新加坡《交互作用的科学》教材特点分析——结构框架及内容编排特点

杨梅

武汉城市职业学院初等教育系 武汉 430064

1 新加坡《交互作用的科学》教材的编写背景

新加坡是一个海岛型的城市国家，独立至今不过40多年，却一跃成为亚洲四小龙之一。虽然1997年席卷东南亚的金融危机让新加坡亦不能幸免，但在所有遭受危机的国家和地区中，新加坡最早成功地抵御了这场危机的袭击。新加坡成功的原因有多种，然而，新加坡成功的真正秘诀，就是通过教育发展人力资源，从而推动经济发展。经历金融危机后，新加坡经济进入复兴阶段，同时也反思教育，尤其是基础教育，发现一度走向成熟的基础教育在危机中也暴露出不少弊端。正如一位新加坡的高级官员在一次会议上所指出的：“新加坡学生在掌握知识上顶呱呱，甚至可以说在世界上数一数二，不过在创造力及创意思考上，则有待加强。”基于此，新加坡政府提出对原有的课程进行现代化改革，让学生得到世界新近流行的信息，增强毕业生对现代世界的适应能力，培养学生具有当今与未来最有实用价值的技能。

新加坡中小学课程与教材改革的基本方向为：1）削减课程分量，全面改革课程内容；2）开放教材市场，推出“教育电子坊”网站；3）推行“思考”课程，培养创意思考；4）加强信息技术教育，推行“教育电子簿试验”。改革尤其强调了使学生掌握必要的技能，成为勇于创新、善于获取信息、富有创造精神的人，以适应21世纪的需要。

因此，针对科学教育中存在的问题，新加坡教育部有关部门着手修订全国科学课程大纲，并对中学科学课程大纲中初级中学科学教材的课程目标、内容及形式作了明确的规定，将重心转移到学生的知识能力和良好的思维习惯的培养上，强调在教育过程中要引导学生开展科学调查研究，培养学生的逻辑思维能力、获取信息的能力及创造思维能力。于是，作为科学课程的基本单位和重要成分，《交互作用的科学》编写产生了。

2 《交互作用的科学》教材的基本概况

《交互作用的科学》是Interactive Science的中文名称，是新加坡初级中学的现行科学教材，它是根据新加坡教育部最新中学科学课程大纲编写的新的初级中学科学课程丛书的修订版，是以科学探究为框架，主题式的初级中学科学教材。

这套《交互作用的科学》教材共有两册，在本质上是对新加坡小学科学课程内容的延续，并在其基础上有了更进一步的深化，具有一定的深度。它同时是学生学习较高水平的科学课程的基础与桥梁，其内容涉及物质科学和生命科学两个领域，主要面向中学一年级、二年级的特别课程（Special）、快捷课程（Express）、普通学术课程（Normal Academic）3个课程班的学生。这两册书，上册共分为22章，5个单元，分别是测量法、多样性、交互作用、模型与系统和能量，第一单元之前根据课程标准加入“探究科学”（Discovering science）“科学就是对真理的探究”（Science as an Inquiry）；下册共15章，分为4个单元，分别是模型与系统、能量、交互作用、循环，并在其后附有术语表及索引。教材内容横跨物理、化学、生物、环境科学等4科的知识领域，以主题单元的形式呈现。

3 《交互作用的科学》教材的结构框架及特点分析

《交互作用的科学》教材结构与小学科学教材的结构相似。教材对物质科学和生命科学两方面的内容进行了精心的选择和处理，以主题单元形式构建，将其分为6个主题，分别为多样性、循环、能量、交互作用、模型与系统以及测量法。两册教材的主题单元及所包含的主要内容详见表1。

从表1可以看出，该套教材并不像以往的科学教材那般十分注重学科内容的逻辑联系，而是将课程内容划分为六大主题，第一册主要侧重于宏观的科学内容，以学生眼中的自然为线索，并适当加入一些学科基础知识，如对各种测量法的熟练运用、对各种物质及科学表象的分类、对分离技术的掌握等，注重培养学生对科学这门学科相关内容的兴趣，并在激发学生的兴趣之余，着眼于学生基本的科学探究能力的培养。而在第二册里则主要侧重于微观的科学内容，深入到分子、原子等微粒模型，最终回归到人类所赖以生存的地球生态环境的建设上来，科学回归到社会，巧妙地将科学知识归结到科学、技术与社会的关系上面来。同时考虑到学生的知识结构特点，在知识难度上作了适当的处理，使得学生在理解课程内容上不致太难。显然在安排两册课程内容时，遵循了由浅入深、由宏观到微观的原则。两册书在内容上又无绝对的界限，反而有一定程度上的交融和互补，从而有助于学生从整体上把握科学课程内容。

该套教材以“交互作用的科学”为名，理所当然将大自然中万物间的交互作用作为每册教材的重点，故在安排每册书的内容时，又以每册书中交互作用单元所涉及的内容为中心，集中介绍与交互作用相关的内容。且在每册书中，交互作用主题下的内容各有侧重。其中，第一册主要侧重于力学、热能及与生活密切相关的交互作用，譬如药物、酒精中毒、抽烟等内容的选择，让学生能够清楚地认识到科学与技术对于人类社会是利弊兼有的，但若具备了基本的科学知识与正确的科学态度，不滥用科学技术，利终究还是大于弊的。这样，教材在传授科学知识的同时，也培养了学生相应的道德情操，使学生不致盲目地信赖科学。而第二册的交互作用主题里，除了承接第一册的内容，讲述了声音的交互作用，并进一步探究了化学变化外，还扩展到了人与自然间的交互作用，从而回归到生态系统及与人类生活习习相关的生态环境的建设上来，将环保意识及保护有限的地球资源的思想灌输给学生，巧妙地体现了科学、技术与社会（STS）三者之间的相互作用。

在安排科学探究的内容上面，该套教材也注意了学生的认识水平和知识结构，在教材第一册中所设计的科学探究内容总体上比较浅，也比较简单易行，而第二册中所选择的科学探究内容则在第一册的基础上相应地有所加深，整个课本基本上做到了循序渐进，有利于学生对科学知识的巩固，并能够提高学生的科学探究能力。

另外，两册教材均对每章的具体教育目标作了明确的规定，且各有侧重。其中，第一册主要是站在教师和编写者的角度，期望学生能够达到某些目标，即用“In this chapter,you are expected to”来明确每章的教学目标；而在第二册中则是站在学生的角度，要求学生能够掌握相关的知识和技能，即用“In this chapter, you will learn to”。显然，两册书除了在内容上是按由浅入深的方式安排的之外，在对学生的要求上也有着由要求学生认识科学、产生兴趣、掌握科学相关知识到主动发现科学探究科学的界定。这种结构形式也与教育部所规定的新的科学课程大纲相吻合，且符合中学生主要以感官来认知社会的心理特点，体现了要求学生在掌握相关知识的同时对相关科学产生兴趣的课程目标。

总之，在设计教材的过程中，有关部门十分注重相关知识的结构框架，力求做到结构科学，把学生的发展放在首位，围绕六大主题，对学科相关内容，由浅入深，由宏观到微观到整体，由相关科学技术回归到科学、技术与社会的交互作用，使学生能够较好地从整体上把握教材内容。同时，在构建每册教材的内容时，又以物质的交互作用为中心，突出了交互，更有助于提高学生综合分析问题、解决问题的能力，这与新加坡最新的教育改革思想相吻合。

4 《交互作用的科学》教材的内容体系及特点分析

该套教材以学生的认知发展为主线，以交互作用为中心安排课程内容，涵盖了教育部最新颁布的中学科学课程大纲中所明确规定的初级中学科学课程[for Special/Express/Normal（Academic）]6个主题的内容，突出了“整合”与“探究”两个特点，强调了掌握科学知识、科学方法和科学的思考技巧之间平衡性的必要性，要求学生认识到科学课程的学习与实践主要包括3个方面的内容：科学态度、科学方法（步骤）和科学成果。

教材每章中都考虑到了科学技术的应用、社会意义及科学的价值方面的问题，还强调了物理、化学以及环境科学中的基础概念。并在教材适当的位置添加了科学与技术在日常生活中的应用及影响，从而使学生能从“科学与技术”“科学态度”“科学方法与技能”3个方面来认识与掌握课程的相关内容。书中所涉及的6个主题的内容分别为：1）多样性；2）循环；3）能量；4）交互作用；5）模型与系统；6）测量法。其中前面的4个主题与小学科学课程内容具有相似性，但在相关概念等方面作了深化，以期学生能在掌握知识技能和理解科学方法的基础上加以巩固。“模型与系统”是对小学科学课程中类似章节“系统”的进一步扩展，“测量法”则只在初级中学科学课程中加以介绍。而对于小学科学课程中的相关概念，《交互作用的科学》中再次提到的，则要求学生在知识技能和方法上加以巩固。

教材每章内容均由以下几个部分组成，分别为：1）具体的教育目标；2）彩色插图；3）科学趣闻；4）你知道吗；5）试一试；6）重点；7）复习与探究；8）智囊团（think-tank）；9）探究活动。另外，还有一系列图标用于指示所需选用的思考方法技能，或所应用的信息技术以及所涉及的国家教育信息，供教师和学生参考。其中，每一个小部分的内容都是经过精心选择和处理了的。

1）彩色插图（Attractive and colorful illustrations），注重选取恰当的插图，合宜的色彩，设法激起学生的兴趣，最大限度的吸引学生；

2）具体的教育目标（Specific instructional objectives），位于每章的开头，明确描述了学生在对该章的学习中所应达到的目标和所需完成的任务；

3）科学趣闻（Science Tidbits），提供一些大纲中所未涉及的有趣而且实用的知识片断摘录；

4）你知道吗（Do you know?），由一系列问题组成，引导学生回忆、思考和应用所学到的知识，从而帮助学生巩固重要的概念和原理；

5）试一试（Try This!），主要提供一系列与课程相关的问题或者活动，要求学生应用所学到的知识解决问题；

6）复习与探究（Review and Explore），要求学生收集并利用各种来源（如信息技术和印刷品等）的材料来回忆、思考、应用和进一步探究科学概念，从而达到加强学生对科学课程的学习的目的；

7）智囊团（Think-Tank），由一系列具有不定答案的开放性问题组成，从而能激励学生严谨思考，培养学生的创意思考能力；

8）探究活动（Exploring Activities），包括一系列以学生所学课程为基础的练习及以信息技术为基础的活动。

重视探究活动是该套教材的一大特色。教材在每章内容的编写设计中多以“科学就是对真理的探究”为框架，来组织科学课程中贯穿六大主题的相关技能、方法和态度。在教材中渗透了科学探究的一系列过程。如教材第二册第三章“生物体内的运输”（Transport in Living Things）第二节“扩散”（Diffusion）中，教材先给出扩散的定义，让学生认识到分子或原子的扩散可以发生在所给予的任何空间里，然后用高锰酸钾晶体在水溶液中的扩散及Br2分子与空气微粒之间的扩散两个实验来引导学生验证扩散作用，让学生通过观察推断在何种情况下扩散发生得较快，并让他们自己在观察氢气球和充满二氧化碳的气球的过程中评价自己的推断的正确性，并进一步探究前者比后者更容易缩小的原因，最后还以一个问题“为什么在一间空气平静的房间里打开一瓶香水，香味仍然可以飘到屋外”来启发学生思考更深的问题。该节还特别标出所需选用的思考技能——观察与推断，这些都是科学探究的基本方法，且该节内容的展开过程也就是一个科学探究的过程。这种安排方式不仅贯彻了新加坡教育部关于加强科学教材中科学探究内容的最新改革方针，同时也由于选择了与学生生活贴近的例子，故比较能够吸引学生的注意力，激发学生的兴趣和好问的能力。

每章内容后面的“复习与探究”中所开辟的专题栏目——探究活动，则多选择一个或多个与本章内容相关的活动，让学生自己动脑，自己设计实验步骤，自己收集资料，自己在实践中探索寻找解决问题的方法。在这些探究活动中，不像国内科学教材那般注重学生实验能力的培养，而主要侧重于学生获得信息的能力的培养，多为合作式的活动（Co-operative Project），注重培养学生之间的合作能力及分享知识的意识。这种探究活动相较于“你知道吗”和“试一试”中的探究活动来说，活动所涉及的知识面相对较广，活动展开也较复杂，也更能锻炼学生综合应用知识的能力及解决问题的能力。

教材某些章节中的“你知道吗”“试一试”栏目，都容纳了许多与学生生活贴近的小的科学探究活动。其中，“你知道吗”主要涉及问题式的探究活动，多提供一些看似简单的问题，让学生从简单的日常现象中发现问题，并应用所学的知识在探究中寻找答案，如上文那个关于香水的问题。而某些“试一试”栏目则给出了一般步骤，让学生在实验中摸索推断可能的实验结果并试着分析原因。

该套教材探究活动设置的特点还表现在，教材许多探究活动的设计中都涉及了信息技术方面的知识，包含许多以信息技术为基础的趣味活动，这在国内的科学教材（国内科学教材中的探究活动一般仅以学生所学课程内容为基础）中是罕见的。如课本第一册第十章“溶液和悬浊液”的探究活动中就有这样一例：“酸雨是世界上许多地方都面临的重大问题之一。请学生以三人或四人一组来学习作为严重的环境问题的酸雨的当前情况。”该过程要求学生从网上收集尽可能多的关于酸雨及其影响的信息，每个小组的成员都必须列举各自在收集信息的过程中所使用到的URLs、browsers和搜索引擎，且每个小组都要把收集结果在课堂上公布。最后，每个小组都必须在教师的指导下以E-mail的形式向有关的酸雨调查协会或地方报纸提供克服酸雨问题的可行性建议。此类科学探究活动的进行不仅顺应了新加坡教育部关于加强信息技术教育的改革路线，还能利用这些趣味性的活动来巩固学生对信息技术的使用能力，同时也能够增强学生的时代意识，使学生从小就养成关注科学最新动向、积极思考解决问题的习惯。

该套教材的另一大特色就是十分注重学生提出问题、分析问题的能力的培养。新加坡教育部关于初级中学科学课程大纲中就明确指出：“知识是由问题产生的……一旦你学会了问问题，你也就学会了学习。”这一特点主要表现在“你知道吗”“智囊团”以及每章内容中以小图标的形式呈现的“思考技巧”（Thinking Skills）上。“你知道吗”多从一个极其平常的问题入手，再在所属章节的相关知识的基础上引出值得深究的问题，让学生试着自由思考，培养学生发现问题的能力。而“智囊团”所涉及的问题通常是针对一章的内容而设计的，具有综合性和启发性。教材还根据问题的难易程度而适当地加以提示（或为相关方法，或为思考过程中应注意的因素等），一般无固定答案，学生的思考空间比较大，能够提问的空间也比较广。如课本第二册第三章的相关栏目下就设有4个问题，其中一个问题是：“给你一瓶香水，自己设计一个实验来测量香味扩散出一个房间所需要的时间。你需要考虑到如何证明香水刚好扩散到房间里某一个特定的地方。你是否可以一直得到相同的结果？在不同的房间里你也能得到相同的结果吗？那么在不同时间同一个房间的测量结果是否相同呢？在设计实验的过程中试着考虑以上几种因素。”不难看出，这是根据扩散的原理设计的一个问题，问题实际上巧妙地从各个方面分析了影响扩散的因素，且又给学生留下了较大的思维空间，让他们在试着解决问题的同时学会如何从现象的各个方面去提出问题，学会全面思考问题的方式，最终逐步掌握学习的方法，与前文所提及的大纲内容相呼应。

教材在注重培养学生的提问能力方面确实下了很大功夫，但也有美中不足的地方，即课本“智囊团”所涉及的有一部分问题相对来说比较难，对于初中生的知识结构水平和认知能力来说，无疑是比较困难的。还是以上文所提及的那个例子为例，用一般方法来确定香味刚好在某一特定时间到达屋子里某一特定地点，对一个初中生来说，实在是一件很难的事情，虽然教材设计该问题的初衷肯定是好的。当然，或许这种挑战性的问题更能够激发学生的兴趣，扩大学生的思考空间，从而更能锻炼学生的思考能力也说不定。

该教材还收录了大量的图表和彩色照片，约占整个版面的1/3，用以配合文字解释说明。它们所蕴涵的信息量的丰富程度、描述功能的直观及形象程度、对学生兴趣的激发及注意力的吸引强度和持久度，很显然比单纯的文字说明优越得多。

总之，在处理教材的内容上，该套教材严格按照六大主题进行了划分，在编写教材内容时跳出了以往教材只注重科学知识的理解和掌握，而不太注重学生掌握知识、应用知识和获取信息资料的能力的培养的思想，加强了科学探究，尤其是以信息技术为基础的科学探究在教材中的比例。新教材不仅重视科学知识的获得和理解，还容纳了从具体的方法技术、思考技术到得出结论、解决问题的一系列内容，其目标在于为学生进行较高一级的科学学习打好基础，提高学生基本的科学与技术的文化素养，培养学生成为具备广博的科学知识的有责任心的青年。同时，把培养学生的提问能力和形成良好的学习方法联系起来，让学生能在分析问题、解决问题的过程中学会提问，这些都是很多科学教材内容处理上所值得借鉴的。

5 结束语

《交互作用的科学》作为新加坡目前共用的初级中学科学教材，充分体现了基础性与先进性、人文性与应用性的统一，并具有科学性与教育性。教材对大多数知识点的3个水平都处理得恰到好处，基本上符合学生的心理发展规律，能激发学生对科学课程的兴趣，较好地体现了新加坡最新科学课程大纲规定的教材特征。

同时，教材以培养学生的创新能力和创意思考能力为指导思想，以学生的认知发展规律为主线安排课程内容，以“科学就是对真理的探究”为框架，组织贯穿了物质科学和生命科学等学科六大方面的主题内容，增加了贴近学生生活、科技新发展、技术应用以及实践操作等方面的知识。强调科学意识、科学方法、科学道德的教育，在展示人类探索自然的过程中，培养学生探究自然的兴趣和态度、进一步学习自然科学的方法和能力，能够使学生在掌握科学知识的基础上，对科学产生较浓厚的兴趣，并能逐步提高学生提出问题、解决问题的能力，较好地实现了新加坡教育部科学课程改革的目标，顺应了国际基础教育改革的“课程综合化、信息化和科学化”的总趋势。其在科学探究的活动中安排以信息技术为基础的探究活动，多方面重视提高学生提出问题、分析问题能力的内容编排方式等，都是值得我国科学教材编写者及相关工作者借鉴的。

[1]文静.如何对科学态度、情感与价值观进行评价:基于新加坡《交互作用的科学》的思考[M].内蒙古教育,2008(9).

[2]孙世云.基于科学方法的教材内容组织:新加坡“Interactive Science”教材解析[J].中国科教创新导刊.2011(6):6-7.

[3]驻新加坡教育处.新加坡教育发展战略概述[J].世界教育信息,2002(7):1-5.

[4]王学风.面向21世纪的新加坡基础教育改革[J].外国教育研究,2002(2):37-40.

[5]高霞.美国STC教材简介[J].外国教育研究,2002(3).

[6]杨广军,陈娴.加拿大《科学》教材版面设计与编排特点述评[J].教育科学,2002(6):25-26.

[7]Tho Lai Hoong, Ho Peck Leng.Interactive Science 1 [Special/Express/Normal (Academic)][M].SNP Pan Pacific Publishing,2001.

[9]Tho Lai Hoong, Ho Peck Leng.Interactive Science 2 [Special/Express/Normal (Academic)][M].SNP Pan Pacific Publishing,2002.