體的形態、身體結構，還有生活需要、行為習性、生長變化等。把環境聯系起來進行認識的確是科學的，能實現該單元的兩個重要目標：認識生命形式的多樣性和生命體的特征。這些特征是：

◎生物體消耗能量

◎生物體通過消費食物而維持自己的生命并產生廢物

◎生物體通常由單細胞或多細胞組成

◎生物體繁殖后代

◎生物體生長、變化、發展

◎生物體同它們的周圍環境相互作用

◎生物體有生命周期（開始和終止）

九年義務教育《自然》教材中認識“相同和不同”，在低年級是通過找相同點，形成對一類事物外形特征的認識。中高年級的概念形成，也很少讓學生飼養小動物進行觀察，通常按概念的內容設計問題，例如“魚”概念，包含魚終生生活在水中，身體表面有鱗，用鰓呼吸，用鰭運動，產卵繁殖后代等，根據這些內容擬出相應的問題，教學時引導學生“按圖索驥”，然后把學生的回答拼湊起來就算是概念了。認識植物，首先把植物整體分成許多部分，分別認識植物的根、莖、葉、花、果實、種子，形成的概念也只是知識性的概念，例如葉有葉片、葉柄，葉片上有葉脈，葉的形狀有卵形、心形、掌形等。

我相信STC教材的“相同與不同”能更有效地培育學生的科學素養。

3.怎樣教育學生科學地看待自然，需要我們在自然課改革的基礎上，向前邁進一步

STC《生物體》單元的教學目標，分“觀念”“技能”“態度”三個方面表述。如果翻譯無誤，第一個方面的表述不是“知識”或“概念”，而是“觀念”。看一看這一部分的內容，就可以感覺到比自然課的內容要豐富、寬廣、深刻得多，具有觀念的性質。從小引導學生這樣去認識事物，本身就是科學觀念的教育訓練。

像認識植物的根、莖、葉、花、果實、種子，自然課是單純地認識“自然事物自身的某些屬性”。其實任何事物都還有另一種屬性，我稱之為“事物間相互關系的屬性”。所有“事物自身的某些屬性”都是同生存環境有關系的，都是生物適應生存環境的結果。如果只認識前一種屬性，實際上就是孤立地、片面的、靜止地認識事物。全面認識事物的兩種屬性，則具有科學觀念教育的性質，即：你用什么觀念看待自然？當然，認識自然事物本身的某些屬性時，也會涉及事物間相互關系的屬性，但是，我們需要的是自覺地把它作為教材編寫的基本理念、基本指導思想，體現到每個單元、每節課中去。因為我們的任務不是單純地教小學生研究植物學。

美國同中國在社會、政治、意識形態方面有很大不同，但是，教育學生科學地看待自然是相同的。劉默耕老師在20世紀80年代自然課改革中，提出進行科學自然觀的教育。所謂科學自然觀其實就是辯證唯物主義世界觀在科學課中的具體化：自然界是物質的，是運動、變化、發展的，自然事物是互相依存、互相制約的。令人痛惜的是，劉默耕老師沒有來得及做后續的工作——使科學自然觀的教育在教材中體現出來，所以，我們以往的科學自然觀的教育，在實際教學中要么是落空，要么是脫離實際事物的說教。經歷自然課的改革探索和前一段編寫教材的實踐，現在看STC教材，深感我們在教學內容的選擇、科學教育觀念上，都要努力向前邁進一步。

STC教材提供了體現科學教育觀念的經驗，每個單元全面地體現了兩個方面的客觀存在。任何一個單元，或者是事物的運動、變化、發展，物質、能量的轉換，科學技術發展的歷程（例如五年級下冊《時間》單元）；或者是事物間的相互依存、相互制約。他們把科學教育理念貫徹在所選擇的教學內容、科學方法和引導學生經歷的科學探究過程中。他們的經驗值得學習借鑒。說他們的科學教育理念先進，我想深層次的、核心的東西就是這個。以前我們說到的“統一概念”“從大處著眼選擇教學內容”，實際上也是指這個。

向前邁一步很難

我于1984年參加由劉默耕老師倡導并主持的自然課改革，回顧這次改革，我想主要有兩點，一是他把自然教學領域中的“科學”，定義為引導學生“學著像科學家那樣探索大自然的秘密”即科學教育觀念的改革，二是教材表達模式與教學實施模式的改革，用黑體字印在課本上的知識概念沒有了，代之以提出問題，學生通過操作教師提供的教學材料進行探索，自己作結論。

用現在的眼光看，這樣改是理所當然的，可是在當時反應很大，最極端的例子是因為課本上沒有用黑體字印出的知識概念，有人認為是犯罪，應該給教材編者判28年半徒刑。至于處于自然課改革第一線的自然教師，他們在改革實踐中所遇到的種種困難就不需多說了。隨著時間的流逝，人們逐漸適應了不用黑體字印出知識概念的《自然》教材。

我們面臨問題是：我們需要向前邁進一步。STC教材很好，但是，我們有條件像他們那樣編嗎？從科學教育觀念、教學內容的選擇上深化改革——難！至少有三方面的問題：

1.最令人頭疼的問題是科學材料

學生學科學的實踐活動主要是從操作教學材料開始的。在美國，教師不必為準備教學材料犯愁，事先把需要用的教學材料通知教學材料服務公司，淡水蝸牛、古比、貝絲甲蟲、馬陸……都會按時給你送來，可我們的教師上哪里去找？沒有教學材料哪里說得上學科學？現在許多地方實行“一費制”，教學材料被“一刀切”切掉了，對本學科造成的影響是災難性的。

2.教師將會面臨類似自然課改革時所遇到的困難

這次課程改革中，各版本的《科學》教材都采取單元結構的形式。單元結構形式也有兩種，一種形式上是單元結構，內容與《自然》教材區別不大，單元只是知識內容的集合體，各課之間沒有很緊密的聯系，這樣的單元結構，不存在教師對教材不適應的問題。如果再向前邁進一步，例如《生物體》單元這樣，問題就來了。教師適應這種教材，主要有三個方面的問題：

一是，多數教師的備課習慣，通常是備一課教一課，現在必須事先掌握整個單元，教學時才能“瞻前顧后”，教好當前所教的課。

二是，因為單元各課之間有緊密的邏輯聯系，所有后一課的學習都是以前一課為基礎的，舉行公開課、研究課時，不能像《自然》教材那樣，任何一課都可以挑出來教。今年的教學案例評選中，我看到浙江幾位老師合作進行一個單元的教學研究，整理出一個單元的全部教學實錄，我深為敬佩，相信隨著實踐的發展，會創造出各種新的教學研究辦法。

三是，教學內容有變化，需要教師有新的知識儲備，這一點我以為是比較容易解決的，在教學參考書中，附上相關的資料就行了。

現在的形勢比自然課改革時好得多，當初銳意改革的老師，不得不做“兩面派”，自己教學時按自然課改革的要求教，有不了解自然課改革的領導或其他權威人士聽課時，就按傳統的路數教。現在的大好形勢是深化改革，鼓勵創造。根據自然課改革的經驗，第一輪執教的老師是開路先鋒，有了第一輪執教的老師的經驗，大家會逐漸適應的。

3.編者的學識水平與經驗最重要

把外國的經驗汲取到《生物與環境》教材里來，不容易，如果教師教起來覺得不順，最主要的原因是編得不好。教材中根據我們的實際情況，我想了一些辦法，但限于學識與經驗水平，有待完善。本來編寫組有一個想法，成立一個研究試教組，對初步編成的教材進行研究試教，聽取老師們的意見再修改定稿，奈何時不我與，只好等教材發行以后再說了。

反思

有關《生物與環境（一）》的教學說明，已經寫在教學用書里了，現在看來至少有兩點是有待修訂教材時考慮的：

第一，STC教材一個單元有16課，我們不超過10課，因此內容要力求少而精。本單元中又加進實驗設計、控制變量的要求，內容就更多了。STC教材中，實驗設計是六年級的教學內容，我想這項內容可以后移或不專設這項內容的課。

第二，飼養、觀察動物，在我國現在的條件下，從來就是一件令人頭疼的事，學生在家飼養、觀察行不通，分組在學校飼養，放在什么地方？教室里白天有幾十個學生在那里活動，即使教室里有存放空間，小動物也不得安寧。另外，動物的有些行為不可能在課內觀察，只能在課外觀察，課堂上做整理觀察材料的工作。總之教起來困難很多，能不能另辟蹊徑，找到更為可行的辦法？20世紀80年代，湖北在自然課改革實驗中，是用建生物園地的辦法解決的，但也只限于實驗點和有條件建生物園地的學校。

最后我想說：我們需要在原來的基礎上前進一步，但是改也難，可社會發展需要我們邁出這一步。相信通過志士仁人的通力合作，廣大教師、教研員、教材編者的共同努力，我們的《科學》教材一定會不斷完善。

編者注：作者系《小學自然教學》雜志（本刊前身）編輯。此文原載于《科學課》2005年第8期，與原文比略有改動。原文中附錄有美國STC教材《生物體》單元的教學目標，此處略。