中美小學科學教材核心素養內容比較研究

范增

摘 要：以《中國學生發展核心素養》中的六大核心素養及其分解出的18個基本要點為依據，對我國教科版及美國Science Fusion小學科學教材低年級生物單元進行了內容分析和比較。結果發現：中美兩版教材均體現了六大核心素養，教科版教材比Science Fusion教材更側重于體現“學會學習”“責任擔當”素養，Science Fusion教材比教科版教材更側重于體現“科學精神”“實踐創新”“人文底蘊”“健康生活”素養。在每一項核心素養中，中美兩版教材在3個基本要點上的分布有所差異，且選取的內容各有特色?；诖?，對我國教科版教材的改進提出了建議。

關鍵詞：小學科學教材;核心素養;中美教材比較;低年級生物單元

中圖分類號：G40-03 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7615（2020）02-0112-06

DOI：10.15958/j.cnki.jywhlt.2020.02.018

Abstract：Based on the 6 core competencies and the contained 18 basic points in Core Competencies of Chinese Students Development， this paper conducts content analysis and comparison on junior biology units in science teaching materials for primary school published by Chinese Educational Science Press and Science Fusion. The result shows that， Chinese and American teaching materials both reflect the 6 core competencies; teaching materials of Chinese Educational Science Press put more emphasis on “learning to learn” and “taking responsibility” than that of Science Fusion， while teaching materials of Science Fusion put more emphasis on “scientific spirit”， “practice and innovation”， “humanistic connotations”， “healthy life” than that of Chinese Educational Science Press. In every core competency， the distribution of Chinese and American teaching materials differs in three basic points， and the content selected has its own characteristics. Based on this， some suggestions are put forward for the improvement of teaching materials published by Chinese Educational Science Press.

Key words：science teaching materials for primary school; core competencies; comparative study of Chinese and American teaching materials; junior biology units

當今世界，全球化、信息化及知識經濟迅猛發展，培育公民的核心素養成為世界各國教育發展的共同主題，我國也已發布了《中國學生發展核心素養》。教育部在《關于全面深化課程改革，落實立德樹人根本任務的意見》中明確要求：“依據核心素養體系，進一步明確各學段、各學科的育人目標，把核心素養落實到各學科教學中?！盵1]目前，基于核心素養的高中各科課程改革已開始推行。小學階段是學生形成核心素養的重要時期，小學《科學》課程是培育核心素養的重要載體，小學科學教材是教師在教學中培育核心素養的重要資源。

美國是國際科學教育改革的領頭羊，自上世紀60年代起，美國就將小學科學課定位為必修課，而且，美國早在2002年就啟動了21世紀核心素養研究項目，目前已將核心素養，滲透到了各門課程中?；诖?，我們有必要研究美國現行小學科學教材已經體現了哪些核心素養，圍繞這些核心素養選取了什么內容，并進行中美教材比較。這對我國修訂小學科學教材，真正在科學課中培育核心素養具有重要的借鑒意義。

一、研究設計

依據《中國學生發展核心素養》中的六大核心素養及其分解出的18個基本要點，對中美小學科學教材進行內容分析。具體研究設計如下。

（一）研究的問題

探討的問題包括：中、美小學科學教材分別體現了哪些核心素養？分別側重于哪些核心素養？針對每一項核心素養，中美小學科學教材分別側重于體現哪些基本要點？分別選取了什么內容？有什么相同點和不同點？

（二）研究的對象

選取美國哈考特教育出版集團最新出版的Science Fusion小學科學教材和我國教科版小學科學教材作為研究對象。Science Fusion教材是美國德州和加州公立小學正在使用的教材，旨在幫助教師適應美國《下一代科學標準》的要求。我國教科版教材在全國24個省使用并經歷了10余年的檢驗，具有代表性和權威性?？紤]到教科版1—2年級科學教材是按照2017版《義務教育小學科學課程標準》編制出的最新教材，本研究選取教科版1—2年級教材與Science Fusion 1—2年級教材進行對比。由于生物單元是低年級教材的主體，我們在教科版1—2年級教材中選取了“動物”“植物”“我們自己”三個單元（共87頁），在Science Fusion 1—2年級教材中選取了“Animals”“Plants”“All About Animals”“All About Plants”四個單元（共242頁）。這些單元都是生物單元，在內容上相近，可比性強。

（三）研究的方法

采用定量與定性相結合的內容分析法。在定量分析方面，將《中國學生發展核心素養》體系中的六大素養、18個基本要點作為編碼依據，對中美兩版低年級教科書（及配套的學生活動手冊）中的生物單元內容進行逐句編碼，統計各基本要點出現的頻次。例如，教科版教材中的“人類利用植物建造房屋”這句話體現了“技術應用”這一基本要點，該要點記為“出現1次”。若同一句話體現出多個基本要點，則各要點都分別記1次。在定性分析方面，筆者反復閱讀了中、美兩版教材及其配套的教師用書。針對每一項核心素養，筆者分析和比較了中美兩版教材所設置的內容。

二、研究結果與分析

通過對中美兩版教材的內容分析，可以看出中美兩版教材低年級生物單元內容在六大核心素養上的整體分布情況，以及圍繞每項核心素養選取的內容及其側重點。

（一）中美兩版教材低年級生物單元在六大核心素養上的整體分布

根據中美兩版教材低年級生物單元中出現18個基本要點的頻次，計算出每項核心素養出現的頻次及其所占百分比，具體數據如表1所示。

從表1可以看出，中美兩版教材低年級生物單元均體現了所有的六大核心素養。而且，Science Fusion教材低年級生物單元中六大核心素養出現的總頻次遠高于教科版教材。這主要是由于Science Fusion教材內容遠遠多于教科版教材。根據表1中各項核心素養在各自總頻次中所占的百分比，我們可以發現，我國教科版教材低年級生物單元最為重視的3項核心素養依次為“科學精神”“學會學習”“實踐創新”，美國Science Fusion教材低年級生物單元最為重視的3項核心素養依次也是“科學精神”“學會學習”“實踐創新”。這種“巧合”說明，低年級生物內容與這3項核心素養之間有更緊密、更天然的聯系。從表1中還可以發現，教科版教材比Science Fusion教材更加側重于體現“學會學習”“責任擔當”這兩大素養。Science Fusion教材比教科版教材更加側重于體現“科學精神”“實踐創新”“人文底蘊”“健康生活”這四大素養。接下來，我們將針對每一項核心素養，對中美兩版教材低年級生物內容進行更加細致的分析和比較。

（二）中美兩版教材低年級生物單元在六大核心素養上的分項比較

考慮到《中國學生發展核心素養》中每一項核心素養都包含3個基本要點，我們將定量計算出每項核心素養中每個基本要點出現的頻次在該項核心素養出現頻次中所占的百分比，定性分析中美兩版教材低年級生物單元圍繞各基本要點所選取的內容。

1.中美兩版教材低年級生物單元中培養“科學精神”素養的內容比較

“科學精神”素養是指學生學習、理解、運用科學知識和技能，形成相應的價值標準、思維方式和行為表現，包括理性思維、批判質疑、勇于探究3個基本要點[2]。這3個要點出現的頻次在“科學精神”素養出現的頻次中所占的百分比如圖1所示。

由圖1可知，在“科學精神”素養的3個要點中，中美兩版教材低年級生物單元最重視的都是“理性思維”。Science Fusion教材比教科版教材更偏重于體現“批判質疑”，教科版教材比Science Fusion教材更偏重于體現“勇于探究”。接下來，我們將定性分析中美兩版教材低年級生物單元圍繞這3個要點分別選取了什么內容，并比較其異同。

“理性思維”是指崇尚真知，理解和掌握科學原理和方法，尊重事實證據，運用科學思維方式分析問題[2]。Science Fusion教材低年級生物單元介紹了一些簡單的生物學原理及其統攝的大量知識點，它們是“理性思維”中的基礎成分，是學生進行理性思維的“材料”。教科版教材低年級生物單元則帶領學生反復使用科學研究方法（主要是觀察法），培養學生尊重事實的態度，涉及到的生物知識相對較少?！芭匈|疑”是指具有問題意識，能夠獨立思考，能思維縝密地分析問題[2]。中美兩版教材低年級生物單元都設置了培養學生“批判質疑”能力的問題，例如，塑料花是活的嗎？相對而言，Science Fusion教材中的此類問題更具有挑戰性和迷惑性，而且要求學生獨立思考，自己將答案寫在教材上。“勇于探究”是指能大膽嘗試，堅持不懈地探索[2]。中美兩版教材低年級生物單元都鼓勵小學生嘗試解決問題，激發小學生自主探究的勇氣。

2.中美兩版教材低年級生物單元中培養“學會學習”素養的內容比較

“學會學習”素養是學生在學習意識形成、學習方法選擇、學習進程評估調控等方面的綜合表現，包括樂學善學、勤于反思、信息意識3個基本要點[2]。這3個要點出現的頻次在“學會學習”素養出現的頻次中所占的百分比如圖2所示。

由圖2可知，在“學會學習”素養的3個要點中，中美兩版教材低年級生物單元最重視的都是“樂學善學”，且Science Fusion教材比教科版教材更側重于體現該要點，教科版教材比Science Fusion教材更側重于體現“勤于反思”要點。中美兩版教材對“信息意識”的重視程度則相差無幾。接下來，我們將定性分析中美兩版教材低年級生物單元圍繞這3個要點分別選取了什么內容，并比較其異同。

對于“樂學善學”要點，中美兩版教材低年級生物單元都設置了培養學習興趣的內容，但Science Fusion教材還介紹了猛犸象、大王花、豬籠草等大量神奇的動植物，相對更有利于培養小學生對生物世界的興趣。此外，Science Fusion教材還設置了很多要求學生自主學習的內容，旨在培養學生終身學習的意識和能力;對于“勤于反思”要點，中美兩版教材低年級生物單元都在單元之始要求學生呈現出自己的初始理解，在后續每節課的學習中不斷反思和調整自己的初始理解。我國教科版學生活動手冊在每個單元末尾都設置了自評表，學生用其評價自己的科學知識、探究過程、情感態度，這一點比Science Fusion教材更加成功;對于“信息意識”要點，Science Fusion教材側重于要求學生在課本或課外書中查找信息，教科版教材鼓勵學生查找信息的范圍則不限于書本。

3.中美兩版教材低年級生物單元中培養“實踐創新”素養的內容比較

“實踐創新”素養是學生在日?；顒印栴}解決、適應挑戰等方面所形成的實踐能力、創新意識和行為表現，包括勞動意識、問題解決、技術應用3個基本要點[2]。這3個要點出現的頻次在“實踐創新”素養出現的頻次中所占的百分比如圖3所示。

由圖3可知，中美兩版教材低年級生物單元最重視的都是“問題解決”，且教科版教材比Science Fusion教材更側重于體現該要點。中美兩版教材對“勞動意識”的重視程度則相差無幾。Science Fusion教材比教科版教材更側重于體現“技術應用”。接下來，我們將定性分析中美兩版教材低年級生物單元圍繞這3個要點分別選取了什么內容，并比較其異同。

“勞動意識”是指尊重勞動，具有動手操作能力等[2]。Science Fusion低年級生物單元中有許多觀察活動要求學生動手操作，教科版低年級生物單元涉及動手操作的內容大多分布在學生活動手冊的“拓展活動”中;“問題解決”是指善于發現問題，能根據特定情境制定出合理的解決方案[2]。中美兩版教材都設置了專門的環節，要求學生針對特定問題制定出解決方案，或者提出新的問題;“技術應用”是指具有學習掌握技術的意愿，具有工程思維，能將創意轉化為有形物品[2]。教科版低年級生物單元中涉及到的技術知識比較少，培養學生工程設計思維的內容也很少。Science Fusion低年級教材則在每個生物單元中都設置了1節STEM課，介紹了很多技術知識和工程設計知識，并要求學生親自設計物品，進行制作、測試和改進，解決真實生活問題。

4.中美兩版教材低年級生物單元中培養“健康生活”素養的內容比較

“健康生活”素養是學生在認識自我、發展身心、規劃人生等方面的綜合表現，包括珍愛生命、健全人格、自我管理3個基本要點[2]。這3個要點出現的頻次在“健康生活”素養出現的頻次中所占的百分比如圖4所示。

由圖4可知，中美兩版教材都沒有明確體現“健全人格”。教科版低年級生物單元比Science Fusion低年級生物單元更偏重于體現“珍愛生命”，Science Fusion低年級生物單元比教科版低年級生物單元更偏重于體現“自我管理”。接下來，我們將定性分析中美兩版教材低年級生物單元圍繞“珍愛生命”“自我管理”分別選取了什么內容，并比較其異同。

“珍愛生命”是指理解人生的價值，具有安全意識和自我保護能力，有健康文明的生活方式[2]。教科版一年級“植物”單元中的部分內容旨在提醒孩子注意安全，二年級“我們自己”單元中的部分內容旨在激發小學生健康成長的意愿。Science Fusion低年級生物單元給出了保證實驗安全的具體注意事項以及保持健康的具體建議;“自我管理”是指認識自我，選擇適合的發展方向等[2]。Science Fusion低年級教材在每個生物單元中都設置了“People in Science”欄目，介紹了動物園管理員、植物學家、鳥類學家等職業的工作內容和特點，為小學生了解與科學有關的職業并在將來選擇適合自己的發展方向提供了參考。教科版低年級生物單元中涉及這方面的內容相對較少。

5.中美兩版教材低年級生物單元中培養“責任擔當”素養的內容比較

“責任擔當”素養是學生在處理與社會、國家、國際關系時所形成的情感態度、價值取向等，包括社會責任、國家認同、國際理解三個基本要點[2]。這三個要點出現的頻次在“責任擔當”素養出現的頻次中所占的百分比如圖5所示。

由圖5可知，中美兩版教材低年級生物單元最重視的都是“社會責任”，且Science Fusion教材比教科版教材更側重于體現該要點。教科版教材比Science Fusion教材更偏重于體現“國家認同”。中美兩版教材都沒有體現“國際理解”。接下來，我們將定性分析中美兩版教材低年級生物單元圍繞“社會責任”“國家認同”分別選取了什么內容，并比較其異同。

在科學課中，“社會責任”主要表現為熱愛并尊重自然，具有綠色生活方式和可持續發展理念及行動等[2]。中美兩版教材低年級生物單元都包括照顧動植物的內容。相對而言，Science Fusion教材設置了更多的實踐活動，引領小學生去照顧各種各樣的動植物。但Science Fusion教材并沒有直接、明確地要求小學生愛護動植物，教科版教材則直接對小學生提出了各種明確的要求，如用棉簽觸碰動物，禁止摘花，禁止驚嚇動物等，旨在培養學生愛護動物的意識;在科學課中，“國家認同”主要表現為認同國民身份，具有文化自信，尊重中華民族的優秀文明成果[2]。教科版低年級生物單元中涉及“國家認同”的內容是屠呦呦提取青蒿素獲得諾貝爾獎的事例，Science Fusion低年級生物單元中則沒有這方面的內容。

6.中美兩版教材低年級生物單元中培養“人文底蘊”素養的內容比較

“人文底蘊”素養是指學生學習、理解、運用人文領域知識和技能，形成相應的基本能力、情感態度和價值取向，包括人文積淀、人文情懷、審美情趣3個基本要點[2]。這3個要點出現的頻次在“人文底蘊”素養出現的頻次中所占的百分比如圖6所示。

由圖6可知，教科版低年級生物單元比Science Fusion低年級生物單元更偏重于體現“人文情懷”和“審美情趣”，Science Fusion低年級生物單元比教科版低年級生物單元更偏重于體現“人文積淀”。接下來，我們將定性分析中美兩版教材低年級生物單元圍繞這三個要點分別選取了什么內容，并比較其異同。

“人文積淀”是指具有人文領域的基本知識和技能，掌握人文領域中的認識和實踐方法[2]。我們認為，對于小學1—2年級學生來講，能識字認詞、具備閱讀能力是發展人文素養的基礎。教科版低年級生物單元在個別章節中給出了科學詞匯（如“鰓”“鰭”）供學生學習，Science Fusion低年級生物單元則在課文和習題中多次訓練學生拼寫生詞。Science Fusion教科書還在課文中頻繁地穿插了“積極閱讀”（Active Reading）欄目，該欄目介紹了關于閱讀的知識和技巧，訓練了小學生的閱讀理解能力。例如，該欄目講解了什么是“主題句”、什么是“線索詞”（如so、 then、 finally）等，并要求學生在課本上將它們畫出來;對于“人文情懷”要點，Science Fusion低年級生物單元沒有與之相應的內容，教科版教材“我們自己”單元中有一處內容要求學生思考如何幫助有視力或聽力障礙的人;對于“審美情趣”要點，Science Fusion低年級生物單元也沒有與之相應的內容，教科版教材則設置了做葉畫、做蘿卜盆景等任務，能夠培養學生發現美、感知美、創造美的意識和能力。

三、結論與啟示

（一）結論

中美兩版教材低年級生物單元均體現了六大核心素養，但教科版教材比Science Fusion教材更側重于體現“學會學習”“責任擔當”素養，Science Fusion教材比教科版教材更側重于體現“科學精神”“實踐創新”“人文底蘊”“健康生活”素養。在六大核心素養所包含的18個基本要點中，教科版教材明顯比Science Fusion教材更側重于體現勇于探究、勤于反思、問題解決、珍愛生命、國家認同、人文情懷、審美情趣，Science Fusion教材明顯比教科版教材更側重于體現樂學善學、批判質疑、技術應用、人文積淀、自我管理、社會責任。

（二）啟示

1.建議拓寬低年級生物知識的廣度，進一步訓練學生批判質疑的能力

科學教材是呈現科學知識更好，還是呈現探究活動更好？科學教材是供課堂教學使用，還是供課下自學使用？對于這些問題，我們不應當做“非此即彼”式的思考。探究活動是培養核心素養的過程載體，學生儲備的科學知識則是探究活動中進行思維的“材料”。教材既要促進課堂中的學習，也要促進課后的自學。Science Fusion教材低年級生物單元介紹了基本的生物原理和大量新奇有趣的、事實性的生物知識，配套的學生活動手冊則設置了相關的探究活動（沒有公布答案），較好地處理了探究活動與知識傳授之間的關系、課堂教學與課下自學的關系。教科版低年級生物單元的主體內容是探究活動的提綱，直接介紹的生物知識很少，尚不能充分滿足低年級小學生了解大千生物世界的求知欲以及課下自學的需求。為此，我們建議拓展生物單元的知識廣度，更好地促進學生“樂學善學”。此外，有必要適當增設一些要求學生審慎思考、獨立判斷的“高認知問題”，進一步訓練學生批判質疑的能力。

2.建議在生物單元中有機融入STEM教育內容

STEM整合了科學、技術、工程和數學四門學科，吸引學生參與基于問題或項目的學習，使學生經歷科學研究流程和工程設計循環，能增強學生的技術應用能力與意識，培養學生的“實踐創新”素養。美國Science Fusion低年級教材在每個生物單元中都設置了1節STEM課，用心選擇了STEM內容，自然而巧妙地融入了單元主題。例如，在講解了動物需要的食物之后，創設了兔子偷吃菜園里的生菜的情境，要求學生設計1個保護生菜的裝置并親自制作、測試。這些STEM課介紹了技術與工程領域的基本知識，為學生提供了解決真實生活問題、設計制作物品的機會，并且反復滲透了工程設計的5個步驟，即發現問題、設計與制作、測試與改進、重新設計、交流。我國教科版教材生物單元也可以結合具體的生物知識，融入更多的技術、工程、數學知識，幫助學生綜合運用STEM各科知識解決問題，初步體驗工程設計流程。

3.建議在低年級教材生物單元中培養閱讀理解能力

科學課是否應當只培養科學素養？傳統觀念認為，培養科學素養是科學等理科課程的任務，培養人文素養是語文等文科課程的任務。這種觀點使得學科之間涇渭分明，窄化了各學科的育人價值，不利于各學科發揮合力、協同育人。宏觀抽象的六大核心素養在各學科教學中的落實，恰恰需要各學科打破學科壁壘，圍繞核心素養實現“橫向統整”。臺灣中正大學蔡清田教授認為，核心素養是學科知識的盟友，每一學科都能培養多項核心素養，每一項核心素養也應當由多門學科來共同培養。Science Fusion教材低年級生物單元特別注重教給小學生閱讀的方法，培養小學生的閱讀理解能力，這是低年級小學生將來真正具備“人文底蘊”素養的基礎。我國2017版《義務教育小學科學課程標準》中也特別強調科學課要與并行開設的語文課關聯互動、相互滲透?；诖耍覀兘ㄗh，教科版教材在低年級生物單元可以適當加大對小學生閱讀理解能力的培養力度，給小學生提供更多自主閱讀的內容和機會。

4.建議在教材中介紹與科學有關的職業

學生應當在什么時候考慮自己未來的職業？傳統觀念認為，小學生完全不需要考慮自己未來的職業。美國著名管理學家施恩（E.H.Schein）教授認為，人在0—21歲處于職業生命周期的第一階段，其特定任務是發現自己的興趣、價值觀和能力，面臨的主要問題是為職業選擇做準備[3]。此時，應考慮三個問題：第一，我想往哪個方向發展？這取決于個人的興趣、價值觀等;第二，我適合往哪個方向發展？這取決于個人的性格、特長等;第三，我可以往哪個方向發展？這取決于社會經濟環境及不同職業的具體要求。小學生雖然還無法將前兩個問題想清楚，但可以初步了解第三個問題的答案。美國Science Fusion教材低年級生物單元通過“People in Science”欄目介紹了與生物有關的職業，這些職業中的代表人物及其趣聞，該職業的工作內容和特點。我國教科版科學教材也可以增設這方面的內容，使教材成為小學生了解社會的窗口，更好地體現核心素養中的“自我管理”這一要點。

參考文獻：

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[2] 核心素養研究課題組.中國學生發展核心素養[J].中國教育學刊，2016（10）：1-3.

[3] 高海濤.學會自我管理：夢想、選擇和自我實現[M].北京：中國青年出版社，2015：258.

（責任編輯：鐘昭會）