美国《科学启蒙》教材生命科学部分的特色及启示

鲍佩华

《科学启蒙》丛书是我国第一套美国小学科学教材的全译本，由浙江教育出版社2009年12月第一次出版印刷（万学、姜允珍等译），这一套科学教材的英文版由美国麦克米伦公司出版，被多数美国小学选用。自2009年引入我国后也受到科学教育领域专家、一线教师及家长学生的喜爱与好评。但以往对这套教材的赞誉往往停留在直观感受，结合科学教育相关理念和教学实践尝试对其进行评价的论述较少，本文尝试结合科学教育领域的一些理念，结合自己近两年在教学中的借鉴与引用，对其生命科学领域部分的特点进行剖析。

一、《科学启蒙》丛书教材体系介绍

为了能更清晰地展开论述，在此先简单地对《科学启蒙》的教材体系进行简单介绍。这一套科学教材的英文版是美国麦克米伦公司出版的，被多数美国小学选用。原书是16开精装本，1～6年级，每个年级一本。为便于我国的儿童阅读和使用，浙江教育出版社按照原书的三个单元，将每年级分成《生命世界》《地球科学》和《物质科学》三本，共18册。每册分A、B两个单元，每个单元设两个章节，每章节分三课。

每一课的编排框架如下：

第一部分——课题、词汇、准备、探究技能

第二部分——探索活动（探究的问题、活动步骤、得出结论、材料）

第三部分——阅读学习（重要概念、阅读总结）

第四部分——探究技能培养

第五部分——本课回顾（学习本课的意义、电子杂志、思考和写作、链接）

教材中每一课都事先提出问题，设置情境，引导学生做好准备，开展活动进行探索，旨在激发学生对科学的兴趣和求知欲望，鼓励学生去探索和经历科学活动的过程，形成科学的认知方式和科学的世界观、价值观，感受科学的魅力；让学生通过观察、分析、解决问题，鼓励学生大胆思维，敢于怀疑，提出自己的不同见解，培养学生的思维能力和创新精神。

二、与现行教科版小学科学教材的对比分析

（一）以探究活动为导向

我国小学科学课程标准中明确提出：亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。《科学启蒙》教材正是以探究活动为导向的科学教科书。该丛书6册生命科学的每一课，都会根据本课训练重点定义一项探究技能。每一课均从探索活动开始，课文中又有一到两个探索活动或小实验。真正将“做中学”的理念落实到教材的编写之中，对师生的教育教学真正起到示范引领的作用。只要使用这套教材开展科学教学，学生就是动手为主，而且始终如一地坚持动手做科学，逐渐地会成为稳定的行为表现，慢慢养成习惯，自己订计划、做研究。现行的由教育科学出版社2003年6月出版郁波主编的小学科学教材（以下简称教科版）呈现的学生探索活动较少，较多的是提供一些师生探讨的问题，虽然问题相对于《科学启蒙》教材要集中一些，但比较偏向于知识本位。

例如，“生命科学”教学中关于观察探究技能的训练，《科学启蒙》教材依据学生年龄段分层设计，逐渐提高探究技能（见表1）。

表1 观察探究技能在《科学启蒙》教材中的分层设计

教 材 观察技能描述 探索活动 能力要求

生命科学① 当你看、听、摸、尝、闻的时候，你就是在观察 观察教室里的物体 观察

生命科学② 当你运用你的感官来了解周围的世界时，你就是在观察 比较叶子的相同点和不同点 比较

生命科学③ 当你运用一种或一种以上的感官来鉴别或了解一个物体时，你就是在观察 植物需要什么 比较实验的观察

生命科学④ 当你运用一种或一种以上的感官，辨别、学习一个物体或事件时，你就是在观察 血液如何在鱼和两栖动物的心脏中流动 先建立模型，然后观察

如果将《科学启蒙》教材与教科版小学科学教材中的相同内容——《食物链与食物网》进行对比（见表2），也不难发现两者之间的差别。

表2《科学启蒙》教材与教科版小学科学教材关于《食物链和食物网》内容的编写比较

教

材 学习

时间 编排

方式 内容

体系 教材

插图 栏目

设置 语言

表达

教

科

版 五

年

级 “问题导入探究式”编排 重概念，目标导向知识本位 实景拍摄的照片1幅，手工绘图4幅 没有分栏目设置，有一处安全提示 简明扼要，通过系列问题引起学生思考

科

学

启

蒙 二年级

+

三年级

+

五年级 “问题导入探究式”编排 重能力，目标导向能力本位 实景拍摄的照片15幅，手工绘图8幅（仅五年级） 分设探索活动、阅读学习、本课回顾、链接 贴近学生用语习惯，有利于激发自信心、阅读的兴趣、探究的热情

相比较而言，《科学启蒙》教材倡导自主建构学习，这套教材选取的精美插图，适合小学生“理性思维不足，而感性思维丰富”的认知特点，能使理性问题感性化、抽象问题具体化、深奥问题浅显化。特别是探索活动栏目相关的内容设置别具风格，“材料、活动步骤（观察、分类）、得出结论（推理、进一步探究）”等环节详细阐述，便于学生独立完成实验准备和探究活动。阅读学习部分的提问也有助于学生更好地利用教材进行主动学习，学生的学习是在与教材的“相互对话和交流”中进行，体现教材即学材的特点。教科版的单元后面附“资料库”，只能拓展学生的背景知识。

（二）循序渐进地指向核心概念

《科学启蒙》教材遵循小学科学教育的自身特点，没有一味追求科学概念的标准化、系统性与严密性，从小学生熟悉的现象与事物入手，采用生动的语言，配以精美的图片，由浅及深、由窄到宽地解释科学概念、科学原理。同样的概念，可能在第②、③分册已经述及，在第④分册中又将重新提及，但在表述形式、解说难度上会适当加深，逐步指向核心概念。

例如关于“生态系统”这一概念的描述，在不同分册中的描述如下：

《生命科学③》：生态系统是由生物和非生物组成的。

《生命科学④》：生态系统包括生物和非生物两部分，其中生物部分包括植物、动物等，非生物包括光、水、空气、岩石和土壤等。

《生命科学⑤》：生态系统由很多部分组成，是由一个地区的所有生物和非生物构成的一个统一整体。在生态系统中，生物与非生物之间会发生相互作用。

《生命科学⑥》：正是因为有了生物因素和非生物因素，以及它们间的相互作用，才构成了一个完整的生态系统。

这样循序递进的概念描述，可以让学生在每一分册的学习中温故而知新，更好地掌握相关科学概念。相比较而言，目前我们使用的科学教材中，对概念的描述依旧过分追求严密性、完整性，而忽略了其描述方式是否能被学生接受。《科学启蒙》教材的编写，显然并不把传授事实层面的结论性知识作为科学教育的主要目的，没有让学生面对许多被分割的知识，而是深入地、持续地、连贯地去学习和理解每一个学科的核心概念。

（三）提供丰富的表现性评价任务

在《科学启蒙》教材中，十分注重表现性评价与教学的结合，每一课后面均有本课回顾和链接两个板块。其中本课回顾中有学习本课的意义和思考与写作题目。而链接板块则有“艺术链接”“文学链接”“写作链接”和“数学链接”等表现性任务。这些任务可以测量用其他方法无法测量的复杂的学习结果，任务综合了数学、语言、艺术和社会学等多方面的知识和技能，引导学生将本课学习的内容扩展到许多领域，受到多方面的综合训练，发展学生综合解决问题的能力。

例如批判性思考这一板块，这是评价学生理解能力和在科学领域组织和应用信息的能力的有用方法。不难发现，《科学启蒙》教材每一道论述题都是经过教材编写组精心设计的，课后的论述题要求学生运用某一特定学习结果所强调的概念理解和思维技能，编写这样的论述题是需要绞尽脑汁的，这些现成的题目对于忙碌的科学教师来说相当具有吸引力。

以下面两道批判性思考题为例：

生命科学③—B23在一个生态系统中，如果消费者比生产者还多，那么将会发生什么现象呢？这个生态系统能长久维持下去吗？为什么？

生命科学⑤—B31考虑人类社会的共生关系，说明是什么因素维持了这种共生关系。谁从中受益？谁帮助了别人？

这两道都是关于食物链的题目，第一题强调能量金字塔的概念理解，重点评价推理和分析能力；第二题强调生物之间相互影响的概念理解，重点评价分析和综合能力。这类任务能够使学生以证据和逻辑的协调方式，更加有效地形成科学概念，从而逐步培养科学思想。

三、《科学启蒙》教材对我国科学教学的启示

（一）尝试以大概念的理念把握教学

2009年10月，来自七个国家的十位科学家、工程师和科学教育专家在苏格兰的罗蒙湖畔举行了一个小型研讨会，目的是为了确定学生在科学教育中应该接触到的核心概念。他们指出，科学教育的目标不是去获得一堆由事实和理论堆砌的知识，而应是实现一个趋向于核心概念的进展过程，这样做有助于学生理解与他们生活相关的事件和现象。

《科学启蒙》教材的编写正是以帮助所有学生发展大概念为总目标，精心编排学生形成科学大概念的探究活动和阅读资料，遵循熟悉事物→小观念→大观念→更大的观念→原理和系统的发展过程。所以在我们的教学实践中，应根据学生的已有经验一步一步深化他们的概念理解，通过循序渐进的学习进程构建与深化核心概念。例如在执教教科版六上科学第四单元《食物链和食物网》一课时，让学生知道什么是食物链、食物网是小概念，教师应该放眼于“生物不断地与周围的环境交换物质、能量和信息，适应环境以维持生存”这样的大概念，《科学启蒙》教材中这一课的探究活动和阅读资料都直指向这样的上位概念。

（二）精心设计科学探究活动

当“科学探究”成为当代科学教育改革的核心词汇，“科学探究的学习方式”成为积极倡导的科学教育理念时，教材中“科学探究活动”设计就成为影响科学探究教学实施的一个关键因素。“探索活动”“探究技能”“小实验”“探究技能培养”等新栏目，是《科学启蒙》教材的一个重要特征，该教材中专业而丰富的科学探究活动对于一线的科学教师而言，是一笔难得的优质课程资源。

例如教科版六上科学第四单元《食物链和食物网》一课，教材中出示了：稻田中的各种生物图片，并提示学生找一找，这些生物之间存在着怎样的食物关系，用箭头表示出相关的食物链。最后引导学生说一说，万一其中的一种生物灭绝了，会怎么样。《科学启蒙》教材生命科学⑤中也设计了这样一个探究活动：出示各种动植物的名称，请学生将每一种植物卡片、动物卡片用胶带固定，并用细绳相连。在记录完所做的连接关系之后，请学生移除、剪断其中灭绝的生物，然后分析剩下种群发生的变化。这两个探究活动都指向帮助学生形成“能推测食物链或食物网中某一种生物数量的变化可能引发的食物链与食物网的变化”这一概念。但是经过教学实践发现，《科学启蒙》教材中的这个亲自动手移一移、剪一剪的体验环节，因为它富有趣味性和直观性，最后的教学效果明显理想一些。研读美国教材后，可以发现该教材中的诸多探究活动，是经过编写组精心挑选和严格论证的，更易受到学生的喜爱，所以借鉴教材中的一些探究活动可以有效充实小学科学课堂，促进学生科学素养的提升。

（三）丰富学生的科学阅读

有效的科学阅读有利于激发学生学习科学的兴趣，亦有助于其科学概念的掌握。教学中，教师需要把一些和课堂学习相关的有趣书籍推荐给学生看。课堂上再讲那些相关的概念时，教师的话仿佛触动了学生的思想，因而讲述的东西在他们心中容易引起兴趣。透过科学读物中的文字与图画内容，学生以自己的先前科学概念，对文本提供的信息进行再建构及不断形成正确的、完整的科学概念，这也是一个概念重构的过程。例如在执教教科版六上科学第四单元《食物链和食物网》一课时，课前建议学生阅读《科学启蒙》教材中生命科学③—B14～32，可以让学生广泛了解有关食物链的相关背景知识。学完这一课后，让学生阅读生命科学⑤—B16～30，将有助于学生理解“食物能量的传递”这一概念，从而有助于学生真正建立“生物不断地与周围的环境交换物质、能量和信息，适应环境以维持生存”这一大概念。

《科学启蒙》教材每一课后面都有科学阅读链接，《科学启蒙》教材中的彩色文字和图片，生动逼真，遵循了儿童的身心特点。目前我国现行的教科版教材也是以物质科学、生命科学、地球科学三大领域来编排教材内容，其涉及的主要内容和美国教材趋于一致，所以选用该套教材作为教科版的补充读物是一个不错的选择。可以根据实际情况，在单元新课教学开始之前、之中或之后合理安排学生进行科学阅读，使儿童在具有真实性、趣味性与故事性的情境中体验科学的奥秘，激发他们的兴趣和好奇心，进而刺激他们的学习动机与形成自我导向的科学探究所需的态度与技能。

（四）实施表现性学科评价

在科学学习中，学生往往有很多难以被传统客观性试题很好测量的学习结果，而表现性评价则是测量这些符合教学目标要求的、学生完成任务的能力的有效途径。表现性评价的主要形式有论述、艺术作品、科学实验、口头表达以及使用数学知识解决生活中的实际问题等。其特点是更强调“做”，而不只是“知道”。

《科学启蒙》教材为科学教师提供了一套丰富多彩的“评价项目自助餐”。其中的本课回顾、小实验、批判性思考、艺术、文学、写作、社会和数学链接，都比较适合在学科评价中借鉴使用。例如《科学启蒙》教材的课后链接中有写作链接，有比较作文、说服性写作、说明文写作等各种类型。如生命科学③—B23：“写故事，做一本画册。写一篇有关食物网的故事。要求你自己在其中充当一个角色。记住，这个故事要有开头、中间部分和结尾。在你的故事中还要配上食物网的图。”完成这类写作表现在很大程度上依赖的是科学写作能力。如果我们希望学生能够表现出较高水平的学习结果，就必须教给他们思维和写作的技能。

（杭州市采荷第二小学 310016）