中美初中生物教材中“栽培常見植物”實驗的比較分析

邾芬芬 （南師附中仙林學校初中部 江蘇南京 210023）

1 在課程標準中的描述

在我國的《義務教育生物課程標準（2011年版）》（以下簡稱“我國課標”）中，首先明確指出生物課程的基本理念是“面向全體學生、提高生物科學素養、倡導探究性學習”。其中，生物科學素養是指“參加社會生活、經濟活動、生產實踐和個人決策所需的生物科學概念和科學探究能力”。在提高學生科學素養的同時，強調生物科學是“一個不斷探究的過程”，倡導探究性學習，“力圖改變學生的學習方式，引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手”。在我國課標中，考慮到綠色植物對生物圈的存在和發展起著決定性作用，因此單獨將綠色植物列為一個主題。具體到“生物圈中的綠色植物”這一主題時，我國課標明確指出教師應讓學生“體驗一種常見植物的栽培過程”，并給出活動建議：“栽培一種常見植物，觀察從種子到成熟植株的生長發育以及開花結果的整個過程”。

在美國國家研究理事會編撰的《美國國家科學教育標準》（以下簡稱“美國課標”）中，首先明確指出“學習科學是種能動的過程”。“學習科學是學生們要親自動手做而不是要別人做給他們看的事情”，這個能動的過程指的是“體與腦的共同活動”。“能動地學習科學”不是教師傳授知識、講解科學題目這樣一套傳統做法，因為這種做法與要使學生們在理解的基礎上來學習科學知識的這個中心目標是完全背道而馳的。學習科學一個非常重要的方式就是進行科學探究。在探究的各個階段上，“教師的工作都是指導學生們的學習，把注意力集中于他們的學習，激發和鼓勵他們的學習”。美國課標沒有像我國課標那樣，設置各個主題并給出具體的內容標準，其課標中沒有刻意要求學生體驗植物栽培，而是將這一實驗歸類到繁殖和遺傳的內容中，關于綠色植物的表述為：“到了中學階段，多數學生會懂得人體有性繁殖的基本過程。不過，學生們可能會對精子與卵子的作用以及開花植物的有性繁殖有某些錯誤概念。”

2 實驗內容的比較

2.1 實驗目的的比較

江蘇鳳凰教育出版社（以下簡稱蘇教版）七年級上冊生物教材中，栽培常見植物并不是單獨的一個實驗，而是融合進了幾個相關實驗中。比如觀察“大豆種子的結構”實驗、探究“種子萌發需要的外界條件”實驗、觀察“植物根尖的結構”、“外界溶液濃度影響根細胞的吸水”實驗等。由此可見，蘇教版對我國課標中“體驗一種常見植物的栽培過程”的內容標準進行了細化，穿插在不同的教學內容中，以此讓學生能觀察到從植物的種子到成熟植株的生長發育的完整過程。這種化整為零的做法，能讓學生在植物成長的每個階段學習到不同的有關植物生長的知識。

美國七年級生物教材《Focus on Life Science》中，植物栽培作為一個單獨的實驗內容出現。教材從提出問題到最后分析和得出結論，都體現了科學探究的嚴謹性。在具體的實驗操作中，給出了同種植物兩種不同栽培方法（有性生殖和無性生殖）的詳細指導，在最后的分析和得出結論部分，也給出了出現不同結果時學生如何自評的指導意見。栽培植物的知識目標體現了美國課標中對糾正學生對開花植物的有性繁殖的錯誤概念的內容目標。

中美教材都培養學生嚴謹的科學態度，學會根據實驗的現象和結果進行分析，從而推出結論。同時，我國更注重訓練學生的實驗設計技能，而美國則更注重對學生探究思維的培養。

2.2 實驗材料的比較

蘇教版中有關植物栽培的幾個實驗，所用的實驗材料有些許差異。如觀察“大豆種子的結構”實驗中，用的是大豆種子；而觀察“植物根尖的結構”實驗中，用的是已經萌發出幼根的小麥種子；探究“外界溶液濃度影響根細胞的吸水”實驗中，雖然沒有明確指出用什么植物，但教材的圖片展示實驗結果時，用的是帶根的青菜幼苗。美國教材中，植物栽培實驗用的是既可以用種子繁殖，又可以通過扦插這種無性生殖方式繁殖的錦紫蘇種子和錦紫蘇植株。從選材特點可以看出，中美教材都選擇的是一些常見的簡單易得的植物。所不同的是，蘇教版的不同實驗選材存在差異，這與其在植物生長的每個階段想要學生通過學習達到的知識目標有關。但選材的差異不利于學生對植物整體的把握，學生栽培植物過程中獲得的知識是零散的，對培養學生整體思維不利。

2.3 提出問題與作出假設的比較

以蘇教版探究“種子萌發需要的外界條件”實驗為例，在該實驗之前，教材中描述了生活中常見的受潮的種子會發芽的這一現象，引導學生思考種子萌發需要哪些外界條件。所以在該實驗的探究指導中，直接提出問題：“影響種子萌發的外界條件有哪些？”并作出假設：“影響種子萌發的外界條件是水或空氣或溫度”。而美國教材直接指出錦紫蘇植株可通過種子和無性生殖方式進行繁殖。隨后，提出問題：“這兩種方式哪一種更容易成功？植物通過哪一種方式生長得更快？”在之后的教材中，對實驗的結果沒有任何提示。

通過比較發現，蘇教版教材注重培養學生在現實生活中發現問題、提出問題的能力，這一點對于探究式學習很重要。而美國教材屬于半自主式實驗，需要學生自己在親身實驗后才能得出結論。

2.4 實驗過程的比較

蘇教版探究“種子萌發需要的外界條件”實驗在提出問題、作出假設之后，讓學生4人為一組討論如何利用推薦器材設計實驗方案并驗證提出的假設。美國教材中，提出問題，作出假設后是收集數據和觀察的一些要求，比如閱讀和填寫實驗安全表格，自主設計觀察表格等。實驗操作部分為兩部分，其中A部分是對學生用錦紫蘇種子種植植物的詳細指導，B部分則是用圖文并茂的方式教學生如何扦插錦紫蘇植株。

從對兩種教材實驗過程的比較中可以發現，蘇教版教材更注重培養學生自主設計實驗等能力，但對實驗的指導較少，學生可能會存在不知如何下手的情況。為減少學生的這種情況，教材中直接給出了種子萌發記錄表，以提示學生從種子發芽率比較不同外界條件對植物種子萌發的影響。而美國教材對實驗的操作指導是非常詳細的，比如從錦紫蘇植株上取材時要在第三層葉下切割，并去除頂端的葉子等。這體現了美國教材對較低年級學生的實驗指導，也體現了“科學是面向所有學生的”這一原則。

2.5 分析結果與得出結論的比較

蘇教版探究“種子萌發需要的外界條件”實驗在分析結果與得出結論部分顯得稍微有些簡單，讓學生小組之間交流實驗的過程和結論。美國教材在此部分則給出了詳細的指導，如分辨實驗中的有性生殖方式和無性生殖方式、描述種子的萌發過程、針對種子的平均發芽率或扦插枝條的成活率做數據圖，評價之前的假設、實驗錯誤分析等。通過比較發現，蘇教版教材要求學生與其他小組進行交流、反思和修改，注重培養學生的表達交流及小組合作能力，而美國教材更注重對學生自主學習和反思能力的培養。

2.6 繼續研究的比較

在實驗的最后，中美教材都聯系了生活實際，對實驗都提出了更具拓展性的問題。如，蘇教版在探究“種子萌發需要的外界條件”實驗的最后提出了一個深入探究問題：“光、土壤等外界條件對種子的萌發有沒有影響？”美國教材在實驗最后讓學生把在實驗室種植的植物移栽到自家院子里，以便學生繼續栽培實驗。中美教材都希望以此鼓勵和激發學生的學習興趣，并強化學生對設計實驗的遷移和運用。

3 結論與啟示

3.1 動手，更該動腦

不管是蘇教版教材還是美國教材，在探究性實驗中，都完全按照科學探究的流程設計，引導學生根據教材提供的實驗器材提出問題、作出假設、設計與實施實驗、分析與得出結論、表達交流。所不同的是，蘇教版教材更注重對學生設計實驗能力、與他人合作與交流能力的培養，而美國教材更像是學生的“個人戰”，引導學生按照實驗指導進行嚴謹實驗，在動手的同時，更注重引導學生動腦，注重既動手又動腦的探究活動。探究是能動的學習科學的過程，是培養學生創新精神和實踐能力的重要途徑。只動手不動腦的科學活動無法達到探究的目的，從書本中學習科學與科學探究也不能一概而論。我國課標和美國課標雖然強調探究，但是這不能解釋為教師在教學中只采取探究的方式。教師應該運用不同的策略方法使學生掌握課標所要求的知識，弄懂道理，學會技能。動手又動腦的探究活動才能培養出能從事完整的探究活動的個人。

3.2 實驗，更該試驗

通過對兩種教材的比較分析，可以發現美國教材在一些方面的優越性，比如教師在課上不會直接講述結論，而是讓學生自己去查資料，去做探究性活動。結論的告知與否直接關系到學生的探究活動是實驗還是試驗。嚴格來說，在美國教材的這種做法下學生所做的探究性活動更像是試驗。而蘇教版教材雖然沒有明說結論，但是學生可以通過教材，在沒有做探究性活動之前就已經知道結論，這樣的探究性活動更像是實驗。在美國教材的指導下，教師可以鼓勵學生大膽說出自己的觀點，因為還不知道所謂的正確的結論，學生可以暢所欲言，就算是錯誤的結論也是培養學生創造力的表現。“學習科學是學生們要親自動手做而不是要別人做給他們看的事情”。教師也需要一次讓學生親自動手做，自己得出結論的這樣一次“試驗”。這樣一次“試驗”，也許是在課內，也許是在課外，教師都還在學習的路上。